专利名称：一种高载药量鬼臼纳米前药及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于生物医药技术领域，涉及一种鬼白毒素及其衍生物的纳米前药制备方法及应用。
背景技术：
鬼曰毒素(podophyllotoxin，简称P0D)及其衍生物是一类具有显著细胞毒活性的天然物质，主要分布于东亚、北美等地。这类物质可以作用于拓扑异构酶，是一类潜在的抗癌药物。目前，依托泊苷(Etoposide，简称VP-16)和替尼泊苷(Teniposide，简称VM-26)已经通过FDA认证，临床测试具有广谱抗癌活性，对小细胞肺癌、非何杰氏病、急性单核细胞白血病、髓性单核细胞白血病、乳腺癌、膀胱癌、睾丸癌等多种癌症有特殊疗效，分别于70年代和80年代先后在欧 美国家推广上市。尽管VP-16和VM-26等药物在临床上广泛使用，但是其仍然和大多数的抗癌药物一样都存在很差的水溶性、快速的血液清除速度、低肿瘤选择性以及对健康组织的副作用等缺点。(Long B.H., Minocha A., Proc.Am.Ass.CancerRes.，1983，24，1271; Long B.H.，Musial S.T.，Brattain M.G.，Biochemistry，1984，23，118
3-1188.)因此，如何在保持鬼臼类药物优良的抗癌活性的前提下减少这些毒副作用成为了人们亟需解决的难题。具有纳米尺度的聚集体(包括脂质体、水溶性聚合物、囊泡、树枝状大分子、聚合物纳米胶束和一些无机材料)经常会作为药物载体以期增强药物的水溶性和稳定性，延长其在血液中的循环时间，通过肿瘤细胞的的增强透过性和保留效应在靶点肿瘤组织内被动富集以及利用叶酸、EGF等靶向分子最终实现药物的靶向释放。(Min K.H., ParkK., Kim Y.-S., et al., J.Controlled Release, 2005，110，90-102; Watanabe Μ., KawanoK., Yokoyama Μ., et al., Int.J.Pharm., 2006, 308, 183-189 ;Yu D., Peng P., DharapS.S.’et al., J.Controlled Release, 2005，110，90-102.)因此，被包裹到纳米载体中的药物，即纳米药物，由于其很好的药物水溶性增强作用，以及在活性部位的靶向聚集和生物利用度的提高，显示出明显的开发优势:如对于顽固性肿瘤有更好的疗效，与单独的药物相比副作用更小等。到目前为止关于对鬼臼类药物进行包裹并进行控制释放的工作不是很多，现已报道的研究主要集中在用磷脂、非天然高分子、无机材料等制备的纳米粒子作为载体对鬼臼分子进行包裹以及在细胞内的释放等领域，结果显示这些纳米载体可以有效的降低鬼臼分子在体内对正常细胞的毒性，延长鬼臼的体内循环时间以及提高鬼臼的生物利用度。(QinL L，Xue M.，Wang W.R.，et al.，Int.J.Pharmj 2010，388，223 230; Fan L , Wu H.，ZhangΗ.，et al.，Polym.Compos.，2010，31，51-59; Chen H.B.，Chang X.L，Du D.R.，et al.，J.Controlled Release，2006，110，296-306.)然而，我们发现以上提到的这些鬼臼药物的载体一般都是典型的惰性载体，他们的唯一作用就是仅仅作为载体应用。例如，磷脂和胆固醇在传统的脂质体中只是用来形成囊泡，并没有其他的效果。两亲性聚合物一般都是通过形成具有简单核壳结构的纳米胶束从而在其核内包裹脂溶性的鬼白药物。这些惰性的纳米载体在作为纳米药物时是纳米药物的主要成分，而真正起作用的药物却只是少量成分。而如果在这些纳米载体中负载大量的鬼白药物，那么在血液中会出现初始的突释现象，导致大量被包裹的药物进入到血液中，这样还是不能达到减小药物毒副作用的目的。因此在纳米粒子中，为了防止在药物释放初期鬼白药物在血液中的突释效应，鬼白药物组分一般都不会超过10%。而在其它的聚合物-药物复合体中，鬼白及大多数的抗癌药物一般只占有很少的比例。然而，包裹只是对药物控制释放的一个方面，如何在肿瘤细胞内选择性释放药物使其发挥作用才是药物控制释放的重点。在两亲性嵌段共聚物或者是磷脂中，亲水和疏水片段相连是为了具有形成胶束和脂质体平衡的两亲性。在到达细胞内部后如何使这样的亲水和疏水片段发生解离，从而使纳米粒子瓦解释放出作为疏水片段的药物分子是解决释放问题的难点和重点。因此，连接亲水和疏水片段的化学键就成为了这一问题的切入点。腙键是一类对酸敏感的化学键，它们在pH7.4的环境中很稳定,而在核内体(endosome)环境中(pH5-6)会发生水解，利用这种pH敏感的共价键将亲水片段和疏水药物分子连接起来，在细胞内由于PH的变化会使得药物分子释放出来，这种PH敏感的设计明显要更加直接和具有普适性。利用这样的理念，Hruby研究小组合成了结构确定的PEO-b-PAGE两亲性共
聚物，利用PH敏感的腙键将阿霉素(DOX)连接到了胶束的核中从而实现了对DOX的控制释放。(Hruby M., Konak C., Ulb rich K., J.Controlled Release, 2005, 103, 137-148.)最近，该小组又发现此类连接了 DOX的pH敏感纳米胶束潜药可以很明显的降低系统毒性，并且对murine EL_4T_cell lymphoma-bearing mice 有很好的治疗效果。(Vetvicka D., HrubyΜ., Hovorka 0., et al., Bioconjugate Chem., 2009, 20, 2090-2097.)众所周知，亚胺键也是一类对PH很敏感的共价键，其在酸性条件下比腙键有更优良的响应性，但是到目前为止，还未发现有关利用亚胺键作为亲疏水片段连接的共价键应用于纳米粒子构筑及药物控释方面的报道。因此，制备一种高载药量的低毒性的利用亚胺键的环境敏感性来控制释放药物的载体将具有较大的应用前景。
发明内容
本发明中我们利用低分子量的聚乙二醇(PEG)衍生物作为亲水片段，PEG具有非常优良的水溶性，经PEG修饰后的药物分子的水溶性和体内循环时间往往会得到很大的改善。我们设计将PEG和氨基鬼臼(NPOD)通过pH敏感的亚胺键连接起来(如
图1所示)，模拟两亲性的嵌段共聚物或者是磷脂，该类PEG-NPOD复合物在水溶液中可以自组装形成纳米胶束结构，从而可以将大量鬼白药物包裹在胶束的内部，与传统的包裹体系比较包裹的药物量会大大的提高，而且由于药物本身就是此类纳米粒子的成分，所以不会出现初始阶段的突释现象。而这样的一类纳米粒子还可以作为一类载体，在负载鬼臼的同时对其它的药物进行包裹，从而可以作为一类多功能的药物载体进行联合用药达到更好的抗癌功效。在发明中，疏水的鬼白药物与亲水的聚乙二醇之间是通过环境敏感的亚胺键连接，在水环境下，PEG-PNOD复合物会形成纳米粒子从而将疏水的鬼曰药物包裹在纳米粒子内部，通过细胞的内吞作用，当载药纳米粒子进入到癌细胞内部后，在癌细胞内部偏酸性的环境刺激下由于PEG和NPOD之间亚胺键的断裂从而使得纳米粒子瓦解选择性的释放出鬼臼及包裹在纳米粒子内的其它药物(图1)，从而达到控制释放的目的。以期解决常规鬼臼药物载体中载药量低、选择性释放差的难题。因此，本发明提供一种鬼白毒素衍生物的自组装药物前体，该药物前体是由氨基鬼臼与亲水性的短链聚乙二醇(PEG)通过酸敏感的亚胺键共价结合而得的。优选地，本发明所述的鬼曰毒素衍生物的自组装药物前体是由一个4_β氨基鬼臼分子通过其4位的氨基与一个短链聚乙二醇(PEG)通过酸敏感的亚胺键共价结合而得的；或者本发明所述的鬼白毒素衍生物的自组装药物前体是由多个氨基鬼白分子通过其4位的氨基与一个短链聚乙二醇(PEG)通过酸敏感的亚胺键共价结合而得的。优选地，其中所述的药物氨基鬼臼具有如下结构式A:
权利要求
1.一种鬼白毒素衍生物的自组装药物前体，其特征在于，所述的药物前体是由氨基鬼臼与亲水性的短链聚乙二醇通过酸敏感的亚胺键共价结合而得的。
2.根据权利要求1所述的自组装药物前体，其特征在于，所述的鬼白毒素衍生物的自组装药物前体是由一个4-β氨基鬼白分子通过其4位的氨基与一个短链聚乙二醇通过酸敏感的亚胺键共价结合而得的。
3.根据权利要求1所述的自组装药物前体，其特征是:所述的药物前体是由多个氨基鬼臼分子通过其4位的氨基与一个短链聚乙二醇通过酸敏感的亚胺键共价结合而得的。
4.如权利要求1-3任一项所述的所述的自组装药物前体，其特征在于，所述的药物氨基鬼臼具有如下结构式A:
5.如权利要求1-3任一项所述的所述的自组装药物前体，其特征在于，所述的药物前体具有如下结构式1:
6.如权利要求1-3任一项所述的自组装药物前体，其特征在于，所述的药物前体具有如下结构式II:
7.一种制备权利要求1-6任一项所述的鬼白毒素衍生物的自组装药物前体的方法，其特征在于，该方法包括在有机溶剂中通过回流或者催化，通过氨基鬼白的氨基与聚乙二醇的醛基缩合脱水生成具有酸性环境下敏感的亚胺键使得二者相连而成；其中所述的有机溶剂优选为乙醇、甲醇、丙酮或二氯甲烷。
8.—种纳米尺寸胶束或者囊泡，其特征在于，所述的纳米尺寸胶束或者囊泡由1-6任一项所述的鬼白毒素衍生物的自组装药物前体制备得到。
9.一种制备权利要求8所述的纳米尺寸胶束或者囊泡的方法，其特征在于，该方法包括将权利要求1-6任一项的前体药物溶于溶剂后，在透析过程中形成所需的纳米尺寸的胶束或者囊泡。
10.一种权利要求8所述的纳米尺寸胶束或者囊泡在作为药物载体中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种鬼臼毒素(POD)衍生物的药物前体，该药物前体是由药物分子与亲水性的短链聚乙二醇(PEG)通过酸敏感的亚胺键共价结合形成的，其中，所述的药物分子为鬼臼毒素的衍生物氨基鬼臼(NPOD),其携药量可达35%以上，且该药物前体可以在水溶液中通过自组装的方式形成具有纳米结构的胶束。本发明还公开了该自组装药物前体胶束作为新的药物载体，用于负载如紫杉醇等一类疏水性药物的应用，实现了药物的协同治疗作用。本发明具有制备方法简单、环保、经济，在生物医药领域具备较大的应用价值。
文档编号A61P35/00GK103212086SQ20131015138
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者李帮经, 康洋, 哈伟, 张晟, 丁立生 申请人:中国科学院成都生物研究所