专利名称：利用Pep T 1靶向拟肽类二酯前药技术提高羧酸类药物口服吸收的方法
技术领域：
本发明涉及靶向前药技术方法领域。包括氨基酸和二肽对一类含有羧基的模型药物经连接臂进行修饰的Pep Tl祀向前药的结构设计合成,前药的膜通透性和对PepTl载体的靶向性通过在体肠吸收实验和Caco-2细胞转运实验进行了初步探索，验证了所述前药提高了羧酸类母体药物的口服生物利用度的可行性。
背景技术：
口服药物的吸收是一个复杂的过程。药物在吸收的屏障可以归纳为4个方面:①溶解性差；②生物膜的通透性差化学稳定性差；④首过效应强，包括小肠和肝脏的首过效应。其中溶解性低和通透性差是制剂研究者最常见的问题。按照生物药剂学分级系统(Bioavailability Classification System, BCS),药物可以分为四类，I类药物为高溶解度、高渗透性；11类药物为低溶解度、高渗透性；ΙΠ类药物为高溶解度、低渗透性；IV类药物为低溶解度、低渗透性。其中I类药物无生物利用度问题，易于制成口服制剂；其他药物的口服吸收几乎均存在问题，生物利用度均不是很理想。因II类药物的溶解度底，针对提高药物溶解度传统的药剂学增溶手段有超细粉碎、成盐、添加增溶剂、助溶剂等；而III和IV类药物通透性差，这些增容方法可增加难溶性药物的水溶性，但可能改变不了药物的通透性，而前药的提出解决了通透性问题。通过对母体药物的分子构型进行优化改变，在体内经过化学或酶降解释放出母体药物发挥药效，其在改良普通药物溶解性和通透性方面具有重要意义。如生物药剂学分类系统中第III和IV类药物由于对生物膜渗透性有限，单纯的剂型设计很难显著改善其口服吸收。利用前药设计的理念，对模型药物进行结构优化，可以显著改善模型药物的生物利用度。前药设计的一个重要方向是靶向性前药设计。它主要是将药物靶向到组织、器官、细胞内部特定的酶和基因 、细胞 表面某些抗原、受体以及转运载体等。其中，细胞转运载体因其重要的生理功能而倍受关注。它的主要功能是协助分子的细胞内外流动，而且这些内流转运载体的底物不仅局限于内源性物质，与内源性物质结构类似的药物也被这些转运载体识别并转运透过肠细胞进而显著提高口服吸收。在所有的靶向内流转运载体的前药研究中，肽类转运载体Pep T底物广泛，结合力强，是目前研究最深入，最广泛的一类内流跨膜转运蛋白。这种蛋白是一种质子依赖型的转运蛋白，具有12个跨膜区域和膜外的糖基化结构。目前所知的Pep T主要位于上皮细胞的刷状缘膜和基底外侧膜。位于刷状缘膜的PepT有两种常见亚型，即P印Tl和P印T2。Pep Tl主要分布于小肠上皮细胞，主要转运食物中蛋白质水解的二肽和三肽，也参与一些口服药物，如β_内酰胺类抗生素头孢羟氨苄和阿莫西林、血管紧张素转化酶抑制剂福辛普利和依那普利、抗病毒药物贝他定和伐昔洛韦等的吸收。Pep Τ2则主要分布于肾，对由肾小球滤入血液中的寡肽进行重吸收，另在脉络丛及肺部等处也有分布。将通透性差的母体药物通过与氨基酸或寡肽偶联后形成一种拟肽类的前药，靶向小肠的肽类转运载体Pep Tl，从而提高母体药物的通透性，改善其口服生物利用度。这种策略是目前口服祀向前药研究的热点(Varma MV et al.Targeting intestinaltransporters for optimizing oral drug absorption.Curr Drug Metab.2010,11(9):730-42.)。这种拟肽类前药主要有以下三个特点:①氨基酸或寡肽为一种两亲性化合物，引入到母体药物分子结构中，可改善药物的亲水亲脂性，这些基本理化性质的改变有利于改变药物的溶解，溶出及通透性；②各种拟肽类前药降解代谢产物为氨基酸或寡肽，对机体几乎无毒副作用，还可能有一定的营养作用这种拟肽类前药可能Pep Tl的底物，从而利用Pep Tl的转运作用显著增加药物的肠通透性进而提高口服生物利用度。另外如果母体药物是外排转运器(如P-糖蛋白或多药耐药相关蛋白MRP-2)的底物，修饰后前药可以逃逸外排蛋白的外排作用从而提高药物的吸收(Jain R, Agarwal S, Mandava NK, etal.1nteraction of dipeptide prodrugs of saquinavir with multidrug resistanceprotein-2(MRP-2):evasion of MRP-2 mediated efflux.1ht J Pharm.2008，362(1-2):44-51.)。总之，肠膜通透性差的母体药物通过结构修饰后形成靶向PepTl的口服前药这一思路对于改善一些生物药剂学性质差的药物的口服吸收具有重大的理论意义和实际应用价值。
目前已上市的有两个最成功的典型P印Tl靶向前药例子。一个是抗病毒药物伐昔洛韦(Valacyclovir),其母体药物阿昔洛韦(Acyclovir)水溶性差,难以透过肠道上皮细胞，口服生物利用度只有20%。而伐昔洛韦是用L-缬氨酸将阿昔洛韦的3-0H酯化得到的前药，其为Pep Tl的底物，经小肠上皮的Pep Tl转运进入体内，再经肠道和肝脏首过作用转化为母体药物阿昔洛韦发挥抗病毒活性。这一结构的修饰使得伐昔洛韦的口服生物利用度比阿昔洛韦提高了 3 5倍。另一个酯类前药的典型例子是抗病毒药物更昔洛韦的L-缬氨酸酯一缬更昔洛韦。缬更昔洛韦比母体药物更昔洛韦对Pep Tl有更高的亲和力，能通过Pep Tl转运进入体内，再经小肠细胞的酯酶水解成更昔洛韦发挥药效。更昔洛韦的口服生物利用度仅为6%，而缬更昔洛韦的口服生物利用度则提高至61 %。还有一些药物具有游离氨基，将其和配体氨基酸或寡肽的羧基形成肽键，可形成与P印Tl亲和力较强的酰胺类前药。例如礼来公司开发的抗焦虑药物LY354740在多种动物模型实验中有较好的治疗效果。由于LY354740属于BCS III类药物，即水溶性高，生物透过能力差的药物，其在大鼠和狗体内的口服生物利用度仅分别为10%和45%。对此，一系列针对提高膜透过能力的前药被开发研究，将LY354740的氨基与丙氨酸以肽键相连得到的前药LY544344，其在体肠灌流实验结果显示，当药物浓度为0.1mM时，渗透系数Peff提高了 10倍左右。除大约10%通过被动扩散进入细胞外，大部分LY544344经P印Tl转运进入细胞内部，并在细胞内被包括金属肽酶在内的多种肽酶几乎完全水解成LY354740，再通过被动扩散进入血液。其大鼠体内口服生物利用度有原来的10%提高到80%。鉴于Pep Tl靶向前药的广阔前景，很多研究者对Pep Tl底物的结构进行了研究，一致的结论是Pep Tl底物必须具有一个游离的氨基(Foley Dff et al.Bioavailabilitythrough PepTl:the role of computer modelling in intelligent drug design.CurrComput Aided Drug Des.2010，6 (I):68-78.)。目前几乎所有的Pep Tl靶向前药都是将氨基酸或寡肽的羧基与母体药物的羟基或氨基相连形成酯类或酰胺类前药，以保证合成的前药中保留游离的氨基。目前还没有针对含有羧基的母体药物进行PepTl靶向前药的研究报道。为了进一步拓宽PepTl靶向前药的应用范围，本发明选择模型药物的羧基作为修饰位点，通过乙二醇或I，2-丙二醇连接臂，将药物的羧基和氨基酸的羧基相连，形成了一种PepTl靶向拟肽类二酯前药。首次将药物的范围扩展至羧基化合物，为解决部分羧基类药物通透性差，口服生物利用度低等问题提供了一种解决方案。
权利要求
1.一种祀向前药制剂技术方法,这类Pep Tl祀向拟肽二酯类前药的结构式I为:
2.根据权利要求1所述化合物，其特征在于:A1为羧酸类模型药物残基。模型药物可以选自熊果酸、齐墩果酸、乌苏酸、灯盏乙素、马兜铃酸A、青蒿琥酯、甘草酸、甘草次酸、黄芩苷、大黄酸、丹酚酸、丹参素、阿魏酸、没食子酸、桂皮酸及沙奎那韦、依那普利拉、西拉普利拉、氨卞西林、奥赛米韦羧酸、美拉加群等含有羧基的中药有效成分或西药。
3.根据权利要求1或2所述化合物，其特征在于:A2为乙二醇和1，2_丙二醇连接臂中的一种残基，分别是-(CH2)2-或-CH2CH(CH3)-，优选1，2_丙二醇连接臂残基。
4.根据权利要求1或3所述化合物，其特征在于:A3为L-Gly、D-Gly,L-Ala, D-Ala,L-Pro、D-Pro、L-Val、D-Val、L-Leu、D-Leu、L-1Ie、D-1Ie、L-Ser、D-Ser、L-Thr、D-Thr、L-Gln、D_Gln、L-Asn> D-Asn> L-Met > D-Met > L-Cys > D-Cys > L-Phe > D-Phe > L-Tyr> D-Tyr>L-Trp > D-Trp > L-Asp > D-Asp > L_Glu、D_Glu、L-Arg> D-Arg> L-Lys > D-Lys > L-His 或 D-His 等的残基， 优选L-Val残基。
5.根据权利要求1或3所述化合物，其特征在于:A3为二肽残基，其二肽为L-Val-L-Val> D-Val-L-Val> L-Ala-L-Val> L-Gly-L-Val> L_Phe_L_Gln、L_Gly_L_Gln>L-Gly-L-Gly、L-Ala-L-1le或L-Phe-L-Val (右侧氨基酸在结构末端)等。优选L-Val-L-Val 残基。
6.根据权利要求1或4或5所述化合物，其特征在于化合物I制备成盐酸盐。
7.根据权利要求1或3所述化合物的制备方法，以1，2-丙二醇为连接臂的前药合成方法包括:起始原料羧酸类模型药物经过氯丙酮的取代反应生成丙酮基酯，再经还原得羟基丙酯。后与被保护的氨基酸在催化剂作用下酯化得氨基酸酰氧基丙酯，通干燥氯化氢气体脱保护并成盐后得到目标产物。
全文摘要
本发明涉及靶向前药制剂技术方法。包括氨基酸或二肽对一类含有羧基的模型药物经连接臂进行修饰的Pep T1靶向前药的结构设计合成，并所述前药改善或提高了模型药物的口服生物利用度。本发明通式I
文档编号C07K5/065GK103204893SQ20121001158
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者操锋, 高雅晗, 平其能 申请人:中国药科大学