CN105934464B - 树枝状聚合物组合物、合成方法、以及其应用 - Google Patents

树枝状聚合物组合物、合成方法、以及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新型树枝状聚合物结合物和其合成方法，以及利用树枝状聚合物结合物的系统和方法(例如，在诊断和/或治疗设置中，(例如，用于递送治疗剂、成像剂和/或靶向剂(例如，在疾病诊断和/或治疗中等)。

Description

树枝状聚合物组合物、合成方法、以及其应用
背景技术
树枝状聚合物(dendrimers)是由单体组成大分子，这些单体按照围绕多官能中心核的树形结构的过程(process)相关联。
树枝状聚合物，还被称为"级联分子"，是具有限定结构的高度支化的功能性聚合物。这些大分子实际上是聚合物，因为它们基于重复单元的缔合(association)。然而，树枝状聚合物根本上不同于常规聚合物，因为它们具有归因于它们的树状结构的特殊性能。可以精确控制树枝状聚合物的分子量和形状并将功能定位于树结构的末端，形成使它们易接近的表面。
通过重复一系列反应来逐步地构造树枝状聚合物，这一系列反应允许每个重复单元和终端功能的倍增(multiplication)。一系列反应中的每一个形成称作"新一代"的物质。通过重复一系列反应来构建树状结构，用一系列反应在每个反应周期结束时可以获得新一代和越来越多的相同的分支。在几代以后，通过存在于外周的众多末端官能(functions)，树枝状聚合物呈现高度支化的并且是多官能化的球形形状。
这样的聚合物特别描述于Launay et al.,Angew.Chem.Int.Ed.EnG1.,1994,33,15/16,1590-1592，[1]或进一步描述于Launay et al.,Journal of OrganometallicChemistry,1997,529,51-58。[2]
缺氧性肿瘤是临床上非常难以治疗的：它们耐放疗和化疗并且经常是累积治疗[3]。
然而，已知缺氧性肿瘤细胞是极具侵略性的，并且快速扩散为在整个身体中的转移[4]。
由于缺氧性肿瘤不良地响应于常规治疗方法(放疗和化疗)，所以其他治疗选择已出现为高压氧，和通过生物还原作用的增敏剂[5]。
在此实例中，生物还原剂如硝基咪唑的家族，被缺氧性肿瘤细胞通过胞内代谢物所还原，导致形成细胞内反应的阴离子自由基。
在这种"无家疗法(homeless therapeutic)"以前，动脉内给予细胞毒性剂的新方法(放射疗法＝钇辐射，化学疗法＝多柔比星以及一些化学同源物)已很大地改善了预后[6]。
原位癌症疗法是在超出全身疗法的复发和转移中、以及出于涉及到抗性或超过对于在以往的治疗中使用的抗有丝分裂药的耐受剂量的原因所选择的解决方案。
提出通过动脉内造影给予的原位放射疗法用于治疗相对于它们的缺氧状态抗性较大的转移灶。但到目前为止，这种技术使用非扩散性的、通常形成自吸附的钇-90的微球。
在缺少肿瘤内扩散和所使用的产品的非特异性时，这种治疗方法仅基于电离辐射的物理路径，因而在存在较大肿瘤的情况下具有非常有限的效力。
因此，非常需要开发可用于治疗癌症的新化合物，尤其是，可能有助于改善目前被认为是治标的(palliative)这些患者的预后的化合物。
附图说明
图1示出典型的树枝状聚合物结构，其拥有具有三个官能团的核心。
图2示出表，其汇集实施例5的生物学分布结果的统计汇总，其中以％注射剂量/器官(％注射剂量/器官＝100％x(由器官/初始注射的总剂量固定的剂量))为单位。
图3示出表，其汇集实施例5的生物学分布结果的统计汇总，其中以％注射剂量/g器官(％注射剂量/g器官＝[100％x(由器官/初始注射的总剂量固定的剂量)]/器官重量)为单位。
图4和图5以图形形式分别描绘图2和图3的结果。
图6示出在动脉内给予产品以后在大鼠中的闪烁法图片，并且在给予以后几个小时处死动物。在肝叶(在照片上非常强烈的点)处进行注射。采集和分离器官并通过伽玛相机加以分析。此照片验证了本发明的树枝状聚合物结合物的靶向治疗的概念：确实，给予的原位产物在很大程度上仍然保留在其活性部位(在几个小时以后可忽略组织生物学分布)。
图7示出配制和给予根据本发明的树枝状聚合物结合物的方法的一般方案。
定义
为了便于本发明的理解，下文定义一些术语和短语：
如在本文中所使用的，术语"受试者"是指任何动物(例如，哺乳动物)，包括但不限于人类、非人灵长类、啮齿动物等，其是特定治疗的受体。通常，术语"受试者"和"患者"在本文中可互换使用(在提及人受试者时)。如在本文中所使用的，术语"受试者"可以包括疑似患有癌症的受试者、诊断患有癌症的受试者和/或具有患上癌症的风险的受试者。
如在本文中所使用的，术语"疑似患有癌症的受试者"是指呈现一种或多种指示癌症的症状(例如，明显的肿块(lump)或团块(mass))或被筛查出癌症(例如，在常规体检中)的受试者。疑似患有癌症的受试者还可以具有一种或多种危险因素。疑似患有癌症的受试者通常没有测试过癌症。然而，"疑似患有癌症的受试者"包括这样的个体，基已经收到初步诊断(例如，CT扫描，其显示团块)但对其还没有进行确证试验(例如，活检和/或组织学检查)或对其的癌症的阶段是未知的。该术语进一步包括曾经患有癌症的人(例如，在缓解中的个体)。"疑似患有癌症的受试者"有时被诊断患有癌症以及有时被发现没有患上癌症。
如在本文中所使用的，术语"诊断患有癌症的受试者"是指已经过测试并发现有癌细胞的受试者。可以利用任何适宜的方法来诊断癌症，方法包括但不限于活检、x射线、血液测试和本发明的诊断方法。
如在本文中所使用的，术语"具有患上癌症的风险的受试者"是指具有一种或多种发展特定癌症的危险因素的受试者。危险因素包括但不限于性别、年龄、遗传素质、环境暴露，以及癌症的先前事件、预先存在的非癌症疾病和生活方式。
如在本文中所使用的，术语"癌症的阶段"是指癌症的进展水平的定性或定量评估。用来确定癌症的阶段的标准包括但不限于肿瘤的尺寸、肿瘤是否已经扩散到身体的其他部位以及癌症已经扩散的位置(例如，在身体的相同器官或区域内或到另一个器官)。
如在本文中所使用的，术语"改善预后"是指减轻癌症的存在(例如，如通过本发明的诊断方法所确定的)对受试者的未来健康(例如，预期的发病率或死亡率、患癌症的可能性和转移的风险)的影响。如在本文中所使用的，术语"非人动物"是指所有非人动物，包括但不限于脊椎动物如啮齿动物、非人灵长类、羊类、牛类、反刍动物、兔类动物、猪类、山羊、马科动物、犬科动物、猫科动物、鸟纲动物(ayes)等。
如在本文中所使用的，术语"治疗"一般意味着，至少借助于疾病的初步诊断，本发明的化合物可以用于人类或动物。在某些实施方式中，本发明的化合物将延迟或减缓疾病的进展，从而给予个体较长的寿命。
如在本文中所使用的，术语"预防"意味着，当给予患者时，本发明的化合物是有用的，该患者在给予时尚未诊断为可能患有疾病，但其通常预期会发展疾病或是处于患上疾病的增加的风险中。本发明的化合物将减缓疾病症状的发展、延缓疾病的发作，或根本上防止个体发展疾病。预防还包括将本发明的化合物给予由于家族遗传病史、遗传或染色体异常和/或由于一种或多种疾病的生物标志物的存在而认被为是易患疾病的那些个体。
具体实施方式
如上所述，近年来对于可用于治疗癌症的新化合物的开发方面已经有越来越大的兴趣，尤其是，可能有助于改善目前被认为是治标的这些患者的预后的化合物。
在这种背景下，在本文中提供了树枝状聚合物作为靶向缺氧细胞的超载体发射体(supravector emitters)的用途。例如，它们可以是在铼-186的络合物中的超载体发射体。
在一个有利方面，本发明结合了以下：
●第一，球形超分子树枝状聚合物载体，其直径适合于栓塞肿瘤间质(基质，stroma)的新血管形成。当栓塞肿瘤新血管形成时，放射性络合物在肿瘤的空间中自由扩散并将优先地被缺氧细胞摄取；和
●第二，与配体载体复合的β发射体过渡金属原子(例如，铼-186)，其优先被缺氧细胞摄取，引起寻求的放射毒性效应。
本发明的其他有利方面包括：
-提供用于治疗原发性和/或转移性肿瘤的新的原位靶向抗癌剂；
-提供用于诊断原发性和/或转移性肿瘤的新的放射性药剂；以及
-提供用于剖析不回应传统的抗癌疗法的低毒性(hypotoxic)肿瘤的新的诊断剂。
有利地，本文描述的本发明的方法特别适用于相对于耐常规治疗方法的转移灶或不能手术或无反应的肿瘤的全身疗法。
1)本发明的树枝状聚合物结合物的一般描述
发现，与基于树枝状聚合物的超载体形成的、与过渡金属/硝基咪唑配体络合物组合的药物化合物可以证明对于靶向耐常规治疗的低毒肿瘤的原位抗癌疗法是有用的。
有利地，本发明的化合物包括树枝状聚合物结合物(A)，包含G2至G10聚赖氨酸树枝状聚合物，其与具有以下结构的硝基咪唑配体/金属络合物结合：
其中
n是0至8的整数，包括端点；
R1、R2和R3独立地表示H、NO2或甲基；
R'1和R'2独立地表示H、OH、甲基、乙基或丙基；
X1、X2和X3独立地表示CO或H2O，如由金属M的化学价所允许的；以及
M表示选自Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Re、In或Sn的过渡金属的放射性或非放射性(冷)同位素。
有利地，本发明的化合物包括树枝状聚合物结合物(B)，包含G2至G10环三磷腈核心苯氧基甲基(甲基亚肼基)树枝状聚合物，其与配体/金属络合物结合，该配体/金属络合物与四配位基2-氨基环戊烯—二硫代羧酸酯配体(与咪唑基和金属结合)组合，配体/金属络合物具有以下结构：
其中
M表示选自Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Re、In或Sn的过渡金属的放射性或非放射性(冷)同位素；以及
R表示直链或支链C1-6烷基或C1-6杂烷基部分，优选-Me、-CH2Ph或-CH(CH3)OEt。
应当理解的是，所有以下实施方式可能适用于如上述所定义的树枝状聚合物结合物(A)和/或(B)。有利地，在树枝状聚合物和配体/金属络合物之间的结合可以是非共价的，以确保在给予根据本发明的树枝状聚合物结合物以后，在受试者中和/或在细胞中释放配体/金属络合物。
有利地，作为原位释放载体而原位沉积的本发明的树枝状聚合物结合物可以包括聚赖氨酸或环三磷腈核心苯氧基甲基(甲基亚肼基)树枝状聚合物(D)，其负载有过渡金属/咪唑配体络合物(L-M络合物)。L-M络合物包含两个不同的部分：(i)咪唑基、硝基咪唑基或甲基-咪唑基部分，和(ii)过渡金属螯合位点(例如，二(2-皮考基)-胺或四配位基2-氨基环戊烯-二硫代羧酸酯)。因此，部分(i)靶向低毒细胞(耐常规治疗)，以及部分(ii)经由螯合的过渡金属呈现药理学/治疗活性(放射性或烷基化活性)。有利地，树枝状聚合物结合物(A)组合负载有过渡金属/咪唑配体络合物(L-M络合物)的聚赖氨酸树枝状聚合物(D)，该络合物包含(i)咪唑基、硝基咪唑基或甲基-咪唑基部分，和(ii)二(2-皮考基)-胺过渡金属螯合位点。有利地，树枝状聚合物结合物(B)组合负载有过渡金属/咪唑配体络合物(L-M络合物)的环三磷腈核心苯氧基甲基(甲基亚肼基)树枝状聚合物(D)，该络合物包含(i)咪唑基、硝基咪唑基或甲基-咪唑基(优选咪唑基)部分，和(ii)2-氨基环戊烯-二硫代羧酸酯过渡金属螯合位点。
有利地，当M可以是放射性同位素时，本发明的树枝状聚合物结合物可以用于成像和放射疗法应用。在示例性的有利的实施方式中，M可以表示99mTc或186/188Re。
有利地，当M可以是非放射性(冷)同位素时，本发明的树枝状聚合物结合物可以用于化学疗法应用。
如本文中所提到的，树枝状聚合物是合成聚合物，其特征在于自中心核发出的重复的链分枝，引起分形状拓扑结构和大量的链终点(ending)。树枝状聚合物由核心、一层或多层(或代)的支化单体和一层端基(其加倍每"代"并终止各种链)组成。
代，G，是指在树枝状聚合物中的层数，并且Z是在树枝状聚合物的外表面上的端基的数目。如在本文中所使用的，核心是代0(G0)。直接连接到核心的单体可被视为第一代单体(G1)；连接到G1单体的单体是第二代单体(G2)，等等。在此编号系统中，Z＝2(G+1)。因此，对于其中核心具有2个官能团的树枝状聚合物，对于G0，Z＝2(2(0+1))，对于G1，Z＝4(2(1+1)，等等。
有利地，树枝状聚合物具有至少2的代值，其中核心被指定为第零代。例如，树枝状聚合物可以具有2、3、4、5、6、7、8、9或10的代值。有利地，树枝状聚合物可以具有2、3、4、5、6、7；优选3、4、5；最优选5的代值。
示例性树枝状聚合物包括聚L-赖氨酸(PLL)的树枝状聚合形式。它们可以有利地用于树枝状聚合物结合物(A)。
其他示例性树枝状聚合物包括环三磷腈核心苯氧基甲基(甲基亚肼基)树枝状聚合物。它们可以有利地用于树枝状聚合物结合物(B)。
随着越来越多的代，树枝状聚合物发展经过连续的分子形状：范围从开放的、扩展的结构到椭球体、到封闭的球形球体。因为末端的数目随着代数呈指数增长，而表面积呈二次幂地增加，所以在高代下分支的空间拥挤导致拥挤的表面；在约G5(Z＝64)以后，存在末端的可达性的降低以及因此导致的它们的反应性的降低。较大的树枝状聚合物的高表面积和相对较低的内部密度支持具有范围为5至15埃的直径的空腔，其可以连接于连接到表面的通道。
例如，可以如下表示根据本发明的树枝状聚合物：
其中
(a)A表示多价k的树枝状聚合物的核心，其中：
-k表示树突(dendron)的数目并且优选是3；
-A表示具有以下结构的核心合成子：
(b)Mi表示代i的单体，其中：
-i是2至g的整数，g是树枝状聚合物的代数；
-当i＝0时，Mi表示并且末端分支BT则直接结合到核心合成子A；
-当i>0时，Mi表示：
其中符号*表示单体Mi与下一代的单体的连接点；
(c)BT表示末端分支，并且t表示末端部分的数目，其中：
-t是1至3的整数，优选地t是2或3；
-BT的每次出现独立地表示氢原子、羧基部分(COOH)、羧酸酯(COO-R)、羟基(OH)；巯基(SH)或硫羟酸酯(巯酯，thiol ester)部分(S-R)，其中R的每次出现独立地表示C1-C6烷基或C6芳基。
代g可以为2至10。在某些有利的实施方式中，g可以是2、3、4或5；优选地g可以是2或3；最优选地g可以是2。
有利地，在树枝状聚合物结合物中，所述结合包括离子键、金属键、氢键或范德华键。
有利地，在树枝状聚合物结合物中，树枝状聚合物可以具有以下结构：
有利地，在树枝状聚合物结合物中，硝基咪唑配体/金属络合物具有以下结构：
其中M表示选自Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Re、In或Sn的过渡金属的放射性或非放射性(冷)同位素。
有利地，在树枝状聚合物结合物中，硝基咪唑配体/金属络合物具有以下结构：
其中M表示选自Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Re、In或Sn的过渡金属的非放射性(冷)同位素。有利地，所产生的树枝状聚合物结合物可以用于化学疗法应用。
有利地，在树枝状聚合物结合物中，硝基咪唑配体/金属络合物具有以下结构：
其中M表示99mTc或186/188Re。有利地，所产生的树枝状聚合物结合物可以用于放射疗法应用。
根据权利要求1或2所述的树枝状聚合物结合物，其中结合物具有以下结构：
其中M表99Tc或186Re。
一些前述化合物可以包含一个或多个不对称中心，因而可以以各种异构体形式存在，例如，立体异构体和/或非对映异构体。因而，本发明的化合物以及其药物组合物可以处于单一的对映异构体、非对映异构体或几何异构体的形式，或可以处于立体异构体的混合物的形式。在某些实施方式中，本发明的化合物是对映纯的化合物。在某些其他实施方式中，提供了立体异构体或非对映异构体的混合物。
2)合成概述：
从业者具有用来借鉴的树枝状聚合物化学的完善的文献，与其中包含的信息组合，用于对合成策略、保护基团、以及可用于本发明的树枝状聚合物结合物的合成的其他材料和方法进行指导。
一般合成方法；
配体合成
可以通过在氯烷基咪唑(1)中添加胺官能来获得氯-烷基-硝基咪唑化合物(2)。可以通过用叠氮基取代氯原子来获得叠氮基-烷基-硝基咪唑化合物(3)。可以在100℃、在硫酸铜和抗坏血酸钠的存在下，通过在溶剂混合物二噁烷/水中溶解炔丙基二(2-皮考基)胺(4)和叠氮基-烷基-硝基咪唑化合物(3)来获得最终化合物硝基咪唑-烷基-1,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺(5)，如以下方案1A所示。
方案1A
四配位基甲基2-氨基环戊烯-l-二硫代羧酸酯咪唑基配体的示例性合成示于以下方案IB：
方案IB
其中R表示直链或支链C1-6烷基或C1-6杂烷基部分，优选-Me、-CH2Ph或-CH(CH3)OEt。
树枝状聚合物
适合于实施本发明的聚赖氨酸树枝状聚合物是市售的(例如，G10聚赖氨酸树枝状聚合物可购自公司Colcom,Montpellier,France；或购自Sigma-Aldrich)。
适合于实施本发明的环三磷腈核心苯氧基甲基(甲基亚肼基)树枝状聚合物也是市售的(例如，环三磷腈苯氧基甲基(甲基亚肼基)树枝状聚合物代1.5可购自Sigma-Aldrich)。
此外，本文引用的各种专利文献和其他参考文献提供了关于制备类似于本文描述的本发明的树枝状聚合物结合物的化合物或相关中间体的有用的背景信息。某些引用的专利文件还含有关于可能感兴趣的上述树枝状聚合物结合物的配方、应用和给予的信息。
许多美国专利描述了用于产生树枝状聚合物的方法和组合物。因此，树枝状聚合物化学是广泛公知的，如由以下引用的各种专利文献所证明的，其可适合于用来制备聚赖氨酸树枝状聚合物的合成策略，或至少提供用来制备聚赖氨酸树枝状聚合物的合成策略的一些指导。
下文给出一些这些专利的实例以提供在本发明中可以有用的一些树枝状聚合物组合物的描述，然而，应当理解的是，这些仅仅是说明性的实例并且在本发明中可以使用许多其他类似的树枝状聚合物组合物。
美国专利号4,507,466、美国专利号4,558,120、美国专利号4,568,737和美国专利号4,587,329各自描述了用于制备终端密度大于常规星形聚合物的致密星形聚合物的方法。与常规星形聚合物，即，第三代致密星形聚合物相比，这些聚合物具有更大/更均匀的反应性。这些专利进一步描述了酰氨基胺树枝状聚合物的特性和树枝状聚合物的3维分子直径。
美国专利号4,631,337描述了水解稳定的聚合物。美国专利号4,694,064描述了棒状树枝状聚合物。美国专利号4,713,975描述了致密星形聚合物以及它们应用于表征病毒、细菌和蛋白质(包括酶)的表面。在美国专利号4,737,550中描述了桥接的致密星形聚合物。美国专利号4,857,599和美国专利号4,871,779描述了可用作离子交换树脂、螯合树脂的在固定核心上的致密星形聚合物以及制备上述聚合物的方法。
美国专利号5,338,532涉及与至少一个单位的携带的农业、药物或其他材料缔合的星放射状(星爆形状，starburst)结合物。此专利描述了使用树枝状聚合物以提供方式来递送高浓度的携带材料/单位聚合物(受控递送、靶向递送)和/或多种物质如例如，抗生素药物、一般和特殊毒素、金属离子、放射性核素、信号发生剂、抗体、白细胞介素、激素、干扰素、病毒、病毒片段、杀虫剂和抗微生物剂。
美国专利号6,471,968描述了树枝状聚合物络合物，其包含共价连接的第一和第二树枝状聚合物，其中第一树枝状聚合物包含第一剂而第二树枝状聚合物包含第二剂，其中第一树枝状聚合物不同于第二树枝状聚合物，并且其中第一剂不同于第二剂。
其他有用的树枝状聚合物型组合物描述于美国专利号5,387,617、美国专利号5,393,797和美国专利号5,393,795，其中通过用能够提供疏水性外壳的疏水基团来封端以改性致密星形聚合物。美国专利号5,527,524披露了在抗体结合物中氨基封端的树枝状聚合物的应用。
在美国专利号5,560,929中描述了树枝状聚合物作为金属离子载体的用途。美国专利号5,773,527披露了具有梳放射状(梳爆形状，comb-burst)构造的非交联的聚支化聚合物以及其制备方法。美国专利号5,631,329描述了用来产生高分子量的聚支化聚合物的方法：形成第一组的支化聚合物保护免于分支；接枝于核心；脱保护第一组支化聚合物，然后形成第二组的保护免于分支的支化聚合物并接枝于具有第一组的支化聚合物的核心等。
读者可以从上述引用的专利文献引申来改变合成方法以制备根据本发明的树枝状聚合物结合物。
一般来说，在树枝状聚合物化学中，在连续的代中通过发散型(如果开始于核心)或收敛型(如果开始自一个或几个代分支)的不同方法，以一个或几个步骤可以获得不同的代层。可以分离树枝状聚合物每代，即具有确定层数。不同的代层(内部或外部的)，如核心，可以是有机的、无机的，或由有机和无机要素组成。
可以严格控制这些树枝状聚合物的结构。例如，为了构建树枝状聚合物，可以将一系列的代分支连接到核心并可以形成在外周包括同样的外部官能的第一代层(代1)，然后，通过重复用于构建第一代的一系列反应，来连接第二代层(代2)，然后第三代层、第四代层等。
最后代层(代g)由代g的链组成。它包含分布在外周的多个相同的化学官能，每个官能形成或延伸最后层的所述代分支之一的自由端。在代g的这些链的末端处，可以例如用PEG链来接枝中间链，以调节树枝状聚合物结合物的药代动力学曲线。
可以通过许多技术来表征树枝状聚合物，这些技术包括但不限于电喷雾-离子化质谱、13C核磁共振波谱、1H核磁共振波谱、高效液相色谱、具有多角度激光散射的尺寸排阻色谱、紫外分光光度法、毛细管电泳和凝胶电泳。这些测试确保聚合物群体的均匀性并且对于监测用于应用的树枝状聚合物制造以及在体内使用中的质量控制是重要的。
此外，从业者被引导到在此文件中提供的具体指导和实例，其相关于各种示例性化合物以及其中间体。
树枝状聚合物-配体化合物与过渡金属M的络合作用
在配体络合作用位点处的金属络合作用旨在激活树枝状聚合物-配体化合物。例如，可以通过用水合的羰基金属化的化合物M(CO)3(H2O)3温育树枝状聚合物-配体化合物来实现这种激活，如示于方案3。
方案3.通过配体-金属络合物的形成的配体活化
络合物
X1＝X2＝X3＝CO、H20
M＝过渡金属
Y(钇)；Zr(锆)；Nb(铌)；Mo(钼)；Tc(锝)；Ru(钌)；Rh(铑)；
Pd(钯)；Ag(银)；Cd(镉)；Re(铼)；In(铟)；Sn(锡)
以下示出用于在金属M和四配位基甲基2-氨基环戊烯-l-二硫代羧酸酯咪唑基配体之间形成络合物的示例性合成：
类似地，为了用在洗脱为高铼酸盐(ReO4)或高锝酸盐(TcO4)形式的发生子(generator)以后获得的铼(用于治疗)或锝(用于诊断)来激活树枝状聚合物-配体化合物，可以使用其他还原剂以及尤其是氯化锡(SnCl2)或膦(Technetium-99m and rheniumcomplexes with new polydentates ligands derived from dithiocarboxylicacid.Improvement of oxo and nitrido-technetium radiopharmaceuticals forregional blood flow evaluation；H.BELHADJ-TAHAR,PhD Thesis,University Grenoble1；1996)。
3)药物组合物
如上文所讨论的，本发明提供了树枝状聚合物结合物，其在癌症的治疗或诊断中可用作药剂。所有以下实施方式适用于树枝状聚合物结合物(A)和或(B)(如在本文所定义的)。
因此，在本发明的另一个方面，提供了药用组合物，其中这些组合物包含本文描述的任何树枝状聚合物结合物，以及可选地包含药用载体、佐剂或媒介物(vehicle)。在某些实施方式中，这些组合物可选地进一步包含一种或多种另外的治疗剂。
有利地，根据本发明的组合物包含树枝状聚合物结合物，其中M是如上述所定义的放射性同位素，如186/188Re，并且组合物是放射性药物组合物。
有利地，根据本发明的组合物包含树枝状聚合物结合物，其中M是如上述所定义的放射性同位素，如99mTc并且组合物是诊断性组合物。
在有利的实施方式中，连同适当的盐和缓冲剂一起来使用树枝状聚合物结合物以使得能够以稳定的方式来递送组合物，从而允许被靶细胞摄取。当将树枝状聚合物结合物引入患者时，还可以采用缓冲剂。水性组合物包含分散在药用载体或水介质中的相对于细胞的有效量的树枝状聚合物结合物。这样的组合物还被称为接种物。短语"药学上或药理学上可接受的"是指这样的分子实体和组合物，当给予动物或人时，其并不产生不利的、过敏的或其他不良反应。如在本文中所使用的，"药用载体"包括任何和所有溶剂、分散介质、涂料、抗菌剂和抗真菌剂、等渗剂和吸收延迟剂等。除非任何常规介质或剂与本发明的载体或细胞不相容，则设想其在治疗性组合物中的应用。还可以将辅助活性成分加入组合物。
有利地，本发明的组合物可以包括经典的药物制剂。可以经由任何常见的途径来给予根据本发明的这些组合物，只要经由上述途径，靶组织是可达到的。这包括但不限于皮内、腹腔内或静脉内注射。还可以胃肠道外或腹腔内或肿瘤内给予树枝状聚合物结合物。
可以在与表面活性剂如羟丙基纤维素适当混合的水中制备作为游离碱或药用盐的树枝状聚合物结合物的溶液。还可以在甘油、液体聚乙二醇和它们的混合物中以及在油中制备分散体。在储存和使用的普通条件下，这些制剂可以含有防腐剂以防止微生物生长。
适用于注射用的药物剂型包括无菌水溶液或分散体和用于即时制备无菌可注射溶液或分散体的无菌粉末。载体可以是溶剂或分散介质，包括，例如，水、乙醇、多元醇(例如，甘油、丙二醇和液体聚乙二醇等)、它们的适宜混合物、以及植物油。可以维持适当的流动性，例如，通过使用包衣，如卵磷脂，在分散体的情况下通过保持所需的颗粒尺寸和通过使用表面活性剂。可以通过各种抗菌剂和抗真菌剂，例如，对羟基苯甲酸酯类、氯丁醇、苯酚、山梨酸、硫柳汞等获得预防微生物的作用。在许多情况下，可以优选地包括等渗剂，例如，糖类或氯化钠。可以通过在组合物中使用延迟吸收剂，例如，单硬脂酸铝和明胶来获得可注射组合物的延长的吸收。
根据需要，可以通过在含有以上列举的其他成分的适当溶剂中加入所需量的树枝状聚合物结合物，接着过滤灭菌，来制备无菌可注射溶液。通常，可以通过将各种灭菌的活性成分加入包含基本分散介质和来自以上列举的所需其他成分的无菌媒介物来制备分散体。在用于制备无菌可注射溶液的无菌粉末的情况下，制备的优选方法包括真空干燥和冷冻干燥技术，其从自其先前无菌过滤的溶液产生活性成分加上任何另外的所需成分的粉末。
在配制以后，可以以与剂型相容的方式并以治疗有效的量来给予树枝状聚合物结合物。可以以各种剂型如可注射溶液来容易地给予制剂。对于以水溶液形式的胃肠道外给予，例如，如果需要的话，可以适当地缓冲上述溶液，然后首先使得液体稀释剂能够与足量的盐水或葡萄糖等渗。这些特定的水溶液尤其可以适用于静脉内和腹腔内给予。例如，可以将一个剂量溶解于1ml等渗NaCl溶液并加入1000ml皮下输液或在建议的输注部位处注射(见例如，"Remington's Pharmaceutical Sciences"15th Edition，第1035-1038和1570-1580页)。
如上文所述，本发明的药用组合物另外包含药用载体、佐剂或载体，如在本文中所使用的，其包括任何和所有溶剂、稀释剂或其他液体载剂、分散体或悬浮助剂、表面活性剂、等渗剂、防腐剂等，如适合于所期望的特定剂型。Remington's Pharmaceutical Sciences,Sixteenth Edition,E.W.Martin(Mack Publishing Co.,Easton,Pa.,1980)披露了在配制药用组合物时所使用的各种载体以及用于其制备的已知技术。除非任何常规载体介质与本发明的化合物不相容，如通过产生任何不良的生物效应或以有害的方式相互作用与药用组合物的任何其他成分，则设想它的使用是在本发明的范围内。
树枝状聚合物结合物和药用组合物的应用
本发明的树枝状聚合物结合物可以应用于各种癌症的检测和治疗。因此，在一个方面，本发明提供了如本文所描述的树枝状聚合物结合物用作在癌症的治疗或诊断中的药物。因此，提供了如本文所描述的树枝状聚合物结合物或其药物组合物用作在癌症的治疗或诊断中的药物。因此，提供了用于治疗或用于诊断癌症的方法，包括将有效量的根据本发明的树枝状聚合物结合物或其药物组合物给予需要其的受试者。
在又一个方面，提供了用于治疗癌症或减轻癌症的严重性的方法，包括将有效量的树枝状聚合物结合物或包含树枝状聚合物结合物的药用组合物给予需要其的受试者。因此，提供了如本文所描述的树枝状聚合物结合物或其药物组合物用作用于治疗癌症或减轻癌症的严重性的药物。在本发明的某些实施方式中，树枝状聚合物结合物或药用组合物的"有效量"是有效用于治疗癌症或减轻癌症的严重性的量。根据本发明的方法，可以利用有效用于治疗癌症或减轻癌症的严重性的任何量和任何给予途径来给予树枝状聚合物结合物和组合物。所需的确切量会因受试者不同而有所不同，其取决于受试者的物种、年龄和一般状况，感染的严重性，特定药剂、其给予模式等。优选以易于给予并实现剂量的均匀性的剂量单位形式来配制本发明的化合物。如在本文中所使用的，表达"剂量单位形式"是指适合于待治疗的患者的剂的物理上独立的单位。然而，应当理解的是，本发明的树枝状聚合物结合物和组合物的每日总使用量将由主治医师在合理的医学判断范围内加以决定。用于任何特定患者或生物体的具体有效剂量水平将取决于多种因素，包括待治疗的癌症和癌症严重性；采用的具体树枝状聚合物结合物的活性；采用的具体组合物；患者的年龄、体重、一般健康状况、性别和饮食；采用的具体树枝状聚合物结合物的给予时间、给予途径和排泄速率；治疗的持续时间；与采用的具体树枝状聚合物结合物组合或同时使用的药物；以及在医学领域中公知的类似因素。如在本文中所使用的，术语"患者"是指动物，优选哺乳动物，以及最优选人。
有利地，M可以是放射性同位素，如Re，以及树枝状聚合物结合物组合物是放射性药物组合物。因此，还提供了治疗癌症的方法，包括将治疗有效量的根据本发明的放射性药物组合物给予患有或易患所述癌症的受试者，其中M可以是如在本文所定义的放射性同位素，如186/188Re。例如，所述癌症可以选自由以下组成的组：淋巴瘤、霍奇金氏病、非霍奇金氏病、多发性骨髓瘤、瓦尔登斯特伦氏巨球蛋白血症、重链病、实体瘤、肉瘤和癌、纤维肉瘤、粘液肉瘤、脂肪肉瘤、软骨肉瘤、骨源性肉瘤、脊索瘤、血管肉瘤、内皮肉瘤、淋巴管肉瘤、淋巴管内皮肉瘤、滑膜瘤、间皮瘤、尤因氏瘤、平滑肌肉瘤、横纹肌肉瘤、结肠癌、胰腺癌、脑癌、乳癌、卵巢癌、前列腺癌、鳞状细胞癌、基底细胞癌、腺癌、汗腺瘤、皮脂腺癌、乳头状癌、乳头状腺癌、囊腺癌、髓样癌、支气管癌、肾细胞癌、肝瘤、胆管癌、绒毛膜癌、精原细胞瘤、胚胎性癌、维尔姆斯氏瘤、子宫颈癌、子宫癌、睾丸瘤、肺癌、小细胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、胶质瘤、星形细胞瘤、髓母细胞瘤、颅咽管瘤、脑室膜瘤、松果体瘤、成血管细胞瘤、听神经瘤、少突神经胶质瘤、脑脊膜瘤、黑素瘤和成神经细胞瘤视网膜母细胞瘤以及所有实体瘤。
有利地，给予的步骤包括动脉内(通过介入放射学)、瘤内或瘤周和实现治疗剂(树枝状聚合物结合物)的原位沉积的所有种类的给予来注射组合物。有利地，给予治疗有效量的组合物的步骤包括给予对应于5,4 10-12摩尔金属/kg的受试者的体重的约37MBq/kg的188Re和对应于9,96 10-12摩尔金属/kg的受试者的体重的约68MBq/kg的188Re之间的剂量。
在有利的实施方式中，提供了在受试者中改变肿瘤生长的方法，包括：a)提供包含根据本发明的树枝状聚合物结合物的组合物以及b)在使得所述肿瘤生长被改变的条件下将治疗有效量的所述组合物给予需要其的受试者。例如，所述改变包括在所述受试者中抑制肿瘤生长。在又一个实施例中，所述改变包括在所述受试者中减小所述肿瘤的尺寸。肿瘤可以是原发性或转移性肿瘤。因此，提供了根据本发明的树枝状聚合物结合物或其药物组合物，用作在受试者中改变肿瘤生长的药物。
在另一个方面，提供了用于淋巴系统成像的方法，包括：给予受试者图像增强量的根据本发明的树枝状聚合物结合物，其中金属M是99mTc；以及在给予树枝状聚合物结合物以后检测至少一部分的淋巴系统的图像信号强度的差异，其中图像信号强度的差异指示转移性癌细胞的存在。有利地，该一部分的淋巴系统可以包括淋巴结。有利地，给予步骤可以包括静脉内或淋巴内注射组合物。有利地，给予图像增强量的根据本发明的树枝状聚合物结合物的步骤包括给予对应于0.6 10-12摩尔金属/kg的受试者的体重的约10.5MBq/kg的99mTc和对应于1.5 10-12摩尔金属/kg的受试者的体重的约26.3MBq/kg的99mTc的剂量。
放射性同位素的剂量范围变化很大，并且取决于同位素的半衰期、发射的辐射的强度和类型、以及肿瘤细胞的摄取。技术人员被引导到"Remington's PharmaceuticalSciences"15th Edition,chapter 33，尤其是624-652页。取决于待治疗受试者的病症，必然会发生剂量的一些变化。在任何情况下，负责给予的人将确定用于单独的受试者的合适剂量。此外，对于人类给予，制剂应符合如监管管理部门(例如，美国生物制品标准FDA办公室)所要求的无菌、致热性、一般安全性和纯度标准。
在本发明的有利的实施方式中，可以利用树枝状聚合物结合物到癌症患者的原位递送来最大化递送剂的疗效。类似地，可以将化疗或放射疗法引导到受试者身体的特定的、受到影响的区域。可替代地，在某些情况下，例如，在已发生广泛转移的情况下，树枝状聚合物结合物组合物和/或药剂的全身递送可能是合适的。
本发明的吸引人的特点在于，通过医疗器械，可以将治疗性组合物递送到患者的局部部位。适用于本发明的医疗器械包括用于局部递送治疗剂的已知器械。这样的器械包括但不限于：导管如注射导管、球囊导管、双球囊导管、微孔球囊导管、通道球囊导管、输注导管、灌注导管等，它们，例如，涂布有治疗剂或通过其给予药剂；针注射装置如皮下注射针和针注射导管；无针注射装置如喷射注射器；涂覆的支架、分支支架、血管移植物、支架移植物等；以及涂覆的血管闭塞装置如线圈。
示例性装置描述于美国专利号5,935,114、5,908,413、5,792,105、5,693,014、5,674,192、5,876,445、5,913,894、5,868,719、5,851,228、5,843,089、5,800,519、5,800,508、5,800,391、5,354,308、5,755,722、5,733,303、5,866,561、5,857,998、5,843,003和5,933,145，其全部内容以引用方式结合于本文。市售的并且可以在本申请中使用的示例性支架包括RADIUS(SCIMED LIFE SYSTEMS,Inc.)、SYMPHONY(Boston ScientificCorporation)、Wallstent(Schneider Inc.)、PRECEDENT II(Boston ScientificCorporation)和NIR(Medinol Inc.)。通过已知技术将这样的装置递送到和/或植入身体内的目标位置。
在设想临床应用的情况下，在本发明的一些实施方式中，以适合于预期应用的形式将树枝状聚合物结合物制备为药物组合物的一部分。通常，这需要制备基本上无热原、以及可能有害于人类或动物的其他杂质的组合物。然而，在本发明的一些实施方式中，利用一种或多种本文描述的路径，可以给予直接的(straight)树枝状聚合物配方。
有利地，通过动脉内(通过介入放射学)、瘤内或瘤周、静脉内或淋巴内和所有种类的实现治疗剂的原位沉积的给予来注射组合物，可以将本发明的药用组合物给予人类和其他动物。
依照已知技术并利用适宜的分散剂或湿润剂和悬浮剂，可以配制可注射制剂，例如，无菌可注射水性或油性混悬剂。无菌可注射制剂还可以是在无毒胃肠道外可接受的稀释剂或溶剂中的无菌可注射溶液、悬浮液或乳液，例如，作为在1,3-丁二醇中的溶液。在可以采用的可接受的媒介物和溶剂中有水、林格氏液、U.S.P.和等渗氯化钠溶液。此外，无菌的固定油通常用作溶剂或悬浮介质。为此目的，可以采用任何温和的固定油，包括合成的单或二甘油酯。此外，在可注射物的制备中可以使用脂肪酸如油酸。
可以灭菌注射用制剂，例如，通过经由细菌截留过滤器的过滤，或通过以无菌固体组合物的形式加入灭菌剂，在使用前，可以将上述无菌固体组合物溶解或分散在无菌水或其他无菌可注射介质中。
联合疗法
还应当理解的是，可以在联合疗法中使用本发明的树枝状聚合物结合物和药用组合物，即，可以在一种或多种其他所需治疗剂或医疗程序(手术，procedure)的同时、之前或之后，给予树枝状聚合物结合物和药用组合物。在联合方案中采用的疗法(治疗剂或程序)的具体组合将考虑到所需治疗剂和/或程序的相容性以及要实现的所期望的治疗效果。还应当理解的是，采用的疗法可以实现对相同疾病的预期效果(例如，可以与用来治疗相同疾病的另一种药剂的同时给予本发明的树枝状聚合物结合物)，或它们可以实现不同的效果(例如，任何不良影响的控制)。如在本文中所使用的，通常给予以治疗或预防特定疾病或病症的另外的治疗剂被称为"适合于待治疗的疾病或病症"。
例如，其他疗法、化疗剂或其他抗增生剂可以与本发明的树枝状聚合物结合物组合来治疗增生性疾病和癌症。可以与本发明的抗癌剂组合使用的疗法或抗癌剂的实例包括手术，放射疗法(仅以一些实例，γ辐射、中子束放射疗法、电子束放射疗法、质子疗法、近距治疗和全身放射性同位素，仅举几例)，内分泌疗法，生物反应调节剂(干扰素、白细胞介素和肿瘤坏死因子(T F)，仅举几例)，体温过高和冷冻疗法，减弱任何不良影响的药剂(例如，止吐剂)，和其他批准的化疗药物，包括但不限于烷化剂药物(氮芥、苯丁酸氮芥、环磷酰胺、美法仑、异环磷酰胺)，抗代谢物(氨甲喋呤)，嘌呤拮抗剂和嘧啶拮抗剂(6-巯基嘌呤、5-氟尿嘧啶、阿糖胞苷(Cytarabile)、吉西他滨)，纺锤体毒素(长春花碱、长春新碱、长春瑞滨、紫杉醇)，鬼臼毒素(依托泊苷、伊立替康、托泊替康)、抗生素(多柔比星、博来霉素、丝裂霉素)，亚硝基脲(卡莫司汀、洛莫司汀)，无机离子(顺铂、卡铂)，酶(天冬酰胺酶)，和激素(他莫昔芬、亮丙瑞林、氟他胺和甲地孕酮)，G1eevecTM(格列卫)，亚德里亚霉素，地塞米松，和环磷酰胺。对于更新的癌症疗法的更综合的讨论，见The Merck Manual,NineteenthEd.2011，其全部内容以引用方式结合于本文。另见National Cancer Institute(CNI)网址(www.nci.nih.gov)和Food and Drug Administration(FDA)网址，对于FDA批准的肿瘤药物的清单(www.fda.gov/cder/cancer/druglistframe-见附录)。
在有利的实施方式中，根据本发明的树枝状聚合物可以与一种或多种抗癌剂结合。
可替代地或另外地，可以连同化疗剂或抗致癌性药剂一起共同给予包含树枝状聚合物结合物的组合物。例如，化疗剂可以选自由以下组成的组：铂络合物、维拉帕米、鬼臼毒素、卡铂、丙卡巴肼、氮芥、环磷酰胺、喜树碱、异环磷酰胺、美法仑、苯丁酸氮芥、白消安、亚硝基脲、亚德里亚霉素、更生霉素(dactinomycin)、柔红霉素、多柔比星、博来霉素、普卡霉素(plicomycin)、丝裂霉素、博来霉素、依托泊苷、他莫昔芬、紫杉醇(paclitaxel)、紫杉酚(taxol)、反式铂、5-氟尿嘧啶、长春新碱、长春花碱和氨甲喋呤。
治疗试剂盒
在其他实施方式中，本发明涉及用于方便和有效地实施按照本发明的方法的试剂盒。一般而言，药物包或试剂盒包括填充有本发明的药物组合物的一种或多种成分的一个或多个容器。这样的试剂盒特别适合于递送可注射剂型。这样的试剂盒优选包括若干单位剂量，并且还可以包括卡，其具有以它们的预期使用的顺序而定向的剂量。如果需要的话，可以提供记忆辅助工具，例如为数字、字母的形式或其他记号或借助于日历插页，其指定在治疗时间表中可以给予剂量的日期。可选地伴随这样的容器，可以是具有由调控医药产品的制造、使用或销售的政府机构规定的形式的通告，该通告反映了用于人给予的制造、使用或销售的机构的认可。
等同物
以下代表性的实施例旨在帮助说明本发明，而并不旨在，它们也不应被解释为，限制本发明的范围。确实，依据此文件的全部内容，包括随后的实施例以及本文引用的科学和专利文献的参考文献，对于本领域技术人员而言，除本文说明和描述的那些之外，本发明的各种改进以及其许多进一步的实施方式将变得明显的。还应该理解的是，那些引用参考文献的内容以引用方式结合于本文以帮助说明现有技术的状态。
以下实施例包含重要的附加信息、例证和指导，在它的各种实施方式以及其等同物中其可适应于本发明的实践。
实施例
通过实施例，其说明一些方法，借此来制备或使用这些化合物，可以进一步了解本发明的树枝状聚合物结合物和它们的制备。然而，将会理解的是，这些实施例并不限于本发明。本发明的变化(现在已知的或进一步发展的)被认为属于如本文所描述的和下文所要求的本发明的范围之内。
实施例1-合成4-硝基-1H-咪唑-甲基-l,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺
方案2
通常，在氯仿中、在亚硫酰氯的存在下，通过使4-硝基-1H-咪唑(1)和低聚甲醛反应来获得l-(氯甲基)-4-硝基-lH-咪唑(2)。通过在50℃下在DMF中使l-(氯甲基)-4-硝基-1H-咪唑(2)和叠氮化钠反应来合成l-(叠氮基甲基)-4-硝基-lH-咪唑(3)。在乙腈中、在碳酸钾的存在下，二(2-皮考基)胺和炔丙基溴的反应以87％的产率产生为炔丙基二(2-皮考基)胺(4)[和此化合物以及不同的芳基叠氮化物(苄基-、蒽基-或蒽基甲基叠氮化物)的点击反应以26-60％的产率产生N,N'-二(2-吡啶基甲基)-N"-(4-三唑基甲基)氨基三脚架螯合体系"，借助于异质铜的点击过程来束缚锝-99m螯合剂和铼络合物。评估新的放射性标记的葡萄糖结合物的螯合性能和生物学分布。Eric Benoist,Yvon Coulais,Mehdi Almant,Jose Kovensky,Vincent Moreau,David Lesur,Marine Artigau,Claude Picarda,Chantal Galaup,Sebastien G.G0uin.Carbohydrate Research,Volume 346,Issue 1,2011,Pages 26-34,[7]和Eric Benoist et al.,"A Click procedure with heterogeneouscopper to tether technetium-99m chelating agents and rheniumcomplexe.Evaluation of the chelating properties and biodistribution of thenew radiolabelled G1ucose conjugates",Carbohydrate Research,Volume 346,Issue1,3January 201 1,Pages 26-34][8]。在硫酸铜、抗坏血酸钠的存在下，在100℃下，通过在溶剂二噁烷/水的混合物中溶解炔丙基3-二(2-皮考基)胺(4)和l-(叠氮基甲基)-4-硝基-lH-咪唑(3)来获得4-硝基-1H-咪唑-甲基-1,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺(5)。
配体4-硝基-1H-咪唑-甲基-1,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺(5)还可以购买自HOLIS Technologies SA,Toulouse,France。
实施例2-树枝状聚合物
G10和G5聚赖氨酸树枝状聚合物购买自公司Colcom,Cap Alpha,Clapiers,France。
这些树枝状聚合物以它们在人类中的安全性而闻名(VivaGelTM(SPL7013Gel)：候选树枝状聚合物-杀微生物剂，用于HIV和HSV感染的预防。Richard Rupp,Susan LRosenthal,Lawrence R Stanberry and Richard Rupp,International Journal ofNanomedicine 2007:2(4)561-566)。[9]
尤其是，第五代树枝状聚合物的特征如下：分子量为172300g以及估计的直径为16nm。已表明此第五代树枝状聚合物在血管内注射直接到l00mg/L的浓度以后是安全的。[H.BELHADJ-TAHAR et al.,"Etudes de Toxicocinetique et de biodistribution dedendrimeres de cinquieme generation",8emes Journees Canceropole Grand SudOuest 10-12octobre 2012,MontpellierLett,9(2007),pp.4999-5002].[10]
实施例3-混合物树枝状聚合物-配体
以1/1000的比例，使配体与树枝状聚合物混合，即，配体浓度是4.8毫摩尔/升(4.8mM/L)以及树枝状聚合物浓度是4.9微摩尔/升(4,9μΜ/L)。
在室温下，远离光源和湿气，在特别设计以达到这种效果的房间里存储测试项目。在制备以后的2小时内使用溶解在无菌水中的产品。
实施例4–与过渡金属的络合作用
通过使330μl的1,725mM 1-硝基-1H-咪唑-甲基-1,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺和7,03μΜG5树枝状聚合物的生理溶液与放射性羰基锝(28.86mCi)反应并在60℃下加热1小时来制备剂量为0.087mCi/μl(3.34MBq/uL)的树枝状聚合物结合物的溶液。
相同于实施例5和6的实验协议
物种：Wistar大鼠RjHan：Wi(无特定病原体)
来源：Laboratoire JANVIER S.A.S,France。由供应商运送的动物伴有健康评估(以设置驯化)
数量和性别和体重：6只健康成年大鼠(雄性)，平均体重为300g
驯化：在测试开始以前的24小时期间
体重：DO，在测试的相关步骤以前的那天，称重动物。
计算平均体重并推导可接受的限度，动物的极端的个体体重不应该是在平均体重的±20％以内。
ID：通过在皮毛(coat)上用难脱落的黑毡(black felt)标记来识别动物(雄性大鼠编号1至6)。
住处：在配有不锈钢盖的31cm x 46cm x 19cm的聚丙烯笼中安置最多达3只动物/笼。将笼放置在限制进入的房间中，除了在洗涤周期期间，维持在轻微的压力(10mm最低水)下，在温度受控的气氛下(T＝22±2℃)和受控相对湿度(RH＝50±20％)下并具有过滤的已经通过示例的方式表示空气的交换(HEP A筛选)，每个小时10个循环。
寝具，定期更新，包括无尘和γ射线灭菌的锯末。
人工照明提供12小时的日光和12小时的黑暗。
食品：以颗粒形式A04-10来供给全价配合饲料
饮料：将正常过滤水分布在配有不锈钢奶嘴的聚丙烯瓶中，至少每六个月取水样品并送去进行物理化学和细菌学分析。
实施例5–在大鼠中静脉内和腹腔内给予《树枝状聚合物G5{1-硝基-1H-咪唑-甲基-1,2-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺}》以后的急性毒性试验和生物学分布
测试项目：
树枝状聚合物G5{l-硝基-lH-咪唑-甲基-l,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺}
*测试总结：
该研究的目的是，通过静脉内和腹腔内给予单一给予预定剂量的63,4316皮摩尔/kg(33,17mCi/kg或1226MBq/kg)体重(对应于在8倍人等效剂量下的危险因素)以后，定性和定量地评估用蒸馏水稀释的测试项目的毒性效应和出现的延迟。
分两个阶段进行实验：
第一步骤
3组雄性大鼠：
-组1("G5")：2只大鼠(1和2)，接受0.1ml的单独树枝状聚合物的标记溶液，一只通过静脉内给予，另一只则通过腹腔内给予。
-组2("G5-HLS")：2只大鼠(3和4)，接受0.1ml的测试项目"G5树枝状聚合物{1-硝基-1H-咪唑-甲基-1,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)}胺"的一只通过静脉内给予，另一只则通过腹腔内给予。
-组3("HLS")：2只大鼠(n°4和5)，接受0.1ml的标记的1-硝基-1H-咪唑-甲基-1,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺，一只通过静脉内给予，另一只则通过腹腔内给予。
第二阶段
-7号大鼠：接受0.1ml的单独的树枝状聚合物的标记溶液，通过静脉内给予
-8号大鼠：接受0.1ml的测试项目"G5树枝状聚合物{1-硝基-1H-咪唑-甲基-1,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺}"的溶液，通过静脉内给予
-9号大鼠：0.1ml的1-硝基-1H-咪唑-甲基-1,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺的标记溶液，通过静脉内给予
在给予后观察动物1小时并注意毒性征兆(死亡率...)。
此测试提供允许测试项目的立即无害和组织分布确认的结果。
单独用树枝状聚合物标记的样品
通过使330μl的G5树枝状聚合物生理溶液(7,03μΜ)和放射性羰基锝(28.86mCi)反应并在60℃下加热1小时来制备剂量为0.087mCi/L(3.34MBq/(μL)的标记的树枝状聚合物溶液。
测试项目的标记的样品
通过使330μL的1,725mM 1-硝基-1H-咪唑-甲基-1,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺和7,03μΜG5树枝状聚合物的生理溶液与放射性羰基锝(28.86mCi)反应，然后在60℃下加热1小时，来制备测试项目的剂量为0.087mCi/L(3.34MBq/μL)的溶液。
单独的1-硝基-1H-咪唑-甲基-1,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺的标记的样品
通过使330μL的1-硝基-1H-咪唑-甲基-l,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺的1.725mM生理溶液与放射性羰基锝(28.86mCi)反应并在60℃下加热1小时，来制备在0.087mCi/μL(3.34MBq/μL)下测定的标记的单独的l-硝基-lH-咪唑-甲基-l,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺的溶液。
将每个样品保持在I型15mL无菌玻璃小瓶(类型Elumatic InternationalCisBio)中。
结果：
在63,4316皮摩尔/kg(33,17mCi/kg＝1226MBq/kg)(对应于在8倍人等效剂量下的危险因素)的剂量下0％死亡率。
*结论：
证实剂量为63,4316皮摩尔/kg(33,17mCi/kg＝1226MBq/'kg)的用蒸馏水稀释的测试项目；(对应于在8倍人等效剂量下的危险因素)。
实施例6–在大鼠中通过直接肝内注射来原位给予《树枝状聚合物G5{1-硝基-lH-咪唑-甲基-l,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺}以后的急性毒性试验和生物学分布。
*测试项目：
树枝状聚合物G5{1-硝基-lH-咪唑-甲基-l,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺}
*测试总结：
该研究的目的是，在单次原位肝内给予预定剂量为5.72mCi/kg(209.969MBq/kg)体重的用蒸馏水稀释的测试项目以后，定性和定量地评估毒性效应和出现的延迟。
实验进行如下：3只雄性大鼠：
-大鼠1：在全身麻醉下的剖腹术以后，通过直接肝注入'右手'叶，接受0.1ml的单独的树枝状聚合物的标记溶液
-鼠2：在全身麻醉下的剖腹术以后，通过直接肝注入'右手'叶，接受0.1mL的测试项目G5树枝状聚合物{l-硝基-lH-咪唑-甲基-l,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺}的溶液
-大鼠3：在全身麻醉下的剖腹术以后，通过直接肝注入'右手'叶，接受0.1ml的1-硝基-lH-咪唑-甲基-l,2,3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺的标记溶液
在给予后观察动物1小时并注意毒性征兆(死亡率...)。然后，处死所有动物并进行生物学分布研究。
鉴于测试项目的特性，测试开始于一只动物(步骤1)，其接受33.17mCi/kg(1226MBq/kg)的剂量的测试项目。在此第一步骤以后，依据OECD的方法和建议，在和步骤1的动物相同的条件下，对其他动物继续测试，其中上述其他动物接受剂量为33.17mCi/kg(1226MBq/kg)体重的测试项目。
测试项目的给予
已初步将给予体积/kg体重确定为33.17mCi/kg。对于每只大鼠，计算待给予的测试项目的体积。测试项目的储存液的浓度是0.087mCi/μL/(3.34MBq/μL)。
使用配有合适尺寸的针头的适宜体积的注射器，静脉内和腹腔内给予测试项目一次。
尸检
在T＝60分钟时，通过腹腔内注射剂量为1.16ml/kg的6％来安乐死在60分钟观察结束时存活的所有动物并在股动脉处放血。尸检它们并用显微镜观察主要器官。以为此目的保留的文件的形式记录所有病理变化。
生物学分布
称重移除的器官(脑、肾、肝、心脏、肠、肺、性腺、血液、尿液)并用Nal伽玛相机来计数它们的活性。
此测试提供结果，其允许确认测试项目的立即无害和组织分布。
通过PURPAN的Pharmacy Usage Indoor(PUI)来确保药品质量。它包括：
-PH值控制
-通过气相色谱法(通过HOLIS Technology)来控制固体产品的化学纯度
-无菌控制(事后)
-热原的控制(事后)。
结果：
在5,72mCi/kg(209.969MBq/kg)的剂量(对应于在1,3倍人等效剂量下的危险因素)下，0％的死亡率。测试项目的肝结合率被估计为53.7％，基于加载有测试项目的肝质量，其对应于33.5％的初始注射剂量，然后通过原位/血管内获得的肝结合的比率被计算为2190％(33,5％DIg/l,53％DIg)。
结果解释：
考虑到的测试项目的毒性的评估标准是：
-临床和行为征兆
-尸检观察
-死亡率(死亡数，mortality)，表示为归因于测试项目的死亡动物的数目。
-作为动物体重的函数的测试项目的活性
结论：
在5,72mCi/kg(209.969MBq/kg的剂量(对应于在1,3倍人等效剂量下的危险因素)下，证实用蒸馏水稀释的测试项目。测试项目的肝结合率被估计为53.7％，基于加载有测试项目的肝质量，其对应于33.5％的初始注射剂量，然后原位/血管内的比率被计算为2190％。
药理学特性
实施例5和实施例6的结果描绘于图2至图6。
通过对雄性Wistar大鼠进行的研究证明，根据本发明的树枝状聚合物结合物没有急性毒性，甚至在以63.4316皮摩尔/kg(活性33.17mCi/kg或1226MBq/kg)的浓度(对应于8倍等效剂量的给予人类的产品的安全系数)在血流中静脉内直接注射以后也是如此。类似地，在注射部位没有观察到沉淀或血栓形成。
治疗效果是基于铼对癌细胞的放射毒性作用。这种效果靶向癌细胞，这是为何我们谈论靶向治疗的概念的原因，并且这是由于本发明的树枝状聚合物结合物的3种效应：
1.这可能要归功于优先积累在癌细胞中的配体。
2.树枝状聚合物结合物的原位给予。原位给予树枝状聚合物结合物的方式的实例：(i)通过直接引入直接在肿瘤上沉积树枝状聚合物结合物，(ii)借助于介入放射学动脉内给予。
3.使用树枝状聚合物作为超载体溶液来准确地沉积热放射性元素。
此外,在雄性Wistar大鼠中的原位给予，其涉及剖腹术和直接注入肝段，显示在引入部位处树枝状聚合物结合物几乎是保持稳定的。事实上，相对于通过血管内给予所获得的肝固定，测试项目的原位固定率被估计为2190％。放射性评估是对单独的各种器官和畜体、尿液和全血进行的。
图6是注射以后的生物学分布的闪烁图像。应当指出的是，仅肝脏、胃和肠是可辨别的。注意，为了获得最高灵敏度，我们获得600循环/分钟，时间为10分钟：树枝状聚合物结合物没有从它的沉积部分移动很多，并且生物学分布在注射部位处达到最大。
因此，它可以有资格担任靶向治疗，这是因为在靶向位点以外的放射性元素生物学分布是可忽略的。
这种疗法允许通过诊断性伽玛相机来跟踪治疗剂(树枝状聚合物结合物)：无需添加不透射线的赋形剂来监测给予，包括动脉内给予。
实施例7-示例性医药产品形式
放射性核素：
我们具有188铼、186铼和放射性痕迹量级。同位素和188铼、186铼是高能的β发射体(Εβ＝777kev和Εβ＝326.1keV)和分别为0.71天和3.78天的短半衰期。
待注射的剂量
1.3GBq(35mCi)剂量，其在人类中并不全身诱导显著毒性。
在具有骨转移的前列腺癌患者中，用羟亚乙基二膦酸铼-188进行的剂量递增研究。Palmedo H,Guhlke S,Bender H,Sartor J,Schoeneich G,Risse J,Griinwald F,Knapp FF Jr,Biersack HJ.Eur J Nucl Med.2000Feb；27(2):123-30]。[11]
配体载体：
我们具有四配位基配体，其具有型式：与咪唑耦合的2-甲基-l-氨基环戊烯二硫代羧酸酯。此示踪剂显示对缺氧细胞的高亲和力和特异性。
[Conceptualization and assessment of original probes for hypoxic cellexploration.H.Belhadj-Tahar,Y.COULAIS and M.VIDAL.2nd Symposium"NovelTargeting drugs and radiotherapy,14-15June 2007,Toulouse(France)][12]
络合作用方法：
在高亲和力部位(配体)处复合放射性金属。相比于靶向缺氧细胞的生物分子(咪唑)的位点特异性识别，在这些位点处的连接是动力学上更有利的。
超载体
使用的树枝状聚合物是环三磷腈-苯氧基甲基(甲基亚肼基)树枝状聚合物，代1.5。这是大分子，其分子量为2855.51g/摩尔分布的体积，因而限制定位在肿瘤间质处的扩散。
*CAS 89939-12-6：非危险物质，如按照Directive 67/548/EEC所分类的
销售的示例性最终制造的产品
在密封瓶中的冷试剂盒前体：
试剂盒含有冻干产品，其包括载体多配位基(polydentate)二氨基硫醇，其对于金属具有降低的亲和力，以及还含有还原剂(氯化锡)和柠檬酸(临时参与返回产品的缓冲作用)。
a)描述瓶A：
冻干物配体
柠檬酸(pH调节)
氯化锡
b)描述瓶B
无菌冻干的聚赖氨酸
c)临时瓶A的制备：
将在烧瓶A中的高铼酸钠引入恒温于40℃的振荡器中的烧瓶。
d)临时瓶B的制备
转移在瓶中获得的小瓶A和B的内含物；在室温下并在摇动筛中温育1小时。
在给予以前，制备给予产品
制剂制成自
·冷试剂盒前体
·来自盐水的放射性金属和无菌新鲜洗脱的发生剂钨-铼：对来自放射性药剂师(radiopharmacist)的洗脱液进行放射性控制。
将待递送的产物插入密封小瓶。
在制备以后4小时，给予是最大的。
由放射科医师进行给予。
根据本发明的树枝状聚合物结合物的配制和给予的方法的一般方案说明于图7。
给予途径：
给予途径是动脉内途径，这就是说，由放射科医师来原位沉积产品。
树枝状聚合物的存在将限制铼相对于咪唑的组织分布，不同于钇，其以珠的形式被沉积，以及咪唑的存在更会增加结合的铼运送到癌细胞。事实上，癌变进程会诱导缺氧[13]并且咪唑衍生物被缺氧细胞和/或癌最好地捕获。
因此，给予途径和动脉内药物设计将极大地减小放射性铼的组织分布并且还将极大地减小放射性铼在正常细胞中的扩散。[14]
给予频率：
鉴于铼的为几天的半衰期以及鉴于放射科医师对于我们的临床钇的经验，治疗包括单次注射包含放射性铼的药物制剂。
实施例8-示例性医药产品形式
重复实施例7，其中使用聚赖氨酸树枝状聚合物G5来代替环三磷腈-苯氧基甲基(甲基亚肼基)树枝状聚合物，代1.5，以及l-硝基-1H-咪唑-甲基-1，2，3-三唑-甲基-二(2-皮考基)胺来代替四配位基配体，其具有与咪唑耦合作为配体的型式2-甲基-1-氨基环戊烯二硫代羧酸酯。
虽然我们已描述了本发明的若干实施方式，但显而易见的是，可以改变我们的基本实施例以提供采用本发明的化合物和方法的其他实施方式。因此，将会理解的是，本发明的范围是由所附权利要求而不是由已经通过示例的方式来描述的具体实施方式所限定。
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[8]Eric Benoist et al.，“A Click procedure with heterogeneous coppertotether technetium-99m chelating agents and rhenium complexes.Evaluation ofthe chelating properties and biodistribution of the new radiolabelled glucoseconjugates”，Carbohydrate Research，Volume 346，Issue 1，3 January2011，Pages 26-34.
[9]Richard Rupp et aI.，《A candidate dendrimer-microbicide for theprevention of HIV and HSV infection”，Intemational Journal of Nanomedicine2007：2(4)561-566.
[10]H.BELHADJ-TAHAR et al.，“Etudes de Toxicocinétique et debiodistribution de dendrimères de cinquième génération”，8èmes JournéesGrand Sud Ouest 10-12octobre 2012，MontpellierLett.，9(2007)，pp.4999-5002.
[11]Palmedo H.et al.，“Dose escalation study with rhenium-188hydroxyethyIidene diphoSphonate in prostate cancer patients with osseousmetastases”，Eur J Nucl Med.2000Feb；27(2)：123-30.
[12]H.Belhadj-Tahar et al.，《Conceptualization and assessment oforiginal probes for hypoxic cell exploration”，2nd Symposium″Novel Targetingdrugs and radiotherapy，14-15June 2007，Toulouse(France).
[13]Kunz M，Ibrahim MS.Molecular responses to hypoxia in tumorcells.Mol Cancer.2003；2：1-13.
[14]Raleigh et al.Derivatives of 2-nitroimidazole as hypoxic cellmarkers.US patent n°5,674,693du 7/10/1997et Siemens Medical，Nitro-imidazolehypoxia imaging agents.US Patent N° US 2011/0002850 A1 du 06/01/2011.
[15]在本申请中引用的美国专利文献：
[16]U.S.Pat.No.4,507,466，U.S.Pat.No.4,558,120，U.S.Pat.No.4,568,737，U.S.Pat.No.4,587,329，U.S.Pat.No.4,631,337，U.S.Pat.No.4,694,064，U.S.Pat.No.4,713,975,U.S.Pat.No.4,737,550,U.S.Pat.No.4,857,599，U.S.Pat.No.4,871,779，U.S.Pat.No.5,338,532，U.S.Pat.No.6,471,968，U.S.Pat.No.5,387,617，U.S.Pat.No.5,393,797，U.S.Pat.No.5,393,795，U.S.Pat.No.5,527,524，U.S.Pat.No.5,560,929，U.S.Pat.No.5,773,527，U.S.Pat.No.5,631,329，U.S.Pat.Nos.5,935,114；5,908,413；5,792,105；5,693,014；5,674,192；5，876，445；5,913,894；5,868,719；5,851,228；5,843,089；5,800,519；5，800，508；5,800,391；5,354,308；5,755,722；5,733,303；5,866,561；5,857,998；5,843,003；和5,933,145.

Claims (15)

1.一种树枝状聚合物结合物，包含与具有以下结构的硝基咪唑配体/金属络合物结合的G2至G10聚赖氨酸树枝状聚合物：
其中
n是0至8的整数，包括端点；
R1、R2和R3独立地表示H、NO2或甲基；
R'1和R'2独立地表示H、OH、甲基、乙基或丙基；
X1、X2和X3独立地表示CO或H2O，由金属M的化学价所允许的；以及
M表示选自Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Re、In或Sn的过渡金属的放射性或非放射性冷同位素。
2.根据权利要求1所述的树枝状聚合物结合物，其中，所述结合包括离子键、金属键、氢键或范德华键。
3.根据权利要求1或2所述的树枝状聚合物结合物，其中，所述树枝状聚合物具有以下结构：
4.根据权利要求1或2所述的树枝状聚合物结合物，其中，所述硝基咪唑配体/金属络合物具有以下结构：
其中M表示99mTc或186/188Re。
5.根据权利要求1或2所述的树枝状聚合物结合物，其中，所述结合物具有以下结构：
其中M表示99mTc或186/188Re。
6.权利要求1至5中任一项所述的树枝状聚合物结合物在制备用于治疗或诊断癌症的药物中的应用。
7.一种药物组合物，包含根据权利要求1至5中任一项所述的树枝状聚合物结合物和药用载体。
8.根据权利要求7所述的组合物，其中，M是186/188Re并且所述组合物是放射性药物组合物。
9.根据权利要求7所述的组合物，其中，M是99mTc并且所述组合物是诊断性组合物。
10.权利要求7所述的组合物在制备用于治疗或减轻癌症的严重性的药物中的应用。
11.根据权利要求10所述的应用，其中，所述癌症选自由以下各项组成的组：淋巴瘤、霍奇金氏病、非霍奇金氏病、多发性骨髓瘤、瓦尔登斯特伦氏巨球蛋白血症、重链病、实体瘤、肉瘤和癌、纤维肉瘤、粘液肉瘤、脂肪肉瘤、软骨肉瘤、骨源性肉瘤、脊索瘤、血管肉瘤、内皮肉瘤、淋巴管肉瘤、淋巴管内皮肉瘤、滑膜瘤、间皮瘤、尤因氏瘤、平滑肌肉瘤、横纹肌肉瘤、结肠癌、胰腺癌、脑癌、乳癌、卵巢癌、前列腺癌、鳞状细胞癌、基底细胞癌、腺癌、汗腺瘤、皮脂腺癌、乳头状癌、乳头状腺癌、囊腺癌、髓样癌、支气管癌、肾细胞癌、肝瘤、胆管癌、绒毛膜癌、精原细胞瘤、胚胎性癌、维尔姆斯氏瘤、子宫颈癌、子宫癌、睾丸瘤、肺癌、小细胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、胶质瘤、星形细胞瘤、髓母细胞瘤、颅咽管瘤、脑室膜瘤、松果体瘤、成血管细胞瘤、听神经瘤、少突神经胶质瘤、脑脊膜瘤、黑素瘤和成神经细胞瘤视网膜母细胞瘤以及所有实体瘤。
12.权利要求7所述的组合物在制备用于在受试者中改变肿瘤生长的药物中的应用。
13.根据权利要求12所述的应用，其中，所述改变包括在所述受试者中抑制肿瘤生长或减小所述肿瘤的尺寸。
14.根据权利要求12或13所述的应用，其中，所述肿瘤是原发性肿瘤或转移性肿瘤。
15.权利要求7所述的组合物在制备用于淋巴系统成像的药物中的应用。
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