白蛋白结合型抗肿瘤药-马来酰亚胺分子前药制造技术

本发明专利技术属于医药技术领域，涉及一系列肿瘤组织特异性响应的氧化还原敏感的白蛋白结合前药，所述的白蛋白结合前药为抗肿瘤药‑马来酰亚胺分子前药，具体涉及三种多烯紫杉醇‑马来酰亚胺小分子前药，利用前药结构中的马来酰亚胺环作为结合体内血浆白蛋白34位游离巯基的靶头，实现药物经静注进入体内后，与白蛋白快速特异性结合，形成白蛋白‑药物复合物，增强药物稳定性，显著延长药物在体内的循环时间，同时利用EPR效应实现药物在肿瘤组织蓄积。此外，前药结构中选用氧化还原敏感键作为连接键，不仅促进药物在肿瘤细胞内快速释放，还能减轻其对正常细胞的毒性作用，有很强的选择性，实现了多烯紫杉醇增效减毒的目的，有较大的市场应用前景。

Albumin bound antineoplastic agents - maleimide prodrugs

The present invention belongs to the field of medical technology, involving a series of oxidation-reduction sensitive albumin binding prodrugs of tumor tissue specific response, the albumin binding prodrug as an antineoplastic drug maleimide prodrug, specific to three polyallyl taxol maleimide prodrugs, using the prodrug structure. As a target of 34 free sulfhydryl groups, the maleimide ring is used to combine the drug into the body with a rapid and specific combination of albumin into the body to form an albumin drug complex, which can enhance the stability of the drug, prolong the circulation time of the drug in the body, and use the EPR effect to realize the drug in the swelling. The accumulation of tumor tissue. In addition, the redox sensitive key is selected as the connection key in the prodrug structure, which not only promotes the rapid release of drugs in the tumor cells, but also reduces the toxicity of the drug to the normal cells. It has a strong selectivity and has achieved the aim of increasing the efficiency and reducing the toxicity of paclitaxel.

【技术实现步骤摘要】
白蛋白结合型抗肿瘤药-马来酰亚胺分子前药
本专利技术属于药物制剂前体药物设计领域，涉及以内源性血浆白蛋白为载体，设计并合成于肿瘤组织特异性响应的氧化还原敏感前药，及其在抗肿瘤方面的应用。
技术介绍
目前化疗依然是治疗肿瘤的主要途径，但多数抗肿瘤药物因其低溶解性，在血液中易降解代谢，缺乏肿瘤靶向性以及不良反应严重等等都极大地限制了在临床上的使用。为开发高效安全的药物传递系统，我们将抗肿瘤药物进行结构修饰，设计能与体内血浆白蛋白结合的前药，经静注给药后，前药可快速结合体循环中的白蛋白，以其为载体实现药物递送。白蛋白是血浆中含量最多的蛋白质，其在体内半衰期为19天，目前，在药学研究领域，白蛋白作为药物载体的应用非常广泛，许多水溶性差的药物都通过与其结合被运输来改善自身的药代动力学性质。经文献证明，肿瘤部位能聚集大量白蛋白以满足其生长的营养供应，另外基于EPR效应和白蛋白相关受体转运作用，均使白蛋白能靶向并聚集到肿瘤组织，所以目前白蛋白作为抗肿瘤药物的优良载体。其载药方式主要有两类，一是将药物包埋于白蛋白纳米颗粒中，二是利用白蛋白分子表面的活性基团，将药物以共价或非共价的方式结合到白蛋白分子上。其中经文献报道马来酰亚胺结构可与白蛋白34位半胱氨酸的游离巯基通过迈克尔加成形成白蛋白-药物共轭物，且白蛋白中游离巯基占血浆中总巯基含量的80％以上，而且活性很强，可以说是体循环中很特殊的存在。故我们设计以马来酰亚胺结构作为共价结合白蛋白的靶头，设计一系列抗肿瘤药物-马来酰亚胺前药，实现药物在体内靶向到肿瘤组织的递送。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的旨在提供一系列由不同连接键连接，在血液中能快速结合白蛋白，增强药物稳定性，显著延长药物循环时间，在肿瘤细胞内迅速释放化疗药物，具有很强抗肿瘤活性的抗肿瘤药物-马来酰亚胺前药，所述的抗肿瘤药物包括紫杉烷类，蒽醌类；核苷类药物等。本专利技术第二个目的在于提供上述不同连接键连接的前药的合成方法。本专利技术的第三个目的是提供并比较上述不同连接键的前药对药物释放，细胞毒性以及抗肿瘤药物效果上的影响。本专利技术通过以下技术方案实现上述目的：本专利技术所述的抗肿瘤药-马来酰亚胺分子前药为抗肿瘤药物和马来酰亚胺直接通过酯键、肿瘤环境敏感键连接，所述的肿瘤环境敏感键为pH敏感键或还原环境敏感键，所述的pH敏感键为腙键、碳酸酯键，所述的还原环境敏感键为单硫醚键、二硫醚键、二硫键或金属蛋白酶敏感键。优选地，本专利技术设计并合成由不同连接键(氧化敏感的硫醚键，还原敏感的二硫键和作为对照的酯键)连接的抗肿瘤药物-马来酰亚胺前药，利用前药结构中的马来酰亚胺环在药物静注进入体内后迅速结合血浆中白蛋白形成白蛋白-药物复合物，靶向到肿瘤组织发挥抗肿瘤效果。以多烯紫杉醇为例，其所述的多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药的结构式通式如下：n＝0,1,2。优选结构为：本专利技术所述的前药，以马来酰亚胺环作为结合血浆白蛋白的靶头，分别设计合成由不同连接链(氧化敏感的硫醚键，还原敏感的二硫键和非敏感键酯键)连接的多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药，具体的合成路线及方法如下：(a)非敏感键酯键连接键的前药(简记为DM)：多烯紫杉醇(DTX)和马来酰亚胺己酸(EMC)在双环己基碳酰亚胺(DCC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化作用下，N2保护，室温反应经柱层析分离纯化得到白色粉末化合物DM。(b)还原敏感的二硫键连接键前药(简记为DSSM)：马来酸酐和呋喃在甲苯中反应，得到呋喃环保护的马来酸酐(化合物2)；呋喃环保护的马来酸酐和乙醇胺在甲醇中反应，得到呋喃环保护的N-(2-羟乙基)马来酰亚胺(化合物3)；再将其加到甲苯中回流，得到N-(2-羟乙基)马来酰亚胺(Mal-OH,化合物4)。反应全程都在N2保护下进行。将二硫代二丙酸溶于适量乙酸酐中，室温下搅拌成二硫代二丙酸酐，与上述合成的N-(2-羟乙基)马来酰亚胺(Mal-OH)，在4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化作用下，N2保护反应，经柱层析分离纯化得到淡黄色油状物(化合物6)。加入2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N′,N′-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)和N-甲基吗啉(NMM)，冰水浴活化后与多烯紫杉醇N2保护反应，经柱层析分离纯化得到白色粉末化合物DSSM。催化剂HATU可以替代为O-苯并三氮唑-四甲基脲六氟磷酸酯、二环己基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基-碳二亚胺、1-羟基苯并三唑等缩合剂；N-甲基吗啉可以替代为三乙胺或N-乙基二异丙胺。(c)氧化敏感的硫醚键连接键前药(简记为DSM)：与上述DSSM的合成路线类似，只需将二硫代二丙酸换成单硫代二丙酸即可，其余路线参照上述。本专利技术所述的马来酰亚胺前药可以用来修饰更多的其他抗肿瘤药物，包括紫杉烷类，蒽醌类；核苷类药物等，进而改善母体药物在体内的不佳药动学性质。本专利技术以抗肿瘤药物多烯紫杉醇为模型药物，设计一系列多烯紫杉醇-马来酰亚胺分子前药，另外基于肿瘤细胞比正常细胞高数倍的特殊氧化还原环境，设计由不同氧化还原敏感键连接的前药，这样药物进入体循环后可一方面利用其结构中的马来酰亚胺环迅速与血浆中的白蛋白结合形成白蛋白-药物共轭物，由此药物在体内滞留时间就会显著延长，越来越多的白蛋白药物共轭物向肿瘤组织聚集，在其到达肿瘤组织后利用肿瘤细胞内特殊的高氧化还原特性实现快速释药，进而发挥疗效。本专利技术具有以下有益效果：合成的一系列多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药经静注进入体内后，能与血浆中白蛋白快速结合形成白蛋白-药物偶联物，进而增加药物在血浆中的稳定性，药动结果表明前药在血液中绝大多数都是以白蛋白-药物偶联物的形式存在，可以显著延长药物在体内的循环时间，进而靶向到肿瘤组织发挥作用。体外细胞实验和体内组织分布考察均证明本专利技术的前药对肿瘤组织有很好的选择性，实现了增效减毒的目的。附图说明图1为本专利技术实施例1的酯键相连的多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药(DM)的1HNMR谱图。图2为本专利技术实施例1的二硫键相连的多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药(DSSM)的1HNMR谱图。图3为本专利技术实施例1的硫醚键相连的多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药(DSM)的1HNMR谱图。图4为本专利技术实施例2的三种多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药与牛血清白蛋白溶液的体外结合实验色谱图。图5为本专利技术实施例2的三种多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药与大鼠血浆的体外结合实验色谱图。图6为本专利技术实施例3的三种多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药-白蛋白复合物的体外释放实验图。图7为本专利技术实施例4的三种多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药的细胞毒性图。图8为本专利技术实施例4的三种多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药在肿瘤细胞和正常细胞的细胞毒性图。图9为本专利技术实施例5的三种多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药经静脉注射给药后血药浓度-时间曲线图。图10为本专利技术实施例6的三种多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药的组织分布图。图11为本专利技术实施例7的三种多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药在体内抗肿瘤实验中肿瘤体积变化图。图12为本专利技术实施例7的三种多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药在体内抗肿瘤实验中小鼠体重变化图。图13为本专利技术实施例7的三种多烯紫杉醇-马来酰亚胺前药在体内抗肿瘤实验中荷瘤小鼠肿瘤和主要器官组织的HE染色图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将专利技术限制在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.白蛋白结合型抗肿瘤药物‑马来酰亚胺分子前药，其特征在于，抗肿瘤药物和马来酰亚胺直接通过酯键、肿瘤环境敏感键连接，所述的肿瘤环境敏感键为pH敏感键或还原环境敏感键，所述的pH敏感键为腙键、碳酸酯键，所述的还原环境敏感键为单硫醚键、二硫醚键、二硫键或金属蛋白酶敏感键；所述的抗肿瘤药物为多烯紫杉醇类，紫杉烷类，蒽醌类或核苷类药物。

【技术特征摘要】
1.白蛋白结合型抗肿瘤药物-马来酰亚胺分子前药，其特征在于，抗肿瘤药物和马来酰亚胺直接通过酯键、肿瘤环境敏感键连接，所述的肿瘤环境敏感键为pH敏感键或还原环境敏感键，所述的pH敏感键为腙键、碳酸酯键，所述的还原环境敏感键为单硫醚键、二硫醚键、二硫键或金属蛋白酶敏感键；所述的抗肿瘤药物为多烯紫杉醇类，紫杉烷类，蒽醌类或核苷类药物。2.如权利要求1所述的白蛋白结合型抗肿瘤药物-马来酰亚胺分子前药，其特征在于，其结构式为：3.如权利要求2所述的白蛋白结合型抗肿瘤药物-马来酰亚胺分子前药，其特征在于，前药结构中的马来酰亚胺基团作为结合血浆白蛋白34位半胱氨酸游离巯基的靶头。4.根据权利要求2所述的白蛋白结合型抗肿瘤药物-马来酰亚胺分子前药，其特征在于，结构中的3，3’-二硫代二丙酸和3，3’-硫代二丙酸可以用2，2’-二硫代二乙酸和2，2’-硫代二乙酸替换。5.如权利要求2所述的白蛋白结合型抗肿瘤药物-马来酰亚胺分子前药的制备方法，其特征在于，(1)酯键相连的多烯紫杉醇-马来酰亚胺分子前药的合成：马来酰亚胺己酸在DCC和DAMP的催化下，与多烯紫杉醇在N2保护下室温反应，分离纯化即得；(2)还原敏感的二硫键相连的多烯紫杉醇-马来酰亚胺分子前药的合成：N-(2-羟乙基)马来酰亚胺在DAMP的催化下，与3，3’-二硫代二丙酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙进，何仲贵，魏巍，
申请(专利权)人：沈阳药科大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21