iRGD-抗癌藥物偶聯物及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于抗腫瘤藥物領域，具體涉及iRGD-抗癌藥物偶聯物及其制備方法和應 用。
【背景技術】
[0002] 化學療法，簡稱化療，是一種利用化學藥物治療腫瘤的手段，和手術、放療一起，并 稱為癌癥的3大治療手段，但由于化療藥物沒有明顯的靶向性，在殺滅癌細胞的同時，也會 對正常細胞產生損傷，導致其副作用十分顯著。
[0003] 抗體藥物偶聯物（antibody-drugconjugates,ADCs)由藥物分子、抗體以及兩者 之間的鏈接分子3部分組成。由于其良好的靶向性、抗癌活性及較低的系統性毒性，ADC藥 物成為了腫瘤治療研究的熱點。ADC藥物以大分子的抗體作為載體，利用抗體特異性識別 腫瘤細胞表面抗原的特性，引導藥物到達癌細胞表面，通過胞吞作用后藥物進入細胞，并在 細胞內低pH值環境或溶酶體蛋白酶的作用下發生化學鍵的斷裂，釋放出細胞毒藥物，從而 達到專一性殺死癌細胞而不損傷正常組織細胞的作用。然而，抗體雖然靶向性強，但由于其 相對分子量大，難以有效穿透實體瘤，對腫瘤的治療效果有限。此外，抗體制備困難，成本昂 貴，特異性偶聯細胞毒性分子更提高了制備成本。抗體偶聯藥物后可能導致抗體產生免疫 原性使ADC藥物的臨床應用受到限制。因此利用小分子或者多肽片段作為識別腫瘤細胞表 面抗原的分子，同時偶聯具有細胞毒性的藥物構建類似于ADC結構的小分子藥物具有非常 顯著的臨床實用價值。
[0004] iRGD是一種具有環狀結構的穿膜肽，分子量較小，且具有較高的水溶性，其序 列為CRGDK/RGPD/EC，其中的RGD序列具有整合素靶向的功能，能夠靶向到整合素表達 較高的腫瘤血管及組織，而經過腫瘤附近特定酶切割之后的殘基片段，則能夠與腫瘤表 面的神經菌毛素（NRP-1)相互作用，介導發生細胞膜穿透效應（SugaharaKN，Teesalu T,KarmaliPP,KotamrajuVR,AgemyL，Girard0M，etal.Tissue-PenetratingDelivery ofCompoundsandNanoparticlesintoTumors.Cancercell. 2009 ；16:510)〇 因 此，iRGD這種多功能的多肽受到廣泛的關注和研究。與直接用紫杉醇納米粒相比，與 iRGD聯用后的納米粒藥物到達腫瘤部位的藥量提高了 12倍（SugaharaKN，Teesalu T，KarmaliPP,KotamrajuVR,AgemyL,GreenwaldDR,etal.Coadministrationofa tumor-penetratingpeptideenhancestheefficacyofcancerdrugs.Science. 2010 ； 328:1031)〇
[0005] 喜樹堿（CPT)是從中國珙桐科植物喜樹中提取出的一種吲哚類生物堿，是一種拓 撲異構酶I(TopoI)特異性抑制劑。CPT可抑制由TopoI介導的DNA斷裂和重新連接反應， 導致細胞周期阻滯和細胞凋亡（HsiangYH，HertzbergR，HechtS,LiuLF.Camptothecin InducesProtein-LinkedDNABreaksViaMammalianDNATopoisomerase-I.Journalof BiologicalChemistry. 1985 ;260:4873)D喜樹堿對許多實體瘤具有較好的抗腫瘤活性，臨 床上可用于多種癌癥的治療，包括腸癌、肺癌、淋巴癌等。
[0006] 現已開發上市的喜樹堿類藥物主要有拓撲替康、伊立替康（CPT-11)、羥基喜樹堿 等。其中CPT-11在體內代謝產生7-乙基-10-羥基喜樹堿（SN38)。SN38的體外抗腫瘤細 胞活性是CPT-11的100-1000倍。直接利用SN38分子，可避開CPT-11體內酶解釋放SN38 效率低（〈8%)的問題，有望提高藥物的生物利用率和抗腫瘤效果。但是SN38的水溶性很 差，使其在臨床上的應用受限。
[0007] 喜樹堿和SN38的結構式分別為：
[0008]
[0009] 目前，人們開發了一系列喜樹堿類藥物的衍生物或新劑型來克服其水溶性問題， 如通過化學偶聯，在SN38的C10位羥基引入水溶性基團，得到水溶性較大的SN38衍生物， 但是這些技術只能提高藥物的水溶性，并不能改善藥物的靶向性差的問題。通過偶聯一些 具有腫瘤細胞靶向性的水溶性小分子多肽，如iRGD，制備喜樹堿類抗癌藥物，不僅能夠解決 藥物的溶解性問題，而且能賦予藥物對腫瘤細胞的靶向能力，具有良好的市場前景與臨床 應用價值。
[0010] 除喜樹堿類抗腫瘤藥物外，紫杉烷類藥物如紫杉醇（paclitaxel，PTX)、多烯紫杉 醇（docetaxel，DTX)和卡巴他賽（cabataxel)也是目前臨床上使用最廣泛的抗腫瘤藥物。 DTX是從歐洲紅豆杉提取到的非細胞毒性前體化合物10-脫酰基漿果赤霉素II經半合成得 到的，1998年獲美國FDA批準上市。多烯紫杉醇對乳腺癌、非小細胞肺癌等癌癥具有明顯的 治療效果。但由于紫杉烷類藥物的水溶性差（約1~10μg/mL)，臨床應用受到了極大的影 響。
[0011] DTX的結構式為：
[0012]
[0013] 目前尚未見有將iRGD與喜樹堿類、紫杉醇類抗腫瘤藥物聯用的相關報道。
【發明內容】
[0014] 本發明提供了一種iRGD-抗腫瘤藥物偶聯物，提高了抗腫瘤藥物在水中的溶解 性，擴大藥物的臨床應用范圍，并有效提高抗腫瘤藥物的靶向性及抗腫瘤效果。
[0015] 本發明還提供了一種iRGD-抗腫瘤藥物偶聯物的制備方法，該方法步驟簡單，可 工業化大批量生產。
[0016] 本發明還提供了一種iRGD-抗腫瘤藥物偶聯物在制備抗癌藥物中的應用。使用本 發明的抗癌藥物，能夠顯著提高藥物的生物利用度和減小藥物對正常組織和細胞產生毒副 作用。另一方面，iRGD具有靶向穿透性，可增強藥物靶向腫瘤細胞的能力，在臨床用藥時 可望降低對正常細胞的殺傷力。
[0017] -種iRGD-抗癌藥物偶聯物，是由抗腫瘤藥物通過化學鍵與iRGD連接而成，結構 式如式（I):
[0018] (1):
[0019] 其中，&為喜樹堿類和紫杉醇類抗腫瘤藥物前體，L為連接橋。
[0020] 上述技術方案中，所述化學鍵為可斷裂的雙硫鍵。
[0021] 作為優選，所述抗腫瘤藥物前體選自喜樹堿類抗腫瘤藥物和紫杉醇類抗腫瘤藥 物。進一步優選為喜樹堿、SN38、多烯紫杉醇等。
[0022] 作為優選，所述連接橋為如下所示結構：
[0023]
[0024] 作為優選，所述iRGD-抗癌藥物偶聯物的結構為式（1-1)~（1-3)所示化合物之
[0025]
[0026]
'(1-31.
[0027] 采用上述技術方案，iRGD通過雙硫鍵與抗腫瘤藥物偶聯（1-1)~（1-3)。雙硫鍵 在循環系統中穩定，在胞內還原條件下被分解，可直接釋放出抗癌藥物，顯著提高藥物的生 物利用度，避免藥物在非腫瘤部位釋放，減小藥物對正常組織和細胞產生毒副作用。
[0028] 本發明還提供了一種上述iRGD-抗癌藥物偶聯物的制備方法，包括：抗腫瘤藥物 前體與連接橋化合物反應，然后再與iRGD反應制備得到所述的iRGD-抗癌藥物偶聯物。
[0029] 作為優選，所述連接橋化合物為：
[0030]
[0031] 對于有競爭反應的抗腫瘤藥物前體，可選擇適當的保護劑對不需要反應的競爭基 團進行保護，作為進一步優選，在抗腫瘤藥物前體與連接橋化合物反應前利用保護基先對 抗腫瘤藥物前體中的特定羥基保護，在與iRGD反應前將保護基脫除。
[0032] 作為進一步優選，上述制備方法包括：
[0033] (1)可選擇的，對抗腫瘤藥物前體的特定基團進行保護基保護；例如對于7-乙 基-10-羥基喜樹喊，需要在7-乙基-10-羥基喜樹喊的C10位羥基上引入保護基，避免其 參與步驟⑵和（3)的反應；
[0034] (2)將不需要保護基保護的抗腫瘤藥物前體或步驟（1)產物與三光氣在二甲基氨 基吡啶的催化作用下，制得對應的衍生物；對于不需要保護基保護的抗腫瘤藥物前體，可 以直接進入該步驟，例如對于喜樹堿、多烯紫杉醇等；
[0035] (3)將步驟（2)產物與式（b)所示的化合物反應，得到接上連接橋的化合物；
[0036]
[0037] (4)可選擇的，脫去步驟（3)產物中的保護基；
[0038] (5)步驟（3)不需要脫保護基產物或步驟（4)產物與iRGD反應，獲得式（I)所示 的化合物。
[0039] 作為優選，步驟（1)中采用的保護劑為二碳酸二叔丁酯；所述抗腫瘤藥物前體選 自喜樹堿類抗腫瘤藥物和紫杉醇類抗腫瘤藥物。進一步優選為喜樹堿、SN38、多烯紫杉醇 等。
[0040] 下面分別針對具體的化合物，進一步說明其制備方法：
[0041] 1、式（1-1)所示的iRGD-SN38偶聯物的制備方法，包括：
[0042] (1)在7_乙基-10-羥基喜樹喊的C10位羥基上引入保護基；
[0043] (2)將步驟（1)產物與三光氣在二甲基氨基吡啶的