抗肿瘤药物peg化及其在逆转肿瘤多药耐药上的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于肿瘤治疗药物技术领域，具体涉及一种抗肿瘤药物PEG化及其在逆转 肿瘤多药耐药上的应用。
【背景技术】
[0002] 恶性肿瘤是严重危害人类健康的疾病之一。国际反癌症联盟宣称，每年因癌症而 死亡的人数远远超过疟疾、艾滋病和结核病这三种疾病导致的死亡人数的总和。到2020 年，全球每年可能新增癌症病人1500万人。目前我国肿瘤发病率约为200/10万，我国每年 新发癌症病例约220万以上，每年在治患者达600万以上，医疗费用在1500亿以上，每年死 于癌症人数超过160万。控制癌症己成为全球性卫生战略重点之一。
[0003] 目前,临床上癌症治疗手段主要包括外科手术治疗、放疗和化疗,其中化疗是癌症 治疗的最主要手段。然而肿瘤细胞多药耐药（multidrug resistance, MDR)的产生是目前 癌症化疗失败的主要原因。因此，克服肿瘤多药耐药已成为癌症治疗领域的热点和难点。
[0004] 肿瘤细胞多药耐药性的产生有多种机制，主要包括：多药耐药基因（MDRl基因）及 其编码的P-糖蛋白的过度表达；谷胱甘肽及相关酶的活性增高；多药耐药相关蛋白表达增 加等。针对以上机制的逆转肿瘤多药耐药的药物有很多，主要包括：环孢菌素 A及其衍生 物，黄体酮，奎宁等。但其在体内不稳定，肿瘤靶向性差且毒副作用过大。因此，低毒高效的 逆转肿瘤多药耐药的药物研发依旧是人们关注的焦点。
[0005] 雷帕霉素（RAPA)为白色固体结晶，极微溶于水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿等有机溶 剂。雷帕霉素有抗肿瘤、抗真菌和免疫抑制等作用。
[0006] 紫杉醇（PTX)对多种肿瘤均有良好的效果，然而其水溶性低、毒副作用强，这些都 大大地限制了其在临床上的应用，并且长时间使用容易产生耐药现象。
[0007] 阿霉素（DOX)是迄今临床使用最多的抗肿瘤药物，但其有明显的蓄积性心脏毒 性，有时不得不终止治疗，同时也很容易产生耐药性，导致化疗失败。
[0008] 聚乙二醇（PEG)是pH中性、无毒、具有良好亲水性和生物相容性的高分子物质，是 被FDA批准的极少数能作为体内注射药用的聚合物之一。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种抗肿瘤药物PEG化及其在逆转肿瘤多药耐药上的应 用；本发明将含有氨基、羧基和羟基等可修饰基团的抗肿瘤药物（特别是水难溶性药物）经 PEG化后，可提高水溶性，具有能自组装形成胶束、制成隐形纳米粒或主动靶向肿瘤纳米粒， 调控药物的释放行为，减轻系统毒性，提高生物半衰期，产生EPR效应和肿瘤被动、主动靶 向性，以及逆转肿瘤多药耐药等优良特性，有良好的临床应用前景。
[0010] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0011] 第一方面，本发明涉及一种PEG化抗肿瘤药物，所述PEG化抗肿瘤药物是通过将活 化的PEG偶联到抗肿瘤药物上制备而得的。
[0012] 优选的，所述PEG的数均分子量为0.1 K~1000K。
[0013] 优选的，所述PEG化抗肿瘤药物可以连接靶头。
[0014] 更优选的，所述靶头包括叶酸、生物素、RGD、抗体或核酸适配体。
[0015] 第二方面，本发明涉及一种上述的PEG化抗肿瘤药物在制备逆转肿瘤多药耐药的 药物中的用途。
[0016] 优选的，所述PEG化抗肿瘤药物中的抗肿瘤药物包括细胞毒类的抗肿瘤药物。
[0017] 更优选的，所述细胞毒类的抗肿瘤药物为作用于DNA化学结构的药物、影响核酸 生物合成的药物、作用于核酸转录的药物、拓扑异构酶抑制药或干扰微管蛋白合成的药物。
[0018] 优选的，所述肿瘤为具有P-糖蛋白过度表达的内在多药耐药性肿瘤、获得多药耐 药性实体肿瘤、血液系统肿瘤中的一种或几种。
[0019] 优选的，所述PEG化抗肿瘤药物可自组装形成胶束、制成隐形纳米粒或制成主动 靶向肿瘤纳米粒。所制备的胶束、隐形纳米粒或主动靶向肿瘤纳米粒可以产生EPR效应。所 制备的胶束和隐形纳米粒在体内有肿瘤被动靶向和长血循环作用。
[0020] 优选的，所述胶束、隐形纳米粒或主动靶向肿瘤纳米粒的粒径范围为1~200nm。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0022] 1、药物的PEG修饰是将活化的PEG通过化学方法偶联到药物上的过程，即PEG化； 药物PEG化后与修饰前相比具有突出的优势：1)药物的溶解性提高，2)半衰期延长，3)药 动学性质得到改善，4)蛋白药物的免疫原性和抗原性下降。
[0023] 2、抗肿瘤药物（如雷帕霉素、紫杉醇和阿霉素等）经PEG化后能自组装形成隐形 纳米粒，产生EPR效应，有肿瘤被动靶向和长血循环作用。体外实验表明，其对MCF-7/ADR 细胞有明显的逆转作用，逆转倍数分别为3. 02、3. 33和2. 05,且系统毒性有所下降，相比原 型药物而言，PEG化药物对MCF-7细胞的IC5tl值分别上升了 5. 1、13.0和6. 4倍。这种良好 的特性可用于肿瘤多药耐药的治疗。
【附图说明】
[0024] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0025] 图 1 是 PEG-RAPA 的1H NMR 谱图；
[0026] 图2是用不同浓度的雷帕霉素处理MCF-7细胞后，通过MTT比色法检测肿瘤细胞 的存活率；
[0027] 图3是用不同浓度的雷帕霉素处理MCF-7/ADR细胞后，通过MTT比色法检测肿瘤 细胞的存活率；
[0028] 图4是用不同浓度的PEG-RAPA处理MCF-7细胞后，通过MTT比色法检测肿瘤细胞 的存活率；
[0029] 图5是用不同浓度的PEG-RAPA处理MCF-7/ADR细胞后，通过MTT比色法检测肿瘤 细胞的存活率；
[0030] 图 6 是 PEG-PTX 的1H NMR 谱图；
[0031] 图7是用不同浓度的紫杉醇处理MCF-7细胞后，通过MTT比色法检测肿瘤细胞的 存活率；
[0032] 图8是用不同浓度的紫杉醇处理MCF-7/ADR细胞后，通过MTT比色法检测肿瘤细 胞的存活率；
[0033] 图9是用不同浓度的PEG-PTX处理MCF-7细胞后，通过MTT比色法检测肿瘤细胞 的存活率；
[0034] 图10是用不同浓度的PEG-PTX处理MCF-7/ADR细胞后，通过MTT比色法检测肿瘤 细胞的存活率；
[0035] 图 11 是 PEG-DOX 的1H NMR 谱图；
[0036] 图12是用不同浓度的阿霉素处理MCF-7细胞后，通过MTT比色法检测肿瘤细胞的 存活率；
[0037] 图13是用不同浓度的阿霉素处理MCF-7/ADR细胞后，通过MTT比色法检测肿瘤细 胞的存活率；
[0038] 图14是用不同浓度的PEG-DOX处理MCF-7细胞后，通过MTT比色法检测肿瘤细胞 的存活率；
[0039] 图15是用不同浓度的PEG-DOX处理MCF-7/ADR细胞后，通过MTT比色法检测肿瘤 细胞的存活率。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域 的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于 本发明的保护范围。
[0041] 实施例1
[0042] 以PEG-RAPA为例说明其合成过程、理化性质的测定及其对MCF-7/ADR细胞的逆转 作用：
[0043] PEG-RAPA的合成：取mPEG-C00H88mg溶于IOmL冰的无水二氯甲烷中，然后加入 l〇7mg的雷帕霉素，30mg的DCC和15mg的DMAP。自然升温至室温，搅拌反应3d。反应完毕 后过滤，无水乙醚沉淀2次，然后将沉淀物真空干燥即得。PEG-RAPA(PEG化雷帕霉素）的 1H NMR谱图如图1所示。
[0044] PEG-RAPA胶束的制备及其粒径测定：PEG-RAPA胶束采用固体分散法制备。取 Img PEG-RAPA溶于100 μ L的乙腈，自然挥干后，溶于2ml超纯水中，涡旋3min，超声5min， 12000r/min离心10min,取上清液用0. 45 μ m微孔滤膜过滤即得。
[0045] PEG-RAPA胶束的粒径是用动态光散射法（DLS)测定的：实验光源为4. OmWHe-Ne 激光，激光波长633nm，测定角度173°。所有的测量温度都是25°C，重复测试三次，取平均 值。实验结果见表1。
[0046] PEG-RAPA溶解度的测定：采用减重法测定。取一定量的PEG-RAPA溶于2mL的超 纯水中，充分搅拌至达到溶解平衡，过滤，精确称量未溶解的干燥的PEG-RAPA。溶解度=(所 取药物的总量-未溶解的量）/所加入的溶剂体积。以上实验是在25°C下测定的。实验结 果见表1。
[0047] 表1PEG-RAPA的溶解度和PEG-RAPA胶束的粒径
[0048]
【主权项】
1. 一种PEG化抗肿瘤药物，其特征在于，所述PEG化抗肿瘤药物是通过将活化的PEG偶 联到抗肿瘤药物上制备而得的。
2. 如权利要求1所述的PEG化抗肿瘤药物，其特征在于，所述PEG的数均分子量为 0?IK~1000K。
3. 如权利要求1所述的PEG化抗肿瘤药物，其特征在于，所述PEG化抗肿瘤药物可以连 接革巴头。
4. 如权利要求3所述的PEG化抗肿瘤药物，其特征在于，所述靶头包括叶酸、生物素、 RGD、抗体或核酸适配体。
5. -种如权利要求1~4中任一项所述的PEG化抗肿瘤药物在制备逆转肿瘤多药耐药 的药物中的用途。
6. 如权利要求5所述的用途，其特征在于，所述PEG化抗肿瘤药物中的抗肿瘤药物包括 细胞毒类的抗肿瘤药物。
7. 如权利要求6所述的用途，其特征在于，所述细胞毒类的抗肿瘤药物为作用于DNA化 学结构的药物、影响核酸生物合成的药物、作用于核酸转录的药物、拓扑异构酶抑制药或干 扰微管蛋白合成的药物。
8. 如权利要求5所述的用途，其特征在于，所述肿瘤为具有P-糖蛋白过度表达的内在 多药耐药性肿瘤、获得多药耐药性实体肿瘤、血液系统肿瘤中的一种或几种。
9. 如权利要求5所述的用途，其特征在于，所述PEG化抗肿瘤药物可自组装形成胶束、 制成隐形纳米粒或制成主动IE向肿瘤纳米粒。
10. 如权利要求9所述的用途，其特征在于，所述胶束、隐形纳米粒或主动靶向肿瘤纳 米粒的粒径范围为1~200nm。
【专利摘要】本发明公开了一种抗肿瘤药物PEG化及其在逆转肿瘤多药耐药上的应用；所述PEG化抗肿瘤药物是通过将活化的PEG偶联到抗肿瘤药物上制备而得的。该PEG化抗肿瘤药物可用于制备逆转肿瘤多药耐药的药物。本发明通过将含有氨基、羧基和羟基等可修饰基团的抗肿瘤药物(特别是水难溶性药物)经PEG化后，可提高水溶性，具有能自组装形成胶束、制成隐形纳米粒或主动靶向肿瘤纳米粒，调控药物的释放行为，减轻系统毒性，提高生物半衰期，产生EPR效应和肿瘤被动、主动靶向性，以及逆转肿瘤多药耐药等优良特性，有良好的临床应用前景。
【IPC分类】A61P35-00, A61K45-00, A61K47-48
【公开号】CN104689330
【申请号】CN201310659170
【发明人】郭圣荣, 田伟, 吕立, 沈园园
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月6日