CN115702007A

CN115702007A - 具有提高的药物递送和内化效率的药物偶联物

Info

Publication number: CN115702007A
Application number: CN202180043422.5A
Authority: CN
Inventors: 金相殷; 李炳喆; 尹惠源; 崔智英; 郑在皓; 宋仁浩
Original assignee: Seoul University School Of Medicine; BIK Therapeutics Inc
Current assignee: BIK Therapeutics Inc
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2021-06-01
Publication date: 2023-02-14
Also published as: KR102250737B9; KR102362265B1; EP4159242A1; WO2021245539A9; KR20220024279A; KR20210148895A; JP2023534377A; WO2021245539A1; BR112022024287A2; CA3180590A1; KR102443219B1; KR102250737B1; US20230226201A1; AU2021284541A1

Abstract

本发明涉及一种单位药物偶联物，其中，能够与另一药物偶联物结合的结合基团另外连接至其中与靶细胞特异性结合的靶向物质和药物连接在一起的单位药物偶联物。当根据本发明的单位药物偶联物在体内顺序地给药时，复合物通过体内交联形成团簇，并且该团簇促进药物偶联物的内吞作用，从而显著提高所述药物偶联物中包含的药物的细胞内化。

Description

具有提高的药物递送和内化效率的药物偶联物

技术领域

本发明涉及一种具有提高的药物递送和细胞内化效率的药物偶联物，并且更具体地，涉及一种单位药物偶联物，其中，能够与另一药物偶联物结合的结合基团另外连接至其中与靶细胞特异性结合的靶向物质和药物连接在一起的药物偶联物。

背景技术

内吞作用是一个定义过程的通用术语，通过该过程，细胞导入选定的细胞外物种如分子、病毒、颗粒和微生物，并将其靶向细胞质内的特定细胞器。内吞作用通常分为吞噬作用和胞饮作用，其中，胞饮作用可以再被分为巨胞饮作用、网格蛋白介导的内吞作用、小窝蛋白介导的内吞作用、网格蛋白和小窝蛋白非依赖性的内吞作用。

内吞途径可以取决于胞吞泡的尺寸、被吞物(cargo)(配体、受体和脂质)的性质以及泡形成的机制(Conner S.D.et al.，Nature 2003；422：37-44)。例如，巨胞饮作用(＞1μm)主要通过质膜内陷将细胞外物质递送到细胞内，而网格蛋白介导的内吞作用(～120nm)、小窝蛋白介导的内吞作用(～60nm)以及网格蛋白和小窝蛋白非依赖性的内吞作用(～90nm)通过细胞内泡将细胞外物质引入到细胞内。

在分子生物学如病毒学、或药物和基因递送的领域中，细胞外物质的内吞作用在能够特异性地结合到在细胞膜上广泛表达的分子(如，受体)的药物的靶向细胞内化中起重要作用。特别是，作为将药物有效地内化到靶细胞中的方法，可以通过引入能够特异性地结合到在细胞膜上广泛表达的分子(如，受体)的分子来诱导有效的内吞作用(Marsh M.etal.，Cell 2006；124：729-40；Smith A.E.et al.，Science 2004；304：237-42)。在这种情况下，结合有药物的受体通过表面扩散在内陷部位被收集。如果这种收集未顺利地进行，则内吞作用在短时间内不会有效地发生。

血管生成是指从现有的微血管形成新的毛细血管的过程，已知其在常规生理过程如胚胎发生、伤口愈合和女性生殖周期中起到重要作用。然而，存在因血管生成的自我调节失败和血管的异常生长引起的疾病。例如，已知异常过度的血管生成在肿瘤或癌症的生长或转移，以及疾病如糖尿病视网膜病变、老年性黄斑变性、类风湿性关节炎、子宫内膜异位症、银屑病或慢性炎症中起到关键作用。血管生成也与冠状动脉疾病、脑卒中、心肌梗塞、溃疡或伤口愈合延迟相关。

在这些疾病中，肿瘤，特别是恶性肿瘤(癌症)是指构成身体的细胞因内部或外部因素的作用而不规则地分裂，因此细胞本身失去了身体的控制并在无意中增殖的疾病。此外，肿瘤通过血管、淋巴管等侵入周围组织并转移到其它器官并生长。在此，血管生成是肿瘤发生的重要机制之一。

如此，与血管生成有关的疾病表现出严重的状况，并且已开发了各种治疗剂来治疗这些疾病。然而，这些治疗剂在许多情况下不能表现出适当的治疗效果，因为主要促进血管生成的生长因子和信号机制是多样的。在这种情况下，由于重复给药过量的治疗剂量，很可能会对治疗剂产生耐药性，并且无法预期明显的治疗效果。

此外，由于作为血管生成相关疾病的治疗剂的目标的靶受体存在于血管内皮细胞中，因此，靶特异性靶向物质与受体之间的结合因血压、血流、血管通透性等在短时间内离解，从而可以释放治疗剂。因此，为了长期治疗效果，治疗剂以高剂量重复给药，引起各种副作用。

同时，与现有治疗方法不同，近来引起关注的靶向癌症治疗是一种针对肿瘤特异性生物标志物的治疗方法，其具体实例包括靶向抗癌药物治疗、治疗性放射性同位素治疗、光动力疗法等。由于用于靶向肿瘤治疗的药物是通过以肿瘤特异性生物标志物作为靶来递送的，因此，它们在诱导肿瘤细胞死亡的同时对正常细胞的损伤被最小化。为了使用于这种靶向癌症治疗的药物表现出有效的抗癌作用，该药物必须具有对肿瘤细胞的高选择性和结合亲和性，并通过细胞内化有效地递送到肿瘤细胞。

为了提高药物的细胞内化，已经开发一种配体，该配体包括能够同时与多个靶受体结合的多聚体化合物(Wu Z.et al.，J Nucl Med 2007；48：1536-1544)。然而，由于血管内皮细胞的位置特异性(血压、血流、血管通透性等)，这种配体在体内的内吞作用中具有局限性，并且具有将药物内化到细胞中的效果低的缺点。

因此，本发明人注意到以下事实，在用于诊断或治疗各种疾病如血管生成有关的疾病的常规药物偶联物的情况下，由于体内的内吞作用有限，药物的内化效率非常低，并且预期，如果通过内吞作用的药物偶联物的细胞内化提高，则诊断的灵敏度和准确性可以显著地改善，并且药物的靶向治疗功效可以显著提高。为此，本发明人为开发一种新型药物偶联物和药物递送平台做出了大量的努力，结果发现，当将结合基团另外引入到其中靶向物质与药物连接在一起的药物偶联物上时，可以诱导结合基团与引入至另一药物偶联物的另一结合基团之间的相互作用，每个药物偶联物可以与靶细胞结合，并且可以诱导体内的药物偶联物之间的交联以形成团簇，从而激活内吞作用并显著提高包含在药物偶联物中的药物的细胞内化。基于此发现，完成了本发明。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文件1)PCT/KR2011/003801

[非专利文献]

(非专利文献1)Conner S.D.et al.，Nature2003；422：37-44；

(非专利文献2)Marsh M.et al.，Cell 2006；124：729-40；

(非专利文献3)Smith A.E.et al.，Science 2004；304：237-42；

(非专利文献4)Wu Z.et al.，J Nucl Med 2007；48：1536-1544.

发明内容

本发明的一个目的是提供一种新型药物偶联物，其由于细胞内化显著增加而具有改善的药物递送效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种单位药物偶联物，其中，能够与另一药物偶联物结合的结合基团另外连接至其中与靶细胞特异性结合的靶向物质和药物连接在一起的药物偶联物。

本发明还提供一种药物偶联物，包括：所述单位药物偶联物(第一单位药物偶联物)；和另一药物偶联物(第二单位药物偶联物)，该药物偶联物能够通过结合基团与所述单位药物偶联物结合。

本发明还提供一种用于治疗各种疾病的药物组合物，优选地用于治疗血管生成相关疾病的药物组合物，该药物组合物包含所述药物偶联物。

本发明还提供一种用于诊断各种疾病的组合物，优选地用于诊断血管生成相关疾病的组合物，该组合物包含所述药物偶联物。

本发明还提供一种用于诊断和治疗各种疾病的药物组合物，优选地用于诊断和治疗血管生成相关疾病的药物组合物，该药物组合物包含所述药物偶联物。

本发明还提供一种治疗各种疾病的方法，该方法包括给药所述药物偶联物的步骤。

本发明还提供一种诊断各种疾病的方法，该方法包括使用所述药物偶联物的步骤。

本发明还提供所述药物偶联物用于治疗各种疾病的用途。

本发明还提供所述药物偶联物用于诊断各种疾病的用途。

本发明还提供所述药物偶联物在制造用于治疗各种疾病的药剂中的用途。

附图说明

图1A是示出根据本发明的单位药物偶联物的结构的示意图。

图1B是示出本发明的工作原理的示意图。

图2示出了根据本发明的一个实例的在类似细胞的环境中确认单位药物偶联物之间的交联的结果。

图3A描绘了根据本发明的一个实例的确认通过偶联物之间的交联的形成促进内吞作用的效果的结果的荧光图像。

图3B示出了根据本发明的一个实例的通过偶联物之间的交联的形成来确认促进内吞作用的效果的结果的荧光图像的荧光强度的量化结果。

图3C示出了根据本发明的一个实例的通过偶联物之间的交联的形成确认促进内吞作用的效果的结果的荧光图像的Z-stack分析的结果。

图4示出了根据本发明的一个实例的药物偶联物的体外生物分布实验的结果。

图5示出了根据本发明的一个实例的根据单位药物偶联物的连续剂量检查在肿瘤中保留的差异的结果。

图6示出了根据本发明的一个实例的通过单位药物偶联物的连续给药检查提高肿瘤中的保留的效果的结果。

具体实施方式

除非另外定义，否则在本说明书中使用的所有技术及科学术语均具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的相同含义。通常，本说明书中使用的命名法在本领域中公知的且常用的。

在本发明中，可以发现，当其中靶向物质与药物结合在一起的单位药物偶联物之间的结合基团的体内结合被诱导时，与靶细胞结合的药物偶联物(复合物)通过交联而聚集，然后促进药物偶联物的内吞作用并且提高其细胞内化，从而提高药物的细胞内浓度和保留。

因此，在一个方面，本发明涉及一种单位药物偶联物，其中，能够与另一药物偶联物结合的结合基团另外连接至其中与靶细胞特异性结合的靶向物质和药物连接在一起的药物偶联物。

在本发明中，所述靶向物质可以与在靶细胞中特异性表达或过度表达的靶特异性结合，并且所述药物可以是治疗性或诊断性药物，而不限于此。

在本发明中，所述靶向物质和所述药物可以通过连接体连接在一起，但是所述靶向物质和所述药物也可以在没有连接体的情况下直接连接在一起。

在本发明中，所述结合基团还可以与所述连接体连接，但是也可以与所述药物偶联物的其它位点连接。在本发明中，所述结合基团可以为一个或多个。

在另一方面，本发明涉及一种药物偶联物，包括：所述单位药物偶联物(第一单位药物偶联物)；和另一药物偶联物(第二单位药物偶联物)，该药物偶联物能够通过结合基团与所述单位药物偶联物结合。

在本发明中，当将包含在第一单位药物偶联物中的结合基团命名为第一结合基团并将包含在第二单位药物偶联物中的结合基团命名为第二结合基团时，第一单位药物偶联物和第二单位药物偶联物的特征可以在于，所述第一结合基团和所述第二结合基团彼此结合。

在本发明中，引入至第一单位药物偶联物的靶向物质和引入至第二单位药物偶联物的靶向物质可以彼此相同或不同，但是所有的靶向物质都可以与在同一靶细胞中特异性表达或过度表达的靶特异性结合。

在本发明中，引入至第一单位药物偶联物的药物和引入至第二单位药物偶联物的药物可以彼此相同或不同。

本发明还可以提供一种包含多个单位药物偶联物的多药物偶联物，该多药物偶联物可以通过一个或多个结合基团对结合在一起。

本发明还提供一种单位药物偶联物对，包括：所述单位药物偶联物(第一单位药物偶联物)；和另一药物偶联物(第二单位药物偶联物)，该药物偶联物具有能够结合至所述第一单位药物偶联物的第一结合基团的第二结合基团。

本发明还提供多个单位药物偶联物，包括：所述单位药物偶联物(第一单位药物偶联物)；和另一药物偶联物(第二单位药物偶联物)，该药物偶联物具有能够结合至所述第一单位药物偶联物的第一结合基团的第二结合基团。

所述第二单位药物偶联物可以是一种单位药物偶联物，其中，能够结合至所述第一单位药物偶联物的第一结合基团的第二结合基团另外与如下药物偶联物连接，在该药物偶联物中，与在靶细胞中特异性表达或过度表达的靶特异性结合的第二靶向物质与治疗性或诊断性药物连接在一起。

本发明还涉及一种第二单位药物偶联物，其中，能够与第一单位药物偶联物的第一结合基团结合的第二结合基团另外与如下药物偶联物连接，在该药物偶联物中，与在靶细胞中特异性表达或过度表达的靶特异性结合的第二靶向物质与治疗性或诊断性药物连接在一起。

此外，本发明涉及一种药物偶联物，该药物偶联物通过第一单位药物偶联物的第一结合基团与第二单位药物偶联物的第二结合基团之间的结合而形成。

当使用根据本发明的第一单位药物偶联物和/或第二单位药物偶联物时，可以快速地靶向靶细胞，例如，癌细胞。即，当现有的抗癌药物具有低的肿瘤摄取药代动力学时，其抑制正常细胞，并且由于其快速的体内代谢而功效降低，因此，必须大剂量给药。然而，当使用根据本发明的第一单位药物偶联物和/或第二单位药物偶联物时，具有的优点在于，单位药物偶联物在血液中稳定，并且可以以几乎没有毒性的含量快速且选择性地靶向肿瘤的细胞膜蛋白。

此外，当使用根据本发明的第一单位药物偶联物和/或第二单位药物偶联物时，具有的优点在于，可以提高药物的肿瘤细胞内化。即，现有抗癌药物的癌细胞内化仅依赖于天然的细胞内摄取机制，但是当使用根据本发明的第一单位药物偶联物和/或第二单位药物偶联物时，通过体内分子间相互作用发生第一单位药物偶联物和/或第二单位药物偶联物之间的交联快速和选择性地结合至靶细胞(例如，癌症的靶位点)，并且通过交联形成的多个复合物(膜蛋白和靶向物质之间的复合物)被分组以形成团簇。这种团簇加速内吞作用，并且因此提高药物的细胞内化。这表现出人工提高已知的天然细胞内化的惊人效果。

在本发明中，作为引入至第一单位药物偶联物的靶向物质(第一靶向物质)和引入至第二单位药物偶联物的靶向物质(第二靶向物质)，可以使用任意物质而没有限制，只要它们是能够与在靶细胞中特异性表达或过度表达的靶特异性结合的物质即可。

在本发明中，“在靶细胞中特异性表达”是指该靶在正常细胞中不表达，而是仅在靶细胞中特异性表达，“在靶细胞中过度表达”是指与正常细胞相比，该靶在靶细胞中异常地高度表达。

第一靶向物质和第二靶向物质可以靶向相同的靶或不同的靶，即使当它们靶向相同的靶时，也可以是不同的物质。

例如，当使用靶向在癌细胞的表面上特异性表达的表皮生长因子(EGF)的第一靶向物质和第二靶向物质时，第一靶向物质和第二靶向物质两者都可以是针对EGF受体的抗体，或者第一靶向物质可以是针对EGF受体的抗体，第二靶向物质可以是作为EGF受体的配体的EGF。

此外，即使当第一靶向物质和第二靶向物质两者都是EGF受体的抗体(优选地单克隆抗体)时，它们也可以是具有不同的CDR(互补性决定区)或可变区的抗体。

能够与在靶细胞中特异性表达的靶特异性结合的物质可以选自抗体、适体、诸如配体的多肽、碳水化合物和小分子化合物，而不限于此。

如本文中所使用，术语“抗体”不仅包括整个抗体形式，还包括抗体分子的抗原结合片段。

整个抗体具有具有两个全长轻链和两个全长重链的结构，所述轻链通过二硫键分别与重链连接。各个重链恒定区具有gamma(γ)、mu(m)、alpha(α)、delta(δ)和epsilon(ε)类型，以及gamma1(γ1)、gamma2(γ2)、gamma3(γ3)、gamma4(γ4)、alpha1(α1)和alpha2(α2)子类。各个轻链恒定区具有kappa(κ)和lambda(λ)类型。

如本文中所使用，术语“抗体的抗原结合片段”或“抗体片段”是指保留抗原结合功能的片段，并且包括Fab、F(ab′)、F(ab′)2和Fv。在抗体片段之中，Fab具有具有重链可变区和轻链可变区、轻链恒定区和第一重链恒定区(CH1)的结构，并且Fab具有一个抗原结合位点。Fab’与Fab的不同之处在于，Fab’具有在重链CH1域的C端包含一个或多个半胱氨酸残基的铰链区。F(ab′)2抗体通过在Fab’片段的铰链区中的半胱氨酸残基之间形成的二硫键生成。Fv是仅具有重链可变区和轻链可变区的最小的抗体部分。双链Fv具有其中重链可变区和轻链可变区通过非共价结合连接在一起的结构，并且单链Fv(scFv)通常包括通过多肽连接体彼此共价连接或在C端直接连接的重链可变区和轻链可变区，从而形成如双链Fv中的二聚体结构。这些抗体片段可以使用蛋白酶得到(例如，整个抗体可以用木瓜蛋白酶来限制性酶切消化以得到Fab片段，并且可以用胃蛋白酶消化以得到F(ab′)2片段)，也可以通过基因重组技术生成。

“Fv”片段是包含完整抗体识别和结合位点的抗体片段。这种区域包含二聚体，例如，scFv，其由彼此之间基本紧密共价连接的一个重链可变区和一个轻链可变区组成。

“Fab”片段包括轻链的可变区和恒定区，以及重链的可变区和第一恒定区(CHI)。F(ab′)2抗体片段通常包括一对Fab片段，其通过位于其间靠近其羧基端的铰链半胱氨酸而共价连接。

“单链Fv”或“scFv”抗体片段包括抗体的VH和VL区，其中，这些区存在于单个多肽链中。为了使scFv形成用于抗原结合的期望的结构，Fv多肽还可以包括VH区和VL区之间的多肽连接体。

在本发明中，所述药物偶联物的靶向物质是指能够与在靶细胞中特异性表达或过度表达的靶结合的物质，其实例包括，但不限于，与整联蛋白αvβ3特异性结合的RGD(精氨酸(R)-甘氨酸(G)-天冬氨酸(D))肽、与前列腺特异性膜抗原(PSMA)结合的谷氨酸-脲-赖氨酸(GUL)模体、与EGF受体结合的EGF、与血管内皮生长因子(VEGF)受体结合的VEGF-A或VEGF-B等。

如上所述，在靶细胞中特异性表达或过度表达的靶是指与正常细胞相比，在特定疾病中特异性表达或过度表达的蛋白质，其实例包括，但不限于，受体或肿瘤特异性抗原等。

在靶细胞中特异性表达的靶的实例包括，但不限于，整联蛋白如整联蛋白αvβ3、前列腺特异性膜抗原(PSMA)、CD3、CD4、CD6、CD11a、CD19、CD20、CD22、CD30、CD33、CD38、CD40、CD52、CD62、CD79b、CD80、CGRP、OX-40、CTLA4、4-1BB、PD-1、EGF受体、TNF受体如TNF(肿瘤坏死因子)-α、Fc受体、叶酸受体、GD2、HER2、Her2/neu、HER3、HER4、VEGF受体、干扰素受体、IgE受体、IGF-1受体、白介素-2受体、白介素-5受体、白介素-6受体、白介素-17受体A、白介素-31受体、白介素-36受体、B7-H3和CCR4。

例如，可以使与整联蛋白αvβ3特异性结合的RGD(精氨酸(R)-甘氨酸(G)-天冬氨酸(D))肽、靶向前列腺特异性膜抗原(PSMA)的谷氨酸-脲-赖氨酸(GUL)模体、抗体、适体、小分子化合物或靶向肿瘤的肽，而不限于此。

本发明的一个实施方案中使用的RGD肽是与作为涉及肿瘤新血管形成的膜蛋白的整联蛋白αvβ3特异性结合的靶向物质，其基于三种氨基酸(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)，并且可以用作用于肿瘤的诊断或治疗的靶向物质。同时，可用于另一实施方案中的谷氨酸-脲-赖氨酸模体可以是靶向已知为前列腺癌的生物标志物的PSMA的靶向物质，但不限于此。

在本发明中，靶细胞是作为用于疾病，优选地血管生成相关疾病的诊断或治疗的靶的细胞，或作为用于前列腺癌的诊断或治疗的靶的细胞，其实例包括肿瘤细胞、引起动脉粥样硬化的细胞、引起心肌梗死的细胞等。

在本发明中，包含在第一单位药物偶联物和第二单位药物偶联物中的药物可以是相同的药物或不同的药物。

所述药物是包括诊断药物和治疗药物两者的概念。所述诊断药物可以是荧光染料或诊断性伽马射线/正电子发射放射性同位素，而不限于此。所述治疗药物可以选自以下物质：用于光动力学疗法的光敏剂、用于硼中子捕获治疗的含同位素硼(10B)的分子、用于核医学治疗的α/β辐射发射治疗性放射性同位素、以及用于抗癌化疗的抗癌药物，而不限于此。所述药物可以是小分子化合物、合成药物、肽、蛋白质或抗体，而不限于此。

例如，所述药物可以是选自以下的至少一种：美登醇、澳瑞他汀、氨基蝶呤、放线菌素、博来霉素、他利霉素、喜树碱、N8-乙酰亚精胺、1-(2-氯乙基)-1，2-二甲基磺酰肼、埃斯培拉霉素、依托泊苷、6-巯基嘌呤、海兔毒素、单端孢霉烯、刺孢霉素、紫杉酚、紫杉烷、紫杉醇、多烯紫杉醇、甲氨蝶呤、长春新碱、长春花碱、阿霉素、美法仑、丝裂霉素A、丝裂霉素C、苯丁酸氮芥、倍癌霉素、L-天冬酰胺酶、巯基嘌呤、硫鸟嘌呤、羟基脲、阿糖胞苷、环磷酰胺、异环磷酰胺、亚硝基脲、顺铂、卡铂、丝裂霉素、达卡巴嗪、丙卡巴肼、拓扑替康、氮芥、环磷酰胺、依托泊苷、5-氟尿嘧啶、双氯乙基亚硝基脲(BCNU)、伊立替康、喜树碱、博来霉素、去甲氧柔红霉素、柔红霉素、放线菌素D、普卡霉素、米托蒽醌、天冬酰胺酶、长春瑞滨、苯丁酸氮芥、美法仑、卡莫司汀、洛莫司汀、白消安、曲奥舒凡、氮烯咪胺、依托泊苷、替尼泊苷、拓扑替康、9-氨基喜树碱、克立那托、丝裂霉素C、三甲曲沙、霉酚酸、噻唑呋林、利巴韦林、5-乙炔基-1-β-D-呋喃核糖基咪唑-4-甲酰胺(5-ethynyl-1-beta-dribofuranosylimidazole-4-carboxamide)(EICAR)、羟基脲、去铁胺、氟尿苷、去氧氟尿苷、雷替曲塞、阿糖胞苷(ara C)、胞嘧啶阿拉伯糖苷、氟达拉宾、他莫昔芬、雷洛昔芬、甲地孕酮、戈舍瑞林、醋酸亮丙瑞林、氟他胺、比卡鲁胺、EB1089、CB1093、KH1060、维替泊芬、酞菁、光敏剂Pe4、去甲氧基-竹红菌甲素A、干扰素-α、干扰素-γ、肿瘤坏死因子、吉西他滨、万珂(velcade)、瑞米德(revamid)、泰拉米德(thalamid)、洛伐他汀、1-甲基-4-苯基吡啶离子、星形孢菌素、更生霉素、放线菌素、博来霉素A2、博来霉素B2、培洛霉素、表柔比星、吡柔比星、佐柔比星、米托蒽醌、维拉帕米、毒胡萝卜素、替莫唑胺、核酸酶、来自细菌或动物/植物的毒素、放射性同位素和荧光染料，而不限于此。

示例性地，所述放射性同位素可以是发射伽马射线或正电子以提供诊断图像的同位素，或发射β射线或α射线以提供治疗效果的同位素，并且可以是，例如，¹¹C、¹⁸F、⁹⁹mTc、¹⁸⁸Re、^{125/123/124/131}I、⁸⁹Zr、⁶⁴/⁶⁷Cu、⁶⁸Ga、¹⁷⁷Lu、⁹⁰Y、²²⁵Ac或²¹¹At，而不限于此。

示例性地，所述荧光染料可以是异硫氰酸荧光素(FITC)、四甲基罗丹明(TRITC)、alexa fluor系列或青色素(Cy)系列荧光染料，而不限于此。

优选地，根据本发明的第一单位药物偶联物和第二单位药物偶联物中包含的药物彼此不同。如上所述，当第一单位药物偶联物和第二单位药物偶联物中包含的药物彼此不同时，其优点在于，可以通过多种药物的载入和递送以定制方式进行联合治疗。即，癌症对现有抗癌剂的耐药性缩短了抗癌剂的使用周期，并且最终导致病人停止治疗；然而，通过将多种药物引入第一单位药物偶联物和第二单位药物偶联物用于诊断和治疗癌症的目的，可以实现与耐药性相对应的定制治疗和联合疗法。

在本发明中，第一结合基团和第二结合基团可以没有限制地使用，只要它们是可以在体内结合的结合基团即可。结合基团可以是通过点击反应结合的结合基团、通过主客体化学相互作用进行结合的结合基团、或亲和素-生物素结合基团，而不限于此。

在本发明中，结合可以通过点击反应来结合、通过主客体相互作用来结合或亲和素-生物素结合，而不限于此。对于本领域技术人员显而易见的是，可以使用任意结合而没有限制，只要可以发生体内交联以诱导两个或更多个单位药物偶联物之间的相互作用即可。

具体地，所述结合基团包括使用点击反应的结合基团。在各种点击反应的类型中，无铜催化剂的点击反应已知为一种即使在如体内环境的含水环境中也在短时间内发生结合的反应(Jewett J.C.et al.Chem.Soc.Rev.2010；39：1272-1279)。在一些实施方案中，通过点击反应进行结合的结合基团可以是叠氮-氮杂二苯并环辛炔(ADIBO)结合基团、反式环辛烯(TCO)-四嗪结合基团或炔烃-环戊二烯酮结合基团，而不限于此。

在本发明中，主客体相互作用是表现出高结合强度的主体与客体化合物之间的非共价结合(Yu G.et al.，Theranostics.2019；9：3047-3074)。特别地，主客体相互作用适用于本发明，因为即使在类似于体内环境的环境中，其也表现出化合物之间的高结合强度。在一个实施方案中，通过主客体相互作用进行结合的结合基团可以是葫芦脲-金刚烷或环糊精-氨基酸结合基团，而不限于此。

所述结合基团也可以使用亲和素-生物素相互作用。亲和素-生物素相互作用是选择性的结合，并且是自然界中存在的强非共价相互作用之一，其优势在于比抗体-抗原结合具有更强的结合强度(Jain A.et al.J Control Release.2017；245：27-40)。

在本发明中，包含在第一单位药物偶联物中的第一靶向物质和药物，和/或包含在第二单位药物偶联物中的第二靶向物质和药物可以通过连接体连接在一起，或者在没有连接体的情况下直接连接。

此外，包含在第一单位药物偶联物中的第一靶向物质和第一结合基团，和/或包含在第二单位药物偶联物中的第二靶向物质和第二结合基团可以通过连接体连接在一起，或者在没有连接体的情况下直接连接。

在一个优选的实施方案中，如图1A中所示，第一单位药物偶联物中包含的第一靶向物质、药物和第一结合基团通过具有三个或更多个官能团的连接体(连接基团)连接在一起，而不限于此。第一靶向物质、药物和第一结合基团可以通过连接体连接在一起，或可以直接连接在一起。

在本发明中，所述连接体可以是氨基酸、碳氢化合物或PEG链，而不限于此。即，作为连接体，可以使用任意物质而没有限制，只要是本领域已知的具有原子或分子基团和其它适合于将靶向物质和药物连接在一起并另外将结合基团连接到其上的官能团的物质即可。

在另一方面，本发明涉及一种药物偶联物，包括：所述单位药物偶联物(第一单位药物偶联物)；和另一药物偶联物(第二单位药物偶联物)，该药物偶联物能够通过结合基团(第一结合基团和第二结合基团)与所述单位药物偶联物结合。

在本发明中，结合可以通过点击反应来结合、通过主客体相互作用来结合或亲和素-生物素结合，而不限于此。

在本发明中，通过点击反应的结合可以是叠氮-ADIBO结合、TCO-四嗪结合或炔烃-环戊二烯酮结合，而不限于此。

在本发明中，通过主客体相互作用的结合可以是葫芦脲-金刚烷结合或环糊精-氨基酸结合，而不限于此。

在又一方面中，本发明涉及一种包含所述单位药物偶联物的用于治疗血管生成相关疾病的药物组合物。

所述药物组合物可以包括两种或更多种不同的单位药物偶联物。术语“两种或更多种不同的单位药物偶联物”可以是指在两种或更多种单位药物偶联物之间，起作用以使得构成各个单位药物偶联物的药物偶联物之间能够相互作用的结合基团是不同的。此外，这可以是指与包括两种或更多种单位药物偶联物的多个单位药物偶联物键合的药物彼此不同。

在本发明中，第一单位药物偶联物和第二单位药物偶联物可以同时给药，但是优选地，它们可以顺序地给药。在本发明的优选实施方案中，第一单位药物偶联物在第二单位药物偶联物之前给药，并且在第一单位药物偶联物到达并与靶细胞结合之后再给药第二单位药物偶联物。

在一个实施方案中，在给药第一单位药物偶联物之后1分钟至600分钟，优选地5分钟至480分钟，更优选地10分钟至300分钟，最优选地30分钟至240分钟给药第二单位药物偶联物。

第二单位药物偶联物的用量可以与第一单位药物偶联物的用量相同。同时，每第一单位药物偶联物可以使用一种或更多种单位药物偶联物，例如，每第一单位药物偶联物可以使用1至10种类型，优选地1至5种类型的单位药物偶联物，而不限于此。

在本发明中，血管生成相关疾病可以选自良性肿瘤、恶性肿瘤(癌症)、糖尿病视网膜病变、老年性黄斑变性、类风湿性关节炎、子宫内膜异位症、银屑病、慢性炎症、冠状动脉疾病、动脉粥样硬化、脑卒中、溃疡和心肌梗塞，而不限于此。

在又一方面中，本发明涉及一种包含所述单位药物偶联物的用于治疗血管生成相关疾病的组合物。

在另一方面中，本发明涉及一种包含所述单位药物偶联物的用于诊断和治疗血管生成相关疾病的组合物，使得可以同时进行诊断和治疗。

在本发明中，第一单位药物偶联物可以在第二单位药物偶联物之前给药，第一单位药物偶联物中包含的药物可以是诊断药物，并且第二单位药物偶联物中包含的药物可以是治疗药物。

在本发明中，第一单位药物偶联物可以在第二单位药物偶联物之前给药，第一单位药物偶联物中包含的药物可以是治疗药物，并且第二单位药物偶联物中包含的药物可以是诊断药物。

在本发明中，所述药物组合物可以制备为选自注射剂、口服制剂、修补剂、溶液、胶囊、颗粒、片剂、粉剂、喷雾剂、药膏、凝胶、用于粘膜给药的制剂和栓剂中的任意一种剂型，而不限于此。这些剂型可以通过本技术领域中用于制剂的常规方法制备，或通过Remington′s Pharmaceutical Science(最新版本)，Mack Publishing Company，EastonPA中公开的方法制备，并且可以根据各个疾病或成分以不同形式制备。然而，上述描述是示例性的，本发明应用的剂型不限于上面的描述。

在本发明中，所述药物组合物还可以包含可接受的赋形剂，并且佐剂可以是，例如，载体。可以使用的药学上可接受的载体是生理盐水、无菌水、林格液、缓冲盐水、葡萄糖溶液、麦芽糊精溶液、甘油、乙醇和它们的混合物中的一种或多种。根据需要，可以加入其它的常规添加剂如抗氧化剂、缓冲液和抑菌剂。此外，所述药物组合物可以通过另外加入稀释剂、分散剂、表面活性剂、粘合剂和润滑剂而配制为：可注射剂型，如水溶液、悬浮液或乳剂；药丸；胶囊；颗粒；或片剂。然而，上述描述是示例性的，本发明中可以使用的佐剂或载体不限于上述描述。

本发明的组合物可以根据期望的方法进行肠胃外(例如，静脉内、皮下、口服、腹腔内或局部)给药，并且其剂量可以根据患者的体重、年龄、性别、健康状况和饮食习惯、给药持续时间、给药方式、排泄率和疾病的严重程度而异。在这种情况下，剂量方案和剂量将根据患者的年龄、体重和反应而异。适当的剂量方案和剂量应当由本领域普通技术人员考虑这些因素来确定。

所述单位药物偶联物的构成分为靶向物质、结合基团、药物和连接体，如图1A中所示，并且各个成分的作用总结如下。

靶向物质

靶向物质是指能够与在靶细胞中特异性表达或过度表达的靶结合的物质。示例性地，靶向物质是指与包含在肿瘤血管生成中的整联蛋白受体特异性结合的配体、与包含在PSMA中的受体结合的配体、与EGF受体结合的配体、与血管内皮细胞生长因子(VEGF)受体结合的配体等，而不限于此。

结合基团

结合基团是在不同的单位药物偶联物之间诱导体内交联的官能团，并且当相互靠近时可以自发地以共价键或非共价键彼此结合。结合的实例包括，但不限于，通过点击反应结合、通过主客体相互作用结合、或亲和素-生物素结合。

用于通过点击反应进行结合的结合基团可以是叠氮-ADIBO、TCO-四嗪或炔烃-环戊二烯酮，而不限于此。

用于通过主客体相互作用进行结合的结合基团可以是葫芦脲-金刚烷或环糊精-氨基酸，而不限于此。

亲和素-生物素结合基团可以是亲和素-生物素，而不限于此。多个单位药物偶联物通过结合基团结合在一起的方法是非常多样的，现在将详细介绍其中的一些实施方案。

根据本发明，一个或多个第二单位药物偶联物可以与第一单位药物偶联物结合。

当一个第二单位药物偶联物与第一单位药物偶联物结合时，通过结合基团之间的点击反应结合、通过主客体相互作用在结合基团之间的结合、或结合基团之间的亲和素-生物素结合可以用于体内交联。示例性地，当用于单位药物偶联物之间的结合的结合基团分别表示为“A”和“a”时，所述单位药物偶联物可以分别包括一个“A”和一个“a”。当多个第二单位药物偶联物与第一单位药物偶联物结合时，第一单位药物偶联物的结合基团结构可以比一个第二单位药物偶联物的结合基团的结构更多样。具体地，在用于体内交联所选择的结合方法中，引入至单位药物偶联物中的结合基团可以分别表示为“A”和“a”。在这种情况下，第一单位药物偶联物可以包括一个或多个“A”作为结合基团，并且该单位药物偶联物可以与包括“a”的多个第二单位药物偶联物结合。在这种情况下，单位药物偶联物中包含的多个“A”可以以各种形式连接至单位药物偶联物，具体地，如下面所示，多个“A”可以以直链形式、环状形式、支链形式等连接，而不限于此。在这种情况下，“A”是指可以如上述结合基团中所描述的相互作用的结合基团，其具体实例包括：叠氮-ADIBO、TCO-四嗪、炔烃-环戊二烯酮、葫芦脲-金刚烷、环糊精-氨基酸、亲和素-生物素等。结合基团的数目可以为1至30。如图1A中所示，“Y”是连接体，

是结合基团。下面是直链结构、环状结构和支链结构的示例性代表，但是本发明不限于此。

直链

环状

支链

药物

在本发明中，术语“药物”是包括诊断药物和治疗药物两者的概念。所述诊断药物可以表征为荧光染料或诊断性伽马射线/正电子发射放射性同位素，而不限于此。所述治疗药物可以选自：用于光动力治疗的光敏剂、用于硼中子捕捕获治疗的含同位素硼(10B)的分子、用于核医学治疗的α/β辐射放射治疗性放射性同位素、以及用于抗癌化疗的抗癌药物，而不限于此。

连接体

术语“连接体”是指具有用于将靶向物质与药物连接在一起的原子基团或分子基团及其它官能团，并另外连接结合基团的物质。所述连接体可以是氨基酸、碳氢化合物或PEG链，而不限于此。具体地，连接体可以包括：具有羧酸和胺作为官能团的氨基酸链；在至少一个或多个残基中具有胺(-NH₂)、羧酸(-COOH)、磺酸(-SH)、醇(-OH)或卤素基团(-Br、C1、I等)的烃链；或PEG链，作为将成分连接在一起的官能团。

在另一方面，本发明涉及用于诊断血管生成相关疾病的试剂盒或用于治疗血管生成相关疾病的试剂盒，所述试剂盒包含一种或两种或更多种上述单位药物偶联物。

在另一方面，本发明涉及所述药物偶联物用于治疗血管生成相关疾病的用途。

在另一方面，本发明涉及所述药物偶联物在制造用于治疗血管生成相关疾病的药物中的用途。

在另一方面，本发明涉及所述药物偶联物用于诊断血管生成相关疾病的用途。

在另一方面，本发明涉及所述药物偶联物在制造用于诊断血管生成相关疾病的药物中的用途。

在另一方面，本发明涉及所述药物偶联物用于治疗和诊断血管生成相关疾病的用途。

在又一方面，本发明涉及所述药物偶联物在制造用于治疗和诊断血管生成相关疾病的药物中的用途。

根据本发明的单位药物偶联物可以用于多种诊断和治疗方法如荧光图像引导手术、核医学诊断(核成像)、光动力治疗(PDT)、硼中子捕获治疗(BNCT)、放射免疫治疗和靶向抗癌化疗中。

因此，在另一方面，本发明涉及一种用于治疗血管生成相关疾病的方法，包括以下步骤：

(a)对需要治疗血管生成相关疾病的受试者给药第一单位药物偶联物；和

(b)对受试者给药第二单位药物偶联物。

因此，在又一方面，本发明涉及一种用于诊断血管生成相关疾病的方法，包括以下步骤：

(a)对需要诊断血管生成相关疾病的受试者给药第一单位药物偶联物；和

(b)对受试者给药第二单位药物偶联物。

因此，在再一方面，本发明涉及一种用于诊断和治疗血管生成相关疾病的方法，包括以下步骤：

(a)对需要诊断和治疗血管生成相关疾病的受试者给药第一单位药物偶联物；和

(b)对受试者给药第二单位药物偶联物。

综合来看，根据本发明的药物偶联物具有以下特征。

首先，根据本发明的单位药物偶联物可以快速靶向单位药物偶联物作用的细胞。通常，如果药物未特异性结合到靶细胞，或者靶细胞中摄取的药代动力学缓慢，则出现的问题是，药物抑制除靶细胞以外的正常细胞的功能，并且由于体内代谢使药物的疗效降低，从而导致药物剂量增加。然而，由于根据本发明的药物偶联物在其中引入特异性结合到靶细胞的靶向物质，因此，即使当以低剂量给药时，也可以表现出高治疗效果，从而防止由高剂量给药引起的毒性或副作用。

其次，根据本发明的药物偶联物提高细胞内化。常规肿瘤细胞靶向治疗剂的细胞内化仅依赖于天然内化摄取机制，而根据本发明的单位药物偶联物在其中引入了诱导体内交联的结合基团，从而诱导单位药物偶联物之间的体内结合。特别是，在首先给药具有结合基团的所述单位药物偶联物，然后给药能够结合到所述结合基团的另一单位药物偶联物的顺序给药方法中，由于各个单位药物偶联物包含特异性结合到靶细胞的靶向物质，因此，所述单位药物偶联物特异性结合到靶细胞上的靶。与这些靶细胞结合的多个单位药物偶联物在体内交联，并且通过在多个形成的复合物之间诱导体内交联来形成团簇。这种团簇加快了内吞作用并促进了药物的细胞内化。因此，即使当以低剂量给药该药物时，也可以有效地递送到靶细胞。这是一种人工提高自然内吞作用的方法。在这种方法中，可以向单位药物偶联物引入一个或多个相同的或不同的结合基团(例如，通过点击反应进行结合的结合基团、通过主客体相互作用进行结合的结合基团等)，并且其中引入的具有不同结合基团的单位药物偶联物可以与其它位药物偶联物相互作用并与之结合。因此，可以通过在三种或更多种不同的单位药物偶联物之间诱导体内交联来形成团簇，并且包含在药物偶联物中的药物也可以是三种或更多种不同的药物。

最后，根据本发明，多用途疗法和联合疗法可以以定制的方式。由于多个单位药物偶联物可以具有不同的结合基团和不同的药物，并且多个不同的单位药物偶联物可以包含各种药物，因此，它们可以非常有效地用于多用途疗法和联合疗法。此外，当本发明的一个单位药物偶联物包含诊断药物并且另一单位药物偶联物包含治疗药物时，可以同时进行诊断和治疗。

下文中，将参照实施例更详细地描述本发明。这些实施例仅用于更详细地描述本发明，并且对于本领域普通技术人员显而易见的是，本发明的范围不应理解为受这些实施例的限制。

实施例1.药物偶联物的生产

1-1.单位药物偶联物的生产

在本发明的一个实施方案中选择的靶向物质是在肿瘤血管生成中与整联蛋白αvβ3结合的RGD肽，其结构如下所示。

肽A

肽B

具体地，肽A是通过将两个环状RGDfK与天冬氨酸(D)连接而得到的D-[c(RGDfK)]₂，肽B是通过将环状RGDfK和含有酪氨酸的环状RGDyK与天冬氨酸(D)连接而得到的D-c(RGDyK)-c(RGDfK)。这些靶向物质是基于BC Lee et al.，RSC Advances 2013；3：782-792合成的。

本发明中使用的单位药物偶联物如下所示。各个单位药物偶联物具有其中靶向物质、药物和结合基团通过连接体连接在一起的结构。通过连接体将成分连接在一起的各种方法是本领域中公知的，但是在本实施例中，使用酰胺键生产各个药物偶联物。

单位药物偶联物1

靶向物质＝肽B，药物＝FITC，结合基团＝叠氮化物

单位药物偶联物1-1

靶向物质＝肽B，药物＝FITC，结合基团＝β-CD

单位药物偶联物2

靶向物质＝肽A，药物＝TRITC，结合基团＝ADIBO

单位药物偶联物2-1

靶向物质＝肽A，药物＝TRITC，结合基团＝金刚烷

单位药物偶联物3

靶向物质＝肽B，药物＝FITC，结合基团＝四嗪

单位药物偶联物4

靶向物质＝肽A，药物＝TRITC，结合基团＝TCO

单位药物偶联物5

靶向物质＝RGD肽A，药物＝放射性同位素碘(¹²³I或¹²⁵I)，结合基团＝叠氮化物

单位药物偶联物6

靶向物质＝RGD肽B，结合基团＝ADIBO

单位药物偶联物7

靶向物质＝RGD肽A，药物＝碘，结合基团＝叠氮化物

单位药物偶联物8

靶向物质＝环状RGDyK，结合基团＝

单位药物偶联物9

靶向物质＝环状RGDyK，结合基团＝

单位药物偶联物(9a-b)

靶向物质＝环状RGDyK(9a)，肽A(9b)，结合基团＝

单位药物偶联物10

靶向物质＝环状RGDyK，结合基团＝

单位药物偶联物11

靶向物质＝环状RGDfK，结合基团＝ADIBO

单位药物偶联物12

靶向物质＝肽A，药物＝替莫唑胺，结合基团＝ADIBO

单位药物偶联物(12a-c)

靶向物质＝肽A，药物＝替莫唑胺(12a)，5-氟尿嘧啶(12b)，硼卡钠(12c)，结合基团＝ADIBO

药物偶联物1-2：单位药物偶联物1和2的组合

药物偶联物3-4：单位药物偶联物3和4的组合

药物偶联物5-6：单位药物偶联物5和6的组合

药物偶联物6-7：单位药物偶联物6和7的组合

在另一实施例中，生产了靶向PSMA的单位药物偶联物。

选择的靶向物质是与PSMA结合的谷氨酸-脲-赖氨酸(GUL)类模体，其结构如下。所述靶向物质是基于Maresca K.P.et al.，J Med Chem 2009；52：347-357.合成的。

肽C

单位药物偶联物13

靶向物质＝肽C，药物＝FITC，结合基团＝叠氮化物

单位药物偶联物14

靶向物质＝肽C，药物＝TRITC，结合基团＝ADIBO

单位药物偶联物15

靶向物质＝肽C，药物＝FITC，结合基团＝叠氮化物

单位药物偶联物16

靶向物质＝肽C，药物＝TRITC，结合基团＝ADIBO

单位药物偶联物17

靶向物质＝肽C，药物＝FITC，结合基团＝叠氮化物

单位药物偶联物18

靶向物质＝肽C，药物＝TRITC，结合基团＝ADIBO

实施例2.单位药物偶联物之间的交联的检证

实验中使用了单位药物偶联物1至4，以便检查在体外实验条件下单位药物偶联物之间的交联和结合完成时的时间。将单位药物偶联物1溶解在水和PBS缓冲液的混合溶液(v/v＝1∶1，0.5mL)中，然后向其中加入溶解在相同溶液(0.5mL)中的单位药物偶联物2，并在室温下反应40分钟。开始反应后，每10分钟从反应混合物中采集少量(0.1mL)，并使用HPLC进行分析。对单位药物偶联物3和单位药物偶联物4进行同样的实验。

分析结果示于图2中，可以确认，在反应开始后10分钟产生通过单位药物偶联物1和2之间的交联产生的药物偶联物1-2，并且该结合反应在40分钟时结束，并且在反应开始后10分钟产生通过单位药物偶联物3和4之间的交联产生的药物偶联物3-4，并且该结合反应在30分钟时结束。因此，经实验证明，按最初设计，在与体内条件类似的条件下在体外进行单位药物偶联物之间的交联，这表明在后续的体外实验中证明本发明没有困难。

实施例3.单位药物偶联物的体内结合亲和性和细胞内化的检证

荧光共振能量转移(FRET)方法是一种通过测量在1nm至10nm处发生的两个荧光染料之间的荧光共振能量来检查两种化合物之间的相互作用的分析方法。根据本发明，使用FRET方法来测量单位药物偶联物之间的结合和单位药物偶联物的细胞内化。用于比较和确认细胞内化的FRET实验的条件如下面表1中所示设计，并且在本实验中使用的单位药物偶联物分别为单位药物偶联物1和2，和单位药物偶联物3和4。

下面表1中描述的偶联后靶向是指在体外实验之前单位药物偶联物交联的形式。例如，它指的是在靶向之前，通过作为单位药物偶联物1的结合基团的叠氮，与作为单位药物偶联物2的结合基团的ADIBO结合形成药物偶联物1-2。靶向后偶联是指根据本发明的技术，并且在该技术中，在作为实例的单位药物偶联物1和2的情况下，单位药物偶联物1靶向并与靶细胞结合，然后，单位药物偶联物2靶向并与同一靶细胞结合。此时，作为一对单位药物偶联物的单位药物偶联物1和单位药物偶联物2通过其结合基团彼此交联。

[表1]

将1×10⁶个U-87MG细胞(韩国细胞系库)种在共聚焦培养皿(SPL生命科学)中并在37℃和5％的CO₂下培养。根据上面表1中描述的设计条件1至3，用单位药物偶联物单独处理或与靶竞争剂一起处理细胞，然后在37℃下诱导与细胞结合2小时。反应之后，使用2mL的PBS缓冲液清洗细胞3次，并且在室温下使用4％的多聚甲醛在培养皿中固定1小时。

使用共聚焦激光扫描显微镜(共聚焦显微镜，Nikon A1 Rsi)分析荧光图像，并使用NIS Elements Imaging软件(版本5.01，NIKON)进行Z-stack分析。

图3A和图3B中示出了根据表1中描述的实验条件的荧光图像结果。图3A示出了荧光图像，并且图3B描绘了示出对荧光图像的荧光强度量化的结果的图。首先，作为单独使用单位药物偶联物1或2各自处理细胞的结果(其可以确认各个药物偶联物的肿瘤细胞摄取能力)，可以在FITC通道和TRITC通道中读出各个药物偶联物的荧光染料的波长，表明各个单位药物偶联物被摄取到靶细胞中。作为用单位药物偶联物1与靶竞争剂一起来处理细胞以便确认单位药物偶联物的选择性结合亲性的结果，在FITC通道中未能观察到荧光信号，表明单位药物偶联物1与靶细胞选择性地结合。类似地，作为用单位药物偶联物2与靶竞争剂一起来处理细胞的结果，在TRITC通道中未观察到荧光信号，表明单位药物偶联物2与靶细胞选择性地结合。

同时，在本发明的一个对照组中，在处理靶细胞之前，将单位药物偶联物1和2溶解在乙醇和水(v/v＝1∶1)中，并在室温下进行结合反应40分钟以合成用于偶联后靶向的药物偶联物1-2。然后，将药物偶联物1-2分离并用其处理细胞。在一个实验组中，使用用于靶向后偶联的单位药物偶联物1和2顺序地处理靶细胞。此后，在其中可以读出各个单位药物偶联物的荧光染料的波长的FITC通道和TRITC通道中，以及在其中可以读出单位药物偶联物之间结合时的波长的FRET通道中进行荧光波长分析。

分析结果示于图3A和图3B中。可以确认，在用于偶联后靶向的药物偶联物1-2的情况下，在FRET通道中测得的荧光强度相当低，而当给药单位药物偶联物1然后顺序地给药单位药物偶联物2(即，靶向后偶联)时，荧光强度是使用药物偶联物1-2(即，偶联后靶向)处理细胞时的4倍，这表明当顺序地给药能够彼此相互作用的单位药物偶联物时，化合物(单位药物偶联物)的内吞作用(细胞内化)可以显著改善。此外，通过可以三维地分析荧光图像的Z-stack分析可以确认，当使用单位药物偶联物顺序地处理细胞(靶向后偶联)时，单位药物偶联物分布在细胞内的细胞质中(图3C)。

根据表1的实验例2在与上述实验条件相同的条件下进行的实验的结果示于图3B的底部，其示出了与实验例1几乎相同的结果。因此，可以再次确认，当根据本发明顺序地给药(即，靶向后偶联)单位药物偶联物时，将化合物内化到细胞中的效果显著改善。

根据本发明的通过将偶联物顺序地引入细胞中来使细胞内化最大化的原则适用于包含在药物偶联物中的不同类型的药物。在这种情况下，本发明特别有利于其中各种药物必须一起给药的联合疗法，并且本发明可以应用于多用途疗法，因为其可以提高用于治疗重大疾病和并发症的各种药物的内吞作用。

实施例4.单位药物偶联物的靶细胞结合亲和性、稳定性和体内细胞内化的检证

4-1.稳定性测试

本实验中使用的单位药物偶联物是标有放射性同位素碘的单位药物偶联物5、未标有放射性同位素的单位药物偶联物6以及作为单位药物偶联物5和6的组合的药物偶联物。

使用Radio-TLC对单位药物偶联物5和药物偶联物5-6进行稳定性测试。使用由人血液以3,500rpm离心分离5分钟得到的血清。分别使用标记有放射性同位素的化合物单位药物偶联物5和药物偶联物5-6(3.7MBq)处理0.5mL的血清。作为在处理之后使用Radio-TLC(Bioscan)经4小时在五个时间点(10分钟、30分钟、60分钟、120分钟和240分钟)测量稳定性的结果，可以示出，两种药物偶联物都表现出90％以上的稳定性，表明这些药物在后续的体内结合实验中偶联(数据未示出)。

4-2.对靶细胞的结合亲和性

本实验中使用的单位药物偶联物是引入有非放射性碘的单位药物偶联物7，和作为单位药物偶联物6和7的组合的药物偶联物6-7。

使用已知具有高整联蛋白αvβ3表达的U-87MG细胞(韩国细胞系库)测量单位药物偶联物7和药物复合物6-7的靶细胞结合亲和性。细胞用已知为竞争性抑制剂的¹²⁵I-c(RGDyV)(0.037MBq)处理，并且用不同浓度(0至5nM)的各个单位药物偶联物7和药物偶联物6-7处理，并培养1小时。此后，通过离心分离将细胞沉淀并用PBS清洗三次，以去除未结合的药物偶联物，然后使用伽马计数器测量辐射剂量。

测量各个药物偶联物的结合亲和性(IC₅₀)的结果示于下面表2中。

[表2]

可以确认，单位药物偶联物7的IC₅₀为1.08±0.08nM，并且药物偶联物6-7的IC₅₀为0.52±0.12nM。可以确认，两个分子均表现出纳摩尔(nM)级的结合亲和性，表明单位药物偶联物7和药物偶联物6-7与靶细胞具有优异的结合亲和性。

4-3.肿瘤模型小鼠中的生物分布实验

本实验中使用的单位药物偶联物是标有放射性同位素碘的单位药物偶联物5、未标有放射性同位素的单位药物偶联物6以及作为单位药物偶联物5和单位药物偶联物6的组合的药物偶联物5-6。

在该实验中，将1×10⁷个U-87MG细胞悬浮在PBS中并皮下注入到伴有先天性胸腺缺陷的小鼠体内(7周大，BLAB/c裸鼠，OrientBio，雄性)，然后在约2周的生长期后，选择并使用肿瘤体积为0.4cc至0.5cc的模型。

将单位药物偶联物5(18.5MBq)和药物偶联物5-6(18.5MBq)注入到准备的裸鼠肿瘤模型的尾静脉(n＝3，分别)，在10分钟、30分钟、1小时和2小时提取器官(血液、脑、心、肺、肝、脾、肾、胃、肌肉、大腿、小肠、大肠、甲状腺、肿瘤)，并且使用伽马计数器(PerkinElmer，Wellesley，MA，USA)测量辐射剂量。

结果示于图4中，可以确认，单位药物偶联物5和药物偶联物5-6两者在15分钟时均表现出在肿瘤中的高摄取，但是其50％以上在2小时内从肿瘤中排出，并且主要通过肾脏排泄出，而其在其它器官中的摄取不高。

4-4.比较根据肿瘤模型小鼠中的单位药物偶联物的剂量的在肿瘤细胞中的保留的提高

以与实施例4-3中所述相同的方式，将1×10⁷个U-87MG细胞悬浮在PBS中并皮下注入到伴有先天性胸腺缺陷的小鼠体内(7周大，BLAB/c裸鼠，OrientBio，雄性)，然后在约2周的生长期后，在实验中选择并使用肿瘤体积为0.4cc至0.5cc的模型。使用SPECT/CT(NanoSPECT/CT，Bioscan Inc.，Washington DC)进行体内成像。

实验中使用单位药物偶联物5和6以及药物偶联物5-6。在对照组中，注射药物偶联物5-6(18.5MBq)(n＝3)或注射单位药物偶联物5(18.5MBq)(n＝3)，在实验组中，注射单位药物偶联物5(18.5MBq)，15分钟，并且以18mg/kg、1.8mg/kg和0.18mg/kg(对于各个剂量，n＝3)的剂量注射单位药物偶联物6。如上所述，该实验总共在五种条件下进行。在各个单位药物偶联物给药2小时之后(在顺序地给药的情况下，在第一次给药之后)，进行成像。

结果示于图5中，可以确认，在对照组中，药物偶联物5-6和单位药物偶联物5的肿瘤摄取经2小时下降至不到一半，而在用药物偶联物5和6顺序地处理的实验组中，无论单位药物偶联物6的剂量如何，超过60％的肿瘤摄取保持2小时。具体地，在用最小剂量(0.18mg/kg)的单位药物偶联物6顺序地处理的组中，超过95％的肿瘤摄取保持长达2小时，因此，单位药物偶联物在肿瘤中的保留最显著。

4-5.肿瘤模型小鼠中经24小时的肿瘤细胞中的保留提高效果的比较

在实施例4-4中，证实了通过用单位药物偶联物顺序地处理而在短时间内提高在肿瘤中的保留的效果。因此，进行实验以在更长的时间内观察这种效果。为此，制备了与实施例4-3中所述相同的肿瘤模型，并且一方面，对注射了U-87MG细胞(n＝3)的裸鼠肿瘤模型的尾静脉给药单位药物偶联物5(18.5MBq)，另一方面，以15分钟的间隔顺序地给药(n＝3)单位药物偶联物5(18.5MBq)和单位药物偶联物6(0.18mg/kg)。在给药之后1小时、2小时、4小时和24小时时，通过成像比较各个单位药物偶联物在肿瘤中的摄取的保持和半衰期。此外，在各个单位药物偶联物给药之后10分和24小时时切除肿瘤，并在体外评价提高在肿瘤细胞中的保留的效果。

作为结果，如图6中所示，可以确认，当单独给药单位药物偶联物5时，其摄取在4小时内降低至初始摄取的不到一半，但是当顺序地给药单位药物偶联物5和6时，其在肿瘤中的摄取保持在初始摄取的约60％直至24小时。可以确认，当单独给药单位药物偶联物5时，其半衰期为80.7分钟，而当顺序地给药单位药物偶联物5和6时，其半衰期为213.4分钟，这表明在顺序地给药的情况下的半衰期为三倍更高。

同时，作为通过在药物偶联物给药之后10分钟和24小时时提取肿瘤来评估单位药物偶联物在肿瘤细胞中的保留的结果，可以确认，当单独给药单位药物偶联物5(18.5MBq，n＝3)时，其在肿瘤中的摄取保持在10％，而当顺序地给药单位药物偶联物5(18.5Mbq，n＝3)和单位药物偶联物6(0.18mg/kg)时，其初始摄取的约50％以上保持直至24小时。

综合上述结果，可以看出，根据本发明的药物偶联物在肿瘤细胞中内化后可以长时间对肿瘤细胞产生作用。

工业可适用性

根据本发明的药物偶联物包含特异性结合到靶细胞的靶向物质，使得它们可以快速地靶向靶细胞。与这种靶细胞和靶向物质之间的相互作用一起，将使得药物偶联物之间能够相互作用的结合基团另外引入到药物偶联物中。因此，当顺序地注射药物偶联物时，结合基团在体内彼此结合，并且诱导复合物(与靶细胞结合的不同药物偶联物)之间的体内交联，从而使药物偶联物形成一种团簇。这种在靶细胞表面上的药物偶联物的团簇人为地提高由内吞作用引起的细胞内化，由此，即使当以低剂量给药时，药物偶联物也可以表现出最大化的治疗和/或诊断效果，并且可以防止由高剂量给药引起的副作用。同时，引入到药物偶联物中的药物以及不同的结合基团可以以不同的方式设计，因此，诊断药物和治疗药物的共同给药或表现出协同作用的多种药物的共同给药都是容易的。

尽管已经参照具体特征详细描述了本发明，但是对于本领域技术人员显而易见的是，该描述只是对其优选实施例的描述，并且不限制本发明的范围。因此，本发明的实质范围将由所附权利要求书及其等同物限定。

Claims

1.一种单位药物偶联物，其中，能够与另一单位药物偶联物结合的结合基团另外连接至其中与靶细胞特异性结合的靶向物质和药物连接在一起的药物偶联物。

2.根据权利要求1所述的单位药物偶联物，其中，所述靶向物质和所述药物通过连接体连接在一起。

3.根据权利要求2所述的单位药物偶联物，其中，所述结合基团另外连接至所述连接体。

4.根据权利要求1所述的单位药物偶联物，其中，所述药物是诊断药物或治疗药物。

5.根据权利要求1所述的单位药物偶联物，其中，所述结合基团是一个或多个。

6.根据权利要求1所述的单位药物偶联物，其中，所述药物是选自美登醇、澳瑞他汀、氨基蝶呤、放线菌素、博来霉素、他利霉素、喜树碱、N8-乙酰亚精胺、1-(2-氯乙基)-1，2-二甲基磺酰肼、埃斯培拉霉素、依托泊苷、6-巯基嘌呤、海兔毒素、单端孢霉烯、刺孢霉素、紫杉酚、紫杉烷、紫杉醇、多烯紫杉醇、甲氨蝶呤、长春新碱、长春花碱、阿霉素、美法仑、丝裂霉素A、丝裂霉素C、苯丁酸氮芥、倍癌霉素、L-天冬酰胺酶、巯基嘌呤、硫鸟嘌呤、羟基脲、阿糖胞苷、环磷酰胺、异环磷酰胺、亚硝基脲、顺铂、卡铂、丝裂霉素、达卡巴嗪、丙卡巴肼、拓扑替康、氮芥、环磷酰胺、依托泊苷、5-氟尿嘧啶、双氯乙基亚硝基脲(BCNU)、伊立替康、喜树碱、博来霉素、去甲氧柔红霉素、柔红霉素、放线菌素D、普卡霉素、米托蒽醌、天冬酰胺酶、长春瑞滨、苯丁酸氮芥、美法仑、卡莫司汀、洛莫司汀、白消安、曲奥舒凡、氮烯咪胺、依托泊苷、替尼泊苷、拓扑替康、9-氨基喜树碱、克立那托、丝裂霉素C、三甲曲沙、霉酚酸、噻唑呋林、利巴韦林、5-乙炔基-1-β-D-呋喃核糖基咪唑-4-甲酰胺(EICAR)、羟基脲、去铁胺、氟尿苷、去氧氟尿苷、雷替曲塞、阿糖胞苷(ara C)、胞嘧啶阿拉伯糖苷、氟达拉宾、他莫昔芬、雷洛昔芬、甲地孕酮、戈舍瑞林、醋酸亮丙瑞林、氟他胺、比卡鲁胺、EB1089、CB1093、KH1060、维替泊芬、酞菁、光敏剂Pe4、去甲氧基-竹红菌甲素A、干扰素-α、干扰素-γ、肿瘤坏死因子、吉西他滨、万珂、瑞米德、泰拉米德、洛伐他汀、1-甲基-4-苯基吡啶离子、星形孢菌素、更生霉素、放线菌素、博来霉素A2、博来霉素B2、培洛霉素、表柔比星、吡柔比星、佐柔比星、米托蒽醌、维拉帕米、毒胡萝卜素、核酸酶、来自细菌或动物/植物的毒素；¹¹C、¹⁸F、⁹⁹mTc、¹⁸⁸Re、^125/123/124/ ¹³¹I、⁸⁹Zr、^64/67Cu、⁶⁸Ga、¹⁷⁷Lu、⁹⁰Y、²²⁵Ac或²¹¹At的放射性同位素；以及异硫氰酸荧光素(FITC)、四甲基罗丹明(TRITC)、alexa fluor系列或青色素(Cy)系列荧光染料中的任意一种或多种。

7.根据权利要求1所述的单位药物偶联物，其中，所述靶向物质与选自整联蛋白、前列腺特异性膜抗原(PSMA)、CD3、CD4、CD6、CD11a、CD19、CD20、CD22、CD30、CD33、CD38、CD40、CD52、CD62、CD79b、CD80、CGRP、OX-40、CTLA4、4-1BB、PD-1、EGF受体、TNF受体、Fc受体、叶酸受体、GD2、HER2、Her2/neu、HER3、HER4、VEGF受体、干扰素受体、IgE受体、IGF-1受体、白介素-2受体、白介素-5受体、白介素-6受体、白介素-17受体A、白介素-31受体、白介素-36受体、B7-H3和CCR4的靶结合，所述靶在所述靶细胞上特异性表达。

8.一种药物偶联物，包括：

根据权利要求1所述的单位药物偶联物，即第一单位药物偶联物；和

另一单位药物偶联物，即第二单位药物偶联物，其能够通过结合基团与权利要求1所述的单位药物偶联物结合。

9.根据权利要求8所述的药物偶联物，其中，所述结合是通过点击反应的结合、通过主客体化学相互作用的结合、或亲和素-生物素结合。

10.根据权利要求9所述的药物偶联物，其中，所述通过点击反应的结合为叠氮-ADIBO结合、TCO-四嗪结合或炔烃-环戊二烯酮结合。

11.根据权利要求10所述的药物偶联物，其中，所述通过主客体化学相互作用的结合为葫芦脲-金刚烷结合或环糊精-氨基酸结合。

12.根据权利要求8所述的药物偶联物，其中，所述药物是诊断药物或治疗药物。

13.根据权利要求8所述的药物偶联物，其中，所述药物是选自美登醇、澳瑞他汀、氨基蝶呤、放线菌素、博来霉素、他利霉素、喜树碱、N8-乙酰亚精胺、1-(2-氯乙基)-1，2-二甲基磺酰肼、埃斯培拉霉素、依托泊苷、6-巯基嘌呤、海兔毒素、单端孢霉烯、刺孢霉素、紫杉酚、紫杉烷、紫杉醇、多烯紫杉醇、甲氨蝶呤、长春新碱、长春花碱、阿霉素、美法仑、丝裂霉素A、丝裂霉素C、苯丁酸氮芥、倍癌霉素、L-天冬酰胺酶、巯基嘌呤、硫鸟嘌呤、羟基脲、阿糖胞苷、环磷酰胺、异环磷酰胺、亚硝基脲、顺铂、卡铂、丝裂霉素、达卡巴嗪、丙卡巴肼、拓扑替康、氮芥、环磷酰胺、依托泊苷、5-氟尿嘧啶、双氯乙基亚硝基脲(BCNU)、伊立替康、喜树碱、博来霉素、去甲氧柔红霉素、柔红霉素、放线菌素D、普卡霉素、米托蒽醌、天冬酰胺酶、长春瑞滨、苯丁酸氮芥、美法仑、卡莫司汀、洛莫司汀、白消安、曲奥舒凡、氮烯咪胺、依托泊苷、替尼泊苷、拓扑替康、9-氨基喜树碱、克立那托、丝裂霉素C、三甲曲沙、霉酚酸、噻唑呋林、利巴韦林、5-乙炔基-1-β-D-呋喃核糖基咪唑-4-甲酰胺(EICAR)、羟基脲、去铁胺、氟尿苷、去氧氟尿苷、雷替曲塞、阿糖胞苷(ara C)、胞嘧啶阿拉伯糖苷、氟达拉宾、他莫昔芬、雷洛昔芬、甲地孕酮、戈舍瑞林、醋酸亮丙瑞林、氟他胺、比卡鲁胺、EB1089、CB1093、KH1060、维替泊芬、酞菁、光敏剂Pe4、去甲氧基-竹红菌甲素A、干扰素-α、干扰素-γ、肿瘤坏死因子、吉西他滨、万珂、瑞米德、泰拉米德、洛伐他汀、1-甲基-4-苯基吡啶离子、星形孢菌素、更生霉素、放线菌素、博来霉素A2、博来霉素B2、培洛霉素、表柔比星、吡柔比星、佐柔比星、米托蒽醌、维拉帕米、毒胡萝卜素、核酸酶、来自细菌或动物/植物的毒素；¹¹C、¹⁸F、⁹⁹mTc、¹⁸⁸Re、1^{25/123/124/131}I、⁸⁹Zr、^64/67Cu、⁶⁸Ga、¹⁷⁷Lu、⁹⁰Y、²²⁵Ac或²¹¹At的放射性同位素；以及异硫氰酸荧光素(FITC)、四甲基罗丹明(TRITC)、alexa fluor系列或青色素(Cy)系列荧光染料中的一种或多种。

14.根据权利要求8所述的药物偶联物，其中，所述靶向物质与选自整联蛋白、前列腺特异性膜抗原(PSMA)、CD3、CD4、CD6、CD11a、CD19、CD20、CD22、CD30、CD33、CD38、CD40、CD52、CD62、CD79b、CD80、CGRP、OX-40、CTLA4、4-1BB、PD-1、EGF受体、TNF受体、Fc受体、叶酸受体、GD2、HER2、Her2/neu、HER3、HER4、VEGF受体、干扰素受体、IgE受体、IGF-1受体、白介素-2受体、白介素-5受体、白介素-6受体、白介素-17受体A、白介素-31受体、白介素-36受体、B7-H3和CCR4的靶结合，所述靶在所述靶细胞上特异性表达。

15.根据权利要求8所述的药物偶联物，其中，包含在所述第一单位药物偶联物中的药物和包含在所述第二单位药物偶联物中的药物是不同的药物。

16.一种用于治疗血管生成相关疾病的药物组合物，包含根据权利要求8至15中任一项所述的药物偶联物。

17.根据权利要求16所述的药物组合物，其中，所述第一单位药物偶联物和所述第二单位药物偶联物被顺序地给药。

18.根据权利要求17所述的药物组合物，其中，所述第一单位药物偶联物在所述第二单位药物偶联物之前给药，并且包含在所述单位药物偶联物中的药物是放射性同位素。

19.根据权利要求16所述的药物组合物，其中，所述血管生成相关疾病选自良性肿瘤、恶性肿瘤(癌症)、糖尿病视网膜病变、老年性黄斑变性、类风湿性关节炎、子宫内膜异位症、银屑病、慢性炎症、冠状动脉疾病、动脉粥样硬化、脑卒中、溃疡和心肌梗塞。

20.一种用于诊断血管生成相关疾病的组合物，包含根据权利要求8至15中任一项所述的药物偶联物。

21.根据权利要求20所述的组合物，其中，所述第一单位药物偶联物和所述第二单位药物偶联物被顺序地给药。

22.根据权利要求21所述的组合物，其中，所述第一单位药物偶联物在所述第二单位药物偶联物之前给药，并且包含在所述第一单位药物偶联物中的药物是放射性同位素。

23.根据权利要求20所述的药物组合物，其中，所述血管生成相关疾病选自良性肿瘤、恶性肿瘤(癌症)、糖尿病视网膜病变、老年性黄斑变性、类风湿性关节炎、子宫内膜异位症、银屑病、慢性炎症、冠状动脉疾病、动脉粥样硬化、脑卒中、溃疡和心肌梗塞。

24.一种用于诊断和治疗血管生成相关疾病的药物组合物，包含根据权利要求8至15中任一项所述的药物偶联物。

25.根据权利要求24所述的药物组合物，其中，所述第一单位药物偶联物和所述第二单位药物偶联物被顺序地给药。

26.根据权利要求24所述的药物组合物，其中，所述血管生成相关疾病选自良性肿瘤、恶性肿瘤(癌症)、糖尿病视网膜病变、老年性黄斑变性、类风湿性关节炎、子宫内膜异位症、银屑病、慢性炎症、冠状动脉疾病、动脉粥样硬化、脑卒中、溃疡和心肌梗塞。