声敏剂-硅烷共轭物及其制备方法与应用

本发明涉及肿瘤治疗领域；具体涉及声敏剂-硅烷共轭物及其制备方法与应用。

背景技术：

1、免疫检查点是指在免疫细胞上表达、能调节免疫激活程度的一系列分子，对防止自身免疫(免疫功能异常/攻击正常细胞)起到关键调节作用。由此发展而来的免疫检查点阻断疗法的基本原理是基于免疫t细胞的激活机制，阻断肿瘤细胞对免疫细胞的“钝化”，使免疫系统的活性维持正常，避免肿瘤细胞发生逃逸。到目前为止，美国食品药品监督管理局(fda)批准可用于临床的免疫检查点抑制剂共有四类：细胞毒性t淋巴细胞相关蛋白-4(ctla-4)；细胞程序性死亡受体-1(pd-1)；细胞程序性死亡-配体1(pd-l1)；淋巴细胞活化基因-3(lag-3)。这四类免疫检查点抑制剂已衍生出多种相关药物，但其无法忽视的副反应(多器官毒性)、高昂的治疗费用(4～35万元/年)、较低的免疫应答(只有10％～30％的患者出现客观应答)等现实因素促使研究者们不断地寻找更优的免疫检查点和对应的阻断剂。然而，经研究证实，肿瘤细胞可以利用细胞柔软性来削弱细胞毒性t细胞在免疫突触上的作用力，以此作为机械免疫检查点来逃避免疫细胞的攻击。

2、阻断机械免疫检查点的前提是肿瘤组织内浸润足够量的免疫细胞，即要首先完成“冷肿瘤”到“热肿瘤”的转变。根据以往的研究报导，声动力治疗可以很好的完成此项任务。声动力治疗是声敏剂在低强度超声的激活下有效产生活性氧的新型无创治疗方式，可以有效诱导肿瘤细胞免疫原性死亡，提高肿瘤组织的免疫原性，增加免疫细胞的浸润。但是，传统的声动力治疗有着不可忽视的缺点：损坏细胞骨架系统，进一步“软化”肿瘤细胞，增加其利用机械免疫检查点逃逸的可能性；诱导凋亡外泌体的产生和松动肿瘤细胞外基质，增加血清外泌体水平从而促进肺转移的发生。

3、因此，得到更优的免疫检查点和对应的阻断剂、或改善现有声动力治疗成了现有技术亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的首要目的在于克服当前免疫检查点治疗的局限性，同时缓解声动力治疗现有技术的缺点与不足，提供了一种声敏剂-硅烷共轭物。

2、本发明的第二目的在于提供上述声敏剂-硅烷共轭物的制备方法。

3、本发明的第三目的在于提供上述声敏剂-硅烷共轭物在制备肿瘤免疫治疗产品中的应用。

4、本发明的目的通过下述技术方案实现：

5、一种声敏剂-硅烷共轭物，包括声敏剂、水溶性高分子和氨基硅烷；所述的水溶性高分子的一端连接声敏剂，另一端连接氨基硅烷。

6、进一步地，所述的声敏剂包括血卟啉、原卟啉(ppix)、血卟啉单甲醚(hmme)、维替泊芬(verteporfin)、二氢卟吩e6(ce6)和二氢卟吩e6-c15单甲酯中的至少一种；更进一步为血卟啉。

7、进一步地，所述的水溶性高分子包括peg和peg衍生物中的至少一种；更进一步地，所述的peg衍生物包括n-羟基琥珀酰亚胺-peg-羧酸(hooc-peg-nhs)。

8、进一步地，所述的氨基硅烷包括3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙胺基)丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基二甲氧基甲基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、(3-氨基丙基)二甲基甲氧基硅烷、[3-(6-氨基己基氨基)丙基]三甲氧基硅烷、n-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺、1-[3-(三甲氧基硅基)丙基]脲中的至少一种，更进一步为3-氨丙基三乙氧基硅烷。

9、再更进一步地，所述的声敏剂为血卟啉，peg衍生物为n-羟基琥珀酰亚胺-peg-羧酸，氨基硅烷为3-氨丙基三乙氧基硅烷时；所述的声敏剂-硅烷共轭物的结构如式i所示：

10、

11、上述声敏剂-硅烷共轭物的制备方法，包括以下步骤：(1)将声敏剂和水溶性高分子溶于溶剂中混匀，加入催化剂1，惰性气氛下反应；将反应后的反应液通过重结晶进行提纯，收集固体；

12、(2)将步骤(1)收集的固体和催化剂2溶于溶剂中，混匀，加入氨基硅烷，惰性气氛下反应，将反应后的反应液通过重结晶进行提纯，收集固体，得到声敏剂-硅烷共轭物。

13、进一步地，步骤(1)中所述的声敏剂包括血卟啉、原卟啉(ppix)、血卟啉单甲醚(hmme)、维替泊芬(verteporfin)、二氢卟吩e6(ce6)和二氢卟吩e6-c15单甲酯中的至少一种；更进一步为血卟啉。

14、进一步地，步骤(1)中所述的溶剂包括二甲基亚砜。

15、进一步地，步骤(1)中所述的声敏剂在溶剂中的浓度为1～10mm；更进一步为6mm。

16、进一步地，步骤(1)中所述的水溶性高分子包括peg和peg衍生物中的至少一种；更进一步地，所述的peg衍生物包括n-羟基琥珀酰亚胺-peg-羧酸(hooc-peg-nhs)。

17、进一步地，步骤(1)中所述的水溶性高分子在溶剂中的浓度为15～25mm；更进一步为18mm。

18、进一步地，步骤(1)中所述的催化剂1包括4-二甲氨基吡啶(dmap)。

19、进一步地，步骤(1)中所述的催化剂1和声敏剂的摩尔比为3～4:1。

20、进一步地，步骤(1)中所述的声敏剂和水溶性高分子的摩尔比为：1:2～4；更进一步为：1:3。

21、进一步地，步骤(1)中所述的反应的温度为10～60℃；更进一步为15～40℃。

22、进一步地，步骤(1)中所述的反应的时间为12～72小时；更进一步为24～60小时；再更进一步为24小时。

23、进一步地，步骤(1)中所述的重结晶包括如下步骤：将反应液逐滴加入到乙醚。

24、进一步地，步骤(2)中所述的催化剂2包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(edc)和n-羟基丁二酰亚胺(nhs)中的至少一种。

25、进一步地，步骤(2)中所述的催化剂2和氨基硅烷的摩尔比为3～4:1。

26、进一步地，步骤(1)中所述的声敏剂和步骤(2)中所述的氨基硅烷的摩尔比为1:3～7；更进一步为1:5。

27、进一步地，步骤(2)中所述的氨基硅烷在反应体系中的浓度为20～40mm；更进一步为30mm。

28、进一步地，步骤(2)中所述的氨基硅烷包括3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙胺基)丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基二甲氧基甲基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、(3-氨基丙基)二甲基甲氧基硅烷、[3-(6-氨基己基氨基)丙基]三甲氧基硅烷、n-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺、1-[3-(三甲氧基硅基)丙基]脲中的至少一种，更进一步为3-氨丙基三乙氧基硅烷。

29、进一步地，步骤(2)中所述的溶剂包括二甲基亚砜。

30、进一步地，步骤(2)中所述的反应的温度为10～60℃；更进一步为30～50℃；再更进一步为30℃。

31、进一步地，步骤(2)中所述的反应的时间为12～72小时；更进一步为24～60小时；再更进一步为24小时。

32、进一步地，步骤(2)中所述的重结晶包括如下步骤：将反应液逐滴加入到乙醚。

33、上述声敏剂-硅烷共轭物在制备肿瘤治疗产品中的应用。

34、进一步地，所述的肿瘤包括乳腺癌。

35、一种肿瘤治疗产品，包括声敏剂-硅烷共轭物和有机硅偶联试剂。

36、进一步地，所述的肿瘤治疗产品包括硅化原液，所述的硅化原液的制备方法包括以下步骤：

37、调节培养基的ph至实体瘤的ph；将上述声敏剂-硅烷共轭物与有机硅偶联试剂加入到培养基中，混匀，得到硅化原液；

38、更进一步地，所述的培养基为无血清1640细胞培养基；

39、更进一步地，所述的调节培养基的ph通过加入ph调节液调节；再更进一步地，所述ph调节液包括磷酸氢二钠溶液、磷酸氢钠溶液、盐酸溶液、柠檬酸钠、硝酸溶液、tris-盐酸溶液、硫酸溶液和磷酸溶液中的至少一种，所述的ph调节液的浓度为1～15mol/l；又再更进一步地，包括氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液和盐酸溶液中的至少一种；所述的ph调节液的浓度为1～6mol/l；

40、更进一步地，所述的实体瘤的ph为6.5；

41、更进一步地，所述的有机硅偶联试剂包括原硅酸四乙酯(teos)、正硅酸甲酯、3-氯丙基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅胺烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、n-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺、异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的至少一种；

42、进一步地，所述的声敏剂-硅烷共轭物与有机硅偶联试剂的摩尔比为20～320:1～100；更进一步为50～200:1～30；再更进一步为160:3。

43、进一步地，所述的声敏剂-硅烷共轭物的浓度为20～320μm；更进一步为50～200μm；再更进一步为160μm

44、进一步地，所述的有机硅偶联试剂的浓度为1～100mm，更进一步为1～30mm，再更进一步为3mm。

45、一种利用上述肿瘤治疗产品矿化肿瘤细胞的方法，包括如下步骤，将上述肿瘤治疗产品注射到肿瘤细胞处，孵育矿化。

46、进一步地，所述的肿瘤细胞包括4t1细胞。

47、进一步地，所述的肿瘤治疗产品中声敏剂-硅烷共轭物、有机硅偶联试剂和步骤s2中所述的肿瘤细胞的比例为20～320mmol:1～100mmol:1～106个；更进一步为50～200:1～30:105～106个；再更进一步为160:3:105～106个。

48、进一步地，所述的矿化的时间为5～180分钟，更进一步为30～120分钟。

49、本发明合成了声敏剂-硅烷共轭物；例如当所述的声敏剂为血卟啉；所述的硅烷为3-氨丙基三乙氧基硅烷时，其合成的反应式如式ii所示：

50、

51、基于此，本发明提出了一种阻断机械免疫检查点联合声动力免疫疗法的策略，通过声动力治疗诱导肿瘤细胞免疫原性死亡，增强肿瘤部位的免疫原性，同时，利用在细胞膜表面生成的高刚性无定形二氧化硅外骨骼来提升靶细胞的皮质硬度，阻断机械免疫检查点，此外，也解决了传统声动力治疗的潜在缺陷，实现机械免疫检查点阻断和声动力治疗的协同作用。该方法是对现有机械免疫检查点阻断疗法的补充，为声动力免疫治疗提供了另一个维度的思考空间，同时为基于机械免疫检查点阻断的声动力免疫疗法拓宽了临床应用前景。

52、本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

53、(1)本发明旨在通过仿生硅层提高肿瘤细胞的刚性，而血卟啉-硅烷共轭物的加入不仅对肿瘤细胞的刚性无明显干扰，而且赋予了硅层优良的声动力性能。

54、(2)通过靶细胞硬度的增加，缓解了传统声动力治疗促进肿瘤逃逸与转移的缺点，并且增加了t细胞对靶细胞的作用效果，利用对机械免疫检查点的阻断和声动力免疫治疗的协同作用，大幅提升了机体自身的免疫疗效。