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一种含有单磷酸化的脂质A与糖抗原的缀合物及其制备方法和应用

技术摘要:
本发明涉及一种含有单磷酸化的脂质A与糖抗原的缀合物及其制备方法和应用,属于抗肿瘤糖疫苗研制技术领域。本发明提供的一种含有单磷酸化的脂质A与糖抗原的缀合物,所述单磷酸化的脂质A与糖抗原的缀合物为通式为(Ⅰ)的化合物或通式为(Ⅰ)的化合物的异构体、可药用盐、水  全部
背景技术:
肿瘤疫苗在癌症防治上具有较好的临床应用前景,以肿瘤细胞表面异常表达的肿 瘤相关糖抗原(TACAs)为靶点的肿瘤糖疫苗具有特异性高、副作用小、疗效较好等优点。其 中Thomsennouveau(Tn)抗原在乳腺癌、前列腺癌、肺癌等恶性肿瘤细胞表面均异常过量表 达,是糖抗原肿瘤疫苗设计的优秀靶点。 糖抗原本身的免疫原性较差,它们需要与具有免疫活性的载体分子共价结合才能 发挥作用,最成熟和常用的载体是蛋白质。常用的蛋白质载体有KLH、BSA、DT、CRM197和TT, 这些合成的糖蛋白疫苗存在着以下不足:偶联位点不确定、偶联率不稳定、组成成分复杂、 以及蛋白质引起的“表位抑制”效应。 为了避免这些缺点,引入内嵌佐剂的全合成糖抗原疫苗成为新的研究策略。全合 成的糖脂疫苗能除去不必要的免疫原性成分,仅包含那些引发有效免疫反应的必需元素。 通常,将脂质佐剂(例如基于脂肽或基于脂氨基酸的TLR配体)掺入疫苗构建体中,并称为内 源性佐剂,如各种亚型TLR(Toll-like  receptor)的激动剂以及能激发iNKT免疫细胞的 KRN7000激动剂等。 细菌脂多糖(Lipidpolysacchrides,LPS)是细菌外膜的表面糖脂。LPS疏水部分的 Lipid  A是Toll样受体4(TLR4)的配体,Lipid  A可作为佐剂,通过启动强烈的Th1反应产生 抗癌作用。但由于毒性大,Lipid  A不能应用于临床。研究者发现去掉Lipid  A结构中1位磷 酸(其反应式如下式所示)得到的MPLA(Monophosphoryl  lipid  A),依然能靶向地与TLR4结 合,毒性明显降低且活性变化不明显, MPLA作为临床试验的佐剂用于许多不同类型的癌症,如IV期黑素瘤、卵巢癌、肺 7 CN 111588847 A 说 明 书 2/16 页 癌、血小板减少症、白血病、肉瘤、merkel细胞癌和非霍奇金淋巴瘤。OM-174,一种二酰化脂 质A类似物,已经在患有难治性实体瘤的患者中进行了临床试验,显示出良好的耐受性。 GUO课题组对MPLA作为全合成肿瘤疫苗内嵌佐剂做了大量的研究,主要是通过将 MPLA与多种糖抗原结合来制备抗菌和抗肿瘤糖缀合物疫苗,如GM3-MPLA,MPLA-sTn,GM2- MPLA等糖抗原疫苗的免疫学研究表明糖抗原疫苗主要诱导IgG抗体的产生,该缀合物疫苗 在没有外部佐剂的辅助作用下依然引发强烈的免疫应答,表明它的自我辅助属性 (Chemical  Biology ,2012 ,7:235;Scientific  reports ,2017 ,7:11403;Biomolecular  Chemistry,2014,12:3238)。尤其是Guo课题组合成了Globo  H与优化的MPLA的缀合物MPLA- Globo  H,在无外加佐剂的情况下,能更快速地产生比Globo  H-KLH(佐剂为CFA)强约2倍的 IgG抗体。因此,MPLA被证明是一种用于全合成糖缀合物癌症疫苗的全新设计强大的内嵌佐 剂(Chemical  Science,2015,6:7112.)。 本发明以磷酸化的脂质A(MPLA)作为内嵌佐剂缀合糖抗原Tn得到一种单磷酸化的 脂质A与糖抗原的缀合物,该缀合物作为疫苗,能有效预防和/或治疗多种癌症。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种含有单磷酸化的脂质A与糖抗 原的缀合物。 为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种含有单磷酸化的脂质A与糖抗原 的缀合物,其特征在于,所述的缀合物为通式(Ⅰ)的化合物或通式(Ⅰ)的化合物的异构体、可 药用盐、水合物或溶剂化合物; 其中: n为2-6的整数; R1和R3为-(CH2)mCH3,m为10-14的整数; R2、R4和R5为-(CH2)pCH3,p为8-12的整数; R6为-CO(CH2)rCH3或-(CH2)rCH3,r为8-14的整数。 本发明以单磷酸化的脂质A(MPLA)作为内嵌佐剂缀合糖抗原Tn得到一种单磷酸化 的脂质A与糖抗原的缀合物,MPLA能克服Tn糖抗原免疫原性差的弱点,并将Tn糖抗原提呈到 相应的免疫细胞,引起针对糖抗原Tn的特异性免疫反应,达到杀死肿瘤细胞的目的;该缀合 物作为疫苗,能有效预防和/或治疗多种癌症。 8 CN 111588847 A 说 明 书 3/16 页 作为本发明所述的缀合物的优选实施方式,所述的缀合物为结构式(Ⅱ)的化合物 或结构式(Ⅱ)的化合物的异构体、可药用盐、水合物或溶剂化合物; 其中: R1和R3为-(CH2)mCH3,m为10-14的整数; R2、R4和R5为-(CH2)pCH3,p为8-12的整数; R6为-CO(CH2)rCH3或-(CH2)rCH3,r为8-14的整数。 作为本发明所述的缀合物的优选实施方式,所述的缀合物为结构式(Ⅲ)的化合物 或结构式(Ⅲ)的化合物的异构体、可药用盐、水合物或溶剂化合物; 其中:n为2-6的整数。 作为本发明所述的缀合物的优选实施方式,所述的缀合物为结构式(Ⅳ)的化合物 或结构式(Ⅳ)的化合物的异构体、可药用盐、水合物或溶剂化合物; 9 CN 111588847 A 说 明 书 4/16 页 作为本发明所述的缀合物的优选实施方式,所述单磷酸化的脂质A为通式(Ⅴ)的 化合物或通式(Ⅴ)的化合物的异构体、可药用盐、水合物或溶剂化合物; 其中: R5为-(CH2)pCH3,p为8-12的整数; R6为-CO(CH2)rCH3或-(CH2)rCH3,r为8-14的整数。 本发明还提供了式(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)和(Ⅳ)化合物的可药用盐、水合物或溶剂化物, 其中可药用盐包括但不限于与碱如钠、镁、钾、钙、锂等反应形成的可药用盐。本发明提供的 式(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)和(Ⅳ)化合物可用水合物或有机溶剂结晶或重结晶,在这种情况下,可形 成各种溶剂化物。 本发明的另一目的是提供所述的缀合物的制备方法,包括如下步骤: (1)取化合物1与化合物2溶解于有机溶剂,加入催化剂反应,得到化合物3; (2)步骤(1)中所述的化合物3在乙二胺的催化作用下,得到化合物4; (3)取步骤(2)中所述的化合物4与脂肪酸链,在缩合剂的条件下进行成肽、成酯反 应,得到化合物5; (4)取步骤(3)中所述的化合物5溶解于有机溶剂,加入催化剂,经还原反应,得到 10 CN 111588847 A 说 明 书 5/16 页 化合物6; (5)取步骤(4)中所述的化合物6溶解于有机溶剂,加入催化剂,经磷脂化反应,得 到化合物7; (6)取化合物8与步骤(5)中所述的化合物7溶解于有机溶剂,加入催化剂反应,得 到化合物9; (7)步骤(6)所述的化合物9溶解于有机溶剂,加入催化剂,经脱苄基反应,即可得 到所述的缀合物; 所述化合物1至所述化合物9的结构式如下所示: 11 CN 111588847 A 说 明 书 6/16 页 其中: R0为STol、SPh、Set或OC(NH)CCl3; n为2-6的整数; R1和R3为-(CH2)mCH3,m为10-14的整数; R2、R4和R5为-(CH2)pCH3,p为8-12的整数; R6为-CO(CH2)rCH3或-(CH2)rCH3,r为8-14的整数。 本发明所述制备方法的反应式如下所示: 12 CN 111588847 A 说 明 书 7/16 页 其中: R0为STol、SPh、Set或OC(NH)CCl3; n为2-6的整数; R1和R3为-(CH2)mCH3,m为10-14的整数; R2、R4和R5为-(CH2)pCH3,p为8-12的整数; 13 CN 111588847 A 说 明 书 8/16 页 R6为-CO(CH2)rCH3或-(CH2)rCH3,r为8-14的整数。 本发明所述的制备方法以磷酸化的脂质A(MPLA)作为内嵌佐剂缀合糖抗原Tn,得 到MPLA-Tn肿瘤疫苗,其合成路线简短、反应条件温和、产率高、操作方便,能够用于工业化 制备。 本发明所述的制备方法中的步骤(1),化合物1与化合物2在催化剂、有机溶剂的条 件下反应,得到偶联产物化合物3。 作为本发明所述制备方法的优选实施方式,步骤(1)中,当R0为STol、SPh或Set时, 所述催化剂为N-碘代丁二酰亚胺和选自三氟甲磺酸、三氟甲磺酸银、三氟化硼乙醚、三氟甲 磺酸三甲基硅酯中的任意一种,或者当R0为OC(NH)CCl3时,所述催化剂选自三氟甲磺酸、三 氟化硼乙醚、三氟甲磺酸三甲基硅酯中的任意一种;所述有机溶剂选自二氯甲烷、乙醚、四 氢呋喃中的任意一种;所述反应的温度为-40~-20℃。 更优选地,步骤(1)中,当R0为STol,所述催化剂为N-碘代丁二酰亚胺(NIS)和催化 剂三氟甲磺酸的混合物;所述有机溶剂为二氯甲烷。 本发明所述的制备方法中的步骤(2),化合物3在乙二胺的催化下脱掉C-2位、C-2’ 位的邻苯二甲酰基以及C-3’位的乙酰基,得到裸露氨基和羟基的化合物4。 本发明所述的制备方法中的步骤(3),化合物4与脂肪酸链,在缩合剂的条件下,进 行成肽、成酯反应得到化合物5;作为本发明所述制备方法的优选实施方式,步骤(3)中,所 述的缩合剂为1-(3-二甲氨丙基)-3-乙基碳二亚胺甲碘盐。 本发明所述的制备方法中的步骤(4),化合物5在催化剂的作用下选择性还原4位 糖羟基得到化合物6;作为本发明所述制备方法的优选实施方式,步骤(4)中,所述催化剂为 三乙基硅烷与三氟甲磺酸的混合物,所述有机溶剂选自二氯甲烷、甲醇、四氢呋喃中的任意 一种。 本发明所述的制备方法中的步骤(5)中,取步骤(4)中所述的化合物6溶解于有机 溶剂,加入催化剂,经磷脂化反应,得到化合物7;作为本发明所述制备方法的优选实施方 式,步骤(5)中,所述有机溶剂为二氯甲烷与乙腈的混合溶液;所述的催化剂为二苄基二异 丙基亚磷酰胺、三氮唑与过氧化叔丁醇的混合物。 作为本发明所述的制备方法的优选实施方式,步骤(6)中,化合物7与化合物8溶于 有机溶剂中,在催化剂的作用下通过点击反应得到化合物9;所述有机溶剂为二氯甲烷、甲 醇与水的混合溶液,所述催化剂为碘化亚铜、N,N-二异丙基乙胺与冰乙酸的混合物。 作为本发明所述的制备方法的优选实施方式,步骤(7)中,化合物9溶于有机溶剂 中,在催化剂的作用下反应得到化合物10;所述有机溶剂二氯甲烷、甲醇与水的混合溶液, 所述催化剂为氢气、钯碳与氢氧化钯的混合物。 本发明的另一目的所述的缀合物在制备预防和/或治疗癌症的药物中的应用。 作为本发明所述应用的优选实施方式,所述癌症为乳腺癌、子宫癌、卵巢癌、肺癌、 肝癌、前列腺癌、黑素瘤、胰腺癌、肠癌、肾细胞癌、细胞性淋巴癌、甲腺癌、脑癌、胃癌或白血 病。 与现有技术相比,本发明的有益效果为: (1)本发明提供的一种含有单磷酸化的脂质A与糖抗原的缀合物,以单磷酸化的脂 质A(MPLA)作为内嵌佐剂缀合糖抗原Tn获得,MPLA能克服Tn糖抗原免疫原性差的弱点,并将 14 CN 111588847 A 说 明 书 9/16 页 Tn糖抗原提呈到相应的免疫细胞,引起针对糖抗原Tn的特异性免疫反应,达到杀死肿瘤细 胞的目的;所述缀合物作为疫苗,能有效多预防和/或治疗多种癌症,包括乳腺癌、子宫癌、 卵巢癌、肺癌、肝癌、前列腺癌、黑素瘤、胰腺癌、肠癌、肾细胞癌、细胞性淋巴癌、甲腺癌、脑 癌、胃癌或白血病。 (2)MPLA能提高Tn糖抗原的免疫原性,将Tn糖抗原提呈到相应的免疫细胞,产生具 有更高滴度的针对肿瘤糖抗原Tn特异性的免疫反应,并且其诱导产生的IgG抗体滴度与特 异性识别抗原的能力均显著高于糖蛋白疫苗CRM197-Tn诱导产生的;因此,本发明提供的一 种含有单磷酸化的脂质A(MPLA)与糖抗原的缀合物,作为全合成的糖抗原疫苗,其有望成为 新一代的抗肿瘤药物。 (3)本发明提供的一种含有单磷酸化的脂质A与糖抗原的缀合物的制备方法,所述 制备方法中的合成路线简短、反应条件温和、产率高、操作方便,能够用于工业化制备。 附图说明 图1是本发明实施例1的糖疫苗MPLA-Tn与对比例1的糖蛋白疫苗CRM197-Tn的抗体 免疫活性评价图; 图2是本发明实施例1的糖疫苗MPLA-Tn与对比例1的糖蛋白疫苗CRM197-Tn分别诱 导小鼠产生的抗体血清特异性识别肿瘤细胞MCF-7的流式细胞实验评价图。
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