[发明专利]一种以pH响应和逐级靶向实现深层递送的ROS响应型前药

说明书

本发明涉及一种以pH响应和逐级靶向实现深层递送的ROS响应型前药。本发明涉及该前药的制备方法：①以对苯二甲醛与N‑苄氧羰基‑1，2‑二氨基乙烷反应，制备化合物(A)，(A)在钯碳氢气条件下反应制备(B)；②将二甲基二硫代丙酸基甲烷和二氯亚砜反应制备(C)，(C)与喜树碱反应制备(D)，(D)与乙二胺反应制备(E)；③以单端马来酰亚胺功能化的聚乙二醇和4‑硝基苯基氯甲酸酯反应制备(F)，(F)与(B)反应制备(G)，(G)引发N6‑苄氧羰基‑L‑赖氨酸环内酸酐开环聚合制备(H)，往(H)中依次加入对氨基苯磺酰胺、(E)反应制备聚合物前药(I)。本发明还公开了该聚合物前药制备纳米药物的方法。

技术领域

本发明涉及一种聚合物前药，尤其涉及一种用于提高实体瘤肿瘤渗透和治疗效果的聚合物前药，本发明还涉及由该聚合物前药获得的纳米药物及其制备方法。

背景技术

实体瘤占人类肿瘤的85％以上，手术切除、化疗、放疗等治疗方式效果有限。静脉注射的的纳米药物能富集到肿瘤部位的纳米药物大约只有注射剂量的0.7％[NatureReviews Materials：2016，1(5)：16014.]，并且大多数纳米粒子只能扩散到离肿瘤血管一个或两个细胞层的距离，只能到达实体瘤的表层细胞，难以到达远离血管的低氧肿瘤区[ACS Nano：2018， 12(8)：8423-8435.]。肿瘤处亚致死浓度的药物刺激诱发癌细胞的耐药性，导致化疗抗性、肿瘤复发和最终死亡[Nature Communications：2017，8，15884；ActaBiomaterialia：2018，71，351- 362.]。肿瘤渗透性能差是纳米粒子肿瘤富集少的关键原因，构建具有肿瘤深层渗透性能的纳米药物可以有效提高纳米粒子的肿瘤富集[AdvancedMaterials：2020，32(16)：e1906745.]。因此，提高纳米药物的肿瘤富集和渗透性能是降低化疗药物耐药性和提高实体瘤治疗效果的重要方法。

近来一项研究表明大多数纳米粒子(达97％)是以主动转胞吞的方式跨越内皮细胞进入肿瘤，而不是靠EPR进入肿瘤[Nature Materials：2020，19(5)：481-482.]。这种能量相关的主动传输可以克服纳米粒子的瘤内传输障碍(异质的肿瘤血管、升高的间隙液压力、浓密的细胞外基质等)，促进纳米粒子的肿瘤渗透。细胞的转胞吞作用通常由肿瘤渗透肽(CRGDK， iRGD等)或电荷吸附介导的快速内吞启动，依靠小窝蛋白相关的内吞和外泌作用实现跨细胞传输[Biomaterials：2020，240，119902.]。肿瘤渗透肽通过靶向肿瘤表面特异性高表达的神经纤毛蛋白-1(NRP-1)受体启动转胞吞作用，提高纳米粒子的肿瘤富集和渗透。此外，肿瘤组织浓密的细胞外间质会阻碍纳米粒子在瘤内的扩散传输，降低纳米粒子的尺寸是提高纳米粒子瘤内扩散传输的重要方法。低氧的肿瘤微环境会抑制癌细胞小窝蛋白依赖性途径的内吞作用[Nature Communications：2016，7，11371.]，进而抑制纳米粒子进入低氧癌细胞和在低氧肿瘤区的转胞吞渗透。碳酸酐酶IX(CAIX)是低氧肿瘤的标记物，专一性地在实体瘤低氧区癌细胞膜外过量表达。近来发现CAIX是低氧癌细胞膜上具有内吞活性的受体，在纳米粒子上修饰CAIX配体，靶向低氧癌细胞膜上的CAIX可以恢复低氧癌细胞小窝蛋白依赖性的内吞作用[Science Advances：2019，5(9)：eaax0937]，提高纳米粒子在低氧肿瘤区的入胞和渗透。因此，设计合成聚乙二醇-席夫碱-聚赖氨酸共聚物，在共聚物的主链上键合主动靶向癌细胞的NRP-1配体，在侧链上键合靶向低氧癌细胞和促进低氧癌细胞摄取的CAIX配体、以及键合酮缩硫醇共轭的喜树碱，构建一种以逐级靶向和pH响应实现深层递送的ROS响应型聚合物前药。先以NRP-1配体主动靶向肿瘤，起始的转胞吞渗透；进入肿瘤纳米粒子pH响应降解，减小尺寸和开启阳离子介导的转胞吞渗透；渗透到低氧区的纳米粒子靶向低氧癌细胞表面的CAIX促进低氧癌细胞的内吞和转胞吞作用，提高纳米粒子的肿瘤渗透；这种具有肿瘤深层递送性能的前药纳米粒子在转胞吞渗透过程中ROS响应地释放喜树碱杀死肿瘤表层和低氧肿瘤核的癌细胞，从而提高实体瘤的治疗效果。

发明内容