[發明專利]一種用于惡性腦瘧治療的新型試劑及方法

有效

• 申請號: 201910355025.6
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN111840250B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 閻錫蘊;范克龍;趙帥
• 申請（專利權）人: 中國科學院生物物理研究所
• 主分類號: A61K9/51
• 分類號: A61K9/51;A61K47/42;A61K33/26;A61P33/06;G01N21/64
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 梁婧文

本發明提供了一種可以用于惡性腦型瘧疾治療的新型試劑。該試劑是由24個蛋白亞基自組裝形成的空腔蛋白殼和具有過氧化氫酶活性的鐵基納米酶組成，可特異性靶向腦部微血管內皮細胞并清除ROS。首先，因該試劑蛋白殼上有鐵離子通道，可以在其空腔內合成粒徑均一的納米鐵核。納米鐵核具有過氧化氫酶催化活性，能夠催化過氧化氫分解。其次，鐵蛋白外殼可以靶向腦內皮細胞，同時促進肝臟中巨噬細胞增殖和向M1亞型極化，增強其對感染紅細胞的吞噬功能。因此，該試劑能夠用于治療腦型瘧疾。

技術領域

本發明屬于納米技術、生物仿生、免疫學和生物醫藥的交叉領域。特別地，本發明提供一種集腦型瘧疾特異識別、癥狀緩解與促進機體免疫功能于一體的腦型瘧疾治療的方法。

背景技術

瘧疾是目前對人類健康威脅最為嚴重的一種熱帶傳染病。根據世界衛生組織估計，在2017年有超過2億人患有瘧疾，其中超過40萬人死于瘧疾^[1]。在目前5種以人為宿主的瘧原蟲中，惡性瘧原蟲(Plasmodium?falciparum)是最主要的威脅。惡性瘧原蟲感染導致的腦型瘧疾是一種致死率較高的類型。盡管目前根據抗瘧藥青蒿素發展的青蒿素聯合療法用于治療瘧疾特別是惡性瘧疾取得了很好的結果，但腦型瘧疾仍然還有15-30％的死亡率。而且有10-24％幸存的腦型瘧疾患者表現出神經障礙和記憶損傷^[2,3]。盡管目前腦型瘧疾的發病機制還沒有研究清楚，但是血腦屏障(BBB)的主要成分內皮細胞已經被證實是在腦型瘧疾的過程中扮演關鍵的角色^[4-6]。有報道稱從感染紅細胞破裂釋放出來的游離血紅素可以產生過量的活性氧(ROS)，可導致BBB的破壞^[7]。針對產生的ROS所采取的抗氧化治療策略實驗性腦型瘧疾模型中可以明顯改善生存率和認知障礙。但是由于缺少針對BBB的靶向性，這些策略在臨床試驗中都失敗了^[8]。到目前為止，針對腦型瘧疾還沒有發展出有效的輔助治療方法。腦型瘧疾的治療是當前瘧疾研究人員最關心的課題和遇到的難題。

1.本課題組于2018年發現鐵蛋白具有靶向腦微血管內皮細胞的性質，即鐵蛋白可以與微血管內皮細胞結合并穿過BBB。基于這一發現我們使用鐵蛋白包載阿霉素實現對腦膠質瘤的治療^[9]。

2.惡性腦型瘧疾的治療：目前針對惡性腦型瘧疾的治療，常規的治療手段是用青蒿琥酯靜脈滴注用于對危重病人的搶救。但是青蒿琥酯的治療機制是殺死紅細胞內的瘧原蟲，對腦型瘧疾所表現出的炎癥細胞的聚集，腦水腫等癥狀沒有針對性的治療作用，所以不能及時的緩解癥狀。而且由于青蒿素的大量使用，目前在東南亞大湄公河流域地區已經出現了青蒿素耐藥的惡性瘧原蟲株^[10,11]。在腦型瘧疾的治療過程中，人們愈來愈希望能進行針對性的有效治療，即通過治療能殺死瘧原蟲，又快速緩解腦型瘧疾造成的致命癥狀，改善預后效果，這也是當前腦型瘧疾治療的一個非常重要的努力方向。

3.鐵蛋白在腦型瘧疾治療應用方面的優勢：鐵蛋白Ferritin是人體內儲存鐵離子的一類蛋白，其對體內鐵代謝平衡有著重要作用。因為鐵蛋白是人體本身的蛋白，因此將其發展為納米藥物載體便不存在免疫原的問題。

因為鐵蛋白特殊的結構，賦予了其在很多應用上的天然優勢。由24個H亞基構成的H-鐵蛋白是研究的最多的鐵蛋白。24個亞基構成了內徑為8nm，外徑為12nm的蛋白殼。從納米材料的角度看，這個天然的蛋白殼，內部空間可以填充藥物、熒光小分子。可以利用H亞基的催化氧化作用向蛋白殼空腔內部裝載鐵離子，從而形成由蛋白殼包裹的、粒徑均一的，超順磁性納米顆粒。而蛋白殼外可以利用基因工程的手段，融合表達小分子抗體，將其作為抗體或者疫苗展示平臺。

最重要的是，已經有報道的H-鐵蛋白的受體是轉鐵蛋白受體1(TfR1)。TfR1作為鐵代謝很重要的一個分子，廣泛的表達在鐵代謝最旺盛的器官和組織，特別是腦組織上。已經有文獻報道，腦微血管內皮細胞上有TfR1的高表達。而本課題組的前期工作已經證明，腦微血管內皮細胞上有TfR1的特異性高表達。