聚乙二醇化的氧化石墨烯-卟啉二聚体盐复合物及其用图
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及新的光敏剂复合物及其在制备用于光动力疗法（photodynamic therapy, FOT)的药物中的用途。更具体地，本发明涉及聚乙二醇化的氧化石墨稀与卟啉二 聚体盐的复合物、其制备方法、包含其的药物组合物及其在制备用于荧光成像和光动力疗 法的药物中用途。
[0002] 发明背景
[0003] 光动力疗法是一种新型的治疗方式，其利用光敏剂的光动力效应，具有特殊的时 空选择性和最小的侵入性，能够同时进行荧光成像和光动力学治疗。在特定波长的激发下， 光敏剂从激发态回到基态的过程中会发射荧光，这种荧光可以用于进行荧光成像，从而可 以用于疾病的光学诊断、进行活体光敏剂运输和体内分布的可视化以及用于进行荧光指导 下的roT。同时，光敏剂能够将吸收的光能转移给周围的氧分子，产生活性氧，包括单线态氧 和自由基，从而杀死肿瘤细胞。
[0004] 大部分光敏剂由于皮肤光毒性强、水溶性差和在非肿瘤部位的聚集性，使得其在 PDT中的应用受到限制。为了改善光敏剂分子的水溶性、增加其在肿瘤细胞或组织中的聚 集，相关领域的技术人员已经进行了多种探索。例如，已经报道了各种各样的纳米载体进行 光敏剂的体内输送，如脂质体、聚合物、娃纳米颗粒、磁性纳米粒子、金纳米粒子、碳纳米材 料等。尽管这些纳米载体能够通过实体瘤的高通透性和滞留效应（enhanced permeability and retention effect，EPR效应）提高光敏剂在肿瘤部位的聚集效率，但是光敏剂的荧光 也会被这些载体不同程度的淬灭。
[0005] 例如，在众多的纳米级载体中，氧化石墨稀（graphene oxide, G0)具有独特的优 势，如表面积大、水溶性好、具有丰富的表面活性官能团（例如，环氧基、羟基、羧基）、易于 表面修饰，从而在生物检测、生物成像、药物或基因运输中得到了广泛的应用。G0的荧光能 量共振转移性能使其在纳米检测器中具有巨大的作为许多荧光单位（包括小分子荧光染 料、量子点和共辄聚合物等）的荧光淬灭剂的潜能。大量研究表明氧化石墨烯与光敏剂通 过π - π堆积（π - π stacking)作用连接之后可以作为光敏剂的有效载体，增加光敏剂在 肿瘤部位的聚集，从而可用于进行光动力学治疗。然而，氧化石墨烯和光敏剂形成紧密复合 物后，光敏剂的荧光会被淬灭，从而限制了氧化石墨烯-光敏剂复合物在通过荧光成像方 面的应用。
[0006] 研究人员已经尝试了将氧化石墨烯与光敏剂连接在一起进行荧光成像和光动 力学治疗。然而，发现该应用受限于光敏剂的荧光被G0淬灭。例如，二氢卟吩e6(Ce6) 与叶酸修饰的GO连接后，Ce6的荧光被彻底淬灭（Huang P，Xu C，Lin J，Wang C，Wang X，Zhang C等，Folic acid-conjugated graphene oxide loaded with photosensitizers for targeting photodynamic therapy.Theranostics. 2011 ; 1:240-50)〇 此 外， 2-(1-己氧基乙基）-2-去乙烯基焦脱镁叶绿酸-α (2-(1-hexyloxyethyl)-2-devinyl pyropheophorbide-alpha, HPPH)的焚光也被 GO-PEG 淬灭（Rong P, Yang K, Srivastan A,Kiesewetter DO,Yue X，Wang F 等,Photosensitizer loaded nano-graphene for multimodality imaging guided tumor photodynamic therapy. Theranostics.2014 ； 4:229-39)。改善用GO作为载体的荧光淬灭问题在本领域中是一个巨大的挑战。
[0007] 因此，需要研究不发生荧光淬灭的运输载体-光敏剂复合物，提高光敏剂的荧光 成像效果和PDT效果。
【发明内容】
[0008] 在寻求解决上述问题的过程中，发明人令人惊奇地发现用聚乙二醇（PEG)修饰的 G0与光敏剂卟啉二聚体盐形成复合物不仅不会导致卟啉二聚体盐的荧光被淬灭，而且能增 强其荧光，并且增强其在肿瘤部位的聚集，进一步增强了卟啉二聚体盐的诊断和治疗一体 化应用性和靶向性。相应地，发明人设计并成功制备了这种复合物，从而提供了一种新型的 用于荧光成像和roT、尤其是荧光指导下的TOT的诊疗一体化复合物。
[0009] 在实施方案1中，本发明提供了一种GO-PEG-卟啉二聚体盐复合物，其中：
[0010] G0是氧化石墨烯；
[0011] PEG是聚乙二醇，其分子量为200-20000,优选2000-12000 ;且
[0012] 卟啉二聚体盐是式（1)、（2)或（3)的化合物，
[0013]
[0014] 其中
[0015] R独立地选自Q 6烷基、C 2 6链烯基、C 2 6炔基、C i 6烷氧基和C i 6酰基，其任选地被 一个或多个选自卤素和羟基的取代基取代，
[0016] Μ是碱金属、碱土金属或NH/，
[0017] p是Μ的化合价数的倒数。
[0018] 在实施方案2中，本发明提供了如实施方案1所述的GO-PEG-卟啉二聚体盐复合 物，其中R独立地选自任选被一个或多个羟基取代的Q 6烷基、C 2 6链烯基、C 2 6炔基和C i 6 酰基，Μ是碱金属或NH/，且p是1。
[0019] 在实施方案3中，本发明提供了如实施方案2所述的GO-PEG-卟啉二聚体盐复合 物，其中R独立地选自-CH = CH2、-CH(OH) 013和-C0CH 3, Μ是碱金属或順4+，且p是1。
[0020] 在实施方案4中，本发明提供了如实施方案3所述的GO-PEG-卟啉二聚体盐复合 物，其中R独立地选自-CH = 012和-CH(OH) CH 3, Μ是碱金属或NH4+，且p是1。
[0021] 在实施方案5中，本发明提供了如实施方案1-4中任意一个实施方案所述的 GO-PEG-卟啉二聚体盐复合物，其中Μ是碱金属。
[0022] 在实施方案6中，本发明提供了如实施方案5所述的GO-PEG-卟啉二聚体盐复合 物，其中Μ是Na或K。
[0023] 在实施方案7中，本发明提供了如实施方案1所述的GO-PEG-卟啉二聚体盐复合 物，其中所述的卟啉二聚体盐选自：
[0024] 二[1-[6, 7-二丙酸钠-1，3, 5, 8-四甲基-4-乙烯基-2-卟吩]乙基]醚 (DVDMS-1)，
[0025] 二[1_[6, 7-二丙酸钠-1，3, 5, 8-四甲基-2-乙烯基-4-卟吩]乙基]醚 (DVDMS-2)，
[0026] 1-[6, 7-二丙酸钠_1，3, 5, 8-四甲基-2-乙烯基-4-卟吩]乙基1-[6'，7'-二丙 酸钠-Γ，3'，5'，8' -四甲基-4-乙烯基-2-卟吩]乙基醚（DVDMS-3)，
[0027] 二[1-[6, 7-二丙酸钾-1，3, 5, 8-四甲基-4-乙烯基-2-卟吩]乙基]醚，
[0028] 二[1-[6, 7-二丙酸钾-1，3, 5, 8-四甲基-2-乙烯基-4-卟吩]乙基]醚，
[0029] 1-[6, 7-二丙酸钾_1，3, 5, 8-四甲基-2-乙烯基-4-卟吩]乙基1-[6'，7'-二丙 酸钾-Γ，3'，5'，8' -四甲基-4-乙烯基-2-卟吩]乙基醚，
[0030] 二[1_[6, 7-二丙酸铵-1，3, 5, 8-四甲基-4-乙烯基-2-卟吩]乙基]醚，
[0031] 二[1_[6, 7-二丙酸铵-1，3, 5, 8-四甲基-2-乙烯基-4-卟吩]乙基]醚，
[0032] 1-[6, 7-二丙酸铵_1，3, 5, 8-四甲基-2-乙烯基-4-卟吩]乙基1-[6'，7'-二丙 酸铵-Γ，3'，5'，8' -四甲基-4-乙烯基-2-卟吩]乙基醚，和
[0033] 它们中两种或更多种的混合物。
[0034] 在实施方案8中，本发明提供了如实施方案1所述的GO-PEG-卟啉二聚体盐复 合物，其中所述的卟啉二聚体盐选自二[1_[6, 7-二丙酸钠-1，3, 5, 8-四甲基-4-乙烯 基-2-卟吩]乙基]醚（DVDMS-1)、二[1-[6, 7-二丙酸钠_1，3, 5,8_四甲基-2-乙烯 基-4-卟吩]乙基]醚（0￥01^-2)、1-[6,7-二丙酸钠-1，3,5,8-四甲基-2-乙烯基-4-卟 吩]乙基1-[6'，7' -二丙酸钠-Γ，3'，5'，8' -四甲基-4' -乙烯基-2' -卟吩]乙基醚 (DVDMS-3)以及它们中两种或三种的混合物。
[0035] 在实施方案9中，本发明提供了如实施方案1-8中任意一个实施方案所述的 GO-PEG-卟啉二聚体盐复合物，其中G0与PEG的重量比是1:1 - 1:8,优选1:2-1:4,更优选 1:3〇
[0036] 在实施方案10中，本发明提供了如实施方案1-9中任意一个实施方案所述的 GO-PEG-卟啉二聚体盐复合物，其中GO-PEG与卟啉二聚体盐的重量比是0. 1:1、0. 5:1、1:1 或 2:1，优选 0.5:1。
[0037] 在实施方案11中，本发明提供了如实施方案1-9中任意一个实施方案所述的 GO-PEG-卟啉二聚体盐复合物，其中所述的GO-PEG与卟啉二聚体盐是通过包括以下步骤的 方法制备的：将卟啉二聚体盐的水溶液与GO-PEG水溶液混合并反应6-12小时（例如在pH 5-8、优选pH 7. 4下反应），然后用100kD的滤器过滤，从而获得GO-PEG-卟啉二聚体盐复合 物。
[0038] 在实施方案12中，本发明提供了如实施方案11所述的GO-PEG-卟啉二聚体盐复 合物，其中反应中加入的GO-PEG与卟啉二聚体盐的重量比是0.1:1、0.5:1、1:1或2:1，从而 分别获得其中GO-PEG与卟啉二聚体盐的重量比是0. 1:1、0. 5:1、1:1或2:1的GO-PEG-卟 啉二聚体盐复合物。
[0039] 在实施方案13中，本发明提供了一种药物组合物，其包含实施方案1-12中任意一 个实施方案所述的GO-PEG-卟啉二聚体盐复合物，并且任选地包含可药用的载体。
[0040] 在实施方案14中，本发明提供了实施方案1-12中任意一个实施方案所述的 GO-PEG-卟啉二聚体盐复合物在制备药物中的用途，所述药物用在荧光成像和光动力疗法 中、特别是用在荧光指导下的光动力疗法中，用于治疗或诊断恶性肿瘤、癌前病变、良性病 变。
[0041] 在实施方案15中，本发明提供了如实施方案14所述的用途，其中所述的恶性肿瘤 是实体瘤。
[0042] 在实施方案16中，本发明提供了如实施方案15所述的用途，其中所述的实体瘤选 自膀胱癌、食管癌、支气管癌、□腔颂面部癌、鼻咽癌、肋膜间皮瘤、肝癌、胰腺癌、皮肤癌、阴 茎癌、宫颈癌、乳腺癌及乳腺癌切除术后皮下转移结节、肛周肿瘤及肛周肿瘤扩大切除术后 癌残留、卡波西肉瘤、肺癌、胃癌、胆管癌、前列腺癌、黑素瘤和脑肿瘤。
[0043] 在实施方案17中，本发明提供了如实施方案14所述的用途，其中所述的癌前病变 是巴雷特氏食管和口腔粘膜白斑。
[0044] 在实施方案18中，本发明提供了如实施方案14所述的用途，其中所述的良性病变 选自老年性眼底黄斑病变、动脉粥样硬化斑块、类风湿性关节炎、皮肤微血管畸形、牛皮癣 和红斑狼疮皮损。
[0045] 在实施方案19中，本发明提供了一种药盒，其包含实施方案1-12中任意一个实施 方案所述的GO-PEG-卟啉二聚体盐复合物；以及将其用于荧光成像或光动力疗法、特别是 荧光指导下的光动力疗法的说明书。
[0046] 在实施方案20中，本发明提供了一种制备实施方案1-9中任意一个实施方案所 述的GO-PEG-卟啉二聚体盐复合物的方法，其包括以下步骤：将卟啉二聚体盐的水溶液与 GO-PEG水溶液混合并反应6-12小时（例如在pH5-8、优选pH 7. 4下反应），然后用100kD 的滤器过滤，从而获得GO-PEG-卟啉二聚体盐复合物。
[0047] 在实施方案21中，本发明提供了如实施方案20所述的方法，其中反应中加入的 GO-PEG与卟啉二聚体盐的重量比是0. 1:1、0. 5:1、1:1或2:1，优选0. 5:1，从而分别获得其 中GO-PEG与卟啉二聚体盐的重量比是0. 1:1、0. 5:1、1:1或2:1、优选0. 5:1的GO-PEG-卟 啉二聚体盐复合物。
[0048] 本文所用的术语"氧化石墨稀"是指石墨稀（graphene)的氧化物，其是纳米级 的。例如，所述的"纳米级"氧化石墨稀是指氧化石墨稀具有彡300nm、例如5-300nm、例如 20_200nm的横径