CN107531720A

CN107531720A - 抗癌症候选药物

Info

Publication number: CN107531720A
Application number: CN201680014362.3A
Authority: CN
Inventors: 沈本
Original assignee: Scripps Research Institute
Current assignee: Scripps Research Institute
Priority date: 2015-01-08
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2018-01-02
Also published as: US20190322679A1; US10336766B2; US20180009823A1; WO2016112282A1

Abstract

具有根据式(I)的结构的烯二炔化合物，其中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇和X如本文限定。

Description

抗癌症候选药物

技术领域

本发明的实施方案涉及用于治疗癌症的化合物。在具体实施方案中，所述化合物衍生自烯二炔。

背景技术

烯二炔天然产物是目前存在的最具细胞毒性的分子，并且其用作抗癌药物的用途已在临床上证实。天然烯二炔主要由于显著的毒性而被限制用作临床药物，然而，各种基于聚合物的递送体系或抗体-药物缀合物(ADC)已在抗癌治疗方面示出了极大的临床成功或希望。实际上，聚(苯乙烯-共聚-马来酸)-缀合新制癌菌素已自1994年上市用于治疗肝癌。各种ADC已被开发或处于开发的不同阶段，包括用于急性髓性白血病(AML)的CD33mAB-卡里奇霉素(CAL)缀合物(即)、用于非霍奇金氏淋巴瘤的CD22mAB-CAL缀合物(奥英妥珠单抗)、以及用于肝癌的多种mAB-C-1027缀合物和用于选择性肿瘤的mAB-尤西拉美辛(uncialamycin(UCM))缀合物。这些示例清楚地展示当烯二炔的极强细胞毒性被利用并递送至肿瘤细胞时，其可发展成有效的药物。

发明内容

本发明的实施方案涉及抗癌药物和药物发现。在具体实施方案中，所述药物是烯二炔或衍生自烯二炔。治疗的方法包括将药物直接施用于患者或作为缀合物，例如抗体-药物缀合物。

下文描述其它方面。

附图说明

图1A-1D示出TSRI放线菌集合中的3500种菌株的基因组搜索，鉴定了94种新型烯二炔生产者。(图1A)设计分别靶向E5/E或E/E10的烯二炔PKS基因盒的PCR引物，以及E的1-kb内部片段的引物。(图1B)以384孔板格式在实时PCR中的代表性熔融曲线分析，如由使用E/E5所例示的，其中每个峰均指示特异性PCR产物。(图1C)通过凝胶电泳和DNA测序确认PCR产物。(图1D)与11种已知的烯二炔生产者相比，94种新烯二炔生产者的系统发育树分析，其提供31种不同的进化枝。系统发育树基于E的1-kb内部片段的氨基酸序列并在使用95％序列同一性临界值时崩解成31个不同的进化枝。括号中的数字是由每个进化枝鉴定的击中。其基因簇已经被克隆的11种已知烯二炔是新制癌菌素(NCS)、C-1027、可达菌素(KED)、maduropeptin(MDP)、sporolides(SPO)、cyanosporasides(CYA和CYN)、卡里奇霉素(CAL)、Esperamicins(ESP)、dynemicin(DYN)和尤西拉美辛(uncialamycin(UCM))(图1D)。新型烯二炔天赐米星(tiancimycin)从其中分离的链霉菌属CB03234用*在框内突出显示。

图2是示出了得自链霉菌属CB03234的天赐米星(TNM)生物合成基因簇的遗传组织的示意图。已经通过以下方式确认了编码TNM生物合成的TNM基因簇的鉴定：(i)编码烯二炔核生物合成的所选基因的失活消除了天赐米星A和B生产，以及(ii)生成累积TNM C的链霉菌属CB03234ΔtnmH突变菌株。

图3A-3D示出了来自链霉菌属CB03234野生型菌株的天赐米星A和B，以及来自链霉菌属CB03234ΔtnmH突变菌株的天赐米星C的结构测定，以及它们与已知烯二炔天然产物uncialamycin的比较。(图3A)天赐米星A、B和C的确定结构。(图3B)已知的烯二炔天然产物uncialamycin，其结构(包括绝对立体化学)已经由总合成确定。(图3C)主要的¹H-¹H COSY、HMBC和NOESY相关性支持天赐米星A、B和C的推导结构。(图3D)与uncialamycin相比，天赐米星A、B和C的CD谱支持其指定的绝对立体化学。

图4A-4B示出了过量产生天赐米星的链霉菌属CB03234菌株的分离。(图4A)通过S.sp.CB03234野生型的DES-突变分离链霉菌属CB03234-D15和CB03234-D25，并且(图4B)通过深层发酵和HPLC和LC-MA分析来确认链霉菌属CB03234-D15和CB03234-D25的天赐米星A(◆)产生，其中天赐米星A的估计滴度在CB03234-D25菌株中比在CB03234野生型菌株中高约10倍。

具体实施方式

下文参照用于说明的示例性应用来描述本发明的几个方面。应当理解，阐述了多种具体细节、关系和方法以提供对本发明的完全理解。然而，相关领域的普通技术人员将容易地意识到本发明可在不具有一个或多个具体细节的情况下或利用其它方法来实施。本发明不受行为或事件的示例顺序限制，因为许多行为可以不同顺序出现和/或与其它行为或事件同时出现。此外，不需要全部例示的行为或事件来实现根据本发明的方法。

本发明的实施方案可在不提出理论方面的情况下实施。另外，理论方面在申请人不受所提出的理论束缚的理解下提出。

本文所公开的所有基因、基因名称、和基因产物均旨在对应于来自适用于本文所公开的组合物和方法的任何物种的同系物。应当理解，除非在其出现的上下文中明确指示，当公开了来自特定物种的基因或基因产物时，该公开旨在仅是示例性的，并且不应被理解为限制。因此，例如，就本文所公开的基因而言，其旨在涵盖来自其它生物体的同源基因和/或直系同源基因和基因产物。

一般技术

除非另外指明，否则本发明的实施可采用本技术领域内的有机化学、聚合物技术、分子生物学(包括重组技术)、细胞生物学、生物化学、和免疫学的常规技术和说明。此类常规技术包括聚合物阵列合成、杂交、连接反应、噬菌体展示、和使用标签检测杂交。适宜技术的具体例示可参照本文下面的示例。然而，当然还可使用其它等同的常规程序。此类常规技术和说明可见于标准实验室手册，诸如，Genome Analysis：A Laboratory Manual Series(第I-IV卷)，Using Antibodies：A Laboratory Manua，Cells：A Laboratory Manual，PCRPrimer：A Laboratory Manual，和Molecular Cloning：A Laboratory Manual(全部均来自Cold Spring Harbor Laboratory Press)，Stryer,L.(1995)Biochemistry(第4版)Freeman，New York，Gait，“Oligonucleotide Synthesis:A Practical Approach”，1984，IRL Press，London，Nelson和Cox(2000)，Lehninger，Principles of Biochemistry，第3版，W.H.Freeman Pub.，New York，N.Y.和Berg等人(2006)Biochemistry，第6版，W.H.Freeman Pub.，New York，N.Y.，所述文献全部以引用方式全文并入本文以用于全部目的。

分子和细胞生物化学中的一般方法可见于标准教科书中，诸如：MolecularCloning:A Laboratory Manual，第4版(Sambrook等人，Cold Spring Harbor LaboratoryPress 2012)；Short Protocols in Molecular Biology，第5版(Ausubel等人编辑，JohnWiley&Sons 2002)；Protein Methods(Bollag等人，John Wiley&Sons 1996)；NonviralVectors for Gene Therapy(Wagner等人编辑，Academic Press 1999)；Viral Vectors(Kaplift和Loewy编辑，Academic Press 1995)；Immunology Methods Manual(I.Lefkovits编辑，Academic Press1997)；和Cell and Tissue Culture:LaboratoryProcedures in Biotechnology(Doyle和Griffiths，John Wiley&Sons 1998)。本公开中提到的用于遗传操作的试剂、克隆载体和试剂盒可从诸如BioRad、Stratagene、Invitrogen、Sigma-Aldrich和ClonTech等商业供应商获得。

定义

本文所用的术语仅出于描述具体实施方案的目的并且不旨在限制本发明。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文中另外明确指明。此外，在术语“包括”、“包含”、“具有”、“带有”、“有”或其变体用于具体实施方式和/或权利要求这方面而言，此类术语旨在以类似于术语“包含”的方式包括。

如本文所使用的涉及限定或描述的项目、组合物、装置、方法、过程、系统等的元件的术语“包含”、“包括”或“被包括”及其变体是指包括或开放式的，允许附加的元件，从而指示限定或描述的项目、组合物、装置、方法、过程、系统等包括那些特定元件(或者如果合适，则其等同物)，并且其它元件可被包括并且仍然属于限定的项目、组合物、装置、方法、过程、系统等的范围/定义内。

如本说明书和所附权利要求中所用的，术语“或”通常在其包括“和/或”在内的意义上使用，除非上下文中另外明确指明。

术语“约”或“大约”是指在如本领域普通技术人员所确定的特定值的可接受的误差范围内，这将部分地取决于如何测量或确定该值，即，测量系统的限制。例如，“约”可是指按照本领域的实践，在1个或多于1个标准偏差内。替代地，“约”可是指在与给定值相差最多至20％、或最多至10％、或最多至5％、或最多至1％的范围内。另选地，尤其是关于生物体系或工艺，所述术语可是指在与值相差一个数量级的范围内，例如在与值相差5倍的范围内、在与值相差2倍的范围内等。在特定值描述于申请和权利要求中的情况下，除非另有说明，否则应当假设术语“约”是指在特定值的可接受的误差范围内。假设本文的所有数值均由术语“约”修饰，无论其是否明确指示都如此。

由端点列举的数值范围包括在该范围内的所有数字(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。尽管公开了与各种组件、特征结构和/或规格相关的一些适宜尺寸范围和/或值，但受本公开启发，本领域技术人员将理解期望的尺寸、范围和/或值可偏离明确公开的那些。

关于特定核酸，所谓的“编码”或“编码的”、“编译”是指包括用于翻译成特定蛋白的信息。编码蛋白质的核酸可包括核酸的翻译区内的非翻译序列(例如，内含子)，或可缺乏此类介入的非翻译序列(例如，如在cDNA中)。编码蛋白质的信息通过使用密码子来指定。通常，氨基酸序列通过核酸使用“通用”遗传密码来编码。

“靶分子”包括任何大分子，包括蛋白质、肽、多肽、基因、多核苷酸、寡核苷酸、碳水化合物、酶、多糖、糖蛋白、受体、抗原、肿瘤抗原、标记、与疾病相关的分子、抗体、生长因子；或其可以为任何小的有机分子，包括激素、底物、代谢物、辅因子、抑制剂、药物、染料、营养素、农药、肽；或者其可以为无机分子，包括金属、金属离子、金属氧化物和金属络合物；其还可以是整个生物体，包括细菌、病毒和单细胞真核生物(如原生动物)。

术语“靶向剂”或“配体”是指特异性结合到另一分子的分子。例如，抗体或其片段、适体、寡核苷酸、小分子量(MW)化合物、碳水化合物、RGD肽、整合素、受体或配体、或可以特异性结合到靶分子的任何其它分子。配体可以通过接头、缀合、化学合成、由核酸序列表达等附接到化合物。

如本文所用，当相对于两个或更多个部分使用时，术语“缀合”、“连接”、“附接”、“稠合”和“系锁”是指所述部分或结构域直接或经由用作连接剂的一个或多个附加部分彼此物理缔合或连接以形成足够稳定的结构，使得所述部分在该结构所使用的条件(例如生理条件)下，保持物理缔合。所述连接可根据本领域中已知的方法基于遗传融合和可通过例如化学交联来进行。化合物和靶向剂可通过柔性接头，诸如多肽接头来连接。多肽结构接头可包括不同长度的多个亲水性氨基酸或肽键合的氨基酸。出于简明目的，术语“缔合”将被使用并且意指包括将每种化合物与靶向配体物理缔合的所有可能方法。

“适体”为基于其结合其它分子的能力而从随机库中选择的DNA或RNA分子。适体与靶分子特异性结合，其中核酸分子具有包含以下序列的序列：在其自然环境中由靶分子识别的序列。替代地，适体可以为与靶分子结合的核酸分子，其中靶分子不与核酸自然结合。靶分子可以为感兴趣的任何分子。例如，适体可用于结合蛋白质的配体结合结构域，从而防止天然存在的配体与蛋白质相互作用。这是非限制性示例并且本领域技术人员将意识到可使用本领域公知的技术容易地产生其它实施方案(参见，例如，Gold等人，Annu.Rev.Biochem.64:763，1995；Brody和Gold，J.Biotechnol.74:5，2000；Sun，Curr.Opin.Mol.Ther.2:100，2000；Kusser，J.Biotechnol.74:27，2000；Hermann和Patel，Science 287:820，2000；和Jayasena，Clinical Chem.45:1628，1999)。

术语“抗体”包括所有种类，包括人或人源化抗体和抗原靶，其可来自任何物种。因此，例如与抗原“X”结合的抗体可以为小鼠抗人X、人抗人X；人源化抗人X、山羊抗人X；山羊抗小鼠X；大鼠抗人X；小鼠抗大鼠X等。在某些物种中形成的抗来自其它物种的或在一些情况下抗来自相同物种(例如，在自免疫或炎性反应中)的抗原靶(例如“X”)的抗体组合是无限的并且所有物种均在本发明中实现。术语抗体以最宽含义使用，并且包括完全组装的抗体、单克隆抗体(包括人抗体、人源化抗体或嵌合抗体)、多克隆抗体、多特异性抗体(例如双特异性抗体)和可结合抗原的抗体片段(例如，Fab'、F'(ab)₂、Fv、单链抗体、双链抗体)，其包括前述物质的互补决定区(CDR)，只要它们表现出期望的生物活性即可。

如本文所使用的，“特异性结合”到靶的抗体旨在指靶向配体，例如，以1×10^-7M或更少，更优选地5×10^-8M或更少，更优选地3×10^-8M或更少，更优选地1×10^-8M或更少，甚至更优选地5×10^-9M或更少的K_D结合到靶的抗体。

如本文所使用的，术语“基本上不结合到”蛋白质或细胞是指不结合或不以高亲和性结合蛋白质或细胞，即以1×10^-6M或更大，更优选地1×10^-5M或更大，更优选地1×10^-4M或更大，更优选地1×10^-3M或更大，甚至更优选地1×10^-2M或更大的K_D结合到蛋白质或细胞。

如本文所使用的术语“K_assoc”或“K_a”旨在指特定抗体-抗原相互作用的缔合率，然而如本文所使用的术语“K_dis”或“K_d”旨在指特定抗体-抗原相互作用的解离率。如本文所使用的术语“K_D”旨在指解离常数，其由K_d比K_a的比率(即，K_d/K_a)获得并表示为摩尔浓度(M)。抗体的K_D值可使用本领域熟知的方法来测定。用于测定抗体的K_D的优选的方法为通过使用表面等离子体共振的，例如使用生物传感器系统诸如BIACORE^TM系统的。

术语对抗体的“高亲和力”是指抗体对靶抗原的K_D为1×10^-7M或更小，更优选地5×10^-8M或更小，甚至更优选地1×10^-8M或更小，甚至更优选地5×10^-9M或更小，并且甚至更优选地1×10^-9M或更小。然而，对于其它抗体同种型，“高亲和性”结合可有所不同。例如，对于IgM同种型的“高亲和性”结合是指抗体具有10^-6M或更小，更优选地10^-7M或更小，甚至更优选地10^-8M或更小的K_D。

如本文所使用的术语“化合物”和“多种化合物”是指由本文所公开的通式所包括的化合物、这些通式的任何亚属、和在通式和亚通式内的化合物的任何形式。除非另外指明，否则术语还包括一种或多种化合物的外消旋体、立体异构体和互变异构体。所有立体异构体均以纯化合物及其混合物的形式包括在本发明的范围内。除非另有说明，否则单独的对映异构体、非对映异构体、几何异构体以及它们的组合和混合物全部均由本发明涵盖。本领域技术人员将理解，化合物可具有与本文所用的结构式中描述的那些相当的互变异构形式(例如酮和烯醇形式)、共振形式和两性离子形式，并且该结构式包括此类互变异构形式、共振形式或两性离子形式。

“卤素”或“卤”是指氟、氯、溴或碘。

“脂肪族”是指具有特定数量的碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的非芳族烃部分。例如，“C₃脂肪族”、“C₁-C₅脂肪族”或“C₁至C₅脂肪族”，后两个短语对于具有1至5个碳原子的脂肪族部分，或在碳原子数未明确指定的，为1至4个碳原子(在不饱和脂肪族部分的情况下，2至4个碳原子)的情况下是同义的。

如本文所使用的术语“烷基”是指通常为C₁-C₁₀的饱和的直链、支链或环状的伯、仲或叔烃，并且具体地包括甲基、三氟甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、环戊基、异戊基、新戊基、己基、异己基、环己基、环己基甲基、3-甲基戊基、2,2-二甲基丁基和2,3-二甲基丁基。该术语包括经取代和未经取代的烷基。烷基可任选被选自下列的一个或多个部分取代：羟基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、烷氧基、芳氧基、硝基、氰基、磺酸、硫酸根、膦酸、磷酸根或膦酸根，或如本领域机技术人员所已知的，例如，如T.W.Greene和P.G.M.Wuts，“Protective Groups in Organic Synthesis”，第三版，John Wiley&Sons，1999所教导的，其以引用方式并入本文。作为示例，C₁-C₄烷基部分包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、异丁基、叔丁基、1-丁基、2-丁基等。术语“烷基”还包括亚烷基。“亚烷基”是指烷基的二价对应物，诸如CH₂CH₂、CH₂CH₂CH₂和CH₂CH₂CH₂CH₂。

如本文所用，术语“烯基”是指具有一个或多个双键的通常为C₁-C₁₀的不饱和直链、支链、或环状的伯、仲或叔烃。所述术语包括饱和与不饱和烯基。作为示例，C₂-C₄烯基部分包括乙烯基(乙烯基)、2-丙烯基(烯丙基或丙-2-烯基)、顺式-1-丙烯基、反式-1-丙烯基、E-(或Z-)2-丁烯基、3-丁烯基、1,3-丁二烯基(丁-1,3-二烯基)等。烯基可任选地被选自下列的一个或多个部分取代：羟基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、烷氧基、芳氧基、硝基、氰基、磺酸、硫酸根、膦酸、磷酸根或膦酸根。

如本文所使用的术语“炔基”是指具有一个或多个三键的通常为C₁-C₁₀的不饱和直链、支链或环状的伯、仲、或叔烃。作为示例，C₂-C₄炔基包括乙炔基(乙炔基)、丙炔基(丙-2-炔基)、1-丙炔基、丁-2-炔基等。该术语包括饱和与不饱和炔基。炔基可任选地任选被选自下列的一个或多个部分取代：羟基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、烷氧基、芳氧基、硝基、氰基、磺酸、硫酸根、膦酸、磷酸根或膦酸根。如本文所使用的术语“烷基氨基”或“芳基氨基”是指分别具有一个或两个烷基或芳基取代基的氨基基团。

如本文所用，术语“芳基”是指苯基、联苯基或萘基。环体系中的环可彼此稠合(如在萘基中)或彼此键合(如在联苯基中)并且可与非芳族环稠合或键合(如在茚满基或环己基苯基中)。作为其它示例，芳基部分包括但不限于，苯基、萘基、四氢萘基、茚满基、联苯基、菲基、蒽基和苊基。芳基可由选自下列的一个或多个部分取代：羟基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、烷氧基、芳氧基、硝基、氰基、磺酸、硫酸根、膦酸、磷酸根或膦酸根。“亚芳基”是指芳基基团的二价对应物，例如1,2-亚苯基，1,3-亚苯基或1,4-亚苯基。该术语包括经取代和未经取代的部分。

如本文所使用的术语“烷芳基(alkaryl)”是指具有芳基取代基的烷基基团。

如本文所使用的术语“酰基”是指羧酸酯，其中酯基的非羰基部分选自直链、支链或环状的烷基或低级烷基，包括甲氧基甲基在内的烷氧基烷基，包括苄基在内的芳烷基，诸如苯氧基甲基之类的芳氧基烷基，包括任选被卤素(F、Cl、Br、I)、C₁至C₄烷基或C₁-C₄烷氧基取代的苯基在内的芳基，磺酸酯，诸如烷基磺酰基或芳烷基磺酰基，包括甲磺酰基，单磷酸酯，二磷酸酯或三磷酸酯，三苯甲基或单甲氧基三苯甲基，经取代的苄基，三烷基甲硅烷基(例如，二甲基-叔丁基甲硅烷基)或二苯基甲基甲硅烷基。酯中的芳基最佳包括苯基。

如本文所使用的术语“烷氧基”是指任选经取代的直链或支链的烷基-O-基团，其中烷基如前定义。例如，C_1-10烷氧基是指包含至少1个且最多10个碳原子的直链或支链的烷氧基。如本文所使用的“烷氧基”的示例包括但不限于，甲氧基、乙氧基、丙氧基、丙-2-氧基、丁氧基、丁-2-氧基、2-甲基丙-1-氧基、2-甲基丙-2-氧基、戊氧基和己氧基。优选C_1-4烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丙-2-氧基、丁氧基、丁-2-氧基或2-甲基丙-2-氧基。如本文所使用的术语“芳氧基”是指任选经取代的芳基-O-基团，其中芳基如前定义。示例性芳氧基包括但不限于苯氧基(苯基-O-)。

如本文所使用的术语“杂芳基”是指任选取代的芳环体系，其中，在至少一个环中，碳原子环成员中的一个或多个独立地被选自下列的杂原子基团取代：S、O、N，其中N和S任选可被氧化并且N任选可被季铵化，以及NH或NR，其中芳基如前定义并且R为如本文所定义的任选取代基。优选具有总量为约5至约14个碳原子环成员和杂原子环成员(以及全部组合和亚组合的范围和特定数的碳环成员和杂原子环成员)的杂芳基。更优选具有总量为约5至约10个碳原子环成员和杂原子环成员(以及所有组合和亚组合的范围和特定数的碳环成员和杂原子环成员)的杂芳基。示例性杂芳基包括但不限于吡咯基、呋喃基、吡啶基、吡啶-N-氧化物、1,2,4-噻二唑基、嘧啶基、噻吩基、异噻唑基、咪唑基、四唑基、吡嗪基、嘧啶基、喹啉基、异喹啉基、噻吩基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、吡唑基、吲哚基、嘌呤基、咔唑基、苯并咪唑基和异噁唑基。杂芳基可以经由碳或杂原子附接到分子的剩余部分。“杂亚芳基”是指芳基的二价对应物。

在诸如通过使用“未经取代或经取代”或“任选经取代”短语指示部分可被取代的情况下，如“未经取代或经取代的C₁-C₅烷基”或“任选经取代的杂芳基”中，此类部分可具有一个或多个独立选择的取代基，例如数量为一至五个、数量为一至两个等。考虑取代基所附接的部分，可通过本领域普通技术人员来选择取代基和取代模式，以提供化学稳定并且可通过本领域已知的技术以及本文所示的方法来合成的化合物。

如本文所使用的术语“杂芳基烷基”是指任选经取代的环体系，其包括包含杂芳基取代基(各自如上文所定义)的烷基基团，具有至少6个碳原子，例如约6至约25个碳原子(以及所有组合和亚组合的范围和特定数的碳原子)。

如本文所使用的术语“杂环烷基”、“杂环环”和“杂环基”各自是指包含环烷基基团的任选经取代的环体系，其中在至少一个环中，碳原子环成员中的一个或多个独立地被选自下列的杂原子基团取代：O、S、N和NH或NR，其中环烷基如前所定义并且R为如本文所定义的任选取代基。优选具有总量为约3至约14个碳原子环成员和杂原子环成员(以及所有组合和亚组合的范围和特定数的碳环成员和杂原子环成员)，更优选约3至约10个环原子成员的杂环烷基环体系。

“环脂族”是指具有1至3个环，每个环具有3至8个碳原子的饱和或不饱和的非芳族烃部分。“环烷基”是指其中每个环均饱和的环脂族部分。“环烯基”是指其中至少一个环具有至少一个碳-碳双键的环脂族部分。“环炔基”是指其中至少一个环具有至少一个碳-碳三键的环脂族部分。作为示例，环脂族部分包括但不限于，环丙基、环丁基、环戊基、环戊烯基、环己基、环己烯基、环庚基、环辛基和金刚烷基。优选的环脂族部分是环烷基部分，尤其是环丙基、环丁基、环戊基和环己基。“亚环烷基”是指环烷基的二价对应物。

“杂环脂族”是指环脂族部分，其中在其至少一个环中，最多至三个碳已被独立地选自下列的杂原子取代：N、O或S，其中N和S任选可被氧化并且N任选可被季铵化。类似地，“杂环烷基”、“杂环烯基”、和“杂环炔基”分别是指其中其至少一个环已经被如此修改的环烷基、环烯基或环炔基部分。示例性杂环脂族部分包括吖丙啶基、氮杂环丁烷基、1,3-二噁烷环基、氧杂环丁烷基、四氢呋喃基、吡咯烷基、哌啶基、哌嗪基、四氢吡喃基、四氢噻喃基、四氢噻喃基砜、吗啉基、硫代吗啉基、硫代吗啉基亚砜、硫代吗啉基砜、1,3-二氧戊环基、四氢-1,1-二氧噻吩基、1,4-二氧戊环基、硫杂环丁烷基等。“杂亚环烷基”是指杂环烷基的二价对应物。

“烷氧基”、“芳氧基”、“烷硫基”和“芳硫基”分别是指-O(烷基)、-O(芳基)、-S(烷基)和-S(芳基)。示例分别为甲氧基、苯氧基、甲硫基和苯硫基。

“芳烷基”、“(杂环脂族)烷基”、“芳烯基”、“芳炔基”、“二芳烷基”等是指根据具体情况，被芳基、杂环脂族、二芳基等部分取代的烷基、烯基或炔基部分，根据具体情况，在烷基、烯基或炔基部分处，例如在苄基、苯乙基、N-咪唑乙基、N-吗啉代乙基等中具有开放(不满足的)价态。相反，“烷基芳基”、“烯基环烷基”等是指根据具体情况被烷基，烯基等部分取代的芳基、环烷基等部分，根据具体情况，例如在甲基苯基(甲苯基)或烯丙基环己基中。“羟烷基”、“卤代烷基”、“烷基芳基”、“氰基芳基”等是指根据具体情况，被一个或多个识别的取代基(羟基、卤素等，根据具体情况而定)取代的烷基、芳基等部分。

通常，经取代的化学部分包括置换氢的一个或多个取代基。示例性取代基包括例如，卤素(例如，F、Cl、Br、I)、烷基、环烷基、烷基环烷基、烯基、炔基、包括三氟烷基在内的卤代烷基、芳烷基、芳基、卤代烷基、杂芳基烷基、螺烷基、杂环基、杂环烷基、羟基(-OH)、烷氧基、芳氧基、芳烷氧基、硝基(-NO₂)、氰基(-CN)、氨基(-NH₂)、N-取代的氨基(-NHR")、N,N-二取代的氨基(-N(R")R")、羧基(-COOH)、-C(＝O)R"、-OR"、-C(＝O)OR"、-C(＝O)NHSO₂R"、-NHC(＝O)R"、氨基羰基(-C(＝O)NH₂)、N-取代的氨基羰基(-C(＝O)NHR")、N,N-二取代的氨基羰基(-C(＝O)N(R")R")、巯基(SR")、磺酸及其酯(-SO₃R")、磷酸及其单酯(-P(＝O)(OR")(OH)和二酯-P(＝O)(OR")(OR")、-S(＝O)₂R"、-S(＝O)₂NH₂、-S(＝O)₂NHR"、-S(＝O)₂NR"R"、-SO₂NHC(＝O)R"、-NHS(＝O)₂R"、-NR"S(＝O)₂R"、-CF₃、-CF₂CF₃、-NHC(＝O)NHR"、-NHC(＝O)NR"R"、-NR"C(＝O)NHR"、-NR"C(＝O)NR"R"、-NR"C(＝O)R"等。关于上述取代基，每个部分“R”可以独立地为下列中的任一个：H、烷基、环烷基、烯基、芳基、芳烷基、杂芳基或杂环烷基，或当(R"(R"))附接到氮原子时，R"和R"可与其所附接的氮原子一起形成4-至8-元氮杂环，其中杂环烷基环任选地间插有例如一个或多个附加的-O-、-S-、-SO、-SO₂-、-NH-、-N(烷基)-或-N(芳基)-基团。在某些实施方案中，化学部分被至少一个任选的取代基，诸如上文提供的那些取代。在本发明中，当化学部分被任选取代基取代时，除非另外指明，否则任选的取代基不被进一步取代。例如，当R¹为烷基部分时，基于本文所述的“烷基”的定义，其任选被取代。在一些实施方案中，当R¹为被任选的芳基取代的烷基时，任选的芳基取代基不被进一步取代。术语“任选取代”是指所讨论的基团可以是未取代的，或者其可以被取代一次或多次，诸如1至3次或1至5次。例如，由1至5个氯原子“任选取代”的烷基可以是未经取代的，或者其可包含1、2、3、4或5个氯原子。

作为示例，取代基包括但不限于，烷基(尤其是甲基或乙基)、烯基(尤其是烯丙基)、炔基、芳基、杂芳基、环脂族、杂环脂族、卤素(尤其是氟)、卤代烷基(尤其是三氟甲基)、羟基、羟烷基(尤其是羟乙基)、氰基、硝基、烷氧基、-O(羟烷基)、-O(卤代烷基)(尤其是-OCF₃)、-O(环烷基)、-O(杂环烷基)、-O(芳基)、烷硫基、芳硫基、＝O、＝NH、＝N(烷基)、＝NOH、＝NO(烷基)、-C(＝O)(烷基)、-C(＝O)H、-CO₂H、-C(＝O)NHOH、-C(＝O)O(烷基)、-C(＝O)O(羟烷基)、-C(＝O)NH₂、-C(＝O)NH(烷基)、-C(＝O)N(烷基)₂、-OC(＝O)(烷基)、-OC(＝O)(羟烷基)、-OC(＝O)O(烷基)、OC(＝O)O(羟烷基)、-OC(＝O)NH₂、-OC(＝O)NH(烷基)、-OC(＝O)N(烷基)₂、叠氮基、-NH₂、-NH(烷基)、-N(烷基)₂、-NH(芳基)、-NH(羟烷基)、-NHC(＝O)(烷基)、-NHC(＝O)H、-NHC(＝O)NH₂、-NHC(＝O)NH(烷基)、-NHC(＝O)N(烷基)₂、-NHC(＝NH)NH₂、-OSO₂(烷基)、-SH、-S(烷基)、-S(芳基)、-S(环烷基)、-S(＝O)烷基、-SO₂(烷基)、-SO₂NH₂、-SO₂NH(烷基)、-SO₂N(烷基)₂等。

在被取代的部分为脂族部分的情况下，优选的取代基为芳基、杂芳基、环脂族、杂环脂族、卤素、羟基、氰基、硝基、烷氧基、-O(羟烷基)、-O(卤代烷基)、-O(环烷基)、-O(杂环烷基)、-O(芳基)、烷硫基、芳硫基、＝O、＝NH、＝N(烷基)、＝NOH、＝NO(烷基)、-CO₂H、-C(＝O)NHOH、-C(＝O)O(烷基)、-C(＝O)O(羟烷基)、-C(＝O)NH₂、-C(＝O)NH(烷基)、-C(＝O)N(烷基)₂、-OC(＝O)(烷基)、OC(＝O)(羟烷基)、-OC(＝O)O(烷基)、-OC(＝O)O(羟烷基)、OC(＝O)NH₂、-OC(＝O)NH(烷基)、-OC(＝O)N(烷基)₂、叠氮基、-NH₂、-NH(烷基)、-N(烷基)₂、-NH(芳基)、-NH(羟烷基)、-NHC(＝O)(烷基)、-NHC(＝O)H、-NHC(＝O)NH₂、-NHC(＝O)NH(烷基)、-NHC(＝O)N(烷基)₂、-NHC(＝NH)NH₂、-OSO₂(烷基)、-SH、-S(烷基)、-S(芳基)、-S(＝O)烷基、-S(环烷基)、-SO₂(烷基)、-SO₂NH₂、-SO₂NH(烷基)、和-SO₂N(烷基)₂。更优选的取代基为卤素、羟基、氰基、硝基、烷氧基、-O(芳基)、＝O、＝NOH、＝NO(烷基)、-OC(＝O)(烷基)、-OC(＝O)O(烷基)、-OC(＝O)NH₂、-OC(＝O)NH(烷基)、-OC(＝O)N(烷基)₂、叠氮基、-NH₂、-NH(烷基)、-N(烷基)₂、-NH(芳基)、-NHC(＝O)(烷基)、-NHC(＝O)H、-NHC(＝O)NH₂、-NHC(＝O)NH(烷基)、-NHC(＝O)N(烷基)₂、和-NHC(＝NH)NH₂。尤其优选苯基、氰基、卤素、羟基、硝基、C₁-C₄烷氧基、O(C₂-C₄亚烷基)OH、和O(C₂-C₄亚烷基)卤素。

在被取代的部分为环脂族、杂环脂族、芳基、或杂芳基部分的情况下，优选的取代基为烷基、烯基、炔基、卤素、卤代烷基、羟基、羟烷基、氰基、硝基、烷氧基、-O(羟烷基)、-O(卤代烷基)、-O(芳基)、-O(环烷基)、-O(杂环烷基)、烷硫基、芳硫基、-C(＝O)(烷基)、-C(＝O)H、-CO₂H、-C(＝O)NHOH、-C(＝O)O(烷基)、-C(＝O)O(羟烷基)、-C(＝O)NH₂、-C(＝O)NH(烷基)、-C(＝O)N(烷基)₂、-OC(＝O)(烷基)、-OC(＝O)(羟烷基)、-OC(＝O)O(烷基)、-OC(＝O)O(羟烷基)、-OC(＝O)NH₂、-OC(＝O)NH(烷基)、-OC(＝O)N(烷基)₂、叠氮基、-NH₂、-NH(烷基)、-N(烷基)₂、-NH(芳基)、-NH(羟烷基)、-NHC(＝O)(烷基)、-NHC(＝O)H、-NHC(＝O)NH₂、-NHC(＝O)NH(烷基)、-NHC(＝O)N(烷基)₂、-NHC(＝NH)NH₂、-OSO₂(烷基)、-SH、-S(烷基)、-S(芳基)、-S(环烷基)、-S(＝O)烷基、-SO₂(烷基)、-SO₂NH₂、-SO₂NH(烷基)、和-SO₂N(烷基)₂。在一些实施方案中，取代基为烷基、烯基、卤素、卤代烷基、羟基、羟烷基、氰基、硝基、烷氧基、-O(羟烷基)、-C(＝O)(烷基)、-C(＝O)H、-CO₂H、-C(＝O)NHOH、-C(＝O)O(烷基)、-C(＝O)O(羟烷基)、-C(＝O)NH₂、-C(＝O)NH(烷基)、-C(＝O)N(烷基)₂、-OC(＝O)(烷基)、OC(＝O)(羟烷基)、-OC(＝O)O(烷基)、-OC(＝O)O(羟烷基)、OC(＝O)NH(烷基)、-OC(＝O)N(烷基)₂、-NH₂、-NH(烷基)、-N(烷基)₂、-NH(芳基)、-NHC(＝O)(烷基)、-NHC(＝O)H、-NHC(＝O)NH₂、-NHC(＝O)NH(烷基)、-NHC(＝O)N(烷基)₂和-NHC(＝NH)NH₂。在一些实施方案中，取代基为C₁-C₄烷基、氰基、硝基、卤素、和C₁-C₄烷氧基。

当任何变量在化合物的任何成分或式中出现不止一次时，其在每次出现时的定义与其在每次其它出现时的定义无关。因此，例如，如果R⁵基团示出被0-2个取代基取代，则所述基团可任选被最多至两个取代基取代，并且每个取代基独立地选自上文定义的任选取代的定义。另外，取代基和/或变量的组合仅在此类组合产生稳定化合物时是允许的。

当对取代基的键示为横跨环中两个原子的键时，则此类取代基可键合到具有附接的氢原子的环上的任何原子。当列出取代基但不指示此类取代基键合到给定式的化合物的剩余部分所经由的原子时，则此类取代基可经由此类取代基中的任何原子键合。取代基和/或变量的组合仅在此类组合产生稳定化合物时是允许的。

如本文所使用的术语“氨基酸”是指天然存在和合成的α、β、γ和δ氨基酸，并且包括但不限于存在于蛋白质中的氨基酸，即，甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸和组氨酸。另选地，氨基酸可以为下列物的衍生物：丙氨酰基、缬氨酰基、亮氨酰基、异亮氨酰基、脯氨酰基、苯丙氨酰基、色氨酰基、甲硫氨酰基、甘氨酰基、丝氨酰基、苏氨酰基、半胱氨酰基、酪氨酰基、天冬酰胺酰基、谷氨酰胺基、赖氨酰基、精氨酰基、组氨酰基、β-丙氨酰基、β-脯氨酰基、β-亮氨酸基、β-异亮氨酰基、β-脯氨酰基、β-苯丙氨酰基、β-色氨酰基、β-甲硫氨酰基、β-甘氨酰基、β-丝氨酰基、β-苏氨酰基、β-半胱氨酰基、β-酪氨酰基、β-天冬酰胺酰基、β-谷氨酰基、β-谷维酰基、β-赖氨酰基、β-精氨酰基或β-组氨酰基。当使用术语氨基酸时，认为其是对呈D-和L-构造的α、β、γ和δ甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸和组氨酸的酯中每一个的特定且独立的公开。

“标签”或“可检测标签”是可通过光谱、光化学、生物化学、免疫化学或化学方法检测的组合物。例如可用的标签包括放射性标记的荧光分子、放射化学品、发光化合物、电子致密试剂、酶(例如，如通常用于ELISA中的)、生物素、放射性化合物、非放射性化合物、地高辛配基或可通过将标签结合到多肽中成为可检测的半抗原和蛋白质。

术语“放射化学品”旨在包括包含共价连接的放射性同位素的任何有机、无机或有机金属化合物、任何无机放射性离子溶液(例如Na[¹⁸F]F离子溶液)、或任何放射性气体(例如，[¹¹C]CO₂)，具体地包括旨在施用于患者(例如,通过吸入、摄取或静脉注射)用于组织成像目的的放射性分子成像探针，其在本领域中也被称为放射性药物、放射性示踪剂或放射性配体。化合物也可容易地适用于合成包含放射性核素的任何放射性化合物，包括可用于其它成像系统中的放射性化学品，诸如单光子发射计算机断层扫描(SPECT)。

另一方面是本文所述式中任一个的放射标记的化合物。此类化合物具有引入化合物中的一个或多个放射活性原子(例如，³H、²H、¹⁴C、¹³C、³⁵S、³²P、¹²³I、¹³¹I)。此类化合物可用于药物代谢研究和诊断，以及治疗应用。

另一方面包括本文所述式中任一个的非放射性标记的化合物。这些包括荧光分子、染料、光学成像剂等。术语“光学成像剂”是指发射波长大于400nm且低于1200nm的分子。光学成像剂的示例是Alex Fluor、BODIPY、尼罗河蓝(Nile Blue)、COB、罗丹明、俄勒冈绿(Oregon green)、荧光素和吖啶。

如本文所使用的“药物盐”包括但不限于碱性残基如胺的无机盐或有机酸盐；酸性残基如羧酸的碱金属盐或有机盐。优选地，盐使用有机酸或无机酸制成。这些优选的酸盐是氯化物、溴化物、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、磺酸盐、甲酸盐、酒石酸盐、马来酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、苯甲酸盐、水杨酸盐、抗坏血酸盐等。最优选的盐是盐酸盐。

如本文所使用的“药学上可接受的”组分/载体等是适用于人和/或动物的物质，但不具有与合理的有益效果/风险比相当的过度不良副作用(诸如毒性、刺激性和过敏反应)。

如本文所使用的术语“安全有效量”是指当以本发明的方式使用时，足以产生期望的治疗反应但不具有与合理的有益效果/风险比相当的过度不良副作用(诸如毒性、刺激性和过敏反应)的组分的量。“治疗有效量”是指有效产生期望的治疗反应的本发明的化合物量。例如，有效地延缓癌症(肉瘤或淋巴瘤)生长或者引起癌症缩小或预防转移的量。具体的安全有效量或治疗有效量将随着如下因素而变化：治疗的具体病症、患者的身体状况、治疗的哺乳动物或动物的类型、治疗持续时间、同时治疗(如果有的话)的性质、和使用的具体制剂以及化合物或其衍生物的结构。

术语“受试者”、“患者”或“个体”在本文中可互换使用，并且是指待治疗的哺乳动物受试者，优选人类患者。在一些情况下，本发明的方法可用于实验动物、兽医学应用、以及用于疾病的动物模型的开发，包括但不限于包括小鼠、大鼠和仓鼠在内的啮齿动物；和灵长类动物。需要治疗的患者包括处于形成某种病症、疾病或紊乱(例如由于遗传、环境或身体属性，例如肥胖症)风险中的那些患者。需要治疗的患者还包括患有病症、疾病或紊乱的那些患者。疾病或紊乱包括例如：自身免疫疾病、癌症、炎性疾病、神经疾病或紊乱、神经炎症性疾病或紊乱、心血管疾病、肥胖症、由感染因子引起的疾病或病症，感染因子诸如病毒、细菌、真菌、朊病毒或寄生虫。

“诊断”或“被诊断”是指鉴定病理状况的存在或性质。诊断方法的灵敏度和特异性不同。诊断测定的“灵敏度”是测试为阳性的患病个体的百分比(“真阳性”的百分比)。测定未检测到的患病个体是“假阴性”。未患病且在测定中测试为阴性的受试者被称为“真阴性”。诊断测定的“特异性”为1-假阳性率，其中“假阳性”率定义为测试为阳性但不具有疾病的那些受试者的比例。虽然具体诊断方法可不提供对病症的明确诊断，但是如果该方法提供有助于诊断的阳性指示就是合格的。

“治疗”是旨在抑制疾病的病理或症状的发展或改变疾病的病理或症状而进行的干预。因此，“治疗”是指治疗性治疗以及预防或防护措施。“治疗”也可被指定为姑息治疗。需要治疗的患者包括那些已经患有疾病的患者，以及待预防疾病的患者。在肿瘤(例如癌症)治疗中，治疗剂可以直接降低肿瘤细胞的病理，或使肿瘤细胞更易于由其它治疗剂(例如辐射和/或化学治疗)治疗。因此，状态、疾病或病症的“治疗”包括：(1)预防或延缓在可能患有或易受状态、疾病或病症感染但尚未经历或显示所述状态、疾病或病症的临床或亚临床症状的人或其它哺乳动物中发展的状态、疾病或病症的临床症状的外观；(2)抑制状态、疾病或病症，即阻止、减少或延缓疾病的发展或其复发(在维持治疗的情况下)或其至少一种临床或亚临床症状；或(3)缓解疾病，即导致状态、疾病或病症或其临床或亚临床症状中的至少一种消退。对于待治疗的个体的有益效果是统计学上显著的或者对于患者或医师来说至少是可察觉的。

化合物

烯二炔通过DNA双链断裂(DSB)、链间交联(ICL)或上述两者发挥其作用。这些分子的精妙效力和作用机制使其成为抗癌抗体-药物缀合物(ADC)的理想载体。然而，目前正在开发的60+ADC中，其中的大多数使用五种可用药物中的一种，ADC领域迫切需要新的、高效的细胞毒性载体(IC50S为1nM至10pM)，其具有改善的物理、化学和生物学特性。因此，具有这些性能的新型烯二炔将是开发更安全、更有效的ADC的非常有价值的资产。

目前仅已知11种烯二炔天然产物。发明人B.Shen(U.S.S.N.62/016,292；其以引用方式全文并入本文)开发了高通量实时PCR作为将用于天然产物发现的菌株优先化的方法。该方法适于鉴定具有编码烯二炔生物合成的高可能性的菌株。最具前景的菌株的详细的后续基因测序、遗传操作、和发酵优化可能产生新的烯二炔，其中一些实际上可发展成抗癌ADC有效载荷先导物。

烯二炔为下列提供了杰出的机会：(i)破译用于复杂天然产物的生物合成的遗传和生物化学基础，(ii)探索通过操纵控制其生物合成的基因来制备新型类似物的方法，和(iii)通过开采用于商业烯二炔生物合成机制的微生物基因组发现新的烯二炔天然产物。烯二炔天然产物非常稀有并且至今为止仅11种烯二炔在结构上被表征，其中提出了另外四种以环状芳构化形式分离。

根据烯二炔核结构的尺寸，将烯二炔分成两个亚类。9元烯二炔核亚类的成员为色蛋白，其通常由脱辅基蛋白和烯二炔发色团组成，包括新抑癌蛋白(NCS)(Edo,K.等人，Tetrahedron Lett.1985，26，331-340)、C-1027(Zhen,Y.-S.等人，J.Antibiot.1989，42，1294-1298；Yoshida,K.等人，Tetrahedron Lett.1993，34，2637-2640；Minami,Y.等人，Tetrahedron Lett.1993，34，2633-2636；Iida,K.等人，Tetrahedron Lett.1996，37，4997-5000；Otani,T.等人，J.Antibiot.1999，52，415-421)，可达菌素(KED)(Leet,J.E.等人，J.Am.Chem.Soc.1992，114，7946-7948；Kawata,S.等人，J.Am.Chem.Soc.1997，119，12012-12013；Ren,F.等人，J.Am.Chem.Soc.2007，129，5381-5383)，maduropeptin(MDP)(Schroeder,D.R.等人，J.Am.Chem.Soc.1994，116，9351-9352；Komano,K.等人，J.Am.Chem.Soc.2009，131，12072-12073)，N1999A2(Ando,T.等人，TetrahedronLett.1998，39，6495-6498；Kobayashi,S.等人，J.Am.Chem.Soc.2001，12，11294-11295)，sporolides(SPO)(Buchanan,G.O.等人，Org.Lett.2005，7，2731-2734；McGlinchey,R.P.等人，J.Am.Chem.Soc.2008，130，2406-2407)，cyanosporasides(CYA和CYN)(Oh,D.-C.等人，Org.Lett.2006，8，1021-1024；Lane,A.L.等人，J.Am.Chem.Soc.2013，135，4171-4174)，和fijiolides(Nam,S.-J等人，J.Nat.Prod.2010，73，1080-1086)，其中后四者在不存在脱辅基蛋白的情况下分离。10元烯二炔核亚类的成员为离散的小分子，包括卡里奇霉素(CAL)(Lee,M.D.等人，J.Am.Chem.Soc.1987，109，3464-3466；Lee,M.D.等人，J.Am.Chem.Soc.1987，109，3466-3468)，DYN(Konishi,M.等人，J.Antibiot.1989，1449-1452；Myers,A.G.等人，Chem.Biol.1995，2，33-43)，埃斯培拉霉素(ESP)(Golik,J.等人，J.Am.Chem.Soc.1987，109，3461-3462；Golik,J.等人，J.Am.Chem.Soc.1987，109，3462-3464)，namenamicin(McDonald,L.A.等人，J.Am.Chem.Soc.1996，118，10898-10899)，dynemicin(DYN)和uncialamycin(UCM)(Davies,J.等人，Org.Lett.2005，7，5233-5236)。所有烯二炔均包含由9元或10元碳环中共轭到双键或初始双键的两个炔属基团组成的单元。由于这种结构特征，这些化合物共享共同的作用模式。烯二炔碳环的电子重排(Bergman或Myers-Saito重排)产生瞬时苯环形双自由基。当定位在DNA的小沟中时，所述双自由基从双链DNA的脱氧核糖主链提取氢原子；然后集中于DNA的自由基可引起ICLs与分子氧反应，从而最终导致DNA DSBs，或上述两者。

用于新型天然产物发现的菌株优先化。传统的微生物天然产物发现程序由通常在多种培养基中单独发酵各菌株开始，之后制备粗提取物。存在两种主要的从提取物中寻找新型天然产物的方法：生物测定指导的分馏和具有独特结构新颖性的化合物的化学剖析。在两种情况下，感兴趣的分子必须足量产生以便允许在合理的时间内进行分离和表征。发现新天然产物的最终成功通常需要三个主要步骤：已知化合物的去重复以避免重复劳动，目标分子与高度复杂的基质的分离，以及纯化天然产物的结构说明。如果预先知道菌株集合的生物合成潜力，则可显著缩短这种繁琐而费力的传统过程。然后可优先利用资源来探寻仅在产生新型天然产物方面具有最高前景的菌株。

与传统方法互补，过去二十年来在将天然产物与编码其生物合成的基因相关连方面的进展从根本上改变了天然产物研究的格局，并促进了用于天然产物发现的一系列当代方法的出现。因此，基因已在将已知天然产物分类和鉴定新天然产物方面变得与化学过程一样重要。微生物基因组学方面的进展明确证明即使是主力生产者，放线菌，其～90％的天然产物生物合成能力也缺失。为了获得这种未开发的潜在新天然产物库，已经应用了两种主要策略来诱导这些“隐蔽性生物合成途径”。

所谓的“表观遗传”相关方法包括通过培养条件、营养因素或环境因素、外部线索和应力、以及利用种间串扰来激发微生物。基于基因组学的方法包括开采基因组以预测代谢物结构，通过操纵全局调节子和/或途径特异性调节子来工程化途径，并在选择的异源宿主中表达隐蔽性途径。虽然各种方法各自具有不同的优点和缺点，但其已经成功地产生了隐蔽性天然产物，但是仅基于个例，并且远不具有天然产物发现的实际用途。因此，尽管在DNA测序技术和生物信息学方面取得了迅速发展，但仍然不可能作为发现新天然产物的实际手段在较大集合中对所有菌株进行测序和注释。

使目前报道的高通量实时PCR方法适用于菌株优先化(Hindra等人，J.Nat.Prod.2014，77，2296-2303；Shen,B.等人，Bioorg.Med.Chem.Lett.2015，25，9-15；Rudolf,J.D.等人，J.Ind.Microbiol.Biotechnol，2015，早期版本，DOI 10.1007/s 10295-015-1671-0)，开发了新颖的基因组搜索策略以从放线菌目集合中快速鉴定具有产生烯二炔天然产物的高可能性的菌株。发现这些菌株是最高产的烯二炔生产者。由该实验室的放线菌目集合完成了3500种菌株的基因组搜索，鉴定了94种潜在的烯二炔生产者(击中)。通过基因组测序证实这些击中是真正的烯二炔生产者，其包含不同于烯二炔簇的基因簇，并且通过遗传操作和发酵优化证实可激活产生新烯二炔天然产物的最有前景的击中。

遗传操作放线菌和链霉菌以激活烯二炔生物合成和生产。存在实施用于天然产物发现和结构多样性的代谢途径工程化策略的最低的四个要求。这些要求为：(i)基因簇编码特定天然产物或天然产物家族的生产，(ii)靶向生物合成机制的遗传和生物化学表征到可合理地应用组合生物合成原理来工程化新型类似物的程度，(iii)用于体内操作控制天然生产者或异源宿主中靶分子生产的基因的有利遗传体系，以及(iv)产生天然产物或工程化类似物到足以分离和表征的水平。

尽管这些要求中的每一个均是必不可少的，但建立用于体内操作靶向生物合成机制的有利遗传体系是至关重要的。因此，操作烯二炔生物合成方面的创新机会是选择与过去二十年来已经开发的链霉菌物种和相关生物体中的重组DNA工作的有利技术和工具相容的生产者。CAL、DYN和ESP(部分)簇分别从棘孢小单胞菌、M.chersina和A.verrucosospora克隆，并且小单孢菌和放线菌中的遗传操作是非常困难的。因此，ESP簇不完整，CAL和DYN簇的边界还必须通过实验确定。相比之下，C-1027、NCS和UCM的生物合成和工程化已经分别通过球孢子球菌、S.carzinostaticus和S.niancialis中的有利遗传体系极大促进。因此，链霉菌在放线菌菌株集合中有偏性，并且该选择克服了其初始生产者中的烯二炔发现、生物合成和工程化的当前挑战并满足未来的目标。

四个9元(C-1027、NCS、MDP、KED)和四个10元[CAL、ESP(部分)、DYN和UCM]烯二烯基因簇，以及编码sporolides和cyanosporasides的环芳香化烯二炔天然产物的生物合成的另外三个簇的可用性。通过比较9元烯二炔和10元烯二炔之间的基因簇，配置烯二PKS盒的统一模型，以催化9-元和10-元烯二炔核的形成，对此，开发了用于烯二炔发现的当前基因组搜索策略。通过比较烯二炔原生生产者、选定的突变菌株和在烯二炔PKS盒内表达所选基因的重组菌株的代谢谱，建立了代谢组学法来遵循七烯的生物合成作为烯二炔生产的敏感性表型指标。通过操作C-1027生物合成基因簇内的调控基因，C-1027产量显著改善。应用用于分析新烯二炔簇的比较基因组学法有望揭示对其结构、生物合成和调节方面的同等信息丰富的深刻见解。大多数发现的新型烯二炔生产者均具有链霉菌源的事实确保在链霉菌中可获得的广泛的遗传工具可容易地应用以促进原生生产者中的新烯二炔的发现和生产。

通过总合成来制备复杂的天然产物如烯二炔及其类似物对合成化学家构成了巨大挑战。组合生物合成提供了通过生物合成而产生天然产物及其类似物的优异替代方案。靶代谢物可通过可经受大规模发酵的重组生物体产生。

组合生物合成策略用于解决滴度改善、生产瓶颈、产生选择的代谢物、优化天然产物引物、和产生天然产物多样性已经全部被证实。对来自我们的放线菌集合的新烯二炔生产者的生物合成机制应用组合生物合成策略有希望使得新型烯二炔能够发现和产生。

天然产物作为药物先导物和药物。天然产物仍然是新药物先导物和药物的最佳资源，特别是对于抗癌药物而言。天然产物具有任何合成库无法超越的显著结构和化学多样性，并进化优化为药物样分子。医学史上充满了关于天然产物启发药物发现的成功故事并且天然产物的半合成改性导致可销售的药物。虽然天然产物的丰富功能因其极大的效力和选择性而被认可，但其对实际合成也呈现出巨大挑战。天然产物的再供应通常是有问题的，例如来自生长迟缓的植物或由于过度捕捞和生态系统破坏而处于物种灭绝的其它物种的天然产物。相比之下，微生物天然产物始终享有由发酵进行可靠供应的可行性，从而允许大规模生产用于后续实验、临床试验和最终商业化。

用于生产新型类似物的工程化细胞生物合成机制：现在已经充分证实操作编码天然产物生物合成的基因用于天然产物结构多样性。例如，来自链霉菌属CB03234的克隆的天赐米星生物合成基因簇设定了工程化天赐米星生物合成机制以产生新型类似物的阶段。比较并对比天赐米星与其它烯二炔生物合成途径之间编码烯二炔核生物合成的基因，为产生具有改变的烯二炔核结构的天赐米星类似物提供了杰出的机会。

在一些实施方案中，制备新型烯二炔化合物或烯二炔化合物的类似物的方法包括：(i)靶向编码天然产物或天然产物家族的生产的基因簇；(ii)将靶天然产物的生物合成机制遗传和生物化学表征到使得组合生物合成原理可合理地施用于将新型类似物工程化的程度，(iii)用于体内操控基因的有利的遗传体系控制其原生生产者或异源宿主中靶分子的生产，以及(iv)将天然产物或其工程化的类似物生产至适用于检测、分离以及结构和生物学表征的水平。因此，在实施方案中，使编码天赐米星生物合成的定制步骤的基因(诸如用于蒽醌部分的O-甲基转移酶和细胞色素P₄₅₀单加氧酶)工程化或突变而产生具有改变的官能团的新型天赐米星类似物，从而调节其生物活性或提供反应性化学处理以通过药物化学进一步改性，例如产生设计的烯二炔天赐米星C的链霉菌属CB03234△tnmH突变菌株。

在一个实施方案中，制备新型烯二炔化合物的方法包括使产生烯二炔的细胞的靶基因突变，并筛选烯二炔化合物。另选地，制备新型烯二炔化合物的方法包括使产生烯二炔的细胞的靶基因或靶序列突变，将突变序列克隆到表达载体中；用包括一个或多个突变的核酸序列的表达载体转染宿主细胞并筛选新型烯二炔化合物。在另一实施方案中，制备新型烯二炔的方法包括，从产生烯二炔的细胞克隆感兴趣的基因，使所述感兴趣的基因突变并用包含突变基因的表达载体转染宿主；并且筛选烯二炔化合物。使基因突变的方法在本领域中为人们所熟知。筛选化合物可如随后的实施例部分中所述进行，以及进一步详述如美国临时专利申请U.S.S.N.62/016,292中所述的那样(所述专利文献以引用方式全文并入本文)。高通量实时PCR由发明人B.Shen开发，作为将用于天然产物发现的菌株优先化的方法。该方法适于鉴定具有编码烯二炔生物合成的高可能性的菌株。

一方面，本发明提供了对作为新型抗癌药物先导物的微生物天然产物的鉴定，使得最有希望的候选药物可通过大规模发酵可靠地生产。

在另一方面，本发明提供了天然产物的烯二炔家族作为抗癌ADCs的有效载荷候选药物的应用。

在另一方面，本发明提供了对基因组搜索策略的开发，以快速鉴定在产生新型烯二炔方面具有最高潜力的最有希望的烯二炔生产者。

另一方面，本发明提供了一种全面的方法，其组合了基因组学、生物信息学、代谢途径工程化策略和方法、培养基和发酵优化以及代谢组学以激活新型烯二炔天然产物的生物合成以用于生产、分离和后续结构表征。

在一个实施方案中，化合物包括由式I表示的结构，或其药学上可接受的盐：

其中，R₁、R₂、R₃、R4、R₅、R₆和R₇各自独立地为：H、O、OH、F、Cl、Br、CH₃、R'、OR'、NH₂、NHR'、NR'₂、SH、SR'、C(O)R、RCO₂R'、卤素、烷基、经杂原子取代的烷基、不饱和烷基、多不饱和烷基、芳基、杂芳基、环烷基、烯基、烷奇基(alkyryl)、酰基、烷氧基、杂芳基烷基、杂环烷基、环脂族、杂环脂族、芳烷基、杂原子取代的类似物、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的C₁-C₁₀烯基、任选取代的C₁-C₁₀炔基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的烷氧基、任选取代的杂芳基、任选取代的芳基烷氧基、任选取代的酰基、任选取代的芳烷基、(杂环脂族)烷基、任选取代的芳基烯基、任选取代的芳基炔基、任选取代的二芳基烷基、烷基芳基、烯基环烷基、羟基烷基、卤代烷基、烷基芳基、氰基烷基、用一个或多个识别的取代基(根据具体情况为羟基、卤素等)取代的、OH、OR'、NH₂、NHR'、NR'₂、SH、SR'、C(O)R'，其中R'包括H、卤素、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的C₁-C₁₀烯基、任选取代的C₁-C₁₀炔基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、或任选取代的酰基、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、环脂族、杂环脂族、卤素尤其是氟)、卤代烷基(尤其是三氟甲基)、羟基、羟烷基、氰基、硝基、烷氧基、-O(羟烷基)、-O(卤代烷基)(尤其是-OCF₃)、-O(环烷基)、-O(杂环烷基)、-O(芳基)、烷硫基、芳硫基、＝O、＝NH、＝N(烷基)、＝NOH、＝NO(烷基)、-C(＝O)(烷基)、-C(＝O)H、-CO₂H、-C(＝O)NHOH、-C(＝O)O(烷基)、-C(＝O)O(羟烷基)、-C(＝O)NH₂、-C(＝O)NH(烷基)、-C(＝O)N(烷基)₂、-OC(＝O)(烷基)、-OC(＝O)(羟烷基)、-OC(＝O)O(烷基)、-OC(＝O)O(羟烷基)、-OC(＝O)NH₂、-OC(＝O)NH(烷基)、-OC(＝O)N(烷基)₂、叠氮基、-NH₂、-NH(烷基)、-N(烷基)₂、-NH(芳基)、-NH(羟烷基)、-NHC(＝O)(烷基)、-NHC(＝O)H、-NHC(＝O)NH₂、-NHC(＝O)NH(烷基)、-NHC(＝O)N(烷基)₂、-NHC(＝NH)NH₂、-OSO₂(烷基)、-SH、-S(烷基)、-S(芳基)、-S(环烷基)、-S(＝O)烷基、-SO₂(烷基)、-SO₂NH₂、-SO₂NH(烷基)、-SO₂N(烷基)₂等。

其中，被取代的部分为脂肪族部分，取代基包括芳基、杂芳基、环脂族、杂环脂族、卤素、羟基、氰基、硝基、烷氧基、-O(羟烷基)、-O(卤代烷基)、-O(环烷基)、-O(杂环烷基)、-O(芳基)、烷硫基、芳硫基、＝O、＝NH、＝N(烷基)、＝NOH、＝NO(烷基)、-CO₂H、-C(＝O)NHOH、-C(＝O)O(烷基)、-C(＝O)O(羟烷基)、-C(＝O)NH₂、-C(＝O)NH(烷基)、-C(＝O)N(烷基)₂、-OC(＝O)(烷基)、-OC(＝O)(羟烷基)、-OC(＝O)O(烷基)、-OC(＝O)O(羟烷基)、-OC(＝O)NH₂、-OC(＝O)NH(烷基)、-OC(＝O)N(烷基)₂、叠氮基、-NH₂、-NH(烷基)、-N(烷基)₂、-NH(芳基)、-NH(羟烷基)、-NHC(＝O)(烷基)、-NHC(＝O)H、-NHC(＝O)NH₂、-NHC(＝O)NH(烷基)、-NHC(＝O)N(烷基)₂、-NHC(＝NH)NH₂、-OSO₂(烷基)、-SH、-S(烷基)、-S(芳基)、-S(＝O)烷基、-S(环烷基)、-SO₂(烷基)、-SO₂NH₂、-SO₂NH(烷基)、和-SO₂N(烷基)₂。一些优选的取代基为卤素、羟基、氰基、硝基、烷氧基、-O(芳基)、＝O、＝NOH、＝NO(烷基)、-OC(＝O)(烷基)、-OC(＝O)O(烷基)、-OC(＝O)NH₂、-OC(＝O)NH(烷基)、-OC(＝O)N(烷基)₂、叠氮基、-NH₂、-NH(烷基)、-N(烷基)₂、-NH(芳基)、-NHC(＝O)(烷基)、-NHC(＝O)H、-NHC(＝O)NH₂、-NHC(＝O)NH(烷基)、-NHC(＝O)N(烷基)₂、和-NHC(＝NH)NH₂。其它优选的取代基为苯基、氰基、卤素、羟基、硝基、C₁-C₄烷氧基、O(C₂-C₄亚烷基)OH、和O(C₂-C₄亚烷基)卤素。其中被取代的部分为环脂族、杂环脂族、芳基、或杂芳基部分，取代基包括烷基、烯基、炔基、卤素、卤代烷基、羟基、羟烷基、氰基、硝基、烷氧基、-O(羟烷基)、-O(卤代烷基)、-O(芳基)、-O(环烷基)、-O(杂环烷基)、烷硫基、芳硫基、-C(＝O)(烷基)、-C(＝O)H、-CO₂H、-C(＝O)NHOH、-C(＝O)O(烷基)、-C(＝O)O(羟烷基)、-C(＝O)NH₂、-C(＝O)NH(烷基)、-C(＝O)N(烷基)₂、-OC(＝O)(烷基)、-OC(＝O)(羟烷基)、-OC(＝O)O(烷基)、-OC(＝O)O(羟烷基)、-OC(＝O)NH₂、-OC(＝O)NH(烷基)、-OC(＝O)N(烷基)₂、叠氮基、-NH₂、-NH(烷基)、-N(烷基)₂、-NH(芳基)、-NH(羟烷基)、-NHC(＝O)(烷基)、-NHC(＝O)H、-NHC(＝O)NH₂、-NHC(＝O)NH(烷基)、-NHC(＝O)N(烷基)₂、-NHC(＝NH)NH₂、-OSO₂(烷基)、-SH、-S(烷基)、-S(芳基)、-S(环烷基)、-S(＝O)烷基、-SO₂(烷基)、-SO₂NH₂、-SO₂NH(烷基)、和-SO₂N(烷基)₂。在一些实施方案中，取代基为烷基、烯基、卤素、卤代烷基、羟基、羟烷基、氰基、硝基、烷氧基、-O(羟烷基)、-C(＝O)(烷基)、-C(＝O)H、-CO₂H、-C(＝O)NHOH、-C(＝O)O(烷基)、-C(＝O)O(羟烷基)、-C(＝O)NH₂、-C(＝O)NH(烷基)、-C(＝O)N(烷基)₂、-OC(＝O)(烷基)、-OC(＝O)(羟烷基)、-OC(＝O)O(烷基)、-OC(＝O)O(羟烷基)、-OC(＝O)NH(烷基)、-OC(＝O)N(烷基)₂、-NH₂、-NH(烷基)、-N(烷基)₂、-NH(芳基)、-NHC(＝O)(烷基)、-NHC(＝O)H、-NHC(＝O)NH₂、-NHC(＝O)NH(烷基)、-NHC(＝O)N(烷基)₂、和-NHC(＝NH)NH₂。在一些实施方案中，取代基为C₁-C₄烷基、氰基、硝基、卤素和C₁-C₄烷氧基或氨基酸侧链、连同其任何立体异构、互变异构或聚合物形式。

在其它实施方案中，具有由式(I)表示的结构的化合物与靶向配体缀合，其中靶向配体特异性结合到靶分子，所述靶分子包括肿瘤抗原、与疾病或感染性生物体相关的抗原或标记。各种疾病或病症包括但不限于在医药标准教科书中分类的那些，其包括但不限于营养教学、对抗疗法、顺势疗法和骨科医学的教科书。在本发明的某些方面，疾病或病症包括标准教材中列出的疾病类型，诸如Harrison’s Principles of Internal Medicine，第14版(Fauci等人编辑，McGraw Hill，1997)，或Robbins Pathologic Basis of Disease，第6版(Cotran等人编辑，W B Saunders Co.，1998)，或者Diagnostic and StatisticalManual of Mental Disorders:DSM-IV，第4版(American Psychiatric Press，1994)，或其它教科书，其全文并入本文。

在其它实施方案中，组合物包含缀合到靶向配体的烯二炔化合物、其类似物或衍生物。在一个实施方案中，烯二炔化合物包括由下式(I)表示的结构：

或其药学上可接受的盐，其中：

R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆和R₇各自独立地为：H、O、OH、F、Cl、Br、CH₃、R'、OR'、NH₂、NHR'、NR'₂、SH、SR'、C(O)R、RCO₂R'、卤素、烷基、杂原子取代的烷基、不饱和烷基、多不饱和烷基、芳基、杂芳基、环烷基、杂原子取代的类似物、烯基、alkyryl、酰基、烷氧基、杂芳基烷基、杂环烷基、环脂族、杂环脂族、芳烷基、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的烷氧基、任选取代的杂芳基、任选取代的芳基烷氧基、任选取代的C₂-C₁₀烷基、任选取代的酰基、NHC(＝O)OR'、NHC(＝O)NHR'、OC(＝O)NHR'、(CH₂)_1-4NHR'、C(＝O)R'、或C(＝O)OR'、N(R')₂、NHC(＝O)OR'、OC(＝O)NHR'、OC(＝O)R'、SC(＝O)R'或NHC(＝O)R'或氨基酸侧链；

R'为H、卤素、O、CH₃、C₁-C₁₀烷基、(CH₂)_nNH₂、C(＝O)(CH₂)_nNH₂、C(＝O)CHR^yNH₂或C(＝O)R^xNH₂、C₁-C₆烷基、(CH₂)_nNH₂、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的C₁-C₁₀烯基、任选取代的C₁-C₁₀炔基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的酰基；R^y为氨基酸或氨基酸侧链；R^x为任选取代的亚芳基、任选取代的杂亚芳基、任选取代的烷基亚芳基、任选取代的亚环烷基、任选取代的杂亚环烷基、任选取代的C₁-C₆烷基、任选取代的环烷基、任选取代的杂环烷基、任选取代的芳烷基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基，并且n为2、3、4、5或6；并且X为C、N、S、O或R'。

在一个实施方案中，化合物为：

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

在另一个实施方案中，化合物包括由式(I)表示的结构：

或其药学上可接受的盐，其中：

R'为H、卤素、O、CH₃、C₁-C₁₀烷基、(CH₂)_nNH₂、C(＝O)(CH₂)_nNH₂、C(＝O)CHR^yNH₂或C(＝O)R^xNH₂、C₁-C₆烷基、(CH₂)_nNH₂、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的C₁-C₁₀烯基、任选取代的C₁-C₁₀炔基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的酰基；R^y为氨基酸或氨基酸侧链；R^x为任选取代的亚芳基、任选取代的杂亚芳基、任选取代的烷基亚芳基、任选取代的亚环烷基、任选取代的杂亚环烷基、任选取代的C₁-C₆烷基、任选取代的环烷基、任选取代的杂环烷基、任选取代的芳烷基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基，并且n为2、3、4、5或6；X为C、N、S、或R'。

在另一个实施方案中，化合物包括由式(II)表示的结构：

或其药学上可接受的盐，其中：

R₁、R₂、R₃和R₄各自独立地为：H、O、OH、F、Cl、Br、R'、OR'、CH₃、NH₂、NHR'、NR'₂、SH、SR'、C(O)R、RCO₂R'、卤素、烷基、杂原子取代的烷基、不饱和烷基、多不饱和烷基、芳基、杂芳基、环烷基、杂原子取代的类似物、烯基、alkyryl、酰基、烷氧基、杂芳烷基、杂环烷基、环脂族、杂环脂族、芳烷基、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的烷氧基、任选取代的杂芳基、任选取代的芳烷氧基、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的酰基、NHC(＝O)OR'、NHC(＝O)NHR'、OC(＝O)NHR'、(CH₂)_1-4NHR'、C(＝O)R'、或C(＝O)OR'、N(R')₂、NHC(＝O)OR'、OC(＝O)NHR'、OC(＝O)R'、SC(＝O)R'、或NHC(＝O)R'、或氨基酸侧链，并且n为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；

R'为H、卤素、O、CH₃、C₁-C₁₀烷基、(CH₂)_nNH₂、C(＝O)(CH₂)_nNH₂、C(＝O)CHR^yNH₂或C(＝O)R^xNH₂、C₁-C₆烷基、(CH₂)_nNH₂、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的C₁-C₁₀烯基、任选取代的C₁-C₁₀炔基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的酰基；R^y为氨基酸或氨基酸侧链；R^x为任选取代的亚芳基、任选取代的杂亚芳基、任选取代的烷基亚芳基、任选取代的亚环烷基、任选取代的杂亚环烷基、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的环烷基、任选取代的杂环烷基、任选取代的芳烷基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基，并且n为2、3、4、5或6；X为C、N、S、或R'。

在另一个实施方案中，化合物包括由式(III)表示的结构：

或其药学上可接受的盐，其中：

R₁、R₂、R₃、R₄和R₅各自独立地为：H、O、OH、F、Cl、Br、CR'、R'、OR'、NH₂、NHR'、NR'₂、SH、SR'、C(O)R、RCO₂R'、卤素、烷基、杂原子取代的烷基、不饱和烷基、多不饱和烷基、芳基、杂芳基、环烷基、杂原子取代的类似物、烯基、炔基、alkyryl、酰基、烷氧基、杂芳烷基、杂环烷基、环脂族、杂环脂族、芳烷基、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的烷氧基、任选取代的杂芳基、任选取代的芳烷氧基、任选取代的C₂-C₁₀烷基、任选取代的酰基、NHC(＝O)OR'、NHC(＝O)NHR'、OC(＝O)NHR'、(CH₂)_1-4NHR'、C(＝O)R'、或C(＝O)OR'、N(R')₂、NHC(＝O)OR'、OC(＝O)NHR'、OC(＝O)R'、SC(＝O)R'、或NHC(＝O)R'、或氨基酸侧链；

R'和R独立地为：H、O、CH₃、卤素、C₁-C₁₀烷基、(CH₂)_nNH₂、C(＝O)(CH₂)_nNH₂、C(＝O)CHR^yNH₂或C(＝O)R^xNH₂、C₁-C₆烷基、(CH₂)_nNH₂、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的C₁-C₁₀烯基、任选取代的C₁-C₁₀炔基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的酰基；R^y为氨基酸或氨基酸侧链；R^x为任选取代的亚芳基、任选取代的杂亚芳基、任选取代的烷基亚芳基、任选取代的亚环烷基、任选取代的杂亚环烷基、任选取代的C₁-C₆烷基、任选取代的环烷基、任选取代的杂环烷基、任选取代的芳烷基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基，并且n为1、2、3、4、5或6；并且X为C、N、S、或R'。

在另一个实施方案中，缀合物包含具有由式(I)、(II)或(III)表示的结构的化合物，其中化合物与靶向配体缀合。

在另一个实施方案中，抗体-药物缀合物包含具有由(I)、(II)或(III)表示的结构的化合物，其中所述化合物与抗体缀合并且抗体对肿瘤抗原或与疾病相关的靶分子或细胞是特异性的。

在另一个实施方案中，具有由(I)、(II)或(III)表示的结构的化合物被包封在例如脂质体之类的递送载体中。在某些实施方案中，递送可通过使用任选地与细胞穿透多肽混合的脂质体、纳米胶囊、微粒、微球、脂质颗粒、囊泡等来进行，用于将本发明的组合物引入合适的宿主细胞中。具体地，本发明的组合物可以配制成用于包封在脂质颗粒、脂质体、囊泡、纳米球、纳米颗粒等中进行输送。可以进行这种递送载体的配制和使用。

在一个实施方案中，化合物为

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

在另一实施方案中，化合物为

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

在另一实施方案中，化合物为

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

在另一个实施方案中，药物组合物包括具有由式(I)、(II)或(III)表示的结构的化合物。

在另一个实施方案中，化合物具有由式(I)、(II)或(III)表示的结构，其中所述化合物包括可检测标签。

细胞：本发明还提供包括如上所述的核酸或载体的细胞。在一个实施方案中，细胞包括编码具有式(I)、(II)或(III)表示的结构的化合物的载体中的任一种。

在一个实施方案中，载体表达下列化合物中的一种或多种：

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

靶向配体：在一些实施方案中，本发明的靶向配体和经修饰的靶向配体可以是目前已知的或变得已知的任何类型，并且包括肽和非肽。靶向配体可以为可以特异性方式或非特异性方式结合细胞的任何化合物。一般来讲，这些可以是抗体(尤其是单克隆抗体和抗体片段)、adnectins(美国公布号：20070082365)、干扰素、淋巴因子、激素、生长因子、维生素、整合素、碳水化合物、寡核苷酸、多核苷酸、肽、多肽、经修饰的肽或寡核苷酸、经修饰的多肽或多核苷酸、金属、有机或无机分子、营养转运分子(如转铁蛋白)、肽核酸、寡聚体或任何其它细胞结合分子或物质。

在一个实施方案中，包含与由式(I)、(II)和(III)表示的结构中的任一个相应的化合物的抗体-药物缀合物与抗体缀合，其中所述抗体对于肿瘤抗原或与疾病相关的靶分子或细胞具有特异性。

在另一个实施方案中，靶向配体-药物缀合物包含由式(IV)(A)_XL表示的结构，其中：L为靶向配体，x为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；并且A选自具有由式(I)、(II)和(III)表示的通式结构的化合物。

在一些实施方案中，抗体-药物缀合物还包含一个或多个连接部分，所述连接部分包括由式(V)：(A)x(M)_yL_z表示的结构，其中：M为连接部分；y和z独立地为0、1、2或3。

在一些实施方案中，化合物(A)为

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

在一些实施方案中，化合物(A)为

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

在一些实施方案中，化合物(A)为

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

应当理解，以式(IV)或(V)表示的化合物A可包括具有由式(I)、(II)和(III)表示的结构的各种化合物的一种或多种组合。因此，化合物A可包括两种或更多种相同的化合物。

在靶向配体是抗体(例如，鼠科的、人源化的、表面置换的或嵌合的或本领域技术人员已知的任何其它抗体)的情况下，其结合到抗原，所述抗原为多肽并可以为跨膜分子(例如受体)或配体如生长因子。示例性抗原包括分子如如肾素；生长激素，包括人生长激素和牛生长激素；生长激素释放因子；甲状旁腺激素；促甲状腺激素；脂蛋白；α-1抗胰蛋白酶；胰岛素A链；胰岛素B链；胰岛素原；促卵泡激素；降钙素；黄体激素；胰高血糖素；凝血因子如因子vmc、因子IX、组织因子(TF)和血管性血友病因子；抗凝血因子如蛋白C；心房利钠因子；肺表面活性剂；纤溶酶原激活剂，如尿激酶或人尿或组织型纤溶酶原激活因子(t-PA)；蛙皮素；凝血酶；造血生长因子；肿瘤坏死因子-α和-β；脑啡肽；RANTES(对激活T细胞表达和分泌进行调控)；人巨噬细胞炎症蛋白(MIP-1-α)；血清白蛋白，如人血清白蛋白；缪勒管激素抑制物质；松弛素A链；松弛素B链；松弛素原；小鼠促性腺激素相关肽；微生物蛋白，如β-内酰胺酶；DNA酶；IgE；细胞毒性T-淋巴细胞相关抗原(CTLA)，如CTLA-4；抑制素；激活素；血管内皮生长因子(VEGF)；激素或生长因子的受体；蛋白A或D；类风湿因子；神经营养因子，如骨源性神经营养因子(BDNF)、神经营养因子-3、-4、-5或-6(NT-3、NT4、NT-5或NT-6)或神经生长因子如NGF-13；血小板衍生生长因子(PDGF)；成纤维细胞生长因子如aFGF和bFGF；表皮生长因子(EGF)；转化生长因子(TGF)如TGF-β和TGF-β，包括TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、TGF-p4或TGF-β5；胰岛素样生长因子-I和-II(IGF-I和IGF-II)；des(1-3)-IGF-I(脑IGF-I)、胰岛素样生长因子结合蛋白、EpCAM、GD3、FLT3、PSMA、PSCA、MUC1、MUC16、STEAP、CEA、TENB2、EphA受体、EphB受体、叶酸受体、间皮素、cripto、αvβ6、整合素、VEGF、VEGFR、转铁蛋白受体、IRTA1、IRTA2、IRTA3、IRTA4、IRTA5；CD蛋白如CD2、CD3、CD4、CD5、CD6、CD8、CD11、CD14、CD19、CD20、CD21、CD22、CD23、CD25、CD26、CD28、CD30、CD33、CD36、CD37、CD38、CD40、CD44、CD52、CD55、CD56、CD59、CD70、CD79、CD80、CD81、CD103、CD105、CD134、CD137、CD138、CD152或与一种或多种肿瘤相关抗原或细胞表面结合的抗体；促红细胞生成素；骨诱导因子；免疫毒素；骨形态发生蛋白(BMP)；干扰素，诸如干扰素-α、干扰素-β和干扰素-γ；集落刺激因子(CSF)，例如M-CSF、GM-CSF和G-CSF；白细胞介素(IL)，例如IL-1至IL-10；超氧化物歧化酶；T细胞受体；表面膜蛋白；衰变加速因子；病毒抗原，例如HIV包膜的一部分；运输蛋白；归巢受体；地址素；调节蛋白；整合素，诸如CD1a、CD1b、CD11c、CD18、ICAM、VLA-4、EpCAM和VCAM等；肿瘤相关抗原诸如HER2、HER3或HER4受体；以及任何上述多肽中任一种的片段。

本发明所涵盖的抗体的其它抗原还包括CD蛋白，诸如CD3、CD4、CD8、CD19、CD20、CD34和CD46；ErbB受体家族的成员，诸如EGF受体、HER2、HER3或HER4受体；细胞粘附分子，诸如LFA-1、Mac1、p150.95、VLA-4、ICAM-1、VCAM、EpCAM、α₄β₇整合素和αvβ3整合素，包括其α或β亚基(例如抗CD1a、抗CD 18或抗CD1a抗体)；生长因子如VEGF；组织因子(TF)；TGF-β；α干扰素(α-IFN)；白介素，诸如IL-8；IgE；血型抗原Apo2、死亡受体；flk2/flt3受体；肥胖(OB)受体；mpl受体；CTLA-4；蛋白C等。可使用的其它抗体是CD2、CD3、CD4、CD5、CD6、CD11、CD19、CD20、CD22、CD26、CD30、CD33、CD37、CD38、CD40、CD44、CD56、CD79、CD105的抗体、CD138、EphA受体(例如EphA2受体)、EphB受体、EGFr、EGFRvIII、HER2、HER3、曲妥珠单抗、帕妥珠单抗间皮素、畸胎瘤衍化生长因子单克隆抗体(CRIPTO)、α_vβ₆、整合素、VEGF、VEGFR、叶酸受体(例如FOLR1)、转铁蛋白受体、GD3、EpCAM或与美国公布No.20080171040或美国公布No.20080305044中公开的一种或多种肿瘤相关抗原或细胞表面受体结合的抗体。

与本文所例示的化合物缀合的靶向配体的附加示例包括：适体、抗体模拟物，诸如亲和体、结构域抗体(dAb)、纳米体、单体、DARPin、anticalin、versabody、duocalin、脂质运载蛋白、avimer、表面重置抗体(美国专利5,639,641)；人源化或完全人抗体，其选自但不限于huMy9-6、huB4、huC242、huN901、DS6、CD38、IGF-1R、CNTO95、B-B4、曲妥珠单抗、帕妥珠单抗、比伐珠单抗、西布罗珠单抗和利妥昔单抗(参见，美国专利No.5,639,641、No.5,665,357；和No.7,342,1 10；Pedersen等人，(1994)J.Mol.Biol.235，959-973，Roguska等人，(1994)Proceedings of the National Academy of Sciences，第91卷，969-973；Colomer等人，Cancer Invest.，19：49-56(2001)，Heider等人，Eur.J.Cancer，31A：2385-2391(1995)，Welt等人，J.Clin.Oncol，12：1 193-1203(1994)，和Maloney等人，Blood，90：2188-2195(1997))；和抗体的表位结合片段，诸如sFv、Fab、Fab'和F(ab')₂(Parham，J.Immunol.131：2895-2902(1983)；Spring等人，J.Immunol113：470-478(1974)；Nisonoff等人，Arch.Biochem.Biophys.89：230-244(1960))。附加靶向配体包括其它细胞结合蛋白和多肽，例如但不限于：锚蛋白重复蛋白(DARPins；Zahnd等人，J.Biol.Chem.，281，46，35167-35175，(2006)；Binz,H.K.，Amstutz，P.&Pluckthun，A.(2005)NatureBiotechnology，23，1257-1268)；或锚蛋白样重复蛋白或合成肽，例如美国专利公布号20070238667；美国专利No.7,101,675中所述；干扰素(例如α、β、γ)；淋巴因子诸如IL-2、IL-3、IL-4、IL-6；激素诸如胰岛素、TRH(促甲状腺激素释放激素)、MSH(促黑素细胞激素)、类固醇激素诸如雄激素和雌激素；维生素如叶酸；生长因子和集落刺激因子如EGF、TGF-α、G-CSF、M-CSF和GM-CSF(Burgess，Immunology Today 5：155-158(1984))；和转铁蛋白(O'Keefe等人，J.Biol.Chem.260:932-937(1985))。

单克隆抗体技术允许以单克隆抗体的形式产生特异性靶向配体。具体地讲，本领域公知的是用于形成由具有感兴趣的抗原(诸如完整靶细胞、从靶细胞分离的抗原、全病毒、减毒全病毒和病毒蛋白如病毒外壳蛋白)的免疫小鼠、大鼠、仓鼠或任何其它哺乳动物产生的单克隆抗体的技术。也可以使用致敏的人细胞。形成单克隆抗体的另一种方法是使用sFv(单链可变区)的噬菌体库，具体地讲人sFv的噬菌体库(参见，例如Griffiths等人，美国专利5,885,793)。

适当靶向配体的选择是取决于待靶向的具体细胞群的选择问题，但是一般来讲，如果适当的单克隆抗体及其表位结合片段可用，则其是优选的。

例如，单克隆抗体My9是对存在于急性骨髓性白血病(AML)细胞上的CD33抗原具有特异性的鼠IgG2a抗体(Roy等人，Blood 77：2404-2412(1991))，并且可用于治疗AML患者。类似地，单克隆抗体抗-B4是鼠IgG₁，其结合B细胞上的CD19抗原(Nadler等人，J.Immunol.131:244-250(1983))，并且如果靶细胞是诸如在非霍奇金淋巴瘤或慢性淋巴细胞白血病中表达该抗原的B细胞或病变细胞，则可被使用。类似地，抗体N901是与存在于小细胞肺癌细胞和神经内分泌源的其它肿瘤细胞上的CD56结合的鼠单克隆IgG₁抗体(Roy等人，J.Nat.Cancer Inst.88：1136-1145(1996))，结合CanAg抗原的C242抗体、帕妥珠单抗、结合HER2/neu的曲妥珠单抗、和抗EGF受体抗体。

另外，与骨髓细胞结合的GM-CSF可用作来自急性骨髓性白血病的患病细胞的靶向配体。与活化的T细胞结合的IL-2可用于预防移植物排斥反应，用于治疗和预防移植物抗宿主疾病和用于治疗急性T细胞白血病。与黑素细胞结合的MSH可用于治疗黑素瘤。靶向在卵巢癌和其它癌症上表达的叶酸受体的叶酸也是合适的靶向配体。

乳腺癌和睾丸癌可以分别在雌激素(或雌激素类似物)或雄激素(或雄激素类似物)作为靶向配体的情况下被成功靶向。

在一个实施方案中，本发明的抗体-药物缀合物包括基于其对感兴趣的在靶细胞上或靶位点处表达的抗原的特异性而选择的抗体(例如，单克隆抗体、抗体片段或抗体衍生物)。已经鉴定了多种肿瘤特异性或其它疾病特异性抗原，并且已经使用或提出了将这些抗原的抗体用于治疗此类肿瘤或其它疾病。Poon等人在Journal of Biological Chemistry，270：8571-8577(1995)中报道了嵌合IgM抗体的制备。

本领域已知的抗体可用于本发明的缀合物，特别是用于治疗与靶抗原相关的疾病。本发明的抗体-配偶体分子缀合物可靶向的靶分子或抗原的非限制性示例(及其相关疾病的示例)包括：Her2(乳腺癌)、CD20(淋巴瘤)、EGFR(实体瘤)、CD22(淋巴瘤，包括非霍奇金淋巴瘤)、CD52(慢性淋巴细胞白血病)、CD33(急性骨髓性白血病)、CD4(淋巴瘤，自身免疫性疾病，包括类风湿性关节炎)、CD30(淋巴瘤，包括非霍奇金淋巴瘤)、Mucl8(黑素瘤)、整合素(实体瘤)、PSMA(前列腺癌，良性前列腺增生)、CEA(结肠直肠癌)、CDla(牛皮癣)、CD70(自身免疫性疾病和癌症，包括肾细胞癌)、CD80(银屑病)、CD23(哮喘)、CD40L(免疫性血小板减少性CTLA4(T细胞淋巴瘤))和BLys(自身免疫疾病，包括系统性红斑狼疮)。本发明的抗体-配偶体分子缀合物可靶向的靶抗原的附加非限制性示例包括：CD19、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3、RG-1、MUC1、MUC16、TMPRSS4、纤连蛋白ED-B、IRTA2、IRTA3、IRTA4、IRTA5和Ephrin受体。

还包括单克隆抗体，其包括Beeram等人，J.Clin.Oncol.26，1028(2008，5月20日增刊)中所述的曲妥珠单抗、阿仑单抗、阿昔单抗、二西他赛(REOPRO^TM)、奥马珠单抗、BR96、依库丽单抗、MH-1、ATM-027、SC-1、比伐珠单抗、BMS-188667、BMS-224818、SGN-15、CAT-213、J-695、利妥昔单抗(RITUXAN^TM)、CEA-Scan、硫索单抗、帕利珠单抗(SYAGIS^TM)、巴利昔单抗(SIMULECT^TM)、达克珠单抗(ZENAPAX^TM)、ONCOLYM^TM、CARORX^TM、阿泊珠单抗、芳妥珠单抗、NUVION^TM、SMART抗L选择素Mab、TMA-15、YM-337、M60.1、WX-G250、VITAXIN^TM、米替珠单抗、巴西利珠单抗、托西莫单抗、依法珠单抗、^99mTc-法索单抗、美替木单抗、CAL、MRA、MLN-2704、OncoRad PR356、licilimomab、MAb-81C6、克立昔单抗、MELIMMUNE^TM、HumaRAD16.88^TM、KW-2871、MLN-02、MDX-210、MDX-37、MDX-H210、3F8、EMD-72000、SS(dsFv)PE38、英利昔单抗(REMICADE^TM)、¹¹¹In-卡罗单抗喷地肽、曲司珠单抗(HERCEPTIN^TM)、TNX-901、5-D12、THERACIM-h-R3^TM、TriAb、TRX-4、TRIGEM^TM、HRS-3/A9、BTI-322、西利珠单抗、MYCOGRAB^TM、lNG-l(heMAb)、HepeX-B、帕维珠单抗、莫维他单抗(orgovomab)、那他珠单抗、贝伐单抗、西妥昔单抗、依普珠单抗、阿非莫单抗、MDX-RA、吲哚莫单抗、林妥珠单抗、CEAVAC^TM、mPA7和mhoe-4。

此外，本领域技术人员不需要依赖先前鉴定的抗体来实施本发明，而是可使用标准抗体生产技术制备感兴趣靶的抗体用于本发明。已经描述了几种此类技术，并且其它技术在本领域是众所周知的，例如Lonberg,N.等人，(1994)Nature 368(6474):856 859；Fishwild,D.等人(1996)Nature Biotechnology14:845-851中所述的那些。

在另一个实施方案中，本发明的抗体是亲合体。亲合体分子代表基于来源于葡萄球菌蛋白A的IgG结合结构域之一的58氨基酸残基蛋白结构域的一类新型亲和蛋白。这三个螺旋束结构域已被用作构建组合噬菌体库的支架，由此可以使用噬菌体展示技术选择靶向期望的分子的亲合体变体(Nord K等人，Nat Biotechnol 1997；15:772-7.Ronmark J等人，Eur J Biochem 2002；269:2647-55.)。亲合体分子的简单、稳健的结构与其低分子量(6kDa)的组合使其适用于多种应用，例如作为检测试剂(Ronmark J等人，J ImmunolMethods2002；261：199-211)并抑制受体相互作用(Sandstorm K等人，Protein Eng2003；16：691-7)。亲合体的其它细节及其制备方法可参见美国专利5,831,012获得。

在一个实施方案中，本申请的抗体为结构域抗体(dAb)。dAb是抗体的最小功能结合单位，其对应于人抗体的重链(VH)或轻链(VL)的可变区。结构域抗体具有约13kDa的分子量。Domantis已经开发了全人类VH和VL dAb的一系列大型高功能库(每个库中具有多于100亿个不同序列)，并使用这些库来选择特定于治疗靶点的dAb。与许多常规抗体相反，结构域抗体在细菌、酵母和哺乳动物细胞体系中良好表达。结构域抗体的其它细节及其制备方法可参见美国专利No.6,291,158、No.6,582,915、No.6,593,081、No.6,172,197、No.6,696,245获得。

在另一实施方案中，本发明的抗体为纳米抗体。纳米抗体是包含天然存在的重链抗体的独特结构和功能特性的抗体衍生的治疗蛋白。这些重链抗体含有单个可变区(VH_H)和两个恒定结构域(CH2和CH3)。重要的是，克隆和分离的VH_H结构域是具有原始重链抗体的完整抗原结合能力的完全稳定的多肽。纳米抗体与人抗体的VH结构域具有高度同源性，并且可在不具有任何活性损失的情况下进一步人源化。重要的是，纳米抗体具有低的免疫原性潜力，这已经在利用纳米体先导化合物的灵长类动物研究中证实。

纳米抗体结合了常规抗体的优点与小分子药物的重要特征。如同常规抗体，纳米抗体显示高靶特异性、对其靶的高亲和力和低固有毒性。然而，如同小分子药物，其可以抑制酶并容易地进入受体裂缝。此外，纳米抗体非常稳定，可以通过不是注射的方式施用并且容易制造。纳米抗体的其它优点包括由于其小尺寸而识别不常见或隐藏的表位，由于其独特的3维而以高亲和性和选择性结合到蛋白质靶的空腔或活性位点、药物形式灵活性、定制半衰期以及容易并加快药物发现。

纳米抗体由单个基因编码，并且几乎在所有原核和真核宿主例如大肠杆菌(参见例如美国专利No.6,765,087)、霉菌(例如曲霉属或木霉属)和酵母(例如，酵母属、克鲁维酵母属、汉逊酵母或毕赤酵母)(参见例如美国专利No.6,838,254)中均有效制备。制备过程是可扩展的，并且已经制备了多公斤规模量的纳米抗体。因为与常规抗体相比，纳米抗体表现出优异的稳定性，因此可将其配制成长保质期的即用型溶液。

在另一个实施方案中，本发明的抗体是迷你抗体(UniBodies)。迷你抗体是一种稳定的、较小的抗体形式，其具有比目前的小抗体形式预期更长的治疗窗。IgG4抗体被认为是惰性的，从而不与免疫系统相互作用。迷你抗体的尺寸约为常规IgG₄抗体的一半。当治疗某些形式的癌症时，这种小尺寸可具有极大的有益效果，从而使得分子能在更大的实体瘤上的更好地分布并潜在地提高疗效。

Fab通常不具有很长的半衰期。然而，在临床前研究中，迷你抗体以与全IgG₄抗体相似的速率清除，并且能够结合全抗体以及抗体片段。其它抗体主要通过杀死靶细胞起作用，然而迷你抗体仅抑制细胞或使细胞静默。

在另一实施方案中，靶结合剂是适体。

在另一实施方案中，靶结合剂对不同细胞类型或不同细胞特异性分子具有特异性，或者对相同细胞特异性分子具有不同特异性或它们的组合。每个分子的靶向结合剂数和特异性仅受使用者的想象限制。

缀合：靶向配体的几个不同反应基团中的任一个可以为缀合位点，包括：赖氨酸残基中的氨基、碳水化合物部分侧基、羧酸基团、二硫基基团和硫醇基团。适用于缀合的抗体反应性基团的综述，参见例如Garnett,Adv.Drug Delivery Rev.53(2001)，171-216以及Dubowchik和Walker，Pharmacology&Therapeutics 83(1999)，67-123。

在一个实施方案中，靶向配体经由赖氨酸ε-氨基缀合。大多数抗体具有多个暴露的赖氨酸ε-氨基，其可以使用本领域已知的技术经由酰胺、脲、硫脲或氨基甲酸酯键进行缀合，包括利用异双官能试剂进行修饰。

在另一实施方案中，靶向配体经由碳水化合物侧链缀合，因为许多抗体被糖基化。碳水化合物侧链可利用高碘酸盐氧化以产生醛基，所述醛基继而可与胺反应以形成亚胺基团，例如在缩氨基脲、肟或腙中。如果需要，亚胺基可以通过用氰基硼氢化钠还原转化成更稳定的胺基。

在另一实施方案中，靶向配体经由羧酸基团缀合。在一个实施方案中，末端羧酸基团被官能化以产生碳酰肼，所述碳酰肼继而与含醛缀合部分反应。参见Fisch等人，Bioconjugate Chemistry 1992，3，147-153。

在另一实施方案中，靶向配体经由桥接抗体Z上的半胱氨酸残基和缀合物的其它部分上的硫的二硫键而缀合。一些抗体缺乏游离的硫醇(巯基)基团但具有二硫基，例如在铰链区中。在这种情况下，可以通过天然二硫基的还原来产生游离的硫醇基团。如此生成的硫醇基团可用于缀合。参见例如Packard等人，Biochemistry 1986，25，3548-3552；King等人，Cancer Res.54，6176-6185(1994)；和Doronina等人，Nature Biotechnol.21(7)，778-784(2003)。

在另一实施方案中，赖氨酸ε-氨基可用异双官能试剂诸如2-亚氨基硫烷或N-琥珀酰亚胺基-3-(2-吡啶基二硫代)-丙酸酯(SPDP)进行改性，将ε-氨基转化成硫醇或二硫基，从而形成半胱氨酸替代物。

在另一优选的实施方案中，靶向配体经由硫醇基团的亲核加成产物与受体部分缀合。优选的受体部分是马来酰亚胺基团。

当然，靶向分子的缀合将取决于靶向剂的类型，例如编码靶向配体的序列可被包含在编码该化合物的基因组中。

在其它实施方案中，靶向配体提供化合物的细胞内摄取，并且可任选包括在细胞内裂解从而释放化合物的一个或多个基团或接头分子。这些基团可以在生理条件下可裂解，优选被选择成使得其在缀合物通常在血浆中循环时相对稳定，但一旦缀合物达到其预期作用的位置，即接近靶细胞、在靶细胞处、或在靶细胞内时，就容易裂解。优选地，在靶向配体与靶细胞表面上显示的抗原或其它靶分子结合时，缀合物通过靶细胞内吞而被内化。随后，基团或接头分子的裂解在靶细胞的囊泡体(早期核内体、晚期核内体、或尤其是溶酶体)中发生。例如，靶配体-化合物缀合物包含pH敏感性基团或二硫键。血浆中的pH略高于中性，然而溶酶体内的pH是酸性的，大约为5。因此，其裂解被酸催化的基团在溶酶体内将以比血浆中的速率快几个数量级的速率裂解。适宜的酸敏感性基团的示例包括顺式-乌头乙氧酰胺(cis-aconityl amides)和腙，如Shen等人，美国专利No.4,631,190(1986)；Shen等人，美国专利No.5,144,011(1992)；Shen等人，Biochem.Biophys.Res.Commun.102，1048-1054(1981)和Yang等人，Proc.Natl Acad，Sci.(USA)，85，1189-1193(1988)中所述。

在二硫键可裂解基团的情况下，二硫键可以通过硫醇-二硫键交换机制，以取决于环境硫醇浓度的速率来裂解。因为谷胱甘肽和其它硫醇的细胞内浓度高于其血清浓度，所以二硫键的裂解速率将在细胞内更高。此外，硫醇-二硫键交换的速率可通过调节二硫键的空间和电子特性(例如，烷基-芳基二硫键对烷基-烷基二硫键；芳环上的取代等)来调节，从而能够设计具有增强的血清稳定性或特定裂解率的二硫键(参见例如Thorpe等人，CancerRes.48，6396-6403(1988)；Santi等人，美国专利No.7,541,530B2(2009)；Ng等人，美国专利No.6,989,452B2(2006)；Boyd等人，美国专利No.7,691,962B2；和Sufi等人，US 2010/0145036 A1。

烯二炔作为抗癌ADC的理想的有效载荷候选药物。通过将单克隆抗体(mAB)对靶抗原的的特异性与高效细胞毒性剂的递送组合，ADC提供了选择性消融癌细胞的可能性。对于大多数当前的ADC而言，每mAB的理想药物分子数似乎为约四。低缀合可以降低所得ADC的效力，然而过度缀合可导致循环半衰期减小、耐受性降低、抗原结合受损。

在实施方案中，优选的烯二炔化合物为在许多肿瘤类型中具有至少约0.1nM至约100pM的范围的高细胞毒性和活性。在一些实施方案中，有效载荷分子具有约1nM至约10pM的范围。烯二炔代表目前存在的最具细胞毒性分子中的一些(例如，针对所选癌细胞系的CAL和C-1027的IC_50s在10pM至10^-3pM的范围内)。虽然烯二炔最知名的是其对DNA DSB的活性，但是发明人已经发现ICL作为作用于能够DNA DSB、ICL或上述两者的抗癌药物的烯二炔家族和工程化C-1027类似物的替代模式。发明人还已经证实烯二炔的ICL特性可用于在缺氧条件下靶向实体肿瘤或其它癌症细胞，其对主要诱导氧依赖性DSB的烯二炔不良好地响应。烯二炔的高效性和作用机制使其成为ADC的理想有效载荷候选药物。然而，烯二炔非常稀少，并且至今为止仅已知11种烯二炔，其大部分以痕量制备，本质上不稳定，由罕见的放线菌产生，这对于用于滴度改善或模拟产生的所有遗传操作手段是难用的，或简单来说对于作为ADC有效载荷候选药物进行完全评估不是足量可用的。

因此，在某些方面，本发明提供新型烯二炔，其具有不同的机制和功效、用于连接的官能团、能够与抗体反应的溶解度、在制剂中的延长的稳定性，其可通过遗传适应性链霉菌种的微生物发酵可靠地足量制备。在实施方案中，本发明使得能制备有效、稳定、可渗透、易处理的化合物和每种化合物的流出物。

治疗用途

在一个实施方案中，治疗被诊断患有癌症的受试者的方法包括向受试者施用治疗有效量的具有结构式(I)、(II)或(III)的化合物。在一些实施方案中，化合物与靶向配体缀合。在一些实施方案中，靶向配体特异性结合到肿瘤抗原。在其它实施方案中，靶向配体特异性结合到与疾病或感染性生物体例如病毒相关的抗原或标记。

本发明的化合物或其缀合物可用于治疗疾病，诸如但不限于过度增生性疾病，包括：头部颈部的癌症，其包括头部、颈部、鼻腔、鼻旁窦、鼻咽、口腔、口咽、喉、下咽部、唾液腺的肿瘤和副神经节瘤；肝脏和胆汁癌的癌症，具体地讲肝细胞癌；肠癌，具体地讲结肠直肠癌；卵巢癌；小细胞和非小细胞肺癌(SCLC和NSCLC)；乳腺癌肉瘤，诸如纤维肉瘤、恶性纤维组织细胞瘤、胚胎横纹肌肉瘤、淋巴管肉瘤、神经纤维肉瘤、骨肉瘤、滑膜肉瘤、脂肪肉瘤和肺泡软组织肉瘤；白血病，诸如急性早幼粒细胞白血病(APL)、急性骨髓性白血病(AML)、急性淋巴细胞白血病(ALL)和慢性骨髓性白血病(CML)；中枢神经系统的肿瘤，具体地脑癌；多发性骨髓瘤(MM)、淋巴瘤诸如霍奇金淋巴瘤、淋巴浆细胞淋巴瘤、滤泡淋巴瘤、粘膜相关淋巴组织淋巴瘤、套细胞淋巴瘤、B系大细胞淋巴瘤、伯基特淋巴瘤和T细胞间变性大细胞淋巴瘤。在临床上，实施本文所述的组合物的方法和用途将导致癌生长的大小或数量减小和/或相关症状的减少(如果适用)。在病理学上，实施本文所述的组合物的方法和用途将产生病理相关的应答，诸如：抑制癌细胞增殖、减少癌症或肿瘤的大小、预防进一步转移和抑制肿瘤血管生成。治疗此类疾病的方法包括向受试者施用治疗有效量的本发明的组合物。可以根据需要重复该方法。尤其是，癌症可以为结肠直肠癌、肝癌、前列腺癌、乳腺癌、黑素瘤、成胶质细胞瘤、肺癌、胰腺癌、卵巢癌、多发性骨髓瘤、肾癌、白血病(尤其是ALL、APL或AML)或淋巴瘤。

所述化合物或其缀合物在治疗其它疾病或病症方面也可具有实用性。

在实施方案中，以治疗有效剂量将一种或多种式(I)、(II)、(III)的化合物及其缀合物施用于需要治疗的患者。需要治疗的患者包括处于发展某些病症、疾病或紊乱风险中(例如由于遗传、环境或物理属性，例如肥胖症导致)的患者。需要治疗的患者还包括患有病症、疾病或紊乱的患者。疾病或紊乱包括例如：自身免疫疾病，癌症，炎性疾病，神经疾病或紊乱，神经炎性疾病或紊乱，心血管疾病，肥胖症，由诸如病毒、细菌、真菌、朊病毒或寄生虫等感染因子引起的疾病或紊乱。例如，式I化合物可以是下列项的配体：自身免疫分子、与自身免疫或炎症相关的免疫细胞(例如淋巴细胞)、外源抗原、细胞因子等。

本文列举的自身免疫性疾病或紊乱的示例包括但不限于：急性坏死性脑脊髓炎(ADEM)、急性坏死性出血性脑炎、艾迪生病、丙种球蛋白血症、过敏性哮喘、过敏性鼻炎、斑秃、淀粉样变性强直性脊柱炎、抗GBM/抗TBM肾炎、抗磷脂综合征(APS)、自身免疫性再生障碍性贫血、自身免疫性自主神经障碍、自身免疫性肝病、自身免疫性高脂血症、自身免疫性免疫缺陷症，自身免疫性内耳疾病(AIED)、自身免疫性心肌炎、自身免疫性胰腺炎、自身免疫性视网膜病变、自身免疫性血小板减少性紫癜(ATP)、自身免疫性甲状腺疾病、轴突和神经元神经病、巴洛病、白塞病、大疱性类天疱疮、心肌病、卡门氏病、乳糜泻(非热带)、查加斯病、慢性疲劳综合征、慢性炎性脱髓鞘性多发性神经病(CIDP)、慢性复发性多发性骨髓炎(CRMO)、Churg-Strauss综合征、瘢痕性类天疱疮/良性粘膜性类天疱疮、克罗恩病、柯根综合征、冷凝集素疾病、先天性心脏阻塞、柯萨奇病毒性心肌炎、CREST疾病、原发性混合性冷球蛋白血症、脱髓鞘神经病、皮肌炎、Devic氏病(神经脊髓炎)、盘状狼疮、Dressler综合征、子宫内膜异位症、嗜酸粒细胞性筋膜炎、结节性红斑、实验性过敏性脑脊髓炎、Evan综合征、纤维肌痛、纤维化肺泡炎、巨细胞性动脉炎(颞动脉炎)、肾小球性肾炎、Goodpasture综合征、Grave病、吉兰巴利综合征、桥本氏脑炎、桥本氏甲状腺炎、溶血性贫血、Henock-Schoniein紫癜、妊娠疱疹、低丙种球蛋白血症、特发性血小板减少性紫癜(ITP)、IgA肾病、免疫调节性脂蛋白、包涵体肌炎、胰岛素依赖型糖尿病(1型)、间质性膀胱炎、幼年型关节炎、幼年型糖尿病、川崎综合征、Lambert-Eaton综合征、白细胞淋巴结血管炎、扁平苔藓、地衣硬化症、木质性结膜炎、线性IgA疾病(LAD)、狼疮(SLE)、莱姆病、梅尼埃病、微观多血管炎、混合性结缔组织病(MCTD)、蚕蚀性角膜溃疡、穆-哈二氏病、多发性硬化症、重症肌无力、肌炎、发作性睡病、神经性脊髓炎(德维克病)、嗜中性白细胞减少症、眼瘢痕性类天疱疮、视神经炎、回文风湿病、PANDAS(与链球菌相关的小儿自身免疫性神经精神障碍)、副肿瘤性小脑变性、阵发性夜间血红蛋白尿(PNH)、Parry Romberg综合征、Parsonnage-Turner综合征、pars plantis(周围性葡萄膜炎)、天疱疮、寻常型天疱疮、周围神经病变、周围脑脊髓炎、恶性贫血、POEMS综合征、结节性多动脉炎、I型、II型和III型自身免疫多腺综合征、风湿性多肌炎多发性肌炎、心肌梗死综合征、心包膜后综合征、孕激素性皮炎、原发性胆汁性肝硬化、原发性硬化性胆管炎、牛皮癣、银屑病性关节炎、特发性肺纤维化、坏疽性坏疽、纯红细胞增生、雷诺现象、反射交感神经营养不良、赖特综合征、复发性多软骨炎、不宁腿综合征、腹膜后纤维化、风湿热、类风湿关节炎、结节病、施密特综合征、巩膜炎、硬皮病、Surgren综合征、精子和睾丸自身免疫、僵硬人综合征、亚急性细菌性心内膜炎(SBE)、交感性眼炎、Takayasu动脉炎、颞动脉炎/巨细胞动脉、血小板减少性紫癜(TPP)、Tolosa-Hunt综合征、横贯性脊髓炎、溃疡性结肠炎、未分化结缔组织病(UCTD)、葡萄膜炎、血管炎、囊泡性皮肤病、白癜风或韦格纳肉芽肿病、慢性活动性肝炎、原发性胆汁性肝硬化、蜕膜型心肌病、心肌炎、自身免疫多分支综合征I型(APS-I)、囊性纤维化血管炎、获得性甲状旁腺功能减退、冠状动脉疾病、天疱疮、寻常型天疱疮、拉斯穆森脑炎、自身免疫性胃炎、胰岛素降血糖综合征(平田病)、B型胰岛素抵抗、棘皮病、系统性红斑狼疮(SLE)、恶性贫血、耐药性莱姆关节炎、多发性神经病、脱髓鞘疾病、特应性皮炎、自身免疫性甲状腺功能减退、白癜风、甲状腺相关性眼病、自身免疫性乳糜泻、ACTH缺陷、皮肌炎、干燥综合征、系统性硬化症、进行性系统性硬化症、硬斑病、原发性抗磷脂综合征、慢性特发性荨麻疹、结缔组织综合征、坏死性和新月体性肾小球肾炎(NCGN)、全身性血管炎、雷诺综合征、慢性肝病、内脏利什曼病、自身免疫性C1缺乏、膜增生性肾小球肾炎(MPGN)、凝血时间延长、免疫缺陷、动脉粥样硬化、神经元病变、副肿瘤性天疱疮、副肿瘤性僵硬综合征、副肿瘤性脑脊髓炎、亚急性自主神经病变、癌相关性视网膜病变、副肿瘤性肌球蛋白性肌阵挛性共济失调、低运动神经元综合征和Lambert-Eaton肌无力综合症。

感染性疾病的示例包括但不限于，获得性免疫缺陷综合征(AIDS)、炭疽病、肉毒杆菌病、布鲁氏菌病、软性下疳、衣原体感染、霍乱、球孢子菌病、隐孢子虫病、环孢子虫病、白喉、埃里希体病、虫媒病毒性脑炎、肠出血性大肠杆菌(大肠杆菌)、贾第虫病、淋病、流感嗜血杆菌、汉森(氏)病(麻风病)、汉坦病毒性肺综合征、溶血性尿毒症综合征、甲型肝炎、乙型肝炎、丙型肝炎、人类免疫缺陷病毒(HIV)、军团菌病、李斯特菌病、莱姆病、疟疾、麻疹、脑膜炎球菌病、腮腺炎、百日咳(百日咳)、瘟疫、麻痹性脊髓灰质炎(脊髓灰质炎)、鹦鹉热(鹦鹉热)、Q发热、狂犬病、洛矶山脉发烧、风疹、先天性风疹综合征、沙门氏菌病、严重急性呼吸综合征(SARS)、志贺氏菌病、天花病毒、链球菌性疾病(侵袭性A组)、链球菌性中毒性休克综合征(STSS)、肺炎链球菌、梅毒、破伤风、毒性休克综合征、旋毛虫病、结核病、图雷亚氏菌、伤寒、万古霉素-中等/抗性金黄色葡萄球菌、水痘、黄热病、变异型克雅氏病(vCJD)、登革热、埃博拉出血热、包虫病(肺泡水肿病)、亨德拉病毒感染、人猴痘病毒、流感A H5N1(禽流感)、拉萨热、马尔堡出血热、尼帕病毒、奥尼永热、里夫特裂谷热、委内瑞拉马脑炎和西尼罗河病毒。

其它示例为神经退行性疾病、中风、低血容量性休克、创伤性休克、再灌注损伤、多发性硬化、艾滋病相关性痴呆、神经元毒性、阿尔茨海默氏病、头部创伤、成人呼吸系统疾病(ARDS)、急性脊髓损伤、亨廷顿氏病、帕金森病疾病和进行性腓骨肌萎缩(CMT)疾病。

因此，靶向配体可以针对与此类疾病或紊乱相关的任一种或多种抗原。

本发明的化合物还可与其它化学治疗剂或治疗剂组合使用。本发明化合物或其缀合物可与化合物或其缀合物组合给药，与化合物或其缀合物的前给药、后给药组合给药。治疗剂包括但不限于抗体、烷化剂、血管生成抑制剂、抗代谢物、DNA切割酶、DNA交联剂、DNA嵌入剂、DNA小沟结合剂、烯二炔、热休克蛋白90抑制剂、组蛋白脱乙酰酶抑制剂、免疫调节剂、微管稳定剂、核苷(嘌呤或嘧啶)类似物、核出口抑制剂、蛋白酶体抑制剂、拓扑异构酶(I或II)抑制剂、酪氨酸激酶抑制剂和丝氨酸/苏氨酸激酶抑制剂。特异性治疗剂包括阿达木单抗、安曲霉素P3、奥曲达汀、苯达莫司汀、贝伐珠单抗、比卡鲁胺、博来霉素、硼替佐米、白消安、呼吸抑制素A、喜树碱、卡培他滨、卡铂、卡莫司汀、西妥昔单抗、顺铂、克拉屈滨、阿糖胞苷、隐球菌素、达卡巴嗪、达沙替尼、柔红霉素、多西紫杉醇、多柔比星、杜卡霉素、昔米霉素A、埃坡霉素、依托泊苷、氟尿嘧啶、氟达拉滨、5-氟尿嘧啶、吉非替尼、吉西他滨、伊曲霉素、羟考脲、伊马替尼、英夫利昔单抗、干扰素、白细胞介素、β-拉帕酮、来那度胺、伊立替康、美登素、二氯甲基二乙胺(mechlorethamine)、美法仑(melphalan)、6-巯基嘌呤、甲氨蝶呤、丝裂霉素C、尼罗替尼、奥沙利铂、紫杉醇、丙卡巴肼、辛二酰苯胺异羟肟酸(SAHA)、6-硫胍、噻替派、替尼泊苷、托泊替康、曲妥单抗、曲古抑菌素A、长春花碱、长春新碱和长春地辛。

本发明的化合物可以在体外、体内和/或离体施用以治疗患者和/或调节所选细胞群的生长，包括例如肺、血液、血浆、乳腺、结肠、前列腺、肾脏、胰腺、脑、骨骼、卵巢、睾丸和淋巴器官的癌症；自身免疫性疾病，诸如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎和多发性硬化症；移植排斥反应，诸如肾移植排斥、肝移植排斥、肺移植排斥、心脏移植排斥和骨髓移植排斥反应；移植物抗宿主病；病毒感染，诸如CMV感染、艾滋病毒感染和艾滋病；和寄生虫感染，诸如贾第虫病、阿米巴病、血吸虫病等。优选地，本发明的化合物和化学治疗剂在体外、体内和/或离体施用以治疗患者的癌症和/或调节癌细胞的生长，包括例如血液、血浆、乳腺、结肠、前列腺、肾脏、胰腺、脑、骨骼、卵巢、睾丸和淋巴器官的癌症，更优选地肺癌、结肠癌、前列腺癌、血浆癌、血液癌或结肠癌。

“调节所选细胞群的生长”包括抑制所选细胞群(例如多发性骨髓瘤细胞群，诸如MOLP-8细胞、OPM2细胞、H929细胞等)的增殖以避免分裂产生更多的细胞；与例如未处理的细胞相比，降低细胞分裂时分裂的速率；杀死所选细胞群；和/或防止所选细胞群(例如癌细胞)转移。所选细胞群的生长可在体外、体内或离体调节。

在本发明的方法中，靶向配体药物缀合物可以在体外、体内或离体施用。靶向配体药物缀合物可根据临床情况需要与本领域技术人员熟知的且可测定的适宜的药学上可接受的载体、稀释剂和/或赋形剂一起使用。适宜的载体、稀释剂和/或赋形剂的示例包括：(1)pH约6.5的Dulbecco磷酸盐缓冲盐水，其可包含约1mg/ml至25mg/ml人血清白蛋白，(2)0.9％盐水(0.9％w/v NaCl)，和(3)5％(w/v)葡萄糖。

本文所述的化合物和组合物可以适当的形式，例如，肠胃外给药、静脉内给药来给药。对于肠胃外给药而言，化合物或组合物可以是水性或非水性无菌溶液、悬浮液或乳液。可将丙二醇、植物油和可注射有机酯如油酸乙酯用作溶剂或载体。组合物还可以包含佐剂、乳化剂或分散剂。

组合物还可以是无菌固体组合物的形式，其可以溶解或分散在无菌水或任何其它可注射的无菌培养基中。

“治疗有效量”也可通过参考标准医学教科书来测定，诸如Physicians's DeskReference，第69版，2015年。患者优选为动物，更优选为哺乳动物，最优选为人。患者可以为男性或女性，并且可以为婴儿、儿童或成人。

靶向配体药物缀合物的适宜方案的示例(如下给药)。可每天给药并持续约5天，如每天静脉内给药并持续约5天或每天持续输注并持续约5天。

替代地，缀合物可以一周给药一次并持续六周或更长时间。作为另一种选择，缀合物可以每两周或三周给药一次。以可在其中加入约5至约10ml人血清白蛋白的约50至约400ml生理盐水的形式给予单次剂量。每24小时，以可在其中加入约25至约50ml人血清白蛋白的约250至约500ml生理盐水形式进行连续输注。剂量将为约10pg至约1000mg/kg每人，静脉内(范围为约100ng至约100mg/kg)。

在治疗后约1至4周，患者可接受第二疗程。关于给药途径、赋形剂、稀释剂、剂量和时间的具体临床方案可由本领域技术人员根据临床情况证明来确定。

试剂盒

本发明还提供药物试剂盒，其包含填充有本发明的药物化合物和/或组合物的一种或多种成分(包括一种或多种靶向配体和一种或多种化学治疗剂)的一个或多个容器。此类试剂盒还可包括例如其它化合物和/或组合物，用于施用化合物和/或组合物的装置，和呈由管理药物或生物制品的制造、使用或销售的政府机构规定的形式的书面说明。

化合物和缀合物也可用于制造可用于治疗或减轻疾病严重性的药物，其诸如由细胞异常生长(例如癌症)来表征。

癌症治疗及其剂量、给药途径和推荐使用是本领域已知的，并已在诸如Physician's Desk Reference(PDR)这样的文献中描述。PDR公开了已经用于治疗各种癌症的药剂的剂量。治疗有效的这些上述化学治疗剂和缀合物的给药方案和剂量将取决于所治疗的具体癌症、疾病的程度和本领域技术人员熟悉的其它因素，并且可由医师确定。例如，2006年版的Physician's Desk Reference公开了Taxotere(参见第2947页)是微管蛋白解聚抑制剂；Doxorubicin(参见第786页)、Doxil(参见第3302页)和奥沙利铂(参见第2908页)是DNA相互作用剂，Irinotecal(参见第2602页)是拓扑异构酶I抑制剂，Erbitux(参见第937页)并且Tarceva(参见第2470页)与表皮生长因子受体相互作用。PDR的内容以引用方式明确地全文并入本文。本领域技术人员可查看PDF，使用以下参数中的一个或多个来确定化学治疗剂和缀合物的给药方案和剂量，这可根据本发明的教导来使用。

本文提及的所有文件均以引用方式并入本文。本申请中引用的所有出版物和专利文献均出于所有目的以引用方式并入本文，就像每个单独的出版物或专利文献被如此单独地表示一样。通过引用该文件中的各种参考文献，申请人不承认任何具体的参考文献是其发明的现有技术。

实施例

虽然上文已经描述了本发明的各种实施方案，但是应当理解，它们仅以实施例的方式提出，而不是限制。以下非限制性实施例是说明本发明的。

实施例1：新型烯二炔化合物

放线菌集合的基因组搜索以鉴定新型戊二烯生产者。通过高通量实时PCR方法将用于天然产物发现的新型菌株优先化，对放线菌集合中的3,500种菌株进行基因组搜索，鉴定了94种新型烯二炔生产者(图1A-1D)。设计了分别特异性靶向E5/E或E/E10的两组PCR引物(图1A)。首先制备基因组DNA以用于发明人收集的菌株中每一种，对其浓度进行归一化，并将DNA排列成384孔板格式。然后，以384孔板格式使用实时PCR，其中特异性PCR产物通过熔融曲线分析快速鉴定(图1B)。通过凝胶电泳证实了推定击中(图1C)，最终通过DNA测序构建作为靶向烯二炔化聚酮(PKS)基因盒的击中的同一性。

特异性靶向E5/E或E/E10的两组PCR引物(图1A)是互补的。由两组引物鉴定的击中特征在于具有一起成簇的E5/E/E10的烯二炔PKS基因盒，而仅由两组引物中的一个鉴定的击中的特征在于具有从E基因分离的E5或E10的烯二炔PKS基因盒。通过E5、E10和E的1-kb内部片段的DNA测序(图1A)证实来自94个新烯二炔生产者的烯二炔PKS基因盒的同一性。使用E5、E10、E的1-kb内部片段或它们的组合，利用11种已知的烯二炔PKS盒作为对照进行94种新烯二炔PKS盒的系统发育分析，产生基本上相同的结果。虽然每个烯二炔PKS盒均是独特的，但当经历95％氨基酸同一性截止时，94个新烯二炔PKS盒的系统发育树塌陷成31个不同的进化枝，但是相邻进化枝之间的成对比较揭示在33％至85％范围内的氨基酸序列同一性(11种已知烯二炔PKS盒的成对比较揭示在33％至69％范围内的氨基酸序列同一性)。因此，非常重要的是，31个进化枝中的30个与11种已知的烯二炔PKS盒不同，这指示新型烯二炔。天赐米星，一种烯二炔天然产物的新家族(图3A)由链霉菌属CB03234野生型和△tnmH重组菌株产生和分离，并表征。

链霉菌CB03234的基因组测序证实了不同的烯二炔生物合成基因簇。完成了来自31个进化枝的代表性击中的基因组测序，从而证实它们各自包含烯二炔生物合成基因簇，因此是真正的烯二炔生产者。虽然这些新烯二炔基因簇的特征全部均为特征性烯二炔PKS盒，但是它们富集中于开放性阅读框中，所述开放性阅读框在编码已知烯二炔的产生的基因簇中是前所未有的，从而允许编码的新烯二炔天然产物的结构和功能的新颖性。这些新烯二炔基因簇与至今为止已知的所有烯二炔生物合成基因簇不同(图1D)，这指示新型烯二炔天然产物，如由来自链霉菌CB03234的天赐米星基因簇所例示的(图2)。

来自链霉菌CB03234野生型菌株的天赐米星s A和B和来自△tnmH突变菌株的天赐米星C的发酵优化、分离和结构说明：就天赐米星生产而言，首先使链霉菌CB03234野生型菌株和△tnmH突变菌株在28℃的ISP-4琼脂培养基上生长10天，以获得新鲜的孢子。就液体培养而言，种子接种物通过利用包含链霉菌CB03234野生型或△tnmH突变菌株孢子的l×1cmISP-4琼脂块接种50mL TSB培养基来制备，并且通过在28℃和250rpm下温育2天独立培养。然后，将种子培养物(5％)加入250mL带阻板三角锥形烧瓶(baffled Erlenmeyer flask)中，所述烧瓶包含50Ml的下列物质：(i)Ml培养基[由1％可溶性淀粉、0.5％pharmamedia、0.2％CaCO₃、0.005％CuSO₄-5H₂O和0.0005％NaI(pH7.0)组成]；(ii)M2培养基[由6％甘蔗糖浆、2％可溶性淀粉、2％鱼粉、0.2％CaCO₃、0.01％CuSO₄-5H₂O和0.0005％NaI(pH7.0)组成]，或(iii)M3培养基[由2％蔗糖、0.2％细菌蛋白胨、0.5％甘蔗糖蜜、0.5％CaCO₃、0.01％FeSO₄-7H₂O、0.02％MgSO₄-7H₂O和0.05％KI(pH7.0)组成]，并且在28℃和250rpm下培养6天。为了跟踪天赐米星制备，在发酵期间取出10μL发酵液，将藤黄微球菌ATCC9431用作指示生物体，通过纸盘琼脂扩散生物测定法进行监测。基于抑制区的大小，发现M1培养基产生最高量的天赐米星，并且然后用于大规模发酵。就大规模发酵而言，各自含有500mL M1培养基的100个2L带阻板三角锥形瓶各自用40mL种子培养物接种，并在28℃和250rpm下生长6天。

发酵后，将液体培养基在5000rpm和4℃下离心30分钟。将上清液用等体积的乙酸乙酯萃取两次。用1/10体积的丙酮处理菌丝体，过滤后，将滤液浓缩以在真空中干燥，并且然后用1/10体积的水/乙酸乙酯(1:1)萃取三次。分离后，将有机相与来自上清液的乙酸乙酯混合，并且浓缩以在真空中干燥。将油状深棕色残余物溶于甲醇中，并且随后用MPLC分级，其使用C18柱利用甲醇-H₂O体系从10％-100％洗脱。测定每个级分对藤黄微球菌的活性，并且将生物活性级分汇集并浓缩以获得干粉，其使用甲醇通过Sephadex LH-20色谱法进一步纯化以提供纯的来自链霉菌CB03234野生型菌株的天赐米星A和B和来自链霉菌CB03234△tnmH突变株的天赐米星C。

天赐米星A以紫色粉末形式分离。基于HRESI质谱数据(m/z486.1180[M+H]⁺，计算为C₂₇H₂₀NO₈ 486.1183[M+H]⁺)，天赐米星A的分子式被指定为C₂₇H₁₉NO₈。DMSO-d₆中的天赐米星A的¹H NMR谱与uncialamycin的谱相似，这表示天赐米星A可能为uncialamycin的类似物。为获得良好分辨的NMR信号，使用冷冻探针在700MHz下记录丙酮-d₆中的1D和2D NMR数据(图3C、3D)。在耦合常数为10Hz的情况下，在δ5.96(H-21)和6.04(H-20)处的一对相互耦合的烯属质子被指定为间二取代的烯烃。H-21与C-23(δ98.2)和C-19(δ90.2)处的两个季碳，以及H-20与其它两个季碳C-22(δ87.7)和C-18(δ99.9)的³J HMBC相关性强烈地表明存在烯二炔亚结构。其它1D和2D NMR分析鉴定的天赐米星A具有与uncialamycin相同的碳主链(图3C、3D)。与uncialamycin(C₂₆H₁₇NO₆)的分子式相比，天赐米星A可以具有一个额外的羟基和一个额外的甲氧基，这还由在4.01(3H，s，H-28)和13.42(1H，brs，6-OH)处的附加质子信号和天赐米星A的¹H NMR中不存在两个芳族质子来揭示。为了指定甲氧基和羟基的位置，观察OMe/(δ4.01)/C-7(δ154.5)；OH(13.42)/C-6(δ152.8)、C-7(δ154.5)和C-5(δ116.9)，连同H-8(δ7.41，d，8.4)和H-9(δ7.86，d，8.4)的一对间位偶合芳族质子的HMBC相关性，这指示甲氧基和羟基分别在C-7和C-8处被取代(图3C、3D)。

天赐米星B以紫色粉末形式分离，其具有由HRESIMS数据确定的分子式C₂₉H₁₉NO₇(m/z 494.1236[M+H]⁺，计算为C₂₉H₂₀NO₇，494.1235[M+H]⁺)。在δ6.03(d,J＝10.0Hz,H-21)和6.14(d,J＝10.0Hz,H-20)处的一对缀合烯属质子连同H-21与C-23(δ97.8)和C-19(δ90.9)，以及H-20与其它两个季碳C-22(δ89.0)和C-18(δ100.1)的HMBC关系揭示存在与天赐米星A相似的烯二炔核结构。1,2-邻二取代芳环由δ8.34(H-6,dd,J＝8.3,2.1Hz)、7.92(H-7,t,J＝8.3Hz)、7.94(H-8,t,J＝8.3Hz)和8.33(H-9,dd,J＝8.3,2.1Hz)处的四个互相缀合的质子证实。H-6/C-4、H-9/C-11和H-14(δ8.64)/C-11的HMBC关系指示其具有的蒽醌酮部分与在uncialamycin中的蒽醌酮部分相同。羰基酯碳信号δ165.8(C-29)示出与单峰δ3.71(Me-30)的强HMBC相关性，与甲基双重峰δ2.43(Me-27，J＝1.4Hz)的弱HMBC相关性，其后者在COZY谱中与δ6.54(H-28，J＝1.4)处的烯属质子相关，这表明存在甲基丁-2-烯醇盐部分。Me-27和H-28与季碳C-25(δ75.8)的其它HMBC相关性揭示甲基丁-2-烯醇盐部分位于C-25处(图3C、3D)。

天赐米星C的分子式基于其HRESI MS数据(m/z 560.1193[M+H]⁺，计算为C₂₉H₂₂NO₁₁560.1187[M+H]⁺)确定为C₂₉H₂₁NO₁₁。烯二炔部分由δ6.06(H-20,J＝10.0Hz)和5.94(H-21,J＝10.0Hz)处存在一对顺式取向的烯属质子来证实，所述烯属质子在HMBC谱中与δ102.3(C-18)、89.3(C-22)；和91.3(C-19)和97.6(C-23)分别相关。与天赐米星A中的那些相似，在其¹H NMR中在δ7.27(H-8,d,J＝8.2Hz)、7.81(H-9,d,J＝8.2Hz)和8.70(H-14,s)处存在三个芳族质子证明天赐米星C在其蒽醌部分中具有与天赐米星A相同的取代模式。H-8/C-6(δ150.9)和H-9/C-7(δ152.8)的HMBC相关性指示两个羟基在C-6和C-7处被取代。在C-7处发现羟基而不是甲氧基与由tnmH编码的甲基转移酶的预测功能一致。δ9.90处的NH共振示出与C-3(δ110.8)和C-15(δ135.8)相关；δ5.19(H-24)处的次甲基质子与C-2(δ145.0)、C-16(δ67.8)和C-22(δ87.7)相关；并且δ6.27处的羟基化次甲基质子与HMBC谱中的C-15(δ135.8)和C-19(δ91.7)相关，导致蒽醌和烯二炔核部分稠合。剩余的未分配的C₅H₉O₄包括甲基(δ_H-271.66,δ_C-27 24.9)、甲氧基(δ_H-30 3.76,δ_C-30 51.7)、次甲基(δ_H 4.42,δ_C 75.1)、羰基碳(δ_C172.8)和羟基化季碳(δ_C 76.9)基团。观察到的H-30和C-29、H-27和C-28之间的HMBC相关性表明存在甲基2,3-二羟基丁酸酯侧链。最后，基于H-24(δ5.41)与C-26(76.5)、H-28(δ4.42)与C-25(δ79.1)、和Me-27(δ1.66)与C-25(δ79.1)之间的HMBC相关性，侧链通过C25-C-26键附接到C-25(图3C、3D)。天赐米星A-C和相同生物合成来源中的相似CD曲线表明，它们在C-16、C-17、C-24和C-25位置处全部均具有相同的立体化学(图3C、3D)。已经通过完全合成确认uncialamycin的绝对立体化学。天赐米星中C-26处的相同R-构型进一步由H-26和H-27之间的NOE相关性支持。

通过链霉菌CB03234野生型菌株的诱变和天赐米星高生产者链霉菌CB03234-D15和CB03234-D25的分离的菌株改良：链霉菌CB03234野生型菌株最初从中国云南省沅江县的碱性土壤样品中分离出来，并进行化学诱变，以分离出天赐米星高生产者链霉菌CB03234-D15和CB03234-D25(图4A、4B)。因此，将链霉菌CB03234野生型在ISP-4固体培养基上在28℃下生长10天以进行孢子形成。将收获的孢子悬浮于包含0.1％Tween 80的20％甘油中，并将2mL的该悬浮液与0.1mL硫酸二乙酯(DES，烷基化剂)混合；通过以250rpm摇动混合物1小时获得99.9％的杀死率。对于每个培养皿，将0.2mL经DES处理的孢子悬浮液扩散到ISP-4固体培养基的表面上。在28℃培养7-10天后，出现分离的菌落。将培养皿中每个菌落的孢子转移到复制板(A和B)的一个相应位置。将所得板在28℃下温育10天。

为了筛选较高的生产者，将板(A)中的每个菌落拔掉以生物测定天赐米星的生产，并且在生物测定中使用藤黄微球菌ATCC 9431作为测试生物体。因此，将每个琼脂塞放置在接种有藤黄微球菌的生物测定板上。首先将板在4℃下保持2小时以确保琼脂塞中的天赐米星扩散到生物测定板的培养基中，并且然后将所得板在37℃下温育1天。对照塞也使用相同程序由链霉菌CB03234野生型制备。如果一个板(A)中的菌株通过生物测定示出高天赐米星生产率(即，比来自链霉菌CB03234野生型的抑制区更大的抑制区)(图4A)，则相应板(B)中的菌株将通过深层发酵进一步验证(图4B)。

将根据上述生物测定鉴定的阳性突变体接种到包含50mL TSB种子培养基的250ml三角锥形烧瓶(Erlenmeyer flask)中，并将烧瓶在旋转振荡器上在250rpm和28℃下温育2天。种子培养物(5mL)用于在250mL带阻板烧瓶中接种50mL生产培养基，并在旋转振荡器上在28℃和250rpm下温育7天。生产培养基由可溶性淀粉10g/L、pharmmedia 5g/L、CuSO₄·5H₂O 0.05g/L、KI0.005g/L、CaCO₃ 2g/L组成，pH 7。

发酵后，将液体培养基(50mL)离心以获得菌丝体和上清液。将上清液用等体积的EtOAc萃取两次。将菌丝体用15mL丙酮萃取两次。将合并的EtOAc和丙酮提取液真空浓缩以提供油状残余物。将油状残余物溶于1mL MeOH中，并通过HPLC和LC-MS分析。基于由真天赐米星标准物产生的校准曲线，将在540nm处的UV-Vis吸收峰面积用于量化天赐米星的生产。

在筛选的所有菌落中，两个分离物D15和D25提供了可再生产的较高天赐米星滴度(图4A)。D15和D25各自以一式三份进行深层发酵，并通过HPLC分析每个烧瓶中天赐米星的生产率(图4B)。来自链霉菌CB03234-D15和CB03234-D25菌株的天赐米星滴度估计为约0.5mg/L，其为由原始链霉菌CB03234野生型菌株产生的滴度的最少5倍。链霉菌CB03234-D15和CB03234-D25菌株将用于下一次突变和菌株改良工作，以分离临床前和临床研究以及最终商业化所需的用于天赐米星生产的较高生产者。

天赐米星作为有效抗肿瘤药物先导物的生物学评价：针对选定的人癌细胞系，诸如乳腺癌细胞MDA-MB-468、黑素瘤细胞M14和SK-MEL-5、非小细胞肺癌细胞NCI-H226、中枢神经系统细胞系SF-295和SF-539测试了天赐米星的体外细胞毒活性(IC50，半最大抑制浓度)，并且将已知的烯二炔UCM用作比较。在补充有10％胎牛血清、100μgmL^-1链霉素和100UmL^-1青霉素的RPMI 1640培养基中将细胞悬浮培养物稀释至5×10⁴个细胞mL^-1的浓度。将悬浮培养物分配到96-孔微滴定板中(100μL/孔)，并将板在37℃下在5％CO₂、95％空气和100％湿度的气氛中温育24小时。温育之后，移除原始培养基，并加入100μL新鲜培养基，之后加入天赐米星(A、B和C，1μL)和UCM(1μL)在DMSO中的系列稀释液。测试化合物的浓度在0至100nM的范围内。将板在上述条件下温育72小时。温育之后，将20μL CELLTITERAqueous One Solution Reagent(Promega Corp,Madison,WI,USA)加入板中并在37℃下在湿润的5％CO₂气氛中温育30至60min，使用ELISA板读数器记录490nm处的吸光度。每个点表示3次平行测定的平均值±SD。通过计算机化曲线拟合确定IC₅₀。对于测试的五种细胞系，天赐米星比UCM更有效，从而用作抗癌药物发现的杰出候选药物。

表1：天赐米星(TNM)A、B、C相比于已知烯二炔uncialamycin(UCM)对所选癌细胞系的细胞毒性

使用CELLTITERAqueous One Solution增殖测定(MTS)(Promega corp.)评估抗肿瘤活性。将细胞以5000细胞/孔接种到96孔板中，并使其在37℃下于5％CO₂的湿润气氛中附着过夜。然后取出培养基，并用包含不同浓度的不同药物的新鲜培养基代替。将细胞处理72小时，然后进行测定。所有测定值以一式三份进行测量。

用于生产新型类似物的工程化天赐米星生物合成机制：现在已经很好地展示了操作编码天然产物生物合成的基因用于天然产物结构多样性。给定天然产物的成功操作最少需要：(i)编码天然产物或天然产物家族的基因簇的可用性，(ii)用于靶向天然产物的生物合成机制的遗传和生物化学表征到一定程度，使得组合生物合成原理可合理地应用于工程化新型类似物，(iii)用于体内操作控制其天然生产者或异源宿主中靶分子生产的基因的有利遗传系统，以及(iv)生产天然产物或其工程化类似物到适用于检测、分离以及结构表征和生物表征的水平。来自链霉菌CB03234的克隆的天赐米星生物合成基因簇设定了用于制造新型类似物的天赐米星生物合成机制的阶段。已经很好地建立了特征在于趋同生物合成策略的烯二炔生物合成的一般范例。已经开展了链霉菌CB03234的有利的遗传体系。天赐米星滴定度已经显著改善，并可通过附加轮次的菌株改良试样来进一步改善。比较并对比编码天赐米星与其它烯二炔生物合成途径之间的烯二炔核生物合成的基因，为生产具有改变的烯二炔核结构的天赐米星类似物提供了杰出机会。将编码天赐米星生物合成的定制步骤的基因(例如蒽醌部分的O-甲基转移酶(TnmH)和细胞色素P450单加氧酶)工程化，有望产生具有改变的官能团的新型天赐米星类似物，从而调节其生物活性或提供反应性化学处理物以用于通过药物化学进一步修饰，如通过由工程化链霉菌CB03234AtnmH重组菌株生产天赐米星C所例证的(图3A-3D)。天赐米星C中C-7处的HO-基团应当极大地有利于天赐米星与所选各种抗体的缀合以形成设计者天赐米星-ADC。

可以通过生物工程、药物化学或两者的组合来获得的类似物：

遗传操作放线菌以激活烯二炔生物合成和生产。对天然产物发现和结构多样性实施代谢途径工程化策略具有最低四个要求。这些要求为：(i)编码特定天然产物或天然产物家族的产生的基因簇，(ii)对靶天然产物的生物合成机制的遗传和生物化学表征到一定程度，使得可组合的生物合成原理能合理施用于工程化新型类似物，(iii)用于体内操作管理天然生产者或异源宿主中靶分子生产的基因的有利的遗传体系，以及(iv)天然产物或工程化类似物生产到足以分离并结构表征和生物学表征的水平。虽然这些要求都是必要的，但是建立用于体内操作靶代谢物的生物合成机制的有利遗传体系是至关重要的(Galm U.，Shen,B.Exp.Infections Dis.2006,1,409-437；S.G.,Shen,B.Drug Disc.Today:Technologies 2006,3,285-292；Van Lanen,S.G.；Shen,B.Curr.Opinion DrugDiscov.Develop.2008,11,186-195)。因此，在操作烯二炔生物合成方面的创新的决定和机会是选择与过去二十年来已经开发的链霉菌物种和相关生物体中的重组DNA工作的有利技术和工具相容的生产者。CAL、DYN和ESP(部分)基因簇分别从棘孢小单孢菌、M.chersina和A.verrucosospora克隆，并且已知小单孢菌和马杜拉放线菌属中的遗传操作是非常困难的。因此，ESP簇不完整，CAL和DYN簇的界限还必须通过实验确定。相比之下，C-1027、NCS和UCM的生物合成和工程化已经分别通过在球孢链球菌、S.carzinostaticus和链霉菌中的有利基因体系极大促进。因此，选择了放线菌菌株集合中的链霉菌，并且该选择对于克服在其天然生产者中的烯二炔发现、生物合成和工程化的当前挑战和满足其天然生产者中的烯二炔发现、生物合成和工程化的未来目标来说至关重要。

开发探针以搜索烯二炔的细菌基因组PKS基因盒。四个9元(NCS、C-1027、MDP、KED)和四个10元(CAL、DYN、UCM、ESP)烯二炔PKS基因座，以及编码sporolides(SPO)和蓝假丝酵母(CYA、CYN)的生物合成的三个基因座的比较生物信息分析，揭示所有烯二炔共有一组五个基因(即由E3/E4/E5/E/E10组成的烯二炔PKS基因盒)，在烯二炔PKS基因盒之外没有观察到明显的保守，这证明烯二炔的外围部分的结构的多样性特征。这种显著的序列同源性和组织保守促使选择烯二炔PKS盒内的基因作为用于搜索存在烯二炔生物合成机制的基因组的探针。

作为最多产的烯二炔生产者的放线菌属。为了验证所选基因在烯二炔PKS盒内作为探针的实用性，在查询时，单独或以组合形式使用烯二炔盒内的五个基因中的每一个对编码烯二炔生物合成机制的基因进行了整个基因库的虚拟搜索。由这些搜索学习到几个重要的经验教训：(i)：鉴定了所有11种确认的烯二炔生物合成机制，验证了基因与作为探针的烯二炔PKS盒的实用性和特异性，(ii)虽然五个基因中的每一个单独产生基本上相同的结果，但E5、E或E10是优选的，并且E5/E或E/E10的组合提供了最佳结果，(iii)与11种已知的烯二炔物合成机制一起，还从不被称为烯二炔生产者的生物体中鉴定了55种附加烯二炔PKS盒，其与烯二炔的生物合成潜力显著不足的早期发现一致(即，截至2014年2月24日，从可公开访问基因库数据库中发现总计66种烯二炔生物合成基因座)。(iv)所有66个基因座都是细菌源，并且最显著的是，66个基因座中的55个属于放线菌纲，这揭示放线菌属是最多产的烯二炔生产者。

用于搜索新型烯二炔生产者的放线菌基因组的高通量方法。在虚拟筛选中观察到的准确性和特异性的启发下，开发了搜索编码烯二炔PKS盒的基因的高通量方法，并将其应用于放线菌集合以鉴定潜在的新烯二炔生产者。(i)仔细检查烯二炔PKS基因盒示出，虽然五种基因在这11种已知烯二炔中的10种之中是绝对保守的(ESP簇不完整，所以不能作为比较)，但在其相对组织中具有微妙的变化–(a)E5/E/E10全部成簇(如在NCS、MDP、SPO、CYA、CAL、DYN、UCM、ESP中)，(b)E5/E成簇但E10分离(如在C-1027中)，或(c)E/E10成簇但E5分离(如在KED、CYN中)。设计了两组PCR引物，其分别靶向E5/E或E/E10，(ii)示出通过PCR扩增烯二炔PKS基因盒的可行性，但这些早期实验是低通量的，需要通过凝胶电泳分析PCR产物中的每一种。为了开发高通量方法，制备集合中的每一种菌株的基因组DNA，对其浓度进行归一化，并将DNA排列成384孔板格式。以384孔板格式选择实时PCR，其中通过熔体曲线分析快速鉴定特异性PCR产物。然后通过凝胶电泳确认推断的击中，并通过DNA测序最终建立作为靶向烯二炔PKS基因盒的击中的同一性。

Claims

1.一种烯二炔化合物，其包含由式(I)表示的结构：

或其药学上可接受的盐，其中：

R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆和R₇各自独立地为：H、O、OH、F、Cl、Br、R'、OR'、CH₃、NH₂、NHR'、NR'₂、SH、SR'、C(O)R、RCO₂R'、卤素、烷基、杂原子取代的烷基、不饱和烷基、多不饱和烷基、芳基、杂芳基、环烷基、杂原子取代的类似物、烯基、烷奇基(alkyryl)、酰基、烷氧基、杂芳基烷基、杂环烷基、环脂族、杂环脂族、芳烷基、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的烷氧基、任选取代的杂芳基、任选取代的芳基烷氧基、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的酰基、NHC(＝O)OR'、NHC(＝O)NHR'、OC(＝O)NHR'、(CH₂)_1-4NHR'、C(＝O)R'、或C(＝O)OR'、N(R')₂、NHC(＝O)OR'、OC(＝O)NHR'、OC(＝O)R'、SC(＝O)R'或NHC(＝O)R'或氨基酸侧链；

R'和R独立地为：H、O、CH₃、卤素、C₁-C₁₀烷基、芳基、(CH₂)_nNH₂、C(＝O)(CH₂)_nNH₂、C(＝O)CHR^yNH₂或C(＝O)R^xNH₂、C₁-C₆烷基、(CH₂)_nNH₂、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的C₁-C₁₀烯基、任选取代的C₁-C₁₀炔基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的酰基；R^y为氨基酸或氨基酸侧链；R^x为任选取代的亚芳基、任选取代的杂亚芳基、任选取代的烷基亚芳基、任选取代的亚环烷基、任选取代的杂亚环烷基、任选取代的C₁-C₆烷基、任选取代的环烷基、任选取代的杂环烷基、任选取代的芳烷基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基，并且n为2、3、4、5或6；

X为C、N、S、或R'。

2.根据权利要求1所述的烯二炔化合物，其中所述烯二炔化合物为

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

3.根据权利要求1所述的烯二炔化合物，其中所述烯二炔化合物为

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

4.根据权利要求1所述的烯二炔化合物，其中所述烯二炔化合物为

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

5.根据权利要求1所述的烯二炔化合物，其中所述化合物与配体缔合，所述配体包括：抗体、抗体片段、适体、肽、多肽、碳水化合物、寡核苷酸、或小分子量(MW)化合物。

6.根据权利要求1所述的烯二炔化合物，其中所述配体特异性结合与疾病相关联的肿瘤抗原或靶分子或细胞。

7.根据权利要求1所述的烯二炔化合物，其还包含药剂。

8.一种药物组合物，其包含具有由式(I)表示的结构的化合物：

或其药学上可接受的盐，其中：

R'为H、卤素、O、CH₃、C₁-C₁₀烷基、(CH₂)_nNH₂、C(＝O)(CH₂)_nNH₂、C(＝O)CHR^yNH₂或C(＝O)R^xNH₂、C₁-C₆烷基、(CH₂)_nNH₂、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的C₁-C₁₀烯基、任选取代的C₁-C₁₀炔基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的酰基；R^y为氨基酸或氨基酸侧链；R^x为任选取代的亚芳基、任选取代的杂亚芳基、任选取代的烷基亚芳基、任选取代的亚环烷基、任选取代的杂亚环烷基、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的环烷基、任选取代的杂环烷基、任选取代的芳烷基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基，并且n为2、3、4、5或6；

X为C、N、S、或R'。

9.根据权利要求8所述的药物组合物，其还包含配体，其中所述化合物与所述配体缔合，所述配体包括：抗体、抗体片段、适体、肽、多肽、碳水化合物、寡核苷酸、多核苷酸或小分子量(MW)化合物。

10.根据权利要求9所述的药物组合物，其中所述配体特异性结合与疾病相关联的肿瘤抗原或靶分子或细胞。

11.一种化合物，其具有由式(II)表示的结构：

或其药学上可接受的盐，其中：

R₁、R₂、R₃和R₄各自独立地为：H、O、OH、F、Cl、Br、R'、OR'、CH₃、NH₂、NHR'、NR'₂、SH、SR'、C(O)R、RCO₂R'、卤素、烷基、杂原子取代的烷基、不饱和烷基、多不饱和烷基、芳基、杂芳基、环烷基、杂原子取代的类似物、烯基、烷奇基(alkyryl)、酰基、烷氧基、杂芳烷基、杂环烷基、脂环族、杂环脂族、芳烷基、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的烷氧基、任选取代的杂芳基、任选取代的芳烷氧基、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的酰基、NHC(＝O)OR'、NHC(＝O)NHR'、OC(＝O)NHR'、(CH₂)_1-4NHR'、C(＝O)R'、或C(＝O)OR'、N(R')₂、NHC(＝O)OR'、OC(＝O)NHR'、OC(＝O)R'、SC(＝O)R'、或NHC(＝O)R'、或氨基酸侧链，并且n为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；

X为C、N、S、或R'。

12.根据权利要求11所述的化合物，其还包含配体，所述配体包括：抗体、抗体片段、适体、肽、多肽、碳水化合物、寡核苷酸、多核苷酸或小分子量(MW)化合物。

13.根据权利要求12所述的化合物，其中所述配体特异性结合与疾病相关联的肿瘤抗原或靶分子或细胞。

14.一种化合物，其具有由式(III)表示的结构：

或其药学上可接受的盐，其中：

R₁、R₂、R₃、R₄和R₅各自独立地为：H、OH、O、F、Cl、Br、R'、OR'、CH₃、NH₂、NHR'、NR'₂、SH、SR'、C(O)R、RCO₂R'、卤素、烷基、杂原子取代的烷基、不饱和烷基、多不饱和烷基、芳基、杂芳基、环烷基、杂原子取代的类似物、烯基、烷奇基(alkyryl)、酰基、烷氧基、杂芳烷基、杂环烷基、环脂族、杂环脂族、芳烷基、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的烷氧基、任选取代的杂芳基、任选取代的芳烷氧基、任选取代的C₂-C₁₀烷基、任选取代的酰基、NHC(＝O)OR'、NHC(＝O)NHR'、OC(＝O)NHR'、(CH₂)_1-4NHR'、C(＝O)R'、或C(＝O)OR'、N(R')₂、NHC(＝O)OR'、OC(＝O)NHR'、OC(＝O)R'、SC(＝O)R'、或NHC(＝O)R'、或氨基酸侧链；

R'为H、卤素、O、CH₃、C₁-C₁₀烷基、(CH₂)_nNH₂、C(＝O)(CH₂)_nNH₂、C(＝O)CHR^yNH₂或C(＝O)R^xNH₂、C₁-C₆烷基、(CH₂)_nNH₂、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的C₁-C₁₀烯基、任选取代的C₁-C₁₀炔基、任选取代的芳基、任选取代的烷芳基、任选取代的酰基；R^y为氨基酸或氨基酸侧链；R^x为任选取代的亚芳基、任选取代的杂亚芳基、任选取代的烷基亚芳基、任选取代的亚环烷基、任选取代的杂亚环烷基、任选取代的C₁-C₁₀烷基、任选取代的环烷基、任选取代的杂环烷基、任选取代的芳烷基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基，并且n为2、3、4、5或6；并且

X为C、N、S、或R'。

15.根据权利要求14所述的化合物，其还包含配体，所述配体包括：抗体、抗体片段、适体、肽、多肽、碳水化合物、寡核苷酸、多核苷酸或小分子量(MW)化合物。

16.根据权利要求15所述的化合物，其中所述配体特异性结合与疾病相关联的肿瘤抗原或靶分子或细胞。

17.一种抗体-药物缀合物，其包含根据权利要求1、2、3、4、8、11或14中任一项所述的化合物，其中所述化合物与抗体缀合，其中所述抗体对于与疾病相关联的肿瘤抗原或靶分子或细胞是特异性的。

18.一种靶向配体-药物缀合物，其包含由式(IV)

(A)_XL

表示的结构，

其中：

L为靶向配体，

X为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；并且

A选自具有由式(I)、(II)和(III)表示的通式结构的化合物。

19.根据权利要求18所述的靶向配体-药物缀合物，其还包含一个或多个连接部分，所述连接部分包括由式(V)

(A)_x(M)_yL_z

表示的结构，

其中：

M为连接部分；并且

y和z独立地为0、1、2或3。

20.根据权利要求18所述的靶向配体-药物缀合物，其中所述化合物为

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

21.根据权利要求18所述的靶向配体-药物缀合物，其中所述化合物为

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

22.根据权利要求18所述的靶向配体-药物缀合物，其中所述化合物为

其类似物、衍生物或药学上可接受的盐。

23.一种药物组合物，其包含根据权利要求1、2、3、4、8、11、14、17、18、19、20、21或22中任一项所述的化合物。

24.一种根据权利要求1、2、3、4、8、11、14、17、18、19、20、21或22中任一项所述的化合物，其中所述化合物包含可检测的标签。

25.一种细胞，其包含根据权利要求1、2、3、4、8、11、14、17、18、19、20、21或22中任一项所述的化合物。

26.一种脂质体，其包含根据权利要求1、2、3、4、8、11、14、17、18、19、20、21、22、23或24中任一项所述的化合物。

27.一种制备根据权利要求1、2、3、4、8、11、14、17、18、19、20、21或22中任一项所述的化合物的方法，所述方法包括：使细胞中的核酸序列突变，所述细胞产生天然烯二炔化合物，将天然产生烯二炔的细胞与突变细胞和重组细胞的代谢谱进行比较；选择表达突变核酸序列的突变体和重组细胞；并且相比于天然烯二炔化合物，筛选由突变核酸序列产生的烯二炔化合物。

28.一种制备根据权利要求1、2、3、4、8、11、14、17、18、19、20、21或22中任一项所述的化合物的方法，所述方法包括：提供编码突变的核酸序列的表达载体；用所述表达载体转染细胞；并且相比于天然烯二炔化合物，筛选由突变核酸序列产生的烯二炔化合物。

29.一种治疗被诊断有癌症的受试者的方法，其包括对所述受试者施用治疗有效量的根据权利要求1、2、3、4、8、11、14、17、18、19、20、21、22、23或24中任一项所述的化合物。

30.根据权利要求29所述的方法，其中所述化合物与靶向配体缀合。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述靶向配体包括：抗体、抗体片段、适体、肽、多肽、碳水化合物、整合素、寡核苷酸或小分子量(MW)化合物。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述靶向配体特异性结合到肿瘤抗原。