用于癌症靶向治疗的小分子配体-药物轭合物的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2009年6月12日、申请号为200980126216. X(PCT/ US2009/047216)、发明名称为"用于癌症靶向治疗的小分子配体-药物辄合物"的中国专利 申请的分案申请。
[0002] 关于联邦政府赞助研究或研发的声明
[0003] 本发明是在国家科学基金颁发的授权号0748834和国立癌症研究所的授权号 CA-119338下得到政府支持完成。政府对本发明具有一些权利。
技术领域
[0004] 本发明涉及用于癌症靶向治疗的小分子配体-药物辄合物。
【背景技术】
[0005] 癌症是美国人死亡的第二首要原因。大多数死于癌症的人是由没有有效治疗方法 的转移导致的。改善药物向癌细胞的递送对于研究患者的有效化学治疗是关键性的。一种 途径是合成有希望的药物与靶向配体的化学辄合物，其中所述靶向配体识别癌细胞表面上 独特的生物标记。不幸的是，由于癌细胞表面生物标记的不均一性和进化性以及靶向配体 较大的化学结构，尽管有希望，但从技术和转译（translation)的观点来看，这种类型的靶 向途径仍然是一种挑战。
[0006] 需要对癌症具有特异性的改善的药物递送系统，它具有负载药物的时间依赖性释 放，所释放的药物能诱导对癌细胞的最大化杀灭，但对正常宿主细胞几乎不或不会产生损 害。
【发明内容】
[0007] 本发明提供小分子辄合化合物，包含：靶向配体；治疗剂和/或显像剂；和将配体 连接到治疗剂和/或显像剂上的连接子。
[0008] 在一些实施方案中，所述靶向配体包含吸电子基团或给电子基团。
[0009] 在其他实施方案中，所述靶向配体包含引哚部分；多烯（polyen)部分；和侧链部 分。
[0010] 在一些实施方案中，所述吲哚部分、多烯部分和/或侧链部分包含辄合顺应性的 官能团。在各种实施方案中，所述辄合顺应性的官能团可以选自〇H、NH2、SH和C00H。
[0011] 在一些实施方案中，所述吲哚部分和多烯部分如下式所示：
[0013] 其中E表示多烯部分，R1、R2和R3各自独立地选自：0H ;NH2;SH;C00H;H;C1-C15烷 基，并任选被一个或多个含氮基团、含氧基团、含硫或卤素原子取代；烷氧基，并任选被一个 或多个含氮基团、含氧基团、含硫或卤素原子取代；芳基，并任选被一个或多个杂原子或取 代基取代；芳香环，并任选被一个或多个杂原子或取代基取代；非芳香环，并任选被一个或 多个杂原子或取代基取代；氧基（〇xy);幾基；烯基；硝基；和氣基。
[0014] 在一些实施方案中，所述多烯部分可以是被选自0H、NH2、SH和C00H的取代基取代 的多烯。
[0015] 在一些实施方案中，所述多烯部分可以是二烯、三烯或四烯，并任选被一个或多个 杂原子或取代基取代；任选包含芳基，所述芳基任选被一个或多个杂原子或取代基取代； 任选包含芳香环，所述芳香环任选被一个或多个杂原子或取代基取代；或任选包含非-芳 香环，所述非-芳香环任选被一个或多个杂原子或取代基取代，其中一个或多个取代基选 自 OH、NH2、SH 和 C00H。
[0016] 在一些实施方案中，所述侧链部分和吲哚部分如下式所示：
[0018] 其中I表示吲哚部分，&可以选自：0H;NH2;SH;C00H ;H;C1-C15烷基，并可以任选 被一个或多个含氮基团、含氧基团、含硫或卤素原子取代；烷氧基，并可以任选被一个或多 个含氮基团、含氧基团、含硫或卤素原子取代；芳基，并可以任选被一个或多个杂原子或取 代基取代；芳香环，并可以任选被一个或多个杂原子或取代基取代；非-芳香环，并可以任 选被一个或多个杂原子或取代基取代；氧基；羰基；烯基；硝基；和氨基。
[0019] 在一些实施方案中，所述吲哚部分可以选自：
[0021] 在一些实施方案中，所述多烯部分和吲哚部分选自：
[0022]
[0023] 其中I表示化合物的吲哚部分。
[0024] 在一些实施方案中，所述侧链部分和吲哚部分选自：
[0026] 及其组合，其中I表示吲哚部分。
[0027] 在一些实施方案中，所述靶向配体是连接两个脂肪族吲哚的多烯。
[0028] 在一些实施方案中，所述多烯可以包含2-4个共辄双键。
[0029] 在一些实施方案中，所述靶向配体可以是花青染料。在各种实施方案中，所述花青 染料可以如下式所示：
[0031] 其中札和R 2各自独立地选自：H ;C1-C15烷基，并可以任选被一个或多个含氮基 团、含氧基团、含硫或卤素原子取代；烷氧基，并可以任选被一个或多个含氮基团、含氧基 团、含硫或卤素原子取代；芳基，并可以任选被一个或多个杂原子或取代基取代；芳香环， 并可以任选被一个或多个杂原子或取代基取代；非-芳香环，并可以任选被一个或多个杂 原子或取代基取代；氧基；幾基；烯基；硝基；和氣基。
[0032] 在其他实施方案中，所述花青染料可以选自：
[0035] 在一些实施方案中，所述靶向配体可以是IR-783或其衍生物。在各种实施方 案中，所述 IR-783 衍生物可以选自：S2-I3-E2、S4c-Il-E4cCl、S1-I2-E3、S1-I4-E3C1、 Sl-n-E3、 S5c-Il-E4cCl、 S5-Il-E4cCl、 S3-Il-E4cCl、 S4s-Il-E4cba、 S3p-Il-E4cCl、 S4ac-Il-E4cCl、S3-I1-E3 和 S2-Il-E4cCl。
[0036] 在一些实施方案中，所述革El向配体可以是最大焚光发射波长大于700nm的染料。
[0037] 在一些实施方案中，所述连接子可以选自：琥珀酸酯、氨基酸、肽、二酸、二胺、二 醇、酐、CN、能点击反应的炔基、环氧、肼、叠氮、醛、酮、磺酸、磷酸、phosphoamidite、胍、短 (C1-C6)烷基、芳香基、酯、酰胺、脲、硫脲、咪挫、咪唑衍生物、硫酯、丙稀酸酯、硫醚、二硫代 酸酯（dithioate)、硒化物和苯基硒化物、二稀、二酮、啼啶、噪呤、杂环结构、冠醚、酸二氮 稀、硝基苯、硝基苯衍生物、碘或溴、单糖、寡糖、az irine、二苯甲酮、联啦啶、联苯酸、氨基苯 酚、能作为电化学交联剂的吲哚衍生物、放射性原子、放射性原子的螯合剂及其组合。
[0038] 在一些实施方案中，所述治疗剂可以选自：能靶向于细胞生长、存活、血管发生、粘 连、迀移、侵入、转移、细胞周期进程和/或细胞分化的抗癌药；能靶向于细胞生长、存活、血 管发生、粘连、迀移、侵入、转移、细胞周期进程和/或细胞分化的小分子药物；用于转移性 骨癌治疗的二碳磷酸盐药物；肽治疗剂及其组合。
[0039] 在一些实施方案中，所述组合还可以包含能在肿瘤微环境中识别肿瘤间质、肿瘤 细胞和/或基质的配体。在各种实施方案中，这些配体可以是识别细胞表面整联蛋白受体 的精氨酸-甘氨酸-门冬氨酸（"RGD"）肽；识别细胞表面生长因子受体的生长因子例如 EGF、TOGF、VEGF ;能识别功能性细胞表面纤溶酶原活化因子、蛙皮素、缓激肽或前列腺特异 性膜抗原受体的肽或小分子底物。
[0040] 在一些实施方案中，所述抗癌药可以选自：氨鲁米特、门冬酰胺酶、博来霉素、白消 安、卡铂、卡莫司汀（BCNU)、苯丁酸氮芥、顺铂（顺-DDP)、环磷酰胺、盐酸阿糖胞苷、达卡巴 嗪、更生霉素、盐酸柔红霉素、盐酸多柔比星、雌氮芥磷酸钠、依托泊苷（VP-16)、氟尿嘧啶脱 氧核苷、氟尿啼啶（5-FU)、氟他胺、羟基脲（hydroxyurea)、羟基脲（hydroxycarbamide)、 异环磷酰胺、干扰素 a-2a、干扰素 a _2b、醋酸亮丙瑞林、洛莫司汀（CCNU)、盐酸氮芥、美 法仑、巯嘌呤、美司钠、甲氨蝶呤（MTX)、丝裂霉素、米托坦（o.p' -DDD)、盐酸米托蒽醌、奥 曲肽、普卡霉素、盐酸甲基苄肼、链脲霉素、柠檬酸他莫昔芬、硫鸟嘌呤、噻替哌、硫酸长春 碱、硫酸长春新碱、安吖啶（m-AMSA)、阿扎胞苷，六甲蜜胺（HMM)、白细胞介素2、米托胍腙 (甲基-GAG，甲基乙二醛双-丙咪腙（MGBG)、喷司他丁、司莫司汀（甲基-CCNU)、替尼泊苷 (VM-26)、紫杉醇、多西紫杉醇、紫杉烷、长春地辛和硫酸盐。
[0041] 在特定的实施方案中，所述治疗剂可以是紫杉醇或多西紫杉醇。
[0042] 在一些实施方案中，所述小分子药物可以选自抗体、反义核苷酸、小干扰RNA和微 RNA。在一些实施方案中，二碳磷酸盐药物可以是zolendrate或palmedranate。在一些实 施方案中，所述肽治疗剂可以是环孢素或生长抑素（samatostatin)。
[0043] 在一些实施方案中，所述化合物可以是S4s_I l-E4cCl-SuC-多西紫杉醇或 S4s-Il-E4cCl-Suc-紫杉醇。
[0044] 在一些实施方案中，所述治疗剂可以是α辐射体（alpha emitter)。在各种实施 方案中，其中α辐射体可以是镭-223、铀-238、钍-232、钋-210或锕-225。
[0045] 在一些实施方案中，所述显像剂可以是正电子发射体层摄影术（PET)显像剂或 核磁共振显像（MRI)造影剂。在各种实施方案中，所述PET显像剂可以是氟-18(F-18)、 碳-11(〇11)、氮-13(^13)或氧-15(0-15)。在一个特别的实施方案中，所述1?1造影剂 可以是,L。
[0046] 本发明也提供一种在需要的患者中治疗癌症的方法，包括：提供本发明的小分子 辄合化合物；和给该患者施用有效量的该化合物。
[0047] 本发明也提供一种在需要的患者中消灭循环性肿瘤细胞的方法，包括：提供本发 明的小分子辄合化合物；和给该患者施用有效量的该化合物，减少或防止癌细胞后续粘连 和/或外渗形成转移性沉积物。
[0048] 本发明也提供一种在癌组织中确定药物浓度的方法，包括：提供本发明的小分子 辄合化合物；给需要的患者或组织施用有效量的化合物；使患者或组织显像；和将显像的 强度与该组织中药物的量建立关系。
[0049] 本发明也提供一种使癌细胞或癌组织显像的方法，包括：提供本发明的小分子辄 合化合物；给需要的患者或组织施用有效量的化合物，其中显像剂是核磁共振显像（MRI) 造影剂或正电子发射体层摄影术（PET)显像剂；和使患者或组织显像。
【附图说明】
[0050] 图la描述了根据本发明的一个实施方案，研发用于癌症靶向治疗的花青染料辄 合物的一个代表。
[0051] 图lb显示的是根据本发明的一个实施方案，S4s-Il-E4cCl-Suc-Dtxl的化学结 构。
[0052] 图2显示的是根据本发明的一个实施方案，S4S-Il-E4cCl-Suc和 S4s-Il-E4cCl-Suc_Dtxl 的质谱。
[0053] 图3显示的是根据本发明的一个实施方案，在SN12C细胞中S4s-Il-E4cCl和 S4s-Il-E4CCl-SuC-Dtxl的吸收。（a)在37°C下，用SN12C细胞（一种人肾癌细胞株）培 养S4s-Il-E4cCl (20uM) 30分钟，洗涤并进行共焦显像。在配有703nm激光（λ ex= 800nm 和λΜ= 850nm)的荧光显微镜（Zeiss LSM 510META，德国）上记录荧光显像；(b)在（a) 中显像的细胞的明视野；重叠（a)和（b)。类似地进行（d-e)的S4s-Il-E4cCl-Suc_Dtxl 的吸收实验。（d)在37°C下，用SN12C细胞培养IR-783-Suc-多西紫杉醇30分钟。在λ ex=800nm和λΜ= 850nm处获得焚光显像；（e)在（d)中显像的细胞的明视野；重叠（d)和 (e) 〇
[0054] 图4显示的是根据本发明的一个实施方案，S4s-IlE4cCl-Suc_Dtxl的体内靶向。