CN116077655A - 含硼药物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于肿瘤治疗药物技术领域，具体涉及含硼药物及其制备方法。该含硼药物由多巴胺及其衍生物与含硼化合物聚合反应得到。本发明的含硼药物在肿瘤中的浓度高达70µg/g，并且肿瘤和血液的硼浓度比显著提高，可达70:1，且能在血液和正常器官中较为快速清除，能明显降低药物用量并减小副作用，能显著提高肿瘤的治疗效果。

Description

含硼药物及其制备方法

技术领域

本发明属于肿瘤治疗药物技术领域，具体涉及含硼药物及其制备方法。

背景技术

目前已有两种含硼药物在临床上获得了一定的应用，即4-硼10酸-L-苯丙氨酸(borylphenylalanine，BPA)和巯基十二硼烷二钠盐(sodium mercaptoundecahydrocloso-dodecaborate，BSH)。目前基于BSH的药物已经开展了少量的临床试验，但还未获得正式上市批准。因BSH硼-10含量高而受到研究者的欢迎，但因原料药的合成和纯化工艺困难，导致其来源有限价格昂贵。另外，BSH的临床安全性和有效性还未获得充分的认证，目前基于BSH的研究正在减少。BPA因其合成和纯化工艺相对简单，化合物稳定性好，临床应用的安全有效性获得更充分的研究和认证而在近年获得了更多的关注。

目前基于BPA的药物制剂主要是以BPA为原料药而制成溶液制剂或冻干粉，存在的主要问题是肿瘤摄取率低，血液清除快，使得这类药物制剂的临床用量极大，目前含硼药物面临的主要挑战是如何提高含硼药物的肿瘤靶向性和利用率。

临床上利用硼中子俘获治疗手段开展肿瘤治疗时，肿瘤组织中¹⁰B的浓度需要在中子照射过程中维持在30µg/g左右才能达到良好的治疗效果。BPA的肿瘤/正常组织浓度比（T/N比）只能达到3:1，当癌细胞中BPA水平升高，就会通过“反转运”机制将其排出，目前临床上已经获批的基于BPA的溶液制剂Steboronine®，为了维持治疗过程中肿瘤局部的¹⁰B浓度，在治疗前成人患者需要以每小时200mg/kg的速度静脉滴注borophalan（¹⁰B）2小时，治疗过程中成人患者需要以每小时100mg/kg的速度静脉滴注borophalan（¹⁰B）30-60min。因其肿瘤的靶向性差或T/N比低且代谢较快，使得一位60kg的患者一次治疗需要36g BPA，临床用量高，不仅增加了治疗成本，也增加了安全性风险。再者，肿瘤的靶向性或T/N比低使得该药在临床应用中对中子源照射的精准性提出了更高的要求，同时也增加了正常组织受照剂量超标的风险（如果照射正常组织，因T/N比低，正常组织硼含量较高，正常组织也容易被损伤）。进一步的，限制了该药物的临床应用和适应症的拓展。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为解决背景技术中的技术问题，本发明的一个目的在于基于多巴胺及其衍生物和含硼化合物开发一种肿瘤靶向性更优、利用率更高的安全有效的含硼药物制剂，开发此种含硼药物的制备方法并研究其在肿瘤等疾病治疗中的潜在应用。此种含硼药物制剂在安全有效的基础上能显著减少含硼药物的用量，进而，在良好肿瘤靶向分布的基础上拓展更多的适应症。

为达到上述目的，本发明采用的第一个技术方案为：

含硼药物，由多巴胺及其衍生物与含硼化合物聚合反应得到。

优选的，所述含硼化合物包括但不限于硼酸、硼酸苯丙氨酸及其衍生物、硼酸脯氨酸、硼酸天冬氨酸、硼酸酪氨酸、硼酸半胱氨酸、硼酸甲硫氨酸、硼酸丝氨酸、5-氨基-2,3-二氟苯基硼酸、3-氨基-5-氰基苯基硼酸、3-氨基-4-甲基苯硼酸、3-氨基苯硼酸盐酸盐、4-氨基甲酰苯硼酸中任一种或多种。

优选的，含硼化合物包含硼酸苯丙氨酸及其衍生物中任一种。

优选的，所述硼酸苯丙氨酸及其衍生物为4-硼10酸-L-苯丙氨酸（BPA）。

优选的，所述多巴胺及其衍生物包含多巴胺、4-(2-氨基丙基)苯-1,2-二醇、去甲肾上腺素（1-(3,4-二羟苯基)-2-氨基乙醇）、左旋甲基多巴（2-甲基-3-(3,4-二羟基苯基)-L-丙氨酸）、屈昔多巴（(2S,3R)-2-氨基-3-(3,4-二羟基苯基)-3-羟基丙酸）、5-羟基多巴胺中任一种或多种；优选为多巴胺、左旋甲基多巴（2-甲基-3-(3,4-二羟基苯基)-L-丙氨酸）或5-羟基多巴胺。

优选的，所述多巴胺及其衍生物与所述含硼化合物的质量比为（1-10）：1。

优选的，所述多巴胺及其衍生物与所述含硼化合物的质量比为（3-4）：1。

优选的，所述含硼药物中硼含量为0.1%～1.0%。

优选的，所述含硼药物的适应症包含头颈部肿瘤、肺癌、腹膜癌、肝细胞癌、胃癌、黑色素瘤、胰腺癌、脑胶质瘤、***、卵巢癌、肝癌、膀胱癌、乳腺癌、结肠癌、结肠直肠癌、子宫癌、唾液腺癌、肾癌、***癌、外阴癌、甲状腺癌、B细胞淋巴瘤或白血病等疾病；优选适应症为头颈部肿瘤、黑色素瘤或脑胶质瘤。

本发明采用的第二个技术方案为：

一种制备含硼药物的方法，包含以下步骤：

将多巴胺及其衍生物的水溶液与含硼化合物的水溶液混合反应，固液分离得固体，经洗涤、冷冻干燥即得。

优选的，所述混合反应的pH为6～14。

优选的，所述混合反应的pH为8～11。

优选的，所述混合反应时间为0.5～48小时，反应过程中搅拌速度为200转/分钟以上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明制得的含硼药物在肿瘤中的浓度高达70µg/g，并且肿瘤和血液的硼浓度比显著提高，可达70:1，远高于目前BPA药物制剂的肿瘤/正常组织硼浓度比，大大提升了肿瘤摄取率，显著提高硼在肿瘤中的富集，提高疗效，且能在血液和正常器官中迅速清除，能明显降低药物用量并减小副作用，从而具有更优的肿瘤靶向性和更高的利用率，显著提高肿瘤的治疗效果。

2.本发明的药物具有在肿瘤组织中较长时间滞留的特点，治疗窗口期长，克服了现有技术硼中子照射过程中需要持续滴注的缺点。小鼠皮下脑胶质瘤实验表明，给药量为150mg/kg时，硼浓度在24～36h范围内，硼浓度可维持在30µg/g以上，治疗窗口期超过12h，治疗过程中不需要持续输注含硼药物。使得治疗过程实施更为简便。

3.普通纳米药物无法通过血脑屏障，因而通常无法用于脑部肿瘤的治疗，而本发明的含硼药物可通过血脑屏障在脑胶质瘤中富集，且药物能在较长时间维持在治疗浓度以上，使得其用于脑部肿瘤的治疗成为可能。

4.本发明的含硼药物的毒性低，具有良好的生物相容性。

5.本发明的含硼药物具有在近红外光照射下产热的特性，即具有光热特性，含硼药物的光热转换效率为39.46%，能实现硼中子与光热联合治疗。

附图说明

图1为实施例1中含硼药物傅立叶变换红外（FT-IR）光谱；

图2为实施例1中含硼药物粒径分布图；

图3为实施例2中含硼药物的SEM图；

图4为实施例3中利用三种唾液酸高表达肿瘤细胞株HepG2、SKOV3和H22检测含硼药物毒性，24h、48h、72h时细胞存活率；

图5为实施例4 含硼药物在小鼠皮下脑胶质瘤模型的体内分布实验，给药后12h、24h和36h硼在小鼠体内的分布图；

图6为实施例5含硼药物在小鼠原位脑胶质瘤模型的体内分布实验，给药后24h硼在小鼠体内的分布图；

图7 为实施例8中含硼药物的SEM图；

图8为实施例13中含硼药物在功率密度为1.5 W/cm²的808 nm 近红外激光照射条件下，含硼药物的升温曲线。

具体实施方式

为更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。实现本发明的方式包括但不仅限于以下实施例，以下实施例用于说明本发明，但不用来限定本发明的保护范围。若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。下述实施例中的试验方法，如无特别说明，均为常规方法。

本发明第一实施方式提供了含硼药物，该含硼药物是由多巴胺及其衍生物与含硼化合物聚合反应得到。

该实施方式的含硼药物粒径在50-1000纳米之间，该含硼药物能进入细胞、透过血脑屏障。

该实施方式主要是通过组成和结构的优化来提高含硼药物在体内的靶向特性，使肿瘤和正常组织的T/N比提高，延长药物在肿瘤内的滞留时间，且能从血液和正常组织器官较快代谢，从而减少含硼药物的用量，降低治疗过程中的安全性风险，从而具有更优的肿瘤靶向性和更高的利用率，显著提高肿瘤的治疗效果。提升含硼药物的治疗效果和并获得适应症的拓展，同时显著降低药物治疗的成本。

该实施方式的含硼药物能通过细胞内吞进入细胞内，但肿瘤细胞无法通过反转运机制将其排出，延长在肿瘤细胞中的滞留时间，解决了硼中子俘获治疗BPA用量大的问题，进一步提高含硼药物在肿瘤病灶部位的富集，从而提高治疗效果。小鼠皮下脑胶质瘤分布实验表明，给药量150mg/kg时，在24～36h范围内，硼浓度可维持在30µg/g以上，治疗窗口期超过12h，治疗过程中不需要持续输注含硼药物，对病人的治疗带来了极大的便利。

该实施方式的含硼药物的适应症包含头颈部肿瘤、肺癌、腹膜癌、肝细胞癌、胃癌、黑色素瘤、胰腺癌、脑胶质瘤、***、卵巢癌、肝癌、膀胱癌、乳腺癌、结肠癌、结肠直肠癌、子宫癌、唾液腺癌、肾癌、***癌、外阴癌、甲状腺癌、B细胞淋巴瘤或白血病等疾病；优选头颈部肿瘤、黑色素瘤或脑胶质瘤。

该含硼药物可在体内代谢（可生物降解），注入体内48h后其药物浓度在快速下降，直至完全代谢而被清除。

该含硼药物在近红外光照射下能产生热量，具有强烈的近红外吸收和较高的光热转换效率，用波长为808nm近红外光照射0.1mg/mL含硼药物的光热转换效率约为39%，能实现硼中子治疗与光热联合治疗。

对于原料成分的选择，所述含硼化合物包括但不限于硼酸、硼酸苯丙氨酸及其衍生物、硼酸脯氨酸、硼酸天冬氨酸、硼酸酪氨酸、硼酸半胱氨酸、硼酸甲硫氨酸、硼酸丝氨酸、5-氨基-2,3-二氟苯基硼酸、3-氨基-5-氰基苯基硼酸、3-氨基-4-甲基苯硼酸、3-氨基苯硼酸盐酸盐、4-氨基甲酰苯硼酸中任一种或多种。优选包含硼酸苯丙氨酸及其衍生物中任一种；更优选为硼酸4-硼10酸-L-苯丙氨酸（BPA）。

所述多巴胺及其衍生物包含多巴胺、4-(2-氨基丙基)苯-1,2-二醇、去甲肾上腺素（1-(3,4-二羟苯基)-2-氨基乙醇）、左旋甲基多巴（2-甲基-3-(3,4-二羟基苯基)-L-丙氨酸）、屈昔多巴（(2S,3R)-2-氨基-3-(3,4-二羟基苯基)-3-羟基丙酸）、5-羟基多巴胺中任一种或多种；优选为多巴胺、左旋甲基多巴（2-甲基-3-(3,4-二羟基苯基)-L-丙氨酸）或5-羟基多巴胺。

对于原料成分之间的用量，所述多巴胺及其衍生物与含硼化合物的质量比为（1-10）：1，优选为（3-4）：1。

所述含硼药物中的硼含量为0.1%～1.0%。

本发明第二实施方式提供了含硼药物的制备方法，将多巴胺及其衍生物的水溶液与含硼化合物的水溶液混合反应，固液分离得固体，经洗涤、冷冻干燥即得。

所述混合反应的pH为6～14，优选为8～11。所述混合反应时间为0.5～48小时，反应过程中搅拌速度为200转/分钟以上。

所述混合反应的溶剂并无特殊限定，可以直接是在水溶液中进行反应，也可以在甲醇、乙醇、丙酮、DMF、THF或其任意混合溶液中进行反应。

本发明所述含硼药物冻干后具有很好的复溶性，复溶剂包括但不限于灭菌注射用水、氯化钠注射液、葡萄糖注射液、PBS缓冲液中的一种。

以下通过多个具体实施例对含硼药物、及其性能进行说明。

实施例1 含硼药物的制备

（1）称取盐酸多巴胺80mg于反应瓶中，加34 mL 30%的乙醇溶液，搅拌使溶解；

（2）称取20mg BPA于离心管中，加入3mL水，再加入0.2mL2.5mol/L NaOH溶液至BPA完全溶解；

（3）将（2）中溶液加至（1）中，NaOH调节pH在10左右，300rmp搅拌24h；

（4）10000rmp离心分离10min，纯水洗涤三次；

（5）将产物混悬于6mL水中冷冻干燥即得含硼药物。

此实施例制备的含硼药物的红外图谱如图1所示，含硼药物具有B-N键的红外吸收在1388 cm^-1处。粒径分布情况如图2所示，平均粒径为191.8nm。

实施例2 冻干后含硼药物的复溶实验

取实施例1中含硼药物5mg，加入溶剂5mL，该溶剂包括但不限于灭菌注射用水、氯化钠注射液、葡萄糖注射液、PBS缓冲液，水作分散剂中的任一种，手动混匀后进行SEM检测，形貌表征见图3为球型。

实施例3 含硼药物的体外细胞毒性评估24～72h

评估时间为24～72 h，检测方法为Cell Counting Kit-8（CCK8）用于细胞增殖和细胞毒性的快速高灵敏度检测试剂盒，利用三种唾液酸高表达肿瘤细胞株HepG2、SKOV3和H22检测。

具体操作步骤如下：（1）取生长状态良好的HepG2、SKOV3和H22三种细胞分别制备成一定浓度（5×10³个细胞/100uL）的细胞悬液，每孔100uL加入96孔细胞培养板中；

（2）在培养孔中分别加入0、10、20、50、100、200和500µg/mL实施例1的含硼药物10uL在37℃培养箱中继续培养一定时间；

（3）分别在24h、48h和72h取样，在450nm波长处检测吸光度，计算细胞存活率，72h时细胞存活率在80%以上，表明含硼药物的细胞毒性很低，具体结果见图4。

实施例4 含硼药物在小鼠皮下脑胶质瘤模型的体内分布实验

取实施例1的含硼药物，由尾静脉注射至荷瘤小鼠体内，给药剂量150mg/kg， 给药后12h、 24h和36h，分别取小鼠的心、肝、脾、肺、肾、血液、脑、肿瘤、肿瘤边缘的正常组织，对各组织进行称重，消解，用ICP-MS测量各器官中硼的浓度，24h时肿瘤部位硼浓度达到74µg/g，T/N比高达70:1。给药后12、 24h和36h硼在小鼠体内的分布情况如图5、表1所示。

表1 给药后12h、24h和36h硼在小鼠体内的分布

。

该实施例研究了皮下脑胶质瘤模型动物分布，小鼠尾静脉注射，给药剂量为150mg/kg 含硼药物，给药后12h、 24h和36h， 取小鼠的心、肝、脾、肺、肾、血液、脑、肿瘤、肿瘤边缘的正常组织，用ICP-MS测量各器官中硼的浓度。24h时肿瘤中硼浓度达到最大值74µg/g，到36h时还可维持在30µg/g以上，治疗窗口期超过12h，治疗过程中不需要持续输注含硼药物，并且T/N比可达70:1（表1），在硼中子俘获治疗过程中对正常组织的伤害会很小。

实施例5 含硼药物在小鼠原位脑胶质瘤模型的体内分布实验

取实施例1的含硼药物，由尾静脉注射至荷瘤小鼠体内，给药剂量100 mg/kg含硼药物，给药后24h，分别取小鼠的心、肝、脾、肺、肾、血液、右脑肿瘤部位、右脑非肿瘤部位、左脑，对各组织进行称重，消解，用ICP-MS测量各器官中硼的浓度，肿瘤部位硼浓度都在30µg/g以上，T/N比大于7:1。给药后24h硼在小鼠体内的分布情况如图6、表2所示。

表2 给药后24h硼在小鼠体内的分布

。

通过表1、表2的实验结果可以看出，本发明制得的含硼药物在皮下瘤和原位脑胶质瘤等肿瘤部位高摄取，且可通过血脑屏障在脑胶质瘤中富集，T/N比最低为7:1（表2），可达70:1（表1），解决了普通纳米药物不可通过血脑屏障的缺陷。

实施例6-12 其他含硼药物的制备

实施例6-12的制备参考实施例1，表3中各成分用量以质量份数表示。

表3 实施例6-12含硼药物的成分及性能

。

给药剂量为150mg/kg时，实施例6-12制备的含硼药物在小鼠皮下脑胶质瘤模型分布实验中，T/N比在5:1到70:1之间。实施例8中含硼药物的SEM图如图7所示。

实施例13 含硼药物光热实验

使用半导体激光器子***发射808nm近红外激光，设置激光照射的光斑面积为0.6cm²，将0.1mg/mL实施例1的含硼药物水溶液加入石英比色皿中，用功率密度为1.5W/cm²的近红外激发光源（波长为808nm）分别照射15min，每隔30s用温度计测量溶液温度，具体结果见图8，上述数值最终计算得到含硼药物的光热转换效率为39.46%。

实施例14 含硼药物对小鼠皮下脑胶质瘤的光热治疗

由尾静脉分别注射生理盐水和150mg/kg实施例1的含硼药物至荷瘤小鼠体内，用近红外激发光源（波长为808nm）分别照射30min，在第3天、第5天和第10天测量小鼠皮下脑胶质瘤的体积，具体结果见表4。

表4 小鼠皮下脑胶质瘤的体积

。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.含硼药物，其特征在于，由多巴胺及其衍生物与含硼化合物聚合反应得到。

2.如权利要求1所述的含硼药物，其特征在于，所述含硼化合物包括但不限于硼酸、硼酸苯丙氨酸及其衍生物、硼酸脯氨酸、硼酸天冬氨酸、硼酸酪氨酸、硼酸半胱氨酸、硼酸甲硫氨酸、硼酸丝氨酸、5-氨基-2,3-二氟苯基硼酸、3-氨基-5-氰基苯基硼酸、3-氨基-4-甲基苯硼酸、3-氨基苯硼酸盐酸盐、4-氨基甲酰苯硼酸中任一种或多种。

3.如权利要求2所述的含硼药物，其特征在于，所述含硼化合物为硼酸苯丙氨酸及其衍生物。

4.如权利要求1所述的含硼药物，其特征在于，所述多巴胺及其衍生物包含多巴胺、4-(2-氨基丙基)苯-1,2-二醇、去甲肾上腺素、左旋甲基多巴、屈昔多巴、5-羟基多巴胺中任一种或多种；

优选为多巴胺、左旋甲基多巴或5-羟基多巴胺。

5.如权利要求1所述的含硼药物，其特征在于，所述多巴胺及其衍生物与所述含硼化合物的质量比为（1-10）：1。

6.如权利要求5所述的含硼药物，其特征在于，所述多巴胺及其衍生物与所述含硼化合物的质量比为（3-4）：1。

7.如权利要求1所述的含硼药物，其特征在于，所述含硼药物中硼含量为0.1%～1.0%。

8.如权利要求1-7任一所述的含硼药物，其特征在于，所述含硼药物的适应症包含头颈部肿瘤、肺癌、腹膜癌、肝细胞癌、胃癌、黑色素瘤、胰腺癌、脑胶质瘤、***、卵巢癌、肝癌、膀胱癌、乳腺癌、结肠癌、结肠直肠癌、子宫癌、唾液腺癌、肾癌、***癌、外阴癌、甲状腺癌、B细胞淋巴瘤或白血病。

9.如权利要求8所述的含硼药物，其特征在于，所述含硼药物的适应症为头颈部肿瘤、黑色素瘤或脑胶质瘤。

10.一种制备如权利要求1-9任一所述含硼药物的方法，其特征在于，包含以下步骤：将多巴胺及其衍生物的水溶液与含硼化合物的水溶液混合反应，固液分离得固体，经洗涤、冷冻干燥即得。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述混合反应的pH为6～14。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述混合反应时间为0.5～48小时，反应过程中搅拌速度为200转/分钟以上。

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