一種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，依然是目前癌癥治療的主要手段。小分子抗腫瘤藥物雖然具 有滲透性好、細胞毒性較強的優勢，但其特異性低，往往引起嚴重的毒副作用，使之不能獲 得理想的臨床效益。
[0003] 抗體藥物偶聯物(antibody-drug conjugates，ADC)作為一種新型的生物革巴向抗 癌藥物，結合了單克隆抗體的高靶向選擇性和小分子毒素的高效性，在提高抗體藥物療效 的同時也擴大了小分子毒素的臨床應用范圍，目前ADC藥物已成為了腫瘤治療研究的熱點 方向。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。
[0004] 美登素 (maytansine)是一種具有抗腫瘤作用的天然產生的柄型大環內脂，具有中 期阻滯抗有絲分裂的特征，是一類比阿霉素和長春堿類抗癌活性高1000多倍的強效抗癌 藥。將美登素衍生物DMl與抗體偶聯，體外實驗結果顯示偶聯物可以有效抑制腫瘤的生長 (T.T.JunttilajG.Li ,K.Parsons,G.L.Phillips and M.X.Sliwkowski,Trastuzumab-DMl (T-DMl)retains all the mechanisms of action of trastuzumab and efficiently inhibits growth of lapatinib insensitive breast cancer.Breast cancer research and treatment.2011；128:347)〇
[0005] 美登素 DMl的結構式為：
[0007]奧利他汀類(auristatin)抗腫瘤藥物是一種從印度洋截尾海兔中分離出來的縮 肽衍生物，它通過作用于微管蛋白抑制腫瘤生長，活性高達傳統化療藥物的1000倍以上，已 被廣泛用于ADC并取得巨大成功，在ADC中占有主導地位目前應用于ADC的auristatin類藥 物主要有兩種，即auristatin E(MMAE)和auristatin F(MMAF) JMAE對多種人血液惡性腫 瘤和實體瘤細胞(黑素瘤、肺癌、胃癌、前列腺癌、卵巢癌、胰腺癌、乳腺癌、結腸癌和腎癌)具 有較強的生長抑制活性，在體內試驗中也顯示較好的藥代動力學性。MMAE與抗體偶聯后對 陽性細胞選擇性抑制活性高達傳統化療藥物多柔比星的10~1000倍。MMAF與抗體偶聯后， 通過抗體的內吞作用將MMF帶入細胞，使藥物活性提高2200倍(王彥明，郝伯鈞，鐘武，周辛 波，李松，auristatin類抗體藥物偶聯物研究進展，國際藥學研究雜志，2015，42:427-438)。 [0008] MMAE和MMAF的結構式分別為：
[0010] 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。
[0011] iR⑶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 CRGDKGPDC，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部 位，而經過腫瘤部位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-I)相互作用，介導發生細胞膜穿透效應（Sugahara KN，Teesalu T,Karmali PP, Kotamraju VR1Agemy L,Girard 0M,et al.Tissue-Penetrating Delivery of Compounds and Nanoparticles into Tumors.Cancer cell.2009;16:510)。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（Sugahara KN，Teesalu T,Karmali PP,Kotamraju VR, Agemy L1Greenwald DR,et al.Coadministration of a tumor-penetrating peptide enhances the efficacy of cancer drugs·Science·2010;328:1031)〇
[0012] 通過偶聯一些具有腫瘤細胞靶向性的水溶性小分子多肽iRGD，制備抗癌藥物，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。
[0013] 目前尚未見有將iRGD與美登素類和奧利他汀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。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，iR⑶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] 一種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):
[0019] 其中，X1為抗腫瘤藥物前體，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或不可斷裂的共價鍵，例如C-S 鍵。
[0021 ]作為優選，所述抗腫瘤藥物前體選自美登素類(maytansine)抗腫瘤藥物和奧利他 汀類（auristatin)抗腫瘤藥物。進一步優選為美登素衍生物DM1、奧利他汀E(麗AE， MonoMethyl auristatin E)、奧利他汀F(MMAF，MonoMethyl Auristatin F)等。作為更進一 步優選，所述抗腫瘤藥物前體選自美登素衍生物DMl。
[0022]所述iRGD-抗癌藥物偶聯物的結構為式(1-1)~（1-4)所示化合物：
[0027] 采用上述技術方案，iR⑶通過雙硫鍵或共價鍵與抗腫瘤藥物偶聯。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以下化合物中的一種：
[0032]作為進一步優選，式（1-1)所示的iRGD-美登素 DMl偶聯物的制備方法，包括：
[0033] (1)將美登素衍生物DMl與2,2_二硫二吡啶反應，得到式(h)所示結構的美登素衍 生物DMl;該步驟中，美登素衍生物DMl與2，2_二硫二吡啶的摩爾比為1:(1.2~2)，進一步優 選為 1