[发明专利]一类可示踪抗肿瘤鬼臼毒素衍生物及其制备和应用

说明书

本发明公开了一类可示踪的抗结肠癌鬼臼毒素衍生物，是由鬼臼毒素类抗肿瘤活性分子和半花菁类近红外荧光试剂通过偶氮键连接，在结肠特有菌群分泌的偶氮还原酶作用下偶氮键发生断裂，同时释放抗肿瘤活性分子和半花菁类近红外荧光探针试剂，实现抗肿瘤活性分子结肠组织中靶向释放，并利用与抗肿瘤活性分子同时释放的荧光探针试剂的荧光成像分析可实现释放过程的同步示踪。其化学结构式如下：。

技术领域

本发明涉及一种抗肿瘤鬼臼毒素衍生物，尤其涉及一类可示踪抗肿瘤鬼臼毒素衍生物的制备方法，本发明同时还涉及该抗肿瘤鬼臼毒素衍生物在制备抗结肠癌药物中的应用，以及作为荧光成像检测试剂的应用，属于生物医药领域。

技术背景

鬼臼毒素（podophyllotoxin）是从小蘖科鬼臼属植物盾叶鬼臼Podophyllumpeltatum的根茎中分离得到的一种木脂素类化合物，具有较强的抗肿瘤活性。研究表明，鬼臼毒素及其衍生物具有多种抗肿瘤作用机制，主要有抑制微管蛋白聚合、抑制拓扑异构酶Ⅱ活性、自由基机制等。鬼臼毒素为先导衍生合成的多个活性化合物，如依托泊苷、替尼泊苷、NK-611、GL-331和NPE等已被FDA批准上市或处于临床研究阶段，主要用于结肠癌、非小细胞肺癌、卵巢癌等的治疗。但由于鬼臼毒素类药物靶向性差、病灶部位有效浓度低，导致其在临床用药时出现较强全身毒副作用。因此，开发鬼臼毒素类衍生物以增加其在病灶部位靶向性，对开发新型鬼臼毒素类抗肿瘤药物具有重要意义（Guerram M., etal. Chin. J. Nat. Med., 2012, 1, 161-169; 张仕金等，药学进展，2012, 36, 494-500）。

结肠癌是常见的消化系统恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率逐年上升。据统计，2016年，我国结肠癌的发病率已上升至恶性肿瘤发病率的第五位，且有50%以上的结肠癌患者出现转移和复发，寻求新的治疗方法以实现对结肠癌靶向、高效和低毒治疗迫在眉睫。人体消化道系统中存在大量的微生物和细菌，但只有结肠中的厌氧菌的代谢过程中可产生偶氮还原酶。通过结肠内细菌产生的偶氮还原酶，设计制备含有偶氮键的化合物，可实现药物在结肠中靶向释放。近年来，国内外研究者对结肠靶向药物进行了系统深入的研究，目前已有多种偶氮还原酶触发型前药应用于临床结肠靶向治疗，例如，柳氮磺胺吡啶可在结肠中偶氮还原酶作用下，特异性的释放活性药物5-氨基水杨酸和磺胺，实现溃疡性结肠炎的靶向治疗；奥沙拉秦可在偶氮还原酶作用下分解为2分子的5-氨基水杨酸并用于结肠炎症的治疗等（朱文兵等，临床药物治疗杂志，2014, 12, 9-14；Ryan A., Brit. J. Pharmacol.,2017, 174, 2161-2173）。

设计合成可被结肠特有的偶氮还原酶降解的鬼臼毒素衍生物，可实现鬼臼毒素类药物的结肠靶向释放，增加在结肠病灶部位的有效药物浓度。利用偶氮还原酶为触发实现鬼臼毒素类药物的结肠靶向，存在关键问题在于结肠靶向释放鬼臼毒素衍生物的构筑和该衍生物在结肠中释药行为的实时监控。目前用于结肠中药物制剂的体内实时监测方法有γ-闪烁扫描法、硫酸钡造影X-射线检测、多层螺旋CT扫描技术和¹³C和¹⁵N₂双向同位素标记技术等，但这些技术未能实现偶氮类前药在结肠中的代谢与活性药物释放过程的监控，且上述方法需要放射性标记，对人体有一定伤害，对于设备要求较高。半菁类荧光探针试剂吸收和发射光谱均处于近红外区（650~1000nm），在该范围内生物分子自身荧光较弱，可避免背景干扰而获得较高的分析灵敏度。并且近红外荧光具有较强的穿透性，通过近红外荧光成像能够观测到机体组织深部的信息。在药物分子上链接近红外荧光染料，有利于实现活体内药物吸收、分布和代谢信号的实时、在位、无损检测 (王少静等，中国新药杂志，2014,23, 1398-1401; AmidonSeth., et al. Aaps Pharmscitech, 2015, 16, 731-741; YuanL., et al. J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 13510-13523) 。