多肽及相關(guān)化合物的透皮給藥系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[00011本申請是第200680056334.4號中國發(fā)明專利申請的分案申請。原申請的申請日為 2006年11月08日，發(fā)明名稱為"多肽及相關(guān)化合物的透皮給藥系統(tǒng)"。
技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及多肽及相關(guān)化合物的透皮給藥系統(tǒng)，通過將多肽轉(zhuǎn)化為帶正電荷的水溶性 前藥，以及這些前藥在治療人或動物的多肽及相關(guān)化合物可治療的狀態(tài)中的治療用途。具 體地說，本發(fā)明使多肽及相關(guān)化合物可快速穿透皮膚，并使它們可以經(jīng)透皮給藥。
【背景技術(shù)】
[0002] 所有的多肽都是聚合體，通過結(jié)合而構(gòu)成多肽的單體是氨基酸。含有2-50個氨基 酸殘基的肽鏈被總稱為多肽。如果肽鏈有超過50個氨基酸殘基，則被稱為蛋白質(zhì)。多肽在所 有生命體中都發(fā)揮極其多樣的作用。多肽類激素是最大的一類激素。不斷地有新的多肽激 素被發(fā)現(xiàn)和合成。它們在生命控制過程中起著非常重要的作用。給小鼠注射1納克的促甲狀 腺激素釋放激素可以提高甲狀腺從血液中對碘化物的攝取(R. L. Ki s 1 iuk，Princ i p 1 es 〇f Medicinal Chemistry，4thEd .，W.0.Foye，et al. Eds ·，Will iams&Wi 1 kins，4thEd · 1995， p.606)。促吞素(Tuftsin，Thr-Lys-Pr〇-Arg)可刺激菌作用并促進抗體依賴的細胞毒 作用（V.A.Naj jar，Mol .Cell .Biochem.41,1，1981)，蛋氨酸腦啡肽（Tyr-Gly-Gly-Phe-Met) 分離自腦和小腸，其作用與嗎啡相同，因其結(jié)合相同的受體且具有鎮(zhèn)痛作用（J.R.Jaffe and ff.R.Martin,in Pharmacological Basis of Therapeutics，A.G.Gilman，et al·， Eds.，New York，Pergamon ?『688，1990，卩.481)。催產(chǎn)素（？161^6 6七&1·， J.Biol.Chem. 199,929，1952)、加壓素（Kamm et al ·，J.Am. Chem. Soc .50,573,1928)、血管 緊張素（J.C.Garrison and M.J.Peach ,in Pharmacological Basis of Therapeutics， A.G.Gilman，et al.，Eds.，New York，Pergamon ?代88，1990，卩.749)、胃泌激素（卩.〇上1118〇11 and B.E.B. Sandberg,Annu,Rep.Med.Chem. , j_8,31,1983)、生長激素抑制素（A. V. Schally， et al ·，Annu.Rev.Biochem. ,￡7,89,1978)、強啡肽（M.G.Weisskopf，et al ·，Nature ,362， 423，1993)、內(nèi)皮素（A. M .Doherty，J. Med .Chem.，逆，1493,1992)、分泌素（E.Jorper， Gastroenterology,55,157，1968)、降|丐素（]\1.￥丄.1^7,6七&1· ,Biotechnology64, 1993)、胰島素(F. Sanger，Br .Med. Bull.，也，183,1960)，以及其它許多激素都是多肽，其結(jié) 構(gòu)已知并已用于多種疾病的治療中。
[0003] 但是，多肽及相關(guān)化合物會被蛋白分解酶迅速分解。多肽在口服時，幾分鐘內(nèi)就會 被破壞。注射多肽給藥時會產(chǎn)生疼痛，很多時候為治療慢性病要經(jīng)常到醫(yī)院注射，花費也增 加。
[0004] -種可以替代的給藥方式就是外用給藥。外用給藥有幾大優(yōu)點。這種方法可以避 免因肝臟和胃腸道的首過效應(yīng)引起的藥物失活。它不需系統(tǒng)藥物暴露的情況下將藥物局部 傳遞至目的作用位點并達到適當?shù)木植繚舛?。Fi shman(Fi shman; Robert，美國專利號7， 052,715)指出伴隨口服用藥產(chǎn)生的另一問題是，為了有效治療遠端位置的疼痛或炎癥，血 液循環(huán)中的藥物濃度必須達到很高。這些濃度往往遠高于假設(shè)藥物能直接靶向作用于疼痛 或受傷部位的實際所需。YeageH式圖通過滲透促進劑給藥PGEi用于治療男性勃起功能障 礙(Yeager，James L.美國專利號6,693，135)。Susan Milosovich等設(shè)計并合成了4_二甲基 氨基丁酸睪酮酯鹽酸鹽(TSBH)，其具有一脂溶性的部分和一個在生理pH下以質(zhì)子化形式存 在的三級胺結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)這個前藥（TSBH)透過人體皮膚的速度是母藥（TS)的近60倍 [Susan Milosovich,et al.,J.Pharm.Sci.,82,227(1993)]〇

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 技術(shù)問題
[0006] 多肽在生命體內(nèi)扮演著極其多樣的作用，并且被用于治療多種疾病。
[0007] 但是，多肽及相關(guān)化合物會被蛋白水解酶迅速水解。多肽在口服時，它們在幾分鐘 內(nèi)就會被破壞。注射多肽給藥時會產(chǎn)生疼痛，很多時候為治療慢性病要經(jīng)常到醫(yī)院注射，花 費也增加。
[0008] 解決方案
[0009] 本發(fā)明涉及新型的帶有正電荷的多肽及相關(guān)化合物的制備以及它們的治療用途。 這些多肽及相關(guān)化合物的前藥具有通式(1) "結(jié)構(gòu)式Γ所表示的結(jié)構(gòu)：
[0010]
[0011 ]其中，X代表〇，s或NH; XiSXn代表⑶，SO，S〇2，P0(OR)，N0，或無；Zn或Znl代表Η，CH3， C2H5，C3H7，CF3，C2F 5或C3F7;心代表氨基酸的任一脂肪族側(cè)鏈，氨基酸的任一含有羥基或硫原 子的側(cè)鏈，氨基酸的任一含有芳基的側(cè)鏈，氨基酸的任一含有氨基、咪唑基或胍基的側(cè)鏈， 或氨基酸的任一含有羧基或酰胺基的側(cè)鏈，H，任一 1-12個碳原子的烷基、1-12個碳原子的 烷氧基、1-12個碳原子的烯基、1-12個碳原子的炔基，芳基或雜芳基，或者無;Y xl，Yx2或￥"代 表Η，任一 1-12個碳原子的烷基、1-12個碳原子的烷氧基、1-12個碳原子的烯基、1-12個碳原 子的炔基，芳基或雜芳基，或以下基團，
[0012]
[0013 ] a兒；lVXi，孤，1VX,，認対，iVXS Wvxn代表Η，0,任一卜12個碳原子的烷基、卜I2個碳原子 的烷氧基、1-12個碳原子的烯基、1-12個碳原子的炔基，芳基或雜芳基，或無;代表cr， Br-，F(xiàn)-，I-，AcO-，檸檬酸根或其它任何負離子;n = 0，l，2,3,4,5,6,7,8,9，10……；所有R，_ (CH2)n-或_(CH2)m-基團可以是支鏈或直鏈，可以包含(：，!1，0,3或~原子，可以有單鍵、雙鍵和 三鍵。任何CH2基團可以被0，S或NH取代。多肽序列中的一個或多個氨基酸殘基可以被非天 然氨基酸，如，氨基酸、2-萘基丙氨酸，以及任一烷基、烷氧基、烯基或炔基、芳基或雜芳基 取代。多肽鏈上氨基酸的氨基和羧基可以通過內(nèi)酰胺橋形成均環(huán)肽（homodetic cyclic peptides)。半胱氨酸、同型半胱氨酸或其它氨基酸上的巰基可以通過二硫鍵橋形成雜環(huán)肽 (heterodetic cyclic peptides)。
[0014] 設(shè)計多肽及相關(guān)化合物的這些前藥有以下幾個原則：1、前藥分子中必須有一個親 脂性的部分和一個在生理pH值時以質(zhì)子化形式存在的一級胺、二級胺或三級胺的結(jié)構(gòu)、胍 基、或單保護的胍基團（親水性部分）。2、每個多肽前藥應(yīng)該只能有一個或兩個(最好是一 個)在生理pH值時以質(zhì)子化形式存在的一級胺、二級胺或三級胺基團、胍基、或單保護的胍 基團（親水性部分）。3、一級胺、二級胺或三級胺、胍、或單保護的胍基團可以在多肽的N端、C 端或側(cè)鏈。N端或C端是優(yōu)選的位置。4、羧基、氨基、胍基或其它親水性基團可以用烷基、芳基 或雜芳基以酯鍵或者酰胺鍵形式保護起來以提高多肽的脂溶性。
[0015] 以下是這些前藥的一些例子：
[0019]其中，R 代表 H，支鏈或直鏈，-(CH2)n-，其中，n = 0，l，2,3,4,5,6,7,8,9，10……；芳 基或雜芳基；)(4、父5、父6、父7、父8或父9代表邙，302，卩0(01〇，吣或無;1? 1，1?2，1?3，1?4，1^，1?6，1?7，1?8或1?9 代表H，0,任一 1-12個碳原子的烷基、1-12個碳原子的烷氧基、1-12個碳原子的烯基、1-12個 碳原子的炔基，芳基或者雜芳基;代表Cr，Br'F，Γ，Ac(T，檸檬酸根或其它任何負離子;η = 0，l，2,3,4,5,6,7,8,9，10;Ar代表苯基、萘基，4-碘苯基，或其它芳基或者雜芳基;所 有R，-(CH 2)n-或_(CH2)m-基團可以是支鏈或直鏈，可以包含(：，!1，0,3或~原子，可以有單鍵、 雙鍵和三鍵;任何CH 2基團可以被0，S或NH取代。
[0021]
[0022]
[0023] 約籾尤化定銓過朐肖迫淚1七樂猶迚定兵他坯仕吸嘆，邵面安以力、卞的形A牙過屏 障膜。藥物需首先溶解，且如果藥物具有理想的生物藥學特性，它會通過高濃度的區(qū)域到低 濃度的區(qū)域，跨過細胞膜進入血液或全身循環(huán)系統(tǒng)。所有的生物膜含有脂類作為主要成份。 生物膜結(jié)構(gòu)中起主導作用的分子都具有含有磷酸鹽的高極性的頭部結(jié)構(gòu)，并且，在大多數(shù) 情況下，兩條高度疏水的碳氫尾鏈。生物膜具有雙層結(jié)構(gòu)，親水的頭部結(jié)構(gòu)面向兩側(cè)的水相 區(qū)域。非常親水的藥物(大多數(shù)的多肽)無法通過穿過生物膜的疏水層而非常疏水性的藥物 因相似相容的原因作為生物膜的一部分停留其中，從而不能有效進入內(nèi)部的細胞質(zhì)。
[0024]本發(fā)明的目的是通過提高多肽及相關(guān)化合物穿過生物膜和皮膚屏障的速度，使其 可通過透皮的方式給藥(外用給藥）。這些多肽及相關(guān)化合物的新型前藥在結(jié)構(gòu)上有兩個共 性:它們都有一個親脂性部分(該親脂性部分可通過親脂性的醇形成從而保護羧基，以及通 過親脂性的酸形成從而保護氨基、羥基或胍基或多肽上的其它親水基團）和一個在生理pH 值時以質(zhì)子化形式存在的一級胺、二級胺或三級胺的結(jié)構(gòu)，胍基，或單保護的胍基(親水性 部分）。這樣的水溶-油溶的平衡是藥物能有效穿過生物膜必需的條件[Susan Milosovich， et al.J.Pharm.Sci.，82,227(1993)]。帶有正電荷的氨基大大提高了藥物在水中的溶解 度，親脂性部分可以幫助前藥進入親脂性的生物膜和皮膚屏障。當這些新型的前藥以溶液、 噴霧、乳液、軟膏、乳膠或凝膠等劑型透皮給藥時，它們能迅速地溶解在皮膚表面的水分中。 這些前藥分子中氨基上的正電荷會與細胞膜的磷酸鹽端基的負電荷鍵合。因此，這些前藥 在生物膜外側(cè)的局部濃度很高從而有助于這些前藥通過高濃度區(qū)域到低濃度的區(qū)域。當這 些前藥分子進入到生物膜以后，親水性部分會推動前藥進入細胞質(zhì)，一種半液態(tài)的濃縮水 溶液或懇浮液。某些前藥通過人體皮膚中的穿透速度在體外通過改進的Franz池測量，其中 人體皮膚分離自大腿部位