專利名稱：用于轉(zhuǎn)運(yùn)治療劑的組合物和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多肽轉(zhuǎn)運(yùn)載體結(jié)合物(conjugates)以及該結(jié)合物用于將藥劑(例如治療劑)穿過對象的血腦屏障或進(jìn)入其他細(xì)胞、組織或器官中(例如用于治療疾病如癌癥、神經(jīng)變性疾病和溶酶體忙積癥(lysosomal storage diseases))的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在腦病理學(xué)的新療法的發(fā)展中，認(rèn)為血腦屏障(BBB)是治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的藥物的潛在應(yīng)用的主要障礙。針對CNS藥物的全球市場在1998年是330億美元，其大約是心血管藥物全球市場的一半，即使在美國，患有CNS疾病的人的數(shù)量幾乎是心血管疾病的兩倍。該不平衡的部分原因是所有超過98%的潛在的CNS藥物不能穿過BBB。此外，超過99%的世界CNS藥物開發(fā)僅致力于CNS藥物發(fā)現(xiàn)，而不到1%的是指向CNS藥物遞送。這可以解釋缺乏可用于主要神經(jīng)疾病的治療選擇的原因。 腦通過兩個屏障系統(tǒng)的存在隔離潛在毒性物質(zhì)BBB和血-腦脊液屏障(BCSFB)。認(rèn)為BBB是攝取血清配體的主要途徑，因?yàn)槠浔砻娣e比BCSFB大接近5000倍。構(gòu)成BBB的腦內(nèi)皮代表針對許多CNS疾病的潛在藥物使用的主要障礙。通常，僅小的親脂分子可穿過BBB，即從循環(huán)系統(tǒng)的血液到腦。具有更大粒徑或更高疏水性的許多藥物在CNS靶向中顯示高效能，但在動物中是沒有效的，因?yàn)檫@些藥物不能有效地穿過BBB。因此，由于腦毛細(xì)血管內(nèi)皮墻對這些藥物很小的通透性，肽和蛋白質(zhì)治療通常被排除在從血到腦的轉(zhuǎn)運(yùn)之外。腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞通過緊密連接部而被緊密地密封，與其他器官的毛細(xì)血管相比，具有很少的窗孔(fenestrae)和很少的胞吞泡(endocytic vesicles)。BCEC被細(xì)胞外基質(zhì)、星形膠質(zhì)細(xì)胞、周細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞(microglial cells)包圍。與星形膠質(zhì)細(xì)胞足和毛細(xì)血管的基膜突緊密聯(lián)系的內(nèi)皮細(xì)胞對于允許嚴(yán)格控制血-腦交換的BBB性質(zhì)的發(fā)展和維護(hù)是重要的。因此，用于跨BBB轉(zhuǎn)運(yùn)治療劑的改進(jìn)方法是急需的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的特征在于能夠?qū)⒅委焺┺D(zhuǎn)運(yùn)穿過血腦屏障(BBB)或進(jìn)入細(xì)胞的多肽-轉(zhuǎn)運(yùn)載體結(jié)合物(conjugates)。轉(zhuǎn)運(yùn)載體可包括任何治療劑，包括RNAi藥劑、多核苷酸(例如編碼RNAi藥劑)、抗癌治療劑、小分子藥物、多肽治療劑和疏水藥劑。本發(fā)明的結(jié)合物尤其在需要增加細(xì)胞內(nèi)遞送或跨BBB遞送的疾病治療中有用。結(jié)合物可用于治療癌癥、神經(jīng)變性疾病、溶酶體貯積癥、或本文中所描述的任何疾病或病癥。本發(fā)明還以制作多肽轉(zhuǎn)運(yùn)載體的方法為特征。因此，一方面，本發(fā)明以多肽轉(zhuǎn)運(yùn)載體結(jié)合物為特征。結(jié)合物可以是下式的化合物(復(fù)合物，compound)A-X-B其中，A是祀向多肽；X是連接子(linker);以及B是轉(zhuǎn)運(yùn)載體。
在第二個方面，本發(fā)明通過給予對象治療有效量的多肽轉(zhuǎn)運(yùn)載體結(jié)合物，治療患有疾病如癌癥(例如轉(zhuǎn)移癌)、神經(jīng)變性疾病、或溶酶體貯積癥、或本文中所描述的任何疾病或紊亂的對象的方法為特征。在某些實(shí)施方式中，可用GLP-I激動劑、瘦素或瘦素類似物、神經(jīng)降壓肽(neurotensin)或神經(jīng)降壓肽類似物、膠質(zhì)細(xì)胞衍生的神經(jīng)營養(yǎng)因子(⑶NF)或其類似物、或腦衍生的神經(jīng)營養(yǎng)因子或其類似物的治療這些紊亂或疾病。本文中描述了許多這樣的疾病和紊亂。這些疾病可以是在表2中所列的，且結(jié)合物可以結(jié)合至或可以包含能夠治療在表2中所列疾病的治療劑(例如直接針對在表2中所列的靶點(diǎn)的RNAi藥劑、編碼RNAi藥劑的核酸、或表達(dá)指示蛋白質(zhì)的核酸)。在實(shí)施方式中,疾病是癌癥,治療劑是抗癌齊[J。癌癥可以是腦癌或中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS )癌，如腦瘤(例如神經(jīng)膠質(zhì)瘤或膠質(zhì)母細(xì)胞瘤)、腦瘤轉(zhuǎn)移或已經(jīng)轉(zhuǎn)移的腫瘤、或可以是肝細(xì)胞癌、肺癌，或在本文中所描述的任何癌(例如轉(zhuǎn)移癌)。在其他實(shí)施方式中，結(jié)合物包含能夠治療精神分裂癥、癲癇、中風(fēng)或本文中所描述的任何神經(jīng)變性疾病的治療劑。在其他實(shí)施方式中，溶酶體貯積癥是沃爾曼氏病或本文中所描述的任何溶酶體貯積癥(例如，如本文中在表2中所描述的)。在另一方面，本發(fā)明以制作多肽轉(zhuǎn)運(yùn)載體結(jié)合物的方法為特征。該方法包括將多 肽結(jié)合至轉(zhuǎn)運(yùn)載體，其中多肽暴露在載體的外表面上。該方法可進(jìn)一步包括，在結(jié)合之前或在結(jié)合之后，將治療劑封入載體或?qū)⒅委焺┻B接到載體上的步驟。在某些實(shí)施方式中，脂質(zhì)載體包含在其外表面上的束縛分子(tether molecule),且結(jié)合步驟包括將多肽結(jié)合至束縛分子。在相關(guān)方面，本發(fā)明以制作多肽-轉(zhuǎn)運(yùn)載體結(jié)合物的方法為特征。該方法包括將多肽結(jié)合至轉(zhuǎn)運(yùn)載體或能夠形成轉(zhuǎn)運(yùn)載體(例如脂、碳水化合物或生物相容的聚合物)的分子或結(jié)合至與能夠形成轉(zhuǎn)運(yùn)載體的分子結(jié)合的束縛分子上，由此形成結(jié)合物，并形成包含結(jié)合物的轉(zhuǎn)運(yùn)載體。多肽可以暴露在載體的表面上。該方法可進(jìn)一步包括將治療劑封入載體中。在以上所述的任何一個方面，靶向多肽可與在表I中所列的任何序列基本相同(例如具有至少 50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、或 100% 同一性)，或其功能片段(例如具有一個或多個(例如 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、或19)氨基酸的截段(截短體，truncations)，其中截段可源于氨基末端(N-末端)、羧基末端(C-末端)、或源于蛋白質(zhì)內(nèi)部。在某些實(shí)施方式中，多肽具有血管肽(Angiopep)-I (SEQID N0:67)、血管肽-2 (SEQ ID N0:97)、血管肽-3 (SEQ ID NO : 107)、血管肽 _4a (SEQ IDNO :108)、血管肽-4b (SEQ ID NO : 109)、血管肽-5 (SEQ ID NO :110)、血管肽-6 (SEQ IDNO :111)或血管肽-7 (SEQ ID NO :112)的序列。靶向多肽或多肽-轉(zhuǎn)運(yùn)載體結(jié)合物可以高效率地轉(zhuǎn)運(yùn)入特定的細(xì)胞類型(例如肝、肺、腎、脾和肌肉中的任何一種、二種、三種、四種、或五種)，或者可高效率地穿過哺乳動物的BBB (例如血管肽-I、-2、-3、-4a、-4b、-5、和-6 )。在另外的實(shí)施方式中，靶向多肽或多肽-轉(zhuǎn)運(yùn)載體結(jié)合物能進(jìn)入特定的細(xì)胞類型(例如肝、肺、腎、脾和肌肉中的任何一種、二種、三種、四種、或五種)，但不能高效率地穿過BBB (例如血管肽-7)。例如，靶向多肽可以設(shè)計成任何長度，例如，至少(或至多)6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、25、35、50、75、100、200、或 500 個氨基酸。在某些實(shí)施方式中，靶向多肽是10到50個氨基酸長度。結(jié)合物可以是基本上純的。靶向多肽可由重組基因技術(shù)或化學(xué)合成產(chǎn)生。結(jié)合物可以與藥用載體一起配制。
權(quán)利要求
1.一種包含多肽和轉(zhuǎn)運(yùn)載體的化合物，其中，所述多肽 (a)包含與SEQID N0:97的序列或在SEQ ID NO: 1_93、98_105和107-116中所列的任何序列具有至少70%的序列同一性的氨基酸序列；且 (b)結(jié)合至所述轉(zhuǎn)運(yùn)載體。
2.一種包含下式的化合物A-X-B 其中 A 是包含與血管肽-2 (SEQ ID NO:97)的序列或 SEQ ID NO: 1_93、98_105 和 107-116的序列具有至少70%的序列同一性的氨基酸序列的多肽； X是連接子；以及 B是轉(zhuǎn)運(yùn)載體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的化合物，其中，所述氨基酸序列同一性為至少90%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的化合物，其中，所述多肽包含在SEQID N0:l-93、97-105以及107-116中所列的氨基酸序列。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化合物，其中，所述多肽包含在SEQID N0:67、97、107、108、109、111和112中的一個所列的氨基酸序列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，所述多肽或所述化合物能夠穿過哺乳動物中的血腦屏障。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，所述多肽長度是10至50個氨基酸殘基。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，所述轉(zhuǎn)運(yùn)載體是脂質(zhì)載體、納米顆粒、多聚復(fù)合物、或樹枝狀聚合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的化合物，其中，所述轉(zhuǎn)運(yùn)載體是所述脂質(zhì)載體，且所述脂質(zhì)載體是膠束、脂質(zhì)體、脂復(fù)合物、或納米顆粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求I和3-9中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，所述多肽通過束縛分子結(jié)合至所述轉(zhuǎn)運(yùn)載體。
11.根據(jù)權(quán)利要求2-9中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，X是束縛分子。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的化合物，其中，所述束縛分子是親水性聚合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的化合物，其中，所述親水性聚合物選自由聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基甲基醚、聚甲基噁唑啉、聚乙基噁唑啉、聚羥丙基噁唑啉、聚羥丙基甲基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚二甲基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸羥丙酯、聚丙烯酸羥乙酯、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇、聚天冬酰胺和親水性肽序列所組成的組。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的化合物，其中，所述親水性聚合物是PEG。
15.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的化合物，其中，所述多肽通過疏水鍵或共價鍵結(jié)合至所述轉(zhuǎn)運(yùn)載體。
16.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的化合物，其中，所述轉(zhuǎn)運(yùn)載體結(jié)合至或包含治療劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的化合物，其中，所述治療劑是多核苷酸、小分子、抗癌劑、多肽或疏水藥劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的化合物，其中，所述抗癌劑是紫杉醇、依托泊苷、多柔比星、長春堿、長春新堿、環(huán)磷酰胺、泰索帝、美法侖、苯丁酸氮芥或其類似物。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的化合物，其中，所述多核苷酸是RNAi藥劑或者編碼RNAi藥劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的化合物，其中，所述RNAi藥劑是短干擾RNA分子(siRNA)、短發(fā)夾RNA分子(shRNA)、雙鏈RNA分子(dsRNA)或微小RNA分子(miRNA)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的化合物，其中，所述RNAi藥劑能夠抑制參與癌癥或神經(jīng)變性疾病的蛋白質(zhì)的表達(dá)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的化合物，其中，所述神經(jīng)變性疾病是帕金森病、路易體癡呆、或多系統(tǒng)萎縮。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的化合物，其中，所述RNAi藥劑抑制α-突觸核蛋白的表達(dá)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的化合物，其中，所述神經(jīng)變性疾病是阿爾茨海默氏病。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的化合物，其中，所述RNAi藥劑抑制α-分泌酶、BACE-UY-分泌酶、或淀粉樣前體蛋白(APP)的表達(dá)。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的化合物，其中，所述參與神經(jīng)變性疾病的蛋白質(zhì)是超氧化物歧化酶I (SOD-I)或亨廷頓蛋白(Htt)。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的化合物，其中，所述RNAi藥劑沉默哺乳動物表皮生長因子受體(EGFR)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、VEGF受體(VEGFR)、分選微管連接蛋白-6 (SNX6)、LINGO-1、Nogo-A、Nogo受體I (NgR-I )、或血小板衍生生長因子受體(PDGFR)。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的化合物，其中，所述siRNA分子包含與在SEQIDNO: 117-129中列出的任何序列具有至少90%的序列同一性的核苷酸序列。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的化合物，其中，所述siRNA分子包含具有在SEQIDNO: 117-129中所列的任何序列的核苷酸序列。
30.根據(jù)權(quán)利要求17所述的化合物，其中，所述多核苷酸編碼在溶酶體貯積癥中缺乏的蛋白質(zhì)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的化合物，其中，所述多核苷酸編碼選自由Ci-L-艾杜糖醛酸酶、艾杜糖醛酸硫酸酯酶、乙酰肝素N-硫酸酯酶、α -N-乙酰氨基葡糖苷酶、乙酰-Cok α -氨基葡糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶、N-乙酰葡糖胺6-硫酸酯酶、N-乙酰半乳糖胺4-硫酸酯酶、β -葡糖醛酸糖苷酶、鞘磷脂酶、葡糖腦苷脂酶、α -半乳糖苷酶-Α、神經(jīng)酰胺酶、半乳糖神經(jīng)酰胺酶、芳基硫酸酯酶Α、膠質(zhì)細(xì)胞原纖維酸性蛋白質(zhì)、天冬氨酸酰酶、植烷酰-CoA羥化酶、過氧化物酶體生成蛋白-7、β-半乳糖苷酶、己糖胺酶Α、天冬氨酰氨基葡糖苷酶(AGA)、巖藻糖苷酶、α -甘露糖苷酶和唾液酸酶所組成的組中的蛋白質(zhì)。
32.根據(jù)權(quán)利要求17所述的化合物，其中，所述多肽選自由GLP-I激動劑、瘦素、神經(jīng)降壓肽、神經(jīng)膠質(zhì)衍生的神經(jīng)營養(yǎng)因子(⑶NF)以及腦衍生的神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)、或其類似物所組成的組。
33.根據(jù)權(quán)利要求1-32中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，所述化合物是純化的。
34.根據(jù)權(quán)利要求1-33中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，所述多肽由重組基因技術(shù)或經(jīng)化學(xué)合成產(chǎn)生。
35.包含權(quán)利要求I或2所述的化合物以及藥用載體的組合物。
36.一種治療患有神經(jīng)變性疾病的對象的方法，包括給予所述對象治療有效量的權(quán)利要求1-17、19-26、33和34中任一項(xiàng)所述的化合物或權(quán)利要求35所述的組合物。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中，所述神經(jīng)變性疾病是多發(fā)性硬化、精神分裂癥、癲癇、阿爾茨海默氏病、帕金森病、亨廷頓病、肌萎縮性側(cè)索硬化癥(ALS)或中風(fēng)。
38.一種治療患有溶酶體貯積癥的對象的方法，包括給予所述對象治療有效量的權(quán)利要求1-17、30、31、33和34中任一項(xiàng)所述的化合物或權(quán)利要求35所述的組合物。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述溶酶體貯積癥是粘多糖貯積癥(MPS-I；即赫爾勒綜合征或沙伊綜合征)、MPS-II (亨特綜合征)、MPS-IIIA (桑菲列普綜合征A)、MPS-IIIB (桑菲列普綜合征B)、MPS-IIIC (桑菲列普綜合征C)、MPS_IIID (桑菲列普綜合征D)、MPS-VII (斯萊綜合征)、高雪病、尼曼-皮克病、法布里病、法伯病、沃爾曼氏病、泰-薩病、桑德霍夫病、異染性腦白質(zhì)營養(yǎng)不良或克拉伯病。
40.一種治療患有癌癥的對象的方法，包括給予所述對象治療有效量的權(quán)利要求1-21、27-29、33和34中任一項(xiàng)所述的化合物或權(quán)利要求35所述的組合物。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述癌癥在腦或中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)中。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，所述癌癥是腦瘤、腦瘤轉(zhuǎn)移或已經(jīng)轉(zhuǎn)移到腦的癌癥。
43.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述癌癥是神經(jīng)膠質(zhì)瘤或膠質(zhì)母細(xì)胞瘤。
44.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述癌癥是肝細(xì)胞癌。
45.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述癌癥是肺癌。
46.一種合成權(quán)利要求1-34中任一項(xiàng)所述的化合物的方法，包括將多肽結(jié)合至轉(zhuǎn)運(yùn)載體，所述多肽包含與SEQ ID:97或與SEQ ID NO: 1-93,98-105以及107-116中的任何一個具有至少70%序列同一性的氨基酸順序，其中所述多肽暴露在所述轉(zhuǎn)運(yùn)載體的外表面上。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)運(yùn)載體能夠?qū)⒅委焺┺D(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞或穿過 BBB。
48.根據(jù)權(quán)利要求46或47所述的方法，在所述連接之前或在所述連接之后進(jìn)一步包括將治療劑結(jié)合、復(fù)合、囊封至所述載體的步驟。
49.根據(jù)權(quán)利要求46-48中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)運(yùn)載體包括在其外表面上的束縛分子，且所述結(jié)合步驟包括將所述多肽結(jié)合至所述束縛分子。
50.一種合成權(quán)利要求1-34中任一項(xiàng)所述的化合物的方法，包括將多肽結(jié)合至轉(zhuǎn)運(yùn)載體的一部分或?qū)⒍嚯慕Y(jié)合至與所述部分結(jié)合的束縛分子，由此形成結(jié)合物，并形成包括所述結(jié)合物的轉(zhuǎn)運(yùn)載體，所述多肽包含與SEQ ID:97或與SEQ ID NO: 1_93、98_105以及107-116中的任何一個具有至少80%序列同一性的氨基酸序列。
51.根據(jù)權(quán)利要求49或50所述的方法，其中，所述束縛分子是親水性聚合物或親水性肽序列。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中，所述親水性聚合物選自由聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基甲基醚、聚甲基噁唑啉、聚乙基噁唑啉、聚羥丙基噁唑啉、聚羥丙基甲基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚二甲基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸羥丙酯、聚丙烯酸羥乙酯、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇和聚天冬酰胺所組成的組。
全文摘要
本發(fā)明涉及結(jié)合物，該結(jié)合物包含與轉(zhuǎn)運(yùn)載體連接的能夠穿過血-腦屏障或進(jìn)入一種或多種細(xì)胞類型的多肽，即能夠轉(zhuǎn)運(yùn)藥劑(如治療劑)的組合物。在某些情況下，該多肽直接與脂質(zhì)或聚合載體結(jié)合，以允許治療劑的靶向應(yīng)用，以治療例如，癌癥、神經(jīng)變性疾病或溶酶體貯積癥。
文檔編號C12N11/00GK102781965SQ201080055382
公開日2012年11月14日 申請日期2010年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月6日
發(fā)明者克里斯蒂安·切, 安東尼·雷吉納, 米歇爾·德默勒, 讓-保羅·卡斯泰恩 申請人:安吉奧開米公司