兼具被動與主動標靶能力之奈米載體傳輸 ciprofloxacin 以治療感染性肺炎：以 IsaB DNA 為配體之非離子微胞

目前在臨床上感染性肺炎治療的最大挑戰便在於具抗藥性細菌的持續產生與侵襲，其中尤以 methicillin-resistant S. aureus (MRSA) 及 vancomycin-resistant S. aureus (VRSA) 為甚，新劑型的開發搭配現有藥物發展成新穎的傳輸系統確為抗藥性細菌肺炎治療的未來首要因應策略，奈米劑型應用在抑制與對抗病原菌的生長或感染有包括下列數個優勢：極小且可控制的粒子體積；極高的表面積/體積比率有利於高濃度地與病原菌接觸；粒子表面經改質後可與細菌本身產生高親和力；經處方設計適宜化後可與病原菌產生專一性交互作用等。一系列奈米藥物傳輸系統中非離子微胞 (niosomes) 的結構具有彈性並能延長包埋藥物後於體內流通時間、改變器官的分布趨勢、具有生物可降解性、生物相容性及減少藥物副作用，而且 niosomes 無論對親水性及親脂性藥物經適當的處方設計後皆能有高包覆率，且此奈米劑型的材料成本合理並適合於大規模製備 (scale-up) 有利於未來由實驗室等級製造規模轉譯至商業生產規模。本計劃主要之研究目的便在於以 ciprofloxacin 抗生素為模式藥物設計兼具被動與主動標靶能力的奈米載體，希冀以靜脈注射方式投予至體內專一性地到達肺部以消滅具抗藥性的細菌包括 MRSA 及 VRSA。被動標靶的部分將藉由改變奈米粒子的材料及其比例並添加一系列不同的 phosphatidylcholines 或其他 phospholipids 以與肺部的肺表面張力素 (pulmonary surfactants) 產生親和力，而在先前的研究亦顯示 immunodominant surface antigen B (IsaB) 為一細菌毒性因子 (virulence factor) 存在於金黃色葡萄球菌的表面，而 IsaB DNA 可以 binding 在菌表面的 IsaB protein，我們計畫在 niosomes 的表面以化學合成共價鍵方式接合 IsaB DNA，因此若能將此載體輸送至感染的肺部則粒子將會主動標靶至病原菌上造成局部藥物高濃度以達到殺菌的效果。在初步預試驗中我們已成功製備此類奈米粒子，其粒徑約 120 nm 上下，ciprofloxacin 經 niosomes 包覆後依然可以顯現一定的抑菌與殺菌能力。利用 MRSA 來感染活化的 THP-1 cells 以評估 ciprofloxacin 經 niosomes 包埋後是否會影響其進入巨噬細胞再殺菌之能力，結果證明了含有 phosphatidylcholine 之 niosomes 包覆 ciprofloxacin 後可以促進此藥物有效率地進入巨噬細胞內以達到攻擊抗藥性病原菌的目的。在生體內非侵入性活體影像系統的結果顯示：大鼠的肺臟中其近紅外光強度經比較後發現投予具被動標靶功能的 niosomes 組別其亮度明顯的高於 free control 組。目前為止利用奈米劑型傳輸藥物至肺部組織之機轉尚未被詳細闡明而僅止於諸多推測，本計劃亦將以分子細胞、生體外及生體內不同層次分析機轉並進行系統性的驗證。三年之計劃目標分別敍述如下： 第一年：製備並合成一系列含磷脂質及 IsaB DNA ligands 之 niosomes 處方並完成物理化學性質分析及安定性測試，生體外 ciprofloxacin 藥物釋放試驗初步檢測。 第二年：完成血球、肺上皮細胞與免疫細胞毒性試驗確認奈米劑型之安全性，奈米劑型之再設計及其物理化學性質檢測，最後完成生體外抑菌試驗與生體內非侵入性活體影像系統觀察 niosomes 標靶能力。 第三年：執行生體內動物試驗，建立細菌性肺炎的動物疾病模式，完成生體內藥理活性試驗及藥物動力學實驗，最後評估進入初步臨床試驗的可行性。

系統編號:PC10507-1230
原計畫編號:MOST105-2320-B182-010-MY3