專利名稱：遞送疏水性藥物的組合物和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及遞送藥物的方法和組合物。尤其是，本發(fā)明涉及用于遞送尤其是在生理性液體中溶解常數(shù)低的藥劑的方法和組合物。
背景技術(shù)：
在增加功效和/或降低毒性的嘗試中，使用所謂的藥物尋靶技術(shù)已將化療劑靶向腫瘤細胞。有效的藥物尋靶常常改善給予藥物的方法。利用藥物遞送技術(shù)的產(chǎn)品通常認為是新的。通過使用藥物尋靶來控制藥物在血液中的濃度提高了安全和功效。有效藥物遞送的最終標(biāo)準無疑是控制和優(yōu)化尋靶或增加藥物在腫瘤部位的定位，同時伴隨從健康器官/組織迅速清除非尋靶藥物部分的過程。
常規(guī)藥物遞送系統(tǒng)如控制釋放、持續(xù)釋放、透皮系統(tǒng)是基于以改善患者順從性為目的，活性產(chǎn)物隨時間推移遞送至全身循環(huán)的自然侵蝕過程。這些常規(guī)系統(tǒng)沒有對付生物學(xué)的相關(guān)問題，如部位尋靶、定位釋放和藥物清除。
影響令人期望的藥物遞送的完成有兩個主要因素(i)影響藥物與指定藥物目標(biāo)部位相互作用和不期望的毒性區(qū)域的藥物物理特性，和(ii)影響藥物與指定目標(biāo)部位選擇性相互作用以允許藥物表現(xiàn)期望的藥理活性的能力的患病區(qū)生物學(xué)特性。
這兩個因素在增加任何藥劑的功效和降低其毒性中很重要。盡管響應(yīng)于改善藥物化合物遞送的機會開始了藥物遞送工業(yè)，但是努力主要集中在制備與生理性液體，如血液相容的藥物。這種努力中已經(jīng)使用表面活性劑、脂質(zhì)體、pegilation以及其它制劑已經(jīng)用來增加藥物功效和降低毒性。
已多次嘗試提供疏水性藥物制劑，例如紫杉醇，其中最成功的已將藥物摻入到脂質(zhì)體制劑中。然而，這些制劑經(jīng)受著難以實現(xiàn)預(yù)定藥物濃度進入脂質(zhì)體隔室的事實。此外，該產(chǎn)品具有短使用期限穩(wěn)定性。
目前，對于疏水性藥物，明確需要顯示最小副作用的穩(wěn)定、容易制備、生物相容的有效制劑。使用聚合藥物載體方法的基本原理是開發(fā)增強的滲透性和保留效應(yīng)(EPR)，通過此高分子可以蓄積和保留在腫瘤部位。聚合遞送的第二個優(yōu)點是由于在循環(huán)著較久的保留實現(xiàn)優(yōu)越的藥物動力學(xué)(增強活性，全身毒性改變或嚴重性較低)和不給腎臟或肝臟清除系統(tǒng)帶來超負荷，那個藥物部分未與聚合物結(jié)合或保留在腫瘤部位。第三個優(yōu)點是直接靶向腫瘤細胞受體，由此實現(xiàn)腫瘤部位的藥物濃度增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及使用一個或多個多糖結(jié)構(gòu)遞送和靶向藥劑的方法和組合物。本發(fā)明的組合物和方法特別致力于當(dāng)與本發(fā)明的一種或多種基于多糖的組合物配制時使疏水性藥物可在生理性液體中遞送的難溶(疏水)藥物。本發(fā)明通過靶向與腫瘤有關(guān)的碳水化合物受體還提高了治療功效。此外，設(shè)想其它生物學(xué)上重要的分子在本發(fā)明范圍內(nèi)，如蛋白質(zhì)/肽、核酸等等。
在本發(fā)明的一個實施方案中，公開了包含多糖主鏈的聚合物。本發(fā)明的聚合物可以形成外殼，其中可以截留一個或多個小分子，包括一個或多個藥劑、核酸等等。在這個實施方案的一個具體方面中，烷基化烴類與多糖主鏈連接。在一個方面，連接于多糖主鏈的烷基化烴部分被安排在聚合物外殼內(nèi)。疏水小分子可以在聚合物外殼內(nèi)包含的烷基化部分內(nèi)螯合，由此促進疏水分子在水性環(huán)境中的遞送。本發(fā)明的多糖物質(zhì)可以是天然的(自然存在)或合成制備的。這些多糖可以是中性的如中性半乳甘露聚糖或帶電荷的如陽離子聚葡糖胺或陰離子鼠李半乳聚糖。
在另一實施方案中，本發(fā)明的納米復(fù)合物包含尋靶特異性碳水化合物。這些尋靶特異性碳水化合物如半乳糖、鼠李糖、甘露糖或阿拉伯糖的包含提供了在靶向細胞，特別是腫瘤細胞表面特異性凝集素型受體時聚合物識別能力的表面。
這里使用的下列術(shù)語應(yīng)該具有指出的含義，除非另有陳述。
治療劑的“功效”是指最低有效劑量和治療效果的表現(xiàn)之間的關(guān)系。如果通過給予較低劑量或較短給藥方案可以實現(xiàn)治療終點，藥劑的功效增加；同樣，如果通過給予較低劑量或較短給藥方案可以實現(xiàn)較高治療效果，藥劑的功效增加。如果毒性可以降低，治療劑可以以較久給藥方案給予，或甚至以更高的患者順從性和提高的生活質(zhì)量長期給予。此外，藥劑毒性降低能夠使醫(yī)師增加劑量以較早達到治療終點，或?qū)崿F(xiàn)較高治療終點。
術(shù)語“藥物可接受載體”是指與指定患者生理相容的任何和所有溶劑、分散介質(zhì)，例如人白蛋白或交聯(lián)明膠多肽、包衣、抗菌劑和抗真菌劑、等滲劑，例如氯化鈉或谷氨酸鈉，和吸收延遲劑等等。對于藥物活性物質(zhì)，這種介質(zhì)和藥劑的使用是本領(lǐng)域熟知的。優(yōu)選，載體適于口服、靜脈內(nèi)、肌內(nèi)、皮下、腸胃外、脊椎或硬膜外給藥(例如通過注射或輸注)。根據(jù)給藥途徑，活性化合物可以被包封在一種材料中，以保護化合物不受酸類及可以滅活藥物活性化合物的其它生理條件的影響。
“腸胃外給藥”包括但不限于通過快速濃注和輸注給藥，以及通過靜脈內(nèi)、肌內(nèi)、動脈內(nèi)、鞘內(nèi)、囊內(nèi)、眶內(nèi)、心內(nèi)、皮內(nèi)、腹膜內(nèi)、經(jīng)氣管、皮下、表皮下、關(guān)節(jié)內(nèi)、被膜下、蛛網(wǎng)膜下、軟膜內(nèi)、硬膜外和胸骨內(nèi)注射和輸注給藥。
這里使用的術(shù)語“有毒的”意思是藥物給予患者時引起的任何副作用。
術(shù)語“非特異性死亡”是指罹患腫瘤的動物的死亡，如果它的死亡日期顯著不同于對照未治療動物或治療動物。
“腫瘤退化”被打分(排除非特異性死亡)為“部分”(小于治療開始時的對照未治療動物平均大小的百分之五十)或“全部”(腫瘤變得不可觸知)。
術(shù)語“退化持續(xù)時間”是指腫瘤被分為部分或全部退化期間直至低于對照未治療動物平均大小的百分之50以下的時間間隔。
術(shù)語“評估大小”是指治療開始時以最初腫瘤大小為起點在一個或兩個質(zhì)量加倍處選擇的腫瘤質(zhì)量。
“腫瘤質(zhì)量加倍需要的時間”是達到評估大小的時間；它用于計算腫瘤生長中點的總延時[(T-C)/C×100，％]，其中T-C(天數(shù))是與對照(C)組中點相比，治療(T)組腫瘤移植后至達到評估大小的中點時間與之的差別。排除非特異性死亡和腫瘤沒能達到評估大小的任何其它死亡動物來測定T-C值。


圖1(a)描述了聚合物和(b)納米復(fù)合物的剖面圖像；圖2描述了本發(fā)明的烷基化多糖(a&b)；圖3是說明本發(fā)明治療癌癥功效的圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及使用一種或多種多糖結(jié)構(gòu)遞送和靶向藥劑的方法和組合物。在特殊實施方案中，藥劑是抗癌治療劑。本發(fā)明的組合物和方法特別致力于當(dāng)與本發(fā)明的一種或多種組合物配制時使疏水性藥物可在生理性液體中遞送的難溶(疏水)藥物。本發(fā)明通過靶向與腫瘤有關(guān)的碳水化合物受體還提高了治療功效。在一個特殊方面，通過藥物與天然存在的烷基化多糖或化學(xué)修飾的多糖的物理結(jié)合提高藥物功效。本發(fā)明的尋靶方面是使用含有例如包含半乳糖(例如半乳甘露聚糖)、鼠李糖(例如鼠李半乳聚糖)或甘露糖(例如甘露聚糖)的部分或附屬物的烷基化多糖完成的。
最近二十年已經(jīng)研究了細胞表面組分，如被稱為凝集素的碳水化合物結(jié)合蛋白介導(dǎo)的各種類型的細胞相互作用。這些研究已經(jīng)鑒定了據(jù)說與癌細胞表面上的凝集素相互作用的很多化合物(如單糖和一些修飾的多糖如果膠)。以前已經(jīng)報道了當(dāng)抗半乳凝素單克隆抗體或半乳糖低聚物靜脈注射小鼠前，用它們體外處理癌細胞時阻礙了一些腫瘤細胞集落發(fā)展，如L.Meromsky，R.Lotan，and A.Raz，Cancer Res.46，5270(1991)；D.Platt and A.Raz，J.Natl.Cancer Inst.84，438-442(1992)描述。然而，臨床實踐中目前沒有可利用的這種物質(zhì)，另外，有能夠增加已知化療藥物功效的少量物質(zhì)，已知化療藥物如5-氟尿嘧啶、阿霉素、紫杉醇、順鉑、環(huán)磷酰胺或廣泛用于癌癥化療的其它化療藥物。充其量，現(xiàn)有技術(shù)中，作為獨立藥物，使用和/或描述了這些凝集素來源的或凝集素相關(guān)的化合物和/或其它基于多糖的化合物。這個事實主要與在此公開的多糖區(qū)別開來，該多糖增加與所述多糖作為混合物給予的已知癌癥化療藥物的功效。
人們普遍接受凝集素介導(dǎo)植物和動物組織、腫瘤細胞系和細胞-細胞粘附中的許多生物識別事件，并在胞外基質(zhì)的組織形成中起主要作用。當(dāng)前，凝集素被定義為具有一個或多個特異性碳水化合物序列結(jié)合部位的蛋白(不同于酶和抗體)，此外它們還可以顯示能夠與除自然界中碳水化合物以外的分子相互作用的另外的結(jié)構(gòu)域(Barondes，S.H.TIBS 13，480-482，1988，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)。凝集素結(jié)構(gòu)多變，并且其特征在于它們以可觀的特異性結(jié)合碳水化合物的能力(Drickamer，K.Curr.Opin.Struct.Biol.，5，612-616，1995，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)。已經(jīng)找到與細胞表面、細胞質(zhì)和細胞核相關(guān)的動物凝集素(Barondes，1988，上述；Jia and Wang，J.Biol.Chem.，263，6009-6011，1988，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)。在細胞表面，凝集素可以充當(dāng)在選擇性細胞間粘附和細胞遷移、循環(huán)糖蛋白的識別中所涉及的和調(diào)節(jié)細胞-細胞和細胞-基質(zhì)相互作用的受體(Regan et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA83，2248-2252，1986；Rosen，S.D.，Curr.Opinion Cell Biol.，1，913-919，1989；Lehmann et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA87，6455-6459，1990；Laing et al.，J.Biol.Chem.，264，1907-1910，1989，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)。
基于動物凝集素的蛋白序列同源性，它們被分為五個不同的家族(Drickamer，1995，上述)，這些家族之一是半乳糖苷結(jié)合凝集素或半乳凝素(Raz，A，and Lotan，R.，Cancer Metastasis Rev.6，433，1987；Gabius，H.J.，Biochem.Biophys.Acta 1071，1，1991，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)。其它家族包括C型或Ca+2依賴性凝集素、P型Man 6-磷酸鹽受體、I型凝集素(免疫球蛋白樣糖結(jié)合凝集素)和L型凝集素(序列與豆科植物凝集素相關(guān))。
半乳凝素是具有相關(guān)氨基酸序列的β-半乳糖苷結(jié)合凝集素的家族成員(Barondes et al.，Cell 76，597-598，1994；Barondes et al.，J.Biol.Chem.269，20807-20810，1994，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)。目前，文獻中描述了九種類型半乳凝素。半乳凝素-1在平滑肌和骨骼肌中很豐富，并存在于許多其它細胞類型中(Couraud etal.，J.Biol.Chem.264，1310-1316，1989)。半乳凝素-2在肝細胞瘤中表達(Gitt et al.，J.Biol.Chem.267-10601-10606，1992)。半乳凝素-3在活化巨噬細胞和上皮細胞中很豐富(Cherayil et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87，7324-7326，1990)，并被致癌性轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移性細胞高度表達(美國專利5,895,784)。半乳凝素-4在腸上皮和胃中表達。半乳凝素-4、-5和-6在Oda et al.，J.Biol.Chem.268，5929-5939(1993)和Barondes et al.，Cell 76，597-598(1994)中描述。半乳凝素-7主要在復(fù)層鱗狀上皮中找到(Madsen et al.，J.Biol.Chem.270，5823-5829，1995)。半乳凝素-8、-9和-10在美國專利6,027,916中描述。大鼠半乳凝素-8在肺中表達最高，在肝臟、心肌和骨骼肌和脾中顯著表達(美國專利5,869,289)。雖然這些凝集素具有一些相似性，但是在治療或診斷上它們不可互換。
已經(jīng)表明半乳凝素-1根據(jù)它所存在的細胞類型來促進或抑制細胞粘附。它抑制骨骼肌中細胞-基質(zhì)相互作用(Cooper et al.，J.CellBiol.115，1437-1448，1991，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)，也許通過交聯(lián)細胞表面和底物糖綴合物促進細胞-基質(zhì)粘附(Zhou etal.，Arch.Biochem.Biophys.300，6-17，1993；Skrincosky et al.，Cancer Res.53，2667-2675，1993，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)，參與調(diào)節(jié)細胞增殖(Wells et al.，Cell 64，91-97，1991，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)以及一些免疫作用(Offner et al.，J.Neuroimmunol.28，177-184，1990；Perillo et al.，Nature 378，736-739，1995，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)。半乳凝素-3促進細胞生長(Yang et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93，6737-6742，1996，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)，已經(jīng)表明在某些腫瘤中，它的表達升高(Raz，A and Lotan，R.Cancer Metastasis Rev.6，433，1987，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)。半乳凝素-3與半乳凝素-1類似，與瘤形成轉(zhuǎn)變相關(guān)(Tinari et al.，Int.J.Cancer91，167-172，2001，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)。提示半乳凝素-3促進腫瘤細胞在循環(huán)系統(tǒng)中栓塞和增強轉(zhuǎn)移(Raz et al.，Int.J.Cancer 46，871-877，1990；美國專利5,895,784，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)。半乳凝素-4的功能仍然是個謎(美國專利5,908,761，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)。認為半乳凝素-7在細胞-基質(zhì)和細胞間相互作用中起作用，因為在細胞間接觸區(qū)域發(fā)現(xiàn)了半乳凝素-7(美國專利5,869,289，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)。半乳凝素-8涉及細胞生長的調(diào)節(jié)，尤其是細胞增殖的抑制(美國專利5,908,761，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考)。
本發(fā)明涉及基于修飾多糖的納米懸浮體。這些懸浮體是產(chǎn)生具有單或多層復(fù)合物的薄片狀或多孔結(jié)構(gòu)的可溶性聚合物。它們的特征取決于層組分的選擇和使用的制備方案。例如，懸浮體直徑可以小如10納米或大如2微米。這些懸浮體可以是僅具有一個截留藥物、小分子、核酸等等的隔室或具有多個隔室的開放單層折疊結(jié)構(gòu)?；蛘撸瑧腋◇w可以是具有能夠截留一個或多個藥物分子、小分子、核酸等等的幾個層面的封閉多層結(jié)構(gòu)。此外，碳水化合物聚合物成分的選擇決定組合物的流動性和穩(wěn)定性，例如，離子和/或疏水部分可以影響整體結(jié)構(gòu)的柔韌性/剛性和影響相互作用，以及多糖結(jié)構(gòu)內(nèi)藥物的滲透性。尋靶特異性碳水化合物如半乳糖、鼠李糖或甘露糖或阿拉伯糖的包含提供了納米懸浮體對腫瘤細胞上尋靶特異性凝集素類型受體的表面識別能力。本發(fā)明的多糖藥物復(fù)合物通過增加在血流中的循環(huán)時間影響特定藥物的藥代動力學(xué)。一旦完成了與腫瘤細胞膜結(jié)合，截留藥物就在腫瘤部位釋放，或者將發(fā)生癌細胞的活躍內(nèi)吞作用，因此促進特定藥物導(dǎo)入癌細胞的細胞質(zhì)。
可以受益于本發(fā)明的癌癥類型包括但不限于慢性白血病、乳腺癌、肉瘤、卵巢癌、直腸癌、咽喉癌、黑素瘤、結(jié)腸癌、膀胱癌、肺癌、乳房腺癌、胃腸癌、胃癌、前列腺癌、胰腺癌或皮膚多發(fā)性出血性肉瘤。認為在此沒有明白說到但是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其它癌癥也被設(shè)想在本發(fā)明范圍內(nèi)。
圖1描述了本發(fā)明的一個實施方案。圖1a描述了其中含有藥物(D)3的封閉結(jié)構(gòu)。該復(fù)合物直徑可以從約10納米至約2微米的范圍。圖1a中還描述了該結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖1b闡明了剖面圖描述的組分。主鏈9包含彼此連接的多糖。本發(fā)明的多糖底物可以是天然的(自然界存在的)或合成制備的。這些多糖可以是中性的或帶電荷的，象中性的半乳甘露聚糖、陽離子型葡聚糖胺或陰離子型鼠李半乳聚糖。典型地，使用的多糖底物的大小范圍從約5個至約1000個重復(fù)單位。表面加合碳水化合物配體可以由單個或幾個下列碳水化合物組成半乳糖、鼠李糖、甘露糖、巖藻糖、唾液酸或它們的活化、乙酰化或硫酸鹽化形式。
可以用于主鏈的多糖包括但不限于甘露聚糖、右旋糖酐、多聚半乳糖醛酸、多聚葡糖胺及其它水溶性多糖。
圖1b中還描述了識別部分7。這些部分7基本上是碳水化合物。尋靶特異性碳水化合物如半乳糖、鼠李糖、甘露糖或阿拉伯糖的包含提供了聚合物對腫瘤細胞上尋靶特異性凝集素類型受體的表面識別能力。另外，聚合物上可以有異源的碳水化合物殘基群，如在一些天然存在聚合物，象修飾的果膠和一些半乳聚糖中就是這種情況。圖1b中描述的另一個成分是疏水(烷基)基團11。烷基11螯合聚合物內(nèi)存在的藥物。
本發(fā)明的烷基多糖可以來源于天然來源或使用天然存在的碳水化合物聚合物化學(xué)合成。這種烷基化多糖的微生物來源是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，參見例如US 5,997,881，其全部教導(dǎo)內(nèi)容在此引入作為參考。一些微生物來源已經(jīng)用于清除油類作業(yè)，參見Gutnick and Bach″Engineering bacterial biopolymers for the biosorption of heavymetals；Applied Microbiology and Biotechnology，54(4)pp451-460，(2000)；也參見US 4,395,354，Gutnick，et al.1983，其全部內(nèi)容在此并入作為參考。在清除油類中所涉及的這些微生物被稱為“Emulsans”，其中它們的多糖中的一些是O-酰化了的。從酵母發(fā)酵也分離了類似的烷基化碳水化合物并被認為是槐糖脂。
這種多糖的實例是基本上由2-氨基-2，6雙脫氧己醛糖、葡糖胺和一種或多種非胺化糖組成的多糖鏈，其中胺化糖的胺基基本上都是乙酰化形式。多糖鏈與結(jié)合烷基部分的酯連接，該烷基部分由50-95％包含十二烷酸和3-羥基-十二烷酸的約10至約18個碳原子的飽和和/或不飽和鏈組成。在一個特殊方面，十二烷酸以大于3-羥基-十二烷酸的量存在。
任選，烷基化多糖可以包含陰離子團，如磷酸根、硫酸根、硝酸根、羧基和/或硫酸根基團，同時保持疏水性部分。納米懸浮體可以由本發(fā)明的一種或多種聚合物或共聚物組成。
在一個實施方案中，合成多糖形成納米懸浮體的一部分并被約8至約40個碳原子的直鏈或支鏈烷基酯化。這些烷基可以是脂肪族的或不飽和的，并任選可以含有一個或多個芳族基。在一個實施方案中，可以使用碳水化合物配體進一步衍化本發(fā)明烷基化多糖的表面，例如半乳糖、鼠李糖、甘露糖或阿拉伯糖，以進一步增強癌表面上凝集素的識別位點。參見圖2?？梢允褂猛榛⒎蓟蚱渌瘜W(xué)部分衍化本發(fā)明的多糖。在一個特殊方面，選擇衍化部分，以致它將可逆地與使用的藥物相互作用。這種可逆的相互作用包括疏水性相互作用、氫鍵作用、離子相互作用以及分子之間的其它相互作用。疏水性部分包括但不限于烷基和芳基，如癸基、辛基、辛癸基、芐基和苯基衍生的聚甘露糖、聚半乳糖、半乳甘露聚糖、鼠李半乳聚糖或基于低聚物的其它碳水化合物。
為闡明本發(fā)明，在下文使用紫杉醇作為治療劑描述典型的制劑?？梢允褂贸仙即家酝獾乃幬?，如柔紅霉素、阿霉素、長春堿、博萊霉素、漿果赤霉素III，和事實上任何其它藥劑(或小分子)。即使這個技術(shù)對于疏水性藥物是最理想的，仍然同樣可以使用親水性藥物。在穩(wěn)定的碳水化合物微分散體中靜脈內(nèi)施用紫杉醇的組合物是使用溶于約100至約300mL乙醇的約10至約30mg紫杉醇在生理鹽水中制備的?？梢允褂闷渌袡C溶劑，只要它們對患者無毒。然后，向有機溶液中添加約10體積的10至約300mg/mL烷基半乳半乳糖醛酸(galactogalcturonic)溶液，形成約10mg/mL的終濃度，然后用力混合。然后為了產(chǎn)生具有小于0.1至約5μm特定粒度范圍的微懸浮液，在600瓦輸出量和20kHz變頻器下，超聲處理產(chǎn)生的懸浮液大約120秒。為了提供具有納米范圍顆粒大小的乳狀液類型懸浮液，使用設(shè)置在約18,000psi的微觀流化床裝置進一步加工懸浮液。接著，準備將制劑進行巴氏滅菌并通過本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法給予合適的患者，如靜脈內(nèi)注射。
在另一個實施方案中，可以使用本發(fā)明的碳水化合物納米懸浮體遞送疏水性肽/蛋白生物制劑。這些肽/蛋白分子被螯合在碳水化合物聚合物內(nèi)并遞送給患者。表面碳水化合物可以促進與靶細胞的特異性相互作用。
本發(fā)明的任何鑒定的化合物可以單獨或以其中它與合適載體或賦形劑混合的藥物組合物以預(yù)防、治療或改善各種病癥的治療有效劑量給予患者，包括人，所述病癥包括以在此概述為特征的病癥。治療有效劑量進一步是指足以產(chǎn)生預(yù)防或改善與這類病癥相關(guān)的癥狀的化合物的量。在Goodman and Gilman′s The Pharmacological Basis ofTherapeutics，Pergamon Press，最新版本中可以找到本發(fā)明化合物的配制和給藥技術(shù)。
本發(fā)明的化合物可以通過直接注射到特定部位而靶向那些部位。設(shè)計用來在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中使用的化合物應(yīng)該能夠越過血腦屏障或適于通過定位注射給藥。
適合用于本發(fā)明的藥物組合物包括其中含有實現(xiàn)其預(yù)定目的有效量的活性成分的組合物。更具體而言，治療有效量意思是有效預(yù)防所治療的患者的現(xiàn)存癥狀和基礎(chǔ)病變的發(fā)展或減輕它們的量。有效量的確定完全落在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)。
對于用于本發(fā)明方法的任何化合物，可以由細胞培養(yǎng)測定法初步估計治療有效劑量。例如，可以在動物模型中配制達到包括細胞培養(yǎng)中測定的IC50(50％細胞顯示出期望效果的劑量)的循環(huán)濃度范圍的劑量。這種信息可用于更精確地確定在人中的有效劑量。
治療有效劑量是指導(dǎo)致患者癥狀減輕或延長存活的化合物的量。這種化合物的毒性和治療功效可以通過標(biāo)準藥物程序在細胞培養(yǎng)或動物實驗中測定，例如測定LD50(50％給定群體致死的劑量)和ED50(50％給定群體治療有效的劑量)。毒性和治療作用之間的劑量比是治療指數(shù)并且可以以LD50與ED50之比來表示它。優(yōu)選顯示出高治療指數(shù)的化合物。由這些細胞培養(yǎng)測定法和動物研究獲得的數(shù)據(jù)可用于配制用于人的劑量范圍。優(yōu)選這種化合物的劑量落在包括ED50，伴毒性較小或沒有毒性的循環(huán)濃度范圍內(nèi)。根據(jù)使用的劑型和采用的給藥途徑，該劑量可以在這個范圍內(nèi)變化。各個醫(yī)生考慮到病人情況可以選擇確切的配制、給藥途徑和劑量。可以逐一調(diào)節(jié)一劑的量和時間間隔以提供足以維持期望效果的活性部分的血漿水平。
在局部給藥或選擇性攝入的情況下，藥物的有效局部濃度可能與血漿濃度無關(guān)。
當(dāng)然，給予的組合物的量將依賴于所治療的患者，患者的體重、疾患的嚴重性、給藥方式和指定醫(yī)生的判斷。
可以以本身已知的方式制備本發(fā)明的藥物組合物，例如通過常規(guī)混合、溶解、?；⒀心?、乳化、包封、截留或凍干加工。
因此可以使用一種或多種生理可接受載體以常規(guī)方式配制用于本發(fā)明的藥物組合物，該載體包含賦形劑和促進活性化合物加工為可以以藥物使用的制劑的助劑。適當(dāng)?shù)呐渲迫Q于所選擇的給藥途徑。
對于注射劑，可以在水溶液中配制本發(fā)明的藥劑，優(yōu)選在生理相容緩沖液如Hank′s溶液、林格氏溶液或生理鹽水緩沖液中。對于透粘膜給藥，配制中使用適于透過屏障的滲透劑。這種滲透劑是本領(lǐng)域通常已知的。
對于口服給藥，通過將活性化合物與本領(lǐng)域熟知的藥物可接受載體組合可以容易地配制該化合物。這種載體使本發(fā)明化合物可以配制為片劑、丸劑、糖衣丸、膠囊、流體、凝膠劑、糖漿、漿液、懸浮液等等，用于所治療的患者口服攝取?？诜褂玫乃幬镏苿┛梢匀缦芦@得加入固體賦形劑、任選研磨產(chǎn)生的化合物、并加工顆?；旌衔铮绻枰?，然后添加合適的助劑，而獲得片劑或糖衣丸芯。合適的賦形劑特別是填充劑如糖，包括乳糖、蔗糖、甘露醇或山梨糖醇；纖維素制劑例如玉米淀粉、小麥淀粉、大米淀粉、馬鈴薯淀粉、明膠、黃蓍膠、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉和/或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。如果需要，可以添加崩解劑，如交聯(lián)的聚乙烯吡咯烷酮、瓊脂或藻酸或其鹽如藻酸鈉。
在另一個實施方案中，可以添加制藥領(lǐng)域熟知的少量添加劑如增強等滲性和化學(xué)穩(wěn)定性的物質(zhì)。這種物質(zhì)在預(yù)計的劑量和濃度下對接受者是無毒的(即適于接受者)，并包括緩沖劑如磷酸鹽、檸檬酸鹽、琥珀酸鹽、乙酸和其它可接受酸或其鹽；抗氧化劑如抗壞血酸；低分子量(少于約十個殘基)多肽，例如聚精氨酸或三肽；氨基酸，如甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸或精氨酸；單糖、二糖和其它碳水化合物包括葡萄糖、甘露糖或糊精；螯合劑如EDTA；糖醇如甘露醇或山梨糖醇；抗衡離子如鈉；和/或非離子型表面活性劑如聚山梨酸酯、泊洛沙姆或PEG。
糖衣丸芯具有合適的包衣。為了這個目的，可以使用濃縮糖溶液，它可以任選含有阿拉伯樹膠、滑石、聚乙烯吡咯烷酮、聚羧乙烯凝膠、聚乙二醇和/或二氧化鈦、漆溶液和合適的有機溶劑或溶劑混合物。染料或顏料可以添加到片劑或糖衣丸包衣中，用于鑒定或表征活性化合物劑量的不同組合。
可以口服使用的藥物制劑包括由明膠制成的推合膠囊，以及由明膠和增塑劑，如甘油或山梨糖醇制成的密封軟膠囊。推合膠囊可以在混合物中含有活性成分，填充劑如乳糖，粘合劑如淀粉，和/或潤滑劑如滑石或硬脂酸鎂和任選穩(wěn)定劑。在軟膠囊中，活性化合物可以溶解或懸浮在合適的液體中，如脂肪油、液體石蠟或液態(tài)聚乙二醇。此外，可以添加穩(wěn)定劑。用于口服的所有制劑應(yīng)該是適于如此給藥的劑量。
對于口腔含化給藥，組合物可以采用以常規(guī)方式配制的片劑或錠劑的形式。
對于通過吸入給藥，根據(jù)本發(fā)明使用的化合物以氣溶膠噴射外觀形式從密封包裝或噴霧器中借助于合適的推進劑方便地遞送，所述推進劑例如二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、二氯四氟甲烷、二氧化碳或其它合適的氣體。在密封氣霧劑的情況下，通過提供遞送計量的量的閥門可以確定劑量單位。例如吸入器或吹藥器中使用的明膠膠囊和藥筒可以配制為含有化合物和合適粉劑基質(zhì)如乳糖或淀粉的粉末混合物。
該化合物可以配制用于通過注射進行腸胃外給藥，例如通過快速濃注或連續(xù)輸注。用于注射的制劑可以以單位劑量存在，例如在安瓿或多劑量容器中，任選含有添加的防腐劑。該組合物可以采用含水載體中的懸浮液、溶液或乳液的這種形式，并可以含有配制試劑如懸浮、穩(wěn)定和/或分散劑。
用于腸胃外給藥的藥物制劑包括水溶性形式的活性化合物水溶液。含水注射懸浮液可以含有增加懸浮液粘度的物質(zhì)，如羧甲基纖維素鈉、山梨糖醇或右旋糖酐。任選，該懸浮液還可以含有合適的穩(wěn)定劑或增加化合物可溶性的試劑以允許高濃度溶液的制備。
或者，活性成分可以是粉劑形式，用于使用之前與合適載體，例如無菌無熱原水組配。
該化合物還可以配制于直腸組合物中，如栓劑或保留灌腸劑，例如含有常規(guī)栓劑基質(zhì)如可可油或其它甘油酯。
除了以前描述的制劑外，該化合物還可以配制為儲存制劑。這種長效作用制劑可以通過植入(例如皮下或肌內(nèi))或通過肌內(nèi)注射給予。
用于本發(fā)明疏水化合物的藥物載體是共溶劑系統(tǒng)，包含苯甲醇、非極性表面活性劑、水可混性有機聚合物和水相。自然地，共溶劑系統(tǒng)的比例在不破壞它的可溶性和毒性特征的情況下可以頗大變化。此外，共溶劑組分的特性可以變化。
或者，使用持續(xù)釋放系統(tǒng)，如含有治療劑的固體疏水性聚合物的半滲透性基質(zhì)可以遞送該化合物。已經(jīng)建立了各種持續(xù)釋放物質(zhì)并且本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知。持續(xù)釋放膠囊根據(jù)它們的化學(xué)性質(zhì)可以釋放化合物幾天直至100天以上。根據(jù)治療劑的化學(xué)性質(zhì)和生物穩(wěn)定性，可以使用蛋白穩(wěn)定化的另外策略。
藥物組合物還可以包含合適的固體或膠體相載體或賦形劑。這種載體或賦形劑的實例包括但不限于碳酸鈣、磷酸鈣、各種糖、淀粉、纖維素衍生物、明膠和聚合物如聚乙二醇。
本發(fā)明的許多化合物可以作為含藥物相容的抗衡離子的鹽提供。藥物相容鹽可以與很多酸形成，包括但不限于鹽酸、硫酸、醋酸、乳酸、酒石酸、蘋果酸、琥珀酸等等。鹽趨于更易溶于水或相應(yīng)游離堿形式的其它質(zhì)子性溶劑。
合適的給藥途徑可以包括例如口服、直腸、透粘膜、透皮或腸道給藥；腸胃外遞送，包括肌內(nèi)、皮下、髓內(nèi)注射，以及鞘內(nèi)、直接心室內(nèi)、靜脈內(nèi)、腹膜內(nèi)、鼻內(nèi)或眼球內(nèi)注射。
或者，任何人可以局部而不是全身方式給予化合物，例如通過將化合物直接注射到受疾病侵襲的區(qū)域，常常以儲存或持續(xù)釋放制劑形式。
如果需要，該組合物可以存在于可以含有一個或多個含有活性成分的單位劑型的包裝或分配裝置中。該包裝可以包含例如金屬或塑料薄膜如硬質(zhì)泡沫塑料襯墊包裝。該包裝或分配裝置可以附有給藥說明書。還可以制備包含配制于相容藥物載體中的本發(fā)明化合物的組合物，放置于適當(dāng)容器中，并標(biāo)記所標(biāo)明情況的治療。標(biāo)記上標(biāo)明的合適情況可以包括如在此描述的疾病的治療。
具體實施例方式
實施例ACOLO 205人結(jié)腸癌的體內(nèi)研究在雄性NCr-nu無胸腺裸鼠中評價皮下植入的COLO 205人結(jié)腸腫瘤對使用細胞毒性化療劑紫杉醇與修飾的半乳甘露聚糖聯(lián)合治療的反應(yīng)。見圖3。
實驗前一周，使雄性NCr-nu無胸腺裸鼠(Frederick CancerResearch and Development Center，F(xiàn)rederick，MD)在實驗室中適應(yīng)水土。動物居住在微型隔離籠中，每籠五只，12小時白天/夜晚循環(huán)。動物隨意接收過濾水和無菌嚙齒動物食物。每日觀察動物并記錄臨床征象。在研究第13天，即治療開始的第一天，動物重量在25-34g的范圍。小鼠是健康的并且以前未曾用于其它實驗程序。
使用12-規(guī)格套針將三十至四十毫克COLO 205人結(jié)腸腫瘤標(biāo)本皮下(S.C.)植入小鼠靠近右腋區(qū)域并允許生長。治療開始之前，腫瘤重量達到75-198毫克之間(大小75-198mm3)。植入足夠數(shù)量的小鼠，以致選擇盡可能窄重量范圍的腫瘤進行治療開始當(dāng)天(腫瘤植入后13天)的試驗。選擇具有合適大小范圍腫瘤的那些動物被分成各個治療組。每個治療組的腫瘤重量中值從94至117mg。
研究持續(xù)時間是2個月，測量皮下腫瘤并給動物稱重，每周兩次，從治療第一天開始。通過測徑器測量(mm)和使用橢圓球體的公式測定腫瘤容積L×W2/2＝mm3，其中L和W是指每次測量時收集的較大和較小的尺寸。這個公式也用于計算腫瘤重量，假定單位密度(1mm3＝1mg)。
靜脈內(nèi)給予(i.v.)紫杉醇/修飾的半乳甘露聚糖6mg/kg/60mg/kg)復(fù)合物，具有下列計劃表QID×5(SD)。當(dāng)對照未治療腫瘤在所有小鼠中充分生長且30天中達到約600mg時，治療小鼠的腫瘤在30天中達到小于200mg，與未治療對照動物比較腫瘤大小縮小200％。
實施例BHT-29人結(jié)腸癌的體外研究使用96孔板法進行本試驗。紫杉醇(Sigma，美國)以10mg/mL溶液首先溶于乙醇，然后使用10mg/mL修飾的烷基半乳半乳聚糖溶液(從醋酸鈣不動桿菌(PETROFERM，INC，F(xiàn)L.)的發(fā)酵肉湯中制備的粗粉劑中純化)以1比9的比例乳化。懸浮液連續(xù)稀釋于鹽水中并添加至96孔板中的生長培養(yǎng)基中。每個小瓶接種HT-29人腫瘤細胞懸浮液(大約1000至10000個細胞/孔)。在37℃溫育48至72小時并在490nm光密度下觀察結(jié)果。對照孔(沒有藥物)在大約1.500光密度單位得到讀數(shù)，而100％抑制在0.500光學(xué)單位(0.01微克/mL的h-TNF(腫瘤壞死因子)用作陽性對照)得到讀數(shù)。在每毫升小于10納克紫杉醇下計算LD50。在每毫升50至100納克具有100％細胞毒性作用。
雖然已經(jīng)參考具體實施方案特別表明和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解其中可以進行形式和細節(jié)的各種改變，而不背離如附加權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種藥物組合物，包含聚合物和一種或多種小分子，其中所述聚合物具有多糖主鏈，和其中一個或多個疏水性烴部分與所述多糖主鏈連接。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述聚合物形成外殼，其中所述疏水性烴部分被安排在所述外殼內(nèi)。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中所述小分子具有疏水性部分。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中所述疏水性烴部分選自烷基、芳基部分及其組合。
5.權(quán)利要求4的組合物，其中所述疏水性烴部分選自癸基、辛基、辛癸基、苯甲基、苯基及其組合。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中所述多糖是天然的或合成制備的。
7.權(quán)利要求6的組合物，其中所述多糖包括選自中性、陰離子、陽離子碳水化合物殘基或其組合的糖部分。
8.權(quán)利要求7的組合物，其中所述多糖包括半乳甘露聚糖。
9.權(quán)利要求7的組合物，其中所述多糖包括鼠李半乳聚糖。
10.權(quán)利要求7的組合物，其中所述多糖包括選自半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖或其組合的碳水化合物殘基。
11.權(quán)利要求1的組合物，其中所述小分子選自藥劑、核酸、肽及其組合。
12.權(quán)利要求11的組合物，其中所述藥劑包括一種或多種腫瘤消解劑。
13.權(quán)利要求12的組合物，其中所述腫瘤消解劑選自5-氟尿嘧啶、阿霉素、紫杉醇、順鉑、環(huán)磷酰胺、柔紅霉素、長春堿、博萊霉素、漿果赤霉素III及其組合。
14.具有約10nm至約2μm粒度范圍的權(quán)利要求1的組合物。
15.權(quán)利要求1的組合物，進一步包含尋靶特異性碳水化合物。
16.權(quán)利要求15的組合物，其中所述尋靶特異性碳水化合物選自半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖或其組合。
17.權(quán)利要求15的組合物，其中所述尋靶特異性碳水化合物與靶細胞的一種或多種凝集素型受體相互作用。
18.一種藥物組合物，包含形成外殼的多糖主鏈和一種或多種小分子，其中所述多糖主鏈具有一個或多個疏水性烴部分，和其中所述疏水性烴部分被安排在多糖外殼的內(nèi)袋中。
19.權(quán)利要求18的組合物，其中所述多糖包括選自中性、陰離子、陽離子碳水化合物殘基或其組合的糖部分。
20.權(quán)利要求19的組合物，其中所述多糖包括半乳甘露聚糖。
21.權(quán)利要求19的組合物，其中所述多糖包括鼠李半乳聚糖。
22.權(quán)利要求19的組合物，其中所述多糖包括選自半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖或其組合的碳水化合物殘基。
23.權(quán)利要求18的組合物，其中所述疏水性烴部分選自烷基、芳基部分及其組合。
24.權(quán)利要求23的組合物，其中所述疏水性烴部分選自癸基、辛基、辛癸基、苯甲基、苯基及其組合。
25.權(quán)利要求18的組合物，其中所述小分子選自藥劑、核酸、肽及其組合。
26.權(quán)利要求25的組合物，其中所述藥劑包括一種或多種腫瘤消解劑。
27.權(quán)利要求26的組合物，其中所述腫瘤消解劑選自5-氟尿嘧啶、阿霉素、紫杉醇、順鉑、環(huán)磷酰胺、柔紅霉素、長春堿、博萊霉素、漿果赤霉素III及其組合。
28.具有約10nm至約2μm粒度范圍的權(quán)利要求18的組合物。
29.權(quán)利要求18的組合物，進一步包含尋靶特異性碳水化合物。
30.權(quán)利要求29的組合物，其中所述尋靶特異性碳水化合物選自半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖或其組合。
31.權(quán)利要求29的組合物，其中所述尋靶特異性碳水化合物與靶細胞的一種或多種凝集素型受體相互作用。
32.一種將小分子遞送至需要其的患者的方法，包括(a)獲得具有聚合物和一種或多種小分子的藥物組合物，其中所述聚合物具有多糖主鏈，和其中一個或多個疏水性烴部分與所述多糖主鏈連接；和(b)給需要其的患者施用有效量的(a)。
33.權(quán)利要求32的方法，其中所述聚合物形成外殼，其中所述疏水性烴部分被安排在所述外殼內(nèi)。
34.權(quán)利要求33的方法，其中所述小分子具有疏水性部分。
35.權(quán)利要求32的方法，其中所述疏水性烴部分選自烷基、芳基部分及其組合。
36.權(quán)利要求35的方法，其中所述疏水性烴部分選自癸基、辛基、辛癸基、苯甲基、苯基及其組合。
37.權(quán)利要求32的方法，其中所述多糖是天然的或合成制備的。
38.權(quán)利要求37的方法，其中所述多糖包括選自中性、陰離子、陽離子碳水化合物殘基或其組合的糖部分。
39.權(quán)利要求37的方法，其中所述多糖包括半乳甘露聚糖。
40.權(quán)利要求37的方法，其中所述多糖包括鼠李半乳聚糖。
41.權(quán)利要求37的方法，其中所述多糖包括選自半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖或其組合的碳水化合物殘基。
42.權(quán)利要求32的方法，其中所述小分子選自藥劑、核酸、肽及其組合。
43.權(quán)利要求42的方法，其中所述藥劑包括一種或多種腫瘤消解劑。
44.權(quán)利要求43的方法，其中所述腫瘤消解劑選自5-氟尿嘧啶、阿霉素、紫杉醇、順鉑、環(huán)磷酰胺、柔紅霉素、長春堿、博萊霉素、漿果赤霉素III及其組合。
45.具有約10nm至約2μm粒度范圍的權(quán)利要求32的方法。
46.權(quán)利要求32的方法，進一步包含尋靶特異性碳水化合物。
47.權(quán)利要求46的方法，其中所述尋靶特異性碳水化合物選自半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖或其組合。
48.權(quán)利要求46的方法，其中所述尋靶特異性碳水化合物與靶細胞的一種或多種凝集素型受體相互作用。
全文摘要
這里公開的是使用納米大小的多糖結(jié)構(gòu)遞送和靶向治療劑的組合物和方法。這里描述的方法和組合物賦予藥物提高的功效，如對轉(zhuǎn)移性腫瘤的抗腫瘤藥物。這里描述的方法適用于所有化療劑，并特別是對于與本組合物配制時致使它們可在生理性液體中遞送的難溶(疏水)藥物有用。這里描述的方法和組合物也通過尋靶介導(dǎo)內(nèi)吞作用或增強藥物遞送至最終作用部位的腫瘤特異性碳水化合物受體而提高藥劑的功效。
文檔編號A61K31/715GK1838942SQ200480024080
公開日2006年9月27日 申請日期2004年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月11日
發(fā)明者D·普拉特, E·佐莫, A·科爾約瑟夫 申請人:普羅醫(yī)藥公司