一类基于RGD多肽-化疗药物的小分子偶联物及其纳米前药系统技术方案

本发明专利技术涉及一类基于RGD多肽‑化疗药物的小分子偶联物及其自组装纳米前药系统，属于生物医药和纳米医药技术领域。该纳米前药系统的主要优势为：(1)由RGD多肽与抗肿瘤药物经小分子连接臂直接共价连接而成，提高了体系的载药量；(2)偶联物自组装成以药物为疏水内核、RGD多肽为亲水外壳的纳米前药，通过配体‑受体相互作用而主动靶向肿瘤细胞和肿瘤新生血管，促进其内吞；(3)硫醚键、还原敏感键、组织蛋白酶B敏感键能确保纳米前药系统在体循环中稳定，而到达肿瘤微环境后释放细胞毒药物；(4)采用小分子偶联物而不采用高分子材料作为载体，有利于纳米前药系统更好地渗透进入肿瘤组织和细胞，发挥更好地抗肿瘤作用。

A class of small molecule conjugates based on RGD peptide chemotherapeutic drugs and their prodrugs

The invention relates to a kind of small molecular peptide conjugates of RGD chemotherapy and based on self-assembled nano prodrug system, belonging to the technical field of biological medicine and nano medicine. The main advantage of the nanoprodrug system: (1) by RGD peptides with anti-tumor drugs by small molecule connecting arm direct covalent connection, improved the drug loading system; (2) conjugates self-assembled into medical nanoprodrug hydrophobic core and RGD polypeptide as hydrophilic shell, through ligand receptor interaction and active targeting of tumor cells and tumor angiogenesis, promote its endocytosis; (3) thioether bond, redox sensitive keys, cathepsin B sensitive key can ensure the stability of nano prodrug system circulating in the body, the release of cytotoxic drugs to the tumor microenvironment; (4) with small molecules conjugate without using polymer as the carrier, is conducive to the nano prodrug system better penetration into the tumor tissues and cells, to play a better anti-tumor effect.

【技术实现步骤摘要】
一类基于RGD多肽-化疗药物的小分子偶联物及其纳米前药系统
本专利技术涉及一类基于RGD多肽-化疗药物的小分子偶联物及其纳米前药系统，属于生物医药和纳米医药
本专利技术提供一类RGD多肽-化疗药物的小分子偶联物及其纳米前药系统的组成及制备方法。
技术介绍
恶性肿瘤是严重威胁人类生命健康的重大疾病之一。据世界卫生组织(WorldHealthOrganization，WHO)统计，癌症患者数量呈逐年递增趋势，每年全世界有近100万人被诊断出癌症，但目前癌症治疗还是一个世界性难题。在癌症的治疗中，化疗是肿瘤特别是中晚期肿瘤的主要的治疗手段，然而，临床上最有效的抗肿瘤药物－细胞毒药物严重缺乏靶向性，在癌症治疗的同时也会损伤健康的器官和组织，易造成局部或全身的毒副作用，另外，许多化疗药物仍存在水溶性差、递送重现性差、体内外不相关、治疗效果欠佳等关键问题。这些原因严重限制了抗肿瘤药物的临床使用。抗体-药物偶联物(Antibody-drugconjugates,ADCs)源于德国病理学家PaulEhrlich构想的“生物导弹”靶向治疗肿瘤的理念，且随连接技术的突破而迅速发展，到目前为止，全球已有30多种ADCs处于临床研究阶段。有专利(美国专利公开号US2013/0108620A1)报道利用抗ErbB受体的抗体偶联美登素DM1，增加肿瘤靶向性、提高疗效同时，也降低了DM1毒副作用。另有报道(中国专利公开号CN1993146A)，抗体-药物偶联物特别是曲妥珠单抗-美登素药物DM1偶联物对HER2阳性乳腺癌有很好的治疗效果。然而，抗体的免疫原性、高分子量、高成本等也是急需解决的问题。近年来抗肿瘤多肽药物的研发备受关注，有专利(中国专利公开号CN104940949A)报道了一种酸响应的抗肿瘤多肽纳米药物，生物相容性好，毒副作用低。肽是蛋白质-蛋白质相互作用的基础，组成肽链的氨基酸可随意结合，易于设计针对不同靶点的肽，还可以进行拼接和组装作为药物靶向载体，具有免疫原性低、分子量小、细胞通透性好、易于改造等优点。某些肽类对整合素受体具有较好的亲和性或特异性，如含“精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸”(RGD)的寡肽序列能被整合素αvβ3受体特异性识别和结合。整合素αvβ3受体是一类非常重要的细胞膜受体，在多种肿瘤细胞表面和新生血管内皮细胞上有高表达，对肿瘤细胞信号传导、基因表达、肿瘤形成、生长、分化和转移以及血管生长都起着重要作用。近年来，多肽-药物偶联物(Peptide-drugconjugates,PDCs)的研究开始不断出现，但尚处于临床前研究阶段。美登素(Maytansine)衍生物DM1、DM3和DM4，是Kupchan等美国植物化学家于1972年首次从热带非洲的宽齿叶美登木中发现的、具有抗肿瘤活性的大环内酯类天然化合物，是一种微管蛋白抑制剂(破坏微管蛋白)，可与微管蛋白结合破坏细胞内微管网络，通过抑制微管蛋白聚合同时促进其解聚，进而抑制微管的形成，从而阻止细胞周期、抑制细胞分裂而引起细胞凋亡性死亡。研究表明，与传统的化疗药物相比，DM1对癌细胞的杀伤效力是临床常规抗癌药物的100～1000倍，通常平均四到六个分子就可实现对靶细胞的杀伤，由于它的毒副作用大以及对肿瘤细胞特异性不强，已被临床上禁止使用。所以人们一直在探索美登素衍生物更好的临床用药形式。显然，提高靶向递送，降低其毒副作用是非常必要的。有专利报道(美国专利公开号US2013/0029900A1)细胞黏合性肽键偶联美登素DM1后，能显著抑制肿瘤生长，降低毒副作用，提高存活率。阿霉素(Adriamycin)是上世纪60年代初由米兰FarmitaliaResearchLaboratories从一种链霉菌中分离出来的蒽环霉素类抗生素，周期非特异性药物，对各种生长周期的肿瘤细胞都有杀灭作用。阿霉素具有广泛的抗肿瘤作用，作为治疗癌症的一线药物常用于肝癌、胃癌、乳腺癌、肺癌、卵巢癌和多种血癌等的临床治疗中，疗效好，但静脉注射阿霉素，毒副作用大、骨髓抑制和心脏毒性等不良反应而严重限制了其临床应用。另外长期使用容易产生剂量依赖性，易发生多药耐药。阿霉素本身溶解度很低，形成盐酸盐以后，阿霉素药效学功能大幅度下降，从而给临床应用带来很大困难。通过制备在肿瘤部位转化成原型药的前药系统可较好解决阿霉素药物治疗过程中毒副作用问题。在此领域已有一些研究和报导，有专利(中国专利公开号CN104147613A)报道将PEG衍生物通过肿瘤内蛋白酶敏感多肽连接DOX，延长药物半衰期和降低药物毒性的同时，保证药物在病灶部位快速释药。纳米递送系统被认为是最有前景的药物传递系统之一。优良的纳米递送系统能够解决难溶性药物的注射给药问题、提高药物的利用度、避免被巨噬细胞识别和吞噬、靶向递送到肿瘤组织甚至细胞，从而更好地发挥疗效，降低毒副作用。关于细胞毒药物DOX的纳米前药系统的制备已有一些研究和报导，而关于美登素DM1、DM3和DM4的纳米前药报道较少。有专利(中国专利公开号CN104984361A)报道了一种含羧酸基聚合物的DOX大分子纳米前药，具有长循环功能，在提高抗肿瘤活性，降低毒副作用的同时，也降低肿瘤细胞耐药性。另有报道(中国专利授权公开号CN101879313B)合成RGD环肽作为靶头、聚乙二醇为亲水链段、经酸敏感化学键和树枝状聚合物连接DOX的高分子纳米前药系统，与DOX相比，该高分子纳米前药系统具有明显的靶向效果，在提高疗效的同时，也降低了药物毒性。但这些前药系统都采用了高分子聚合物为载体，需考虑细胞毒药物的载药量、载体大小、载体生物相容性等问题。因此，为了进一步提高抗肿瘤药物的疗效、安全性、靶向递送的稳定性、重现性以及体内外相关性，本专利技术提供了一种具有主动靶向性、载药量高、渗透性好、肿瘤部位环境敏感(如氧化还原、酶敏感等)释药的“小型化”的抗肿瘤纳米前药系统。具体地，本专利技术提供一种RGD多肽-化疗药物的小分子偶联物及其纳米前药系统的组成及制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类基于RGD多肽-化疗药物的小分子偶联物及其纳米前药系统(Peptide-drugconjugatenanoparticles，PDCNPs)，尤其是该抗肿瘤纳米前药系统的结构组成及其制备方法，以克服现有技术中诸如大分子靶头和载体的生物相容性差、载药量低、渗透性低等问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一类基于RGD多肽-化疗药物的小分子偶联物的纳米前药系统，由下述三个功能部分组成：(1)具有靶向作用的RGD多肽位于最外层；(2)抗肿瘤药物选择美登素(DM1、DM3和DM4)和阿霉素(DOX)为疏水内核；(3)选择还原敏感、酶敏感化学键作为小分子连接桥臂偶联靶头和抗肿瘤模型药物。RGD多肽-化疗药物小分子偶联物的结构可简单表示为：RGD-Linker-Drug其中，RGD多肽为环(精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸-d-苯丙氨酸-赖氨酸)[c(RGDfK)]、环(精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸-d-酪氨酸-赖氨酸)[c(RGDyK)]、环(精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸-d-苯丙氨酸-半胱氨酸)[c(RGDfC)]、环(精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸-d-酪氨酸-半胱氨酸)[c(RGDyC)]、环(精氨酰-甘氨酰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类基于RGD多肽‑化疗药物的小分子偶联物，其特征在于，亲水性RGD多肽与难溶性化疗药物通过小分子连接桥臂直接共价连接形成偶联物。

【技术特征摘要】
1.一类基于RGD多肽-化疗药物的小分子偶联物，其特征在于，亲水性RGD多肽与难溶性化疗药物通过小分子连接桥臂直接共价连接形成偶联物。2.一类基于RGD多肽-化疗药物的小分子偶联物的纳米前药系统，其特征在于，小分子偶联物进一步自组装成纳米前药系统。3.根据权利要求1所述的基于RGD多肽-化疗药物的小分子偶联物，其特征在于，所述的亲水性RGD多肽为含有精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸序列的多肽，选自结构中含有游离氨基的环(精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸-d-苯丙氨酸-赖氨酸)[c(RGDfK)]、环(精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸-d-酪氨酸-赖氨酸)[c(RGDyK)]中的一种或两种；选择结构中含有游离巯基的环(精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸-d-苯丙氨酸-半胱氨酸)[c(RGDfC)]、环(精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸-d-酪氨酸-半胱氨酸)[c(RGDyC)]、环(精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸-d-苯丙氨酸-赖氨酸-COCH2SH)[c(RGDfK-COCH2SH)]、环(精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸-d-苯丙氨酸-赖氨酸-COCH2CH2SH)[c(RGDfK-COCH2CH2SH)]中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的基于RGD多肽-化疗药物的小分子偶联物，其特征在于，所述的小分子连接桥臂，分子量为200～800道尔顿，选自两末端分别为马来酰亚胺基和琥珀酰亚胺活化酯封端的连接臂、二硫吡啶基和羧酸封端的连接臂；二硫吡啶基和琥珀酰亚胺活化酯封端的连接臂、马来酰亚胺基和对硝基氯甲酸苯酯封端的缬氨酸-瓜氨酸类的连接臂中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的基于RGD多肽-化疗药物的小分子偶联物，其特征在于，所述的难溶性药物为大环内酯类、蒽环类抗肿瘤药物。6.根据权利要求4所述的基于RGD多肽-化疗药物的小分子偶联物，其特征在于，所述的大环内酯类抗肿瘤药物选择美登素及其衍生物，蒽环类抗肿瘤药物选择阿霉素及其衍生物。7.根据权利要求1或4所述的基于RGD多肽-化疗药...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，梁艳琴，代文兵，李苏昕，张华，王学清，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11