CN101555212B

CN101555212B - 能输送生物活性物质的合成小分子化合物及其应用

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Publication number: CN101555212B
Application number: CN2009100434940A
Authority: CN
Inventors: 邢东霞; 戴立忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Shengxiang Shanghai Gene Technology Co ltd
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2029-05-22
Also published as: CN101555212A

Abstract

具有输送生物活性物质能力的合成小分子化合物及其应用。本发明之小分子化合物或其任何一种可药用的盐具有如下通式：

其中，R₁为C₆-C₁₀芳环或C₂-C₉杂芳环；R₂为-(CH₂)_n-、C₃-C₆环烷基、-(CH₂)_n-C₆-C₁₀芳环或C₂-C₉杂芳环；R₃为羧酸基(COOH)，-CONHOH，四唑，OH，-SO3H。本发明之小分子化合物可将具有生物活性的物质有效通过口腔、结肠等途径输送至生物体内，实现对生物体给药，提高药物的稳定性，提高药物在胃肠道中的吸收率，还能将药物定向送达体内目标部位，并通过可生物降解聚合物的降解达到缓释长效目的。

Description

能输送生物活性物质的合成小分子化合物及其应用

技术领域

本发明涉及一种能将生物活性物质(包括化学合成活性物质)输送至生物体内的小分子化合物及其应用。

背景技术

具有生物活性的物质可通过数种途径输送到生物体内，但究竟何种方法可以达到输送目的往往受制于输送时的客观条件。

大多数具有生物活性的物质(如降钙素、干扰素、胰岛素、特殊的黏多糖、肝素、肝素类似物等)的临床常用给药途径为注射用溶液剂和冻干粉针剂，给药途径比较单一，且频繁给药，患者顺应性差。目前，此类物质口服给药的最大问题是机体的物理、化学和生物学屏障影响其递送。比如，蛋白质类药物是不可以采用口服方式给药的，这主要是因为这类药在经过消化道被吸收进入血循环以前，往往被强烈的胃酸水解或被胃肠道的多种消化酶所降解，从而失去生物活性。几乎所有天然多肽、蛋白质、多糖、磷脂和类脂等都在肠胃中降解成小单元而被肠道吸收。

因此，在设计具有生物活性的分子口服给药途径时就必需考虑这些客观条件，使用一些可行的方法来减少这类药在肠胃中的降解。

常用的方法是使用促渗剂，如表面活性剂、脂肪酸或胆盐，增加粘液层和上皮细胞层的通透性，扩大细胞间隙。最常用的口服吸收促进剂是胆盐和脂肪酸，也有人使用水杨酸钠。该类物质的最大缺点是无选择性地作用于脂质表面而可能使所有小肠内容物成分包括各种毒素和生物病原体进入血液，也有潜在的细胞膜溶解和局部炎症等毒性；几乎所有多肽药物和黏膜传递都需要促渗剂，其种类繁杂，存在问题是如何降低刺激作用以及长期使用是否影响上皮完整性，给黏膜造成直接损伤，故其在临床上的应用受到限制。

应用蛋白酶抑制剂可阻止胃肠消化酶对胰岛素等的破坏，常用的酶抑制剂有甘胆酸钠、卡莫司他甲磺酸盐、杆菌肽、抑肽酶、大豆胰酶抑制剂等，前3种效果较佳，主要影响蛋白酶集中的大肠段的吸收。但酶抑制剂在显著提高蛋白多肽类药物口服给药生物利用度的同时，也会带来很多不良反应。即使忽略其全身性不良反应，它还会对胃肠道内营养蛋白的消化吸收产生影响，对胃肠道蛋白酶的抑制作用产生反馈调节，从而刺激酶分泌，长期治疗还会导致脾脏肥大和增生；酶抑制剂在肠道内还易被稀释，因此使用量就必然加大，而使用量过大可导致各种系统的毒性反应。

通过调整紧密连接的通透性，可以提高大分子药物在细胞间隙的通过率，但结果表明，很多物质虽然能松弛紧密连接，显著提高药物在细胞间隙的透过性，却同时出现安全性问题。紧密连接一旦被打开，除了药物能够通过，一些在消化道中有毒或有害的蛋白也会通过。因为很多生物药均用于慢性病治疗，长期吸收有害蛋白是这一途径必须关注的问题。

对大分子药物的理化性质进行修饰，通过制备前药或类似物的方法，可以避免蛋白酶或消化道内其他酶对多肽蛋白类药物的降解。例如，亲脂化将药物与一个脂溶性化合物以共价或非共价的形式结合，增加多肽蛋白类药物的脂溶性，或与聚乙二醇(PEG)结合，会增加药物的水溶性，可保护药物免受消化系统蛋白酶的降解。前体药物的应用在很大程度上拓宽了蛋白多肽药物的应用范围，但修饰剂呈现多种聚合，选择性不够高，修饰后的药物Mr分布宽、活性低、稳定性有时不够理想成为突出问题；加之其结构复杂性和缺乏有效合成工艺，均是瓶颈。

利用转运-载体分子，将其与多肽蛋白药物结合，从而被消化道中内源性的细胞-转运系统所识别，可以提高多肽蛋白类药物的口服生物利用度，这种转运原理与细胞膜上的载体介导和受体调控性的细胞内吞作用有关，能够特异性地识别介导或内吞与大分子药物连接的配体，从而达到对大分子药物的跨膜转运。比如，将药物与某种二肽结合，这种二肽能被细胞膜上的肽-内流载体所识别介导，从而实现目标大分子的跨膜转运，使大分子药物的口服生物利用度提高。外排载体，比如P糖蛋白，能严重影响一些大分子药物，如多肽的口服吸收。因此，采用P糖蛋白抑制剂，可能会在一定程度上增加对P糖蛋白底物的口服吸收。不过，总体上讲，细胞膜载体的识别介导只能实现一些分子量相对较小的分子的跨膜转运。相反，受体调控的细胞内吞机制却基本不受分子大小的影响。

细胞穿透性多肽(CPP)可能是通过与目标物质进行杂合，从而帮助小分子、大分子、脂质体和纳米粒等，透过细胞或组织。有研究认为，CPP的作用机制可能是通过直接干扰细胞膜的脂质双分子层结构或细胞内吞作用，将被传送的物质递送到细胞质内。但到目前为止，对CPP递送方法的研究还缺乏足够的体内数据支持，它们在治疗过程中对药物的递送机制和作用也不明确。

微粒载体递送系统能够保护容易失活的大分子药物在消化道剧烈的环境中，免受酶系统的代谢和降解。在不加入促渗剂的情况下，某些微粒载体能够被上皮细胞所吸收，或被淋巴组织中的Peyer氏结(Peyer′s Patch)所吸收。目前已开发出基于水凝胶、纳米粒、微球，以及脂质类(比如微乳，脂质体和固体脂质纳米粒)等的高分子微粒载药系统，并用于大分子药物的口服递送。但在这些微粒载体递送系统中，脂质类药物递送系统对于亲水性大分子药物，不能达到较高的包封率。另外，它们在消化道中的稳定性较差。普通的脂质体和微乳基本无法满足亲水性大分子药物的口服递送。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种能将生物活性物质有效输送至生物体内的小分子化合物及其应用。

本发明之小分子化合物为具有下列通式的小分子化合物或其任何一种可药用的盐：

所述通式中：

R₁为C₆-C₁₀芳环或C₂-C₉杂芳环；所述环可以是被单取代，双取代，或多重取代；取代物可以是但不限于氢、卤素、C₁-C₄饱和烷基、C₃-C₆环烷基、O-C₁-C₄饱和烷基、O-C₃-C₆环烷基、OH、NH₂、CN、NO₂、CF₃、NHCO(C₁-C₄饱和烷基、C₃-C₆环烷基、C₆-C₁₀芳环或C₅-C₉杂芳环)或OCF₃；

R₂为-(CH₂)_n-、C₃-C₆环烷基、-(CH₂)_n-C₆-C₁₀芳环或C₂-C₉杂芳环，n是整数3、4、5、6、7、8、9或10；

R₃为羧酸基(COOH)，-CONHOH，四唑，OH，-SO3H。

其中，优选的化合物如下表所示：

应用所述能输送生物活性物质的合成小分子化合物，可以制成含有一种或两种以上生物活性物质的制剂。

所述含有生物活性物质的制剂，为在一特定酸碱度下的混合物，其酸碱度若以pH值表征，则其值可为但不局限于2、3、4、5、6、7或8。

所述制剂可为液体、含有固体的悬浮液或固体。

所述具有生物活性的物质可为蛋白质、多肽、多糖、维生素、稀有金属或小分子药，所述小分子化合物与生物活性物质的摩尔比为1∶0.01～1000。

所述小分子化合物与生物活性物质的优选摩尔比为1∶0.1～500；更优选的小分子化合物与生物活性物质的优选摩尔比为1∶0.5～200。

所述具有生物活性的物质为选自如下物质中的至少一种：酶抑制剂、蛋白酶抑制剂、生长激素、人生长激素、重组人生长激素、肝素、未分级肝素、低分子量肝素、降钙素、鲑鱼降钙素、鳗鱼降钙素、人降钙素、胰岛素、猪胰岛素、牛胰岛素、人胰岛素、重组人胰岛素、前列腺素、单克隆抗体、抗原、PYY_3-36，抗炎剂、抗氧化剂、抗菌剂、抗微生物剂、维生素，以及用聚乙二醇改性的各种衍生物。

所述制剂，可为一种单元剂型，含有下物质中的至少一种：增强剂、络合剂、增塑剂、缓冲剂、表面活性剂、酸碱调节剂。

所述单元剂型可为片状、胶囊、粉末、液体或含固体的悬浮液。

所述单元剂型若是含固体的悬浮液或液体，则载体可以是但不局限于水，乙二醇，丙三醇。

本发明之小分子化合物可将具有生物活性的物质有效通过口腔、结肠等途径输送至生物体内，实现对生物体给药，即可以提高药物的稳定性，提高药物在胃肠道中的吸收率，防止生物大分子在体内很快被降解，确保在生物体内该活性物质的含量超过产生生物作用所需的量，还能将药物定向送达体内目标部位，并通过可生物降解聚合物的降解达到缓释长效目的；同时口服给药方便，患者顺应性好。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

(一)小分子化合物的制备方法实施例

化合物5的制备：在溶有2-羟基-5-异丙基苯甲酸(1.0当量)的二氯甲烷(30毫升)溶液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(1.0当量)和4-二甲氨基吡啶(2当量)，此溶液在0℃下搅拌20分钟后，往溶液中加入含有4-胺基丁酸甲脂(1.0当量)的二氯甲烷(10毫升)溶液，添加后，反应混合液逐渐暖至室温并在室温下搅拌12小时。

将溶液转入分液漏斗，分别用1当量盐酸溶液(2×20毫升)，水(2×20毫升)，饱和碳酸氢钠溶液(2×20毫升)，饱和盐水(40毫升)来洗，并用无水硫酸镁干燥，过滤，真空浓缩。随后，将残余物溶于四氢呋喃(30毫升)并加入氢氧花钠溶液(2当量)。此混合物在室温下搅拌5小时，真空浓缩后，用1.0N盐酸酸化，用减压过滤收集所形成的固体，用乙醇/水重结晶而得到纯化合物(0.8当量，80％)。¹H NMR(DMSO-d₆，400MHz)δ12.05(s，1H)，11.1(s，1H)，8.05(s，1H)，7.56-7.66(m，2H)，7.09(s，1H)，3.51(t，J＝7.4Hz，2H)，2.82-2.89(m，1H)，2.35(t，J＝7.4Hz，2H)，1.92(m，2H)，1.22(d，J＝4.1Hz，6H).MS m/z 266(M+1)⁺.

化合物1-9可参照上述实施例用适当的起始原料合成。

(二)小分子化合物的应用实施例

应用实施例1：大鼠口服肝素给药实施例

肝素是一种由葡萄糖胺，L-艾杜糖醛苷、N-乙酰葡萄糖胺和D-葡萄糖醛酸交替组成的黏多糖硫酸脂。具有抗凝血、抑制血小板、增加血管壁的通透性等作用，可调控血管新生，调血脂，并可作用于补体系统的多个环节，以抑制系统过度激活。与此相关，肝素还具有抗炎、抗过敏的作用。

对权利要求2所列各化合物中的1、3、5、9按照下表中的化合物剂量及相应的肝素量溶解在25％的丙二醇水溶液中，并用一当量的氢氧化钠水溶液调节pH值至8.0，随后用超声波震荡使之成为均匀口服给药混合物。

将重量为200-250克的雄性大鼠禁食24小时，在给药前15分钟给大鼠肌肉注射氯胺酮(44毫克/公斤)，随后将一连接注射器的直径为5毫米的乳胶管经大鼠口腔插入到胃中，口服给药混合物(1ml)由注射器经乳胶管送入到大鼠的胃中；随后在不同时间间隔于大鼠尾部取血。口服肝素的活性通过部分活化凝血酶时间(APTT)表达。测试方法按照Henry，J.B.在“通过实验室的方法进行临床诊断与管理”(Clinical Diagnosis and Management by Laboratory Methods；Philadelphia，PA；W.B.Saunders 1979)中所述方法进行。

表1大鼠口服肝素给药数据

++代表30＜APTT＜80秒

+++代表80＜APTT＜100秒

++++代表APTT＞140秒

表1数据显示用所合成的化合物来进行大鼠口服输送肝素，使得大鼠血液的部分活化凝血酶时间延长，这一结果表明实验所用的合成化合物具有口服输送肝素的能力。

应用实施例2：大鼠口服胰岛素给药实施例

制备口服胰岛素给药制剂：将表2中化合物溶解在等当量的氢氧化钠水溶液中，胰岛素则溶解在适量的水中，随后将这两种溶液混合并充分搅拌形成均相溶液以备用。

将重量为200-250克的雄性大鼠禁食24小时，在给药前15分钟给大鼠经腹腔注射戊巴比妥钠40毫克/公斤麻醉，麻醉后将动物固定在手术板上，随后将一连接注射器的直径为5毫米的乳胶管经大鼠口腔插入到胃中，口服给药混合物(2毫升)由注射器经乳胶管送入到大鼠的胃中。随后在不同时间间隔于大鼠尾尖取血，待血液凝固后离心(3000转/分钟，15分钟)，取血清，按血糖测定要求，测定血糖降低水平。

表2大鼠口服胰岛素数据

+代表血糖降低小于10％

++代表血糖降低大于10％但小于25％

+++代表血糖降低大于25％但小于40％

++++代表血糖降低大于40％但小于70％

表2的数据显示用所合成的化合物来进行大鼠口服输送胰岛素，可以降低大鼠的血糖。结果表明实验所用的合成化合物具有口服输送胰岛素的能力。而且，不同结构类型的化合物都具有一定的输送胰岛素的活性。对同一类型的化合物，其活性随化合物亲水性的增加而降低。

应用实施例3：口服色甘酸钠给药实施例

色甘酸钠口服溶液的制备：将1.0摩尔的化合物4，8溶于等摩尔的氢氧化钠水溶液中，随后，色甘酸钠的干粉0.1摩尔加入到溶液中，并用1当量的盐酸溶液调节pH值在3范围内作为口服液A备用。

另外，将1.0摩尔的化合物4溶于等摩尔的氢氧化钠水溶液中，随后，色甘酸钠的干粉0.01，1，10，100摩尔分别加入到不同的溶液中，并用1当量的盐酸溶液调节pH值在4范围内作为一系列口服液B备用。

将重量为200-250克的雄性大鼠禁食24小时，在给药前15分钟给大鼠肌肉注射氯胺酮(44毫克/公斤)，随后将一连接注射器的直径为5毫米的乳胶管经大鼠口腔插入到胃中，口服给药溶液A(3.0毫升/公斤)由注射器经乳胶管送入到大鼠的胃中(总色甘酸钠的量为0.01摩尔/公斤，化合物4和8的量为1摩尔/公斤)；随后在不同时间间隔于大鼠尾部取血。待血液凝固后离心(3000转/分钟，15分钟)，取血清用乙酸乙脂萃取。用HPLC检测血清中的色甘酸浓度。

另外，用同样的方法测试经口服一系列口服液B的大鼠血清中的色甘酸浓度。

表3大鼠口服色甘酸钠溶液A数据

表4大鼠口服色甘酸钠溶液B数据

Claims

1.能输送生物活性物质的合成小分子化合物，其特征在于，结构式如下：

。

2.一种应用权利要求1所述的能输送生物活性物质的合成小分子化合物制成的制剂，其特征在于，所述制剂含有如下生物活性物质中的至少一种：胰岛素、肝素、色甘酸钠。

3.根据权利要求2所述的制剂，其特征在于，所述制剂的pH值为2、3、4、5、6、7或8。

4.根据权利要求2所述的制剂，其特征在于，所述制剂为液体、含有固体的悬浮液或固体。

5.根据权利要求2所述的制剂，其特征在于，所述小分子化合物与所述生物活性物质的摩尔比为：1∶0.01～1000。

6.根据权利要求5所述的制剂，其特征在于，所述小分子化合物与生物活性物质的摩尔比为：1∶0.1～500。

7.根据权利要求2所述的制剂，其特征在于，为一种单元剂型，含有下物质中的至少一种：增强剂、络合剂、增塑剂、缓冲剂、表面活性剂、酸碱调节剂。

8.根据权利要求7所述的制剂，其特征在于，单元剂型为片状、胶囊、粉末、液体或含固体的悬浮液。