[发明专利]叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于医药技术领域，具体涉及一种叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物及其制备方法和应用。 

背景技术

抗肿瘤化学药物因水溶性差、体内非特异性分布、毒副作用较大等，无法充分发挥其治疗功效。紫杉醇作为一线化疗药物，可促进微管装配并阻止微管蛋白解聚，从而有效抑制癌细胞的快速分裂和增殖。但紫杉醇难溶于水，临床使用的紫杉醇注射液是以聚氧乙烯蓖麻油/乙醇（1:1, v/v）作为溶媒，静脉注射后可引起过敏反应、心血管毒性等毒副作用。采用药物递送系统可克服上述缺陷，其中水溶性聚合物载体与紫杉醇化学连接形成的聚合物药物可改善紫杉醇溶解度，控制药物释放，提高肿瘤靶向性，减轻毒副作用。紫杉醇可直接与聚合物载体连接，但可能因空间位阻等因素药物释放速率过慢（Shahin M et al., Int J Pharm 2010,389:213-222），可将紫杉醇先与二元羧酸或氨基酸等小分子连接后间接连接至聚合物载体，间接连接可提高药物的反应活性，增加药物水解位点。 

目前研究的基于紫杉醇的聚合物药物多经静脉注射给药，静脉注射后药物可直接进入血液循环；在癌症的长期治疗过程中，口服相对于静脉注射更加方便，可提高病人顺应性。紫杉醇的小肠渗透性差，易受到肠上皮细胞表面P-糖蛋白介导的药物外排及细胞色素P450依赖的药物代谢，口服生物利用度非常低。借助递送载体可提高药物的口服吸收，其中壳聚糖以优良的理化性质及易于进行结构与功能修饰而广泛用于口服递送载体的制备，但壳聚糖在生理环境下水溶性差，应用受到限制。壳聚糖可经水解或酶解为低分子量壳聚糖（Mw<10 kDa），水溶性增强，将紫杉醇经琥珀酰酯键与低分子量壳聚糖共价连接形成低分子量壳聚糖-紫杉醇聚合物药物，可改善紫杉醇溶解性，提高紫杉醇口服生物利用度（Lee E et al., J Med Chem 2008,51:6442-6449），口服低分子量壳聚糖-紫杉醇的体内抑瘤率和静脉注射紫杉醇溶液相当。但一般认为分子量大于50 kDa的分子或与其相当的粒子（例如纳米粒）有明显的增强渗透滞留（EPR）效应，可被动靶向肿瘤组织。低分子量壳聚糖-紫杉醇聚合物药物的分子量较小且不能自组装形成纳米粒，无法利用EPR效应提高抗肿瘤功效。 

利用配体与细胞膜上受体特异性识别作用，对药物递送载体进行靶向配体修饰可增加细胞对药物递送载体的摄取，增强主动靶向功效。小肠上皮细胞表面叶酸受体高表达，叶酸修饰的纳米粒可显著提高药物的小肠转运能力（Roger E et al., Mol Pharmaceutics 2012,9:2103-2110）；叶酸受体在多种肿瘤细胞（如卵巢癌、肝癌、乳腺癌等）表面高表达且活性显著高于正常细胞，叶酸修饰的纳米粒可在肿瘤组织中高度蓄积，具有良好的肿瘤细胞靶向性（Wang J et al., Biomacromolecules 2011,12:228-234）。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有自组装性能、可用于多种给药途径的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物及其制备方法和应用。 

本发明的基本方案如下： 

琥珀酸酐经吡啶催化开环，与紫杉醇连接合成琥珀酰紫杉醇；壳聚糖与碘甲烷反应合成壳聚糖季铵盐；壳聚糖季铵盐与琥珀酰紫杉醇经催化缩合，并将靶向配体叶酸连接至壳聚糖季铵盐，制得叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物。该聚合物药物因含有亲水性聚合物链和疏水性药物，在水中可自组装形成纳米粒。本发明依据壳聚糖季铵盐的亲水性、黏膜黏附和细胞黏附等作用，将紫杉醇通过琥珀酰酯键共价连接至壳聚糖季铵盐，提高药物水溶性，控制药物释放，增强药物肿瘤靶向性；依据叶酸对于多种肿瘤细胞的主动靶向性，将叶酸共价连接至壳聚糖季铵盐，实现聚合物药物的肿瘤组织主动靶向，减小药物对正常组织的毒副作用。本发明制备的叶酸修饰壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物可通过口服和静脉注射等多种给药途径提高药物的抗肿瘤功效。

具体说来，本发明提供的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物，是抗肿瘤药物紫杉醇经琥珀酰酯键共价连接至壳聚糖季铵盐，再将靶向配体叶酸连接至壳聚糖季铵盐形成的聚合物药物，该聚合物药物在水中可自组装形成纳米粒。其中壳聚糖分子量范围为10-500 kDa，紫杉醇载药量为3-25%。 

所述的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物，自组装形成的纳米粒平均粒径为100-500 nm。 

本发明的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物的制备方法如下：