專利名稱：在非水極性溶劑中增加溶解度的10-羥基喜樹堿類化合物的藥物制劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種藥物制劑，其中包含10-羧基喜樹堿類化合物以及其pKa值為7.4或更高的胺類化合物，其在非水極性溶劑中增加10-羥基喜樹堿化合物的溶解度。

背景技術：
喜樹堿；(S)-4-乙基-4-羥基-1H-吡喃[3’，4’6，7]中氮茚[1，2-b]喹啉-3，14(4H，12H)-二酮是原型物DNA拓撲異構酶I抑制劑，并且已知是一種強抗癌藥物。喜樹堿具有一個標準的結構，即在包含環A至環E的五個相連的環的中央結構的C20位上被羥基和乙基取代，如下圖式1所示。
式1
喜樹堿化合物在水和例如乙醇、二氯甲烷、丙酮、乙腈、乙酸乙酯等有機溶劑中的溶解度都很低，而這些溶劑均是制劑中常用的溶劑。此外，喜樹堿能在酸性環境中被活化，因為其E環以內酯的形存在；反之其在堿性水溶液中喜樹堿卻是無活性的，因為此時其E環是以不活潑的羧基負離子的形式存在。非活化形式的羧基負離子在水中的溶解度是4mg/ml或者更高，但是活化的內酯形式在水中的溶解度不超過10μg/ml。
特別的是，在A環的10位有一個酚羥基的10-羧基喜樹堿(式1a 化合物)在pH值為8到12的堿性溶液中發生電離，因而喜樹堿化合物在極性溶劑中的溶解度得以增加。然而，如果前述堿性溶劑是水溶液的話，氫氧根離子會進攻喜樹堿化合物的內酯環，從而形成式2結構的羧基負離子形式的喜樹堿化合物，被轉化成非活性形式(見反應方程式1) [反應方程式1]
如上所示，喜樹堿化合物具有很強的抗癌活性，但是其在抗癌治療中的應用因活化形式的喜樹堿化合物在水中的溶解度很低而受到限制。因此，為了將喜樹堿化合物用作一種治療疾病的藥物，這就需要增加喜樹堿化合物在溶劑中的溶解度同時又保持其內酯結構，即活化的形式。
例如，7-乙基-10-羥基喜樹堿(式1b化合物)也被稱為SN-38，它是市場上已有的抗癌劑依利替康(CPT-11)的一個活性代謝產物。
[式1b]
已知SN-38殺滅細胞是通過結合參與細胞分裂過程的拓撲異構酶I，并在細胞分裂中抑制DNA的合成來實現的。然而，SN-38在水中的溶解度不超過10μg/ml，所以很難將SN-38開發成臨床產品。因此，人們通過開發SN-38的前藥從而增大SN-38在水中的溶解度得到的CPT-11已經商品化。在施用于人體后，CPT-11被肝臟或癌細胞中的羧基酯酶代謝，轉化成具有抗癌效應生理活性的SN-38。然而，CPT-11在人體中轉化成具有活性的SN-38的轉化率只有大約2％至8％。
另一方面，人們發現SN-38抑制拓撲異構酶I的活性高過CPT-11約1000倍，SN-38的體外細胞毒性也高過CPT-11約2000倍。并且，SN-38抑制能導致腹瀉的乙酰膽堿的效果遠低于CPT-11，因而其導致腹瀉的可能性是很低的，而腹瀉是CPT-11的主要副作用。
SN-38在酸性環境中以內酯的活性形式存在，在堿性環境中以羧基負離子的非活性形式存在，這取決于水溶液的pH值。已知羧基負離子形式的SN-38在水中的溶解度是4mg/ml或更高，但是SN-38的內酯活性形式在水中溶解度不超過10μg/ml。因此，如果能將喜樹堿化合物以高于臨床上有效的濃度溶解同時還能維持其內酯活性形式，人們就能開發出一種優良的抗癌劑。所以，人們做了廣泛的研究來增溶喜樹堿化合物。例如，美國專利號US5,447,936、5,859,023、5,674,874、5,958,937和5,900,419公開了在極性有機溶劑中增溶包括SN-38在內的喜樹堿化合物的組合物，如二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基異山梨醇等。然而，因為存在一些缺點，即可用于人體的溶劑的量有限以及藥物會在與水混合時析出，所以將這些極性有機溶劑注射進入血管受到極大限制。同時，美國專利號US2003-215492公開了一種通過SN-38與脂質絡合制成脂質體配制的組合物。其中所用的方法是通過使SN-38在pH值為8～10的水溶液中形成羧基負離子的形式并配制成脂質體，然后再使SN-38在酸性pH值的環境中形成內酯的形式。同時，張等[國際藥劑學雜志(International Journal ofPharmaceutics)，270(2004)，第93-107頁]公開了含有SN-38的LE-SE-38脂質體制劑，Williams等[控釋雜志(Journal of Controlled Release)，91(2003)，第167-172頁]公開了含有SN-38的納米微粒制劑。
然而，仍需要開發一種以高于臨床上有效濃度增溶10-羧基喜樹堿同時維持其活性形式的方法。
本發明公開的內容 技術主題 本發明對開發一種以高于臨床上有效濃度增溶10-羧基喜樹堿同時維持其活性形式的方法進行深入研究。結果，他們證實，如果將一種pKa值為7.4或更高的胺類化合物加入10-羥基喜樹堿中，堿對喜樹堿化合物內酯基團的親核進攻沒有發生，因此內酯集團被保留，維持藥物的活性，并且10-位羥基電離成酚負離子，使其在極性有機溶劑中的溶解度增加。因此，本發明人完成了本發明。
本發明的目標是提供一種提高10-羥基喜樹堿化合物溶解度的制劑，其中包含10-羥基喜樹堿化合物和pKa值為7.4及更高的胺類化合物，對非水極性溶劑而言。
實現本發明的最佳方式 首先，本發明涉及一種在非水極性溶劑中提高10-羥基喜樹堿化合物溶解度的制劑，其中包含10-羥基喜樹堿化合物和pKa值為7.4或更高的胺類化合物，對非水極性溶劑而言。
在本發明中，10-羥基喜樹堿化合物是指所有的在喜樹堿A環的10位有一個酚羥基的喜樹堿化合物，如下式1a所示 [式1a]
根據本發明的10-羧基喜樹堿化合物還可以在A環9或11位、或B環7位被例如低級烷基、烷氧基、酰氧基、羥基、?；Ⅺu素、酰胺基、腈基等取代。本發明所述的10-羧基喜樹堿化合物包括但不限于，10-羥基喜樹堿、7-乙基-10-羥基喜樹堿(SN-38)。在本發明中，10-羥基喜樹堿優選SN-38。
根據本發明，如果10-羥基喜樹堿化合物，例如SN-38，加入到非水極性溶劑中，同時再加上一種在堿性化合物中具有特別低的親核性和高堿性的胺類化合物，即其pKa值為7.4或更高，，堿對喜樹堿化合物內酯基團的親核進攻沒有發生，因此其內酯基團得以保留，如下反應方程式1所示。于是，在藥物的活性得以保持的同時，10位羥基電離成酚負離子以增加在非水極性溶劑中的溶解度(見反應方程式2)。
[反應方程式2]
本發明中的胺類化合物能使10位羥基陰離子化，這些胺類化合物可以是任何伯胺、仲胺、叔胺，其pKa值為7.4或更高，優選為9或更高。優選的，胺類化合物選自C1至C20的羥基烷基胺、C1至C20的烷基胺、或其混合物。這些胺類化合物包括羥基烷基胺，例如單、雙或三乙醇胺，單、雙或三異丙醇胺，氨基丁三醇(三(羥甲基)氨基乙烷)等；叔烷基胺，例如三乙胺、三丙胺、三丁胺等；仲烷基胺，例如，二乙基胺、二丙基胺、二丁基胺等；或它們的混合物。優選地，羥基烷基胺，例如二乙醇胺、三乙醇胺、氨基丁三醇等。
對于1當量的喜樹堿化合物來說，胺類化合物可以使用的量為多于1當量，優選1至100當量，更優選為1至50當量，最優選為5至20當量。
本發明中所使用的非水極性溶劑包括被批準用于人體的有機溶劑，優選的，乙醇、丙二醇、分子量為200至1000道爾頓的液體聚乙二醇、甘油、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基異山梨醇或它們的混合物。上述非水極性溶劑的用量為能使10-羥基喜樹堿的濃度優選達到0.1至5mg/ml，更優選為0.5至2mg/ml。
本發明的制劑組合物可以包括表面活性劑，用于防止當組合物被用水稀釋或用水溶液例如注射用水、生理鹽水、或5％右旋糖溶液復溶時，藥物發生沉淀；以及通過延遲喜樹堿化合物的內酯基團暴露于水溶液從而延緩內酯集團向羧基負離子的轉化。
作為本發明中的表面活性劑，當本制劑組合物溶于有機溶劑中時，任何表面活性劑不論其性質和外觀都是可以的。這些表面活性劑的例子包括嵌段共聚物表面活性劑，例如聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯如吐溫20、吐溫40、吐溫80等，聚氧乙烯蓖麻油衍生物如聚氧乙烯蓖麻油甘油醚EL(cremophore EL)、聚氧乙烯蓖麻油甘油醚RH40(cremophore RH40)、聚氧乙烯蓖麻油甘油醚RH60(cremophore RH60)；聚氧乙烯烷基醚如聚氧乙烯20 cetosteryl醚、聚氧乙烯20鯨蠟基醚、聚氧乙烯20油基醚、聚氧乙烯2鯨蠟基醚、聚氧乙烯2油基醚、聚氧乙烯2硬脂基醚、聚氧乙烯4月桂基醚、聚氧乙烯100硬脂基醚等；d-α-生育酚聚乙二醇1000琥珀酸酯(維生素ETPGS)，聚乙二醇硬脂酸酯15(聚乙二醇660 12-羥基硬脂酸酯)；泊洛沙姆類如泊洛沙姆124、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407等，優選聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯，聚氧乙烯蓖麻油衍生物，d-α-生育酚聚乙二醇1000琥珀酸酯，聚乙二醇硬脂酸酯15(solutol HS 15)等。
另一方面，當本制劑組合物制成凍干形式時，本發明可以使用室溫下為固體的聚合物表面活性劑，嵌段共聚物如泊洛沙姆124、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407等，或將親水性聚合物嵌段(A)和疏水性聚合物嵌段(B)以A-B、A-B-A、B-A-B等形式連接制備的兩親性嵌段共聚物。在兩親性嵌段共聚物中，親水性共聚物嵌段(A)是一種溶于水的聚合物，例如聚亞烷基二醇或其衍生物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺等，優選的為聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯-共-聚丙烯二醇共聚物中的一種。疏水聚合物嵌段(B)是不溶的、極好的可生物相容的和可生物降解的聚合物，這樣的例子包括聚酯、聚酐、聚氨基酸、聚原酸酯或聚磷腈等，優選聚丙交酯、聚乙交酯、聚己內酯、聚二氧六環-2-酮、聚丙交酯-共-乙交酯、聚丙交酯-共-二氧六環-2-酮、聚丙交酯-共-己內酯、聚乙交酯-共-己內酯等。如前述的共聚物，優選使用平均分子量為200至60,000的化合物。
相對于10-羥基喜樹堿所用表面活性劑的重量比為1000或更少，優選重量比為1至500，更優選重量比為10至250。
當該制劑組合物制成凍干制劑時，還可以加入諸如甘露醇、山梨醇或乳糖等用于冷凍干燥的結塊劑。
該制劑組合物可以進一步包含藥學上可接受的賦形劑，和疏水性油如生育酚、芐基苯甲酸酯、芝麻籽油、蓖麻油、大豆油、棉花籽油、甘油三酸酯等，用來在當該組合物被注射用水稀釋時延緩該組合物暴露于水溶液。
制備溶液或凍干制劑形式的本制劑組合物的方法的一個具體實施方案如下所述。
將1至10mg的10-羥基喜樹堿和一種胺類化合物加入到相對于喜樹堿化合物1至100的比例的非水溶劑中并溶解，然后加入表面活性劑制得溶液。使用200nm孔徑的過濾器過濾溶液，去除不溶物后密封。如在一個具體的例子中，將1mg SN-38和10mg氨基丁三醇加入到1ml無水乙醇中制得純的橙色溶液。然后，加入500mg聚氧乙烯蓖麻油甘油醚EL制得純溶液。該溶液用乙腈稀釋，然后采用HPLC分析，確認100％的SN-38以內酯形式存在，SN-38的溶解度為98％重量或更高。同時，制得的溶液保存于冰箱中一周后以0.9％的生理鹽水稀釋制成5ml溶液。其后，HPLC測定SN-38并確認SN-38的濃度為220μg/ml，95％或更多的SN-38以內酯形式存在，鹽水稀釋后溶液的pH值為8.7。
可選地，一種10-羥基喜樹堿化合物和一種胺類化合物溶于非水極性溶劑中，并加入聚合物表面活性劑后制得溶液。其后，加入一種用于凍干的結塊劑制得一種凍干制劑。作為一個具體的例子，250mg聚乙二醇(分子量2000道爾頓)和聚乳酸(分子量1800道爾頓)的共聚物(mPEG-PLA)加入前述由SN-38和氨基丁三醇溶于無水乙醇制得的溶液中，制得純溶液，然后加入作為用于凍干的結塊劑的4ml甘露醇水溶液(100mg/ml)，用2 00nm孔徑的過濾器過濾后冷凍干燥。該凍干制劑用4ml注射用水復溶后，經HPLC分析后確認SN-38的濃度為205μg/ml，92％或更多的SN-38以內酯的形式存在，水溶液的pH值為8.4。
在該制劑組合物中，喜樹堿化合物能夠保持活性內酯形式且該化合物在非水極性溶劑中的溶解度得到增加。作為一個具體的例子，不加入胺類化合物將SN-38混懸于無水乙醇中后測定SN-38的溶解度，只有幾個μg/ml的范圍。然而，當在無水乙醇中加入10當量的三乙醇胺后測定SN-38時，SN-38的溶解度大約是1mg/ml，增加了500倍或更多。同樣，經HPLC分析，SN-38為內酯的形式，沒有觀察到羧基負離子的形式。
根據本發明所述的藥學制劑能用作抗癌劑，并能在1ml溶液中含有1至40mg喜樹堿化合物。具有此種濃度的溶液制劑或凍干制劑可口服或注射以治療癌癥病人。以膠囊或片劑的形式口服該制劑時，優選使用濃縮溶液，此時該制劑以未稀釋的初始溶液或凍干形式使用。在注射的情況下，優選喜樹堿化合物在稀釋液中的濃度為約0.001至約1.0mg/ml，更優選為將該制劑組合物用水溶液如注射用水、生理鹽水或5％右旋糖溶液等稀釋或復溶成0.1至0.5mg/ml，pH為3至12。
下面，本發明將通過實施方案具體描述，但本發明的范圍不被它們以任何形式限制。
實施例1存在胺類化合物時SN-38在極性有機溶劑中溶解度的改善 在六個容器中分別加入1mg SN-38(制造商Abatra Co.，中國)，用1ml無水乙醇混懸。對于1當量SN-38，分別以0、1、5、10、20和100當量向每個容器中加入二乙醇胺，加熱至60℃，室溫下保存12小時。12小時之后，用200nm孔徑濾器過濾溶液。加入1當量或更多二乙醇胺的溶液顯橙色。用HPLC分析濾液并測定SN-38的溶解度，條件如下 [表1] SN-38以100至4000ng/ml的濃度溶于二甲亞砜(DMSO)中，從而得到標準曲線，然后定量SN-38。在二乙醇胺存在時SN-38的溶解度結果如表2所示。
[表2] 在二乙醇胺存在時SN-38在乙醇中的溶解度 如表2所示，SN-38在乙醇中的溶解度是0.008mg/ml，但是加入二乙醇胺后溶解度增加，當存在5個當量或更多二乙醇胺時其溶解度為1mg/ml或更高。
實施例2根據胺類化合物的種類的SN-38在乙醇中的溶解度 如實施例1中所描述，將1mg SN-38混懸于1ml無水乙醇中。將下表3中所述的幾種胺類化合物以10當量加入到SN-38，加熱到60℃后室溫保存12小時。在12小時后，用200nm孔徑的濾器過濾溶液，用HPLC測定SN-38的溶解度。結果示于表3。
[表3] 根據胺類化合物的種類的SN-38在乙醇中的溶解度 如表3所示，不論是何種胺，當將10當量胺類化合物加入SN-38時，能溶解1mg/ml或更多的SN-38，100％的SN-38以內酯形式存在。
實施例3SN-38在極性有機溶劑中的溶解度 如實施例1中所描述的，將1mg SN-38混懸于1ml如表4所示的幾種有機溶劑中。加入10當量的氨基丁三醇于SN-38，加熱到60℃，然后室溫保存12小時。12小時后，用200nm孔徑的濾器過濾溶液，HPLC測定SN-38的溶解度。結果示于表4。
[表4] 有機溶劑中SN-38的溶解度 如表4所示，當加入到SN-38中10當量的氨基丁三醇時，1mg/ml或更多的SN-38能溶解于所有種類的有機溶劑中，100％的SN-38以內酯形式存在。
實施例4含表面活性劑的SN-38制劑組合物的制備 幾種如表5所示的表面活性劑被加入到實施例2的成分7中，其用量為SN-38的200倍重量，制得溶液，各個成分如表5所示。
[表5] 含有表面活性劑的SN-38組合物 實施例5根據表面活性劑含量的SN-38制劑組合物在水中的溶解度 將聚氧乙烯蓖麻油甘油醚EL加入到實施例2成分7中，其用量為SN-38的10至500倍重量，然后用注射用水稀釋至總體積為5ml。用200nm孔徑的濾器過濾該溶液后，在室溫下保存該溶液的同時，測定不同時間的SN-38的含量、內酯與羧基負離子的比例、氫離子含量變化。前述制劑組合物的成分示于表6，測定結果示于表7。
[表6] 用于測定SN-38在水溶液中濃度隨時間變化的組合物 [表7] 在水溶液中表面活性劑對SN-38的內酯形式與羧基負離子形式比率的隨時間變化的影響 如表7所示，內酯形式隨時間轉換成羧基負離子形式。另外，從內酯形式向羧基負離子形式轉化的時間隨表面活性劑含量的增加而延緩。
實施例6可溶SN-38組合物的制備 根據表8所示的成分，SN-38混懸于有機溶劑中，然后加入胺類化合物制成橙色純溶液。隨后加入表面活性劑，用200nm孔徑濾器過濾溶液，貯存于玻璃瓶中。
[表8] 可溶SN-38組合物 實施例7可溶SN-38組合物的擴大生產 500mg氨基丁三醇溶于50ml無水乙醇中，再加入50ml聚氧乙烯蓖麻油甘油醚EL制備純混合溶液。在該溶液中，加入100mgSN-38并加熱到60℃得到橙色純溶液。溶液在室溫下保存1小時，然后用200nm孔徑的濾器過濾，每個玻璃小瓶中灌裝2ml溶液，制得每瓶濃度為1mg/ml的含2mgSN-38的制劑。
實施例8凍干的SN-38可溶組合物的制備 12mg氨基丁三醇溶于1ml無水乙醇中，再加入1mgSN-38后將該溶液加熱到60℃制得橙色純溶液。隨后，加入200mg甲氧基聚乙二醇和聚乳酸的嵌段共聚物(mPEG-PLA)(mPEG分子量2,000道爾頓，PLA分子量1,800道爾頓)制得純溶液。然后，加入5ml甘露醇水溶液(50mg/ml)，混合，用200nm孔徑的濾器過濾，冷凍干燥得到凍干制劑。
在凍干小瓶劑中加入4ml注射用水復溶該凍干制劑。其中，水溶液pH值為8.4，經HPLC檢測藥物含量為242μg/ml，SN-38的內酯形式為97％。
工業實用性 本發明中的制劑用于增加10-羥基喜樹堿在非水極性溶劑中的溶解度，同時能使大部分10-羥基喜樹堿以其活性內酯形式存在。同時，當使用還含有表面活性劑的本發明的制劑時，在用注射用水或生理鹽水稀釋或復溶時該制劑中藥物向非活化形式的轉換被延緩。
權利要求
1.一種增加10-羥基喜樹堿化合物在非水極性溶劑中的溶解度的制劑，其特征在于其中含有10-羥基喜樹堿化合物和pKa值是7.4或更高的胺類化合物。
2.如權利要求1所述的制劑，其特征在于所述的10-羥基喜樹堿化合物是10-羥基喜樹堿或者7-乙基-10-羥基喜樹堿(SN-38)。
3.如權利要求1所述的制劑，其特征在于所述的胺類化合物選自C1至C20羥基烷基胺，C1至C20烷基胺及其混合物。
4.如權利要求3所述的制劑，其特征在于所述的胺類化合物選自單、雙或三乙醇胺，單、雙或三異丙醇胺，氨基丁三醇，三乙胺，三丙胺，三丁胺，二乙胺，二丙胺，二丁胺及其混合物。
5.如權利要求1所述的制劑，其特征在于相對1當量的10-羥基喜樹堿化合物含有1至100當量胺類化合物。
6.如權利要求1所述的制劑，其特征在于還另外含有非水極性溶劑。
7.如權利要求6所述的制劑，其特征在于所述的非水極性溶劑選自乙醇，丙二醇，分子量為200至1,000道爾頓的液體聚乙二醇，甘油，N，N-二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮、二甲基異山梨醇及其混合物。
8.如權利要求7所述的制劑，其特征在于10-羥基喜樹堿化合物的濃度是0.1至5mg/ml。
9.如權利要求1所述的制劑，其特征在于還另外含有表面活性劑。
10.如權利要求9所述的制劑，其特征在于相對于10-羥基喜樹堿，所述的表面活性劑的量為1至1000重量比。
11.如權利要求9所述的制劑，其特征在于所述的表面活劑選自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯，聚氧乙烯蓖麻油衍生物，聚氧乙烯烷基醚，d-α-生育酚聚乙二醇琥珀酸酯，聚乙二醇12-羥基硬脂酸酯，泊洛沙姆，由親水性聚合物嵌段(A)疏水性聚合物嵌段(B)組成的兩親性嵌段共聚物，以及它們的混合物，其中親水性聚合物嵌段(A)是聚亞烷基二醇或它的衍生物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺，疏水性聚合物嵌段(B)是聚酯、聚酐、聚氨基酸、聚原酸酯或聚磷腈。
12.根據權利要求11所述的凍干形式的制劑，其特征在于包含作為表面活性劑的泊洛沙姆或由親水性聚合物嵌段(A)和疏水性聚合物嵌段(B)組成的兩親性嵌段共聚物，還額外含有用于凍干的結塊劑。
13.如權利要求1所述的制劑，其特征在于還另外含有疏水性油。
14.如權利要求13所述的制劑，其特征在于所述的疏水性油選自生育酚、芐基苯甲酸酯、芝麻籽油、蓖麻油、大豆油、棉花籽油、甘油三酸酯及其混合物。
15.根據權利要求1至14任一所述的制劑，其特征在于該制劑用作抗癌劑。
16.根據權利要求1-14任一所述的制劑，其形式為片劑、膠囊劑或注射劑。
17.根據權利要求16所述的注射劑形式的制劑，其特征在于該制劑用水溶液稀釋或復溶，使10-羥基喜樹堿化合物的濃度范圍為0.1至0.5mg/ml，pH值范圍為3至12。
全文摘要
本發明涉及一種增加非水極性溶劑中10-羥基喜樹堿類化合物溶解度的藥物制劑，其中包含10-羥基喜制堿化合物以及pKa值為7.4或更高的胺類化合物，使用本發明制劑能增加10-羥基喜樹堿化合物在非水極性溶劑中溶解度，同時還能維持10-羥基喜樹堿化合物的活性內酯形式。
文檔編號A61K31/475GK101106995SQ200580037384
公開日2008年1月16日 申請日期2005年11月4日 優先權日2004年11月5日
發明者徐敏孝, 姜惠媛 申請人:株式會社三養社