亲水性聚合物与丹参酮类药物的结合物以及包含该结合物的药物组合物

摘要

本发明公开了一种亲水性聚合物与丹参酮类药物形成的结合物，该结合物是将丹参酮类药物，如丹参酮IIa、丹参酮IIb、丹参酮I、隐丹参酮以及丹参新醌A、B、和C等，与亲水性聚合物结合后，提高丹参酮类药物的水溶性并延长其在生物体中的循环半衰期。本发明结合物的优点在于，无毒、基本无免疫原性的水溶性聚乙二醇支载药物分子，提高该药物的用药便利性和治疗效果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的亲水性聚合物与丹参酮类药物的结合物、以及包含该结合物的药物组合物。

背景技术

丹参酮及其衍生物是来自于天然植物唇形科植物丹参(Salviamiltiorrhiza Bunge)中的提取成分。其母体植株丹参在中医中药中已经广泛使用。这一类药物包括：丹参酮IIa(Tabnshinone IIa)、丹参酮IIb(Tanshinone IIb)、丹参酮I(Tanshinone I)、隐丹参酮(cryptotanshinone)以及丹参新醌(neotanshinone)A、B和C等。这些丹参酮衍生物的化学结构如下：

丹参酮IIa为其中具有代表性的化合物，其生物活性表现在治疗血液循环机能。尤其是在治疗心脏病和中风作用明显，并且对肝脏的损伤具有治疗作用。同时它也显示出抗菌、抗炎、抗氧化活性。对人型结核杆菌H₃₇R_v菌株有较强的活性。但是丹参酮IIa其本身具有低水溶性和较短的生理半衰期。因此在实际市场药物使用中，多使用其衍生物，如丹参酮IIa磺酸钠。注射后，对心肌缺血和心肌梗死有明显作用，而且溶血栓作用强，对心脏具有修复功能。该磺酸钠衍生物虽然提高了水溶性，但其生理半衰期仍较短，不能实现两种性能的共同提高。

为解决此问题，现已广泛地使用聚乙二醇衍生物，使其与蛋白质、肽或其他治疗药物的结合，以延长药物的生理半衰期、降低其免疫原性和毒性。在临床使用中，PEG及其衍生物作为制作药物制剂的载体已经在很多商业药品中得到了广泛的应用，而将PEG键合到药物分子的尝试在最近十年里也得到了长足的发展，在许多批准药品中广泛被使用，如PEG-intron^，一种α-干扰素与聚乙二醇的键合物就表现出了更长的循环半衰期和更好的治疗效果。紫杉醇与聚乙二醇的键合物也相应的降低了毒性和延长了生物活性。它们在人体内的代谢过程已相当清楚，是一种安全的，无副作用的药物改性剂。

在与药物结合时，常用到一种被称为聚乙二醇(PEGylation)化的工艺，即聚乙二醇两端的一个或二个端基被化学活化后具有一适当的官能团，此官能团对要结合的药物中的至少一个官能团具有活性，能与之形成稳定的键，并可在体内适当的情况下被降解除去，而释放出活性成分。

因此，本发明的目的是提供一种亲水性聚合物与丹参酮类药物的结合物，以提高对天然产物丹参酮及其衍生物的水溶性和生理半衰期。

发明内容

根据本发明的一个方面，其是提供一种以下式表示的亲水性聚合物与丹参酮类药物的结合物：

            P-X-Tan其中：P是水溶性聚合物；X是连接基团；以及Tan为丹参酮类药物。

根据本发明优选的实施方案，其提供如下式所表示的亲水性聚合物与丹参酮IIa的化学结构式：其中：Y独立地代表O或者N-X-P；P为溶性聚合物；以及X为连接基团。

同时，本发明的目的也可提供一种以下式表示的亲水性聚合物与丹参酮类药物的结合物：其中：P为水溶性聚合物；Arg代表精氨酸或者聚精氨酸；Tan为丹参酮衍生物；以及n为1-12的整数。

在上述结合物中，所述丹参酮类药物优选为丹参酮IIa、丹参酮IIb、丹参酮I、隐丹参酮、以及丹参新醌A、B和C。

本发明结合物中的水溶性聚合物选自于聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯吗啉以及它们的共聚物，其中优选是分子量为300到60,000的聚乙二醇。

所述连接基团优选是腙基、亚胺基、或酯基。

根据本发明的另一个方面，其提供包含上述结合物作为活性成分的药物组合物。

根据本发明的结合物可改善天然丹参酮类药物的吸收，延长作用时间，增强疗效，降低给药剂量及避免某些毒副作用。

具体实施方式

在本发明的结合物中所用的亲水性聚合物例如是聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯吗啉或者它们的共聚物，其中特别优选是聚乙二醇及其共聚物。此等亲水性聚合物通过对游离端羟基的修饰，将含有肼基、羟胺基、苯肼基、氨基脲，氨基胍等，或者为酸性氨基酸寡肽、特别是将谷氨酸寡肽以及精氨酸寡肽等结合到该聚合物的母体上，使该聚合物能够提供与药物分子的连接点，由此与丹参酮等天然药物活性成分中的羰基、氨基、羟基等连接在一起。特别是对这类小分子的天然药物活性成分，可以在一个亲水性聚合物一寡肽类修饰结构中连接一个或更多个药物分子，以保证适当的药物浓度和提供缓释功能。

在本发明的结合物中，由于诸如丹参酮等药物本身的非亲水性，所形成的亲水性聚合物—药物分子的结合物在水溶液中将形成以若干分子聚集组成分子团的微球结构。该结构保留了亲水性聚合物良好的亲水性、柔性、抗巨噬细胞吞噬性等优良特性，同时提供了对药物分子的缓释控释，可以极大的延长药物，尤其是天然药物分子，在体内的停留周期。

本发明的另一个优点是除了保留有亲水性聚合物如聚乙二醇或其衍生物通常的溶解性、非免疫原性和无毒等特征外，若使用寡肽类基团将提供对药物分子的多个负载点，保证了药物分子的有效血药浓度和分步释放。

现在以聚乙二醇衍生物为例，说明本发明中亲水性聚合物与药物分子的连接。

聚乙二醇衍生物的结构中包括了聚合物支链部分和端基功能团部分，分别描述如下。

聚乙二醇(PEG)，其结构通式如I所示：其中：R为H或C_1-12烷基，n为任何整数，表征其聚合度。

当R为低级烷基时，R可以是含有1-6个碳原子的任何低级烷基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、正戊基或正己基。当R为环烷基时，R优选为含3-7个碳原子的环烷基，如环丙基、环丁基和环己基。优选的环烷基为环己基。其典型的化合物是甲氧基聚乙二醇(mPEG)。其他聚乙二醇类似物或聚乙二醇共聚物也可用于此发明应用，如聚丙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯吗啉等。

对聚乙二醇而言，一般采用分子量予以表示，只要使形成结合物的聚乙二醇的分子量为300～60,000道尔顿，这相当于n为大约6～1,300。更优选的是，n为28、112和450，这分别相应于分子量为1,325、5,000和20,000。由于通常由其平均分子量而非自重复单元限定的起始PEG化合物的潜在不均一性，优选用分子量表征聚乙二醇聚合物，而不是用整数n表示PEG聚合物中的自重复单元。各种分子量的起始PEG化合物可以通过本领域中的已知方法制备或者可以从商业来源得到。

在目前使用许多药物、尤其是天然药物成分中都含有羰基、氨基、羧基、羟基等官能团，它们在生物体内通常都与单糖、多糖、核苷、多聚核苷、磷酰基等成分结合，以形成在生物体中有活性的药理结构。

因此，亲水性聚合物可以通过相同的方式和这些药物分子结合，以替代生物有机分子，并克服生物有机分子在生物体内生理半衰期短的，药效持续时间短的缺陷。

在丹参酮及其衍生物的分子结构中，其活性官能团为羰基。许多氨的衍生物，可用一般式NH₂-X表示，可以和此类醛酮发生亲核反应，然后失水，形成含有C＝N双键的化合物。最常用的氨基衍生物有下列几种：

NH₂-X

   -NH₂                 联氨或肼

   -OH                   羟氨

   -NHC₆H₅             苯肼

   -NHC₆H₃(NO₂)₂     2，4-二硝基苯肼

   -NHCONH₂             氨基脲

   -NHCOCH₂N+(CH₃)₃Cl吉拉(Girard，A.)试剂

   -CNNH₂               胍醛酮和以上的试剂反应，可用下列的通式表示：

此一类型的亲核加成反应，是一个酸性催化反应。如果进行酸性水解，即可得会原来的醛和酮。因此可以保持经过改性后的丹参酮类衍生物在体内降解，所释放出的丹参酮衍生物仍然具有原有的生理活性。

在本发明的结合物中，亲水性聚合物通常都具有游离羟基。因此，在与丹参酮类药物结合时，需要对该游离羟基进行改性，形成能够与丹参酮类药物上的羰基或者羟基进行反应的活性端基。因此针对需要实现的用途，可以采用以下几种方法对端基官能团进行改性。以下将以聚乙二醇作为亲水性聚合物的实例来说明活性基团的引入。氨基化

氨基化后的聚乙二醇，由反应活性较大的氨基取代了羟基，在与一个含羧酸基的分子进行反应形成键合物中尤其重要。羧基化

聚乙二醇羧基化后，可提高PEG的反应性，使PEG可以和另一含氨基或羟基的分子反应形成键合物。

如果采用各种氨基酸作为反应原料，将同样获得含有羧基的端基官能团。特别的，如果使用酸性氨基酸或者含酸性氨基酸的聚合物，将获得含有多个活性羧基的端基官能团。此种结构将有利于提高对小分子的各种天然药物成分的负载率，并可通过分步降解获得缓释效果。酰肼化

在酸性聚乙二醇化合物的基础上，进一步作肼化处理。使其形成肼或者苯肼类衍生物，使PEG可以和含有羰基、羧基、磺酸基的分子形成键合物。其他

同样的，也可通过酰氯、马来酰亚胺、吡啶二硫化物等方法对其进行改性，在本领域可以很容易的获得相关的合成方法。

另外，在该亲水性聚合物上还可连接靶向分子，如抗体等，以便定向转运本发明的结合物。

在本发明的结合物中，丹参酮类药物分子部分优选是由天然植物中分离的药物活性成分，如丹参酮IIa、丹参酮IIb、丹参酮I、隐丹参酮、以及丹参新醌A、B和C等。

本发明的结合物可以纯化合物形式或适宜的药物组合物进行给药，可采用任何可接受的给药方式或用于类似的用途的试剂进行。组合物可包含常规药用载体或赋形剂和作为活性成分(一种或多种)的本发明的结合物，此外，还可包含其它药剂、载体、辅剂等。

通常，根据所需给药方式，药学上可接受的组合物将包含约1至约99重量％的本发明结合物、以及99至1重量％的适宜的药用赋形剂。优选组合物包含约5至75重量％的本发明结合物，其余为适宜的药用赋形剂。

优选的给药途径是注射给药，采用常规日剂量方案，该方案可根据疾病的严重程度进行调整。本发明的结合物或其药学上可接受的盐也可配制成注射用剂，例如使用约0.5至约50％的活性成分分散于可采用液体形式给药的药用辅剂中，实例为水、盐水、含水葡萄糖、甘油、乙醇等，从而形成溶液剂或混悬剂。

如果需要的话，本发明的药物组合物还可包含少量的辅助物质，如润湿剂或乳化剂、pH缓冲剂、抗氧化剂等，例如：柠檬酸、脱水山梨醇单月桂酸酯、三乙醇胺油酸酯、丁基化羟基甲苯等。

该类剂型的实际制备方法是本领域的技术人员公知的或者显而易见的，例如可参见Remington′s Pharmaceutical Sciences，第18版，(MackPublishing Company，Easton，Pennsylvania，1990)。无论如何，按照本发明的技术，所使用的组合物将含有治疗有效量的本发明结合物，以用于治疗相应的疾病。

实施例

下面结合实例描述本发明的结合物及其制备方法，它不限制本发明，本发明的范围由权利要求限定。

                     实施例1

         甲氧基聚乙二醇和丹参酮IIa通过亚胺基连接

2.5克甲氧基聚乙二醇胺(Methoxy-PEG-NH₂，分子量5,000)和150毫克丹参酮IIa溶于20毫升甲醇中，混合液中添加0.1毫升三氟乙酸。溶液避光加热回流反应2小时，反应液通过旋转蒸发除去，残余物倾入异丙醇(IPA)，过滤收集沉淀，真空干燥。产物用离子交换树脂纯化。产率：1克(40％)，熔点：53-55℃。

                     实施例2

        甲氧基聚乙二醇和丹参酮IIa通过腙基连接

2.5克甲氧基聚乙二醇酰阱(Methoxy-PEG-CO-NH-NH₂，分子量5,000)和150毫克丹参酮IIa溶于20毫升甲醇中，混合液中加入0.1毫升三氟乙酸。溶液避光加热回流反应2小时，反应液通过旋转蒸发除去，残余物倾入异丙醇(IPA)，过滤收集沉淀，真空干燥。产率：2.25克(90％)，熔点：53-55℃。

                   实施例3

          聚乙二醇和丹参酮IIa通过腙基连接

5克聚乙二醇酰肼(PEG-(CO-NH-NH₂)₂，分子量20,000)和150毫克丹参酮IIa溶于50毫升甲醇中，混合液中加入0.1毫升三氟乙酸。溶液避光加热回流反应2小时，反应液通过旋转蒸发除去，残余物倾入异丙醇(IPA)，过滤收集沉淀，真空干燥。产率：4.6克(92％)，熔点：58-60℃。

                       实施例4

甲氧基聚乙二醇-谷氨酸寡肽和丹参酮IIa通过腙基连接

10克甲氧基聚乙二醇-谷氨酸6肽(Methoxy-PEG-(glutamic acid)₆，分子量21,200)溶于150毫升无水二氯甲烷中，溶液中添加10毫升无水肼和820毫克二环己基羰二亚胺(DCC)，室温下搅拌5小时。蒸除溶剂，残余物溶于20毫升1，4-二氧六环。沉淀过滤除去，滤液浓缩，倾入100毫升异丙醇，沉淀收集，真空干燥。

3克甲氧基聚乙二醇-酰肼基谷氨酸6肽(Methoxy-PEG-(Glutamate-NH-NH₂)₆，分子量21,300，由前一步制得)和320毫克丹参酮IIa溶于50毫升甲醇中，溶液中在加入0.2毫升三氟乙酸。溶液避光加热回流反应2小时，反应液通过旋转蒸发除去，残余物倾入异丙醇(IPA)，过滤收集沉淀，真空干燥。产率：2.7克(90％)，熔点：60-62℃。

                    实施例5

甲氧基聚乙二醇-精氨酸衍生物和丹参酮IIa的键合

2.5克甲氧基聚乙二醇精氨酸(Methoxy-PEG-Arginine，分子量5,000)和150毫克丹参酮IIa溶于40毫升乙睛中，混合液中加入0.5毫升无水吡啶。溶液氮气保护下搅拌反应过夜，溶剂通过旋转蒸发除去，残余物倾入乙醚中，过滤收集沉淀，真空干燥。产率：2.25克(90％)，熔点：54-56℃。

                     实施例6

   甲氧基聚乙二醇羧基衍生物和丹参酮IIb通过酯基连接

10克甲氧基聚乙二醇胺(Methoxy-PEG-NH₂，分子量5,000)和1克琥珀酸酐溶于80毫升二氯甲烷中，添加0.5毫升无水吡啶。氮气保护下过夜搅拌，溶剂通过旋转蒸发除去，残余物倾入异丙醇中，过滤收集沉淀，真空干燥。产率：9.0克(90％)。

5克甲氧基聚乙二醇酸(MPEG-COOH，分子量5,000，由上一步制备)，0.2克羟基苯并三唑(HOBT)，0.2克4-二甲基氨基吡啶二甲基氨基吡啶(DMAP)溶于50毫升二氯甲烷中。溶液再添加0.32克二环己基羰二亚胺(DCC)。氮气保护下室温搅拌过夜。溶液浓缩，残余物溶于20毫升1，4-二氧六环中，过滤除去沉淀，滤液浓缩，残余物倾入100毫升异丙醇，过滤，乙醚洗涤，真空干燥。产率：4.25克(85％)，熔点：52-54℃。

                     实施例7

  甲氧基聚乙二醇-谷氨酸寡肽和丹参酮IIb通过酯基连接

5克甲氧基聚乙二醇-谷氨酸6肽酸(Methoxy-PEG-(glutamicacid)₆，分子量21,200)、0.31克丹参酮Iib、0.2克羟基苯并三唑(HOBT)、0.2克4-二甲基氨基吡啶(DMAP)溶于50毫升二氯甲烷中。溶液再添加0.32克二环己基羰二亚胺(DCC)。氮气保护下室温搅拌过夜。溶液浓缩，残余物溶于20毫升1，4-二氧六环中，过滤除去沉淀，滤液浓缩，残余物倾入100毫升异丙醇，过滤，乙醚洗涤，真空干燥。产率：2.7克(90％)，熔点：59-61℃。

                     实施例8

本实施例说明代表性非胃肠道给药的药物组合物的制备过程，所述组合物包含本发明的结合物。

                 成分

           本发明的结合物           2g

           0.9％盐水溶液           至100mL

将本发明的结合物溶解于0.9％盐水溶液，得到100mL的静脉内溶液，将其通过0.2μ的膜过滤材料过滤，在无菌条件下包装。