iRGD-抗癌藥物偶聯(lián)物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于抗腫瘤藥物領(lǐng)域，具體涉及iRGD-抗癌藥物偶聯(lián)物及其制備方法和應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 化學(xué)療法，簡(jiǎn)稱化療，是一種利用化學(xué)藥物治療腫瘤的手段，和手術(shù)、放療一起，并 稱為癌癥的3大治療手段，但由于化療藥物沒(méi)有明顯的靶向性，在殺滅癌細(xì)胞的同時(shí)，也會(huì) 對(duì)正常細(xì)胞產(chǎn)生損傷，導(dǎo)致其副作用十分顯著。
[0003] 抗體藥物偶聯(lián)物（antibody-drugconjugates,ADCs)由藥物分子、抗體以及兩者 之間的鏈接分子3部分組成。由于其良好的靶向性、抗癌活性及較低的系統(tǒng)性毒性，ADC藥 物成為了腫瘤治療研究的熱點(diǎn)。ADC藥物以大分子的抗體作為載體，利用抗體特異性識(shí)別 腫瘤細(xì)胞表面抗原的特性，引導(dǎo)藥物到達(dá)癌細(xì)胞表面，通過(guò)胞吞作用后藥物進(jìn)入細(xì)胞，并在 細(xì)胞內(nèi)低pH值環(huán)境或溶酶體蛋白酶的作用下發(fā)生化學(xué)鍵的斷裂，釋放出細(xì)胞毒藥物，從而 達(dá)到專一性殺死癌細(xì)胞而不損傷正常組織細(xì)胞的作用。然而，抗體雖然靶向性強(qiáng)，但由于其 相對(duì)分子量大，難以有效穿透實(shí)體瘤，對(duì)腫瘤的治療效果有限。此外，抗體制備困難，成本昂 貴，特異性偶聯(lián)細(xì)胞毒性分子更提高了制備成本?？贵w偶聯(lián)藥物后可能導(dǎo)致抗體產(chǎn)生免疫 原性使ADC藥物的臨床應(yīng)用受到限制。因此利用小分子或者多肽片段作為識(shí)別腫瘤細(xì)胞表 面抗原的分子，同時(shí)偶聯(lián)具有細(xì)胞毒性的藥物構(gòu)建類似于ADC結(jié)構(gòu)的小分子藥物具有非常 顯著的臨床實(shí)用價(jià)值。
[0004] iRGD是一種具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的穿膜肽，分子量較小，且具有較高的水溶性，其序 列為CRGDK/RGPD/EC，其中的RGD序列具有整合素靶向的功能，能夠靶向到整合素表達(dá) 較高的腫瘤血管及組織，而經(jīng)過(guò)腫瘤附近特定酶切割之后的殘基片段，則能夠與腫瘤表 面的神經(jīng)菌毛素（NRP-1)相互作用，介導(dǎo)發(fā)生細(xì)胞膜穿透效應(yīng)（SugaharaKN，Teesalu T,KarmaliPP,KotamrajuVR,AgemyL，Girard0M，etal.Tissue-PenetratingDelivery ofCompoundsandNanoparticlesintoTumors.Cancercell. 2009 ；16:510)〇 因 此，iRGD這種多功能的多肽受到廣泛的關(guān)注和研究。與直接用紫杉醇納米粒相比，與 iRGD聯(lián)用后的納米粒藥物到達(dá)腫瘤部位的藥量提高了 12倍（SugaharaKN，Teesalu T，KarmaliPP,KotamrajuVR,AgemyL,GreenwaldDR,etal.Coadministrationofa tumor-penetratingpeptideenhancestheefficacyofcancerdrugs.Science. 2010 ； 328:1031)〇
[0005] 喜樹(shù)堿（CPT)是從中國(guó)珙桐科植物喜樹(shù)中提取出的一種吲哚類生物堿，是一種拓 撲異構(gòu)酶I(TopoI)特異性抑制劑。CPT可抑制由TopoI介導(dǎo)的DNA斷裂和重新連接反應(yīng)， 導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞凋亡（HsiangYH，HertzbergR，HechtS,LiuLF.Camptothecin InducesProtein-LinkedDNABreaksViaMammalianDNATopoisomerase-I.Journalof BiologicalChemistry. 1985 ;260:4873)D喜樹(shù)堿對(duì)許多實(shí)體瘤具有較好的抗腫瘤活性，臨 床上可用于多種癌癥的治療，包括腸癌、肺癌、淋巴癌等。
[0006] 現(xiàn)已開(kāi)發(fā)上市的喜樹(shù)堿類藥物主要有拓?fù)涮婵怠⒁亮⑻婵担–PT-11)、羥基喜樹(shù)堿 等。其中CPT-11在體內(nèi)代謝產(chǎn)生7-乙基-10-羥基喜樹(shù)堿（SN38)。SN38的體外抗腫瘤細(xì) 胞活性是CPT-11的100-1000倍。直接利用SN38分子，可避開(kāi)CPT-11體內(nèi)酶解釋放SN38 效率低（〈8%)的問(wèn)題，有望提高藥物的生物利用率和抗腫瘤效果。但是SN38的水溶性很 差，使其在臨床上的應(yīng)用受限。
[0007] 喜樹(shù)堿和SN38的結(jié)構(gòu)式分別為：
[0008]
[0009] 目前，人們開(kāi)發(fā)了一系列喜樹(shù)堿類藥物的衍生物或新劑型來(lái)克服其水溶性問(wèn)題， 如通過(guò)化學(xué)偶聯(lián)，在SN38的C10位羥基引入水溶性基團(tuán)，得到水溶性較大的SN38衍生物， 但是這些技術(shù)只能提高藥物的水溶性，并不能改善藥物的靶向性差的問(wèn)題。通過(guò)偶聯(lián)一些 具有腫瘤細(xì)胞靶向性的水溶性小分子多肽，如iRGD，制備喜樹(shù)堿類抗癌藥物，不僅能夠解決 藥物的溶解性問(wèn)題，而且能賦予藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞的靶向能力，具有良好的市場(chǎng)前景與臨床 應(yīng)用價(jià)值。
[0010] 除喜樹(shù)堿類抗腫瘤藥物外，紫杉烷類藥物如紫杉醇（paclitaxel，PTX)、多烯紫杉 醇（docetaxel，DTX)和卡巴他賽（cabataxel)也是目前臨床上使用最廣泛的抗腫瘤藥物。 DTX是從歐洲紅豆杉提取到的非細(xì)胞毒性前體化合物10-脫?；鶟{果赤霉素II經(jīng)半合成得 到的，1998年獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市。多烯紫杉醇對(duì)乳腺癌、非小細(xì)胞肺癌等癌癥具有明顯的 治療效果。但由于紫杉烷類藥物的水溶性差（約1~10μg/mL)，臨床應(yīng)用受到了極大的影 響。
[0011] DTX的結(jié)構(gòu)式為：
[0012]
[0013] 目前尚未見(jiàn)有將iRGD與喜樹(shù)堿類、紫杉醇類抗腫瘤藥物聯(lián)用的相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明提供了一種iRGD-抗腫瘤藥物偶聯(lián)物，提高了抗腫瘤藥物在水中的溶解 性，擴(kuò)大藥物的臨床應(yīng)用范圍，并有效提高抗腫瘤藥物的靶向性及抗腫瘤效果。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種iRGD-抗腫瘤藥物偶聯(lián)物的制備方法，該方法步驟簡(jiǎn)單，可 工業(yè)化大批量生產(chǎn)。
[0016] 本發(fā)明還提供了一種iRGD-抗腫瘤藥物偶聯(lián)物在制備抗癌藥物中的應(yīng)用。使用本 發(fā)明的抗癌藥物，能夠顯著提高藥物的生物利用度和減小藥物對(duì)正常組織和細(xì)胞產(chǎn)生毒副 作用。另一方面，iRGD具有靶向穿透性，可增強(qiáng)藥物靶向腫瘤細(xì)胞的能力，在臨床用藥時(shí) 可望降低對(duì)正常細(xì)胞的殺傷力。
[0017] -種iRGD-抗癌藥物偶聯(lián)物，是由抗腫瘤藥物通過(guò)化學(xué)鍵與iRGD連接而成，結(jié)構(gòu) 式如式（I):
[0018] (1):
[0019] 其中，&為喜樹(shù)堿類和紫杉醇類抗腫瘤藥物前體，L為連接橋。
[0020] 上述技術(shù)方案中，所述化學(xué)鍵為可斷裂的雙硫鍵。
[0021] 作為優(yōu)選，所述抗腫瘤藥物前體選自喜樹(shù)堿類抗腫瘤藥物和紫杉醇類抗腫瘤藥 物。進(jìn)一步優(yōu)選為喜樹(shù)堿、SN38、多烯紫杉醇等。
[0022] 作為優(yōu)選，所述連接橋?yàn)槿缦滤窘Y(jié)構(gòu)：
[0023]
[0024] 作為優(yōu)選，所述iRGD-抗癌藥物偶聯(lián)物的結(jié)構(gòu)為式（1-1)~（1-3)所示化合物之
[0025]
[0026]

'(1-31.
[0027] 采用上述技術(shù)方案，iRGD通過(guò)雙硫鍵與抗腫瘤藥物偶聯(lián)（1-1)~（1-3)。雙硫鍵 在循環(huán)系統(tǒng)中穩(wěn)定，在胞內(nèi)還原條件下被分解，可直接釋放出抗癌藥物，顯著提高藥物的生 物利用度，避免藥物在非腫瘤部位釋放，減小藥物對(duì)正常組織和細(xì)胞產(chǎn)生毒副作用。
[0028] 本發(fā)明還提供了一種上述iRGD-抗癌藥物偶聯(lián)物的制備方法，包括：抗腫瘤藥物 前體與連接橋化合物反應(yīng)，然后再與iRGD反應(yīng)制備得到所述的iRGD-抗癌藥物偶聯(lián)物。
[0029] 作為優(yōu)選，所述連接橋化合物為：
[0030]
[0031] 對(duì)于有競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)的抗腫瘤藥物前體，可選擇適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)劑對(duì)不需要反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)基 團(tuán)進(jìn)行保護(hù)，作為進(jìn)一步優(yōu)選，在抗腫瘤藥物前體與連接橋化合物反應(yīng)前利用保護(hù)基先對(duì) 抗腫瘤藥物前體中的特定羥基保護(hù)，在與iRGD反應(yīng)前將保護(hù)基脫除。
[0032] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，上述制備方法包括：
[0033] (1)可選擇的，對(duì)抗腫瘤藥物前體的特定基團(tuán)進(jìn)行保護(hù)基保護(hù)；例如對(duì)于7-乙 基-10-羥基喜樹(shù)喊，需要在7-乙基-10-羥基喜樹(shù)喊的C10位羥基上引入保護(hù)基，避免其 參與步驟⑵和（3)的反應(yīng)；
[0034] (2)將不需要保護(hù)基保護(hù)的抗腫瘤藥物前體或步驟（1)產(chǎn)物與三光氣在二甲基氨 基吡啶的催化作用下，制得對(duì)應(yīng)的衍生物；對(duì)于不需要保護(hù)基保護(hù)的抗腫瘤藥物前體，可 以直接進(jìn)入該步驟，例如對(duì)于喜樹(shù)堿、多烯紫杉醇等；
[0035] (3)將步驟（2)產(chǎn)物與式（b)所示的化合物反應(yīng)，得到接上連接橋的化合物；
[0036]
[0037] (4)可選擇的，脫去步驟（3)產(chǎn)物中的保護(hù)基；
[0038] (5)步驟（3)不需要脫保護(hù)基產(chǎn)物或步驟（4)產(chǎn)物與iRGD反應(yīng)，獲得式（I)所示 的化合物。
[0039] 作為優(yōu)選，步驟（1)中采用的保護(hù)劑為二碳酸二叔丁酯；所述抗腫瘤藥物前體選 自喜樹(shù)堿類抗腫瘤藥物和紫杉醇類抗腫瘤藥物。進(jìn)一步優(yōu)選為喜樹(shù)堿、SN38、多烯紫杉醇 等。
[0040] 下面分別針對(duì)具體的化合物，進(jìn)一步說(shuō)明其制備方法：
[0041] 1、式（1-1)所示的iRGD-SN38偶聯(lián)物的制備方法，包括：
[0042] (1)在7_乙基-10-羥基喜樹(shù)喊的C10位羥基上引入保護(hù)基；
[0043] (2)將步驟（1)產(chǎn)物與三光氣在二甲基氨基吡啶的