拉坦前列素酸-溴莫尼定，一种基于缓释概念的新型酰胺前药用于青光眼管理

《Molecules》：Latanoprost Acid–Brimonidine, a New Amide Prodrug for Glaucoma Management Based on the Concept of Sustained Release

　　

青光眼是一种由眼内压（IOP）升高管理不当引起的眼部疾病。通过局部给药降低眼内压是预防进一步进展的首选。然而，患者可能忘记用药，从而影响IOP控制。为解决这一问题，研究人员提出了一种延长活性药物成分（API）释放系统。设计了一种新型前药（拉坦前列素酸–溴莫尼定偶联物，LBJ），预期可实现API的潜在长效释放。LBJ通过两种方法合成。首先，不使用羟基保护基的Steglich酯化反应产率为34.24%，但核磁共振（NMR）显示拉坦前列素酸（LPA）与溴莫尼定（BM）的积分比为1.25:1，表明存在通过LBJ中未保护的羟基进一步偶联产生的潜在副产物。作为替代路线，使用保护剂叔丁基二甲基氯硅烷（TBDMSCl）的Steglich酯化反应产率为39.35%，NMR显示LPA与BM的积分比为1:1。研究人员研究了LBJ的水解时间，并与拉坦前列素（LP）进行了比较。在酯酶（0.4 U/mL）存在下，LP和LBJ的水解时间分别为4小时和28天。延长水解时间导致API持续释放，这对于缓释药物递送系统的开发是有益的。

青光眼是一种由眼内压（IOP）升高管理不当导致的眼部疾病，若控制不佳，可引发进行性、不可逆的视力丧失甚至失明。正常人群中，房水从睫状体分泌，经后房、前房，最终通过小梁网或葡萄膜巩膜途径排出，维持IOP在11-21 mmHg。然而，青光眼患者房水排出通道异常，破坏平衡导致IOP升高。目前，青光眼管理策略以预防IOP进一步升高为主，首选局部给药因其非侵入性和易用性。但局部给药存在生物利用度低（约1%药物被吸收）的固有局限，且需规律用药。患者可能忘记用药，导致依从性差，影响IOP控制。为解决此问题，研究人员提出延长活性药物成分（API）释放系统。拉坦前列素（LP）是一种前列腺素F2α（PGF2α）类似物的异丙酯前药，通过酯酶水解为拉坦前列素酸（LPA），激活基质金属蛋白酶（MMPs），促进葡萄膜巩膜途径房水流出，降低IOP。溴莫尼定（BM）是一种选择性α₂-肾上腺素受体激动剂，通过减少房水生成和增加葡萄膜巩膜流出降低IOP，并具有神经保护作用。两者联合用药可增强降压效果，但每日用药仍存在遗忘风险。本研究旨在设计一种新型酰胺前药（拉坦前列素酸–溴莫尼定偶联物，LBJ），以BM作为LPA的促进部分，通过酰胺键替代酯键，期望实现更慢的水解速率，达到API持续释放，从而减少用药频率，提高患者依从性。该研究发表于《Molecules》。

研究人员为开展研究用到的关键方法主要包括：1）采用Steglich酯化反应合成LBJ，通过两种路线（无保护基方法1和使用叔丁基二甲基氯硅烷（TBDMSCl）保护羟基的方法2）进行合成，并利用核磁共振（NMR）和质谱（MS）表征产物结构及纯度；2）建立高效液相色谱（HPLC）方法，绘制拉坦前列素（LP）、LPA、BM和LBJ的标准曲线，用于定量分析；3）在体外酶解实验中，选用猪肝酯酶（0.4 U/mL）模拟眼部酶环境，在37°C水浴条件下比较LP和LBJ的水解时间，并通过HPLC和MS监测API释放过程。

研究结果部分如下：

**2.1. Synthesis of LBJ（LBJ的合成）**
通过两种Steglich酯化方法合成LBJ。方法1（无保护基）得到LBJ-1，产率34.24%，但NMR积分显示LPA与BM比例为1.25:1，表明存在副产物LPA-LBJ（LBJ未保护羟基与LPA进一步偶联），质谱确认m/z=1036峰。方法2（使用TBDMSCl保护羟基）得到LBJ-2，产率39.35%，NMR积分显示LPA:BM=1:1，质谱仅显示m/z=664的LBJ峰，成功获得纯品。

**2.2. The HPLC Measurement Results and Calibration Curve（HPLC测量结果与标准曲线）**
建立LP、LPA、BM和LBJ的HPLC定量方法。检测波长：LP和LPA为210 nm，BM和LBJ为254 nm。保留时间分别为31.0 min、7.8 min、3.4 min和14.8 min。通过峰面积对浓度绘制标准曲线，并验证其准确性（15、25、45 ppm）。

**2.3. In Vitro Hydrolysis Study（体外水解研究）**
基于LP在人眼房水中的药代动力学（PK）结果（LPA浓度2.5 h达峰，持续4 h）及羧酸酯酶在眼组织中的存在，选择猪肝酯酶（0.4 U/mL）进行体外水解实验。LP在4 h内几乎完全水解为LPA。LBJ在相同条件下，API（LPA和BM）从第1天开始释放，持续28天，浓度变化分别为LBJ减少124.67 μM，LPA增加114.20 μM，BM增加116.85 μM。质谱检测到m/z=292的[BM]⁺和m/z=413的[LPA-Na]⁺，证实前药成功转化为API。

讨论部分总结：缓释药物递送系统是解决患者遗忘用药问题的可行方案，现有系统如Durysta^TM（可降解聚合物植入物缓释比马前列素）和iDose^TM（钛植入物通过不同厚度聚合物膜调节曲伏前列素释放）均依赖有创植入。本研究提出并验证了无需有创植入的新假设：通过延长前药水解时间实现API持续释放，从而延长IOP降低效果。LBJ的体外水解时间（28天）远长于LP（4小时），表明其作为缓释系统的潜力。

研究结论部分翻译如下：
合成了一种由BM和LPA组成的酰胺前药。通过将酯键（LP）修饰为酰胺键（LBJ），实现了更慢的水解速率。LBJ可通过两种方法合成，包括使用或不使用保护剂（TBDMSCl）的Steglich酯化反应。在不使用保护剂的方法中，LBJ可能进一步与LPA反应形成酯副产物，NMR积分值显示非理论1:1比例（1.25:1），提示形成了非期望副产物LPA-LBJ。为解决此问题，引入TBDMSCl保护羟基，成功获得无副产物的LBJ。在酶条件下，LBJ的体外水解速率远慢于LP：LBJ完全水解需28天，而LP仅需4小时。在28天研究期间，两种抗青光眼API（LPA和BM）持续生成并释放至环境中。LBJ是缓释API系统的有前景候选物。当LBJ配制成滴眼液时，可能实现每数天单次给药，从而对患者因遗忘而中断每日用药更具包容性。此外，当LBJ与适当药物递送载体结合时，有望增强角膜滞留，进而延长IOP降低效果。然而，仍需进一步研究，包括眼部安全性评估、房水药物浓度分布及IOP降低效力评估，以确定这些优势能否在眼内环境中实现。