肽治疗剂轭合物及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及肽治疗剂轭合物及其应用。本发明的特征在于具有式A-X-B的化合物，其中A是能够增强化合物穿过血脑屏障或进入特定细胞类型中的转运的肽载体，X是接头，以及B是肽治疗剂。本发明的化合物可以用来治疗肽治疗剂对其有用的任何疾病。
【专利说明】肽治疗剂轭合物及其应用
[0001]本申请是申请日为2009年12月7日，申请号为200980156247.X，发明名称为“肽治疗剂轭合物及其应用”的发明专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及包括结合于肽载体的肽治疗剂的化合物及其应用。
【背景技术】
[0003]已发现，肽，如肽激素，具有各种各样的治疗用途。在利用肽来治疗患者时的挑战之一是确保将肽递送到所期望的组织。尤其是，血脑屏障(BBB)经常会减少或阻止到脑组织的递送。
[0004]在开发用于脑疾病的新的治疗剂中，认为血脑屏障(BBB)是用于治疗中枢神经系统(CNS)疾病的药物的潜在用途的主要障碍。在2006年，CNS药物的全球市场是$680亿，其大约是心血管药物的全球市场的一半，即使在美国，患有CNS疾病的人几乎是患有心血管病的人的两倍多。这种不平衡的原因部分地是由于高于98%的所有潜在的CNS药物并不穿过BBB。此外，高于99%的世界各地的CNS药物开发仅致力于CNS药物发现，而低于1%的开发涉及CNS药物递送。这可以解释对于主要的神经病缺少有用的治疗选择。
[0005]通过以下两种屏障系统:BBB和血脑脊液屏障(BCSFB)的存在，可以屏蔽脑以防止潜在的有毒物质。认为BBB是摄取血清配体的主要途径，因为它的表面积比BCSFB的表面积大约高5000倍。构成BBB的脑内皮，是针对CNS的许多疾病的潜在药物应用的主要障碍。一般说来，仅较小的亲脂性分子可以穿过BBB，即，从全身循环血液到脑。具有较大尺寸或更高疏水性的许多药物在CNS靶中显示高效率，但在动物中并不是有效的，因为这些药物不能有效地穿过BBB。因此，从血液到脑的转运通常排除肽和蛋白质治疗剂，这是由于脑毛细血管内皮壁对这些药物的微不足道的渗透性。与其它器官的毛细血管相比，通过紧密连接，脑毛细血管内皮细胞(BCEC)被紧密密封，并具有很少窗孔和很少胞吞泡。BCEC被细胞外基质、星形细胞、周细胞、以及小胶质细胞包围。内皮细胞与星形细胞足突和毛细血管的基底膜的密切联系对于BBB性能的开发和维护是重要的，其中上述性能允许严格控制血脑交换。
[0006]因此，需要肽治疗剂到组织的改善的递送，包括受到BBB保护的组织。
【发明内容】
[0007]我们已开发了这样的化合物，所述化合物包括(a)肽如肽治疗剂(例如，本文描述的任何肽治疗剂)和(b)肽载体。这些化合物可用于治疗任何疾病，其中期望肽治疗剂穿过BBB或进入特定细胞类型中的转运增加。在一个特定的实例中，化合物包括GLP-1激动剂作为肽治疗剂，其可以用来治疗代谢病如糖尿病和肥胖症。肽载体能够转运肽治疗剂穿过血脑屏障(BBB)或进入特定细胞类型(例如，肝、肺、肾、脾、以及肌肉)。令人惊讶地，我们已表明，低剂量的示例性的肽治疗剂，艾塞那肽-4类似物(exendin-4analog),当结合于如本文描述的肽载体时，可有效治疗糖血症。由于轭合物(缀合物，结合物)靶向穿过BBB或靶向特定细胞类型，所以与非结合肽治疗剂相比可以利用低剂量或更少的用药次数来达到治疗功效，从而降低副作用的严重性或发生率和/或提高疗效。与非结合肽治疗剂相比，化合物还可以呈现增加的稳定性、改善的药物动力学、或在体内减少的降解。
[0008]因此，在第一个方面，本发明的特征在于具有以下式的化合物:
[0009]A-X-B
[0010]其中A是能够被转运穿过血脑屏障(BBB)或进入特定细胞类型(例如，肝、肺、肾、脾、以及肌肉)中的肽载体，X是接头，以及B是肽治疗剂(例如，本文描述的肽治疗剂)。转运穿过BBB或进入细胞可以增加至少10%、25%、50%、75%、100%、200%、500%、750%、1000%、1500%、2000%、5000%、或10，000%。化合物可以基本上是纯的。可以用药用载体(例如，本文描述的任何药用载体)来配制化合物。
[0011]在另一个方面，本发明的特征在于制备化合物A-X-B的方法。在一个实施方式中，上述方法包括将肽载体(A)结合(缀合)于接头(X)，以及将肽载体-接头(A-X)结合(缀合)于肽治疗剂(B)，从而形成化合物A-X-B。在另一个实施方式中，上述方法包括将肽治疗剂(B)结合于接头(X)，以及将肽治疗剂/接头(X-B)结合于肽载体(A)，从而形成化合物A-X-B。在另一个实施方式中，上述方法包括将肽载体(A)结合于肽治疗剂(B)，其中A或B可选地包括接头(X)，以形成化合物A-X-B。
[0012]在另一个方面，本发明的特征在于编码化合物A-X-B的核酸分子，其中化合物是多肽。核酸分子可以可操作地连接于启动子并且可以是核酸载体的一部分。载体可以在细胞中，如原核细胞(例如，细菌细胞)或真核细胞(例如，酵母菌或哺乳动物细胞，如人细胞)中。
[0013]在另一个方面，本发明的特征在于制备式A-X-B的化合物的方法，其中A-X-B是多肽。在一个实施方式中，上述方法包括在细胞中表达先前方面的核酸载体以产生多肽；以及纯化多肽。
[0014]在另一个方面，本发明的特征在于治疗(例如，预防性地治疗)具有代谢病的受治疗者的方法。该方法包括以足以治疗疾病的量给予第一方面的化合物(例如，其中肽治疗剂适合用于治疗代谢病)。在一些实施方式中，代谢病是糖尿病(例如，I型或II型)、肥胖症、作为肥胖症的结果的糖尿病、高血糖症、异常脂肪血症(血脂异常)、高甘油三酯血症、X综合征、胰岛素抗药性、糖耐量减低(IGT)、糖尿病性异常脂肪血症、高脂血症、心血管病、或闻血压。
[0015]在另一个方面，本发明的特征在于减少受治疗者食物摄取、或减轻受治疗者体重的方法。该方法包括以足以减少食物摄取或减轻体重的量将本发明的第一方面的化合物(例如，其中降低食物摄取的肽治疗剂)给予受治疗者。受治疗者可以是超重、肥胖、或贪食的。
[0016]在另一个方面，本发明的特征在于治疗(例如，预防性地治疗)疾病的方法，上述疾病选自由焦虑、运动障碍、攻击、精神病、癫痫发作、惊恐发作、癔病、睡眠障碍、阿尔茨海默病、以及帕金森病组成的组。该方法包括以足以治疗或预防疾病的量将本发明的第一方面的化合物给予受治疗者。
·[0017]本发明的特征还在于在受治疗者中增加神经发生的方法。该方法包括将第一方面的化合物给予受治疗者。该受治疗者可以期望、或可以需要神经发生。在一些实施方式中，受治疗者可以患有中枢神经系统疾病或障碍如帕金森病、阿尔次海默病、予廷顿病、ALS、中风、ADD、以及神经精神综合征。在其它实施方式中，神经发生的增加可以改善学习或增强神经保护。
[0018]在另一个方面，本发明的特征在于通过给予有效量的第一方面的化合物而在受治疗者中用于下述的方法:将肝干细胞/祖细胞转化成功能胰腺细胞；防止β -细胞恶化和β-细胞增殖的刺激；治疗肥胖症；抑制食欲和诱导饱感；治疗肠易激综合征；降低与心肌梗死和中风有关的发病率和/或死亡率；治疗特征在于不存在Q波的心肌梗死的急性冠状动脉综合征；减弱术后分解代谢变化；治疗冬眠心肌或糖尿病性心肌病；抑制去甲肾上腺素的血浆水平；增加尿钠排泄，降低尿钾浓度；治疗与毒性血容量过多有关的病症或疾病，例如，肾衰竭、充血性心力衰竭、肾病综合征、肝硬化、肺水肿、以及高血压；诱导变力反应和增加心肌收缩性；治疗多囊性卵巢综合征；治疗呼吸窘迫；改善经由非消化途径，即经由静脉内、皮下、肌内、腹膜、或其它注射或输注的营养补给；治疗肾病；治疗左心室收缩功能障碍(例如，具有异常左心室射血分数)；抑制胃窦十二指肠能动性(例如，用于治疗或预防肠胃疾病如腹泻、术后倾倒综合征和肠易激综合征，以及在内视镜手术中作为术前给药；治疗临界病性多发性神经病(CIPN)和全身炎症反应综合征(SIRS);调节甘油三酯水平和治疗异常脂肪血症；治疗在缺血以后由血流的再灌注所引起的器官组织损伤；或治疗冠心病危险因子(CHDRF)综合征。
[0019]在另一个方面，本发明的特征在于治疗(例如，预防性治疗)癌症、神经变性疾病、或溶酶体贮积症(例如，本文描述的任何疾病)的方法。该方法包括以足以治疗疾病或障碍的量将第一方面的化合物(例如，其中肽治疗剂可以用来治疗疾病或障碍)给予受治疗者。
[0020]在涉及将化合物给予受治疗者的任何方法中，足够的量可以小于90%、75%、50%、40%、30%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%、或0.1%的当未结合于肽载体时为等效剂量的肽治疗剂(例如，本文描述的任何肽治疗剂)所需要的量。与当未结合于肽载体时给予有效量的肽治疗剂相比，上述足够的量可以降低副作用(例如，呕吐、恶心、或腹泻)。受治疗者可以是哺乳动物如人。
[0021]在任何上述方面，肽载体可以是多肽，其基本上与表1中列出的任何序列、或其片段相同。在一些实施方式中，肽载体具有以下序列:血管肽素(Angiop印)-1 (SEQ IDNO: 67)、血管肽素-2 (SEQ ID NO: 97)、血管肽素-3 (SEQ ID NO: 107)、血管肽素 _4a (SEQ IDNO: 108)、血管肽素-4b (SEQ ID NO: 109)、血管肽素-5 (SEQ ID NO: 110)、血管肽素-6 (SEQID NO: 111)、或血管肽素-7 (SEQ ID NO: 112))。肽载体或轭合物可以有效地被转运到特定细胞类型(例如，肝、肺、肾、脾、以及肌肉中的任何一种、两种、三种、四种、或五种)中或可以有效地穿过哺乳动物BBB (例如，血管肽素-1、-2、-3、-4a、_4b、-5、以及-6)。在另一个实施方式中，肽载体或轭合物能够进入特定细胞类型(例如，肝、肺、肾、脾、以及肌肉中的任何一种、两种、三种、四种、或五种)中但并不有效地穿过BBB (例如，包括血管肽素-7的轭合物)。肽载体可以具有任何长度，例如，至少6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、25、35、50、75、100、200、或500个氨基酸，或在这些数目之间的任何范围。在一些实施方式中，肽载体的长度为10至50个氨基酸。可以通过重组基因技术或化学合成来产
【权利要求】
1.一种具有下式的化合物:
A-X-B 其中， A是包含氨基酸序列的肽载体，所述氨基酸序列至少70%同一于选自由SEQ IDNO: 1-105和107-114组成的组中的序列、或其片段； X是接头；以及 B是肽治疗剂。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中，所述肽治疗剂选自由抗微生物肽或抗菌肽、胃肠肽、胰肽、肽激素、下丘脑激素、垂体激素、以及神经肽组成的组。
3.根据权利要求1所述的化合物，其中，A是具有氨基酸序列的多肽，所述氨基酸序列至少70%同一于选自由血管肽素-1 (SEQ ID NO: 67)、血管肽素-2 (SEQ ID NO:97)、cys_血管肽素-2 (SEQ ID NO:113)、以及血管肽素-2-cys(SEQ ID NO: 114)组成的组中的序列。
4.根据权利要求3所述的化合物，其中，所述序列同一性是至少90%。
5.根据权利要求4所述的化合物，其中，所述多肽包含选自由血管肽素-1(SEQ IDNO:67)、血管肽素-2(SEQ ID NO:97)、cys-血管肽素-2 (SEQ ID NO: 113)、以及血管肽素-2-cys(SEQ ID NO: 114)组成的组中的氨基酸序列。
6.根据权利要求5所述的化合物，其中，所述多肽由氨基酸序列构成，所述氨基酸序列选自由血管肽素-1 (SEQ ID NO: 67)、血管肽素-2 (SEQ ID NO: 97)、cys-血管肽素-2 (SEQID NO:113)、以及血管肽素-2-cys(SEQ ID NO: 114)组成的组。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的化合物，其中，X具有下式:
8.根据权利要求7所述的化合物，其中，η是3、6、或11。
9.根据权利要求1所述的化合物，其中，X是肽键。
10.根据权利要求1所述的化合物，其中，X是至少一种氨基酸；以及A和B通过肽键各自共价键合于X。
11.一种核酸分子，编码根据权利要求9或10所述的化合物。
12.—种载体，包含根据权利要求11所述的核酸分子，其中，所述核酸可操作地连接于启动子。
13.一种制备根据权利要求9或10所述的化合物的方法，所述方法包括在细胞中表达由根据权利要求12所述的载体编码的多肽、以及纯化所述多肽。
14.一种制备根据权利要求9或10所述的化合物的方法，所述方法包括在固体载体上合成所述化合物。
15.足以治疗代谢病的量的根据权利要求1-10中任一项所述的化合物在制备用于治疗患有代谢病的受治疗者的药物中的应用。
16.根据权利要求15所述的应用，其中，所述足够量小于对当未结合于所述肽载体时等效剂量的所述肽治疗剂所需要的量的50%。
17.根据权利要求16的应用，其中，所述量小于15%。
18.根据权利要求15所述的应用，其中，所述代谢病是糖尿病、肥胖症、作为肥胖症结果的糖尿病、高血糖症、异常脂肪血症、高甘油三酯血症、X综合征、胰岛素抗药性、糖耐量减低(IGT)、糖尿病性异常脂肪血症、高脂血症、心血管病、或高血压。
19.根据权利要求15所述的应用，其中，所述疾病是糖尿病。
20.根据权利要求19所述的应用，其中，所述疾病是II型糖尿病。
21.根据权利要求15所述的应用，其中，所述疾病是肥胖症。
22.足以减少食物摄取或减轻体重的量的根据权利要求1-10中任一项所述的化合物在制备用于减少受治疗者的食物摄取、或减轻受治疗者的体重的药物中的应用。
23.根据权利要求22所述的应用，其中，所述受治疗者超重或肥胖。
24.根据权利要求22所述的应用，其中，所述受治疗者是贪食的。
25.足以治疗或预防疾病的量的根据权利要求1-10中任一项所述的化合物在制备用于在受治疗者中治疗或预防所述疾病的药物中的应用，所述疾病选自由焦虑、运动障碍、攻击、精神病、癫痫发作、惊恐发作、癔病、睡眠障碍、阿尔茨海默病、以及帕金森病组成的组。`
26.有效量的根据权利要求1-10中任一项所述的化合物在制备用于在受治疗者中增加神经发生的药物中的应用。
27.根据权利要求26所述的应用，其中，所述受治疗者患有帕金森病、阿尔茨海默病、亨廷顿病、ALS、中风、ADD、或神经精神综合征。
28.根据权利要求26所述的应用，其中，所述神经发生的增加在所述受治疗者中改善了学习或增强了神经保护。
29.有效量的根据权利要求1-10中任一项所述的化合物在用于制备药物中的应用，所述药物用于在受治疗者中将肝干细胞/祖细胞转化成功能胰腺细胞；预防β-细胞恶化和β -细胞增殖的刺激；治疗肥胖症；抑制食欲和诱导饱感；治疗肠易激综合征；降低与心肌梗死和中风有关的发病率和/或死亡率；治疗特点在于不存在Q波心肌梗死的急性冠状动脉综合征；减弱术后分解代谢变化；治疗冬眠心肌或糖尿病性心肌病；抑制去甲肾上腺素的血浆水平；增加尿钠排泄，降低尿钾浓度；治疗与毒性血容量过多、肾衰竭、充血性心力衰竭、肾病综合征、肝硬化、肺水肿、以及高血压有关的病症或疾病；诱导变力反应和增加心肌收缩性；治疗多囊性卵巢综合征；治疗呼吸窘迫；经由非消化途径，即经由静脉内、皮下、肌内、腹膜、或其它注射或输注，来改善营养补给；治疗肾病；治疗左心室收缩功能障碍，可选地连同异常左心室射血分数；抑制胃窦十二指肠能动性，可选地用于治疗或预防肠胃疾病如腹泻、术后倾倒综合征、以及肠易激综合征，以及在内视镜手术中作为术前给药；治疗临界病性多发性神经病(CIPN)和全身炎症反应综合征(SIRS);调节甘油三酯水平和治疗异常脂肪血症；治疗在缺血以后由血流的再灌注所引起的器官组织损伤；或治疗冠心病危险因子(CHDRF)综合征。
30.足以治疗癌症、神经病、或溶酶体贮积症的量的根据权利要求1-10中任一项所述的化合物在制备用于在受治疗者中治疗癌症、神经病、或溶酶体贮积症的药物中的应用。
31.根据权利要求30所述的应用，其中，所述癌症是由血脑屏障(BBB)保护的脑癌或其它癌症，以及所述肽载体被有效地转运穿过所述BBB。
32.根据权利要求31所述的应用，其中，所述癌症选自由星形细胞瘤、纤维状细胞性星形细胞瘤、胚胎发育不良性神经上皮肿瘤、少突神经胶质瘤、室管膜瘤、神经胶质瘤、多形性成胶质细胞瘤、混合性神经胶质瘤、少星形细胞瘤、成髓细胞瘤、成视网膜细胞瘤、成神经细胞瘤、生殖细胞瘤、以及畸胎瘤组成的组。
33.根据权利要求30所述的应用，其中，所述癌症选自由肝细胞癌，乳腺癌，头部和颈部癌症，包括各种淋巴瘤如套细胞淋巴瘤，非霍奇金淋巴瘤，腺瘤，鳞状细胞癌，喉癌，视网膜癌症，食道癌症，多发性骨髓瘤，卵巢癌，子宫癌，黑素瘤，结肠直肠癌，膀胱癌，前列腺癌，肺癌(包括非小细胞肺癌)，胰腺癌，K颈癌，头颈癌，皮肤癌，鼻咽癌，脂肉瘤，上皮癌，肾细胞癌，胆囊腺癌，腮腺腺癌，子宫内膜肉瘤，以及多药抗性癌组成的组。
34.根据权利要求30所述的应用，其中，所述神经病选自由亚历山大病、阿耳珀病、阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化(ALS)、运动失调性毛细血管扩张症、巴藤病(施-福-舍-巴藤病)、牛海绵状脑病(BSE)、卡纳万病、柯克凯内综合征、皮质基底节变性、克-雅病、亨廷顿病、人类免疫缺陷病毒伴发的痴呆、肯尼迪病、克腊比病、路易体痴呆、马-约病(脊髓小脑共济失调3型)、多发性硬化、多系统萎缩症、发作性睡病、神经疏螺旋体病、帕金森病、佩-梅病、皮克病、原发性侧索硬化、朊病毒病、雷夫叙姆病、谢耳德病(即，肾上腺脑白质营养不良)、精神分裂症 、脊髓小脑性共济失调、脊髓性肌萎缩、斯-里-奥病、以及脊髓痨组成的组。
【文档编号】A61P25/08GK103665170SQ201310616186
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2009年12月7日 优先权日:2008年12月5日
【发明者】让-保罗·卡斯泰恩, 迈克尔·德默勒, 凯瑟琳·加诺恩, 贝蒂·劳伦斯 申请人:安吉奥开米公司