陳卓,石蕊,譚李玉,李夢琦
(1.西安醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院,陜西 西安 710021;2.陜西省人民醫(yī)院 眼科,陜西 西安 710068)
翼狀胬肉是我國西北地區(qū)最常見的眼表疾病之一,臨床主要采用手術(shù)中聯(lián)用抗代謝藥物絲裂霉素C(MMC)為治療手段,目前沒有其他成熟、等效的替代方案。絲裂霉素C 屬于抗腫瘤抗生素,毒副作用較大,用絲裂霉素C 滴眼雖能有效阻止胬肉復(fù)發(fā),但有較強的眼內(nèi)毒副作用[1]。翼狀胬肉生長的主要過程發(fā)生在眼表,而絲裂霉素C 的眼內(nèi)副作用則常由角膜吸收所導(dǎo)致。藥物的分子量對角膜吸收的影響很大,高分子藥物難以通過角膜吸收[2]。本研究將絲裂霉素C 與聚乙二醇(PEG)制備為高分子前藥,以減少其角膜吸收,從而使其在翼狀胬肉等結(jié)膜、眼表疾病的應(yīng)用中,降低全眼副作用。
PEG 為線性結(jié)構(gòu),具有良好的水溶性和生物相溶性,無毒、無免疫性、無致畸性且無抗原性[3],是FDA 批準(zhǔn)的藥用合成聚合物之一[4]。在藥物化學(xué)研究領(lǐng)域,PEG 可用來與藥物通過化學(xué)反應(yīng)形成共價鍵結(jié)合得到新藥[5]。PEG 的接枝主要靠其端基的羥基作為化學(xué)反應(yīng)的功能基團,由于PEG 的分子質(zhì)量一般較大,兩端的羥基活性較差,因此,一般情況下對天然產(chǎn)物及有機小分子藥物的修飾,PEG 不直接與藥物反應(yīng),而是采用連接臂對PEG 活化,引入更加活潑的基團與藥物連接。PEG 與藥物偶聯(lián)常用的連接臂有乙酰基[6]、琥珀酸[7]、曼尼?;?]等。MMC 上有3 個胺基,可以與琥珀酸的一個羧基以酰胺鍵連接,而琥珀酸的另一個羧基則可以與PEG 以酯鍵連接,在琥珀酸與MMC 連接時,由于酰胺鍵不易形成,為了提高反應(yīng)收率,我們使用N-琥珀酰亞胺(NHS)活化的mPEG 琥珀酸酯與MMC 反應(yīng),提高了反應(yīng)收率。
絲裂霉素C、聚乙二醇2000 單甲醚均為化學(xué)純;琥珀酸酐、吡啶、1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二酰亞胺鹽酸鹽(EDC)、N-羥基琥珀酰亞胺、N-甲基嗎啉、DMAP、DMSO(使用前經(jīng)500 ℃活化的4A分子篩浸泡除水)均為分析純;雙蒸水;硅膠H。
UV-1780 紫外分光光度計;FD-1000 冷凍干燥機;PSL-1810 磁力攪拌低溫槽。
合成路線如下:
1.2.1 單甲醚聚乙二醇2000 琥珀酸酯(化合物1)的制備 向500 mL 圓底瓶中加入mPEG2000 20 g(10 mmol),琥珀酸酐7.5 g(75 mmol)及5 mL 吡啶,氮氣保護下回流反應(yīng)24 h,蒸去溶劑,用飽和碳酸氫鈉溶液溶解得混懸液,超聲后用60 mL 乙酸乙酯萃取,水相調(diào)pH 至2,用60 mL 氯仿提取,氯仿層干燥后蒸干,得白色固體15 g,m.p.50 ~53 ℃。
1.2.2 單甲醚聚乙二醇2000 琥珀酰亞胺琥珀酸酯(mPEG2000-NHS,化合物2)的制備 向500 mL 圓底瓶中加入單甲醚聚乙二醇2000 琥珀酸酯(化合物1)15 g(7.5 mmol),琥珀酰亞胺5 g(44 mmol),1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二酰亞胺鹽酸鹽5 g(24 mmol)及5 mL N-甲基嗎啉,加入二氧六環(huán)300 mL溶解后,在氮氣保護下回流反應(yīng)8 h。蒸去溶劑,用氯仿溶解,2 mol/L 鹽酸60 mL 洗滌,氯仿層干燥后蒸干,得黃色油狀物7 g,N2保護下保存。
1.2.3 絲裂霉素C-聚乙二醇單甲醚前藥(mPEGMMC 化合物3)的制備 稱取絲裂霉素C 0.05 g(0.15 mmol)、DMAP 0.036 g (0.3 mmol)于5 mL DMSO 中,攪拌,滴加溶有mPEG2000-NHS 0. 23 g(0.1 mmol)的2 mL DMSO 溶液,滴畢升溫至50 ℃,反應(yīng)24 h。將反應(yīng)液直接傾入20 mL 水中,混勻后加入截留分子量為2000 透析袋中,透析4 d,期間每隔24 h 更換外液一次,通過TLC 法檢測外液中的MMC,至無MMC 檢出后結(jié)束透析。將袋內(nèi)液體冷凍干燥得灰色粉末31 mg。
2 mg 絲裂霉素C(MMC)與絲裂霉素C-聚乙二醇單甲醚前藥(mPEG-MMC 化合物3,灰色粉末)7 mg分別使用雙蒸水溶解,分別轉(zhuǎn)移入250 mL 容量瓶中,定容,得待測液。分別使用紫外分光光度計掃描其全波長,結(jié)果見圖1。
由圖1 可知,灰色粉末與MMC 的紫外吸收曲線基本一致。由于該粉末在截留分子量2000 的透析袋中保留,可知其為mPEG2000 化的高分子化合物,其紫外吸收又與MMC 一致,因此可確證其為mPEG-MMC(化合物3)。
圖1 絲裂霉素C(MMC)與絲裂霉素C-聚乙二醇單甲醚前藥(mPEG-MMC)的紫外全波長光譜圖Fig.1 UV spectra of MMC and mPEG-MMC
以聚乙二醇2000 單甲醚及絲裂霉素C 為底物,經(jīng)三步反應(yīng),制備了絲裂霉素C 的聚乙二醇單甲醚衍生物高分子前藥,并通過紫外法對其結(jié)構(gòu)進行了表征。從而獲得一種有望減少絲裂霉素C 在眼表疾病應(yīng)用中經(jīng)角膜吸收導(dǎo)致的眼內(nèi)副作用,具更大治療窗的絲裂霉素C 前藥。
[1] Rachmiel R,Leiba H,Levartovsky S.Results of treatment with topical mitomycin C 0.02% following excision of primary pterygium[J].Br J Ophthalmol,1995,79:233.
[2] 嚴忠勤,鐘裕國,溫玉明.趨淋巴抗癌藥絲裂霉素-右旋糖酐偶聯(lián)物的合成及生物學(xué)性質(zhì)的研究[J]. 中國藥物化學(xué)雜志,1999,4(9):240-244.
[3] Harris J M. Introduction to biotechnical and biomedical applications of poly(ethylene glycol)[C]//Poly(ethylene glycol)Chemistry.New York:Plenum Press,1992:1-14.
[4] Greenwald R B. PEG drugs:An overview[J]. Controlled Release,2001,74(3):1592-1711.
[5] 熊成東,王亞輝. 聚乙二醇衍生物的合成研究進展[J].高分子通報,2000(1):39-45.
[6] 徐蓓華,周惠燕,沃聯(lián)群.聚乙二醇-異黃酮復(fù)合物的合成[J].合成化學(xué),2008,16(1):77-80.
[7] 蔣福升,劉霞,王平,等. 聚乙二醇負載葛根素前藥的合成、表征及體外特性初步研究[J]. 中國藥學(xué)雜志,2011,46(7):522-526.
[8] Zhao Y J.Poly(ethylene glycol)prodrug for anthracylines via Mannich base linker:Design,synthesis and biological,evaluation[J].Int J Pharm,2003,379:90-99.