专利名称：以生长抑素类似物为靶基团的两亲性化合物及其药剂学应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物。该化合物由 三部分偶联而成靶向基团生长抑素类似物，亲水长链聚乙二醇以及疏水烷基链脂肪酸或 脂肪胺。本发明涉及该化合物的制备方法，本发明还涉及其作为修饰剂，应用于胶束、脂质 体、纳米粒、纳米混悬剂、微乳制剂中制得具有肿瘤靶向功能和长循环特性的给药系统。
背景技术：
长期以来，对于癌症患者的临床治疗，大多是采用化学疗法与外科手术及放射性 治疗联合治疗的手段。而化疗中所使用的抗肿瘤药物又面临对正常组织的毒副作用大，从 血液中消除迅速以及由于分布到靶部位的药物量少而导致的有效性低等问题。因此，新型 抗肿瘤药物给药系统的研究迫在眉睫。目前，由于纳米技术的发展，肿瘤的药物治疗领域已经发生了极大的变化。纳米 给药系统由于其自身的优点，已经成为当前药物传递系统研究领域中最前沿的研究方向之 一。纳米给药系统是指药物与药用材料一起形成纳米级药物输送系统，包括纳米粒、纳米 球、纳米囊、纳米脂质体、纳米胶束、纳米混悬剂、纳米级乳剂等。纳米给药系统由于其粒径 大小可控，载药性能优良，以及可逆转多药耐药性的潜在能力，在靶向性给药、缓释药物、提 高难溶性药物与多肽药物的生物利用度、降低药物毒副作用等方面表现出良好的应用前 景。国内外也已经有上市的肿瘤药物纳米给药系统，如美国FDA批准的Abraxane是第一个 非溶解纳米白蛋白结合化疗药物，是用白蛋白包在紫杉醇纳米颗粒的表面而得，可以有效 的利用白蛋白受体内在途径传输药物从而通过肿瘤新生血管内皮细胞壁。与单纯紫杉醇 相比,其作用时间更长,副作用更小(Green MR, Manikhas GM, Orlov S, et al. Abraxane, a novel Cremophor-free, albumin-bound particle form of paclitaxel for the treatment of advanced non-small-cell lungcancer[J]. Ann Oncol,2006,17 (8) 1263-1268.)。靶向药物传递系统(TDDS)又称靶向制剂，它能将治疗药物最大限度的运送到靶 器官，而对非靶器官影响很小，从而达到提高疗效降低毒副作用的目的。在不同类型的靶 向制剂中，主动靶向制剂由于其对靶部位具有特异性亲和作用，靶向效率高而在所有靶向 制剂中脱颖而出，成为最具应用前景的一类靶向制剂。至今，国内外已报道用于TDDS设计 的靶向基团主要有叶酸、转铁蛋白、凝集素、整合素、胃泌素、半乳糖、甘露糖、岩藻糖、RGD 肽、NGR肽、血管肠多肽、白介素-2、细胞生长因子、表皮生长因子、低密度脂蛋白等，另外还 包括以单克隆抗体为介导基团的靶向给药系统。研究报道显示，经上述靶向基团修饰后的 载药系统，在体外肿瘤细胞实验水平中皆能表现出较高的靶向作用，但在动物体内由于复 杂的生物环境、各种生物屏障等原因，其在荷瘤动物体内的肿瘤靶向效果大大降低，甚至出 现阴性 艮道(Gabizon AiHorowitz ATiGoren D，et al. In vivo fate of f ο late-targeted polyethylene-glycol liposomes in tumor-bearing mice[J]· Clin Cancer Res，2003，9(17) =6551-6559.)。因此，新型高效靶向分子的选择成为主动靶向制剂开发的瓶颈。生长抑素受体(somatostatin receptor, SSTR)在人体大多数肿瘤(人垂体腺瘤， 胃肠胰瘤，神经细胞瘤以及非小细胞癌)细胞表面高密度表达。由于SSTR在肿瘤及其转 移灶细胞表面表达远远高于正常组织，且与生长抑素(SST)亲和力大，可以作为肿瘤诊断 及治疗的分子水平的新的靶向物质。由于SST存在作用广泛、选择性不强、半衰期短(2 3min)等原因，限制了其在临床上的应用。因此，在保留SST功能氨基酸结构的基础上，设计 合成了生长抑素类似物(somatostatin analog，SSA)，如奥曲肽、伐普肽、兰瑞肽、地普奥肽 等。其中奥曲肽(Octreotide)是第一个人工合成的SSA，与SST相比，奥曲肽对SSTR亲和 性提高约70倍，生物半衰期长达9h，因此临床上使用最为广泛，奥曲肽放射性核素标记物 被FDA批准作为神经内分泌瘤的诊断试剂。目前，国外对于SSA作为肿瘤“靶向弹头”的应用报道较少，主要有以下两方面的 应用(1)将 SSA 与抗肿瘤药物如阿霉素(Nagy A, Schally AV, Halmos G，et al. Synthesis and biological evaluation of cytotoxic analogs of somatostatin containing doxorubicin or its intensely potent derivative,2-pyrrolinodoxorubicin[J]. Proc Natl AcadSci USA, 1998,95(4) : 1794-1799.)、紫杉醇(Sun ML, Wei JM，Wang X W, et al. Paclitaxel-octreotide conjugates inhibit growth of human non-small cell lung cancer cells in vitro [J], Exp Oncol, 2007, 29 (3) :186_191.)以及喜树碱(Moody Tff, Fuselier J,Coy DH,et al. Camptothecin—somatostatin conjugates inhibit the growth of small cell lung cancer cells [J]. Peptides, 2005, 26 (9) : 1560-1566.)通过化学键 进行偶联，虽已被证明有较好的肿瘤组织靶向性和细胞毒性，但存在以下问题药物化学结 构中必须存在具有反应活性的基团，大大限制了药物的选择范围；靶向分子和药物一般以 1 1或1 2偶联，即一个靶分子只能将1 2个药物分子靶向于肿瘤细胞，不能实现药 物的高效靶向运载；化学键的牢固程度直接影响到其体内靶向效果。若易解离，药物失去靶 向性；若过于稳定，以致到达靶细胞内，仍不能很好地解离释放活性药物，而影响药效的发 挥。(2)将奥曲肽与聚乙二醇化的磷脂偶联，并制成脂质体包载药物已被证明有较好的肿 瘤组织靶向和抗肿瘤作用(Zhang J, Jin W,Wang X，et al. A novel octreotide modified lipid vesicle improved the anticancer efficacy of doxorubicin in somatostatin receptor 2 positive tumor models [J] · Mol Pharm, 2010, 7 (4) :1159_1168.)。目前尚未 有将生长抑素类似物、聚乙二醇和长链脂肪酸/胺偶联制成具有肿瘤靶向和长循环功能的 两亲性化合物，并将其用作修饰剂，应用于抗肿瘤药物传递系统的文献和专利报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物。该化合物 可应用于胶束、脂质体、纳米粒、纳米混悬剂或微乳等纳米给药系统，改变此类给药系统的 表面性质使其具有肿瘤靶向及体内长循环功能。该化合物适用范围广泛，可通过物理嵌入 的方法实现载体的表面修饰，避免了化学结合而使用大量的有机溶剂，制备工艺简单。本发明的另一个目的是提供上述具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物的 制备方法。本发明还有一个目的是提供上述具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物在抗肿瘤药物制剂中的应用。为达到上述目的，本发明提供一种由肿瘤靶向基团生长抑素类似物、聚乙二醇和 疏水烷基链偶联而成的两亲性化合物。该化合物的疏水烷基链可插入至胶束、脂质体、纳米 粒、纳米混悬剂或微乳的疏水区域中，改变此类载体的表面性质使其具有肿瘤靶向及体内 长循环功能。所述的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物，其特征在于提供靶向性基团 的生长抑素类似物包括奥曲肽、兰瑞肽、伐普肽、地普奥肽及以上物质的衍生物。所述的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物，其中，聚乙二醇分子量为 500 20000，优选分子量为1000 10000。所述的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物，其中疏水烷基链主要为碳链 长度不小于10的饱和脂肪酸(或脂肪胺)以及不饱和脂肪酸(或脂肪胺)。所述的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物的制备方法包括a.将生长抑素类似物溶于或分散于水或有机溶剂中，PEG —端与生长抑素类似物 反应，制得生长抑素类似物与PEG的偶联物；然后利用该偶联物中PEG另一端与长链脂肪酸 的羧基或脂肪胺的氨基反应，即得。b.将长链脂肪酸/胺溶于有机溶剂中，PEG 一端与长链脂肪酸的羧基或脂肪胺的 氨基反应，制得疏水烷基链与PEG的偶联物；然后利用该偶联物中PEG另一端与生长抑素类 似物反应，即得。所述的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物在抗肿瘤药物制剂中的应用， 其中所述的抗肿瘤药物包括紫杉烷类、阿霉素、喜树碱类抗肿瘤药物中的任一物质或其衍 生物。所述的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物在抗肿瘤药物制剂中的应用， 其中所述的制剂包括胶束、脂质体、纳米粒、纳米混悬剂、微乳。所述的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物在抗肿瘤药物制剂中的应用， 其中抗肿瘤药物制剂的制备方法操作步骤包括a.将具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物掺入至胶束、脂质体、纳米粒、纳 米混悬剂、微乳的载体材料中，然后按照各制剂的制备过程操作，从而使制备的给药系统具 有肿瘤靶向功能和长循环特性。b.将具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物与载药胶束、脂质体、纳米粒、纳 米混悬剂、微乳进行孵育，两亲性化合物的疏水部分插入到载体内而达到表面修饰的作用。所述的抗肿瘤药物制剂的制备方法，其中具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化 合物与胶束、脂质体、纳米粒、纳米混悬剂、微乳的重量比为1 400 1000，优选重量比为 100 200 1000。具体方案如下一、具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物的制备本发明的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物由生长抑素类似物、聚乙二 醇、疏水烷基链脂肪酸/胺偶联而成。其中生长抑素类似物包括奥曲肽、兰瑞肽、伐普肽、地普奥肽及以上物质的衍生 物。
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以奥曲肽(Octreotide, OCT)和其衍生物丁二酸奥曲肽(Succinyl-Octreotide， S-0CT)为例，生长抑素类似物-聚乙二醇-长链脂肪酸/胺(SSA-PEG-R)合成方法如下(一)奥曲肽-聚乙二醇_长链脂肪酸偶联物的合成1) PEG活化物与奥曲肽反应将PEG活化物溶于乙腈(MeCN)中，然后加入至奥曲肽(OCT)的N，N- 二甲基甲酰 胺(DMF)中，并向上述溶液中加入三乙胺(TEA)，4°C密闭搅拌2 12h。反应液倾入冷的乙 醚中，过滤，并以少量冷乙醚冲洗滤饼，真空干燥后即得产物。也可将反应液经HPLC纯化后 用水稀释冻干，即得OCT-PEG偶联物。合成路线图解如下
O Il
(B oc)HN— PEG—C— O- NHS + OCT-NH2
OCT-NH-
O Il
-C-
-PEG-NH(Boc)2)奥曲肽_聚乙二醇偶联物与长链脂肪酸反应将OCT-PEG-NH(Boc)溶于三氟乙酸(TFA)的乙腈(MeCN)溶液中，室温下搅拌4h， 反应液以水稀释透析并冻干即得oct-peg-nh2。将长链脂肪酸溶解于DMF溶液中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚 胺盐酸盐(EDC · HCl)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化后再加入到OCT-PEG-NH2的DMF溶 液中，室温反应2 12h。反应液以水稀释，透析并冻干即得0CT-PEG-R。
合成路线图解如下
OCT—PEG-NH(Boc)
TFA -
MeCN
OCT-PEG-NH2
OCT-PEG-NH2
R-COOH
EDC
NHS
O Il
OCT—PEG-NH-C—R( 二 ) 丁二酸奥曲肽-聚乙二醇_长链脂肪胺偶联物的合成1) PEG活化物与长链脂肪胺反应将PEG活化物溶于乙腈中，然后加入到长链脂肪胺的DMF溶液中，4°C密闭搅拌 2 12h。反应液以大量水稀释，透析冻干，即得聚乙二醇-长链脂肪胺(PEG-R)偶联物。合成路线图解如下
O Il
(Boc)HN-PEG-C-O-NHS + R-NH2 ->
O Il
(Boc)HN—PEG— C—NH- R2) PEG活化物与丁二酸奥曲肽(S-OCT)反应将R-PEG-NH (Boc)溶于TFA的MeCN溶液中，室温下搅拌4h，反应液以水稀释透析 并冻干即得R-PEG-NH2。S-OCT溶解于DMF溶液中，加入EDC 'HCl和NHS活化后再加入到R-PEG-NH2的DMF 溶液中，室温下反应2 12h，反应液以水稀释，透析并冻干。合成路线图解如下
权利要求
1.一种具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物，其特征在于该化合物由生长抑素 类似物、聚乙二醇、疏水烷基链偶联而成。
2.根据权利要求1所述的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物，其特征在于， 所述的生长抑素类似物包括奥曲肽、兰瑞肽、伐普肽、地普奥肽或以上物质的衍生物。
3.根据权利要求1所述的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物，其特征在于， 所述的聚乙二醇(PEG)分子量为500 20000，其中优选分子量为1000 10000。
4.根据权利要求1所述的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物，其特征在于， 所述的疏水烷基链为碳链长度不小于10的饱和脂肪酸(或脂肪胺)以及不饱和脂肪酸(或 脂肪胺)。
5.权利要求1中具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物的制备方法，其特征在于 包括下列步骤将生长抑素类似物先与PEG相偶联，再将该偶联物与长链脂肪酸/胺偶联，即可制得具 有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物；反应顺序可前后颠倒，即先将PEG与长链脂肪 酸/胺偶联，再与生长抑素类似物相偶联，即可制得具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性 化合物。
6.权利要求1所述的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物在抗肿瘤药物制剂 中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于所述的抗肿瘤药物包括紫杉烷类、阿霉素、 喜树碱类抗肿瘤药物中的任一物质或其衍生物。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于所述的制剂包括胶束、脂质体、纳米粒、纳 米混悬剂及微乳。
9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于该具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化 合物在制剂中的应用方法为将具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物掺入至胶束、脂质体、纳米粒、纳米混悬 剂、微乳载体材料中，从而制备的给药系统具有肿瘤靶向功能和长循环特性；或将具有肿瘤 靶向和长循环功能的两亲性化合物与载药胶束、脂质体、纳米粒、纳米混悬剂、微乳进行孵 育，两亲性化合物的疏水部分插入到载体内而达到表面修饰的作用。
10.根据权利要求9所述的应用方法，其中具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合 物与胶束、脂质体、纳米粒、纳米混悬剂、微乳的重量比为1 400 1000，优选重量比为 100 200 1000。
全文摘要
本发明涉及药剂学领域。具体涉及一种新型的具有肿瘤靶向和长循环功能的两亲性化合物。该化合物由三部分偶联而成靶向基团生长抑素类似物，亲水长链聚乙二醇以及疏水烷基链脂肪酸或脂肪胺。本发明涉及该化合物的制备方法，本发明还涉及其作为修饰剂，应用于胶束、脂质体、纳米粒、纳米混悬剂和微乳中制得具有肿瘤靶向功能和长循环特性的给药系统。其特征包括1)可通过生长抑素受体介导的内吞作用以提高被修饰载体的肿瘤靶向性；2)亲水性长链可提高被修饰载体表面的亲水性，在体内具有长循环特征。
文档编号A61K9/107GK102002096SQ201010278488
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者周建平, 姚成丽, 朱钦女, 邹爱峰, 霍美蓉 申请人:中国药科大学