一种具有自主靶向和影像功能的纳米合金抗癌药物及其制备方法技术

一种具有自主靶向和影像功能的纳米合金抗癌药物及其制备方法，属于抗癌药物技术领域。主要由金属、金属化合物和非金属组成，其中金属至少含有如下贵金属成分中的一种：Au、Ag、Pt、Cu、Ru、Pd、Rh、Re、Os、Ir，称为第一类成分；非金属至少为以下非金属元素B、C、Si、O、S、Se中的一种，称为第二类成分；O是以金属氧化物或以粒子表面的羟基OH或羧基COOH的形式存，而S和Se主要以和金属构成硫化物或硒化物的形式存在，B和Si为掺杂在金属中构成合金，C是以碳的同素异形体或以表面涂覆的有机碳形式存在、或与所述金属构成金属碳化物的形式存在。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米药物制备及其在生物医学工程上的应用领域，具体涉及制备具有 非晶态到晶态相结构的金属合金-金属化合物异质纳米结构粒子的一种方法和这些粒子 对中晚期肝癌、肺癌、淋巴癌、乳腺癌、血液类癌症的治疗，属于抗癌药物

技术介绍
由于环境污染的加剧和饮食结构的变化，在过去的几十年，人类患各种癌症的几 率愈来愈高。例如由于大气的污染，近5年在中国以京津冀地区、长三角地区为代表的雾霾 使得这些地区的肺癌的患病率以10%以上的年增长率升高；而水体中由于地区工业排放 的污水中重金属或致癌化合物等的对当地水体的污染已在中共造成了很多癌症村，发生在 稻米等粮食作物中的超标金属镉的污染是人类肝癌、骨癌、淋巴癌和血液类癌症的潜在致 病原。对处于中早期癌症的治疗，目前可以使用手术和药物治疗的同时干预，可以治疗某些 癌症，但是一旦转移，就非常难以治愈，对处于晚期的癌症，即使手术和特效抗癌药，也非常 难以治愈，往往半年或数年内病人就会死亡。因此，除了加大环境保护力度外，大力开发抗 癌药物也是必要的。自顺铂类抗癌药物被发现以来，人们已经在抗癌药物的开发投入了大 量人力、物力和财力，研制出了很多抗癌药物，如对肝癌有疗效的Pexa-Vec、对肺癌有疗效 的S-1/顺铂和多西他赛/顺铂药物、对乳腺癌有疗效的赫赛汀（HER-2)、对淋巴瘤有疗效的 CIK生物免疫治疗、对宫颈癌和鳞癌有疗效的赫赛汀/卡铂连用药物、对转移性结直肠癌治 疗和结肠癌辅助治疗的药物奥沙利铂以及对美国陆军部队的医学专家成功研制出乳腺癌、 结肠癌、前列腺癌、肺癌等均具抑制效果的"E-75 "超级抗癌药。然而，这些药物非常昂贵，往 往需要长期服用，一旦停用，癌细胞又会大量繁殖和扩散，同时使用中癌细胞除了扩散外， 还会变异，往往开始有效的药物，使用一段后就没有太大效果了，即常导致癌症出现耐药性 问题；同时这些抗癌药物即使超级抗癌药"E-75"都不能治疗目前所有的癌症。因此，开发 具有长期有效的、不引起癌细胞变异或直接将其根除的药物是人类对癌症治疗的目标。 为了研制更有疗效的抗癌，科学家对正常细胞的癌变机理以及癌细胞的新陈代谢 机理和相关的基因疗法进行了大量研究。研究人员已经知道，癌细胞需要耗用大量葡萄糖， 作为支撑非正常快速生长和分裂的能量，却不清楚癌细胞如何获取所需能量。进一步的研 究显示，癌细胞以加快细胞自噬方式获取能量。细胞自噬是机体一种重要防御和保护机制， 是把受损、变性或衰老的蛋白质以及细胞器运输至溶酶体，继而消化降解的过程。耶希瓦大 学爱因斯坦医学院发展分子生物学教授安娜?库埃沃认为："溶酶体不仅是垃圾箱，更像小 型回收站。在那里，细胞残骸转变成能量。癌细胞似乎知道如何优化这一进程，以获取所需 能量"。科学家们也在40多种人体肺部、乳腺和肝脏肿瘤细胞中发现，分子伴侣引导的自噬 水平高于正常状态，而肿瘤周边正常组织的这一类型自噬处于水平正常。因此改变基因，阻 断这一回收利用过程，癌细胞随即停止分裂死亡。科学家也把这种方法运用于小鼠，结果小 鼠的肿瘤显著萎缩，几乎完全停止转移。研究人员认为，有选择地阻断癌细胞分子伴侣介导 的自噬可能成为缩小肿瘤、阻止癌细胞转移的"有效策略"。今后研究中，我们希望开发药 物，以实现操纵基因达成的效果；我们同时将继续探索如何用基因操纵手段治疗不同类型 的肺癌。为研制更有效的抗癌药物，人们也从有机体（如正常细胞或癌细胞）的免疫功能方 面进行研究。例如对抗癌药物"E-75"的"工作方式"研究表明，"E-75"可以成功的在人们 体内建立一个特有的免疫系统，这种系统可以搜寻、区分以及确认呈现在多种类型癌细胞 表面的蛋白质，从而对应的进行免疫。可是并非所有肿瘤都是由分泌这种蛋白质分子的细 胞组成的，这也是为什么抗癌药物"E-75"不能治疗目前所有癌症类型的主因。另外，有些 癌细胞具有"欺骗"免疫系统的功能，以致当免疫系统进行区分时，会将这些癌细胞误认为 是人体的一部分。因此，必须使免疫系统能够"揭穿"这些癌细胞的"伪装面具"。然而，如 何帮助正常细胞的免疫系统"揭穿"这些癌细胞的"伪装面具"非常困难，目前也只能从基 因治疗方面进行研究。不难看出，这些科学家深入研究后提出开发药物的路径最终都转向 了基因疗法。但是，基因疗法本身因人而异，需要对病人单独进行大量基础研究，才能开发 出针对该病人的基因进行干预，价格昂贵、研制周期漫长，处于中晚期的病人往往是等不到 的。实际上，研究早已表明癌细胞和正常细胞的最明显的一个区别就是，癌细胞是无休止进 行不断分裂长大的细胞，而正常细胞的分裂是可控的，是会根据有机体需要自动终止的。因 此，癌细胞的生长必然和正常细胞在能量和营养（特别是蛋白质和糖类等）上展开竞争，而 癌细胞由于自身的活性，必然比正常细胞对能量和营养上有竞争力，同时癌细胞不能行使 正常细胞的生理功能，当大量能量和营养被癌细胞消耗而自我长大，正常细胞的活动空间、 营养和能量均不能跟上机体或组织的进行正常生理活动的需要时，正常的机体或组织就会 萎缩以至死亡，最后导致生命的结束。我们对这些研究成果分析可以发现，他们早已道出了 研究抗癌药物的最简捷路径，就是阻断癌细胞获取能量或需要的蛋白质的机会。最近，美国 研究人员也发现，癌细胞生长能量源自机体回收利用蛋白质的过程。小鼠实验显示，阻断这 一过程，肿瘤开始萎缩，癌细胞几乎不再转移。因此：开发治癌新药关键是该药如何有选择 地抑制癌细胞回收利用蛋白质。 生物化学的基本原理告诉我们，能量的来源主要是由糖类合成的可以储存的腺苷 类（如ATP)或直接由糖氧化酶通过活化红细胞输送过来的氧气，将糖氧化获得，糖类的主 要特点是多羟基烃（如葡萄糖是由每隔碳上有一个羟基构成的六碳烃）。生命特征主要由 其蛋白质表达的，而细胞对腺苷类的合成、糖类的氧化以及蛋白质的合成均需要合成或氧 化酶的参与，癌细胞也不例外，而生命体内的很多酶自身就是由蛋白质构成。我们知道，蛋 白质是由氨基酸构成的，在合成人类蛋白质的必需的氨基酸中含有价键不饱和硫元素的甲 硫氨酸（Met)以及含有价键不饱和硒元素的硒胺酸。我们也知道，蛋白质的合成是由DNA 或RNA控制的，而DNA或RNA的骨架中含有磷酸根。因此，我们可以开发出同时能够和硫、 硒或磷酸根配位的药物，送入到癌变的有机体环境中，由于癌细胞对能量和营养的攫取力 度比正常细胞大很多，通过给药剂量的控制，在开始阶段，这些营养基本被癌细胞吸收，当 其分裂繁殖时，由于氨基酸和磷酸根的变性（如氨基酸的硫或硒的配位数变化和磷酸根价 态的变化），其不能正常合成各种DNA、RNA，也不能合成癌细胞自身需要的正常蛋白质，其 功能就不能正常表达，同时其繁殖需要的能量也无法正常获得，这样就可以直接切断癌细 胞需要的大量能量和营养，最终导致癌细胞的死亡，由于这些药物已被大量癌细胞的生物 分子配位饱和，就不能被正常细胞利用，也就不会对正常细胞造成有效的毒害，在经过新陈 代谢后，被排泄系统排出体外。如果此时再配合一种诱导分化剂，就能够使大量癌细胞分化 成正常细胞，控制癌症的发展和扩散。 另外，为了提高药物的疗效，人们正在开发各类靶向抗癌药物。目前该类靶向药 物的开发基本基于生物分子学的抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多组分纳米合金复合粒子抗癌药物，其特征在于，多组分纳米合金复合粒子主要由金属和非金属组成，其中(1)金属必须至少含有如下贵金属成分中的一种或一种以上：Au、Ag、Pt、Cu、Ru、Pd、Rh、Re、Os、Ir，称为第一类成分；(2)非金属必须至少为以下非金属元素B、C、Si、O、S、Se中的一种或一种以上元素，称为第二类成分；或所述金属还包括如下磁性成分中的一种或几种：Fe、Co、Ni、Gd、Sm、Eu、Nd、Tb，称为第三类成分；或所述的金属中还包括如下元素中的一种或一种以上的成分，Zr、Nb、Mo、Mn、Zn、Ti、Sn、Al、Ce、La、Na、Mg、Li、K、Ca，称为第四类成分；若多组分纳米合金复合粒子抗癌药物只含有上述第一类成分和称为第二类成分两类成分，则多组分纳米合金复合粒子为核壳结构，第一类成分贵金属属于核层，第二类成分属于壳层；O是以和所述的金属构成金属氧化物或以粒子表面存在的羟基OH或羧基COOH的形式存在，而S和Se主要以和金属构成硫化物或硒化物的形式存在，B和Si为掺杂在金属中构成合金，C是以碳的同素异形体或以表面涂覆的有机碳形式存在、或与所述金属构成金属碳化物的形式存在。若多组分纳米合金复合粒子抗癌药物包括第一类成分、第二类成分、第三类成分或包括第一类成分、第二类成分、第三类成分、第四类成分，则多组分纳米合金复合粒子为合金结构或异质结的形式；异质结的形式是部分涂覆或完全涂覆的核壳结构；若为异质结的形式，则第一和第三或/和第四成分构成合金或异质结为多组份纳米合金复合粒子的异质结的内部核层；第二类成分和第三类或/和第四类成分化合物为壳，其壳为单层的或多层的；第二类成分中的B和Si为掺杂在第一类或/和第三类成分构成的合金中，C是以碳的同素异形体或以表面涂覆的有机碳形式存在、或以与上述的磁性成分或贵金属成分构成金属碳化物的形式存在；O是以和第一类、第三类或第四类成分中金属构成的金属氧化物或以粒子表面存在的羟基OH或羧基COOH的形式存在，在粒子表面优选羟基OH或羧基COOH通过O与金属构成金属(M)和氧共价键(M‑O)的形式存在，而S和Se主要以和第一类、第三类或第四类金属构成硫化物或硒化物的形式存在。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文琪，宋玉军，
申请(专利权)人：宋玉军，
类型：发明
国别省市：北京;11