專利名稱：兩性離子聚合物生物綴合物以及相關(guān)的方法
兩性離子聚合物生物綴合物以及相關(guān)的方法與相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2009年11月6日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/259，088的權(quán)益，在此以其全部通過(guò)引用而明確地并入。政府許可權(quán)利聲明本發(fā)明是以海軍研究辦公室授予的No. 00140910137合約和國(guó)家科學(xué)基金授予的合約No. DMR-0705907之下的政府支持進(jìn)行的。政府在本發(fā)明中有一定的權(quán)力。發(fā)明背景 蛋白和肽治療劑構(gòu)成制藥市場(chǎng)中逐漸增加的份額，其中2008年在美國(guó)的銷售中，生物學(xué)藥物構(gòu)成了約四十五億美元。在這些生物學(xué)藥品中有單克隆抗體、激素和治療性酶。盡管有生物制藥市場(chǎng)的成長(zhǎng)，治療性蛋白的實(shí)施仍然是有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。蛋白的內(nèi)在物理和化學(xué)不穩(wěn)定性可導(dǎo)致構(gòu)象改變，降解，凝聚，沉淀和吸附到表面上，其中的每一項(xiàng)都可減少蛋白的活性或使其完全失活。一旦被施用，治療性蛋白容易有短的半衰期，蛋白分解，調(diào)理素作用并且可引起免疫原性應(yīng)答，這每一項(xiàng)都引起不希望的藥代動(dòng)力學(xué)。已開(kāi)發(fā)了各種技術(shù)來(lái)改善這些不足。在這些技術(shù)中包括氨基酸操控，免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域或血清蛋白的基因融合，以及與天然和合成的聚合物的綴合。一個(gè)成功的實(shí)施方案是治療性蛋白與聚乙二醇(PEG)的共價(jià)綴合，所述PEG是非毒性、非免疫原性的聚合物。PEG與治療性蛋白的綴合過(guò)程通常被稱作聚乙二醇化。已知聚乙二醇化改變生物分子的物理和化學(xué)特性，這包括構(gòu)象，靜電結(jié)合和疏水性，并且可引起藥物的改善的藥代動(dòng)力學(xué)特性。聚乙二醇化的優(yōu)勢(shì)包括藥物溶解性的改善和免疫原性的削弱，增加的藥物穩(wěn)定性和一旦施用時(shí)的循環(huán)壽命，以及蛋白分解和腎排泄的減少，這允許了降低的給藥頻率。聚乙二醇化技術(shù)已被有利地應(yīng)用于治療性蛋白和寡核苷酸，以提供被U. S. FDA批準(zhǔn)的新藥腺式脫氨酶(Pegademenase),天冬酰胺酶(培門冬酶)，G_CSF(聚乙二醇非格司亭)，干擾素-a 2a (Peginterf eron- a 2a),干擾素-a 2b (Peginterf eron- a 2b), hGH (培維索孟)，抗VEGF適體(哌加他尼鈉)，促紅細(xì)胞生成素(PEG-EPO)和抗TNF a Fab’ (賽妥珠單抗)。目前獲準(zhǔn)的且在市場(chǎng)上的聚乙二醇化的治療性酶包括用于從血流中清除某些氨基酸以餓死生長(zhǎng)中的腫瘤細(xì)胞的耗竭性酶。實(shí)例包括PEG-天冬酰胺酶，PEG-甲硫氨酸酶和PEG-精氨酸脫亞胺酶。對(duì)于這些酶，它們相對(duì)小的氨基酸底物能夠擴(kuò)散通過(guò)PEG層，進(jìn)入酶的活性位點(diǎn)，并且按照所設(shè)計(jì)的被有效地處理。然而，沒(méi)有能夠開(kāi)發(fā)出需要聚合保護(hù)和作用于更大的底物的生物分子，因?yàn)槭姑副Ａ粼隗w內(nèi)所需的聚乙二醇化水平使得活性位點(diǎn)不可及。聚乙二醇化和聚乙二醇化的生物分子不是沒(méi)有其缺點(diǎn)的。由于其對(duì)于水的強(qiáng)的吸弓丨，已知PEG具有的流體動(dòng)力學(xué)直徑顯著大于由其分子量將預(yù)測(cè)出的大小。這種鼓脹效應(yīng)可歸因于身體識(shí)別生物分子的能力的降低并引起生物分子活性的下降。
用十個(gè)(10)5kDa PEG聚乙二醇化的鼠A7單克隆抗體具有的活性是未修飾的抗體的活性的10%。類似地，用一個(gè)40kDa PEG聚乙二醇化的干擾素-a 2a具有的活性是未修飾的蛋白的活性的7%。清楚地，產(chǎn)生自聚乙二醇化的對(duì)生物分子的活性位點(diǎn)的修飾或阻礙在生物制藥產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中是要被避免的嚴(yán)重問(wèn)題 。盡管有由聚乙二醇化提供的、在生物制藥藥品開(kāi)發(fā)中的進(jìn)展，仍存在需求以進(jìn)一步推進(jìn)生物制藥藥品開(kāi)發(fā)，以克服與聚乙二醇化的藥品相關(guān)的缺點(diǎn)，以及提供改善的試劑和生物制藥產(chǎn)品。本發(fā)明力求滿足這一需求并提供其它相關(guān)的優(yōu)勢(shì)。發(fā)明概述本發(fā)明提供了聚合物生物分子綴合物，用于制成所述綴合物的試劑和方法，以及用于使用綴合物的方法。一方面，本發(fā)明提供了兩性離子聚合物生物綴合物，其包含與生物分子共價(jià)偶聯(lián)的一種或多種兩性離子聚合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述兩性離子聚合物包含多個(gè)重復(fù)單元，每個(gè)重復(fù)單元具有下式
權(quán)利要求
1.如下限定了其中要求保護(hù)排他的所有權(quán)或特權(quán)的本發(fā)明的實(shí)施方案兩性離子聚合物生物綴合物，其包含與生物分子共價(jià)偶聯(lián)的一種或多種兩性離子聚合物。
2.權(quán)利要求1的綴合物，其中所述兩性離子聚合物包含多個(gè)重復(fù)單元，每個(gè)重復(fù)單元具有下式
3.權(quán)利要求2的綴合物，其中R1,R2和R3獨(dú)立地選自C1-C3烷基。
4.權(quán)利要求2的綴合物，其中L1選自-C(=0) O- (CH2)η-和-C (=0) NH- (CH2)η-，其中η是1-20。
5.權(quán)利要求2的綴合物，其中L2是-(CH2)n-,其中η是1_20的整數(shù)。
6.權(quán)利要求I的綴合物，其中所述生物分子是蛋白。
7.權(quán)利要求I的綴合物，其中所述生物分子是核酸。
8.權(quán)利要求I的綴合物，其中所述生物分子是碳水化合物。
9.權(quán)利要求I的綴合物，其中所述生物分子是脂。
10.權(quán)利要求I的綴合物，其中所述生物分子是小分子。
11.權(quán)利要求I的綴合物，其中所述生物分子相對(duì)于其未綴合的形式具有增加的熱穩(wěn)定性。
12.權(quán)利要求I的綴合物，其中所述綴合物抵抗離液劑的變性并且適于以陰離子放射治療劑(例如I1M和IlM)進(jìn)行的蛋白加載。
13.組合物，其包含權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的綴合物和藥學(xué)上可接受的載體或稀釋劑。
14.混合荷電共聚物生物綴合物，其包含與生物分子共價(jià)偶聯(lián)的一種或多種混合荷電聚合物。
15.權(quán)利要求14的綴合物，其中所述混合荷電共聚物包含多個(gè)重復(fù)單元，每個(gè)重復(fù)單元具有下式
16.權(quán)利要求14的綴合物，其中R4-R8獨(dú)立地選自C1-C3烷基。
17.權(quán)利要求14的綴合物，其中L3選自-C(=0)0-(CH2)n-和-C (=0) NH-(CH2)n-,其中η是 I-20ο
18.權(quán)利要求14的綴合物，其中L4是-(CH2)n-,其中η是1_20的整數(shù)。
19.權(quán)利要求14的綴合物，其中所述生物分子是蛋白。
20.權(quán)利要求14的綴合物，其中所述生物分子是核酸。
21.權(quán)利要求14的綴合物，其中所述生物分子是碳水化合物。
22.權(quán)利要求14的綴合物，其中所述生物分子是脂。
23.權(quán)利要求14的綴合物，其中所述生物分子是小分子。
24.權(quán)利要求14的綴合物，其中所述生物分子相對(duì)于其未綴合的形式具有增加的熱穩(wěn)定性。
25.權(quán)利要求14的綴合物，其中所述綴合物抵抗離液劑的變性并且適于以陰離子放射治療劑進(jìn)行的蛋白加載。
26.組合物，其包含權(quán)利要求14-25中任一項(xiàng)的綴合物和藥學(xué)上可接受的載體或稀釋劑。
全文摘要
兩性離子聚合物和混合荷電共聚物生物綴合物，用于制成和使用所述生物綴合物的方法。
文檔編號(hào)A61K9/32GK102905730SQ201080055964
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者S·江, A·克弗, H·薛 申請(qǐng)人:華盛頓大學(xué)商業(yè)中心