聚乙二醇化的氧化石墨烯-卟啉二聚體鹽復(fù)合物及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及新的光敏劑復(fù)合物及其在制備用于光動(dòng)力療法（photodynamic therapy, FOT)的藥物中的用途。更具體地，本發(fā)明涉及聚乙二醇化的氧化石墨稀與卟啉二 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動(dòng)力療 法的藥物中用途。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 光動(dòng)力療法是一種新型的治療方式，其利用光敏劑的光動(dòng)力效應(yīng)，具有特殊的時(shí) 空選擇性和最小的侵入性，能夠同時(shí)進(jìn)行熒光成像和光動(dòng)力學(xué)治療。在特定波長(zhǎng)的激發(fā)下， 光敏劑從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的過(guò)程中會(huì)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(shí)，光敏劑能夠?qū)⑽盏墓饽苻D(zhuǎn)移給周?chē)难醴肿樱a(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。
[0004] 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(bào)道了各種各樣的納米載體進(jìn)行 光敏劑的體內(nèi)輸送，如脂質(zhì)體、聚合物、娃納米顆粒、磁性納米粒子、金納米粒子、碳納米材 料等。盡管這些納米載體能夠通過(guò)實(shí)體瘤的高通透性和滯留效應(yīng)（enhanced permeability and retention effect，EPR效應(yīng)）提高光敏劑在腫瘤部位的聚集效率，但是光敏劑的熒光 也會(huì)被這些載體不同程度的淬滅。
[0005] 例如，在眾多的納米級(jí)載體中，氧化石墨稀（graphene oxide, G0)具有獨(dú)特的優(yōu) 勢(shì)，如表面積大、水溶性好、具有豐富的表面活性官能團(tuán)（例如，環(huán)氧基、羥基、羧基）、易于 表面修飾，從而在生物檢測(cè)、生物成像、藥物或基因運(yùn)輸中得到了廣泛的應(yīng)用。G0的熒光能 量共振轉(zhuǎn)移性能使其在納米檢測(cè)器中具有巨大的作為許多熒光單位（包括小分子熒光染 料、量子點(diǎn)和共輒聚合物等）的熒光淬滅劑的潛能。大量研究表明氧化石墨烯與光敏劑通 過(guò)π - π堆積（π - π stacking)作用連接之后可以作為光敏劑的有效載體，增加光敏劑在 腫瘤部位的聚集，從而可用于進(jìn)行光動(dòng)力學(xué)治療。然而，氧化石墨烯和光敏劑形成緊密復(fù)合 物后，光敏劑的熒光會(huì)被淬滅，從而限制了氧化石墨烯-光敏劑復(fù)合物在通過(guò)熒光成像方 面的應(yīng)用。
[0006] 研究人員已經(jīng)嘗試了將氧化石墨烯與光敏劑連接在一起進(jìn)行熒光成像和光動(dòng) 力學(xué)治療。然而，發(fā)現(xiàn)該應(yīng)用受限于光敏劑的熒光被G0淬滅。例如，二氫卟吩e6(Ce6) 與葉酸修飾的GO連接后，Ce6的熒光被徹底淬滅（Huang P，Xu C，Lin J，Wang C，Wang X，Zhang C等，F(xiàn)olic acid-conjugated graphene oxide loaded with photosensitizers for targeting photodynamic therapy.Theranostics. 2011 ; 1:240-50)〇 此 外， 2-(1-己氧基乙基）-2-去乙烯基焦脫鎂葉綠酸-α (2-(1-hexyloxyethyl)-2-devinyl pyropheophorbide-alpha, HPPH)的焚光也被 GO-PEG 淬滅（Rong P, Yang K, Srivastan A,Kiesewetter DO,Yue X，Wang F 等,Photosensitizer loaded nano-graphene for multimodality imaging guided tumor photodynamic therapy. Theranostics.2014 ； 4:229-39)。改善用GO作為載體的熒光淬滅問(wèn)題在本領(lǐng)域中是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
[0007] 因此，需要研究不發(fā)生熒光淬滅的運(yùn)輸載體-光敏劑復(fù)合物，提高光敏劑的熒光 成像效果和PDT效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 在尋求解決上述問(wèn)題的過(guò)程中，發(fā)明人令人驚奇地發(fā)現(xiàn)用聚乙二醇（PEG)修飾的 G0與光敏劑卟啉二聚體鹽形成復(fù)合物不僅不會(huì)導(dǎo)致卟啉二聚體鹽的熒光被淬滅，而且能增 強(qiáng)其熒光，并且增強(qiáng)其在腫瘤部位的聚集，進(jìn)一步增強(qiáng)了卟啉二聚體鹽的診斷和治療一體 化應(yīng)用性和靶向性。相應(yīng)地，發(fā)明人設(shè)計(jì)并成功制備了這種復(fù)合物，從而提供了一種新型的 用于熒光成像和roT、尤其是熒光指導(dǎo)下的TOT的診療一體化復(fù)合物。
[0009] 在實(shí)施方案1中，本發(fā)明提供了一種GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合物，其中：
[0010] G0是氧化石墨烯；
[0011] PEG是聚乙二醇，其分子量為200-20000,優(yōu)選2000-12000 ;且
[0012] 卟啉二聚體鹽是式（1)、（2)或（3)的化合物，
[0013]
[0014] 其中
[0015] R獨(dú)立地選自Q 6烷基、C 2 6鏈烯基、C 2 6炔基、C i 6烷氧基和C i 6?；?，其任選地被 一個(gè)或多個(gè)選自鹵素和羥基的取代基取代，
[0016] Μ是堿金屬、堿土金屬或NH/，
[0017] p是Μ的化合價(jià)數(shù)的倒數(shù)。
[0018] 在實(shí)施方案2中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案1所述的GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合 物，其中R獨(dú)立地選自任選被一個(gè)或多個(gè)羥基取代的Q 6烷基、C 2 6鏈烯基、C 2 6炔基和C i 6 ?；?，Μ是堿金屬或NH/，且p是1。
[0019] 在實(shí)施方案3中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案2所述的GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合 物，其中R獨(dú)立地選自-CH = CH2、-CH(OH) 013和-C0CH 3, Μ是堿金屬或順4+，且p是1。
[0020] 在實(shí)施方案4中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案3所述的GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合 物，其中R獨(dú)立地選自-CH = 012和-CH(OH) CH 3, Μ是堿金屬或NH4+，且p是1。
[0021] 在實(shí)施方案5中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案1-4中任意一個(gè)實(shí)施方案所述的 GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合物，其中Μ是堿金屬。
[0022] 在實(shí)施方案6中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案5所述的GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合 物，其中Μ是Na或K。
[0023] 在實(shí)施方案7中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案1所述的GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合 物，其中所述的卟啉二聚體鹽選自：
[0024] 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 (DVDMS-1)，
[0025] 二[1_[6, 7-二丙酸鈉-1，3, 5, 8-四甲基-2-乙烯基-4-卟吩]乙基]醚 (DVDMS-2)，
[0026] 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)，
[0027] 二[1-[6, 7-二丙酸鉀-1，3, 5, 8-四甲基-4-乙烯基-2-卟吩]乙基]醚，
[0028] 二[1-[6, 7-二丙酸鉀-1，3, 5, 8-四甲基-2-乙烯基-4-卟吩]乙基]醚，
[0029] 1-[6, 7-二丙酸鉀_1，3, 5, 8-四甲基-2-乙烯基-4-卟吩]乙基1-[6'，7'-二丙 酸鉀-Γ，3'，5'，8' -四甲基-4-乙烯基-2-卟吩]乙基醚，
[0030] 二[1_[6, 7-二丙酸銨-1，3, 5, 8-四甲基-4-乙烯基-2-卟吩]乙基]醚，
[0031] 二[1_[6, 7-二丙酸銨-1，3, 5, 8-四甲基-2-乙烯基-4-卟吩]乙基]醚，
[0032] 1-[6, 7-二丙酸銨_1，3, 5, 8-四甲基-2-乙烯基-4-卟吩]乙基1-[6'，7'-二丙 酸銨-Γ，3'，5'，8' -四甲基-4-乙烯基-2-卟吩]乙基醚，和
[0033] 它們中兩種或更多種的混合物。
[0034] 在實(shí)施方案8中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案1所述的GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù) 合物，其中所述的卟啉二聚體鹽選自二[1_[6, 7-二丙酸鈉-1，3, 5, 8-四甲基-4-乙烯 基-2-卟吩]乙基]醚（DVDMS-1)、二[1-[6, 7-二丙酸鈉_1，3, 5,8_四甲基-2-乙烯 基-4-卟吩]乙基]醚（0￥01^-2)、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)以及它們中兩種或三種的混合物。
[0035] 在實(shí)施方案9中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案1-8中任意一個(gè)實(shí)施方案所述的 GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合物，其中G0與PEG的重量比是1:1 - 1:8,優(yōu)選1:2-1:4,更優(yōu)選 1:3〇
[0036] 在實(shí)施方案10中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案1-9中任意一個(gè)實(shí)施方案所述的 GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合物，其中GO-PEG與卟啉二聚體鹽的重量比是0. 1:1、0. 5:1、1:1 或 2:1，優(yōu)選 0.5:1。
[0037] 在實(shí)施方案11中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案1-9中任意一個(gè)實(shí)施方案所述的 GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合物，其中所述的GO-PEG與卟啉二聚體鹽是通過(guò)包括以下步驟的 方法制備的：將卟啉二聚體鹽的水溶液與GO-PEG水溶液混合并反應(yīng)6-12小時(shí)（例如在pH 5-8、優(yōu)選pH 7. 4下反應(yīng)），然后用100kD的濾器過(guò)濾，從而獲得GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合 物。
[0038] 在實(shí)施方案12中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案11所述的GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù) 合物，其中反應(yīng)中加入的GO-PEG與卟啉二聚體鹽的重量比是0.1:1、0.5:1、1:1或2:1，從而 分別獲得其中GO-PEG與卟啉二聚體鹽的重量比是0. 1:1、0. 5:1、1:1或2:1的GO-PEG-卟 啉二聚體鹽復(fù)合物。
[0039] 在實(shí)施方案13中，本發(fā)明提供了一種藥物組合物，其包含實(shí)施方案1-12中任意一 個(gè)實(shí)施方案所述的GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合物，并且任選地包含可藥用的載體。
[0040] 在實(shí)施方案14中，本發(fā)明提供了實(shí)施方案1-12中任意一個(gè)實(shí)施方案所述的 GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合物在制備藥物中的用途，所述藥物用在熒光成像和光動(dòng)力療法 中、特別是用在熒光指導(dǎo)下的光動(dòng)力療法中，用于治療或診斷惡性腫瘤、癌前病變、良性病 變。
[0041] 在實(shí)施方案15中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案14所述的用途，其中所述的惡性腫瘤 是實(shí)體瘤。
[0042] 在實(shí)施方案16中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案15所述的用途，其中所述的實(shí)體瘤選 自膀胱癌、食管癌、支氣管癌、□腔頌面部癌、鼻咽癌、肋膜間皮瘤、肝癌、胰腺癌、皮膚癌、陰 莖癌、宮頸癌、乳腺癌及乳腺癌切除術(shù)后皮下轉(zhuǎn)移結(jié)節(jié)、肛周腫瘤及肛周腫瘤擴(kuò)大切除術(shù)后 癌殘留、卡波西肉瘤、肺癌、胃癌、膽管癌、前列腺癌、黑素瘤和腦腫瘤。
[0043] 在實(shí)施方案17中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案14所述的用途，其中所述的癌前病變 是巴雷特氏食管和口腔粘膜白斑。
[0044] 在實(shí)施方案18中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案14所述的用途，其中所述的良性病變 選自老年性眼底黃斑病變、動(dòng)脈粥樣硬化斑塊、類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、皮膚微血管畸形、牛皮癬 和紅斑狼瘡皮損。
[0045] 在實(shí)施方案19中，本發(fā)明提供了一種藥盒，其包含實(shí)施方案1-12中任意一個(gè)實(shí)施 方案所述的GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合物；以及將其用于熒光成像或光動(dòng)力療法、特別是 熒光指導(dǎo)下的光動(dòng)力療法的說(shuō)明書(shū)。
[0046] 在實(shí)施方案20中，本發(fā)明提供了一種制備實(shí)施方案1-9中任意一個(gè)實(shí)施方案所 述的GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合物的方法，其包括以下步驟：將卟啉二聚體鹽的水溶液與 GO-PEG水溶液混合并反應(yīng)6-12小時(shí)（例如在pH5-8、優(yōu)選pH 7. 4下反應(yīng)），然后用100kD 的濾器過(guò)濾，從而獲得GO-PEG-卟啉二聚體鹽復(fù)合物。
[0047] 在實(shí)施方案21中，本發(fā)明提供了如實(shí)施方案20所述的方法，其中反應(yīng)中加入的 GO-PEG與卟啉二聚體鹽的重量比是0. 1:1、0. 5:1、1:1或2:1，優(yōu)選0. 5:1，從而分別獲得其 中GO-PEG與卟啉二聚體鹽的重量比是0. 1:1、0. 5:1、1:1或2:1、優(yōu)選0. 5:1的GO-PEG-卟 啉二聚體鹽復(fù)合物。
[0048] 本文所用的術(shù)語(yǔ)"氧化石墨稀"是指石墨?。╣raphene)的氧化物，其是納米級(jí) 的。例如，所述的"納米級(jí)"氧化石墨稀是指氧化石墨稀具有彡300nm、例如5-300nm、例如 20_200nm的橫徑