具有提高的藥物生物活性的低分子量聚乙二醇藥物結合物的制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环N如通式（I)的藥物-聚乙二醇-藥物結合物及其藥物組合物以及應用，所述結合物通過將低分子量聚乙二醇與兩個藥物分子連接形成。本發(fā)明還提供一種如通式（II)的聚乙二醇-(藥物）3結合物，所述結合物通過將低分子量聚乙二醇與三個藥物分子連接形成，以及一種如通式(III)的聚乙二醇-(藥物）4結合物，所述結合物通過將低分子量聚乙二醇與四個藥物分子連接形成。所述結合物可以與受體二聚體或多聚體相互作用而產生效應，可以改善藥物體內分布，改變油水分配系數(shù)，增強藥物活性，減少藥物的血腦屏障透過率，改善藥物的生物利用度。
【專利說明】具有提高的藥物生物活性的低分子量聚乙二醇藥物結合物

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低分子量聚乙二醇藥物結合物和應用。具體地，涉及由低分子量 聚乙二醇與兩個或多個藥物分子連接形成的結合物及其應用。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 血腦屏障（BBB)是由腦微血管內皮細胞及其緊密連接的基膜和血管周圍星形膠質 細胞足突組成的重要結構。它的主要作用是維持中樞神經系統(tǒng)內環(huán)境的穩(wěn)定和神經元的正 常功能。腦微血管內皮細胞與機體其他血管的內皮細胞在基因組成、形態(tài)結構上都存在著 一定的差異，其細胞膜上廣泛分布著各種維持其特殊選擇性通透作用的蛋白以及轉運體。
[0004] 藥物透過BBB的能力通常與藥物本身的相對分子質量、脂溶性、荷電性、同血漿蛋 白的結合能力以及特定的載體或受體轉運系統(tǒng)有關。除水、電解質以及部分大分子物質可 自由通過外，大多數(shù)能夠透過BBB的藥物(如左旋多巴、可待因等）則是通過載體介導轉運 入腦的，其機制包括：易化擴散、主動轉運以及胞飲作用。親水性、大分子的藥物本身難以透 過BBB，而一些親脂性、分子量適宜的藥物雖能透過血腦屏障，但易被血腦屏障上的P糖蛋 白（P-gp)等外排泵轉運出來，導致腦內有效藥物濃度低且作用時間短。
[0005] 很多藥物雖然藥效很好，但是血腦屏障透過率高，導致中樞毒副作用大。在對這些 藥物進行研究時，主要考慮降低血腦屏障透過率，同時還能保持或提高藥效。降低血腦屏障 透過率的方法有很多，本專利主要通過聚乙二醇修飾，在化合物結構中引入低分子量的聚 乙二醇，增加其親水性，從而降低血腦屏障透過率，達到降低毒副作用、還能保持活性的效 果。
[0006] 聚乙二醇（PEG)修飾技術是近年來迅速發(fā)展起來的一項新型給藥技術，是一種將 聚乙二醇活化后鏈接到藥物分子或表面的技術。與聚乙二醇鏈接后，藥物的藥代動力學發(fā) 生了改變，進而改變藥效學，提高藥物體內活性。目前，聚乙二醇（PEG)技術已經廣泛應用 于蛋白質藥物的修飾上，成為改善蛋白質藥物臨床效果的重要手段。目前，在國際市場上 有11個聚乙二醇化的藥物產品，其中四個年銷售額過億美元：PEG-intron?，PEGasys?, Neulasta?和Macugen?，其中PEGasys?和Neulasta?· 2011年銷售額分別是18億和36億美 元。近來，聚乙二醇（PEG)修飾技術的應用已經從蛋白質藥物擴展到小分子藥物。藥物小分 子經過聚乙二醇修飾后，主要具有以下優(yōu)點：1、增加藥物的水溶性；2、改變油水分配系數(shù)； 3、延長藥物循環(huán)半衰期，減少用藥次數(shù)，提高病人依從性，提高生活質量，降低治療費用；4、 減少酶降解作用，提高生物利用度。但是，總體來說，聚乙二醇（PEG)修飾后的藥物體外活 性都大幅降低。例如，PEGasys?的體外活性只是干擾素的百分之二左右。在利用聚乙二醇 (PEG)修飾的優(yōu)點(如增加水溶性、降低血腦屏障透過率等）的同時，保持或提高藥物的體外 生物學活性，是聚乙二醇（PEG)修飾技術長期以來急需解決的問題。
[0007] 同時，大多數(shù)藥物在體內都是通過和特異性受體相互作用，改變細胞的生理生化 功能而產生效應。目前已確定的受體有數(shù)十種，其中絕大部分機體細胞的功能均為膜受體 識別，其中主要的膜受體屬于G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR)家族。通常認為，G蛋白偶聯(lián)受體主要 以單體形式存在，與G蛋白偶聯(lián)而產生對配體的識別及介導一系列信號的傳導。近年來，對 于GPCR的研究表明GPCR能以二聚體及多聚體形式存在。例如阿片受體、i32AR、多巴胺受 體、趨化因子受體、mGluR5、胞外Ca 2+敏感受體等都能形成二聚體或多聚體。二聚體包括同 源二聚體和異源二聚體，如圖1所示，是Mu-delta阿片肽受體異源二聚體的三維結構圖。
[0008] 考慮到降低血腦屏障透過率，并受到受體二聚體或多聚體的啟發(fā)，參考生物體內 天然抗體的雙基團結構，我們利用小分子聚乙二醇的性質，設計了一類具有新結構的化合 物，其結構特點是：小分子聚乙二醇的末端通過化學鍵形式鏈接兩個或多個藥物分子，形成 類似抗體的雙基團或多基團結構。聚乙二醇片段中的氧原子的親水性、及直鏈烷氧基的空 間柔韌性，增加了該新化合物與受體二聚體或多聚體結合的可能性，改善了藥物的活性；同 時，由于分子量增加，親水性增加，體內分布發(fā)生變化，藥物血腦屏障透過率降低，中樞系統(tǒng) 副作用減少。再者，由于小分子聚乙二醇的引入，使新化合物的油水分配系數(shù)發(fā)生變化，水 溶性增加，可以將某些不能用于口服的藥物做成口服藥物。
[0009] 在本實驗室前期的實驗研究中，本申請的發(fā)明人采用低分子量的聚乙二 醇與坦索羅辛進行化學鍵結合（尚未公開的專利申請，申請?zhí)枮?01110393196. 1)。 US2005136031A1中報道了一端封端的聚乙二醇與納洛酮鏈接的方法，而本申請的發(fā)明人找 到了將納洛酮與低分子量聚乙二醇鍵合的方法（尚未公開的發(fā)明專利申請，專利申請?zhí)枮?201210040133. 2)。藥理結果證實，聚乙二醇雙端鏈接納洛酮的產物活性要高于單端取代產 物。但上面這些工作均未針對該系列化合物的血腦屏障透過率做充分研究。
[0010] 結合本實驗室前期的工作，本發(fā)明提供了一種新的聚乙二醇修飾的藥物，所述聚 乙二醇修飾的藥物是將具有兩個或兩個以上端基的低分子量聚乙二醇的端基經衍生化后， 與藥物分子鏈接，得到聚乙二醇連接的藥物二聚體或多聚體，這種新化合物體外藥物活性 增加，同時溶解度增大，油水分配系數(shù)改變，體內分布隨之發(fā)生變化，血腦屏障透過率降低， 最終導致體內藥物性能的提升。


【發(fā)明內容】

[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種如通式（I)的藥物-聚乙二醇-藥物結合物， 所述結合物通過將低分子量聚乙二醇與兩個藥物分子連接形成，
[0012]

【權利要求】
1. 一種如通式（I)的藥物-聚乙二醇-藥物結合物，所述結合物通過將低分子量聚乙 二醇與兩個藥物分子連接形成，
其中： PEG為具有如下結構的聚乙二醇殘基，
其中，η是0-25的整數(shù)； Χ，Χ'為連接基團，可以相同或不同，選自由： _ (CH2) i_ ；_ (CH2) i_NH_ ；_ (CH2) i_0_ ；_ (CH2) i_S_ ；
且成的組； i為0-10的整數(shù)； ΤΑ、ΤΑ'是目標化合物，可以相同或不同，選自由舒馬曲坦、多佐胺、伊諾替康、喜樹堿、 達沙替尼、紫杉醇、多西紫杉醇、環(huán)維黃楊星D、己烯雌酚、雌二醇、哌唑嗪、特拉唑嗪、甲氧氯 普胺、熊去氧膽酸、雷帕霉素、東莨菪堿、普魯卡因等結構中含有羥基、氨基、磺酰胺基、酰胺 或巰基的小分子藥物組成的組。
2. 如權利要求1所述的結合物，其中η為0-10的整數(shù)。
3. 如權利要求1所述的結合物，其中i=2, X與X'相同，均為-(CH2CH2)〇-。
4. 如權利要求1所述的結合物，其中ΤΑ與ΤΑ'相同，選自由舒馬曲坦、多佐胺和達沙替 尼組成的組。
5. -種如通式（II)的聚乙二醇-(藥物）3結合物，所述結合物通過將低分子量聚乙二 醇與三個藥物分子連接形成，
其中，a、b、c可以相同或不同，為0-20的整數(shù)； X為連接基團，選自由： -(CH2) i- ；- (CH2) i-NH- ；- (CH2) i-〇- ； (CH2) i-S-；
組成的組； i為0-10的整數(shù)； ΤΑ、ΤΑ'、ΤΑ''是目標化合物，可以相同或不同，選自由舒馬曲坦、多佐胺、伊諾替康、喜 樹堿、達沙替尼、紫杉醇、多西紫杉醇、環(huán)維黃楊星D、己烯雌酚、雌二醇、哌唑嗪、特拉唑嗪、 甲氧氯普胺、熊去氧膽酸、雷帕霉素、東莨菪堿、普魯卡因等結構中含有羥基、氨基、磺酰胺 基、酰胺或巰基的小分子藥物組成的組。
6. 如權利要求5所述的結合物，其中a、b、c相同，為0-10的整數(shù)。
7. 如權利要求5所述的結合物，其中X為-(CH2CH2) 0-。
8. 如權利要求5所述的結合物，其中ΤΑ、ΤΑ'、ΤΑ''均為多佐胺。
9. 一種如通式(III)的聚乙二醇_(藥物）4結合物，所述結合物通過將低分子量聚乙二 醇與四個藥物分子連接形成，
其中： a'、b'、c'、d'可以相同或不同，為0-20的整數(shù)； X為連接基團，選自由： _ (CH2) i_ ；_ (CH2) i_NH_ ；_ (CH2) i_0_ ；_ (CH2) i_S_ ；
^且成的組； i為0-10的整數(shù)； TA、TA'、TA"、TA'"是目標化合物，可以相同或不同，選自由舒馬曲坦，多佐胺，伊諾替 康、喜樹堿、達沙替尼、紫杉醇、多西紫杉醇、環(huán)維黃楊星D、己烯雌酚、雌二醇、哌唑嗪、特拉 唑嗪、甲氧氯普胺、熊去氧膽酸、雷帕霉素、東莨菪堿、普魯卡因等結構中含有羥基、氨基、磺 酰胺基、酰胺或巰基的小分子藥物組成的組。
10. 如權利要求9所述的結合物，其中a'、b'、c'、d'相同，為0-10的整數(shù)。
11. 如權利要求9所述的結合物，其中X為- (CH2CH2)〇-。
12. 如權利要求9所述的結合物，其中ΤΑ、ΤΑ'、ΤΑ''、ΤΑ'''均為多佐胺。
13. 包含如權利要求1-12之任一項所述的結合物以及藥學上可接受的載體或賦形劑 的藥物組合物。
14. 包含如權利要求1-12之任一項所述的結合物或其藥學上可接受的鹽的藥物組合 物，其中所述可接受的鹽選自由鹽酸鹽、氫溴酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、枸櫞酸鹽、酒石 酸鹽、富馬酸鹽、馬來酸鹽、乳酸鹽、苯磺酸鹽、泛酸鹽、抗壞血酸鹽或其組合組成的組。
15. 如權利要求13和14所述的藥物組合物，其中所述藥物組合物為片劑、栓劑、丸劑、 軟和硬明膠膠囊劑、散劑、溶液劑、混懸劑或氣霧劑的劑型。
16. 如權利要求1-12之任一項所述的結合物在制備藥物中的應用。
【文檔編號】A61K47/48GK104208715SQ201310215297
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年5月31日 優(yōu)先權日:2013年5月31日
【發(fā)明者】徐立華, 趙宣, 馮澤旺, 汪進良, 王振國 申請人:天津鍵凱科技有限公司