專利名稱：用于藥物遞送的納米載體的制作方法
用于藥物遞送的納米載體相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2008年9月23日提交的美國臨時專利申請No. 61/099，272的優(yōu)先權(quán)， 其全文并入本文用于所有目的。對在聯(lián)邦政府資助之研究和開發(fā)下進行的發(fā)明之權(quán)利的聲明本發(fā)明在國立癌癥研究所和國立衛(wèi)生研究院所給予的政府支持(資助號 No. ROlCAl 15483)下進行。政府對本發(fā)明擁有某些權(quán)利。
背景技術(shù)：
紫杉醇(paclitaxel) (TaXOl )對于許多癌癥類型(例如卵巢癌、乳腺癌、小細胞肺癌和非小細胞肺癌)來說是標準且有效的化療劑。由于紫杉醇非常難溶于水，因此該藥物的制備需要Cremophor EL，而后者引起嚴重的副作用(例如過敏反應)。接受紫杉醇 (Paclitaxel, PTX)的患者需要預先給予組胺阻斷劑和類固醇。Abraxane 是一種較新的紫杉醇制劑，其此類副作用較少，是最先被fda批準的納米治療劑之一。其由載有紫杉醇的人血清白蛋白納米顆粒( 130nm)組成。但是，由于其尺寸相對大，Abraxane不太可能穿透到腫瘤塊的深部。另外，這些相對大的納米顆粒易于被肝臟和網(wǎng)狀內(nèi)皮組織系統(tǒng)(RES)所捕獲。另一種納米治療藥物Doxil (或脂質(zhì)體多柔比星)具有和Abraxane類似的尺寸，但是其包被有聚乙二醇(PEG)。相比于原本的游離多柔比星藥物，Doxil具有較低的心臟毒性。類似于Abraxane，對于Doxil能否穿透進入腫瘤塊深部是令人懷疑的。盡管這兩種納米治療劑都顯示出較好的臨床毒性譜，但是其抗腫瘤作用僅僅略好于原始的藥物制劑。兩親性嵌段共聚物可形成納米級膠束，并已應用于藥物遞送系統(tǒng)的開發(fā)。兩親性嵌段共聚物可形成納米級(< IOOnm)的疏水性膠束，并已應用于藥物遞送體系的開發(fā)。但是，這些膠束中的大多數(shù)都是不可生物降解的，并且易于被RES捕獲。另外，這些膠束常由線型疏水聚合物組成，其在水性環(huán)境下形成疏松的核心，導致不穩(wěn)定以及載藥能力低。需要開發(fā)更小QO-SOnm)的殼且生物相容性膠束作為用于抗癌藥物體內(nèi)遞送的有效納米載體。最近，我們開發(fā)出幾種用于PTX或其他疏水性藥物的新納米載體。這些包含PEG 和寡聚膽酸的新納米載體可在水性條件下自組裝形成核心-殼(膽烷-PEG)結(jié)構(gòu)，其可在疏水內(nèi)部運載PTX。預計這些兩親性載藥納米顆粒自身就具有治療性，且具有改善的臨床毒性譜。更重要的是，當用靶向癌細胞表面的配體和/或腫瘤血管配體修飾時，這些納米載體將能夠把毒性治療劑遞送到腫瘤部位?？赏ㄟ^使用多種不同的膽烷-PEG制劑或其組合來調(diào)整納米載體的最終尺寸(10至lOOnm)。所述納米載體及其組分、PEG和膽酸都是無毒且完全生物相容的。由于其惰性和生物相容性，PEG已廣泛用于多種生物醫(yī)學應用。有許多FDA批準的PEG修飾的蛋白質(zhì)藥物，例如PEG化天冬酰胺。PEG化不僅改善了藥代動力學性質(zhì)，還降低了蛋白質(zhì)藥物的免疫原性。在PEG化時，小分子或肽藥物顯示出循環(huán)時間增加以及
6代謝延遲。接枝于納米顆粒表面的PEG降低了這些顆粒在體內(nèi)向正常組織和網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(RES)的溢出(extravasation)。在體內(nèi)成像研究中，PEG修飾顯示出降低無機納米顆粒(例如量子點和磁性納米顆粒)的聚集和毒性。膽汁酸是哺乳動物肝中生物合成的天然表面活性劑，其作為脂肪消化中的乳化劑。膽酸是膽汁酸的主要成分，其具有表面兩親性結(jié)構(gòu)剛性類固醇骨架，其在骨架的一個表面上帶有四個疏水性基團以及在另一個表面上帶有疏水性甲基。膽酸鹽在水中形成雪茄形膠束，其合成寡聚物在水中形成具有疏水口袋的單分子膠束，其可在熱力學上隔離疏水性分子。但是，寡聚膽酸在藥物遞送中的應用由于其溶解性差和載藥能力低而受到限制。我們之前制備了具有接枝于單膽酸核心的四條PEG鏈的星形膽酸-PEG化合物。此化合物可在水溶液中形成球形膠束，并且可用作藥物遞送中的載體。但是，由于親水性PEG組分占優(yōu)勢，此化合物的臨界膠束濃度(critical micellationconcentration, cmc)比單膽烷單元要高，在水性條件下制得的膠束相對較大 ((直徑> 200nm)。出人意料地，本發(fā)明通過提供更小得多且更穩(wěn)定的納米載體滿足了此需要以及其他需求，所述納米載體具有由PEG上的膽烷制備的核心-殼結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施方案中，本發(fā)明提供了具有內(nèi)部和外部的納米載體，所述納米載體包含至少一個綴合物，其中每個綴合物包含聚乙二醇(PEG)聚合物。每個綴合物還包含至少兩個兩親性化合物，其具有親水面和疏水面。另外，每個綴合物包含寡聚物，其中所述兩親性化合物中的至少兩個與共價連接至所述PEG的寡聚物共價連接。該納米載體的每個綴合物在水性溶劑中自組裝形成納米載體，使得由于每個兩親性化合物的疏水面彼此相對的取向而在該納米載體內(nèi)部形成疏水口袋，其中每個綴合物中的PEG在該納米載體的外部自組裝。在第二個實施方案中，本發(fā)明提供了一種通過向有治療需要的對象施用治療有效量的本發(fā)明納米載體來治療疾病的方法。在第三個實施方案中，本發(fā)明提供了一種成像方法，包括向待成像對象施用治療有效量的本發(fā)明納米載體，其中該納米載體還包含成像劑。


圖1顯示(A)CA3(化合物1)和CA3-PE(}9(聚合物2)的合成方案，(B)粒徑分析顯示，聚合物2由水中形成的納米顆粒的平均直徑為4. 3nm，和(C)聚合物2的分子量分析的 GPC曲線。圖2顯示CA4的化學結(jié)構(gòu)和粒徑。圖3顯示PEG3ticitl-CA4的㈧化學結(jié)構(gòu)、⑶粒徑和(C)分子量。圖4顯示PEG3tltltl-CA8的㈧化學結(jié)構(gòu)和⑶粒徑。圖5顯示PEG分子量為5、3. 35和IDa的聚合物6_15的化學結(jié)構(gòu)。圖6顯示PEG3°°°-CA4-PE(i8的㈧化學結(jié)構(gòu)、⑶粒徑和(C)分子量。圖7顯示使用幾種方法在不同PTX濃度下在PEG3_-CA8中裝載的PTX的量。分別地，對于蒸發(fā)法來說，聚合物(PEG3_-CA8)的濃度保持在20mg/mL，對于透析法和溶解法來說，保持在10mg/mL。圖8顯示在不同PTX濃度下在不同聚合物中裝載的PTX量(A)以及在不同的PTX 添加濃度下載藥納米顆粒的粒徑。聚合物濃度保持恒定在20mg/mL。圖9顯示在不同依托泊苷濃度下在不同聚合物中裝載的依托泊苷(VP-16)的量 (A)以及不同的依托泊苷添加濃度下載藥納米顆粒的粒徑。聚合物濃度保持恒定在20mg/
mLo圖10顯示PTX從由PBS中PEG5tltltl-CA8形成的膠束中隨時間的釋放，顯示為膠束中所留存藥物量的百分比。根據(jù)透析袋中剩下的PTX濃度計算釋放的PTX的百分比。圖11顯示載有PTX的納米顆粒隨時間的穩(wěn)定性。PTX-膠束7 (PEG5000-CA8)相對于 Abraxane0圖12顯示隨著膠束中PTX濃度的增加，載有PTX的膠束7 (PEG5000-CA8)的粒徑。膠束處于10% (ν/ν)胎牛血清(FBS)中。圖13顯示在不同胎牛血清(FBS)濃度下PTX-膠束5 (PEG3000-CA8) (PTX載量 0. 54mg/ml)的粒徑。圖14A顯示多種聚合物對用螢光素酶轉(zhuǎn)染的SK0V-3細胞的細胞毒性。圖14B顯示未載藥的PEG5tltltl-CA8NP(聚合物7)和聚氧乙烯蓖麻油(cremophor)乙醇載體對HFFl 人成纖維細胞的細胞毒性。C1和C2分別是體內(nèi)施用后預計的PEG5--CA8(聚合物7)和 cremophor 乙醇的血液濃度，假定人的平均血液體積是6L。用ES-2細胞測試載有PTX的 PEG5ooo-CA8NP的抗癌作用。圖15A和15B顯示載有PTX的聚合物對ES_2 (15A)和SK0V-3細胞(15B)的細胞毒性。圖16顯示不同紫杉醇制劑在具有人SK0V3-1UC卵巢癌異種移植物的裸鼠中的抗腫瘤效力。在第 0、4、8、I2、I6 天靜脈內(nèi)施用 PBS (對照)、Taxo 1、Abraxane 或PEG5cicici-CA8-PTX 制劑，其中在第16天時腫瘤體積達到約50mm3。圖17顯示使用不同紫杉醇方案或使用鹽水(對照)處理后小鼠體重的變化。圖18顯示具有SK0V3-1UC卵巢癌異種移植物的裸鼠在用不同紫杉醇方案或用鹽水(對照)處理后的紅細胞計數(shù)(左)和白細胞計數(shù)(右)。圖19顯示皮下具有Molt-4腫瘤的小鼠在注射染料48小時后的體內(nèi)OTR熒光成像。通過尾靜脈以每個小鼠4nmol的劑量給予載有和不載有PTX的NP (PEG3000-CA8) _Cy5. 5 和 LLP2A-NP-Cy5. 5。圖20顯示以4nM注射NP (PEG3000-CA8,聚合物5) _Cy5. 5第48小時時腫瘤和器官的離體成像。圖21顯示線型聚合物的結(jié)構(gòu)和功能。圖22顯示二分枝聚合物的結(jié)構(gòu)和功能。圖23顯示三分枝聚合物的結(jié)構(gòu)和功能。圖M顯示末端樹枝狀聚合物(telodendrimer)的結(jié)構(gòu)和功能。圖25顯示在構(gòu)建塊之間含有可切割連接的生物可降解納米顆粒的設計。圖沈顯示線型構(gòu)造的納米載體的粒徑和膽酸基團數(shù)。圖27顯示分枝系列1構(gòu)造的納米載體的粒徑和膽酸基團數(shù)。
圖觀顯示分枝系列2構(gòu)造的納米載體的粒徑和膽酸基團數(shù)。圖四顯示分枝系列3構(gòu)造的納米載體的粒徑和膽酸基團數(shù)。圖30顯示分枝系列4構(gòu)造的納米載體的粒徑和膽酸基團數(shù)。圖31顯示在PEG接枝之前和之后的納米載體尺寸。圖32顯示用于制備本發(fā)明的末端樹枝狀聚合物的合成方案。圖33顯示在CDCl3 (A)和D2O (B)中進行的PEG5000-CA8 (聚合物7)的1H NMR譜。圖34分別顯示在不存在(34A)和存在煙草花葉病毒(TMV)作為校準標準(18nm 寬)(34B)時載有 PTX (4. 4mg/mL)的 PEG5qqq-CA8 (聚合物 7)的 CryoTEM 圖像。圖;35A顯示DLS粒度儀所測的三種膠束，即15^mDiD-PTX-PEG3°°°-CA4、64nm DiD-PTX-PEG5000-CA8 ^P 17nmDiD-PTX_PEG2°°°-CA4。圖 35B 顯示與三種膠束制劑中的每一種一起孵育并在共聚焦熒光顯微鏡下成像的264. 7巨噬細胞。用DAPI對細胞核染色，紅色DiD 信號表明，相比于較小膠束(17nm和64nm)，巨噬細胞優(yōu)先攝取IMnm膠束。圖35C顯示在尾靜脈注射后M小時時具有SK0V-3卵巢癌異種移植物的小鼠中膠束(三種不同尺寸)的離體生物分布。圖35D顯示靜脈注射DiD-PTX-PEG5tltltlCA8后荷瘤小鼠隨時間的體內(nèi)OTR熒光成像；在注射后2小時至M小時觀察到S. Q.植入的異種移植物(箭頭)中膠束的被動積累。圖36分別顯示末端樹枝狀聚合物和起始材料線型PEG的MALDI-TOF MS分析，證實了末端樹枝狀聚合物的明確結(jié)構(gòu)，其考慮了 CA樹枝狀四聚體(1961道爾頓)和CA八聚體(4031道爾頓)分子量的接近。圖37 顯示金表面上 HS-PEG5cicici-CA8 膠束(37A)和載有 PTX 藥物之 HS-PEG5cicici-CA8 膠束(37C)的輕敲模式(tapping mode)AFM照片。相應的光標處的圖分別表示在(37B)和 (37D)中，以顯示3D信息。圖38顯示PEG5qqq-CA8納米顆粒的腹內(nèi)分布。圖38A顯示腹膜內(nèi)具有SK0V-3腫瘤的小鼠在腹膜內(nèi)注射DiD-PTX-NP后不同時間點的體內(nèi)NIRF成像。圖38B顯示DiD-PTX-NP 在腫瘤上的定位。注射后72小時處死小鼠，使腹腔暴露，用Kodak成像工作站進行掃描。圖39顯示在SK0V3-1UC卵巢癌皮下小鼠模型中不同PTX制劑莆脈內(nèi)處理后針對相對腫瘤體積(39A)和小鼠體重變化(39B)的體內(nèi)抗腫瘤效力。在第0、4、8天以及腫瘤體積達到約100 200mm3時的第38、42、46天(X軸上箭頭)向荷瘤小鼠靜脈內(nèi)施用PBS (對照)、Taxol 、Abraxane 和ptx-peg5_-ca8np。數(shù)據(jù)以每組六只小鼠的平均值士sem 表不。圖40顯示在腹膜散布卵巢癌之小鼠模型中不同ptx制劑腹膜內(nèi)治療后的抗腫瘤效力以及非侵入性生物發(fā)光成像。圖40A顯示治療后不同時間點表達螢光素酶的 SK0V3-luc癌細胞發(fā)出的生物發(fā)光。具有腹膜SK0V3-1UC腫瘤的小鼠在第0、4、8、12和16 天接受共五次腹膜內(nèi)注射Taxol 、Abraxane 和ptx-peg5_-ca8np。對照組僅接受 PBso對每個小鼠整個腹部區(qū)域的信號進行定量，通過測量無光發(fā)出區(qū)域中相同尺寸的ROI 來扣除背景。圖40B顯示不同治療組中的小鼠存活?？招膱A代表麻醉過程中死亡之后的經(jīng)檢查數(shù)據(jù)點(即非腫瘤相關(guān))。圖41A和41B顯示分枝聚合物系列1 (P_l)成員的合成(41A)和合成的產(chǎn)物(41B)。圖42顯示未載藥聚合物23膠束(Al)、未載藥聚合物25膠束(低倍)m和未載藥聚合物25膠束(高倍)(A3)的TEM圖像。圖43顯示隨著分枝聚合物系列1 (P-I)、分枝聚合物系列2 (P_2)、分枝聚合物系列 3(P-3)和分枝聚合物系列4 (P-4)中核心形成單元數(shù)目增加的膠束紫杉醇載藥能力G3A)， 隨著藥物濃度之增加的聚合物23中的紫杉醇載藥量和載有紫杉醇的聚合物23的對應平均直徑G3B)，以及隨著溶液中藥物濃度之增加的聚合物23膠束的載藥效力G3C)。對于所有載藥測試，最終膠束溶液體積保持為lmL，聚合物的終濃度為20mg/mL。圖44顯示37°C下PTX從PBS中的P_l_4(聚合物23)膠束中的釋放譜，通過隨時間的膠束中保留的PTX百分比來測定。初始紫杉醇濃度為1.2mg/mL。通過HPLC測定不同時間點透析袋中保留的紫杉醇濃度。所報告的值為一式三份樣品的平均值士SD。圖45顯示如動態(tài)光散射所測的37 °C下在50%狗血漿(ν/ν)中和在PBS中的45mg/ mL BSA溶液中載有7. 3mg/mL紫杉醇的Abraxane (紫杉醇載藥量5. Omg/mL)和P_l_4 (聚合物2 膠束隨時間的平均直徑。所有測量重復三次。所報告的值為一式兩份樣品的平均值 +SD0圖46顯示MTT測定，證實了孵育72小時后用不同濃度的未載藥(“空白”)P-l-3(聚合物22)膠束、未載藥P-l_4(聚合物23)膠束06A)、以及 Taxol 、Abraxane 、載有ptx的p-i-3(聚合物22)膠束和載有ptx的ρ-ι-4膠束 (46B)處理的SK0V-3細胞的活力。細胞活力計算為所處理樣品中細胞數(shù)與未處理對照中細胞數(shù)的比值。所報告的值為一式三份樣品的平均值士SD。圖47顯示體內(nèi)和離體肌R光學圖像。圖47A顯示在靜脈注射載有PTX和DiD (疏水性染料)的膠束M后不同時間點用Kodak成像系統(tǒng)獲得的具有SK0V-3腫瘤之小鼠的體內(nèi)OTR光學圖像。圖47B顯示在注射后M小時獲得的分離器官和腫瘤的離體NIR圖像。來自離體圖像的腫瘤和器官的定量熒光強度。圖48A和48B顯示分枝聚合物系列2 (P_2)成員的合成(48A)和合成的產(chǎn)物(48B)。圖49A和49B顯示分枝聚合物系列3 (P_3)成員的合成(49A)和合成的產(chǎn)物(49B)。圖50A和50B顯示分枝聚合物系列4 (P_4)成員的合成(50A)和合成的產(chǎn)物(50B)。圖51 顯示 HS-PEG5cicici-CA8 的結(jié)構(gòu)。圖52A和52B顯示線型聚合物系列成員的合成(52A)和合成的產(chǎn)物(52B)。
具體實施例方式I.概述本發(fā)明提供了具有疏水性內(nèi)部和親水性外部的納米載體，其允許該納米載體遞送水溶性低的藥物。所述納米載體通過綴合物聚集到膠束中而形成。本發(fā)明的綴合物可采取多種結(jié)構(gòu)，包括線型、分枝和末端樹枝狀聚合物。所述納米載體的疏水性核心可由膽酸提供，膽酸具有疏水面和親水面。通常，一些膽酸基團用于在納米載體中隔開藥物。納米載體的親水性由聚乙二醇聚合物鏈提供，其包裹納米載體并通過綴合物的聚集形成膠束。膽酸和PEG通過可含有多種酸重復單元的寡聚物相連。通常，所述寡聚物包含二氨基羧酸賴氨酸。本發(fā)明的納米載體也可由光學探針、放射性核素和金屬螯合物以及疏水藥物進行官能化。II.定義
本文使用的術(shù)語“兩親性化合物”表示具有疏水性部分和親水性部分的化合物。 例如，本發(fā)明的兩親性化合物可具有化合物的一個親水面和化合物的一個疏水面?？捎糜诒景l(fā)明的兩親性化合物包括但不限于膽酸，以及膽酸類似物如別膽酸、蟒膽酸、禽膽酸 (avicholic acid)、脫氧膽酸、鵝脫氧膽酸等(參見 Current Science 2004，87 (12)，1666， 其全文并入本文)。本文使用的術(shù)語“單體單元”表示二氨基羧酸、二羥基羧酸和羥基氨基羧酸。本發(fā)明二氨基羧酸基團的實例包括但不限于2，3-二氨基丙酸、2，4_ 二氨基丁酸、2，5_ 二氨基戊酸(鳥氨酸)、2，6- 二氨基己酸(賴氨酸)、(2-氨基乙基)-半胱氨酸、3-氨基-2-氨基甲基丙酸、3-氨基-2-氨基甲基-2-甲基丙酸、4-氨基-2-(2-氨基乙基)丁酸和5-氨基-2-(3-氨基丙基)戊酸。本發(fā)明二羥基羧酸基團的實例包括但不限于甘油酸、2，4_二羥基丁酸、甘油酸、2，4_ 二羥基丁酸、2，2_雙(羥甲基)丙酸和2，2_雙(羥甲基)丁酸。羥基氨基羧酸的實例包括但不限于絲氨酸和高絲氨酸。本領(lǐng)域技術(shù)人員會了解可用于本發(fā)明的其他單體單元。本文使用的術(shù)語“間隔基單體單元”表示將單體單元彼此連接在一起的化學基團。 間隔基單體單元實例包括但不限于具有1-3個氧-亞乙基基團的乙二醇寡聚物。本領(lǐng)域技術(shù)人員會了解可用于本發(fā)明的其他間隔基單體單元。本文使用的術(shù)語“疏水性藥物”表示排斥水的任何藥物?？捎糜诒景l(fā)明的藥物包括但不限于紫杉醇、多柔比星、依托泊苷、伊立替康、SN-38、環(huán)孢菌素A、鬼白毒素、卡氮芥、 兩性霉素、伊沙匹隆(Ixab印ilone)、帕土匹龍(Patupilone)(埃博霉素(印othelon)類)、 雷帕霉素和鉬類藥物。本發(fā)明的疏水性藥物還包括上述藥物的前藥形式。本領(lǐng)域技術(shù)人員會了解其他藥物也可用于本發(fā)明。本文使用的術(shù)語“結(jié)合配體”指能夠結(jié)合靶標大分子(例如正常細胞、癌細胞和內(nèi)皮細胞的細胞表面受體，以及細胞外基質(zhì)和骨基質(zhì)中的非細胞組分，和感染性物質(zhì)(病毒、真菌、細菌和寄生蟲等)的表面受體)的化學或生物物質(zhì)。可用于本發(fā)明的結(jié)合配體包括但不限于LLP2A(與α 4β 1整合素配體結(jié)合)、LXYl和LXY3 (與α 3β 1整合素配體結(jié)合)、R⑶肽(與α 5 β 1和α ν β 3整合素配體結(jié)合)以及磷酸氫鹽(骨搜索分子(bone seekingmolecule))。本領(lǐng)域技術(shù)人員會了解，其他結(jié)合配體也可用于本發(fā)明。本文使用的術(shù)語“成像劑”指允許對身體器官、組織或系統(tǒng)成像的化學物。示例性的成像劑包括順磁性物質(zhì)、光學探針和放射性核素。本文使用的術(shù)語“順磁性物質(zhì)”指在外加場下具有磁性的成像劑。順磁性物質(zhì)的實例包括但不限于鐵顆粒(包括納米顆粒)。本文使用的術(shù)語“光學探針”指可通過如下所述檢測的熒光化合物，即在一個發(fā)射波長下激發(fā)且在另一個不同的發(fā)射波長下檢測?？捎糜诒景l(fā)明的光學探針包括但不限于 Cy5. 5、Alexa 680、Cy5、DiD(l，l'-雙十八烷基_3，3，3 ‘ ,3'-四甲基吲哚羰花青高氯酸酯)和DiR(l，l'-雙十八烷基_3，3，3'，3'-四甲基吲哚羰花青碘酸酯)。其他光學探針包括量子點。本文使用的術(shù)語“放射性核素”指發(fā)生放射性衰變的化學元素?？捎糜诒景l(fā)明的放射性核素包括但不限于咕、11。1^、1^、19 、6。^)、64^!、67^!、68^!、82!^、5^!·、’、99!^、99"^、11、、 123I、124I、125I、129I、131I、137CS、177LU、186Re、188Re、211At、foi、Ra、Th、U、PU 和 241Am0
本文使用的術(shù)語“金屬螯合物”指與金屬離子螯合的化合物或物質(zhì)。例如，可用于本發(fā)明的金屬螯合物包括但不限于1，4，8，11-四氮雜環(huán)十二烷-1，4，8，11-四乙酸(TETA)、 4，11-雙(羧甲基)_1，4，8，11-四氮雜雙環(huán)[6. 6. 2]十六烷(CB-TE2A)、二亞乙基三胺五乙酸(DTPA)和1，4，7，10-四氮雜環(huán)癸烷四乙酸(DOTA)。本文使用的術(shù)語“治療”表示在處理或改善損傷、病變、病癥或癥狀(例如疼痛) 方面的任何成功標志，包括任何客觀或主觀參數(shù)，例如癥狀的消除、消退、消失，或者所述癥狀、損傷、病變或病癥對患者而言更好承受；減少癥狀或病癥的頻率或持續(xù)時間；或者，在某些情況下，預防癥狀或病癥的發(fā)作。癥狀的處理或改善可以基于任何客觀或主觀參數(shù)，例如體檢結(jié)果。本文使用的“施用”表示口服施用，作為栓劑施用，表面接觸，胃腸外、靜脈內(nèi)、腹膜內(nèi)、肌內(nèi)、病變內(nèi)、鼻內(nèi)或皮下施用，鞘內(nèi)施用，淋巴內(nèi)，吸入微滴或者向?qū)ο笾踩胙泳忈尫叛b置，例如微滲透泵。本文使用的術(shù)語“對象”表示動物，例如哺乳動物，包括但不限于靈長類(例如人)、牛、綿羊、山羊、馬、狗、貓、兔、大鼠、小鼠等。在某些實施方案中，所述對象是人。本文使用的術(shù)語“治療有效量或劑量”或“治療足夠量或劑量”表示產(chǎn)生施用的預期治療作用的劑量。確切劑量取決于治療目的，并且可由本領(lǐng)域技術(shù)人員使用已知技術(shù)來石角定(參見例如 Lieberman, Pharmaceutical Dosage Forms (vols. 1-3,1992) ；Lloyd, The Art, Scienceand Technology of Pharmaceutical Compounding(1999) ；Pickar, DosageCalculations(1999)；禾口 Remington :The Science and Practice ofPharmacy,20th Edition，2003，Gennaro，Ed.，Lippincott，Williams &Wilkins)。在致敏的細胞中，治療有效劑量經(jīng)常可低于對未致敏細胞的常規(guī)治療有效劑量。本文使用的術(shù)語“隔離/隔開”表示疏水性藥物在納米載體的疏水性內(nèi)部并且不接觸納米載體外部的親水性環(huán)境。III.納米載體本發(fā)明提供了形成膠束的納米載體，其中每個單個納米載體都是具有疏水性內(nèi)部和親水性外部的膠束。所述納米載體的疏水性區(qū)域能夠隔離疏水性藥物。納米載體由具有疏水性區(qū)域(由兩親性化合物形成)和親水性區(qū)域(例如聚乙二醇(PEG)聚合物)的綴合物聚集形成。PEG的尺寸足以包裹綴合物的疏水性區(qū)域，使得綴合物可溶于水中，并自組裝形成納米載體膠束，有利于向?qū)ο笫┯檬杷运幬锘虺上駝Ｔ谝恍嵤┓桨钢?，本發(fā)明提供了能夠隔開疏水性藥物的納米載體。本發(fā)明的納米載體具有內(nèi)部和外部，所述納米載體包含至少一種綴合物，其中每一綴合物包含聚乙二醇(PEG)聚合物。每一綴合物還包含至少兩種具有親水面和疏水面的兩親性化合物。另外， 每一綴合物包含寡聚物，其中所述兩親性化合物中的至少兩個與共價連接至PEG的寡聚物共價連接。該納米載體使得每一綴合物在水性溶劑中自組裝形成納米載體，使得由于每一兩親性化合物的疏水面彼此相對的取向而在納米載體內(nèi)部形成疏水口袋，并且其中每一綴合物的PEG在納米載體外部自組裝。任何尺寸和結(jié)構(gòu)的聚乙二醇(PEG)聚合物可用于本發(fā)明的納米載體。在一些實施方案中，PEG為Ι-lOOkDa。在另一些實施方案中，PEG為Ι-lOkDa。在又一些實施方案中， PEG為約3kDa。在再一些實施方案中，另外的PEG聚合物與所述兩親性化合物相連。例如，當所述兩親性化合物是膽酸時，多達3個PEG聚合物與每個膽酸相連。與兩親性化合物相連的PEG聚合物大小為200-10000Da。在又一些實施方案中，與兩親性化合物相連的PEG聚合物大小為l_5kDa。本領(lǐng)域技術(shù)人員會了解，其他PEG聚合物和其他親水性聚合物也可用于本發(fā)明。本發(fā)明的綴合物還包含至少兩個相同或不同的兩親性化合物?？捎糜诒景l(fā)明綴合物的兩親性化合物是同時具有親水面和疏水面的那些。另外，每個兩親性化合物與單體單元相連，所述單體單元自身與另一個單體單元和/或PEG聚合物相連。在一些實施方案中， 所述兩親性化合物可各自獨立地為膽酸、別膽酸、蟒膽酸、禽膽酸、脫氧膽酸或鵝脫氧膽酸。 本領(lǐng)域技術(shù)人員會了解，其他兩親性化合物也可用于本發(fā)明。本發(fā)明的綴合物還包括多個單體單元。在一些實施方案中，所述多個單體單元連接在一起形成寡聚物。所述寡聚物與PEG以及與兩親性化合物共價相連。該寡聚物可采取一些結(jié)構(gòu)中的任一些，例如線型結(jié)構(gòu)、分枝結(jié)構(gòu)或末端樹枝狀結(jié)構(gòu)。在一些實施方案中，納米載體包含疏水性藥物或成像劑，從而所述疏水性藥物或成像劑被隔離在納米載體的疏水口袋中。所述疏水性藥物可以是排斥水的任何藥物，如本文所述。所述疏水性藥物和成像劑可被隔離在納米載體的疏水口袋中，或者與綴合物共價連接。成像劑包括順磁性物質(zhì)、光學探針和放射性核素。順磁性物質(zhì)包括鐵顆粒，例如隔離在納米載體疏水口袋中的鐵納米顆粒。在一些其他實施方案中，可用于本發(fā)明綴合物的單體單元可以是二氨基羧酸、二羥基羧酸或羥基氨基羧酸。在另一些實施方案中，所述二氨基羧酸是氨基酸。本發(fā)明二氨基羧酸基團的實例包括但不限于2，3- 二氨基丙酸、2，4- 二氨基丁酸、2，5- 二氨基戊酸(鳥氨酸)、2，6- 二氨基己酸(賴氨酸)、(2-氨基乙基)-半胱氨酸、3-氨基-2-氨基甲基丙酸、 3-氨基-2-氨基甲基-2-甲基丙酸、4-氨基-2- (2-氨基乙基)丁酸和5-氨基-2- (3-氨基丙基)戊酸。本發(fā)明二羥基羧酸基團的實例包括但不限于甘油酸、2，4_ 二羥基丁酸、2， 2-雙(羥甲基)丙酸、2，2_雙(羥甲基)丁酸、絲氨酸和蘇氨酸。羥基氨基羧酸的實例包括但不限于絲氨酸和高絲氨酸。在另一個實施方案中，在本發(fā)明綴合物中使用多于一種單體單元類型，以提供酸共聚物。例如，所述酸共聚物可具有與羥基氨基羧酸或二羥基羧酸交替的二氨基羧酸。在另一些實施方案中，至少一個單體單元任選地與光學探針、放射性核素、金屬螯合物或藥物相連。所述藥物可以是多種親水性或疏水性藥物，并且不限于隔離在本發(fā)明納米載體內(nèi)部的疏水性藥物?？梢愿綦x在納米載體內(nèi)或與本發(fā)明綴合物相連的藥物包括但不限于細胞生長抑制劑、細胞毒性劑(例如但不限于DNA相互作用劑(如順鉬或多柔比星))；紫杉烷類(例如泰索帝(taxotere)、紫杉醇(taxol))；拓撲異構(gòu)酶II抑制劑(例如依托泊苷)；拓撲異構(gòu)酶I抑制劑(例如伊立替康(或CPT-11)、開普拓(camptostar)或拓撲替康)；微管蛋白相互作用劑(例如紫杉醇(paclitaxel)、多西紫杉醇(docetaxel)或埃博霉素類(印othilones)；激素藥物(例如他莫西芬)；胸苷酸合酶抑制劑(例如5-氟尿嘧啶)；抗代謝劑(例如甲氨蝶呤)；烷化劑(例如替莫唑胺(來自Schering-Plough Corporation, Kenilworth，N. J.的 TEM0DAR )、環(huán)磷酰胺)；芳香化酶組合；ara_C、阿霉素、環(huán)磷酰胺(Cytoxan)和吉西他濱?？捎糜诒景l(fā)明納米載體的其他藥物包括但不限于尿嘧啶氮芥、氮芥、異環(huán)磷酰胺(Ifosfamide)、美法侖、苯丁酸氮芥、哌泊溴烷、三亞乙基亞胺三嗪、三亞乙基硫代磷酰胺、白消安、卡莫司汀、洛莫司汀、鏈佐星、達卡巴嗪、氮尿苷、 阿糖胞苷、6-巰基嘌呤、6-硫代鳥嘌呤、磷酸氟達拉濱、奧沙利鉬、亞葉酸(leucovirin)、 奧沙利鉬(Sanofi-Synthelabo，F(xiàn)rance 的 EL0XATIN )、噴司他丁(Pentostatine)、長春堿、長春新堿、長春地辛、博來霉素、放線菌素D、柔紅霉素、阿霉素、表柔比星、伊達比星(Idarubicin)、米拉霉素、脫氧助間型霉素、絲裂霉素-C、L-天冬酰胺酶、替尼泊苷 (Teniposide)、17 α-炔雌醇、己烯雌酚、睪酮、強的松、氟羥甲睪酮、丙酸屈他雄酮、睪內(nèi)酯、醋酸甲地孕酮、甲基強的松龍、甲基睪酮、氫化潑尼松、曲安西龍、氯烯雌醚、羥孕酮、 氨魯米特、雌氮芥、醋酸甲羥孕酮、亮脯利特(Leuprolide)、氟他胺(Flutamide)、托瑞米芬(Toremifene)、戈舍瑞林、順鉬、卡鉬、羥基脲、安吖啶、丙卡巴胼、米托坦、米托蒽醌、左旋咪唑、諾維本(Navelbene)、阿那曲唑(Anastrazole)、來曲唑、卡培他濱、Reloxafine, Droloxafine或六甲三聚氰胺。其他可用于本發(fā)明的藥物還包括放射性核素，例如67Cu、9°Y、123I、125I、mI、mLu、 188Re^186Re和211At。在一些實施方案中，放射性核素可作為藥物和成像劑起到治療性作用?？捎糜诒景l(fā)明納米載體的疏水性藥物包括任何具有低水溶性的藥物。在一些實施方案中，所述疏水性藥物是紫杉醇、多柔比星、依托泊苷、伊立替康、SN-38、喜樹堿、環(huán)孢菌素A、鬼白毒素、卡氮芥、兩性霉素、伊沙匹隆、帕土匹龍(埃博霉素類)、雷帕霉素和鉬類藥物。在另一些實施方案中，所述藥物可以是紫杉醇、SN38、喜樹堿、依托泊苷或多柔比星。前藥形式也可用于本發(fā)明。在一些實施方案中，所述綴合物具有式I :
權(quán)利要求
1.具有內(nèi)部和外部的納米載體，所述納米載體包含至少一種綴合物，其中每一綴合物包含聚乙二醇(PEG)聚合物；至少兩個兩親性化合物，其同時具有親水面和疏水面；和寡聚物，其中所述兩親性化合物中的至少兩個與共價連接至所述PEG的所述寡聚物共價連接；其中每一綴合物在水性溶劑中自組裝形成所述納米載體，使得由于每一兩親性化合物的疏水面彼此相對的取向而在該納米載體內(nèi)部形成疏水口袋，其中每一綴合物中的PEG在該納米載體的外部自組裝。
2.權(quán)利要求1的納米載體，其中所述納米載體還包含疏水性藥物或成像劑，使得該疏水性藥物或成像劑被隔離在所述納米載體的疏水口袋中。
3.權(quán)利要求1的納米載體，其中所述寡聚物包含多個單體單元，其各自獨立地選自二氨基羧酸、二羥基羧酸和羥基氨基羧酸。
4.權(quán)利要求3的納米載體，其中所述二氨基羧酸是氨基酸。
5.權(quán)利要求3的納米載體，其中每種二氨基羧酸獨立地選自2，3_二氨基丙酸、2， 4-二氨基丁酸、2，5-二氨基戊酸(鳥氨酸)、2，6_二氨基己酸(賴氨酸)J2-氨基乙基)-半胱氨酸、3-氨基-2-氨基甲基丙酸、3-氨基-2-氨基甲基-2-甲基丙酸、4-氨基-2-(2-氨基乙基)丁酸和5-氨基-2-(3-氨基丙基)戊酸。
6.權(quán)利要求3的納米載體，其中每種二羥基羧酸獨立地選自甘油酸、2，4_二羥基丁酸、2，2_雙(羥甲基)丙酸、2，2_雙(羥甲基)丁酸、絲氨酸和蘇氨酸。
7.權(quán)利要求3的納米載體，其中每種羥基氨基羧酸獨立地選自絲氨酸和高絲氨酸。
8.權(quán)利要求3的納米載體，其中所述單體單元中的至少一種任選地與選自下列的成員相連光學探針、放射性核素、順磁性物質(zhì)、金屬螯合物和藥物。
9.權(quán)利要求2的納米載體，其中所述疏水性藥物選自紫杉醇、SN38、喜樹堿、依托泊苷和多柔比星。
10.權(quán)利要求1的納米載體，其中，每種兩親性化合物獨立地選自膽酸、別膽酸、蟒膽酸、禽膽酸、脫氧膽酸和鵝脫氧膽酸。
11.權(quán)利要求1的納米載體，其中所述綴合物具有式I
12.權(quán)利要求11的納米載體，其中所述綴合物具有式Ia
13.權(quán)利要求1的納米載體，其中所述綴合物具有式II
14.權(quán)利要求13的納米載體，其中所述綴合物具有式IIa
15.權(quán)利要求14的納米載體，其中R2各自為膽酸。
16.權(quán)利要求14的納米載體，其中R2各自為與兩個膽酸基團相連的單體單元。
17.權(quán)利要求13的納米載體，其中所述綴合物具有式IIb
18.根據(jù)權(quán)利要求13的納米載體，其中所述綴合物具有式IIc
19.權(quán)利要求1的納米載體，其中所述綴合物具有式III
20.權(quán)利要求19的納米載體，其中所述綴合物具有式IIIa
21.一種治療疾病的方法，包括向有此治療需要的對象施用治療有效量的權(quán)利要求2 的納米載體，其中所述納米載體還包含藥物。
22.權(quán)利要求21的方法，其中所述藥物是被隔離在所述納米載體內(nèi)部的疏水性藥物。
23.權(quán)利要求21的方法，其中所述納米載體還包含成像劑。
24.權(quán)利要求21的方法，其中所述納米載體還包含放射性核素。
25.一種成像方法，包括向待成像對象施用有效量的權(quán)利要求2的納米載體，其中所述納米載體還包含成像劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了具有內(nèi)部和外部的納米載體，所述納米載體包含至少一種綴合物，其中每一綴合物包含聚乙二醇(PEG)聚合物。每一綴合物還包含至少兩個兩親性化合物，其同時具有親水面和疏水面。另外，每一綴合物包含寡聚物，其中所述兩親性化合物中的至少兩個與共價連接至所述PEG的寡聚物共價連接。所述納米載體使得每一綴合物在水性溶劑中自組裝形成納米載體，使得由于每一兩親性化合物的疏水面彼此相對的取向而在所述納米載體內(nèi)部形成疏水口袋，并且其中每一綴合物中的PEG在所述納米載體的外部自組裝。
文檔編號A61K9/51GK102159189SQ200980137251
公開日2011年8月17日 申請日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者林杰生, 羅君濤 申請人:加利福尼亞大學董事會