CN105295058B - 纳米级铂化合物及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物相容的缀合聚合物纳米颗粒，所述纳米颗粒包含共聚物骨架、多条共价连接至所述骨架的侧链和多个可分离地连接至所述骨架的铂化合物。本发明还涉及二羰基‑脂质化合物，其中铂化合物可分离地连接至所述二羰基化合物。本发明还涉及治疗癌症或癌症转移的方法。所述方法包括：选择需要治疗癌症或癌症转移的受试者；并给予所述受试者有效量的任意本发明的纳米颗粒、化合物或组合物。

Description

纳米级铂化合物及其使用方法
本申请是申请日为2010年2月4日、发明名称为“纳米级铂化合物及其使用方法”的申请号为201080015384.4的专利申请的分案申请。
相关申请
根据35USC.§119(e)，本申请要求2009年2月4日提交的美国临时申请No.61/149,725和2009年9月4日提交的美国临时申请No.61/240,007的优先权，并将这两个临时申请的内容以引用的方式整体引入本文。
政府支持
本申请的主题是在Department of Defense Era of Hope Scholar基金W81XWH-07-1-0482和Department of Defense Postdoctoral基金W81XWH-09-1-0728的支持下做出的。美国政府对本发明享有一定的权利。
技术领域
本发明涉及生物相容的缀合聚合物纳米颗粒，所述纳米颗粒包含共聚物骨架、多条共价连接至所述骨架的侧链和多个可分离地连接至所述骨架的铂化合物。
背景技术
在美国，癌症是第二大死亡原因，在2008年估计有1,444,180例新增病例和565,650例死亡病例。用于标准化疗中的细胞毒性剂非特异性地靶向所有正在分裂的细胞，导致了剂量限制性毒性。迫切需要开发出更加特异性地针对肿瘤作为目标的新策略。
纳米载体(nanovector)的应用拥有通过特异性地靶向肿瘤来革新癌症化疗的潜力。许多聚合物纳米载体目前正处于开发中或处于临床中，并且正显著地改变活性剂的药效学曲线和药代动力学曲线。然而，这些聚合物结构中的大多数降低了缀合活性剂的效能，其依赖于增加向肿瘤内的摄入量来提高治疗指数。
顺铂是用于大多数类型癌症的化疗疗法的支柱性药物之一(Kelland L.Theresurgence of platinum-based cancer chemotherapy.Nat Rev Cancer.2007 Aug；7(8):573-84)。然而，由于严重的肾毒性，它的应用受剂量限 制。此外，作为多种癌症的一线疗法，顺铂的纳米载体制剂一直是一个挑战。
发明内容
本文报道的是基于铂的化疗药物(如顺铂和奥沙利铂)的聚合物结构的合理化设计，该设计使得能自组装形成纳米颗粒。所述纳米颗粒保持着活性剂的功效；并且相比于顺铂或奥沙利铂或卡铂，该纳米颗粒在对荷瘤小鼠静脉给药时显示出增强的抗肿瘤效果和降低的全身性毒性与肾毒性。利用这种通过纳米技术实现的、顺铂或奥沙利铂的治疗指数的提高，可以在多种类型癌症的临床管理中使用纳米铂酸盐(platinate)。
本发明涉及生物相容的缀合聚合物纳米颗粒，所述纳米颗粒包含共聚物骨架、多条共价连接至所述骨架的侧链和多个可分离地连接至所述骨架的铂化合物。通常，所述铂化合物通过与所述侧链的连接而可分离地连接至骨架。在某些实施方式中，所述铂化合物通过至少一个配位键连接至所述侧链。
本发明另一方面涉及包含聚马来酸(PMA)、如聚(异丁烯-alt-马来酸)(PIMA)骨架的、生物相容的缀合聚合物纳米颗粒。所述骨架由25-50个单体组成。所述聚合物纳米颗粒还包含多条共价连接至所述骨架的PEG侧链，所述PEG侧链的分子量为200-3000道尔顿。所述PEG侧链的数目为所述聚合物骨架的单体单元数目的50％-100％(含端值)。所述聚合物纳米颗粒还包含多个可分离地连接至所述骨架的顺铂或奥沙利铂的侧基。所述顺铂侧基的数目为所述聚合物骨架的单体单元数目的25％-75％(含端值)。
本发明另一方面涉及包含聚(异丁烯-alt-马来酸)骨架的、生物相容的缀合聚合物纳米颗粒。所述骨架由大约40个单体组成。所述聚合物纳米颗粒还包含多条共价连接至所述骨架的PEG侧链。所述PEG侧链的分子量为约2000道尔顿。所述PEG侧链的数目高于所述聚合物骨架的单体单元的90％。所述聚合物纳米颗粒还包含多个可分离地连接至骨架的顺铂或奥沙利铂的侧基。所包含的顺铂或奥沙利铂侧基的数目为所述聚合物骨架的单体单元数目的25％-75％。
本发明另一方面涉及包含聚(异丁烯-alt-马来酸)骨架的、生物相容的缀合聚合物纳米颗粒。所述骨架由25-50个单体组成。所述聚合物纳米颗粒还包含多条共价连接至所述骨架的葡糖胺侧链。所述葡糖胺侧链的数目为所述聚合物骨架的单体单元的50％-100％(含端值)。所述聚合物纳米颗粒还包含多个可分离地连接至所述骨架的顺铂或奥沙利铂的侧基。所述顺铂或奥沙利铂侧基的数目为所述聚合物骨架的单体单元数目的25％-75％(含端值)。
本发明另一方面涉及包含聚(异丁烯-alt-马来酸)骨架的、生物相容的缀合聚合物纳米颗粒。所述骨架由25-50个单体组成。所述聚合物纳米颗粒还包含多条共价连接至所述骨架的葡糖胺侧链。所包含的葡糖胺侧链的数目高于所述聚合物骨架的单体单元的75％。所述聚合物纳米颗粒还包含多个可分离地连接至骨架的顺铂或奥沙利铂的侧基。所述顺铂或奥沙利铂侧基的数目为所述聚合物骨架的单体单元数目的25％-75％(含端值)。
本发明另一方面涉及羧酸-铂(II)(Pt(II))络合物缀合纳米颗粒，所述纳米颗粒包含羧酸-(Pt(II))络合物和多条脂质-聚合物链。所述羧酸-顺铂/奥沙利铂络合物的羧酸部分共价连接至所述脂质-聚合物链。
本发明另一方面涉及包含多个如本文权利要求所述纳米颗粒的囊泡(vesicle)、胶团(micelle)或脂质体化合物/复合体(liposome compound)。
本发明另一方面涉及包含本文所述纳米颗粒或化合物中的任一种及药学上可接受的载体的药物组合物。
本发明另一方面涉及治疗癌症或癌症转移(metastasis)的方法。所述方法包括：选择需要治疗癌症或癌症转移的受试者；并向所述受试者给予有效量的本文所述的纳米颗粒、化合物或组合物中任一种。
附图说明
图1A显示出PMA-顺铂的合成图示。图1B显示出当使用DLS或TEM测定时，每个聚合物上加载不同数目的顺铂影响纳米颗粒的尺寸。图1C还给出了聚异丁烯马来酸载体(PIMA)2和缀合物(PIMA-CISPLATIN)6的细胞毒性研究的图。
图2显示出将PMA用EDA进行衍生的图示。衍生后的聚合物被用于合成顺铂络合物。该图显示出在孵育(incubation)48小时后，不同的处理方式对LLC活力的影响。
图3显示出PMA-GA-顺铂的合成图示。在48小时的时间段内用顺铂进行络合。由DLS测定可见，这使得形成尺寸范围为100nm左右的纳米颗粒。
图4A显示出在用LLC裂解液孵育时，从PMA-GA-顺铂纳米颗粒中释放的活性顺铂的量。右侧的图4B的浓度-效应图显示出在用活性剂孵育48小时后，不同的处理方式对路易斯肺癌(Lewis Lung Carcinoma)细胞活力的影响。细胞活力采用MTS分析测定。
图5A-5F为线形图(图5A和图5B)和柱状图(图5C-5F)，这些图显示出游离顺铂和纳米颗粒顺铂在路易斯肺癌模型中的功效和毒性曲线。通过对c57/BL6小鼠注射LLC细胞诱发肿瘤。图中显示出随着处理时间的推移，各处理方式对肿瘤体积(图5A)和体重(图5B)的影响。对动物给药三次(由X轴上的箭头示出)。示出的数据为平均值±标准差，n＝4-8。图5C显示出不同处理组间的血细胞计数。图中还显示出处理对肾脏(图5D)和脾脏(图5E)的器官重量(作为肾毒性和血液毒性的标志)的影响(n＝4-6)。每张图上方的图文显示出每个处理组的代表性器官。图5F显示出在给予游离顺铂或顺铂纳米颗粒24h后(顺铂剂量为8mg/kg)，利用ICP光谱法测定的Pt在肾脏和肿瘤中的生物学分布。
图6为显示出PMA-GA-顺铂(8)的合成图示。
图7显示出PMA-PEG-顺铂对路易斯肺癌的作用。将细胞用药物或载体孵育48小时后，用MTS分析测定活力。
图8A-图8B显示出在体内实验中，不同处理方式对肿瘤生长和体重的影响。通过向c57/BL6小鼠体内注射LLC细胞诱发肿瘤。
图9显示出利用uv-vis光谱法对铂化(platination)聚合物的量进行定量的图。
图10为显示出在水中可形成胶团的脂质马来酸-顺铂络合物的合成图示。
图11A和图11B为显示出顺铂纳米颗粒的SAR-吸入式设计(SAR-inspiredengineering)的示意图。图11A显示出的机理构成了顺铂通过水合作用发生胞内活化作用的基础。在与DNA结合前，顺铂和其类似物的离去基团(用蓝线示出)被-OH取代。图11B显示出PIMA-顺铂和PIMA-葡糖胺(PIMA-GA)-顺铂络合物的化学合成。将聚马来酸酐(n＝40)(1)转化成聚马来酸[PIMA](2)，使得能够通过二羧酸键与[NH2]2Pt[OH]2络合(6)。将PIMA的单臂(one arm)用葡糖胺(4)衍生化，再与[NH2]2Pt[OH]2络合，随不同的pH可产生两个同分异构体(8)和(10)，这两个同分异构体的特征在于唯一的Pt NMR信号(图11B)。
图12A和图12B显示出顺铂-纳米颗粒(cisPt-NP)的表征。PIMA(n＝40)骨架上的Pt数目的增加使所形成的纳米颗粒的尺寸随之增加。在Pt与聚合物的最佳比例，发明人得到了小于150nm的纳米颗粒，低于该尺寸的颗粒优先归巢(homing)至肿瘤。图12A显示出将PIMA的所有单体单元用葡糖胺衍生化，并随后与铂络合，形成小于150nm的纳米颗粒。图12B显示出在这一比例下，每mg聚合物所加载的总铂量。
图13A-13F为显示出顺铂纳米颗粒的体外表征的线形图。图13A和图13B显示出利用MTS分析测定的不同处理方式对细胞活力的浓度-效应关系。X轴显示出顺铂的当量浓度。在使用空白的聚合对照的情况中，所使用的聚合物的剂量等同于用于递送络合形式的顺铂的具体剂量。将PIMA同样用乙二胺衍生化，生成PIMA-EDA；对铂而言，PIMA-EDA提供与PIMA-GA相似的络合环境。与PIMA-GA不同，PIMA-EDA产生固有的毒性。PIMA-GA-顺铂[酸性]是指在酸性络合环境下形成的异构体，而PIMA-GA-顺铂[碱性]是指在碱性环境下形成的异构体。图13C-13F显示出当所述PIMA骨架(40个单体单元)被衍生化至不同程度时，PIMA-GA-顺铂纳米颗粒对LLC细胞活力的影响。PIMA-30GA-顺铂的40个单体单元中的30个用葡糖胺进行了衍生化，而PIMA-GA-40和PIMA-GA-200的所有单体单元都进行了衍生化。[a]和[b]是指当聚合物与顺铂络合时，在酸性环境和碱性环境下形成的异构体。表1显示出相应的IC50值。
图14A-14J显示出FACS图像(图14A-14H)和柱状图(图14I和图 14J)，显示出利用PIMA-GA-顺铂处理后诱发细胞死亡。4T1(图14A-14D)和LLC(图14E-14H)细胞的代表性FACS图像显示出用游离顺铂或纳米颗粒顺铂处理后，各象限中的百分比。为了对比，将卡铂用作对照(图14D和图14H)。将所述细胞用药物孵育24h后，用膜联蛋白-V FITC进行标记并用碘化丙啶进行复染色。
图15为显示出用FITC对PIMA-GA聚合物进行标记，以便能追踪细胞摄取所述纳米颗粒的图示。
图16为显示出pH和铂络合环境对释放动力学的影响的线形图。所述纳米颗粒在透析袋中于pH 5.5或pH 8.5下孵育，并随时间对释放情况进行定量。通过使聚合物和顺铂在酸性pH[6.4]下络合，生成所使用的纳米颗粒[PIMAGA-顺铂(O→Pt)]；除非是对于PIMA-GA-顺铂(Pt→N)的情况，在碱性pH下进行络合，以生成稳定的异构体[PIMA-GA-顺铂(N→Pt)]。所示数据均为平均值±标准差，n＝3。
图17A-17D为线形图(图17A和图17B)和柱状图(图17C和图17D)，显示出在4T1乳腺癌模型中与游离顺铂相比，PIMA-GA-顺铂纳米颗粒产生相似的抗肿瘤活性和降低的全身性毒性。线形图显示出随着处理时间的推移，各处理方式对肿瘤体积(图17A)和体重(图17B)的影响。对动物给药三次(由X轴上的箭头显示)。所示数据为平均值±标准差，n＝4-8。柱状图显示出相对于载体处理组[ANOVA后进行q检验]，处理对脾脏(图17C)和肾脏(图17D)的器官重量(作为肾毒性和血液毒性的标志)的影响(n＝4-6，*P<0.05)。将卡铂[3mg/kg]用作对照。
图18A和图18B为柱状图(图18A)和线形图(图18B)，显示出在K-rasLSL/+/Ptenfl/fl卵巢癌模型中，PIMA-GA-顺铂纳米颗粒抑制肿瘤生长。如图18A所示，相比于载体处理的小鼠，采用顺铂纳米颗粒处理的小鼠在生物发光定量方面显示出显著降低的肿瘤荧光素酶信号(P<0.05，单因素ANOVA分析)。图18B显示出通过测量总体重所评估的药物毒性。体重每日记录显示出相比于顺铂纳米颗粒的两个处理组(1.25mg/kg和3mg/kg)，游离顺铂组的显著降低(P<0.05，双因素ANOVA分析)。
图19A和图19B为柱状图，显示出在乳腺癌或卵巢癌中，将顺铂、 顺铂纳米颗粒[PIMA-GA-顺铂(O→Pt)]或卡铂给药后Pt的分布。如图17和图18中所述的方式给予处理。利用电感耦合等离子体(ICP)光谱法对尸体检验后获得的不同组织中Pt的水平进行定量。
图20A和图20B为显示出奥沙利铂纳米颗粒的SAR-吸入式设计的图示。图20A显示出的机理构成奥沙利铂通过水合作用发生胞内活化的基础。图20B显示出PIMA-奥沙利铂和PIMA-葡糖胺(PIMA-GA)-奥沙利铂络合物的化学合成。奥沙利铂-OH可与PIMA通过二羧酸键络合。将PIMA的单臂与葡糖胺衍生化，再与奥沙利铂络合，可随pH产生两种同分异构体。
图21A和图21B为显示出利用MTS分析测定的、不同处理方式对细胞活力方面的浓度-效应线形图。将乳腺癌细胞系、路易斯癌(图21A)和4T1(图21B)细胞系用于该研究。X轴示出铂的当量浓度。在使用空白的聚合对照的情况中，所使用的聚合物的剂量等同于用于递送络合形式的奥沙利铂的具体剂量。PIMA-GA-奥沙利铂是指在酸性络合环境下形成的异构体[PIMA-GA-奥沙利铂(O→Pt)]。PIMA-GA-奥沙利铂曲线左移表明，纳米颗粒比游离的奥沙利铂在抗肿瘤功效方面更有效。
图22A-22E为线形图(图22A和图22B)和柱状图(图22C-22E)，显示出在4T1乳腺癌模型中，相比于游离的奥沙利铂，PIMA-GA-奥沙利铂纳米颗粒产生相似的抗肿瘤作用和降低的全身性毒性。线形图显示出随着处理时间的推移，各处理方式对肿瘤体积(图22A)和体重(图22B)的影响。对动物给药三次。所示数据为平均值±标准差，n＝4-8。柱状图显示出处理对肿瘤(图22C)、肾脏(图22D)和脾脏(图22E)的重量(作为肾毒性和血液毒性的标志)的影响(n＝4-6)。
图23为显示出利用MTS分析测定的、不同的奥沙利铂络合物在细胞活力方面的浓度-效应的线形图。
图24为显示出顺铂、卡铂和PIMA-GA-200(A)对细胞活力影响的线形图。
图25A为显示出胆固醇-琥珀酸缀合物的合成以及Pt络合至所述缀合物的图示。
图25B显示出脂纳米颗粒(liponanoparticles)的动态激光散射。所述脂纳米颗粒的尺寸小于150nm。
图26为示出随时间和pH的影响，Pt从脂纳米颗粒中释放的动力学的线形图。在与酸性瘤内pH一致的酸性pH下，释放速率更快，这有利于活性铂酸盐在肿瘤内的选择性释放。
图27A-27C为显示出顺铂-脂纳米颗粒对4T1乳腺癌细胞活力的影响的线形图。采用MTS分析测定细胞活力。相比于顺铂或卡铂，用脂纳米颗粒处理导致12h内快速的细胞杀灭作用(图27A)。在所有三个时间点上，都发现顺铂-脂纳米颗粒比顺铂更有效。在测试的所有铂酸盐中，卡铂效果最差(图27A-27C)。
图28A和图28B为线形图，显示出顺铂-脂纳米颗粒对于顺铂抗性的肝细胞癌细胞系(CP20)和对于路易斯肺癌细胞系(LLC)的活力的影响。顺铂只有在最高浓度时才对CP20起作用，而所述细胞易受顺铂-脂纳米颗粒的影响(图28A)。卡铂在这一浓度范围内没有效果(图28A和图28B)。对于LLCs而言，顺铂-脂纳米颗粒比游离顺铂产生的抗癌效果更强(图28B)。
图29A-29E为线形图(图29A和图29B)和柱状图(图29C-29E)，显示出顺铂-脂纳米颗粒在体内对4T1同源性(syngeneic)肿瘤模型的功效。线形图显示出不同处理方式对肿瘤生长(图29A和图29C)和体重(作为全身性毒性的标志，图29B)的影响。柱状图显示出肾脏(图29D)和脾脏(图29E)的重量(作为肾毒性和血液毒性的标志)。如图所示，顺铂-脂纳米颗粒诱发更强的抗肿瘤活性，同时具有降低的全身性毒性及肾毒性。
具体实施方式
本发明涉及生物相容的缀合聚合物纳米颗粒，所述纳米颗粒包含共聚物骨架、多条共价连接至所述骨架的侧链和多个可分离地连接至所述骨架的铂化合物。通常，所述铂化合物通过连接至所述侧链而与所述骨架连接。
在某些实施方式中，所述共聚物包含马来酸单体。
在优选的实施方式中，所述共聚物为聚(异丁烯-alt-马来酸)(PIMA或PMA)。
在某些实施方式中，所述共聚物包含2-100个单体单元。在某些实施方式中，所述共聚物包含25-50个单体单元。
在某些实施方式中，所述侧链选自于由聚合物、单糖、羧酸、二羧酸、酰胺和它们的组合所组成的组。
在优选的实施方式中，所述侧链为聚乙二醇(PEG)。PEG侧链可用-C(O)-NH-PEG表示。
在某些实施方式中，所述PEG侧链的分子量为100-5000道尔顿。在某些实施方式中，所述PEG侧链的分子量为1000-3000道尔顿。在优选的实施方式中，所述PEG侧链的分子量为约2000道尔顿。
在某些实施方式中，所述侧链为单糖。在优选的实施方式中，所述单糖为葡糖胺。所述单糖侧链可用-C(O)-糖表示。
本发明中可使用任何铂化合物。所述铂化合物优选为铂(II)化合物或铂(IV)化合物。在某些实施方式中，所述铂(II)化合物选自于由顺铂、奥沙利铂(oxaliplatin)、卡铂(carboplatin)、铂尔定(paraplatin)、赛特铂(sartraplatin)和它们的组合所组成的组。在优选的实施方式中，所述铂(II)化合物侧基为顺铂或奥沙利铂。
在某些实施方式中，所述铂(II)化合物选自于由Pt(NH3)2、Pt(NH3)(2-甲基吡啶)和
(其中p＝0-3)
所组成的组。在优选的实施方式中，所述铂(II)化合物为Pt(NH3)2。
在某些实施方式中，所述铂(II)化合物为
其中p＝0-3。
在某些实施方式中，所述铂(II)化合物包含至少两个氮原子，其中所述氮原子直接与铂相连。在另外的实施方式中，两个氮原子通过任选取代的接头(如非环状接头或环状接头)彼此连接。环状接头意味着包含至少一个环结构的连接部分。环状接头可以是芳基、杂芳基、环基(cyclyl)或杂环基。
在某些实施方式中，与铂连接的至少一个氮为杂芳基或杂环基的环原子。在优选的实施方式中，杂芳基为任选取代的吡啶，如2-甲基吡啶。
在某些实施方式中，侧链的数目相当于所述聚合物骨架的单体单元数目的50％-100％(含端值)。这意味着50％-100％的单体单元具有至少一条连接至所述单体单元的侧链。侧链的总数目可大于单体单元的总数目。例如，两条侧链可附着于一个马来酸单体。
在某些实施方式中，侧链的数目相当于大于所述聚合物骨架的单体单元的数目的90％。
在某些实施方式中，铂化合物的数目相当于所述聚合物骨架的单体单元数目的10％-100％(含端值)。通常，铂化合物与单体亚单元之间存在一对一的关系。因此，该百分比是指与铂化合物连接的单体单元数目与聚合物骨架中存在的单体单元数总数目的比。
在某些实施方式中，铂化合物的数目相当于所述聚合物骨架的单体单元数目的25％-75％(含端值)。
通常，10-500μg的铂化合物可被加载至1mg的聚合物上。优选50-250μg、更优选150-200μg的铂化合物被加载至1mg的聚合物上。在某些实验中，发明人得到的加载量为175±5μg/mg聚合物。
在某些实施方式中，所述侧链包含二羧酸。在某些实施方式中，所述二羧酸具有式HOOC-R-COOH，其中R为C1-C6亚烷基、C2-C6亚烯基 或C2-C6亚炔基。在优选的实施方式中，所述二羧酸为马来酸。
在某些实施方式中，所述共聚物包含至少一个具有式-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)-的单体，其中R为键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；R’为取代的氮原子。优选地，R为键。
在某些实施方式中，所述聚合物骨架中50％-100％(含端值)的单体亚单元为-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)-，其中R为键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；R’为取代的氮原子。
在某些实施方式中，所述聚合物骨架中的至少90％以上的单体亚单元为-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)-，其中R为键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；R’为取代的氮原子。
在某些实施方式中，所述共聚物包含至少一个具有式-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)CH2C(Me2)-或-CH(C(O)R’)-R-CH(CO2H)-CH2C(Me2)-的单体，其中R为键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；R’为取代的氮原子。优选地，R为键。
在某些实施方式中，所述共聚物包含50％-100％(含端值)的具有式-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)CH2C(Me2)-或-CH(C(O)R’)-R-CH(CO2H)-CH2C(Me2)-的单体，其中R为键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；R’为取代的氮原子。
在某些实施方式中，所述共聚物包含至少90％的具有式-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)CH2C(Me2)-或-CH(C(O)R’)-R-CH(CO2H)-CH2C(Me2)-的单体，其中R为键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；R’为取代的氮原子。
在某些实施方式中，R’为
或-NH(CH2CH2O)mCH3，其中m＝1-150。
在某些实施方式中，所述聚合物的至少一个单体包含两条侧链，所述侧链选自于由羧酸、酰胺和酯所组成的组。所述侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述酰胺侧链和酯侧链通过两个碳原子相互隔开。优选所述侧链中至少一个不是羧酸。
在某些实施方式中，所述聚合物的至少一个单体包含两条羧酸侧链。所述羧酸侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述羧酸侧链通过两个碳原子相互隔开。所述碳原子可通过单键或双键相互连接。
在某些实施方式中，所述聚合物的至少一个单体包含羧酸侧链和酰胺侧链。所述羧酸侧链和酰胺侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述羧酸侧链和酰胺侧链通过两个碳原子相互隔开。所述碳原子可通过单键或双键相互连接。
在某些实施方式中，所述聚合物的至少一个单体包含羧酸侧链和酯侧链。所述羧酸侧链和酯侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述羧酸侧链和酯侧链通过两个碳原子相互隔开。所述碳原子可通过单键或双键相互连接。
在某些实施方式中，所述聚合物的至少一个单体包含酰胺侧链和酯侧链。所述酰胺侧链和酯侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述酰胺侧链和酯侧链通过两个碳原子相互隔开。所述碳原子可通过单键或双键相互连接。
在某些实施方式中，所述聚合物的至少一个单体包含两条酰胺侧链。所述酰胺侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述酰胺侧链和酯侧链通过两个碳原子相互隔开。
在某些实施方式中，所述聚合物的至少一个单体包含两条酯侧链。所述酯侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述酰胺侧链和酯侧链通过两个碳原子相互隔开。
在某些实施方式中，所述聚合物的包含两条侧链，所述侧链选自于由羧酸、酰胺和酯所组成的组。所述侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述酰胺侧链和酯侧链通过两个碳原子相互隔开。优选所述侧链中至少一个不是羧酸。
在某些实施方式中，所述聚合物包含两条羧酸侧链。所述羧酸侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述羧酸侧链通过两个碳原子相互隔开。
在某些实施方式中，所述聚合物包含羧酸侧链和酰胺侧链。所述羧酸侧链和酰胺侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述羧酸侧链和酰胺侧链通过两个碳原子相互隔开。
在某些实施方式中，所述聚合物包含羧酸侧链和酯侧链。所述羧酸侧链和酯侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述羧酸侧链和酯侧链通过两个碳原子相互隔开。
在某些实施方式中，所述聚合物包含酰胺侧链和酯侧链。所述酰胺侧链和酯侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述酰胺侧链和酯侧链通过两个碳原子相互隔开。所述碳原子可通过单键或双键相互连接。
在某些实施方式中，所述聚合物包含两条酰胺侧链。所述酰胺侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述酰胺侧链和酯侧链通过两个碳原子相互隔开。
在某些实施方式中，所述聚合物包含两条酯侧链。所述酯侧链通过1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子或它们的组合而相互隔开。优选所述酯侧链通过两个碳原子相互隔开。
本发明所述的纳米颗粒尺寸范围为25-250nm，优选为50-200nm，更优选为80-160nm，最优选为90-110nm。不希望受理论的束缚，尺寸范围为80-160nm的纳米颗粒由于增强的透过性和保留性(retention)，会优先归巢进入肿瘤内。参见实例：Moghimi等，Pharmacol Rev.2001 Jun；53(2):283-318。
在某些实施方式中，所述铂化合物通过至少一个配位键可分离地连接至所述骨架。不希望受理论的束缚，所述配位键更易断裂(more liable)，因而更容易释放所述铂化合物。
在某些实施方式中，所述铂化合物与所述生物聚合物骨架的连接进一步包含羧酸键。在某些实施方式中，所述铂化合物通过配位键和羧酸键连接至所述骨架。
应当理解的是，尽管列举了与骨架的连接，但是本领域技术人员能够理解所述铂化合物通常连接至一条或多条侧链，所述侧链本身与所述骨架相连。所以，铂化合物与骨架的连接的任何列举涵盖如下情况：所述铂化合物连接至侧链，然后该侧链连接至所述骨架。
在某些实施方式中，所述配位键位于所述铂化合物的铂原子和所述侧链的氧原子之间。优选所述配位键位于铂和羰基氧之间。
在某些实施方式中，所述配位键位于所述铂化合物的铂原子和所述侧链的酰胺氧之间。在某些实施方式中，所述配位键位于所述铂化合物的铂原子和所述侧链的酯羰基氧之间。
在某些实施方式中，所述共聚物包含至少一个马来酸单体，其中所述至少一个马来酸的至少一个羧酸被衍生化为酰胺。
在某些实施方式中，所述聚合物骨架中单体单元的50％-100％(含端值)是马来酸单体，并且其中所述马来酸单体的至少一个羧酸被衍生化为酰胺。
在某些实施方式中，所述聚合物骨架中至少90％的单体单元是马来酸单体，并且其中所述马来酸单体的至少一个羧酸被衍生化为酰胺。
所述聚合物上铂化合物的加载量可用mg铂化合物/mg聚合物的百分数表示。例如，可加载至PIMA-GA聚合物上的顺铂的最大量为0.375mg，因此37.5％的加载量表示对于该特定聚合物的最大加载量。加载量范围可为从约1％到聚合物的理论总加载量。
在某些实施方式中，所述铂化合物加载量为1％-37.5％。该加载量百分数表示与每mg聚合物相连的铂化合物的mg数。
在某些实施方式中，所述铂化合物加载量为1％-6％。在某些实施方式中，所述Pt(II)化合物加载量为0.01％-1％。
本发明的另一方面涉及包含聚(异丁烯-alt-马来酸)骨架的、生物相容的缀合聚合物纳米颗粒。所述骨架由25-50个单体组成。所述纳米颗粒还包含多条共价连接至所述骨架的PEG侧链。所述PEG侧链的分子量为1000-3000道尔顿。所述PEG侧链的数目为所述聚合物骨架的单体单元数目的50％-100％(含端值)。所述纳米颗粒还包含多个可分离地连接至所述骨架的顺铂侧基。所述顺铂侧基的数目为所述聚合物骨架的单体单元数目的25％-75％(含端值)。
本发明的另一方面涉及包含聚(异丁烯-alt-马来酸)骨架的、生物相容的缀合聚合物纳米颗粒。所述骨架由40个单体组成。所述纳米颗粒还包含多条共价连接至所述骨架的PEG侧链。所述PEG侧链的分子量为约2000道尔顿。所述PEG侧链的数目大于所述聚合物骨架的单体单元的90％。所述纳米颗粒还包含多个可分离地连接至所述骨架的顺铂侧基。所述顺铂侧基的数目为所述聚合物骨架的单体单元数目的25％-75％(含端值)。
本发明的另一方面涉及包含聚(异丁烯-alt-马来酸)骨架的、生物相容的缀合聚合物纳米颗粒。所述骨架由25-50个单体组成。所述纳米颗粒还包括多条共价连接至所述骨架的葡糖胺侧链。所述葡糖胺侧链的数目为所述聚合物骨架单体单元的50％-100％(含端值)。所述纳米颗粒还包含多个可分离地连接至所述骨架的顺铂侧基。所述顺铂侧基的数目为所 述聚合物骨架的单体单元数目的25％-75％(含端值)。
本发明的另一方面涉及包含聚(异丁烯-alt-马来酸)骨架的、生物相容的缀合聚合物纳米颗粒。所述骨架由25-50个单体组成。所述纳米颗粒还包含多条共价连接至所述骨架的葡糖胺侧链。所述葡糖胺侧链的数目大于所述聚合物骨架单体单元的90％。所述纳米颗粒还包含多个可分离地连接至所述骨架的顺铂侧基。所述顺铂侧基的数目为所述聚合物骨架的单体单元数目的25％-75％(含端值)。
本发明的另一方面涉及羧酸-铂化合物络合物缀合纳米颗粒，所述纳米颗粒包含羧酸-铂化合物络合物和多条脂质-聚合物链。所述羧酸-铂络合物的羧酸部分共价连接至所述脂质-聚合物链。
在优选的实施方式中，所述羧酸为马来酸。在某些实施方式中，所述聚合物为PEG。
在特定的实施方式中，所述铂化合物加载量为1％-37.5％。在特定的实施方式中，所述铂化合物加载量为1％-6％。
所述铂化合物可以是Pt(II)或Pt(IV)化合物。在某些实施方式中，所述Pt(II)化合物选自于由顺铂、奥沙利铂、卡铂、铂尔定、赛特铂和它们的组合所组成的组。在优选的实施方式中，所述Pt(II)化合物为顺铂。
本发明的另一方面涉及包含多个如本文权利要求所述纳米颗粒的囊泡、胶团或脂质体化合物/复合体。
本发明的另一方面涉及包含本文所述的纳米颗粒或化合物中任一种及药学上可接受的载体的药物组合物。
本发明的另一方面涉及治疗癌症或癌症转移的方法。所述方法包括：选择需要治疗癌症或癌症转移的受试者；并向所述受试者给予有效量的本文所述纳米颗粒、化合物或组合物中任一种。
在某些实施方式中，所述癌症或癌症转移选自于由下述铂敏感性或抗性肿瘤所组成的组：乳腺癌、头颈癌、卵巢癌、睾丸癌、胰腺癌、口腔食管癌、胃肠癌、肝癌、胆囊癌、肺癌、黑色素瘤癌、皮肤癌、肉瘤、血癌、包括成胶质母细胞瘤在内的脑瘤、以及神经外胚层起源的肿瘤。
本发明的另一方面提供了配制铂化合物聚合物纳米颗粒的方法，该方法包括使铂化合物与生物相容的聚合物或生物相容的共聚物进行缀合。不希望受理论的束缚，相比于在碱性pH下完成缀合的情况，铂化合物与生物相容的聚合物在酸性pH下缀合生成的纳米颗粒体内活性更优。
因此，在某些实施方式中，缀合在pH小于7下、优选在pH为1-6.9下完成。在某些更优选的实施方式中，缀合在pH 6.5下完成。
本发明人观察到，在碱性条件下的缀合作用更有利于形成同分异构的PIMA-GA-顺铂络合物，该络合物具有单羧酸键和更稳定的配位键。与此相反，PIMA-GA与顺铂在酸性pH下的络合作用生成以单羧酸键和配位键为特征的同分异构态。因此，对于缀合作用而言，形成配位键的缀合条件比形成配位键的缀合条件更为优选。
通常，使用相对于所述聚合物过量的Pt(II)化合物。在某些实施方式中，使用相对于聚合物过量5-25摩尔的Pt(II)化合物。优选使用相对于聚合物过量10-20摩尔的Pt(II)化合物。在一个优选的实施方式中，使用相对于聚合物过量15摩尔的Pt(II)化合物。
本发明的另一方面提供了连接至脂质分子的二羰基分子。这一化合物可用脂质-接头-二羰基结构表示。这些分子可通过羧酸连接和/或配位键与铂化合物(如顺铂、奥沙利铂或其它铂酸盐、以及与本文所述的铂化合物)进行络合。然后，这些分子可与合适的脂质/磷脂混合为小于150nm的纳米颗粒，所述纳米颗粒以pH-依赖的方式释放Pt。相对于卡铂和顺铂，这些纳米颗粒在制成后显示出改进的功效和毒性曲线，并且在顺铂抗性癌症中也具有活性。
这些纳米颗粒可被配制成包含药学活性剂用于递送。
以常规含义使用的术语“脂质”是指在有机溶剂(如乙醇)中溶解程度较高或较低且在水性媒介中相对不溶的分子。因此，术语“脂质”包括各种链长度(从短至约2个碳原子到长达约28个碳原子)的化合物。此外，所述化合物可以是饱和的或不饱和的，可以为直链或支链形式，或者为非稠环结构或稠环结构的形式。示例性的脂质包括但不限于：脂肪、蜡、固醇、类固醇、胆汁酸、脂溶性维生素(如维生素A、D、E和 K)、甘油单酯、甘油二酯、磷脂、糖苷脂(glycolipids)、硫脂、氨基脂、色脂(脂色素)、甘油磷酯、鞘脂、异戊烯醇脂(prenollipids)、糖脂(saccharolipids)、聚酮和脂肪酸。在某些实施方式中，所述脂质为胆固醇或二硬脂酰磷脂酰乙醇胺。
通常，可使用任何具有两个羰基的分子。在某些实施方式中，所述二羰基分子为二羧酸或酮羧酸。在某些优选的实施方式中，所述二羰基分子为琥珀酸。
在某些实施方式中，所述二羰基分子为R’OC(O)-R-C(O)-，其中，R为C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键，和/或所述亚烷基的骨架可被O、S、S(O)、S(O)2、NH、C(O)中的一个或多个中断(interrupted)；R’为H、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、环基和杂环基，其中任一个均可任选地被取代。优选R为CH2、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-或-CH＝CH-。优选R’为H。
所述二羰基分子可直接与脂质分子相连，或通过接头分子与脂质分子相连。术语“接头”是指连接化合物的两部分的有机部分。接头通常包括直连键(direct bond)；原子，如氧或硫；单元，如NH、C(O)、C(O)NH、SO、SO2、SO2NH；或原子链，如取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、芳基烷基、芳基烯基、芳基炔基、杂芳基烷基、杂芳基烯基、杂芳基炔基、杂环烷基、杂环烯基、杂环炔基、芳基、杂芳基、杂环基、环烷基、环烯基、烷基芳基烷基、烷基芳基烯基、烷基芳基炔基、烯基芳基烷基、烯基芳基烯基、烯基芳基炔基、炔基芳基烷基、炔基芳基烯基、炔基芳基炔基、烷基杂芳基烷基、烷基杂芳基烯基、烷基杂芳基炔基、烯基杂芳基烷基、烯基杂芳基烯基、烯基杂芳基炔基、炔基杂芳基烷基、炔基杂芳基烯基、炔基杂芳基炔基、烷基杂环基烷基、烷基杂环基烯基、烷基杂环基炔基、烯基杂环基烷基、烯基杂环基烯基、烯基杂环基炔基、炔基杂环基烷基、炔基杂环基烯基、炔基杂环基炔基、烷基芳基、烯基芳基、炔基芳基、烷基杂芳基、烯基杂芳基、炔基杂芳基，其中一个或多个亚甲基可被O、S、S(O)、SO2、NH、C(O)中断或终止。应当理解的是，可修饰所述二羰基分子和/或所述脂质，从而包含用于相互连接或连接至所述接头的官能团。
在某些实施方式中，接头为二胺、如乙二胺。在某些实施方式中，接头为PEG-NH2。
在一个优选的实施方式中，接头是-NHCH2CH2C(O)-。在另一个优选的实施方式中，接头是-CH2CH2NHC(O)-[OCH2CH2]z-NH-，其中z＝1-50。优选z为45。
在某些实施方式中，所述脂质-二羰基化合物如图10(化合物2)和图25(化合物5)所示。
另一方面，本发明提供生物相容的聚合物，所述聚合物包括至少一个具有式-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)-的单体，其中R是键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；并且R’为取代的氮原子。优选R为键。
在某些实施方式中，所述聚合物包含2-100个具有式-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)-的单体单元，其中R是键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；并且R’为取代的氮原子。
在某些实施方式中，所述聚合物包含25-50个具有式-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)-的单体单元，其中R是键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；并且R’为取代的氮原子。
在某些实施方式中，所述聚合物骨架中50％-100％(含端值)的单体亚单元为-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)-，其中R为键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；R’为取代的氮原子。
在某些实施方式中，所述聚合物骨架中至少90％以上的单体亚单元为-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)-，其中R为键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；R’为取代的氮原子。
在某些实施方式中，所述共聚物包含至少一个具有式-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)CH2C(Me2)-或-CH(C(O)R’)-R-CH(CO2H)-CH2C(Me2)-的单体，其中R为键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；R’为取代的氮原子。优选R为键。
在某些实施方式中，所述共聚物包含50％-100％(含端值)的具有式-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)CH2C(Me2)-或-CH(C(O)R’)-R-CH(CO2H)-CH2C(Me2)-的单体，其中R为键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；R’为取代的氮原子。
在某些实施方式中，所述共聚物包含至少90％的具有式-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)CH2C(Me2)-或-CH(C(O)R’)-R-CH(CO2H)-CH2C(Me2)-的单体，其中R为键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；R’为取代的氮原子。
在某些实施方式中，R’为
或-NH(CH2CH2O)mCH3，其中m＝1-150。
这些聚合物可用来配制用于药物递送的纳米颗粒或凝胶。因此，本发明还提供包含本文所述聚合物和一种或多种具有生物活性的活性剂(“生物活性剂”)的纳米颗粒。
本文所述的组合物可用于将具有生物活性的活性剂进行缓释的方法中。在一个实施方式中，所述方法包括：(a)将本文所述的组合物提供或给予受试者，其中所述组合物包含所述生物活性剂。本文使用的“生物活性剂”是指天然存在的生物材料，例如：胞外基质材料，如纤连蛋白(fibronectin)、玻连蛋白(vitronection)和层粘连蛋白(laminin)；细胞因子(cytokins)；和生长因子及分化因子。“生物活性剂”也指对生物细胞、组织或器官具有生物学作用的、人工合成的材料、分子或化合物。
合适的生长因子和细胞因子包括但不限于：干细胞因子(SCF)、粒细胞集落刺激因子(G-SCF)、粒细胞-巨噬细胞刺激因子(GM-SCF)、间质(stromal)细胞衍生因子-1、青灰因子、VEGF、TGFβ、血小板衍生生长因子(PDGF)、血管生成素(angiopoeitins)(Ang)、表皮生长因子(EGF)、bFGF、HNF、NGF、骨形态发生蛋白(BMP)、成纤维细胞生长因子(FGF)、 肝细胞(hepatocye)生长因子、胰岛素样生长因子(IGF-1)、白介素-3(IL-3)、IL-1α、IL-1β、IL-6、IL-7、IL-8、IL-11和IL-13、集落刺激因子、促血小板生成素、促红细胞生成素、fit3-配体、以及肿瘤坏死因子α(TNFα)。其它实例记载于如下文献中：Dijke等，“Growth Factors forWound Healing”，Bio/Technology，7:793-798(1989)；Mulder GD，Haberer PA，Jeter KF著，Clinicians’Pocket Guide to Chronic Wound Repair，第4版，Springhouse，PA：Springhouse Corporation，1998:85；Ziegler TR，Pierce G.F.和Herndon D.N.，1997，International Symposium on Growth Factors and Wound Healing：Basic Science &Potential Clinical Applications (Boston，1995，Serono Symposia USA)，出版商：Springer Verlag。
在某些实施方式中，合适的生物活性剂包括但不限于治疗剂。本文使用的术语“治疗剂”是指用于诊断、治疗或预防疾病的物质。本领域普通技术人员所已知的、任何有益于诊断、治疗或预防疾病的治疗剂都视为本发明上下文中的治疗剂。治疗剂包括药学活性化合物、激素、生长因子、酶、DNA、质粒DNA、RNA、siRNA、病毒、蛋白质、脂质、促炎症分子、抗体、抗生素、消炎药、反义核苷酸和转化核酸(transforming nucleic acids)或它们的组合。任何治疗剂都可以结合，只要这种结合是生物相容的。
示例性的治疗剂包括但不限于以下文献中的治疗剂：Harrison’s Principles ofInternal Medicine，第13版，作者T.R.Harrison等，McGrawHill N.Y.，NY；PhysiciansDesk Reference，第50版，1997，Oradell New Jersey，Medical Economics Co.；Pharmacological Basis of Therapeutics，第8版，Goodman and Gilman，1990；UnitedStates Pharmacopeia，The National Formulary，USP XII NF XVII，1990；ThePharmacological Basis of Therapeutics，现行版本，Goodman and Oilman；以及TheMerck Index，现行版本；将这些文献的整体内容以引用的方式引入本文。
可并入所述组合物的治疗剂的实例包括但不限于：麻醉性止痛药；金盐(salts ofgold)；皮质类固醇；激素；抗疟疾药物；吲哚衍生物；治疗关节炎的药物；抗生素，包括四环素、青霉素、链霉素和金霉素；施 用于家畜和大牲畜(large cattle)的驱虫药和犬瘟热药物，例如吩噻嗪；基于硫的药物，如硫代噁唑(sulfioxazole)；抗肿瘤药；管控上瘾的药物，如控制酒瘾的药剂和控制烟瘾的药剂；药物上瘾拮抗剂，如美沙酮；体重控制药物；甲状腺控制药物；镇痛药；控制受精的药物或避孕激素；苯丙胺；抗高血压药；消炎药；止咳药；镇静剂；神经肌肉松弛剂；抗癫痫药；抗抑郁药；抗心律失常药；血管扩张剂；降压利尿剂；抗糖尿病药；抗凝血剂；抗结核药；抗精神病药；激素；和肽。应当理解的是，上述列表并非全部，而只是简单地表示可包含于所述组合物中的治疗剂的广泛多样性。在某些实施方式中，治疗剂是米托蒽醌、蛋白(如VEGF)或质粒DNA。
分布于组合物中的治疗剂的量取决于包括例如具体的药剂、应实现的功能、药物释放所需的时间；给药量在内的多种因素。通常，治疗剂的剂量(即组合物中治疗剂的量)的范围选自于约0.001％(w/w)至95％(w/w)、优选约5％(w/w)至约75％(w/w)、最优选约10％(w/w)至约60％(w/w)。
顺铂[顺-二氯二氨合铂(II)](CDDP)作为一类重要的抗肿瘤药剂出现，广泛地用于治疗包括睾丸癌、卵巢癌、子宫颈癌、头颈癌和非小细胞肺癌在内的许多恶性肿瘤(Jamieson等，Chem.Rev.，1999，99(9)：2467-2498)。它还被证明对三阴性乳腺癌具有活性(Leong等，J.Clin.Invest.，2007,117(5)：1370-80)。然而，它的使用却受剂量限制，主要是因为肾毒性或对肾脏的毒性(Madias，NE and Harrington，JT，Am.J.，1978，65(2)：307-14)。为应对这种限制，现已开展了两个方向的研究，第一个方向的研究集中于铂类似物的合成，第二个方向的研究在于设计新的纳米递送系统作为将药物直接靶向至肿瘤位点的手段。现已公知尺寸范围为80-120nm的纳米颗粒由于增强的透过性和保留性(EPR)效应使得其优先归巢进入肿瘤内(Moghimi等，Pharmacol.Rev.，2001,53(2)：283-318)。这可以降低全身性副作用并显示出增强的肿瘤内递送。相比于游离顺铂的给药，发现顺铂的纳米脂质体制剂能向肿瘤递送50-200倍的药物(Harrigton等，Ann.Oncol.，2001，12:493-496)。尽管所述纳米脂质体制剂具有最小的毒性，但它与顺铂相比仅具有中度的抗肿瘤活性； 所反映出的挑战在于，不仅以相对非活性形式递送顺铂，而且随后在肿瘤中需要实现显著的释放和活化作用。由于顺铂不溶于有机溶剂且部分溶于水，导致了它的加载量低或不能保持缓释，所以将顺铂封装到聚合物体系中的第二个策略一直是一种挑战。这就需要开发铂(IV)前体药物，这种药物可被修饰以增加疏水性，并增加在聚乳酸-聚乙醇酸交酯共聚物纳米颗粒中的加载量(Dhar等，2009)。或者，顺铂通过肽基侧链与N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)缀合，并显示出生物活性(Lin X，Zhang Q，Rice JR，Stewart DR，Nowotnik DP，Howell SB，Improved targeting of platinum chemotherapeutics.The antitumouractivity of the HPMA copolymer platium agent AP5280 in murine tumormodels.Eur J Cancer，2004年1月，40(2)：291-7)。然而，这些方法需要通过酶切或胞内还原进行处理，以使药物活化。类似地，发现PAMAM树状聚合物-铂络合物(增加药物加载量)由于所述聚合物与Pt之间形成的强键，使得其毒性比顺铂低约200到550倍(Haxton KJ，BurtHM，Polymeric drug delivery of platinum-based anticancer agents，J Pharm Sci，2009年7月，98(7)：2299-316)。
为设计一种易得但又克服了已有方法伴随的挑战的顺铂纳米制剂，本发明人整合了关于顺铂生物转化的现有信息以及在顺铂类似物开发中出现的结构活性关系的认知。通过两个氯离去基团之一的胞内水合作用形成[Pt(NH3)2Cl(OH2)]+和[Pt(NH3)2(OH2)]2+而使顺铂得以活化，随后Pt与嘌呤碱的N7位形成共价键，从而形成链内交联和链间交联(Huifang Huang，Leiming Zhu，Brian R.Reid，Gary P.Drobny，Paul B.Hopkins，SolutionStructure of a Cisplatin-Induced DNA Interstrand Cross-Link，Science，1995，270：1842-1845)。相比之下，卡铂和奥沙利铂分别具有环丁烷-1,1-二羧基和草酸根作为离去基团，与铂的螯合作用更强，从而赋予离去基团-Pt络合物更高的稳定性；因此显示出比顺铂更少的副作用，但也显示出更低的功效(Richard J.Knox，Frank Friedlos，DavidA.Lydall和John J.Roberts，Mechanism of Cytotoxicity of Anticancer PlatinumDrugs:Evidence That cis-Diamminedichloroplatinum(II)and cis-Diammine-(1,1-cyclobutanedicarboxylato)platinum(II)Differ Only in the Kinetics of TheirInteraction with DNA，Cancer Reseach， 46:1972-1979，1986年4月1日；和Ronald S.Go，Alex A.Adjei，Review of the Comparative Pharmacology and Clinical Activity ofCisplatin and Carboplatin，Journal of Clinical Oncology，Vol 17，Issue 1(1月)，1999：409)。本发明人选择聚(异丁烯-alt-马来酸)(PIMA或PMA)的40聚体作为聚合物，是因为每个单体都具有可与顺铂(OH)2络合的二羧酸基团。这使得可以加载顺铂分子。此外，马来酸氢化生成克雷伯氏循环中的组分琥珀酸。聚(异丁烯-alt-马来酸)2由聚(异丁烯-alt-马来酸酐)1在DMF中与水进行一步反应而合成，如图1所示。通过搅拌水合顺铂48h生成PMA-顺铂6，实现顺铂与聚(异丁烯-alt-马来酸)(PIMA)2的进一步缀合。通过透析去除未缀合的顺铂，通过NMR和分光光度法测定加载量。有趣的是，所述络合过程通过自组装过程生成纳米颗粒，同时每个聚合物加载的顺铂分子的数目确定了所述颗粒的尺寸。利用动态激光散射进行的测定反映出用顺铂使所有络合位点饱和而产生凝胶，每个聚合物加载15分子顺铂产生尺寸范围为100nm的纳米颗粒。该结果通过透射电子显微镜得以证实(数据未显示)。
顺铂是治疗肺癌的一线疗法，因此本发明人研究了PMA-顺铂对路易斯肺癌细胞的活力的影响。采用顺铂和采用PMA-顺铂的治疗诱发了相同的细胞杀灭作用(图1C)。然而，PMA还诱发肿瘤细胞死亡。本发明人发现，这一问题可通过PMA的衍生化得以克服。本发明人利用乙二胺在碱性条件下对所述聚合物进行衍生化(图2)。有趣的是，尽管所述衍生化不能去除PMA的细胞毒性，却能增强所述PMA-顺铂络合物的细胞毒性。这可能由如下事实潜在地引起：与未衍生化的PMA相比，离去基团的结合更不紧密。事实上，这一影响在卡铂的情况中也可看到，由于卡铂比顺铂具有更低的水合速率常数，因此也具有更低的细胞毒性。由于两个羧基形成的强螯合作用，与PMA-EDA相比，原有的(native)PMA-顺铂可被紧密地抓住。为进一步使所述聚合物更加生物相容，本发明人用葡糖胺(GA)对所述聚合物进行了修饰。PMA-GA-顺铂通过如下步骤合成：首先将PMA(1)与葡糖胺反应，然后再与水合顺铂反应(图3和图11B)。以水合顺铂作为铂化剂(platination agent)，将所有合成的载体聚合物在室温25℃下于水相中铂化两天，得到缀合物。在不同的时间点，本发明人等分出一小部分，对聚合物上的顺铂总加载量进行定量。 本发明人发现，络合5h的加载效率为～60％，络合30h的加载效率为～80％，铂化48h的加载效率为100％。所加载的总药物为6mg/15mg聚合物。利用等摩尔的顺铂和AgNO3在黑暗下放置48h，实现顺铂的水合。所有载体通过透析常规精制(fractionated)，再通过冷冻干燥分离后用于光谱表征。利用DBU实现了葡糖胺-PMA缀合物的合成，正如在NMR结果中所见的明晰的聚合物峰和糖峰，该NMR结果与预测的NMR值相符。然而，利用碱、三乙胺或DIPEA处理不能产生预期的产物，但是NMR图谱为明确最终的功能性产物提供了有价值的线索。
顺铂和PMA-GA的络合使得络合物自组装成纳米颗粒。在特定的情况下，使所述纳米颗粒通过0.22μm的过滤器使得生成范围在100nm以下的纳米颗粒，这对颗粒利用EPR效应特异性地归巢进入肿瘤很关键。有趣的是，细胞活力研究表明PMA-GA衍生物对所述细胞无任何固有毒性。与此相反，它保留了水合顺铂的功效(图4B)。此外，用聚乙二醇对PMA进行衍生化也去除了与PMA有关的固有毒性。另外，将马来酸缀合至生物相容的聚合物骨架也可以达到相同的目的。
经衍生化的螯合聚合物比原有聚合物功效增强表明，与二羧酸螯合物(6)相比，单羧酸螯合物很容易释放药物并显示出更强的活性。本发明人发现，聚合的单羧酸螯合铂化合物相对于金属通过二羧酸结合的缀合物显示出了相当大的优势。与PMA中的二羧酸螯合物更加迟缓的水解分裂(hydrolytic fission)相比，从单羧酸螯合衍生化的PMA缀合物中的载体顺利地水解释放药物可解释在细胞杀灭性能方面的这种巨大差异。为对此进一步研究，本发明人将药物-聚合物缀合物与路易斯肺癌细胞裂解液在透析室中孵育，并利用比色分析对游离药物的释放进行定量。本发明人获得了活性剂快速而持久的释放(图4A)。应该注意到，已将相同的制剂在水中透析48h，来去除任何游离的顺铂，并且本发明人已得到100％的加载效率；这表明所述活性剂在中性条件下并不释放，但在肿瘤细胞裂解液的存在下快速释放。
本文所述的组合物可配制成凝胶，并用于将生物活性剂在受试者的特定部位缓释递送。例如，所述组合物可用于铂化合物在肿瘤位点的缓释递送。在某些实施方式中，将所述组合物用于在已去除肿瘤后持续递 送铂化合物。
药物组合物
为了向受试者给药，可将连接有铂化合物的聚合物以药学上可接受的组合物的形式提供。这些药学上可接受的组合物包含治疗有效量的一种或多种本文所述的铂化合物，所述铂化合物与一种或多种药学上可接受的载体(添加剂)和/或稀释剂一起配制。具体如下所述，本发明所述的药物组合物可具体配制成固体形式或液体形式用于给药，包括适于下述给药方式的形式：(1)口服给药，例如顿服药(drenches)(水性或非水性的溶液或悬浮液)、锭剂、糖衣剂、胶囊剂、丸剂、片剂(如口含片剂、舌下片剂和全身吸收的片剂)、大丸剂(boluses)、散剂、颗粒剂、用于舌头的糊剂；(2)胃肠外给药，例如作为无菌的溶液或悬液或是缓释剂，经皮下注射、肌内注射、静脉注射或硬膜外注射；(3)局部施用，例如作为膏剂(cream)、软膏剂(oitment)或控释贴剂或皮肤用喷雾剂；(4)阴道内或直肠内给药，例如作为阴道栓剂、膏剂或泡沫剂；(5)舌下给药；(6)眼部给药；(7)经皮给药；(8)经粘膜给药；或(9)鼻部给药。此外，可利用药物递送体系将化合物灌输到患者体内或进行注射。例如，参见Urquhart等，Ann.Rev.Pharmacol.Toxicol.，24：199-236(1984)；Lewis著，“ControlledRealease of Pesticides and Pharmaceuticals”(Plenum Press，New York，1981)；美国专利号3,773,919和美国专利号353,270,960。
本文使用的术语“药学上可接受的”是指下述化合物、材料、组合物和/或剂型：在合理的医学判断范围内，适于与人类和动物的组织接触而无过度的毒性、刺激、过敏反应或是其他问题或并发症，与合理的收益/风险比相匹配。
本文使用的术语“药学上可接受的载体”是指药学上可接受的材料、组合物或辅料(vehicle)，例如液体或固体的填料、稀释剂、赋形剂、制造辅料(如润滑剂、滑石镁、钙或锌的硬脂酸盐、或硬脂酸)、或溶剂包封材料，参与将目标化合物从一个器官或生物体的一个部分搬运或转运到另一器官或生物体的另一部分。从与制剂中其他成分相容且对患者无害的意义上来说，每种载体都必须是“可接受的”。可作为药学上可接受载体的材料的一些实例包括：(1)糖类，如乳糖、葡萄糖和蔗糖；(2) 淀粉类，如玉米淀粉和土豆淀粉；(3)纤维素及其衍生物，如羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、乙基纤维素、微晶纤维素和乙酸纤维素酯；(4)粉状西黄蓍胶(powdered tragacanth)；(5)麦芽；(6)明胶；(7)润滑剂，如硬脂酸镁、十二烷基硫酸钠和滑石；(8)赋形剂，如可可脂和栓剂蜡(suppository waxes)；(9)油类，如花生油、棉籽油、红花油、芝麻油、橄榄油、玉米油和大豆油；(10)二醇类，如丙二醇；(11)多元醇类，如甘油、山梨醇、甘露醇和聚乙二醇(PEG)；(12)酯类，如油酸乙酯和月桂酸乙酯；(13)琼脂；(14)缓冲剂，如氢氧化镁和氢氧化铝；(15)海藻酸；(16)无热原水(pyrogen-freewater)；(17)等渗盐水；(18)林格氏溶液；(19)乙醇；(20)pH缓冲溶液；(21)聚酯类、聚碳酸酯类和/或聚酸酐类；(22)填充剂(bulking agent)，如多肽和氨基酸；(23)血清组分，如血清白蛋白、HDL和LDL；(24)C2-C12醇类，如乙醇；和(25)其它用于药物制剂的无毒相容性物质。湿润剂、着色剂、释放剂、涂层剂、甜味剂、矫味剂、芳香剂、防腐剂和抗氧化剂也可存在于制剂中。例如“赋形剂”、“载体”或“药学上可接受的载体”等术语在本文中都可相互替换使用。
本文使用的短语“治疗有效量”是指：以可用于任何医学治疗的合理的收益/风险比，至少在动物的细胞亚群中，对产生某种期望的治疗效果有效的化合物、材料或包含本发明所述化合物的组合物的量。例如，给予受试者的化合物的量足以在癌症或癌症转移的至少一种症状方面产生统计学上显著的可测变化。
确定治疗有效量完全在本领域技术人员的能力范围内。通常，治疗有效量可随着如下情况而变化：受试者的病史、年龄、病症、性别、以及受试者病情的类别和严重程度、和其它药学活性剂的给药情况。
本文使用的术语“给药”是指通过使得组合物在期望位点至少部分定位、从而产生期望效果的方法或途经，将组合物置于受试者体内。本文所述的化合物或组合物可通过本领域已知的任何适当的途径进行给药，所述途径包括但不限于口服途径或胃肠外途径，包括静脉给药、肌内给药、皮下给药、经皮给药、气道给药(气雾剂)、肺部给药、鼻部给药、直肠给药和局部给药(包括口腔给药和舌下给药)。
示例性的给药方式包括但不限于：注射、输液、滴注、吸入或摄食。“注射”包括但不限于：静脉注射和输液、肌内注射和输液、动脉注射和输液、鞘内注射和输液、室内注射和输液、囊内注射和输液、眼内注射和输液、心内注射和输液、皮内注射和输液、腹膜内注射和输液、经气管注射和输液、皮下注射和输液、表皮下注射和输液、关节内注射和输液、囊下注射和输液、蛛网膜下注射和输液、脊椎内注射和输液、脑脊髓内注射和输液以及胸骨内注射和输液。在优选的实施方式中，所述组合物通过静脉输液或注射进行给药。
疾病或紊乱的“治疗”、“预防”或“改善”是指：延迟或预防该疾病或紊乱的发作；逆转、减轻、改善、抑制、减缓或停止与该疾病或紊乱相关的病症的发展或严重程度的发展、加重或恶化。在一个实施方式中，疾病或紊乱的至少一种症状减轻至少5％、至少10％、至少20％、至少30％、至少40％或至少50％。
本文使用的术语“受试者”表示人或动物。通常所述动物为脊椎动物如灵长类动物、啮齿类动物、家畜或狩猎动物。灵长类动物包括黑猩猩、食蟹猴(cynomologousmonkeys)、蜘蛛猴和猕猴(如恒河猴)。啮齿类动物包括小鼠、大鼠、旱獭、雪貂、兔子和仓鼠。家畜和狩猎动物包括牛、马、猪、鹿、野牛、水牛、猫科物种(如家猫)、犬科物种(如狗、狐狸、狼)、鸟类物种(如鸡、鸸鹋、鸵鸟)和鱼类(如鳟鱼、鲶鱼和鲑鱼)。患者或受试者包括前面所述的任何子集，如上述所有受试者中排除一个或多个组或物种(如人类、灵长类动物或啮齿类动物)。在特定的实施方式中，受试者是哺乳动物，如灵长类动物(如人)。术语“患者”和“受试者”在本文中可相互替换使用。术语“患者”和“受试者”在本文中可相互替换使用。
优选受试者为哺乳动物。所述哺乳动物可以是人、非人灵长类动物、小鼠、大鼠、狗、猫、马或牛，但是不限于这些实例。除人以外的哺乳动物可有利地用作代表与炎症有关的紊乱的动物模型的受试者。
此外，本文所述的方法可用来处理家养动物和/或宠物。受试者可为雌性或雄性。受试者可以是先前被诊断或被认定为正在遭受或患有紊乱、癌症或癌症迁移，但不必已经接受治疗。
本文使用的术语“癌症”包括但不限于实体瘤和血源性瘤。术语“癌”是指皮肤、组织、器官、骨、软骨、血液和血管的疾病。术语“癌”进一步包括原发性癌和转移性癌。可用本发明所述化合物治疗的癌症的实例包括但不限于：癌，包括膀胱癌、乳腺癌、结肠癌、肾癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、胃癌、宫颈癌、甲状腺癌以及皮肤癌(包括鳞状细胞癌)；淋巴系统的造血性肿瘤，包括但不限于白血病、急性淋巴细胞性白血病、急性成淋巴细胞性白血病、B细胞淋巴瘤、T细胞淋巴瘤、霍奇金淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、毛细胞淋巴瘤和伯基特淋巴瘤；骨髓系统的造血性肿瘤，包括但不限于急性和慢性的骨髓性白血病以及早幼粒细胞白血病；间质起源的肿瘤，包括但不限于纤维肉瘤、横纹肌肉瘤和骨肉瘤；其他肿瘤，包括黑色素瘤、精原细胞瘤、畸胎癌(tetratocarcinoma)、成神经细胞瘤和胶质瘤；中枢神经系统和外周神经系统的肿瘤，包括但不限于星形细胞瘤、成神经细胞瘤、胶质瘤和神经鞘瘤(schwannoma)；以及其他肿瘤，包括但不限于着色性干皮病、角化棘皮瘤(keratoactanthoma)、甲状腺滤泡癌和畸胎癌。本发明所述的化合物可用于治疗此前已接受过癌症治疗的患者以及此前未接受过癌症治疗的患者。事实上，本发明所述的方法和组合物可用于一线和二线癌症治疗。
本发明所述的化合物可与包括放射疗法在内的已知抗癌疗法组合使用。本发明所述的方法尤其可与包括给予第二种药物的抗癌治疗组合使用，所述第二种药物作用于不同细胞周期(如S期)，而式(la)或(Ib)的埃博霉素在G2-M期发挥作用。
定义
除非另有说明或由上下文不言自明，下列术语和短语包括下面提供的含义。除非另有明确说明或由上下文明显可见，下面的术语和短语不排除该术语或短语在其所属领域已具有的含义。由于本发明的范围仅受权利要求书的限制，因此提供定义是为了帮助描述特定的实施方式，而并不是为了限制所要求保护的发明。另外，除非上下文另有要求，单数的术语应该包括复数，而复数术语也应该包括单数。
本文使用的术语“包括”或“包含”是指本发明必要的组合物、方法及它们各自的组分，并且仍然开放式地包含必要或不必要的未指定元 素。
除操作实例或另有说明的情况外，本文使用的表达成分或反应条件的量的所有数值在全部实例中应该理解为被术语“约”的修饰。术语“约”与百分比连用时可表示±1％。
除非上下文另有明确指示，单数的术语“一(a、an、the)”也包括复数的指示对象。类似地，除非上下文另有明确指示，术语“或”意在包括“和”。
尽管与本文描述的方法和材料相似或相当的方法和材料可用在本公开的实践或试验中，但是合适的方法和材料如下所述。术语“包含/包括(comprises)”是指“含有(includes)”。缩写“e.g.”源自拉丁文的例如(exempli gratia)，并且用在本文表示非限制性的实例。因此，缩写“e.g.”与术语“例如(for example)”同义。
术语“烷基”是指包含指定数量的碳原子的、可以为直链或支链的饱和非芳香烃链(这些烷基包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、2-甲基-乙基、叔丁基、烯丙基或炔丙基)，所述链可任选地插入有N、O或S。例如，C1-C6表示所述基团中可具有1-6个(含端值)碳原子。
术语“烯基”是指包含至少一个双键的烷基。典型的烯基基团包括但不限于例如乙烯基、丙烯基、丁烯基和1-甲基-2-丁烯-1-基等。
术语“炔基”是指包含至少一个三键的烷基。
术语“芳基”是指单环、双环或三环的芳香环系，其中每个环的0、1、2、3或4个原子可被取代基取代。典型的芳基包括但不限于：苄基、苯基、萘基、蒽基、薁基(azulenyl)、芴基、茚满基、茚基、萘基、苯基、四氢萘基等。
术语“环基”或“环烷基”是指具有3-12个碳(例如3-8个碳以及例如3-6个碳)的、饱和及部分不饱和的环状烃基团，其中所述环烷基可被任选取代。示例性的环烷基包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环戊烯基、环己基、环己烯基、环庚基和环辛基等。
术语“杂芳基”是指：具有1-3个杂原子的芳香族5-8元单环环系；具有1-6个杂原子的芳香族8-12元双环环系；或具有1-9个杂原子的芳香族11-14元三环环系；所述杂原子选自O、N或S(例如：如果是单环、双环或三环，则分别为碳原子和1-3个、1-6个或1-9个N、O、S杂原子)；其中，每个环的0、1、2、3或4个原子可被取代基取代。示例性的杂芳基包括但不限于吡啶基、呋喃基(furyl or furanyl)、咪唑基、苯并咪唑基、嘧啶基、噻吩基(thiophenyl orthienyl)、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、吲哚基、噻唑基和萘啶基等。
术语“杂环基”是指：具有1-3个杂原子的非芳香族5-8元单环环环系；具有1-6个杂原子的8-12元非芳香族双环环系；或具有1-9个杂原子的11-14元三环环系；所述杂原子选自O、N或S(例如，如果是单环、双环或三环，则分别为碳原子和1-3个、1-6个或1-9个N、O或S杂原子)；其中，每个环的0、1、2或3个原子可被取代基取代。示例性的杂环基包括但不限于哌嗪基、吡咯烷基、二噁烷基、吗啉基和四氢呋喃基等。
术语“任选取代的”是指指定的基团或部分(如烷基和烯基等)未被取代，或被独立选自下列“取代基”定义中的取代基或另外指定的基团所组成的组之中的一个或多个(通常为1-4个取代基)取代。
术语“取代基”是指在烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、杂环基或杂芳基基团的任意原子上“取代的”基团。合适的取代基包括但不限于：卤素、羟基、氧代、硝基、卤代烷基、烷基、烯基、炔基、烷芳基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、酰胺基、烷基氨基甲酰基(alkylcarbanoyl)、芳基氨基甲酰基(arylcarbanoyl)、氨基烷基、烷氧羰基、羧基、羟基烷基、烷磺酰基、芳磺酰基、烷磺酰胺基、芳磺酰胺基、芳烷基磺酰胺基、烷基羰基、酰氧基、氰基或脲基。在某些情形中，两个取代基与它们相连的碳可共同成环。
本文使用的术语“聚合物”是指聚合反应的产物，并包括均聚物、共聚物、三元共聚物、四元共聚物等。术语“聚合物”也包括无规聚合物、嵌段聚合物、接枝聚合物、共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物。本文使用的术语“共聚物”是指通过至少两种不同单体的聚合反应形成的 聚合物。
本文使用的术语“共聚物骨架”是指作为连续链的聚合物部分，该连续链包含通过聚合作用在单体间形成的键。所述共聚物骨架的组成可根据形成该共聚物的单体的同一性(identity)来描述，而不考虑该聚合物的支链或侧链的组成。术语“侧链”是指聚合后形成所述共聚物骨架延伸部分(extension)的单体部分。
本文使用的术语“生物相容的”是指下述材料：能与生物系统相互作用，而不引发细胞毒性、不期望的蛋白或核酸修饰、不期望的免疫应答激活。“生物相容性”本质上也包括不与生物系统的识别蛋白(如天然存在的抗体)、细胞蛋白、细胞和其他组分发生相互作用。
本文使用的酯侧链是指式为-R″′C(O)-ORE的侧链，其中，RE独立地为C1-C6烷基、C1-C6烯基、C1-C6炔基、环基、杂环基、芳基或杂芳基，它们中每一个均可任选被取代；R″′是键或C1-C6亚烷基，其中所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键和/或所述亚烷基的骨架可被O、S、S(O)、NH或C(O)中断。优选R″′是键。
本文使用的酰胺侧链是指式为-R″C(O)-N(RA)2的侧链，其中RA独立地为H、C1-C6烷基、C1-C6烯基、C1-C6炔基、环基、杂环基、芳基、杂芳基、糖、二糖或三糖，它们中每一个都可任选被取代；R″是键或C1-C6亚烷基，其中所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键和/或所述亚烷基的骨架可被O、S、S(O)、NH或C(O)中断。优选R″是键。
本文使用的羧酸链是指式为-R″″C(O)OH的侧链，其中R″″是键或C1-C6亚烷基，其中所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键和/或所述亚烷基的骨架可被O、S、S(O)、NH或C(O)中断。优选R″″是键。
生物相容的聚合物某些非穷尽的实例包括：聚酰胺、聚碳酸酯、聚烯烃、聚亚烷基二醇、聚环氧烷(polyalkylene oxides)、聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚乙烯酯、聚卤乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙醇酸交酯(polyglycolide)、聚硅氧烷、聚氨酯及其共聚物、烷基纤维素、羟基烷基纤维素、纤维素醚、纤维素酯、硝化纤维素、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合物、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、 羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、乙酸纤维素酯、丙酸纤维素酯、乙酸丁酸纤维素酯、邻苯二甲酸乙酸纤维素酯、羧乙基纤维素、三乙酸纤维素酯、硫酸纤维素钠盐、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(甲基丙烯酸丁酯)、聚(甲基丙烯酸异丁酯)、聚(甲基丙烯酸己酯)、聚(甲基丙烯酸异癸酯)、聚(甲基丙烯酸月桂酯)、聚(甲基丙烯酸苯酯)、聚(甲基丙烯酸盐/酯)、聚(异丙基丙烯酸盐/酯)(poly(isopropacrylate))、聚(异丁基丙烯酸盐/酯)(poly(isobutacrylate))、聚(十八烷基丙烯酸盐/酯)(poly(octadecacrylate))、聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚透明质酸、酪蛋白、明胶、谷蛋白、聚酸酐、聚丙烯酸、藻酸盐/酯、壳聚糖(chitosan)；它们的任何共聚物；以及这些物质的任意组合。此外，为了期望的酶降解作用而被修饰的生物相容的聚合物和共聚物或是根据光、超声能、辐射、温度变化、pH、渗透压(osmolarity)、溶质或溶剂浓度的应用而产生的变化也遵从于本发明。
本发明可在下述已编号的任何段落得以定义：
1.一种生物相容的缀合聚合物纳米颗粒，所述纳米颗粒包含：
共聚物骨架；
多条共价连接至所述骨架的侧链；和
多个可分离地连接至所述侧链的铂化合物。
2.段落1所述的纳米颗粒，其中，所述的多个铂化合物选自于Pt(II)化合物、Pt(IV)化合物和它们的任意组合。
3.段落1或2所述的纳米颗粒，其中，所述的多个铂化合物中的至少一个通过至少一个配位键连接至所述侧链。
4.段落3所述的纳米颗粒，其中，所述的配位键位于所述侧链的氧和所述铂化合物的铂原子之间。
5.段落4所述的纳米颗粒，其中，所述氧为羰基氧。
6.段落4所述的纳米颗粒，其中，所述氧为酰胺氧。
7.段落1-6中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述共聚物包含马来 酸单体。
8.段落7所述的纳米颗粒，其中，所述马来酸的至少一个羧酸被衍生化为酰胺。
9.段落1-8中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述共聚物为聚(异丁烯-alt-马来酸)(PIMA)。
10.段落1-9中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述共聚物包含2-100个单体单元。
11.段落1-10中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述共聚物包含25-50个单体单元。
12.段落1-11中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述侧链选自于由聚合物、单糖、二羧酸和它们的组合所组成的组。
13.段落1-12中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述侧链为聚乙二醇(PEG)。
14.段落13所述的纳米颗粒，其中，所述PEG侧链分子量为100-5000道尔顿。
15.段落13所述的纳米颗粒，其中，所述PEG侧链分子量为1000-3000道尔顿。
16.段落13所述的纳米颗粒，其中，所述PEG侧链分子量为约2000道尔顿。
17.段落1-12中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述侧链为单糖。
18.段落17所述的纳米颗粒，其中，所述单糖为葡糖胺。
19.段落1-18中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述铂化合物为Pt(II)化合物，所述Pt(II)化合物选自于由顺铂、奥沙利铂、卡铂、铂尔定、赛特铂和它们的组合所组成的组。
20.段落19所述的纳米颗粒，其中，所述Pt(II)化合物为顺铂。
21.段落19所述纳米颗粒，其中所述铂化合物为奥沙利铂。
22.段落1-21中任一段所述的纳米颗粒，其中，侧链数目相当于所 述聚合物骨架的单体单元数目的50％-100％。
23.段落1-22中任一段所述的纳米颗粒，其中，侧链数目相当于大于所述聚合物骨架的单体单元数目的90％。
24.段落1-23中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述铂化合物的数目相当于所述聚合物骨架的单体单元数目的10％-100％。
25.段落1-24中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述铂化合物的数目相当于所述聚合物骨架的单体单元数目的25％-75％。
26.段落1-25中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述侧链包含二羧酸。
27.段落26所述的纳米颗粒，其中所述二羧酸具有式HOOC-R-COOH，其中R为C1-C6亚烷基、C2-C6亚烯基或C2-C6亚炔基。
28.段落27所述的纳米颗粒，其中所述二羧酸为马来酸。
29.一种生物相容的缀合聚合物纳米颗粒，所述纳米颗粒包含：
聚(异丁烯-alt-马来酸)骨架，其中所述骨架包含25-50个单体单元；
多条共价连接至所述骨架的PEG侧链，其中所述PEG侧链分子量为1000-3000道尔顿，并且其中所述PEG侧链的数目相当于所述聚合物骨架的单体单元数目的50％-100％；和
多个可分离地连接至所述骨架的顺铂侧基，其中所述顺铂侧基的数目为所述聚合物骨架的单体单元数目的25％-75％。
30.一种生物相容的缀合聚合物纳米颗粒，所述纳米颗粒包含：
聚(异丁烯-alt-马来酸)骨架，其中所述骨架由40个单体单元组成；
多条共价连接至所述骨架的PEG侧链，其中所述PEG侧链分子量为2000道尔顿，并且其中所述PEG侧链的数目大于所述聚合物骨架的单体单元数目的90％；和
多个可分离地连接至所述骨架的顺铂侧基，其中所述顺铂侧基的数目为所述聚合物骨架的单体单元数目的25％-75％。
31.一种生物相容的缀合聚合物纳米颗粒，所述纳米颗粒包含：
聚(异丁烯-alt-马来酸)骨架，其中所述骨架包含25-50个单体单元；
多条共价连接至所述骨架的葡糖胺侧链，并且其中所述葡糖胺侧链的数目为所述聚合物骨架的单体单元数目的50％-100％；和
多个可分离地连接到所述骨架的顺铂侧基，其中所述顺铂侧基的数目为所述聚合物骨架的单体单元数目的25％-75％。
32.一种生物相容的缀合聚合物纳米颗粒，所述纳米颗粒包含：
聚(异丁烯-alt-马来酸)骨架，其中所述骨架包含25-50个单体单元；
多条共价连接至所述骨架的葡糖胺侧链，其中所述葡糖胺侧链的数目大于所述聚合物骨架单体单元数目90％；和
多个可分离地连接至所述骨架的顺铂侧基，其中所述顺铂侧基数量为所述聚合物骨架单体单元数量的25％-75％(含端值)。
33.一种羧酸-铂化合物络合物缀合纳米颗粒，所述纳米颗粒包含：
羧酸-铂化合物络合物；和
多条脂质-聚合物链，其中所述羧酸-铂化合物络合物的羧酸部分共价连接至所述脂质-聚合物链。
34.段落33所述的纳米颗粒，其中，所述羧酸为马来酸。
35.段落33-34中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述聚合物为PEG。
36.段落33-35中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述铂化合物为Pt(II)化合物，所述Pt(II)化合物选自于由顺铂、奥沙利铂、卡铂、铂尔定、赛特铂和它们的组合所组成的组。
37.段落36所述的纳米颗粒，其中，所述Pt(II)化合物为顺铂。
38.段落33-37中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述铂化合物加载量为1％-30％。
39.段落33-38中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述铂化合物加载量为1％-6％。
40.包含多个如段落33-39中任一段所述的纳米颗粒的囊泡、胶团或脂质体化合物/复合体。
41.具有如下结构的二羰基-脂类化合物：
42.包含铂化合物和段落41所述的二羰基-脂质化合物的囊泡、胶团、脂质体或纳米颗粒化合物/复合体，其中，所述铂化合物可分离地连接至段落41所述的化合物。
43.段落42所述的纳米颗粒，其中，所述的铂化合物选自于Pt(II)化合物、Pt(IV)化合物和它们的任意组合。
44.段落43所述的纳米颗粒，其中，所述的铂化合物为Pt(II)化合物，所述Pt(II)化合物选自于由顺铂、奥沙利铂、卡铂、铂尔定、赛特铂和它们的组合所组成的组。
45.段落43所述的纳米颗粒，其中，所述的Pt(II)化合物为顺铂。
46.段落43所述的纳米颗粒，其中，所述铂化合物为奥沙利铂。
47.包含生物相容的聚合物的纳米颗粒化合物，其中，所述聚合物包含至少一个具有式-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)-的单体，其中R是键、C1-C6亚烷基，所述亚烷基可包含一个或多个双键或三键；R’为取代的氮原子。优选R为键。
48.段落47所述的纳米颗粒，其中，所述聚合物包含2-100个具有式-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)-的单体单元。
49.段落47-48中任一段所述的纳米颗粒，其中，所述聚合物包含25-50个具有式-CH(CO2H)-R-CH(C(O)R’)-的单体单元。
50.段落47-49中任一段所述的纳米颗粒，其中，R’为
或-NH(CH2CH2O)mCH3，其中m＝1-150。
51.段落47-50中任一段所述的纳米颗粒，所述纳米颗粒进一步包含生物活性剂。
52.一种药物组合物，所述药物组合物包含：
段落1-51所述的纳米颗粒或化合物；和
药学上可接受的载体。
53.一种治疗癌症或癌症转移的方法，所述方法包括：
向需要所述治疗的受试者给予有效量的如段落1-52中任一段所述的组合物。
54.段落53所述的方法，其中，所述癌症或癌症转移选自于由铂敏感性或抗性肿瘤组成的组。
55.段落54所述的方法，其中，所述癌症或癌症转移选自由乳腺癌、头颈癌、卵巢癌、睾丸癌、胰腺癌、口腔食管癌、胃肠癌、肝癌、胆囊癌、肺癌、黑色素瘤癌、皮肤癌、肉瘤、血癌、脑瘤、成胶质母细胞瘤和神经外胚层起源的肿瘤及它们的任意组合所组成的组。
56.一种使铂化合物在受试者的特定部位缓释的方法，所述方法包括：在所述部位提供如段落1-52中任一段所述的组合物。
57.段落56所述的方法，其中，组合物为凝胶形式。
58.段落56-57中任一段所述的方法，其中，所述部位为肿瘤。
59.段落58所述的方法，其中，所述肿瘤在提供所述组合物前已被去除。
对于尚未指明的范围，本领域普通技术人员应理解的是，可对本文 所描述和阐释的大量实施方式中的任一个进行改变，从而并入本文公开的其它任何实施方式中所显示的特征。
下面的实施例阐明了本发明的某些实施方式和某些方面。对本领域技术人员来说，显然各种改变、添加和替换等都可在不改变本发明的精神或范围的情况下进行，并且这些改变和变化都包含在所附权利要求书定义的本发明的范围之内。下列实施例不以任何方式限制本发明。
实施例
材料和方法
CellTiter 96AQueous单溶液细胞增殖分析[3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-5-(3-羧基甲氧基苯基)-2-(4-磺苯基)-2H-四唑，内盐(MTS)法]试剂来自普洛麦格(Promega)(美国威斯康星州麦迪逊)。所有的聚合物溶液在纤维素膜管中透析(型号为Spectra/Por 4和Spectra/Por 6，湿管(wet tubing))，两种型号透析管的质量平均分子量截留极限分别为1000和3500。利用多批搅拌的去离子水进行透析操作。商业上供应的(Sigma，Fluka AG，Aldrich Chemie GmbH)试剂级化学品按原样使用。这些化学品包括N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、聚(异丁烯-alt-马来酸酐)、葡糖胺盐酸盐、mPEG2000NH2、二氮杂(1,3)双环[5.4.0]十一烷(DBU)、三乙胺。分别采用Varion-300或Brucker-400波谱仪在300MHz和400MHz下测定 1H NMR和13C NMR。1H NMR化学位移以相对于四甲基硅烷(0.0ppm)或重水(4.80ppm)的δ值(单位为百万分之一(ppm))报告。报告数据如下：化学位移、多重性(s为单峰，d为双峰，t为三重峰，q为四重峰，m为多重峰，b为宽峰)、耦合常数(赫兹)和积分。碳-13化学位移以相对于CDCl3(76.9ppm)或相对于DMSOd6(39.5ppm)的ppm来报告。195Pt NMR化学位移以相对于Na2PtCl6(0.0ppm)的δ(ppm)报告。在一些实验中，1H NMR和13C NMR分别采用Varion-500或Brucker-400波谱仪在500MHz和125MHz下测定。
在反应前，根据需要对原料进行共沸干燥(azeotropically dried)，并且所有的空气敏感性反应和/或水分敏感性反应都在经直火干燥(flame-dried)和/或烘箱干燥的玻璃器皿中，于无水氮气气氛下(采用 标准防护措施排除水分)进行。
细胞培养和细胞活力分析
路易斯肺癌细胞系(LLC)和乳腺癌细胞系(4T1)购自美国典型培养物保藏中心(ATCC，美国马里兰州罗克维尔)。路易斯肺癌细胞在补充有10％FBS、50单位/mL青霉素和50单位/mL链霉素的Dulbecco改良Eagle培养基中进行培养。4T1细胞在补充有10％FBS、50单位/mL青霉素和50单位/mL链霉素的RPMI培养基中进行培养。将经胰酶消化(trypsinized)培养的LLC和4T1细胞采用PBS洗涤两次，并以100μL培养基含2×103个细胞的密度接种至96孔平底板。对于每个实验，在同一96孔板上对不同浓度的缀合物进行三次重复试验。仅使用培养基的组作为阴性对照，CDDP作为阳性对照。然后，将培养板在37℃下于含5％CO2的气氛中孵育48h。将细胞洗涤，并在含20μL的CellTiter 96 AQueous单溶液试剂(普洛麦格，美国威斯康星州)的100μL无酚红培养基(无FBS)中孵育。这种分析[3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-5-(3-羧基甲氧基苯基)-2-(4-磺苯基)-2H-四唑，内盐法](MTS)是一种用于测定在增殖或细胞毒性分析中有活力的细胞数目的比色法。在37℃下于含5％CO2的气氛中孵育2h后，利用VERSA max酶标仪(美国加州森尼维耳，Molecular Devices)在490nm下记录每个孔的吸光度。
吸光度反映了存活细胞的数目。将所有的数据扣除空白值，并利用Origin软件(美国北安普顿，OriginLab Corporation)分析结果。用每个试验剂量的三个平行吸光度数据的平均值除以未处理的对照细胞的平均值。用商的对数对于给定剂绘制曲线，即用Y＝(试验的吸光度平均值-背景值)/(未处理的吸光度-背景值)对于X＝试验剂量来绘制曲线。
粒径的测定
在JEOL 2011高对比度数字TEM上得到高分辨的TEM图像。在碳300目铜网(carbon300 mesh copper grids)(Electron Microscopy Sciences)上，通过滴加不同浓度的含水纳米颗粒制备样品并风干。纳米颗粒的尺寸分布通过动态光散射(DLS)进行研究，动态光散射在25℃下采用装载有He Ne激光器的DLS系统(Malvern NanoZetasizer)进行。
释放动力学理化研究
将PIMA-GA-CDDP悬浮于1mL来自LLC细胞系的乏氧细胞裂解液，并封入透析袋(MWCO～1000Da)。在室温下，将透析袋于1mL的PBS缓冲液中轻摇孵育。在预定的时间间隔，从孵育培养基中提取10μL的等份，利用90μL 1,2-苯二胺溶液(1mL DMF中含有1.2mg)处理，并在100℃下孵育3h。释放的Pt(IV)通过UV-VIS光谱在铂(IV)-1,2-苯二胺络合物的特征波长λ＝704nm处进行定量。在取出每一等份后，利用10μL新鲜的PBS补满孵育培养基。
或者，将浓缩后的PIMA-GA-顺铂缀合物在100μL的二次蒸馏水中重悬，用1N氢氧化钠或1N硝酸将pH调节至8.5或5.5，并转移至透析管中(MWCO：1000KD，Spectrapor)。将所述透析管放入含有磁托盘和2mL不同pH的磷酸盐缓冲盐水的管中。利用IKA搅拌器在25℃下以300rpm轻轻搅拌透析袋，研究顺铂释放。在预定的时间间隔，从透析膜袋的外部溶液中取10μL的等份，并通过添加100μL的邻苯二胺(在DMF中浓度为1.2mg/mL)并加热所得溶液3h，使其进行接下来的UV-Vis活性络合物的形成反应。将10μL的新鲜溶液加回至透析膜袋的外部溶液，以保持体积不变。通过UV分光光度计(Shimadzu UV 2450)在706nm下评估所释放的药物的量。
细胞凋亡的FACS分析
生长于6孔板中的细胞在顺铂纳米颗粒或游离顺铂存在下于37℃孵育24h。24h后，用PBS洗涤细胞，并在0℃下收集细胞。然后，用膜联蛋白V-Alexa Fluor 488缀合物(Molecular Probes，Invitrogen)处理所述细胞，并在黑暗中于室温下孵育15min。然后，用PBS洗涤所述细胞，并用含有核糖核酸酶(1mg/mL，Sigma)的碘化丙啶(PI)溶液(50mg/mL，Sigma)孵育。然后，将细胞悬浮液转移到FACS管中，并在BD FACS Calibur仪器上分析膜联蛋白V/PI染色。利用CellQuestPro软件(BD Biosciences)分析数据。
细胞摄取研究
将LLC和4T1细胞接种至24孔板的玻璃盖玻片上，每孔50000个 细胞。当细胞达到70％汇合时，用缀合有异硫氰酸荧光素(FITC)的顺铂纳米颗粒处理不同的时间：分别为30min、2h、6h、12h和24h。对于共定位(colocation)研究，在指定的时间点，用PBS洗涤细胞，并用Lysotracker Red(Molecular Probes)在37℃下孵育30min以发生内化。随后用4％多聚甲醛在室温下将细胞固定20min，之后用PBS洗涤两次，并用Prolong Gold AntifadeReagent(Molecular Probes)将细胞固定在玻璃载片上。用装有绿色和红色滤光镜(分别用于FITC和Lysotracker Red)的Nikon Eclipse TE2000荧光显微镜得到图像。
鼠LLC肺癌和4T1乳腺癌体内肿瘤模型
将LLC肺癌细胞和4T1乳腺癌细胞(3×105)分别皮下植入4周龄的C57/BL6和BALB/c小鼠(重量20g，Charles River Laboratories，MA)的胁腹(flanks)。在所述肿瘤体积达到50mm3后开始药物治疗。肿瘤治疗由给予顺铂纳米颗粒和游离顺铂或奥沙利铂纳米颗粒和游离奥沙利铂组成。制备并确认下述制剂：100μL顺铂纳米颗粒和游离顺铂包含1.25mg/kg和3mg/kg的顺铂，或100μL奥沙利铂纳米颗粒和游离奥沙利铂包含5mg/kg和15mg/kg的奥沙利铂。通过尾静脉注射进行给药。通过尾静脉注射给予的PBS(100μL)用作药物处理的对照。每日监测肿瘤体积和体重。当对照组的平均肿瘤体积超过2000mm3时，将动物处死。处死后立即采集肿瘤，并储存于10％福尔马林中用于进一步分析。所有动物程序都得到Harvardinstitutional IUCAC的批准。
鼠卵巢癌体内肿瘤模型
如前文所述，在经基因工程设计的K-rasLSL/+/Ptenfl/fl小鼠体内，通过囊内递送携带Cre重组酶的腺病毒诱发卵巢腺癌。为了使药物处理前后的肿瘤成像可行，将肿瘤细胞设计为一旦被Adeno-Cre活化就表达荧光素酶。一旦小鼠将培养基发育成大肿瘤，则将它们放置入四个处理组之一(对照、顺铂NP 1.25mg/kg、顺铂NP-3mg/kg和游离顺铂)，所有药物经静脉给药(i.v.)。
肿瘤成像和药物处理的功效评估
利用IVIS Lumina II成像系统进行体内肿瘤成像。利用Living ImagingSoftware 3.1(Caliper Life Sciences)实现生物发光的定量。在成像前，使小鼠通过腹膜内(i.p.)注射接受150mg/kg的D-虫荧光素钾盐(D-luciferin firefly potassium salt)。在荧光素注射后5分钟，将小鼠在2.5％异氟烷的吸气室(induction chamber)中麻醉。在被麻醉后，将小鼠立即放置到成像室中；在成像室中，通过歧管(manifold)供应异氟烷而使小鼠保持麻醉状态，并且将小鼠的体温维持在37℃的温度。在给予荧光素(暴露时间30s)15min后收集生物荧光信号。在处理前一天(第0天，基线)、处理周期中点处和最终处理后一天获取图像。通过检测处理后的生物荧光信号相比于基线的增加倍数，对处理功效加以定量。毒性数据的统计分析用Prism 5TM软件采用单因素ANOVA检验进行分析。
顺铂的生物分布
通过对小鼠静脉注射顺铂纳米颗粒和游离顺铂(剂量相当于8mg/kg的顺铂)来研究其分布。在注射24h后，将动物处死并解剖尸体，以采集肿瘤和肾脏。在其它研究中，在功效研究试验后对动物重复给药，并且在多次给药研究结束时将动物处死。然后对器官称重，并通过在室温下震摇24h、然后在100℃下加热12h，使该器官溶于浓硝酸(约10mL)中。然后，向这些混合物中添加30％的H2O2，将得到的溶液在室温下搅拌24h，再加热12h使液体挥发。将所有固体残渣重新溶于1mL水中，然后再通过电感耦合等离子体光谱法(ICP)测定铂的量。
组织病理学和TUNEL分析(细胞凋亡分析)
在哈佛医学院核心实验室，将组织在10％福尔马林中固定、用石蜡包埋、切片和用H&E染色。将肿瘤和肾脏的石蜡切片按照制造商说明书，采用标准的TMR-红色荧光末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP切口末端标记(TUNEL)试剂盒(细胞死亡原位检测试剂盒,TMRRed,Roche)脱蜡并染色。用装载有红色滤光镜的Nikon Eclipse TE2000荧光显微镜获取图像。
药物处理的毒性评价
每天记录体重以评价毒性。此外，在处理结束时取出肝脏和脾脏，以记录重量并进行广泛的病理学检查来评价生命器官的毒性。用TUNEL 分析测定生命器官中的细胞凋亡。用Prism 5TM软件采用双因素ANOVA检验进行毒性数据的统计分析。
统计分析
用来自至少n＝3的平均值±标准差表示数据。利用GraphPad Prism软件(GraphPad,San Diego,CA)进行统计分析。采用ANOVA及随后的Newman Keuls Post Hoc检验或Student’s t检验，来确定统计差异。P<0.05被认为具有显著差异。
实施例1 聚合物载体的合成
聚(异丁烯-alt-马来酸)PIMA(2)
将1g聚(异丁烯-alt-马来酸酐)(1)在10mL圆底烧瓶中溶解于5mL干燥的DMF中，再向其中添加1mL二次蒸馏水，然后将得到的反应混合物在80℃下搅拌48h。在真空下去除溶剂，并用透析去除低分子量的杂质。将含水的聚合物溶液在纤维素膜管(型号为Spectra/Por4)中透析3天，质量平均分子量截留极限为1000。然后将无色溶液冻干，得到732mg白色的聚合物聚(异丁烯-alt-马来酸)PIMA(2)。1H NMR(300MHz，D2O)δ3.3-3.5(m)，2.8(s)，2.6-2.7(m)，2.5(s)，2.2-2.3(m)，0.8-0.9(m)。
PIMA-EDA(3)
在装配有磁力搅拌器和干燥氮气球的10mL圆底烧瓶中充满聚(异丁烯-alt-马来酸酐)PIMA 1(1g)、干燥DMF(5mL)、三乙胺(0.1mL)和过量的乙二胺二盐酸盐(1g)。所得到的混合物在25℃下搅拌48h。在真空下去除溶剂，并用截留分子量为3.5KD的透析袋透析3天去除低分子量的杂质(如过量的乙二胺)，从而纯化聚合物。然后将聚合物溶液冻干得到0.89gPIMA-EDA(3)。1H NMR(300MHz，D2O)δ3.1-3.2(m)，2.9-3.0(s)，2.6-2.8(m)，2.5(s)，0.8-1.0(m)。
PIMA-GA聚合物(4)
将0.0064g(0.001mmol)聚(异丁烯-alt-马来酸酐)PIMA 1溶解于5mL的DMF中，然后添加溶解于1mL干燥DMF中的0.032mL DBU(0.21mmol)，再将得到的混合物在25℃下搅拌1h。直接向该混合物溶 液中添加0.046g(0.21mmol)的葡糖胺。将所得到的反应混合物在室温下搅拌48h，然后添加1mL二次蒸馏水淬灭。将有机溶剂在真空下蒸发12h。将得到的浅黄色固体采用Pierce(Thermoscientific)提供的、截留分子量为3.5KD的透析袋透析3天，从而将其纯化得到无色溶液。通过冻干得到104mg白色PIMA-GA(4)聚合物。1H NMR(300MHz，CDCl3)δ7.54-7.65(m,2H)，7.33-7.45(m,2H)，7.02-7.19(m,14H)，6.93-6.97(m,2H)，6.83-6.89(m,2H)，6.55(s,2H)，6.15-6.19(m,2H)，3.90(s,2H)，3.58(s,6H)。1H NMR(300MHz，D2O)δ8.2-8.3(m)，7.0-7.1(m)，5.0-5.1(m)，3.0-3.9(m)，2.1-2.3(m)，1.1-1.9(m)，0.7-1.0(m)。
在另一个实验中，将0.045g PIMA溶解于5mL DMF中，然后添加DBU溶液(0.23mL)和葡糖胺(0.323g溶解于5mL干燥的DMF中)。使得到的反应混合物在室温下搅拌48h，然后添加1mL二次蒸馏水淬灭。在真空下蒸发有机溶剂。得到的浅黄色固体采用截留分子量为3.5KD的透析袋透析3天进行纯化。通过冻干得到104mg淡黄色的PIMA-GA聚合物。1H NMR(300MHz，D2O)δ8.2-8.3(m)，7.0-7.1(m)，5.0-5.1(m)，3.0-3.9(m)，2.1-2.3(m)，1.1-1.9(m)，0.7-1.0(m)。
PIMA-PEG聚合物(5)
在25mL圆底烧瓶中，将3mg(0.0005mmol)聚(异丁烯-alt-马来酸酐)PIMA 1和0.0023mL(0.015mmol)DBU于N2下在10mL干燥的DMF中溶解1h，然后添加20mg(0.01mmol)PEG-NH2，再将得到的反应溶液在80℃不断地搅拌加热3天。使反应冷却至室温，然后添加1mL水并继续搅拌1h。在真空下去除溶剂，并且通过透析从所要的聚合物中去除未反应的PEG-NH2(MW 2KD)。采用Pierce(Thermoscientific)提供的、截留分子量为3.5KD的膜透析5天，得到无色溶液，然后将所述溶液冻干得到19mg白色PIMA-PEG(5)。1H NMR(300MHz，D2O)δ3.5-3.7(m)，3.0-3.1(m)，2.5-2.8(m)，0.7-1.0(m)。
实施例2 缀合物的合成
CDDP的水合
将30mg CDDP和17mg AgNO3添加到10mL的二次蒸馏水中。得到 的溶液在室温下于黑暗中搅拌24h。反应后发现有AgCl沉淀。以1000rpm离心10min从反应中去除AgCl沉淀。上清液通过0.2μm过滤器进一步纯化。
PIMA-CDDP(6)
在1mL的圆底烧瓶中，将0.006g(0.001mmol)聚(异丁烯-alt-马来酸)PIMA 2溶解于含0.00084g(0.0028mmol)CDDP的二次蒸馏水中，然后将得到的反应混合物在室温(25℃)下搅拌48h。将PIMA-CDDP(6)缀合物在质量平均分子量截留极限为1000的纤维素膜管(型号Spectra/Por 4)中透析，使其进一步纯化。然后将所得的混浊溶液冻干以得到白色PIMA-CDDP(6)缀合物。将所述缀合物重新悬浮用于细胞培养实验。
PIMA-EDA-CDDP(7)
在10mL圆底烧瓶中，称取0.007g(0.001mmol)PIMA-EDA 3聚合物，再向其中添加溶解于1mL二次蒸馏水的0.0084g(0.0028mmol)CDDP。然后将所述溶液在室温(25℃)下搅拌48h。用分子量截留极限为1000的纤维素膜进行透析，并通过冻干得到淡黄色的PIMA-EDA-CDDP(7)缀合物。
PIMA-GA-CDDP(8)
在装配有磁力搅拌器的10mL圆底烧瓶中称取0.0036g(0.0003mmol)的PIMA-GA 4，添加含有0.001g(0.0033mmol)CDDP的1mL二次蒸馏水，然后将溶液在室温(25℃)下搅拌48h。通过以质量平均分子量截留极限1000进行透析2-3h以去除未连接的CDDP，使得以溶液状态形成的PIMA-GA-CDDP(8)缀合物进一步纯化。将透析后的溶液冻干得到微黄的PIMA-GA-CDDP(8)缀合物。
PIMA-PEG-CDDP(9)
将0.019g(0.00007mmol)的刷状聚合物(brush polymer)PIMA-PEG 5装入10mL圆底烧瓶中，与溶解于0.3mL二次蒸馏水的0.0002g(0.0007mmol)CDDP混合。在室温(25℃)下搅拌3天后，将所得混浊的反应混合物进行透析。通过用质量平均分子量截留极限为1000的纤 维素膜管(型号为Spectra/Por4)透析2-3h以去除游离的CDDP，使将包含PIMA-PEG-CDDP(9)缀合物的溶液进一步纯化。然后将PIMA-PEG-CDDP(9)缀合物冻干，得到白色固体。将所述缀合物重新悬浮于二次蒸馏水中用于细胞培养实验。
FITC-标记的PIMA-GA-CDDP
将0.006g聚(异丁烯-alt-马来酸酐)PIMA溶解于5mL DMF中，然后添加在25℃下搅拌1h的DBU(0.0053mL在DMF中)和葡糖胺(0.0075g溶解于5mL干燥DMF中)的混合物溶液。将得到的反应混合物在25℃下搅拌48h，然后添加0.0022g FITC-EDA(FITC-EDA按以下步骤合成：在DMSO中，将处于过量乙二胺中的异硫氰酸荧光素在25℃搅拌12h)并再继续搅拌12h，添加1mL二次蒸馏水淬灭反应混合物。在真空下蒸发有机溶剂。将得到的橘黄色固体用截留分子量为3.5KD的透析袋透析3天进行纯化。通过冻干得到发荧光的橘黄色PIMA-GA-FITC聚合物。向这一FITC标记的聚合物(0.004g PIMA-GA-FITC)中添加含有0.001g顺铂的1mL二次蒸馏水，然后将溶液在室温(25℃)下搅拌48h。通过以质量平均分子量截留极限1000进行透析以去除未连接的顺铂，使得以溶液状态形成的PIMA-GA-FITC-顺铂缀合物进一步纯化。将透析后的溶液冻干得到橘黄色FITC标记的PIMA-GA-FITC-顺铂缀合物纳米颗粒。
PIMA-奥沙利铂
在圆底烧瓶中，将6mg聚(异丁烯-alt-马来酸)(PIMA)溶解于含1mg奥沙利铂-OH的1mL二次蒸馏水中，然后将得到的反应混合物在室温(25℃)下搅拌48h。将PIMA-奥沙利铂缀合物在质量平均分子量截留极限为1000的纤维素膜管(型号为Spectra/Por4)中透析，使其进一步纯化。然后，将所得混浊的溶液冻干，得到PIMA-奥沙利铂缀合物。将所述缀合物重新悬浮于二次蒸馏水用于细胞培养实验。
PIMA-GA-奥沙利铂
在装配有磁力搅拌器的10mL圆底烧瓶中称取12mg PIMA-GA，然后向其中添加含有1mg奥沙利铂-OH的1mL二次蒸馏水，然后将溶液在室温(25℃)下搅拌48h。通过以质量平均分子量截留极限1000进行透 析以去除未连接的奥沙利铂，使得以溶液状态形成的PIMA-GA-奥沙利铂缀合物进一步纯化。将透析后的溶液冻干，得到淡黄色的PIMA-GA-奥沙利铂缀合物。
实施例3 利用不同的碱进行的PIMA-GA聚合物合成的NMR分析
以DBU作为碱合成PIMA-GA
将360mg(1.66mmol，200当量)葡糖胺盐酸盐悬浮于5mL DMF中，并用250μL(1.66mmol，200当量)的DBU在室温下处理1h。1h后，将葡糖胺/DBU(在DMF中)溶液滴加到含50mg(0.008mmol，1当量)的聚(异丁烯-alt-马来酸酐)的5mL DMF溶液中，并将反应混合物在室温下搅拌72h。用3mL二次蒸馏水淬灭所述反应混合物。将PIMA-GA缀合物通过MWCO为2000的透析袋透析72h进行纯化。将产物冻干48h获得100mg奶黄色粉末。所述产物通过1HNMR波谱(300MHz)进行表征。溶解度：产物溶于水但不溶于有机溶剂(如丙酮、甲醇或乙腈)。1H NMR(300MHz)：δ(ppm)＝5.2-5.3(m，0.14H，糖质子)，5.0-5.1(m，0.4H，糖质子)，3.6-4.0(m，13.07H，糖质子)，3.25-3.5(m，15.48H，糖质子)，3.0-3.2(m，6.98H，糖质子)，2.5-2.6(m，6.97H，PIMA质子)，1.4-1.7(m，19.86H，PIMA质子)，0.7-1.2(m，23.77H，PIMA质子)。总的糖质子:总的PIMA质子＝36.07:50.6＝0.71。如果所有的残基都为PIMA-GA缀合物单体中衍生后的糖质子和PIMA质子，那么这很好地吻合了预测的结构。
以二异丙基乙胺(DIPEA)作为碱合成PIMA-GA
将179mg(0.83mmol，100当量)葡糖胺盐酸盐悬浮于2mL DMF中，并在室温下用145μL(0.83mmol，100当量)的DIPEA处理1h。1h后，将溶于3mL DMF中的50mg(0.008mmol，1当量)的聚(异丁烯-alt-马来酸酐)添加到反应混合物中，并在室温下搅拌24h。添加3mL二次蒸馏水淬灭反应混合物。将PIMA-GA缀合物通过MWCO为1000的透析袋透析24h进行纯化。将产物冻干48h获得106mg白色粉末。所述产物通过 1H NMR波谱(300MHz)进行表征。溶解度：产物溶于水但不溶于有机溶剂(如丙酮、甲醇或乙腈)。1H NMR(300MHz)：δ(ppm)＝5.2-5.3 (m，0.4H，糖质子)，4.9-5.1(m，2.0H，糖质子)，3.4-3.6(m，21.86H，糖质子)，3.2-3.3(m，6.16H，糖质子)，2.9-3.1(m，3.81H，糖质子)，2.4-2.7(b，4.39H，PIMA质子)，2.1-2.4(b，4.54H，PIMA质子)，1.7-2.0(b，3.13H，PIMA质子)，1.3-1.5(b，1.58H，PIMA质子)，1.1-1.2(m，24.12H，PIMA质子)，0.6-0.9(m，27.94H，PIMA质子)。总的糖质子:总的PIMA质子＝39.21:61.11＝0.64。
以三乙胺作为碱合成PIMA-GA
将143mg(0.66mmol，80当量)的葡糖胺盐酸盐悬浮于2mL的DMF中，并在室温下用100μL(0.66mmol，80当量)的三乙胺处理1h。1h后，将50mg(0.008mmol，1当量)的聚(异丁烯-alt-马来酸酐)添加到反应混合物中，并在室温下搅拌24h。添加3mL二次蒸馏水淬灭反应混合物。将PIMA-GA缀合物通过MWCO为1000的透析袋透析24h进行纯化。将产物冻干48h获得100mg白色粉末。所述产物通过1H NMR波谱(300MHz)进行表征。溶解度：产物溶于水但不溶于有机溶剂(如丙酮、甲醇或乙腈)。1H NMR(300MHz)：δ(ppm)＝5.2-5.3(m，0.44H，糖质子)，4.9-5.1(m，1.51H，糖质子)，3.7-3.8(m，19.01H，糖质子)，3.3-3.4(m，6.43H，糖质子)，3.1-3.2(m，11.82H，糖质子)，2.93-2.94(m，2.23H，PIMA质子)，2.6-2.7(m，5.84H，PIMA质子)，2.2-2.5(b，4.91H，PIMA质子)，1.8-2.1(b，3.83H，PIMA质子)，1.4-1.6(b，2.52H，PIMA质子)，1.8-1.2(m，18.04H，PIMA质子)，0.9-1.0(m，23.77H，PIMA质子)。总的糖质子:总的PIMA质子＝34.31:65.7＝0.52。
实施例4 时间依赖的PIMA-GA-CDDP加载效率
方法：将50mg(0.004mmol)PIMA-GA缀合物溶解于1mL二次蒸馏水后，添加3mL(0.057mmol)(NH2)2Pt(OH)2。将反应在室温下搅拌48h。在每一个预定的时间点(5h、31h和48h)后，从反应混合物中取出200μL的等份。所述等份通过装有MWCO为3000的再生纤维素膜的Microcon离心式过滤设备过滤，以分离PIMA-GA-CDDP缀合物。用(200μL×2)二次蒸馏水彻底洗涤聚合物，以去除任何铂试剂。聚合物中的铂含量按上述方法测定。
结果：通过1,2-苯二胺与Pt缀合从而在波长λ＝706nm处产生UV-VIS光谱的能力，测定PIMA-GA缀合物中的Pt加载效率的变化。所述聚合物和1,2-苯二胺在此波长下均无任何特征吸收峰。通过UV-VIS光谱监测PIMA-GA和羟基-铂之间的反应中的铂含量如何随时间变化。在不同的预定时间点(5h、31h和48h)，从反应混合物中取出200μL的等份，并测定在聚合物缀合物中的Pt加载量。图中显示出聚合物缀合物中铂的加载量随时间从190μg/mg(5h)增加至210μg/mg(31h)，并在48h时达到最大347μg/mg。这表明几乎100％的Pt在该时间点与聚合物络合，因为最大预测加载量为每聚合物单元37.5％，而我们实现了每聚合物34.7％的Pt。
实施例5 基于结构-活性关系对聚合物进行的合理优化
为改善纳米颗粒的功效，本发明人用生物相容的葡糖胺将聚合物每一个单体的单臂进行衍生，从而生成PIMA-葡糖胺缀合物(PIMA-GA)(图11B)。这将结合有Pt的二羧酸键转变为单羧酸键和配位键，可以使Pt更容易释放，这是考虑到配位键不如单羧酸连接稳定(图11B)。
Pt环境的核磁共振(NMR)表征显示出，PIMA-GA和顺铂在酸性pH(pH 6.5)下络合生成以单羧酸和O→Pt配位络合物为特征的同分异构态[PIMA-GA-顺铂(O→Pt)](8)，该O→Pt配位络合物的特征在于-1611.54处的Pt NMR单峰(图11B)。有趣的是，顺铂与PIMA-GA在碱性pH(pH 8.5)下络合有利于形成同分异构的PIMA-GA-顺铂(N→Pt)络合物(10)，其中Pt通过单羧酸和更稳定的N→Pt配位键络合，该N→Pt配位键的特征在于-2210处的单峰为特征(图11B)。令人兴奋的是，存在这两个取决于pH的状态使发明人可以进一步研究Pt环境(尤其是离去基团)对生物效能的影响。
顺铂与PIMA-葡糖胺(PIMA-GA)聚合物以15:1的比例络合使得自组装形成纳米颗粒，所述纳米颗粒具有所期望的80-150nm的窄尺寸带宽，这通过高分辨电镜(数据未示出)和DLS(图12A)得以证实。另外，本发明人实现了175±5μg/mg聚合物的加载量(图12B)，这显著高于采用传统纳米颗粒制剂所能实现的量(Avgoustakis K，Beletsi A，Panagi Z，Klepetsanis P，Karydas AG，Ithakissios DS.，PLGA-mPEG nanoparticles ofcisplatin:in vitro nanoparticle degradation,in vitro drug release and in vivodrug residence in blood properties，J Control Release，2002年2月19日；79(1-3):123-35)。
实施例6 纳米颗粒体外功效和摄取的表征
用荧光素为聚合物加上标签(图15)，使得能够临时追踪细胞对纳米颗粒的摄取，所述细胞还用Lysotracker Red染料共标记从而对前溶酶体区室(endolysosomalcompartments)进行标记。通过FITC-纳米颗粒和Lysotracker Red染料的共定位作用显现出进入前溶酶体区室的内化作用，在进行处理的15min内于LLC细胞中观察到纳米颗粒的快速摄取(数据未示出)。相反，向4T1细胞中的摄取被延迟，只是在孵育后2h才显现出进入前溶酶体区室的内化作用。在12h内，来自溶酶体区室和FITC缀合物的荧光信号发生分离，表明聚合物在溶酶体中经处理后的细胞溶质分布(数据未示出)。
为测试PIMA-GA-顺铂纳米颗粒在体外的功效，本发明人利用路易斯肺癌(LLC)和4T1乳腺癌细胞系进行了细胞活力试验。在孵育后48h，用MTS分析对细胞活力进行定量。有趣的是，LLC细胞(图13A)比4T1乳腺癌细胞(图13B)对顺铂纳米颗粒更敏感。令人兴奋的是，PIMA-GA-顺铂(O→Pt)纳米颗粒(8)显示出了显著的LLC细胞杀灭作用，其IC50值(4.25±0.16μM)与顺铂(IC50＝3.87±0.37μM)类似(P>0.05)，但优于卡铂(IC50＝14.75±0.38μM)，这支持了水合率对功效很关键这一假设(图13)。乙二胺创造了与葡糖胺类似的Pt络合物环境，本发明人用乙二胺代替葡糖胺时观察到了类似的功效(图13A)。这又得到了PIMA-GA-顺铂(N→Pt)纳米颗粒(IC50＝6.36±0.19μM)活性显著低于顺铂这一观察结果的支持，这表明铂环境对限定水合率很关键。为进一步确认络合环境的作用，本发明人制成了PIMA-GA(20)，其中包含PIMA聚合物的40个单体中只有20个采用葡糖胺进行了衍生化，因此引入了二羧酸键并减少了将Pt络合至PIMA-GA的单羧酸和配位键。如图13F所示，与所有40个单体均采用葡糖胺进行了衍生化的PIMA-GA-顺铂(O→Pt)纳米颗粒相比，PIMA-GA(20)-顺铂的溶度-效应曲线右移(EC50＝5.85±0.13μM)。空的(empty)PIMA-GA聚合物对细胞活力无影响。表中总结了EC50值。
如图13A所示，当以最高浓度单独使用所述聚合物诱发细胞死亡时，顺铂的络合作用使浓度-效应曲线显著左移，这表明PIMA-顺铂纳米颗粒诱发了细胞杀灭作用。然而，即使在50μM的浓度，PIMA-顺铂也不能诱发完全的细胞杀灭作用。相反，顺铂在浓度大于20μM时产生完全的细胞杀灭作用。铂酸盐与PIMA络合时的功效降低可作如下解释：铂与马来酸单体间的二羧酸连接将铂紧密地结合，这与存在于卡铂(其功效类似地低于顺铂)中的连接相似。
对细胞进行标记以在细胞表面表达磷脂酰丝氨酸显示出，顺铂处理可诱发细胞凋亡性的细胞死亡，LLC细胞比4T1细胞更敏感(图14)。
表1各种络合物的EC50值
EC50(μM)
PIMA30:PIMA-GA-顺铂[酸性] 5.29±0.11
PIMA30:PIMA-GA-顺铂[basic] 6.84±0.14
顺铂 3.87±0.37
卡铂 14.75±0.38
PIMA40-200:PIMA-GA-顺铂[酸性] 4.25±0.16
PIMA40-200:PIMA-GA-顺铂[碱性] 6.36±0.19
PIMA-GA20-顺铂[酸性] 5.85±0.13
实施例7 活性顺铂从纳米颗粒中的释放具有pH依赖性
考虑到定位于溶酶体区室中的纳米颗粒，本发明人对在pH 5.5(模拟肿瘤的前溶酶体区室的酸性pH)时Pt从纳米颗粒中的释放进行了试验(Lin等，Eur.J.Cancer，2004，40(2):291-297)。本发明人还选择了pH 8.5作为碱性范围内的参比pH。如图16所示，在pH 5.5时，在70h的时间段内监测发现，PIMA-GA-顺铂(O→Pt)纳米颗粒使得顺铂持久而显著地释放。相反，在pH 8.5时该释放显著更低，表明Pt的pH依赖性释放。有趣的是，即使在pH 5.5时，PIMA-GA-顺铂(N→Pt)也释放出显 著更少量的Pt，这与N→Pt配位键比O→Pt连接更强的事实一致。不出所料，本发明人观察到，与PIMA-GA-顺铂(N→Pt)和PIMA-GA-顺铂(O→Pt)相比，PIMA-顺铂纳米颗粒显示出显著降低的Pt释放速率，这是因为Pt被更稳定的二羧酸键(而非单羧酸键)和配位键夹持。
实施例8 纳米颗粒诱发肿瘤生长迟缓和衰退并具有降低的肾毒性
随着PIMA-GA-顺铂(O→Pt)纳米颗粒显示出期望的铂释放速率，并且与顺铂相比还显示出体外功效，本发明人证实了所述纳米颗粒的体内治疗功效。他们将带有已确立的路易斯肺癌或4T1乳腺癌的小鼠分别随机地分为五组，并且每一组都用三个剂量的(i)PBS(对照)、(ii)顺铂(1.25mg/kg)、(iii)顺铂(3mg/kg)、(iv)PIMA-GA-顺铂(O→Pt)纳米颗粒(1.25mg/kg)和(v)PIMA-GA-顺铂(O→Pt)纳米颗粒(3mg/kg)进行处理。用PBS注射的小鼠到第16天(最后一次注射后的那天)形成大肿瘤，并且最终使其安乐死。其他组的动物也在相同时间点处死，以评价处理对肿瘤病理的效果。如图5所示，顺铂诱发依赖剂量的肿瘤抑制，并且在剂量相当于1.25mg/kg的顺铂时，给予纳米颗粒制剂对于肺癌进程实现了比游离药物更大的抑制。然而，在剂量相当于3mg/kg时，游离顺铂导致体重显著降低，这显示出全身性毒性。相反，用相当于3mg/kg顺铂的纳米颗粒处理动物时显示出体重增加，尽管两个治疗组的肿瘤抑制相似(数据未示出)。此外，尸检显示，用游离顺铂治疗导致肾脏和脾脏的重量显著降低(图5D和5E)，这表明了与之前报道一致的肾毒性和血液毒性。令人兴奋的是，顺铂纳米颗粒对肾脏重量无影响，并且仅在最高剂量时减小脾脏尺寸(图5D和5E)。这通过肾脏的H&E染色切片的病理学分析得到进一步证实：与顺铂纳米颗粒相比，所述切片显示了用游离顺铂处理的动物体内肾小管显著坏死。为阐释肿瘤抑制所蕴含的机理，本发明人将肿瘤切片进行标记用于TUNEL，这显示了在用游离顺铂和PIMA-GA-顺铂(O→Pt)纳米颗粒处理后显著地诱发细胞凋亡(数据未示出)。有趣的是，标记用于TUNEL的肾脏切片证实，与在纳米颗粒处理组中的最小肾毒性相反，在游离顺铂处理的动物体内出现显著的细胞凋亡(数据未示出)。事实上，用感应耦合等离子体光谱法(ICP)进行的生物分布研究揭示，给予顺铂纳米颗粒后的肾脏中Pt浓度是给予 游离药物后所得Pt浓度的50％(图5E)，这可以用来解释肾毒性的降低。
与对照相比，用顺铂(1.25mg/kg)处理仅显示出较低的肿瘤生长抑制；相反，用同样剂量的纳米颗粒-顺铂处理在抗肿瘤功效方面显示出了显著的提高(图5A)。这与下述事实相一致：与游离药物20相比，纳米颗粒可使活性物质在肿瘤中达到明显更高的浓度。在更高的剂量，游离药物和纳米颗粒达到了相似的抗肿瘤功效(图5A)，所述功效可能为药物的理论极限。然而，此剂量的所述游离药物导致体重降低超过20％(图5B)，体重降低可作为非特异毒性的指标。事实上，由肾脏重量的降低可以看出游离药物诱发了显著的肾毒性(图5D)。此外，尽管在不同处理组间血细胞计数并无不同(图5C)，但在游离顺铂的最高剂量，脾脏重量显著降低(图5E)。相反，纳米颗粒-顺铂即使在最高剂量也不显示出这样的毒性，这开辟了以更高水平给药或以更长时间给药的可能性，这两种情况均可显著影响抗肿瘤结果。另外，易于制造、材料的低成本和治疗功效的增加及毒性的降低可成为影响全球健康的纳米技术的实例。不希望受理论的束缚，增加的治疗指数可由纳米颗粒在肿瘤中的优先累积(起因于经充分研究的EPR效应)引起，并且当纳米颗粒超出清除的尺寸极限时绕开肾脏，之前的研究证明该尺寸极限小于5nm(Choi HS，Liu W，Misra P，Tanaka E，Zimmer JP，IttyIpe B，Bawendi MG，Frangioni JV，Renal clearance of quantum dots，Nat Biotechnol，2007；25:1165-70)。
游离顺铂和PIMA-GA-顺铂(O→Pt)纳米颗粒在4T1乳腺癌模型中能引起相似水平的肿瘤生长抑制(图17)。有趣的是，与顺铂-纳米颗粒处理组相比，1.25mg/kg和3mg/kg游离顺铂诱发显著的体重降低。与肺癌模型中观察到的相一致，游离顺铂在肾脏中诱发显著的细胞凋亡，而纳米颗粒-顺铂处理组在肾脏中显示出最低的细胞凋亡，但在肿瘤中显示出了显著水平的细胞凋亡。
除肺癌和乳腺癌模型以外，本发明人在卵巢癌模型中进一步评价了所述PIMA-GA-顺铂(O→Pt)纳米颗粒。上皮卵巢癌是女性生殖周期最致命的恶性肿瘤。关于频繁的体细胞的PTEN突变和子宫内膜样卵巢癌的10q23PTEN基因座的杂合性缺失的发现暗示了PTEN在这种上皮卵巢癌亚型的病因学中的关键作用(Obata K.等，Frequent PTEN/MMAC1 mutationsin endometrioid but not serous or mucinous epithelial ovarian tumors，CancerRes.58，2095-2097(1998)；和Sato等，Cancer Res.2000，60:7052-7056；以及Sato等，Cancer Res.2000，60:7052-7056)。类似地，尽管频率较低，K-RAS癌基因(oncogene)在子宫内膜样卵巢癌中也发生了突变(Cuatrecasas等，Cancer(1998)82:1088-1095)。在最近的一项研究中，发现在卵巢表面上皮中这两种突变的结合会诱发侵袭性和广泛转移性的、具有完全外显率的子宫内膜样卵巢腺癌，这使它成为模拟人类肿瘤发展的好模型。在这个转基因模型中，通过荧光素酶表达进行定量，辅料处理的动物显示出快速的肿瘤发展。利用顺铂纳米颗粒处理实现了对肿瘤发展的剂量依赖性抑制作用，在相当于1.25mg/kg的较低剂量产生与游离顺铂的3mg/kg剂量相似的抑制作用(图18)。正如用等剂量的、已在卵巢癌方面获临床应用批准的游离顺铂观察到的一样，用更高剂量的顺铂-纳米颗粒(相当于3mg/kg的顺铂)处理实现了更高的肿瘤抑制作用而不会显著降低体重(图18)。另外，TUNEL染色揭示出，3mg/kg游离顺铂引发肾脏中显著的细胞凋亡，而同样Pt浓度的顺铂纳米颗粒并未诱发肾单位(nephrons)中的细胞凋亡。
实施例9 多次给药后的顺铂-纳米颗粒的生物分布
为研究顺铂纳米颗粒的生物分布，本发明人在多次给药实验结束时采集肿瘤，其中每个动物接受三个剂量的游离药物或顺铂纳米颗粒。如图19所示，与以游离顺铂进行递送时相反，在以纳米颗粒形式给药时，Pt在乳腺肿瘤和卵巢肿瘤中优先积累。
实施例10 利用PIMA-GA-奥沙利铂处理的毒性评价
游离奥沙利铂剂量为15mg/kg时，所有动物均因全身性毒性死亡。相反，对于奥沙利铂纳米颗粒的情况，即使在该剂量也未显现出毒性。
实施例11 脂质-顺铂缀合物的合成图示
除PMA-GA-顺铂缀合物外，本发明人还设计了类似物，其中马来酸缀合至聚乙二醇化的脂质(pegylated lipid)(PEG2000-DSPE)的PEG末端。本发明人将Pt络合至所述马来酸，使得形成铂化脂质衍生物，其中 所述Pt位于亲水末端并且所述脂质形成疏水末端。这些物质在水中形成胶团，脂质衍生物的加载效率为45μg/mg。通过使用较低分子量的PEG或脂质可增加加载效率。参见图10。
实施例12 顺铂-脂纳米颗粒
材料和方法
除非另有说明，所有反应均在非活性条件下进行。所有商购获得的化合物使用时无需进一步纯化。DCM、干燥的DCM、甲醇、氯甲酸胆固醇酯、胆固醇、乙二胺、琥珀酸酐、硝酸银、硫酸钠、吡啶、顺铂、L-a-磷脂酰胆碱、葡聚糖凝胶(Sephadex)G-25和1,2-苯二胺购自Sigma-Aldrich。1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[氨基(聚乙二醇)2000]和迷你手持Extruder试剂盒(包含0.2μm Whatman Nucleopore Track-Etch膜，Whatman滤网支持物和1.0mL Hamiltonian注射器)购自Avanti Polar Lipids公司。无水溶剂DMF由AcrosOrganics提供。磷钨酸来自Ted Pella公司。利用购自EMD Laboratories的、预涂的硅胶铝板60F254进行分析性的薄层色谱(TLC)。TLC板上的点通过碱性高锰酸盐或6％茚三酮丙酮溶液显色。用Varian Mercury 300波谱仪得到1H NMR(300MHz)波谱。采用合适的氘代NMR溶剂，以相对于TMS(0ppm)的百万分之几(ppm)表示化学位移。MTS试剂由Promega提供。利用GraphPad Prism软件为细胞活力分析和释放动力学数据绘制曲线。每个样品均进行三次重复测试。
(11)的合成
将1044μL(15当量)的乙二胺(12)溶解于5.0mL无水DCM中，随后用冰使之冷却到0-5℃。将500.0mg(1.0当量)的氯甲酸胆固醇酯溶解于5.0mL无水DCM中，并在15min内滴加到所述反应混合物中，同时剧烈烈地搅拌，连续搅拌过夜直至变为室温。用水(50mL×3)和DCM(50mL)引发(work up)反应，随后用饱和的盐水冲洗。有机层用无水硫酸钠干燥，并借助旋转蒸发仪进行蒸发。分离淡黄色透明油状产物(13)，产率为99.1％。 1H NMR(300MHz)d(ppm)＝5.37(s，1H)，5.06(s，1H)，4.49(bs，1H)，3.22-3.20(m，2H)，2.82-2.81(m，2H)，2.34-2.26(m，2H)，2.02-1.83(m，6H)，1.54-0.84(m，37H)。
(15)的合成
将350mg(0.74mmol，1当量)的原料(13)溶解于5.0mL的无水DCM中。向其中添加370.0mg(3.7mmol，5当量)琥珀酸酐(14)和催化剂量的吡啶。连续搅拌1天后在0.1N HCl和DCM中引发数次。有机层用无水硫酸钠干燥，并蒸发得到白色无定形固体化合物(15)，产率为95％。1H NMR(300MHz)d(ppm)＝7.72-7.70(m，1H)，7.54-7.53(m，1H)，5.37(s，1H)，5.07(s，1H)，4.49(bs，1H)，4.22-4.19(m，2H)，3.36-3.30(m，4H)，2.68-2.33(m，4H)，2.02-1.83(m，6H)，1.54-0.84(m，37H)。
(16)的合成
将50mg(0.166mmol，1当量)顺铂(16)部分溶解于10.0ml H2O中。向其中添加28.0mg(0.166mmol，1当量)硝酸银，再将所得到的反应混合物在室温下搅拌1天。该混合物看上去是乳白色，以25000Xg离心1h去除氯化银。(17)的合成：将200mg(0.35mmol，1.0当量)的5溶解于5.0ml DMF中。向其中添加20.0ml的产物6(浓度为5.0mg/ml，1.0当量)并搅拌一天。借助冻干器干燥所述反应混合物。得到的干燥产物(17)用于脂质-纳米颗粒的合成而无需进一步纯化。
合成脂质-纳米颗粒的一般步骤：
将10.0mg的L-a-磷脂酰胆碱、5.0mg的胆固醇(或Pt(II)-胆固醇缀合物)和1.0mg的1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[氨基(聚乙二醇)2000]溶解于10.0mL的DCM中。借助旋转蒸发仪将得到的混合物蒸发成均匀的薄膜。在用泵彻底干燥后，与1.0mL的H2O在60℃下水合2h。所得到的水合脂质-纳米颗粒看上去为淡黄色至白色，具有轻微的粘性质地。使该水合脂质-纳米颗粒通过Sephadex G-25柱，并在65℃下挤出。
脂质-纳米颗粒中对Pt(II)进行定量的一般方法
在浓度为1.2mg/mL的1,2-苯二胺的DMF溶液中，将测定量的、已挤出的脂纳米颗粒于100℃下加热2h。通过UV分光光度计(Shimadzu2450)计算Pt(II)的量。
释放动力学
将加载有浓缩药物的脂纳米颗粒悬浮于缓冲液(或细胞裂解液)中，再封装于透析膜(MW截留为1000，Spectrum Lab)中。将透析袋在室温下于1.0mL的PBS缓冲液中孵育并轻轻振荡。在预定时间间隔从孵育培养基中收集10μL的等份，通过UV分光光度计(Shimadzu2450)对所释放的药物进行定量。所得结果以释放百分比绘制曲线。
用于TEM的样品制备
在Jeol 2011高对比度数字TEM上得到高分辨的TEM图像。对于样品制备，将花边碳300目铜网格(Electron Microscopy Sciences)浸入脂-纳米颗粒的水溶液中。使它风干后用2％的磷钨酸水溶液染色。通过动态光散射(DLS)研究脂-纳米颗粒的尺寸分布，所述动态光散射在26℃下采用装载有He-Ne激光器的Malvern NanoZetasizer DLS系统上完成。
细胞活力测定
在96孔培养板中，将2×103个细胞进行铺板。4h后，用不同浓度的游离药物或脂-纳米颗粒处理细胞。以未作任何处理的细胞作为对照。在48h后，根据制造商说明书采用标准的MTS分析对细胞活力进行评价。
体内功效和毒性研究
在BALB/c小鼠的右侧协腹处，皮下(s.c.)接种处于100μL PBS中的1×105个4T1乳腺癌细胞。当肿瘤体积达到200mm3时，开始利用不同的抗癌试剂(游离的或处于纳米颗粒中的)进行处理。通常，使动物每隔一天通过静脉途径接受单独的游离药物或纳米颗粒中的药物，共计三个剂量。一旦对照组中的肿瘤体积达到2000mm3，则处死小鼠。采集肿瘤、肾脏、脾脏、肺和肝脏，并进行石蜡包封和切片。
本文所引用的所有专利和出版物均以引用的方式并入本文。

Claims (15)

1.一种羧酸-铂化合物络合物缀合纳米颗粒，所述纳米颗粒包含：
羧酸-铂化合物络合物；和
多条脂质-聚合物链，其中所述羧酸-铂化合物络合物的羧酸部分共价连接至所述脂质-聚合物链；
其中，所述铂化合物加载量为1％-30％。
2.如权利要求1所述的纳米颗粒，其中，所述羧酸为马来酸。
3.如权利要求1-2中任一项所述的纳米颗粒，其中，所述聚合物为PEG。
4.如权利要求1-2中任一项所述的纳米颗粒，其中，所述铂化合物为Pt(II)化合物，所述Pt(II)化合物选自于由顺铂、奥沙利铂、卡铂、铂尔定、赛特铂和它们的组合所组成的组。
5.如权利要求4所述的纳米颗粒，其中，所述Pt(II)化合物为顺铂。
6.如权利要求1-2中任一项所述的纳米颗粒，其中，所述铂化合物加载量为1％-6％。
7.包含多个如权利要求1-6中任一项所述的纳米颗粒的囊泡、胶团或脂质体化合物。
8.一种药物组合物，所述药物组合物包含：
如权利要求1-6中任一项所述的纳米颗粒或如权利要求7所述的囊泡、胶团或脂质体化合物；和
药学上可接受的载体。
9.权利要求1-6中任一项所述的纳米颗粒或权利要求7所述的囊泡、胶团或脂质体化合物在制备用于治疗癌症或癌症转移的药物中的用途。
10.如权利要求9所述的用途，其中，所述癌症或癌症转移选自于由铂敏感性或抗性肿瘤所组成的组。
11.如权利要求10所述的用途，其中，所述癌症或癌症转移选自于由乳腺癌、头颈癌、卵巢癌、睾丸癌、胰腺癌、口腔食管癌、胃肠癌、肝癌、胆囊癌、肺癌、黑色素瘤癌、皮肤癌、肉瘤、血癌、脑瘤、胶质母细胞瘤、神经外胚层起源的肿瘤及它们的任意组合所组成的组。
12.权利要求1-6中任一项所述的纳米颗粒或权利要求7所述的囊泡、胶团或脂质体化合物在制备使铂化合物在受试者的特定部位缓释的药物中的用途。
13.如权利要求12所述的用途，其中，所述药物为凝胶形式。
14.如权利要求12-13中任一项所述的用途，其中，所述部位为肿瘤。
15.如权利要求14所述的用途，其中，所述肿瘤在提供所述药物前已被去除。
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