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癌症是严重威胁人类健康的重大疾病,随着社会人口老龄化和环境污染的日益加剧,癌症发病率正在逐年升高。小分子细胞毒药物是目前临床应用最主要抗肿瘤药物,但是细胞毒药物在抑制肿瘤细胞增生的同时,也对其它正常细胞产生抑制作用,因此会产生严重的副反应,导致抗肿瘤药物治疗指数低。 肿瘤组织与正常组织在结构和生物学性质方面存在着显著的差别,一方面由于其快速增生需要大量的血液供应以及新生血管的生成(尤其是在肿瘤组织和正常组织交界处),使得血管的通透性增强,大分子可以穿过血管进入肿瘤组织;另一方面肿瘤组织中的淋巴系统存在缺陷,不能有效清除大分子,使得大分子在肿瘤组织中蓄积(即EPR效应)。 基于肿瘤组织与正常组织的差异,将抗肿瘤药物与水溶性多聚大分子偶联,形成大分子-抗肿瘤药物偶合物,利用肿瘤组织的EPR效应可以将抗肿瘤药物偶合物选择性作用于肿瘤组织,进入肿瘤组织的偶合物经水解或酶解释放出游离药物,发挥细胞毒作用,从而提高抗肿瘤药物在肿瘤组织的浓度,减少药物系统毒性。 多聚大分子-药物偶合物一般由多聚大分子载体、小分子药物和连接子三部分组成。聚谷氨酸(PG)具有生物可降解性和无毒性,耐受剂量大、对人没有免疫原性,分子中含有大量的游离γ-羧基,可以与药物偶联,常被作为靶向药物的载体。右旋糖酐( Dextran)是一种葡聚糖,临床用作血浆体积扩张剂,它具有价廉易得、应用安全、水溶性好、分子量分布范围窄等优点。因此,本论文选择聚谷氨酸和右旋糖酐作为载体。 长春碱具有广谱的抗肿瘤作用,有效剂量低,临床常用于治疗恶性淋巴瘤、乳腺癌等,但在化疗中存在骨髓抑制,恶心,肌痛等毒副作用;C-4去乙酰化长春碱是长春碱的活性代谢产物。吉西他滨为嘧啶核苷类抗代谢药,对多种实体瘤具有良好的抗肿瘤活性,是治疗非小细胞肺癌的一线药物,然而,低的透膜性及易被脱氨酶等降解成无活性的物质导致其治疗指数低,而且在化疗过程中也会产生骨髓抑制等副作用。因此,本论文选择去乙酰长春碱和吉西他滨作为靶向偶合物中的药物组分。 药物与大分子的偶联键是决定偶合物有效性的关键。理想的连接子应该在血浆中稳定,到达肿瘤组织后能降解。氨基酸含有氨基和羧基,是天然的双功能交联试剂,氨基酸结构不同,偶合物的释放速率不同。 因此,本论文以氨基酸为连接子将去乙酰长春碱或吉西他滨与聚谷氨酸和右旋糖酐偶联,以达到将药物靶向性地作用于肿瘤组织,减少药物系统毒性的目的。 利用氨基酸的羧基分别与吉西他滨3’–或5’-的羟基或去乙酰长春碱4-羟基成酯,氨基酸的氨基与聚谷氨酸分子中的羧基成酰胺键或与右旋糖酐分子中的羟基成氨基甲酸酯键,设计合成吉西他滨和去乙酰长春碱通过氨基酸与聚谷氨酸或右旋糖酐偶联的偶合物。 在体内,偶合物分子中药物与氨基酸之间的酯键水解,释放游离的吉西他滨或去乙酰基长春碱,发挥抗肿瘤作用。氨基酸结构以及氨基酸与药物连接的位置将通过立体或电子效应影响酯键水解速率,从而影响其抗肿瘤活性。 文献报道,去乙酰长春碱通过酰肼偶联键与叶酸形成的靶向偶合物具有较好的抗肿瘤活性,已进入Ⅱ期临床研究。因此,本论文设计去乙酰长春碱通过酰肼偶联键与右旋糖酐交联的偶合物。在偶合物的制备过程中,本论文首先制备药物的氨基酸酯衍生物或酰肼衍生物,再通过DCC缩合法或活泼酯法分别与聚谷氨酸或右旋糖酐偶联。共设计并合成了38个化合物:其中以聚谷氨酸为载体,氨基酸为连接子的偶合物19个,以右旋糖酐为载体,氨基酸为连接子的偶合物19个。药物与聚谷氨酸形成的偶合物药物结合含量较高,为25-30％;药物与右旋糖酐形成的偶合物药物结合含量较低,为4-7％,增加药物结合量,偶合物水溶性降低;药物关键中间体的结构经1H-NMR和MS确证。多聚大分子-药物偶合物则采用1H-NMR和UV等方法对其确证。 利用HPLC对合成的部分目标化合物在缓冲液和人体正常血浆中的释放率进行评价。氨基酸的结构及其与药物的连接位置影响药物的释放速率,偶合物PG-Ala-3’-Gem的释放速率最快,4小时可以释放50％的药物,而PG-Val-3’-Gem和PG-Ala-5’-Gem在48小时只能分别释放30.3％和43.5％的药物;偶合物在血浆中的释放速率略快于水溶液中的释放速率。 去乙酰基长春碱通过氨基酸与聚谷氨酸或右旋糖酐形成的偶合物在pH7.4缓冲液和人体正常血浆中较稳定,48小时内释放不到2％药物,进一步的生物评价正在进行中。