一种基于寡核苷酸药物的聚合物及其构建方法和应用

本发明涉及生物医药，尤其是指一种基于寡核苷酸药物的聚合物及其构建方法和应用。

背景技术：

1、在抗肿瘤药物中，吉西他滨（gemcitabine）是一类应用广泛的核苷类似物化疗药物，已用于胰腺癌、非小细胞肺癌、膀胱癌、乳腺癌、卵巢癌等多种恶性肿瘤的治疗。现有公开资料表明，吉西他滨虽具有明确抗肿瘤活性，但其临床应用仍受限于体内易被脱氨失活、系统清除较快及耐药性逐渐出现等问题，因此围绕吉西他滨开展前药化、纳米递送化和靶向化改造，一直是该领域的重要研发方向。

2、抗体偶联药物作为一种兼具抗体靶向识别能力和细胞毒药物杀伤作用的递送形式，已被广泛用于肿瘤治疗。然而，传统抗体偶联药物通常通过连接臂将多个小分子细胞毒药物直接偶联于抗体表面，其药物-抗体比值、偶联位点及载药分布会影响构建体的理化性质、体内药代行为和安全性。当直接偶联药物数量增加时，特别是对于具有较高疏水性的药物载荷，可能导致构建体疏水性增加、聚集倾向增强、非特异性组织摄取增加及体内清除加快，从而不利于抗体偶联物的体内暴露和治疗指数。已有研究表明，部分传统 adc 在过高药物-抗体比条件下可出现清除加快和疗效下降等问题。因此，现有抗体偶联递送体系仍面临如何在保持抗体靶向识别和细胞内吞能力的同时，提高有效药物载荷并兼顾体内稳定性、安全性及肿瘤内释放效率的技术挑战。

3、近年已有公开研究报道了利用抗体-dna纳米结构偶联物递送吉西他滨的方案，该方案利用dna纳米结构对吉西他滨进行装载，并与抗体结合，实现肿瘤靶向递送，其报道的药物-抗体比值可达到17.8。该公开方案说明，将核酸结构与抗体递送体系结合用于吉西他滨靶向治疗具有可行性。与此同时，该类方案的核心仍在于dna纳米结构装载与偶联，并不等同于将多个核苷类似物药物单元直接编码进入短链、结构定义明确的寡核苷酸样前药主链中，也未围绕寡核苷酸骨架中磷酸二酯/硫代磷酸酯组成对药物释放、体内稳定性及治疗效果之间关系进行系统调控。吉西他滨前药或纳米递送技术通常缺乏与抗体靶向递送的高定义整合。虽然这些技术可在一定程度上改善吉西他滨的体内暴露、稳定性或肿瘤富集，但仍未解决本发明关注的关键问题，即：如何通过短链、结构可定义的药物编码型寡核苷酸前药主链，在尽可能维持抗体识别和内吞性能的前提下，实现较高的吉西他滨当量载荷，并通过主链骨架化学组成的设计，在体内稳定性与肿瘤内有效释放之间取得平衡。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的抗体偶联药物中载药量有限、传统小分子载荷难以在保持抗体靶向性的同时实现高密度装载、以及药物释放效率与体内稳定性难以兼顾等技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于寡核苷酸药物的聚合物及其构建方法和应用。本发明通过对载药模块和偶联体系的整体改进，提供了一种新的抗体偶联技术路线：即以药物编码型寡核苷酸前药聚合物替代传统单个小分子载荷，作为高容量、可编程、可调释放的抗体载药模块，并通过适宜的连接化学与肿瘤靶向抗体形成偶联物，从而达到提高单位抗体载药量、保持抗体靶向识别和细胞内吞、调节体内稳定性与药物释放平衡、增强肿瘤内药物沉积及提升抗肿瘤效果的目的。

3、本发明的第一个目的是提供了一种基于寡核苷酸药物的聚合物，所述聚合物包括两个或两个以上寡核苷酸药物，所述寡核苷酸药物通过磷酸二酯键或硫代磷酸酯键相连。

4、进一步地，所述寡核酸药物包括吉西他滨。

5、进一步地，所述聚合物的3’端和/或5‘端修饰氨基。优选地，所述聚合物的3’或5‘端末端修饰有氨基，氨基在固相合成上完成，氨基通过磷酸二酯键或者硫代磷酸酯键与寡核苷酸药物共价连接。

6、进一步地，所述聚合物中寡核酸药物的连接方式选自以下任一种：

7、（1）所述寡核苷酸药物通过磷酸二酯键相连；

8、（2）所述寡核苷酸药物通过硫代磷酸酯键相连；

9、（3）当所述聚合物中含有三个或三个以上寡核酸药物时，所述寡核苷酸药物通过磷酸二酯键或硫代磷酸酯键相连，相邻寡核苷酸药物的连接键互不相同；

10、（4）当所述聚合物中含有四个或四个以上寡核酸药物时，3’端的第一位寡核苷酸药物和第二位寡核苷酸药物通过硫代磷酸酯键相连，5’端的第一位寡核苷酸药物和第二位寡核苷酸药物通过硫代磷酸酯键相连，其余寡核苷酸药物之间通过磷酸二酯键相连。即，无论是从聚合物3’端开始数，还是5’端开始数，均为：第一位和第二位的寡核苷酸药物通过硫代磷酸酯键相连，最后一位和倒数第二位的寡核苷酸药物通过硫代磷酸酯键相连，其余寡核苷酸药物通过磷酸二酯键相连

11、进一步地，所述聚合物的化学结构式如式i-式iv任一项所示：

12、

13、本发明的第二个目的是提供了一种基于寡核苷酸药物的聚合物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

14、s1、将吉西他滨的胞嘧啶外侧氨基进行乙酰化保护，并对吉西他滨的5′-羟基进行二甲氧基三苯甲基保护，3′-羟基进行亚磷酰胺化修饰，得到吉西他滨的亚磷酰胺单体单体；

15、s2、将s1的亚磷酰胺单体单体通过脱三苯甲基、偶联、封端和氧化进行固相合成，得到反应物，将反应物转移至耐氨反应瓶中，加入氨水孵育，纯化后得到所述基于寡核苷酸药物的聚合物。

16、进一步地，这个是在固相合成仪上设置来操作的，可以写为：固相合成仪通过在每个核苷酸偶联循环后，针对新生成的 p(iii) 磷酸中间体，程序化选择加入氧化剂碘液或硫化剂ddtt，从而在预定的核苷间连接位置分别形成 po 或 ps 键。

17、本发明的第三个目的是提供了一种上述聚合物或上述制备方法制备得到的聚合物在制备抗肿瘤产品中的应用。

18、进一步地，所述聚合物共价偶联肿瘤靶向抗体。

19、进一步地，所述聚合物经过活化形成含有马来酰亚胺亚基的中间体，肿瘤靶向抗体上的巯基与中间体上的马来酰亚胺亚基共价偶联。

20、进一步地，所述肿瘤靶向抗体包括her2和cd38抗体。

21、进一步地，所述抗肿瘤药物还包括免疫检查点抑制剂。优选地，所述免疫检查点抑制剂包括抗pd-1抗体。

22、本发明的第四个目的是提供了一种抗肿瘤药物，所述抗肿瘤药物包括上述聚合物或上述制备方法制备得得到聚合物。

23、进一步地，所述聚合物共价偶联肿瘤靶向抗体。优选地，所述聚合物经过活化形成含有马来酰亚胺亚基的中间体，肿瘤靶向抗体上的巯基与中间体上的马来酰亚胺亚基共价偶联。

24、进一步地，所述抗肿瘤药物还包括免疫检查点抑制剂。优选地，所述免疫检查点抑制剂包括抗pd-1抗体。

25、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下有益效果：

26、（1）显著提高了单位抗体的有效载药量，突破传统adc低dar限制：本发明通过将多个核苷类似物药物单元直接整合到短链、结构可定义的寡核苷酸样骨架中，再与抗体偶联，显著提高了单位抗体所携带的药物总量。

27、（2）在提高载药量的同时，仍能较好保持抗体识别功能：而本发明通过采用结构可控的寡核苷酸前药载荷和适宜的偶联方式，使高载药与靶向识别得以兼顾。

28、（3）显著增强了细胞摄取与受体介导内吞效率：本发明构建的aodc不仅保持抗原结合，而且明显改善了药物进入靶细胞的效率。

29、（4）通过骨架工程实现了稳定性、释放与活性的可调平衡：本发明通过对寡核苷酸前药骨架中磷酸二酯键和硫代磷酸酯键的组成与分布进行系统调节，建立了“骨架化学-释放行为-体内药效”之间的可编程关系

30、（5）能够实现更持久的肿瘤富集和更有效的肿瘤内递送：本发明不仅能够提高偶联物在肿瘤组织中的富集，还能够促进其与靶肿瘤细胞的有效关联和进入。

31、（6）提高了肿瘤内药物沉积，并筛选出兼具滞留与释放的优化构型：本发明不仅提高了“到肿瘤”的能力，而且提高了“在肿瘤内释放有效药物”的能力。

32、（7）在实体瘤模型中表现出优异的抗肿瘤效果：本发明并非仅改善了偶联物理化性质，而是能够将上述高载药、靶向递送和受控释放优势转化为明确的体内治疗增益。

33、（8）具有较好的初步安全性和耐受性：aodc药物在所测试给药方案下未出现明显的毒性表现。这表明本发明在实现较强抗肿瘤作用的同时，具有较好的治疗窗口。

34、（9）本发明不仅能够杀伤肿瘤细胞，还可增强后续抗肿瘤免疫启动。

35、（10）可显著增强pd-1阻断治疗的效果，具有与免疫检查点抑制剂协同增效的潜力。