经修饰的大分子的制作方法
【专利说明】经修饰的大分子
[0001] 本申请是申请号为200680053811. 1的中国发明专利申请的分案申请。 发明领域
[0002] 本发明涉及其表面结构可以受到控制以生产富集比例的拓扑异构体的大分子、其 生产及其用途，特别是树枝聚体（dendrimers，也称为"树型化合物")。特别地，大分子可以 具有2种或更多表面基团，其中至少一种表面基团是药学活性的。
[0003] 发明背景
[0004] 用于在药物制备中使用的新化合物的鉴定是寻找更可靠和有效的疗法的重要方 面。然而，正如重要的是已知化合物的发展和修饰，减少与新药物候选物相关的危险以及显 著减少使药物达到临床发展的开发和成本。
[0005] 许多药物在临床试验中因为其物理性质（特别是溶解性）使得其难以配制，或由 于紧在给药后发生的高药物浓度期间导致毒性效应的弱治疗指数而失败。其他缺点包括弱 吸收、弱生物利用度、不稳定性、由于无法靶向药物的全身性副作用、以及在施用后无法控 制其生物分布、代谢和肾或肝清除。类似地，市场上的某些当前产品可以就此类问题而言进 行改善。
[0006] 许多方法已设法改善药物化合物的特征，包括在脂质体、胶束或聚合胶束制剂中 配制药物试剂，以及将药物试剂共价附着至亲水聚合物主链。
[0007] 理想的特征改良剂的特性包括良好限定的结构，允许精确控制所述化合物的吸 收、分布、代谢与排泄（ADME)特性（也称为药代动力学）和能够有利地携带多种化合物/试 剂或构建体。所述化合物的毒性可以通过其从所述试剂或构建体中的受控释放得到改善， 机体仅暴露于治疗血浆浓度的化合物。
[0008] 近年来，已发现树枝状大分子在生物技术和药物应用中具有增加的应用。树枝 状大分子是具有密集分支结构的特定种类的聚合物，其特征在于比普通聚合物更高浓度 的官能团/单位分子体积。存在大分子的4个亚类：随机高分支的聚合物；树枝状接枝物 (dendrigraft)聚合物；树枝状基序；和树枝聚体，其是基于每种树枝状结构中存在的结构 控制的相对程度进行分类的。特别地树枝聚体的独特性质，例如其高分支程度、多价、球形 结构和良好确定的分子量，使得其给予用于药物递送的新支架的希望。在过去十年中，关于 生物相容性树枝聚体的设计和合成及其对生物科学的许多领域包括药物递送的应用的研 宄已增加。
[0009] 树枝状聚合物作为药物递送载体和药学活性物的潜在效用近年来已受到越来越 多的关注i'18。然而，尽管文献充满例如用于树枝聚体装配的合成方案、树枝聚体-药物相 互作用和药物装载效率的描述、以及逐渐增加地树枝聚体与细胞系的相互作用的体外评估 的报告 2'3,但描述树枝聚体的基础药代动力学和代谢归宿的信息极少。
[0010] 树枝聚体与肠组织的相互作用也已是几个研宄的主题4_n，并且同时渗透性和细 胞毒性与表面电荷和表面功能性的趋势已得到确定，相对少的研宄已描述树枝聚体吸入 体循环内后的命运。这些少量研宄中，Gillies等人已检查了PEG化的'蝶形（bow-tie) ' 聚酯树枝聚体的药代动力学，并显示树枝聚体清除机制高度依赖复合物的分子量和弹性， 12Kobayashi等人已检查了结构改变对设计为促进重金属或抗体络合作用的树枝聚体的生 物分布的影响（和因此在生物成像中的应用） 13_17。然而，迄今为止聚赖氨酸树枝聚体的固 有系统药代动力学在任何细节中仍未得到描述。
[0011] 此外，制备这样的树枝聚体仍是挑战，所述树枝聚体在血液中循环足够长的时间 以在靶位点上积聚，但仍可以以合理速率从体内清除以避免长期积累。此外，树枝聚体的组 织定位仍难以事先预测，并需要更多的研宄以确定外周树枝状基团对这些性质的影响。需 要研宄的另外领域是药物从树枝聚体中的释放。与密集的球形树枝状结构相关的空间阻碍 使得可酶促切割的键的改造变得困难。
[0012] 因此，本发明的目的是克服或至少减轻与现有技术相关的一个或多个困难和/或 缺陷。
[0013] 发明概述
[0014] 在第一个方面，本发明提供了具有受控的末端基团化学计量的大分子，所述大分 子包括表面层、至少一个次表面层和至少2种末端基团，所述末端基团包括：
[0015] 其为药学活性剂的残基、其衍生物或为此的前体的第一种末端基团；和
[0016] 选择用于修饰药学活性剂和/或大分子的药代动力学的第二种末端基团，
[0017] 其中末端基团化学计量指末端基团的数目和类型。
[0018] 在一个进一步的实施方案中，所述大分子进一步显不出受控的拓扑学，其中拓扑 学描述了一种末端基团和另一种之间就其与大分子的表面或次表面层的连接而言的关系。
[0019] 在一个优选实施方案中，第二种末端基团可以包括聚乙二醇（PEG)或聚乙基噁唑 啉（例如PEOX)。
[0020] 在一个进一步的实施方案中，第二种末端基团选自下述中的一种或多种：修饰药 学活性剂和/或大分子的血浆半衰期的部分；促进药学活性剂和/或大分子靶向一种或多 种细胞或组织类型的部分；和促进药学活性剂和/或大分子摄入一种或多种细胞或组织类 型内的部分。
[0021] 在一个优选实施方案中，第二种末端基团选择用于延长药学活性剂和/或大分子 的血浆半衰期。
[0022] 大分子优选是树枝聚体，更优选地赖氨酸树枝聚体。
[0023] 如下所述，根据本发明的这个方面的大分子可以在各种应用中使用，其中控制末 端基团化学计量和/或拓扑学的能力在提供关于药学活性剂的一致药代动力学特征方面 是有利的。
[0024] 发明详述
[0025] 如本说明书和权利要求中此处所使用的，除非上下文另有明确指示，单数形式"一 个"、"一种"、"该"和"所述"包括复数的所指对象。因此，例如提及"大分子"包括一种或多 种此类大分子。
[0026] 如本说明书和权利要求中此处所使用的，术语"包含"（或其语法变体）等价于术 语"包括"，并且不应视为排除其他元素或特征的存在。
[0027] 如本说明书和权利要求中此处所使用的，术语"拓扑学"意指一种末端基团和另一 种之间就其与表面或次表面层的连接而言的关系。
[0028] 如本说明书和权利要求中此处所使用的，术语"拓扑异构体"意指具有特定拓扑学 的大分子。
[0029] 如本说明书和权利要求中此处所使用的，术语"表面"意指具有可与"末端基团"或 "封端"基团反应的表面胺的代构建单位的层。
[0030] 如本说明书和权利要求中此处所使用的，术语"次表面"意指表面层下方的一层或 多层。
[0031] 如本说明书和权利要求中此处所使用的，术语"表面胺"意指树枝聚体的任何表面 可反应的胺基。
[0032] 如本说明书和权利要求中此处所使用的，术语"末端基团化学计量"意指在大分子 表面上的末端基团的组成（数目和类型）。
[0033] 如本说明书和权利要求中此处所使用的，术语"代构建单位"意指形成树枝聚体的 构架的重复单位，例如在赖氨酸树枝聚体的情况下是赖氨酸或赖氨酸类似物。
[0034] 如本说明书和权利要求中此处所使用的，术语"树枝状基序"意指大分子的不连 续区段。当大分子分支之一在这样的键上进行切割时，所述键使代构建单位或核的可反应 胺之一与附着的代构建单位的羧基连接，树枝状基序将被释放。树枝状基序的羧基表示独 特的点或顶点，在合成本发明的大分子的过程中树枝状基序将在其上附着至增长性大分子 核。
[0035] 任何大分子可以适合于在本发明中使用。大分子可以选自一种或多种树枝状聚合 物，包括树枝醇（arborols)、树枝状接枝物、PAMAM树枝聚体、赖氨酸树枝聚体等。
[0036] 树枝聚体聚合物的制备是众所周知的，并且例如在美国专利号4, 289, 872和 4, 410, 688 (描述基于赖氨酸单位的层的树枝聚体聚合物），以及美国专利号4,