用于治疗癌症的细胞毒素剂的制作方法
【专利说明】用于治疗癌症的细胞毒素剂
[0001] 发明背景
[0002] 蒽环霉素是一类源自某些类型链霉菌属细菌的抗生素。蒽环霉素通常用作癌症 治疗剂和部分充当核酸嵌入剂和DNA修复酶拓扑异构酶II的抑制剂，由此损伤癌细胞中 的核酸，防止细胞复制。蒽环霉素癌症治疗剂的一个实例是多柔比星，其用于治疗多种癌 症包括乳腺癌、肺癌、卵巢癌、淋巴瘤和白血病。合成多柔比星的6-马来酰亚胺己酰基腙 (D0X0-EMCH，也称为aldoxorubicin或INN0-206)以提供可用于制备多柔比星和针对肿 瘤抗原的单克隆抗体的免疫缀合物的酸敏感的连接基（Willner等，Bioconjugate Chem 4:521-527 (1993))。在该背景下，将抗体二硫键用二硫苏糖醇还原以形成游离巯基，所述 游离巯基进而与D0X0-EMCH的马来酰亚胺基反应而形成稳定硫醚键。当施用时，多柔比星 抗体缀合物靶向含有被抗体识别的抗原的肿瘤。抗原-抗体结合之后，缀合物在肿瘤细胞 内内化且转运至溶酶体。在酸性溶酶体环境中，多柔比星通过酸敏感腙连接基的水解在细 胞内从缀合物释放。释放后，多柔比星到达细胞核且能够杀死肿瘤细胞。对于多柔比星 和D0X0-EMCH的额外描述，参见例如美国专利7, 387, 771和7, 902, 144和美国专利申请号 12/619, 161，其各自以其整体通过引用并入本文。
[0003] 进一步，D0X0-EMCH已在体外与人血清白蛋白（HSA)缀合以形成稳定的硫醚缀合 物（Kratz 等，J Med Chem 45:5523-5533(2002))。
[0004] 脑肿瘤，尤其包括恶性神经胶质瘤，是最侵袭性的人类癌症且很少 可治愈（DeAngelis 等，N. Engl. J. Med. 2001，344，114-123 ;Nelson 等，了· Neurooncol. 1985, 3, 99-103 ;Kornblith 等，J. Neurosurg. 1988, 68, 1-17)。诊断后的 中值存活期为约12-14个月。化学治疗药物（诸如亚硝基脲、铂化合物和替莫唑胺）治 疗仅稍微增加患者的存活时间（Huncharek 等，Anticancer Res. 1998,18,4693-4697; Brandes等，Anticancer RES. 2000, 20, 1913-1920)。使脑癌的治疗复杂的进一步因素是 许多药物无法穿过血脑屏障（BBB)。所述BBB由毛细血管周围的紧密连接组成且保护脑 部以防止某些物质诸如离子的水平变化或防止感染。内皮细胞限制大分子诸如白蛋白的 扩散，而允许较小分子诸如〇2或C0 2的扩散。多柔比星诱导的生长停滞之后，驱动神经胶 质母细胞瘤细胞系细胞凋亡（Stan等，Anticancer Res. ,1999, 19, 941-950)。然而，因为 多柔比星是P-糖蛋白流出栗的底物，所以其缺乏穿过BBB的能力（Sardi等人，Cancer Chemother. Pharmacol.，2011，67, 1333-1340)。神经胶质瘤组织中的游离多柔比星浓度 低于有效水平且多柔比星对脑中生长的神经胶质母细胞瘤没有影响（Steiniger等，Int. J. Cancer, 2004, 109, 759-767 ;Von Holst, Acta Neurochirr·，1990, 104, 13-16)。因此，开 发允许药物递送穿过BBB的策略是最重要的。因此，仍高度需要将抗癌药物（诸如多柔比 星）转运至脑中的有效载体。
[0005] 发明概述
[0006] 本发明基于以下令人惊讶的观察结果：当静脉内施用时，治疗有效物质（例如 D0X0-EMCH)诱导肿瘤消退和显著增加患有脑肿瘤诸如例如多形性胶质母细胞瘤的的哺乳 动物的存活。
[0007] 本发明涉及用于治疗脑癌的方法，其包括向患者施用治疗有效物质，其中所述治 疗有效物质包含：
[0009] 或其药学上可接受的盐
[0010] 其中X是可在患者体内以pH依赖性方式水解裂解或酶促裂解的键。
[0011] 在一些实施方案中，部分X在患者体内裂解，由此释放细胞毒素剂。在一些实施方 案中，所述细胞毒素剂为蒽环霉素。在一些实施方案中，所述蒽环霉素选自：多柔比星、柔红 霉素、表柔比星、伊达比星、戊柔比星、啦柔比星、佐柔比星、阿柔比星、洋红霉素、米托蒽醌 和阿美蒽醌，或上述任一种的衍生物，或上述任一种的药学上可接受的盐。在一些实施方案 中，所述蒽环霉素是多柔比星或其药学上可接受的盐。在一些实施方案中，所述共价蛋白结 合基团选自：马来酰亚胺、卤代乙酰胺、卤代乙酸酯、吡啶基硫基、N-羟基琥珀酰亚胺酯、异 硫氰酸酯、二硫化物、乙烯基羰基、1-氮杂环丙烷和乙炔。在一些实施方案中，所述共价蛋白 结合基团是马来酰亚胺。在一些实施方案中，所述连接基包含有机分子残基，其含有至少一 个脂族碳链或具有1-12个碳原子的脂族碳环，所述1-12个碳原子中的一些可被杂原子或 芳族部分替换。在一些实施方案中，所述连接基包含至少一个具有1-12个碳原子的碳链。 在一些实施方案中，所述细胞毒素剂和连接基通过腙部分连接。在一些实施方案中，所述治 疗有效物质具有以下结构：
[0013] 在一些实施方案中，所述脑癌是原发性脑癌。在一些实施方案中，所述原发性脑癌 是神经胶质瘤、星形细胞瘤、少突神经胶质瘤、室管膜瘤、脑膜瘤、颅咽管瘤、生殖细胞瘤、松 果体细胞瘤、松果体母细胞瘤和多形性胶质母细胞瘤。在一些实施方案中，所述原发性脑 癌是多形性胶质母细胞瘤。在一些实施方案中，所述脑癌是继发性或转移性癌症。在一些 实施方案中，所述继发性或转移性癌症选自膀胱癌、乳腺癌、肺癌、胃癌、子宫内膜癌、卵巢 癌、胰腺癌、胰腺管腺癌、肾上腺皮质癌、非霍奇金氏淋巴瘤、多发性骨髓瘤、白血病、卡波西 氏肉瘤、尤因氏肉瘤、软组织肉瘤、肾母细胞瘤、前列腺癌、肝癌、骨癌、软骨肉瘤、肾癌、膀胱 癌、甲状腺癌和胃癌。在一些实施方案中，所述癌症是替莫唑胺耐药性癌症。在一些实施方 案中，所述替莫唑胺耐药性癌症是替莫唑胺耐药性多形性胶质母细胞瘤。
[0014] 在一些实施方案中，所述治疗有效物质与所述抗癌剂组合施用。在一些实施方案 中，所述抗癌剂选自多柔比星、顺铂、卡铂、紫杉醇、多西他赛、替莫唑胺、亚硝基脲、硼替佐 米、吉西他滨、依托泊苷、托泊替康或其药学上可接受的盐。
[0015] 施用后，治疗有效物质借助蛋白结合分子共价结合至体液成分或组织成分，由此 生成细胞毒素剂的转运形式，该转运形式可在体内以pH依赖性方式水解裂解或酶促裂解 而释放细胞毒素剂。由于其蛋白结合特性，所以可注射药物制剂由决定性改变和改善细胞 毒素剂的药代动力学性质的治疗有效物质获得。当本发明的治疗有效物质与体液相互作用 时，其共价结合至体液或组织成分，优选结合至血清蛋白，更优选结合至血清白蛋白，以便 产生将细胞毒素剂转运至目标位点和/或以计量形式释放细胞毒素剂的大分子前药。
[0016] 在一些实施方案中，所述脑癌是原发性脑肿瘤。在一些实施方案中，所述原发性 脑肿瘤是多形性胶质母细胞瘤。在其它实施方案中，脑癌是转移性脑肿瘤。在一些实施方 案中，所述转移性肿瘤选自包括、但不限于以下的癌症：乳腺癌、肺癌、胃癌、子宫内膜癌、卵 巢癌、胰腺癌、胰腺管腺癌、肾上腺皮质癌、非霍奇金氏淋巴瘤、多发性骨髓瘤、白血病、卡波 西氏肉瘤、尤因氏肉瘤、软组织肉瘤、肾生殖细胞瘤、神经胶质母细胞瘤、前列腺癌、肝癌、骨 癌、软骨肉瘤、肾癌、膀胱癌、甲状腺癌和胃癌。在一些实施方案中，所述肿瘤是替莫唑胺耐 药性肿瘤。在一些实施方案中，所述替莫唑胺耐药性肿瘤是替莫唑胺耐药性多形性胶质母 细胞瘤。
[0017] 在一些实施方案中，所述治疗有效物质用于制备用于治疗脑癌诸如例如多形性胶 质母细胞瘤的药物。在一些实施方案中，本发明提供用于治疗患者中的脑癌的治疗有效物 质。在一些实施方案中，本发明提供用于治疗患者中的多形性胶质母细胞瘤的治疗有效物 质。在一些实施方案中，本发明提供用于治疗患者中的脑癌的治疗有效物质。在一些实施 方案中，本发明提供用于治疗患者中的脑癌的治疗有效物质。
[0018] 附图简述
[0019] 图1显示在鼠模型中aldoxorubicin降低多形性胶质母细胞瘤（GBM)肿瘤 负荷。在第〇天，雌性Balb/C(nu/nu)小鼠颅内植入5x 105个萤火虫荧光素酶标记的 U87MG(U87-luc)神经胶质瘤细胞。12天后，组C中的对照小鼠（1-8)接受药物媒介物的尾 静脉注射，而处理组D中的小鼠（9-16)用120 μ g/注射的多柔比星（基于20g体重）注射， 且处理组A中的小鼠（17-24)接受480 μ g/注射的aldoxorubicin。19天后重复用多柔比 星注射，且19和26天后重复用aldoxorubicin注射。在肿瘤细胞植入8、16、22、27、34和 41天后，进行脑肿瘤的生物发光成像，且在各图像中显示为光子数/sec/cmVsr的函数（辐 射单位光子数/seC/Cm2/sr是每秒离开一平方厘米组织且辐射至一立体弧度（sr)的立体 角中的光子数目）。肿瘤负荷通过如所示的比色标度显示，其中突出区域表示最大信号强度 (最尚肿瘤负荷）。十指不动物的死亡。
[0020] 图2显示对照组（C)和多柔比星处理组⑶和aldoxorubicin处理组（A)中的小 鼠的散布图，其显示获得自图1中所示图像的表示为辐照函数（光子数/seC/Cm2/ sr)的肿 瘤大小之间的关系。细胞植入8天后对照组和处理组之间不存在平均肿瘤大小的相对差异 (p>0. 05)(比较图A、B和C)。植入后22天观察到对照组和aldoxorubicin组（但非多柔 比星组）之间存在差异（P = 0. 005 ;由星号显示，图2D)。在aldoxorubicin组中，在8天 和22天之间，肿瘤生长没有相对差异（p>0. 05)(图2C)。然而，在多柔比星组中，观察到在 8天和22天之间的肿瘤生长的相对差异（p〈0. 05)(图2B)，表明肿瘤生长被aldoxorubicin 而非多柔比星抑制。
[0021] 图3显示具有GBM的小鼠的根据研究天数的Kaplan-Meier存活曲线。接受 aldoxorubicin处理的小鼠 （η = 8 ;实线（d))比接受媒介物（标记（c)的虚线）或多柔比 星（标记（d)的虚线）的小鼠存活更长时间（p彡.0001)。媒介物处理和多柔比星处理的 小鼠之间的存活曲线不存在差异（P = 0. 949)。如本文所述，静脉内施用aldoxorubicin，总 共注射六次（即，细胞植入后12、19、26、42、50和56天）。所有剂量均为32mg/kg/注射的 最大耐受剂量（MTD)的~75%，除了细胞植入50天后给予的剂量是MTD的50%。以8mg/ kg/注射的MTD的~75%施用多柔比星，总共注射两次（即，在细胞植入后12和19天）。
[0022] 图4显示在向具有颅内GBM肿瘤的小鼠静脉内施用24mg/kg剂量（最大耐受剂量 的75% )后，各种组织中的aldoxorubicin的浓度-时间曲线。线条表示获得自在各时间 点取样的三个小鼠的平均数据（ng的aldoxorubicin/ml血衆或组织提取物）。条指示土 标准偏差。脑中的aldoxorubicin浓度表示获得自具有肿瘤的小鼠的总脑组织的值。
[0023] 图5显不颜内植入小鼠中的GBM肿瘤中的焚光素酶表达量。含有焚光素酶基 因的