CN117836011A - 将生物制剂与多种螯合剂组合的方法和材料 - Google Patents

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Abstract

本文提供了包含共价连接至一个或多个结合部分的两种或更多种螯合剂(例如，放疗同位素的螯合剂和成像同位素的螯合剂)的偶联物。该偶联物可用于治疗癌症或非癌症病症，并且当成像同位素与成像同位素的螯合剂络合并且放疗同位素与放疗同位素的螯合剂络合时，该偶联物可用作成像和放疗分子。

Description

将生物制剂与多种螯合剂组合的方法和材料
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年6月17日提交的美国专利申请系列号63/211,919的权益。在先申请的公开内容被视为本申请公开内容的一部分(并通过引用纳入)。
背景技术
1.技术领域
本文涉及两种或更多种螯合剂和一种或多种结合部分的偶联物(例如，用于成像的同位素的螯合剂和用于放疗的同位素螯合剂的偶联物)，以及使用此类偶联物来治疗疾病例如癌症。例如，本文提供了用于将结合部分与两种或更多种螯合剂组合的方法和材料，其中一种螯合剂是用于成像的同位素的螯合剂，且一种螯合剂是用于放疗的同位素的螯合剂。其中成像同位素和放疗同位素与螯合剂络合的偶联物可以被给予需要治疗的哺乳动物，并且可以用作成像和放疗分子。
2.背景技术
在靶向放射性核素治疗领域，通过患者成像准确计算剂量测定(有多少治疗药物到达体内的肿瘤和组织)的能力是了解疾病病理、疾病进展和对放射性核素治疗反应的有力方法，还有助于通过更好地了解药代动力学和药效学、加快监管(例如FDA)批准和为患者(例如癌症患者)提供个性化护理来加强药物开发。靶向放射性核素治疗领域正在从β-发射体转向更有效且通常更昂贵的α-发射体。然而，由于没有合适的正电子或光子能量发射(PET为511KeV，SPECT为100-200KeV)或其丰度较低，α-发射体通常不适合成像。与β发射体相比，α发射的高线性能量转移(LET)，以及伴随母体α发射放射性核素衰变的γ光子、特征x射线或轫致辐射(bremsstrahlung radiation)，不太适合量化靶吸收、剂量测定和治疗反应。此外，即使在使用可成像的β发射体进行治疗时，使用SPECT技术对β发射体的成像效果通常也很差。如果可以使用PET技术进行放射性核素治疗的成像，那么图像的分辨率、准确性和质量将会更加出色。因此，大多数研究和开发、FDA提交和临床计划不得不依赖于基于低质量图像或使用替代成像探针(一种可以成像的修饰药物)估计的生物分布/剂量测定。这些替代成像探针在多个方面与α发射体治疗药物显著不同，使得它们对于预测α发射治疗药物的生物分布/剂量测定来说不太理想。因此，需要能够直接且准确地成像的改进放疗。
发明内容
本文至少部分地基于将结合部分或结合基序(例如，与哺乳动物中的靶分子结合的生物制品或药物)与多种螯合剂组合(例如，共价连接)的方法的发现，使得当合适的同位素与螯合剂络合时，所得偶联物或偶联物的混合物可以同时用作成像和放疗分子。所得偶联物包括两种或更多种螯合剂和结合部分(例如，两种或更多种螯合剂通过一个或多个接头共价连接至结合部分)，其中一种螯合剂是用于成像的同位素的螯合剂(本文中称为“成像同位素的螯合剂”)且一种螯合剂是用于放疗的同位素的螯合剂(本文中称为“放疗同位素的螯合剂”)。如本文所述，通过选择用于成像或治疗的放射性核素并用成像或治疗金属离子的非放射性形式填充其他螯合剂以维持与该分子相同的化学性质，可以根据需要选择性地将偶联物用于成像或放射性核素治疗。使用相同的化学实体保留了相同的生物分布，并避免了使用结构不同且可能具有不同生物分布的替代成像探针。此外，通过将螯合剂既与适当的成像放射性核素络合又与治疗放射性核素络合，可以将同一偶联物既用于成像又用于放射性核素治疗，而不必被迫仅选择在一项或两项任务中次优的单一同位素。
本文描述的偶联物和方法可以允许在治疗之前评估α发射治疗药物的生物分布和剂量测定，并且还可以在每个放疗周期中评估，有助于加快研发速度、加快FDA审批速度并指导临床护理。此外，本文描述的方法可用于通过更准确的治疗监测(例如，通过在给予后立即对治疗进行成像)来简化对正在接受这些昂贵放疗的患者的持续评估，并且可以通过简单直接的临床工作流程来实现。这可以导致护理计划中期治疗的明智改变，通过尽早停止无效的治疗来节省资金，通过在需要时调整或增强治疗来改善结果，或者更快地切换到更有效的治疗。
本文描述的偶联物可以被设计为使得成像同位素(例如，用于正电子发射断层扫描(PET)的同位素或用于单光子发射计算机断层扫描(SPECT)的同位素)的半衰期和放疗同位素(例如，发射α或β的放射性核素)的物理半衰期相匹配，以确保可以对放射性时间内治疗的生物分布进行成像，从而可以准确计算剂量测定。例如，成像同位素(例如，PET同位素或SPECT同位素)的半衰期、放疗同位素(例如，发射α或β的放射性核素)的物理半衰期以及靶向载体(例如肽、抗体或小分子)的血浆半衰期可以相匹配，以确保可以对放射性时间内治疗的生物分布进行成像，并可以准确计算剂量测定。在一些实施方式中，可以将光学成像(近红外)探针添加到偶联物中。本文所述的偶联物和方法提供了强大的平台来对疾病进行分期、治疗疾病、监测对治疗的反应或进展和/或最小化对健康器官和组织的副作用，所有这些都是用相同分子(化学和生物学完全相同)的形式。这可以通过简单地选择本文所述的偶联物是否与用于成像的同位素络合和/或与用于放疗的同位素或这些相同同位素的非放射性形式络合(即，放射性核素可以与非放射性同位素交换，其具有不同的核结构，但化学性质相同)来实现，用于偶联物的所需用途。在一些实施方式中，可以使用两种或更多种偶联物。例如，在一些实施方式中，本文所述的一种偶联物与α发射同位素络合用于治疗，并且本文所述的一种偶联物与正电子发射同位素络合用于成像。另外，本文所述的偶联物可包括多于一种结合部分或基序以增强靶向的组织/器官中的摄取。
在一个总的方面，本文提供了包含两种或更多种螯合剂和结合部分的偶联物，其中一种所述螯合剂是成像同位素的螯合剂并且一种所述螯合剂是放疗同位素的螯合剂。
在一些实施方式中，用于放疗的所述同位素是α-发射体。在一些实施方式中，用于放疗的所述同位素是α-发射体和β-发射体两者。
在一些实施方式中，所述放疗同位素是225Ac、212Pb、211At、213Bi、212Bi、211Bi、227Th、223Ra、211Po、221Fr、217At、213Po、212Po、215Po或177Lu。在一些实施方式中，所述放疗同位素是225Ac、212Pb、211At、213Bi、212Bi、211Bi、152/160/161Tb、227Th、223Ra、211Po、221Fr、217At、213Po、212Po、215Po或177Lu。
在一些实施方式中，所述成像同位素是68Ga、44Sc、60/61/62/64Cu、84/86/87/89Zr、63Zn、43/44Sc、192/193/194/196Au、52mMn、90/92m1Nb、51/52Mn、45Ti、65/66Ga、94mTc、55Co、80/81/83Sr、38K、70/71/72/74As、81/82mRb、52Fe或86Y。在一些实施方式中，所述成像同位素是68Ga、44Sc、60/61/62/ 64Cu、84/86/87/89Zr、63Zn、43/44Sc、192/193/194/196Au、52mMn、90/92m1Nb、51/52Mn、148/151/151m/152Tb、45Ti、65/66/67Ga、94mTc、55Co、80/81/83Sr、38K、70/71/72/74As、81/82mRb、52Fe或86Y。
在一些实施方式中，所述成像同位素是64Cu，并且其中所述放疗同位素是212Pb。
在一些实施方式中，所述成像同位素与所述成像同位素的螯合剂络合。
在一些实施方式中，所述放疗同位素与所述放疗同位素的螯合剂络合。
在一些实施方式中，各个所述螯合剂独立地包含选自下组的化合物：1,4,7-三氮杂环壬烷-1,4,7-三乙酸(NOTA)、十二烷四乙酸(DOTA)、1,4,7,10-四(氨基甲酰甲基)-1,4,7,10-四环十二烷(1,4,7,10-tetrakis(carbamoylmethyl)-1,4,7,10-tetracyclododecane)(TCMC)、1-N-(4-氨基苄基)-3,6,10,13,16,19-六氮杂双环[6.6.6]二十烷-1,8-二胺(DiAmSar)、N,N-双(2-羟基苄基)乙二胺-N,N-二乙酸(HBED)、去铁胺(DFO)和二亚乙基四胺五乙酸(DTPA)以及N,N′-双[(6-羧-2-吡啶基)甲基]-4,13-二氮杂-18冠-6(MACROPA)。在一些实施方式中，各个所述螯合剂独立地包含选自下组的化合物：NOTA、DOTA、TCMC、DiAmSar、HBED、DFO、DTPA、2,2',2″-次氮基三乙酸；(NTA)、2,2-双(羟甲基)-2,2',2"-次氮基三乙醇(BisTris)、乙二醇-双(2-氨基乙基醚)-N,N,N',N'-四乙酸(EGTA)、乙二胺-N,N,N',N'-四乙酸(EDTA)、1,2-双(2-氨基苯氧基)乙烷-N,N,N',N'-四乙酸(BAPTA)、1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,7-二乙酸(DO2A)、1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸(DO3A)和MACROPA。
在一些实施方式中，所述结合部分是多肽。
在一些实施方式中，所述多肽结合前列腺特异性膜抗原、生长抑素受体、成纤维细胞活化蛋白或黑皮质素-1受体。
在一些实施方式中，所述多肽是抗体。
在一些实施方式中，所述结合部分是小分子。
在一些实施方式中，所述小分子是谷氨酸羧肽酶II抑制剂。
在一些实施方式中，所述螯合剂共价连接至所述结合部分。
在一些实施方式中，所述螯合剂和所述结合部分通过接头共价连接。
在一些实施方式中，所述螯合剂和所述结合部分经由式(I)的部分连接：
其中：
每个X独立地选自N、P、P(＝O)、CRN和式(i)的部分：
x1、x2、x3和x4各自独立地表示式(I)的部分与螯合剂或结合部分的连接点；
L1、L2、L3和L4各自独立地选自：C(＝O)、C(＝S)、N(RN)、O、S、S(＝O)、S(＝O)2、-CRN＝NRN-、(-C1-3亚烷基-O-)x、(-O-C1-3亚烷基-)x、-C1-3亚烷基-、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C6-10亚芳基、5-14元亚杂芳基和4-10元杂环亚烷基，其中各个x独立地是1至10的整数并且所述-C1-3亚烷基-、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C6-10亚芳基、5-14元亚杂芳基和4-10元杂环亚烷基各自任选地被1、2或3个独立地选自OH、NO2、CN、卤素、C1-3烷基、C1-3卤代烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤代烷氧基、氨基、C1-3烷基氨基、二(C1-3烷基)氨基、羧基和C1-3烷氧基羰基的取代基取代；
y1、y2、y3和y4各自独立地为1至10的整数；
各个RN独立地选自H、C1-3烷基和C1-3卤代烷基；且
n为选自1、2、3、4和5的整数。
在一些实施方式中，式(I)的部分具有下式中的任一个：
在一些实施方式中，所述螯合剂和所述结合部分经由式(II)的部分连接：
其中：
x1表示式(II)与螯合剂的连接点；
x2表示式(II)与螯合剂或结合部分的连接点；
各个L独立地选自：C(＝O)、C(＝S)、N(RN)、O、S、S(＝O)、S(＝O)2、-CRN＝NRN-、(-C1-3亚烷基-O-)x、(-O-C1-3亚烷基-)x、-C1-3亚烷基-、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C6-10亚芳基、5-14元亚杂芳基和4-10元杂环亚烷基，其中各个x独立地是1至10的整数并且所述-C1-3亚烷基-、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C6-10亚芳基、5-14元亚杂芳基和4-10元杂环亚烷基各自任选地被1、2或3个独立地选自OH、NO2、CN、卤素、C1-3烷基、C1-3卤代烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤代烷氧基、氨基、C1-3烷基氨基、二(C1-3烷基)氨基、羧基和C1-3烷氧基羰基的取代基取代；
y为1-30的整数；且
各个RN独立地选自H、C1-3烷基和C1-3卤代烷基。
在一些实施方式中，式(II)的部分具有下式中的任一个：
在另一个总的方面中，本文提供了一种在有需要的哺乳动物中治疗癌症的方法，其中所述方法包括向所述哺乳动物给予本文所述的偶联物，其中所述偶联物包含所述与成像同位素的螯合剂络合的成像同位素，并且其中所述偶联物包含所述与放疗同位素的螯合剂络合的放疗同位素。
在另一个总的方面中，本文提供了一种治疗哺乳动物中癌症的方法，其中所述方法包括：
a)给予所述哺乳动物第一偶联物，所述第一偶联物包含两种或更多种螯合剂和结合部分，其中一种所述螯合剂是成像同位素的螯合剂且一种所述螯合剂是放疗同位素的螯合剂，其中所述第一偶联物包含所述与成像同位素的螯合剂络合的成像同位素；
b)确定所述第一偶联物在所述哺乳动物中的生物分布；以及
c)以与所述第一偶联物相同的量给予所述哺乳动物第二偶联物，不同之处在于所述第二偶联物包含所述与放疗同位素的螯合剂络合的放疗同位素。
在一些实施方式中，所述方法还包括测定所述第二偶联物在所述哺乳动物中的生物分布，所述第二偶联物包含所述与成像同位素的螯合剂络合的成像同位素和所述与放疗同位素的螯合剂络合的放疗同位素。
在一些实施方式中，所述癌症选自下组：前列腺癌、神经内分泌癌、结肠癌、肺癌、胰腺癌、黑素瘤和淋巴癌。
在另一个总的方面，本文提供了一种治疗有需要的哺乳动物中癌症的方法，其中所述方法包括向所述哺乳动物给予两种或更多种偶联物，
其中各个偶联物包含两种或更多种螯合剂和结合部分，其中一种所述螯合剂是成像同位素的螯合剂并且一种所述螯合剂是放疗同位素的螯合剂，
其中给予所述哺乳动物的所述偶联物之一包含与所述成像同位素的螯合剂络合的成像同位素，并且
其中给予所述哺乳动物的所述偶联物之一包含与所述放疗同位素的螯合剂络合的放疗同位素。
在一些实施方式中，所述偶联物包含两种或更多种结合部分。在一些实施方式中，所述结合部分可以是多肽。在一些实施方式中，各个所述多肽能够独立地结合前列腺特异性膜抗原、生长抑素受体、成纤维细胞活化蛋白或黑皮质素-1受体。
在一些实施方式中，所述偶联物包含三种或更多种螯合剂。在一些实施方式中，各个所述螯合剂能够独立地包含选自下组的化合物：NOTA、DOTA、TCMC、DiAmSar、HBED、DFO、DTPA、DFO、NTA、BisTris、EGTA、EDTA、BAPTA、DO2A、DTPA、DO3A和MACROPA。
除非另外定义，本发明使用的所有技术和科学术语的意义与本发明所属领域普通技术人员通常所理解的相同。虽然在本发明的实施可以采用类似于或等同于本发明所述的那些方法和材料，但下文描述了合适的方法和材料。本发明中述及的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献都通过引用全文纳入本发明。若有抵触，以包括定义在内的本申请说明书为准。此外，材料、方法和实施例都仅是说明性的，并不意在构成限制。
附图和以下说明进一步详细说明了本发明的一种或多种实施方式。从说明书、附图以及权利要求中可以明显看出本发明的其他特征、目的和优点。
附图说明
图1是212Pb的衰变纲图(decay scheme)。
图2A和2B是两种或更多种螯合剂连接结合部分的偶联物的示例。
图3是用于肽偶联的diamsar(Cu)和TCMC(Pb)平台的方案。
图4是用于肽偶联的NOTA(Cu)和TCMC(Pb)平台的方案。
图5是用于双肽偶联的diamsar(Cu)和TCMC(Pb)平台的方案。
图6是用于双肽偶联的NOTA(Cu)和TCMC(Pb)平台的方案。
图7是具有不同接头分子的NOTA(Cu)、TCMC(Pb)和肽(PSMA)偶联物的合成的代表性实例。
图8是具有不同接头分子的diamsar(Cu)、TCMC(Pb)和肽(PSMA)偶联物的合成的代表性实例。
图9是使用diamsar(Cu)和TCMC(Pb)平台进行肽偶联的具有螯合剂和结合部分的线性构型的偶联物的实例。
图10是包含具有苯胺接头的NOTA(Cu)和TCMC(Pb)的偶联物(例如偶联物1)的高效液相色谱(HPLC)迹线。
图11是偶联物1的HPLC校准曲线图。
图12是未标记的64Cu的HPLC迹线。
图13是未标记的64Cu的薄层色谱(TLC)迹线。
图14是用64Cu标记偶联物1以形成64Cu-偶联物1的实例。
图15是64Cu-偶联物1的TLC迹线。
图16是64Cu-偶联物1的HPLC迹线。
图17是包含具有氨基酸接头的NOTA(Cu)和TCMC(Pb)的偶联物(例如偶联物2)的HPLC迹线。
图18是用64Cu标记偶联物2以形成64Cu-偶联物2的实例。
图19是偶联物2的HPLC校准曲线图。
图20是64Cu-偶联物2的TLC迹线。
图21是64Cu-偶联物2的HPLC迹线。
图22是40分钟后64Cu-偶联物2的HPLC迹线。
图23是2小时后64Cu-偶联物2的HPLC迹线。
图24是4小时后64Cu-偶联物2的HPLC迹线。
图25是8小时后64Cu-偶联物2的HPLC迹线。
图26是40分钟后64Cu-偶联物2的TLC迹线。
图27是2小时后64Cu-偶联物2的TLC迹线。
图28是4小时后64Cu-偶联物2的TLC迹线。
图29是8小时后64Cu-偶联物2的TLC迹线。
图30是有和没有抑制剂的64Cu-偶联物2的细胞摄取百分比的图。
图31是64Cu-偶联物2在裸鼠器官中的标准化摄取值(SUV)的图。
图32是64Cu-偶联物2在裸鼠器官中的SUV的放大图。
图33包括以不同时间间隔注射64Cu-偶联物2的正常小鼠的微型PET图像。
图34是注射了64Cu-偶联物2的裸鼠肾中近端小管的体内PET图像。
图35是未标记的203Pb的HPLC迹线。
图36是未标记的203Pb的TLC迹线。
图37是用203Pb标记偶联物1以形成203Pb-偶联物1的实例。
图38是203Pb-偶联物1的HPLC迹线。
图39是用203Pb标记偶联物2以形成203Pb-偶联物2的实例。
图40是203Pb-偶联物2的TLC迹线。
图41是203Pb-偶联物2的HPLC迹线。
图42是40分钟后203Pb-偶联物2的TLC迹线。
图43是2小时后203Pb-偶联物2的TLC迹线。
图44是4小时后203Pb-偶联物2的TLC迹线。
图45是21小时后203Pb-偶联物2的TLC迹线。
图46是用64Cu和203Pb混合标记偶联物2以形成64Cu/203Pb-偶联物2的实例。
图47是使用0.15M NH4Ac流动相的64Cu/203Pb-偶联物2的TLC迹线。
图48是使用0.1M柠檬酸钠流动相的64Cu/203Pb-偶联物2的第二TLC迹线。
图49是使用两种单独的溶剂系统1小时后64Cu/203Pb-偶联物2的TLC迹线。第一溶剂系统是0.1M柠檬酸钠。第二溶剂系统是0.15M NH4Ac。
图50是使用两种单独的溶剂系统4小时后64Cu/203Pb-偶联物2的TLC迹线。第一溶剂系统是0.1M柠檬酸钠。第二溶剂系统是0.15M NH4Ac。
图51是使用两种单独的溶剂系统21小时后64Cu/203Pb-偶联物2的TLC迹线。第一溶剂系统是0.1M柠檬酸钠。第二溶剂系统是0.15M NH4Ac。
图52是用64Cu和非放射性Pb混合标记偶联物2以形成64Cu/Pb-偶联物2的实例。
图53是64Cu/Pb-偶联物2的TLC迹线。
图54是64Cu/Pb-偶联物2的HPLC迹线。
图55是有和没有Pb的64Cu/Pb-偶联物2的体外细胞摄取的图。
图56包括在注射后不同时间点小鼠体内细胞摄取64Cu/Pb-偶联物2的各种PET图像。
图57是64Cu/Pb-偶联物2在正常和荷瘤小鼠的器官中的SUV的图。
图58是具有0.325GBq/μmol摩尔比活性的64Cu/Pb-偶联物2在小鼠器官中的SUV的图。
图59是具有52GBq/μmol摩尔比活性的64Cu/Pb-偶联物2在小鼠器官中的SUV的图。
图60包括在注射后不同时间点小鼠体内摄取64Cu/Pb-偶联物2的各种PET图像。
图61包括在注射后不同时间点小鼠体内摄取64Cu/Pb-偶联物2的各种PET图像。
图62包括64Cu/Pb-偶联物2在小鼠肿瘤和肾脏中的SUV的各种图。
图63包括在注射后不同时间点小鼠体内摄取64Cu/Pb-偶联物2的各种PET图像。
图64包括在注射后不同时间点小鼠体内摄取64Cu/Pb-偶联物2的各种PET图像。
图65包括64Cu/Pb-偶联物2在小鼠肿瘤和肾脏中的SUV的各种图。
图66是有和没有抑制剂的64Cu-偶联物2的体外细胞摄取的图。
图67是注射后120分钟64Cu-偶联物2在荷瘤小鼠的肾、肿瘤和唾液腺中的SUV的图。
图68是正常小鼠和荷瘤小鼠的肾脏与肌肉、血液与肌肉、肿瘤与肌肉以及唾液腺与肌肉中64Cu-偶联物2的SUV比率的图。
图69包括在注射后不同时间点小鼠体内摄取64Cu/Pb-偶联物2的各种微型PET图像。
图70是合成具有不同接头分子以及NOTA和TCMC螯合剂的双重PSMA靶向偶联物的代表性实例。
图71是合成具有不同接头分子以及NOTA和TCMC螯合剂的双重PSMA靶向偶联物的代表性实例。
图72是合成具有不同接头分子以及NOTA和MACROPA螯合剂的双重PSMA靶向偶联物的代表性实例。
图73是合成具有不同接头分子以及NOTA和MACROPA螯合剂的双重PSMA靶向偶联物的代表性实例。
图74是合成具有不同接头分子以及DFO和MACROPA螯合剂的双重PSMA靶向偶联物的代表性实例。
图75是合成具有不同接头分子以及DFO和MACROPA螯合剂的双重PSMA靶向偶联物的代表性实例。
图76是合成具有NOTA螯合剂和MACROPA螯合剂的单一PSMA靶向偶联物的代表性实例。
图77是合成具有DFO螯合剂和MACROPA螯合剂的单一PSMA靶向偶联物的代表性实例。
图78是合成具有NOTA螯合剂和MACROPA螯合剂的单一FAP靶向偶联物的代表性实例。
图79是合成具有DFO螯合剂和MACROPA螯合剂的单一FAP靶向偶联物的代表性实例。
图80是合成具有NOTA螯合剂和MACROPA螯合剂的单一奥曲肽靶向偶联物的代表性实例。
图81是合成具有DFO螯合剂和MACROPA螯合剂的单一奥曲肽靶向偶联物的代表性实例。
图82是用64Cu标记NOTA(Cu)、TCMC(Pb)和FAPI偶联物(偶联物3)以形成64Cu-偶联物3的实例。
图83是用64Cu和非放射性Pb对NOTA(Cu)、TCMC(Pb)和FAPI偶联物(偶联物3)进行双重标记以形成64Cu/Pb-偶联物3的实例。
图84是64Cu-偶联物3的UV HPLC迹线。
图85是游离[64Cu]CuCl2的rad-TLC迹线。
图86是64Cu-偶联物3的rad-TLC迹线。
图87是64Cu/Pb-偶联物3的rad-TLC迹线。
图88是64Cu/Pb-偶联物3的UV HPLC迹线。
图89是64Cu/Pb-偶联物3的辐射HPLC迹线。
图90是用64Cu和非放射性Pb对NOTA(Cu)、TCMC(Pb)和奥曲肽偶联物(偶联物4)进行双重标记以形成64Cu/Pb-偶联物4的实例。
图91是64Cu/Pb-偶联物4的UV HPLC迹线。
图92是64Cu/Pb-偶联物4的辐射HPLC迹线。
图93是游离[64Cu]CuCl2的rad-TLC迹线。
图94是64Cu/Pb-偶联物4的rad-TLC迹线。
图95是用212Pb标记偶联物2以形成212Pb-偶联物2的实例。
图96是[212Pb]PbCl2的rad-TLC迹线。
图97是212Pb-偶联物2的rad-TLC迹线。
图98是合成后两小时212Pb-偶联物2的rad-TLC迹线。
图99是合成后22小时212Pb-偶联物2的rad-TLC迹线。
图100是注射212Pb-偶联物2之前具有LNCaP肿瘤的裸鼠的一系列图像和注射212Pb-偶联物2之后裸鼠的图像。
图101是具有LNCaP肿瘤的裸鼠在用212Pb-偶联物2治疗前和用212Pb-偶联物2治疗后的一系列PET图像。
图102是如本文所述的具有可裂解接头的偶联物的代表性实例。
具体实施方式
本文提供了包含两种或更多种螯合剂和一种或更多种结合部分或基序的偶联物，其中一种螯合剂是成像同位素的螯合剂并且一种螯合剂是放疗同位素的螯合剂。可以充当接头的三官能化合物(例如，N',N'-双(2-氨基乙基)乙烷-1,2-二胺)可以选择性地与两种不同的螯合剂反应，一种用于成像同位素且一种用于放疗同位素，以产生双螯合剂化合物。可以对双螯合剂化合物进行修饰以使其适合与结合部分反应(例如，在室温下在温和反应条件(例如水性介质)下进行修饰，以保护结合部分的性质和功能性，以产生偶联物，其中两个或更多个螯合剂共价连接至一个或多个结合部分或基序。仅需要靶向结合部分上的一个官能团(例如，伯NH2)来产生偶联物。如下所述，螯合剂和同位素的组合可以根据治疗或成像方法的需要而变化。
在一些实施方式中，螯合剂和结合部分可经由式(I)的部分连接：
其中：
每个X独立地选自N、P、P(＝O)、CRN和式(i)的部分：
x1、x2、x3和x4各自独立地表示式(I)的部分与螯合剂或结合部分的连接点；
L1、L2、L3和L4各自独立地选自：C(＝O)、C(＝S)、N(RN)、O、S、S(＝O)、S(＝O)2、-CRN＝NRN-、(-C1-3亚烷基-O-)x、(-O-C1-3亚烷基-)x、-C1-3亚烷基-、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C6-10亚芳基、5-14元亚杂芳基和4-10元杂环亚烷基，其中各个x独立地是1至10的整数并且所述-C1-3亚烷基-、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C6-10亚芳基、5-14元亚杂芳基和4-10元杂环亚烷基各自任选地被1、2或3个独立地选自OH、NO2、CN、卤素、C1-3烷基、C1-3卤代烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤代烷氧基、氨基、C1-3烷基氨基、二(C1-3烷基)氨基、羧基和C1-3烷氧基羰基的取代基取代；
y1、y2、y3和y4各自独立地为1至10的整数；
各个RN独立地选自H、C1-3烷基和C1-3卤代烷基；且
n为选自1、2、3、4和5的整数。
在一些实施方式中，X是N。
在一些实施方式中，X是P。
在一些实施方式中，X是P(＝O)。
在一些实施方式中，X是CRN。
在一些实施方式中，X是式(i)的部分。
在一些实施方式中，X选自N和CRN。
在一些实施方式中，X选自N、CRN和式(i)的部分。
在一些实施方式中，各个L1独立地选自C(＝O)、C(＝S)、NH、O、-C1-3亚烷基-和C6-10亚芳基。在一些实施方式中，部分(L1)y1包含式NHC(＝S)NH或C6-10亚芳基-C1-3亚烷基-的至少一个部分。
在一些实施方式中，各个L2独立地选自C(＝O)、C(＝S)、NH、O、-C1-3亚烷基-和C6-10亚芳基。在一些实施方式中，部分(L2)y2包含式NHC(＝S)NH或C6-10亚芳基-C1-3亚烷基-的至少一个部分。
在一些实施方式中，各个L3独立地选自C(＝O)、C(＝S)、NH、O、-C1-3亚烷基-和C6-10亚芳基。在一些实施方式中，部分(L3)y3包含式NHC(＝S)NH或C6-10亚芳基-C1-3亚烷基-的至少一个部分。
在一些实施方式中，各个L4独立地选自C(＝O)、C(＝S)、NH、O、-C1-3亚烷基-和C6-10亚芳基。在一些实施方式中，部分(L4)y4包含式NHC(＝S)NH或C6-10亚芳基-C1-3亚烷基-的至少一个部分。
在一些实施方式中，y1是选自1、2、3、4、5和6的整数。在一些实施方式中，y2是选自1、2、3、4、5和6的整数。在一些实施方式中，y3是选自1、2、3、4、5和6的整数。在一些实施方式中，y4是选自1、2、3、4、5和6的整数。
在一些实施方式中，RN是H。在一些实施方式中，RN为C1-3烷基。在一些实施方式中，RN选自H和C1-3烷基。
在一些实施方式中，n为1。在一些实施方式中，n为2。在一些实施方式中，n为3。在一些实施方式中，n为4。
在一些实施方式中，式(I)的化合物具有式：
在一些实施方式中，式(I)的化合物具有式：
在一些实施方式中，式(I)的化合物具有式：
在一些实施方式中，式(I)的部分可具有下式中的任一个：
在一些实施方式中，螯合剂经由式(II)的部分连接和/或螯合剂和结合部分经由式(II)的部分连接：
其中：
x1表示式(II)与螯合剂的连接点；
x2表示式(II)与螯合剂或结合部分的连接点；
各个L独立地选自：C(＝O)、C(＝S)、N(RN)、O、S、S(＝O)、S(＝O)2、-CRN＝NRN-、(-C1-3亚烷基-O-)x、(-O-C1-3亚烷基-)x、-C1-3亚烷基-、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C6-10亚芳基、5-14元亚杂芳基和4-10元杂环亚烷基，其中各个x独立地是1至10的整数并且所述-C1-3亚烷基-、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C6-10亚芳基、5-14元亚杂芳基和4-10元杂环亚烷基各自任选地被1、2或3个独立地选自OH、NO2、CN、卤素、C1-3烷基、C1-3卤代烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤代烷氧基、氨基、C1-3烷基氨基、二(C1-3烷基)氨基、羧基和C1-3烷氧基羰基的取代基取代；
y为1-30的整数；且
各个RN独立地选自H、C1-3烷基和C1-3卤代烷基。
在一些实施方式中，x2表示式(II)与螯合剂的连接点。在一些实施方式中，x2表示式(II)与或结合部分的连接点。
在一些实施方式中，各个L独立地选自C(＝O)、C(＝S)、NH、O、-C1-3亚烷基-和C6-10亚芳基。在一些实施方式中，部分(L)y包含式NHC(＝S)NH或C6-10亚芳基-C1-3亚烷基-的至少一个部分。
在一些实施方式中，y是1至10的整数。在一些实施方式中，y是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。在一些实施方式中，RN是H。在一些实施方式中，RN为C1-3烷基。在一些实施方式中，RN选自H和C1-3烷基。
在一些实施方式中，式(II)的部分具有下式中的任一个：
在一些实施方式中，螯合剂和结合部分可经由可裂解接头连接。如本文所用，术语“可裂解接头”是指在特定条件下容易分解代谢或代谢的接头。在一些情况下，可裂解接头在大多数条件下(例如，在储存时)能够保持完整，但当暴露于特定化合物(例如，体内存在的化合物，例如特定蛋白酶)时可以被裂解，从而，当该化合物存在时接头被裂解。在一些情况下，可裂解接头在大多数条件下(例如，在储存时)可以保持完整，但可以在生理条件下(例如，在人的自然血液pH)下裂解，使得当被给予哺乳动物(例如，人)时接头被裂解。例如，在一些实施方式中，可裂解接头可以是酸可裂解的、GSH可裂解的、Fe(II)可裂解的、组织蛋白酶可裂解的、糖苷酶可裂解的、磷酸酶可裂解的、硫酸酯酶可裂解的、光反应性可裂解的或双正交可裂解的。参见，例如，Zheng等,Acta Pharm Sin B.2021年12月；11(12):3889-3907和Tsuchikama等,Protein Cell.2018年1月；9(1):33-46。在一些情况下，可裂解部分可以如美国专利号11,191,854或10,093,741中所述。例如，在一些实施方式中，可裂解部分可包含酯键、磷酸酯键或二硫键。酯键可被细胞环境天然的酯酶裂解或可被中性或酸性缓冲环境水解。磷酸酯键可被磷酸酯酶裂解或可被中性或酸性缓冲环境水解。二硫键可被微环境的还原环境、可溶性GSH、硫氧还蛋白或谷氧还蛋白裂解。一旦发生裂解，结合部分可以在体内维持其长期保留，而螯合剂和相关放射性核可以快速排出体外。图102表示了如本文所述的偶联物的这样的示意图，其具有将抗体连接至Cu和Pb的螯合剂的可裂解酯键。在图102中，酯键可以被磷酸酯键或二硫键替代。
在一些实施方式中，可裂解接头可以将结合部分连接至一种或多种螯合剂。例如，可裂解接头可以将结合部分连接至两个螯合剂。在一些实施方式中，接头的裂解可以将一种或多种螯合剂与结合部分分离。
在本说明书的不同地方，本发明的化合物的取代基以组或范围的形式公开。具体而言，本发明包括此类组和范围的成员的各个及全部个体的子组合。例如，术语“C1-6烷基”具体地意指单独公开甲基、乙基、C3烷基、C4烷基、C5烷基和C6烷基。
在本说明书的不同地方描述了各种芳基、杂芳基、环烷基和杂环烷基环。除非另有说明，这些环可以在化合价允许的任何环成员处连接到分子的其余部分。例如，术语“吡啶环”或“吡啶基”可以指吡啶-2-基、吡啶-3-基或吡啶-4-基环。
术语“芳香族”是指具有一个或多个具有芳香族特征的多不饱和环的碳环或杂环(即，具有(4n+2)个离域π(pi)电子，其中n是整数)。
术语“n元”，其中n是整数，通常描述其中成环原子数目为n的部分中的成环原子数目。例如，哌啶基是6元杂环烷基环的实例，吡唑基是5元杂芳基环的实例，吡啶基是6元杂芳基环的实例，并且1,2,3,4-四氢-萘是10元环烷基基团的实例。
如本文所用，短语“任选取代的”是指未取代或取代的。取代基是独立选择的，并且可以在任何化学上可及的位置取代。如本文所用，术语“取代的”是指氢原子被去除并被取代基取代。单个二价取代基，例如氧代，可以取代两个氢原子。应理解，在给定原子上的取代受价态限制。
在整个定义中，术语“Cn-m”表示包括端点的范围，其中n和m是整数并表示碳的数目。示例包括C1-4、C1-6等。
如本文所用，单独使用或与其他术语组合使用的术语“Cn-m烷基”是指可以是直链或支链的、具有n至m个碳的饱和烃基。烷基部分的实例包括但不限于化学基团，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、仲丁基；更高级同系物如2-甲基-1-丁基、正戊基、3-戊基、正己基、1,2,2-三甲基丙基等。在一些实施方式中，烷基含有1至6个碳原子、1至4个碳原子、1至3个碳原子或1至2个碳原子。
如本文所用，术语“Cn-m卤代烷基”，单独使用或与其他术语组合使用，是指具有1个卤原子至2s+1个卤原子的烷基基团，所述卤原子可以相同或不同，其中“s”是烷基中的碳原子数，其中烷基基团具有n至m个碳原子。在一些实施方式中，卤代烷基仅被氟化。在一些实施方式中，烷基基团具有1至6、1至4或1至3个碳原子。
如本文所用，“Cn-m烯基”是指具有一个或多个碳-碳双键并且具有n至m个碳的烷基。示例性烯基包括但不限于乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、正丁烯基、仲丁烯基等。在一些实施方式中，烯基部分包含2至6、2至4或2至3个碳原子。
如本文所用，“Cn-m炔基”是指具有一个或多个碳-碳三键并且具有n至m个碳的烷基。示例性炔基包括但不限于乙炔基、丙炔-1-基、丙炔-2-基等。在一些实施方式中，炔基部分包含2至6、2至4或2至3个碳原子。
如本文所用，单独使用或与其他术语组合使用的术语“Cn-m亚烷基”是指具有n至m个碳的二价烷基连接基团。亚烷基的实例包括但不限于乙烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙-1,1-二基、丙-1,3-二基、丙-1,2-二基、丁-1,4-二基、丁-1,3-二基、丁-1,2-二基、2-甲基-丙-1,3-二基等。在一些实施方式中，亚烷基部分包含2至6、2至4、2至3、1至6、1至4或1至2个碳原子。以类似的方式，术语“Cn-m亚烯基”单独使用或与其他术语组合使用时是指具有n至m个碳的二价烯基连接基团，术语“Cn-m炔基”单独使用或与其他术语组合时是指具有n至m个碳的二价炔基连接基团。
本文所用的术语“Cn-m烷氧基”，单独使用或与其他术语组合使用，是指式-O-烷基的基团，其中烷基基团具有n至m个碳。示例性烷氧基包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基(例如正丙氧基和异丙氧基)、丁氧基(例如正丁氧基和叔丁氧基)等。在一些实施方式中，烷基基团具有1至6、1至4或1至3个碳原子。
如本文所用，“Cn-m卤代烷氧基”是指具有n至m个碳原子的式-O-卤代烷基的基团。卤代烷氧基的一个例子是OCF3。在一些实施方式中，卤代烷氧基仅被氟化。在一些实施方式中，烷基基团具有1至6、1至4或1至3个碳原子。
如本文所用，术语“氨基”是指式-NH2的基团。
如本文所用，术语“Cn-m烷基氨基”是指式-NH(烷基)的基团，其中烷基基团具有n至m个碳原子。在一些实施方式中，烷基基团具有1至6、1至4或1至3个碳原子。烷基氨基基团的实例包括但不限于N-甲基氨基、N-乙基氨基、N-丙基氨基(例如，N-(正丙基)氨基和N-异丙基氨基)、N-丁基氨基(例如，N-(正丁基)氨基和N-(叔丁基)氨基)等。
如本文所用，术语“二(Cn-m-烷基)氨基”是指式-N(烷基)2的基团，其中两个烷基基团各自独立地具有n至m个碳原子。在一些实施方式中，各个烷基基团独立地具有1至6、1至4或1至3个碳原子。
如本文所用，术语“Cn-m烷氧基羰基”是指式-C(O)O-烷基的基团，其中烷基基团具有n至m个碳原子。在一些实施方式中，烷基基团具有1至6、1至4或1至3个碳原子。烷氧基羰基基团的实例包括但不限于甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基(例如正丙氧基羰基和异丙氧基羰基)、丁氧基羰基(例如正丁氧基羰基和叔丁氧基羰基)等。
如本文所用，术语“羧基”是指-C(O)OH基团。如本文所用，“卤素”是指F、Cl、Br或I。在一些实施方式中，卤素是F、Cl或Br。
本文所用的术语“芳基”，单独使用或与其他术语组合使用，是指芳香族烃基，其可以是单环或多环(例如，具有2、3或4个稠合环)。术语“Cn-m芳基”是指具有n至m个环碳原子的芳基。芳基包括例如苯基、萘基、蒽基、菲基、茚满基、茚基等。在一些实施方式中，芳基基团具有6至10个碳原子。在一些实施方式中，芳基基团是苯基或萘基。
如本文所用，“环烷基”是指包括环化烷基和/或烯基基团的非芳族环状烃。环烷基可包括单环或多环(例如，具有2、3或4个稠环)基团和螺环。环烷基基团的成环碳原子可以任选地被1或2个独立选择的氧代或硫醚基团(例如，C(O)或C(S))取代。环烷基的定义中还包括具有一个或多个芳香环的部分，其与环烷基环稠合(即具有共有键)，例如环戊烷、环己烷等的苯并或噻吩基衍生物。含有稠合芳香环的环烷基基团可以通过包括稠合芳香环的成环原子在内的任意成环原子而连接。环烷基基团可具有3、4、5、6、7、8、9或10个成环碳(C3-10)。在一些实施方式中，环烷基是C3-10单环或双环环烷基。在一些实施方式中，环烷基是C3-7单环环烷基。环烷基基团的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环戊烯基、环己烯基、环己二烯基、环庚三烯基、降冰片基(norbornyl)、降蒎基(norpinyl)、降蒈基(norcarnyl)、金刚烷基等。在一些实施方案中，环烷基是环丙基、环丁基、环戊基或环己基。
本文所用的“杂芳基”是指具有至少一个选自硫、氧和氮的杂原子环成员的单环或多环芳族杂环。在一些实施方式中，杂芳基环具有1、2、3或4个独立地选自氮、硫和氧的杂原子环成员。在一些实施方式中，杂芳基部分中的任何成环N可以是N-氧化物。在一些实施方式中，杂芳基是具有1、2、3或4个独立地选自氮、硫和氧的杂原子环成员的5-10元单环或双环杂芳基。在一些实施方式中，杂芳基是具有1或2个独立地选自氮、硫和氧的杂原子环成员的5-6单环杂芳基。在一些实施方式中，杂芳基是五元或六元杂芳基环。五元杂芳基环是具有五个环原子的环的杂芳基，其中一个或多个(例如1、2或3个)环原子独立地选自N、O和S。示例性五元环杂芳基是噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、噁唑基、吡唑基、异噻唑基、异噁唑基、1,2,3-三唑基、四唑基、1,2,3-噻二唑基、1,2,3-噁二唑基、1,2,4-三唑基、1,2,4-噻二唑基、1,2,4-噁二唑基、1,3,4-三唑基、1,3,4-噻二唑基和1,3,4-噁二唑基。六元杂芳基环是具有六个环原子的环的杂芳基，其中一个或多个(例如1、2或3个)环原子独立地选自N、O和S。示例性的六元环杂芳基是吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、三嗪基和哒嗪基。
本文所用的“杂环烷基”是指具有一个或多个选自O、N或S的成环杂原子的非芳族单环或多环杂环。杂环烷基包括单环4-、5-、6-、7-、8-、9-或10-元杂环烷基基团。杂环烷基还可以包括螺环。示例性杂环烷基包括吡咯烷-2-酮、1，3-异噁唑烷-2-酮、吡喃基、四氢嘌呤、氧杂环丁烷基、氮杂环丁烷基、吗啉基、硫代吗啉基、哌嗪基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、哌啶基、吡咯烷基、异噁唑烷基、异噻唑烷基、吡唑烷基、噁唑烷基、噻唑烷基、咪唑烷基、氮杂环庚烷基、苯并氮杂戊烯(benzazapene)等。杂环烷基基团的成环碳原子和杂原子可以任选地被1或2个独立选择的氧代或硫基(例如，C(O)、S(O)、C(S)或S(O)2等)取代。杂环烷基基团可以通过成环碳原子或成环杂原子连接。在一些实施方式中，杂环烷基基团含有0至3个双键。在一些实施方式中，杂环烷基基团含有0至2个双键。杂环烷基的定义中还包括具有一个或多个芳香环的部分，其与杂环烷基环稠合(即具有共有键)，例如哌啶、吗啉、氮杂等的苯并或噻吩基衍生物。含有稠合芳香环的杂环烷基基团可以通过包括稠合芳香环的成环原子在内的任意成环原子而连接。在一些实施方式中，杂环烷基是具有1或2个独立地选自氮、氧或硫的杂原子并且具有一个或多个氧化环成员的单环4-6元杂环烷基。在一些实施方式中，杂环烷基是具有1、2、3或4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子并且具有一个或多个氧化环成员的单环或双环4-10元杂环烷基。
在某些地方，定义或实施方式是指特定的环(例如，氮杂环丁烷环、吡啶环等)。除非另有说明，这些环可连接至任何环成员，条件是不超过原子的化合价。例如，氮杂环丁烷环可以连接在环的任何位置，而吡啶-3-基环连接在3-位。
本文所用的术语“化合物”意在包括所示结构的所有立体异构体、几何异构体、互变异构体和同位素。本文中通过名称或结构确定为一种特定互变异构形式的化合物旨在包括其他互变异构形式，除非另有说明。
本文所述的化合物可以是不对称的(例如，具有一个或多个立体中心)。除非另有说明，意指所有立体异构体，例如对映异构体和非对映异构体。含有不对称取代碳原子的本发明化合物可以光学活性或外消旋形式分离。如何由光学非活性起始材料制备光学活性形式的方法是本领域已知的，例如通过外消旋混合物的拆分或通过立体选择性合成。烯烃，C＝N双键、N＝N双键等的许多几何异构体也可以存在于本文所述的化合物中，并且所有这些稳定的异构体均在本发明中考虑。描述了本发明化合物的顺式和反式几何异构体，它们可以作为异构体的混合物或作为分离的异构体形式分离。在一些实施方式中，该化合物具有(R)-构型。在一些实施方式中，该化合物具有(S)-构型。
本文提供的化合物还包括互变异构形式。互变异构形式是由单键与相邻双键的交换以及伴随的质子迁移产生的。互变异构形式包括质子互变异构体，其是具有相同经验式和总电荷的异构质子化状态。质子互变异构体的例子包括酮-烯醇对，酰胺-亚胺酸对，内酰胺-内酰亚胺对，烯胺-亚胺对，和环形式，其中质子可以占据杂环系统的两个或多个位置，例如1H-和3H-咪唑,1H-,2H-和4H-1,2,4-三唑,1H-和2H-异吲哚,和1H-和2H-吡唑。互变异构体形式可以通过适当的取代处于平衡状态或空间锁定为一种形式。
在一些实施方式中，各种螯合剂可以独立地是，例如，NOTA、DOTA、TCMC、DiAmSar、HBED、DFO、DTPA、NTA、BisTris、EGTA、EDTA、BAPTA、DO2A、DO3A和MACROPA。通常，可以针对特定应用选择用于成像和治疗同位素的螯合剂的组合。例如，在一些实施方式中，一种螯合剂可以是DiAmSar并且一种螯合剂可以是TCMC。在一些实施方式中，一种螯合剂可以是NOTA并且一种螯合剂可以是TCMC。在一些实施方式中，各种螯合剂可以独立地是超磁性氧化铁纳米颗粒(SPION)。在一些实施方式中，SPION可以是非莫妥尔(ferumoxytol)。这些实施方式的某些方面描述于，例如，Advanced Drug Delivery Reviews，第63卷，第1-2期，2011年1月-2月，第24-46页；和Kidney Int.2017年7月；92(1):47–66，其全部内容通过引用并入本文。
在一些实施方式中，该偶联物可包含三种或更多种螯合剂。例如，在一些实施方式中，偶联物可包含三种螯合剂、或四种螯合剂、或五种螯合剂。例如，在一些实施方式中，一种螯合剂可以是DiAmSar，一种螯合剂可以是TCMC，并且一种螯合剂可以是NOTA。在一些实施方式中，三种螯合剂的每个可以是NOTA，或者每个螯合剂可以是SPION。在一些实施方式中，一种螯合剂可以是MACROPA，一种螯合剂可以是DFO，并且一种螯合剂可以是DOTA。例如，在一些实施方式中，偶联物可包括DOTA、NOTA、TCMC、MACROPA、DiAmSar和HBED中的三种或更多种。在一些情况下，一种螯合剂可以是DOTA，一种螯合剂可以是NOTA，一种螯合剂可以是TCMC，一种螯合剂可以是MACROPA，一种螯合剂可以是DiAmSar，并且一种螯合剂可以是HBED。
可以选择本文所述偶联物的成像同位素和放疗同位素以使其半衰期相似。例如，放疗同位素可以是α-发射体，例如225Ac、212Pb、211At、213Bi、212Bi、211Bi、152/160/161Tb、227Th、223Ra、211Po、221Fr、217At、213Po、212Po、215Po或177Lu且成像同位素可以是68Ga、44Sc、60/61/62/64Cu、84/86/87/89Zr、63Zn、43/44Sc、192/193/194/196Au、52mMn、90/92m1Nb、51/52Mn、148/151/151m/152Tb、45Ti、65/66/ 67Ga、94mTc、55Co、80/81/83Sr、38K、70/71/72/74As、81/82mRb、52Fe或86Y。在一些实施方式中，成像同位素是64Cu且放疗同位素是212Pb。64Cu是正电子发射PET成像放射性核素，它会衰变成稳定的非放射性子体核素64Ni和64Zn。212Pb是212Bi的母体同位素，212Bi是发射α的治疗性放射性核素，最终衰变成稳定的非放射性子体核素208Pb。参见，例如，图1。64Cu的物理半衰期为12.7小时，212Pb的物理半衰期为10.6小时(或α发射的有效物理半衰期为11.65小时，如下所述)，使它们成为使用64Cu作为成像读出以评估212Pb的相关放射性生物分布和剂量测定的理想组合。较长的半衰期(与68Ga或18F相比)还允许生产中心位置覆盖美国大部分地区，并实现所得化合物的长距离分布。严格来说，就放射性衰变而言，212Pb是一种β发射体，可衰变为α发射体212Bi。212Pb通常被医生称为α发射体，因为212Pb衰变产生的β发射相对于α发射在生理上影响不大。具体地，212Pb放射性核素发出β发射后，212Pb变成212Bi(子产物)并保留在螯合剂和治疗药物的一部分中。然后212Bi通过两条等效路径之一进一步衰变(见图1)；(1)212Bi发出α发射，变成208Tl，然后发出β发射，或(2)212Bi发出β发射，变成212Po并留在螯合剂中，然后立即发出α发射。因此，α发射前212Pb和含有212Pb的药物(包括本文所述的药物)可被视为α发射体，其物理半衰期为11.65小时(212Pb的10.64小时加上212Bi的60.6分钟)。如本文所述，212Pb的衰变方案(图1)导致1个α发射，当它衰变为稳定的208Pb时，也恰好发出2个β发射。β发射没有重大影响，因为β发射的质量比α发射小约10,000倍，因此就体内影响而言，与α发射相比，2个β发射无关紧要。当使用β发射体进行治疗时，需要注射才能看到效果的放射性药物总量比同类α发射体药物的剂量高出几个数量级。
如图2A和2B所示，根据偶联物的所需用途，可以选择成像同位素和放疗同位素的不同组合，使得偶联物仅在辐射发射方面不同而化学结构相同，从而结合亲和力和生物分布相同。例如，对于非放射性偶联物，可选择惰性放射性金属同位素(例如，63Cu和208Pb)用于与两种或更多种螯合剂螯合。对于仅成像偶联物，可选择成像同位素(例如，64Cu)和惰性放疗同位素(例如，208Pb)用于与两种或更多种螯合剂螯合。对于仅用于治疗的偶联物，可选择放疗同位素(例如，212Pb)和惰性成像同位素(例如，63Cu)用于与两种或更多种螯合剂螯合。在一些实施方式中，可以制备仅成像偶联物和仅治疗偶联物，从而在注射时给予每种放射性同位素的期望剂量(从放射活性角度来说)。对于可用于同时成像和治疗的偶联物，可选择成像同位素(例如，64Cu)和放疗同位素(例如，212Pb)用于与两种或更多种螯合剂螯合。
在一些实施方式中，使用荧光染料代替成像同位素。荧光染料的非限制性实例例如香豆素、花青、羧基荧光素、量子点、绿色荧光蛋白(GFP)、黄色荧光蛋白、红色荧光蛋白、藻胆蛋白(例如藻红蛋白、藻蓝蛋白或别藻蓝蛋白)、呫吨衍生物例如荧光素或异硫氰酸荧光素(FITC)、罗丹明、俄勒冈绿、伊红和德克萨斯红、花青衍生物(例如花青、吲哚羰花青(indocarbocyanine)、氧杂羰花青(oxacarbocyanine)、硫杂羰花青(thiacarbocyanine)和部花青(merocyanine)；方酸菁衍生物和环取代的方酸菁，包括Seta和Square染料；方酸轮烷(squaraine rotaxane)衍生物(例如，Tau染料)、萘衍生物(例如，丹酰(dansyl)和氟硅酸钠(prodan)衍生物)；香豆素衍生物、噁二唑衍生物(吡啶基噁唑、硝基苯并噁二唑、苯并噁二唑等)；蒽衍生物(例如，蒽醌，包括DRAQ5、DRAQ7和CyTRAK橙)；芘衍生物(例如级联蓝)；噁嗪衍生物(例如，尼罗红、尼罗蓝、甲酚紫、噁嗪170)；吖啶衍生物(例如，原黄素、吖啶橙、吖啶黄)；芳基次甲基衍生物(例如金胺、结晶紫、孔雀石绿)；四吡咯衍生物(例如，卟吩、酞菁、胆红素)；二吡咯亚甲基衍生物(例如，BODIPY、氮杂-BODIPY)；氨基基团(活性酯、羧酸酯、异硫氰酸酯、肼)、羧基(碳二亚胺)、硫醇(马来酰亚胺、乙酰溴)或叠氮化物(通过点击化学或非特异性(戊二醛))。
对于任何偶联物，结合部分可以是一种或多种小分子、纳米颗粒、脂质体、外泌体、多肽(例如，抗体或肽)、或结合细胞(例如，癌细胞)上的靶分子的任何其他靶向生物制剂。在一些情况下，结合部分可以靶向细胞表面上的分子(例如，细胞表面受体)。例如，小分子例如基于Glu-脲基的前列腺特异性膜抗原(PSMA)抑制剂(也称为谷氨酸羧肽酶II抑制剂)可以用作结合部分。参见，例如，Kopka,等,J.Nucl.Med.,58(增刊2):17S-26S(2017)。PSMA(也称为叶酸水解酶1(FOLH1)、FGCP、FOLH、GCP2、PSM、mGCP、GCPII、NAALAD1或NAALAdase)是一种细胞膜肽酶，属于M28肽酶家族的M28B亚家族。例如，含有谷氨酸羧肽酶II抑制剂的纳米颗粒可以用作结合部分。在一些实施方式中，纳米颗粒可以是具有小分子PSMA靶向配体的亲水性聚乙二醇冠(corona)，参见，例如，Autio,等,JAMA Oncology,4(10):1344-1351(2018)。外泌体例如树突细胞来源的外泌体(参见，例如，Xu,等,Molecular Cancer,19,160(2020))可以用作结合部分。
例如，在一些实施方式中，结合部分可以是结合以下的多肽：PSMA、生长抑素受体、成纤维细胞活化蛋白(FAP)多肽、黑皮质素-1受体、B7-H3蛋白、表达CA19-9的肿瘤、分化簇37(CD37)、分化簇3(CD3)、分化簇20(CD20)、c-x-c-基序趋化因子受体4(CXCR4)、胃泌素释放肽受体(GRPR)、人表皮生长因子受体2(HER2)、黑皮质素1受体(MC1R)、生长抑素受体2(SSTR2)、血管内皮生长因子(VEGF)、程序性死亡配体1(PD-L1)多肽、肿瘤相关钙信号转导器2(TROP2)多肽、蛋白酪氨酸激酶2(PTK2)多肽、整合素β6(ITGB6)多肽、神经降压素受体配体、CD8，或维生素B-12。参见，例如，Langbein等,J.Nucl.Med.,60(增刊2):13S-19S(2019)。例如，多肽可以是生长抑素类似物，例如Phe1-Tyr3-奥曲肽(TATE)或Phe1-Tyr3-奥曲肽(TOC)。参见，例如，Stueven等,Int.J.Mol.Sci.,20(12):3049(2019)。在一些实施方式中，偶联物包括两种不同的多肽。在一些实施方式中，多肽可以是具有结合抗原的能力的抗体或抗体片段。本文使用的术语“抗体”包括单克隆抗体、多克隆抗体、重组抗体、人源化抗体、嵌合抗体、纳米抗体或由至少两种抗体形成的多特异性抗体(例如，双特异性抗体)。术语“抗体片段”包含前述抗体的任何部分，例如它们的抗原结合区或可变区(例如，单个VH结构域)。术语“表位”是指抗体互补位所结合的抗原上的抗原决定簇。表位决定簇通常由具有化学活性的分子表面基团组成(例如氨基酸或糖侧链)，并且通常具有特定的三维结构特征以及特定的电荷特征。
抗体片段的实例包括Fab片段、Fab'片段、F(ab')2片段、Fv片段、双抗体、单链抗体分子、单个VH结构域和其他片段，只要它们表现出与靶标分子结合的所需能力。“Fv片段”是含有完整抗原识别及结合位点的最小抗体片段。该区域由一个重链可变结构域和一个轻链可变结构域的二聚体组成，该二聚体以紧密、非共价的方式缔合。正是在这种构型中，每个可变结构域的三个互补决定区(CDR)相互作用以限定VH-VL二聚体表面上的抗原结合位点。六个CDR共同赋予抗体抗原结合特异性。然而，即使单个可变结构域(或仅含三个抗原特异性CDR的半个Fv)也能够识别并结合抗原，但通常亲和力低于完整结合位点。“Fab片段”还包含轻链恒定结构域和重链第一恒定结构域(CH1)。“Fab片段”与“Fab'片段”的不同之处在于在重链CH1结构域的羧基末端添加了一些残基，包括来自抗体铰链区的一个或多个半胱氨酸。“F(ab')2片段”最初是作为一对“Fab'片段”产生的，其之间具有铰链半胱氨酸。制备此类抗体片段的方法，例如木瓜蛋白酶或胃蛋白酶消化，可以使用任何适当的方法进行。
在一些情况下，抗体可以是人源化单克隆抗体。可以通过将小鼠免疫球蛋白重链和轻链可变区的小鼠互补决定区(CDR)转移到人可变结构域中，然后取代鼠对应物框架区中的人残基来生产人源化单克隆抗体。使用源自人源化单克隆抗体的抗体成分可以消除治疗人时与鼠恒定区免疫原性相关的潜在问题。用于克隆鼠免疫球蛋白可变结构域的一般技术描述于，例如，Orlandi等,Proc.Nat’l.Acad.Sci.USA 86:3833(1989)。用于产生人源化单克隆抗体的技术描述于，例如Jones等,Nature 321:522(1986)；Riechmann等,Nature332:323(1988)；Verhoeyen等,Science 239:1534(1988)；Carter等,Proc.Nat’l.Acad.Sci.USA 89:4285(1992)；和Sandhu,Crit.Rev.Biotech.12:437(1992)；Singer等,J.Immunol.150:2844(1993)。在一些情况下，可以使用人源化，例如超人源化，如Hwang等,Methods,36:35-42(2005)中所述。在一些情况下，CDR移植(Kashmiri等,Methods,36:25-34(2005))、人字符串内容优化(Lazar等,Mol.Immunol.,44:1986-1998(2007))、框架改组(Dall’Acqua等,Methods,36:43-60(2005)；和Damschroder等,Mol.Immunol.,44:3049-3060(2007))和噬菌体展示方法(Rosok等,J.Biol.Chem.,271:22611-22618(1996)；Radar等,Proc.Natl Acad.Sci.USA,95:8910-8915(1998)；和Huse等Science,246:1275-1281(1989))可用于获得与靶分子结合的抗体制剂。在一些情况下，完全人抗体可以从重组人抗体文库筛选技术产生，如例如Griffiths等,EMBO J.,13:3245-3260(1994)；和Knappik等,J.Mol.Biol.,296:57-86(2000)所述。
抗体片段可以通过完整抗体的蛋白水解或通过编码片段的核酸的表达来制备。抗体片段可以通过常规方法通过胃蛋白酶或木瓜蛋白酶消化完整抗体来获得。例如，Fab片段可以通过用木瓜蛋白酶酶促裂解抗体来产生。在一些情况下，可以通过用胃蛋白酶酶促裂解抗体来产生抗体片段，以提供表示为F(ab')2的5S片段。该片段可以使用硫醇还原剂和任选的由二硫键裂解产生的巯氢基的阻断基团进一步裂解，以产生3.5S Fab'单价片段。在某些情况下，使用胃蛋白酶的酶促裂解可用于直接产生两个单价Fab'片段和Fc片段。例如，Goldenberg(美国专利号4,036,945和4,331,647)描述了这些方法。另请参见Nisonhoff等,Arch.Biochem.Biophys.89:230(1960)；Porter,Biochem.J.73:119(1959)；Edelman等,METHODS IN ENZYMOLOGY,第1卷，第422页(学术出版社1967)；和Coligan等，第2.8.12.8.10和2.10.12.10.4节。
抗体可以是IgA-、IgD-、IgE-、IgG-或IgM-型，包括IgG-或IgM-型，例如但不限于IgGl-、IgG2-、IgG3-、IgG4-、IgMl-和IgM2型。例如，在一些情况下，抗体是IgG1-型、IgG2-型或IgG4-型。
在一些实施方式中，抗体可以是结合PSMA的抗体。例如，结合PSMA的抗体可包括包含SEQ ID NO:1-6中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成的CDR。在一些情况下，结合PSMA的抗体可以具有一个或多个CDR，其是SEQ ID NO:1-6中任一个所示的CDR的变体(例如，不是100％相同)，条件是该抗原结合结构域保留了与PSMA结合的能力。例如，结合PSMA的抗体的一个或多个CDR可以由SEQ ID NO:1-6中任一项所示的氨基酸序列组成，不同的是变体多肽包含序列标识符(例如，SEQ ID NO:1-6中任一个)的铰接(articulated)序列内的1个、2个、3个、4个或5个氨基酸取代，在序列标识符(例如，SEQ ID NO:1-6中任一个)的铰接序列之前具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，和/或在序列标识符(例如，SEQ IDNO:1-6中任一个)的铰接序列之后具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，条件是抗体保留结合PSMA的能力。包含SEQ ID NO:1-6中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成并且可用于结合PSMA的抗体的CDR氨基酸序列的实例包括但不限于示于表1的氨基酸序列(另参见实施例17)。
表1.抗-PSMA抗体的示例性CDR序列。VL指可变轻链，VH指可变重链。
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在一些实施方式中，结合PSMA的抗体可以如别处所述。参见，例如，美国专利号10,179,819、国际专利申请公开号WO 2018/129284、国际专利申请公开号WO 2002/098897、美国专利申请公开号2014/0273078、欧洲专利申请公开号3192810A1、CN 108699157、欧洲专利号2,363,404、美国专利申请公开号2014/0234215、国际专利申请公开号WO 2005/094882、美国专利号7,666,414、美国专利号8,114,965、美国专利号8,470,330、国际专利申请公开号WO 2014/4057113、美国专利号9,242,012、美国专利号10,179,819和美国专利号9,782,478。
在一些实施方式中，结合PSMA的抗体可以是J591单克隆抗体或人源化J591单克隆抗体。参见，例如，Milowsky等,J.Nucl.Med.,50:606-11(2009)。也可以使用结合PSMA的全人单克隆抗体。参见，例如，Ma等,Clin.Cancer Res.,12(8):2591-6(2006)。
在一些实施方式中，抗体可以是结合生长抑素受体多肽的抗体。生长抑素受体多肽的实例包括但不限于sstr1受体多肽、sstr2a受体多肽、sstr2b受体多肽、sstr3受体多肽、sstr4受体多肽和sstr5受体多肽。例如，结合生长抑素受体的抗体可包括包含SEQ IDNO:7-12中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成的CDR。在一些情况下，本文提供的结合生长抑素受体的抗体可以具有一个或多个CDR，其是SEQ ID NO:7-12中任一个所示的CDR的变体(例如，不是100％相同)，条件是该抗原结合结构域保留了与生长抑素受体结合的能力。例如，本文提供的结合生长抑素受体的抗体的一个或多个CDR可以由SEQ IDNO:7-12中任一项所示的氨基酸序列组成，不同的是变体多肽包含序列标识符(例如，SEQID NO:7-12中任一个)的铰接序列内的1个、2个、3个、4个或5个氨基酸取代，在序列标识符(例如，SEQ ID NO:7-12中任一个)的铰接序列之前具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，和/或在序列标识符(例如，SEQ ID NO:7-12中任一个)的铰接序列之后具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，条件是抗原结合结构域保留结合生长抑素受体的能力。包含SEQID NO:7-12中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成并且可用于结合生长抑素受体的抗体的CDR氨基酸序列的实例包括但不限于示于表2的氨基酸序列(另参见实施例17)。
表2.抗-生长抑素抗体的示例性CDR序列。
在一些实施方式中，结合生长抑素受体的抗体可以是UMB1、UMB4、UMB5或UMB7。
在一些实施方式中，结合生长抑素受体的抗体可以如别处所述。参见例如国际专利申请公开号WO 2018/005706、美国专利申请公开号2009/0016989、美国专利申请公开号2021/0340264、美国专利号11,225,521、NZ749841A、AU2017290086A、CN 201780041351.9A和Korner等，Am J Surg Pathol.2012年2月；36(2):242-52。
在一些实施方式中，抗体可以是结合FAP多肽的抗体。例如，结合FAP多肽的抗体可包括包含SEQ ID NO:13-18中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成的CDR。在一些情况下，结合FAP多肽的抗体可以具有一个或多个CDR，其是SEQ ID NO:13-18中任一个所示的CDR的变体(例如，不是100％相同)，条件是该抗原结合结构域保留了与FAP多肽结合的能力。例如，结合FAP多肽的抗体的一个或多个CDR可以由SEQ ID NO:13-18中任一项所示的氨基酸序列组成，不同的是变体多肽包含序列标识符(例如，SEQ ID NO:13-18中任一个)的铰接序列内的1个、2个、3个、4个或5个氨基酸取代，在序列标识符(例如，SEQ ID NO:13-18中任一个)的铰接序列之前具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，和/或在序列标识符(例如，SEQ ID NO:13-18中任一个)的铰接序列之后具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，条件是抗原结合结构域保留结合FAP多肽的能力。包含SEQ ID NO:13-18中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成并且可用于结合FAP多肽的抗体的CDR氨基酸序列的实例包括但不限于示于表3的氨基酸序列(另参见实施例17)。
表3.抗-FAP抗体的示例性CDR序列。
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在一些实施方式中，结合FAP多肽的抗体可以是西罗珠单抗或BMS168。
在一些实施方式中，结合FAP多肽的抗体可以如别处所述。参见，例如，JP7017599B2、JP 2009522329 A、美国专利申请公开号2021/0253736、EP 3269740A1、美国专利号8,999,342、美国专利申请公开号2017/0369592、IL 281739D0、美国专利号9,481,730和ES2348556 T3。
在一些实施方式中，抗体可以是结合CD3多肽的抗体。例如，结合CD3多肽的抗体可包括包含SEQ ID NO:19-24中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成的CDR。在一些情况下，结合CD3多肽的抗体可以具有一个或多个CDR，其是SEQ ID NO:19-24中任一个所示的CDR的变体(例如，不是100％相同)，条件是该抗原结合结构域保留了与CD3多肽结合的能力。例如，结合CD3多肽的抗体的一个或多个CDR可以由SEQ ID NO:19-24中任一项所示的氨基酸序列组成，不同的是变体多肽包含序列标识符(例如，SEQ ID NO:19-24中任一个)的铰接序列内的1个、2个、3个、4个或5个氨基酸取代，在序列标识符(例如，SEQ ID NO:19-24中任一个)的铰接序列之前具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，和/或在序列标识符(例如，SEQ ID NO:19-24中任一个)的铰接序列之后具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，条件是抗原结合结构域保留结合CD3多肽的能力。包含SEQ ID NO:19-24中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成并且可用于结合CD3多肽的抗体的CDR氨基酸序列的实例包括但不限于示于表4的氨基酸序列(另参见实施例17)。
表4.抗-CD3抗体的示例性CDR序列。
CDR 氨基酸序列 SEQ ID NO:
VL CDR1 RASQSVSSYLA 19
WASQGISSYLA 162
RASQGISSALA 163
VL CDR2 DASNRAT 20
GASSRAT 164
YASSLQS 165
DASSLGS 166
DASSLES 167
VL CDR3 QQRSNWPPLT 21
QQYGSSPIT 168
QQYYSTLT 169
QQRSNWPWT 170
QQFNSYPIT 171
VH CDR1 GYGMH 22
SYGMH 172
VH CDR2 VIWYDGSKKYYVDSVKG 23
IIWYDGSKKNYADSVKG 173
AIWYNGRKQDYADSVKG 174
VH CDR3 QMGYWHFDL 24
GTGYNWFDP 175
在一些实施方式中，结合CD3多肽的抗体可以是莫罗单抗或博纳吐单抗。
在一些实施方式中，结合CD3多肽的抗体可以如别处所述。参见，例如，CN 1984931A、EP 1753783 B1、AU 2009/299792 B2、CN 102796199 A和JP 6817211 B2。
在一些实施方式中，抗体可以是结合CD20多肽的抗体。例如，结合CD20多肽的抗体可包括包含SEQ ID NO:25-30中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成的CDR。在一些情况下，结合CD20多肽的抗体可以具有一个或多个CDR，其是SEQ ID NO:25-30中任一个所示的CDR的变体(例如，不是100％相同)，条件是该抗原结合结构域保留了与CD20多肽结合的能力。例如，结合CD20多肽的抗体的一个或多个CDR可以由SEQ ID NO:25-30中任一项所示的氨基酸序列组成，不同的是变体多肽包含序列标识符(例如，SEQ ID NO:25-30中任一个)的铰接序列内的1个、2个、3个、4个或5个氨基酸取代，在序列标识符(例如，SEQID NO:25-30中任一个)的铰接序列之前具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，和/或在序列标识符(例如，SEQ ID NO:25-30中任一个)的铰接序列之后具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，条件是抗原结合结构域保留结合CD20多肽的能力。包含SEQ ID NO:25-30中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成并且可用于结合CD20多肽的抗体的CDR氨基酸序列的实例包括但不限于示于表5的氨基酸序列(另参见实施例17)。
表5.抗-CD20抗体的示例性CDR序列。
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在一些实施方式中，结合CD20多肽的抗体可以是托西莫单抗、替妥昔单抗(tituximab)、奥法木单抗、奥滨尤妥珠单抗(obinutuzumab)、奥瑞珠单抗或乌妥昔单抗。
在一些实施方式中，结合CD20多肽的抗体可以如别处所述。参见，例如，EP1740946 B1、美国专利号8,147,832、EP 1692182 B1、EP 2295468 B1、美国专利申请公开号2004/0093621 A1、美国专利号7,744,877、CN 1210307 C和CN 104558191 A。
在一些实施方式中，抗体可以是结合CXCR4多肽的抗体。例如，结合CXCR4多肽的抗体可包括包含SEQ ID NO:31-36中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成的CDR。在一些情况下，结合CXCR4多肽的抗体可以具有一个或多个CDR，其是SEQ ID NO:31-36中任一个所示的CDR的变体(例如，不是100％相同)，条件是该抗原结合结构域保留了与CXCR4多肽结合的能力。例如，结合CXCR4多肽的抗体的一个或多个CDR可以由SEQ ID NO:31-36中任一项所示的氨基酸序列组成，不同的是变体多肽包含序列标识符(例如，SEQ IDNO:31-36中任一个)的铰接序列内的1个、2个、3个、4个或5个氨基酸取代，在序列标识符(例如，SEQ ID NO:31-36中任一个)的铰接序列之前具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，和/或在序列标识符(例如，SEQ ID NO:31-36中任一个)的铰接序列之后具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，条件是抗原结合结构域保留结合CXCR4多肽的能力。包含SEQ ID NO:31-36中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成并且可用于结合CXCR4多肽的抗体的CDR氨基酸序列的实例包括但不限于示于表6的氨基酸序列(另参见实施例17)。
表6.抗-CXCR4抗体的示例性CDR序列。
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在一些实施方式中，结合CXCR4多肽的抗体可以是艾巴利珠单抗(ibalizumab)、MAB172-100、PA3-305或hz515H7。
在一些实施方式中，结合CXCR4多肽的抗体可以如别处所述。参见，例如，EP2285833 B1、JP 5749330 B2、美国专利号7,138,496、美国专利申请公开号2005/0002939、EP 2246364 A1、CA 2724409 A1、国际专利申请公开号WO 2006/089141、Broussas等，Mol.Cancer Ther.，2016年8月；15(8):1890-9、国际专利申请公开号WO 2000/042074、国际专利申请公开号WO 2004/059285、EP 1449850 A1、TW I469792 B、美国专利号8,329,178、美国专利号7,892,546、国际专利申请公开号WO 2009/138519、国际专利申请公开号WO2009/140124、国际专利申请公开号WO 2008/142303、国际专利申请公开号WO 2008/060367、美国专利号8,748,107、TW I469792B、RU 2636032 C2、美国专利号10,428,151、CN106211774 B、EP 1871807 B1、美国专利申请公开号2019/0276544、EP 06748215 A、美国专利号8,329,178 和CA 2597717 A。
在一些实施方式中，抗体可以是结合GRPR多肽的抗体。
在一些实施方式中，结合GRPR多肽的抗体可以是ABR-002、sc-398549、A30653。
在一些实施方式中，结合GRPR多肽的抗体可以如别处所述。参见，例如，CA2089212 C、DE 69637411 T2、EP 0981369 B1、CN 109422810 A、CN 106132993 A和国际专利申请公开号WO 2015/143525。
在一些实施方式中，抗体可以是结合HER2多肽的抗体。例如，结合HER2多肽的抗体可包括包含SEQ ID NO:37-42中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成的CDR。在一些情况下，结合HER2多肽的抗体可以具有一个或多个CDR，其是SEQ ID NO:37-42中任一个所示的CDR的变体(例如，不是100％相同)，条件是该抗原结合结构域保留了与HER2多肽结合的能力。例如，结合HER2多肽的抗体的一个或多个CDR可以由SEQ ID NO:37-42中任一项所示的氨基酸序列组成，不同的是变体多肽包含序列标识符(例如，SEQ ID NO:37-42中任一个)的铰接序列内的1个、2个、3个、4个或5个氨基酸取代，在序列标识符(例如，SEQID NO:37-42中任一个)的铰接序列之前具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，和/或在序列标识符(例如，SEQ ID NO:37-42中任一个)的铰接序列之后具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，条件是抗原结合结构域保留结合HER2多肽的能力。包含SEQ ID NO:37-42中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成并且可用于结合HER2多肽的抗体的CDR氨基酸序列的实例包括但不限于示于表7的氨基酸序列(另参见实施例17)。
表7.抗-HER2抗体的示例性CDR序列。
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在一些实施方式中，结合HER2多肽的抗体可以是曲妥珠单抗、帕妥珠单抗、马戈妥昔单抗、ZW25或泽木珠单抗(zumuzumab)。
在一些实施方式中，结合HER2多肽的抗体可以如别处所述。参见，例如，Jones等，Nature，321，522-525(1986)、CN 105829346 B、CN 107001479 B、KR 2014/0032004 A、AU2005/32520、TW I472339 B、CN 102167742 B、ES2640449 T3、KR 20170055521 A、CN111741979 A、国际专利申请公开号WO 2021/097220和CN 107001479 B。
在一些实施方式中，抗体可以是结合MCR1多肽的抗体。
在一些实施方式中，结合MCR1多肽的抗体可以是ARC0638或EPR6530。
在一些实施方式中，抗体可以是结合VEGF多肽的抗体。VEGF多肽的实例包括VEGF1、VEGFB、VEGFC和VEGFD。例如，结合VEGF多肽的抗体可包括包含SEQ ID NO:43-48中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成的CDR。在一些情况下，结合VEGF多肽的抗体可以具有一个或多个CDR，其是SEQ ID NO:43-48中任一个所示的CDR的变体(例如，不是100％相同)，条件是该抗原结合结构域保留了与VEGF多肽结合的能力。例如，结合VEGF多肽的抗体的一个或多个CDR可以由SEQ ID NO:43-48中任一项所示的氨基酸序列组成，不同的是变体多肽包含序列标识符(例如，SEQ ID NO:43-48中任一个)的铰接序列内的1个、2个、3个、4个或5个氨基酸取代，在序列标识符(例如，SEQ ID NO:43-48中任一个)的铰接序列之前具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，和/或在序列标识符(例如，SEQ ID NO:43-48中任一个)的铰接序列之后具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，条件是抗原结合结构域保留结合MCR1多肽的能力。包含SEQ ID NO:43-48中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成并且可用于结合VEGF多肽的抗体的CDR氨基酸序列的实例包括但不限于示于表8的氨基酸序列(另参见实施例17)。
表8.抗-VEGF抗体的示例性CDR序列。
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在一些实施方式中，结合VEGF多肽的抗体可以是贝伐珠单抗、雷珠单抗、布西珠单抗(brolucizumab)或法瑞西单抗(faricimab)。
在一些实施方式中，抗体可以是结合PD-L1多肽的抗体。例如，结合PD-L1多肽的抗体可包括包含SEQ ID NO:345-350中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成的CDR。在一些情况下，结合PD-L1多肽的抗体可以具有一个或多个CDR，其是SEQ ID NO:345-350中任一个所示的CDR的变体(例如，不是100％相同)，条件是该抗原结合结构域保留了与PD-L1多肽结合的能力。例如，结合PD-L1多肽的抗体的一个或多个CDR可以由SEQ ID NO:345-350中任一项所示的氨基酸序列组成，不同的是变体多肽包含序列标识符(例如，SEQID NO:345-350中任一个)的铰接序列内的1个、2个、3个、4个或5个氨基酸取代，在序列标识符(例如，SEQ ID NO:345-350中任一个)的铰接序列之前具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，和/或在序列标识符(例如，SEQ ID NO:345-350中任一个)的铰接序列之后具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，条件是抗原结合结构域保留结合PD-L1多肽的能力。包含SEQ ID NO:345-350中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成并且可用于结合PD-L1多肽的抗体的CDR氨基酸序列的实例包括但不限于示于表9的氨基酸序列(另参见实施例17)。
表9.抗-PD-L1抗体的示例性CDR序列。
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在一些实施方式中，结合PD-L1多肽的抗体可以是阿特珠单抗、阿维鲁单抗、度伐鲁单抗、BMS 936559或柯希利单抗(cosibelimab)。
在一些实施方式中，抗体可以是结合TROP2多肽的抗体。例如，结合VEGF多肽的抗体可包括包含SEQ ID NO:351-356中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成的CDR。在一些情况下，结合TROP2多肽的抗体可以具有一个或多个CDR，其是SEQ ID NO:351-356中任一个所示的CDR的变体(例如，不是100％相同)，条件是该抗原结合结构域保留了与TROP2多肽结合的能力。例如，结合TROP2多肽的抗体的一个或多个CDR可以由SEQ ID NO:351-356中任一项所示的氨基酸序列组成，不同的是变体多肽包含序列标识符(例如，SEQID NO:351-356中任一个)的铰接序列内的1个、2个、3个、4个或5个氨基酸取代，在序列标识符(例如，SEQ ID NO:351-356中任一个)的铰接序列之前具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，和/或在序列标识符(例如，SEQ ID NO:351-356中任一个)的铰接序列之后具有1个、2个、3个、4个或5个氨基酸残基，条件是抗原结合结构域保留结合TROP2多肽的能力。包含SEQ ID NO:351-356中所示的CDR氨基酸序列、基本上由其组成或由其组成并且可用于结合TROP2多肽的抗体的CDR氨基酸序列的实例包括但不限于示于表10的氨基酸序列(另参见实施例17)。
表10.抗-TROP2抗体的示例性CDR序列。
在一些实施方式中，结合TROP2多肽的抗体可以是沙西妥珠单抗(sacituzumab)或达托普单抗(datopotamab)。
在一些实施方式中，偶联物可以如图3-9和70-81中的任意一个或多个所示来制备。例如，在一些实施方式中，一种螯合剂可以是DiAmSar并且一种螯合剂可以是TCMC。在一些实施方式中，一种螯合剂可以是NOTA并且一种螯合剂可以是TCMC。在一些实施方式中，结合部分是PSMA肽。在一些实施方式中，PSMA肽是匹氟司他(piflufostat)。在一些实施方式中，结合部分是成纤维细胞活化蛋白抑制剂(FAPI)。在一些实施方式中，FAPI是N-[2-[(2S)-2-氰基-4,4-二氟吡咯烷-1-基]-2-氧代乙基]-6-羟基喹啉-4-甲酰胺。在一些实施方式中，结合部分是生长抑素受体的配体。在一些实施方式中，生长抑素受体的配体是奥曲肽、帕瑞肽、伐普肽、兰瑞肽、生长抑素、依多曲肽或氧多曲肽(oxodotreotide)。在一些实施方式中，结合部分是CD3抑制剂。在一些实施方式中，结合部分是CD20抑制剂。在一些实施方式中，结合部分是CXCR4抑制剂。在一些实施方式中，CXCR4抑制剂是弗拉霉素(framycetin)、普乐沙福、巴氯芬、mavorixafor或MSX-122。在一些实施方式中，结合部分是GRPR抑制剂。在一些实施方式中，GRPR抑制剂是铃蟾肽、RC-3095、PD168368、GRPR拮抗剂1、GRPR拮抗剂2或PD176252。可如本文所述使用的GRPR拮抗剂的一些实例如Yu等,Med ChemRes 30,2069–2089(2021)中所述，其通过引用纳入。在一些实施方式中，结合部分是HER2抑制剂。在一些实施方式中，HER2抑制剂是拉帕替尼、替伐替尼、瓦利替尼(varlitinib)、妥卡替尼(tucatinib)、阿法替尼、布格替尼(brigatinib)、福坦替尼(fostamatinib)、泽布替尼(zanubrutinib)、妥卡替尼(tucatinib)或来那替尼(neratinib)。在一些实施方式中，结合部分是MC1R配体。在一些实施方式中，MC1R配体是4-苯基丁酰基-His-DPhe-Arg-Trp-Gly-Lys(己-5-炔酰基)-NH2、H-Lys(己-5-炔酰基)-Tyr-Val-Nle-Gly-His-DNal(2′)-Arg-DTrp-Asp-Arg-Phe-Gly-NH2、H-Lys(己-5-炔酰基)Tyr-Val-Nle-Gly-His-DNal(2′)-Arg-DPhe-Asp-Arg-Phe-Gly-NH2、促肾上腺皮质激素、α黑素细胞刺激激素、β黑素细胞刺激激素、γ黑素细胞刺激激素或MC1RL。可如本文所述使用的MC1R配体的一些进一步实例如以下一项或多项中所阐述：Tafreshi等,J.Nucl.Med.60(8),1124-1133(2019)；以及美国专利号8,492,517,8,933,194和11,286,280，其通过引用纳入本文。在一些实施方式中，结合部分是VEGF抑制剂。在一些实施方式中，VEGF抑制剂是舒尼替尼(sunitinib)、瓦他拉尼(vatalanib)、利尼伐尼(linifanib)、地尼布林(denibulin)、帕唑帕尼(pazopanib)、阿西替尼(axitinib)、瑞戈非尼(regorafenib)、索拉非尼(sorafenib)、乐伐替尼(lenvatinib)、尼达尼布(nintedanib)、波拉普锌(polaprezinc)、福坦替尼(fostamatinib)、赛尔帕替尼(selpercatinib)或替沃扎尼(ortivozanib)。在一些实施方式中，结合部分是PD-L1抑制剂。在一些实施方式中，PD-L1抑制剂是AUNP-12,CA-170,(3S,3aR,6S,6aR)-N6-[4-(3-氟苯基)-嘧啶-2-基]-N3-(2-吡啶基甲基)-2,3,3a,5,6,6a-六氢呋喃，或1-异丙基-3-[(3S,5S)-1-甲基-5-[3-(2-萘基)-1,2,4-噁二唑-5-基]吡咯烷-3-基]脲。在一些实施方式中，结合部分是PTK2抑制剂。在一些实施方式中，PTK2抑制剂是内皮抑素、福坦替尼、7-吡啶-2-基-N-(3,4,5-三甲氧基苯基)-7h-吡咯并[2,3-D]嘧啶-2-胺、2-({5-氯-2-[(2-甲氧基-4-吗啉-4-基苯基)氨基]嘧啶-4-基}氨基)-N-甲基苯甲酰胺、GSK2256098、地法替尼(defactinib)或VS-4718。在一些实施方式中，结合部分是ITGB6结合剂。在一些实施方式中，在一些实施方式中，ITGB6结合剂是环肽环(FRGDLAFp(NMe)K)或trivehexin，如Quigley等,Eur J.Nucl.Med.Mol.Imaging.49(4),1136-1147(2022)所述。有时，结合部分是3-氟-2,2-二甲基丙酸或2,2-二甲基丙酸。
如本文所述，本文提供的偶联物可包括一个或多个结合部分(例如，一个、两个、三个、四个、五个或更多个结合部分)。在一些情况下，本文所述偶联物的结合部分可以具有结合一种或多种靶分子的能力。例如，本文所述偶联物的结合部分可以具有结合一种、两种、三种、四种、五种或更多种靶分子的能力，例如存在于细胞(例如癌细胞)上的一种、两种、三种、四种、五种或更多种靶分子。
在一些实施方式中，本文提供的具有两个或更多个结合部分的偶联物可以有利地，例如，结合至两种不同细胞(例如，两种不同癌细胞)上存在的抗原，或结合至同一细胞(例如，相同的癌细胞)上的两种不同的抗原。在一些实施方式中，具有多于一种结合部分提供一种或多种优点，例如偶联物具有增强的摄取和/或增加的体内稳定性。
在一些实施方式中，本文所述的一种或多种偶联物可用于治疗哺乳动物(例如人患者)的癌症(例如，前列腺癌、神经内分泌癌、结肠癌、肺癌、胰腺癌、黑色素瘤或淋巴癌)。例如，用于治疗前列腺癌，可以使用包含靶向PSMA或其活性的结合部分的偶联物。用于治疗神经内分泌癌，可以使用包含靶向生长抑素受体(例如生长抑素类似物)的结合部分的偶联物。用于治疗肺癌，可以使用包含靶向B7-H3蛋白的结合部分的偶联物。用于治疗胰腺癌，可以使用包含靶向C9-19的结合部分的偶联物。用于治疗黑色素瘤，可以使用包含靶向黑皮质素1受体的结合部分的偶联物。
在一些实施方式中，本文所述的一种或多种偶联物可用于治疗哺乳动物(例如人患者)的非癌症病症(例如良性肿瘤、炎性病症、血液学过程、组织细胞过程、囊性疾病或感染)。
在一些实施方式中，可以在数天至数月的时间段内向哺乳动物(例如，人患者)给予一次或多次本文所述的一种或多种偶联物，以治疗哺乳动物(例如，人患者)的癌症或非癌症病症。在一些实施方式中，本文描述的一种或多种偶联物(例如，包含通过接头共价连接至结合部分的两种或更多种螯合剂的偶联物，其中一种螯合剂是用于成像的同位素的螯合剂，且一种螯合剂是用于放疗的同位素的螯合剂，其中用于成像的同位素和用于放疗的同位素各自与螯合剂络合(螯合)，并且其中结合部分结合患者体内的肿瘤)可以配制成药学上可接受的组合物，用于给予患者(例如，被鉴定为患有癌症的患者)以治疗该患者体内的癌症。在一些实施方式中，可以给予两种偶联物的混合物，例如，在注射时提供每种放射性同位素的合适剂量(从放射活性角度来说)。在这种实施方式中，合适的同位素可以与两种偶联物的螯合剂络合并在注射时混合以考虑不同速率的衰变。
在一些实施方式中，偶联物在患者中的生物分布(即，偶联物在哺乳动物体内的位置)可以通过给予包括通过接头与结合部分共价连接的两种或更多种螯合剂的偶联物来确定(例如，通过PET)，其中一种螯合剂是成像同位素的螯合剂且一种螯合剂是放疗同位素的螯合剂，其中成像同位素螯合至螯合剂，并且其中结合部分结合至患者的肿瘤。确定生物分布后，除了具有与螯合剂螯合的成像同位素和放疗同位素之外，可以将相同的偶联物给予患者。确定生物分布使得可以根据患者的情况调整治疗剂量，从而减少副作用。每次给予偶联物后均可进行成像以监测治疗。
治疗有效量的本文所述的偶联物可以与一种或多种药学上可接受的运载体(添加剂或赋形剂)和/或稀释剂一起配制。在一些实施方式中，添加剂稳定地抵抗辐射分解。可将药物组合物配制成以固体或液体形式给药的形式，包括但不限于，无菌溶液、混悬液、缓释制剂、片剂、囊剂、丸剂、粉剂和颗粒剂。
可用于本文所述的药物组合物中的药学上可接受的运载体、填充剂和载剂包括但不限于，离子交换剂、氧化铝、硬脂酸铝、卵磷脂，血清蛋白质如人血清白蛋白，缓冲物质如磷酸盐、甘氨酸、山梨酸、山梨酸钾、饱和植物脂肪酸的部分甘油酯混合物、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、胶体二氧化硅、三硅酸镁、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素基物质、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、聚乙二醇和羊毛脂。
含有一种或多种偶联物的药物组合物可以设计用于口服或肠胃外(包括皮下、肌内、静脉内、皮内、吸入/雾化、动脉内、鞘内、肿瘤内、囊内、瘤周、腹膜内、管腔内、胸膜内)给予。当口服给予时，药物组合物可为丸剂、片剂或囊剂的形式。适用于肠胃外给药的组合物包括水性和非水性无菌注射溶液，其可以包含抗氧化剂、缓冲液、抑菌剂或使制剂与预期接受者的血液等渗的溶质。制剂可存在于单位剂量或多剂量容器(例如，密封的安瓿和药瓶)中，并可以(例如冷冻干燥(冻干)条件)保存，临用前只需要加入无菌液体运载体(例如，注射用水或盐水)即可使用。在一些实施方式中，制剂可以以仅需要添加无菌运载体(例如水或盐水)和一种或多种所需放射性核素的形式存在。可由无菌粉末剂、颗粒剂和片剂制备临时注射溶液剂和混悬剂。
在一些情况中，包含一种或多种本文所述偶联物的药学上可接受的组合物可以局部或全身给药。例如，本文所提供的组合物可以通过静脉内注射或血液输注全身给予。例如，本文提供的组合物可以局部给予，例如瘤内、肌内、皮内或皮下。例如，动脉内注射可用于局部引导组合物，例如注射到肝动脉中以靶向肝脏中的癌症。在一些情况中，本文所提供的组合物可以全身、口服或通过注射至哺乳动物(例如，人患者)给予。
含有一种或多种偶联物的组合物的有效量可以是提供抗肿瘤反应(例如，通过停止肿瘤细胞增殖和/或杀死肿瘤细胞来减缓、停止或逆转肿瘤生长)而不对患者产生显著毒性的任何量。例如，包含正电子发射PET同位素的偶联物的有效量可以在1mCi至20mCi(例如，约1mCi至约15mCi、约1mCi至约10mCi、约2mCi至约18mCi、约3mCi至约17mCi、约4mCi至约18mCi、约4mCi至约15mCi、约5mCi至约20mCi、约5mCi至约15mCi、约10mCi至约20mCi、约15mCi至约20mCi)的范围内。在一些实施方式中，包含β发射同位素的偶联物的有效量可以在例如每个周期约10mCi至1.5Ci(1,500mCi)(例如，每个周期约15mCi至约1,400mCi、约25mCi至约1,500mCi、约50mCi至约1,250mCi、约75mCi至约1,500mCi、约100mCi至约1,000mCi、约100mCi至约1,400mCi、约150mCi至约1,250mCi、约200mCi至约1,200mCi、约300mCi至约1,100mCi、约400mCi至约1,000mCi、约500mCi至约1,500mCi、约600mCi至约1,400mCi、约700mCi至约1,300mCi、约800mCi至约1,200mCi或约1,000mCi至约1,500mCi)的范围内。在一些实施方式中，包含γ发射同位素的偶联物(例如SPECT剂)的有效量可以在，例如，约0.1mCi至约40mCi的范围内(例如，约0.2mCi至约40mCi、约0.5mCi至约35mCi、约0.5mCi至约25mCi、约1mCi至约35mCi、约1mCi至约30mCi、约2mCi至约38mCi、约3mCi至约30mCi、约4mCi至约35mCi、约4mCi至约35mCi、约5mCi至约40mCi、约5mCi至约35mCi、约5mCi至约30mCi、约5mCi至约25mCi、约5mCi至约20mCi、约10mCi至约30mCi、约15mCi至约40mCi、约20mCi至约40mCi或约25mCi至约40mCi)。在一些实施方式中，包含α发射同位素的偶联物的有效量可以在例如每个周期约0.05mCi至100mCi的范围内(例如，每个周期约0.05至约90mCi、约0.1mCi至约100mCi、约0.2mCi至约90mCi、约0.5mCi至约95mCi、约0.5mCi至约85mCi、约1mCi至约95mCi、约1mCi至约85mCi、约2mCi至约95mCi、约3mCi至约90mCi、约4mCi至约85mCi、约4mCi至约80mCi、约5mCi至约100mCi、约5mCi至约85mCi、约5mCi至约70mCi、约5mCi至约60mCi、约5mCi至约50mCi、约10mCi至约100mCi、约15mCi至约60mCi、约20mCi至约80mCi或约25mCi至约100mCi)。
在一些要给予两种或更多种偶联物的实施方式中，每种偶联物的有效量可以不同。例如，当需要使用α发射同位素用于治疗且正电子发射同位素用于成像时，可以给予不同量的偶联物。
例如，向平均体型的人(例如，约75-85kg的人)可以每次给予(例如，每天、每周、每月、每两个月或每季度给予)有效量的本文所述的一种或多种偶联物。在一些情况下，偶联物可以给予一次，随后是2-16周的休息期(例如，二、三、四、五、六、七、八、九、10、11、12、13、14、15或16周)在重复给药之前监测患者的不良反应(例如，通过监测全血细胞计数、白细胞计数、血小板计数、血红蛋白水平或骨髓损伤)。每个给药和休息期称为一个治疗周期。
如果特定的哺乳动物未能对特定量的治疗药物偶联物做出反应，或者到达目标肿瘤的计算的药物量太低，则可以在下一个周期中注射偶联物的量增加例如两倍。在接受较高量后，可以监测人哺乳动物治疗的反应和毒性症状，并据此做出相应调整。有效量可以保持恒定或可以根据哺乳动物对治疗的反应以滑动量或可变剂量进行调整。多种因素可以影响特定应用所需使用的实际有效量。例如，给药频率，治疗持续时间，多种治疗剂的使用，给药途径和病症严重程度可能需要增加或减少给药的实际有效量。
本文所述偶联物的给予频率可以是提供抗肿瘤反应(例如，停止肿瘤生长或杀死肿瘤细胞)而不对哺乳动物产生显著毒性的任何频率。例如，偶联物的给予频率可以是约每天一次、每月一次、每六周一次、每两个月一次、或约每三个月一次、或约每16周一次。本文所述偶联物的给予频率在治疗持续期间可以保持恒定或可以变化(例如，毒性更小更频繁地给予)。如上所述，用含有偶联物的组合物的疗程可包括休息期。例如，含有一种或多种偶联物的组合物可给予一次，随后是二至十六周(例如，二、三、四、五、六、七、八、九、10、11、12、13、14、15或16周)的休息期，并且这样的方案可以重复多次。与有效量一样，多种因素可以影响用于特定应用的实际给予频率。例如，有效量，治疗持续时间，多种治疗剂的使用，给药途径以及病症的严重程度可能需要增加或减少给药频率。
给予含有一种或多种偶联物的组合物的有效持续时间可以是在被鉴定为患有癌症的哺乳动物内提供抗肿瘤反应(例如，停止肿瘤生长或杀死肿瘤细胞)而不对哺乳动物产生显著毒性的任何持续时间。在一些情况中，有效持续时间可以从几天到几个月不等。通常，在被鉴定为患有癌症的哺乳动物中提供抗肿瘤反应(例如，停止肿瘤生长或杀死肿瘤细胞)的有效持续时间可以在约六周至约十个月的持续时间范围内。多种因素可以影响用于特定治疗的实际有效持续时间。例如，有效持续时间可随给药频率，有效量，多种治疗剂的使用，给药途径和正在治疗的病症的严重性而变化。
本发明将在以下实施例中进一步描述，其不限制权利要求中描述的本发明的范围。
实施例
实施例1–用于多肽偶联的Diamsar和TCMC平台
如图3所示，diamsar(1-N-(4-氨基苄基)-3,6,10,13,16,19-六氮杂双环[6.6.6]-二十烷-1,8-二胺(SarAr)，CN＝6)–TCMC(,4,7,10-四(氨基甲酰甲基)-l,4,7,10四氮杂环十二烷，N4O4，配位数(CN)8)平台可以在室温下轻松与任何肽或抗体偶联(可能需要最高加热到37℃)。TCMC可以与Pb偶联，Diamsar可以与Cu偶联，两种络合反应在室温至37℃之间都是可行的。如果需要，可以调整/扩大包含NCS基团的第三臂的链长度，以减轻任何潜在的空间位阻。可以在任何给定pH、缓冲液和温度下在两种螯合剂都存在的情况下测试Pb和Cu的竞争性偶联，以确认偶联。由于Diamsar的亲脂性，预计通过添加Diamsar-TCMC偶联，肽的整体亲脂性特征和相关特性会增加。
实施例2–用于多肽偶联的NOTA和TCMC平台
如图4所示，NOTA(p-SCN-Bn-NOTA，化学成分为1,4,7-三氮杂环壬烷-1,4,7-三乙酸，CN＝6，N3O3，CN＝6)–TCMC平台可以在室温下轻松与任何肽或抗体偶联(可能需要最高加热到37℃)。TCMC可以与Pb偶联，NOTA可以与Cu偶联，两种络合反应在室温至37℃之间都是可行的。如果需要，可以调整/扩大包含NCS基团的第三臂的链长度，以减轻任何潜在的空间位阻。可以在任何给定pH、缓冲液和温度下在两种螯合剂都存在的情况下测试Pb和Cu的竞争性偶联，以确认偶联。
实施例3–用于双多肽偶联的Diamsar和TCMC平台
如图5所示，diamsar–TCMC平台可以在室温下轻松与任何肽或抗体偶联(可能需要最高加热到37℃)。TCMC可以与Pb偶联，Diamsar可以与Cu偶联，两种络合反应在室温至37℃之间都是可行的。如果需要，可以调整/扩大包含NCS基团的第三臂的链长度，以减轻任何潜在的空间位阻。可以在任何给定pH、缓冲液和温度下在两种螯合剂都存在的情况下测试Pb和Cu的竞争性偶联，以确认偶联。由于Diamsar的亲脂性，预计通过添加Diamsar-TCMC偶联，肽的整体亲脂性特征和相关特性会增加。这种方法使得肽和抗体可以双重偶联，以促进增强与靶标受体的结合。
实施例4–用于双多肽偶联的NOTA和TCMC平台
如图6所示，NOTA–TCMC平台可以在室温下轻松与任何肽或抗体偶联(可能需要最高加热到37℃)。TCMC可以与Pb偶联，NOTA可以与Cu偶联，两种络合反应在室温至37℃之间都是可行的。如果需要，可以调整/扩大包含NCS基团的第三臂的链长度，以减轻任何潜在的空间位阻。可以在任何给定pH、缓冲液和温度下在两种螯合剂都存在的情况下测试Pb和Cu的竞争性偶联，以确认偶联。这种方法使得肽和抗体可以双重偶联，以促进增强与靶标受体的结合。
实施例5–偶联物1的64Cu标记
如图10所示，开发了用于偶联物1和64Cu-偶联物1的高效液相色谱(HPLC)方法(图14)。该方法使用Schmadzu HPLC系统，该系统配备有双UV和放射活性检测器。使用Phenomenex的反相HPLC柱(C-18)(Luna 5μm C18(2)LC柱250x4.6mm，(00G-4252-e0)，使用254nm的UV波长，进行方法开发和优化。对于分析物分析，安装了20μL进样环，并在室温下用于所有分析。对于流动相，使用双溶剂系统，其中溶剂A为0.1％三氟乙酸(TFA)的乙腈溶液，溶剂B为0.1％TFA的水溶液。对于峰分离，使用如表12A和12B中所述的梯度方法，流动相流速为1.1mL/分钟。表11显示了HPLC方法的结果。图11显示了表12A中所示不同浓度的HPLC校准曲线。为了分析，将化合物溶解在水中并制备校准曲线以估计合成化合物的比活性。根据化合物的化学性质，观察到不同的保留时间。
表11
峰 保留时间(分钟) 曲线下面积(AUC) AUC％
1 9.31 11573801 99.3
2 12.42 81067 0.7
表12A
表12B
此外，还开发了用于未标记的64Cu的HPLC方法。图12显示了未标记的64Cu的HPLC迹线。该方法使用Schmadzu HPLC系统，该系统配备有双UV和放射活性检测器。使用Phenomenex的反相HPLC柱(C-18)(Luna 5μm C18(2)LC柱250x4.6mm，(00G-4252-e0)，使用254nm的UV波长，进行方法开发和优化。对于分析物分析，安装了20μL进样环，并在室温下用于所有分析。对于流动相，使用双溶剂系统，其中溶剂A为0.1％三氟乙酸(TFA)的乙腈溶液，溶剂B为0.1％TFA的水溶液。对于峰分离，使用梯度方法，如下表14B中所述，使用1.0mL/分钟流动相流速。表13显示了未标记的64Cu的HPLC方法的结果。针对未标记的64Cu开发了薄层色谱法(TLC)，使用硅胶为固相，0.1M柠檬酸钠为流动相。未标记的64Cu的TLC迹线如图13所示，结果见表14A。
表13
表14A
表14B
如图14所示，用64Cu标记偶联物1以形成64Cu-偶联物1。使用由回旋加速器产生的[64Cu]CuCl2用Cu-64放射性标记偶联物1并在0.1M盐酸中配制。使用不同量(50μg、100μg)的偶联物-1，并在添加[64Cu]CuCl2后使用0.1M乙酸钠将pH值调节至5.0。将所得反应混合物在室温下搅拌不同的持续时间，如10分钟、20分钟、30分钟和40分钟，以随反应时间优化放射性标记产率。通过放射性薄层色谱(r-TLC)监测反应的进展和产率，使用iTLC(纸上涂有硅胶，安捷伦科技公司(Agilent Technologies Inc.),加利福尼亚州圣克拉拉)，以及0.1M柠檬酸钠作为流动相。在此r-TLC条件下，未偶联的(游离)64Cu移动到r-TLC的溶剂前沿，而放射性标记的64Cu-偶联物-1停留在r-TLC板的原点。根据我们测试的放射性标记条件，通过在室温下搅拌，使用乙酸钠作为反应缓冲液，在pH5.0下，反应在10分钟内和所有其他时间点实现了>99％的放射性标记产率。我们的放射性标记产率作为反应时间、温度和起始偶联物-1的质量的函数总结于表16中。放射性标记的64Cu-偶联物-1的形成也通过放射性HPLC证实了。
产物64Cu-偶联物1的TLC迹线显示在图15中。用硅胶固相和0.1M柠檬酸钠流动相进行TLC。TLC结果如表15所示。
表15
用于未标记的64Cu的相同HPLC方法也用于64Cu-偶联物1。图16显示了64Cu-偶联物1的HPLC迹线。
使用不同反应条件的64Cu-偶联物1的放射性标记产率如下表16所示。64Cu-偶联物1的摩尔活性(Am)为0.325GBq/μmol。
表16
实施例6–偶联物2的64Cu标记
如图18所示，用64Cu标记偶联物2以形成64Cu-偶联物2。使用由回旋加速器产生的[64Cu]CuCl2用Cu-64放射性标记偶联物2，在0.1M盐酸中配制。使用不同量(50μg、100μg)的偶联物2，并在添加[64Cu]CuCl2后使用0.1M乙酸钠将pH值调节至5.0。将所得反应混合物在室温下搅拌不同时间点如10分钟、20分钟和30分钟以优化作为反应时间函数的放射性标记产率。通过放射性薄层色谱(r-TLC)监测反应的进展和产率，使用iTLC(纸上涂有硅胶，安捷伦科技公司(Agilent Technologies Inc.),加利福尼亚州圣克拉拉)，以及0.1M柠檬酸钠作为流动相。根据我们测试的放射性标记条件，通过在室温下搅拌，使用乙酸钠作为反应缓冲液，在pH 5.0下，反应在10分钟内和所有其他时间点实现了>99％的放射性标记产率。我们的放射性标记产率作为反应时间、温度和起始偶联物2的质量的函数总结于表22中。放射性标记的64Cu-偶联物2的形成也通过放射性HPLC证实了。
如图17所示，开发了用于偶联物2的HPLC方法。该方法使用Schmadzu HPLC系统，该系统配备有双紫外和放射活性检测器。使用Phenomenex的反相HPLC柱(C-18)(Luna 5μmC18(2)LC柱250x4.6mm，(00G-4252-e0)，使用254nm的UV波长，进行方法开发和优化。对于分析物分析，安装了20μL进样环，并在室温下用于所有分析。对于流动相，使用双溶剂系统，其中溶剂A为0.1％三氟乙酸(TFA)的乙腈溶液，溶剂B为0.1％TFA的水溶液。对于峰分离，使用梯度方法，如表18B中所述，使用1.0mL/分钟流动相流速。下表17显示了HPLC方法的结果。用不同的浓度测试偶联物2(下表18A)。图19显示了不同浓度的偶联物2的HPLC校准曲线。为了分析，将化合物溶解在水中并制备校准曲线以估计合成化合物的比活性。根据化合物的化学性质，观察到不同的保留时间。
表17
峰 保留时间(分钟) 曲线下面积(AUC) AUC％
1 9.47 12020852 100
表18A
表18B
产物64Cu-偶联物2的TLC迹线显示在图20中，使用硅胶固相和0.1M柠檬酸钠流动相。TLC结果如表19所示。
表19
用于偶联物2的相同HPLC方法也用于64Cu-偶联物2。图21显示了64Cu-肽偶联物的r-HPLC迹线。表20和21显示了64Cu-偶联物2的HPLC结果。
表20
峰编号 保留时间 面积 浓度％
1 3.864 10451 0.106
2 9.335 9875720 99.894
总计 9886171 100.00
表21
峰编号 保留时间 面积 浓度％
1 7.385 12214 1.712
2 8.247 -66 -0.009
3 8.609 701191 98.297
总计 713338 100.00
使用不同的反应条件测试64Cu-偶联物2的放射性标记产率(下表22)。64Cu-偶联物2的摩尔活性(Am)为0.8-1.35GBq/μmol。
表22
/>
使用与偶联物2相同的HPLC方法在不同时间点测试64Cu-偶联物2的稳定性。时间点包括：40分钟(表23-24和图22)、2小时(表25-26和图23)、4小时(表27-28和图24)和8小时(表29-30和图25)。
表23
表24
表25
表26
表27
表28
表29
表30
还使用与64Cu-偶联物1相同的TLC方法在不同时间点通过TLC分析了64Cu-偶联物2的稳定性。时间点包括：40分钟(表31和图26)、2小时(表32和图27)、4小时(表33和图28)、8小时(表34和图29)。
表31
表32
/>
表33
表34
使用Rad-iTLC方法在37℃下在小鼠血清和人血清中测试了64Cu-偶联物2的稳定性。从小鼠血液中提取约1.0mL小鼠血清，从Mayo Clinic血库获得的血液中提取约1.0mL人血清，以测量放射性标记的64Cu-偶联物2的稳定性。获得的小鼠和人血清分别在1.5mL微量离心管中分配为100μL等分试样(n＝3)。每100μL血清等分试样中添加20μL 64Cu-偶联物2，并充分混合。使用玻璃毛细管从该混合物中取出少量反应混合物，并立即点样在iTLC板上进行分析，作为T＝0时间点(n＝3)。其余反应混合物在37℃下孵育长达2小时，并在孵育后1小时和2小时取出小部分，使用放射性薄层色谱法(r-TLC)分析64Cu-偶联物2随时间的稳定性。为了进行r-TLC分析，使用iTLC(纸上涂有硅胶，安捷伦科技公司(AgilentTechnologies Inc.),加利福尼亚州圣克拉拉)作为固相，0.1M柠檬酸钠作为流动相。在此r-TLC条件下，未偶联的(游离)64Cu移动到r-TLC的溶剂前沿，而放射性标记的64Cu-偶联物2停留在r-TLC板的原点。基于在原点和在溶剂前沿的放射活性的相对％，测量完整64Cu-偶联物2和游离64Cu的％，如表35和36中所示。稳定性测试的结果如下表35所示。发现64Cu-偶联物2在小鼠血清中稳定长达2小时。
表35
表36
使用LNCaP细胞研究了64Cu-偶联物2的细胞摄取。使用LNCaP细胞研究了64Cu-偶联物2的细胞摄取。LNCaP细胞来自弗吉尼亚州马纳萨斯的美国典型培养物保藏中心，并在BioCoatTM聚赖氨酸6孔板(康宁，亚利桑那州格伦代尔)中的完全洛斯维公园纪念研究所(RPMI)1640培养基(含10％胎牛血清(FBS)(吉布可-赛默飞世尔科技公司(Gibco-ThermoFisher Scientific),马萨诸塞州沃尔瑟姆))和1倍青霉素/链霉素(吉布可-赛默飞世尔科技公司,马萨诸塞州沃尔瑟姆)中在CO2培养箱中于37℃培养。在摄取实验当天，将培养细胞的孔的细胞培养基更换为预孵育培养基(RPMI 1640，含有5％牛血清白蛋白(BSA))，并将细胞预孵育60分钟。预孵育后，将细胞在含有5％ BSA和64Cu-偶联物2(孵育开始时为1.4±0.22MBq/孔)的RPMI 1640培养基中在37℃下重新孵育60分钟。与64Cu-偶联物2一起孵育后，用冰冷的含或不含10μM 2-(膦酰基甲基)戊烷-1,5-二酸(PMPA)的磷酸盐缓冲盐水(PBS)洗涤细胞3次。PMPA是一种有效的PSMA抑制剂。用10μM PMPA清洗的细胞提供了有关64Cu-偶联物2内化所贡献的摄取的信息，而未使用PMPA清洗的细胞则提供了由64Cu-偶联物2的内化和细胞膜结合所贡献的摄取的估计值。对于阴性对照，在预孵育和孵育步骤中将细胞暴露于100μM PMPA。最终洗涤后，从孔中收集细胞，并在γ计数器中计数放射活性。摄取按下式计算：
％摄取＝(洗涤后细胞中的衰变校正的放射活性/孵育介质中的衰变校正的放射活性)X100。64Cu-偶联物2的摩尔活性(Am)为1.35GBq/μmol。每孔浓度为1.52nmol，6孔板中每孔细胞数为6.5x105。细胞摄取百分比显示在图30中。
正常裸鼠(品系：002019，NU/J)注射后两小时64Cu-偶联物2的体内评价显示于图31和图32中。使用64Cu-偶联物2在正常小鼠上以不同的时间间隔进行微型PET成像并显示在图33中。使用64Cu-偶联物2在正常小鼠(品系：002019，NU/J)和负荷LNCaP肿瘤的无胸腺裸鼠上以不同的时间间隔进行微型PET成像并显示在图33和56中。将64Cu-偶联物2(5.64±0.25MBq,52GBq/μmol；n＝3)注射到正常和负荷LNCaP肿瘤的无胸腺裸鼠中。使用小动物PET系统(Sofie BioSystems Genesys4,美国加利福尼亚州卡尔弗城)在注射后30分钟、60分钟和120分钟采集PET图像(静态10分钟)。使用图像分析软件AMIDE(Amide是医学成像数据检查器(Medical Imaging Data Examiner))对采集的PET图像进行分析，通过绘制感兴趣区域(ROI)来计算摄取量，即标准化摄取值(SUV)、SUV最大值和SUV平均值。最终图像采集后，对动物实施安乐死，并收获肿瘤组织和主要感兴趣器官(如肾脏)进行γ计数，用于离体生物分布。根据下式计算感兴趣组织中SUV的摄取：
感兴趣组织的SUV＝((感兴趣组织中的活性/mL)/(注射剂量))X动物体重
根据Loening AM和Gambhir SS。AMIDE：用于多模态医学图像分析的免费软件工具.Mol Imaging 2003；2:131–7。发现64Cu-偶联物2积聚在肾脏的近端小管中，已知此处前列腺特异性膜抗原(PSMA)高表达(图34)。结果表明，64Cu-偶联物2在动物中耐受良好并到达了身体的预期器官。
实施例7–偶联物1的203Pb标记
使用与上述64Cu使用的相同的HPLC方法来分析未标记的203/212Pb。HPLC迹线如图35和下表37所示。
表37
针对未标记的203/212Pb开发了TLC方法，该方法包括硅胶(iTLC)固相和0.15MNH4Ac，pH 4.0流动相。TLC结果如图36和表38所示。
表38
如图37所示，用203Pb标记偶联物1以形成203Pb-偶联物1。为了用203Pb放射性标记偶联物1，将放射性Pb-203作为[203Pb]PbCl2用作Pb-212的替代放射性同位素，以测试放射性标记的可行性。使用约100μg偶联物-1，添加[203Pb]PbCl2后，使用0.15M乙酸铵(pH6.5-7.0)将pH调节至6.0，将所得反应混合物在37℃搅拌10分钟、30分钟，以随反应时间优化放射性标记产量。通过放射性薄层色谱(r-TLC)监测反应的进展和产率，使用iTLC(纸上涂有硅胶，安捷伦科技公司(Agilent Technologies Inc.),加利福尼亚州圣克拉拉)作为固相，以及0.15M NH4Ac,pH 4.0作为流动相。在此r-TLC条件下，未偶联的(游离)203Pb移动到r-TLC的溶剂前沿，而放射性标记的203Pb-偶联物1停留在r-TLC板的原点。根据测试的放射性标记条件，使用0.15M乙酸铵作为反应缓冲液，在37℃下通过搅拌，反应在pH6.0下30分钟内实现了>99％的放射性标记产率。放射性标记产率作为反应时间、温度和起始偶联物-1的质量的函数总结于表39中。放射性标记产物203Pb-偶联物-1的形成也通过放射性HPLC证实了。用于64Cu的相同HPLC方法也用于203Pb-偶联物1。图38显示了203Pb-偶联物1的HPLC迹线。203Pb-偶联物1的摩尔活性(Am)为0.107GBq/μmol。
表39
实施例8–偶联物2的203Pb标记
如图39所示，用203Pb标记偶联物2以形成203Pb-偶联物2。为了用203Pb放射性标记偶联物2，将放射性Pb-203用作[203Pb]PbCl2，作为Pb-212的替代放射性同位素，以测试放射性标记的可行性。使用约200μg偶联物-2，并在添加[203Pb]PbCl2后使用0.15M乙酸铵(pH 6.5-7.0)将pH调节至6.0。将所得反应混合物在37℃下搅拌30分钟。通过放射性薄层色谱(r-TLC)监测反应的进展和产率，使用iTLC(纸上涂有硅胶，安捷伦科技公司(AgilentTechnologies Inc.),加利福尼亚州圣克拉拉)作为固相，以及0.15M NH4Ac,pH 4.0作为流动相。在此r-TLC条件下，未偶联的(游离)203Pb移动到r-TLC的溶剂前沿，而放射性标记的203Pb-偶联物2停留在r-TLC板的原点。根据我们测试的放射性标记条件，使用0.15M乙酸铵作为反应缓冲液，在37℃下通过搅拌，反应在pH6.0下30分钟内实现了>99％的放射性标记产率。放射性标记产率作为反应时间、温度和起始偶联物2的质量的函数总结于表43中。放射性标记产物203Pb-偶联物2的形成也通过放射性HPLC证实了。
使用与分析203Pb-偶联物1相同的TLC方法来分析203Pb-偶联物2。TLC迹线如图40和下表40所示。
表40
使用与分析203Pb-偶联物1相同的HPLC方法来分析203Pb-偶联物2。HPLC迹线如图41和下表31和32所示。
表41
表42
/>
使用针对未标记的203/212Pb开发的TLC方法来测量203Pb-偶联物2的反应产率，且示于下表43中。203Pb-偶联物2的摩尔活性(Am)为0.299GBq/μmol。
表43
还使用与未标记的203Pb相同的TLC方法在多个时间点通过TLC分析203Pb-偶联物2的稳定性。时间点包括：40分钟(图42)、2小时(图43)、4小时(图44)、21小时(图45)。结果表明，203Pb-偶联物2稳定长达21小时。
实施例9–用64Cu和203Pb混合标记偶联物2
如图46所示，用203Pb和64Cu标记偶联物2，形成混合标记偶联物，64Cu/203Pb-偶联物2。由于偶联物2被设计为治疗诊断分子，同时用作成像和放疗分子，因此用203Pb和64Cu放射性同位素一起放射性标记偶联物2。然而，在该实验中，203Pb被用作212Pb的替代同位素。首先，用203Pb对偶联物2进行放射性标记，其中放射性Pb-203用作[203Pb]PbCl2。使用约200μg偶联物2，并在添加[203Pb]PbCl2后使用0.15M乙酸铵(pH 6.5-7.0)将pH调节至6.0。将所得反应混合物在37℃下搅拌20-30分钟。通过放射性薄层色谱(r-TLC)监测反应的进展和产率，使用iTLC(纸上涂有硅胶，安捷伦科技公司(Agilent Technologies Inc.),加利福尼亚州圣克拉拉)作为固相，以及0.15M NH4Ac,pH 4.0作为流动相。在此r-TLC条件下，未偶联的(游离)203Pb移动到r-TLC的溶剂前沿，而放射性标记的203Pb-偶联物2停留在r-TLC板的原点。根据测试的放射性标记条件，使用0.15M乙酸铵作为反应缓冲液，在37℃下通过搅拌，反应在pH6.0下20-30分钟内实现了>99％的放射性标记产率。TLC结果示于图47。确认用203Pb进行放射性标记后，将反应温度调节至室温，并添加由回旋加速器产生的作为[64Cu]CuCl2的Cu-64。使用0.1M乙酸钠将pH调节至5.0，并将所得反应混合物在室温下再搅拌10分钟。通过放射性薄层色谱(r-TLC)监测反应的进展和产率，使用iTLC(纸上涂有硅胶，安捷伦科技公司(Agilent Technologies Inc.),加利福尼亚州圣克拉拉)和0.1M柠檬酸钠作为流动相。在此r-TLC条件下，未偶联的(游离)64Cu移动到r-TLC的溶剂前沿，而放射性标记的64Cu-偶联物-1停留在r-TLC板的原点。根据测试的放射性标记条件，反应在10分钟内实现了64Cu放射性标记>99％的产率。TLC结果示于图48。
使用TLC对64Cu/203Pb-偶联物2进行稳定性测试以测量稳定性。TLC分析使用两种不同的溶剂系统进行。第一溶剂系统是0.1M柠檬酸钠，第二溶剂系统是0.15M NH4Ac,pH 4.0。在多个时间点测量稳定性，包括：1小时(图49)、4小时(图50)和21小时(图51)。发现64Cu/203Pb-偶联物2在室温下稳定长达21小时。
实施例10–用64Cu和非放射性Pb混合标记偶联物2
如图46所示，用非放射性Pb和64Cu标记偶联物2，形成混合标记偶联物，64Cu/Pb-偶联物2。64Cu/Pb-偶联物2分两步形成。首先，将PbCl2添加到0.15M乙酸铵缓冲液(pH 6.5-7)中，并将混合物在37℃、pH 6下搅拌约20分钟，形成络合的Pb-偶联物2。其次，将Pb-偶联物2添加到0.1M乙酸钠缓冲液(pH 5.0)中，然后将64CuCl2添加到混合物中。将混合物在室温和pH 5下搅拌约20分钟。
使用硅胶固相和0.1M柠檬酸钠流动相通过TLC分析64Cu/Pb-偶联物2。TLC结果如图53和下表44所示。
表44
使用与未标记的64Cu HPLC方法中所用的相同的HPLC方法通过HPLC分析64Cu/Pb-偶联物2。HPLC迹线如图54所示。摩尔活性(Am)为52GBq/μM。
测试了64Cu/Pb-偶联物2的体外摄取。所用细胞系为LNCaP，在基质胶中，孵育温度37℃，孵育时间1小时，孵育培养基为RPMI 1640+5％牛血清白蛋白。与不含铅的64Cu-偶联物2相比，64Cu/Pb-偶联物2的体外摄取结果显示出，当标准化时64Cu/Pb-偶联物2的细胞摄取增加(图55)。
测试了64Cu/Pb-偶联物2的体内摄取。PET图像拍摄于LNCaP肿瘤模型。显示64Cu/Pb-偶联物2的体内摄取的结果示于图56和57以及表45。
表45
静脉注射后120分钟，在LNCaP肿瘤模型中测试摩尔活性(Am)对体内摄取的影响。结果表明，摩尔活性越高，体内摄取越高(图58和59)。此外，对注射后120分钟的正常小鼠和荷瘤小鼠(每组n＝3)之间64Cu/Pb-偶联物2的摄取进行了比较。结果显示，荷瘤小鼠中的摄取比正常小鼠中高得多(图57)。将比摩尔活性测量为配体的放射活性/微摩尔数。在64Cu/Pb-偶联物2的体内摄取中研究了肿瘤特异性SUV最大值和平均值。在LNCaP肿瘤模型中使用Am为52GBq/μmol的64Cu/Pb-偶联物2进行体内摄取。结果示于图60、61和62以及下表45，以及图63、64和65以及下表46。结果如图60-62和表46所示，其来自使用产生图63-65和表47中所示结果的实验中所用的不同肿瘤位置的不同动物的实验。结果显示了成像探针的强度并突出了肿瘤异质性。
表46
表47
实施例11–64Cu-偶联物2的体外摄取
测试了64Cu-偶联物2的体外摄取。所用细胞系为LNCaP，在基质胶中，孵育温度为37℃，Am为0.254GBq/μmol，每孔浓度为2.33nmol，每孔细胞数为1.97x106，孵育时间为1小时，孵育培养基为RPMI 1640+5％牛血清白蛋白。64Cu/偶联物2偶联物的体外摄取结果显示于图66中。
对正常小鼠和荷瘤小鼠中64Cu-偶联物2的离体生物分布摄取进行了比较。结果示于图57。
评估了LNCaP肿瘤模型中64Cu-偶联物2的器官特异性摄取。结果显示于图67。确定器官/组织与肌肉摄取的SUV比率。结果显示于图68。
此外，在给小鼠注射64Cu-偶联物2后拍摄荷瘤小鼠的微型PET图像。小鼠的微型PET图像示于图69。
实施例12-用于增强肿瘤摄取、保留和冗余的α-PET偶联物的合成
如图70所示，将两个PSMA靶向载体(例如，通过脲键共价键合在一起的赖氨酸和谷氨酸)或其类似物混合在一起以形成双靶向偶联物。双靶向偶联物是使用具有三个官能团的基于邻苯二甲酸的芳香族部分合成的；两个用于系连PSMA载体，第三个用于连接用于成像和放疗应用的双螯合剂。双靶向偶联物包含六碳烷基链作为螯合剂和PSMA结合载体之间的间隔子，以避免靶标结合和合成中的空间位阻。
如图71所示，两个PSMA靶向载体混合在一起形成双靶向偶联物。双靶向偶联物是使用具有三个官能团的基于二亚乙基三胺的脂族部分合成的；两个用于系连PSMA载体，第三个用于连接用于成像和放疗应用的双螯合剂。双靶向偶联物包含六碳烷基链作为螯合剂和PSMA结合载体之间的间隔子，以避免靶标结合和合成中的空间位阻。
如图72所示，两个PSMA靶向载体混合在一起形成双靶向偶联物。双靶向偶联物是使用具有三个官能团的基于邻苯二甲酸的芳香族部分合成的；两个用于系连PSMA载体，第三个用于连接用于成像和放疗应用的双螯合剂。双靶向偶联物包含MACROPA螯合剂，其允许螯合其他α发射放射性同位素，例如223Ra、225Ac和213Bi。双靶向载体包含六碳烷基链作为螯合剂和PSMA结合载体之间的间隔子，以避免靶标结合和合成中的空间位阻。
如图73所示，两个PSMA靶向载体混合在一起形成双靶向偶联物。双靶向偶联物是使用具有三个官能团的基于二亚乙基三胺的脂族部分合成的；两个用于系连PSMA载体，第三个用于连接用于成像和放疗应用的双螯合剂。双靶向偶联物包含MACROPA螯合剂，其允许螯合其他α发射放射性同位素，例如223Ra、225Ac和213Bi。双靶向偶联物包含六碳烷基链作为螯合剂和PSMA结合载体之间的间隔子，以避免靶标结合和合成中的空间位阻。
如图74所示，两个PSMA靶向载体混合在一起形成双靶向偶联物。双靶向偶联物是使用具有三个官能团的基于邻苯二甲酸的芳香族部分合成的；两个用于系连PSMA载体，第三个用于连接用于成像和放疗应用的双螯合剂。双靶向载体包含MACROPA螯合剂，其允许螯合其他α发射放射性同位素，例如223Ra、225Ac和213Bi。双靶向偶联物还包含DFO螯合剂，以与寿命较长的PET同位素(例如89Zr)偶联。双靶向偶联物包含六碳烷基链作为螯合剂和PSMA结合载体之间的间隔子，以避免靶标结合和合成中的空间位阻。
如图75所示，两个PSMA靶向载体混合在一起形成双靶向偶联物。双靶向偶联物是使用具有三个官能团的基于二亚乙基三胺的脂族部分合成的；两个用于系连PSMA载体，第三个用于连接用于成像和放疗应用的双螯合剂。双靶向偶联物包含MACROPA螯合剂，其允许螯合其他α发射放射性同位素，例如223Ra、225Ac和213Bi。双靶向偶联物还包含DFO螯合剂，以与寿命较长的PET同位素(例如89Zr)偶联。双靶向偶联物包含六碳烷基链作为螯合剂和PSMA结合载体之间的间隔子，以避免靶标结合和合成中的空间位阻。
如图76所示，单PSMA靶向载体与螯合剂混合以形成单靶向偶联物。单靶向偶联物包含MACROPA螯合剂，其允许螯合其他α发射放射性同位素，例如223Ra、225Ac和213Bi。与MACROPA螯合剂的单靶向偶联物被认为增强所设计的化合物在肿瘤中的摄取和保留和/或可能不需要更长的暴露时间就能实现有效的放疗。
如图77所示，单PSMA靶向载体与螯合剂混合以形成单靶向偶联物。单靶向偶联物包含MACROPA螯合剂，其允许螯合其他α发射放射性同位素，例如223Ra、225Ac和213Bi。与MACROPA螯合剂和其他螯合剂的单靶向偶联物被认为增强所设计的化合物在肿瘤中的摄取和保留和/或可能不需要更长的暴露时间就能实现有效的放疗。
如图78所示，单FAPI靶向载体与螯合剂混合以形成单靶向偶联物。单靶向偶联物包含MACROPA螯合剂，其允许螯合其他α发射放射性同位素，例如223Ra、225Ac和213Bi。与MACROPA螯合剂的单靶向偶联物被认为增强所设计的化合物在肿瘤中的摄取和保留和/或可能不需要更长的暴露时间就能实现有效的放疗。
如图79所示，单FAPI靶向载体与螯合剂混合以形成单靶向偶联物。单靶向偶联物包含MACROPA螯合剂，其允许螯合其他α发射放射性同位素，例如223Ra、225Ac和213Bi。与MACROPA螯合剂和其他DFO螯合剂的单靶向偶联物被认为增强所设计的化合物在肿瘤中的摄取和保留和/或可能不需要更长的暴露时间就能实现有效的放疗。
如图80所示，单奥曲肽靶向载体与螯合剂混合以形成单靶向偶联物。单靶向偶联物包含MACROPA螯合剂，其允许螯合其他α发射放射性同位素，例如223Ra、225Ac和213Bi。与MACROPA螯合剂的单靶向偶联物被认为增强所设计的化合物在肿瘤中的摄取和保留和/或可能不需要更长的暴露时间就能实现有效的放疗。
如图81所示，单奥曲肽靶向载体与螯合剂混合以形成单靶向偶联物。单靶向偶联物包含MACROPA螯合剂，其允许螯合其他α发射放射性同位素，例如223Ra、225Ac和213Bi。与MACROPA螯合剂和其他DFO螯合剂的单靶向偶联物被认为增强所设计的化合物在肿瘤中的摄取和保留和/或可能不需要更长的暴露时间就能实现有效的放疗。
实施例13–使用64Cu和非放射性Pb双重标记FAP靶向多功能螯合物
如图82，用64Cu标记偶联物3，以形成64Cu-FAPI偶联物(64Cu-偶联物3)。在放射性标记之前，使用300μg偶联物3在300μL的0.1M NaOAc(pH5.0)中制备浓度为1.0mg/mL的偶联物3(FAPI-NOTA-TCMC)储备液。在2.0mL的0.1M NaOAc(pH5.0)重构回旋加速器产生的[64Cu]CuCl2(图82)。如图83，用64Cu和非放射性Pb标记偶联物3，以形成64Cu/Pb-FAPI偶联物(64Cu/Pb-偶联物3)。为了进行Cu-64和非放射性Pb的双重标记，使用溶解在0.1M NaOAc(pH5.0)中的10μg偶联物3(FAPI-NOTA-TCMC)进行放射性标记反应，其中加入10μL的0.15M NH4Ac(pH7.0)，1.8μL PbCl2(1.0mg/mL，溶于0.15M NH4Ac，pH 7.0)，将反应混合物在37℃搅拌20分钟，然后加入200μL的[64Cu]CuCl2。将所得反应混合物在室温下再搅拌10分钟，最终反应pH为约5.0(4.7-5.0)(图83)。使用Rad-TLC测量反应进程和反应产率。对于rad-TLC，使用i-TLC(涂有硅胶的纸质TLC)并使用0.1M柠檬酸钠(pH 4.5)作为流动相。还分别地使用10μgFAPI和200μL Cu-64在室温下用Cu-64对偶联物3(FAPI-NOTA-TCMC)进行放射性标记10分钟，最终反应pH为4.4-4.7，放射性标记产率几乎为100％。
通过反转标记顺序(即先用Pb标记，然后用Cu-64标记，反之亦然)，在适当的温度和pH值下，放射性标记反应也成功进行。使用游离[64Cu]CuCl2的对照TLC和参照化合物，通过rad-TLC、HPLC和rad-HPLC成功表征了合成的化合物。如图84所示，使用0.0(95％ B)-12:00(45％B)–23(95％ B)-30(停止)(0.1％TFA的水溶液％，溶剂B)梯度溶剂完成络合物形成后64Cu-偶联物3的UV HPLC迹线。图85显示了游离[64CuCl2]的rad-TLC迹线，图86显示了64Cu-偶联物3的rad-TLC迹线，并且图87显示了64Cu/Pb-偶联物3的rad-TLC。如图88和89所示，在络合物形成后，对双标记的64Cu/Pb-偶联物3的纯度进行US和辐射分析的HPLC迹线。
通过HPLC，观察到单峰，表明完全络合物形成(图84)。游离[64Cu]CuCl2和64Cu-偶联物3的rad-TLC迹线的比较揭示了辐射群体的显著变化(图85和86)。如通过HPLC，通过rad-TLC观察到64Cu-偶联物3的单峰，表明完全络合物形成。
通过HPLC，使用UV检测和辐射检测的分析鉴定出占产物的约94％的一个主峰(图88和89)，表明高效的络合物形成。通过比较[64Cu]CuCl2和64Cu/Pb-偶联物3的rad-TLC迹线进一步证实了该反应效率(图87)。对络合物的分析显示出单一的纯峰。
实施例14–使用64Cu和非放射性Pb双重标记生长抑素靶向多功能螯合物
如图90，用64Cu和非放射性Pb标记偶联物3，以形成64Cu/Pb-FAPI偶联物(64Cu/Pb-偶联物4)。在放射性标记之前，使用300μg偶联物4在300μL的0.1M NaOAc(pH 5.0)或水中制备浓度为1.0mg/mL的偶联物4(奥曲肽-NOTA-TCMC)储备液。在2.0mL的0.1M NaOAc(pH5.0)重构回旋加速器产生的[64Cu]CuCl2。对于Cu-64和非放射性Pb的双重标记，使用溶解在0.1MNaOAc(pH 5.0)或水中的10μg、20μg和50μg偶联物4进行放射性标记反应，其中添加10μL的0.15M NH4Ac(pH 7.0)和1.8μL的PbCl2(1.0mg/mL，在0.15M NH4Ac，pH 7.0)。将反应混合物在37℃搅拌20分钟，然后添加25μL或50μL的[64Cu]CuCl2(图90)。将所得反应混合物在室温下再搅拌10分钟，最终反应pH为约5.0(4.7-5.0)。使用Rad-TLC测量反应进程和反应产率。对于rad-TLC，使用i-TLC(涂有硅胶的纸质TLC)并使用0.1M柠檬酸钠(pH 4.5)作为流动相。还分别地使用10μg偶联物4(奥曲肽-NOTA-TCMC)和50μL的Cu-64，在室温下用Cu-64放射性标记偶联物4(奥曲肽-NOTA-TCMC)10分钟，最终反应pH为4.4-4.7，放射性标记产率几乎为100％。通过反转标记顺序(即先用Pb标记，然后用Cu-64标记，反之亦然)，在适当的反应温度和pH值下，放射性标记反应也成功进行。使用游离[64Cu]CuCl2的对照TLC和参照化合物，通过rad-TLC、HPLC和rad-HPLC成功表征了合成的化合物。如图91和92所示，分析了64Cu/Pb-偶联物4的UV和辐射HPLC迹线。从游离的[64Cu]CuCl2(图93)和64Cu/Pb-偶联物4(图94)获取Rad-TLC迹线。
反应如图90所示，64Cu/Pb-偶联物4络合物通过HPLC和rad-TLC进行了验证。通过HPLC，使用UV检测和辐射检测的分析鉴定出占产物的约94％的一个主峰(图91和92)，表明高效的络合物形成。通过比较[64Cu]CuCl2和64Cu/Pb-偶联物4的rad-TLC迹线进一步证实了该反应效率(图93和94)。对络合物的分析显示出单一的纯峰。
实施例15-212Pb-偶联物2合成和前列腺肿瘤的放射性核素治疗
方法
肿瘤模型生成：前列腺癌细胞系LNCaP获自美国典型培养物保藏中心(弗吉尼亚州马纳萨斯)。LNCaP肿瘤模型是按照完善的LNCaP皮下肿瘤方案(Horoszewicz等Prog ClinBiol Res.1980；37:115-32；Horoszewicz等Cancer Res.1983年4月；43(4):1809-18)，使用从查尔斯河实验室(Charles Rivers Laboratories)(马萨诸塞州威尔明顿)或杰克逊实验室(The Jackson Laboratory)(缅因州巴尔港)获得的雄性无胸腺裸鼠生成的。在细胞植入当天，将培养物中的LNCaP细胞用胰蛋白酶消化并在无血清RPMI-1640培养基中洗涤两次。然后将细胞以5X106个细胞/100μL的浓度重悬于无血清RPMI-1640培养基中。将100μLLNCaP细胞悬液皮下注射到每只动物的肩胛骨之间。通过对动物进行体格检查和使用64Cu-偶联物2PSMA成像探针进行PET成像，证实皮下肿瘤的存在。通过尾静脉注射静脉内注射约100μCi的64Cu-偶联物2，进行基于PET成像的确认，并在注射后1小时使用小动物Micro-PET/X射线系统(Sofie BioSystems Genesys4，美国加利福尼亚州卡尔弗城)采集15分钟静态PET图像。使用MIM 7软件(MIM软件公司(MIM Software Inc.)，美国俄亥俄州克利夫兰)对PET图像进行可视化和分析。
212Pb-偶联物2放射性核素治疗：经过体格检查并使用64Cu-偶联物2通过PET成像确认后，确定动物体内存在PSMA+LNCaP肿瘤。在放射性核素治疗当天，从供应商处收到2.1mL4.2mCi[212Pb]PbCl2的乙酸钠(1M，pH 6.0)溶液。为了制备212Pb-偶联物2，通过将1.0mL的[212Pb]PbCl2(2.1mCi)等分到5.0mLV形小瓶中，然后添加25μg偶联物2来制备反应混合物。将反应混合物在37℃下搅拌20分钟。使用rad-TLC以乙酸铵(0.15M，pH 4.0)作为流动相，证实了螯合效率为100％。
100％螯合后，将4.0mL去离子水添加到212Pb-偶联物2的反应混合物中，以得到pH6.0的2.1mCi/5.0mL或50μCi/100μL制剂。稀释后再次分析rad-TLC，螯合效率为100％。通过尾静脉注射将单次推注剂量的[212Pb]Pb-NSN-24901(0.096±0.002mCi,n＝4只小鼠)静脉内注射到每只携带PSMA+LNCaP肿瘤的无胸腺裸鼠中。然后观察动物并在注射212Pb-偶联物2后3、5、9、14和18天测量肿瘤大小。根据注射212Pb-偶联物2后3、5、9、14和18天时肿瘤大小(cm2)相对于212Pb-偶联物2治疗前观察到的肿瘤大小的变化，计算肿瘤大小的总减少或肿瘤缩小百分比。治疗后18天，使用64Cu-偶联物2PSMA成像以及体格检查也证实没有肿瘤。
结果
212Pb-偶联物2的制备和稳定性：根据图95所示的方案制备212Pb-偶联物2。用图97所示的rad-TLC确认了络合物的形成，图96中显示了用于比较的游离[212Pb]PbCl2。游离[212Pb]PbCl2的rad-TLC与[212Pb]Pb-NSN-24901的rad-TLC比较表明100％形成络合物。也通过rad-TLC进行监测络合物随时间的稳定性。该络合物在孵育2小时后保持95.0％完整(图98)并且在孵育22小时后保持89.7％完整(图99)。这表明该络合物在治疗使用所需的时间内足够稳定。
使用α发射212Pb-偶联物2对前列腺肿瘤进行放射性核素治疗：在裸鼠中建立LNCaP肿瘤后，用212Pb-偶联物2(0.096±0.002mCi，n＝4只小鼠)治疗它们，并通过两次身体检查随时间监测肿瘤大小(图100)。还使用64Cu-偶联物2通过PET成像监测一只小鼠的肿瘤，64Cu-偶联物2是负载有PET成像放射性核素的与治疗上使用的相同的分子(图101)。体格检查和PET成像均表明，随着时间的推移，放射性核素治疗成功地缩小了肿瘤的大小。个体小鼠的结果总结在表48中。
表48
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NS＝未观察到缩小；NT＝未观察到肿瘤
实施例16–示例性偶联物
该实施例提供了本文所述的示例性偶联物的结构。
用于靶向前列腺癌的示例性偶联物
偶联物Aa
在一些情况下，该结构可以与Cu-64、Cu-61、Cu-67、非放射性Cu和Pb-212/Pb-203/Pb-非放射性具有多种组合。
偶联物A2
在一些情况下，该结构可以与Cu-64、Cu-61、Cu-67、非放射性Cu和Pb-212/Pb-203/Pb-非放射性具有多种组合。
偶联物A3
在一些情况下，该结构可以与Cu-64、Cu-61、Cu-67、非放射性Cu和Ac-225/Ac-226/Ra-223的放射性和非放射性同位素具有多种组合。
偶联物A4
在一些情况下，该结构可以与Zr-89放射性和非放射性以及Ac-225/Ac-226/Ra-223放射性和非放射性同位素具有多种组合。
偶联物A5
在一些情况下，该结构可以与Cu-64、Cu-61、Cu-67、非放射性Cu和Pb-212/Pb-203/Pb-非放射性具有多种组合。
偶联物A6
在一些情况下，该结构可以与Cu-64、Cu-61、Cu-67、非放射性Cu和Ac-225/Ac-226/Ra-223的放射性和非放射性同位素具有多种组合。
偶联物A7
在一些情况下，该结构可以与Zr-89放射性和非放射性以及Ac-225/Ac-226/Ra-223放射性和非放射性同位素具有多种组合。
偶联物A8
在一些情况下，该结构可以与Cu-64、Cu-61、Cu-67、非放射性Cu和Pb-212/Pb-203/Pb-非放射性具有多种组合。
偶联物A9
在一些情况下，该结构可以与Cu-64、Cu-61、Cu-67、非放射性Cu和Ac-225/Ac-226/Ra-223的放射性和非放射性同位素具有多种组合。
偶联物A10
在一些情况下，该结构可以与Zr-89放射性和非放射性以及Ac-225/Ac-226/Ra-223放射性和非放射性同位素具有多种组合。
用于靶向神经内分泌肿瘤的示例性偶联物
偶联物B1
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在一些情况下，该结构可以与Cu-64、Cu-61、Cu-67、非放射性Cu和Pb-212/Pb-203/Pb-非放射性具有多种组合。
偶联物B2
在一些情况下，该结构可以与Cu-64、Cu-61、Cu-67、非放射性Cu和Ac-225/Ac-226/Ra-223的放射性和非放射性同位素具有多种组合。
偶联物B3
在一些情况下，该结构可以与Zr-89放射性和非放射性以及Ac-225/Ac-226/Ra-223放射性和非放射性同位素具有多种组合。
用于靶向成纤维细胞活化蛋白(FAP)的示例性偶联物
偶联物C1
在一些情况下，该结构可以与Cu-64、Cu-61、Cu-67、非放射性Cu和Pb-212/Pb-203/Pb-非放射性具有多种组合。
偶联物C2
在一些情况下，该结构可以与Cu-64、Cu-61、Cu-67、非放射性Cu和Ac-225/Ac-226/Ra-223的放射性和非放射性同位素具有多种组合。
偶联物C3
在一些情况下，该结构可以与Zr-89放射性和非放射性以及Ac-225/Ac-226/Ra-223放射性和非放射性同位素具有多种组合。
用于靶向叶酸的示例性偶联物
偶联物D1
在一些情况下，该结构可以与Cu-64、Cu-61、Cu-67、非放射性Cu和Pb-212/Pb-203/Pb-非放射性具有多种组合。
偶联物D2
在一些情况下，该结构可以与Cu-64、Cu-61、Cu-67、非放射性Cu和Ac-225/Ac-226/Ra-223的放射性和非放射性同位素具有多种组合。
偶联物D3
在一些情况下，该结构可以与Zr-89放射性和非放射性以及Ac-225/Ac-226/Ra-223放射性和非放射性同位素具有多种组合。
实施例17–示例性结合部分
本实施例提供了可用于本文所述偶联物的示例性结合部分的氨基酸序列。
示例性抗-PSMA抗体序列
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示例性抗-生长抑素抗体序列
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示例性抗-FAP抗体序列
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示例性抗-CD3抗体序列
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示例性抗-CD20抗体序列
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示例性抗-CXCR4抗体序列
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示例性抗-HER2抗体序列
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示例性抗-VEGF抗体序列
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示例性抗-PD-L1抗体序列
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示例性抗-TROP2抗体序列
/>
其它实施方式
应理解，虽然本发明已经结合具体实施方式进行了描述，但前述描述旨在说明而不是限制由所附权利要求书的范围所限定的本发明的范围。其它方面、优点和改进均在权利要求书的范围内。

Claims (51)

1.一种偶联物，其包含两种或更多种螯合剂和结合部分，其中一种所述螯合剂是成像同位素的螯合剂并且一种所述螯合剂是放疗同位素的螯合剂，并且其中所述螯合剂和所述结合部分通过式(I)的部分连接：
其中：
每个X独立地选自N、P、P(＝O)、CRN和式(i)的部分：
x1、x2、x3和x4各自独立地表示式(I)的部分与所述螯合剂或所述结合部分的连接点；
L1、L2、L3和L4各自独立地选自：C(＝O)、C(＝S)、N(RN)、O、S、S(＝O)、S(＝O)2、-CRN＝NRN-、(-C1-3亚烷基-O-)x、(-O-C1-3亚烷基-)x、-C1-3亚烷基-、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C6-10亚芳基、5-14元亚杂芳基和4-10元杂环亚烷基，其中各个x独立地是1至10的整数并且所述-C1-3亚烷基-、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C6-10亚芳基、5-14元亚杂芳基和4-10元杂环亚烷基各自任选地被1、2或3个独立地选自OH、NO2、CN、卤素、C1-3烷基、C1-3卤代烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤代烷氧基、氨基、C1-3烷基氨基、二(C1-3烷基)氨基、羧基和C1-3烷氧基羰基的取代基取代；
y1、y2、y3和y4各自独立地为1至10的整数；
各个RN独立地选自H、C1-3烷基和C1-3卤代烷基；且
n为选自1、2、3、4和5的整数。
2.如权利要求1所述的偶联物，其中所述用于放疗的同位素是α-发射体。
3.如权利要求1或2所述的偶联物，其中所述放疗同位素225Ac、212Pb、211At、213Bi、212Bi、211Bi、152/160/161Tb、227Th、223Ra、211Po、221Fr、217At、213Po、212Po、215Po或177Lu。
4.如权利要求1所述的偶联物，其中所述成像同位素是68Ga、44Sc、60/61/62/64Cu、84/86/87/ 89Zr、63Zn、43/44Sc、192/193/194/196Au、52mMn、90/92m1Nb、51/52Mn、148/151/151m/152Tb、45Ti、65/66/67Ga、94mTc、55Co、80/81/83Sr、38K、70/71/72/74As、81/82mRb、52Fe或86Y。
5.如权利要求1-3中任一项所述的偶联物，其中所述成像同位素是64Cu并且其中所述放疗同位素是212Pb。
6.如权利要求1-5中任一项所述的偶联物，其中所述成像同位素与所述成像同位素的螯合剂络合。
7.如权利要求1-6中任一项所述的偶联物，其中所述放疗同位素与所述放疗同位素的螯合剂络合。
8.如权利要求1-7中任一项所述的偶联物，其中各个所述螯合剂独立地包含选自下组的化合物：1,4,7-三氮杂环壬烷-1,4,7-三乙酸(NOTA)、十二烷四乙酸(DOTA)、1,4,7,10-四(氨基甲酰甲基)-1,4,7,10-四环十二烷(TCMC)、1-N-(4-氨基苄基)-3,6,10,13,16,19-六氮杂双环[6.6.6]二十烷-1,8-二胺(DiAmSar)、N,N-双(2-羟基苄基)乙二胺-N,N-二乙酸(HBED)、去铁胺(DFO)和二亚乙基四胺五乙酸(DTPA)。
9.如权利要求1-8中任一项所述的偶联物，其中所述结合部分是多肽。
10.如权利要求9所述的偶联物，其中所述多肽结合前列腺特异性膜抗原、生长抑素受体或黑皮质素-1受体。
11.如权利要求9或如权利要求10所述的偶联物，其中所述多肽是抗体。
12.如权利要求1-8中任一项所述的偶联物，其中所述结合部分是小分子。
13.如权利要求12所述的偶联物，其中所述小分子是谷氨酸羧肽酶II抑制剂。
14.如权利要求1-13中任一项所述的偶联物，其中所述螯合剂共价连接至所述结合部分。
15.如权利要求1-14中任一项所述的偶联物，其中所述螯合剂和所述结合部分通过接头共价连接。
16.如权利要求15所述的偶联物，其中所述式(I)化合物具有式：
17.如权利要求16所述的偶联物，其中式(I)的部分具有下式中的任一个：
18.如权利要求1-17中任一项所述的偶联物，其中所述螯合剂和所述结合部分经由式(II)的部分连接：
其中：
x1表示式(II)与螯合剂的连接点；
x2表示式(II)与螯合剂或结合部分的连接点；
各个L独立地选自：C(＝O)、C(＝S)、N(RN)、O、S、S(＝O)、S(＝O)2、-CRN＝NRN-、(-C1-3亚烷基-O-)x、(-O-C1-3亚烷基-)x、-C1-3亚烷基-、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C6-10亚芳基、5-14元亚杂芳基和4-10元杂环亚烷基，其中各个x独立地是1至10的整数并且所述-C1-3亚烷基-、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C6-10亚芳基、5-14元亚杂芳基和4-10元杂环亚烷基各自任选地被1、2或3个独立地选自OH、NO2、CN、卤素、C1-3烷基、C1-3卤代烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤代烷氧基、氨基、C1-3烷基氨基、二(C1-3烷基)氨基、羧基和C1-3烷氧基羰基的取代基取代；
y为1-30的整数；且
各个RN独立地选自H、C1-3烷基和C1-3卤代烷基。
19.如权利要求18所述的偶联物，其中式(II)的部分具有下式中的任一个：
20.一种在有需要的哺乳动物中治疗癌症的方法，其中所述方法包括向所述哺乳动物给予如权利要求1-19中任一项所述的偶联物，其中所述偶联物包含所述与成像同位素的螯合剂络合的成像同位素，并且其中所述偶联物包含所述与放疗同位素的螯合剂络合的放疗同位素。
21.一种治疗哺乳动物癌症的方法，其中所述方法包括：
a)给予所述哺乳动物第一偶联物，所述第一偶联物包含两种或更多种螯合剂和结合部分，其中一种所述螯合剂是成像同位素的螯合剂且一种所述螯合剂是放疗同位素的螯合剂，其中所述第一偶联物包含所述与成像同位素的螯合剂络合的成像同位素；
b)确定所述第一偶联物在所述哺乳动物中的生物分布；以及
c)以与所述第一偶联物相同的量给予所述哺乳动物第二偶联物，不同之处在于所述第二偶联物包含所述与放疗同位素的螯合剂络合的放疗同位素。
22.如权利要求21所述的方法，所述方法还包括测定所述第二偶联物在所述哺乳动物中的生物分布，所述第二偶联物包含所述与成像同位素的螯合剂络合的成像同位素和所述与放疗同位素的螯合剂络合的放疗同位素。
23.如权利要求20-22中任一项所述的方法，其中所述癌症选自下组：前列腺癌、神经内分泌癌、结肠癌、肺癌、胰腺癌、黑素瘤和淋巴癌。
24.如权利要求20-23中任一项所述的方法，其中所述第二偶联物是如权利要求1-19中任一项所述的偶联物。
25.一种治疗有需要的哺乳动物中癌症的方法，其中所述方法包括向所述哺乳动物给予两种或更多种偶联物，
其中各个偶联物包含两种或更多种螯合剂和结合部分，其中一种所述螯合剂是成像同位素的螯合剂并且一种所述螯合剂是放疗同位素的螯合剂，
其中给予所述哺乳动物的所述偶联物之一包含与所述成像同位素的螯合剂络合的成像同位素，并且
其中给予所述哺乳动物的所述偶联物之一包含与所述放疗同位素的螯合剂络合的放疗同位素。
26.如权利要求1-7中任一项所述的偶联物，其中各个所述螯合剂独立地包含选自下组的化合物：NOTA、DOTA、TCMC、DiAmSar、HBED、DFO、DTPA和N,N′-双[(6-羧-2-吡啶基)甲基]-4,13-二氮杂-18冠-6(MACROPA)。
27.如权利要求9所述的偶联物，其中所述多肽结合前列腺特异性膜抗原、生长抑素受体、成纤维细胞活化蛋白或黑皮质素-1受体。
28.如权利要求1-8中任一项所述的偶联物，其中所述偶联物包含两种或更多种结合部分。
29.如权利要求28所述的偶联物，其中各个所述结合部分是多肽。
30.如权利要求29所述的偶联物，其中所述多肽各自独立地结合前列腺特异性膜抗原、生长抑素受体、成纤维细胞活化蛋白或黑皮质素-1受体。
31.如权利要求1-19中任一项所述的偶联物，其中所述偶联物包含三种或更多种螯合剂。
32.如权利要求31所述的偶联物，其中各个所述螯合剂独立地包含选自下组的化合物：NOTA、DOTA、TCMC、DiAmSar、HBED、DFO、DTPA、NTA、BisTris、EGTA、EDTA、BAPTA、DO2A、DTPA、DO3A和MACROPA。
33.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
34.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
35.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
36.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
37.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
38.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
39.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
40.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
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41.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
42.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
43.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
44.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
45.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
46.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
47.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
48.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
49.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
50.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
51.如权利要求1所述的偶联物，其中所述偶联物具有以下结构：
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