技术领域
本发明涉及一种纳米材料在生物医学中的应用，具体地说，是金属富勒醇 Gd@C82(OH)22在抑制肿瘤生长中的应用。
背景技术
恶性肿瘤是威胁人类健康的重要疾病，目前已成为人类死亡的主要原因。 在中国，肝癌，肺癌，胃癌和乳腺癌是发病率最高的肿瘤。目前全世界至少有 700万人死于癌症，其中我国约130万。癌症除了致人死亡外，也给家庭和社 会造成巨大的经济负担。新抗肿瘤药物的不断发现及深入研究已使肿瘤化学治 疗成为学科并使肿瘤内科学得以诞生。Elion及Hitchings于1988年被授予诺 贝尔医学奖表明抗肿瘤药的历史性成就已举世公认。但是，抗肿瘤药的研究面 临严重的挑战，这就是多数常见实体瘤如肺癌、肝癌、结肠癌及胰腺癌等还缺 乏有效药物，不少抗肿瘤药在临床应用过程中产生耐药性，副作用极大。环磷 酰胺、阿霉素、顺铂等在起到治疗作用的同时，产生骨髓抑制、消化道剧烈反 应、肾脏毒性等等度副作用，严重地限制了其临床使用剂量。因此，新型抗肿 瘤药物研究势在必行。
富勒烯C60是一种由碳原子构成，纳米尺度的球体分子，具有独特的物理 化学性质，在生物医学、材料科学等领域有着重要的应用前景。在1993年， Friedman等于1993年在J.Am.Chem.Soc.115：6506-6509理论计算模拟了富 勒烯C60衍生物可以抑制HIV病毒的活性：C60是强疏水性球形分子，直径 为0.71nm，而HIV是末端开口的圆柱状分子，尺寸与C60直径相似，其活性 位置表面也是强疏水性的，两者有可能以共价键结合，从而组织HIV病毒的生 长。含有14核苷酸富勒烯衍生物和DNA的加合物可形成较稳定的三螺旋结构， 在光催化下可对DNA进行选择性的位点切割。
由于富勒烯及其许多衍生物是疏水性的，无法与人体内“靶分子”作用， 使得它们在生物化学领域中的研究和应用受到很大的限制。近年来，研究合成 水溶性富勒烯衍生物方面的突破和成功，大大加速和拓宽了C60衍生物在生物 方面的应用。在水环境中，羟基衍生化的富勒烯并不是以单独的分子形式存在 的，而是通过与大分子相互作用团聚成纳米颗粒物，这些颗粒物有很好的生物 亲和性。如金属富勒醇Gd@C82(OH)22包含一个磁性中心Gd离子和一个由C原子构成的纳米碳笼，其表面存在许多羟基基团，这些羟基基团通过与环境中 的氢耦合形成水分子，因此Gd@C82(OH)22在生物体内有很好的生物亲和性。 同时，进行水溶化修饰后，富勒烯的毒性大大降低。
因此，需要化学治疗药物，对肿瘤具有足够的治疗效果，同时对机体的副 作用小，本发明满足了这些条件并具有相关的优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属富勒醇Gd@C82(OH)22的新用途，具体地说， 是金属富勒醇Gd@C82(OH)22在制备抑制肿瘤生长的药物中的应用。
我们知道，肿瘤组织的毛细血管壁上有许多纳米尺寸的血液通道。假设这 些血液通道恰好被同尺寸的纳米粒子所堵塞，就会抑制血液的流通，进而中断 了肿瘤组织的生长。为了验证这一观点，我们进行了此次实验，结果发现金属 富勒醇有一定的肿瘤抑制作用。
为实现上述目的，本发明还包含以下方案：
一种肿瘤抑制组合物，其特征在于，包含金属富勒醇Gd@C82(OH)22和生 理盐水。
优选的，Gd@C82(OH)22的浓度为1×10-4～2×10-4mmol/kg。
制备该肿瘤抑制组合物时，只需要将各组分混合均匀即可。
本发明的优点是：与目前临床普遍使用的环磷酰胺相比，金属富勒醇 Gd@C82(OH)22具有用量小，毒性低，且肿瘤抑制率高的优点。
附图说明
图1为低剂量组注射后H22肝癌的生长曲线图。
图2为高剂量组注射后H22肝癌的生长曲线图。
图1和图2中，(A)低剂量组[Gd@C82(OH)22]n注射量为1.0×10-4mmol/kg；CTX注射量为0.05mmol/kg；(B)高剂量组[Gd@C82(OH)22]n注射 量为2.0×10-4mmol/kg；CTX注射量为0.1mmol/kg.图中数据以(mean±SEM) 表述，每组5至7只小鼠。
图3为CTX组肿瘤抑制率和剂量关系曲线图。
图4为[Gd@C82(OH)22]n纳米粒子组肿瘤抑制率和剂量关系曲线图。
具体实施方式
金属富勒醇纳米颗粒的制备：发明人采用化学合成法制备了金属富勒醇 Gd@C82(OH)22，其制备方法与中国发明专利03146028.3相同，金属富勒醇 Gd@C82(OH)22的水溶性衍生物在生理盐水中形成平均直径为25nm的颗粒物。
动物品系：昆明种雌鼠，体重为18到22g，共40只随机分为6组。
肿瘤模型：小鼠肝癌腹水型H22瘤株。
实验分组：A.阴性对照组：生理盐水(saline)；B.阳性对照组：环磷酰 胺(Cyclophosvnamide，CTX)，临床上普遍使用的一种抗癌药物；C.药物组： [Gd@C82(OH)22]n，粒径为25nm，浓度为1.57μgGd/ml。
给药方式：腹腔注射(intraperitoneal，i.p.)。
CTX和[Gd@C82(OH)22]n溶液以0.9％的生理盐水为溶剂。
剂量设计
本实验分两个剂量组：
A.高剂量组：
CTX：30mg/kg(0.1mmol/kg)，仅需在实验的前7天注射；
[Gd@C82(OH)22]n，228g/kg(2×10-4mmol/kg)；
低剂量组：
CTX：15mg/kg(0.05mmol/kg)；
[Gd@C82(OH)22]n，114g/kg(1×10-4mmol/kg)。
实验方法：每只小鼠右后肢皮下接种小鼠肝癌腹水型H22瘤株1×106癌细胞(溶于100μl的0.9％生理盐水中)，接种24小时后开始给药0.2ml/只； 实验期间每24小时给药一次，每隔一天测量接种肿瘤的后肢直径，记录其生 长情况；同时观察小鼠的反应情况；当生理盐水组小鼠右后肢直径长到20mm 左右时，停止实验(正常小鼠后肢直径为6mm)。
实验结束：摘除眼球取血，使用109mmol/L枸橼酸钠抗凝，血液与抗凝 剂的比例为1∶9；摘取肿瘤，称重；取脏器/器官并称重，计算脏器系数；同时 用10％的福尔马林固定脏器/器官。
实验结果：注射[Gd@C82(OH)22]n纳米材料后同注射CTX一样可以抑制 小鼠的肿瘤生长，且纳米材料的肿瘤抑制特性优于临床普遍使用的抗肿瘤药物 CTX。从反映肝细胞损害最敏感的指标是谷丙转氨酶ALT和谷草转氨酶AST 的活性上分析，注射[Gd@C82(OH)22]n纳米材料可显著抑制荷瘤鼠两种酶的增 高，并且接近正常机体的水平。而环磷酰胺组ALT水平反而增加，说明其增 加动物肝的损伤。
根据公式V＝4πr3/3计算肿瘤体积，并得到抑瘤率；结果发现低剂量组中 0.1μmol/kg的[Gd@C82(OH)22]n抑制肿瘤生长的效率为32.9％(图1和图2)， 虽然比0.05mmol/kg的CTX的抑瘤率52.0％低，但是其用药量只是CTX药量 的1/500；另外，我们还比较了抑瘤率与药物使用量之间的关系，当把CTX的 剂量提高0.05mmol/kg时，其肿瘤抑制率提高了15％，而把[Gd@C82(OH)22]n纳 米材料的使用剂量仅提高0.1μmol/kg时，其肿瘤抑制率就提高了26％(图 3和图4)。
[Gd@C82(OH)22]n抗肝癌H22活性数据表参见下页的表1。
高剂量组[Gd@C82(OH)22]n对荷瘤小鼠血清总胆红素，ALT，AST和肌苷水 平的影响数据参见下页的表2。
表1[Gd@C82(OH)22]n抗肝癌H22活性数据表 分组 剂量 抑制效率 瘤重(g) (％) T检验 低剂量 组 生理盐水组(n＝7) CTX组 (5×10-2mmol/kg/day，n＝6) [Gd@C82(OH)22]n组 (1×10-4mmol/kg/day，n＝5) 3.91±0.78 1.80±0.41 2.52±0.74 0 52.0 32.9 P＜0.01 P＜0.01 高剂量 组 生理盐水组(n＝5) CTX组 (0.1mmol/kg/day，n＝11) [Gd@C82(OH)22]n组 (2×10-4mmol/kg/day，n＝6) 3.75±0.87 1.22±0.86 1.65±1.00 0 67.5 57.7 P＜0.01 P＜0.01
表2高剂量组荷瘤小鼠血清总胆红素，ALT，AST和肌苷水平 分组 总胆红素 (μmol/L) ALT (IU/L) AST (IU/L) 肌苷 (μmol/L) 生理盐水组 CTX组 Gd@C82(OH)22]n组 正常组 1.54±0.55 1.66±0.59 1.44±0.26 2.20±0.54 146±36.3 152.2±71.5 87.2±32.0a 38.3±7.0 888±18l 337±53.7a 234±27.3a 142±20.0 48.8±3.8 51.0±3.3 51.4±3.6 55.7±3.0
注：a与生理盐水组比较P＜0.01.