還原敏感型水溶性分子靶向光敏劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明設(shè)及一種分子祀向光敏劑及其制 備方法，尤其設(shè)及一種由葉酸受體介導(dǎo)的用于腫瘤祀向性光動(dòng)力治療的光敏劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 腫瘤光動(dòng)力治療（Photodynamic化erapy，PDT)是一種新興的腫瘤微創(chuàng)或無創(chuàng)治 療方法。它通過先給予對(duì)腫瘤組織具有選擇性聚集作用的光敏劑，再用特定波長的光源照 射病灶從而在病灶觸發(fā)光動(dòng)力氧化損傷而殺死腫瘤細(xì)胞。因其具有祀向性、可重復(fù)性和協(xié) 同性而受到人們的關(guān)注。在近二十幾年來，PDT已陸續(xù)被各國政府正式批準(zhǔn)進(jìn)入臨床，成為 多種腫瘤的一種常規(guī)治療手段，其中對(duì)淺表部位腫瘤的療效尤為突出。
[0003]PDT治療的基礎(chǔ)是光動(dòng)力作用，它包含S個(gè)基本要素：光敏劑、光與分子氧。光敏 劑的光動(dòng)力活性決定了PDT的療效，是PDT的核屯、物質(zhì)?，F(xiàn)臨床上使用的第一代光敏劑一 血化嘟衍生物（Photo化in)為組成不固定的混合物，成分復(fù)雜，難W實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定規(guī)范的質(zhì)量 控制；其在波長大于600nm的紅光區(qū)吸收較弱，導(dǎo)致光動(dòng)力反應(yīng)的強(qiáng)度不能滿足浸潤較深 的腫瘤的治療要求，治療時(shí)需要較高的藥劑量或光劑量，毒副作用大；特別是其在體內(nèi)清除 緩慢，使用后皮膚的光毒反應(yīng)將持續(xù)1個(gè)月W上，病人需避光4-6周之久。間-四徑基苯基 化吩（mTHPC)作為第二代光敏劑的典型代表，與化OtO化in相比，不僅結(jié)構(gòu)明確、單一，且 在600~SOOnm的"治療窗"內(nèi)吸收系數(shù)高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，是目前光動(dòng)力效應(yīng)最強(qiáng)的光敏劑 之一。2001年首先在歐洲被批準(zhǔn)用于頭頸部腫瘤的治療。但mTHPC的腫瘤祀向性仍亟待 提高；而且，其明顯的暗毒性也制約著其臨床應(yīng)用度OVisM，Woo化amsJH，LoizidouM，et al.JControlRelease, 2012, 157, 196-205);同時(shí)其疏水特性使得其在生理環(huán)境中聚集， 明顯降低了其光動(dòng)力活性（PetriA,YovaD,Alexan化atouE,etal.PhotodiagPhotodyn Hierapy, 2012, 9, 344-354)。
[0004]目前，基于葉酸受體在正常組織和惡性腫瘤組織中表達(dá)的差異性，W及葉酸受體 對(duì)葉酸的高親和性而進(jìn)行的腫瘤祀向性治療已引起人們的極大關(guān)注。人們將反義寡核巧 酸（ASON)、抗腫瘤藥物、轉(zhuǎn)基因藥物、放療藥物及藥物載體等與葉酸或葉酸類似物偶聯(lián)，通 過葉酸受體介導(dǎo)進(jìn)入腫瘤細(xì)胞內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)祀向性治療。在公開號(hào)為CN101569627的中國 發(fā)明專利申請(qǐng)中公開了一種分子祀向光敏劑及其制備方法，其是利用一個(gè)脂肪短鏈通過酸 鍵和酷胺鍵實(shí)現(xiàn)了化嘟分子與葉酸的鍵連。生物活性實(shí)驗(yàn)表明，被葉酸修飾后，化嘟光敏劑 的腫瘤祀向性得到了明顯提高。然而，由于化嘟分子自身的光動(dòng)力活性不高，使得葉酸-化 嘟祀向性光敏劑的光動(dòng)力活性不理想；另外，化嘟多為脂溶性大環(huán)化合物，難溶于水，而 葉酸的溶解性又極為有限，尤其在生理環(huán)境中幾乎不溶，所W通過運(yùn)些脂肪短鏈連接的化 嘟-葉酸綴合物在生理環(huán)境中的溶解性都極差，導(dǎo)致運(yùn)些祀向光敏劑靜脈給藥十分困難。 本申請(qǐng)的發(fā)明人在研究中曾WmTHPC為母體，經(jīng)結(jié)構(gòu)修飾得到葉酸化吩綴合物，發(fā)現(xiàn)由于 葉酸分子的介入明顯改善了其對(duì)葉酸受體陽性細(xì)胞的祀向性；同時(shí)，PEG鏈的應(yīng)用又使其 表現(xiàn)出良好的水脂溶性和在溶液中明顯降低的聚集作用值on曲ongLi,PengxiLi,化iyun Lin，etal.JPhotochemPhotobioBBio, 2013, 127, 28-37)。然而，在考察其光動(dòng)力活性 時(shí)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，雖然其腫瘤祀向性和水脂溶性都得到明顯的改善，但其光動(dòng)力抑瘤活性卻 不如前體化合物mTHPC。運(yùn)是因?yàn)榻?jīng)過化學(xué)修飾，葉酸化吩綴合物在分子結(jié)構(gòu)上與mTHPC相 比已發(fā)生很大的變化，運(yùn)些分子結(jié)構(gòu)的改變嚴(yán)重地影響了其光動(dòng)力活性。為此，如能在引入 腫瘤祀向基團(tuán)-葉酸的同時(shí)又能保持mTHPC分子結(jié)構(gòu)的完整性，則可在提高mTHPC腫瘤祀 向性的同時(shí)又保持其良好的光動(dòng)力活性。
[0005] 在動(dòng)物和人體的細(xì)胞內(nèi)，谷脫甘膚（GSH)是最豐富的低分子生物活性琉基（-SH) 化合物，最主要的還原物質(zhì)。在體液和細(xì)胞膜上，G甜的濃度很低，而在細(xì)胞內(nèi)G甜的濃度 很高，使得細(xì)胞內(nèi)呈現(xiàn)出很強(qiáng)的還原環(huán)境。且由于代謝異常，其在腫瘤細(xì)胞中的濃度更是正 常細(xì)胞的 4 ~10 倍（WuG，F(xiàn)angYZ，YangS，etal.JNutr, 2004, 134, 489-492.)。而琉基 與雙硫鍵（-S-S-)之間的交換反應(yīng)更具有快速，容易和可逆的特點(diǎn)，使其在維持細(xì)胞生物 活性如保持蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，酶的活性等方面發(fā)揮著重要的作用。由于細(xì)胞內(nèi)外還原 性的差別及琉基與雙硫鍵交換反應(yīng)的特異性，使得含雙硫鍵的化合物在體內(nèi)循環(huán)時(shí)有著較 好的穩(wěn)定性，但當(dāng)其進(jìn)入細(xì)胞后會(huì)通過琉基-雙硫鍵的交換反應(yīng)在幾分鐘至幾小時(shí)之內(nèi)迅 速地?cái)嗔?。為此，含雙硫鍵的還原敏感化合物在抗腫瘤藥物及藥物載體的設(shè)計(jì)合成方面具 有極大的價(jià)值。近年來，雙硫鍵的還原敏感特性被應(yīng)用于不穩(wěn)定藥物的前藥設(shè)計(jì)合成及藥 物載體的制備，運(yùn)些前藥和藥物載體進(jìn)入細(xì)胞后，在GSH的作用下發(fā)生雙硫鍵的斷裂而釋 放出活性藥物化eeMH，YangZ，LimCW,etal.ChemRev, 2013, 113, 5071-5109)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的之一就是提供一類具有良好腫瘤祀向性和光動(dòng)力活性的還原敏感 型水溶性分子祀向光敏劑。該光敏劑WmTHPC作為光活性效應(yīng)分子，葉酸作為腫瘤祀向基 團(tuán)，兩者通過碳酸醋鍵、雙硫鍵（-S-S-)和PEG鏈連接起來。進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后在強(qiáng)還原性環(huán) 境中通過琉基和雙硫鍵的交換反應(yīng)及分子內(nèi)親核取代反應(yīng)釋放出mTHPC,在光照下發(fā)揮光 動(dòng)力滅瘤作用。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[000引為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案：
[0009] 一種還原敏感型水溶性分子祀向光敏劑，所述光敏劑的結(jié)構(gòu)如式III所示：
[0010]
[0011] 其中，n=I~5,m= 20 ~227。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種用于合成上述光敏劑的化吩中間體，所述化吩中間體如式I 所示：
[0013]
[0014] 其中，n= 1 ~5。
[0015] 在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述化吩中間體是由間-四徑基苯基化吩 (mTHPC)與2-(n-徑烷基）二硫化晚與S光氣縮合形成；優(yōu)選地，所述2-(n-徑烷基）二 硫化晚選自2-(徑甲基）二硫化晚、2-(2-?乙基）二硫化晚、2-(3-?丙基）二硫化晚、 2-(4-徑下基）二硫化晚和2-(5-徑戊基）二硫化晚中的一種；更優(yōu)選地，選自2-(2-?乙 基）二硫化晚、2-(3-?丙基）二硫化晚和2-(4-?下基）二硫化晚的一種。
[0016] 本發(fā)明還提供了一種用于合成上述光敏劑的葉酸PEG半脫酷胺中間體，所述葉酸 PEG半脫酷胺中間體由葉酸與聚乙二醇二胺、半脫氨酸縮合形成；優(yōu)選地，葉酸PEG半脫酷 胺中間體的結(jié)構(gòu)如式II所示：
[0017]
[001引其中，F(xiàn)ol為葉酸基團(tuán)，m= 20~227。
[0019] 所用的半脫氨酸可W是保護(hù)氨基酸，也可W是不保護(hù)氨基酸。保護(hù)氨基酸中，氨基 的保護(hù)基可W是節(jié)氧幾基、取代的節(jié)氧幾基、叔下氧幾基和所有燒氧幾基型保護(hù)基；琉基的 保護(hù)基可W是芐基、取代芐基、化晚甲基、S苯甲基、四氨化喃基、叔下基等。
[0020] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種制備上述光敏劑的方法，所述方法包括：
[0021] 1)等摩爾的mTHPC、2-(n-徑烷基）二硫化晚與等摩爾的S光氣避光縮合反應(yīng)， 然后經(jīng)柱層析分離純化，得到含碳酸醋鍵和雙硫鍵的化