稀土亚砷酸抗癌制剂及其制备方法技术领域
本发明涉及一种抗肿瘤药物，具体涉及利用稀土稳定三价砷获得稀土亚砷
酸盐化合物，属于抗肿瘤药物领域。
背景技术
将亚砷酸应用于血癌治疗是我国医学工作者对现代医药学的重大贡献之一
上个世纪60年代后期,哈尔滨医科大学首先报道将三氧化二砷应用于静脉注射
液，用来治疗复发的APL,达到很高的完全缓解率。随后,上海血研所发现
As2O3可以诱导APL细胞凋亡和部分分化。从此砷剂的抗肿瘤作用引起国内外
学者的广泛关注。亚砷酸已经成为全世界范围内治疗急性早幼粒细胞白血病的
高效化学药物。1999年，美國FDA批准As2O3治疗急性早幼粒細胞白血病
(APL)、多发性骨髓瘤(MM)、骨髓增生异常综合征(MDS)。
遗憾的是，由于其药代动力学较差和毒性太强，三氧化二砷注射液(生理
条件下为亚砷酸)对于实体瘤的治疗确没有明显的疗效，尽管已有一些动物水
平上和临床上疗效的积极报道,但是临床2期表面其对于原发性肝癌没有明显治
疗效果。我们经过研究发现，将稀土亚砷酸盐作为新的砷肿瘤药物可望提高对
实体瘤的治疗效果。同时降低其生理毒性。
发明内容
本发明是提供一种抗肿瘤的砷药物，该药物在细胞活体水平显示了很高的
抗肿瘤特性，同时药代动力学和生物发布研究其更优的动力学特征，通过组织
切片和血液生化指标分析其显示了很低的生理毒性。
本发明采取的技术方案是溶液法大规模制备新的砷药物，本发明所述稀土亚
砷酸抗癌制剂，以水合碱式盐存在,其化学式为Lnx(AsO2)y(OH)z(H2O)n,其中：
Ln代表稀土元素，x大于0；
As代表砷，化合价为正三价，Y大于0；
z,n≥0。
具体地，Ln是指La系元素、Sc、Y元素中的至少一种。
本发明中稀土亚砷酸抗癌制剂的制备方法，其特征在于，稀土可溶性盐与
可溶性亚砷酸在水溶液中搅拌共热(80-240℃)，并在此阶段加入聚合物，所述
聚合物是聚乙二醇、葡聚糖或聚乙烯吡咯烷酮，各组分质量比为，稀土可溶性
盐：可溶性亚砷酸：聚合物＝20：13：100，反应产物离心水洗，冷冻干燥后重
新分散于水中，或者直接继续保存于水中。
更进一步，所述稀土可溶性盐是指稀土氯化物、稀土硝酸盐或稀土醋酸
盐。
更具体地，所述可溶性亚砷酸是亚砷酸钠或亚砷酸钾。
本发明的药物可以为结晶态或者无定型态。该类药物可均匀、稳定分散于
水溶液中，表面可以包覆聚合物，如葡聚糖、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮以提
高生物相容性。该药物可以制成水剂或者粉剂。对体外肿瘤细胞有明显的抑制
生长迁移侵袭和诱导凋亡的效果，而且对皮下肿瘤模型和原位肿瘤也显示了明
显的治疗效果。
本发明的技术效果：该药物的特点在于水溶性好，稳定性高。可以制成水
剂，也可以制成粉剂。其表面被聚乙二醇，葡聚糖等包裹。其优点从目前动物
水平的研究来看，毒性低于三氧化二砷，但是循环时间长，肿瘤内砷的蓄积浓
度高，药效明显，副作用低。
附图说明
图1为实施例1的砷化物表征结果，其中(A)葡聚糖包覆的亚砷酸钆透射
电镜图以及(B)局部放大的电镜图，(C)该部位的EDS图表明含砷，钆两种元
素，(D)其中单个纳米颗粒的高分辨条纹及其衍射斑点(插入图)，(E)葡聚糖
修饰的亚砷酸钆的红外吸收光谱表明葡聚糖在其中，(F)葡聚糖修饰的亚砷酸
钆的X射线光电子能谱显示其中的砷为+3价。
图2：不同浓度下的氧化砷和亚砷酸钾对肿瘤细胞的存活率(MTT法)。
图3：24小时培养时间下对肿瘤细胞的凋亡作用结果。说明：Y轴为落在
Q2+Q4象限中的细胞之和占总细胞的百分比。
图4：24小时培养时间下不同浓度药物对肿瘤细胞的迁移和侵袭的影响。
图5为药物在大鼠体内的药代动力学结果。
图6为肿瘤中的砷含量(质量比)
图7为(A)治疗曲线反应肿瘤体积谁时间的变化趋势。(B)对应的体重
变化曲线
图8为H&E染色照片(肾，肝，肺，脑)。没有明显的炎症，纤维化，坏
死发生。
图9为血项(白细胞，红细胞，白血球，血小板)测量结果。
图10为肝功能指标(ALT，AST，TP，ALP，TB)检测。
图11为肾功能(BUN,CRE)检测。
具体实施方式
实施例1
醋酸钆与亚砷酸钠在水溶液中搅拌，240℃共热，并在搅拌过程中加入葡聚
糖，质量比为亚砷酸钠0.13克：醋酸钆0.198克，葡聚糖1克。反应产物离心
水洗，冷冻干燥后，重新分散于水中。
图1为该砷化物的详细表征结果。
实施例2
硝酸钆与亚砷酸钾在水溶液中搅拌，80℃共热，并在搅拌过程中加入聚乙
二醇，质量比为亚砷酸钾0.13克：硝酸钆0.198克：聚乙二醇1克。反应产物
离心水洗，冷冻干燥后，重新分散于水中。
实施例3
氯化钆与亚砷酸钾在水溶液中搅拌，160℃共热，并在搅拌过程中加入聚乙
二醇，质量比为亚砷酸钾0.13克：氯化钆0.198克：聚乙二醇1克。反应产物
离心水洗，保存于水中。
在专利叙述中，用GdAsOx代表该砷的纳米药物。在细胞实验图表中为了区
别三氧化二砷，我们用As代表三氧化二砷，而用Nano-As代表GdAsOx，即我
们发明的稀土亚砷酸抗癌纳米药物。
实施例4：对肿瘤细胞的生长抑制作用，
细胞培养：HepG2/Luc(人肝癌细胞)DMEM/High含10％胎牛血清，100U青
霉素以及100U链霉素，于37℃，5％CO2培养箱培养。MTT实验：培养细胞至对
数生长期；细胞消化计数，调整细胞密度为3*104个cell/ml,96孔板中每孔铺
90μl细胞悬液，铺4块96孔板；次日，实施例1所得药物用完全培养基进行
对半梯度稀释；每孔加入10μl药物，并于37℃，5％CO2培养箱培养；于加入
药物后24h,48h,72h,96h各取1块板检测；检测当日，每孔加入5mg/ml
MTT10μl,于37℃，5％CO2培养箱培养；培养4h后，将上清吸出，加入DMSO，
于OD570处检测吸光值；最后进行数据处理，检测数据用GraphPad5软件进行
统计分析，数据表示为均数±标准误(MEAN±SE)。统计方法为studentt-
test，p<0.05认为有显著性差异：0.05>“*”>0.01，0.01>“**”>0.001,
0.01>“***”>0.001。
图2为药物对肿瘤细胞的生长抑制作用，表明对肝癌癌变有明显的抑制生长作
用，但是IC50大于等剂量的亚砷酸钠。
实施例5：对肿瘤细胞的凋亡作用
培养细胞至对数生长期；细胞消化计数，调整细胞密度为3*105个
cell/ml,6孔板中每孔铺2ml细胞悬液；次日，加入梯度浓度药物处理细胞，
并以不加药物的孔板作为对照；24h后，消化细胞，按照Kit说明书标记细
胞；上机检测并分析数据。检测数据用GraphPad5软件进行统计分析，数据表
示为均数±标准误(MEAN±SE)。统计方法为studentt-test，p<0.05认为有
显著性差异：0.05>“*”>0.01，0.01>“**”>0.001,0.01>“***”>0.001。
图3为不同浓度下的氧化砷和亚砷酸钾对肿瘤细胞的凋亡作用结果。
实施例6：细胞迁移实验
HepG2/Luc细胞细胞正常培养；次日，细胞消化后PBS洗两次，用含
0.1％BSA的无血清培养液重悬；调整细胞密度为4×105个/ml；取细胞悬液
200ul加入24孔板配套小室中(Millicell插入式细胞培养皿，PIEP12R48)，
下室加入500ul含10％FBS的培养液(或是含药物的培养液)，避免气泡，于
37℃培养过夜。棉签擦去小室底部多聚碳酸脂膜上未穿膜的细胞，0.1％结晶紫
染色(碧云天，C0121，结晶紫染色液)。33％醋酸脱色，将结晶紫洗涤收集，测
OD570。最后进行数据处理，检测数据用GraphPad5软件进行统计分析，数据表
示为均数±标准误(MEAN±SE)。统计方法为studentt-test，p<0.05认为有
显著性差异：0.05>“*”>0.01，0.01>“**”>0.001,0.01>“***”>0.001。
绘制图表。
实施例7：细胞侵袭实验Transwell小室。底部均匀包被50ulmatrigel
(BDMatrigelTMBasementMembraneMatrix，cat354234,10mg/ml，matrigel
4℃过夜溶化，加入预冷无血清培养基配成1mg/ml),超净台风干过夜。次日，
每孔加入2％BSA50ul，37℃烘2h,PBS冲洗两遍。HepG2/Luc细胞消化后PBS洗
两次，用含0.1％BSA的无血清培养液重悬；调整细胞密度为4×105个/ml。取
细胞悬液200ul加入24孔板配套小室中(Millicell插入式细胞培养皿，
PIEP12R48)，下室加入500ul含10％FBS的培养液(或是含药物的培养液)，避
免气泡，于37℃培养24h。棉签擦去小室底部多聚碳酸脂膜上未穿膜的细胞，
0.1％结晶紫染色(碧云天，C0121，结晶紫染色液)。33％醋酸脱色，将结晶紫洗
涤收集，测OD570。最后进行数据处理，检测数据用GraphPad5软件进行统计
分析，数据表示为均数±标准误(MEAN±SE)。统计方法为studentt-test，
p<0.05认为有显著性差异：0.05>“*”>0.01，0.01>“**”>0.001,
0.01>“***”>0.001。绘制图表。
图4为不同浓度下药物对肿瘤细胞的迁移和侵袭的影响。
实施例8：大鼠药代动力学研究
正常SD大鼠按分组尾静脉注射不同药物(4毫克砷每公斤体重)，在第15,30,
60,120,240,480,and1,440min分别眼眶取血0.5毫升，收集全血分析血
浆中的砷采用ICP分析。图5为药物在大鼠血浆的药代动力学结果。
实施例9：皮下肝癌小鼠模型治疗研究
细胞培养至实验所需浓度后，按分组进行皮下接种。接种后7天开始按分
组进行给药(4毫克砷每公斤体重)，每隔一天注射一次尾静脉，连续注射两
周。给药前肿瘤测量及小鼠称重。给药结束后小鼠继续饲养两周，每隔两天记
录肿瘤与体重，所有小鼠安乐死，实体无害化处理。绘制死亡曲线(survival
VSday)。肿瘤实验数据包括：肿瘤微观分析，肿瘤生长曲线、小鼠体重曲线。
图6为肿瘤中的砷含量，图7为肿瘤生长曲线和小鼠体重曲线
实施例7：毒性分析：血液检测与器官切片研究。
细胞培养至实验所需浓度后，按分组进行皮下接种。接种后7天开始按分组进
行给药，每隔一天注射一次尾静脉(4毫克砷每公斤体重)，，连续注射两周。
给药结束后小鼠依次用异氟烷麻醉后摘眼球取血，收集于EDTA抗凝管
(～200μl)和普通管中(～500μl)。抗凝全血进行血细胞检测，普通管中血在
室温静置30min后分离血清，获得血清进行生化分析，检测肝功能(Total
protein、Albumin、TotalBili、ALT、ALP)；肾功能CRE、BUN；血脂
cholesterol。小鼠解剖取肝、肾、脑、肺进行HE染色。
图8为HE染色切片结果，图9,10,11为血液生化功能分析结果。结果表
明在该剂量下三氧化二砷与我们的砷药物都没有明显毒性。