靶向性多肽修飾的鐵蛋白納米顆粒裝載卟啉二聚體鹽復(fù)合物及其用途和制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)藥領(lǐng)域，尤其涉及光敏劑復(fù)合物、其制備方法和其在光動力療法 (photodynamictherapy,FOT)和光熱療法（photothermaltherapy,PTT)的藥物制作中的 應(yīng)用。更具體地，本發(fā)明涉及靶向性多肽修飾的鐵蛋白納米顆粒與卟啉二聚體鹽的復(fù)合物、 其制備方法、包含其的藥物組合物及其在制備用于熒光成像和光學(xué)療法的藥物中用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 光療法是一種新型的治療方式，其利用藥物的光熱或光動力效應(yīng)，具有特殊的時 空選擇性和最小的侵入性，能夠同時進(jìn)行熒光成像和光學(xué)治療。光學(xué)療法主要包括光熱治 療和光動力治療。光熱治療是指藥物吸收特定波長的光并將其轉(zhuǎn)換成熱，產(chǎn)生局部升溫從 而進(jìn)行疾病的治療。光動力治療是在特定波長的激發(fā)下，光敏劑從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的過程 中會發(fā)射熒光，這種熒光可以用于進(jìn)行熒光成像，從而可以用于疾病的光學(xué)診斷、進(jìn)行活體 光敏劑運(yùn)輸和體內(nèi)分布的可視化以及用于進(jìn)行熒光指導(dǎo)下的roT。同時，光敏劑能夠?qū)⑽?的光能轉(zhuǎn)移給周圍的氧分子，產(chǎn)生活性氧，包括單線態(tài)氧和自由基，從而殺死腫瘤細(xì)胞。
[0003] 大部分光敏劑由于皮膚光毒性強(qiáng)、水溶性差和在非腫瘤部位的聚集性，使得其在 PDT中的應(yīng)用受到限制。為了改善光敏劑分子的水溶性、增加其在腫瘤細(xì)胞或組織中的聚 集，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員已經(jīng)進(jìn)行了多種探索。例如，已經(jīng)報道了各種各樣的納米載體進(jìn)行 光敏劑的體內(nèi)輸送，如娃納米顆粒、磁性納米粒子、金納米粒子、碳納米材料等無機(jī)納米材 料。但是生物相容性差、不可降解、免疫原性、潛在的長期毒性等極大的限制了其臨床應(yīng)用。 而且無機(jī)納米載體能夠通過實(shí)體瘤的高通透性和滯留效應(yīng)（enhancedpermeabilityand retentioneffect,EPR效應(yīng)）聚集在腫瘤部位的效率低。
[0004] 鐵蛋白是人體內(nèi)天然存在的一種主要的儲存鐵的蛋白質(zhì)，由24個亞基組成內(nèi)徑 8nm、外徑12nm的籠狀結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，在pH等于2的酸性環(huán)境中，鐵蛋白的24亞基會解 聚為單體，當(dāng)pH恢復(fù)到7的中性環(huán)境中，亞基發(fā)生重組形成鐵蛋白納米顆粒。
[0005] 研究人員已經(jīng)嘗試了將鐵蛋白與各種腫瘤藥物連接在一起進(jìn)行腫瘤的治療。例 如，我們先前用鐵蛋白轉(zhuǎn)載熒光染料IR780進(jìn)行乳腺癌的治療（PengHuang，Pengfei Rong,AlbertJin,XiaoyuanChen等，Dye-LoadedFerritinNanocagesforMultimodal ImagingandPhotothermalTherapy.Adv.Mater. 2014, 26, 6401 - 6408)，以及用鐵蛋白 裝載阿霉素（Dox)進(jìn)行乳腺癌的治療（MinminLiang,KelongFan,MengZhou,XiyunYan 等,H-ferritin-nanocageddoxorubicinnanoparticlesspecificallytargetand killtumorswithasingle-doseinjection.PNAS. 2014;1:240-50)。然而，發(fā)現(xiàn)該應(yīng)用 受限于鐵蛋白的藥物裝載率低和腫瘤靶向性有待提高。增加鐵蛋白的轉(zhuǎn)載率在本領(lǐng)域中是 一個巨大的挑戰(zhàn)。
[0006] 因此，需要研究高裝載率、高靶向性、多方式治療聯(lián)合的運(yùn)輸載體-光敏劑復(fù)合 物，提高腫瘤的治療效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服以上技術(shù)缺陷，提供一種新型的生物相容性好、對腫瘤具 有高靶向性的PDT和PTT聯(lián)合治療的診療一體化復(fù)合物。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0009] -種革E1向性多肽修飾的鐵蛋白納米顆粒裝載卟啉二聚體鹽復(fù)合物，其特征在于， 其結(jié)構(gòu)為R-Fn-卟啉二聚體鹽，其中：Fn是鐵蛋白；R是靶向性多肽。
[0010] 進(jìn)一步的方案，其中卟啉二聚體鹽是式（1)、（2)或（3)的化合物；
[0011]
[0013] 其中
[0014] R獨(dú)立地選自Q6烷基、C2 6鏈烯基、C2 6炔基、Ci6烷氧基和Ci6?；?，其任選地被 一個或多個選自鹵素和羥基的取代基取代；
[0015] Μ是堿金屬、堿土金屬或NH4+;
[0016] p是Μ的化合價數(shù)的倒數(shù)。
[0017] 進(jìn)一步的方案，所述靶向性多肽為精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸。
[0018] 進(jìn)一步的方案，鐵蛋白、靶向性多肽和卟啉二聚體鹽三者之間的關(guān)系為：靶向性多 肽化學(xué)修飾鐵蛋白，撲啉二聚體鹽被包載于靶向性多肽修飾的鐵蛋白中。
[0019] 進(jìn)一步的方案，R-Fn與卟啉二聚體鹽的重量比為1:0. 1-10。
[0020] 進(jìn)一步的方案，R-Fn與卟啉二聚體鹽的重量比為1:1-3。
[0021] 進(jìn)一步的方案，R與Fn的物質(zhì)的量比為：1~24:1。
[0022] 靶向性多肽修飾的鐵蛋白納米顆粒裝載卟啉二聚體鹽復(fù)合物的制備方法，其特征 在于，包括以下步驟：用HCL將R-Fn的PBS溶液pH值調(diào)至2-3,加入卟啉二聚體鹽，混合并 反應(yīng)20-40min，將混合液pH值調(diào)至7-8并繼續(xù)攪拌l-3h，用濾器過濾，獲得R-Fn-卟啉二 聚體鹽復(fù)合物。
[0023] 靶向性多肽修飾的鐵蛋白納米顆粒裝載卟啉二聚體鹽復(fù)合物在制備用于熒光成 像和光動力療法的藥物中的用途。
[0024] 靶向性多肽修飾的鐵蛋白納米顆粒裝載卟啉二聚體鹽復(fù)合物的藥物組合物。
[0025] 在尋求解決上述問題的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)多種靶向性多肽修飾的鐵蛋白納米顆 粒對光敏劑卟啉二聚體鹽具有很高的裝載率。同時發(fā)現(xiàn)在630nm激光照射下光敏劑卟啉二 聚體鹽不僅可以產(chǎn)生單線態(tài)氧而且具有很好的光熱效果，可以同時進(jìn)行單光源激發(fā)的光熱 和光動力聯(lián)合治療。相應(yīng)地，發(fā)明人設(shè)計并成功制備了這種復(fù)合物，從而提供了一種新型的 生物相容性好、對腫瘤具有高靶向性的PDT和PTT聯(lián)合治療的診療一體化復(fù)合物。
[0026] 本發(fā)明的有益效果：
[0027] R-Fn-卟啉二聚體鹽復(fù)合物應(yīng)用于光熱治療和光動力治療的具有顯著的腫瘤細(xì)胞 殺傷效果。用R-Fn裝載卟啉二聚體鹽（例如DVDMS)后，增加卟啉二聚體鹽的腫瘤靶向性， 能夠通過熒光成像更好地指導(dǎo)roT/PTT聯(lián)合治療。本發(fā)明的R-Fn-卟啉二聚體鹽在整合納 米藥物運(yùn)輸、活體成像、光學(xué)治療方面、高效治療腫瘤方面具有巨大的潛能。
[0028] 本文所用的術(shù)語"鐵蛋白"是指鐵蛋白納米顆粒，機(jī)體內(nèi)一種貯存鐵的可溶組織蛋 白，正常人血清中含有少量鐵蛋白，其外徑約12~14nm，空囊腔徑長約6-8nm，外殼由24個 亞基組成，每個亞基約含163個氨基酸殘基，分子量約為450kd。所述的"納米級"鐵蛋白可 以通過大腸桿菌原核表達(dá)得到。
[0029] 本文所述的"卟啉二聚體鹽"是一種新型的光敏劑，其化學(xué)結(jié)構(gòu)以及制備方法、藥 學(xué)活性等均公開在中國專利200910179116. 5 (授權(quán)公告號是CN102030765B，授權(quán)公告日 是2012年8月29日）中。最優(yōu)選的三種卟啉二聚體鹽是二[1-[6, 7-二丙酸鈉-1，3, 5, 8-四 甲基-4-乙烯基-2-卟吩]乙基]醚（0￥01^-1)、二[1-[6,7-二丙酸鈉-1，3,5,8-四甲 基-2-乙烯基-4-撲吩]乙基]醚（0￥01^-2)和1-[6,7-二丙酸鈉-1，3,5,8-四甲基-2-乙 烯基-4-卟吩]乙基1-[6'，7' -二丙酸鈉-Γ，3'，5'，8' -四甲基-4' -乙烯基-2' -卟 吩]乙基醚（DVDMS-3)，它們均是優(yōu)良的光敏劑，具有以下結(jié)構(gòu)式：
[0030]
[0031] DVDMS-1、DVDMS-2、DVDMS-3或者其兩種或三種的混合物在本申請中也被稱為"華 卟啉鈉"或"DVDMS"。
[0032] 本文所用的術(shù)語6烷基"意指具有1至6個碳原子的支鏈或直鏈的一價飽和烴 基。優(yōu)選C14烷基。其實(shí)例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁 基、正戊基、異戊基、新戊基和正己基等。
[0033] 本文所用的術(shù)語"C2 6鏈烯基"意指具有2至6個碳原子的包含一個或多個碳碳雙 鍵的直鏈或支鏈一價不飽和烴基。優(yōu)選C24鏈烯基。其實(shí)例包括但不限于乙烯基、丙-1-烯 基、稀丙基、丁 _1_烯基、戊_1_烯基、戊_1，4-二烯基等。
[0034] 本文所用的術(shù)語"C2 6炔基"意指具有2至6個碳原子的包含一個或多個碳碳三鍵 的直鏈或支鏈一價不飽和烴基。優(yōu)選C24炔基。其實(shí)例包括但不限于乙炔基、丙-1-炔基、 丙-2_炔基、丁 -1-炔基、戊-1-炔基、戊-1，3-二炔基等。
[0035] 本文所用的術(shù)語6烷氧基"意指基團(tuán)R'-Ο-，其中R'是上文所定義的q6烷基。 優(yōu)選C14烷氧基。其實(shí)例包括但不限于甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、仲 丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、異戊氧基、新戊氧基和正己氧基等。
[0036] 本文所用的術(shù)語6酰基"意指基團(tuán)R' -C(0)-，其中R'是Η或具有1至5個碳 原子的支鏈或直鏈的一價飽和烴基。優(yōu)選C14?；?。其實(shí)例包括但不限于甲?；⒁阴；?丙?；?、丁?；⑽祯；图乎；?。
[0037] "任選"或"任選地"意指隨后所述的事件或情況可以發(fā)生但是不必須發(fā)生，該描述 包括該事件或情況發(fā)生的情形和不發(fā)生的情形。例如，"Q6烷基……，其任選地被一個或多 個選自鹵素和羥基的取代基取代"意指可以被、但不必須被一個或多個鹵素和/或羥基所取 代的Q6烷基，該描述包括未被取代的Ci6烷基和被一個或多個鹵素和/或羥基取代的Ci6 烷基。
[0038] 本文所用的術(shù)語"鹵素"意指氟、氯、溴和碘，優(yōu)選氟、氯和溴，更優(yōu)選氟和氯。
[0039] 本文所用的術(shù)語"羥基"意指基團(tuán)-0H。
[0040] 本文所用的術(shù)語"堿金屬"意指元素周期表中第IA族的元素鋰（Li)、鈉（Na)、鉀 〇()、銣她）、銫％)、鈁奸），優(yōu)選鈉和鉀。
[0041] 本文所用的術(shù)語"堿土金屬"意指元素周期表中IIA族元素鈹（Be)、鎂（Mg)、鈣 (Ca)、鍶（Sr)、鋇（Ba)和鐳（Ra)，優(yōu)選鈣和美，最優(yōu)選鈣。
[0042] 本文所用的術(shù)語"化合價數(shù)"意指化學(xué)元素的1個原子所形成的共用電子對數(shù)。離 子的化合價數(shù)等于其電荷數(shù)。例如，堿金屬以及NH4+的化合價數(shù)是1，堿土金屬的