本技术介绍了一种创新的叶酸-聚乳酸双层囊泡递送系统,专门设计用于靶向MDSC细胞。该系统由内层和外层囊泡构成,两囊泡间夹有造影剂。内层囊泡负责携带治疗药物,而外层囊泡则提供保护和靶向功能。该系统不仅提高了药物的递送效率,还增强了治疗效果,为临床治疗提供了新的可能性。
背景技术
胎儿生长受限(fetal growth restriction,FGR)是产科最常见的并发症之一,与胎盘灌注不足、不良妊娠结局及远期不良预后相关。胎盘是母体和胎儿物质交换的唯一通道,90%的孕产期疾病与胎盘内免疫炎症等病理改变有关。但目前对孕期疾病,缺乏靶向胎盘的治疗药物。这是由于母体和胎儿无法耐受胎盘治疗药物潜在的毒副作用。绝大多数药物无法避免分布于母体胎儿产生潜在毒性,更无法实现仅分布于胎盘起效。
目前应用的免疫抑制药物(如糖皮质激素、他克莫司等等),均靶向全身的免疫细胞。如果在孕妇应用,除了抑制胎盘中的免疫细胞外,还会抑制全身的免疫细胞,产生全身的免疫抑制和毒性。目前没有上市的可用于胎盘功能异常所致疾病的免疫调控药物。
髓源性抑制细胞(Myeloid-Derived Suppressor Cell,MDSC)是一群具有T细胞抑制等免疫抑制功能的未成熟、低分化细胞。最新研究发现,MDSC在免疫相关疾病变化中居于早期、诱发性、主导地位,通过多种机制抑制免疫反应。MDSC功能的异常,往往诱发病灶中的免疫应激,引导下游T细胞、dNK等细胞的变化,导致免疫杀伤;反之,MDSC功能的病理激活,导致免疫抑制状态。所以,MDSC可以作为免疫治疗的有效靶点。但现有的药物在杀伤MDSC时杀伤多种其他免疫细胞,难以实现特异性抑制,副作用强,应用困难。
抑制COX2的药物可以通过抑制PGE2,实现抑制MDSC功能的免疫治疗【Eur JImmunol.2021May;51(5):1110-1125.】。PGE2是一种促炎分子,与G-蛋白偶联受体(GPCRs)有关,同时是一种重要的生物活性脂质和环氧酶2(COX-2)的活性产物【ImmunolInvest.2012;41(6-7):635-57.】。COX-2催化代谢途径涉及将花生四烯酸转化为不稳定的中间体PGG2,再转化为内过氧化物H2(PGH2)【Cancer Immunol Res.2016Apr;4(4):303-11.】。随后,通过细胞特异性合成酶转化为5种初级前列腺素(TXA2、PGD2、PGE2、PGF2a和PGI2)【Proc Natl Acad Sci U S A.2017Jan 31;114(5):1117-1122.】。在MDSCs中,PGE2通过PGE2受体E-前列腺素4(EP4)发出信号,并上调该细胞中精氨酸酶1的活性,从而增强其免疫抑制作用【Cancers(Basel).2021Mar 16;13(6):1323.】。COX-2的产生可以增加MDSCs的增殖,与白细胞中精氨酸酶-1和iNOS的表达上调相关。PGE2促进MDSCs中COX2的表达【Blood.2011Nov 17;118(20):5498-505;Exp Hematol Oncol.2022Nov 8;11(1):88.】。COX-2选择性抑制剂和传统的非留体抗炎药(NSAIDS)已经被证实可以抑制免疫逃避。COX-2抑制剂可能通过抑制MDSCs功能刺激I型免疫反应。通过COX-2调控花生四烯酸向PGE2转化的代谢途径,可能是控制脂质积累、调控MDSCs免疫抑制功能的治疗途径【CancerRes.2018Oct 1;78(19):5586-5599.;BMC Cancer.2010Aug 30;10:464.】。
现有免疫调控药物体内应用时,普遍存在在病灶内外同时产生免疫调控作用,限制疗效、导致毒性的问题。免疫药物在病灶外的分布导致广泛的免疫毒性,这些免疫毒性限制了用药剂量的提升;也明显降低了药物在胎盘等病灶内的分布比例,降低了疗效。
叶酸是一种维生素,为人体细胞生长所必需,可用于治疗由叶酸缺乏引起的贫血,也是孕妇的营养素补充剂。叶酸参与氨基酸和核酸的代谢,对细胞增殖、组织分化和机体生长发育均具有重要作用【Int J Mol Sci.2023Jan 22;24(3):2220.】叶酸在人体内不能合成,仅能从食物中摄取,孕期母体生理性变化和胎儿生长发育等导致对叶酸的需要量增加【Mech Ageing Dev.2010Apr;131(4):236-41.】。叶酸对细胞功能和细胞分裂至关重要,还能辅助DNA和蛋白质合成,DNA修复,甲基化【Antioxid Redox Signal.2012Jul 15;17(2):302-26.;Eur J Pharm Biopharm.2017Nov;120:133-145.】。
叶酸还普遍参与体内的免疫细胞增殖和免疫功能调控。叶酸不足会导致丝氨酸水平低下从而干扰抗体生成和效应T细胞正常的功能【Cell.2022Mar 31;185(7):1189-1207.e25.】。补充叶酸可以提高免疫功能,但过度补充也会造成免疫紊乱。叶酸作用于人类单核细胞可以抑制Hcy引导的NF-kB(一种可以基因调控促炎细胞因子的因素)的功能【JImmunother Cancer.2019Aug 8;7(1):215.】。叶酸和B12缺乏会使炎症介质(IL-1,IL-6,单核细胞趋化蛋白1[MCP-1],TNFa)在RNA和蛋白质层面加倍表达【Nat Commun.2021Feb 9;12(1):877.】。叶酸和B12缺乏还会降低T细胞的增殖,使其细胞周期停止在S阶段,细胞凋亡,增加DNA中的尿嘧啶水平然后减少CD8+T细胞繁殖,从而导致CD4+/CD8+比例失调【Immunity.2022Jan 11;55(1):1-3】。CD8+是细胞毒性T细胞标志。该类T细胞可以释放TNF-a和IFN-γ等细胞因子或者释放毒性细胞颗粒(穿孔素和颗粒酶)或者Fas/FasL途径使细胞凋亡【J Nutr Biochem 2017Mar;41:65-72.;Oncoimmunology.2022Aug 20;11(1):2113697.】。过高或过低的叶酸和B12水平都会对NK细胞产生负面的影响【MelanomaRes.2016Aug;26(4):329-37.】,它会使造血功能异常从而使细胞周期功能缺陷,DNA受损,NK细胞功能损伤【Cancer Immunol Res.2016Apr;4(4):323-336.;Nat Commun.2021Mar29;12(1):1940.】。因此,可以通过有效的叶酸水平调控实现基于MDSC的免疫治疗效果。同时,也有可能通过叶酸靶向治疗实现COX-2的联合靶向调控效果【J Hazard Mater.2022Feb15;424(Pt B):127354.;J Physiol Pharmacol.2018Jun;69(3).;Biomaterials.2019Jul;207:23-38.】。
然而目前缺乏能够将COX-2抑制剂和叶酸靶向免疫治疗递送调控的范围局限于病变胎盘局部,避免对病灶外免疫细胞产生影响,进而对病灶内免疫微环境MDSC等免疫细胞进行特异性药物递送和功能调控的纳米载体系统。
实现思路