一种靶向性抗肿瘤前药及其制备方法和应用

本发明涉及癌症治疗，具体是一种靶向性抗肿瘤前药及其制备方法和应用。

背景技术：

1、癌症免疫疗法通过激活免疫系统对肿瘤细胞的靶向和攻击来治疗癌症，已成为一种强大而成熟的抗癌手段。据《化学会评论》杂志(chem.soc.rev.2019,48,5506-5526)报道免疫疗法能够抑制原位瘤和转移瘤的增殖，通过建立长期免疫记忆，减少肿瘤的转移和复发。在各种免疫治疗策略中，免疫检查点阻断(icb)治疗近年来受到广泛关注，据《科学》杂志(science.2018,359,1350-1355)报道，它通过使用检查点抑制剂来阻断阴性免疫调节途径从而提高多种晚期癌症患者的生存率，包括《科学》杂志(science.2018,359,516-517)报道的黑色素瘤、《癌症免疫疗法》杂志(j.immunother.cancer 2021,9,e002917)报道的膀胱癌、《癌症》杂志(cancers 2022,14(24),6235)报道的头颈部鳞状细胞癌、和《临床肿瘤学》杂志(j.clin.oncol.2018,36,e15122)报道的非小细胞肺癌等。常用的检查点抑制剂包括细胞毒性t淋巴细胞相关蛋白4(ctla-4)、程序性细胞死亡蛋白1(pd1)的配体(pd-l1)(nat.rev.drug discov.2022,21,509-528)，以及一些可有效下调检查点蛋白pd-l1表达的小分子药物，例如二甲双胍(theranostics 2021,11,1970-1981)，5-羧基-8-羟基喹啉(iox1)(nat.commun.2021,12,2425)和jq-1(cell rep.2016 16(11),2829-2837)等。

2、然而，在临床中广泛使用icb治疗时，许多肿瘤具有免疫抑制性肿瘤微环境(tme)，导致对icb治疗反应不佳。此外，检查点抑制剂的非特异性靶向可能会导致免疫相关的不良反应。据《细胞》杂志(cell 2017,170(6),1055-1056)报道将化疗与icb疗法相结合是将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”的流行策略。已经发现许多化疗药物，如奥沙利铂(actabiomater.2023,160,198-210)、紫杉醇(cancer immunol.res.2020,8(8),1099-1111)和氟尿苷(fdu)(genes&dis.2018,5,194-203)通过暴露或释放损伤相关分子模式(damps)来诱导免疫原性细胞死亡(icd)刺激免疫抗肿瘤响应。据报道fdu还可以通过清除髓原性抑制细胞来有效抑制肿瘤细胞的免疫逃逸和侵袭(cancer res.2010,70,3052-3061)，因此在增强icb疗法方面表现出巨大的潜力。然而，由于fdu的耐药性和对正常组织的巨大不利影响使得临床应用受到限制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种靶向性抗肿瘤前药，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、一种靶向性抗肿瘤前药，其包括fdu-iox1-ff-mal和/或fdu-iox1-ff-nb；所述fdu-io x1-ff-nb由所述fdu-iox1-ff-mal与pd-l1纳米抗体进行偶联得到；所述fdu-iox1-ff-mal的结构式为：

4、

5、优选地，所述fdu-iox1-ff-mal的制备方法包括以下步骤：

6、将化合物h、马来酰亚胺-聚乙二醇4-活性酯和n,n-二异丙基乙胺置于n,n-二甲基甲酰胺中进行反应，得到所述fdu-iox1-ff-mal；所述化合物h的结构式为：

7、

8、所述fdu-iox1-ff-nb的制备方法包括以下步骤：

9、将所述fdu-iox1-ff-mal和pd-l1纳米抗体置于缓冲溶液中进行共孵育，得到所述fdu-iox1-ff-nb。

10、优选地，所述fdu-iox1-ff-mal和pd-l1纳米抗体的最终摩尔比为3:1。

11、优选地，所述化合物h的制备方法包括以下步骤：

12、将化合物g和冰乙酸溶于n,n-二甲基甲酰胺，然后将巯基乙胺缓慢滴加到上述混合溶液中进行反应，化合物h；所述化合物g的结构式为：

13、

14、优选地，所述化合物g的制备方法包括以下步骤：

15、将化合物f、o-苯并三氮唑-四甲基脲六氟磷酸酯、1-羟基苯并三唑和n,n-二异丙基乙胺在n,n-二甲基甲酰胺中搅拌，然后向上述溶液中加入化合物c进行反应，得到化合物g；

16、其中，所述化合物f的结构式为：

17、

18、所述化合物c的结构式为：

19、

20、优选地，所述化合物c的制备方法包括以下步骤：

21、将5-羧基-8-羟基喹啉、叔丁氧羰基-甘氨醇和n,n'-二环己基碳二亚胺加至n,n-二甲基甲酰胺中进行反应，得到化合物b；

22、将化合物b溶解在含有二氯甲烷、三氟乙酸和三异丙基硅烷的混合溶液中进行搅拌，去除化合物b的叔丁氧羰基保护基团，得到化合物c；

23、其中，所述化合物b的结构式为：

24、

25、优选地，所述化合物f的制备方法包括以下步骤：

26、将化合物d、n,n'-二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶在n,n-二甲基甲酰胺中搅拌，然后向上述溶液中加入5-氟-2'-脱氧尿苷进行反应，得到化合物e；

27、将上述得到的化合物e溶解在含有二氯甲烷、三氟乙酸和三异丙基硅烷的混合溶液中进行搅拌，去除化合物e的叔丁氧羰基保护基团，得到化合物f；

28、其中，所述化合物d的结构式为：

29、

30、所述化合物e的结构式为：

31、

32、优选地，所述化合物d的制备方法包括以下步骤：

33、将2-氯三苯甲基氯树脂加至n,n-二甲基甲酰胺中进行溶胀后，再加入n-芴甲氧羰基-甘氨酸和n,n-二异丙基乙胺进行反应，然后加入甲醇的n,n-二甲基甲酰胺溶液进行反应，再用哌啶的n,n-二甲基甲酰胺溶液切去甘氨酸的保护基，加入活化的第二个氨基酸n-芴甲氧羰基-l-苯丙氨酸进行反应，用哌啶的n,n-二甲基甲酰胺溶液切去苯丙氨酸的保护基，加入活化的第三个氨基酸n-芴甲氧羰基-l-苯丙氨酸进行反应，用哌啶的n,n-二甲基甲酰胺溶液切去苯丙氨酸的保护基，加入活化的第四个氨基酸n-芴甲氧羰基-o-叔丁基-l-谷氨酸进行反应，用哌啶的n,n-二甲基甲酰胺溶液切去谷氨酸的保护基，加入活化的化合物a进行反应，用n,n-二甲基甲酰胺、异丙醇、正己烷分别洗多次后，最后用三氟乙酸的二氯甲烷溶液从该树脂上切下合成的肽段，用乙醚使其沉淀析出，冷冻离心并倾倒除去上层乙醚，乙醚挥发干后，得到化合物d；所述化合物a的结构式为：

34、

35、优选地，所述化合物a的制备方法包括以下步骤：

36、将2,2'-二硫代二吡啶和冰乙酸溶于乙醇中，然后将溶解在乙醇中的3-巯基丙酸溶液缓慢滴加到上述混合溶液中进行反应，得到化合物a。

37、本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的靶向性抗肿瘤前药在制备可实现化学免疫协同治疗癌症的药物中的应用。

38、本发明提供的靶向性抗肿瘤前药，可在高表达程序性死亡配体1(pd-l1)的癌细胞内发生自组装反应从而原位形成纳米结构，以实现化学免疫协同治疗癌症，具有较好的抗肿瘤效果。

39、免疫治疗的临床结果通常受到免疫抑制肿瘤微环境(tme)和免疫相关不良反应的限制。与常规的免疫治疗相比，本发明所开发的肿瘤特异性化学免疫疗法前药fdu-iox1-ff-nb具有以下优势：(1)该前药含有氟尿嘧啶(fdu)用于诱导免疫原性细胞死亡并重塑tme，检查点抑制剂5-羧基-8-羟基喹啉(iox1)用于提供免疫检查点阻断(icb)治疗并抑制p-糖蛋白的表达以克服耐药性。(2)pd-l1纳米抗体可选择性地将前药递送至pd-l1过表达的肿瘤细胞表面并阻断pd-1/pd-l1通路，以提高icb治疗效果。(3)前药经谷胱甘肽还原后，通过ff之间的π-π堆积相互作用，在肿瘤细胞内原位自组装成大的纳米颗粒，从而延长在肿瘤部位的积累。(4)肿瘤细胞中高度表达的酯酶切割纳米颗粒上的酯键，原位释放游离的iox1和fdu用于化疗和免疫治疗，通过药物的缓释作用来延长对肿瘤的作用时间。

40、综上所述，本发明成功开发了一种利用pd-l1纳米抗体介导的肿瘤特异性递送、gsh诱导的细胞内纳米结构自组装、以及酯酶触发的化疗药物fdu和免疫治疗药物检查点抑制剂iox1的缓释，实现肿瘤特异性、高效、低毒副作用的癌症化学免疫治疗前药fdu-iox1-ff-nb。其中iox1所具备的抑制p-糖蛋白表达的能力，将与细胞内自组装过程协同作用，实现在肿瘤细胞内积累更多的fdu，从而改善icd诱导和增强化学免疫治疗效果。因此，fdu-iox1-ff-nb在逆转免疫抑制性tme和避免免疫治疗和化疗相关的不良反应方面具有巨大潜力，最终拓宽了免疫治疗在临床中的应用范围。