專利名稱：mPEG-PLA-喜樹(shù)堿類藥物的結(jié)合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類新型的基于兩親性嵌段聚合物的喜樹(shù)堿前體藥物甲氧基聚乙二醇-聚 乳酸-喜樹(shù)堿類藥物(mPEG-PLA-喜樹(shù)堿類藥物)。
(二)
背景技術(shù)：
喜樹(shù)堿(caniptothecin，CPT)最早是1966年從喜樹(shù)中提取出來(lái)的生物堿，它是一類高效 的拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑，具有高效的抗腫瘤活性。此類藥物明顯的缺點(diǎn)就是水溶性差和毒副作 用大(如嚴(yán)重的膀胱毒性和重度腹瀉)，限制其臨床使用。解決手段主要是結(jié)構(gòu)修飾。已經(jīng)開(kāi) 發(fā)上市的藥物有伊立替康(irinotecan， CPT-11， C咖pto， Camptosar)和托泊替康(topotecan， Hycamtin)，它們都是喜樹(shù)堿的前體藥物。由于良好的水溶性，表現(xiàn)出優(yōu)良的對(duì)結(jié)腸-盲腸癌 活性。其中伊立替康應(yīng)用尤其廣泛。伊立替康是SN38 (7-乙基-10-羥基喜樹(shù)堿)的水溶性前 體藥物，在體內(nèi)伊立替康被肝酶水解成SN38，它的抗癌活性比伊立替康大2000倍以上。SN38 是難溶性藥物，需要適當(dāng)釋藥系統(tǒng)以便于服用。
但是伊立替康也存在一些限制。服用后伊立替康在人體內(nèi)很少部分轉(zhuǎn)化成SN38，僅服用 劑量的2-8%被肝和腫瘤中羧酸酯酶水解成SN38 (Senter et al, Bioconjugate Chem. 2001, 12:1074-1080;Xu et al'Clin Cancer Res， 2002， 8:2605-2611 )。且由于酶活性個(gè)體差 異達(dá)10倍以，影響伊立替康的耐受性和有效性(Charassonet al， Drug Metab. Dispos, 2002, 30: 731-733， Ohe et al,J Natl Cancer Inst， 1992,84:972—974, Gupta et al, Cancer Res，1994,54:3723-3725, Slatter et al, Drug Metab Dispos'2000, 28:423-433)。 SN38進(jìn) 一步被肝葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶生物轉(zhuǎn)化成非活性的SN38—葡萄糖醛酸結(jié)合物(SN38—G)。 SN38 一G經(jīng)膽汁排泄至小腸，在小腸中SN38 — G又被小腸細(xì)菌中的葡萄糖酸酶轉(zhuǎn)化成SN38。伊立 替康自身主要經(jīng)膽汁排泄(>26%),在小腸中被小腸羧酸酯酶轉(zhuǎn)變成SN38 (Horikawa M， Pharm Res, 2002,19:1345-1353)。這樣造成SN38在小腸局部的累積，導(dǎo)致伊立替康給藥后產(chǎn)生高發(fā) 生率的延遲性小腸腹瀉，這是伊立替康主要的劑量限制性毒性之一(Xie et al， ClinPharmcol Ther; 2002， 72， 265-275， Alimonti et al，Cancer Theatment Rev, 2004，30:55-562)。伊 立替康另一個(gè)顯著的毒性是白細(xì)胞減少。盡管結(jié)直腸腫瘤病人臨床試驗(yàn)表明伊立替康劑量和 療效之間相關(guān)(Ychou et al, Cancer Chemother Pharmacol, 20G2, 50:383-391, Van Cutsem et al，Br J Cancer, 2005, 92:1055-1062)，但是，上述嚴(yán)重的副作用限制伊立替康的給藥劑量， 影響其療效。
腫瘤病人重復(fù)服用喜樹(shù)堿衍生物能導(dǎo)致產(chǎn)生耐藥性，這也影響其有效性。 因此，有必要開(kāi)發(fā)喜樹(shù)堿類藥物的聚合物結(jié)合物，以克服這些喜樹(shù)堿類藥物缺點(diǎn)。 現(xiàn)在己有許多高分子修飾的喜樹(shù)堿類藥物結(jié)合物的報(bào)道，有的已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。聚乙二 醇修飾的喜樹(shù)堿(PEG-CPT)是開(kāi)發(fā)較早的高分子結(jié)合物，見(jiàn)于美國(guó)專利6127355和世界專利 W003/09356。 PEG-CPT是聚乙二醇通過(guò)化學(xué)鍵接在喜樹(shù)堿的20位，這樣不僅能增加喜樹(shù)堿的 水溶性，還能夠通過(guò)空間位阻增加喜樹(shù)堿內(nèi)酯環(huán)的穩(wěn)定性，提高療效。美國(guó)專利7173041和 中國(guó)專利01809441. 4公開(kāi)了另一種高分子結(jié)合物聚谷氨酸-喜樹(shù)堿類藥物(PG-CPTs)。聚谷 氨酸可以在體內(nèi)降解成谷氨酸，具有相當(dāng)好的生物相容性，不僅如此，谷氨酸的水溶性也相 當(dāng)?shù)暮?，因此可以增加喜?shù)堿類藥物的水溶性。該專利通過(guò)基團(tuán)保護(hù)，可以選擇性地接在10-羥基喜樹(shù)堿以及7-乙基-10羥基喜樹(shù)堿的20位。不用基團(tuán)保護(hù)，可以優(yōu)先接在10-羥基喜樹(shù) 堿以及7-乙基-10羥基喜樹(shù)堿的10位羥基。高分子修飾的喜樹(shù)堿類藥物，還有美國(guó)專利 5276088公開(kāi)的環(huán)糊精-喜樹(shù)堿(IT-101)，美國(guó)專利5892043公開(kāi)的右旋糖苷-喜樹(shù)堿 (T-0128)，美國(guó)專利6328953公開(kāi)的羥丙基甲基丙烯酸酯(HPMA) — [甘氨酰一氨酰基一甘氨 酰]一喜樹(shù)酸堿結(jié)合物(MAG-CPT， PNU 166148)和美國(guó)專利6506734公開(kāi)的糖配體-喜樹(shù)堿 (Bay38-3441)。這些公開(kāi)的專利都是僅使用水溶性的聚合物，擬通過(guò)增加溶解度，提高腫 瘤靶向，克服其毒副作用大和不便于給藥的缺點(diǎn)。但有的水溶性聚合物一喜樹(shù)堿結(jié)合物臨床 試驗(yàn)結(jié)果不盡人意，顯示較大毒副作用，已停止臨床試驗(yàn)(如IT一101和MAG—CPT)。
甲氧基聚乙二醇-聚乳酸(mPEG-PLA)兩嵌段共聚物不僅可以在體內(nèi)降解，而且在水中能 夠自組裝成穩(wěn)定的納米粒，己用于喜樹(shù)堿類藥物的納米載體。美國(guó)第7217770和7153520專 利公開(kāi)報(bào)道了用mPEG-PLA包合喜樹(shù)堿的納米膠束。兩嵌段共聚物不僅可以物理包合藥物，還 可以通過(guò)共價(jià)鍵將藥物連在聚合物的疏水段制成兩嵌段聚合物一藥物結(jié)合物。這種新型的聚 合物前體藥物不僅具有前藥的性質(zhì)，還可以形成納米粒，具有良好的腫瘤靶向性和緩釋性以
及克服耐藥性的特點(diǎn)。例如通過(guò)共價(jià)鍵將紫杉醇連在甲氧基聚乙二醇-聚乳酸的PLA末段
(Zhang, X., Li, Y. ， Chen, X. ， Synthesis and characterization of the paclitaxel/ MPEG-PLAblock copolymer conjugate. Biomaterials. 2005,26， 2121-2128)，體外細(xì)胞活性 表明聚合物前藥高于原型藥物。還有報(bào)道(Hans， M. ， Shi顏i' K. , Danino， D., Synthesis and Characterization of mPEG-PLA Prodrug Micelles. Biomaterials. 2005. 6, 2708-2717)， 不僅把藥物氟派啶醇接在mPEG-PLA的疏水末端，還可以在水中自發(fā)形成粒徑在20nm左右的 膠束。其后續(xù)文章(Hans，M丄,Maxwell, C.， Evaluation of j'/ f_z'tn release and f_z'fo efficacy of mPEG-PLA-haloperidol conjugate micelle-like structures. Journal of Biomedical Materials Research Part B:Applied Biomaterials. 2007， 83B， 422 -430) 指出，這種聚合藥物24小時(shí)體外釋放僅為1%左右，表明這種聚合物前藥在體內(nèi)可以達(dá)到緩 釋效果。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種以下式表示的基于兩親性嵌段聚合物的喜樹(shù)堿前體藥物，
甲氧基聚乙二醇-聚乳酸與喜樹(shù)堿類藥物的結(jié)合物
mPEG-X-PLA國(guó)T
mPEG是甲氧基聚乙二醇 X是連接基團(tuán)，例如丁二酸等 PLA是聚乳酸
T是藥物分子，例如喜樹(shù)堿、7-乙基-10-羥基喜樹(shù)堿等喜樹(shù)堿類藥物 聚乳酸與喜樹(shù)堿類藥物通過(guò)酯鍵相連接。
(四)
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的結(jié)合物中所用的聚乙二醇是一端用甲氧基保護(hù)的聚乙二醇。在對(duì)聚乙二醇末端 游離羥基修飾時(shí)，可以選擇性的只取代一個(gè)羥基，增加純度。通過(guò)對(duì)羥基的修飾，使聚乙二 醇末端具有羧基官能團(tuán)。這樣將聚乳酸接在聚乙二醇母體上，使嵌段聚合物末端仍就是羧基， 能夠提供與藥物分子的連接點(diǎn)，由此與藥物分子中的羥基接在一起。
甲氧基聚乙二醇的通式如下:
n為任何整數(shù)，表征其聚合度。
對(duì)于聚乙二醇而言， 一把釆用分子量予以表示，本發(fā)明取用分子量范圍為1000-50000道 爾頓，這相當(dāng)于n為大約22 1136。更優(yōu)選的是n為112、 227，相當(dāng)于分子量5000和10000。 由于通常由其平均分子量而非自重復(fù)單元限定的起始PEG化合物的潛在不均一性，優(yōu)選用分 子量表征聚乙二醇，而不用整數(shù)n表示PEG聚合物中的自重復(fù)單元。各種分子量的PEG可以 通過(guò)本領(lǐng)域中已知方法制備或者從商業(yè)來(lái)源得到。
由于甲氧基聚乙二醇的末端是羥基，不利于與藥物羥基結(jié)合，要對(duì)其進(jìn)行修飾，變?yōu)轸?基，利于下一步反應(yīng)。本發(fā)明選用丁二酸酐作為連接物修飾羥基末端。丁二酸酐開(kāi)環(huán)后有兩 個(gè)羧基，通過(guò)反應(yīng)， 一個(gè)羧基連在mPEG末端，另外一個(gè)羧基就游離出來(lái)，使mPEG具有末端 羧基官能團(tuán)。
本發(fā)明結(jié)合物屮的聚乳酸，是由丙交酯單體在引發(fā)物mPEG下聚合而成的。丙交酯單體可 以通過(guò)本領(lǐng)域中己知方法，例如由乳酸脫水形成，或者從商業(yè)來(lái)源得到。本發(fā)明甲氧基聚乙 二醇-聚乳酸的結(jié)構(gòu)通式如下<formula>formula see original document page 6</formula>
n為任何整數(shù)，表征聚乙二醇的聚合度。 m為任何整數(shù)，表征聚乳酸的聚合度。
聚乳酸的分子量也可以由其重復(fù)單元乳酸來(lái)表示。本發(fā)明取用的分子量范圍1000-20000 道爾頓，m值大約在14 280。更優(yōu)選的是m為70、 138，相當(dāng)于分子量5000和10000道爾 頓。聚乳酸可以在體內(nèi)降解為乳酸，由于乳酸是內(nèi)源性物質(zhì)，因此聚乳酸的體內(nèi)相容性相當(dāng) 的好。而聚乙二醇可以被腎小球過(guò)濾而排除體外，所以本發(fā)明的兩親性聚合物可以完全在體 內(nèi)消除掉，不存在高分子殘留問(wèn)題。由甲氧基聚乙二醇-聚乳酸的結(jié)構(gòu)通式可以看出，聚合物 末端是羧基，為與藥物的羥基等基團(tuán)結(jié)合提供位點(diǎn)。 本發(fā)明的結(jié)合物中所用的藥物是喜樹(shù)堿類藥物，包括喜樹(shù)堿、10-基喜樹(shù)堿(IO-HCPT)、 7-乙基-10羥基喜樹(shù)堿等。喜樹(shù)堿類藥物結(jié)構(gòu)如下<formula>formula see original document page 7</formula>R!代表H、 OH等
R2代表h、 oy:H3等
本發(fā)明可以選擇的取代喜樹(shù)堿類藥物的10位或者20位羥基。對(duì)于有IO羥基存在前提下， 甲氧基聚乙二醇-聚乳酸優(yōu)先取代10位羥基，可以完整的保存羥基內(nèi)酯環(huán)，不影響喜樹(shù)堿的 藥效基團(tuán)。對(duì)于沒(méi)有10位羥基的喜樹(shù)堿，甲氧基聚乙二醇-聚乳酸可以直接取代20位羥基， 增加20位空間位阻，避免內(nèi)酯環(huán)開(kāi)環(huán)，提高藥效。
實(shí)施例
下面結(jié)合實(shí)例描述本發(fā)明的結(jié)合物及其制備方法，它不限制本發(fā)明，本發(fā)明的范圍由權(quán) 利要求限定。
實(shí)施例1 甲氧基聚乙二醇聚乳酸的制備<formula>formula see original document page 8</formula>
mPEG-PLA-COOH
取6g甲氧基聚乙二醇和O. 13g丁二酸酐(兩者摩爾比l: l.l)溶于吡啶中，于50。C反 應(yīng)5小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后旋蒸除去吡啶，異丙醇中重結(jié)晶三次，4(TC真空干燥。
取1. Og辛酸亞錫溶于25ml甲苯得0. 04g/mL的催化劑一 甲苯溶液。稱量2. 33g丙交酯和 1.33g琥珀酸化的甲氧基聚乙二醇放入干燥的聚合管中，并加入70ul甲苯—辛酸亞錫溶液。 抽真空，去除甲苯，接著沖氮?dú)獗Ｗo(hù)。然后將聚合管置于油浴中加熱至140 16(TC，丙交酯 晶體熔融，振搖充分混合，N2保護(hù)下保溫聚合5小時(shí)。自然降溫后，用二氯甲烷溶解聚合物， 再用過(guò)量的乙醚沉淀，析出白色絮狀聚合物。反復(fù)溶解-沉淀3次，去除雜質(zhì)。然后4(TC真 空干燥24小時(shí)得產(chǎn)物。
實(shí)施例2
甲氧基聚乙二醇聚乳酸-喜樹(shù)堿結(jié)合物的制備
mPEG孔A-CPT
取0. 5gmPEG-PLA-C00H和30mg喜樹(shù)堿預(yù)先凍干2小時(shí)。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入50ml的圓 底燒瓶中，用氯仿20ml溶解，再加入0. 6ml吡碇和0. 3ml苯氧基磷酸氯。室溫下、磁力攪拌 反應(yīng)24小時(shí)。反應(yīng)完全后，用1N的鹽酸洗，每次25ml，洗兩次。無(wú)水硫酸除去殘留的水分， 減壓濃縮得黃色產(chǎn)品。用過(guò)量的異丙醇洗去未反應(yīng)的藥物喜樹(shù)堿，再用無(wú)水乙醚洗去黃色， 即得淡白色固體產(chǎn)物。
實(shí)施例3
甲氧基聚乙二醇聚乳酸-10羥基喜樹(shù)堿結(jié)合物的制備
mPEG-PLA-10-HCPT
取0.5gmPEG-PLA-COOH和30mglO-羥基喜樹(shù)堿(10-HCPT)預(yù)先凍干2小時(shí)。在氮?dú)?保護(hù)下，加入50ml的圓底燒瓶中，用氯仿20ml溶解，再加入0.6ml吡碇和0.3ml苯氧基磷 酸氯。室溫下、磁力攪拌反應(yīng)24小時(shí)。反應(yīng)完全后，用1N的鹽酸洗，每次25ml，洗兩次。
無(wú)水硫酸除去殘留的水分，減壓濃縮得黃色產(chǎn)品。用過(guò)量的異丙醇洗去未反應(yīng)的藥物IO羥基 喜樹(shù)堿，再用無(wú)水乙醚洗去黃色，即得淡黃色固體產(chǎn)物。
實(shí)施例4<image>image see original document page 10</image>甲氧基聚乙二醇聚乳酸-7-乙基-10羥基喜樹(shù)堿結(jié)合物的制備
mPEG-PLA-10-SN38
取0. 5g mPEG-PLA-C00H和30mg 7-乙基-10羥基喜樹(shù)堿預(yù)先凍干2小時(shí)。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下， 加入50ml的圓底燒瓶中，用氯仿20ml溶解，再加入0. 6ml吡碇和0. 3ml苯氧基磷酸氯。室 溫下、磁力攪拌反應(yīng)24小時(shí)。反應(yīng)完全后，用1N的鹽酸洗，每次25ml，洗兩次。無(wú)水硫酸 除去殘留的水分，減壓濃縮得黃色產(chǎn)品。用過(guò)量的異丙醇洗去未反應(yīng)的藥物7-乙基-10羥基 喜樹(shù)堿，再用無(wú)水乙醚洗去黃色，即得淡黃色固體產(chǎn)物。
權(quán)利要求
1.以下是甲氧基聚乙二醇-聚乳酸與喜樹(shù)堿類藥物的結(jié)合物 mPEG-X-PLA-TmPEG是甲氧基聚乙二醇X是連接基團(tuán)PLA是聚乳酸T是喜樹(shù)堿類藥物分子聚乳酸與喜樹(shù)堿類藥物通過(guò)酯鍵相連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)合物，其中，甲氧基聚乙二醇的分子量為1000-50000。
3. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)合物，其中，連接基團(tuán)是-CO(CH2)nCO-，n是l-10的整數(shù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)合物，其中，聚乳酸的分子量為1000-200000。
5. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)合物，其中，喜樹(shù)堿類藥物包括喜樹(shù)堿、7-乙基-10-羥基喜樹(shù) 堿、10-羥基喜樹(shù)堿。<formula>see original document page 2</formula>R=H, R' =H 喜樹(shù)堿R=H, R'=0H 10-羥基喜樹(shù)堿R=C2H5, R'=0H 7-乙基-lO-羥基喜樹(shù)堿
6. 如權(quán)利要求5所述的結(jié)合物，其中，喜樹(shù)堿是20位羥基取代。
7. 如權(quán)利要求5所述的結(jié)合物，其中，10-羥基喜樹(shù)堿是10位羥基取代。
8. 如權(quán)利要求5所述的結(jié)合物，其中，7-乙基-10-羥基喜樹(shù)堿是10位羥基取代。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的基于兩親性嵌段聚合物的喜樹(shù)堿前體藥物甲氧基聚乙二醇-聚乳酸與喜樹(shù)堿類藥物的結(jié)合物(mPEG-X-PLA-T)。mPEG是甲氧基聚乙二醇。X是連接基團(tuán)，例如丁二酸等。PLA是聚乳酸。T是藥物分子，例如喜樹(shù)堿、10-羥基喜樹(shù)堿、7-乙基-10-羥基喜樹(shù)堿等喜樹(shù)堿類藥物。聚乳酸與喜樹(shù)堿類藥物通過(guò)酯鍵相連接。
文檔編號(hào)A61K47/48GK101199857SQ200710191520
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者吳小濤, 欒立標(biāo) 申請(qǐng)人:中國(guó)藥科大學(xué)