本發(fā)明涉及一種抗腫瘤藥物，特別涉及一種具有多藥協(xié)同作用的抗腫瘤高分子鍵合藥及其制備方法；屬于生物醫(yī)藥高分子材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

腫瘤是一個(gè)全球性的公共健康問題。近三十年來，世界癌癥發(fā)病率以每年3-5％的速度增加，二十一世紀(jì)，腫瘤已成為導(dǎo)致人類死亡的第一誘因?；熥鳛槟[瘤三大治療手段之一，是目前腫瘤治療的重要手段。盡管化療在治療腫瘤方面已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，然而在臨床應(yīng)用中仍存在一些障礙。如傳統(tǒng)的腫瘤化療采取的是單一化療藥物，其主要缺陷是單一藥物的治療往往會(huì)激活和強(qiáng)化腫瘤細(xì)胞其他方面的存活路徑，從而導(dǎo)致耐藥性的出現(xiàn)并最終導(dǎo)致化療失敗。同時(shí)為了達(dá)到治療效果，需要更高的藥物劑量，導(dǎo)致難以接受的藥物毒副作用。為了解決這一難題，近年來，利用多個(gè)藥物的協(xié)同作用使用聯(lián)合給藥的方法成為抗腫瘤藥物藥劑學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

目前，臨床使用的抗腫瘤藥物以紫杉醇、阿霉素、喜樹堿、順鉑為主。這類抗腫瘤藥物因其抗癌機(jī)理的不同而作用于腫瘤細(xì)胞的不同周期。如紫杉醇作用于微管/微管蛋白系統(tǒng)，可影響微管蛋白的裝配和解聚，從而導(dǎo)致微管束的排列異常，形成星狀體，使紡錘體失去正常功能，導(dǎo)致細(xì)胞死亡，作用于細(xì)胞周期的G2和M期；阿霉素通過嵌入癌細(xì)胞的DNA堿基片段中，阻礙DNA的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制，從而抑制腫瘤細(xì)胞生長，屬周期非特異性藥物；喜樹堿能穩(wěn)定拓?fù)洚悩?gòu)酶I和DNA的共價(jià)化合物，形成了三元可解離復(fù)合物，通過復(fù)制沖突模型造成DNA損傷，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡，作用于細(xì)胞周期的S期。聯(lián)合用藥是基于不同的化療藥物對(duì)應(yīng)于腫瘤細(xì)胞的不同信號(hào)通路，在腫瘤細(xì)胞的不同生長周期產(chǎn)生抑制作用，從而實(shí)現(xiàn)治療目的。

然而小分子藥物的聯(lián)合存在不同藥物的代謝性質(zhì)、組織和器官分布、穿透各 級(jí)膜的能力的不同的問題，很難控制到達(dá)最終靶點(diǎn)的多種藥物仍保持注射時(shí)的最初濃度。其次，小分子藥物的聯(lián)合，往往會(huì)帶來更大的副作用和毒性。因此，使用聚合物前藥或納米藥物載體成為聯(lián)合用藥的最佳策略。眾所周知，納米藥物載體具有可通過合適的尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來改變藥物的藥代動(dòng)力學(xué)和體內(nèi)分布以及通過EPR效應(yīng)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)靶向的優(yōu)點(diǎn)。作為載體給藥系統(tǒng)的一員，從兩親性嵌段共聚物發(fā)展而來的聚合物膠束深受青睞。當(dāng)投入到水性介質(zhì)中時(shí)，在體系自由能降低的驅(qū)動(dòng)下，膠束的疏水段自發(fā)聚集在一起形成微粒的內(nèi)核。它既可以作為很多難溶性藥物的微儲(chǔ)庫，又能避免藥物在生物體內(nèi)環(huán)境中失活。自組裝形成的載藥膠束是熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的體系，具有穩(wěn)定、長效、安全等許多優(yōu)良的性質(zhì)，使得聚合物膠束成為難溶性藥物理想的輸送系統(tǒng)，且在藥物釋放、基因載體和診斷制劑等很多方面得到廣泛地應(yīng)用。

聚合物修飾劑的選擇是藥物分子修飾的關(guān)鍵，現(xiàn)有研究表明脂肪族聚酯如聚乳酸(PLA)，聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)和聚ε-己內(nèi)酯(PCL)屬于生物可降解聚合物。它們的分子量在相當(dāng)寬的范圍可以隨意控制，所以在聚合物藥物載體的研究中得到了廣泛的應(yīng)用。特別是在與水溶性聚合物形成嵌段共聚物后，不僅具有生物可降解性，而且大大地改善了材料與人體的生物相容性，作為藥物載體材料時(shí)，延長了藥物在體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間，提高了藥效，降低了免疫響應(yīng)性，已經(jīng)成為生物醫(yī)藥高分子材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)傳統(tǒng)的腫瘤化療采取的是單一化療藥，或一些聯(lián)合給藥的藥物載體大多都是不可降解的高分子聚合物，且其鍵合方式都是物理包裹，導(dǎo)致人體對(duì)藥物的生物利用度低，抗癌活性差等缺陷；本發(fā)明的目的是在于提供一種以可生物降解高分子為載體，同時(shí)負(fù)載多種抗腫瘤藥物構(gòu)成的高分子鍵合藥，該高分子鍵合藥通過多藥協(xié)同作用提高抗癌活性，同時(shí)降低化療的毒副作用，且該高分子鍵合藥生物相容性好，載藥量高且可控，可以應(yīng)用于臨床研究。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是在于提供一種經(jīng)濟(jì)、高效和無毒的制備上述可生物降解的具有多藥協(xié)同作用的抗腫瘤藥高分子鍵合藥的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種具有多藥協(xié)同作用的抗腫瘤高分 子鍵合藥，具有式1結(jié)構(gòu)：

其中，

A為含有羥基的抗腫瘤藥物基團(tuán)；

B為含有氨基的抗腫瘤藥物基團(tuán)；

n為45～454，x為1～20，y為1～20；

R₁和R₂獨(dú)立地選自C₁～C₄的亞烷基。

優(yōu)選的方案，A為紫杉醇基團(tuán)、多西紫杉醇基團(tuán)、喜樹堿基團(tuán)、絲裂霉素C基團(tuán)中的至少一種。

優(yōu)選的方案，B為阿霉素基團(tuán)、表阿霉素基團(tuán)、吡喃阿霉素基團(tuán)中的至少一種。

本發(fā)明還提供了一種制備所述的具有多藥協(xié)同作用的抗腫瘤高分子鍵合藥的方法，該方法包括以下步驟：

1)以聚乙二醇單甲醚引發(fā)含降冰片烯基團(tuán)的丙交酯進(jìn)行開環(huán)聚合，聚合產(chǎn)物再引發(fā)α溴代己內(nèi)酯進(jìn)行開環(huán)聚合，得到聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物；

2)所述聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物與含巰基的醇類化合物進(jìn)行巰基-溴點(diǎn)擊反應(yīng)，得到含羥基側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物；所述含羥基側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物與對(duì)硝基苯基氯甲酸酯進(jìn)行縮合反應(yīng)，得到含對(duì)硝基苯基甲酸 酯側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物；所述含對(duì)硝基苯基甲酸酯側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物與含巰基的酸類化合物進(jìn)行巰基-烯光點(diǎn)擊反應(yīng)，得到式2載體聚合物；

3)含羥基的抗腫瘤藥物和含氨基的抗腫瘤藥物與式2載體聚合物分別進(jìn)行酯化反應(yīng)和酰胺化反應(yīng)，即得；

其中，

n為45～454；

x為1～20；

y為1～20；

R1和R₂各自獨(dú)立地選自C₁～C₄的亞烷基。

優(yōu)選的方案，含有氨基的抗腫瘤藥物為阿霉素、表阿霉素、吡喃阿霉素中的至少一種。

優(yōu)選的方案，含有羥基的抗腫瘤藥物為紫杉醇、多西紫杉醇、喜樹堿、絲裂霉素C中的至少一種。

本發(fā)明的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯聚合物的制備方法：

將丙交酯和N-溴代丁二酰亞胺(NBS)，以四氯化碳或苯為溶液，以過氧化二苯甲酰(BPO)做催化劑，在60～90℃下發(fā)生取代反應(yīng)，得到溴代丙交酯；得到的溴代丙交酯以二氯甲烷溶劑中，在三乙胺的作用下，0～5℃下發(fā)生消去反應(yīng)得到 雙鍵丙交酯；得到的雙鍵丙交酯和新蒸環(huán)戊二烯在四氯化碳或苯溶液中，氬氣保護(hù)，60～90℃下，通過Diels-Alder反應(yīng)后，得到含降冰片烯側(cè)基的丙交酯；

將環(huán)己酮和N-溴代丁二酰亞胺(NBS)以無水乙醚為溶劑，醋酸銨(NH₄AcO)做催化劑，室溫下反應(yīng)得到溴代環(huán)己酮；溴代環(huán)己酮通過Baeyer-Villiger氧化反應(yīng)與間氯過氧苯甲酸(m-CPBA)生成了α位溴代己內(nèi)酯；

以聚乙二醇單甲醚為大分子引發(fā)劑，TBD或DBU為催化劑，二氯甲烷為溶劑，-20～40℃下引發(fā)含降冰片烯側(cè)基的丙交酯進(jìn)行開環(huán)聚合得到聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯聚合物，再以聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯聚合物為大分子引發(fā)劑，同樣的聚合條件將α溴代己內(nèi)酯引發(fā)聚合，得到聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯聚合物。

本發(fā)明的聚合物官能化的制備方法：將聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯聚合物采用巰基-溴點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)和巰基-烯光點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)點(diǎn)擊效率高，無副產(chǎn)物。

本發(fā)明的含羥基的抗腫瘤藥物與高分子載體進(jìn)行DIC縮合反應(yīng)，其副產(chǎn)物易除去，避免了傳統(tǒng)DCC縮合后劇毒物質(zhì)DCU的產(chǎn)生。含氨基的抗腫瘤藥物與對(duì)硝基苯基甲酸酯活化的高分子載體鍵合，其鍵合效率高，生成的酰胺鍵穩(wěn)定。

本發(fā)明的具有多藥協(xié)同作用的抗腫瘤高分子鍵合藥的合成路線如下：

以抗腫瘤藥物紫杉醇(paclitaxel)和阿霉素(doxorubicin)為例：

相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案帶來的有益效果：

1)與現(xiàn)有的高分子抗腫瘤高分子鍵合藥相比，本發(fā)明的抗腫瘤高分子鍵合藥最大的優(yōu)勢(shì)在于通過將抗腫瘤藥物阿霉素和紫杉醇等同時(shí)鍵合到高分子載體上，不同的抗腫瘤藥物對(duì)應(yīng)于腫瘤細(xì)胞的不同信號(hào)通路，在腫瘤細(xì)胞的不同生長周期產(chǎn)生抑制作用，提高治療效果。如阿霉素通過嵌入癌細(xì)胞的DNA堿基片段 中，阻礙DNA的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制，從而抑制腫瘤細(xì)胞生長；而紫杉醇作用于微管/微管蛋白系統(tǒng)，可影響微管蛋白的裝配和解聚，從而導(dǎo)致微管束的排列異常，形成星狀體，使紡錘體失去正常功能，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

2)本發(fā)明的高分子抗腫瘤高分子鍵合藥另一優(yōu)勢(shì)在于可降低化療藥物的毒副作用，因?yàn)樗幬锫?lián)合作用導(dǎo)致每種藥物的給藥劑量減少，同時(shí)抗癌活性不受影響，提高了藥物的利用度，可以降低化療成本。

3)本發(fā)明的高分子抗腫瘤高分子鍵合藥在端基引入分子量較小的聚乙二醇單甲醚，聚乙二醇單甲醚不但具有較好的生物相容性及生物可降解性，并且在水相中易于自組裝形成納米膠束粒子，延長了藥物在體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間，提高了藥效，降低了免疫響應(yīng)性。

4)本發(fā)明的高分子抗腫瘤高分子鍵合藥的制備方法操作簡單、反應(yīng)條件溫和、副反應(yīng)少、產(chǎn)率高和安全無毒，且易于調(diào)控高分子鍵合藥的載藥量，滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。

附圖說明

【圖1】為聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯兩嵌段共聚物的核磁氫譜圖；

【圖2】為聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物的核磁氫譜圖；【圖3】為實(shí)施例1的步驟1中各聚合物的分子量分布圖：A為聚乙二醇單甲醚的分子量分布圖，B為聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯共聚物的分子量分布圖，C為聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物的分子量分布圖；

【圖4】為聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物與巰基乙醇反生巰基-溴點(diǎn)擊反應(yīng)得到的含羥基側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物核磁氫譜圖；

【圖5】為含對(duì)硝基苯基甲酸酯側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物的核磁氫譜圖；

【圖6】為含對(duì)硝基苯基甲酸酯側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物與巰基丙酸反生巰基-烯光點(diǎn)擊反應(yīng)得到的載體聚合物的核磁氫譜圖；

【圖7】為含紫杉醇的抗腫瘤高分子鍵合藥的核磁氫譜圖；

【圖8】為含紫杉醇和阿霉素高分子鍵合藥的核磁氫譜圖；

【圖9】為實(shí)施例1中步驟2～4中各聚合物的分子量分布圖：A為聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物與巰基乙醇反生巰基-溴點(diǎn)擊反應(yīng)得到的含羥基側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物的分子量分布圖，B為含對(duì)硝基苯基甲酸酯側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物的分子量分布圖，C為含對(duì)硝基苯基甲酸酯側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物與巰基丙酸反生巰基-烯光點(diǎn)擊反應(yīng)得到的含羧基側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物分子量分布圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例旨在是對(duì)本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

1、聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物的制備：

首先，在己真空烤過3次的安培瓶中，于氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入0.80g的降冰片烯側(cè)基的丙交酯和1.00g聚乙二醇單甲醚(mPEG)，之后加入1mL的精制的DCM使其完全溶解，注射由精制DCM配制好的含引發(fā)劑TBD溶液1mL，常溫反應(yīng)48h后，用無水乙醚沉降3次，離心后真空干燥，得到聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯兩嵌段聚合物，結(jié)構(gòu)表征如圖1所示，分子量分布為圖3。然后，再以其為大分子引發(fā)劑，同樣聚合條件下引發(fā)α溴代己內(nèi)酯聚合，得到聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物，其結(jié)構(gòu)表征如圖2，分子量分布見圖3，說明該聚合物已成功合成。

2、含羥基側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物的制備：

稱取上述聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物0.5g(0.06mmol)，2-巰基乙醇0.054g(0.73mmol)，溶于10mL的乙腈，加入0.05mL三乙胺做催化劑，在氬氣保護(hù)下反應(yīng)2h。反應(yīng)結(jié)束后用水透析24h，除去季銨鹽，再用無水乙醚沉降，離心后真空干燥，得到純的含羥基側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物。其結(jié)構(gòu)表征見核磁氫譜圖(圖4)，分子量分 布見圖9A，說明該聚合物已成功合成。

3、含對(duì)硝基苯基甲酸酯側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯共聚物的制備：

稱取含羥基側(cè)基的聚乙二醇單甲醚-b-聚丙交酯-b-聚α溴代己內(nèi)酯聚合物0.4g(0.049mmol)，溶于10mL二氯甲烷，在氬氣保護(hù)下緩慢滴加0.21g對(duì)硝基苯基氯甲酸酯和0.05mL三乙胺，0℃反應(yīng)24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后用無水乙醚沉降3次，離心后真空干燥。其結(jié)構(gòu)表征見核磁氫譜圖6，分子量分布見圖9B。

4、載體聚合物的制備：

在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將0.3g(0.45mmol)上述聚合物溶解在10mL精制的四氫呋喃(THF)中，加入0.030g(0.029mmol)3-巰基丙酸，3mg安息香二甲醚(DMPA)光引發(fā)劑，在紫外燈光照下反應(yīng)0.5h。反應(yīng)結(jié)束后，用無水乙醚沉降3次，離心后真空干燥，得到載體聚合物。其結(jié)構(gòu)表征見核磁氫譜圖6，分子量分布見圖9C，說明該聚合物已成功合成。

5、含紫杉醇的高分子鍵合藥的制備

稱取載體聚合物0.1g(0.008mmol)，紫杉醇0.029g(0.03mmol)，N，N-二異丙基碳二亞胺(DIC)0.004g(0.03mmol)。將紫杉醇溶于10mL三氯甲烷，加入催化量的DMAP，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢滴加溶于2mL三氯甲烷的聚合物和DIC，冰浴攪拌1h后，在45℃下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束后用甲醇透析24h，除掉脲鹽，然后用無水乙醚沉降3次，離心，真空干燥。其結(jié)構(gòu)表征見核磁氫譜圖7。

6、含紫杉醇和阿霉素的高分子鍵合藥的制備：

稱取上述紫杉醇前藥0.5g，鹽酸鹽阿霉素0.025g，將鹽酸鹽阿霉素溶于干燥的DMF，加入0.01mL三乙胺，抽真空充氮?dú)馊?，反?yīng)2小時(shí)脫掉鹽酸鹽，再加入紫杉醇前藥，避光，室溫反應(yīng)48h。反應(yīng)結(jié)束后，用DMF透析48h，乙腈透析掉DMF，無水乙醚沉降，離心，真空干燥。其結(jié)構(gòu)表征見核磁氫譜圖8。