CN117377653A - 用于治疗剂的细胞内递送的支链尾端脂质化合物和组合物 - Google Patents

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Abstract

本公开提供新颖脂质和涉及所述脂质的组合物。脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)包括新颖脂质以及例如磷脂、结构脂质和PEG脂质的额外脂质。进一步包括例如RNA的治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可用于向哺乳动物细胞或器官递送治疗剂和/或预防剂以例如调控多肽、蛋白质或基因表达。

Description

用于治疗剂的细胞内递送的支链尾端脂质化合物和组合物
相关申请
本申请要求2021年3月24日提交的美国临时申请第63/165,724号的优先权和权益，所述申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开提供新颖脂质、包含此类脂质的组合物和涉及脂质纳米粒子组合物以向哺乳动物细胞或器官递送一种或多种治疗剂和/或预防剂和/或在哺乳动物细胞或器官中产生多肽的方法。除了新颖脂质以外，本公开的脂质纳米粒子组合物还可包括特定分率的一种或多种阳离子和/或可离子化氨基脂质、包括多不饱和脂质在内的磷脂、PEG脂质、结构脂质和/或治疗剂和/或预防剂。
发明背景
有效地靶向递送例如小分子药物、蛋白质和核酸的生物活性物质代表了一项持续的医学挑战。特别是，由于此类物质的相对不稳定性和低细胞渗透性，使得核酸至细胞的递送变得困难。因此，需要开发促进例如核酸的治疗剂和/或预防剂递送至细胞的方法和组合物。
已证明含脂质的纳米粒子组合物、脂质体和脂质体复合物有效地作为例如小分子药物、蛋白质和核酸的生物活性物质的转运媒介物进入细胞和/或细胞内隔室中。此类组合物通常包括一种或多种“阳离子”和/或氨基(可离子化)脂质、包括多不饱和脂质在内的磷脂、结构脂质(例如固醇)和/或含有聚乙二醇的脂质(PEG脂质)。阳离子和/或可离子化脂质包括例如可容易地质子化的含胺脂质。尽管多种此类含脂质的纳米粒子组合物已得到证明，但仍缺乏安全性、功效和特异性的改进。
发明内容
本公开提供新颖脂质和组合物以及涉及所述脂质和组合物的方法。
在一些方面，本公开涉及一种式(I-1)的脂质：
或其N-氧化物，或其盐或异构体，
其中R'a为：并且R'b为：/>
其中表示连接点；
Raβ、Raγ和Raδ各自独立地选自由H、C1-12烷基和C2-12烯基组成的组，其中Raβ、Raγ和Raδ中的至少一者选自由C1-12烷基和C2-12烯基组成的组；
Rbβ、Rbγ和Rbδ各自独立地选自由H、C1-12烷基和C2-12烯基组成的组，其中Rbβ、Rbγ和Rbδ中的至少一者选自由C1-12烷基和C2-12烯基组成的组；
R2和R3各自独立地选自由C1-14烷基和C2-14烯基组成的组；
R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ、-(CH2)nNRC(O)H和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自1、2、3、4和5；
T为键或C1-3烷基接头、C2-3烯基接头或C2-3炔基接头；
Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环、C3-10碳环、C1-6烷基、C1-6烷氧基和C2-6烯基，其中所述烷基、烷氧基、烯基、杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代；
每个RQ独立地选自由氧代基、羟基、氰基、氨基、C1-6烷基氨基、二-C1-6烷基氨基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C2-6烯基、C1-6烷醇基、C3-10碳环、-C(O)C1-6烷基和-NRC(O)C1-6烷基组成的组；
每个R独立地选自H、C1-6烷基和C2-6烯基；
每个R'独立地选自C1-12烷基和C2-12烯基；
m选自1、2、3、4、5、6、7、8和9；并且
l选自1、2、3、4、5、6、7、8和9。
在一些方面，本公开涉及一种式(I)的脂质：
或其N-氧化物，或其盐或异构体，
其中R'a为：并且R'b为：/>
其中表示连接点；
Raγ和Rbγ各自独立地为C1-12烷基或C1-12烯基；
R2和R3各自独立地选自由C1-14烷基和C2-14烯基组成的组；
R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ、-(CH2)nNRC(O)H和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自1、2、3、4和5；
T为键或C1-3烷基接头、C2-3烯基接头或C2-3炔基接头；
Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环、C3-10碳环、C1-6烷基、C1-6烷氧基和C2-6烯基，其中所述烷基、烷氧基、烯基、杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代；
每个RQ独立地选自由氧代基、羟基、氰基、氨基、C1-6烷基氨基、二-C1-6烷基氨基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C2-6烯基、C1-6烷醇基、C3-10碳环、-C(O)C1-6烷基和-NRC(O)C1-6烷基组成的组；
每个R独立地选自H、C1-6烷基和C2-6烯基；
每个R'独立地选自C1-12烷基和C2-12烯基；
m选自3、4、5、6和7；并且
l选自3、4、5、6和7。
在一些方面，本公开涉及一种式(I-A)的脂质：
其中R'a为：并且R'b为：/>
其中表示连接点；
Raγ和Rbγ各自独立地为C1-12烷基或C1-12烯基；
R2和R3各自独立地选自由C1-14烷基和C2-14烯基组成的组；
R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ、-(CH2)nNRC(O)H和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自1、2、3、4和5；
T为键或C1-3烷基接头、C2-3烯基接头或C2-3炔基接头；
Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环、C3-10碳环、C1-6烷基、C1-6烷氧基和C2-6烯基，其中所述烷基、烷氧基、烯基、杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代；
每个RQ独立地选自由氧代基、羟基、氰基、氨基、C1-6烷基氨基、二-C1-6烷基氨基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C2-6烯基、C1-6烷醇基、C3-10碳环、-C(O)C1-6烷基和-NRC(O)C1-6烷基组成的组；
每个R独立地选自H、C1-6烷基和C2-6烯基；并且
每个R'独立地选自C1-12烷基和C2-12烯基。
在一些实施方案中，所述式(I-A)的脂质具有以下结构之一：
附图说明
本领域技术人员应理解，附图主要用于说明性目的，而并不旨在限制本文所述的发明主题的范围。所述附图不一定按比例绘制；在一些情况下，本文公开的发明主题的多个方面可能在附图中夸大或放大显示以便于理解不同特征。在所述附图中，相似的参考标记通常是指相似的特征(例如，功能上相似和/或结构上相似的元件)。
图1A是显示包含本公开脂质的纳米粒子于人类血清中的HeLa细胞中积累的图。用纳米粒子处理细胞并且在24h后成像。在此图中，编号1-14分别是指含有化合物1、8、15、22、3、10、17、24、5、12、19、26、6和13的纳米粒子。编号15是指未经处理的细胞。
图1B是显示由囊封于包含本公开脂质的纳米粒子中的mRNA在人类血清中的HeLa细胞中表达绿色荧光蛋白(GFP)的图。用纳米粒子处理细胞并且在24h后成像。在此图中，编号1-14分别是指含有化合物1、8、15、22、3、10、17、24、5、12、19、26、6和13的纳米粒子。编号15是指未经处理的细胞。
图2A是显示包含本公开脂质的纳米粒子于小鼠血清中的HeLa细胞中积累的图。用纳米粒子处理细胞并且在24h后成像。在此图中，编号1-14分别是指含有化合物1、8、15、22、3、10、17、24、5、12、19、26、6和13的纳米粒子。编号15是指未经处理的细胞。
图2B是显示由囊封于包含本公开脂质的纳米粒子中的mRNA在小鼠血清中的HeLa细胞中表达绿色荧光蛋白(GFP)的图。用纳米粒子处理细胞并且在24h后成像。在此图中，编号1-14分别是指含有化合物1、8、15、22、3、10、17、24、5、12、19、26、6和13的纳米粒子。编号15是指未经处理的细胞。
图3A是显示包含本公开脂质的纳米粒子于胎牛血清中的HeLa细胞中积累的图。用纳米粒子处理细胞并且在24h后成像。在此图中，编号1-14分别是指含有化合物1、8、15、22、3、10、17、24、5、12、19、26、6和13的组合物。编号15是指未经处理的细胞。
图3B是显示由囊封于包含本公开脂质的纳米粒子中的mRNA在胎牛血清中的HeLa细胞中表达绿色荧光蛋白(GFP)的图。用纳米粒子处理细胞并且在24h后成像。在此图中，编号1-14分别是指含有化合物1、8、15、22、3、10、17、24、5、12、19、26、6和13的纳米粒子。编号15是指未经处理的细胞。
图4A是显示包含本公开脂质的纳米粒子于食蟹猴血清中的HeLa细胞中积累的图。用纳米粒子处理细胞并且在24h后成像。在此图中，编号1-14分别是指含有化合物1、8、15、22、3、10、17、24、5、12、19、26、6和13的组合物。编号15是指未经处理的细胞。
图4B是显示由囊封于包含本公开脂质的纳米粒子中的mRNA在食蟹猴血清中的HeLa细胞中表达绿色荧光蛋白(GFP)的图。用纳米粒子处理细胞并且在24h后成像。在此图中，编号1-14分别是指含有化合物1、8、15、22、3、10、17、24、5、12、19、26、6和13的纳米粒子。编号15是指未经处理的细胞。
具体实施方式
本公开涉及新颖脂质和包括新颖脂质的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)。本公开还提供向哺乳动物细胞递送治疗剂和/或预防剂，特定而言向哺乳动物器官递送治疗剂和/或预防剂，在哺乳动物细胞中产生目标多肽，与包含其他脂质的LNP相比改进在哺乳动物细胞中产生的蛋白质的水平，和治疗或预防有需要的哺乳动物的疾病或病症的方法。例如，一种在细胞中产生目标多肽的方法涉及使包含mRNA的纳米粒子与哺乳动物细胞接触，由此所述mRNA可经翻译以产生目标多肽。一种向哺乳动物细胞或器官递送治疗剂和/或预防剂的方法可涉及将包括所述治疗剂和/或预防剂的纳米粒子组合物施用至受试者，其中所述施用涉及使所述细胞或器官与所述组合物接触，由此将所述治疗剂和/或预防剂递送至所述细胞或器官。此类递送方法可为体外或体内的。
本公开提供包括中央胺部分和至少一个生物可降解基团的脂质。本文所述的脂质可有利地用于脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)以将治疗剂和/或预防剂递送至哺乳动物细胞或器官。例如，本文所述的脂质几乎不具有或不具有免疫原性。例如，与参考脂质(例如MC3、KC2或DLinDMA)相比，式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质化合物具有较低免疫原性。例如，与包含参考脂质(例如MC3、KC2或DLinDMA)和相同治疗剂或预防剂的相应制剂相比，包含本文所公开的脂质和治疗剂或预防剂的制剂具有增加的治疗指数。
式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)和(I-A4)中任一者的脂质在适用时包括以下特征中的一者或多者。
在一些实施方案中，R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自1、2、3、4和5并且T为C1-3烷基接头。
在一些实施方案中，R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自1、2、3、4和5并且T为键。在一些实施方案中，R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自2、3和4并且T为键。在一些实施方案中，R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n为3并且T为键。
在一些实施方案中，R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自1、2、3、4和5并且T为C2-3烯基接头。
在一些实施方案中，R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自1、2、3、4和5并且T为C2-3炔基接头。
在一些实施方案中，R4选自：
在一些实施方案中，l选自4、5和6。在一些实施方案中，l为5。在一些实施方案中，m选自4、5和6。在一些实施方案中，m为5。在一些实施方案中，l选自4、5和6并且m为5。在一些实施方案中，m选自4、5和6并且l为5。在一些实施方案中，l为5并且m为5。
在一些实施方案中，T为键，l选自4、5和6并且m选自4、5和6。在一些实施方案中，T为键，l为5并且m为5。
在一些实施方案中，R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自2、3和4并且R为H。
在一些实施方案中，n选自2、3和4，l选自4、5和6，并且m选自4、5和6。
在一些实施方案中，R'b为：其中R2和R3各自独立地为C5-10烷基。在一些实施方案中，R'b为：/>其中R2和R3各自独立地为C6-9烷基。在一些实施方案中，R'b为其中Rbγ为C2-6烷基。
在一些实施方案中，R'为C1-6烷基或C2-6烯基。在一些实施方案中，R'为C3烷基或C4烷基。
在一些实施方案中，R'为直链C1-6烷基或直链C2-6烯基。在一些实施方案中，R'为直链C3烷基或直链C4烷基。例如，R'为
在一些实施方案中，Raγ为C2-6烷基。在一些实施方案中，Raγ为直链C2-6烷基。在一些实施方案中，Raγ为直链C4烷基或直链C5烷基。
例如，Raγ为
在一些实施方案中，Rbγ为C2-6烷基。在一些实施方案中，Rbγ为直链C2-6烷基。在一些实施方案中，Rbγ为直链C5烷基。例如，Raγ为
在一些实施方案中，Q选自含有1-3个选自N、O和S的杂原子的5或6元杂环、C3-8碳环、C1-6烷基和C1-6烷氧基。
在一些实施方案中，T为C1-3烷基接头并且Q为含有1-3个选自N、O和S的杂原子的5或6元杂环。
在一些实施方案中，Q被一个RQ取代。在一些实施方案中，Q被两个RQ取代。在一些实施方案中，Q被三个RQ取代。
在一些实施方案中，每个RQ独立地选自氧代基、氨基、C1-6烷基氨基、C1-6烷基和C3-10碳环。在一些实施方案中，RQ为烷氧基。
在一些实施方案中，R4为-(CH2)nNRC(O)TQ；T为键或C2-3炔基接头；并且Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环、C3-10碳环和C1-6烷基，其中所述杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代；并且其中每个RQ独立地为C1-6烷基。
在一些实施方案中，R4为-(CH2)nNRC(O)TQ；T为键或C2-3炔基接头；并且Q为C1-6烷基。
在一些实施方案中，R4为-(CH2)nNRC(O)TQ；T为键；并且Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环和C3-10碳环，其中所述杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代；并且其中每个RQ独立地为C1-6烷基。
在一些实施方案中，本文所述式中任一者的脂质适合制造纳米粒子组合物以用于肌内施用。
在一些实施方案中，式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质选自表1的脂质和其N-氧化物、盐或异构体。
表1.氨基脂质。
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根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质的中央胺部分可在生理pH下质子化。因此，脂质可在生理pH下具有正电荷或部分正电荷。此类脂质可称为阳离子或可离子化(氨基)脂质。脂质也可为两性离子的，即具有正电荷和负电荷两者的中性分子。
定义
如本文所用，术语“烷基”或“烷基基团”意指包括一个或多个碳原子(例如，一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、十八个、十九个、二十个或更多个碳原子)的直链或支链饱和烃，其任选地被取代。注记“C1-14烷基”意指任选地被取代的包括1-14个碳原子的直链或支链饱和烃。除非另外规定，否则本文所述的烷基基团是指未被取代和被取代的烷基基团。如本文所用，“直链”烷基是指直链烷基(甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基或正十二烷基)，其中连接点是在C1碳处。
如本文所用，术语“烯基”或“烯基基团”意指包括两个或更多个碳原子(例如，两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、十八个、十九个、二十个或更多个碳原子)和至少一个双键的直链或支链烃，其任选地被取代。注记“C2-14烯基”意指任选地被取代的包括2-14个碳原子和至少一个碳碳双键的直链或支链烃。烯基基团可包括一个、两个、三个、四个或更多个碳碳双键。例如，C18烯基基团可包括一个或多个双键。包括两个双键的C18烯基可为亚油烯基基团。除非另外规定，否则本文所述的烯基基团是指未被取代和被取代的烯基基团。
如本文所用，术语“炔基”或“炔基基团”意指包括两个或更多个碳原子(例如，两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、十八个、十九个、二十个或更多个碳原子)和至少一个碳碳三键的直链或支链烃，其任选地被取代。注记“C2-14炔基”意指任选地被取代的包括2-14个碳原子和至少一个碳碳三键的直链或支链烃。炔基基团可包括一个、两个、三个、四个或更多个碳碳三键。例如，C18炔基可包括一个或多个碳碳三键。除非另外规定，否则本文所述的炔基基团是指未被取代和被取代的炔基基团。
如本文所用，术语“碳环”或“碳环基团”意指任选地被取代的包括一个或多个碳原子环的单环或多环系统。环可为三元、四元、五元、六元、七元、八元、九元、十元、十一元、十二元、十三元、十四元、十五元、十六元、十七元、十八元、十九元或二十元环。注记“C3-6碳环”意指包括具有3-6个碳原子的单环的碳环。碳环可包括一个或多个碳碳双键或三键并且可为非芳族的或芳族的(例如，环烷基或芳基基团)。碳环可为单环或多环(例如，稠合、桥接或螺环)系统。碳环的实例包括环丙基、环戊基、环己基、苯基、萘基和1,2-二氢萘基基团。如本文所用，术语“环烷基”意指非芳族碳环并且可包括或可不包括任何双键或三键。除非另外规定，否则本文所述的碳环是指未被取代和被取代的碳环基团，即任选地被取代的碳环。在一些实施方案中，碳环为C3-8环烷基。在一些实施方案中，碳环为C3-6环烷基。在一些实施方案中，碳环为C6-10芳基。
“芳基”包括具有芳族性的基团，包括具有至少一个芳环并且在所述环结构中不含任何杂原子的“共轭”或多环系统。实例包括苯基、苄基、1,2,3,4-四氢萘基等。在一些实施方案中，“芳基”是具有芳族性的C6-10碳环(例如，“芳基”为C6-10芳基)。
如本文所用，术语“杂环”或“杂环基团”意指任选地被取代的包括一个或多个环的单环或多环系统，其中至少一个环包括至少一个杂原子。杂原子可为例如氮、氧或硫原子。环可为三元、四元、五元、六元、七元、八元、九元、十元、十一元、十二元、十三元或十四元环。杂环可包括一个或多个双键或三键并且可为非芳族的或芳族的(例如，杂环烷基或杂芳基基团)。杂环的实例包括咪唑基、咪唑烷基、噁唑基、噁唑烷基、噻唑基、噻唑烷基、吡唑烷基、吡唑基、异噁唑烷基、异噁唑基、异噻唑烷基、异噻唑基、吗啉基、吡咯基、吡咯烷基、呋喃基、四氢呋喃基、噻吩基、吡啶基、哌啶基、喹啉基和异喹啉基基团。如本文所用，术语“杂环烷基”意指非芳族杂环并且可包括或可不包括任何双键或三键。除非另外规定，否则本文所述的杂环是指未被取代和被取代的杂环基团，即任选地被取代的杂环。在一些实施方案中，杂环为4至12元杂环烷基。在一些实施方案中，杂环为5元或6元杂芳基。
“杂芳基”基团是如上文所定义的芳基基团，除了在环结构中具有一个至四个杂原子，并且也可称为“芳基杂环”或“杂芳族化合物”。如本文所用，术语“杂芳基”旨在包括稳定的5元、6元或7元单环或7元、8元、9元、10元、11元或12元双环芳族杂环，所述杂环由碳原子和独立地选自由氮、氧、硫和硼组成的组的一个或多个杂原子，例如1个或1-2个或1-3个或1-4个或1-5个或1-6个杂原子或例如1、2、3、4、5或6个杂原子组成。氮原子可被取代或未被取代(即N或NR，其中R为H或如所定义的其他取代基)。氮和硫杂原子可任选地被氧化(即N→O或S(O)p，其中p＝1或2)。
杂芳基基团的实例包括吡咯、呋喃、噻吩、噻唑、异噻唑、咪唑、三唑、四唑、吡唑、噁唑、异噁唑、吡啶、吡嗪、哒嗪、嘧啶等。
此外，术语“芳基”和“杂芳基”包括多环芳基和杂芳基基团，例如三环、双环，例如萘、苯并噁唑、苯并二噁唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并噻吩、喹啉、异喹啉、萘啶(naphthrydine)、吲哚、苯并呋喃、嘌呤、苯并呋喃、脱氮嘌呤、吲嗪。
如本文所用，“生物可降解基团”是可促进哺乳动物实体中脂质的更快速代谢的基团。生物可降解基团可选自由但不限于-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)N(R')-、-N(R')C(O)-、-C(O)-、-C(S)-、-C(S)S-、-SC(S)-、-CH(OH)-、-P(O)(OR')O-、-S(O)2-、芳基基团和杂芳基基团组成的组。如本文所用，“芳基基团”是任选地被取代的包括一个或多个芳环的碳环基团。芳基基团的实例包括苯基和萘基基团。如本文所用，“杂芳基基团”是任选地被取代的包括一个或多个芳环的杂环基团。杂芳基基团的实例包括吡咯基、呋喃基、噻吩基、咪唑基、噁唑基和噻唑基。芳基和杂芳基基团都可任选地被取代。例如，M和M'可选自由任选地被取代的苯基、噁唑和噻唑组成的非限制性组。在本文中的各式中，M和M'可独立地选自上文生物可降解基团的列表。除非另外规定，否则本文所述的芳基或杂芳基基团是指未被取代和被取代的基团，即任选地被取代的芳基或杂芳基基团。
除非另外规定，否则烷基、烯基和环基(例如，碳环基和杂环基)基团可任选地被取代。任选的取代基可选自由但不限于以下组成的组：卤素原子(例如，氯化物、溴化物、氟化物或碘化物基团)、羧酸(例如-C(O)OH)、醇(例如羟基、-OH)、酯(例如-C(O)OR或-OC(O)R)、醛(例如-C(O)H)、羰基(例如-C(O)R，或者由C＝O表示)、酰基卤(例如-C(O)X，其中X为选自溴化物、氟化物、氯化物和碘化物的卤化物)、碳酸酯(例如-OC(O)OR)、烷氧基(例如-OR)、缩醛(例如-C(OR)2R””，其中每个OR是可相同或不同的烷氧基并且R””是烷基或烯基基团)、磷酸酯(例如P(O)4 3-)、硫醇(例如-SH)、亚砜(例如-S(O)R)、亚磺酸(例如-S(O)OH)、磺酸(例如-S(O)2OH)、硫醛(例如-C(S)H)、硫酸酯(例如S(O)4 2-)、磺酰基(例如-S(O)2-)、酰胺(例如-C(O)NR2或-N(R)C(O)R)、叠氮基(例如-N3)、硝基(例如-NO2)、氰基(例如-CN)、异氰基(例如-NC)、酰氧基(例如-OC(O)R)、氨基(例如-NR2、-NRH或-NH2)、氨甲酰基(例如-OC(O)NR2、-OC(O)NRH或-OC(O)NH2)、磺酰胺(例如-S(O)2NR2、-S(O)2NRH、-S(O)2NH2、-N(R)S(O)2R、-N(H)S(O)2R、-N(R)S(O)2H或-N(H)S(O)2H)、烷基基团、烯基基团和环基(例如，碳环基或杂环基)基团。在前述任一者中，R是如本文所定义的烷基或烯基基团。在一些实施方案中，所述取代基基团自身可进一步被例如一个、两个、三个、四个、五个或六个如本文所定义的取代基取代。例如，C1-6烷基基团可进一步被一个、两个、三个、四个、五个或六个如本文所述的取代基取代。
含氮的本公开脂质可通过用氧化剂(例如3-氯过氧基苯甲酸(mCPBA)和/或过氧化氢)处理而转化为N-氧化物以提供其他本公开脂质。因此，当价态和结构允许时，所有显示和要求保护的含氮脂质均被视为包括如所示的脂质和其N-氧化物衍生物(其可被指定为N→O或N+-O-)。此外，在其他情况下，本公开脂质中的氮可转化为N-羟基或N-烷氧基脂质。例如，N-羟基脂质可通过利用例如m-CPBA的氧化剂氧化母胺来制备。当价态和结构允许时，所有显示和要求保护的含氮脂质也被视为涵盖如所示的脂质和其N-羟基(即N-OH)和N-烷氧基(即N-OR，其中R为被取代或未被取代的C1-C6烷基、C1-C6烯基、C1-C6炔基、3-14元碳环或3-14元杂环)衍生物。
约、大约：如本文所用，如应用于一个或多个目标值的术语“大约”和“约”是指类似于所陈述的参考值的值。在某些实施方案中，除非另外规定或在其他方面从本文显而易知(除了此数字将超过可能的值的100％的情况)，否则术语“大约”或“约”是指值的范围，所述范围属于所陈述的参考值在任一方向(大于或小于)的25％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％或更低以内。例如，当在纳米粒子组合物的脂质组分中的给定脂质的量的背景中使用时，“约”可意指所陈述的值的+/-10％。例如，包括具有约40％的给定脂质的脂质组分的纳米粒子组合物可包括30-50％的所述脂质。
如本文所用，术语“脂质”意在包括所描绘的结构的所有异构体和同位素。“同位素”是指具有相同原子序数但由于原子核中不同数目的中子而具有不同质量数的原子。例如，氢的同位素包括氚和氘。此外，本公开的脂质、盐或复合物可通过常规方法与溶剂或水分子组合制备以形成溶剂化物和水合物。
如本文所用，术语“接触”意指在两个或更多个实体之间建立物理连接。例如，使哺乳动物细胞与纳米粒子组合物接触意指使所述哺乳动物细胞与纳米粒子共享物理连接。体内和离体使细胞与外部实体接触的方法是生物学领域中众所周知的。例如，使纳米粒子组合物和安置于哺乳动物内的哺乳动物细胞接触可通过变化的施用途径(例如，静脉内、肌内、皮内和皮下)执行并且可涉及变化量的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)。此外，超过一种哺乳动物细胞可由纳米粒子组合物接触。
如本文所用，术语“递送”意指向目的地提供实体。例如，向受试者递送治疗剂和/或预防剂可涉及向所述受试者施用包括所述治疗剂和/或预防剂的纳米粒子组合物(例如，通过静脉内、肌内、皮内或皮下途径)。向哺乳动物或哺乳动物细胞施用纳米粒子组合物可涉及使一种或多种细胞与所述纳米粒子组合物接触。
如本文所用，术语“增强的递送”意指与对照纳米粒子向目标靶组织递送治疗剂和/或预防剂的水平(例如MC3、KC2或DLinDMA)相比，由纳米粒子向目标靶组织(例如，哺乳动物肝脏)递送更多(例如，至少1.5倍多、至少2倍多、至少3倍多、至少4倍多、至少5倍多、至少6倍多、至少7倍多、至少8倍多、至少9倍多、至少10倍多)治疗剂和/或预防剂。纳米粒子向特定组织递送的水平可通过比较组织中产生的蛋白质的量与所述组织的重量，比较组织中治疗剂和/或预防剂的量与所述组织的重量，比较组织中产生的蛋白质的量与所述组织中总蛋白质的量，或比较组织中治疗剂和/或预防剂的量与所述组织中总治疗剂和/或预防剂的量来测量。应理解，纳米粒子向靶组织的增强的递送无需在所治疗的受试者中测定，其可在例如动物模型(例如大鼠模型)的替代物中测定。在某些实施方案中，无论施用途径如何，包括根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质的纳米粒子组合物具有基本上相同的递送增强水平。例如，当本文所公开的某些脂质用于静脉内或肌内递送治疗剂和/或预防剂时，其表现出相似的递送增强。在其他实施方案中，当本文所公开的某些脂质用于肌内递送治疗剂和/或预防剂时，其表现出高于静脉内的递送增强水平。
如本文所用，术语“特异性递送(specific delivery)”、“特异性地递送(specifically deliver)”或“特异性地递送(specifically delivering)”意指与脱靶组织(例如，哺乳动物脾)相比，由纳米粒子向目标靶组织(例如，哺乳动物肝脏)递送更多(例如，至少1.5倍多、至少2倍多、至少3倍多、至少4倍多、至少5倍多、至少6倍多、至少7倍多、至少8倍多、至少9倍多、至少10倍多)治疗剂和/或预防剂。纳米粒子向特定组织递送的水平可通过比较组织中产生的蛋白质的量与所述组织的重量，比较组织中治疗剂和/或预防剂的量与所述组织的重量，比较组织中产生的蛋白质的量与所述组织中总蛋白质的量，或比较组织中治疗剂和/或预防剂的量与所述组织中总治疗剂和/或预防剂的量来测量。例如，关于肾血管靶向，如果在治疗剂和/或预防剂的全身性施用之后与递送至肝脏或脾脏的量相比，每1g组织1.5倍、2倍、3倍、5倍、10倍、15倍或20倍多的治疗剂和/或预防剂递送至肾脏，则与肝脏和脾脏相比，治疗剂和/或预防剂特异性地提供至哺乳动物肾脏。应理解，纳米粒子特异性地递送至靶组织的能力无需在所治疗的受试者中测定，其可在例如动物模型(例如大鼠模型)的替代物中测定。
如本文所用，“囊封效率”是指相对于用于制备纳米粒子组合物的治疗剂和/或预防剂的初始总量，变成纳米粒子组合物的一部分的治疗剂和/或预防剂的量。例如，如果在最初提供至纳米粒子组合物的总计100mg治疗剂和/或预防剂中有97mg治疗剂和/或预防剂被囊封于所述组合物中，则囊封效率可给出为97％。如本文所用，“囊封”可指完全、基本上或部分封闭、限制、围绕或包装。
如本文所用，“囊封”、“囊封的”、“负载的”和“缔合的”可指完全、基本上或部分封闭、限制、围绕或包装。如本文所用，“囊封”或“缔合”可指限制纳米粒子内的个别核酸分子和/或在个别核酸分子与纳米粒子之间建立生理化学联系的过程。如本文所用，“空纳米粒子”可指基本上不含治疗剂或预防剂的纳米粒子。如本文所用，“空纳米粒子”或“空脂质纳米粒子”可指基本上不含核酸的纳米粒子。如本文所用，“空纳米粒子”或“空脂质纳米粒子”可指基本上不含核苷酸或多肽的纳米粒子。如本文所用，“空纳米粒子”或“空脂质纳米粒子”可指基本上仅由脂质组分组成的纳米粒子。如本文所用，“负载LNP”、“负载纳米粒子”或“负载脂质纳米粒子”(也称为“完全纳米粒子”或“完全脂质纳米粒子”)可指包含空纳米粒子的组分和大量治疗剂或预防剂的纳米粒子。在一些实施方案中，负载LNP包含至少部分在LNP内部的治疗剂或预防剂。在一些实施方案中，负载LNP包含与LNP表面缔合或结合至LNP外部的大量治疗剂或预防剂。如本文所用，“负载LNP”、“负载纳米粒子”或“负载脂质纳米粒子”(也称为“完全纳米粒子”或“完全脂质纳米粒子”)可指包含空纳米粒子组分和大量核苷酸或多肽的纳米粒子。在一些实施方案中，负载LNP包含至少部分在LNP内部的核苷酸或多肽。在一些实施方案中，负载LNP包含与LNP表面缔合或结合至LNP外部的核苷酸或多肽。如本文所用，“负载LNP”、“负载纳米粒子”或“负载脂质纳米粒子”(也称为“完全纳米粒子”或“完全脂质纳米粒子”)可指包含空纳米粒子组分和大量核酸的纳米粒子。在一些实施方案中，负载LNP包含至少部分在LNP内部的核酸(例如，mRNA)。在一些实施方案中，负载LNP包含与LNP表面缔合或缀合至LNP外部的核酸(例如，mRNA)。
如本文所用，核酸序列的“表达”是指mRNA翻译成多肽或蛋白质和/或多肽或蛋白质的翻译后修饰。
如本文所用，脂质的“疏水性”描述脂质排斥水的趋势。在一些实施方案中，脂质纳米粒子表面的疏水性影响脂质纳米粒子穿过细胞的脂质双层的渗透。在一些实施方案中，疏水性纳米粒子显示相对于亲水性脂质纳米粒子增加的细胞摄取。
如本文所用，术语“体外”是指事件发生于人工环境中，例如试管或反应容器中、细胞培养物中、培养皿等中，而非发生于生物体(例如动物、植物或微生物)内。
如本文所用，术语“体内”是指事件发生于生物体(例如动物、植物或微生物或其细胞或组织)内。
如本文所用，术语“离体”是指事件发生于生物体(例如动物、植物或微生物或其细胞或组织)外部。离体事件可发生于自天然(例如体内)环境最低程度地改变的环境中。
如本文所用，术语“异构体”意指化合物(例如，本公开脂质)的任何几何异构体、互变异构体、两性离子、立体异构体、对映异构体或非对映异构体。化合物(例如，本公开脂质)可包括一个或多个手性中心和/或双键并且可因此作为立体异构体如双键异构体(即，几何E/Z异构体)或非对映异构体(例如，对映异构体(即，(+)或(-))或顺式/反式异构体)存在。本公开涵盖本文所述的脂质的任何和所有异构体，包括立体异构纯形式(例如，几何异构纯、对映异构纯或非对映异构纯)以及对映异构体和立体异构体混合物(例如外消旋物)。脂质的对映异构体和立体异构体混合物以及将其拆分成其组分对映异构体或立体异构体的方式是众所周知的。
“互变异构体”是平衡存在并且易于从一种异构体形式转化成另一异构体形式的两种或更多种结构异构体之一。这种转化导致氢原子的形式迁移，伴随相邻的共轭双键的转换。互变异构体作为溶液中的互变异构体集合的混合物存在。在其中可能发生互变异构的溶液中，将达到互变异构体的化学平衡。互变异构体的精确比率取决于若干因素，包括温度、溶剂和pH。可通过互变异构相互转化的互变异构体的概念被称为互变异构现象。
在可能存在的各种类型的互变异构现象中，通常观察到两种。在酮-烯醇互变异构现象中，发生电子和氢原子的同时位移。由于糖链分子中的醛基(-CHO)与所述同一分子中的一个羟基(-OH)反应使其呈如由葡萄糖展示的环状(环形)形式，发生环链互变异构现象。
常见的互变异构体对是：酮-烯醇、酰胺-腈、内酰胺-内酰亚胺、杂环中(例如，诸如鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶的核碱基中)的酰胺-亚氨酸互变异构现象、亚胺-烯胺和烯胺-烯胺。二取代胍中的互变异构现象的实示例于下文中。
应理解，本公开脂质可描绘为不同的互变异构体。还应理解，当脂质具有互变异构体形式时，所有互变异构体形式都旨在包括于本公开的范围内，并且所述脂质的命名不排除任何互变异构体形式。
如本文所用，“脂质组分”是包括一种或多种脂质的纳米粒子组合物的所述组分。例如，脂质组分可包括一种或多种阳离子/可离子化、PEG化、结构或其他脂质，如磷脂。
如本文所用，“接头”是连接两个部分的部分，例如帽物质的两个核苷之间的连接。接头可包括一个或多个基团，包括但不限于磷酸酯基团(例如，磷酸酯、硼烷磷酸酯、硫代磷酸酯、硒代磷酸酯和膦酸酯)、烷基基团、酰胺化物或甘油。例如，帽类似物的两个核苷可在其5'位置处由三磷酸酯基或由包括两个磷酸酯部分和一个硼烷磷酸酯部分的链连接。
如本文所用，“施用方法”可包括静脉内、肌内、皮内、皮下或向受试者递送组合物的其他方法。可选择一种施用方法以靶向递送(例如，特异性地递送)至身体的特定区或系统。
如本文所用，“经修饰”意指非天然。例如，RNA可为经修饰RNA。即，RNA可包括一个或多个非天然存在的核碱基、核苷、核苷酸或接头。“经修饰”物质也可在本文中称为“改变的”物质。物质可以化学方式、在结构上或在功能上经修饰或改变。例如，经修饰核碱基物质可包括一种或多种非天然存在的取代。
如本文所用，“N:P比率”是例如在包括脂质组分和RNA的纳米粒子组合物中的脂质中的可离子化(在生理pH范围中)氮原子:RNA中的磷酸酯基的摩尔比率。
如本文所用，“纳米粒子组合物”是包含一种或多种脂质的组合物。纳米粒子组合物的大小通常在微米或更小数量级，并且可包括脂质双层。纳米粒子组合物涵盖脂质纳米粒子(LNP)、脂质体(例如脂质囊泡)和脂质体复合物。例如，纳米粒子组合物可为含有具有500nm或更小的直径的脂质双层的脂质体。
如本文所用，“天然存在”意指无人工辅助而存在于自然界中。
如本文所用，“患者”是指可寻求或需要治疗、要求治疗、正在接受治疗、将接受治疗的受试者，或处于针对特定疾病或疾患受过训练的专业人员的护理下的受试者。
如本文所用，“PEG脂质”或“PEG化脂质”是指包含聚乙二醇组分的脂质。
短语“药学上可接受”在本文中用于指在合理医学判断的范围内适合与人类和动物组织接触使用而无过量毒性、刺激、过敏性反应或其他问题或并发症，与合理效益/风险比率相称的那些化合物、材料、组合物和/或剂型。
如本文所用，短语“药学上可接受的赋形剂”是指除本文所述的脂质以外(例如，能够悬浮、复合或溶解所述活性脂质的媒介物)并且具有在患者中基本上无毒并且非炎性的特性的任何成分。赋形剂可包括例如：抗粘剂、抗氧化剂、粘合剂、包衣、压缩助剂、崩解剂、染料(色料)、润肤剂、乳化剂、填充剂(稀释剂)、成膜剂或包衣、调味剂、芳香剂、助流剂(流动增强剂)、润滑剂、防腐剂、印刷油墨、吸附剂、悬浮或分散剂、甜味剂和水合水。示例性赋形剂包括但不限于：丁基化羟基甲苯(BHT)、碳酸钙、磷酸钙(二元)、硬脂酸钙、交联羧甲纤维素、交联聚乙烯吡咯烷酮、柠檬酸、交联聚维酮、半胱氨酸、乙基纤维素、明胶、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乳糖、硬脂酸镁、麦芽糖醇、甘露糖醇、甲硫氨酸、甲基纤维素、对羟基苯甲酸甲酯、微晶纤维素、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚维酮、预胶凝淀粉、对羟基苯甲酸丙酯、棕榈酸视黄酯、虫胶、二氧化硅、羧甲基纤维素钠、柠檬酸钠、乙醇酸淀粉钠、山梨糖醇、淀粉(玉米)、硬脂酸、蔗糖、滑石、二氧化钛、维生素A、维生素E(α-生育酚)、维生素C、木糖醇和本文所公开的其他物质。
在本说明书中，所述脂质的结构式在一些情况下为方便起见表示特定异构体，但本公开包括所有异构体，例如几何异构体、基于不对称碳的光学异构体、立体异构体、互变异构体等，应理解并非所有异构体都可具有相同活性水平。此外，关于由所述式表示的脂质，可存在晶体多态性。应注意，任何晶形、晶形混合物或其酸酐或水合物都包括在本公开的范围中。
术语“晶体多晶型物”、“多晶型物”或“晶形”意指晶体结构，其中化合物(例如，本公开的脂质；或其盐或溶剂化物)可以不同的晶体堆积排列结晶，所有所述晶体堆积排列都具有相同元素组成。不同晶形通常具有不同的X射线衍射图案、红外光谱、熔点、密度硬度、晶体形状、光学和电学特性、稳定性和溶解度。重结晶溶剂、结晶速率、储存温度和其他因素可使一种晶形占优势。所述脂质的晶体多晶型物可通过在不同条件下结晶来制备。
组合物还可包括一种或多种脂质的盐。盐可为药学上可接受的盐。如本文所用，“药学上可接受的盐”是指所公开的脂质的衍生物，其中母脂质通过将现有酸或碱部分转化为其盐形式(例如，通过使游离碱基与合适有机酸反应)而发生改变。药学上可接受的盐的实例包括但不限于例如胺的碱性残基的无机或有机酸盐；例如羧酸的酸性残基的碱金属或有机盐；等等。代表性酸加成盐包括乙酸盐、己二酸盐、海藻酸盐、抗坏血酸盐、天冬氨酸盐、苯磺酸盐、苯甲酸盐、硫酸氢盐、硼酸盐、丁酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、柠檬酸盐、环戊烷丙酸盐、二葡糖酸盐、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、反丁烯二酸盐、葡庚糖酸盐、甘油磷酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、氢溴酸盐、盐酸盐、氢碘酸盐、2-羟基-乙磺酸盐、乳糖酸盐、乳酸盐、月桂酸盐、月桂基硫酸盐、苹果酸盐、顺丁烯二酸盐、丙二酸盐、甲磺酸盐、2-萘磺酸盐、烟碱酸盐、硝酸盐、油酸盐、草酸盐、棕榈酸盐、双羟萘酸盐、果胶酸盐、过硫酸盐、3-苯基丙酸盐、磷酸盐、苦味酸盐、特戊酸盐、丙酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、硫酸盐、酒石酸盐、硫氰酸盐、甲苯磺酸盐、十一烷酸盐、戊酸盐等。代表性的碱金属或碱土金属盐包括钠、锂、钾、钙、镁等；以及无毒铵、季铵和胺阳离子，包括但不限于铵、四甲基铵、四乙基铵、甲胺、二甲胺、三甲胺、三乙胺、乙胺等。本公开的药学上可接受的盐包括例如由无毒无机或有机酸形成的母脂质的常规无毒盐。本公开的药学上可接受的盐可通过常规化学方法由含有碱性或酸性部分的母脂质合成。通常，此类盐可通过使这些脂质的游离酸或碱形式与化学计量的量的适当碱或酸在水中或在有机溶剂中或在两者的混合物中反应来制备；通常，非水性介质是优选的，如醚、乙酸乙酯、乙醇、异丙醇或乙腈。
如本文所用，“磷脂”是包括磷酸酯部分和一个或多个碳链(如不饱和脂肪酸链)的脂质。磷脂可包括一个或多个多重(例如，双或三)键(例如，一个或多个不饱和)。特定磷脂可促进与膜的融合。例如，阳离子磷脂可与膜(例如，细胞或细胞内膜)的一种或多种带负电荷的磷脂相互作用。磷脂与膜的融合可允许含脂质的组合物的一种或多种要素传递通过膜，从而允许例如将所述一种或多种要素递送至细胞。
如本文所用，“多分散性指数”或“PDI”是描述系统的粒度分布的均质性的比率。例如小于0.3的小值指示窄粒度分布。
如本文所用，术语“多肽”或“目标多肽”是指典型地通过肽键接合的氨基酸残基的聚合物，其可天然地(例如，经分离或经纯化)或以合成方式产生。术语“多肽”、“肽”和“蛋白质”在本文中可互换使用以指任何长度的氨基酸的聚合物。所述聚合物可包含经修饰氨基酸。所述术语还涵盖已天然地或通过干预经修饰的氨基酸聚合物；例如二硫键形成、糖基化、脂质化、乙酰化、磷酸化或任何其他操纵或修饰，例如与标记组分缀合。所述定义内还包括例如含有氨基酸(包括例如非天然氨基酸如高半胱氨酸、鸟氨酸、对乙酰基苯基丙氨酸、D-氨基酸和肌氨酸)的一种或多种类似物以及本领域中已知的其他修饰的多肽。如本文所用，所述术语是指任何大小、结构或功能的蛋白质、多肽和肽。多肽包括经编码多核苷酸产物、天然存在的多肽、合成多肽、前述各物的同源物、直系同源物、旁系同源物、片段和其他等效物、变体和类似物。多肽可为单体或者可为多分子复合物，如二聚体、三聚体或四聚体。其还可包含单链或多链多肽。最常见的二硫键发现于多链多肽中。术语多肽还可适用于氨基酸聚合物，其中一个或多个氨基酸残基为相应的天然存在的氨基酸的人工化学类似物。在一些实施方案中，“肽”可为小于或等于50个氨基酸长，例如约5、10、15、20、25、30、35、40、45或50个氨基酸长。
如本文所用，“RNA”是指可天然或非天然存在的核糖核酸。例如，RNA可包括经修饰和/或非天然存在的组分，例如一种或多种核碱基、核苷、核苷酸或接头。RNA可包括帽结构、链终止核苷、茎环、polyA序列和/或聚腺苷酸化信号。RNA可具有编码目标多肽的核苷酸序列。
如本文所用，“DNA”是指可天然或非天然存在的脱氧核糖核酸。例如，DNA可为合成分子，例如体外产生的合成DNA分子。在一些实施方案中，DNA分子为重组分子。如本文所用，“重组DNA分子”是指并非作为天然产物存在，而是使用分子生物学技术产生的DNA分子。
如本文所用，“单一单位剂量”是以一个剂量/同时/单一途径/单一接触点(即，单一施用事件)施用的任何治疗剂的剂量。
如本文所用，“分次剂量”是将单一单位剂量或总每日剂量分成两个或更多个剂量。
如本文所用，“总日剂量”是以24小时时期给出或开具处方的量。其可作为单一单位剂量施用。
如本文所用，在脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)背景中的“大小”或“平均大小”是指纳米粒子组合物的平均直径。
如本文所用，术语“受试者”或“患者”是指可例如出于实验、诊断、预防和/或治疗目的施用根据本公开的组合物的任何生物体。典型受试者包括动物(例如哺乳动物，如小鼠、大鼠、兔、非人类灵长类动物和人类)和/或植物。
如本文所用，“靶向细胞”是指任何一种或多种目标细胞。所述细胞可发现于生物体的体外、体内、原位或者组织或器官中。生物体可为动物，优选哺乳动物，更优选人类并且最优选患者。
如本文所用，“靶组织”是指任何一种或多种目标组织类型，其中治疗剂和/或预防剂的递送将产生所需的生物和/或药理作用。目标靶组织的实例包括特定组织、器官和系统或其组。在特定应用中，靶组织可为肾、肺、脾、在血管中(例如，冠状动脉内或股动脉内)的血管内皮或肿瘤组织(例如，经由肿瘤内注射)。“脱靶组织”是指任何一种或多种组织类型，其中编码蛋白的表达不会产生所需的生物和/或药理作用。在特定应用中，脱靶组织可包括肝脏和脾脏。
术语“治疗剂”或“预防剂”是指当施用至受试者时具有治疗、诊断和/或预防作用和/或引起所需的生物和/或药理作用的任何剂。治疗剂也称为“活性剂(active)”或“活性剂(active agent)”。此类剂包括但不限于细胞毒素、放射性离子、化学治疗剂、小分子药物、蛋白质和核酸。
如本文所用，术语“治疗有效量”意指待递送的剂(例如，核酸、药物、组合物、治疗剂、诊断剂、预防剂等)的量，所述量当施用至患有或易患感染、疾病、病症和/或疾患的受试者时足以治疗所述感染、疾病、病症和/或疾患，改进其症状，诊断、预防所述感染、疾病、病症和/或疾患，和/或延迟其发作。
如本文所用，“转染”是指将物质(例如RNA)引入细胞中。转染可例如体外、离体或体内发生。
如本文所用，术语“治疗”是指部分地或完全地缓解、改善、改进、减轻特定感染、疾病、病症和/或疾患，延迟其发作，抑制其进展，降低其严重程度，和/或降低其一种或多种症状或特征的发生率。例如，“治疗”癌症可指抑制肿瘤的生存、生长和/或扩散。出于降低发展与疾病、病症和/或疾患相关的病理的风险的目的，治疗可施用至未表现出疾病、病症和/或疾患的病征的受试者，和/或施用至仅表现出疾病、病症和/或疾患的早期病征的受试者。
如本文所用，术语“预防(preventing)”、“预防(prevent)”或“防止(protectingagainst)”描述减少或消除疾病、病症或疾患的发作或者减少或消除所述疾病、病症或疾患的症状或并发症的发作。例如，“预防”可借助于疫苗，由此所述疫苗可用于预防疾病、病症或疾患，例如预防病毒感染。
如本文所用，“ζ电位”是例如粒子组合物中的脂质的动电位。
纳米粒子组合物
本公开还提供包含如本文所述的根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质的脂质纳米粒子。
在一些实施方案中，纳米粒子组合物的最大尺寸为1μm或更短(例如，1μm、900nm、800nm、700nm、600nm、500nm、400nm、300nm、200nm、175nm、150nm、125nm、100nm、75nm、50nm或更短)，例如当通过动态光散射(DLS)、透射电子显微术、扫描电子显微术或另一方法测量时。纳米粒子组合物包括例如脂质纳米粒子(LNP；例如，空LNP或负载LNP)、脂质体、脂质囊泡和脂质体复合物。在一些实施方案中，纳米粒子组合物是包括一个或多个脂质双层的囊泡。在某些实施方案中，纳米粒子组合物包括由水性隔室分开的两个或更多个同心双层。脂质双层可经官能化和/或彼此交联。脂质双层可包括一种或多种配体、蛋白质或通道。
纳米粒子组合物包含包括至少一种根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质的脂质组分。例如，纳米粒子组合物的脂质组分可包括一种或多种表1的脂质。纳米粒子组合物还可包括多种其他组分。例如，除了根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质以外，纳米粒子组合物的脂质组分还可包括一种或多种其他脂质。
阳离子/可离子化脂质
除了根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质以外，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)还可包括一种或多种阳离子和/或可离子化脂质(例如，可在生理pH下具有正电荷或部分正电荷的脂质)。阳离子和/或可离子化脂质可选自由以下组成的非限制性组：3-(双十二烷基氨基)-N1,N1,4-三(十二烷基)-1-哌嗪乙胺(KL10)、N1-[2-(双十二烷基氨基)乙基]-N1,N4,N4-三(十二烷基)-1,4-哌嗪二乙胺(KL22)、14,25-双十三烷基-15,18,21,24-四氮杂-三十八烷(KL25)、1,2-二亚油烯基氧基-N,N-二甲基氨基丙烷(DLin-DMA)、2,2-二亚油烯基-4-二甲基氨基甲基-[1,3]-二氧戊环(DLin-K-DMA)、4-(二甲基氨基)丁酸三十七烷-6,9,28,31-四烯-19-基酯(DLin-MC3-DMA)、2,2-二亚油烯基-4-(2-二甲基氨基乙基)-[1,3]-二氧戊环(DLin-KC2-DMA)、1,2-二油烯基氧基-N,N-二甲基氨基丙烷(DODMA)、2-({8-[(3β)-胆甾-5-烯-3-基氧基]辛基}氧基)-N,N-二甲基-3-[(9Z,12Z)-十八碳-9,12-二烯-1-基氧基]丙-1-胺(Octyl-CLinDMA)、(2R)-2-({8-[(3β)-胆甾-5-烯-3-基氧基]辛基}氧基)-N,N-二甲基-3-[(9Z,12Z)-十八碳-9,12-二烯-1-基氧基]丙-1-胺(Octyl-CLinDMA(2R))和(2S)-2-({8-[(3β)-胆甾-5-烯-3-基氧基]辛基}氧基)-N,N-二甲基-3-[(9Z,12Z)-十八碳-9,12-二烯-1-基氧基]丙-1-胺(Octyl-CLinDMA(2S))。除了这些脂质以外，阳离子脂质也可为包括环胺基团的脂质。
结构脂质
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可包括一种或多种结构脂质。结构脂质可选自由但不限于胆固醇、粪固醇、植固醇、麦角固醇、菜油固醇、豆固醇、菜子固醇、西红柿碱、西红柿苷、熊果酸、α-生育酚和其混合物组成的组。在一些实施方案中，结构脂质为胆固醇。在一些实施方案中，结构脂质包括胆固醇和皮质类固醇(例如泼尼松龙(prednisolone)、地塞米松(dexamethasone)、泼尼松(prednisone)和氢化可的松(hydrocortisone))或其组合。在一些实施方案中，结构脂质为：
磷脂
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可包括一种或多种磷脂，例如一种或多种(多)不饱和脂质。磷脂可组装成一个或多个脂质双层。一般来说，磷脂可包括一个磷脂部分和一个或多个脂肪酸部分。例如，磷脂可为根据式(IV)的脂质：
其中Rp表示磷脂部分并且RA和RB表示具有或不具有不饱和的脂肪酸部分，所述脂肪酸部分可为相同或不同的。磷脂部分可选自由磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油、磷脂酰丝氨酸、磷脂酸、2-溶血磷脂酰胆碱和鞘磷脂组成的非限制性组。脂肪酸部分可选自由月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚麻油酸、α-次亚麻油酸、芥子酸、植烷酸、花生酸、花生油酸、二十碳五烯酸、山嵛酸、二十二碳五烯酸和二十二碳六烯酸组成的非限制性组。还预期非天然物质，包括具有包括分支、氧化、环化和炔在内的修饰和取代的天然物质。例如，磷脂可经一种或多种炔(例如，其中一个或多个双键被三键代替的烯基)官能化或与所述一种或多种炔交联。在适当反应条件下，炔基可在暴露于叠氮化物时经历铜催化的环加成。此类反应可用于官能化脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的脂质双层以促进膜渗透或细胞识别，或者可用于使脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)缀合于可用组分如靶向或成像部分(例如染料)。
可用于所述组合物和方法的磷脂可选自由以下组成的非限制性组：1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DSPC)、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(DOPE)、1,2-二亚油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DLPC)、1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油-磷酸胆碱(DMPC)、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DOPC)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DPPC)、1,2-二(十一烷酰基)-sn-甘油-磷酸胆碱(DUPC)、1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(POPC)、1,2-二-O-十八烯基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(18:0Diether PC)、1-油酰基-2-胆固醇基半琥珀酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(OChemsPC)、1-十六烷基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(C16Lyso PC)、1,2-二亚麻酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二(二十二碳六烯酰基)-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二植烷酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(ME 16.0PE)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亚油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亚麻酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二(二十二碳六烯酰基)-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸-外消旋-(1-甘油)钠盐(DOPG)、二棕榈酰基磷脂酰甘油(DPPG)、棕榈酰基油酰基磷脂酰乙醇胺(POPE)、二硬脂酰基-磷脂酰-乙醇胺(DSPE)、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(DPPE)、二肉豆蔻酰基磷酸乙醇胺(DMPE)、1-硬脂酰基-2-油酰基-磷脂酰乙醇胺(SOPE)、1-硬脂酰基-2-油酰基-磷脂酰胆碱(SOPC)、鞘磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酸、棕榈酰基油酰基磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)和其混合物。在一些实施方案中，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)包括DSPC。在某些实施方案中，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)包括DOPE。在一些实施方案中，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)包括DSPC和DOPE两者。
PEG脂质
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可包括一种或多种PEG脂质或经PEG修饰的脂质。此类物质可替代地称为PEG化脂质。PEG脂质是经聚乙二醇修饰的脂质。PEG脂质可选自由经PEG修饰的磷脂酰乙醇胺、经PEG修饰的磷脂酸、经PEG修饰的神经酰胺(PEG-CER)、经PEG修饰的二烷基胺、经PEG修饰的二酰基甘油(PEG-DEG)、经PEG修饰的二烷基甘油和其混合物组成的非限制性组。例如，PEG脂质可为PEG-c-DOMG、PEG-DMG、PEG-DLPE、PEG-DMPE、PEG-DPPC或PEG-DSPE脂质。
在某些实施方案中，PEG脂质选自由经PEG修饰的磷脂酰乙醇胺、经PEG修饰的磷脂酸、经PEG修饰的神经酰胺、经PEG修饰的二烷基胺、经PEG修饰的二酰基甘油和经PEG修饰的二烷基甘油组成的组。
在某些实施方案中，PEG脂质选自由1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油甲氧基聚乙二醇(PEG-DMG)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[氨基(聚乙二醇)](PEG-DSPE)、PEG-二硬脂基甘油(PEG-DSG)、PEG-二棕榈油烯基、PEG-二油烯基、PEG-二硬脂基、PEG-二酰基甘油酰胺(PEG-DAG)、PEG-二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(PEG-DPPE)或PEG-1,2-二肉豆蔻基氧基丙基-3-胺(PEG-c-DMA)组成的组。例如，在一些实施方案中，PEG脂质为PEG-DMG。
在某些实施方案中，PEG脂质为式(PL-I)化合物：
或其盐，其中：
R3PL1为-OROPL1；
ROPL1为氢、任选地被取代的烷基或氧保护基；
rPL1为1与100之间的整数，包括1和100；
L1为任选地被取代的C1-10亚烷基，其中所述任选地被取代的C1-10亚烷基的至少一个亚甲基独立地被任选地被取代的亚碳环基、任选地被取代的亚杂环基、任选地被取代的亚芳基、任选地被取代的亚杂芳基、O、N(RNPL1)、S、C(O)、C(O)N(RNPL1)、NRNPL1C(O)、-C(O)O、OC(O)、OC(O)O、OC(O)N(RNPL1)、NRNPL1C(O)O或NRNPL1C(O)N(RNPL1)代替；
D为通过点击化学获得的部分或在生理条件下可裂解的部分；
mPL1为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；
A具有式：/>
L2的每个情况独立地为键或任选地被取代的C1-6亚烷基，其中所述任选地被取代的C1-6亚烷基的一个亚甲基单元任选地被O、N(RNPL1)、S、C(O)、C(O)N(RNPL1)、NRNPL1C(O)、C(O)O、OC(O)、OC(O)O、-OC(O)N(RNPL1)、NRNPL1C(O)O或NRNPL1C(O)N(RNPL1)代替；
R2SL的每个情况独立地为任选地被取代的C1-30烷基、任选地被取代的C1-30烯基或任选地被取代的C1-30炔基；任选地其中R2SL的一个或多个亚甲基单元独立地被任选地被取代的亚碳环基、任选地被取代的亚杂环基、任选地被取代的亚芳基、任选地被取代的亚杂芳基、N(RNPL1)、O、S、C(O)、C(O)N(RNPL1)、NRNPL1C(O)、-NRNPL1C(O)N(RNPL1)、C(O)O、OC(O)、OC(O)O、OC(O)N(RNPL1)、NRNPL1C(O)O、C(O)S、-SC(O)、C(＝NRNPL1)、C(＝NRNPL1)N(RNPL1)、NRNPL1C(＝NRNPL1)、-NRNPL1C(＝NRNPL1)N(RNPL1)、C(S)、C(S)N(RNPL1)、NRNPL1C(S)、NRNP L1C(S)N(RNPL1)、S(O)、OS(O)、S(O)O、OS(O)O、OS(O)2、S(O)2O、OS(O)2O、N(RNPL1)S(O)、S(O)N(RNPL1)、N(RNPL1)S(O)N(RNPL1)、OS(O)N(RNPL1)、N(RNPL1)S(O)O、S(O)2、N(RNPL1)S(O)2、-S(O)2N(RNPL1)、N(RNPL1)S(O)2N(RNPL1)、OS(O)2N(RNPL1)或N(RNPL1)S(O)2O代替；
RNPL1的每个情况独立地为氢、任选地被取代的烷基或氮保护基；
环B为任选地被取代的碳环基、任选地被取代的杂环基、任选地被取代的芳基或任选地被取代的杂芳基；并且
pSL为1或2。
在某些实施方案中，PEG脂质为式(PL-I-OH)化合物：或其盐，其中rPL1、L1、D、mPL1和A如上文所定义。
在某些实施方案中，PEG脂质为式(PL-II-OH)化合物：
或其盐或异构体，其中：
R3PEG为-ORO；
RO为氢、C1-6烷基或氧保护基；
rPEG为1与100之间的整数；
R5PEG为C10-40烷基、C10-40烯基或C10-40炔基；并且任选地，R5PE G的一个或多个亚甲基独立地被C3-10亚碳环基、4至10元亚杂环基、C6-10亚芳基、4至10元亚杂芳基、-N(RNPEG)-、-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)N(RNPEG)-、-NRNPEGC(O)-、-NRNPEGC(O)N(RNPEG)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(RNPEG)-、-NRNPEGC(O)O-、-C(O)S-、-SC(O)-、-C(＝NRNPEG)-、-C(＝NRNPEG)N(RNPEG)-、-NRNPEGC(＝NRNPEG)-、-NRNPEGC(＝NRNPEG)N(RNPEG)-、-C(S)-、-C(S)N(RNPEG)-、-NRNPEGC(S)-、-NRNPEGC(S)N(RNPEG)-、-S(O)-、-OS(O)-、-S(O)O-、-OS(O)O-、-OS(O)2-、-S(O)2O-、-OS(O)2O-、-N(RNPEG)S(O)-、-S(O)N(RNPEG)-、-N(RNPEG)S(O)N(RNPEG)-、-OS(O)N(RNPEG)-、-N(RNPEG)S(O)O-、-S(O)2-、-N(RNPEG)S(O)2-、-S(O)2N(RNPEG)-、-N(RNPEG)S(O)2N(RNPEG)-、-OS(O)2N(RNPEG)-或-N(RNPEG)S(O)2O-代替；并且
RNPEG的每个情况独立地为氢、C1-6烷基或氮保护基。
在某些实施方案中，在式(PL-II-OH)的PEG脂质中，r为40与50之间的整数。例如，r选自由40、41、42、43、44、45、46、47、48、49和50组成的组。例如，r为45。
在某些实施方案中，在式(PL-II-OH)的PEG脂质中，R5为C17烷基。
在某些实施方案中，PEG脂质为式(PL-II)化合物：
其中rPEG为1与100之间的整数。
在某些实施方案中，PEG脂质为式(PEG-1)化合物：
在某些实施方案中，PEG脂质为式(PL-III)化合物：
或其盐或异构体，其中sPL1为1与100之间的整数。
在某些实施方案中，PEG脂质为下式的化合物：
在某些实施方案中，式(PL-I)、(PL-I-OH)、(PL-II)、(PL-II-OH)、(PL-III)、PEG2k-DMG或PEG-1之一的脂质并入纳米粒子制剂中可改进脂质纳米粒子制剂的药物动力学和/或生物分布。例如，式(PL-II-OH)、(PL-IIa-OH)、(PL-II)或PEG-1之一的脂质并入纳米粒子制剂中可降低加速血液清除(ABC)作用。
佐剂
在一些实施方案中，包括本文所述的一种或多种脂质的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)还可包括一种或多种佐剂，例如吡喃葡萄糖基脂质佐剂(GLA)、CpG寡脱氧核苷酸(例如A或B类)、poly(I:C)、氢氧化铝和Pam3CSK4。
治疗剂
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可包括一种或多种治疗剂和/或预防剂。本公开提供了向哺乳动物细胞或器官递送治疗剂和/或预防剂、在哺乳动物细胞中产生目标多肽和治疗或预防有需要的哺乳动物的疾病或病症的方法，所述方法包括向哺乳动物施用包括治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和/或使哺乳动物细胞与包括治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)接触。脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可包括一种或多种治疗剂和/或预防剂。本公开提供了向哺乳动物细胞或器官递送治疗剂和/或预防剂、在哺乳动物细胞中产生目标多肽和治疗有需要的哺乳动物的疾病或病症的方法，所述方法包括向哺乳动物施用包括治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和/或使哺乳动物细胞与包括治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)接触。脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可包括一种或多种治疗剂和/或预防剂。本公开提供了向哺乳动物细胞或器官递送治疗剂和/或预防剂、在哺乳动物细胞中产生目标多肽和预防有需要的哺乳动物的疾病或病症的方法，所述方法包括向哺乳动物施用包括治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和/或使哺乳动物细胞与包括治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)接触。
治疗剂和/或预防剂包括生物学活性物质并且替代地称为“活性剂”。治疗剂和/或预防剂可为一旦递送至细胞或器官就在所述细胞、器官或其他身体组织或系统中引起所需变化的物质。此类物质可用于治疗一种或多种疾病、病症或疾患。在一些实施方案中，治疗剂和/或预防剂是可用于治疗特定疾病、病症或疾患的小分子药物。
在一些实施方案中，治疗剂和/或预防剂是疫苗、引起免疫反应的化合物(例如，编码蛋白质或多肽或肽的多核苷酸或核酸分子或者蛋白质或多肽或肽)和/或另一治疗剂和/或预防剂。疫苗包括能够提供针对与感染性疾病相关的一种或多种疾患的免疫性的化合物和制剂并且可包括编码感染性疾病源性抗原和/或表位的mRNA。疫苗还包括指导针对癌细胞的免疫反应的化合物和制剂并且可包括编码肿瘤细胞源性抗原、表位和/或新表位的mRNA。在一些实施方案中，疫苗和/或能够引起免疫反应的化合物经由本公开组合物经肌内施用。
在其他实施方案中，治疗剂和/或预防剂为蛋白质，例如增加或补充天然存在的目标蛋白质所需的蛋白质。此类蛋白质或多肽可为天然存在的，或者可使用本领域中已知的方法修饰，例如以延长半衰期。示例性蛋白质为细胞内、跨膜或分泌性的。
多核苷酸和核酸
在一些实施方案中，治疗剂是增强(即，增加、刺激、上调)蛋白质表达的剂。可用于增强蛋白质表达的治疗剂类型的非限制性实例包括RNA、mRNA、dsRNA、CRISPR/Cas9技术、ssDNA和DNA(例如表达载体)。上调蛋白质表达的剂可上调天然存在或非天然存在的蛋白质(例如已经修饰以改进半衰期的嵌合蛋白，或包含所需氨基酸变化的蛋白质)的表达。示例性蛋白质包括细胞内、跨膜或分泌性蛋白质、肽或多肽。
在一些实施方案中，治疗剂为DNA治疗剂。DNA分子可为双链DNA、单链DNA(ssDNA)或作为部分双链DNA的分子(即，具有双链部分和单链部分)。在一些情况下，DNA分子为三链的或为部分三链的(即，具有三链部分和双链部分)。DNA分子可为环状DNA分子或直链DNA分子。
DNA治疗剂可为能够将基因转移至细胞中，例如编码转录物并且可表达转录物的DNA分子。在其他实施方案中，DNA分子为合成分子，例如体外产生的合成DNA分子。在一些实施方案中，DNA分子为重组分子。非限制性示例性DNA治疗剂包括质粒表达载体和病毒表达载体。
本文所述的DNA治疗剂(例如DNA载体)可包括多种不同特征。本文所述的DNA治疗剂(例如DNA载体)可包括非编码DNA序列。例如，DNA序列可包括针对基因的至少一种调控元件，例如启动子、增强子、终止元件、聚腺苷酸化信号元件、剪接信号元件等。在一些实施方案中，非编码DNA序列为内含子。在一些实施方案中，非编码DNA序列为转座子。在一些实施方案中，本文所述的DNA序列可具有可操作性连接至转录活性基因的非编码DNA序列。在其他实施方案中，本文所述的DNA序列可具有未连接至基因的非编码DNA序列，即所述非编码DNA不调控所述DNA序列上的基因。
在一些实施方案中，在本公开的负载LNP中，所述一种或多种治疗剂和/或预防剂为核酸。在一些实施方案中，所述一种或多种治疗剂和/或预防剂选自由核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)组成的组。
例如，在一些实施方案中，当所述治疗剂和/或预防剂为DNA时，所述DNA选自由双链DNA、单链DNA(ssDNA)、部分双链DNA、三链DNA和部分三链DNA组成的组。在一些实施方案中，所述DNA选自由环状DNA、直链DNA和其混合物组成的组。
在一些实施方案中，在本公开的负载LNP中，所述一种或多种治疗剂和/或预防剂选自由质粒表达载体、病毒表达载体和其混合物组成的组。
例如，在一些实施方案中，当所述治疗剂和/或预防剂为RNA时，所述RNA选自由单链RNA、双链RNA(dsRNA)、部分双链RNA和其混合物组成的组。在一些实施方案中，所述RNA选自由环状RNA、直链RNA和其混合物组成的组。
例如，在一些实施方案中，当所述治疗剂和/或预防剂为RNA时，所述RNA选自由短干扰RNA(siRNA)、不对称干扰RNA(aiRNA)、RNA干扰(RNAi)分子、微小RNA(miRNA)、安塔够妙(antagomir)、反义RNA、核糖核酸酶、Dicer-底物RNA(dsRNA)、小发夹RNA(shRNA)、信使RNA(mRNA)、锁核酸(LNA)和CRISPR/Cas9技术和其混合物组成的组。
例如，在一些实施方案中，当所述治疗剂和/或预防剂为RNA时，所述RNA选自由小干扰RNA(siRNA)、不对称干扰RNA(aiRNA)、微小RNA(miRNA)、Dicer-底物RNA(dsRNA)、小发夹RNA(shRNA)、信使RNA(mRNA)和其混合物组成的组。
在一些实施方案中，所述一种或多种治疗剂和/或预防剂为mRNA。在一些实施方案中，所述一种或多种治疗剂和/或预防剂为经修饰mRNA(mmRNA)。
在一些实施方案中，所述一种或多种治疗剂和/或预防剂是并入微小RNA结合位点(miR结合位点)的mRNA。此外，在一些实施方案中，mRNA包括茎环、链终止核苷、polyA序列、聚腺苷酸化信号和/或5'帽结构中的一者或多者。
mRNA可为天然或非天然存在的mRNA。mRNA可包括一个或多个如下文所述经修饰核碱基、核苷或核苷酸，在所述情况下其可称为“经修饰mRNA”或“mmRNA”。如本文所述，“核苷”被定义为含有与有机碱(例如，嘌呤或嘧啶)或其衍生物(本文中也称为“核碱基”)组合的糖分子(例如，戊糖或核糖)或其衍生物的化合物。如本文所述，“核苷酸”被定义为包括磷酸酯基的核苷。
mRNA可包括5′非翻译区(5′-UTR)、3′非翻译区(3′-UTR)和/或编码区(例如开放阅读框)。mRNA可包括任何合适数目的碱基对，包括数十个(例如，10、20、30、40、50、60、70、80、90或100个)、数百个(例如，200、300、400、500、600、700、800或900个)或数千个(例如，1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10,000个)碱基对。任何数目(例如，全部、一些或无)的核碱基、核苷或核苷酸均可为规范物质的类似物，被取代、经修饰或以其他方式非天然存在。在某些实施方案中，特定核碱基类型的全部可经修饰。在一些实施方案中，全部尿嘧啶或尿苷均经修饰。当全部核碱基、核苷或核苷酸经修饰(例如，全部尿嘧啶或尿苷)时，所述mRNA可被称为“完全经修饰”，例如针对尿嘧啶或尿苷。
在一些实施方案中，如本文所述的mRNA可包括5′帽结构、链终止核苷酸、任选地Kozak序列(也称为Kozak共有序列)、茎环、polyA序列和/或聚腺苷酸化信号。
5′帽结构或帽物质是包括通过接头接合的两个核苷部分的化合物并且可选自天然存在的帽、非天然存在的帽或帽类似物或抗-反向帽类似物(ARCA)。帽物质可包括一个或多个经修饰核苷和/或接头部分。例如，天然mRNA帽可包括鸟嘌呤核苷酸和在7位置处甲基化的鸟嘌呤(G)核苷酸，由所述核苷酸的5′位置处的三磷酸酯键接合，例如m7G(5′)ppp(5′)G，通常书写为m7GpppG。帽物质也可为抗-反向帽类似物。可能的帽物质的非限制性列表包括m7GpppG、m7Gpppm7G、m73′dGpppG、m27,O3′GpppG、m27,O3′GppppG、m27,O2′GppppG、m7Gpppm7G、m73′dGpppG、m27,O3′GpppG、m27,O3′GppppG和m27,O2′GppppG。
mRNA可替代地或另外包括链终止核苷。例如，链终止核苷可包括在其糖基的2'和/或3′位置处脱氧的那些核苷。此类物质可包括3′脱氧腺苷(蛹虫草菌素(cordycepin))、3′脱氧尿苷、3′脱氧胞嘧啶、3′脱氧鸟苷、3′脱氧胸腺嘧啶和2',3′二脱氧核苷(例如2',3′二脱氧腺苷、2',3′二脱氧尿苷、2',3′二脱氧胞嘧啶、2',3′二脱氧鸟苷和2',3′二脱氧胸腺嘧啶)。在一些实施方案中，将链终止核苷酸并入mRNA中例如3′-末端处可产生mRNA的稳定化。
mRNA可替代地或另外包括茎环，例如组蛋白茎环。茎环可包括2、3、4、5、6、7、8个或更多个核苷酸碱基对。例如，茎环可包括4、5、6、7或8个核苷酸碱基对。茎环可位于mRNA的任何区中。例如，茎环可位于非翻译区(5′非翻译区或3′非翻译区)、编码区或polyA序列或尾端中、之前或之后。在一些实施方案中，茎环可影响mRNA的一种或多种功能，例如翻译起始、翻译效率和/或转录终止。
mRNA可替代地或另外包括polyA序列和/或聚腺苷酸化信号。polyA序列可完全地或主要包含腺嘌呤核苷酸或其类似物或衍生物。poly A序列还可包含稳定化核苷酸或类似物。例如，poly A序列可包括脱氧胸苷(例如反向(或反向键联)脱氧胸苷(dT))作为稳定化核苷酸或类似物。关于使用反向dT和其他稳定化poly A序列修饰的详情可见于例如WO2017/049275A2中，所述文献的内容通过引用并入本文。polyA序列可为与mRNA的3′非翻译区相邻定位的尾端。在一些实施方案中，polyA序列可影响mRNA的核输出、翻译和/或稳定性。
mRNA可替代地或另外包括微小RNA结合位点。微小RNA结合位点(或miR结合位点)可用于调控多种组织或细胞类型中的mRNA表达。在示例性实施方案中，miR结合位点被工程化至mRNA的3'UTR序列中以调控(例如，增强)mRNA在表达同源miR的细胞或组织中的降解。此种调控可用于调控或控制mRNA中的“脱靶”表达，即在体内非所需细胞或组织中的表达。关于使用mir结合位点的详情可见于例如WO 2017/062513 A2中，所述文献的内容通过引用并入本文。
在一些实施方案中，mRNA是包含第一编码区和第二编码区的双顺反子mRNA，所述编码区具有包含允许第一编码区与第二编码区之间的内部翻译起始的内部核糖体进入位点(IRES)序列的介入序列，或具有编码自裂解肽(如2A肽)的介入序列。IRES序列和2A肽典型地用于增强来自同一载体的多种蛋白质的表达。多种IRES序列是已知的并且在本领域中可获得并且可加以使用，包括例如脑心肌炎病毒IRES。
在一些实施方案中，本公开的mRNA包含一个或多个经修饰核碱基、核苷或核苷酸(称为“经修饰mRNA”或“mmRNA”)。在一些实施方案中，经修饰mRNA可具有适用特性，包括与参考未经修饰mRNA相比增强的稳定性、细胞内保留、增强的翻译和/或缺乏其中引入所述mRNA的细胞的先天免疫反应的实质诱导。因此，经修饰mRNA的使用可增强蛋白质产生效率、核酸的细胞内保留，以及具有降低的免疫原性。
在一些实施方案中，mRNA包括一个或多个(例如，1、2、3或4个)不同的经修饰核碱基、核苷或核苷酸。在一些实施方案中，mRNA包括一个或多个(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100个或更多个)不同的经修饰核碱基、核苷或核苷酸。在一些实施方案中，相对于相应的未经修饰mRNA，经修饰mRNA可在其中引入所述mRNA的细胞中具有降低的降解。
在一些实施方案中，经修饰核碱基为经修饰尿嘧啶。具有经修饰尿嘧啶的示例性核碱基和核苷包括假尿苷(ψ)、吡啶-4-酮核糖核苷、5-氮杂-尿苷、6-氮杂-尿苷、2-硫代-5-氮杂-尿苷、2-硫代-尿苷(s2U)、4-硫代-尿苷(s4U)、4-硫代-假尿苷、2-硫代-假尿苷、5-羟基-尿苷(ho5U)、5-氨基烯丙基-尿苷、5-卤基-尿苷(例如，5-碘-尿苷或5-溴-尿苷)、3-甲基-尿苷(m3U)、5-甲氧基-尿苷(mo5U)、尿苷5-氧乙酸(cmo5U)、尿苷5-氧乙酸甲酯(mcmo5U)、5-羧基甲基-尿苷(cm5U)、1-羧基甲基-假尿苷、5-羧基羟基甲基-尿苷(chm5U)、5-羧基羟基甲基-尿苷甲酯(mchm5U)、5-甲氧基羰基甲基-尿苷(mcm5U)、5-甲氧基羰基甲基-2-硫代-尿苷(mcm5s2U)、5-氨基甲基-2-硫代-尿苷(nm5s2U)、5-甲基氨基甲基-尿苷(mnm5U)、5-甲基氨基甲基-2-硫代-尿苷(mnm5s2U)、5-甲基氨基甲基-2-硒代-尿苷(mnm5se2U)、5-氨甲酰基甲基-尿苷(ncm5U)、5-羧基甲基氨基甲基-尿苷(cmnm5U)、5-羧基甲基氨基甲基-2-硫代-尿苷(cmnm5s2U)、5-丙炔基-尿苷、1-丙炔基-假尿苷、5-牛磺酰甲基-尿苷(τm5U)、1-牛磺酰甲基-假尿苷、5-牛磺酰甲基-2-硫代-尿苷(τm5s2U)、1-牛磺酰甲基-4-硫代-假尿苷、5-甲基-尿苷(m5U，即具有核碱基脱氧胸腺嘧啶)、1-甲基-假尿苷(m1ψ)、5-甲基-2-硫代-尿苷(m5s2U)、1-甲基-4-硫代-假尿苷(m1s4ψ)、4-硫代-1-甲基-假尿苷、3-甲基-假尿苷(m3ψ)、2-硫代-1-甲基-假尿苷、1-甲基-1-脱氮-假尿苷、2-硫代-1-甲基-1-脱氮-假尿苷、二氢尿苷(D)、二氢假尿苷、5,6-二氢尿苷、5-甲基-二氢尿苷(m5D)、2-硫代-二氢尿苷、2-硫代-二氢假尿苷、2-甲氧基-尿苷、2-甲氧基-4-硫代-尿苷、4-甲氧基-假尿苷、4-甲氧基-2-硫代-假尿苷、N1-甲基-假尿苷、3-(3-氨基-3-羧基丙基)尿苷(acp3U)、1-甲基-3-(3-氨基-3-羧基丙基)假尿苷(acp3ψ)、5-(异戊烯基氨基甲基)尿苷(inm5U)、5-(异戊烯基氨基甲基)-2-硫代-尿苷(inm5s2U)、α-硫代-尿苷、2′-O-甲基-尿苷(Um)、5,2′-O-二甲基-尿苷(m5Um)、2′-O-甲基-假尿苷(ψm)、2-硫代-2′-O-甲基-尿苷(s2Um)、5-甲氧基羰基甲基-2′-O-甲基-尿苷(mcm5Um)、5-氨甲酰基甲基-2′-O-甲基-尿苷(ncm5Um)、5-羧基甲基氨基甲基-2′-O-甲基-尿苷(cmnm5Um)、3,2′-O-二甲基-尿苷(m3Um)和5-(异戊烯基氨基甲基)-2′-O-甲基-尿苷(inm5Um)、1-硫代-尿苷、脱氧胸苷、2'-F-阿拉伯糖-尿苷、2'-F-尿苷、2'-OH-阿拉伯糖-尿苷、5-(2-甲氧羰基乙烯基)尿苷和5-[3-(1-E-丙烯基氨基)]尿苷。
在一些实施方案中，经修饰核碱基为经修饰胞嘧啶。具有经修饰胞嘧啶的示例性核碱基和核苷包括5-氮杂-胞苷、6-氮杂-胞苷、假异胞苷、3-甲基-胞苷(m3C)、N4-乙酰基-胞苷(ac4C)、5-甲酰基-胞苷(f5C)、N4-甲基-胞苷(m4C)、5-甲基-胞苷(m5C)、5-卤基-胞苷(例如5-碘-胞苷)、5-羟基甲基-胞苷(hm5C)、1-甲基-假异胞苷、吡咯并-胞苷、吡咯并-假异胞苷、2-硫代-胞苷(s2C)、2-硫代-5-甲基-胞苷、4-硫代-假异胞苷、4-硫代-1-甲基-假异胞苷、4-硫代-1-甲基-1-脱氮-假异胞苷、1-甲基-1-脱氮-假异胞苷、泽布拉林(zebularine)、5-氮杂-泽布拉林、5-甲基-泽布拉林、5-氮杂-2-硫代-泽布拉林、2-硫代-泽布拉林、2-甲氧基-胞苷、2-甲氧基-5-甲基-胞苷、4-甲氧基-假异胞苷、4-甲氧基-1-甲基-假异胞苷、立西啶(lysidine，k2C)、α-硫代-胞苷、2′-O-甲基-胞苷(Cm)、5,2′-O-二甲基-胞苷(m5Cm)、N4-乙酰基-2′-O-甲基-胞苷(ac4Cm)、N4,2′-O-二甲基-胞苷(m4Cm)、5-甲酰基-2′-O-甲基-胞苷(f5Cm)、N4,N4,2′-O-三甲基-胞苷(m42Cm)、1-硫代-胞苷、2'-F-阿拉伯糖-胞苷、2'-F-胞苷和2'-OH-阿拉伯糖-胞苷。
在一些实施方案中，经修饰核碱基为经修饰腺嘌呤。具有经修饰腺嘌呤的示例性核碱基和核苷包括a-硫代-腺苷、2-氨基-嘌呤、2,6-二氨基嘌呤、2-氨基-6-卤基-嘌呤(例如2-氨基-6-氯-嘌呤)、6-卤基-嘌呤(例如6-氯-嘌呤)、2-氨基-6-甲基-嘌呤、8-叠氮基-腺苷、7-脱氮-腺嘌呤、7-脱氮-8-氮杂-腺嘌呤、7-脱氮-2-氨基-嘌呤、7-脱氮-8-氮杂-2-氨基-嘌呤、7-脱氮-2,6-二氨基嘌呤、7-脱氮-8-氮杂-2,6-二氨基嘌呤、1-甲基-腺苷(m1A)、2-甲基-腺嘌呤(m2A)、N6-甲基-腺苷(m6A)、2-甲基硫代-N6-甲基-腺苷(ms2m6A)、N6-异戊烯基-腺苷(i6A)、2-甲基硫代-N6-异戊烯基-腺苷(ms2i6A)、N6-(顺-羟基异戊烯基)腺苷(io6A)、2-甲基硫代-N6-(顺-羟基异戊烯基)腺苷(ms2io6A)、N6-甘氨酰基氨甲酰基-腺苷(g6A)、N6-苏氨酰基氨甲酰基-腺苷(t6A)、N6-甲基-N6-苏氨酰基氨甲酰基-腺苷(m6t6A)、2-甲基硫代-N6-苏氨酰基氨甲酰基-腺苷(ms2g6A)、N6,N6-二甲基-腺苷(m62A)、N6-羟基正缬氨酰基氨甲酰基-腺苷(hn6A)、2-甲基硫代-N6-羟基正缬氨酰基氨甲酰基-腺苷(ms2hn6A)、N6-乙酰基-腺苷(ac6A)、7-甲基-腺嘌呤、2-甲基硫代-腺嘌呤、2-甲氧基-腺嘌呤、α-硫代-腺苷、2′-O-甲基-腺苷(Am)、N6,2′-O-二甲基-腺苷(m6Am)、N6,N6,2′-O-三甲基-腺苷(m62Am)、1,2′-O-二甲基-腺苷(m1Am)、2′-O-核糖基腺苷(磷酸酯)(Ar(p))、2-氨基-N6-甲基-嘌呤、1-硫代-腺苷、8-叠氮基-腺苷、2'-F-阿拉伯糖-腺苷、2'-F-腺苷、2'-OH-阿拉伯糖-腺苷和N6-(19-氨基-五氧杂十九烷基)-腺苷。
在一些实施方案中，经修饰核碱基为经修饰鸟嘌呤。具有经修饰鸟嘌呤的示例性核碱基和核苷包括a-硫代-鸟苷、肌苷(I)、1-甲基-肌苷(m1I)、怀俄苷(imG)、甲基怀俄苷(mimG)、4-脱甲基-怀俄苷(imG-14)、异怀俄苷(imG2)、怀丁苷(yW)、过氧怀丁苷(o2yW)、羟基怀丁苷(OhyW)、修饰不足的羟基怀丁苷(OhyW*)、7-脱氮-鸟苷、辫苷(Q)、环氧辫苷(oQ)、半乳糖基-辫苷(galQ)、甘露糖基-辫苷(manQ)、7-氰基-7-脱氮-鸟苷(preQ0)、7-氨基甲基-7-脱氮-鸟苷(preQ1)、古嘌苷(G+)、7-脱氮-8-氮杂-鸟苷、6-硫代-鸟苷、6-硫代-7-脱氮-鸟苷、6-硫代-7-脱氮-8-氮杂-鸟苷、7-甲基-鸟苷(m7G)、6-硫代-7-甲基-鸟苷、7-甲基-肌苷、6-甲氧基-鸟苷、1-甲基-鸟苷(m1G)、N2-甲基-鸟苷(m2G)、N2,N2-二甲基-鸟苷(m22G)、N2,7-二甲基-鸟苷(m2,7G)、N2,N2,7-二甲基-鸟苷(m2,2,7G)、8-氧代-鸟苷、7-甲基-8-氧代-鸟苷、1-甲基-6-硫代-鸟苷、N2-甲基-6-硫代-鸟苷、N2,N2-二甲基-6-硫代-鸟苷、α-硫代-鸟苷、2′-O-甲基-鸟苷(Gm)、N2-甲基-2′-O-甲基-鸟苷(m2Gm)、N2,N2-二甲基-2′-O-甲基-鸟苷(m22Gm)、1-甲基-2′-O-甲基-鸟苷(m1Gm)、N2,7-二甲基-2′-O-甲基-鸟苷(m2,7Gm)、2′-O-甲基-肌苷(Im)、1,2′-O-二甲基-肌苷(m1Im)、2′-O-核糖基鸟苷(磷酸酯)(Gr(p))、1-硫代-鸟苷、O6-甲基-鸟苷、2'-F-阿拉伯糖-鸟苷和2'-F-鸟苷。
在一些实施方案中，本公开的mRNA包括一种或多种前述经修饰核碱基的组合(例如，2、3或4种前述经修饰核碱基的组合)。
在一些实施方案中，经修饰核碱基是假尿苷(ψ)、N1-甲基假尿苷(m1ψ)、2-硫代尿苷、4'-硫代尿苷、5-甲基胞嘧啶、2-硫代-1-甲基-1-脱氮-假尿苷、2-硫代-1-甲基-假尿苷、2-硫代-5-氮杂-尿苷、2-硫代-二氢假尿苷、2-硫代-二氢尿苷、2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-2-硫代-假尿苷、4-甲氧基-假尿苷、4-硫代-1-甲基-假尿苷、4-硫代-假尿苷、5-氮杂-尿苷、二氢假尿苷、5-甲氧基尿苷或2'-O-甲基尿苷。在一些实施方案中，本公开的mRNA包括一种或多种前述经修饰核碱基的组合(例如，2、3或4种前述经修饰核碱基的组合)。在一些实施方案中，经修饰核碱基为N1-甲基假尿苷(m1ψ)并且本公开的mRNA完全地经N1-甲基假尿苷(m1ψ)修饰。在一些实施方案中，N1-甲基假尿苷(m1ψ)表示mRNA中的75-100％尿嘧啶。在一些实施方案中，N1-甲基假尿苷(m1ψ)表示mRNA中的100％尿嘧啶。
在一些实施方案中，经修饰核碱基为经修饰胞嘧啶。具有经修饰胞嘧啶的示例性核碱基和核苷包括N4-乙酰基-胞苷(ac4C)、5-甲基-胞苷(m5C)、5-卤基-胞苷(例如5-碘-胞苷)、5-羟基甲基-胞苷(hm5C)、1-甲基-假异胞苷、2-硫代-胞苷(s2C)、2-硫代-5-甲基-胞苷。在一些实施方案中，本公开的mRNA包括一种或多种前述经修饰核碱基的组合(例如，2、3或4种前述经修饰核碱基的组合)。
在一些实施方案中，经修饰核碱基为经修饰腺嘌呤。具有经修饰腺嘌呤的示例性核碱基和核苷包括7-脱氮-腺嘌呤、1-甲基-腺苷(m1A)、2-甲基-腺嘌呤(m2A)、N6-甲基-腺苷(m6A)。在一些实施方案中，本公开的mRNA包括一种或多种前述经修饰核碱基的组合(例如，2、3或4种前述经修饰核碱基的组合)。
在一些实施方案中，经修饰核碱基为经修饰鸟嘌呤。具有经修饰鸟嘌呤的示例性核碱基和核苷包括肌苷(I)、1-甲基-肌苷(m1I)、怀俄苷(imG)、甲基怀俄苷(mimG)、7-脱氮-鸟苷、7-氰基-7-脱氮-鸟苷(preQ0)、7-氨基甲基-7-脱氮-鸟苷(preQ1)、7-甲基-鸟苷(m7G)、1-甲基-鸟苷(m1G)、8-氧代-鸟苷、7-甲基-8-氧代-鸟苷。在一些实施方案中，本公开的mRNA包括一种或多种前述经修饰核碱基的组合(例如，2、3或4种前述经修饰核碱基的组合)。
在一些实施方案中，经修饰核碱基是1-甲基-假尿苷(m1ψ)、5-甲氧基-尿苷(mo5U)、5-甲基-胞苷(m5C)、假尿苷(ψ)、α-硫代-鸟苷或α-硫代-腺苷。在一些实施方案中，本公开的mRNA包括一种或多种前述经修饰核碱基的组合(例如，2、3或4种前述经修饰核碱基的组合)。
在一些实施方案中，mRNA包含假尿苷(ψ)。在一些实施方案中，mRNA包含假尿苷(ψ)和5-甲基-胞苷(m5C)。在一些实施方案中，mRNA包含1-甲基-假尿苷(m1ψ)。在一些实施方案中，mRNA包含1-甲基-假尿苷(m1ψ)和5-甲基-胞苷(m5C)。在一些实施方案中，mRNA包含2-硫代尿苷(s2U)。在一些实施方案中，mRNA包含2-硫代尿苷和5-甲基-胞苷(m5C)。在一些实施方案中，mRNA包含5-甲氧基-尿苷(mo5U)。在一些实施方案中，mRNA包含5-甲氧基-尿苷(mo5U)和5-甲基-胞苷(m5C)。在一些实施方案中，mRNA包含2'-O-甲基尿苷。在一些实施方案中，mRNA包含2'-O-甲基尿苷和5-甲基-胞苷(m5C)。在一些实施方案中，mRNA包含N6-甲基-腺苷(m6A)。在一些实施方案中，mRNA包含N6-甲基-腺苷(m6A)和5-甲基-胞苷(m5C)。
在某些实施方案中，本公开的mRNA针对特定修饰均一地经修饰(即，完全地经修饰、通过整个序列经修饰)。例如，mRNA可均一地经N1-甲基假尿苷(m1ψ)或5-甲基-胞苷(m5C)修饰，意指mRNA序列中的所有尿苷或所有胞嘧啶核苷均经N1-甲基假尿苷(m1ψ)或5-甲基-胞苷(m5C)代替。同样，本公开的mRNA可通过用经修饰残基(例如上文所陈述的那些)代替而针对存在于所述序列中的任何类型的核苷残基均一地经修饰。
在一些实施方案中，本公开的mRNA可在编码区(例如，编码多肽的开发阅读框)中经修饰。在其他实施方案中，mRNA可在除编码区之外的区中经修饰。例如，在一些实施方案中，提供5′-UTR和/或3′-UTR，其中任一者或两者可独立地含有一种或多种不同的核苷修饰。在此类实施方案中，核苷修饰也可存在于编码区中。
本公开的mmRNA可包括针对糖、核碱基和/或核苷间键联的修饰的组合。这些组合可包括本文所述的任何一种或多种修饰。
在列出单一修饰的情况下，所列出的核苷或核苷酸表示100％的所述A、U、G或C核苷酸或核苷已经修饰。在列出百分率的情况下，这些表示所存在的A、U、G或C三磷酸酯的总量中所述百分率的该特定A、U、G或C核碱基三磷酸酯。例如，组合：25％5-氨基烯丙基-CTP+75％CTP/25％5-甲氧基-UTP+75％UTP是指多核苷酸，其中25％的胞嘧啶三磷酸酯为5-氨基烯丙基-CTP，而75％的胞嘧啶为CTP；而25％的尿嘧啶为5-甲氧基UTP，而75％的尿嘧啶为UTP。在未列出经修饰UTP的情况下，天然存在的ATP、UTP、GTP和/或CTP用于所述多核苷酸中存在的那些核苷酸的100％位点中。在此实例中，所有GTP和ATP均保持未经修饰。
本公开的mRNA或其区可经密码子优化。密码子优化方法是本领域中已知的并且可用于多种目的：匹配宿主生物体中的密码子频率以确保适当折叠，使GC含量产生偏好以增加mRNA稳定性或降低二级结构，使可削弱基因构建或表达的串联重复序列密码子或碱基连串降至最低，定制转录和翻译控制区，插入或去除蛋白质转运序列，去除/添加编码蛋白中的翻译后修饰位点(例如糖基化位点)，添加、去除或改组蛋白域，插入或删除限制位点，修饰核糖体结合位点和mRNA降解位点，调节翻译速率以允许蛋白质的多个域适当地折叠，或降低或消除多核苷酸内的问题二级结构。密码子优化工具、算法和服务是本领域中已知的；非限制性实例包括来自GeneArt(Life Technologies)、DNA2.0(Menlo Park,CA)的服务和/或专属方法。在一些实施方案中，mRNA序列使用优化算法经优化，例如以优化哺乳动物细胞中的表达或增强mRNA稳定性。
在某些实施方案中，本公开包括与任何本文所述的多核苷酸序列具有至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％或至少99％序列同一性的多核苷酸。
本公开的mRNA可通过本领域中可获得的方式，包括但不限于体外转录(IVT)和合成方法产生。可使用酶促(IVT)、固相、液相、组合合成方法、小区合成和接合方法。在一些实施方案中，mRNA使用IVT酶合成方法制得。因此，本公开还包括可用于体外转录本文所述的mRNA的多核苷酸，例如DNA、构建体和载体。
非天然经修饰核碱基可在合成期间或合成后引入多核苷酸(例如，mRNA)中。在某些实施方案中，修饰可在核苷间键联、嘌呤或嘧啶碱基或糖上。在特定实施方案中，修饰可引入在多核苷酸链的末端处或所述多核苷酸链中的其他地方；使用化学合成或使用聚合酶。
酶或化学接合方法可用于使多核苷酸或其区与不同的功能部分(例如靶向或递送剂、荧光标记、液体、纳米粒子等)缀合。
用于降低蛋白质表达的治疗剂
在一些实施方案中，治疗剂是降低(即，减少、抑制、下调)蛋白质表达的治疗剂。可用于降低蛋白质表达的治疗剂的类型的非限制性实例包括并入微小RNA结合位点(miR结合位点)的mRNA、微小RNA(miRNA)、安塔够妙、小(短)干扰RNA(siRNA)(包括短聚物(shortmer)和dicer-底物RNA)、RNA干扰(RNAi)分子、反义RNA、核糖核酸酶、小发夹RNA(shRNA)、锁核酸(LNA)和CRISPR/Cas9技术。
肽/多肽治疗剂
在一些实施方案中，治疗剂为肽治疗剂。在一些实施方案中，治疗剂为多肽治疗剂。
在一些实施方案中，所述肽或多肽是天然来源的，例如从天然来源分离。在其他实施方案中，所述肽或多肽为合成分子，例如体外产生的合成肽或多肽。在一些实施方案中，所述肽或多肽为重组分子。在一些实施方案中，所述肽或多肽为嵌合分子。在一些实施方案中，所述肽或多肽为融合分子。在一些实施方案中，所述组合物的肽或多肽治疗剂为天然存在的肽或多肽。在一些实施方案中，所述组合物的肽或多肽治疗剂为天然存在的肽或多肽的经修饰形式(例如，与其野生型、天然存在的肽或多肽对应物相比，含有少于3个、少于5个、少于10个、少于15个、少于20个或少于25个氨基酸取代、缺失或添加)。
在一些实施方案中，在本公开的负载LNP中，所述一种或多种治疗剂和/或预防剂是多核苷酸或多肽。
其他组分
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可包括一种或多种除前述部分中所述的那些以外的组分。例如，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可包括一种或多种小疏水性分子，如维生素(例如，维生素A或维生素E)或固醇。
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)还可包括一种或多种渗透性增强剂分子、碳水化合物、聚合物、表面改变剂或其他组分。碳水化合物可包括单糖(例如葡萄糖)和多糖(例如糖原和其衍生物和类似物)。
聚合物可包括于纳米粒子组合物中和/或用于囊封或部分地囊封纳米粒子组合物。聚合物可为生物可降解的和/或生物相容性的。聚合物可选自但不限于聚胺、聚醚、聚酰胺、聚酯、聚氨基甲酸酯(polycarbamate)、聚脲、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚砜、聚氨酯(polyurethane)、聚乙炔、聚乙烯、聚乙烯亚胺、聚异氰酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈和聚丙烯酸酯。例如，聚合物可包括聚(己内酯)(PCL)、乙烯乙酸乙烯酯聚合物(EVA)、聚(乳酸)(PLA)、聚(L-乳酸)(PLLA)、聚(乙醇酸)(PGA)、聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)、聚(L-乳酸-共-乙醇酸)(PLLGA)、聚(D,L-丙交酯)(PDLA)、聚(L-丙交酯)(PLLA)、聚(D,L-丙交酯-共-己内酯)、聚(D,L-丙交酯-共-己内酯-共-乙交酯)、聚(D,L-丙交酯-共-PEO-共-D,L-丙交酯)、聚(D,L-丙交酯-共-PPO-共-D,L-丙交酯)、聚氰基丙烯酸烷酯、聚氨酯、聚-L-赖氨酸(PLL)、甲基丙烯酸羟基丙酯(HPMA)、聚乙二醇、聚-L-谷氨酸、聚(羟基酸)、聚酸酐、聚原酸酯、聚(酯酰胺)、聚酰胺、聚(酯醚)、聚碳酸酯、聚亚烷基(例如聚乙烯和聚丙烯)、聚亚烷基二醇(例如聚(乙二醇)(PEG))、聚氧化烯(PEO)、聚对苯二甲酸亚烷基酯(例如聚(对苯二甲酸乙二酯))、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醚、聚乙烯酯(例如聚(乙酸乙烯酯))、聚卤化乙烯(例如聚(氯乙烯)(PVC))、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚硅氧烷、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯、衍生化纤维素(例如烷基纤维素、羟基烷基纤维素、纤维素醚、纤维素酯、硝基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素)、丙烯酸聚合物(例如聚((甲基)丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚((甲基)丙烯酸乙酯)、聚((甲基)丙烯酸丁酯)、聚((甲基)丙烯酸异丁酯)、聚((甲基)丙烯酸己酯)、聚((甲基)丙烯酸异癸酯)、聚((甲基)丙烯酸月桂酯)、聚((甲基)丙烯酸苯酯)、聚(丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸异丙酯)、聚(丙烯酸异丁酯)、聚(丙烯酸十八烷酯)和其共聚物和混合物)、聚二噁烷酮和其共聚物、聚羟基烷酸酯、聚富马酸丙二醇酯、聚甲醛、泊洛沙姆、聚氧胺、聚(原酸)酯、聚(丁酸)、聚(戊酸)、聚(丙交酯-共-己内酯)、三亚甲基碳酸酯(trimethylene carbonate)、聚(N-丙烯酰基吗啉)(PAcM)、聚(2-甲基-2-噁唑啉)(PMOX)、聚(2-乙基-2-噁唑啉)(PEOZ)和聚甘油。
表面改变剂可包括但不限于阴离子蛋白(例如牛血清白蛋白)、表面活性剂(例如阳离子表面活性剂，如二甲基二(十八烷基)-溴化铵)、糖或糖衍生物(例如环糊精)、核酸、聚合物(例如肝素、聚乙二醇和泊洛沙姆)、粘液溶解剂(例如乙酰基半胱氨酸、艾蒿、菠罗蛋白酶、木瓜蛋白酶、大青属(clerodendrum)、溴己新(bromhexine)、羧甲司坦(carbocisteine)、依普拉酮(eprazinone)、美司钠(mesna)、氨溴索(ambroxol)、索布瑞醇(sobrerol)、多米奥醇(domiodol)、来托司坦(letosteine)、司替罗宁(stepronin)、硫普罗宁(tiopronin)、凝溶胶蛋白、胸腺素β4、阿法链道酶(dornase alfa)、奈替克新(neltenexine)和厄多司坦(erdosteine))和DNA酶(例如rhDNase)。表面改变剂可安置于纳米粒子内和/或脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的表面上(例如，通过涂布、吸附、共价键联或其他方法)。
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)还可包含一种或多种官能化脂质。例如，脂质可经炔基官能化，所述炔基当在适当反应条件下暴露于叠氮化物时可经历环加成反应。特别是，脂质双层可以此方式经可用于促进膜渗透、细胞识别或成像的一种或多种基团官能化。脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的表面还可与一种或多种适用抗体缀合。可用于靶向细胞递送、成像和膜渗透的官能团和缀合物是本领域中众所周知的。
除了这些组分以外，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)还可包括可用于药物组合物的任何物质。例如，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可包括一种或多种药学上可接受的赋形剂或附属成分，例如但不限于一种或多种溶剂、分散介质、稀释剂、分散助剂、悬浮助剂、造粒助剂、崩解剂、填充剂、助流剂、液体媒介物、粘合剂、表面活性剂、等张剂、增稠或乳化剂、缓冲剂、润滑剂、油、防腐剂和其他物质。还可包括例如蜡、黄油、着色剂、涂布剂、调味剂和芳香剂的赋形剂。
稀释剂的实例可包括但不限于碳酸钙、碳酸钠、磷酸钙、磷酸二钙、硫酸钙、磷酸氢钙、磷酸钠、乳糖、蔗糖、纤维素、微晶纤维素、高岭土、甘露糖醇、山梨糖醇、肌醇、氯化钠、干淀粉、玉米淀粉、糖粉和/或其组合。造粒剂和分散剂可选自由马铃薯淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉、乙醇酸淀粉钠、粘土、海藻酸、瓜尔胶、柑橘渣、琼脂、膨润土、纤维素和木制品、天然海绵、阳离子交换树脂、碳酸钙、硅酸盐、碳酸钠、交联聚(乙烯-吡咯烷酮)(交联聚维酮)、羧甲基淀粉钠(乙醇酸淀粉钠)、羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素钠(交联羧甲纤维素)、甲基纤维素、预胶凝淀粉(淀粉1500)、微晶淀粉、水不溶性淀粉、羧甲基纤维素钙、硅酸镁铝月桂基硫酸钠、季铵化合物和/或其组合组成的非限制性列表。
表面活性剂和/或乳化剂可包括但不限于天然乳化剂(例如，阿拉伯胶、琼脂、海藻酸、海藻酸钠、黄蓍胶、克罗珠克(chondrux)、胆固醇、黄原胶、果胶、明胶、蛋黄、酪蛋白、羊毛脂、胆固醇、蜡和卵磷脂)、胶质粘土(例如，膨润土[硅酸铝]和[硅酸镁铝])、长链氨基酸衍生物、高分子量醇(例如，硬脂醇、鲸蜡醇、油醇、三乙酸甘油酯单硬脂酸酯、乙二醇二硬脂酸酯、甘油单硬脂酸酯和丙二醇单硬脂酸酯、聚乙烯醇)、卡波姆(例如，羧基聚乙烯、聚丙烯酸、丙烯酸聚合物和羧基乙烯基聚合物)、角叉菜胶、纤维素衍生物(例如，羧甲基纤维素钠、粉状纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素)、脱水山梨糖醇脂肪酸酯(例如，聚氧乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯[/>20]、聚氧乙烯脱水山梨糖醇[/>60]、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯[/>80]、脱水山梨糖醇单棕榈酸酯[/>40]、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯[/>60]、脱水山梨糖醇三硬脂酸酯[/>65]、甘油单油酸酯、脱水山梨糖醇单油酸酯[/>80])、聚氧乙烯酯(例如，聚氧乙烯单硬脂酸酯[/>45]、聚氧乙烯氢化蓖麻油、聚乙氧基化蓖麻油、聚氧亚甲基硬脂酸酯和/>)、蔗糖脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯(例如)、聚氧乙烯醚(例如，聚氧乙烯月桂基醚[/>30])、聚(乙烯-吡咯烷酮)、二乙二醇单月桂酸酯、三乙醇胺油酸酯、油酸钠、油酸钾、油酸乙酯、油酸、月桂酸乙酯、月桂基硫酸钠、/>F 68、/>188、西曲溴铵、西吡氯铵、苯扎氯铵、多库酯钠和/或其组合。
粘合剂可为淀粉(例如玉米淀粉和淀粉糊)；明胶；糖(例如蔗糖、葡萄糖、右旋糖、糊精、糖蜜、乳糖、乳糖醇、甘露糖醇)；天然和合成胶(例如，阿拉伯胶、海藻酸钠、爱尔兰苔提取物、潘瓦尔胶(panwar gum)、茄替胶、伊莎珀尔果壳的粘液、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、微晶纤维素、乙酸纤维素、聚(乙烯-吡咯烷酮)、硅酸镁铝和落叶松阿拉伯半乳聚糖)；海藻酸盐；聚氧化乙烯；聚乙二醇；无机钙盐；硅酸；聚甲基丙烯酸酯；蜡；水；醇；和其组合，或任何其他合适的粘合剂。
防腐剂的实例可包括但不限于抗氧化剂、螯合剂、抗微生物防腐剂、抗真菌防腐剂、醇防腐剂、酸性防腐剂和/或其他防腐剂。抗氧化剂的实例包括但不限于α生育酚、抗坏血酸、抗坏血酸棕榈酸酯、丁基化羟基茴香醚、丁基化羟基甲苯、一硫代甘油、偏亚硫酸氢钾、丙酸、没食子酸丙酯、抗坏血酸钠、亚硫酸氢钠、偏亚硫酸氢钠和/或亚硫酸钠。螯合剂的实例包括乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸单水合物、依地酸二钠、依地酸二钾、依地酸、富马酸、苹果酸、磷酸、依地酸钠、酒石酸和/或依地酸三钠。抗微生物防腐剂的实例包括但不限于苯扎氯铵、苄索氯铵、苄醇、布罗波尔(bronopol)、溴棕三甲铵、西吡氯铵、洛赫西定(chlorhexidine)、氯丁醇、氯甲酚、氯二甲苯酚、甲酚、乙醇、甘油、海克替啶(hexetidine)、咪脲、苯酚、苯氧乙醇、苯基乙醇、硝酸苯汞、丙二醇和/或硫柳汞。抗真菌防腐剂的实例包括但不限于对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、苯甲酸、羟基苯甲酸、苯甲酸钾、山梨酸钾、苯甲酸钠、丙酸钠和/或山梨酸。醇防腐剂的实例包括但不限于乙醇、聚乙二醇、苄醇、苯酚、酚类化合物、双酚、氯丁醇、羟基苯甲酸酯和/或苯基乙醇。酸性防腐剂的实例包括但不限于维生素A、维生素C、维生素E、β-胡萝卜素、柠檬酸、乙酸、脱氢抗坏血酸、抗坏血酸、山梨酸和/或植酸。其他防腐剂包括但不限于生育酚、乙酸生育酚、甲磺酸去铁胺、溴棕三甲铵、丁基化羟基茴香醚(BHA)、丁基化羟基甲苯(BHT)、乙二胺、月桂基硫酸钠(SLS)、月桂基醚硫酸钠(SLES)、亚硫酸氢钠、偏亚硫酸氢钠、亚硫酸钾、偏亚硫酸氢钾、对羟基苯甲酸甲酯、115、/>II、NEOLONETM、KATHONTM和/或/>
缓冲剂的实例包括但不限于柠檬酸盐缓冲溶液、乙酸盐缓冲溶液、磷酸盐缓冲溶液、氯化铵、碳酸钙、氯化钙、柠檬酸钙、葡乳醛酸钙、葡庚糖酸钙、葡萄糖酸钙、d-葡萄糖酸、甘油磷酸钙、乳酸钙、乳糖酸钙、丙酸、乙酰丙酸钙、戊酸、磷酸氢钙、磷酸、磷酸三钙、羟基磷灰石(calcium hydroxide phosphate)、乙酸钾、氯化钾、葡萄糖酸钾、钾混合物、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸钾混合物、乙酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、柠檬酸钠、乳酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸钠混合物、缓血酸胺、氨基-磺酸盐缓冲液(例如HEPES)、氢氧化镁、氢氧化铝、海藻酸、无热原质水、等张生理食盐水、林格氏溶液、乙醇和/或其组合。润滑剂可选自由硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸、硅石、滑石、麦芽、甘油山嵛酸酯、氢化植物油、聚乙二醇、苯甲酸钠、乙酸钠、氯化钠、白氨酸、月桂基硫酸镁、月桂基硫酸钠和其组合组成的非限制性组。
油的实例包括但不限于扁桃仁油、杏仁油、鳄梨油、巴西棕榈油、佛手柑油、黑加仑籽油、琉璃苣油、刺桧油、甘菊油、芥花油、香菜油、卡瑙巴油、蓖麻油、肉桂油、可可油、椰子油、鱼肝油、咖啡油、玉米油、棉籽油、鸸鹋油、桉树油、月见草油、鱼油、亚麻仁油、香草醇油、葫芦油、葡萄籽油、榛子油、海索草油、肉豆蔻酸异丙酯、荷荷巴油、夏威夷核果油、熏衣草花油、熏衣草油、柠檬油、山苍子油、澳洲坚果油、锦葵油、芒果核油、池花籽油、貂油、肉豆蔻油、橄榄油、橙油、大西洋胸棘鲷油、棕榈油、棕榈仁油、桃仁油、花生油、罂粟籽油、南瓜籽油、油菜籽油、米糠油、迷迭香油、红花油、白檀油、山茶花油、欧洲薄荷油、沙棘油、芝麻油、乳木果油、硅酮油、大豆油、向日葵油、茶树油、蓟油、椿花油、香根草油、胡桃油和小麦胚芽油以及硬脂酸丁酯、辛酸三酸甘油酯、癸酸三酸甘油酯、环甲基硅酮、癸二酸二乙酯、二甲硅油360、西甲硅油、肉豆蔻酸异丙酯、矿物油、辛基十二醇、油醇、硅酮油和/或其组合。
纳米粒子组合物的制备
在一些实施方案中，包含本公开脂质的纳米粒子是通过首先将根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂(例如，DOPE或DSPC)、PEG脂质(例如，1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油甲氧基聚乙二醇，也称为PEG-DMG，或PL-II(例如，PEG-1))和结构脂质(例如胆固醇)组合于缓冲溶液中并且然后例如经由纳米沉淀形成纳米粒子来制备。
在一些实施方案中，本公开的纳米粒子是根据例如国际专利申请公开第WO 2020/160397号中描述的方法来制备。
纳米粒子组合物的表征
Zetasizer Nano ZS(Malvern Instruments Ltd,Malvern,Worcestershire,UK)可用于测定纳米粒子组合物的粒度、多分散性指数(PDI)和ζ电位，在1×PBS中测定粒度以及在15mM PBS中测定ζ电位。
紫外-可见光谱可用于确定纳米粒子组合物中治疗剂和/或预防剂(例如，RNA)的浓度。将100μL于1×PBS中的稀释制剂添加至900μL的甲醇和氯仿的4:1(v/v)混合物中。混合后，在DU 800分光光度计(Beckman Coulter,Beckman Coulter,Inc.,Brea,CA)上例如在230nm与330nm之间记录溶液的吸光度谱。纳米粒子组合物中治疗剂和/或预防剂的浓度可基于组合物中使用的治疗剂和/或预防剂的消光系数以及在例如260nm波长处的吸光度与在例如330nm波长处的基线值之间的差异来计算。
对于包括RNA的纳米粒子组合物，可使用QUANT-ITTM RNA测定(Invitrogen Corporation Carlsbad,CA)来评价纳米粒子组合物对RNA的囊封。将样品在TE缓冲溶液(10mM Tris-HCl，1mM EDTA，pH 7.5)中稀释至大约5μg/mL的浓度。将50μL稀释样品转移至聚苯乙烯96孔板中，并且将50μL TE缓冲液或50μL 2％Triton X-100溶液添加至孔中。将板在37℃的温度下温育15分钟。/>试剂在TE缓冲液中按1:100稀释，并且将100μL此溶液添加至每个孔中。可使用荧光板读取器(WallacVictor1420Multilablel Counter；Perkin Elmer,Waltham,MA)在例如约480nm的激发波长和例如约520nm的发射波长下测量荧光强度。从每个样品的荧光值中减去试剂空白的荧光值，并且通过将完整样品(未添加Triton X-100)的荧光强度除以破碎样品(由添加TritonX-100引起)的荧光值来确定游离RNA的百分比。
体内制剂研究
为监测各种纳米粒子组合物如何有效地将治疗剂和/或预防剂递送至靶向细胞，制备包括特定治疗剂和/或预防剂(例如，经修饰或天然存在的RNA，例如mRNA)的不同纳米粒子组合物并且将其施用至动物群体。将动物(例如，小鼠、大鼠或非人类灵长类动物)经静脉内、肌内、动脉内或肿瘤内施用包括纳米粒子组合物的单剂量，所述纳米粒子组合物包含本公开脂质和表达蛋白(例如人类红细胞生成素(hEPO)或荧光素酶)的mRNA。还可使用包括PBS的对照组合物。
在向动物施用纳米粒子组合物后，特定制剂和其剂量的剂量递送曲线、剂量反应和毒性可通过酶联免疫吸附测定(ELISA)、生物发光成像或其他方法来测量。对于包括mRNA的纳米粒子组合物，还可评价蛋白质表达的时程。从动物采集的用于评价的样品可包括血液、血清和组织(例如，来自肌内注射部位的肌肉组织和内部组织)；样品采集可涉及动物的处死。
在一些实施方案中，hEPO浓度是使用酶联凝集素测定(ELLA)Simple Plex测定(ProteinSimple)与人类红细胞生成素滤筒来测定。此测定的标准是根据2.IRP WHO准备进行校准。包括mRNA的纳米粒子组合物可用于评价各种制剂用于递送治疗剂和/或预防剂的功效和有用性。通过施用包括mRNA的组合物诱导的更高水平的蛋白质表达将指示更高的mRNA翻译和/或纳米粒子组合物mRNA递送效率。由于非RNA组分不被认为会影响翻译机制本身，因此更高水平的蛋白质表达可能表明给定纳米粒子组合物相对于其他纳米粒子组合物或不存在给定纳米粒子组合物下的更高治疗剂和/或预防剂递送效率。
在一些实施方案中，体内表达测定可用于评估本公开的脂质的表达效力。
在一些实施方案中，可在施用包含本公开的脂质(例如负载LNP)的纳米粒子后在小鼠中测量蛋白质表达(hEPO)。
在一些实施方案中，本公开的脂质纳米粒子可经静脉内施用至小鼠(例如，CD-1小鼠)。
在一些实施方案中，脂质纳米粒子(LNP)可包括作为磷脂的DSPC、作为结构脂质的胆固醇、作为PEG脂质的PL-II(例如PEG-1)、根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质，和编码hEPO的mRNA。在一些实施方案中，脂质纳米粒子(LNP)可包括作为磷脂的DSPC、作为结构脂质的胆固醇、作为PEG脂质的PL-III(例如PEG2kDMG)、根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质，和编码hEPO的mRNA。
在一些实施方案中，血清中hEPO的浓度可在施用后(例如，注射后约六小时)进行测试。
在一些实施方案中，测量施用后(例如，施用后6h、12h、18h、24h、36h或48h)受试者的器官或组织中本公开脂质的残留水平。在一些实施方案中，测量肝脏中本公开脂质的残留水平。
在一些实施方案中，体外表达测定可用于评估本公开的纳米粒子。
在一些实施方案中，可将细胞(例如HeLa)涂在成像板(例如，包被有聚-D-赖氨酸)中并且在血清(例如，人类血清、小鼠血清、食蟹猴血清或胎牛血清)中培养。
在一些实施方案中，可将包含表达荧光蛋白(例如，绿色荧光蛋白(GFP))的mRNA和荧光脂质(例如，罗丹明-DOPE)的本公开脂质纳米粒子添加至板中并且关于摄取和表达对板进行成像。
在一些实施方案中，可通过测量荧光(例如，来自GFP)来评价表达。
在一些实施方案中，可通过测量来自荧光脂质(例如，罗丹明-DOPE)的荧光信号来评价摄取(积累)。
制剂
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可包括脂质组分和一种或多种额外组分，例如治疗剂和/或预防剂。脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可经设计用于一种或多种特定应用或靶标。脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的要素可基于特定应用或靶标，和/或基于一种或多种要素的功效、毒性、费用、易用性、可用性或其他特征进行选择。同样，纳米粒子组合物的特定制剂可根据例如特定要素组合的功效和毒性经选择用于特定应用或靶标。
纳米粒子组合物的脂质组分可包括例如根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂(例如不饱和脂质，例如DOPE或DSPC)、PEG脂质和结构脂质。脂质组分的要素可以特定分率提供。
在一些实施方案中，纳米粒子组合物的脂质组分包括根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、PEG脂质和结构脂质。在某些实施方案中，纳米粒子组合物的脂质组分包括约30mol％至约60mol％的式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、约0mol％至约30mol％磷脂、约18.5mol％至约48.5mol％结构脂质和约0mol％至约10mol％PEG脂质，条件是总mol％不超过100％。在一些实施方案中，纳米粒子组合物的脂质组分包括约35mol％至约55mol％的式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、约5mol％至约25mol％磷脂、约30mol％至约40mol％结构脂质和约0mol％至约10mol％PEG脂质。在一个特定实施方案中，脂质组分包括约50mol％所述脂质、约10mol％磷脂、约38.5mol％结构脂质和约1.5mol％PEG脂质。在另一个特定实施方案中，脂质组分包括约40mol％所述脂质、约20mol％磷脂、约38.5mol％结构脂质和约1.5mol％PEG脂质。在一些实施方案中，磷脂可为DOPE或DSPC。在其他实施方案中，PEG脂质可为PL-II(例如PEG-1)或PL-III(例如PEG2k-DMG)并且/或结构脂质可为胆固醇。
在一些实施方案中，空脂质纳米粒子(空LNP)包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质。
在一些实施方案中，负载脂质纳米粒子(负载LNP)包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质、PEG脂质和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含约40％至约60％的量的式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含约0％至约20％的量的磷脂。例如，在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含约0％至约20％的量的DSPC。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含约30％至约50％的量的结构脂质。例如，在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含约30％至约50％的量的胆固醇。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含约0％至约5％的量的PEG脂质。例如，在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含约0％至约5％的量的PL-II(例如PEG-1)或PEG2k-DMG。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含约40mol％至约60mol％的式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、约0mol％至约20mol％磷脂、约30mol％至约50mol％结构脂质和约0mol％至约5mol％PEG脂质。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含约40mol％至约60mol％的式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、约0mol％至约20mol％DSPC、约30mol％至约50mol％胆固醇和约0mol％至约5mol％PL-III(例如PEG2k-DMG)。在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含约40mol％至约60mol％的表1脂质、约0mol％至约20mol％DSPC、约30mol％至约50mol％胆固醇和约0mol％至约5mol％PL-III(例如PEG2k-DMG)。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含约40mol％至约60mol％的式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、约0mol％至约20mol％DSPC、约30mol％至约50mol％胆固醇和约0mol％至约5mol％PL-II(例如PEG-1)。在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含约40mol％至约60mol％的表1脂质、约0mol％至约20mol％DSPC、约30mol％至约50mol％胆固醇和约0mol％至约5mol％PL-II(例如PEG-1)。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述结构脂质为胆固醇。在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含表1脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述结构脂质为胆固醇。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述结构脂质为胆固醇并且所述PEG脂质为PL-III(例如PEG2k-DMG)。在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含表1脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述结构脂质为胆固醇并且所述PEG脂质为PL-III(例如PEG2k-DMG)。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述结构脂质为胆固醇并且所述PEG脂质为PL-II(例如PEG-1)。在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含表1脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述结构脂质为胆固醇并且所述PEG脂质为PL-II(例如PEG-1)。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述PEG脂质为PL-III(例如PEG2k-DMG)。在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含表1脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述PEG脂质为PL-III(例如PEG2k-DMG)。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述PEG脂质为PL-II(例如PEG-1)。在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含表1脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述PEG脂质为PL-II(例如PEG-1)。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC，所述结构脂质为胆固醇，并且所述PEG脂质为PL-III(例如PEG2k-DMG)。在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含表1脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC，所述结构脂质为胆固醇，并且所述PEG脂质为PL-III(例如PEG2k-DMG)。在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含表1脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC，所述结构脂质为胆固醇，并且所述PEG脂质为PL-III(例如PEG2k-DMG)。
在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC，所述结构脂质为胆固醇，并且所述PEG脂质为PL-II(例如PEG-1)。在一些实施方案中，空LNP或负载LNP包含表1脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC，所述结构脂质为胆固醇，并且所述PEG脂质为PL-II(例如PEG-1)。
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可经设计用于一种或多种特定应用或靶标。例如，纳米粒子组合物可经设计以向哺乳动物的身体中的特定细胞、组织、器官或系统或其组递送治疗剂和/或预防剂如RNA。脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的生理化学特性可发生改变以便增加针对特定身体靶标的选择性。例如，粒度可基于不同器官的开窗大小加以调节。包括于纳米粒子组合物中的治疗剂和/或预防剂还可基于一个或多个所需递送靶标进行选择。例如，治疗剂和/或预防剂可针对特定适应症、疾患、疾病或病症和/或针对向特定细胞、组织、器官或系统或其组的递送(例如，局部或特异性递送)进行选择。在某些实施方案中，纳米粒子组合物可包括编码目标多肽的mRNA，其能够在细胞内翻译以产生所述目标多肽。此组合物可经设计以特异性地递送至特定器官。在一些实施方案中，组合物可经设计以特异性地递送至哺乳动物肝脏。
纳米粒子组合物中的治疗剂和/或预防剂的量可取决于所述纳米粒子组合物的大小、组成、所需靶标和/或应用或其他特性，以及取决于所述治疗剂和/或预防剂的特性。例如，可用于纳米粒子组合物中的RNA的量可取决于所述RNA的大小、序列和其他特征。纳米粒子组合物中的治疗剂和/或预防剂和其他要素(例如脂质)的相对量也可变化。在一些实施方案中，纳米粒子组合物中的液体组分:治疗剂和/或预防剂的wt/wt比率可为约5:1至约60:1，例如5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1、50:1和60:1。例如，液体组分:治疗剂和/或预防剂的wt/wt比率可为约10:1至约40:1。在某些实施方案中，所述wt/wt比率为约20:1。
纳米粒子组合物中的治疗剂和/或预防剂的量可例如使用吸收光谱法(例如，紫外-可见光谱)进行测量。
在一些实施方案中，纳米粒子组合物包括一种或多种RNA，并且所述一种或多种RNA、脂质和其量可经选择以提供特定N:P比率。组合物的N:P比率是指一种或多种脂质中的氮原子:RNA中的磷酸酯基的数目的摩尔比率。一般来说，较低N:P比率是优选的。所述一种或多种RNA、脂质和其量可经选择以提供约2:1至约30:1，如2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、12:1、14:1、16:1、18:1、20:1、22:1、24:1、26:1、28:1或30:1的N:P比率。在某些实施方案中，N:P比率可为约2:1至约8:1。在其他实施方案中，N:P比率为约5:1至约8:1。例如，N:P比率可为约5.0:1、约5.5:1、约5.67:1、约6.0:1、约6.5:1或约7.0:1。例如，N:P比率可为约5.67:1。
物理特性
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的特征可取决于其组分。例如，包括胆固醇作为结构脂质的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可具有与包括不同结构脂质的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)不同的特征。同样，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的特征可取决于其组分的绝对或相对量。例如，包括较高摩尔分率的磷脂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可具有与包括较低摩尔分率的磷脂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)不同的特征。特征还可根据纳米粒子组合物的制备方法和条件而变化。
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可通过多种方法表征。例如，可使用显微术(例如，透射电子显微术或扫描电子显微术)来检查纳米粒子组合物的形态和大小分布。可使用动态光散射或电位分析法(例如电位滴定)来测量ζ电位。还可使用动态光散射来测定粒度。还可使用例如Zetasizer Nano ZS(Malvern Instruments Ltd,Malvern,Worcestershire,UK)的仪器来测量纳米粒子组合物的多种特征，例如粒度、多分散性指数和ζ电位。
在一些实施方案中，本公开的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的平均直径在数十nm与数百nm之间，如通过动态光散射(DLS)所测量。例如，在一些实施方案中，本公开的脂质纳米粒子的平均直径为约40nm至约150nm。在一些实施方案中，本公开的脂质纳米粒子的平均直径为约40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm、100nm、105nm、110nm、115nm、120nm、125nm、130nm、135nm、140nm、145nm或150nm。在一些实施方案中，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的平均直径为约50nm至约100nm、约50nm至约90nm、约50nm至约80nm、约50nm至约70nm、约50nm至约60nm、约60nm至约100nm、约60nm至约90nm、约60nm至约80nm、约60nm至约70nm、约70nm至约150nm、约70nm至约130nm、约70nm至约100nm、约70nm至约90nm、约70nm至约80nm、约80nm至约150nm、约80nm至约130nm、约80nm至约100nm、约80nm至约90nm、约90nm至约150nm、约90nm至约130nm或约90nm至约100nm。在某些实施方案中，本公开的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的平均直径为约70nm至约130nm或约70nm至约100nm。在一些实施方案中，本公开的纳米粒子的平均直径为约80nm。在一些实施方案中，本公开的纳米粒子的平均直径为约100nm。在一些实施方案中，本公开的纳米粒子的平均直径为约110nm。在一些实施方案中，本公开的纳米粒子的平均直径为约120nm。
在一些实施方案中，用本公开脂质配制的多个脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的多分散性指数(“PDI”)小于0.3。在一些实施方案中，用本公开脂质配制的多个脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的多分散性指数为约0至约0.25。在一些实施方案中，用本公开脂质配制的多个脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的多分散性指数为约0.10至约0.20。
本公开纳米粒子的表面疏水性可通过Laurdan广义偏振(GeneralizedPolarization by Laurdan，GPL)来测量。在此方法中，Laurdan，一种荧光氨基萘酮脂质，被后插入至纳米粒子表面并且收集Laurdan荧光光谱以确定归一化广义偏振(N-GP)。在一些实施方案中，用本公开脂质配制的纳米粒子具有以N-GP表示的约0.5与约1.5之间的表面疏水性。例如，在一些实施方案中，用本公开脂质配制的纳米粒子具有以N-GP表示的约0.5、约0.6、约0.7、约0.8、约0.9、约1.0、约1.1、约1.2、约1.3、约1.4或约1.5的表面疏水性。在一些实施方案中，用本公开脂质配制的纳米粒子具有以N-GP表示的约1.0或约1.1的表面疏水性。
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的ζ电位可用于指示组合物的动电位。例如，ζ电位可描述纳米粒子组合物的表面电荷。具有相对低电荷(正或负)的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)通常为所需的，因为更高电荷物质可与身体中的细胞、组织和其他要素非所需地相互作用。在一些实施方案中，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的ζ电位可为约-10mV至约+20mV、约-10mV至约+15mV、约-10mV至约+10mV、约-10mV至约+5mV、约-10mV至约0mV、约-10mV至约-5mV、约-5mV至约+20mV、约-5mV至约+15mV、约-5mV至约+10mV、约-5mV至约+5mV、约-5mV至约0mV、约0mV至约+20mV、约0mV至约+15mV、约0mV至约+10mV、约0mV至约+5mV、约+5mV至约+20mV、约+5mV至约+15mV或约+5mV至约+10mV。
治疗剂和/或预防剂的囊封效率描述了相对于所提供的初始量，在制备之后经脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)囊封或以其他方式与脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)缔合的治疗剂和/或预防剂的量。需要囊封效率高(例如，接近100％)。囊封效率可例如通过比较在用一种或多种有机溶剂或清洁剂破碎负载LNP之前和之后含有负载LNP的溶液中的治疗剂和/或预防剂的量来测量。可使用荧光来测量溶液中的游离治疗剂和/或预防剂(例如RNA)的量。关于用本公开脂质配制的负载LNP，治疗剂和/或预防剂的囊封效率为至少50％，例如50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％。在一些实施方案中，囊封效率为至少80％。在一些实施方案中，囊封效率为至少90％。在一些实施方案中，治疗剂和/或预防剂的囊封效率在80％与100％之间。
药物组合物
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可完整地或部分地被配制为药物组合物。药物组合物可包括一种或多种脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)。在一个实施方案中，药物组合物包含脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的群体。例如，药物组合物可包括一种或多种脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)，其包括一种或多种不同的治疗剂和/或预防剂。药物组合物还可包括一种或多种药学上可接受的赋形剂或附属成分，例如本文所述的那些。关于药物组合物和剂的配制和制造的一般准则可例如在Remington的The Scienceand Practice of Pharmacy,第21版,A.R.Gennaro；Lippincott,Williams&Wilkins,Baltimore,MD,2006中获得。常规赋形剂和附属成分可用于任何药物组合物，除非任何常规赋形剂或附属成分可与纳米粒子组合物的一种或多种组分不相容。如果赋形剂或附属成分与脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的组分的组合可导致任何非所需生物作用或在其他方面导致有害作用，则所述赋形剂或附属成分可与所述组分不相容。
在一些实施方案中，一种或多种赋形剂或附属成分可构成包括纳米粒子组合物的药物组合物的总质量或体积的超过50％。例如，所述一种或多种赋形剂或附属成分可构成药物组合物的50％、60％、70％、80％、90％或90％以上。在一些实施方案中，药学上可接受的赋形剂为至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％或100％纯。在一些实施方案中，赋形剂获得批准用于人类和用于兽医用途。在一些实施方案中，赋形剂获得美国食品和药物管理局批准。在一些实施方案中，赋形剂为医药级。在一些实施方案中，赋形剂满足美国药典(USP)、欧洲药典(EP)、英国药典和/或国际药典的标准。
根据本公开的药物组合物中的所述一种或多种脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)、所述一种或多种药学上可接受的赋形剂和/或任何额外成分的相对量将根据所治疗的受试者的身份、体型和/或状况并且进一步根据组合物的施用途径而变化。举例来说，药物组合物可包含0.1％与100％(wt/wt)之间的一种或多种脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)。
在某些实施方案中，本公开的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和/或药物组合物被冷藏或经冷冻用于储存和/或装运(例如，储存于4℃或更低温度，例如约-150℃与约0℃之间或约-80℃与约-20℃之间的温度(例如，约-5℃、-10℃、-15℃、-20℃、-25℃、-30℃、-40℃、-50℃、-60℃、-70℃、-80℃、-90℃、-130℃或-150℃)下。例如，包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)和(I-A4)中任一者的脂质的药物组合物是在例如约-20℃、-30℃、-40℃、-50℃、-60℃、-70℃或-80℃下被冷藏用于储存和/或装运的溶液。在某些实施方案中，本公开还涉及一种通过将脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和/或包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)和(I-A4)中任一者的脂质的药物组合物储存于4℃或更低温度，例如约-150℃与约0℃之间或约-80℃与约-20℃之间的温度(例如约-5℃、-10℃、-15℃、-20℃、-25℃、-30℃、-40℃、-50℃、-60℃、-70℃、-80℃、-90℃、-130℃或-150℃)来增加脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和/或药物组合物的稳定性的方法。例如，本文所公开的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和/或药物组合物例如在4℃或更低(例如，约4℃与-20℃之间)的温度下稳定持续约至少1周、至少2周、至少3周、至少4周、至少5周、至少6周、至少1个月、至少2个月、至少4个月、至少6个月、至少8个月、至少10个月、至少12个月、至少14个月、至少16个月、至少18个月、至少20个月、至少22个月或至少24个月。在一些实施方案中，所述制剂在约4℃下稳定化持续至少4周。在某些实施方案中，本公开的药物组合物包含本文所公开的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和选自Tris、乙酸盐(例如乙酸钠)、柠檬酸盐(例如柠檬酸钠)、生理食盐水、PBS和蔗糖中的一者或多者的药学上可接受的载剂。在某些实施方案中，本公开的药物组合物具有约7与8之间(例如，6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9或8.0，或7.5与8之间或7与7.8之间)的pH值。例如，本公开的药物组合物包含本文所公开的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)、Tris、生理食盐水和蔗糖，并且具有约7.5-8的pH，其适用于在例如约-20℃下储存和/或装运。例如，本公开的药物组合物包含本文所公开的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和PBS并且具有约7-7.8的pH，其适用于在例如约4℃或更低温度下储存和/或装运。在本公开背景中的“稳定性”、“稳定化”和“稳定的”是指本文所公开的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和/或药物组合物在给定制造、制备、运输、储存和/或使用中条件下，例如当施加例如剪切力、冷冻/解冻应力等应力时，抵抗化学或物理变化(例如，降解、粒度变化、聚集、囊封变化等)。
在一些实施方案中，本公开的药物组合物包含空LNP或负载LNP、冷冻保护剂、缓冲液或其组合。
在一些实施方案中，冷冻保护剂包含一种或多种冷冻保护剂，并且所述一种或多种冷冻保护剂中的每一者独立地为多元醇(例如二醇或三醇，如丙二醇(即，1,2-丙二醇)、1,3-丙二醇、甘油、(+/-)-2-甲基-2,4-戊二醇、1,6-己二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、乙二醇或二乙二醇)、非清洁剂磺基甜菜碱(例如NDSB-201(3-(1-吡啶基)-1-丙磺酸酯)、渗压剂(例如L-脯氨酸或三甲胺N-氧化物二水合物)、聚合物(例如聚乙二醇200(PEG 200)、PEG400、PEG 600、PEG 1000、PEG2k-DMG、PEG 3350、PEG 4000、PEG 8000、PEG 10000、PEG 20000、聚乙二醇单甲醚550(mPEG 550)、mPEG 600、mPEG 2000、mPEG 3350、mPEG 4000、mPEG 5000、聚乙烯吡咯烷酮(例如聚乙烯吡咯烷酮K 15)、新戊四醇丙氧基化物或聚丙二醇P 400)、有机溶剂(例如二甲亚砜(DMSO)或乙醇)、糖(例如D-(+)-蔗糖、D-山梨糖醇、海藻糖、D-(+)-麦芽糖单水合物、间赤藻糖醇、木糖醇、肌醇、D-(+)-蜜三糖五水合物、D-(+)-海藻糖二水合物或D-(+)-葡萄糖单水合物)或盐(例如，乙酸锂、氯化锂、甲酸锂、硝酸锂、硫酸锂、乙酸镁、乙酸钠、氯化钠、甲酸钠、丙二酸钠、硝酸钠、硫酸钠或其任何水合物)或其任何组合。在一些实施方案中，冷冻保护剂包含蔗糖。在一些实施方案中，冷冻保护剂和/或赋形剂为蔗糖。在一些实施方案中，冷冻保护剂包含乙酸钠。在一些实施方案中，冷冻保护剂和/或赋形剂为乙酸钠。在一些实施方案中，冷冻保护剂包含蔗糖和乙酸钠。
在一些实施方案中，其中缓冲液选自由乙酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液、tris缓冲液和其组合组成的组。
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和/或包括一种或多种脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的药物组合物可施用至任何患者或受试者，包括可受益于通过向一种或多种特定细胞、组织、器官或系统或其组递送治疗剂和/或预防剂而提供的治疗作用的那些患者或受试者。尽管本文所提供的对于脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和包括脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的药物组合物的描述原则上是针对适合施用至人类的组合物，但熟练技术人员应理解此类组合物通常适合施用至任何其他哺乳动物。应充分了解，可对适用于施用至人类的组合物进行修饰以便使所述组合物适合施用至多种动物，并且普通熟练兽医药理学家仅需常规(如果存在)实验即可设计和/或执行此种修饰。预期施用所述组合物的受试者包括但不限于人类、其他灵长类动物和其他哺乳动物，包括商业上相关哺乳动物，例如牛、猪、马、绵羊、猫、犬、小鼠和/或大鼠。本公开的脂质纳米粒子也可用于体外和离体用途。
包括一种或多种脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的药物组合物可通过药理学技术中已知或今后开发的任何方法来制备。一般来说，此类制备方法包括使活性成分与赋形剂和/或一种或多种其他辅助成分缔合，并且接着有需要或必要时，将产物分成、成形和/或包装成所需单一剂量或多剂量单元。
根据本公开的药物组合物可大批、作为单一单位剂量和/或作为多个单一单位剂量制备、包装和/或销售。如本文所用，“单位剂量”是包含预定量的活性成分的药物组合物(例如，纳米粒子组合物)的个别量。活性成分的量通常等于将施用至受试者的活性成分的剂量，和/或此种剂量的适宜分率，例如此种剂量的一半或三分之一。
药物组合物可以适用于多种施用途径和方法的多种形式制备。例如，药物组合物可以液体剂型(例如，乳液、微乳液、纳米乳液、溶液、悬浮液、糖浆和酏剂)、可注射形式、固体剂型(例如，胶囊、片剂、丸剂、散剂和颗粒)、用于表面和/或透皮施用的剂型(例如，软膏、糊剂、乳膏、洗剂、凝胶、散剂、溶液、喷雾剂、吸入剂和贴剂)、悬浮液、散剂和其他形式制备。
用于口服和肠胃外施用的液体剂型包括但不限于药学上可接受的乳液、微乳液、纳米乳液、溶液、悬浮液、糖浆和/或酏剂。除了活性成分以外，液体剂型还可包含本领域中通常使用的惰性稀释剂，例如水或其他溶剂、增溶剂和乳化剂，例如乙醇、异丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苄醇、苯甲酸苄酯、丙二醇、1,3-丁二醇、二甲基甲酰胺、油(特别是，棉籽油、花生油、玉米油、胚芽油、橄榄油、蓖麻油和芝麻油)、甘油、四氢糠醇、聚乙二醇以及山梨聚糖的脂肪酸酯和其混合物。除了惰性稀释剂以外，口服组合物还可包括额外治疗剂和/或预防剂、额外剂如润湿剂、乳化和悬浮剂、甜味剂、调味剂和/或芳香剂。在关于肠胃外施用的某些实施方案中，组合物与例如醇、油、改性油、二醇、聚山梨醇酯、环糊精、聚合物和/或其组合的增溶剂混合。
可注射制剂(例如无菌可注射水性或油性悬浮液)可根据已知技术使用合适的分散剂、润湿剂和/或悬浮剂进行配制。无菌可注射制剂可为无毒肠胃外可接受的稀释剂和/或溶剂中的无菌可注射溶液、悬浮液和/或乳液，例如1,3-丁二醇中的溶液。可使用的可接受的媒介物和溶剂有水、林格氏溶液(U.S.P.)和等张氯化钠溶液。无菌、不挥发油惯常地用作溶剂或悬浮介质。出于此目的，可使用任何温和不挥发油，包括合成单酸甘油酯或二酸甘油酯。例如油酸的脂肪酸可用于可注射剂的制备。
可注射制剂可例如通过经由细菌截留过滤器过滤，和/或通过并入呈可在使用之前溶解或分散于无菌水或其他无菌可注射介质中的无菌固体组合物形式的灭菌剂来灭菌。
为了延长活性成分的作用，通常可需要减慢从皮下或肌内注射吸收所述活性成分。这可通过使用具有弱水溶性的结晶或非晶形材料的液体悬浮液实现。药物的吸收速率则取决于其溶解速率，而其溶解速率又可取决于晶体大小和结晶形式。或者，肠胃外施用的药物形式的延迟吸收通过使所述药物溶解或悬浮于油媒介物中来实现。可注射储槽形式是通过在例如聚丙交酯-聚乙交酯的生物可降解聚合物中形成所述药物的微囊封基质而制得。视药物与聚合物的比率和所用的特定聚合物的性质而定，可控制药物释放的速率。其他生物可降解聚合物的实例包括聚(原酸酯)和聚(酸酐)。储槽可注射制剂是通过将所述药物截留于可与身体组织相容的脂质体或微乳液中来制备。
用于直肠或阴道施用的组合物典型地为栓剂，其可通过混合组合物与合适的非刺激性赋形剂而制备，所述赋形剂例如可可脂、聚乙二醇或栓剂蜡，其在环境温度下为固体，但在体温下为液体并且因此在直肠或阴道腔中熔融并释放活性成分。
用于口服施用的固体剂型包括胶囊、片剂、丸剂、薄膜、散剂和颗粒。在此类固体剂型中，活性成分与至少一种惰性、药学上可接受的赋形剂如柠檬酸钠或磷酸二钙和/或填充剂或增量剂(例如，淀粉、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露糖醇和硅酸)、粘合剂(例如，羧甲基纤维素、海藻酸盐、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖和阿拉伯胶)、保湿剂(例如甘油)、崩解剂(例如，琼脂、碳酸钙、马铃薯或木薯淀粉、海藻酸、特定硅酸盐和碳酸钠)、溶液延迟剂(例如石蜡)、吸收促进剂(例如季铵化合物)、润湿剂(例如鲸蜡醇和甘油单硬脂酸酯)、吸收剂(例如高岭土和膨润土)和润滑剂(例如，滑石、硬脂酸钙、硬脂酸镁、固体聚乙二醇、月桂基硫酸钠)和其混合物混合。在胶囊、片剂和丸剂的情况下，剂型可包含缓冲剂。
类似类型的固体组合物可在使用例如乳糖(lactose/milk sugar)以及高分子量聚乙二醇等的赋形剂的软和硬填充明胶胶囊中用作填充剂。片剂、糖衣药丸、胶囊、丸剂和颗粒的固体剂型可用包衣和壳，例如肠溶包衣和药物配制领域中众所周知的其他包衣制备。其可任选地包含遮光剂并且可具有如下组成，所述组成使其任选地以延迟方式在肠道的特定部分中仅或优先地释放活性成分。可使用的包埋组合物的实例包括聚合物质和蜡。类似类型的固体组合物可在使用例如乳糖以及高分子量聚乙二醇等的赋形剂的软和硬填充明胶胶囊中用作填充剂。
用于组合物的表面和/或透皮施用的剂型可包括软膏、糊剂、乳膏、洗剂、凝胶、散剂、溶液、喷雾剂、吸入剂和/或贴剂。通常，活性成分在无菌条件下与可需要的药学上可接受的赋形剂和/或任何所需防腐剂和/或缓冲液混合。另外，本公开预期透皮贴剂的使用，所述透皮贴剂通常具有向身体提供化合物的控制递送的附加优势。此类剂型可例如通过使所述化合物溶解和/或分散于适当介质中来制备。或者或另外，速率可通过提供速率控制膜和/或通过在聚合物基质和/或凝胶中分散所述化合物来控制。
用于递送本文所述的皮内药物组合物的合适装置包括短针装置。皮内组合物可通过限制针进入皮肤中的有效穿透长度的装置来施用。经由液体射流注射器和/或经由刺穿角质层并且产生到达真皮的射流的针向真皮递送液体组合物的射流注射装置是合适的。使用压缩气体来加速呈粉末形式的疫苗通过皮肤外层到达真皮的弹道粉末/粒子递送装置是合适的。或者或另外，常规注射器可用于皮内施用的经典孟陀方法(mantoux method)中。
适合表面施用的制剂包括但不限于液体和/或半液体制剂，例如搽剂、洗剂、水包油和/或油包水乳液如乳膏、软膏和/或糊剂，和/或溶液和/或悬浮液。可表面施用的制剂可例如包含约1％至约10％(wt/wt)活性成分，不过活性成分的浓度可高达所述活性成分在溶剂中的溶解度极限。用于表面施用的制剂还可包含一种或多种本文所述的额外成分。
药物组合物可以适用于经由口腔进行肺部施用的制剂形式进行制备、包装和/或销售。此种制剂可包括包含活性成分的干燥粒子。此类组合物便利地呈干粉形式以使用包含干粉储集器的装置(推进剂流可经引导至其中以分散粉末)和/或使用自推进溶剂/粉末分配容器(例如包含溶解和/或悬浮于密封容器中的低沸点推进剂中的活性成分的装置)进行施用。干粉组合物可包括固体细粉稀释剂如糖，并且便利地以单位剂型提供。
低沸点推进剂通常包括在大气压力下具有低于65℉的沸点的液体推进剂。通常，推进剂可构成组合物的50％至99.9％(wt/wt)，并且活性成分可构成组合物的0.1％至20％(wt/wt)。推进剂还可包含额外成分，例如液体非离子和/或固体阴离子表面活性剂和/或固体稀释剂(其可具有与包含活性成分的粒子相同级别的粒度)。
经配制用于肺部递送的药物组合物可提供呈溶液和/或悬浮液的小液滴形式的活性成分。此类制剂可作为任选地无菌并且包含活性成分的水性和/或稀醇溶液和/或悬浮液经制备、包装和/或销售，并且可便利地使用任何喷雾和/或雾化装置进行施用。此类制剂还可包含一种或多种额外成分，包括但不限于调味剂如糖精钠、挥发油、缓冲剂、表面活性剂和/或防腐剂如羟基苯甲酸甲酯。由这种施用途径提供的小液滴可具有在约1nm至约200nm范围内的平均直径。
本文中描述为可用于肺部递送的制剂可用于鼻内递送药物组合物。适用于鼻内施用的另一种制剂是包含活性成分并且具有约0.2μm至500μm的平均粒子的粗粉。此制剂以其中采取鼻吸的方式，即通过经由鼻道从保持紧密接近鼻子的粉末容器快速吸入来施用。
适用于鼻施用的制剂可例如包含约低达0.1％(wt/wt)并且高达100％(wt/wt)的活性成分，并且可包含一种或多种本文所述的额外成分。药物组合物可以适用于经颊施用的制剂形式进行制备、包装和/或销售。此类制剂可例如呈使用常规方法制得的片剂和/或糖锭形式并且可包含例如0.1％至20％(wt/wt)活性成分，余者包含经口可溶解和/或可降解组合物并且任选地包含一种或多种本文所述的额外成分。或者，适合经颊施用的制剂可包括包含活性成分的粉末和/或气雾化和/或雾化溶液和/或悬浮液。当分散时，此类粉状、气雾化和/或气雾化制剂可具有在约0.1nm至约200nm范围内的平均粒子和/或小液滴大小，并且还可包含一种或多种本文所述的任何额外成分。
药物组合物可以适用于眼施用的制剂形式进行制备、包装和/或销售。此类制剂可例如呈包括例如活性成分于水性或油性液体赋形剂中的0.1/1.0％(wt/wt)溶液和/或悬浮液的滴眼剂形式。此类滴剂还可包含缓冲剂、盐和/或一种或多种其他本文所述的任何额外成分。可用的其他眼施用制剂包括包含呈微晶形式和/或呈脂质体制剂的活性成分的那些。滴耳剂和/或滴眼剂预期在本公开的范围内。
mRNA疗法
作为药物形式的mRNA具有递送分泌蛋白以及细胞内蛋白和跨膜蛋白的潜力。作为药物形式的mRNA具有递送跨膜和细胞内蛋白(即，标准生物制剂由于其在以蛋白质形式递送时不能跨过细胞膜而无法接近的靶标)的潜力。实现基于mRNA的疗法的一项主要挑战在于最佳递送媒介物的鉴定。归因于大尺寸、化学不稳定性和潜在免疫原性，mRNA需要可提供免受核酸内切酶和核酸外切酶的保护，以及遮蔽货物躲开免疫哨兵的递送媒介物。就此而言，脂质纳米粒子(LNP)已经鉴定为主要选项。
关于脂质纳米粒子递送系统的关键性能标准是使细胞摄取增至最高并且使得mRNA能从内体有效释放。在一个实施方案中，包含本文所公开的新颖脂质的本公开LNP证明细胞摄取和内体释放中的至少一者的改进。同时，LNP必须提供稳定药物产品并且能够安全地以治疗相关水平给药。LNP是典型地由氨基脂质、磷脂、胆固醇和PEG-脂质组成的多组分系统。核酸货物的有效递送和粒子稳定性的方面需要各组分。被认为驱动细胞摄取、内体脱离和耐受性的关键组分是氨基脂质。胆固醇和PEG-脂质促进体内和货架期药物产品的稳定性，而磷脂提供LNP的额外融合性，因此帮助驱动内体脱离并且使得在细胞的细胞溶质中可获得核酸。
过去二十年来，已关于寡核苷酸递送开发了数种氨基脂质系列，包括氨基脂质MC3(DLin-MC3-DMA)。基于MC3的LNP已显示有效递送mRNA。这类LNP在静脉内递送时由阿朴脂蛋白E(ApoE)快速地调理，其使得能由低密度脂蛋白受体(LDLr)进行细胞摄取。然而，仍然担心MC3的长组织半衰期可能促进阻碍其用于长期疗法的不利副作用。另外，大量文献证据表明，脂质纳米粒子的长期给药可产生数种毒性副作用，包括补体活化相关性假过敏(CARPA)和肝损伤。因此，为了释放用于人类的基于mRNA和其他核酸、核苷酸或肽的疗法的潜力，需要一类具有增加的递送效率连同将使得能够在人类中进行长期给药的代谢和毒性型态的LNP。
治疗多种疾病的能力需要以变化的剂量水平长期安全地给药的灵活性。经由氨基脂质结构的系统性优化，本公开脂质被鉴定为平衡化学稳定性、归因于经改进内体脱离的改进递送效率、快速体内代谢和纯净毒性型态的脂质。这些特征的组合提供可长期地给药而不活化免疫系统的药物候选物。初始啮齿动物筛选导致具有良好递送效率和药物动力学的主要脂质的鉴定。前导LNP在单一和重复给药之后进一步在非人类灵长类动物中针对递送效率剖绘型态。最后，在大鼠和非人类灵长类动物中的一个月重复剂量毒性研究中评价优化LNP。不希望受理论束缚，本公开的新颖可离子化脂质具有经改进细胞递送、经改进蛋白表达和经改进生物可降解性特性，其可导致如与缺乏本发明脂质的LNP相比细胞中的mRNA表达的超过2倍、5倍、10倍、15倍或20倍增加。在另一个实施方案中，包含本发明脂质的LNP可导致如与其他细胞类型相比特异性(例如，优先)递送至一种或多种特定细胞类型，由此导致如与缺乏本发明脂质的LNP相比特定细胞或组织中的mRNA表达的超过2倍、5倍、10倍、15倍或20倍增加。这些技术改进允许在急性和慢性疾病中安全并且有效地使用基于mRNA的疗法。
方法
在一些方面，本公开提供了一种向细胞(例如哺乳动物细胞)递送治疗剂和/或预防剂的方法。此方法包括使所述细胞与本公开的负载LNP或药物组合物接触的步骤，由此将所述治疗剂和/或预防剂递送至所述细胞。在一些实施方案中，所述细胞是在受试者中并且所述接触包括向所述受试者施用所述细胞。在一些实施方案中，所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质、PEG脂质和一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤，由此将所述治疗剂和/或预防剂递送至所述细胞。
在一些实施方案中，本公开提供了一种向受试者内的细胞递送治疗剂和/或预防剂的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-III(例如PEG2k-DMG)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。
在一些实施方案中，本公开提供了一种向受试者内的细胞递送治疗剂和/或预防剂的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-II(例如PEG-1)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。
在一些方面，本公开提供了一种向哺乳动物器官或组织(例如，肝脏、肾脏、脾脏或肺)递送(例如特异性地递送)治疗剂和/或预防剂的方法。此方法包括使所述细胞与本公开的负载LNP或药物组合物接触的步骤，由此将所述治疗剂和/或预防剂递送至靶器官或组织。在一些实施方案中，所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质、PEG脂质和一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤，由此将所述治疗剂和/或预防剂递送至靶器官或组织。
在一些实施方案中，本公开提供了一种向受试者的器官特异性地递送治疗剂和/或预防剂的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-III(例如PEG2k-DMG)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。
在一些实施方案中，本公开提供了一种向受试者的器官特异性地递送治疗剂和/或预防剂的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-II(例如PEG-1)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。
在一些方面，本公开提供了一种用于向靶组织(例如，肝脏、脾脏或肺)增强递送治疗剂和/或预防剂(例如mRNA)的方法。此方法包括使所述细胞与本公开的负载LNP或药物组合物接触的步骤，由此将所述治疗剂和/或预防剂递送至靶组织(例如，肝脏、肾脏、脾脏或肺)。在一些实施方案中，所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质、PEG脂质和一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤，由此将所述治疗剂和/或预防剂递送至靶组织(例如，肝脏、肾脏、脾脏或肺)。
在一些实施方案中，本公开提供了一种用于向靶组织增强递送治疗剂和/或预防剂的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-III(例如PEG2k-DMG)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。
在一些实施方案中，本公开提供了一种用于向靶组织增强递送治疗剂和/或预防剂的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-II(例如PEG-1)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。
在一些方面，本公开提供了一种在细胞(例如哺乳动物细胞)中产生目标多肽的方法。此方法包括使所述细胞与本公开的负载LNP或药物组合物接触的步骤，其中所述负载LNP或药物组合物包含mRNA，由此所述mRNA能够在细胞中翻译以产生所述多肽。在一些实施方案中，所述细胞是在受试者中并且所述接触包括向所述受试者施用所述细胞。在一些实施方案中，所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质、PEG脂质和mRNA的脂质纳米粒子的步骤，由此所述mRNA能够在细胞中翻译以产生所述多肽。
在一些实施方案中，本公开提供了一种在细胞中产生目标多肽的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-III(例如PEG2k-DMG)以及mRNA的脂质纳米粒子的步骤。例如，在一些实施方案中，本公开提供了一种在细胞中产生目标多肽的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含表1脂质、DSPC、胆固醇和PL-III(例如PEG2k-DMG)以及mRNA的脂质纳米粒子的步骤。
在一些实施方案中，本公开提供了一种在细胞中产生目标多肽的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-II(例如PEG-1)以及mRNA的脂质纳米粒子的步骤。例如，在一些实施方案中，本公开提供了一种在细胞中产生目标多肽的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含表1脂质、DSPC、胆固醇和PL-II(例如PEG-1)以及mRNA的脂质纳米粒子的步骤。
在一些方面，本公开提供了一种治疗或预防有需要的哺乳动物(例如人类)的疾病或病症的方法。所述方法包括向所述哺乳动物施用本公开的负载LNP或药物组合物的步骤。在一些方面，本公开提供了一种治疗有需要的哺乳动物(例如人类)的疾病或病症的方法。所述方法包括向所述哺乳动物施用本公开的负载LNP或药物组合物的步骤。在一些方面，本公开提供了一种预防有需要的哺乳动物(例如人类)的疾病或病症的方法。所述方法包括向所述哺乳动物施用本公开的负载LNP或药物组合物的步骤。所述方法包括向所述哺乳动物施用本公开的负载LNP或药物组合物的步骤。在一些实施方案中，所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质、PEG脂质和一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤，由此将所述治疗剂和/或预防剂递送至所述细胞。在一些实施方案中，所述疾病或病症的特征在于功能障碍性或异常蛋白或多肽活性。例如，所述疾病或病症选自由罕见病、感染性疾病、癌症和增生性疾病、遗传疾病、自身免疫疾病、糖尿病、神经退行性疾病、心血管和肾血管疾病和代谢疾病组成的组。
在一些实施方案中，本公开提供了一种治疗或预防受试者的疾病或病症的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-III(例如PEG2k-DMG)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。在一些实施方案中，本公开提供了一种治疗受试者的疾病或病症的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-III(例如PEG2k-DMG)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。在一些实施方案中，本公开提供了一种预防受试者的疾病或病症的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-III(例如PEG2k-DMG)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。例如，在一些实施方案中，本公开提供了一种治疗或预防受试者的疾病或病症的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含表1脂质、DSPC、胆固醇和PL-III(例如PEG2k-DMG)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。例如，在一些实施方案中，本公开提供了一种治疗受试者的疾病或病症的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含表1脂质、DSPC、胆固醇和PL-III(例如PEG2k-DMG)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。
例如，在一些实施方案中，本公开提供了一种预防受试者的疾病或病症的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含表1脂质、DSPC、胆固醇和PL-III(例如PEG2k-DMG)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。
在一些实施方案中，本公开提供了一种治疗或预防受试者的疾病或病症的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-II(例如PEG-1)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。在一些实施方案中，本公开提供了一种治疗受试者的疾病或病症的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-II(例如PEG-1)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。在一些实施方案中，本公开提供了一种预防受试者的疾病或病症的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-II(例如PEG-1)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。例如，在一些实施方案中，本公开提供了一种治疗或预防受试者的疾病或病症的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含表1脂质、DSPC、胆固醇和PL-II(例如PEG-1)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。例如，在一些实施方案中，本公开提供了一种治疗受试者的疾病或病症的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含表1脂质、DSPC、胆固醇和PL-II(例如PEG-1)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。例如，在一些实施方案中，本公开提供了一种预防受试者的疾病或病症的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含表1脂质、DSPC、胆固醇和PL-II(例如PEG-1)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。
在另一方面，本公开提供了一种降低免疫原性的方法，所述方法包括将本公开的负载LNP或药物组合物引入细胞中，其中与细胞中通过参考组合物诱导的细胞免疫反应的诱导相比，所述负载LNP或药物组合物降低所述细胞对所述负载LNP或药物组合物的细胞免疫反应的诱导。在一些实施方案中，所述细胞是在受试者中并且所述接触包括向所述受试者施用所述细胞。在一些实施方案中，所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂、结构脂质、PEG脂质和选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤，其中与细胞中通过参考组合物诱导的细胞免疫反应的诱导相比，包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质的脂质纳米粒子降低所述细胞对包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质的脂质纳米粒子的细胞免疫反应的诱导。例如，所述细胞免疫反应是先天免疫反应、适应性免疫反应或两者。
在一些实施方案中，本公开提供了一种降低受试者的免疫原性的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-III(例如PEG2k-DMG)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。例如，在一些实施方案中，本公开提供了一种降低受试者的免疫原性的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含表1脂质、DSPC、胆固醇和PL-III(例如PEG2k-DMG)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。
在一些实施方案中，本公开提供了一种降低受试者的免疫原性的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、DSPC、胆固醇和PL-II(例如PEG-1)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。例如，在一些实施方案中，本公开提供了一种降低受试者的免疫原性的方法，其中所述方法包括向所述受试者施用包含表1脂质、DSPC、胆固醇和PL-II(例如PEG-1)以及选自核苷酸、多肽和核酸(例如RNA)的一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子的步骤。
本公开还包括合成式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质的方法，以及制备包括包含式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质的脂质组分的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的方法。
在细胞中产生多肽的方法
本公开提供了在哺乳动物细胞中产生目标多肽的方法。产生多肽的方法涉及使细胞与包括编码所述目标多肽的mRNA的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)接触。在细胞与纳米粒子组合物接触时，所述mRNA可在细胞中溶解并翻译以产生所述目标多肽。
一般来说，使哺乳动物细胞与包括编码目标多肽的mRNA的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)接触的步骤可在体内、离体、培养物中或体外执行。与细胞接触的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的量和/或其中mRNA的量可取决于所接触的细胞或组织的类型、施用方式、脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和其中mRNA的生理化学特征(例如，大小、电荷和化学组成)以及其他因素。一般来说，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的有效量将允许细胞中的有效多肽产生。关于效率的度量可包括多肽翻译(由多肽表达指示)、mRNA降解的水平和免疫反应指示剂。
使包括mRNA的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)与细胞接触的步骤可涉及或引起转染。脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的脂质组分中包括的磷脂可例如通过与细胞或细胞内膜相互作用和/或融合而促进转染和/或增加转染效率。转染可允许细胞内的mRNA翻译。
在一些实施方案中，本文所述的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可在治疗上使用。例如，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)中包括的mRNA可编码治疗多肽(例如，在可翻译区中)并且在接触和/或进入(例如，转染至)细胞中时产生所述治疗多肽。在其他实施方案中，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)中包括的mRNA可编码可改进或增加受试者的免疫性的多肽。例如，mRNA可编码粒细胞-集落刺激因子或曲妥珠单抗(trastuzumab)。
在某些实施方案中，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)中包括的mRNA可编码重组多肽，所述重组多肽可补充可基本上不存在于与纳米粒子组合物接触的细胞中的一种或多种多肽。所述一种或多种基本上不存在的多肽可归因于编码基因或其调控通路的基因突变而缺乏。或者，通过mRNA翻译产生的重组多肽可拮抗存在于细胞中、细胞的表面上或从细胞分泌的内源蛋白的活性。拮抗性重组多肽可需要抗击由所述内源蛋白的活性引起的有害作用，例如改变的活性或通过突变引起的定位。在另一个替代方案中，通过mRNA翻译产生的重组多肽可间接地或直接地拮抗存在于细胞中、细胞的表面上或从细胞分泌的生物部分的活性。经拮抗的生物部分可包括但不限于脂质(例如胆固醇)、脂蛋白(例如低密度脂蛋白)、核酸、碳水化合物和小分子毒素。通过mRNA翻译产生的重组多肽可经工程化以定位于细胞内，例如特定隔室(如细胞核)内，或可经工程化以从细胞分泌或易位至细胞的质膜。
在一些实施方案中，使细胞与包括mRNA的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)接触可降低细胞对外源核酸的先天免疫反应。细胞可与包括第一量的包括可翻译区的第一外源mRNA的第一脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)接触并且可测定所述细胞对所述第一外源mRNA的先天免疫反应的水平。随后，所述细胞可与包括第二量的所述第一外源mRNA的第二组合物接触，所述第二量是与所述第一量相比较少量的所述第一外源mRNA。或者，所述第二组合物可包括第一量的不同于所述第一外源mRNA的第二外源mRNA。使所述细胞与第一组合物和第二组合物接触的步骤可重复一次或多次。另外，可任选地测定细胞中的多肽产生(例如翻译)效率，并且所述细胞可重复地与第一组合物和/或第二组合物再接触，直至实现靶蛋白产生效率。
向细胞和器官递送治疗剂的方法
本公开提供了向哺乳动物细胞或器官递送治疗剂和/或预防剂的方法。向细胞递送治疗剂和/或预防剂涉及向受试者施用包括所述治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)，其中所述组合物的施用涉及使所述细胞与所述组合物接触。例如，蛋白质、细胞毒性剂、放射性离子、化学治疗剂或核酸(如RNA，例如mRNA)可递送至细胞或器官。在治疗剂和/或预防剂为mRNA的情况下，在细胞与所述纳米粒子组合物接触时，可翻译mRNA可在细胞中翻译以产生目标多肽。然而，基本上不可翻译的mRNA也可递送至细胞。基本上不可翻译的mRNA可用作疫苗和/或可隔绝细胞的翻译组分以降低其他物质在细胞中的表达。
在一些实施方案中，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可靶向特定类型或类别的细胞(例如，特定器官或其系统的细胞)。例如，包括目标治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可特异性地递送至哺乳动物肝脏、肾脏、脾脏或肺。特异性递送至特定类别的细胞、器官或其系统或组暗示相对于其他目的地，较高比例的包括治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子(例如负载LNP)递送至目标目的地(例如组织)。在一些实施方案中，包含mRNA的负载LNP的特异性递送可导致如与另一目的地(例如脾脏)的细胞相比，靶向目的地(例如目标组织，如肝脏)的细胞中的mRNA表达的超过2倍、5倍、10倍、15倍或20倍增加。在一些实施方案中，目标组织选自由肝脏、肾脏、肺、脾脏和肿瘤组织(例如，经由肿瘤内注射)组成的组。
在一些实施方案中，本公开的负载LNP(即，用本公开脂质配制的脂质纳米粒子)中包含的mRNA的递送导致如与用另一脂质(即，无式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质中任一者)配制的LNP中包含的mRNA的递送相比，mRNA表达的超过2倍、5倍、10倍、15倍或20倍增加。
作为靶向或特异性递送的另一实例，编码细胞表面上的蛋白结合伴侣(例如，抗体或其功能片段、骨架蛋白或肽)或受体的mRNA可包括于纳米粒子组合物中。mRNA可另外或替代地用于指导脂质、碳水化合物或其他生物部分的合成和细胞外定位。或者，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的其他治疗剂和/或预防剂或要素(例如脂质或配体)可基于其对特定受体(例如低密度脂蛋白受体)的亲和力进行选择，以使得脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可更容易地与包括所述受体的靶细胞群体相互作用。例如，配体可包括但不限于特定结合对的成员、抗体、单克隆抗体、Fv片段、单链Fv(scFv)片段、Fab'片段、F(ab')2片段、单域抗体、骆驼化抗体和其片段、人类化抗体和其片段以及其多价形式；包括单特异性或双特异性抗体的多价结合试剂，如二硫化物稳定化Fv片段、scFv串联、双功能抗体、三功能抗体或四功能抗体；以及适体、受体和融合蛋白。
在一些实施方案中，配体可为表面结合抗体，其可允许细胞靶向特异性的调整。这是尤其有用的，因为高度特异性抗体可关于所需靶向位点针对目标表位产生。在一些实施方案中，多种抗体表达于细胞的表面上，并且每个抗体可对所需靶标具有不同特异性。此类方法可增加靶向相互作用的亲合力和特异性。
配体可例如由生物领域的技术人员基于细胞的所需定位或功能进行选择。
靶向细胞可包括但不限于肝细胞、上皮细胞、造血细胞、上皮细胞、内皮细胞、肺细胞、骨细胞、干细胞、间质细胞、神经细胞、心脏细胞、脂肪细胞、血管平滑肌细胞、心肌细胞、骨骼肌细胞、β细胞、垂体细胞、滑膜衬里细胞、卵巢细胞、睾丸细胞、纤维母细胞、B细胞、T细胞、网织红细胞、白细胞、粒细胞和肿瘤细胞。
在一些实施方案中，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可靶向肝细胞。例如阿朴脂蛋白E(apoE)的阿朴脂蛋白已显示与身体中的含中性或近中性脂质的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)缔合，并且已知与发现于肝细胞的表面上的受体(例如低密度脂蛋白受体(LDLR))缔合。因此，施用至受试者的包括具有中性或近中性电荷的脂质组分的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可在受试者的身体中获得apoE并且可随后以靶向方式向包括LDLR的肝细胞递送治疗剂和/或预防剂(例如RNA)。
治疗或预防疾病和病症的方法
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可用于治疗或预防疾病、病症或疾患。特别是，此类组合物可用于治疗或预防特征在于缺失或异常蛋白或多肽活性的疾病、病症或疾患。脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可用于治疗疾病、病症或疾患。特别是，此类组合物可用于治疗特征在于缺失或异常蛋白或多肽活性的疾病、病症或疾患。脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可用于预防疾病、病症或疾患。特别是，此类组合物可用于预防特征在于缺失或异常蛋白或多肽活性的疾病、病症或疾患。例如，包含编码缺失或异常多肽的mRNA的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可施用或递送至细胞。mRNA的后续翻译可产生所述多肽，由此降低或消除由于所述多肽不存在或由所述多肽引起的异常活性而引起的问题。因为翻译可快速地发生，所以所述方法和组合物可用于治疗和预防急性疾病、病症或疾患如败血症、中风和心肌梗塞。因为翻译可快速地发生，所以所述方法和组合物可用于治疗急性疾病、病症或疾患如败血症、中风和心肌梗塞。因为翻译可快速地发生，所以所述方法和组合物可用于预防急性疾病、病症或疾患如败血症、中风和心肌梗塞。脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)中包括的治疗剂和/或预防剂也可能够改变给定物质的转录速率，由此影响基因表达。
可施用组合物的特征在于功能障碍性或异常蛋白或多肽活性的疾病、病症和/或疾患包括但不限于罕见病、感染性疾病(作为疫苗和治疗剂两者)、癌症和增生性疾病、遗传疾病、自身免疫疾病、糖尿病、神经退行性疾病、心血管和肾血管疾病和代谢疾病。多种疾病、病症和/或疾患的特征可在于缺失(或基本上经削弱，以致适当蛋白功能未出现)蛋白活性。此类蛋白质可不存在，或者其可为基本上非功能性的。本公开提供了一种通过施用包括RNA和脂质组分的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)来治疗和预防受试者的所述疾病、病症和/或疾患的方法，所述脂质组分包括根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂(任选地不饱和)、PEG脂质和结构脂质，其中所述RNA可为编码拮抗或以其他方式克服存在于受试者的细胞中的异常蛋白活性的多肽的mRNA。本公开提供了一种通过施用包括RNA和脂质组分的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)来治疗受试者的所述疾病、病症和/或疾患的方法，所述脂质组分包括根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂(任选地不饱和)、PEG脂质和结构脂质，其中所述RNA可为编码拮抗或以其他方式克服存在于受试者的细胞中的异常蛋白活性的多肽的mRNA。本公开提供了一种通过施用包括RNA和脂质组分的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)来预防受试者的所述疾病、病症和/或疾患的方法，所述脂质组分包括根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质、磷脂(任选地不饱和)、PEG脂质和结构脂质，其中所述RNA可为编码拮抗或以其他方式克服存在于受试者的细胞中的异常蛋白活性的多肽的mRNA。
本公开提供的方法涉及施用包括一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)和包括所述脂质纳米粒子的药物组合物。术语治疗剂和预防剂可在本文中关于本公开的特征和实施方案互换使用。其治疗组合物或成像、诊断或预防组合物可使用有效用于预防、治疗、诊断疾病、病症和/或疾患或使疾病、病症和/或疾患成像和/或任何其他目的的任何合理量和任何施用途径施用至受试者。施用至给定受试者的特定量可根据所述受试者的物种、年龄和一般状况；施用目的；特定组合物；施用模式；等等而变化。为便于施用和剂量的均一性，根据本公开的组合物可以剂量单位形式配制。然而，应了解，本公开组合物的总每日用量将由主治医师在合理医学判断的范围内确定。针对任何特定患者的特定治疗有效、预防有效或在其他方面适当的剂量水平(例如，用于成像)将取决于多种因素，包括所治疗的病症的严重程度和鉴定(如果存在)；所用的一种或多种治疗剂和/或预防剂；所用特定组合物；患者的年龄、体重、一般健康状况、性别和饮食；施用时间、施用途径和所用的特定药物组合物的排泄速率；治疗持续时间；与所用的特定药物组合物组合或同时使用的药物；以及医学领域中众所周知的类似因素。
负载LNP可通过任何途径施用。在一些实施方案中，包括一种或多种本文所述的负载LNP的组合物(包括预防、诊断或成像组合物)通过多种途径中的一者或多者施用，包括口服、静脉内、肌内、动脉内、皮下、透皮或皮内、皮间、腹膜内、粘膜、经鼻、肿瘤内、鼻内、通过吸入；作为口服喷雾剂和/或散剂、鼻喷雾剂和/或气雾剂，和/或经由门静脉导管。在一些实施方案中，组合物可经静脉内、肌内、皮内、动脉内、肿瘤内、皮下或通过任何其他肠胃外施用途径或通过吸入施用。然而，考虑到药物递送科学的可能进展，本公开涵盖通过任何适当途径递送或施用本文所述的组合物。一般来说，最适当施用途径将取决于多种因素，包括包含一种或多种治疗剂和/或预防剂的负载LNP的性质(例如，其在例如血流和胃肠道的多种身体环境中的稳定性)、患者状况(例如，所述患者是否能够耐受特定施用途径)等。
在某些实施方案中，根据本公开的组合物可以给定剂量中足以递送约0.0001mg/kg至约10mg/kg、约0.001mg/kg至约10mg/kg、约0.005mg/kg至约10mg/kg、约0.01mg/kg至约10mg/kg、约0.05mg/kg至约10mg/kg、约0.1mg/kg至约10mg/kg、约1mg/kg至约10mg/kg、约2mg/kg至约10mg/kg、约5mg/kg至约10mg/kg、约0.0001mg/kg至约5mg/kg、约0.001mg/kg至约5mg/kg、约0.005mg/kg至约5mg/kg、约0.01mg/kg至约5mg/kg、约0.05mg/kg至约5mg/kg、约0.1mg/kg至约5mg/kg、约1mg/kg至约5mg/kg、约2mg/kg至约5mg/kg、约0.0001mg/kg至约2.5mg/kg、约0.001mg/kg至约2.5mg/kg、约0.005mg/kg至约2.5mg/kg、约0.01mg/kg至约2.5mg/kg、约0.05mg/kg至约2.5mg/kg、约0.1mg/kg至约2.5mg/kg、约1mg/kg至约2.5mg/kg、约2mg/kg至约2.5mg/kg、约0.0001mg/kg至约1mg/kg、约0.001mg/kg至约1mg/kg、约0.005mg/kg至约1mg/kg、约0.01mg/kg至约1mg/kg、约0.05mg/kg至约1mg/kg、约0.1mg/kg至约1mg/kg、约0.0001mg/kg至约0.25mg/kg、约0.001mg/kg至约0.25mg/kg、约0.005mg/kg至约0.25mg/kg、约0.01mg/kg至约0.25mg/kg、约0.05mg/kg至约0.25mg/kg或约0.1mg/kg至约0.25mg/kg的治疗剂和/或预防剂(例如mRNA)的剂量水平施用，其中1mg/kg(mpk)剂量提供1mg治疗剂和/或预防剂/1kg受试者体重。在一些实施方案中，可施用约0.001mg/kg至约10mg/kg的负载LNP的治疗剂和/或预防剂的剂量。在其他实施方案中，可施用约0.005mg/kg至约2.5mg/kg的治疗剂和/或预防剂的剂量。在某些实施方案中，可施用约0.1mg/kg至约1mg/kg的剂量。在其他实施方案中，可施用约0.05mg/kg至约0.25mg/kg的剂量。剂量可以相同或不同量每天施用一次或多次，以获得所需水平的mRNA表达和/或治疗、诊断、预防或成像作用。所需剂量可例如一天三次、一天二次、一天一次、每隔一天、每三天、每周、每两周、每三周或每四周递送。在某些实施方案中，所需剂量可使用多次施用(例如二次、三次、四次、五次、六次、七次、八次、九次、十次、十一次、十二次、十三次、十四次或更多次施用)进行递送。在一些实施方案中，单一剂量可例如在手术程序之前或之后或在急性疾病、病症或疾患的情形中施用。
包括一种或多种治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可与一种或多种其他治疗剂、预防剂、诊断剂或成像剂组合。“与......组合(in combinationwith)”不旨在暗示所述剂必须同时施用和/或被配制用于一起递送，不过这些递送方法是在本公开的范围内。例如，可组合施用包括一种或多种不同的治疗剂和/或预防剂的一种或多种脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)。组合物可与一种或多种其他所需治疗剂或医学程序并行地、在一种或多种其他所需治疗剂或医学程序之前或之后施用。一般来说，每个剂将以针对所述剂确定的剂量和/或时程施用。在一些实施方案中，本公开涵盖其组合物或成像、诊断或预防组合物与改进其生物可用性、降低和/或调节其代谢、抑制其排泄和/或调节其在身体内的分布的剂组合递送。
应进一步理解，组合使用的治疗、预防、诊断或成像活性剂可在单一组合物中一起施用，或在不同组合物中分开地施用。一般来说，预期组合使用的剂将以不超过其个别地使用时的水平的水平使用。在一些实施方案中，组合使用的水平可低于个别地使用的那些。
用于组合方案中的疗法(治疗剂或程序)的特定组合将考虑到所需治疗剂和/或程序的可相容性以及待实现的所需治疗作用。还应理解，所用疗法可对同一病症实现所需作用(例如，可用于治疗癌症的组合物可与化学治疗剂并行地施用)，或者其可实现不同作用(例如，对例如输注相关反应的任何不良作用的控制)。
脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可与剂组合使用以增加组合物的有效性和/或治疗窗。此剂可为例如抗炎化合物、类固醇(例如皮质类固醇)、他汀类化合物、雌二醇、BTK抑制剂、S1P1激动剂、糖皮质激素受体调节剂(GRM)或抗组胺。在一些实施方案中，脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可与地塞米松、甲氨蝶呤、对乙酰氨基酚、H1受体阻断剂或H2受体阻断剂组合使用。在一些实施方案中，一种治疗有需要的受试者或向受试者(例如哺乳动物)递送治疗剂和/或预防剂的方法可涉及在施用纳米粒子组合物之前用一种或多种剂预治疗所述受试者。例如，受试者可用适用量(例如，10mg、20mg、30mg、40mg、50mg、60mg、70mg、80mg、90mg、100mg或任何其他适用量)的地塞米松、甲氨蝶呤、对乙酰氨基酚、H1受体阻断剂或H2受体阻断剂预治疗。预治疗可在脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)的施用之前24小时或更短时间(例如，24小时、20小时、16小时、12小时、8小时、4小时、2小时、1小时、50分钟、40分钟、30分钟、20分钟或10分钟)发生并且可以例如增加的剂量发生一次、两次或更多次。
本领域技术人员将认识到，或能够仅使用常规实验确定根据本文所述的公开内容的特定实施方案的多种等效物。本公开的范围不旨在局限于以上具体实施方式，而是如所附权利要求中所阐述。
除非相反指示或在其他方面从本文显而易见，否则在权利要求书中，例如“一个(种)”和“所述”的冠词可意指一个(种)或超过一个(种)。除非相反指示或在其他方面从本文显而易见，否则在一组的一个或多个成员之间包括“或”的权利要求或描述在所述组成员中的一者、超过一者或全部存在于、用于给定产物或过程中或以其他方式与给定产物或过程相关时被视为满足条件的。本公开包括如下实施方案，其中确切地所述组的一个成员存在于、用于给定产物或方法中或以其他方式与给定产物或方法相关。本公开包括如下实施方案，其中组成员中的超过一者或全部存在于、用于给定产物或方法中或以其他方式与给定产物或方法相关。除非另外规定，否则如本文所用，表述“A、B或C中的一者或多者”、“一个或多个A、B或C”、“A、B和C中的一者或多者”、“一个或多个A、B和C”、“选自A、B和C”、“选自由A、B和C组成的组”等可互换使用并且都是指选自由A、B和/或C组成的组，即一个或多个A、一个或多个B、一个或多个C或其任何组合。
还应注意，术语“包含(comprising)”旨在为开放性的并且允许但不需要包括额外要素或步骤。当术语“包含”在本文中使用时，因此还涵盖并且公开术语“基本上由......组成”和“由......组成”。在通篇描述中，在组合物被描述为具有、包括或包含特定组分的情况下，预期组合物也基本上由所陈述的组分组成，或由所陈述的组分组成。同样，在方法或工艺被描述为具有、包括或包含特定工艺步骤的情况下，所述工艺也基本上由所陈述的工艺步骤组成，或由所陈述的工艺步骤组成。此外，应理解步骤的次序或关于执行某些动作的次序并不重要，只要本发明保持可操作即可。此外，两个或更多个步骤或动作可同时进行。
在给出范围的情况下，包括端点。此外，还应理解，除非另外指示或在其他方面从本文和本领域普通技术人员的理解显而易知，否则以范围表述的值可在本公开的不同实施方案中假设所陈述的范围内的任何特定值或子范围，除非本文另外清楚地指示，否则达到所述范围的下限的十分位。
本公开的合成过程可耐受多种官能团，因此可使用多种被取代起始材料。所述过程通常在总体过程结束或接近结束时提供所需的最终脂质，不过在某些情况下可需要进一步将所述脂质转化为其药学上可接受的盐。
本公开脂质可使用市售起始材料、文献中已知的化合物或由容易制备的中间体通过使用本领域技术人员已知或熟练技术人员鉴于本文教导将显而易知的标准合成方法和程序以多种方式制备。用于有机分子制备和官能团转化和操纵的标准合成方法和程序可获自相关科学文献或本领域中的标准教科书。尽管不限于任何一种或数种来源，但经典文本(例如Smith,M.B.,March,J.,March's Advanced Organic Chemistry:Reactions,Mechanisms,and Structure,第5版,John Wiley&Sons:New York,2001；Greene,T.W.,Wuts,P.G.M.,Protective Groups in Organic Synthesis,第3版,John Wiley&Sons:NewYork,1999；R.Larock,Comprehensive Organic Transformations,VCH Publishers(1989)；L.Fieser和M.Fieser,Fieser and Fieser's Reagents for Organic Synthesis,John Wiley and Sons(1994)；和L.Paquette编,Encyclopedia of Reagents for OrganicSynthesis,John Wiley and Sons(1995)，通过引用并入本文)是本领域技术人员已知的适用并且公认的有机合成参考教科书。以下合成方法描述被设计以说明(但不限制)用于本公开脂质的制备的一般程序。
具有任何本文所述的式的本公开脂质都可根据以下方案1-8中说明的程序由市售起始材料或可使用文献程序制备的起始材料来制备。本领域普通技术人员应注意，在本文所述的反应序列和合成方案期间，某些步骤的次序可变化。
本领域普通技术人员应认识到，某些基团可需要经由使用保护基受到保护以免于经受反应条件。保护基也可用于区分分子中的相似官能团。保护基列表和如何引入和去除这些基团可见于Greene,T.W.,Wuts,P.G.M.,Protective Groups in Organic Synthesis,第3版,John Wiley&Sons:New York,1999中。
优选保护基包括但不限于：
关于羟基部分：TBS、苄基、THP、Ac。
关于羧酸：苄基酯、甲酯、乙酯、烯丙酯。
关于胺：Fmoc、Cbz、BOC、DMB、Ac、Bn、Tr、Ts、三氟乙酰基、邻苯二甲酰亚胺、亚苄胺。
关于二醇：Ac(x2)TBS(x2)，或当合在一起时，丙酮化合物。
关于硫醇：Ac。
关于苯并咪唑：SEM、苄基、PMB、DMB。
关于醛：二-烷基缩醛，如二甲氧基缩醛或二乙基乙酰基。
在本文所述的反应方案中，可产生多种立体异构体。当未指示特定立体异构体时，应理解意指可能由所述反应产生的所有可能立体异构体。本领域普通技术人员应认识到，所述反应可经优化以优先地生成一种异构体，或可设计新方案以产生单一异构体。如果产生混合物，则可使用例如制备型薄层色谱法、制备型HPLC、制备型手性HPLC或制备型SFC的技术以分离异构体。
方案1
如以上方案1中所说明，8-溴辛酸与醇a1a(例如3-戊基辛烷-1-醇或3-丁基庚烷-1-醇)或a1b(例如十七烷-9-醇或十五烷-8-醇)反应，得到酯b1a(例如8-溴辛酸3-戊基辛酯或8-溴辛酸3-丁基庚酯)或b1b(例如8-溴辛酸十七烷-9-基酯或8-溴辛酸十五烷-8-基酯)。步骤1a和1b可在有机溶剂(例如二氯甲烷)中在活化剂(例如N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳化二亚胺盐酸盐)、碱(例如N,N-二异丙基乙胺)和催化剂(例如4-二甲基氨基吡啶(DMAP))的存在下发生。
方案2
如以上方案2中所说明，酯b1a(例如8-溴辛酸3-戊基辛酯或8-溴辛酸3-丁基庚酯)与N-(3-氨基丙基)氨基甲酸叔丁酯在适当溶剂(例如乙醇)中反应，得到化合物c1(例如8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-戊基辛酯或8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯)。然后化合物c1与另一酯b1a(例如8-溴辛酸3-戊基辛酯或8-溴辛酸3-丁基庚酯)(其可与步骤1中的酯b1a相同或不同)在适当溶剂(例如丙腈)、碱(例如碳酸钾)和氧化剂(例如碘钾)的存在下反应，得到化合物d1(例如8,8'-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯或8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯)。接着，使化合物d1脱保护以得到化合物e1(例如8,8'-((3-氨基丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯或8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯)。步骤3可使用例如三氟乙酸进行。
方案3
如以上方案3中所说明，酯b1a(例如8-溴辛酸3-戊基辛酯或8-溴辛酸3-丁基庚酯)与N-(3-氨基丙基)氨基甲酸叔丁酯在适当溶剂(例如乙醇)中反应，得到化合物c1(例如8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-戊基辛酯或8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯)。然后化合物c1与酯b1b(例如8-溴辛酸十七烷-9-基酯或8-溴辛酸十五烷-8-基酯)在适当溶剂(例如丙腈)、碱(例如碳酸钾)和氧化剂(例如碘钾)的存在下反应，得到化合物f1(例如8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯或8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯)。接着，使化合物f1脱保护以得到化合物g1(例如8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯或8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯)。步骤3可使用例如三氟乙酸进行。
方案4
如以上方案4中所说明，3,4-二甲氧基-1,2,5-噻二唑1-氧化物a2与甲胺于甲醇中反应，得到3-甲氧基-4-(甲基氨基)-1,2,5-噻二唑1-氧化物b2，其与化合物e1或g1于适当溶剂(例如2-丙醇)中进一步反应，得到所需化合物c2。
方案5
如以上方案5中所说明，d2(例如酰氯或磺酸氯化物)与化合物e1或g1在碱(例如三乙胺)的存在下于适当溶剂(例如二氯甲烷)中反应，得到所需化合物e2。
方案6
如以上方案6中所说明，2-氯-3-硝基吡啶f2与化合物e1或g1于适当溶剂(例如N-丁醇)中反应，得到化合物g2。化合物g2在H2和催化剂(例如10％Pd/C)的存在下于适当溶剂(例如甲醇/四氢呋喃)中进一步还原，得到所需化合物h2。
方案7
如以上方案7中所说明，氰基(二苯氧基亚甲基)胺i2与化合物e1或g1在碱(例如三乙胺)和适当溶剂(例如2-丙醇)的存在下反应，得到化合物j2。化合物j2与羟基胺进一步反应，得到所需化合物k2。
方案8
如以上方案8中所说明，l2(例如羧酸)与化合物e1或g1在一种或多种碱(例如三乙胺或DMAP)和偶联试剂(例如EDC)的存在下于适当溶剂(例如二氯甲烷)中反应，得到所需化合物m2。
本领域普通技术人员将认识到，在上述方案中，某些步骤的次序可为可互换的。
在某些方面，本公开还包括式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)中任一者的脂质和用于合成所述脂质的中间体的合成方法。
此外，应理解，属于现有技术的本公开的任何特定实施方案都可明确地从权利要求书的任何一项或多项排除。由于此类实施方案被认为是本领域普通技术人员所知的，因此可将其排除在外，即使在本文中未明确陈述所述排除。
所有引用的来源(例如，参考文献、出版物、数据库、数据库条目和本文所引用的技术)都通过引用并入本申请，即使在引用中未明确陈述。在引用的来源与本申请的陈述有冲突的情况下，应以本申请中的陈述为准。
实施例
实施例1：合成表1脂质
A.一般考虑
除非另外注明，否则所有所用溶剂和试剂都在商业上获得并原样使用。1H NMR谱在CDCl3中在300K下使用Bruker Ultrashield 300MHz仪器进行记录。关于1H，化学位移被报告为相对于TMS(0.00)的百万分率(ppm)。在ISCO CombiFlash Rf+Lumen仪器上使用ISCORediSep Rf Gold Flash Cartridges(粒度：20-40微米)执行硅胶色谱法。在ISCOCombiFlash Rf+Lumen仪器上使用RediSep Rf Gold C18高效柱执行反相色谱法。所有最终脂质经由通过反相UPLC-MS(保留时间，RT，以分钟计)分析被测定为超过85％纯，使用具有DAD和ELSD的Waters Acquity UPLC仪器和ZORBAX快速解析高精度(RRHD)SB-C18 LC柱(2.1mm、50mm、1.8μm)，并且经5分钟梯度为具有0.1％TFA的65-100％乙腈/水，1.2mL/min。注射体积为5μL并且柱温度为80℃。检测是基于使用Waters SQD质谱仪(Milford,MA,USA)和蒸发光散射检测器以阳性模式进行的电喷雾电离(ESI)。
LCMS方法：
仪器信息：HPLC/MS-Agilent 1100
柱：Agela Technologies Durashell C18 3.5μm，4.6×50mm流动相A：水/0.1％三氟乙酸
流动相B：乙腈/0.1％三氟乙酸
流动速率：1mL/min
梯度：5分钟内70％B至100％B，保持100％B持续10分钟，分钟内100％B至70％B，然后停止。
柱温度：环境
检测器：ELSD
下文所述的程序可用于合成表1脂质。
以下缩写用于本文中：
THF： 四氢呋喃
TLC： 薄层色谱法
MeCN： 乙腈
LAH： 氢化锂铝
DCM： 二氯甲烷
DMAP： 4-二甲基氨基吡啶
LDA： 二异丙基氨基锂
rt： 室温
DME： 1,2-二甲氧基乙烷
n-BuLi： 正丁基锂
CPME： 环戊基甲醚
i-Pr2EtN： N,N-二异丙基乙胺
合成中间体
制备3-甲氧基-4-(甲基氨基)-1,2,5-噻二唑-1-酮
经五分钟向500mg(3.0mmol)3,4-二甲氧基-1,2,5-噻二唑1-氧化物(EnamineLLC,Monmouth Jct.,NJ)于10mL甲醇中的溶液中滴加1.5mL(3mmol)的2M甲胺的THF溶液并且将所得橙色溶液在室温下搅拌过夜。根据TLC，无起始物质残留，因此溶液为浓缩的，并且残余物通过硅胶色谱法(50％己烷/50％EtOAc至100％EtOAc)纯化，得到呈淡黄色固体状的3-甲氧基-4-(甲基氨基)-1,2,5-噻二唑-1-酮(340mg,2.11mmol,70％)。1H-NMR(300MHz,CDCl3)ppmδ:5.73(br s,1H)；4.14(s,3H)；3.12(d,3H,J＝5.1Hz)。
制备8-溴辛酸3-丁基庚酯
步骤1：合成3-丁基庚-2-烯酸乙酯
经20分钟将膦酰基乙酸三乙酯(9.07mL,45.7mmol)滴加至氢化钠(1.83g,45.7mmol)于THF(14mL)中的悬浮液中并且在室温下搅拌混合物直至气体逸出停止(大约30min)。将反应混合物冷却至0℃并且以多份添加5-壬酮(6.05mL,35.2mmol)。反应逐渐升温至室温并使其在回流下搅拌24h。将反应冷却至室温，然后用饱和碳酸氢钠水溶液淬灭。用二乙醚萃取水相，并且有机萃取物用盐水洗涤，干燥(MgSO4)并浓缩。粗物质通过硅胶色谱法(0-20％EtOAc:己烷)纯化，得到呈透明油状的3-丁基庚-2-烯酸乙酯(5.27g,24.8mmol,71％)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:ppm 5.62(s,1H)；4.14(q,2H,J＝6.0Hz)；2.59(t,2H,J＝6.0Hz)；2.14(t,2H,J＝6.0Hz)；1.50-1.23(m,11H)；0.99-0.82(m,6H)。
步骤2：合成3-丁基庚酸乙酯
向配备有搅拌棒的钢Parr反应器装入含3-丁基庚-2-烯酸乙酯(10.5g,49.5mmol)的乙醇(50mL)。添加氢氧化靶/碳(1.04g,7.42mmol)并且将容器密封，抽空，回填H2气(3x)，并且将压力设定为200psi。反应在500rpm下，在200psi H2气下，在室温下搅拌2h。然后将容器抽空，回填N2气，并打开。粗反应混合物经Celite垫过滤。Celite垫用EtOH洗涤并且将粗物质浓缩，得到呈透明油状的3-丁基庚酸乙酯(9.69g,45.2mmol,91％)。所述化合物未经进一步纯化即继续进行下一步骤。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:ppm 4.12(q,2H,J＝9.0Hz)；2.22(d,2H,J＝6.0Hz)；1.90-1.76(m,1H)；1.38-1.19(m,15H)；0.88(br.t,6H,J＝6.0Hz)。
步骤3：合成3-丁基庚烷-1-醇
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在N2下在0℃下向氢化锂铝(850mg,22.4mmol)于无水乙醚(23mL)中的混合物中滴加含3-丁基庚酸乙酯(4.00g,18.7mmol)的无水乙醚(15mL)。将混合物在室温下搅拌2.5h，然后冷却至0℃。向溶液中滴加水(1mL/g LiAlH4)，接着缓慢添加15％氢氧化钠(1mL/gLiAlH4)和水(3mL/g LiAlH4)。将溶液在室温下搅拌几分钟并且经Celite垫过滤。Celite垫用二乙醚洗涤并浓缩滤液。粗物质通过硅胶色谱法(0-40％EtOAc:己烷)纯化，得到呈透明油状的3-丁基庚烷-1-醇(3.19g,18.5mmol,99％)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:ppm 3.66(t,2H,J＝6.0Hz)；1.53(q,2H,J＝6.0Hz)；1.46-1.36(m,1H)；1.35-1.21(m,12H)；1.18(br.s,1H)；0.89(br.t,6H,J＝6.0Hz)。
步骤4：合成8-溴辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向3-丁基庚烷-1-醇(3.19g,18.5mmol)、8-溴辛酸(4.96g,22.2mmol)和DMAP(453mg,3.71mmol)于二氯甲烷(32mL)中的溶液中添加EDCI(5.33g,27.8mmol)并且将反应混合物在室温下搅拌过夜。然后将反应混合物冷却至0℃并且经20分钟缓慢添加10％盐酸溶液(150mL)。分离各层，并在真空中浓缩有机层，得到粗油状物。将所述油状物溶解于己烷(150mL)中并用乙腈(150mL)和5％碳酸氢钠(150mL)的混合物洗涤。将己烷层分离，干燥(MgSO4)并过滤。在真空下去除溶剂，得到呈透明油状的8-溴辛酸3-丁基庚酯(6.90g,18.3mmol,99％)。所述化合物未经进一步纯化即继续进行下一步骤。1HNMR(300MHz,CDCl3)δ:ppm 4.08(t,2H,J＝6.0Hz)；3.40(t,2H,J＝6.0Hz)；2.29(t,2H,J＝6.0Hz)；1.85(五重峰,2H,J＝6.0Hz)；1.69-1.52(m,4H)；1.49-1.20(m,19H)；0.89(br.t,6H,J＝6.0Hz)。
制备8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
使N-(3-氨基丙基)氨基甲酸叔丁酯与8-溴辛酸3-丁基庚酯于EtOH中反应，得到8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯。
制备8-溴辛酸3-戊基辛酯
步骤1：合成3-戊基辛-2-烯酸乙酯
经20分钟将膦酰基乙酸三乙酯(10.6mL,53.4mmol)滴加至氢化钠(2.13g,53.4mmol)于THF(16mL)中的悬浮液中并且在室温下搅拌混合物直至气体逸出停止(大约30min)。将反应混合物冷却至0℃并且以多份添加6-十一烷酮(8.42mL,41.1mmol)。反应逐渐升温至室温并使其在回流下搅拌60h。将反应冷却至室温，然后用饱和碳酸氢钠水溶液淬灭。用二乙醚萃取水相，并且将有机萃取物用盐水洗涤，干燥(MgSO4)并浓缩。粗物质通过硅胶色谱法(0-20％EtOAc:己烷)纯化，得到呈透明油状的3-戊基辛-2-烯酸乙酯(8.76g,36.5mmol,89％)。1HNMR(300MHz,CDCl3)δ:ppm 5.61(s,1H)；4.14(q,2H,J＝6.0Hz)；2.58(ddd,2H,J＝9.0,9.0,6.0Hz)；2.13(ddd,2H,J＝6.0,6.0,3.0Hz)；1.52-1.38(m,3H)；1.38-1.23(m,12H)；0.93-0.86(m,6H)。
步骤2：合成3-戊基辛酸乙酯
向配备有搅拌棒的钢Parr反应器中装入含3-戊基辛-2-烯酸乙酯(8.76g,36.5mmol)的乙醇(37mL)。添加氢氧化靶/碳(768mg,5.47mmol)并且将容器密封，抽空，回填H2气(3x)，并且将压力设定为200psi。反应在500rpm下，在200psi H2气下，在室温下搅拌2h。然后将容器抽空，回填N2气，并打开。粗反应混合物经Celite垫过滤。Celite垫用EtOH洗涤并且将粗物质浓缩，得到呈透明油状的3-戊基辛酸乙酯(8.45g,34.9mmol,96％)。所述化合物未经进一步纯化即继续进行下一步骤。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:ppm 4.12(q,2H,J＝6.0Hz)；2.22(d,2H,J＝6.0Hz)；1.92-1.77(br.m,1H)；1.37-1.19(m,19H)；0.88(t,6H,J＝6.0Hz)。
步骤3：合成3-戊基辛烷-1-醇
在N2下在0℃下向氢化锂铝(1.59g,41.8mmol)于无水乙醚(42mL)中的混合物中滴加含3-戊基辛酸乙酯(8.45g,34.9mmol)的无水乙醚(28mL)。将混合物在室温下搅拌2.5h，然后冷却至0℃。向溶液中滴加水(1mL/g LiAlH4)，接着缓慢添加15％氢氧化钠(1mL/gLiAlH4)和水(3mL/g LiAlH4)。将溶液在室温下搅拌几分钟并且经Celite垫过滤。Celite垫用二乙醚洗涤并浓缩滤液。粗物质通过硅胶色谱法(0-40％EtOAc:己烷)纯化，得到呈透明油状的3-戊基辛烷-1-醇(6.98g,34.9mmol,100％)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:ppm 3.66(t,2H,J＝6.0Hz)；1.53(q,2H,J＝6.0Hz)；1.47-1.37(br.s,1H)；1.36-1.15(m,17H)；0.88(t,6H,J＝6.0Hz)。
步骤4：合成8-溴辛酸3-戊基辛酯
在0℃下向3-戊基辛烷-1-醇(2.00g,9.98mmol)、8-溴辛酸(2.67g,12.0mmol)和DMAP(244mg,2.00mmol)于二氯甲烷(18mL)中的溶液中添加EDCI(2.87g,15.0mmol)并且将反应混合物在室温下搅拌过夜。然后使反应混合物冷却至0℃并且经20分钟缓慢添加10％盐酸溶液(70mL)。分离各层，并在真空中浓缩有机层，得到粗油状物。将所述油状物溶解于己烷(70mL)中并用乙腈(70mL)和5％碳酸氢钠(70mL)的混合物洗涤。将己烷层分离，干燥(MgSO4)并过滤。在真空下去除溶剂，得到呈透明油状的8-溴辛酸3-戊基辛酯(3.94g,9.72mmol,97％)。所述化合物未经进一步纯化即继续进行下一步骤。1HNMR(300MHz,CDCl3)δ:ppm 4.08(t,2H,J＝6.0Hz)；3.40(t,2H,J＝6.0Hz)；3.29(t,2H,J＝6.0Hz)；1.85(五重峰,2H,J＝6.0Hz)；1.68-1.52(m,4H)；1.49-1.19(m,23H)；0.88(t,6H,J＝6.0Hz)。
制备8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-戊基辛酯
经20min的过程向N-(3-氨基丙基)氨基甲酸叔丁酯(15.5g,88.8mmol)于EtOH(38mL)中的溶液中添加含8-溴辛酸3-戊基辛酯(6.00g,14.8mmol)的EtOH(36mL)。将反应加热至60℃并且使其在此温度下搅拌16h。冷却后，蒸发溶剂并且残余物用乙酸乙酯稀释并用饱和NaHCO3水溶液和盐水(5X)洗涤，直至在水层中未观测到白色沉淀物。将有机层分离，用盐水洗涤，干燥(MgSO4)，过滤并浓缩。残余物通过快速色谱法(0-5-10-25-50-100％(1％NH4OH、20％MeOH于二氯甲烷中的混合物)于二氯甲烷中)纯化，得到呈透明油状的8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-戊基辛酯(4.23g,8.49mmol,57％)。1HNMR(300MHz,CDCl3)δ:ppm 5.17(br.s,1H)；4.07(t,2H,J＝6.0Hz)；3.19(br.q,2H,J＝6.0Hz)；2.66(t,2H,J＝6.0Hz)；2.56(t,2H,J＝6.0Hz)；2.28(t,2H,J＝6.0Hz)；1.70-1.52(m,6H)；1.51-1.39(m,3H)；1.44(s,9H)；1.36-1.19(m,22H)；0.88(t,6H,J＝6.0Hz)。
制备8-溴辛酸十七烷-9-基酯
向十七烷-9-醇、8-溴辛酸和DMAP于二氯甲烷中的溶液中添加EDC，得到8-溴辛酸十七烷-9-基酯。
制备8-溴辛酸十五烷-8-基酯
向十五烷-8-醇、8-溴辛酸和DMAP于二氯甲烷中的溶液中添加EDC，得到8-溴辛酸十五烷-8-基酯。
制备8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
步骤1：合成8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-溴辛酸十七烷-9-基酯和8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯于丙腈中的溶液中添加碳酸钾和碘钾，得到8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯。
步骤2：合成8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-((叔丁氧羰基)氨基]丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(7g,8.22mmol)于DCM(25mL)中的溶液中添加三氟乙酸(9.4mL,123.32mmol)。使反应在室温下搅拌2h。将反应在真空下蒸发。将残余物溶解于甲基THF/庚烷(1:9)的混合物中并且用饱和碳酸氢钠(3X)萃取。将有机层分离，用盐水洗涤，用Na2SO4干燥，过滤并在真空下蒸发，获得8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯。此物质未经进一步纯化即作为粗品继续用于下一步骤。UPLC/ELSD:RT＝2.63min。MS(ES):m/z(MH+)751.305，关于C47H94N2O4。
制备8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
步骤1：合成8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯和8-溴辛酸3-戊基辛酯于丙腈中的溶液中添加碳酸钾和碘钾，得到8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯。
步骤2：合成8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(896mg,1.13mmol)于二氯甲烷(23mL)中的溶液中添加三氟乙酸(1.72mL,22.5mmol)。使反应在室温下搅拌4h。将反应用饱和NaHCO3水溶液淬灭并用二氯甲烷萃取。将有机层分离，用盐水洗涤，干燥(MgSO4)，过滤并浓缩。粗物质通过硅胶色谱法(0-5-10-25-50-100％(1％NH4OH、20％MeOH于二氯甲烷中的混合物)于二氯甲烷中)纯化，得到呈透明油状的8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(632mg,0.91mmol,81％)。UPLC/ELSD:RT＝2.47min。MS(ES):m/z(MH+)695.68，关于C43H86N2O4。
制备8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
步骤1：合成8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-溴辛酸十五烷-8-基酯和8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯于丙腈中的溶液中添加碳酸钾和碘钾，得到8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯。
步骤2：合成8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯经三氟乙酸处理，得到8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯。
制备8,8'-((3-氨基丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯
步骤1：合成8,8'-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯
向8-溴辛酸3-戊基辛酯(5.61g,13.8mmol)和8-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-戊基辛酯(6.00g,12.0mmol)于丙腈(30mL)中的溶液中添加碳酸钾(2.49g,18.0mmol)和碘钾(300mg,1.80mmol)。使反应在80℃下搅拌16h。冷却至室温后，经由真空过滤来过滤反应混合物。容器中的残余物和漏斗上的滤饼用丙腈洗涤两次。然后在40℃下在真空中浓缩滤液。粗残余物通过硅胶色谱法(0-5-10-20-25-30-35-40-50-80-100％(1％NH4OH、20％MeOH于二氯甲烷中的混合物)于二氯甲烷中)纯化，得到呈淡黄色透明油状的8,8'-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯(7.37g,8.95mmol,74％)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:ppm 5.66(br.s,1H)；4.08(t,4H,J＝6.0Hz)；3.17(br.q,2H,J＝6.0Hz)；2.43(t,2H,J＝6.0Hz)；2.34(br.t,4H,J＝6.0Hz)；2.28(t,4H,J＝9.0Hz)；1.67-1.52(m,10H)；1.48-1.37(m,14H)；1.35-1.17(m,45H)；0.88(t,12H,J＝6.0Hz)。
步骤2：合成8,8'-((3-氨基丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯
向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中添加8,8'-((3-((叔丁氧羰基)氨基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯(3.00g,3.64mmol)。将油状物溶解于环戊基甲醚(8mL)中并搅拌5分钟。滴加含3M HCl的环戊基甲醚(6.07mL,18.2mmol)。添加完成后，将反应加热至40℃持续1小时并通过TLC/LCMS分析监测反应完成。将反应冷却至室温，然后冷却至0℃。然后向反应混合物中滴加10％K2CO3溶液。添加完成后，将水性/环戊基甲醚乳液用EtOAc稀释并且将所得混合物搅拌10分钟。将溶液转移至分液漏斗并且分离各层。将有机层干燥(MgSO4)，过滤并浓缩。将残余物再溶解于庚烷中并用MeCN洗涤两次。将庚烷层干燥(MgSO4)，过滤并浓缩，得到呈灰白色油状的粗制8,8'-((3-氨基丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯(2.43g,3.36mmol,92％)。粗物质未经进一步纯化即继续进行下一步骤。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:ppm 4.08(t,4H,J＝6.0Hz)；2.98(t,2H,J＝6.0Hz)；2.71(t,2H,J＝6.0Hz)；2.54(br.t,4H,J＝6.0Hz)；2.28(t,6H,J＝6.0Hz)；1.76(宽五重峰,2H,J＝2.0Hz)；1.66-1.52(m,9H)；1.52-1.43(m,4H)；1.37-1.18(m,45H)；0.88(t,12H,J＝6.0Hz)。
合成最终脂质化合物
脂质1：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-((4-(甲基氨基)-1-氧离子基-1,2,5-噻二唑-3-基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.173mmol)和三乙胺(241.615μL,1.733mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加3-甲氧基-4-(甲基氨基)-1,2,5-噻二唑-1-酮(33.529mg,0.208mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。将反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-((4-(甲基氨基)-1-氧离子基-1,2,5-噻二唑-3-基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(74.3mg,49％)。UPLC/ELSD:RT＝2.94min。MS(CI):m/z(MH+)880.78，关于C50H97N5O5S。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 8.21(brs,1H)；7.83(b,s,1H)；4.92-4.80(m,1H)；4.08(t,2H,J＝6.0Hz)；3.58-3.43(m,1H)；3.40-3.27(m,1H)；2.99(s,3H)；2.56(s,2H)；2.47(s,4H)；2.28(m,4H)；1.84(m,2H)；1.68-1.16(m,63H)；0.94-0.83(m,12H)。
脂质2：8-((3-((5-氨基-1,2,4-噁二唑-3-基)氨基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(250mg,0.289mmol)和三乙胺(201.346μL,1.445mmol)于异丙醇(8mL)中的溶液中添加氰基(二苯氧基亚甲基)胺(75.717mg,0.318mmol)。将反应混合物在室温下搅拌过夜，产生(Z)-8-((3-(((氰基亚氨基)(苯氧基)甲基)氨基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(MS(CI):m/z(MH+)895.46，关于C55H98N4O5)。添加中间体NH2OH,HCl(30.115mg,0.434mmol)并在75℃下搅拌3h。添加额外NH2OH,HCl(30.115mg,0.434mmol)并在75℃下搅拌过夜。将混合物浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-((5-氨基-1,2,4-噁二唑-3-基)氨基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(80.3mg,38％)。UPLC/ELSD:RT＝2.84min。MS(CI):m/z(MH+)835.14，关于C49H95N5O5。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm6.76(br s,1H)；4.94-4.78(m,1H)；4.21-4.02(m,4H)；3.56-3.40(m,2H)；3.21-2.76(m,5H)；2.34-2.23(m,5H)；2.16-1.90(m,2H)；1.83-1.16(m,63H)；1.00-0.81(m,12H)。
脂质3：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(2-甲氧基乙烷磺酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯、TFA(150mg,0.173mmol)和三乙胺(28.994μL,0.208mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加2-甲氧基乙烷磺酰氯(32.992mg,0.208mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。将反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。
将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(2-甲氧基乙烷磺酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(45.5mg,30％)。UPLC/ELSD:RT＝2.92min。MS(CI):m/z(MH+)873.50，关于C50H100N2O7S。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 7.67(br s,1H)；4.93-4.80(m,1H)；4.16-4.04(m,2H)；3.83-3.73(m,2H)；3.37(s,3H)；3.28-3.16(m,4H)；2.53(s,2H)；2.38(m,4H)；2.28(t,4H,J＝9.0Hz)；1.79-1.14(m,65H)；0.99-0.80(m,12H)。
脂质4：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(1-甲基环丙烷-1-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(250mg,0.289mmol)和三乙胺(201.346μL,1.445mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加1-甲基环丙烷-1-碳酰氯(41.105mg,0.347mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。将反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(1-甲基环丙烷-1-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(102.8mg,42％)。UPLC/ELSD:RT＝2.96min。MS(CI):m/z(MH+)833.42，关于C52H100N2O5。1HNMR(300MHz,CDCl3):δppm 7.42(br s,1H)；4.95-4.80(m,2H)；4.08(t,2H,J＝9.0Hz)；3.41-3.28(m,2H)；2.60-2.48(m,2H)；2.47-2.33(m,4H)；2.32-2.23(m,4H)；1.75-1.12(m,69H)；0.96-0.81(m,12H)；0.57-0.48(2H)。
脂质5：8-((3-(乙基磺酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.173mmol)和三乙胺(28.994μL,0.208mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加乙烷磺酰氯(26.745mg,0.208mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-(乙基磺酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(30.9mg,21％)。UPLC/ELSD:RT＝2.92min。MS(CI):m/z(MH+)843.41，关于C49H98N2O6S。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm6.93(br s,1H)；4.93-4.80(m,1H)；4.08(t,3H,J＝6.0Hz)；3.27-3.16(m,2H)；3.04-2.92(m,2H)；2.60-2.50(m,2H)；2.45-2.33(m,4H)；2.32-2.23(m,4H)；1.78-1.14(m,67H)；0.98-0.81(m,12H)。
脂质6：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-((异噁唑-3-基甲基)磺酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.173mmol)和三乙胺(120.808μL,0.867mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加1,2-噁唑-3-基甲烷磺酰氯(37.774mg,0.208mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-((异噁唑-3-基甲基)磺酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(19.1mg,12％)。UPLC/ELSD:RT＝2.91min。MS(CI):m/z(MH+)896.32，关于C51H97N3O7S。1HNMR(300MHz,CDCl3):δppm 8.46-8.42(m,1H)；7.55(br s,1H)；6.64-6.60(m,1H)；4.92-4.80(m,1H)；4.37(s,2H)；4.08(t,2H,J＝6.0Hz)；3.23-3.13(m,2H)；2.54(s,2H)；2.41-2.21(m,8H)；1.76-1.14(m,65H)；0.95-0.83(m,12H)。
脂质7：8-((3-((3-氨基吡啶-2-基)氨基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(400mg,0.462mmol)和三乙胺(322.154μL,2.311mmol)于正丁醇(6mL)中的溶液中添加2-氯-3-硝基吡啶(146.575mg,0.925mmol)。将反应混合物在90℃下搅拌过夜。冷却至室温后，将混合物浓缩并通过硅胶色谱法(0-10％的甲醇/二氯甲烷)纯化，得到8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-((3-硝基吡啶-2-基)氨基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(MS(CI):m/z(MH+)873.64，关于C52H96N4O6)。将MeOH(40mL)中的中间体在环境温度下在H2气氛下在Pd(OH)2/C催化剂(20％,50mg)的存在下氢化4h。混合物经Celite过滤并用MeOH洗涤。将滤液浓缩，得到呈油状的8-((3-((3-氨基吡啶-2-基)氨基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(95.8mg,39％)。
UPLC/ELSD:RT＝2.72min。MS(CI):m/z(MH+)843.53，关于C52H98N4O4。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 7.64-7.55(m,1H)；6.82-6.72(m,1H)；6.54-6.42(m,1H)；5.50(brs,1H)；4.93-4.80(m,1H)；4.08(t,3H,J＝6.0Hz)；3.88(br s,2H)；3.58-3.44(m,2H)；2.86-2.43(m,6H)；2.33-2.19(m,6H)；1.92(s,2H)；1.68-1.15(m,60H)；0.97-0.80(m,12H)。
脂质8：8-((3-((4-(甲基氨基)-1-氧离子基-1,2,5-噻二唑-3-基)氨基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.185mmol)和三乙胺(129.184μL,0.927mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加3-甲氧基-4-(甲基氨基)-1,2,5-噻二唑-1-酮(35.853mg,0.222mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-((4-(甲基氨基)-1-氧离子基-1,2,5-噻二唑-3-基)氨基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(83.2mg,54％)。UPLC/ELSD:RT＝2.71min。MS(CI):m/z(MH+)824.29，关于C46H89N5O5S。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 8.37(brs,1H)；7.80(br s,1H)；4.12-4.04(t,4H,J＝6.0Hz),3.60-3.32(m,2H)；2.80-2.35(m,6H)；2.34-2.24(t,4H,J＝6.0Hz)；1.97-1.81(m,2H)；1.72-1.16(m,57H),0.98-0.81(m,12H)。
脂质9：8-((3-((5-氨基-1,2,4-噁二唑-3-基)氨基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.185mmol)和三乙胺(129.184μL,0.927mmol)于异丙醇(8mL)中的溶液中添加氰基(二苯氧基亚甲基)胺(48.58mg,0.204mmol)。将反应混合物在室温下搅拌过夜，产生8-((3-(((Z)-(氰基亚氨基)(苯氧基)甲基)氨基)丙基)((8-氧代-8-((3戊基辛基)氧基)辛基))氨基)辛酸3-丁基庚酯(MS(CI):m/z(MH+)839.21，关于C51H90N4O5)。添加中间体NH2OH,HCl(19.322mg,0.277mmol)并在75℃下搅拌3h。添加额外NH2OH,HCl(19.322mg,0.277mmol)并在75℃下搅拌过夜。将混合物浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-((5-氨基-1,2,4-噁二唑-3-基)氨基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(61.3mg,39％)。UPLC/ELSD:RT＝2.63min。MS(CI):m/z(MH+)778.29，关于C45H87N5O5。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm7.76(br s,1H)；4.19-4.00(m,6H)；3.50-3.36(m,2H)；2.62-2.51(m,2H)；2.44-2.33(m,4H)；2.28(t,4H,J＝9.0Hz)；1.79-1.67(m,2H)；1.66-1.16(m,54H)；0.95-0.83(m,12H)。
脂质10：8-((3-((2-甲氧基乙基)磺酰胺基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.185mmol)和三乙胺(129.184μL,0.927mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加2-甲氧基乙烷磺酰氯(35.28mg,0.222mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-((2-甲氧基乙基)磺酰胺基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(108mg,71％)。UPLC/ELSD:RT＝2.72min。MS(CI):m/z(MH+)817.51，关于C46H92N2O7S。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 6.62(br,s,1H)；4.08(t,2H,J＝6.0Hz)；3.78(t,2H,J＝6.0Hz)；3.37(s.3H)；3.28-3.16(m,4H)；2.58-2.47(m,2H)；2.42-2.33(m,4H)；2.28(t,4H,J＝9.0Hz)；1.74-1.18(m,58H)；0.94-0.82(m,12H)。
脂质11：8-((3-(1-甲基环丙烷-1-甲酰胺基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.185mmol)和三乙胺(129.184μL,0.927mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加1-甲基环丙烷-1-碳酰氯(26.373mg,0.222mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-(1-甲基环丙烷-1-甲酰胺基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(103.3mg,64％)。UPLC/ELSD:RT＝2.76min。MS(CI):m/z(MH+)777.42，关于C48H92N2O5。1HNMR(300MHz,CDCl3):δppm 7.42(br s,1H)；4.08(t,4H,J＝6.0Hz)；3.39-3.29(m,2H)；2.56-2.47(m,2H)；2.45-2.36(m,4H)；2.28(t,4H,J＝9.0Hz)；1.74-1.12(m,61H)；0.95-0.83(m,12H)；0.55-0.48(m,2H)。
脂质12：8-((3-(乙基磺酰胺基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.185mmol)和三乙胺(129.184μL,0.927mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加乙烷磺酰氯(28.6mg,0.222mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-(乙基磺酰胺基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(120.1mg,82％)。UPLC/ELSD:RT＝2.71min。MS(CI):m/z(MH+)787.29，关于C45H90N2O6S。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm6.90(br s,1H)；4.08(t,4H,J＝6.0Hz)；3.26-3.17(m,2H)；3.04-2.92(m,2H)；2.59(s,2H)；2.42(s,4H)；2.28(t,4H,J＝6.0Hz)；1.79-1.17(m,59H)；0.95-0.83(m,12H)。
脂质13：8-((3-((异噁唑-3-基甲基)磺酰胺基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.185mmol)和三乙胺(129.184μL,0.927mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加1,2-噁唑-3-基甲烷磺酰氯(40.394mg,0.222mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-((异噁唑-3-基甲基)磺酰胺基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(91.3mg,59％)。UPLC/ELSD:RT＝2.71min。MS(CI):m/z(MH+)841.07，关于C47H89N3O7S。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 8.51-8.39(m,1H)；7.70(br s,1H)；6.69-6.59(m,1H)；4.36(s,2H)；4.08(t,4H,J＝6.0Hz)；3.23-3.13(m,2H)；2.56-2.47(m,2H)；2.37-2.23(m,8H)；1.71-1.14(m,56H)；0.96-0.83(m,12H)。
脂质14：8-((3-((3-氨基吡啶-2-基)氨基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(300mg,0.371mmol)和三乙胺(258.369μL,1.854mmol)于正丁醇(5mL)中的溶液中添加2-氯-3-硝基吡啶(117.554mg,0.741mmol)。将反应混合物在90℃下搅拌过夜。冷却至室温后，将混合物浓缩并通过硅胶色谱法(0-10％的甲醇/二氯甲烷)纯化，得到8-((3-((3-硝基吡啶-2-基)氨基)丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(MS(CI):m/z(MH+)817.51，关于C48H88N4O6)。将MeOH(40mL)中的中间体在环境温度下在H2气氛下在Pd(OH)2/C催化剂(20％,50mg)的存在下氢化4h。混合物经Celite过滤并用MeOH洗涤。将滤液浓缩，得到呈油状的8-((3-((3-氨基吡啶-2-基)氨基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(98.1mg,32％)。UPLC/ELSD:RT＝2.47min。MS(CI):m/z(MH+)787.91，关于C48H90N4O4。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 7.63-7.53(m,1H)；6.82-6.73(m,1H)；6.53-6.44(m,1H)；5.61(br s,1H)；4.08(t,3H,J＝6.0Hz)；3.94(br s,2H)；3.65-3.54(m,2H)；3.29-2.83(m,6H)；2.35-2.22(m,6H)；2.21-2.07(s,2H)；1.80-1.16(m,53H)；0.98-0.83(m,12H)。
脂质15：8-((3-((4-(甲基氨基)-1-氧离子基-1,2,5-噻二唑-3-基)氨基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.179mmol)和三乙胺(124.856μL,0.896mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加3-甲氧基-4-(甲基氨基)-1,2,5-噻二唑-1-酮(34.652mg,0.215mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-((4-(甲基氨基)-1-氧离子基-1,2,5-噻二唑-3-基)氨基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(69.7mg,46％)。UPLC/ELSD:RT＝2.81min。MS(CI):m/z(MH+)852.29，关于C48H93N5O5S。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 8.21(br s,1H)；9.09(br s,1H)；4.94-4.80(m,1H)；4.08(t,2H,J＝6.0Hz)；3.55-3.43(m,1H)；3.42-3.28(m,1H)；2.99(s,3H)；2.73-2.44(m,6H)；2.28(t,4H,J＝6.0Hz)；1.95-1.79(m,2H)；1.72-1.17(m,59H)；0.97-0.81(m,12H)。
脂质16：8-((3-((5-氨基-1,2,4-噁二唑-3-基)氨基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.179mmol)和三乙胺(124.856μL,0.896mmol)于异丙醇(8mL)中的溶液中添加氰基(二苯氧基亚甲基)胺(48.58mg,0.204mmol)。将反应混合物在室温下搅拌过夜，产生8-((3-(((Z)-(氰基亚氨基)(苯氧基)甲基)氨基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(MS(CI):m/z(MH+)867.46，关于C53H94N4O5)。添加中间体NH2OH,HCl(18.675mg,0.269mmol)并在75℃下搅拌3h。添加额外NH2OH,HCl(18.675mg,0.269mmol)并在75℃下搅拌过夜。将混合物浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-((5-氨基-1,2,4-噁二唑-3-基)氨基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(88.6mg,54％)。UPLC/ELSD:RT＝2.74min。MS(CI):m/z(MH+)806.53，关于C47H91N5O5。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm6.94(br s,1H)；4.98-4.75(m,1H)；4.22-3.98(m,4H)；3.54-3.41(m,2H)；3.23-2.66(m,6H)；2.36-2.22(m,4H)；2.11-1.92(m,2H)；1.76-1.14(m,59H)；0.96-0.82(m,12H)。
脂质17：8-((3-((2-甲氧基乙基)磺酰胺基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.179mmol)和三乙胺(124.856μL,0.896mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加2-甲氧基乙烷磺酰氯(34.097mg,0.215mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-((2-甲氧基乙基)磺酰胺基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(113.8mg,75％)。UPLC/ELSD:RT＝2.81min。MS(CI):m/z(MH+)845.38，关于C48H96N2O7S。1HNMR(300MHz,CDCl3):δppm 7.62(br s,1H)；4.95-4.81(m,1H)；4.08(t,2H,J＝6.0Hz)；3.78(t,2H,J＝6.0Hz)；3.37(s,3H)；3.29-3.16(m,4H)；2.59-2.47(m,2H)；2.42-2.33(m,4H)；'2.28(t,4H,J＝6.0Hz)；1.75-1.15(m,61H)；0.95-0.82(m,12H)。
脂质18：8-((3-(1-甲基环丙烷-1-甲酰胺基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.179mmol)和三乙胺(124.856μL,0.896mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加1-甲基环丙烷-1-碳酰氯(25.489mg,0.215mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-(1-甲基环丙烷-1-甲酰胺基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(99.6mg,65％)。UPLC/ELSD:RT＝2.87min。MS(CI):m/z(MH+)805.42，关于C50H96N2O5。1HNMR(300MHz,CDCl3):δppm 7.44(br s,1H)；4.93-4.80(m,1H)；4.08(t,2H,J＝6.0Hz)；3.41-3.29(m,2H)；2.56-2.47(m,2H)；2.46-2.35(m,4H)；2.32-2.24(m,4H)；1.72-1.13(m,66H)；0.95-0.83(m,12H)；0.55-0.48(m,2H)。
脂质19：8-((3-(乙基磺酰胺基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.179mmol)和三乙胺(124.856μL,0.896mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加乙烷磺酰氯(27.641mg,0.215mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-(乙基磺酰胺基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(107.7mg,74％)。UPLC/ELSD:RT＝2.81min。MS(CI):m/z(MH+)815.04，关于C47H94N2O6S。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm6.93(br s,1H)；4.94-4.83(m,1H)；4.10(t,2H,J＝9.0Hz)；3.29-3.19(m,2H)；3.05-2.94(m,2H)；2.62-2.52(m,2H)；2.46-2.36(m,4H)；2.35-2.25(m,4H)；1.79-1.18(m,64H)；0.99-0.83(m,12H)。
脂质20：8-((3-((异噁唑-3-基甲基)磺酰胺基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
在0℃下向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(150mg,0.179mmol)和三乙胺(124.856μL,0.896mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加1,2-噁唑-3-基甲烷磺酰氯(39.04mg,0.215mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8-((3-((异噁唑-3-基甲基)磺酰胺基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(101.2mg,65％)。UPLC/ELSD:RT＝2.80min。MS(CI):m/z(MH+)868.45，关于C49H93N3O7S。1HNMR(300MHz,CDCl3):δppm 8.50-8.41(m,1H)；7.68(br s,1H)；6.68-6.60(m,1H)；4.91-4.80(m,1H)；4.36(s,2H)；4.08(t,3H,J＝6.0Hz)；3.49(s,6H)；3.23-3.14(m,2H)；2.56-2.46(m,2H)；2.43-2.23(m,8H)；1.72-1.15(m,54H)；0.95-0.83(m,12H)。
脂质21：8-((3-((3-氨基吡啶-2-基)氨基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯TFA盐(300mg,0.358mmol)和三乙胺(249.711μL,1.792mmol)于正丁醇(5mL)中的溶液中添加2-氯-3-硝基吡啶(113.615mg,0.717mmol)。将反应混合物在90℃下搅拌过夜。冷却至室温后，将混合物浓缩并通过硅胶色谱法(0-10％的甲醇/二氯甲烷)纯化，得到8-((3-((3-硝基吡啶-2-基)氨基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(MS(CI):m/z(MH+)845.63，关于C50H92N4O6)。将MeOH(40mL)中的中间体在环境温度下在H2气氛下在Pd(OH)2/C催化剂(20％,50mg)的存在下氢化4h。将混合物经Celite过滤并用MeOH洗涤。将滤液浓缩，得到呈油状的8-((3-((3-氨基吡啶-2-基)氨基)丙基)(8-氧代-8-(十五烷-8-基氧基)辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(89.5mg,40％)。UPLC/ELSD:RT＝2.61min。MS(CI):m/z(MH+)815.29，关于C50H94N4O4。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 7.76-7.66(m,1H)；6.84-6.73(m,1H)；6.55-6.41(m,1H)；5.52(br s,1H)；4.94-4.79(m,1H)；4.08(t,3H,J＝6.0Hz)；3.60-3.40(m,3H)；3.28-3.10(m,2H)；2.68-2.51(m,3H)；2.50-2.34(m,5H)；2.33-2.20(m,6H)；1.91-1.73(m,3H)；1.72-1.14(m,52H)；0.98-0.81(m,12H)。
脂质22：8,8'-((3-((4-(甲基氨基)-1-氧离子基-1,2,5-噻二唑-3-基)氨基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯
在0℃下向8,8'-((3-氨基丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯TFA盐(150mg,0.179mmol)和三乙胺(124.856μL,0.896mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加3-甲氧基-4-(甲基氨基)-1,2,5-噻二唑-1-酮(34.652mg,0.215mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8,8'-((3-((4-(甲基氨基)-1-氧离子基-1,2,5-噻二唑-3-基)氨基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯(76.7mg,50％)。UPLC/ELSD:RT＝2.81min。MS(CI):m/z(MH+)852.54，关于C48H93N5O5S。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 8.09(br s,1H)；7.93(br s,1H)；4.07(t,4H,J＝9.0Hz)；3.58-3.44(m,1H)；3.37-3.23(m,1H)；2.97(s,3H)；2.59-2.48(m,2H)；2.47-2.36(m,4H)；2.28(t,4H,J＝6.0Hz)；1.90-1.75(m,2H)；1.69-1.17(m,58H)；0.95-0.82(m,12H)。
脂质23：8,8'-((3-((5-氨基-1,2,4-噁二唑-3-基)氨基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯
向8,8'-((3-氨基丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯TFA盐(133.7mg,0.16mmol)和三乙胺(111.288μL,0.798mmol)于异丙醇(8mL)中的溶液中添加氰基(二苯氧基亚甲基)胺(41.85mg,0.176mmol)。将反应混合物在室温下搅拌过夜，产生8-((3-(((Z)-(氰基亚氨基)(苯氧基)甲基)氨基)丙基)((8-氧代-8-((3-戊基辛基)氧基)辛基))氨基)辛酸3-戊基辛酯(MS(CI):m/z(MH+)867.58，关于C53H94N4O5)。添加中间体NH2OH,HCl(16.645mg,0.240mmol)并在75℃下搅拌3h。添加额外NH2OH,HCl(16.645mg,0.240mmol)并在75℃下搅拌过夜。将混合物浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8,8'-((3-((5-氨基-1,2,4-噁二唑-3-基)氨基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯(84mg,64％)。UPLC/ELSD:RT＝2.74min。MS(CI):m/z(MH+)806.16，关于C47H91N5O5。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 6.77(br s,1H)；4.28-3.98(m,6H)；3.56-3.37(m,2H)；3.21-2.65(m,5H)；2.29(m,4H)；2.15-1.94(m,2H)；1.76-1.14(m,59H)；0.95-0.81(m,12H)。
脂质24：8,8'-((3-((2-甲氧基乙基)磺酰胺基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯
在0℃下向8,8'-((3-氨基丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯TFA盐(150mg,0.179mmol)和三乙胺(124.856μL,0.896mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加2-甲氧基乙烷磺酰氯(34.097mg,0.215mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8,8'-((3-((2-甲氧基乙基)磺酰胺基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯(104.1mg,69％)。UPLC/ELSD:RT＝2.81min。MS(CI):m/z(MH+)845.51，关于C48H96N2O7S。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 6.62(brs,1H)；4.08(t,4H,J＝6.0Hz)；3.78(t,2H,J＝6.0Hz)；3.37(s,3H)；3.28-3.16(m,4H)；2.57-2.48(m,2H)；2.42-2.33(m,2H)；2.28(t,4H,J＝6.0Hz)；1.75-1.18(m,62H)；0.94-0.83(m,12H)。
脂质25：8,8'-((3-(1-甲基环丙烷-1-甲酰胺基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯
在0℃下向8,8'-((3-氨基丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯TFA盐(100mg,0.119mmol)和三乙胺(83.237μL,0.597mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加1-甲基环丙烷-1-碳酰氯(16.993mg,0.143mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8,8'-((3-(1-甲基环丙烷-1-甲酰胺基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯(58.7mg,58％)。UPLC/ELSD:RT＝2.87min。MS(CI):m/z(MH+)805.42，关于C50H96N2O5。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 7.42(brs,1H)；4.08(t,4H,J＝6.0Hz)；3.39-3.30(m,2H)；2.56-2.47(m,2H)；2.46-2.35(m,4H)；2.28(t,4H,J＝9.0Hz)；1.74-1.13(m,65H)；0.95-0.83(m,12H)；0.56-0.47(m,2H)。
脂质26：8,8'-((3-(乙基磺酰胺基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯
在0℃下向8,8'-((3-氨基丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯TFA盐(150mg,0.179mmol)和三乙胺(124.856μL,0.896mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加乙烷磺酰氯(27.641mg,0.215mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8,8'-((3-(乙基磺酰胺基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯(84mg,58％)。UPLC/ELSD:RT＝2.80min。MS(CI):m/z(MH+)815.53，关于C47H94N2O6S。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm 6.90(br s,1H)；4.07(t,4H,J＝6.0Hz)；3.25-3.13(m,2H)；3.05-2.91(m,2H)；2.61-2.50(m,2H)；2.43-2.34(m,4H)；2.29(t,4H,J＝6.0Hz)；1.75-1.16(m,63H)；0.95-0.84(m,12H)。
脂质27：8,8'-((3-((异噁唑-3-基甲基)磺酰胺基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯
在0℃下向8,8'-((3-氨基丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯TFA盐(150mg,0.179mmol)和三乙胺(124.856μL,0.896mmol)于DCM(5mL)中的溶液中添加1,2-噁唑-3-基甲烷磺酰氯(39.04mg,0.215mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1h并在室温下搅拌过夜。反应混合物用额外DCM(10mL)稀释并且依次用饱和碳酸氢钠溶液(15mL)和接着盐水溶液(15mL)洗涤。将DCM层分离并经硫酸钠干燥。将溶液浓缩并通过硅胶色谱法(0-100％(1％NH4OH、20％MeOH于DCM中的混合物)于DCM中)纯化，得到呈油状的8,8'-((3-((异噁唑-3-基甲基)磺酰胺基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯(107mg,69％)。UPLC/ELSD:RT＝2.79min。MS(CI):m/z(MH+)868.20，关于C49H93N3O7S。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm8.49-8.40(m,1H)；7.67(br s,1H)；6.65-6.61(m,1H)；4.36(s,2H)；4.08(t,5H,J＝6.0Hz)；3.49(m,2H)；3.23-3.14(m,2H)；2.58-2.47(m,2H)；2.42-2.23(m,8H)；1.71-1.15(m,57H)；0.96-0.82(m,12H)。
脂质28：8,8'-((3-((3-氨基吡啶-2-基)氨基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯
向8,8'-((3-氨基丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯TFA盐(300mg,0.358mmol)和三乙胺(249.711μL,1.792mmol)于正丁醇(5mL)中的溶液中添加2-氯-3-硝基吡啶(113.615mg,0.717mmol)。将反应混合物在90℃下搅拌过夜。冷却至室温后，将混合物浓缩并通过硅胶色谱法(0-10％的甲醇/二氯甲烷)纯化，得到8,8'-((3-((3-硝基吡啶-2-基)氨基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯(MS(CI):m/z(MH+)846.00，关于C50H92N4O6)。将MeOH(40mL)中的中间体在环境温度下在H2气氛下在Pd(OH)2/C催化剂(20％,50mg)的存在下氢化4h。混合物经Celite过滤并用MeOH洗涤。将滤液浓缩，得到呈油状的8,8'-((3-((3-氨基吡啶-2-基)氨基)丙基)氮烷二基)二辛酸双(3-戊基辛基)酯(80.3mg,38％)。UPLC/ELSD:RT＝2.60min。MS(CI):m/z(MH+)816.27，关于C50H94N4O4。1H NMR(300MHz,CDCl3):δppm7.69-7.57(m,1H)；6.84-6.72(m,1H)；6.56-6.42(m,1H)；5.60(br s,1H)；4.08(t,5H,J＝6.0Hz)；3.85(br s,2H)；3.60-3.40(m,3H)；3.25-2.62(m,5H)；2.33-2.20(m,6H)；2.19-1.92(m,2H)；1.77-1.15(m,55H)；0.96-0.81(m,12H)。
脂质29：8-((3-乙酰胺基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6mL)中的溶液中添加含乙酰氯(62.7mg,0.8mmol)的DCM(1mL)。将反应冷却至0℃并且添加三乙胺(0.464mL,3.33mmol)。将反应在0℃下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。DCM层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-乙酰胺基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(356mg,98.4％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.36(s,1H),4.86(p,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝9Hz,2H),3.49(d,J＝6Hz,2H),3.33(q,J＝6Hz,9Hz,2H),2.50(bs,2H),2.37(bs,3H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,3Hz,4H),1.94(s,3H),1.38-1.69(m,20H),1.27(m,53H),0.88(q,J＝6Hz,9Hz,13H)。
脂质30：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-丙酰胺基丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6mL)中的溶液中添加含丙酰氯(74mg,0.8mmol)的DCM(1mL)。将反应冷却至0℃并且添加三乙胺(0.463mL,3.33mmol)。反应在0℃下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。DCM层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-丙酰胺基丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(483mg,97.6％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ4.86(p,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝9Hz,2H),3.33(q,J＝6Hz,9Hz,2H),2.49(s,2H),2.37(s,3H),2.28(td,J＝3Hz,9Hz,3Hz,4H),2.15(q,J＝6Hz,9Hz,2H),1.54(m,18H),1.28(m,51H),1.14(t,J＝9Hz,4H),0.88(q,J＝6Hz,9Hz,12H)。
脂质31：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-异丁酰胺基丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
/>
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6mL)中的溶液中添加含异丁酰氯(85mg,0.8mmol)的DCM(1mL)。将反应冷却至0℃并且添加三乙胺(0.464mL,3.33mmol)。将反应在0℃下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。DCM层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-异丁酰胺基丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(428mg,93％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.23(s,1H),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝9Hz,2H),3.33(q,J＝3Hz,9Hz,2H),2.50(t,J＝3Hz,2H),2.38(t,J＝9Hz,4H),2.28(t,J＝9Hz,5H),1.54(m,18H),1.28(m,51H),1.13(d,J＝9Hz,6H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质32：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-新戊酰胺基丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(476mg,0.634mmol)于DCM(6mL)中的溶液中添加含新戊酰氯(92mg,0.761mmol)的DCM(1mL)。将反应冷却至0℃并且添加三乙胺(0.422mL,3.17mmol)。将反应在0℃下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。DCM层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-新戊酰胺基丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(423mg,96.8％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.21(s,1H),4.86(t,J＝6Hz,1H)),4.08(t,J＝9Hz,2H),3.32(q,J＝3Hz,9Hz,2H),2.50(t,J＝3Hz,2H),2.40(t,J＝9Hz,4H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,4H),1.54(m,20H),1.28(m,50H),1.17(s,9H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质33：8-((3-苯甲酰胺基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
/>
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6mL)中的溶液中添加含苯甲酰氯(112mg,0.8mmol)的DCM(1mL)。将反应冷却至0℃并且添加三乙胺(0.464mL,3.33mmol)。将反应在0℃下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。DCM层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-苯甲酰胺基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(471mg,90.8％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ8.35(s,1H),7.77(d,9Hz,2H),7.44(m,3H),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝9Hz,2H),3.58(d,J＝6Hz,2H),2.59(s,2H),2.41(s,4H),2.25(t,J＝6Hz,4H),1.74(s,2H),1.50(m,16H),1.26(m,50H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质35：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(2-羟基丙酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
经由注射器向溶解于DCM中的8-((3-(2-(叔丁氧基)丙酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(272mg,0.309mmol,1当量)中滴加三氟乙酸(0.947mL,12.371mmol,40当量)。将反应在室温下搅拌48h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。将有机层分离，用硫酸镁干燥，真空过滤并在真空中浓缩，得到呈透明油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(2-羟基丙酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(227mg,89.1％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.62(s,1H),4.86(q,J＝6Hz,6Hz,1H),4.20(d,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝6Hz,2H),3.39(d,J＝3Hz,2H),2.58(m,4H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,3Hz,4H),1.38-1.68(m,19H),1.27(m,48H),0.88(q,J＝3Hz,9Hz,12H)。
脂质36：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(1-甲基环丁烷-1-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(611mg,0.813mmol)于DCM(8.13mL)中的溶液中添加1-甲基环丁烷-1-甲酸(111mg,0.967mmol)、三乙胺(0.17mL,1.22mmol)、DMAP(50mg,0.407mmol)和EDC(312mg,1.63mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(1-甲基环丁烷-1-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(488mg,70.8％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.12(s,1H),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝6Hz,2H),3.33(q,J＝3Hz,9Hz,2H),2.50(t,J＝6Hz,2H),2.38(m,5H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,4H),1.87(m,4H),1.37-1.70(m,19H),1.38(s,3H),1.28(m,51H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质37：8-((3-(1-乙基环丙烷-1-甲酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加1-乙基环丙基-1-甲酸(91mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-(1-乙基环丙烷-1-甲酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(471mg,83.5％)。1HNMR:(300MHz,CDCl3)δ4.86(t,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝6Hz,2H),3.35(d,J＝3Hz,2H),2.50(t,J＝6Hz,2H),2.40(t,J＝6Hz,4H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,4H),1.37-1.71(m,20H),1.28(m,50H),1.06(s,2H),0.98(t,J＝6Hz,3H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H),0.53(s,2H)。
脂质38：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(2-甲氧基乙酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6mL)中的溶液中添加含甲氧基-乙酰氯(87mg,0.8mmol)的DCM(1mL)。将反应冷却至0℃并且添加三乙胺(0.464mL,3.33mmol)。将反应在0℃下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。DCM层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(2-甲氧基乙酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(408mg,74.5％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.53(s,1H),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝6Hz,2H),3.87(s,2H),3.37(m,5H),2.47(t,J＝6Hz,2H),2.36(t,J＝6Hz,4H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,4H),1.55(m,20H),1.26(m,48H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质39：8-((3-(环丙烷甲酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加环丙烷甲酸(69mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-(环丙烷甲酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(446mg,81.8％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.50(s,1H),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝6Hz,2H),3.35(q,J＝3Hz,6Hz,2H),2.51(s,2H),2.39(s,4H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,4H),1.37-1.71(m,20H),1.28(m,52H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H),0.67(m,2H)。
脂质40：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(四氢-2H-吡喃-4-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
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向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加噁烷-4-甲酸(104mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(四氢-2H-吡喃-4-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(438mg,74.6％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.34(s,1H),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝6Hz,2H),4.00(m,2H),3.39(m,4H),2.50(s,2H),2.38(t,J＝6Hz,4H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,4H),1.74(m,4H),1.53(m,19H),1.28(m,50H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质41：8-((3-(环己烷甲酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加环己烷甲酸(102mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-(环己烷甲酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(573mg,72.3％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.15(s,1H),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝6Hz,2H),3.33(s,2H),2.48(t,J＝6Hz,2H),2.37(t,J＝6Hz,4H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,4H),1.81(t,J＝12Hz,4H),1.36-1.70(m,24H),1.28(m,51H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质42：8-((3-(双环[2.2.2]辛烷-1-甲酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加双环[2.2.2]辛烷-1-甲酸(123mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-(双环[2.2.2]辛烷-1-甲酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(531mg,89.9％)。1HNMR:(300MHz,CDCl3)δ6.99(s,1H),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝6Hz,2H),3.30(s,2H),2.47(s,2H),2.39(bt,J＝6Hz,4H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,4H),1.38-1.78(m,32H),1.28(m,49H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质43：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(四氢呋喃-2-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加四氢-2-糠酸(93mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(四氢呋喃-2-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(357mg,61.8％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.41(s,1H),),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.32(dd,J＝6Hz,3Hz,1H),4.08(t,J＝6Hz,2H),3.86(t,J＝9Hz,2H),3.32(s,2H),2.20-2.52(m,10H),1.78-2.11(m,3H),1.36-1.68(m,18H),1.28(m,50H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质44：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(四氢呋喃-3-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加四氢-3-糠酸(93mg,0.799mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(四氢呋喃-3-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(342mg,60.5％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.52(s,1H),),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝6Hz,2H),3.87(m,4H),3.33(q,J＝6Hz,3Hz,2H),2.80(t,J＝9Hz,1H),2.01-2.55(m,12H),1.36-1.71(m,19H),1.28(m,49H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质46：8-((3-(2-乙酰胺基乙酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加乙酰基氨基-乙酸(94mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-(2-乙酰胺基乙酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(330mg,58.3％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.81(s,1H),6.37(s,1H),4.86(q,J＝6Hz,6Hz,1H),4.08(t,J＝9Hz,2H),3.85(d,J＝3Hz,2H),3.38(q,J＝3Hz,6Hz,2H),2.55(s,2H),2.40(s,3H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,3Hz,4H),2.04(s,3H),1.37-1.79,(m,18H),1.25(m,53H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,13H)。
脂质47：8-((3-(丁-2-炔酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加2-丁炔酸(67mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-(丁-2-炔酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(369mg,67.8％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.90(s,1H),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝6Hz,2H),2.50(bs,2H),2.37(bs,3H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,4H),1.92(s,3H),1.39-1.71(m,18H),1.27(m,51H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质48：8-((3-(1-乙酰基吡咯烷-3-甲酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加1-乙酰基吡咯烷-3-甲酸(126mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的产物(380mg,58.1％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ4.86(p,J＝6Hz,6Hz,1H),4.08(t,J＝9Hz,2H),3.30-3.83(m,6H),2.33-2.60(m,4H),2.28(t,J＝6Hz,4H),2.05(s,3H),1.38-1.72,(m,18H),1.26(m,53H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,14H)。
脂质50：8-((3-(3-环丙基丙酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加3-环丙基丙-2-炔酸(88mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-(3-环丙基丙酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(484mg,85.1％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.92(s,1H),4.86(p,J＝6Hz,6Hz,1H),4.08(t,J＝9Hz,2H),3.35(q,J＝6Hz,3Hz,2H),2.49(t,J＝6Hz,2H),2.35(t,J＝6Hz,4H),2.29(td,J＝3Hz,6Hz,3Hz,4H),1.39-1.72(m,19H),1.15-1.39(m,53H),0.74-0.98(m,18H)。
脂质55：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(3-甲基四氢呋喃-3-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加3-甲基氧杂环戊烷-3-甲酸(104mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(3-甲基四氢呋喃-3-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(298mg,49.0％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.35(s,1H),4.86(q,J＝6Hz,6Hz,1H),3.82-4.16(m,5H),3.49(d,J＝9Hz,1H),3.33(d,J＝6Hz,2H),2.49(m,2H),2.40(t,J＝9Hz,4H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,3Hz,4H),1.37-1.81(m,20H),1.26(m,53H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质56：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(2-甲基四氢呋喃-2-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加2-甲基氧杂环戊烷-2-甲酸(83mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(2-甲基四氢呋喃-2-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(277mg,60.3％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.41(s,1H),4.86(q,J＝6Hz,6Hz,1H),4.08(t,J＝9Hz,2H),3.88(m,2H),3.28(t,J＝6Hz,2H),2.45(t,J＝6Hz,2H),2.36(t,J＝9Hz,4H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,3Hz,4H),1.84(m,4H),1.37-1.69(m,21H),1.42(s,3H),1.27(m,52H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,13H)。
脂质58：8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(1-甲基环己烷-1-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加1-甲基环己烷-1-甲酸(114mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)(3-(1-甲基环己烷-1-甲酰胺基)丙基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(421mg,69.4％)。1HNMR:(300MHz,CDCl3)δ7.15(s,1H),4.86(q,J＝6Hz,6Hz,1H),4.08(t,J＝9Hz,2H),3.34(q,J＝3Hz,6Hz,2H),2.50(t,J＝6Hz,2H),2.39(t,J＝9Hz,4H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,3Hz,4H),1.88(m,2H),1.35-1.68(m,26H),1.27(m,53H),1.11(s,3H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,13H)。
脂质59：8-((3-甲酰胺基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加甲酸(37mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-甲酰胺基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(405mg,74.7％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ8.11(s,1H),7.47(s,1H),4.86(q,J＝6Hz,6Hz,1H),4.08(t,J＝9Hz,2H),3.38(q,J＝3Hz,6Hz,2H),2.51(s,2H),2.37(s,4H),2.28(t,J＝6Hz,4H),1.36-1.72(m,19H),1.25(m,48H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,13H)。
脂质60：8-((3-(1-乙酰基氮杂环丁烷-3-甲酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加1-乙酰基氮杂环丁烷-3-甲酸(90mg,0.8mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-(1-乙酰基氮杂环丁烷-3-甲酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(292mg,63.7％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.84(s,1H),4.86(q,J＝6Hz,6Hz,1H),4.37(dd,J＝6Hz,3Hz,1H),4.12(m,5H),3.39(q,J＝3Hz,6Hz,2H),2.48(m,5H),2.28(td,J＝3Hz,6Hz,3Hz,4H),1.86(s,3H),1.38-1.70(m,18H),1.26(m,51H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,13H)。
脂质62：8-((3-(2-(苄氧基)乙酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(225mg,0.299mmol)于DCM(3.0mL)中的溶液中添加苄氧基乙酸(60mg,0.359mmol)、三乙胺(0.063mL,0.449mmol)、DMAP(18mg,0.15mmol)和EDC(115mg,0.599mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-(2-(苄氧基)乙酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(98mg,35.9％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.56(s,1H),7.36(m,5H),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.55(s,2H),4.08(t,J＝6Hz,2H),3.96(s,2H),3.35(d,J＝6Hz,2H),2.46(t,J＝6Hz,2H),2.28(m,7H),1.43-1.71(m,14H),1.26(m,56H),0.86(q,J＝6Hz,3Hz,13H)。
脂质63：8-((3-(2-(苄氧基)丙酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加2-(苄氧基)丙酸(144mg,0.799mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-(2-(苄氧基)丙酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(447mg,70.7％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.33(m,6H),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.52(s,2H),4.08(t,J＝6Hz,2H),3.94(q,J＝3Hz,9Hz,1H),2.44(t,J＝6Hz,2H),2.29(m,7H),1.37-1.70(m,21H),1.28(m,51H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质64：8-((3-(2-(叔丁氧基)乙酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加叔丁氧基乙酸(106mg,0.799mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-(2-(叔丁氧基)乙酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(416mg,72.2％)。1H NMR:(300MHz,CDCl3)δ7.30(s,1H),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.07(t,J＝6Hz,2H),3.87(s,2H),3.33(q,J＝3Hz,9Hz,2H),2.46(t,J＝6Hz,2H),2.37(m,5H),2.27(td,J＝3Hz,6Hz,4H),1.36-1.69(m,19H),1.29(m,48H),1.21(s,9H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
脂质65：8-((3-(2-(叔丁氧基)丙酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯
向8-((3-氨基丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(500mg,0.666mmol)于DCM(6.65mL)中的溶液中添加2-(叔丁氧基)丙酸(117mg,0.799mmol)、三乙胺(0.139mL,1mmol)、DMAP(41mg,0.333mmol)和EDC(255mg,1.33mmol)。将反应在室温下搅拌16h。反应物用DCM稀释并且依次用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠洗涤。有机层用MgSO4干燥，真空过滤并在真空中浓缩。粗产物通过硅胶色谱法(0-100％80:20:1DCM:MeOH:NH4OH/DCM)纯化，得到呈透明油状的8-((3-(2-(叔丁氧基)丙酰胺基)丙基)(8-(十七烷-9-基氧基)-8-氧代辛基)氨基)辛酸3-丁基庚酯(477mg,81.5％)。1HNMR:(300MHz,CDCl3)δ7.08(s,1H),4.86(t,J＝6Hz,1H),4.08(t,J＝6Hz,2H),3.99(q,J＝9Hz,6Hz,1H),2.21-2.50(m,10H),1.35-1.68(m,19H),1.38(s,3H),1.28(m,51H),1.20(s,9H),0.88(q,J＝6Hz,3Hz,12H)。
实施例2：样品制剂
包括治疗剂和/或预防剂的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)可根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质的选择、额外脂质的选择、脂质组分中每个脂质的量和脂质组分:治疗剂和/或预防剂的wt:wt比率进行优化。
制备了包括作为磷脂的DSPC、作为结构脂质的胆固醇、作为PEG脂质的PL-II(例如PEG-1)和根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质的脂质纳米粒子(例如空LNP或负载LNP)。在一些实施方案中，脂质纳米粒子还包括作为荧光脂质的罗丹明-DOPE。表2a、表2b和表3概述所述制剂的特征。
如表2a、表2b和表3所示，根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质的选择显著影响所述组合物的大小(例如直径)、多分散性指数(“PDI”)和囊封效率(“EE％”)。
表2a.包含本公开脂质的纳米粒子的特征。
*Laurdan广义偏振(GPL)。Laurdan，一种荧光氨基萘酮脂质，被后插入至纳米粒子表面并且收集Laurdan荧光光谱以确定归一化广义偏振(N-GP)。较高的N-GP表示极性较小的表面。
表2b.包含本公开脂质的纳米粒子的特征
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表3.包含本公开脂质的纳米粒子的特征。
/>
实施例3：小鼠中由样品制剂诱导的hEPO表达
为评估本公开脂质的表达效力，测量在向小鼠施用包含本公开脂质的纳米粒子(例如负载LNP)之后的蛋白质表达(hEPO)。
包括作为磷脂的DSPC、作为结构脂质的胆固醇、作为PEG脂质的PL-II(例如PEG-1)、根据式(I-1)、(I)、(I-A)、(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)的脂质和编码hEPO的mRNA的脂质纳米粒子(LNP)经静脉内施用至CD-1小鼠。在注射后6h测试血清中的hEPO浓度。所测试的粒子具有约0.08-0.22之间的PDI、约92-98％之间的囊封效率和约63-109nm的粒子直径。所有所测试的LNP都证明mRNA的有效递送。结果示于表4a和表4b中。
表4a.小鼠中通过施用包含本公开脂质的LNP诱导的hEPO表达。
SD＝标准偏差
*使用酶联凝集素测定(ELLA)Simple Plex测定(ProteinSimple)测量。
表4b.小鼠中通过施用包含本公开脂质的LNP诱导的hEPO表达。
*使用酶联凝集素测定(ELLA)Simple Plex测定(ProteinSimple)测量。
实施例4：本公开纳米粒子的体外表达
将HeLa细胞以15k/孔涂在聚-D-赖氨酸包被的成像板中。细胞在人类血清、小鼠血清、食蟹猴血清和胎牛血清中培养。添加包含表达绿色荧光蛋白(GFP)和荧光脂质(罗丹明-DOPE)的mRNA的本公开脂质纳米粒子(例如如实施例2中所述的纳米粒子)(50ng/孔)。在4h和24h关于摄取和表达对板进行成像。通过测量来自GFP的荧光来评价表达。通过测量来自罗丹明-DOPE的荧光信号来评价摄取(积累)。研究结果呈现于图1A-4B中。
列举的实施方案
实施方案1.一种式(I-1)的脂质：
或其N-氧化物，或其盐或异构体，
其中R'a为：并且R'b为：/>
其中表示连接点；
Raβ、Raγ和Raδ各自独立地选自由H、C1-12烷基和C2-12烯基组成的组，其中Raβ、Raγ和Raδ中的至少一者选自由C1-12烷基和C2-12烯基组成的组；
Rbβ、Rbγ和Rbδ各自独立地选自由H、C1-12烷基和C2-12烯基组成的组，其中Rbβ、Rbγ和Rbδ中的至少一者选自由C1-12烷基和C2-12烯基组成的组；
R2和R3各自独立地选自由C1-14烷基和C2-14烯基组成的组；
R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ、-(CH2)nNRC(O)H和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自1、2、3、4和5；
T为键或C1-3烷基接头、C2-3烯基接头或C2-3炔基接头；
Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环、C3-10碳环、C1-6烷基、C1-6烷氧基和C2-6烯基，其中所述烷基、烷氧基、烯基、杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代；
每个RQ独立地选自由氧代基、羟基、氰基、氨基、C1-6烷基氨基、二-C1-6烷基氨基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C2-6烯基、C1-6烷醇基、C3-10碳环、-C(O)C1-6烷基和-NRC(O)C1-6烷基组成的组；
每个R独立地选自H、C1-6烷基和C2-6烯基；
每个R'独立地选自C1-12烷基和C2-12烯基；
m选自1、2、3、4、5、6、7、8和9；并且
l选自1、2、3、4、5、6、7、8和9。
实施方案2.如实施方案1所述的脂质，其中R'b为：
实施方案3.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Raβ、Raγ和Raδ各自独立地选自由H、C2-12烷基和C2-12烯基组成的组。
实施方案4.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Raβ、Raγ和Raδ各自独立地选自由H、C2-6烷基和C2-6烯基组成的组。
实施方案5.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Rbβ、Rbγ和Rbδ各自独立地选自由H、C2-12烷基和C2-12烯基组成的组。
实施方案6.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Rbβ、Rbγ和Rbδ各自独立地选自由H、C2-6烷基和C2-6烯基组成的组。
实施方案7.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R'a为：
实施方案8.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R'b为：
实施方案9.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中m选自3、4、5、6和7。
实施方案10.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中l选自3、4、5、6和7。
实施方案11.一种式(I)的脂质：
或其N-氧化物，或其盐或异构体，/>
其中R'a为：并且R'b为：/>
其中表示连接点；
Raγ和Rbγ各自独立地为C1-12烷基或C1-12烯基；
R2和R3各自独立地选自由C1-14烷基和C2-14烯基组成的组；
R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ、-(CH2)nNRC(O)H和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自1、2、3、4和5；
T为键或C1-3烷基接头、C2-3烯基接头或C2-3炔基接头；
Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环、C3-10碳环、C1-6烷基、C1-6烷氧基和C2-6烯基，其中所述烷基、烷氧基、烯基、杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代；
每个RQ独立地选自由氧代基、羟基、氰基、氨基、C1-6烷基氨基、二-C1-6烷基氨基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C2-6烯基、C1-6烷醇基、C3-10碳环、-C(O)C1-6烷基和-NRC(O)C1-6烷基组成的组；
每个R独立地选自H、C1-6烷基和C2-6烯基；
每个R'独立地选自C1-12烷基和C2-12烯基；
m选自3、4、5、6和7；并且
l选自3、4、5、6和7。
实施方案12.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中m选自4、5和6。
实施方案13.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中l选自4、5和6。
实施方案14.一种式(I-A)的脂质：
其中R'a为：并且R'b为：/>
其中表示连接点；
Raγ和Rbγ各自独立地为C1-12烷基或C1-12烯基；
R2和R3各自独立地选自由C1-14烷基和C2-14烯基组成的组；
R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ、-(CH2)nNRC(O)H和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自1、2、3、4和5；
T为键或C1-3烷基接头、C2-3烯基接头或C2-3炔基接头；
Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环、C3-10碳环、C1-6烷基、C1-6烷氧基和C2-6烯基，其中所述烷基、烷氧基、烯基、杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代；
每个RQ独立地选自由氧代基、羟基、氰基、氨基、C1-6烷基氨基、二-C1-6烷基氨基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C2-6烯基、C1-6烷醇基、C3-10碳环、-C(O)C1-6烷基和-NRC(O)C1-6烷基组成的组；
每个R独立地选自H、C1-6烷基和C2-6烯基；并且
每个R'独立地选自C1-12烷基和C2-12烯基。
实施方案15.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Raβ为C2-12烷基。
实施方案16.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Raβ为C2-6烷基。
实施方案17.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Rbβ为C2-12烷基。
实施方案18.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Rbβ为C2-6烷基。
实施方案19.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Raγ为C2-12烷基。
实施方案20.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Raγ为C2-6烷基。
实施方案21.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Raγ为C4烷基。
实施方案22.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Raγ为直链C2-6烷基。
实施方案23.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Raγ为
实施方案24.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Raγ为C5烷基。
实施方案25.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Rbγ为C2-6烷基。
实施方案26.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Rbγ为C5烷基。
实施方案27.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Rbγ为直链C2-6烷基。
实施方案28.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Rbγ为
实施方案29.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Raδ为C2-12烷基。
实施方案30.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Raδ为C2-6烷基。
实施方案31.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Rbδ为C2-12烷基。
实施方案32.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Rbδ为C2-6烷基。
实施方案33.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个R'独立地为C1-6烷基。
实施方案34.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个R'独立地为C4烷基或C5烷基。
实施方案35.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R'b为：
实施方案36.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R2和R3各自独立地为C5-10烷基。
实施方案37.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R2和R3各自独立地为C6-9烷基。
实施方案38.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R2和R3各自独立地为C7烷基或C8烷基。
实施方案39.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R2为C7烷基或C8烷基。
实施方案40.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R3为C7烷基或C8烷基。
实施方案41.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R'为C1-6烷基。
实施方案42.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R'为C3烷基或C4烷基。
实施方案43.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R'为直链C1-6烷基或直链C2-6烯基。
实施方案44.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R'为
实施方案45.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R'a为：其中R'为C3烷基。
实施方案46.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R'a为：其中R'为C4烷基。
实施方案47.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R'b为：R'为C4烷基。
实施方案48.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中所述脂质具有式(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)：
实施方案49.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中n为2、3或4。
实施方案50.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中n为3。
实施方案51.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R4为-(CH2)nNRTQ。
实施方案52.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R4为-(CH2)nNRS(O)2TQ。
实施方案53.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R4为-(CH2)nNRC(O)TQ。
实施方案54.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中T为键或C1-3烷基接头或C2-3炔基接头。
实施方案55.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中T为键。
实施方案56.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中T为C1-3烷基接头。
实施方案57.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中T为亚甲基接头。
实施方案58.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中T为亚乙基接头。
实施方案59.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R为H。
实施方案60.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环、C3-10碳环、C1-6烷基和C2-6烯基，其中所述烷基、烯基、杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代。
实施方案61.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环、C3-10碳环、C1-6烷基和C2-6烯基，其中所述烷基和烯基未被取代，并且其中所述杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代。
实施方案62.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自含有1-3个选自N、O和S的杂原子的5或6元杂环、C3-10碳环、C1-6烷基和C2-6烯基。
实施方案63.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自含有1-3个选自N、O和S的杂原子的5或6元杂环、C3-8碳环、C1-6烷基和C2-6烯基。
实施方案64.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自含有1-3个选自N、O和S的杂原子的5或6元杂环、C3-8碳环和C1-6烷基。
实施方案65.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自含有1-3个选自N、O和S的杂原子的5或6元杂环、C3-6碳环和C1-3烷基。
实施方案66.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为含有1-3个选自N、O和S的杂原子的5或6元杂环或C1-3烷基。
实施方案67.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自含有2或3个选自N、O和S的杂原子的5元杂环、含有1个选自N、O和S的杂原子的6元杂环、C3-8环烷基和C1-3烷基。
实施方案68.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自含有2或3个选自N、O和S的杂原子的5元杂环、含有1个选自N、O和S的杂原子的6元杂环、C3环烷基和C1或C2烷基。
实施方案69.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自含有1-3个选自N、O和S的杂原子的5或6元杂环和C3-8碳环。
实施方案70.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自含有1-3个选自N、O和S的杂原子的5或6元杂环和C3-8环烷基。
实施方案71.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自含有1-3个选自N、O和S的杂原子的5或6元杂环和C3环烷基。
实施方案72.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自C1-6烷基和C2-6烯基。
实施方案73.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自1,2,5-噻二唑基、1,2,4-噁二唑基、异噁唑基、吡啶基、环丙基、甲基和乙基。
实施方案74.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为包含1-3个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环。
实施方案75.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中T为C1-3烷基接头并且Q为含有1-3个选自N、O和S的杂原子的5或6元杂环。
实施方案76.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为5或6元杂环。
实施方案77.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为5或6元杂芳基。
实施方案78.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为5或6元杂环烷基。
实施方案79.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自1,2,5-噻二唑基、1,2,4-噁二唑基和异噁唑基。
实施方案80.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q选自1-氧代-1,2,5-噻二唑基和5-氨基-1,2,4-噁二唑基。
实施方案81.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为吡啶基。
实施方案82.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为C3-10碳环。
实施方案83.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为C3-8碳环。
实施方案84.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为C3-8环烷基。
实施方案85.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为环丙基。
实施方案86.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为C1-6烷基。
实施方案87.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为C1-3烷基。
实施方案88.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为甲基或乙基。
实施方案89.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为C1-6烷氧基。
实施方案90.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q为C1-3烷氧基。
实施方案91.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q是未被取代的。
实施方案92.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q被一个、两个或三个RQ取代。
实施方案93.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q被一个或两个RQ取代。
实施方案94.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q被一个RQ取代。
实施方案95.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q被两个RQ取代。
实施方案96.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中Q被三个RQ取代。
实施方案97.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地选自由氧代基、羟基、氰基、氨基、C1-6烷基氨基、二-C1-6烷基氨基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C2-6烯基、C1-6烷醇基、C6-10芳基、-C(O)C1-6烷基和-NRC(O)C1-6烷基组成的组。
实施方案98.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地选自由氧代基、羟基、氰基、氨基、C1-6烷基氨基、二-C1-6烷基氨基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C2-6烯基、C1-6烷醇基、-C(O)C1-6烷基和-NRC(O)C1-6烷基组成的组。
实施方案99.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地选自由氧代基、羟基、氰基、氨基、C1-6烷基氨基、二-C1-6烷基氨基、C1-6烷基、C1-6烷氧基和C2-6烯基组成的组。
实施方案100.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地选自氧代基、羟基、氰基、氨基、C1-6烷基氨基、二-C1-6烷基氨基、C1-6烷基和C2-6烯基。
实施方案101.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地选自氧代基、氨基、C1-6烷基氨基、二-C1-6烷基氨基、C1-6烷基和C2-6烯基。
实施方案102.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地选自氧代基、C1-6烷基氨基和C1-6烷基。
实施方案103.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地选自氧代基、C1-3烷基氨基和C1-3烷基。
实施方案104.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地选自氧代基、甲基氨基和甲基。
实施方案105.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地为C1-4烷基。
实施方案106.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地为C1-3烷基。
实施方案107.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地为C1-3烷氧基。
实施方案108.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地为C1-3烷基氨基或二-C1-3烷基氨基。
实施方案109.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地为C3-10碳环。
实施方案110.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地为C6-10芳基。
实施方案111.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地为C6-10苯基。
实施方案112.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地为氨基、甲基氨基或二甲基氨基。
实施方案113.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地为氨基。
实施方案114.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地为甲基氨基。
实施方案115.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R4为-(CH2)nNRC(O)TQ；T为键或C2-3炔基接头；并且Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环、C3-10碳环和C1-6烷基，其中所述杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代；并且其中每个RQ独立地为C1-6烷基。
实施方案116.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R4为-(CH2)nNRC(O)TQ；T为键或C2-3炔基接头；并且Q为C1-6烷基。
实施方案117.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R4为-(CH2)nNRC(O)TQ；T为键；并且Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环和C3-10碳环，其中所述杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代；并且其中每个RQ独立地为C1-6烷基。
实施方案118.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R4选自：
实施方案119.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R4选自：
实施方案120.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R4选自：
实施方案121.如前述实施方案中任一项所述的脂质，其中R4为
实施方案122.一种脂质，所述脂质选自：
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实施方案123.一种脂质，所述脂质选自：
实施方案124.一种脂质，所述脂质选自：
实施方案125.一种脂质，所述脂质选自：
实施方案126.一种空脂质纳米粒子(空LNP)，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质。
实施方案127.一种负载脂质纳米粒子(负载LNP)，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质、PEG脂质和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案128.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约40％至约60％的量的脂质。
实施方案129.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约40％至约50％的量的脂质。
实施方案130.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约0％至约20％的量的磷脂。
实施方案131.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约5％至约20％的量的磷脂。
实施方案132.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约30％至约50％的量的结构脂质。
实施方案133.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约0％至约5％的量的PEG脂质。
实施方案134.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约0％至约1.25％的量的PEG脂质。
实施方案135.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约40mol％至约60mol％的前述实施方案中任一项所述的脂质、约0mol％至约20mol％磷脂、约30mol％至约50mol％结构脂质和约0mol％至约5mol％PEG脂质。
实施方案136.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约40mol％至约50mol％的前述实施方案中任一项所述的脂质、约5mol％至约20mol％磷脂、约30mol％至约50mol％结构脂质和约0mol％至约1.25mol％PEG脂质。
实施方案137.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约30mol％至约60mol％的前述实施方案中任一项所述的脂质、约0mol％至约30mol％磷脂、约18.5mol％至约48.5mol％结构脂质和约0mol％至约10mol％PEG脂质。
实施方案138.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述一种或多种治疗剂和/或预防剂是多核苷酸或多肽。
实施方案139.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述一种或多种治疗剂和/或预防剂是核酸。
实施方案140.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述一种或多种治疗剂和/或预防剂选自由核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)组成的组。
实施方案141.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述一种或多种治疗剂和/或预防剂是疫苗。
实施方案142.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述DNA选自由双链DNA、单链DNA(ssDNA)、部分双链DNA、三链DNA和部分三链DNA组成的组。
实施方案143.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述DNA选自由环状DNA、直链DNA和其混合物组成的组。
实施方案144.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述一种或多种治疗剂和/或预防剂选自由质粒表达载体、病毒表达载体和其混合物组成的组。
实施方案145.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述一种或多种治疗剂和/或预防剂是RNA。
实施方案146.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述RNA选自由单链RNA、双链RNA(dsRNA)、部分双链RNA和其混合物组成的组。
实施方案147.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述RNA选自由环状RNA、直链RNA和其混合物组成的组。
实施方案148.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述RNA选自由短干扰RNA(siRNA)、不对称干扰RNA(aiRNA)、RNA干扰(RNAi)分子、微小RNA(miRNA)、安塔够妙、反义RNA、核糖核酸酶、Dicer-底物RNA(dsRNA)、小发夹RNA(shRNA)、信使RNA(mRNA)和其混合物组成的组。
实施方案149.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述RNA是mRNA。
实施方案150.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述mRNA是经修饰mRNA(mmRNA)。
实施方案151.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述mRNA并入微小RNA结合位点(miR结合位点)。
实施方案152.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述mRNA包括茎环、链终止核苷、polyA序列、聚腺苷酸化信号和/或5'帽结构中的一者或多者。
实施方案153.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述磷脂选自由以下组成的组：1,2-二亚油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DLPC)、1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油-磷酸胆碱(DMPC)、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DOPC)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DPPC)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DSPC)、1,2-二(十一烷酰基)-sn-甘油-磷酸胆碱(DUPC)、1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(POPC)、1,2-二-O-十八烯基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(18:0Diether PC)、1-油酰基-2-胆固醇基半琥珀酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(OChemsPC)、1-十六烷基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(C16 Lyso PC)、1,2-二亚麻酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二(二十二碳六烯酰基)-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(DOPE)、1,2-二植烷酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(ME 16.0PE)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亚油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亚麻酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二(二十二碳六烯酰基)-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸-外消旋-(1-甘油)钠盐(DOPG)、鞘磷脂和其混合物。
实施方案154.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述磷脂为1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DSPC)。
实施方案155.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述结构脂质选自由胆固醇、粪固醇、植固醇、麦角固醇、菜油固醇、豆固醇、菜子固醇、西红柿碱、熊果酸、α-生育酚和其混合物组成的组。
实施方案156.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述结构脂质为或其盐。
实施方案157.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述结构脂质为胆固醇：或其盐。
实施方案158.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述PEG脂质选自由经PEG修饰的磷脂酰乙醇胺、经PEG修饰的磷脂酸、经PEG修饰的神经酰胺、经PEG修饰的二烷基胺、经PEG修饰的二酰基甘油和经PEG修饰的二烷基甘油和其混合物组成的组。
实施方案159.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述PEG脂质选自由1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油甲氧基聚乙二醇(PEG-DMG)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[氨基(聚乙二醇)](PEG-DSPE)、PEG-二硬脂基甘油(PEG-DSG)、PEG-二棕榈油烯基、PEG-二油烯基、PEG-二硬脂基、PEG-二酰基甘油酰胺(PEG-DAG)、PEG-二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(PEG-DPPE)或PEG-1,2-二肉豆蔻基氧基丙基-3-胺(PEG-c-DMA)组成的组。
实施方案160.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述PEG脂质为PEG-DMG。
实施方案161.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述PEG脂质为式(PL-I)的化合物：
或其盐，其中：
R3PL1为–OROPL1；
ROPL1为氢、任选地被取代的烷基或氧保护基；
rPL1为1与100之间的整数，包括1和100；
L1为任选地被取代的C1-10亚烷基，其中所述任选地被取代的C1-10亚烷基的至少一个亚甲基独立地被任选地被取代的亚碳环基、任选地被取代的亚杂环基、任选地被取代的亚芳基、任选地被取代的亚杂芳基、O、N(RNPL1)、S、C(O)、C(O)N(RNPL1)、NRNPL1C(O)、-C(O)O、OC(O)、OC(O)O、OC(O)N(RNPL1)、NRNPL1C(O)O或NRNPL1C(O)N(RNPL1)代替；
D为通过点击化学获得的部分或在生理条件下可裂解的部分；
mPL1为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；
A具有式：
L2的每个情况独立地为键或任选地被取代的C1-6亚烷基，其中所述任选地被取代的C1-6亚烷基的一个亚甲基单元任选地被O、N(RNPL1)、S、C(O)、C(O)N(RNPL1)、NRNPL1C(O)、C(O)O、OC(O)、OC(O)O、OC(O)N(RNPL1)、NRNPL1C(O)O或NRNPL1C(O)N(RNPL1)代替；
R2SL的每个情况独立地为任选地被取代的C1-30烷基、任选地被取代的C1-30烯基或任选地被取代的C1-30炔基；任选地其中R2SL的一个或多个亚甲基单元独立地被任选地被取代的亚碳环基、任选地被取代的亚杂环基、任选地被取代的亚芳基、任选地被取代的亚杂芳基、N(RNPL1)、O、S、C(O)、C(O)N(RNPL1)、NRNPL1C(O)、-NRNPL1C(O)N(RNPL1)、C(O)O、OC(O)、OC(O)O、OC(O)N(RNPL1)、NRNPL1C(O)O、C(O)S、-SC(O)、C(＝NRNPL1)、C(＝NRNPL1)N(RNPL1)、NRNPL1C(＝NRNPL1)、-NRNPL1C(＝NRNPL1)N(RNPL1)、C(S)、C(S)N(RNPL1)、NRNPL1C(S)、NRNP L1C(S)N(RNPL1)、S(O)、OS(O)、S(O)O、OS(O)O、OS(O)2、S(O)2O、OS(O)2O、N(RNPL1)S(O)、S(O)N(RNPL1)、-N(RNPL1)S(O)N(RNPL1)、OS(O)N(RNPL1)、N(RNPL1)S(O)O、S(O)2、N(RNPL1)S(O)2、-S(O)2N(RNPL1)、N(RNPL1)S(O)2N(RNPL1)、OS(O)2N(RNPL1)或N(RNPL1)S(O)2O代替；
RNPL1的每个情况独立地为氢、任选地被取代的烷基或氮保护基；
环B为任选地被取代的碳环基、任选地被取代的杂环基、任选地被取代的芳基或任选地被取代的杂芳基；并且
pSL为1或2。
实施方案162.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述PEG脂质为式(PL-I-OH)化合物：或其盐。
实施方案163.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述PEG脂质为式(PL-II-OH)化合物：
或其盐或异构体，其中：
R3PEG为-ORO；
RO为氢、C1-6烷基或氧保护基；
rPEG为1与100之间的整数，包括端点；
R5PEG为C10-40烷基、C10-40烯基或C10-40炔基；并且任选地，R5PEG的一个或多个亚甲基独立地被C3-10亚碳环基、4至10元亚杂环基、C6-10亚芳基、4至10元亚杂芳基、-N(RNPEG)-、-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)N(RNPEG)-、-NRNPEGC(O)-、-NRNPEGC(O)N(RNPEG)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(RNPEG)-、-NRNPEGC(O)O-、-C(O)S-、-SC(O)-、-C(＝NRNPEG)-、-C(＝NRNPEG)N(RNPEG)-、-NRNPEGC(＝NRNPEG)-、-NRNPEGC(＝NRNPEG)N(RNPEG)-、-C(S)-、-C(S)N(RNPEG)-、-NRNPEGC(S)-、-NRNPEGC(S)N(RNPEG)-、-S(O)-、-OS(O)-、-S(O)O-、-OS(O)O-、-OS(O)2-、-S(O)2O-、-OS(O)2O-、-N(RNPEG)S(O)-、-S(O)N(RNPEG)-、-N(RNPEG)S(O)N(RNPEG)-、-OS(O)N(RNPEG)-、-N(RNPEG)S(O)O-、-S(O)2-、-N(RNPEG)S(O)2-、-S(O)2N(RNPEG)-、-N(RNPEG)S(O)2N(RNPEG)-、-OS(O)2N(RNPEG)-或-N(RNPEG)S(O)2O-代替；并且
RNPEG的每个情况独立地为氢、C1-6烷基或氮保护基。
实施方案164.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中在式(PL-II-OH)的PEG脂质中，r为40与50之间的整数。
实施方案165.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中在式(PL-II-OH)的PEG脂质中，r为45。
实施方案166.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中在式(PL-II-OH)的PEG脂质中，R5为C17烷基。
实施方案167.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述PEG脂质为式(PL-II)的化合物：
其中rPEG为1与100之间的整数。
实施方案168.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述PEG脂质为式(PEG-1)的化合物：
实施方案169.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述PEG脂质为式(PL-III)的化合物：
或其盐或异构体，其中sPL1为1与100之间的整数。
实施方案170.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，其中所述PEG脂质为下式的化合物：
实施方案171.一种空LNP，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述结构脂质为胆固醇。
实施方案172.一种空LNP，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述结构脂质为胆固醇并且所述PEG脂质为PL-III。
实施方案173.一种空LNP，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述结构脂质为胆固醇并且所述PEG脂质为PEG2k-DMG。
实施方案174.一种空LNP，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述结构脂质为胆固醇并且所述PEG脂质为PL-II。
实施方案175.一种空LNP，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述结构脂质为胆固醇并且所述PEG脂质为PEG-1。
实施方案176.一种空LNP，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述PEG脂质为PL-III。
实施方案177.一种空LNP，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述PEG脂质为PEG2k-DMG。
实施方案178.一种空LNP，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述PEG脂质为PL-II。
实施方案179.一种空LNP，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述PEG脂质为PEG-1。
实施方案180.一种空LNP，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC，所述结构脂质为胆固醇，并且所述PEG脂质为PL-III。
实施方案181.一种空LNP，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC，所述结构脂质为胆固醇，并且所述PEG脂质为PEG2k-DMG。
实施方案182.一种空LNP，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC，所述结构脂质为胆固醇，并且所述PEG脂质为PL-II。
实施方案183.一种空LNP，所述空LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC，所述结构脂质为胆固醇，并且所述PEG脂质为PEG-1。
实施方案184.一种负载LNP，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述结构脂质为胆固醇，和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案185.一种负载LNP，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述结构脂质为胆固醇并且所述PEG脂质为PL-III，和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案186.一种负载LNP，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述结构脂质为胆固醇并且所述PEG脂质为PEG2k-DMG，和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案187.一种负载LNP，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述结构脂质为胆固醇并且所述PEG脂质为PL-II，和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案188.一种负载LNP，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述结构脂质为胆固醇并且所述PEG脂质为PEG-1，和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案189.一种负载LNP，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述PEG脂质为PL-III，和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案190.一种负载LNP，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述PEG脂质为PEG2k-DMG，和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案191.一种负载LNP，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述PEG脂质为PL-II，和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案192.一种负载LNP，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC并且所述PEG脂质为PEG-1，和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案193.一种负载LNP，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC，所述结构脂质为胆固醇，并且所述PEG脂质为PL-III，和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案194.一种负载LNP，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC，所述结构脂质为胆固醇，并且所述PEG脂质为PEG2k-DMG，和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案195.一种负载LNP，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC，所述结构脂质为胆固醇，并且所述PEG脂质为PL-II，和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案196.一种负载LNP，所述负载LNP包含前述实施方案中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质，其中所述磷脂为DSPC，所述结构脂质为胆固醇，并且所述PEG脂质为PEG-1，和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
实施方案197.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约0％至约20％的量的DSPC。
实施方案198.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约30％至约50％的量的胆固醇。
实施方案199.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约0％至约5％的量的PL-III。
实施方案200.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约0％至约5％的量的PEG2k-DMG。
实施方案201.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约0％至约5％的量的PL-II。
实施方案202.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约0％至约5％的量的PEG-1。
实施方案203.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约40mol％至约60mol％的前述实施方案中任一项所述的脂质、约0mol％至约20mol％DSPC、约30mol％至约50mol％胆固醇和约0mol％至约5mol％PL-III。
实施方案204.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约40mol％至约60mol％的前述实施方案中任一项所述的脂质、约0mol％至约20mol％DSPC、约30mol％至约50mol％胆固醇和约0mol％至约5mol％PEG2k-DMG。
实施方案205.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约40mol％至约60mol％的前述实施方案中任一项所述的脂质、约0mol％至约20mol％DSPC、约30mol％至约50mol％胆固醇和约0mol％至约5mol％PL-II。
实施方案206.如前述实施方案中任一项所述的空LNP或负载LNP，所述空LNP或负载LNP包含约40mol％至约60mol％的前述实施方案中任一项所述的脂质、约0mol％至约20mol％DSPC、约30mol％至约50mol％胆固醇和约0mol％至约5mol％PEG-1。
实施方案207.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，所述治疗剂和/或预防剂的囊封效率介于80％与100％之间。
实施方案208.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述脂质组分与所述mRNA的wt/wt比率为约10:1至约60:1。
实施方案209.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中所述脂质组分与所述mRNA的wt/wt比率为约20:1。
实施方案210.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，其中N:P比率为约5:1至约8:1。
实施方案211.一种药物组合物，所述药物组合物包含前述实施方案中任一项所述的负载LNP和药学上可接受的载剂。
实施方案212.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，所述药物组合物还包含冷冻保护剂、缓冲液或其组合。
实施方案213.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，其中所述冷冻保护剂包含蔗糖。
实施方案214.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，其中所述冷冻保护剂包含乙酸钠。
实施方案215.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，其中所述冷冻保护剂包含蔗糖和乙酸钠。
实施方案216.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，其中所述缓冲液选自由乙酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液和tris缓冲液组成的组。
实施方案217.一种向受试者内的细胞递送治疗剂和/或预防剂的方法，所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案218.一种向受试者内的细胞递送治疗剂和/或预防剂的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案219.一种向受试者的器官特异性地递送治疗剂和/或预防剂的方法，所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案220.一种向受试者的器官特异性地递送治疗剂和/或预防剂的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案221.一种用于向受试者的靶组织增强递送治疗剂和/或预防剂的方法，所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案222.一种用于向受试者的靶组织增强递送治疗剂和/或预防剂的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案223.一种在受试者内的细胞中产生目标多肽的方法，所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案224.一种在受试者内的细胞中产生目标多肽的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案225.一种治疗有需要的受试者的疾病或病症的方法，所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案226.一种治疗有需要的受试者的疾病或病症的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案227.一种预防有需要的受试者的疾病或病症的方法，所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案228.一种预防有需要的受试者的疾病或病症的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案229.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP用于制造用于向受试者内的细胞递送治疗剂和/或预防剂的药剂的用途。
实施方案230.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP用于制造用于向受试者的器官特异性地递送治疗剂和/或预防剂的药剂的用途。
实施方案231.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP用于制造用于向受试者的靶组织增强递送治疗剂和/或预防剂的药剂的用途。
实施方案232.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP用于制造用于在受试者内的细胞中产生目标多肽的药剂的用途。
实施方案233.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP用于制造用于治疗有需要的受试者的疾病或病症的药剂的用途。
实施方案234.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP用于制造用于预防有需要的受试者的疾病或病症的药剂的用途。
实施方案235.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，所述负载LNP用于向受试者内的细胞递送治疗剂和/或预防剂，其中所述递送包括向所述受试者施用治疗有效量的所述负载LNP。
实施方案236.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，所述负载LNP用于向受试者内的细胞递送治疗剂和/或预防剂，其中所述递送包括向所述受试者施用所述负载LNP。
实施方案237.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，所述负载LNP用于向受试者的器官特异性地递送治疗剂和/或预防剂，其中所述递送包括向所述受试者施用治疗有效量的所述负载LNP。
实施方案238.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，所述负载LNP用于向受试者的器官特异性地递送治疗剂和/或预防剂，其中所述递送包括向所述受试者施用所述负载LNP。
实施方案239.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，所述负载LNP用于向受试者的靶组织增强递送治疗剂和/或预防剂，其中所述用途包括向所述受试者施用治疗有效量的前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案240.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，所述负载LNP用于向受试者的靶组织增强递送治疗剂和/或预防剂，其中所述用途包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案241.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，所述负载LNP用于在受试者内的细胞中产生目标多肽，所述用途包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案242.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，所述负载LNP用于在受试者内的细胞中产生目标多肽，所述用途包括向所述受试者施用治疗有效量的前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案243.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，所述负载LNP用于治疗有需要的受试者的疾病或病症，其中所述治疗包括向受试者施用治疗有效量的所述负载LNP。
实施方案244.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，所述负载LNP用于治疗有需要的受试者的疾病或病症，其中所述治疗包括向受试者施用所述负载LNP。
实施方案245.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，所述负载LNP用于预防有需要的受试者的疾病或病症，其中所述治疗包括向受试者施用治疗有效量的所述负载LNP。
实施方案246.如前述实施方案中任一项所述的负载LNP，所述负载LNP用于预防有需要的受试者的疾病或病症，其中所述治疗包括向受试者施用所述负载LNP。
实施方案247.一种向受试者内的细胞递送治疗剂和/或预防剂的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的药物组合物。
实施方案248.一种向受试者的器官特异性地递送治疗剂和/或预防剂的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的药物组合物。
实施方案249.一种用于向受试者的靶组织增强递送治疗剂和/或预防剂的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的药物组合物。
实施方案250.一种在受试者内的细胞中产生目标多肽的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的负载LNP。
实施方案251.一种治疗有需要的受试者的疾病或病症的方法，所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的前述实施方案中任一项所述的药物组合物。
实施方案252.一种治疗有需要的受试者的疾病或病症的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的药物组合物。
实施方案253.一种预防有需要的受试者的疾病或病症的方法，所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的前述实施方案中任一项所述的药物组合物。
实施方案254.一种预防有需要的受试者的疾病或病症的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的药物组合物。
实施方案255.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物用于制造用于向受试者内的细胞递送治疗剂和/或预防剂的药剂的用途。
实施方案256.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物用于制造用于向受试者的器官特异性地递送治疗剂和/或预防剂的药剂的用途。
实施方案257.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物用于制造用于向受试者的靶组织增强递送治疗剂和/或预防剂的药剂的用途，所述方法包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的药物组合物。
实施方案258.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物用于制造用于在受试者内的细胞中产生目标多肽的药剂的用途。
实施方案259.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物用于制造用于治疗有需要的受试者的疾病或病症的药剂的用途。
实施方案260.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物用于制造用于预防有需要的受试者的疾病或病症的药剂的用途。
实施方案261.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物用于制造疫苗的用途。
实施方案262.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，所述药物组合物用于向受试者内的细胞递送治疗剂和/或预防剂，其中所述递送包括向所述受试者施用治疗有效量的所述药物组合物。
实施方案263.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，所述药物组合物用于向受试者内的细胞递送治疗剂和/或预防剂，其中所述递送包括向所述受试者施用所述药物组合物。
实施方案264.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，所述药物组合物用于向受试者的器官特异性地递送治疗剂和/或预防剂，其中所述递送包括向所述受试者施用治疗有效量的所述药物组合物。
实施方案265.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，所述药物组合物用于向受试者的器官特异性地递送治疗剂和/或预防剂，其中所述递送包括向所述受试者施用所述药物组合物。
实施方案266.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，所述药物组合物用于向受试者的靶组织增强递送治疗剂和/或预防剂，其中所述用途包括向所述受试者施用治疗有效量的前述实施方案中任一项所述的药物组合物。
实施方案267.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，所述药物组合物用于向受试者的靶组织增强递送治疗剂和/或预防剂，其中所述用途包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的药物组合物。
实施方案268.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，所述药物组合物用于在受试者内的细胞中产生目标多肽，所述用途包括向所述受试者施用治疗有效量的前述实施方案中任一项所述的药物组合物。
实施方案269.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，所述药物组合物用于在受试者内的细胞中产生目标多肽，所述用途包括向所述受试者施用前述实施方案中任一项所述的药物组合物。
实施方案270.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，所述药物组合物用于治疗有需要的受试者的疾病或病症，其中所述用途包括向受试者施用治疗有效量的所述药物组合物。
实施方案271.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，所述药物组合物用于治疗有需要的受试者的疾病或病症，其中所述用途包括向受试者施用所述药物组合物。
实施方案272.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，所述药物组合物用于预防有需要的受试者的疾病或病症，其中所述用途包括向受试者施用治疗有效量的所述药物组合物。
实施方案273.如前述实施方案中任一项所述的药物组合物，所述药物组合物用于预防有需要的受试者的疾病或病症，其中所述用途包括向受试者施用所述药物组合物。
实施方案274.如前述实施方案中任一项所述的方法、用途或使用的负载LNP或药物组合物，其中所述器官选自由肝脏、肾脏、肺和脾脏组成的组。
实施方案275.如前述实施方案中任一项所述的方法、用途或使用的负载LNP或药物组合物，其中所述靶组织选自由肝脏、肾脏、肺和脾脏组成的组。
实施方案276.如前述实施方案中任一项所述的方法或使用的负载LNP或药物组合物，其中所述施用是肠胃外进行的。
实施方案277.如所述方法或使用的负载LNP或药物组合物，其中所述施用是肌内、皮内、皮下和/或静脉内进行的。
实施方案278.如前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述药剂被用于肠胃外施用。
实施方案279.如前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述药剂被用于肌内、皮内、皮下和/或静脉内施用。
实施方案280.如前述实施方案中任一项所述的方法、用途或使用的负载LNP或药物组合物，其中所述受试者为人类。
等同方案
应理解，虽然本公开已结合其具体实施方式进行描述，但前述描述旨在说明而非限制本公开的范围，所述范围由所附权利要求的范围限定。其他方面、优势和改变在所附权利要求的范围内。

Claims (33)

1.一种式(I-1)的脂质：
或其N-氧化物，或其盐或异构体，
其中R'a为：并且R'b为：/>
其中表示连接点；
Raβ、Raγ和Raδ各自独立地选自由H、C1-12烷基和C2-12烯基组成的组，其中Raβ、Raγ和Raδ中的至少一者选自由C1-12烷基和C2-12烯基组成的组；
Rbβ、Rbγ和Rbδ各自独立地选自由H、C1-12烷基和C2-12烯基组成的组，其中Rbβ、Rbγ和Rbδ中的至少一者选自由C1-12烷基和C2-12烯基组成的组；
R2和R3各自独立地选自由C1-14烷基和C2-14烯基组成的组；
R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ、-(CH2)nNRC(O)H和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自1、2、3、4和5；
T为键或C1-3烷基接头、C2-3烯基接头或C2-3炔基接头；
Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环、C3-10碳环、C1-6烷基、C1-6烷氧基和C2-6烯基，其中所述烷基、烷氧基、烯基、杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代；
每个RQ独立地选自由氧代基、羟基、氰基、氨基、C1-6烷基氨基、二-C1-6烷基氨基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C2-6烯基、C1-6烷醇基、C3-10碳环、-C(O)C1-6烷基和-NRC(O)C1-6烷基组成的组；
每个R独立地选自H、C1-6烷基和C2-6烯基；
每个R'独立地选自C1-12烷基和C2-12烯基；
m选自1、2、3、4、5、6、7、8和9；并且
l选自1、2、3、4、5、6、7、8和9。
2.一种式(I)的脂质：
或其N-氧化物，或其盐或异构体，
其中R'a为：并且R'b为：/>
其中表示连接点；
Raγ和Rbγ各自独立地为C1-12烷基或C1-12烯基；
R2和R3各自独立地选自由C1-14烷基和C2-14烯基组成的组；
R4选自-(CH2)nNRTQ、-(CH2)nNRS(O)2TQ、-(CH2)nNRC(O)H和-(CH2)nNRC(O)TQ，其中n选自1、2、3、4和5；
T为键或C1-3烷基接头、C2-3烯基接头或C2-3炔基接头；
Q选自含有1-5个选自N、O和S的杂原子的3-14元杂环、C3-10碳环、C1-6烷基、C1-6烷氧基和C2-6烯基，其中所述烷基、烷氧基、烯基、杂环和碳环各自任选地被一个或多个RQ取代；
每个RQ独立地选自由氧代基、羟基、氰基、氨基、C1-6烷基氨基、二-C1-6烷基氨基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C2-6烯基、C1-6烷醇基、C3-10碳环、-C(O)C1-6烷基和-NRC(O)C1-6烷基组成的组；
每个R独立地选自H、C1-6烷基和C2-6烯基；
每个R'独立地选自C1-12烷基和C2-12烯基；
m选自3、4、5、6和7；并且
l选自3、4、5、6和7。
3.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中m和l各自独立地选自4、5和6。
4.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中Raγ为C2-6烷基。
5.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中Rbγ为C2-6烷基。
6.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中每个R'独立地为C1-6烷基。
7.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中R2和R3各自独立地为C5-10烷基。
8.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中所述脂质具有式(I-A1)、(I-A2)、(I-A3)或(I-A4)：
9.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中n为2、3或4。
10.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中R为H。
11.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中T为键。
12.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中Q选自含有1-3个选自N、O和S的杂原子的5或6元杂环、C3-8碳环、C1-6烷基和C1-6烷氧基。
13.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中T为C1-3烷基接头并且Q为含有1-3个选自N、O和S的杂原子的5或6元杂环。
14.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中Q被一个或两个RQ取代。
15.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中每个RQ独立地选自氧代基、氨基、C1-6烷基氨基、C1-6烷基、C1-6烷氧基和C3-10碳环。
16.如前述权利要求中任一项所述的脂质，其中R4选自：
17.一种脂质，所述脂质选自：
18.一种空脂质纳米粒子(空LNP)，所述空LNP包含前述权利要求中任一项所述的脂质、磷脂、结构脂质和PEG脂质。
19.如前述权利要求中任一项所述的空LNP，所述空LNP包含约40mol％至约60mol％所述脂质、约0mol％至约20mol％磷脂、约30mol％至约50mol％结构脂质和约0mol％至约5mol％PEG脂质。
20.如前述权利要求中任一项所述的空LNP，其中所述磷脂选自由以下组成的组：1,2-二亚油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DLPC)、1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油-磷酸胆碱(DMPC)、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DOPC)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DPPC)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DSPC)、1,2-二(十一烷酰基)-sn-甘油-磷酸胆碱(DUPC)、1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(POPC)、1,2-二-O-十八烯基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(18:0Diether PC)、1-油酰基-2-胆固醇基半琥珀酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(OChemsPC)、1-十六烷基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(C16 Lyso PC)、1,2-二亚麻酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二(二十二碳六烯酰基)-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(DOPE)、1,2-二植烷酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(ME 16.0PE)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亚油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亚麻酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二(二十二碳六烯酰基)-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸-外消旋-(1-甘油)钠盐(DOPG)、鞘磷脂和其混合物。
21.如前述权利要求中任一项所述的空LNP，其中所述结构脂质选自由胆固醇、粪固醇、植固醇、麦角固醇、菜油固醇、豆固醇、菜子固醇和其混合物组成的组。
22.如前述权利要求中任一项所述的空LNP，其中所述PEG脂质选自由经PEG修饰的磷脂酰乙醇胺、经PEG修饰的磷脂酸、经PEG修饰的神经酰胺、经PEG修饰的二烷基胺、经PEG修饰的二酰基甘油、经PEG修饰的二烷基甘油和其混合物组成的组。
23.如前述权利要求中任一项所述的空LNP，其中所述PEG脂质选自PEG-III和PEG-II：
其中sPL1为1与100之间的整数，其中rPEG为1与100之间的整数，和其混合物。
24.如前述权利要求中任一项所述的空LNP，其中所述PEG脂质选自PEG2k-DMG和PEG-1：
和其混合物。
25.一种负载脂质纳米粒子(负载LNP)，所述负载LNP包含前述权利要求中任一项所述的空LNP和一种或多种治疗剂和/或预防剂。
26.如前述权利要求中任一项所述的负载LNP，其中所述一种或多种治疗剂和/或预防剂是核酸。
27.如前述权利要求中任一项所述的负载LNP，其中所述核酸为RNA，并且其中所述RNA选自由短干扰RNA(siRNA)、不对称干扰RNA(aiRNA)、RNA干扰(RNAi)分子、微小RNA(miRNA)、安塔够妙、反义RNA、核糖核酸酶、Dicer-底物RNA(dsRNA)、小发夹RNA(shRNA)、信使RNA(mRNA)和其混合物组成的组。
28.如前述权利要求中任一项所述的负载LNP，其中所述RNA为mRNA。
29.一种药物组合物，所述药物组合物包含前述权利要求中任一项所述的负载LNP和药学上可接受的载剂。
30.一种向受试者内的细胞递送治疗剂和/或预防剂的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述权利要求中任一项所述的负载LNP。
31.一种向受试者的器官特异性地递送治疗剂和/或预防剂的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述权利要求中任一项所述的负载LNP。
32.一种在受试者内的细胞中产生目标多肽的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述权利要求中任一项所述的负载LNP。
33.一种治疗或预防有需要的受试者的疾病或病症的方法，所述方法包括向所述受试者施用前述权利要求中任一项所述的负载LNP。
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