局部遞送治療劑的化學(xué)構(gòu)造物的制作方法
【專利說(shuō)明】局部遞送治療劑的化學(xué)構(gòu)造物
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年6月19日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?1/836,800的美國(guó)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其 通過(guò)引用全文納入本文。
[0003] 關(guān)于聯(lián)邦政府資助研發(fā)下作出的發(fā)明的權(quán)利聲明
[0004] 不適用
[0005] 背景
[0006] 在美國(guó)，骨科醫(yī)生為600,000名愈合延遲的骨折患者W及100,000名變成骨不連的 患者不斷探求改進(jìn)療法。感染骨不連仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，常常需要分階段治療方案。第一步是 除去受感染的硬件，手術(shù)清創(chuàng)和放置預(yù)裝洗脫劑的固體支持體(例如，抗生素小珠）。第二步 包括全身性靜脈內(nèi)遞送抗生素。最后，患者經(jīng)歷第二次外科手術(shù)W便可能除去固體支持體、 永久的手術(shù)穩(wěn)定作用W及手術(shù)期間治療制劑的局部遞送(例如重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白2)和 骨移植。
[0007] 目前的療法面臨著多重挑戰(zhàn)，并且是侵入性的。它們?cè)O(shè)及反復(fù)的手術(shù)方式，并且受 限于移植后無(wú)法更改療法(例如，如果培養(yǎng)物出現(xiàn)耐藥機(jī)體）。抗生素的全身給藥是需要高 血液濃度W便在骨折環(huán)境中實(shí)現(xiàn)治療水平的后續(xù)問(wèn)題。需要密切監(jiān)測(cè)運(yùn)些高血清水平的副 作用，W避免嚴(yán)重的并發(fā)癥。該問(wèn)題將受益于改進(jìn)的藥物遞送方法。
[000引就治療劑的遞送而言，運(yùn)絕非是外科醫(yī)生面臨的唯一問(wèn)題。其他的問(wèn)題包括在外 科手術(shù)時(shí)治療劑的全身靜脈內(nèi)遞送(例如用于癌癥的化療劑或靜脈止痛藥物）、局部遞送 (例如脊柱融合術(shù)后重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白2的遞送）、W及直接注射到關(guān)節(jié)(例如，注射皮 質(zhì)骨醇類至膝蓋用于骨關(guān)節(jié)炎治療）。運(yùn)些問(wèn)題將受益于改進(jìn)的治療劑遞送，也就是抗生 素、消炎止痛藥物、骨愈合調(diào)節(jié)劑和化療劑的改進(jìn)遞送。所需要的是一種祀向遞送治療劑或 診斷劑的方法，從而將制劑在所需部位濃縮，如此降低給予病人的治療劑或診斷劑的總劑 量。令人意外地，本發(fā)明滿足了運(yùn)種和其他的需要。
[0009] 本發(fā)明簡(jiǎn)要描述
[0010] 在一些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種方法，用于選擇性地遞送有效量的治療劑或 診斷劑至患者體內(nèi)祀器官或組織的第一位置，包括在患者體內(nèi)祀器官或組織的第一位置植 入生物相容的固體支撐體的步驟，其中所述固體支撐體與第一結(jié)合劑連接，并且與患者體 內(nèi)祀器官或組織的其他位置相比，其中所述祀器官或組織的第一位置不能被化學(xué)或生物祀 向劑選擇性地定向。所述方法還包括給予患者連接到第二結(jié)合劑的治療劑或診斷劑的步 驟，使得第一和第二結(jié)合劑在接觸后彼此結(jié)合，從而選擇性地遞送有效量的治療劑或診斷 劑至患者體內(nèi)祀器官或組織的第一位置。
[0011] 在一些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種方法，用于治療患者疾病或病癥，包括給予患 者連接于第一結(jié)合劑的治療劑，使得當(dāng)所述第一結(jié)合劑在疾病或病癥部位接觸所述第二結(jié) 合劑時(shí)，所述第一結(jié)合劑和第二結(jié)合劑彼此結(jié)合，在疾病或病癥部位上形成治療有效量的 治療劑，其中給予患者的治療劑劑量少于沒(méi)有第二結(jié)合劑存在下給予患者的治療劑有效 量。
[0012] 在一些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種組合物，包括生物相容的固體支持體和連接 于該生物相容的固體支持體的至少一種環(huán)辛締固體支持體。
[0013] 在一些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種組合物，包括治療劑或診斷劑、1，2,4,5-四 嗦、和接頭，W便共價(jià)連接治療劑或診斷劑與1，2，4，5-四嗦。
[0014] 附圖簡(jiǎn)述
[0015] 圖1顯示了四嗦連接的治療劑的制備。
[0016] 圖2顯示了環(huán)辛締-接頭組分9的制備。
[0017] 圖3顯示了0.1 mM的1在DMF中的吸收光譜（550nm的頂線）。加入0.5當(dāng)量的9導(dǎo)致 540nm的吸收譜帶逐漸減少。加入1.5當(dāng)量的9后，不再觀察到減少巧50nm的兩條底線），從而 表明產(chǎn)物9含有不超過(guò)33%的順式環(huán)辛締異構(gòu)體。
[0018]圖4顯示了用反式環(huán)辛締(TCO)對(duì)藻酸鹽水凝膠的修飾。
[0019]圖5顯示了起始原料四嗦5的RP-HPLC色譜曲線。
[0020] 圖6顯示了64化-四嗦5反應(yīng)混合物的原始放射性-口LC曲線。
[0021] 圖7顯示了64化-四嗦5反應(yīng)混合物的原始放射性-RP-HPLC曲線。
[0022] 圖8顯示了RP-HPLC純化后，64化-四嗦5的放射性-RP-HPLC曲線。
[002引圖9顯示了 IiiIn-四嗦5反應(yīng)混合物的原始ITLC曲線。
[0024]圖10顯示了 IiiIn-四嗦5反應(yīng)混合物的原始放射性-HPLC曲線。
[002引圖11顯示了 Iiiln-四嗦5在HPLC純化后的放射性-HPLC曲線。
[0026] 圖12顯示了尺寸排阻HPLC圖譜，表明TCO-凝膠對(duì)放射性的攝取。
[0027] 圖13顯示了海藻酸-PEG-TCO與四嗦-PEG-DOTA-金屬的偶聯(lián)。
[002引圖14顯示了體外研究中，用圓盤表明實(shí)驗(yàn)組攝取放射性的增長(zhǎng)。
[0029] 圖15顯示了注射四嗦之后，24小時(shí)的64化-四嗦5的生物分布(biodistribution)。
[0030] 圖16顯示了注射四嗦之后，在1小時(shí)時(shí)間點(diǎn)的IiiIn-四嗦5的生物分布。
[0031] 圖17顯示了接受64化-四嗦5(0.09-0.21mCi)的小鼠的CT圖像。
[0032] 圖18顯示了接受64化-四嗦5(0.09-0.21mCi)的小鼠的CT圖像。
[00削圖19顯示了通過(guò)RO巧日活性測(cè)定(注射量的絕對(duì)值)對(duì)64Cu-四嗦5注射的圖像數(shù)據(jù) 作分析。
[0034] 圖20顯示了通過(guò)RO巧日活性測(cè)定(注射量的絕對(duì)值)對(duì)64Cu-四嗦5注射的圖像數(shù)據(jù) 作分析。
[0035] 詳細(xì)描述
[0036] I 概述
[0037] 本發(fā)明提供了一種方法W及組合物，用于選擇性地祀向器官或組織的多個(gè)部分， 所述部分不能從化學(xué)上或生物學(xué)上與同一個(gè)器官或組織的其他非祀向部分區(qū)分開(kāi)來(lái)。所述 方法包括在患者體內(nèi)移植植入一報(bào)道物，連接至生物相容的固體支持體的結(jié)合劑。所述植 入患者體內(nèi)的結(jié)合劑為一對(duì)彼此有很高反應(yīng)速率的結(jié)合劑的一半。所述報(bào)道物植入器官或 組織的特定部位，該部位不能從化學(xué)上或生物上與同一器官或組織的其他非祀向部位區(qū)分 開(kāi)來(lái)。然后將共價(jià)連接到治療劑或診斷劑的第二結(jié)合劑(探針)給予患者。當(dāng)所述報(bào)道物和 探針的兩種結(jié)合劑相接觸，迅速反應(yīng)并形成共價(jià)鍵，從而將所述治療劑或診斷劑共價(jià)連接 于所述器官或組織的祀向部位。因此，可將治療有效量的所述診斷劑或治療劑選擇性遞送 至患者的器官或組織的祀向部位。
[003引 II定義
[0039] "選擇性遞送"指的是將治療劑或診斷劑遞送至需要治療的器官或組織的一部分， 而不遞送至無(wú)需治療的該器官或組織的其他部分。
[0040] "治療劑"指的是能夠治療和/或改善病癥或疾病的制劑。代表性的治療劑包括，但 不限于：紫杉醇、阿霉素、依托泊巧、伊立替康、7-乙基-10-徑基喜樹堿、環(huán)抱菌素 A、鬼白毒 素、卡莫司汀、兩性霉素、伊沙匹隆、帕±匹龍(埃博霉素類）、萬(wàn)古霉素、雷帕霉素和銷類藥 物。本發(fā)明的治療劑還包括前體藥物。
[0041] "診斷劑"指的是幫助診斷病癥或疾病的制劑。代表性的診斷劑包括成像劑如順磁 劑、光學(xué)探針、和放射性核素。順磁劑成像劑在外部作用場(chǎng)下具有磁性。順磁劑的例子包括， 但不限于含納米顆粒的鐵粒子。光學(xué)探針是可W在一種波長(zhǎng)福射下激發(fā)并且在第二種不同 波長(zhǎng)的福射下檢測(cè)到的巧光物質(zhì)。本發(fā)明中可用的光學(xué)探針包括但不限于:切5.5、Alexa 680、C巧、DiD(l，r-雙十八烷基-3,3,3'，3'-四甲基嗎I噪二碳花青高氯酸鹽及DiR(l， r-雙十八烷基-3,3,3'，3'-四甲基嗎I噪=碳菁艦化物）。其他光學(xué)探針包括量子點(diǎn)。放射性 核素是經(jīng)過(guò)放射性衰變的元素。本發(fā)明中可用的放射性核素包括但不限于: 3h、iic、i3n、i8f 、"F、6 化〇、64Cu、67Cu、68Ga、82Rb、9V、WY、99Tc、9VrC、lllln、123l、124l、125l、129i、131i、137cs、 1呵11、ISSRe、ISSRe、2iiAt、化、Ra、Th、U、化和 2"Am。
[0042] "祀向器官或組織"指的是為遞送治療劑或診斷劑而祀向的器官或組織。代表性的 祀向器官和組織包括那些可被化學(xué)或生物祀向劑定向，W及那些不能由化學(xué)或生物祀向劑 定向的器官和組織。代表性的器官或組織包括骨。
[0043] "植入"指的是手術(shù)植入病人體內(nèi)。
[0044] "生物相容的固體支持體"指的是可植入患者體內(nèi)的，支撐所述結(jié)合劑之一，也在 結(jié)合劑偶聯(lián)之后支撐治療劑或診斷劑的固相支持材料。固相支持物與患者身體相容。代表 性的生物相容的固體支持體包括但不限于，水凝膠如多糖水凝膠、藻酸鹽、纖維素、脫乙酷 殼多糖、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、W及其他。
[0045] "接觸"或"接觸的"指的是使得至少兩種不同物質(zhì)接觸，從而它們可W反應(yīng)的過(guò) 程。但是應(yīng)當(dāng)理解，所得到的反應(yīng)產(chǎn)物可W直接由所添加的試劑之間的反應(yīng)制得，或者由來(lái) 自一種或多種添加的試劑在反應(yīng)混合物中產(chǎn)生的中間體制得。
[0046] "接頭"、"連接的"、"連接"指的是將本發(fā)明化合物連接于祀向特定類型細(xì)胞(例如 腫瘤細(xì)胞、其他類型的病變細(xì)胞或正常細(xì)胞類型）的生物材料的化學(xué)部分。所述連接可W通 過(guò)形成共價(jià)或離子鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述連接可W是在所連接的兩個(gè)部分之間的直接連接或，例 如通過(guò)接頭的間接連接。本發(fā)明可用的接頭長(zhǎng)度可達(dá)30個(gè)碳原子。優(yōu)選地，接頭長(zhǎng)度為5-15 個(gè)碳原子。用于將所述接頭連接于本發(fā)明化合物和生物分子的鍵的類型包括但不限于:酷 胺、胺、醋、氨基甲酸醋、脈、硫酸、硫代氨基甲酸醋、硫代碳酸醋和硫脈。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，其它類型的鍵在本發(fā)明中是可用的。
[0047] "結(jié)合劑"指的是在生物環(huán)境中可W與另一結(jié)合劑形成共價(jià)鍵的任意基團(tuán)。運(yùn)通常 被稱為生物偶聯(lián)或生物正交化學(xué)。代表性的結(jié)合劑包括但不限于，胺類和活化醋、胺類和異 氯酸醋、胺類和異硫氯酸醋、用于形成二硫化物的硫醇、用于締胺形成的醒類和胺類、用于 通過(guò)施陶下格連接反應(yīng)形成酷胺的疊氮化物、用于通過(guò)點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)(Click-chemistry) 形成S挫的疊氮化物和烘控、反式環(huán)辛締(TCO)、和四嗦W及其他。用于本發(fā)明的所述結(jié)合 劑與相應(yīng)的結(jié)合劑有高反應(yīng)活性，因此反應(yīng)迅速。
[0048] "治療"、"治療的"、"治療方法"指的是損傷、病理特性、病情或病癥(例如疼痛）的 治療或改善中任何成功的跡象，包括任何客觀的或主觀的參數(shù)，如病癥的減輕、緩解、衰減 或造成病癥、損傷、病理或病情更能被患者所容忍；降低病癥或病情的頻率或持續(xù)時(shí)間；或 者;在一些情況下，防止病癥或病情的發(fā)作。病癥的治療或改善可基于任何客觀的或主觀的 參數(shù)，包括例如:體檢結(jié)果。
[0049] "施用"指的是口服給藥、栓劑給藥、局部接觸、胃腸外給藥、靜脈內(nèi)給藥、腹膜內(nèi)給 藥、肌內(nèi)給藥、病灶內(nèi)給藥、鼻內(nèi)或皮下給藥、銷內(nèi)給藥、或向主體植入緩釋裝置，如，迷你滲 透累。
[0050] "患者"指的是需要治療的動(dòng)物，例如哺乳動(dòng)物，包括但不限于靈長(zhǎng)類（例如人）、 牛、綿羊、山羊、馬、狗、貓、兔、大鼠、小鼠等等。在特定實(shí)施例中，所述患者為人。
[0051 ]"治療有效量或劑量"或"治療足夠量或劑量"或"有效或足夠量或劑量"指的是對(duì) 施用對(duì)象產(chǎn)生治療效果的劑量。準(zhǔn)確的劑量取