CN118139645A - 用于硼中子捕获疗法的包括BTS和BTS(OMe)的硼化氨基酸组合物以及其方法 - Google Patents

用于硼中子捕获疗法的包括BTS和BTS(OMe)的硼化氨基酸组合物以及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN118139645A
CN118139645A CN202280048670.3A CN202280048670A CN118139645A CN 118139645 A CN118139645 A CN 118139645A CN 202280048670 A CN202280048670 A CN 202280048670A CN 118139645 A CN118139645 A CN 118139645A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ome
bts
boron
composition
tyr
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280048670.3A
Other languages
English (en)
Inventor
M·Y·托尔戈夫
T·J·马丁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tae Life Sciences Co ltd
Original Assignee
Tae Life Sciences Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tae Life Sciences Co ltd filed Critical Tae Life Sciences Co ltd
Publication of CN118139645A publication Critical patent/CN118139645A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02—Boron compounds
    • C07F5/025—Boronic and borinic acid compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K41/00—Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
    • A61K41/009—Neutron capture therapy, e.g. using uranium or non-boron material
    • A61K41/0095—Boron neutron capture therapy, i.e. BNCT, e.g. using boronated porphyrins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00—Drugs for immunological or allergic disorders

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

本文公开了包括酪氨酸衍生物BTS和BTS(OMe)的硼化氨基酸组合物以及制备BTS和BTS(OMe)的新方法。因此，所述BTS和/或BTS(OMe)可以扩大到商业规模，并且作为中子捕获剂施用于患者，并且提供了通过利用中子捕获疗法模式来治疗癌症、免疫病症和其它疾病的方法。

Description

用于硼中子捕获疗法的包括BTS和BTS(OMe)的硼化氨基酸组 合物以及其方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年7月30日提交的美国临时专利申请第63/259,662号的优先权，所述美国临时专利申请的内容通过引用完整并入本文。
在联邦政府资助的研究下作出的发明的权利声明
不适用。
技术领域
本文所描述的本发明涉及硼中子捕获疗法(BNCT)领域。具体而言，本发明涉及硼化氨基酸(一种“BAA”)或(多种“BAA”)组合物，包含BTS和BTS(OMe)，其可以用作人的中子捕获疗法的媒剂。本发明进一步涉及癌症以及其它免疫病症和疾病的治疗。
背景技术
癌症在全世界是仅次于冠心病的第二大死亡原因。每年有数百万人死于癌症，并且仅在美国，每年癌症杀死超过五十万人，其中2017年诊断出1,688,780例新癌症病例(美国癌症协会(American Cancer Society))。尽管因心脏病导致的死亡一直显著下降，但癌症导致的死亡总体上在上升。下个世纪初，除非医学发展改变目前的趋势，否则预测癌症将成为主要死因。
若干癌症的死亡率很高。具体地，肺癌(占所有癌症死亡的18.4％)、乳腺癌(占所有癌症死亡的6.6％)、结直肠癌(占所有癌症死亡的9.2％)、肝癌(占所有癌症死亡的8.2％)和胃癌(占所有癌症死亡的8.2％)是全世界各年龄段两性癌症死亡的主要原因(GLOBOCAN 2018)。这些癌和几乎所有其它癌共享共同的致命特征，即其转移到远离原发肿瘤的部位，并且除极少数例外，转移性疾病是致命的。此外，即使对于最初在原发癌中幸存下来的那些癌症患者，共同的经历还已经显示，所述癌症患者的生活大为改变。许多癌症患者由于意识到可能复发或治疗失败而经历强烈的焦虑。许多癌症患者在治疗后还经历身体虚弱。此外，许多癌症患者经历疾病复发。
尽管癌症疗法在过去几十年中已经有所改善并且存活率已有所提高，但是癌症的异质性仍然需要利用多种治疗模式的新治疗策略。这在治疗有时限于标准放射疗法和/或化学疗法的解剖学关键部位处的实体瘤(例如，胶质母细胞瘤、头颈部鳞状细胞癌和肺腺癌)时尤其如此。但是，这些疗法的有害作用是化学抗性和辐射抗性，除了降低患者的生活质量的严重副作用外，所述化学抗性和辐射抗性还促进局部区域性复发、远处转移和第二原发肿瘤。
中子捕获疗法(NCT)是有希望的放射疗法形式。这是一种使用硼化合物选择性杀死肿瘤细胞同时保留正常细胞的技术。BNCT依赖于非放射性10B同位素吸收超热中子的倾向，所述超热中子落入0.5keV<En<30keV的低能范围内。中子捕获后，硼原子经历核裂变反应，产生α粒子和反冲的锂核(7Li)，如下所示：
10B+n→7Li+4He
α粒子沿其基本上局限于单细胞直径的短路径沉积高能量，即150keV/μm，导致双链DNA断裂，随后癌细胞通过凋亡死亡。因此，BNCT整合了化疗、靶向疗法两者的概念以及传统放疗的大体解剖定位。
尽管NCT和具体地硼中子捕获疗法(BNCT)的概念技术广为人知，但与此类型的治疗相关的技术局限性却减缓了进展。在20世纪60年代使用MIT的研究反应堆进行的早期研究中，几十名患者使用十氢十硼酸二钠进行治疗，这被认为比先前使用的简单硼化合物毒性更小，但能够向细胞递送更多的硼。不幸的是，由于经历BNCT的患者的严重脑坏死以及使用核反应堆的潜在危害，美国的BNCT研究被叫停。
通过将光束引导到外科手术暴露的颅内肿瘤，畠中坦(Hiroshi Hatanaka)于1968年重新研究了使用硼卡钠(BSH)在日本的BNCT的临床应用，并且报告实现了58％的5年生存率。1987年，日本的临床医师使用二羟硼基苯基丙氨酸(BPA)作为硼化合物应用BNCT治疗恶性黑色素瘤。因此，BNCT缓慢复苏，尽管仅限于可以使用能够递送超热中子束的研究反应堆设施的国家。目前，考虑到(i)优选地集中在肿瘤中的捕获化合物的输注和递送，以及(ii)使用回旋加速器更丰富、更容易获得中子束这两方面的技术改进，NCT治疗方法出现了复苏。
质子硼融合反应依赖于天然丰富的11B同位素，而不是BNCT所需的10B同位素。与BNCT不同，质子(1H)与硼(11B)核之间的融合反应后会发射三个α粒子：p+11B—>3α。质子束具有布拉格峰(Bragg-peak)特性的优点，可以减少正常组织损伤，并且当与质子捕获组合时，可以单独提高质子疗法的功效。
硼的载剂自20世纪50年代以来一直在进化，并且尼德顿辛(NEDUNCHEZHIAN)等人,临床和诊断研究杂志(J.Clin.Diag.Res.),第10(12)卷(2016年12月)中进行了综述。简而言之，以硼酸及其衍生物为代表的第1代硼化合物要么有毒，要么肿瘤累积/滞留低。BPA和BSH都被认为是20世纪60年代出现的第2代化合物。其具有显著更低的毒性和更好的PK和生物分布。BPA-果糖复合物被认为是第3代化合物，自1994年以来用于使用BNCT治疗患有H&N、胶质母细胞瘤和黑色素瘤的患者。BPA-果糖和BSH是迄今为止唯一在临床上用作硼载剂的化合物，尽管已经在临床前模型中评估了低分子量和高分子量生物分子(如核苷、卟啉、脂质体、纳米颗粒和mAb)的肿瘤靶向。BPA-果糖的主要缺陷是溶解度相对较低，再加上其快速清除，这阻碍了在血液中达到高Cmax，这是影响肿瘤摄取的驱动因素之一。
根据前述内容，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，在癌症和免疫疾病的治疗中需要新的治疗范例。通过使用现代化学合成和用硼修饰天然氨基酸，可以实现新的疾病治疗，其总体目标是治疗更有效、副作用减少和生产成本更低。
考虑到与NCT相关的当前缺陷，本发明的目的是提供利用硼化氨基酸和NCT治疗一或多种癌症、免疫疾病和其它疾病的新的且经过改进的方法。
发明内容
本发明提供了包括天然氨基酸的组合物，所述天然氨基酸已通过化学合成被硼化，用于用作治疗人类疾病(如癌症、免疫病症(包含但不限于类风湿性关节炎、强直性脊柱炎)和其它细胞疾病(包含但不限于阿尔茨海默氏病(Alzheimer's disease)))的递送模式。在某些实施例中，所述硼化氨基酸包含天然存在的氨基酸，如苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、组氨酸和表I中所示的任何其它天然存在的氨基酸。
在另外的实施例中，本发明包括BTS。
在另外的实施例中，本发明包括BTS(OMe)。
在另外的实施例中，本发明包括合成BTS的方法。
在另外的实施例中，本发明包括合成BTS(OMe)的方法。
在另外的实施例中，本发明包括在细胞中集中硼的方法，所述方法包括(i)合成硼化氨基酸(“BAA”)；(ii)向患者施用所述BAA，以及(iii)用中子辐照所述细胞。
在另外的实施例中，本发明包括在细胞中集中硼的方法，所述方法包括(i)合成BTS，(ii)向患者施用所述BTS，以及(iii)用中子辐照所述细胞。
在另外的实施例中，本发明包括在细胞中集中硼的方法，所述方法包括(i)合成BTS(OMe)，(ii)向患者施用所述BTS(OMe)，以及(iii)用中子辐照所述细胞。
在另一个实施例中，本公开教导了合成BAA的方法。
在另一个实施例中，本公开教导了治疗人的癌症、免疫病症和其它疾病的方法。
附图说明
图1.BTS的化学结构。
图2.BTS的化学合成。
图3.BTS(OMe)的化学结构。
图4.BTS(OMe)的化学合成。
图5.Tyr到N-Boc-Tyr(3-Br,4-OMe)-OMe的化学合成。
图6.Tyr到N-Boc-Tyr(3-Br,4-OMe)-OMe到N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe的化学合成。
图7.Pd偶联反应的主要产物和副产物。
图8.从N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe化学合成BTS。
图9.从N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe化学合成BTS-OMe。
图10.(A).使用猪肝酯酶(PLE)从Tyr(3-B(OH)2)-OMe化学合成BTS。(B).使用LiOH从Tyr(3-B(OH)2)-OMe化学合成BTS。
图11.N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe到Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OH的化学合成。
图12.N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OH到BTS(OMe)的化学合成。
图13.BTS和BTS(OMe)的制备型HPLC纯化。
图14.一组细胞系中的LAT1表达分析。
图15.BTS和BTS(OMe)工作储备液的纯度分析。
图16.体外FaDu和CT26细胞中的化合物摄取。
图17.多个头颈癌细胞系中的BTS摄取。
图18.使用大鼠胶质瘤细胞系的BTS摄取。
图19.摄取竞争测定。
图20.非荷瘤小鼠的药代动力学。
图21.携带皮下FaDu肿瘤的小鼠的BTS和BTS(OMe)时程。
图22.使用皮下建立的FaDu异种移植物的肿瘤与血液比率。
图23.使用皮下FaDu异种移植物的剂量滴定和生物分布研究。
图24.剂量滴定和生物分布研究：硼摄取。
图25.建立的肿瘤异种移植物组中的硼摄取。
图26.建立的肿瘤异种移植物中的通过IHC的LAT1表达。
具体实施方式
章节概要
I.)定义
II.)BPA
III.)BSH
IV.)硼
a.硼(一般)
V.)天然存在的氨基酸
VI.)硼化氨基酸(BAA)
a.氨基酸组合物
b.包括酪氨酸的BAA(BTS和BTS(OMe))
c.BTS和BTS(OMe)的新的和改进的合成
VII.)使用BTS和BTS(OMe)的硼中子捕获疗法
VIII.)使用BTS和BTS(OMe)的质子硼融合疗法
IX.)将BTS和BTS(OMe)递送到细胞的方法
X.)试剂盒/制品
I.)定义：
除非另外定义，否则本文所使用的所有技术术语、符号和其它科学术语或用辞均旨在具有本发明所属领域的技术人员通常理解的含义，除非上下文另有明确说明。在一些情况下，为了清楚和/或便于参考起见，本文对具有通常理解的含义的术语进行了定义，并且本文中包含这些定义不应被必然解释为表示与本领域通常理解的含义相比的实质性差异。
当本文中使用商品名称时，除非上下文另外指出，否则对商品名称的引用还指商品名称产品的产品调配物、仿制药和一或多种活性药物成分。
术语“晚期癌症”、“局部晚期癌症”、“晚期疾病”和“局部晚期疾病”意指已经延伸穿过相关组织包膜的癌症并且旨在包含按照美国泌尿外科协会(AUA)系统的C期疾病、按照惠特莫尔-朱厄特(Whitmore-Jewett)系统的C1-C2期疾病以及按照TNM(肿瘤、结节、转移)系统的T3-T4和N+期疾病。通常，不建议对患有局部晚期疾病的患者进行外科手术，并且与患有临床局部性(器官局限性)癌症的患者相比，这些患者的成果显著更不利。
“氨基酸”意指含有羧基(-COOH)和氨基(-NH2)基团两者的简单有机化合物。
“硼化”意指通过脂肪族和芳香族C-H键的官能化产生有机硼化合物的反应。
“硼化氨基酸”(BAA)意指包括天然存在的氨基酸的化合物，如表I中所示的化合物，其已经经历了硼化反应。BAA可以以多种形式合成，这取决于所使用的基础氨基酸。
“BTS”意指包括图1所示的化学结构的化合物。
“BTS(OMe)”意指包括图3所示的化学结构的化合物。
术语“化合物”是指并涵盖化学化合物(例如，BAA)本身，以及无论是否明确说明，并且除非上下文明确说明排除以下情况：化合物的无定形形式和结晶形式，包含多晶形式，其中这些形式可以是混合物的一部分或单独存在；化合物的游离酸形式和游离碱形式，其通常为本文所提供的结构中所示的形式；化合物的异构体，其是指光学异构体和互变异构体，其中光学异构体包含对映体和非对映体、手性异构体和非手性异构体，并且光学异构体包含分离的光学异构体以及光学异构体混合物，包含外消旋和非外消旋混合物，其中异构体可以是分离形式或与一或多种其它异构体的混合物；化合物的同位素，包含含氘和氚的化合物，并且包含含放射性同位素的化合物，包含治疗和诊断有效的放射性同位素；化合物的多聚体形式，包含二聚体、三聚体等形式；化合物的盐，优选地药学上可接受的盐，包含酸加成盐和碱加成盐，包含具有有机反离子和无机反离子的盐，并包含两性离子形式，其中如果一种化合物与两个或多于两个反离子缔合，则所述两个或多于两个反离子可以相同或不同；以及化合物的溶剂化物，包含半溶剂化物、单溶剂化物和二溶剂化物等，包含有机溶剂化物和无机溶剂化物，所述无机溶剂化物包含水合物，其中如果一种化合物与两个或多于两个溶剂分子缔合，则所述两个或多于两个溶剂分子可以相同或不同。在一些情况下，本文对本发明化合物的引用将包含明确引用上述形式中的一或多种，例如盐和/或溶剂化物；然而，此引用仅用于强调，并且不得解释为排除上文鉴定的其它形式
如本文所用，术语“抑制”或“对……的抑制”意指减少可测量的量或完全防止。
术语“哺乳动物”是指被分类为哺乳动物的任何生物体，包含小鼠、大鼠、兔子、狗、猫、奶牛、马和人。在本发明的一个实施例中，所述哺乳动物是小鼠。在本发明的另一个实施例中，所述哺乳动物是人。
术语“转移性癌症”和“转移性疾病”意指已扩散到区域淋巴结或远处部位的癌症并且意味着包含按照AUA系统的D期疾病和按照TNM系统的T×N×M+期。
“分子识别”意指其中主体分子能够与第二种分子(即，客体)形成复合物的化学事件。此过程通过非共价化学键发生，所述非共价化学键包含但不限于氢键合、疏水相互作用和离子相互作用。
“药学上可接受的”是指与人或其它哺乳动物在生理上相容的无毒的、惰性和/或组合物。
术语“中子捕获剂”意指当被中子激活时产生α粒子的稳定的非反应性化学同位素。
术语“中子捕获疗法”意指用于通过用中子辐照中子捕获剂来治疗局部浸润性恶性肿瘤如原发性脑瘤和复发性头颈癌以及其它免疫病症和疾病的非侵入性治疗模式。
如本文所用，“用于治疗”或“治疗性”和语法上相关的术语是指疾病的任何后果的任何改善，如存活期延长、发病率减少和/或副作用减轻，这些是替代性治疗模式的副产物；如本领域中容易理解的，完全根除疾病是优选的，但尽管如此，并不是治疗行为的要求。
II.)BPA
作为参考并在现有技术的上下文中，(10B)-BPA、L-BPA或4-二羟硼基-L-苯丙氨酸(密苏里州圣路易斯的西格玛-奥德里奇公司(Sigma Aldrich,St.Louis,MO))是化学式为C9H12BNO4的合成化合物。结构如下所示：
并且是可用于通过BNCT治疗癌症的重要硼化化合物。其是一种广泛已知的化合物，已经开发了许多合成方法(参见，US 8,765,997，中国台湾的桃园县的信东生技股份有限公司(China Taiwan Biotech Co,Ltd.,Taoyuan Hsein,Taiwan of China)，和US2017/0015684，日本大阪的大阪府立大学斯特拉制药公司(Stella Pharma Corp.,OsakaPrefecture Univ.,Osaka,Japan))。
III.)BSH
除了BPA之外，BSH或硼卡钠，或BSH硼卡钠，或硼卡钠10B，或十一氢-闭式-十二硼硫醇是已知的化学式为Na2B12H11SH的合成化合物。结构如下所示：
其中硼原子由二十面体的顶点中的点表示。BSH被用作BNCT中的捕获剂。一般来说，BSH被注射到静脉中，并且在肿瘤细胞中变得集中。然后，患者接受称为中子的原子粒子的放射治疗。中子与BSH中的硼核融合，并且产生杀死肿瘤细胞的高能α粒子。
IV.)硼
(a.)硼(一般)
一般来说并且出于本公开的目的，硼是具有符号B和原子序数5的化学元素。天然硼主要用于化合物中，由两种稳定的同位素组成，一种是硼-10，并且另一种是硼-11。硼-10同位素可用于捕获超热中子，这使其成为使用硼中子捕获疗法的治疗背景中的有前途的工具。在生物学上，本文所公开的硼化化合物对人和动物是无毒的。基于上述内容，对于本领域技术人员将显而易见的是，用于向癌细胞提供高浓度硼的改进的模式是有利的。本公开的目的是提供该优点。
V.)天然存在的氨基酸
一般来说并且出于本公开的目的，天然存在的氨基酸是含有胺(-NH2)和羧基(-COOH)官能团以及每种氨基酸特有的侧链(R基团)的有机化合物。氨基酸的关键元素是碳(C)、氢(H)、氧(O)和氮(N)，尽管在某些氨基酸的侧链中发现了其它元素。约500种天然存在的氨基酸是已知的(尽管只有20种出现在遗传密码(表I))中，并且可以通过许多方式进行分类。其可以根据核心结构官能团的位置分类为α-(alpha-)、β-(beta-)、γ-(gamma-)或δ-(delta-)氨基酸；其它类别涉及极性、pH水平和侧链基团类型(脂肪族、无环、芳香族、含羟基或硫等)。以蛋白质的形式，氨基酸残基形成了人肌肉和其它组织的第二大组分(水是最大的)。除了其在蛋白质中作为残基的作用外，氨基酸还参与许多过程，如神经递质运输和生物合成。
遗传密码直接编码的二十(20)个氨基酸(参见表I)可基于其性质分为若干个组。主要因素是电荷、亲水性或疏水性、大小和官能团。这些性质对蛋白质结构和蛋白质-蛋白质相互作用很重要。水溶性蛋白质倾向于将其疏水性残基(Leu、Ile、Val、Phe和Trp)埋在蛋白质的中间，而亲水性侧链暴露于水性溶剂。
整合膜蛋白往往具有暴露的疏水性氨基酸的外圈，所述氨基酸将其锚定到脂质双层中。在这两个极端之间的情况下，一些外周膜蛋白在其表面上具有一片疏水性氨基酸，所述疏水性氨基酸锁定到膜上。以类似的方式，必须与带正电荷的分子结合的蛋白质的表面富含带负电荷的氨基酸，如谷氨酸和天冬氨酸，而与带负电荷的分子结合的蛋白质的表面富含带正电荷的链，如赖氨酸和精氨酸。具有不同的氨基酸残基的疏水性等级。
一些氨基酸具有特殊性质，如半胱氨酸，其可以与其它半胱氨酸残基形成共价二硫键；脯氨酸，其与多肽主链形成循环；以及甘氨酸，其比其它氨基酸更灵活。
VI.)硼化氨基酸(BAA)
通过简要介绍和更好地理解本公开的发明努力的背景，注意到大中性氨基酸转运蛋白1(LAT-1，SLC7a5)是不依赖于钠和pH的转运蛋白，其向细胞提供必需氨基酸(例如，亮氨酸、苯丙氨酸)。功能性转运蛋白是由多跨膜亚基SLC7a5和单跨膜亚基SLC3a2(CD98)组成的异二聚体二硫键连接的复合物。LAT-1是引导必需氨基酸穿过如胎盘或血脑屏障等隔室的主要转运蛋白。另外，LAT-1还转运甲状腺激素T3和T4(参见弗瑞瑟玛(FRIESEMA)等人,内分泌学(Endocrinology),142(10):4339-4348(2001))、多巴胺前体L-DOPA以及氨基酸相关的外源性化合物，如药物美法仑(melphalan)和加巴喷丁(gabapentin)(参见内野(UCHINO)等人,分子药理学(Mol.Pharmacol)61:729-737(2002))。此外，其表达在若干种类型的人类癌症中高度上调，通过代谢和生长对氨基酸的强烈需求表征(参见辛格(SINGH)等人,国际分子科学杂志(Int.J.Mol.Sci.)2018,19,1278)。此外，据报道，氨基酸侧链的性质影响LAT-1对各种氨基酸的选择性，就运输速率的增加而言，其顺序如下：Phe>Trp>Leu>Ile>Met>His>Tyr>Val(参见金井(KANAI)等人,生物化学杂志(J.Biol.Chem.),第273卷,第37期,第23629–23632页(1998))。然而，另外的硼修饰对氨基酸的影响在本领域中是未知的，并且本公开代表了开创性的突破。
BNCT作为有效的癌症治疗的治疗潜力在于癌细胞内足够量的10B的选择性累积。
基于上述内容，本领域普通技术人员已经表明，必需氨基酸转运蛋白(如LAT1)负责某些天然存在的氨基酸的摄取。参见斯卡利塞(SCALISE)等人,化学前沿(Frontiers inChem.),第6卷,第243条(2018年6月)。考虑到此原理，本公开设想通过硼化反应合成天然存在的氨基酸以产生具有肿瘤寻找和肿瘤定位性质的硼化氨基酸(“BAA”)，用作硼中子捕获疗法(“BNCT”)和/或硼质子捕获疗法(通常称为质子硼融合疗法(“PBFT”))中的中子捕获剂。参见例如，服部(HATTORI)等人,药物化学杂志(J.Med.Chem.),55,6980-6984(2012)。
(a)氨基酸组合物
在另外的实施例中，具有下式的BAA在本公开的范围内(“酪氨酸衍生物”)：
其中：
E＝CO2H、CONHB12H11、B(OH)2；并且
X＝H、B(OH)2、Bpin、(-O-CH2CH2)2-O-B12H11或BF3 -。
在另外的实施例中，具有下式的酪氨酸衍生物在本公开的范围内：
其中：
R＝H、CH3或CF3；
X1＝H、B(OH)2或BF3 -；并且
X2＝H、B(OH)2或BF3 -。
(b)包括酪氨酸的BAA(BTS和BTS(OMe))
酪氨酸是具有以下化学式的必需氨基酸：
并且已知容易通过血脑屏障。一旦进入脑，其就是神经递质的多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素(epinephrine)(更广为人知的是肾上腺素(adrenalin))的前体。这些神经递质是身体的交感神经系统的重要部分，并且其在身体和脑中的浓度直接取决于饮食酪氨酸。酪氨酸代谢迅速。叶酸、铜和维生素C是这些反应的辅因子营养素。酪氨酸也是激素、甲状腺、儿茶酚雌激素和主要人类色素黑色素的前体。酪氨酸是许多蛋白质、肽甚至脑啡肽中的重要氨基酸，所述脑啡肽是身体的天然止痛药。缬氨酸和其它支链氨基酸，并且可能还有色氨酸和苯丙氨酸可能会减少酪氨酸吸收。酪氨酸代谢会出现许多遗传错误，如霍金辛尿症(Hawkins Nuria)和酪氨酸血症I。最常见的是早产儿血液中酪氨酸量增加，其表现为运动活动减少、嗜睡和喂养不良。可能会出现感染和智力缺陷。一些成人血液中的酪氨酸也会升高。这表明需要更多的维生素C。一般来说，在压力下需要酪氨酸，并且酪氨酸补充剂可以防止压力诱导的去甲肾上腺素耗竭，并且可能治愈生化抑郁症。
另外，酪氨酸的各种衍生物已被评估为使用PET进行全身成像的示踪剂，并且其中一些被批准用于特定适应症，包含神经内分泌病症和癌症。这些衍生物包含18F-氟-L-DOPA(DOI:10.2967/jnumed.114.145730)、18F-氟-L-α-甲基酪氨酸(即FAMT)(井上(INOUE)，核医学杂志(J Nucl.Med.)1998；39:663-667和10.2967/jnumed.112.103069)。
此外，石渡(ISHIWATA)等人描述了O-[18F]氟甲基-L-酪氨酸(例如，18F-FMT)并研究了其在荷肝细胞瘤大鼠中的生物分布。参见核医学与生物学(Nuclear Medicine andBiology)31(2004)191–198。如所示，示踪剂在胰腺中累积，并且在六十(60)分钟时实现了有意义的对比，从而提供了肿瘤的可视化。然而，发现一定程度的脱氟，这可能是由于骨髓中示踪剂的摄取。18F-FMT的脱氟与18F-氟乙基酪氨酸(即18F-FET)(一种经批准的高级胶质瘤的成像示踪剂)的不脱氟形成对比(参见10.2967/jnumed.114.140608以及NCT04001257)。值得注意的是，胶质瘤和其它肿瘤中上述PET示踪剂的摄取升高是由LAT-1介导的，所述LAT-1是介导BPA摄取进入头部和颈部、GBM和黑色素瘤病变的相同的大中性氨基酸转运蛋白。
基于上述内容，本公开致力于开发硼化酪氨酸类似物的合成，以评估LAT-1在所选细胞系中的表达，并且表明这些硼化氨基酸类似物在癌症细胞系中显示出摄取。此外，在本公开中证明了酪氨酸类似物以剂量依赖性方式被免疫缺陷小鼠体内FaDu建立的异种移植物吸收。
因此，本公开设想了在某些癌症中利用硼化酪氨酸作为中子捕获剂。
在本公开的一个实施例中，包括酪氨酸的BAA表示为BTS，并且具有如图1所示的以下化学式。
在本公开的一个实施例中，包括酪氨酸的BAA表示为BTS(OMe)，并且具有如图3所示的以下化学式。
由于在硼酸的邻位的酪氨酸的O-羟基，BTS和BTS(OMe)的合成面临挑战。此羟基是供电子基团，并且其阻碍了合成的频哪醇-硼烷脱保护步骤。因此，已知的BTS和BTS(OMe)的合成造成了低产率并且难以去除杂质。因此，本公开的目的是提供BTS和BTS(OMe)的新合成，其在至多一(1)克的规模下产生高产率和纯度。
作为背景，BTS和BTS(OMe)在水中非常可溶。然而，与目前批准用于BNCT的唯一硼载剂BPA不同，BTS不需要果糖来帮助溶解。另外，BTS(OMe)确实需要果糖，然而，与BPA相比，溶解度的阈值要高得多。因此，与BPA相比，使用BTS或BTS(OMe)可以比目前可行的使用L-BPA果糖(或山梨醇)调配物施用更高浓度和更小体积的硼化合物。能够在肿瘤中实现更高的硼浓度的临床意义将转变为BNCT和/或PBFT疗法中更高效率的中子辐照，并且最终实现更低的癌症复发率。
因此，本公开的目的是教导BTS和BTS(OMe)的新的和改进的合成。
(c)BTS和BTS(OMe)的新的和改进的合成
BTS(如图2所示)和BTS(OMe)(如图4所示)的合成在实验室规模上是有效的转化。然而，已经观察到L-DOPA和Tyr的形成遵循传统的宫浦偶联(Miyaura coupling)(即，双(频哪醇合)乙硼烷的Pd偶联，随后是NaIO4脱保护)。结果是主要副产物(参见图7)。需要色谱法来去除副产物。
另外，当N或C末端脱保护时，除非添加过量的BBr3，否则BTS(如图2所示)和BTS(OMe)(如图4所示)的合成不会进行。然而，这带来了另外的问题，即合成会导致快速脱硼。还应注意，在0℃下开始合成也会导致脱硼。
因此，本公开的目的是实现BTS和BTS(OMe)的新合成方法，从而消除由Pd偶联产生的杂质(参见图6)。
另外，本公开的目的是实现BTS和BTS(OMe)的新合成方法，由此改性脱保护步骤以避免BTS和BTS(OMe)的脱硼。(参见图9至12)。
使用图13所示的色谱法条件制备得到的新合成物，并且使用图7所示的色谱法条件进行分析，并且将产生BTS(如图2所示)和BTS(OMe)(如图4所示)，并且允许商业放大至一(1)克。
在优选的实施例中，本发明包括BTS和BTS(OMe)的合成，其包括将L-酪氨酸转化为靶材料。L-酪氨酸向N-Boc-Tyr(3-Br,4-MeO)-OMe的转化首次呈现在高希S.(Ghosh,S.)等人,ARKIVOC,2009(vii),72-78中。
N-Boc-Tyr(3-Br,4-MeO)-OMe转化为芳基硼酸N-Boc-Tyr(3-B(OH)2-4-MeO)-OMe由钯化，随后金属交换为所需的硼酸组成。在火焰干燥的氩气淬灭烧瓶中装入30mL甲醇和12mL二甲氧基乙烷。向溶液中添加2.8g乙酸钾，然后添加5g Boc-Tyr(3-Br,4-OMe)-OMe，随后添加1.3g四羟基乙硼烷。最后，向反应混合物中添加催化Pd，3mg氯[(三叔丁基膦)-2-(2-氨基联苯基)]钯(II)。在氩气气氛下，反应在20℃下搅拌过夜。在反应完成时，缓慢添加20mL水，并且使其淬灭30分钟。通过过滤去除固体。然后将有机溶剂在减压下去除。然后将水层用乙酸乙酯洗涤三次。将有机层合并，并且在减压下浓缩。粗材料通过快速色谱法(二氧化硅上，在含25％乙酸乙酯的己烷下)进一步纯化。去除有机溶剂后，靶材料以75％的产率分离为白色固体。
在引入硼酸之后，合成分化以形成化合物BTS和BTS(OMe)。在高希S.等人,ARKIVOC,2009(vii),72-78中强调了N-Boc-Tyr(3-B(OH)2-4-MeO)-OMe选择性皂化为N-Boc-Tyr(3-B(OH)2-4-MeO)-OH。皂化后去除氨基甲酸叔丁酯以揭示BTS(OMe)的结构。向装有1g N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OH的烧瓶中装入4M盐酸于二噁烷中的溶液。一小时后，没有观察到Boc保护的起始材料的存在。在减压下去除挥发性溶剂和酸，并且通过制备型LC纯化靶材料。
对于BTS的揭示，遵循从N-Boc-Tyr(3-B(OH)2-4-MeO)-OMe的两步过程。在火焰干燥的氩气淬灭烧瓶中装入25mL二氯甲烷。向溶液中添加1.5g N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe。使用干冰浴将温度降低到-78℃。添加一当量的三溴化硼。30分钟后，LCMS不再观察到Boc基团，此时添加第二当量的三溴化硼。使反应温热到0℃。2小时后，酚氧被脱甲基。将反应用水淬灭，并且通过萃取去除DCM。用LiOH使水层的pH大于10。在高pH下15分钟后，将酯皂化以提供靶材料。将水层在减压下浓缩，并且通过制备型液相色谱法分离最终材料。
VII.)使用BTS和BTS(OMe)的硼中子捕获疗法
本公开的一方面是使用BTS和BTS(OMe)作为硼中子捕获疗法(BNCT)和/或硼质子捕获疗法(“BPCT”)的模式。简而言之，BNCT是一种二元治疗模式，其中任一种组分单独对肿瘤都不是致命的或有毒的。这两种组分包括(i)对优先集中于肿瘤中的捕获化合物的输注或递送以及(ii)通过中子或通过质子对肿瘤部位的辐照。在BNCT中，考虑到热中子与10B相互作用的横截面较大，因此，硼原子核分裂为4He2+和7Li+的可能性较高。考虑到He2+和Li+的电离能力高，并且行进的距离短，则优选地富集硼的细胞被杀死，并且健康细胞由于缺乏高浓度的硼而受到的损伤小得多。考虑到这一点，BNCT的优点是在无高度创伤性外科手术的情况下破坏肿瘤细胞。然而，如本领域技术人员将理解的，成功依赖于10B在肿瘤细胞中的高度集中和选择性定位。
在一个实施例中，10B集中在BTS和/或BTS(OMe)上。然后将BTS和/或BTS(OMe)给予患者，并且将BTS和BTS(OMe)定位到肿瘤细胞中。将含有10B的BTS和BTS(OMe)集中到肿瘤中，并且使用超热中子辐照肿瘤。肿瘤细胞被破坏。
VIII.使用BAA的质子硼融合疗法
本公开的另一方面是使用BTS和BTS(OMe)作为质子硼融合疗法(PBFT)的模式。简而言之，质子硼融合反应是在20世纪60年代引入的。在质子(1H)与硼粒子(11B)之间的反应之后发射三种α粒子。这三种α颗粒对肿瘤细胞造成损害，就像BNCT中的α粒子一样。理论上，在PBFT的情况下，每个入射粒子的疗法效果是BNCT的三倍(3x)。另外，因为质子束具有布拉格峰特性的优点，可以减少正常组织损伤。一般来说，已经进行了许多使用α粒子的治疗肿瘤研究。为了利用α粒子进行剂量递送，应考虑两个关键点。首先，应将硼摄取准确标记到靶细胞。如前所述，在硼酸盐化合物累积的地方产生α粒子。如果这种情况发生在肿瘤区附近的正常组织中，α粒子将损害正常组织以及肿瘤细胞。其次，产生的α粒子的数量也是有效疗法的重要因素。通过使用PBFT，与单独的BNCT或传统质子疗法相比，可以实现更有效的疗法。
在一个实施例中，10B和/或11B集中在BTS和BTS(OMe)上。然后将BTS和BTS(OMe)给予患者，并且将BTS与BTS(OMe)定位到肿瘤细胞中。将含有10B和/或11B的BTS和BTS(OMe)集中到肿瘤中，并且使用超热中子辐照肿瘤。肿瘤细胞被破坏。
IX.将BTS和BTS(OMe)递送到细胞的方法
如本领域普通技术人员将理解的，将高浓度硼有效地递送到细胞的能力是本发明的优点。
结果表明，本公开的BTS和BTS(OMe)使得更高量的硼能够安全地施用于哺乳动物的细胞。简而言之，本公开的BTS和BTS(OMe)是如本公开中所示制备的。产生的BTS和BTS(OMe)通过上调的LAT-1转运蛋白被肿瘤细胞吸收。
X.)试剂盒/制品
为了在本文所描述的实验室、预后、预防、诊断和治疗应用中使用，试剂盒在本发明的范围内。此类试剂盒可以包括被分隔开以收纳一或多个容器，如小瓶、管等的载剂、包装或容器，所述容器中的每个容器包括用于所述方法中的单独元件中的一个单独元件以及包括使用说明，如本文所描述的用途的标签或插页。例如，容器可以包括本公开的一种BTS和BTS(OMe)或若干种BTS和BTS(OMe)。试剂盒可以包括包含药物单位的容器。试剂盒可以包含一种或多种BTS和BTS(OMe)的全部或部分和/或用于检测癌症和/或其它免疫病症的诊断测定。
本发明的试剂盒通常将包括上述容器和与之相关的一或多个其它容器，所述一或多个其它容器包括从商业和用户角度来看合乎期望的材料，所述材料包含：缓冲剂、稀释剂、过滤器、针、注射器；列出内容和/或使用说明的载剂、包装、容器、小瓶和/或管标签；以及带有使用说明的包装插页。
标签可以呈现在容器上或与容器一起呈现，以指示组合物用于特定疗法或非治疗应用，如预后、预防、诊断或实验室应用并且还可以指示体内或体外使用指南，如本文所描述的指南。指南和/或其它信息也可以包含在与试剂盒一起包含在内或试剂盒上包含的插页或标签上。标签可以在容器上或与容器相关。当将形成标签的字母、数字或其它字符模制或蚀刻到容器本身中时，标签可以在容器上；当标签存在于也容纳容器的接收器或载剂内，例如作为包装插页时，标签可以与容器相关。标签可以表明组合物用于诊断、治疗、预防或预测病状，如癌症或其它免疫病症。
术语“试剂盒”和“制品”可以同义使用。
在本发明的另一个实施例中，一种或多种制品含有组合物，如本公开的一种或多种BTS和BTS(OMe)。制品通常包括至少一个容器和至少一个标签。合适的容器包含例如瓶子、小瓶、注射器和试管。容器可以由各种材料，如玻璃、金属或塑料形成。容器可以容纳一种或若干种BTS和BTS(OMe)和/或一种或若干种治疗剂量的BTS和BTS(OMe)。
容器还可以可替代地容纳有效用于治疗、诊断、预测和预防病状的组合物并且可以具有无菌接入端口(例如，容器可以是具有可被皮下注射针刺穿的塞子的静脉内溶液袋或小瓶)。组合物中的活性剂可以是本公开的BTS和BTS(OMe)。
制品可以进一步包括第二容器，所述第二容器包括药学上可接受的缓冲剂，如磷酸盐缓冲盐水、林格氏溶液(Ringer's solution)和/或右旋糖溶液。所述制品可以进一步包含从商业和用户角度来看合乎期望的其它材料，所述其它材料包含其它缓冲剂、稀释剂、过滤器、搅拌器、针、注射器和/或具有使用指示和/或使用说明的包装插页。
示例性实施例
1)一种包括如下化学结构的组合物：
其中E＝CO2H、CONHB12H11、B(OH)2；并且
X＝H、B(OH)2、Bpin、(-O-CH2CH2)2-O-B12H11或BF3 -。
2)一种包括如下化学结构的组合物：
其中：
R＝H、CH3或CF3；
X1＝H、B(OH)2或BF3 -；并且
X2＝H、B(OH)2或BF3 -。
3)根据权利要求2所述的组合物，其中所述组合物包括：
4)根据权利要求2所述的组合物，其中所述组合物包括：
5)一种通过将L-酪氨酸转化为靶材料的方法产生的组合物，所述方法包括：
(i)将N-Boc-Tyr(3-Br,4-MeO)-OMe(4)转化为芳基硼酸N-Boc-Tyr(3-B(OH)2-4-MeO)-OMe(5)，所述转化包括钯化，随后金属交换为所需的硼酸，所述金属交换包括以下：
a.包括甲醇和二甲氧基乙烷的溶剂混合物；
b.包括乙酸钾的配体取代基；
c.包括N-Boc-Tyr(3-Br,4-MeO)-OMe(4)的芳基溴化物类型的试剂；
d.包括四羟基硼烷的硼化剂；
e.包括氯((三叔丁基膦)-2-(2-氨基联苯基))钯(II)的钯催化剂；以及
f.纯化，所述纯化包括(i)用水淬灭，(ii)包括乙酸乙酯的溶剂交换，以及(iii)在二氧化硅上用含大约25％乙酸乙酯的己烷进行快速色谱法；
(ii)在引入硼酸之后，合成分化以形成化合物BTS(7)和BTS(OMe)(9)；
(iii)将N-Boc-Tyr(3-B(OH)2-4-MeO)-OH(8)转化以揭示BTS(OMe)(9)的结构，所述转化包括：
a.包括含4M盐酸的二噁烷的溶液；
b.包括N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OH的氨基甲酸叔丁酯类型的试剂；以及
c.纯化，所述纯化包括使用范围为0％至20％的含乙腈的水溶液的反相色谱法；
(iv)将N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-MeO)-OMe(5)转化为BTS(7)，所述转化包括同时的甲基醚切割和氨基甲酸酯去除，随后皂化，所述皂化包括：
a.包括二氯甲烷的溶液；
b.包括N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-MeO)-OMe(5)的添加的试剂；
c.包括三溴化硼的反应物；
d.从二氯甲烷到水的溶剂交换；
e.包括LiOH的反应物；以及
f.纯化，所述纯化包括使用范围为0％至20％的含乙腈的水溶液的反相色谱法。
6)根据权利要求5所述的方法，其中所述组合物是BTS。
7)根据权利要求5所述的方法，其中所述组合物是BTS(OMe)。
8)一种用于产生BTS的方法，所述方法包括基本上如图2所示的合成。
9)一种用于产生BTS(OMe)的方法，所述方法包括基本上如图4所示的合成。
10)一种纯化图6所示的化合物的方法，其中所述纯化方法包括图8所示的步骤。
11)根据权利要求10所述的方法，其中所述纯化改性包括：
(i)在反应中用二甲氧基乙烷(DME)取代乙二醇；
(ii)通过减压去除有机溶剂，然后将靶材料从水溶液中萃取到乙酸乙酯中；以及
(iii)在含30％EtOAc的己烷下等度的纯化快速色谱法。
12)一种脱保护的方法，所述方法包括图11的合成。
13)根据权利要求12所述的方法，其中所述脱保护步骤减少靶材料中的杂质。
14)根据权利要求13所述的方法，其中所述靶材料是BTS。
15)根据权利要求13所述的方法，其中所述靶材料是BTS(OMe)。
16)一种方法，其包括将N-Boc-Tyr(3-B(OH)2)、(4-OMe)-OH合成为如图9所示的BTS，所述方法包括进一步合成改性，所述合成改性包括如图12所示的使用BBr3进行脱甲基的程序。
17)根据权利要求16所述的方法，其中使用BBr3的所述脱甲基缓解靶材料的脱硼。
18)根据权利要求17所述的方法，其中所述靶材料是BTS。
19)根据权利要求17所述的方法，其中所述靶材料是BTS(OMe)。
20)一种试剂盒，其包括根据权利要求1所述的组合物。
21)一种试剂盒，其包括根据权利要求2所述的组合物。
22)一种试剂盒，其包括根据权利要求3所述的组合物。
23)一种试剂盒，其包括根据权利要求4所述的组合物。
24)一种剂量单位形式，其包括根据权利要求1所述的组合物。
25)一种剂量单位形式，其包括根据权利要求2所述的组合物。
26)一种剂量单位形式，其包括根据权利要求3所述的组合物。
27)一种剂量单位形式，其包括根据权利要求4所述的组合物。
28)根据权利要求24所述的人单位形式，其中所述人单位形式用于硼中子捕获疗法(BNCT)。
29)根据权利要求25所述的人单位形式，其中所述人单位形式用于硼中子捕获疗法(BNCT)。
30)根据权利要求26所述的人单位形式，其中所述人单位形式用于硼中子捕获疗法(BNCT)。
31)根据权利要求27所述的人单位形式，其中所述人单位形式用于硼中子捕获疗法(BNCT)。
32)一种通过权利要求5所述的方法产生的BTS化合物。
33)一种通过权利要求5所述的方法产生的BTS(OMe)化合物。
34)使用根据权利要求32所述的BTS化合物治疗癌症的方法，其中所述BTS用作BNCT中的中子捕获剂。
35)使用根据权利要求33所述的BTS(OMe)化合物治疗癌症的方法，其中所述BTS用作BNCT中的中子捕获剂。
实例：
本发明的各个方面通过下面的几个实施例进一步描述和说明，所述实例均不旨在限制本发明的范围。
实例1：Boc-Tyr(3-Br,4-OMe)-OMe前体的合成。
N-Boc-Tyr(3-Br,4-OMe)-OMe前体的合成如图5所示，并且使用标准方法进行。参见高希等人,Arkivoc(2009)(vii)第72-78页。
实例2：Tyr到Boc-Tyr(3-Br,4-OMe)-OMe到Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe的合 成。
在合成N-Boc-Tyr(3-Br,4-OMe)-OMe前体(参见上述实例1，)之后，使用以下方法进行N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe的进一步合成。参见古隆(GURUNG)等人,有机工艺研究与开发(Org.Process Res.Dev.)(2017),21,第65-74页。
简而言之，在火焰干燥的氩气淬灭烧瓶中装入30mL甲醇和12mL二甲氧基乙烷。然后，向溶液中添加2.8g乙酸钾，随后添加5g N-Boc-Tyr(3-Br,4-OMe)-OMe，随后添加1.3g四羟基乙硼烷。最后，向反应混合物中添加催化Pd，3mg氯[(三叔丁基膦)-2-(2-氨基联苯基)]钯(II)。在氩气气氛下，反应在20℃下搅拌过夜。在反应完成时，缓慢添加20mL水，并且使其淬灭30分钟。通过过滤去除固体。然后将有机溶剂在减压下去除。然后将水层用乙酸乙酯洗涤三(3)次。然后将有机层合并，并且在减压下浓缩。粗材料通过快速色谱法(二氧化硅上，在含25％乙酸乙酯的己烷下)进一步纯化。去除有机溶剂后，靶材料以75％的产率分离为白色固体。
观察到靶材料在本文所述的合成中没有沉淀出来，但在其过滤后保留在母液中。根据本公开，进一步将纯化改性如下：
–(i)在反应中用二甲氧基乙烷(DME)取代乙二醇。
应注意并理解，所述反应维持螯合，但具有本领域先前已知的较低沸点。
–(ii)初始过滤后，通过减压去除有机溶剂，然后将靶材料从水溶液中萃取到乙酸乙酯中。
应注意，此另外的步骤提供了反萃取到有机相中的益处，这去除了本领域先前未报道的亲水性杂质。
–(iii)联苯-硼酸是主要杂质/副产物，增加的反应稀释度表明此材料略有减少。
应注意，通过利用BBA的更高当量并降低芳基-钯络合物与独特的偶联配偶体N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe之间相互作用的概率，稀释度的增加有利于硼化而不是芳基-芳基钯偶联。
–(iv)最后，为了进一步纯化，在30％的含EtOAc的己烷溶液中进行等度的快速色谱法。
应注意，在25％的含EtOAc的己烷溶液下纯化提供了从二芳基副产物中分离紧密洗脱的N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe的益处。
进行图6中所示的所得改性的程序，以获得图6中所示的所得化合物(化学结构5号)。
实例3：使用QDA质量检测分析Pd偶联。
为了显示在上述实例2中所示的合成中由PD偶联产生的杂质，使用QDA质量检测进行以下实验。简而言之，根据制造商的标准方案使用QDA质量检测器测定。柱是具有保护柱(马萨诸塞州米尔福德的沃特世公司(Waters Corp.,Milford,MA))的Acquity BEH C18柱(2.1×50mm)。柱温度是40℃。流动相A包括0.1％甲酸，并且流动相B包括0.1％甲酸和90％乙腈。梯度如下表所示：
分钟 A的％ B的％
0.0 98 2
0.3 98 2
6.0 80 20
6.7 80 20
6.8 5 95
7.5 5 95
7.7 98 2
应注意，QDA质量检测器上的正离子模式没有显示Boc基团，并且其在结构中被有意省略，以便以更直接的方式显示质量等效性。
图7(A)所示的结果示出了反应的总离子电流(TIC)(参见上述实例2)。注意，TIC色谱图表示在分析中的每个点处检测到的整个质量范围内的总强度。图7(B)示出了285nm处的UV迹线。最后，图7(C)示出了在图6所示的合成改性之前，产物的质量ID和与反应相关的主要杂质。结果显示靶材料在2.0分钟时洗脱，而杂质在2.7分钟时显示。观察到杂质的独特特征是杂质维持了一个硼酸基序，即使该特征不能在N和C末端的脱保护下保留。
实例4：Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe脱保护的化学合成。
按照上述实例2中所示的新纯化程序，为了减少靶材料中发现的杂质，在合成中进行另外的脱保护步骤。此脱保护步骤是对BTS和BTS(OMe)的合成的又一新改性，并且以以下方式进行。
简单来说，在火焰干燥的氩气淬灭烧瓶中装入25mL二氯甲烷。向溶液中添加1.5gN-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe。使用干冰浴将温度降低到-78℃。添加一当量的三溴化硼。然后，在三十(30)分钟后，LCMS不再观察到Boc基团。因此，在此阶段，添加第二当量的三溴化硼。使反应温热到0℃。两(2)小时后，酚氧被脱甲基。然后将反应液用水淬灭，并且通过萃取去除DCM。用LiOH使水层的pH大于10。十五(15)分钟后，在>10且<12的pH下将酯皂化以提供靶材料。将水层在减压下浓缩，并且通过制备型液相色谱法分离最终材料。
观察到当N或C末端被脱保护时，除了添加过量的BBr3时，反应似乎不进行。然而，这会导致快速脱硼。反应的脱硼是有问题的，因为底物要么通过质子化返回酪氨酸支架，要么被氧化为3,4-二羟基酪氨酸L-DOPA。两者都不再携带BNCT所需的必要硼。
因此，已经观察到，并且在本公开的一方面内，在添加1当量的BBr3并监测反应直到Boc基团被去除(大约30分钟)并且然后添加第二当量的BBr3之后，所述反应对于商业规模的扩大是有效和有利的。添加第二当量的BBr3后，将反应液温热到0℃以加速反应(大约两(2)小时)。在一个替代性实施例中，在反应过程中进行BBr3的稳定添加而不是利用两(2)个当量添加(如本文所示)在本公开的方面内。
最后，应注意，由于靶材料可溶于水，一旦如本文所示用水淬灭反应，这就允许从DCM中萃取到水中，并且使材料直接行进到最终皂化反应中。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，如果让混合物在水中停留太久，则形成HBr并引发质子脱硼化，这是不期望的副反应。
本文所示的合成结果如图8所示。
与图8所示的原位完全脱保护不同，脱保护可以以逐步方式进行。简单来说，在火焰干燥的氩气淬灭烧瓶中装入25mL二氯甲烷。向溶液中添加1.5g N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe。使用干冰浴将温度降低到0℃。添加一当量的三溴化硼。然后，在三十(30)分钟后，LCMS不再观察到Boc基团。因此，在此阶段，添加第二当量的三溴化硼。反应维持在0℃。两(2)小时后，酚氧被脱甲基。然后将反应液用甲醇淬灭，并且在减压下去除有机溶剂，留下黄色粉末。向此粉末中添加乙腈，所述乙腈使靶材料沉淀为白色粉末。
本文所示的合成结果如图9所示。
发现皂化步骤极其敏感，并且大多数条件导致酪氨酸的保护脱硼化，或者导致L-DOPA的氧化脱硼化。已经找到了两条成功的路径。
在第一个实例中，将Tyr(3-B(OH)2)-OMe溶解在10体积的含0.1M KCl的水溶液中，使用0.1M NaOH将pH调节到7。向此溶液中添加猪肝酯酶，并且将反应液升温到37℃。2天后，通过制备型LCMS分离靶材料Tyr(3-B(OH)2)。第二种方法是通过将Tyr(3-B(OH)2-OMe溶解在60体积的水中来进行。向此溶液中添加2.2当量的LiOH。在15分钟内，皂化材料准备好通过制备型LCMS进行纯化。
本文所示合成的结果分别如图10(A)和10(B)所示。
实例5：Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe到Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OH的化学合 成。
N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OMe到N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OH的合成在图11中示出并且使用标准方法进行。参见高希等人,Arkivoc(2009)(vii)第72-78页。
实例6：Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OH到BTS(OMe)的化学合成。
N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OH到BTS(OMe)的合成在图12中示出，并且利用了本公开的范围内的进一步合成改性。此改性不利用使用BBr3进行脱甲基的程序，并且在图8和图9中示出，以便维持甲醚。
简而言之，向装有1.0g N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-Ome)-OH的烧瓶中装入4M盐酸于二噁烷中的溶液。一(1)小时后，没有观察到Boc保护的起始材料的存在。在减压下去除挥发性溶剂和酸，并且使用所述方案通过制备型LC纯化靶材料。简而言之，使用尺寸为30mm×100mm的C18制备型柱。流量设置为50毫升/分钟。所使用的梯度如下表所示：
分钟 A的％ B的％
0.0 100 0
0.75 100 0
19.0 80 20
20.0 80 20
20.1 80 20
色谱法分析的结果如图13所示。所得BTS(OMe)具有如图3所示的结构。
实例7：通过蛋白质印迹的LAT1表达分析。
作为简要背景，LAT-1(SLC7A5)是一种氨基酸转运蛋白，其介导大中性氨基酸的摄取，包含Leu、Phe、Tyr、His和Trp。其还负责L-DOPA和甲状腺激素的摄取。在结构上，其是一种11-TM蛋白，与CD98形成异二聚体。其表达在某些癌症适应症中上调，包含头颈癌和胶质瘤。
使用蛋白质印迹在细胞系中定性地估计LAT-1的表达。简而言之，在SDS-PAGE上运行细胞裂解物(10μg总蛋白)并将其转移到PVDF膜上。抗SLC7A5多克隆(英杰公司(Invitrogen)编号PA5-50485)用于LAT-1的检测。使用小鼠抗b-肌动蛋白MAb(英杰公司编号AM4302)作为负载对照。第二抗体(检测抗体)分别是Alexa Fluor Plus山羊抗兔和AlexaFluor 790驴抗小鼠。
结果显示细胞系FaDu、HeLa和A431表现出最高水平的LAT-1表达。(图14)。
因此，选择FaDu细胞系(咽鳞状细胞癌)进行随后的硼化氨基酸评估，因为其代表了与硼中子捕获疗法(BNCT)治疗最相关的适应症。
实例8：BTS、BTS(OMe)溶液的杂质概况。
为了确定BTS和BTS(OMe)在溶液中的溶解度和杂质概况，使用以下方案进行了以下实验。简而言之，BTS测试物品制剂是通过溶解在水中并用NaOH将pH调节到7至7.5来制备的。
BTS(OMe)测试物品制剂是通过溶解在水中并通过添加NaOH逐渐提高pH直到所有晶体溶解来制备的。该点的pH大约为9.5至10。然后以1.1mol/mol BTS(OMe)的比率添加果糖。使用浓缩的HCl将pH调节到7至7.5。
将两种溶液调节到100mg/mL，并且过滤0.2μm。实际浓度通过ICP OES证实。
通过LCMS对BTS和BTS(OMe)溶液进行分析。简而言之，LS/MS纯度证实通过LCMS进行，使用配备有Acquity BEH C18柱(50×2.1mm，1.7μm，(沃特世公司))的Acquity H级系统(沃特世公司)(保持在在40℃下，并且用甲酸/2％乙腈水溶液进行平衡)。使用在6分钟内从2％到20％的乙腈-甲酸梯度洗脱化合物和杂质。在正模式下使用在线ESI LCMS进行峰分配。结果表明，两种化合物均大于95％不含杂质。(图15)。
实例9：体外FaDu和CT26细胞的硼摄取。
已经广泛证明了下咽鳞状细胞癌源性细胞系FaDu具有高LAT-1表达。因此，其累积了显著水平的硼化合物。另外，FaDu在SCID小鼠中作为建立的异种移植物模型也生长良好。本公开致力于确定小鼠源性癌细胞系CT-26是否适于BNCT实验。作为背景，CT26是一种同基因模型，其可以在野生型BalbC小鼠中植入和建立，并且提供了方便和低成本的模型。
简而言之，采集CT26细胞并用PBS洗涤两(2)次，并且在HBSS培养基中将计数调节为200万/ml。然后将硼化合物以2.5mM/HBSS的最终浓度添加到细胞中，并且将细胞在37℃下在湿润的5％CO2气氛中振荡温育2.0小时。两(2)小时温育后，采集细胞并用冰冷的PBS洗涤两次。将细胞悬浮在1ml冰冷的PBS中并将一部分(50μl)在RIPA缓冲液中裂解，并且通过BCA测定确定蛋白质含量。
对剩余部分(950μl)进行硝酸裂解(在80℃下66.7％的酸)，并且使用ICP-OES进行硼测量。
图16中的结果显示，当细胞在含有三种化合物中每种化合物的等摩尔浓度的培养基中温育时，与BPA-果糖相比，用BTS处理的细胞的细胞内硼浓度高出60％(1700±133对1097±59μg/g)。BTS(OMe)-果糖的细胞内浓度与BPA-果糖类似，为1005±113μg/g。有若干种可能性可以解释BTS是FaDu细胞的优选的底物的事实。首先，除了LAT-1(即SLC7A5)之外的其它转运蛋白可能参与，引起净细胞内硼增加。可替代地，BTS可以更好地保留在细胞内，因为氨基酸转运蛋白在两个方向上都起作用。先前已经表明，泛-LAT-1抑制剂BCH(2-氨基双环-(2,2,1)-庚烷-2-羧酸)以及LAT-1特异性抑制剂JPH203以浓度依赖性的方式减少了硼累积，这表明LAT-1可能是硼化酪氨酸类似物的唯一转运蛋白(未发布)。还表明，BPA和BTS在细胞滞留方面存在差异，即一旦从培养基中去除硼源，细胞内硼浓度就会降低。一旦去除BPA并用新鲜培养基代替，用BPA-果糖处理的细胞的细胞内硼的量急剧减少。
在CT26细胞系中，内化的每种化合物的量比FaDu中少大约40％，而BTS的内化的减少更为明显。通过蛋白质印迹估计的CT26中的LAT-1的低表达与硼摄取的总体减少一致。每个条代表在不同的日子进行的三(3)个独立实验(FaDu)或单个实验(CT-26)。误差条代表1个标准偏差。使用二羟硼基苯基丙氨酸(作为果糖溶液)作为对照。(参见图14)。
实例10：多个头颈癌细胞系中的BTS摄取。
为了评估BTS在多个头颈癌症细胞系以及黑色素瘤细胞系中的摄取，使用以下方案进行了以下实验。
简而言之，培养五(5)种人源性细胞系(FaDu、A375、SCC-25、A253和Detroit 562)，所有所述细胞系都代表与BNCT治疗相关的癌症适应症，并且用BPA-果糖(护理标准)或BTS处理两(2)小时。然后洗涤细胞以去除化合物，采集并按照上述方案进行处理。如分别通过ICP OES和通过BCA测定所确定的，硼摄取以μg硼/mg细胞蛋白的形式报告。
结果表明，在每个测试的细胞系中，当与BPA果糖相比时，BTS具有更好的摄取。参见图17。
实例11：使用大鼠胶质瘤细胞系的BTS摄取。
大鼠胶质瘤细胞系被广泛用作原位癌症模型，以使用创新的硼载剂或多种增强BPA的摄取的方式进行基于反应器的BNCT研究，包含二羟硼基卟啉的对流增强递送(杨(Yang)等人,doi:10.1016/j.apradiso.2014.01.002)或使用L-DOPA的肿瘤预处理(巴斯(Barth)等人,神经肿瘤学杂志(J Neurooncol.)2009；94:299–312)。
在此实验中，使用培养的细胞系来证实BTS可以用于将硼有效递送到F98和C6这两种大鼠胶质瘤细胞系中。事实上，BTS在2小时内达到的硼浓度是BPA-果糖在2小时内达到的硼浓度的>2倍，这表明BTS是多种癌症适应症的优选的LAT-1底物，即使在多种物种中也是如此(参见图18)。预期此化合物会穿过BBB，并且与脑肿瘤的BNCT相关。
实例12：BTS与Phe之间对LAT1的竞争。
为了确定BTS和BTS(OMe)介导LAT-1的能力，使用以下方案进行了以下实验。简而言之，将FaDu细胞(200万)在HBSS培养基中于37℃下与0.5mM的(i)BTS、(ii)BTS(OMe)或(iii)BPA-果糖在不存在(19A)或存在增加的浓度的LAT-1特异性抑制剂JPH203-二氯化物(19A)或竞争者苯丙氨酸(19B)的情况下温育两(2)小时。温育后，采集细胞并用冷PBS洗涤。通过ICP OES确定细胞吸收的每种化合物的量。IC50确定是通过使用Prism(GraphPad)软件的三(3)参数抑制剂非线性回归拟合进行的。
结果表明，BPA、BTS和BTS(OMe)转运被JHP203同等地抑制，IC50为大约0.3mM。这指示LAT-1介导的摄取。
在竞争测定中，使用在0.01至20mM的范围内增加的Phe浓度。表明了与BTS(OMe)或BPA相比，BTS具有更高的IC50，这表明需要更高的苯丙氨酸浓度才能胜过前者。这表明BTS对LAT-1具有更高的亲和力。(图19)。
实例12：BTS与BPA在非荷瘤Balb-C小鼠体内的药代动力学。
为了确定血液中的BTS与BPA(BPA-果糖)的药代动力学，使用以下方案并在表II中所示的参数下进行了以下实验。简而言之，将200mg/mL的每种化合物(BTA和BPA-果糖)注射到Balb/C非荷瘤雄性小鼠(每组5只小鼠)的尾静脉中。在以下时间点将血液抽入EDTA涂覆的管中：2、5、16、30、60、120和240分钟。在浓缩的硝酸中消化一(1)小时后，使用ICP OES测量硼浓度。将硼浓度相对于1mL血液归一化，并且使用GraphPad Prizm作图。使用PK Solver2.0版使用隔室分析获得PK参数(参见20(B))。BPA-果糖被用作参考物质。
结果表明，BTS(作为盐水调配物)表现出双相药代动力学，具有更短的t1/2β(例如，消除期)和更快的清除(CL)。报道了BTS和BPA的t1/2，但在α期期间观察到快速下降。BTS在稳定状态下的分布体积(Vss)低于BPA。这表明BTS具有更高的血液蛋白质结合，并且很可能容易被消除的器官所接近。(图20)
实例13：体内BTS和BTS(OMe)生物分布研究和肿瘤与血液比率。
为了确定BTS和BTS(OMe)的生物分布以及肿瘤与血液的比率，使用以下方案进行了以下实验。简而言之，除BPA外，所有测试的化合物均制备为100mg/mL储备液。BPA制备为25mg/ml的果糖溶液。在研究之前，通过ICP OES证实了浓度。在指定的时间采集血液和组织(肿瘤、肾脏和胰腺)，称重并放置在Teflon容器内，并且使用CEM微波炉消化。通过ICP OES分析消化的组织以确定硼浓度。
所有动物研究均按照“实验室动物护理和使用指南(Guide for the care anduse the laboratory animals)”,第八版和动物福利法(Animal Welfare Act)(美国农业部(USDA))进行。简而言之，将人下咽鳞状细胞癌FaDu细胞维持在补充有L-谷氨酰胺和10％FBS的DMEM中。皮下(s.c.)肿瘤是通过在雌性CB17 SCID小鼠的右侧注射与Matrigel(康宁生命科学公司(Corning Life Sciences))以1:1稀释度混合的2.5×106个癌细胞产生的。肿瘤大小通过卡尺测量确定，并且肿瘤体积计算为宽度2×长度/2，其中宽度为最小尺寸，并且长度为最大尺寸。允许肿瘤在未经治疗的情况下生长，直到其达到大约300mm3的体积。在该点，基于治疗起始时的肿瘤体积，将动物随机化并分配到每个治疗组，以确保每组的平均肿瘤大小和变化类似。
每组通过静脉内尾静脉注射接受200mg/mg的单剂量的BPA或400mg/kg或800mg/mg的测试物品。根据兽医指南，每只小鼠的注射体积不超过200μL。给药后两(2)小时，从每只小鼠的颌下静脉将血液收集到K2 EDTA涂覆的管中。收集肿瘤和器官进行硼分析。
为了确定BTS和BTS(OMe)在FaDu荷瘤小鼠体内的生物分布，并且在随后的剂量递增研究中确定采集肿瘤和所关注的器官的最合适时间，将400mg/kg剂量的这两种分子作为团注i.v.注射施用。BPA-果糖以200mg/mL的剂量施用，这是由于其溶解度限制和允许的最大i.v.体积的要求。通过ICP OES确定血液/器官中的硼化合物累积，并且表示为硼(μg)/组织(克)。
结果显示，肿瘤中有显著的累积，其中最大累积在六十(60)分钟时，并且在随后的时间点逐渐减少(图21(A))。在血液和肾脏中，从5分钟的初始时间点开始观察到快速下降。值得注意的是，肾脏中BTS的下降要慢得多(图21(B)和图21(D))。这是由于肾小球中的高肾脏滞留，或可能是由于肾单位中的一些重吸收机制。由于LAT-1的存在，BTS在小鼠胰腺中也似乎合理地表现出极高的摄取。(图21(C))。已经显示出在小鼠胰腺中对基于酪氨酸的PET示踪剂的高摄取(参见ABE等人,2009,https://doi.org/10.1080/02841850600979055)。
另外，BTS(OMe)在其生物分布上与BPA非常类似。BTS的肿瘤与血液的比率在三十(30)与六十(60)分钟之间增加了超过两倍，并且在六十(60％)与一百二十(120)分钟之间减少了不到30％(图22)。因此，在随后的研究中，为随后的器官采集选择了120分钟时间点。
实例14：使用体内FaDu细胞的BTS和BTS(OMe)的生物分布研究和硼摄取。
为了确定体内BTS和BTS(OMe)的生物分布和硼摄取，使用以下方案进行了以下实验。简而言之，为了评估使用团注i.v.注射增加的剂量水平对硼在肿瘤中的累积的影响，用范围为400至1000mg/kg水平的BTS和BTS(OMe)对携带皮下FaDu的SCID小鼠进行给药。
在注射后两(2)小时采集肿瘤和所选的器官，并且进行ICP OES处理。
生物分布的结果被绘图(图23)，并且肿瘤仅显示在硼摄取上(图24)。结果得出结论，与仅以200mg/kg水平给药的BPA组相比，化合物BTS和BTS(OMe)两者在肿瘤中的累积水平高得多。BPA给药的低水平是其溶解度极限的结果。BTS组在肿瘤中实现的硼水平大幅超过了使用BPA可达到的水平(66±20对25±3μg/mg)。BTS(OMe)赋予的肿瘤内硼浓度为44±8μg/mg，低于BTS，但仍是用BPA实现的水平的几乎两倍。BTS和BTS(OMe)两者的水平仅从800mg/kg剂量水平略微增加到1000mg/kg剂量水平，这表明LAT-1系统在大约800mg/kg下达到饱和。
结果进一步证实，BTS(OMe)不会在肾脏或胰腺中累积，并且在该方面与BPA类似。研究还揭示了这两种化合物都不会在脑中累积。与先前的药代动力学研究一致(参见实例12)，所有化合物在两(2)小时后均可在血液中检测到，尽管水平较低。这表明，正常脑中的硼水平很可能是自然的硼摄取，并且不会被这些化合物的全身存在所混淆。因此，正确选择注射后两(2)小时来代表生物分布。
实例15：从BNCT相关适应症中选择建立的异种移植物向肿瘤递送硼
在另外的实验中，为了确定BTS和BTS(OMe)是否在癌症多个细胞系中被吸收到相对更高的程度，从而导致更高的硼浓度，使用以下方案。简而言之，使用了由五(5)个源自多种适应症的人类癌症细胞系组成的组，所述适应症将被考虑使用BNCT进行治疗。具体而言，所述组由以下组成：头颈癌(FaDu和Detroit 562)、黑色素瘤(MeWo)、非小细胞癌肺癌(A549)和乳腺癌(HCC-1954)。
使用标准方法，在SCID CB-17小鼠中生长皮下植入的建立的小鼠异种移植物。当肿瘤达到150-200mm3时开始如下的治疗：BTS或BTS(OMe)小组接受800mg/kg，并且对照BPA小组接受200mg/kg。在注射后两(2)小时对动物实施安乐死。使用标准方法采集、称重和消化肿瘤。硼的浓度通过ICP OES测量，并且绘制为微克/克组织。如图25所示，BTS和BTS(OMe)小组中的硼量最高，并且与先前的结果一致。然而，在Detroit562肿瘤中观察到的具有总体最低摄取的细胞系之间，绝对摄取不同。
此外，评估了观察到的差异是否与LAT-1表达的水平相关。通过IHC对采集的肿瘤进行LAT-1染色。
如图26所示，FaDu和MeWo肿瘤两者都具有>99％的LAT-1染色(参见26(A)和26(B))，而Detroit 562具有45％的染色，其中肿瘤的一些区域缺乏LAT-1表达(参见26(E))。基质细胞也存在于后者样本中。HCC-1954和A549两者都在最高与最低染色程度之间产生中间染色(参见26(C)和26(D))。基于上述内容，表明LAT-1表达分析与硼摄取相关，这证实了升高的LAT-1表达对于BNCT治疗的优越结果是重要的。
实例16：通过使用BTS和(OMe)治疗人类癌症的人类临床试验。
BTS和/或BTS(OMe)是根据本发明合成的，其在肿瘤细胞中特异性累积并用于治疗某些肿瘤和其它免疫病症和/或其它疾病。结合这些适应症中的每种适应症，成功得到了两种临床方法。
I.)辅助疗法：在辅助疗法中，用BTS和/或BTS(OMe)与化疗剂或药物或生物药剂或其组合治疗患者。通过添加BTS和/或BTS(OMe)在标准方案下治疗原发性癌症靶标，并且然后辐照。方案设计解决了如以下实例所评估的有效性，包含但不限于原发性或转移性病变的肿瘤质量减小、无进展存活期、总存活期增加、患者的健康改善、疾病稳定以及能够减少标准化学疗法和其它生物剂的常用剂量。这些剂量减少通过减少化疗剂或生物剂的剂量相关毒性而允许另外的和/或延长的疗法。
II.)单一疗法：结合BTS和/或BTS(OMe)在肿瘤的单一疗法中的用途，所述BTS和/或BTS(OMe)在没有化疗剂或药物或生物制剂的情况下施用于患者。在一个实施例中，在临床上在患有广泛转移性疾病的晚期癌症患者中进行单一疗法。方案设计解决了如以下实例所评估的有效性，包含但不限于原发性或转移性病变的肿瘤质量减小、无进展存活期、总存活期增加、患者的健康改善、疾病稳定以及能够减少标准化学疗法和其它生物剂的常用剂量。
剂量
可以调整剂量方案以提供最佳期望应答。例如，可以施用单次BTS和/或BTS(OMe)注射，可以随时间施用若干分次剂量，或者可以按治疗状况的紧急情况所指出的成比例地减少或增加剂量。如本文所使用的，“剂量单位形式”是指适于作为要治疗的哺乳动物受试者的单位剂量的物理上离散的单位；每个单位含有预定量的活性化合物，所述预定量被计算为产生与所需的药物载剂相关的所期望的治疗效果。本发明的剂量单位形式的规格由以下决定并且直接取决于以下：(a)BTS和/或BTS(OMe)的独特特性、辐照机构(反应器)的各种机械学和待实现的特定治疗或预防效果；以及(b)复合用于治疗个体的敏感性的此类化合物在本领域固有的局限性。
临床开发计划(CDP)
CDP遵循并开发使用本公开的BTS和/或BTS(OMe)的癌症和/或免疫病症的治疗，然后使用中子捕获疗法结合辅助疗法或单一疗法对其进行辐照。试验最初证明了安全性并且此后以重复剂量确认功效。试验是开放标签的，比较了标准化疗与标准疗法加上BTS和/或BTS(OMe)，然后使用硼中子捕获疗法对其进行照射。如将认识到的，可以结合患者纳入使用的一个非限制性标准是通过本领域已知的标准检测方法确定的肿瘤中的BTS和/或BTS(OMe)的浓度。
本发明不限于本文所公开的实施例的范围，所述实施例旨在作为本发明的各个方面的简单说明，并且功能上相当的任何实施例均在本发明的范围内。除了本文描述的那些修改之外，对本发明的模型、方法和生命周期方法论的各种修改对于本领域技术人员而言将根据前述描述和教导而变得显而易见并且类似地旨在落入本发明的范围内。这种修改或其它实施例可以在不背离本发明的真实范围和精神的情况下进行实践。
表I.天然存在的氨基酸。
单字母 三字母 全称
F Phe 苯丙氨酸
L Leu 亮氨酸
S Ser 丝氨酸
Y Tyr 酪氨酸
C Cys 半胱氨酸
W Trp 色氨酸
P Pro 脯氨酸
H His 组氨酸
Q Gln 谷氨酰胺
R Arg 精氨酸
I Ile 异亮氨酸
M Met 甲硫氨酸
T Thr 苏氨酸
N Asn 天冬酰胺
K Lys 赖氨酸
V Val 缬氨酸
A Ala 丙氨酸
D Asp 天冬氨酸
E Glu 谷氨酸
G Gly 甘氨酸
表II.药代动力学参数。
参数 BTS BPA果糖
T1/2α，分钟 2.985 1.2883
T1/2β，分钟 70.70 180.48
C0μg/mL 712.7 757.7
CL，毫克/(微克/毫升)/分钟 0.000304 0.00011
AUC(0-t) 12357.89 22484
AUC(0-∞) 13381.9 36574.7
Vss，mg/μg/mL 0.0252 0.0289

Claims (21)

1.一种包括如下化学结构的组合物，
其中：
R＝H、CH3或CF3；
X1＝H、B(OH)2或BF3 -；并且
X2＝H、B(OH)2或BF3 -。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包括：
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包括：
4.一种通过将L-酪氨酸转化为靶材料的方法产生的组合物，所述方法包括：
(i)将N-Boc-Tyr(3-Br,4-MeO)-OMe(4)转化为芳基硼酸N-Boc-Tyr(3-B(OH)2-4-MeO)-OMe(5)，所述转化包括钯化，随后金属交换为所需的硼酸，所述金属交换包括以下各项：
a.包括甲醇和二甲氧基乙烷的溶剂混合物；
b.包括乙酸钾的配体取代基；
c.包括N-Boc-Tyr(3-Br,4-MeO)-OMe(4)的芳基溴化物类型的试剂；
d.包括四羟基硼烷的硼化剂；
e.包括氯((三叔丁基膦)-2-(2-氨基联苯基))钯(II)的钯催化剂；以及
f.纯化，所述纯化包括(i)用水淬灭，(ii)包括乙酸乙酯的溶剂交换，以及(iii)在二氧化硅上用含大约25％乙酸乙酯的己烷进行快速色谱法；
(ii)在引入硼酸之后，合成发生分化以形成化合物BTS(7)和BTS(OMe)(9)；
(iii)将N-Boc-Tyr(3-B(OH)2-4-MeO)-OH(8)转化以揭示BTS(OMe)(9)的结构，所述转化包括：
a.包括含4M盐酸的二噁烷的溶液；
b.包括N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-OMe)-OH的氨基甲酸叔丁酯类型的试剂；以及
c.纯化，所述纯化包括使用范围为0％至20％的含乙腈的水溶液的反相色谱法；
(iv)将N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-MeO)-OMe(5)转化为BTS(7)，所述转化包括同时的甲基醚切割和氨基甲酸酯去除，随后皂化，所述皂化包括：
a.包括二氯甲烷的溶液；
b.包括N-Boc-Tyr(3-B(OH)2,4-MeO)-OMe(5)的添加的试剂；
c.包括三溴化硼的反应物；
d.从二氯甲烷到水的溶剂交换；
e.包括LiOH的反应物；以及
f.纯化，所述纯化包括使用范围为0％至20％的含乙腈的水溶液的反相色谱法。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述组合物是BTS。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述组合物是BTS(OMe)。
7.一种纯化图6所示的化合物的方法，其中所述纯化方法包括图8所示的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述纯化改性包括：
(i)在反应中用二甲氧基乙烷(DME)代替乙二醇；
(ii)通过减压去除有机溶剂，然后将靶材料从水溶液中萃取到乙酸乙酯中；以及
(iii)在含30％EtOAc的己烷下等度的纯化快速色谱法。
9.一种方法，其包括将N-Boc-Tyr(3-B(OH)2)、(4-OMe)-OH合成为如图9所示的BTS，所述方法包括进一步合成改性，所述合成改性包括如图12所示的使用BBr3进行脱甲基的程序。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述使用BBr3的脱甲基缓解靶材料的脱硼。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述靶材料是BTS。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述靶材料是BTS(OMe)。
13.一种试剂盒，其包括根据权利要求1所述的组合物。
14.一种试剂盒，其包括根据权利要求2所述的组合物。
15.一种试剂盒，其包括根据权利要求3所述的组合物。
16.一种剂量单位形式，其包括根据权利要求1所述的组合物。
17.一种剂量单位形式，其包括根据权利要求2所述的组合物。
18.一种剂量单位形式，其包括根据权利要求3所述的组合物。
19.根据权利要求16所述的人单位形式，其中所述人单位形式用于硼中子捕获疗法(BNCT)。
20.根据权利要求17所述的人单位形式，其中所述人单位形式用于硼中子捕获疗法(BNCT)。
21.根据权利要求18所述的人单位形式，其中所述人单位形式用于硼中子捕获疗法(BNCT)。
CN202280048670.3A 2021-07-30 2022-08-01 用于硼中子捕获疗法的包括BTS和BTS(OMe)的硼化氨基酸组合物以及其方法 Pending CN118139645A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163259662P 2021-07-30 2021-07-30
US63/259,662 2021-07-30
PCT/US2022/000016 WO2023009172A1 (en) 2021-07-30 2022-08-01 Borylated amino acid compositions comprising bts and bts(ome) for use in boron neutron capture therapy and methods thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118139645A true CN118139645A (zh) 2024-06-04

Family

ID=83688791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280048670.3A Pending CN118139645A (zh) 2021-07-30 2022-08-01 用于硼中子捕获疗法的包括BTS和BTS(OMe)的硼化氨基酸组合物以及其方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US11884688B2 (zh)
EP (1) EP4340882A1 (zh)
JP (1) JP2024527912A (zh)
KR (1) KR20240045241A (zh)
CN (1) CN118139645A (zh)
CA (1) CA3227879A1 (zh)
WO (1) WO2023009172A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3242543A1 (en) * 2021-12-16 2023-06-22 TAE Life Sciences Borylated di-peptide amino acid compositions for use in boron neutron capture therapy and methods thereof
CN116077655A (zh) * 2023-02-17 2023-05-09 成都纽瑞特医疗科技股份有限公司 含硼药物及其制备方法
CN116077685A (zh) * 2023-02-17 2023-05-09 成都纽瑞特医疗科技股份有限公司 放射性核素标记的含硼药物及其制备和应用
CN116655729A (zh) * 2023-05-25 2023-08-29 重庆高硼生物科技有限公司 一种bpa寡聚体及其靶向化合物、制备方法和应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5854271A (en) 1994-05-02 1998-12-29 Cytos Pharmaceuticals, L.L.C. Effective method for the amelioration and prevention of tissue and cellular damage
US8765997B2 (en) 2012-06-08 2014-07-01 Taiwan Biotech Co., Ltd. Process for preparing 4-borono-L-phenylalanine
EP2865682B1 (en) 2013-10-28 2016-10-26 Taiwan Biotech Co., Ltd. Process for preparing 4-Borono-L-Phenylalanine
JP6405573B2 (ja) 2014-02-28 2018-10-17 ステラファーマ株式会社 １８ｆ原子が導入された４‐ボロノ−ｌ−フェニルアラニンの製造方法および１８ｆ原子が導入された４‐ボロノ−ｌ−フェニルアラニンの前駆体
CN108484652A (zh) 2015-08-14 2018-09-04 南京中硼联康医疗科技有限公司 L-bpa的制备方法
US11566031B2 (en) 2019-03-04 2023-01-31 Tae Life Sciences, Llc Borylated amino acid compositions for use in boron neutron capture therapy and methods thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024527912A (ja) 2024-07-26
EP4340882A1 (en) 2024-03-27
CA3227879A1 (en) 2023-02-02
US11884688B2 (en) 2024-01-30
KR20240045241A (ko) 2024-04-05
US20230271984A1 (en) 2023-08-31
WO2023009172A1 (en) 2023-02-02
US20240092808A1 (en) 2024-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN118139645A (zh) 用于硼中子捕获疗法的包括BTS和BTS(OMe)的硼化氨基酸组合物以及其方法
Li et al. A metabolically stable boron-derived tyrosine serves as a theranostic agent for positron emission tomography guided boron neutron capture therapy
US20230295190A1 (en) Borylated amino acid compositions for use in boron neutron capture therapy and methods thereof
KR20150092701A (ko) 방사성―약제 복합체
US20230312611A1 (en) Boron carrying agent for integrated tumor diagnosis and treatment, and preparation method therefor and use thereof
CA2598863A1 (en) Radiolabeled gallium complexes, methods for synthesis and use for pet imaging of egfr epxression in malignant tumors
CN107308466A (zh) 具有肿瘤血管靶向性的多肽、分子探针及其制备方法和应用
CN112996764B (zh) 螯合aazta缀合物及其配合物
WO2023029935A1 (zh) 肿瘤诊疗一体化的硼携带剂、其制备方法和用途
Shim et al. Development of a new thiol-reactive prosthetic group for site-specific labeling of biomolecules with radioactive iodine
Hiratsuka et al. Biodistribution of boron concentration on melanoma‐bearing hamsters after administration of p‐, m‐, o‐boronophenylalanine
RU2818817C2 (ru) Борилированные аминокислотные композиции для применения в бор-нейтронозахватной терапии и их способы
US20230357312A1 (en) Borylated Di-Peptide Amino Acid compositions for use in Boron Neutron Capture Therapy and methods thereof
CN118843479A (zh) 用于硼中子捕获疗法的硼化二肽氨基酸组合物和其方法
Chen et al. Fluorine-18 labeling PEGylated 6-boronotryptophan for PET scanning of mice for assessing the pharmacokinetics for boron neutron capture therapy of brain tumors
최지영 Development of novel cell-internalizing peptides using in vivo intermolecular conjugation as an avenue for enhancing the effect of anti-angiogenic therapy on tumors
Wang et al. Construction of targeted 10B delivery agents and their uptake in gastric and pancreatic cancer cells
KR100338652B1 (ko) 붕소페닐알라닌의 방사요오드 표지화합물
Sarode Synthesis, Characterization and In-vivo Testing of Photoactivatable Insulin Depots for Continuously Variable and Minimally Invasive Insulin Delivery
IT202100024335A1 (it) Complesso radiofarmaceutico per l’imaging e/o per la localizzazione di cellule positive al psma
CN118632858A (zh) 抑胃肽受体配体
CN114081969A (zh) 标记的小分子抗体、及其标记方法和应用
CA3057042A1 (en) Isomerically pure 18f-labelled tetrahydrofolates

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination