專利名稱：利用Pep T 1靶向擬肽類二酯前藥技術(shù)提高羧酸類藥物口服吸收的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及靶向前藥技術(shù)方法領(lǐng)域。包括氨基酸和二肽對(duì)一類含有羧基的模型藥物經(jīng)連接臂進(jìn)行修飾的Pep Tl祀向前藥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成,前藥的膜通透性和對(duì)PepTl載體的靶向性通過(guò)在體腸吸收實(shí)驗(yàn)和Caco-2細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了初步探索，驗(yàn)證了所述前藥提高了羧酸類母體藥物的口服生物利用度的可行性。
背景技術(shù)：
口服藥物的吸收是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。藥物在吸收的屏障可以歸納為4個(gè)方面:①溶解性差；②生物膜的通透性差化學(xué)穩(wěn)定性差；④首過(guò)效應(yīng)強(qiáng)，包括小腸和肝臟的首過(guò)效應(yīng)。其中溶解性低和通透性差是制劑研究者最常見的問(wèn)題。按照生物藥劑學(xué)分級(jí)系統(tǒng)(Bioavailability Classification System, BCS),藥物可以分為四類，I類藥物為高溶解度、高滲透性；11類藥物為低溶解度、高滲透性；ΙΠ類藥物為高溶解度、低滲透性；IV類藥物為低溶解度、低滲透性。其中I類藥物無(wú)生物利用度問(wèn)題，易于制成口服制劑；其他藥物的口服吸收幾乎均存在問(wèn)題，生物利用度均不是很理想。因II類藥物的溶解度底，針對(duì)提高藥物溶解度傳統(tǒng)的藥劑學(xué)增溶手段有超細(xì)粉碎、成鹽、添加增溶劑、助溶劑等；而III和IV類藥物通透性差，這些增容方法可增加難溶性藥物的水溶性，但可能改變不了藥物的通透性，而前藥的提出解決了通透性問(wèn)題。通過(guò)對(duì)母體藥物的分子構(gòu)型進(jìn)行優(yōu)化改變，在體內(nèi)經(jīng)過(guò)化學(xué)或酶降解釋放出母體藥物發(fā)揮藥效，其在改良普通藥物溶解性和通透性方面具有重要意義。如生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)中第III和IV類藥物由于對(duì)生物膜滲透性有限，單純的劑型設(shè)計(jì)很難顯著改善其口服吸收。利用前藥設(shè)計(jì)的理念，對(duì)模型藥物進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，可以顯著改善模型藥物的生物利用度。前藥設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方向是靶向性前藥設(shè)計(jì)。它主要是將藥物靶向到組織、器官、細(xì)胞內(nèi)部特定的酶和基因 、細(xì)胞 表面某些抗原、受體以及轉(zhuǎn)運(yùn)載體等。其中，細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)載體因其重要的生理功能而倍受關(guān)注。它的主要功能是協(xié)助分子的細(xì)胞內(nèi)外流動(dòng)，而且這些內(nèi)流轉(zhuǎn)運(yùn)載體的底物不僅局限于內(nèi)源性物質(zhì)，與內(nèi)源性物質(zhì)結(jié)構(gòu)類似的藥物也被這些轉(zhuǎn)運(yùn)載體識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)透過(guò)腸細(xì)胞進(jìn)而顯著提高口服吸收。在所有的靶向內(nèi)流轉(zhuǎn)運(yùn)載體的前藥研究中，肽類轉(zhuǎn)運(yùn)載體Pep T底物廣泛，結(jié)合力強(qiáng)，是目前研究最深入，最廣泛的一類內(nèi)流跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。這種蛋白是一種質(zhì)子依賴型的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，具有12個(gè)跨膜區(qū)域和膜外的糖基化結(jié)構(gòu)。目前所知的Pep T主要位于上皮細(xì)胞的刷狀緣膜和基底外側(cè)膜。位于刷狀緣膜的PepT有兩種常見亞型，即P印Tl和P印T2。Pep Tl主要分布于小腸上皮細(xì)胞，主要轉(zhuǎn)運(yùn)食物中蛋白質(zhì)水解的二肽和三肽，也參與一些口服藥物，如β_內(nèi)酰胺類抗生素頭孢羥氨芐和阿莫西林、血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑福辛普利和依那普利、抗病毒藥物貝他定和伐昔洛韋等的吸收。Pep Τ2則主要分布于腎，對(duì)由腎小球?yàn)V入血液中的寡肽進(jìn)行重吸收，另在脈絡(luò)叢及肺部等處也有分布。將通透性差的母體藥物通過(guò)與氨基酸或寡肽偶聯(lián)后形成一種擬肽類的前藥，靶向小腸的肽類轉(zhuǎn)運(yùn)載體Pep Tl，從而提高母體藥物的通透性，改善其口服生物利用度。這種策略是目前口服祀向前藥研究的熱點(diǎn)(Varma MV et al.Targeting intestinaltransporters for optimizing oral drug absorption.Curr Drug Metab.2010,11(9):730-42.)。這種擬肽類前藥主要有以下三個(gè)特點(diǎn):①氨基酸或寡肽為一種兩親性化合物，引入到母體藥物分子結(jié)構(gòu)中，可改善藥物的親水親脂性，這些基本理化性質(zhì)的改變有利于改變藥物的溶解，溶出及通透性；②各種擬肽類前藥降解代謝產(chǎn)物為氨基酸或寡肽，對(duì)機(jī)體幾乎無(wú)毒副作用，還可能有一定的營(yíng)養(yǎng)作用這種擬肽類前藥可能Pep Tl的底物，從而利用Pep Tl的轉(zhuǎn)運(yùn)作用顯著增加藥物的腸通透性進(jìn)而提高口服生物利用度。另外如果母體藥物是外排轉(zhuǎn)運(yùn)器(如P-糖蛋白或多藥耐藥相關(guān)蛋白MRP-2)的底物，修飾后前藥可以逃逸外排蛋白的外排作用從而提高藥物的吸收(Jain R, Agarwal S, Mandava NK, etal.1nteraction of dipeptide prodrugs of saquinavir with multidrug resistanceprotein-2(MRP-2):evasion of MRP-2 mediated efflux.1ht J Pharm.2008，362(1-2):44-51.)?？傊?，腸膜通透性差的母體藥物通過(guò)結(jié)構(gòu)修飾后形成靶向PepTl的口服前藥這一思路對(duì)于改善一些生物藥劑學(xué)性質(zhì)差的藥物的口服吸收具有重大的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
目前已上市的有兩個(gè)最成功的典型P印Tl靶向前藥例子。一個(gè)是抗病毒藥物伐昔洛韋(Valacyclovir),其母體藥物阿昔洛韋(Acyclovir)水溶性差,難以透過(guò)腸道上皮細(xì)胞，口服生物利用度只有20%。而伐昔洛韋是用L-纈氨酸將阿昔洛韋的3-0H酯化得到的前藥，其為Pep Tl的底物，經(jīng)小腸上皮的Pep Tl轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入體內(nèi)，再經(jīng)腸道和肝臟首過(guò)作用轉(zhuǎn)化為母體藥物阿昔洛韋發(fā)揮抗病毒活性。這一結(jié)構(gòu)的修飾使得伐昔洛韋的口服生物利用度比阿昔洛韋提高了 3 5倍。另一個(gè)酯類前藥的典型例子是抗病毒藥物更昔洛韋的L-纈氨酸酯一纈更昔洛韋。纈更昔洛韋比母體藥物更昔洛韋對(duì)Pep Tl有更高的親和力，能通過(guò)Pep Tl轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入體內(nèi)，再經(jīng)小腸細(xì)胞的酯酶水解成更昔洛韋發(fā)揮藥效。更昔洛韋的口服生物利用度僅為6%，而纈更昔洛韋的口服生物利用度則提高至61 %。還有一些藥物具有游離氨基，將其和配體氨基酸或寡肽的羧基形成肽鍵，可形成與P印Tl親和力較強(qiáng)的酰胺類前藥。例如禮來(lái)公司開發(fā)的抗焦慮藥物L(fēng)Y354740在多種動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中有較好的治療效果。由于LY354740屬于BCS III類藥物，即水溶性高，生物透過(guò)能力差的藥物，其在大鼠和狗體內(nèi)的口服生物利用度僅分別為10%和45%。對(duì)此，一系列針對(duì)提高膜透過(guò)能力的前藥被開發(fā)研究，將LY354740的氨基與丙氨酸以肽鍵相連得到的前藥LY544344，其在體腸灌流實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)藥物濃度為0.1mM時(shí)，滲透系數(shù)Peff提高了 10倍左右。除大約10%通過(guò)被動(dòng)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞外，大部分LY544344經(jīng)P印Tl轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，并在細(xì)胞內(nèi)被包括金屬肽酶在內(nèi)的多種肽酶幾乎完全水解成LY354740，再通過(guò)被動(dòng)擴(kuò)散進(jìn)入血液。其大鼠體內(nèi)口服生物利用度有原來(lái)的10%提高到80%。鑒于Pep Tl靶向前藥的廣闊前景，很多研究者對(duì)Pep Tl底物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，一致的結(jié)論是Pep Tl底物必須具有一個(gè)游離的氨基(Foley Dff et al.Bioavailabilitythrough PepTl:the role of computer modelling in intelligent drug design.CurrComput Aided Drug Des.2010，6 (I):68-78.)。目前幾乎所有的Pep Tl靶向前藥都是將氨基酸或寡肽的羧基與母體藥物的羥基或氨基相連形成酯類或酰胺類前藥，以保證合成的前藥中保留游離的氨基。目前還沒有針對(duì)含有羧基的母體藥物進(jìn)行PepTl靶向前藥的研究報(bào)道。為了進(jìn)一步拓寬PepTl靶向前藥的應(yīng)用范圍，本發(fā)明選擇模型藥物的羧基作為修飾位點(diǎn)，通過(guò)乙二醇或I，2-丙二醇連接臂，將藥物的羧基和氨基酸的羧基相連，形成了一種PepTl靶向擬肽類二酯前藥。首次將藥物的范圍擴(kuò)展至羧基化合物，為解決部分羧基類藥物通透性差，口服生物利用度低等問(wèn)題提供了一種解決方案。
權(quán)利要求
1.一種祀向前藥制劑技術(shù)方法,這類Pep Tl祀向擬肽二酯類前藥的結(jié)構(gòu)式I為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述化合物，其特征在于:A1為羧酸類模型藥物殘基。模型藥物可以選自熊果酸、齊墩果酸、烏蘇酸、燈盞乙素、馬兜鈴酸A、青蒿琥酯、甘草酸、甘草次酸、黃芩苷、大黃酸、丹酚酸、丹參素、阿魏酸、沒食子酸、桂皮酸及沙奎那韋、依那普利拉、西拉普利拉、氨卞西林、奧賽米韋羧酸、美拉加群等含有羧基的中藥有效成分或西藥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述化合物，其特征在于:A2為乙二醇和1，2_丙二醇連接臂中的一種殘基，分別是-(CH2)2-或-CH2CH(CH3)-，優(yōu)選1，2_丙二醇連接臂殘基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述化合物，其特征在于:A3為L(zhǎng)-Gly、D-Gly,L-Ala, D-Ala,L-Pro、D-Pro、L-Val、D-Val、L-Leu、D-Leu、L-1Ie、D-1Ie、L-Ser、D-Ser、L-Thr、D-Thr、L-Gln、D_Gln、L-Asn> D-Asn> L-Met > D-Met > L-Cys > D-Cys > L-Phe > D-Phe > L-Tyr> D-Tyr>L-Trp > D-Trp > L-Asp > D-Asp > L_Glu、D_Glu、L-Arg> D-Arg> L-Lys > D-Lys > L-His 或 D-His 等的殘基， 優(yōu)選L-Val殘基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述化合物，其特征在于:A3為二肽殘基，其二肽為L(zhǎng)-Val-L-Val> D-Val-L-Val> L-Ala-L-Val> L-Gly-L-Val> L_Phe_L_Gln、L_Gly_L_Gln>L-Gly-L-Gly、L-Ala-L-1le或L-Phe-L-Val (右側(cè)氨基酸在結(jié)構(gòu)末端)等。優(yōu)選L-Val-L-Val 殘基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述化合物，其特征在于化合物I制備成鹽酸鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述化合物的制備方法，以1，2-丙二醇為連接臂的前藥合成方法包括:起始原料羧酸類模型藥物經(jīng)過(guò)氯丙酮的取代反應(yīng)生成丙酮基酯，再經(jīng)還原得羥基丙酯。后與被保護(hù)的氨基酸在催化劑作用下酯化得氨基酸酰氧基丙酯，通干燥氯化氫氣體脫保護(hù)并成鹽后得到目標(biāo)產(chǎn)物。
全文摘要
本發(fā)明涉及靶向前藥制劑技術(shù)方法。包括氨基酸或二肽對(duì)一類含有羧基的模型藥物經(jīng)連接臂進(jìn)行修飾的Pep T1靶向前藥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成，并所述前藥改善或提高了模型藥物的口服生物利用度。本發(fā)明通式I
文檔編號(hào)C07K5/065GK103204893SQ20121001158
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者操鋒, 高雅晗, 平其能 申請(qǐng)人:中國(guó)藥科大學(xué)