CN104707137B - 一种应用于炎症相关疾病多模态诊疗的靶向试剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了应用于炎症相关疾病多模态诊治的靶向试剂，这些试剂由生物相容性优良的卟啉衍生物与金属离子或其纳米簇组成，通过原位生物作用定点合成对炎症相关病灶部位精准靶向快速标记的成像检测试剂，可以实现非侵入式的实时动态的高灵敏快速多模态(包括CT、超声、荧光以及MRI)示踪和监测，且无生物毒副作用，检测方法简便易行；同时利用试剂中卟啉衍生物的光动力效应和纳米簇的光热效应可以实现对于炎症相关疾病的多模态治疗。该类靶向试剂可以实现对于炎症相关疾病的实时快速、多模态诊疗，具有广阔的医学应用前景。

Description

一种应用于炎症相关疾病多模态诊疗的靶向试剂

技术领域

本发明涉及应用于炎症相关疾病多模态诊疗的靶向试剂，属于靶向试剂制备的技术领域。

背景技术

炎症是十分常见的基本病理过程，体表的外伤感染和各器官的大部分常见病和多发病(如肺炎、肝炎、肾炎等)都属于炎症相关的疾病。炎症是具有血管系统的活体组织对损伤因子的防御性反应。

炎症根据持续时间不同分为急性和慢性炎症。其中急性炎症以发红、肿胀、疼痛等为主要征候，即以血管系统的反应为主所构成的炎症。局部血管扩张，血液缓慢，血浆及中性白细胞等血液成分渗出到组织内，渗出主要是以静脉为中心，其共同的特征是可使血管透性亢进、平滑肌收缩、血管扩张，促进白细胞游走。

炎症病变主要在局部，但局部病变与整体又互为影响。在比较严重的炎症性疾病，特别是病原微生物在体内蔓延扩散时，常出现明显的全身性反应。主要表现为：(一)发热；(二)白细胞增多；(三)单核吞噬细胞系统细胞增生；(四)实质器官的病变。

发明内容

发明目的：为了提高对于炎症相关疾病的诊疗效果，本发明提供一种应用于炎症相关疾病多模态诊疗的靶向试剂，所述试剂生物相容性好，无毒副作用，可以通过在炎症病变部位的特异性富集，实现对炎症相关疾病的多模态诊疗，具有广阔的医学应用前景。

技术方案：本发明的一种应用于炎症相关疾病多模态诊疗的靶向试剂由生物相容性优良的卟啉衍生物与金属离子或其纳米簇组成，并且通过原位生物作用定点合成，其中，卟啉衍生物与金属离子混合，或是卟啉衍生物与纳米簇混合按重量比1:1至1:5之间的比例组成。

所述金属离子是锌离子、镁离子或金离子中的一种或任意两种的混合物。

所述纳米簇是锌纳米簇、镁纳米簇或金纳米簇中的一种或者任意两种的混合物。

所述卟啉衍生物为磺酸基卟啉衍生物。

本发明的应用方法如下：该靶向试剂应用于炎症相关疾病诊疗时，将卟啉衍生物与金属离子或其纳米簇试剂通过尾静脉或者局部注射以及微注射进入到创伤诱导炎症的模型动物体内，卟啉衍生物与金属离子或其纳米簇靶向试剂可以快速的在创伤部位富集，使用特定波长的光源照射病灶部位，可以实现光动力治疗和光热治疗相结合的多模态治疗；利用小动物活体荧光成像仪和宏观变倍荧光显微镜成像仪可以实时对模型动物成像，根据靶向试剂的荧光变化示踪治疗进程。

其具体步骤是：

1.构建创伤诱导炎症的模型动物，分为实验模型组和对照模型组；同时设立正常对照组和空白组对照组；

2.将无菌的靶向试剂，通过尾静脉注射或局部注射，以及微注射进入正常对照组和实验模型组体内；对照模型组和空白组不做处理。

3.在72小时内，通过非侵入式的实时动态高灵敏快速荧光示踪和监测(包括CT、超声、荧光以及MRI)，观察靶向试剂在模型动物体内循环并富集在炎症病灶部位；

所述炎症相关疾病是指：肾炎、肺部疾病、眼部疾病、肝部疾病、胃病、十二指肠溃疡、糖尿病、外伤感染及传染性疾病。

有益效果：本发明与现有技术方法相比，具有以下优点和效果：

本研究采用的试剂由生物相容性优良的卟啉衍生物与镁离子等金属离子或其原位生物合成的纳米簇组成，通过与靶向生物活性分子定点作用实现相关病灶部位的精准靶向标记与成像检测，可进行活体非侵入式的实时动态的高灵敏示踪和监测(包括CT、超声、荧光以及MRI)，且无生物毒副作用，检测方法简便易行，有效避免了传统纳米材料合成过程中引入的化学试剂以及纳米材料稳定剂对有机体造成的生物毒性，同时避免了传统纳米材料易被网状内皮系统捕获后被清除从而不能到达病灶组织的缺点，以便实现活体靶向成像分析。同时，使用特定波长的光源照射病灶部位，可以实现光动力治疗和光热治疗相结合的多模态治疗，具有广阔的医学应用前景。

具体实施方式

本发明公开了一种应用于炎症相关疾病多模态诊疗的靶向试剂，该试剂由生物相容性优良的卟啉衍生物与金属离子或其纳米簇组成，通过原位生物作用定点合成对相关病灶部位精确靶向标记的试剂，可以实现非侵入式的实时动态高灵敏检测与示踪(包括CT、超声、荧光以及MRI)，无毒副作用，简便易行；同时结合特定波长的光照，利用卟啉衍生物显著的光动力学效应和纳米簇的光热效应实现对于炎症病灶部位的抑制与治疗。

本发明提供了应用于炎症相关疾病多模态诊疗靶向试剂，由生物相容性优良的卟啉衍生物与镁离子等金属离子或其纳米簇组成。其中，卟啉衍生物与金属离子混合，或是卟啉衍生物与纳米簇混合按重量比1:1至1:5之间的比例组成

其中，上述的金属离子是锌离子、镁离子或金离子中的一种或任意两种的混合物。

其中，上述的纳米簇是锌纳米簇、镁纳米簇或金纳米簇中的一种或者任意两种的混合物。

其中，上述的卟啉衍生物为磺酸基卟啉衍生物。

具体措施如下：

首先制备生物相容性优良的卟啉衍生物与金属离子或其纳米簇试剂，将相关的卟啉衍生物与金属离子或其纳米簇试剂分别溶于超纯水，均配制成一定的浓度。

将上述一定浓度的靶向试剂应用于炎症相关疾病的多模态诊疗，包括以下步骤：

该靶向试剂应用于炎症相关疾病诊疗时，将卟啉衍生物和镁离子等金属离子或其纳米簇试剂通过尾静脉或者局部注射以及微注射进入到创伤诱导炎症的模型动物体内，相关卟啉衍生物与金属离子或其纳米簇靶向试剂可以快速在创伤部位富集，使用特定波长的光源照射病灶部位，可实现光动力治疗和光热治疗相结合的多模态治疗，同时利用小动物活体荧光成像仪和宏观变倍荧光显微镜成像仪可以实时对模型动物成像，根据靶向试剂的荧光变化示踪治疗进程；

上述方法的步骤具体为：

1.构建创伤诱导炎症的模型动物，分为实验模型组和对照模型组；同时设立正常对照组和空白组对照组；

2.将无菌的靶向试剂，通过尾静脉注射或局部注射，以及微注射进入正常对照组和实验模型组体内；对照模型组和空白组不做处理。

3.注射12小时后，利用特定波长(包括488nm和535nm)的激光光源对实验模型组动物病灶部位和正常对照组的相同部位施以光照30min，对照模型组和空白对照组不做处理；相同步骤每天重复，连续10天。

4.在72小时内，通过非侵入式的实时动态高灵敏快速示踪和监测(包括CT、超声、荧光以及MRI)，观察靶向试剂在模型动物体内循环并富集在炎症病灶部位；

5.解剖模型组、对照组和空白组动物，取全血和血清，测试血常规和天冬氨酸转氨酶、谷丙转氨酶、乳糖脱氢酶、肌酸激酶和尿素氮的指标；取器官肝，肾和创伤周围组织，制备病理切片，分析靶向试剂的多模态治疗对于实验动物的影响。

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。

实施例1

靶向试剂应用于果蝇创伤诱导炎症模型的多模态检测：

1.在果蝇的下腹部构造创口，诱发炎症模型，是为实验模型组；同时设立正常对照组和空白组。

2.将0.05ml无菌的浓度为10mmol/L的卟啉衍生物和金属离子或其纳米簇试剂溶液，通过微注射仪注射进入实验模型组和正常对照组体内；空白组不做处理。

3.在1～6小时期间，通过非侵入式的实时动态高灵敏快速荧光示踪和检测，观察靶向试剂在果蝇体内运输并富集在炎症病灶部位；

利用宏观变倍荧光显微镜成像，分别选取1小时、2小时、6小时等不同时间点，将果蝇用CO2麻醉，置于显微镜操作平台上，选择460nm等波长激发采集荧光图像。

4.步骤2所述金属离子是锌离子、镁离子和金离子的一种或混合物；所述纳米簇是金纳米簇；所述卟啉为磺酸基卟啉衍生物。

结果显示，靶向试剂在实验模型组的果蝇的病灶区域，荧光强度随时间呈现先增加后减弱的变化，说明试剂中的相关卟啉衍生物和金属离子或其纳米簇制剂可以特意性的原位合成或者富集在炎症病变区域，而后又逐渐代谢；对照组和空白组荧光较弱且无明显变化。

实施例2

相关靶向试剂应用于斑马鱼创伤诱导炎症模型的多模态检测：

1.在斑马鱼的上背部利用毛细管构造创口，诱发炎症模型，是为实验模型组；同时设立正常对照组和空白组。

2.将0.1ml无菌的浓度为10mmol/L的相关卟啉衍生物和金属离子或其纳米簇试剂溶液，通过微注射仪注射进入实验模型组和正常对照组体内；空白组不做处理。

3.在1～72小时期间，通过非侵入式的实时动态高灵敏快速荧光示踪和监测，观察靶向试剂在斑马鱼体内循环并富集在炎症病灶部位；

利用活体荧光成像仪成像，分别选取1小时、4小时、8小时、12小时、24小时、48小时等不同时间点，然后将斑马鱼置于小动物活体成像仪操作平台上，选择420nm和480nm等波长激发采集炎症病变区域的图像。

4.步骤2所述金属离子是锌离子、镁离子和金离子的一种或混合物；所述纳米簇是金纳米簇；所述卟啉为磺酸基卟啉衍生物。

结果显示，靶向试剂在实验模型组的斑马鱼的病灶区域，荧光强度随时间呈现先增加后减弱的变化，说明试剂中的卟啉衍生物和金属离子或其纳米簇等制剂可以特意性的原位合成或者富集在炎症病变区域，而后又逐渐代谢；对照组和空白组荧光较弱且无明显变化。

实施例3

相关靶向试剂应用于C57小鼠创伤诱导炎症模型的多模态检测治疗：

应用于创伤诱导的炎症相关疾病多模态检测治疗的卟啉衍生物和金属离子或其纳米簇靶向试剂，该靶向试剂应用于多模态检测治疗时，将卟啉衍生物和金属离子或其纳米簇试剂通过尾静脉或者局部注射到正常对照C57小鼠和创伤诱导炎症的C57模型鼠体内，相关卟啉衍生物和金属离子或其纳米簇靶向试剂可以快速在创伤部位富集，使用特定波长的光源照射病灶部位，可以实现光动力治疗和光热治疗相结合的多模态治疗，同时利用小动物活体荧光成像仪可以实时对C57小鼠成像，根据靶向试剂的荧光变化示踪治疗进程；具体实施步骤是：

1.在C57小鼠颈部造成创口，诱发炎症模型，分为实验模型组和对照模型组；同时设立正常对照组和空白组对照组。

2.将0.3ml无菌的浓度为10mmol/L的相关卟啉衍生物和金属离子或其纳米簇试剂溶液，通过尾静脉注射进入正常对照组和实验模型组小鼠体内；对照模型组和空白组不做处理。

3.注射12小时后，利用535nm的激光光源对实验模型组小鼠病灶部位和正常对照组的相同部位施以光照30min，对照模型组和空白对照组不做处理；相同步骤每天重复，连续10天。

4.在1～72小时期间，通过非侵入式的实时动态高灵敏快速荧光示踪和监测，观察靶向试剂在小鼠体内循环并富集在炎症病灶部位；

利用活体荧光成像仪成像，分别选取1小时、4小时、8小时、12小时、24小时、48小时等不同时间点，然后将小鼠用5％异氟烷进行气体麻醉，将其置于小动物活体成像仪操作平台上，选择420nm和480nm等波长激发采集炎症病变区域的图像。

5.解剖模型组、对照组和空白组小鼠，取全血和血清，测试血常规和天冬氨酸转氨酶、谷丙转氨酶、乳糖脱氢酶、肌酸激酶和尿素氮的指标；取器官肝，肾和创伤周围组织，制备病理切片，分析靶向试剂的多模态治疗对于C57小鼠的影响。

6.步骤2所述金属离子是锌离子、镁离子和金离子的一种或混合物；所述纳米簇是金纳米簇；所述卟啉为磺酸基卟啉衍生物。

结果显示，相关靶向试剂在炎症模型鼠的病灶区域的荧光强度随时间呈现先增加后减弱的变化，说明试剂中的卟啉衍生物和金属离子或其纳米簇等制剂可以特意性的原位合成或者富集在炎症病变区域，而后又逐渐代谢；对照组和空白组荧光较弱且无明显变化。血液和病理分析，实验模型组小鼠的颈后部创口治疗效果相较于对照模型组小鼠有明显的改善，同时正常对照组和空白组的结果之间没有明显不同。

这是由于富集在病灶部位的靶向试剂中的卟啉衍生物的光动力效应产生的单线态氧可以有效的抑制炎症，同时试剂的光热效应也对于炎症治疗有协助作用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种应用于炎症相关疾病多模态诊疗的靶向标记试剂，其特征在于，该靶向标记试剂包括卟啉衍生物与金属离子的组合，其可以快速的在创伤部位富集，并且金属离子能原位生物合成相应的金属纳米簇；其中，所述卟啉衍生物与金属离子的组合按重量比1:1至1:5之间的比例组成，所述金属离子是锌离子、镁离子或金离子中的一种或任意两种的混合物。

2.根据权利要求1所述的应用于炎症相关疾病多模态诊疗的靶向标记试剂，其特征在于，所述卟啉衍生物为磺酸基卟啉衍生物。

3.根据权利要求1-2任一所述的应用于炎症相关疾病多模态诊疗的靶向标记试剂在制备小动物活体荧光成像剂中的应用。

4.根据权利要求1-2任一所述的应用于炎症相关疾病多模态诊疗的靶向标记试剂在制备针对炎症和/或肿瘤的光动力治疗剂和/或光热治疗剂中的应用。