CN105884719A - 紫杉烷类前药的制备和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医药技术领域，涉及一种紫杉烷类前药的制备和应用。所述前药是香茅醇与抗肿瘤药物通过二硫键相连。所述的抗肿瘤药物指紫杉醇、卡巴他赛中的一种。本发明制备的抗肿瘤药物前体药物可以与药学上接受的载体制成临床上可接受的可供注射或口服给药的剂型，包括纳米粒，脂质体或乳剂。本发明的前体药物和制剂能够明显提高抗肿瘤药物的活性，降低毒性，增加稳定性和靶向性从而有利于制剂的开发。

Description

紫杉烷类前药的制备和应用
技术领域
本发明涉及一种抗肿瘤药前药，具体而言，涉及一种紫杉烷类前药及其制备方法和用途。
背景技术
紫杉烷类药物的应用与研究受到国内外科研工作者的广泛重视，该类药物通过与微管蛋白结合，促进其组装成微管，同时可阻止组装好的微管解体，进而抑制肿瘤细胞的有丝分裂和间期细胞功能的发挥。但是，截止到2016年，获得美国FDA批准的该类抗肿瘤药物并不多，更为重要的是，即使是2010年由美国FDA批准的为最新一代紫杉烷类抗肿瘤药物(卡巴他赛)，与之前的制剂相比也都是具有较高的表面活性剂浓度和非水溶剂，使得在临床使用时对患者的刺激性和毒副作用较大，并且在稳定性上存在一定的问题，制剂的靶向性也较差。
香茅醇是一种萜类化合物，主要提取自植物的精油，具有抗炎，提高免疫力等作用。并且在2013年，Misra,L N等报道尽管香茅醇自身没有任何抗肿瘤作用，但是香茅醇可以增加其他抗肿瘤药物的活性。
二硫键作为药物的连接键，由于具有高度的敏感性而得到广泛的关注，其在谷胱甘肽等巯基化合物存在下可发生二硫键互换反应，从而能轻易地断裂。正常细胞内谷胱甘肽(GSH)浓度在1-10nM之间，而人类肿瘤细胞内部的谷胱甘肽浓度是正常细胞的100倍以上，即含有二硫键的化合物在血浆和正常组织中二硫键是稳定的，而在肿瘤细胞内可以将二硫键响应性的断裂从而发挥抗肿瘤作用。
现有技术中，药学人员采用各种方法提高抗肿瘤药物的活性，降低毒性，增加靶向性，从而开发高效低毒的抗肿瘤制剂，但是将药物制备成前体药物，尤其与香茅醇连接的方法，现有技术中还未见报道。
发明内容
基于以上背景技术，针对现有的抗肿瘤药物的刺激性强、毒副作用强、稳定性差、靶向性差的不足，本发明的目的是提供一种抗肿瘤药物的前体药物，制成临床上可接受的可供注射或口服给药的剂型，提高抗肿瘤药物的活性，降低毒性，增加稳定性和靶向性从而有利于制剂的开发。
本发明通过如下技术方案实现:
将香茅醇与抗肿瘤药物通过二硫键相连。
所述的抗肿瘤药物为紫杉醇或卡巴他赛。
紫杉醇(PTX)或卡巴他赛(CTX)与香茅醇(CIT)连接后的结构为：
本发明还提供了香茅醇与抗肿瘤药物紫杉醇或卡巴他赛连接的合成通法：
2,2'-二硫代二乙酸溶于1-5倍量的酸酐(丁二酸酐、硫代羟基乙酸酐或2,2’-(乙基二硫代)乙二酸酐)，室温反应1-12小时，向反应液中加入适量甲苯，将反应液旋干，得到的酸酐溶于适量二氯甲烷，加入适量的香茅醇和1％-10％的DMAP(4-二甲氨基吡啶)，室温搅拌1-12小时，终止反应。抽滤，将滤液旋干后，得黄色油状物，加入溶解于二氯甲烷的EDCI，HOBt，DMAP和适量紫杉醇或卡巴他赛，室温反应1-12小时，硅胶柱层析分离，氯仿与甲醇梯度洗脱(200:1～5:1)得到目标产物PTX-SS-CIT或CTX-SS-CIT。
PTX-SS-CIT核磁数据:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.14(d,J＝7.3Hz,2H,o-Ph1),7.78(d,J＝7.4Hz,2H,o-Ph3),7.62(t,J＝7.4Hz,1H,p-Ph1),7.52(m,2H,m-Ph1),7.48(m,1H,p-Ph3),7.43(m,2H,o-Ph2),7.42-7.36(m,4H,m-Ph2,m-Ph3),7.32(m,1H,p-Ph2),6.29(s,1H,H-10),6.25(t,J＝8.9Hz,1H,H-13),6.00(dd,J＝9.1,3.4Hz,1H,H-3’),5.68(d,J＝7.1Hz,1H,H-2),5.51(d,J＝3.5Hz,1H,H-2’),5.07(t,J＝7.0Hz,1H,(CH3)2C＝CH-),4.97(d,J＝7.9Hz,1H,H-5),4.44(q,1H,H-7),4.32(d,J＝8.4Hz,1H,H-20),4.20(d,J＝8.4Hz,1H,H-20),4.14-4.11(m,2H,-SCH2OCOCH2-),3.81(d,J＝6.9Hz,1H,H-3),3.63(s,2H,-CH2SSCH2-),3.45(s,2H,-CH2SSCH2-),2.56(m,1H,H-6),2.45(s,3H,4-OAc),2.34(m,1H,H-14),2.23(s,3H,10-OAc),2.15(m,1H,H-14),2.00(m,2H,(CH3)2C＝CHCH2-),1.94(s,3H,Me-18),1.86(m,1H,H-6),1.68(s,6H,(CH3)2C＝),1.64(m,1H,(CH3)2C＝CHCH2CH2CH(CH3)-),1.60(s,3H,Me-19),1.53-1.32(m,4H,(CH3)2C＝CHCH2CH2CH(CH3)CH2-),1.23(s,3H,Me-17),1.13(s,3H,Me-16),0.90(d,J＝6.5Hz,3H,(CH3)2C＝CHCH2CH2CH(CH3)-).
CTX-SS-CIT核磁数据:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.10(2H,d,3″7″),7.61(1H,m,5″),7.50(2H,m,4″6″),7.40-7.34(4H,m,5′6′8′9′),7.32(1H,m,7′),6.24(1H,t,H13),5.64(1H,d,H2),5.49(1H,br.s,H3′),5.34(1H,br.s,H2′),5.08(1H,t,CH(CH3)2＝CH),4.98(1H,d,H5),4.82(1H,s,H10),4.30(1H,d,H20),4.18(2H,m,-CO2CH2),4.16(1H,d,H20),3.90(1H,m,H7),3.84(1H,d,H3),3.62(2H,s,-SCH2CO2-CTX),3.54(2H,s,-SCH2CO2-CIT),3.43(3H,s,10-OCH3),3.30(3H,s,7-OCH3),2.70(1H,m,H6),2.43(3H,s,4-OCOCH3),2.27(1H,m,H14),2.00(2H,s,＝CHCH2-CH2),1.99(3H,s,18-CH3),1.79-1.75(2H,m,H14,H6),1.71(3H,s,19-CH3),1.68(3H,s,＝CH(CH3)2),1.60(3H,s,＝CH(CH3)2),1.55-1.48(4H,m,-OCH2CH2CH(CH3)CH2),1.35(9H,s,(OCH3)3),1.21(3H,s,16-CH3),1.19(3H,s,17-CH3),0.92(3H,d,-OCH2CH(CH3)).
本发明所制备的前体药物可以与药学上可接受的赋形剂制备成可供注射或口服给药的剂型，用于提高抗肿瘤药物的活性，降低其毒性，增加稳定性和靶向性，从而利于临床应用。
所述剂型为纳米粒，脂质体或乳剂。
所述的纳米粒包含前体药物、稳定剂，前体药物、稳定剂的重量比为1份：0.01～10份。优选1份：0.1～1份。
所述的稳定剂是指药学上可接受的表面活性剂，高分子聚合物等，选自吐温类表面活性剂、司盘类表面活性剂、泊洛沙姆类表面活性物质、聚乙二醇2000维生素E琥珀酸酯、聚乙二醇类表面活性物质、卖泽类表面活性剂、苄泽类表面活性剂、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇、聚氧乙烯氢化蓖麻油、去氧胆酸、去氧胆酸盐、胆酸、胆酸盐、聚维酮、纤维素类高分子、辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯、卵磷脂、蛋磷脂、半合成磷脂、合成磷脂、磷脂衍生物、明胶、黄原胶、Soluplus、Solutol HS 15、多元醇型非离子表面活性剂、聚氧乙烯辛基苯基醚等中的一种或多种的混合物。稳定剂优选：泊洛沙姆188，二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000。
所述纳米粒还包括药学上可接受的抗氧剂、防腐剂等。
所述的脂质体包含前体药物、磷脂、稳定剂，前体药物、磷脂、稳定剂的重量比为1份：3-100份：1-40份。优选1份：10-20份：1-4份。
所述的磷脂选自天然提取磷脂、半合成磷脂、全合成的磷脂的一种或几种的混合物；稳定剂选自胆固醇、TPGS、维生素E、十四酸、十八胺、两亲性聚乙二醇衍生物、聚氧乙烯型非离子表面活性剂、二硬脂酰磷脂酰胆碱的一种或几种的混合物。其中磷脂优选天然提取磷脂，优选豆磷脂；稳定剂优选胆固醇。
所述脂质体还包括药学上可接受的抗氧剂、防腐剂等。
所述的乳剂包含前体药物、注射用油、乳化剂，前体药物、注射用油、乳化剂的重量比为1份：2～30份：1～30份。优选：1份：5～15份：2～10份。
所述的注射用油选自维生素E、大豆油、甘油三酯、鱼油、月见草油、鸦胆子油、辛癸酸甘油酯、沙棘籽油、红花油、葵花籽油中的一种或一种以上的混合物；乳化剂选自聚氧乙烯蓖麻油、吐温类表面活性剂、司盘类表面活性剂、卵磷脂、维生素E聚乙二醇琥珀酸酯、单油酸甘油酯的混合物的一种或一种以上的混合物。其中注射用油优选：维生素E，乳化剂优选：维生素E聚乙二醇琥珀酸酯。
所述乳剂还包括药学上可接受的抗氧剂、防腐剂等。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的前体药物可提高母药紫杉醇、卡巴他赛的溶解度。
2.所涉及的前体药物制剂具有良好的稳定性。
3.所涉及的前体药物制剂具有良好的肿瘤细胞靶向性作用。
4.所涉及的前体药物制剂能够提高药物在体内的长循环时间。
5.所涉及的前体药物制剂具有提高抗肿瘤效果的作用。
附图说明
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
图1为本发明实施例1制备的紫杉醇前药纳米粒的稳定性。
图2为本发明实施例3制备的卡巴他赛前药纳米粒的体外释放图。
图3为本发明实施例3制备的卡巴他赛前药纳米粒在SD大鼠体内的平均血药浓度-时间曲线。
图4为本发明实施例5制备的卡巴他赛前药脂质体的肿瘤细胞毒性。
图5为本发明实施例7制备的紫杉醇前药乳剂的体外释放图。
具体实施方式
下列实施例旨在进一步举例描述本发明，而不是以任何方式限制本发明。
实施例1
紫杉醇前药纳米粒
精密称取PTX-SS-CIT 10.0mg、泊洛沙姆188 2.5mg溶解于有机溶剂中，室温条件下缓慢滴加入5mL缓冲液中，500r/min搅拌1h使有机溶剂自然挥干，得最终前体药物纳米粒溶液。
本发明的紫杉醇前体药物纳米粒具有更好的稳定性。采用室温放置实验考查纳米粒的稳定性，分别在0天、1天、2天、4天、7天、15天、1个月、2个月测定纳米粒的粒径和PDI。结果表明紫杉醇前体药物纳米粒稳定性良好，放置过程中未发生粒径的变化。(见图1)
实施例2
紫杉醇前药纳米粒
精密称取PTX-SS-CIT 10.0mg、吐温80 1.0mg溶解于有机溶剂中，室温条件下缓慢滴加入5mL缓冲液中，400r/min搅拌2h使有机溶剂自然挥干，得最终前体药物纳米粒溶液。
实施例3
卡巴他赛前药纳米粒
精密称取CTX-SS-CIT 10.0mg、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000 2.0mg溶解于有机溶剂中，室温条件下缓慢滴加入5mL缓冲液中，800r/min搅拌1h使有机溶剂自然挥干，得最终前体药物纳米粒溶液。
本发明的卡巴他赛前体药物纳米粒具有更好的氧化还原敏感的释放行为。采用两种谷胱甘肽浓度(1mM或1μM)的pH 7.4磷酸盐缓冲液(含0.5％吐温80)作为释放介质，取适量纳米粒置于透析袋中，在37.0℃，转速为100r/min的条件下，分别在1h、2h、3h、6h、12h、24h时取溶液1ml，0.45μm滤膜过滤，弃去初滤液，续滤液作为供试品溶液，采用高效液相色谱仪测定，吸收波长为228nm，计算药物累积释放百分率。结果表明，卡巴他赛的前体药物在1mM GSH条件下(模拟肿瘤环境)可以快速释放出卡巴他赛，而在1μM GSH条件下(模拟正常血浆)较为稳定，释放卡巴他赛缓慢，可以达到缓控释的作用。(见图2)
本发明的卡巴他赛前体药物纳米粒具有更好的药动学行为。采用大鼠静脉注射的给药方式，分别给予相同剂量的卡巴他赛前体药物纳米粒与卡巴他赛自制市售溶液剂，于不同时间点取血，采用液相质谱联用测定血液中的药物浓度，结果表明，卡巴他赛前体药物纳米粒比卡巴他赛自制市售的AUC提高了6.5倍，半衰期延长了2.3倍。(见图3)
实施例4
卡巴他赛前药纳米粒
精密称取CTX-SS-CIT 5.0mg、TPGS 0.75mg溶解于有机溶剂中，室温条件下缓慢滴加入2.5mL缓冲液中，600r/min搅拌30min使有机溶剂自然挥干，得最终前体药物纳米粒溶液。实施例5
卡巴他赛前药脂质体
精密称取CTX-SS-CIT 25.0mg、注射用豆磷脂500mg、胆固醇50mg、维生素E25mg溶解于有机溶剂中并倒入茄形瓶，40℃水浴条件下旋转蒸干有机溶剂，将100mg蔗糖与25mg甘露醇溶解在10mL缓冲液中，倒入茄形瓶，旋转水化，将所得液体超声5分钟(600W，超3秒，停7秒)，得最终前体药物脂质体溶液。
本发明的卡巴他赛的前体药物具有更好的肿瘤细胞杀伤作用。对人非小细胞肺癌细胞(A549)进行细胞毒性实验，待A549细胞贴壁生长在96孔板后，给予相同药物浓度的卡巴他赛前体药物脂质体与卡巴他赛溶液剂，给药48小时后测定细胞活力，计算细胞抑制率。结果表明，卡巴他赛的前体药物脂质体比卡巴他赛溶液剂具有更强的细胞毒性，对于肿瘤细胞的生长抑制作用更强。(见图4)
实施例6
卡巴他赛前药脂质体
精密称取CTX-SS-CIT 20.0mg、注射用豆磷脂200mg、胆固醇20mg、维生素E10mg溶解于有机溶剂中并倒入茄形瓶，40℃水浴条件下旋转蒸干有机溶剂，将100mg蔗糖与20mg甘露醇溶解在10mL缓冲液中，倒入茄形瓶，旋转水化，将所得液体超声5分钟(400W，超5秒，停5秒)，得最终前体药物脂质体溶液。
实施例7
紫杉醇前药乳剂
精密称取PTX-SS-CIT 100mg、维生素E 900mg、TPGS 300mg，在25-90℃条件下混合搅拌溶解得油相，取注射用水并加入适量等渗调节剂得水相，在25-90℃条件下将水相加入油相至50mL并混合，采用搅拌乳化或剪切乳化的方法制备初乳；将初乳通过超声乳化、高压均质机、微射流仪或胶体磨乳化分散制备得前体药物注射乳剂。
本发明的紫杉醇的前体药物具有更好的氧化还原敏感的释放行为。采用两种谷胱甘肽浓度(1mM或1μM)的pH 7.4磷酸盐缓冲液(含0.5％吐温80)作为释放介质，取适量乳剂置于透析袋中，在37.0℃，转速为100r/min的条件下，分别在1h、2h、3h、6h、12h、24h时取溶液1ml，0.45μm滤膜过滤，弃去初滤液，续滤液作为供试品溶液，采用高效液相色谱仪测定，吸收波长为228nm，计算药物累积释放百分率。结果表明，紫杉醇的前体药物在1mMGSH条件下(模拟肿瘤环境)可以快速释放出紫杉醇，而在1μM GSH条件下(模拟正常血浆)较为稳定，释放紫杉醇缓慢，可以达到缓控释的作用。(见图5)
实施例8
卡巴他赛前药乳剂
精密称取CTX-SS-CIT 100mg、维生素E 600mg、TPGS 500mg，在25-90℃条件下混合搅拌溶解得油相，取注射用水并加入适量等渗调节剂得水相，在25-90℃条件下将水相加入油相至50mL并混合，采用搅拌乳化或剪切乳化的方法制备初乳；将初乳通过超声乳化、高压均质机、微射流仪或胶体磨乳化分散制备得前体药物注射乳剂。

Claims (10)

1.一种紫杉烷类前药，其特征在于，将香茅醇与抗肿瘤药物紫杉烷类药物通过二硫键相连。
2.如权利要求1所述的紫杉烷类前药，其特征在于，抗肿瘤药物指紫杉醇、卡巴他赛中的一种，其结构分别为：
。
3. 一种药物制剂，其特征在于：由权利要求1-2任何一项所述的前体药物与药学上可接受的赋形剂结合制备成可供注射或口服给药的剂型。
4.如权利要求3所述的药物制剂，其特征在于：所述剂型为纳米粒，脂质体或乳剂。
5.根据权利要求4所述的药物制剂，其特征在于，所述的纳米粒包含前体药物、稳定剂，前体药物、稳定剂的重量比为1份：0.01～10份。
6.根据权利要求5所述的药物制剂，其特征在于，所述的稳定剂是指药学上可接受的表面活性剂，高分子聚合物等，选自吐温类表面活性剂、司盘类表面活性剂、泊洛沙姆类表面活性物质、聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯、聚乙二醇类表面活性物质、卖泽类表面活性剂、苄泽类表面活性剂、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇、聚氧乙烯氢化蓖麻油、去氧胆酸、去氧胆酸盐、胆酸、胆酸盐、聚维酮、纤维素类高分子、辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯、卵磷脂、蛋磷脂、半合成磷脂、合成磷脂、磷脂衍生物、明胶、黄原胶、Soluplus、Solutol HS 15、多元醇型非离子表面活性剂、聚氧乙烯辛基苯基醚等中的一种或多种的混合物。
7.根据权利要求4所述的药物制剂，其特征在于，所述的脂质体包含前体药物、磷脂、稳定剂，前体药物、磷脂、稳定剂的重量比为1份：3-100份：1-40份。
8.根据权利要求7所述的药物制剂，其特征是，所述的磷脂选自天然提取磷脂、半合成磷脂、全合成的磷脂的一种或几种的混合物；稳定剂选自胆固醇、TPGS、维生素E、十四酸、十八胺、两亲性聚乙二醇衍生物、聚氧乙烯型非离子表面活性剂、二硬脂酰磷脂酰胆碱的一种或几种的混合物。
9.根据权利要求4所述的药物制剂，其特征在于，所述的乳剂包含前体药物、注射用油、乳化剂，前体药物、注射用油、乳化剂的重量比为1份：2～30份：1～30份。
10.根据权利要求9所述的药物制剂，其特征是所述的注射用油选自维生素E、大豆油、甘油三酯、鱼油、月见草油、鸦胆子油、辛癸酸甘油酯、沙棘籽油、红花油、葵花籽油中的一种或一种以上的混合物；乳化剂选自聚氧乙烯蓖麻油、吐温类表面活性剂、司盘类表面活性剂、卵磷脂、维生素E聚乙二醇琥珀酸酯、单油酸甘油酯的混合物的一种或一种以上的混合物。
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