一种基于喜树碱类的异二聚体多功能前药及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种基于喜树碱的异二聚体多功能前药，它同时载有喜树碱和2‑(1‑己氧基乙基)‑2‑去乙稀基‑焦脱缓叶绿酸‑a(HPPH)，是喜树碱类与HPPH通过连接基团形成的喜树碱‑HPPH前药，其结构式如式(I)所示；其中，R为连接基团，为‑SS‑、‑CH2CH2‑或者‑S(CH3)C(CH3)S‑中的一种；R1是喜树碱类基团。本发明专利技术的前药可以很容易地被两亲性高分子包裹形成纳米颗粒，形成的纳米颗粒载药效率高、载药量大，在谷胱甘肽存在条件下，可以快速释放出未经修饰的喜树碱和HPPH；同时纳米颗粒可以有效地被肿瘤细胞摄取并杀死肿瘤细胞。本发明专利技术还提供所述前药的制备方法、制剂及其在制备癌症治疗药物中的应用。

A heteromeric multifunctional prodrug based on camptothecin and its preparation method and Application

The present invention provides a camptothecin-based isodimer multifunctional prodrug, which contains both camptothecin and 2 (1_hexyethyl) 2_deathylidene pyrophylchlorophyllin_a (HPPH), a camptothecin_HPPH prodrug formed by camptothecin and HPPH through a connecting group, and its structural formula is shown in Formula (I); wherein R is a connecting group. A group, one of the, CH2CH2, or S (CH3) C (CH3) S; groups; R1 is a camptothecin group. The prodrug of the invention can be easily encapsulated by amphiphilic polymer to form nanoparticles, which have high drug loading efficiency and large drug loading capacity. In the presence of glutathione, the unmodified camptothecin and HPPH can be rapidly released, and the nanoparticles can be effectively absorbed by tumor cells and kill tumor fines. Cell. The invention also provides a preparation method of the prodrug, a preparation thereof and an application thereof in the preparation of cancer treatment drugs.

【技术实现步骤摘要】
一种基于喜树碱类的异二聚体多功能前药及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物医药技术、纳米医药及药物控制释放
，具体地说是一种还原降解释药的基于喜树碱类的异二聚体多功能前药、及其制备方法和应用。
技术介绍
癌症是全球第二大死亡原因。根据世界卫生组织统计，2015年癌症造成880万人死亡。全球接近六分之一的人死亡是由于癌症，其中约70％的癌症死亡发生在低收入和中等收入国家。目前，化疗是癌症的主要治疗方法之一。然而，大多数化疗药物，比如喜树碱(camptothecin),紫杉醇(paclitaxel)等，在水中溶解度有限，而且有着不良副作用。因此，对化疗药物的改性以及设计有效的药物投递系统一直是药物控制释放领域的研究焦点。纳米药物已被广泛研究用于癌症治疗。纳米颗粒的使用不仅可以改善这些药物的水分散性，而且还可以增强它们的药代动力学和生物体内分布，改善治疗效果和减少副作用。聚合物胶束(polymericmicelles)纳米粒子是纳米药物治疗癌症领域中最重要的药物载体之一。大多聚合物胶束包括两部分，一是用于药物负载的疏水核心，二是用于改善胶体稳定性的聚乙二醇(PEG)。目前，数种胶束制剂，例如Genexol-PM，NK012和NK105已进入临床试验阶段，但在美国尚未获得批准。这些胶束制剂面临的部分挑战是低载药量，过早药物释放，体内药物代谢快和积累少等。为了解决这些局限性，除了开发新型药物载体，还可以对小分子药物进行修饰。与药物载体优化相比，小分子药物的改性相对简单，可以促进药物开发过程。喜树碱(camptothecin，CPT)最早是从喜树中提取出来的生物碱，它是DNA拓扑异构酶I(TOPOI)抑制剂，在临床前研究中具有显著的抗肿瘤活性。但由于低溶解度和严重不良副作用，在临床试验中失败。目前，喜树碱类似物伊立替康(Irinotecan)和拓扑替康(Topotecan)已被美国食品和药物管理局(FDA)批准用于治疗结肠癌。伊立替康在水中能够水解出7-乙基-10-羟基喜树碱(SN-38)，后者具有比伊立替康本身高1000倍的抗肿瘤活性。但伊立替康在人体内仅能够水解少量的7-乙基-10-羟基喜树碱，故其对癌细胞的杀伤力也明显受损。HPPH是一种光敏剂，全称为2-(1-己氧基乙基)-2-去乙稀基-焦脱缓叶绿酸-a(2-[1-hexyloxyethyl]-2-devinylpyropheophorbide-a)。HPPH在激光照射后，会消耗分子氧以产生单线态氧以杀死癌细胞。CPT作为一种拓扑异构酶I抑制剂，可稳定拓扑异构酶I-DNA复合物，引起DNA损伤，从而杀死癌细胞。此外，CPT是一种缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)抑制剂，能够降低癌症细胞在低氧环境的存活能力。因此，CPT有望增强HPPH诱导的细胞毒效应。此外，HPPH本身可以作为荧光染料和Cu-64标记的螯合剂，可以通过荧光和定量PET成像监测药物。因此，我们在此专利技术了一种同时载有喜树碱类和HPPH的化合物，作为谷胱甘肽(GSH)敏感性异二聚体多功能前药，其不仅具有特别高的负载效率和高负载能力，也可以在体内直接PET药物成像，而且还能够实现协同癌症治疗。值得注意的是，PET药物成像的特性使得能够准确监测异二聚体多功能前药并确定其体内的药代动力学和生物分布。此外，当所述异二聚体通过二硫键连接时，二硫键容易被癌细胞中高浓度的GSH裂解，然后通过级联反应从异二聚体多功能前药中释放CPT和HPPH。目前，国内外尚无这种异二聚体多功能前药被报道。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是提供一种可在肿瘤细胞选择性释放喜树碱和HPPH的前药，具有显著的癌细胞抑制效果，同时不良副作用低。本专利技术的另一目的是提供制备所述的前药的方法，合成过程简单易行，载药量高。本专利技术的再一目的是提供所述的前药在制备癌症治疗药物中的应用。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：首先，提供一种基于喜树碱类的异二聚体多功能前药，它同时载有喜树碱类和HPPH，是喜树碱或其衍生物与HPPH通过连接基团形成的喜树碱类-HPPH前药，其结构如式(I)所示：其中，R为或者中的一种；R1是喜树碱类基团。本专利技术的方案中，所述的喜树碱或其衍生物可以选自喜树碱或7-乙基-10-羟基喜树碱中的任意一种。本专利技术优选的方案中，所述的多功能前药是喜树碱与HPPH通过所述连接基团R形成的前药，即所述式(I)中的R为R1是喜树碱基团；其结构如下式(II)所示本专利技术还提供一种制备所述喜树碱类-HPPH前药的方法，是以喜树碱或其衍生物为原料，在有机溶剂中，通过与带有相应基团的原料反应，制成喜树碱或其衍生物前药中间体，最后所述中间体再和HPPH反应制备得到所述的喜树碱类-HPPH前药。本专利技术所述的制备喜树碱类-HPPH前药的方法，具体包括以下步骤：1)在有机溶剂中，在酰化催化剂存在下使用三光气活化喜树碱或其衍生物内酯环上的羟基，再加入过量的2,2'-二硫代二乙醇或1,6-己二醇反应，或者2,2'-(丙烷-2,2-二基双(硫))二乙醇，得到中间体1；2)将步骤1)得到的中间体1和HPPH在有机溶剂中混合，通过偶联试剂反应生成酯键，得到本专利技术所述的部分喜树碱类-HPPH前药。本专利技术优选的所述制备方法中，步骤1)所述的有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、1,4-二氧六环或二甲基甲酰胺中的任意一种。本专利技术优选的所述制备方法中，步骤1)所述的酰化催化剂选自N-乙基-N′-[(3-二甲氨基)丙基]碳二亚胺盐酸盐(EDC)、4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP)或N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)的任意一种。本专利技术优选的所述制备方法中，步骤2)所述的有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、1,4-二氧六环或二甲基甲酰胺中的任意一种。本专利技术优选的所述制备方法中，步骤2)所述的偶联试剂选自1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC.HCL)、N,N-二环己基碳酸二亚胺(DCC)或1H-苯并三唑-1-基氧三吡咯烷基六氟磷酸盐(PyBOP)中的任意一种。本专利技术优选的一种实施方式中，制备式(II)所示前药的方法合成路线如下：具体包括如下步骤：在DMAP的存在下，在二氯甲烷中，使用三光气活化喜树碱的羟基，然后与过量的2,2'-二硫代二乙醇反应，制备得到中间体CPT-ss-OH；再将CPT-ss-OH和HPPH一起在二氯甲烷中混合，并加入EDC和DMAP搅拌，制备得到式(II)所示前药：CPT-ss-HPPH。本专利技术优选的另一种实施方式中，制备了以下式(III)所示的前药：其合成路线如下：具体包括如下步骤：在DMAP的存在下，在二氯甲烷中，使用三光气活化喜树碱的羟基，然后与过量的1,6-己二醇反应，制备得到中间体CPT-cc-OH；再将CPT-cc-OH和HPPH一起在二氯甲烷中混合，并加入EDC和DMAP搅拌，制备得到式(II)所示前药：CPT-cc-HPPH。本专利技术的前药可以直接单独用作癌症治疗药物，也可以进一步制成其他药物学上可接受的剂型用于癌症治疗。因此，本专利技术还提供所述喜树碱类-HPPH前药在药物学上可接受的制剂。本专利技术优选的方案中，所述的制剂是纳米颗粒制剂，所述的纳米颗粒外部为赋型剂和/或药用载体，所述的赋型剂和/或药用载体内部包裹本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于喜树碱类的异二聚体多功能前药，它同时载有喜树碱类和2‑(1‑己氧基乙基)‑2‑去乙稀基‑焦脱缓叶绿酸‑a(HPPH)，是喜树碱类与HPPH通过连接基团形成的喜树碱类‑HPPH前药，其结构式如式(I)所示：

【技术特征摘要】
1.一种基于喜树碱类的异二聚体多功能前药，它同时载有喜树碱类和2-(1-己氧基乙基)-2-去乙稀基-焦脱缓叶绿酸-a(HPPH)，是喜树碱类与HPPH通过连接基团形成的喜树碱类-HPPH前药，其结构式如式(I)所示：其中，R为-CH2CH2-，-SS-或者中的一种；R1是喜树碱类基团。2.权利要求1所述的多功能前药，其结构如下式(II)所示3.制备权利要求1所述的多功能前药的方法，具体包括以下步骤：1)在有机溶剂中，在酰化催化剂存在下使用三光气活化喜树碱或其衍生物内酯环上的羟基，再加入过量的2,2'-二硫代二乙醇或1,6-己二醇反应，或者2,2'-(丙烷-2,2-二基双(硫))二乙醇，得到中间体1；2)将步骤1)得到的中间体1和HPPH在有机溶剂中混合，通过偶联试剂反应生成的酯键，得到所述的部分喜树碱类-HPPH前药。4.权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤1)所述的有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、1,4-二氧六环或二甲基甲酰胺中的任意一种；步骤1)所述的酰化催化剂选自N-乙基-N′-[(3-二甲氨基)丙基]碳二亚胺盐酸盐(EDC)，N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)的任意一种；步骤2)所述的有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、1,4-二氧六环或二甲基甲酰胺中的任意一种；步骤2)所述的偶联试剂选自1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC.HCL)，N,N-二环己基碳酸二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小元，张福武，
申请(专利权)人：莎穆上海生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31