CN111053902A - 一种携带共振原子的放疗或化疗药物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种携带共振原子的化疗药物在化疗疗法药物中的应用以及一种携带共振原子的放疗药物在放疗疗法药物中的应用。本发明通过将共振原子附着在化疗或者放疗药物上，配合极低剂量的射线获得精准癌症治疗的效果，进行有效组合获得叠加疗效，却不需要增加太多操作复杂度。

Description

一种携带共振原子的放疗或化疗药物及其应用

技术领域

本发明涉及一种携带共振原子的放疗或化疗药物及其应用，属于生物医药技术领域。

背景技术

癌症肿瘤的治疗方法至少有以下几种：手术疗法，放射疗法，化学疗法，和生物疗法。

化学疗法(也称为化疗)是一种使用药物杀死癌细胞的癌症治疗方法。化学疗法可用于治愈癌症，减少其复发或停止或减慢其生长的机会。化学疗法可用于缩小引起疼痛和其他问题的肿瘤。化学疗法可用于治疗多种类型的癌症。对于某些人来说，化学疗法可能是其唯一接受的治疗方法。但最常见的是，将化学疗法和其他癌症治疗方法结合。化学疗法的副作用较大，因为药物往往无法区分健康细胞和癌细胞。

化学疗法适用面广泛，应用成熟，成本也相对较低，其根治能力也超过手术或者放射疗法。但是该疗法不仅可以杀死快速增长的癌细胞，而且可以杀死或减慢快速生长和分裂的健康细胞的生长。对健康细胞的损害可能会引起副作用比较严重，也会大幅降低病人的免疫能力。

俄歇电子(Auger Electron)是由于原子中的电子被激发而产生的次级电子。当原子内壳层的电子被激发形成一个空洞时，电子从外壳层跃迁到内壳层的空洞并释放出能量；虽然能量有时以光子的形式被释放出来；这种能量可以被转移到另一个电子，导致其从原子激发出来。这个被激发的电子就是俄歇电子。其能量只有10到20eV，其传播距离也只有10nm左右。但是其LET极高，可以在传播距离范围内达到100Gray的生物损伤。相比于细胞微米级的大小，DNA链分离的距离为纳米级。所以如果俄歇效应能够产生在DNA上，便可以有效精准破环DNA。但是如果俄歇效应发生在细胞核外或者细胞之外，由于其传播范围只有纳米级，对细胞或者生物的损伤效果几乎微乎其微。

俄歇效应发生有两种激发方式。一种是依靠质子数丰富的不稳定同位素原子吸收内壳电子形成内壳空洞，从而激发级联效应获得。此法需要人工制造此类不稳定同位素并及时注入患者，成本高，风险较大，时效要求高。另一种激发方式需要用与原子能量匹配的射线照射产生共振，从而形成内壳空洞以激发俄歇效应。这种共振激发需要射线的能量与被照射的元素对应相干，而偏离该相干能量范围的射线则无法产生共振。普通的放射光源多为广谱光，除了极少部分能量可以产生俄歇效应，其他的能量并不产生俄歇效应。如果想避免使用广谱光，可以考虑产生单能光或者单能光为主的光谱。物理实验中常使用同步加速器获得此类射线，但是同步加速器成本过高超亿美元，商业化成本极高。

发明内容

为了解决放疗和化疗药物在临床治疗肿瘤上的不足，本发明基于俄歇效应，提出了一种携带共振原子的化疗药物在化疗疗法药物中的应用。

优选地，化疗药物携带的共振原子的原子序数大于30。

优选地，共振原子为Br，I，Gd，Pt中的一种或多种。

优选地，共振原子直接附作或合成在化疗药物上。

一种携带共振原子的放疗增敏剂药物在放疗疗法药物中的应用。

优选地，放疗药物携带的共振原子的原子序数大于30。

优选地，共振原子为Br，I，Gd，Pt中的一种或多种。

优选地，共振原子直接附作或合成在放疗的增敏剂药物上。

优选地，携带共振原子的化疗或放疗药物配合单能射线激发共振原子释放俄歇电子。

本发明通过将共振原子附着在化疗或者放疗药物上，配合极低剂量的射线获得精准癌症治疗的效果，进行有效组合获得叠加疗效，却不需要增加太多操作复杂度。该疗法的过程如下：

1.提供一种携带共振原子的化疗或放疗药物，并针对肿瘤细胞施药；

2.使用极低剂量的射线激发共振原子产生内壳电离，从而释放俄歇电子；

3.俄歇电子能量只有几十eV，在几十纳米范围内会完全释放，能量密度高达100Grey，可以大幅破环DNA导致双链断裂无法修复，最终导致肿瘤凋零死亡。

该疗效通过精准靶向杀伤可以获得远远高于常规化疗或放疗的杀伤性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例：

1.准备，同步癌细胞的生长周期至合成期。

细胞的生长周期中的后生成阶段(G1/S)是产生DNA准备进行有丝分裂。此时对于核酸类似物的吸收可以达到顶峰，给药可以获得最有效的药物的吸收。

细胞同步是将细胞周期不同阶段中培养物中的细胞带入同一阶段的过程。但是各个细胞的生长周期往往不同步，所以给药也会有差异性。

细胞在S期被捕时，通常在复制基因组时会抑制DNA合成。大多数方法都是通过洗涤可逆的。

2.给药，共振原子附着在化疗或放疗的化合药物上。

尽管人体主要由氢，氧，碳和氮组成，但这些元素产生共振的能量需要较低，而低能量射线在身体的穿透能力也很低，散射情况也较严重，射线无法到达深层的肿瘤，因而我们不选择此类原子直接作为共振原子。

优选的共振原子的原子序数(Z)应该大于30。在该范围内，优选的元素是重元素Br，Ru，I，Gd和Pt。然而，如上描述，较轻元素的使用具有局限性，因为与重元素所需的能量相比，触发俄歇电子发射所需的射线能量相对较低。由于使用较低的能量，X射线的组织穿透能力较弱。因此，诸如Br的较轻元素只可用于治疗表面的肿瘤如皮肤癌之类。而更深层的肿瘤，我们需要选择原子序数更大的原子。

化疗药物：

化疗药物携带共振原子Pt的药物种类有奈达铂，顺铂、卡铂等。携带共振原子Br的药物种类有:溴泰君，偶氮苯溴丙胺，溴匹立明，Br-DIF-1。

放疗增敏药物：

携带共振原子I的药物种类有：Iodinated nitroimidazoles碘化硝基咪唑；Iodine-125-labeled cRGD-gold nanoparticles碘125标记的复合金纳米颗粒。

携带共振原子Br的药物种类有:brominated tetrapyridine porphyrins溴化四吡啶卟啉。

携带共振原子Gd的药物种类有:

造影剂：钆弗塞胺钆双胺钆喷酸葡胺，钆贝葡胺，钆赛酸二钠盐，钆磷维塞三钠，钆特醇，钆布醇，钆特酸葡甲胺。

增敏剂：多钨酸钆，氧化钆。

3.射线：使用低剂量的单能射线照射肿瘤区域。

X射线束可以靶向激发共振原子释放俄歇电子而消除癌细胞，并最小化对其他正常身体组织进行损害。通过端窗X射线管照射预先选定的肿瘤区域，发射具有选定能量的X射线，导致与DNA结合的化合物上携带的共振原子共振产生俄歇效应。

该预先选择的共振原子，是一种能够产生共振发射俄歇电子的元素，引起俄歇发射的射线能量与预选的X射线能量匹配。

4.共振：共振原子产生内壳共振，电离出俄歇电子。

针对优选的几种共振元素，Br，Ru，I，Gd和Pt，可以进行靶材和电子束能量选择，从而提供接近于纯单能的X射线能量在该元素的K-吸收边缘或L-吸收边缘之上附近。

5.治疗：在发挥化疗和放疗药物本身的特性上，叠加共振原子的俄歇效应，大大提高了化疗和放疗的治疗效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种携带共振原子的化疗药物在化疗疗法药物中的应用。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述化疗药物携带的共振原子的原子序数大于30。

3.如权利要求2所述的应用，其特征在于所述共振原子为Br，I，Gd，Pt中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述共振原子直接附作或合成在化疗药物上。

5.一种携带共振原子的放疗增敏剂药物在放疗疗法药物中的应用。

6.如权利要求5所述的应用，其特征在于所述放疗药物携带的共振原子的原子序数大于30。

7.如权利要求5所述的应用，其特征在于所述共振原子为Br，I，Gd，Pt中的一种或多种。

8.如权利要求5所述的应用，其特征在于所述共振原子直接附作或合成在放疗的增敏剂药物上。

9.如权利要求1或者权利要求5所述的应用，其特征在于携带共振原子的化疗或放疗药物配合单能射线激发共振原子释放俄歇电子。