一种铁铜双金属MOF仿生纳米颗粒及其制备方法与应用

本发明涉及纳米医药及肿瘤免疫治疗，特别涉及一种铁铜双金属mof仿生纳米颗粒及其制备方法与应用。

背景技术：

1、肺癌是全球发病率与死亡率最高的恶性肿瘤之一，也是我国癌症相关死亡的首要原因。目前临床肺癌治疗手段主要包括手术切除、放疗、化疗及免疫治疗。近年来，纳米医学的发展为克服上述治疗障碍提供了新的机遇。在诸多纳米平台中，金属有机框架（mof）已成为药物递送系统的理想候选载体。特别是铁铜双金属mof，许多研究者将双金属mof作为顺铂的纳米载体，以期通过化疗与化学动力学治疗的联合增强抗肿瘤效果。

2、然而，未经修饰的mof纳米颗粒易被网状内皮系统（res）快速识别和清除，难以发挥持久的抗肿瘤作用；纳米颗粒缺乏主动靶向能力；mof载体负载顺铂后，在到达肿瘤前可能发生药物过早释放，对正常组织造成脱靶毒性，导致双金属mof负载顺铂体系抗肿瘤效果差，制约了其进一步的临床转化应用。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的第一目的为提供一种铁铜双金属mof仿生纳米颗粒，以解决现有纳米递送系统肿瘤靶向性差及免疫激活能力不足导致抗肿瘤效果差的问题；本发明的第二目的为提供所述铁铜双金属mof仿生纳米颗粒的制备方法；本发明的第三目的为提供所述铁铜双金属mof仿生纳米颗粒的应用。

2、技术方案：本发明所述的铁铜双金属mof仿生纳米颗粒，包括核心层和外壳层，所述外壳层包覆在核心层外表面；所述核心层为负载有顺铂的铁铜双金属有机框架；所述外壳层为红细胞膜与癌细胞膜融合形成的杂交膜。

3、所述铁铜双金属有机框架具有消耗谷胱甘肽（gsh）和催化生成活性氧（ros）的能力，通过芬顿/类芬顿反应实现化学动力学治疗。所述顺铂通过dna损伤，与化学动力学治疗产生时空协同的肿瘤杀伤作用。所述红细胞膜赋予纳米颗粒免疫逃逸能力，所述肺癌细胞膜赋予纳米颗粒同源靶向能力以实现肿瘤主动归巢。

4、优选的，所述铁铜双金属有机框架中，铁离子与铜离子的摩尔比为1~2:1。铁离子和铜离子的摩尔比对于材料的形貌和抗肿瘤作用都有影响。铁离子与铜离子摩尔比为3:2时，呈现出最均匀的形态和最规整的晶体结构，抗肿瘤效果最强。

5、优选的，所述纳米颗粒的粒径为100~300 nm。

6、优选的，所述癌细胞膜为肺癌细胞膜。

7、本发明所述的铁铜双金属mof仿生纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

8、（1）合成铁铜双金属有机框架；

9、（2）将步骤（1）制备的铁铜双金属有机框架加入溶剂制备得到分散液，顺铂溶于溶剂得到顺铂溶液，在避光条件下将顺铂溶液缓慢加入铁铜双金属有机框架分散液，搅拌使顺铂负载于铁铜双金属有机框架中，去除未负载的游离顺铂，得到负载顺铂的铁铜双金属mof纳米颗粒（mpt-nps）；

10、（3）将红细胞膜和癌细胞膜融合形成杂交膜，将杂交膜包裹在步骤（2）制备的负载顺铂的铁铜双金属mof纳米颗粒外表面，得到所述铁铜双金属mof仿生纳米颗粒（rcmpt-nps）。

11、优选的，步骤（1）中，合成铁铜双金属有机框架材料采用热溶剂法。

12、优选的，步骤（1）中，合成铁铜双金属有机框架材料中，有机配体为1,4-苯二甲酸。

13、优选的，步骤（1）中，铁铜双金属有机框架材料的制备方法为：将铁盐、铜盐和1,4-苯二甲酸完全溶解于dmf中。随后将混合物在90~120℃下反应10~15小时。所得沉淀物经离心法用水洗涤后进行冻干，最终得到铁铜双金属有机框架（mof）纳米颗粒。

14、步骤（2）中，顺铂通过配位作用或物理吸附负载于铁铜双金属有机框架中。

15、优选的，步骤（3）中，所述将杂交膜包裹在步骤（2）制备的负载顺铂的纳米颗粒外表面的方法为：将负载顺铂的纳米颗粒分散于溶剂中，然后与杂交膜混合，先超声处理，最后挤过聚碳酸酯多孔膜，收集固体。

16、优选的，所述红细胞膜和癌细胞膜融合形成杂交膜的方法为：分别提取红细胞膜和癌细胞膜，然后将红细胞膜和癌细胞膜混合，超声处理，获得杂交膜。

17、本发明所述的铁铜双金属mof仿生纳米颗粒在制备抗肿瘤药物中的应用。

18、优选的，所述肿瘤为肺癌。

19、优选的，所述纳米颗粒与免疫检查点抑制剂联合使用。

20、发明机理：本发明所构建的铁铜双金属mof仿生“特洛伊木马”纳米颗粒（rcmpt-nps）采用“核心-外壳”结构设计，以负载顺铂的铁铜双金属有机框架（mpt-nps）为活性核心，以红细胞膜与癌细胞膜融合形成的杂交膜（rcm）为仿生外壳。通过红细胞膜表面cd47等自我标记物与巨噬细胞表面sirpα结合，传递别吃我信号以抑制吞噬清除；同时利用癌细胞膜表面的同源黏附分子实现主动肿瘤归巢。杂交膜将两种功能集成于同一纳米体系中。纳米颗粒蓄积于肿瘤组织并被肿瘤细胞内吞后，fe-cu双金属mof即启动级联催化反应：fe2+和cu+分别催化肿瘤细胞内过量表达的h2o2产生高毒性羟基自由基（•oh），同时fe3+与cu2+通过相互价态循环（fe3+被cu+还原为fe2+，fe2+还原cu2+为cu+）持续再生催化活性物种，显著增强芬顿反应效率；此外，fe3+和cu2+可氧化消耗细胞内谷胱甘肽（gsh），不仅解除肿瘤细胞的抗氧化防御，其还原产物fe2+/cu+又反馈增强芬顿反应，形成“gsh消耗→金属价态还原→芬顿增强→ros增加→进一步消耗gsh”的自放大正反馈循环，大幅放大氧化损伤效应。与此同时，顺铂从mof中释放，通过dna损伤，与化学动力学治疗产生时空协同的肿瘤杀伤作用；gsh的耗竭同时切断了顺铂的解毒和外排途径，有效逆转肿瘤耐药，实现化疗增敏。

21、在上述直接杀伤的基础上，rcmpt-nps进一步通过多模态协同诱导免疫原性细胞死亡（icd），激活系统性抗肿瘤免疫应答。招募并激活树突状细胞（dc），促进其对肿瘤相关抗原的摄取、加工和交叉呈递，进而启动肿瘤特异性cd8+t细胞的初始活化。此时联合给予抗pd-1抗体，可阻断pd-1/pd-l1信号轴，解除t细胞的免疫耗竭状态，形成“先激活、再增效”的免疫治疗闭环。激活的肿瘤特异性t细胞一部分分化为中央记忆t细胞（tcm）和效应记忆t细胞（tem），长期驻留于淋巴器官和外周组织中，当肿瘤复发或转移灶形成时可快速扩增并清除肿瘤细胞，从而建立持久的免疫记忆效应。综上，本发明通过靶向蓄积、高效杀伤、免疫激活、长期记忆的四级级联效应，实现了化疗、化学动力学治疗与免疫治疗的多模态深度协同，为肺癌及实体肿瘤的精准免疫治疗提供了全新的工程化平台。

22、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

23、（1）多模态协同抗肿瘤作用：本发明将顺铂化疗、铁铜双金属mof介导的化学动力学治疗（cdt）和杂交膜仿生技术整合于纳米平台，杂交膜（rlcm）进行仿生伪装不仅可以显著延长体内循环时间，还能实现肿瘤主动归巢，提高肿瘤部位的药物蓄积，通过类芬顿反应产生ros并消耗gsh，增敏化疗效果，同时顺铂诱导免疫原性细胞死亡（icd），三者协同放大抗肿瘤免疫应答；

24、（2）增强的抗肿瘤免疫应答：本发明纳米颗粒在杀伤肿瘤细胞的同时，释放肿瘤相关抗原，促进树突状细胞成熟和抗原呈递，与抗pd-1疗法联合使用时，能显著激活t细胞介导的抗肿瘤免疫应答，并建立持久的免疫记忆效应，有效降低肿瘤复发和转移风险；

25、（3）良好的生物安全性：本发明采用生物来源的细胞膜进行仿生伪装，具有良好的生物相容性，降低了免疫原性和系统毒性。