CN111655294A - 作为通过组织蛋白酶b的肽链端解酶活性进行选择性裂解的底物的配体-药物-偶联物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于治疗疾病的配体‑药物‑偶联物。特别地，本发明涉及包含接头系统的配体‑药物‑偶联物，该接头系统被组织蛋白酶B的肽链端解酶(即，羧基二肽酶)活性选择性地识别和裂解，从而提高了药物向靶细胞的细胞内递送。本发明还涉及用于将细胞毒性剂细胞内递送至肿瘤细胞的配体‑药物‑偶联物。

Description

作为通过组织蛋白酶B的肽链端解酶活性进行选择性裂解的 底物的配体-药物-偶联物
描述
本发明涉及用于治疗疾病的配体-药物-偶联物(ligand-drug-conjugate，LDC)。特别地，本发明涉及包含接头系统(linker system)的配体-药物-偶联物，该接头系统被组织蛋白酶B的肽链端解酶(exopeptidase)(即，羧基二肽酶)活性选择性地识别和裂解，从而导致改善的药物向靶细胞的递送。本发明还涉及包含接头系统的配体-药物-偶联物，其允许多种药物的释放，从而导致改善的功效。在一些方面，本发明涉及配体-药物-偶联物，其实现了高药物负载(例如，高药物-抗体-比例)，由此导致改善的功效。在一些方面，本发明还涉及用于将细胞毒性药物(cytotoxic drug)细胞内递送至肿瘤或癌细胞的配体-药物-偶联物。
背景技术
最近，人们对使用酶触发的药物释放系统、例如抗体-药物-偶联物(antibody-drug-conjugate，ADC)，将细胞毒性剂靶向递送至肿瘤细胞产生了极大的兴趣。抗体-药物-偶联物通常由三种组分组成：抗体(例如单克隆抗体)，其靶向在肿瘤细胞上高度表达的抗原；细胞毒性剂(有时称为“毒素”或“有效负载(payload)”)；以及接头系统，其在内化到癌细胞中时，可以从抗体释放细胞毒性剂(有效负载)。理想地，抗体-药物-偶联物应保留抗体的良好药代动力学特性和功能特性，在体循环(血液)中保持完整且无毒，并在靶位点具有活性，释放的药物量足以杀死靶细胞。因此，抗体-药物-偶联物开发中的最大挑战之一是用于抗体和药物偶联的接头系统的设计，其在体循环中是无毒且稳定的，但是仍然能够在靶细胞内以足够的量和令人满意的速率释放药物。
已经开发出大量的用于细胞毒性药物的特定细胞内释放的接头系统。存在有两个主要的接头家族(family)：可裂解的和不可裂解的。可裂解接头通常利用靶细胞、例如肿瘤细胞的固有特性来从偶联物中选择性地释放药物(例如细胞毒性剂)，即(1)蛋白酶敏感性(酶触发的释放系统)，(2)pH敏感性，或(3)谷胱甘肽敏感性。不可裂解接头通常依赖于靶细胞中偶联物内化后抗体的完全降解。使用不可裂解接头的抗体-药物-偶联物的实施例是人源化的抗-HER2(抗-ErbB2)抗体-美登素(maytansine)偶联物曲妥珠单抗-依酯(trastuzumab-emtansine)(T-DM1或
Figure BDA0002579559870000011
洛鲁索(LoRusso)等，Clin.Cancer Res.，2011，17，6437-6447)。
还提出了肽接头(peptide linker)，因为它们结合了体循环中良好的稳定性和通过特定酶的快速细胞内药物释放。特别地，已经描述了包含缬氨酸-瓜氨酸(Val-Cit)二肽作为通过组织蛋白酶B(Cat B)进行细胞内裂解的底物的肽接头(卢(Lu)等，Int.J.Mol.Sci.2016,17,561-582；杰恩(Jain)等，Pharm.Res.2015,32(11)，3526-3540；杜邦契克(Dubowchik)等，Bioconj.Chem.2002，13，855-859)。Cat B是一种溶酶体半胱氨酸蛋白酶，涉及许多生理过程，Cat B与其他半胱氨酸蛋白酶的不同之处在于，它具有肽链内切酶活性和肽链端解酶活性，这意味着它可以从蛋白质和肽的C端去除二肽单元(特克(Turk)等，Biochim.Biophys.Acta 2012，1824(1)，68-88)。因此，Cat B的肽链端解酶活性是羧基二肽酶(carboxydipeptidase)活性。
通常，偶联物的酶促裂解(enzymatic cleavage)(例如通过Cat B)在靶位点处释放抗体和接头-药物偶联物。接下来，接头必须允许药物从接头-药物偶联物中快速释放。因此，已经提出了在接头和药物之间的“自消耗(self-immolative)”间隔物(spacer)，以用于提高酶促裂解后的药物释放速率。自消耗间隔物通常可以通过基于消除的机制或基于环化的机制释放药物、例如细胞毒性药物。
包含自消耗间隔物的接头系统的实施例是如在例如
Figure BDA0002579559870000021
Figure BDA0002579559870000022
本妥昔单抗-维多汀(bremtuximab-vedotin)偶联物中使用的对氨基苄氧羰基(para-aminobenzyloxycarbonyl,PABC)接头(尤尼斯(Younes)等，N.Engl.J.Med.2010，363，1812-1821；杰恩等，Pharm.Res.2015，32(11)，3526-3540)。抗体-药物-偶联物中使用的PABC接头系统利用蛋白酶敏感的Val-Cit-PABC二肽接头，该二肽接头可被组织蛋白酶B识别和裂解。马来酰亚胺基己酰基(maleimidocaproyl)部分通常用于将接头单元附接至抗体，并用作药物和抗体之间的间隔物，以避免组织蛋白酶B在底物识别中的空间冲突。瓜氨酸-PABC酰胺键的酶促裂解后，所得的PABC取代的药物、例如一甲基澳瑞他汀E(monomethyl auristatin E,MMAE)自发经历1,6-消除，释放游离药物(例如MMAE)作为产物。
然而，由于缓慢的细胞内药物释放以及血浆中Val-Cit-PABC部分的有限稳定性，用于将药物递送至靶细胞的PABC接头系统的功效可能受到限制(多瑞沃斯卡(Dorywalska)等，Mol.Cancer Ther.2016，15(5)，958-970)。
此外，体内研究表明，基于Val-Cit-PABC的偶联物的药代动力学(PK)特性(例如分布、肝清除率)取决于附接至抗体部分的药物分子的数量(施特罗普(Strop)等，Chem.&Biol.2013，20，161-167)。因此，抗体-药物-偶联物的重要参数是药物-抗体-比率(drug-antibody-ratio,DAR)(或载药量)，是指附接至一个抗体部分的药物分子的平均数量。DAR值不仅影响功效，而且还影响偶联物的PK特性和毒性。特别地，由于偶联物分子的聚集和/或过早裂解，高的DAR值(即高载药量)与降低的PK特性和/或较高的毒性相关。
为了克服这些问题，已经提出采用含有负电荷的磺酸盐(酯)基团、聚乙二醇基团或焦磷酸二酯基团的亲水性接头系统，以减少偶联物聚集。同样地，WO 2015/123679 A1公开了基于亲水性接头与亲水性药物的组合的亲水性抗体-药物-偶联物，该亲水性药物诸如是用亲水性氨基酸、例如Thr化学修饰的澳瑞他汀(auristatin)。WO 2015/123679 A1的亲水性偶联物据说在体内模型中显示出良好的PK特性。然而，由于非特异性(unspecific)的酶促裂解、缓慢的细胞内药物释放和/或增加的溶酶体捕获，例如WO 2015/123679A1中公开的亲水性接头系统的功效可能受到限制。
此外，高DAR值(高载药量)的实现通常受限于增加的ADC聚集趋势、空间因素(例如，衍生自多个附接位点)、或系统稳定性的缺乏。
因此，需要包含接头系统的新型化合物，该接头系统在体循环中是稳定的，且可以快速释放药物并将药物递送至靶细胞。
因此，本发明的一个目的是提供包含接头系统的化合物，该接头系统在体循环中是稳定的，且允许药物以无痕方式(in a traceless manner)快速释放并递送至靶细胞。本发明的另一个目的是提供包含此类化合物的药物组合物。
本发明的再一个目的是提供包含接头系统的化合物，该接头系统在体循环中是稳定的，同时能够释放多种药物分子(例如多种有效负载)，其中各个药物分子可以是相同的或不同的。
本发明的又一个目的是提供可在治疗或预防癌症、自身免疫性疾病和/或传染性疾病的方法中使用的化合物或组合物。
发明内容
本发明提供了一种可在配体-药物-偶联物中使用的新型可裂解的接头系统。该接头系统的特征在于C端二肽单元在其侧链上带有药物或载体基团(vector group)。C端二肽单元用作组织蛋白酶B的肽链端解酶(即羧基二肽酶)活性的高度特异性底物，从而导致改善的细胞内裂解和药物释放。接头系统是稳定的并且能够释放多种药物分子(例如多种有效负载)，其中各个药物分子可以是相同的或不同的，从而导致改善的功效。接头系统还能够实现高载药量(例如高DAR)，由此导致显著改善的功效。
因此，本发明涉及由通式(I)或(I')表示的化合物：
Figure BDA0002579559870000041
其中，在式(I)和(I')中，
W表示由下式(III)表示的部分：
W1-Dxx-Dyy---- (III)
其中
W1表示衍生自药物的部分，该药物仅由于如式(III)所示的共价附接至Dxx而与天然药物相区别，如果所述药物是澳瑞他汀类似物，则所述澳瑞他汀类似物为澳瑞他汀Phe(AF)、澳瑞他汀Cit(ACit)、澳瑞他汀Arg(AArg)、澳瑞他汀Lys(ALys)、澳瑞他汀Orn(AOrn)、澳瑞他汀2,3-二氨基丙酸(ADab)或澳瑞他汀2,4-二氨基-丁酸(ADap)，优选AF；或者
W1表示衍生自药物的部分，条件是W1不是澳瑞他汀类似物；
Dxx表示单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸，优选选自苯丙氨酸(Phe)、缬氨酸(Val)、酪氨酸(Tyr)、高苯丙氨酸(homo-Phe)和丙氨酸(Ala)的氨基酸，优选Phe或Val，其中，所述单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸任选地经由选自以下的二价部分附接至部分W1：马来酰亚胺、三唑、腙(hydrazone)、含羰基的基团、及其衍生物，优选经由二价马来酰亚胺衍生物；
Dyy表示单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选选自精氨酸(Arg)、赖氨酸(Lys)、瓜氨酸(Cit)、鸟氨酸(Orn)、2,3-二氨基-丙酸(Dap)和2,4-二氨基-丁酸(Dab)的氨基酸，更优选Arg或Cit；
条件是，如果Dxx是具有疏水性侧链的氨基酸，则Dyy是Phe或具有碱性侧链的氨基酸，并且如果Dxx是单个共价键，则Dyy是单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选Arg或Cit；
且虚线表示至式(I)中的Axx的N端、或式(I')中的Ayy的N端的共价附接；
或者W表示由式(Ia)、(Ia')或(Ib)表示的肽部分：
Figure BDA0002579559870000051
其中，在式(Ia)和(Ia')中，
A'yy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、色氨酸(Trp)、Tyr、苯基甘氨酸(Phg)、蛋氨酸(Met)、Val、组氨酸(His)、Lys、Arg、Cit、2-氨基-丁酸(Abu)、Orn，条件是式(Ia')中的A'yy不是(D)构型的氨基酸；
D1表示衍生自药物的部分；
m为1至10的整数；
如果m＝1，则A'xx表示三官能氨基酸，诸如氨基二羧酸或二氨基羧酸，条件是式(Ia)中的A'xx不是(D)构型的氨基酸；D2表示衍生自药物的部分，任选地表示衍生自与D1相同的药物的部分；
如果m大于1，则各D2独立地选自：氢原子、和衍生自药物的部分，其中，多个部分D2可以是相同的或不同的，条件是至少一个D2不是氢原子；如果D2是氢原子，则A'xx表示氨基酸，条件是式(Ia)中的A'xx不是(D)构型的氨基酸；如果D2是衍生自药物的部分，则A'xx表示三官能氨基，条件是式(Ia)中的A'xx不是(D)构型的氨基酸；
且虚线表示至Axx或Ayy的N端的共价附接；
Figure BDA0002579559870000052
其中，在式(Ib)中，
A'yy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、Abu、Orn；
D1表示衍生自药物的部分；
m为1至10的整数；
如果m＝1，则A'xx表示选自以下的三官能氨基酸：谷氨酸(Glu)、α-氨基己二酸(Aaa)、Dap、Dab、丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)、高丝氨酸(homo-Ser)、高苏氨酸(homo-Thr)和氨基丙二酸(Ama)，条件是A'xx不是(D)构型的氨基酸；D2表示衍生自药物的部分，任选地表示衍生自与D1相同的药物的部分；除非A'xx是Ama，否则Cxx表示单个共价键，如果A′xx是Ama，则Cxx表示(L)-或(D)-脯氨酸(Pro)、或诸如肌氨酸(Sar)的N-甲基氨基酸，Cxx的N端结合至Ama的羧基端，且Cxx的C端结合至部分D2；
如果m大于1，则各D2独立地选自：氢原子、和衍生自药物的部分，其中，多个部分D2可以是相同的或不同的，条件是至少一个D2不是氢原子；如果D2是氢原子，则A'xx表示氨基酸，条件是A'xx不是(D)构型的、且Cxx表示单个共价键；如果D2是衍生自药物的部分，则A'xx表示选自以下的氨基酸：Glu、Aaa、Dap、Dab、Ser、Thr、homo-Ser、Homo-Thr和Ama，条件是A'xx不是(D)构型的氨基酸；除非A'xx是Ama，否则Cxx表示单个共价键，如果A'xx是Ama，则Cxx表示(L)-或(D)-Pro、或诸如Sar的N-甲基氨基酸，其中Cxx的N端结合至Ama的羧基端，且Cxx的C端结合至部分D2；
且虚线表示至Axx或Ayy的N端的共价附接；
Axx表示三官能氨基酸，例如氨基二羧酸或二氨基羧酸；条件是式(I)中的Axx不是(D)构型的氨基酸；
Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、苯基甘氨酸(Phg)、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、2-氨基-丁酸(Abu)、Orn、Ser、Thr、亮氨酸(Leu)和异亮氨酸(Ile)；或者式(I)中的Ayy表示选自以下的氨基酸：高酪氨酸(homo-Tyr)、高苯丙氨酸(homo-Phe)、β-苯丙氨酸(β-Phe)和β-高苯丙氨酸(β-homo-Phe)、Tyr(OR1)和homo-Tyr(OR1)，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数；条件是式(I')中的Ayy不是(D)构型的氨基酸；
T为由下式(Ia1)表示的部分：
Figure BDA0002579559870000071
其中，在式(Ia1)中，
S表示含有一个或多个选自碳、氮、氧和硫的原子的基团；
V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分；
n为1至10的整数；
Rx为如果存在则任选存在的原子或基团以使S的自由价饱和；
且虚线表示至Axx的侧链的共价附接；如果n大于1，则各虚线表示至式(I)或式(I')的各个单独的基团(individual,separate group)的共价键，其中，式(I)或式(I')的多个基团可以是相同的或不同的；如果n大于1，则各S可以是相同的或不同的；
Z表示共价附接至Ayy或Axx的C端的基团，选自：-OH；-N(H)(R)，其中R表示氢原子、烷基、环烷基或芳基(aromatic group)；和标记剂，诸如香豆素衍生物(coumarinderivative)。
本发明还涉及由通式(II)、(II')或(IIa)表示的化合物：
Figure BDA0002579559870000072
其中
D表示衍生自药物的部分；如果o*p>1，则一个或多个D可以为氢或增溶基团(solubilizing group)、诸如-(CH2CH2O)n1-R2，其中，R2为氢原子或甲基，且n1为2至24的整数，条件是至少一个D表示衍生自药物的部分；
式(II)和(II')中的Bxx表示Phe、三官能氨基酸，三官能氨基酸诸如氨基二羧酸或二氨基羧酸、优选选自Glu、Asp、Aaa、Lys、Dap、Dab、Ser、Thr、homo-Ser和homo-Thr；条件是式(II)中的Bxx不是(D)构型的氨基酸；
式(IIa)中的Bxx表示诸如Ama、Glu、Aaa、Apa的羧基氨基酸(即，在其侧链上具有羧酸基团的氨基酸)或选自以下的三官能氨基酸：Dap、Dab、Ser、Thr、Lys、Orn、homoLys、homoSer和homoThr；条件是Bxx不是(D)构型的氨基酸；除非Bxx是Ama，否则Cxx表示单个共价键，如果Bxx是Ama，则Cxx表示(L)-或(D)-Pro、或诸如Sar的N-甲基氨基酸，Cxx的N端结合至Ama的羧基端，且Cxx的C端结合至部分D；
在这些实例中，其中式(II)、(II')和(IIa)中的Bxx带有氢作为D基团，Bxx还可以是任何其他氨基酸，条件是式(II)和(IIa)中的Bxx不是(D)构型的氨基酸；
Byy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Val、His、Lys、Abu、Met、Cit、Orn、Ser、Thr、Leu、Ile、Arg和Tyr(OR1)，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2为氢原子或甲基，且n1为2至24的整数；或者式(II)和(IIa)中的Byy表示选自以下的氨基酸：homo-Tyr、homo-Tyr(OR1)、homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe；条件是式(II′)中的Byy不是(D)构型的氨基酸，且条件是如果o*p>1，则只有式(II)和(IIa)中的Byy的C端可以表示选自homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe的氨基酸；
Bxx1表示单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸；
Bxx2表示具有疏水性侧链或碱性侧链的氨基酸；S和V如式(I)或(I')所定义；
Z共价结合至Byy的C端，且表示选自以下的基团：-OH；-N(H)(R)，其中R表示氢原子、烷基、环烷基或芳基；和标记剂；并且
o和p各自独立地是1到10的整数；如果p大于1，则Bxx1不是(D)构型的氨基酸；如果p大于1和/或o大于1，则各D可独立地选自从药物衍生的部分。
本发明还涉及一种如上文描述的化合物或其组合物，用于在治疗或预防癌症、自身免疫性疾病和/或传染性疾病的方法中使用。
特别地，本发明包括以下实施方案(“项目”)：
1.一种由通式(I)或(I')表示的化合物：
Figure BDA0002579559870000091
其中，在式(I)和(I')中，
W表示由下式(III)表示的部分：
W1-Dxx-Dyy---- (III)
其中
W1表示衍生自药物的部分，该药物仅由于如式(III)所示的与Dxx的共价附接而与天然药物相区别，如果所述药物是澳瑞他汀类似物，则所述澳瑞他汀为澳瑞他汀Phe(AF)、澳瑞他汀Cit(ACit)、澳瑞他汀Arg(AArg)、澳瑞他汀Lys(ALys)、澳瑞他汀Orn(AOrn)、澳瑞他汀Dab(ADab)或澳瑞他汀Dap(ADap)，优选AF；
Dxx表示单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸，优选选自Phe、Val、Tyr、homo-Phe和Ala的氨基酸，优选Phe或Val，其中，所述单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸任选地经由选自以下的二价部分附接至部分W1：马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、及其衍生物，优选经由二价马来酰亚胺衍生物；
Dyy表示单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选选自Arg、Lys、瓜氨酸(Cit)、鸟氨酸(Orn)、2,3-二氨基-丙酸(Dap)和2,4-二氨基-丁酸(Dab)的氨基酸，更优选Arg或Cit；
条件是，如果Dxx是具有疏水性侧链的氨基酸，则Dyy是Phe或具有碱性侧链的氨基酸，并且如果Dxx是单个共价键，则Dyy是单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选Arg或Cit；
且虚线表示至式(I)中的Axx的N端、或式(I')中的Ayy的N端的共价附接；
Axx表示三官能氨基酸，例如氨基二羧酸或二氨基羧酸；条件是式(I)中的Axx不是(D)构型的氨基酸；
Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、苯基甘氨酸(Phg)、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、2-氨基-丁酸(Abu)、Orn、Ser、Thr、Leu和Ile；或者式(I)中的Ayy表示选自以下的氨基酸：高酪氨酸(homo-Tyr)、高苯丙氨酸(homo-Phe)、β-苯丙氨酸(β-Phe)和β-高苯丙氨酸(β-homo-Phe)、Tyr(OR1)和homo-Tyr(OR1)，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数；条件是式(I')中的Ayy不是(D)构型的氨基酸；
T为由下式(Ia1)表示的部分：
Figure BDA0002579559870000101
其中，在式(Ia1)中，
S表示含有一个或多个选自碳、氮、氧和硫的原子的基团；
V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分；
n为1至10的整数；
Rx为如果存在则任选存在的原子或基团以使S的自由价饱和；
且虚线表示至Axx的侧链的共价附接；如果n大于1，则各虚线表示至式(I)或式(I')的各个单独的基团的共价键，其中，式(I)或式(I')的多个基团可以是相同的或不同的；如果n大于1，则各S可以是相同的或不同的；
Z表示共价附接至Ayy或Axx的C端的基团，选自：-OH；-N(H)(R)，其中R表示氢原子、烷基、环烷基或芳基；和标记剂，诸如香豆素衍生物。
2.一种由通式(I)或(I')表示的化合物：
Figure BDA0002579559870000102
其中，在式(I)和(I')中，
W表示由下式(III)表示的部分：
W1--Dxx-Dyy---- (III)
其中
W1表示衍生自药物的部分，条件是W1不是澳瑞他汀类似物；
Dxx表示单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸，优选选自Phe、Val、Tyr、homo-Phe和Ala的氨基酸，更优选Phe或Val，其中，所述单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸任选地经由选自以下的二价部分附接至部分W1：马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、及其衍生物，优选经由二价马来酰亚胺衍生物；
Dyy表示单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选选自Arg、Lys、Cit、Orn、Dap和Dab的氨基酸，更优选Arg或Cit；
条件是，如果Dxx是具有疏水性侧链的氨基酸，则Dyy是Phe或具有碱性侧链的氨基酸，并且如果Dxx是单个共价键，则Dyy是单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选Arg或Cit；
且虚线表示至式(I)中的Axx的N端、或式(I')中的Ayy的N端的共价附接；
Axx表示三官能氨基酸，例如氨基二羧酸或二氨基羧酸；条件是式(I)中的Axx不是(D)构型的氨基酸；
Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、Abu、Orn、Ser、Thr、Leu和Ile；或者式(I)中的Ayy表示选自以下的氨基酸：homo-Tyr、homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe、Tyr(OR1)和homo-Tyr(OR1)，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数；条件是式(I')中的Ayy不是(D)构型的氨基酸；
T为由下式(Ia1)表示的部分：
Figure BDA0002579559870000111
其中，在式(Ia1)中，
S表示含有一个或多个选自碳、氮、氧和硫的原子的基团；
V表示衍生自可以与靶细胞相互作用的载体基团的部分；
n为1至10的整数；
Rx为如果存在则任选存在的原子或基团以使S的自由价饱和；
且虚线表示至Axx的侧链的共价附接；如果n大于1，则各虚线表示至式(I)或式(I')的各个单独的基团的共价键，其中，式(I)或式(I')的多个基团可以是相同的或不同的；如果n大于1，则各S可以是相同的或不同的；
Z表示共价附接至Ayy或Axx的C端的基团，选自：-OH；-N(H)(R)，其中R表示氢原子、烷基、环烷基或芳基；和标记剂，诸如香豆素衍生物。
3.一种由通式(I)或(I')表示的化合物：
Figure BDA0002579559870000121
其中，在式(I)和(I')中，
W表示由式(Ia)、(Ia')或(Ib)表示的肽部分：
Figure BDA0002579559870000122
其中，在式(Ia)和(Ia')中，
A'yy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、Abu、Orn；条件是式(Ia')中的A'yy不是(D)构型的氨基酸；
D1表示衍生自药物的部分；
m为1至10的整数；
如果m＝1，则A'xx表示三官能氨基酸，诸如氨基二羧酸或二氨基羧酸，条件是式(Ia)中的A'xx不是(D)构型的氨基酸；D2表示衍生自药物的部分，任选为衍生自与D1相同的药物的部分；
如果m大于1，则各D2独立地选自氢原子和衍生自药物的部分，其中，多个部分D2可以是相同的或不同的，条件是至少一个D2不是氢原子；如果D2是氢原子，则A'xx表示氨基酸，条件是式(Ia)中的A'xx不是(D)构型的氨基酸；如果D2是衍生自药物的部分，则A'xx表示三官能氨基，条件是式(Ia)中的A'xx不是(D)构型的氨基酸；
且虚线表示至Axx或Ayy的N端的共价附接；
Figure BDA0002579559870000123
其中，在式(Ib)中，
A'yy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、Abu、Orn；
D1表示衍生自药物的部分；
m为1至10的整数；
如果m＝1，则A'xx表示选自以下的三官能氨基酸：Glu、α-氨基己二酸(Aaa)、Dap、Dab、Ser、Thr、高丝氨酸(homo-Ser)、高苏氨酸(homo-Thr)和氨基丙二酸(Ama)，条件是A′xx不是(D)构型的氨基酸；D2表示衍生自药物的部分，任选为衍生自与D1相同的药物的部分；除非A′xx是Ama，否则Cxx表示单个共价键，如果A'xx是Ama，则Cxx表示(L)-或(D)-Pro、或诸如肌氨酸(Sar)的N-甲基氨基酸，Cxx的N端结合至Ama的羧基端，且Cxx的C端结合至部分D2；
如果m大于1，则各D2独立地选自氢原子和衍生自药物的部分，其中，多个部分D2可以是相同的或不同的，条件是至少一个D2不是氢原子；如果D2是氢原子，则A'xx表示氨基酸，条件是A'xx不是(D)构型的、且Cxx表示单个共价键；如果D2是衍生自药物的部分，则A′xx表示选自以下的氨基酸：Glu、Aaa、Dap、Dab、Ser、Thr、homo-Ser、Homo-Thr和Ama，条件是A'xx不是(D)构型的氨基酸；除非A'xx是Ama，否则Cxx表示单个共价键，如果A'xx是Ama，则Cxx表示(L)-或(D)-Pro、或诸如Sar的N-甲基氨基酸，其中Cxx的N端结合至Ama的羧基端，且Cxx的C端结合至部分D2；
且虚线表示至Axx或Ayy的N端的共价附接；
Axx表示三官能氨基酸，例如氨基二羧酸或二氨基羧酸；条件是式(I)中的Axx不是(D)构型的氨基酸；
Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、Abu、Orn、Ser、Thr、Leu和Ile；或者式(I)中的Ayy表示选自以下的氨基酸：homo-Tyr、homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe、Tyr(OR1)和homo-Tyr(OR1)，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数；条件是式(I')中的Ayy不是(D)构型的氨基酸；
T为由下式(Ia1)表示的部分：
Figure BDA0002579559870000131
其中，在式(Ia1)中，
S表示含有一个或多个选自碳、氮、氧和硫的原子的基团；
V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分；
n为1至10的整数；
Rx为如果存在则任选存在的原子或基团以使S的自由价饱和；
且虚线表示至Axx的侧链的共价附接；如果n大于1，则各虚线表示至式(I)或式(I')的各个单独的基团的共价键，其中，式(I)或式(I')的多个基团可以是相同的或不同的；如果n大于1，则各S可以是相同的或不同的；
Z表示共价附接至Ayy或Axx的C端的基团，选自：-OH；-N(H)(R)，其中R表示氢原子、烷基、环烷基或芳基；和标记剂，诸如香豆素衍生物。
4.根据项目1至3中任一项所述的化合物，其中，Axx和Ayy中的至少一个如下定义：
Axx表示选自以下的氨基酸：Glu、2-氨基-庚二酸(Apa)、Aaa、Dap、Dab、Lys、Orn、Ser、Ama和高赖氨酸(homo-Lys)，优选选自Dap、Dab、Lys、Orn和homo-Lys的氨基酸；
式(I)中的Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、homo-Phe、Ala、Trp、Phg、Leu、Val、Tyr、homo-Tyr、Tyr(OR1)和homo-Tyr(OR1)，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数；优选Phe、homo-Phe、Tyr、homo-Tyr、Tyr(OR1)或homo-Tyr(OR1)，更优选Phe或Tyr；
式(I')中的Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、homo-Phe、Ala、Trp、Phg、Leu、Val、Tyr和Ser，优选Phe、home-Phe或Ser，更优选Phe或Ser。
5.根据项目3或4所述的化合物，其中，A'xx、A'yy和m中的至少一个如下定义：
式(Ia)和(Ia')中的A'xx表示选自以下的氨基酸：Dap、Dap、Lys、Orn和homo-Lys，优选Lys；
式(Ia)、(Ia')和(Ib)中的A'yy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Phg和Tyr，优选Phe或Tyr；
m为1至4的整数。
6.一种由以下通式(II)、(II')和(IIa)之一表示的化合物：
Figure BDA0002579559870000151
其中，
D表示衍生自药物的部分；如果o*p>1，则一个或多个D可以为氢或增溶基团、诸如-(CH2CH2O)n1-R2，其中，R2为氢原子或甲基，且n1为2至24的整数，条件是至少一个D表示衍生自药物的部分；
式(II)和(II')中的Bxx表示三官能氨基酸，诸如氨基二羧酸或二氨基羧酸；条件是式(II)中的Bxx不是(D)构型的氨基酸；
式(IIa)中的Bxx表示诸如Ama、Glu、Aaa、Apa的羧基氨基酸或选自以下的三官能氨基酸：Dap、Dab、Ser、Thr、Lys、Orn、homylys、homoSer和homoThr；条件是Bxx不是(D)构型的氨基酸；除非Bxx是Ama，否则Cxx表示单个共价键；如果Bxx是Ama，则Cxx表示(L)-或(D)-Pro、或诸如Sar的N-甲基氨基酸，Cxx的N端结合至Ama的羧基端，且Cxx的C端结合至部分D；
在这些实例中，其中式(II)、(II')和(IIa)中的Bxx带有氢作为D基团，Bxx可以是任何其他氨基酸，条件是式(II)和(IIa)中的Bxx不是(D)构型的氨基酸；
Byy表示选自Phe、homo-Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Val、His、Lys、Abu、Met、Cit、Orn、Ser、Thr、Leu、Ile、Arg和Tyr(OR1)的氨基酸，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2为氢原子或甲基，且n1为2至24的整数；或者式(II)和(IIa)中的Byy表示选自homo-Tyr、homo-Tyr(OR1)、homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe的氨基酸；条件是式(II')中的Byy不是(D)构型的氨基酸，且条件是如果o*p>1，则只有式(II)和(IIa)中的Byy的C端可以表示选自β-Phe和β-homo-Phe的氨基酸；
Bxx1表示单个共价键、或具有疏水性侧链或碱性侧链的氨基酸；
Bxx2表示具有疏水性侧链或碱性侧链的氨基酸；
S和V如项目1所定义；
Z共价结合至式(II)和(IIa)中的Byy的C端、和式(II')中的Bxx的C端，并且表示选自以下的基团：-OH；-N(H)(R)，R如项目1所定义；和标记剂；并且
o和p各自独立地是1到10的整数，如果p大于1，则Bxx1不是(D)构型的氨基酸；如果p大于1和/或如果o大于1，则各D可独立地选自衍生自药物的部分。
7.根据项目6所述的化合物，其中，Bxx1、Bxx2、Bxx、Byy、o和p中的至少一个如下定义：
Bxx1表示单个共价键或选自以下的氨基酸：Phe、homo-Phe、Phg、Val、Ser、Tyr、Ala、Leu、Ile；优选选自Phe、homo-Phe、Tyr和Val的氨基酸，更优选Phe、homo-Phe或Tyr；
Bxx2表示选自以下的氨基酸：Arg、Lys、Cit、Val、Leu、Ser、Ala、Gly、His、Gln、Phg和Phe；优选选自Arg、Lys、Cit和Phe的氨基酸，更优选Arg或Cit；
式(II)和(II′)中的Bxx表示选自以下的氨基酸：Dap、Dab、Lys、Orn、Ser、Glu、Ama、Thr、Tyr、Aaa、homo-Ser和homo-Thr；优选Lys或Dab，更优选Lys；
Byy表示Cit、Phe、homo-Phe、Ser、Trp、Tyr或Tyr(OR1)，其中R1是-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2为氢原子或甲基，且n1为2至24的整数，优选Phe、Tyr或Tyr(OR1)；如果o*p>1，则Byy优选表示Tyr或Tyr(OR1)；并且
o和p各自独立地是1到4的整数。
8.根据项目1至7中任一项所述的化合物，其中在式(Ia1)、(II)、(II′)和(IIa)中，
S表示选自二价亚烷基(alkylene group)、二价亚烯基(alkenylene group)、二价亚炔基(alkynylene group)和二价聚环氧烷(polyalkylene oxide)的二价基团；
优选表示具有式-(CH2)q-Azz5-、或-(OCH2CH2)q-Azz5-的二价基团；其中q是1到50的整数；并且Azz5不存在、或表示优选选自氨基酸和二价基团的增溶基团，所述氨基酸诸如为Arg或(D)-Arg，所述二价基团含有铵基、硫酸基团、磺酸盐(酯)基团或焦磷酸二酯基团。
9.根据项目1至8中任一项所述的化合物，其中在式(Ia1)、(II)、(II')和(IIa)中，
S表示具有式-(CH2)q-Azz5-Y-的二价基团、或具有式-(OCH2CH2)q-Azz5-Y-的二价基团；
其中，Y表示共价结合至Azz5的C端、和部分V的二价部分；如果Azz5不存在，则Y共价结合至烷基或聚环氧烷基团、和部分V；Y衍生自选自以下的化合物：马来酰亚胺、三唑、特别是1,2,3-三唑、腙、含羰基的基团、及其衍生物，优选选自马来酰亚胺及其衍生物；q是1至50的整数；且Azz5如项目8所定义。
10.根据项目1、2或3所述的化合物，其中，式(I)和式(Ia)的化合物选自：W1-Arg-Lys(T)-Phe-Z；W1-Arg-Lys(T)-homoPhe-Z；W1-Cit-Lys(T)-Phe-Z；W1-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Lys(T)-Phe-Z；W1-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Phe-Z；W1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Mal-Phe-Lys-Lys(T)-Phe-Z；W1-Mal-homoPhe-Arg-Lys(T)-Phe-Z；W1-Mal-homoPhe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；具有R1-(CH2CH2O)n1-R2的W1-Mal-homoPhe-Cit-Lys(T)-Tyr(OR1)-Z，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数、例如12；W1-Mal-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Mal-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Mal-Arg-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Cit-(Lys(D2)-Phe)m-Lys(T)-Phe-Z；W1-Cit-(Lys(D2)-Phe)m-Lys(T)-homoTyr-Z；具有R1–(CH2CH2O)n1-R2的W1-Cit-(Lys(D2)-Phe)m-Lys(T)-Tyr(OR1)-Z，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数、例如12；W1-(Lys(D2)-Phe)m-Lys(T)-Phe-Z；W1-Phe-(Phe-Lys(D2))m-Lys(T)-Tyr-Z；W1-(Phe-Lys(D2))m-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Phe-(Phe-Lys(D2))m-Lys(T)-homoTyr-Z和W1-Arg-(Phe-Lys(D2))m-Lys(T)-Tyr(OR1)-Z；
且式(I')的化合物选自：W1-Arg-Phe-Lys(T)-Z、W1-Arg-Ser-Lys(T)-Z、W1-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Cit-Ser-Lys(T)-Z、W1-Cit-homoPhe-Lys(T)-Z、W1-Phe-Lys(T)-Z、W1-Ser-Lys(T)-Z、W1-Mal-Phe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-homoPhe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Phe-Arg-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Phe-Ser-Lys(T)-Z、W1-Mal-Ala-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Cit-Ser-Lys(T)-Z和W1-Mal-Arg-homoPhe-Lys(T)-Z。
其中W1、T、Z、D2和m具有与项目1、2或3中规定的相同的含义；且Z优选为–OH。
11.根据项目6所述的化合物，其选自：V-S-Phe-Arg-Phe-Lys(D)-Ser-Lys(D)-Z、V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(D))o-Z、V-S-Phe-Arg-(Ser-Lys(D))o-Z、V-S-Phe-Arg-(Tyr(OR1)-Lys(D))o-Z、V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(D))o-Phe-Tyr(OR1)-Z；优选V-S-Phe-Arg-Phe-Lys(D)-Ser-Lys(D)-Z、V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(D))o-Z或V-S-Phe-Arg-(Ser-Lys(D))o-Z；更优选V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(D))o-Z
其中V、S、D、Z和o具有与项目6中规定的相同的含义；且Z优选为-OH。
12.根据项目1至11中任一项所述的化合物，其中衍生自药物的各部分独立地选自：
(i)抗肿瘤剂(antineoplastic agent)，其包括烷化剂(alkylating agent)、诸如紫杉烷类(taxanes)和美登素类化合物(maytansinoids)的生物碱、抗代谢物、内分泌疗法、激酶抑制剂；
(ii)免疫调节剂(immunomodulatory agent)，诸如免疫刺激剂(immunostimulant)和免疫抑制剂(immunosuppressant)；
(iii)抗传染病剂(anti-infectious disease agent)，包括抗菌药、抗有丝分裂药(antimitotic drug)、抗分枝杆菌药(antimycobacterial drug)和抗病毒药；
其放射性同位素和/或药学可接受盐。
13.根据项目1至12中任一项所述的化合物，其中衍生自药物的各部分独立地衍生自：鹅膏蕈碱(amanitin)、杜卡霉素(duocarmycin)、澳瑞他汀、美登素、微管菌素(tubulysin)、卡奇霉素(calicheamicin)、喜树碱(camptothecin)、SN-38、紫杉醇(taxol)、道诺霉素(daunomycin)、长春碱(vinblastine)、阿霉素(doxorubicin)、甲氨蝶呤(methotrexate)、吡咯并苯二氮卓类(pyrrolobenzodiazepine)、或其放射性同位素和/或药学可接受盐；
14.根据项目3、4、8、9、10、12和13中任一项所述的化合物，其中各部分D1独立地由下式(III)表示：
W1-Dxx-Dyy---- (III)
其中
W1表示衍生自以下的部分：鹅膏蕈碱、杜卡霉素、澳瑞他汀、美登素、微管菌素、卡奇霉素、喜树碱、SN-38、紫杉醇、道诺霉素、长春碱、阿霉素、甲氨蝶呤、吡咯并苯二氮卓类、或其放射性同位素和/或药学可接受盐；
Dxx表示单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸，优选选自Phe、homo-Phe、Val和Ala的氨基酸，其中单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸任选地经由选自以下的二价部分附接至部分W1：马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、及其衍生物，优选经由二价马来酰亚胺衍生物；
Dyy表示单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选选自Arg、Lys、Cit、Orn、Dap和Dab的氨基酸，更优选Arg或Cit；
条件是，如果Dxx是具有疏水性侧链的氨基酸，则Dyy是Phe或具有碱性侧链的氨基酸，并且如果Dxx是单个共价键，则Dyy是单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选Arg或Cit；
且虚线表示至式(I)中的Axx的N端、式(I')中的Ayy的N端、式(Ia)和(Ib)中的A'xx的N端、或式(Ia')中的A'yy的N端的共价附接。
15.根据项目3至14中任一项所述的化合物，其中各部分D2和D独立地由下式(IIIa)表示：
W2-Exx---- (IIIa)
其中
W2表示衍生自以下的部分：鹅膏蕈碱、杜卡霉素、澳瑞他汀、美登素、微管菌素、卡奇霉素、喜树碱、SN-38、紫杉醇、道诺霉素、长春碱、阿霉素、甲氨蝶呤、吡咯并苯二氮卓类、或其放射性同位素和/或药学可接受盐；
Exx表示单个共价键或选自以下的二价部分：马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、氨基酸、二肽部分、及其衍生物，优选二价马来酰亚胺衍生物；
且虚线表示至式(Ia)和(Ia')中的A'xx的侧链、式(Ib)中的A'xx的侧链或Cxx(如果存在)的C端、式(II)和(II')中的Bxx的侧链、式(IIa)中的Bxx的侧链或Cxx(如果存在)的C端的共价附接。
16.根据项目1至15中任一项所述的化合物，其中V表示衍生自载体基团的部分，该载体基团选自抗体、抗体片段、蛋白质、肽和非肽分子；
优选抗体或抗体片段，诸如单链抗体、单克隆抗体、单链单克隆抗体、单克隆抗体片段、嵌合抗体(chimeric antibody)、嵌合抗体片段、域抗体(domain antibody)或其片段、细胞因子(cytokine)、激素、生长因子、集落刺激因子、神经递质或营养运输分子(nutrient-transport molecule)。
17.根据项目1至16中任一项所述的化合物，其中
V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分，其中靶细胞选自：肿瘤细胞；病毒感染的细胞；微生物感染的细胞；寄生虫感染的细胞；自身免疫性疾病涉及的细胞；活化细胞；髓样细胞(myeloid cell)；淋巴样细胞(lymphoid cell)；黑色素细胞；以及包括细菌、病毒、分枝杆菌、真菌的传染剂(infectious agent)；
优选地，靶细胞选自：淋巴瘤细胞、骨髓瘤细胞、肾癌细胞、乳腺癌细胞、前列腺癌细胞、卵巢癌细胞、结肠直肠癌细胞、胃癌细胞、鳞状癌细胞、小细胞肺癌细胞、睾丸癌细胞、以及以不受控制和加快的速度生长和分裂而导致癌症的任何细胞。
18.一种组合物，其包含治疗有效量的、项目1至17中任一项所述的化合物或其药学可接受盐；以及选自载体、稀释剂和其他赋形剂的一种或多种组分。
19.根据项目1至18中任一项所述的化合物或组合物，其用于在治疗或预防癌症、自身免疫性疾病和/或传染性疾病的方法中使用。
20.根据项目19所述的化合物或组合物，其中，在治疗或预防癌症、自身免疫性疾病和/或传染性疾病的方法中，所述化合物或组合物与一种或多种其他治疗剂或疗法同时施用、或在一种或多种其他治疗剂或疗法之前或之后施用，所述一种或多种其他治疗剂或疗法诸如化学治疗剂、放射疗法、免疫治疗剂、自身免疫性障碍剂(autoimmune disorderagent)、抗传染剂、或者式(I)/(I')或(II)/(II')/(IIa)的其他化合物。
21.一种治疗或预防癌症、自身免疫性疾病和/或传染性疾病的方法，其中将治疗有效量的、项目1至18中任一项所述的化合物或组合物施用至需要所述化合物或组合物的患者。
在某些其他方面，本发明包括以下实施方案(“项目”)：
1.一种由通式(I)或(I')表示的化合物：
Figure BDA0002579559870000201
其中，在式(I)和(I')中，
W表示衍生自药物的部分D1；或由式(Ia)、(Ia')或(Ib)表示的肽部分：
Figure BDA0002579559870000211
其中，在式(Ia)和(Ia')中，
A'yy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、苯基甘氨酸(Phg)、Met、Val、His、Lys、Arg、瓜氨酸(Cit)、2-氨基-丁酸(Abu)、鸟氨酸(Orn)，条件是式(Ia')中的A'yy不是(D)构型的氨基酸；
D1表示衍生自药物的部分；
m为1至10的整数；
如果m＝1，则A'xx表示三官能氨基酸、例如氨基二羧酸或二氨基羧酸，条件是，式(Ia)中的A'xx不是(D)构型的氨基酸，D2表示衍生自药物的部分，任选地表示衍生自与D1相同的药物的部分；
如果m大于1，则各D2独立地选自：氢原子、和衍生自药物的部分，其中，多个部分D2可以是相同的或不同的，条件是至少一个D2不是氢原子；如果D2是氢原子，则A'xx表示氨基酸，条件是式(Ia)中的A'xx不是(D)构型的氨基酸；如果D2是衍生自药物的部分，则A'xx表示三官能氨基，条件是式(Ia)中的A'xx不是(D)构型的氨基酸；
且虚线表示至Axx或Ayy的N端的共价附接；
Figure BDA0002579559870000212
其中，在式(Ib)中，
A'yy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、Abu、Orn；
D1表示衍生自药物的部分；
m为1至10的整数；
如果m＝1，则A′xx表示选自以下的三官能氨基酸：Glu、α-氨基己二酸(Aaa)、2,3-二氨基-丙酸(Dap)、2,4-二氨基-丁酸(Dab)、Ser、Thr、高丝氨酸(homoSer)、高苏氨酸(homoThr)和氨基丙二酸(Ama)，条件是A'xx不是(D)构型的氨基酸；D2表示衍生自药物的部分，任选地表示衍生自与D1相同的药物的部分；除非A'xx是Ama，否则Cxx表示单个共价键，如果A'xx是Ama，则Cxx表示(L)-或(D)-Pro、或诸如肌氨酸(Sar)的N-甲基氨基酸，Cxx的N端结合至Ama的羧基端，且Cxx的C端结合至部分D2；
如果m大于1，则各D2独立地选自：氢原子、和衍生自药物的部分，其中，多个部分D2可以是相同的或不同的，条件是至少一个D2不是氢原子；如果D2是氢原子，则A′xx表示氨基酸，条件是A′xx不是(D)构型的氨基酸且Cxx表示单个共价键；如果D2是衍生自药物的部分，则A'xx表示选自以下的氨基酸：Glu、Aaa、Dap、Dab、Ser、Thr、homoSer、HomoThr和Ama，条件是A'xx不是(D)构型的氨基酸；除非A'xx是Ama，否则Cxx表示单个共价键；如果A'xx是Ama，则Cxx表示(L)-或(D)-Pro、或诸如Sar的N-甲基氨基酸；Cxx的N端结合至Ama的羧基端，且Cxx的C端结合至部分D2；
且虚线表示至Axx或Ayy的N端的共价附接；
Axx表示三官能氨基酸，诸如氨基二羧酸或二氨基羧酸；条件是式(I)中的Axx不是(D)构型的氨基酸；
Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、Abu、Orn、Ser、Thr、Leu和Ile；或者式(I)中的Ayy表示选自homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe的氨基酸；条件是式(I')中的Ayy不是(D)构型的氨基酸；
T为由下式(Ia1)表示的部分：
Figure BDA0002579559870000221
其中，在式(Ia1)中，
S表示含有一个或多个选自碳、氮、氧和硫的原子的基团；
V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分；
n为1至10的整数；
Rx为如果存在则任选存在的原子或基团以使S的自由价饱和；
且虚线表示至Axx的侧链的共价附接；如果n大于1，各虚线表示至式(I)或式(I')的各个单独的基团的共价键，其中式(I)或式(I')的多个基团可以是相同的或不同的；如果n大于1，则各S可以是相同的或不同的；
Z表示共价结合至Ayy或Axx的C端的基团，选自：-OH；-N(H)(R)，其中R表示氢原子、烷基、环烷基或芳基；和标记剂，诸如香豆素衍生物。
2.根据项目1所述的化合物，其中Axx、Ayy、A'xx、A'yy和m中的至少一个如下定义：
Axx表示选自以下的氨基酸：Glu、2-氨基-庚二酸(Apa)、Aaa、Dap、Dab、Lys、Orn、Ser、Ama和高赖氨酸(homoLys)，优选表示选自以下的氨基酸：Dap、Dab、Lys、Orn和homoLys；
Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Phg和Tyr，优选Phe、Phg或Trp，更优选Phe或Phg；
式(Ia)中的A'xx表示选自以下的氨基酸：Dap、Dap、Lys、Orn和homoLys；
式(Ia)或(Ib)中的A'yy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Phg和Tyr，优选Phe、Phg或Trp，更优选Phe或Phg；
m为1至4的整数。
3.一种由以下通式(II)、(II')和(IIa)之一表示的化合物：
Figure BDA0002579559870000231
其中，
D表示衍生自药物的部分；如果o*p>1，则一个或多个D可以是氢，条件是至少一个D表示衍生自药物的部分；
式(II)和(II')中的Bxx表示三官能氨基酸、诸如氨基二羧酸或二氨基羧酸；条件是式(II)中的Bxx不是(D)构型的氨基酸；
式(IIa)中的Bxx表示诸如Ama、Glu、Aaa、Apa的羧基氨基酸、或选自以下的三官能氨基酸：Dap、Dab、Ser、Thr、Lys、Orn、homoLys、homoSer和homoThr；条件是Bxx不是(D)构型的氨基酸；除非Bxx是Ama，否则Cxx表示单个共价键；如果Bxx是Ama，则Cxx表示(L)-或(D)-Pro、或诸如Sar的N-甲基氨基酸，Cxx的N端结合至Ama的羧基端、且Cxx的C端结合至部分D；
在这些实例中，其中式(II)、(II')和(IIa)中的Bxx带有氢作为D基团，Bxx还可以是任何其他氨基酸，条件是式(II)和(IIa)中的Bxx不是(D)构型的氨基酸；
Byy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Val、His、Lys、Abu、Met、Cit、Orn、Ser、Thr、Leu、Ile和Arg；或者式(II)和(IIa)中的Byy表示选自以下的氨基酸：homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe；条件是式(II')中的Byy不是(D)构型的氨基酸，且条件是如果o*p>1，则只有式(II)和(IIa)中的Byy的C端可以表示选自homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe的氨基酸；
Bxx1表示单个共价键、或具有疏水性侧链或碱性侧链的氨基酸；
Bxx2表示具有疏水性侧链或碱性侧链的氨基酸；
S和V如项目1所定义；
Z共价结合至式(II)和(IIa)中的Byy的C端、和式(II')中的Bxx的C端，并且表示选自以下的基团：-OH；-N(H)(R)，R如项目1所定义；和标记剂；并且
o和p各自独立地是1到10的整数，如果p大于1，则Bxx1不是(D)构型的氨基酸；如果p大于1和/或如果o大于1，则各D可独立地选自衍生自药物的部分。
4.根据项目3所述的化合物，其中Bxx1、Bxx2、Bxx、Byy、o和p中的至少一个如下定义：
Bxx1表示单个共价键或选自以下的氨基酸：Phe、Phg、Val、Ser、Tyr、Ala、Leu、Ile；优选表示选自以下的氨基酸：Phe、Phg、Tyr和Val，更优选Phe、Phg或Tyr；
Bxx2表示选自以下的氨基酸：Arg、Lys、Cit、Val、Leu、Ser、Ala、Gly、His、Gln、Phg和Phe；优选表示选自以下的氨基酸：Arg、Lys、Cit和Phe；
式(II)和(II')中的Bxx表示选自以下的氨基酸：Dap、Dab、Lys、Orn、Ser、Glu、Ama、Thr、Aaa、homoSer和homoThr；优选Lys或Dab；
Byy表示Phe、Phg或Trp，优选Phe或Phg；并且
o和p各自独立地是1到4的整数。
5.根据项目1至4中任一项所述的化合物，其中在式(Ia1)、(II)、(II')和(IIa)中，
S表示选自以下的二价基团：二价亚烷基、二价亚烯基、二价亚炔基和二价聚环氧烷；
优选表示具有式-(CH2)q-Azz5-、或-(OCH2CH2)q-Azz5-的二价基团；其中q是1到50的整数；并且Azz5不存在、或表示优选选自氨基酸和二价基团的增溶基团，所述氨基酸诸如为Arg，所述二价基团含有铵基或硫酸基团。
6.根据项目1至5中任一项所述的化合物，其中在式(Ia1)、(II)、(II')和(IIa)中，
S表示具有式-(CH2)q-Azz5-Y-的二价基团、或具有式-(OCH2CH2)q-Azz5-Y-的二价基团；
其中，Y表示共价结合至Azz5的C端、和部分V的二价部分；如果Azz5不存在，则Y共价结合至烷基或聚环氧烷基团、和部分V；Y衍生自选自以下的化合物：马来酰亚胺、三唑、特别是1,2,3-三唑、腙、含羰基的基团、及其衍生物，优选选自马来酰亚胺及其衍生物；q是1至50的整数；且Azz5如项目5所定义。
7.根据项目1所述的化合物，其选自：
Figure BDA0002579559870000251
Figure BDA0002579559870000261
其中W、V、D1和D2具有与项目1中规定的相同的含义。
8.根据项目3所述的化合物，其选自：
Figure BDA0002579559870000262
Figure BDA0002579559870000271
其中V和D具有与项目4中规定的相同的含义。
9.根据项目1至8中任一项所述的化合物，其中衍生自药物的各部分独立地选自：
(i)抗肿瘤剂，其包括烷化剂、诸如紫杉烷类和美登素类化合物的生物碱、抗代谢物、内分泌疗法、激酶抑制剂；
(ii)免疫调节剂，诸如免疫刺激剂和免疫抑制剂；
(iii)抗传染病剂，包括抗菌药、抗有丝分裂药、抗分枝杆菌药和抗病毒药；
其放射性同位素和/或药学可接受盐。
10.根据项目1至9中任一项所述的化合物，其中衍生自药物的各部分独立地衍生自：杜卡霉素、澳瑞他汀、美登素、微管菌素、卡奇霉素、喜树碱、SN-38、紫杉醇、道诺霉素、长春碱、阿霉素、甲氨蝶呤、吡咯并苯二氮卓类、或其放射性同位素和/或药学可接受盐。
11.根据项目1、2、5、6、7、9和10中任一项所述的化合物，其中各部分D1独立地由下式(III)表示：
W1-Dxx-Dyy---- (III)
其中
W1表示衍生自以下的部分：杜卡霉素、澳瑞他汀、美登素、微管菌素、卡奇霉素、喜树碱、SN-38、紫杉醇、道诺霉素、长春碱、阿霉素、甲氨蝶呤、吡咯并苯二氮卓类、或其放射性同位素和/或药学可接受盐；
Dxx表示单个共价键、具有疏水性侧链的氨基酸，优选选自Phe、Val和Ala的氨基酸、或经由选自马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、及其衍生物的二价部分、优选经由二价马来酰亚胺衍生物而附接至部分W1的具有疏水性侧链的氨基酸；
Dyy表示单个共价键或具有碱性侧链的氨基酸，优选选自以下的氨基酸：Arg、Lys、Phe、Cit、Orn、Dap和Dab，更优选Arg或Cit；
且虚线表示至式(I)中的Axx的N端、式(I′)中的Ayy的N端、式(Ia)和(Ib)中的A′xx的N端、或式(Ia′)中的A′yy的N端的共价附接。
12.根据项目1至11中任一项所述的化合物，其中各部分D2和D独立地由下式(IIIa)表示：
W2-Exx---- (IIIa)
其中
W2表示衍生自以下的部分：杜卡霉素、澳瑞他汀、美登素、微管菌素、卡奇霉素、喜树碱、SN-38、紫杉醇、道诺霉素、长春碱、阿霉素、甲氨蝶呤、吡咯并苯二氮卓类、或其放射性同位素和/或药学可接受盐；
Exx表示单个共价键或选自以下的二价部分：马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、氨基酸、二肽部分、及其衍生物，优选马来酰亚胺衍生物；
且虚线表示至式(Ia)和(Ia′)中的A′xx的侧链、式(Ib)中的A′xx的侧链或Cxx(如果存在)的C端、式(II)和(II′)中的Bxx的侧链、式(IIa)中的Bxx的侧链或Cxx(如果存在)的C端的共价附接。
13.根据项目1至12中任一项所述的化合物，其中V表示衍生自载体基团的部分，该载体基团选自抗体、抗体片段、蛋白质、肽和非肽分子；
优选抗体或抗体片段，诸如单链抗体、单克隆抗体、单链单克隆抗体、单克隆抗体片段、嵌合抗体、嵌合抗体片段、域抗体或其片段、细胞因子、激素、生长因子、集落刺激因子、神经递质或营养运输分子。
14.根据项目1至13中任一项所述的化合物，其中
V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分，其中靶细胞选自：肿瘤细胞；病毒感染的细胞；微生物感染的细胞；寄生虫感染的细胞；自身免疫性疾病涉及的细胞；活化细胞；髓样细胞；淋巴样细胞；黑色素细胞；以及包括细菌、病毒、分枝杆菌、真菌的传染剂；
优选地，靶细胞选自：淋巴瘤细胞、骨髓瘤细胞、肾癌细胞、乳腺癌细胞、前列腺癌细胞、卵巢癌细胞、结肠直肠癌细胞、胃癌细胞、鳞状癌细胞、小细胞肺癌细胞、睾丸癌细胞、以及以不受控制和加快的速度生长和分裂而导致癌症的任何细胞。
15.一种组合物，其包含治疗有效量的、项目1至14中任一项所述的化合物或其药学可接受盐；以及选自载体、稀释剂和其他赋形剂的一种或多种组分。
16.根据项目1至15中任一项所述的化合物或组合物，其用于在治疗或预防癌症、自身免疫性疾病和/或传染性疾病的方法中使用。
17.根据项目16所述的化合物或组合物，其中，在治疗或预防癌症、自身免疫性疾病和/或传染性疾病的方法中，所述化合物或组合物与一种或多种其他治疗剂或疗法同时施用。或在一种或多种其他治疗剂或疗法之前或之后施用，所述一种或多种其他治疗剂或疗法诸如化学治疗剂、放射疗法、免疫治疗剂、自身免疫性障碍剂、抗传染剂、或者式(I)/(I')或(II)/(II')/(IIa)的其他化合物。
18.一种治疗或预防癌症、自身免疫性疾病和/或传染性疾病的方法，其中将治疗有效量的、项目1至15中任一项所述的化合物或组合物施用至需要所述化合物或组合物的患者。
附图说明
图1–(a)式(I)的化合物的组织蛋白酶B的肽链端解酶(exo-Cat B)诱导的药物释放机理，其中W表示由式(III)表示的部分或由式(Ia)、(Ia')或(Ib)表示的肽部分，且T是n＝1的式(Ia1)的部分。二肽Axx-Ayy的N端处的细胞内exo-Cat B裂解在靶细胞中释放游离药物。根据该实施方案，酶促裂解和药物释放同时发生。(b)式(I)的化合物的exo-Cat B诱导的药物释放机理，其中W表示由式(III)表示的部分且T是n＝1的式(Ia1)的部分。二肽Axx-Ayy的N端处的细胞内exo-Cat B裂解在靶细胞中释放修饰的药物W1-Dxx-Dyy，其中W1是仅由于共价附接至Dxx而衍生自天然药物的药物。
图2–式(I')的化合物的exo-Cat B诱导的药物释放机理，其中W表示由式(III)表示的部分或由式(Ia)、(Ia')或(Ib)表示的肽部分，且T是n＝1的式(Ia1)的部分。二肽Ayy-Axx的N端处的细胞内exo-Cat B裂解在靶细胞中释放游离药物。根据该实施方案，酶促裂解和药物释放同时发生。
图3–式(I)或式(I')的化合物的exo-Cat B诱导的药物释放机理，其中W表示由式(III)表示的部分或由式(Ia)、(Ia')或(Ib)表示的肽部分，且T是n＝4的式(Ia1)的部分。式(I)的各C端二肽Axx-Ayy的N端处或式(I')的各C端二肽Ayy-Axx的N端处的细胞内exo-CatB裂解在靶细胞中释放游离药物。根据该实施方案，多种酶促裂解和药物释放同时发生。
图4–式(I)的化合物的exo-Cat B诱导的药物释放机理，其中W表示具有m＝1的式(Ia)的肽部分，且T是n＝1的式(Ia1)的部分。Axx-Ayy和A'xx-A'yy的N端处的细胞内exo-Cat B裂解释放部分D1和A'xx(D2)-A'yy。根据该实施方案，酶促裂解、和D1与A'xx(D2)-A'yy的释放同时发生。根据本发明的另一实施方案，A'xx(D2)-A'yy可以经受分子内氨解(intramolecular aminolysis)(即5或6元环形成)、酶催化或酸催化的水解、或二酮哌嗪(diketopiperazine,DKP)形成，以释放D2。
图5–式(I)的化合物的exo-Cat B诱导的药物释放机理，其中W表示具有m≥1的式(Ia)的肽部分，且T表示n＝1的式(Ia1)的部分。Axx-Ayy的N端处的细胞内exo-Cat B裂解和各A'xx-A'yy单元的顺序的exo-Cat B裂解释放部分D1和m个A'xx(D2)-A'yy部分。根据本发明的一个实施方案，一个或多个部分A'xx(D2)-A'yy可以经受分子内氨解或水解，以释放D2。
图6–式(I')的化合物的exo-Cat B诱导的药物释放机理，其中W表示具有m＝1的式(Ia)的肽部分，且T是n＝1的式(Ia1)的部分。Ayy-Axx和A'xx-A'yy的N端处的细胞内exo-Cat B裂解释放D1和A'xx(D2)-A'yy。根据本发明的一个实施方案，部分A'xx(D2)-A'yy可以经受分子内氨解或水解，以释放D2。
图7–式(I')的化合物的exo-Cat B诱导的药物释放机理，其中W表示具有m≥1的式(Ia)的肽部分，且T表示n＝1的式(Ia1)的部分。Ayy-Axx的N端处的细胞内exo-Cat B裂解和各A'xx-A'yy的顺序的exo-Cat B裂解释放D1和A'xx(D2)-A'yy部分。根据本发明的一个实施方案，一个或多个部分A'xx(D2)-A'yy可以经受分子内氨解或水解，以释放D2。
图8–式(II)的化合物的exo-Cat B诱导的药物释放机理。各肽Bxx-Byy的N端处的细胞内exo-Cat B裂解释放V-S-Bxx1-Bxx2和o部分Bxx(D)-Byy-OH，o部分Bxx(D)-Byy-OH可以经受分子内氨解或水解，以释放o部分D。
图9–式(I′)的化合物的exo-Cat B诱导的药物释放机理，其中D表示衍生自美登素(DMR)的部分，且T表示n＝1的式(Ia1)的部分，其中S为–(OCH2CH2)q、q＝4(PEG4)。图9中的Dyy表示选自Arg、Lys、Cit和Phe的氨基酸。根据该实施方案，Axx的N端处的Cat B诱导的酶促裂解在靶细胞中释放药物。
图10–示出了LDC在诊断中的用途的示意图。7-氨基-4-甲基香豆素(AMC)荧光探针的C端处的Cat B诱导的裂解允许监测靶细胞中的药物释放。
图11-17–示出了化合物1-7(式(I)或(I')的化合物)的合成制备的示意图。图11：化合物1、即AF-Arg-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH(n＝1、W＝AF-Arg、W1＝AF、Dxx＝单键、Dyy＝Arg、T＝PEG4-Mal-Cys-Ac、Axx＝Lys、Ayy＝Phe且Z＝OH的式(I)的化合物)的制备。图12：化合物2、即AF-Arg-Lys(PEG4-Mal)-Phe-OH(n＝1、W＝AF-Arg、W1＝AF、Dxx＝单键、Dyy＝Arg、Axx＝Lys、Ayy＝Phe且Z＝OH的式(I)的化合物；“Mal”表示用于载体附接的马来酰亚胺衍生物)的制备。图13：化合物3、即AF-Arg-Phe-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-OH(n＝1、W＝AF-Arg、W1＝AF、Dxx＝单键、Dyy＝Arg、T＝PEG4-Mal-Cys-Ac、Axx＝Lys、Ayy＝Phe且Z＝OH的式(I')的化合物)的制备。图14：化合物4、即AF-Arg-Phe-Lys(PEG4-Mal)-OH(n＝1、W＝AF-Arg、W1＝AF、Dxx＝单键、Dyy＝Arg、Axx＝Lys、Ayy＝Phe且Z＝OH的式(I')的化合物；“Mal”表示用于载体附接的马来酰亚胺衍生物)的制备。图15：化合物5、即DM1-Mal-Phe-Lys-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH(n＝1、W1＝DM1、Dxx＝Mal-Phe、Dyy＝Lys、T＝PEG4-Mal-Cys-Ac、Axx＝Lys、Ayy＝Phe且Z＝OH的式(I)的化合物)的制备。图16：化合物6、即DM1-Mal-Phe-Cit-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH(n＝1、W1＝DM1、Dxx＝Mal-Phe、Dyy＝Cit、T＝PEG4-Mal-Cys-Ac、Axx＝Lys、Ayy＝Phe且Z＝OH的式(I)的化合物)的制备。图17：化合物7、即DM1-Mal-Phe-Cit-Phe-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-OH(n＝1、W1＝DM1、Dxx＝Mal-Phe、Dyy＝Cit、T＝PEG4-Mal-Cys-Ac、Axx＝Lys、Ayy＝Phe且Z＝OH的式(I')的化合物)的制备。
图18-28–示出了化合物8-18(式(II)的化合物)的合成制备的示意图。图18：化合物8、即Arg-PEG4-Phe-Arg-Glu(Sar-OCPT)-Phe-OH(o＝1且p＝1、D＝CPT、V＝Arg、S＝PEG4、Bxx＝Glu、Byy＝Phe、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Arg、Cxx＝Sar且Z＝OH的式(IIa)的化合物)的制备。图19：化合物9、即Arg-PEG4-Phe-Arg-Dap(CO-CPT)-Phe-OH(o＝1且p＝1、D＝CPT、V＝Arg、S＝PEG4、Bxx＝Dap、Byy＝Phe、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Arg且Z＝OH的式(II)的化合物)的制备。图20：化合物10、即Arg-PEG4-Phe-Arg-Dab(CO-CPT)-Phe-OH(o＝1且p＝1、D＝CPT、V＝Arg、S＝PEG4、Bxx＝Dab、Byy＝Phe、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Arg且Z＝OH的式(II)的化合物)的制备。图21：化合物11、即Arg-PEG4-Phe-Arg-Ser(CO-CPT)-Phe-OH(o＝1且p＝1、D＝CPT、V＝Arg、S＝PEG4、Bxx＝Ser、Byy＝Phe、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Arg且Z＝OH的式(II)的化合物)的制备。图22：化合物12、即Ac-Cys-Mal-PEG4-Phe-Lys-Lys(Mal-DM1)-Phe-OH(o＝1且p＝1、D＝DM1-Mal、V＝Ac-Cys-Mal、S＝PEG4、Bxx＝Lys、Byy＝Phe、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Lys且Z＝OH的式(II)的化合物)的制备。图23：化合物13、即Ac-Cys-Mal-PEG4-Phe-Lys-Lys(AF)-Phe-OH(o＝1且p＝1、D＝AF、V＝Ac-Cys-Mal、S＝PEG4、Bxx＝Lys、Byy＝Phe、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Lys且Z＝OH的式(II)的化合物)的制备。图24：化合物14、即Mal-PEG4-Phe-Lys-Lys(AF)-Phe-OH(o＝1且p＝1、D＝AF、S＝Mal-PEG4、Bxx＝Lys、Byy＝Phe、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Lys且Z＝OH的式(II)的化合物；“Mal”表示用于载体附接的马来酰亚胺衍生物)的制备。图25：化合物15、即Arg-PEG4-Phe-Arg-Glu(Sar-OCPT)-Arg-OH(o＝1且p＝1、D＝CPT、V＝Arg、S＝PEG4、Bxx＝Glu、Byy＝Arg、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Arg、Cxx＝Sar且Z＝OH的式(IIa)的化合物)的制备。图26：参考化合物16、即Arg-PEG4-Phe-Arg-Glu(Sar-OCPT)-Arg-Phe-Arg-OH的制备。图27：化合物17、即Arg-PEG4-Phe-Arg-[Glu(Sar-OCPT)-Arg]2-OH(o＝2且p＝1、D＝CPT、V＝Arg、S＝PEG4、Bxx＝Glu、Byy＝Arg、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Arg、Cxx＝Sar且Z＝OH的式(IIa)的化合物)的制备。图28：化合物18、即Arg-PEG4-[Phe-Arg-Glu(Sar-OCPT)-Arg]2-OH(o＝1且p＝2、D＝CPT、V＝Arg、S＝PEG4、Bxx＝Glu、Byy＝Arg、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Arg、Cxx＝Sar且Z＝OH的式(IIa)的化合物)的制备。
图29–化合物1、即AF-Arg-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH(式(I))的exo-Cat B诱导的药物释放研究。化合物1的裂解定量释放药理活性部分AF-Arg(t1/2＝1.5min)。
图30–化合物3、即AF-Arg-Phe-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-OH(式(I'))的exo-Cat B诱导的药物释放研究。化合物3的裂解定量释放药理活性部分AF-Arg(t1/2＝1.4min)。
图31–化合物5、即DM1-Mal-Phe-Lys-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH(式(I))的exo-Cat B诱导的药物释放研究。化合物5的裂解定量释放药理活性部分DM1-Mal-Phe-Lys(t1/2＝0.59min)。
图32–化合物12、即Ac-Cys-Mal-PEG4-Phe-Lys-Lys(Mal-DM1)-Phe-OH(式(II))的exo-Cat B诱导的药物释放研究。化合物12的裂解定量释放药理活性部分Lys(Mal-DM1)-Phe(t1/2＝1.53min)。
图33–化合物17、即Arg-PEG4-Phe-Arg-[Glu(Sar-CPT)-Phe]2-OH(式(II))的exo-Cat B诱导的药物释放研究。化合物17的C端二肽裂解导致中间体Arg-PEG4-Phe-Arg-(Glu(Sar-CPT)-Phe-OH(化合物8)的临时形成，该中间体依次被Cat B裂解，以释放第二Glu(Sar-CPT)-Phe-OH，其通过酯水解(ester hydrolysis)释放喜树碱(CPT)。
图34–化合物18、即Arg-PEG4-[Phe-Arg-Glu(Sar-CPT)-Arg]2-OH(式(II))的exo-Cat B诱导的药物释放研究。化合物18的顺序裂解导致中间体Arg-PEG4-Phe-Arg-(Glu(Sar-CPT)-Arg-Phe-Arg-OH(化合物16)和Arg-PEG4-Phe-Arg-(Glu(Sar-CPT)-Arg-OH(化合物15)的临时形成，该中间体依次被Cat B裂解，以释放第二Glu(Sar-CPT)-Arg-OH。随后，天然CPT经由酯水解被释放。
图35–孵育时间120h时，化合物AF和AF-Arg在表达ErbB2的SK-BR-3和SK-OV-3细胞系中的细胞毒活性研究(实施例9)。上部迹线(trace)：用降低浓度的AF或AF-Arg(对数稀释)孵育120h后，SK-OV-3存活率(％)(两次运行(runs)；IC50(AF运行1)＝100.2nM、IC50(AF运行2)＝145.2nM；IC50(AF-Arg运行1)＝146.7nM、IC50(AF-Arg运行2)＝204.7nM)。下部迹线：用降低浓度的AF或AF-Arg(对数稀释)孵育120h后，SK-BR-3存活率(％)(两次运行；IC50(AF运行1)＝18.82nM、IC50(AF运行2)＝21.75nM；IC50(AF-Arg运行1)＝20.9nM、IC50(AF-Arg运行2)＝24.92nM)。
图36-41–示出了化合物19-24(式(I)/(I')的化合物)的合成制备的示意图。图36：化合物19、即AF-Cit-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH(W1＝AF、Dxx＝单键、Dyy＝Cit、T＝PEG4-Mal-Cys-Ac、Axx＝Lys、Ayy＝Phe且Z＝OH的式(I)/(III)的化合物)的制备。图37：化合物20、即ACit-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH(W1＝ACit、Dxx＝Dyy＝单键、T＝PEG4-Mal-Cys-Ac、Axx＝Lys、Ayy＝Phe且Z＝OH的式(I)/(III)的化合物)的制备。图38：化合物21、即ACit-Phe-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-OH(W1＝ACit、Dxx＝单键、Dyy＝Phe、T＝PEG4-Mal-Cys-Ac、Axx＝Lys、Ayy＝Phe且Z＝OH的式(I')/(III)的化合物)的制备。图39：化合物22、即DM1-Mcc-Phe-Cit-Lys(PEG5-Ma-Cys-Ac)-Tyr-OH(W1＝DM1、Dxx＝Mcc-Phe、Dyy＝Cit、T＝PEG5-Ma-Cys-Ac、Axx＝Lys、Ayy＝Tyr且Z＝OH的式(I)/(III)的化合物)的制备。图40：化合物23、即DM1-Mcc-Cit-Lys(PEG5-Ma-Cys-Ac)-Tyr-OH(W1＝DM1、Dxx＝单键、Dyy＝Cit、T＝PEG5-Ma-Cys-Ac、Axx＝Lys、Ayy＝Tyr且Z＝OH的式(I)/(III)的化合物)的制备。图41：化合物24、即DM1-Mcc-Phe-Lys(PEG5-Ma-Cys-Ac)-Tyr-OH(W1＝DM1、Dxx＝Mcc-单键、Dyy＝Phe、T＝PEG5-Ma-Cys-Ac、Axx＝Lys、Ayy＝Tyr且Z＝OH的式(I)/(III)的化合物)的制备。
图42-45–示出了化合物25-28(式(II)/(II')的化合物)的合成制备的示意图。图42：化合物25、即Ac-Cys-Ma-PEG5-Phe-Cit-Lys(Mcc-DM1)-Cit-OH(o＝1且p＝1、D＝DM1-Mcc、V＝Ac-Cys-Ma、S＝PEG5、Bxx＝Lys、Byy＝Cit、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Cit且Z＝OH的式(II)的化合物)的制备。图43：化合物26、即Ma-PEG5-Phe-Cit-Lys(Mcc-DM1)-Cit-OH(o＝1且p＝1、D＝DM1-Mcc、S＝PEG5、Bxx＝Lys、Byy＝Cit、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Cit且Z＝OH的式(II)的化合物)的制备。图44：化合物27、即Ac-Cys-Ma-PEG5-Phe-Cit-Lys(Mcc-DM1)-Tyr-OH(o＝1且p＝1、D＝DM1-Mcc、V＝Ac-Cys-Ma、S＝PEG5、Bxx＝Lys、Byy＝Tyr、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Cit且Z＝OH的式(II)的化合物)的制备。图45：化合物28、即Ac-Cys-Mal-PEG4-Phe-Lys-Lys(Mal-DM1)-Phe-Phe-Lys-OH(化合物29的中间体)的制备。
图46-47-示出了化合物29-30(多种药物释放的式(II)的化合物)的合成制备的示意图。图46：化合物29、即Ac-Cys-Mal-PEG4-[Phe-Lys-Lys(Mal-DM1)-Phe]2-OH(o＝1且p＝2、D＝Mal-DM1、V＝Ac-Cys、S＝PEG4、Bxx＝Lys、Byy＝Phe、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Lys且Z＝OH的式(II)的化合物)的制备。图47：化合物30、即Ac-Cys-Mal-PEG4-Phe-Arg-Lys(Mal-DM1)-Arg-Lys(AF)-Phe-OH(o＝2且p＝1、D＝Mal-DM1/AF、V＝Ac-Cys、S＝PEG4、Bxx＝Lys/Lys、Byy＝Arg/Phe、Bxx1＝Phe、Bxx2＝Arg且Z＝OH的式(II)的化合物)的制备。
图48-49–示出了化合物31-32(多种药物释放的式(I)的化合物)的合成制备的示意图。图48：化合物31、即AF-Cit-Lys(Mal-DM1)-Phe-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH(式(I)的化合物，其中W是m＝1、D1＝AF-Cit、D2＝Mal-DM1、Axx/A'xx＝Lys、Ayy/A'yy＝Phe、T＝PEG4-Mal-Cys-Ac且Z＝OH的式(Ia)的肽部分)的制备。图49：化合物32、即Ac-Cys-Mal-[PEG5-Lys(AF-Cit-Lys(Y)-Phe-OH)]2-Gly-NH2(式(I)的化合物，其中W是W1＝AF、Dxx＝单键且Dyy＝Cit、Axx＝Lys、Ayy＝Phe且Z＝OH的式(III)的部分；T是V＝Ac-Cys-Mal、S＝PEG5-Lys(Y)、Y＝三唑、Rx＝Gly-NH2且n＝2的式(Ia1)的部分)的制备。
图50-化合物13、即Ac-Cys-Mal-PEG4-Phe-Lys-Lys(AF)-Phe-OH(式(II))的exo-Cat B诱导的药物释放研究。化合物13的裂解释放药理活性部分Lys(AF)-Phe(t1/2＝1.62min)。
图51–化合物29、即Ac-Cys-Mal-PEG4-[Phe-Lys-Lys(Mal-DM1)-Phe]2-OH(式(II))的exo-Cat B诱导的药物释放研究。化合物29的多次裂解释放两种药理活性部分Lys(Mal-DM1)-Phe。
图52-化合物30、即Ac-Cys-Mal-PEG4-Phe-Arg-Lys(Mal-DM1)-Arg-Lys(AF)-Phe-OH(式(II))的exo-Cat B诱导的药物释放研究。化合物30的多次裂解释放药理活性部分Lys(Mal-DM1)-Arg和Lys(AF)-Phe。
图53–化合物31、即AF-Cit-Lys(Mal-DM1)-Phe-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH(式(I))的exo-Cat B诱导的药物释放研究。化合物31的多次裂解释放药理活性部分AF-Cit和Lys(Mal-DM1)-Phe。
图54–化合物32、即Ac-Cys-Mal-[PEG5-Lys(AF-Cit-Lys(Y)-Phe-OH)]2-Gly-NH2(式(I)，Y＝三唑)的exo-Cat B诱导的药物释放研究。化合物32的多次裂解释放两种药理活性部分AF-Cit。
图55–抗体-药物-偶联物ADC1、即AF-Arg-Lys(PEG4-Mal-曲妥珠单抗)-Phe-OH(式(I))的exo-Cat B诱导的药物释放研究。ADC1的裂解释放药理活性部分AF-Arg(t1/2＝4.22min)。
图56–24小时内抗体-药物-偶联物ADC1的血浆稳定性研究。结果表明，ADC1在(人和小鼠)血浆中表现出极好的稳定性。
图57–在表达ErbB2的细胞系和ErbB2阴性的细胞系(分别为SK-BR-3和MDA-MB-231)中，抗体-药物-偶联物ADC1和曲妥珠单抗的结合试验。结果显示，ADC1对表达ErbB2的细胞具有与曲妥珠单抗相同的亲和力和特异性。
图58–在表达ErbB2的细胞系和ErbB2阴性的细胞系(分别为BT-474和MDA-MB-231)中，抗体-药物-偶联物ADC3和曲妥珠单抗的结合试验。结果显示，ADC3对表达ErbB2的细胞具有与曲妥珠单抗相同的亲和力和特异性。
图59–ADC1在表达ErbB2的细胞系和ErbB2阴性的细胞系中的细胞毒活性研究。图59a：用增加浓度的ADC1(正方形)、曲妥珠单抗(星形)、AF-Arg(三角形)和化合物2(点)孵育96小时后，表达ErbB2的SK-OV-3存活率(％生存力(viability))(两次运行；IC50(ADC1运行1)＝34.4pM、IC50(ADC1运行2)＝93.9pM)。图59b：用增加浓度的ADC1(正方形)、曲妥珠单抗(星形)、AF-Arg(三角形)和化合物2(点)孵育96小时后，表达ErbB2的SK-BR-3存活率(％生存力)(两次运行；IC50(ADC1运行1)＝14.8pM、IC50(ADC1运行2)＝43.3pM)。图59c：用增加浓度的ADC1(正方形)、曲妥珠单抗(星形)、AF-Arg(三角形)和化合物2(点)孵育96小时后，ErbB2阴性的MDA-Mb-231存活率(％生存力)(两次运行；IC50(ADC1运行1)＝0.128nM、IC50(ADC1运行2)＝23.5nM)。
图60–ADC3在表达ErbB2的细胞系和ErbB2阴性的细胞系中的细胞毒活性研究。图60a：用增加浓度的ADC3(三角形)、DM1(点)和曲妥珠单抗(实心点(plain dot))孵育96小时后，表达ErbB2的BT-474存活率(％生存力)(两次运行；IC50(ADC3运行1)＝0.68nM、IC50(ADC3运行2)＝0.35nM)。图60b：用增加浓度的ADC3(三角形)、DM1(点)和曲妥珠单抗(实心点)孵育96小时后，ErbB2阴性的MDA-MB-231存活率(％生存力)(两次运行；IC50(ADC3运行1)＝8.69nM、IC50(ADC3运行2)＝91.8nM)。
具体实施方式
1.定义
如本文所用的术语“C端”是指氨基酸链的C端端部，例如二肽Axx-Ayy(式(I))中的氨基酸Ayy或二肽Ayy-Axx(式(I'))中的氨基酸Axx。结合至“C端”意味着在氨基酸残基的酸性基团与结合配偶体(binding partner)之间形成共价键。例如，基团Z结合至氨基酸残基Ayy的C端产生酯或酰胺型结构元素(ester or amide-type structural element)–C(O)-X-，其中X是Z的结合配偶体，且羰基衍生自氨基酸残基Ayy。
如本文所用的术语“三官能”是指具有三个官能团的化合物或部分，该三个官能团可以形成或已经形成与相邻部分的三个共价键。
术语“官能团”是指能够通过形成至少一个共价键结合到另一个官能团而不需要破坏任何C-C或C-H共价键的基团。
如本文所用的术语“氨基酸”是指含有或衍生自至少一个氨基和至少一个酸基(acidic group)、优选羧基的化合物。氨基与酸基之间的距离没有特别限制。α-、β-和γ-氨基酸是适合的，但是α-氨基酸、尤其是α-氨基羧酸是特别优选的。该术语涵盖了天然存在的氨基酸以及自然界中未发现的合成氨基酸。
如本文所用的表述“(D)构型的氨基酸”是指任何天然存在的或合成的氨基酸的(D)-异构体。这适用于α-氨基酸以及β-和γ-氨基酸。如本文所用的表述“(D)构型的氨基酸”并不意味着涵盖诸如甘氨酸的非手性氨基酸、或诸如氨基异丁酸的其他非手性氨基酸。
除非另有说明，否则手性化合物和部分可以以纯立体异构体的形式或以立体异构体混合物的形式存在，包括50:50的外消旋体(racemate)。在本发明的上下文中，对特定立体异构体的引用应理解为对化合物或部分的引用，其中指定的立体异构体以至少90％对映体过量(enantiomeric excess,ee)、更优选至少95％ee、最优选100％ee存在。
本文中，术语“疏水性”用于表征对水缺乏亲和力的化合物、基团或部分。例如，术语“具有疏水性侧链的氨基酸”用于表征具有疏水性或部分疏水性脂肪族侧链的氨基酸、或诸如Phe、Leu、Ile、Val、Tyr、Trp、Ala的具有芳族侧链的氨基酸。当然，在本发明的意义上，表现出相同或更高程度的疏水性的任何其他氨基酸也应被视为疏水性的。疏水性程度的比较可以通过确定正辛醇/水分配系数(在25℃和pH7下)来进行：如果另一种氨基酸在正辛醇/水中的浓度比等于或高于氨基酸Phe、Leu、Ile、Val、Tyr、Trp、Ala中一个或多个氨基酸在正辛醇/水中的浓度比，则该其他氨基酸被视为疏水性氨基酸。
本文中，术语“具有碱性侧链的氨基酸”用于表征天然或非天然氨基酸，其中该侧链含有pKa值等于或大于6的一个或多个可电离基团。具有碱性侧链的天然氨基酸的实施例包括Arg(胍基，pKa＝12.5)、Lys(氨基，pKa＝10.5)、His(咪唑基，pKa＝6)。非天然氨基酸的实施例包括瓜氨酸(Cit)、鸟氨酸(Orn)、2,3-二氨基-丙酸(Dap)、2,4-二氨基-丁酸(Dab)。
如本文所用的术语“增溶基团”是指亲水性部分，其增强化合物对与其结合的物质(which it is bonded)的水溶性。增溶基团的实施例包括铵基团、硫酸基团、磷酸基团、磺酸基团和聚乙二醇(PEG)基团，特别是式-(CH2CH2O)n1-H的基团，其中n1为2至60、例如2至24。
如本文所用的术语“烷基”是指：具有1至20个碳原子的基团，优选甲基或乙基；具有3至20个碳原子、优选5至8个碳原子的环烷基；或具有6至20个碳原子、优选6或10个碳原子的芳基。环烷基或芳基可以由单个环组成，但是也可以由两个或多个稠环形成，例如萘基。
在本说明书涉及“优选的”实施方案/特征的情况下，只要“优选的”实施方案/特征的这种组合在技术上是有意义的，则这些“优选的”实施方案/特征的组合也应被认为是公开的。
下文中，在本发明的说明书和权利要求书中，术语“含有”和“包含”的使用被理解为使得除了所提及的元素之外，还可以存在额外的未提及元素。然而，作为更受限制的实施方案，这些术语也应被理解为也公开了术语“由...组成”，使得可以不存在额外的未提及元素，只要这在技术上是有意义的即可。例如，作为优选实施方案，表述“含二价羰基的基团”包括由羰基(-CO-)组成的二价基团。此外，表述“X和Y中的至少一个”被广泛地理解为公开了X和Y中的一者或两者，即等同于表述“选自X和Y的组中的至少一个”。
如本文所用的术语“药物”被理解为可以抑制或阻止细胞功能和/或杀死细胞的药理活性物质。在一些实施方案中，术语“药物”被理解为与本领域中常用的其他术语、诸如在癌症治疗领域中使用的“毒素”或“有效负载”是同义的。
如本文所用的表述“衍生自药物的部分”表征含有除了将药物结合至本发明的化合物的其余部分所必需的结构修饰(structural modification)之外、与天然药物相同的基团的部分。依据天然药物中可用的官能团，可以使用天然药物中已经存在的官能团之一来实现结合，或者可以通过合并新的官能团或连接基团(linking group)来实现结合。结果，该(天然)药物可以以未修饰或修饰的形式用于结合。也就是说，除氢原子被共价键取代之外，药物可以是未修饰的(以其天然形式)；或者是化学修饰的，以合并一个官能团(例如，选自羟基、羧基、氨基和硫醇基的基团)，从而允许共价附接至氨基酸，例如式(I)中的氨基酸Axx和式(I')中的Ayy、式(II)和(II')中的Bxx、式(Ib)和(IIa)中的Cxx。药物还可以通过共价附接至二价基团来修饰，该二价基团例如为氨基酸、(二)肽、或者诸如本文中关于S、Sa、Sb、S1、S2、S3或它们的组合描述的另一种接头或间隔物，使得经由所述二价基团完成与本发明化合物的其余部分的结合。然而，所述二价基团在被组织蛋白酶B裂解后将保持附接至药物。如本文所用的表述“衍生自药物的部分”意味着涵盖两种含义，并且因此可以指仅由于结合至分子的其余部分所需的共价键而与未修饰的(天然)药物不同的部分，或如上所述的、额外含有例如接头或间隔物的修饰的药物。
如本文所用的表述“马来酰亚胺衍生物”(或例如“三唑衍生物”等)是指由于结合至其他基团、例如结合至药物以及化合物的其余部分所需的共价键而修饰的马来酰亚胺部分。例如，马来酰亚胺衍生物经由羧基(例如3-马来酰亚胺基丙酸)共价附接至式(I)/(I')化合物的N端残基或式(II)/(II')/(IIa)化合物的Bxx的侧链。随后，亲核基团(nucleophilic group)(例如，可能出现在天然药物中的亲核基团，诸如美坦辛(mertansine)的硫醇基)经由迈克尔加成(Michael addition)与马来酰亚胺官能团反应。
以类似的方式，术语“衍生物”与其他部分结合地用于表征存在结合至相邻部分所需的共价键。
术语“天然药物”是指已经通过体外和/或体内测试建立了治疗功效的化合物。在优选实施方案中，天然药物是已经通过临床试验建立了治疗功效的化合物。最优选地，天然药物是已经可商购的药物。当然，待建立的治疗功效的类型和待应用的合适的测试取决于待治疗的医学适应症(medical indication)的类型。
因此，在本发明的配体-药物-偶联物中待使用的药物可以是天然药物(例如天然含有允许共价附接至偶联物的一个或多个官能团的药物)，或者可以是化学修饰的药物(例如根据式(III)的药物、根据式(Ia)的A'xx(D2)-A'yy部分或根据式(Ia')的A'yy-A'xx(D2)部分、根据式(II)的Bxx(D)-Byy部分或根据式(II')的Byy-Bxx(D)部分)，条件是该药物在从偶联物中释放后是药理活性的。就此而言，药理活性意味着天然药物的药理活性的至少20％、优选至少50％、更优选至少80％。
在药物是通过共价附接至氨基酸或(二)肽而被化学修饰的细胞毒性剂(例如DM1)的实例中，化学修饰的药物(例如根据式(III)的部分、根据式(Ia)的A'xx(D2)-A'yy部分、根据式(Ia')的A'yy-A'xx(D2)部分、根据式(II)的Bxx(D)-Byy部分或根据式(II')的Byy-Bxx(D)部分)可以被称为“内部有效负载(intra-payload)”，条件是化学修饰的药物在从偶联物中释放后是药理活性的。
表述“澳瑞他汀类似物”(或简称“澳瑞他汀”)是指与天然存在的五肽多拉他汀10(pentapeptide dolastin 10)结构相关的一类化合物。如本文所用的澳瑞他汀类似物(澳瑞他汀)满足下式：
Figure BDA0002579559870000401
其中R3表示氢原子、或具有1至10个碳原子的烷基，优选氢原子或甲基；且R4表示任何天然或非天然氨基酸的侧链。
在具体实施方案中，本发明使用某些澳瑞他汀类似物。这些澳瑞他汀类似物的典型实施例包括一甲基澳瑞他汀E(MMAE)和一甲基澳瑞他汀F(MMAF)。在下文中，当表征依照本发明待使用的类似物时，表述“澳瑞他汀类似物”尤其是指澳瑞他汀X，其中C端氨基酸X(如上所示)选自：Phe(在这种情况下，澳瑞他汀类似物为澳瑞他汀Phe/F(AF))、Cit(在这种情况下，澳瑞他汀类似物是澳瑞他汀Cit(ACit))、Arg(在这种情况下，澳瑞他汀类似物是澳瑞他汀Arg(AArg))、Lys(在这种情况下，澳瑞他汀类似物是澳瑞他汀Lys(ALys))、Orn(在这种情况下，澳瑞他汀类似物是澳瑞他汀Orn(AOrn))、Dab(在这种情况下，澳瑞他汀类似物是澳瑞他汀Dab(ADab))和Dap(在这种情况下，澳瑞他汀类似物是澳瑞他汀Dap(ADap))。除了如上定义的天然药物之外，如本文所用的澳瑞他汀类似物(AF、ACit、AArg、ALys、AOrn、ADab、ADap)被认为是天然药物。
在其他实施方案中，澳瑞他汀类似物是在本发明的上下文中未使用的类似物。它通常是上式的类似物，其中R3表示甲基，且X是Asp、Glu、Thr、磷酸苏氨酸(phosphoThr)。
如本文所用的表述“衍生自载体基团的部分”表示载体基团可以是未修饰的或修饰的形式。也就是说，载体基团可以是除了氢原子被共价键取代之外未修饰的(以其天然形式)；或者是化学修饰的以合并一个或多个官能团(例如选自羟基、羧基、硫醇基和/或氨基的基团)，从而允许载体基团共价附接至S(式(I)、(I')、(II)和(II'))、S1(式(Ia2)或Azz3(式(Ia3))，条件是这些修饰不会在很大程度上干扰载体基团与靶细胞之间的相互作用。
如本文所用的表述“能够与靶细胞相互作用”表示载体基团可以与暴露于靶细胞表面上的部分、例如蛋白质或受体结合、复合或反应。所述相互作用可以引起靶向作用(即，引起携带载体的化合物在靶细胞附近的浓度的局部增加)和/或所述相互作用可以导致本发明的携带载体的化合物到靶细胞中的内化(internalization)。
本文所用的表述“药学可接受盐”是指所公开的化合物的衍生物，其中母体化合物通过制备其酸式或碱式盐而被修饰。药学可接受盐包括例如由无毒的无机酸或有机酸形成的母体化合物的常规无毒盐或季铵盐(quaternary ammonium salt)。合适的盐的列表可以在Remington's Pharmaceutical Sciences,第17版,麦克出版公司(Mack PublishingCompany),伊斯顿(Easton),宾夕法尼亚州(PA),1985,1418页；S.M.贝尔热(Berge)、L.M.博格利(Bighley)和D.C.蒙克豪斯(Monkhouse),“Pharmaceutical Salts”,J.Pharm.Sci.66(1),1-19(1977)；P.H.斯特尔(Stahl)和C.G.韦穆特(Wermuth)编辑；药学盐手册：特性、选择和使用(Handbook of Pharmaceutical Salts:Properties,Selection andUse),魏因海姆(Weinheim)/苏黎世(Zürich),Wiley-VCH，2008以及在A.K.班赛尔(Bansal)等,Pharmaceutical Technology,3(32),2008中找到。药学盐可以通过常规化学方法由含有碱性或酸性部分的母体化合物来合成。这可以在将药物部分合并到本发明的化合物中之前或之后进行。
如本文所用的术语“抗体”覆盖单克隆抗体、多克隆抗体、二聚体、多聚体、多特异性抗体(multispecific antibodies)(例如双特异性抗体)、镶饰抗体(veneeredantibodies)、抗体片段和小型免疫蛋白。抗体是由免疫系统产生的能够识别并结合至特定抗原的蛋白质。靶抗原通常具有由多个抗体上的互补决定区(complementary-determiningregion)识别的许多结合位点，也称为表位(epitope)。特异性结合至不同表位的各抗体具有不同的结构。因此，一种抗原可以具有多于一种的相应抗体。抗体包括全长免疫球蛋白分子或全长免疫球蛋白分子的免疫活性部分，即含有抗原结合位点的分子，该抗原结合位点免疫特异性地结合感兴趣靶标的抗原或其部分。抗体可以是例如IgG、IgE、IgM、IgD和IgA的任何类型、例如IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1和IgA2的任何类、或其子类。该抗体可以是人的或衍生自其他物种。
如本文所用的术语“抗体片段”是指全长抗体的一部分，通常是其抗原结合区或可变区。抗体片段的实施例包括：Fab、Fab'、F(ab')2和Fv片段；双体(diabodies)；线性抗体；单域抗体。抗体及其片段可以被基于替代性非免疫球蛋白支架(scaffold)、肽适体(aptamer)、核酸适体和结构化多肽的结合分子所取代，该结构化多肽包含在非肽主链(non-peptide backbone)、天然受体或其结构域上对向(subtend)的多肽环。
如本文所用的术语“癌症”意味着哺乳动物中以不受控制的细胞生长为特征的生理病症。肿瘤包含一个或多个癌细胞。癌症的实施例包括：癌(carcinoma)、淋巴瘤(lymphoma)、胚细胞瘤(blastoma)、肉瘤(sarcoma)和白血病(leukemia)或淋巴样恶性肿瘤(lymphoid malignancies)。癌症的其他实施例包括：鳞状细胞癌(squamous cell cancer)(例如上皮鳞状细胞癌)；肺癌，包括小细胞肺癌、非小细胞肺癌、肺腺癌(adenocarcinomaof the lung)和肺鳞状癌(squamous carcinoma of the lung)；腹膜癌；肝细胞癌；胃(gastric)或胃(stomach)癌，包括胃肠道癌、胃肠道间质瘤；胰腺癌；成胶质细胞瘤(glioblastoma)；宫颈癌；卵巢癌；肝癌；膀胱癌；肝细胞瘤(hepatoma)；乳腺癌；结肠癌；直肠癌；结肠直肠癌；子宫内膜癌或子宫癌；涎腺癌(salivary gland carcinoma)；肾(kidney)或肾(renal)癌；前列腺癌；甲状腺癌和肝癌(hepatic cancer)。
除非另有说明，否则术语“烷基”是指饱和烃基，其可以是直链、支链、环状、或其任何组合。直链烷基优选具有1至20个碳原子，更优选1至6个碳原子。支链烷基优选具有3至20个碳原子，更优选4至8个碳原子。环状烷基优选具有3至20个碳原子，更优选5至8个碳原子。
术语“芳基”表征含有一个或多个环状结构的部分，该环状结构具有遵循休克尔(Hückel)4n+2规则的离域π电子系统(delocalizedπelectron system)。所述一个或多个环状结构可以是单环、例如6元环(例如苯)，或者双环结构、例如具有两个稠合6元环的部分(例如环烷)，或者其中两个6元环经由单个共价键彼此结合的部分(例如联苯)。另外的芳基可含有三个或多个稠合环，例如蒽、菲、芘和
Figure BDA0002579559870000421
(chrysene)。芳基还可含有杂环结构，例如包括：含有一至四个氮原子的5元环(剩余的环构件是碳或碳和氧)；含有一个氧原子或硫原子的5元环；具有一个或两个氮原子、氧原子或硫原子的6元环；或具有两个稠合环的双环部分，两个稠合环中的一个为5元杂环，而另一个为6元碳环或杂环。
除非另有说明，否则本文描述的化合物或部分的单个原子的所有化合价都是饱和的。特别地，它们被所示的结合配偶体饱和。如果未指示结合配偶体或结合配偶体的数量太少，则对应原子的剩余化合价被相应数量的氢原子饱和。
除非另有说明或上下文另外规定，否则相邻氨基酸基团之间的所有连接均由肽(酰胺)键形成。
除非上下文另外规定和/或在本文中明确提供替代含义，否则所有术语均旨在具有本领域中普遍接受的含义，如IUPAC黄金手册(2017年11月1日的状态)或化学词典,牛津,第6版所表明的。
2.概述
本发明基于C端二肽接头的发现，该C端二肽接头可用作组织蛋白酶B(Cat B)的肽链端解酶活性的高度特异性底物。本发明的C端二肽接头可用于配体-药物-偶联物(LDC)中，从而改善了从LDC的裂解和药物释放。
Cat B是木瓜蛋白酶超家族的溶酶体半胱氨酸蛋白酶，在细胞内蛋白质周转(turnover)以及各种生理学过程和病理学过程中起作用。目前可获得扩展的结构和功能数据，使得该蛋白酶在细胞内药物递送的环境下成为通用工具。
木瓜蛋白酶折叠(papain fold)由两个结构域组成，称为左(L-)和右(R-)结构域。L-结构域含有三个α-螺旋，而R-结构域形成一种如特克(Turk)等人(Biochim.Biophys.Acta,2012,1824(1),68-88)描述的β-桶(β-barrel)。两个结构域的界面在顶部上打开，形成了酶的活性位点裂隙。在活性位点裂隙的中心是残基Cys25(在中央螺旋的N端处，L-结构域)和His163(在β桶残基内，R-结构域)。这两个催化残基形成硫醇盐-咪唑鎓离子对(thiolate-imidazolium ion pair)，对酶的蛋白水解活性至关重要。如特克等人(Biochem.Soc.Symp.2003,70,15-30)所述，底物以扩展的构象沿活性位点裂隙结合，使得与L-结构域和R-结构域交替接触。大多数半胱氨酸组织蛋白酶主要表现出肽链内切酶活性(F、L、K、S、V)，而Cat X和C仅表现出肽链端解酶活性。相比之下，Cat B既表现出肽链内切酶活性又表现出肽链端解酶(即羧基二肽酶)活性。X射线分析显示，诸如Cat B的肽链端解酶/羧基二肽酶含有额外的结构特征，即额外的(“闭塞(occluding)”)环，该环修饰了活性位点裂隙，并用作肽链内切酶活性和肽链端解酶活性中底物结合的原理。尤其是，闭塞环提供了如伦科(Renko)等(FEBS Journal 2010,277,4338-4345)所示的主要的外-对内-CatB(exo-versus endo-Cat B)活性的结构基础。
现有技术中描述的Cat B可裂解的接头系统(例如Val-Cit-PABC接头系统)主要基于Cat B的肽链内切酶活性。另一方面，本发明的接头系统具体地设计为满足用作Cat B的肽链端解酶(羧基二肽酶)活性的特异性底物的结构要求。
因此，接头系统可以在LDC中、即在如下所述的式(I)或(I')的化合物以及式(II)或(II')的化合物中，用作Cat B的肽链端解酶(羧基二肽酶)活性的高度特异性底物，从而改善裂解特性(cleavage profile)(例如快速的细胞内药物释放)。此外，接头系统使多种药物分子能够在细胞内释放，其中各个药物分子可以是相同的或不同的。如果药物是有效负载(即细胞毒性剂)，则接头系统使多种有效负载能够在细胞内释放，这些有效负载可以是相同药物的多种药物分子、或不同药物的多种分子(例如两种以上不同的药物/有效负载)。作为表现出高DAR值的LDC(例如式(Ia1)或(II))的一个特定特征，接头系统可以附接/偶联到能够与靶细胞(例如抗体)相互作用的载体基团的单个位点，从而解决了超负载和过早细胞外裂解的问题。因此，本发明的接头系统提供了高度可调(highly tunable)的技术平台，其允许在体循环中稳定且无毒的情况下，实现高药物负载(例如高DAR)。
此外，令人惊讶地发现，式(I)/(I')中残基Axx的侧链或式(II)/(II')中残基Bxx的侧链上存在空间上需要的部分(sterically demanding moiety)(式(I)/(I')中的T或式(II)/(II')中的D)对本发明化合物对Cat B的结合亲和力没有不利影响，对Cat B的肽链端解酶活性对化合物的裂解速率也没有不利影响。不希望受任何理论的束缚，相信空间上需要的部分T或D指向Cat B结合槽(binding groove)(称为Cat B的“疏水袋”)的外侧，因此通过Cat B的肽链端解酶活性，可实现优异的选择性和裂解速率。
3.式(I)和(I')的化合物
本发明涉及由通式(I)或(I')表示的化合物(即配体-药物-偶联物(LDC))：
Figure BDA0002579559870000441
式(I)或(I')的化合物含有C端二肽单元Axx-Ayy或Ayy-Axx，其用作用于通过CatB的肽链端解酶活性特异性识别和裂解的底物。
Axx表示三官能氨基酸。Axx可以是任何天然或非天然的三官能氨基酸，条件是式(I)中的Axx不是(D)构型的氨基酸。三官能氨基酸的实施例包括氨基二羧酸和二氨基羧酸，例如α-氨基己二酸(Aaa)、二氨基丙酸(Dap)、二氨基丁酸(Dab)和氨基丙二酸(Ama)。其他合适的三官能氨基酸包括Glu、2-氨基庚二酸(Apa)、Lys、Orn、Ser和高赖氨酸(homo-Lys)。
根据一个实施方案，Axx表示选自Glu、Apa、Aaa、Dap、Dab、Lys、Orn、Ser、Ama和高赖氨酸(homoLys)的氨基酸。根据一个优选的实施方案，Axx表示选自Dap、Dab、Lys、Orn和homoLys的氨基酸。
Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、苯基甘氨酸(Phg)、Met、Val、His、Lys、Arg、瓜氨酸(Cit)、2-氨基丁酸(Abu)、Orn、Ser、Thr、Leu和Ile；或者式(I)中的Ayy表示选自以下的氨基酸：高酪氨酸(homo-Tyr)、高苯丙氨酸(homo-Phe)、β-苯丙氨酸(β-Phe)、β-高苯丙氨酸(β-homo-Phe)、Tyr(OR1)和homo-Tyr(OR1)，其中R1为增溶基团、优选-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数、例如5至20或8至16的整数；条件是式(I')中的Ayy不是(D)构型的氨基酸。不希望受理论束缚，相信Ayy为本发明化合物提供了用于通过Cat B的肽链端解酶活性特异性识别和裂解的结构特征。结果，与通过Cat B的肽链内切酶活性裂解的化合物相比(例如在Val-Cit-PABC系统中)，该化合物可以以显著更高的速率释放药物。
根据一个实施方案，式(I)中的Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、homo-Phe、Ala、Trp、Leu、Tyr、Phg、Met、Abu、Val、Lys、Cit、Tyr(OR1)和homo-Tyr(OR1)，优选选自以下的氨基酸：Phe、homo-Phe、Ala、Trp、Leu、Val、Tyr、homo-Tyr、Tyr(OR1)和homo-Tyr(OR1)，更优选Phe、homo-Phe、Tyr、homo-Tyr、Tyr(OR1)或homo-Tyr(OR1)，其中R1如上所述，特别是Phe或Tyr；且式(I')中的Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、homo-Phe、Ala、Ser、Thr、Leu、Val、Tyr、Phg、Trp、Ile和Arg，优选选自以下的氨基酸：Phe、homo-Phe、Ala、Trp、Phg、Leu、Val、Tyr和Ser，更优选Phe、homo-Phe或Ser，特别是Phe或Ser。
在本发明的一些实施方案中，W表示由下式(III)表示的部分：
W1--Dxx-Dyy---- (III)
关于上述式(III)，Dxx表示单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸，优选选自Phe、Val和Ala的氨基酸。在一些实施方案中，Dxx可含有其他元素，使得单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸任选地经由选自以下的二价部分附接至部分W1：马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、及其衍生物，优选经由二价马来酰亚胺衍生物。
关于上述式(III)，Dyy表示单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选选自Arg、Lys、Cit、Orn、Dap和Dab的氨基酸，更优选Arg或Cit；条件是如果Dxx是具有疏水性侧链的氨基酸，则Dyy是Phe或具有碱性侧链的氨基酸；并且如果Dxx是单个共价键，则Dyy是单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸。
式(III)中的虚线表示至式(I)中的Axx的N端、或式(I')中的Ayy的N端的共价附接。
W1表示衍生自药物的部分。在一些情况下，W表示衍生自药物的部分，该药物具有选自以下的一个或多个基团：羟基、羧基、胺基或硫醇基，其中所述一个或多个基团可任选地用于共价附接至C端二肽单元Axx-Ayy(式(I))或Ayy-Axx(式(I'))。适用于本发明的药物在下面更详细地描述。具有选自羟基、羧基、胺基或硫醇基的一个或多个基团的药物的实施例包括澳瑞他汀、美登素、喜树碱和阿霉素。
在一个实施方案中，W1表示衍生自药物的部分，该药物仅由于如式(III)所示的共价附接至Dxx而与天然药物(例如DM1)相区别。如果天然药物是澳瑞他汀类似物，则澳瑞他汀类似物选自：澳瑞他汀F(AF)、澳瑞他汀Cit(ACit)、澳瑞他汀Arg(AArg)、澳瑞他汀Lys(ALys)、澳瑞他汀Orn(AOrn)、澳瑞他汀Dab(ADab)和澳瑞他汀Dap(ADap)。优选地，澳瑞他汀类似物是AF。一方面，澳瑞他汀不是澳瑞他汀Asp(AAsp)、澳瑞他汀Glu(AGlu)、澳瑞他汀磷酸Thr(AphThr)或澳瑞他汀Thr(AThr)。
在另一个实施方案中，W1表示衍生自药物的部分，优选衍生自仅由于共价附接至Dxx而与天然药物相区别的药物的部分；条件是W1不是澳瑞他汀类似物。
根据一个实施方案，W表示由下式(Ia)或(Ia')表示的肽部分：
Figure BDA0002579559870000471
A'yy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、Orn和Abu；条件是式(Ia')中的A'yy不是(D)构型的氨基酸。根据一个实施方案，A'yy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Phg和Tyr，优选Phe或Tyr。
D1表示衍生自药物的部分。各D2独立地表示：氢原子、或衍生自药物的部分，条件是至少一个D2不是氢原子。当D2表示衍生自药物的部分时，D1和D2可以是衍生自相同药物的部分、或衍生自不同药物的部分。适用于本发明的药物在下面更详细地描述。根据一个实施方案，D1和D2各自独立地表示衍生自具有选自羟基、羧基、胺基或硫醇基的一个或多个基团的药物的部分。
m为1至10的整数；且虚线表示至Axx或Ayy的N端的共价附接。因此，当m≥1时，化合物包括一个部分D1和m个部分D2，其中多个部分D2可以是相同的或不同的。根据一个优选的实施方案，m是1至4的整数。
如果m＝1，则A′xx表示三官能氨基酸，例如氨基二羧酸或二氨基羧酸。A'xx可以是任何三官能的天然或非天然氨基酸，条件是式(Ia)中的A'xx不是(D)构型的氨基酸。三官能氨基酸的实施例包括Glu、Apa、Aaa、Dap、Dab、Lys、Orn、Ser、Ama和homoLys。根据一个优选的实施方案，A'xx表示选自Dap、Dab、Lys、Orn和homoLys的氨基酸。
如果m大于1，则各D2独立地选自氢原子和衍生自药物的部分，其中多个部分D2可以是相同的或不同的。如果D2是氢原子，则A'xx表示氨基酸。A'xx可以是共同提供附接至氨基酸A'yy和D1部分或另一个氨基酸A'xx所需的官能度(functionality)的任何天然或非天然氨基酸-例如双官能或三官能氨基酸，条件是式(Ia)中的A'xx不是(D)构型的氨基酸。双官能氨基酸的实施例包括Gly、Ala、Abu、环己基丙氨酸(Cha)、Ile、Leu、Phe、Phg、Val。如果D2是衍生自药物的部分，则A'xx表示如上所述的三官能氨基酸，优选选自Dap、Dab、Lys、Orn和homoLys的氨基酸。
式(I)/(Ia)、(I)/(Ia')、(I')/(Ia)或(I')/(Ia')的肽用作Cat B的肽链端解酶活性的特异性底物。也就是说，本文所述的式(I)或(I')的化合物可以在其N端处被Cat B裂解，释放W，该W是衍生自药物的部分D1或具有式(Ia)或(Ia')的二肽部分。当W是式(Ia)或(Ia')的二肽部分时，它可以依次被Cat B裂解，从而释放部分D1和肽(A'xx(D2)-A'yy)/(A'yy-A'xx(D2))。在本发明的一些方面，部分D1和肽(A'xx(D2)-A'yy)/(A'yy-A′xx(D2))表现出药理(例如细胞毒性)活性。
在本发明的一些方面，肽((A′xx(D2)-A′yy)/(A′yy-A′xx(D2))可以是“自消耗”部分，其可以经受分子内氨解(即五元或六元环形成，或二酮哌嗪(DKP)形成)，释放部分D2作为产物。当m≥1时，肽(A′xx(D2)-A'yy)m/(A'yy-A′xx(D2)m)用作Cat B的底物，Cat B可裂解氨基酸A′yy-A′xx/A′yy-A'xx之间的(m-1)个酰胺键，从而释放m个二肽(A'xx(D2)-A'yy)/(A'yy-A'xx(D2))。在一些方面，各二肽可以依次经受分子内氨解(A'xx(D2)-A′yy)或DKP形成(A′yy-A′xx(D2))，释放m个部分D2作为产物。
因此，当W表示具有式(Ia)/(Ia′)的肽时，该接头可以释放相同或不同药物的两个或多个分子(因此允许实现高DAR)，并且可以增强总体药理活性。药物释放可根据多步机制发生。例如，W可首先从式(I)的化合物释放，然后用作Cat B的底物，释放部分D1，并最终释放m个肽(A′xx(D2)-A′yy)/(A′yy-A′xx(D2))，该肽本身可以是药理活性的(例如内部有效负载)和/或经受分子内氨解、DKP形成或水解以释放m个部分D2。
本发明的化合物在不存在Cat B(即能够裂解接头的酶)的情况下，在细胞外环境(例如血浆)中通常是稳定的。然而，一经暴露于Cat B，接头被识别并裂解，最终开始自发的自消耗氨解，导致将自消耗部分、例如A'xx-A'yy共价链接至药物的键的裂解，从而实现药物D2以其药理活性形式的释放。如果A'xx表示诸如Glu、Aaa、Dap、Dab、Ser、Thr、homoSer、homoThr的氨基酸，则会发生自消耗氨解。
式(I)或(I')中的T表示具有下式(Ia1)的部分：
Figure BDA0002579559870000481
S表示二价或多价基团，其包括一个或多个选自碳、氮、氧和硫的原子。S将(一个或多个)氨基酸Axx(通过共价附接至Axx的侧链)结合(链接)至部分V(如下所述)。S可以例如经由用于酰胺键形成的化学选择性连接过程(chemoselective ligation procedure)或经由“点击化学(click chemistry)”(例如叠氮化物-炔烃环加成反应(azide-alkynecycloaddition))链接到Axx和V。Rx表示如果存在则任选存在的原子或基团以使S的自由价饱和。
在一些实施方案中，S可以作用多种药物附接的部分(图3)。它可以是具有两个或多个化合价的小有机基团，其具有例如200Da以下或甚至仅100Da以下的分子量，但是它也可以是衍生自官能聚合物、共聚物、树状高分子(dendrimer)或合成构建体(syntheticconstruct)的更复杂和/或更大的部分，该合成构建体包括用于接头-药物附接的多个反应基团。
在上面的式(Ia1)中，n是1至10、例如1至5的整数。当n＝1时，S表示二价或三价基团，而虚线表示S共价附接至Axx的侧链。当n>1时，各S独立地表示二价或三价基团，并且各虚线表示共价附接至式(I)的各个基团(附接至各个氨基酸Axx的侧链)，其中式(I)的各基团可以是相同的或不同的。当n>1时，接头可以释放相同或不同药物的两个或多个分子(因此允许实现高DAR)，并且可以增强总体药理活性。
例如，对于n＝2和n＝3，可能的结构如下：
·n＝2:
Figure BDA0002579559870000491
·n＝3:
Figure BDA0002579559870000492
当然，如果多次出现诸如W、Axx、Ayy和S的可变基团，则相同类型的各个可变基团可以彼此相同，或可以彼此不同。此外，上述结构中V的结合位置不受特别限制。例如，在上式中，n＝3时，V也可以结合至中心基团S，而不是末端基团S，其中中心基团S为四价的，如下所示：
Figure BDA0002579559870000493
其中n1和n2各自独立地是0至n的整数，并且n1+n2+1＝n；Rxa和Rxb各自独立地表示如果存在则任选存在的原子或基团以使S的自由价饱和。
在本发明的一些方面，选择二价或多价基团S，使得其对水解稳定，这意味着，如HPLC确定的，37℃下，在pH7.4的磷酸盐缓冲盐水(phosphate-buffered saline,PBS)溶液中24小时内，通常少于20％、优选少于10％的测试化合物水解，其中所述测试化合物是基于多价基团S的化合物，其中S的所有化合价均由氢原子饱和。
理想地，含有所述二价或多价基团S的式(I)或式(II)的化合物(即LDC)，当作为一个整体考虑时，也表现出对水解的这种稳定性，即如HPLC确定的，37℃下，在pH7.4的磷酸盐缓冲盐水(PBS)溶液中24小时内，优选地少于20％、且更优选少于10％的式(I)的化合物水解。
S可以是极性或带电荷的二价或多价基团，从而改善了式(I)的化合物的水溶性。S还可以包含氨基酸或肽部分、优选极性或带电荷的氨基酸或肽部分，该肽包含2至10个氨基酸，其可以是天然或非天然氨基酸。
S也可以基于经由共价键结合在一起的两个或多个上述多价基团的组合。
优选的S基团是：(-O-CH2CH2-)n，其中n选自1至10；Dab；或这两个基团的组合。
根据另一个实施方案，式(I)和(I')中的W表示具有下式(Ib)的肽部分：
Figure BDA0002579559870000501
式(Ib)中的A'yy、D1和m如式(Ia)中所定义，并且虚线表示共价附接至Axx或Ayy的N端。
如果m＝1，则A'xx表示选自以下的氨基酸：Glu、Aaa、Dap、Dab、Ser、Thr、高丝氨酸(homoSer)、高苏氨酸(homoThr)和Ama，条件是A'xx不是(D)构型的氨基酸。D2表示衍生自药物的部分，任选地与D1相同的药物。除非A'xx是Ama，否则Cxx表示单个共价键。当A'xx表示Ama时，存在额外的氨基酸Cxx。Cxx结合至A'xx的侧链，即Ama的两个羧基端部之一，并且其还结合至药物部分D2。Cxx表示(L)-或(D)-Pro、或诸如肌氨酸(Sar)的N-甲基氨基酸。优选地，Cxx表示选自以下的氨基酸：(L)-或(D)-Pro、Sar、N-甲基Val和N-甲基Leu，更优选Sar。
如果m大于1，则各D2独立地选自：氢原子、和衍生自药物的部分，其中多个部分D2可以是相同的或不同的。如果D2是氢原子，则A'xx表示氨基酸，且Cxx表示单个共价键(即使A'xx是Ama)。A'xx可以是共同提供附接至氨基酸A'yy和部分D1或另一个氨基酸A'xx所需的官能度的任何天然或非天然氨基酸-例如双官能或三官能氨基酸，条件是A'xx不是(D)构型的氨基酸。如果D2是衍生自药物的部分，则A'xx表示选自以下的氨基酸：Glu、Aaa、Dap、Dab、Ser、Thr、高丝氨酸(homoSer)、高苏氨酸(homoThr)和Ama，并且除非A'xx是Ama，否则Cxx表示单个共价键。当A'xx是Ama时，Cxx表示选自以下的氨基酸：(L)-或(D)-Pro、Sar、N-甲基Val和N-甲基Leu，更优选Sar。
公认的是，在倒数第二个N端位置处具有Pro残基的肽和蛋白质会经受非酶促氨解，从而引起DKP-形成。DKP形成的机制涉及N端氮对第二个氨基酸的羰基的亲核攻击(nucleophilic attack)。这种分子内氨解容易进行，并在生物活性环二肽、诸如c(His-Pro)的生物合成途径中发挥重要作用，该环二肽遍布中枢神经系统、外围组织和体液。在二肽(Ama(Cxx-D2)-A'yy)中，DKP形成的机制涉及N端氮对A'xx侧链的亲核攻击，从而释放部分D2。
式(I)/(Ib)或(I')/(Ib)的肽用作Cat B的肽链端解酶活性的底物，释放出具有式(Ib)的二肽部分，该二肽部分可以依次被Cat B裂解，以释放部分D1和肽(A'xx(Cxx-D2)-A'yy)。肽(A'xx(Cxx-D2)-A'yy)是“自消耗”部分，其可以经受分子内氨解(即五元或六元环形成，或二酮哌嗪(DKP)形成)，释放部分D2作为产物。当m≥1时，肽(A'xx(Cxx-D2)-A'yy)m用作Cat B的底物，Cat B可以裂解氨基酸A'yy和A'xx之间的(m-1)个酰胺键，从而释放m个肽(A'xx(Cxx-D2)-A'yy)。各肽(A'xx(Cxx-D2)-A'yy)可以依次经受分子内氨解，释放m个部分D2作为产物。
因此，当W表示具有式(Ib)的肽时，药物释放是根据多步机制而发生的，例如W可以首先从式(I)的化合物释放，然后用作Cat B的底物，释放部分D1和m个肽(A'xx(Cxx-D2)-A'yy)，其最终经受分子内氨解以释放m个部分D2。在肽(Ama(Cxx-D2)-A'yy)中，DKP形成的机制(分子内氨解)涉及Ama的N端氮对Cxx的酯羰基的亲核攻击，从而释放部分D2。
在本发明中，令人惊讶地发现，式(I)/(I')中残基Axx的侧链上存在空间上需要的部分(式(I)/(I')中的部分T)对本发明化合物对Cat B的结合亲和力没有不利影响，对通过Cat B的肽链端解酶机制的化合物的裂解速率也没有不利影响。不希望受任何理论的束缚，相信空间上需要的部分T指向Cat B结合槽(疏水袋)的外侧，因此通过肽链端解酶机制，可实现优异的裂解速率。
V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分。V在下面更详细地描述。在一些实施方案中，部分V共价附接至上述部分T中含有的一个基团S。换句话说，本发明的接头系统经由单个附接点附接至载体基团。在载体基团的多个位点处附接多于一个的接头系统并不意味着被该实施方案所涵盖。结果，接头系统可以实现高药物负载(高DAR)，并且同时可以克服载体基团的过载和偶联物的过早细胞外裂解(例如非特异性细胞杀伤(unspecific cell killing))的问题。
在一些方面，接头系统提供了一种新颖且高度可调的技术平台，允许以下事项的至少一个：(1)将药物(有效负载)的一个分子释放到靶细胞中；(2)将相同药物的多个分子(例如2至20或4至10)释放到靶细胞中(高DAR)；(3)将不同药物(双有效负载或多有效负载)的多个分子(例如2至20或4至10)释放到靶细胞中(高DAR)。作为特别重要的特征，由于部分S施加的可调节的增溶作用，可以在保持LDC的良好PK性能中实现高DAR值。
根据一个实施方案，T表示具有以下式(Ia2)和(Ia3)之一的部分：
Figure BDA0002579559870000521
Sa和Sb各自独立地表示单个共价键、或二价基团，该二价基团具有一个或多个选自碳、氮、氧和硫的原子。
S1、S2和S3各自独立地表示二价基团，该二价基团具有一个或多个选自碳、氮、氧和硫的原子。n表示1到10的整数。
式(Ia2)中，Azz1表示三官能氨基酸；S1将氨基酸Azz1的N端链接至部分V，S2将氨基酸Azz1的C端链接至OH基团(n＝1)、和/或将氨基酸Azz1的C端链接至另一个氨基酸Azz1的N端(n>1)，并且Sa将Azz1的侧链链接到式(I)或(I')的各个基团(individual group)；其中，如果n>1，则式(Azz1(-Sa---)-S2)的各个基团中的每个可以是相同的或不同的，并且各虚线表示至式(I)或(I')的各个基团的共价键，其中式(I)/(I')的各基团可以是相同的或不同的。在本发明的一些方面，Azz1是三官能氨基酸，其具有使式(Ia2)的基团能够化学连接至式(I)或(I′)的各个基团的官能团，例如叠氮基团或炔烃基团。
式(Ia3)中，Azz2和Azz4各自独立地表示氨基酸；Azz3表示诸如Lys的三官能氨基酸，其中部分V附接至Azz3的侧链；S3将氨基酸Azz2的C端链接至氨基酸Azz3的N端(n＝1)、和/或将氨基酸Azz2的C端链接至另一个氨基酸Azz2的N端(n>1)；Sb将氨基酸Azz2的N端或侧链链接至式(I)或(I′)的各个基团。在一些方面，Azz2是氨基酸，其具有使式(Ia3)的基团能够化学连接至式(I)或(I')的各个基团的官能团，例如叠氮基团或炔烃基团。
如果n>1，则式(Ia2)中的(Azz1(-Sa)-S2和式(Ia3)中的Azz2(Sb)-S3的各个基团中的每个可以是相同的或不同的，并且各虚线结合至如本文所述的式(I)或(I')的各个基团，其中式(I)/(I')的各基团可以是相同的或不同的。
在式(Ia2)和(Ia3)中，Z′表示共价结合至S2(式(Ia2))或结合至选自-OH和-N(H)(R′)的Azz4(式(Ia3))的C端的基团，其中，R′表示氢原子、烷基、环烷基或芳基。
根据一个实施方案，S、Sa、Sb、S1、S2和S3各自独立地表示二价亚烷基、二价亚烯基、二价亚炔基或二价聚环氧乙烷基团。这些二价基团优选地具有1至100个原子、更优选2至50个原子、更优选3至25个原子的主链长度。
根据一个实施方案，S、Sa、Sb、S1、S2和S3各自独立地表示具有式-(CH2)q-Azz5-的二价基团或具有式-(OCH2CH2)q-Azz5-的二价基团；其中q是1至50的整数，优选2至10的整数；并且Azz5是不存在的，或表示增溶基团，诸如含有铵基团、硫酸基团或氨基酸作为取代基的二价基团。Azz5可以例如是具有极性侧链的氨基酸，例如Arg。
根据一个实施方案，S、Sa、Sb、S1、S2和S3各自独立地表示具有式-(CH2)q-Azz5-Y-的二价基团或具有式-(OCH2CH2)q-Azz5-Y-的二价基团；其中，Y表示共价结合至Azz5的C端或侧链、以及共价结合至部分V的二价部分；如果Azz5不存在，则Y表示共价结合至亚烷基或聚环氧乙烷基团、以及共价结合至部分V的二价部分；Y是选自马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、及其衍生物的二价部分，优选二价马来酰亚胺或三唑衍生物；Azz5和q如上所述。
例如，当Y表示二价马来酰亚胺部分(衍生物)时，Y可以通过使马来酰亚胺基基团与亲核基团反应来获得，该亲核基团例如为羟基、氨基或硫醇基。待与亲核基团反应的马来酰亚胺基基团可以例如在Azz5的C端处或侧链上引入(因此亲核基团可以在部分V中引入或已经存在于部分V中)。因此，S、Sa、Sb、S1、S2和S3可以各自独立地从具有式-(CH2)q-Azz5-Y'的部分或具有式-(OCH2CH2)q-Azz5-Y'的部分获得，其中Y'表示马来酰亚胺基基团，其中q表示选自1至50范围的整数。
当Y表示二价三唑部分时，Y可以通过使叠氮基团与炔烃基团反应(即“点击化学”)而获得，该叠氮基团或炔烃基团例如在Azz5的C端或侧链上引入。因此，S、Sa、Sb、S1、S2和S3可以各自独立地从具有式-(CH2)q-Azz5-Y'的部分或具有式-(OCH2CH2)q-Azz5-Y'的部分获得，其中Y'表示炔烃基团或叠氮基团。
当Y表示二价腙部分时，Y可以通过使肼基与醛基反应而获得，该肼基或醛基例如在Azz5的C端处或侧链上引入。此外，当Y表示含有二价羰基的基团时，Y可以通过使例如酰氯基团的羧酸基团或其衍生物、与诸如羟基或氨基的亲核基团反应来获得。
式(Ia1)、(Ia2)和(Ia3)中的V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分。V在下面更详细地描述。
Z表示共价附接至Ayy的C端的基团，选自：-OH；-N(H)(R)，其中R表示氢原子、烷基、环烷基或芳基；和标记剂，例如香豆素衍生物。
根据一个实施方案，式(I)的化合物选自以下化合物，其中Z优选为-OH：W-Glu(T)-Phe-Z；W-Glu(T)-Ala-Z；W-Glu(T)-Trp-Z；W-Glu(T)-Tyr-Z；W-Apa(T)-Phe-Z；W-Apa(T)-Ala-Z；W-Apa(T)-Trp-Z；W-Apa(T)-Tyr-Z；W-Aaa(T)-Phe-Z；W-Aaa(T)-Ala-Z；W-Aaa(T)-Trp-Z；W-Aaa(T)-Tyr-Z；W-Dap(T)-Phe-Z；W-Dap(T)-Ala-Z；W-Dap(T)-Trp-Z；W-Dap(T)-Tyr-Z；W-Dab(T)-Phe-Z；W-Dab(T)-Ala-Z；W-Dab(T)-Trp-Z；W-Dab(T)-Tyr-Z；W-Lys(T)-Phe-Z；W-Lys(T)-homoPhe-Z；W-Lys(T)-Ala-Z；W-Lys(T)-Trp-Z；W-Lys(T)-Tyr-Z；W-Lys(T)-homoTyr-Z；W-Lys(T)-homoTyr(OR1)-Z，其中R1为–(CH2CH2O)n1-H且n1是2至24的整数；W-Orn(T)-Phe-Z；W-Orn(T)-Ala-Z；W-Orn(T)-Trp-Z；W-Orn(T)-Tyr-Z、W-Ser(T)-Phe-Z；W-Ser(T)-Ala-Z；W-Ser(T)-Trp-Z；W-Ser(T)-Tyr-Z；W-homoLys(T)-Phe-Z；W-homoLys(T)-Ala-Z；W-homoLys(T)-Trp-Z；W-homoLys(T)-Tyr-Z。
根据一个实施方案，式(I)的化合物(其中W为式(III)的部分)选自以下化合物，其中Z优选为-OH：W1-Arg-Lys(T)-Phe-Z；W1-Arg-Lys(T)-homoPhe-Z；W1-Cit-Lys(T)-Phe-Z；W1-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Lys(T)-Phe-Z；W1-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Phe-Z；W1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Mal-Phe-Lys-Lys(T)-Phe-Z；W1-Mal-homoPhe-Arg-Lys(T)-Phe-Z；W1-Mal-homoPhe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Mal-homoPhe-Cit-Lys(T)-Tyr(OR1)-Z，其中R1为–(CH2CH2O)n1-H，且n1是2至24的整数、例如12；W1-Mal-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Mal-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Mal-Arg-Lys(T)-homoTyr-Z；优选W1-Arg-Lys(T)-Phe-Z、W1-Cit-Lys(T)-Tyr-Z、W1-Lys(T)-Phe-Z、W1-Lys(T)-Tyr-Z、W1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Phe-Z、W1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z、W1-Mal-Cit-Lys(T)-Tyr-Z或W1-Arg-Lys(T)-Phe-Z；更优选W1-Lys(T)-Tyr-Z、W1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Phe-Z或W1-Mal-Cit-Lys(T)-Tyr-Z。
根据一个优选实施方案，式(I)的化合物(其中W为式(III)的部分)选自以下化合物，其中Z优选为-OH：APhe-Arg-Lys(T)-Phe-Z；APhe-Arg-Lys(T)-homoPhe-Z；APhe-Cit-Lys(T)-Phe-Z；APhe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；APhe-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z；ACit-Lys(T)-Phe-Z；ACit-Lys(T)-Tyr-Z；ACit-Lys(T)-homoTyr-Z；DM1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Phe-Z；DM1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；DM1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z；DM1-Mal-Phe-Lys-Lys(T)-Phe-Z；DM1-Mal-homoPhe-Arg-Lys(T)-Phe-Z；DM1-Mal-homoPhe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；DM1-Mal-homoPhe-Cit-Lys(T)-Tyr(OR1)-Z，其中R1为-(CH2CH2O)n1-H，且n1是2至24的整数、例如12；DM1-Mal-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；DM1-Mal-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z；DM1-Mal-Arg-Lys(T)-homoTyr-Z；优选APhe-Arg-Lys(T)-Phe-Z、APhe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z、DM1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Phe-Z、DM1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z、DM1-Mal-Cit-Lys(T)-Tyr-Z或APhe-Arg-Lys(T)-Phe-Z；更优选DM1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Phe-Z或DM1-Mal-Cit-Lys(T)-Tyr-Z。
在一个实施方案中，式(I)的化合物含有式(III)表示的部分W，其中W1表示衍生自药物的部分，该药物不是澳瑞他汀类似物(例如AF)。该化合物优选地选自以下化合物，其中Z优选为-OH：DM1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Phe-Z；DM1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；DM1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z；DM1-Mal-Phe-Lys-Lys(T)-Phe-Z；DM1-Mal-homoPhe-Arg-Lys(T)-Phe-Z；DM1-Mal-homoPhe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；DM1-Mal-homoPhe-Cit-Lys(T)-Tyr(OR1)-Z，其中R1为–(CH2CH2O)n1-H，且n1是2至24的整数、例如12；DM1-Mal-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；DM1-Mal-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z和DM1-Mal-Arg-Lys(T)-homoTyr-Z；更优选DM1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Phe-Z、DM1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z或DM1-Mal-Cit-Lys(T)-Tyr-Z。
根据一个实施方案，式(I)的化合物(其中W为式(III)的部分)选自以下化合物，其中Z优选为-OH：W1-Cit-(Lys(D2)-Phe)m-Lys(T)-Phe-Z；W1-Cit-(Lys(D2)-Phe)m-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Cit-(Lys(D2)-Phe)m-Lys(T)-Tyr(OR1)-Z，其中R1为–(CH2CH2O)n1-H，且n1为2至24的整数、例如12；W1-(Lys(D2)-Phe)m-Lys(T)-Phe-Z；W1-Phe-(Phe-Lys(D2))m-Lys(T)-Tyr-Z；W1-(Phe-Lys(D2))m-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Phe-(Phe-Lys(D2))m-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Arg-(Phe-Lys(D2))m-Lys(T)-Tyr(OR1)-Z；优选地选自：AF-Cit-(Lys(Mal-DM1)-Phe)m-Lys(T)-Phe-Z；AF-Cit-(Lys(Mal-DM1)-Phe)m-Lys(T)-homoTyr-Z；AF-Cit-(Lys(Mal-DM1)-Phe)m-Lys(T)-Tyr(OR1)-Z，其中R1为-(CH2CH2O)n1-H，且n1是2至24的整数、例如12；AF-Phe-(Phe-Lys(Mal-DM1))m-Lys(T)-Tyr-Z；AF-Arg-(Phe-Lys(Mal-DM1))m-Lys(T)-Tyr(OR1)-Z；其中m优选地为1至8、例如1至4的整数。
根据一个实施方案，式(I')的化合物选自以下化合物，其中Z优选为-OH：W-Phe-Glu(T)-Z、W-Ala-Glu(T)-Z、W-Trp-Glu(T)-Z、W-Tyr-Glu(T)-Z、W-Phe-Apa(T)-Z、W-Ala-Apa(T)-Z、W-Trp-Apa(T)-Z、W-Tyr-Apa(T)-Z、W-Phe-Aaa(T)-Z、W-Ala-Aaa(T)-Z、W-Trp-Aaa(T)-Z、W-Tyr-Aaa(T)-Z、W-Phe-Dap(T)-Z、W-Ala-Dap(T)-Z、W-Trp-Dap(T)-Z、W-Tyr-Dap(T)-Z、W-Phe-Dab(T)-Z、W-Ala-Dab(T)-Z、W-Trp-Dab(T)-Z、W-Tyr-Dab(T)-Z、W-Phe-Lys(T)-Z、W-Ala-Lys(T)-Z、W-Trp-Lys(T)-Z、W-Tyr-Lys(T)-Z、W-Phe-Orn(T)-Z、W-Ala-Orn(T)-Z、W-Trp-Orn(T)-Z、W-Tyr-Orn(T)-Z、W-Phe-Ser(T)-Z、W-Ala-Ser(T)-Z、W-Trp-Ser(T)-Z、W-Tyr-Ser(T)-Z、W-Phe-Ama(T)-Z、W-Ala-Ama(T)-Z、W-Trp-Ama(T)-Z、W-Tyr-Ama(T)-Z、W-Phe-homoLys(T)-Z、W-Ala-homoLys(T)-Z、W-Trp-homoLys(T)-Z、W-Tyr-homoLys(T)-Z。
根据一个实施方案，式(I')的化合物(其中W为式(III)的部分)选自：W1-Arg-Phe-Lys(T)-Z、W1-Arg-Ser-Lys(T)-Z、W1-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Cit-Ser-Lys(T)-Z、W1-Cit-homoPhe-Lys(T)-Z、W1-Phe-Lys(T)-Z、W1-Ser-Lys(T)-Z、W1-Mal-Phe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-homoPhe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Phe-Arg-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Phe-Ser-Lys(T)-Z、W1-Mal-Ala-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Cit-Ser-Lys(T)-Z、W1-Mal-Arg-homoPhe-Lys(T)-Z；优选W1-Arg-Phe-Lys(T)-Z、W1-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Phe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Phe-Arg-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Phe-Ser-Lys(T)-Z、W1-Mal-Ala-Phe-Lys(T)-Z；更优选W1-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Phe-Cit-Phe-Lys(T)-Z或W1-Mal-Phe-Ser-Lys(T)-Z。
根据一个优选实施方案，式(I')的化合物(其中W为式(III)的部分)选自以下化合物，其中Z优选为-OH：APhe-Arg-Phe-Lys(T)-Z、APhe-Arg-Ser-Lys(T)-Z、APhe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、APhe-Cit-Ser-Lys(T)-Z、APhe-Cit-homoPhe-Lys(T)-Z、ACit-Phe-Lys(T)-Z、ACit-Ser-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Phe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-homoPhe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Phe-Arg-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Cit-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Phe-Ser-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Ala-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Cit-Ser-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Arg-homoPhe-Lys(T)-Z；更优选APhe-Arg-Phe-Lys(T)-Z、APhe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Phe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Phe-Arg-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Cit-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Phe-Ser-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Ala-Phe-Lys(T)-Z；甚至更优选APhe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Phe-Cit-Phe-Lys(T)-Z或DM1-Mal-Phe-Ser-Lys(T)-Z。
在一个实施方案中，式(I')的化合物含有式(III)表示的部分W，其中W1表示衍生自药物的部分，该药物不是澳瑞他汀类似物(例如AF)。该化合物优选地选自以下化合物，其中Z优选为-OH：DM1-Mal-Phe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-homoPhe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Phe-Arg-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Cit-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Phe-Ser-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Ala-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Cit-Ser-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Arg-homoPhe-Lys(T)-Z；更优选DM1-Mal-Phe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Phe-Arg-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Cit-Phe-Lys(T)-Z、DM1-Mal-Phe-Ser-Lys(T)-Z或DM1-Mal-Ala-Phe-Lys(T)-Z；甚至更优选DM1-Mal-Phe-Cit-Phe-Lys(T)-Z或DM1-Mal-Phe-Ser-Lys(T)-Z。
式(I)或(I')的化合物可以选自：
Figure BDA0002579559870000581
Figure BDA0002579559870000591
在以上化合物中，可变基团W、W1、V、D1和D2具有与上文和下文描述的相同的含义。优选地，在上面示例的式(I)和(I')的化合物中，W1、D1和D2各自独立地表示衍生自药物的部分，尤其是衍生自以下的部分：澳瑞他汀F(AF)、澳瑞他汀X(AX；“AX”是指澳瑞他汀的类似物，其中X表示澳瑞他汀肽链的C端氨基酸)、喜树碱(CPT)。此外，在以上所示的化合物中，如果环氧乙烷基团(即式(OCH2CH2)的基团)结合氨基酸的N端，则可能会存在一个额外的羧基(CO)(以上化合物中未示出)，使得在环氧乙烷基团和氨基酸的N端之间存在酰胺键。
在本发明的一个实施方案中，式(I)或式(I')的化合物选自：
Figure BDA0002579559870000592
Figure BDA0002579559870000601
Figure BDA0002579559870000611
其中，在以上化合物中，DMR和DM1表示美登素类化合物药物(例如，美坦辛)，且mAb表示能够与靶细胞相互作用的单克隆抗体载体(如下所述)。
4.式(II)和(II')的化合物
本发明还涉及由通式(II)或(II')表示的化合物(即LDC)：
Figure BDA0002579559870000612
Figure BDA0002579559870000621
式(II)或(II')的化合物含有C端二肽单元Bxx-Byy或Byy-Bxx，其用作通过Cat B识别和裂解的底物(通过Cat B的肽链端解酶活性)。
本文使用的术语“C端”是指氨基酸链的C端端部(C端)，例如二肽Bxx-Byy中的氨基酸Byy，且意味着没有药物或载体基团附接至Byy的C端。但是，如果o>1和/或p>1，则Byy的C端可以结合至另一个Bxx-Byy二肽单元或如以下更详细描述的Bxx1-Bxx2二肽单元的N端。
D表示衍生自药物的部分。如果p>1和/或o>1，则可能不存在多达(o*p)-1个D基团，即各个D基团表示氢原子、或诸如-(CH2CH2O)n1-H的增溶基团，其中n1是2到24的整数。根据一个实施方案，D表示衍生自具有选自羟基、羧基、氨基或硫醇基中的一个或多个基团的药物的部分。适用于本发明的药物在下面更详细地描述。合适药物的实施例包括澳瑞他汀、美登素、喜树碱和阿霉素。
Bxx表示三官能氨基酸，诸如氨基二羧酸或二氨基羧酸。Bxx可以是任何天然或非天然氨基酸，其提供所需的三个官能用于附接至相邻基团，诸如式(II)中的氨基酸Bxx2和/或Byy以及部分D；条件是式(II)中的Bxx不是(D)构型的氨基酸。三官能氨基酸的实施例包括氨基二羧酸和二氨基羧酸，例如Aaa、Dap、Dab和Ama。此外，合适的三官能氨基酸包括Glu、Apa、Lys、Orn、Ser和homoLys。在这些实例中，Bxx带有氢作为D基团，Bxx也可以是任何其他氨基酸，条件是式(II)中的Bxx不是(D)构型的氨基酸。
根据一个实施方案，Bxx表示选自Glu、Apa、Aaa、Dap、Dab、Lys、Orn、Ser、Thr、Ama、homoSer、homoThr和homoLys的氨基酸。根据一个优选实施方案，Bxx表示选自Dap、Dab、Lys、Orn和homoLys的氨基酸，优选Lys或Dab，更优选Lys。
Byy表示选自Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Val、His、Lys、Abu、Met、Cit、Orn、Ser、Thr、Leu、Ile、Arg和Tyr(OR1)的氨基酸，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2为氢原子或甲基，且n1为2至24的整数；或者式(II)中的Byy表示选自homo-Tyr、homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe的氨基酸；条件是式(II')中的Byy不是(D)构型的氨基酸，并且条件是如果o*p>1，则只有式(II)中的C端Byy可以表示选自homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe的氨基酸。优选地，式(II)和(II′)中的Byy表示Cit、Phe、Phg、Ser、Trp、Tyr或Tyr(OR1)，其中R1为–(CH2CH2O)n1-R2，其中R2是氢原子或甲基，并且n1是2至24的整数；更优选地表示Phe、Tyr或Tyr(OR1)；如果o*p>1，则Byy优选地表示Tyr或Tyr(OR1)。不希望受理论束缚，相信Byy为式(II)或(II')的化合物提供了通过Cat B识别和裂解的结构需求。
Bxx1不存在(表示单个共价键)，或表示具有疏水性或碱性侧链的氨基酸(即天然或非天然氨基酸)；条件是，如果p大于1，则Bxx1不是(D)构型的氨基酸。具有疏水性或碱性侧链的天然氨基酸的实施例包括Phe、Tyr、Val、Ala、Ile、Leu、Ser、His、Met。具有疏水性侧链的非天然氨基酸的实施例包括苯基甘氨酸(Phg)、环己基丙氨酸(cyclohexyl Ala)(Cha)、2-氨基异丁酸(Aib)、丁基甘氨酸(butyl Gly)(Tle)、正亮氨酸(Nle)、正缬氨酸(Nva)。
根据一个实施方案，Bxx1表示选自以下的氨基酸：Phe、homo-Phe、Phg、Val、Ser、Leu、Tyr、Ala、Ile；优选选自Phe、homo-Phe、Tyr和Val的氨基酸，更优选Phe、homo-Phe或Tyr。
Bxx2表示具有疏水性或碱性侧链的氨基酸(即天然或非天然氨基酸)。根据一个实施方案，Bxx2表示选自以下的氨基酸：Arg、Lys、Cit、Val、Leu、Ser、Ala、Gly、His、Gln、Phg和Phe。根据一个优选实施方案，Bxx2表示选自以下的氨基酸：Arg、Lys、Cit和Phe，优选为Arg或Cit。
式(II)和(II')中的S表示二价基团，该二价基团具有1个或多个选自碳、氮、氧和硫的原子。S将氨基酸Bxx1链接到部分V，或者如果Bxx1不存在，则将Byy链接到部分V(如下所述)(通过共价附接至Bxx1或Bxx2的N端)。
根据一个实施方案，S表示二价亚烷基、二价亚烯基或二价聚环氧乙烷基团。优选地，S表示具有式-(CH2)q-Azz5-的二价基团，或具有式-(OCH2CH2)q-Azz5-的二价基团；其中q是1至50的整数，优选2至10的整数；并且Azz5不存在，或表示增溶基团，诸如含有铵基、硫酸基或氨基酸作为取代基的二价基团。Azz5可以例如是具有极性侧链的氨基酸。
根据一个优选实施方案，S表示具有式-Y-Azz5-(CH2)q-的二价基团，或具有式-Y-Azz5-(OCH2CH2)q-的二价基团；其中，Y表示共价附接至Azz5的N端、并共价附接至部分V的二价部分；如果Azz5不存在，则Y表示共价附接至烷基或聚环氧乙烷基团、并共价附接至部分V的二价部分；Y是选自马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、及其衍生物的二价部分，优选二价马来酰亚胺衍生物或三唑部分。式-Y-Azz5-(CH2)q-的二价基团可以如下所述来获得。
式(II)和(II′)中的各o和p独立地为1至10的整数，优选为1至4的整数。
V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分。如本文所使用的表述“能够与靶细胞相互作用”表示载体基团可以与靶细胞的部分、例如蛋白质或受体结合、复合或反应，从而引起式(II)化合物内化至靶细胞中。V将在下面更详细地描述。
Z表示共价附接至Byy的C端(并且在p>1的情况下，共价附接至位于C端处的Byy基团)的基团，选自：-OH；-N(H)(R)，其中R表示羟基、氢原子、烷基、环烷基或芳基，优选羟基；和标记剂，例如香豆素衍生物。
根据一个实施方案，R表示：具有1至20个碳原子的烷基，优选甲基或乙基；具有3至20个碳原子的环烷基，优选5至8个碳原子；或具有6至20个碳原子、优选6或10个碳原子的芳基。
在各式(II)和(II')中的肽Bxx(D)-Byy和Byy-Bxx(D)选择性地用作Cat B的肽链端解酶活性的底物。也就是说，Cat B在(各)Bxx(式(II))或Byy(式(II'))残基的N端处裂解式(II)或(II')的化合物，释放出肽部分V-S-Bxx1-Bxx2、一个Bxx(D)-Byy-Z肽部分和(p-1)个Bxx1-Bxx2肽部分以及((o*p)-1)个Bxx(D)-Byy-OH肽部分。根据一些实施方案，Bxx(D)-Byy-OH和Bxx(D)-Byy-Z可以是自消耗部分，其可以经历分子内氨解或水解，从而释放部分D作为产物。在一些方面，二肽Bxx(D)-Byy-OH/Byy-Bxx(D)-OH可表现出药理学(例如细胞毒性)活性。
根据另一个实施方案，本发明的化合物由以下通式(IIa)表示：
Figure BDA0002579559870000641
在式(IIa)中，Bxx表示羧基氨基酸(即在其侧链上具有COOH基团)，例如Ama、Glu、Aaa、Apa或选自Dap、Dab、Ser、Thr、Lys、Orn、homoLys、homoSer和homoThr的三官能氨基酸；条件是Bxx不是(D)构型的氨基酸。优选地，Bxx表示选自Ama、Glu、Aaa、Dap、Dab、Ser、Thr、Apa、Lys、Orn、homoLys、homoSer和homoThr的三官能氨基酸。
除非Bxx是Ama，否则Cxx表示单个共价键。如果Bxx是Ama，则Cxx表示(L)-或(D)-Pro，或诸如Sar的N-烷基氨基酸，Cxx的N端结合至Ama的羧基端，并且Cxx的C端经由例如酯键结合至药物部分D(例如CPT)。
根据一个优选实施方案，Cxx表示选自(L)-或(D)-Pro、肌氨酸(Sar)、N-甲基Val和N-甲基Leu的氨基酸。
Byy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Val、His、Lys、Abu、Met、Cit、Orn、Ser、Thr、Leu、Ile、Arg、homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe，条件是如果o*p>1，则仅C端Byy可以表示选自homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe的氨基酸。优选地，Byy表示Cit、Phe、homo-Phe、Ser、Trp、Tyr或Tyr(OR1)，其中R1是-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2为氢原子或甲基，且n1为2至24的整数；更优选Phe、Tyr或Tyr(OR1)；如果o*p>1，则Byy优选表示Tyr或Tyr(OR1)。不希望受理论束缚，相信Byy为式(IIa)的化合物提供了通过Cat B识别和裂解的结构需求。
式(IIa)中的肽Bxx(Cxx-D)-Byy选择性地用作Cat B的肽链端解酶活性的底物，即Cat B在(各)Bxx残基的N端处裂解式(IIa)的化合物，释放出肽部分V-S-Bxx1-Bxx2、一个Bxx(Cxx-D)-Byy-Z肽部分和(p-1)个Bxx1-Bxx2肽部分以及((o*p)-1)个Bxx(Cxx-D)-Byy-OH肽部分。Bxx(Cxx-D)-Byy-OH和Bxx(Cxx-D)-Byy-Z是自消耗部分，其可以经历分子内氨解(DKP形成)，从而释放部分D作为产物。在肽Ama(Cxx-D2)-Byy-OH和Ama(Cxx-D2)-Byy-Z中，DKP形成的机制涉及N端氮对Cxx酯羰基的亲核攻击，从而释放部分D2(例如CPT)。
式(IIa)中的D、Bxx1、Bxx2、S和V如上关于式(II)和(II')所定义。在式(IIa)中的Bxx带有氢作为D基团的那些实例中，Bxx也可以是任何其他氨基酸，条件是Bxx不是(D)构型的氨基酸。
在本发明中，令人惊讶地发现，残基Bxx(或者Cxx，如果存在)的侧链上存在空间需求的部分D对本发明化合物与Cat B的结合亲和力没有不利影响，对化合物通过Cat B的肽链端解酶机制的裂解速率也没有不利影响。不受任何理论的束缚，相信空间需求的部分D指向Cat B结合槽(称为Cat B的“疏水袋”)的外侧，因此通过肽链端解酶机制，实现优异的选择性和裂解速率。
在式(II)/(II')的化合物中，部分V(载体基团)如上所示共价附接至一个基团S，即，接头系统通过单个附接点(例如，通过半胱氨酸-马来酰亚胺连接)附接至载体基团。在部分V的多个位点处附接多于一个的接头系统并不意味着被本公开所涵盖。结果，可以实现高药物负载(高DAR)，并且同时可以克服载体基团的过载和/或偶联物的过早细胞外裂解(例如非特异性细胞杀伤)的问题。
在一些方面，接头系统提供了一种新颖且高度可调的技术平台，实现以下事项的至少一个：(1)将药物(有效负载)的一个分子释放到靶细胞中；(2)将相同药物的多个分子(例如2至20个或4至10个)释放到靶细胞中(高DAR)；(3)将不同药物(双有效负载或多有效负载)的多个分子(例如2至20个或4至10个)释放到靶细胞中(高DAR)。
根据一个实施方案，式(II)的化合物选自以下化合物，其中Z优选为-OH：V-S-Phe-Lys-Lys(D)-Phe-Z；V-S-Phe-Cit-Lys(D)-Cit-Z；V-S-Phe-Cit-Lys(D)-Tyr-Z；V-S-Phe-Cit-Lys(D)-homoTyr-Z；V-S-Phe-Arg-Lys(D)-Arg-Lys(D)-Phe-Z；V-S-Phe-Arg-(Lys(D)-Cit)o-Z；V-S-Phe-Arg-(Lys(D)-Tyr(OR1))o-Z，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数、例如12；V-S-Phe-Arg-(Lys(D)-Cit)o-Tyr(OR1)-Tyr-Z；优选选自：V-S-Phe-Lys-Lys(D)-Phe-Z、V-S-Phe-Cit-Lys(D)-Cit-Z、V-S-Phe-Cit-Lys(D)-homoTyr-Z或V-S-Phe-Arg-Lys(D)-Arg-Lys(D)-Phe-Z。
根据一个优选实施方案，式(II)的化合物选自以下化合物，其中Z优选为-OH：V-S-Phe-Lys-Lys(Mal-DM1)-Phe-Z；V-S-Phe-Lys-Lys(AF)-Phe-Z；V-S-Phe-Cit-Lys(Mal-DM1)-Cit-Z；V-S-Phe-Cit-Lys(Mal-DM1)-Tyr-Z；V-S-Phe-Cit-Lys(Mal-DM1)-homoTyr-Z；V-S-Phe-Arg-Lys(Mal-DM1)-Arg-Lys(AF)-Phe-Z；V-S-Phe-Arg-(Lys(Mal-DM1)-Cit)o-Z；V-S-Phe-Arg-(Lys(Mal-DM1)-Tyr(OR1))o-Z，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数、例如12；V-S-Phe-Arg--(Lys(Mal-DM1)-Cit)o-Tyr(OR1)-Tyr-Z和V-S-Phe-Arg-(Lys(AF)-Cit)o-Z；优选选自：V-S-Phe-Lys-Lys(Mal-DM1)-Phe-Z、V-S-Phe-Lys-Lys(AF)-Phe-Z、V-S-Phe-Cit-Lys(Mal-DM1)-homoTyr-Z或V-S-Phe-Arg-Lys(Mal-DM1)-Arg-Lys(AF)-Phe-Z。
根据一个实施方案，式(II')的化合物选自以下化合物，其中Z优选为-OH：V-S-Phe-Arg-Phe-Lys(D)-Ser-Lys(D)-Z、V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(D))o-Z、V-S-Phe-Arg-(Ser-Lys(D))o-Z、V-S-Phe-Arg-(Tyr(OR1)-Lys(D))o-Z、V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(D))o-Phe-Tyr(OR1)-Z；优选V-S-Phe-Arg-Phe-Lys(D)-Ser-Lys(D)-Z、V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(D))o-Z或V-S-Phe-Arg-(Ser-Lys(D))o-Z；更优选V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(D))o-Z。
根据一个优选实施方案，式(II')的化合物选自：V-S-Phe-Arg-Phe-Lys(Mal-DM1)-Ser-Lys(AF)-Z、V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(Mal-DM1))o-Z、V-S-Phe-Arg-(Ser-Lys(Mal-DM1))o-Z、V-S-Phe-Arg-(Tyr(OR1)-Lys(Mal-DM1))o-Z、V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(Mal-DM1))o-Phe-Tyr(OR1)-Z；优选V-S-Phe-Arg-Phe-Lys(Mal-DM1)-Ser-Lys(AF)-Z、V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(Mal-DM1))o-Z或V-S-Phe-Arg-(Ser-Lys(Mal-DM1))o-Z；更优选V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(Mal-DM1))o-Z。
根据一个实施方案，式(II)的化合物可以选自：
Figure BDA0002579559870000671
在本发明的一个实施方案中，式(II)的化合物选自：
Figure BDA0002579559870000681
其中，在以上化合物中，DM1表示美登素类化合物药物(例如，美坦辛)，且mAb表示能够与靶细胞相互作用的单克隆抗体载体(如下所述)。
5.药物
在本发明的化合物中，衍生自药物的各部分独立地选自：
(i)抗肿瘤药物；
(ii)免疫调节药物；
(iii)抗传染病药物；
和其放射性同位素和/或药学可接受盐、酸或衍生物。
根据一个实施方案，衍生自药物的各部分独立地衍生自具有选自羟基、羧基、硫醇基或氨基的一个或多个基团的药物。
药物可以是未修饰的(以其天然形式，除了氢原子被共价键取代以外)或是化学修饰的，以合并一个或多个官能团(例如，选自羟基、羧基、氨基和硫醇基的一个或多个基团)，从而允许共价附接至氨基酸，例如式(I)和(I')中的氨基酸Axx，式(Ia)和(Ib)中的氨基酸A'xx，式(II)、(II')和(IIa)中的氨基酸Bxx，和/或式(Ib)和(IIa)中的Cxx。药物还可以通过共价附接至二价基团而被修饰，该二价基团例如如上描述的氨基酸、肽、接头或间隔物等。
根据一个实施方案，药物可以通过引入二价基团、例如氨基酸或肽而被修饰，该二价基团可以增加偶联物对Cat B、特别是对Cat B的肽链端解酶(羧肽酶)活性的亲和力。例如，药物可以通过在(天然)药物、和式(I)的氨基酸Axx或式(I')的Ayy之间引入诸如Phe、Lys、Cit或Arg的氨基酸而被修饰。在图12中提供了这种修饰的药物的实施例，其示出了在药物和根据式(I')的肽之间含有氨基酸Dyy的美登素类化合物药物(即药物和氨基酸一起形成根据式(I')的部分W)，该氨基酸Dyy例如Arg、Phe、Cit或Lys。如图12所示，Axx的N端处的Cat B诱导的酶促裂解在靶细胞中释放部分W(即衍生自美登素的药物)。
在本发明的一些方面，衍生自药物的各部分独立地表示前药基团(prodrug-group)，该前药基团在偶联形式(例如当存在于式(I)、(I')、(II)、(II')或(IIa)的化合物中时)中不是药理活性的，但一旦从偶联物中释放出来或进一步在细胞内激活，就变成了药理活性的。
因此，待用于本发明的配体-药物-偶联物的药物可以是天然药物(例如天然含有允许共价附接至偶联物的一个或多个官能团的药物)，或者可以是化学修饰的药物，条件是该药物一旦从偶联物中释放出来或进一步在细胞内激活，就是药理活性的。在优选实施方案中，药物是修饰的药物，其是药理活性的，以使其保留未修饰(天然)药物的至少20％、更优选至少50％的药理活性。
下面为可用于本发明的配体-药物-偶联物中的示例性药物。
(i)抗肿瘤剂包括：
(a)烷基化剂，诸如氮芥类似物(nitrogen mustard analogues)(例如，环磷酰胺苯丁酸氮芥(cyclophosphamide chlorambucil)、米尔法兰(melphalan)、双氯乙基甲胺(chlormethine)、异环磷酰胺(ifosfamide)、曲磷胺(trofosfamide)、泼尼氮芥(prednimustine)、苯达莫司汀(bendamustine)、萘氮芥(chlornaphazine)、雌莫司汀(estramustine)、二氯甲基二乙胺(mechlorethamine)、盐酸氧氮芥(mechlorethamineoxide hydrochloride)、甘露莫司汀(mannomustine)、二溴卫矛醇(mitolactol)、新恩比兴(novembichin)、苯芥胆甾醇(Phenesterine)、尿嘧啶氮芥(uracil mustard))；烷基磺酸盐(例如，白消安(busulfan)、苏消安(treosulfan)、甘露舒凡(mannosulfan)、英丙舒凡(improsulfan)和哌泊舒凡(piposulfan))；乙烯亚胺(ethylene imine)(例如，噻替派(thiotepa)、三亚胺醌(triaziquone)、卡波醌(carboquone))；亚硝基脲(例如，卡莫司汀(carmustine)、洛莫司汀(lomustine)、司莫司汀(semustine)、链脲霉素(streptozocin)、氯脲霉素(chlorozotocin)、福莫司汀(fotemustine)、尼莫司汀(nimustine)、雷莫司汀(ranimustine))；环氧化物(例如依托格鲁(etoglucid))；其他烷基化剂(例如，二溴甘露醇(mitobronitol)、哌泊溴烷(pipobroman)、替莫唑胺(temozolomide)、达卡巴嗪(dacarbazine))；
(b)生物碱，诸如长春花生物碱(例如，长春新碱(vincristine)、长春碱(vinblastine)、长春地辛(vindesine)、长春瑞滨(vinorelbine)、诺维本(navelbin)、长春氟尼德(vinflunide)、长春塔佛莱德(vintafolide))；紫杉烷(例如紫杉醇(paclitaxel)、多烯紫杉醇(docetaxel)、多聚谷氨酸紫杉醇(paclitaxel polyglumex)、卡巴他赛(cabazitaxel))及其类似物、美登素类化合物(例如DM1、DM2、DM3、DM4、美登素和安丝菌素(ansamitocin))及其类似物、念珠藻素(cryptophycin)(例如念珠藻素1和念珠藻素8)；埃博霉素(epothilone)、五加素(eleutherobin)、圆皮海绵内酯(discodermolide)、苔藓虫素(bryostatin)、多拉司他汀(dolostatin)、澳瑞他汀(auristatin)(例如一甲基澳瑞他汀E、一甲基澳瑞他汀F)、微管菌素(tubulysins)、吡嗪双甾体(cephalostatin)；水鬼蕉碱(pancratistatin)；匍枝珊瑚醇(sarcodictyin)；海绵抑素(spongistatin)；地美可辛(demecolcine)；表鬼臼素(epipodophyllin)(例如9-氨基喜树碱(9-aminocamptothecin)，喜树碱，克雷斯托(crisnatol)，道诺霉素，依托泊苷(etoposide)，磷酸依托泊苷(etoposide phosphate)，伊立替康(irinotecan)及其代谢产物、例如SN-38，米托蒽醌(mitoxantrone)，诺消灵(novantrone)，视黄酸(retinoic acid)(视黄醇(retinol)，替尼泊苷(teniposide)，拓扑替康(topotecan)，9-硝基喜树碱(9-nitrocamptothecin)(RFS2000))；丝裂霉素(mitomycin)(例如丝裂霉素C)；
(c)抗代谢物，诸如DHFR抑制剂(例如甲氨蝶呤(methotrexate)，曲美沙特(trimetrexate)，二甲叶酸(denopterin)，蝶罗呤(pteropterin)，氨基蝶呤(aminopterin)(4-氨基蝶酸(4-aminopteroic acid))或其他叶酸类似物、诸如雷替曲塞(raltitrexed)、培美曲塞(pemetrexed)、普拉曲沙(pralatrexate))；IMP脱氢酶抑制剂(例如霉酚酸(mycophenolic acid)、噻唑呋林(tiazofurin)、利巴韦林(ribavirin)、EICAR)；核糖核苷酸还原酶抑制剂(例如羟基脲(hydroxyurea)、去铁胺(deferoxamine))；嘧啶类似物(例如阿糖胞苷(cytarabine)、氟尿嘧啶(fluorouracil)、5-氟尿嘧啶及其代谢物、替加氟(tegafur)、卡莫氟(carmofur)、吉西他滨(gemcitabine)、卡培他滨(capecitabine)阿扎胞苷(azacitidine)、地西他滨(decitabine)、氟尿嘧啶组合物(fluorouracilcombination)、替加氟组合物(tegafur combination)、三氟尿苷组合物(trifluridinecombination)、胞嘧啶阿拉伯糖苷(cytosine arabinoside)、安西他滨(ancitabine)、氟尿苷(floxuridine)、去氧氟尿苷(doxifluridine))、尿嘧啶类似物(uracil analog)(例如6-氮杂尿苷(6-azauridine)、脱氧尿苷(deoxyuridine))；胞嘧啶类似物(例如依诺他滨(enocitabine))；嘌呤类似物(例如硫唑嘌呤(azathioprine)、氟达拉滨(fludarabine)、巯嘌呤(mercaptopurine)、硫咪嘌呤(thiamiprine)、硫鸟嘌呤(thioguanine)、克拉屈滨(cladribine)、氯法拉滨(clofarabine)、奈拉滨(nelarabine))；叶酸补充剂、诸如亚叶酸；
(d)内分泌疗法，专门用于治疗肿瘤疾病，诸如雌激素、孕激素、促性腺激素释放的激素类似物、抗雌激素、抗雄激素、芳香酶抑制剂；
(e)激酶抑制剂，诸如BIBW 2992(抗EGFR/Erb2)、伊马替尼(imatinib)、吉非替尼(gefitinib)、哌加他尼(pegaptanib)、索拉非尼(sorafenib)、达沙替尼(dasatinib)、舒尼替尼(sunitinib)、厄洛替尼(erlotinib)、尼洛替尼(nilotinib)、拉帕替尼(lapatinib)、阿西替尼(axitinib)、帕唑帕尼(pazopanib)、凡德他尼(vandetanib)、阿法替尼(afatinib)、维罗非尼(vemurafenib)、克里唑替尼(crizotinib)、瑞格拉非尼(regorafenib)、马赛替尼(masitinib)、达拉非尼(dabrafenib)、曲美替尼(trametinib)、依鲁替尼(ibrutinib)、色瑞替尼(ceritinib)、乐伐替尼(lenvatinib)、尼达尼布(nintedanib)、西地尼布(cediranib)、帕博西林(palbocidib)、奥希替尼(osimertinib)、艾乐替尼(alectinib)、艾乐替尼(alectinib)、洛奇替尼(rociletinib)、考比替尼(cobimetinib)、米哚妥林(midostaurin)、奥姆替尼(olmutinib)、E7080(抗VEGFR2)、木利替尼(mubritinib)、帕纳替尼(ponatinib)(AP24534)、巴氟替尼(bafetinib)(INNO-406)、博舒替尼(bosutinib)(SKI-606)、卡博替尼(cabozantinib)、维莫德吉(vismodegib)、伊尼帕里布(iniparib)、鲁索替尼(ruxolitinib)、CYT387、替沃扎尼(tivozanib)、伊斯平斯(ispinesib)、坦罗莫司(temsirolimus)、依维莫司(everolimus)、地磷莫司(ridaforolimus)；
(f)其他，诸如杜卡霉素(包括合成类似物：阿多来新(adozelesin)、卡折来新(carzelesin)、比折来新(bizelesin)、KW-2189和CBI-TMI)；苯二氮卓类二聚体(benzodiazepine dimer)(吡咯并苯二氮卓类(pyrrolobenzodiazepine)或托马霉素(tomaymycin)的二聚体、吲哚啉并苯二氮卓类(indolinobenzodiazepine)、咪唑并苯二氮卓类(imidazobenzothiadiazepine)或恶唑烷并苯二氮卓类(oxazolidinobenzodiazepine))；含铂化合物(例如卡铂(carboplatin)、顺铂(cisplatin)、奥沙利铂(oxaliplatin)、赛特铂(satraplatin)、聚铂(polyplattilen))；氮丙啶类(aziridines)，诸如苯佐替哌(benzodopa)、美妥替哌(meturedopa)和乌瑞替哌(uredopa)；甲基蜜胺类(methylamelamines)，包括六甲蜜胺(altretamine)、三乙撑蜜胺(triethylenemelamine)、三乙烯磷酰胺(trietylenephosphoramide)、三乙烯硫代磷酰胺(triethylenethiophosphaoramide)和三羟甲基蜜胺(trimethylolomelamine)；达内霉素(dynemicin)、埃斯培拉霉素(esperamicin)、可达菌素(kedarcidin)、玛多肽(maduropeptin)、阿克拉霉素(aclacinomysin)、放线菌素(actinomycin)、安曲霉素(authramycin)、重氮丝氨酸(azaserine)、博来霉素(bleomycin)、放线菌素C(cactinomycin)、卡拉比星(carabicin)、洋红霉素(carminomycin)、嗜癌素(carzinophilin)；色霉素(chromomycin)、放线菌素D(dactinomycin)、柔毛霉素(daunorubicin)、地托比星(detorubicin)、6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸(6-diazo-5-oxo-L-norleucine)、阿霉素、吗啉代-阿霉素(morpholino-doxorubicin)、氰基吗啉代-阿霉素(cyanomorpholino-doxorubicin)、2-吡咯啉-阿霉素(2-pyrrolino-doxorubicin)和去氧阿霉素(deoxydoxorubicin)、表柔比星(epirubicin)、依索比星(esorubicin)、伊达比星(idarubicin)、麻西罗霉素(marcellomycin)、尼托霉素(nitomycin)、霉酚酸(mycophenolic acid)、诺加霉素(nogalamycin)、橄榄霉素(olivomycins)、培洛霉素(peplomycin)、泊非霉素(potfiromycin)、嘌呤霉素(puromycin)、三铁阿霉素(quelamycin)、罗多比星(rodorubicin)、链黑菌素(streptonigrin)、链佐星、杀结核菌素(tubercidin)、乌苯美司(ubenimex)、净司他丁(zinostatin)、佐柔比星(zorubicin)；聚酮类(例如，多聚乙酰(acetogenin))；吉西他滨、环氧酶素(epoxomicin)(例如卡非佐米(carfilzomib))。
(ii)免疫调节剂包括免疫刺激剂、免疫抑制剂、环孢菌素(cyclosporine)、环孢菌素A、氨基己酸(aminocaproic acid)、硫唑嘌呤、溴隐亭(bromocriptine)、苯丁酸氮芥(chlorambucil)、氯喹(chloroquine)、环磷酰胺(cyclophosphamide)、皮质类固醇(corticosteroid)(例如：安西奈德(amcinonide)、倍他米松(betamethasone)、布地奈德(budesonide)、氢化可的松(hydrocortisone)、氟尼缩松(flunisolide)、丙酸氟替卡松(fluticasone propionate)、达那唑氟可龙(fluocortolone danazol)、地塞米松(dexamethasone)、强的松(prednisone)、曲安奈德(triamcinolone acetonide)、倍氯米松二丙酸酯(beclometasone dipropionate))、脱氢表雄甾酮(DHEA)、羟氯喹(hydroxychloroquine)、美洛昔康(meloxicam)、甲氨蝶呤、吗替(mofetil)、霉酚酸酯(mycophenylate)、西罗莫司(sirolimus)、他克莫司(tacrolimus)、依维莫司、芬戈莫德(fingolimod)、依鲁替尼。
(iii)抗传染病剂包括抗菌药、抗有丝分裂药、抗分枝杆菌药和抗病毒药。用于抗生素-抗体药物偶联物的抗生素的非限制性实施例是利福霉素(rafamycin)衍生物-利福罗格(rifalogue)。
本文所用的药物还包括其放射性同位素。放射性同位素(放射性核素)的实施例例如是3H、UC、14C、18F、32P、35S、64Cu、68Ga、86Y、99Tc、111In、123I、124I、125I、131I、177Lu、186Re、188Re、211At、212Bi、213Bi或225Ac。放射性同位素标记的药物可用于靶向成像实验或靶向治疗(吴(Wu)等，Nat.Biotech.2005,23,1137-1146)。
本文所用的药物还包括其药学可接受盐、酸或衍生物。
根据一个优选实施方案，衍生自药物的各部分独立地衍生自选自以下的药物：杜卡霉素、澳瑞他汀(澳瑞他汀类似物)、美登素、微管菌素、卡奇霉素、喜树碱、SN-38、紫杉醇、道诺霉素、长春碱、阿霉素、甲氨蝶呤、吡咯并苯二氮卓类、或其放射性同位素和/或药学可接受盐；优选衍生自选自以下的药物：澳瑞他汀、美登素、喜树碱、阿霉素、吡咯并苯二氮卓类、或其放射性同位素和/或药学可接受盐。在一个实施方案中，药物不是澳瑞他汀类似物。
根据一个实施方案，式(Ia)、(Ia')和(Ib)中的各部分D1独立地由以下式(III)表示：
W1-Dxx-Dyy---- (III)
W1表示衍生自药物的部分，该药物仅由于共价附接至Dxx而与天然药物(如上所示)。在一个实施方案中，W1表示衍生自以下的部分：杜卡霉素、澳瑞他汀、美登素、微管菌素、卡奇霉素、喜树碱、SN-38、紫杉醇、道诺霉素、长春碱、阿霉素、甲氨蝶呤、吡咯并苯二氮卓类、或其放射性同位素和/或药学可接受盐；优选衍生自以下的部分：澳瑞他汀、美登素、喜树碱、阿霉素、吡咯并苯二氮卓类、或其放射性同位素和/或药学可接受盐。
根据一个实施方案，W1表示衍生自澳瑞他汀的部分，优选衍生自澳瑞他汀F(AF)、澳瑞他汀E(AE)、澳瑞他汀Cit(ACit)、一甲基澳瑞他汀F(MMAF)、一甲基澳瑞他汀Cit(MMACit)或一甲基澳瑞他汀E(MMAE)的部分，更优选衍生自AF或MMAF的部分；或者表示衍生自美登素的部分、诸如美坦辛(也称为DM1)或拉夫坦新(ravtansine)(也称为DM4)。在一些实例中，W1不是澳瑞他汀类似物。在其他实施方案中，W1不是澳瑞他汀Asp(AAsp)、澳瑞他汀Glu(AGlu)、澳瑞他汀磷酸Thr(AphThr)或澳瑞他汀Thr(AThr)。
Dxx表示单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸，优选选自Phe、Val、Tyr和Ala的氨基酸。根据一个实施方案，Dxx表示如上所述的具有疏水性侧链的氨基酸与选自马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团及其衍生物的二价部分的组合，该组合(通过具有疏水性侧链的氨基酸的N端)经由选自马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团及其衍生物的二价部分附接至部分W1。优选地，Dxx是由如上所述的具有疏水性侧链的氨基酸和二价马来酰亚胺或三唑衍生物组成的部分，其中附接至部分W1是经由二价马来酰亚胺或三唑衍生物的。
Dyy表示单个共价键或具有碱性侧链的氨基酸，优选选自以下的氨基酸：Arg、Lys、Phe、Cit、Orn、Dap和Dab，更优选Arg或Cit。
虚线表示共价附接至式(I)中Axx的N端、式(I')中Ayy的N端、式(Ia)和(Ib)中A'xx的N端、或式(Ia')中A'yy的N端。
根据一个优选实施方案，W1表示衍生自澳瑞他汀、优选AF的部分，Dxx表示单个共价键，Dyy表示选自Arg、Lys、Phe、Cit、Orn、Dap和Dab、优选Arg或Cit的氨基酸。
根据另一个优选实施方案，W1表示衍生自美登素、优选DM1的部分；Dyy为Arg、Lys或Cit，优选Cit或Lys；Dxx是具有疏水性侧链的氨基酸、例如Phe，该疏水性侧链经由二价马来酰亚胺衍生物附接至美登素。
根据另一个实施方案，式(Ia)、(Ia')、(Ib)、(II)、(II')和(IIa)中的各部分D2和D独立地由以下式(IIIa)表示：
W2-Exx---- (IIIa)
W2表示衍生自以下的部分：杜卡霉素、澳瑞他汀、美登素、微管菌素、卡奇霉素、喜树碱、SN-38、紫杉醇、道诺霉素、长春碱、阿霉素、甲氨蝶呤、吡咯并苯二氮卓类、或其放射性同位素和/或药学可接受盐。
Exx表示单个共价键或选自以下的二价部分：马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、氨基酸、二肽部分、及其衍生物，优选二价马来酰亚胺或三唑衍生物，更优选马来酰亚胺衍生物。
虚线表示共价附接至式(Ia)和(Ia')中的A′xx的侧链、式(Ib)中的A′xx的侧链或Cxx(如果存在)的C端、式(II)和(II′)中的Bxx的侧链、式(IIa)中的Bxx的侧链或Cxx(如果存在)的C端。
根据一个优选实施方案，W2表示衍生自澳瑞他汀(例如AF)或美登素(例如DM1)的部分。如果W2是衍生自澳瑞他汀(例如AF)的部分，则可经由药物的C端羧基和Bxx(式(II)和(II′))或A'xx(式(Ia)、(Ia')和(Ib))的ω-氨基发生附接。如果W2是衍生自美登素(例如DM1)的部分，则优选地经由二价马来酰亚胺衍生物发生与Bxx或A'xx的ω-氨基的附接。
6.载体基团
式(I)、(I')、(Ia1)、(Ia2)、(Ia3)、(II)、(II')和(IIa)中的V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分。如本文所使用，表述“能够与靶细胞相互作用”表示载体基团可以与靶细胞表面上的部分、例如抗原或受体结合、复合或反应。与靶细胞的这种相互作用可以通过本领域已知的方法进行实验验证，例如通过提供携带标记剂(例如荧光标志物)的式(I)化合物、通过使所述化合物与含有靶细胞的组织接触、以及通过检测组织内荧光标志物的分布(例如通过荧光镜检法)。靶细胞处荧光强度的增加表示与根据本发明的靶细胞的相互作用。在一些优选实施方案中，载体基团还能够引起或有助于靶向药物偶联物(即式(I)或式(II)的化合物)内化到靶细胞中。
根据一实施方案，V表示衍生自载体基团的部分，该载体基团选自抗体、抗体片段、蛋白质、肽和非肽分子。
根据一优选实施方案，V表示衍生自抗体或抗体片段的部分，诸如单链抗体、单克隆抗体、单链单克隆抗体、单克隆抗体片段、嵌合抗体、嵌合抗体片段、域抗体或其片段、细胞因子、激素、生长因子、集落刺激因子、神经递质或营养运输分子。
根据另一个优选实施方案，V表示衍生自能够与目标靶标相互作用的肽的部分。肽的非限制性实施例包括生长激素抑制素(somatostatin)或其类似物，诸如奥曲肽(octreotide)、Angiopep-2、胃泌素释放肽(Gastrin-releasing peptide)、转铁蛋白衍生肽(transferrin-derived peptide)、神经肽Y的衍生物、RGD肽、α-促黑色素细胞激素肽类似物(alpha-melanocyte stimulating hormone peptide analog)、血管活性肠肽、神经降压素和促黄体激素释放激素(luteinizing hormone-releasing hormone，LHRH)类似物。
根据再一个优选实施方案，V表示衍生自非肽分子的部分，该非肽分子诸如叶酸、透明质酸、诸如SR 142948A衍生物的神经降压素受体1(Neurotensin Receptor 1，NRT1)拮抗剂、以及诸如PSMA-617和PSMA-11的前列腺特异性膜抗原(prostate specific membraneantigen，PSMA)的配体。
根据一实施方案，靶细胞选自：肿瘤细胞、病毒感染的细胞、微生物感染的细胞、寄生虫感染的细胞、自身免疫疾病涉及的细胞、活化细胞、髓样细胞、淋巴样细胞、黑色素细胞、以及包括细菌、病毒、分枝杆菌、真菌的传染剂。
根据一优选实施方案，靶细胞是来自固体或液体肿瘤的任何肿瘤细胞，包括但不限于淋巴瘤细胞、骨髓瘤细胞、肾癌细胞、乳腺癌细胞、前列腺癌细胞、卵巢癌细胞、结肠直肠癌细胞、胃癌细胞、鳞状癌细胞、小细胞肺癌细胞、睾丸癌细胞、或以不受控制和加快的速度生长和分裂而导致癌症的任何细胞。
7.药物组合物
本发明的化合物可以以药物组合物的形式来提供，用于人类或动物在人类和兽医学中的用途。此类组合物通常包含：治疗有效量的、根据本发明的LDC或其药学可接受盐；以及选自载体、稀释剂和其他赋形剂的一种或多种组分。
用于在药物组合物中使用的合适的载体、稀释剂和其他赋形剂在本领域中是众所周知的，并且例如在雷明顿(Remington)的Pharmaceutical Sciences，马克出版有限公司(Mack Publishing Co.)(Gennaro AR，1985)中描述。可以根据预期的施用途径和药物实践来选择载体、稀释剂和/或其他赋形剂。药物组合物可包含载体、稀释剂和/或其他赋形剂，或另外地包含任何合适的粘合剂、润滑剂、悬浮剂(suspending agent)、包衣剂、增溶剂。
治疗有效量可以由医师按常规基础确定。任何特定受试者/患者的具体剂量水平和剂量频率可以变化，且取决于多种因素，包括所用具体药物化合物的活性、该化合物的代谢稳定性和作用时间长短、患者的年龄、体重、总体健康状况、性别、饮食、施用方式和时间、排泄率、药物组合、特定病症的严重程度以及个体经受的疗法。在确定治疗有效剂量时，医师会考虑这些因素。
8.LDC或其组合物在预防或治疗疾病的方法中的用途
包括式(I)/(I')的化合物或式(II)/(II')的化合物的本发明化合物可用于治疗疾病。该治疗可以是治疗性和/或预防性治疗(therapeutic and/or prophylactictreatment)，目的是预防、减少或停止不希望的生理变化或障碍(disorder)。在一些方面，与未接受治疗的预期存活(survival)相比，该治疗可以延长受试者的存活。
通过LDC治疗的疾病可以是从治疗中受益的任何疾病，包括慢性和急性障碍或疾病，以及倾向于该障碍的那些病理病症。在一些方面，该疾病为诸如癌症的肿瘤疾病，该肿瘤疾病可以经由靶向破坏肿瘤细胞来治疗。可以治疗的癌症的非限制性实施例包括：良性和恶性肿瘤，无论是固体肿瘤还是液体肿瘤；白血病和淋巴样恶性肿瘤，以及乳腺癌、卵巢癌、胃癌、子宫内膜癌、涎腺癌、肺癌、肾癌、结肠癌、甲状腺癌、胰腺癌、前列腺癌或膀胱癌。该疾病可以是神经元疾病、神经胶质疾病、星形细胞疾病(astrocytal disease)、下丘脑疾病或其他腺体疾病、巨噬细胞疾病、上皮疾病、基质疾病和囊胚腔疾病；或炎症性疾病、血管原疾病(angiogenic disease)或免疫疾病。一种示例性疾病是固体恶性肿瘤。
根据一实施方案，本发明的化合物或其组合物例如通过向需要其的患者施用治疗有效量的本发明化合物或其组合物，用于治疗或预防癌症、自身免疫性疾病和/或传染性疾病的方法。
该分子可以一次或在一系列治疗中施用于受试者(例如患者)。根据疾病的类型和严重程度，约0.1μg/kg至1mg/kg之间的药物可在首次人体试验(first-in-human trial)中用作首次施用的初始候选剂量，例如通过一次或多次单独施用，或通过连续输注。典型的每日剂量可以在约0.1mg/kg至50mg/kg或更多的范围内，或在约0.5至约25mg/kg患者体重的范围内。
当治疗癌症时，观察到的治疗效果可以是癌细胞数量的减少、肿瘤大小的减少；癌细胞向周围器官的浸润的抑制或阻止、肿瘤生长的抑制、和/或与癌症相关的一种或多种症状的缓解。
施用(递送)途径包括以下的一种或多种：口服(例如片剂、胶囊剂、可摄取溶液)、局部、粘膜(例如鼻喷雾、吸入气雾剂)、鼻、肠胃外(例如可注射形式)、胃肠道、脊柱内、腹膜内、肌肉内、静脉内、子宫内、眼内、皮内、颅内、气管内、阴道内、脑室内(intracerebroventricular)、脑内、皮下、眼睛(包括玻璃体内或前房内(intracameral))、经皮、直肠、颊、阴道、硬膜外、舌下。根据一优选实施方式，本发明的化合物通过诸如肠胃外、静脉内、皮下、肌内、经皮注射施用。
根据另一个实施方案，本发明的化合物用于治疗或预防癌症、自身免疫性疾病和/或传染性疾病的方法，并且与一种或多种其他治疗剂同时施用，该一种或多种其他治疗剂诸如化学治疗剂、放射疗法、免疫治疗剂、自身免疫性障碍剂、抗传染剂或式(I)/(I')和/或(II)/(II')和/或(IIa)的一种或多种其他化合物。还可以在本发明的化合物之前或之后施用其他治疗剂。
9.标记的LDC用于诊断和/或治疗目的的用途
在本发明的化合物(LDC)中，Z可以是诸如香豆素衍生物等的标记剂。标记剂包括衍生自荧光或发光化合物、电子转移剂或本领域已知的其他标记剂的部分。本发明的化合物可通过Cat B的肽链端解酶活性在其C端处被裂解，从而在靶细胞中释放出标记剂，例如荧光氨基香豆素(fluorescent amino coumarin)(AMC)衍生物(图10)。
本发明的标记的LDC可用于体外诊断目的，例如，用于监测靶细胞中的药物释放，用于免疫测定或用于免疫组织学，以及用于体内诊断和/或治疗应用。例如，标记的LDC可以在诸如(肿瘤)手术的治疗应用中用作辅助，例如用作用于图像引导手术的实时荧光探针。
用于体内诊断和/或治疗应用的根据本发明的标记化合物的施用将通过与未标记化合物类似的方法进行。这样的施用方式已经在上文中描述，并且也存在于文献中，因此它们对于技术人员将是众所周知的。
10.本发明的化合物的制备
在下文中，提供了制备接头、药物接头和配体-药物-偶联物的方法。本发明的化合物可以依赖标准的基于Fmoc的固相肽合成(solid-phase peptide synthesis，SPPS)来合成，包括树脂上肽偶联和聚敛策略(on-resin peptide coupling and convergentstrategies)。下面还示例了各种马来酰亚胺基衍生物的引入以及随后的化学选择性连接至衍生自载体基团的部分。可用于制备本发明化合物的一般策略和方法是技术人员众所周知的，并在图11-28和36-49中示出。
11.实施例
11.1在实施例中使用的缩写列表：
Ac：乙酰基
AF：澳瑞他汀Phe或澳瑞他汀F
ACit：澳瑞他汀Cit
Cit：瓜氨酸
CPT：喜树碱
Dab：二氨基丁酸
Dap：二氨基丙酸
DCM：二氯甲烷
DIEA：二异丙基乙胺
DM1：N2'-去乙酰基-N2′-(3-巯基-1-氧代丙基)-美登素(N2'-deacetyl-N2'-(3-mercapto-1-oxopropyl)-maytansine)(美坦辛)
DM1-smcc：N2'-去乙酰基-N2'-[3-[[1-[[4-[[(2,5-二氧-1-吡咯烷基)氧基]羰基]环己基]甲基]-2,5-二氧-3-吡咯烷基]巯基]-1-氧代丙基]-美登素(CAS：1228105-51-8)
DMAP：二甲基氨基吡啶
DMF：二甲基甲酰胺
DMSO：二甲基亚砜(Dimethylsulfoxyde)
DPBS＝杜氏磷酸盐缓冲液(Dulbecco's Phosphate Buffer Saline)(参考来自西格玛(Sigma)的D8537)
DTT：二硫苏糖醇
eq：当量(equivalent)
HATU：1-[双(二甲氨基)亚甲基]-1H-1,2,3-三唑并[4,5-b]吡啶3-氧化物六氟磷酸盐(1-[Bis(dimethylamino)methylene]-1H-1,2,3-triazolo[4,5-b]pyridinium 3-oxide hexafluorophosphate)
HBTU：2-(1H-苯并三唑-1-基)-1,1,3,3-四甲基铵六氟磷酸盐(2-(1H-Benzotriazole-1-yl)-1,1,3,3-tetramethylaminium hexafluorophosphate)
FA：甲酸
Mal：3-马来酰亚胺基丙酰基(3-Maleimidopropionyl)
Ma：2-马来酰亚胺基乙酰基(2-Maleimidoacetyl)
Mal-NHS：马来酰亚胺基-N-羟基丁二酸(Maleimido-N-hydroxy succinic acid)
MC：马来酰亚胺基己酰基(Maleimidocaproyl)
Mcc：4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-1-羧基(4-(N-Maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxyl)
MES：2-(N-吗啉代)乙磺酸(2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid)
MS：质谱法
MMAF：一甲基澳瑞他汀F
Mtt：甲基三苯基(Methyl trityl)
Mw：分子量
NHS：N-羟基琥珀酰亚胺酯(N-hydroxysuccinimid ester)
PABC：对氨基苄氧羰基(Para-amino benzyloxycarbonyl)
Pbf：2,2,4,6,7-五甲基二氢苯并呋喃-5-磺酰基(2,2,4,6,7-Pentamethyldihydrobenzofuran-5-sulfonyl)
PEG4：四甘醇
PNP：p-硝基苯基(p-Nitrophenyl)
Sar：肌氨酸
SPPS：固相肽合成
SQD：单四极检测器(Single Quadruple Detector)
TFA：三氟乙酸
TIS：三异丙基硅烷(Triisopropyl silane)
Trt：三苯甲基
TQ：三重四极杆(Triple Quadrupole)
UPLC：超高效液相色谱
v/v：体积/体积
11.2原材料和化学品：
下面列出了以下实施例中使用的主要原材料和化学品：
>除非另有说明，否则用于固相肽合成的树脂和受保护的氨基酸来自于巴亨(Bachem)或诺瓦生物化学(Novabiochem)(瑞士)；
>马来酰亚胺基丙酸(Maleimidopropionic acid)、4-硝基苯基氯甲酸酯(4-nitrophenyl chloroformate)、TFA、TIS和DIEA来自西格玛-奥里奇(Sigma-Aldrich)(瑞士)；>HBTU来自默克(Merck)(瑞士)，HATU来自康贝-布洛克(Combi-Blocks)(瑞士)；
>PEG衍生物(Fmoc-NH-PEG4-COOH、Fmoc-NH-PEG5-COOH和Mal-PEG4-NHS)来自艾瑞斯生物技术有限责任公司(Iris Biotech Gmbh)(德国)；
>AF(澳瑞他汀F)来自蕾娜生物制药(Levena Biopharma)(美国)；
>ACit(澳瑞他汀Cit)来自巴亨(Bachem)(瑞士)；
>DM1(美坦辛)来自艾克特生物化学(Active Biochem)(德国)；
>DM1-smcc来自创新国际化学品(eNovation Chemicals)；
>CPT(喜树碱)和Mal-NHS来自福陆化学公司(Fluorochem)(英国)；
>Ma-NHS(AMAS)来自艾斯特(AstaTech)美国；
>H-Sar-OCPT来自阿尔马克(Almac)(英国)；
>赫赛汀(曲妥珠单抗)来自罗氏制药(Roche Pharma)(瑞士)AG
>塞法戴克斯
Figure BDA0002579559870000801
PD 10色谱柱来自GE-医疗保健(参考17-0851-01)
>Amicon Ultra-4离心过滤器单元具有Ultracel-30膜
>杜氏PBS缓冲液来自Sigma(参考D8537)
>前体形式的重组人组织蛋白酶B来自R&D系统(Bio-Techne AG，产品cat#.953-CY-010)；
>Cys-MC-Val-Cit-PABC-MMAF来自IBIOsource(美国，产品cat#.S10001)；
>一甲基澳瑞他汀F(MMAF)来自美帝药库(MedKoo)(美国，产品cat#.407222)；
>人和CD-1小鼠、K2 EDTA混合性别(pooled mixed gender)血浆来自塞拉实验室(Seralab)(现称BioIVT)(英国)；
>盐酸普鲁卡因(Procaine hydrochloride)来自Sigma-Aldrich(瑞士，产品cat#.46608)。
>夹心酶联免疫吸附测定(Sandwich ELISA)(EDITM完整的MMAF ADC ELISA试剂盒，#KTR-783)来自表位诊断公司(Epitope Diagnostics Inc)。11.3方法：
以下方法可用于评价本发明的化合物。
11.3.1重组人组织蛋白酶B诱导的裂解
如下所述，根据使用重组人组织蛋白酶B的体外酶促裂解测定和UHPLC-MS/MS分析来评价本发明化合物的Cat B诱导的裂解。
参考化合物Cys-MC-Val-Cit-PABC-MMAF和MMAF用作阳性对照。酶在25mM MES缓冲液中重建，该缓冲液在pH 5.0下用1M NaOH溶液调节，然后在室温下用20nM DDT溶液活化至少15分钟。
在25mM MES缓冲液pH 5.0中存在2μg/mL的活化的重组人组织蛋白酶B酶的情况下，在37℃下用10μM浓度的测试化合物(当测试化合物为抗体-药物偶联物时，浓度为2.5μM)进行体外酶测定。通过将等体积的乙腈+含有内标物(8μM的华法林(warfarine))的0.1％FA混合，在各定义的时间点停止酶促裂解反应。
使用耦合至沃特世Xevo TQ三重四极杆质谱仪的沃特世超高效液相色谱系统(Waters Acquity UPLC System)进行分析。根据测试化合物，使用在45℃或50℃下加热并配有2μm插入过滤器前置柱(可从沃特世获得)的BEH C8 1.7μm 100×2.1mm或BEH C18 1.7μm 50×2.1mm或HSS T3 1.7μm 50×2.1mm柱、以及溶剂系统A1(H2O+0.1％FA)和B1(乙腈+0.1％FA)，在0.6mL/min的流速、10-95％的B1梯度下在1.9分钟内进行UHPLC。
针对各测试化合物，在正模式(positive mode)和特定的多反应转换(MRMtransition)中使用电喷雾电离(electrospray ionization，ESI)接口执行MS/MS。
11.3.2人和小鼠血浆稳定性
如下所述，根据血浆稳定性测定，使用UHPLC-MS/MS分析来评价本发明的配体-药物-偶联物的人和小鼠血浆稳定性。当测试化合物是抗体-药物偶联物时，进行补充免疫测定。
Procaine用作人和小鼠血浆稳定性的阳性对照。在37℃下，用血浆中浓度为1μM的测试化合物(LDC)在24小时内执行体外血浆稳定性测定。通过将1体积的血浆与3体积的乙腈+含有内标物(0.65μM的华法林)的0.1％FA混合，在各定义的时间点停止酶促反应。然后将各样品以16'000xg、在4℃下离心5分钟。将上清液转移到注射瓶中。
使用耦合至Waters Xevo TQ三重四极杆质谱仪的沃特世超高效液相色谱系统执行分析。根据测试化合物，使用在45℃或50℃下加热并配有2μm插入过滤器前置柱(可从沃特世获得)的BEH C8 1.7μm 100×2.1mm或BEH C18 1.7μm 50×2.1mm或HSS T3 1.7μm 50×2.1mm柱、以及溶剂系统A1(H2O+0.1％FA)和B1(乙腈+0.1％FA)，在0.6mL/min的流速、10-95％的B1梯度下在1.9分钟内进行UHPLC。
针对各测试化合物，在正模式和特定的MRM转换中使用电喷雾电离接口执行MS/MS。
抗体-药物偶联物的完整性通过免疫测定来控制。例如，在ADC1(在下文中更详细地描述)的情况下，完整ADC的浓度根据制造商的说明、使用夹心ELISA(EDITM完整MMAF ADCELISA试剂盒，#KTR-783)进行定量。简而言之，在上述的血浆稳定性实验期间，在不同时间点收集等分试样(aliquot)。在免疫检测之前，所有样品均以1:800稀释。曲妥珠单抗和AF-Arg被包括作为阴性对照(数据未显示)。加标(spike)有已知浓度ADC1的标准品和QC样品(低、中、高)分别用于定量未知样品和验证运行。
11.3.3结合亲和力测定
如下评估了根据本发明的抗体-药物偶联物的结合亲和力。
在ADC1(在下文中更详细地描述)的情况下，用曲妥珠单抗或ADC1温育SK-BR-3(表达ErbB2)和MD-MB-231(ErbB2-阴性)细胞。对于SK-BR-3细胞，两种化合物的浓度范围为3μg/mL至3×10-4μg/mL(1/10稀释液)。对于MDA-MB-231细胞，两种化合物仅使用3μg/mL的浓度。接下来，在BD LSRII仪器上的分析之前，用与Alexa 488(BioLegend)偶联的第二山羊抗人抗体(secondary goat anti-human antibody)和活/死染色剂温育细胞。误差棒：SD(n＝2)。在FlowJo(FlowJo)中分析原始数据。
在ADC3(在下文中更详细地描述)的情况下，用ADC3或曲妥珠单抗温育BT-474(表达ErbB2)和MD-MB-231(ErbB2-阴性)细胞。对于BT-474细胞，所有化合物的浓度范围为3μg/mL至3×10-6μg/mL(1/10稀释液)。对于MDA-MB-231细胞，所有化合物仅使用3μg/mL的浓度。接下来，在Attune Nxt流式细胞仪(flow cytometer)上的分析之前，用与Alexa 488(BioLegend)偶联的第二大鼠抗人IgG FC抗体和活/死染色剂温育细胞。误差棒：SD(n＝2)。在FlowJo(FlowJo)中分析原始数据。
11.3.4细胞毒活性
收集细胞系SK-OV-3(表达ErbB2)、SK-BR-3(表达ErbB2)、BT-474(表达ErbB2)和MDA-MB-231(ErbB2阴性)的对数期培养物，并根据预定条件以1,500至12,000个细胞/孔的接种密度将细胞铺于96孔微量滴定板中。温育过夜后(对于MDA-MB-231细胞，在37℃、5％CO2或0％CO2下)，以允许细胞粘附和表面蛋白重构，添加测试化合物的系列稀释液(对于AF、AF-Arg，0.1％DMSO最终浓度；对于曲妥珠单抗，5％注射用水；对于ADC1和ADC3，5％PBS)，且培养物进一步温育72、96或120个小时。
使用阿尔玛蓝(Alamar Blue)(可从赛默飞世尔科技(Thermo FisherScientific)获得)染料还原测定进行细胞生长的评估。将阿尔玛蓝添加到细胞以构成10％的培养体积。将细胞温育4至6小时，并在茵斯贝孔板检测仪(EnSpire plate reader)(珀金埃尔默(Perkin Elmer))上通过荧光测量染料还原。通过将媒介物值视为100％活性(相对测量值)，以％比例转换背景校正的荧光测量值。接下来，使用GraphPad Prism软件分析相对测量值，以得出相对IC50。所有实验进行两次，每个浓度重复3次。误差棒：SEM(n＝3)。
处理72和120h后，AF和AF-Arg对表达ErbB2的SK-OV-3和SK-BR-3细胞的细胞毒性。在处理前一天将SK-OV-3和SK-BR-3细胞接种在完全培养基中。过夜静止后，在完全培养基中用浓度降低的测试化合物处理细胞(AF：10μM-1pM；AF-Arg：10μM-1pM，对数稀释)。
处理96小时后，ADC1及其衍生物(曲妥珠单抗、AF-Arg和化合物2)对表达ErbB2的SK-OV-3和SK-BR-3细胞以及ErbB2阴性的MDA-MB-231细胞的细胞毒性。在处理前一天将SK-OV-3、SK-BR-3和MDA-MB-231细胞接种在完全培养基中。过夜静止后，在完全培养基中用浓度降低的测试化合物处理细胞(化合物2：10μM-1pM；AF-Arg：10μM-1pM，曲妥珠单抗：7.22μM-0.72pM；ADC1：0.4μM-0.04pM；对数稀释)。
处理96小时后，ADC3及其衍生物(曲妥珠单抗和DM1)对表达ErbB2的BT-474细胞以及ErbB2阴性的MDA-MB-231细胞的细胞毒性。在处理前一天将BT-474和MDA-MB-231细胞接种在完全培养基中。过夜静止后，在完全培养基中用浓度降低的测试化合物处理细胞(DM1：10μM-1pM；ADC3：1μM-0.1pM；曲妥珠单抗：7.215μM-1pM，对数稀释)。
11.3.5药物抗体比率
药物抗体比率(Drug Antibody Ratio，DAR)通过RP-LC使用UPLC Waters Acquity系统进行测量，该系统配备有二元输送泵、25℃下操作的自动进样器、柱温箱和在190-500nm范围内操作的二极管阵列检测器(DAD)。为了分离不同的ADC链(重链和轻链)，使用了热电(Thermo)mAb pack RP柱(4μm 2.1×100mm)(赛默飞世尔科技股份公司，森尼韦尔，加利福尼亚州，美国)。
通过将5μL的100mM二硫苏糖醇(DDT)溶液添加到45μL的2.5mg/mL ADC水溶液，来制备样品，以分离通过二硫键链接的轻链和重链。然后将混合物在30℃下温育1小时。
应用如下表中描述的梯度模式(流动相A由0.1％(体积)三氟乙酸盐水溶液构成，流动相B由0.1％(体积)三氟乙酸盐乙腈溶液构成)。
t(min) 流速(mL/min) ％A ％B
0.0 0.6 73 27
13.0 0.6 60 40
13.1 0.6 73 27
16.0 0.6 73 27
柱温为90℃，进样体积(injection volume)为5μL，色谱图在280nm处取得。然后使用各峰的曲线下面积(AUC)计算DAR。
使用BioTeck Synergy HT微孔板检测仪(microplate reader)(BioTeck仪器，苏尔塞，瑞士)和微孔板格瑞纳生物科技(Microplates Greiner Bio-one)(Huberlab，埃施，瑞士)，通过UV光谱法执行定量。
在溶液定量之前，执行纯化前后(分别有和没有游离的药物/有效负载)ADC在280nm处的吸收光谱之间的比较，以评价mAb(例如曲妥珠单抗)和药物之间是否存在UV吸收干扰。
由于ADC的药物(例如DM1)的UV吸收会干扰mAb(例如曲妥珠单抗)，因此必须根据考虑了mAb和药物的UV响应的以下方程式执行定量：
Figure BDA0002579559870000841
其中：
>AX对应于波长x处的总吸光度
>AX y对应于物质y(mAb或药物)在波长x处的UV吸光度
>εX y对应于物质y在波长x处的摩尔折射系数
>l对应于光路
>CmAb对应于溶液中ADC/mAb的浓度。
εmAb和ε药物的确定：用5种已知浓度的曲妥珠单抗(分别地，药物)溶液在280nm和252nm处执行两条校准曲线。然后使用Lambert-Beer方程式：Abs＝ε×l×C来计算εmAb(分别地，ε药物)。
样品制备：首先将ADC溶液(在水中)以21'500g离心5分钟。然后用足够体积的水将溶液稀释成对应于校准曲线的浓度范围。然后将稀释的溶液以21'500g离心5分钟。然后将200μL的上清液分配到UV微孔板中进行UV分析。
实施例1：式(I)或(I')化合物的制备
通过使用标准的基于Fmoc的SPPS，包括图11至17和图36至41中示出的树脂上肽偶联和聚敛策略，来制备本文描述的化合物。下表1中示出了实施例1中制备的化合物。
化合物 结构
1 AF-Arg-Lys(PEG<sub>4</sub>-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH
2 AF-Arg-Lys(PEG<sub>4</sub>-Mal)-Phe-OH
3 AF-Arg-Phe-Lys(PEG<sub>4</sub>-Mal-Cys-Ac)-OH
4 AF-Arg-Phe-Lys(PEG<sub>4</sub>-Mal)-OH
5 DM1-Mal-Phe-Lys-Lys(PEG<sub>4</sub>-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH
6 DM1-Mal-Phe-Cit-Lys(PEG<sub>4</sub>-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH
7 DM1-Mal-Phe-Cit-Phe-Lys(PEG<sub>4</sub>-Mal-Cys-Ac)-OH
19 AF-Cit-Lys(PEG<sub>4</sub>-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH
20 ACit-Lys(PEG<sub>4</sub>-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH
21 ACit-Phe-Lys(PEG<sub>4</sub>-Mal-Cys-Ac)-OH
22 DM1-Mcc-Phe-Cit-Lys(PEG<sub>5</sub>-Ma-Cys-Ac)-Tyr-OH
23 DM1-Mcc-Cit-Lys(PEG<sub>5</sub>-Ma-Cys-Ac)-Tyr-OH
24 DM1-Mcc-Phe-Lys(PEG<sub>5</sub>-Ma-Cys-Ac)-Tyr-OH
表1：式(I)/(I')的化合物
使用Activo P-11自动肽合成仪(可从Activotec获得)和Fmoc-Xxx-Wang树脂(Xxx：C端氨基酸；装载量：0.60mmol/g；Bachem)，通过标准的基于Fmoc的SPPS来制备肽，如图11-17和图36-41所示。
在存在DIEA(7eq)的情况下，使用3eq的、用HBTU(2.9eq)活化的Fmoc-氨基酸、Fmoc-NH-PEG4-COOH或Fmoc-NH-PEG5-COOH，在室温下执行用于酰胺键形成的偶联反应30分钟。用20％哌啶DMF溶液进行Fmoc脱保护。使用DCM/TFA/TIS(94/1/5，v/v/v)执行Mtt侧链保护基团(Lys)的选择性去除。
为了合成化合物1至4、和19，去除Fmoc后，在30分钟内通过片段缩合偶联澳瑞他汀F(AF)(3eq AF，2.9eq HBTU，7eq DIEA)。为了合成化合物20和21，在相同条件下(3eq ACit，2.9eq HBTU，7eq DIEA)的去除Fmoc后，偶联澳瑞他汀Cit(ACit)。
为了合成化合物1至4、和19至21，在通过DCM/TFA/TIS(94/1/5，v/v/v)去除Mtt之后，将衍生物Mal-PEG4-NHS添加在树脂上30分钟(3eq的Mal-PEG4-NHS，7eq DIEA)。然后，对于化合物1、3、19、20和21，在20分钟内，PEG链上的马来酰亚胺残基在树脂上通过化学选择性连接与乙酰半胱氨酸(Ac-Cys-OH)反应(3eq的Ac-Cys-OH、DIEA、7eq)。在60分钟内，在通过TFA/TIS/水(95/2.5/2.5，v/v/v)处理使侧链脱保护的同时，将肽从树脂裂解。浓缩裂解混合物后，将粗制肽用冷乙醚沉淀并离心(图11-14和图36-38)。
为了合成化合物5至7，在通过DCM/TFA/TIS(94/1/5，v/v/v)去除Mtt之后，将衍生物Mal-PEG4-NHS添加在树脂上30分钟(3eq的Mal-PEG4-NHS，7eq DIEA)。然后，在20分钟内，PEG链上的马来酰亚胺残基在树脂上通过马来酰亚胺和硫醇之间的化学选择性连接与乙酰半胱氨酸(Ac-Cys-OH)反应(3eq的Ac-Cys-OH、DIEA、7eq)。在Fmoc脱保护后，通过将部分Mal-NHS添加到Phe的N端来嵌入Mal-衍生物。在60分钟内，在通过TFA/TIS/水(95/2.5/2.5，v/v/v)处理使侧链脱保护的同时，将肽从树脂裂解。浓缩裂解混合物后，将粗制肽用冷乙醚沉淀并离心。然后，美坦辛(DM1，1.45eq)在pH 7.4的PBS缓冲液和乙腈(比例2：1)中，通过化学选择性连接与末端马来酰亚胺基团反应(图15-17)。
为了合成化合物22至24，在去除Fmoc之后，将衍生物Ma-NHS添加在树脂上30分钟(3eq的Mal-NHS，7eq DIEA)。然后，在20分钟内，马来酰亚胺残基在树脂上通过化学选择性连接与乙酰半胱氨酸(Ac-Cys-OH)反应(3eq的Ac-Cys-OH、DIEA、7eq)。在60分钟内，在通过TFA/TIS/水(95/2.5/2.5，v/v/v)处理使侧链脱保护的同时，将肽从树脂裂解。浓缩裂解混合物后，将粗制肽用冷乙醚沉淀并离心。纯化后，衍生物DM1-smcc(1.1eq)在DMF和4-甲基吗啉(4-methylmorpholine)(6eq)的溶液中与接头的N端反应4小时(图39-41)。
肽在偶联至SQD质谱仪的沃特世自动纯化HPLC系统(Waters AutopurificationHPLC system)上，使用溶剂系统A(0.1％TFA水溶液)和B(0.1％TFA乙腈溶液)，以24mL/min的流速，20-60％的B梯度来纯化30分钟，该SQD质谱仪具有X选择肽XSelect Peptide CSHC18 OBD制备柱(Prep column)(
Figure BDA0002579559870000872
5μm、19mm×150mm)。
将适当的片段浓缩并冻干。纯化在偶联至SQD质谱仪的Waters Acquity UPLC系统上，使用溶剂系统A(0.1％FA水溶液)和B(0.1％FA乙腈溶液)，以0.6mL/min的流速、5-85％的B梯度历时5分钟来确定，该SQD质谱仪具有CSH C18柱(
Figure BDA0002579559870000873
1.7μm、2.1mm×50mm)；或者使用溶剂系统A(0.1％FA水溶液)和B(0.1％FA乙腈溶液)，以0.9mL/min的流速、5-95％的B梯度历时2.9分钟来确定，SQD质谱仪具有CSH Floro-phenyl柱(
Figure BDA0002579559870000874
1.7μm、2.1mm×50mm)。
使用电喷雾电离(ESI)接口在正和负模式下执行MS分析。实施例1中获得的化合物的分析结果在下表2中示出。
Figure BDA0002579559870000871
表2：化合物1-7和19-24的分析
实施例2：式(II)或(II')化合物的制备
使用标准的基于Fmoc的SPPS，包括图18-26和图42-45中示出的树脂上肽偶联和聚敛策略，来制备本文描述的化合物。实施例2中制备的化合物在下表3中示出。
化合物 结构
8 Arg-PEG<sub>4</sub>-Phe-Arg-Glu(Sar-OCPT)-Phe-OH
9 Arg-PEG<sub>4</sub>-Phe-Arg-Dap(CO-CPT)-Phe-OH
10 Arg-PEG<sub>4</sub>-Phe-Arg-Dab(CO-CPT)-Phe-OH
11 Arg-PEG<sub>4</sub>-Phe-Arg-Ser(CO-CPT)-Phe-OH
12 Ac-Cys-Mal-PEG<sub>4</sub>-Phe-Lys-Lys(Mal-DM1)-Phe-OH
13 Ac-Cys-Mal-PEG<sub>4</sub>-Phe-Lys-Lys(AF)-Phe-OH
14 Mal-PEG<sub>4</sub>-Phe-Lys-Lys(AF)-Phe-OH
15 Arg-PEG<sub>4</sub>-Phe-Arg-Glu(Sar-OCPT)-Arg-OH
16 Arg-PEG<sub>4</sub>-Phe-Arg-Glu(Sar-OCPT)-Arg-Phe-Arg-OH
25 Ac-Cys-Ma-PEG<sub>5</sub>-Phe-Cit-Lys(Mcc-DM1)-Cit-OH
26 Ma-PEG<sub>5</sub>-Phe-Cit-Lys(Mcc-DM1)-Cit-OH
27 Ac-Cys-Ma-PEG<sub>5</sub>-Phe-Cit-Lys(Mcc-DM1)-Tyr-OH
28 Ac-Cys-Mal-PEG<sub>4</sub>-Phe-Lys-Lys(Mal-DM1)-Phe-Phe-Lys-OH
表3：式(II)/(II')的化合物
使用Activo P-11自动肽合成仪(可从Activotec获得)和Fmoc-Xxx-Wang树脂(Xxx：C端氨基酸；装载量：0.60mmol/g；Bachem)，通过标准的基于Fmoc的SPPS来制备肽，如图18-26和图42-45所示。
在存在DIEA(7eq)的情况下，使用3eq的、用HBTU(2.9eq)活化的Fmoc-氨基酸、Fmoc-NH-PEG4-COOH或Fmoc-NH-PEG5-COOH，在室温下执行用于酰胺键形成的偶联反应30分钟。用20％哌啶DMF溶液进行Fmoc脱保护。使用DCM/TFA/TIS(94/1/5，v/v/v)执行Mtt侧链保护基团(Lys)的选择性去除。
为了合成化合物8、15和16，谷氨酸作为Fmoc-Glu(PhiPr)-OH偶联，N端Arg残基作为Boc-Arg(Pbf)-OH引入。在存在Boc/Pbf侧链保护基团的情况下，通过1％(v)TFA DCM溶液的处理，选择性地去除PhiPr侧链保护基团。使用1.5eq Sar-OCPT/1.4eq HATU/4eq DIEA的DMF溶液进行H-Sar-OCPT的树脂上偶联90分钟(图18和25-26)。
为了合成化合物9和10，Dap和Dab残基分别作为Fmoc-Dap(Mtt)-OH和Fmoc-Dab(Mtt)-OH引入。使用1％(v)TFA DCM溶液，选择性地去除Mtt侧链保护基团。使用如所述的制备的1.5eq CPT-PNP(Pessah等，Bioorg&Med Chem，2004，12，1-8)和4eq的DIEA DCM溶液进行与CPT形成氨基甲酸酯键30分钟(图19-20)。
为了合成化合物11，将Ser作为Fmoc-Ser(Trt)-OH引入，并使用DCM/TFA/TIS(94/1/5，v/v/v)选择性地去除Trt保护基团。在12小时内，使用DCM中的1.5eq CPT-PNP和DMAP/DIEA(1eq)执行与CPT形成碳酸酯键(图21)。
为了合成化合物12和28，在使用20％的哌啶DMF溶液进行Fmoc脱保护之后，将衍生物Mal-PEG4-NHS添加在树脂上30分钟(3eq的Mal-PEG4-NHS，7eq DIEA)。然后，在20分钟内，PEG链上的马来酰亚胺残基在树脂上通过马来酰亚胺和硫醇之间的化学选择性连接与乙酰半胱氨酸(Ac-Cys-OH)反应(3eq的Ac-Cys-OH、DIEA、7eq)。然后，在通过DCM/TFA/TIS(94/1/5，v/v/v)去除Mtt之后，通过将部分Mal-NHS添加到Lys的ε-氨基基团来嵌入Mal-衍生物。在60分钟内，在通过TFA/TIS/水(95/2.5/2.5，v/v/v)处理使侧链脱保护的同时，将肽从树脂裂解。浓缩裂解混合物后，将粗制肽用冷乙醚沉淀并离心。然后，美坦辛(DM1，1.45eq)在pH7.4的PBS缓冲液和乙腈(比率2:1)中，通过化学选择性连接与末端马来酰亚胺基团反应(图22和45)。
为了合成化合物13和14，在用DCM/TFA/TIS(94/1/5，v/v/v)去除Mtt后，AF通过在树脂上的片段缩合(3eq AF，2.9eq HBTU，7eq DIEA)偶联至Lys残基的N端。在去除Fmoc之后，将Mal-PEG4-NHS添加在树脂上30分钟(3eq的Mal-PEG4-NHS，7eq DIEA)。对于化合物13，在20分钟内，PEG链上的马来酰亚胺残基在树脂上通过马来酰亚胺和硫醇之间的化学选择性连接与乙酰半胱氨酸(Ac-Cys-OH)反应(3eq的Ac-Cys-OH、DIEA、7eq)(图23-24)。
为了合成化合物25至27，在使用20％哌啶DMF溶液进行Fmoc脱保护之后，将衍生物Ma-NHS添加在树脂上30分钟(3eq的Ma-NHS，7eq DIEA)。然后，在60分钟内，在通过TFA/TIS/水(95/2.5/2.5，v/v/v)处理使侧链脱保护的同时，将肽从树脂裂解。浓缩裂解混合物后，将粗制肽用冷乙醚沉淀并离心。纯化后，衍生物DM1-smcc(1.1eq)在DMF和4-甲基吗啉(6eq)的溶液中与接头的N端反应4小时。对于化合物25和27，马来酰亚胺残基与乙酰半胱氨酸(Ac-Cys-OH)(20eq)在乙腈和DPBS(比例1：1)中反应6小时(图42至44)。
以与以上实施例1中所述相同的方式并使用相同的设备来纯化和分析肽。实施例2中获得的化合物的分析结果在下表4中示出。
Figure BDA0002579559870000901
表4：化合物8-16和25-28的分析
实施例3：用于多种药物释放的式(II)化合物的制备
使用标准的基于Fmoc的SPPS，包括图27和28和图46和47中示出的树脂上肽偶联和聚敛策略来制备本文描述的化合物。实施例3中制备的化合物在下表5中示出。
化合物 结构
17 Arg-PEG<sub>4</sub>-Phe-Arg-[Glu(Sar-OCPT)-Phe]<sub>2</sub>-OH
18 Arg-PEG<sub>4</sub>-[Phe-Arg-Glu(Sar-OCPT)-Arg]<sub>2</sub>-OH
29 Ac-Cys-Mal-PEG<sub>4</sub>-[Phe-Lys-Lys(Mal-DM1)-Phe]<sub>2</sub>-OH
30 Ac-Cys-Mal-PEG<sub>4</sub>-Phe-Arg-Lys(Mal-DM1)-Arg-Lys(AF)-Phe-OH
表5：适合于多种药物释放的式(II)化合物
为了合成化合物17和18，谷氨酸作为Fmoc-Glu(PhiPr)-OH偶联，N端Arg残基作为Boc-Arg(Pbf)-OH引入。在存在Boc/Pbf侧链保护基团的情况下，通过DCM中1％(v)TFA的处理，选择性地去除PhiPr侧链保护基团。使用DMF中的1.5eq Sar-OCPT(1.4eq)HATU(4eq)DIEA进行H-Sar-OCPT的树脂上偶联90分钟。
在60分钟内，在通过TFA/TIS/水(95/2.5/2.5，v/v/v)处理使侧链脱保护的同时，将肽从树脂裂解。浓缩裂解混合物后，将粗制肽用冷乙醚沉淀并离心(图27-28)。
为了合成化合物29，在使用20％哌啶DMF溶液进行Fmoc脱保护之后，将衍生物Mal-PEG4-NHS添加在树脂上30分钟(3eq的Mal-PEG4-NHS，7eq DIEA)。然后，在20分钟内，PEG链上的马来酰亚胺残基在树脂上通过马来酰亚胺和硫醇之间的化学选择性连接与乙酰半胱氨酸(Ac-Cys-OH)反应(3eq的Ac-Cys-OH、DIEA、7eq)。然后，在通过DCM/TFA/TIS(94/1/5，v/v/v)去除Mtt之后，通过将部分Mal-NHS添加到Lys的ε-氨基基团来嵌入Mal-衍生物。在60分钟内，在通过TFA/TIS/水(95/2.5/2.5，v/v/v)处理使侧链脱保护的同时，将肽从树脂裂解。浓缩裂解混合物后，将粗制肽用冷乙醚沉淀并离心。然后，美坦辛(DM1，2.9eq)在pH 7.4的PBS缓冲液和乙腈(比例2：1)中，通过化学选择性连接与末端马来酰亚胺基团反应(图46)。
为了合成化合物30，在使用20％哌啶DMF溶液进行Fmoc脱保护之后，将衍生物Mal-PEG4-NHS添加在树脂上30分钟(3eq的Mal-PEG4-NHS，7eq DIEA)。然后，在20分钟内，PEG链上的马来酰亚胺残基在树脂上通过马来酰亚胺和硫醇之间的化学选择性连接与乙酰半胱氨酸(Ac-Cys-OH)反应(3eq的Ac-Cys-OH、DIEA、7eq)。然后，在用DCM/TFA/TIS(94/1/5，v/v/v)去除Mtt后，AF通过在树脂上的片段缩合(3eq AF，2.9eq HBTU，7eq DIEA)偶联至Lys残基。在通过DCM/TMSOTf/TEA(97/1/2，v/v/v)去除Boc之后，通过将部分Mal-NHS添加到Lys的侧链来嵌入Mal-衍生物。在60分钟内，通过TFA/TIS/水(95/2.5/2.5，v/v/v)处理，将肽从树脂裂解。浓缩裂解混合物后，将粗制肽用冷乙醚沉淀并离心。然后，美坦辛(DM1，1.45eq)在pH7.4的PBS缓冲液和乙腈(比例2：1)中，通过化学选择性连接与N端马来酰亚胺基团反应(图47)。
以与以上实施例1中所述相同的方式并使用相同的设备来纯化和分析肽。实施例3中获得的化合物的分析结果在下表6中示出。
Figure BDA0002579559870000911
Figure BDA0002579559870000921
表6：化合物17-18和29-30的分析
实施例4：用于多种药物释放的式(I)化合物的制备
使用标准的基于Fmoc的SPPS，包括图48和49中示出的树脂上肽偶联和聚敛策略来制备本文描述的化合物。实施例4中制备的化合物在下表7中示出。
化合物 结构
31 AF-Cit-Lys(Mal-DM1)-Phe-Lys(PEG<sub>4</sub>-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH
32 Ac-Cys-Mal-[PEG<sub>5</sub>-Lys(AF-Cit-Lys(Y)-Phe-OH)]<sub>2</sub>-Gly-NH<sub>2</sub>
表7：适合于多种药物释放的式(Ia)/(Ia1)化合物；Y＝部分T与药物接头单元之间的共价连接，例如通过点击化学(三唑部分的形成)
为了合成化合物31，在去除Fmoc之后，通过片段缩合偶联澳瑞他汀F(AF)(3eq AF，2.9eq HBTU，7eq DIEA)。然后，通过DCM/TFA/TIS(94/1/5，v/v/v)去除Mtt之后，将衍生物Mal-PEG4-NHS添加在树脂上30分钟(3eq的Mal-PEG4-NHS，7eq DIEA)。然后，在20分钟内，PEG链上的马来酰亚胺残基在树脂上通过马来酰亚胺和硫醇之间的化学选择性连接与乙酰半胱氨酸(Ac-Cys-OH)反应(3eq的Ac-Cys-OH、DIEA、7eq)。在通过DCM/TMSOTf/TEA(97/1/2，v/v/v)去除Boc之后，通过将部分Mal-NHS添加到Lys的侧链来嵌入Mal-衍生物。
在60分钟内，通过TFA/TIS/水(95/2.5/2.5，v/v/v)处理，将肽从树脂裂解。浓缩裂解混合物后，将粗制肽用冷乙醚沉淀并离心。然后，美坦辛(DM1，1.45eq)在pH 7.4的PBS缓冲液和乙腈(比例2：1)中，通过化学选择性连接与N端马来酰亚胺基团反应(图48)。
为了合成化合物32，肽Ac-Cys-Mal-[PEG5-Lys(Poc)]2-Gly-NH2(部分T)和AF-Cit-Lys(N3)-Phe-OH(药物-接头)是根据实施例1和2中所述的方案制备的。衍生物Fmoc-Lys(Poc)-OH和Fmoc-Lys(N3)-OH用作点击化学的炔烃和叠氮化物组分。为此，根据标准的点击化学，在溶液中，将Ac-Cys-Mal-[PEG5-Lys(Poc)]2-Gly-NH2(1eq)耦联至AF-Cit-Lys(N3)-Phe-OH(1eq)(图49)。
如以上实施例1中所述，纯化和分析肽。实施例4中获得的化合物的分析结果在下表8中示出。
Figure BDA0002579559870000922
Figure BDA0002579559870000931
表8：化合物31-32的分析
实施例5：使用化合物1至7、19、22和23(式I/I')的Cat B诱导的裂解研究
使用如上所述的体外酶促裂解测定，来评价待通过组织蛋白酶B裂解的化合物1-7和19-23(式(I)/(I'))的倾向。结果在下表9中给出，并在图29-31中示出。
Figure BDA0002579559870000932
表9：式(I)/(I')化合物的Cat B诱导的裂解研究(参考化合物：Cys-MC-Val-Cit-PABC-MMAF)
从这些结果可以明显看出，式(I)/(I')化合物中的exo-Cat B裂解和药物释放(AF-Arg、AF-Cit、ACit、DM1-Mal-Phe-Lys、DM1-Mal-Phe-Cit、DM1-Mcc-Phe-Cit)同时发生且非常快。例如，与参考PABC化合物Cys-MC-Val-Cit-PABC-MMAF相比，化合物5中Cat B诱导的药物释放快20倍。化合物1-7、19和22-23实现的快速裂解动力学表明，本发明的化合物对组织蛋白酶B的肽链端解酶活性显示出高选择性和结合亲和力。此外，令人惊讶地发现，Lys残基(对应于式(I或I')中的残基Axx)的侧链上存在Ac-Cys-PEG4部分对化合物与Cat B的结合亲和力没有不利影响。这些结果还表明，相比之下，如在PABC接头系统(例如参考化合物)中实现的Cat B的基于肽链内切酶机制的裂解以显著较慢的速率发生。作为特别突出的实施例，化合物22和23通过exo-Cat B自发裂解(T<1分钟)，表明了基于式(I)的底物的高度有利的结合性能；相信C端Tyr与Cat B的闭环之间的有利相互作用极大地促进了在这些化合物中观察到的快速裂解速率。实施例6：使用化合物8-13以及27-28(式II)的Cat B诱导的裂解研究
使用如上所述的体外酶促裂解测定，来评价待通过组织蛋白酶B裂解的化合物8-13和27-28(式(II))的性能。结果在下表10中给出，并在图32和50中示出。
Figure BDA0002579559870000941
表10：式(II)/(II')化合物的Cat B诱导的裂解研究(参考化合物：Cys-MC-Val-Cit-PABC-MMAF)
这些结果表明，在接头系统的N端处携带载体附接位点的化合物8-13的Cat B诱导的裂解非常快。观察到与参考PABC接头系统相比，裂解速率快达10倍，从而表明化合物8-13通过Cat B的肽链端解酶机制被裂解。出人意料的是，式(II)中残基Bxx的侧链处存在空间上需要的药物部分，诸如CPT、DM1或AF，对观察到的裂解速率没有不利影响，表明空间上需要的部分被指向到Cat B的结合槽之外。在化合物8中，药物释放(CPT)通过酸或酶(酯酶)催化的水解而发生，而化合物9和11可以经受分子内氨解(环状尿素或氨基甲酸酯形成)以释放CPT。最值得注意的是，在化合物12和13中，药理活性部分-即H-Lys(Mal-DM1)-Phe-OH或H-Lys(AF)-Phe-OH-通过Cat B诱导的裂解而同时释放。
化合物27表明了C端残基对裂解速率的重要性。如上所观察到的，Tyr(在化合物27中)易于有利的相互作用(大概是通过H结合(H-bonding))，从而引起通过Cat B的肽链端解酶活性的非常快的裂解(与PABC参考相比快大约2300倍)。
实施例7：使用根据式(II)的多聚体化合物(释放多种药物)的Cat B诱导的裂解研究
使用如上所述的体外酶促裂解测定，来评价待通过组织蛋白酶B裂解的多聚体化合物17-18和29-30(式(II))的倾向。结果在图33-34和图51-52中示出。
如图33所示，化合物17的Cat B诱导的裂解快速地释放出C端二肽药物单元Glu(Sar-OCPT)-Phe-OH和作为中间体的化合物8，表明裂解根据Cat B的肽链端解酶机制发生。反过来，化合物8被快速裂解以释放C端二肽药物单元H-Glu(Sar-OCPT)-Phe-OH。各二肽药物单元H-Glu(Sar-OCPT)-Phe-OH可以依次经受酸或酶催化的水解以释放天然的CPT。
如图34所示，化合物18的Cat B诱导的裂解快速地释放出C端二肽药物单元H-Glu(Sar-OCPT)-Arg-OH和作为第一中间体的化合物16，该化合物16反过来通过exo-Cat B机制被快速裂解，以释放作为第二中间体的化合物15。化合物15的Cat B诱导的裂解释放第二C端二肽药物单元H-Glu(Sar-OCPT)-Arg-OH。各二肽药物单元H-Glu(Sar-OCPT)-Phe-OH可以依次经受酸或酶催化的水解以释放天然的CPT。由于对预期中间体化合物的鉴定(HPLC和MS/MS)，因此可以建立根据Cat B的肽链端解酶机制的选择性裂解。
如图51所示，化合物29的Cat B诱导的裂解快速地(与参考PABC-系统相比约5倍)释放出C端二肽药物单元H-Lys(Mal-DM1)-Phe-OH和作为第一中间体的化合物28，该化合物28反过来通过exo-Cat B机制被快速裂解，以释放作为第二中间体的化合物12。化合物12的Cat B诱导的裂解释放第二二肽药物单元H-Lys(Mal-DM)-Phe-OH。同样，对预期中间体化合物的鉴定允许建立根据Cat B的肽链端解酶机制的选择性快速裂解。
如图52所示，化合物30的Cat B诱导的裂解快速释放出C端二肽药物单元H-Lys(AF)-Phe-OH。经过该非常快速的裂解步骤(与参考PABC-系统相比，超过10倍)后，含有C端Arg(残基Byy)的中间体药物接头被中等快速地裂解(T1/2<30分钟)，以释放第二(不同的)二肽-药物H-Lys(Mal-DM1)-Arg-OH。二肽药物的依序裂解清楚地表明了通过Cat B的肽链端解酶活性的选择性裂解。
化合物29和30的结果在表11中给出。
Figure BDA0002579559870000951
表11：释放根据式(II)的多种药物的化合物29和30的Cat B诱导的裂解研究(参考化合物：Cys-MC-Val-Cit-PABC-MMAF)
实施例8：使用多聚体化合物(式(I)和(I'))的Cat B诱导的裂解研究
使用如上所述的体外酶促裂解测定，来评价待通过组织蛋白酶B裂解的多聚体化合物31-32(式(Ia和Ia1))的倾向。结果在表12中给出，并在图53-54中示出。
Figure BDA0002579559870000961
表12：释放根据式(Ia)和(Ia1)的多种药物的化合物的Cat B诱导的裂解研究(参考化合物：Cys-MC-Val-Cit-PABC-MMAF)
如图53所示，化合物31的Cat B诱导的裂解快速释放出C端二肽单元，即含有H-Lys(PEG4-Mal-Cys-Ac)-Phe-OH的载体。在该非常快速的裂解步骤(与参考PABC系统相比，超过10倍)后，中间体双药物接头被裂解，以同时释放出不同的药物AF-Cit和H-Lys(Mal-DM1)-Phe-OH，再次证明了exo-Cat B裂解的机制。
如图54所示，化合物32的Cat B诱导的裂解快速释放出药物AF-Cit(与参考PABC-系统相比，裂解速率约20倍)。最值得注意的是，几乎自发地发生两个药物部分AF-Cit的释放，证实了接头系统适合增加ADC中的DAR值。数据证实了式(I)和(Ia1)的双重和协同作用，即由于式(I)的接头能够快速释放药物，且由于式(Ia1)的部分的增溶作用增强了水溶性。
实施例9–AF-Arg和AF的细胞毒活性
在两个表达ErbB2的细胞系、即SK-BR-3和SK-OV-3细胞中，评价了天然AF和AF-Arg、即根据式(III)的化学修饰的药物的体外细胞毒活性，其中，W1表示AF，Dxx表示单个共价键，Dyy表示Arg。根据以上项目11.3.4中所述的方法进行细胞毒活性测试。
72h和120h温育时间时细胞毒活性测试的结果在下表13和14中给出。
Figure BDA0002579559870000962
表13：72h后，表达ErbB2的SK-OV-3和SK-BR-3细胞中AF和AF-Arg的细胞毒性研究
Figure BDA0002579559870000971
表14：120h后，表达ErbB2的SK-OV-3和SK-BR-3细胞中AF和AF-Arg的细胞毒性研究
这些结果表明，在120h时，化学修饰的药物(AF-Arg)-保留了细胞毒活性，例如，该细胞毒活性在SK-BR-3细胞中大于天然药物(AF)细胞毒活性的85％，在SK-OV-3细胞中约为70％(图35)。此外，这些结果还表明在药物和本发明的接头系统之间引入二价基团、即Arg(式(III)中的氨基酸Dyy)不会不利地影响在靶细胞中释放的(修饰的)药物部分的药理活性。特别是，如果药物经由矢量化(vectorization)而内化到靶细胞中，则由于极性的增加、即Arg的带电侧链，药物(AF-Arg)的细胞毒性不再被修饰药物降低的细胞通透性减弱。
实施例10-抗体-药物偶联物的制备
对于ADC1的制备，在室温(RT)下，市售的曲妥珠单抗(10.0mg，0.066μmol)在水(0.48mL)和pH 7.4的DPBS(0.52mL)中的溶液通过添加三(2-羧乙基)膦盐酸盐(tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride)(0.058mg,0.24μmol)的PH 7.4PBS缓冲液(50μL)溶液而被部分地还原。搅拌60分钟后，加入化合物2(AF-Arg-Lys(PEG4-Mal)-Phe-OH)(1.04mg，0.66μmol)的DMSO(50μL)溶液。将反应在室温下搅拌1h，并用更多的pH 7.4的PBS缓冲液(1.92mL)溶解。然后，将溶液负载在用pH 7.4PBS缓冲液平衡的塞法戴克斯
Figure BDA0002579559870000972
PD-10柱(GE医疗健康)的顶部上。丢弃负载时产生的第一个2.5mL的洗脱液。用pH 7.4的PBS缓冲液(3.5mL)进一步洗脱该柱，并收集所有洗脱液。所有悬浮物质通过离心去除，并将上清液在
Figure BDA0002579559870000973
离心过滤器单元中浓缩至0.3mL的体积，并溶于pH 7.4的PBS(7mL)中。
对于ADC3的制备，在室温(RT)下，向市售的曲妥珠单抗(50mg)在水(2.38mL)和pH7.4的DPBS(1.87mL)中的溶液添加三(2-羧乙基)膦盐酸盐(0.38mg,1.33μmol)的DPBS(450μL)溶液。将反应搅拌75分钟。将化合物26(Ma-PEG5-Phe-Cit-Lys(Mcc-DM1)-Cit-OH)(6.65mg，3.33μmol)的DMSO(300μL)溶液添加至反应，该反应在室温下搅拌60分钟。用氢氧化钠水溶液(1mol/L)将100mL的市售DPBS调节至pH8。然后，用pH 8的DPBS溶液(各25mL)预洗涤两根PD 10柱。将反应混合物施加在两根柱的顶部上(每根柱上2.5mL)。丢弃负载阶段产生的洗脱液。然后，用pH 8DPBS缓冲液(各3.5mL)洗脱两根柱。合并收集的洗脱液(2×3.5mL)，并在室温下搅拌15h以通过开环(ring opening)来稳定硫代马来酰亚胺(thiomaleimide)。所有悬浮物质通过在4000rpm下离心(10min)而去除。将该溶液分开(2×3.5mL)，并转移到两个
Figure BDA0002579559870000981
离心过滤器中。两个溶液通过在4000rpm下离心2h来浓缩，以在各细胞中达到0.5mL的最终体积。然后，将两个溶液合并。两个过滤器的膜通过杜氏PBS缓冲液(4mL)洗涤。将冲洗液添加到浓缩的ADC，以获得最终的ADC溶液(V＝5.0mL)。
表15中呈现的ADC1和ADC3的各自DAR值根据以上项目11.3.5中所述的方法来确定。
化合物 药物接头 分子式 DAR 浓度
ADC1 化合物2 I 4.2 1.17mg/mL
ADC3 化合物26 II 4.4 10.4mg/mL
表15：ADC1和ADC3的DAR值
实施例11：使用ADC1的Cat B诱导的裂解研究
通过Cat B的ADC1的裂解快速发生，如AF-Arg的快速释放所示出的(T1/2<5分钟)，这证实了在式(I)的构造中exo-Cat B活性的机制(图55)。结果显示，与模型(model)部分V(-Cys-Ac)相比，mAb与Lys侧链的附接不会引起观察到的裂解速率的降低。
类似地，ADC3被exo-Cat B裂解(未示出数据)。
实施例12：ADC的血浆稳定性
UHPLC-MS/MS分析显示未检测到游离的药物(对于ADC1，AF或AF-Arg，或者对于ADC3，DM1衍生物)。
曲线图(图56)显示了人和小鼠血浆样品中计算出的平均ADC浓度。误差棒：SD(n＝2)。结果显示，24小时内ADC1在小鼠和人血浆中稳定。
实施例13：ADC的结合测定
ADC1：ADC1和曲妥珠单抗对SK-BR-3(表达ErbB2)和MDA-MB-231(ErbB2阴性)细胞的结合测定显示，ADC1对表达ErbB2的细胞具有与曲妥珠单抗相同的亲和力和特异性(图57)。
ADC3：ADC3和曲妥珠单抗对BT-474(表达ErbB2)和MDA-MB-231(ErbB2阴性)细胞的结合测定显示，ADC3对表达ErbB2的细胞具有与曲妥珠单抗相同的亲和力和特异性(图58)。
实施例14：ADC的细胞毒活性
根据在上面项目11.3.4下描述的方法，进行ADC1及衍生物(曲妥珠单抗、化合物2或AF-Arg)对表达ErbB2的SK-OV-3和SK-BR-3细胞、以及ErbB2阴性的MDA-MB-231细胞的毒性测定。该测定表明了与单克隆抗体(曲妥珠单抗)、化合物2或AF-Arg相比，增强的ADC1的细胞毒活性。图59(a)-(c)显示了两个独立运行的剂量-反应曲线，相对IC50值是在温育96小时后，用阿尔玛蓝测定确定的。下表16给出了细胞毒活性测试的相应结果。
Figure BDA0002579559870000991
表16：96小时后，表达ErbB2的SK-OV-3和SK-BR-3细胞、以及ErbB2阴性细胞中ADC1、曲妥珠单抗、AF-Arg和化合物2的细胞毒性研究
根据在上面项目11.3.4下描述的方法，进行ADC3及衍生物(曲妥珠单抗和DM1)对表达ErbB2的BT-474细胞和ErbB2阴性的MDA-MB-231细胞的毒性测定。该测定证实了与曲妥珠单抗和DM1相比，增加的ADC3的细胞毒活性。图60(a)-(b)显示了两个独立运行的剂量-反应曲线，相对IC50值是在温育96小时后，用阿尔玛蓝测定确定的。下表17给出了细胞毒活性测试的相应结果。
Figure BDA0002579559870000992
表17：96小时后，表达ErbB2的BT-474细胞和ErbB2阴性细胞中ADC3、曲妥珠单抗和DM1的细胞毒性研究。

Claims (21)

1.一种由通式(I)或(I')表示的化合物：
Figure FDA0002579559860000011
其中，在式(I)和(I')中，
W表示由下式(III)表示的部分：
Figure FDA0002579559860000012
其中
W1表示衍生自药物的部分，所述药物仅由于如式(III)示出的与Dxx的共价附接而与天然药物相区别，如果所述药物是澳瑞他汀类似物，则所述澳瑞他汀类似物为澳瑞他汀Phe(AF)、澳瑞他汀Cit(ACit)、澳瑞他汀Arg(AArg)、澳瑞他汀Lys(ALys)、澳瑞他汀Orn(AOrn)、澳瑞他汀Dab(ADab)或澳瑞他汀Dap(ADap)，优选AF；
Dxx表示单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸，优选选自Phe、Val、Tyr、homo-Phe和Ala的氨基酸，优选Phe或Val，其中，所述单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸任选地经由选自以下的二价部分附接至部分W1：马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、及其衍生物，优选经由二价马来酰亚胺衍生物；
Dyy表示单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选选自Arg、Lys、瓜氨酸(Cit)、鸟氨酸(Orn)、2,3-二氨基-丙酸(Dap)和2,4-二氨基-丁酸(Dab)的氨基酸，更优选Arg或Cit；
条件是，如果Dxx是具有疏水性侧链的氨基酸，则Dyy是Phe或具有碱性侧链的氨基酸，并且如果Dxx是单个共价键，则Dyy是单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选Arg或Cit；
且虚线表示至式(I)中的Axx的N端、或式(I')中的Ayy的N端的共价附接；
Axx表示三官能氨基酸，例如氨基二羧酸或二氨基羧酸；条件是式(I)中的Axx不是(D)构型的氨基酸；
Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、苯基甘氨酸(Phg)、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、2-氨基-丁酸(Abu)、Orn、Ser、Thr、Leu和Ile；或者式(I)中的Ayy表示选自以下的氨基酸：高酪氨酸(homo-Tyr)、高苯丙氨酸(homo-Phe)、β-苯丙氨酸(β-Phe)和β-高苯丙氨酸(β-homo-Phe)、Tyr(OR1)和homo-Tyr(OR1)，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数；条件是式(I')中的Ayy不是(D)构型的氨基酸；
T为由下式(Ia1)表示的部分：
Figure FDA0002579559860000021
其中，在式(Ia1)中，
S表示含有一个或多个选自碳、氮、氧和硫的原子的基团；
V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分；
n为1至10的整数；
Rx为如果存在则任选存在的原子或基团以使S的自由价饱和；
且虚线表示至Axx的侧链的共价附接；如果n大于1，则各虚线表示至式(I)或式(I')的各个单独的基团的共价键，其中，式(I)或式(I')的多个基团可以是相同的或不同的；如果n大于1，则各S可以是相同的或不同的；
Z表示共价附接至选Ayy或Axx的C端的基团，选自：-OH；-N(H)(R)，其中R表示氢原子、烷基、环烷基或芳基；和标记剂，诸如香豆素衍生物。
2.一种由通式(I)或(I')表示的化合物：
Figure FDA0002579559860000022
其中，在式(I)和(I')中，
W表示由下式(III)表示的部分：
Figure FDA0002579559860000023
其中
W1表示衍生自药物的部分，条件是W1不是澳瑞他汀类似物；
Dxx表示单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸，优选选自Phe、Val、Tyr、homo-Phe和Ala的氨基酸，更优选Phe或Val，其中，所述单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸任选地经由选自以下的二价部分附接至部分W1：马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、及其衍生物，优选经由二价马来酰亚胺衍生物；
Dyy表示单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选选自Arg、Lys、Cit、Orn、Dap和Dab的氨基酸，更优选Arg或Cit；
条件是，如果Dxx是具有疏水性侧链的氨基酸，则Dyy是Phe或具有碱性侧链的氨基酸，并且如果Dxx是单个共价键，则Dyy是单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选Arg或Cit；
且虚线表示至式(I)中的Axx的N端、或式(I')中的Ayy的N端的共价附接；
Axx表示三官能氨基酸，例如氨基二羧酸或二氨基羧酸；条件是式(I)中的Axx不是(D)构型的氨基酸；
Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、Abu、Orn、Ser、Thr、Leu和Ile；或者式(I)中的Ayy表示选自以下的氨基酸：homo-Tyr、homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe、Tyr(OR1)和homo-Tyr(OR1)，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数；条件是式(I')中的Ayy不是(D)构型的氨基酸；
T为由下式(Ia1)表示的部分：
Figure FDA0002579559860000031
其中，在式(Ia1)中，
S表示含有一个或多个选自碳、氮、氧和硫的原子的基团；
V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分；
n为1至10的整数；
Rx为如果存在则任选存在的原子或基团以使S的自由价饱和；
且虚线表示至Axx的侧链的共价附接；如果n大于1，则各虚线表示至式(I)或式(I')的各个单独的基团的共价键，其中，式(I)或式(I')的多个基团可以是相同的或不同的；如果n大于1，则各S可以是相同的或不同的；
Z表示共价附接至Ayy或Axx的C端的基团，选自：-OH；-N(H)(R)，其中R表示氢原子、烷基、环烷基或芳基；和标记剂，诸如香豆素衍生物。
3.一种由通式(I)或(I')表示的化合物：
Figure FDA0002579559860000041
其中，在式(I)和(I')中，
W表示由式(Ia)、(Ia')或(Ib)表示的肽部分：
Figure FDA0002579559860000042
其中，在式(Ia)和(Ia')中，
A'yy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、Abu、Orn；条件是式(Ia')中的A'yy不是(D)构型的氨基酸；
D1表示衍生自药物的部分；
m为1至10的整数；
如果m＝1，则A'xx表示三官能氨基酸，诸如氨基二羧酸或二氨基羧酸，条件是式(Ia)中A'xx不是(D)构型的氨基酸；D2表示衍生自药物的部分，任选为衍生自与D1相同的药物的部分；
如果m大于1，则各D2独立地选自氢原子和衍生自药物的部分，其中，多个部分D2可以是相同的或不同的，条件是至少一个D2不是氢原子；如果D2是氢原子，则A'xx表示氨基酸，条件是式(Ia)中A'xx不是(D)构型的氨基酸；如果D2是衍生自药物的部分，则A'xx表示三官能氨基，条件是式(Ia)中A'xx不是(D)构型的氨基酸；
且虚线表示至Axx或Ayy的N端的共价附接；
Figure FDA0002579559860000051
其中，在式(Ib)中，
A'yy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Met、
Val、His、Lys、Arg、Cit、Abu、Orn；
D1表示衍生自药物的部分；
m为1至10的整数；
如果m＝1，则A'xx表示选自以下的三官能氨基酸：Glu、α-氨基己二酸(Aaa)、Dap、Dab、Ser、Thr、高丝氨酸(homo-Ser)、高苏氨酸(homo-Thr)和氨基丙二酸(Ama)，条件是A'xx不是(D)构型的氨基酸；D2表示衍生自药物的部分，任选为衍生自与D1相同的药物的部分；除非A'xx是Ama，否则Cxx表示单个共价键，如果A'xx是Ama，则Cxx表示(L)-或(D)-Pro、或诸如肌氨酸(Sar)的N-甲基氨基酸，Cxx的N端结合至Ama的羧基端，且Cxx的C端结合至部分D2；
如果m大于1，则各D2独立地选自氢原子和衍生自药物的部分，其中，多个部分D2可以是相同的或不同的，条件是至少一个D2不是氢原子；如果D2是氢原子，则A'xx表示氨基酸，条件是A'xx不是(D)构型的、且Cxx表示单个共价键；如果D2是衍生自药物的部分，则A'xx表示选自以下的氨基酸：Glu、Aaa、Dap、Dab、Ser、Thr、homo-Ser、Homo-Thr和Ama，条件是A'xx不是(D)构型的氨基酸；除非A'xx是Ama，否则Cxx表示单个共价键，如果A'xx是Ama，则Cxx表示(L)-或(D)-Pro、或诸如Sar的N-甲基氨基酸，其中Cxx的N端结合至Ama的羧基端，且Cxx的C端结合至部分D2；
且虚线表示至Axx或Ayy的N端的共价附接；
Axx表示三官能氨基酸，例如氨基二羧酸或二氨基羧酸；条件是式(I)中的Axx不是(D)构型的氨基酸；
Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Met、Val、His、Lys、Arg、Cit、Abu、Orn、Ser、Thr、Leu和Ile；或者式(I)中的Ayy表示选自以下的氨基酸：homo-Tyr、homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe、Tyr(OR1)和homo-Tyr(OR1)，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2-，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数；条件是式(I')中的Ayy不是(D)构型的氨基酸；
T为由下式(Ia1)表示的部分：
Figure FDA0002579559860000061
其中，在式(Ia1)中，
S表示含有一个或多个选自碳、氮、氧和硫的原子的基团；
V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分；
n为1至10的整数；
Rx为如果存在则任选存在的原子或基团以使S的自由价饱和；
且虚线表示至Axx的侧链的共价附接；如果n大于1，则各虚线表示至式(I)或式(I')的各个单独的基团的共价键，其中，式(I)或式(I')的多个基团可以是相同的或不同的；如果n大于1，则各S可以是相同的或不同的；
Z表示共价附接至Ayy或Axx的C端的基团，选自：-OH、-N(H)(R)，其中R表示氢原子、烷基、环烷基或芳基；和标记剂，诸如香豆素衍生物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的化合物，其中，Axx和Ayy中的至少一个如下定义：
Axx表示选自以下的氨基酸：Glu、2-氨基-庚二酸(Apa)、Aaa、Dap、Dab、Lys、Orn、Ser、Ama和高赖氨酸(homo-Lys)，优选选自以下的氨基酸：Dap、Dab、Lys、Orn和homo-Lys；
式(I)中的Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、homo-Phe、Ala、Trp、Phg、Leu、Val、Tyr、homo-Tyr、Tyr(OR1)和homo-Tyr(OR1)，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数；优选Phe、homo-Phe、Tyr、homo-Tyr、Tyr(OR1)或homo-Tyr(OR1)，更优选地Phe或Tyr；
式(I')中的Ayy表示选自以下的氨基酸：Phe、homo-Phe、Ala、Trp、Phg、Leu、Val、Tyr和Ser，优选Phe、home-Phe或Ser，更优选Phe或Ser。
5.根据权利要求3或4所述的化合物，其中，A'xx、A'yy和m中的至少一个如下定义：
式(Ia)和(Ia')中的A'xx表示选自以下的氨基酸：Dap、Dap、Lys、Orn和homo-Lys，优选Lys；
式(Ia)、(Ia')和(Ib)中的A'yy表示选自以下的氨基酸：Phe、Ala、Trp、Phg和Tyr，优选Phe或Tyr；
m为1至4的整数。
6.一种由以下通式(II)、(II')和(IIa)之一表示的化合物：
Figure FDA0002579559860000071
其中，
D表示衍生自药物的部分；如果o*p>1，则一个或多个D可以为氢或增溶基团、诸如-(CH2CH2O)n1-R2，其中，R2为氢原子或甲基，且n1为2至24的整数，条件是至少一个D表示衍生自药物的部分；
式(II)和(II')中的Bxx表示三官能氨基酸，诸如氨基二羧酸或二氨基羧酸；条件是式(II)中的Bxx不是(D)构型的氨基酸；
式(IIa)中的Bxx表示诸如Ama、Glu、Aaa、Apa的羧基氨基酸或选自于以下的三官能氨基酸：Dap、Dab、Ser、Thr、Lys、Orn、homoLys、homoSer和homoThr；条件是Bxx不是(D)构型的氨基酸；除非Bxx是Ama，否则Cxx表示单个共价键；如果Bxx是Ama，则Cxx表示(L)-或(D)-Pro、或诸如Sar的N-甲基氨基酸，Cxx的N端结合至Ama的羧基端，且Cxx的C端结合至部分D；
在这些实例中，其中式(II)、(II')和(IIa)中的Bxx带有氢作为D基团，Bxx可以是任何其他氨基酸，条件是式(II)和(IIa)中的Bxx不是(D)构型的氨基酸；
Byy表示选自Phe、homo-Phe、Ala、Trp、Tyr、Phg、Val、His、Lys、Abu、Met、Cit、Orn、Ser、Thr、Leu、Ile、Arg和Tyr(OR1)的氨基酸，其中R1为-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2为氢原子或甲基，且n1为2至24的整数；或者式(II)和(IIa)中的Byy表示选自以下的氨基酸：homo-Tyr、homo-Tyr(OR1)、homo-Phe、β-Phe和β-homo-Phe；条件是式(II')中的Byy不是(D)构型的氨基酸，且条件是如果o*p>1，则只有式(II)和(IIa)中的Byy的C端可以表示选自β-Phe和β-homo-Phe的氨基酸；
Bxx1表示单个共价键、或具有疏水性侧链或碱性侧链的氨基酸；
Bxx2表示具有疏水性侧链或碱性侧链的氨基酸；
S和V如权利要求1所定义；
Z共价结合至式(II)和(IIa)中的Byy的C端、和式(II')中的Bxx的C端，并且表示选自以下的基团：-OH；-N(H)(R)，R如权利要求1所定义；和标记剂；并且
o和p各自独立地是1到10的整数，如果p大于1，则Bxx1不是(D)构型的氨基酸；如果p大于1和/或如果o大于1，则各D可独立地选自衍生自药物的部分。
7.根据权利要求6所述的化合物，其中，Bxx1、Bxx2、Bxx、Byy、o和p中的至少一个如下定义：
Bxx1表示单个共价键或选自以下的氨基酸：Phe、homo-Phe、Phg、Val、Ser、Tyr、Ala、Leu、Ile；优选选自Phe、homo-Phe、Tyr和Val的氨基酸，更优选Phe、homo-Phe或Tyr；
Bxx2表示选自以下的氨基酸：Arg、Lys、Cit、Val、Leu、Ser、Ala、Gly、His、Gln、Phg和Phe；优选选自Arg、Lys、Cit和Phe的氨基酸，更优选Arg或Cit；
式(II)和(II')中的Bxx表示选自以下的氨基酸：Dap、Dab、Lys、Orn、Ser、Glu、Ama、Thr、Tyr、Aaa、homo-Ser和homo-Thr；优选Lys或Dab，更优选Lys；
Byy表示Cit、Phe、homo-Phe、Ser、Trp、Tyr或Tyr(OR1)，其中R1是-(CH2CH2O)n1-R2，其中R2为氢原子或甲基，且n1为2至24的整数，优选Phe、Tyr或Tyr(OR1)；如果o*p>1，则Byy优选表示Tyr或Tyr(OR1)；并且
o和p各自独立地是1到4的整数。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的化合物，其中在式(Ia1)、(II)、(II')和(IIa)中，
S表示选自二价亚烷基、二价亚烯基、二价亚炔基和二价聚环氧烷的二价基团；
优选为具有式-(CH2)q-Azz5-、或-(OCH2CH2)q-Azz5-的二价基团；其中q是1到50的整数；并且Azz5不存在、或表示优选选自氨基酸和二价基团的增溶基团，所述氨基酸诸如为Arg或(D)-Arg，所述二价基团含有铵基、硫酸基团、磺酸盐(酯)基团或焦磷酸二酯基团。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的化合物，其中在式(Ia1)、(II)、(II')和(IIa)中，
S表示具有式-(CH2)q-Azz5-Y-的二价基团、或具有式-(OCH2CH2)q-Azz5-Y-的二价基团；
其中，Y表示共价结合至Azz5的C端、和部分V的二价部分；如果Azz5不存在，则Y共价结合至烷基或聚环氧烷基团、和部分V；Y衍生自选自以下的化合物：马来酰亚胺、三唑、特别是1,2,3-三唑、腙、含羰基的基团、及其衍生物，优选选自马来酰亚胺及其衍生物；q是1至50的整数；且Azz5如权利要求8所定义。
10.根据权利要求1、2或3所述的化合物，其中式(I)和式(Ia)的化合物选自：W1-Arg-Lys(T)-Phe-Z；W1-Arg-Lys(T)-homoPhe-Z；W1-Cit-Lys(T)-Phe-Z；W1-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Lys(T)-Phe-Z；W1-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Phe-Z；W1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Mal-Phe-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Mal-Phe-Lys-Lys(T)-Phe-Z；W1-Mal-homoPhe-Arg-Lys(T)-Phe-Z；W1-Mal-homoPhe-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；具有R1-(CH2CH2O)n1-R2的W1-Mal-homoPhe-Cit-Lys(T)-Tyr(OR1)-Z，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数、例如12；W1-Mal-Cit-Lys(T)-Tyr-Z；W1-Mal-Cit-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Mal-Arg-Lys(T)-homoTyr-Z；W1-Cit-(Lys(D2)-Phe)m-Lys(T)-Phe-Z；W1-Cit-(Lys(D2)-Phe)m-Lys(T)-homoTyr-Z；具有R1–(CH2CH2O)n1-R2的W1-Cit-(Lys(D2)-Phe)m-Lys(T)-Tyr(OR1)-Z，其中R2是氢原子或甲基，且n1是2至24的整数、例如12；W1-(Lys(D2)-Phe)m-Lys(T)-Phe-Z；W1-Phe-(Phe-Lys(D2))m-Lys(T)-Tyr-Z、W1-(Phe-Lys(D2))m-Lys(T)-Tyr-Z、W1-Phe-(Phe-Lys(D2))m-Lys(T)-homoTyr-Z和W1-Arg-(Phe-Lys(D2))m-Lys(T)-Tyr(OR1)-Z；
式(I')的所述化合物选自：W1-Arg-Phe-Lys(T)-Z、W1-Arg-Ser-Lys(T)-Z、W1-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Cit-Ser-Lys(T)-Z、W1-Cit-homoPhe-Lys(T)-Z、W1-Phe-Lys(T)-Z、W1-Ser-Lys(T)-Z、W1-Mal-Phe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-homoPhe-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Phe-Arg-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Cit-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Phe-Ser-Lys(T)-Z、W1-Mal-Ala-Phe-Lys(T)-Z、W1-Mal-Cit-Ser-Lys(T)-Z和W1-Mal-Arg-homoPhe-Lys(T)-Z。
其中W1、T、Z、D2和m具有与权利要求1、2或3中规定的相同的含义；且Z优选为-OH。
11.根据权利要求6所述的化合物，其选自：V-S-Phe-Arg-Phe-Lys(D)-Ser-Lys(D)-Z、V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(D))o-Z、V-S-Phe-Arg-(Ser-Lys(D))o-Z、V-S-Phe-Arg-(Tyr(OR1)-Lys(D))o-Z、V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(D))o-Phe-Tyr(OR1)-Z；优选V-S-Phe-Arg-Phe-Lys(D)-Ser-Lys(D)-Z、V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(D))o-Z或V-S-Phe-Arg-(Ser-Lys(D))o-Z；更优选V-S-Phe-Arg-(Phe-Lys(D))o-Z
其中V、S、D、Z和o具有与权利要求6中规定的相同的含义；且Z优选为-OH。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的化合物，其中衍生自药物的各部分独立地选自：
(i)抗肿瘤剂，其包括烷化剂、诸如紫杉烷类和美登素类化合物的生物碱、抗代谢物、内分泌疗法、激酶抑制剂；
(ii)免疫调节剂，诸如免疫刺激剂和免疫抑制剂；
(iii)抗传染病剂，包括抗菌药、抗有丝分裂药、抗分枝杆菌药和抗病毒药；
其放射性同位素和/或药学可接受盐。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的化合物，其中衍生自药物的各部分独立地衍生自：鹅膏蕈碱、杜卡霉素、澳瑞他汀、美登素、微管菌素、卡奇霉素、喜树碱、SN-38、紫杉醇、道诺霉素、长春碱、阿霉素、甲氨蝶呤、吡咯并苯二氮卓类、或其放射性同位素和/或药学可接受盐。
14.根据权利要求3、4、8、9、10、12和13中任一项所述的化合物，其中各部分D1独立地由下式(III)表示：
Figure FDA0002579559860000111
其中
W1表示衍生自以下的部分：鹅膏蕈碱、杜卡霉素、澳瑞他汀、美登素、微管菌素、卡奇霉素、喜树碱、SN-38、紫杉醇、道诺霉素、长春碱、阿霉素、甲氨蝶呤、吡咯并苯二氮卓类、或其放射性同位素和/或药学可接受盐；
Dxx表示单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸，优选选自Phe、homo-Phe、Val和Ala的氨基酸，其中单个共价键或具有疏水性侧链的氨基酸任选地经由选自以下的二价部分附接至部分W1：马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、及其衍生物，优选经由二价马来酰亚胺衍生物；
Dyy表示单个共价键、Phe或具有碱性侧链的氨基酸，优选选自以下的氨基酸：Arg、Lys、Cit、Orn、Dap和Dab，更优选Arg或Cit；
条件是，如果Dxx是具有疏水性侧链的氨基酸，则Dyy是Phe或具有碱性侧链的氨基酸，并且如果Dxx是单个共价键，则Dyy是单个共价键、Phe或带有碱性侧链的氨基酸；
且虚线表示至式(I)中Axx的N端、式(I')中Ayy的N端、式(Ia)和(Ib)中A'xx的N端、或式(Ia')中A'yy的N端的共价附接。
15.根据权利要求3至14中任一项所述的化合物，其中各部分D2和D独立地由下式(IIIa)表示：
Figure FDA0002579559860000112
其中
W2表示衍生自以下的部分：鹅膏蕈碱、杜卡霉素、澳瑞他汀、美登素、微管菌素、卡奇霉素、喜树碱、SN-38、紫杉醇、道诺霉素、长春碱、阿霉素、甲氨蝶呤、吡咯并苯二氮卓类、或其放射性同位素和/或药学可接受盐；
Exx表示单个共价键或选自以下的二价部分：马来酰亚胺、三唑、腙、含羰基的基团、氨基酸、二肽部分、及其衍生物，优选二价马来酰亚胺衍生物；
且虚线表示至式(Ia)和(Ia')中A'xx的侧链、式(Ib)中的A'xx的侧链或如果存在的Cxx的C端、式(II)和(II')中的Bxx的侧链、式(IIa)中的Bxx的侧链或如果存在的Cxx的C端的共价附接。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的化合物，其中V表示衍生自载体基团的部分，该载体基团选自抗体、抗体片段、蛋白质、肽和非肽分子；
优选抗体或抗体片段，诸如单链抗体、单克隆抗体、单链单克隆抗体、单克隆抗体片段、嵌合抗体、嵌合抗体片段、域抗体或其片段、细胞因子、激素、生长因子、集落刺激因子、神经递质或营养运输分子。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的化合物，其中
V表示衍生自能够与靶细胞相互作用的载体基团的部分，其中，所述靶细胞选自：肿瘤细胞；病毒感染的细胞；微生物感染的细胞；寄生虫感染的细胞；自身免疫性疾病涉及的细胞；活化细胞；髓样细胞；淋巴样细胞；黑色素细胞；以及包括细菌、病毒、分枝杆菌、真菌的传染剂；
优选地，所述靶细胞选自：淋巴瘤细胞、骨髓瘤细胞、肾癌细胞、乳腺癌细胞、前列腺癌细胞、卵巢癌细胞、结肠直肠癌细胞、胃癌细胞、鳞状癌细胞、小细胞肺癌细胞、睾丸癌细胞、以及以不受控制和加快的速度生长和分裂而导致癌症的任何细胞。
18.一种组合物，其包含治疗有效量的、权利要求1至17中任一项所述的化合物或其药学可接受盐；以及选自载体、稀释剂和其他赋形剂的一种或多种组分。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的化合物或组合物，其用于在治疗或预防癌症、自身免疫性疾病和/或传染性疾病的方法中使用。
20.根据权利要求19所述的化合物或组合物，其中，在治疗或预防癌症、自身免疫性疾病和/或传染性疾病的方法中，所述化合物或组合物与一种或多种其他治疗剂或疗法同时施用、或在一种或多种其他治疗剂或疗法之前或之后施用，所述一种或多种其他治疗剂或疗法诸如化学治疗剂、放射疗法、免疫治疗剂、自身免疫性障碍剂、抗传染剂、或者式(I)/(I')或(II)/(II')/(IIa)的其他化合物。
21.一种治疗或预防癌症、自身免疫性疾病和/或传染性疾病的方法，其中，将治疗有效量的、权利要求1至18中任一项所述的化合物或组合物施用至需要所述化合物或组合物的患者。
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