CN117430541A - 用于向细胞递送的化合物及其组合物 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一类用于向细胞递送的化合物，其为式(I)化合物，或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体。本申请还提供了包含该化合物的组合物，及其在治疗、诊断或预防疾病中的用途。(I)。

Description

用于向细胞递送的化合物及其组合物
技术领域
本申请属于医药领域，具体涉及用于向细胞递送的化合物及其组合物。
背景技术
mRNA因具有表达靶向蛋白起效快、安全性高等优点，在基因治疗中具有巨大的应用潜力。而mRNA的有效体内递送是mRNA药物（疫苗）实现治疗效果的关键。外源mRNA必须克服细胞膜屏障以及递送途中的酶降解才能进入细胞质，进而被翻译表达成目标蛋白质。裸露的mRNA携带负电荷且结构不稳定，因此开发稳定高效的递送手段至关重要。理想的mRNA递送系统需要满足三个条件：（1）在进入细胞前有效地包裹mRNA并维持其稳定；（2）可以携带mRNA高效进入细胞；（3）在细胞内可以及时释放出包裹的mRNA，使其可以成功进行翻译表达。
目前，相对成熟的高效递送手段主要分为病毒类和非病毒类两种。病毒类主要以慢病毒以及AAV等作为载体，并且已被成功应用于临床基因治疗中，例如Zynteglo、Zolgensma、Luxturna等药物，然而病毒类载体存在免疫排斥和细胞毒性等缺点。在非病毒载体中，脂质纳米颗粒（LNP, Lipid nanoparticles）因其具有递送效率高、细胞毒性低以及低排异性等优点成为最常用的载体之一。LNP通常由四部分组成：可离子化脂质、胆固醇、辅助磷脂和PEG-脂质，其中可离子化脂质主要决定了mRNA的递送和转染效率。已获批准的两款mRNA新型冠状病毒疫苗均是通过改变LNP中可离子化脂质的结构实现了mRNA的高效递送，但它们均需在-20℃/-70℃条件下进行储存，在正常冷藏温度下活性保持时间较短，不便于进行大规模运输和接种。并且由于常规LNP中胆固醇的存在使得大部分LNP会被递送至肝脏，在应用上具有局限性，目前已有相关研究通过对胆固醇结构进行修饰改变LNP的靶向性使其递送至淋巴或肺部，但也使得LNP的制备过程变得更为复杂。
本申请的目的是通过引入胍基取代的五元杂环结构（例如含氮五元杂环，NHG, N-heterocyclic Guanidine）开发一类新型可离子化脂质，以该脂质和辅助脂质组装形成的脂质纳米颗粒实现对mRNA的稳定高效递送，并且提供一类无需胆固醇的三组分LNP，克服其靶向递送的局限性，扩宽应用范围。
发明内容
本申请旨在开发一类以胍基取代的五元杂环（例如含氮五元杂环，NHG,N-heterocyclic Guanidine）作为结构基础的可离子化脂质。首先选取NHG作为可离子化脂质的头部结构，再通过一个酯类连接片段与多条疏水长链相连制备一类新型可离子化脂质。NHG中的胍基结构使其具有很强的阴离子结合能力，将其作为头部结构可以更好地与带负电荷的mRNA和细胞膜进行结合，实现高效递送。与此同时，该结构的pKa值接近7，在中性环境下不发生电离，具有低毒性的优点，而当进入细胞后，可离子化脂质可以在酸性环境下发生质子化，头部和疏水链尾部共同形成锥状结构，促进内体膜的破裂，从而释放出包裹的mRNA，实现高效转染。同时脂质结构中的羧酸酯也保证了磷脂在体内的可降解性，避免磷脂堆积引起的毒副作用。
本申请通过以NHG作为结构基础的可离子化脂质与辅助脂质间的组装，开发一类新型脂质纳米颗粒，实现对mRNA的高效递送。同时通过对可离子化脂质与多种辅助脂质间的比例进行筛选，提供一类无需胆固醇即可实现mRNA高效递送的新型脂质纳米颗粒。克服了传统脂质纳米颗粒靶向递送肝脏的局限性，且简化了制备过程，使应用范围更加广泛。
本申请具有如下发明目的：
目的一：提供一类以胍基取代的含氮五元杂环为结构基础的无需胆固醇的三组分脂质纳米颗粒，克服对肝脏靶向递送的局限性。
目的二：开发以胍基取代的含氮五元杂环为结构基础的新型可离子化脂质，实现对mRNA的稳定高效递送。
在一个方面，本申请涉及式(I)化合物，或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体：
(I)
其中，
环A选自五元杂芳基，其任选地被1个、2个、3个或4个R0取代；
R0选自H、卤素、OH、CN、NH2、C1-10烷基、C1-10卤代烷基、C1-10烷氧基或C1-10卤代烷氧基；
L0选自化学键、-C1-18亚烷基-、-C2-18亚烯基-或-C2-18亚炔基-；
B选自-CB1B2B3、-OB1、-O-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-NB1B2、-NH-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)-B1、-C(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-S-S-B1、-S-S-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-S(O)m-B1、-S(O)m-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)O-B1、-C(O)O-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-OC(O)-B1、-OC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-SC(O)-B1、-SC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)NB1B2、-C(O)NR-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-NRC(O)-B1、-NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、NRC(O)-NB1B2或NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3，其中，m代表0、1或2；
B1为-R1-L1-R2；
B2为H或-R3-L2-R4；
B3为H或-R5-L3-R6；
R1、R3和R5独立地选自任选取代的直链或支链的C1-18亚烷基、任选取代的直链或支链的C2-18亚烯基或任选取代的直链或支链的C2-18亚炔基，其中，所述R1任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L1-R2、-C2-18亚烯基-L1-R2或-C2-18亚炔基-L1-R2取代，所述R3任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L2-R4、-C2-18亚烯基-L2-R4或-C2-18亚炔基-L2-R4取代，所述R5任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L3-R6、-C2-18亚烯基-L3-R6或-C2-18亚炔基-L3-R6取代；
L1、L2和L3独立地选自-NR-、-C(O)-、-S(O)m-、-C(O)O-、-C(O)S-、-OC(O)-、-SC(O)-、-S(O)mO-、-S(O)mNR-、-C(O)NR-、-NRC(O)-、-OC(O)NR-、-NRC(O)NR-、-C1-6亚烷基-、-C0-6亚烷基-(OC1-6亚烷基)1-6-C0-6亚烷基-、-C2-6亚烯基-或-C2-6亚炔基-，其中，m代表0、1或2；
R2、R4和R6独立地选自任选取代的直链或支链的C1-30亚烷基、任选取代的直链或支链的C2-30亚烯基或任选取代的直链或支链的C2-30亚炔基，其中，亚烷基、亚烯基和亚炔基中的任意1个、2个、3个或4个碳原子可被-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NR-、-NRC(O)-、-OC(O)NR-或-NRC(O)NR-替换；
R选自H、C1-10烷基或C1-10卤代烷基；
R1-R6的亚烷基、亚烯基和亚炔基中的1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个不相邻的碳原子任选地被选自O、S、N的杂原子替换；
R1-R6可任选地被1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个R*进一步取代；
R*选自H、卤素、OH、CN、NH2、C1-10烷基、C1-10烷氧基、C1-10卤代烷基、C1-10卤代烷氧基、C3-10环烷基、3-10元杂环基、C6-10芳基或5-10元杂芳基。
在另一个方面，本申请涉及表4化合物，或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体。
在另一个方面，本申请涉及脂质纳米颗粒组合物，其包括可离子化脂质，以及任选地包含荷载；
其中，所述可离子化脂质为本申请所述式(I)化合物，或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体。
在另一个方面，本申请涉及药物组合物，其包含本申请所述式(I)化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，或本申请所述脂质纳米颗粒组合物，以及药物上可接受的辅料。
在另一个方面，本申请涉及所述化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，或所述脂质纳米颗粒组合物在制备用于治疗、诊断或预防疾病的药物中的用途。
在另一个方面，本申请涉及所述化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，或所述脂质纳米颗粒组合物，其用于治疗、诊断或预防疾病。
在另一个方面，本申请涉及所述化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，所述脂质纳米颗粒组合物，或所述药物组合物在制备递送荷载的药物中的用途，所述荷载选自治疗剂、预防剂或诊断剂中的一种或多种。
在另一个方面，本申请涉及所述化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，所述脂质纳米颗粒组合物，或所述药物组合物，其用于递送荷载，所述荷载选自治疗剂、预防剂或诊断剂中的一种或多种。
在另一个方面，本申请涉及一种治疗、诊断或预防疾病的方法，其中，所述方法为向受试者给药所述化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，或所述脂质纳米颗粒组合物。
在具体实施方案中，所述治疗剂、预防剂或诊断剂为核酸；
优选地，所述核酸选自ASO、RNA或DNA中的一种或多种；
优选地，所述RNA选自小干扰RNA(siRNA)、不对称干扰RNA(aiRNA)、短发夹RNA(shRNA)、反义RNA(aRNA)、信使RNA(mRNA)、长非编码RNA(lncRNA)、微RNA(miRNA)、小激活RNA(saRNA)、多聚编码核酸(MCNA)、聚合编码核酸(PCNA)、引导RNA(gRNA)、CRISPRRNA(crRNA)、tRNA、rRNA或核酶中的一种或多种，优选为mRNA，更优选为修饰的mRNA。
定义
化学定义
下面更详细地描述具体官能团和化学术语的定义。
当列出数值范围时，既定包括每个值和在所述范围内的子范围。例如“C1-6烷基”包括C1、C2、C3、C4、C5、C6、C1-6、C1-5、C1-4、C1-3、C1-2、C2-6、C2-5、C2-4、C2-3、C3-6、C3-5、C3-4、C4-6、C4-5和C5-6烷基。
“C1-30烷基”是指具有1至30个碳原子的直链或支链饱和烃基团。在一些实施方案中，C1-22烷基和C1-18烷基是优选的。在一些实施方案中，C1-12烷基和C1-6烷基是优选的。C1-6烷基的例子包括：甲基(C1)、乙基(C2)、正丙基(C3)、异丙基(C3)、正丁基(C4)、叔丁基(C4)、仲丁基(C4)、异丁基(C4)、正戊基(C5)、3-戊基(C5)、戊基(C5)、新戊基(C5)、3-甲基-2-丁基(C5)、叔戊基(C5)和正己基(C6)。术语“C1-6烷基”还包括杂烷基，其中一或多个(例如，1、2、3或4个)碳原子被杂原子(例如，氧、硫、氮、硼、硅、磷)替代。烷基基团可以被一或多个取代基任选取代，例如，被1至5个取代基、1至3个取代基或1个取代基取代。常规烷基缩写包括：Me(-CH3)、Et(-CH2CH3)、iPr(-CH(CH3)2)、nPr(-CH2CH2CH3)、n-Bu(-CH2CH2CH2CH3)或i-Bu(-CH2CH(CH3)2)。
“C2-30烯基”是指具有2至30个碳原子和至少一个碳碳双键的直链或支链烃基团。在一些实施方案中，C2-22烯基和C2-18烯基是优选的。在一些实施方案中，C2-12烯基和C2-6烯基是优选的。C2-6烯基的例子包括：乙烯基(C2)、1-丙烯基(C3)、2-丙烯基(C3)、1-丁烯基(C4)、2-丁烯基(C4)、丁二烯基(C4)、戊烯基(C5)、戊二烯基(C5)、己烯基(C6)，等等。术语“C2-6烯基”还包括杂烯基，其中一或多个(例如，1、2、3或4个)碳原子被杂原子(例如，氧、硫、氮、硼、硅、磷)替代。烯基基团可以被一或多个取代基任选取代，例如，被1至5个取代基、1至3个取代基或1个取代基取代。
“C2-30炔基”是指具有2至30个碳原子、至少一个碳-碳叁键以及任选地一个或多个碳-碳双键的直链或支链烃基团。在一些实施方案中，C2-22炔基和C2-18炔基是优选的。在一些实施方案中，C2-12炔基和C2-6炔基是优选的。在一些实施方案中，C2-4炔基是优选的。C2-6炔基的例子包括但不限于：乙炔基(C2)、1-丙炔基(C3)、2-丙炔基(C3)、1-丁炔基(C4)、2-丁炔基(C4)，戊炔基(C5)、己炔基(C6)，等等。术语“C2-6炔基”还包括杂炔基，其中一或多个(例如，1、2、3或4个)碳原子被杂原子(例如，氧、硫、氮、硼、硅、磷)替代。炔基基团可以被一或多个取代基任选取代，例如，被1至5个取代基、1至3个取代基或1个取代基取代。
“C1-18亚烷基”是指除去C1-18烷基的另一个氢而形成的二价基团，并且可以是取代或未取代的。在一些实施方案中，C1-12亚烷基、C1-6亚烷基和C1-4亚烷基是优选的。未取代的所述亚烷基包括但不限于：亚甲基(-CH2-)、亚乙基(-CH2CH2-)、亚丙基(-CH2CH2CH2-)、亚丁基(-CH2CH2CH2CH2-)、亚戊基(-CH2CH2CH2CH2CH2-)、亚己基(-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-)，等等。示例性的取代的所述亚烷基，例如，被一个或多个烷基(甲基)取代的所述亚烷基，包括但不限于：取代的亚甲基(-CH(CH3)-、-C(CH3)2-)、取代的亚乙基(-CH(CH3)CH2-、-CH2CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH2C(CH3)2-)、取代的亚丙基(-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-、-CH2CH2CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2CH2-、-CH2C(CH3)2CH2-、-CH2CH2C(CH3)2-)，等等。
“C2-18亚烯基”是指除去C2-6烯基的另一个氢而形成的二价基团，并且可以是取代或未取代的。在一些实施方案中，C2-12亚烯基、C2-6亚烯基和C2-4亚烯基是优选的。示例性的未取代的所述亚烯基包括但不限于：亚乙烯基(-CH=CH-)和亚丙烯基(例如，-CH=CHCH2-、-CH2-CH=CH-)。示例性的取代的所述亚烯基，例如，被一个或多个烷基(甲基)取代的亚烯基，包括但不限于：取代的亚乙基(-C(CH3)=CH-、-CH=C(CH3)-)、取代的亚丙烯基(-C(CH3)=CHCH2-、-CH=C(CH3)CH2-、-CH=CHCH(CH3)-、-CH=CHC(CH3)2-、-CH(CH3)-CH=CH-、-C(CH3)2-CH=CH-、-CH2-C(CH3)=CH-、-CH2-CH=C(CH3)-)，等等。
“C2-18亚炔基”是指除去C2-6炔基的另一个氢而形成的二价基团，并且可以是取代或未取代的。在一些实施方案中，C2-12亚炔基、C2-6亚炔基和C2-4亚炔基是优选的。示例性的所述亚炔基包括但不限于：亚乙炔基(-C≡C-)、取代或未取代的亚丙炔基(-C≡CCH2-)，等等。
“卤代”或“卤素”是指氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)。
因此，“C1-10卤代烷基”是指上述“C1-10烷基”，其被一个或多个卤素基团取代。在一些实施方案中，C1-6卤代烷基是特别优选的，更优选C1-4卤代烷基。示例性的所述卤代烷基包括但不限于：-CF3、-CH2F、-CHF2、-CHFCH2F、-CH2CHF2、-CF2CF3、-CCl3、-CH2Cl、-CHCl2、2,2,2-三氟-1,1-二甲基-乙基，等等。卤代烷基基团可以在任何可用的连接点上被取代，例如，1至5个取代基、1至3个取代基或1个取代基。
“C1-10烷氧基”是指-OR基团，其中R为上文定义的C1-10烷基。在一些实施方案中，C1-6烷氧基是特别优选的，更优选C1-4烷氧基。
“C1-10卤代烷氧基”是指“C1-10烷氧基”，其被一个或多个卤素基团取代。在一些实施方案中，C1-6卤代烷氧烷基是特别优选的，更优选C1-4卤代烷氧烷基。
“C3-10环烷基”是指具有3至10个环碳原子和零个杂原子的非芳香环烃基团。在一些实施方案中，C4-10环烷基、C5-10环烷基、C4-7环烷基、C3-7环烷基、C3-6环烷基、C3-5环烷基和C3-4环烷基是特别优选的，更优选C5-6环烷基。环烷基还包括其中上述环烷基环与一个或多个芳基或杂芳基稠合的环体系，其中连接点在环烷基环上，且在这样的情况中，碳的数目继续表示环烷基体系中的碳的数目。示例性的所述环烷基包括但不限于：环丙基(C3)、环丙烯基(C3)、环丁基(C4)、环丁烯基(C4)、环戊基(C5)、环戊烯基(C5)、环己基(C6)、环己烯基(C6)、环已二烯基(C6)、环庚基(C7)、环庚烯基(C7)、环庚二烯基(C7)、环庚三烯基(C7)，等等。环烷基基团可以被一或多个取代基任选取代，例如，被1至5个取代基、1至3个取代基或1个取代基取代。
“3-10元杂环基”是指具有环碳原子和1至5个环杂原子的3至10元非芳香环系的基团，其中，每个杂原子独立地选自氮、氧、硫、硼、磷和硅。在包含一个或多个氮原子的杂环基中，只要化合价允许，连接点可为碳或氮原子。在一些实施方案中，优选3-10元杂环基，其为具有环碳原子和1至3个环杂原子的3至10元非芳香环系；在一些实施方案中，优选4-10元杂环基，其为具有环碳原子和1至4个环杂原子的4至10元非芳香环系；在一些实施方案中，优选5-10元杂环基，其为具有环碳原子和1至5个环杂原子的5至10元非芳香环系；在一些实施方案中，优选5-8元杂环基，其为具有环碳原子和1至5个环杂原子的5至8元非芳香环系；在一些实施方案中，优选3-7元杂环基，其为具有环碳原子和1至4个环杂原子的3至7元非芳香环系；优选3-6元杂环基，其为具有环碳原子和1至3个环杂原子的3至6元非芳香环系；优选4-7元杂环基，其为具有环碳原子和1至3个环杂原子的4至7元非芳香环系；优选4-6元杂环基，其为具有环碳原子和1至3个环杂原子的4至6元非芳香环系；更优选5-6元杂环基，其为具有环碳原子和1至3个环杂原子的5至6元非芳香环系；更优选3-5元杂环基，其为具有环碳原子和1至3个环杂原子的3至5元非芳香环系。杂环基还包括其中上述杂环基环与一个或多个环烷基稠合的环体系，其中连接点在环烷基环上，或其中上述杂环基环与一个或多个芳基或杂芳基稠合的环体系，其中连接点在杂环基环上；且在这样的情况下，环成员的数目继续表示在杂环基环体系中环成员的数目。示例性的包含一个杂原子的3元杂环基包括但不限于：氮杂环丙烷基、氧杂环丙烷基、硫杂环丙烷基(thiorenyl)。示例性的含有一个杂原子的4元杂环基包括但不限于：氮杂环丁烷基、氧杂环丁烷基和硫杂环丁烷基。示例性的含有一个杂原子的5元杂环基包括但不限于：四氢呋喃基、二氢呋喃基、四氢噻吩基、二氢噻吩基、吡咯烷基、二氢吡咯基和吡咯基-2,5-二酮。示例性的包含两个杂原子的5元杂环基包括但不限于：二氧杂环戊烷基、氧硫杂环戊烷基(oxasulfuranyl)、二硫杂环戊烷基(disulfuranyl)和噁唑烷-2-酮。示例性的包含三个杂原子的5元杂环基包括但不限于：三唑啉基、噁二唑啉基和噻二唑啉基。示例性的包含一个杂原子的6元杂环基包括但不限于：哌啶基、四氢吡喃基、二氢吡啶基和硫杂环己烷基(thianyl)。示例性的包含两个杂原子的6元杂环基包括但不限于：哌嗪基、吗啉基、二硫杂环己烷基、二噁烷基。示例性的包含三个杂原子的6元杂环基包括但不限于：六氢三嗪基(triazinanyl)。示例性的含有一个杂原子的7元杂环基包括但不限于：氮杂环庚烷基、氧杂环庚烷基和硫杂环庚烷基。示例性的与C6芳基环稠合的5元杂环基(在本文中也称作5,6-双环杂环基)包括但不限于：二氢吲哚基、异二氢吲哚基、二氢苯并呋喃基、二氢苯并噻吩基、苯并噁唑啉酮基，等等。示例性的与C6芳基环稠合的6元杂环基(本文还指的是6,6-双环杂环基)包括但不限于：四氢喹啉基、四氢异喹啉基，等等。杂环基基团可以被一或多个取代基任选取代，例如，被1至5个取代基、1至3个取代基或1个取代基取代。
“C6-10芳基”是指具有6-10个环碳原子和零个杂原子的单环或多环的(例如，双环)4n+2芳族环体系(例如，具有以环状排列共享的6或10个π电子)的基团。在一些实施方案中，芳基具有六个环碳原子(“C6芳基”；例如，苯基)。在一些实施方案中，芳基具有十个环碳原子(“C10芳基”；例如，萘基，例如，1-萘基和2-萘基)。芳基还包括其中上述芳基环与一个或多个环烷基或杂环基稠合的环系统，而且连接点在所述芳基环上，在这种情况下，碳原子的数目继续表示所述芳基环系统中的碳原子数目。芳基基团可以被一或多个取代基任选取代，例如，被1至5个取代基、1至3个取代基或1个取代基取代。
“5-10元杂芳基”是指具有环碳原子和1-4个环杂原子的5-10元单环或双环的4n+2芳族环体系(例如，具有以环状排列共享的6、10或14个π电子)的基团，其中每个杂原子独立地选自氮、氧和硫。在含有一个或多个氮原子的杂芳基中，只要化合价允许，连接点可以是碳或氮原子。杂芳基双环系统在一个或两个环中可以包括一个或多个杂原子。杂芳基还包括其中上述杂芳基环与一个或多个环烷基或杂环基稠合的环系统，而且连接点在所述杂芳基环上，在这种情况下，碳原子的数目继续表示所述杂芳基环系统中的碳原子数目。在一些实施方案中，5-9元杂芳基是优选的，其为具有环碳原子和1-4个环杂原子的5-9元单环或双环的4n+2芳族环体系。在另一些实施方案中，5-6元杂芳基是特别优选的，其为具有环碳原子和1-4个环杂原子的5-6元单环或双环的4n+2芳族环体系。示例性的含有一个杂原子的5元杂芳基包括但不限于：吡咯基、呋喃基和噻吩基。示例性的含有两个杂原子的5元杂芳基包括但不限于：咪唑基、吡唑基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基和异噻唑基。示例性的含有三个杂原子的5元杂芳基包括但不限于：三唑基、噁二唑基(例如，1,2,4-噁二唑基)和噻二唑基。示例性的含有四个杂原子的5元杂芳基包括但不限于：四唑基。示例性的含有一个杂原子的6元杂芳基包括但不限于：吡啶基。示例性的含有两个杂原子的6元杂芳基包括但不限于：哒嗪基、嘧啶基和吡嗪基。示例性的含有三个或四个杂原子的6元杂芳基分别包括但不限于：三嗪基和四嗪基。示例性的含有一个杂原子的7元杂芳基包括但不限于：氮杂环庚三烯基、氧杂环庚三烯基和硫杂环庚三烯基。示例性的5,6-双环杂芳基包括但不限于：吲哚基、异吲哚基、吲唑基、苯并三唑基、苯并噻吩基、异苯并噻吩基、苯并呋喃基、苯并异呋喃基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并异噁唑基、苯并噁二唑基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并噻二唑基、茚嗪基和嘌呤基。示例性的6,6-双环杂芳基包括但不限于：萘啶基、喋啶基、喹啉基、异喹啉基、噌琳基、喹喔啉基、酞嗪基和喹唑啉基。杂芳基基团可以被一或多个取代基任选取代，例如，被1至5个取代基、1至3个取代基或1个取代基取代。
本文定义的烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基等为任选取代的基团。本文所述“任选取代”的含义指被任意基团进行取代，示例性的碳原子上的取代基和氮原子上的取代基如下文所述。
示例性的碳原子上的取代基包括但不局限于：卤素、-CN、-NO2、-N3、-SO2H、-SO3H、-OH、-ORaa、-ON(Rbb)2、-N(Rbb)2、-N(Rbb)3 +X-、-N(ORcc)Rbb、-SH、-SRaa、-SSRcc、-C(=O)Raa、-CO2H、-CHO、-C(ORcc)2、-CO2Raa、-OC(=O)Raa、-OCO2Raa、-C(=O)N(Rbb)2、-OC(=O)N(Rbb)2、-NRbbC(=O)Raa、-NRbbCO2Raa、-NRbbC(=O)N(Rbb)2、-C(=NRbb)Raa、-C(=NRbb)ORaa、-OC(=NRbb)Raa、-OC(=NRbb)ORaa、-C(=NRbb)N(Rbb)2、-OC(=NRbb)N(Rbb)2、-NRbbC(=NRbb)N(Rbb)2、-C(=O)NRbbSO2Raa、-NRbbSO2Raa、-SO2N(Rbb)2、-SO2Raa、-SO2ORaa、-OSO2Raa、-S(=O)Raa、-OS(=O)Raa、-Si(Raa)3、-OSi(Raa)3、-C(=S)N(Rbb)2、-C(=O)SRaa、-C(=S)SRaa、-SC(=S)SRaa、-SC(=O)SRaa、-OC(=O)SRaa、-SC(=O)ORaa、-SC(=O)Raa、-P(=O)2Raa、-OP(=O)2Raa、-P(=O)(Raa)2、-OP(=O)(Raa)2、-OP(=O)(ORcc)2、-P(=O)2N(Rbb)2、-OP(=O)2N(Rbb)2、-P(=O)(NRbb)2、-OP(=O)(NRbb)2、-NRbbP(=O)(ORcc)2、-NRbbP(=O)(NRbb)2、-P(Rcc)2、-P(Rcc)3、-OP(Rcc)2、-OP(Rcc)3、-B(Raa)2、-B(ORcc)2、-BRaa(ORcc)、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基，其中，每个烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0、1、2、3、4或5个Rdd基团取代；
或者在碳原子上的两个偕氢被基团=O、=S、=NN(Rbb)2、=NNRbbC(=O)Raa、=NNRbbC(=O)ORaa、=NNRbbS(=O)2Raa、=NRbb或=NORcc取代；
Raa的每个独立地选自烷基、卤代烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基，或者两个Raa基团结合以形成杂环基或杂芳基环，其中，每个烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0、1、2、3、4或5个Rdd基团取代；
Rbb的每个独立地选自：氢、-OH、-ORaa、-N(Rcc)2、-CN、-C(=O)Raa、-C(=O)N(Rcc)2、-CO2Raa、-SO2Raa、-C(=NRcc)ORaa、-C(=NRcc)N(Rcc)2、-SO2N(Rcc)2、-SO2Rcc、-SO2ORcc、-SORaa、-C(=S)N(Rcc)2、-C(=O)SRcc、-C(=S)SRcc、-P(=O)2Raa、-P(=O)(Raa)2、-P(=O)2N(Rcc)2、-P(=O)(NRcc)2、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基，或者两个Rbb基团结合以形成杂环基或杂芳基环，其中，每个烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0、1、2、3、4或5个Rdd基团取代；
Rcc的每个独立地选自氢、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基，或者两个Rcc基团结合以形成杂环基或杂芳基环，其中，每个烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0、1、2、3、4或5个Rdd基团取代；
Rdd的每个独立地选自：卤素、-CN、-NO2、-N3、-SO2H、-SO3H、-OH、-ORee、-ON(Rff)2、-N(Rff)2, 、-N(Rff)3 +X-、-N(ORee)Rff、-SH、-SRee、-SSRee、-C(=O)Ree、-CO2H、-CO2Ree、-OC(=O)Ree、-OCO2Ree、-C(=O)N(Rff)2、-OC(=O)N(Rff)2、-NRffC(=O)Ree、-NRffCO2Ree、-NRffC(=O)N(Rff)2、-C(=NRff)ORee、-OC(=NRff)Ree、-OC(=NRff)ORee、-C(=NRff)N(Rff)2、-OC(=NRff)N(Rff)2、-NRffC(=NRff)N(Rff)2、-NRffSO2Ree、-SO2N(Rff)2、-SO2Ree、-SO2ORee、-OSO2Ree、-S(=O)Ree、-Si(Ree)3、-OSi(Ree)3、-C(=S)N(Rff)2、-C(=O)SRee、-C(=S)SRee、-SC(=S)SRee、-P(=O)2Ree、-P(=O)(Ree)2、-OP(=O)(Ree)2、-OP(=O)(ORee)2、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基，其中，每个烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0、1、2、3、4或5个Rgg基团取代，或者两个偕Rdd取代基可结合以形成=O或=S；
Ree的每个独立地选自烷基、卤代烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、杂环基和杂芳基，其中，每个烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0、1、2、3、4或5个Rgg基团取代；
Rff的每个独立地选自氢、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基，或者两个Rff基团结合形成杂环基或杂芳基环，其中，每个烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0、1、2、3、4或5个Rgg基团取代；
Rgg的每个独立地是：卤素、-CN、-NO2、-N3、-SO2H、-SO3H、-OH、-OC1-6烷基、-ON(C1-6烷基)2、-N(C1-6烷基)2、-N(C1-6烷基)3 +X-、-NH(C1-6烷基)2 +X-、-NH2(C1-6烷基)+X-、-NH3 +X-、-N(OC1-6烷基)(C1-6烷基)、-N(OH)(C1-6烷基)、-NH(OH)、-SH、-SC1-6烷基、-SS(C1-6烷基)、-C(=O)(C1-6烷基)、-CO2H、-CO2(C1-6烷基)、-OC(=O)(C1-6烷基)、-OCO2(C1-6烷基)、-C(=O)NH2、-C(=O)N(C1-6烷基)2、-OC(=O)NH(C1-6烷基)、-NHC(=O)(C1-6烷基)、-N(C1-6烷基)C(=O)(C1-6烷基)、-NHCO2(C1-6烷基)、-NHC(=O)N(C1-6烷基)2、-NHC(=O)NH(C1-6烷基)、-NHC(=O)NH2、-C(=NH)O(C1-6烷基)、-OC(=NH)(C1-6烷基)、-OC(=NH)OC1-6烷基、-C(=NH)N(C1-6烷基)2、-C(=NH)NH(C1-6烷基)、-C(=NH)NH2、-OC(=NH)N(C1-6烷基)2、-OC(NH)NH(C1-6烷基)、-OC(NH)NH2、-NHC(NH)N(C1-6烷基)2、-NHC(=NH)NH2、-NHSO2(C1-6烷基)、-SO2N(C1-6烷基)2、-SO2NH(C1-6烷基)、-SO2NH2、-SO2C1-6烷基、-SO2OC1-6烷基、-OSO2C1-6烷基、-SOC1-6烷基、-Si(C1-6烷基)3、-OSi(C1-6烷基)3、-C(=S)N(C1-6烷基)2、C(=S)NH(C1-6烷基)、C(=S)NH2、-C(=O)S(C1-6烷基)、-C(=S)SC1-6烷基、-SC(=S)SC1-6烷基、-P(=O)2(C1-6烷基)、-P(=O)(C1-6烷基)2、-OP(=O)(C1-6烷基)2、-OP(=O)(OC1-6烷基)2、C1-6烷基、C1-6卤代烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C7环烷基、C6-C10芳基、C3-C7杂环基、C5-C10杂芳基；或者两个偕Rgg取代基可结合形成=O或=S；其中，X-为反离子。
示例性的氮原子上取代基包括但不局限于：氢、-OH、-ORaa、-N(Rcc)2、-CN、-C(=O)Raa、-C(=O)N(Rcc)2、-CO2Raa、-SO2Raa、-C(=NRbb)Raa、-C(=NRcc)ORaa、-C(=NRcc)N(Rcc)2、-SO2N(Rcc)2、-SO2Rcc、-SO2ORcc、-SORaa、-C(=S)N(Rcc)2、-C(=O)SRcc、-C(=S)SRcc、-P(=O)2Raa、-P(=O)(Raa)2、-P(=O)2N(Rcc)2、-P(=O)(NRcc)2、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基，或者连接至氮原子的两个Rcc基团结合形成杂环基或杂芳基环，其中，每个烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0、1、2、3、4或5个Rdd基团取代，且其中Raa、Rbb、Rcc和Rdd如上所述。
其它定义
“核酸”是指单链或双链的脱氧核糖核酸（DNA）或核糖核酸(RNA)分子及其杂合分子。核酸分子的实例包括但不限于信使RNA（mRNA）、微小RNA（miRNA）、小干扰RNA(siRNA)、自扩增RNA(saRNA)和反义寡核苷酸（ASO）等。核酸可进一步被化学修饰，化学修饰选自假尿苷、N1-甲基-假尿苷、5-甲氧基尿苷、5-甲基胞嘧啶之一或其组合。mRNA分子含有蛋白质编码区，还可进一步含表达调控序列，典型的表达调控序列包括但不限于5' 帽子（5' cap）、5'非翻译区（5' UTR）、3'非翻译区（3' UTR）、多聚腺苷酸序列（PolyA）、miRNA结合位点。
“辅助磷脂”是中性脂质，指在特定pH条件下不带电荷的脂质分子，例如生理pH条件。辅助磷脂的实例包括但不限于1，2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱（DSPC）、1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油-3-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-棕榈酰基-2-油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（POPC）、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺（DOPE）、1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺（DMPE）、1-棕榈酰基-2-油酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺（POPE）、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺（DPPE）。
“结构性脂质”是指通过填充脂质之间的间隙以增强纳米颗粒稳定性的脂质，常见的如类固醇类。类固醇为具有环戊烷骈多氢菲类碳骨架的化合物，在一个优选的实施方案中，所述类固醇选自胆固醇、谷甾醇、粪甾醇、岩皂甾醇、菜籽甾醇、麦角固醇、番茄碱、熊果酸、α-生育酚、豆甾醇、燕麦甾醇、麦角骨化醇或菜油甾醇。
“聚合物脂质”是指含有聚合物部分和脂质部分的分子。在一些实施方式中，聚合物脂质为聚乙二醇（PEG）脂质。其它能够减少聚集的脂质，如具有不带电荷、亲水性、空间阻隔部分的化合物与脂质偶联的产物亦可使用。
“脂质纳米颗粒”是指含有脂质成分、具有纳米级尺寸的颗粒。
本文所用的术语“治疗”涉及逆转、减轻、抑制该术语适用的障碍或病症的进展或者预防之，或者这类障碍或病症的一种或多种症状。本文所用的名词“治疗”涉及动词治疗的动作，后者是如刚才所定义的。
本文所用的术语“药学上可接受的盐”表示本申请化合物的那些羧酸盐、氨基酸加成盐，它们在可靠的医学判断范围内适用于与患者组织接触，不会产生不恰当的毒性、刺激作用、变态反应等，与合理的益处/风险比相称，就它们的预期应用而言是有效的，包括(可能的话)本申请化合物的两性离子形式。
药学上可接受的碱加成盐是与金属或胺生成的，例如碱金属与碱土金属氢氧化物或有机胺。用作阳离子的金属的实例有钠、钾、镁、钙等。适合的胺的实例有N,N'-二苄基乙二胺、氯普鲁卡因、胆碱、二乙醇胺、乙二胺、N-甲基葡糖胺和普鲁卡因。
酸性化合物的碱加成盐可以这样制备，按照常规方式使游离酸形式与足量所需的碱接触，生成盐。按照常规方式使盐形式与酸接触，再分离游离酸，可以使游离酸再生。游离酸形式在某些物理性质上多少不同于它们各自的盐形式，例如在极性溶剂中的溶解度，但是出于本申请的目的，盐还是等价于它们各自的游离酸。
盐可以是从无机酸制备的硫酸盐、焦硫酸盐、硫酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、硝酸盐、磷酸盐、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、偏磷酸盐、焦磷酸盐、氯化物、溴化物、碘化物，酸例如盐酸、硝酸、硫酸、氢溴酸、氢碘酸、磷酸等。代表性盐包括：氢溴酸盐、盐酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、硝酸盐、乙酸盐、草酸盐、戊酸盐、油酸盐、棕榈酸盐、硬脂酸盐、月桂酸盐、硼酸盐、苯甲酸盐、乳酸盐、磷酸盐、甲苯磺酸盐、柠檬酸盐、马来酸盐、富马酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、萘甲酸盐、甲磺酸盐、葡庚糖酸盐、乳糖酸盐、月桂基磺酸盐和羟乙磺酸盐等。盐也可以是从有机酸制备的，例如脂肪族一元与二元羧酸、苯基取代的烷酸、羟基烷酸、烷二酸、芳香族酸、脂肪族与芳香族磺酸等。代表性盐包括乙酸盐、丙酸盐、辛酸盐、异丁酸盐、草酸盐、丙二酸盐、琥珀酸盐、辛二酸盐、癸二酸盐、富马酸盐、马来酸盐、扁桃酸盐、苯甲酸盐、氯苯甲酸盆、甲基苯甲酸盐、二硝基苯甲酸盐、萘甲酸盐、苯磺酸盐、甲苯磺酸盐、苯乙酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、马来酸盐、酒石酸盐、甲磺酸盐等。药学上可接受的盐可以包括基于碱金属与碱土金属的阳离子，例如钠、锂、钾、钙、镁等，以及无毒的铵、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。还涵盖氨基酸的盐，例如精氨酸盐、葡糖酸盐、半乳糖醛酸盐等(例如参见Berge S. M. et al.，"PharmaceuticalSalts,”J. Pharm. Sci.，1977; 66: 1-19，引入此作为参考)。
给药的“受试者”包括但不限于：人(即，任何年龄组的男性或女性，例如，儿科受试者(例如，婴儿、儿童、青少年)或成人受试者(例如，年轻的成人、中年的成人或年长的成人))和/或非人的动物，例如，哺乳动物，例如，灵长类(例如，食蟹猴、恒河猴)、牛、猪、马、绵羊、山羊、啮齿动物、猫和/或狗。在一些实施方案中，受试者是人。在一些实施方案中，受试者是非人动物。本文可互换使用术语“人”、“患者”和“受试者”。
“疾病”、“障碍”和“病症”在本文中可互换地使用。
除非另作说明，否则，本文使用的术语“治疗”包括受试者患有具体疾病、障碍或病症时所发生的作用，它降低疾病、障碍或病症的严重程度，或延迟或减缓疾病、障碍或病症的发展(“治疗性治疗”)，还包括在受试者开始患有具体疾病、障碍或病症之前发生的作用(“预防性治疗”)。
通常，药物组合物的“有效量”是指足以引起目标生物反应的数量。正如本领域普通技术人员所理解的那样，本申请药物组合物的有效量可以根据下列因素而改变：例如，生物学目标、药物组合物的药代动力学、所治疗的疾病、给药模式以及受试者的年龄健康情况和症状。有效量包括治疗有效量和预防有效量。
除非另作说明，否则，本文使用的药物组合物的“治疗有效量”是在治疗疾病、障碍或病症的过程中足以提供治疗益处的量，或使与疾病、障碍或病症有关的一或多种症状延迟或最小化的量。药物组合物的治疗有效量是指单独使用或与其它疗法联用时，治疗剂的量，它在治疗疾病、障碍或病症的过程中提供治疗益处。术语“治疗有效量”可以包括改善总体治疗、降低或避免疾病或病症的症状或病因、或增强其它治疗剂的治疗效果的量。
除非另作说明，否则，本文使用的药物组合物的“预防有效量”是足以预防疾病、障碍或病症的量，或足以预防与疾病、障碍或病症有关的一或多种症状的量，或防止疾病、障碍或病症复发的量。药物组合物的预防有效量是指单独使用或与其它药剂联用时，治疗剂的量，它在预防疾病、障碍或病症的过程中提供预防益处。术语“预防有效量”可以包括改善总体预防的量，或增强其它预防药剂的预防效果的量。
“组合”以及相关术语是指同时或依次给药本申请药物组合物和其它治疗剂。例如，本申请药物组合物可以与其它治疗剂以分开的单位剂型同时或依次给药，或与其它治疗剂一起在单一单位剂型中同时给药。
附图说明
图1为不同GCP类可离子化脂质（GaC18-2、GaC16-1、GaC18-3和GaC20-5）对mRNA的递送效果。
图2为不同GCP类可离子化脂质（GaC16-1、GaC22-1、GaC18、GaC18-1和GaC18-2）对mRNA的递送效果。
图3为GaC16-1与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果。
图4为GaC18-2与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果，其摩尔比范围为30～60：1.25～10：18.5～48.5：0.75～6。
图5为GaC18-2与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果，其摩尔比范围为45～65：25～35：0或12.5：0.5。
图6为GbC18-2与DSPC、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果。
图7为GCP类LNP/mRNA复合物的细胞毒性：GaC16-1-F2-4、GaC16-1-F2-10、GaC18-2-F3-2、GaC18-2-F3-4、GaC18-2-F4-7、GaC18-2-F4-14。
图8为GaC16-1-F2-4的pKa值测定。
图9为GCP类脂质纳米颗粒的mRNA包封率测试：GaC16-1-F2-4、GaC16-1-F2-10、GaC18-2-F3-2、GaC18-2-F3-4、GaC18-2-F4-7、GaC18-2-F4-14。
图10为GCP类LNP/mRNA复合物的稳定性测试：GaC16-1-F2-4、GaC16-1-F2-10、GaC18-2-F3-2、GaC18-2-F3-4、GaC18-2-F4-7、GaC18-2-F4-14。
图11为不同GIM类可离子化脂质（MaC18-2、MaC18-1和MaC18）对mRNA的递送效果。
图12为MaC18-1与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果。
图13为MaC18-1与DSPC、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果。
图14为无胆固醇时MaC18-1与DSPC、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果。
图15为MaC14-C21-T2与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果。
具体实施方式
本文中，“本申请化合物”指的是以下的式(I)化合物(包括子通式，例如式(I-1)、(II)、(II-1)、(II-2)、(III)、(III-1)、(III-2)、(IV)、(IV-1)、(IV-2)、(V)、(V-1)、(V-2)、(VI)、(VI-1)、(VI-2)、(VII)、(VII-1)或(VII-2)等)、或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体。
在一个实施方案中，本申请涉及式(I)化合物，或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体：
(I)
其中，
环A选自五元杂芳基，其任选地被1个、2个、3个或4个R0取代；
R0选自H、卤素、OH、CN、NH2、C1-10烷基、C1-10卤代烷基、C1-10烷氧基或C1-10卤代烷氧基；
L0选自化学键、-C1-18亚烷基-、-C2-18亚烯基-或-C2-18亚炔基-；
B选自-CB1B2B3、-OB1、-O-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-NB1B2、-NH-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)-B1、-C(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-S-S-B1、-S-S-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-S(O)m-B1、-S(O)m-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)O-B1、-C(O)O-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-OC(O)-B1、-OC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-SC(O)-B1、-SC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)NB1B2、-C(O)NR-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-NRC(O)-B1、-NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、NRC(O)-NB1B2或NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3，其中，m代表0、1或2；
B1为-R1-L1-R2；
B2为H或-R3-L2-R4；
B3为H或-R5-L3-R6；
R1、R3和R5独立地选自任选取代的直链或支链的C1-18亚烷基、任选取代的直链或支链的C2-18亚烯基或任选取代的直链或支链的C2-18亚炔基，其中，所述R1任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L1-R2、-C2-18亚烯基-L1-R2或-C2-18亚炔基-L1-R2取代，所述R3任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L2-R4、-C2-18亚烯基-L2-R4或-C2-18亚炔基-L2-R4取代，所述R5任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L3-R6、-C2-18亚烯基-L3-R6或-C2-18亚炔基-L3-R6取代；
L1、L2和L3独立地选自-NR-、-C(O)-、-S(O)m-、-C(O)O-、-C(O)S-、-OC(O)-、-SC(O)-、-S(O)mO-、-S(O)mNR-、-C(O)NR-、-NRC(O)-、-OC(O)NR-、-NRC(O)NR-、-C1-6亚烷基-、-C0-6亚烷基-(OC1-6亚烷基)1-6-C0-6亚烷基-、-C2-6亚烯基-或-C2-6亚炔基-，其中，m代表0、1或2；
R2、R4和R6独立地选自任选取代的直链或支链的C1-30亚烷基、任选取代的直链或支链的C2-30亚烯基或任选取代的直链或支链的C2-30亚炔基，其中，亚烷基、亚烯基和亚炔基中的任意1个、2个、3个或4个碳原子可被-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NR-、-NRC(O)-、-OC(O)NR-或-NRC(O)NR-替换；
R选自H、C1-10烷基或C1-10卤代烷基；
R1-R6的亚烷基、亚烯基和亚炔基中的1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个不相邻的碳原子任选地被选自O、S、N的杂原子替换；
R1-R6可任选地被1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个R*进一步取代；
R*选自H、卤素、OH、CN、NH2、C1-10烷基、C1-10烷氧基、C1-10卤代烷基、C1-10卤代烷氧基、C3-10环烷基、3-10元杂环基、C6-10芳基或5-10元杂芳基。
环A
在一个实施方案中，环A为五元杂芳基；在另一个实施方案中，环A为五元杂芳基。
在另一个具体的实施方案中，环A为；在另一个具体的实施方案中，环A为；在另一个具体的实施方案中，环A为。
X1和X2
在一个实施方案中，X1为CR0，例如CH；在另一个实施方案中，X1为N。
在一个实施方案中，X2为CR0，例如CH；在另一个实施方案中，X2为N。
在一个具体的实施方案中，X1为CH，X2为N；在另一个具体的实施方案中，X1为N，X2为CH；在另一个具体的实施方案中，X1、X2都为CH。
R0
在一个实施方案中，R0为H；在另一个实施方案中，R0为卤素；在另一个实施方案中，R0为OH；在另一个实施方案中，R0为CN；在另一个实施方案中，R0为NH2；在另一个实施方案中，R0为C1-10烷基，例如C1-6烷基；在另一个实施方案中，R0为C1-10卤代烷基，例如C1-6卤代烷基；在另一个实施方案中，R0为C1-10烷氧基，例如C1-6烷氧基；在另一个实施方案中，R0为C1-6卤代烷氧基，例如C1-10卤代烷氧基。
L0
在一个实施方案中，L0为化学键；在另一个实施方案中，L0为-C1-18亚烷基-，例如-C1-10亚烷基-；在另一个实施方案中，L0为-C2-18亚烯基-，例如-C2-10亚烯基-；在另一个实施方案中，L0为-C2-18亚炔基-，例如-C2-10亚炔基-。
B
在一个实施方案中，B为-CB1B2B3；在另一个实施方案中，B为-OB1；在另一个实施方案中，B为-O-C0-6亚烷基-CB1B2B3；在另一个实施方案中，B为-NB1B2；在另一个实施方案中，B为-NH-C0-6亚烷基-CB1B2B3；在另一个实施方案中，B为-C(O)-B1；在另一个实施方案中，B为-C(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3；在另一个实施方案中，B为-S-S-B1；在另一个实施方案中，B为-S-S-C0-6亚烷基-CB1B2B3；在另一个实施方案中，B为-S(O)m-B1、-S(O)m-C0-6亚烷基-CB1B2B3；在另一个实施方案中，B为-C(O)O-B1；在另一个实施方案中，B为-C(O)O-C0-6亚烷基-CB1B2B3；在另一个实施方案中，B为-OC(O)-B1；在另一个实施方案中，B为-OC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3；在另一个实施方案中，B为-SC(O)-B1；在另一个实施方案中，B为-SC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3；在另一个实施方案中，B为-C(O)NB1B2；在另一个实施方案中，B为-C(O)NR-C0-6亚烷基-CB1B2B3；在另一个实施方案中，B为-NRC(O)-B1；在另一个实施方案中，B为-NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3；在另一个实施方案中，B为NRC(O)-NB1B2；在另一个实施方案中，B为NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3。
B1、B2和B3
在一个实施方案中，B1为-R1-L1-R2。
在一个实施方案中，B2为H；在另一个实施方案中，B2为-R3-L2-R4。
在一个实施方案中，B3为H；在另一个实施方案中，B3为-R5-L3-R6。
L1、L2和L3
在一个实施方案中，L1为-NR-，例如-NH-；在另一个实施方案中，L1为-C(O)-；在另一个实施方案中，L1为-S(O)m-，例如-S(O)2-；在另一个实施方案中，L1为-C(O)O-；在另一个实施方案中，L1为-C(O)S-；在另一个实施方案中，L1为-OC(O)-；在另一个实施方案中，L1为-SC(O)-；在另一个实施方案中，L1为-S(O)mO-，例如-S(O)2O-；在另一个实施方案中，L1为-S(O)mNR-，例如-S(O)2NH-；在另一个实施方案中，L1为-C(O)NR-，例如-C(O)NH-；在另一个实施方案中，L1为-NRC(O)-，例如-NHC(O)-；在另一个实施方案中，L1为-OC(O)NR-，例如-OC(O)NH-、-NRC(O)NR-，例如-NHC(O)NH-；在另一个实施方案中，L1为-C1-6亚烷基-；在另一个实施方案中，L1为-C0-6亚烷基-(OC1-6亚烷基)1-6-C0-6亚烷基-；在另一个实施方案中，L1为-C2-6亚烯基-；在另一个实施方案中，L1为-C2-6亚炔基-。
在一个实施方案中，L2为-NR-，例如-NH-；在另一个实施方案中，L2为-C(O)-；在另一个实施方案中，L2为-S(O)m-，例如-S(O)2-；在另一个实施方案中，L2为-C(O)O-；在另一个实施方案中，L2为-C(O)S-；在另一个实施方案中，L2为-OC(O)-；在另一个实施方案中，L2为-SC(O)-；在另一个实施方案中，L2为-S(O)mO-，例如-S(O)2O-；在另一个实施方案中，L2为-S(O)mNR-，例如-S(O)2NH-；在另一个实施方案中，L2为-C(O)NR-，例如-C(O)NH-；在另一个实施方案中，L2为-NRC(O)-，例如-NHC(O)-；在另一个实施方案中，L2为-OC(O)NR-，例如-OC(O)NH-、-NRC(O)NR-，例如-NHC(O)NH-；在另一个实施方案中，L2为-C1-6亚烷基-；在另一个实施方案中，L2为-C0-6亚烷基-(OC1-6亚烷基)1-6-C0-6亚烷基-；在另一个实施方案中，L2为-C2-6亚烯基-；在另一个实施方案中，L2为-C2-6亚炔基-。
在一个实施方案中，L3为-NR-，例如-NH-；在另一个实施方案中，L3为-C(O)-；在另一个实施方案中，L3为-S(O)m-，例如-S(O)2-；在另一个实施方案中，L3为-C(O)O-；在另一个实施方案中，L3为-C(O)S-；在另一个实施方案中，L3为-OC(O)-；在另一个实施方案中，L3为-SC(O)-；在另一个实施方案中，L3为-S(O)mO-，例如-S(O)2O-；在另一个实施方案中，L3为-S(O)mNR-，例如-S(O)2NH-；在另一个实施方案中，L3为-C(O)NR-，例如-C(O)NH-；在另一个实施方案中，L3为-NRC(O)-，例如-NHC(O)-；在另一个实施方案中，L3为-OC(O)NR-，例如-OC(O)NH-、-NRC(O)NR-，例如-NHC(O)NH-；在另一个实施方案中，L3为-C1-6亚烷基-；在另一个实施方案中，L3为-C0-6亚烷基-(OC1-6亚烷基)1-6-C0-6亚烷基-；在另一个实施方案中，L3为-C2-6亚烯基-；在另一个实施方案中，L3为-C2-6亚炔基-。
R1、R3和R5
在一个实施方案中，R1为任选取代的直链或支链的C1-18亚烷基，例如直链C1-10亚烷基，优选为CH2、CH2CH2、CH2CH2CH2、-(CH2)6-或-(CH2)7-；在另一个实施方案中，R1为任选取代的直链或支链的C2-18亚烯基；在另一个实施方案中，R1为任选取代的直链或支链的C2-18亚炔基。
在一个实施方案中，所述R1任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L1-R2取代，例如-直链C1-10亚烷基-L1-R2（优选为-CH2-L1-R2或-CH2CH2-L1-R2；在另一个实施方案中所述R1任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C2-18亚烯基-L1-R2取代；在另一个实施方案中所述R1任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C2-18亚炔基-L1-R2取代。
在一个实施方案中，R3为任选取代的直链或支链的C1-18亚烷基，例如直链C1-10亚烷基，优选为CH2、CH2CH2、CH2CH2CH2、-(CH2)6-或-(CH2)7-；在另一个实施方案中，R3为任选取代的直链或支链的C2-18亚烯基；在另一个实施方案中，R3为任选取代的直链或支链的C2-18亚炔基。
在一个实施方案中，所述R3任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L2-R4取代，例如-直链C1-10亚烷基-L2-R4（优选为-CH2-L2-R4或-CH2CH2-L2-R4；在另一个实施方案中所述R3任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C2-18亚烯基-L2-R4取代；在另一个实施方案中所述R3任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C2-18亚炔基-L2-R4取代。
在一个实施方案中，R5为任选取代的直链或支链的C1-18亚烷基，例如直链C1-10亚烷基；在另一个实施方案中，R5为任选取代的直链或支链的C2-18亚烯基；在另一个实施方案中，R5为任选取代的直链或支链的C2-18亚炔基。
在一个实施方案中，所述R5任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L3-R6取代，例如-直链C1-10亚烷基-L3-R6（优选为-CH2-L3-R6或-CH2CH2-L3-R6；在另一个实施方案中所述R5任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C2-18亚烯基-L3-R6取代；在另一个实施方案中所述R5任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C2-18亚炔基-L3-R6取代。
R2、R4和R6
在一个实施方案中，R2为任选取代的直链或支链的C1-30亚烷基；在另一个实施方案中，R2为直链或支链的C10-22亚烷基；在另一个实施方案中，R2为任选取代的直链或支链的C2-30亚烯基；在另一个实施方案中，R2为直链或支链的C10-22亚烯基；在另一个实施方案中，R2为任选取代的直链或支链的C2-30亚炔基。
在一个实施方案中，所述R2的亚烷基、亚烯基和亚炔基中的任意1个、2个、3个或4个碳原子可被-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NR-（例如-C(O)NH-）、-NRC(O)-（例如-NHC(O)-）、-OC(O)NR-（例如-OC(O)NH-）或-NRC(O)NR-（例如-NHC(O)NH-）替换。
在一个具体的实施方案中，R2为直链的C10-22亚烷基，例如C10亚烷基、C11亚烷基、C12亚烷基、C13亚烷基、C14亚烷基、C15亚烷基、C16亚烷基、C17亚烷基、C18亚烷基、C19亚烷基、C20亚烷基、C21亚烷基、C22亚烷基，例如，、、或。
在一个具体的实施方案中，R2为支链的C10-22亚烷基，其中，任意1个或2个碳原子可被-C(O)O-或-OC(O)替换，例如。
在一个具体的实施方案中，R2为直链的C10-22亚烯基，其中任选地包括1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个双键，例如，、、、、或。
在一个实施方案中，R4为任选取代的直链或支链的C1-30亚烷基；在另一个实施方案中，R4为直链或支链的C10-22亚烷基；在另一个实施方案中，R4为任选取代的直链或支链的C2-30亚烯基；在另一个实施方案中，R4为直链或支链的C10-22亚烯基；在另一个实施方案中，R4为任选取代的直链或支链的C2-30亚炔基。
在一个实施方案中，所述R4的亚烷基、亚烯基和亚炔基中的任意1个、2个、3个或4个碳原子可被-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NR-（例如-C(O)NH-）、-NRC(O)-（例如-NHC(O)-）、-OC(O)NR-（例如-OC(O)NH-）或-NRC(O)NR-（例如-NHC(O)NH-）替换。
在一个具体的实施方案中，R4为直链的C10-22亚烷基，例如C10亚烷基、C11亚烷基、C12亚烷基、C13亚烷基、C14亚烷基、C15亚烷基、C16亚烷基、C17亚烷基、C18亚烷基、C19亚烷基、C20亚烷基、C21亚烷基、C22亚烷基，例如，、、或。
在一个具体的实施方案中，R4为支链的C10-22亚烷基，其中，任意1个或2个碳原子可被-C(O)O-或-OC(O)替换，例如。
在一个具体的实施方案中，R4为直链的C10-22亚烯基，其中任选地包括1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个双键，例如，、、、、或。
在一个实施方案中，R6为任选取代的直链或支链的C1-30亚烷基；在另一个实施方案中，R6为直链或支链的C10-22亚烷基；在另一个实施方案中，R6为任选取代的直链或支链的C2-30亚烯基；在另一个实施方案中，R6为直链或支链的C10-22亚烯基；在另一个实施方案中，R6为任选取代的直链或支链的C2-30亚炔基。
在一个实施方案中，所述R6的亚烷基、亚烯基和亚炔基中的任意1个、2个、3个或4个碳原子可被-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NR-（例如-C(O)NH-）、-NRC(O)-（例如-NHC(O)-）、-OC(O)NR-（例如-OC(O)NH-）或-NRC(O)NR-（例如-NHC(O)NH-）替换。
在一个具体的实施方案中，R6为直链的C10-22亚烷基，例如C10亚烷基、C11亚烷基、C12亚烷基、C13亚烷基、C14亚烷基、C15亚烷基、C16亚烷基、C17亚烷基、C18亚烷基、C19亚烷基、C20亚烷基、C21亚烷基、C22亚烷基。
在一个具体的实施方案中，R6为支链的C10-22亚烷基，其中，任意1个或2个碳原子可被-C(O)O-或-OC(O)替换，例如。
在一个具体的实施方案中，R6为直链的C10-22亚烯基，其中任选地包括1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个双键，例如，、、、、或。
R1-R6
R1-R6的亚烷基、亚烯基和亚炔基中的1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个不相邻的碳原子任选地被选自O、S、N的杂原子替换。
R1-R6可任选地被1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个R*进一步取代。
m
在一个实施方案中，m选自0、1或2。
n
在一个实施方案中，每个n独立地选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
R
在一个实施方案中，R为H；在另一个实施方案中，R为C1-10烷基，例如C1-6烷基；在另一个实施方案中，R为C1-10卤代烷基，例如C1-6卤代烷基。
R*
在一个实施方案中，R*为H；在另一个实施方案中，R*为卤素；在另一个实施方案中，R*为OH；在另一个实施方案中，R*为CN；在另一个实施方案中，R*为NH2；在另一个实施方案中，R*为C1-10烷基，例如C1-6烷基；在另一个实施方案中，R*为C1-10烷氧基，例如C1-6烷氧基；在另一个实施方案中，R*为C1-10卤代烷基，例如C1-6卤代烷基；在另一个实施方案中，R*为C1-10卤代烷氧基，例如C1-6卤代烷氧基；在另一个实施方案中，R*为C3-10环烷基，例如C3-7环烷基；在另一个实施方案中，R*为3-10元杂环基，例如3-7元环烷基；在另一个实施方案中，R*为C6-10芳基；在另一个实施方案中，R*为5-10元杂芳基。
在一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(I-1)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(II)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(II-1)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(II-2)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(III)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(II-1)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(III-2)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(IV)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(IV-1)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(IV-2)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(V)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(V-1)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(V-2)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(VI)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(VI-1)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(VI-2)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(VII)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(VII-1)结构；在另一个实施方案中，本申请所述式(I)化合物具有式(VII-2)结构:
(I-1)(II)(II-1)(II-2)(III)(III-1)(III-2)(IV)(IV-1)(IV-2)(V)(V-1)(V-2)(VI)(VI-1)(VI-2)(VII)(VII-1)(VII-2)，
其中，各变量如本文所定义。
在另一个具体的实施方案中，本申请提供了一类基于NHG结构的可离子化脂质，具有式(I-2)所示的结构：
(I-2)
所述式(I-2)所示的结构中，环A为五元杂芳基，其他各变量如本文所定义。
示例性地，本申请式(I)化合物中可以由单体A、具有胺基的一元或多元醇连接结构的单体L与具有不同碳原子的饱和或不饱和脂肪酸的单体R反应制得，示例性的单体L和单体R如表1和表2所示。
单体A为具有Boc保护基团的NHG，例如：
Boc保护的GCP（Guanidiniocarbonyl-Pyrroles(GCP)-Boc）：
;
Boc保护的GIM（Guanidinecarbonyl-Imidazoles(GIM)-Boc）:
；
在本文中，由Boc保护的GCP经反应制得的可离子化脂质被命名为GCP类可离子化脂质，同理，由Boc保护的GIM制得的为GIM类可离子化脂质。
表1. 示例性单体L结构
表2. 示例性单体R结构
具有式（Ⅰ）结构的可离子化脂质的制备方法，包括以下步骤：以单体A、单体L为原料，反应制备中间体C。单体A与单体L的摩尔比为1：1～1.5，优选的摩尔比为1：1.5。单体A与单体L在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温下反应12～36小时，优选的，单体A与单体L在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温下反应24小时。以中间体C和单体R为原料，反应制备具有Boc保护基团的基于NHG结构的可离子化脂质。中间体C与单体R的摩尔比为1：2～3，优选的摩尔比为1：2.4。中间体C与单体R在超干二氯甲烷溶剂中室温下反应12～36小时，优选的，中间体C与单体R以摩尔比1：2.4在超干二氯甲烷溶剂中室温下反应24小时。具有Boc保护基团的可离子化脂质经4M HCl处理脱去保护基团得到基于NHG结构的可离子化脂质。
具体地，本申请具有式（Ⅰ）结构的可离子化脂质的制备方法如下：
（1）以单体A和单体L为原料，反应制备中间体C。
（2）以中间体C和单体R为原料，反应制备基于NHG结构的可离子化脂质。
上述技术方案中：步骤（1）中，以N,N-二甲基甲酰胺为反应溶剂，室温下反应24h；步骤（2）中，以超干二氯甲烷溶剂为反应溶剂，室温下反应24h。
作为具体例子，基于NHG结构的可离子化脂质的制备过程可如下所示：
作为具体例子，具有NHG结构的可离子化脂质可为以下所示结构：
；
；
；
；
；
；
或。
具有NHG结构的脂质纳米颗粒制备方法如下：以单体A、单体L为原料，反应制得中间体C，以中间体C和单体R为原料，反应制备基于NHG结构的可离子化脂质；所述可离子化脂质与辅助脂质按一定比例混合后与mRNA组装得到具有NHG结构的脂质纳米颗粒；具体的，将基于NHG结构的可离子化脂质和辅助脂质按一定比例混合溶解于乙醇中，再加入一定体积比和质量比的mRNA的水溶液，使用移液枪将两相混合均匀，在室温下孵育5～10分钟，得到具有NHG结构的脂质纳米颗粒。
其中所用mRNA编码荧光素酶，购于美国APExBIO公司，基于NHG结构的可离子化脂质与mRNA的质量比为30～50：1，优选为40：1，体积比为1：2～5，优选为1：3。其他脂质选自胆固醇、1，2二油酰-SN-甘油-3-磷酰乙醇胺（DOPE）、1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（DSPC）、1，2-二肉豆蔻酰-RAC-甘油-3-甲氧基聚乙二醇2000（DMG-PEG2000）等。
基于NHG结构的可离子化脂质和其他脂质间的组装可分为三组分和四组分两种，三组分包括可离子化脂质、辅助脂质和聚合物脂质，四组分中进一步包括结构性脂质。
基于NHG结构的可离子化脂质和其他脂质间的摩尔比可如表3所示。
表3. 基于NHG结构的可离子化脂质和其他脂质间摩尔比
在更具体的实施方案中，本申请提供了以下技术方案：
技术方案1. 式(I)化合物，或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体：
(I)
其中，
环A选自五元杂芳基，其任选地被1个、2个、3个或4个R0取代；
R0选自H、卤素、OH、CN、NH2、C1-10烷基、C1-10卤代烷基、C1-10烷氧基或C1-10卤代烷氧基；
L0选自化学键、-C1-18亚烷基-、-C2-18亚烯基-或-C2-18亚炔基-；
B选自-CB1B2B3、-OB1、-O-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-NB1B2、-NH-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)-B1、-C(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-S-S-B1、-S-S-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-S(O)m-B1、-S(O)m-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)O-B1、-C(O)O-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-OC(O)-B1、-OC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-SC(O)-B1、-SC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)NB1B2、-C(O)NR-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-NRC(O)-B1、-NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、NRC(O)-NB1B2或NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3，其中，m代表0、1或2；
B1为-R1-L1-R2；
B2为H或-R3-L2-R4；
B3为H或-R5-L3-R6；
R1、R3和R5独立地选自任选取代的直链或支链的C1-18亚烷基、任选取代的直链或支链的C2-18亚烯基或任选取代的直链或支链的C2-18亚炔基，其中，所述R1任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L1-R2、-C2-18亚烯基-L1-R2或-C2-18亚炔基-L1-R2取代，所述R3任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L2-R4、-C2-18亚烯基-L2-R4或-C2-18亚炔基-L2-R4取代，所述R5任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L3-R6、-C2-18亚烯基-L3-R6或-C2-18亚炔基-L3-R6取代；
L1、L2和L3独立地选自-NR-、-C(O)-、-S(O)m-、-C(O)O-、-C(O)S-、-OC(O)-、-SC(O)-、-S(O)mO-、-S(O)mNR-、-C(O)NR-、-NRC(O)-、-OC(O)NR-、-NRC(O)NR-、-C1-6亚烷基-、-C0-6亚烷基-(OC1-6亚烷基)1-6-C0-6亚烷基-、-C2-6亚烯基-或-C2-6亚炔基-，其中，m代表0、1或2；
R2、R4和R6独立地选自任选取代的直链或支链的C1-30亚烷基、任选取代的直链或支链的C2-30亚烯基或任选取代的直链或支链的C2-30亚炔基，其中，亚烷基、亚烯基和亚炔基中的任意1个、2个、3个或4个碳原子可被-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NR-、-NRC(O)-、-OC(O)NR-或-NRC(O)NR-替换；
R选自H、C1-10烷基或C1-10卤代烷基；
R1-R6的亚烷基、亚烯基和亚炔基中的1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个不相邻的碳原子任选地被选自O、S、N的杂原子替换；
R1-R6可任选地被1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个R*进一步取代；
R*选自H、卤素、OH、CN、NH2、C1-10烷基、C1-10烷氧基、C1-10卤代烷基、C1-10卤代烷氧基、C3-10环烷基、3-10元杂环基、C6-10芳基或5-10元杂芳基。
技术方案2. 技术方案1的化合物，其中，
环A为，其中，X1和X2独立地选自CR0或N；
R0选自H、卤素、OH、CN、NH2、C1-6烷基、C1-6卤代烷基、C1-6烷氧基或C1-6卤代烷氧基；
L0选自化学键、-C1-10亚烷基-、-C2-10亚烯基-或-C2-10亚炔基-；
B选自-C(O)-B1、-C(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-S-S-B1、-S-S-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)O-B1、-C(O)O-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-OC(O)-B1、-OC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-SC(O)-B1、-SC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)NB1B2、-C(O)NR-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-NRC(O)-B1、-NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、NRC(O)-NB1B2或NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3；
B1为-R1-L1-R2；
B2为H或-R3-L2-R4；
B3为H或-R5-L3-R6；
R1、R3和R5独立地选自直链或支链的C1-18亚烷基或直链或支链的C2-18亚烯基，其中，所述R1任选地被1个、2个或3个独立选择的-C1-10亚烷基-L1-R2取代，所述R3任选地被1个、2个或3个独立选择的-C1-10亚烷基-L2-R4取代，所述R5任选地被1个、2个或3个独立选择的-C1-10亚烷基-L3-R6取代；
L1、L2和L3独立地选自-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NR-、-NRC(O)-、-OC(O)NR-、-NRC(O)NR-、-C1-6亚烷基-、-C0-6亚烷基-(OC1-6亚烷基)1-6-C0-6亚烷基-、-C2-6亚烯基-或-C2-6亚炔基-；
R2、R4和R6独立地选自直链或支链的C1-30亚烷基、直链或支链的C2-30亚烯基或直链或支链的C2-30亚炔基，其中，任意1个、2个或3个碳原子可被-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NR-、-NRC(O)-、-OC(O)NR-或-NRC(O)NR-替换；
R选自H、C1-6烷基或C1-6卤代烷基；
R1-R6的亚烷基、亚烯基和亚炔基中的1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个不相邻的碳原子任选地被O原子替换；
R1-R6可任选地被1个、2个、3个、4个或5个R*进一步取代；
R*选自H、C1-10烷基或C1-10卤代烷基。
技术方案3. 技术方案2的化合物，其中，
X1和X2独立地选自CR0或N；
R0选自H、卤素、C1-6烷基、C1-6卤代烷基、C1-6烷氧基或C1-6卤代烷氧基；
B选自-C(O)-B1、-C(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-S-S-B1、-S-S-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)O-B1、-C(O)O-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-OC(O)-B1、-OC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)NB1B2、-C(O)NR-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-NRC(O)-B1、-NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、NRC(O)-NB1B2或NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3；
B1为-R1-L1-R2；
B2为H或-R3-L2-R4；
B3为H或-R5-L3-R6；
R1、R3和R5独立地选自直链或支链的C1-18亚烷基，其中，所述R1任选地被1个、2个或3个独立选择的-C1-10亚烷基-L1-R2取代，所述R3任选地被1个、2个或3个独立选择的-C1-10亚烷基-L2-R4取代，所述R5任选地被1个、2个或3个独立选择的-C1-10亚烷基-L3-R6取代；
L1、L2和L3独立地选自-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-C1-6亚烷基-、-C2-6亚烯基-或-C2-6亚炔基-；
R2、R4和R6独立地选自直链或支链的C1-30亚烷基、直链或支链的C2-30亚烯基或直链或支链的C2-30亚炔基，其中，任意1个或2个碳原子可被-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NH-或-NHC(O)-替换；
R选自H、C1-6烷基或C1-6卤代烷基；
R1-R6可任选地被1个、2个或3个R*进一步取代；
R*选自H或C1-10烷基。
技术方案4. 技术方案2的化合物，其中，
X1和X2独立地选自CH或N；
L0选自化学键或-C1-10亚烷基-；
B选自-C(O)-B1、-S-S-B1、-C(O)O-B1、-C(O)O-CB1B2B3、-OC(O)-B1、-OC(O)-CB1B2B3、-C(O)NB1B2、-C(O)NR-CB1B2B3、-NRC(O)-B1、-NRC(O)-CB1B2B3、NRC(O)-NB1B2或NRC(O)-CB1B2B3；
B1为-R1-L1-R2；
B2为H或-R3-L2-R4；
B3为H或-R5-L3-R6；
R1、R3和R5独立地选自直链C1-10亚烷基，例如CH2、CH2CH2、CH2CH2CH2、-(CH2)6-或-(CH2)7-，其中，所述R1任选地被1个或2个独立选择的-直链C1-10亚烷基-L1-R2（例如-CH2-L1-R2或-CH2CH2-L1-R2）取代，所述R3任选地被1个或2个独立选择的-直链C1-10亚烷基-L2-R4（例如-CH2-L2-R4或-CH2CH2-L2-R4）取代，所述R5任选地被1个或2个独立选择的-直链C1-10亚烷基-L3-R6（例如-CH2-L3-R4或-CH2CH2-L3-R6）取代；
L1、L2和L3独立地选自-C(O)O-或-OC(O)-；
R2、R4和R6独立地选自直链或支链的C10-22亚烷基或直链或支链的C10-22亚烯基，其中，任意1个碳原子可被-C(O)O-或-OC(O)替换，例如：、、、、、、、、、或；
R选自H、C1-6烷基或C1-6卤代烷基；
R1-R6可任选地被 1 个、2 个或 3 个 R*进一步取代；
R*选自H或C1-6烷基。
技术方案5. 技术方案2的化合物，其中，X1为CH，X2为N。
技术方案6. 技术方案2的化合物，其中，X1、X2都为CH。
技术方案7. 技术方案1的化合物，其中，B3为H。
技术方案8. 技术方案1的化合物，其中，R2、R4和R6独立地选自直链的C10-22亚烷基，例如C10亚烷基、C11亚烷基、C12亚烷基、C13亚烷基、C14亚烷基、C15亚烷基、C16亚烷基、C17亚烷基、C18亚烷基、C19亚烷基、C20亚烷基、C21亚烷基、C22亚烷基，例如，、、或；
优选地，R2、R4和R6独立地选自支链的C10-22亚烷基，其中，任意1个或2个碳原子可被-C(O)O-或-OC(O)替换，例如；
优选地，R2、R4和R6独立地选自直链的C10-22亚烯基，其中任选地包括1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个双键，例如，、、、、或；
选地，所述R2、R4和R6独立地且任选地进一步被1个、2个、3个、4个或5个C1-6烷基取代；
更优选地，R2、R4和R6独立地选自C10-20亚烷基（例如C15-18亚烷基）和C10-20亚烯基（例如C15-18亚烯基）；
更优选地R2、R4和R6独立地选自：、、、、和。
技术方案9. 技术方案1-8中任一项的化合物，其具有以下结构：
(I-1)(II)(II-1)(II-2)(III)(III-1)(III-2)(IV)(IV-1)(IV-2)(V)(V-1)(V-2)(VI)(VI-1)(VI-2)(VII)(VII-1)(VII-2)，
其中，
每个n独立地选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；
X1、X2、L1、L2和R1-R4如技术方案1-8中任一项所定义。
技术方案10. 技术方案1的化合物，其选自表4化合物：
表4.
(II)
其中，
表示与连接的位点；
表示与L1连接的位点；
表示与L2连接的位点。
技术方案11. 技术方案1的化合物，其中，所述化合物选自：
；
；
；
；
；
；或
。
技术方案12. 脂质纳米颗粒组合物，其包括可离子化脂质，以及任选地包含荷载；
其中，所述可离子化脂质为技术方案1-11中任一项的式(I)化合物，或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体。
技术方案13. 技术方案12的组合物，其中，所述可离子化脂质在组合物中以约20%-99.9%的摩尔百分比存在，优选以约30%-99.9%的摩尔百分比存在，例如，以约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%或约99%的摩尔百分比存在。
技术方案14. 技术方案12的组合物，其中，所述组合物进一步包括辅助磷脂。
技术方案15. 技术方案14的组合物，其中，所述辅助磷脂选自但不限于二硬脂酰-sn-甘油-磷酸乙醇胺、二硬脂酰磷脂酰胆碱(DSPC)、二油酰磷脂酰胆碱(DOPC)、二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)、二油酰磷脂酰甘油(DOPG)、二棕榈酰磷脂酰甘油(DPPG)、二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)、棕榈酰油酰磷脂酰胆碱(POPC)、棕榈酰油酰磷脂酰乙醇胺(POPE)、二油酰磷脂酰乙醇胺4-(N-马来酰亚胺基甲基)-环己烷-1-羧酸酯(DOPE-mal)、1-硬脂酰基1-2-油酰基磷脂酰乙醇胺(SOPE)、氢化大豆磷脂酰胆碱(HSPC)、卵磷脂酰胆碱(EPC)、二油酰基磷脂酰丝氨酸(DOPS)、鞘磷脂(SM)、二肉豆蔻酰基磷脂酰胆碱(DMPC)、二肉豆蔻酰基磷脂酰甘油(DMPG)、二硬脂酰基磷脂酰甘油(DSPG)、二芥酰基磷脂酰胆碱(DEPC)、棕榈酰基油酰基磷脂酰甘油(POPG)、二油酰基磷脂酰乙醇胺(DEPE)、1，2-二月桂酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰乙醇胺(DLPE)、1,2-二植烷酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DPHyPE)、卵磷脂、磷脂酰乙醇胺、溶血卵磷脂、溶血磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、卵鞘磷脂(ESM)、脑磷脂、心磷脂、磷脂酸、脑苷脂、二乙酰磷酸酯、溶血磷脂酰胆碱、二亚油酰基磷脂酰胆碱的一种或多种；
优选地，所述辅助脂质选自但不限于二油酰磷脂酰胆碱(DOPC)、二硬脂酰磷脂酰胆碱(DSPC)、二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)中的一种或多种。
技术方案16. 技术方案14的组合物，其中，所述辅助磷脂在所述组合物中以约0-60%的摩尔百分比存在，优选以约0-50%的摩尔百分比存在，例如，以约1%、约5%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%或约50%的摩尔百分比存在。
技术方案17. 技术方案12的组合物，其中，所述组合物进一步包括聚合物脂质。
技术方案18. 技术方案17的组合物，其中，所述聚合物脂质为聚乙二醇或聚乙二醇化脂质；
所述聚乙二醇化脂质选自但不限于：聚乙二醇改性的磷脂酰乙醇胺、聚乙二醇改性的磷脂酸、聚乙二醇改性的神经酰胺、聚乙二醇改性的二烷基胺、聚乙二醇改性的二酰基甘油、聚乙二醇改性的二烷基甘油或1-(单甲氧基-聚乙二醇)-2,3-二肉豆蔻酰甘油(PEG-DMG)；
优选地，所述聚乙二醇化脂质中包含约1000Da至约20kDa的PEG部分，优选包含约1000Da至约5000Da的PEG部分；
优选地，所述聚乙二醇化脂质选自但不限于DMPE-PEG1000、DPPE-PEG1000、DSPE-PEG1000、DOPE-PEG1000、DMG-PEG2000、Ceramide-PEG2000、DMPE-PEG2000、DPPE-PEG2000、DSPE-PEG2000、Azido-PEG2000、DSPE-PEG2000-Mannose、Ceramide-PEG5000、DSPE-PEG5000中的一种或多种，优选为DMG-PEG2000。
技术方案19. 技术方案17的组合物，其中，所述聚合物脂质在所述组合物中以约0.01-30%的摩尔百分比存在，优选以约0.01-20%的摩尔百分比存在，更优选以约0.1-10%的摩尔百分比存在，例如，以约0.5%、约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约6%、约7%、约8%或约9%的摩尔百分比存在。
技术方案20. 技术方案12的组合物，其中，所述组合物进一步包括结构性脂质；
优选地，所述结构性脂质选自但不限于胆固醇、谷甾醇、粪甾醇、岩皂甾醇、菜籽甾醇、麦角固醇、番茄碱、熊果酸、α-生育酚、豆甾醇、燕麦甾醇、麦角骨化醇或菜油甾醇中的一种或多种，优选胆固醇和/或β-谷甾醇；
更优选地，所述结构性脂质为胆固醇。
技术方案21. 技术方案20的组合物，其中，结构性脂质在所述组合物中以约0-80%的摩尔百分比存在，优选以约0-70%的摩尔百分比存在，更优选以约0-60%的摩尔百分比存在，例如，以约0%、约5%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%或约80%的摩尔百分比存在。
技术方案22. 技术方案12-21中任一项的组合物，其中，可离子化脂质为技术方案9所述的式(II-1)化合物，L1-L2、R1-R4如技术方案1-8中任一项所定义；
所述可离子化脂质、辅助磷脂、聚合物脂质和结构性脂质的摩尔比为约30-70：1-40：5-40：0.1-5，优选为约40-70：5-30：10-35：0.1-3；
例如，摩尔比为约50：7.5：33.5：0.5，或者为约40：15：33.5：1，或者为约55：30：12.5：0.5，或者为约55：30：12.5：0.75，或者为约45：30：18.5：0.5，又或者为约60：5：28.5：1.5。
技术方案23. 技术方案22的组合物，其中，可离子化脂质选自GaC16-1、GaC18-2或GbC18-2。
技术方案24. 技术方案22的组合物，其中，
可离子化脂质为GaC16-1；
辅助磷脂为DOPE；
结构性脂质为胆固醇；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和结构性脂质的摩尔比为约35-55：5-15：30-35：0.1-2，优选为约50：7.5：33.5：0.5，或为约40：15：33.5：1。
技术方案25. 技术方案22的组合物，其中，
可离子化脂质为GaC18-2；
辅助磷脂为DOPE；
结构性脂质为胆固醇；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和结构性脂质的摩尔比为约55：30：12.5：0.5，或者为约55：30：12.5：0.75，又或者为约45：30：18.5：0.5。
技术方案26. 技术方案22的组合物，其中，
可离子化脂质为GbC18-2；
辅助磷脂为DSPC；
结构性脂质为胆固醇；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和结构性脂质的摩尔比为约55-65：1-10：20-35：0.1-3，优选为约60：5：28.5：1.5。
技术方案27. 技术方案12-21中任一项的组合物，其中，可离子化脂质为技术方案9所述的式(II-2)化合物，L1-L2、R1-R4如技术方案1-8中任一项所定义；
所述可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和结构性脂质的摩尔比为约30-70：0.1-20：10-60：0.1-10，优选为约35-65：1-15：10-50：0.1-5；
例如，摩尔比为约50：5：48.5：0.75，或者为约40：10：28.5：0.75，或者为约60：1.25：18.5：0.75，又或者为约60：5：38.5：3。
技术方案28. 技术方案27的组合物，其中，可离子化脂质选自MaC18-1或MaC14-C21-T2。
技术方案29. 技术方案27的组合物，其中，
可离子化脂质为MaC18-1；
辅助磷脂为DOPE；
结构性脂质为胆固醇；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和结构性脂质的摩尔比为约55-65：5：40-55：0.1-5或约35-45：5-15：20-35：0.1-5，优选为约50：5：48.5：0.75或约40：10：28.5：0.75。
技术方案30. 技术方案27的组合物，其中，
可离子化脂质为MaC18-1；
辅助磷脂为DSPC；
结构性脂质为胆固醇；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和结构性脂质的摩尔比为约55-65：1-5：10-25：0.1-5或约45-55：1-10：40-55：0.1-5，优选为约60：1.25：18.5：0.75或约50：5：48.5：0.75。
技术方案31. 技术方案27的组合物，其中，
可离子化脂质为MaC14-C21-T2；
辅助磷脂为DOPE；
结构性脂质为胆固醇；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和胆固醇的摩尔比为约55-65：1-10：35-40：0.5-5，优选为约60：5：38.5：3。
技术方案32. 技术方案12的组合物，其中，所述组合物中不含结构性脂质。
技术方案33. 技术方案32的组合物，其中，可离子化脂质、辅助磷脂和聚乙二醇脂类的摩尔比为约30-60：10-60：0.1-5，优选为约40-55：20-50：0.1-3，例如，摩尔比为约40：40：0.75，或者为约55：20：0.5，或者为约45：35：0.5，又或者为约49：49：0.75。
技术方案34. 技术方案33的组合物，其中，所述可离子化脂质为GaC18-2或MaC18-1。
技术方案35. 技术方案33的组合物，其中，
可离子化脂质为GaC18-2；
辅助磷脂为DOPE；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂和聚乙二醇脂类的摩尔比为约40：40：0.75，或者为约55：20：0.5，或者为约45：35：0.5。
技术方案36. 技术方案33的组合物，其中，
可离子化脂质为MaC18-1；
辅助磷脂为DSPC；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂和聚乙二醇脂类的摩尔比为约45-55：45-55：0.1-1.5，优选为约50：50：0.75或约49.63：49.63：0.75。
技术方案37. 技术方案12-36中任一项的组合物，其中，所述组合物的粒径为约100~300 nm，优选为约150~250 nm，更优选为约180～230 nm，例如，约187 nm、约208 nm、约212 nm、约213 nm、约229 nm或约230 nm；所述组合物的粒径优选为约187 nm。
技术方案38. 技术方案12-37中任一项的组合物，其中，所述荷载选自治疗剂、预防剂或诊断剂中的一种或多种；
优选地，所述治疗剂、预防剂或诊断剂为核酸；
优选地，所述核酸选自ASO、RNA或DNA中的一种或多种；
优选地，所述RNA选自小干扰RNA(siRNA)、不对称干扰RNA(aiRNA)、短发夹RNA(shRNA)、反义RNA(aRNA)、信使RNA(mRNA)、长非编码RNA(lncRNA)、微RNA(miRNA)、小激活RNA(saRNA)、多聚编码核酸(MCNA)、聚合编码核酸(PCNA)、引导RNA(gRNA)、CRISPRRNA(crRNA)、tRNA、rRNA或核酶中的一种或多种，优选为mRNA，更优选为修饰的mRNA。
技术方案39. 药物组合物，其包含技术方案1-11任一项的化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，或技术方案12-38任一项的脂质纳米颗粒组合物，以及药物上可接受的辅料。
技术方案40. 技术方案1-11任一项的化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，或技术方案12-38任一项的脂质纳米颗粒组合物在制备用于治疗、诊断或预防疾病的药物中的用途。
技术方案41. 技术方案1-11任一项的化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，或技术方案12-38任一项的脂质纳米颗粒组合物，其用于治疗、诊断或预防疾病。
技术方案42. 技术方案1-11任一项的化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，技术方案12-38任一项的脂质纳米颗粒组合物，或技术方案39的药物组合物在制备递送荷载的药物中的用途，所述荷载选自治疗剂、预防剂或诊断剂中的一种或多种。
技术方案43. 技术方案1-11任一项的化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，技术方案12-38任一项的脂质纳米颗粒组合物，或技术方案39的药物组合物，其用于递送荷载，所述荷载选自治疗剂、预防剂或诊断剂中的一种或多种。
技术方案44. 一种治疗、诊断或预防疾病的方法，其中，所述方法为向受试者给药技术方案1-11任一项的化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，或技术方案12-38任一项的脂质纳米颗粒组合物。
技术方案45. 技术方案41的用途或技术方案43的化合物或组合物，其中，所述治疗剂、预防剂或诊断剂为核酸；
优选地，所述核酸选自ASO、RNA或DNA中的一种或多种；
优选地，所述RNA选自小干扰RNA(siRNA)、不对称干扰RNA(aiRNA)、短发夹RNA(shRNA)、反义RNA(aRNA)、信使RNA(mRNA)、长非编码RNA(lncRNA)、微RNA(miRNA)、小激活RNA(saRNA)、多聚编码核酸(MCNA)、聚合编码核酸(PCNA)、引导RNA(gRNA)、CRISPRRNA(crRNA)、tRNA、rRNA或核酶中的一种或多种，优选为mRNA，更优选为修饰的mRNA。
本申请化合物可包括一个或多个不对称中心，且因此可以存在多种立体异构体形式，例如，对映异构体和/或非对映异构体形式。例如，本申请化合物可为单独的对映异构体、非对映异构体或几何异构体(例如顺式和反式异构体)，或者可为立体异构体的混合物的形式，包括外消旋体混合物和富含一种或多种立体异构体的混合物。异构体可通过本领域技术人员已知的方法从混合物中分离，所述方法包括：手性高压液相色谱法(HPLC)以及手性盐的形成和结晶；或者优选的异构体可通过不对称合成来制备。
本申请化合物可以互变异构体形式存在。互变异构体为因分子中某一原子在两个位置迅速移动而产生的官能团异构体。互变异构体是一种特殊的官能团异构体，一对互变异构体可以互相转换，但通常以比较稳定的一种异构体为其主要的存在形式。最主要的例子为烯醇式和酮式互变异构体。
本申请还包括同位素标记的化合物(同位素变体)，它们等同于式(IV)所述的那些，但一个或多个原子被原子质量或质量数不同于自然界常见的原子质量或质量数的原子所代替。可以引入本申请化合物中的同位素的实例包括氢、碳、氮、氧、磷、硫、氟和氯的同位素，分别例如2H、3H、13C、11C、14C、15N、18O、17O、31P、32P、35S、18F和36Cl。含有上述同位素和/或其它原子的其它同位素的本申请化合物、其前体药物和所述化合物或所述前体药物的药学上可接受的盐都属于本申请的范围。某些同位素标记的本申请化合物、例如引入放射性同位素(例如3H和14C)的那些可用于药物和/或底物组织分布测定。氚、即3H和碳-14、即14C同位素是特别优选的，因为它们容易制备和检测。进而，被更重的同位素取代，例如氘、即2H，由于代谢稳定性更高可以提供治疗上的益处，例如延长体内半衰期或减少剂量需求，因而在有些情况下可能是优选的。同位素标记的本申请式(IV)化合物及其前体药物一般可以这样制备，在进行下述流程和/或实施例与制备例所公开的工艺时，用容易得到的同位素标记的试剂代替非同位素标记的试剂。
本申请还提供药物制剂，包含治疗有效量的式(IV)化合物或其治疗学上可接受的盐和其药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂。所有这些形式都属于本申请。
药物组合物和试剂盒
在另一方面，本申请提供了药物组合物，其包含本申请纳米颗粒组合物和药学上可接受的赋形剂，所述纳米颗粒组合物包含本申请化合物。
用于本申请的药学上可接受的赋形剂是指不会破坏一起调配的化合物的药理学活性的无毒载剂、佐剂或媒剂。可以用于本申请组合物中的药学上可接受的载剂、佐剂或媒剂包括(但不限于)离子交换剂、氧化铝、硬脂酸铝、卵磷脂、血清蛋白(如人类血清白蛋白)、缓冲物质(如磷酸盐)、甘氨酸、山梨酸、山梨酸钾、饱和植物脂肪酸的偏甘油酯混合物、水、盐或电解质(如硫酸鱼精蛋白)、磷酸氢二钠、磷酸氢钾、氯化钠、锌盐、硅胶、三硅酸镁、聚乙烯吡咯烷酮、基于纤维素的物质、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸酯、蜡、聚乙烯-聚氧丙烯-嵌段聚合物、聚乙二醇以及羊毛脂。
本申请还包括试剂盒(例如，药物包装)。所提供的试剂盒可以包括本申请纳米颗粒组合物和其它治疗剂或诊断剂或预防剂，以及含有本申请纳米颗粒组合物和其它治疗剂或诊断剂或预防剂的第一和第二容器(例如，小瓶、安瓿瓶、瓶、注射器和/或可分散包装或其它合适的容器)。在一些实施方案中，提供的试剂盒还可以任选包括第三容器，其含有用于稀释或悬浮本申请纳米颗粒组合物和/或其它治疗剂或诊断剂或预防剂的药用赋形剂。在一些实施方案中，提供在第一容器和第二容器中的本申请纳米颗粒组合物和其它治疗剂或诊断剂或预防剂组合形成一个单位剂型。
给药
本申请提供的药物组合物可以通过许多途径给药，包括但不限于：口服给药、肠胃外给药、吸入给药、局部给药、直肠给药、鼻腔给药、口腔给药、阴道给药、通过植入剂给药或其它给药方式。例如，本文使用的肠胃外给药包括皮下给药、皮内给药、静脉内给药、肌肉内给药、关节内给药、动脉内给药、滑膜腔内给药、胸骨内给药、脑脊髓膜内给药、病灶内给药、和颅内的注射或输液技术。
通常，给予有效量的本申请药物组合物。按照有关情况，包括所治疗或预防的病症、选择的给药途径、实际给予的药物组合物、个体患者的年龄、体重和响应、患者症状的严重程度，等等，可以由医生确定实际上给予的药物组合物的量。
当用于预防本申请所述病症时，给予处于形成所述病症危险之中的受试者本文所提供的药物组合物，典型地基于医生的建议并在医生监督下给药，剂量水平如上所述。处于形成具体病症的危险之中的受试者，通常包括具有所述病症的家族史的受试者，或通过遗传试验或筛选确定尤其对形成所述病症敏感的那些受试者。
还可以长期给予本文所提供的药物组合物(“长期给药”)。长期给药是指在长时间内给予化合物或其药物组合物，例如，3个月、6个月、1年、2年、3年、5年等等，或者可无限期地持续给药，例如，受试者的余生。在一些实施方案中，长期给药意欲在长时间内在血液中提供所述化合物的恒定水平，例如，在治疗窗内。
可以使用各种给药方法，进一步递送本申请的药物组合物。例如，在一些实施方案中，可以推注给药药物组合物，例如，为了使化合物在血液中的浓度提高至有效水平。推注剂量取决于通过身体的活性组分的目标全身性水平，例如，肌内或皮下的推注剂量使活性组分缓慢释放，而直接递送至静脉的推注(例如，通过IV静脉滴注)能够更加快速地递送，使得活性组分在血液中的浓度快速升高至有效水平。在其它实施方案中，可以以持续输液形式给予药物组合物，例如，通过IV静脉滴注，从而在受试者身体中提供稳态浓度的活性组分。此外，在其它实施方案中，可以首先给予推注剂量的药物组合物，而后持续输液。
口服组合物可以采用散装液体溶液或混悬剂或散装粉剂形式。然而，更通常，为了便于精确地剂量给药，以单位剂量形式提供所述组合物。术语“单位剂型”是指适合作为人类患者及其它哺乳动物的单元剂量的物理离散单位，每个单位包含预定数量的、适于产生所需要的治疗效果的活性物质与合适药学赋形剂。典型的单位剂量形式包括液体组合物的预装填的、预先测量的安瓿或注射器，或者在固体组合物情况下的丸剂、片剂、胶囊剂等。在这种组合物中，所述活性物质通常为较少的组分(约0.1至约50重量%，或优选约1至约40重量%)，剩余部分为对于形成所需给药形式有用的各种载体或赋形剂以及加工助剂。
对于口服剂量，代表性的方案是，每天一个至五个口服剂量，尤其是两个至四个口服剂量，典型地是三个口服剂量。使用这些剂量给药模式，每个剂量提供大约0.001mg/kg至约10mg/kg剂量的所述治疗剂或诊断剂或预防剂，优选的剂量各自提供大约0.1mg/kg至大约10 mg/kg，尤其是大约1至大约5 mg/kg。
为了提供与使用注射剂量类似的血液水平，或比使用注射剂量更低的血液水平，通常选择透皮剂量，数量为大约0.01至大约20%重量，优选大约0.1至大约20%重量，优选大约0.1至大约10%重量，且更优选大约0.5至大约15%重量。
从大约1至大约120小时，尤其是24至96小时，注射剂量水平在大约0.1 mg/kg/小时至至少10 mg/kg/小时的范围。为了获得足够的稳定状态水平，还可以给予大约0.1 mg/kg至大约10 mg/kg或更多的预载推注。对于40至80 kg的人类患者来说，最大总剂量不能超过大约2 g/天。
适于口服给药的液体形式可包括合适的水性或非水载体以及缓冲剂、悬浮剂和分散剂、着色剂、调味剂，等等。固体形式可包括，例如，任何下列组份，或具有类似性质的化合物：粘合剂，例如，微晶纤维素、黄蓍胶或明胶；赋形剂，例如，淀粉或乳糖，崩解剂，例如，褐藻酸、Primogel或玉米淀粉；润滑剂，例如，硬脂酸镁；助流剂，例如，胶体二氧化硅；甜味剂，例如，蔗糖或糖精；或调味剂，例如，薄荷、水杨酸甲酯或橙味调味剂。
可注射的组合物典型地基于可注射用的无菌盐水或磷酸盐缓冲盐水，或本领域中已知的其它可注射的赋形剂。如前所述，在这种组合物中，活性化合物典型地为较少的组分，经常为约0.05至10%重量，剩余部分为可注射的赋形剂等。
典型地将透皮组合物配制为含有活性组分的局部软膏剂或乳膏剂。当配制为软膏剂时，活性组分典型地与石蜡或可与水混溶的软膏基质组合。或者，活性组分可与例如水包油型乳膏基质一起配制为乳膏剂。这种透皮制剂是本领域中公知的，且通常包括用于提升活性组分或制剂的稳定的皮肤渗透的其它组份。所有这种已知的透皮制剂和组份包括在本申请提供的范围内。
本申请化合物还可通过经皮装置给予。因此，经皮给药可使用贮存器(reservoir)或多孔膜类型、或者多种固体基质的贴剂实现。
用于口服给予、注射或局部给予的组合物的上述组份仅仅是代表性的。其它材料以及加工技术等阐述于Remington's Pharmaceutical Sciences, 17th edition, 1985,Mack Publishing Company, Easton, Pennsylvania的第8部分中，本文以引用的方式引入该文献。
本申请纳米颗粒组合物还可以以持续释放形式给予，或从持续释放给药系统中给予。代表性的持续释放材料的描述可在Remington's Pharmaceutical Sciences中找到。
本申请还涉及本申请化合物的药学上可接受的制剂。在一个实施方案中，所述制剂包含水。在另一个实施方案中，所述制剂包含环糊精衍生物。最常见的环糊精为分别由6、7和8个α-1,4-连接的葡萄糖单元组成的α-、β-和γ-环糊精，其在连接的糖部分上任选包括一个或多个取代基，其包括但不限于：甲基化的、羟基烷基化的、酰化的和磺烷基醚取代。在一些实施方案中，所述环糊精为磺烷基醚β-环糊精，例如，磺丁基醚β-环糊精，也称作Captisol。参见，例如，U.S.5,376,645。在一些实施方案中，所述制剂包括六丙基-β-环糊精(例如，在水中，10-50%)。
实施例
为使本申请的技术方案更清楚、明确，通过以下实施例对本申请进行进一步详细说明。以下实施例仅用于说明本申请的具体实施方式，以使本领域的技术人员能够理解本申请，但不用于限制本申请的保护范围。本申请的具体实施方式中，未作特别说明的技术手段或方法等为本领域的常规技术手段或方法等。实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1. GCP类可离子化脂质及其脂质纳米颗粒的制备和性能研究
实施例1.1 GCP类可离子化脂质合成
将GCP-Boc（100mg，0.35mmol）与乙二醇胺（36.8mg，0.35mmol）在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温反应24小时制得中间体，再加入十八碳-9,12-二烯酸（237.88mg，0.85mmol）、DMAP（24.43mg，0.07mmol）、EDC·HCl（131.64mg，0.85 mmol）到超干二氯甲烷溶剂中室温下反应24小时。反应后减压蒸馏除去溶剂，纯化、脱Boc、冻干，得到淡黄色油状产物GaC18-2。
将GCP-Boc（100mg，0.35mmol）与乙二醇胺（36.8mg，0.35mmol）在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温反应24小时制得中间体，再加入顺-9-十六碳烯酸（215.74mg，0.85mmol）、DMAP（24.43mg，0.07mmol）、EDC·HCl（131.64mg，0.85mmol）到超干二氯甲烷溶剂中，室温下反应24小时。反应后减压蒸馏除去溶剂，纯化、脱Boc、冻干，得到淡黄色油状产物GaC16-1。
将GCP-Boc（100mg，0.35mmol）与乙二醇胺（36.8mg，0.35mmol）在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温反应24小时制得中间体，再加入顺式-5,8,11,14,17-二十碳五烯酸（256.49mg，0.85mmol）、DMAP（24.43mg，0.07mmol）、EDC·HCl（131.64mg，0.85mmol）到超干二氯甲烷溶剂中，室温下反应24小时。反应后减压蒸馏除去溶剂，纯化、脱Boc、冻干，得到淡黄色油状产物GaC20-5。
将GCP-Boc（100mg，0.35mmol）与乙二醇胺（36.8mg，0.35mmol）在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温反应24小时制得中间体，再加入9,12,15-十八碳三烯酸（236.12mg，0.85mmol）、DMAP（24.43mg，0.07mmol）、EDC·HCl（131.64mg，0.85mmol）到超干二氯甲烷溶剂中，室温下反应24小时。反应后减压蒸馏除去溶剂，纯化、脱Boc、冻干，得到淡黄色油状产物GaC18-3。
将GCP-Boc（100mg，0.35mmol）与乙二醇胺（36.8mg，0.35mmol）在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温反应24小时制得中间体，再加入十八烷酸（242.06mg，0.85mmol）、DMAP（24.43mg，0.07mmol）、EDC·HCl（131.64mg，0.85 mmol）到超干二氯甲烷溶剂中，室温下反应24小时。反应后减压蒸馏除去溶剂，纯化、脱Boc、冻干，得到淡黄色油状产物GaC18。
将GCP-Boc（100mg，0.35mmol）与乙二醇胺（36.8mg，0.35mmol）在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温反应24小时制得中间体，再加入顺式十八碳-9-烯酸（239.92mg，0.85mmol）、DMAP（24.43mg，0.07mmol）、EDC·HCl（131.64mg，0.85 mmol）到超干二氯甲烷溶剂中，室温下反应24小时。反应后减压蒸馏除去溶剂，纯化、脱Boc、冻干，得到淡黄色油状产物GaC18-1。
将GCP-Boc（100mg，0.35mmol）与乙二醇胺（36.8mg，0.35mmol）在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温反应24小时制得中间体，再加入顺式-13-二十二烯酸（287.78mg，0.85mmol）、DMAP（24.43mg，0.07mmol）、EDC·HCl（131.64mg，0.85 mmol）到超干二氯甲烷溶剂中，室温下反应24小时。反应后减压蒸馏除去溶剂，纯化、脱Boc、冻干，得到淡黄色油状产物GaC22-1。
将GCP-Boc（100mg，0.35mmol）与乙醇胺（21.4mg，0.35mmol）在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温反应24小时制得中间体，再加入十八碳-9,12-二烯酸（65.05mg，0.42mmol）、DMAP（24.43mg，0.07mmol）、EDC·HCl（131.64mg，0.42 mmol）到超干二氯甲烷溶剂中，室温下反应24小时。反应后减压蒸馏除去溶剂，纯化、脱Boc、冻干，得到淡黄色油状产物GbC18-2。
实施例1.2 可离子化脂质筛选
为了对比不同可离子化脂质对mRNA的递送效果，进行如下实验。
在第一批次中，分别将GaC18-2、GaC16-1、GaC18-3和GaC20-5与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以摩尔比50：10：38.5：1.5的比例溶于乙醇，mRNA溶于无核酸酶水溶液（1mg/mL）。按照总脂质与mRNA体积比1：3，质量比40：1的比例将两相混合，用移液枪吹打60～100次，形成LNP/mRNA复合物GaC18-2-F0、GaC16-1-F0、GaC20-5-F0、GaC18-3-F0。将HeLa细胞每孔1×104个接种到96孔板内，在含有10％FBS及1%双抗的DMEM培养基中培养24h。然后将培养基替换为无双抗的含10％FBS培养基，按照150ng mRNA/每孔的浓度分别加入GaC18-2-F0、GaC16-1-F0、GaC18-3-F0、GaC20-5-F0，以Lipo3000作为对照。37℃孵育6h后，移除培养基，替换为新鲜含双抗的完全培养基继续培养18h，使用荧光素酶试剂盒测定荧光素酶的表达，评价对mRNA的递送效果。
结果如图1所示。实验结果表明，以GaC16-1和GaC18-2组装成的脂质纳米颗粒相比GaC18-3和GaC20-5具有更高的荧光素酶表达，即具有更好的递送效果。
在第二批次中，分别将GaC16-1、GaC22-1、GaC18、GaC18-1、GaC18-2与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以摩尔比50：10：38.5：1.5的比例溶于乙醇，mRNA溶于无核酸酶水溶液（1mg/mL）。按照总脂质与mRNA体积比1：3，质量比40：1的比例将两相混合，用移液枪吹打60～100次，形成LNP/mRNA复合物GaC18-2-F0、GaC16-1-F0、GaC18-F0、GaC18-1-F0和GaC22-1-F0。将HeLa细胞每孔1×104个接种到96孔板内，在含有10％FBS及1%双抗的DMEM培养基中培养24h。然后将培养基替换为无双抗的含10％FBS培养基，按照150ng mRNA/每孔的浓度分别加入GaC18-2-F0、GaC16-1-F0、GaC18-F0、GaC18-1-F0和GaC22-1-F0，以Lipo3000作为对照。37℃孵育6h后，移除培养基，替换为新鲜含双抗的完全培养基继续培养18h，使用荧光素酶试剂盒测定荧光素酶的表达，评价对mRNA的递送效果。
结果如图2所示。实验结果表明，以GaC18-2组装成的脂质纳米颗粒具有显著高的荧光素酶表达，以GaC16-1和GaC22-1组装成的脂质纳米颗粒也具有较高的荧光素酶表达，优于GaC18和GaC18-1组装的脂质纳米颗粒，因此，GaC18-2、GaC16-1和GaC22-1具有更好的递送效果。
实施例1.3 配比筛选
为了对比GaC16-1与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果，将GaC16-1与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000在摩尔比35～50：7.5～20：33.5～48.5：0.5～3的范围内划分为十六组，分别溶于乙醇，mRNA溶于无核酸酶水溶液（1mg/mL）。按照总脂质与mRNA体积比1：3，质量比40：1的比例将两相混合，用移液枪吹打60～100次，形成LNP/mRNA复合物。HeLa细胞每孔1×104个接种到96孔板内，然后在含有10％FBS及1%双抗的DMEM培养基中培养24h。然后将培养基替换为无双抗的含10％FBS培养基，按照150ngmRNA/每孔的浓度分别加入GaC16-1不同配比的LNP/mRNA复合物，以Lipo3000作为对照。37℃孵育6h后，移除培养基，替换成新鲜含双抗的完全培养基继续培养18h，使用荧光素酶试剂盒测定荧光素酶的表达，评价对mRNA的递送效果。结果如图3所示。实验结果表明，F2-4及F2-10两组相比其他组具有更高的荧光素酶表达，因此具有更好递送效果，即GaC16-1与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以四组分形式进行组装，摩尔比为50：7.5：33.5：0.5和40：15：33.5：1。
为了对比GaC18-2与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果，将GaC18-2与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000的摩尔比在30～60：1.25～10：18.5～48.5：0.75～6的范围内划分为十六组，分别溶于无水乙醇，mRNA溶于无核酸酶水溶液（1mg/mL）。按照总脂质与mRNA体积比1：3，质量比40：1的比例将两相混合，用移液枪吹打60～100次，形成LNP/mRNA复合物。HeLa细胞每孔1×104个接种到96孔板内，然后在含有10％FBS及1%双抗的DMEM培养基中培养24h。然后将培养基替换为无双抗的含10％FBS培养基，按照150ng mRNA/每孔的浓度分别加入GaC18-2不同配比的LNP/mRNA复合物，以Lipo3000作为对照。37℃孵育6h后，移除培养基，替换成新鲜含双抗的完全培养基继续培养18h，使用荧光素酶试剂盒测定荧光素酶的表达，评价对mRNA的递送效果。结果如图4所示。实验结果表明，多组配方都具有较高的荧光素酶表达，其中F3-2和F3-4组的荧光素酶表达最高，因此具有更好递送效果，即GaC18-2与DOPE、DMG-PEG2000以三组分形式进行组装，摩尔比为40:40:0.75和55:20:0.5。
为了对比GaC18-2与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果，将GaC18-2与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000的摩尔比在45～65：25～35：0或12.5：0.5的范围内划分为十八组，分别溶于无水乙醇，mRNA（编码Luciferase蛋白序列，购于美国APExBIO公司）溶于无核酸酶水溶液（1mg/mL）。按照总脂质与mRNA体积比1：3，质量比40：1的比例将两相混合，用移液枪吹打60～100次，形成LNP/mRNA复合物。HeLa细胞每孔1×104个接种到96孔板内，然后在含有10％FBS及1%双抗的DMEM培养基中培养24h。然后将培养基替换为无双抗的含10％FBS培养基，按照150ng mRNA/每孔的浓度分别加入GaC18-2不同配比的LNP/mRNA复合物，以Lipo3000作为对照。37℃孵育6h后，移除培养基，替换成新鲜含双抗的完全培养基继续培养18h，使用荧光素酶试剂盒测定荧光素酶的表达，评价对mRNA的递送效果。结果如图5所示。实验结果表明，F4-7和F4-14组具有显著更高的荧光素酶表达，因此具有更好递送效果，即GaC18-2与DOPE、DMG-PEG2000以三组分形式进行组装，摩尔比为45：35：0.5；GaC18-2与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以四组分形式进行组装，摩尔比为55：30：12.5：0.5。
为了对比GbC18-2与DSPC、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果，将GbC18-2与DSPC、胆固醇、DMG-PEG2000的摩尔比在30～60：2.5～15：18.5～48.5：0.75～6的范围内划分为十六组，分别溶于无水乙醇，mRNA（编码Luciferase蛋白序列，购于美国APExBIO公司）溶于无核酸酶水溶液（1mg/mL）。按照总脂质与mRNA体积比1：3，质量比40：1的比例将两相混合，用移液枪吹打60～100次，形成LNP/mRNA复合物。HeLa细胞每孔1×104个接种到96孔板内，然后在含有10％FBS及1%双抗的DMEM培养基中培养24h。然后将培养基替换为无双抗的含10％FBS培养基，按照150ng mRNA/每孔的浓度分别加入GbC18-2不同配比的LNP/mRNA复合物，以Lipo3000作为对照。37℃孵育6h后，移除培养基，替换成新鲜含双抗的完全培养基继续培养18h，使用荧光素酶试剂盒测定荧光素酶的表达，评价对mRNA的递送效果。实验结果表明，F3组具有显著更高的荧光素酶表达，因此具有更好递送效果，即GbC18-2与DSPC、胆固醇、DMG-PEG2000以四组分形式进行组装，摩尔比为60：5：28.5：1.5。结果如图6所示。
实施例1.4 细胞毒性实验
为了研究具有高效递送效果的几种GCP类LNP/mRNA复合物的细胞毒性，将HeLa细胞以每孔1.5×104个接种到96孔板内，培养24h。然后将培养基替换为无双抗的含10％FBS培养基，加入不同体积的LNP/mRNA复合物：GaC16-1-F2-4、GaC16-1-F2-10、GaC18-2-F3-2、GaC18-2-F3-4、GaC18-2-F4-7、GaC18-2-F4-14，用相同mRNA浓度的SM102/mRNA复合物作为对照。37℃下孵育24h后，通过MTT法测定细胞存活率。实验结果表明，六组LNP/mRNA复合物均具有较好的生物安全性。结果如图7所示。
实施例1.5 pKa值测定
GaC16-1-F2-4的pKa值测定：
配置一系列pH4～10的10mM HEPES、10mM MES、10mM磷酸盐、130mM NaCl缓冲溶液，每0.5为一个间隔。将GaC16-1-F2-4稀释至一系列缓冲溶液中，并加入等体积TNS水溶液，使得GaC16-1-F2-4浓度为100uM，TNS浓度为1uM。将其混合均匀加入96孔板中，在激发321nm，发射445nm条件下测量其荧光值，通过拟合计算得到GaC16-1-F2-4的pKa值为6.74。结果如图8和表5所示。
GaC16-1-F2-10的pKa值测定：
配置一系列pH4～10的10mM HEPES、10mM MES、10mM磷酸盐、130mM NaCl缓冲溶液，每0.5为一个间隔。将GaC16-1-F2-10稀释至一系列缓冲溶液中，并加入等体积TNS水溶液，使得GaC16-1-F2-10浓度为100uM，TNS浓度为1uM。将其混合均匀加入96孔板中，在激发321nm，发射445nm条件下测量其荧光值，通过拟合计算得到GaC16-1-F2-10的pKa值为6.39。结果如表5所示。
GaC18-2-F3-2的pKa值测定：
配置一系列pH4～10的10mM HEPES、10mM MES、10mM磷酸盐、130mM NaCl缓冲溶液，每0.5为一个间隔。将GaC18-2-F3-2稀释至一系列缓冲溶液中，并加入等体积TNS水溶液，使得GaC18-2-F3-2浓度为100uM，TNS浓度为1uM。将其混合均匀加入96孔板中，在激发321nm，发射445nm条件下测量其荧光值，通过拟合计算得到GaC18-2-F3-2的pKa值为6.13。结果如表5所示。
GaC18-2-F3-4的pKa值测定：
配置一系列pH4～10的10mM HEPES、10mM MES、10mM磷酸盐、130mM NaCl缓冲溶液，每0.5为一个间隔。将GaC18-2-F3-4稀释至一系列缓冲溶液中，并加入等体积TNS水溶液，使得GaC18-2-F3-4浓度为100uM，TNS浓度为1uM。将其混合均匀加入96孔板中，在激发321nm，发射445nm条件下测量其荧光值，通过拟合计算得到GaC18-2-F3-4的pKa值为6.24。结果如表5所示。
GaC18-2-F4-7的pKa值测定：
配置一系列pH4～10的10mM HEPES、10mM MES、10mM磷酸盐、130mM NaCl缓冲溶液，每0.5为一个间隔。将GaC18-2-F4-7稀释至一系列缓冲溶液中，并加入等体积TNS水溶液，使得GaC18-2-F4-7浓度为100uM，TNS浓度为1uM。将其混合均匀加入96孔板中，在激发321nm，发射445nm条件下测量其荧光值，通过拟合计算得到GaC18-2-F4-7的pKa值为6.08。结果如表5所示。
GaC18-2-F4-14的pKa值测定：
配置一系列pH4～10的10mM HEPES、10mM MES、10mM磷酸盐、130mM NaCl缓冲溶液，每0.5为一个间隔。将GaC18-2-F4-14稀释至一系列缓冲溶液中，并加入等体积TNS水溶液，使得GaC18-2-F4-14浓度为100uM，TNS浓度为1uM。将其混合均匀加入96孔板中，在激发321nm，发射445nm条件下测量其荧光值，通过拟合计算得到GaC18-2-F4-14的pKa值为6.27。结果如表5所示。
表5. 六种GCP类LNP的pKa值
实施例1.6 粒径测试
将GaC16-1-F2-4、GaC16-1-F2-10、GaC18-2-F3-2、GaC18-2-F3-4、GaC18-2-F4-7、GaC18-2-F4-14与mRNA的复合物，加入PBS缓冲液（pH=7.4）中，使用DLS测试其粒径。实验结果表明，几种脂质纳米颗粒的粒径为180～230nm，优选地，粒径为187nm。结果如表6所示。
表6. 六种GCP类LNP/mRNA复合物的粒径值
实施例1.7 mRNA包封率测试
将GaC16-1-F2-4、GaC16-1-F2-10、GaC18-2-F3-2、GaC18-2-F3-4、GaC18-2-F4-7、GaC18-2-F4-14与mRNA的复合物稀释在100uL 1×TE缓冲液中，加入100uL 稀释2000倍的Ribo Green荧光染料，在激发480nm、发射520nm条件下测量其荧光值，计算溶液中游离mRNA的量。
将GaC16-1-F2-4、GaC16-1-F2-10、GaC18-2-F3-2、GaC18-2-F3-4、GaC18-2-F4-7、GaC18-2-F4-14与mRNA的复合物稀释在100uL含2%曲拉通的1×TE缓冲液中，加入100uL稀释2000倍的RiboGreen荧光染料，在激发480nm、发射520nm条件下测量其荧光值，计算被包裹mRNA的量。
结果如图9所示。结果表明六种LNP对mRNA都具有较好的包裹效率，其中，GaC16-1-F2-4和GaC16-1-F2-10实现了高于80%的包封率。
实施例1.8 脂质纳米颗粒的稳定性测试
将GaC16-1-F2-4、GaC16-1-F2-10、GaC18-2-F3-2、GaC18-2-F3-4、GaC18-2-F4-7、GaC18-2-F4-14与mRNA的复合物在4℃条件下储存一周至一月，HeLa细胞每孔1×104个接种到96孔板内，然后在含有10％FBS及1%双抗的DMEM培养基中培养24h。然后将培养基替换为无双抗的含10％FBS培养基，按照150ng mRNA/每孔的浓度分别加入GaC16-1-F2-4、GaC16-1-F2-10、GaC18-2-F3-2、GaC18-2-F3-4、GaC18-2-F4-7、GaC18-2-F4-14与mRNA的复合物。37℃孵育6h后，移除培养基，替换成新鲜含双抗的完全培养基继续培养18h，使用荧光素酶试剂盒测定荧光素酶表达评价mRNA的递送效果，对比六种LNP/mRNA复合物的稳定性。结果如图10所示，其中，横坐标G4-R2-4、G4-R2-10、G2-R3-2、G2-R3-4、G2-R4-7和G2-R4-14分别对应于GaC16-1-F2-4、GaC16-1-F2-10、GaC18-2-F3-2、GaC18-2-F3-4、GaC18-2-F4-7和GaC18-2-F4-14。结果表明，在4℃条件下六种LNP仍具有较好的mRNA递送效果，具有较好的稳定性。
实施例2. GIM类可离子化脂质及其脂质纳米颗粒组合物的制备和性能研究
实施例2.1 GIM类可离子化脂质合成
将GIM-Boc（100mg，0.35mmol）与乙二醇胺（36.8mg，0.35mmol）在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温反应24小时制得中间体，再加入十八碳-9,12-二烯酸（237.88mg，0.85mmol）、DMAP（24.43mg，0.07mmol）、EDC·HCl（131.64mg，0.85 mmol）到10ml超干二氯甲烷溶剂中室温下反应24小时。反应后减压蒸馏除去溶剂，纯化、脱Boc、冻干，得到淡黄色油状产物MaC18-2。
将GIM-Boc（100mg，0.35mmol）与乙二醇胺（36.8mg，0.35mmol）在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温反应24小时制得中间体，再加入顺式十八碳-9-烯酸（239.92mg，0.85mmol）、DMAP（24.43mg，0.07mmol）、EDC·HCl（131.64mg，0.85 mmol）到10ml超干二氯甲烷溶剂中，室温下反应24小时。反应后减压蒸馏除去溶剂，纯化、脱Boc、冻干，得到淡黄色油状产物MaC18-1。
将GIM-Boc（100mg，0.35mmol）与乙二醇胺（36.8mg，0.35mmol）在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温反应24小时制得中间体，再加入十八烷酸（242.06mg，0.85mmol）、DMAP（24.43mg，0.07mmol）、EDC·HCl（131.64mg，0.85 mmol）到10ml超干二氯甲烷溶剂中，室温下反应24小时。反应后减压蒸馏除去溶剂，纯化、脱Boc、冻干，得到淡黄色油状产物MaC18。
将GIM-Boc（100mg，0.35mmol）与乙二醇胺（36.8mg，0.35mmol）在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中室温反应24小时制得中间体，再加入十四烷酸（97.06mg，0.425mmol）、单体C21-T2（151.42mg，0.425mmol）、DMAP（24.43mg，0.07mmol）、EDC·HCl（131.64mg，0.85 mmol）到10ml超干二氯甲烷溶剂中，室温下反应24小时。反应后减压蒸馏除去溶剂，纯化、脱Boc、冻干，得到淡黄色油状产物MaC14-C21-T2。
实施例2.1 可离子化脂质筛选
为了对比不同可离子化脂质对mRNA的递送效果，分别将MaC18-2、MaC18-1和MaC18与DOPE/DSPC、胆固醇、DMG-PEG2000以摩尔比50：10：38.5：1.5的比例溶于乙醇，mRNA溶于无核酸酶水溶液（1mg/mL）。按照总脂质与mRNA体积比1：3，质量比40：1的比例将两相混合，用移液枪吹打60～100次，形成LNP/mRNA复合物MaC18-2-F0、MaC18-1-F0和MaC18-F0。将HeLa细胞每孔1×104个接种到96孔板内，在含有10％FBS及1%双抗的DMEM培养基中培养24h。然后将培养基替换为无双抗的含10％FBS培养基，按照150ng mRNA/每孔的浓度分别加入MaC18-2-F0、MaC18-1-F0和MaC18-F0，以Lipo3000作为对照。37℃孵育6h后，移除培养基，替换为新鲜含双抗的完全培养基继续培养18h，使用荧光素酶试剂盒测定荧光素酶的表达，评价对mRNA的递送效果。
结果如图11所示。实验结果表明，以MaC18、MaC18-1和MaC18-2组装成的脂质纳米颗粒相比空白组都具有更高的荧光素酶表达，即都能够实现对mRNA的递送，其中，以MaC18-1组装成的脂质纳米颗粒相比MaC18和MaC18具有更高的荧光素酶表达，因此具有更好的递送效果。
实施例2.2 配比筛选
为了对比MaC18-1与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果，将MaC18-1与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000在摩尔比30～60：1.25～20：18.5～48.5：0.75～6的范围内划分为十六组，分别溶于无水乙醇，mRNA溶于无核酸酶水溶液（1mg/mL）。按照总脂质与mRNA体积比1：3，质量比40：1的比例将两相混合，用移液枪吹打60～100次，形成LNP/mRNA复合物。HeLa细胞每孔1×104个接种到96孔板内，然后在含有10％FBS及1%双抗的DMEM培养基中培养24h。然后将培养基替换为无双抗的含10％FBS培养基，按照150ng mRNA/每孔的浓度分别加入MaC18-1不同配比的LNP/mRNA复合物，以Lipo3000作为对照。37℃孵育6h后，移除培养基，替换成新鲜含双抗的完全培养基继续培养18h，使用荧光素酶试剂盒测定荧光素酶的表达，评价对mRNA的递送效果。结果如图12所示。实验结果表明，FE-6及FE-9两组具有更高的荧光素酶表达，具有更好递送效果，即MaC18-1与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以四组分形式进行组装，摩尔比为50：5：48.5：0.75和40：10：28.5：0.75。
为了对比MaC18-1与DSPC、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果，将MaC18-1与DSPC、胆固醇、DMG-PEG2000在摩尔比30～60：1.25～20：18.5～48.5：0.75～6的范围内划分为十六组，分别溶于乙醇，mRNA溶于无核酸酶水溶液（1mg/mL）。按照总脂质与mRNA体积比1：3，质量比40：1的比例将两相混合，用移液枪吹打60～100次，形成LNP/mRNA复合物。HeLa细胞每孔1×104个接种到96孔板内，然后在含有10％FBS及1%双抗的DMEM培养基中培养24h。然后将培养基替换为无双抗的含10％FBS培养基，按照150ngmRNA/每孔的浓度分别加入MaC18-1不同配比的LNP/mRNA复合物，以Lipo3000作为对照。37℃孵育6h后，移除培养基，替换成新鲜含双抗的完全培养基继续培养18h，使用荧光素酶试剂盒测定荧光素酶的表达，评价对mRNA的递送效果。结果如图13所示。实验结果表明，FC-4及FC-6两组具有更高的荧光素酶表达，具有更好递送效果，其中，FC-6的荧光素酶表达显著高于对照组SM102，即MaC18-1与DSPC、胆固醇、DMG-PEG2000以四组分形式进行组装，摩尔比为60:1.25:18.5:0.75和50:5:48.5:0.75。
为了对比无胆固醇时MaC18-1与DSPC、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果，将MaC18-1与DSPC、DMG-PEG2000在摩尔比50～100：0～50：0.75的范围内划分为十二组，分别溶于无水乙醇，mRNA（溶于无核酸酶水溶液（1mg/mL）。按照总脂质与mRNA体积比1：3，质量比40：1的比例将两相混合，用移液枪吹打60～100次，形成LNP/mRNA复合物。HeLa细胞每孔1×104个接种到96孔板内，然后在含有10％FBS及1%双抗的DMEM培养基中培养24h。然后将培养基替换为无双抗的含10％FBS培养基，按照150ng mRNA/每孔的浓度分别加入MaC18-1不同配比的LNP/mRNA复合物，以Lipo3000作为对照。37℃孵育6h后，移除培养基，替换成新鲜含双抗的完全培养基继续培养18h，使用荧光素酶试剂盒测定荧光素酶的表达，评价对mRNA的递送效果。结果如图14所示。实验结果表明，多组配方都具有较高的荧光素表达，且显著高于对照组SM102，例如F6至F12组，其中F12组的荧光素表达最高，因此具有更好递送效果，即MaC18-1与DSPC、DMG-PEG2000以三组分形式进行组装，摩尔比为49.63:49.63:0.75。
为了对比MaC14-C21-T2与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以不同摩尔比组装成的LNP对mRNA的递送效果，将MaC14-C21-T2与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000在摩尔比30～60：1.25～20：18.5～48.5：0.75～6的范围内划分为十六组，分别溶于乙醇，mRNA溶于无核酸酶水溶液（1mg/mL）。按照总脂质与mRNA体积比1：3，质量比40：1的比例将两相混合，用移液枪吹打60～100次，形成LNP/mRNA复合物。HeLa细胞每孔1×104个接种到96孔板内，然后在含有10％FBS及1%双抗的DMEM培养基中培养24h。然后将培养基替换为无双抗的含10％FBS培养基，按照150ng mRNA/每孔的浓度分别加入MaC14-C21-T2不同配比的LNP/mRNA复合物，以Lipo3000作为对照。37℃孵育6h后，移除培养基，替换成新鲜含双抗的完全培养基继续培养18h，使用荧光素酶试剂盒测定荧光素酶的表达，评价对mRNA的递送效果。结果如图15所示。实验结果表明，多组配方都具有较高的荧光素表达，且显著高于对照组SM102，例如FE-2至FE-9以及FE-11组，其中FE-2组的荧光素表达最高，因此具有更好递送效果，即MaC14-C21-T2与DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000以四组分形式进行组装，摩尔比为60：5：38.5：3。
虽然本申请已通过其实施方式进行了全面的描述，但是值得注意的是，各种变化和修改对于本领域技术人员都是显而易见的。这样的变化和修改都应该包括在本申请所附权利要求的范围内。

Claims (42)

1. 式(I)化合物，或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体：
(I)
其中，
环A选自五元杂芳基，其任选地被1个、2个、3个或4个R0取代；
R0选自H、卤素、OH、CN、NH2、C1-10烷基、C1-10卤代烷基、C1-10烷氧基或C1-10卤代烷氧基；
L0选自化学键、-C1-18亚烷基-、-C2-18亚烯基-或-C2-18亚炔基-；
B选自-CB1B2B3、-OB1、-O-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-NB1B2、-NH-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)-B1、-C(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-S-S-B1、-S-S-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-S(O)m-B1、-S(O)m-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)O-B1、-C(O)O-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-OC(O)-B1、-OC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-SC(O)-B1、-SC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)NB1B2、-C(O)NR-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-NRC(O)-B1、-NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、NRC(O)-NB1B2或NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3，其中，m代表0、1或2；
B1为-R1-L1-R2；
B2为H或-R3-L2-R4；
B3为H或-R5-L3-R6；
R1、R3和R5独立地选自任选取代的直链或支链的C1-18亚烷基、任选取代的直链或支链的C2-18亚烯基或任选取代的直链或支链的C2-18亚炔基，其中，所述R1任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L1-R2、-C2-18亚烯基-L1-R2或-C2-18亚炔基-L1-R2取代，所述R3任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L2-R4、-C2-18亚烯基-L2-R4或-C2-18亚炔基-L2-R4取代，所述R5任选地被1个、2个、3个或4个独立选择的-C1-18亚烷基-L3-R6、-C2-18亚烯基-L3-R6或-C2-18亚炔基-L3-R6取代；
L1、L2和L3独立地选自-NR-、-C(O)-、-S(O)m-、-C(O)O-、-C(O)S-、-OC(O)-、-SC(O)-、-S(O)mO-、-S(O)mNR-、-C(O)NR-、-NRC(O)-、-OC(O)NR-、-NRC(O)NR-、-C1-6亚烷基-、-C0-6亚烷基-(OC1-6亚烷基)1-6-C0-6亚烷基-、-C2-6亚烯基-或-C2-6亚炔基-，其中，m代表0、1或2；
R2、R4和R6独立地选自任选取代的直链或支链的C1-30亚烷基、任选取代的直链或支链的C2-30亚烯基或任选取代的直链或支链的C2-30亚炔基，其中，亚烷基、亚烯基和亚炔基中的任意1个、2个、3个或4个碳原子可被-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NR-、-NRC(O)-、-OC(O)NR-或-NRC(O)NR-替换；
R选自H、C1-10烷基或C1-10卤代烷基；
R1-R6的亚烷基、亚烯基和亚炔基中的1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个不相邻的碳原子任选地被选自O、S、N的杂原子替换；
R1-R6可任选地被1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个R*进一步取代；
R*选自H、卤素、OH、CN、NH2、C1-10烷基、C1-10烷氧基、C1-10卤代烷基、C1-10卤代烷氧基、C3-10环烷基、3-10元杂环基、C6-10芳基或5-10元杂芳基。
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，
环A为，其中，X1和X2独立地选自CR0或N；
R0选自H、卤素、OH、CN、NH2、C1-6烷基、C1-6卤代烷基、C1-6烷氧基或C1-6卤代烷氧基；
L0选自化学键、-C1-10亚烷基-、-C2-10亚烯基-或-C2-10亚炔基-；
B选自-C(O)-B1、-C(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-S-S-B1、-S-S-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)O-B1、-C(O)O-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-OC(O)-B1、-OC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-SC(O)-B1、-SC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)NB1B2、-C(O)NR-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-NRC(O)-B1、-NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、NRC(O)-NB1B2或NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3；
B1为-R1-L1-R2；
B2为H或-R3-L2-R4；
B3为H或-R5-L3-R6；
R1、R3和R5独立地选自直链或支链的C1-18亚烷基或直链或支链的C2-18亚烯基，其中，所述R1任选地被1个、2个或3个独立选择的-C1-10亚烷基-L1-R2取代，所述R3任选地被1个、2个或3个独立选择的-C1-10亚烷基-L2-R4取代，所述R5任选地被1个、2个或3个独立选择的-C1-10亚烷基-L3-R6取代；
L1、L2和L3独立地选自-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NR-、-NRC(O)-、-OC(O)NR-、-NRC(O)NR-、-C1-6亚烷基-、-C0-6亚烷基-(OC1-6亚烷基)1-6-C0-6亚烷基-、-C2-6亚烯基-或-C2-6亚炔基-；
R2、R4和R6独立地选自直链或支链的C1-30亚烷基、直链或支链的C2-30亚烯基或直链或支链的C2-30亚炔基，其中，任意1个、2个或3个碳原子可被-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NR-、-NRC(O)-、-OC(O)NR-或-NRC(O)NR-替换；
R选自H、C1-6烷基或C1-6卤代烷基；
R1-R6的亚烷基、亚烯基和亚炔基中的1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个不相邻的碳原子任选地被O原子替换；
R1-R6可任选地被1个、2个、3个、4个或5个R*进一步取代；
R*选自H、C1-10烷基或C1-10卤代烷基。
3.根据权利要求2所述的化合物，其特征在于，
X1和X2独立地选自CR0或N；
R0选自H、卤素、C1-6烷基、C1-6卤代烷基、C1-6烷氧基或C1-6卤代烷氧基；
L0选自化学键、-C1-10亚烷基-、-C2-10亚烯基-或-C2-10亚炔基-；
B选自-C(O)-B1、-C(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-S-S-B1、-S-S-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)O-B1、-C(O)O-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-OC(O)-B1、-OC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-C(O)NB1B2、-C(O)NR-C0-6亚烷基-CB1B2B3、-NRC(O)-B1、-NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3、NRC(O)-NB1B2或NRC(O)-C0-6亚烷基-CB1B2B3；
B1为-R1-L1-R2；
B2为H或-R3-L2-R4；
B3为H或-R5-L3-R6；
R1、R3和R5独立地选自直链或支链的C1-18亚烷基，其中，所述R1任选地被1个、2个或3个独立选择的-C1-10亚烷基-L1-R2取代，所述R3任选地被1个、2个或3个独立选择的-C1-10亚烷基-L2-R4取代，所述R5任选地被1个、2个或3个独立选择的-C1-10亚烷基-L3-R6取代；
L1、L2和L3独立地选自-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-C1-6亚烷基-、-C2-6亚烯基-或-C2-6亚炔基-；
R2、R4和R6独立地选自直链或支链的C1-30亚烷基、直链或支链的C2-30亚烯基或直链或支链的C2-30亚炔基，其中，任意1个或2个碳原子可被-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)NH-或-NHC(O)-替换；
R选自H、C1-6烷基或C1-6卤代烷基；
R1-R6可任选地被1个、2个或3个R*进一步取代；
R*选自H或C1-10烷基。
4.根据权利要求2所述的化合物，其特征在于，
X1和X2独立地选自CH或N；
L0选自化学键或-C1-10亚烷基-；
B选自-C(O)-B1、-S-S-B1、-C(O)O-B1、-C(O)O-CB1B2B3、-OC(O)-B1、-OC(O)-CB1B2B3、-C(O)NB1B2、-C(O)NR-CB1B2B3、-NRC(O)-B1、-NRC(O)-CB1B2B3、NRC(O)-NB1B2或NRC(O)-CB1B2B3；
B1为-R1-L1-R2；
B2为H或-R3-L2-R4；
B3为H或-R5-L3-R6；
R1、R3和R5独立地选自直链C1-10亚烷基，其中，所述R1任选地被1个或2个独立选择的-直链C1-10亚烷基-L1-R2取代，所述R3任选地被1个或2个独立选择的-直链C1-10亚烷基-L2-R4取代，所述R5任选地被1个、2个或3个独立选择的-直链C1-10亚烷基-L3-R6取代；
L1、L2和L3独立地选自-C(O)O-或-OC(O)-；
R选自H或C1-6烷基；
R2、R4和R6独立地选自直链或支链的C10-22亚烷基或直链或支链的C10-22亚烯基，其中，任意1个碳原子可被-C(O)O-或-OC(O)替换；
R1-R6可任选地被1个、2个或3个R*进一步取代；
R*选自H或C1-6烷基。
5.根据权利要求2所述的化合物，其特征在于，X1和X2为CH。
6.根据权利要求2所述的化合物，其特征在于，X1为CH，X2为N。
7.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，B3为H。
8.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，R2、R4和R6独立地选自C10亚烷基、C11亚烷基、C12亚烷基、C13亚烷基、C14亚烷基、C15亚烷基、C16亚烷基、C17亚烷基、C18亚烷基、C19亚烷基、C20亚烷基、C21亚烷基、C22亚烷基、、、、、、或。
9. 根据权利要求1-8中任一项所述的化合物，其特征在于，所述化合物具有以下结构：
(I-1)(II)(II-1)(II-2)(III)(III-1)(III-2)(IV)(IV-1)(IV-2)(V)(V-1)(V-2)(VI)(VI-1)(VI-2)(VII)(VII-1)(VII-2)
其中，
每个n独立地选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；
X1、X2、L1、L2和R1-R4如权利要求1-8中任一项所定义。
10. 根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物选自：
(II)
，
其中，
表示与连接的位点；
表示与L1连接的位点；
表示与L2连接的位点。
11.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物选自：
；
；
；
；
；
；或
。
12.脂质纳米颗粒组合物，其包括可离子化脂质，以及任选地包含荷载；
其特征在于，所述可离子化脂质为根据权利要求1-11中任一项所述的式(I)化合物，或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体。
13.根据权利要求12所述的组合物，其特征在于，所述可离子化脂质在组合物中以20%-99.9%的摩尔百分比存在。
14.根据权利要求12所述的组合物，其特征在于，所述组合物进一步包括辅助磷脂。
15.根据权利要求14所述的组合物，其特征在于，所述辅助磷脂选自二硬脂酰-sn-甘油-磷酸乙醇胺、二硬脂酰磷脂酰胆碱(DSPC)、二油酰磷脂酰胆碱(DOPC)、二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)、二油酰磷脂酰甘油(DOPG)、二棕榈酰磷脂酰甘油(DPPG)、二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)、棕榈酰油酰磷脂酰胆碱(POPC)、棕榈酰油酰磷脂酰乙醇胺(POPE)、二油酰磷脂酰乙醇胺4-(N-马来酰亚胺基甲基)-环己烷-1-羧酸酯(DOPE-mal)、1-硬脂酰基1-2-油酰基磷脂酰乙醇胺(SOPE)、氢化大豆磷脂酰胆碱(HSPC)、卵磷脂酰胆碱(EPC)、二油酰基磷脂酰丝氨酸(DOPS)、鞘磷脂(SM)、二肉豆蔻酰基磷脂酰胆碱(DMPC)、二肉豆蔻酰基磷脂酰甘油(DMPG)、二硬脂酰基磷脂酰甘油(DSPG)、二芥酰基磷脂酰胆碱(DEPC)、棕榈酰基油酰基磷脂酰甘油(POPG)、二油酰基磷脂酰乙醇胺(DEPE)、1，2-二月桂酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰乙醇胺(DLPE)、1,2-二植烷酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DPHyPE)、卵磷脂、磷脂酰乙醇胺、溶血卵磷脂、溶血磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、卵鞘磷脂(ESM)、脑磷脂、心磷脂、磷脂酸、脑苷脂、二乙酰磷酸酯、溶血磷脂酰胆碱、二亚油酰基磷脂酰胆碱的一种或多种。
16.根据权利要求14所述的组合物，其特征在于，所述辅助磷脂在所述组合物中以0-60%的摩尔百分比存在。
17.根据权利要求12所述的组合物，其特征在于，所述组合物进一步包括聚合物脂质。
18.根据权利要求17所述的组合物，其特征在于，所述聚合物脂质为聚乙二醇或聚乙二醇化脂质；
所述聚乙二醇化脂质选自：聚乙二醇改性的磷脂酰乙醇胺、聚乙二醇改性的磷脂酸、聚乙二醇改性的神经酰胺、聚乙二醇改性的二烷基胺、聚乙二醇改性的二酰基甘油、聚乙二醇改性的二烷基甘油或1-(单甲氧基-聚乙二醇)-2,3-二肉豆蔻酰甘油(PEG-DMG)。
19.根据权利要求17所述的组合物，其特征在于，所述聚合物脂质在所述组合物中以0.01-30%的摩尔百分比存在。
20.根据权利要求12所述的组合物，其特征在于，所述组合物进一步包括结构性脂质；
所述结构性脂质选自胆固醇、谷甾醇、粪甾醇、岩皂甾醇、菜籽甾醇、麦角固醇、番茄碱、熊果酸、α-生育酚、豆甾醇、燕麦甾醇、麦角骨化醇或菜油甾醇中的一种或多种。
21.根据权利要求20所述的组合物，其特征在于，结构性脂质在所述组合物中以0-80%的摩尔百分比存在。
22.根据权利要求12-21中任一项所述的组合物，其特征在于，可离子化脂质为根据权利要求9所述的式(II-1)化合物，L1-L2、R1-R4如权利要求1-8中任一项所定义；
所述可离子化脂质、辅助磷脂、聚合物脂质和结构性脂质的摩尔比为30-70：1-40：5-40：0.1-5。
23.根据权利要求22所述的组合物，其特征在于，可离子化脂质选自GaC16-1、GaC18-2或GbC18-2。
24.根据权利要求22所述的组合物，其特征在于，
可离子化脂质为GaC16-1；
辅助磷脂为DOPE；
结构性脂质为胆固醇；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和结构性脂质的摩尔比为50：7.5：33.5：0.5，或为40：15：33.5：1。
25.根据权利要求22所述的组合物，其特征在于，
可离子化脂质为GaC18-2；
辅助磷脂为DOPE；
结构性脂质为胆固醇；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和结构性脂质的摩尔比为55：30：12.5：0.5，或者为55：30：12.5：0.75，又或者为45：30：18.5：0.5。
26.根据权利要求22所述的组合物，其特征在于，
可离子化脂质为GbC18-2；
辅助磷脂为DSPC；
结构性脂质为胆固醇；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和结构性脂质的摩尔比为60：5：28.5：1.5。
27.根据权利要求12-21中任一项所述的组合物，其特征在于，可离子化脂质为根据权利要求9所述的式(II-2)化合物，L1-L2、R1-R4如权利要求1-8中任一项所定义；
所述可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和结构性脂质的摩尔比为30-70：0.1-20：10-60：0.1-10。
28.根据权利要求27所述的组合物，其特征在于，可离子化脂质选自MaC18-1或MaC14-C21-T2。
29.根据权利要求27所述的组合物，其特征在于，
可离子化脂质为MaC18-1；
辅助磷脂为DOPE；
结构性脂质为胆固醇；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和结构性脂质的摩尔比为50：5：48.5：0.75或40：10：28.5：0.75。
30.根据权利要求27所述的组合物，其特征在于，
可离子化脂质为MaC18-1；
辅助磷脂为DSPC；
结构性脂质为胆固醇；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和结构性脂质的摩尔比为60：1.25：18.5：0.75或50：5：48.5：0.75。
31.根据权利要求27所述的组合物，其特征在于，
可离子化脂质为MaC14-C21-T2；
辅助磷脂为DOPE；
结构性脂质为胆固醇；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂、聚乙二醇脂类和胆固醇的摩尔比为60：5：38.5：3。
32.根据权利要求12所述的组合物，其特征在于，所述组合物中不含结构性脂质。
33.根据权利要求32所述的组合物，其特征在于，可离子化脂质、辅助磷脂和聚乙二醇脂类的摩尔比为30-60：10-60：0.1-5。
34.根据权利要求33所述的组合物，其特征在于，所述可离子化脂质为GaC18-2或MaC18-1。
35.根据权利要求33所述的组合物，其特征在于，
可离子化脂质为GaC18-2；
辅助磷脂为DOPE；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂和聚乙二醇脂类的摩尔比为40：40：0.75，或者为55：20：0.5，或者为45：35：0.5。
36.根据权利要求33所述的组合物，其特征在于，
可离子化脂质为MaC18-1；
辅助磷脂为DSPC；
聚乙二醇脂类为DMG-PEG2000；
可离子化脂质、辅助磷脂和聚乙二醇脂类的摩尔比为50：50：0.75或49：49：0.75。
37. 根据权利要求12所述的组合物，其特征在于，所述组合物的粒径为100~300 nm。
38.根据权利要求12所述的组合物，其特征在于，述荷载选自治疗剂、预防剂或诊断剂中的一种或多种。
39.药物组合物，其包含根据权利要求1-11任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，或根据权利要求12-38任一项所述的脂质纳米颗粒组合物，以及药物上可接受的辅料。
40.根据权利要求1-11任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，或根据权利要求12-38任一项所述的组合物在制备用于治疗、诊断或预防疾病的药物中的用途。
41.根据权利要求1-11任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐、同位素变体、互变异构体或立体异构体，根据权利要求12-38任一项所述的组合物，或根据权利要求39所述的药物组合物在制备递送荷载的药物中的用途，所述荷载选自治疗剂、预防剂或诊断剂中的一种或多种。
42.根据权利要求41所述的用途，其特征在于，所述治疗剂、预防剂或诊断剂为核酸。
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CN118221560A (zh) * 2024-05-23 2024-06-21 南方医科大学 一种纳米抗菌化合物及其制备方法

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