新颖的双重靶向性抗肿瘤轭合物的制作方法
专利名称：新颖的双重靶向性抗肿瘤轭合物的制作方法
技术领域：
本发明关于双重靶向性细胞毒性衍生物类及它们的制备。所描述的化合物具有肿 瘤特异性作用，其并有3个功能性单元肿瘤识别部分和肿瘤选择性酶底物序列。设计这些 轭合物以保证血清稳定性及同时在肿瘤细胞内因酶剪切性所带来的期望作用。
现有技术传统的癌症化学治疗是基于迅速增生的癌细胞比生理组织的静止细胞更有可能 被杀死这样的假设。实际上，细胞毒性剂具有极差的特异性，其引起严重的不良作用。在过 去30年内，业已探究各种不同的系统以在它们的作用位点选择性地投递药物。近来对癌细 胞增生期间过度表达的典型受体的了解的进展容许选择性配体的开发，该选择性配体当与 细胞毒性剂共轭时能优先差别地将该细胞毒性剂导向肿瘤处。不同于一般前药，该配体与 药物间的连接子必须于循环中稳定且于整个轭合物内化至癌细胞后应能通过化学机制或 酶催化作用机制易于被裂解以使该细胞毒性剂再生。近来肿瘤靶向性药物轭合物的进展需要单克隆抗体、多不饱和脂肪酸、透明质酸 及作为与肿瘤有关的受体的配体的寡肽。现今，数种免疫轭合物(immunoconjugates)正在进行临床试验美坦 辛(Maytansin ；Liu C. , et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. , 1996, 93, 8618) > 多柔比 星(doxorubicin ;Saleh Μ· N.，et al. , J. Clin. Oncol. ,2000,18,11,2282),赫赛 t丁 (herceptin ；Baselga J. , et al. , J. Clin. Oncol. , 1996, 14, 737) > 卡奇 β 素 (calicheamicin ；Bross P.F. , et al. , Clin. Cancer Res. ,2001,7,1490 ；Chan S.Y., et al. , Cancer Immunol. Immunother.，2003，52，243)。关于后者，麦罗塔(Mylotarg，即与 CD33 抗体连接的卡奇霉素)已于公元2000年经美国食品药品管理局(FDA)核准上市以供治疗 急个生白血病(Hammann P. R. , et al. , Bioconjugate Chem. ,2002,13,1,47)。免疫轭合物的实际使用仅适于高度有效的药物，因为有限量的抗原在肿瘤细胞 的表面上被过度表达，且在未降低结合亲和性及增加免疫原性的情况下，每个单克隆抗体 (HlAb)上仅可负载有限数量的分子。近来，业已研究细胞毒性剂与导向到被肿瘤细胞过度表达的不同受体的寡肽的 许多轭合物作为可能的选择性抗肿瘤化学治疗剂。在许多寡肽中，最有希望的似乎是生 ^zWM (somatostatin ；Pollak M. N. ， et al. ， Proc. Soc. Exp. Biol. Med. ，1998, 217,143 ； Fuselier J. A. ，et al. ,Bioorg. Med. Chem. Lett. ，2003，13，799)、 令■月太(bombesin ；Moody Τ. W. , et al.，J. Biol. Chem.，2004，279，23580)、整联蛋白(integrin)介导的 RGD 肽类 (W0200117563, Ruoslahti E. ， Nature reviews Cancer,2002, 2,83 ；Dickerson Ε.B. ， et al. ,Mol. Cancer Res. ,2004,2,12,663 ；de Groot F. Μ. , et al. ,Mol. Cancer Ther.，2002， 1,901 ；Chen X.，et al.，J. Med. Chem.，2005，48，1098)。通常被实验的介于肿瘤识别部分 与抗癌药物间的化学连接子包括腙、二硫化物及溶酶体酶(lysosomial enzymes)的肽底物 (peptides substrates)0
连接子的性质是决定轭合物的活体内命运、稳定性、溶解性及生物利用度的必要条件。本发明的肿瘤靶向性轭合物是由通过间隔子(连接子)连接在一起的3个功能性 单元(肿瘤识别部分和抗癌药物)所制成。以本案申请人的名义提出申请的W005111064描述呈现RGD单元且拥有抗整联蛋 白活性的环肽类。以本案申请人的名义提出申请的W005111063报导经由间隔子与识别整 联蛋白的环肽类共轭的7-亚氨基喜树碱衍生物类。以本案申请人的名义提出申请的W005110487报导了在位置20上与整联蛋白拮抗 剂共轭的喜树碱衍生物类。
发明内容
本发明的目的是研发含有通过新颖的分子桥连与细胞毒性药物连接的整联蛋白 ανβ3和别部分的肿瘤靶向性轭合物，该分子桥连含有3个单元。后者(即该分 子桥连)是由间隔子、可被与肿瘤有关的酶剪切的肽及自我牺牲功能性单元所构成。所选择的间隔子是由含有功能上作为刚性部分的亲水性氨基酸或杂环结构的小 挠性乙二醇替代物所制造，该间隔子赋与整个轭合物溶解性且不妨碍与受体的结合。这些 特定的间隔子是优于被广泛使用的高分子量乙二醇，这些高分子量乙二醇虽具有极佳的溶 解性质，但是因倾向形成干扰结合区的环而是不适当的。业已揭示作为组织蛋白酶B的底物的许多含有连接子的肽类，例如 Phe-Lys、Val-Cit (Dubowchick G. Μ. , et al, Bioconjugate Chem. , 2002, 13,4, 855)； Gly-Phe-Leu-Gly(Rejmanova P. ,et al,Biomaterials,1985,6,1,45) ；D-Ala-Phe-Lys(de Groot F.M.H.，et al. , Mo 1. Cancer. Ther. , 2002,1,901) 某些与抗体连接的这些肽已被 成功地应用，该抗体基于本身的大体积性可保护这些肽免遭血浆肽酶的作用。然而，当我们 对应用于含有小配体的轭合物的这些肽序列(如为寡肽)进行实验时，发现这些肽序列立 即被剪切而释放出细胞毒性剂至循环中，此结果与其它作者所描述的相反。特别地，含有 Phe-Lys连接子的肽(ST3280)于所进行的各种测定中皆显现高度不稳定性。前揭引述的 Dubowchick文献处理组织蛋白酶B不稳定的二肽配体。这些相同的作者亦于4年前发表另 一有关当Cit氨基酸在P1位置上时在P2位置上的氨基酸的影响的研究，其结论为由于在组 织蛋白酶B的结合部位内的疏水性交互作用，在该位置上的最佳氨基酸是Val (Dubowchick G.M.，et al, Bioorg. Med. Chem.，1998，8，3341)，同时含有 Val 而不是 Ala 的类似物有助于 显著减缓多柔比星的释放，此结果是明确地与该研究的目的相反。令人惊讶地，现今已发现意想不到地在鼠科动物的血液中显现稳定且于肿瘤细 胞内可被剪切的Ala-Cit或D-Ala-Cit是特别适合作为使细胞毒性模体基序(motif)在作 用部位上释放的手段。为提高内肽酶的作用，自我牺牲基团的存在亦是必要的(Carl P. L. , et al, J. Med. Chem.，1981，24，5，479 ；Shamis Μ. L. , et al. , J. Am. Chem. Soc. ,2004,126,6,1726) 这些新颖的连接子更好地保证相关轭合物所需的药理学性质(诸如代谢稳定性和在细胞 内内化后细胞毒性剂的进一步释出)及最适溶解性和生物利用度。再者，这些连接子已经 被设计以具有适合靶向性装置与受体结合的大小和构型。
这些新颖的连接子是易变的分子桥，其可应用于各种不同的配体和不同的抗肿瘤 药物。本发明包含通式I的化合物[ (L-D) nE] m-F-D-PI-SI-CT式 I其中L是识别α -整联蛋白受体的式II的环肽c (R1-Arg-Gly-Asp-R2)式 IIR1 是 Amp、Lys 或 Aad ；R2 是呈 R 构型的 Phe、Tyr 或 Amp ；D于每次出现时可为相同或不同，且是不存在或式III的二价基-SP1-Ai-SP2-A2-SP3-式 IIISP1 是不存在或是 R3- (CH2) q- (OCH2-CH2) r0_ (CH2) q-R4 ；R3和R4是相同或不同，且是不存在或是-CO-、-COO-、-NH-, _0_或式IV、式VIII 或式IX的二价基
权利要求
1. 一种式I环肽[(L-D) nE] m-F-D-PI-SI-CT 式I其中L是识别α -整联蛋白受体的式II环肽 c (R1-Arg-Gly-Asp-R2) 式IIR1 是 Amp、Lys 或 Aad ；R2是呈R构型的Phe、Tyr或Amp ；D于每次出现时可为相同或不同，且是不存在或是式III 二价基 -SP1-AI-SP2-A2-SP3-式IIISP1 是不存在或是 R3- (CH2) q- (OCH2-CH2) q-0- (CH2) q-R4 ；R3和R4是相同或不同，且是不存在或是-CO-、-COO-、-NH-, -0-或式IV、式VIII或式 IX的二价基
2.如权利要求1的环肽，其中CT是喜树碱衍生物，R1是Amp或Aad，R2是选自Phe、Amp 或 Tyr0
3.如权利要求第1或2项的环肽，其中m=1且η = 1。
4.如权利要求1或2的环肽，其中m= 1且η = 2。
5.一种具有整联蛋白ανβ3和ανβ5抑制性质的如权利要求1至4中任一项的环肽 于作为药物的用途。
6.如权利要求5的环肽的用途，该环肽具有低于1μ M的整联蛋白IC5tl值。
7.—种医药组合物，其含有与至少一种药学上可接受的赋形剂和/或载体混合的作为 活性成分的至少一种如权利要求1至4中任一项的环肽。
8.一种合成如权利要求1至3中任一项的环肽的方法，其是通过使式V化合物(CT-SI-PI)-NH2 (式 V) 其中CT、SI及PI是如上所述， 与式VI的含有迭氮基的衍生物反应，L- (SP1-A1-SP2-A2-SP3) -N3 (式 VI) 其中L、SP1、A1、SP2、A2及SP3是如上所述且R4是CO,且其中CT、SI及PI是如上所述。
9.一种合成如权利要求1至3中任一项的环肽的方法，其是通过使式VII化合物(CT-SI-PI) -CO-C = CH (式 VII) 其中CT、SI及PI是如上所述 与式VI化合物反应，其中该式VI化合物中的L、SP1、A1、SP2、A2及SP3是如上所述，前提是R4是不存在。
10.一种合成如权利要求1、2及4中任一项的环肽的方法，其是通过使式XI化合物(CT-SI-PI) -D-NHCH2-C = CH (式 XI) 其中CT、Si、PI及D是如上所述， 与式XII化合物反应，[(L-D)nEJm-COCH2-N3 (式 XII) 其中L、D及E是如上所述。
11.一种合成如权利要求1、2及4中任一项的环肽的方法，其是通过使式XIII化合物(CT-SI-PI)-D-N3 (式 XIII) 其中CT、Si、PI及D是如上所述 与式XIV化合物反应，[(L-D) nE] m-C0-CH (NHD) CH2-C = CH (式 XIV) 其中L、D及E是如上所述。
12.—种如权利要求7的医药组合物在制备具有抗癌活性的药物中的用途。
13.治疗罹患未受控制的细胞生长、侵袭和/或转移病况的哺乳动物的方法，其包括给 予治疗有效量的根据权利要求3或4的药物组合物。
14.如权利要求第13项的方法，其是用于治疗卵巢癌和/或前列腺癌。
全文摘要
本发明关于双重靶向性细胞毒性的式I化合物及它们的制备。所描述的化合物具有肿瘤特异性作用，其具有3个功能性单元通过间隔子连接在一起的肿瘤识别部分和肿瘤选择性酶底物序列(tumour selective enzymatic substrate sequence)。设计这些轭合物以保证血清稳定性及同时在肿瘤细胞内因酶剪切性所带来的期望作用。[(L-D)nE]m-F-D-PI-SI-CT 式I。
文档编号A61K38/08GK102036676SQ200980118231
公开日2011年4月27日 申请日期2009年5月11日 优先权日2008年5月20日
发明者A·达尔波佐, C·皮萨诺, E·埃斯波希托, L·维西, M·卡斯托里纳, S·彭克, 倪明红 申请人:希格马托制药工业公司
技术领域：
本发明关于双重靶向性细胞毒性衍生物类及它们的制备。所描述的化合物具有肿 瘤特异性作用，其并有3个功能性单元肿瘤识别部分和肿瘤选择性酶底物序列。设计这些 轭合物以保证血清稳定性及同时在肿瘤细胞内因酶剪切性所带来的期望作用。
现有技术传统的癌症化学治疗是基于迅速增生的癌细胞比生理组织的静止细胞更有可能 被杀死这样的假设。实际上，细胞毒性剂具有极差的特异性，其引起严重的不良作用。在过 去30年内，业已探究各种不同的系统以在它们的作用位点选择性地投递药物。近来对癌细 胞增生期间过度表达的典型受体的了解的进展容许选择性配体的开发，该选择性配体当与 细胞毒性剂共轭时能优先差别地将该细胞毒性剂导向肿瘤处。不同于一般前药，该配体与 药物间的连接子必须于循环中稳定且于整个轭合物内化至癌细胞后应能通过化学机制或 酶催化作用机制易于被裂解以使该细胞毒性剂再生。近来肿瘤靶向性药物轭合物的进展需要单克隆抗体、多不饱和脂肪酸、透明质酸 及作为与肿瘤有关的受体的配体的寡肽。现今，数种免疫轭合物(immunoconjugates)正在进行临床试验美坦 辛(Maytansin ；Liu C. , et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. , 1996, 93, 8618) > 多柔比 星(doxorubicin ;Saleh Μ· N.，et al. , J. Clin. Oncol. ,2000,18,11,2282),赫赛 t丁 (herceptin ；Baselga J. , et al. , J. Clin. Oncol. , 1996, 14, 737) > 卡奇 β 素 (calicheamicin ；Bross P.F. , et al. , Clin. Cancer Res. ,2001,7,1490 ；Chan S.Y., et al. , Cancer Immunol. Immunother.，2003，52，243)。关于后者，麦罗塔(Mylotarg，即与 CD33 抗体连接的卡奇霉素)已于公元2000年经美国食品药品管理局(FDA)核准上市以供治疗 急个生白血病(Hammann P. R. , et al. , Bioconjugate Chem. ,2002,13,1,47)。免疫轭合物的实际使用仅适于高度有效的药物，因为有限量的抗原在肿瘤细胞 的表面上被过度表达，且在未降低结合亲和性及增加免疫原性的情况下，每个单克隆抗体 (HlAb)上仅可负载有限数量的分子。近来，业已研究细胞毒性剂与导向到被肿瘤细胞过度表达的不同受体的寡肽的 许多轭合物作为可能的选择性抗肿瘤化学治疗剂。在许多寡肽中，最有希望的似乎是生 ^zWM (somatostatin ；Pollak M. N. ， et al. ， Proc. Soc. Exp. Biol. Med. ，1998, 217,143 ； Fuselier J. A. ，et al. ,Bioorg. Med. Chem. Lett. ，2003，13，799)、 令■月太(bombesin ；Moody Τ. W. , et al.，J. Biol. Chem.，2004，279，23580)、整联蛋白(integrin)介导的 RGD 肽类 (W0200117563, Ruoslahti E. ， Nature reviews Cancer,2002, 2,83 ；Dickerson Ε.B. ， et al. ,Mol. Cancer Res. ,2004,2,12,663 ；de Groot F. Μ. , et al. ,Mol. Cancer Ther.，2002， 1,901 ；Chen X.，et al.，J. Med. Chem.，2005，48，1098)。通常被实验的介于肿瘤识别部分 与抗癌药物间的化学连接子包括腙、二硫化物及溶酶体酶(lysosomial enzymes)的肽底物 (peptides substrates)0
连接子的性质是决定轭合物的活体内命运、稳定性、溶解性及生物利用度的必要条件。本发明的肿瘤靶向性轭合物是由通过间隔子(连接子)连接在一起的3个功能性 单元(肿瘤识别部分和抗癌药物)所制成。以本案申请人的名义提出申请的W005111064描述呈现RGD单元且拥有抗整联蛋 白活性的环肽类。以本案申请人的名义提出申请的W005111063报导经由间隔子与识别整 联蛋白的环肽类共轭的7-亚氨基喜树碱衍生物类。以本案申请人的名义提出申请的W005110487报导了在位置20上与整联蛋白拮抗 剂共轭的喜树碱衍生物类。
发明内容
本发明的目的是研发含有通过新颖的分子桥连与细胞毒性药物连接的整联蛋白 ανβ3和别部分的肿瘤靶向性轭合物，该分子桥连含有3个单元。后者(即该分 子桥连)是由间隔子、可被与肿瘤有关的酶剪切的肽及自我牺牲功能性单元所构成。所选择的间隔子是由含有功能上作为刚性部分的亲水性氨基酸或杂环结构的小 挠性乙二醇替代物所制造，该间隔子赋与整个轭合物溶解性且不妨碍与受体的结合。这些 特定的间隔子是优于被广泛使用的高分子量乙二醇，这些高分子量乙二醇虽具有极佳的溶 解性质，但是因倾向形成干扰结合区的环而是不适当的。业已揭示作为组织蛋白酶B的底物的许多含有连接子的肽类，例如 Phe-Lys、Val-Cit (Dubowchick G. Μ. , et al, Bioconjugate Chem. , 2002, 13,4, 855)； Gly-Phe-Leu-Gly(Rejmanova P. ,et al,Biomaterials,1985,6,1,45) ；D-Ala-Phe-Lys(de Groot F.M.H.，et al. , Mo 1. Cancer. Ther. , 2002,1,901) 某些与抗体连接的这些肽已被 成功地应用，该抗体基于本身的大体积性可保护这些肽免遭血浆肽酶的作用。然而，当我们 对应用于含有小配体的轭合物的这些肽序列(如为寡肽)进行实验时，发现这些肽序列立 即被剪切而释放出细胞毒性剂至循环中，此结果与其它作者所描述的相反。特别地，含有 Phe-Lys连接子的肽(ST3280)于所进行的各种测定中皆显现高度不稳定性。前揭引述的 Dubowchick文献处理组织蛋白酶B不稳定的二肽配体。这些相同的作者亦于4年前发表另 一有关当Cit氨基酸在P1位置上时在P2位置上的氨基酸的影响的研究，其结论为由于在组 织蛋白酶B的结合部位内的疏水性交互作用，在该位置上的最佳氨基酸是Val (Dubowchick G.M.，et al, Bioorg. Med. Chem.，1998，8，3341)，同时含有 Val 而不是 Ala 的类似物有助于 显著减缓多柔比星的释放，此结果是明确地与该研究的目的相反。令人惊讶地，现今已发现意想不到地在鼠科动物的血液中显现稳定且于肿瘤细 胞内可被剪切的Ala-Cit或D-Ala-Cit是特别适合作为使细胞毒性模体基序(motif)在作 用部位上释放的手段。为提高内肽酶的作用，自我牺牲基团的存在亦是必要的(Carl P. L. , et al, J. Med. Chem.，1981，24，5，479 ；Shamis Μ. L. , et al. , J. Am. Chem. Soc. ,2004,126,6,1726) 这些新颖的连接子更好地保证相关轭合物所需的药理学性质(诸如代谢稳定性和在细胞 内内化后细胞毒性剂的进一步释出)及最适溶解性和生物利用度。再者，这些连接子已经 被设计以具有适合靶向性装置与受体结合的大小和构型。
这些新颖的连接子是易变的分子桥，其可应用于各种不同的配体和不同的抗肿瘤 药物。本发明包含通式I的化合物[ (L-D) nE] m-F-D-PI-SI-CT式 I其中L是识别α -整联蛋白受体的式II的环肽c (R1-Arg-Gly-Asp-R2)式 IIR1 是 Amp、Lys 或 Aad ；R2 是呈 R 构型的 Phe、Tyr 或 Amp ；D于每次出现时可为相同或不同，且是不存在或式III的二价基-SP1-Ai-SP2-A2-SP3-式 IIISP1 是不存在或是 R3- (CH2) q- (OCH2-CH2) r0_ (CH2) q-R4 ；R3和R4是相同或不同，且是不存在或是-CO-、-COO-、-NH-, _0_或式IV、式VIII 或式IX的二价基
权利要求
1. 一种式I环肽[(L-D) nE] m-F-D-PI-SI-CT 式I其中L是识别α -整联蛋白受体的式II环肽 c (R1-Arg-Gly-Asp-R2) 式IIR1 是 Amp、Lys 或 Aad ；R2是呈R构型的Phe、Tyr或Amp ；D于每次出现时可为相同或不同，且是不存在或是式III 二价基 -SP1-AI-SP2-A2-SP3-式IIISP1 是不存在或是 R3- (CH2) q- (OCH2-CH2) q-0- (CH2) q-R4 ；R3和R4是相同或不同，且是不存在或是-CO-、-COO-、-NH-, -0-或式IV、式VIII或式 IX的二价基
2.如权利要求1的环肽，其中CT是喜树碱衍生物，R1是Amp或Aad，R2是选自Phe、Amp 或 Tyr0
3.如权利要求第1或2项的环肽，其中m=1且η = 1。
4.如权利要求1或2的环肽，其中m= 1且η = 2。
5.一种具有整联蛋白ανβ3和ανβ5抑制性质的如权利要求1至4中任一项的环肽 于作为药物的用途。
6.如权利要求5的环肽的用途，该环肽具有低于1μ M的整联蛋白IC5tl值。
7.—种医药组合物，其含有与至少一种药学上可接受的赋形剂和/或载体混合的作为 活性成分的至少一种如权利要求1至4中任一项的环肽。
8.一种合成如权利要求1至3中任一项的环肽的方法，其是通过使式V化合物(CT-SI-PI)-NH2 (式 V) 其中CT、SI及PI是如上所述， 与式VI的含有迭氮基的衍生物反应，L- (SP1-A1-SP2-A2-SP3) -N3 (式 VI) 其中L、SP1、A1、SP2、A2及SP3是如上所述且R4是CO,且其中CT、SI及PI是如上所述。
9.一种合成如权利要求1至3中任一项的环肽的方法，其是通过使式VII化合物(CT-SI-PI) -CO-C = CH (式 VII) 其中CT、SI及PI是如上所述 与式VI化合物反应，其中该式VI化合物中的L、SP1、A1、SP2、A2及SP3是如上所述，前提是R4是不存在。
10.一种合成如权利要求1、2及4中任一项的环肽的方法，其是通过使式XI化合物(CT-SI-PI) -D-NHCH2-C = CH (式 XI) 其中CT、Si、PI及D是如上所述， 与式XII化合物反应，[(L-D)nEJm-COCH2-N3 (式 XII) 其中L、D及E是如上所述。
11.一种合成如权利要求1、2及4中任一项的环肽的方法，其是通过使式XIII化合物(CT-SI-PI)-D-N3 (式 XIII) 其中CT、Si、PI及D是如上所述 与式XIV化合物反应，[(L-D) nE] m-C0-CH (NHD) CH2-C = CH (式 XIV) 其中L、D及E是如上所述。
12.—种如权利要求7的医药组合物在制备具有抗癌活性的药物中的用途。
13.治疗罹患未受控制的细胞生长、侵袭和/或转移病况的哺乳动物的方法，其包括给 予治疗有效量的根据权利要求3或4的药物组合物。
14.如权利要求第13项的方法，其是用于治疗卵巢癌和/或前列腺癌。
全文摘要
本发明关于双重靶向性细胞毒性的式I化合物及它们的制备。所描述的化合物具有肿瘤特异性作用，其具有3个功能性单元通过间隔子连接在一起的肿瘤识别部分和肿瘤选择性酶底物序列(tumour selective enzymatic substrate sequence)。设计这些轭合物以保证血清稳定性及同时在肿瘤细胞内因酶剪切性所带来的期望作用。[(L-D)nE]m-F-D-PI-SI-CT 式I。
文档编号A61K38/08GK102036676SQ200980118231
公开日2011年4月27日 申请日期2009年5月11日 优先权日2008年5月20日
发明者A·达尔波佐, C·皮萨诺, E·埃斯波希托, L·维西, M·卡斯托里纳, S·彭克, 倪明红 申请人:希格马托制药工业公司
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