CN116829193A - 治疗性pH响应性组合物 - Google Patents

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Abstract

本文描述治疗性pH响应性组合物，其包含嵌段共聚物和适用于治疗癌症的治疗剂。

Description

治疗性pH响应性组合物
优先权
本申请要求2020年11月3日提交且标题为“治疗性PH响应性组合物”的美国临时专利申请第63/109,200号，所述申请以引用的方式并入本文中。
背景技术
多功能纳米颗粒在广泛的应用，例如生物传感器、诊断纳米探针和靶向药物递送系统中受到关注。这些努力在很大程度上是由于需要通过在各种生理系统中精确、时空控制药剂递送来提高生物特异性并减少诊断和疗法中的副作用。为了实现这一目标，人们致力于开发刺激响应性纳米平台。已被用于确定递送效率的环境刺激包括pH、温度、酶促表达、氧化还原反应和光诱导。在这些激活信号中，pH触发是基于两种pH差异的最广泛研究的刺激之一：(a)病理(例如肿瘤)与正常组织和(b)酸性细胞内隔室。
例如，由于肿瘤细胞外微环境的异常酸度(pH～6.5)，已经报道了几种pH响应性纳米系统来增加肿瘤成像的灵敏度或疗法的功效。然而，对于在酸性环境中通过水解释放药物的聚合物胶束组合物，可能需要数天才能释放药物。在那段时间内，身体可以排泄或分解胶束。
为了靶向酸性内体/溶酶体隔室，已经研究了具有pH可裂解连接子的纳米载体以提高有效负载的生物可用性。此外，已经设计了几种具有pH诱导电荷转换的智能纳米载体来提高药物疗效。内吞系统由一系列隔室构成，所述隔室在内化货物的分类、加工和降解中具有独特的作用。由于纳米颗粒停留时间短(<分钟)以及这些隔室中的pH差异小(例如，早期内体与溶酶体之间<1pH单位)，因此通过pH敏感性纳米颗粒选择性靶向不同的内吞隔室特别具有挑战性。
免疫疗法已成为癌症治疗的有力策略。诸如白介素-2(IL-2)等免疫调节剂可诱导抗肿瘤免疫反应，但它们的临床应用受到不利的药物动力学特性的限制，所述特性会引起严重的剂量限制性毒性(例如血管渗漏综合征)。
需要改进的用于治疗应用的pH响应性胶束组合物，特别是具有增加的药物有效负载、延长的血液循环时间、在目标部位快速递送药物以及在特定窄pH范围内的响应性(例如用于靶向肿瘤或特定细胞器)的组合物。
发明内容
本文所述的嵌段共聚物为适用于治疗原发性和转移性肿瘤组织(包括淋巴结)的治疗剂。本文呈现的嵌段共聚物和胶束组合物利用癌性组织与正常组织之间的这一普遍存在的pH差异并且在由细胞吸收之后提供高度敏感和特定的响应，因此允许将治疗性有效负载部署到肿瘤组织。
本文描述的一个方面是一种胶束，其包含：
(i)式(III)的嵌段共聚物或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
其中：
n3为10-200的整数；
x3为40-300的整数；
y3为0-6的整数；
z3为0-10的整数；
X3为卤素、-OH或-C(O)OH；
R8和R9各自独立地为任选被取代的C1-C6烷基、C3-C10环烷基或芳基；
或R8和R9与其所连接的对应氮一起形成任选被取代的5至7元环；且
每个R10独立地为氢或ICG；以及
(ii)由所述嵌段共聚物包封的治疗剂，其中所述治疗剂是结合至荧光染料的蛋白质。
本文呈现的另一方面是一种胶束组合物，其包含：
(i)式(IV)的嵌段共聚物或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
其中：
n3为10-200的整数；
x3为40-300的整数；
y3为0-6的整数；
z3为0-10的整数；
每个R10独立地为氢或ICG；且
X3为卤素、-OH或-C(O)OH；以及
(ii)由所述嵌段共聚物包封的治疗剂，其中所述治疗剂是结合至荧光染料的蛋白质。
在一些实施例中，R8和R9各自独立地为-CH2CH3、-CH2CH2CH3或-CH2CH2CH2CH3。在一些实施例中，R8和R9各自独立地为-CH2CH2CH2CH3。在一些实施例中，R10为氢。在一些实施例中，R10为ICG。在一些实施例中，x3为50-200、60-160或90-140的整数。在一些实施例中，x3为90-140。在一些实施例中，y3为1-6、1-5、1-4或1-3的整数。在一些实施例中，y3为0。在一些实施例中，z3为1-9、1-8、1-7、1-6、1-5、1-4或1-3的整数。在一些实施例中，z3为0。在一些实施例中，n3为60-150或100-140的整数。在一些实施例中，n3为100-140。在一些实施例中，X3为卤素。在一些实施例中，X3为-Br。在一些实施例中，蛋白质为约5至约20KDa的蛋白质，任选地为细胞因子或其片段，或为抗体，任选地为工程化抗体或其片段。在一些实施例中，细胞因子为白介素(IL)、趋化因子、干扰素、淋巴因子、单核因子、集落刺激因子或肿瘤坏死因子，任选地为IL-2、IL-1、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-15、IL-17或IL-18蛋白质，或其片段。在一些实施例中，抗体或其片段为双特异性抗体或其片段或融合蛋白，任选地为双特异性T细胞衔接子(BiTE)。在一些实施例中，荧光染料具有约400nm至约900nm，或约400、450、500、550、600、650、700、750、800或850nm的激发光谱，任选地为香豆素、罗丹明、花青、呫吨、荧光素或其磺化或带负电荷的形式，或来自图22的化合物。
在另一方面是一种治疗有需要的个体的癌症的方法，其包含施用有效量的包含本文所述的治疗剂的胶束组合物。在一些实施例中，癌症为实体肿瘤。在一些实施例中，癌症包含实体肿瘤。在一些实施例中，肿瘤为癌症，其中癌症为乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、腹膜转移癌、结直肠癌、膀胱癌、肾癌、食道癌、头颈癌(HNSSC)、肺癌、脑癌或皮肤癌(包括黑色素瘤和肉瘤)。
在另一方面是一种增加治疗剂包封至胶束中的方法，其包含将治疗剂与荧光染料结合。在一些实施例中，方法进一步包含使结合的治疗剂与嵌段共聚物接触以形成胶束。在一些实施例中，治疗剂为约5至约20KDa的蛋白质。在一些实施例中，蛋白质为细胞因子或其片段。在一些实施例中，细胞因子为白介素(IL)、趋化因子、干扰素、淋巴因子、单核因子、集落刺激因子或肿瘤坏死因子。在一些实施例中，细胞因子为IL-2、IL-1、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-15、IL-17或IL-18蛋白质或其片段。在一些实施例中，治疗剂为抗体或其片段。在一些实施例中，抗体或其片段为双特异性抗体或其片段。在一些实施例中，双特异性抗体或其片段为融合蛋白。在一些实施例中，融合蛋白为双特异性T细胞衔接子(BiTE)。在一些实施例中，荧光染料具有约400nm至约900nm的激发光谱。在一些实施例中，荧光染料的激发光谱为约：400、450、500、550、600、650、700、750、800或850nm。在一些实施例中，荧光染料为香豆素、罗丹明、花青、呫吨、荧光素或其磺化或带负电荷的形式，或来自图22的化合物。
本文所述的嵌段共聚物、胶束组合物和方法的其它目标、特征和优点将从以下具体实施方式变得显而易见。然而应了解，具体实施方式和同时说明具体实施例的具体实例仅为了说明而给出，因为所属领域的技术人员根据此具体实施方式将显而易知属于本发明精神和范围内的各种变化和修改。
引用参考
本说明书中所提及的所有公开、专利以及专利申请通过引用并入本文，其程度如同每个单独的公开、专利或专利申请被专门地且单独地指示通过引用并入。
附图说明
在所附权利要求中具体阐述了本公开的各个方面。通过参考阐述了说明性实施例的以下详细说明，将获得对本公开的特征和优点的更好理解，在所述实施例中利用了本公开的原理和下文的附图。
图1显示超pH敏感纳米颗粒平台的示意图，所述平台能够实现有效负载(例如IL-2)的pH依赖性释放。当pH>pHt时，嵌段共聚物以纳米颗粒形式存在；一旦pH<pHt，纳米颗粒分解成单聚体，从而释放包封的有效负载。
图2显示通过简单混合进行的具有胶束和800CW IL-2的非共价调配物的方案。
图3显示PEGn-PDBA160胶束可用于制备IL-2(未修饰)和IL-2(800CW)两者的调配物。经修饰IL-2(800CW)调配物比IL-2调配物具有更好的包封效率。(发现97％的回收IL-2(800CW)与胶束级分相关，而IL-2为11％)，如通过针对IL-2的斑点印迹所评估。
图4显示具有rhIL-2(未修饰)和经修饰IL-2(800CW)两者的生物活性的包封调配物。与IL-2(黑色倒三角形)相比，胶束在IL-2(800CW)(黑色正方形)的中性状态下具有更好的保护作用，而两种调配物在酸化时表现出相似的生物活性。胶束以pH响应性方式包封和释放IL-2和IL-2(800CW)两者。
图5显示与PEG-PDBA相比，PEG5K-PLA16K在IL-2(修饰或未修饰)包封方面效率低下。800CW修饰必须与本文所述的pH敏感性胶束配对以增加IL-2的负载。即使用800CW修饰IL-2，如PEG-PLA的非pH敏感性胶束也不能有效包封IL-2。
图6显示来自用IL-2或IL-2(800CW)制备的非pH敏感性胶束调配物的胶束包封的IL-2峰和游离IL-2峰的考马斯染色。在包封IL-2(800CW)时PDBA>>PEG5K-PLA15K由未包封的游离IL-2池中大比例的IL-2(800CW)证明。通过查看在高离子强度条件下执行PDBA IL-2(800CW)调配物是否会降低包封效率，这证实了静电相互作用的重要性。未标记和800CW标记的IL-2均以约20％EE、2％DL负载至PEG-PLA纳米颗粒中，相比之下，PDBA为约80％EE、8％DL。
图7显示通过FPLC在Superdex 200柱上纯化非共价PDBA包封的IL-2(800CW)调配物。(上图)：非共价调配物的FPLC色谱图和(下图)：FPLC级分的IL-2斑点印迹显示最少的游离IL-2。
图8显示IL-2(800CW)负载在复合物中稳定，因为在FPLC再注射后没有游离IL-2(800CW)从纯化的调配物中泄漏出来。(上图)：FPLC色谱图，右侧：SDS-PAGE和(下图)：FPLC级分的考马斯染色。IL-2迁移约15kDa。
图9显示pH依赖性IL-2释放曲线。(左图)酸性缓冲液的定量测量触发了IL-2有效负载释放。(右图)：通过DLS测试的酸性缓冲条件下纳米颗粒的尺寸变化。
图10显示非共价调配物在IL-2(800CW)生物分析中的生物活性。包封IL-2(800CW)的纳米颗粒可有效降低中性pH下的生物活性(空心圆)。酸化后，IL-2(800CW)的生物活性恢复到接近野生型水平(灰色三角形)。
图11显示PDBA-IL-2(800CW)非共价调配物的生物活性稳定性。PDBA胶束的生物活性在为期3个月的针对IL-2(800CW)生物活性的生物分析中进行了评估，并显示出一致的开/关特性和一致的生物活性。
图12显示胶束包封的IL-2(800CW)调配物在多种储存条件下表现出良好的保质期。PDBA包封的IL-2(800CW)调配物在指定条件下至少可稳定(按大小)储存3个月。
图13显示PDBA包封的IL-2(800CW)调配物在多种储存条件下表现出良好的保质期。PDBA-IL-2(800CW)稳定性通过FPLC迹线和斑点印迹/蛋白质印迹定量评估从纳米颗粒泄漏的IL-2(800CW)。(上图)：PBS 4C样品的一系列代表性迹线(214nm)显示在约17mL洗脱体积处预计没有游离IL-2(800CW)，而胶束峰在任何条件下都不会随着延长储存而改变形状或洗脱时间。(下图)：IL-2的免疫印迹定量显示<1％的IL-2(800CW)在任何储存条件下作为游离蛋白洗脱。
图14A和14B显示IL-2(800CW)可非共价包封在具有不同化学结构的嵌段共聚物胶束中。(14A)PEPA和(14B)PDBA-ICG胶束有效负载IL-2(800CW)。在配备有Superdex200increase柱的Akta Pure上进行纯化。通过蛋白质印迹确认每个级分的IL-2(800CW)含量。
图15显示ICG结合的PDBA胶束可有效地负载和释放IL-2(800CW)。PEG-PDBA-ICG可以pH响应性方式有效释放生物活性IL-2(800CW)(上图)：橙色条与蓝色条，右图空心圆与实心方形)。下图)：显示新鲜调配物的特征，且右图显示在4C下在PBS中储存约6个月后的颗粒特征。
图16显示胶束可通过不同的非共价调配物方法由IL-2(800CW)负载。通过酸/碱滴定法、简单混合法和双乳液溶剂蒸发法进行负载。(左图)：在离心柱纯化后通过SDS-PAGE确认渗余物部分中的IL-2(800CW)负载。使用LI-COR pearl通过800CW荧光进行检测。(右图)：使用不同调配方法用IL-2 800CW调配的PEG5K-PDBA160代表性样品的DLS表征。
图17显示具有不同尺寸的纳米颗粒有效包封IL-2(800CW)。用CST抗IL-2Ab克隆(D7A5)(1:4000稀释)和Licor HRP-抗兔二抗(1:2000稀释)对IL-2进行WB。
图18显示PDBA非共价调配物将IL-2递送至小鼠的头颈部原位肿瘤。
图19显示PDBA包封的IL-2(800CW)在多种肿瘤模型中抑制癌症生长。
图20显示PDBA包封的IL-2(800CW)抑制癌症生长并延长动物的存活期。
图21显示PDBA胶束成功包封800CW修饰的双特异性抗体(BiTE)。
图22显示蛋白质修饰部分。
图23显示IL-2的488/515/647或TME修饰可增加pH敏感性胶束的负载。
具体实施方式
本文提供结合至治疗剂的嵌段共聚物。在本文提供的其它实施例中为包含治疗剂的胶束组合物。
I.嵌段共聚物和胶束组合物
胶束
本文所述的一或多种嵌段共聚物可用于形成pH敏感性胶束组合物。在一些实施例中，组合物包含单一类型的胶束。在一些实施例中，可组合两种或更多种不同类型的胶束以形成混合胶束组合物。在一些实施例中，胶束包含共价结合至治疗剂的嵌段共聚物。在一些实施例中，胶束包含非共价包封治疗剂的一或多种嵌段共聚物。
在一个方面，本文呈现一种胶束，其包含：
(i)具有式(III)的结构的嵌段共聚物或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
其中：
n3为10-200的整数；
x3为40-300的整数；
y3为0-6的整数；
z3为0-10的整数；
X3为卤素、-OH或-C(O)OH；
R8和R9各自独立地为任选被取代的C1-C6烷基、C3-C10环烷基或芳基；
或R8和R9与其所连接的对应氮一起形成任选被取代的5至7元环；
每个R10独立地为氢或ICG；以及
(ii)由所述嵌段共聚物包封的治疗剂，其中所述治疗剂是结合至荧光染料的蛋白质。
在胶束的一些实施例中，式(III)的嵌段共聚物具有式(III-c)的结构或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
式(III-c)。
在一些实施例中，R8和R9为相同基团。在一些实施例中，R8和R9为不同基团。
在一些实施例中，每个R8和R9独立地为任选被取代的C1-C6烷基。在一些实施例中，烷基为直链或分支链烷基。在一些实施例中，烷基为直链烷基。在一些实施例中，每个R8和R9独立地为-CH2CH3、-CH2CH2CH3或-CH2CH2CH2CH3。在一些实施例中，每个R8和R9独立地为-CH2CH2CH2CH3。在一些实施例中，每个R8和R9独立地为任选被取代的C3-C10环烷基或芳基。在一些实施例中，每个R8和R9独立地为任选被取代的环丙基、环丁基、环戊基、环己基或环庚基。在一些实施例中，每个R8和R9独立地为任选被取代的苯基。
在一些实施例中，R8和R8与其所连接的对应氮一起形成任选被取代的5至7元环。在一些实施例中，R8和R9一起为-CH2(CH2)2CH2-、-CH2(CH2)3CH2-或-CH2(CH2)4CH2-。在一些实施例中，R8和R9一起为-CH2(CH2)4CH2-。
在一些实施例中，R10为氢。在一些实施例中，R10为ICG。
治疗剂可使用所属领域中已知的方法并入到胶束中。在一些实施例中，治疗剂为蛋白质。在一些实施例中，蛋白质为约5至约20KDa的蛋白质，任选地为细胞因子或其片段，或为抗体，任选地为工程化抗体或其片段。在一些实施例中，细胞因子为白介素(IL)、趋化因子、干扰素、淋巴因子、单核因子、集落刺激因子或肿瘤坏死因子，任选地为IL-2、IL-1、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-15、IL-17或IL-18蛋白质，或其片段。在一些实施例中，抗体或其片段为双特异性抗体或其片段或融合蛋白，任选地为双特异性T细胞衔接子(BiTE)。
本文呈现的另一方面是一种胶束，其包含
(i)式(IV)的嵌段共聚物或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
其中：
n3为10-200的整数；
x3为40-300的整数；
y3为0-6的整数；
z3为0-10的整数；
每个R10独立地为氢或ICG；且
X3为卤素、-OH或-C(O)OH；以及
(ii)由所述嵌段共聚物包封的治疗剂，其中所述治疗剂为结合至荧光染料的蛋白质。
在另一方面，本文呈现一种胶束，其包含：
(i)具有式(III)的结构的嵌段共聚物或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
其中：
n3为10-200的整数；
x3为40-300的整数；
y3为0-6的整数；
z3为0-10的整数；
X3为卤素、-OH或-C(O)OH；
R8和R9各自独立地为任选被取代的C1-C6烷基、C3-C10环烷基或芳基；
或R8和R9与其所连接的对应氮一起形成任选被取代的5至7元环；且
每个R10独立地为氢或ICG；以及
(ii)具有式(I)的结构的嵌段共聚物或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
其中：
n1为10-200的整数；
x1为40-300的整数；
y1为0-6的整数；
z1为0-10的整数；
X1为卤素、-OH或-C(O)OH；
R1和R2各自独立地为任选被取代的C1-C6烷基、C3-C10环烷基或芳基；
或R1和R2与其所连接的对应氮一起形成任选被取代的5至7元环；
每个R3独立地为氢、酰基或ICG；
L1为键或-C(O)-，或任选被取代的C1-C10连接子或PEG连接子，其中每一者任选地被顺丁烯二酰亚胺残基取代；
Y为治疗剂；或
(ii)具有式(II)的结构的嵌段共聚物或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
其中：
n2为2-200的整数；
x2为40-300的整数；
y2为0-6的整数；
X2为卤素、-OH或-C(O)OH；
R5和R6各自独立地为任选被取代的C1-C6烷基、C3-C10环烷基或芳基；
或R5和R6与其所连接的对应氮一起形成任选被取代的5至7元环；
每个R7独立地为氢、酰基或ICG；
Z1为-NH-或-O-；
Z2为-NH-、-O-或经取代的三唑；
L2为键或-C(O)-，或任选被取代的C1-C10连接子或PEG连接子，其中每一者任选地被顺丁烯二酰亚胺残基取代；
Y为治疗剂。
在另一方面是一种胶束，其包含：
(i)具有式(III)的结构的嵌段共聚物或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
其中：
n3为10-200的整数；
x3为40-300的整数；
y3为0-6的整数；
z3为0-10的整数；
X3为卤素、-OH或C(O)OH；
R8和R9各自独立地为任选被取代的C1-C6烷基、C3-C10环烷基或芳基；且
或R8和R9与其所连接的相应氮一起形成任选被取代的5至7元环；且
每个R10独立地为氢或ICG；
(ii)具有式(I)的结构的嵌段共聚物或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
其中：
n1为10-200的整数；
x1为40-300的整数；
y1为0-6的整数；
z1为0-10的整数；
X1为卤素、-OH或-C(O)OH；
R1和R2各自独立地为任选被取代的C1-C6烷基、C3-C10环烷基或芳基；
或R1和R2与其所连接的相应氮一起形成任选被取代的5至7元环；
每个R3独立地为氢、酰基或ICG；
L1为键或-C(O)-，或任选被取代的C1-C10亚烷基连接子或PEG连接子，其中每一者任选地被顺丁烯二酰亚胺残基取代；且
Y为治疗剂；以及
(iii)具有式(II)的结构的嵌段共聚物或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
其中：
n2为2-200的整数；
x2为40-300的整数；
y2为0-6的整数；
X2为卤素、-OH或-C(O)OH；
R5和R6各自独立地为任选被取代的C1-C6烷基、C3-C10环烷基或芳基；
或R5和R6与其所连接的相应氮一起形成任选被取代的5至7元环；
每个R7独立地为氢、酰基或ICG；
Z1为-NH-或-O-；
Z2为-NH-、-O-或经取代的三唑残基；
L2为键或-C(O)-，或任选被取代的C1-C10亚烷基连接子或PEG连接子，其中每一者任选地被顺丁烯二酰亚胺残基取代；且
Y为治疗剂。
在式(I)的一些实施例中，R1和R2为相同基团。在一些实施例中，R1和R2为不同基团。
在一些实施例中，每个R1和R2独立地为任选被取代的C1-C6烷基。在一些实施例中，烷基为直链或分支链烷基。在一些实施例中，烷基为直链烷基。在一些实施例中，每个R1和R2独立地为-CH2CH3、-CH2CH2CH3或-CH2CH2CH2CH3。在一些实施例中，每个R1和R2为-CH2CH2CH2CH3。
在一些实施例中，每个R1和R2各自独立地为任选被取代的C3-C10环烷基或芳基。在一些实施例中，每个R1和R2独立地为任选被取代的环丙基、环丁基、环戊基、环己基或环庚基。在一些实施例中，每个R1和R2独立地为任选被取代的苯基。
在一些实施例中，R1和R2与其所连接的相应氮一起形成任选被取代的5至7元环。在一些实施例中，R1和R2结合在一起为-CH2(CH2)2CH2-、-CH2(CH2)3CH2-或-CH2(CH2)4CH2-。在一些实施例中，R1和R2结合在一起为-CH2(CH2)4CH2-。
在一些实施例中，每个R3独立地为酰基或ICG。在一些实施例中，每个R3独立地为酰基。在一些实施例中，每个R3独立地为ICG。在一些实施例中，每个R3独立地为氢。
在一些实施例中，L1为能够结合至嵌段共聚物和治疗剂的任选被取代的双官能连接子。在一些实施例中，L1为任选地被顺丁烯二酰亚胺残基取代的任选被取代的C1-C10亚烷基连接子。在一些实施例中，L1为任选地被顺丁烯二酰亚胺残基取代的任选被取代的PEG连接子。
在一些实施例中，L1为其中m1为2-20的整数或其中的任何整数。
在一些实施例中，式(I)的嵌段共聚物具有式(I-a)的结构或其药学上可接受的盐或溶剂合物：
其中：
m1为2-200的整数；且
A为键或任选地被顺丁烯二酰亚胺残基取代的-C(O)-。
在式(I)或(I-a)的嵌段共聚物的一些实施例中，m1为2-20的整数或其中的任何整数。在式(I)或(I-a)的嵌段共聚物的一些实施例中，m1为2-5、6-9、10-14或15-20的整数或其中的任何整数。
在式(I)或(I-a)的嵌段共聚物的一些实施例中，A为一键。在一些实施例中，A为任选地被顺丁烯二酰亚胺残基取代的-C(O)-。
在一些实施例中，式(I)的嵌段共聚物具有式(I-c)的结构或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
在式(II)的一些实施例中，R5和R6为相同基团。在一些实施例中，R5和R6为不同基团。
在一些实施例中，每个R5和R6独立地为任选被取代的C1-C6烷基。在一些实施例中，烷基为直链或分支链烷基。在一些实施例中，烷基为直链烷基。在一些实施例中，每个R5和R6独立地为-CH2CH3、-CH2CH2CH3或-CH2CH2CH2CH3。在一些实施例中，每个R5和R6为-CH2CH2CH2CH3。
在一些实施例中，每个R5和R6独立地为任选被取代的C3-C10环烷基或芳基。在一些实施例中，每个R5和R6独立地为任选被取代的环丙基、环丁基、环戊基、环己基或环庚基。在一些实施例中，每个R5和R6独立地为任选被取代的苯基。
在一些实施例中，R5和R6与其所连接的对应氮一起形成任选被取代的5至7元环。在一些实施例中，R5和R6结合在一起为-CH2(CH2)2CH2-、-CH2(CH2)3CH2-或-CH2(CH2)4CH2-。
在一些实施例中，每个R7独立地为酰基或ICG。在一些实施例中，每个R7独立地为酰基。在一些实施例中，每个R7独立地为ICG。在一些实施例中，每个R7独立地为氢。
在一些实施例中，Z1为-O-。在一些实施例中，Z1为-NH-。
在一些实施例中，Z2为-NH-或-O-。在一些实施例中，Z2为-O-。在一些实施例中，Z2为-NH-。在一些实施例中，Z2为经取代的三唑。
在一些实施例中，L2为能够结合至嵌段共聚物和治疗剂的任选被取代的双官能连接子。在一些实施例中，L2为任选地顺丁烯二酰亚胺残基被取代的任选被取代的C1-C10亚烷基连接子。在一些实施例中，L2为任选地被顺丁烯二酰亚胺残基取代的任选被取代的PEG连接子。在一些实施例中，L2为其中m2为2-200。
在一些实施例中，式(II)的嵌段共聚物具有式(II-a)的结构或其药学上可接受的盐或溶剂合物：
/>
其中：
m2为2-200；且
A为键或任选地被顺丁烯二酰亚胺残基取代的-C(O)-。
在式(II)或(II-a)的嵌段共聚物的一些实施例中，m2为2-20的整数。在式(II)或(II-a)的嵌段共聚物的一些实施例中，m2为2-5、6-9、10-14或15-20的整数或其中的任何整数。
在式(II)或(II-a)的嵌段共聚物的一些实施例中，A为一键。在一些实施例中，A为任选地被顺丁烯二酰亚胺残基取代的-C(O)-。
在一些实施例中，式(II)的嵌段共聚物具有式(II-c)的结构或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
在一些实施例中，式(II)的嵌段共聚物具有式(II-a2)的结构或其药学上可接受的盐或溶剂合物：
其中：
Z1为-O-。
在一些实施例中，蛋白质为约5至约20KDa的蛋白质，任选地为细胞因子或其片段，或为抗体，任选地为工程化抗体或其片段。在一些实施例中，细胞因子为白介素(IL)、趋化因子、干扰素、淋巴因子、单核因子、集落刺激因子或肿瘤坏死因子，任选地为IL-2、IL-1、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-15、IL-17或IL-18蛋白质，或其片段。在一些实施例中，抗体或其片段为双特异性抗体或其片段或融合蛋白，任选地为双特异性T细胞衔接子(BiTE)。
嵌段共聚物
在一些实施例中，嵌段共聚物为二嵌段共聚物。在一些实施例中，嵌段共聚物包含亲水性聚合物区段和疏水性聚合物区段。在一些实施例中，亲水性聚合物区段包含聚(环氧乙烷)(PEO)。在一些实施例中，亲水性聚合物区段的大小为约2kD至约10kD。在一些实施例中，亲水性聚合物区段的大小为约2kD至约5kD。在一些实施例中，亲水性聚合物区段的大小为约3kD至约8kD。在一些实施例中，亲水性聚合物区段的大小为约4kD至约6kD。在一些实施例中，亲水性聚合物区段的大小为约5kD。
在一些实施例中，每个n1、n2和n3独立地为1-5、5-10、10-15、15-20、20-25、25-30、30-35、35-40、40-45、45-50、50-55、55-60、60-65、65-70、70-75、75-80、80-85、85-90、90-95、95-99、100-109、110-119、120-129、130-139、140-149、150-159、160-169、170-179、180-189、190-199或其中可推导的任何范围的整数。在一些实施例中，每个n1、n2和n3独立地为60-150、100-140或110-120的整数。在一些实施例中，每个n1、n2和n3独立地为100-140。
在一些实施例中，嵌段共聚物包含疏水性聚合物区段。在一些实施例中，疏水性聚合物区段包含叔胺。在一些实施例中，疏水性聚合物区段选自：
其中x总计为约40-300。
在一些实施例中，疏水性区段包含二丁基胺。在一些实施例中，疏水性区段包含
在一些实施例中，每个x1、x2和x3独立地为1-5、5-10、10-15、15-20、20-25、25-30、30-35、35-40、40-45、45-50、50-55、55-60、60-65、65-70、70-75、75-80、80-85、85-90、90-95、95-99、100-109、110-119、120-129、130-139、140-149、150-159、160-169、170-179、180-189、190-199或其中可推导的任何范围的整数。在一些实施例中，每个x1、x2和x3独立地为50-200、60-160或90-140的整数。在一些实施例中，每个x1、x2和x3独立地为90-140。
在一些实施例中，每个y1、y2和y3独立地为1-6、1-5、1-4或1-3或其中可推导的任何范围的整数。在一些实施例中，每个y1、y2和y3独立地为1、2、3、4、5或6。在一些实施例中，每个y1、y2和y3独立地为0。
在一些实施例中，每个z1和z2独立地为1-9、1-8、1-7、1-6、1-5、1-4或1-3或其中可推导的任何范围的整数。在一些实施例中，每个z1和z2独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。在一些实施例中，每个z1和z2独立地为0。
术语“r”表示不同嵌段共聚物单元/区段(例如，由x1、y1和z1表示)之间的连接。在一些实施例中，每个r独立地为连接单元/区段或烷基-(CH2)n-的碳原子的键，其中n为1至10。在一些实施例中，共聚物嵌段区段/单元(例如，由x1、y1和z1表示)可按任何次序、顺序或构型出现。在一些实施例中，共聚物嵌段单元如式(I)、(I-a)、(I-c)、(II)、(II-a)、(II-c)、(III)或(IV)中所述依次出现。
在一些实施例中，每个m1和m2独立地为2-200的整数。在一些实施例中，每个m1和m2独立地为2-20的整数。
在一些实施例中，每个X1、X2和X3为端基。在一些实施例中，封端基团为原子转移自由基聚合(ATRP)反应的产物。例如，当使用原子转移自由基聚合(ATRP)时，封端基团可为卤素，例如-Br。在一些实施例中，每个X1、X2和X3独立地为Br。在一些实施例中，每个X1、X2和X3独立地为-OH。在一些实施例中，每个X1、X2和X3独立地为酸。在一些实施例中，每个X1、X2和X3独立地为-C(O)OH。在一些实施例中，每个X1、X2和X3独立地为H。端基可任选地在与适当部分聚合之后进一步经修饰。
在一些实施例中，连接子L1和L2为具有与嵌段共聚物和治疗剂反应的基团的双官能连接子。在一些实施例中，所使用的连接子组分为顺丁烯二酰亚胺-PEG-NHS、NHS-碳酸酯(N-羟基丁二酰亚胺碳酸酯)、SPDB(N-丁二酰亚胺-4-(2-吡啶基二硫基)丁酸酯)或CDI(羰基二咪唑)。
在一些实施例中，连接子与治疗剂结合。在一些实施例中，连接子与治疗剂共价结合。所属领域中已知的方法可用于将治疗剂结合至例如疏水性聚合物区段。
在一些实施例中，嵌段共聚物包含经由胺结合的荧光染料。在一些实施例中，荧光染料为花青染料或其衍生物。在一些实施例中，荧光染料为吲哚菁绿(ICG)或其衍生物。吲哚菁绿(ICG)用于医学诊断。在一些实施例中，ICG衍生物的结构为：
在一个方面，本文所述的化合物呈药学上可接受的盐的形式。同样，具有相同活性类型的这些化合物的活性代谢物包括在本公开的范围中。另外，本文所描述的化合物可以非溶剂化形式以及与药学上可接受的溶剂(例如水、乙醇等)的溶剂化形式存在。本文呈现的化合物的溶剂化形式也被视为本文公开的。
治疗剂
在一些实施例中，治疗剂为蛋白质。在一些实施例中，蛋白质为约5至约20KDa的蛋白质，任选地为细胞因子或其片段，或为抗体，任选地为工程化抗体或其片段。在一些实施例中，治疗剂为细胞因子或其片段或工程化抗体片段。
在一些实施例中，治疗剂为其片段的细胞因子。细胞因子是一类广泛而松散的小蛋白质，在细胞信号传导中很重要。细胞因子是肽，并且不能穿过细胞的脂质双层进入细胞质。细胞因子已被证明作为免疫调节剂参与自分泌、旁分泌和内分泌信号传导。白介素-2(IL-2)是一种白介素，是免疫系统中的一种细胞因子信号传导分子。它是一种15.5-16kDa的蛋白质，可调节负责免疫的白细胞的活动。白介素-15(IL-15)是一种与白介素-2具有结构相似性的细胞因子。与IL-2一样，IL-15与由IL-2/IL-15受体β链和共同γ链组成的复合物结合，并通过所述复合物发出信号。IL-15由病毒感染后的单核吞噬细胞分泌。白介素-21是一种对免疫系统细胞具有强大的调节作用的细胞因子，所述细胞包括自然杀伤细胞和细胞毒性T细胞，其可破坏病毒感染细胞或癌细胞。白介素12(IL-12)是一种由树突状细胞、巨噬细胞、嗜中性粒细胞和人B类淋巴母细胞(NC-37)响应抗原刺激而自然产生的白介素。在一些实施例中，细胞因子为白介素(IL)、趋化因子、干扰素、淋巴因子、单核因子、集落刺激因子或肿瘤坏死因子，任选地为IL-2、IL-1、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-15、IL-17或IL-18蛋白质，或其片段。在一些实施例中，细胞因子为IL-2、IL-21、IL-12或IL-15或其片段。在一些实施例中，细胞因子为IL-2、IL-12、或IL-15或其片段。在一些实施例中，细胞因子为IL-2或其片段。在一些实施例中，细胞因子为IL-15或其片段。在一些实施例中，细胞因子为IL-12或其片段。在一些实施例中，细胞因子为Fab或其片段。
干扰素(IFN)是一组信号传导蛋白，属于被称为细胞因子的蛋白质类别，细胞因子是用于细胞间通讯以触发有助于根除病原体的免疫系统保护性防御的分子。在一些实施例中，细胞因子为干扰素α、干扰素β或干扰素γ或其片段。
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子，也称为集落刺激因子2，是由巨噬细胞、T细胞、肥大细胞、自然杀伤细胞、内皮细胞和成纤维细胞分泌的具有细胞因子作用的单体糖蛋白。在一些实施例中，细胞因子是粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子GM-CSF。
在一些实施例中，治疗剂为工程化抗体片段。在一些实施例中，工程化抗体片段为双特异性T细胞衔接子。双特异性T细胞衔接子(BiTE)是一类被研究用作抗癌药物的人工双特异性单克隆抗体。它们引导宿主的免疫系统，更具体地说T细胞的细胞毒活性来对抗癌细胞。在一些实施例中，抗体或其片段为双特异性抗体或其片段或融合蛋白，任选地为双特异性T细胞衔接子(BiTE)。
蛋白质修饰
在某些实施例中，治疗剂与荧光染料结合。在一些实施例中，治疗剂在由嵌段共聚物包封之前与荧光染料结合。
在一些实施例中，荧光染料的激发光谱为约400nm至约900nm，或约：400、450、500、550、600、650、700、750、800或850nm。
在一些实施例中，荧光染料为香豆素、罗丹明、花青、呫吨、荧光素或其磺化或带负电荷的形式，或来自图22的化合物。
在一些实施例中，荧光染料为800CW、Alexa514、Alexa/>488或Alexa647。在一些实施例中，荧光染料为800CW。在一些实施例中，荧光染料为来自图22的化合物。
在一些实施例中，荧光染料为：
胶束组合物
在一些实施例中，胶束包含来自各种单聚体的一或多种不同类型的嵌段共聚物组分。在一些实施例中，胶束包含(i)式(III)的嵌段共聚物和(ii)式(I)或式(II)的嵌段共聚物。在一些实施例中，胶束包含比率为1:99至99:1的组分(i)与(ii)；或其中的任何比率。在一些实施例中，胶束包含比率为1:99、10:90、20:80、30:70、40:50或50:50的组分(i)和(ii)。在一些实施例中，胶束包含1:1比率的组分(i)和(ii)。
在一些实施例中，胶束包含1:99的式(III)的嵌段共聚物与式(I)的嵌段共聚物。在一些实施例中，胶束包含99:1的式(III)的嵌段共聚物与式(I)的嵌段共聚物。在一些实施例中，胶束包含1:99的式(III)的嵌段共聚物与式(II)的嵌段共聚物。在一些实施例中，胶束包含99:1的式(III)的嵌段共聚物与式(II)的嵌段共聚物。
在一些实施例中，胶束包含(i)式(III)的嵌段共聚物；(ii)式(I)的嵌段共聚物；以及(iii)式(II)的嵌段共聚物。在一些实施例中，胶束包含等份的组分(i)、(ii)和(iii)。在一些实施例中，胶束包含不等份的组分(i)、(ii)和(iii)。
在一些实施例中，各种不同类型的嵌段共聚物结合至不同治疗剂。在一些实施例中，各种不同类型的嵌段共聚物结合至相同治疗剂。
本文呈现的另一方面是一种胶束，其包含：(i)式(III)的嵌段共聚物；(ii)式(I)的嵌段共聚物和/或式(II)的嵌段共聚物；以及(iii)通过嵌段共聚物非共价包封的治疗剂。在一些实施例中，治疗剂非共价包封在胶束内。
在癌症疗法中使用胶束可增强抗肿瘤功效并降低对健康组织的毒性，部分原因是胶束的大小。虽然诸如某些化学治疗剂等小分子可进入正常组织和肿瘤组织，但非靶向胶束纳米颗粒可能优先穿过渗漏的肿瘤脉管系统。胶束的大小将通常呈纳米尺度(即，直径在约1nm与1μm之间)。在一些实施例中，胶束的大小为约10至约200nm。在一些实施例中，胶束的大小为约20至约100nm。在一些实施例中，胶束的大小为约30至约50nm。在一些实施例中，胶束的直径小于约1μm。在一些实施例中，胶束的直径小于约100nm。在一些实施例中，胶束的直径小于约50nm。
pH响应性组合物
在本文呈现的另一方面，是pH响应性组合物。本文所公开的pH响应性组合物包含一或多种包含嵌段共聚物和治疗剂的pH响应性胶束和/或纳米颗粒。每一嵌段共聚物包含亲水性聚合物区段和疏水性聚合物区段，其中疏水性聚合物区段包含可电离胺基以提供pH敏感性。利用此pH敏感性来提供适用作药物-结合物治疗剂的组合物。
胶束可在生理范围内具有不同的pH转变值，以便靶向特定细胞或微环境。在一些实施例中，胶束的pH转变值为约5至约8，或其中的任何值。在一些实施例中，胶束的pH转变值为约5至约6。在一些实施例中，胶束的pH转变值为约6至约7。在一些实施例中，胶束的pH转变值为约7至约8。在一些实施例中，胶束的pH转变值为约6.3至约6.9。在一些实施例中，胶束的pH转变值为约5.0至约6.2。在一些实施例中，胶束的pH转变值为约5.9至约6.2。一些实施例中，胶束的pH转变值为约5.0至约5.5。在一些实施例中，pH转变点为4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4或5.5。在一些实施例中，pH转变点为约4.8。在一些实施例中，pH转变点为约4.9。在一些实施例中，pH转变点为约5.0。在一些实施例中，pH转变点为约5.1。在一些实施例中，pH转变点为约5.2。在一些实施例中，pH转变点为约5.3。在一些实施例中，pH转变点为约5.4。在一些实施例中，pH转变点为约5.5。
相比于pH响应极宽(即2个pH单位)的其它pH敏感组合物，本发明的pH敏感性胶束组合物可有利地具有窄的pH转变范围。在一些实施例中，胶束的pH转变范围小于约1个pH单位。在各种实施例中，胶束的pH转变范围小于约0.9、小于约0.8、小于约0.7、小于约0.6、小于约0.5、小于约0.4、小于约0.3、小于约0.2、小于约0.1个pH单位。在一些实施例中，胶束的pH转变范围小于约0.5个pH单位。在一些实施例中，胶束的pH转变范围小于约0.25个pH单位。窄的pH转变范围有利地提供更尖锐的pH响应，其可导致荧光团的完全开启与pH的细微变化。
在一些实施例中，pH响应性组合物具有发射光谱。在一些实施例中，发射光谱为600-800nm。在一些实施例中，发射光谱为700-800nm。
II.使用方法
称为瓦尔堡效应(Warburg effect)的好氧糖酵解发生在所有实体癌中，其中癌细胞优先摄取葡萄糖并将其转化为乳酸或其他酸。由于单羧酸转运蛋白或其他转运蛋白，乳酸或其它酸优先积聚在细胞外空间。由此产生的细胞外空间酸化促进了细胞外基质的重塑，以进一步促进肿瘤侵袭和转移。
本文所提供的一些实施例描述在生理pH(7.35-7.45)下形成胶束的化合物。在一些实施例中，本文所述的化合物与治疗剂共价或非共价结合。在一些实施例中，胶束的分子量大于2×107道尔顿。在一些实施例中，胶束的分子量为约2.7×107道尔顿。在一些实施例中，治疗剂在生理pH(7.35-7.45)下(例如，在血液循环期间)被隔离在胶束核心内。在一些实施例中，当胶束遇到酸性环境(例如肿瘤组织)时，胶束解离成平均分子量为约3.7×104道尔顿的单个化合物，从而允许释放治疗剂。在一些实施例中，胶束在pH低于pH转变点的pH(例如肿瘤微环境的酸性状态)下解离。
在一些实施例中，治疗剂可并入胶束内部。特定的pH条件(例如肿瘤和内吞隔室中存在的酸性pH)可能导致胶束快速质子化和解离成单体，从而释放治疗剂(例如药物)。在一些实施例中，胶束在生理pH(pH 7.4)下提供稳定药物包封，但可在酸性环境中快速释放药物。
在一些情况下，本文所述的pH敏感性胶束组合物具有窄pH转变范围。在一些实施例中，本文所述的胶束的pH转变范围(ΔpH10-90％)小于1个pH单位。在各种实施例中，胶束的pH转变范围小于约0.9、小于约0.8、小于约0.7、小于约0.6、小于约0.5、小于约0.4、小于约0.3、小于约0.2、小于约0.1个pH单位。在一些实施例中，胶束的pH转变范围小于约0.5个pH单位。在一些实施例中，pH转变范围小于0.25个pH单位。在一些实施例中，pH转变范围小于0.15个pH单位。此尖锐转变点允许胶束与肿瘤微环境的酸性pH解离。
这些胶束可用作药物递送剂。包含药物的胶束可用于治疗例如癌症或其它疾病，其中药物可由于局部pH差异(例如pH不同于生理pH(7.4))而被递送至适当位置。在一些实施例中，所治疗的病症为癌症。在一些实施例中，癌症包含实体肿瘤。在一些实施例中，肿瘤为来自原发性肿瘤转移的继发性肿瘤。在一些实施例中，药物递送可递送至淋巴结或递送至腹膜或胸膜表面。
在一些实施例中是一种治疗有需要的个体的癌症的方法，其包含向受试者施用治疗有效量的本文所公开的嵌段共聚物、胶束或组合物中的任一者。
在一些实施例中，癌症为癌瘤、肉瘤、淋巴瘤、白血病、黑色素瘤、间皮瘤、多发性骨髓瘤或精原细胞瘤。
在一些实施例中，肿瘤来自癌症。在一些实施例中，癌症为乳腺癌、头颈部鳞状细胞癌(NHSCC)、肺癌、卵巢癌、前列腺癌、膀胱癌、肾癌、尿道癌、食道癌、结直肠癌、腹膜转移癌、或脑癌、皮肤癌(包括黑色素瘤和肉瘤)。在一些实施例中，癌症为乳腺癌、头颈部鳞状细胞癌(NHSCC)、食道癌、肾癌或结直肠癌。在一些实施例中，癌症为乳腺癌。在一些实施例中，癌症为头颈部鳞状细胞癌(NHSCC)。在一些实施例中，癌症为食道癌。在一些实施例中，癌症为结直肠癌。
在一些实施例中，癌症为实体肿瘤。
在一些实施例中，肿瘤减小约5％、约10％、约15％、约25％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％或约90％。在一些实施例中，肿瘤减小约50％。在一些实施例中，肿瘤减小约60％。在一些实施例中，肿瘤减小约70％。在一些实施例中，肿瘤减小约75％。在一些实施例中，肿瘤减小约80％。在一些实施例中，肿瘤减小约85％。在一些实施例中，肿瘤减小约90％。在一些实施例中，肿瘤减小约95％。在一些实施例中，肿瘤减小约99％。
在一些实施例中，癌症不是实体肿瘤。
给药方法与治疗方案
本公开的药物组合物可以被调配成与预期方法或施用途径相容；示例性施用途径阐述于本文中。在一些实施例中，本文所公开的药物组合物呈通过经口、静脉内(IV)、肌肉内、皮下、瘤内或皮内注射给药或施用的形式。在一些实施例中，药物组合物被调配成用于经口、肌肉内、皮下或静脉内施用。在一些实施例中，药物组合物被调配成用于静脉内施用。在一些实施例中，药物组合物被调配成用于静脉内(IV)施用的水溶液或悬浮液。在一些实施例中，药物组合物被调配成作为单次剂量施用。在一些实施例中，本文所公开的药物组合物被调配成通过IV作为推注施用。在一些实施例中，本文所公开的药物组合物被调配成通过注射施用至肿瘤中。
在一些实施例中，施用含有本文所公开的化合物的组合物用于预防性和/或治疗性治疗。在某些治疗应用中，以足以治愈或至少部分遏止疾病或病况的症状中的至少一者的量向已经患有所述疾病或病况的患者施用组合物。有效用于此用途的量取决于疾病或病况的严重程度和病程、先前疗法、患者的健康状态、体重和对药物的反应以及治疗医师的判断。治疗有效量任选地通过包括但不限于剂量递增临床试验的方法来确定。
典型的剂量在每剂约0.001至约100mg/kg的范围内。在一些实施例中，剂量范围为约0.01至约50mg/kg。在一些实施例中，剂量的其它范围为每剂约0.05至约10mg/kg。在一些实施例中，剂量为约50mg/kg。在一些实施例中，剂量为约100mg/kg。精确剂量将取决于施用频率和方式、所治疗受试者的性别、年龄、体重和一般健康状况、所治疗病况的性质和严重程度以及待治疗的任何伴随疾病以及对于所属领域的技术人员显而易见的其它因素。
在某些实施例中，可在某一时间长度(即“药物假期”)内暂时减少或暂时中止所施用的组合物的剂量。
在一些实施例中，所述方法包含施用组合物一次。在一些实施例中，所述方法包含施用组合物两次或更多次。在一些实施例中，组合物每天施用一次。
在一些实施例中，所述受试者是哺乳动物。在一些实施例中，受试者是人类。
组合疗法
在另一方面，本文所公开的组合物与一或多种额外疗法一起施用。在一些实施例中，所述方法进一步包含第二抗癌疗法。在一些实施例中，第二抗癌疗法为手术、化学疗法、放射疗法、基因疗法或免疫疗法。在一些实施例中，第二抗癌疗法为免疫疗法。在一些实施例中，免疫疗法为检查点疗法。在一些实施例中，第二抗癌疗法为放射疗法。在一些实施例中，第二疗法为手术。
III.包封方法
在本文所述的另一方面是一种增加治疗剂包封至胶束中的方法，其包含将治疗剂与荧光染料结合。
在一些实施例中，方法进一步包含使结合的治疗剂与嵌段共聚物接触以形成胶束。
在一些实施例中，治疗剂为约5至约20KDa的蛋白质。
在一些实施例中，蛋白质为细胞因子或其片段。在一些实施例中，细胞因子为IL-2、IL-1、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-15、IL-17或IL-18蛋白质或其片段。
在一些实施例中，治疗剂为抗体或其片段。在一些实施例中，抗体或其片段为双特异性抗体或其片段。在一些实施例中，双特异性抗体或其片段为融合蛋白。在一些实施例中，融合蛋白为双特异性T细胞衔接子(BiTE)。
在一些实施例中，荧光染料具有约400nm至约900nm的激发光谱。在一些实施例中，荧光染料的激发光谱为约：400、450、500、550、600、650、700、750、800或850nm。
在一些实施例中，荧光染料为香豆素、罗丹明、花青、呫吨、荧光素或其磺化或带负电荷的形式，或来自图22的化合物。
定义
在以下说明中，阐述了某些具体细节以便提供对各个实施例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将理解，本发明可以在不存在这些细节的情况下实践。在其它实例中，未详细示出或描述众所周知的结构，以避免对实施例的描述不必要地混淆。除非上下文另有要求，否则在随后的说明书和权利要求中，术语“包含”及其变形(如“包含(comprises/comprising)”)应以开放的、包含性的含义解释，即“包括但不限于”。此外，在此提供的标题仅为了便利，且并不说明所要求保护的发明的范围或含义。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用，除非内容另外明确指明，否则单数形式的“一(a/an)”以及“所述(the)”包括复数指示物。还应注意，除非内容另外明确指示，否则术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用。
除非另外指示，否则如本文所使用的以下术语具有以下含义：
“氧代基”是指＝O取代基。
“硫酮基”是指＝S取代基。
“烷基”是指直链或分支链烃链基团，具有一个至二十个碳原子，并且通过单键连接至分子的其余部分。包含至多10个碳原子的烷基称为C1-C10烷基，同样，举例来说，包含至多6个碳原子的烷基为C1-C6烷基。包含其它数量的碳原子的烷基(和本文所定义的其它部分)类似地表示。烷基包括但不限于C1-C10烷基、C1-C9烷基、C1-C8烷基、C1-C7烷基、C1-C6烷基、C1-C5烷基、C1-C4烷基、C1-C3烷基、C1-C2烷基、C2-C8烷基、C3-C8烷基和C4-C8烷基。代表性烷基包括但不限于甲基、乙基、正丙基、1-甲基乙基(异丙基)、正丁基、异丁基、仲丁基、正戊基、1,1-二甲基乙基(叔丁基)、3-甲基己基、2-甲基己基、1-乙基-丙基等。在一些实施例中，烷基为甲基、乙基、仲丁基或1-乙基-丙基。除非在说明书中另有特别说明，否则烷基可以如下所述任选地被取代。“亚烷基”或“亚烷基链”是指将分子的其余部分连接至基团的直链或支链二价烃链。在一些实施方案中，亚烷基为-CH2-、-CH2CH2-或-CH2CH2CH2-。在实施例中，亚烷基为-CH2-。在一些实施例中，亚烷基为-CH2CH2-。在一些实施例中，亚烷基为-CH2CH2CH2-。
“烷氧基”是指式-OR的基团，其中R是如所定义的烷基。除非在说明书中另有特别说明，否则烷氧基可以如下所述任选地被取代。代表性烷氧基包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基。在一些实施例中，烷氧基为甲氧基。在一些实施例中，烷氧基为乙氧基。
“亚杂烷基”是指如上所述的烷基，其中所述烷基的一或多个碳原子被O、N或S原子置换。“亚杂烷基”或“亚杂烷基链”是指将分子的其余部分连接至基团的直链或支链二价杂烷基链。除非在说明书中另有特别说明，否则杂烷基或亚杂烷基可以如下所述被任选地被取代。代表性杂烷基包括但不限于-OCH2OMe、-OCH2CH2OMe或-OCH2CH2OCH2CH2NH2。代表性亚杂烷基包括但不限于-OCH2CH2O-、-OCH2CH2OCH2CH2O-或-OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2O-。
“烷氨基”是指式-NHR或-NRR的基团，其中每个R独立地为如上定义的烷基。除非在说明书中另有特别说明，否则烷基氨基可以如下所述任选地被取代。
术语“芳族基”是指具有含有4n+2个π电子的不定域π电子系统的平面环，其中n是整数。芳族基可任选地被取代。术语“芳族基”包括芳基(例如苯基、萘基)和杂芳基(例如吡啶基、喹啉基)两者。
“芳基”是指芳环，其中形成环的每个原子为碳原子。芳基可任选地被取代。芳基的实例包括(但不限于)苯基和萘基。在一些实施例中，芳基是苯基。取决于结构，芳基可以是单价基团或二价基团(即，亚芳基)。除非在说明书中另外具体说明，否则术语“芳基”或前缀“芳-”(如在“芳烷基”中)意图包括任选被取代的芳基。
“羧基”是指-CO2H。在一些实施例中，羧基部分可被“羧酸生物电子等排体”置换，羧酸生物电子等排体是指与羧酸部分展现类似物理和/或化学特性的官能团或部分。羧酸生物电子等排体与羧酸基具有类似的生物特性。与含羧酸的化合物相比，具有羧酸部分的化合物可具有与羧酸生物电子等排体交换的羧酸部分并且具有相似的物理和/或生物特性。例如，在一个实施例中，羧酸生物电子等排体将在生理pH下电离至与羧酸基大致相同的程度。羧酸的生物电子等排体的实例包括但不限于：
“环烷基”是指单环或多环非芳族基团，其中形成环的原子(即骨架原子)中的每一者为碳原子。环烷基可为饱和或部分不饱和的。环烷基可与芳环稠合(在此情况下，环烷基通过非芳环碳原子键结)。环烷基包括具有3至10个环原子的基团。在一些实施例中，环烷基为C3-C6环烷基。在一些实施例中，环烷基为3至6元环烷基。代表性环烷基包括但不限于具有3至10个碳原子、3至8个碳原子、3至6个碳原子或3至5个碳原子的环烷基。单环环烷基包括例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基。在一些实施例中，单环环烷基为环丙基、环丁基、环戊基或环己基。多环基团包括例如金刚烷基、降冰片烷基、十氢萘基和3,4-二氢萘-1(2H)-酮。除非说明书中另有特别说明，否则环烷基可任选地被取代。
“稠合”是指与现有环结构稠合的本文描述的任何环结构。当稠环是杂环基环或杂芳基环时，变成稠合杂环基环或稠合杂芳基环的一部分的现有环结构上的任何碳原子可以由氮原子置换。
“卤基”或“卤素”指溴、氯、氟或碘。
“卤代烷基”是指被一或多个如上所定义的卤代基团所取代的如上所定义的烷基，例如，三氟甲基、二氟甲基、氟甲基、三氯甲基、2,2,2-三氟乙基、1,2-二氟乙基、3-溴-2-氟丙基、1,2-二溴乙基等。除非在说明书中另外具体说明，否则卤烷基可任选地被取代。
“卤代烷氧基”是指被一或多个如上所定义的卤代基团取代的如上所定义的烷氧基基团，例如，三氟甲氧基、二氟甲氧基、氟甲氧基、三氯甲氧基、2,2,2-三氟乙氧基、1,2-二氟乙氧基、3-溴-2-氟丙氧基、1,2-二溴乙氧基等。除非在说明书中另有特别说明，否则卤代烷氧基可任选地被取代。
“杂环烷基”或“杂环基”或“杂环”是指包含2至13个碳原子及1至6个选自由氮、氧和硫组成的群组的杂原子的稳定的3至14元非芳环基团。在一些实施例中，杂环烷基为C2-C7杂环烷基。在一些实施例中，杂环烷基为C2-C6杂环烷基。在一些实施例中，杂环烷基为C2-C5杂环烷基。在一些实施例中，杂环烷基为3至8元杂环烷基。在一些实施例中，杂环烷基为3至7元杂环烷基。在一些实施例中，杂环烷基为3至6元杂环烷基。在一些实施例中，杂环烷基为3至5元杂环烷基。除非在说明书中另有特别说明，否则所述杂环烷基可以是单环或双环环系统，其可包括稠合(当与芳基或杂芳基环稠合时，杂环烷基通过非芳香环原子键合)或桥接环系统。杂环基中的氮、碳或硫原子可任选地被氧化。氮原子可任选地被季铵化。杂环烷基是部分或完全饱和的。此类杂环烷基的实例包括但不限于二氧杂环戊烷基、噻吩基[1,3]二噻烷基、十氢异喹啉基、咪唑啉基、咪唑烷基、异噻唑烷基、异噁唑烷基、吗啉基、八氢吲哚基、八氢异吲哚基、2-氧代哌嗪基、2-氧代哌啶基、2-氧代吡咯烷基、噁唑烷基、哌啶基、哌嗪基、4-哌啶酮基、吡咯烷基、吡唑烷基、奎宁环基、噻唑烷基、四氢呋喃基、三噻烷基、四氢吡喃基、硫代吗啉基、硫代吗啉基、1-氧代-硫代吗啉基、1,1-二氧代-硫代吗啉基。术语杂环烷基还包括碳水化合物的所有环形式，包括但不限于单糖、二糖和寡糖。除非另外说明，否则杂环烷基在环中具有2至10个碳。在一些实施例中，杂环烷基在环中具有2至8个碳。在一些实施例中，异环烷基在环中具有2至8个碳和1或2个N原子。应理解，当提及杂环烷基中的碳原子数时，杂环烷基中的碳原子数与构成杂环烷基的原子(即杂环烷基环的骨架原子)的总数(包括杂原子)不同。除非在说明书中另有特别说明，否则杂环烷基可任选地被取代。
“杂芳基”是指包括一或多个选自氮、氧和硫的环原子的芳基。杂芳基是单环或双环的。在一些实施例中，杂芳基为5或6元杂芳基。在一些实施例中，杂芳基为5元杂芳基。在一些实施例中，杂芳基为6元杂芳基。单环杂芳基的说明性实例包括吡啶基、咪唑基、嘧啶基、吡唑基、三唑基、吡嗪基、四唑基、呋喃基、噻吩基、异噁唑基、噻唑基、噁唑基、异噻唑基、吡咯基、哒嗪基、三嗪基、噁二唑基、噻二唑基、呋咱基、吲哚嗪、吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、吲唑、苯并咪唑、嘌呤、喹嗪、喹啉、异喹啉、噌啉、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、1,8-萘啶和蝶啶。单环杂芳基的说明性实例包括吡啶基、咪唑基、嘧啶基、吡唑基、三唑基、吡嗪基、四唑基、呋喃基、噻吩基、异噁唑基、噻唑基、噁唑基、异噻唑基、吡咯基、哒嗪基、三嗪基、噁二唑基、噻二唑基和呋咱基。双环杂芳基的说明性实例包括吲哚嗪、吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、吲唑、苯并咪唑、嘌呤、喹嗪、喹啉、异喹啉、噌啉、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、1,8-萘啶和蝶啶。在一些实施例中，杂芳基为吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、噻唑基、噻吩基、噻二唑基或呋喃基。在一些实施例中，杂芳基在环中含有0-4个N原子。在一些实施例中，杂芳基在环中含有1-4个N原子。在一些实施例中，杂芳基在环中含有0至4个N原子、0至1个O原子和0至1个S原子。在一些实施例中，杂芳基在环中含有1-4个N原子、0-1个O原子和0-1个S原子。
术语“任选地被取代”或“被取代”意指参考基团可被一或多个单独且独立地选自以下的额外基团取代：烷基、卤烷基、环烷基、芳基、杂芳基、杂环烷基、-OH、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、烷基亚砜、芳基亚砜、烷基砜、芳基砜、-CN、炔、C1-C6烷基炔、卤素、酰基、酰氧基、-CO2H、-CO2烷基、硝基和氨基，包括单取代和二取代的氨基(例如-NH2、-NHR、-N(R)2)，以及其受保护的衍生物。在一些实施例中，任选的取代基独立地选自烷基、烷氧基、卤烷基、环烷基、卤素、-CN、-NH2、-NH(CH3)、-N(CH3)2、-OH、-CO2H和-CO2烷基。在一些实施例中，任选的取代基独立地选自氟、氯、溴、碘、-CH3、-CH2CH3、-CF3、-OCH3和-OCF3。在一些实施例中，任选的取代基独立地选自氟、氯、-CH3、-CF3、-OCH3和-OCF3。在一些实施例中，经取代的基团经前述基团中的一或两者取代。在一些实施例中，脂族碳原子(非环状或环状、饱和或不饱和碳原子，不包括芳族碳原子)上的任选的取代基包括氧代基(＝O)。
“互变异构体”是指质子从分子的一个原子转移至同一分子的另一个原子。本文提出的化合物可以互变异构体形式存在。互变异构体是通过氢原子迁移可相互转化的化合物，同时伴随着单键和相邻双键的转换。在可能发生互变异构的键合布置中，将存在互变异构体的化学平衡。考虑了本文公开的化合物的所有互变异构形式。互变异构体的精确比取决于若干因素，包括温度、溶剂和pH。互变异构互换的一些实例包括：
如本文所用，术语“共施用”等意图涵盖将所选治疗剂施用到单个患者，且旨在包括其中药剂通过相同或不同施用途径或在相同或不同的时间施用的治疗方案。
如本文所用，术语“有效量”或“治疗有效量”是指给予足量的药剂或化合物，其在某种程度上将减轻所治疗的疾病或病况的一或多种症状。结果可以是减轻和/或缓解疾病的病征、症状或病因，或生物系统的任何其它期望变异。举例来说，用于治疗用途的“有效量”是提供疾病症状的临床上显著降低所需的包含如本文所公开的化合物的组合物的量。可使用如剂量递增研究的技术测定任何个别情况下的适当“有效”量。
除非另外说明，否则本申请中所使用的以下术语具有以下给出的定义。术语“包括(including)”以及诸如“包括(include)”、“包括(includes)”和“包括(included)”等其它形式的使用不具限制性。本文中使用的章节标题仅出于组织目的，而不应被解释为对所描述的主题进行限制。
如本文所用，“药学上可接受的”是指不消除嵌段共聚物的生物活性或特性并且相对无毒的材料(如载体或稀释剂)，即，所述材料可以在不造成非所需生物作用或以有害方式与含有所述材料的组合物中的任何组分相互作用的情况下向个体施用。
术语“药学上可接受的盐”是指由治疗活性剂的阳离子形式与合适的负离子的组合所组成，或在替代实施例中由治疗活性剂的阴离子形式与合适的阳离子的组合所组成的治疗活性剂形式。《药用盐手册：性质、选择和使用(Handbook of Pharmaceutical Salts:Properties,Selection and Use)》，《国际纯粹与应用化学联合会(International Unionof Pure and Applied Chemistry)》,Wiley-VCH 2002.S.M.贝尔奇(Berge),L.D.比格利(Bighley),D.C.蒙克豪斯(Monkhouse),《药物科学杂志(J.Pharm.Sci.)》1977,66,1-19.P.H.斯塔尔(Stahl)和C.G.韦穆特(Wermuth)编,《药用盐手册：性质、选择和使用》,魏因海姆(Weinheim)/苏黎世(Zürich):Wiley-VCH/VHCA,2002。药用盐通常比非离子物种更可溶且更迅速地可溶于胃及肠液中，且因此适用于固体剂型。此外，由于其溶解度常随pH而变，所以可能选择性溶解于消化道的一个部分或另一部分中，且此能力可作为延迟且持续释放行为的一个方面操控。另外，因为成盐分子可与中性形式平衡，所以可调节通过生物膜的通道。
在一些实施例中，药学上可接受的盐通过使嵌段共聚物与酸反应而获得。在一些实施例中，本文所公开的嵌段共聚物(即游离碱形式)是碱性的并且与有机酸或无机酸反应。无机酸包括但不限于盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸、硝酸和偏磷酸。有机酸包括但不限于1-羟基-2-萘甲酸；2,2-二氯乙酸；2-羟基乙磺酸；2-氧代戊二酸；4-乙酰胺基苯甲酸；4-氨基水杨酸；乙酸；己二酸；抗坏血酸(L)；天冬氨酸(L)；苯磺酸；苯甲酸；樟脑酸(+)；樟脑-10-磺酸(+)；癸酸(capric acid/decanoic acid)；己酸(caproic acid/hexanoic acid)；辛酸(caprylic acid/octanoic acid)；碳酸；肉桂酸；柠檬酸；环己胺磺酸；十二烷基硫酸；乙烷-1,2-二磺酸；乙磺酸；甲酸；反丁烯二酸；半乳糖二酸；龙胆酸；葡糖庚酸(D)；葡糖酸(D)；葡糖醛酸(D)；谷氨酸；戊二酸；甘油磷酸；乙醇酸；马尿酸；异丁酸；乳酸(DL)；乳糖酸；月桂酸；顺丁烯二酸；苹果酸(-L)；丙二酸；杏仁酸(DL)；甲磺酸；萘-1,5-二磺酸；萘-2-磺酸；烟碱酸；油酸；草酸；棕榈酸；双羟萘酸；磷酸；丙酸；焦谷氨酸(-L)；水杨酸；癸二酸；硬脂酸；丁二酸；硫酸；酒石酸(+L)；硫氰酸；甲苯磺酸(p)；以及十一碳烯酸。
在一些实施例中，本文所公开的嵌段共聚物制备为氯化物盐、硫酸盐、溴化物盐、甲磺酸盐、顺丁烯二酸盐、柠檬酸盐或磷酸盐。
在一些实施例中，药学上可接受的盐通过使本文所公开的嵌段共聚物与碱反应而获得。在一些实施例中，本文所公开的嵌段共聚物为酸性的并且与碱反应。在此类情形下，本文所公开的嵌段共聚物的酸性质子被金属离子(例如，锂离子、钠离子、钾离子、镁离子、钙离子或铝离子)置换。在一些情况下，本文所描述的嵌段共聚物与有机碱配位，所述有机碱例如但不限于乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、缓血酸胺、葡甲胺、N-甲基葡糖胺、二环己胺、三(羟甲基)甲胺。在其它情况下，本文所描述的嵌段共聚物可与氨基酸形成盐，所述氨基酸例如但不限于精氨酸、赖氨酸等。用于与包括酸性质子的嵌段共聚物形成盐的可接受的无机碱包括但不限于氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化锂等。在一些实施例中，本文提供的嵌段共聚物制备为钠盐、钙盐、钾盐、镁盐、三聚氰胺盐、N-甲基葡糖胺盐或铵盐。
应了解，提及药学上可接受的盐包括溶剂加成形式。在一些实施例中，溶剂合物含有化学计量或非化学计量的溶剂，且在与药学上可接受的溶剂(如水、乙醇等)结晶期间形成。当溶剂是水时形成水合物，或当溶剂是醇时形成醇化物。本文所描述的化合物的溶剂合物在本文所描述的方法中方便地制备或形成。另外，本文提供的化合物以非溶剂化以及溶剂化形式存在。
本文所描述的方法和调配物包括使用本文所描述的嵌段共聚物的N-氧化物(适当时)或药学上可接受的盐，以及这些化合物的具有相同活性类型的活性代谢物。
在另一实施例中，本文所描述的化合物经同位素标记(例如，采用放射性同位素)或通过其它方式标记，其包括但不限于使用发色团或荧光部分、生物发光标记或化学发光标记。
本文所描述的化合物包括同位素标记的化合物，其与本文呈现的各种式和结构中所述的那些相同，但事实上一或多个原子被原子质量或质量数与通常在自然界中发现的原子质量或质量数不同的原子置换。可并入本发明化合物中的同位素的实例包括氢、碳、氮、氧、硫、氟、氯、碘、磷的同位素，例如2H、3H、13C、14C、15N、18O、17O、35S、18F、36Cl、123I、124I、125I、131I、32P和33P。在一个方面，本文所述的经同位素标记的化合物(例如其中并有例如3H及14C的放射性同位素的那些化合物)适用于药物和/或底物组织分布分析。在一个方面，用例如氘的同位素取代获得了由更大的代谢稳定性所引起的某些治疗优势，例如，增加的活体内半衰期或降低的剂量要求。
如本文所用，“pH响应性系统”、“pH响应性组合物”、“胶束”、“pH响应性胶束”、“pH敏感性胶束”、“pH可活化胶束”和“pH可活化胶束(pHAM)纳米颗粒”在本文中可互换地用于指示包含一或多种化合物的胶束，其根据pH(例如高于或低于某一pH)解离。作为非限制性实例，在某一pH下，式(III)的嵌段共聚物基本上呈胶束形式。随着pH变化(例如减小)，胶束开始解离，并且随着pH进一步变化(例如进一步减小)，式(III)的嵌段共聚物基本上以解离(非胶束)形式存在。
如本文所用，“pH转变范围”指示胶束解离的pH范围。
如本文所用，“pH转变值”(pH)指示一半胶束解离的pH。
“纳米探针”在本文中用于指示包含成像标记部分的pH敏感性胶束。在一些实施例中，标记部分为荧光染料。在一些实施例中，荧光染料为吲哚菁绿染料。
如本文所用，术语“施用(administer)”、“施用(administering)”、“施用(administration)”等是指可用于实现将化合物或组合物递送至所需生物作用部位的方法。这些方法包括(但不限于)经口途径、十二指肠内途径、胃肠外注射(包括静脉内、皮下、腹膜内、肌内、血管内或输注)、局部和经直肠施用。所属领域的技术人员熟悉可与本文所描述的化合物和方法一起采用的施用技术。在一些实施例中，本文所描述的化合物和组合物经口施用。在一些实施例中，静脉内施用本文所述的组合物。
如本文所用，术语“共施用”等意图涵盖将所选治疗剂施用到单个患者，且旨在包括其中药剂通过相同或不同施用途径或在相同或不同的时间施用的治疗方案。
如本文所用，术语“有效量”或“治疗有效量”是指施用的药剂或化合物足量，其在某种程度上将减轻所治疗的疾病或病况的一或多种症状。结果包括疾病的病征、症状或病因的减轻和/或缓解，或生物系统的任何其它所需改变。举例来说，用于治疗用途的“有效量”是提供疾病症状的临床上显著降低所需的包含如本文所公开的化合物的组合物的量。任选地使用例如剂量递增研究的技术确定任何个别情况下的适当“有效”量。
如本文中所使用，术语“增强(enhance)”或“增强(enhancing)”是指在效力或持续时间上增加或延长所需作用。因此，关于增强治疗剂的作用，术语“增强”是指能够在效力或持续时间上增加或延长其它治疗剂对系统的作用。如本文中所使用，“增强有效量”是指足以增强另一治疗剂在所需系统中的作用的量。
术语“受试者”或“患者”涵盖哺乳动物。哺乳动物的实例包括但不限于哺乳动物类的任何成员：人类、非人灵长类如黑猩猩和其它猿类和猴类；耕畜如牛、马、绵羊、山羊、猪；家畜，如兔、狗和猫；实验室动物，包含啮齿动物，例如大鼠、小鼠和豚鼠等。在一个方面，哺乳动物为人类。
如本文中所使用，术语“治疗(treat、treating或treatment)”包括减轻、减退或改善疾病或病况的至少一种症状，预防其它症状，抑制疾病或病况，例如阻止疾病或病况的发展，缓解疾病或病况，引起疾病或病况的消退，缓解由疾病或病况引起的状况或预防性和/或治疗性地停止疾病或病况的症状。
除非明显表示仅指替代方案或替代方案相互排斥，否则在权利要求书中使用术语“或”用于指“和/或”，但本公开支持仅指代替代方案的定义和“和/或”。在整个本申请中，术语“约”用于表示某个值包括用于确定所述值的装置或方法的误差标准偏差，例如参考值的±10％。根据长期存在的专利法，除非特别说明，否则当与权利要求书或说明书中的“包含”一词结合使用时，“一个/种(a/an)”表示一或多个/种。
实例
实例1.合成嵌段共聚物
一般合成方法
本文所述的嵌段共聚物和胶束使用标准合成技术或使用所属领域中已知的方法合成。
除非另有说明，否则采用质谱法、NMR、HPLC、蛋白质化学、生物化学、重组DNA技术和药理学常规方法。嵌段共聚物使用标准有机化学技术，例如《马奇高级有机化学(March'sAdvanced Organic Chemistry)》,第6版,约翰·威利父子公司(John Wiley and Sons,Inc)中所描述的技术制备。
本文中所使用的一些缩写如下：
DCM： 二氯甲烷
DMAP： 4-二甲氨基吡啶
DMF： 二甲基甲酰胺
DMF-DMA： N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛
EDCI： 1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亚胺
EtOAc： 乙酸乙酯
EtOH： 乙醇
ICG-OSu： 吲哚菁绿丁二酰胺酯
MeOH： 甲醇
PMDETA： N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺
CDI 羰基二咪唑
NHS-碳酸酯 N-羟基丁二酰亚胺碳酸酯
SPDB N-丁二酰亚胺基-4-(2-吡啶基二硫基)丁酸酯
TEA： 三乙胺
Hr 小时
ISR 已发生样品再分析
IV 静脉内
kg 千克
mg 毫克
mL 毫升
μg 微克
NC 未计算
NR 未报告
合适的PEG聚合物可购买(例如，购自西格玛阿尔德里奇(Sigma Aldrich))或可根据所属领域中已知的方法合成。在一些实施例中，亲水性聚合物可用作疏水性单体聚合以形成嵌段共聚物的引发剂。例如，MPC聚合物(例如窄分布的MPC聚合物)可通过与市售小分子引发剂，例如2-溴-2-甲基丙酸乙酯(西格玛阿尔德里奇)的原子转移自由基聚合(ATRP)制备。这些所得MPC聚合物可用作大分子ATRP引发剂以进一步与其它单体共聚合以形成嵌段聚合物，可使用原子转移自由基聚合(ATRP)或可逆加成-断裂链转移(RAFT)方法合成。
在一些实施例中，合适的嵌段共聚物和胶束可使用标准合成技术或使用所属领域中已知的方法与专利公开案第WO 2012039741号和第WO 2015188157号中描述的方法组合来合成，所述专利公开案的全部内容以引用的方式并入本文中。
实例2.胶束形成
一般方法
将甲醇添加至玻璃圆底烧瓶中的嵌段共聚物中并且借助于超声处理浴溶解。在溶解之后，将所得溶液定量地转移至含有搅拌棒的HDPE瓶中，并且用冰浴冷却至0℃。在搅拌时，使用蠕动泵将水逐滴添加至HDPE瓶中的甲醇聚合物溶液中。将含有聚合物溶液的HDPE瓶维持于冰浴中，从而形成胶束。使用5个循环的切向流过滤(TFF)，通过100k2微型超滤模块从胶束溶液中去除甲醇。
通过简单混合制备的PEG-PDBA-IL-2调配物
聚合物胶束水溶液用注射用水(WFI)稀释。添加含10％(w/w)IL-2(聚合物％)的磷酸盐缓冲液以通过移液管混合制备1mg/mL胶束和0.1mg/mL IL-2的溶液。将溶液在室温下培育10分钟。接着将样品在环境温度下在微量离心机中高速离心(艾本德(Eppendorf)，21，130×g，10分钟)。通过膜超滤(艾米康(Amicon)，0.5mL，MWCO 100kDa)纯化溶液以去除任何未包封的IL-2。接着将0.5mL调配物添加至艾米康超离心装置中并且在5,000rcf下离心2-3分钟。丢弃渗透物并且将含有胶束-IL2调配物的渗余物在注射用水中稀释至0.5mL。重复此过程10次。通过蛋白质印迹或斑点印迹对照标准曲线来测定调配物中的IL-2浓度。
通过FPLC纯化PDBA-IL-2调配物
通过所述方法(例如简单混合、酸-碱滴定等)之一的PEG-PDA-IL-2非共价调配物或结合物。使用配备有Superdex 200Increase 10/300GL柱(GE)的Akta Pure 25M(GE)系统，通过FPLC纯化粗PDBA-IL-2调配物。在1×PBS中以0.75mL/分钟进行平衡。使用适当大小的样品环或超级环进行样品注射。在1×PBS中以0.5mL/分钟的流速进行等度洗脱，同时监测多个波长(例如214nm、280nm、700nm)处的吸光度。将洗脱份(0.5mL)收集于1.5mL试管中。通过SDS-PAGE、蛋白质印迹或斑点印迹分析色谱图所指示的含有调配物和游离蛋白质的洗脱份。合并在调配物中含有IL-2的洗脱份。
PEG-PDBA-IL-2调配物双乳液溶剂蒸发(DESE)
将二氯甲烷(DCM)中的1.0mg/mL聚合物溶液和磷酸盐缓冲液中的1.0mg/mL IL-2在冰水浴中冷却5分钟。在冰水浴超声处理条件下，将IL-2溶液以总量的10％(w/w，IL-2/聚合物)滴加至聚合物溶液中以形成第一乳液溶液。在冰水中在超声处理条件下，将第一乳液滴加至冷却的PVA/THL溶液中，以形成第二乳液溶液。在室温下搅拌第二乳液溶液过夜。通过膜超滤(艾米康，0.5mL，MWCO 100kDa)纯化溶液以去除未包封的IL-2。接着将0.5mL调配物添加至艾米康超离心装置中并且在5,000rcf下离心2-3分钟。丢弃渗透物并且将含有胶束-IL2调配物的渗余物在注射用水中稀释至0.5mL。重复此过程10次。通过蛋白质印迹或斑点印迹对照标准曲线来测定调配物中的IL-2浓度。
通过酸-碱滴定的PEG-PDBA-IL-2调配物
向pH 4.47磷酸盐缓冲液中的聚合物溶液中添加磷酸盐缓冲液中的10％(w/w)IL-2且在室温下涡旋。1M在超声处理条件下将NaOH溶液添加至所述溶液中。通过WFI将溶液稀释至最终浓度为1.0mg/mL聚合物和0.1mg/mL IL-2。通过膜超滤(艾米康，0.5mL，MWCO100kDa)纯化溶液以去除未包封的IL-2。随后将0.5mL调配物添加至艾米康超离心装置中并且在5,000rcf下离心2-3分钟。丢弃渗透物并且将含有胶束-IL-2调配物的渗余物在注射用水中稀释至0.5mL。重复此过程10次。通过蛋白质印迹或斑点印迹对照标准曲线来测定调配物中的IL-2浓度。
通过斑点印迹定量调配物中的IL-2和胶束
通过斑点印迹测定调配物的IL-2含量和胶束含量。用0.2μm硝酸纤维素膜组装斑点印迹设备。每个孔在真空下用200μL 1×PBS洗涤，然后用100μL PBS再水合。添加样品和标准品(10-100μL)，并对膜施加真空。膜用PBS洗涤2×。
IL-2免疫印迹通过用补充有2％BSA的PBS-T(含0.05％Tween-20的PBS)探测和封闭，用抗IL-2兔单克隆抗体(茵维特罗根(Invitrogen)，2H20L7，在PBS-T中1:1000稀释，1小时)，用PBS-T洗涤4次，然后用经680RD(LI-COR，在PBS-T中1:5000稀释)标记的驴抗兔IgG进行检测。通过使用ChemiDoc MP(伯乐(Bio-Rad))进行检测，并使用ImageLab(伯乐)通过光密度测定法对图像进行定量。IL-2含量通过拟合标准曲线确定。
通过针对聚合物标准曲线对聚乙二醇进行免疫印迹来确定聚合物含量。免疫印迹法通过以下执行：将膜用补充有2％BSA的PBS封闭，用THETM抗PEG IGM mAb(金斯瑞(Genscript)，在PBS中1:1000稀释)探测，用PBS洗涤4次，用经680RD(LI-COR，在PBS中1:5000稀释)标记的山羊抗小鼠IgM(μ链特异性)探测。通过使用ChemiDoc MP(伯乐)进行检测，并使用ImageLab(伯乐)通过光密度测定法对图像进行定量。聚合物含量通过拟合PEG-PDBA标准曲线确定。
实例3.体内肿瘤小鼠模型的一般程序
将大约6-8周龄的雌性NOD scid小鼠(品系NOD.CB17-Prkdcscid/J)在下颌下三角中进行接种，其中1.5×106个HN5肿瘤细胞在50μL 1×PBS中，且允许肿瘤生长约1周。PEG-PDBA-IL-2或PEG-PDBA-Fab调配物是用rhIL-2制备的，rhIL-2用800CW(LiCOR)进行荧光标记，并使用酶标仪通过800CW荧光(λEx 760nm，λEm 780nm)对剂量进行归一化。未包封的荧光标记的蛋白质用作对照。胶束-IL-2调配物或蛋白质经由尾静脉注射施用。使用异氟醚麻醉动物，并在测试物施用后1小时、3小时和24小时使用Pearl Trilogy(LI-COR)在白光和800nm通道中对小动物进行体内成像。在最终体内成像时间点后，通过CO2窒息和颈椎脱位处死动物，并进行主要器官的离体成像。使用ImageStudio软件(LI-COR)通过ROI分析对荧光进行定量。
实例4.体外IL-2生物活性分析的一般程序
根据手册，使用解冻和使用IL-2生物分析(普洛麦格(Promega))测量调配物中的IL-2生物活性。包封IL-2或与IL-2结合的胶束在酸释放或包封状态下的剂量反应分析中进行了评估。酸释放通过以下来进行：将20μL调配物与20μL汇集人类血清混合，然后添加40μL酸性乙酸钠缓冲液(0.1M乙酸钠，0.9％盐水，pH约4.5)，在室温下培育15分钟，且随后添加40μL 20×PBS。对于包封样品，酸性乙酸盐缓冲液被中性乙酸盐缓冲液(0.1M乙酸钠，0.9％盐水，pH 7-7.6)代替，并使用类似的过程混合。在分析缓冲液(90％RPMI 1640/10％胎牛血清)中制备释放或包封调配物的三倍连续稀释液。根据制造商的建议，将调配物稀释液(25μL)添加至含有IL-2生物分析细胞的孔中，所述细胞预先接种在白色不透明的96孔微量培养板或半孔微量培养板(康宁(Corning))中。单独的分析缓冲液和未经处理的细胞用作阴性对照，而单独的IL-2用作阳性对照。将培养板覆盖并在含湿气培育箱(37℃，5％CO2)中培育6小时。培育后，添加75μL Bio-Glo试剂(普洛麦格)，培育10分钟，且使用酶标仪(帝肯(Tecan)M200 Pro)读取生物发光。在Prism(格拉夫帕德(GraphPad))中绘制数据，并通过非线性拟合计算ED50。
实例5.调配物SDS-PAGE分析的一般程序
通过SDS-PAGE评估胶束-IL-2调配物以确认IL-2负载至胶束中和IL-2完整性。制备样品以靶向每条泳道负载的100-200ng蛋白质。为了通过FPLC表征IL-2负载调配物纯化，负载样品构成未经任何纯化的粗调配物，旋转负载样品构成通过高速离心纯化以清除聚集体和大颗粒后的调配物，胶束池由组合含有胶束的级分制备且游离IL-2样品含有含未包封蛋白质的级分。根据还原要求，将调配物样品在含有或不含β-巯基乙醇的4×勒姆利(Laemmli)缓冲液(伯乐)中稀释，并在65℃下变性5分钟。通过在50V下堆叠30分钟，然后在100V下分离90分钟，将样品负载于任何kDTM或4-20％SDS-PAGE梯度Mini-Protean凝胶(伯乐)中。IL-2的检测通过Simply Blue Stain(茵维特罗根)进行。在转移至0.2μm硝化纤维素膜后，还通过蛋白质印迹如下确定IL-2：通过用抗IL-2Ab克隆(赛信通技术公司(CellSignaling Technology)，克隆D7A5，1:4000稀释)探测，然后用HRP结合抗兔二抗(LI-COR，1:2000稀释)探测，并通过ECL试剂(皮尔斯(Pierce))进行检测，并使用ChemiDoc MP成像仪(伯乐)捕获化学发光。使用ImageLab(伯乐)进行图像处理和光密度测定法分析。如果需要，通过拟合IL-2标准曲线来进行IL-2的定量。
实例6.治疗方法
罹患癌症(例如，实体肿瘤癌症)的人类受试者通过注射，例如通过静脉内注射施用治疗有效量的由本文公开的嵌段共聚物包封的治疗剂(例如，以胶束的形式)，或1mg/kg至100mg/kg，例如50mg/kg至100mg/kg范围内的所述治疗剂。
虽然已经在本文中显示和描述本发明的优选实施例，但所属领域的技术人员应清楚这类实施例仅是作为实例而提供的。所属领域的技术人员现在将在不脱离本发明的情况下意识到大量变型、变化以及取代。应理解，本文所描述的本发明的实施例的各个替代方案都可以用于实践本发明。预期以下权利要求界定本发明的范围，且因此涵盖这些权利要求和其等效物的范围内的方法和结构。

Claims (49)

1.一种胶束，其包含：
(i)式(III)的嵌段共聚物或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
其中：
n3为10-200的整数；
x3为40-300的整数；
y3为0-6的整数；
z3为0-10的整数；
X3为卤素、-OH或-C(O)OH；
R8和R9各自独立地为任选被取代的C1-C6烷基、C3-C10环烷基或芳基；
或R8和R9与其所连接的相应氮一起形成任选被取代的5至7元环；且
每个R10独立地为氢或ICG；以及
(ii)由所述嵌段共聚物包封的治疗剂，
其中所述治疗剂为结合至荧光染料的蛋白质。
2.根据权利要求1所述的胶束，其中R8和R9各自独立地为任选被取代的C1-C6烷基。
3.根据权利要求1或2所述的胶束，其中R8和R9各自独立地为-CH2CH3、-CH2CH2CH3或-CH2CH2CH2CH3。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的胶束，其中R8和R9各自为-CH2CH2CH2CH3。
5.根据权利要求1所述的胶束，其中R8和R8与其所连接的相应氮一起形成任选被取代的5至7元环。
6.根据权利要求1或5所述的胶束，其中R8和R9一起为-CH2(CH2)2CH2-、
-CH2(CH2)3CH2-或-CH2(CH2)4CH2-。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的胶束，其中x3为50-200、60-160或90-140的整数。
8.根据权利要求7所述的胶束，其中x3为90-140。
9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的胶束，其中y3为1-6、1-5、1-4或1-3的整数。
10.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的胶束，其中y3为0。
11.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的胶束，其中z3为1-9、1-8、1-7、1-6、1-5、1-4或1-3的整数。
12.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的胶束，其中z3为0。
13.根据权利要求1至12中任一权利要求所述的胶束，其中n3为60-150或100-140的整数。
14.根据权利要求13所述的胶束，其中n3为100-140。
15.根据权利要求1至14中任一权利要求所述的胶束，其中X3为卤素。
16.根据权利要求15所述的胶束，其中X3为-Br。
17.根据权利要求1至16中任一权利要求所述的胶束，其中所述蛋白质为约5至约20KDa的蛋白质/任选地细胞因子或其片段，或为抗体，任选地工程化抗体或其片段。
18.根据权利要求17所述的胶束，其中所述细胞因子为白介素(IL)、趋化因子、干扰素、淋巴因子、单核因子、集落刺激因子或肿瘤坏死因子，任选地IL-2、IL-1、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-15、IL-17或IL-18蛋白质，或其片段。
19.根据权利要求17所述的胶束，其中所述抗体或其片段为双特异性抗体或其片段或融合蛋白，任选地双特异性T细胞衔接子(BiTE)。
20.根据权利要求1至19中任一权利要求所述的胶束，其中所述荧光染料具有约400nm至约900nm，或约：400、450、500、550、600、650、700、750、800或850nm的激发光谱，任选地为香豆素、罗丹明、花青、呫吨、荧光素或其磺化或带负电荷的形式，或来自图22的化合物。
21.一种胶束，其包含：
(i)式(IV)的嵌段共聚物或其药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物：
其中：
n3为10-200的整数；
x3为40-300的整数；
y3为0-6的整数；
z3为0-10的整数；
每个R10独立地为氢或ICG；且
X3为卤素、-OH或-C(O)OH；以及
(ii)由所述嵌段共聚物包封的治疗剂，
其中所述治疗剂为结合至荧光染料的蛋白质。
22.根据权利要求21所述的胶束，其中x3为90-140。
23.根据权利要求21或22所述的胶束，其中y3为0。
24.根据权利要求21至23中任一权利要求所述的胶束，其中z3为0。
25.根据权利要求21至24中任一权利要求所述的胶束，其中n3为100-140。
26.根据权利要求21至25中任一权利要求所述的胶束，其中X3为卤素。
27.根据权利要求21至26中任一权利要求所述的胶束，其中所述治疗剂为细胞因子或其片段或工程化抗体或其片段。
28.根据权利要求27所述的胶束，其中所述细胞因子为IL-2或其片段。
29.根据权利要求21至28中任一权利要求所述的胶束，其中所述荧光染料具有约400nm至约900nm，或约：400、450、500、550、600、650、700、750、800或850nm的激发光谱，任选地为香豆素、罗丹明、花青、呫吨、荧光素或其磺化或带负电荷的形式，或来自图22的化合物。
30.根据权利要求1至29中任一权利要求所述的pH响应性组合物，其中所述组合物具有pH转变点和发射光谱。
31.根据权利要求30所述的pH响应性组合物，其中所述pH转变点在4-8、6-7.5或4.5-5.5之间。
32.根据权利要求30或31所述的pH响应性组合物，其中组合物具有小于0.25或0.15pH单位的pH响应。
33.根据权利要求30至32中任一权利要求所述的pH响应性组合物，其中所述发射光谱为约700至约900nm。
34.一种治疗有需要的患者的癌症的方法，其包含向所述患者施用治疗有效量的根据权利要求1至29中任一权利要求所述的胶束。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述癌症为实体肿瘤。
36.根据权利要求34或35所述的方法，其中所述癌症为乳腺癌、头颈部鳞状细胞癌(NHSCC)、腹膜转移、肺癌、卵巢癌、前列腺癌、膀胱癌、肾癌、尿道癌、食道癌、结直肠癌、脑癌或皮肤癌。
37.一种增加治疗剂包封至胶束中的方法，其包含将所述治疗剂与荧光染料结合。
38.根据权利要求37所述的方法，其进一步包含使所结合的治疗剂与嵌段共聚物接触以形成所述胶束。
39.根据权利要求37或38所述的方法，其中所述治疗剂为约5至约20KDa的蛋白质。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述蛋白质为细胞因子或其片段。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述细胞因子为白介素(IL)、趋化因子、干扰素、淋巴因子、单核因子、集落刺激因子或肿瘤坏死因子。
42.根据权利要求41所述的方法，其中所述细胞因子为IL-2、IL-1、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-15、IL-17或IL-18蛋白质或其片段。
43.根据权利要求37或38所述的方法，其中所述治疗剂为抗体或其片段。
44.根据权利要求43所述的方法，其中所述抗体或其片段为双特异性抗体或其片段。
45.根据权利要求44所述的方法，其中所述双特异性抗体或其片段为融合蛋白。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述融合蛋白为双特异性T细胞衔接子(BiTE)。
47.根据权利要求37至46中任一权利要求所述的方法，其中所述荧光染料的激发光谱为约400nm至约900nm。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述荧光染料的激发光谱为约：400、450、500、550、600、650、700、750、800或850nm。
49.根据权利要求47或48所述的方法，其中所述荧光染料为香豆素、罗丹明、花青、呫吨、荧光素或其磺化或带负电荷的形式，或来自图22的化合物。
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