本发明专利技术公开了一种结构新颖的单分散聚乙二醇单甲醚修饰的白介素IL‑12前药的制备与应用，属于有机化学与医药化工领域。单分散聚乙二醇单甲醚与白介素IL‑12通过可在体内降解的化学键相连分别制备出一系列碳酸酯型白介素IL‑12前药。该方法通过调整单分散聚乙二醇单甲醚链的长度，可以合成出相应水溶性的白介素IL‑12前药，单分散聚乙二醇单甲醚链越长，水溶性就越好，水溶性的提高可以将其制备成水溶液的制剂或者注射用针剂，规避白介素IL‑12半衰期短等缺陷。本发明专利技术方法反应简单、条件温和、成本较低，便于工业化生产。
Preparation and Application of Monodisperse Polyethylene Glycol Monomethyl Ether Modified Interleukin-12 Prodrug
The invention discloses the preparation and application of a novel monodisperse polyethylene glycol monomethyl ether modified interleukin 12 prodrug, which belongs to the field of organic chemistry and pharmaceutical chemical industry. Monodisperse polyethylene glycol monomethyl ether and interleukin-12 (IL-12) were linked by chemical bonds which could be degraded in vivo to prepare a series of carbonate interleukin-12 prodrugs. By adjusting the length of monodisperse polyethylene glycol monomethyl ether chain, the corresponding water-soluble interleukin 12 prodrug can be synthesized. The longer the monodisperse polyethylene glycol monomethyl ether chain is, the better the water-solubility will be. With the improvement of water-solubility, it can be prepared into an aqueous solution preparation or an injection agent to avoid the shortcomings of short half-life of interleukin 12. The method has the advantages of simple reaction, mild conditions and low cost, and is convenient for industrial production.
【技术实现步骤摘要】
单分散聚乙二醇单甲醚修饰的白介素IL-12前药的制备与应用
本专利技术属于有机化学合成与医药化工领域，具体涉及一种结构新颖的单分散聚乙二醇单甲醚修饰的白介素IL-12前药的制备与应用。
技术介绍
在广泛的细胞因子中，白介素IL-12家族具有独特的结构、功能和免疫学特征，在免疫学研究中具有重要作用。白介素IL-12家族成员由IL-12、IL-23、IL-27和IL-35组成。IL-12细胞因子主要以异二聚体形式存在，在微生物感染、自身免疫性疾病和癌症中发挥作用，本文对IL-12家族成员的一般特征、细胞因子与病原微生物之间的相互作用、相关受体及其选择不同信号通路的研究进展作了简短概述。尽管IL-12家族因子及其受体和下游信号成分具有许多结构相似性，但是它们的生物活性却不尽相同。IL-12家族成员之间有一些相似和不相似之处，使之成为先天免疫系统和适应性免疫系统之间独一无二的桥梁。白介素IL-12和IL-23在p40亚基中相似，是促炎细胞因子和前列腺细胞因子，分别在辅助T细胞的TH1和TH17亚型的发育中起关键作用。IL-27最初被认为是促炎细胞因子，但现在的共识是IL-27是免疫调节细胞因子。IL-35是该家族最近确定的成员，由胸腺来源的天然调节性T细胞(nTreg细胞)群体产生，属于有效的抑制性细胞因子。这就使得IL-12家族因子分成了两类：IL-12和IL-23是阳性调节因子，IL-27和IL-35是负调节因子。IL-12家族的生物活性表明它们在不同医学领域的应用具有辉煌的前景。IL-12家族的成员是几种治疗方法的候选者，包括基因治疗、癌症治疗、肿瘤治疗和疫苗接种。像IL-12这类蛋白质(含多肽)类药物主要包括酶、细胞因子等一些具有特殊功能的蛋白质。其疗效不仅取决于蛋白特定的化学结构，而且还取决于其特定的空间结构，因此可以通过基因工程或化学修饰等手段，部分或全部解决此类药半衰期段的问题。聚乙二醇(PEG)是最常用的一种修饰剂，其毒性小、无抗原性、具有良好的两亲性，且生物相容性已获FDA认可。当蛋白类经PEG修饰后，修饰剂的许多优良性质也会随之移植到修饰蛋白中去。PEG修饰的蛋白类(亦称蛋白的PEG化)包括PEG与蛋白质与多肽类药物的物理结合物和化学修饰物，可大大改善蛋白类药物的一些性质。此类药物PEG化后的改变包括：增加溶解度；免疫原性降低或消除；被水解酶降解的可能性减小；被肾脏清除的速率降低；药物体内分布和动力学参数的改变；稳定性的提高；增加蛋白药物的治疗指数，扩大临床应用等。现有技术中，较大研究是集中在PEG修饰白介素10，即PEG-IL-10,而对PEG修饰白介素12的研究较少。专利技术专利申请号为(CN201310480573.4)通过PEG分子与细胞因子蛋白上的单个残基共价连接，但是常规PEG链有至少2个以上反应位点，产生较多无法选择区分的单聚、双聚甚至多聚混合物，对药物的一致性评价带来很多麻烦，且主产物产率较低。申请号为(CN02153446.2)的中国专利公开了一种肿瘤免疫治疗及预防性疫苗的组成、制备、应用方案，其中涉及白介素与PEG的混合制备疫苗，单纯的物理混合无法避免IL-12自身的毒副作用；申请号(TW095130565)公开了双重可变区域免疫球蛋白及其用途，其中涉及甲氧基聚乙二醇与IL-12的结合；公开号为(CN1610694A)的中国专利公开了一种淋巴因子制剂和用其局部或局部和系统地控制细胞增生性疾病的方法，涉及PEG与白介素物理混合；申请号为(CN98110665.X)的中国专利公开了构建真核表达载体PEG携带IL-12基因即PEG-IL-12，通过PEG载体运载IL-12,且物理运载没有化学键结合牢固和稳定，除此之外IL-12本身是一种含有多种氨基酸链的非单分散性的大分子。在机体内代谢半衰期较短，这个药物的治疗窗口很小，毒副作用很大。申请号为(CN201710721289.X)的中国专利教导了一种单分散聚乙二醇单甲醚的制备；申请号(CN201711422744.2)的中国专利教导了一种单分散聚乙二醇单甲醚修饰丙泊芬前药的制备及应用；现有技术中没有教导聚乙二醇对IL-12的修饰的制备和应用。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供一种新型的水溶性的白介素IL-12前药，降低其在临床应用中的副作用。将IL-12与单分散的PEG(聚乙二醇)单甲醚通过化学键结合相连，增加IL-12的大小以延长其在患者体内的循环时间。通过对IL-12进行PEG衍生化修饰，尤其使用较高分子量的PEG，能够改变IL-12的代谢途径，从而最大化增强IL-12活化细胞的能力并达到降低毒副作用的目的。本专利技术的技术方案可以通过以下技术措施来实现：—种单分散聚乙二醇单甲醚修饰的白介素IL-12前药，其结构如结构通式I所示：其中Cys指的是白介素IL-2中的半胱氨酸片段，S为半胱氨酸上的巯元素。所述通式I中，白介素IL-12前药的合成方法包括以下步骤：(1)使单分散聚乙二醇单甲醚琥珀酰亚胺碳酸酯在磷酸缓冲溶液中与赖氨酸反应得到单分散聚乙二醇单甲醚赖氨酸衍生物。(2)所得到的单分散聚乙二醇单甲醚赖氨酸衍生物与N,N'-二琥珀酰亚胺基碳酸酯反应得到单分散聚乙二醇单甲醚赖氨酸活性酯。(3)单分散聚乙二醇单甲醚赖氨酸活性酯溶于溶液中，加入马来酰亚胺基乙胺和碱，40℃下反应，柱层析纯化得到化合物单分散四十八聚乙二醇单甲醚马来酰亚胺。(4)往单分散聚乙二醇单甲醚赖氨酸活性酯中加入白介素IL-12、碱、溶剂，在50℃条件下反应得到式I所示的单分散聚乙二醇单甲醚赖氨酸白介素IL-12前药。优选地，所述的碱为DBU、N-甲基吗啉、二异丙胺、N，N-二异丙基乙胺、碳酸氢钠、碳酸钾。优选地，所述的溶剂包括甲苯、乙腈、二氯乙烷、乙酸乙酯、丙酮、二氧六环。所述通式I中，n为23时的白介素IL-12前药的合成方法包括以下步骤：(1)使单分散二十四乙二醇单甲醚琥珀酰亚胺碳酸酯在溶剂中与赖氨酸反应得到单分散二十四聚乙二醇单甲醚赖氨酸衍生物；(2)所得到的单分散二十四聚乙二醇单甲醚赖氨酸衍生物与N,N'-二琥珀酰亚胺基碳酸酯反应得到单分散二十四聚乙二醇单甲醚赖氨酸活性酯，(3)单分散二十四聚乙二醇单甲醚赖氨酸活性酯溶于溶液中，加入马来酰亚胺基乙胺和碱，40℃下反应，柱层析纯化得到化合物单分散四十八聚乙二醇单甲醚马来酰亚胺。(4)往单分散二十四聚乙二醇单甲醚马来酰亚胺中加入白介素IL-12、碱、溶剂，在50℃条件下反应得到式I所示的单分散聚乙二醇单甲醚赖氨酸白介素IL-12前药。优选地，所述的碱为DBU、N-甲基吗啉、二异丙胺、N，N-二异丙基乙胺、碳酸氢钠、碳酸钾。优选地，所述的溶剂包括甲苯、乙腈、二氯乙烷、乙酸乙酯、丙酮、二氧六环。上述白介素IL-12前药在作为经静脉或静脉外途径对动物或人产生抗肿瘤作用的药物中的应用。专利技术的技术有益效果：1.将IL-112与PEG(聚乙二醇)通过化学键结合相连，增加IL-12的大小以延长其在患者体内的循环时间，从而最大化增强IL-12活化细胞的能力并达到降低毒副作用的目的。2.单分散聚乙二醇单甲醚可以准确控制反应位点，避免产生多种副产物，提高产率。具体实施方式为使本专利技术更加容易理解，下面将进一步阐述本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单分散聚乙二醇单甲醚修饰的白介素IL‑12前药的制备方法，其结构如下式I所示:
【技术特征摘要】
1.一种单分散聚乙二醇单甲醚修饰的白介素IL-12前药的制备方法，其结构如下式I所示:其中Cys指的是白介素IL-2中的半胱氨酸片段，S为半胱氨酸上的巯元素，n为1-47的整数，其特征在于，所述单分散聚乙二醇单甲醚白介素IL-12前药的合成方法包括以下步骤：(1)使单分散聚乙二醇单甲醚琥珀酰亚胺碳酸酯在溶剂中与赖氨酸反应得到单分散聚乙二醇单甲醚赖氨酸衍生物；(2)所得到的单分散聚乙二醇单甲醚赖氨酸衍生物与N,N'-二琥珀酰亚胺基碳酸酯反应得到单分散聚乙二醇单甲醚赖氨酸活性酯；(3)单分散聚乙二醇单甲醚赖氨酸活性酯溶于溶液中，加入马来酰亚胺基乙胺和碱，40℃下反应，柱层析纯化得到化合物单分散四十八聚乙二醇单甲醚马来酰亚胺；(4)往单分散聚乙二醇单甲醚...
【专利技术属性】
技术研发人员：张安林，邓泽平，成佳，赵春晖，
申请(专利权)人：湖南华腾制药有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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