本發(fā)明屬于醫(yī)藥和化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及一種新藥帕利哌酮聚乙二醇綴合前藥的發(fā)明，本申請還提供帕利哌酮聚乙二醇綴合前藥的制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
帕利哌酮(paliperidone)是美國johnson公司開發(fā)上市的非典型性抗精神病藥，屬于苯并異惡唑衍生物類的5-ht拮抗劑。帕利哌酮(paliperidone)也叫9-羥利培酮(9-hydroxy-risperidone)，是利培酮(risperidone)的主要活性代謝產(chǎn)物，其藥理學(xué)特點(diǎn)與利培酮相似,主要通過拮抗5-羥色胺受體和多巴胺dz受體發(fā)揮抗精神病作用,與其他非典型抗精神藥物相比,展現(xiàn)出了較高的受體親和力,治療效果好。
帕利哌酮的化學(xué)名：(±)-3-2-[4-(6-氟-1，2-苯并異惡唑-3-基)-1-哌啶基]乙基]-6，7，8，9-四氫-9-羥基-2-甲基-4h-吡啶并[1，2-a]嘧啶-4-酮，分子式為c23h27fn4o3，化學(xué)結(jié)構(gòu)式：
精神分裂癥是一組病因未明的常見精神病,具有感知、思維、情感、意志和行為等多方面的障礙,以精神活動的不協(xié)調(diào)或脫離現(xiàn)實(shí)為特征?；颊咄ǔＲ庾R清晰,智能多完好,病程多遷延,部分患者可發(fā)展為精神活動的衰退。精神分裂癥易反復(fù)發(fā)作、病程遷延、患者順應(yīng)性差的特點(diǎn)也給臨床治療帶來一定困難。
帕利哌酮半衰期很短，不能做成普通口服制劑，市場上僅存的帕利哌酮緩釋片由于患者依順性差，使用效果不佳。棕擱酸帕利哌酮是一種帕利哌酮的棕擱酸酯化產(chǎn)物，利用其難溶性和納米晶技術(shù)，楊森制藥研發(fā)了新型2代抗精神分裂癥藥物-棕擱酸帕利哌酮注射液(善思達(dá)@),用于精神分裂癥急性期和維持期的治療,是目前國內(nèi)唯一既能在急性期快速起效又能在長期維持治療中有效預(yù)防復(fù)發(fā),每月注射1次的新型抗精神分裂癥藥物。棕擱酸帕利哌酮是一種前藥,進(jìn)入體內(nèi)后分解成帕利哌酮而起作用。
但是，棕擱酸帕利哌酮注射液(善思達(dá)@)為白色至灰白色的混懸液，有如下缺陷：(1)研發(fā)難度大，制劑設(shè)備要求高，納米晶的粒徑及其分布難以控制，生產(chǎn)方面需要特殊的納米結(jié)晶技術(shù)和相應(yīng)的特殊設(shè)備，目前國內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備難以達(dá)到且無響應(yīng)的檢測設(shè)備；(2)質(zhì)控要求高，質(zhì)量方面除需控制注射液常規(guī)項(xiàng)目外，還需控制重混懸性與抽針試驗(yàn)、粒徑分布、釋放度、儲存穩(wěn)定性、含量均勻度等特殊項(xiàng)目；(3)價格昂貴，每支(1ml：100mg)進(jìn)口2000元人民幣；(4)使用劑量需嚴(yán)格控制，建議患者在起始治療首日注射善思達(dá)150mg，一周后再次注射100mg，前2劑起始治療藥物的注射部位均為三角肌。維持治療劑量為每月75mg，根據(jù)患者的耐受情況和/或療效，可在25-150mg的范圍內(nèi)增加或降低每月的注射劑量。第2劑藥物之后，每月1次注射的部位可以為三角肌或臀肌。每個月都可以調(diào)整維持治療的劑量。調(diào)整劑量時，需考慮到善思達(dá)的長效釋放特點(diǎn)，劑量調(diào)整所產(chǎn)生的全部效應(yīng)可能需要幾個月的時間才能體現(xiàn)出來；(5)給藥方式復(fù)雜：僅供肌肉注射使用(前2次均為三角肌，以后可以是臀肌或三角肌)，每次注射都必須由專業(yè)的衛(wèi)生技術(shù)人員操作，注射時，應(yīng)緩慢地注入肌肉深部。注意不要將藥物注射入血管中。每劑藥物都應(yīng)一次性注射完畢，不能分次注射。不要將藥物注射到血管內(nèi)或皮下；(6)注射液的處方組成復(fù)雜，使用了表面活性劑聚山梨醇20(善思達(dá)處方組成是聚山梨醇20、聚乙二醇4000、一水檸檬酸、磷酸氫二鈉、一水磷酸二氫鈉、氫氧化鈉和注射用水)。
棕擱酸帕利哌酮注射液(善思達(dá)@)之所以做成如此復(fù)雜的長效制劑除了藥物本身理化性質(zhì)外，還有藥物經(jīng)濟(jì)學(xué)的考慮：(1)帕利哌酮分子本身半衰期很短，不能做成普通口服制劑；(2)帕利哌酮緩釋片的口服絕對生物利用度低(28％左右)；(3)棕擱酸帕利哌酮盡管半衰期有效延長，但水溶性很差；(4)納米晶技術(shù)，尤其是靠納米晶的不同粒徑分布結(jié)合難溶性達(dá)到緩釋的目的，是一項(xiàng)技術(shù)含量很高的專有技術(shù)，難以仿制；(5)盡管棕擱酸帕利哌酮注射液(善思達(dá)@)有藥物進(jìn)入血管可能形成血栓的潛在風(fēng)險，但由于精神病人用藥的特殊性，該產(chǎn)品還是收益遠(yuǎn)大于風(fēng)險。
聚乙二醇(peg)是美國fda批準(zhǔn)的少數(shù)幾個可用于靜脈給藥的合成聚合物之一，peg修飾技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)新型給藥技術(shù)，主要應(yīng)用于注射給藥系統(tǒng)。
針對帕利哌酮存在的上述問題，利用帕利哌酮中的羥基，通過聚乙二醇修飾技術(shù)制備帕利哌酮聚乙二醇綴合前藥，使其在明顯增加水溶性的同時，也顯著延長了帕利哌酮的半衰期。聚乙二醇帕利哌酮可以做成水溶性注射劑，注射進(jìn)入體內(nèi)后，可按設(shè)計要求在體內(nèi)以一定的水解速度釋放出帕利哌酮，產(chǎn)生精神分裂癥急性期和維持期的治療效應(yīng)，既能達(dá)到棕擱酸帕利哌酮注射液(善思達(dá)@)的長效、緩釋效果，又避免了其生產(chǎn)成本高、使用不方便的缺點(diǎn)，降低患者的醫(yī)療費(fèi)用，提高用藥依順性。聚乙二醇帕利哌酮做成凍干、注射液所需的輔料相對較少，處方組成簡單，避免使用表面活性劑(增溶作用)聚山梨醇20，減少不良反應(yīng)；制備工藝易于國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)，避免采用納米結(jié)晶技術(shù)及特殊的生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)成本大幅度降低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種新的帕利哌酮前藥，即帕利哌酮聚乙二醇綴合前藥(peg-帕利哌酮)以及制備方法。與帕利哌酮和棕櫚酸帕利哌酮相比，它大大增加了水溶性，在體內(nèi)分解為活性的帕利哌酮，發(fā)揮藥效，并且通過設(shè)計，可以使之成為1天、1周、2周、1個月甚至更長時間注射一次的具有緩釋作用的新型藥物。
帕利哌酮聚乙二醇綴合前藥(peg-帕利哌酮)具有如下結(jié)構(gòu)：
單臂：
雙臂：
四臂：
上述前藥結(jié)構(gòu)中，單臂、雙臂peg-帕利哌酮中n是20～500的整數(shù)，代表聚乙二醇的聚合度。(aa)w、(aa)v代表相同或不同的氨基酸或氨基酸縮合形成的小分子寡肽，作為連接基團(tuán)。w、v是0-12的整數(shù)，代表氨基酸數(shù)量，優(yōu)選w、v是1。
上述前藥結(jié)構(gòu)中，四臂peg-帕利哌酮中a、b、c、d是10～200的整數(shù)，代表聚乙二醇的聚合度。(aa)w、(aa)v、(aa)x、(aa)y代表相同或不同的氨基酸或氨基酸縮合形成的小分子寡肽，作為連接基團(tuán)。w、v、x、y是0-12的整數(shù)，代表氨基酸數(shù)量，優(yōu)選w、v、x、y是1。
peg-帕利哌酮通過一定的技術(shù)手段合成，舉例以下結(jié)構(gòu)：
單臂：
雙臂：
四臂：
本發(fā)明舉例peg-帕利哌酮結(jié)構(gòu)式，有單臂、雙臂、四臂，如上所示(包括但不限于如上的結(jié)構(gòu))，為便于理解，本發(fā)明實(shí)施例合成了雙臂peg-帕利哌酮和四臂peg-帕利哌酮及四臂peg-甘氨酸帕利哌酮。
peg-帕利哌酮的制備：帕利哌酮與聚乙二醇乙酸直接縮合反應(yīng)成酯。
peg-甘氨酸帕利哌酮：帕利哌酮與甘氨酸反應(yīng)成酯，然后帕利哌酮甘氨酸酯再與聚乙二醇乙酸結(jié)合。
本發(fā)明的另一個方面，提供了包含peg-帕利哌酮或者藥學(xué)上可接受的藥物組合物，在一些實(shí)施方案中，藥物組合物可以構(gòu)成注射液、凍干粉針、皮下注射劑、植入劑等。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于制備的peg-帕利哌酮相對于棕櫚酸帕利哌酮，具有良好的溶解性能、穩(wěn)定性和較長的體內(nèi)半衰期，實(shí)現(xiàn)了長效緩釋的目標(biāo)，同時避免了納米晶技術(shù)的困擾和懸浮乳劑的潛在制劑風(fēng)險。
本發(fā)明的另一個方面，提供了peg-帕利哌酮或與藥用輔料組成的藥學(xué)上可接受的制劑形式，應(yīng)用于精神分裂癥急性期和維持期的治療。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用來說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明。
實(shí)施例1(雙臂peg-帕利哌酮的制備)：
將雙臂聚乙二醇乙酸(平均分子量2000，分布系數(shù)<1.05)20.0g(10.0mmol)，二環(huán)己基碳二亞胺(dcc)4.9g(24.0mmol)，在室溫下溶于200ml無水二氯甲烷中，攪拌，加入帕利哌酮9.4g(22.0mmol)和0.12g(1.0mmol)dmap,常溫反應(yīng)16h，濾除不溶物，將溶劑旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去，添加100ml異丙醇(ipa)重結(jié)晶，過濾，產(chǎn)物真空干燥，得雙臂聚乙二醇-帕利哌酮酯16.7g。
1h-nmr(400mhz，cdcl3)δ：7.75-7.68(m，2h)，7.25-7.21(m，2h)，7.07-7.01(m，2h)，5.80(t，j＝5.4hz，2h)，4.22(s，4h)，4.06-3.72(m，4h)，3.77-3.72(m，4h)3.65-3.58(m，188h)，3.33-3.23(m，4h)，3.18-3.10(m，2h)，2.86-2.78(m，4h)，2.72-2.63(m，4h)，2.55-2.36(m，4h)，2.30-1.92(m，22h)。
實(shí)施例2(四臂peg-帕利哌酮的制備)：
將四臂聚乙二醇乙酸(平均分子量20000，分布系數(shù)<1.05)20.0g(1.0mmol)，1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(edci)0.92g(4.8mmol)，在室溫下溶于200ml無水二氯甲烷中，攪拌，加入帕利哌酮1.88g(4.4mmol)和0.01g(0.1mmol)dmap,常溫反應(yīng)16h，濾除不溶物，將溶劑旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去，添加100ml異丙醇(ipa)重結(jié)晶，過濾，產(chǎn)物真空干燥，得四臂聚乙二醇-帕利哌酮酯15.8g。
1h-nmr(400mhz，cdcl3)δ：7.63-7.59(m，4h)，7.25-7.21(m，4h)，7.20-7.11(m，4h)，4.58-4.50(m，8h)，4.25(s，8h)，4.16-4.08(m，8h)，3.93-3.02(m，1830h)，3.01-2.87(m，8h)，2.50-2.48(m，8h)，2.38-2.05(m，44h)，1.90-1.73(m，8h)。
實(shí)施例3(四臂peg-甘氨酸帕利哌酮的制備)：
四臂聚乙二醇-乙酸(平均分子量20000,分布系數(shù)<1.04)20.0g(1.0mmol)、帕利哌酮-甘氨酸酯3.88g(8.0mmol)、4-二甲氨基吡啶(dmap)0.98g(8.0mmol)、1-羥基苯并三唑(hobt)1.08g(8.0mmol)，溶于200ml二氯甲烷中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下滴加二環(huán)己基碳二亞胺(dcc)1.65g(8.0mmol)的二氯甲烷(16ml)溶液,滴畢,氮?dú)獗Ｗo(hù)反應(yīng)過夜。過濾除去固體物質(zhì)，多余溶劑旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去，殘余物添加200ml異丙醇(ipa)重結(jié)晶，過濾，產(chǎn)品經(jīng)真空干燥，得到四臂聚乙二醇-甘氨酸-帕利哌酮17.2g。
1h-nmr(400mhz，cdcl3)δ：7.74-7.65(m，4h)，7.21-7.15(m，4h)，7.12-7.05(m，4h)，4.58-4.52(m，8h)，4.40-4.35(m，8h)，4.16(s，8h)，3.93-3.05(m，1852h)，3.12-2.78(m，8h)，2.55-2.43(m，8h)，2.32-2.03(m，44h)，1.92-1.78(m，8h)。
試驗(yàn)1：peg-帕利哌酮與棕櫚酸帕利哌酮的溶解度比較試驗(yàn)
根據(jù)2015版《中國藥典》，對實(shí)施例進(jìn)行溶解性的考察：精確稱取樣品(實(shí)施例的產(chǎn)物)和帕利哌酮、棕櫚酸帕利哌酮各適量，分別加入一定量純化水后，每隔5min強(qiáng)力振搖30s，并進(jìn)行觀察，若30min內(nèi)無肉眼可見溶質(zhì)顆粒即視為完全溶解，結(jié)果見表1。
表1、peg-帕利哌酮與帕利哌酮的溶解度比較試驗(yàn)結(jié)果
從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，本發(fā)明的帕利哌酮聚乙二醇綴合物水中易溶，相對帕利哌酮和棕櫚酸來說，水溶性明顯增加。
試驗(yàn)2：注射用peg-帕利哌酮的穩(wěn)定性試驗(yàn)
將樣品(實(shí)施例1、2、3的產(chǎn)物)溶于水中，配制成濃度為2mg/ml(以帕利哌酮計)的水溶液，加入甘露醇適量，用0.22微米濾膜過濾，濾液分裝于10ml西林瓶中(5ml/支)，冷凍干燥，壓蓋，得實(shí)施例4、5、6。凍干后的樣品分別在光照、高溫條件下放置10天，加速條件(溫度40℃，濕度75％)放置6月，參照帕利哌酮原料的檢測方法，利用高效液相色譜儀檢測是否有游離的帕利哌酮，結(jié)果表2。
儀器：島津lc-16高效液相色譜儀
檢測波長：275nm
柱溫：35℃
流速：1.2ml/min
流動相：
流動性a:0.01mol/l醋酸胺溶液1000ml加入1ml甲酸；流動相b：取700ml乙腈，加入300ml異丙醇，加1ml甲酸。流動相a：b＝25：75
稀釋溶劑：四氫呋喃-二甲基甲酰胺＝5:95
表2、注射用peg-帕利哌酮穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果---游離帕利哌酮量(％)
由上述試驗(yàn)可知，注射用peg-帕利哌酮加速6個月，出現(xiàn)游離帕利哌酮的跡象，但是不影響產(chǎn)品的質(zhì)量(溶液的澄清度)及臨床的安全性。
試驗(yàn)3注射用peg-帕利哌酮與善思達(dá)的水解試驗(yàn)比較
分別用實(shí)施例4、5、6樣品和棕櫚酸帕利哌酮注射液(善思達(dá)，對比實(shí)例)做對比試驗(yàn)：
1)取實(shí)施例4、5、6樣品和善思達(dá)，分別制備6份，取適量(相當(dāng)于10mg帕利哌酮/容量瓶)置于25ml容量瓶中；
2)上述所有樣品加10ml0.0025mol/l的氫氧化鈉(0.01％)水溶液溶解，在40℃水解0、5、10、30、60、90、150min后加入2ml0.02mol/l的鹽酸水溶液終止水解，加溶劑(四氫呋喃-二甲基甲酰胺＝5:95)稀釋至刻度，搖勻；
3)用hplc測定水解產(chǎn)物-帕利哌酮，檢測方法同試驗(yàn)2。
表3、不同樣品水解試驗(yàn)結(jié)果
由上述試驗(yàn)可知，注射用peg-帕利哌酮在一定環(huán)境下可以進(jìn)行水解，釋放出有效成分帕利哌酮，而善思達(dá)的水解速度明顯慢于實(shí)施例4、5、6，分析原因?yàn)槎叩乃鈾C(jī)理存在一定的差別，實(shí)施例為聚乙二醇帕利哌酮直接水解，而善思達(dá)是通過棕櫚酸帕利哌酮的粒度大小先進(jìn)行溶解，再進(jìn)行水解釋放帕利哌酮?？傊?，通過將帕利哌酮進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾--聚乙二醇化，可以按照一定的要求控制其水解速度，從而達(dá)到緩慢釋放的效果，使之有望成為每周1次甚至每月1次的注射液。