一种具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物及其制备方法和用途技术

本发明专利技术属于靶向药物治疗领域，公开了一种具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物及制备方法和用途。该药物结构式为GEM‑B，GEM为吉西他滨；B为生物素，GEM的NH2和B的COOH通过酰胺键偶联；其对多种肿瘤细胞株具有更好的抑制效果，IC50值比GEM低5～7倍，但对正常肝细胞毒性低3～4倍以上，且其体外细胞转运不依赖于核酸转运载体蛋白的表达，有助于降低GEM的耐药性。与原型相比，前体药物在注射后可维持体内更高的吉西他滨药物浓度AUC和更长半衰期。该药物具有生物素受体介导靶向肿瘤的特性，可克服吉西他滨的靶向性低、易被脱氨钝化和易耐药性，通过靶向拮抗肿瘤细胞的代谢途径等清除癌细胞的效果。

A Gemcitabine Precursor Drug with Tumor Targeting Property and Its Preparation Method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物及其制备方法和用途
本专利技术属于靶向药物和药物治疗领域，特别涉及一种具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物及其制备方法和用途。
技术介绍
癌症是严重危害人类健康的一大顽症，现已成为仅次于心血管病的第二大杀手，所以寻找安全、有效、低毒的抗肿瘤药物及其系统和研究其作用机理，具有重要意义。癌症传统治疗手段之化疗，除了具有杀伤癌细胞/组织的作用外，其非靶向选择性会对非癌部位的细胞产生毒副作用，比如骨髓造血细胞，毛囊，口腔、消化道、生殖系统的细胞等；使得化疗药物在临床上的最大耐受用药剂量非常有限，降低了化疗药物对癌症的真实治疗效果和药物经济。吉西他滨(Gemcitabine,GEM)是一种拮抗核苷酸代谢的核苷类抗肿瘤药物，该类药物体内经细胞内三磷酸化后，通过抑制脱氧核苷三磷酸(dNTPs)的合成、掺入DNA或RNA分子中干扰细胞复制、竞争性抑制DNA聚合酶等作用，特异性干扰核酸的代谢，阻止细胞的分裂和繁殖，最终导致肿瘤细胞死亡。吉西他滨进入体内后，被在肝脏、肾脏、血液和其他组织中脱氧胞苷脱氨酶快速而完全代谢，转化为无活性的代谢产物2’-脱氧-2’,2’-二氟尿苷(2'-deoxy-2',2'-difluorouridine)；同时，因肝脏和血液中大量存在的脱氧胞苷脱氨酶的快速脱氨作用，将核苷类药物活性氨基进行酰胺化可延缓药物被快速代谢钝化及降低毒副作用(依诺他滨(Enocitabine)为抗肿瘤作用更强的糖胞苷(Cytarabine)氨基酰化衍生物)；此外，核苷类抗肿瘤药物易发生耐药，虽然其磷酸酯前药能够减少耐药发生(如已经进入临床研究的磷酸酯前药NUC-1031(SlusarczykM,etal.JMedChem.2014；57(4):1531-42.)，但磷酸酯前药不能延缓其被脱氧胞苷脱氨酶的代谢，亦不能减少其对非肿瘤组织的毒副作用；吉西他滨磷酸酯前药氨基酰化(WO2015/134334)能够延缓药物被脱氧胞苷脱氨酶的代谢，仍然无法减少药物对非肿瘤组织的毒副作用。众所周知，现代癌症治疗中如何解决高效安全地将抗肿瘤药物靶向递送到肿瘤器官或组织，提高癌症治疗效率，同时降低药物的毒副作用，真正达到肿瘤靶向给药的目的，仍然是靶向给药系统的重点科学问题。在主动靶向肿瘤治疗的配体中，主要还是基于靶向基团(DNA/RNA片段、单克隆抗体、多肽、糖类、脂蛋白、维生素叶酸/生物素类等)高特异性亲和和识别肿瘤细胞表面过度表达的受体或基因片段的功能，将靶向基团或载体与药物进行修饰连接，进而达到靶向递送的目的。其中生物素(Biotin)因其结构简单，分子量低，高肿瘤特异性及其生物素受体在肿瘤组织膜表面广泛高表达而被作为一种靶向配体广泛应用于各种抗癌药物的靶向递送运输。生物素(Biotin，B)又称维生素H、辅酶R，是水溶性维生素，也属于维生素B族，分子量为244.31，基本结构为双环结构：I环为咪唑酮环，是与亲和素结合的部位；II为噻吩环，含一个戊酸侧链，其末端羧基可与生物大分子连接，形成生物素标记抗原、抗体、酶等。其化学结构中有咪唑酮环，可与亲和素(avidin，AV)和链霉亲和素(streptavidin，SA)特异性结合。生物素与亲和素之间结合的亲和力高(结合常数约为1×10-15mol/L，且可视为不可逆结合)、特异性强，各自均可以与各型大小分子结合，一分子链霉亲合蛋白可与四分子生物素结合，二者“链霉亲和素-生物素”结合反应时具有多级放大作用等优越性，其相关技术被广泛应用在各种标记免疫分析技术和肿瘤靶向治疗药物领域中。这为B介导的癌组织靶向成像和药物靶向于癌症靶向精准治疗奠定了良好的分子基础。通过国内外文献和专利检索，尚未发现有生物素偶联吉西他滨构建前体药物实现癌症靶向给药方案先例。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物；该类化合物是通过酰氨键将生物素修饰的吉西他滨化合物。本专利技术的另一目的在于提供一种上述具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物的用途。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物，该药物具有如式(I)所示的结构：GEM-B(I)其中，GEM为吉西他滨，B为生物素，生物素以酰胺键与吉西他滨偶联。上述的一种具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物的制备方法，包括以下操作步骤：取生物素溶于a溶剂中，在脱水剂N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，以及催化剂对二甲氨基吡啶(DMAP)作用下，0℃搅拌反应1～12h；然后滴加入溶于a溶剂中的吉西他滨，生物素和吉西他滨的摩尔比为1：1～3；从冰浴中升高温度至室温，避光搅拌过夜；过滤除副产物，滤液浓缩，冰乙醚或异丙醇重结晶，层析或制备液相纯化，冻干即得具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物。所述a溶剂为CH2Cl2、TEA、DMSO和DMF中的一种以上；所述搅拌反应的时间为3.0h；所述室温为25℃。所述生物素、脱水剂和催化剂的摩尔比为1:1:1～1:30:30。上述的一种具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物的制备方法，包括以下操作步骤：取生物素的活性酯溶解于无水DMSO/TEA中，加入与生物素的活性酯等摩尔的吉西他滨，无水条件下室温反应过夜，真空干燥，重结晶分离或色谱纯化，即得具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物。所述无水DMSO/TEA中DMSO和TEA的体积比为2:1。具有通式(Ⅰ)结构的具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物的合成示意图如图1所示。上述的具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物或其药学上可接受的盐及其组合物在制备治疗癌症药物中的用途。所述治疗癌症药物中含有治疗有效量的具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物或其药学上可接受的盐及药学上可接受的载体。所述治疗癌症药物为口服剂型或非肠道药物注射剂剂型，所述口服剂型为口服固体、胶囊和液体制剂。所述药学上可接受的盐可以是：生物素偶联的吉西他滨的化学结构上羟基成钠、镁、钙盐或其他盐。本专利技术的原理：基于生物素受体介导肿瘤细胞亲和靶向递送原理，以生物素修饰吉西他滨解决吉西他滨药物的肿瘤靶向性、脱氨酶导致吉西他滨活性钝化和肿瘤细胞核酸转运载体表达量降低导致产生的耐药性及半衰期短(吉西他滨的半衰期<75min，临床上需持续的静脉给药来维持其抗癌细胞的毒性作用)等问题，同时生物素具有很好的溶解性、生物相容性和无免疫源性等优点，可以获得具有肿瘤靶向作用的生物素偶联吉西他滨前体药物，提高吉西他滨的药效，增加肿瘤细胞选择性，降低毒副作用，更适合抗癌临床使用。本专利技术人在设计和实验专利技术中发现通过靶向分子生物素化学修饰的吉西他滨前体药物具有更好的溶解性，显著增加其肿瘤细胞选择性，提高了抗癌活性和降低了核苷转运载体表达的依赖性，大大降低了原型药物的毒性。本专利技术所涉及的前体药物具有肿瘤靶向选择性和更优的抗癌活性及核酸转运载体的非依赖性。经过MTT法测试细胞毒表明，本专利技术化合物对具有生物素受体阳性表达的肿瘤细胞(宫颈癌HeLa、胰腺癌BXPC-3、乳腺癌MDA-MB-231和肝癌HepG2等)体外生长抑制作用IC50比原型药物吉西他滨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物，其特征在于：该药物具有如式(I)所示的结构：GEM‑B(I)其中，GEM为吉西他滨，B为生物素，生物素以酰胺键与吉西他滨偶联。

【技术特征摘要】
1.一种具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物，其特征在于：该药物具有如式(I)所示的结构：GEM-B(I)其中，GEM为吉西他滨，B为生物素，生物素以酰胺键与吉西他滨偶联。2.根据权利要求1所述的一种具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：取生物素溶于a溶剂中，在脱水剂N,N'-二环己基碳二亚胺或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，以及催化剂对二甲氨基吡啶作用下，0℃搅拌反应1～12h；然后滴加入溶于a溶剂中的吉西他滨，生物素和吉西他滨的摩尔比为1：1～3；从冰浴中升高温度至室温，避光搅拌过夜；过滤除副产物，滤液浓缩，冰乙醚或异丙醇重结晶，层析或制备液相纯化，冻干即得具有肿瘤靶向性的吉西他滨前体药物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述a溶剂为CH2Cl2、TEA、DMSO和DMF中的一种以上；所述搅拌反应的时间为3.0h；所述室温为25℃。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭蔚泓，彭咏波，刘腾，周融融，李雄，符婷，万丹，陈慧，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43