抗天花病毒創(chuàng)新藥物特考韋瑞三元組合物及其增溶機制的研究.pdf

1、天花是一種高致死性和傳染性疾病，和猴痘病毒、兔痘病毒等同屬于正痘病毒屬，主要通過飛沫或衣物進行傳播，臨床表現(xiàn)為面部及全身出疹直至死亡。盡管WHO1980年時宣布自然界的天花已經(jīng)滅絕，但天花一旦無意或蓄意地被釋放仍然會對全世界的社會經(jīng)濟產(chǎn)生極大的破壞性甚至引發(fā)戰(zhàn)爭。由于天花疫苗具有嚴(yán)重不良反應(yīng)而禁用于公眾，藥物治療提供了一種新的選擇，但目前為止FDA尚未批準(zhǔn)任何藥物治療方案。
　　特考韋瑞（Tecovirimat，代號ST-246）

2、是一種高活性的小分子病毒抑制劑，僅0.01μM的S T-246就可以抑制50％猴痘病毒的體外復(fù)制。其作用機制為通過與病毒基因結(jié)合，阻止病毒在細胞內(nèi)釋放從而達到治療目的，因此，ST-246通過兩方面發(fā)揮治療作用：阻止病毒在細胞內(nèi)繁殖，降低天花的致死率；防止病毒從攜帶者身上脫落，降低天花的傳染率。此外，ST-246與天花疫苗聯(lián)合應(yīng)用還可以預(yù)防和治療后者引起的不良反應(yīng)，降低損傷水平，加快傷口愈合。
　　本文首先對模型藥物進行了理化性質(zhì)研

3、究，ST-246為含結(jié)晶水的白色晶體粉末，無臭味，難溶于水（在水中的溶解度僅為3μg/ml），易溶于乙腈、甲醇和乙酸乙酯，在pH5.0、6.2和7.4的溶液中均顯示出高滲透性的特點，其屬于低溶解性高滲透性的BCS II類藥物。同時，本文建立了ST-246的體外相關(guān)分析方法，采用紫外分光光度法進行體外含量的測定，高效液相色譜法進行體外有關(guān)物質(zhì)的測定，并進行了方法學(xué)驗證，所建立的方法準(zhǔn)確簡便，滿足測定要求。
　　天花作為一種致死率極高

4、的疾病，藥物注射可以迅速起效，阻止病情的繼續(xù)發(fā)展，避免了病情危重患者吞咽困難無法口服給藥，因此，將ST-246制備成注射劑具有更為廣闊的市場前景。然而ST-246水溶性極差，嚴(yán)重制約了注射劑的開發(fā)，藥物進入血液后易重新析出導(dǎo)致療效及安全性降低。因此，本課題采用溶解度調(diào)控技術(shù)對ST-246進行增溶研究，從而解決上述問題，為抗天花藥物的注射劑開發(fā)提供新的思路。
　　本文根據(jù)模型藥物的物理化學(xué)特征，選擇pH調(diào)控、添加潛溶劑、環(huán)糊精包合等

5、策略對ST-246進行增溶研究，以期提高ST-246的溶解度。最終采用葡甲胺（MEG）和羥丙基倍他環(huán)糊精（HP-β-CD）聯(lián)合應(yīng)用制備了三元組合物，將ST-246的溶解度提高至50 mg/ml。通過系統(tǒng)考察處方因素和工藝參數(shù)，確定了最佳工藝條件和最優(yōu)處方比例：中速磁力攪拌，水浴溫度為60℃，ST-246/MEG/HP-β-CD質(zhì)量比為1:2:6。對最優(yōu)處方進行了處方驗證，重復(fù)制備三批，得到無色透明溶液，無肉眼可見顆粒，重現(xiàn)性良好。配伍穩(wěn)

6、定性實驗結(jié)果表明，藥液和生理鹽水、葡萄糖注射液配伍穩(wěn)定性良好，常溫放置8h內(nèi)pH值、有關(guān)物質(zhì)均無明顯改變。并且采用體外連續(xù)稀釋法模擬藥物進入人體血液后的變化，測定了三元組合物在pH=7.4磷酸緩沖液中的穩(wěn)定性，結(jié)果表明在緩沖液中穩(wěn)定性良好。
　　同時，本文對ST-246/MEG/HP-β-CD三元組合物進行了增溶機制的研究，相溶解度實驗結(jié)果顯示，ST-246和HP-β-CD能夠形成1:1的可溶性包合物，藥物溶解度隨著溫度的升高而增

7、加，三元組合物相比ST-246/HP-β-CD二元組合物包合效率更高，MEG的加入促進了包合物形成，從而降低了溶液中HP-β-CD的用量，包合效率隨著溫度的升高而變大，說明溫度升高有利于包合反應(yīng)的進行。計算得到的熱力學(xué)參數(shù)顯示，ΔG為負數(shù)，說明包合過程可自發(fā)形成；ΔH為正數(shù)說明包合過程的主要驅(qū)動力為疏水作用，而三元組合物ΔH值降低，說明 MEG進入空腔使得更多富焓水釋放；ΔS為正數(shù)，說明包合過程為熵值增加的過程，三元組合物ΔS數(shù)值減小，

8、是因為ST-246和MEG進入空腔后自由度降低，組成更穩(wěn)定的包合體系。pH實驗顯示溶液pH環(huán)境的升高雖然可以提高藥物的溶解度，但遠遠不如MEG在三元組合物中的增溶水平。
　　采用冷凍干燥法將最優(yōu)處方溶液固化，通過掃描電子顯微鏡實驗觀察到三元組合物中ST-246和MEG的晶體結(jié)構(gòu)均消失，三個組分融合成均一光滑的不規(guī)則結(jié)構(gòu)。通過差示掃描量熱分析、X-射線粉末衍射分析和傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析實驗可以看到，ST-246和MEG的晶體結(jié)構(gòu)及

9、二者大部分的紅外吸收峰在三元組合物中均消失，確定包合進HP-β-CD空腔，形成了包合物，且ST-246的無定形化也可以解釋其在三元組合物中的高溶解度。
　　通過核磁共振氫譜實驗推測出三種組分之間的作用方式，ST-246在二元組合物ST-246/HP-β-CD中的大部分信號向高場移動，說明ST-246與HP-β-CD的空腔產(chǎn)生了范德華力，形成了包合物。ST-246的氨基氫、酰胺基團和酰亞胺基團的羰基和MEG的氨基氫及2位上的羥基氫之

10、間形成了氫鍵，同時ST-246在三元組合物中的化學(xué)位移表明，HP-β-CD上的羥基氫和ST-246的羰基間也存在著氫鍵效應(yīng)，進一步降低了羰基的吸電能力。MEG在ST-246和HP-β-CD之間起到一種橋梁作用，其和ST-246之間的氫鍵可能改變了后者的空間結(jié)構(gòu)，使其更容易包合進HP-β-C D的空腔。因此，藥物的增溶是三元組合物中各組分相互作用的共同結(jié)果，同時受幾種因素的影響，主要是氫鍵效應(yīng)和包合作用。
　　總而言之，本課題采用溶