用於抗腫瘤治療的新型醫用光敏劑及其製備方法

2023-04-28 01:49:21

專利名稱：用於抗腫瘤治療的新型醫用光敏劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種新型醫用光敏劑及其製備方法，該種光敏劑可作為藥物用於 腫癯的光動力治療。京紋不世界衛生組織日前發表的一份研究報告稱，癌症狀況將日益嚴重，全球52 億人口中癌症患者約有2600萬人，今後20年新增患者人數將由目前的每年1200 萬增加到1800萬，因癌症而死亡的人數也將由每年700萬增至1100萬。癌症 也是我國居民死亡的主要原因之一，2005年我國居民每死亡5人中，即有1人 死於癌症。光動力學療、法(photodyn腿ic therapy, POT)是近20年發展起來的一種 新的治療惡性腫瘤的方法。它與手術、化療和放療等三大傳統的治療腫瘤手段 相比，具有許多優點和特點對腫瘤有相對的選擇特異性，能定向地消滅原發 和復發腫瘤，很少損傷正常組織，毒副作用小；不影響其他治療，可與化療和 放療同時進行，且具一定的協同作用，可重複治療；可藉以縮小手術的範圍和 改善手術的預後；對各種癌症都有療效，抗瘤譜較廣等。光動力學治療(Photodynamic Therapy, PDT)的原理是光敏劑或其代謝產 物能選擇性聚集於靶組織(腫瘤組織)，在適當波長光的激發下產生光動力反應 破壞靶細胞的化學物質。光敏劑分子接受光照，吸收光子的能量，在靶細胞內 發生光化學反應，產生的活性氧(reactive oxygen species, ROS)具有細胞 毒作用，能高效地氧化生物分子，最後誘導腫瘤細胞壞死。該方法已成功地應 用於膀胱癌、食管癌、支氣管癌、口腔癌、皮膚癌、鼻咽癌、肋膜間皮瘤、肝癌、喉癌、乳腺癌、以及腦癌等腫瘤的治療。現在，PDT在治療非腫瘤疾病方面 也得到了廣泛的重視，在不久的將來可能成為治療皮膚病、老年失明、冠心病、 愛滋病、自體免疫系統疾病等頑疾的有效手段。綜上所述，在殺傷腫瘤細胞的過程中，光敏劑作為能量的載體和反應的橋粱起著決定性的作用。國際上最早批准臨床使用的光敏劑photofrin與國內目前臨床上使用的血 卟啉注射液(由重慶市華鼎現代生物製藥有限責任公司生產)，兩者均為卟啉類 衍生物(h棚atoporphyrin derivative, HpD)，可稱之為第一代光敏劑,其共 同缺點是摩爾消光係數相對較小，對腫瘤進行H)T治療時，所需的藥劑量、光 劑量較大，光照射時間長，帶來的皮膚光毒性大、皮膚灼傷較嚴重和病人在注 射藥物後避光時間較長(長至一個月)等副作用。金屬酞菁類光敏劑屬於第二代光敏劑中的一種，與第—'代血卟啉類光敏劑 地D相比在更長的可見光區(670nnr"850nm)有更強的吸收，因而所用的光對人 體組織的穿透性更大，且摩爾消光係數較HpD高出10-50倍，因此進行PDT治 療時，只需要0.2"0.5mg/kg的小劑量就能達到較為理想的藥效。另外金屬酞菁 類光敏劑對于波長400-600rai的光沒有強吸收，故皮膚光敏反應要比卟啉小得 多。但是第二代光敏劑均有一個共同的顯著缺點，即光敏劑對腫瘤組織的選擇 性與其在腫瘤組織上的富集能力相對有限。本項發明我們在第二代光敏劑的基礎上發展了第三代的新型醫用光敏劑一 一P -單羧基取代酞菁鋅-五聚賴氨酸耦合物(g -ZnPc-5K),它在細胞水平上對腫瘤的抑制顯著，是所有酞菁類光敏劑中最好的之一-。由於化合物中含有靶向 標記物——聚賴氨酸，因而該光敏劑對惡性細胞具有良好的靶向性和選擇性， 且光毒性小。發明內容本項發明主要針對金屬酞菁類第二代光敏劑所存在的選擇性、吸收性相對 較弱的缺陷，提供一種具有良好靶向作用的、抑制腫瘤效果明顯的新型醫用光 敏劑。本項發明第二個目的在於公開這種新型醫用光敏劑的製備方法，該發明以0 -單羧基取代酞菁鋅-五聚賴氨酸耦合物(3-ZnPc-5K)的製備為例。本項發明第三個目的在於提供這種新型醫用光敏劑在光動力治療方面的應用。本發明技術方案如下1、 用於抗腫瘤治療的新型醫用光敏劑，它是由P -單羧基取代酞菁鋅的羧基 基團上引入多肽或胺基酸作為靶向標記物而得到。2、 根據項1所述的新型醫用光敏劑，該醫用光敏劑表達式為g-ZnPc-5K, 其結構式為3、一種項1的新型醫用光敏劑的製備方法，採用固相多肽合成的方法，將 P-單羧基取代酞菁鋅與偶聯在樹脂上的多肽進行連接。formula see original document page 5formula see original document page 64、 項1或2所述的新型醫用光敏劑作為製備抗腫瘤光動力治療藥物的應用。 這種新型醫用光敏劑e-ZnPc-5K在光動力治療中的應用，其特別之處在 於光敏劑上含有耙向標記物——聚賴氨酸。帶有正電荷的聚賴氨酸，能夠降 低了金屬酞菁光敏劑的聚集，提高其有效濃度。另外，與正常細胞相比，腫瘤 細胞表面通常帶有較多負電荷，因而，本項發明的光敏劑中帶有正電荷的聚賴 氨酸能夠使光敏劑富集在腫瘤細胞表面，這種選擇性使本光敏劑帶來的光毒性 較小。本發明的優點是製備簡單，化合物結構明確，不存在異構體，聚集較小, 對腫瘤細胞選擇性高且光敏化能力強等特點，作為光敏劑應用於腫瘤的臨床治 療具有顯著的價值和巨大的優勢。


1. 圖l為e-ZnPc-5KL的質譜圖，其分子離子峰為1263.1，理論值為1262.8。2. 團2為B-ZnPc-5K在不同濃度下對3種常見腫癍細胞的抑制作用，其50% 抑制率所用的藥物濃度是同類酞菁光敏劑中用量較少的一種。
具體實施方式
詳細實施方式我們以光敏劑0 -單羧基取代酞菁鋅-五聚賴氨酸耦合物的合 成為例。該種化合物均可採用以下實施例進行，只需改變連接的多肽的序列即 可。實施例一 P -單醯胺取代酞菁鋅的合成在帶有回流裝置和攪拌子的500ml三頸瓶中加入充分研細的偏苯三甲酸酐 2.40g (0.0125邁o1, Merck),鄰苯二甲酸酐12.96g (0.0875(kol)，無水醋酸 鋅22.00g (0.W02mo1),尿素60g (lmol),鉬酸銨0. 50g (0.4咖o1),氯化銨 2.00g (0.0374mol)。在油浴中加熱至17(TC，反應4小時。反應結束後用1M的 HC1洗滌數次，再用純水洗至中性，得到19g固體。 實施例二 g -單羧基取代酞菁鋅的合成取19.00g例一所製備的g -單醯胺取代酞菁鋅於500ml的圓底燒瓶中，加 入1M的KOH 200邁1,在IOO"下攪拌回流24h。待反應結束後，直接加入36% 的濃鹽酸，調PH值為2-3。抽濾。最後用純水洗滌固體樣品至中性。得到2.45g 綠色固體。選用40cm長，內徑為3cm的層析柱，以100目的矽膠為吸附劑，DMF:丙 酮==3: 1的混合溶劑為洗脫劑，用11IF:丙酮==3: 1的混合溶劑溼法裝柱，裝 柱的高度為30cm。將上一步反應處理後的2.45g綠色固體溶於24. 5ml的DMF中。 每次上樣量為lml,柱子可反覆使用多次。在洗脫過程中可以發現藍綠色的酞菁 樣品分為兩個部分，收集第二部分(後洗脫下來的)。將收集下來的樣品旋轉蒸 發掉溶劑，再將旋蒸後的樣品按照上述的方法進行二次過柱分離，如此反覆三 到四次即可除去無取代酞菁鋅和2-單醯胺取代酞菁鋅，分離得到純度較高的§ -單羧基取代酞菁鋅310mg。純化過程中收集的樣品使用HPLC高效液相色譜跟蹤 分析。實施例三0 -單羧基取代酞菁鋅-五聚賴氨酸的合成取100ml燒杯，加入實施例二中得到的e-單羧基取代酞菁鋅7.59mg (0.0122睡1), N.N-二環己基碳二亞胺(DCC) 5. 03mg (0. 0244ramo1 )， 1-羥 某苯並三唑(Hobt) 3.30mg (0.0244,1),使用4ml MF+200ul吡啶(5%) 溶解上述樣品，避光反應30分鐘後加入樹脂12.10mg (0.0061mmo1)，樹脂上接 有5個賴氨酸多肽序列，N端暴露(即N端為氨基)，樹脂上多肽的結合量為 0. 5mmol/g (該樹脂可由標準的多肽固相合成法合成)，常溫下攪拌反應24小時。 反應完成後使用DMF洗滌樹脂直至洗滌溶液無色，再使用甲醇洗滌數次。冷凍 乾燥。取上步冷凍乾燥後的樣品放入5ml稱量瓶中，加入950ulTFA+50ul vrater, 反應3h後，過濾，使用TFA: water為95: 5 (v: v)的溶液洗滌固體數次，收 集所有的濾液及其洗滌液，加入無水乙醚使其析出沉澱，離心後棄去清液，冷 凍乾燥，得綠色圃體2.41mg。 產率15.64%。 實施例四 腫瘤細胞的體外光動力治療實驗實驗選取了具有代表性的3種腫瘤細胞人肝癌細胞Be17402、人卵巢癌細 胞A2780及人胃癌細胞BGC823。具體步驟如下細胞用含5%小牛血清的 RPMI-1640培養液，在37"、體積分數為5X的C02條件下培養，0.25%胰蛋白酶 消化，每兩天傳代一次。實驗時接種於96孔培養板，每孔2X10'個細胞。12 小時後細胞貼壁生長，加藥作用2小時，棄去藥物，用完全培養液洗滌兩次， 照光量72J/cm2,加上述培養液繼續培養24h。 MTT法測定貼壁細胞量每孔加 入5ulMTT試劑並繼續培養4小時。吸出培養基，加入200ul DMSO溶解代謝後 的固體顆粒，待完全溶解後用酶標儀在波長為578tM下檢測其吸光度。附圖2 顯示了 S -ZnPc-SK在不同的濃度下對3種腫瘤細胞的抑制作用及其IC^o值。
權利要求
1. 用於抗腫瘤治療的新型醫用光敏劑，其特徵在於它是由β-單羧基取代酞菁鋅的羧基基團上引入多肽或胺基酸作為靶向標記物而得到。
2、 根據權利要求1所述的新型醫用光敏劑，其特徵在於該醫用光敏劑表達式為g -ZnPc-5K,其結構式為formula see original document page 2
3、 一種權利要求1的新型醫用光敏劑的製備方法，其特徵在於採用固相 多肽合成的方法，將3 -單羧基取代酞菁鋅與偶聯在樹脂上的多肽進行連接。
4、 權利要求1或2所述的新型醫用光敏劑作為製備抗腫瘤光動力治療藥物 的應用。
全文摘要
用於抗腫瘤治療的新型醫用光敏劑及其製備方法，涉及一種新型醫用光敏劑及其製備方法。該光敏劑的主要製備方法是，利用多肽固相合成的方法在常溫下先將β-單羧基取代酞菁鋅的羧基基團活化，並添加偶聯劑使活化物與連接在樹脂上的多肽序列(如5個賴氨酸序列)耦合，最後將耦合上的樣品從樹脂上剝離下來。該光敏劑的製備方法快速簡單，生成的化合物結構單一，且對腫瘤細胞具有選擇性。因此將其作為光動力治療腫瘤的藥物將有巨大的應用前景。
文檔編號A61P35/00GK101234203SQ20071000850
公開日2008年8月6日 申請日期2007年1月30日 優先權日2007年1月30日
發明者葉曉明, 石小莉, 彩 袁, 陳錦燦, 黃明東 申請人:中國科學院福建物質結構研究所