CN101619084A - 含蒽环类细胞毒素前体药物的制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及含蒽环类细胞毒素前体药物的制备方法及其应用，将蒽环类细胞毒素与琥珀酸酐在室温条件下反应，加入EDC，DMAP催化缩合成蒽环类细胞毒素－琥珀酸连接物。药理实验证明该衍生物不仅能增强蒽环类细胞毒素的抗肿瘤作用，降低蒽环类细胞毒素药物的毒副作用，提高靶向性，而且能改善蒽环类细胞毒素在水中的溶解性能，为抗肿瘤药物及其制剂的研究与开发提供新物质和新思路。另外本发明还提供一种注射用阿霉素－N－琥珀酸钠冻干粉及其制备方法。

Description

含蒽环类细胞毒素前体药物的制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种蒽环类细胞毒素前体药物和制备方法以及应用，主要涉及药物化学和药物制剂两个领域。具体地，本发明涉及包含治疗有效剂量的蒽环类细胞毒素衍生物，及其药学上可接受的盐和水合物、以及常规的药学辅料的药物组合物，以及该药物组合物的剂型和应用。本发明的药物组合物具有高效、低毒的特征，和良好的治疗肿瘤等增生疾病的应用前景。

背景技术

恶性肿瘤是危害人类健康的严重疾病之一，目前全世界有恶性肿瘤病人约1700万，我国每年癌症发病人数约200万至240万，死亡160万至180万。我国恶性肿瘤发病人数及死亡人数不断增长，20世纪70年代初，我国癌症发病人数约为90万，死亡约70万人；2005年，癌症发病人数约180万-200万，死亡140万至150万。所有的恶性肿瘤中以肺癌的上升趋势最快，2000年至2005年，我国肺癌发病人数增加了11.6万人，死亡人数增加了10.1万人。全球癌症也呈增长趋势。在1991年到2000年间，全球癌症发病及死亡人数均增长22％。2000年，全球新发癌症人数超过1000万。世界卫生组织预测，到2020年，每年新发癌症病人数将达到1500万，癌症已经成为新世纪人类的第一杀手，并成为全球最大的公共卫生问题。

癌症在发达国家是导致死亡的第二大杀手。到目前为止，绝大多数癌症仍然不能治愈。癌症治疗中主要困难是药物选择性低，在杀死癌细胞的同时，大量正常组织和细胞液会死亡。因此寻求可以靶向性作用于肿瘤细胞的抗癌药物成为研究的热点。

蒽环类细胞毒素类化合物，如多柔比星(doxrubicin)，表柔比星(epirubicin)等是有效的抗癌药物，在临床上作为乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌、肺癌等癌症治疗的首选用药。但与其它抗癌药物一样，由于其易产生耐药性，选择性差，对正常组织也有细胞毒性，蒽环类细胞毒素的临床应用遭遇瓶颈。蒽环类细胞毒素最严重的毒副作用是其心脏毒性，主要表现为慢性心肌病变和充血性心衰，其机制可能与氧应激反应有关。此外，由于选择性较低，蒽环类细胞毒素同时作用于其它非肿瘤细胞，引发脱发，食欲下降，口腔溃疡，腹泻，血细胞减少等副作用；且由于蒽环类细胞毒素与药物产生耐药性有关的P糖蛋白的底物，因此极易产生耐药性。鉴于以上原因，在近20年，人们针对蒽环类细胞毒素进行了大量的结构改造，仅多柔比星就开发出了近2000种衍生物，但仅有极少数的衍生物进入了临床研究阶段或已经上市，这说明真正意义上的更好的蒽环类抗癌药物仍未出现，针对蒽环类细胞毒素的构造和修饰仍在继续，以期可减少毒性，增强肿瘤靶向性，提高疗效。其中主要策略有制成蒽环类细胞毒素脂质体，制备蒽环类细胞毒素前体药物以及合成类似物。前体药物因其目的明确，易于控制成为修饰蒽环类细胞毒素的重要手段。

蒽环类广谱抗肿瘤抗生素药物，对机体可产生广泛的生物化学效应，具有强烈的细胞毒性。其作用机制主要是该类药物嵌入DNA并与之螯合，从而抑制核酸的合成，产生氢氧自由基等作用来杀死癌细胞。但是由于心肌易受氢氧自由基的伤害和其他毒副作用，使治疗往往受限于其毒性。

本发明旨在改造蒽环类细胞毒素化合物的结构，降低其对正常细胞的毒副作用。因而本发明所研制的新一代小分子抗癌药具有两方面的特点：一方面这些化合物由于肿瘤组织对其的超强吸收能力而被肿瘤组织富集；另一方面，蒽环类细胞毒素类化合物与连接桥后，在体内同时发挥抗肿瘤效果。从而达到抗癌药被选择性吸收(靶向给药)和被选择性释放的双重富集功能，并赋予所发明的小分子高效低毒的抗癌效果。

本发明为进一步研究合成新颖、高效、稳定的抗肿瘤药物指明了方向。相信在未来的几年内会有更多的具有显著抗肿瘤效果与临床应用前景的抗肿瘤药物不断问世。

本发明的一个目的是提供一种毒性低，临床应用价值高的蒽环类细胞毒素衍生物。

本发明的又一个目的是提供一种本发明的蒽环类细胞毒素衍生物的用途。

本发明的另一个目的是提供一种生产本发明的蒽环类细胞毒素衍生物的方法。

本发明的再一目的是提供一种含有本发明的蒽环类细胞毒素衍生物的药物组合物。主要介绍一种蒽环类细胞毒素-N-琥珀酸钠盐冻干粉针的制备工艺。

本发明提供了一种蒽环类细胞毒素衍生物，其结构式为：

R₁＝OCH₃或H

n＝1，R₂＝H或Na或K；n＝2，R₂＝Mg，Ca

R₃＝CH₂OH或CH₃

在本发明中优选R2＝H；R2＝Na

发明内容

本发明将蒽环类细胞毒素与琥珀酸酐结合得到一种蒽环类细胞毒素前体药，可能会增强蒽环类细胞毒素的抗肿瘤作用，降低药物毒副作用，提高靶向性，为抗肿瘤药物的开发提供新的思路。

本发明的前提药物是蒽环类细胞毒素与琥珀酸酐结合得到的蒽环类细胞毒素前体药。蒽环类细胞毒素的结构式如下：

R₁＝OCH₃或H

R₃＝CH₂OH或CH₃

琥珀酸酐结构式如下：

将蒽环类细胞毒素和琥珀酸酐在室温条件下，加入EDC，DMAP催化合成蒽环类细胞毒素前体药。该前药可降低蒽环类细胞毒素的给药剂量，提高疗效，并具有一定的靶向性。

R₁＝OCH₃或H

R₂＝H

R₃＝CH₂OH或CH₃

具体实施方式

下面的实施例将对本发明作更具体地解释，但本发明并不仅仅局限于这些实例，同样这些实例也不以任何方式限制本发明。

阿霉素-N-琥珀酸钠冻干粉及其制备方法

本发明所提供注射用阿霉素-N-琥珀酸钠冻干粉及其制备方法具有以下优势：

(1)本发明所提供注射用阿霉素-N-琥珀酸钠冻干粉对热、氧、水性能稳定，无污染，应用范围广，该冻干粉针对光敏感，应避光保存，该制剂便于操作、运输和贮藏。

(2)本发明所提供注射用阿霉素-N-琥珀酸钠冻干粉采用特定赋形剂尤其采用特定剂量甘露醇，使得产品外观饱满，没有坍陷，空洞等不良现象。

(3)本发明所提供注射用阿霉素-N-琥珀酸钠冻干粉制备方法简单易行，易于大规模工业生产，将预冻温度、冻结时间、升温速度、真空度、干燥温度等合理搭配，得到了质量高，外观好的冻干产品。

实施例1

缩写语

DCC：二环己基碳化二亚胺；EDC·HCl：N-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐；DMF：N，N-二甲基甲酰胺

制备阿霉素-N-琥珀酸钠

阿霉素(20mg)溶解在600μlDMF中。琥珀酸酐(25mg)溶解在1ml二氧六环溶液中。将琥珀酸酐溶液缓慢滴加到阿霉素溶液中，搅拌过夜，反应温度控制在0℃。反应产物分配在氯仿和5ml 5％的碳酸氢钠水溶液中。重复上述操作三次，弃去氯仿层。水层用盐酸调pH3.0，再用乙酸乙酯萃取三次。乙酸乙酯层再用氯化钠水溶液洗涤后，蒸干，用水溶解后，向上述水溶液中滴入碳酸氢钠水溶液，然后加入二氯甲烷与丙酮的混合溶液使阿霉素-N-琥珀酸钠沉淀结晶析出。即得到阿霉素-N-琥珀酸钠。

实施例2

阿霉素-N-琥珀酸钠            20g

甘露醇                       30g

将主辅料投入配液缸中，加入注射用水1500ml溶解，用盐酸或氢氧化钠调节pH至3～4，然后加入0.1％医用活性炭搅拌脱色20分钟，然后过滤除碳，滤液测pH合格后加入注射用水至溶液体积为2000ml，经0.45μm、0.22μm微孔滤膜过滤至澄清，滤液分装，半压塞，将分装好的药物溶液冷冻至-45℃，保温冷冻3小时，然后抽真空1mmHg，以3℃/小时速度匀速缓慢升温，至15℃，然后再按6℃/小时速度升温至45℃，再恒温干燥5小时，压盖、包装入库。

实施例3

阿霉素-N-琥珀酸钠            20g

右旋糖酐                     20g

将主辅料投入配液缸中，加入注射用水1500ml溶解，用盐酸或氢氧化钠调节pH至3～8，然后加入0.1％医用活性炭搅拌脱色30分钟，然后过滤除碳，滤液测pH合格后加入注射用水至溶液体积为2000ml，经0.45μm、0.22μm微孔滤膜过滤至澄清，滤液分装，半压塞，将分装好的药物溶液冷冻至-60℃，保温冷冻2小时，然后抽真空10mmHg，以5℃/小时速度匀速缓慢升温，至2℃，然后再按8℃/小时速度升温至50℃，再恒温干燥6小时，压盖、包装入库。

实施例4

阿霉素-N-琥珀酸钠            20g

葡聚糖                       20g

将主辅料投入配液缸中，加入注射用水1500ml溶解，用盐酸或氢氧化钠调节pH至3～8，然后加入0.05％医用活性炭搅拌脱色30分钟，然后过滤除碳，滤液测pH合格后加入注射用水至溶液体积为2000ml，经0.45μm、0.22μm微孔滤膜过滤至澄清，滤液分装，半压塞，将分装好的药物溶液冷冻至-60℃，保温冷冻2小时，然后抽真空10mmHg，以5℃/小时速度匀速缓慢升温，至2℃，然后再按8℃/小时速度升温至50℃，再恒温干燥6小时，压盖、包装入库。

实施例5

阿霉素-N-琥珀酸钠                     20g

任意比葡聚糖和右旋糖酐                30g

将主辅料投入配液缸中，加入注射用水1500ml溶解，用盐酸或氢氧化钠调节pH至9～11，然后加入0.1％医用活性炭搅拌脱色25分钟，然后过滤除碳，滤液测pH合格后加入注射用水至溶液体积为2000ml，经0.45μm、0.22μm微孔滤膜过滤至澄清，滤液分装，半压塞，将分装好的药物溶液冷冻至-50℃，保温冷冻4小时，然后抽真空3mmHg，以5℃/小时速度匀速缓慢升温，至30℃，然后再按10℃/小时速度升温至50℃，再恒温干燥4小时，压盖、包装入库。

实施例6

阿霉素-N-琥珀酸钠                    20g

任意比葡聚糖和甘露醇                 40g

将主辅料投入配液缸中，加入注射用水1500ml溶解，用盐酸或氢氧化钠调节pH至9～11，然后加入0.1％医用活性炭搅拌脱色35分钟，然后过滤除碳，滤液测pH合格后加入注射用水至溶液体积为2000ml，经0.45μm、0.22μm微孔滤膜过滤至澄清，滤液分装，半压塞，将分装好的药物溶液冷冻至-50℃，保温冷冻4小时，然后抽真空7mmHg，以5℃/小时速度匀速缓慢升温，至10℃，然后再按6℃/小时速度升温至35℃，再恒温干燥5小时，压盖、包装入库。

实施例7

阿霉素-N-琥珀酸钠体外抗肿瘤活性研究

1、目的

通过IC50值的比较，以阿霉素为阳性对照，评价阿霉素前药抗肿瘤活性。

2、研究方法

取对数生长人乳腺癌细胞(MCF-7)、人非小细胞肺癌细胞(A549)细胞悬浮液接种于96孔培养板上，180μl/孔(含肿瘤细胞5×10³孔)。以阿霉素为对照，实验孔加入不同浓度的前药，培养48h后，每孔加入四甲基偶氮唑蓝(MTT)40μl(5mg/ml)，温浴4h，离心弃上清，加入DMSO100μl/孔，置平板摇床上震荡5分钟，溶解结晶。酶联免疫检测仪设定波长为570nm，参考波长为630nm，测定96孔板每孔吸光值(OD)值，按公式计算细胞生长抑制率。细胞存活率对剂量对数线回归计算IC₅₀值。

1、实验结果

细胞接种于96孔板中，接种密度为5×10³，48h后将不同浓度的药物加于细胞中孵育48h后，加入MTT，4h后检测。检测结果见表1。

细胞接种于96孔板中，接种密度为5×10³，48h后将不同浓度的药物加于细胞中孵育48h后，加入MTT，4h后检测。检测结果见表2。

表1游离阿霉素和阿霉素-N-琥珀酸钠对MCF-7乳腺癌细胞的IC₅₀

表2游离阿霉素和阿霉素-N-琥珀酸钠对A549人肺癌癌细胞的IC50

结论：

由以上细胞结果可见，阿霉素-N-琥珀酸钠与游离阿霉素相比对两株癌细胞的细胞毒性更强，且IC₅₀值小于游离阿霉素，说明该前药可降低阿霉素的给药剂量，提高疗效，并具有一定的靶向性，有很好的开发前景。

图1是游离阿霉素和阿霉素-N-琥珀酸钠对MCF-7乳腺癌细胞的细胞毒性研究曲线图。

图2是游离阿霉素和阿霉素-N-琥珀酸钠对A549细胞的细胞毒性研究曲线图。

图3是阿霉素-N-琥珀酸钠冻干粉制备流程。

Claims (5)

1、一种蒽环类细胞毒素衍生物的制备，其特征在于该衍生物是将琥珀酸酐与蒽环类细胞毒素氨基在缩合剂的作用下缩合，制得蒽环类细胞毒素-N-琥珀酸及其盐和水合物。其结构通式如下：

R₁＝OCH₃或H

n＝1，R₂＝H或Na或K；n＝2，R₂＝Mg，Ca

R₃＝CH₂OH或CH₃

2、根据权利要求1所述的缩合剂，其特征在于缩合剂包括N-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(N-(3-dimethyllaminopropyl)carbodiimide hydrochloride，EDC.HCl，EDAC.HCl)、二环己基碳二亚胺(DCC)。根据权利要求1所述衍生物盐类，其特征在于包括钠盐、钙盐、镁盐、钾盐等在药学上可接受的盐，但不仅限于此类化合物。

3、权利要求1所述的蒽环类细胞毒素衍生物在制备治疗癌症药物中的用途。

4、根据权利要求4所述的应用，其特征在于治疗癌症的药物组合物，它包括作为活性成分的权利要求1所述的化合物及其药学上可接受的载体制备而成的制剂。

5、根据权利要求5所述的治疗癌症的药物组合物，其特征在于：可制成任一临床上可接受的剂型，包括注射剂、口服制剂等，本发明的药物适用剂型还可含有载体物填充剂、溶剂、稀释剂、着色剂、和/或黏合剂。这些辅料物质及其用量的选择取决于药物通过胃肠道、静脉内、腹膜内、真皮内、肌内、胃内或局部给药等方式给药。

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