CN109563135B - α(V)β(6)整合素结合肽及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了靶向整合素如αvβ6整合素的肽缀合物。在具体的实施方案中,所述肽缀合物包含部分,诸如PEG部分、显像剂或治疗剂。本发明的肽缀合物特别适用于肿瘤、器官或组织的成像。本文中还提供了含有本发明的肽缀合物的组合物和试剂盒。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年6月13日提交的美国临时申请第62/349,615号的优先权,其公开内容出于所有目的通过引用整体并入本文中。
关于在联邦政府资助的研究和开发下进行的发明的权利的声明
本发明是在能源部授予的第DE-SC0002061号基金和国立卫生研究院授予的第NIH1RC4EB01 2836-01号基金的政府支持下完成的。政府对本发明享有一定的权利。
发明背景
整合素是负责介导细胞-细胞和细胞-细胞外基质(ECM)粘附的一个大家族的细胞表面受体。有至少24种不同的整合素,每种为由α和β亚基组成的异源二聚体,其表达由若干因素(包括组织类型、发育阶段以及诸如炎症和癌症的各种组织病理学)决定。尽管它们不具有任何固有的酶活性,但在配体结合后,整合素通过引入细胞质结构和信号传导分子的复合物的并置(然后所述细胞质结构和信号传导分子相互作用并确定细胞反应),而将细胞外线索(cues)转化为细胞内信号。由于整合素参与细胞行为(包括运动、增殖、侵袭和存活)的大多数要素,,它们在疾病中的作用已被广泛报道。事实上,一些整合素被认为在促进某些疾病(包括癌症)中起着积极作用。例如,由于它的多种能力(包括上调促侵袭性金属蛋白酶以及提供促迁移和存活信号),αvβ3整合素涉及促进黑素瘤和成胶质细胞瘤的侵袭性表型。由于αvβ3也在血管生成性血管的内皮细胞上被上调,并且可能为癌症中新生血管的发育提供类似的信号,因此此类数据已经使得许多药物和学术中心开发αvβ3的拮抗剂以用于治疗目的,其中的许多为肽或模拟肽。因此,理解整合素-配体相互作用的结构基础将有助于设计改良的整合素拮抗剂。
αvβ6整合素受体仅在上皮细胞上被表达。这一整合素参与正常和病理组织过程。例如,在伤口愈合和炎症期间,αvβ6被上皮细胞上调。可能αvβ6通过与其保护性肽前体(潜伏相关肽(LAP))的结合而局部激活TGF-β的能力,解释了这一整合素在这些瞬时病理中的功能。因此,TGF-β可以抑制炎症应答和上皮增殖,表明αvβ6用作减弱这些过程的阴性对照。然而,慢性炎症可以引起过量的αvβ6依赖性TGF-β的激活,导致实验动物肺的纤维化。结果,导致人的纤维化的一些病理也可能涉及αvβ6依赖性TGF-β的激活。小鼠皮肤中组成型αvβ6的过表达导致在大量的转基因动物中出现慢性伤口。因此,与人类疾病相关的慢性伤口(例如,某些形式的大疱性表皮松懈)也可以通过上调由伤口角化细胞表达的αvβ6而被促进或加剧。
此外,αvβ6是癌症中的主要靶标。尽管αvβ6为上皮特异性的,它在大多数静息上皮组织中很弱或不可检测,但在许多类型的癌症中被强烈上调,通常在侵袭前沿。例如,αvβ6在口腔鳞状细胞癌(OSCC)、胰腺癌、卵巢癌和结肠癌中被高度上调。已经表明αvβ6可以通过上调金属蛋白酶以及促进增加的运动性而促进癌侵袭,使得癌细胞的存活通过Akt的上调而被促进。这些数据表明αvβ6积极促进侵袭表型。还表明αvβ6的高表达与结肠癌患者的生存中值的显著降低相关。
鉴于以上原因,本领域需要对表达αvβ6的肿瘤提供高肿瘤选择性和特异性的肿瘤靶向性试剂。本发明满足了该需求并且还提供了相关的优势。
发明概述
在一个方面,本发明提供了缀合物,其包含含有氨基酸序列VGDLTYLK(SEQ ID NO:1)的肽和部分。在一些实施方案中,将所述部分与所述肽共价连接。在其他的实施方案中,所述肽的长度为约8至约20个氨基酸。
在一些实施方案中,所述缀合物包含一个或多个另外的赖氨酸残基。在一些情况下,将所述一个或多个另外的赖氨酸残基与所述肽的C末端和/或与一个或多个部分连接。在一些实施方案中,所述缀合物包含氨基酸序列VGDLTYLKK(SEQ ID NO:10)和部分。
在一些实施方案中,所述肽与整合素结合。在一些情况下,所述整合素为αvβ6整合素。在一些实施方案中,所述部分选自:聚乙二醇(PEG)部分、氟苯甲酰基(FB)基团、甲基基团、乙酰基基团、显像剂、治疗剂,以及它们的组合。在具体的实施方案中,所述PEG部分具有小于约3,000道尔顿(Da)的分子量。在一些情况下,所述PEG部分选自PEG12(PEG800)、PEG28(PEG 1,500),以及它们的组合。在一些实施方案中,所述PEG部分为具有确定链长的单分散的PEG部分。在一些情况下,所述单分散的PEG部分具有大于约95%的寡聚物纯度。
在一些实施方案中,所述显像剂选自:FB基团、放射性核素、生物素、荧光团、荧光蛋白、抗体、辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶,以及它们的组合。在具体的实施方案中,所述放射性核素选自:11C、13N、15O、18F、61Cu、62Cu、64Cu、67Cu、68Ga、111In、124I、125I和131I。在一些情况下,所述放射性核素为18F。在一些实施方案中,将所述部分与所述肽、与所述一个或多个另外的赖氨酸残基,和/或与另一部分连接。
在一些实施方案中,将一个另外的赖氨酸残基与所述肽的C末端连接,并且将FB基团与所述另外的赖氨酸残基的侧链连接,使得所述缀合物包含序列VGDLTYLKK(FB)(SEQ IDNO:2)。在具体的实施方案中,所述缀合物还包含与所述肽的N末端连接的FB基团,以及与所述C末端赖氨酸残基连接的PEG28部分,使得所述缀合物包含序列FB-VGDLTYLKK(FB)-PEG28(SEQ ID NO:3)。
在一些实施方案中,所述缀合物包含序列(VGDLTYLK-PEG12)2KK(FB)(SEQ ID NO:4),其中所述缀合物包含氨基酸序列VGDLTYLK(SEQ ID NO:1)的二聚体,其中将PEG12部分与所述二聚体的每个成员的C末端连接,其中将两个PEG12部分均与两个另外的赖氨酸残基的第一个连接,并且其中将FB基团与所述两个另外的赖氨酸残基的第二个的侧链连接。在具体的实施方案中,将FB基团与二聚体的每个肽的N末端连接,使得所述缀合物包含序列(FB-VGDLTYLK-PEG12)2KK(FB)(SEQ ID NO:5)。在一些实施方案中,所述缀合物包含序列(VGDLTYLK-PEG12)2KK(FB)(SEQ ID NO:4),其中所述缀合物包含氨基酸序列VGDLTYLK(SEQID NO:1)的四聚体。在一些实施方案中,用18F放射性标记与赖氨酸残基连接的所述FB基团。
在一些实施方案中,所述治疗剂选自:放射性核素、促凋亡肽、纳米颗粒、化学治疗剂、纳米微滴、脂质体药物、细胞因子,以及它们的组合。
在另一个方面,本发明提供了组合物,其包含本文所述的缀合物或多个所述缀合物。在一些实施方案中,具有确定链长的单分散的PEG部分存在于所述多个缀合物中。在其他的实施方案中,所述组合物还包含药物载体或赋形剂。
在另一个方面,本发明提供了用于成像或疗法的试剂盒。在一些实施方案中,所述试剂盒包含本文中所述的缀合物或本文中所述的组合物。在一些实施方案中,所述试剂盒还包含使用说明书。在其他的实施方案中,所述试剂盒还包含一种或多种试剂。
在另一个方面,本发明提供了用于对对象中的靶标组织成像的方法。在一些实施方案中,所述方法包括向所述对象施用本文中所述的缀合物或本文中所述的组合物(其中所述缀合物包含显像剂),以及检测所述缀合物以确定所述缀合物在所述对象中的何处聚集。在一些实施方案中,将所述显像剂与所述肽、FB基团或PEG部分共价连接。
在一些实施方案中,所述靶标组织为癌性组织或器官。在一些情况下,所述癌性组织与胰腺癌、乳腺癌、结肠直肠癌、前列腺癌或口腔鳞状细胞癌相关。在一些实施方案中,所述显像剂为放射性核素。在一些情况下,将所述放射性核素与FB基团共价连接。在具体的实施方案中,将来自放射性核素的辐射用于确定所述缀合物在所述对象中的何处聚集。在一些实施方案中,所述检测缀合物以用于由整合素介导的疾病或病症的诊断或预后。在一些情况下,所述疾病或病症与所述整合素的表达、过表达或激活相关。
在另一个方面,本发明提供了预防或治疗对象中的整合素介导的疾病或病症的方法,所述方法包括向所述对象施用治疗有效量的本文中所述的缀合物或本文中所述的组合物,其中所述缀合物包含治疗剂。在一些实施方案中,将所述治疗剂与所述肽或PEG部分共价连接。
在一些实施方案中,所述疾病或病症与整合素的表达、过表达或激活相关。在具体的实施方案中,所述疾病或病症选自:癌症、炎性疾病、自身免疫性疾病、慢性纤维化、慢性阻塞性肺病(COPD)、肺气肿、辐射诱导的肺纤维化和慢性创伤性皮肤病。在一些实施方案中,所述疾病或病症为αvβ6整合素介导的疾病或病症。在一些情况下,αvβ6整合素介导的疾病或病症为胰腺癌、乳腺癌、结肠直肠癌、前列腺癌或口腔鳞状细胞癌。在一些实施方案中,所述缀合物或所述组合物的治疗有效量为足以将所述治疗剂靶向递送至表达所述整合素的细胞的量。
从以下详细描述和附图中,本发明的其他目的、特征和优势对本领域技术人员而言将会是显而易见的。
附图简述
图1概述了一珠一化合物(OBOC)氟苯甲酰基肽库的产生。
图2A和2B显示了基于荧光细胞的珠上筛选。图2A显示了基于荧光细胞的珠上筛选中所涉及的步骤的概述。图2B显示了使用混合的DX3β6mCherry(αvβ6阳性)和DX3 EmGFP(αvβ6阴性)细胞系的珠上双色筛选方法。
图3显示了珠上筛选的结果,包括肽1-5(SEQ ID NO:2和6-9)。
图4显示了肽命中(hits)(肽1-5;SEQ ID NO:2和6-9)的珠上验证。
图5A和5B显示了本发明的肽的竞争性结合ELISA。图5A显示了不同的整合素及它们的天然配体。图5B显示了肽1-5(SEQ ID NO:2和6-9)的ELISA结果。
图6A和6B显示了肽的固相放射性标记。图6A显示了放射性标记过程的示意图。图6B显示了放射性标记产率和纯度的测定的结果。
图7A和7B显示了血清稳定性研究。图7A显示了肽1(ST1-62)(SEQ ID NO:2)的血清稳定性研究的结果,其中用18F放射性标记C末端氟苯甲酰基基团。图7B显示了包含SEQ IDNO:3所示氨基酸序列的PEG化的肽(ST1-92)的血清稳定性研究的结果,其中已经用18F放射性标记C末端氟苯甲酰基基团。
图8A和8B显示了用FAM-X标记的肽(VGDLTYLKK-FAM-X;SEQ ID NO:15)与DX3puroβ6和DX3 puro细胞的结合。图8A显示了使用3种浓度的肽(0.1、1和10μM)进行的结合研究的结果。每个实验中使用了150,000个细胞。图8B显示了使用100μM的肽浓度进行的结合研究的结果。这些研究的每个实验使用75,000、150,000或300,000个细胞。对照实验使用300,000个未染色的细胞。
发明详述
I.引言
本发明是部分基于使用新的一步法珠上筛选方法鉴定的缀合物的发现,所述新的一步法珠上筛选方法使用混合的荧光细胞用于从氟苯甲酰基一珠一化合物(OBOC)肽库鉴定靶向整合素αvβ6的缀合物的。选择从测定分离的5个珠用于测序,并使用竞争性结合ELISA评估对αvβ6、αvβ3、αvβ5、αvβ1和αvβ8的结合特异性。随后将以高亲和力和以高选择性比率结合αvβ6整合素的缀合物最优化,并开发成18F-缀合物(即包含与氟苯甲酰基基团连接的18F放射性核素的缀合物),其可用于经由正电子发射断层扫描(PET)的非侵袭性成像。
II.定义
除非另有明确指示,本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属的领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。另外,可以将与本文中所述的方法或材料类似或等同的任何方法或材料均用于实施本发明。为了本发明的目的,定义了以下术语。
如本文中所用的,术语“一个/种(a/an)”或“所述(the)”不仅包括具有一个成员的方面,还包括具有多于一个成员的方面。例如,单数形式“一个/种(a/an)”和“所述(the)”包括复数指示对象,除非上下文另有明确指示。因此,例如,提及“细胞”包括多个此类细胞,并且提及“所述试剂”包括提及本领域技术人员已知的一种或多种试剂,诸如此类。
术语“缀合物”旨在包括通过两个或更多个化合物连接或连接(the joining orattachment)而形成的化学化合物。具体地,本发明的缀合物包含与部分连接(例如,共价连接)的肽(例如,整合素结合肽)。作为非限制性的实例,本发明的缀合物还可以包含一个或多个另外的氨基酸(例如,另外的赖氨酸残基)、显像剂(例如,氟苯甲酰基基团和/或诸如18F的放射性核素)、治疗剂,或与肽、一个或多个另外的氨基酸,和/或一个或多个部分连接的其他部分。
术语“整合素结合肽”和“与整合素结合”是指缀合物中的肽基序的结合/相互作用,其显示与特定整合素或特定整合素的组发生特异性相互作用的能力。在某些实施方案中,该术语是指肽或其部分与靶标整合素相互作用和/或结合,且不与类似序列或结构的分子交叉反应的能力。在一些情况下,当它以比类似序列或结构的分子低得多的解离常数(即,更紧的结合)与靶标整合素结合时,肽与靶标整合素特异性结合。例如,在某些情况下,当与相关的分子相比,肽以约2、3、4、5、6、8、10、15、20、25、30、40、50、100或1000倍或更高的亲和力与靶标整合素结合时,发生特异性结合。肽与靶标整合素上的位点的结合可以经由分子间力(诸如离子键、氢键、疏水相互作用、偶极-偶极键和/或范德华力)发生。可以例如通过评估在常规条件下,肽与靶标整合素以及与若干个或多或少(例如,结构上和/或功能上)紧密相关的分子的结合,来测试交叉反应性。这些方法可包括但不限于,与紧密相关分子的结合研究、封闭和竞争研究、FACS分析、表面等离子体共振(例如,用BIAcore)、分析型超速离心、等温滴定量热、荧光各向异性、荧光光谱、放射性标记配体结合测定,以及它们的组合。
术语“氨基酸”包括天然存在的α-氨基酸和它们的立体异构体,以及非天然的氨基酸和它们的立体异构体。氨基酸的“立体异构体”是指氨基酸的镜像异构体,如L-氨基酸或D-氨基酸。例如,天然存在的氨基酸的立体异构体是指天然存在的氨基酸的镜像异构体,即D-氨基酸。
天然存在的氨基酸是通过遗传密码编码的那些氨基酸,以及随后经修饰的那些氨基酸,例如,γ-羧基谷氨酸酯和O-磷酸丝氨酸。天然存在的α-氨基酸包括但不限于丙氨酸(Ala)、半胱氨酸(Cys)、天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、苯丙氨酸(Phe)、甘氨酸(Gly)、组氨酸(His)、异亮氨酸(Ile)、精氨酸(Arg)、赖氨酸(Lys)、亮氨酸(Leu)、甲硫氨酸(Met)、天冬酰胺(Asn)、脯氨酸(Pro)、谷氨酰胺(Gln)、丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)、缬氨酸(Val)、色氨酸(Trp)、酪氨酸(Tyr),以及它们的组合。天然存在的α-氨基酸的立体异构体包括但不限于D-丙氨酸(D-Ala)、D-半胱氨酸(D-Cys)、D-天冬氨酸(D-Asp)、D-谷氨酸(D-Glu)、D-苯丙氨酸(D-Phe)、D-组氨酸(D-His)、D-异亮氨酸(D-Ile)、D-精氨酸(D-Arg)、D-赖氨酸(D-Lys)、D-亮氨酸(D-Leu)、D-甲硫氨酸(D-Met)、D-天冬酰胺(D-Asn)、D-脯氨酸(D-Pro)、D-谷氨酰胺(D-Gln)、D-丝氨酸(D-Ser)、D-苏氨酸(D-Thr)、D-缬氨酸(D-Val)、D-色氨酸(D-Trp)、D-酪氨酸(D-Tyr),以及它们的组合。
非天然氨基酸包括但不限于为L或D构型的氨基酸类似物、氨基酸模拟物、合成的氨基酸、N-取代的甘氨酸和N-甲基氨基酸,其以与天然存在的氨基酸类似的方式发挥功能。例如,“氨基酸类似物”是具有与天然存在的氨基酸相同的基础化学结构(即与氢、羧基基团、氨基基团结合的α碳),但是具有修饰的R(即,侧链)基团的非天然的氨基酸。
非天然的氨基酸的非限制性实例包括1-氨基环戊烷-1-羧酸(Acp)、1-氨基环丁烷-1-羧酸(Acb)、1-氨基环丙烷-1-羧酸(Acpc)、瓜氨酸(Cit)、高瓜氨酸(HoCit)、α-氨基己二酸(Aad)、3-(4-吡啶基)丙氨酸(4-Pal)、3-(3-吡啶基)丙氨酸(3-Pal)、炔丙基甘氨酸(Pra)、α-氨基异丁酸(Aib)、α-氨基丁酸(Abu)、正缬氨酸(Nva)、α,β-二氨基丙酸(Dpr)、α,γ-二氨基丁酸(Dbu)、α-叔丁基甘氨酸(Bug)、3,5-二硝基酪氨酸(Tyr(3,5-二NO2))、正亮氨酸(Nle)、3-(2-萘基)丙氨酸(Nal-2)、3-(1-萘基)丙氨酸(Nal-1)、环己基丙氨酸(Cha)、二-正丙基甘氨酸(Dpg)、环丙基丙氨酸(Cpa)、高亮氨酸(Hle)、高丝氨酸(HoSer)、高精氨酸(Har)、高半胱氨酸(Hcy)、甲硫氨酸亚砜(Met(O))、甲硫氨酸甲基锍(Met(S-Me))、α-环己基甘氨酸(Chg)、3-苯并-噻吩基丙氨酸(Bta)、牛磺酸(Tau)、羟脯氨酸(Hyp)、邻苄基-羟脯氨酸(Hyp(Bzl))、高脯氨酸(HoPro)、β-高脯氨酸(βHoPro)、噻唑烷-4-羧酸(Thz)、哌啶甲酸(nipecotic acid,Nip)、异哌啶甲酸(IsoNip)、3-羧甲基-1-苯基-1,3,8-三氮杂螺[4,5]癸烷-4-酮(Cptd)、四氢-异喹啉-3-羧酸(3-Tic)、5H-噻唑并[3,2-a]吡啶-3-羧酸(Btd)、3-氨基苯甲酸(3-Abz)、3-(2-噻吩基)丙氨酸(2-Thi)、3-(3-噻吩基)丙氨酸(3-Thi)、α-氨基辛二酸(Asu)、二乙基甘氨酸(Deg)、4-氨基-4-羧基-1,1-二氧代-四氢噻喃(Acdt)、1-氨基-1-(4-羟基环己基)羧酸(Ahch)、1-氨基-1-(4-酮环己基)羧酸(Akch)、4-氨基-4-羧基四氢吡喃(Actp)、3-硝基酪氨酸(Tyr(3-NO2))、1-氨基-1-环己烷羧酸(Ach)、1-氨基-1-(3-哌啶基)羧酸(3-Apc)、1-氨基-1-(4-哌啶基)羧酸(4-Apc)、2-氨基-3-(4-哌啶基)丙酸(4-App)、2-氨基茚满-2-羧酸(Aic)、2-氨基-2-萘基乙酸(Ana)、(2S,5R)-5-苯基吡咯烷-2-羧酸(Ppca)、4-噻唑基丙氨酸(Tha)、2-氨基辛酸(Aoa)、2-氨基庚酸(Aha)、鸟氨酸(Orn)、吖丁啶-2-羧酸(Aca)、α-氨基-3-氯代-4,5-二氢-5-异氮唑乙酸(Acdi)、噻唑烷-2-羧酸(Thz(2-COOH))、烯丙基甘氨酸(Agl)、4-氰基-2-氨基丁酸(Cab)、2-吡啶基丙氨酸(2-Pal)、2-喹啉基丙氨酸(2-Qal)、环丁基丙氨酸(Cba)、苯丙氨酸类似物、赖氨酸、鸟氨酸(Orn)和α,γ-二氨基丁酸(Dbu)的衍生物,它们的立体异构体,以及它们的组合(参见,例如,Liu等人Anal.Biochem.,295:9-16(2001))。因此,非天然的α-氨基酸作为非天然的L-α-氨基酸、非天然的D-α-氨基酸,或它们的组合存在。
“氨基酸模拟物”是化学化合物,其具有不同于氨基酸的通常化学结构的结构,但是以类似于天然存在的氨基酸的方式发挥功能。合适的氨基酸模拟物包括但不限于β-氨基酸和γ-氨基酸。在β-氨基酸中,氨基基团与羧基基团的β碳原子结合,使得氨基基团和羧基基团之间存在两个碳原子。在γ-氨基酸中,氨基基团与羧基基团的γ-碳原子结合,使得氨基基团与羧基基团之间存在3个碳原子。β-氨基酸或γ-氨基酸的合适的R基团包括但不限于天然存在的氨基酸和非天然的氨基酸中存在的侧链。
“N-取代的甘氨酸”是基于甘氨酸的非天然的氨基酸,其中氨基酸侧链与甘氨酸氮原子连接。合适的氨基酸侧链(例如,R基团)包括但不限于天然存在的氨基酸中存在的侧链,和非天然的氨基酸(诸如氨基酸类似物)中存在的侧链。N-取代的甘氨酸的非限制性实例包括N-(2-氨基乙基)甘氨酸、N-(3-氨基丙基)甘氨酸、N-(2-甲氧基乙基)甘氨酸、N-苄基甘氨酸、(S)-N-(1-苯基乙基)甘氨酸、N-环己基甲基甘氨酸、N-(2-苯基乙基)甘氨酸、N-(3-苯基丙基)甘氨酸、N-(6-氨基半乳糖基)甘氨酸、N-(2-(3'-吲哚基乙基)甘氨酸、N-(2-(对甲氧苯基乙基))甘氨酸、N-(2-(对氯代苯基乙基)甘氨酸,和N-[2-(对羟基苯基乙基)]甘氨酸。在本文中被称为“类肽”的N-取代的甘氨酸寡聚物已被证明为蛋白酶抗性的(参见例如,Miller等人,Drug Dev.Res.,35:20-32(1995))。
氨基酸在本文中可以通过它们通常已知的三字母符号,或通过由IUPAC-IUB生物化学命名委员会(Biochemical Nomenclature Commission)推荐的单字母符号表示。例如,L-氨基酸在本文中可以通过它通常已知的三字母符号(例如,对于L-精氨酸为Arg),或通过大写的单字母氨基酸符号(例如,对于L-精氨酸为R)来表示。D-氨基酸在本文中可以通过它通常已知的三字母符号(例如,对于D-精氨酸为D-Arg),或通过小写的单字母氨基酸符号(例如,对于D-精氨酸为r)来表示。
关于氨基酸序列,本领域技术人员将认识到改变、添加或缺失编码序列中的单个氨基酸或小百分比的氨基酸的肽、多肽或蛋白质序列的个别的取代、添加或缺失为“保守修饰变体”,其中改变导致用化学上类似的氨基酸取代氨基酸。化学上类似的氨基酸包括但不限于天然存在的氨基酸(诸如L-氨基酸)、天然存在的氨基酸的立体异构体(诸如D-氨基酸)和非天然的氨基酸(诸如氨基酸类似物、氨基酸模拟物、合成的氨基酸、N-取代的甘氨酸和N-甲基氨基酸)。
提供功能类似的氨基酸的保守取代表为本领域众所周知的。例如,可以进行取代,其中脂肪族氨基酸(例如,G、A、I、L或V)被组中的另一成员取代。类似地,脂肪族极性不带电荷的组(诸如C、S、T、M、N或Q)可以被组中另一成员取代;并且碱性残基(例如,K、R或H)可以被彼此取代。在一些实施方案中,具有酸性侧链的氨基酸(例如E或D)可以分别被其不带电荷的对应物(例如Q或N)取代;或者反之亦然。以下8组中的每一组包含彼此为保守取代的其他示例性氨基酸:
1)丙氨酸(A)、甘氨酸(G);
2)天冬氨酸(D)、谷氨酸(E);
3)天冬酰胺(N)、谷氨酰胺(Q);
4)精氨酸(R)、赖氨酸(K);
5)异亮氨酸(I)、亮氨酸(L)、甲硫氨酸(M)、缬氨酸(V);
6)苯丙氨酸(F)、酪氨酸(Y)、色氨酸(W);
7)丝氨酸(S)、苏氨酸(T);和
8)半胱氨酸(C),甲硫氨酸(M)
(参见,例如,Creighton,Proteins,1993)。
术语“肽”是指由单链的通过肽键连接的D-氨基酸或L-氨基酸或者D-氨基酸和L-氨基酸的混合物组成的化合物。通常,肽的长度为约2至约50个氨基酸。作为非限制性的实例,本文中所述的缀合物中存在的肽(例如,整合素结合肽)的长度为约5至约45个氨基酸、约8至约45个氨基酸、约8至约25个氨基酸、约8至约20个氨基酸、约12至约45个氨基酸、约12至约30个氨基酸、约8个氨基酸或约20个氨基酸。除非另有指示,肽的N末端氨基被认为是游离的。因此,序列NH2-VGD和VGD均表示具有游离N末端氨基的三氨基酸VGD肽序列。此外,序列NH2-VGD和VGD均表示能够在N末端上用氟苯甲酰基(FB)基团保护,以产生具有序列FB-VGD的缀合物的肽。
如本文中所用的,术语“PEG化”是指将聚乙二醇(PEG)分子与另一分子(例如,肽、多肽、蛋白、部分等,其随后被称为“PEG化的”)共价偶联的过程。
术语“治疗有效量”是指能够在有此需要的对象中实现治疗效果的本发明的缀合物或组合物的量。例如,本发明的缀合物或组合物的治疗有效量可以为能够预防或减轻与疾病或病症相关的一种或多种症状的量。本领域技术人员将理解可以将本发明的缀合物和组合物与其他治疗剂(诸如抗癌剂、抗炎剂、免疫抑制剂、抗病毒剂、抗生素剂和/或抗真菌剂)共同施用。
如本文中所用的,术语“施用”包括口服施用、局部接触、作为栓剂施用、静脉内、腹膜内、肌内、病灶内、鞘内、鼻内或皮下施用,或者将缓释装置(例如微型渗透泵)植入对象。通过任何途径施用,包括肠胃外和跨黏膜(例如,口腔、舌下、上颚、齿龈、鼻、阴道、直肠或透皮)。肠胃外施用包括例如,静脉内、肌肉内、小动脉内、皮内、皮下、腹膜内、心室内和颅内。其他递送模式包括但不限于使用脂质体制剂、静脉内输注、透皮贴剂等。本领域技术人员将知道用于施用治疗有效量的本发明的缀合物或组合物以用于预防或减轻与疾病或病症(例如癌症或者炎性或自身免疫性疾病)相关的一种或多种症状的另外的方法。通“共同施用”意指在施用第二种药物(例如,抗癌剂、抗炎剂、免疫抑制剂、抗病毒剂、抗生素、抗真菌剂等)的同时、之前不久或之后不久,施用本发明的缀合物或组合物。
术语“放射性核素”旨在包括展示放射性的任何核素。“核素”是指通过其原子序数、原子量和能态指定的原子类型,如碳14(14C)。“放射性”是指由放射性物质发射的辐射,包括α粒子、β粒子、核子、电子、正电子、中微子和γ射线。适于用于本发明的放射性核素的实例包括但不限于氟18(18F)、磷32(32P)、钪47(47Sc)、钴55(55Co)、铜60(60Cu)、铜61(61Cu)、铜62(62Cu)、铜64(64Cu)、镓66(66Ga)、铜67(67Cu)、镓67(67Ga)、镓68(68Ga)、铷82(82Rb)、钇86(86Y)、钇87(87Y)、锶89(89Sr)、钇90(90Y)、铑105(105Rh)、银111(111Ag)、铟111(111In)、碘124(124I)、碘125(125I)、碘131(131I)、锡117m(117mSn)、锝99m(99mTc)、钷149(149Pm)、钐153(153Sm)、钬166(166Ho)、镥177(177Lu)、铼186(186Re)、铼188(188Re)、铊201(201Tl)、砹211(211At)和铋212(212Bi)。如本文中所用的,117mSn和99mTc中的“m”代表元状态(meta state)。另外,通常表示放射性同位素的混合物的天然存在的放射性元素(诸如铀、镭和钍)是放射性核素的合适的实例。67Cu、131I、177Lu和186Re是发射β和γ的放射性核素。212Bi是发射α和β的放射性核素。211At是发射α的放射性核素。32P、47Sc、89Sr、90Y、105Rh、111Ag、117mSn、149Pm、153Sm、166Ho和188Re是发射β的放射性核素的实例。67Ga、111In、99mTc和201Tl是发射γ的放射性核素的实例。55Co、60Cu、61Cu、62Cu、66Ga、68Ga、82Rb和86Y是发射正电子的放射性核素的实例。64Cu是发射β和正电子的放射性核素。
术语“对象”或“患者”通常是指人,但也可以包括其他动物,诸如例如,其他的灵长类、啮齿类、犬、猫科动物、马、绵羊、猪等。
III.实施方案的描述
本发明提供了靶向整合素(诸如αvβ6整合素)的缀合物和组合物。在一些实施方案中,所述缀合物包含含有氨基酸序列VGDLTYLK(SEQ ID NO:1)的肽和部分。可以将所述部分或多个所述部分与肽共价或非共价连接。在其他的实施方案中,所述缀合物还包含一个或多个另外的氨基酸残基。在优选的实施方案中,所述缀合物还包含一个或多个另外的赖氨酸残基。所述一个或多个另外的氨基酸残基(例如,赖氨酸残基)可以连接在肽上的任何地方(例如,肽的N末端、肽的C末端)和/或与一个或多个部分连接。在具体的实施方案中,一个或多个氨基酸残基(例如,赖氨酸残基)与C末端和/或一个或多个部分连接。在一些实施方案中,所述缀合物包含氨基酸序列VGDLTYLKK(SEQ ID NO:10)和部分。
在一些实施方案中,所述部分选自:聚乙二醇(PEG)部分、氟苯甲酰基(FB)基团(例如,非放射性标记的FB基团)、甲基基团、乙酰基基团、本文中所述的显像剂(例如,FB基团和/或放射性核素(例如,18F))、本文中所述的治疗剂(例如,放射性核素、促凋亡肽、纳米颗粒、化学治疗剂、纳米微滴、脂质体药物、细胞因子,以及它们的组合),以及它们的组合。当将FB基团用作显像剂时,在一些情况下,FB基团被放射性标记(例如,具有与其共价连接的放射性核素)。可以将所述部分与肽、与一个或多个氨基酸残基(例如,赖氨酸残基),和/或与另一部分共价或非共价连接。在具体的实施方案中,所述缀合物还包含与肽或PEG部分共价连接的白蛋白结合基序。在一些情况下,白蛋白结合基序为4-(4-碘苯基)丁酸。
本领域技术人员将理解当缀合物包含多于一个PEG部分时,可以独立地选择每个PEG部分的大小或分子量。在一些情况下,每个PEG部分具有不同的大小或分子量。在其他的情况下,缀合物中的所有PEG部分具有相同的大小或分子量。在一些实施方案中,PEG部分具有小于约5,000道尔顿(Da)的分子量。在具体的实施方案中,PEG部分具有小于约3,000道尔顿(Da)的分子量。在优选的实施方案中,PEG部分为具有确定链长的单分散的PEG部分。具有确定链长的PEG部分通常包括具有精确确定数量的重复乙二醇单元的离散分子量的PEG分子。具有确定链长的PEG部分的非限制性实例包括具有大于约90%、91%、92%、93%、94%或95%的寡聚物纯度的小的、单分散的PEG分子。在具体的实施方案中,具有平均分子量的PEG化合物混合物未被用于本发明的缀合物中。
在某些情况下,PEG部分选自:PEG11、PEG12(PEG 800)、PEG28(PEG1,500)和(PEG28)2(PEG 1,500×2)。适合用于本发明的缀合物的PEG单元的其他非限制性实例包括PEG 200、PEG 300、PEG 400、PEG 500、PEG600、PEG 700、PEG 900、PEG 1,000、PEG 1,100、PEG 1,200、PEG 1,300、PEG 1,400、PEG 1,600、PEG 1,700、PEG 1,800、PEG 1,900、PEG 2,000、PEG 2,100、PEG 2,200、PEG 2,300、PEG 2,400、PEG 2,500、PEG 2,600、PEG 2,700、PEG 2,800、PEG2,900、PEG 3,000、PEG 3,250、PEG 3,350、PEG 3,500、PEG 3,750、PEG 4,000、PEG 4,250、PEG 4,500、PEG 4,750和PEG 5,000,以及它们的衍生物(诸如分枝的PEG衍生物)。在优选的实施方案中,这些PEG分子含有精确确定数量的重复单元“n”,并且为单分散的(例如,具有大于约95%的寡聚物纯度)。适合用于本发明的PEG部分可从EMD Chemicals,公司(SanDiego,CA)和Polypure AS(Oslo,Norway)商购获得。
在一些实施方案中,将另外的赖氨酸残基与肽的C末端连接(例如,共价连接)。在其他的实施方案中,将氟苯甲酰基(FB)基团与另外的赖氨酸残基的侧链连接。在一些情况下,所述缀合物包含序列VGDLTYLKK(FB)(SEQ ID NO:2)。在具体的实施方案中,SEQ ID NO:2中所示的缀合物的FB基团被放射性标记。在一些情况下,用18F放射性标记FB基团。
在一些实施方案中,将部分(例如,FB基团或PEG部分(例如,PEG28))与肽的N末端连接(例如,共价连接)。在一些实施方案中,SEQ ID NO:2中所示的缀合物还包含与肽的N末端连接的FB基团。在其他的实施方案中,SEQ ID NO:2中所示的缀合物还包含与C末端赖氨酸残基连接的PEG28基团。在具体的实施方案中,SEQ ID NO:2中所示的缀合物还包含与肽的N末端连接的FB基团以及与C末端赖氨酸残基连接的PEG28基团,使得所述缀合物具有序列FB-VGDLTYLKK(FB)-PEG28(SEQ ID NO:3)。N末端FB基团和/或与赖氨酸残基连接的FB基团可以被放射性标记(例如,用18F)。
本发明的缀合物可以具有线性或分枝结构。在一些实施方案中,所述缀合物包含本文中所述的肽序列(例如,SEQ ID NO:1或10所示氨基酸序列)的多聚体(例如,二聚体或四聚体)。作为非限制性的实例,缀合物可以包含序列(VGDLTYLK-PEG12)2KK(FB)(SEQ IDNO:4),其中所述缀合物包含氨基酸序列VGDLTYLK(SEQ ID NO:1)的二聚体,其中将PEG12部分与二聚体的每个成员的C末端连接,其中将两个PEG12部分均与两个另外的赖氨酸残基中的第一个连接,并且其中将FB基团与两个另外的赖氨酸残基的第二个的侧链连接。作为另一非限制性的实例,SEQ ID NO:4中所示的缀合物还可以包含与二聚体的每个肽的N末端连接的FB基团,使得所述缀合物包含序列(FB-VGDLTYLK-PEG12)2KK(FB)(SEQ ID NO:5)。可以放射性标记(例如,用18F)N端FB基团和/或与赖氨酸残基连接的FB基团中的一个或两个。在一些情况下,放射性标记(例如,用18F)与SEQ ID NO:4或5中所示的缀合物的赖氨酸残基连接的FB基团。
此外,本发明提供缀合物,其包含SEQ ID NO:11、12、13或14的肽和本文中所述的任何部分。在一些实施方案中,所述肽包含SEQ ID NO:6、7、8或9所示的序列。
本发明还提供了组合物,其包含本文中所述的缀合物或多个所述缀合物。在一些实施方案中,具有确定链长的单分散的PEG部分存在于组合物内的多个缀合物中。在其他的实施方案中,将组合物中的多个缀合物彼此连接而形成多聚体缀合物。多聚体缀合物可以为,例如,多个缀合物的二聚体或四聚体。在具体的实施方案中,组合物还包含本文中所述的药物载体或赋形剂。
A.整合素结合肽
在某些方面,本发明提供了包含肽的缀合物。在一些实施方案中,肽为整合素结合肽。整合素为与细胞外基质配体、细胞表面配体和可溶性配体结合的细胞粘附受体的超家族。整合素为跨膜αβ异源二聚体,且人类中已知有至少18个α亚基和8个β亚基,产生24个异源二聚体。Α亚基和β亚基具有不同的结构域结构,来自每个亚基的细胞外域有助于异源二聚体的配体结合位点。整合素的非限制性实例包括α1β1、α2β1、α3β1、α4β1、α5β1、α6β1、α7β1、α8β1、α9β1、α10β1、α11β1、αvβ1、αvβ3、αvβ5、αvβ6、αvβ8、αIIbβ3、α4β7、αEβ7、α6β4、αLβ2、αMβ2、αXβ2、αDβ2,以及它们的组合。在一些实施方案中,整合素为αvβ3整合素、αIIbβ3整合素或αvβ6整合素。
在具体的实施方案中,肽与αvβ6整合素结合(例如,靶向)。在一些实施方案中,αvβ6整合素结合肽包含选自以下的氨基酸序列:VGDLTYLK(SEQ ID NO:1)、VGDLTYLKK(SEQ IDNO:10)、RGDLMKLAK(SEQ ID NO:11)、RGDLADLRK(SEQ ID NO:12)、GIDLTSLTK(SEQ ID NO:13)和RGDLRELAK(SEQ ID NO:14)。
αvβ6整合素(其为纤连蛋白、腱生蛋白、玻连蛋白、TGF-β的潜伏相关肽(LAP)和口蹄疫病毒(FMDV)的病毒衣壳蛋白(VP1)的受体)仅在正常成年组织中的一部分上皮细胞中以非常低的或不可检测的水平被表达(Breuss等人,J.Cell Sci.,108:2241-2251(1995))。然而,在发育期间、在损伤或炎症后,或在各种上皮肿瘤中,αvβ6整合素表达显著增加。例如,在口腔和皮肤伤口中,角化细胞显示αvβ6整合素的从新表达(Breuss等人,同上;Clark等人.,Am.J.Path.,148:1407-1421(1996))。另外,αvβ6整合素在肿瘤侵袭中起着积极作用,因为在口腔鳞状细胞癌的侵袭性边缘处其表达通常更高。结果,αvβ6整合素是用于疾病或病症(诸如胰腺癌、口腔癌、卵巢癌、乳腺癌和结肠癌)的成像和治疗的优良靶标。因此,可以将用具有确定链长(例如,PEG28)的小的、单分散的PEG分子的αvβ6整合素结合肽的PEG化和/或部分(诸如乙酰基基团和氟苯甲酰基基团)的连接用于产生本发明的缀合物,其通过提供针对表达αvβ6的肿瘤的高肿瘤选择性和特异性并且在肿瘤位点处具有增加的代谢稳定性和保留,而显示显著更好的定位和/或靶向潜能。
在一些实施方案中,肽为与整合素以及与整合素共表达的受体的结合的二价肽。共表达受体的非限制性实例包括CXCR4。在具体的实施方案中,二价肽与αvβ6整合素和CXCR4结合。在其他的实施方案中,与整合素共表达的受体为另一整合素。在某些情况下,肽包含第一肽片段,其结合与第二肽片段连接的整合素,所述第二肽片段与共表达的受体结合。在其他情况下,所肽包含第一肽片段,其结合与第二肽片段连接的共表达受体,所述第二肽片段与整合素结合。第一肽片段和第二肽片段可以彼此直接连接,或者可以经由甘氨酸接头或本领域已知的其他合适的接头连接。
在其他的实施方案中,本发明的缀合物包含肽,所述肽的长度为约5至约45个氨基酸、约8至约45个氨基酸、约8至约20个氨基酸、约12至约45个氨基酸、约5至约40个氨基酸、约10至约40个氨基酸、或约35、30、25、20、15或10个氨基酸。例如,肽的长度可以为约5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45或更多个氨基酸。通常,肽不应超过允许形成三级结构的长度,诸如,例如,如果作为分离的分子存在,大于45个氨基酸。然而,如果被融合至可以防止在肽内形成三级结构的较大的分子(诸如抗体或另一蛋白或大分子),肽可以超过45个氨基酸。如果其为多聚体肽(例如,具有第一肽片段和第二肽片段的二聚体),肽也可以超过45个氨基酸。优选地,肽的长度为约8至9个氨基酸。
本发明的缀合物中使用的肽也可为如上所限定的肽的功能变体,包括与上述肽具有至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或更多的序列同一性的肽。在某些情况下,肽可以包含天然存在的氨基酸和/或非天然的氨基酸。非天然的氨基酸的实例包括但不限于D-氨基酸、鸟氨酸、二氨基丁酸鸟氨酸、正亮氨酸鸟氨酸、吡啶基丙氨酸(pyriylalanine)、噻吩基丙氨酸、萘基丙氨酸、苯基甘氨酸、α和α-双取代的氨基酸、N-烷基氨基酸、乳酸、天然存在的氨基酸的卤化物衍生物(例如,三氟酪氨酸、对Cl-苯丙氨酸、度Br-苯丙氨酸、对I-苯丙氨酸等)、L-烯丙基-甘氨酸、b-丙氨酸、L-a-氨基丁酸、L-g-氨基丁酸、L-a-氨基异丁酸、L-e-氨基己酸、7-氨基庚酸、L甲硫氨酸砜、L-正亮氨酸、L-正缬氨酸、对硝基-L-苯丙氨酸、L-羟脯氨酸、L-硫代脯氨酸、苯丙氨酸的甲基衍生物(例如,1-甲基-Phe、五甲基-Phe、L-Phe(4-氨基)、L-Tyr(甲基)、L-Phe(4-异丙基)、L-Tic(1,2,3,4-四氢异喹啉-3-羧酸)、L-二氨基丙酸、L-Phe(4-苄基)等)。肽可以被进一步修饰。例如,一个或多个酰胺键可以被酯或烷基骨架键取代。可以存在N或C-烷基取代、侧链修饰或约束诸如二硫桥或侧链酰胺或酯连接。
用于本发明的缀合物中的肽可包含修饰的肽和合成的肽类似物。可以修饰肽以改善配制和储存性质,或者通过掺入非肽结构来保护不稳定的肽键。可以使用本领域已知的方法制备本发明的肽。例如,可以通过化学合成(例如,使用固相技术和/或自动化肽合成仪),或者通过重组方法来产生肽。在某些情况下,可以使用9-芴基甲基氧羰基(Fmoc)化学,在自动化的多肽合成仪(Abimed AMS 422)上使用固相策略,,合成肽。然后可以通过反相HPLC纯化并冻干肽。可选地,可以通过切割较长的肽或全长蛋白质序列来制备肽。在一些实施方案中,手动构建肽(例如,使用Fmoc化学在Nova Syn TGR树脂上)。
在其他的实施方案中,可以将本发明的缀合物的肽组分环化。用于将环结构引入至肽中以选择和提供引起增加的稳定性的对结构的构象约束的方法为本领域众所周知的。例如,可以向肽中添加C或N末端半胱氨酸,以便在被氧化时,肽将含有二硫键,产生环状肽。其他肽环化方法包括形成硫醚和以及羧基末端和氨基末端酰胺和酯。已经开发了许多合成技术来产生合成的环状肽(参见,例如,Tarn等人.,Protein Sci.,7:1583-1592(1998);Romanovskis等人,J.Pept.Res.,52:356-374(1998);Camarero等人,J.Amer.Chem.Soc.,121:5597-5598(1999);Valero等人,J.Pept.Res.,53(1):56-67(1999))。通常,环化肽的作用为双重的:(1)减少体内水解作用;和(2)热力学上破坏未折叠状态和促进二级结构形成。
B.施用方法
本发明的缀合物(例如,包含含有SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的肽和部分)和本发明的组合物(例如,包含本发明的缀合物或多个所述本发明的缀合物)在人和兽医成像、治疗、预后和诊断应用中具有特定的用途。例如,可以缀合物和组合物用于对器官和癌性组织成像。合适的肿瘤的非限制性实例包括胰腺(例如,腺癌、浆液性囊腺瘤、腺泡细胞癌、胰腺神经内分泌肿瘤如胰岛瘤等)、乳腺、结肠、直肠、前列腺、头和颈(例如,口腔鳞状细胞癌),或者任何其他的组织或器官的恶性肿瘤。缀合物和组合物也可用于治疗疾病和病症,诸如癌症(例如,胰腺癌、乳腺癌、结肠癌、宫颈癌、肺癌等)、炎性疾病、自身免疫性疾病、慢性纤维化、慢性阻塞性肺病(COPD)、肺气肿、辐射诱导的肺纤维化和慢性创伤性皮肤病。特别地,缀合物可用于由整合素(例如,αvβ6整合素)介导的疾病或病症的成像、治疗、诊断和预后。在一些情况下,疾病或病症与整合素的表达、过表达或激活相关。
必要时可以经由任何可接受的施用模式,用合适的药物赋形剂施用进行本发明的缀合物和组合物。因此,施用可以为例如,静脉内、局部、皮下、经皮(transcutaneous)、透皮(transdermal)、肌肉内、口服、关节内、肠胃外、小动脉内、皮内、心室内、颅内、腹膜内、病灶内、鼻内、直肠、阴道或通过吸入。此外,在注射治疗肿瘤时,可以直接施用至肿瘤和/或肿瘤周围的组织内。
在一些实施方案中,施用包含多个本发明的缀合物,或其复数形式的组合物。在具体的实施方案中,多个缀合物包含不同缀合物的组合。
可以重复施用(例如,至少2、3、4、5、6、7、8或更多次)本发明的缀合物和组合物,或者可以通过连续输注施用。合适的施用位点包括但不限于真皮、粘膜、支气管、胃肠、肛门、阴道、眼睛和耳朵。制剂(例如,本发明的缀合物或组合物的)可以采用固体、半固体、冻干粉形式或液体剂量形式,诸如例如,片剂、丸剂、锭剂、胶囊、粉末、溶液、混悬剂、乳剂、栓剂、保留灌肠剂(retention enemas)、乳膏剂、软膏剂、洗剂、凝胶、气溶胶等,优选为适合单次施用精确剂量的单位剂量形式。
术语“单位剂量形式”是指适合作为人类对象和其他哺乳动物(例如,狗)的单位剂量的物理分离单位,每个单位含有与合适的药物赋形剂相关的经计算以产生所期望的起效、耐受性和/或治疗效果预定量的活性物质(例如,安瓿)。另外,可以制备更浓缩组合物,然后可以从其产生更多的稀释单位剂量组合物。因此,更浓缩的组合物将包含显著多于,例如,至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多倍的缀合物或者多个所述缀合物或所述缀合物的组合的量。
制备此类剂量形式的方法为本领域技术人员已知(参加,例如,REMINGTON'SPHARMACEUTICAL SCIENCES,第18版,Mack Publishing Co.,Easton,PA(1990))。当根据本发明的教导施用时,待施用的组合物以用于对肿瘤、器官或组织成像,或用于减轻正在治疗的病况的药学上地有效量含有一定量的缀合物或所述多个缀合物。另外,可以使用合成有机化学领域技术人员已知的和例如,由March,Advanced Organic Chemistry:Reactions,Mechanisms and Structure,第4版,New York,Wiley-Interscience(1992)描述的标准方案,制备本发明的缀合物的药学上可接受的盐(例如,酸加成盐),并将其包括在组合物中。
在一些实施方案中,本发明的组合物包含括常规的药物载体或赋形剂,并且可以另外包括其他药用试剂、载体、佐剂、稀释剂、组织渗透增强剂、增溶剂等。优选地,组合物将含有约0.01重量%至约90重量%、约0.1重量%至约75重量%、约0.1重量%至50重量%,或约0.1重量%至10重量%的本发明的缀合物或多个所述本发明的缀合物,剩下的由合适的药物载体和/或赋形剂组成。可以通过本领域众所周知的方法将合适的赋形剂调整成特定组合物和施用途径。参见,例如,REMINGTON'S PHARMACEUTICAL SCIENCES,同上。
合适的赋形剂的实例包括但不限于乳糖、右旋糖、蔗糖、山梨糖醇、甘露糖醇、淀粉、阿拉伯树胶、磷酸钙、海藻酸盐、黄芪胶、明胶、硅酸钙、微晶纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素、水、盐水、糖浆、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和聚丙烯酸,诸如Carbopols,例如,Carbopol 941、Carbopol 980、Carbopol 981等。所述组合物可以另外包括润滑剂,诸如滑石、硬脂酸镁和矿物油;润湿剂;乳化剂;悬浮剂;防腐剂,诸如甲基、乙基和丙基-羟基-苯甲酸酯(即,对羟基苯甲酸酯);pH调节剂,诸如无机以及有机酸和碱;甜味剂;着色剂;和调味剂。组合物还可以包含可生物降解的聚合物珠、右旋糖酐和环糊精包合复合物。
对于口服施用,组合物可以为片剂、锭剂、胶囊、乳剂、混悬剂、溶液、糖浆剂、喷雾剂、粉剂和缓释制剂的形式。用于口服施用的合适的赋形剂包括药物等级的甘露糖醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、糖精钠、滑石、纤维素、葡萄糖、明胶、蔗糖、碳酸镁等。
在一些实施方案中,组合物(例如,药物组合物)采取丸剂、片剂或胶囊的形式,并因此,组合物可以含有任何以下物质连同缀合物或多个缀合物或缀合物的组合:稀释剂,诸如乳糖、蔗糖、磷酸氢钙等;崩解剂,诸如淀粉或其衍生物;润滑剂,诸如硬脂酸镁等;和粘合剂,诸如淀粉、阿拉伯树胶、聚乙烯吡咯烷酮、明胶、纤维素及其衍生物。还可以将组合物配制成例如,置于聚乙二醇(PEG)载体中的栓剂。
可以通过将缀合物或者多个缀合物或缀合物的组合,以及任选地一种或多种药学上可接受的佐剂溶解或分散于载体(诸如例如,盐水(例如,0.9%w/v氯化钠)、右旋糖水溶液、甘油、乙醇等)中以形成溶液或混悬液而制备液体组合物,例如,用于口服、局部或静脉内施用。还可以将本发明的组合物配制成保留灌肠剂。
对于局部施用,本发明的组合物可以为乳剂、洗剂、凝胶、乳膏剂、果胶、溶液、混悬液、软膏剂和透皮贴剂的形式。对于通过吸入递送,可以经由喷雾器将组合物作为干粉或以液体形式递送。对于肠胃外施用,组合物可以为无菌可注射的溶液和无菌包装的粉末的形式。优选地,可注射的溶液在约4.5至约7.5的pH下配制。
也可以冻干形式提供本发明的组合物。此类组合物可以包括缓冲剂(例如,碳酸氢盐),以用于施用前的重构,或者可以将缓冲剂包括于用于用例如水重构的冻干的组合物中。冻干的组合物还可以包含合适的血管收缩剂,例如,肾上腺素。可以将冻干的组合物提供于注射器中,任选地与用于重构的缓冲剂组合包装,使得所重构的组合物可以立即施用患者。
通常,施用的剂量将有效递送皮摩尔至微摩尔浓度的缀合物或多个所述缀合物或所述缀合物的组合至合适的一个或多个位点。然而,本领域技术人员理解施用的剂量根据多种因素而不同,包括但不限于待施用的特定的缀合物或缀合物组、施用模式、应用类型(例如,成像、诊断、预后、治疗等)、患者的年龄和患者的身体状况。优选地,应该使用产生所期望的结果的所需的最小剂量和浓度。对于儿童、老年人、体弱患者和患有心脏和/或肝脏疾病的患者应当适当调整剂量。可以从本领域已知的使用用于评估剂量的实验动物模型的研究,获得进一步的指导。然而,与本发明的缀合物相关的增加的代谢稳定性、肿瘤保留和肿瘤与血液比率允许剂量浓度和重复给药的更宽的安全范围。
C.成像应用
本发明的缀合物(例如,包含含有SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的肽和部分)和本发明的组合物(例如,包含本发明的缀合物或多个所述缀合物)可在不同的生物医学应用中用作组织和器官的体内光学显像剂(例如,放射性示踪剂或成像探针),包括但不限于肿瘤的成像、器官的层析成像、监测器官功能、冠脉血管造影术、荧光内窥镜检查、激光引导手术、光声和和声致荧光方法等。在一些实施方案中,本发明的缀合物和组合物可用于通过监测特定缀合物在对象中的何处聚集,来检测肿瘤和其他异常情况的存在。在其他的实施方案中,缀合物和组合物可用于激光辅助引导手术,以用于基于腹腔镜检查的肿瘤的微小转移的检测。在其他的实施方案中,缀合物和组合物可用于动脉粥样硬化斑块和血栓的诊断。
在其他的实施方案中,本发明的缀合物和组合物可用于以下的成像:(1)眼科学中的眼睛疾病,例如,以经由直接的显微镜成像增强脉络膜视网膜疾病(诸如血管病症、视网膜病、新血管形成和肿瘤)的可视化;(2)经由直接的显微镜成像的皮肤疾病(诸如皮肤肿瘤);(3)经由内窥镜检查的胃肠道、口、支气管、子宫颈和泌尿疾病和肿瘤;(4)经由柔性内窥镜导管的动脉粥样硬化斑块和其他血管异常情况;以及(5)经由2D或3D-图像重建的胰腺肿瘤、乳腺肿瘤、脑肿瘤、灌注和中风。
在一些实施方案中,将本发明的缀合物或组合物用于成像和治疗应用。例如,本文中所述的成像方法还可以包括向对象(例如,其靶标组织或器官被成像)施用治疗性缀合物(即,包含治疗剂的缀合物)。在一些实施方案中,使用(例如,向对象施用)成像缀合物(即,包含显像剂的缀合物)和不同于成像缀合物的治疗性缀合物。当使用不同的成像缀合物和治疗性缀合物时,它们可以以单一组合物存在,或者可以以不同的组合物存在,其在一些情况下可以被共同施用。在其他的实施方案中,成像缀合物和治疗性缀合物是相同的。作为非限制性的实例,本发明的缀合物可以包含放射性核素,其能够被检测(例如,为成像的目的),且还能够递送所期望的治疗(例如,至靶标细胞、组织或器官)。
可以在成像程序之前,系统性地或局部性地将本发明的缀合物和组合物施用至待成像的肿瘤、器官或组织。通常,以有效实现肿瘤、组织或器官的所期望的光学图像的剂量施用缀合物和组合物。此类剂量可以根据采用的特定缀合物、进行成像程序的肿瘤、组织或器官、使用的成像设备等而存在广泛差异。
在一些实施方案中,将本文中所述的缀合物和组合物用于直接染色或标记样品,以便可以鉴定或定量样品。例如,可以加入特定的缀合物作为生物靶标分析物(例如,抗原)的测定的一部分、作为生物或非生物流体中的可检测的示踪元素,或者用于本领域技术人员已知的其他体外目的。通常,从液体来源直接获取样品,或者获取的样品为来自固体物质(有机的或无机的)或生长培养基(其中细胞被引入以用于培养),或者缓冲溶液(其中已经放置细胞以用于评估)的洗液。当样品包含细胞时,细胞任选地为单细胞(包括微生物),或与二维层或三维层中的其他细胞相关的多个细胞(包括多细胞生物体、胚胎、组织、活组织检查切片、细丝、生物膜等)。
可检测的响应通常是指通过观察或仪器可检测到的光信号的改变或出现。在某些情况下,可检测的响应为放射性(即,辐射),包括由放射性物质(诸如放射性核素)发射的α粒子、β粒子、核子、电子、正电子、中微子和γ射线。在某些其他的情况下,可检测的响应是荧光或荧光的变化,例如,荧光强度、荧光激发或发射波长分布、荧光寿命和/或荧光偏振的变化。本领域技术人员将理解,可以将对象或样品中的标记的程度和/或位置与标准或对照(例如,健康的组织或器官)进行比较。
当用于成像应用时,本发明的缀合物通常具有与一条或多条肽(例如,包含SEQ IDNO:1所示的氨基酸序列)、一个或多个另外的氨基酸残基(例如,赖氨酸残基),或另一部分共价或非共价连接的显像剂。在一些实施方案中,将显像剂与肽共价或非共价连接。在其他的实施方案中,将显像剂与另一显像剂(例如,氟苯甲酰基(FB)基团)共价或非共价连接。在一些其他的实施方案中,将显像剂与PEG部分(例如,PEG12(PEG 800)、PEG28(PEG 1,500),或它们的组合)共价或非共价连接。合适的显像剂包括但不限于FB基团、放射性核素、可检测的标签、荧光团、荧光蛋白、酶促蛋白等。在具体的实施方案中,显像剂为FB基团或放射性核素(例如,18F)。在一些实施方案中,显像剂包含FB基团与放射性核素的组合(例如,与FB基团共价连接的放射性核素(例如,18F))。
本领域技术人员将熟悉连接显像剂的方法。例如,可以经由显像剂与肽或PEG部分中出现的伯(primary)胺基团的共价连接,将显像剂(例如,氟苯甲酰基基团)与缀合物的肽、一个或多个另外的氨基酸(例如,赖氨酸残基)或部分(例如,PEG部分)直接连接。此外,本领域技术人员将理解可以将显像剂(例如,FB基团)与赖氨酸残基的侧链连接。本领域技术人员将理解也可以经由非共价相互作用(例如,离子键、疏水相互作用、氢键、范德华力、偶极-偶极键等),将显像剂(例如,FB基团)与缀合物的肽、一个或多个另外的氨基酸(例如,赖氨酸残基)或部分(例如,PEG部分)结合。
作为非限制性的实例,可以将4-[18F]-氟苯甲酸(“[18F]FBA”)用于放射性标记本发明的缀合物。在其他情况下,将放射性核素与与缀合物连接的螯合剂或螯合剂接头结合。用于直接缀合的合适的放射性核素包括但不限于18F、124I、125I、131I,以及它们的混合物。与螯合剂一起使用的合适的放射性核素包括但不限于47Sc、64Cu、67Cu、89Sr、86Y、87Y、90Y、105Rh、111Ag、111In、117mSn、149Pm、153Sm、166Ho、177Lu、186Re、188Re、211At、212Bi,以及它们的混合物。适合用于本发明的缀合物的另外的放射性核素包括11C、13N、15O、61Cu、62Cu和68Ga。在具体的实施方案中,放射性核素为18F。合适的螯合剂包括但不限于DOTA、NOTA、NOTA-TCO、BAD、TETA、DTPA、EDTA、NTA、HDTA、它们的膦酸盐类似物,以及它们的混合物。本领域技术人员将熟悉用于将放射性核素、螯合剂和螯合剂接头与本发明的缀合物连接的方法。具体地,可以使用,例如,可商购的双官能团连接基团(通常为异源双官能团连接基团)方便地完成连接,所述可商购的双官能团连接基团可以与在缀合物上的非干扰性位置出现的官能团连接的,然后进一步与放射性核素、螯合剂或螯合剂接头连接。
适合用作显像剂的荧光团或荧光染料的非限制性实例包括Alexa染料(Invitrogen Corp.;Carlsbad,CA)、荧光素、异硫氰酸荧光素(FITC)、Oregon GreenTM;罗丹明、德克萨斯红、异硫氰酸四罗丹明(tetrarhodamine isothiocynate,TRITC)、CyDyeTM荧光剂(例如,Cy2、Cy3、Cy5)等。
适合用作显像剂的荧光蛋白的实例包括但不限于绿色荧光蛋白、红色荧光蛋白(例如,DsRed)、黄色荧光蛋白、青色荧光蛋白、蓝色荧光蛋白,以及它们的变体(参见,例如,美国专利第6,403,374号、第6,800,733号和第7,157,566号)。GFP变体的特定实例包括但不限于增强的GFP(EGFP)、非稳定的EGFP、Doan等人,Mol.Microbiol.,55:1767-1781(2005)中描述的GFP变体、Crameri等人,Nat.Biotechnol.,14:315-319(1996)中描述的GFP变体、Rizzo等人,Nat.Biotechnol.,22:445(2004)和Tsien,Annu.Rev.Biochem.,67:509(1998)中描述的天蓝色荧光蛋白,以及Nagal等人,Nat.Biotechnol.,20:87-90(2002)中描述的黄色荧光蛋白。DsRed变体被描述于例如,Shaner等人,Nat.Biotechnol.,22:1567-1572(2004)中,且包括mStrawberry、mCherry、mOrange、mBanana、mHoneydew和mTangerine。另外的DsRed变体被描述于例如,Wang等人,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,101:16745-16749(2004)中,并且包括mRaspberry和mPlum。DsRed变体的其他实例包括Fischer等人.,FEBSLett.,577:227-232(2004)中描述的mRFPmars,和Fischer等人,FEBS Lett.,580:2495-2502(2006)中描述的mRFPruby。
在其他的实施方案中,与本发明的缀合物结合的显像剂包含抗体或可检测的标签(诸如例如,生物素、亲和素、链霉亲和素或中性抗生物素蛋白)。在其他的实施方案中,显像剂包含酶促蛋白,其包括但不限于荧光素酶、氯霉素乙酰基转移酶、β-半乳糖苷酶、β-葡萄糖醛酸酶、辣根过氧化物酶、木聚糖酶、碱性磷酸酶等。
本领域已知的用于检测对象中的放射性核素的放射性发射的任何装置或方法均适合用于本发明。例如,可以将诸如单光子发射计算机化断层扫描(SPECT)(其使用旋转γ照相机检测来自发射单光子γ的放射性核素的辐射)和放射性核素闪烁扫描术(其使用闪烁γ照相机获取组织、器官或身体系统中放射性核素的分布的图像或连续图像的系列)的方法用于检测从本发明的放射性标记的缀合物发射的辐射。正电子发射断层扫描(PET)为用于检测对象中的辐射的另一合适的技术。此外,美国专利第5,429,133号描述了用于检测实体组织肿瘤中聚集的辐射的腹腔镜检查探针。旨在用于医药用途的微型和柔性辐射检测器由Intra-Medical LLC(Santa Monica,CA)生产。本领域技术人员已知的磁共振成像(MRI)、磁共振光谱(MRS)或任何其他的成像技术也适合用于检测放射性核素的放射性发射。在一些实施方案中,来自放射性核素的辐射被用于确定缀合物或组合物在对象中的何处聚集。不论使用的方法或装置,此类检测旨在确定缀合物在对象中的何处聚集,用此类浓度作为肿瘤或肿瘤细胞的位置的指示物。
动物和人的非侵袭性荧光成像也可以提供体内诊断或预后信息,并并被用于多种临床特殊设备。例如,在过去几年中已针对使用先进设备的精细的光谱学成像,开发出了用于在UV激发后简单的目镜观察的技术(参见,例如,Andersson-Engels等人,Phys.Med.Biol.,42:815-824(1997))。用于例如,来自荧光团或荧光蛋白的荧光的体内检测的本领域已知的特定装置或方法包括但不限于体内近红外荧光(参见,例如,Frangioni,Curr.Opin.Chem.Biol.,7:626-634(2003))、MaestroTM体内荧光成像系统(CambridgeResearch&Instrumentation,公司;Woburn,MA)、使用飞点扫描器的体内荧光成像(参见,例如,Ramanujam等人,IEEE Transactions on Biomedical Engineering,48:1034-1041(2001))等。
用于检测光学响应的其他方法或装置包括但不限于目测、CCD照相机、摄影机、软片、激光扫描装置、荧光计、二极管、量子计数器、落射荧光显微镜、扫描显微镜、流式细胞仪、荧光微型板读取仪和使用光电倍增管的信号放大。
D.治疗应用
本发明的缀合物(例如,包含含有SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的肽和部分)和本发明的组合物(例如,包含本发明的缀合物或多个所述缀合物)可用于对象(例如,有此需要的对象)中的疾病和病症(例如,整合素介导的疾病或病症)的预防或治疗。在一些实施方案中,预防或治疗的方法包括施用治疗有效量的本发明的缀合物或组合物,其中所述缀合物包含治疗剂。在具体的实施方案中,缀合物或组合物的治疗有效量为足以靶向递送治疗剂至表达整合素(例如,αvβ6整合素)的细胞的量。本发明的缀合物和组合物对于治疗与整合素(例如,αvβ6整合素)的表达、过表达或激活相关的疾病和病症特别有用。适合用本文中所述的缀合物和组合物治疗的疾病或病症的实例包括但不限于过敏、焦虑症、自身免疫性疾病、行为障碍、出生缺陷、血液病症、骨病、癌症、慢性纤维化、慢性阻塞性肺病(COPD)、慢性创伤性皮肤病、循环系统疾病、齿病、抑郁症、解离症、耳朵病况、进食障碍、眼睛病况、食物过敏、食源性疾病、胃肠疾病、遗传性病症、心脏疾病、激素性病症、免疫缺陷、传染性疾病、炎性疾病、昆虫传播的疾病、营养性病症、肾脏疾病、脑白质病变、肝脏疾病、肺气肿、心理健康病症、代谢性疾病、情绪病症、肌肉退行性(musculodegenerative)病症、神经性病症、神经退行性病症、神经肌肉病症、人格障碍、恐惧症、妊娠并发症、阮病毒疾病、前列腺疾病、心理病症、精神病症、呼吸疾病、性机能障碍、皮肤病况、睡眠障碍、演讲语言障碍、运动损伤、热带疾病、前庭障碍和消耗性疾病。优选地,αvβ6介导的疾病或病症为癌症、炎性疾病、自身免疫性疾病、慢性纤维化、慢性阻塞性肺病(COPD)、肺气肿和慢性创伤性皮肤病(例如,大疱性表皮松解)。
在具体的实施方案中,本文中所述的组合物和缀合物(例如,包含治疗剂)被用于癌症的预防或治疗。癌症通常包括任何各种的恶性肿瘤,其特征在于倾向于侵袭周围组织并转移至新的身体部位的退行发育的细胞的增殖。适合使用本发明的缀合物或组合物治疗的不同类型癌症的非限制性实例包括卵巢癌、乳腺癌、肺癌、膀胱癌、甲状腺癌、肝癌、胸膜癌、胰腺癌、宫颈癌、前列腺癌、睾丸癌、结肠直肠癌、结肠癌、肛门癌、胆道癌、胃肠类癌肿瘤、食管癌、胆囊癌、直肠癌、附件癌、小肠癌、胃(胃部)癌、肾脏癌(即,肾细胞癌)、中枢神经系统的癌症、皮肤癌、口腔鳞状细胞癌、绒毛膜癌、头颈癌、骨癌、成骨肉瘤、纤维肉瘤、成神经细胞瘤、神经胶质瘤、黑素瘤、白血病(例如,急性淋巴细胞白血病、慢性淋巴细胞白血病、急性骨髓性白血病、慢性骨髓性白血病或毛细胞白血病)、淋巴瘤(例如,非霍奇金淋巴瘤、霍奇金淋巴瘤、B细胞淋巴瘤或伯基特淋巴瘤),以及多发性骨髓瘤。在一些实施方案中,癌症为αvβ6整合素介导的疾病或病症。
本领域技术人员还理解可以将本发明的缀合物和组合物与其他治疗剂共同施用以用于治疗癌症。用于组合疗法的合适的抗癌剂包括但不限于细胞毒素和试剂,诸如抗代谢物、烷基化剂、蒽环类、抗生素类、抗有丝分裂剂、甲苄肼、羟基脲、天冬酰胺酶、皮质类固醇类、干扰素类、放射性药物、诸如TNF-α的具有抗肿瘤活性的肽、它们的药学上可接受的盐;它们的衍生物、它们的前药以及它们的组合。例如,在化学疗法之前、期间或之后,在施用抗癌剂或者抗癌剂的组合之前、期间或之后,向患者施用包含本发明的一种或多种缀合物的药物组合物。在化学疗法后用缀合物治疗可以对于减少和/或预防肿瘤或转移的复发特别有用。在一些实施方案中,可以将抗癌剂与如本文中所述的缀合物直接或间接(例如,经由脂质体或纳米颗粒)地共价连接。
炎性疾病通常包括通过炎症表征或由炎症引起的疾病或病症。炎症可以由对细胞损伤的局部应答引起,其特征在于作为启动清除有害试剂和受损组织的机制的毛细血管扩张、白细胞浸润、发红、发热和疼痛。炎症的部位可以包括例如肺、胸膜、腱、淋巴结或腺体、悬雍垂、阴道、脑、脊髓、鼻和咽粘膜、肌肉、皮肤、骨或骨组织、关节、膀胱、视网膜、子宫颈、眼角、肠道、椎骨、直肠、肛门、粘液囊、毛囊等。适用于使用本发明的缀合物和组合物治疗的炎性疾病的实例包括但不限于炎性肠病(例如,克罗恩病或溃疡性结肠炎)、类风湿性疾病(诸如类风湿性关节炎)、纤维组织炎、盆腔炎性疾病、痤疮、牛皮癣、放射菌病、痢疾、胆汁性肝硬化、莱姆病、热疹、史蒂文斯—约翰逊综合征、流行性腮腺炎、寻常型天疱疮和芽生菌病。
自身免疫性疾病通常包括由针对自身组织或组织成分的免疫应答(诸如例如自身抗体应答或细胞介导的应答)产生的疾病或病症。适用于使用本发明的缀合物和组合物进行治疗的自身免疫性疾病的实例包括但不限于:器官特异性的自身免疫性疾病(其中自身免疫性应答针对单个组织),诸如I型糖尿病、重症肌无力、白癜风、格雷夫斯病、桥本病、爱迪生氏病、自身免疫性胃炎和自身免疫性肝炎;以及非器官特异性的自身免疫性疾病(其中自身免疫性应答针对存在于全身的几个或多个器官中的成分),诸如系统性红斑狼疮、进行性系统性硬化症和变异型、多肌炎和皮肌炎。另外的自身免疫性疾病包括例如,恶性贫血、原发性胆汁性肝硬化、自身免疫性血小板减少症、肖格伦综合症和多发性硬化。
本领域技术人员将理解,可以将本发明的缀合物和组合物与其他治疗剂共同施用,以用于治疗炎性或自身免疫性疾病。用于组合治疗的合适的抗炎剂包括但不限于皮质类固醇类、非甾体抗炎剂、抗体(诸如英夫利昔单抗)、5-氨基水杨酸盐、抗生素类、它们的药学上可接受的盐;它们的衍生物、它们的前药,以及它们的组合。用于组合疗法的合适的免疫抑制剂包括但不限于:咪唑硫嘌呤及其代谢物、抗代谢物(诸如甲氨蝶呤)、免疫抑制性抗体、咪唑立宾单磷酸酯、环孢霉素、滨蒿内酯、FK-506(他克莫司)、FK-778、雷帕霉素(西罗莫司)、醋酸格拉替雷、mycopehnolate、它们的药学上可接受的盐、它们的衍生物、它们的前药,以及它们的组合。
在另一实施方案中,本发明的缀合物和组合物可用于治疗由例如病毒、细菌、真菌、寄生虫或任何其他的传染剂引起的传染或传染性疾病。适合治疗的传染性疾病的非限制性实例包括但不限于,获得性免疫缺陷综合症(AIDS/HIV)或HIV相关的病症、阿尔佩斯综合征、炭疽、牛海绵状脑病(疯牛病)、水痘、霍乱、结膜炎、克雅氏病(CJD)、登革热、埃博拉、象皮病、脑炎、致死性家族性失眠症、第五疾病、Gerstmann-Straussler-Scheinker综合征、汉坦病毒、幽门螺杆菌、肝炎(甲型肝炎、乙型肝炎、丙型肝炎)、疱疹、流行性感冒(例如,甲型家禽流行性感冒(禽流感))、库鲁病、麻风病、莱姆病、疟疾、出血热(例如,里夫特裂谷热、克里米亚-刚果出血热、拉沙热、马尔堡病毒病和埃博拉出血热)、麻疹、脑膜炎(病毒、细菌)、单核细胞增多症、医院内感染、中耳炎、盆腔炎性疾病(PID)、瘟疫、肺炎、小儿麻痹症、阮病毒病、狂犬病、风湿热、玫瑰疹、罗斯河病毒感染、风疹、沙门氏菌病、脓毒性关节炎、性传染疾病(STD)、带状疱疹、天花、链球菌性喉炎、破伤风、中毒性休克综合症、弓形体病、沙眼、肺结核、兔热病、伤寒热、溪谷热、百日咳和黄热病。
在某些实施方案中,本发明的缀合物和组合物可用于治疗神经性或肌肉骨骼性病症。此类病症的实例包括但不限于:阿尔茨海默氏病、艾卡尔迪综合征、健忘症、肌萎缩性脊髓侧索硬化症(葛雷克氏病)、先天无脑畸形、失语症、蛛网膜炎、Arnold-Chiari畸形、共济失调性毛细血管扩张症、巴藤病、贝尔氏麻痹、臂丛损伤、脑损伤、脑肿瘤、Charcol-Marie-Tooth病、脑炎、癫痫、特发性震颤、格林-巴利综合征、脑积水、多汗症、Krabbes病、脑膜炎、牟比士症、肌营养不良症、多发性硬化症、帕金森氏病、外周神经病变、体位性或直立性心动过速综合征、进行性核上性麻痹、雷尔氏综合症、带状疱疹、夏-德综合征、痉挛性斜颈、脊柱裂、脊髓性肌萎缩、僵人综合症、联觉、脊髓空洞症、胸廓出口综合征、Tourette综合征、弓形体病和三叉神经痛。
当用于治疗应用时,本发明的缀合物通常具有与一条或多条肽(例如,包含SEQ IDNO:1所示的氨基酸序列)、一个或多个另外的氨基酸残基(例如,赖氨酸残基),或另一部分共价或非共价连接的治疗剂。在一些实施方案中,将治疗剂与肽共价或非共价连接。在一些实施方案中,将治疗剂与PEG部分共价或非共价连接。在某些情况下,治疗剂具有细胞毒性。合适的治疗剂为对象提供有益的、预防性和/或治疗性能,并且包括但不限于:放射性核素、化学治疗剂、纳米颗粒、纳米微滴、脂质体药物和细胞因子。本领域技术人员将熟悉用于将治疗剂与肽上存在的官能团、另外的氨基酸(例如,赖氨酸)或部分(例如,PEG部分)连接的方法。例如,可以经由将治疗剂与肽或PEG部分中存在的伯胺基团连接,而将治疗剂与缀合物的肽或PEG部分直接连接。本领域技术人员将理解也可以经由非共价相互作用(例如,离子键、疏水相互作用、氢键、范德华力、偶极-偶极键等),将治疗剂与缀合物的肽或PEG部分结合。
在一些实施方案中,治疗剂为具有细胞毒性的化学治疗剂。具有细胞毒性的化学治疗剂为本领域众所周知的,并且包括抗癌剂如烷基化试剂(例如,氮芥类,诸如二氯甲基二乙胺(HN2)、环磷酰胺、异环磷酰胺、美法仑(L-苯丙氨酸氮芥)和苯丁酸氮芥)、乙烯亚胺和甲基密胺(例如,六甲基密胺、噻替派、烷基磺酸酯如白消安、亚硝基脲如卡莫司汀(BCNU)、洛莫司汀(CCNLJ)、司莫司汀(甲基-CCN-U)和链脲佐菌素(链脲霉素)以及三氮烯如氮烯咪胺(DTIC;二甲基三氮烯基咪唑甲酰胺))、抗代谢物(例如,叶酸类似物如甲氨蝶呤(氨甲蝶呤))、嘧啶类似物如氟尿嘧啶(5-氟尿嘧啶;5-FU)、氟尿苷(氟脱氧尿苷;FUdR)和阿糖胞苷(胞嘧啶阿拉伯糖苷),及嘌呤类似物和相关抑制剂如巯嘌呤(6-巯基嘌呤;6-MP)、硫鸟嘌呤(6-硫鸟嘌呤;6-TG)和喷司他丁(2'-脱氧助间型霉素)、天然的产物(例如,长春花生物碱如长春花碱(VLB)和长春新碱、表鬼臼毒素如依托泊苷和替尼泊苷、抗生素如更生霉素(放线菌素D)、柔红霉素(道诺霉素;红比霉素)、多柔比星、博来霉素、普卡霉素(光神霉素))和丝裂霉素(丝裂霉素Q)、酶如L-天冬酰胺酶,和生物响应调节剂如干扰素alphenomes)、杂项试剂(miscellaneous agents)(例如,铂配位复合物如顺铂(顺-DDP)和卡铂、蒽二酮如米托蒽醌和antbracycline、取代的脲如羟基脲、甲基肼衍生物如甲基苄肼(N-甲基肼;MIH)、肾上腺皮质抑制剂如米托坦(o,p'-DDD)和氨鲁米特、紫杉醇(紫杉酚)和类似物/衍生物,和激素激动剂/拮抗剂如氟他胺和它莫昔芬),以及它们的组合。
在一些实施方案中,缀合物包含(例如,共价或非共价连接至)为促凋亡肽的治疗剂。作为非限制性的实例,促凋亡肽可以为D(KLAKLAK)2。在一些实施方案中,经由甘氨酸接头将促凋亡肽与肽或PEG部分连接。
在其他的实施方案中,将缀合物与含有治疗剂的颗粒连接。在该情况下的颗粒包括但不限于纳米颗粒和基于脂质的囊泡(诸如脂质体或由脂质组成的其他相似的结构)。纳米颗粒可以包含装载有化学治疗剂(例如,紫杉醇(PTX))的PEG5KCA8。脂质体通常为包含磷脂双层的球形囊泡,其可以被用作递送诸如药物或其他化合物的物质的试剂。脂质体可以由具有混合脂质链的天然来源的磷脂(卵磷脂酰乙醇胺)或由纯的组分(如二油酰基磷脂酰乙醇胺(DOPE))组成。脂质体的合成和使用现在在本领域已很好的建立。通常通过在合适的介质(诸如水)中声处理磷脂而产生脂质体。低剪切速率产生具有多层结构的多层脂质体。连续的高剪切声处理倾向于形成较小的单层脂质体。也能够进行研究而使能够形成脂质体,以避免被免疫系统检测到,例如,通过用聚乙二醇(PEG)包被脂质体。还可能将物质(诸如本发明的肽缀合物)掺入脂质体中,以帮助将它们靶向递送位点,例如,至细胞、肿瘤、器官、组织等。
纳米颗粒作为用于与纳米颗粒相关或结合的物质的递送剂的用途是本领域已知的。一些类型的纳米颗粒包含通常为金属和/或半导体原子的核,其可以与缀合物的一条或多条肽或者第一个或第二个PEG部分连接(参见,例如,PCT公开第WO 02/32404号、第WO 05/10816号和第WO05/116226号)。其他类型的纳米颗粒可以由诸如脂质体的材料形成。在一些情况下,纳米颗粒可以为量子点,例如,半导电材料的纳米晶体,其具有显著不同于大块固体的那些化学和物理性质的化学和物理性质(参见,例如,Gleiter,Adv.Mater.,4:474-481(1992))。现在理解了它们的量子尺寸效应,对这些系统的基础和应用研究变得越来越流行。一种有趣的应用为纳米晶体作为生物系统的发冷光标记的用途(参见,例如,Brucher等人,Science,281:2013-2016(1998);Chan等人,Science,281:2016-2018(1998);Mattousi等人,J.Am.Chem.Soc.,122:12142-12150(2000);和Alivisatos,Pure Appl.Chem.,72:3-9(2000))。与常规荧光染料相比,量子点具有几个优势。例如,量子点根据其大小发射各种精确波长的光,且具有较长的发冷光寿命。
在其他的实施方案中,治疗剂为能够促进细胞死亡的细胞毒性肽或多肽。细胞毒性肽和多肽为本领域众所周知的,并且包括例如,蓖麻毒素、相思豆毒素、假单胞菌外毒素、组织因子等。蓖麻毒素作为细胞毒素剂的用途被描述于Burrows等人,P.N.A.S.USA,90:8996-9000(1993)中。引起肿瘤的局部血液凝结和梗塞的组织因子的用途被描述于Ran等人,Cancer Res.,58:4646-4653(1998)和Huang等人,Science,275:547-550(1997)中。Tsai等人,Dis.Colon Rectum,38:1067-1074(1995)描述了与单克隆抗体缀合的相思豆毒素A链。在PCT公开第WO 96/06641号中描述了作为细胞毒素剂的其他核糖体失活蛋白。也可以将假单胞菌外毒素用作细胞毒性多肽(参见,例如,Aiello等人,P.N.A.S.USA,92:10457-10461(1995))。某些细胞因子(诸如TNF-α和IL-2)也可用作细胞毒素和/或治疗剂。
如果以足够的剂量递送,某些放射性原子也可能具有细胞毒性。因此,治疗剂可以包含放射性原子,其在使用中向靶标位点递送足够量的放射性以具有细胞毒性。适用于本发明的肽缀合物的放射性原子包括本文中所述的任何放射性核素,或发射足够能量以破坏靶标细胞、肿瘤、器官或组织的任何其他的同位素。优选地,缀合物中的放射性原子的同位素和密度使得至少约4000、6000、8000或10000cGy的剂量被递送至靶标位点,并且优选地,递送至靶标位点处的细胞,及其细胞器,特别是核。可以以已知方式将放射性原子与缀合物连接。例如,可以将EDTA或另一螯合剂与肽或PEG部分连接,并用于连接111In或90Y。在一些情况下,可以用125I或131I标记肽中存在的酪氨酸残基。优选地,将苯甲酰基基团与肽或PEG部分连接,并用于连接18F。例如,可以将4-[18F]-氟苯甲酸用于放射性标记本发明的肽缀合物。
E.试剂盒
本发明还提供了试剂盒,以帮助和/或标准化本发明的缀合物(例如,包含含有SEQID NO:1所示的氨基酸序列的肽和部分)和本发明的组合物(例如,包含本发明的缀合物或多个所述缀合物)的用途,以及帮助本文中所述的方法。在一些实施方案中,试剂盒包含本发明的缀合物和/或组合物。可以将执行这些不同的方法的材料和试剂提供在试剂盒中,以帮助所述方法的执行。如本文中所用的,术语“试剂盒”包括帮助方法、测定、分析或操作的物品的组合。具体地,包含本发明的缀合物或组合物的试剂盒可用于大量的应用,包括例如,疗法(例如,免疫疗法)和体内成像(例如,细胞、肿瘤、器官、组织、生物聚集体、生物膜等的)。
试剂盒可以含有化学试剂以及其他组分。另外,本发明的试剂盒可以包含但不限于给试剂盒用户的说明书(例如,在免疫疗法中使用缀合物或组合物的指导、在对细胞、肿瘤、器官或组织等的成像中使用缀合物或组合物的指导)、用于样品收集和/或纯化的装置和试剂、用于产品收集和/或纯化的装置和试剂、用于细菌细胞转化的试剂、用于真核细胞转染的试剂、先前转化的或转染的宿主细胞、样品管、固定器、托盘、支架、皿、板、溶液、缓冲剂或其他化学试剂,用于标准化、正规化的合适的样品和/或对照样品。也可将本发明的试剂盒包装以方便存储和安全运送,例如,在具有盖的盒子中。
IV.实施例
将通过具体实施例的方式更详细地描述本发明。提供以下实施例仅为说明目的,且不旨在以任何方式限制本发明。
实施例1.使用基于荧光细胞的珠上分选快速鉴定和开发作为PET显像剂的靶向αvβ6的缀合物。
概述
本实施例描述了使用混合荧光细胞鉴定缀合物的新的一步法珠上筛选方法,所述缀合物包含来自氟苯甲酰基OBOC肽库(图1)的靶向整合素αvβ6的肽和它们随后开发成用于经由正电子发射断层扫描(PET)的非侵袭性成像的18F-肽。从人黑素瘤DX3puroB6(αvβ6阳性的)细胞系和DX3puro(αvβ6阴性的)细胞系产生了珠上筛选中采用的荧光细胞系DX3/ITGB6mCherry和DX3 EmGFP。整合素αvβ6是在众多侵润性癌症中过表达的细胞表面受体。将氟苯甲酰基肽文库(其特征为整合素αvβ6结合的XXDLXXL基序以及用于开发18F-肽的氟苯甲酰基(FB)部分)成1)靶向αvβ6整合素和2)消除鉴定的肽的筛选后修饰,其可能潜在地导致功能和靶向特异性的丢失。使用标准的Fmoc化学固相肽合成,用1g的90μm TentaGel树脂组装氟苯甲酰基肽库,其以Fmoc-Lys(烯丙氧羰基(alloc))-OH的偶联开始。使用分离-混合合成方法,使用在XXDLXXLX基序中表示为X的随机位置的19种天然的氨基酸生成了文库。在文库合成的最后,去除烯丙氧羰基保护基团,并与4-氟苯甲酸(FBA)偶联以制作氟苯甲酰基NH2-XXDLXXLXK(FB)肽库。使用一个珠两种颜色(OBTC)细胞筛选方法,在5天中实现了185种靶向整合素αvβ6的肽的直接鉴定。作为概念的证明,选择了从测定分离的5个珠以用于测序,并且使用竞争性结合ELISA评估了针对αvβ6、αvβ3、αvβ5、αvβ1和αvβ8的结合特异性。证实了肽以次纳摩尔亲和力(IC50值范围为0.3至6.6nM)与αvβ6整合素结合,相比αvβ5、αvβ3和αvβ1的最高选择性比例为10,000:1,且相比αvβ8整合素的最高选择性比例为500:1。
混合的荧光细胞筛选测定允许一步法评估,允许相比其他方法的快速筛选OBOC文库,而非多轮的筛选来确定靶向特异性肽配体。将4-氟苯甲酸掺入至C末端赖氨酸的侧链以用于筛选,保证了对于体外研究,用[18F]氟苯甲酸放射性标记鉴定的肽不会妨碍其结合特性。
方法和结果
如下文中进一步描述的,在TentaGel树脂上,使用标准的Fmoc化学,组装了9聚体(mer)的XXDLXXLXK(FB)(SEQ ID NO:23)肽库(1g,~3,000,000个珠)。用红色荧光DX3 ITGβ6mCherry(αvβ6阳性的)细胞和绿色荧光DX3 EmGFP(αvβ6阴性的)细胞的混合物,将小等份(50mg,~150,000个珠)孵育3小时,并在荧光显微镜下评估。分离仅被红色(即,αvβ6阳性的)细胞覆盖的珠;随后通过Edman测序表征这些珠。在合成所鉴定的肽后,利用纯化的整合素进行竞争性结合ELISA,以评估针对靶标αvβ6整合素以及密切相关的αv-整合素的结合特异性。
细胞系
DX3Puro(1)和DX3Puroβ6(2)在先前已经被描述,并由John Marshall博士慷慨馈赠。为了产生DX3/EmGFP和DX3/ITGβ6mCherry,用携带EmGFP或mCherry(位于EF1α启动子控制下)和杀稻瘟菌素抗性基因(位于杂合的SV40/EM7启动子控制下)的慢病毒转导DX3Puro细胞和DX3Puroβ6细胞。于37℃下,在5%CO2存在下,在空气中将转导的细胞以超低密度在补充有10%FBS和杀稻瘟菌素(10μg/mL)的杜尔贝科改良伊戈尔培养基(Dulbecco’sModified Eagle Medium,DMEM)中培养21天。然后分离、扩增、并针对荧光筛选DX3/EmGFP和DX3/ITGβ6mCherry的克隆群体,并且在DX3/ITGβ6mCherry的情况下,保留ITGβ6表达。
氟苯甲酰基肽库的合成
将TentaGel树脂(1g,90μm)在N,N-二甲基甲酰胺(DMF,10mL;EMD)中膨胀1小时,并排干,然后加入于DMF(10mL)中的Nα-Fmoc-Nε-烯丙氧羰基-L-赖氨酸(3个当量;GLS-China)、2-(7-氮杂-1H-苯并三唑-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲六氟磷酸盐(HATU,2.7个当量;GL Biochem)和N-N-二异丙基乙胺(DIPEA,6个当量;Sigma)的混合物。偶联反应在室温下进行2小时,并用10mL的于DMF中的20%v/v哌啶溶液实现Fmoc的去保护,持续30分钟。在真空下,用多份的DMF(各3×10mL)、甲醇(MeOH)和DMF将珠彻底洗涤后,其被等分成19个等份。向每个等份中加入单一的Nα-Fmoc-氨基酸(3倍过量,NovaBiochem)以及HATU(2.7个当量)和DIPEA(6个当量)。在偶联反应最后,将所有等份被合并、充分混合、洗涤,并且然后被重新分成多个等份,以用于接下来的偶联步骤。重复“分离-混合”程序直至肽库被完全组装好。用5mol%Pd(PPh3)4和苯基硅烷(20个当量;Acros)去除赖氨酸上的烯丙基氧羰基(alloc)保护基团,然后偶联用HATU(2.7倍过量)和DIPEA(6倍过量)活化的4-氟苯甲酸(FBA,3倍过量;Sigma)。通过在室温下用三氟乙酸(TFA,EMD)、1,2-乙二硫醇(EDT;Fluka)、水和三异丙基硅烷(TIPS;Aldrich)(94/2.5/2.5/1体积/体积/体积/体积)的混合物将树脂处理3小时,来完成所有保护基团的侧链去保护。用MeOH、DMF、水和70%乙醇(EtOH)溶液彻底洗涤树脂。TentaGel珠上的肽显示为每个珠1014个拷贝(0.13μg的ST1-62)。
文库筛选
1.预筛选珠制备
在真空下,用去离子水(10×)洗涤文库珠(在冻干器中干燥过夜),并允许在水中膨胀1小时,然后用PBS(Gibco)洗涤5次,并悬浮于PBS中15分钟。
2.混合的荧光细胞筛选
如上文所述,从人黑素瘤细胞系DX3制备DX3/ITGβ6mCherry细胞系和DX3/EmGFP细胞系。如图2A和2B中所示的,将每种细胞系的等量群体(总共500,000个细胞)悬浮于10%胎牛血清(FBS)无酚红杜尔贝科改良伊戈尔培养基(DMEM;Gibco)中,加入非TC处理的培养皿(100mm;Spectrum Chemicals and Laboratory Products)中,并且然后允许于37℃下在保温箱中混合1小时,之后用文库珠筛选。将珠加入含有混合的DX3/ITGβ6mCherry细胞和DX3/EmGFP细胞的Petri皿中,并在37℃下,于轻轻混合下孵育3小时。孵育后,在荧光显微镜下分析珠。用微量移液器手动选择DX3/ITGβ6mCherry细胞(αvβ6特异性的)中覆盖>80%的珠。使用Edman降解(图3和4)对从测定分离的阳性珠进行测序。在表1中公开了肽序列。
表1:5种选择的靶向αvβ6的肽的序列
肽合成
在Nova Syn TGR树脂(0.25mmol/g)上,使用标准的Fmoc化学,手动构建肽以产生C末端酰胺。将树脂在DMF(5mL)中膨胀1小时,并加入Fmoc-Nε-1-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环己烯-1-亚基)-3-甲基丁基-L-赖氨酸(Fmoc-Lys(ivDde)-OH,3倍过量)以及2-(7-氮杂-1H-苯并三唑-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲六氟磷酸盐(HATU,2.7倍过量)和N-N二异丙基乙胺(DIPEA,6倍过量)。在偶联下一个氨基酸前,用20%哌啶溶液去除Fmoc,然后用DMF和MeOH彻底洗涤。重复偶联循环以延伸肽链,在N端以叔丁基氧羰基(Boc)保护的氨基酸结束。接着,用5mL的新鲜制备的于DMF中的2%的肼实现ivDde去保护,持续30分钟(2×15分钟)。最后,用2.7倍过量的HATU和6倍过量的DIPEA将4-氟苯甲酸(FBA,3个当量)偶联至C末端赖氨酸的侧链。在合成的最后,在室温下,用TFA/H2O/EDT/TIPS混合物(1mL,94/2.5/2.5/1体积/体积/体积/体积)将包括N-Boc基团的所有侧链保护基团切割3小时。收集上清液,并将TFA混合物蒸发,然后重悬于milliQ水中,以用于用二乙醚的萃取。
竞争性结合ELISA
将抗αv捕获抗体P2W7(5μg/mL,Novus Biologicals)包被在Nunc MaxiSorp 96孔板上,然后在4℃下用BSA封闭过夜。所有孔用PBS洗涤3次,然后用纯化的整合素(3μg/mL)铺板,并在室温下于湿度箱中孵育1小时。将用生物素化的天然配体滴定(对于αvβ6整合素为1μM-1pM,和对于αvβ3整合素为100μM-100pM)并与之混合的肽溶液以一式三份加入整合素包被的孔中。在室温下孵育1小时后,用洗涤缓冲液将板洗涤3次。用ExtrAvidin-HRP检测捕获的生物素化的天然配体,并用TMB底物显影。确定了肽的半最大抑制浓度(IC50),在GraphPadPrism 6.0中拟合成S形剂量响应模型(图5A)。在图5B和以下的表2中显示了结果。
表2:来自竞争性结合ELISA的所有5种肽的结合亲和力和特异性
ST1-62肽的细胞结合研究
在固相上用[18F]氟苯甲酸放射性标记肽ST1-62以用于细胞结合研究(图6A)。将DX3puroβ6(αvβ6阳性的)细胞系和DX3puro(αvβ6阴性的)细胞系用于该实验。以4μCi/mL在PBS中配制放射性标记的肽。以75×106个细胞/mL将DX3puroβ6细胞和DX3puro细胞悬浮于无血清培养基中,并等分成每种细胞系50μL/Eppendorf(n=3)。将50μL的4μCi/mL放射性示踪剂加入每个Eppendorf管中,并允许与细胞一起孵育60分钟。通过γ计数测量上清液和细胞沉淀的活性,并将放射性示踪剂的结合百分比表示为(细胞沉淀的放射性)/(细胞沉淀和上清液的总放射性)。在图6B中显示了示例性的放射化学测定结果。
ST1-62肽的血清稳定性研究
通过首先在37℃下将放射性标记的肽([18F];25μCi)与可商购获得的小鼠血清一起孵育1小时,进行肽1(ST1-62)(SEQ ID NO:2)的血清稳定性研究分析。通过用冷的EtOH沉淀出蛋白质而从血清去除放射性示踪剂,然后注射至HPLC以用于分析。如对于许多NH2-肽所预期的,如HPLC示踪中所示的,该肽在1小时内被蛋白酶切割。在图7A和7B中显示了血清稳定性测定的结果。
ST1-62肽的最优化
基于所有肽的选择性特性,选择了ST1-62肽以继续用于用[18F]氟苯甲酸放射性标记,以用于logP、血清稳定性和细胞结合研究。Log P=-1.09±0.02(图6B)。在37℃下与小鼠血清一起孵育后1小时确定肽的血清稳定性(图7A)。
使用流式细胞术测定用FAM-X标记的肽(VGDLTYLKK-FAM-X;SEQ ID NO:15)与DX3puroβ6细胞和DX3 puro细胞的结合。如图8A和8B中所示的,在10μM和100μM的肽浓度下,与αvβ6阴性细胞相比,肽显示增加的与αvβ6阳性细胞的结合。
进行了一系列的修饰(诸如N-乙酰化、N-甲基化、N-PEG化、N-氟苯甲酰化以及C-PEG化),并通过ELISA评估这些肽与αvβ6整合素的结合亲和力。在表3中总结了结果。
表3:ST1-62肽最优化
结论
使用荧光细胞,简化了OBOC文库珠上筛选方法。靶向αvβ6的肽的一步法筛选和初步测序产生了对αvβ6整合素具有强亲和力和高选择性的肽。
参考文献
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V.示例性的实施方案
根据当前公开的主题提供的示例性的实施方案包括但不限于权利要求和以下实施方案:
1.缀合物,其包含:
(a)包含氨基酸序列VGDLTYLK(SEQ ID NO:1)的肽,和
(b)部分。
2.如实施方案1所述的缀合物,其中将所述部分与所述肽共价连接。
3.如实施方案1或2所述的缀合物,其中所述肽的长度为约8至约20个氨基酸。
4.如实施方案1至3中任一项所述的缀合物,其还包含一个或多个另外的赖氨酸残基。
5.如实施方案4所述的缀合物,其中将所述一个或多个另外的赖氨酸残基与所述肽的C末端和/或与一个或多个部分连接。
6.如实施方案4或5所述的缀合物,其中所述缀合物包含氨基酸序列VGDLTYLKK(SEQ ID NO:10)和部分。
7.如实施方案1至6中任一项所述的缀合物,其中所述肽与整合素结合。
8.如实施方案7所述的缀合物,其中所述整合素为αvβ6整合素。
9.如实施方案7或8所述的缀合物,其中所述肽与所述整合素以及与所述整合素共同表达的受体结合。
10.如实施方案9所述的缀合物,其中所述与整合素共同表达的受体为CXCR4。
11.如实施方案1至10中任一项所述的缀合物,其中所述部分选自:聚乙二醇(PEG)部分、氟苯甲酰基(FB)基团、甲基基团、乙酰基基团、显像剂、治疗剂,以及它们的组合。
12.如实施方案11所述的缀合物,其中所述PEG部分具有小于约3,000道尔顿(Da)的分子量。
13.如实施方案11或12所述的缀合物,其中所述PEG部分选自PEG12(PEG 800)、PEG28(PEG 1,500),以及它们的组合。
14.如实施方案11至13中任一项所述的缀合物,其中所述PEG部分为具有确定链长的单分散的PEG部分。
15.如实施方案14所述的缀合物,其中所述单分散的PEG部分具有大于约95%的寡聚物纯度。
16.如实施方案11至15中任一项所述的缀合物,其中所述显像剂选自:FB基团、放射性核素、生物素、荧光团、荧光蛋白、抗体、辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶,以及它们的组合。
17.如实施方案16所述的缀合物,其中所述放射性核素选自:11C、13N、15O、18F、61Cu、62Cu、64Cu、67Cu、68Ga、111In、124I、125I和131I。
18.如实施方案16或17所述的缀合物,其中所述放射性核素为18F。
19.如实施方案4至18中任一项所述的缀合物,其中将所述部分与所述肽、与所述一个或多个另外的赖氨酸残基,和/或与另一部分连接。
20.如实施方案19所述的缀合物,其中将一个另外的赖氨酸残基与所述肽的C末端连接,并且将FB基团与所述另外的赖氨酸残基的侧链连接,使得所述缀合物包含序列VGDLTYLKK(FB)(SEQ ID NO:2)。
21.如实施方案20所述的缀合物,其还包含与所述肽的N末端连接的FB基团以及与所述C末端赖氨酸残基连接的PEG28部分,使得所述缀合物包含序列FB-VGDLTYLKK(FB)-PEG28(SEQ ID NO:3)。
22.如实施方案19所述的缀合物,其中所述缀合物包含序列(VGDLTYLK-PEG12)2KK(FB)(SEQ ID NO:4),
其中所述缀合物包含氨基酸序列VGDLTYLK(SEQ ID NO:1)的二聚体,
其中将PEG12部分与所述二聚体的每个成员的C末端连接,
其中将两个PEG12部分均与两个另外的赖氨酸残基的第一个连接,并且
其中将FB基团与所述两个另外的赖氨酸残基的第二个的侧链连接。
23.如实施方案22所述的缀合物,其中将FB基团与所述二聚体的每条肽的N末端连接,使得所述缀合物包含序列(FB-VGDLTYLK-PEG12)2KK(FB)(SEQ ID NO:5)。
24.如实施方案20至23中任一项所述的缀合物,其中用18F放射性标记与所述赖氨酸残基连接的FB基团。
25.如实施方案11至24中任一项所述的缀合物,其中所述治疗剂选自:放射性核素、促凋亡肽、纳米颗粒、化学治疗剂、纳米微滴、脂质体药物、细胞因子,以及它们的组合。
26.如实施方案25所述的缀合物,其中所述放射性核素选自90Y和177Lu。
27.如实施方案25或26所述的缀合物,其中经由螯合剂将所述放射性核素与所述肽或PEG部分连接。
28.如实施方案25所述的缀合物,其中所述促凋亡肽包含D(KLAKLAK)2。
29.如实施方案25或28所述的缀合物,其中经由甘氨酸接头将所述促凋亡肽与所述肽或PEG部分连接。
30.如实施方案25所述的缀合物,其中所述纳米颗粒包含加载有化学治疗剂的PEG5KCA8。
31.如实施方案25或30所述的缀合物,其中所述化学治疗剂为紫杉醇(PTX)。
32.如实施方案1至31中任一项所述的缀合物,其中所述缀合物还包含与所述肽或PEG部分共价连接的白蛋白结合基序。
33.如实施方案32所述的缀合物,其中所述白蛋白结合基序为4-(4-碘苯基)丁酸。
34.组合物,其包含实施方案1至33中任一项所述的缀合物或多个所述缀合物。
35.如实施方案34所述的组合物,其中具有确定链长的单分散的PEG部分存在于所述多个缀合物中。
36.如实施方案34或35所述的组合物,其中所述多个缀合物彼此连接而形成多聚体缀合物。
37.如实施方案36所述的组合物,其中所述多聚体缀合物为所述多个缀合物的二聚体或四聚体。
38.如实施方案34至37中任一项所述的组合物,其中所述组合物还包含药物载体或赋形剂。
39.用于成像或疗法的试剂盒,所述试剂盒包含实施方案1至33中任一项所述的缀合物或实施方案34至38中任一项所述的组合物。
40.如实施方案39所述的试剂盒,其还包含使用说明书。
41.如实施方案39或40所述的试剂盒,其还包含一种或多种试剂。
42.用于对对象中的靶标组织成像的方法,所述方法包括:
(a)向所述对象施用实施方案1至33中任一项所述的缀合物或实施方案34至38中任一项所述的组合物,其中所述缀合物包含显像剂,以及
(b)检测所述缀合物以确定所述缀合物在所述对象中的何处聚集。
43.如实施方案42所述的方法,其中将所述显像剂与所述肽、FB基团或PEG部分共价连接。
44.如实施方案42或43所述的方法,其中所述靶标组织为癌性组织或器官。
45.如实施方案44所述的方法,其中所述癌性组织与胰腺癌、乳腺癌、结肠直肠癌、前列腺癌或口腔鳞状细胞癌相关。
46.如实施方案42至45中任一项所述的方法,其中所述显像剂为放射性核素。
47.如实施方案46所述的方法,其中将所述放射性核素与FB基团共价连接。
48.如实施方案46或47所述的方法,其中将来自所述放射性核素的辐射用于确定所述缀合物在所述对象中的何处聚集。
49.如实施方案42至48中任一项所述的方法,其中通过以下检测所述缀合物:通过磁共振成像(MRI)、磁共振光谱学(MRS)、单电子发射计算机化断层扫描(SPECT)、正电子发射断层扫描(PET)或光学成像。
50.如实施方案42至49中任一项所述的方法,其中检测所述缀合物以用于由整合素介导的疾病或病症的诊断或预后。
51.如实施方案50所述的方法,其中所述疾病或病症与所述整合素的表达、过表达或激活相关。
52.如实施方案50或51所述的方法,其中所述疾病或病症为αvβ6整合素介导的疾病或病症。
53.预防或治疗对象中的整合素介导的疾病或病症的方法,所述方法包括:
向所述对象施用治疗有效量的实施方案1至33中任一项所述的缀合物或实施方案34至38中任一项所述的组合物,其中所述缀合物包含治疗剂。
54.如实施方案53所述的方法,其中将所述治疗剂与所述肽或PEG部分共价连接。
55.如实施方案53或54所述的方法,其中所述疾病或病症与所述整合素的表达、过表达或激活相关。
56.如实施方案53至55中任一项所述的方法,其中所述疾病或病症选自:癌症、炎性疾病、自身免疫性疾病、慢性纤维化、慢性阻塞性肺病(COPD)、肺气肿、辐射诱导的肺纤维化和慢性创伤性皮肤病。
57.如实施方案53至56中任一项所述的方法,其中所述疾病或病症为αvβ6整合素介导的疾病或病症。
58.如实施方案57所述的方法,其中所述αvβ6整合素介导的疾病或病症为胰腺癌、乳腺癌、结肠直肠癌、前列腺癌或口腔鳞状细胞癌。
59.如实施方案53至58中任一项所述的方法,其中所述缀合物或组合物的治疗有效量为足以将所述治疗剂靶向递送至表达所述整合素的细胞的量。
应理解本文中所述的实施例和实施方案仅为说明目的,并且根据本文中所述的实施例和实施方案的各种修改或变化将被提议给本领域技术人员,并将包括在本申请的精神和范围以及所附权利要求的范围内。本文中引用的所有出版物、专利、专利申请和序列登陆号在此出于所有目的均通过引用整体并入本文中。
非正式序列表
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Claims (26)
1.缀合物,其包含:
由氨基酸序列VGDLTYLKK(SEQ ID NO:10)组成的肽,以及在所述肽的N末端或C末端与所述肽共价连接的氟苯甲酰基(FB)基团,其中所述肽与αvβ6整合素结合。
2.如权利要求1所述的缀合物,其还包含放射性核素,所述放射性核素与所述FB基团共价连接。
3.如权利要求2所述的缀合物,其中所述放射性核素选自:90Y、177Lu、11C、13N、15O、18F、61Cu、62Cu、64Cu、67Cu、68Ga、111In、124I、125I和131I。
4.如权利要求2所述的缀合物,其中所述放射性核素为18F或68Ga。
5.如权利要求1所述的缀合物,其中所述缀合物包含序列VGDLTYLKK(FB)(SEQ ID NO:2)。
6.如权利要求1所述的缀合物,其中所述缀合物包含序列FB-VGDLTYLKK(FB)-PEG28(SEQID NO:3)。
7.如权利要求5所述的缀合物,其中用18F或68Ga放射性标记与所述赖氨酸残基连接的所述FB基团。
8.如权利要求2所述的缀合物,其中所述放射性核素为90Y或177Lu。
9.组合物,其包含权利要求1-8中任一项所述的缀合物或多个所述缀合物。
10.如权利要求9所述的组合物,其中所述组合物还包含药物载体或赋形剂。
11.用于成像或疗法的试剂盒,所述试剂盒包含权利要求1-8中任一项所述的缀合物、或权利要求9或10所述的组合物。
12.如权利要求11所述的试剂盒,其还包含使用说明书。
13.如权利要求11所述的试剂盒,其还包含一种或多种试剂。
14.权利要求1-8中任一项所述的缀合物或权利要求9-10中任一项所述的组合物在制备用于对对象中的表达αvβ6整合素的靶标组织成像的试剂盒中的用途。
15.如权利要求14所述的用途,其中将显像剂与所述肽通过所述FB基团共价连接。
16.如权利要求14所述的用途,其中所述表达αvβ6整合素的靶标组织为癌性组织或器官。
17.如权利要求16所述的用途,其中所述癌性组织的癌症选自:胰腺癌、乳腺癌、结肠直肠癌、前列腺癌和口腔鳞状细胞癌。
18.如权利要求15所述的用途,其中所述显像剂为放射性核素。
19.如权利要求18所述的用途,其中将来自所述放射性核素的辐射用于确定所述缀合物在所述对象中的何处聚集。
20.如权利要求14所述的用途,其中检测所述缀合物以用于由αvβ6整合素介导的疾病或病症的诊断或预后。
21.如权利要求20所述的用途,其中所述疾病或病症与所述αvβ6整合素的表达、过表达或激活相关。
22.治疗有效量的权利要求1-8中任一项所述的缀合物或权利要求9-10中任一项所述的组合物在制备用于预防或治疗对象中的αvβ6整合素介导的疾病或病症的药物中的用途。
23.如权利要求22所述的用途,其中所述αvβ6整合素介导的疾病或病症与所述αvβ6整合素的表达、过表达或激活相关。
24.如权利要求22所述的用途,其中所述αvβ6整合素介导的疾病或病症选自:癌症、炎性疾病、自身免疫性疾病、慢性纤维化、慢性阻塞性肺病(COPD)、肺气肿、辐射诱导的肺纤维化和慢性创伤性皮肤病。
25.如权利要求22所述的用途,其中所述αvβ6整合素介导的疾病或病症为胰腺癌、乳腺癌、结肠直肠癌、前列腺癌或口腔鳞状细胞癌。
26.如权利要求22所述的用途,其中所述缀合物或所述组合物的治疗有效量为足以将所述治疗剂靶向递送至表达所述αvβ6整合素的细胞的量。
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