一种血卟啉衍生物联合化学药物在结肠癌治疗中的应用的制作方法

本发明属于增加化疗药物敏感性的医药学领域，具体涉及一种血卟啉骈合维拉帕米片段血卟啉衍生物a2在结肠癌逆转化疗药物的耐受与增敏中的用途。

技术背景

结肠癌是一种在结肠组织中形成恶性肿瘤的疾病，是第三常见的癌症，也是全球癌症因癌症死亡的主要病因之一^[1-3]。目前，手术和化疗是结肠癌的两种主要治疗方案，这取决于癌症的分期、诊断时肿瘤的位置以及患者的个体特征^[4]。化疗一般可在治疗的不同阶段进行，晚期结肠癌患者多在手术后进行辅助治疗，也可用于在术前使用以缩小肿瘤便于手术。由于各种化疗方案的实施，晚期结肠癌患者的总体生存在过去几十年已经得到改善。然而，尽管目前全身化疗的有效率可达50％，但据报道，几乎所有结肠癌患者都出现了耐药性，限制了抗癌药物的治疗效果，最终导致化疗失败。因此，设计合成能逆转肿瘤药物耐药的药物，对于产生耐药性的结肠癌患者将具有光明的前景。

维拉帕米(verapamil，ver)是一种耐药逆转剂，ver是早期发现的可以改变细胞内化疗药物浓度而降低肿瘤耐药性的药物，实验研究表明，ver可以明显提高恶性肿瘤细胞对化学药物的敏感性^[5]。该药物能够逆转肿瘤多药耐药(multipledrugresistance，mdr)的有效浓度为6.0-10.0μmol/l，但是当维拉帕米的静脉血药浓度超过1.0-2.0μmol/l就会出现心血管不良反应，如心率下降、血压下降、房室传导阻滞等^[6]。因此，口服、静脉应用维拉帕米逆转肿瘤细胞多药耐药的应用受到限制。ver联合化疗药物靶血管灌注和瘤体局部注射有效，然而恶性实体肿瘤生长及转移部位的特殊性、介入治疗要求一定的设备和医生的技能，这样很多恶性实体肿瘤失去此有效方法，这些因素成为限制临床应用ver转肿瘤化疗药物耐受的主要原因。

血卟啉为暗红色结晶性粉末，易溶于甲醇,乙醇,己醇和氯仿等有机溶剂,难溶于水,乙醚及稀无机酸。血卟啉盐溶于水。光敏物质，在肿瘤组织中选择性潴留，在有氧的条件下,光敏剂与分子氧及其他物质作用产生活性氧组分(reactiveoxygenspecies,ros)，如单线态氧和氧自由基,这些活性氧分子易与多种生物分子反应,引起脂类、蛋白质、核酸和其他细胞组分的损伤，破坏组织、细胞,最终杀灭肿瘤细胞和组织己达到治疗目的^[7]。生物特性主要表现为特异性聚集，即为血卟啉及衍生物可以在肿肾、脾、皮肤、瘤、肝、骨等组织中选择性积聚并滞留。通常来说,癌细胞对血卟啉的亲和力比正常细胞大10倍，因此血卟啉在癌细胞中的浓度远大于正常的组织细胞^[8]，癌细胞内的滞留时间比较长，在上述正常组织细胞中血卟啉及其衍生物数小时可清除,经过48-72小时之后，正常组织中的血卟啉己完全排出，此时它几乎全部滞留在癌细胞内。经过特定波长的光照射，从而到达治疗癌症目的^[9]。但由于血卟啉极性较低，因此不能直接通过静脉给药，从而极大的限制了其在临床中的应用。

参考文献：

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[9]moanj,bergk.photochemotherapyofcancer:experimentalresearch.photochemphotobiol.1992,55(6):931-948.

技术实现要素：

本发明首先提供了一种用于治疗结肠癌的药物组合物，该药物由药学上有效剂量的血卟啉衍生物a2和化疗药物，以及药学上可接受的载体制得。

所述血卟啉衍生物a2由血卟啉和维拉帕米片段的骈合形成，其具有如下结构：

所述维拉帕米片段为3,4-二甲氧基苯乙胺，其结构如下：

优选的，所述化疗药物为5-氟尿嘧啶(5-fu)。

优选的，所述有效剂量为血卟啉衍生物a2占药物组合物的质量分数为0.1-99％。

优选的，所述有效剂量为血卟啉衍生物a2占药物组合物质量分数为10％、20％、30％、50％、70％。

本申请中所述药学上可接受的载体包括赋形剂、稳定剂、抗氧化剂、着色剂、稀释剂、缓释剂等一种或几种功能的辅料，如淀粉、脂类、蜡、糊精、蔗糖、乳糖、微晶纤维素、明胶、柠檬酸、无机盐类、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素等。

优选的，所述药物组合物为注射剂、片剂、丸剂、胶囊剂、悬浮剂或乳剂中任意一种。

本发明其次提供血卟啉衍生物a2在制备抗结肠癌药物的增敏剂或者逆转耐受剂中的应用。

本发明再次提供血卟啉衍生物a2与结肠癌化疗药物的联合应用，所述血卟啉衍生物a2用于逆转耐受或增敏结肠癌化疗药物；在结肠癌化疗药物作用结肠癌细胞的应用中增加结肠癌化疗药物对结肠癌细胞的抑制作用，增强了肿瘤细胞对药物的敏感性。所述化疗药物为5-氟尿嘧啶(5-fu)。

本发明还提供血卟啉衍生物a2在药理学上容许的盐在作为抗结肠癌药物的增敏剂或者逆转耐受剂中的应用。

优选的，所述在药理学上容许的盐包括血卟啉衍生物a2与无机酸、有机酸、碱金属、碱土金属或碱性氨基酸中任一种成的盐；所述无机酸为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、氢溴酸中的任一种，所述有机酸为马来酸、富马酸、酒石酸、乳酸、柠檬酸、乙酸、甲磺酸、对甲苯磺酸，己二酸，棕榈酸，单宁酸中的任一种，所述碱金属为锂，钠、钾中的任一种；所述碱土金属为钙、镁中的任一种；所述碱性氨基酸为赖氨酸。

本发明的有益效果在于：

1)考虑到：ver静脉应用的有效浓度所至毒性限制；体外实验和靶血管灌注、胸腹腔、局部注射对恶性实体肿瘤有良好的逆转效果；血卟啉在肿瘤组织中选择性潴留的特性；我们在国内外首次发明了血卟啉与维拉帕米片段合成新的化合物即血卟啉衍生物a2并验证了本全新的化合物联合化疗药物抗肿瘤作用的研究。

2)本发明提供了具有血卟啉衍生物a2对恶性实体肿瘤在逆转结肠癌化疗药物耐受及增敏的用途；

3)从血卟啉与维拉帕米功能基团制备得到一种对恶性实体肿瘤在逆转结肠癌化疗药物耐受及增敏的衍生物，在治疗恶性肿瘤具有广阔的应用前景；

4)本发明的方法易掌握、发明的衍生物能够产业化生产，并且本发明所涉及的血卟啉衍生物a2为全新结构可应用与抗肿瘤领域。

附图说明

图1：血卟啉衍生物a2在结肠癌细胞中的安全范围结果；

图2：cck8法检测血卟啉衍生物a2在安全范围内增加5-氟尿嘧啶抑制结肠癌细胞增值作用。图中con表示对照组。^***p<0.001，^**p<0.01，^*p<0.05，与5-fu比较，^###p<0.001,与con组相比，ns表示差异无统计学意义。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做出更为具体的说明，除非另有说明，本文中所使用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义。本文中使用的“a2”仅作为对本申请使用的血卟啉衍生物的命名，并不用于限制该血卟啉衍生物。

实施例1：

血卟啉类衍生物a2的合成

将血卟啉与维拉帕米片段(3,4-二甲氧基苯乙胺)在bop地催化下，通过酰胺缩合反应合成目标产物即血卟啉衍生物a2。合成流程如下：

具体操作为：

将0.5mmol血卟啉溶于盛有30ml二甲基甲酰胺(dmf)的反应容器中，并加入4mmol3,4-二甲氧基苯乙胺和0.5mmol苯并三氮唑-1-基氧基三(二甲基氨基)磷鎓六氟磷酸盐(bop)，室温搅拌3小时，tlc检测反应进程；待反应结束后，向反应容器中加入100ml水，并将反应容器放于冰上等待析出固体；抽滤析出的固体并干燥，即得到粗产物；将粗产物溶于乙酸乙酯中，加入相当于粗产物三倍质量的量的200-300目硅胶，真空旋转蒸发乙酸乙酯；在硅胶柱层析中以二氯甲烷：甲醇体积比50:1为洗脱剂，根据血卟啉衍生物a2与杂质极性不同，被洗脱下来时间不同，将血卟啉衍生物a2与杂质分离，得到深棕色血卟啉衍生物a2固体纯品。

本实施例制备的的血卟啉衍生物a2的氢谱和质谱如下：

¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ8.52–8.46(m,2h),8.27(d,j＝11.0hz,2h),8.16(s,1h),7.86(t,j＝4.8hz,1h),6.85–6.77(m,4h),6.74–6.66(m,2h),4.85(dd,j＝16.5,5.2hz,2h),4.71(ddtd,j＝7.3,6.3,5.1,1.0hz,1h),4.45(qd,j＝6.7,5.4hz,1h),3.82–3.77(m,12h),3.45(td,j＝5.3,4.8hz,2h),3.14(q,j＝5.3hz,5h),3.01–2.92(m,2h),2.71(tt,j＝5.3,1.0hz,4h),2.55(dd,j＝16.4,0.4hz,2h),2.50–2.39(m,4h),2.09(s,3h),1.98(d,j＝1.0hz,3h),1.94(s,3h),1.28–1.16(m,6h).ms(esi):m/z925.5[m+h]⁺。

实施例2

cck8试剂盒检测检测血卟啉衍生物a2和化疗药物抑制结肠癌细胞增值活性

实验材料：血卟啉衍生物a2由血卟啉和维拉帕米的部分片段依据实施例1合成，纯度不低于95％。人结肠癌hct116细胞株由安徽医科大学药学院提供。血卟啉，3,4-二甲氧基苯乙胺，卡特缩合剂，bop，dic，阿霉素(adm)、顺铂(cisplatin)、5-氟尿嘧啶(5-fu)购自拜尔迪公司，纯度均大于99％。cck8试剂盒购自biosharplifesciences公司。

实验方法：

1.细胞复苏

1)从液氮罐中取出冻存管，直接投入37℃温水中，并不时摇动令其尽快融化。

2)从37℃水浴中取出冻存管，用吸管吸出细胞悬液1ml，注入离心管并加入2ml培养液，混合后低速离心，弃去上清，再重复用培养液洗一次。

3)将培养液适当稀释后，接种于培养瓶，放在37℃培养箱静置培养，次日更换培养液，继续培养。培养到一定密度时进行传代。

2.细胞传代培养

人结肠癌hct116细胞株培养于含有10％胎牛血清高糖dmem培养基中。每天观察细胞生长的情况，当细胞在培养瓶中生长到约90％汇合度(贴壁细胞)时，按照1:3到1:5的比例传代，约每隔2-4天传代一次。方法如下：

1)用1×磷酸盐缓冲液洗涤细胞三次。

2)加入1-2ml0.25％胰蛋白酶消化液消化，置于37℃培养箱中数分钟。待到细胞分离。

3)用含10％胎牛血清的合适培养基终止消化。将细胞分装于新的培养瓶中，继续培养。

3.细胞冻存

1)取培养至对数生长期的细胞，胰蛋白酶消化，收集于离心管中并计数，离心。

2)弃去胰蛋白酶和旧的培养液，加入配置好的冻存液，冻存液中细胞的最终浓度为0.5-1×10⁷/ml。用吸管轻轻吹打使细胞均匀，然后分装入无菌冻存管中，每管加1-1.5ml。

将冻存管放入冻存盒中置于-80℃，5小时后移入液氮罐中保存。

4.cck8实验检测细胞药物敏感性

先进行血卟啉衍生物a2对人结肠癌细胞hct116的安全性实验，用于确定血卟啉衍生物a2的安全范围，以便后续实验。

将人结肠癌细胞hct116按照5000/孔的密度接种到96孔板中，细胞贴壁后除去培养基，用pbs冲洗细胞两次。用补充有10％fbs和不同浓度的血卟啉衍生物a2的新鲜培养基，每孔100μl，在37℃，5％co2条件下培养24小时。血卟啉衍生物a2使用50,20,10,5,2.5,1.25μmol/l共6种浓度梯度。温育后将每孔中液体弃去，在96孔板中每孔再加入cck8溶液10μl和90μl的不含血清的培养基，并将96板再温育2小时。然后将96孔板放在酶标仪中450nm处测吸光度值(od450值)。空白组为不加细胞只加培养基，对照组为不加药细胞组。细胞抑制率＝1-(实验组od450-空白组od450)/(对照组od450-空白组od450)。

血卟啉衍生物a2在结肠癌细胞中的安全范围结果如图1所示，从图上可以看出，血卟啉衍生物a2在低于等于20μm时对人结肠癌细胞hct116是无毒的，因此在检测细胞药物敏感性实验中选择血卟啉衍生物a2最大浓度为20μm进行实验，以排除血卟啉衍生物a2自身对实验结果的干扰。

将人结肠癌细胞hct116按照5000/孔的密度接种到96孔板中，细胞贴壁后除去培养基，用pbs冲洗细胞两次。用补充有10％fbs和不同浓度的药液的新鲜培养基37℃，5％co2条件下培养24小时，每孔100μl。上述药液为阿霉素(adm)、顺铂(cisplatin)、5-氟尿嘧啶(5-fu)三种，每种均使用20,10,5,2.5,1.25μmol/l共5种浓度梯度。

温育后将每孔中液体弃去，在96孔板中每孔再加入cck8溶液10μl和90μl的不含血清的培养基，并将96板再温育2小时。然后将96孔板放在酶标仪中450nm处测吸光度值(od450值)。空白组为不加细胞只加培养基，对照组为不加药细胞组。

细胞抑制率＝1-(实验组od450-空白组od450)/(对照组od450-空白组od450)。

以上实验均进行了三次重复，所得结果用spss统计分析软件和graph作图软件进行分析处理。

通过结肠癌常用化疗药物阿霉素(adm)、顺铂(cisplatin)、5-氟尿嘧啶(5-fu)单用或联合血卟啉衍生物a2作用于人结肠癌细胞hct116，检测药物敏感性，经筛选后研究发现：血卟啉衍生物a2在安全范围内以非剂量依赖的方式增加化疗药物5-氟尿嘧啶(5-fu)抑制结肠癌细胞增殖的作用。

进一步分析5-氟尿嘧啶(5-fu)，血卟啉衍生物a2+5-氟尿嘧啶(a2+5-fu)对结肠癌细胞的作用，将hct116细胞暴露于含有不同浓度的联合组(a2(1,5,10,15,20μm)+5-fu(60μm))培养基中培养24小时，cck8测定结果如图2所示。从图2可以看出，血卟啉衍生物a2在安全浓度范围内不同程度的增效了5-fu对hct116细胞的杀伤作用。其中，a2浓度在10μm时，具有最大的增效能力。

上述实验表明，针对结肠癌细胞，血卟啉衍生物a2可以不同程度增强结肠癌常用化疗药物5-氟尿嘧啶(5-fu)对结肠癌细胞的敏感性，且抑制敏感性作用较强，提示该血卟啉衍生物a2对结肠癌化疗药物有增敏的作用。