CN102558389A - 低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物及其制备方法与用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原衍生物LCRG，羧基还原程度不低于20％，其重均分子量为约3000～20000Da，单糖组成为乙酰氨基半乳糖(GalNAc)、葡萄糖(Glc)或含葡萄糖醛酸(GlcUA)、岩藻糖(Fuc)、或其硫酸酯(-OSO₃ ^-表示)，GalNAc∶Glc(含GlcUA)∶Fuc∶-OSO₃ ^-的摩尔比例约为1∶(1±0.3)∶(1±0.3)∶(3.0±1.0)。所述LCRG为强效HIV-1侵入抑制剂，作用于gp120的保守区，其具有抗HIV-1活性强、治疗指数高、不产生耐药性等优势，可用于预防和/或治疗艾滋病。本发明还提供了制备LCRG的方法。本发明的岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原衍生物及其药用组合物可制备成注射剂、冻干粉针或栓剂等。

Description

低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物及其制备方法与用途

技术领域

本发明属于医药技术领域，具体地说，涉及一种低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物(Low molecular weight carboxyl-reduced derivatives offucosylated glycosaminoglycans，LCRG)及其制备方法，以及含有该低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物的药物组合物及其在制备预防或治疗艾滋病的药物中的应用。

背景技术

人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)感染所致获得性免疫缺陷综合症(aquired immunodeficiency syndrome，AIDS)是严重危害人类生命健康的重大疾病。二十多年来，HIV病毒及其感染相关的基础研究以及关于AIDS的药物治疗(如HIV逆转录酶/蛋白酶抑制剂)的应用基础研究和临床实践均取得了巨大进步，但AIDS的临床治疗仍存在难以治愈、治疗无应答、耐药性和严重毒副作用等问题。因此，临床迫切需要新型治疗药物，特别是需要与现有临床用药形成互补的新靶点新机制创新药物。

抗HIV药物研发中，早期主要集中在逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂类药物，近期新药研发的重点已逐步转移到新靶点新机制药物创制方向。新靶点新机制药物引起重视的主要原因是：由于靶点不同于临床药物，可以用于对现有药物耐药或治疗无应答的患者；可以避免与现有药物产生交叉耐药；由于靶点和机制不同于现有药物，新药与临床用药联用有可能产生协同作用。目前，在研新靶点新机制抗HIV药物主要包括趋化因子受体拮抗剂、整合酶链转移抑制剂、侵入抑制剂以及成熟抑制剂等。

新机制抗HIV药物中，由于存在无需跨膜进入细胞的药物转运方面的优势，HIV侵入抑制剂尤其受到关注(PNAS，2003，100：10598-10602；Med.Res.Rev.，2009，29：369-393)。理论上，抑制HIV侵入的靶点可包括HIV的靶细胞受体CD4、共受体(CCR5，CXCR4)、HIV膜蛋白gp120、gp41等。

岩藻糖化糖胺聚糖(Fucosylated Glycosaminoglycan，以下简称FGAG)，是指一类从棘皮动物体壁或内脏中提取获得的，具有类似于硫酸软骨素主链结构，但具有侧链硫酸岩藻糖取代的糖胺聚糖衍生物(J.Biol.Chem.，1988，263(34)：18176-181783和J.Biol.Chem.，1991，266(21)：13530-13536)。

天然来源的FGAG具有显著的抗HIV活性(lst International AIDS SocietyConference on HIV Pathogenesis and Treatment，2001，Jul 8-11，Abstract No.247)，然而FGAG还具有广泛的非选择性药理活性，如影响凝血***及其激活血小板活性(Blood，2006，107(10)：3876-3882；Blood，2009，114(14)：3092-3100和Thromb.Haemost.，1988，59(3)：435-439)，这限制了FGAG作为抗HIV药物的应用开发。为此，国内外研究者尝试对FGAG进行结构修饰改造，在保留强效抗HIV活性的基础上，规避其对血液凝血***的影响。国际会议文献(Int Conf AIDS.1991 Jun16-21；7(1)：178，abstract no.M.A.1345)报道了一种低分子量FGAG解聚产物，其具有较强的抑制HTLV-IIIB病毒株的活性，但是仍具有一定程度的抗凝血活性。欧洲专利EP0410002A1通过直接对刺参来源的FGAG解聚，获得了低分子量的产物，并公开了其抗HIV活性，但没有提示其是否影响凝血***。中国专利申请CN201110114860.4提供了一种新型低分子量糖基化硫酸软骨素LGC，该化合物及含有LGC的组合物可用作抗HIV-1的药物。然而，未见有对FGAG羧基进行结构修饰获得其低分子量衍生物及其在抗HIV应用方面的公开报道。

发明内容

本发明目的是提供一种低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物(Lowmolecular weight carboxyl-reduced derivatives of fucosylated glycosaminoglycans，LCRG)及其制备方法，以及含有该低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物的药物组合物，该衍生物及其药用组合物能结合HIV-1的表面糖蛋白gp120的保守区CD4i，高效阻止HIV-1病毒侵入过程，而不影响凝血过程，可以用于预防或治疗艾滋病。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种具有式(I)结构的同系糖胺聚糖衍生物的混合物即低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物LCRG及其药学上可接受的盐，

式(I)中：

n是均值约为3～22的整数；

R相互独立地为-H或-SO₃ ^-。

如上所述的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物及其药学上可接受的盐，其中：

所述低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物的单糖组成包括D-葡萄糖和/或D-葡萄糖醛酸、D-2-脱氧-2-乙酰氨基半乳糖硫酸酯、L-岩藻糖硫酸酯；以摩尔比计，单糖组成及其与所含硫酸酯基的比例范围为：(D-葡萄糖基+D-葡萄糖醛酸基)∶(D-2-脱氧-2-乙酰氨基半乳糖基)∶(L-岩藻糖基)∶(硫酸酯基)＝1∶(1±0.3)∶(1±0.3)∶(3.0±1.0)；并且，D-葡萄糖基：(D-葡萄糖基+D-葡萄糖醛酸基)的摩尔比范围为20％～100％；

所述低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原衍生物的重均分子量范围为3000～20000Da；多分散指数介于1.0至1.8之间。

所述低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原衍生物的重均分子量范围为6000～15000Da；多分散指数值介于1.1至1.5之间。

上述药学上可接受的盐是低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物的碱金属、碱土金属盐及有机铵盐。

上述药学上可接受的盐是低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原衍生物的钠盐、钾盐或钙盐。

上述低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物是棘皮动物门海参纲动物体壁和/或内脏提取获得的岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物的解聚产物或者是岩藻糖化糖胺聚糖解聚产物的羧基还原衍生物。

上述棘皮动物门海参纲动物包括但不限于梅花参、巨梅花参、刺参、格皮氏海参、黑乳参、蛇目白尼参、绿刺参、红腹海参、中华海参、海地瓜和糙海参。

上述的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物及其药学上可接受的盐的制备方法，包括：

(1)以棘皮动物体壁和/或内脏来源的岩藻糖化糖胺聚糖为原料，通过糖醛酸羧基还原反应获得岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原产物，所得羧基还原产物通过解聚反应获得所需分子量范围的终产物；或

(2)以棘皮动物体壁和/或内脏来源的岩藻糖化糖胺聚糖的解聚产物为原料，通过糖醛酸羧基还原反应获得所需分子量范围的岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原产物。

上述的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原产物及其药学上可接受的盐的制备方法，其方法(1)和(2)所述的糖醛酸羧基还原反应是在酸性水相或含水介质中进行，在碳化二亚胺作用下与还原剂反应，生成岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物，其中碳化二亚胺包括但不限于1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)、N，N’-二环己基碳化二亚胺(DCC)和芳香族碳化二亚胺以及它们的盐；还原剂为具有还原酰卤能力的任何还原剂，这些还原剂包括但不限于硼氢化物、硫代硼氢化物和金属氢化物。

其中在反应体系中，所述岩藻糖化糖胺聚糖的质量分数为0.05％～15％，碳化二亚胺在反应体系中的浓度(以质量计)为与岩藻糖化糖胺聚糖的质量比1∶0.05至1∶20，还原剂的浓度(以质量计)为与岩藻糖化糖胺聚糖的质量比1∶0.05至1∶20。反应的温度范围为10℃～80℃。

本发明同时提供一种抗HIV-1的药物组合物，含有有效抗HIV-1剂量的本发明上述的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物或其药学上可接受的盐，以及药用赋形剂。

本发明还提供低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原产物及其药学上可接受的盐在制备预防或治疗艾滋病的药物中的应用。以及以低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原产物及其药学上可接受的盐为有效成分与药用赋形剂组成的药物组合物在制备预防或治疗艾滋病的药物中的应用。

低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物LCRG的分子量可采用高效凝胶色谱法(HPGPC)检测。以重均分子量计，本发明选择的LCRG的分子量范围为约3,000～20,000Da(即式(I)所示同系物的n的均值约3～22)，优选分子量范围为约6,000～15,000Da(式(I)所示同系物的n的均值约3～16)。

LCRG的多分散指数(PDI，重均/数均分子量之比，Mw/Mn)一般介于1.0至1.8之间；优选的LCRG的PDI介于1.1至1.5之间。

LCRG可以是其药学上可接受的碱金属、碱土金属等的盐，类似地，所述LCRG也可以是使其与碱性有机基团的形成的酯。本发明优选的LCRG的药学上可接受的盐为LCRG的钠盐、钾盐或钙盐。

LCRG是棘皮动物门海参纲动物体壁和/或内脏提取的岩藻糖化糖胺聚糖解聚产物的羧基还原衍生物和/或者是所述FGAG羧基还原后的再解聚产物。

本发明研究发现，LCRG具有强效抗HIV-1活性，其抑制HIV-1实验株、临床分离株感染人淋巴细胞的EC₅₀值可至约2.5～100nM，治疗指数大于1.0×10⁴；而在该药效浓度下，LCRG不存在显著的抗凝活性，不影响凝血***。

本发明体外分时给药研究发现，LCRG作用于病毒吸附和融合阶段，为HIV-1侵入抑制剂，能有效阻止HIV-1对宿主细胞的侵入过程。由于作用于细胞外，因此，作为抗HIV-1药物临床上具有更低的毒副作用的优势。本发明通过生物大分子相互作用检测进一步证明，LCRG的药理学作用靶点为HIV-1外膜糖蛋白gp120；采用可溶性CD4(sCD4)以及CD4i单抗17b和48d等进行相互作用检测证明，LCRG的显著特点是其结合糖蛋白gp120保守区CD4i。

CD4是介导HIV-1粘附的CD4+细胞膜表面受体，CD4i是gp120-CD4结合诱导暴露的部位，暴露该部位的gp120可进一步结合CD4+细胞膜表面共受体CCR5或CXCR4，并导致HIV-1糖蛋白gp41进入细胞膜，gp41重排折叠致使病毒外膜与CD4+细胞膜融合，由此最终实现HIV-1侵入步骤。显然，阻断CD4i可阻断HIV-1侵入宿主CD4+细胞。由于CD4i的高度保守性，针对CD4i的HIV-1侵入抑制剂有利于避免耐药性产生。因此，本发明LCRG作为抗耐药的HIV-1侵入抑制剂具有重要的应用价值。

本发明制备LCRG的方法是对FGAG的葡萄糖醛酸羧基进行还原反应制备还原衍生物的方法，在水相或含水介质中FGAG在碳化二亚胺作用下与还原剂反应，所得产物应用Fenton或类Fenton反应解聚，经过纯化得到目标产物。具体包括以下步骤：

1)在水相或含水介质中，FGAG在碳化二亚胺作用下与还原剂反应；

2)在催化剂存在下羧基还原产物与过氧化物反应，控制反应条件，制备得到低分子量产物；

3)中止反应，收集和纯化所需分子量范围的低分子量产物。

上述步骤1)和2)的次序可以调换，即是可以先解聚原型FGAG制备得到低分子量样品，然后对解聚产物进行羧基还原反应，经步骤3)分离纯化得到终产物。

步骤1)中，所述海参来源的FGAG是指从棘皮动物门海参纲所述动物中提取制备的含有岩藻糖组分的酸性粘多糖。其结构特征是：在其单糖组成中，葡萄糖醛酸(GlcUA)和2-脱氧-2-氨基-N-乙酰基-半乳糖或其硫酸酯(GalNAc)以近于等摩尔比[1∶(1±0.3)]存在，且GlcUA与GalNAc分别以β1→3和β1→4糖苷键相互连接构成多糖主链，岩藻糖(Fuc)或其硫酸酯以侧链α1→3糖苷键连接于主链GlcUA上。

海参品种及其组织来源不同或提取方法的差异可导致FGAG的单糖组成比例、侧链存在形式以及多糖硫酸化程度等方面的不同，但这些差异均不涉及FGAG存在羧基的结构特征，因此不影响本发明所述酯化方法的实施和应用。本发明所述FGAG的来源棘皮动物可选自但不局限于梅花参(Thelenota ananasJaeger)、巨梅花参(Thelenota anax H.L.Clark)、刺参(ApostichopusjaponicusSelenaka)、格皮氏海参(Pearsonothuria graeffei Semper)、玉足海参(Holothurialeucospilota Brandt)、黑乳参(Holothuria nobilis Selenka)、蛇目白尼参(Bohadschiaargus Jaeger)、绿刺参(Stichopus chloronotus Brandt)、红腹海参(Holothuria edulisLesson)、中华海参(Holothuria sinica Liao)、海地瓜(Acaudina molpadioidesSemper)和糙海参(Holothuria scabra Jaeger)等。显然，本领域技术人员可以理解，对于产于世界各地的其它品种海参，其来源的符合上述结构特征的岩藻糖化糖胺聚糖均可以采用本发明所述羧基还原方法以获得所需的羧基还原FGAG衍生物，因此，本发明方法不受特定海参品种的限制。

步骤1)中，羧基还原是在酸性水相或含水介质中进行，在碳化二亚胺作用下与还原剂反应，以生成FGAG的羧基还原衍生物。

所述FGAG在反应体系中的质量分数约为0.05％～15％。

所述碳化二亚胺可以在酸性反应体系中与FGAG上的葡萄糖醛酸残基的羧基生成酰卤，以易于进一步被还原剂还原成醇羟基，进而形成所述FGAG的羧基还原产物。这些碳化二亚胺包括但不限于1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)、N，N’-二环己基碳化二亚胺(DCC)和芳香族碳化二亚胺以及它们的盐酸盐或其它盐，优选为EDC。

所述碳化二亚胺在反应体系中的浓度(以质量计)，与FGAG的质量比为1∶0.05～1∶20。

所述还原剂可以为具有还原酰卤能力的任何还原剂，这些还原剂包括但不限于硼氢化物、硫代硼氢化物、金属氢化物等，优选为硼氢化钠。

所述还原剂在反应体系中的浓度(以质量计)，与FGAG的质量比为1∶0.05～1∶20。

FGAG的还原反应过程中，还原剂反应物可以在反应前一次性全部加入到反应体系中，也可以采用持续或断续性方式将还原剂反应物逐步加入到反应体系中。本发明优选将还原剂反应物按照可控速率的方式持续加入到反应体系中。

所述还原反应过程的常规工艺参数为：碳化二亚胺与FGAG作用的体系的pH范围为1～7，优选的2～6，最优的4.75；温度范围为10℃～80℃；反应时间为20分钟～8小时；反应可以在常压或加压条件下进行；反应可以选择氮气、惰性气体保护下进行，也可以在常压条件下与大气环境相通进行。

步骤2)中，解聚是在水相介质中进行，采用金属离子作为催化剂催化过氧化物的解聚反应，以生成低分子量羧基还原产物。

FGAG羧基还原产物的解聚方法：将FGAG羧基还原产物配成质量分数为0.05％～10％的水溶液，向所得水溶液中加入过氧化物FGAG至质量分数0.05％～5％，加入用作催化剂的过渡金属离子盐FGAG或原型羧基还原衍生物至质量分数0.01％～1％，在20～60℃下反应至FGAG或原型还原衍生物被解聚到所需分子量范围，分离纯化解聚产物，并转化为所需的药学上可接受的盐的形式。

反应产物LCRG可以通过本技术领域已知方法纯化(CN 101735336A)，例如通过透析法或超滤法去除小分子盐等杂质，或通过凝胶层析或DEAE离子交换层析进一步纯化等。

所述透析去杂处理过程中，可根据目标LCRG分子量大小的要求选择适宜截留分子量的透析膜或超滤膜包，优选截留分子量为3000Da。透析时间需根据特定处理条件确定，通常不少于6小时。

所得LCRG产物还可以通过阳离子交换以制备成单盐形式，如钠盐、钾盐或钙盐等。

LCRG产物的成盐过程可以采用先把样品交换成氢型，然后用相应的碱进行中和得到LCRG对应的盐；亦可优选动态离子交换成盐法直接在柱上交换成盐，其中可选择采用强酸性阳离子交换树脂。树脂柱预处理、样品上样与洗脱均可按常规方法进行。本发明方法中优选的样品上样质量分数为约2％～5％。

本发明方法可以获得一系列不同分子量大小的FGAG羧基还原低聚产物，可用作抗HIV活性构效关系研究，阐明分子量大小对抗HIV活性的影响，以优选高效低毒的FGAG羧基还原衍生物。

本发明所得LCRG产物可通过NMR法检测。NMR检测还可以方便地用于确认产物中的葡萄糖基(Glc)的存在。也可采用电导率法滴定硫酸酯基与羧基的比例，据此计算羧基还原程度。

由于本发明之LCRG具有强效抗HIV-1活性，本发明进一步目的是提供含LCRG的药物组合物，所述药物组合物中含有有效剂量的本发明LCRG或其药学上可接受的盐，以及药学上可接受的赋形剂。

本发明中，含LCRG的药物组合物可以是***给药制剂，也可以是局部给药制剂。

***给药制剂中，LCRG的药物组合物可以是适合静脉给药、皮下和/或肌肉内注射给药制剂，也可以是呼吸道给药制剂。这些制剂中，优选的药物组合物剂型为注射用水溶液、注射用冻干粉针剂、以及适合呼吸道给药的经口或鼻腔喷雾剂等。***给药的药物组合物中，根据本发明LCRG抗HIV-1活性及其注射给药的生物利用度，单剂量制剂中的LCRG含量可以为约5～150mg

局部给药制剂中，药用组合物剂型可选择栓剂、凝胶剂、软膏剂、擦剂等。这些药用制剂中的活性成分LCRG含量可有本领技术人员根据局部用药时的有效药物浓度决定。

由于本发明之LCRG抗HIV-1的机制靶点不同于现有临床用药，因此可以与现有临床用药联合使用，包括与现有抗HIV-1药物间隔时间顺次给药，也可以与这些药物同时给药，或者与现有抗HIV-1药物共同组成药物组合物制剂。

本发明之低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原衍生物具有强效抗HIV-1活性，可以作为抗HIV-1药物用于治疗和预防艾滋病。

附图说明

图1为梅花参FGAG及其羧基还原产物CRG-1的重水盐酸盐IR图谱；

图2为梅花参FGAG及其低分子量羧基还原产物LCRG-1的HPGPC图谱；

图3为梅花参FGAG及其LCRG-1的¹H NMR谱图；

图4为梅花参FGAG和LCRG-1的¹³C NMR谱图；

图5为LCRG-1对HIV-1诱导的合胞体形成的抑制作用数据图，显示药物对HIV-1诱导的合胞体形成的抑制作用；

图6为LCRG-1分时给药时对HIV-1_IIIB合胞体的抑制率；

图7为LCRG-1对HIV-1_IIIB侵入活性的影响；

具体实施方式

下面结合附图，用本发明的下述实施例来进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此来限定本发明范围。

【实施例1】岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原

1.1材料

FGAG：梅花参、刺参、玉足海参来源的FGAG，按文献方法(J.Biol.Chem.，1991，266(21)：13530-13536)提取制备。纯度均大于98％(HPGPC，面积归一化法)。

1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亚胺(EDC)、1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)、HCl、NaBH₄、NaCl等所用试剂：均为市售分析纯试剂；4-硫酸软骨素，葡萄糖(Glc)、葡萄糖醛酸(GlcUA)、乙酰胺基半乳糖(GalNAc)和岩藻糖(Fuc)等单糖对照品均为sigma公司产品；DCl和D₂O为Norell公司产品。

1.2方法

各称取FGAG 300mg分别溶于48ml水，0.1M HCl调pH至4.75。约5min时程内加入905mg固体EDC，并以0.1M HCl调pH使其保持4.75。搅拌中缓慢加入3.6g固体NaBH₄，使溶液在50℃水浴下保持2h。加少量乙酸破坏过量硼氢化钠，去离子水透析(截留分子量3500Da)除去小分子杂质，并冻干得到羧基还原产物，编号分别为CRG-1、CRG-2和CRG-3，其质量分别235mg(得率78.3％)、256mg(得率85.3％)和249mg(得率83％)。

产物中己糖醛酸是否转化成葡萄糖的判定采用液体池IR方法。检测仪器为FT-IR EQUINOX-55ATR(液体池)(Bruker，德国)；FGAG及CRG各样品及参比样品4-硫酸软骨素(CS-4S)各15mg溶于0.25ml 1.0mol/L DCl/D₂O中，参考文献方法(Carbohydr.Res.，1978，63：13-27)进行试验。

进一步地应用电导率滴定法检测-OSO₃ ^-/-COO^-摩尔比，据此计算羧基还原的程度(张惟杰，糖复合物生化研究技术(第二版)，浙江：浙江大学出版社，1999，409-410)。

采用柱前PMP衍生化HPLC法分析单糖组成(化学学报，2007，65(23)：2761-2764)。色谱分析条件为安捷伦1200高效液相色谱仪，Waters Symmetry C18(150mm×4.6mm×5μm)色谱柱，柱温30℃；流动相0.1M醋酸盐(pH 5.5)缓冲液-乙腈(78∶22)，流速1ml/min；检测波长250nm；进样体积40μl。

1.3结果

图1给出了刺参FGAG及其羧基还原产物的IR谱图，图中未见葡糖糖醛酸上的羰基信号，由此可知羧基还原基本完全。其他两种海参FGAG的羧基还原产物的IR谱图类似，也未见羧基信号。

电导率法数据显示，只有一个硫酸酯基的拐点，说明FGAG中葡萄糖醛酸的羧基完全被还原。羧基还原前后样品的单糖组成分析数据显示，羧基还原后未见葡萄糖醛酸，只有葡萄糖、乙酰胺基半乳糖和岩藻糖，三者的摩尔比为：1∶1∶1.05。

【实施例2】过氧化物解聚法制备低分子量产物

2.1材料

CRG-1：梅花参来源的FGAG羧基还原产物，按【实施例1】方法制备。纯度98％(HPGPC，面积归一化法)，重均分子量(Mw)，68，840。

H₂O₂，CH₃COONa·3H₂O，NaCl，NaOH，Cu(CH₃COO)₂·H₂O等所用试剂：均为市售分析纯试剂。

2.2方法

制备低聚羧基还原产物：将梅花参CRG-1各5.0g溶解于圆底烧瓶内的180ml水溶液中，分别35℃水浴保温并持续均匀搅拌，然后分别加入50mM浓度的氯化铜(Cu²⁺)溶液，继而在2小时内以10ml/h速率滴加15％的H₂O₂，反应过程中用1N的NaOH溶液控制pH值范围为7.2～7.8。上述条件下连续搅拌反应4小时后，分别向反应液中加入500mg EDTA二钠盐并混匀，冰水冷却，加3倍体积的95％乙醇沉淀多糖，离心得沉淀，100ml 60％乙醇洗涤两遍，离心得沉淀。沉淀溶解于150ml水中，经001×7型阳离子树脂交换成钠盐，然后以截留分子量3500Da的透析膜透析6小时，截留产物浓缩，冷冻干燥，得到3.82gLCRG-1样品。

理化检测：HPGPC检测分子量及分布；电导法检测-OSO₃ ^-/-COO^-摩尔比。

NMR检测：

仪器，AVANCE AV 400超导核磁共振谱仪(瑞士Bruker公司600MHz)；

溶剂，D₂O 99.9 Atom％D(Norell公司)；

内标，trimethylsilyl-propionic acid(TSP-D₄)；温度，27℃。

2.3结果

检测结果见下表1。HPGPC谱图2，NMR谱图见附图3和图4。

由表1和图2数据可知，FGAG羧基还原产物经过催化氧化氢解聚法可以得到其低聚产物LCRG-1，且收率较高，分子量分布较窄，电导率法没有检测到羧基的存在。柱前衍生化HPLC法单糖组成分析结果显示(表1)，本发明提供的羧基还原方法可以实现完全羧基还原。

附件图3和4中FGAG与LCRG-1的¹H NMR和¹³C NMR的谱图数据可见，在3.35ppm处为葡萄糖基H5和60.4ppm处为葡萄糖基C5，证实了FGAG中的羧基被还原成了醇羟基，即是实现了FGAG中的葡萄糖醛酸基(GlcUA)转变成为葡萄糖基(Glc)。

表1 FGAG、CRG-1及LCRG-1的单糖摩尔比与理化检测结果

Mw：重均分子量；Mn：数均分子量；PDI：分子量多分散指数(PDI＝Mw/Mn)

【实施例3】低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原产物LCRG-1的抗HIV活性

3.1材料

(1)检测样品：【实施例2】制备的LCRG-1(Mw 12930Da)溶于注射用水中，配制成浓度为25mg/ml储存溶液，4℃下保存。

(2)试剂：MTT(3-(4，5)-dimethylthiahiazo-2-y1)-2，5-diphenyltetrazoliumbromide)、SDS(Sodium Dodecyl Sulfate)、DMSO(Dimethyl sulfoxide)等试剂为市售，分析纯。凝血质控血浆，活化部分凝血活酶时间(APTT)测定试剂盒，凝血酶时间(TT)测定试剂盒，凝血酶原时间测定试剂盒(PT-干粉)，均为德国TECO GmbH公司生产；其他所有试剂为市售分析纯。

仪器：MC-4000血凝仪(德国美创公司)；ELx800ELISAReader酶标仪(美国宝特公司)

(3)细胞和病毒：C8166、HIV-1_{IIIB/2802/2840/9495}和HIV-2_CBL-20/ROD等均由英国Medical Research council，AIDS Reagent Project惠赠。按常规方法制备HIV-1_IIIB，滴定并计算出病毒的TCID₅₀。病毒储存液分装后，置-70℃保存。细胞和病毒均按常规方法冻存和复苏。

3.2方法

(1)LCRG-1对C8166的细胞毒性检测：C8166细胞悬液(4×10⁵/ml)100μl与100μl系列浓度的LCRG-1混合，37℃下5％CO₂培养三天，MTT法检测细胞毒性。570/630nm酶标仪测定OD值，计算CC₅₀(50％Cytotoxicconcentration，即引起一半细胞死亡的药物浓度)。

(2)LCRG-1对HIV-1诱导C8166病变的抑制活性检测：将C8166细胞悬液(8×10⁵/ml)50μl与100μl不同浓度的LCRG-1混合，加入50μl HIV-1稀释上清，M.O.I.为0.0091，同时设置空白对照孔，37℃下5％CO₂培养三天，倒置显微镜下一百倍率五个视野下计数合胞体。计算LCRG-1抑制HIV-1诱导C8166病变的EC₅₀(50％Effective Concentration，即抑制一半合胞体形成的LCRG-1浓度)。结合上文(1)所得CC₅₀值，计算选择性指数(CC₅₀/EC₅₀，Therapeutic Index，TI)。

(3)LCRG-1对HIV-2诱导C8166病变的抑制活性检测：同上文(2)所述方法检测LCRG-1对HIV-2诱导C8166病变的抑制活性。

(4)LCRG-1分时给药对HIV-1诱导C8166病变的抑制活性检测：在96孔细胞培养板上，每孔加入4×10⁴个C8166细胞和20μl HIV-1_IIIB上清稀释液(M.O.I.＝8)，置于37℃，5％CO₂培养箱中培养。在感染前2小时，感染后0，1，2，4，8，16，24小时分别加入待测样品10μg/ml的LCRG-1，每个时间设三个重复孔，在感染后72小时，于倒置显微镜下计数合胞体数。

(5)SPR法检测LCRG-1与gp120相互作用：LCRG-1与gp120相互作用通过表面等离子体共振技术SPR的方法来检测(BIAcore 3000 biosensor system)，将CM-5芯片活化后将gp120固定在CM-5芯片表面，将不同浓度的样品用缓冲液HBS-EP稀释。将稀释好的样品放在样品架上，设定加样流速为10μl/min，选择inject方式进样。结束后通过BIAcore 3000软件分析***进行动力学常数。

(6)LCRG-1对凝血功能影响：活化部分凝血活酶时间(APTT)法检测LCRG-1对凝血功能影响。依据样品的实际情况用去离子水溶解配制成系列浓度，分别按照APTT、PT、TT凝血三项试剂盒说明书中提供的方法在MC-4000血凝仪上进行测试，以考察抗凝血活性。

3.3结果

(1)LCRG-1抗HIV活性：附图5、6、7和表2中结果显示，LCRG-1为强效抑制HIV-1的新结构活性成分，其抗HIV-1的EC₅₀约为13nM(0.17μg/ml)；根据配制最高浓度药物(25mg/ml)未见显著的细胞毒性，其治疗指数可达15万以上；对HIV-2的抑制活性则较弱。分时给药结果显示，LCRG-1作用于病毒吸附和融合阶段，表明其为侵入抑制剂(附图6)。

表2 LCRG-1抗HIV活性检测结果

(2)LCRG-1抗HIV-1活性的作用靶点：SPR检测结果显示，LCRG-1可以高亲和力结合gp120，对CD4则没有显著的结合；可溶性CD4(sCD4)结合gp120后，LCRG-1结合CD4i的亲和力进一步增强，表明LCRG-1可以结合CD4诱导暴露的gp120保守区CD4i。由于CD4i具有高度保守性，结合该区域的gp120抑制剂可以有效避免病毒DNA突变所致的耐药性产生。

(3)LCRG-1对凝血功能的影响：表3结果显示，对于LCRG-1在有效抗HIV-1病毒剂量(0.1～8.0μg/ml)下，没有发现显著的APTT、PT和TT延长活性，说明不影响凝血功能。

表3 LCRG-1抗凝血活性检测结果

【实施例4】系列分子量大小LCRG的抗HIV-1活性

4.1材料

系列低分子量羧基酯化产物样品：刺参FGAG按照【实施例2】提供的解聚方法通过控制反应时间先解聚获得系列不同分子量大小的解聚产物，然后按照【实施例1】提供的羧基还原方法分别进行还原反应，通过控制与EDC反应的pH值，NaBH4的加入量和反应时间等条件，可以制备不同羧基还原程度的样品。经分离纯化离子交换成盐后，最终获得5个不同分子量大小的LCRG的钠盐(LCRG-2～LCRG-6)，收率均大于65％；电导率法和柱前衍生化方法分析单糖组成比例，以此计算羧基还原程度(参见【实施例1】)。

其他材料和试剂见上文【实施例1～3】。

4.2方法

抗HIV活性检测方法：按照上文【实施例3】所述方法，分别检测LCRG-2～LCRG-6对C8166的细胞毒性以及对HIV-1诱导C8166病变的抑制活性。

4.3结果

刺参系列LCRG的分子量及其分布见表4，其抗HIV-1的活性见表5。

表4刺参FGAG的低分子量羧基还原产物的分子量及其分布与单糖组成

表4的结果显示，按照本发明提供的方法可以获得一系列不同分子量大小的低分子量产物，其分子量分布较窄。电导率法检测计算结果显示，羧基还原程度大于20％。

表5刺参FGAG的低分子量羧基还原产物的抗HIV-1活性结果

表5实验结果显示，在本发明所述实验条件下，5个样品对C8166细胞的毒性非常低，体外抗HIV-1的活性很强，治疗指数均大于1×10⁴。比较这些样品的分子量和抗HIV-1的关系可知，分子量减小其抗HIV-1活性有所减弱，但仍然较强。由此可知，优选的LCRG分子量不低于4000Da。

【实施例5】低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原产物的冻干制品

5.1材料

格皮氏海参(Pearsonothuria graeffei Semper)LCRG-7，Mw 8,050。按【实施例2】中FGAG羧基还原产物的解聚方法制备。

5.2处方

原辅料名称	用量
		LCRG-7	50g
注射用水	500ml
		共制成	1000支

5.3制备工艺

称取处方量的LCRG-7加注射用水至全量，搅拌使溶解完全，间歇式热压法灭菌。加入0.6％的药用活性炭，搅拌20min；使用布氏漏斗及3.0μm微孔滤膜脱炭过滤除去热源。测中间体含量。合格后用0.22μm的微孔滤膜过滤；灌装于管制西林瓶中，每瓶0.5ml，灌装过程监测装量，半压塞，置冷冻干燥箱内，按设定的冻干曲线进行冻干，压塞，出箱，轧盖，目检合格，得成品。

冻干过程：将样品进箱，降隔板温至-40℃，保持3h；冷阱降至-50℃，开始抽真空至300μbar。开始升华：1h匀速升温至-30℃，保持2h；2h匀速升温至-20℃，保持8h，真空保持200～300μbar；再进行干燥：2h升温至-5℃，保持2h，真空保持150～200μbar；0.5h升温至10℃，保持2h，真空保持80～100μbar；0.5h升温至40℃，保持4h，真空抽至最低。

【实施例6】低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原产物的***栓剂

6.1材料

梅花参来源的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原产物(【实施例2】所得LCRG-1)，其重均分子量12930Da。羟苯乙酯和甘油明胶等试剂为市售，药用级别。

6.2处方

原辅料名称	用量
		LCRG-1	100g
注射用水	400ml
		羟苯乙酯	2.0g
甘油明胶加至	4000g
		共制成	1000枚

6.3制备方法

取低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原产物加注射用水溶解，加入羟苯乙酯搅拌溶解，再加适量甘油搅匀，缓缓加入明胶甘油基质中，充分搅拌，保温55℃，灌模，每枚重4g。

【实施例7】低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原产物的凝胶剂

7.1材料

刺参来源的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原产物(【实施例4】所得LCRG-3)，其重均分子量11005Da。交联型聚丙烯酸钠、聚乙二醇400、苯扎溴铵和甘油等试剂为市售，药用级别。

7.2处方

原辅料名称	用量
		LCRG-3	10.0g
交联型聚丙烯酸钠(SDB-L-400)	10.0g
		聚乙二醇400(PEG-400)	80.0g
苯扎溴铵	10.0ml
		甘油	100.0g

蒸馏水加至

1000g

7.3制备方法

取LCRG-3加蒸馏水溶解，称取PEG-400、甘油置烧杯中微热至完全溶解，加入低分子量糖基化硫酸软骨素溶液混匀，SDB-L-400加入700ml水于研钵中研匀后，将基质与PEG-400、甘油、LCRG-3混匀，加水至1000g，灌装即得。

Claims (13)

1.一种具有式(I)结构的同系糖胺聚糖衍生物的混合物即低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物LCRG及其药学上可接受的盐，

式(I)中：

n是均值为3～22的整数；

R相互独立地为-H或-SO₃ ^-。

2.如权利要求1所述的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物及其药学上可接受的盐，其中：

所述低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物的单糖组成包括D-葡萄糖和/或D-葡萄糖醛酸、D-2-脱氧-2-乙酰氨基半乳糖硫酸酯、L-岩藻糖硫酸酯；以摩尔比计，单糖组成及其与所含硫酸酯基的比例范围为：(D-葡萄糖基+D-葡萄糖醛酸基)∶(D-2-脱氧-2-乙酰氨基半乳糖基)∶(L-岩藻糖基)∶(硫酸酯基)＝1∶(1±0.3)∶(1±0.3)∶(3.0±1.0)；并且，D-葡萄糖基：(D-葡萄糖基+D-葡萄糖醛酸基)的摩尔比范围为20％～100％；

所述低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原衍生物的重均分子量范围为3000～20000Da；多分散指数介于1.0至1.8之间。

3.如权利要求1或2所述的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原衍生物及其药学上可接受的盐，其特征在于，所述低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原衍生物的重均分子量范围为6000～15000Da；多分散指数值介于1.1至1.5之间。

4.如权利要求1或2或3所述的低分子量岩藻糖化糖的胺聚糖羧基还原衍生物及其药学上可接受的盐，其特征在于，所述药学上可接受的盐是低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物的碱金属、碱土金属盐及有机铵盐。

5.如权利要求1或2或3所述的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物及其药学上可接受的盐，其特征在于，所述药学上可接受的盐是低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原衍生物的钠盐、钾盐或钙盐。

6.如权利要求1至5任一项所述的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物及其药学上可接受的盐，其特征在于，所述低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物是棘皮动物门海参纲动物体壁和/或内脏提取获得的岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物的解聚产物或者是岩藻糖化糖胺聚糖解聚产物的羧基还原衍生物。

7.如权利要求6所述的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物及其药学上可接受的盐，其特征在于，所述棘皮动物门海参纲动物包括但不限于梅花参、巨梅花参、刺参、格皮氏海参、黑乳参、蛇目白尼参、绿刺参、红腹海参、中华海参、海地瓜和糙海参。

8.如权利要求1至7任一项所述的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物及其药学上可接受的盐的制备方法，包括：

(1)以棘皮动物体壁和/或内脏来源的岩藻糖化糖胺聚糖为原料，通过糖醛酸羧基还原反应获得岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原产物，所得羧基还原产物通过解聚反应获得所需分子量范围的终产物；或

(2)以棘皮动物体壁和/或内脏来源的岩藻糖化糖胺聚糖的解聚产物为原料，通过糖醛酸羧基还原反应获得所需分子量范围的岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原产物。

9.如权利要求8所述的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原产物及其药学上可接受的盐的制备方法，其特征在于，其方法(1)和(2)所述的糖醛酸羧基还原反应是在酸性水相或含水介质中进行，在碳化二亚胺作用下与还原剂反应，生成岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物，其中碳化二亚胺包括但不限于1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)、N，N’-二环己基碳化二亚胺(DCC)和芳香族碳化二亚胺以及它们的盐；还原剂为具有还原酰卤能力的任何还原剂，这些还原剂包括但不限于硼氢化物、硫代硼氢化物和金属氢化物。

10.如权利要求8所述的制备方法，其中在反应体系中，所述岩藻糖化糖胺聚糖的质量分数为0.05％～15％，碳化二亚胺在反应体系中的浓度(以质量计)为与岩藻糖化糖胺聚糖的质量比1∶0.05至1∶20，还原剂的浓度(以质量计)为与岩藻糖化糖胺聚糖的质量比1∶0.05至1∶20。反应的温度范围为10℃～80℃。

11.一种抗HIV-1的药物组合物，含有有效抗HIV-1剂量的权利要求1～5任一项所述的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖的羧基还原衍生物或其药学上可接受的盐，以及药用赋形剂。

12.权利要求1-5所述的低分子量岩藻糖化糖胺聚糖羧基还原产物及其药学上可接受的盐在制备预防或治疗艾滋病的药物中的应用。

13.权利要求11所述的药物组合物在制备预防或治疗艾滋病的药物中的应用。

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