[发明专利]一类以NGR(NO2)为靶向载体的新型抗癌药物、制备及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一类新型的肿瘤靶向药物载体NGR(NO₂)的设计、合成与具体的抗癌用途，5种以NGR(NO₂)为靶向载体的新型抗癌药物的设计、合成及其抗肿瘤活性与用途。

技术背景

氨肽酶N(CD13)与NGR三肽

氨肽酶N(APN/CD13)是一种依赖于锌离子的二型金属外肽酶，隶属于M1氨肽酶大家族。其生理学功能是参与底物蛋白N端氨基酸的降解。研究证明，氨肽酶N是一种多功能酶，底物广泛，它在肿瘤发生、免疫功能调节，病毒感染以及镇痛方面都发挥重要的作用。特别是在肿瘤组织新生血管中，APN有着高水平的表达，它在肿瘤血管生成和肿瘤细胞转移过程中发挥重要的作用。因此，APN已经成为抗肿瘤药物设计与治疗的重要靶点。近年的研究报道了利用噬菌体展示肽库筛选法得到与肿瘤血管生成有关的多肽序列：CNGRC、GNGRG，也称为肿瘤示踪肽(tumor-homing peptide)。其中NGR(asparagine-glycine-arginine)是由天冬酰胺—甘氨酸—精氨酸组成的三肽，CNGRC，GNGRG分别是是含有NGR基序的环肽和链肽。NGR是一种APN特异性配体，可以被肿瘤血管细胞表面的APN特异性识别。现在以肿瘤示踪肽作为载体，将治疗药物或肿瘤细胞因子与其偶联结合研发靶向药物是一研究热点。比如将CNGRC肽与TNF-α结合，可使得TNF的疗效增加了12-15倍，与此同时，TNF严重的神经毒性却大大降低。将CNGRC和包裹有阿霉素的脂质体结合后也取得令人满意的效果。将含有NGR基序的多肽GCNGRC和INF-γ结合在一体，则在GCNGRC的配合下，微量的INF-γ就可以防止反调节、延缓肿瘤生长，剂量仅为临床常用剂量的1/500，而这种模型对单独使用INFγ无效。

在本研究工作中，我们对NGR三肽的结构进行了修饰，设计并合成了新型的天冬酰胺—甘氨酸—硝基精氨酸甲酯三肽。结构如下所示：

NGR(NO₂)甲酯

大量文献证明，硝基精氨酸甲酯盐酸盐可作为一种NO合酶抑制剂，能够起到抑制肿瘤血管生成的作用，与传统抗癌药物如5-氟尿嘧啶、表阿霉素、阿糖胞苷等联合使用会起到协同作用。此外，对精氨酸的ω-位胍基进行硝基保护以及羧基进行甲酯保护后，会使天冬酰胺—甘氨酸—硝基精氨酸甲酯三肽具有更好的化学反应性，并且使化合物的极性降低，易于提取分离。因此，我们选择对NGR的精氨酸进行硝基和甲酯保护。实验表明，本三肽既有肿瘤靶向作用，也可直接起到抑制血管生成的抗肿瘤作用。本领域已知将盐酸盐替换为其他无机酸盐或有机酸盐的方法，可与其他无机酸比如硫酸、磷酸、氢溴酸等形成药学上可接受的盐，也可与其他有机酸比如乙酸、丙酸、草酸、琥珀酸、马来酸、富马酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、甲磺酸、对甲苯磺酸等形成药学上可接受的盐。

从化合物的结构中可以看到，天冬酰胺—甘氨酸—硝基精氨酸甲酯三肽具有一个游离的伯胺基，我们可以通过此游离的伯胺基，将天冬酰胺—甘氨酸—硝基精氨酸甲酯三肽与抗癌药物相连结，其通式如下：

抗肿瘤药物-linker-NGR(NO₂)

其中linker为C1-6烃基，优选为C1-6链烃基，任选被＝O、＝S取代，其中的碳原子任选被选自O、S或N的杂原子替换，它的作用是将抗癌药物，如传统的抗癌药物或者新型抗癌药物如酪氨酸激酶抑制剂等以化学键与NGR(NO₂)相连，其中抗肿瘤药物，本领域技术人员能够理解，在此应为一取代基，即，抗肿瘤药物分子中的一个氢原子被linker取代。

如下列一些抗癌药物：

以上列出的药物的结构中均包含游离的胺基，羟基或者羧基，在本实验中，我们通过长短不同的linker来直接或间接的与天冬酰胺—甘氨酸—硝基精氨酸甲酯三肽相连。制备了上述抗癌药物的靶向性前药，起到减毒增效的协同抗癌作用。

以5-氟尿嘧啶(5Fu)前药为例该5Fu前药的结构如下图所示：

众所周知，5Fu是一种常用的传统抗癌药物，但其副作用亦甚为严重，其中包括严重脱水、骨髓抑制、肠炎、口腔溃疡、皮炎、心绞痛以及心肌梗死、急性肾功能不全、间质性肺炎、肝功能损害、黄疸、腹泻，5Fu也可导致急性的中枢神经系统损伤(白质脑病)等等。亟需一种有效手段来提高它对肿瘤细胞的选择性，从而降低其毒副作用，这也是我们设计新型肿瘤靶向的5Fu前药的目的。