可电离的阳离子脂质的制作方法
【专利摘要】本发明提供了新型的化合物、包括该化合物的药物组合物以及它们的相关使用方法。本发明所述的化合物可以用作例如脂质体传递媒介物，从而促进囊封的多核苷酸向靶细胞的传递，以及所述的靶细胞的随后的转染，并且在某些实施方案中，本发明所述的化合物可以表征为具有一种或多种性质，这些性质使得此类化合物比其他同类脂质有利。
【专利说明】可电离的阳离子脂质
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求2012年3月29日提交的美国临时申请No. 61/617,468的权益，该申 请的公开内容以引用方式并入本文。
【背景技术】
[0003] 核酸的脂质体传递已经用作实施囊封质粒DNA、反义寡核苷酸、短干扰RNA和基于 microRNA疗法的定点特异性传递的手段，然而，核酸向靶细胞和组织的有效传递、以及此类 靶细胞和组织随后的转染都具有技术上的挑战。尽管促进治疗剂传递至靶细胞的、多脂质 体基的系统及媒介物具有可利用性，但是在体内和体外应用中仍存在许多问题。例如脂质 体传递系统的显著缺点涉及脂质体的构建，其中所述的脂质体具有用于研究所需的靶细胞 和/或细胞内分隔区的足够的细胞培养物或体内稳定性，以及此类脂质体传递系统将它们 的囊封材料高效地释放到此类祀细胞中的能力。
[0004] 此外，用于构建此类脂质体基媒介物的许多阳离子脂质通常对靶细胞是有毒的。 具体而言，传递治疗有效量的囊封剂所需的此类阳离子脂质的量对靶细胞可能是有毒的。 因此，与阳离子脂质有关的毒性代表了它们作为非病毒载体的一般用途的主要障碍，特别 是将治疗有效量的囊封材料成功传递至靶细胞所需的量很大时更是如此。
[0005] 尽管之前所述的局限，以及它们保护和促进囊封材料传递至一个或多个靶细胞的 能力，脂质体基媒介物被认为是用于治疗剂的具有吸引力的载体，并保持该主题为不断研 发的努力。尽管就囊封、稳定性和位点定位而言，包括阳离子脂质成分的脂质体基媒介物显 示出有前途的结果，很大程度仍需要改善脂质体基传递系统。具体而言，仍需要改善的阳离 子和可电离的脂质，改善的阳离子和可电离的脂质证明了改善的药代动力学性质，并且能 够以增强的效率将诸如核酸之类的大分子传递至多种类型的细胞和组织。重要的是，仍特 别需要新型的阳离子可电离的脂质，该脂质可表征为毒性降低，并且能够高效地将囊封核 酸和多核苷酸传递至靶细胞、组织和器官。
[0006] 发明概述
[0007] 本发明描述了新型阳离子和可电离的脂质化合物，包括该化合物的药物组合物， 以及它们的相关使用方法。在某些实施方案中，本发明所述的化合物可用作脂质体组合物 或脂质体组合物的成分，从而有利于传递至一个或多个靶细胞及随后该一个或多个靶细胞 的转染。在某些实施方案中，本发明所述的脂质组合物为阳离子和/或可电离的脂质。例 如本发明所述的脂质化合物可以包括碱性可电离的官能团，例如胺。在一些实施方案中，本 发明所述的化合物是基于一种或多种所需的特征或性质（例如增强转染的效率或促进特 异性的生物学结果）而设计的。
[0008] 在本发明所述的某些实施方案中，脂质化合物通常包括极性亲水性的头部基团和 非极性疏水性的尾部基团。例如本发明所述的脂质化合物通常Kay包括一个或多个阳离子 和/或可电离的官能头部基团，例如具有一个或多个烷基或芳基取代基的胺基官能团。在 某些实施方案中，本发明所述的脂质化合物可以包括结合（共价结合）有2个烷基官能团、 取代基或部分（例如R1基团和R2基团，其中R1和R2均独立地选自C 1-Cltl烷基）的阳离子 可电离的氨基官能头部基团。
[0009] 在一些实施方案中，亲水性头部基团（例如烷基氨基）与疏水性（亲脂性）尾部 基团结合（例如共价结合）。例如本发明所公开的化合物的亲脂性尾部基团（例如L 1基团 和L2基团中的一个或多个）可以包括一个或多个非极性基团，例如胆固醇或可任选地取代 的、可变的不饱和烷基（例如可任选地取代的十八碳-9,12-二烯或十八碳-6,9-二烯）。
[0010] 在某些实施方案中，本发明涉及具有式（I)结构的化合物：
[0011]
【权利要求】
1. 一种具有以下结构的化合物：
其中R1和R2均独立地选自氢，可任选地取代的、可变的饱和或不饱和C1-C 2tl烷基，和可 任选地取代的、可变的饱和或不饱和C6-C2tl酰基； 其中L1和L2均独立地选自可任选地取代的C1-C3tl烷基，可任选地取代的、可变的不饱 和C1-C3tl烯基，和可任选地取代的C1-C3tl炔基； 其中m和〇均独立地选自0,和任意的正整数；以及 其中n为0或任意的正整数。
2. 权利要求1所述的化合物，其中R1和R2均为甲基。
3. 权利要求1所述的化合物，其中L1和L2均为可任选地取代的、多不饱和C6-C 2tl烯基。
4. 权利要求1所述的化合物，其中L1和L2均为可任选地取代的、多不饱和C18烯基。
5. 权利要求4所述的化合物，其中L1和L2均为未被取代的、多不饱和C18烯基。
6. 权利要求1所述的化合物，其中L1和L2均为可任选地取代的十八碳-9,12-二烯。
7. 权利要求5所述的化合物，其中L1和L2均为可任选地取代的十八碳-9,12-二烯。
8. 权利要求1所述的化合物，其中m为3。
9. 权利要求1所述的化合物，其中n为1。
10. 权利要求9所述的化合物，其中n为顺式异构体。
11. 权利要求9所述的化合物，其中n为反式异构体。
12. 权利要求1所述的化合物，其中〇为0。
13. 权利要求1所述的化合物，其中R1和R2均为甲基；其中L1和L 2均为十八碳-9， 12-二烯；其中m为3 ;其中n为1 ;以及其中〇为0。
14. 权利要求13所述的化合物，其中n为顺式异构体。
15. 权利要求13所述的化合物，其中n为反式异构体。
16. -种包括权利要求1所述的化合物的药物组合物。
17. 权利要求16所述的药物组合物，其进一步包括选自阳离子脂质、PEG改性的脂质、 非阳离子脂质和辅助脂质中的一种或多种化合物。
18. 权利要求16所述的药物组合物，其进一步包括一种或多种多核苷酸。
19. 权利要求18所述的药物组合物，其中所述的一种或多种多核苷酸包括化学改性。
20. 权利要求18所述的药物组合物，其中所述的一种或多种多核苷酸包括一种或多种 锁核酸（LNA)。
21. 权利要求18所述的药物组合物，其中所述的一种或多种多核苷酸选自DNA、RNA、反 义寡核苷酸、siRNA、miRNA、snRNA、snoRNA、mRNA及它们的组合。
22. 权利要求18所述的药物组合物，其中所述的一种或多种多核苷酸包括mRNA。
23. 权利要求22所述的药物组合物，其中所述的mRNA编码了酶或蛋白质。
24. 权利要求23所述的药物组合物，其中所述的mRNA编码了蛋白质或酶，该蛋白质或 酶选自：人类生长激素，红细胞生成素 、a 1-胰蛋白酶、酸性a葡萄糖苷酶、芳基硫酸酯酶 A、羧肽酶N、a-半乳糖苷酶A、a-L-艾杜糖苷酸酶、艾杜糖酸酯-2-硫酸酯酶、艾杜糖酸 酯硫酸酯酶、N-乙酰葡糖胺-1-磷酸转移酶、N-乙酰氨基葡糖苷酶、a -氨基葡糖苷乙酰基 转移酶、N-乙酰葡糖胺6-硫酸酯酶、N-乙酰半乳糖胺-4-硫酸酯酶、P -葡萄糖苷酶、半 乳糖-6-硫酸硫酸酯酶、3 _半乳糖苷酶、3 _葡萄糖醛酸酶、葡萄糖脑苷脂酶、硫酸乙酰肝 素硫酸脂酶、肝素-N-硫酸酯酶、溶酶体酸脂酶、透明质酸酶、半乳糖脑苷脂酶、鸟氨酸转氨 甲酰酶（OTC)、氨甲酰磷酸合成酶I(CPSl)、精氨酸琥珀酸合成酶（ASSl)、精氨酸代琥珀酸 裂解酶（ASL)、精氨酸酶I (ARGl)、囊性纤维化跨膜转运调节因子（CFTR)、存活运动神经元 (SMN)、因子VIII、因子IX和低密度脂蛋白受体（LDLR)。
28. -种包括权利要求25或26所述的化合物的药物组合物。
29. 权利要求28所述的药物组合物，其中所述的组合物为脂质纳米颗粒。
30. 权利要求29所述的药物组合物，其中所述的脂质纳米颗粒在给予受试对象时基本 上是无毒的。
31. 权利要求30所述的药物组合物，其进一步包括选自阳离子脂质、PEG改性的脂质、 非阳离子脂质和辅助脂质中的一种或多种化合物。
32. 权利要求30所述的药物组合物，其进一步包括C14-DMG-PEG2000、D0PE和胆固醇。
33. 权利要求30所述的药物组合物，其进一步包括一种或多种治疗剂。
34. 权利要求33所述的药物组合物，其中所述的治疗剂为多核苷酸。
35. -种具有以下结构的化合物：
其中R1和R2均独立地选自可任选地取代的、可变的饱和或不饱和C1-C 2tl烷基，和可任 选地取代的、可变的饱和或不饱和C6-C2tl酰基； 其中L1和L2均独立地选自可任选地取代的C1-C3tl烷基，可任选地取代的、可变的不饱 和C1-C3tl烯基，和可任选地取代的C1-C3tl炔基；以及 其中m、n和〇均独立地选自O和任意的正整数。
36. 权利要求35所述的化合物，其中R1和R2均为甲基。
37. 权利要求35所述的化合物，其中L1和L2均为可任选地取代的、多不饱和C6-C 2tl烯 基。
38. 权利要求35所述的化合物，其中L1和L2均为可任选地取代的、多不饱和C18烯基。
39. 权利要求38所述的化合物，其中L1和L2均为未被取代的、多不饱和C18烯基。
40. 权利要求39所述的化合物，其中L1和L2均为可任选地取代的十八碳-9,12-二烯。
41. 权利要求39所述的化合物，其中L1和L2均为十八碳-9,12-二烯。
42. 权利要求35所述的化合物，其中m为4。
43. 权利要求35所述的化合物，其中n为0。
44. 权利要求35所述的化合物，其中〇为0。
45. 权利要求35所述的化合物，其中R1和R2均为甲基；其中L1和L 2均为十八碳-9， 12-二烯；其中m为4 ;其中n和〇为0。
46. -种包括权利要求35所述的化合物的药物组合物。
47. 权利要求46所述的药物组合物，其进一步包括选自阳离子脂质、PEG改性的脂质、 非阳离子脂质和辅助脂质中的一种或多种化合物。
48. 权利要求46所述的药物组合物，其进一步包括一种或多种多核苷酸。
49. 权利要求48所述的药物组合物，其中所述的一种或多种多核苷酸包括化学改性。
50. 权利要求48所述的药物组合物，其中所述的一种或多种多核苷酸包括一种或多种 锁核酸（LNA)。
51. 权利要求48所述的药物组合物，其中所述的一种或多种多核苷酸选自DNA、RNA、反 义寡核苷酸、siRNA、miRNA、snRNA、snoRNA、mRNA及它们的组合。
52. 权利要求48所述的药物组合物，其中所述的一种或多种多核苷酸包括mRNA。
53. 权利要求52所述的药物组合物，其中所述的mRNA编码了酶或蛋白质。
54. 权利要求53所述的药物组合物，其中所述的mRNA编码了蛋白质或酶，该蛋白质或 酶选自：人类生长激素，红细胞生成素 、a 1-胰蛋白酶、酸性a葡萄糖苷酶、芳基硫酸酯酶 A、羧肽酶N、a-半乳糖苷酶A、a-L-艾杜糖苷酸酶、艾杜糖酸酯-2-硫酸酯酶、艾杜糖酸 酯硫酸酯酶、N-乙酰葡糖胺-1-磷酸转移酶、N-乙酰氨基葡糖苷酶、a -氨基葡糖苷乙酰基 转移酶、N-乙酰葡糖胺6-硫酸酯酶、N-乙酰半乳糖胺-4-硫酸酯酶、P -葡萄糖苷酶、半 乳糖-6-硫酸硫酸酯酶、3 _半乳糖苷酶、3 _葡萄糖醛酸酶、葡萄糖脑苷脂酶、硫酸乙酰肝 素硫酸脂酶、肝素-N-硫酸酯酶、溶酶体酸脂酶、透明质酸酶、半乳糖脑苷脂酶、鸟氨酸转氨 甲酰酶（OTC)、氨甲酰磷酸合成酶I(CPSl)、精氨酸琥珀酸合成酶（ASSl)、精氨酸代琥珀酸 裂解酶（ASL)、精氨酸酶I(ARGl)、囊性纤维化跨膜转运调节因子（CFTR)、存活运动神经元 (SMN)、因子VIII、因子IX和低密度脂蛋白受体（LDLR)。
55. -种具有以下结构的化合物：
56. -种包括权利要求55所述的化合物的药物组合物。
57. 权利要求56所述的药物组合物，其中所述的组合物为脂质纳米颗粒。
58. 权利要求57所述的药物组合物，其中所所述的脂质纳米颗粒在给予受试对象时基 本上是无毒的。
59. 权利要求57所述的药物组合物，其进一步包括选自阳离子脂质、PEG改性的脂质、 非阳离子脂质和辅助脂质中的一种或多种化合物。
60. 权利要求57所述的药物组合物，其进一步包括C14-DMG-PEG2000、D0PE和胆固醇。
61. 权利要求57所述的药物组合物，其进一步包括一种或多种治疗剂。
62. 权利要求61所述的药物组合物，其中所述的治疗剂为多核苷酸。
63. -种具有以下结构的化合物：
其中R1和R2均独立地选自可任选地取代的、可变的饱和或不饱和C1-C 2tl烷基，和可任 选地取代的、可变的饱和或不饱和C6-C2tl酰基； 其中L1和L2均独立地选自可任选地取代的C1-C3tl烷基，可任选地取代的、可变的不饱 和C1-C3tl烯基，和可任选地取代的C1-C3tl炔基；以及 其中X选自C5-C2tl烷基，和可变的不饱和C1-C2tl烯基。
64. 权利要求63所述的化合物，其中R1和R2均为甲基。
65. 权利要求63所述的化合物，其中L1和L2均为未被取代的、多不饱和C18烯基。
66. 权利要求63所述的化合物，其中L1和L2均为可任选地取代的十八碳-9,12-二烯。
67. 权利要求66所述的化合物，其中L1和L2均为十八碳-9,12-二烯。
68. 权利要求63所述的化合物，其中X为C6烯基。
69. 权利要求63所述的化合物，其中X为己烷。
70. 权利要求63所述的化合物，其中X为己-1-烯。
71. 权利要求63所述的化合物，其中X为己-2-烯。
72. 权利要求63所述的化合物，其中X并非为己烷。
73. 权利要求63所述的化合物，其中R1和R2均为甲基；其中L1和L 2均为十八碳-9， 12-二烯；并且其中X为己烷。
74. 权利要求63所述的化合物，其中R1和R2均为甲基；其中L1和L 2均为十八碳-9， 12-二烯；并且其中X为己-1-烯。
75. 权利要求63所述的化合物，其中R1和R2均为甲基；其中L1和L 2均为十八碳-9， 12-二烯；并且其中x为己-2-烯。
76. -种包括权利要求63所述的化合物的药物组合物。
77. 权利要求63所述的药物组合物，其进一步包括选自阳离子脂质、PEG改性的脂质、 非阳离子脂质和辅助脂质中的一种或多种化合物。
78. 权利要求76所述的药物组合物，其中所述的组合物为脂质纳米颗粒。
79. 权利要求78所述的药物组合物，其进一步包括一种或多种多核苷酸。
80. 权利要求79所述的药物组合物，其中所述的一种或多种多核苷酸包括化学改性。
81. 权利要求79所述的药物组合物，其中所述的一种或多种多核苷酸包括一种或多种 锁核酸（LNA)。
82. 权利要求79所述的药物组合物，其中所述的一种或多种多核苷酸选自DNA、RNA、反 义寡核苷酸、siRNA、miRNA、snRNA、snoRNA、mRNA及它们的组合。
83. 权利要求79所述的药物组合物，其中所述的一种或多种多核苷酸包括mRNA。
84. 权利要求83所述的药物组合物，其中所述的mRNA编码了酶和蛋白质。
85. 权利要求83所述的药物组合物，其中所述的mRNA编码了蛋白质和酶，该蛋白质或 酶选自：人类生长激素，红细胞生成素 、a 1-胰蛋白酶、酸性a葡萄糖苷酶、芳基硫酸酯酶 A、羧肽酶N、a-半乳糖苷酶A、a-L-艾杜糖苷酸酶、艾杜糖酸酯-2-硫酸酯酶、艾杜糖酸 酯硫酸酯酶、N-乙酰葡糖胺-1-磷酸转移酶、N-乙酰氨基葡糖苷酶、a -氨基葡糖苷乙酰基 转移酶、N-乙酰葡糖胺6-硫酸酯酶、N-乙酰半乳糖胺-4-硫酸酯酶、P -葡萄糖苷酶、半 乳糖-6-硫酸硫酸酯酶、3 _半乳糖苷酶、3 _葡萄糖醛酸酶、葡萄糖脑苷脂酶、硫酸乙酰肝 素硫酸脂酶、肝素-N-硫酸酯酶、溶酶体酸脂酶、透明质酸酶、半乳糖脑苷脂酶、鸟氨酸转氨 甲酰酶（OTC)、氨甲酰磷酸合成酶I(CPSl)、精氨酸琥珀酸合成酶（ASSl)、精氨酸代琥珀酸 裂解酶（ASL)、精氨酸酶I (ARGl)、囊性纤维化跨膜转运调节因子（CFTR)、存活运动神经元 (SMN)、因子VIII、因子IX和低密度脂蛋白受体（LDLR)。
86. -种具有以下结构的化合物：
其中R1和R2均独立地选自可任选地取代的、可变的饱和或不饱和C1-C 2tl烷基，和可任 选地取代的、可变的饱和或不饱和C6-C2tl酰基； 其中L1和L2均独立地选自可任选地取代的C1-C3tl烷基，可任选地取代的、可变的不饱 和C1-C3tl烯基，和可任选地取代的C1-C3tl炔基；以及 其中X为C1-Cltl烯基。
87. -种治疗受试对象的疾病的方法，其中所述的方法包括向所述的受试对象给予有 效量的权利要求33、61或79所述的药物组合物。
88. 权利要求86所述的方法，其中所述的药物组合物在给予所述的受试对象时基本上 是无毒的。
89. -种使用多核苷酸转染一种或多种靶细胞的方法，其中所述的方法包括使所述的 一种或多种靶细胞与权利要求33、61或79所述的药物组合物相接触，使得所述的一种或多 种靶细胞被所述的多核苷酸转染。
【文档编号】A61K9/127GK104334161SQ201380026332
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年3月29日 优先权日:2012年3月29日
【发明者】F·德罗莎, B·C·吉尔德, M·哈特莱因 申请人:夏尔人类遗传性治疗公司