專利名稱：化學(xué)改性的小分子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供化學(xué)改性的小分子及相關(guān)方法，經(jīng)化學(xué)改性的小分子與沒有經(jīng)過化學(xué)改性的小分子相比具有一定的優(yōu)勢。本文描述的化學(xué)改性小分子是有關(guān)于和/或應(yīng)用于藥物發(fā)現(xiàn)、藥物治療、生理學(xué)、有機化學(xué)、聚合物化學(xué)及其它的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，使用蛋白質(zhì)作為活性劑有了發(fā)展，原因是識別、分離、提純蛋白質(zhì)及/或通過重組生產(chǎn)蛋白質(zhì)的技術(shù)有了改進；隨著蛋白質(zhì)組學(xué)的出現(xiàn)，人們對蛋白質(zhì)在生物活體內(nèi)的作用有了更多的認識；以及化學(xué)改性蛋白質(zhì)的制劑、藥物釋放載體以及增強其藥物代謝動力或藥效屬性的方法有了改善。在改善蛋白質(zhì)的化學(xué)改性方法上，采用了聚合物，例如聚(乙二醇)或PEG與蛋白質(zhì)共價結(jié)合的方法來提高循環(huán)半衰期，降低免疫原性，及/或減少蛋白水解降解。PEG與蛋白質(zhì)或其它活性劑共價結(jié)合的方法通常稱為聚乙二醇化。與PEG共價結(jié)合得到改性的注射用蛋白質(zhì)，一般是通過與分子量較高(通常在約5,000至約40,000道爾頓)的PEG聚合物結(jié)合進行改性的。為了提高藥物效用而對較大的分子進行改性，這或許是聚乙二醇化最常見的應(yīng)用之一。聚乙二醇化也在有限的程度上用來提高水溶性較差的小分子藥物的生物利用度和使配制簡易化。例如，水溶性聚合物，例如PEG與青蒿酸共價結(jié)合物的水溶性得到提高。參見美國第6,461,603號專利。類似地，PEG與三唑基化合物(例如三甲密醇)通過共價結(jié)合，后者的水溶性和化學(xué)穩(wěn)定性得以提高。參見國際專利公告WO 02/043772。PEG與二吲哚基馬來酰亞胺的共價結(jié)合被用于提高此類化合物因低水溶性而較差的生物利用度。參見國際專利公告WO 03/037384。為了提高水溶性而與小分子藥物結(jié)合的PEG鏈大小一般在約500道爾頓至約5000道爾頓之間，具體取決于小分子藥物的分子量?；钚詣┛赏ㄟ^若干種途徑之一給藥，包括注射、口服、吸入、經(jīng)鼻和經(jīng)皮。由于口服的簡易性，口服成為最優(yōu)選的給藥途徑之一?？诜切》肿铀幬?即非蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的藥物)的最常見給藥方法，不但方便，而且與其它給藥方法相比，患者往往更愿意依從。不幸的是，許多小分子藥物具有一些屬性(例如口服生物利用度低)，使得口服不可行。溶解和通過各種生物膜選擇性擴散所要求的小分子藥物屬性往往直接與最佳目標(biāo)吸附和服用所要求的小分子藥物屬性相沖突。限制小分子藥物進入某些器官或組織的主要生物膜是與某些生理屏障(如血腦屏障、血胎盤屏障和血睪丸屏障)相關(guān)的膜。血腦屏障保護大腦，防止大多數(shù)毒素的侵入。稱為星細胞的專門細胞具有許多小支脈，這些支脈構(gòu)成毛細管內(nèi)皮與大腦神經(jīng)細胞之間的屏障。星細胞壁上的脂質(zhì)以及相鄰內(nèi)皮細胞之間非常緊密的接合限制了水溶性分子的通行。盡管血腦屏障允許基本營養(yǎng)物質(zhì)通行，但屏障有效地切斷了一些外來物質(zhì)的通行，能夠降低其它物質(zhì)進入腦組織的比例。胎盤屏障保護正在發(fā)育的、敏感的胎兒，防止母體循環(huán)中可能存在的毒素的侵入。這種屏障由胎盤內(nèi)母體循環(huán)脈管和胎兒循環(huán)脈管之間的多個細胞層組成。細胞膜上的脂質(zhì)限制了水溶性毒素的擴散。其它物質(zhì)，如營養(yǎng)素、氣體和發(fā)育中的胎兒產(chǎn)生的廢物，卻可以通過胎盤屏障。和血腦屏障一樣，胎盤屏障雖然并非完全不能穿透，卻能有效地降低了許多毒素由母體向胎兒擴散。對于許多口服的藥物，滲透穿過某些生物膜(如血腦屏障或血胎盤屏障)是應(yīng)該極力防止的，因為這可能導(dǎo)致嚴重的副作用，如神經(jīng)中毒、失眠、頭痛、精神錯亂、惡夢或胎兒畸形。這些副作用，嚴重時，會中斷藥物的發(fā)展，出現(xiàn)我們要防止的大腦或胎盤吸收。因此，需要新的給藥方法，不但可有效地給患者用藥，尤其小分子藥物，而且還能減少小分子藥物的不良性和常常有毒的副作用。具體而言，需要改進給藥方法，能夠在良好口服生物利用度、生物活性和藥物代謝動力特征之間找到一個最佳的平衡。本發(fā)明正好滿足這一點和其它需求。
發(fā)明概述本發(fā)明依據(jù)的基礎(chǔ)是具有獨特性(如較低的生物膜穿透率)的化學(xué)改性小分子藥物的開發(fā)和發(fā)現(xiàn)，以及這些藥物的制備和給藥方法。一方面，本發(fā)明提供了包含單分散或雙峰軛合的組合物，每種軛合物均包含從通過穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)與水溶性低聚物共價結(jié)合的小分子藥物上得到的一部分。低聚物優(yōu)選地取自單分散(即，單分子)或雙峰、甚至是三峰或四峰組合物。由單分散低聚物組合物配制而成的軛合物稱單分散軛合物，由雙峰低聚物組合物配制而成的軛合物稱為雙峰軛合物，依此類推。有利的是，水溶性的低聚物，當(dāng)與小分子藥物結(jié)合時，能有效地降低穿過某些生物膜(例如與血腦屏障或血胎盤屏障相關(guān)的膜)的能力。在一項或多項具體實施方案中，提供了一個軛合物，其表現(xiàn)出的生物膜穿透率較未與水溶性低聚物結(jié)合的小分子藥物低。軛合物一般可以描述為具有O-X-D結(jié)構(gòu)，其中O對應(yīng)水溶性低聚物，X對應(yīng)穩(wěn)定的鍵聯(lián)結(jié)，D對應(yīng)從小分子藥物上得到的一部分。在一項或多項具體實施方案中，小分子藥物是口服可生物利用的。此外，軛合物也具有口服生物利用度。在小分子藥物和相應(yīng)的小分子藥物-低聚物軛合物二者均可生物利用的情況下，優(yōu)選地，軛合物具有的口服生物利用度至少是未軛合形態(tài)小分子藥物的口服生物利用度的10％。與未軛合形態(tài)小分子藥物相比，軛合物保持的口服生物利用度所占的典型比例包括至少約為20％；至少約為30％；至少約為40％；至少約為50％；至少約為60％；至少約為70％；至少約為80％；至少約為90％。在一項或多項具體實施方案中，與未軛合形態(tài)小分子藥物相比，軛合物用藥表現(xiàn)出首過代謝降低。因而，本發(fā)明提供了降低活性劑新陳代謝的方法(除其他以外)，該方法包含以下步驟提供單分散或雙峰軛合物，每種軛合物包含從通過穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)與水溶性低聚物共價結(jié)合的小分子藥物上得到的一部分，其中該軛合物表現(xiàn)出的新陳代謝率較未與水溶性低聚物結(jié)合的小分子藥物低；以及給患者使用所述軛合物。制備軛合物時使用的水溶性低聚物可以不同，本發(fā)明在這方面不受到特別的限制。典型的低聚物包括含有單體的低聚物，這些單體選自由下列組成的組環(huán)氧烷烴、烯醇、乙烯吡咯烷酮、羥烷基甲基丙烯酰胺、羥烷基甲基丙烯酸鹽、糖類、α羥基酸、磷腈、_唑啉、氨基酸、單糖和N-丙烯酰嗎啉。在一項或多項優(yōu)選的具體實施方案中，所述水溶性低聚物包括環(huán)氧乙烷單體。本文描述的軛合物的低聚物成分包括序列結(jié)合的各個單體。典型的低聚物可包含多個序列重復(fù)的單體，單體數(shù)量符合下列范圍中的一個或多個1-25；1-20；1-15；1-12；1-10；及2-9。低聚物可以具有多個對應(yīng)下列任一個值的單體1；2；3；4；5；6；7；8；9；10；11；及12。本文描述的軛合物的低聚物成分可以具有各種幾何形狀、結(jié)構(gòu)和特征。非限制性例子包括直線和分枝狀低聚物結(jié)構(gòu)。在一項或多項具體實施方案中，本文描述的每一種軛合物均具有單個與從小分子藥物上得到的單個部分共價結(jié)合的水溶性低聚物。即，低聚物與從小分子藥物上得到的部分之比為1∶1。但是，在一項或多項具體實施方案中，軛合物可能具有1、2或3個與從小分子藥物上得到的部分共價結(jié)合的低聚物。盡管優(yōu)選為共價鍵聯(lián)結(jié)(通過一個或多個原子)，但連接水溶性低聚物和從小分子藥物上得到的部分的鍵聯(lián)結(jié)可以是結(jié)合分子的任何合適的鍵聯(lián)結(jié)。水溶性低聚物和小分子藥物之間的合適的共價鍵聯(lián)結(jié)包括但不限于下列醚；酰胺；氨基甲酸乙酯；胺；硫醚及碳-碳鍵。本文描述的組合物可以只包含單種的軛合物，或者包含兩種、三種、四種或更多種不同的軛合物。例如，組合物可以包含單種的軛合物，而其它軛合物種類(例如在分子量、分子結(jié)構(gòu)等方面不同的軛合物種類)實質(zhì)上不存在。此外，本文描述的合成物也可以包含，例如，兩種混合在一起的不同的軛合物，其特征為(a)從小分子藥物上得到的相同部分存在于組合物內(nèi)的所有軛合物中，及(b)一種軛合物的低聚物大小不同于其它種類軛合物的低聚物大小。對于那些包含具有不同種類軛合物的混合物的組合物，每一種類將以已知的明確數(shù)量存在于組合物中。盡管任一特定組合物內(nèi)的軛合物種類在上述低聚物大小方面可以有所不同，但軛合物種類的不同也可基于低聚物類型、從小分子藥物上得到的部分、軛合物的立體異構(gòu)體等等。在另一方面，本發(fā)明提供了一種本文描述的此組合物的給藥方法。這方面的方法包括給與含有單分散或雙峰軛合物的組合物的步驟，每一種軛合物包含從通過穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)與水溶性低聚物共價結(jié)合的小分子藥物上得到的部分，其中，軛合物表現(xiàn)出的生物膜穿透率比未與水溶性低聚物結(jié)合的小分子藥物低。方便地，給藥步驟可以選自若干給藥方法中的任意一種，包括例如由下列方法組成的組口服、經(jīng)皮、口腔含化給藥、經(jīng)粘膜給藥、陰道給藥、直腸給藥、腸胃外投藥和肺部給藥。在又另一方面，本發(fā)明提供了一種優(yōu)化小分子藥物的選擇性生物膜穿透的方法。在這方面的方法包括，通過穩(wěn)定的鍵聯(lián)結(jié)共價鍵，將源自單分散或雙峰低聚物組合物的低聚物共價結(jié)合到小分子藥物上的步驟，由此形成一種軛合物，其表現(xiàn)出的生物膜穿透率低于軛合前小分子藥物的生物膜穿透率。在又另一方面，本發(fā)明提供了一種優(yōu)化降低小分子藥物穿透生物膜的方法，該方法包括下列步驟(a)制備一系列的單分散或雙峰軛合物，系列中的每一種軛合物包含從通過穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)與水溶性低聚物共價結(jié)合的小分子藥物上得到的部分，其中，系列中的每一種軛合物只在低聚物大小上有所不同，低聚物大小按低聚物內(nèi)單體數(shù)量計；(b)表征步驟(a)中制備的每一種軛合物，達到軛合物不會穿透生物膜的最高程度；及(c)基于(b)的結(jié)果，找到步驟(a)中制備的一系列軛合物中具有最佳生物膜穿透率降低的軛合物。本發(fā)明亦提供一種制備軛合物的方法，該方法包括將取自單分散或雙峰低聚物組合物的水溶性低聚物與小分子藥物共價結(jié)合的步驟。依此方法制成一種軛合物，其包含連接低聚物和從小分子藥物上得到的部分的穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)。提供軛合物的一個典型方法包括，在一個或多個合成步驟中，將源自單分散或多分子低聚物組合物的水溶性低聚物，其中，低聚物有一個反應(yīng)性基A，與包含一個適合與A反應(yīng)的反應(yīng)性基B的小分子藥物起反應(yīng)的步驟，反應(yīng)條件為可以有效地形成一個由A和B反應(yīng)而得的水解穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)，由此形成一種小分子藥物-水溶性低聚物的軛合物。在制備軛合物的方法產(chǎn)生一種異構(gòu)體(或其它軛合物種類)的混合物的范圍內(nèi)，可以執(zhí)行分離異構(gòu)體(或其它軛合物種類)以獲取單個軛合物異構(gòu)體(或軛合物種類)的附加步驟?？蛇x地，對于任何兩個或多個組合物，其中每一個組合物具有單個軛合物異構(gòu)體(或軛合物種類)，可以執(zhí)行兩個或多個單獨組合物相結(jié)合的步驟，以提供一種組合物，其具有數(shù)量已知、明確的每一種軛合物異構(gòu)體(或軛合物種類)。本發(fā)明亦提供了一種制備單分散水溶性低聚物例如低聚(環(huán)氧乙烷)的方法。該方法包括使具有(m)個單體的鹵端基低聚(環(huán)氧乙烷)與具有(n)個單體的羥端基低聚(環(huán)氧乙烷)相反應(yīng)的步驟，反應(yīng)條件為可以有效地置換鹵基，以形成具有(m)+(n)個單體亞單元(OEGm+n)的低聚(環(huán)氧乙烷)，其中(m)和(n)分別位于1-10的范圍內(nèi)。盡管并非必要，但(m)的范圍優(yōu)選為2-6(更優(yōu)選為1-3)以及(n)的范圍優(yōu)選為2-6。制備單分散水溶性低聚物的方法一般在有適合將羥端基低聚(環(huán)氧乙烷)的羥基轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的醇鹽的強堿例如鈉、鉀、氫化鈉、氫化鉀、甲醇鈉、甲醇鉀、叔丁醇鈉或叔丁醇鉀的存在下進行的。關(guān)于與鹵端基低聚(環(huán)氧乙烷)(或其它鹵端基低聚物)相關(guān)的鹵素(或鹵素基)，鹵素典型地選自氯、溴和碘。此外，鹵端基低聚(環(huán)氧乙烷)的封端一般例如是甲基或乙基，以提供相應(yīng)的甲基或乙基醚端。優(yōu)選的鹵端基低聚(環(huán)氧乙烷)為H3CO-(CH2CH2O)m-Br，其中(m)的定義如上。關(guān)于羥端基低聚(環(huán)氧乙烷)，此類羥端基低聚(環(huán)氧乙烷)對應(yīng)結(jié)構(gòu)HO-(CH2CH2O)n-H，其中(n)的定義如上。制備單分散水溶性低聚物的方法也可以包含以下步驟，即將OEGm+n的終端羥基轉(zhuǎn)變?yōu)辂u基，以形成OEGm+n-X，其中X為鹵基。上述步驟之后，可以進行OEGm+n-X與具有(n)個單體的羥端基低聚(環(huán)氧乙烷)的反應(yīng)，反應(yīng)條件為可以有效地置換鹵基，由此形成具有(m)+2(n)個單體亞單元(OEGm+n)的低聚(環(huán)氧乙烷)，(m)和(n)的范圍如上所述?？蛇x地，以上步驟可以重復(fù)，直至獲得具有理想的離散單體數(shù)量的單分散低聚(環(huán)氧乙烷)。本發(fā)明亦提供了一種使用上述方法制備的單分散低聚(環(huán)氧乙烷)組合物來制備軛合物的方法。盡管上述環(huán)氧乙烷的單分散低聚物的優(yōu)選用于制備本發(fā)明的軛合物，但其也可用來與若干活性劑或表面的任一種結(jié)合。與按上述方法制備的單分散低聚(環(huán)氧乙烷)結(jié)合的優(yōu)選生物活性劑包括小分子治療劑、診斷劑、染料、成像劑、靶向劑、表面活性劑、潤膚劑、藥用化妝品、營養(yǎng)補充食品等等。當(dāng)與下文詳細說明結(jié)合閱讀時，本發(fā)明的這些或其它對象、方面、具體實施方案和特征將更明顯。
附圖簡要說明

圖1是給Sprague Dawley大鼠使用13-cis視黃酸(簡稱“13-cis-RA”)及其典型的小PEG軛合物(PEG3-13-cis維胺脂(retinamide)，“PEG3-13-cis RA”；PEG5-13-cis維胺脂，″PEG5-13-cis RA；PEG7-13-cis維胺脂，″PEG7-13-cis RA；及PEG11-13-cis維胺脂，“PEG11-13-cis RA”)后血漿濃度隨時間的變化圖。詳細說明見例7。圖2是給Sprague Dawley大鼠使用6-納洛酮(naloxol)及其典型的小PEG軛合物(3-基體、5-基體、7-基體)后血漿濃度隨時間的變化圖。詳細說明見例7。圖3描繪PEG鏈長對各種PEG-13-cis-RA軛合物和13-cis-RA在Sprague-Dawley大鼠腸內(nèi)輸送(作為口服生物利用度的一個指標(biāo))的影響。圖4描繪不同大小的PEG-基體的共價結(jié)合對13-cis-RA和各種PEG-13-cis-RA軛合物的血腦屏障輸送的影響。圖5描繪不同大小的PEG-基體的共價結(jié)合對納洛酮和PEGn-Nal的腸內(nèi)輸送(作為口服生物利用度的一個指標(biāo))的影響。圖6顯示不同大小的PEG-基體的共價結(jié)合對納洛酮和PEGn-Nal的血腦屏障輸送的影響。圖7描繪在口腔強飼后納洛酮和PEGn-Nal在大鼠體內(nèi)的藥物動力學(xué)。圖8和圖9描繪不同大小的PEG-基體的共價結(jié)合對納洛酮代謝物和PEGn-Nal代謝物水平的影響。圖10是從商業(yè)供應(yīng)源(Sigma-Aldricn)處獲得的甲氧基-PEG-350的質(zhì)譜。通過分析可見，盡管該試劑作為具有分子量350的甲氧基-PEG出售，但該試劑其實是9種不同的PEG低聚物的混合物，其單體亞單元的數(shù)量在大約7至大約15的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的詳細說明必須注意的是，除非上下文清楚地顯示出其僅為單數(shù)，否則本說明書中的單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)對象。在描述本發(fā)明和提出權(quán)利要求時，下列術(shù)語的使用依照以下說明的定義“水溶性低聚物“中的“水溶性”是指，在室溫下，低聚物至少35％(按重量計)可溶于水，優(yōu)選為95％以上可溶于水。典型地，未經(jīng)過濾的“水溶性”低聚物水溶性制劑傳輸?shù)墓饬恐辽偈峭蝗芤哼^濾后傳輸?shù)墓饬康?5％，更優(yōu)選為95％以上。以重量為基礎(chǔ)，“水溶性”低聚物優(yōu)選為至少35％(按重量計)可溶于水為宜，更優(yōu)選為至少50％(按重量計)可溶于水，進而更優(yōu)選為至少70％(按重量計)可溶于水，再而更優(yōu)選為至少85％(按重量計)可溶于水。但是，最優(yōu)選為水溶性低聚物至少95％(按重量計)可溶于水或完全可溶于水。術(shù)語“單體”、“單體的亞單元”和“單體單元”在本文中可以交換使用，均指聚合體或低聚物的基本結(jié)構(gòu)單元之一。若是同質(zhì)低聚物，單體單元定義為低聚物的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元。若是聯(lián)合低聚物，將單體單元定義為通過低聚化形成低聚物的單體殘基更有用，因為結(jié)構(gòu)重復(fù)單元可以包括不止一種單體單元類型。本發(fā)明的優(yōu)選低聚物是同質(zhì)低聚物?！暗途畚铩笔蔷哂屑s1-約30個單體的分子。低聚物的結(jié)構(gòu)可以不同。在本發(fā)明中使用的特定低聚物包括那些具有各種幾何形狀(如直線狀、分枝狀或分叉狀)的低聚物，下文將更詳細地說明。在本文中，“PEG”或“聚乙二醇”為包含所有水溶性聚(環(huán)氧乙烷)。除非另有說明，“PEG低聚物”或低聚乙二醇是其中所有單體亞單元均為環(huán)氧乙烷亞單元的一種。典型地，幾乎所有或全部單體亞單元都是環(huán)氧乙烷亞單元，盡管低聚物可能含有不同的封端部分或功能團，例如，用于軛合。典型地，在本發(fā)明使用的PEG低聚物將包含下列兩種結(jié)構(gòu)的一種″-(CH2CH2O)n-″或″-(CH2CH2O)n-1CH2CH2-″，取決于終端氧是否被置換，例如，在合成轉(zhuǎn)換期間。如上所述，對于本發(fā)明的PEG低聚物，變量(n)的范圍為1-30，且終端基和整體PEG的結(jié)構(gòu)可以有所差異。當(dāng)PEG進一步包含功能團A，用以連接到例如小分子藥物時，在與PEG低聚物共價結(jié)合時，功能團不會導(dǎo)致形成(i)氧-氧鍵(-O-O-，過氧化物鍵聯(lián)結(jié))，或(ii)氮-氧鍵(N-O、O-N)?！胺舛嘶币话闶墙Y(jié)合到PEG低聚物終端氧的非反應(yīng)性含碳基。為了本發(fā)明的目的，優(yōu)選的封端基具有相對較低的分子量，例如甲基或乙基。封端基亦可包含可檢出的標(biāo)記物。這類標(biāo)記物包括但不限于熒光劑、化學(xué)發(fā)光劑、酶標(biāo)記成分、比色標(biāo)記物(如染料)、金屬離子和放射性成分?！胺种Φ摹痹谥傅途畚锏膸缀涡螤罨蛘w結(jié)構(gòu)時，系指低聚物具有兩個或多個從分枝點上伸出的聚合體“臂”?！胺植娴摹痹谥傅途畚锏膸缀涡螤罨蛘w結(jié)構(gòu)時，系指低聚物具有兩個或多個從分枝點上(典型情況為通過一個或多個原子)伸出的功能團?！胺种c”系指包含一個或多個原子的分岔點，低聚物在該點上由線性結(jié)構(gòu)分枝或分叉為一個或多個另外的臂。術(shù)語“反應(yīng)性”或“活性的”系指功能團在有機合成的傳統(tǒng)條件下很容易或以可行的速度起反應(yīng)。這是相對于那些不起反應(yīng)或需要很強的催化劑或不切實際的反應(yīng)條件才能起反應(yīng)的基團(即，“非反應(yīng)性”或“惰性”基團)而言。“不易起反應(yīng)的”在指反應(yīng)混合物中分子上存在的功能團時，表示功能團處于能夠有效地在反應(yīng)混合物中產(chǎn)生希望的反應(yīng)的條件下基本保持不變?！氨Ｗo基”是防止或阻止一個分子中具有化學(xué)反應(yīng)性的特定功能團在一定反應(yīng)條件下起反應(yīng)的部分。根據(jù)受保護的化學(xué)反應(yīng)基和待采用的反應(yīng)條件，以及分子中是否存在其它反應(yīng)基或保護基，保護基可有所差異。舉例而言，可能受保護的功能團包括羧酸基、氨基、羥基、硫醇基、羰基等等。對于羧酸，其代表性保護基包括酯(如p-甲氧基芐酯)、酰胺和酰肼；對于氨基為氨基甲酸鹽(如叔丁基氧基羰基)和酰胺；對于羥基為醚和酯；對于硫醇基為硫醚和硫酯；對于碳?；鶠榭s醛和酮縮醇；等等。這些保護基已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉，并且在例如T.W.Greene和G.M.Wuts所著的《有機合成中的保護基》(第三版，紐約Wiley，1999年印刷)及其引用的參考文獻中已有描述。處于“受保護形態(tài)”的功能團系指具有保護基的功能團。在本文中，“功能團”一詞或其任何同義詞包含功能團的受保護狀態(tài)。“生理可分裂”或“可水解”或“可降解”鍵是在生理條件下會與水起反應(yīng)(即水解)的相對不穩(wěn)定的鍵。鍵在水中分解的傾向不但取決于連接兩個中心原子的鍵聯(lián)結(jié)類型，也取決于與這些中心原子結(jié)合的取代基。適當(dāng)水解地不穩(wěn)定或不牢固的鍵聯(lián)結(jié)包括但不限于羧酸酯、磷酸酯、酐、縮醛、酮縮醇、酰氧烷基醚、亞胺、原酸酯、肽、低核苷酸、硫代酸酯、硫羥酸酯和碳酸酯?！懊附到怄I聯(lián)結(jié)”系指可以由一個或多個酶降解的鍵聯(lián)結(jié)?！八夥€(wěn)定”鍵聯(lián)結(jié)或鍵系指，一個化學(xué)鍵，典型為共價鍵，在水中非常穩(wěn)定，也就是說，在生理條件下長時間不會發(fā)生任何可察覺程度的水解。水解穩(wěn)定鍵的例子包括但不限于碳-碳鍵(如，在脂族鏈中)、醚、酰胺、氨基甲酸乙酯、胺等等。一般而言，水解穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)是指在生理條件下表現(xiàn)出低于約1-2％每天的水解速率的鍵聯(lián)結(jié)。代表性化學(xué)鍵的水解速率可以在多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)教科書中找到。“實質(zhì)上”或“基本上”系指，接近全部或完全，例如是給定量的95％或以上，更優(yōu)選為97％或以上，進而更優(yōu)選為98％或以上，再進而更優(yōu)選為99％或以上，又進而更優(yōu)選為99.9％或以上，最優(yōu)選為99.99％或以上。“單分散”系指低聚物組合物，其中，組合物中的幾乎所有低聚物均具有明確的單一(即相同的)分子量和明確數(shù)量的單體，分子量和數(shù)量由色譜或質(zhì)譜測定。單分散低聚物組合物在某種意義上是純的，即，實質(zhì)上具有單一可明確的單體數(shù)量(為一個整數(shù))，而不是大規(guī)模分布。本發(fā)明的單分散低聚物組合物具有1.0005或更低的MW/Mn值，MW/Mn值更優(yōu)選為1.0000。進一步而言，包含單分散軛合物的組合物系指，組合物中所有軛合物的實質(zhì)上所有低聚物均具有單一可明確的單體數(shù)量(為一個整數(shù))，而不是大規(guī)模分布，并且若低聚物未與從小分子藥物上得到的部分結(jié)合，則具有1.0005或更低的MW/Mn值，，MW/Mn值更優(yōu)選為1.0000。但是，包含單分散軛合物的組合物可包括一個或多個非軛合物質(zhì)，如溶劑、試劑、賦形劑等等?！半p峰”在指低聚物組合物時，系指具有下列特征的低聚物組合物，其內(nèi)實質(zhì)上所有低聚物均具有兩個可明確的、不同的單體數(shù)量(為整數(shù))中的一個，而不是大規(guī)模分布，且分子量分布作為一個分數(shù)相對于分子量作圖時，呈兩個單獨可辨的峰。對本文描述的雙峰低聚物組合物，盡管兩個峰的大小可能不同，但優(yōu)選每個峰對稱分布在各自均值的兩邊。雙峰分布中每個峰的多分散性指數(shù)Mw/Mn的較理想值為1.01或更低，更優(yōu)選為1.001或更低，進而更優(yōu)選為1.0005或更低，而MW/Mn的最優(yōu)選值為1.0000。進一步而言，包含雙峰軛合物的組合物系指，組合物中所有軛合物的實質(zhì)上所有低聚物均具有兩個可明確的、不同的單體數(shù)量(為整數(shù))中的一個，而不是大規(guī)模分布，并且若低聚物未與從小分子藥物上得到的部分相結(jié)合，則具有1.01或更低的MW/Mn值，更優(yōu)選的值為1.001或更低，進而更優(yōu)選的值為1.0005或更低，而最優(yōu)選的MW/Mn值為1.0000。但是，包含雙峰軛合物的組合物可以包括一個或多個非軛合物質(zhì)，例如溶劑、試劑、賦形劑等等。在本文中廣泛使用的“小分子藥物”系指分子量一般低于約1000的有機、無機或有機金屬化合物。本發(fā)明的小分子藥物包含分子量小于約1000的寡肽和其它生物分子。“從小分子藥物上得到的部分”和“小分子藥物部分”在本文中可以互換使用，系指來源小分子藥物(或其活性的或化學(xué)改性的狀態(tài))中直到其與本發(fā)明的低聚物共價結(jié)合而產(chǎn)生的鍵聯(lián)結(jié)共價鍵的那一部分或殘余?！吧锬ぁ笔亲璧K至少一些異型生物質(zhì)或其它不良物質(zhì)通行的屏障的任何膜，一般由專門細胞或組織組成。在本文中使用的“生物膜”包括與生理保護屏障相關(guān)的膜，例如，包括血腦屏障；血腦脊髓液屏障；血胎盤屏障；血奶屏障；血睪丸屏障；和粘膜屏障，包括陰道粘膜、尿道粘膜、肛門粘膜、頰粘膜、舌下粘膜、直腸粘膜等。除非上下文另有明確說明，術(shù)語“生物膜”不包括與中間胃腸道(例如胃和小腸)有關(guān)的膜。在本文中，“生物膜穿透率”提供了衡量化合物穿透生物屏障(如血腦屏障，BBB)能力的方法。評估分子穿透任何特定生物膜的輸送能力可以采用多種方法。評估與任何特定生物屏障(例如血腦脊髓液屏障、血胎盤屏障、血奶屏障、腸內(nèi)屏障等)有關(guān)的生物膜穿透比率的方法已為人們所知，并在本文和/或相關(guān)的文獻中有描述，和/或可以由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員確定。根據(jù)本發(fā)明的“穿透血腦屏障”化合物，是一種利用本文描述的方法以大于阿替洛爾的比率穿透BBB的化合物。在本發(fā)明中，“降低的新陳代謝率”系指，同未與水溶性低聚物結(jié)合的小分子藥物(即，小分子藥物本身)或一種標(biāo)準(zhǔn)參照物的新陳代謝率相比，水溶性低聚物與小分子藥物的軛合物的新陳代謝率明顯降低。在“降低的首過代謝率”的特殊情況下，除了口服小分子藥物(或標(biāo)準(zhǔn)參照物)和相應(yīng)的軛合物的情況外，要求要有同樣的“較低的新陳代謝率”?？诜乃幬锿ㄟ^胃腸道吸收到門脈循環(huán)，在到達體循環(huán)之前必須先通過肝臟。由于肝臟是藥物新陳代謝或生物轉(zhuǎn)化的主要部位，藥物的實質(zhì)部分可以在到達體循環(huán)之前在這個部位上被代謝。首過代謝的程度和因此其任何降低，可以用多種不同的方法進行衡量。例如，可以按固定的間隔時間采集動物血液樣本，通過液體色譜/質(zhì)譜分析血漿或血清，了解代謝物水平。衡量與首過代謝和其它代謝過程有關(guān)的“降低的新陳代謝率”的其它方法已為人們所知，并在本文和/或相關(guān)的文獻中有描述，和/或可以由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員進行確定。優(yōu)選地，本發(fā)明的軛合物可以提供降低的新陳代謝率降低，其滿足下列值中的至少一個至少約5％，至少約10％，至少約15％；至少約20％；至少約25％；至少約30％；至少約40％；至少約50％；至少約60％；至少約70％；至少約80％；及至少約90％。具有“口服生物利用度”的化合物(例如小分子藥物或其軛合物)是在口服時具有大約1％的生物利用度的化合物，優(yōu)選為大于10％，其中化合物的生物利用度是指服用的藥物中以未代謝的形態(tài)到達體循環(huán)的那一部分?！巴榛毕抵笩N鏈，長度一般在約1-20個原子之間。這種烴鏈優(yōu)選但非必要為飽和，并且可以是支鏈或直鏈，但優(yōu)選為直鏈。實例性烷基包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、1-甲基丁基、1-乙基丙基、3-甲基戊基等。在本文中，在提到三個或更多個碳原子時，“烷基”包括環(huán)烷基?！暗图壨榛毕抵负?-6個碳原子的烷基，并且可以是直鏈或支鏈，例如甲基、乙基、正-丁基、異-丁基、叔-丁基?！胺歉蓴_性取代基”是指那些存在于分子中時一般不易和分子內(nèi)其它功能團起反應(yīng)的基。“烷氧基”系指-O-R基，其中，R是烷基或取代烷基，優(yōu)選為C1-C20烷基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、苯甲基等)，優(yōu)選為C1-C7。“親電子試劑”系指具有親電子中心(即尋找電子的中心，能夠與親核試劑起反應(yīng))的離子、原子、或原子的離子性或中性集合。“親核試劑”系指具有親核中心(即尋找親電子中心的中心，能夠與親電子試劑起反應(yīng))的離子、原子、或原子的離子性或中性集合。本文中使用的“藥物”包括能夠在活體內(nèi)或活體外提供藥理的往往是有益的效果的任何藥劑、化合物、物質(zhì)的組合或混合物。包括食物、食物添加劑、營養(yǎng)素、營養(yǎng)保健品、藥物、疫苗、抗體、維生素和其它有益的藥劑。在本文中，這些術(shù)語進一步包括能夠在患者體內(nèi)產(chǎn)生局部或全身效果的任何生理或藥理活性物質(zhì)?！八帉W(xué)上可接受的賦形劑”或“藥學(xué)上可接受的載體”系指本發(fā)明的組合物可包括的并且不會給患者造成重大的不利毒理效果的賦形劑?！八幚碛行Я俊?、“生理有效量”及“治療有效量”在本文中可以互換使用，系指在血流或目標(biāo)組織中提供要求水平的活性劑和/或軛合物所需的組合物中存在的水溶性低聚物與小分子藥物的軛合物的量。精確的量將取決于多種因素，例如，特定的活性劑、組合物的成分和物理特征、針對的患者人群、患者的考慮等等，并且可以由本技術(shù)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員根據(jù)本文以及相關(guān)文獻提供的信息輕易地確定。“雙功能”低聚物是具有兩個功能團的低聚物，功能團一般在其末端。功能團相同時，低聚物被稱為同質(zhì)雙功能低聚物。功能團不同時，低聚物被稱為異質(zhì)雙功能低聚物。本文描述的堿性或酸性反應(yīng)物包括中性的、帶電的反應(yīng)物及其任何相應(yīng)的鹽形式?！盎颊摺币辉~系指患有或易患有可通過服用本文描述的軛合物(一般但非必要，其狀態(tài)為水溶性低聚物與小分子藥物的軛合物)得到預(yù)防或治療的病癥的活生物體，包括人類和動物。“可選的”或“可選地”系指，隨后描述的情形可能會或可能不會發(fā)生，因此描述的內(nèi)容包括情形會發(fā)生的情況以及情形不會發(fā)生的情況。本發(fā)明是有關(guān)于通過與從單分散或雙峰水溶性低聚物組合物獲取的水溶性低聚物共價結(jié)合而得到化學(xué)改性的小分子藥物組合物(除其他以外)。因為水溶性低聚物是從單分散或雙峰水溶性低聚物組合物獲取，所以，從結(jié)構(gòu)上看，本發(fā)明的小分子藥物與低聚物的組合物極純而明確。本文描述的軛合物的一個優(yōu)點是，其表現(xiàn)出比非軛合形態(tài)的相應(yīng)活性劑降低的生物膜穿透率。在不希望受理論約束的情況下，認為分子大小是確定任何特定分子是否能夠通過或穿過任何特定生物膜以及通過或穿過程度的一個重要因素。例如，多數(shù)(如果不是全部)保護性屏障，至少部分依靠構(gòu)成膜的高度密集的細胞，這種膜具有只有較小的分子才能通過的緊密接合。因而，對于特定小分子藥物，水溶性聚合物與小分子藥物的結(jié)合提供了一種必然更大的軛合物，并且可以預(yù)期該軛合物或者被阻止通過生物膜，或者與未軛合的小分子藥物相比，具有降低的生物穿透率。正如在下文及試驗部分將要詳細說明的，但是，通過水溶性低聚物與小分子藥物軛合來增大分子大小，從而降低生物膜穿透率，這種做法一般不會提供完全滿意的軛合物。在理想情況下，軛合物是作為包含單分散或雙峰軛合物的組合物的形式提供。重申一次，在不希望受理論約束的情況下，認為即便是軛合物之間單體數(shù)量非常小的差異也會導(dǎo)致在屬性方面例如藥理活性、新陳代謝、口服生物利用度、生物膜穿透率、溶解性及其它方面出現(xiàn)較大的差異。此外，如圖10提供的質(zhì)譜所顯示，可通過商業(yè)途徑獲得的低聚物組合物，如PEG-350，實際上相對不純，因為組合物中存在的低聚物大小有多種。因此，在軛合物合成中使用這種相對不純的低聚物組合物(未經(jīng)進一步提純)將導(dǎo)致各種各樣的軛合物分子量大小(因為用來形成軛合物的組合物的分子量范圍很寬)。結(jié)果是，生成的軛合物組合物包含多種軛合物，其中，每種軛合物可能有不同的屬性。從醫(yī)藥監(jiān)管和醫(yī)學(xué)的角度上看，理想的情況是避免組合物包含具有顯著不同屬性的部分。因此，本發(fā)明提供的軛合物不僅相對較大(與相應(yīng)的未軛合小分子藥物相比)，以降低生物膜穿透率(也是與相應(yīng)的未軛合小分子藥物相比)，而且實質(zhì)上是純的，以確保組合物具有一致的所要的活性和其它屬性。因而，本發(fā)明提供了包含單分散或雙峰軛合物的組合物，每種軛合物包含從通過穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)與水溶性低聚物共價結(jié)合的小分子藥物上得到的部分，其中，軛合物表現(xiàn)出的生物膜穿透率比未與水溶性低聚物結(jié)合的小分子藥物低。如前文所述，使用源自明確的低聚物組合物的離散低聚物來形成軛合物能夠有利地改變某些與相應(yīng)的小分子藥物相關(guān)的屬性。例如，本發(fā)明的軛合物在采用若干合適的給藥途徑之任意一種進行給藥時，例如腸胃外投藥、口服、經(jīng)皮、經(jīng)頰、肺部或鼻部給藥，表現(xiàn)出降低的生物膜(如與血腦屏障和血胎盤屏障相關(guān)的生物膜)穿透率。優(yōu)選的情況是，軛合物表現(xiàn)出減緩的、最小的或?qū)嵲诘貨]有生物膜(如與血腦屏障和血胎盤屏障相關(guān)的生物膜)穿透，但在口服時，卻能穿透胃腸(GI)壁，進入體循環(huán)。若采用肺部給藥，優(yōu)選地，給與的軛合物無穿透進入體循環(huán)的情況或肺部組織-血液屏障的穿透率較低，從而在肺部維持藥物水平，在肺里產(chǎn)生局部藥理活性。此外，本發(fā)明的軛合物在軛合狀態(tài)下維持一定程度的生物活性和生物利用度。關(guān)于血腦屏障(“BBB”)，此屏障限制藥物的血液到大腦的輸送。這個屏障由一層連續(xù)的，通過緊密接合部連接的獨特內(nèi)皮細胞而組成的。包含95％以上BBB總表面積的腦毛細管是多數(shù)溶解物和藥物進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要路徑。盡管一些化合物在腦組織內(nèi)具有足夠的濃度以在腦內(nèi)產(chǎn)生藥理效果是期望的結(jié)果，但許多在腦組織內(nèi)沒有有用的藥理活性其它化合物卻能夠最終到達中樞神經(jīng)系統(tǒng)組織。通過降低這些無中樞作用的化合物進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的穿透率，從而降低對中樞神經(jīng)系統(tǒng)副作用的風(fēng)險，甚至可能提高治療效果。對于血腦屏障穿透能力的程度不易獲知的化合物，這種能力可以利用合適的動物模型來確定，如本文所述的就地鼠腦灌注(“RBP”)模型。簡要地說，RBP方法包括將導(dǎo)管插入頸動脈，在受控條件下灌注化合物溶液，隨后是沖洗階段，以清除殘留在脈管空間內(nèi)的化合物。(例如，可以由委托研究組織Absorption Systems、Exton、PA等進行分析。)更具體而言，在RBP模型中，在左側(cè)頸動脈內(nèi)放置一根導(dǎo)管，并把側(cè)支脈扎緊。在一項單通道灌注試驗中，以10毫升/分鐘的流速灌注含有化合物(5微摩爾)的生理緩沖劑。30秒后停止灌注，使用不含化合物的緩沖劑沖洗30秒，沖掉腦脈管內(nèi)的物質(zhì)。然后切下腦組織進行分析，通過液相色譜，使用級聯(lián)質(zhì)譜檢測(LC/MS/MS)測定化合物的濃度。另外，也可以根據(jù)計算化合物的分子極表面積(“PSA”)即分子內(nèi)極性原子(通常是氧、氮和附著的氫)的表面分布總和，估計血腦屏障的穿透性。已知PSA和化合物傳輸屬性有關(guān)，例如血腦屏障輸送。確定化合物的PSA的方法可以在例如以下文獻中找到Ertl，P.，eta1.，J.Med.Chem.2000，43，3714-3717；及Kelder，J.，etal.，Pharm.Res.1999，16，1514-1519。與血腦屏障相似的一種屏障是血腦脊髓液屏障。該屏障形成一道減少毒素或不良物質(zhì)到達腦脊髓液的量的屏障，腦脊髓液大多位于心室系統(tǒng)中和蛛網(wǎng)膜空間內(nèi)。為了確定給患者服用的化合物(例如小分子藥物或軛合物)是否能夠穿過血腦脊髓液屏障以及穿過程度，可以將已知量的化合物注射到老鼠體內(nèi)?；衔镒⑸鋷滋旌?，可以分析老鼠的腦脊髓液樣本，確定化合物是否存在以及它的含量。血胎盤屏障保護正在發(fā)育的胎兒，防止胎兒受到分布在母體循環(huán)內(nèi)的大多數(shù)毒素的侵害。這個屏障由胎盤內(nèi)母體循環(huán)脈管與胎兒循環(huán)脈管之間的若干個細胞層組成。與血腦屏障一樣，胎盤屏障并非完全不能滲透，但可以有效地減緩大多數(shù)毒素的擴散。為了確定給與懷孕的哺乳動物的化合物(例如小分子藥物或軛合物)是否能夠穿過血胎盤屏障以及穿過程度，可以將已知量的化合物注射到孕期老鼠體內(nèi)?；衔镒⑸鋷滋旌?，可以分析老鼠胎兒組織的樣本，確定是否存在化合物以及它的含量。血奶屏障通過生物膜隔離和限制體循環(huán)中某些物質(zhì)的穿透，這與血腦屏障相似。至于血奶屏障，生物膜防止某些物質(zhì)穿過而進入乳腺。為了確定給與懷孕的哺乳動物的化合物(例如小分子藥物或軛合物)是否能夠穿過血奶屏障以及穿過的程度，可以將已知量的化合物注射到哺乳老鼠體內(nèi)?；衔镒⑸鋷滋旌?，可以分析取自乳腺的奶樣本，確定是否存在化合物以及它的含量。血睪丸屏障包含支柱細胞(塞托利細胞)，這些細胞分布在雄性生殖道周圍并通過緊密的接合部連接在一起。為了確定給與雄性哺乳動物的化合物(例如小分子藥物或軛合物)是否能夠穿過血睪丸屏障以及穿過程度，可以將已知量的化合物注射到雄性老鼠體內(nèi)。化合物注射幾天后，可以切下老鼠的睪丸并分析是否存在化合物以及它的含量。粘膜屏障代表另一種生物膜，這個膜典型地阻止或減少不良物質(zhì)進入體循環(huán)。將化合物給至特定的粘膜區(qū)，然后分析血液樣本，確定是否存在化合物以及它的含量，可以確定化合物是否穿透了特定的粘膜區(qū)以及穿透程度。對于任何生物膜，水溶性低聚物-小分子藥物軛合物都表現(xiàn)出比未與水溶性低聚物結(jié)合的小分子藥物低的生物膜穿透率。生物膜穿透率的實例性降低包括降低至少約5％；至少約10％；至少約25％；至少約30％；至少約40％；至少約50％；至少約60％；至少約70％；至少約80％；或至少約90％，這些降低是和未與水溶性低聚物結(jié)合的小分子藥物的生物膜穿透率比較而言。軛合物生物膜穿透率的降低優(yōu)選為至少約20％。在某些情況下，優(yōu)選的情形是小分子藥物本身可以穿透一種或多種本文描述的生物膜。表現(xiàn)出降低的生物膜穿透率的軛合物典型地包含結(jié)構(gòu)O-X-D其中O對應(yīng)水溶性低聚物，X對應(yīng)穩(wěn)定的鍵聯(lián)結(jié)，D對應(yīng)從小分子藥物上得到的部分。在某種意義上，從小分子藥物上得到的部分與原來的來源小分子藥物不同，因為這個小分子藥物部分和不與來源小分子藥物相關(guān)的原子(一般是通過共價鍵)連接在一起。但是，除了與另一個原子連接這一點不同外，從小分子藥物上得到的部分根本上和小分子藥物是相同的并具有相似的藥理作用機理。因此，對小分子藥物的討論等同于描述從小分子藥物上得到的部分。軛合物中的活性劑是小分子藥物，即分子量小于約1000道爾頓的藥理活性化合物。就本發(fā)明而言，小分子藥物包括寡肽、寡核苷酸和其它分子量小于約1000道爾頓的生物分子?！靶》肿铀幬铩币舶?、蛋白質(zhì)或抗體的片段，包括屬于上述分子量范圍的原生序列和變異體。小分子藥物的實例性分子量包括下列分子量低于約950；低于約900；低于約850；低于約800；低于約750；低于約700；低于約650；低于約600；低于約550；低于約500；低于約450；低于約400；低于約350；及低于約300。本發(fā)明使用的小分子藥物，若分子是手性的，可以從消旋混合物、旋光型例如單一旋光對映體、或任何組合或比例的對映體上獲得。此外，小分子藥物可有一個或多個幾何異構(gòu)體。關(guān)于幾何異構(gòu)體，組合物可以僅包含一個幾何異構(gòu)體或者包含兩個或多個幾何異構(gòu)體的混合物。供當(dāng)前發(fā)明使用的小分子藥物可以是傳統(tǒng)的活性狀態(tài)，或者可以有某種程度的改性。例如，在與低聚物共價結(jié)合之前或結(jié)合之后，小分子藥物可以有與其結(jié)合的目標(biāo)藥劑、附屬物或送載體。小分子藥物也可以有與其結(jié)合的親脂性部分，例如磷脂(例如，二硬脂酰磷脂酰乙醇胺即“DSPE”、二棕櫚酰磷脂酰乙醇胺即“DPPE”等等)或小脂肪酸。然而，在一些情況下，優(yōu)選的情況是小分子藥物部分不包括與親脂性部分結(jié)合。用于與本發(fā)明的軛合物結(jié)合的小分子可以是下列任一種小分子。合適的藥劑可以選自，例如，呼吸道藥物、抗痙攣藥、肌肉弛緩藥、消炎藥、食欲抑制劑、治偏頭痛的藥劑、肌肉收縮藥、抗感染藥(抗生素、抗病毒劑、抗真菌藥和疫苗)、治風(fēng)濕藥、抗瘧藥、止嘔劑、氣管擴張劑、抗血栓藥、抗高血壓藥、心血管藥、抗心律失常藥、抗氧化劑、抗哮喘藥、利尿劑、脂類調(diào)節(jié)劑、抗雄激素藥、抗寄生物藥、抗凝血劑、贅生藥劑、抗腫瘤藥、低血糖藥、營養(yǎng)藥劑和添加劑、生長增補劑、抗腸炎藥劑、疫苗、抗體、診斷劑和對比劑。更具體而言，活性劑可屬于若干種結(jié)構(gòu)之一種，包括但不限于小分子、寡肽、多肽或蛋白質(zhì)模擬物、片段或相似物、類固醇、核苷、寡核苷酸、電解液等等。優(yōu)選地，與本發(fā)明的低聚物結(jié)合的活性劑具有適合與低聚物共價結(jié)合的游離羥基、羧基、硫代、氨基或諸如此類的物質(zhì)(即，“柄體”)。藥物也可以通過引進合適的“柄體”得到改性，優(yōu)選地通過將其現(xiàn)有功能團之一轉(zhuǎn)化為適合在低聚物和藥物之間形成穩(wěn)定的共價結(jié)合的功能團。兩種方法在實驗部分作例子說明。
適合與本發(fā)明的低聚物共價結(jié)合的活性劑包括下列物質(zhì)的小分子擬態(tài)物和活性片段(包括變異體)天冬酰胺酶、amdoxovir(DAPD)、安泰得、卡普勒明、降鈣素、藍藻菌病毒素、地尼白介素-毒素連接物、紅血球生成素(EPO)、EPO激動劑(如，長度約10-40個氨基酸的肽，包含如WO 96/40749中描述的特定核心序列)、脫氧核糖核酸酶α、刺激紅血球生成的蛋白質(zhì)(NESP)、凝結(jié)因子(如因子V、因子VII、因子VIIa、因子VIII、因子IX、因子X、因子XII、因子XIII)、von Willebrand因子；Ceredase、伊米苷酶、α-葡萄糖苷酶、膠原、環(huán)孢霉素、α-防御素、β-防御素、exedin-4、粒細胞集落刺激因子(GCSF)、血小板生成素(TPO)、α-1蛋白酶抑制劑、依降鈣素、粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(GMCSF)、纖維蛋白原、非格司亭、生長荷爾蒙人類生長荷爾蒙(hGH)、生長荷爾蒙釋放荷爾蒙(GHRH)、GRO-β、GRO-β抗體、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(如骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2，骨形態(tài)發(fā)生蛋白-6，OP-1)；酸性纖維原細胞生長因子、堿性纖維原細胞生長因子、CD-40配合基、肝素、人類血清白蛋白、低分子量肝素(LMWH)、干擾素(如干擾素α、干擾素β、干擾素γ、干擾素Ω、干擾素τ，復(fù)合性干擾素)；白細胞介素和白細胞介素受體，如白細胞介素-1受體、白細胞介素-2、白細胞介素-2熔化蛋白、白細胞介素-1受體拮抗劑、白細胞介素-3、白細胞介素-4、白細胞介素-4受體、白細胞介素-6、白細胞介素-8、白細胞介素-12、白細胞介素-13受體、白細胞介素-17受體；乳鐵傳遞蛋白和乳鐵傳遞蛋白片段、黃體化荷爾蒙釋放荷爾蒙(LHRH)、、胰島素、胰島素原、胰島素相似物(如美國專利第5,922,675號描述的單?；葝u素)、amylin、C-肽、生長激素抑制素、生長激素抑制素類似物(包括奧曲肽)、血管壓增壓素、促卵泡荷爾蒙(FSH)、流感疫苗、類胰島素因子(IGF)、胰島素調(diào)理素、巨噬細胞集落刺激因子(M-CSF)、纖溶酶原活化劑(如阿替普酶、尿激酶、瑞替普酶、鏈球菌酶、帕米普酶、蘭替普酶及teneteplase；神經(jīng)生長因子(NGF)、護骨素、血小板衍生生長因子、組織生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子-1、血管內(nèi)皮細胞生長因子、白血病抑制因子、角化細胞生長因子(KGF)、神經(jīng)膠質(zhì)生長因子(GGF)、T細胞受體、CD分子/抗原、腫瘤壞死因子(TNF)、單核細胞趨化蛋白-i、內(nèi)皮生長因子、甲狀旁腺荷爾蒙(PTH)、類胰高血糖素肽、生長激素、胸腺素α1、胸腺素α1IIb/IIIa抑制劑、胸腺素β10、胸腺素β9、胸腺素β4、α-1抗胰蛋白酶、磷酸二酯酶(PDE)化合物、VLA-4(極晚期抗原-4)、VLA-4抑制劑、二膦酸鹽、呼吸多核病毒抗體、囊纖維癥橫跨膜調(diào)節(jié)劑(CFrR)基因、脫氧核糖核酸酶(Dnase)、殺菌/滲透性增強蛋白(BPI)及抗CMV抗體。典型的單克隆抗體包括etanercept(一種二分子融合蛋白，由鏈接到IgG1的Fc部分的人類75kD TNF受體的細胞外配合基結(jié)合部分組成)、阿昔單抗、阿福力莫單抗、舒萊、賽尼哌、因福利美、替伊莫單抗、米妥莫單抗、莫羅莫那-CD3、碘131脫西圖莫單抗軛合物、歐力祖單抗、利妥西單抗及曲妥珠單抗(赫賽汀)。適合共價結(jié)合到本發(fā)明低聚物的其它藥劑包括但不限于阿米福汀、胺碘酮、氨甲苯酸、對氨馬尿酸鈉、氨魯米特、氨基酮戊酸、氨基水楊酸、安吖啶、阿那格雷、阿納托唑、門冬酰胺酶、蒽環(huán)霉素、視黃醛、必卡他胺、博萊霉素、布舍瑞林、白消安、卡麥角林、卡培他濱、卡鉑、卡莫司汀、chlorambucin、西司他丁鈉、順鉑、克拉曲濱、氯屈膦酸二鈉、環(huán)磷酰胺、去乙酰環(huán)丙氯地孕酮、阿糖胞苷、喜樹堿、13-順式-視黃酸、全反式視黃酸；達卡巴嗪、放線菌素D、柔紅霉素、去鐵胺、地塞米松、雙氯芬酸、己烯雌酚、多烯紫杉醇、多柔比星、表阿霉素、雌莫司汀、依托泊苷、依西美坦、非索非那定、氟達拉濱、氟氫可的松、氟尿嘧啶、氟羥甲基睪丸素、氟他胺、吉西他汀、腎上腺素、L-多巴、羥基脲、伊達比星、異環(huán)磷酰胺、伊馬替尼、伊立替康、依曲康唑、戈舍瑞林、來曲唑、甲酰四氫葉酸、左咪唑、賴諾普利、左甲狀腺素鈉、洛莫司汀、氮芥氣、安宮黃體素、甲地孕酮、美法侖、巰基嘌呤、間羥基去甲麻黃堿二酒石酸鹽、甲氨蝶呤、滅吐靈、美西律、絲裂霉素、米托坦、米托蒽醌、納洛酮、煙堿、尼魯米特、奧曲肽、奧沙利鉑、帕米膦酸、噴司他丁、pilcamycin、卟吩姆、潑尼松、丙卡巴肼、普魯氯哌嗪、恩丹西酮、雷替曲噻、西羅莫司、鏈脲佐菌素、他可莫司、它莫西芬、替莫唑胺、替尼泊苷、睪酮、四氫大麻酚、沙利度胺、硫鳥嘌呤、塞替派、拓撲替康、維生素A酸、valrubicin、長春堿、長春新堿、長春地辛、長春瑞賓、多拉司瓊、格拉司瓊；福莫特羅、氟替卡松、柳菩林、咪達唑侖、阿普唑侖、兩性霉素B、podophylotoxins、核苷抗病毒藥、芳酰腙、舒馬曲坦；大環(huán)內(nèi)酯物，如紅霉素、竹桃霉素、醋竹桃霉素、羅紅霉素、克拉霉素、達發(fā)新、阿奇霉素、氟紅霉素、地紅霉素、交沙霉素、螺旋霉素、美地加霉素、白霉素、米歐卡霉素、羅他霉素、andazithromycin及swinolide A；氟喹諾酮，如環(huán)丙沙星、氧氟沙星、左氧氟沙星、曲伐沙星、阿拉曲伐沙星、莫西沙星、諾氟沙星、依諾沙星、格帕沙星、加替沙星、洛美沙星、司帕沙星、替馬沙星、培氟沙星、氨氟沙星、氟羅沙星、妥舒沙星、普盧利沙星、伊洛沙星、帕珠沙星、克林沙星及西他沙星；氨基糖苷類抗生素，如慶大霉素、奈替米星、草履蟲素、妥布霉素、阿米卡星、卡那霉素、新霉素及鏈霉素、萬古霉素、替考拉寧、蘭普拉寧(rampolanin)、麥地拉寧、克利斯汀、達托霉素、短桿菌肽、多粘菌素E甲磺酸；多粘菌素，如多粘菌素B、卷曲霉素、桿菌肽、青霉烯；青霉素，包括青霉素酶敏感藥劑，如青霉素G、青霉素V；青霉素酶抵抗劑，如甲氧苯青霉素、苯唑青霉素、鄰氯青霉素、雙氯青霉素、氟氯西林、萘夫西林；革蘭氏(染色)陰性微生物活性劑，如氨芐西林、羥氨芐青霉素及海他西林、西林和格拉皮西林；抗單假胞菌青霉素，如羧芐青霉素、替卡西林、阿洛西林、美洛西林及哌拉西林；頭孢菌素，如頭孢泊肟酯、頭孢丙烯、頭孢丁烯、頭孢唑肟、頭孢曲松、頭孢噻吩、頭孢匹林、頭孢氨芐、頭孢拉定、頭孢西丁、頭孢孟多、頭孢唑啉、頭孢婁利定、頭孢克洛、頭孢羥氨芐、頭孢來星、頭孢呋辛、頭孢雷特、頭孢噻肟、頭孢曲松、頭孢乙氰、頭孢吡肟、頭孢克肟、頭孢尼西、頭孢哌酮、頭孢替坦、頭孢美唑、頭孢他啶、氯碳頭孢及拉氧頭孢，單內(nèi)酰環(huán)類(如氨曲南)；以及碳青霉烯，如伊米配能、美洛培南、噴他脒愛瑟硫脲、沙丁胺醇硫酸鹽、利多卡因、間羥異丙腎上腺素硫酸鹽、二丙酸倍氣米松、去炎松乙酰胺、布地奈德丙酮化合物、氟替卡松、異丙托溴化物、氟尼縮松、色甘酸鈉及酒石酸麥角胺；紫杉烷類，如紫杉醇；SN-38，及泰福司汀。上述典型藥物，在適用的情況下，包括類似物、激動劑、拮抗劑、抑制劑、異構(gòu)體、多晶型物以及由這些物質(zhì)形成的藥物學(xué)上可接受的鹽態(tài)。因而，例如，若上述典型藥物相對較大，不屬于小分子藥物類，但仍將其列入，因為可以使用具有類似活性但較小的該大分子類似物。尤其適合本發(fā)明的小分子藥物是那些可以顯著地穿透生物膜的藥物。能夠穿透皮膚屏障的小分子藥物亦是本發(fā)明的預(yù)想應(yīng)用對象。在一些情況下，小分子藥物，在口服或甚至腸胃外投藥時，有不利的大量穿過生物膜的情況。例如，有不利的血腦屏障穿透的小分子藥物是表現(xiàn)出腦吸收率大于阿替洛爾的小分子藥物。在這點上，腦吸收率(“BUR”)(按本文描述方法測定)大于約15pmol/gm腦/秒的小分子藥物是那些有不利的血腦屏障穿透的小分子藥物非限制性例子。因而，就血腦屏障而言，用于非中樞神經(jīng)系統(tǒng)適應(yīng)癥但卻穿透血腦屏障的小分子藥物為優(yōu)選對象，因為這些藥物的軛合提供了具有較少的中樞神經(jīng)系統(tǒng)副作用的分子。例如，結(jié)構(gòu)上相關(guān)的核苷酸和核苷(如8-氮鳥嘌呤、6-巰基嘌呤、硫唑嘌呤、硫肌苷酸鹽、6-甲基硫肌苷酸鹽、6-硫尿酸、6-硫鳥嘌呤、阿糖腺苷、克拉曲濱、安西他濱、氮雜胞嘧啶核苷、赤型-9-(2-羥基-3-壬基)腺嘌呤、氟達拉濱、吉西他汀等等)為優(yōu)選。關(guān)于氟達拉濱，這種小分子藥物表現(xiàn)出約70％的口服生物利用度，用于治療慢性淋巴白血病以及毛細胞白血病、非霍奇金氏淋巴瘤和蕈樣霉菌病。氟達拉濱還表現(xiàn)出中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的副作用，具有嚴重的神經(jīng)作用，包括失明、昏迷甚至死亡。對老鼠和兔子進行的動物研究顯示，藥物也可能會導(dǎo)致畸形。因此，氟達拉濱軛合物預(yù)期可以有效地阻止藥物穿透血腦屏障及/或血胎盤屏障，或至少可以降低穿透這些屏障的比例，從而改善氟達拉濱的不良副作用。另一類小分子藥物雖然典型地用作周圍神經(jīng)活性藥但具有常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的副作用，這類藥物是抗組胺劑。在結(jié)構(gòu)上，抗組胺劑作為氨烷基醚而相關(guān)自成一類。這種小分子藥物包括苯海拉明、溴苯海拉明、多西拉敏、卡比沙明、氯馬斯汀、茶苯海明、曲吡那敏、比拉明、美沙吡林、松齊拉敏、非尼拉敏、氯苯那敏、右氯苯那敏、溴非尼拉敏、右旋溴非尼拉敏、吡咯他敏、曲普利定、異丙嗪、阿利馬嗪、甲地嗪、賽克利嗪、氯環(huán)利嗪、二苯拉林、苯茚胺、二甲茚定、敏克靜、布可立嗪、安他唑、賽庚啶、阿扎他定、特非那定、非索非那定、阿司咪唑、西替利嗪、氮斯汀、阿扎他定、氯雷他定及地洛他定。又另一類小分子藥物是希望降低血腦屏障穿透率的阿片類拮抗劑小分子藥物。阿片類拮抗劑包括納洛酮、N-甲基納洛酮、6-氨基-14-羥基-17-烯丙基諾地索嗎啡、納曲恩哚、環(huán)丙甲羥二羥嗎啡酮、N-甲基納曲酮、納布芬、布托啡諾、環(huán)唑辛、戊唑辛、納洛芬、納曲恩哚、納曲吲哚、諾丙納托非敏、奧昔啡烷、6-氨基-6-脫氧-納洛酮、戊唑辛、左洛啡烷甲基納曲酮、丁丙諾啡、塞克洛凡、左洛啡烷和納洛芬，以及在美國專利第5,159,081號、第5,250,542號、第5,270,328號及第5,434,171號和Knapp等著的《阿片類拮抗劑的藥理》(L.F.Tseng Ed.，p.15，Harwood Academic Publishers，1995)中描述的阿片類拮抗劑。但是一般而言，包括羥嗎啡酮化學(xué)類的任意成員(包括上述阿片類拮抗劑，以及羥嗎啡酮、可待因、奧施康定、嗎啡、鹽酸乙基嗎啡、二乙酰嗎啡、氫嗎啡酮、二氫可待因、二氫嗎啡及甲二氫嗎啡)。另一類化學(xué)小分子藥物的是鉑配位復(fù)合基藥物。這些包括，例如順-鉑、氫鉑、卡鉑和奧沙利鉑。另外一類尤其適宜軛合的小分子藥物是類固醇類藥物。優(yōu)選的類固醇在分子結(jié)構(gòu)內(nèi)有羥基(或可以還原成羥基的酰基)。不約束本發(fā)明的類固醇例子包括醛固酮、去氧皮質(zhì)酮、氟氫可的松、可的松、氫化可的松、強的松龍、強的松、甲羥松、甲潑尼松、阿氰米松、倍氯米松、倍他米松、地塞米松、雙氟拉松、雙氟美松、甲基潑尼松龍、帕拉米松、安西奈德、地索奈德、氟輕松、氟尼縮松、丙酮縮氟氫羥龍、去炎松、氯倍他索、哈西奈德、莫美他松、氯可托龍及去羥米松。氟喹諾酮和這一類中相關(guān)的小分子藥物可用于形成軛合物。典型的氟喹諾酮包括環(huán)丙沙星、氧氟沙星、左氧氟沙星、曲伐沙星、阿拉曲沙星、莫西沙星、諾氟沙星、依諾沙星、格帕沙星、加替沙星、洛美沙星、司帕沙星、替馬沙星、培氟沙星、氨氟沙星、氟羅沙星、托氟沙星、普盧利沙星、伊洛沙星、帕珠沙星、克林沙星及西他沙星。一般用于周圍神經(jīng)適應(yīng)癥的又另一類藥物，其中一些成員已知可導(dǎo)致畸形，是類維生素A類小分子藥物。類維生素A的結(jié)構(gòu)相關(guān)類包括但不限于維生素A、視黃醛、3-去氫視黃醇、α-胡羅卜素、β-胡羅卜素、γ-胡羅卜素、δ-胡羅卜素、隱黃素、維生素A酸、異維A酸、依曲替酯及eretin。由于此類小分子藥物(或?qū)е禄蔚娜魏晤悇e的藥物)的潛在致畸性，所以，我們希望通過完全消除或降低疑為致畸因素的藥劑穿透血胎盤屏障，降低對胎兒的潛在危害。在本文中作為軛合物的一部分使用的小分子藥物包括吩噻嗪、二苯并二氮雜_、galactogugues(如胃復(fù)安)以及噻嗪化物。吩噻嗪的例子包括普魯氯嗪、羥哌氯丙嗪、三氯甲哌丙嗪和羥哌氟丙嗪。二苯并二氮雜_的例子有氯氮平、奧氮平和喹硫平。其它小分子藥物包括氨氯地平、硝苯吡啶、尼莫地平、5-羥基色胺酸、類維A酸和異維A酸。另一種首選的藥物是內(nèi)維拉平，這種藥物可以輕易地穿透胎盤屏障。適合在本發(fā)明中使用的其它小分子藥物可以在一些文獻中找到，如“默克索引”，第13版，Merck & CO.，Inc.(2001)；“AHFS藥手冊，第2版”，美國衛(wèi)生系統(tǒng)藥師協(xié)會和Lippincott、Williams及Wilkins；“醫(yī)師辦公桌參考”，ThomsonHealthcare Inc.，2003；及“Remington藥學(xué)及實踐”，第19版，1995。利用與取自單分散或雙峰低聚物組份的水溶性低聚物共價結(jié)合，對上述小分子藥物進行改性后，小分子藥物的輸送和藥理屬性可以發(fā)生重大的改變。利用取自單分散或雙峰低聚物組份的水溶性低聚物，可以定制藥物的屬性，因為生成的軛合物形成明確的組合物，并非呈具有單體亞單元(并因此而為分子量)分布的一系列小分子藥物-低聚物軛合物種類的分布狀態(tài)。如上所述，觀察發(fā)現(xiàn)，增加或減少那怕是一個單體，對生成的軛合物的屬性均會產(chǎn)生顯著的影響?？梢栽诤侠淼臅r間內(nèi)篩選不同大小(從1至30個單體亞單元)的離散低聚物矩陣，從而能夠定制具有最佳屬性的軛合物。與小分子藥物結(jié)合時，低聚物能夠提供不同于來源小分子藥物的屬性。也可以使用小低聚物(與典型地與蛋白質(zhì)結(jié)合的5000至6萬聚合物鏈相比)提高藥物維持至少一定程度優(yōu)選為顯著程度的生物活性的可能性。表VI(例10)說明了這個特征，該表提供了本發(fā)明的典型軛合物的生物活性(EC50)數(shù)據(jù)。用作說明的PEG低聚物-納洛酮/納洛酮軛合物具有范圍在約為未改性母體藥物的5％-35％的生物活性，進一步證明了本發(fā)明化合物的有利特性。低聚物一般包含兩種或多種單體類型，這些單體連續(xù)結(jié)合，形成一個單體鏈。低聚物可以由一種單體類型構(gòu)成(即，同質(zhì)低聚物)或兩種或三種單體類型構(gòu)成(即，共同低聚物)。每一個低聚物是兩種單體的共同低聚物為優(yōu)選，是同質(zhì)低聚物則更優(yōu)選。采用的單體形成可溶于水的低聚物，室溫下生理pH值約為7.2-7.6時，低聚物為＞95％可溶于水，優(yōu)選為＞99％可溶于水。相應(yīng)地，每一個低聚物包含下列最多三種不同的單體類型環(huán)氧烷烴，如乙撐氧或環(huán)氧丙烷；烯醇，如乙烯醇、1-丙烯醇或2-丙烯醇；乙烯吡咯烷酮；羥烷基甲基丙烯酰胺或羥烷基異丁烯酸鹽，其中，烷基以甲基為優(yōu)選；α-羥基酸，如乳酸或乙醇酸；磷腈、_唑啉、氨基酸、碳水化合物(如單糖、糖類或甘露醇)；及N-丙烯酰嗎啉。優(yōu)選的單體類型包括環(huán)氧烷烴、烯醇、羥烷基甲基丙烯酰胺或異丁烯酸鹽、N-丙烯酰嗎啉和α-羥基酸。每一個低聚物單獨是選自上述一組的兩種單體類型的共同低聚物為優(yōu)選，或者，是選自上述一組的一種單體類型的同質(zhì)低聚物則更優(yōu)選。共同低聚物中的兩種單體類型可以是相同的單體類型，例如，兩種環(huán)氧烷烴，如乙撐氧和環(huán)氧丙烷。低聚物為乙撐氧的同質(zhì)低聚物為優(yōu)選。通常但非必要，未與小分子共價結(jié)合的低聚物的末端被封住使之不具有反應(yīng)性。末端也可以包括反應(yīng)基。當(dāng)末端為反應(yīng)基時，所選擇的反應(yīng)基或者在最終低聚物形成的條件下或低聚物與小分子藥物共價結(jié)合期間不起反應(yīng)，或者受到必要的保護。一種常見的終端功能團是羥基或-OH，尤其是對低聚環(huán)氧乙烷而言。水溶性低聚物(軛合物O-X-D分子式中的“O”)可以具有若干不同幾何形狀中的任意一種。例如，“O”(在O-X-D分子式中)可以是直線狀的、分枝的或分叉的。最典型的是，水溶性低聚物呈直線狀或分枝狀，例如，有一個枝點。盡管本文的論述更多的是利用聚(環(huán)氧乙烷)作為舉例說明的低聚物，但本文的論述和結(jié)構(gòu)可以很容易地延伸包含上述水溶性低聚物中的任何一種。水溶性低聚物的分子量，不包括連接子部分，一般較輕。水溶性聚合物的實例性分子量包括低于約1500；低于約1400；低于約1300；低于約1200；低于約1100；低于約1000；低于約900；低于約800；低于約700；低于約600；低于約500；低于約400；低于約300；低于約200；及低于約100道爾頓。水溶性低聚物的實例性分子量(不包括連接子)范圍包括約100至約1400道爾頓之間；約100至約1200道爾頓之間；約100至約800道爾頓之間；約100至約500道爾頓之間；約100至約400道爾頓之間；約200至約500道爾頓之間；約200至約400道爾頓之間；約75至約1000道爾頓之間；及約75至約750道爾頓之間；水溶性低聚物中的單體數(shù)量在下列一個或多個范圍內(nèi)為優(yōu)選在約1和約30(包括30)個之間；在約1和約25個之間；在約1和約20個之間；在約1和約15個之間；在約1和約12個之間；在約1和約10個之間。在某些情況下，低聚物(及相應(yīng)的軛合物)中的連續(xù)單體數(shù)量為1、2、3、4、5、6、7或8。在其它具體實施方案中，低聚物(及相應(yīng)的軛合物)包含9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20個連續(xù)的單體。在又一些其它具體實施方案中，低聚物(及相應(yīng)的軛合物)有21、22、23、24、25、26、27、28、29或30個連續(xù)的單體。在水溶性低聚物有1、2、3、4、5、6、7、8、9或10個單體時，這些數(shù)值分別對應(yīng)分子量為75、119、163、207、251、295、339、383、427和471道爾頓的甲氧封端低聚(環(huán)氧乙烷)。當(dāng)?shù)途畚镉?1、12、13、14或15個單體時，這些數(shù)值分別對應(yīng)分子量為515、559、603、647和691道爾頓的甲氧封端低聚(環(huán)氧乙烷)。在采用雙峰低聚物的情況下，低聚物將以上述任何兩個數(shù)量的單體為中心呈雙峰分布。雙峰分布中各個峰的多分散性指標(biāo)Mw/Mn為1.01或更低為佳，1.001或更低更優(yōu)選，1.0005或更低又更優(yōu)選。MW/Mn值為1.0000最優(yōu)選。例如，雙峰低聚物可有下列任意一種單體亞單元的實例性組合1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7、1-8、1-9、1-10等等；2-3、2-4、2-5、2-6、2-7、2-8、2-9、2-10等等；3-4、3-5、3-6、3-7、3-8、3-9、3-10等等；4-5、4-6、4-7、4-8、4-9、4-10等等；5-6、5-7、5-8、5-9、5-10等等；6-7、6-8、6-9、6-10等等；7-8、7-9、7-10等等；及8-9、8-10等等。另外，本發(fā)明的低聚物可以是三峰或甚至四峰，并具有上述范圍的單體單元。具有明確的低聚物混合物(即，雙峰、三峰、四峰等)的低聚物組合物可以通過混合提純的單分散低聚物制備，以獲得理想的低聚物特征(兩種只在單體數(shù)量上不同的低聚物混合物為雙峰；三種只在單體數(shù)量上不同的低聚物混合物為三峰；四種只在單體數(shù)量上不同的低聚物混合物為四峰)，或者可以通過恢復(fù)“中心切口”從多分散低聚物的柱色譜上獲取，以獲得理想且明確的分子量范圍內(nèi)的低聚物混合物。如圖10所示，可以通過商業(yè)途徑獲得的PEG一般是多分散混合物，即便是低分子量的物質(zhì)也是如此。圖示的甲氧-PEG樣本經(jīng)質(zhì)譜分析，盡管其標(biāo)簽為甲氧-PEG-350，但發(fā)現(xiàn)該試劑含有9種不同的PEG低聚物成分，每種成分在單體亞單元數(shù)量上不同。為了本發(fā)明的目的，也就是說，為了制備具有本文描述的特性的軛合物，多分散聚合物并非特別優(yōu)選，因為單體數(shù)量的細微變化對生成的軛合物有巨大的影響。這些影響在使用多分散低聚物制備的軛合物混合物中可能會得到抑制或甚至無法發(fā)現(xiàn)。此外，商業(yè)上各批次的多分散聚合物(或低聚物)在成分上經(jīng)常有很大變化，由于這個原因，因而不是本發(fā)明應(yīng)用的特別優(yōu)選，各批成分一致性是本文描述的低聚物的理想特性。如上所述，水溶性低聚物優(yōu)選是從單分子或單分散的組合物上獲取。也就是說，組合物中的低聚物具有相同的離散分子量值，而不是分子量呈分布狀態(tài)。一些單分散低聚物可以通過商業(yè)途徑購買，例如向Sigma-Aldrich購買，或者使用由商業(yè)途徑(如Sigma-Aldrich)可獲取的初始原材料直接制備。例如，本發(fā)明的低聚乙二醇可以按Chen Y.，Baker，G.L.，J.Org.Chem.，6870-6873(1999)或WO 02/098949 A1中描述的方法制備。這種低聚物也可以按本文例9描述的方法制備。如上所述，本發(fā)明的一方面是改進了制備單分散低聚物(如低聚(環(huán)氧乙烷))的方法。這些低聚物可用于多種應(yīng)用領(lǐng)域，包括但不限于制備具有前述有利屬性的小分子藥物-水溶性低聚物的軛合物。為了提供所需的單分散低聚物，使用了一種新方法。發(fā)現(xiàn)鹵端基低聚物試劑具有比前述試劑更高的反應(yīng)性，能夠產(chǎn)出更多的單功能產(chǎn)品。因此，本發(fā)明亦包括一種制備單分散低聚物化合物的方法。該方法包括使具有(m)個單體的鹵端低聚物(如低聚(環(huán)氧乙烷)與具有(n)個單體的羥端基低聚(環(huán)氧乙烷)起反應(yīng)。一般而言，鹵端基低聚乙二醇上的鹵基是氯、溴或碘。然而，鹵基以溴為優(yōu)選。反應(yīng)是在有效取代源自鹵端基低聚物的鹵基的條件下進行，從而形成具有(m)+(n)個單體亞單元的低聚(環(huán)氧乙烷)(OEGm+n)，其中，(m)和(n)的范圍在1-10之間。也就是說，(m)和(n)分別為1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。(m)和(n)分別為1-6之間為優(yōu)選。在選定的具體實施方案中，(m)為1、2或3，而(n)在1-6之間。在其它情況下，(m)為1、2或3，(n)在2-6之間。反應(yīng)一般在有適合將羥端基低聚環(huán)氧乙烷的羥基轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的醇鹽的強堿存在的情況下進行。合適的強堿包括鈉、鉀、氫化鈉、甲醇鈉、甲醇鉀、叔丁醇鈉和叔丁醇鉀。在優(yōu)選具體實施方案中，鹵端基低聚乙二醇具有封端基例如含甲氧基或乙氧基。代表性的羥端基低聚(乙二醇)對應(yīng)HO-(CH2CH2O)n-H結(jié)構(gòu)，其中，(n)如上所述。該方法優(yōu)選地包括轉(zhuǎn)化末端羥基OEGm+n為鹵基-X以形成OEGm+n-X的步驟。然后重復(fù)上述步驟，直至獲得具有所要數(shù)量的亞單元的單分子低聚物。示例性反應(yīng)方案如下
X＝Cl，Br，I2.
4.如上所示，該方法包括通過取代反應(yīng)與兩種單分子低聚物結(jié)合，其中，一個低聚物上的鹵化物，優(yōu)選為低聚環(huán)氧乙烷，更優(yōu)選為鹵派生的低聚環(huán)氧乙烷甲醚，與低聚乙二醇-醇鹽反應(yīng)，生成相應(yīng)的低聚物(見以上反應(yīng)1)。醇鹽典型地由相應(yīng)的低聚環(huán)氧乙烷在強堿存在下將末端羥基轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的醇鹽而生成。反應(yīng)一般在溫度約0℃至約80℃下，在有機溶液例如四氫呋喃“THF”中發(fā)生。反應(yīng)時間典型地為約10分鐘至約48小時之間。上述示例性反應(yīng)生成的產(chǎn)物——封端低聚環(huán)氧乙烷，含有鹵派生低聚物的單體數(shù)量與低聚乙二醇-醇鹽中的單體數(shù)量的和[(m)+(n)]。如果是提純的結(jié)合物，典型的產(chǎn)量為約25％-75％，最典型的產(chǎn)量為約30-60％。在以上例子中，如果有必要，反應(yīng)1的產(chǎn)物羥基末端然后被活化，以便結(jié)合小分子。此外，如果需要，上述示例產(chǎn)物的羥基末端[在上述具有(m)+(n)個亞單元的例子中]然后被轉(zhuǎn)化為鹵化物，優(yōu)選為溴化物。乙醇變?yōu)橥榛u化物的轉(zhuǎn)化可以直接進行，或者通過媒介如磺酸鹽或鹵甲酸鹽進行。適合進行這種轉(zhuǎn)化的條件和試劑在例如Larock，R.所著的“Comprehensive OrganicTransformations”，VCH，1994，第353至363頁上找到。優(yōu)選的方法是例11中描述的方法。按上述方法，重復(fù)進行在低聚環(huán)氧乙烷中逐步添加低聚環(huán)氧乙烷鹵化物，以形成具有(m)+2(n)個單體的低聚環(huán)氧乙烷。就這樣，離散的低聚環(huán)氧乙烷亞單元以受控的方式逐步地被添加到現(xiàn)有的單體(單分子)寡聚乙撐氧產(chǎn)物中，確保制成具有準(zhǔn)確亞單元數(shù)量的明確的低聚物。通?？色@得的是具有約1-3個單體亞單元的單分子低聚乙二醇(Sigma-Aldrich)。使用鹵代寡聚乙二醇試劑代表著對例如使用甲磺酸的現(xiàn)有方法的改進，因為本文描述的方法由于鹵化物的活性更強尤其是溴代低聚乙二醇試劑，可以提高產(chǎn)量，縮短反應(yīng)時間并降低反應(yīng)條件。如此制備的低聚物典型地在進一步使用之前要先純化，例如，采用下列方法中的一個或多個色譜(如HPLC)、離子交換色譜、柱色譜、沉淀或再結(jié)晶。然后，可以采用多種分析工藝確定純度，如NMR、GPC和FTIR。如此形成的產(chǎn)物適合進一步使用。本發(fā)明的連接子或鍵聯(lián)結(jié)可以是單個原子，如氧或硫，兩個原子或多個原子。連接子的性質(zhì)典型但并非必要為直線狀?！癤”鍵(O-X-D分子式中X)具有水解穩(wěn)定性，優(yōu)選地也具有酶化穩(wěn)定性。優(yōu)選的情況是，“X”鍵是鏈長少于約12個原子的鍵，少于約10個原子更優(yōu)選，少于約8個原子進而更優(yōu)選，少于約5個原子再進而更佳，其中，長度系指單鏈中原子的數(shù)量，取代基不計入。例如，像Roligomer-NH-(C＝O)-NH-R′藥物這樣的尿素鍵，被認為具有3個原子的鏈長(-NH-C(O)-NH-)。在本文選擇的具體實施方案中，鍵之間不包含更多的間隔基。優(yōu)選為小鍵聯(lián)結(jié)，它們適合本發(fā)明，因為像這樣的小鍵聯(lián)結(jié)比較不會統(tǒng)治或超過添加一個或少量單體亞單元對本發(fā)明軛合物的輸送屬性差異的影響。在一些情況下，“X”連接子具有水解穩(wěn)定性，并包含醚、酰胺、氨基甲酸酯、胺、硫醚、尿素或碳-碳鍵。下文所述以及在工作例子中說明的功能團典型地用于形成鍵聯(lián)結(jié)。如下文進一步描述，鍵聯(lián)結(jié)也可以較低優(yōu)選地包含(或鄰近或在側(cè)面相接)間隔基。在軛合物的生物活性由于低聚物在母體藥物上所處的位置而顯著降低的情況下，間隔基最為有效。更具體而言，在本文選擇的具體實施方案中，本發(fā)明的連接子可以是下列任何一種-O-，-NH-，-S-，-C(O)-，C(O)-NH，NH-C(O)-NH，O-C(O)-NH，-C(S)-，-CH2-，-CH2-CH2-，-CH2-CH2-CH2-，-CH2-CH2-CH2-CH2-，-O-CH2-，-CH2-O-，-O-CH2-CH2-，-CH2-O-CH2-，-CH2-CH2-O-，-O-CH2-CH2-CH2-，-CH2-O-CH2-CH2-，-CH2-CH2-O-CH2-，-CH2-CH2-CH2-O-，-O-CH2-CH2-CH2-CH2-，-CH2-O-CH2-CH2-CH2-，-CH2-CH2-O-CH2-CH2-，-CH2-CH2-CH2-O-CH2-，-CH2-CH2-CH2-CH2-O-，-C(O)-NH-CH2-，-C(O)-NH-CH2-CH2-，-CH2-C(O)-NH-CH2-，-CH2-CH2-C(O)-NH-，-C(O)-NH-CH2-CH2-CH2-，-CH2-C(O)-NH-CH2-CH2-，-CH2-CH2-C(O)-NH-CH2-，-CH2-CH2-CH2-C(O)-NH-，-C(O)-NH-CH2-CH2-CH2-CH2-，-CH2-C(O)-NH-CH2-CH2-CH2-，-CH2-CH2-C(O)-NH-CH2-CH2-，-CH2-CH2-CH2-C(O)-NH-CH2-，-CH2-CH2-CH2-C(O)-NH-CH2-CH2-，
-CH2-CH2-CH2-CH2-C(O)-NH-，-NH-C(O)-CH2-，-CH2-NH-C(O)-CH2-，-CH2-CH2-NH-C(O)-CH2-，-NH-C(O)-CH2-CH2-，-CH2-NH-C(O)-CH2-CH2，-CH2-CH2-NH-C(O)-CH2-CH2，-C(O)-NH-CH2-，-C(O)-NH-CH2-CH2-，-O-C(O)-NH-CH2-，-O-C(O)-NH-CH2-CH2-，-NH-CH2-，-NH-CH2-CH2-，-CH2-NH-CH2-，-CH2-CH2-NH-CH2-，-C(O)-CH2-，-C(O)-CH2-CH2-，-CH2-C(O)-CH2-，-CH2-CH2-C(O)-CH2-，-CH2-CH2-C(O)-CH2-CH2-，-CH2-CH2-C(O)-，-CH2-CH2-CH2-C(O)-NH-CH2-CH2-NH-，-CH2-CH2-CH2-C(O)-NH-CH2-CH2-NH-C(O)-，-CH2-CH2-CH2-C(O)-NH-CH2-CH2-NH-C(O)-CH2-、二價環(huán)烷基、-N(R6)-，R6是H或選自下列基團的有機自由基烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、芳基及取代的芳基。但是，為了本發(fā)明的目的，當(dāng)一序列原子與低聚物片段直接相鄰時，被認為不是鍵聯(lián)結(jié)，這一序列原子僅僅是另一種單體，因而鍵聯(lián)結(jié)將代表純粹的低聚物鏈延伸。低聚物和小分子之間的“X”鍵聯(lián)結(jié)，典型地通過低聚物末端的功能團與小分子藥物內(nèi)相應(yīng)的功能團反應(yīng)而形成。下文簡要地描述了例舉的反應(yīng)。例如，低聚物上的氨基“O”可與小分子上的羧酸脂或活性羧酸脂衍生物反應(yīng)，或反之生成酰胺鍵?；蛘撸途畚锷系陌放c藥物上的活化碳酸鹽(如，琥珀酰亞胺或苯三氨基碳酸鹽)反應(yīng)，或反之形成氨基甲酸酯鍵。低聚物上的胺與藥物上的異氰酸鹽(R-N＝C＝O)反應(yīng)，形成尿素鍵(R-NH-(C＝O)-NH-R′)。進一步，低聚物上的乙醇(醇鹽)基與藥物內(nèi)的烷基鹵化物或鹵基反應(yīng)，形成醚鍵。在又另一種結(jié)合方法中，具有醛功能的小分子通過還原性胺化與低聚物氨基結(jié)合，從而在低聚物和小分子之間形成仲胺鍵。特別優(yōu)選的低聚物是具有醛功能團的低聚物。在這方面，低聚物具有下列結(jié)構(gòu)CH3O-(CH2-CH2-O)n-(CH2)p-C(O)H，其中，(n)為1、2、3、4、5、6、7、8、9和10中的任何一個數(shù)，(p)為1、2、3、4、5、6和7中的任何一個數(shù)。優(yōu)選的(n)值包括3、5和7，優(yōu)選的(p)值包括2、3和4。另外，-C(O)H部分上的碳原子α可以任選用烷基替代。低聚物試劑作為單分散組合物提供為優(yōu)選。典型地，沒有功能團的低聚物末端被封住，使其不具有反應(yīng)性。如果低聚物在末端除了用于形成軛合物的功能團以外另有一個功能團，那么所選擇的功能團或者在形成“X”鍵的條件下不起反應(yīng)，或者在形成“X”鍵的過程中受到保護。如上所述，低聚物包括用于形成具有本文所述屬性的小分子軛合物的功能團。取決于小分子內(nèi)或進入小分子內(nèi)的反應(yīng)基，該功能團典型地包含親電或親核基團，以與小分子共價結(jié)合。在低聚物或小分子中可能存在的親核基團的例子包括羥基、胺、肼(-NHNH2)、酰肼(-C(O)NHNH2)及硫醇。優(yōu)選的親核物質(zhì)包括胺、肼、酰肼和硫醇，特別是胺。與低聚物共價結(jié)合的大多數(shù)小分子藥物將具有游離羥基、氨基、硫代、醛、酮或羧基。在低聚物或小分子中可能存在的親電子功能團的例子包括羧酸、羧酸脂、酰亞胺酯、原酸酯、碳酸鹽、異氰酸鹽、異硫氰酸酯、乙醛、酮、硫、烯烴、丙烯酸鹽、異丁烯酸鹽、丙烯酰胺、砜、馬來酰亞胺、二硫化物、碘、環(huán)氧、磺酸鹽、硅烷、烷氧硅烷及鹵硅烷。這些基團更為具體的例子包括琥珀酰亞胺酯或碳酸鹽、咪唑酯或碳酸鹽、苯并三唑酯或碳酸鹽、乙烯基砜、氯乙基砜、乙烯基吡啶、吡啶二硫化物、碘代乙酰胺、乙二醛、二酮、甲磺酸鹽、甲苯磺酸甲酯和三聚丙烯酸酯(2，2，2-trifluoroethanesulfonate)。也包括幾個這些基的硫類似物，如硫酮、硫酮水合物、酮縮硫醇等，以及水合物或上述任何成分的受保護衍生物(例如，醛水合物、半縮醛、乙縮醛、酮水合物、半酮縮醇、縮酮、酮縮硫醇、硫縮醛)。另一種有效的軛合試劑是2-噻唑硫酮。如上所述，羧酸的“活化的衍生物”系指容易與親核試劑反應(yīng)的羧酸衍生物，一般比未衍生的羧酸更容易得多。活性羧酸包括，例如，酸性鹵化物(如酰基氯)、酐、碳酸鹽和酯。這些酯包括一般形態(tài)(-(CO)O-N[(CO)-]2)的酰亞胺酯；例如，N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)酯或N-羥基鄰苯二甲酰亞胺酯。亦是以咪唑基酯和苯并三唑酯為佳。尤其是以活性丙酸或丁酸酯為優(yōu)選，如共同擁有的美國專利第5,672,662號所述。這些包括-(CH2)2-3C(＝O)O-Q形態(tài)，其中，Q選自N-琥珀酰亞胺、N-硫代琥珀酰亞胺、N-苯鄰二甲酰亞胺、N-戊二酰亞胺、N-四氫鄰苯二甲酰亞胺、N-降冰片-2、3-二羧甲酰亞胺、苯并三唑酯、7-偶氮苯并三氮唑及咪唑。其它優(yōu)選的親電基團包括琥珀酰亞胺碳酸酯、馬來酰亞胺、苯并三唑碳酸鹽、縮水甘油醚、咪唑碳酸鹽、p-硝基苯基碳酸酯、丙烯酸鹽、三聚丙烯酸酯、醛及鄰吡啶基二硫化物。這些親電基團與親核試劑(如羥基、硫代或氨基)反應(yīng)，生成各種結(jié)合類型。本發(fā)明的優(yōu)選反應(yīng)是能夠支持形成水解穩(wěn)定的鍵聯(lián)結(jié)的反應(yīng)。例如，包括原酸酯、琥珀酰亞胺酯、咪唑基酯和苯并三唑酯的羧酸及其活性衍生物與上述類型的親核試劑反應(yīng)，分別形成酯、硫酯和酰胺化合物，其中，酰胺化合物的分解穩(wěn)定性最高。如上所述，在低聚物和藥物之間具有水解穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)的軛合物為最佳。碳酸鹽，包括琥珀酰亞胺、咪唑基和苯并三唑碳酸鹽，與氨基反應(yīng)，形成氨基甲酸鹽。異氰酸鹽(R-N＝C＝O)與羥基或氨基反應(yīng)，分別形成氨基甲酸鹽(RNH-C(O)-OR′)或尿素(RNH-C(O)-NHR′)鍵。醛、酮、乙二醛、二酮及其水合物或乙醇加合物(即，醛合水、半縮醛、乙縮醛、酮水合物、半酮縮醇和酮縮醇)與胺反應(yīng)為佳，然后，如果需要，還原生成的亞胺，以提供胺鍵(還原性胺化)?？梢栽谝恍┯H電子功能團團包括親電子雙鍵上添加親核基團例如硫醇，形成親電子雙鍵，例如硫醚鍵。這些基團包括馬來酰亞胺、乙烯基砜、乙烯基嘧啶、丙烯酸鹽、異丁烯酸鹽和丙烯酰胺。其它基團包含可用親核試劑取代的離去基團；這些基團包括氯乙基砜、吡啶二硫化物(包括可裂的S-S鍵)、碘代乙酰胺、甲磺酸、甲苯磺酸甲酯、硫代磺酸鹽和三聚丙烯酸酯。環(huán)氧化物通過開環(huán)與親核試劑反應(yīng)，以形成例如醚或胺鍵。在低聚物和小分子上發(fā)生的、涉及前文所述的互補反應(yīng)基團的反應(yīng)被用來制備本發(fā)明的軛合物。例如，例1詳細地介紹了類維生素A酸寡聚軛合物的制備。小分子即含有反應(yīng)性羧基的類維生素A酸與氨基活性低聚乙二醇結(jié)合，提供具有氨基的軛合物，該氨基將小分子與低聚物鍵聯(lián)結(jié)共價鍵。例1也描述了PEG 3-體(具有3個乙二醇單體亞單元的寡聚乙二醇)、PEG 7-體及PEG 11-體與類維生素A酸共價結(jié)合。例4描述了低聚物-納洛酮軛合物的制備。在這一代表性的合成中，在保護芳香羥基后，納洛酮中的酮基還原為相應(yīng)的羥基，然后與低聚乙二醇結(jié)合，生成一個與小分子軛合物鍵聯(lián)結(jié)的醚(-O-)。有趣的是，在本例中，納洛酮中羥基的還原導(dǎo)致形成兩個在羥基取向上不同的異構(gòu)體。相應(yīng)的寡聚軛合物得以制備和分離，顯示出具有一些不同的特性，這將在下文詳細地論述。這代表了本發(fā)明的另一個特征，即，低聚物-小分子軛合物的單個單體的制備/分離及其使用。如前文所述，本發(fā)明的軛合物表現(xiàn)出了較低的生物屏障穿透率。此外，軛合物保持了未改性母體小分子藥物活性的至少約5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％或更多。對于具有多個適合改性的反應(yīng)活性部位的特定小分子藥物，可能有必要進行分子模型，或在生物體內(nèi)或在生物體外進行生物活性測定，以評估生成的軛合物的生物活性和確定最適合與低聚物共價結(jié)合的部位。參見表VI中各種納洛酮和派生納洛酮、6-NH2-納洛酮及6-OH-納洛酮低聚軛合物的示例性生物活性數(shù)據(jù)。在這份研究中，變量包括母體藥物上化學(xué)改性的部位、共價鍵的類型、立體化學(xué)以及與藥物部分共價結(jié)合的低聚物的大小。如數(shù)據(jù)所示，軛合物的生物活性為母體藥物的約5％至約35％。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，水溶性小低聚物與具有口服生物利用度的小分子藥物穩(wěn)定共價結(jié)合，可以顯著地改變這些小分子的屬性，使它們在臨床上更有效。更具體而言，與單分散低聚物例如低聚環(huán)氧乙烷的共價結(jié)合可以有效地降低，或者在某些情況下，消除藥物輸送穿過血腦屏障，從而顯著地降低中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的副作用。最佳大小的低聚物的典型選擇方法如下。首先，從單分散或雙峰水溶性低聚物獲得的低聚物與小分子藥物軛合。優(yōu)選的情況是藥物具有口服生物利用度并自己表現(xiàn)出生物膜穿透率。下一步，使用適當(dāng)?shù)哪Ｐ鸵约芭c未改性的母體藥物相比，確定軛合物穿透生物膜的能力。如果結(jié)果良好，也就是說，如果穿透率顯著降低，則進一步評估軛合物的生物活性。根據(jù)本發(fā)明的有利的軛合物應(yīng)具有生物活性，因為其鍵具有水解穩(wěn)定性，不會造成未改性藥物在服用時釋放。因而，軛合狀態(tài)的藥物應(yīng)該具有生物活性，相對于母體藥物而言保持較高的生物活性水平為佳，即，高于母體藥物生物活性的約30％，高于母體藥物生物活性的約50％更佳。然后，使用單體類型相同但具有不同數(shù)量的亞單元的低聚物，重復(fù)以上步驟。因為胃腸管道(“GIT”)限制了食物和藥物從消化內(nèi)腔向血液和淋巴輸送，所以，GIT代表了軛合物必須受試的另一種屏障。但是，當(dāng)軛合物用于口服在體循環(huán)中輸送時，GIT屏障代表了一種不得阻止軛合物的屏障。GIT屏障由通過腸上皮細胞中的緊密接合部連接的連續(xù)腸細胞層構(gòu)成。然后，對穿透生物膜的能力比非軛合小分子藥物降低了的每一種軛合物評估其口服生物利用度?；谶@些結(jié)果，也就是說，基于在小分子內(nèi)的特定位置或部位連續(xù)添加遞增數(shù)量的離散單體到特定的小分子上，可能可以確定能最有效地提供在生物膜穿透率降低、口服生物利用度和生物活性之間具有最佳平衡的軛合物的低聚物大小。由于低聚物較小，使得這種篩選可行，使我們能夠有效地定制生成的軛合物的屬性。通過低聚物大小的細微的遞增變化，并利用試驗設(shè)計方法，我們可以有效地找到在生物膜穿透率、生物活性及口服生物利用度之間具有有利平衡的軛合物。在某些情況下，按本文描述與低聚物結(jié)合可以有效地提高藥物的口服生物利用度。例如，通過先制備一系列重量不等和具有不同功能團的低聚物，然后，給患者使用軛合物并定期進行血液及/或尿液取樣，獲得必要的清除曲線圖，那么本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員使用常規(guī)實驗，都可以找到最合適的分子大小和鍵聯(lián)結(jié)，以提高口服生物利用度。一旦獲得了每一種受試軛合物的一系列清除曲線圖，即可確定合適的軛合物。動物模型(嚙齒動物和狗)也可用于研究口服藥物的輸送情況。此外，非生物體內(nèi)方法包括嚙齒動物外翻內(nèi)臟切離組織和Caco-2細胞單層組織-培養(yǎng)模型。這些模型在預(yù)測口服藥物生物利用度方面很有用。本發(fā)明亦包括與藥物賦形劑結(jié)合的本文描述之軛合物的藥物制劑。一般而言，軛合物本身將會是固體狀態(tài)(例如，沉淀物)，可以通過固體或液體狀態(tài)的合適藥物賦形劑結(jié)合在一起。典型的賦形劑包括但不限于碳水化合物、無機鹽、抗菌劑、抗氧化劑、表面活性劑、緩沖劑、酸、堿及它們的組合。碳水化合物(如糖)、衍生的糖(如醛醇)、醇醛酸、酯化糖及/或糖聚合物可以作為賦形劑存在。具體的碳水化合物賦形劑包括，如單糖，如果糖、麥芽糖、半乳糖、葡萄糖、D-甘露糖、山梨糖及類似物；二糖，如乳糖、蔗糖、海藻糖、纖維二糖及類似物；多醣，如蜜三糖、松三糖、麥芽糊精、右旋糖苷、淀粉及類似物；及醛醇，如甘露醇、木糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇、山梨糖醇(葡萄糖醇)、吡喃葡萄糖山梨醇、肌醇及類似物。賦形劑亦可包括無機鹽或緩沖劑，如檸檬酸、氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉、硝酸鉀、磷酸一鈉、磷酸氫二鈉及其組合。制備亦可包括抗菌劑，以預(yù)防或阻止微生物的生長。適合本發(fā)明的抗菌劑的非約束性例子包括殺藻胺、殺藻氯、苯甲醇、十六烷基氯化砒啶、三氯叔丁醇、苯酚、苯乙醇、硝酸苯汞、噻汞撒及其組合。制備也可存在抗氧化劑?？寡趸瘎┯糜陬A(yù)防氧化，從而預(yù)防軛合物或制劑的其它成分變質(zhì)。適宜在本發(fā)明中使用的抗氧化劑包括，例如抗壞血酸棕櫚酸酯、丁醇改性甲氧基苯酚、丁醇改性羥基甲苯、次磷酸、硫代甘油、酸丙酯、亞硫酸氫鈉、醛次硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉及其組合。表面活性劑可以作為賦形劑存在。實例性的表面活性劑包括聚山梨醇酯，如“Tween 20”和“Tween 80”，及pluronics，如F68和F88(二者均可向BASF、Mount Olive和NewJersey購買)；山梨聚糖酯；脂質(zhì)，如磷脂、卵磷脂和其它磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺(盡管不呈脂質(zhì)體為優(yōu)選)、脂肪酸和脂肪族醚；類固醇，如膽固醇；及螯合劑，如EDTA、鋅和其它合適的此類陽離子。制備可能作為賦形劑存在的酸和堿基。可以使用的酸的非約束性例子包括選自鹽酸、乙酸、磷酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸、蟻酸、三氯乙酸、硝酸、高氯酸、硫酸、富馬酸及這些酸的組合的酸。合適的堿的例子包括但不限于選自氫氧化鈉、乙酸鈉、氫氧化銨、氫氧化鉀、醋酸銨、乙酸鉀、磷酸鈉、磷酸二氫鉀、檸檬酸鈉、甲酸鈉、硫酸鈉、硫酸鉀、丁烯二酸鉀及其這些堿的組合而成的堿。軛合物在此合成物中的量可依據(jù)若干因素而有所差異，但在合成物儲存在單元劑量容器內(nèi)時，將會是最佳治療有效劑量。治療有效劑量可以通過重復(fù)服用遞增的軛合物量的實驗進行確定，以確定哪個量能夠產(chǎn)生臨床上期望的終點。組合物中任何個體賦形劑的量基于賦形劑的活性和組合物的特殊需要而變化。典型地，任何個體賦形劑的最佳量通過常規(guī)試驗來確定，即，通過制備含不同量的賦形劑(從低到高)的組份，檢查穩(wěn)定性和其它參數(shù)，然后確定在哪個范圍可以獲得最佳性能，不會造成嚴重的不良影響。但是，一般而言，賦形劑在組合物中的重量占約1％至約99％，5％-98％為優(yōu)選，15-95％更優(yōu)選，濃度低于30％最優(yōu)選。前述藥物賦形劑及其它賦形劑在下列文獻中有描述“Remington藥學(xué)及實踐”，第19版，Williams & Williams，1995，“醫(yī)師辦公桌參考”，第52期，衛(wèi)生經(jīng)濟學(xué)，Montvale，NJ(1998)，和kibbe A.H.，藥物賦形劑手冊，第3版，美國藥物協(xié)會，華盛頓市，2000。藥物組合物可以呈多種形態(tài)，本發(fā)明在這方面不受限制。典型的制劑優(yōu)選地采用適合口服的形態(tài)，如藥片、囊片、膠囊、凝膠藥丸、片劑、分散體、懸浮物、溶液、甘香酒劑、糖漿、錠劑、透皮貼劑、噴霧、栓劑和粉末。具有口服活性的軛合物以口服劑量狀態(tài)為佳，包括藥片、囊片、膠囊、凝膠藥丸、懸浮物、溶液、甘香酒劑和糖漿，也可以包含可選擇裝入膠囊內(nèi)的顆粒、珠、粉末或小球。這些劑量狀態(tài)使用為藥物配方領(lǐng)域的人士所知的常規(guī)方法進行制備，在相關(guān)文本中有描述。例如，利用標(biāo)準(zhǔn)的藥片加工方法和設(shè)備，可以生產(chǎn)藥片和囊片。制備含本文描述的軛合物的藥片或囊片時，采用直接壓縮和成粒工藝為佳。除軛合物之外，藥片和囊片一般會包含藥物學(xué)上可接受的惰性載體物質(zhì)，如粘結(jié)劑、滑潤劑、分解質(zhì)、填充劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑、著色劑等。粘結(jié)劑用于增強藥片的粘結(jié)屬性，從而確保藥片保持完好。合適的粘結(jié)劑材料包括但不限于淀粉(包括玉米淀粉和預(yù)糊化淀粉)、凝膠、糖(包括蔗糖、葡萄糖、右旋糖和乳糖)、聚乙二醇、蠟和天然及合成膠，例如阿拉伯膠藻酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、纖維素聚合物(包括羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、微晶纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素及類似物)及Veegum?；瑵檮┯糜谑顾幤a(chǎn)更容易，提高粉末流動性和預(yù)防微粒在壓力解除時包覆頂端(即微粒破損)。有效的潤滑劑有硬脂酸鎂、鈣鎂和硬脂酸。崩解劑用于促進藥片的崩解，一般為淀粉、粘土類物質(zhì)、纖維素、褐藻膠、膠體或交叉鍵聯(lián)結(jié)的聚合物。填充劑包括二氧化硅、二氧化鈦、礬土、滑石、高嶺土、粉末狀纖維素和微晶纖維素等物質(zhì)、以及甘露醇、尿素、蔗糖、乳糖、葡萄糖、氯化鈉和山梨糖醇等可溶性物質(zhì)。本技術(shù)領(lǐng)域眾所周知的穩(wěn)定劑被用來抑制或減緩分解反應(yīng)，其中包括氧化反應(yīng)。膠囊也是理想的口服劑形態(tài)，含有軛合物的組合物可以作為液體或凝膠體(用于凝膠藥丸)或固體(包括微粒，如顆粒、珠狀、粉末或小球狀)裝入膠囊。合適的膠囊包括硬的和軟的膠囊，一般由凝膠、淀粉或纖維物質(zhì)制作而成。兩半組成的硬凝膠膠囊是以密封的為佳，例如用凝膠帶或類似物密封。包括實質(zhì)干燥形態(tài)的腸胃外制劑(一般作為凍干劑或沉淀物，可以是粉末或決狀形態(tài))，以及用于注射而制備的制劑，一般為液體，需要重組腸胃外制劑的干燥狀態(tài)。合適的稀釋液包括注射用抑菌水、含5％葡萄糖的水、磷酸鹽緩沖鹽水、Ringer溶液、鹽水、無菌水、脫離子水及其組合。在某些情況下，用于腸胃外投藥的組合物可以是非水溶液、懸浮物或乳狀液的狀態(tài)，每一種一般均為無菌。非水溶劑或媒介物的例子有丙二醇、聚乙二醇、植物油(如橄欖油和玉米油)及可注射的有機酯(如油酸乙酯)。本文描述的腸胃外制劑亦可包含佐藥，如保存劑、潤濕劑和分散劑。通過采用殺菌劑，細菌保留過濾器過濾、照射或加熱，這些制劑以無菌的方式提供。軛合物亦可使用常規(guī)的藥膏貼或其它經(jīng)皮給藥機制，通過皮膚給藥，其中，軛合物包含在作為送藥裝置的一個層狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，粘貼在皮膚上。在這種結(jié)構(gòu)內(nèi)，軛合物包含在一個層即“儲存層”中，位于上部背面層的下方。層狀結(jié)構(gòu)可以包含單個儲存層，或包含多個儲存層。本發(fā)明亦提供一種給患有對本文描述之軛合物治療有反應(yīng)的病癥的患者服用軛合物的方法。該方法包括服用(一般是口服)達到治療效果所需量的軛合物(作為藥物制劑的一部分提供為佳)。也可以采用其它給藥方式，例如肺部、鼻部、口腔、直腸、舌下、皮膚滲透給藥和腸胃外投藥。在本文中，“腸胃外投藥”包括皮下注射、靜脈注射、動脈注射、腹腔內(nèi)注射、心內(nèi)注射、胸腔內(nèi)注射和肌肉注射。在采用腸胃外投藥的情況下，可能有必要使用比前述低聚物稍大一些的低聚物，即分子量范圍在約500至3萬道爾頓之間(例如，分子量約為500、1000、2000、2500、3000、5000、7500、10000、15000、20000、25000、30000道爾頓或甚至更大)。給藥方法可用來治療可以通過使用該特定軛合物治療或預(yù)防的任何病癥。本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道某特定的軛合物能夠有效地治療哪種病癥。根據(jù)受治療者的年齡、體重和一般狀況以及病癥的嚴重程度、醫(yī)療人員的判斷和所使用的軛合物的不同，使用的實際劑量可能有所差異。達到治療效果所需的量已為本技術(shù)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員所知及/或在相關(guān)的參考文章和文獻中有描述。一般而言，達到治療效果所需的量將會在0.001毫克至100毫克之間，劑量在0.01毫克/天至75毫克/天之間為優(yōu)選，0.10毫克/天至50毫克/天更優(yōu)選。根據(jù)臨床醫(yī)師的判斷、患者的需要等情況，可以按多種給藥方案給與單位劑量的特定軛合物(仍是作為藥物制劑的一部分提供為佳)。具體的服藥方案已為本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知，或者可以使用常規(guī)方法進行實驗確定。典型的給藥方案包括但不限于每天五次、每天四次、每天三次、每天兩次、每天一次、每周三次、每周兩次、每周一次、每月一次以及上述頻率的任意組合。一經(jīng)達到臨床終點，即應(yīng)停止給與合成藥劑。服用本發(fā)明的軛合物的一個好處是，相對于母體藥物而言，可以降低首過代謝。有關(guān)實例，請參見例8中的支持性結(jié)果。這種結(jié)果對于許多實質(zhì)上通過內(nèi)臟進行代謝的口服藥物有利。如此一來，軛合物的間隙便可以通過選擇低聚物的分子大小、鍵聯(lián)結(jié)以及選擇共價結(jié)合的位置達到提供所需的間隙屬性進行調(diào)節(jié)?；诒疚牡闹v述，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠確定低聚物的理想分子大小。與相應(yīng)的非軛合小分子藥物相比，優(yōu)選的軛合物首過代謝降低包括至少約10％，至少約20％，至少約30％；至少約40％；至少約50％；至少約60％，至少約70％，至少約80％及至少約90％。因此，本發(fā)明提供了一種降低活性劑代謝的方法。該方法包括下列步驟提供單分散或雙峰軛合物，每一種軛合物包括從通過穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)與水溶性低聚物共價結(jié)合的小分子藥物上得到的一部分，其中，和未與水溶性低聚物結(jié)合的小分子藥物的代謝率相比，軛合物表現(xiàn)出較低的代謝率；以及給患者使用軛合物藥物。典型地，通過選自下列一組給藥類型的一種進行給藥口服、皮膚滲透給藥、口腔含化給藥、粘膜滲透給藥、陰道給藥、直腸給藥、腸胃外投藥及肺部給藥。盡管軛合物可以有效地降低許多類型的代謝(包括階段I和階段II代謝)，但當(dāng)軛合物內(nèi)的小分子藥物被肝酶(例如，一個或多個P450細胞色素異構(gòu)體)及/或被一種或多種腸酶代謝時，軛合物尤其有效。
實驗盡管本發(fā)明采用與一些優(yōu)選具體實施方案結(jié)合進行描述，但前面的描述及其后的例子僅為舉例說明而非限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明所涉技術(shù)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員顯然可見屬于本發(fā)明范圍的其它方面、優(yōu)勢和改性。除非另有說明，否則，隨附的例子中所有化學(xué)試劑均可通過商業(yè)途徑獲得。例9描述了單分子PEG-基體藥劑的例子。通過反相色譜法測定，以下例子中使用的所有低聚乙二醇甲基醚都是單分散的且色譜分析是純的。所有1H NMR(核磁共振)數(shù)據(jù)均由Bruker制造的300MHz NMR分光計產(chǎn)生。下面列出一些化合物以及這些化合物的來源。2-溴乙基甲醚，92％，Aldrich；1-溴-2-(2-甲氧基乙氧基)乙烷，90％，Aldrich；CH3(OCH2CH2)3Br，由CH3(OCH2CH2)30H制得；三(乙二醇)單甲醚，95％，Aldrich；二(乙二醇)，99％，Aldrich；三(乙二醇)，99％，Aldrich；四(乙二醇)，99％，Aldrich；五(乙二醇)，98％，Aldrich；六(乙二醇)，97％，Aldrich；氫化鈉，95％干粉，Aldrich；甲磺?；然?，99％，ACE；四丁基銨溴化物，Sigma。
例1CH3(OCH2CH2)3-NH-13-順式-維胺脂(retinamide)(PEG3-13-順式-RA)的合成制備PEG3-13-順式-RA。合成概述如下。
0.1085克CH3(OCH2CH2)3-NH2(0.6656毫摩爾)、0.044克1-羥基芐基三唑(“HOBT”，0.3328毫摩爾)及0.200克13-順式-類維生素A(“13-cis-RA”，0.6656毫摩爾)溶解在10毫升的苯中。在得到的溶液中加入0.192克1，3-二環(huán)己基碳化二亞胺(“DCC”，0.9318毫摩爾)，反應(yīng)混合物在室溫下攪拌一個晚上。過濾反應(yīng)混合物，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑。粗制的半成品在真空下進一步干燥后，溶解在20毫升二氯甲烷中得到有機相，有機相用15毫升去離子水清洗兩次。在Na2SO4上干燥，過濾，并使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑。在得到的產(chǎn)物中加入2滴含50ppm丁基化羥甲苯的二氯甲烷，產(chǎn)物在真空下干燥。產(chǎn)出0.335克1H NMR(DMSO)δ1.02(單態(tài)，2 CH3)，1.67(單態(tài)，CH3)，3.5(廣域多重態(tài)，PEG)，6.20(m，3H)。
例2CH3-(OCH2CH2)7-NH-13-順式-維胺脂(PEG 7-13-順式-RA)的合成0.2257克CH3(OCH2CH2)7-NH2(0.6656毫摩爾)、0.044克1-羥基芐基三唑(0.3328毫摩爾)及0.200克13-順式-類維生素A(0.6656毫摩爾)溶解在10毫升的苯中。在制成的溶液中加入0.192克1，3-二環(huán)己基碳化二亞胺(0.9318毫摩爾)，生成的反應(yīng)混合物在室溫下攪拌一個晚上。過濾反應(yīng)混合物，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，產(chǎn)物在真空下干燥后，溶解在20毫升二氯甲烷中，用15毫升去離子水清洗溶液兩次得到有機相。有機相在Na2SO4上干燥，過濾，并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑。在得到的產(chǎn)物中加入2滴含50ppm丁基化羥甲苯的二氯甲烷，產(chǎn)物在真空下干燥。產(chǎn)出0.426克1H NMR(DMSO)δ1.01(單態(tài)，2 CH3)，1.68(單態(tài)，CH3)，3.5(廣域多重態(tài)，PEG)，6.20(m，3H)。CH3-(OCH2CH2)5-NH-13-順式-維胺脂可以使用這個方法類似地制備，但CH3(OCH2CH2)7-NH2用CH3(OCH2CH2)5-NH2(″mPEG5-NH2″)代替。
例3CH3-(OCH2CH2)11-NH-13-順式-維胺脂的合成(PEG11-13-cis-RA)0.349克CH3(OCH2CH2)11-NH2(0.6789毫摩爾)、0.044克1-羥基芐基三唑(0.3328毫摩爾)及0.204克13-順式-類維生素A(0.6789毫摩爾)溶解在10毫升的苯中。在制成的溶液中加入0.192克1，3-二環(huán)己基碳化二亞胺(0.9318毫摩爾)，生成的反應(yīng)混合物在室溫下攪拌一個晚上。過濾反應(yīng)混合物，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)餾去溶劑，產(chǎn)物在真空下干燥后，溶解在20毫升二氯甲烷中，溶液用15毫升去離子水清洗兩次，得到有機相。有機相在Na2SO4上干燥，過濾，并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)餾去溶劑。在得到的產(chǎn)物中加2滴含50ppm丁基化羥甲苯的二氯甲烷，產(chǎn)物在真空下干燥。產(chǎn)出0.541克1H NMR(DMSO)δ1.01(單態(tài)，2 CH3)，1.68(單態(tài)，CH3)，3.5(廣域多重態(tài)，PEG)，6.20(m，3H)。
例4PEG3-3-納洛酮的合成納洛酮(典型的小分子藥物)的結(jié)構(gòu)如下 納洛酮此分子(具有受保護的羥基)作為例5描述的更大合成方案的一部分來制備。
例5α，β-6-CH3-(OCH2CH2)1-納洛酮(α，β-PEG1-Nal)的合成制備α，β-PEG1-納洛酮。合成概述如下
5.A.3-MEM-納洛酮的合成將二異丙基乙胺(390毫克，3.0毫摩爾)加到納洛酮HCl·2H20(200毫克，0.50毫摩爾)的CH2Cl2(10毫升)溶液中，邊加邊攪拌。然后將甲氧基己基氯化物(“MEMCl”，250毫克，2.0毫摩爾)滴加到上述溶液中。溶液在室溫下N2氣氛中攪拌一個晚上。用HPLC分析粗制的產(chǎn)物，顯示產(chǎn)出3-MEM-O-納洛酮(1)，產(chǎn)率97％。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到粘油。
5.B.3-MEM-納洛酮(2)的α和β差向異構(gòu)體混合物的合成將3毫升0.2N NaOH加到5毫升3-MEM-納洛酮(1)(從上述5.A中獲得，不進一步提純而直接使用)的乙醇溶液中。在上述溶液中滴加NaBH4(76毫克，2.0毫摩爾)的水溶液(1毫升)。得到的溶液在室溫下攪拌5小時。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇，然后加入0.1N HCl溶液，消除多余的NaBH4，將pH值調(diào)整為1。用CHCl3沖洗溶液，除去多余的甲氧基己基氯化物及其衍生物(3×50毫升)，然后加入K2CO3，使溶液的pH值提高到8.0。用CHCl3(3×50毫升)析取產(chǎn)物，產(chǎn)物在Na2SO4上干燥。蒸發(fā)除去溶劑，產(chǎn)出無色的粘性固體(192毫克，0.46毫摩爾，基于納洛酮HCl·2H2O的分離產(chǎn)率為92％)。HPLC顯示，產(chǎn)物為3-MEM-納洛酮的α和β差向異構(gòu)體混合物(2)。
5.C.6-CH3-OCH2CH2-O-3-MEM-納洛酮的α和β差向異構(gòu)體混合物(3a)的合成將NaH(溶解在礦物油中，含量60％，55毫克，1.38毫摩爾)加到6-羥基-3-MEM-納洛酮(2)(192毫克，0.46毫摩爾)的二甲基甲酰胺(“DMF”，6毫升)溶液中?；旌衔镌谑覝叵翹2氣氛中攪拌15分鐘，隨后加入2-溴乙甲醚(320毫克，2.30毫摩爾)的DMF溶液(1毫升)。然后，溶液在室溫下N2氣氛中攪拌3小時。HPLC分析顯示形成了α-和β-6-CH3-OCH2CH2-O-3-MEM-納洛酮(3)混合物，產(chǎn)率約為88％。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去DMF，產(chǎn)出粘性的白色固體。產(chǎn)物無進一步提純，直接在隨后的轉(zhuǎn)化中使用。
5.D.6-CH3-OCH2CH2-納洛酮(4)的α和β差向異構(gòu)體混合物的合成將粗制成的α-和β-6-CH3-OCH2CH2-O-3-MEM-納洛酮(3)溶解在5毫升CH2Cl2中，形成混濁的溶液，然后在溶液中加入5毫升三氟醋酸(“TFA”)。生成的溶液在室溫下攪拌4小時。根據(jù)HPLC化驗確定反應(yīng)結(jié)束。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去CH2Cl2，然后加10毫升的水。在溶液中加入足量的K2CO3，消除多余的TFA并將pH調(diào)整為8。然后用CHCl3(3×50毫升)析取溶液，將析取物混合并用0.1N HCl溶液(3×50毫升)進一步析取，得到水相。加K2CO3，使水相的pH調(diào)整為8，然后用CHCl3(3×50毫升)進一步析取。將得到的有機層混合，然后用Na2SO4干燥。除去溶劑，產(chǎn)出無色的粘性固體。固體產(chǎn)物兩次通過洗提液為CHCl3/CH3OH(30∶1)的硅膠柱(2厘米×30厘米)進行提純，產(chǎn)物為粘性固體。用1H NMR確定提純后的產(chǎn)物為含有ca.30％α差向異構(gòu)體和ca.70％β差向異構(gòu)體的6-CH3-OCH2CH2-納洛酮(4)的α-和β差向異構(gòu)體[100毫克，0.26毫摩爾，基于6-羥基-3-MEM-納洛酮(2)的分離產(chǎn)率為56％]。1H NMR(δ，ppm，CDCl3)6.50-6.73(2H，多重態(tài)，納洛酮的芳族質(zhì)子)，5.78(1H，多重態(tài)，納洛酮的烯族質(zhì)子)，5.17(2H，多重態(tài)，納洛酮的烯族質(zhì)子)，4.73(1H，雙重態(tài)，α納洛酮的C5質(zhì)子)，4.57(1H，雙重態(tài)，β納洛酮的C5質(zhì)子)，3.91(1H，多重態(tài)，納洛酮的C6質(zhì)子)，3.51-3.75(4H，多重態(tài)，PEG)，3.39(3H，單態(tài)，PEG的甲氧基質(zhì)子，α差向異構(gòu)體)，3.36(3H，單態(tài)，PEG的甲氧基質(zhì)子，β差向異構(gòu)體)，3.23(1H，多重態(tài)，β納洛酮的C6質(zhì)子)，1.46-3.22(14H，多重態(tài)，納洛酮質(zhì)子)。
例66-CH3-(OCH2CH2)3-納洛酮(α，β-PEG 3-納洛酮)的合成6.A.6-CH3-(OCH2CH2)3-O-3-MEM-納洛酮的α和β差向異構(gòu)體混合物的合成將NaH(溶解在礦物油中，含量60％，38毫克，0.94毫摩爾)加到3-MEM-納洛酮[98毫克，0.24毫摩爾，從例5中獲得，在例5示意圖中顯示為(2)]的二甲基甲酰胺(“DMF”8毫升)溶液中。溶液在室溫下N2氣氛中攪拌15分鐘，然后加入CH3-(OCH2CH2)3Br(320毫克，1.41毫摩爾)的DMF(1毫升)溶液。然后，生成的溶液在N2下油浴加熱2小時。HPLC分析顯示，所要的產(chǎn)物——α-和β-6-CH3-(OCH2CH2)3-O-3-MEM-納洛酮混合物的產(chǎn)率約為95％。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去DMF，產(chǎn)出粘性的白色固體。粗制的產(chǎn)物不進一步提純直接使用。
6.B.6-CH3-(OCH2CH2)3-O-納洛酮(α，β-PEG3-Nal)α和β差向異構(gòu)體的合成將上述6.A粗制而成的α-和β-6-CH3-(OCH2CH2)3-O-3-MEM-納洛酮混合物溶解在3毫升CH2Cl2中，形成混濁的溶液，加入4毫升三氟乙酸(“TFA”)。生成的溶液在室溫下攪拌4小時。HPLC分析顯示反應(yīng)結(jié)束。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑CH2Cl2。在得到的溶液中加入5毫升水，然后加K2CO3，消除多余的TFA并調(diào)整pH為8。然后，用CHCl3(3×50毫升)析取溶液。CHCl3析取物混合后，再用0.1N HCl溶液(3×50毫升)析取。在剩下的水相中再次加入K2CO3，使pH調(diào)整為8，然后用CHCl3(3×50毫升)析取。有機析取物混合后，在Na2SO4上干燥。然后，除去溶劑，獲得無色的粘性固體。上述固體兩次通過洗提液為CHCl3/CH3OH(30∶1)的硅膠柱(2厘米×30厘米)進行提純。提純后的產(chǎn)品是6-CH3-(OCH2CH2)3-O-納洛酮的α和β差向異構(gòu)體的混合物，其中α和β差向異構(gòu)體的量大致相等，混合物具有NMR的特性。(46毫克，0.097毫摩爾，基于6-羥基-3-MEM-O-納洛酮的分離產(chǎn)率為41％)。1H NMR(δ，ppm，CDCl3)6.49-6.72(2H，多重態(tài)，納洛酮的芳族質(zhì)子)，5.79(1H，多重態(tài)，納洛酮的烯族質(zhì)子)，5.17(2H，多重態(tài)，納洛酮的烯族質(zhì)子)，4.71(1H，雙重態(tài)，α納洛酮的C5質(zhì)子)，4.52(1H，雙重態(tài)，β納洛酮的C5質(zhì)子)，3.89(1H，多重態(tài)，α納洛酮的C6質(zhì)子)，3.56-3.80(12H，多重態(tài)，PEG)，3.39(3H，單態(tài)，PEG的甲氧基質(zhì)子，α差向異構(gòu)體)，3.38(3H，單態(tài)，PEG的甲氧基質(zhì)子，β差向異構(gòu)體)，3.22(1H，多重態(tài)，β納洛酮的C6質(zhì)子)，1.14-3.12(14H，多重態(tài)，納洛酮質(zhì)子)。
6.C.α-6-CH3-(OCH2CH2)3-O-納洛酮和β-6-CH3-(OCH2CH2)3-O-納洛酮的分離將約80毫克的α和βPEG3-納洛酮差向異構(gòu)體的自然混合物溶解在最小量的CHCl3中，然后注入用CHCl3制備的硅膠柱(2厘米×30厘米)中。用CHCl3/CH3OH混合物(60∶1)小心地洗提硅膠柱。最先洗提的是純α-PEG3-納洛酮(26毫克，33％分離產(chǎn)率)，然后是純β-PEG3-納洛酮(30毫克，38％的分離產(chǎn)率)。兩種化合物均為無色的粘性固體。α-PEG3-Nal，1H NMR(δ，ppm，CDCl3)6.49-6.73(2H，兩個雙重態(tài)，納洛酮的芳族質(zhì)子)，5.79(1H，多重態(tài)，納洛酮的烯族質(zhì)子)，5.17(2H，三重態(tài)，納洛酮的烯族質(zhì)子)，4.71(1H，雙重態(tài)，納洛酮的C5質(zhì)子)，3.81(1H，多重態(tài)，納洛酮的C6質(zhì)子)，3.57-3.80(12H，多重態(tài)，PEG)，3.40(3H，單態(tài)，PEG的甲氧基質(zhì)子)，1.13-3.12(14H，多重態(tài)，納洛酮質(zhì)子)。β-PEG3-Nal，1H NMR(δ，ppm，CDCl3)6.54-6.72(2H，兩個雙重態(tài)，納洛酮的芳族質(zhì)子)，5.77(1H，多重態(tài)，納洛酮的烯族質(zhì)子)，5.15(2H，三重態(tài)，納洛酮的烯族質(zhì)子)，4.51(1H，雙重態(tài)，納洛酮的C5質(zhì)子)，3.58-3.78(12H，多重態(tài)，PEG)，3.39(3H，單態(tài)，PEG的甲氧基質(zhì)子)，3.20(1H，多重態(tài)，納洛酮的C6質(zhì)子)，1.30-3.12(13H，多重態(tài)，納洛酮質(zhì)子)。α，β-6-CH3-(OCH2CH2)5-O-納洛酮(“α，β-PEG5-Nal”)和α，β-6-CH3-(OCH2CH2)7-O-納洛酮(“α，β-PEG7-Nal”)的制備及各自異構(gòu)體的分離方法相似。
例7順式-類維生素A酸和納洛酮PEG-基體的口服生物利用度雌性Sprague Dawley_大鼠(150-200克)從Harlan實驗室獲得。將導(dǎo)管插入大鼠的外頸靜脈，讓大鼠適應(yīng)至少72小時再開始研究。大鼠禁食一個晚上(第1天)，但隨意給水。在用藥的那天(第0天)上午，給每只大鼠稱重，用肝素(1000U/毫升)沖洗導(dǎo)管。用一根喂食管，給大鼠口服(強飼)含聚乙二醇化或游離藥物的水溶配方。劑量按毫克/千克體重進行確定?？倓┝坎怀^10毫升/千克。按特定的時間間隔(1、2和4小時)，通過導(dǎo)管抽取血樣(約1.0毫升)，放置在含14微升肝素的1.5毫升離心管內(nèi)，混合并離心分離出血漿。血漿樣本在化驗前冷凍(＜-70℃)。血漿樣本用沉淀法提純，析取分析物并使用質(zhì)譜儀(MSD)通過高性能液相色譜(LC)法進行化驗。標(biāo)準(zhǔn)樣本采用同樣的方法進行制備，生成標(biāo)準(zhǔn)曲線，通過這個曲線可以推斷出未知樣本的濃度(見表二的結(jié)果)。適當(dāng)時，使用內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)進行分析。表一概括了受試化合物的選定屬性(如分子量和可溶性)。表一也給出了以ICs0值表示的一些受試化合物的生物體外酶結(jié)合活性。
表一受試化合物的選定屬性
*納洛酮系列化合物的μ-鴉片劑結(jié)合活性羥嗪和西替利嗪系列化合物的組胺H-1結(jié)合活性表二計算并給出了類維生素A酸系列化合物的口服生物利用度。所有數(shù)據(jù)均標(biāo)準(zhǔn)化為6毫克/千克劑量。這些化合物的血漿濃度/時間曲線見圖1。
表二類維生素A酸系列化合物的口服生物利用度 表三計算并給出了納洛酮系列化合物中每種異構(gòu)體的口服生物利用度?？诜{洛酮的劑量為5或10毫克/千克，聚乙二醇化化合物的劑量標(biāo)準(zhǔn)化為1毫克/千克。這些化合物的血漿濃度/時間曲線見圖2。
表三納洛酮系列化合物的口服生物利用度 以上結(jié)果顯示，諸如類維生素A酸和納洛酮等親脂性小化合物(游離堿形式)的聚乙二醇化可提高溶解度和口服生物利用度。另一方面，與低聚PEG的結(jié)合也提高了母體化合物的分子量(大于約500道爾頓)，尤其是PEG-基體長度的增加，限制了高水溶性化合物的口服穿透，這可以從例如PEG7-13-cis-RA和PEG11-13-cis-RA兩個例子中看出。
例8順式-類維生素A酸和納洛酮PEG-基體穿過血腦屏障(BBB)的輸送在這些試驗中，現(xiàn)場腦灌注方法采用完好的大鼠大腦，(i)以確定藥物在正常的生理條件下穿透BBB的能力，及(ii)研究輸送機制，例如被動擴散與載體中介輸送。使用單時間點方法進行灌注。簡要地說，用一個灌輸泵(20毫升/分鐘)，將含有測試化合物的灌注液體(灌注液)通過左外側(cè)頸動脈以恒定的速度注入大鼠體內(nèi)。灌注流速的設(shè)定是為了在正常的生理壓力下(80-120mm Hg)將液體流完全輸送到大腦。灌注時間持續(xù)30秒。灌注完畢，立即用不含藥物的灌注液再灌注腦脈管系統(tǒng)30秒，以清除殘留藥物。關(guān)閉灌輸泵，立即從頭骨上取下大腦。每只大鼠的左腦樣本先稱重，然后用Polytron均質(zhì)器進行均質(zhì)化。在每個鼠腦中加入四(4)毫升20％的甲醇進行均質(zhì)化。均質(zhì)化后，測量并記錄均質(zhì)化后混合物的總量。測得量的均勻混合物用有機溶液稀釋，然后離心分離。在氮流中清除和蒸發(fā)上層清液，并用LC/MS/MS重組和分析。根據(jù)藥物注射到空白(即沒有藥物)的大腦均勻混合物中生成的校準(zhǔn)曲線，定量分析受試大腦均勻混合物中藥物的濃度。分析三份大腦均勻混合物中藥物的濃度，得出的值用來計算大腦吸收率(單位p摩爾/克鼠腦/秒灌注)。每一個灌注溶液含有阿替洛爾(目標(biāo)濃度，50μM)、安替比林(目標(biāo)濃度，5μM)及目標(biāo)濃度為20μM的測試化合物(13-順式-類維生素A酸，PEGn-13-順式-類維生素A酸，納洛酮或PEGn-Nal)。表四計算、標(biāo)準(zhǔn)化并記錄了每種受試化合物的BBB吸收情況。所有數(shù)據(jù)均標(biāo)準(zhǔn)化為以20毫升/分鐘的灌注速度灌輸5μM劑量溶液30秒。
表四受試化合物的血腦屏障(BBB)吸收 以上結(jié)果顯示，對親脂性化合物例如13-順式-類維生素A酸進行聚乙二醇化可以顯著地降低親脂性化合物的大腦吸收率(“BUR”)，例如，與母體化合物“13-順式-類維生素A酸”相比，PEG7-13-cis-RA的大腦吸收率降低為四分之一，PEG11-13-cis-RA的大腦吸收率系數(shù)降低為五分之一。對于納洛酮，PEG5-Nal和PEG7-Nal的BUR降低為十六分之一。至于羥嗪，作為PEG7-Hyd給藥時，BUR降低為原來的大約二十九分之一。作為PEG7-Cet給藥時，西替利嗪相對最小的穿過血腦屏障輸送未發(fā)生大變化。因而，總體而言，我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過將水溶性小聚合物與此類小分子藥物結(jié)合，修改其穿透生物膜的能力，例如與胃腸屏障、血腦屏障、胎盤屏障及類似的屏障相關(guān)的膜，可以優(yōu)化藥物的傳輸屬性。更為重要的是，在口服藥物時，與一個或多個水溶性小聚合物結(jié)合可以顯著地降低這些藥物穿透生物屏障例如血腦屏障的輸送能力。在理想的情況下，此類改性的藥物通過胃腸道的輸送沒有受到大的影響，而穿過生物屏障例如血腦屏障的輸送卻受到重大阻礙，改性藥物的口服生物利用度保持在臨床上有效的水平之上。將例7和例8中的生成的數(shù)據(jù)作圖的目的是，比較PEG的大小分別對13-順式-類維生素A酸和納洛酮的相對口服生物利用度和BBB輸送的影響。見圖3-7。圖3考查了與PEG 3-體、PEG 5-體、PEG 7-體和PEG 11-體分別結(jié)合時，對13-順式-類維生素A酸的口服生物利用度的影響。圖4檢查了與這些不同的PEG-基體的共價結(jié)合對13-順式-類維生素A酸的血腦屏障輸送的影響。圖5檢查了與PEG 3-體、PEG 5-體和PEG 7-體的共價結(jié)合對納洛酮的口服生物利用度的影響。圖6顯示了與這些PEG-基體共價結(jié)合對納洛酮的血腦屏障輸送的影響。圖7顯示，PEGn-Nal化合物比納洛酮具有更高的口服生物利用度。從這些圖中可以看出，當(dāng)PEG低聚物增大時，BBB吸收率顯著降低，而口服生物利用度相對于母體分子有所提高。納洛酮的α-和β-異構(gòu)體之間在口服生物利用度上的差別可能是由于它們在物理化學(xué)屬性方面的差異。一種異構(gòu)體的親脂性比另一種異構(gòu)體稍強一些，從而導(dǎo)致在口服生物利用度方面出現(xiàn)小差別。
例9PEG-納洛酮的生物體外代謝為了研究聚乙二醇化對納洛酮的階段II代謝(葡萄糖苷化)的影響，研制了一種生物體外方法。這個方法需要制備一種NADPH再生系統(tǒng)(NRS)溶液。將碳酸氫鈉(22.5毫克)溶解在1毫升的去離子水中，制備NRS溶液。在溶液中加入B-煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸鹽鈉鹽或NADP(1.6毫克)、葡萄糖-6-磷酸鹽(7.85毫克)、葡萄糖-6-磷酸鹽脫氫酶(3微升)、尿苷5-二磷酸葡萄糖醛酸三鈉鹽或UDPGA(2.17毫克)、腺苷3′-磷酸鹽5′-磷酸硫酸鋰鹽或PAPS(0.52毫克)1M氯化鎂溶劑(10微升)。固體完全溶解后，將溶液儲存在冰浴中。將適量的納洛酮HCl、6-mPEG3-O-納洛酮、α-6-mPEG5-O-納洛酮及α-mPEG7-O-納洛酮溶解在1毫升去離子水中，制備30mM測試物儲備溶液。雄性Sprague Dawley大鼠微粒體(0.5毫升，濃度為20毫克/毫升；M00001來自In-vitro Technologies，Baltimore，MD)從冰柜中取出，放在冰浴中解凍。在試瓶中加入60微升的去離子水，將四十微升的肝微粒體稀釋為100微升。在試瓶中加入tris緩沖液，pH 7.4(640微升)和測試物儲備溶液(10微升)，使容量為750微升。各試瓶和NRS溶液分別單獨放在37℃的水浴中5分鐘。在每個試瓶中加NRS溶液(250微升)。在第一個試瓶中加NRS時，開啟反應(yīng)計時器。收集各樣本(200微升)，然后分別加入高氯酸(20微升)，終止反應(yīng)。在下列時間點收集樣本0-2、20、40及60分鐘。將反應(yīng)終止的所有試瓶存放在一個冰浴槽中。在每個試瓶中加入乙腈(100微升)，然后3000xg離心分離5分鐘。取出上層清液(230微升)，然后用LC/MS法化驗10微升的測試溶液。在每個時間點，測量和記錄測試物在每個樣本中的濃度。表五列出了肝微粒體培養(yǎng)后活性殘留物的百分比。
表五肝微粒體培養(yǎng)后活性殘留物的百分比 根據(jù)表五中的結(jié)果，可能得出這樣的結(jié)論采用低聚物進行聚乙二醇化可降低小分子例如納洛酮的葡萄糖苷化速度。另外，當(dāng)PEG低聚物鏈增大時，葡萄糖苷化速度降低。此外，PEG3-納洛酮的α-異構(gòu)體與β-異構(gòu)體對比顯示，β-異構(gòu)體在分離的大鼠肝微粒體內(nèi)對于細胞色素P450同工酶是一種差底物。此觀察結(jié)果再次確認了圖7中顯示的生物體內(nèi)數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)到圖8和9，數(shù)據(jù)顯示，與小PEG的結(jié)合可以有效地降低藥物代謝速度(如在納洛酮一例中葡萄糖苷酸形成所顯示)。血液中β-異構(gòu)體的水平高于α-異構(gòu)體是可能的，因為首過效果被大幅度地阻止，也就是說，由于與寡聚PEG分子的共價結(jié)合，顯著地阻止了首過代謝的程度(圖7)。PEG分子可能產(chǎn)生位阻和/或親水或疏水效果，同PEG與α-異構(gòu)體形態(tài)結(jié)合相比，PEG與β-異構(gòu)體形態(tài)結(jié)合時，會在更大程度上改變β-異構(gòu)體軛合物和細胞色素P450同工酶的親合力。與α-異構(gòu)體代謝物和未聚乙二醇化的納洛酮相比，β-異構(gòu)體代謝物的水平更低。
例10μ-鴉片劑受體上各種阿片拮抗劑的活性在單獨的一系列試驗中，納洛酮、其它阿片拮抗劑和μ-鴉片劑受體上的各種軛合物在生物體外的生物活性得到了確定。表六是試驗結(jié)果摘要。
表六
μ-鴉片劑受體上納洛酮和PEGn-6-納洛酮軛合物在生物體外的活性。 在上表中，對于每種化合物，每一種PEG軛合物的生物活性顯示為其與母體藥物相比較的相對生物活性。EC50是在標(biāo)準(zhǔn)劑量反應(yīng)曲線中基線和最高反應(yīng)之間的半程處引起反應(yīng)的激動劑的濃度。如以上數(shù)據(jù)所示，各種PEGn-Nal軛合物均有生物活性，而且事實上，所有6-納洛酮或納洛酮軛合物均保持了母體藥物的至少5％或更高的生物活性度，其生物活性范圍在未改性母體化合物的生物活性的約5％至約35％之間。在生物活性方面，PEG550-6-NH-納洛酮具有其母體化合物(6-NH2-納洛酮)的約13％的生物活性，α-PEG3-Nal具有其母體化合物(α-6-OH-納洛酮)的約30％的生物活性，而β-PEG3-Nal具有其母體化合物(α-6-OH-納洛酮)的約35％的生物活性。
例11制備完全單分子量的低聚(乙二醇)甲醚及其衍生物的方法本發(fā)明單分子(單分散)PEG按照下面詳細描述的方法進行制備。這些單分子PEG在提供本發(fā)明改性活性劑以及該活性劑的理想屏障輸送屬性方面具有尤為明顯的優(yōu)勢。以下舉例說明的方法代表了本發(fā)明的另一方面，即，一種使用鹵素衍生(如溴衍生)低聚(環(huán)氧乙烷)，由低分子量的單分散低聚(乙二醇)制備單分散低聚(環(huán)氧乙烷)甲醚的方法。在本發(fā)明的另一個方面，本文亦提供了一種使用鹵素衍生低聚(環(huán)氧乙烷)甲醚將低聚(環(huán)氧乙烷)甲醚(從單分子量組合物)與活性劑結(jié)合的方法。反應(yīng)式示意如下 (m＝1，2，3；n＝2，3，4，5，6)10.A.CH3O-(CH2CH2O)5-H與CH3OCH2CH2Br的合成 將四(乙二醇)(55毫摩爾，10.7克)溶解在100毫升的四氫呋喃(“THF”)中，然后在室溫下加KOtBu(55毫升，1.0M溶解在THF中)。生成的溶液在室溫下攪拌30分鐘過夜，然后滴加CH3OCH2CH2Br(55毫摩爾，5.17毫升溶解在50毫升的THF中)。室溫下攪拌反應(yīng)一個晚上，然后用H2O(300毫升)/CH2Cl2(3×300毫升)析取。得到的有機析取物混合，然后在無水的Na2SO4上干燥。過濾掉固體干燥劑和蒸發(fā)去除溶液后，獲得粗制的殘余物，殘余物用硅膠柱(CH2Cl2∶CH3OH＝60∶1～40∶1)通過柱色譜進行提純，產(chǎn)出純的五(乙二醇)單甲醚(產(chǎn)量35％)。1H NMR(CDCl3)δ3.75-3.42(m，20H，OCH2CH2O)，3.39(s，3H，MeO)。
10.B.CH3O-(CH2CH2O)7-H與MeOCH2CH2Br的合成慢慢地將氫化鈉(2.55克，106毫摩爾)加到六(乙二醇)(10克，35毫摩爾)和2-溴乙基甲醚(4.9克，35毫摩爾)的THF(100毫升)溶液中。溶液在室溫下攪拌兩小時。HPLC顯示，以約54％的產(chǎn)率形成mPEG7-OH。通過加入稀釋的鹽酸，停止反應(yīng)，消除多余的氫化鈉。使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，除去所有溶劑，生成褐色的粘性液體。使用半制備的HPLC(20厘米×4厘米，C18柱，乙腈和水作為流動相)，獲得純的mPEG7-OH——無色液體(4.9克，分離產(chǎn)率為41％)。1H NMR(CDCl3)2.57ppm(三重態(tài)，1H，OH)；3.38ppm(單態(tài)，3H，CH3O)；3.62ppm(多重態(tài)，30H，OCH2CH2)。
10.C.CH3O-(CH2CH2O)5-Br的合成將三乙胺(5.7毫升，40毫摩爾)加到CH3O-(CH2CH2O)5-OH(5.0克，20毫摩爾)中，邊加邊攪拌。溶液在冰浴槽中N2氣氛下冷卻，并在30分鐘內(nèi)滴加2.5毫升的甲烷磺酰氯(32毫摩爾)。溶液在室溫下攪拌一個晚上。然后在反應(yīng)混合物中加入水(40毫升)，用CH2Cl2(3×150毫升)萃取溶液，得到的有機相用0.1N HCl(3×80毫升)和水(2×80毫升)沖洗。用Na2SO4干燥和除去溶液后，獲得淡褐色的液體。將產(chǎn)物和Bu4NBr(12.80克，39.7毫摩爾)溶解在CH3CN(50毫升)中，生成的溶液在50℃溫度N2氣氛下攪拌15小時。冷卻至室溫后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去CH3CN，產(chǎn)出紅色液體，將紅色液體溶解在150毫升的水中，用EtOAc(2×200毫升)萃取。將得到的有機相合并，用水沖洗，然后在Na2SO4上干燥。除去溶劑后，獲得淡紅色的液體(4.83克，77.4％)。1H NMR(300Hz，CDCl3)δ3.82(t，2H)，3.67(m，14H)，3.51(m，2H)，3.40(s，3H)。
例11mPEG3 N-美爾奎寧的合成將氰硼氫化鈉(60毫克，0.96毫摩爾)水溶液(1毫升)加到美爾奎寧(mefloquine)HCl鹽(200毫克，0.48毫摩爾)和mPEG3-丁基醛(280毫克，1.20毫摩爾)的甲醇溶液(5毫升)中。生成的溶液在50℃溫度的油浴槽中氮氣下加熱16小時，邊加熱邊攪拌。HPLC顯示反應(yīng)結(jié)束。使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，除去所有溶劑，生成粗制的產(chǎn)品。用備好的反相HPLC提純，獲得純的mPEG-3-N-美爾奎寧軛合物——無色粘性液體(160毫克，0.27毫摩爾，分離產(chǎn)率56％)，1H NMR(CDCl3，ppm)8.15(多重態(tài)，3H，芳環(huán))；7.73(三重態(tài)，1H，芳環(huán))；5.86(雙重態(tài)，1H，CH)；3.67(多重態(tài)，14H，PEG主鏈)；3.52(單態(tài)，3H，PEG-OCH3)；3.18(多重態(tài)，2H，PEG-CH2)；0.52-2.74(多重態(tài)，13H，PEG和環(huán)己基質(zhì)子)。反應(yīng)式示意如下
權(quán)利要求
1.一種包含單分散或雙峰軛合物的組合物，每一種軛合物均包含從通過穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)與水溶性低聚物共價結(jié)合的小分子藥物上得到的一部分，其特征在于所述軛合物表現(xiàn)出的生物膜穿透率較未與水溶性低聚物結(jié)合的小分子藥物生物膜穿透率低。
2.權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是，軛合物包含O-X-D結(jié)構(gòu)，其中O對應(yīng)水溶性低聚物，X對應(yīng)穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)，D對應(yīng)從小分子藥物上得到的部分。
3.權(quán)利要求2所述的組合物，其特征是，生物膜與選自下列一組的屏障相關(guān)血腦屏障、血腦脊髓液屏障、血胎盤屏障及血奶屏障。
4.權(quán)利要求3所述的組合物，其特征是，生物膜與血腦屏障相關(guān)。
5.權(quán)利要求3或4所述的組合物，其特征是，軛合物表現(xiàn)的生物膜穿透率比小分子藥物的生物膜穿透率降低至少20％。
6.權(quán)利要求3或4所述的組合物，其特征是，軛合物表現(xiàn)的生物膜穿透率比小分子藥物的生物膜穿透率降低至少70％。
7.權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是，小分子藥物是口服可生物利用的。
8.權(quán)利要求1或7所述的組合物，其特征是，軛合物的口服生物利用度是小分子藥物口服生物利用度的至少10％。
9.權(quán)利要求1或7所述的組合物，其特征是，軛合物的口服生物利用度是小分子藥物口服生物利用度的至少50％。
10.權(quán)利要求1或7所述的組合物，其特征是，軛合物在口服時表現(xiàn)出的首過代謝較小分子藥物有所降低。
11.權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是，軛合物具有在約300和1800道爾頓之間的分子量。
12.權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是，小分子藥物具有低于約750道爾頓的分子量。
13.權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是，小分子藥物是非阿片拮抗劑。
14.權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是，水溶性低聚物包含選自下列一組的單體環(huán)氧烷烴、烯醇、乙烯吡咯烷酮、羥基烷基甲基丙烯酰胺、羥基烷基異丁烯酸鹽、糖類、α-羥基酸、磷腈、_唑啉、氨基酸及N-丙烯酰嗎啉。
15.權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是，水溶性低聚物由環(huán)氧乙烷單體亞單元組成。
16.權(quán)利要求14和15之任一所述的組合物，其特征是，低聚物的單體數(shù)量在3和15之間。
17.權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是，軛合物為單分散軛合物。
18.權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是，軛合物為雙峰軛合物。
19.權(quán)利要求1、2、3、4、7、11、12、13、14、15、17及18之任一所述的組合物，其特征是，軛合物具有單個與從小分子藥物上得到的部分共價結(jié)合的水溶性低聚物。
20.權(quán)利要求1、2、3、4、7、11、12、13、14、15、17及18之任一所述的組合物，其特征是，穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)包括醚、酰胺、氨基甲酸乙酯、胺、硫醚、醚、尿素及碳-碳鍵。
21.權(quán)利要求1、2、3、4、7、11、12、13、14、15、17及18之任一所述的組合物，其特征是，軛合物包含立體異構(gòu)體混合物。
22.權(quán)利要求1、2、3、4、7、11、12、13、14、15、17及18之任一所述的組合物，其特征是，軛合物為單個立體異構(gòu)體。
23.一種藥物組合物，包含(1)單分散或雙峰軛合物，每一個軛合物均包含從通過穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)與水溶性低聚物共價結(jié)合的小分子藥物上得到的一部分，其中，該軛合物表現(xiàn)出較未與水溶性低聚物結(jié)合的小分子藥物低的生物膜穿透率；及(2)藥學(xué)上可接受的賦形劑。
24.權(quán)利要求23所述的藥物組合物，采用口服劑量的形式。
25.一種包括給與包含單分散或雙峰軛合物的組合物的步驟的方法，每一個軛合物均包含從通過穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)與水溶性低聚物共價結(jié)合的小分子藥物上得到的一部分，其特征是，該軛合物表現(xiàn)出比未與水溶性低聚物結(jié)合的小分子藥物低的生物膜穿透率。
26.權(quán)利要求25所述的方法，其特征是，給藥步驟選自下列一組口服、經(jīng)皮給藥、口腔含化給藥、經(jīng)粘膜給藥、陰道給藥、直腸給藥、腸胃外給藥和肺部給藥。
27.一種優(yōu)化小分子藥物的選擇性生物膜穿透的方法，該方法包含通過穩(wěn)定的鍵聯(lián)結(jié)共價鍵將來自低聚物單分散或雙峰組合物的水溶性低聚物與小分子藥物軛合的步驟，從而形成表現(xiàn)出比軛合前的小分子藥物低的生物膜穿透率的軛合物。
28.一種優(yōu)化小分子藥物生物膜穿透的方法，該方法包括下列步驟(a)制備一系列的單分散或雙峰軛合物，系列中每一種軛合物均包含從通過穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)與水溶性低聚物共價結(jié)合的小分子藥物上得到的一部分，其中，系列中每一種軛合物只在低聚物大小上有所不同，低聚物大小按低聚物內(nèi)單體數(shù)量計；(b)表征步驟(a)制備的系列中每一種軛合物，達到軛合物不會穿透生物膜的程度；及(c)基于(b)的結(jié)果，找到步驟(a)制備的系列軛合物中具有最佳生物膜穿透降低的軛合物。
29.權(quán)利要求28所述的方法，進一步包括下列步驟表征步驟(a)制備的一系列軛合物中每一種軛合物的口服生物利用度程度，以及找到在生物膜穿透性降低和生物利用度之間具有最佳平衡的軛合物。
30.權(quán)利要求28所述的方法，進一步包括下列步驟表征步驟(a)制備的一系列軛合物中每一種軛合物的生物活性程度，找到在生物膜穿透性降低和生物活性之間具有最佳平衡的軛合物。
31.一種制備軛合物的方法，該方法包括使從單分散或雙峰水溶性低聚物組合物獲得的水溶性低聚物與小分子藥物共價結(jié)合的步驟，以提供一種軛合物，其包含一個將低聚物和源自小分子藥物的部分相連接的穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)。
32.權(quán)利要求31所述的方法，其特征是，穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)是水解穩(wěn)定的。
33.權(quán)利要求31所述的方法，其特征是，鍵聯(lián)結(jié)是酶解穩(wěn)定的。
34.權(quán)利要求31、32及33之任一所述的方法，其特征是，共價結(jié)合步驟包括，在一個或多個合成步驟中，使具有反應(yīng)基A的低聚物與包含適合與A反應(yīng)的反應(yīng)基B的小分子反應(yīng)，反應(yīng)條件為可以有效地形成一個由A和B反應(yīng)而得的穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)。
35.權(quán)利要求34所述的方法，其中，軛合物包含異構(gòu)體混合物。
36.權(quán)利要求35所述的方法，進一步包含分離異構(gòu)體混合物的步驟，以取得實質(zhì)上純的單軛合物異構(gòu)體組合物。
37.一種制備單分散低聚乙二醇試劑組合物的方法，該方法包括將具有(m)個單體亞單元的鹵端基低聚乙二醇與具有(n)個單體亞單元的羥端基低聚乙二醇反應(yīng)的步驟，反應(yīng)條件為可以有效地置換鹵基，從而形成具有(m)+(n)個單體亞單元(OEGm+n)的低聚乙二醇，其中，(m)和(n)各自獨立在1-10的范圍內(nèi)。
38.權(quán)利要求37所述的方法，其中，(m)的范圍為1-3，(n)的范圍為2-6。
39.權(quán)利要求37所述的方法，其中，反應(yīng)步驟在強堿存在下進行。
40.權(quán)利要求37、38及39之任一所述的方法，其中，鹵端基低聚乙二醇包含一個封端基。
41.權(quán)利要求37所述的方法，其中，羥端基低聚乙二醇對應(yīng)此結(jié)構(gòu)HO-(CH2CH2O)n-H。
42.權(quán)利要求41所述的方法，進一步包括將OEGm+n的終端羥基轉(zhuǎn)化為鹵基-X，以形成OEGm+n-X的步驟。
43.權(quán)利要求42所述的方法，進一步包括將OEGm+n-X與第二個具有(n)個單體亞單元的羥端基低聚乙二醇反應(yīng)的步驟，反應(yīng)條件為可以有效地置換鹵基，從而形成具有(m)+2(n)個單體亞單元(OEGm+2n)的低聚乙二醇，其中，(m)和(n)各自獨立在1-10的范圍內(nèi)。
44.權(quán)利要求43所述的方法，其中，該第二個羥端基低聚乙二醇對應(yīng)此結(jié)構(gòu)HO-(CH2CH2O)n-H。
45.權(quán)利要求44所述的方法，其中，(OEGm+2n)對應(yīng)CH3O(CH2CH2O)m+2nH結(jié)構(gòu)，并作為CH3O(CH2CH2O)m+2nH的單分散組合物一部分存在。
46.權(quán)利要求43所述方法，其中，OEGm+2n具有伯羥基或仲羥基。
47.權(quán)利要求46所述的方法，進一步包括將上述伯羥基或仲羥基轉(zhuǎn)化為鹵基-X，以形成OEGm+2n-X的步驟。
48.權(quán)利要求47所述的方法，進一步包括將OEGm+2n-X與具有(n)個單體亞單元的第三個羥端基低聚乙二醇反應(yīng)的步驟，反應(yīng)條件為可以有效地置換鹵基，從而形成具有(m)+3(n)個單體亞單元(OEGm+3n)的低聚乙二醇，其中，(m)和(n)各自獨立在1-10的范圍內(nèi)。
49.權(quán)利要求48所述的方法，其中，(OEGm+3n)對應(yīng)CH3O(CH2CH2O)m+3nH結(jié)構(gòu)，并作為CH3O(CH2CH2O)m+3nH的單分散組合物一部分存在。
50.一種降低活性劑代謝的方法，該方法包含以下步驟提供單分散或雙峰軛合物，每種軛合物均包含從通過穩(wěn)定鍵聯(lián)結(jié)與水溶性低聚物共價結(jié)合的小分子藥物上得到的一部分，其中，該軛合物表現(xiàn)出比未與水溶性低聚物結(jié)合的小分子藥物低的生物膜穿透率；以及給患者使用上述軛合物。
51.權(quán)利要求50所述的方法，其中，該給藥步驟按照取自下列一組的一種給藥方法進行口服、經(jīng)皮給藥、口腔含化給藥、經(jīng)粘膜給藥、陰道給藥、直腸給藥、腸胃外給藥和肺部給藥。
52.權(quán)利要求51所述的方法，其中，小分子藥物被肝酶代謝。
53.權(quán)利要求52所述的方法，其中，肝酶包含一種或多種細胞色素P450異構(gòu)體。
54.權(quán)利要求51所述的方法，其中，給藥步驟通過口服進行。
55.權(quán)利要求54所述的方法，其中，小分子藥物被一種或多種腸酶代謝。
全文摘要
本發(fā)明提供幾種通過與取自單分散或雙峰水溶性低聚物組合物的一種水溶性低聚物共價結(jié)合得到化學(xué)改性的小分子藥物。本發(fā)明的軛合物在以若干給藥方法中的任何一種方法給藥時，表現(xiàn)出比未與水溶性低聚物結(jié)合的小分子藥物低的生物膜穿透率。
文檔編號A61K31/785GK1925875SQ200480041747
公開日2007年3月7日 申請日期2004年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者M·D·本特利, T·X·維加斯, R·R·古丁, L·陳, X·趙 申請人:尼克塔治療亞拉巴馬公司