一种细菌介导的药物递送系统及其制备方法和应用

本发明涉及医药的，尤其是涉及一种细菌介导的药物递送系统及其制备方法和应用。

背景技术：

1、癌症目前仍是威胁人类健康的重大疾病，大部分癌症患者首诊时已出现转移，而化学治疗是一种全身药物治疗手段，不受肿瘤转移的影响，是针对无法通过手术切除或放疗等局部治疗的转移性癌症患者的重要辅助治疗手段。然而，化疗药物因缺乏对肿瘤组织的特异性，毒副作用大。随着纳米技术的发展，用于药物递送的纳米药物载体因改变了药物的体内分布，降低了药物的系统毒性而被广泛应用。然而，由于肿瘤的高间质流体压力以及肿瘤细胞的高度增殖导致的深层部位缺氧，负载药物的纳米载体系统难以进入肿瘤深层缺氧区域，导致药物在深层部位的治疗效率低下。近年来，细菌介导的微生物疗法展现出极大的应用潜力。一些细菌能够通过被动和主动的机制来“靶向”实体肿瘤，如专性厌氧菌（如梭状芽孢杆菌和双歧杆菌）和兼性厌氧菌（如沙门氏菌、乳酸杆菌、李斯特菌、大肠杆菌和假单胞菌）可以在肿瘤的低氧区建立相应的生态菌群，并在恶劣条件下定植，其定植相较在正常组织中繁殖高1000倍。此外，它们也通过分泌外毒素和酶，表现出抗肿瘤和抗炎活性。因此将细菌疗法与传统的化疗相结合有望增强化疗药物的靶向性，提高化疗药物的治疗效率，并减少其毒副作用。

2、随着科学技术的进步，免疫治疗、基因治疗、光动力治疗和光热治疗等新药物和新技术与化疗联合治疗展现了比化疗更优的治疗效果。光热治疗是将具有较高光热转化效率的材料注射到人体内部，并利用靶向性识别技术聚集在肿瘤组织附近，在近红外等外部光源的照射下，具有光热转换能力的光热剂吸收特定波长的光，将光能转化为热能，使病灶组织温度升高，从而造成癌细胞坏死的一种治疗方法，具有副作用小、高度特异性、可重复治疗等优点。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种细菌介导的药物递送系统，其通过特异性结合细菌和化疗药物/光热剂复合物，从而实现肿瘤的光热-化疗联合治疗作用，并促进化疗药物的深层递送，实现更佳的治疗效果。

2、本发明的第二个目的在于提供一种细菌介导的药物递送系统的制备方法，其具有加工简单、收率高、适合工业化应用的优点。

3、本发明的第三个目的在于提供一种细菌介导的药物递送系统的应用，其进一步拓展了上述系统在药品、食品和保健品等多领域的应用。

4、为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：

5、一种细菌介导的药物递送系统，包括细菌、以及搭载于所述细菌上的化疗药物/光热剂复合物，所述细菌为专性厌氧菌和兼性厌氧菌中的一种或几种的组合物，所述化疗药物包括具有末端巯基的顺式乌头酸酐-前药。

6、进一步地，所述细菌为螺杆菌、弯曲杆菌、分枝杆菌、沙门氏菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、梭状芽孢杆菌、李斯特菌、柄杆菌、丁酸梭菌、假单胞菌、链球菌、双歧杆菌、趋磁细菌和大肠杆菌中的一种或几种的组合物。

7、更进一步地，所述大肠杆菌为大肠杆菌nissle1917、大肠杆菌dh5α和大肠杆菌top10中的一种或几种的组合物。

8、进一步地，所述化疗药物中的前药包括阿霉素、表阿霉素、呋喃阿霉素、柔红霉素、氨柔比星、及其衍生物和药学上可接受的盐中的一种或几种的组合物。

9、进一步地，所述光热剂包括有机菁染料、卟啉、有机纳米材料和无机纳米材料中的一种或几种的组合物。

10、更进一步地，所述有机菁染料包括吲哚菁绿、碳菁类染料、新吲哚菁绿ir-820和近红外吲哚类花菁染料ir-808中的一种或几种的组合物。

11、更进一步地，所述有机纳米材料包括聚多巴胺纳米材料和半导体纳米材料中的一种或几种的组合物。其中，纳米半导体材料是将硅、砷化镓等半导体材料制成的纳米材料。

12、更进一步地，所述无机纳米材料包括金属纳米材料、金属硫化物纳米材料、金属氧化物纳米材料、碳基纳米材料和量子点中的一种或几种的组合物。其中，上述金属非限定的例如可为金和铂。

13、最进一步地，所述光热剂中纳米材料的形态为纳米球、纳米壳、纳米棒、纳米笼和纳米星中的至少一种。

14、为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：

15、一种细菌介导的药物递送系统的制备方法，包括以下步骤，

16、s1顺式乌头酸酐和前药在溶剂中，于三乙胺作用下和氮气保护下进行反应，反应结束后经后处理，得到顺式乌头酸酐-前药；

17、s2所述s1得到的顺式乌头酸酐-前药和3-巯基丙酸甲酰胺在溶剂中，于冰醋酸作用下和氮气保护下进行反应，反应结束后经后处理，得到顺式乌头酸酐-前药-末端巯基；

18、s3所述s2得到的顺式乌头酸酐-前药-末端巯基和光热剂在溶剂中，进行避光反应，反应结束后经后处理，得到化疗药物/光热剂复合物；

19、s4所述s3得到的化疗药物/光热剂复合物和细菌在溶剂中，于1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和n-羟基丁二酰亚胺作用下进行避光反应，反应结束后经后处理，得到细菌介导的药物递送系统。

20、进一步地，在所述s1中，前药为盐酸阿霉素，溶剂为无水级n，n’-二甲基甲酰胺；控制顺式乌头酸酐和前药的摩尔比为（0.05~10.00）：1，顺式乌头酸酐和三乙胺的摩尔比为1：（1~2），反应时间为20~30h。

21、进一步地，在所述s2中，溶剂为甲醇，冰醋酸的纯度≥99.5%；控制顺式乌头酸酐-前药和3-巯基丙酸甲酰胺的摩尔比为1：（0.1~10.0），反应时间为45~55h。

22、进一步地，在所述s3中，溶剂为水，光热剂为金纳米棒；控制顺式乌头酸酐-前药-末端巯基和光热剂的摩尔比为（0.1~50.0）：1，反应时间为20~30h。

23、进一步地，在所述s4中，溶剂为水；控制化疗药物/光热剂复合物、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和n-羟基丁二酰亚胺的摩尔比为1：（15~25）：（15~25），且每1×109cfu的细菌对应的化疗药物/光热剂复合物中，前药含量≥1μg、光热剂含量≥0.1μg。优选地，每1×109cfu的细菌对应的化疗药物/光热剂复合物中，前药含量为1~250μg、光热剂含量为0.1~100μg。

24、为实现上述第三个目的，本发明提供了如下技术方案：

25、一种细菌介导的药物递送系统在预防和治疗肿瘤、肠性炎症、肥胖症的药物、食品或保健品中的应用。

26、综上所述，本发明的有益技术效果为：

27、1.本发明的细菌介导的药物递送系统，该系统可通过细菌的自驱动力和兼性/专性厌氧性质靶向至肿瘤微环境，并在肿瘤酸性环境下释放药物，同时，通过在肿瘤区域附近施加近红外光激光辐射，可实现肿瘤区域的光热消融作用，从而实现肿瘤的光热-化疗联合治疗作用，并促进化疗药物的深层递送，实现更佳的治疗效果；

28、2.本发明的细菌介导的药物递送系统，采用温和的方法将药物及光热剂均结合到细菌上且不影响细菌活力，此外，本发明制得的载药益生菌可响应弱酸环境，并断键实时释放药物，具有良好的光热-化疗协同治疗作用；

29、3.本发明的制备方法，首先将药物两端连接双酸敏感键，一端可连接至细菌表面，另一端可通过配位复合光热剂，获得的递药系统可利用细菌的低氧和化学趋向性靶向输送药物至肿瘤或炎性部位，在肿瘤弱酸条件下断键释放药物，此外，通过在肿瘤部位施加激光刺激，负载的光热剂可将吸收的光能转化为热能，产生肿瘤组织的光热消融，并增加肿瘤组织的通透性，促进药物渗透进入深层组织，实现肿瘤的光热-化疗和微生物免疫调节的联合治疗作用，达到更优的抗肿瘤效果；

30、4.本发明的细菌介导的药物递送系统，可用于制备药物组合物、食品及功能性机体调节的保健品，用于肿瘤、肠性炎症、肥胖症诊断或治疗，用于不以疾病诊断为目的的体外检测。