CN103841961A

CN103841961A - 在两亲性间隔基或两亲性聚合物上包含治疗剂的抗氧化剂、神经保护和抗肿瘤纳米颗粒

Info

Publication number: CN103841961A
Application number: CN201280046637.3A
Authority: CN
Inventors: 约翰·俞; 李凤燮
Original assignee: Cedars Sinai Medical Center
Current assignee: Cedars Sinai Medical Center
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-06-04
Also published as: EP2736493A1; JP2014523924A; KR20140051292A; US20140140931A1; EP2736493A4; WO2013016696A1

Abstract

本发明涉及在两亲性间隔基或两亲性聚合物上的包含有治疗剂的抗氧化剂、神经保护和抗肿瘤纳米颗粒。还提供了喜树碱的抗氧化剂衍生物和喜树碱类似物、NSAID和他汀类抗氧化剂衍生物的合成方法，通过自发乳化或其纳米沉淀制备在两亲性间隔基或两亲性聚合物上包含治疗剂的抗氧化剂、神经保护和抗肿瘤纳米颗粒以及它们在治疗癌症疾病中的用途。本发明的另一方面是这些神经保护和抗肿瘤的纳米颗粒在制备其它药物制剂和/或药物递送装置中的用途。

Description

在两亲性间隔基或两亲性聚合物上包含治疗剂的抗氧化剂、神经保护和抗肿瘤纳米颗粒

技术领域

本发明涉及在两亲性间隔基或两亲性聚合物上包含治疗剂的抗氧化剂和抗肿瘤纳米颗粒。

背景技术

本文所用的出版物以引用的方式并入，其程度与每个单独的出版物或专利申请具体地和单独地被说明为以引用的方式并入相同。以下描述包括可用于理解本发明的信息。这不是承认这里提供的任何信息是现有技术或与目前权利要求书保护的发明有关，也不是承认具体地或隐含地引用的任何出版物是现有技术。

喜树碱的抗肿瘤作用

喜树碱是一种植物生物碱，其首次是从喜树(Camptotheca acuminate)(紫树科)的木材和树皮中分离的，并显示其通过DNA拓扑异构酶I抑制DNA松弛而具有抗肿瘤作用。然而喜树碱基本上不溶于水，因此已开发了许多衍生物以增加水溶性(Thomas等，Camptothecin:Current perspectives.BIOORG.MED.CHEM.,12,2004,1585-1604:Pizzolato等，The Camptothecin.THE LANCET,361,2003,2235-2242)。

喜树碱由在E-环上具有内酯的五环结构组成，这对分子的抗肿瘤作用至关重要的。已证实药物的主要转化和消除途径包括内酯水解和尿排泄。事实上，给药后30分钟内酯形式的药物50%水解成开环。其钠盐显示出比喜树碱较低的活性，因为在pH7.4条件下，非活性形式(开环)比内酯活性形式(闭环)占优势。

非甾体抗炎药物

非甾体抗炎药(NSAIDs)被广泛用于治疗疼痛、发热和炎症。NSAID发挥其抗炎活性的主要机制是抑制环氧合酶衍生的前列腺素的合成，这也引起了不良的副作用，如胃肠(GI)粘膜的刺激和溃疡(Whittle，2003)。有两种类型的COX酶，即COX-1和COX-2。COX-1在许多组织中组成型表达，而COX-2仅表达于炎症部位(S.Kargan等，GASTROENTEROL.,111:445–454,1996)。由COX-1介导产生的前列腺素负责维持胃粘膜的完整性。因此，一般认为GI副作用由NSAID游离羧酸基团引起的刺激和GI道内前列腺素生物合成的阻断的联合作用所引起(Dannhardt和Kiefer，2001)。除了归因于其对环氧合酶活性的抑制作用的副作用，这些NSAID的酸性部分也有助于在响应于这些药物中观察到的胃肠副作用(Tammara等，1993)。

流行病学研究已证明，NSAID的子集降低患阿尔茨海默氏病(AD)的风险。AD中NSAID的功效可归因于抗炎活性或抗淀粉样蛋白生成活性。已报道，布洛芬，吲哚美辛和硫化舒林酸独立地降低由于COX活性的高度淀粉样蛋白生成Aβ42肽(NATURE，414:212-216(2001))。

NSAIDs已显示还通过直接作用于内皮细胞来抑制血管生成。

尽管通过髓过氧化物酶(MPO)-H₂O₂/Cl^–系统产生的炎性氧化剂次氯酸(HOCl)包含宿主防御感染的重要机制，过量产生和细胞外生成的HOCl具有细胞毒性，并且被认为参与众多疾病的发病机理，包括神经变性疾病、动脉粥样硬化、慢性炎症状态和癌症(Malle等，BR J PHARMACOL2007:1–17)。

次氯酸是一种强氧化剂，它能与许多生物分子反应。在生理浓度的氯离子存在下，H₂O₂被亚铁血红素酶MPO有效卤代以产生次氯酸，到目前为止是由活化的吞噬细胞产生的最丰富的氧化剂(Krasowska等，BRAIN RES.997:176–184(2004))。次氯酸能氯化细胞溶质蛋白和核DNA碱基且在磷脂和脂蛋白中诱导脂质过氧化(Spickett CM.,PHARMACOL THERAPEUTICS115:400–409(2007))。重要的是，由HOCl引起的对细胞内谷胱甘肽和蛋白质硫醇的损伤是不可逆的，且只能通过再合成来替代(Dalle-Donne等，FREE RADIC BIOL MED32(9):927–937(2002))。此外，HOCl可被转化成破坏性的羟基自由基(Candeias等，FEBS LETT333(1,2):151–153(1993))。在含水环境中大多数NSAID能清除次氯酸，且一些NSAID通过直接与酶的相互作用来抑制MPO(Neve等，EUROPEAN J.PHARMACOL.417:37-43(2001))。

NSAID的抗癌作用

许多流行病学研究、临床试验和动物研究已经表明NSAIDs在预防和治疗某些癌症上是有效的。

(Keller等，Chemoprevention strategies using NSAIDs and COX-2inhibitors.CANCER BIOL THER(2003)2:S140–9；Gupta等，Colorectal cancer prevention andtreatment by inhibition of cyclooxygenase-2.NAT REV CANCER(2001)1:11–21；Umar等，Development of COX inhibitors in cancer prevention and therapy.AM JCLIN ONCOL(2003)26:S48–57；Harris等，Aspirin,ibuprofen,and othernon-steroidal anti-inflammatory drugs in cancer prevention:a critical review ofnonselective COX-2 blockade[review].ONCOL REP2005;13:559–83)。还已表明，长期使用某些NSAIDs降低结肠直肠癌、乳腺癌和卵巢癌的风险。Taketo等，Cyclooxygenase-2 inhibitors in tumorigenesis.J NATL CANCER INST(1998)90:1529–36；Sandler等，A randomized trial of aspirin to prevent colorectaladenomas.N ENGL J MED(2003)348:891–9；Saji等，Novel sensitizing agents:potential contribution of COX-2inhibitor for endocrine therapy of breast cancer.BREAST CANCER(2004)11:129–33。

NSAIDs表现的抗肿瘤作用的分子机制还不太清楚且是需要加强研究的问题。NSAID的化学预防和抗肿瘤发生的作用部分归因于通过抑制COX-2的细胞凋亡的诱导。Lin等，The role of cyclooxygenase-2inhibition for theprevention and treatment of prostate carcinoma（在预防和治疗前列腺癌中COX-2抑制作用）.CLIN PROSTATE CANCER(2003)2:119–26；Mann等，Cyclooxygenase-2 and gastrointestinal cancer.CANCER J(2004)10:145–52；Basler等，Nonsteroidal anti-inflammatory drugs and cyclooxygenase-2 selectiveinhibitors for prostate cancer chemoprevention.J UROL2004;171:S59–62;discussion S62–53；Sabichi等，COX-2inhibitors and other nonsteroidalanti-inflammatory drugs in genitourinary cancer.SEMIN ONCOL2004;31:36–44。

各种研究已表明COX-2-依赖性机制也可被涉及，因为NSAID的细胞凋亡诱导并不总是与其抑制COX-2的能力相关。Chuang等，COX-2inhibition isneither necessary nor sufficient for celecoxib to suppress tumor cell proliferationand focus formation in vitro（COX-2抑制对塞来考西体外的抑制肿瘤细胞分化和病灶形成既非必要也不是足够的）.MOL CANCER(2008)7:38；Marx等，J.Cancer research;Anti-inflammatories inhibit cancer growth—but how?SCIENCE2001;291:581–2；Elder等，Induction of apoptotic cell death in human colorectalcarcinoma cell lines by a cyclooxygenase-2(COX-2)-selective nonsteroidalanti-inflammatory drug:independence from COX-2protein expression（通过环氧化酶-2（COX-2）选择性非类固醇类抗炎药诱导人类结肠直肠癌细胞株的凋亡细胞坏死：独立于COX-2蛋白表达）.CARCINOGENESIS(2001)22:17–25；Jiang等，Subtraction hybridization identifies a novel melanoma differentiation associatedgene,mda-7,modulated during human melanoma differentiation,growth andprogression（消减杂交鉴定一种新的黑素瘤分化相关基因，mda-7,其调节人类黑素瘤分化、生长和进展）.ONCOGENE(1995)11:2477–86。

α-硫辛酸的抗氧化作用

含有二硫戊环部分的分子由于其抗氧化性质而被广泛研究。在其分子中具有二硫戊环的α-硫辛酸(硫辛酸、1,2-二硫戊环-3-戊酸)是广泛分布的天然物质，它最初是作为生长因子被发现的。生理学上，它作为α-酮羧酸(例如丙酮酸)氧化脱羧反应的辅酶和作为抗氧化剂，并且它能够再生维生素C、维生素E、谷胱甘肽、辅酶Q10。在病理条件下，硫辛酸用于治疗糖尿病性多发性神经病、肝硬化和金属中毒。

在脂质和水性环境中硫辛酸和二氢硫辛酸能够捕获许多自由基。硫辛酸和二氢硫辛酸作为抗氧化剂不仅通过直接捕获自由基和/或金属螯合而起作用，也可以通过再循环其它抗氧化剂(例如维生素C、维生素E)和通过减少谷胱甘肽而起作用，减少谷胱甘肽反过来再循环维生素E。存在于[1,2]-二硫戊环环系统的两个硫醇基团赋予其独特的抗氧化剂潜力。具有环状五元环的二硫化物，如硫辛酸，已被发现在还原和/或亲核攻击中比开链衍生物如半胱氨酸或谷胱甘肽更有效。

化合物的抗氧化剂潜力可根据性质进行评估，如(1)自由基清除特异性，(2)与其它抗氧化剂相互作用，(3)金属螯合活性，(4)对基因表达的作用，(5)吸收和生物利用度，(6)位置(在水或膜结构域上，或两者上)，(7)氧化损伤的修复能力(Packer等，FREE RADICAL BIOLOGY&MEDICINE.19(2):227-250,1995)。根据以上标准，含有硫辛酸/二氢硫辛酸氧化还原体系的[1,2]-二硫戊环已被认为是万能抗氧化剂。

在开发具有抗氧化剂活性的硫辛酸衍生物或复合物已经进行了许多尝试。美国专利No.6,090,842;6,013,663;6,117,899;6,127,394;6,150,358;6,204,288,6,235,772;6,288,106;6,353,011;6,369,098;6,387,945;6,605,637;6,887,891;6,900,338;和6,936,715有一些实例。

在许多其它美国专利中，公开了天然和合成的硫辛酸衍生物及其代谢物用于预防皮肤老化和治疗由自由基介导的疾病，包括炎性、增生性、神经变性、代谢性和感染性疾病。

NO-合酶抑制活性和捕获活性氧类(ROS)

各种状态或疾病状态已证明一氧化氮(NO)和ROS的以及谷胱甘肽的代谢在其生理病理学中的潜在作用。涉及一氧化氮和谷胱甘肽代谢以及硫醇基团氧化还原状态的状态或疾病状态包括但不限于：心血管和脑血管疾病(例如动脉粥样硬化、偏头痛、动脉高血压、败血性休克、缺血性和出血性心脏或大脑梗塞、局部缺血和血栓形成)；中枢或外周神经系统疾病(例如神经系统的神经变性)；神经变性疾病包括脑梗塞、蛛网膜下腔出血、衰老、老年性痴呆(例如阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease))、亨廷顿氏舞蹈病(Huntington’s chorea)、帕金森病、朊病毒疾病(例如克雅氏病(Creutzfeld Jacob disease))、肌萎缩性侧索硬化、疼痛、大脑和脊索创伤；增殖性和炎性疾病(例如动脉粥样硬化)、淀粉样变性和胃肠道系统炎症；器官移植；糖尿病及其并发症(例如视网膜病、肾病和多发性神经病、多发性硬化、肌肉疾病)；癌症；常染色体遗传疾病(例如翁-隆病(Unverricht-Lundborg disease))；与中毒有关的神经疾病(例如镉中毒，吸入正己烷、杀虫剂、除草剂)，联合治疗(例如放疗)或遗传起源的病症(例如威尔逊氏病(Wilson’s disease))；和与糖尿病关联的阳痿。

这些状态和疾病状态的特征在于一氧化氮和/或谷胱甘肽代谢和硫醇基团的氧化还原状态的过度产生或功能障碍(Duncan和Heales，Nitric Oxide andNeurological Disorders，MOLECULAR ASPECTS OF MEDICINE.26:67–96,2005；Kerwin等，Nitric Oxide:A New Paradigm For Second Messengers,J.MED.CHEM.38:4343-4362,1995；Packer等，FREE RADICAL BIOLOGY&MEDICINE.19:227-250,1995)。美国专利No.6,605,637、6,887,891和6,936,715公开了硫辛酸衍生物抑制NO合酶的活性，该酶产生一氧化氮NO并再生内源性抗氧化剂，其捕获ROS并以更加一般的方式干预硫醇基团的氧化还原状态。美国专利No.5,693,664、5,948,810和6,884,420公开了使用外消旋的α-硫辛酸或其代谢物、盐、酰胺或酯用于合成药物以治疗I型和II型糖尿病。美国专利No.5,925,668公开了一种用于治疗自由基介导的疾病，和/或减少与此类疾病有关的症状的方法，通过所述具有抗氧化剂活性的化合物包含还原或氧化形式的1,2-二硫戊环。美国专利No.6,251,935公开了预防或治疗偏头痛的方法，其包括施用选自由外消旋的α-硫辛酸、对映异构体和药学上可接受的盐、酰胺、酯或其硫酯组成的组的活性成分。美国专利No.6,472,432和6,586,472公开了通过应用包含硫辛酸和/或硫辛酸衍生物的组合物治疗慢性炎性疾病红斑痤疮。还有有力的证据表明硫辛酸和二氢硫辛酸的神经保护作用由抗氧化剂和游离的自由基的清除机制来介导(Packer等，FREE RADICAL BIOLOGY&MEDICINE.22:359-378,1997)。

他汀类的神经保护和神经恢复作用

他汀类是用于降低胆固醇水平的胆固醇生物合成抑制剂。在创伤性脑损伤(TBI)和中风的动物模型中，他汀类还表现出有益于神经保护和神经修复(Chen等，Ann Neurol53(6),743–751,2003；Jessberger等，Learn Mem16(2),147–154,2009；Chen等，Life Sci81(4),288–298,2007；Chen等，J CerebBlood Flow Metab25(2),281–290,2005；Lu等，J Neurotrauma,21(1),21–32,2004；Lu等，J Neurosurg,101(5):813–821,2004.Wu等，J Neurosurg,109(4):691–698,2008)。创伤性脑损伤由中风引起，且损伤是全世界主要的健康难题。局部缺血在TBI的发病机理中也起重要作用。他汀类增强TBI后的功能恢复，显著降低神经功能的缺损，并增加神经元的存活(Chen等，AnnNeurol,53(6),743–751,2003；Lu等，J Neurotrauma,24(7):1132–1146,2007；Wang等，Exp Neurol,206(1),59–69,2007)。

发明内容

结合组合物和方法对下面的实施方案及其方面进行描述和说明，其旨在示例性和说明性而不是范围的限定。

本发明的各种实施方式提供了纳米球，其包含：共轭到亲水性间隔基、疏水性间隔基、两亲性间隔基或两亲性聚合物的生育酚和治疗剂或成像剂。

在各种实施方式中，纳米球还包含含有抗氧化剂α-硫辛酸的疏水性化合物，所述疏水性化合物具有如本文所述的式A-Ia结构，其中X可选自由取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链组成的组，并可任选地包含杂原子；Y可选自由支链和无支链烷基、支链和无支链烯基、支链和无支链炔基、包含杂原子的支链和无支链烷基、包含杂原子的支链和无支链烯基、包含杂原子的支链和无支链炔基、芳基、脂环基团、环状芳族、杂环和芳族杂环基团组成的组；且n可以是至少为1的整数。在各种实施方式中，式Ia中的二硫戊环部分可以是α-硫辛酸，且由如本文所述的式A-IIa表示。

在各种实施方式中，纳米球还包含具有如本文所述的式B-I的疏水性非甾体抗炎药(NSAID)衍生物，其中A可选自由支链和无支链烷基、支链和无支链烯基、支链和无支链炔基、包含杂原子的支链和无支链烷基、包含杂原子的支链和无支链烯基、包含杂原子的支链和无支链炔基、芳基、环状脂基、环状芳基、杂环和芳族杂环基团组成的组；且n可以是至少2的整数。

在各种实施方式中，纳米球还包含疏水性抗氧化剂和具有如本文所述的式B-II的非甾体抗炎药(NSAID)的抗炎衍生物，其中X可选自由取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链组成的组，并且可任选地包含杂原子；A选自由支链和无支链烷基、支链和无支链烯基、支链和无支链炔基、包含杂原子的支链和无支链烷基、包含杂原子的支链和无支链烯基、包含杂原子的支链和无支链炔基、芳基、环状脂基、环状芳基、杂环和芳族杂环基团组成的组；n可以是至少1的整数；且m可以是至少1的整数。在各种实施方式中，NSAID的疏水性抗氧化剂和抗炎衍生物是如本文所述的式B-III，其中ALA表示α-硫辛酸。

在各种实施方式中，纳米球还包含喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物。

在各种实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物可以是式C-II结构，如本文所述，其中A和B可独立地选自由―OC(O)―、―OC(O)O―和―OC(O)N(R)―组成的组，其中R可以是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链；X和Y可以是连接基，各自独立地包含取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链，并且可任选地包含杂原子；并且R₁、R₂、R₃、R₄和R₅可各自独立地选自由氢、烷基、芳基、脂环基和芳烷基组成的组，并且各自可任选地包含杂原子。

在各种实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物可以是式C-IV结构，如本文所述，其中L₁可以是通过二醇上两个游离的可酯化羟基的酯化反应形成的部分；且R₁、R₂、R₃、R₄和R₅可各自独立地选自由氢、烷基、芳基、脂环基和芳烷基基团组成的组，并且可任选地包含杂原子。

在各种实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物可选自由式C-V、式C-VI、式C-VII、式C-VIII、式C-IX、式C-X和式C-XLVI组成的组，如本文所述。

在各种实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物可以是式C-III的结构，如本文所述，其中A可选自由―OC(O)―、―OC(O)O―和―OC(O)N(R)―组成的组，其中R可以是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链；P可选自由―OC(O)―和―N(R)C(O)―组成的组，其中R可以是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链；X可以是包含取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链的连接基，并可任选地包含杂原子；并且R₁、R₂、R₃、R₄和R₅可各自独立地选自由氢、烷基、芳基、脂环基和芳烷基组成的组，并且各自可任选地包含杂原子。

在各种实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物可以是式C-XI，如本文所述，其中L₂是在制备化合物的过程中使用二胺作为连接基而形成的部分；并且R₁、R₂、R₃、R₄和R₅可各自独立地选自由氢、烷基、芳基、脂环基和芳烷基基团组成的组，并且可任选地包含杂原子。

在各种实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物可选自由式C-XII、式C-XIII、式C-XIV、式C-XV、式C-XVI、式C-XVII和式C-XLVII组成的组，如本文所述。

在各种实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物可以是式C-XVIII，如本文所述，其中L₃可以是在使用氨基醇作为连接基制备化合物的过程中形成的部分；并且R₁、R₂、R₃、R₄和R₅可各自独立地选自由氢、烷基、芳基、脂环基和芳烷基组成的组，并且可各自包含杂原子。

在各种实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物可选自由式C-XIX、式C-XX、式C-XXI、式C-XXII、式C-XXIII、式C-XXIV和式C-XLVIII组成的组，如本文所述。

在各种实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物可以是通过共轭α-硫辛酸和喜树碱或通过与琥珀酸酐或戊二酸酐反应而修饰的喜树碱类似物而生成的化合物，其中喜树碱类似物可由式C-I表示，如本文所述，其中R₁、R₂、R₃、R₄和R₅可各自独立地选自由氢、烷基、芳基、脂环基和芳烷基基团组成的组，并且可任选地包含杂原子。

在各种实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物可选自由式C-XXV、式C-XXVI、式C-XXVII、式C-XXVIII、式C-XXIX、式C-XXX、式C-XXXI、式C-XXXII、式C-XXXIII、式C-XXXIV、式C-XXXV、式C-XXVI、式C-XXXVII、式C-XXXVIII、式C-XXXIX、式C-XL、式C-XLI、式C-XLII、式C-XLIII、式C-XLIV和式C-XLV组成的组，如本文所述。

在各种实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物可选自由化合物C-23、化合物C-1、化合物C-2、化合物C-10、化合物C-3，化合物C-4，化合物C-5、化合物C-11，化合物C-6，化合物C-7，化合物C-8、化合物C-12、化合物C-9、化合物C-13、化合物C-14、化合物C-15、化合物C-16、化合物C-17，化合物C-18，化合物C-19、化合物C-20、化合物C-21和化合物C-22组成的组，如本文所述。

本发明的各种实施方式提供了治疗有需要的受试者癌症的方法，其包括提供本文所述的纳米球以及给受试者施用治疗有效量的所述纳米球以治疗癌症。在各种实施方式中，癌症可以是脑癌。

在各种实施方式中，治疗剂可选自由化疗剂、他汀类、非甾体类抗炎药(NSAID)、促红细胞生成素、肽、反义核酸、DNA、RNA、蛋白及其组合组成的组。在各种实施方式中，治疗剂可选自由紫杉醇、多柔比星、替莫唑胺、5-氟尿嘧啶、喜树碱及其组合组成的组。

本发明的各种实施方式提供诊断有需要的受试者癌症的方法，其包括：提供如本文所述的纳米球；给受试者施用有效量的所述纳米球；和对受试者成像用以诊断癌症。在各种实施方式中，成像剂可选自由以下组成的组：荧光染料、对抗在癌症中过表达的蛋白质的抗体及其组合。

在各种实施方式中，纳米球还可包含具有式D-I、D-II、D-III、D-IV、D-V或D-VI的他汀内酯衍生物，如本文所述。

在各种实施方式中，他汀内酯衍生物可选自由化合物D-47、化合物D-48、化合物D-49、化合物D-50、化合物D-51、化合物D-52、化合物D-53、化合物D-54、化合物D-55、化合物D-56、化合物D-57、化合物D-58、化合物D-59、化合物D-60、化合D-61、化合物D-62、化合物D-63、化合物D-64、化合物D-65、化合物D-66、化合物D-67、化合物D-68、化合物D-69、化合物D-70、化合物D-13、化合物D14、化合物D-15、化合物D-16、化合物D-17、化合物D-18、化合物D-19、化合物D-20、化合物D-21、化合物D-22、化合物D-23、化合物D-24、化合物D-25、化合物D-26、化合物D-27、化合物D-28、化合物D-29、化合物D-30、化合物D-31和化合物D-32组成的组，如本文所述。

本发明的各种实施方式的各种实施方案提供在有需要的受试者中降低胆固醇水平、降低心血管疾病的可能性或治疗心血管疾病的方法，其包括：提供如本文所述的纳米球；和给受试者施用治疗有效量的所述纳米球用以降低胆固

醇水平、降低心血管疾病的可能性或治疗心血管疾病。

各种实施方式提供诊断有需要的受试者癌症的方法，其包括：提供如本文所述的纳米球；给受试者施用有效量的所述纳米球；和对受试者成像以诊断癌症。在各种实施方式中，成像剂可选自由以下组成的组：荧光染料、对抗在癌症中过表达的蛋白质的抗体及其组合。

本发明的其它特征和优点将从以下详细描述并结合附图中变得显然可见，这些附图以举例的方式示出本发明实施方式的各种特征。

附图说明

示例性实施方式通过附图说明。有意希望的是，本文公开的实施方式和附图被认为是说明性的而不是限制性的。

图1描述了根据本发明的各种实施方式的包含两亲性间隔基的抗氧化剂和抗肿瘤纳米颗粒的合成步骤的示意图。

图2描述了根据本发明的各种实施方式的包含两亲性间隔基的抗氧化剂和抗肿瘤纳米颗粒的合成步骤的另一示意图。

图3描述了根据本发明的各种实施方式的包含两亲性间隔基的抗氧化剂和抗肿瘤纳米颗粒的示意图。

图4描述了根据本发明的各种实施方式的包含共轭到两亲性间隔基的治疗剂的抗氧化剂和抗肿瘤纳米颗粒的示意图。(a)纳米颗粒的核是由含有CPT-TEG-ALA的生育酚制备；(b)纳米颗粒的核是由不含CPT-TEG-ALA的生育酚制备；和(c)纳米颗粒的核是由不含CPT-TEG-ALA的生育酚制备。间隔基包含伯胺(-NH2)而不是巯基(-SH)。

图5描述了根据本发明的各种实施方式的包含两亲性聚合物的抗氧化剂和抗肿瘤纳米颗粒的示意图。

图6描述了根据本发明的各种实施方式的包含两亲性聚合物上的治疗剂的抗氧化剂和抗肿瘤纳米颗粒的示意图。(a)纳米颗粒的核由含有CPT-TEG-ALA的生育酚制备；(b)纳米颗粒的核由不含CPT-TEG-ALA的生育酚制备。

图7描述了根据本发明的各种实施方式的在间隔基上包含治疗剂或成像剂的抗氧化剂生育酚纳米颗粒的示意图。

图8描述了根据本发明的各种实施方式的在间隔基上包含治疗剂或成像剂的抗氧化剂和神经保护他汀类/生育酚纳米颗粒的示意图。

图9描述了根据本发明的各种实施方式的在间隔基上包含治疗剂或成像剂的抗氧化剂和神经保护NSAID/他汀类/生育酚纳米颗粒的示意图。

图10描述了根据本发明的各种实施方式的喜树碱纳米前药的制备。a，游离喜树碱(CPT)与α-硫辛酸(ALA)和四(乙二醇)(TEG)结合，成为前药CPT-TEG-ALA。b，前药和α-生育酚经过自发乳化成为CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药。c，Cy5.5通过共轭到1-十八烷硫醇的巯基部分而结合。

图11描述了根据本发明的各种实施方式的喜树碱纳米前药的性质。a，由纳米颗粒跟踪分析(NTA)获得的CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药(I)和Toco纳米悬浮液(II)的造影。b，通过荧光检测Cy5.5官能化的纳米前药使得CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药到U87MG神经胶质瘤细胞的体外摄取造影，其是通过激光共聚焦显微镜所测定。标尺，100μm针对低放大率且20μm针对高放大率。c，降解的喜树碱(P1)、氧化的CPT-TEG-ALA前药(P2)，和完整的CPT-TEG-ALA前药(P3)的色谱图。色谱图I取自新制备的和部分氧化的纳米前药。色谱图II取自如本文所述制备的细胞裂解物。

图12描述了根据本发明的各种实施方式的Cy5.5-荧光纳米前药CPT-TEG-ALA/Toco的肿瘤特异性定位。a，具有皮下U87MG神经胶质瘤异种移植的小鼠以及静脉注射荧光纳米前药72小时后收获的器官的代表性的荧光图像。b，静脉注射荧光纳米前药96小时后，皮下U87MG神经胶质瘤异种移植物中Cy5.5-荧光CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药(I)和游离的Cy5.5(II)的积聚的比较。c，肿瘤组织学。U87MG皮下异种移植物肿瘤切片(10μm)进行H&E染色，对Cy5.5-荧光CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药进行荧光成像，或用CD31进行免疫染色。黑白箭头，肿瘤脉管系统。标尺，20μm。d，静脉注射Cy5.5-荧光CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药3小时和5小时后收获的脑和器官的荧光。e，静脉注射荧光CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药48小时后收获的脑和器官的荧光图像(L)、脑两侧的图像(M)和OCT块中的纵向脑切片图像(R)。f，组织学，包含U87MG颅内异种移植物的脑切片的荧光成像和免疫染色。注射荧光CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药48小时后处死小鼠，立即分离脑，在干冰上冷冻并低温切片。HE染色显示出健康和肿瘤区域之间轮廓分明的界线。代表性的Cy5.5荧光图象显示CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药特异性地定位在U87MG颅内肿瘤中。在肿瘤脉管系统附近和在肿瘤边缘处观察到最强的积聚。代表性的CD31免疫染色显示出在肿瘤区域有强的异常的血管形成。Ki67免疫染色的代表性图像显示在肿瘤区域中有增殖的肿瘤细胞。

图13描述了根据本发明的各种实施方式的CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药的抗肿瘤功效。a，用CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药、伊立替康、α-生育酚纳米悬浮液和盐水处理后小鼠中皮下U87 MG人肿瘤异种移植物的体积。通过斯氏t-检验评估最后三次测量的CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药和盐水对照的统计学显著性。点，表示来自每组六只动物；条，表示SD。b，Kaplan-Meier存活曲线表明CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药对具有颅内U87MG肿瘤异种移植物的动物的存活益处。该图显示了在用CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药、伊立替康、α-生育酚纳米悬浮液或盐水处理后小鼠的存活百分比。通过CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药与盐水对照进行比较的卡方(Log-rank)检验方法来评估统计学显著性。

图14描述了根据本发明的各种实施方式的药物作用的可能机制。a，在脑肿瘤氧化环境中纳米前药活化的示意图。在氧化的肿瘤微环境中，喜树碱前药的α-硫辛酸部分清除ROS，从而加速纳米前药表面的腐蚀。这有助于前药的水解或酶促降解。红色箭头显示了水解位点。b，在脑肿瘤组织中纳米前药通过EPR效应积聚。Cy5.5荧光图像显示CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药特异性地定位于U87MG颅内肿瘤内的肿瘤血管周围。来自健康脑组织的荧光信号是可以忽略的。CD31免疫染色显示出在肿瘤区域和正常脑组织的微血管处有强的异常脉管系统。纳米前药由黑色圆点表示。

发明详述

本文中提到的全部参考文献以引用的方式整体并入，如同全文引用一般。除非另外限定，否则本文所用的技术和科学术语都具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。Singleton等，Dictionary of Microbiologyand Molecular Biology第3版,J.Wiley&Sons(New York,NY2001)；March,Advanced Organic Chemistry Reactions,Mechanisms and Structure第5版,J.Wiley&Sons(New York,NY2001)；以及Sambrook和Russel,Molecular Cloning:A Laboratory Manual第3版,Cold Spring Harbor Laboratory Press(Cold SpringHarbor,NY2001)，提供本领域技术人员对用于本申请的许多术语的常规指导。

本领域技术人员将会意识到与本文描述的方法和材料类似或等效的许多方法和材料，这些方法和材料都可以用在本发明的实践中。事实上，本发明决不限于所述的方法和材料。就本发明的目的而言，下面定义了以下术语。

如本文所用，缩写"CPT"指喜树碱{(S)-4-乙基-4-羟基-1H-吡喃并-[3’,4’：6,7]吲哚嗪并(indolizino)[1,2-b]喹啉-3,14(4H,12H)-二酮}，其如下所示。该化合物可从许多来源商购获得；例如从Sigma Chemical Co.(St.Louis，Mo)获得。

如本文所用，“喜树碱类似物”是指式C-I所示的化合物：

其中R₁、R₂、R₃、R₄和R₅可各自独立地选自氢或选自烷基、芳基、脂环族和芳烷基基团的取代基，可以是饱和或不饱和的，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫、卤素等)。

如本文所用，“喜树碱抗氧化剂衍生物”和“抗氧化剂喜树碱衍生物，”是指包含抗氧化剂[1,2]二硫戊环环的喜树碱衍生物。

如本文所用，“喜树碱类似物抗氧化剂衍生物”和“抗氧化剂喜树碱类似物衍生物”是指包含抗氧化剂[1,2]二硫戊环环的喜树碱类似物衍生物。

如本文所用，"喜树碱纳米球"和"喜树碱纳米球前药"是指包含喜树碱抗氧化剂衍生物或喜树碱类似物抗氧化剂衍生物的纳米球。所述纳米球还可包含多种含有α-硫辛酸的疏水性化合物、α-生育酚、非甾体类抗炎药(NSAID)衍生物或其组合。

“癌症”和“癌性”是指或描述哺乳动物中一般以失调的细胞生长为特征的生理状况。癌症的实例包括但不限于：乳腺癌、结肠癌、肺癌、前列腺癌、肝细胞癌、胃癌、胰腺癌、宫颈癌、卵巢癌、肝癌、膀胱癌、尿道癌、甲状腺癌、肾癌、癌性肿瘤、黑色素瘤、头颈部癌和脑癌，包括但不限于神经胶质瘤、成胶质细胞瘤、多形性胶质母细胞瘤(GBM)、少突神经胶质瘤、原始神经外胚层瘤、低、中和高级星型细胞瘤、室管膜瘤(例如粘液性乳头状室管膜瘤、乳突状室管膜瘤、亚室管膜瘤、间变型室管膜瘤)、少突神经胶质瘤、成神经管细胞瘤、脑膜瘤、垂体癌、成神经细胞瘤和颅咽管瘤。

如本文所用，“哺乳动物”是指哺乳动物纲的任何成员，包括但不限于人类和非人类灵长类，如黑猩猩和其他猿类以及猴类等物种；农场动物，如牛、绵羊、猪、山羊和马；驯养哺乳类动物，如狗和猫；实验室动物，包括啮齿类如小鼠、大鼠和豚鼠，等等。该术语并不表示特定年龄或性别。因此成年和新生受试者以及胎儿，不论雄性或雌性，旨在包括于本术语的范围内。

如本文所用，“纳米球”是指颗粒大小至少在一维尺寸上在约10nm至约1000nm之间；并且还可包括纳米乳剂。

在整个申请中“纳米前药”可与“纳米球”互换使用。

如本文所用，“非甾体类”区分于甾体化合物抗炎药，它们具有相似的抗炎作用。

如本文所用，“NSAID衍生物”是指其中至少一种NSAID分子耦合到多元醇上的化合物；例如通过酯化。

如本文所用，“多元醇”是指包含至少两个游离的可酯化的羟基基团的化合物。

如本文所用，“治疗剂”是指内部或外部使用的作为药物用于治疗、治愈、预防、减缓或减轻疾病或病症的任何物质，即使治疗、治愈、预防，减缓或减轻该疾病或病症最终未成功。

如本文所用，“治疗有效量”是指能够在具有病症或病况的寻求治疗的患者中取得有益效果的量。治疗有效量可以在独立的基础上确定，并且将基于、至少部分基于对以下因素的的考虑，哺乳动物的生理特征给药递送体系或使用的治疗技术的类型以及与疾病的进展有关的给药时间。

如本文所用，“治疗（treatment）”和“治疗（treating）”是指治疗性治疗和预防或预防性措施，其中目的是防止、延缓和/或缓解疾病或疾病状态，即使治疗最终未获成功。

颅内神经胶质瘤的化疗受到治疗剂穿过血脑屏障(BBB)有限递送的妨碍。最佳的化疗剂会选择性地穿过血肿瘤屏障，积聚在肿瘤处，并且从肿瘤内从无害的前药而被活化。这里发明人示出了抗癌前药的纳米级别的组配（纳米前药），其中喜树碱(CPT)进行化学结合以形成前药，其在氧化应激存在下被活化和释放。此氧化刺激响应的纳米前药穿过血-脑屏障，并特异性地积聚在多形性胶质母细胞瘤(GBM)中，但不在健康的组织和器官中。细胞内分析表明氧化的前药和喜树碱释放。该纳米前药有效地抑制皮下和颅内肿瘤，并导致携带人GBM的免疫缺陷动物的存活的显著延长。

成胶质细胞瘤是成人恶性原发性脑肿瘤中最常见的和攻击性的类型。尽管提前进行神经外科干预、放射治疗和化疗中，成胶质细胞瘤诊断后的中位生存期仍不到15个月^1,2。肿瘤通常在化-放疗(chemoradiation)起始后的6个月内复发。颅内神经胶质瘤的治疗受到不能以有效水平递送化疗剂到肿瘤部位受到限制³。血脑屏障(BBB)是在循环血液和脑组织之间由脑微血管内皮细胞形成的紧密调节的界面。BBB保持高度敏感的中枢神经系统(CNS)的稳态，并保护脑免受外周循环系统中普遍的神经毒性物质⁴。BBB阻止大多数外来分子的自由扩散，该外来分子包括除了那些小的、未带电荷的和脂溶性的分子的治疗剂⁵。这是药物递送到脑中的主要障碍。然而，BBB的完整性会受到脑中许多疾病的严重损害，包括脑肿瘤、神经变性疾病和创伤性脑损伤(TBI)^6–8。有力的肿瘤生长导致失控的血管生成的诱导，从而导致具有大孔和高渗透性的缺陷性的脉管系统。这使得某些大分子和纳米颗粒穿透BBB进入肿瘤，并且由于缺乏淋巴引流，积聚到治疗水平⁹。这种现象被称为增强渗透性和保留(EPR)效应，并且它赋予靶向特异性于肿瘤的大分子药物和纳米载体的机会¹⁰。

由于它们精确靶向、提高的耐受性和药物有效性的潜力，使用纳米结构材料进行癌症治疗领域的研究已经收到来自制药行业的强烈关注¹¹。纳米结构材料的另一优点是当水不溶性治疗剂整合进入到稳定的纳米结构时，其能在含水的生理环境中更有效地传送¹²。喜树碱所面临的主要问题是其在水性环境中溶解度极低。其羧酸盐形式的水溶性更强，但失去内酯形式导致其抗癌功效的丧失¹³。发明人从结构、ROS清除能力、酶促活化、释放动力学和对抗U87MG神经胶质瘤细胞¹⁴的体外抗癌功效方面对由CPT前药(CPT-TEG-ALA)和α-生育酚(Toco)制备的纳米前药进行了表征。本文所述在具有人皮下和颅内神经胶质瘤的实验小鼠模型中，发明人说明了CPT纳米前药的细胞摄取、肿瘤特异性靶向和抗肿瘤功效。

通过引入生物可降解的碳酸酯和酯键合成喜树碱前药(图10)。所述生物可降解的键确保了前药分子通过酯酶水解分解或酶促分解。前药和α-生育酚自发乳化成纳米前药减缓了与自由递送高疏水性前药有关的问题。前药分子之间的疏水性相互作用使纳米前药稳定在水性环境中，其保持纳米结构的完整性。此外，转化为纳米前药形成了大量活性表面区域，在这些区域上前药通过接触生物分子而被活化，其增加前药活化的速度并因此提高治疗功效¹⁵。图11a显示了由纳米颗粒跟踪分析(NTA)计算的纳米前药CPT-TEG-ALA/Toco的平均尺寸¹⁶，其稍大于由α-生育酚制备的纳米悬浮液。这种纳米前药策略是开发治疗性纳米颗粒的通用方法，其是通过将药物转变成生物可降解的前药并将它们转化成纳米前药的。

为了观察到纳米前药的细胞摄取，发明人制备了Cy5.5标记的纳米前药。如图11b所示，在孵育5小时内U87MG神经胶质瘤细胞显示有效的细胞摄取。发明人以前证明α-硫辛酸部分能有效地清除ROS，导致纳米前药的加速不稳定并增加前药的活化¹⁷。这表明纳米前药更优选地在氧化性环境中被活化，包括高度炎性的肿瘤组织中。ROS已经报道直接参与慢性炎症和癌症之间的联系。由于炎性细胞的募集并刺激产生大量ROS，炎症被广泛认为是肿瘤发展、存活和迁移的关键成分^18,19。有大量证据显示ROS在动物模型和人的肿瘤发生和发展中起主要作用^20,21。据报道，在小鼠模型中减少肿瘤微环境中炎症抑制肿瘤的发展²²。为了证明CPT-TEG-ALA前药基于细胞摄取的降解，在纳米前药存在下孵育细胞并分析细胞裂解物。在细胞裂解物中只检测到CPT-TEG-ALA的氧化形式(P2)和喜树碱(P1)(图11c)，表明前药氧化先于前药活化。

为了阐明CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药对人GBM肿瘤的体内靶向能力，nu/nu小鼠接受U87MG肿瘤异种移植物的皮下植入物。纳米前药的积聚发生在肿瘤组织，但不在脑、肝、肺、心脏和脾脏(图12a)。图12b显示与游离Cy5.5染料的比较的纳米前药的积聚，归因于EPR效应的特性。图12c显示用CD31免疫染色的异常的肿瘤脉管系统和血管周围更亮的Cy5.5荧光，表明通过肿瘤血管高度可渗透壁的纳米前药的溢出增加。该靶向积聚还显示U87MG神经胶质瘤的颅内异种移植物。在脑肿瘤中的积聚发生在药物注射3-5小时后(图12d)。在药物注射48小时后，来自肾脏和肝脏的强荧光信号消散(图12e)，而来自脑肿瘤的信号增强，表明纳米前药选择性地积聚在脑肿瘤中。值得注意的是，纳米前药仅仅被限制在肿瘤中，而不在正常脑组织中。这个特征突显了CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药在肿瘤区域流出通过BBB的能力，而不在肿瘤周围的健康脑组织中。在解剖的脑肿瘤组织中，荧光分布的图案(图12f.)显示其理想的靶向特点；强积聚限定在肿瘤床内，在邻近的健康组织未检测到，并最大定位在高度活化的、曲折的肿瘤边界。Ki67阳性细胞定位于肿瘤外围，证实了肿瘤向健康组织外增殖的已知趋势。这些区域也与强的CD31阳性细胞区域有关，表明纳米前药积聚增强优选地发生在快速增殖的具有异常肿瘤脉管系统的肿瘤区域。

发明人研究了纳米前药对侵袭性U87MG细胞皮下肿瘤生长的功效(图13a)。统计学分析显示，与盐水和α-生育酚对照组比较，治疗组的肿瘤体积显著减少，然而当使用摩尔当量相当的临床使用的CPT类似物伊立替康时，肿瘤体积没有明显减少。治疗后21天，纳米前药抑制肿瘤生长至约250mm³，其与对照治疗比较大于80%的减少(1350mm³)。所关注的是纳米前药是否能有效用于与临床更相关的颅内移植的U87MG细胞的常位模型。图13b显示具有颅内GBM异种移植物的小鼠的存活研究结果。CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药、伊立替康、盐水和α-生育酚纳米悬浮液的中位生存时间分别为72.5、41.0、40.5和41.5天。纳米前药比摩尔当量相当的伊立替康更显著地有效。仅在纳米前药组有长期的幸存者(对数秩检验，p＝0.0015)。

在肿瘤组织中纳米前药高度特异性的积聚随后有效的细胞内摄取对于治疗对抗癌治疗剂形成抗性的表示为多药耐药(MDR)的癌症是重要的。由P-糖蛋白(Pgp)介导的MDR是在脑肿瘤中MDR机制的最佳表征。已经发现Pgp在脑肿瘤细胞的细胞膜中和在新形成的脑肿瘤血管的内皮细胞中表达^23,24。这种完整的膜转运蛋白通过抑制药物摄取和促进药物流出来减少胞内药物水平²⁵。已表明使用通过胞吞作用进入细胞的纳米颗粒用以克服Pgp-介导的MDR。纳米颗粒阻止Pgp-介导的MDR的确切机制还不清楚。已表明当Pgp存在于质膜中时识别疏水性药物，但当它们已经在细胞质中时不能识别疏水性药物²⁶。因此，通过胞吞作用进入细胞而不释放药物的纳米颗粒可克服Pgp-介导的MDR。与伊立替康比较，喜树碱纳米前药的高抗癌功效可归因于细胞中治疗性药物的水平提高，这通过结合肿瘤组织中纳米前药的被动积聚(EPR效应)和通过胞吞作用的有效的细胞摄取来完成。此组合作用可有助于使纳米前药克服Pgp-介导的MDR，从而使药物在细胞质中积聚，然而伊立替康和其活性代谢物SN38是Pgp的底物^27,28。

包含α硫辛酸的前药的氧化导致纳米前药的不稳定^14,17。这种不稳定性已被归因于纳米前药表面氧化的前药的亲水性增加；氧化的亲水性前药挤入含水环境中，从而使前药酶促降解(图14a)。这样，当在肿瘤微环境中在纳米前药表面发生氧化时更多的前药以加速方式被酯酶降解。氧化的不稳定和酶促前药活化之间的这种独特的相互作用表现为氧化刺激响应的纳米前药。

血管生成以满足肿瘤的加速代谢需要，导致具有大孔和高渗透性的有缺陷的脉管系统形成。对于大多数的人实体肿瘤而言，包括性质上是原发性的和转移性的，EPR效应已被清楚证明⁹。考虑到脑肿瘤脉管系统功能障碍，发明人相信，但不希望受任何具体理论的约束，如同大多数实体瘤模型，神经胶质瘤模型中纳米颗粒的积聚可归因于EPR效应。类似地，CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药能够通过EPR效应靶向于脑肿瘤组织(图14b)。由于多形性胶质母细胞瘤增殖时渗入脑实质中的性质，最活跃分裂、侵袭和诱导血管生成的肿瘤区域在边缘处，然而坏死是发现于神经胶质瘤的中心²⁹。这种脉管系统的进展通过肿瘤块和健康细胞之间的边缘的高CD31+荧光来确认(图12f)。该纳米前药荧光在新血管生成的区域增加，在新血管生成的区域上肿瘤积极膨胀从而导致最佳的功效。已显示癌干细胞存在于血管周围微环境(perivascular niche)中，并且这种递送模式可特异性地靶向肿瘤细胞的此恶性子集³⁰。

总之，发明人证明了神经胶质瘤异种移植物中增加的血管通透性使喜树碱纳米前药的微粒治疗剂穿过血管并选择性地积聚在皮下和颅内神经胶质瘤模型中。发明人已证明与摩尔当量相当的现在使用的CPT的临床形式伊立替康比较，该纳米前药的肿瘤特异性递送和功效增加。化疗剂ROS-敏感性释放的这个平台可允许更高的安全性。发明人已经设计了其它化疗剂以及其它治疗剂到这个纳米前药平台。在与炎症相关的氧化环境下，该平台适用于许多用于特异性位点释放的试剂。

本发明的各种实施方式提供了在两亲性间隔基上包含治疗剂或诊断剂的各种纳米球。本发明的其它实施方式提供了在两亲性聚合物上包含治疗剂或诊断剂的纳米球。

纳米球

在各种实施方式中，纳米球是抗氧化剂纳米球。

在某些实施方式中，用生育酚形成纳米球。因此，在某些实施方式中，纳米球包含生育酚。

包含α-硫辛酸的纳米球

在某些实施方式中，用含有抗氧化剂α-硫辛酸的疏水性化合物形成纳米球。因此，在某些实施方式中，纳米球包含含有抗氧化剂α-硫辛酸的疏水性化合物。这些化合物公开在2008年1月3日提交的美国临时申请序列No.61/018,749，以及2008年12月30日提交的国际申请公开号为WO2009/086547中，其以引用的方式整体并入，如同全文引用一般。这些含有抗氧化剂α-硫辛酸的疏水性化合物的例子包括但不限于以下：

含有抗氧化剂α-硫辛酸的疏水性化合物由式A-Ia表示

表示，其中X可选自由取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链组成的组，并可任选地包含杂原子；Y可选自由支链和无支链烷基、支链和无支链烯基、支链和无支链炔基、包含杂原子的支链和无支链烷基、包含杂原子的支链和无支链烯基、包含杂原子的支链和无支链炔基、芳基、环状脂基、环状芳基、杂环和芳族杂环基团组成的组；且n可以是至少1的整数。在具体的实施方式中，n可以是1至4的整数；且X可以是未取代的、无支链的1至6个碳原子链。

在一种实施方式中，式Ia的二硫戊环部分可以是α-硫辛酸且由式A-IIa表示：

在各种实施方式中，Y可以是通过多元醇的羟基基团酯化形成的部分。在各种实施方式中，多元醇可以选自下列组成的组：

其中n为1和4之间的整数且

其中n为3和16之间的整数。

特别有用多种含有α-硫辛酸的疏水性化合物的一个实例如下所示：

NSAID纳米球

在某些实施方式中，用疏水性NSAID衍生物形成纳米球。因此，在某些实施方式中，纳米球包含疏水性NSAID衍生物。在某些实施方式中，用NSAID的疏水性抗氧化剂和抗炎衍生物形成纳米球。因此，在某些实施方式中，纳米球包含NSAID的疏水性抗氧化剂和抗炎衍生物。

国际申请公开No.WO2009/148698提供了疏水性NSAID衍生物和NSAID的疏水性抗氧化剂和抗炎衍生物的实例，且以引用的方式并入本文，视同全文整体引用。

NSAID衍生物和纳米球

本发明的各种实施方式使用包含NSAID疏水性衍生物(“NSAID衍生物”)的NSAID纳米球。在一种实施方式中，本发明的NSAID纳米球能较长时间地释放NSAID衍生物，从而减少NSAID引起的不良的胃肠道副作用。

NSAID纳米球包含NSAID的衍生物(“NSAID衍生物”)。本发明的疏水性NSAID衍生物可由式B-I表示：

其中A选自由支链和无支链烷基、支链和无支链烯基、支链和无支链炔基、包含杂原子的支链和无支链烷基、包含杂原子的支链和无支链烯基、包含杂原子的支链和无支链炔基、芳基、环状脂基、环状芳基、杂环和芳族杂环基团组成的组；且n是至少2的整数，且在特定的实施方式中，n可以是2-4的整数。在各种实施方式中，A是通过多元醇上至少两个游离的可酯化羟基基团的酯化反应形成的部分。

在各种实施方式中，用于本发明的多元醇包括如下可商购获得的二元醇：

其中n为1和6之间的整数。

其中n为3和16之间的整数。

在其它实施方式中，多元醇可选自如下所示可商购获得的多元醇：

表1

NSAID可以是包含羧酸的非甾体抗炎药。NSAID是本领域熟知的，且本领域技术人员将能容易地选择NSAID而无需进行过度的实验。NSAID的羧基基团通过可水解的键被暂时掩蔽，因此可用作前药并减少副作用，且使药物还具有控制释放和持续释放的优点。

NSAID的实例包括但不限于阿司匹林、布洛芬、氟比洛芬、酮洛芬、非诺洛芬、芬布芬、萘普生、吲哚美辛、双氯芬酸、酮咯酸、托美丁、氟芬那酸、甲芬那酸、托芬那酸、甲氯芬那酸、尼氟酸、舒林酸和舒林酸硫化物。

因此，特别有用的NSAID的疏水性衍生物的实例由如下式所表示：

乙二醇(阿司匹林)₂

合成含有多种NSAID的疏水性化合物和制备NSAID纳米球的一般方案描述于随后的实施例。当通过酯酶的酶促水解时，纳米球显示出持续释放游离NSAID。

抗氧化剂和抗炎衍生物和纳米球

本发明的各种实施方式使用抗氧化剂和NSAID纳米球。在一个实施方式中，抗氧化剂和NSAID纳米球能够较长时间地释放NSAID。

本发明的疏水性抗氧化剂和NSAID抗炎衍生物可由式B-II表示：

其中X选自由取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链组成的组，并且可任选地包含杂原子；A选自由支链和无支链烷基、支链和无支链烯基、支链和无支链炔基、包含杂原子的支链和无支链烷基、包含杂原子的支链和无支链烯基、包含杂原子的支链和无支链炔基、芳基、环状脂族、环状芳族、杂环和芳族杂环基团组成的组；n为至少1的整数；且m为至少1的整数。在一个实施方式中，X可以是未取代的、无支链4个碳原子的链。在各种实施方式中，A是通过多元醇上至少两个游离的可酯化羟基基团的酯化反应形成的部分。多元醇可以是任何本领域已知的并且如上所述的多元醇。NSAID可以是任何本领域已知的并且如上所述的NSAID。

在一个实施方式中，[1,2]-二硫戊环部分来自α-硫辛酸(“ALA”)，因此本发明的抗氧化剂和NSAID衍生物可由式B-III表示：

因此，抗氧化剂和NSAID纳米球包含NSAID衍生物和α-硫辛酸。

特别有用的疏水性抗氧化剂和NSAID衍生物的实例由如下的式表示：

合成含有α-硫辛酸和NSAID的疏水性化合物和制备本发明的抗氧化剂和NSAID纳米球的一般方案描述于随后的实施例。纳米球的抗氧化剂活性已通过HOCl的清除的检测而证明。

CPT纳米球

在某些实施方式中，用喜树碱的抗氧化剂衍生物或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物形成纳米球。因此，在某些实施方式中，纳米球包含喜树碱衍生物或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物。

在一个实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物可由式C-II表示：

其中A和B可独立地选自由―OC(O)―、―OC(O)O―和―OC(O)N(R)―组成的组，其中R可以是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)；其中X和Y可各自是连接基，其可以是取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)；并且其中R₁、R₂、R₃、R₄和R₅可各自独立地选自氢或选自烷基、芳基、脂环基和芳烷基基团的取代基，可以是饱和或不饱和的，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫、卤素等)。

在一个实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物通过将喜树碱或喜树碱类似物和α-硫辛酸共轭来制备，并用式C-III表示：

其中A可选自由―OC(O)―、―OC(O)O―和―OC(O)N(R)―组成的组，其中R可以是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)；其中P可选自由―OC(O)―和―N(R)C(O)―组成的组，其中R可以是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)；其中X可以是连接基，其可以是取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)；并且其中R₁、R₂、R₃、R₄和R₅可各自独立地选自氢或选自烷基、芳基、脂环基和芳烷基基团的取代基，可以是饱和或不饱和的，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫、卤素等)。

在另一个实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物通过经由二醇将喜树碱或喜树碱类似物和α-硫辛酸共轭来制备，并用式C-IV表示：

其中L₁可以是通过二醇上两个游离的可酯化羟基基团的酯化反应形成的部分；且其中R₁、R₂、R₃、R₄和R₅可各自独立地选自氢或选自烷基、芳基、脂环基和芳烷基基团的取代基，可以是饱和或不饱和的，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫、卤素等)。

在各种实施方式中，用于本发明的二醇可由下式表示：

HO-W-OH

其中W可以是烃类基团；例如烷基、芳基、脂环基或芳烷基基团；并且可以是饱和或不饱和的。W还可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)。

其它二醇的实例是在表10中的那些。还可用于本发明的二醇的实例包括但不限于如下商购获得的：

其中n为1至100之间的整数。

其中n为2至12之间的整数。

这个实施方式中特别有用的喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物的实例用下式表示：

其中R₁、R₂、R₃、R₄和R₅可各自独立地选自氢或选自烷基、芳基、脂环基和芳烷基基团的取代基，可以是饱和或不饱和的，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫、卤素等)。

一种示例性化合物及其合成如下所示。

在另一个实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物通过经由二胺将喜树碱或喜树碱类似物和α-硫辛酸共轭来制备，并用式C-XI表示：

其中L₂可以是在制备抗氧化剂喜树碱衍生物或抗氧化剂喜树碱类似物衍生物的过程中通过使用二胺作为连接基而形成的部分；其中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅可各自独立地选自氢或选自烷基、芳基、脂环基和芳烷基基团的取代基，可以是饱和或不饱和的，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫、卤素等)。

在一个实施方式中，用于本发明的二胺可由下式表示：

H₂N-X-NH₂

其中X可以是烃基基团；例如烷基、芳基、脂环基或芳烷基基团；并且可以是饱和或不饱和的。X还可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)。

在其它实施方式中，用于本发明的化合物的二胺包括但不限于如下商购获得的：

其中n为1至100之间的整数。

其中n为2至12之间的整数。

该实施方式中特别有用的喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物的实例用下式表示：

一种示例性化合物及其合成如下所示。

在另一个实施方式中，喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物通过经由氨基醇将喜树碱或喜树碱类似物和α-硫辛酸共轭来制备，并用式C-XVIII表示：

其中L₃可以是在制备抗氧化剂喜树碱衍生物或抗氧化剂喜树碱类似物衍生物的过程中通过使用氨基醇作为连接基而形成的部分；并且其中R₁、R₂、R₃、R₄和R₅可各自独立地选自氢或选自烷基、芳基、脂环基和芳烷基基团的取代基，可以是饱和或不饱和的，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫、卤素等)。

用于本发明的氨基醇可由下式表示：

H₂N-Y-OH

其中Y可以是烃基基团；例如烷基、芳基、脂环基或芳烷基基团；并且可以是饱和或不饱和的。Y还可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)。

用于本发明的化合物的氨基醇的实例包括但不限于如下商购获得的：

其中n为1至100之间的整数。

其中n为2至12之间的整数。

一种示例性化合物及其合成如下所示。

本发明的其它实施方式提供了下面的化合物：

在另一个实施方式中，喜树碱类似物通过与琥珀酸酐或戊二酸酐反应而被修饰，且喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物通过将α-硫辛酸和修饰的喜树碱或喜树碱类似物共轭来制备。一种示例性化合物及其合成如下所示。

特别有用的喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物的其它实例用下式表示：

在一个特定的实施方式中，式中的和/或上述化合物中的每个R₁至R₅为H，且如下所示：

合成喜树碱的抗氧化剂衍生物和喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物以及制备抗氧化剂抗肿瘤的纳米球的一般方案描述于随后的实施例。该合成工序是简单和通用的，并且导致其能够合成大小和疏水性不同的喜树碱的抗氧化剂衍生物和喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物。

他汀类衍生物和纳米球

在某些实施方式中，用他汀类衍生物形成纳米球。因此，在某些实施方式中，纳米球包含他汀类的衍生物。

在一个实施方式中，他汀类衍生物可由式D-I表示：

其中A和B可独立地选自由―OC(O)―、―OC(O)O―和―OC(O)N(R)―组成的组，其中R可以是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链，并且可含有杂原子(例如氮、氧、硫等)；其中X和Y可各自是连接基，其可以是取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)；并且其中SL可选自他汀内酯，所述他汀内酯来自由阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、美伐他汀、匹伐他汀、罗苏伐他汀和辛伐他汀组成的组。

在一个实施方式中，他汀类衍生物通过共轭他汀类和α-硫辛酸来制备，并且可用式D-II表示：

其中A可选自由―OC(O)―、―OC(O)O―和―OC(O)N(R)―组成的组，其中R可以是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)；其中P可选自由―OC(O)―和―N(R)C(O)―组成的组，其中R可以是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)；其中X可以是连接基，其可以是取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)；并且其中SL可选自他汀内酯，所述他汀内酯来自由阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、美伐他汀、匹伐他汀、罗苏伐他汀和辛伐他汀组成的组。

在另一个实施方式中，他汀类的抗氧化剂衍生物通过经由二醇共轭他汀内酯和α-硫辛酸来制备，并且用式D-III表示：

其中L₁可以是通过二醇上两个游离的可酯化羟基的酯化反应形成的部分；并且其中SL可选自他汀内酯，所述他汀内酯来自由阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、美伐他汀、匹伐他汀、罗苏伐他汀和辛伐他汀组成的组。

在各种实施方式中，用于本发明的二醇可由下式表示：

HO-W-OH

二醇的其它实例是在表10中的那些。此外，用于本发明的二醇的实例包括但不限于如下可商购获得的：

其中n为1至100之间的整数。

其中n为2至12之间的整数。

本实施方式特别有用的使用洛伐他汀的他汀类衍生物的实例由下式表示：

在另一个实施方式中，他汀类衍生物通过经由二胺共轭他汀内酯和α-硫辛酸来制备，并由式D-IV表示：

其中L₂可以是在制备他汀内酯的衍生物的过程中使用二胺作为连接基而形成的部分，并且其中SL可选自由阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、美伐他汀、匹伐他汀、罗苏伐他汀和辛伐他汀组成的他汀内酯。

在一个实施方式中，用于本发明的二胺可由下式表示：

H₂N-X-NH₂

其中n为1至100之间的整数。

其中n为2至12之间的整数。

本实施方式特别有用的使用洛伐他汀的他汀内酯衍生物的实例由下述化合物表示：

在另一个实施方式中，他汀内酯的衍生物通过经由氨基醇共轭他汀内酯和α-硫辛酸来制备，并且由式D-V表示：

其中L₃可以是在制备他汀内酯衍生物的过程中使用氨基醇作为连接基而形成的部分；并且其中SL可选自他汀内酯，所述他汀内酯来自由阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、美伐他汀、匹伐他汀、罗苏伐他汀和辛伐他汀组成的组。

用于本发明的氨基醇可由下式表示：

H₂N-Y-OH

其中n为1至100之间的整数。

其中n为2至12之间的整数。

本实施方式特别有用的他汀内酯衍生物的实例由下列化合物表示：

本发明的其它实施方式提供了下面的化合物：

在另一个实施方式中，他汀类衍生物通过共轭他汀内酯和间隔基分子来制备，并由式D-VI表示：

其中A和P可独立地选自由―OC(O)―、―OC(O)O―和―OC(O)N(R)―组成的组，其中R可以是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)；其中X可以是连接基，其可以是取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链，并且可包含杂原子(例如氮、氧、硫等)；并且其中SL1和SL2可独立地选自他汀内酯，所述他汀内酯来自由阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、美伐他汀、匹伐他汀、罗苏伐他汀和辛伐他汀组成的组。

本实施方式特别有用的他汀内酯衍生物的实例用下式表示：

合成他汀类衍生物和制备纳米球的一般方案描述于随后的实施例。该合成工序是简单和通用的，并且导致合成大小和疏水性不同的他汀类的衍生物。

治疗剂

在各种实施方式中，治疗剂是化疗剂或他汀类。所述化疗剂可选自由紫杉醇、多柔比星、替莫唑胺、5-氟尿嘧啶、喜树碱及其组合组成的组，且所述他汀类可选自由阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、美伐他汀、匹伐他汀、罗苏伐他汀和辛伐他汀组成的他汀内酯。在各种实施方式中，所述治疗剂选自由肽、反义核酸、DNA、RNA、蛋白质及其组合组成的组。在治疗创伤性脑损伤的具体实施方式中，所述治疗剂选自由NSAID、他汀类、促红细胞生成素及其组合组成的组。

两亲性间隔基

用于本发明的亲水性或疏水性间隔基是在同一个分子中包含亲水性或疏水性部分的分子，且在一端或两端还包含化学活性官能团，通过将其与治疗剂、诊断剂或其它间隔基分子共轭，其可被用作治疗剂、诊断剂或其他间隔基的载体。

用于本发明的两亲性间隔基是在同一个分子中包含亲水性和疏水性部分的分子，且亲水性部分还包含化学活性官能团，通过将其与治疗剂或诊断剂共轭，其可被用作治疗剂或诊断剂的载体。在各种实施方式中，化学活性官能团可选自由硫醇、胺、羧酸、羧酸NHS酯、马来酰亚胺、肼、酮和醛组成的组。用于本发明的两亲性间隔基也可通过共轭亲水性间隔基和疏水性间隔基来制备。亲水性部分的末端还包含化学活性官能团，通过将其与治疗剂或诊断剂共轭，其可被用作治疗剂或诊断剂的载体。。

在各种实施方式中，两亲性间隔基包含疏水性部分和亲水性部分。在各种实施方式中，两亲性间隔基的疏水部分选自由支链和无支链烷基、支链和无支链烯基、支链和无支链炔基、包含杂原子的支链和无支链烷基、包含杂原子的支链和无支链烯基、包含杂原子的支链和无支链炔基、芳基、环状脂基、环状芳基、杂环和芳族杂环基团及其组合组成的组。

在各种实施方式中，两亲性间隔基的亲水性部分包含一种分子，所述分子选自由包含杂原子的支链和无支链烯基、包含杂原子的支链和无支链炔基、芳基、环状脂基、环状芳基、杂环和芳族杂环基团组成的组，并且化学活性基团选自由硫醇、胺、羧酸、羧酸NHS酯、马来酰亚胺、肼、酮、醛及其组合组成的组。

两亲性聚合物

在各种实施方式中，两亲性聚合物包含聚合物主链、聚合物的亲水性部分和聚合物的疏水性部分。在各种实施方式中，聚合物主链可以是天然聚合物、改性的天然聚合物、合成聚合物及其组合。

在各种实施方式中，聚合物主链选自由聚酐、聚酯、聚原酸酯、聚酯酰胺、聚缩醛、聚缩酮、聚碳酸酯、聚磷酸酯、聚磷腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚二氧环己酮、聚(苹果酸)、聚(氨基酸)、N-2-(羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)聚合物、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)聚合物、聚乙交酯、聚丙交酯、乙交酯和丙交酯共聚物，及其组合组成的组。

在各种实施方式中，两亲性聚合物的疏水性部分选自由支链和无支链烷基、支链和无支链烯基、支链和无支链炔基、包含杂原子的支链和无支链烷基、包含杂原子的支链和无支链烯基、包含杂原子的支链和无支链炔基、芳基、环状脂基、环状芳基、杂环和芳族杂环基团及其组合组成的组。

在各种实施方式中，两亲性聚合物的亲水性部分包含分子，该分子选自由包含杂原子的支链和无支链烯基、包含杂原子的支链和无支链炔基、芳基、环状脂基、环状芳基、杂环和芳族杂环基团组成的组，并且化学活性基团选自由硫醇、胺、羧酸、羧酸NHS酯、马来酰亚胺、肼、酮、醛及其组合组成的组。

因此，在各种实施方式中，纳米球包含生育酚和共轭到亲水性、疏水性或两亲性间隔基的治疗剂或诊断剂。

在某些实施方式中，纳米球包含生育酚和含有抗氧化剂α-硫辛酸的疏水性化合物以及共轭到亲水性、疏水性或两亲性间隔基的治疗剂或诊断剂。

在某些实施方式中，纳米球包含生育酚和疏水性NSAID衍生物以及共轭到两亲性间隔基的治疗剂或诊断剂。在某些实施方式中，纳米球包含生育酚和疏水性抗氧化剂和NSAID抗炎衍生物以及共轭到亲水性、疏水性或两亲性间隔基的治疗剂或诊断剂。

在某些实施方式中，纳米球包含生育酚和他汀内酯的衍生物以及共轭到亲水性、疏水性或两亲性间隔基的治疗剂或诊断剂。

在某些实施方式中，纳米球包含生育酚和喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物以及共轭到亲水性、疏水性或两亲性间隔基的治疗剂或诊断剂。

在各种实施方式中，纳米球包含生育酚和共轭到两亲性聚合物的治疗剂或诊断剂。

在某些实施方式中，纳米球包含生育酚和含有抗氧化剂α-硫辛酸的疏水性化合物以及共轭到两亲性聚合物的治疗剂或诊断剂。

在某些实施方式中，纳米球包含生育酚和疏水性NSAID衍生物以及共轭到两亲性聚合物的治疗剂或诊断剂。在某些实施方式中，纳米球包含生育酚和NSAID的疏水性抗氧化剂和抗炎衍生物以及共轭到两亲性聚合物的治疗剂或诊断剂。

在某些实施方式中，纳米球包含生育酚和他汀内酯衍生物以及共轭到两亲性聚合物的治疗剂或诊断剂。

在某些实施方式中，纳米球包含生育酚和喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物以及共轭到两亲性聚合物的治疗剂或诊断剂。

各种实施方式提供治疗癌症的方法。该方法可包括：提供本发明的纳米球，其中治疗剂共轭到亲水性间隔基、疏水性间隔基、两亲性间隔基或两亲性聚合物；和给有需要的受试者施用该纳米球。

各种实施方式提供成像和诊断癌症的方法。该方法包括：提供本发明的靶向于癌症的纳米球，其中成像剂和/或诊断剂共轭到亲水性间隔基、疏水性间隔基、两亲性间隔基或两亲性聚合物上；给有需要的受试者施用该纳米球；和对受试者成像用以检测癌症。在各种实施方式中，成像和/或诊断试剂可包括但不限于荧光染料和在癌症中对抗过表达的蛋白的抗体，如生长因子(包括但不限于内皮生长因子和成纤维细胞生长因子、胎盘生长因子和角质形成细胞生长因子)和生长因子受体(包括但不限于内皮生长因子受体(EGFR)和受体酪氨酸激酶如HER-2和血小板衍生的生长因子受体。

在各种实施方式中，本发明提供药物组合物，所述组合物包括药学上可接受的赋形剂以及本发明的治疗有效量的所述纳米球。“药学上可接受的赋形剂”意指用于制备通常安全、无毒和期望的药物组合物的赋形剂，并且包括兽用以及人类药用可接受的赋形剂。此类赋形剂可以是固体、液体、半固体或在气雾剂组合物的情况下的气体。

在各种实施方式中，根据本发明的药物组合物可配制制剂用于通过任何施用途径的递送。“施用途径”可指任何本领域已知的施用途径，包括但不限于气溶胶、经鼻、口服、经粘膜、经皮、胃肠外、肠内或眼。“经皮”施用可用局部乳膏或软膏或通过透皮贴剂来实现。“胃肠外”是指通常与下列注射途径有关的施用途径，包括眼眶内、输注、动脉内、囊内、心内、皮内、肌内、腹膜内、肺内、脊柱内、胸骨内、鞘内、子宫内、静脉内、蛛网膜下、被膜下、皮下、经粘膜或经气管。通过胃肠外途径，组合物可以是用于输注或注射的溶液或悬浮液形式，或作为冻干粉末。通过肠内途径，药物组合物可以是片剂、凝胶胶囊剂、糖衣片剂、糖浆剂、悬浮液、溶液剂、粉剂、颗粒剂、乳剂、微球或纳米球或脂囊泡或聚合物囊泡形式。通过胃肠外途径，组合物可以是用于输注或用于注射的溶液或悬浮液。通过局部途径，根据基于本发明化合物的药物组合物可被配制用于治疗皮肤和粘膜，并且是软膏、乳膏、乳剂、油膏、粉末、浸渍垫、溶液剂、凝胶剂、喷雾剂、洗剂或悬浮剂形式。它们也可以是可以控释的微球或纳米球或脂质囊泡或聚合物囊泡或聚合物贴剂和水凝胶形式。这些局部途径的组合物可以为无水形式或含水形式，这取决于临床适应症。通过眼途径，它们可以是滴眼液形式。

根据本发明的药物组合物也可包含任何药学上可接受的载体。本文所用的“药学上可接受的载体”是指药学上可接受的材料、组合物或媒介物，其参与携带或转运目标化合物从一个组织、器官或身体的一部分到另一个组织、器官或身体的一部分。例如，载体可以是液体或固体填充剂、稀释剂、赋形剂、溶剂或包封材料，或其组合。载体的每一组分必须是“药学上可接受的”，因为它必须与制剂的其它成分相兼容。它还必须适合用于接触与其相接触的任何组织或器官，这意味着它不必承受毒性、刺激性、过敏反应、免疫原性或任何其它过多超过其治疗作用的并发症的风险。

根据本发明的药物组合物也可以被包囊、压片或制备成乳剂或糖浆用于口服施用给药。可以加入药学上可接受的固体或液体载体用以增强或稳定组合物，或者便于组合物的制备。液体载体包括糖浆、花生油、橄榄油、甘油、盐水、醇和水。固体载体包括淀粉、乳糖、硫酸钙、二水合物、石膏粉、硬脂酸镁或硬脂酸、滑石、果胶、阿拉伯树胶、琼脂或明胶。该载体也可包括缓释材料如单硬脂酸甘油酯或二硬脂酸甘油酯，单独地或与蜡一起。

药物制剂按照下面的制药常规技术制备，包括研磨、混合、制粒和压制，必要时形成片剂形式；或研磨、混合和填充形成硬的明胶胶囊形式。当使用液体载体时，制剂将是糖浆、酏剂、乳剂或含水或非水悬浮液形式。此类液体制剂可以直接口服施用或填充到软的明胶胶囊中服用。

根据本发明，药物组合物可以以治疗有效量进行递送。精确的治疗有效量是组合物的量，该量将在给定的受试者中在疗效上产生最有效的结果。该量取决于多种因素而变化，包括但不限于治疗化合物的特性(包括活性、药物动力学、药效学和生物利用度)、受试者的生理状况(包括年龄、性别、疾病类型和阶段、一般身体状况、对给定剂量的应答和给药方法的类型)、药学上可接受的载体或制剂中载体的性质和给药途径。临床和药理学领域的技术人员将能够通过常规实验来确定治疗有效量，例如，通过监测受试者对施用的化合物的应答并因此调节剂量。为了获得更多的指导，参见Remington：The Science andPractice of Pharmacy(Gennaro编，第20版，Williams&Wilkins PA，USA)(2000)。

喜树碱的抗氧化剂衍生物和/或喜树碱类似物的抗氧化剂衍生物，或喜树碱纳米球前药的有效量的典型剂量可以是在已知治疗化合物的制造商推荐的使用范围内，并且是本领域技术人员通过对体外应答或动物模型中的应答如所显示的。此类剂量通常可被减少高达约一个数量级的浓度或量而不丧失相关的生物学活性。因此，实际的剂量将取决于医生的判断、患者的状况和治疗方法的有效性，例如基于相关的原代培养的细胞或组织培养的组织样品体外应答，所述组织样品如活检的恶性肿瘤，或在适当的动物模型中观察到的应答，如前所述。

本发明还涉及治疗癌症的试剂盒。该试剂盒是包含至少一种本发明的组合物的材料或组分的组装而成。因此，在一些实施方式中，试剂盒包含一种组合物，该组合物包含如上所述的本发明所述的纳米球。

本发明试剂盒配置的组分的确切性质取决于其预期目的。例如，一些实施方式被配置用于治疗癌症。在一个实施方式中，试剂盒被特别配置用于治疗哺乳动物受试者。在另一个实施方式中，试剂盒被特别配置用于治疗人类受试者。在进一步的实施方式中，试剂盒被配置用于医治动物应用中，治疗的对象但不限于农场动物、家养动物和实验室动物的受试者。在其它实施方式中，试剂盒被特别配置用于诊断目的；例如诊断癌症。

使用说明书可包括在试剂盒中。“使用说明书”通常包括在使用试剂盒的组分中可采用的技术的描述的切实表达，以实现期望的结果例如治疗癌症。任选地，试剂盒还包含其它有用的组分，例如稀释剂、缓冲剂、药学上可接受的载体、注射器、导管、涂药器、移液或测量工具或其它本领域技术人员容易识别的有用设备。

装配在试剂盒中的材料或组分可提供给操作者，为维持其可操作性和实用性的任何方便的且合适的方式保存。例如这些组分可以是溶解的、脱水的或冻干的形式；它们可在室温、冷藏或冷冻温度下提供。这些组分通常包含在合适的包装材料中。如本文所采用，短语“包装材料”是指一个或多个物理结构用于容纳试剂盒的内容物，如本发明的组合物或类似物。该包装材料通过熟知的方法构建，优选地提供无菌的、无污染的环境。如本文所用，术语“包装”是指合适的固体基质或材料，例如玻璃、塑料、纸、箔等，其能够保持单个试剂盒组分。因此，例如，包装可以是玻璃小瓶用于包含合适量的本发明的纳米球，该纳米球包含共轭到亲水性间隔基、疏水性间隔基、两亲性间隔基或两亲性聚合物的治疗剂或成像剂。包装材料通常具有外标签，该标签显示试剂盒和/或其组分的内容和/或目的。

实施例

提供下面的实施例以更好地示出要求书保护的本发明，而不应解释为限制本发明的范围。如果提到特定材料，这仅是为了说明的目的并且不是意在限制本发明。本领域的技术人员在无需具有创造性能力的情况下可开发等效方法或反应物，这些都不脱离本发明的范围。

实施例1

为了制备cy3/cy5/cy5.5-标记的抗氧化剂-抗肿瘤纳米球，抗氧化剂抗肿瘤纳米球通过与如下实施例A-实施例D所述的相同工序来制备，除了在自发乳化之前将0.1-2mg的1-十八烷硫醇(Aldrich，编码O1858)加入有机相(图1中的A)。

将500μL的10×PBS和1.5摩尔当量的Cy3/Cy5/Cy5.5马来酰亚胺加入到3mL的包含1-十八烷硫醇的抗氧化剂-抗肿瘤纳米球的悬浮液中(图1中的B)。如图1中的C所示，该中间体可用于经修饰载体药物使其具有马来酰亚胺基团。

如图2所示，SH-马来酰亚胺对可被NH₂-NHS对或其它取代。

实施例A-抗氧化剂-抗肿瘤纳米球的制备

根据使用具有稍微修饰的自发乳化的方法来制备纳米球。简言之，将15mg混合物(喜树碱衍生物和ALA₂(1,12-十二烷二醇)的混合物)溶解在丙酮(5mL，0.1%聚山梨醇酯80)中。在磁板上温和搅拌下将有机溶液倒至水相中，该水相通过将25mg Pluronic F68溶解于10mL重蒸馏水(0.25%w/v)中来制备。经磁力搅拌15分钟后，在室温下减压除去丙酮。通过0.8μm亲水性注射器滤器过滤纳米球并在4℃保存。通过动态光散射(DLS)使用Coulter N4-Plus微粒粒径检测仪(Coulter Corporation，Miami，FL)进行纳米球的流体动力学尺寸测量和尺寸分布。

另外，25mg混合物(抗氧化剂喜树碱衍生物、含有α-硫辛酸的多种化合物和α-生育酚的混合物)溶解在丙酮(5mL，0.1%聚山梨醇酯80)中。在磁板温和搅拌下将有机溶液倒至水相中，该水相通过将25mg Pluronic F68溶解于10mL重蒸馏水(0.25%w/v)中来制备。经磁力搅拌15分钟后，在室温下减压除去丙酮。通过0.8μm亲水性注射器滤器过滤纳米球并于4℃保存。通过动态光散射(DLS)使用Coulter N4-Plus 微粒粒径检测仪(Coulter Corporation，Miami，FL)进行纳米球的流体动力学尺寸测量和尺寸分布。在不存在喜树碱衍生物的情况下，通过含有α-硫辛酸的多种化合物和α-生育酚来制备对照纳米球。

表1.尺寸和多分散性指数(P.I.)：

抗氧化剂-抗肿瘤纳米球I

实施例B-抗氧化剂抗肿瘤纳米球的制备

根据描述于实施例5的方法，使用自发乳化由25mg混合物(喜树碱衍生物和α-生育酚的混合物)来制备纳米球。在不存在喜树碱衍生物的情况下，由α-生育酚或Ibu₂TEG来制备对照纳米球。

表2.尺寸和多分散性指数(P.I.)：

抗氧化剂-抗肿瘤纳米球II

α-生育酚(mg)	化合物C-10(mg)	尺寸(nm)	P.I.
				25	1	128±45	0.25
25	0	121±40	0.20

实施例C-抗炎-抗肿瘤纳米球的制备

根据描述于实施例5的方法，使用自发乳化由25mg混合物(喜树碱衍生物、非甾体抗炎药(NSAID)衍生物和α-生育酚的混合物)来制备纳米球。在不存在喜树碱衍生物的情况下，由α-生育酚或α-生育酚和NSAID衍生物的混合物来制备对照纳米球。

表3.尺寸和多分散性指数(P.I.)：抗炎-抗肿瘤纳米球

实施例D-包含喜树碱衍生物的纳米球的抗癌和抗增殖效果

U87-MG人神经胶质瘤细胞系获自美国典型培养物保藏所(ATCC)(Rockville，Maryland，USA)。使细胞生长并维持在包含100U/mL青霉素(Invitrogen)和100μg/mL链霉素(Invitrogen)抗生素的最低基础培养基(MEM)(Invitrogen)中，并补充10%胎牛血清(FBS)(Invitrogen)。将细胞保存在含有5%CO₂温度保持在37℃的湿润环境中。

纳米球由化合物C-10(1mg)、α-生育酚(25mg)和含有α-硫辛酸的多种化合物(ALA)₃甘油；或化合物C-10(1mg)和α-生育酚(25mg)；或化合物C-10(1mg)、α-生育酚(25mg)和NSAID衍生物Ibu₂ TEG的混合物来制备，并在磷酸盐缓冲盐(PBS)中透析过夜。人神经胶质瘤细胞(U87-MG)以10⁵个细胞/孔接种在6孔板上，使其培养生长24小时。更换培养基并将细胞用化合物C-10最终浓度范围为0.1至2μM的纳米球处理。在4天的处理后，除去培养基，细胞用PBS冲洗并且加入1mL的0.25%胰蛋白酶/EDTA(Gibco)以分离细胞。立即在血细胞计数器中对细胞计数。对照培养是在不存在纳米球的情况下生长。

实施例2

α-硫辛酸衍生物ALA₂(1,12-十二烷二醇)的合成

在存在分子筛(

10-20目珠粒)的情况下，将含有α-硫辛酸(2.48g，12mmol，1.2当量)和1,12-十二烷二醇(10mmol OH，1.0当量)的20mL无水二氯甲烷(DCM)与4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP，1.47g，12mmol，1.2当量)在室温下反应10分钟。分批加入N-(3-二甲基氨基丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI，2.3g，12mmol，1.2当量)10分钟，并将反应混合物在室温下在黑暗中搅拌12小时，过滤，然后真空浓缩使体积减少。无需进一步制备，通过直接上样到硅胶柱上，将所得反应混合物纯化。减压除去溶剂以得到产物。提供了化合物的¹H NMR和¹³C NMR谱。

2008年1月3日提交的美国临时申请序列No.61/018,749，以及2008年12月30日提交的国际申请公开号No.WO2009/086547，在此以引用的方式整体并入，如同完全阐述，提供了用于本发明的α-硫辛酸衍生物的合成的其它实例。

方案4

实施例3

α-硫辛酸和NSAID双官能衍生物的合成

在存在分子筛(Fluka,

10-20目珠粒)的情况下，将含有的α-硫辛酸(ALA，10mmol)和四甘醇(TEG，30mmol)的50ml无水二氯甲烷(DCM)与4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP，15mmol)在室温下反应10分钟。分批加入N-(3-二甲基氨基丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI，10mmol)10分钟并将反应混合物在室温下在黑暗中搅拌5小时，过滤，然后真空浓缩使体积减少。产物ALA-TEG-OH和二聚体副产物ALA-TEG-ALA用柱色谱纯化，通过将浓缩的反应混合物上样到柱上，不需之前进行制备，如上所述的的特征。在存在分子筛的情况下，将含有的TEG(3.8mmol)和NSAID(4.1mmol，吲哚美辛：Ind、布洛芬：Ibu、萘普生：Npx)的单-ALA衍生物的20ml无水DCM与DMAP(4.1mmol)在室温下反应10分钟。EDCI(4.1mmol)分批加入10分钟并将反应混合物在室温下在黑暗中搅拌5小时，过滤，然后室温下真空浓缩。将产物用柱层析纯化，并如上述进行表征。

ALA-TEG-OH：硅胶柱层析(CHCl₃∶MeOH50:1)得到黄色油状化合物(63%)。TLC(CHCl₃:MeOH50:0.5)R_f0.19;¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ=1.47(m,2×H,H_a),1.68(m,4×H,H_b),1.91(m,1×H,H_c),2.36(t,2×H,H_d),2.46(m,1×H,H_e),2.61(s,1×H,-OH),3.11(m,1×H,H_f),3.18(m,1×H,H_g),3.56(m,1×H,H_h),3.61(m,2×H,H_E),3.67(s,8×H,H_A),3.71(m,4×H,H_B),4.24(m,2×H,H_D)。¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)：δ＝24.55、28.67、33.86、34.54、38.45、40.19、56.31、61.6、63.37、69.11、70.19、70.43、70.45、70.56、173.47。

ALA-TEG-ALA:硅胶柱层析(CHCl₃∶MeOH90:1)得到黄色油状化合物。TLC(CHCl₃:MeOH100:0.5)R_f0.12;¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ=1.47(m,4H,2×Ha),1.68(m,8H,2×Hb),1.91(m,2H,2×Hc),2.35(t,J=7.5Hz,4H,2×Hd),2.46(m,2H,2×He),3.15(m,4H,2×Hf+Hg),3.57(m,2H,2×Hh),3.65(s,8H,O-CH₂-CH₂-O),3.70(t,J=4.8Hz,4H,2×O-CH₂-CH₂-OCO),4.23(t,J=4.8Hz,4H,2×CO-O-CH₂-).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃):δ=24.56、28.71、33.94、34.56、38.5、40.22、56.33、63.44、69.16、70.56、173.36。

ALA-TEG-Ind：硅胶柱层析(CHCl₃∶MeOH100:0.5)得到黄色油状化合物(73%)。TLC(CHCl₃:MeOH50:0.5)R_f0.33;¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ=1.48(m,2×H,H_a),1.69(m,4×H,H_b),1.92(m,1×H,H_c),2.33-2.43(m,5×H,H₈+H_d),2.47(m,1×H,H_e),3.15(m,2×H,H_f+H_g),3.54-3.75(m,15×H,H₇+H_A+H_B+H_h),3.86(s,3×H,H₆),4.27(m,4×H,H_D+H_E),6.68(q,1×H,H₅),6.95(d,1×H,H₄),6.99(d,1×H,H₃),7.49(m,2×H,H₂),7.68(m,2×H,H₁)。¹³C NMR(100MHz,CDCl₃):δ=13.4、24.6、28.7、30.2、33.9、34.6、38.5、40.2、55.71、56.3、63.4、64.1、69.1、69.16、70.53、70.58、101.39、111.59、112.50、114.92、129.12、130,65、130.78、131.18、133.91、135.98、139.20、156.03、168.24、170.77、173.41。

ALA-TEG-Ibu：硅胶柱层析(CHCl₃∶MeOH100:0.5)得到黄色油状化合物(69%)。TLC(CHCl₃:MeOH50:0.5)R_f0.37;¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ=0.86(d,6×H,H₇),1.37-1.48(m,5×H,H₆+H_a),1.64(m,4×H,H_b),1.85-1.95(m,2×H,H₅+H_c),2.32(t,2×H,H_d),2.38-2.45(m,3×H,H₄+H_e),3.04-3.18(m,2×H,H_g+H_f)3.50-3.73(m,14×H,H₃+H_A+H_B+H_h),4.20(m,4×H,H_D+H_E),7.05(d,2×H,H₂),7.18(d,2×H,H₁)。¹³C NMR(100MHz,CDCl₃):δ=18.59、22.41、24.6、28.71、30.16、33.91、34.58、38.47、40.20、44.98、45.01、56.31、63.43、63.85、69.05、69.16、70.54、70.59、127.18、129.27、137.67、140.44、173.38、174.62。

ALA-TEG-Npx：硅胶柱层析(CHCl₃∶MeOH100:0.5)得到黄色油状化合物(65%)。TLC(CHCl₃:MeOH50:0.5)R_f0.33;¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ=1.44(m,2×H,H_a),1.54-1.71(m,7×H,H₅+H_b),1.88(m,1×H,H_c),2.33(t,2×H,H_d),2.43(m,1×H,H_e),3.05-3.19(m,2×H,H_f+H_g),3.39-3.67(m,13×H,H_A+H_B+H_h),3.88(m,4×H,H₄),4.21(m,4×H,H_D+H_E),7.12(m,2×H,H₃),7.40(q,1×H,H₂),7.68(m,3×H,H₁)。¹³C NMR(100MHz,CDCl₃):δ=18.57、24.61、28.73、33.93、34.57、38.48、40.12、45.33、55.32、56.33、63.44、63.96、69.03、69.14、70.53、105.57、118.97、125.99、126.28、127.11、128.91、129.28、133.68、135.63、157.63、173.44、174.59。

方案1

除了二甘醇代替四甘醇来使用，使用相同的工序来合成下列化合物：

实施例4

NSAID二聚体衍生物的合成

在存在分子筛的情况下，将含有NSAID(6mmol)和TEG(2.5mmol)的40ml无水DCM与DMAP(6mmol)在室温下反应10分钟。EDCI(6mmol)分批加入10分钟并将反应混合物在室温下在黑暗中搅拌5小时，过滤，然后真空浓缩。将产物纯化(柱层析，100:0.5CH₃Cl:MeOH)，并且如上所述进行表征。

Ind₂TEG：硅胶柱层析(CHCl₃∶MeOH100:0.5)得到黄色油状化合物(78%)。TLC(CHCl₃:MeOH50:0.5)R_f0.25;¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ=2.35(s,6×H,H₈),3.56(m,8×H,H_A),3.64-3.70(m,8×H,H₇+H_B),3.80(s,6×H,H₆),4.25(t,4×H,H_D+H_E),6.64(q,2×H,H₅),6.86(d,2×H,H₄),6.95(d,2×H,H₃),7.43(m,4×H,H₂),7.62(m,4×H,H₁)。¹³C NMR(100MHz,CDCl₃):δ=13.4、30.19、55.69、64.13、69.07、70.52、70.57、101.4、111.58、112.51、114.93、129.11、130.66、130.79、131.18、133.93、135.98、139.18、156.04、168.22、170.77。

Ibu₂TEG：硅胶柱层析(CHCl₃∶MeOH100:0.5)得到无色油状化合物(83%)。TLC(CHCl₃:MeOH50:0.5)R_f0.54;¹H NMR(400MHz,CDCL₃):δ=0.90(d,12×H,H₇),1.49(d,6×H,H₆),1.84(m,2×H,H₅),2.44(d,4×H,H₄),3.55(m,8×H,H_A),3.63(m,4×H,H_B),3.73(q,2×H,H₃),4.22(m,4×H,H_D+H_E),7.08(m,4×H,H₂),7.21(m,4×H,H₁)。¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)：δ＝18.60、22.42、30.19、45.02、45.04、63.87、69.08、70.57、70.61、127.20、129.29、137.70、140.48、174.67。

Npx₂TEG：硅胶柱层析(CHCl₃∶MeOH100:0.5)得到无色油状化合物(75%)。TLC(CHCl₃:MeOH50:0.5)R_f0.46;¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ=1.58(d,6×H,H₅),3.44(m,8×H,H_A),3.60(m,4×H,H_B),3.90(m,8×H,H₄),4.22(m,4×H,H_D+H_E),7.12(m,4×H,H₃),7.41(q,2×H,H₂),7.68(m,6×H,H₁)。¹³C NMR(100MHz,CDCl₃):δ=18.56、45.33、55.29、63.95、69.02、70.44、70.47、105.56、118.96、125.96、126.27、127.11、128.91、129.27、133.68、135.62、157.63、174.60。

方案2

实施例5

自发乳化

根据使用自发乳化的方法来制备纳米前药(Bouchemal等，2004b)。简言之，将25mg化合物溶解于包含聚山梨酸酯80(0.1%w/v)的丙酮(5ml)中。在磁板上温和搅拌下将有机溶液倒至水相中，该水相通过将25mg Pluronic F68溶解于10ml重蒸馏水(0.25%w/v)中来制备。经15分钟磁力搅拌后，在室温下减压除去丙酮。将悬浮液通过0.8μm亲水性注射过滤器(Corning，Part No.431221，Fisher Scientific Co.，Pittsburgh，PA，USA)过滤并在4℃保存。

实施例6

抗氧化剂化合物的合成

在存在分子筛(

10-20目珠粒)的情况下，将含有α-硫辛酸(2.48g，12mmol，1.2当量)和包含两个羟基基团的化合物(1,12-十二烷二醇("1,12-DD"))(10mmol OH，1.0当量)的20mL无水二氯甲烷(DCM)与4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP，1.47g，12mmol，1.2当量)在室温下反应10分钟。分批加入N-(3-二甲基氨基丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI，2.3g，12mmol，1.2当量)10分钟并在室温下在黑暗中将反应混合物搅拌12小时，过滤，然后真空浓缩使体积减少。无需进一步制备，通过直接上样到硅胶柱上将所得反应混合物纯化。减压除去溶剂以得到产物。也参见国际申请No.PCT/US08/88541，其以引用的方式整体并入本文如同，如同全文引用一般。

方案3

实施例7

由疏水性NSAID衍生物和聚(丙交酯-共-乙交酯)(PLGA)的混合物制备纳米球

根据使用自发乳化的方法，由NSAID的疏水性衍生物(25mg)和PLGA(100mg)(Sigma，P2191，丙交酯：乙交酯50:50，摩尔分子量40,000-75,000)、α-生育酚(25mg)的混合物来制备纳米球。

表5.尺寸和多分散性指数(P.I.)

实施例8

使用多步自发乳化以增加浓度来制备抗氧化剂-抗肿瘤纳米球

为了制备更高浓度的抗氧化剂-抗肿瘤纳米球，采用多步自发乳化。通常，25–100mg的混合物(抗氧剂喜树碱衍生物、含有多α-硫辛酸的多种化合物、非甾体抗炎药(NSAIDs)和α-生育酚衍生物的混合物)溶解于丙酮(5mL，0.1%聚山梨醇酯80)中。在磁板上温和搅拌下将有机溶液倒至水相中，该水相通过将25mg Pluronic F68溶解于10mL重蒸馏水(0.25%w/v)中来制备。经磁力搅拌15分钟后，在室温下减压除去丙酮。使用相同的水悬浮液，自发乳化的合并过程和丙酮的去除重复多达五次。

将悬浮液在纤维素膜管中在蒸馏水中透析(Sigma，编码D9777)过夜，且通过0.45μm亲水性注射过滤器(Sigma，编码CLS431220)过滤并是4℃保存。通过动态光散射(DLS)使用Coulter N4-Plus微粒粒径检测仪(CoulterCorporation，Miami，FL)进行纳米球的流体动力学尺寸测量和尺寸分布。

实施例9

荧光-标记的抗氧化剂-抗肿瘤纳米球的制备

为了证明抗氧化剂-抗肿瘤纳米球在体外细胞培养的细胞内摄取、、动物体内分布和肿瘤内累积，我们制备了用疏水性染料香豆素6(Sigma，编码442631)或亲水性染料cy3/cy5/cy5.5(GE Healthcare Life Sciences)标记的抗氧化剂抗肿瘤纳米球。用与实施例5–实施例8中所述的相同的工序制备香豆素6标记的抗氧化剂抗肿瘤纳米球，除了在在自发乳化前将50μg的染料加入有机相中。在透析过夜期间，掺入的香豆素6保持与抗氧化剂抗肿瘤纳米球有关。

为了制备cy3/cy5/cy5.5-标记的抗氧化剂-抗肿瘤纳米球，抗氧化剂抗肿瘤纳米球用与实施例5-实施例8所述的相同工序来制备，除了在自发乳化之前将0.1-2mg的1-十八烷硫醇(Aldrich，编码O1858)加入有机相。该抗氧化剂抗肿瘤纳米球透析过夜，硫醇基团的浓度测定如下：将Aldrithiol-2(Sigma，编码143049)溶解于乙醇(100mM)中，并且将10μL的溶液加到抗氧化剂抗肿瘤纳米球的悬浮液(80μL)中。在加入10μL的10×PBS后，在37℃下将混合物孵育30分钟。如实施例1中所述，使用RP-HPLC用50%乙腈分离释放的2-硫代吡啶酮，并用UV检测器在341nm处检测。通过测量已知量的Aldrithiol-2和DTT反应生成的2-硫代吡啶酮，得到了测定释放的2-硫代吡啶酮的标准曲线。

将500μL的10×PBS和1.5摩尔当量的Cy3/Cy5/Cy5.5马来酰亚胺加到含有1-十八烷硫醇的抗氧化剂-抗肿瘤纳米球的3mL悬浮液中。将反应混合物在室温下孵育过夜，并至少透析6小时，以便于从悬浮液中除去未结合的cy5.5马来酰亚胺，并通过0.45μm亲水性注射过滤器(Sigma，编码CLS431220)过滤且在4℃保存。

实施例10

他汀内酯和α-硫辛酸衍生物A的合成

在存在分子筛(

10-20目珠粒（mesh beads）)的情况下，将含有α-硫辛酸(ALA，2.06g，10mmol)和二醇化合物(四甘醇，TEG)(30mmol)的50mL无水二氯甲烷(DCM)与4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP，15mmol)在室温下反应10分钟。分批加入N-(3-二甲基氨基丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI，2.3g，12mmol)10分钟，并在室温下在黑暗中将反应混合物搅拌5小时，过滤，然后真空浓缩使体积减少。无需进一步制备，通过直接上样到硅胶柱上将所得反应混合物纯化。减压除去溶剂以得到产物。

他汀内酯(0.4mmol)、三光气(0.15mmol)和DMAP(1.3mmol)在无水DCM中搅拌10分钟。加入单ALA-TEG(0.4mmol)，且将反应混合物搅拌24小时。将得到的反应混合物真空浓缩以减少体积。无需进一步制备，通过直接上样到硅胶柱上将所得反应混合物纯化。减压除去溶剂以得到产物。(参见方案5)。

方案5

实施例11

他汀内酯和α-硫辛酸衍生物B的合成

将他汀内酯(0.4mmol)、三光气(0.15mmol)和DMAP(1.3mmol)在无水DCM中搅拌10分钟。加入TEG(0.2mmol)，且将反应混合物搅拌24小时。将得到的反应混合物真空浓缩以减少体积。无需进一步制备，通过直接上样到硅胶柱上将所得反应混合物纯化。减压除去溶剂以得到产物。(参见方案6)。

方案6

实施例12

为了制备在表面上携带治疗剂-抗氧化剂抗肿瘤纳米球，用如上实施例A-实施例D所述的相同工序来制备表面用两亲性间隔基或两亲性聚合物修饰的抗氧化剂抗肿瘤纳米球，除了在自发乳化之前将0.1-5mg的两亲性间隔基或两亲性聚合物加入有机相中(图3和5)。两亲性间隔基或两亲性聚合物的亲水性的反应性化学基团被指向纳米球的表面。如图4和6所示，表面改性的纳米球可用于包含化学基团的载体治疗剂，所述化学基团与纳米球表面的两亲性间隔基或两亲性聚合物的化学基团反应。

如图图1和2所示，SH-马来酰亚胺对可被NH₂-NHS对或其它取代。

实施例13

喜树碱前药和纳米前药制剂的合成。

通过引入生物可降解的酯键和碳酸酯键合成喜树碱前药CPT-TEG-ALA，如¹⁴所述。根据使用自发乳化^14,17的方法用多步修饰来制备纳米前药。对于单个步骤工序，将7mg的CPT-TEG-ALA和50mgα-生育酚溶解在含有聚山梨酸酯80(0.1%w/v)的丙酮(5ml)中。在磁板上温和搅拌下将有机溶液倒至水相中，该水相通过将25mg Pluronic F68溶解于10ml重蒸馏水(0.25%w/v)中来制备。在搅拌15分钟后，减压除去丙酮。对于多步工序，乳化/蒸发循环重复三次。获自第一循环的纳米前药(CPT-TEG-ALA/Toco)悬浮液用作第二次乳化的水，依次类推。将悬浮液在纤维素膜管(Sigma)中在蒸馏水中透析过夜，并通过0.8、0.45和0.2μm亲水性注射过滤器(Corning)连续过滤并保存于4℃。用相同工序制备α-生育酚对照纳米悬浮液，除了省略了喜树碱前药。为了纳米前药的可视化，使用数字显微镜LM10系统进行纳米颗粒跟踪分析(NTA)¹⁶。

实施例14

荧光标记

将Cy5.5掺入纳米前药用于荧光成像。用如上所述的单步骤工序制备Cy5.5标记的纳米前药，除了在自发乳化之前将2mg的1-十八烷硫醇(Aldrich)加入有机相中。向2mL含有1-十八烷硫醇的纳米前药的悬浮液中加入500μL的10×PBS和摩尔当量的Cy5.5马来酰亚胺(GE Healthcare)。在光保护下将反应混合物在室温下孵育过夜。为了除去未结合的Cy5.5马来酰亚胺，将悬浮液用20mM柠檬酸钠缓冲液和0.15M NaCl平衡的G-25Sephadex柱上(GEHealthcare)纯化³³。如上所述，将标记的纳米前药过滤并保存。结合的Cy5.5浓度测定如下：将200μL纳米前药悬浮液与800μL乙腈混合并且在675nm处测量吸光度。使用Cy5.5马来酰亚胺制作的标准曲线计算浓度。

实施例15

纳米前药的体外细胞培养和细胞摄取

人成胶质细胞瘤细胞系U87MG获自美国典型培养物保藏所(ATCC)。使细胞生长在37℃的5%CO₂的潮湿空气气氛下，在含有青霉素(100U/mL)和链霉素(100μg/mL)的抗生素的最低基础培养基(MEM,Invitrogen)中，并补充10%胎牛血清(FBS，Invitrogen)。为了证明纳米前药的细胞内摄取和降解，使细胞生长在75cm²培养瓶中直至～70%汇合密度并用CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药(5μM)处理3天。用PBS洗涤细胞三次以除去游离的纳米前药并用胰蛋白酶消化。通过离心收集细胞，并将沉淀重悬于PBS中。在三次重悬浮/离心循环后，大约80,000,000个细胞用1mL裂解缓冲液(1%的Triton X-100、10mMTris-HCl，pH7.4)在37℃处理15分钟。裂解物与乙腈(3mL)混合并以10,000×g离心10分钟。收集上清液，蒸干。将残留物溶解于500μL乙腈并在20,000×g离心15分钟。如所述的，用RP-HPLC分析上清液¹⁴。为了证明荧光纳米前药的细胞内摄取，在存在荧光标记的纳米前药的情况下，孵育细胞。四腔室培养玻片(BD Biosciences)接种U87MG细胞，并使细胞贴壁培养24小时。将培养基用1.0mL新鲜制备的含荧光标记的纳米前药(1μM Cy5.5)的培养基悬浮液替换，并将腔式玻片孵育5小时。细胞用PBS洗涤三次以除去游离的纳米前药，加入一滴4′,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)(Prolong Gold，Invitrogen)封固剂，然后放置上盖玻片。对于显微分析，使用配备有荧光显微镜(Model UprightZeiss)的数字照相机的共聚焦激光扫描显微镜(Leica Microsystem SP5)进行显微分析。

实施例16

动物模型

根据Cedars-Sinai Medical Center实验动物照护及使用委员会(InstitutionalAnimal Care and Use Committee)协议进行所有动物研究。用于所有实验的是6-8周龄的雌性无胸腺nu/nu小鼠(Charles River Laboratories)。对于皮下肿瘤模型，将在PBS(100μL)中混悬的10⁷U87MG人神经胶质瘤细胞注射到小鼠右侧。对于颅内肿瘤模型，对小鼠进行U87MG细胞的颅内立体定向移植。用氯胺酮和右旋美托咪定组合物作为单一腹膜内注射将小鼠麻醉。用Hamilton注射器将混悬于2μl PBS中的10⁵U87MG细胞植入脑部的右额区。动物接受阿替美唑的腹膜内注射以逆转右美托咪定的作用。为了缓解疼痛，进行单次皮下注射的丁丙诺啡。

实施例17

纳米前药的体内抗肿瘤功效

在小鼠皮下和颅内异种移植物的U87MG肿瘤上测试CPT-TEG-ALA/Toco纳米前药的抗肿瘤作用。在皮下模型中，当肿瘤直径尺寸达到约5–1.0cm时开始治疗。(n＝6)接受纳米前药的静脉内(尾静脉)注射的动物在每日的基础上进行五天(4mg/kg/天CPT-TEG-ALA)。测量肿瘤的两个垂直直径，且根据以下公式计算体积：V(mm³)=L(mm)×W²(mm²)/2，其中L是最长的直径且W是垂直于L的直径。在颅内模型中，肿瘤移植后7天的动物(n＝8)开始接受纳米前药的静脉内(尾静脉)注射(16mg/kg/天CPT-TEG-ALA)，每三天一次，进行4周。当动物表现严重偏瘫，或表现出不能饮食饮水、癫痫发作，虚弱、麻痹，将动物处死。作为对照组，将动物接受伊立替康、α-生育酚纳米悬浮液和盐水注射。

实施例18

光学成像

在皮下模型中，在肿瘤尺寸达到>1cm后，通过尾静脉注射进行100μL荧光纳米前药(10μM Cy5.5)注射。在颅内模型中，当有显著的神经学损伤迹象时，将荧光纳米前药注射。用Xenogen200成像系统(Caliper Life Sciences)对活的动物和收获的器官进行荧光成像。从动物上收获器官(脑、心脏、肝脏、肾脏、脾脏和肺)，然后立即成像以确定纳米前药的积聚。成像是在整个身体(只是皮下模型)和在分离的器官，且肿瘤切片包埋并冷冻在OCT化合物中。为了荧光共聚焦显微，肿瘤经冰冻切片(10μm)，加入一滴DAPI(Prolong Gold，Invitrogen)封固剂培养基，然后放置上盖玻片。，使用配备有荧光显微镜(Model UprightZeiss)的数字照相机的共聚焦激光扫描显微镜(Leica Microsystem SP5)进行显微分析。

实施例19

组织学和免疫组织化学

在处死动物后立即收获整个大脑，冷冻在OCT化合物中，冰冻切片(10μm)，并用苏木精和曙红染色。为了免疫组化，将切片固定在4%PFA中5分钟。为证实肿瘤血管生成，用大鼠抗小鼠CD31(1:100;BD Biosciences)处理冷冻切片，然后用FITC-共轭山羊抗-大鼠IgG(Sigma)进行处理。为检测增殖活性，用兔抗-人Ki-67处理切片，然后用FITC-共轭山羊抗-兔IgG(Sigma)进行处理。通过加入一滴DAPI封固的培养基(Prolong Gold，Invitrogen)，将所有切片用DAPI复染。共聚焦显微分析如上所述进行。

实施例20

统计学分析

除了存活研究，用平均值±标准偏差(S.D.)分析和表达结果。用斯氏t检验进行结果的统计学分析。对于小鼠存活研究，进行log-rank统计学分析。对于所有试验，在P<0.05时认为是统计学显著的差异。

参考文献

1.Krex，D.等，Long-term survival with glioblastoma multiforme（多形性成胶质细胞瘤的长期生存）.Brain130,2596–2606(2007).

2.Yang,I.&Aghi,M.K.New advances that enable identification ofglioblastoma recurrence（在能够鉴别成胶质细胞瘤复发的新进展）.Nat.Rev.Clin.Oncol.6,648–657(2009).

3.Cecchelli,R.等，Modelling of the blood-brain barrier in drug discovery anddevelopment（模拟在药物发现和开发中的血脑屏障）.Nat.Rev.Drug Disc.6,650–661(2007).

4.Hawkins,B.T.&Davis,T.P.The blood-brain barrier/neurovascular unit inhealth and disease（在健康和疾病状态下的血脑屏障/神经脉管系统）.Pharmacol.Rev.57,173–185(2005).

5.Juillerat-Jeanneret,L.The targeted delivery of cancer drugs across theblood-brain barrier:chemical modifications of drugs or drug-nanoparticles（癌症药物穿过血脑屏障的靶向递送：药物的化学修饰或药物的纳米颗粒）?DrugDiscov.Today13,1099–1106(2008).

6.Wolburg，H.等，Localization of claudin-3in tight junctions of theblood-brain barrier is selectively lost during experimental autoimmuneencephalomyelitis and human glioblastoma multiforme（在实验性自身免疫脑脊髓炎和人类多形性成胶质细胞瘤过程中（claudin-3）定位在紧密连接的血脑屏障的选择性损失）.Acta Neuropathol.105,586–592(2003).

7.Zlokovic,B.V.The blood-brain barrier in health and chronicneurodegenerative disorders（在健康和慢性神经变性疾病中的血脑屏障）.Neuron57,178–201(2008).

8.Shlosberg,D.,Benifla,M.,Kaufer,D.&Friedman,A.Blood-brain barrierbreakdown as a therapeutic target in traumatic brain injury（在外伤性脑损伤血脑屏障的击穿作为治疗靶）.Nat.Rev.Neurol.6,393–403(2010).

9.Iyer,A.K.,Khaled,G.,Fang,J.&Maeda,H.Exploiting the enhancedpermeability and retention effect for tumor targeting（开发渗透性加强和保留效果的肿瘤靶标）.Drug Discov.Today11,812–818(2006).

10.Maeda,H.The enhanced permeability and retention(EPR)effect in tumorvasculature:the key role of tumor-selective macromolecular drug targeting（渗透性加强和保留效果的肿瘤脉管系统：肿瘤-选择性大分子药物靶向的关键作用）.Adv.Enzyme Regul.41,189–207(2001).

11.Ferrari,M.Cancer nanotechnology:opportunities and challenges（癌症纳米技术：机会和挑战）.Nat.Rev.Cancer5,161–171(2005).

12.Kuo,F.等，Nano emulsions of an anti-oxidant synergy formulationcontaining gamma tocopherol have enhanced bioavailability and anti-inflammatoryproperties（含有γ-生育酚的抗氧化剂增效制剂的纳米乳浊液增强生物利用度和抗感染的性质）.Int.J.Pharm.363,206–213(2008).

13.Pizzolato,J.F.&Saltz,L.B.The camptothecins（喜树碱）.The Lancet.361,2235–2242(2003).

14.Lee,B.S.等，Oxidative stimuli-responsive nanoprodrug of camptothecinkills glioblastoma cells（喜树碱纳米前药杀死成胶质细胞瘤细胞的氧化的刺激-应答）.Bioorg.Med.Chem.Lett.20,5262–5268(2010).

15.Shafiq,S.等，Development and bioavailability assessment of ramiprilnanoemulsion formulation（雷米普利纳米乳浊液制剂的发展和生物利用度评价）.Eur.J.Pharma.Biopharm.66,227–243(2007).

16.Filipe,V.,Hawe,A.&Jiskoot,W.Critical evaluation of nanoparticletracking analysis(NTA)by NanoSight for the measurement of nanoparticles andprotein aggregates（通过NanoSight进行纳米颗粒的径迹分析的临界状态分析以测定纳米颗粒和蛋白聚焦体）.Pharm.Res.27,796–810(2010).

17.Lee,B.S.等，Stimuli-responsive antioxidant nanoprodrugs of NSAIDs（NSAIDs抗氧化剂纳米前药的刺激-应答）.Int.J.Pharm.372,112–124(2009).

18.Ohshima,H.&Bartsch,H.Chronic infections and inflammation process ascancer risk factors:possible role of nitric oxide in carcinogenesis（慢性感染和炎症过程作为癌症的高风险因素：NO在致癌作用中可能的角色）.Mutat.Res.305,253–264(1994).

19.Weitzman,S.A.&Gordon,L.I.Inflammation and cancer:role ofphagocyte-generated oxidants in carcinogenesis（炎症与癌症：在致癌作用中吞噬细胞-产生的抗氧化剂的角色）.Blood76,655–663(1990).

20.Trush,M.A.&Kensler,T.W.An overview of the relationship betweenoxidative stress and chemical carcinogenesis（氧化应激和化学致癌作用之间的关系的综述）.Free Radic.Biol.Med.10,201–209(1991).

21.Cerutti,P.A.Prooxidant states and tumor promotion（粗氧化剂状态和肿瘤诱发）.Science227,375–381(1985).

22.Bunt,S.K.等，Reduced inflammation in the tumor microenvironmentdelays the accumulation of myeloid-derived suppressor cells and limits tumorprogression（肿瘤微环境中减少的炎症延迟了骨髓衍生抑制细胞的积累并限制了肿瘤的进展）.Cancer Res.67,10019–10026(2007).

23.Henson,J.W.,Cordon-Cardo,C.&Posner,J.B.P-glycoprotein expressionin brain tumors（在脑肿瘤中P-糖蛋白的表达）.J Neurooncol.14,37–43(1992).

24.Sawada,T.,Kato,Y.,Sakayori,N.,Takekawa,Y.&Kobayashi,M.Expression of the multidrugresistance P-glycoprotein(Pgp,MDR-1)by endothelialcells of the neovasculature in central nervous system tumors（通过在中枢神经系统肿瘤的心血管系统的内皮细胞上表达多药耐药的P-糖蛋白(Pgp,MDR-1)）.Brain Tumor Pathol.16,23–27(1999).

25.Bredel,M.&Zentner,J.Brain-tumour drug resistence:the bare essentials（脑肿瘤药物的耐受性：裸的自发性）.Lancet Oncol.3,397–406(2002).

26.Shapiro,A.B.,Corder,A.B.,&Ling,V.P-glycoprotein-mediated Hoechst33342transport out of the lipid bilayer（P-糖蛋白介导的Hoechst33342转运出直至双分子层）.Eur.J.Biochem.250,115–121(1997).

27.Iyer,L.等，Biliary transport of irinotecan and metabolites in normal andP-glycoprotein-deficient mice（在正常和P-糖蛋白缺陷小鼠中伊立替康及其代谢物的胆汁转运）.Cancer Chemother.Pharmacol.49,336–41(2002).

28.Sen,W.J.等，CPT-11sensitivity in relation to the expression ofP170-glycoprotein and multidrug resistance-associated protein（P170-糖蛋白和多药耐药相关蛋白表达相关CPT-11的灵敏度）.Br.J.Cancer77,359–65(1998).

29.Wang,M.,Wang,T.,Liu,S.,Yoshida,D.&Teramoto,A.The expression ofmatrix metalloproteinase-2and-9in human gliomas of different pathologicalgrades（在人类神经胶质瘤的不同病理等级中的基质金属蛋白酶-2和-9的表达）.Brain Tumor Pathol.20,65–72(2003).

30.Gilbertson,R.J.&Rich,J.N.Making a tumour’s bed:glioblastoma stemcells and the vascular niche（制备肿瘤床：成胶质细胞瘤干细胞和脉管微环境）.Nat.Rev.Cancer7,733–736(2007).

本发明各种实施方式在以上描述中详细说明。尽管这些描述直接描述上述实施方式，应当理解，本领域技术人员可想到本文显示和描述的具体实施方式的修改和/或变化。任何落在本发明范围内的此类修改和变化也旨在包括在其中。除非具体说明，发明人的意图是，为可应用领域的普通技术人员给出说明书和权利要求中的词和短语的普通和习惯含义。

在申请本申请的同时，本申请人已知的本发明的各种实施方式的上述说明已被提出并旨在用于说明和描述的目的。本描述不旨在穷尽或将本发明限制到所公开的精确形式，并且鉴于上面的教导许多修改和变化是可能的。所描述的实施方式用于解释本发明的原理及其实际应用，以使本领域技术人员利用本发明的不同实施方式和不同的修改以适于预期的特定用途。因此，希望本发明不限于公开的用于实施本发明的特定实施方式。

尽管本发明的特定实施方式已经示出和描述，对本领域技术人员将是显而易见的是基于本文的教导，不背离本发明及其更广泛的方面可以进行变化和修改，因此，所附权利要求涵盖其范围内所有此类改变和修改如在本发明的真正精神和范围内。本领域人员将理解的是，一般地，本文使用的术语通常意指“开放的”术语(例如，术语“包括（including）”应该被解释为“包括但不限于”，术语“具有（having）”应该被解释为“具有至少”，术语“包括（includes）”应该被解释为“包括但不限于”等)。

Claims

1.一种纳米球，其包含：

生育酚和

共轭到亲水性间隔基、疏水性间隔基、两亲性间隔基或两亲性聚合物的治疗剂或成像剂。

2.一种治疗有需要受试者的癌症的方法，其包括：

提供权利要求1所述的纳米球；和

给所述受试者施用治疗有效量的所述纳米球用以治疗所述癌症。

3.一种检测或诊断有需要受试者的癌症的方法，其包括：

提供权利要求1所述的纳米球；

给所述受试者施用治疗有效量的所述纳米球；和

对所述受试者成像以检测或诊断所述癌症。

4.根据权利要求1所述的纳米球，其还包含：

含有抗氧化剂α-硫辛酸的疏水性化合物，其具有式A-Ia的结构：

其中X选自由取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链组成的组，并可任选地包含杂原子；Y选自由支链和无支链烷基、支链和无支链烯基、支链和无支链炔基、包含杂原子的支链和无支链烷基、包含杂原子的支链和无支链烯基、包含杂原子的支链和无支链炔基、芳基、环状脂基、环状芳基、杂环和芳族杂环基团组成的组；且n为至少1的整数。

5.根据权利要求4所述的纳米球，其中式Ia中所述的二硫戊环部分是α-硫辛酸，并由式A-IIa表示：

6.一种治疗有需要的受试者癌症的方法，其包括：

提供权利要求4所述的纳米球；和

给所述受试者施用治疗有效量的所述纳米球以治疗所述癌症。

7.一种检测或诊断有需要受试者的癌症的方法，其包括：

提供权利要求4所述的纳米球；

给所述受试者施用治疗有效量的所述纳米球；和

对所述受试者成像用以检测或诊断所述癌症。

8.根据权利要求1所述的纳米球，其还包含：

疏水性非甾体抗炎药(NSAID)衍生物，其具有式B-I的结构：

其中A选自由支链和无支链烷基、支链和无支链烯基、支链和无支链炔基、包含杂原子的支链和无支链烷基、包含杂原子的支链和无支链烯基、包含杂原子的支链和无支链炔基、芳基、环状脂基、环状芳基、杂环和芳族杂环基团组成的组；并且n为至少2的整数。

9.一种治疗有需要的受试者癌症的方法，其包括：

提供权利要求8所述的纳米球；和

10.一种检测或诊断有需要的受试者癌症的方法，其包括：

提供权利要求8所述的纳米球；

给所述受试者施用治疗有效量的所述纳米球；和

对所述受试者成像用以检测或诊断所述癌症。

11.根据权利要求1所述的纳米球，其还包含：

非甾体抗炎药(NSAID)的疏水性抗氧化剂和抗炎衍生物，其具有式B-II的结构：

其中X选自由取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链组成的组，并且可任选地包含杂原子；A选自由支链和无支链烷基、支链和无支链烯基、支链和无支链炔基、包含杂原子的支链和无支链烷基、包含杂原子的支链和无支链烯基、包含杂原子的支链和无支链炔基、芳基、环状脂基、环状芳基、杂环和芳族杂环基团组成的组；n为至少1的整数；且m为至少1的整数。

12.根据权利要求11所述的纳米球，其中所述NSAID的疏水性抗氧化剂和抗炎衍生物是式B-III：

其中ALA表示α-硫辛酸

13.一种治疗有需要的受试者癌症的方法，其包括：

提供权利要求11所述的纳米球；和

14.一种检测诊断有需要的受试者癌症的方法，其包括：

提供权利要求11所述的纳米球；

给所述受试者施用治疗有效量的所述纳米球；和

对所述受试者成像用以检测或诊断所述癌症。

15.根据权利要求1所述的纳米球，其还包含：

他汀内酯衍生物，其具有式D-I、D-II、D-III、D-IV、D-V或D-VI的结构：

其中A和B独立地选自由―OC(O)―、―OC(O)O―和―OC(O)N(R)―组成的组，其中R是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链并可任选地包含杂原子；X和Y是连接基，各自独立地包含取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链并可任选地包含杂原子；并且SL选自他汀内酯，所述他汀内酯来自由阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、美伐他汀、匹伐他汀、罗苏伐他汀和辛伐他汀组成的组，

其中A选自由―OC(O)―、―OC(O)O―和―OC(O)N(R)―组成的组，其中R是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链并可任选地包含杂原子；P选自由―OC(O)―和―N(R)C(O)―组成的组，其中R是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链并可任选地包含杂原子；X是连接基，其包含取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链并可任选地包含杂原子；并且SL选自他汀内酯，所述他汀内酯来自由阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、美伐他汀、匹伐他汀、罗苏伐他汀和辛伐他汀组成的组，

其中L₁是通过二醇上两个游离的可酯化羟基基团的酯化反应形成的部分；并且SL选自他汀内酯，所述他汀内酯来自由阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、美伐他汀、匹伐他汀、罗苏伐他汀和辛伐他汀组成的组，

其中L₂是在使用二胺作为连接基制备他汀内酯衍生物的过程中形成的部分，并且SL选自他汀内酯，所述他汀内酯来自由阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、美伐他汀、匹伐他汀、罗苏伐他汀和辛伐他汀组成的组，

其中L₃可以是在使用氨基醇作为连接基制备他汀内酯衍生物的过程中形成的部分；并且SL选自他汀内酯，所述他汀内酯来自由阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、美伐他汀、匹伐他汀、罗苏伐他汀和辛伐他汀组成的组，

其中A和P独立地选自由―OC(O)―、―OC(O)O―和―OC(O)N(R)―组成的组，其中R是氢原子，或取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链并可任选地包含杂原子；X是连接基，其包含取代的、未取代的、支链或无支链碳原子链并可任选地包含杂原子；并且SL1和SL2独立地选自他汀内酯，所述他汀内酯来自由阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、美伐他汀、匹伐他汀、罗苏伐他汀和辛伐他汀组成的组。

16.根据权利要求15所述的纳米球，其中所述他汀内酯衍生物选自由以下化合物组成的组：