CN107872979A - 用于生物医学用途的形状记忆颗粒 - Google Patents

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约旦·格林
兰德尔·A·迈耶
科里·J·毕晓普
阿南德·库玛
格雷格·L·西门扎
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Abstract

本发明所公开的主题提供包含可用于递送药物和/或治疗患者中的疾病或病症的形状记忆颗粒的组合物、方法和试剂盒。具体地，本发明所公开的形状记忆颗粒的形状变化可用于在患者中在空间和/或时间上控制药物递送。还提供了包含纳米颗粒和缺氧诱导因子(HIF)抑制剂、用于抑制患者中HIF活性和/或治疗缺氧相关疾病或病症的组合物、方法和试剂盒。

Description

用于生物医学用途的形状记忆颗粒
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年4月6日提交的美国临时申请号62/143,482和2015年11月19日提交的美国临时申请号62/257,278的权益，所述临时申请的内容以引用的方式整体并入本文。
联邦政府资助的研究或开发
本发明在政府支持下根据美国国立卫生研究院(NIH)授予的R01-EB016721进行。政府对本发明享有某些权利。
背景
形状记忆效应是非常规的机械功能性，其可实现许多生物医学应用。形状记忆聚合物是独特的，因为它们是“智能的”并且可在不同的外部刺激(诸如热、光和电)触发时发生形状转变。然而，缺乏触发环境或形状记忆聚合物本身的生物相容性一直是阻止这些聚合物用于生物医学应用的主要问题。
药物载体体系具有改变癌症化疗中药代动力学和安全性的巨大潜力，但是对于递送一种或多种缺氧诱导因子(HIF)抑制剂，安全和有效的具体制剂对于本领域是未知的。例如，人的剂量限制性毒性不允许使用地高辛作为有效的抗癌剂。
概述
除非另有说明，否则本发明的实施通常将采用细胞生物学、细胞培养、分子生物学、转基因生物学、微生物学、重组核酸(例如，DNA)技术、免疫学和RNA干扰(RNAi)的常规技术，所述技术在本领域的技术范围内。这些技术中的某些技术的非限制性描述见于以下出版物：Ausubel,F.等人，(编)，Current Protocols in Molecular Biology，CurrentProtocols in Immunology，Current Protocols in Protein Science以及CurrentProtocols in Cell Biology，均是John Wiley&Sons，N.Y.，截至2008年12月的版本；Sambrook,Russell和Sambrook，Molecular Cloning.A Laboratory Manual，第3版，ColdSpring Harbor Laboratory Press，Cold Spring Harbor，2001；Harlow,E.和Lane,D.，Antibodies—A Laboratory Manual，Cold Spring Harbor Laboratory Press，ColdSpring Harbor，1988；Freshney,R.I.，“Culture of Animal Cells,A Manual of BasicTechnique”，第5版，John Wiley&Sons，Hoboken，N.J.，2005。关于治疗剂和人疾病的非限制性信息见于Goodman和Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics，第11版，McGraw Hill，2005，Katzung,B.(编)Basic and Clinical Pharmacology，McGraw-Hill/Appleton&Lange第10版(2006年)或第11版(2009年7月)。关于基因和遗传病的非限制性信息见：McKusick,V.A.：Mendelian Inheritance in Man.A Catalog of Human Genes andGenetic Disorders.Baltimore：Johns Hopkins University Press，1998年(第12版)；或最近的在线数据库：在线人类孟德尔遗传数据库即OMIMTM.McKusick-Nathans遗传医学研究所、约翰·霍普金斯大学(Baltimore,Md.)和美国国家生物技术信息中心、美国国家医学图书馆(Bethesda,Md.)，截至2010年5月1日，万维网URL：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/；以及动物物种(人和小鼠除外)的基因、遗传病和性状数据库在线动物孟德尔遗传数据库(OMIA)，网址为http://omia.angis.org.au/contact.shtml。
本文提及的所有专利、专利申请和其他出版物(例如，科学文章、书籍、网站和数据库)都以引用的方式整体并入。如果本说明书与并入的参考文献中的任何一个之间存在冲突，则以本说明书(包括其可基于并入的参考文献的任何修改)为准。除非另有说明，否则本文使用术语的本领域公认的标准含义。本文使用各种术语的标准缩写。
在一些方面，本发明所公开的主题提供一种包含各向异性形状记忆颗粒的组合物，所述形状记忆颗粒包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒。
在一些方面，本发明所公开的主题提供一种用于将药物递送至患者的方法，所述方法包括：(a)向患者施用包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒的各向异性形状记忆颗粒，其中各向异性形状记忆颗粒负载有至少一种药物；以及(b)刺激至少一种刺激敏感性纳米颗粒以在患者体内的靶位置处从各向异性形状记忆颗粒中释放至少一种药物。
在一些方面，本发明所公开的主题提供一种用于在有需要的患者中治疗疾病或病症的方法，所述方法包括：(a)向患者施用包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒的各向异性形状记忆颗粒，其中各向异性形状记忆颗粒负载有能够治疗疾病或病症的至少一种药物；以及(b)刺激至少一种刺激敏感性纳米颗粒以在患者体内的靶位置处从各向异性形状记忆颗粒中释放至少一种药物，从而治疗患者中的疾病或病症。
在一些方面，本发明所公开的主题提供一种包含纳米颗粒的组合物，所述纳米颗粒包含聚合物基体和至少一种缺氧诱导因子(HIF)抑制剂。
在一些方面，本发明所公开的主题提供一种用于抑制患者中的一种或多种缺氧诱导因子(HIF)的方法，所述方法包括向患者施用负载有至少一种HIF抑制剂的各向异性纳米颗粒，从而抑制患者中的一种或多种HIF。
在一些方面，本发明所公开的主题提供一种用于在有需要的患者中治疗缺氧相关疾病或病症的方法，所述方法包括向患者施用负载有至少一种HIF抑制剂的各向异性纳米颗粒，从而治疗患者中的缺氧相关疾病或病症。
在一些方面，本发明所公开的主题提供一种用于抑制患者中的一种或多种缺氧诱导因子(HIF)的方法，所述方法包括向患者施用包含聚合物基体的纳米颗粒，其中纳米颗粒负载有至少一种HIF抑制剂，从而抑制患者中的一种或多种HIF。
在一些方面，本发明所公开的主题提供一种用于在有需要的患者中治疗缺氧相关疾病或病症的方法，所述方法包括向患者施用包含聚合物基体的纳米颗粒，其中纳米颗粒负载有至少一种HIF抑制剂，从而治疗患者中的缺氧相关疾病或病症。
在一些方面，本发明所公开的主题提供一种包括包含各向异性形状记忆颗粒的组合物的试剂盒，所述形状记忆颗粒包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒。
在一些方面，本发明所公开的主题提供一种包括包含纳米颗粒的组合物的试剂盒，所述纳米颗粒包含聚合物基体和至少一种缺氧诱导因子(HIF)抑制剂。
在一些实施方案中，包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒是各向异性的。在一些实施方案中，包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒还包含至少一种刺激敏感性纳米颗粒。在一些实施方案中，所述方法还包括刺激至少一种刺激敏感性纳米颗粒，以便在患者体内的靶位置中释放HIF抑制剂。
在一些实施方案中，本发明所公开的主题还包括将各向异性形状记忆颗粒、纳米颗粒或各向异性纳米颗粒靶向到患者体内的靶位置。在一些实施方案中，靶位置是癌症部位。在一些实施方案中，靶位置是实体瘤和/或转移部位。
在一些实施方案中，各向异性形状记忆颗粒、纳米颗粒或各向异性纳米颗粒的表面包含至少一种生物分子。在一些实施方案中，至少一种生物分子包括靶向剂和/或治疗剂。在一些实施方案中，靶向剂和/或治疗剂选自由以下项组成的组：小分子、碳水化合物、糖、蛋白质、肽、核酸、抗体或其抗体片段、激素、激素受体、受体配体和癌细胞特异性配体。在一些实施方案中，至少一种生物分子包括抗体。
在一些实施方案中，各向异性形状记忆颗粒、纳米颗粒或各向异性纳米颗粒在患者中是可生物降解和/或生物相容的。在一些实施方案中，聚合物基体是基于聚(乳酸)的。在一些实施方案中，基于聚(乳酸)的聚合物基体包含聚(D,L-丙交酯-共-乙交酯)(PLGA)或聚(D,L-乳酸)(PDLLA)。
在一些实施方案中，各向异性形状记忆颗粒的大小范围为约10纳米至约500微米。在一些实施方案中，包含至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒或者包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒的大小范围为约10纳米至约500微米。
在一些实施方案中，聚合物基体在高于聚合物转变温度高至聚合物降解温度的温度下拉伸以形成各向异性聚合物基体。在一些实施方案中，聚合物基体在高于但接近聚合物转变温度的温度下拉伸。在一些实施方案中，拉伸聚合物基体使得聚合物基体从大致球形形状改变为各向异性形状。
在一些实施方案中，至少一种刺激敏感性纳米颗粒包括金和/或铁。在一些实施方案中，可在空间和/或时间上激活至少一种刺激敏感性纳米颗粒。在一些实施方案中，刺激至少一种刺激敏感性纳米颗粒通过刺激患者而发生。在一些实施方案中，选自由热、光和电组成的组中的至少一种刺激激活至少一种刺激敏感性纳米颗粒或刺激患者。在一些实施方案中，激活至少一种刺激敏感性纳米颗粒或刺激患者引起各向异性形状记忆颗粒或各向异性纳米颗粒的形状改变。在一些实施方案中，激活至少一种刺激敏感性纳米颗粒或刺激患者引起各向异性形状记忆颗粒或各向异性纳米颗粒的形状从一种各向异性形状改变为另一种各向异性形状或大致球形形状。在一些实施方案中，各向异性形状记忆颗粒或各向异性纳米颗粒的形状变化与至少一种药物分子从各向异性形状记忆颗粒或各向异性纳米颗粒中的释放同时发生。在一些实施方案中，至少一种药物分子的释放发生在各向异性形状记忆颗粒或各向异性纳米颗粒改变形状之后的约1天至约两个月的范围内。在一些实施方案中，各向异性形状记忆颗粒或各向异性纳米颗粒的形状变化发生在患者中。
在一些实施方案中，刺激在患者的接近患者体内靶位置的外部施加。在一些实施方案中，患者的靶位置包括实体瘤和/或转移部位。在一些实施方案中，各向异性形状记忆颗粒或各向异性纳米颗粒不被患者中的巨噬细胞摄取。
在一些实施方案中，缺氧相关疾病或病症是癌症或眼部疾病。在一些实施方案中，癌症选自由以下项组成的组：脑癌、结肠癌、乳腺癌、***癌、肝癌、肾癌、肺癌、食道癌、头颈部癌、卵巢癌、子***、胃癌、结肠癌、直肠癌、膀胱癌、子宫癌、睾丸癌和胰腺癌。在一些实施方案中，眼部疾病选自由以下项组成的组：糖尿病性视网膜病、黄斑变性和黄斑水肿。在一些实施方案中，缺氧相关疾病或病症是化疗抗性的。
在一些实施方案中，至少一种药物是HIF抑制剂。在一些实施方案中，HIF抑制剂是强心苷、蒽环类抗生素或HIF-1二聚化抑制剂。在一些实施方案中，HIF抑制剂是地高辛或吖啶黄。
在一些实施方案中，本发明所公开的方法还包括将化学治疗剂与HIF抑制剂一起施用。在一些实施方案中，本发明所公开的组合物或试剂盒还包括化学治疗剂。在一些实施方案中，化学治疗剂是紫杉醇或吉西他滨。
在一些实施方案中，HIF选自由以下项组成的组：缺氧诱导因子-1(HIF-1)、缺氧诱导因子-2(HIF-2)和缺氧诱导因子-3(HIF-3)。
在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供本发明所公开的组合物用于治疗疾病或病症的用途。在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供本发明所公开的组合物用于制备治疗疾病或病症的药剂的用途。
上文已经陈述了本发明所公开主题的某些方面(全部或部分由本发明所公开的主题提出)，随着如下文最佳描述的结合所附实施例和附图的描述的进行，其他方面将变得显而易见。
附图简述
已经概括地描述了本发明所公开的主题，现将参考附图，所述附图未必按比例绘制，并且在附图中：
图1A和图1B示出聚合物颗粒熵驱动的形状记忆效应。图1A示出，合成包封疏水性脂质稳定化金纳米颗粒的聚(D,L乳酸)颗粒。由于使用的聚合物的分子量高，聚合物的物理交联存在于样品中。图1B示出，聚合物颗粒在低温或高温下拉伸成各向异性形状，然后通过热方式触发熵驱动的形状记忆效应。低温拉伸的颗粒呈现其初始形状，而高温拉伸的颗粒则没有；
图2A、图2B、图2C和图2D示出聚合物微粒的形状记忆效应。聚(D,L乳酸)微粒(图2A)在65℃(图2B)或90℃(图2C)下拉伸成各向异性形状，然后孵育(从左至右)1分钟、5分钟、15分钟、30分钟或60分钟，然后在SEM下分析。图像分析表明低温拉伸的颗粒而非高温拉伸的颗粒触发形状记忆效应。图2D示出，与90℃拉伸的颗粒相反，65℃拉伸的颗粒中的聚合物配向呈现较高程度，这指示聚合物物理交联作为观察到的形状记忆效应的驱动力；
图3A、图3B、图3C、图3D和图3E示出颗粒的表征。球形(图3A)和非球形(图3B)颗粒的SEM表征。图3C示出表现出约4μm大小的球形颗粒的大小表征。图3D和图3E示出纯PDLLA微粒(5mg于400μL DMSO溶液中)存在下的AuNP(1mL甲苯中的各种浓度)的吸光度光谱(图3D)和标准曲线(图3E)。金纳米颗粒以1.63*10个颗粒/mg颗粒存在，并且吸收峰为530nm；
图4示出形状记忆微粒的热激活。颗粒在60℃或90℃下拉伸；将这些颗粒在三个不同温度(40℃、45℃和50℃)的水浴中孵育多达30min；
图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F、图5G和图5H示出通过激光加热包封的金纳米颗粒触发的形状记忆效应的时空控制。颗粒在65℃(图5A)或90℃(图5B)下拉伸，并且由532nm激光进行激光照射(从左至右)0分钟、1分钟、2分钟、3分钟或5分钟。在与90℃相反的情况下，65℃下拉伸的颗粒中观察到形状记忆效应。图5C示出图5A和图5B中的颗粒的纵横比分析，其表明颗粒在激光照射3分钟内逆转回球体(AR＝1)。图5D示出如实施例1所述的归一化，其表明65℃下拉伸的颗粒达到100％纵横比逆转并且90℃下拉伸的颗粒达到～20％纵横比逆转。误差棒是分析的20个粒子的标准误差。图5E示出，两个样品的温度在加热过程中没有差异。图5F示出，固定在PEG水凝胶中的颗粒表现出形状记忆效应的空间选择。施加激光的区域是颗粒实现形状记忆的区域。图5G示出，PEG水凝胶的热IR图像表现出整个凝胶中的加热情况。图5H示出拼接的共聚焦图像的纵横比分析，其表明仅在激光照射颗粒的光斑处的颗粒几乎完全逆转；
图6A、图6B和图6C示出细胞摄取的形状依赖性。图6A和图6B示出，巨噬细胞对摄取球形颗粒(图6A)的偏好明显高于对拉伸颗粒的摄取(图6B)。图6C示出不同剂量下的偏好的确认。蓝色＝DAPI，绿色＝肌动蛋白，红色＝颗粒；
图7A、图7B和图7C示出，吞噬细胞对激光触发的差异拉伸的颗粒表现出不同的响应。(图7A)65℃拉伸和(图7B)90℃拉伸的颗粒通过激光照射触发并且与巨噬细胞一起孵育4小时。共聚焦成像表明，与非球形颗粒相比，巨噬细胞对通过吞噬摄取大量球形颗粒存在偏好。蓝色＝DAPT，红色＝肌动蛋白，绿色＝颗粒。图7C示出，通过流式细胞术分析的阳性摄取百分比表明65℃拉伸的激光触发的形状记忆颗粒在4小时的过程中被以较高百分比摄取。误差棒是n＝4个平行测定的标准误差；
图8A、图8B、图8C和图8D示出包封金纳米颗粒的球形(图8A)和非球形(图8B)的PDLLA微粒，所述微粒在TEM下成像以分析金纳米颗粒的存在。图片中对球形(图8C)和拉伸(图8D)微粒的边缘(聚合物TEM图像干扰最小的区域)的放大表明包封在聚合物微粒内的金纳米颗粒(红色箭头)的存在；
图9示出代表性的混合颗粒形状记忆实验。65℃下拉伸的颗粒(蓝色)和90℃下拉伸的颗粒(粉红色)以1:1的比率混合并在40℃下加热指定时间。后续样品的共聚焦成像表现出形状记忆效应对颗粒拉伸温度的唯一依赖性；
图10示出，通过将细胞暴露于各种剂量，细胞活力没有改变。在暴露于颗粒4小时之后通过MTS分析法评估细胞代谢速率。然后将比率相对于未处理的细胞进行归一化以得到代谢活性百分比。注意到没有显著减少。误差棒是n＝4个平行测定的标准误差；
图11示出PLGA-药物制剂的直径(n≥2)和ζ电位(n＝3)；
图12示出PLGA-吖啶黄(n＝3)和PLGA-多柔比星(n＝2)随时间的累积释放[PLGA，聚(D,L-丙交酯-共-乙交酯]；
图13示出PLGA-吖啶黄(n＝3)和PLGA-多柔比星(n＝2)随时间的时间释放百分比；
图14示出PLGA-地高辛随时间的累积释放(n＝3)；
图15示出PLGA-地高辛随时间的释放百分比(n＝3)；
图16A、图16B和图16C示出药物释放的温度依赖性。图16A示出，从基于PLA的聚合物中释放紫杉醇表现出对药物释放温度与聚合物Tg之间的差值的强依赖性。图16B示出，在从微粒释放多柔比星中也发现了类似的结果。图16C示出地高辛的累积释放；
图17A、图17B和图17C示出，地高辛阻断三阴性乳腺癌(TNBC)正交移植物中紫杉醇诱导的乳腺癌干细胞(BCSC)富集。将MDA-MB-231细胞植入雌性重症联合免疫缺陷(Scid)小鼠的乳腺脂肪垫中。将小鼠随机分成四组，用以下项处理：盐水(对照，C)；地高辛(D)；紫杉醇(P)；或紫杉醇和地高辛(P/D)。图17A示出每2-3天测定的肿瘤体积。在第12天收获肿瘤用于：Aldefluor分析，以测定表达醛脱氢酶(ALDH+)的BCSC的百分比(图17B)；以及RT-qPCR分析，以对编码白介素(IL)8、IL-6和多药耐药蛋白MDR1的mRNA的表达进行定量(图17C)。数据显示为平均值+SEM(n＝3)。根据Student t检验，与C相比，*P<0.001，并且与P相比，#P<0.001；并且
图18示出，吉西他滨与地高辛的组合疗法预防肿瘤复发。将MDA-MB-231细胞植入雌性Scid小鼠的乳腺脂肪垫中。当肿瘤可触知(第1天)时，将小鼠随机分成三组，用腹膜内注射以下项进行处理：盐水，吉西他滨[第5、10、15、20和25天(箭头)为20mg/kg]，或吉西他滨和地高辛(第1–25天为2mg/kg)。每2-3天测定肿瘤体积，并且显示平均值±SEM(n＝3)。在第24天当肿瘤体积超过1,000mm3时对盐水处理的小鼠实施安乐死(E)。实验在第32天即停止处理后7天终止。根据Student t检验，*P<0.001。
本专利或申请文件包含至少一幅以彩色绘制的附图。在提出请求并支付必要费用后，本事务所将提供具有彩色附图的本专利或专利申请出版物的副本。
详述
现在下文中将参考示出本发明的一些实施方案而非所有实施方案的附图来更全面地描述本发明所公开的主题。全文中相同的数字是指相同的元件。本发明所公开的主题可以许多不同的形式体现并且不应理解为受限于本文所阐述的实施方案；相反，提供这些实施方案以使得本公开将满足适用的法律要求。实际上，本发明所公开主题所属领域的技术人员将想到本文所阐述的本发明所公开主题的许多修改和其他实施方案，其具有前述描述和相关附图中所呈现的教导内容的益处。因此，应理解，本发明所公开的主题不限于所公开的具体实施方案，并且所述修改和其他实施方案意图包括在所附权利要求书的范围内。
I.包含形状记忆颗粒的方法和组合物
在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供包含能够被激活或刺激以改变形状的形状记忆颗粒的组合物、方法和试剂盒。这些形状记忆颗粒可在生理温度下保持其临时形状并且在向患者施加外部刺激时转换回其最初的形状。在一些实施方案中，本发明所公开的形状记忆颗粒的药物递送容量和形状变化能力可增强药物到患者体内靶位置的递送和/或对所述靶位置的药物功效。因此，在一些实施方案中，可在空间和/或时间上控制药物递送以介导细胞内和细胞外治疗剂的递送。例如，可在特定时间和/或在患者体内的特定位置处迫使形状记忆颗粒释放其负载(诸如药物)。在一些实施方案中，可在身体可忍受的温度范围(例如约37℃至约45℃)内的温度下触发本发明所公开的形状记忆颗粒。
在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供一种包含各向异性形状记忆颗粒的组合物，所述形状记忆颗粒包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒。在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供一种包含各向异性形状记忆颗粒的组合物，所述形状记忆颗粒包含基于聚(乳酸)的聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒。如本文所用，术语“形状记忆颗粒”是指在被外部刺激触发时可发生形状转变的微粒或纳米颗粒。
术语“各向异性”是指非球形的微粒或纳米颗粒。在一些实施方案中，“各向异性”颗粒是指具有由沿着x轴的尺寸(a)、沿着y轴的尺寸(b)和沿着z轴的尺寸(c)限定的非对称形状的三维微粒或纳米颗粒，其中(a)、(b)或(c)中的至少一个不等于至少一个其他尺寸(a)、(b)或(c)。在一些实施方案中，“各向异性”颗粒是指具有非对称形状的三维微粒或纳米颗粒，其中非对称形状具有至少一个表面，其具有沿着选自以下范围中的一个的至少一条轴线的曲率半径：(a)约1nm至约10nm；(b)约11nm至约100nm；(c)约101nm至约400nm；(d)约401nm至约1μm；(e)约10μm至约20μm；(f)约20μm至约100μm；以及(g)约101μm至约1mm。在一些实施方案中，非球形形状包括长椭球体，其由公式a>b＝c定义。在一些实施方案中，非球形形状包括三轴椭球体，其可由公式a>b>c描述。在一些实施方案中，非球形形状包括扁椭球体，其可由公式a＝b>c描述。在一些实施方案中，非球形形状的沿着x轴的尺寸(a)等于沿着y轴的尺寸(b)，两者均远小于沿着z轴的尺寸(c)，使得a＝b<<c并且三维微粒或纳米颗粒具有棒状。
如本文所用，术语“纳米颗粒”是指至少一个尺寸在约1nm至约1000nm范围内、包括1nm与1000nm之间的任何整数值(包括约1、2、5、10、20、50、60、70、80、90、100、200、500和1000nm以及之间的所有整数和小数)的颗粒。在一些实施方案中，纳米颗粒的至少一个尺寸(例如，直径)为约100nm。在一些实施方案中，纳米颗粒的直径为约200nm。在其他实施方案中，纳米颗粒的直径为约500nm。在另外的其他实施方案中，纳米颗粒的直径为约1000nm(1μm)。在此类实施方案中，颗粒也可称为“微粒”。因此，术语“微粒”包括至少一个尺寸在约一微米(μm)即1×10-6米至约1000μm范围内的颗粒。本文所用的术语“颗粒”意在包括纳米颗粒和微粒。在一些实施方案中，各向异性形状记忆颗粒的大小范围为约10纳米至约500微米。在一些实施方案中，各向异性形状记忆颗粒的大小范围为约50纳米至约5微米。在一些实施方案中，各向异性形状记忆颗粒的大小为至少10、20、30、40或50纳米。在一些实施方案中，各向异性形状记忆颗粒的大小小于500、400、300、200、100、50或5微米。在一些实施方案中，各向异性形状记忆颗粒足够小以具有增强的渗透性和滞留(EPR)效应，使得它们倾向于积聚在肿瘤组织而非正常组织中。例如，各向异性形状记忆颗粒的大小可小于400纳米，以利用EPR效应。在一些实施方案中，利用EPR效应的颗粒的大小在约200至约225纳米之间。在一些实施方案中，利用EPR效应的各向异性形状记忆颗粒的大小小于200纳米。
在一些实施方案中，微粒或纳米颗粒的纵横比的范围为约1.1至约5。在一些实施方案中，纵横比的范围为约5至约10。在一些实施方案中，纵横比的范围为约10至约100。
在一些实施方案中，聚合物基体的非限制性实例包括：基于聚(乳酸)的聚合物基体，诸如聚乳酸(PLA)、聚(D,L-丙交酯-共-乙交酯)(PLGA)和聚(D,L-乳酸)(PDLLA)；以及非基于聚(乳酸)的聚合物基体，诸如聚己内酯(PCL)和聚(β-氨基酯)(PBAE)。
如本文所用，术语“基于聚(乳酸)的聚合物基体”是指包含聚(乳酸)的聚合物基体。非限制性实例包括聚乳酸(PLA)、聚(D,L-丙交酯-共-乙交酯)(PLGA)和聚(D,L-乳酸)(PDLLA)。在一些实施方案中，基于聚(乳酸)的聚合物基体包含PLA。在一些实施方案中，基于聚(乳酸)的聚合物基体包含PDLLA。在一些实施方案中，基于聚(乳酸)的聚合物基体包含PLGA。在一些实施方案中，基于聚(乳酸)的聚合物基体包含多于一种类型的聚(乳酸)，诸如PDLLA和PLGA的组合。
在一些实施方案中，聚合物基体包含基于聚(乳酸)的聚合物和非基于聚(乳酸)的聚合物的的共聚物，诸如PLA和聚己内酯(PCL)的组合。在一些实施方案中，可使用聚酯的共混物，诸如PLGA/PCL或PLGA/PBAE。在一些实施方案中，PLGA的含量在约50％至约90％之间，其余是PCL和/或PBAE。
如本文所用，“刺激敏感性纳米颗粒”是指可通过外部刺激激活的纳米颗粒。刺激敏感性纳米颗粒的非限制性实例包括：光敏感性纳米颗粒，诸如金纳米颗粒、金纳米棒、金纳米球、金纳米壳；以及磁敏感性纳米颗粒，诸如氧化铁。在一些实施方案中，可在空间和/或时间上激活刺激敏感性纳米颗粒。例如，在一些实施方案中，刺激敏感性纳米颗粒可在到达患者体内的靶位置时被激活。作为另一个实例，在一些实施方案中，刺激敏感性纳米颗粒可在施用给患者之后的某个时间被激活。
在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供一种用于使用形状记忆颗粒将药物递送至患者的方法。在一些实施方案中，提供一种用于将药物递送至患者的方法，所述方法包括：(a)向患者施用包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒的各向异性形状记忆颗粒，其中各向异性形状记忆颗粒负载有至少一种药物；以及(b)刺激至少一种刺激敏感性纳米颗粒以在患者体内的靶位置处从各向异性形状记忆颗粒中释放至少一种药物。如本文所用，“药物”是在被引入受试者体内时具有生理效应的物质。
在一些实施方案中，刺激至少一种刺激敏感性纳米颗粒释放药物通过刺激患者而发生。在一些实施方案中，刺激至少一种刺激敏感性纳米颗粒释放药物发生在患者外部。可用于刺激或激活刺激敏感性纳米颗粒的刺激的非限制性实例包括热、光(例如，激光束)和电。在一些实施方案中，通过使用刺激敏感性纳米颗粒的形状记忆颗粒内部的有效局部加热来有效地操控本发明所公开的形状记忆颗粒的激活温度。例如，在一些实施方案中，来自激光器的光从外部施加到患者身上的位置，并且来自光的热激活患者中的刺激敏感性纳米颗粒，从而导致先前施用给患者并且靶向患者体内靶位置的形状记忆颗粒改变形状并释放其载药。在一些实施方案中，多于一个种类的药物负载到本发明所公开的颗粒中，使得药物混合物可同时施用给患者。
在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供一种用于在有需要的患者中治疗疾病或病症的方法，所述方法包括：(a)向患者施用包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒的各向异性形状记忆颗粒，其中各向异性形状记忆颗粒负载有能够治疗疾病或病症的至少一种药物；以及(b)刺激至少一种刺激敏感性纳米颗粒以在患者体内的靶位置处从各向异性形状记忆颗粒中释放至少一种药物，从而治疗患者中的疾病或病症。
在一些实施方案中，可治疗的疾病或病症可以是可被包含治疗疾病或病症的药物的本发明所公开颗粒靶向的任何疾病。疾病和病症的非限制性实例包括心血管疾病、感染性疾病和寄生虫病、癌症、呼吸疾病、消化疾病、神经退行性疾病、免疫***疾病、肌肉骨骼病症、眼部疾病等。
在一些实施方案中，本发明所公开的颗粒在患者中是可生物降解和/或生物相容的。如本文所用，“可生物降解的”化合物是在被引入细胞时由细胞装置分解或通过水解分解成细胞可再利用或处理而对细胞没有显著毒性作用的组分(即，当在体外将组分添加到细胞时，少于约20％的细胞被杀死)的那些化合物。组分优选地不在体内引起炎症或其他不良反应。如本文所用，术语“生物相容的”意味着当以合理的剂量施用化合物时，其在患者中不引起毒性或不良生物反应。
通常，为了可生物降解，本发明所公开的材料(例如，微粒和/或纳米颗粒)含有可降解的键。代表性的可降解键包括但不限于：
可生物降解的聚合物的非限制性实例包括可生物降解的聚-β-氨基酯(PBAE)、聚(酰氨基胺)、聚酯、聚酐、生物还原性聚合物和其他可生物降解的聚合物。可生物降解的聚合物的非限制性实例包括聚(D,L-丙交酯-共-乙交酯)(PLGA)、聚(D,L-乳酸)(PDLLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚(丙烯酸)(PAA)、聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)和聚(羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯)。适于与本发明所公开主题一起使用的其他可生物降解的聚合物提供于2010年11月18日公布的Green等人的“Multicomponent Degradable CationicPolymers”的国际PCT专利申请公开号WO/2010/132879中，所述专利以引用的方式整体并入本文。在一些实施方案中，本领域使用的不可降解的聚合物(诸如聚苯乙烯)与一种或多种可生物降解的聚合物共混以形成本发明所公开的颗粒。在一些实施方案中，本发明所公开的颗粒包含GRAS(通常认为是安全的)材料。在一些实施方案中，聚合物基体是基于聚(乳酸)的。
在一些实施方案中，本发明所公开的颗粒的表面包含至少一种包括靶向剂和/或治疗剂的生物分子。靶向剂的非限制性实例包括糖、肽、抗体或抗体片段、激素、激素受体、受体配体等。在一些实施方案中，靶向剂是对肿瘤相关因子诸如RGD序列、低密度脂蛋白序列、NAALADase抑制剂、表皮生长因子，和与靶细胞(例如，癌细胞)特异性结合的其他药剂具有亲和力的部分。在一些实施方案中，靶向剂是对炎症因子(例如，细胞因子或细胞因子受体部分(例如，TNF-α受体))具有亲和力的部分。可产生抗体以允许将抗原或免疫原(例如，肿瘤、组织或病原体特异性抗原)靶向到各种生物靶(例如，病原体、肿瘤细胞和正常组织)上。此类抗体包括但不限于多克隆、单克隆、嵌合、单链、Fab片段和Fab表达文库。
治疗剂的非限制性实例包括：小分子，诸如有机小分子或无机小分子；糖类；寡糖；多糖；选自由肽、蛋白质、肽类似物和衍生物组成的组的生物大分子；拟肽；选自由siRNA、shRNA、反义RNA、miRNA和核酶、树状大分子和适体组成的组的核酸，诸如DNA、RNA干扰分子；抗体，包括抗体片段和胞内抗体；及其任意组合。
在一些实施方案中，靶向剂和/或治疗剂是有机小分子、碳水化合物、糖、蛋白质、肽、核酸、抗体或其抗体片段、激素、激素受体、受体配体和癌细胞特异性配体。在一些实施方案中，本发明所公开的颗粒包含多于一种类型的靶向剂和/或治疗剂。
如本文所用，术语“小分子”可指“天然产物样”药剂，然而，术语“小分子”并不限于“天然产物样”药剂。更确切地，通常小分子的特征在于其含有若干个碳-碳键，并且分子量小于5000道尔顿(5kD)，优选地小于3kD，还更优选地小于2kD，并且最优选地小于1kD。在一些情况下，优选的是小分子的分子量等于或小于700道尔顿。
如本文所用，“RNA干扰分子”是指通过RNA干扰(RNAi)来干扰或抑制靶基因或基因组序列的表达的药剂。此类RNA干扰剂包括但不限于核酸分子，包括与靶基因或基因组序列或其片段同源的RNA分子、短干扰RNA(siRNA)、短发夹或小发夹RNA(shRNA)、微RNA(miRNA)以及通过RNA干扰(RNAi)来干扰或抑制靶基因表达的小分子。
术语“多核苷酸”与“核酸”在本文中可互换使用以指示核苷的聚合物。多核苷酸通常由天然存在于通过磷酸二酯键连接的DNA或RNA中的核苷(例如，腺苷、胸苷、鸟苷、胞苷、尿苷、脱氧腺苷、脱氧胸苷、脱氧鸟苷和脱氧胞苷)构成。然而，所述术语涵盖包含含有化学或生物学修饰的碱基、修饰的主链等的核苷或核苷类似物的分子，无论其是否存在于天然存在的核酸中，并且此类分子对于某些应用可以是优选的。在这种应用是指多核苷酸的情况下，应理解，提供DNA、RNA和每种情况下的单链和双链形式(以及每个单链分子的互补物)。
本文所用的术语“多肽”是指氨基酸的聚合物。术语“蛋白质”和“多肽”在本文中可互换使用。肽是相对较短的多肽，通常长度在约2个与60个氨基酸之间。本文所用的多肽通常含有氨基酸，诸如蛋白质中最常见的20个L-氨基酸。然而，可使用本领域已知的其他氨基酸和/或氨基酸类似物。多肽中的一个或多个氨基酸可被修饰，例如通过添加化学实体，诸如碳水化合物基团、磷酸基团、脂肪酸基团、用于缀合、官能化的接头等。具有与其共价或非共价缔合的非多肽部分的多肽仍被认为是“多肽”。示例性修饰包括糖基化和棕榈酰化。多肽可从天然来源纯化、使用重组DNA技术产生、通过化学手段(诸如常规固相肽合成等)合成。
如本文所用，术语“抗体”是指包含至少一个结合结构域的多肽或多肽组群，其中抗体结合结构域通过折叠抗体分子的可变结构域形成具有与抗原的抗原决定簇的特征互补的内表面形状和电荷分布(其允许与抗原进行免疫反应)的三维结合空间来形成。抗体包括：重组蛋白，其包含结合结构域；以及片段，包括Fab、Fab′、F(ab)2和F(ab′)2片段。
在一些实施方案中，本发明所公开的方法还包括将本发明所公开的颗粒靶向到患者体内的靶位置。在一些实施方案中，患者体内的靶位置可以是形状记忆颗粒能够被靶向到的任何部位，特别是患病部位。靶位置的非限制性实例包括脑、结肠、乳腺、***、肝、肾、肺、食道、头颈部、卵巢、子宫颈、胃、结肠、直肠、膀胱、子宫、睾丸和胰腺。
在一些实施方案中，靶位置是癌症部位。患者中的“癌症部位”是指显示具有致癌细胞的典型特征(例如，不受控制的增殖、丧失专门功能、永生、显著的转移潜力、抗凋亡活性显著增加、快速的生长和增殖速率，以及某些特征形态和细胞标记物)的细胞的存在的部位。可用本发明所公开的形状颗粒治疗的癌症的非限制性实例包括脑癌、结肠癌、乳腺癌、***癌、肝癌、肾癌、肺癌、食道癌、头颈部癌、卵巢癌、子***、胃癌、结肠癌、直肠癌、膀胱癌、子宫癌、睾丸癌和胰腺癌。在一些实施方案中，靶位置是实体瘤。本文所用的“实体瘤”是通常不含囊肿或液体区域、质量异常的组织。如本文所用，术语“转移”和“转移部位”是指由原发性肿瘤扩散引起的癌症。可用本发明所公开的颗粒治疗的实体瘤和/或转移部位的非限制性实例包括脑、结肠、乳腺、***、肝、肾、肺、食道、头颈部、卵巢、子宫颈、胃、结肠、直肠、膀胱、子宫、睾丸和胰腺。
在一些实施方案中，本发明所公开的方法还包括拉伸本发明所公开的颗粒以形成各向异性形状记忆颗粒。例如，在一些实施方案中，所述方法包括拉伸包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒的形状记忆颗粒以形成各向异性形状记忆颗粒。在一些实施方案中，聚合物基体在没有刺激敏感性纳米颗粒的情况下拉伸。在一些实施方案中，聚合物基体在具有刺激敏感性纳米颗粒的情况下拉伸。在一些实施方案中，聚合物基体在没有刺激敏感性纳米颗粒的情况下拉伸，并且刺激敏感性纳米颗粒与拉伸的聚合物基体分开施用到患者中。用于拉伸的方法和装置可见于Meyer等人(J.Biomed.Mater.Res.A.2015，103(8):2747-57)，所述文献以引用的方式整体并入本文。
在一些实施方案中，聚合物基体在高于聚合物转变温度高至聚合物降解温度的温度下拉伸以形成各向异性聚合物基体。在一些实施方案中，聚合物基体在高于但接近聚合物转变温度的温度下拉伸。例如，在一些实施方案中，如果聚合物转变温度为约60℃，则聚合物基体在高于60℃至约70℃的温度下拉伸。在一些实施方案中，如果聚合物转变温度为约60℃，则聚合物基体在高于60℃至约80℃的温度下拉伸。如本文所用，“聚合物转变温度”是聚合物从硬质材料转变为软质材料或橡胶样材料的温度范围。如本文所用，“聚合物降解温度”是聚合物开始分解时的温度。在一些实施方案中，聚合物基体在约60℃至约90℃的温度下拉伸以形成各向异性聚合物基体。在一些实施方案中，聚合物基体在约60℃的温度下拉伸。
在一些实施方案中，拉伸聚合物基体使得聚合物基体从大致球形形状改变为各向异性形状。在一些实施方案中，至少一种刺激敏感性纳米颗粒的激活引起各向异性形状记忆颗粒的形状改变，诸如从一种各向异性形状改变为另一种各向异性形状或大致球形形状。在一些实施方案中，各向异性形状记忆颗粒的形状变化可与至少一种药物分子从各向异性形状记忆颗粒中的释放同时发生。在一些实施方案中，至少一种药物分子的释放发生在各向异性形状记忆颗粒改变形状之后的约1天至约两个月的范围内。在一些实施方案中，药物从形状记忆颗粒的释放发生在1、2、3、4、5、6、7天或更多天之后。在一些实施方案中，药物从形状记忆颗粒的释放发生在1、2、3、4、5、6、7、8周或更多周之后。
在一些实施方案中，各向异性形状记忆颗粒的形状变化发生在患者中。在一些实施方案中，刺激在患者的接近患者体内靶位置(诸如接近实体瘤和/或转移部位)的外部施加。在一些实施方案中，选自由热、光和电组成的组中的至少一种刺激来刺激患者。在一些实施方案中，刺激患者引起各向异性形状记忆颗粒的形状改变，诸如从一种各向异性形状改变为另一种各向异性形状或大致球形形状。
在一些实施方案中，本发明所公开的形状记忆颗粒可通过形状转变来控制细胞响应。例如，已经发现，巨噬细胞对球形颗粒而非本发明所公开的各向异性颗粒存在吞噬偏好，这表明本发明所公开的各向异性颗粒在移动到其靶位置时更有可能成功地逃避免疫***。
如本文所用，术语“治疗”可包括逆转、减轻、抑制这一术语所适用的疾病、病症或病况的进展，预防或降低所述疾病、病症或病况的可能性或这种疾病、病症或病况的一种或多种症状或表现。在一些实施方案中，“治疗”意味着延长患者(诸如患有癌症的那些患者)的生存期。
在一些实施方案中，包含本发明所公开的颗粒的方法降低肿瘤进展的可能性和/或介导肿瘤消退。例如，与未使用包含本发明所公开的颗粒的方法时患者中的肿瘤进展的可能性和/或肿瘤消退相比，包含本发明所公开的颗粒(单独施用或作为多药物或多模态癌症疗法的一部分施用)的方法可将肿瘤进展的可能性降低和/或介导肿瘤消退至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、33％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、66％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更多。
在一些实施方案中，包含本发明所公开的颗粒的方法延长患者的生存期。例如，与未使用本发明所公开的方法时患者的生存期相比，本发明所公开的方法可将患者的生存期(例如，无进展生存期)延长5％、10％、15％、20％、25％、30％、33％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、66％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％、1倍、1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、2.0倍、2.5倍、3.0倍、3.5倍、4.0倍、5.0倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍或更多。在一些实施方案中，生存期是无进展生存期。
本发明所公开的主题提供包含各向异性形状记忆颗粒的组合物用于治疗疾病或病症的用途，所述形状记忆颗粒包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒。本发明所公开的主题还提供包含各向异性形状记忆颗粒的组合物用于治疗疾病或病症的用途，所述形状记忆颗粒包含基于聚(乳酸)的聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒。此外，提供包含各向异性形状记忆颗粒的组合物用于制备治疗疾病或病症的药剂的用途，所述形状记忆颗粒包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒。此外，还提供包含各向异性形状记忆颗粒的组合物用于制备治疗疾病或病症的药剂的用途，所述形状记忆颗粒包含基于聚(乳酸)的聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒。
II.用于抑制缺氧诱导因子(HIF)和治疗缺氧相关疾病或病症的方法
在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供用于将缺氧诱导因子(HIF)抑制剂递送至患者体内的靶位置以治疗缺氧相关疾病或病症的组合物、试剂盒和方法。在一些实施方案中，形状记忆颗粒用于递送HIF抑制剂。在一些实施方案中，没有形状记忆的纳米颗粒用于递送HIF抑制剂。在一些实施方案中，在空间和/或时间上控制HIF抑制剂的递送。
在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供一种包含纳米颗粒的组合物，所述纳米颗粒包含聚合物基体和至少一种缺氧诱导因子(HIF)抑制剂。在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供一种包含纳米颗粒的组合物，所述纳米颗粒包含基于聚(乳酸)的聚合物基体和至少一种缺氧诱导因子(HIF)抑制剂。在一些实施方案中，基于聚(乳酸)的聚合物基体包含PLA。在一些实施方案中，基于聚(乳酸)的聚合物基体包含PDLLA。在一些实施方案中，基于聚(乳酸)的聚合物基体包含PLGA。
在一些实施方案中，HIF是任何HIF或其亚基，诸如缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、缺氧诱导因子-1β(HIF-1β)、缺氧诱导因子-2α(HIF-2α)或缺氧诱导因子-3α(HIF-3α)。在一些实施方案中，HIF是HIF-1。在一些实施方案中，HIF是HIF-2。在一些实施方案中，HIF是HIF-3。在一些实施方案中，HIF是HIF-1和HIF-2。在一些实施方案中，HIF是HIF-1、HIF-2和HIF-3。
在一些实施方案中，HIF抑制剂是可负载到本发明所公开的颗粒中的任何HIF抑制剂。在一些实施方案中，HIF抑制剂是HIF-1抑制剂，诸如HIF-1αmRNA抑制剂(例如，氨基黄酮)、HIF-1α蛋白合成抑制剂(例如，mTOR抑制剂、强心苷、微管靶向剂、拓扑异构酶抑制剂、寡核苷酸、氨基黄酮、PX-478)、HIF-1α蛋白稳定抑制剂(例如，HSP90抑制剂、HDAC抑制剂、抗氧化剂、寡核苷酸、小檗碱、SE-甲基硒代半胱氨酸、PX-12、YC-1)、HIF-1α:HIF-1β二聚化抑制剂(例如，吖啶黄、锥虫黄(trypaflavine)、原黄素)、HIF-1DNA结合抑制剂(例如，蒽环类抗生素、棘霉素)或HIF-1反式激活抑制剂(例如，硼替佐米)。在一些实施方案中，HIF抑制剂是强心苷，诸如夹竹桃苷、乌本苷、蟾蜍灵、洋地黄毒苷、地高辛、羟基华蟾毒素(cinobufatalin)、华蟾毒配基、脂蟾毒配基、去乙酰毛花苷、洋地黄苷、洋地黄、海葱次苷等。在一些实施方案中，HIF抑制剂是蒽环类抗生素，诸如放线菌素、更生霉素、柔红霉素(道诺霉素)、多柔比星(阿霉素)、表柔比星、伊达比星、米托蒽醌、戊柔比星等。在一些实施方案中，HIF抑制剂是强心苷、蒽环类抗生素或HIF-1二聚化抑制剂。在一些实施方案中，HIF抑制剂是地高辛或吖啶黄。
在一些实施方案中，包含至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒或者包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒的大小范围为约10纳米至约500微米。在一些实施方案中，包含至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒或者包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒的大小范围为约50纳米至约5微米。在一些实施方案中，包含至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒或者包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒的大小为至少10、20、30、40或50纳米。在一些实施方案中，包含至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒或者包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒的大小小于500、400、300、200、100、50或5微米。在一些实施方案中，包含至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒或者包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒足够小以具有增强的渗透性和滞留(EPR)效应，使得它们倾向于积聚在肿瘤组织而非正常组织中。例如，包含至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒或者包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒的大小可小于400纳米，诸如在约200至约225纳米之间，以利用EPR效应。在一些实施方案中，包含至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒或者包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒的大小小于200纳米。在一些实施方案中，纳米颗粒或各向异性纳米颗粒是可生物降解和/或生物相容的。
在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供一种用于抑制患者中的一种或多种缺氧诱导因子(HIF)的方法，所述方法包括向患者施用负载有至少一种HIF抑制剂的各向异性纳米颗粒，从而抑制患者中的一种或多种HIF。在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供一种用于抑制患者中的一种或多种缺氧诱导因子(HIF)的方法，所述方法包括向患者施用包含聚合物基体的纳米颗粒，其中纳米颗粒负载有至少一种HIF抑制剂，从而抑制患者中的一种或多种HIF。在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供一种用于抑制患者中的一种或多种缺氧诱导因子(HIF)的方法，所述方法包括向患者施用包含基于聚(乳酸)的聚合物基体的纳米颗粒，其中纳米颗粒负载有至少一种HIF抑制剂，从而抑制患者中的一种或多种HIF。
如本文所用，术语“降低”或“抑制”及其语法派生词是指药剂阻断、部分阻断、干扰、减少、降低或去激活生物分子、途径或作用机制的能力。因此，本领域普通技术人员将了解，术语“抑制”涵盖活性的完全和/或部分丧失，例如，活性丧失至少10％，在一些实施方案中，活性丧失至少20％、30％、50％、75％、95％、98％以及高达并包括100％。
在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供一种用于在有需要的患者中治疗缺氧相关疾病或病症的方法，所述方法包括向患者施用负载有至少一种HIF抑制剂的各向异性纳米颗粒，从而治疗患者中的缺氧相关疾病或病症。在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供一种用于在有需要的患者中治疗缺氧相关疾病或病症的方法，所述方法包括向患者施用包含聚合物基体的纳米颗粒，其中纳米颗粒负载有至少一种HIF抑制剂，从而治疗患者中的缺氧相关疾病或病症。在一些实施方案中，本发明所公开的主题提供一种用于在有需要的患者中治疗缺氧相关疾病或病症的方法，所述方法包括向患者施用包含基于聚(乳酸)的聚合物基体的纳米颗粒，其中纳米颗粒负载有至少一种HIF抑制剂，从而治疗患者中的缺氧相关疾病或病症。在一些实施方案中，包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒是各向异性的。在一些实施方案中，包含基于聚(乳酸)的聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒是各向异性的。在一些实施方案中，在负载HIF抑制剂之前拉伸聚合物基体以形成包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的各向异性纳米颗粒。
在一些实施方案中，包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒还包含至少一种刺激敏感性纳米颗粒。在一些实施方案中，包含基于聚(乳酸)的聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒或各向异性纳米颗粒还包含至少一种刺激敏感性纳米颗粒。在一些实施方案中，本发明所公开的方法还包括刺激至少一种刺激敏感性纳米颗粒，以便在患者体内的靶位置中(诸如在实体瘤的部位和/或转移部位处)释放HIF抑制剂。在一些实施方案中，本发明所公开的方法还包括将纳米颗粒或各向异性纳米颗粒靶向到患者体内的靶位置。在一些实施方案中，纳米颗粒或各向异性纳米颗粒的表面包含至少一种生物分子，诸如靶向剂和/或治疗剂。在一些实施方案中，靶向剂和/或治疗剂是抗体。
在一些实施方案中，刺激至少一种刺激敏感性纳米颗粒通过外部刺激患者而发生。在一些实施方案中，激活至少一种刺激敏感性纳米颗粒或刺激患者引起各向异性纳米颗粒的形状改变，诸如从一种各向异性形状改变为另一种各向异性形状或大致球形形状。在一些实施方案中，各向异性纳米颗粒的形状变化与至少一种药物分子从各向异性纳米颗粒中的释放同时发生。在一些实施方案中，至少一种药物分子的释放发生在各向异性纳米颗粒改变形状之后的约1天至约两个月的范围内。在一些实施方案中，各向异性纳米颗粒的形状变化发生在患者中。在一些实施方案中，各向异性纳米颗粒不被患者中的巨噬细胞摄取。
在一些实施方案中，包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒不是各向异性的。本文已经发现，在一些实施方案中，本发明所公开的制剂可在不使用各向异性纳米颗粒的情况下用于逐渐释放HIF抑制剂。在一些实施方案中，HIF抑制剂的释放在不施加外部刺激的情况下发生。
在一些实施方案中，缺氧相关疾病或病症是癌症。在一些实施方案中，癌症选自由以下项组成的组：脑癌、结肠癌、乳腺癌、***癌、肝癌、肾癌、肺癌、食道癌、头颈部癌、卵巢癌、子***、胃癌、结肠癌、直肠癌、膀胱癌、子宫癌、睾丸癌和胰腺癌。
在一些实施方案中，缺氧相关疾病或病症是眼部疾病。眼部疾病的非限制性实例包括糖尿病性视网膜病、黄斑变性、黄斑水肿、青光眼、格子状营养不良、色素性视网膜炎、年龄相关性黄斑变性(AMD)、与湿性或干性AMD相关的感光器变性、其他视网膜变性、视神经玻璃膜疣、视神经病变和视神经炎。在一些实施方案中，眼部疾病选自由以下项组成的组：糖尿病性视网膜病、黄斑变性和黄斑水肿。
在一些实施方案中，缺氧相关疾病或病症是化疗抗性的。如本文所用，术语“化疗抗性”是指对化疗药物的部分或完全抗性。在一些实施方案中，本发明所公开的方法还包括将化学治疗剂与HIF抑制剂一起施用给患者。在一些实施方案中，化学治疗剂与HIF抑制剂一起负载到本发明所公开的纳米颗粒中。在一些实施方案中，化学治疗剂与HIF抑制剂分开施予患者，诸如通过使用不同的施用途径。
“化学治疗剂”用于表示癌症治疗中施用的化合物或组合物。化学治疗剂包括但不限于：烷化剂，诸如噻替哌和环磷酰胺；烷基磺酸盐，诸如白消安、英丙舒凡和哌泊舒凡；氮丙啶，诸如苯并多巴(benzodopa)、卡波醌、美妥替哌(meturedopa)和尿烷亚胺(uredopa)；乙撑亚胺及甲基蜜胺(methylamelamine)，包括六甲蜜胺、三乙撑蜜胺、三乙撑磷酰胺、三乙撑硫代磷酰胺和三羟甲基蜜胺；氮芥类，诸如苯丁酸氮芥、萘氮芥、氯磷酰胺(cholophosphamide)、雌氮芥、异环磷酸胺、氮芥、盐酸氧氮芥、美法仑、新恩比兴、苯芥胆甾醇、泼尼氮芥、曲磷胺、尿嘧啶氮芥；亚硝基脲类，诸如卡莫司汀、氯脲霉素、福莫司汀、洛莫司汀、尼莫司汀、雷莫司汀；抗生素，诸如阿克拉霉素(aclacinomysin)、放线菌素、氨茴霉素(authramycin)、重氮丝氨酸、博来霉素、放线菌素C、卡里奇霉素、卡柔比星(carabicin)、洋红霉素(caminomycin)、嗜癌菌素、色霉素、更生霉素、柔红霉素、地托比星、6-重氮基-5-氧代-L-正亮氨酸、多柔比星、表柔比星、依索比星、伊达比星、麻西罗霉素、丝裂霉素、霉酚酸、诺加霉素、橄榄霉素、培洛霉素、紫菜霉素(potfiromycin)、嘌呤霉素、三铁阿霉素、罗多比星、链黑菌素、链脲菌素、杀结核菌素、乌苯美司、净司他丁、佐柔比星；抗代谢剂，诸如甲氨蝶呤和5-氟尿嘧啶(5-FU)；叶酸类似物，诸如二甲叶酸、甲氨蝶呤、蝶罗呤、三甲曲沙；嘌呤类似物，诸如氟达拉滨、6-巯基嘌呤、硫咪嘌呤、硫鸟嘌呤；嘧啶类似物，诸如安西他滨、氮杂胞苷、6-氮尿苷、卡莫氟、阿糖胞苷、双脱氧尿苷、去氧氟尿苷、依诺他滨、氟尿苷、5-FU；雄激素，诸如卡鲁睾酮、丙酸屈他雄酮、环硫雄醇、美雄烷、睾内酯；抗肾上腺，诸如氨鲁米特、米托坦、曲洛司坦；叶酸补充剂，诸如亚叶酸；醋葡醛内酯；醛磷酰胺糖苷；氨基乙酰丙酸；安吖啶；贝他布昔(bestrabucil)；比生群；依达曲沙(edatraxate)；地磷酰胺(defofamine)；地美可辛；地吖醌；艾弗米辛(elformithine)；依利醋铵；依托格鲁；硝酸镓；羟基脲；香菇多糖；氯尼达明；米托胍腙；米托蒽醌；莫哌达醇；二胺硝吖啶；喷司他丁；蛋氨氮芥；吡柔比星；鬼臼酸；2-乙基酰胼；甲基苄肼；PSK；雷佐生；西佐喃；锗螺胺；细交链孢菌酮酸；三乙撑亚胺苯醌；2,2′,2″-三氯三乙胺；尿烷；长春地辛；达卡巴嗪；甘露醇氮芥；二溴甘露醇；二溴卫矛醇；哌泊溴烷；加西托星(gacytosine)；***糖苷(Ara-C)；紫杉烷类，例如紫杉醇和多西他赛；苯丁酸氮芥；吉西他滨；6-硫鸟嘌呤；巯基嘌呤；铂类似物，诸如顺铂及卡铂；长春花碱；铂；依托泊苷；异环磷酰胺；丝裂霉素C；米托蒽醌；长春新碱；长春瑞滨；诺维本(navelbine)；诺消灵(novantrone)；替尼泊苷；道诺霉素；氨基喋呤；希罗达；伊班膦酸盐；CPT11；拓扑异构酶抑制剂RFS 2000；二氟甲基鸟氨酸；视黄酸；埃斯培拉霉素；卡培他滨；以及上述任一种的药学上可接受的盐、酸或衍生物。
化学治疗剂还包括用于调控或抑制激素对肿瘤的作用的抗激素剂，诸如：抗***，包括例如他莫昔芬、雷洛昔芬、芳香酶抑制剂4(5)-咪唑、4-羟基他莫昔芬、曲沃昔芬、雷洛昔芬(keoxifene)、LY117018、奥那司酮和托瑞米芬(法乐通)；以及抗雄激素，诸如氟他胺、尼鲁米特、比卡鲁胺、恩杂鲁胺、亮丙瑞林、阿比特龙和戈舍瑞林；以及上述任一种的药学上可接受的盐、酸或衍生物。
在一些实施方案中，化学治疗剂是拓扑异构酶抑制剂。拓扑异构酶抑制剂是干扰拓扑异构酶(例如，拓扑异构酶I或II)的作用的化学治疗剂。拓扑异构酶抑制剂包括但不限于多柔比星HCl、柔红霉素柠檬酸盐、米托蒽醌HCl、放线菌素D、依托泊苷、拓扑替康HCl、替尼泊苷和伊立替康，以及这些中的任一种的药学上可接受的盐、酸或衍生物。
在一些实施方案中，化学治疗剂是抗代谢剂。抗代谢剂是具有与正常生化反应所需的代谢物相似、但不同之处足以干扰细胞的一种或多种正常功能(诸如细胞***)的结构的化学物质。抗代谢剂包括但不限于：吉西他滨、氟尿嘧啶、卡培他滨、甲氨蝶呤钠、雷替曲塞(ralitrexed)、培美曲塞、喃氟啶、阿糖胞苷、硫鸟嘌呤、5-氮杂胞苷、6-硫基嘌呤、硫唑嘌呤、6-硫鸟嘌呤、喷司他丁、磷酸氟达拉滨和克拉屈滨，以及这些中的任一种的药学上可接受的盐、酸或衍生物。
在某些实施方案中，化学治疗剂是抗有丝***剂，包括但不限于结合微管蛋白的药剂。在一些实施方案中，药剂是紫杉烷。在某些实施方案中，药剂是紫杉醇、卡巴他赛或多西他赛，或紫杉醇、卡巴他赛或多西他赛的药学上可接受的盐、酸或衍生物。在某些替代实施方案中，抗有丝***剂包括长春花生物碱，诸如长春新碱、长春花碱(binblastine)、长春瑞滨或长春地辛，或其药学上可接受的盐、酸或衍生物。
在一些实施方案中，化学治疗剂是紫杉醇或吉西他滨。
本发明所公开的主题提供包含纳米颗粒的组合物用于治疗疾病或病症的用途，所述纳米颗粒包含聚合物基体和至少一种缺氧诱导因子(HIF)抑制剂。本发明所公开的主题还提供包含纳米颗粒的组合物用于治疗疾病或病症的用途，所述纳米颗粒包含基于聚(乳酸)的聚合物基体和至少一种缺氧诱导因子(HIF)抑制剂。此外，还提供包含纳米颗粒的组合物用于制备治疗疾病或病症的药剂的用途，所述纳米颗粒包含聚合物基体和至少一种缺氧诱导因子(HIF)抑制剂。此外，还提供包含纳米颗粒的组合物用于制备治疗疾病或病症的药剂的用途，所述纳米颗粒包含基于聚(乳酸)的聚合物基体和至少一种缺氧诱导因子(HIF)抑制剂。
术语“受试者”和“患者”在本文中可互换使用。期望在本发明所公开方法的许多实施方案中通过所述方法治疗的受试者是人受试者，但应理解，本文所述的方法对于意图包括在术语“受试者”中的所有脊椎动物物种都是有效的。因此，“受试者”可包括：用于医疗目的的人受试者，诸如用于现有病况或疾病的治疗或者用于预防病况或疾病发作的预防性治疗；或用于医疗、兽医目的或发展目的的动物受试者。合适的动物受试者包括哺乳动物，包括但不限于：灵长类动物，例如人、猴、猿等；牛科动物，例如牛、公牛等；绵羊属动物，例如绵羊等；山羊属动物，例如山羊等；猪科动物，例如家猪、肥猪等；马科动物，例如马、驴、斑马等；猫科动物，包括野猫和家猫；犬科动物，包括狗；兔形目动物，包括兔子、野兔等；以及啮齿类动物，包括小鼠、大鼠等。动物可以是转基因动物。在一些实施方案中，受试者是人，包括但不限于胎儿、新生儿、婴幼儿、青少年和成年受试者。此外，“受试者”可包括患有或怀疑患有病况或疾病的患者。
通常，本发明所公开的组合物(例如，包含含有聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒的各向异性形状记忆颗粒或包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的纳米颗粒)可通过任何合适的施用途径施用给受试者以进行治疗，所述施用途径包括经口、鼻、粘膜、眼、直肠、***内或肠胃外，包括静脉内、肌内、皮下、髓内注射以及鞘内、直接心室内、静脉内、关节内、胸骨内、滑膜内、肝内、病灶内、颅内、腹膜内、鼻内或眼内注射、脑池内、局部、如通过粉剂、膏剂或滴剂(包括滴眼剂)，包括经颊和舌下、透皮、通过吸入喷雾剂或本领域已知的其他递送模式。
本文所用的短语“全身性施用”、“全身施用”、“外周施用”和“经外周施用”意指施用组合物使得它们进入患者***并因此经受代谢和其他类似过程，例如皮下或静脉内施用。
本文所用的短语“肠胃外施用”和“经肠胃外施用”意指除肠内和局部施用以外的施用模式，通常通过注射来施用，并且包括而不限于静脉内、肌内、动脉内、鞘内、囊内、眶内、眼内、心脏内、皮内、腹膜内、经气管、皮下、表皮下、关节内、包膜下、蛛网膜下、脊柱内和胸骨内注射和输注。
本发明所公开的药物组合物可以本领域已知的方式制备，例如通过常规的混合、溶解、制粒、糖衣丸制备、悬浮、乳化、包封、包埋或冻干工艺。
在另一个实施方案中，本发明所公开的药物组合物可包含聚乙二醇化治疗剂(例如，聚乙二醇化抗体)。聚乙二醇化是用于修饰一系列抗体、蛋白质和肽的良好建立和验证的方法，并且涉及在抗体、蛋白质和肽的特定部位处附接聚乙二醇(PEG)(Chapman(2002)Adv.Drug Deliv.Rev.54:531-545)。聚乙二醇化的一些作用包括：(a)由于逃避肾清除(作为聚合物将分子的表观大小增加到肾小球滤过极限以上的结果)和/或通过逃避细胞清除机制而显著改善体内循环半衰期；(b)改善药代动力学；(c)改善溶解度—已经发现PEG可溶于许多不同的溶剂，范围从水到许多有机溶剂，诸如甲苯、二氯甲烷、乙醇和丙酮；(d)聚乙二醇化抗体片段可浓缩至200mg/ml，并且这样做的能力提供了制剂和用量选择，诸如皮下施用高蛋白剂量；这与许多其他通常静脉内施用的治疗性抗体形成对比；(e)增强缀合蛋白质的蛋白水解抗性(Cunningham-Rundles等人(1992)J.Immunol.Meth.152:177-190)；(f)通过减少皮下注射部位处的损失而改善生物利用度；(g)观察到毒性降低；对于毒性与峰值血浆水平相关的药剂，通过皮下施用聚乙二醇化蛋白质实现的较平坦的药代动力学曲线是有利的；引发具有毒性后果的免疫响应的蛋白质还可作为聚乙二醇化的结果而受益；以及(h)改善聚乙二醇化分子的热稳定性和机械稳定性。
用于肠胃外施用的药物组合物包括组合物的水性溶液。对于注射，本发明所公开的药物组合物可配制在水溶液中，例如在一些实施方案中配制在生理相容的缓冲液中，诸如汉克氏溶液、林格氏溶液或生理缓冲盐水。水性注射混悬剂可含有增加悬浮液粘度的物质，诸如羧甲基纤维素钠、山梨醇或葡聚糖。另外，组合物的混悬剂包括脂肪油(诸如芝麻油)或合成脂肪酸酯(诸如油酸乙酯或甘油三酯)或脂质体。任选地，混悬剂还可含有合适的稳定剂或增加组合物的溶解度以允许制备高浓度溶液的药剂。
通常对于经鼻或经粘膜施用，在制剂中使用适于要渗透的特定屏障的渗透剂。此类渗透剂通常是本领域中已知的。
对于吸入递送，本公开的药剂也可通过本领域技术人员已知的方法来配制，并且可包括但不限于例如增溶、稀释或分散诸如盐水、防腐剂(诸如苯甲醇)、吸收促进剂和氟碳化合物的物质的实例。
只要此类成分是药学上可接受的并且对上皮细胞或其功能无害，就可将附加成分添加到用于局部施用的组合物中。另外，此类附加成分不应对组合物的上皮渗透效率产生不良影响，并且不应导致组合物的稳定性劣化。例如，可存在芳香剂、遮光剂、抗氧化剂、胶凝剂、稳定剂、表面活性剂、润肤剂、着色剂、防腐剂、缓冲剂等。本发明所公开的局部用组合物的pH可通过向其添加缓冲剂来调节至生理上可接受的约6.0至约9.0的范围，使得组合物与受试者的皮肤在生理上相容。
无论选择何种施用途径，都将本发明所公开的组合物诸如本文所述或通过本领域技术人员已知的其他常规方法来配制成药学上可接受的剂型。
一般来说，活性剂或药物递送装置的“有效量”或“治疗有效量”是指引发期望生物响应所必需的量。如本领域普通技术人员将了解，药剂或装置的有效量可根据诸如期望的生物学终点、要递送的药剂、包封基体的组合物、靶组织等因子而改变。
术语“组合”以其最广泛的意义使用，并且意味着受试者施用至少两种药剂。更具体地，术语“以组合形式”是指同时施用两种(或更多种)活性剂来治疗例如单一疾病状态。如本文所用，活性剂可组合并以单一剂型施用，可作为分开的剂型在同一时间施用，或者可作为在同一天或分开的天交替或依序施用的分开的剂型施用。在本发明所公开主题的一些实施方案中，将活性剂组合并以单一剂型施用。在一些实施方案中，将活性剂以分开的剂型施用(例如，其中期望改变一种剂型的量，但不改变另一种剂型的量)。单一剂型可包含用于治疗疾病状态的附加活性剂。
此外，本发明所公开的组合物(包括其他活性成分)可单独施用或与增强药剂稳定性的佐剂组合施用、在某些实施方案中有利于含有它们的药物组合物的施用、提供增加的溶解或分散、增加活性、提供辅助疗法等。有利地，此类组合疗法使用较低剂量的常规治疗剂，从而避免这些药剂用作单药疗法时引发的可能毒性和不良副作用。
可改变两种(或更多种)药剂的施用时程，只要实现这些药剂的组合的有益作用即可。因此，短语“与...组合”是指同时、依序地施用本发明所公开的组合物和任选地附加药剂或其组合。因此，施用本发明所公开的组合物和(任选地)附加药剂的组合的受试者可在同一时间(即，同时)或不同时间(即，在同一天或不同天按任一种顺序依序地)接受本发明所公开的组合物和任选地附加药剂，只要在受试者体内实现所有药剂的组合作用即可。
当依序施用时，药剂可在彼此的1、5、10、30、60、120、180、240分钟或更长时间内施用。在其他实施方案中，依序施用的药剂可在彼此的1、2、3、4、5、10、15、20或更多天内施用。在同时施用药剂的情况下，所述药剂可作为分开的各自包含本发明所公开的组合物和任选地附加药剂的药物组合物施用给受试者，或者可作为包含所有药剂的单一药物组合物施用给受试者。在一些实施方案中，施用一种药剂，并且在三天之后施用另一种药剂。在一些实施方案中，施用一种药剂，并且在4、5、6、7、8、9、10、15、20天或更多天之后施用另一种药剂。
当组合施用时，引发特定生物响应的药剂中的每一种的有效浓度可小于单独施用时每种药剂的有效浓度，从而允许药剂中的一种或多种的剂量相对于药剂作为单一药剂施用时所需的剂量减少。多种药剂的作用可以但不一定是相加的或协同的。药剂可多次施用。
在一些实施方案中，当组合施用时，两种或更多种药剂可具有协同效应。如本文所用，术语“协同作用”、“协同的”、“协同地”及其派生词(诸如以“协同效应”或“协同组合”或“协同组合物”形式)是指药剂和至少一种附加治疗剂的组合的生物活性大于单独施用时相应药剂的生物活性的总和的情况。
协同作用可以“协同作用指数(SI)”表示，其通常可通过F.C.Kull等人AppliedMicrobiology 9,538(1961)所述的方法根据以下公式确定的比率来确定：
QaQA+QbQB＝协同作用指数(SI)
其中：
QA是组分A单独作用产生相对于组分A的终点的浓度；
Qa是混合物中的组分A产生终点的浓度；
QB是组分B单独作用产生相对于组分B的终点的浓度；并且
Qb是混合物中的组分B产生终点的浓度。
通常，当Qa/QA和Qb/QB的总和大于一时，指示拮抗作用。当总和等于一时，指示相加作用。当总和小于一时，表明协同作用。SI越低，特定混合物显示的协同作用就越大。因此，“协同组合”具有比可基于单独使用时观察到的单个组分的活性预期的活性更高的活性。此外，组分的“协同有效量”是指在例如存在于组合物中的另一种治疗剂中引发协同效应所必需的组分的量。
在另一方面，本发明所公开的主题单独或与一种或多种附加治疗剂(其与药学上可接受的赋形剂掺合)组合提供一种药物组合物和任选地附加药剂。
更具体地，本发明所公开的主题提供一种药物组合物和任选地附加药剂以及一种药学上可接受的载体。
在治疗和/或诊断应用中，本公开的化合物可配制来用于多种施用模式，包括全身性和局部或局部化施用。技术和配制通常可见于Remington：The Science and Practiceof Pharmacy(第20版)Lippincott,Williams and Wilkins(2000)中。
使用药学上可接受的惰性载体将本文所公开的用于实施本公开的化合物配制成适于全身性施用的剂量在本公开的范围内。在适当选择载体和合适的制备规范的情况下，可肠胃外(诸如通过静脉内注射)施用本公开的组合物，特别是配制成溶液的那些组合物。使用本领域熟知的药学上可接受的载体，可易于将化合物配制成适于经口施用的剂量。此类载体使本公开的化合物能够配制成供待治疗的受试者(例如，患者)经口摄取的片剂、丸剂、胶囊、液体、凝胶剂、糖浆、浆液、混悬剂等。
对于经鼻或吸入递送，本公开的药剂也可通过本领域技术人员已知的方法来配制，并且可包括但不限于例如增溶、稀释或分散诸如盐水、防腐剂(诸如苯甲醇)、吸收促进剂和氟碳化合物的物质的实例。
适用于本公开中的药物组合物包括其中含有有效量的活性成分以实现其预期目的的组合物。确定有效量完全在本领域技术人员的能力范围内，特别是鉴于本文提供的详细公开内容。通常，根据本公开的化合物在宽剂量范围内是有效的。例如，在成年人的治疗中，每天0.01至1000mg、0.5至100mg、1至50mg和每天5至40mg的剂量是可使用的剂量的实例。非限制性剂量是每天10至30mg。精确剂量将取决于施用途径、施用化合物所采用的形式、待治疗的受试者、待治疗的受试者的体重以及主治医师的偏好和经验。
除活性成分之外，这些药物组合物可含有有利于将活性化合物加工成药学上可使用的制剂的合适的药学上可接受的载体，包括赋形剂和助剂。被配制来供经口施用的制剂可呈片剂、糖衣丸、胶囊或溶液形式。
III.包括本发明所公开的颗粒的试剂盒
一般来说，本发明所公开的试剂盒含有实施根据本发明所公开主题的方法的一些或所有组分、试剂、供应品等。在一些实施方案中，术语“试剂盒”是指包括本发明所公开的纳米颗粒或微粒制剂的任何预期制品(例如，包装或容器)。
在一些实施方案中，试剂盒包括包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒的各向异性形状记忆颗粒和用于将药物递送至患者和/或治疗患者中的疾病或病症的一组特定说明。在一些实施方案中，试剂盒包括包含基于聚(乳酸)的聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒的各向异性形状记忆颗粒和用于将药物递送至患者和/或治疗患者中的疾病或病症的一组特定说明。
在一些实施方案中，试剂盒包括包含聚合物基体和至少一种缺氧诱导因子(HIF)抑制剂的纳米颗粒和用于抑制一种或多种HIF和/或治疗缺氧相关疾病或病症的一组特定说明。在一些实施方案中，试剂盒包括包含基于聚(乳酸)的聚合物基体和至少一种缺氧诱导因子(HIF)抑制剂的纳米颗粒和用于抑制一种或多种HIF和/或治疗缺氧相关疾病或病症的一组特定说明。
试剂盒可包装在分开的或未分开的容器中，诸如纸箱、瓶子、安瓿、管等。本发明所公开的组合物可以干燥、冻干或液体形式包装。提供的附加组分可包括用于重构干燥组分的媒介物。优选地，所有此类媒介物是无菌和无热原的，使得它们适于注射到患者中而不引起不良反应。
根据长期以来的专利法公约，术语“一个”、“一种”和“所述”在本申请(包括权利要求书)中使用时是指“一个/种或多个/种”。因此，例如，除非上下文清楚地相反(例如，多个受试者)等等，否则提及的“受试者”包括多个受试者。
在整个本说明书和权利要求书中，术语“包括/包含(comprise/comprises/comprising)”以非排他性意义使用，除非上下文另有要求。同样，术语“包括/包含(include)”及其语法变体意图是非限制性的，使得列表中的项目的表述不排除可替代或添加到所列项目的其他类似项目。
出于本说明书和所附权利要求书的目的，除非另有说明，否则本说明书和权利要求书中使用的表示量、大小、尺寸、比例、形状、制剂、参数、百分比、参数、数量、特征和其他数值的所有数字在所有情况下均理解为被术语“约”修饰，即使术语“约”可能不与值、量或范围一起明确地出现。因此，除非有相反的说明，否则在以下说明书和所附权利要求书中阐述的数值参数不是且不需要是精确的，但根据需要可近似和/或更大或更小、反映公差、转换因子、舍入、测量误差等以及本领域技术人员已知的其他因子，其取决于本发明所公开的主题寻求获得的期望特性。例如，当提及某个值时，术语“约”可意在涵盖指定量的以下变化：在一些实施方案中为±100％，在一些实施方案中为±50％，在一些实施方案中为±20％，在一些实施方案中为±10％，在一些实施方案中为±5％，在一定的实施方式中为±1％，在一些实施方案中为±0.5％，以及在一些实施方案中为±0.1％，因为此类变化适于执行所公开的方法或采用所公开的组合物。
此外，当与一个或多个数字或数值范围结合使用时，术语“约”应理解为指所有此类数字(包括范围内的所有数字)，并且通过延伸所阐述的数值上方和下方的边界来修改所述范围。通过端点表述的数值范围包括所有数字，例如，包含在所述范围内的全部整数、包括其小数(例如，表述的1至5包括1、2、3、4和5及其小数，例如1.5、2.25、3.75、4.1等)和所述范围内的任何范围。
实施例
已经包括以下实施例以向本领域普通技术人员提供用于实施本发明所公开主题的代表性实施方案的指导。鉴于本公开和本领域技术的一般水平，本领域技术人员可了解，以下实施例仅意图是示例性的，并且在不脱离本发明所公开主题的范围的情况下可采用许多变化、修改和改变。以下实施例作为说明而非限制提供。
实施例1
用于生物医学用途的形状记忆颗粒
材料和方法
疏水性金纳米颗粒合成：Chatterjee等人的修改版本(2007)用于合成疏水性金纳米颗粒。更具体地，将冻干的1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(PolarLipids；DOPC)以25mg/mL在氯仿中重构并与甲苯混合，从而形成250μg/mL溶液(33mL)，将其涡旋约10秒。将5mL这种溶液放入6个不同的20mL闪烁小瓶中，取出下面的金属盖***件并从每个盖中丢弃以不减少Au3+。将四氯金酸三水合物(HAuCl4)在超纯蒸馏水中重构至100mg/mL并充当储备液。将250μL HAuCl4储备液与24.75mL超纯蒸馏水混合，从而形成1mg/mL的HAuCl4溶液。将2mL这种1mg/mL溶液添加到6个已经含有5mL250μg/mL DOPC的甲苯溶液的20mL闪烁小瓶的每一个中。每个小瓶还包含一个VWR磁力搅拌棒。在将闪烁小瓶放置在多位置搅拌板上之前，在以10mg/mL逐滴添加1mL柠檬酸三钠二水合物之前，将每个小瓶涡旋以产生非透明且水相和有机相尽可能均匀的混合物。持续搅拌大约18小时。一旦完成，就在几分钟内使有机相和水相充分分离，并且将有机甲苯相萃取、混合并放置到新的闪烁小瓶中。如果发生相分离，则将所有水性溶剂再次从有机相中取出。
在将脂质涂覆的金纳米颗粒包封到PDLLA微粒中的那天，将金纳米颗粒(1.5mL管中的1mL金纳米颗粒甲苯溶液；总共5mL)以16,000rcf离心。将除小球之外全部吸去(975μL)并用等体积的二氯甲烷(DCM)替代。将金纳米颗粒超声处理(Misonix)以在DCM中变成均匀的混合物。在PDLLA微粒形成期间，将5mL金纳米颗粒的DCM溶液直接用于单乳液包封。
PDLLA各向异性微粒的合成和表征：在去离子MilliQ水中制备聚乙烯醇的两种溶液(PVA1＝1％PVA；PVA0.5＝0.5％PVA)。将200mL PVA0.5放入具有以450RPM旋转的VWR搅拌棒的烧杯中。将100mg PDLLA溶解在5mL含有金纳米颗粒的DCM中，并在匀化(5000RPM)时倒入50mL PVA1中。为了使颗粒荧光可视化，将1mg尼罗红或7-氨基-4-甲基香豆素添加到DCM混合物。然后，将包封金纳米颗粒的微粒溶液倒入已经搅拌的PVA0.5中并再搅拌4小时以蒸发有机溶剂。随后，通过在4℃下离心(4000RPM；5分钟)来将微粒洗涤3次。在第3次洗涤之后，将微粒重悬于1mL去离子水中，研磨以避免凝集，在液氮中速冻，冻干，并在4℃的最高温度下储存直到进一步使用。然后通过如Meyer等人(2015)所述的自动化薄膜拉伸步骤使颗粒的变形成各向异性形状。
为了表征微粒大小和形状，使用扫描电子显微镜。将冻干的颗粒样品铺展到固定到铝钉的碳带上。然后将颗粒用30nm的金-铬合金溅射涂覆，并用LeoFESEM成像。通过ImageJ分析所得的SEM显微照片来确定大小。通过分析扁平颗粒并以较长轴与较短轴的比率来确定所有研究中的纵横比。对于荧光颗粒图像分析，使用Zeiss 800FCS共聚焦显微镜完成共聚焦成像。
PDLLA微粒中金纳米颗粒的表征：为了定量微粒内的AuNP数，建立了标准曲线；使用Beer-Lambert定律(Liu等人，2007)以消光系数3.189x1010M-1cm-1评估AuNP的储备液浓度。使用AuNP的甲苯溶液的各种稀释液(1mL)建立标准曲线，将5mg纯PDLLA微粒溶于400μL二甲基亚砜(DMSO)；通过NanoDrop(Thermo Scientific)来使用总体积1400μL中的1μL评估吸光度(图3)。当定量每mg颗粒中有多少AuNP时，将5mg 4个未知样品溶于1mL甲苯和400μLDMSO中。将样品的AuNP/μL数用标准曲线内插，并且乘以1400(以μL计的总体积)，并除以5mg。
激光触发形状记忆效应：为了分析形状记忆效应的时间控制，用分布在5mm直径圆形光斑上的(激光规格)532nm激光以2W的功率照射颗粒。颗粒在玻璃比色皿中以4*107个颗粒/mL的浓度照射。用Fluke热电偶装置评估温度。在实验中照射指定时间段后，将颗粒收集并在SEM下成像以评价纵横比。然后将测得的纵横比(ARm)归一化为初始纵横比(ARo)，以根据以下公式得到形状逆转百分比：
通过将颗粒以2*105个颗粒/mL PEG凝胶的浓度固定在PEG水凝胶中来实现对形状记忆效应的空间选择性的表征。然后将水凝胶固定到激光器并在直径为大约5mm的单一圆形光斑处照射5分钟。通过用FL-IR相机成像来跟踪对PEG水凝胶的加热情况。激光照射后，凝胶在共聚焦显微镜下成像，并且生成200μm宽的单个图像并拼接在一起达到水凝胶的长度。然后在图像上对纵横比进行定量以分析形状记忆效应对激光光斑大小的空间依赖性。
细胞摄取实验：使用RAW 264.7巨噬细胞分析被触发以发生形状记忆效应的颗粒的细胞摄取。使用流式细胞术和共聚焦显微镜评价细胞摄取。针对流式细胞术，在实验开始前两天将细胞以30,000个细胞/孔的密度接种到96孔板上。在实验当天，吸去培养基，并添加含有指定剂量的颗粒的培养基。然后将细胞在37℃下孵育4小时，并且在4小时结束时，将其用1x PBS洗涤3次。为了区分颗粒与细胞，然后根据制造商的方案用羧基荧光素琥珀酰酯(CFSE)对细胞进行染色。然后将CFSE染色的细胞通过剧烈研磨从板中移除，并通过流式细胞术进行分析。针对共聚焦显微镜，在LabTek室载玻片上以30,000个细胞/孔的密度培养细胞。在与颗粒孵育4小时之后，通过用1x PBS洗涤3次来洗去过量颗粒，然后在室温下用10％***将细胞固定15分钟。固定和洗涤后，遵循制造商的方案，用针对肌动蛋白可视化的Alexa 647鬼笔环肽和针对核可视化的DAPI对细胞进行染色。然后使用Zeiss FCS 800共聚焦显微镜对细胞进行成像。遵循制造商的方案，使用细胞滴度分析来评价细胞活力。
结果
生成由包封金纳米颗粒的聚(D,L乳酸)(PDLLA)基体构成的形状记忆颗粒(图1A)。代表性的形状记忆激活机制如图1B所示。在相对低的温度下使用薄膜拉伸获得了嵌入球形金纳米颗粒的PDLLA微粒的临时拉伸形状而没有中断微粒中的聚合物物理缠结网络(图1B)。
图2A、图2B、图2C和图2D示出聚合物微粒的形状记忆效应。聚(D,L乳酸)微粒(图2A)在65℃(图2B)或90℃(图2C)下拉伸成各向异性形状，孵育1min、5min、15min、30min或60min，然后在SEM下分析。图像分析表明低温拉伸的颗粒而非高温拉伸的颗粒触发形状记忆效应。图2D示出，与90℃拉伸的颗粒相反，65℃拉伸的颗粒中的聚合物配向呈现较高程度，这指示聚合物物理交联作为观察到的形状记忆效应的驱动力。
拉伸后检查形状记忆微粒形态，并且其表现出拉伸微粒的各向异性形状(图3A、图3B、图3C、图3D和图3E)。使用SEM表征球形(图3A)和非球形(图3B)颗粒。图3C示出表现出约4μm大小的球形颗粒的大小表征。图3D和图3E示出纯PDLLA微粒存在下的AuNP的吸光度光谱(图3D)和标准曲线(图3E)。
通过对聚合物颗粒整体加热证实了微粒的形状记忆效应(图4)。光学显微镜图像示出，在45℃水浴中，60℃下拉伸的颗粒在30min内逐渐将其各向异性形状改变为球形形状，而90℃下拉伸的颗粒将其各向异性形状保持多达30min。定量分析表明，60℃下拉伸的颗粒的纵横比在所有三个水浴中快速下降，并且在40℃、45℃和50℃下分别花费30min、15min和5min降低至1。相比之下，90℃下拉伸的颗粒的纵横比在40℃水浴中保持在3左右，但在较高温度的水浴中仅略微降低至约2。
包封金纳米颗粒的微粒的形状记忆效应还通过激光触发实现(5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F、图5G和图5H)。颗粒在65℃(图5A)或90℃(图5B)下拉伸，并激光照射0min、1min、2min、3min或5min。60℃下拉伸的形状记忆微粒的纵横比在3.8W激光曝光5min内快速降低(图5C)。相比之下，90℃下拉伸的PDLLA微粒保持其各向异性形状(图5C)。这指示，在90℃下的拉伸过程期间，由于聚合物缠结网络的重组，微粒丧失其形状记忆效应。重要的是，激光触发期间测得的最高温度为42℃，其在人体舒适温度范围内。图5D示出，65℃下拉伸的颗粒达到100％纵横比逆转并且90℃下拉伸的颗粒达到～20％纵横比逆转。样品的温度在加热过程中没有差异(图5E)。此外，固定在PEG水凝胶中的颗粒表现出形状记忆效应的空间选择。施加激光的区域是颗粒实现形状记忆的区域(图5F)。PEG水凝胶的热IR成像表现出整个凝胶中的加热情况(图5G)。拼接的共聚焦图像的纵横比分析表明，仅激光照射颗粒的光斑处的颗粒几乎完全逆转(图5H)。
发现形状记忆颗粒的激光触发通过形状摄取效应对微粒的细胞吞噬作用产生影响。图6A和图6B示出摄取球形颗粒(图5A)和拉伸颗粒(图6B)的巨噬细胞的共聚焦图像。这些图像表明，巨噬细胞对激光照射、形状收缩的颗粒的吞噬偏好高于对椭球体颗粒的吞噬(图6A和图6B)。对球形颗粒和椭球体颗粒的摄取百分比进行计算，并在图6C中以图形形式显示。
图7A、图7B和图7C示出，吞噬细胞对激光触发的差异拉伸的颗粒表现出不同的响应。共聚焦成像表明，与非球形颗粒相比，巨噬细胞对通过吞噬摄取大量球形颗粒存在偏好。
图8A、图8B、图8C和图8D示出包封金纳米颗粒的球形(图8A)和非球形(图8B)的PDLLA微粒，所述微粒在TEM下成像以分析金纳米颗粒的存在。图片中对球形(图8C)和拉伸(图8D)微粒的边缘(聚合物TEM图像干扰最小的区域)的放大表明包封在聚合物微粒内的金纳米颗粒(红色箭头)的存在。
图9示出代表性的混合颗粒形状记忆实验，其中65℃下拉伸的颗粒(蓝色)和90℃下拉伸的颗粒以1:1的比率混合并在40℃下加热指定时间。后续样品的共聚焦成像表现出形状记忆效应对颗粒拉伸温度的唯一依赖性。
图10示出，通过将细胞暴露于各种剂量，细胞活力没有改变。在暴露于颗粒4小时之后通过使用MTS分析法评估细胞代谢速率。然后将比率相对于未处理的细胞进行归一化以得到代谢活性百分比。注意到没有显著减少。
概述
据信，这是制造可在人生理环境中诱导的生物相容性形状记忆微粒的第一个公开。成功开发了由包封金纳米颗粒的PDLLA基体构成的生物相容性光诱导形状记忆微粒(Au@PDLLA微粒)。
可施加热或激光来触发嵌入金纳米颗粒的PDLLA微粒的形状记忆效应。这些形状记忆微粒在保持聚合物缠结网络的同时由于应力恢复而发生从临时拉伸形状到初始球形形状的形状变化。这种形状记忆效应对于所有聚合物都是通用的，这为探索用于生物应用的新型形状记忆材料打开了新窗口。
在一些实施方案中，这些材料特别可用于通过直接或间接触发来主动控制用于组织再生或肿瘤疗法的细胞摄取和/或药物递送。
实施例2
含有缺氧诱导因子(HIF)抑制剂的聚合物纳米颗粒
方法
纳米颗粒沉淀：所有药物制剂均使用单乳液纳米沉淀方法形成。更具体地，如下形成聚(D,L-丙交酯-共-乙交酯)(PLGA)-吖啶黄纳米颗粒制剂：将5mg/mL的吖啶黄的甲醇溶液与33.3mg/mL的商购获得的聚(D，L-丙交酯-共-乙交酯)(PLGA)(50:50；分子量：7kDa-17kDa)的丙酮溶液以体积与体积比1:4混合。然后将这种吖啶黄/PLGA混合物以体积与体积比1:2.5注射到10mg/mL的牛血清白蛋白(BSA)的超纯蒸馏水溶液中，并立即使用Misonix超声波仪以振幅60超声处理2分钟。使有机相在真空室中在冰上蒸发24小时。然后将制剂通过在39000RCF下超速离心15分钟来洗涤三次，随后冷冻并冻干。
类似于吖啶黄制剂来形成PLGA-多柔比星制剂，但使用1.25mg/mL的甲醇溶液而非5mg/mL的甲醇溶液。同样类似地制备PLGA-地高辛制剂，但使用5mg/mL的二氯甲烷(亚甲基氯)和甲醇的50:50混合物溶液。
直径和ζ电位：在磷酸盐缓冲盐水中使用纳米颗粒跟踪分析软件(NanoSight)对每种制剂的直径进行定量。在水中使用Malvern Zetasizer对ζ电位进行定量。
药物负载和释放定量：使用吖啶黄的荧光(激发和发射波长分别为430和515nm)和多柔比星的荧光(激发和发射波长分别为485和590nm)对药物负载和释放进行定量。使用地高辛ELISA试剂盒(Monobind)对PLGA-地高辛制剂的药物负载和释放进行定量。
释放在37℃下在磷酸盐缓冲盐水中实现。将各时间点的样品离心，并且将上清液冷冻、冻干并在二甲基亚砜(DMSO)(对于吖啶黄和多柔比星)或70％乙醇(对于地高辛)中重构。评估随时间的释放的PLGA-药物制剂的初始浓度对于吖啶黄和多柔比星为1mg/mL，并且对于地高辛为20mg/mL。
通过将样品溶解在丙酮中、在真空室中蒸发、然后在DMSO中重构来对PLGA-吖啶黄和PLGA-多柔比星制剂的负载进行定量。在定量之前将这些样品离心以分离PLGA。通过添加1M HCl和1M NaOH、中和pH、冷冻、冻干、然后在70％乙醇中重构来对PLGA-地高辛的负载进行定量。
统计学：报告的所有误差是平均值的标准误差。
结果
直径和ζ电位：PLGA-吖啶黄、PLGA-多柔比星和PLGA-地高辛制剂的直径分别为220±20(n＝2)、210±10(n＝2)和210±10nm(n＝3)(图11)。PLGA-吖啶黄、PLGA-多柔比星和PLGA-地高辛制剂的ζ电位分别为-13.9±0.7(n＝3)、-13.0±0.9(n＝3)和-15.2±0.1mV(n＝3)(图11)。
药物负载和释放定量：PLGA-吖啶黄、PLGA-多柔比星和PLGA-地高辛制剂的负载分别为43±3、15.0±0.5和90±10μg/mg包封的PLGA-药物质量。PLGA-吖啶黄、PLGA-多柔比星和PLGA-地高辛制剂的累积释放分别达到15.1±0.8(图12)、7.5±0.8(图14)和53±4μg/mg(图12)PLGA-药物。吖啶黄、多柔比星和地高辛的释放百分比分别在35±2(图13)、50±5(图13)和56±4％(图15)处达到峰值。来自PLGA-吖啶黄和PLGA-多柔比星制剂的大部分药物在大约1周内释放(图12和图13)，而PLGA-地高辛制剂在近似若干个月的更长持续时间内释放药物(图14和图15)。
药物释放的温度依赖性：从基于PLA的聚合物中释放紫杉醇表现出对药物释放温度与聚合物Tg之间的差值的强依赖性(图16A)。图16B示出，在从微粒释放多柔比星中也发现了类似的结果。图16C示出，地高辛释放表现出类似的释放动力学，即使是从大小小得多的纳米颗粒释放(如图11所示)。
地高辛阻断TNBC正交移植物中紫杉醇诱导的BCSC富集：与单独的地高辛或紫杉醇相比，紫杉醇和地高辛的组合对肿瘤生长具有显著更大的抑制作用(图17A)。将刚收获的肿瘤解离成单细胞悬液并进行Aldefluor分析，其显示与盐水处理相比，紫杉醇显著增加富集乳腺癌干细胞的表达醛脱氢酶(ALDH+)的细胞的百分比(图17B)。相比之下，地高辛显著降低ALDH+细胞的百分比，并消除紫杉醇诱导的ALDH+细胞的富集(图17B)。在相同的肿瘤中，紫杉醇增加促进乳腺癌干细胞表型的IL-6、IL-8和MDR1mRNA的表达，并且这种作用被地高辛抑制(图17C)。
同时施用地高辛与吉西他滨预防肿瘤复发：为了检查HIF抑制对肿瘤复发的作用，将MDA-MB-231细胞植入Scid小鼠的乳腺脂肪垫中。当肿瘤变得可触知时，将小鼠随机分组以接受腹膜内注射以下项：盐水，吉西他滨(第5、10、15、20和25天为20mg/kg)，或地高辛(第1–25天为2mg/kg)和吉西他滨的组合。当接受地高辛/吉西他滨组合疗法的小鼠中的肿瘤不再可触知时，停止处理。虽然用吉西他滨处理显著降低肿瘤生长，但停止处理后恢复快速的肿瘤生长(图18)。相比之下，吉西他滨/地高辛组合疗法不仅可消除原发性肿瘤，还可预防任何即刻的肿瘤复发。
概述
已经发现，缺氧诱导因子(HIF)的表达是与化疗抗性相关的肿瘤内缺氧的标志。已经表明，同时施用HIF抑制剂(诸如地高辛)与细胞毒化疗(诸如紫杉醇或吉西他滨)克服了乳腺癌干细胞对化疗的抗性，从而导致小鼠中的肿瘤根除。这些实验表明地高辛阻断细胞毒化疗对乳腺癌干细胞的反向治疗作用从而预防治疗后肿瘤复发的效用。地高辛在人体内毒性增加阻止以这种方式使用游离药物，但通过使用含有HIF抑制剂、直到颗粒已经位于肿瘤内才释放的聚合物形状记忆纳米颗粒可克服这个障碍。
参考文献
本说明书中提及的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献均指示本发明所公开主题所属领域的技术人员的水平。所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献以引用的方式并入本文，其程度如同具体且单个地指示每个单个的出版物、专利申请、专利和其他参考文献以引用的方式并入。应理解，尽管本文提及了多个专利申请、专利和其他参考文献，但这种提及并不构成承认这些文件中的任何一个形成本领域的公知常识的一部分。如果本说明书与并入的参考文献中的任何一个之间存在冲突，则以本说明书(包括其可基于并入的参考文献的任何修改)为准。除非另有说明，否则本文使用术语的本领域公认的标准含义。本文使用各种术语的标准缩写。
Chatterjee等人，Synthesis and Self-assembly of DMPC-conjugated GoldNanoparticles.MRS Proceedings 2007，1061，1061-MM09-08doi:10.1557/PROC-1061-MM09-08。
Liu等人，Extinction coefficient of gold nanoparticles with differentsizes and different capping ligands.Colloids Surf B，58(2007)，第3–7页。
Meyer等人，An automated multidimensional thin film stretching devicefor the generation of anisotropic polymeric micro-andnanoparticles.J.Biomed.Mater.Res.A.2015，103(8):2747-57。
虽然出于清楚理解的目的，已经通过说明和举例对前述主题进行了详细描述，但是本领域技术人员将理解，可在所附权利要求书的范围内实施某些变化和修改。

Claims (52)

1.一种包含各向异性形状记忆颗粒的组合物，所述形状记忆颗粒包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒。
2.一种用于将药物递送至患者的方法，所述方法包括：
(a)向患者施用包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒的各向异性形状记忆颗粒，其中所述各向异性形状记忆颗粒负载有至少一种药物；以及
(b)刺激所述至少一种刺激敏感性纳米颗粒以在所述患者体内的靶位置处从所述各向异性形状记忆颗粒中释放所述至少一种药物。
3.一种用于治疗有需要的患者中的疾病或病症的方法，所述方法包括：
(a)向患者施用包含聚合物基体和至少一种刺激敏感性纳米颗粒的各向异性形状记忆颗粒，其中所述各向异性形状记忆颗粒负载有能够治疗疾病或病症的至少一种药物；以及
(b)刺激所述至少一种刺激敏感性纳米颗粒以在所述患者体内的靶位置处从所述各向异性形状记忆颗粒中释放所述至少一种药物，从而治疗所述患者中的所述疾病或病症。
4.一种包含纳米颗粒的组合物，所述纳米颗粒包含聚合物基体和至少一种缺氧诱导因子(HIF)抑制剂。
5.一种用于抑制患者中的一种或多种缺氧诱导因子(HIF)的方法，所述方法包括向患者施用负载有至少一种HIF抑制剂的各向异性纳米颗粒，从而抑制所述患者中的所述一种或多种HIF。
6.一种用于在有需要的患者中治疗缺氧相关疾病或病症的方法，所述方法包括向患者施用负载有至少一种HIF抑制剂的各向异性纳米颗粒，从而治疗所述患者中的所述缺氧相关疾病或病症。
7.一种用于抑制患者中的一种或多种缺氧诱导因子(HIF)的方法，所述方法包括向患者施用包含聚合物基体的纳米颗粒，其中所述纳米颗粒负载有至少一种HIF抑制剂，从而抑制所述患者中的所述一种或多种HIF。
8.一种用于在有需要的患者中治疗缺氧相关疾病或病症的方法，所述方法包括向患者施用包含聚合物基体的纳米颗粒，其中所述纳米颗粒负载有至少一种HIF抑制剂，从而治疗所述患者中的所述缺氧相关疾病或病症。
9.一种试剂盒，其包含如权利要求1或4所述的组合物。
10.如权利要求4和7-8中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的所述纳米颗粒是各向异性的。
11.如权利要求4-10中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的所述纳米颗粒或所述各向异性纳米颗粒还包含至少一种刺激敏感性纳米颗粒。
12.如权利要求4-11中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述方法还包括刺激所述至少一种刺激敏感性纳米颗粒，以便在所述患者体内的靶位置中释放所述HIF抑制剂。
13.如权利要求1-12中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其还包括将所述各向异性形状记忆颗粒、所述纳米颗粒或所述各向异性纳米颗粒靶向到所述患者体内的靶位置。
14.如权利要求1-13中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述靶位置是癌症部位。
15.如权利要求1-14中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述靶位置是实体瘤和/或转移部位。
16.如权利要求1-15中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述各向异性形状记忆颗粒、所述纳米颗粒或所述各向异性纳米颗粒的表面包含至少一种生物分子。
17.如权利要求1-16中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述至少一种生物分子包括靶向剂和/或治疗剂。
18.如权利要求1-17中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述靶向剂和/或治疗剂选自由以下项组成的组：小分子、碳水化合物、糖、蛋白质、肽、核酸、抗体或其抗体片段、激素、激素受体、受体配体和癌细胞特异性配体。
19.如权利要求1-18中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述至少一种生物分子包括抗体。
20.如权利要求1-19中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述各向异性形状记忆颗粒、所述纳米颗粒或所述各向异性纳米颗粒在所述患者中是可生物降解和/或生物相容的。
21.如权利要求1-20中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述聚合物基体是基于聚(乳酸)的。
22.如权利要求1-21中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述基于聚(乳酸)的聚合物基体包含聚(D,L-丙交酯-共-乙交酯)(PLGA)或聚(D,L-乳酸)(PDLLA)。
23.如权利要求1-22中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述各向异性形状记忆颗粒的大小范围为约10纳米至约500微米。
24.如权利要求1-23中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中包含至少一种HIF抑制剂的所述纳米颗粒或所述各向异性纳米颗粒或者包含聚合物基体和至少一种HIF抑制剂的所述纳米颗粒或所述各向异性纳米颗粒的大小范围为约10纳米至约500微米。
25.如权利要求1-24所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述聚合物基体在高于所述聚合物转变温度高至所述聚合物降解温度的温度下拉伸以形成各向异性聚合物基体。
26.如权利要求1-25所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述聚合物基体在高于但接近所述聚合物转变温度的温度下拉伸。
27.如权利要求1-26所述的方法、组合物或试剂盒，其中拉伸所述聚合物基体使得聚合物基体从大致球形形状改变为各向异性形状。
28.如权利要求1-27中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述至少一种刺激敏感性纳米颗粒包含金和/或铁。
29.如权利要求1-28中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中可在空间和/或时间上激活所述至少一种刺激敏感性纳米颗粒。
30.如权利要求1-29中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中刺激所述至少一种刺激敏感性纳米颗粒通过刺激所述患者而发生。
31.如权利要求1-30中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中选自由热、光和电组成的组中的至少一种刺激激活所述至少一种刺激敏感性纳米颗粒或刺激所述患者。
32.如权利要求1-31中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中激活所述至少一种刺激敏感性纳米颗粒或刺激所述患者引起所述各向异性形状记忆颗粒或所述各向异性纳米颗粒的形状改变。
33.如权利要求1-32中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中激活所述至少一种刺激敏感性纳米颗粒或刺激所述患者引起所述各向异性形状记忆颗粒或所述各向异性纳米颗粒的形状从一种各向异性形状改变为另一种各向异性形状或大致球形形状。
34.如权利要求1-33中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述各向异性形状记忆颗粒或所述各向异性纳米颗粒形状的所述变化与至少一种药物分子从所述各向异性形状记忆颗粒或所述各向异性纳米颗粒中的所述释放同时发生。
35.如权利要求1-34中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述至少一种药物分子的所述释放发生在所述各向异性形状记忆颗粒或所述各向异性纳米颗粒改变形状之后的约1天至约两个月的范围内。
36.如权利要求1-35中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述各向异性形状记忆颗粒或所述各向异性纳米颗粒形状的所述变化发生在患者中。
37.如权利要求1-36中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述刺激在所述患者的接近所述患者体内靶位置的外部施加。
38.如权利要求1-37中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述患者的所述靶位置包括实体瘤和/或转移部位。
39.如权利要求1-38中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述各向异性形状记忆颗粒或所述各向异性纳米颗粒不被所述患者中的巨噬细胞摄取。
40.如权利要求1-39中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述缺氧相关疾病或病症是癌症或眼部疾病。
41.如权利要求1-40中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述癌症选自由以下项组成的组：脑癌、结肠癌、乳腺癌、***癌、肝癌、肾癌、肺癌、食道癌、头颈部癌、卵巢癌、子***、胃癌、结肠癌、直肠癌、膀胱癌、子宫癌、睾丸癌和胰腺癌。
42.如权利要求1-41中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述眼部疾病选自由以下项组成的组：糖尿病性视网膜病、黄斑变性和黄斑水肿。
43.如权利要求1-42中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述缺氧相关疾病或病症是化疗抗性的。
44.如权利要求1-43中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述至少一种药物是HIF抑制剂。
45.如权利要求1-44中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述HIF抑制剂是强心苷、蒽环类抗生素或HIF-1二聚化抑制剂。
46.如权利要求1-45中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述HIF抑制剂是地高辛或吖啶黄。
47.如权利要求1-46中任一项所述的方法，其还包括将化学治疗剂与所述HIF抑制剂一起施用。
48.如权利要求1-47中任一项所述的组合物或试剂盒，其还包含化学治疗剂。
49.如权利要求1-48中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述化学治疗剂是紫杉醇或吉西他滨。
50.如权利要求1-49中任一项所述的方法、组合物或试剂盒，其中所述HIF选自由以下项组成的组：缺氧诱导因子-1(HIF-1)、缺氧诱导因子-2(HIF-2)和缺氧诱导因子-3(HIF-3)。
51.如权利要求1和4中任一项所述的组合物的用途，其用于治疗疾病或病症。
52.如权利要求1和4中任一项所述的组合物的用途，其用于制备治疗疾病或病症的药物。
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