JP2011530597A - マルチアームポリマーアルカノエートコンジュゲート - Google Patents

マルチアームポリマーアルカノエートコンジュゲート Download PDF

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Abstract

特に、アルカノエートリンカーを含むマルチアーム型ポリマーコンジュゲート、かかるコンジュゲートを含む組成物、及びその関連する作製及び投与方法が本明細書に提供される。かかるコンジュゲートを用いた治療方法及び関連する使用もまた提供される。このコンジュゲートは高い薬物負荷効率で調製される。１つの実施形態では、本発明の治療方法は、本発明のマルチアーム型ポリマーコンジュゲートの治療有効量を哺乳類対象に投与するステップを含む。

Description

関連出願の相互参照
本願は、２００８年８月１１日に出願された米国仮特許出願第６１／０８７，８２６号明細書、２００８年１０月２０日に出願された米国仮特許出願第６１／１０６，９２８号明細書、及び２００８年１１月１１日に出願された米国仮特許出願第６１／１１３，３２８号明細書に対する優先権の利益を主張し、それらの内容は、各々、本明細書によって全体として参照により本明細書に援用される。
本開示は、概して、マルチアーム水溶性ポリマー及びその対応する薬物コンジュゲートに関する。特に、本開示は、いくつかある特徴の中で特に、アルカノエート連結を介してマルチアームポリマーと共有結合した薬物を有するマルチアーム型ポリマーコンジュゲートに関する。また、かかるコンジュゲートを含む医薬組成物、並びにかかるコンジュゲート及び関連する組成物を調製し、製剤化し、投与し、及び使用する方法も開示する。
長年にわたり、生物学的に活性な薬剤、特に小分子薬物の送達を改善するため数多くの方法が提案されてきた。医薬品の製剤化及び送達に伴う課題としては、いくつかの例として、医薬品の水難溶性、毒性、バイオアベイラビリティの低さ、不安定性、及び急速な生体内分解を挙げることができる。医薬品の送達を改善するため多くの手法が考案されているが、欠点のない手法は１つとしてない。例えば、そうした課題の１つ又は複数を解決し、又は少なくとも軽減することを目的として一般に用いられている薬物送達手法としては、薬物の封入（リポソーム、ポリマーマトリックス、又は単分子ミセル等の中への）、水溶性ポリマー、例えばポリエチレングリコール（すなわち、ＰＥＧ又はペグ化）との共有結合（すなわち、コンジュゲート形成）、遺伝子ターゲティング薬剤の使用などが挙げられる。
ペグ化は、バイオアベイラビリティを向上させ、水難溶性の小分子治療薬を製剤化し易くするために、限られた範囲内で用いられている。例えば、ＰＥＧなどの水溶性ポリマーをアルチリン酸（ａｒｔｉｌｉｎｉｃ ａｃｉｄ）と共有結合することで、その水溶解性の向上が図られている。特許文献１を参照のこと。同様に、ＰＥＧをトリメラモールなどのトリアジンベースの化合物と共有結合させることで、その水に対する溶解性の向上及びその化学的安定性の亢進が図られている。特許文献２を参照のこと。ＰＥＧのビスインドリルマレイミドとの共有結合を用いて、水溶解性の低さに起因するかかる化合物の低いバイオアベイラビリティが改善されている。特許文献３を参照のこと。非ステロイド系抗炎症薬（ＮＳＡＩＤ）のポリマーコンジュゲート及びオピオイド拮抗薬のポリマーコンジュゲートもまた調製されている。それぞれ、特許文献４及び特許文献５を参照のこと。１個又は２個のカンプトテシン分子が直鎖状ポリエチレングリコールと共有結合したカンプトテシンのプロドラッグもまた調製されている。特許文献６を参照のこと。
アルカロイドなどの特定の薬物は、可溶化（すなわち製剤化）が困難なことで知られている。かかるアルカロイドとしては、ドセタキセルなどのタキサン類、及びイリノテカンなどのカンプトテシン類が挙げられる。カンプトテシン（「ＣＰＴ」と略記されることが多い）は、当初カンレンボク（Ｃａｍｐｔｏｔｈｅｃａ ａｃｕｍｉｎａｔａ）（ヌマミズキ科（Ｎｙｓｓａｃｅａｅ））の樹木及び樹皮から単離された植物毒アルカロイドであり、抗腫瘍活性を示すことが分かっている。この化合物は、２０位にＳ配置を有するラクトン環Ｅに不斉中心をもつ五環系である。五環系は、ピロロ［３，４−ｂ］キノリン（Ａ環、Ｂ環、Ｃ環）、コンジュゲート化したピリドン（Ｄ環）、及び２０位にヒドロキシル基を有する六員環ラクトン（Ｅ環）を含む。カンプトテシンは水に対して不溶性であるため、当初はラクトン環が開環してナトリウム塩を形成した水溶性のカルボン酸塩の形態で臨床的に評価された。ナトリウム塩は、カンプトテシンそれ自体と比較すると大幅な水溶解性の向上を示すが、重度の毒性を生じ、且つ生体内で抗癌活性をほとんど示さなかったため、この手法は望ましくないものであることが明らかとなった。２００１年の進行固形腫瘍及びリンパ腫患者の治療に対する直鎖状ＰＥＧ−パクリタキセル化合物についての第Ｉ相臨床試験；それ以降、この試験は中断されている。
カンプトテシン及びその誘導体の多くに関連する水難溶性に対処する試みの一環として、Ａ環及び／又はＢ環を誘導体化するか、又は２０位ヒドロキシルをエステル化することにより、細胞傷害活性を維持しながら水溶解性を向上させる合成的な試みが数多く取り組まれてきた。例えば、トポテカン（９−ジメチルアミノメチル−１０−ヒドロキシＣＰＴ）、及び別名ＣＰＴ−１１として知られるイリノテカン（７−エチル−１０［４−（１−ピペリジノ）−１−ピペリジノ］カルボニルオキシＣＰＴ）は、臨床的に有効な活性が示されている２つの水溶性ＣＰＴ誘導体である。１０−ヒドロキシカンプトテシン及び１１−ヒドロキシカンプトテシンなどの特定のカンプトテシン誘導体の、直鎖状ポリ（エチレングリコール）分子とのエステル連結を介したコンジュゲート形成が、水溶性プロドラッグを形成する手段として記載されている。特許文献７を参照のこと。用いられる手法は、ヒドロキシル含有芳香族化合物の活性ポリマーとの反応に頼るものである。
上記のような小分子治療薬の多く、特に腫瘍崩壊薬の臨床効果は、用量依存性の毒性など、いくつかの要因によって制限される。例えば、イリノテカン及び他のカンプトテシン誘導体は、アルカリ性条件下でＥ環ラクトンの望ましくない加水分解を受ける。加えて、イリノテカンの投与により、白血球減少症、好中球減少症、及び下痢を含む数々の問題となる副作用が生じる。イリノテカンは下痢の副作用が重篤なため、その従来の修飾しない形態で投与することのできるイリノテカンの用量は極めて限られており、従ってこの薬物及び他のこのタイプの薬物の有効性の妨げとなっている。
これらの関連副作用は、重篤な場合、さらなる使用並びにかかる薬物の有望な治療薬としての開発を抑制するのに十分であり得る。小分子が直面するさらなる課題としては、クリアランス速度が高いこと、及び抗癌剤に関して、腫瘍への浸透及び滞留時間が最小限でしかないことが挙げられる。ポリマー結合の使用が関わる手法は、治療上有効な用量を臨床的に有効な速度で送達することができるように、ポリマーのサイズと、それに対する活性薬剤の分子量との均衡をとらなければならない。最後に、修飾された、又は薬物送達が亢進された活性薬剤の合成は、任意のかかる手法を経済的に魅力あるものとするよう、妥当な収量、及び再現性のある形で調製される生成物をもたらさなければならない。従って、薬物、詳細には小分子薬物、さらにより詳細には腫瘍崩壊薬を効率的に送達するための新規方法であって、そうした薬物の有害な、及び多くの場合に毒性の副作用を低減することができ、それと同時にそうした薬物の調製、効力及び製剤化し易さが向上する方法に対する必要性が存在する。さらに重要なことには、薬物耐性腫瘍に対して有効な腫瘍崩壊性の生成物を提供する必要性が存在する。具体的には、上記のような薬物を送達するための改良された方法であって、クリアランス時間、生物活性、及び効力の減少によるバイオアベイラビリティが、副作用の低減との関係で最適なバランスを有する方法に対する必要性が存在する。
米国特許第６，４６１，６０３号明細書 国際公開第０２／０４３７７２号 国際公開第０３／０３７３８４号 米国特許出願公開第２００７／００２５９５６号明細書 米国特許出願公開第２００６／０１０５０４６号明細書 米国特許第５，８８０，１３１号明細書 米国特許第６，０１１，０４２号明細書
第１の態様において、本開示は、以下の構造を有するマルチアームポリマーコンジュゲートを提供する。
Figure 2011530597
 式中：Ｒは、約３個〜約１５０個の炭素原子を含む有機コアラジカルであり；Ｑはリンカーであり；ＰＯＬＹ１は、水溶性非ペプチドポリマーセグメントであり；Ｘは、場合により存在してもよいスペーサーであり；Ｒ１は、存在ごとに、Ｈ、低級アルキル、及び電子求引基からなる群から独立して選択され；ｎは、１〜７の範囲の（例えば、１、２、３、４、５、６、及び７から選択される）整数であり；Ｄは、分子量が約８００ダルトン未満の小分子の残基であり；及びｑは３以上である。
本明細書に記載される以下の実施形態の各々は、単独で考慮されてもよく、又は特定の組み合わせが、かかる組み合わせに含まれる特定の実施形態と互いに矛盾しない限り、任意の１つ若しくは複数の別の実施形態と組み合わせて考えられてもよい。
化合物Ｉに関する特定の実施形態において、Ｄは抗癌剤である。
さらに他の実施形態において、可変基「Ｒ」は、約３個〜約２５個の炭素原子を有する有機コアラジカルである。さらに別の実施形態において、Ｒは直鎖状であっても、又は環状であってもよい。さらなる実施形態において、Ｒは飽和脂肪族コアである。例示的マルチアーム型ポリマーコンジュゲートは、式中のＲが、「ｑ」本のアームの各々のＱと併せて考慮するとき、ポリオール、ポリチオール、又はポリアミンの残基であるものを含む。１つ又は複数の特定の実施形態において、Ｒは、「ｑ」本のアームの各々のＱと併せて考慮するとき、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールの残基、又はグリセロールのオリゴマーである。
さらに他の実施形態において、リンカー「Ｑ」は加水分解に安定である。Ｑに関する特定の実施形態は、以下を含む：１つ又は複数の実施形態において、Ｑは、約１個〜約１０個の原子を含む；他の実施形態において、Ｑは、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、及び−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−からなる群から選択される。
さらに他の実施形態において、ＰＯＬＹ１は、ポリ（アルキレングリコール）、ポリ（オレフィンアルコール）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ヒドロキシアルキルメタクリルアミド）、ポリ（ヒドロキシアルキルメタクリレート）、ポリ（サッカライド）、ポリ（α−ヒドロキシ酸）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリホスファゼン、ポリオキサゾリン、ポリ（Ｎ−アクリロイルモルホリン）、又はこれらのコポリマー若しくはターポリマーからなる群から選択されるポリマーである。
好ましい実施形態において、ＰＯＬＹ１はポリエチレングリコールである。
ＰＯＬＹ１に関するさらなる実施形態は、以下を含む：１つ又は複数の実施形態において、ＰＯＬＹ１は直鎖状である；さらに他の実施形態において、ＰＯＬＹ１の重量平均分子量は、約２００〜約３０，０００ダルトンの範囲である。
さらなる実施形態において、コンジュゲートの重量平均分子量は約２０，０００ダルトン以上であり、例えば、約２０，０００〜約８０，０００ダルトンの分子量範囲にある。
可変基「Ｘ」（場合により存在してもよい）に関する特定の実施形態は、以下を含む。１つ又は複数の実施形態において、Ｘは、約１原子〜約５０原子の原子長を有する。さらに他の実施形態において、Ｘは、約１原子〜約２５原子の（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、又はそれらの範囲内から選択される）原子長を有する。さらなる実施形態において、Ｘは酸素（「−Ｏ−」）である。特定の実施形態において、ＰＯＬＹ１が構造−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＣＨ２ＣＨ２−に対応する直鎖状ポリエチレングリコールである場合、Ｘは酸素（「−Ｏ−」）である。
可変基「Ｒ１」に関するさらなる実施形態は、以下を含む。１つ又は複数の実施形態において、Ｒ１はＨである。さらに他の実施形態において、Ｒ１は、全ての「ｎ」個の存在についてＨである。さらに他の実施形態において、各Ｒ１は、存在ごとに［すなわち、（〜Ｃ（Ｈ）Ｒ１〜）の「ｎ」の各々について］、メチル、エチル、プロピル、ｎ−ブチル、イソプロピル及びイソブチルから独立して選択される。さらに他の実施形態において、各Ｒ１は、ハロゲン化物（例えば、フッ化物、塩化物、臭化物、及びヨウ化物）、ニトリル、−ＮＯ２、及び−ＣＦ３から独立して選択される。好ましい実施形態において、Ｒ１は水素である。さらに他の実施形態において、Ｒ１は、カルボニルに隣接するα炭素に位置するときに限り、水素以外である。さらなる実施形態において、Ｒ１は、α炭素に位置するとき、メチルである。
ここで変数「ｑ」を考えると、「ｑ」に関する特定の実施形態は、以下を含む。１つ又は複数の実施形態において、ｑの値は、３、４、５、６、７、８、９、及び１０からなる群から選択される。さらに他の実施形態において、ｑは３又は４である。さらに他の実施形態において、「ｑ」本のポリマーアーム［−Ｑ−ＰＯＬＹ１−Ｘ−（ＣＨ２）２−（ＣＨＲ１）ｎＣ（Ｏ）ＯＤ］の各々は、同じである。
コンジュゲートの小分子部分に関する実施形態は、以下を含む。１つ又は複数の実施形態において、小分子は、約２５０〜７００ダルトンの範囲の分子量を有する。さらに他の実施形態において、Ｄは、タキサン又はカンプトテシンの残基である。さらに別の実施形態において、Ｄは、パクリタキセル又はドセタキセルの残基である。１つ又は複数の実施形態において、Ｄは以下の構造を有する：
Figure 2011530597
 さらに別のある実施形態において、マルチアーム型ポリマーコンジュゲートは以下の構造を有する：
Figure 2011530597
 式中、ｎは約４０〜約５００の範囲である。上記の構造に関連する実施形態では、コンジュゲート全体の重量平均分子量は、約１０，０００〜約８０，０００の範囲である。
第２の態様において、薬学的に許容可能な担体と組み合わせた本明細書に記載されるとおりのマルチアーム型ポリマーコンジュゲートを含む医薬組成物が提供される。
マルチアーム型ポリマーコンジュゲートが、上記に示す化合物Ｉａに対応する関連実施形態において、本組成物は、ラットにおける単回投与試験で評価したとき、ドセタキセルと比較して２倍以上低い毒性を示す。さらに他の実施形態において、このコンジュゲートは、９２％以上の薬物負荷により特徴付けられる。さらに他の実施形態において、上記に示す化合物Ｉａに対応するマルチアーム型ポリマーコンジュゲートは、さらに、Ｈ４６０、ＬｏＶｏ、又はＬＳ１７４Ｔマウス異種移植片モデルのいずれか一つにおける最大耐容量（ＭＴＤ）で計測したときのパーセンテージ腫瘍増殖遅延（ＴＧＤ）が、ドセタキセルに認められるＴＧＤと比べて１．５倍以上高いことにより特徴付けられる。
第３の態様において、本明細書では、マルチアーム型ポリマーコンジュゲートを、それを必要とする哺乳類対象に送達する方法が提供される。この方法は、本明細書に提供されるとおりのマルチアーム型ポリマーコンジュゲートの治療有効量を哺乳類対象に投与するステップを含む。
第４の態様において、本明細書では、哺乳類対象において癌を治療する方法が提供される。この方法は、１つ又は複数の癌性固形腫瘍を有すると診断された対象に対し、前記対象において前記１つ又は複数の固形腫瘍の増殖の阻害をもたらすのに有効な期間にわたり本明細書に提供されるとおりのコンジュゲート（Ｄは抗癌剤である）の治療有効量を投与するステップを含む。
上記の（ｆｏｒｅｏｉｎｇ）第４の態様に関する実施形態では、癌性固形腫瘍のタイプは、結腸直腸癌、乳癌、前立腺癌、及び非小細胞肺癌からなる群から選択される。
第５の態様において、本明細書では、ドセタキセルによる治療に反応する病態について哺乳類対象を治療する方法が提供され、この方法は、本明細書に提供されるとおりのマルチアーム型ポリマーコンジュゲートの治療有効量を対象に投与するステップを含む。
また、本明細書では、上記の方法に関する使用も提供される。
第６の態様において、構造
Ｒ（−Ｑ−ＰＯＬＹ１−Ｙ−Ｄ）ｑ
（式中、Ｒは、約３個〜約１５０個の炭素原子を有する有機コアラジカルであり、Ｑはリンカーであり、ＰＯＬＹ１は水溶性非ペプチドポリマーであり、Ｙは、加水分解性の連結を含むスペーサーであり、従って前記加水分解性の連結が加水分解されるとＤが放出され、Ｄは小分子であり、及びｑは３以上である）を有するマルチアーム型ポリマーコンジュゲートにおいて、構造
Figure 2011530597
 （式中：Ｘは、本明細書にさらに詳細に記載されるとおりのスペーサーであり；Ｒ１は、Ｈ、低級アルキル、及び電子求引基からなる群から選択され、及びｎは１〜５の整数である）を有するＹを含むことを特徴とするマルチアーム型ポリマーコンジュゲートが提供される。
第７の態様において、以下の構造を有するマルチアームポリマー構造が提供される。
Figure 2011530597
 式中：Ｒは、約３個〜約１５０個の炭素原子を含む有機コアラジカルであり；Ｑはリンカーであり；ＰＯＬＹ１は、水溶性非ペプチドポリマーセグメントであり；Ｘはスペーサーであり；各Ｒ１は、Ｈ、低級アルキル、及び電子求引基からなる群から独立して選択され；ｎは１〜７の整数であり；ｑは３以上であり；Ｗは、Ｄ、Ｈ、及び活性化エステルからなる群から選択され、ここでＤは、分子量が約８００ダルトン未満の小分子の残基である。このマルチアームポリマー構造を含む組成物に関して、平均すると、且つ組成物中の全ての種を考慮したとき、Ｗは好ましくは、０．９２（ｑ）又はそれ以上の値のＤに等しい。
第８の態様において、マルチアームポリマー薬物コンジュゲートを調製する方法が提供される。この方法は、記載される化学プロセスの範囲内で、「ｑ」本のポリマーアームであって、各々がその末端に反応性のカルボン酸基又は活性化エステル等価物を有するポリマーアームを有するマルチアーム水溶性ポリマー構造を、小分子薬物の立体障害性第二級又は第三級アルコールの「ｑ」当量以上と、エステル連結を介した小分子薬物のマルチアーム水溶性ポリマー構造とのコンジュゲート形成を生じさせてマルチアーム水溶性ポリマー薬物コンジュゲートを形成するのに有効な条件下で反応させるステップであって、前記ポリマーアームの９２％以上が、それと共有結合した小分子薬物を有する、ステップを含む。このコンジュゲートは、ポリマーアームの各々においてエステル連結に隣接したリンカーを有し、ここでリンカーには、好ましくは、エステルカルボニルとの隣接基相互作用が可能な官能基であって、それにより小分子薬物置換能を有する五員環又は六員環生成物を形成する官能基が存在しない。
第８の態様に関する特定の実施形態において、リンカーは、構造−（ＣＨ２）２（ＣＲ１Ｈ）ｎＣ（Ｏ）−Ｏ−を有するアルカノエートリンカーであり、式中、Ｒ１は、存在ごとに、Ｈ、低級アルキル、及び電子求引基から独立して選択され、及びｎは１〜７の整数である。さらに別の実施形態において、反応させるステップの前に、リンカーは薬物と、又はポリマーアームの各々と共有結合される。
さらに第９の態様において、本明細書では、以下の構造を有するマルチアームポリマーコンジュゲート又は試薬が提供される：
Figure 2011530597
 式中、示される可変要素の各々は上記のとおりである。上記の特定の一実施形態において、この構造はＸに隣接するメチレン基を、２個ではなく、１個有し、ｎは１に等しく、及びＲ１は、低級アルキル又は電子求引基のいずれかである。４アームＰＥＧ−メチルプロピオン酸は、かかるマルチアームポリマーコンジュゲート又は試薬を提供するのに有用な例示的構造である。
本方法、組成物等のさらなる実施形態は、以下の説明、図面、実施例、及び特許請求の範囲から明らかとなる。上記の、及び以下の説明から理解され得るとおり、本明細書に記載されるいずれの特徴も、及び２つ以上のかかる特徴のいずれの組み合わせも、かかる組み合わせに含まれるそうした特徴が互いに矛盾しないならば、本開示の範囲内に含まれる。加えて、任意の特徴又は特徴の組み合わせが、本発明の任意の実施形態から具体的に除かれてもよい。以下の説明及び特許請求の範囲において、特に添付の実施例及び図面と併せて考慮するとき、本発明のさらなる態様及び利点が示される。
本発明のこれらの、及び他の目的及び特徴は、以下の詳細な説明と併せて読むとき、さらに十分に明らかとなり得る。
ジペプチド連結ペンタエリスリトリルコア含有マルチアーム型ポリマーの例示的な合成を示す。 ジペプチド連結ペンタエリスリトリルコア含有マルチアーム型ポリマーの例示的な合成を示す。 ジペプチド連結ペンタエリスリトリルコア含有マルチアーム型ポリマーの例示的な合成を示す。 ＬＳ１７４Ｔ（結腸直腸）腫瘍を移植し、ドセタキセル（Ｔａｘｏｔｅｒｅ（登録商標））又は実施例１３に詳細に記載されるとおりの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣのいずれかで治療したマウスについての経時的な腫瘍容積中央値（ＭＴＶ）を示すグラフである。図２Ａは、種々の投薬量のドセタキセル又は４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣのいずれかを投与したマウスについての用量反応曲線を提供する。 ＬＳ１７４Ｔ（結腸直腸）腫瘍を移植し、ドセタキセル（Ｔａｘｏｔｅｒｅ（登録商標））又は実施例１３に詳細に記載されるとおりの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣのいずれかで治療したマウスについての経時的な腫瘍容積中央値（ＭＴＶ）を示すグラフである。図２Ｂは、最大耐容量（ＭＴＤ）のドセタキセル又は４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣのいずれかを投与したマウスについての経時的なＬＳ１７４Ｔ腫瘍容積中央値のグラフ表示である。 Ｈ４６０腫瘍を移植し、ドセタキセル（Ｔａｘｏｔｅｒｅ（登録商標））又は実施例１３に詳細に記載されるとおりの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣのいずれかで治療したマウスについての有意に上昇した腫瘍増殖遅延（ＴＧＤ）を示す。図３Ａは、種々の投薬量のドセタキセル又は４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣのいずれかを投与したマウスについての用量反応曲線を提供する。 Ｈ４６０腫瘍を移植し、ドセタキセル（Ｔａｘｏｔｅｒｅ（登録商標））又は実施例１３に詳細に記載されるとおりの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣのいずれかで治療したマウスについての有意に上昇した腫瘍増殖遅延（ＴＧＤ）を示す。図３Ｂは、最大耐容量（ＭＴＤ）と、それに対する対照との比較を提供する。 ＬｏＶｏ腫瘍を移植し、ドセタキセル（Ｔａｘｏｔｅｒｅ（登録商標））又は実施例１３に詳細に記載されるとおりの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣのいずれかで治療したマウスについての経時的な腫瘍容積中央値を示すグラフである。図４Ａは、種々の投薬量のドセタキセル又は４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣのいずれかを投与したマウスについての用量反応曲線を提供する。 ＬｏＶｏ腫瘍を移植し、ドセタキセル（Ｔａｘｏｔｅｒｅ（登録商標））又は実施例１３に詳細に記載されるとおりの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣのいずれかで治療したマウスについての経時的な腫瘍容積中央値を示すグラフである。図４Ｂは、最大耐容量（ＭＴＤ）のドセタキセル又は４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣのいずれかを投与したマウスについての対照とのＭＴＤ比較を提供する。
ここで、本発明の様々な態様について以下により詳しく記載する。しかしながら、かかる態様は多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に示す実施形態に限定されるものとして解釈されてはならない；むしろ、それらの実施形態は、本開示を徹底した完全なものとし、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるために提供される。
本明細書に引用される全ての刊行物、特許及び特許出願は、上記のものであれ、又は下記のものであれ、本明細書によって全体として参照により援用される。
定義
本明細書で使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上特に明確に指示されない限り複数形の指示対象を含むことに留意しなければならない。従って、例えば、「ポリマー」と言うとき、それは単一のポリマー並びに２つ以上の同じ又は異なるポリマーを含み、「コンジュゲート」と言うとき、それは単一のコンジュゲート並びに２つ以上の同じ又は異なるコンジュゲートを含み、「賦形剤」と言うとき、それは単一の賦形剤並びに２つ以上の同じ又は異なる賦形剤を含み、以下同様である。
本発明の記載及び特許請求の範囲において、以下の専門用語は、以下に記載する定義に従い用いられるものとする。
「官能基」は、有機合成の通常の条件下で、それが結合する要素と、典型的にはさらなる官能基を含む別の要素との間に共有結合を形成するために用いられ得る基である。官能基は、概して１つ又は複数の多重結合及び／又は１つ又は複数のヘテロ原子を含む。本発明のポリマーにおける使用に好ましい官能基は、以下に記載する。
用語「反応性の」は、有機合成の従来の条件下で容易に、又は実際的な速度で反応する官能基を指す。これは、反応しないか、又は反応させるために強力な触媒若しくは実際的でない反応条件を必要とする基（すなわち、「非反応性の」又は「不活性な」基）と対照される。
反応混合物中の分子に存在する官能基に関して「易反応性でない」は、反応混合物中で所望の反応を生じさせるのに有効な条件下で、その基の大部分が未変化のままであることを示す。
カルボン酸の「活性化誘導体」は、求核剤と容易に、概して誘導体化されていないカルボン酸と比べてはるかに容易に反応するカルボン酸誘導体を指す。活性化カルボン酸としては、例えば、酸ハロゲン化物（酸塩化物など）、無水物、炭酸塩、及びエステルが挙げられる。かかるエステルとしては、例えば、イミダゾリルエステル、及びベンゾトリアゾールエステル、及びＮ−ヒドロキシスクシンイミジル（ＮＨＳ）エステルなどのイミドエステルが挙げられる。活性化誘導体は、カルボン酸と、様々な試薬のうちの１つ、例えばベンゾトリアゾール−１−イルオキシトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスファート（ＰｙＢＯＰ）を、好ましくは１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（ＨＯＢＴ）若しくは１−ヒドロキシ−７−アザベンゾトリアゾール（ＨＯＡＴ）；Ｏ（７−アザベンゾトリアゾール−１−イル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート（ＨＡＴＵ）；又はビス（２−オキソ−３−オキサゾリジニル）ホスフィン酸クロリド（ＢＯＰ−Ｃｌ）と組み合わせて使用して反応させることにより、インサイチュで形成され得る。
官能基の「化学的等価物」は、本質的に官能基と同じタイプの反応性を有するものである。例えば、ＳＮ２反応を受けるある官能基は、別のかかる官能基の機能的等価物であると考えられる。
「保護基」は、ある反応条件下で特定の化学反応性を有する分子内官能基の反応を防止又は妨害する部分である。保護基は、保護される化学反応基並びに用いられる反応条件及び分子内の他の反応基又は保護基の存在に応じて異なり得る。保護され得る官能基としては、例として、カルボン酸基、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル基などが挙げられる。代表的な保護基として、カルボン酸については、エステル（ｐ−メトキシベンジルエステルなど）、アミド及びヒドラジド；アミノ基については、カルバメート（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）及びアミド；ヒドロキシル基については、エーテル及びエステル；チオール基については、チオエーテル及びチオエステル；カルボニル基については、アセタール及びケタールなどが挙げられる。かかる保護基は当業者に周知されており、例えば、Ｔ．Ｗ．Ｇｒｅｅｎｅ及びＧ．Ｍ．Ｗｕｔｓ、「Ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」第３版、Ｗｉｌｅｙ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９９９年、及びＰ．Ｊ．Ｋｏｃｉｅｎｓｋｉ、「Ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ Ｇｒｏｕｐｓ」第３版、Ｔｈｉｅｍｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２００３年、及びそれらに引用される文献に記載されている。
「保護された形態」の官能基とは、保護基を有する官能基を指す。本明細書で使用されるとき、用語「官能基」又はその任意の同義語は、その保護された形態を包含することが意図される。
「ＰＥＧ」又は「ポリ（エチレングリコール）」は、本明細書で使用されるとき、任意の水溶性ポリ（エチレンオキシド）を包含することが意図される。典型的には、本発明において用いられるＰＥＧは、末端の１つ若しくは複数の酸素が、例えば合成変換中に置換されたか否か、又は、例えば隣接する官能基のアイデンティティに応じて、以下の２つの構造、すなわち「−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−」又は「−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−１ＣＨ２ＣＨ２−」のうちの一方を含む。変数（ｎ）は、典型的には３〜約３０００の範囲であり、末端基及び全体的なＰＥＧの構造は異なることもある。ＰＥＧ又はＰＥＧセグメントを含むコンジュゲートが、上記の化合物Ｉのようにスペーサー又はリンカーをさらに含む場合（さらなる詳細は以下に説明する）、スペーサー（Ｘ）又はリンカー（Ｑ）を含む原子は、ＰＥＧセグメントと共有結合したとき、（ｉ）酸素−酸素結合（−Ｏ−Ｏ−、過酸化物結合）、又は（ｉｉ）窒素−酸素結合（Ｎ−Ｏ、Ｏ−Ｎ）の形成をもたらさない。本発明において用いられるＰＥＧとしては、以下にさらに詳細に記載する様々な分子量、構造又は幾何学的配置を有するＰＥＧが挙げられる。
本発明のポリマーとの関連における「水溶性」、又は「水溶性ポリマーセグメント」は、室温で水に対して可溶性の任意のセグメント又はポリマーである。典型的には、水溶性ポリマー又はセグメントは、ろ過後の同じ溶液で透過する光の少なくとも約７５％、より好ましくは少なくとも約９５％を透過させる。重量ベースで、水溶性ポリマー又はそのセグメントは、好ましくは水に対して少なくとも約３５％（重量）が溶解し、より好ましくは水に対して少なくとも約５０％（重量）が溶解し、さらにより好ましくは水に対して約７０％（重量）が溶解し、さらにより好ましくは水に対して約８５％（重量）が溶解する。しかしながら、水溶性ポリマー又はセグメントは、水に対して約９５％（重量）が溶解し、又は水に対して全てが溶解することが最も好ましい。
「エンドキャップ」基又は「エンドキャップされた」基は、ＰＥＧなどのポリマーの末端に存在する不活性な基である。エンドキャップ基は、典型的な合成反応条件下で化学的変換を容易には受けない基である。エンドキャップ基は、概してアルコキシ基−ＯＲ（式中、Ｒは、１〜２０個の炭素からなる有機ラジカルであり、好ましくは低級アルキル（例えば、メチル、エチル）又はベンジルである）である。例えば、エンドキャップされたＰＥＧは、典型的には構造「ＲＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−」（式中、Ｒは上記に定義されるとおりである）を含む。或いは、エンドキャップ基はまた、有利には検出可能な標識を含んでもよい。ポリマーが検出可能な標識を含むエンドキャップ基を有する場合、ポリマー及び／又はそのポリマーがカップリングされる部分（例えば、活性薬剤）の量又は位置を、好適な検出器を用いて決定することができる。かかる標識としては、限定なしに、蛍光剤、化学発光剤、酵素標識に用いられる部分、比色（例えば、色素）、金属イオン、放射性部分などが挙げられる。
ポリマーに関して「天然に存在しない」とは、そのままの状態としては自然界に見ることのできないポリマーを意味する。しかしながら、天然に存在しないポリマーは、全体としてのポリマー構造が自然界に見られない限りにおいて、１つ又は複数の天然に存在するサブユニット又はサブユニットのセグメントを含み得る。
ＰＥＧなどの水溶性ポリマーとの関連における「分子質量」は、典型的にはサイズ排除クロマトグラフィー、光散乱技法、又は水若しくは有機溶媒中の固有粘度測定法によって測定されるポリマーの公称平均分子質量を指す。ＰＥＧなどの水溶性ポリマーとの関連における分子量は、数平均分子量又は重量平均分子量のいずれとしても表すことができる。特に指示されない限り、本明細書において分子量というとき、それらは全て数平均分子量を指す。数平均及び重量平均の双方の分子量とも、その測定値はゲル浸透クロマトグラフ技法を用いて計測することができる。分子量の値を計測する他の方法を用いてもよく、例えば、末端基分析若しくは束一的な特性（例えば、凝固点降下、沸点上昇、又は浸透圧）の計測を用いて数平均分子量を決定したり、又は光散乱技法、超遠心法若しくは粘度測定法を用いて重量平均分子量を決定したりすることもできる。本発明のポリマーは典型的には多分散性であり（すなわち、ポリマーの数平均分子量と重量平均分子量とが等しくない）、約１．２未満、約１．１５未満、約１．１０未満、約１．０５未満、及び約１．０３未満などの低い多分散値を有する。本明細書で使用されるとき、重量平均分子量又は数平均分子量のいずれかを有する単一の水溶性ポリマーがときに参照される；かかる参照は、その単一の水溶性ポリマーが、記載の分子量を有する水溶性ポリマーの組成物から得られたことを意味するものと理解される。
用語「リンカー」は、本明細書では、相互接続される部分、例えば有機ラジカルコアとポリマーセグメントＰＯＬＹ１とを連結するために用いられる原子又は原子集合を指して用いられる。リンカー部分は加水分解に安定であってもよく、又は生理学的に加水分解可能か、若しくは酵素分解可能な連結を含んでもよい。
用語「スペーサー」は、本明細書では、相互接続される部分、例えばＰＯＬＹ１と、小分子薬物Ｄに対するアルカノエート連結の一部を形成するジメチレン基とを連結するために用いられる原子又は原子集合を指して用いられる。スペーサー部分は加水分解に安定であってもよく、又は生理学的に加水分解可能か、若しくは酵素分解可能な連結を含んでもよい。
「加水分解可能な」結合は、生理学的条件下で水と反応する（すなわち、加水分解される）比較的弱い結合である。結合が水中で加水分解し易いかどうかは、２個の中心原子をつなぐ連結の一般的なタイプのみならず、そうした中心原子と結合する置換基にも依存し得る。加水分解に不安定な例示的連結としては、カルボン酸エステル、リン酸エステル、無水物、アセタール、ケタール、アシルオキシアルキルエーテル、イミン、オルトエステル、ペプチド及びオリゴヌクレオチドが挙げられる。
「酵素分解可能な連結」とは、１つ又は複数の酵素により分解を受ける連結を意味する。かかる連結は、分解を生じさせる１つ又は複数の酵素の作用を必要とする。
「加水分解に安定な」連結又は結合とは、水中で実質的に安定な、すなわち生理学的条件下で長期間にわたってもいかなる認め得る程度の加水分解も受けない化学結合、典型的には共有結合を指す。加水分解に安定な連結の例としては、限定はされないが、以下が挙げられる：炭素−炭素結合（例えば、脂肪族鎖中）、エーテル、アミド、ウレタン等。概して、加水分解に安定な連結とは、生理学的条件下で１日約１〜２％未満の加水分解率を呈する連結である。代表的な化学結合の加水分解率については、多くの標準的な化学テキストを参照することができる。
ポリマーの幾何学的配置又は全体構造に関する「マルチアーム型」とは、「コア」分子又は構造につながる３本以上のポリマー含有「アーム」を有するポリマーを指す。従って、マルチアーム型ポリマーは、その立体配置及びコア構造に依存して、３本のポリマーアーム、４本のポリマーアーム、５本のポリマーアーム、６本のポリマーアーム、７本のポリマーアーム、８本のポリマーアーム又はそれ以上を有し得る。高度に枝分かれしたポリマーのある特定のタイプは樹枝状高分子、すなわちデンドリマーであり、これは、本発明の目的上、マルチアーム型ポリマーとは異なる構造を有するものと考えられる。すなわち、本明細書において参照するときのマルチアーム型ポリマーとしては、デンドリマーは明示的に除外される。加えて、本明細書に提供されるとおりのマルチアーム型ポリマーは、架橋されていないコアを有する。
「デンドリマー」は球状のサイズ単分散ポリマーであり、全ての結合が中心の集中点すなわちコアから半径方向に、規則的な枝分かれパターンで、且つ各々が分岐点に関与する反復単位で現れる。デンドリマーは、典型的にはナノスケールの多段階生成プロセスを用いて形成される。一段階ごとに新しい「世代」が生じ、その世代は前の世代より２倍以上高い複雑性を有する。デンドリマーはコアの封入化などの特定の樹枝状態特性を呈し、従って他のタイプのポリマーと比べて特異なものとなっている。
「分岐点」とは、１つ又は複数の原子を含む二又状の点であって、そこでポリマーが直鎖状構造から１つ又は複数のさらなるポリマーアームに分割され、又は枝分かれする点を指す。マルチアームポリマーは、枝分かれが規則的に繰り返されてデンドリマーとなることがない限り、１つの分岐点を有しても、又は複数の分岐点を有してもよい。
「実質的に」又は「本質的に」とは、ほぼ全面的又は完全に、という意味であり、例えば、ある所与の数量の９５％以上である。
「アルキル」は、典型的には約１〜２０原子長の範囲の炭化水素鎖を指す。かかる炭化水素鎖は、必須ではないが好ましくは飽和しており、分枝鎖状であっても、又は直鎖状であってもよく、但し典型的には直鎖状が好ましい。例示的アルキル基としては、メチル、エチル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、２−メチル−１−ブチル、３−ペンチル、３−メチル−３−ペンチルなどが挙げられる。本明細書で使用されるとき、３個以上の炭素原子が参照される場合の「アルキル」には、シクロアルキルが含まれる。
「低級アルキル」は、１〜６個の炭素原子を含むアルキル基を指し、直鎖状であっても、又は分枝鎖状であってもよく、メチル、エチル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチルによって例示されるとおりである。
「シクロアルキル」は、飽和又は不飽和の環状炭化水素鎖を指し、架橋、縮合、又はスピロ環化された化合物を含み、好ましくは３〜約１２個の炭素原子、より好ましくは３〜約８個の炭素原子で構成される。
「干渉しない置換基」は、分子中に存在するとき、典型的にはその分子中に含まれる他の官能基との反応性を有しない基である。
例えば「置換アルキル」にあるような用語「置換された」は、限定はされないが、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、例えば、シクロプロピル、シクロブチルなど；ハロ、例えば、フルオロ、クロロ、ブロモ、及びヨード；シアノ；アルコキシ、低級フェニル；置換フェニルなどの１つ又は複数の干渉しない置換基で置換された部分（例えば、アルキル基）を指す。フェニル環に対する置換について、置換基はいかなる配向（すなわち、オルト、メタ、又はパラ）であってもよい。
「アルコキシ」は、−Ｏ−Ｒ基であって、式中、Ｒがアルキルか、又は置換アルキル、好ましくはＣ１〜Ｃ２０アルキル（例えば、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ等）、好ましくはＣ１〜Ｃ７アルキルである−Ｏ−Ｒ基を指す。
本明細書で使用されるとき、「アルケニル」は、１〜１５原子長の枝分かれした、又は枝分かれしていない炭化水素基であって、少なくとも１つの二重結合、例えば、エテニル（ビニル）、２−プロペン−１−イル（アリル）、イソプロペニル、３−ブテン−１−イルなどを含む炭化水素基を指す。
用語「アルキニル」は、本明細書で使用されるとき、２〜１５原子長の枝分かれした、又は枝分かれしていない炭化水素基であって、少なくとも１つの三重結合、エチニル、１プロピニル、３−ブチン−１−イル、１−オクチン−１−イルなどを含む炭化水素基を指す。
「アリール」とは、１つ又は複数の芳香環であって、各々が５個又は６個の中心炭素原子であるものを意味する。アリールは、ナフチルにおけるように縮合していることも、又はビフェニルにおけるように縮合していないこともある複数のアリール環を含む。アリール環はまた、１つ又は複数の環状炭化水素環、ヘテロアリール環、又は複素環式環と縮合していても、又は縮合していなくともよい。本明細書で使用されるとき、「アリール」にはヘテロアリールが含まれる。
「ヘテロアリール」は、１〜４個のヘテロ原子、好ましくはＮ、Ｏ、若しくはＳ、又はそれらの組み合わせを含むアリール基である。ヘテロアリール環はまた、１つ又は複数の環状炭化水素環、複素環式環、アリール環、又はヘテロアリール環と縮合していてもよい。
「複素環」又は「複素環式」とは、５〜１２個の原子、好ましくは５〜７個の原子の１つ又は複数の環であって、不飽和特性又は芳香族特性を伴うことも、又は伴わないこともあり、且つ炭素以外の少なくとも１個の環原子を有する環を意味する。好ましいヘテロ原子としては、硫黄、酸素、及び窒素が挙げられる。
「置換ヘテロアリール」は、１つ又は複数の干渉しない基を置換基として有するヘテロアリールである。
「置換複素環」は、干渉しない置換基から形成される１つ又は複数の側鎖を有する複素環である。
「求電子剤」は、求電子中心、すなわち電子を求引する中心を有し、求核剤と反応することが可能なイオン、イオン化し得る原子又は原子集合を指す。
「求核剤」は、求核中心、すなわち求電子中心を求引する中心を有し、且つ求電子剤と反応することが可能なイオン又はイオン化し得る原子若しくは原子集合を指す。
「活性薬剤」は、本明細書で使用されるとき、インビボ又はインビトロで実証することのできる何らかの薬理学的で多くの場合に有益な効果をもたらす任意の薬剤、薬物、化合物などを含む。本明細書で使用されるとき、これらの用語は、患者体内で局所作用又は全身作用を生じる任意の生理活性又は薬理活性物質をさらに含む。
「薬学的に許容可能な賦形剤」又は「薬学的に許容可能な担体」とは、本発明の組成物中に含めることができ、患者に対して何ら有意な毒性の有害作用を引き起こすことのない賦形剤を指す。
「薬理学的な有効量」、「生理学的な有効量」、及び「治療上の有効量」は、本明細書では同義的に用いられ、血流中又は体内の標的組織若しくは部位中に所望のレベルの活性薬剤及び／又はコンジュゲートをもたらすのに必要な、医薬調製物中における活性薬剤の存在量を意味する。正確な量は、例えば、特定の活性薬剤、医薬調製物の成分及び物理的特性、目的とする患者集団、患者の考慮事項など数多くの要因に依存し、当業者は、本明細書に提供される情報及び関連文献において入手可能な情報に基づきそれを容易に決定することができる。
本発明のポリマーとの関連における「多官能性の」とは、３個以上の官能基を有するポリマーを意味し、ここで官能基は、同じであっても、又は異なってもよく、典型的にはポリマー末端に存在する。本発明の多官能性ポリマーは、典型的には約３〜１００個の官能基、又は３〜５０個の官能基、又は３〜２５個の官能基、又は３〜１５個の官能基、又は３〜１０個の官能基を含み、すなわち３、４、５、６、７、８、９又は１０個の官能基を含む。典型的には、本発明のポリマーコンジュゲートの調製に用いられるポリマー前駆体に関して、ポリマーは、加水分解性のエステル連結を介した活性薬剤部分とのカップリングに好適な官能基を各アームの末端に有する３本以上のポリマーアームを有する。典型的には、かかる官能基は同じである。
「二官能価の（ｄｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）」又は「二官能性の（ｂｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）」は、本明細書で同義的に使用されるとき、その範囲内、典型的にはポリマー末端に、２つの官能基を含む要素を意味する。それらの官能基が同じであるとき、その要素はホモ二官能価の、又はホモ二官能性の、と言われる。それらの官能基が異なる場合、そのポリマーはヘテロ二官能価の、又はヘテロ二官能性の、と言われる。
本明細書に記載される塩基性又は酸性反応物には、中性の形態、荷電した形態、及びそれらの任意の対応する塩形態が含まれる。
「ポリオレフィンアルコール」とは、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー骨格であって、そこに複数のペンダント型ヒドロキシル基が結合しているポリマー骨格を含むポリマーを指す。例示的ポリオレフィンアルコールは、ポリビニルアルコールである。
本明細書で使用されるとき、「非ペプチド性」とは、実質的にペプチド連結を含まないポリマー骨格を指す。しかしながら、このポリマーは、反復単量体サブユニットに沿って離間された少数のペプチド連結、例えば、約５０単量体単位につき約１個以下のペプチド連結を含んでもよい。
用語「対象」、「個体」、又は「患者」は、本明細書では同義的に用いられ、脊椎動物、好ましくは哺乳類を指す。哺乳類としては、限定はされないが、マウス、げっ歯類、サル、ヒト、家畜動物、競技用動物及び愛玩動物が挙げられる。かかる対象は典型的に、本発明のポリマーを、必須ではないが典型的には本明細書に記載されるとおりのポリマー−活性薬剤コンジュゲートの形態で投与することにより予防又は治療することのできる病態を患っているか、又はそうした病態に罹りやすい。
用語「約」は、特に所与の数量に関して、±５パーセントの偏差を包含するように意図される。
特定の病態の「治療」又はそれを「治療している」は、（１）その病態に罹患しているか、又は罹患し易い可能性があり、しかしその病態の発現又は顕在化はいまだない対象において、かかる病態を予防すること、すなわち病態を発症させない、又は発病の強度若しくは程度を抑えること、（２）病態を阻害すること、すなわち病態の進行又は転換を阻止することを含む。
「任意選択の」、又は「場合により」とは、続いて記載される状況が起こることも、又は起こらないこともあり、従ってその記載は、その状況が起こる場合と、それが起こらない場合とを含むことを意味する。
「小分子」は、広義には、典型的には分子量が約１０００ダルトン未満、好ましくは約８００ダルトン未満の有機化合物、無機化合物、又は有機金属化合物として定義され得る。本発明の小分子は、分子量が約１０００未満のオリゴペプチド及び他の生体分子を包含する。
「残基」、例えば小分子の残基は（本明細書に提供されるとおりのコンジュゲートに関して）、小分子（又はその活性化形態又は化学修飾形態）が本明細書に提供されるとおりのマルチアーム型ポリマーと共有結合した結果生じた共有結合に至るまでの、未修飾の小分子の一部分又は残基を指す。例えば、小分子部分とマルチアーム型ポリマーとの間の加水分解性のエステル連結が加水分解されると、小分子それ自体が放出される。例えば、ヒドロキシル基を含み、且つ化合物Ｉに関して簡易式Ｄ−ＯＨによって表される小分子薬物について、小分子の残基は「Ｄ」に対応し、これはヒドロキシル基−ＯＨの除去又は置換後に残る小分子の一部分である。有機コア分子「Ｒ」に関しては、以下の例を提供する。Ｒが３個のヒドロキシルを有する分子（トリオール）の残基で、Ｒ−（ＯＨ）３として表される例において、化合物Ｉに関して考えるとき、各ポリマーアームｑについてのＲ−（Ｏ〜）がポリオールの残基と見なされ、ここでＲは、リンカーＱと併せてトリオールの残基と見なされる。先の例では、酸素（Ｏ）がリンカーＱに相当する。
「ポリオール」は、３個以上のヒドロキシル基を含むアルコールであり、この場合の接頭辞「ポリ」は、高分子構造ではなく、複数の特定の特徴を指す。同様に、ポリチオールは３個以上のチオール（−ＳＨ）基を含むチオールであり、ポリアミンは３個以上のアミノ基を含むアミンである。
マルチアームポリマーコンジュゲート−隣接基相互作用及びその回避
本明細書に提供されるマルチアーム型ポリマーコンジュゲートは、「プロドラッグ」とも称される。用語「プロドラッグ」は、本出願では修飾された形態の薬物を指し、かかる修飾は、典型的には薬物と化学的部分（例えばポリマー）との間の共有結合を含む。プロドラッグは生体内で酵素的に、又は非酵素的にその活性薬物形態に変換される。
小分子のマルチアーム型ポリマーコンジュゲートについては既に記載されている。例えば、米国特許出願公開第２００５／０１１２０８８号明細書及び米国特許出願公開第２００７／０１９７５７５号明細書を参照のこと。これらの文献中に記載されるマルチアーム型ポリマーコンジュゲートの特定の例示的実施形態は、活性薬剤、例えばカンプトテシン分子をマルチアーム型ポリマー骨格とつなぐグリシンなどのアミノ酸リンカーを含む。グリシンなどのアミノ酸連結は、その二官能性の性質並びにインビトロ及びインビボでの易加水分解性により魅力的である。アミノ酸リンカーにより生じるエステル連結は、グリシン部分に隣接する官能基の電子求引性の性質が活性化するため、迅速に加水分解される。しかしながら、かかるリンカーは有利な加水分解率をもたらすことができるものの、発明者らは、隣接する官能基の相互作用が特定の状況下で問題を引き起こし得るため、従ってかかるリンカーは、最終的なマルチアームポリマーコンジュゲートにおいては最適以下となり得ることを見出している。
どのように隣接基プロセスが起こるかについて理解し（例えば、Ｃａｐｏｎ及びＭｃＭａｎｕｓ、「Ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｏｎ」、Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９７５年を参照）、且つそれらが起こる可能性を認識した結果として、発明者らは、その理解を念頭に置き、（特に）新規コンジュゲート、試薬、及び合成スキームを構築した。特に、本マルチアーム型ポリマーコンジュゲートは、アズラクトン形成−最終的なマルチアームポリマー薬物コンジュゲートにおける最適未満の薬物負荷につながる−をもたらし得る隣接基相互作用を回避及び／又は低減する。アズラクトンは、α−アシルアミノ酸の無水物である化合物である；基本の環状構造は、５−オキサゾロン型、例えば
Figure 2011530597
 である。
アズラクトンは、例えば縮合剤の存在下で、カルボン酸の活性エステルを形成しようとするときに形成され得る。
Figure 2011530597
 アズラクトンは多くの同様のプロセスにおいて形成され得る。例えば、Ｂｅｎｏｉｔｏｎ ｅｔ ａｌ．（１９８１年）「Ｏｘａｚｏｌｏｎｅｓ ｆｒｏｍ ２−ａｌｋｏｘｙｃａｒｂｏｎｙｌ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ−ｍｅｄｉａｔｅｄ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｐｅｐｔｉｄｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」、Ｃａｎ．Ｊ．Ｃｈｅｍ．、５９：３８４頁を参照のこと。カルボン酸の活性化エステル、例えばＮ−ヒドロキシスクシンイミドエステルを形成するための上記の反応を考えるとき、例えば、活性化プロセスに用いられるＮ−ヒドロキシスクシンイミドが化学量論量未満である場合、上記機構からカルボジイミドの脱水作用によりアズラクトンが形成されることが予想され得る。加えて、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステルは対応するカルボン酸の活性化形態であるため、アズラクトンはまた、酸からのアズラクトンの形成と同様の機構を介して活性エステルからも形成され得る。ひいては、所望の生成物を良好な収量で形成するうえでのアズラクトン形成の回避、及びそれに対応する、不純物が実質的に存在しない、例えばアズラクトンを含有する不純物が実質的に存在しない組成物は、本明細書に提供されるコンジュゲート、組成物及び方法の、限定されない一つの目的である。
Figure 2011530597
 米国特許出願公開第２００５／０１１２０８８号明細書に記載されるとおりの、薬物がグリシンリンカーを介してマルチアームポリマーと共有結合されるマルチアーム型ポリマープロドラッグの１つ又は複数の実施形態に従えば、初めにグリシンが、ヒドロキシ基を含む薬物とコンジュゲート化される。次に、以下のスキームに示すとおり、グリシンで誘導体化された薬物が、カルボキシメチルＰＥＧ（ＰＥＧ ＣＭ）の活性（例えば、ＮＨＳ）エステルとコンジュゲート化される。
Figure 2011530597
 上記の考察に基づくと、ｔ−ＢＯＣで保護されたグリシンが薬物アルコールと反応するステップの間にアズラクトン形成が起こり得ることが分かる。これは、以下のスキームに示される。アズラクトンの形成は、比較的少量しか形成されなかったとしても、当該のプロセスの効率に悪影響が及ぶと同時に、反応性の不純物が生じ得る。
Figure 2011530597
 上記の考察は本開示に関連する。様々なグリシンとコンジュゲート化された薬物アルコール分子、例えば、カンプトテシンの４アームＰＥＧ−ＣＭ活性エステルとのコンジュゲート形成中、４アーム型ＰＥＧポリマーの末端基の置換は最適以下であることが認められた。かかる置換値（及び最適未満の薬物負荷）は、再現性があるものの、得られる生成物に含まれる薬物がコンジュゲート化したポリマーアームは、平均して全４本より少なくなる（すなわち、４アームポリマーにおける理想的な薬物置換度より低い）。理想的には、本明細書に記載されるようなマルチアームポリマーは、平均して、ポリマーアームの各々に置換された薬物を有し、従ってマルチアームポリマー骨格が「完全に負荷」されている−それによりポリマーのマルチアーム機能の利点が十分に活かされる。例えば、実施例３〜５を実施例２、６、７、８、９、１０、及び１２と比較して参照のこと。
マルチアームポリマーの所与のポリマーアームの置換は、そのポリマーアームと共有結合状態になったことのない薬物部分からもたらされ得る。加えて、マルチアームポリマーの所与のポリマーアームの置換は、エステル形成後に薬物部分が失われることからもたらされ得る。これに関連して、薬物部分、例えばカンプトテシンアルコールは脱離基として働き、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステルで示した反応と同じようにして除去される。アズラクトンは、以下に示すとおり、おそらく隣接するウレタン基が関与するための中間体である可能性が高い。
Figure 2011530597
 Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドは、概してアルコール（例えば、イリノテカン又はカンプトテシン中に存在するもの等）と比べてはるかに良い脱離基であると考えられるが、第三級アルコールを有する分子（例えば、イリノテカン（ｉｒｉｎｏｔｅｃｉｎ）又はカンプトテシン）においては、立体障害がこのプロセスの推進力となり得る。その結果、示される例では、末端基がアズラクトン又はその加水分解生成物−グリシン末端ＰＥＧアームとなる。
アズラクトンは、形成されると、生体内で内因性タンパク質のアミン基と反応して望ましくないコンジュゲートを形成するため、不純物となる。米国特許第５，３２１，０９５号明細書を参照のこと。
本明細書に記載されるコンジュゲート、試薬、及び方法は、特に、薬物負荷が増加する一方、不純物が回避されるという利点を有すると考えられる。加えて、本コンジュゲートは、コンジュケート化していない薬物単独と比べて著しく高い効力と共に、優れたインビボ抗癌活性、及び毒性の低減を示す。
ここで、かかるコンジュゲートの特徴を以下にさらに詳細に考察する。
ポリマーコンジュゲートの構造的特徴
上記のとおり、本明細書に提供されるとおりのコンジュゲートはマルチアームポリマーを含み、すなわち３本以上のアームを有し、ここでこのコンジュゲートは、以下の一般的構造を有する。
Figure 2011530597
 式中：Ｒは、約３個〜約１５０個の炭素原子を含む有機コアラジカルであり；Ｑはリンカーであり；ＰＯＬＹ１は、水溶性非ペプチドポリマーセグメントであり；Ｘは、場合により存在してもよいスペーサーであり；Ｒ１は、存在ごとに、Ｈ、低級アルキル、及び電子求引基からなる群から独立して選択され；ｎは１〜７の整数であり；Ｄは、分子量が約８００ダルトン未満の小分子、好ましくは小分子薬物の残基であり；及びｑは３以上である。マルチアーム型ポリマーの各アームは、他のアームと独立している。すなわち、マルチアーム型ポリマーの「ｑ」本のアームの各々は、異なるＱ、ＰＯＬＹ１、Ｘ、Ｒ１、ｎ等で構成され得る。かかる実施形態の典型的なものとして、一般的構造は以下に対応する：Ｒ［（−Ｑ１−ＰＯＬＹ１Ａ−Ｘ１−（ＣＨ２）２（ＣＲ１ＡＨ）ｎ１Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｄ１）（−Ｑ２−ＰＯＬＹ１Ｂ−Ｘ２−（ＣＨ２）２（ＣＲ１ＢＨ）ｎ２Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｄ２）（−Ｑ３−ＰＯＬＹ１Ｃ−Ｘ３−（ＣＨ２）２（ＣＲＡＨ）ｎ２Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｄ３）．．．］、以下、中心有機コアラジカルから拡がるアームの各々について同様である。しかしながら、概して、マルチアーム型プロドラッグの各アームは同じであり、但し以下でさらに詳細に取り上げるようにいくつかの例外はある。
前節に記載したとおり、マルチアーム型ポリマーはアルカノエートセグメントの特徴を含み、アルカノエートセグメントは−Ｘ−（ＣＨ２）２（ＣＲ１Ｈ）ｎＣ（Ｏ）−Ｏ−Ｄ部分内にある。アルカノエートは、隣接基の（例えば、リンカー基「Ｘ」からの）関与を防止又は低減するのに十分な長さ及び性質を有する。α又はβアルキル基等は（例えば、Ｒ１がアルキルである場合）、立体障害をもたらす役割を果たし、最終的な活性エステル試薬の選択性が向上し得る。補足例で分かるとおり、アルカノエートリンカーの使用は、高い薬物負荷効率を有する例示的なマルチアームポリマー薬物コンジュゲートを得るのに有効である。
ここで化合物Ｉの可変成分の各々について詳細に記載する。対応するコンジュゲートとの関連で本明細書に記載される成分の各々は、対応するマルチアーム型ポリマー試薬にも同様に拡大して適用され、例えば、式中、Ｄが化合物Ｉにおいて小分子の残基として示される場合、例えば、Ｈ又は活性化エステルに対応する官能基に代えてＤを用いることができる。
有機コア「Ｒ」
化合物Ｉでは、Ｒは、約３個〜約１５０個の炭素原子を有する有機コアラジカルである。好ましくは、Ｒは約３個〜約５０個の炭素原子を含み、さらにより好ましくは、Ｒは約３個〜約１０個の炭素原子を含む。すなわち、Ｒは、一実施形態において、３、４、５、６、７、８、９、及び１０からなる群から選択される個数の炭素原子を有し得る。有機コアは場合により１つ又は複数のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、又はＮ）を含んでもよく、これは当然ながら用いられる特定のコア分子に依存する。Ｒは直鎖状であっても、又は環状であってもよく、典型的にはそこから少なくとも３本の独立したポリマーアームが拡がり、そのうちの少なくとも１本が、それと共有結合した活性薬剤部分を有する。好ましい有機コア分子は飽和脂肪族である。化合物Ｉを見ると、「ｑ」は「Ｒ」から拡がるポリマーアームの本数に相当する。ある場合にはポリマーアームの１本又は複数は、それと共有結合した活性薬剤を有しないこともあり、むしろその末端に、典型的には合成を完了できなかった結果生じるか、又は加水分解に起因する、比較的反応し難い、又は未反応の官能基を有し得る。その場合、Ｄは存在せず、且つポリマーアームの少なくとも１本の個々の構造はその前駆体形態であり（又はその誘導体であり）、すなわちその末端に、活性薬剤Ｄではなく、官能基を有する。しかしながら、本明細書に提供されるマルチアーム型コンジュゲートの一つの特に有利な特徴は、マルチアーム型ポリマーの水溶性ポリマーアームの各々におけるその薬物負荷度である。好ましくは、いかなる隣接基相互作用の可能性もないため、マルチアーム型ポリマーの（マルチアーム型ポリマーの組成物中における）薬物負荷度は、約９２％より高い。例えば、ｑ本のポリマーアームを有するマルチアーム型ポリマーコンジュゲートについて、平均薬物負荷（マルチアーム型ポリマーの組成物中における）は、好ましくは０．９２（ｑ）以上である。さらにより好ましくは、本明細書に提供されるとおりのマルチアーム型ポリマーコンジュゲートは、少なくとも９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％又はさらには９９％又はそれ以上の薬物負荷度（マルチアーム型ポリマーの組成物中における）を有する。
中心コア有機ラジカルＲは、水溶性非ペプチドポリマーアームの所望の本数にほぼ等しい数のポリマー結合部位を提供する個別の分子に対応する。好ましくは、マルチアームポリマー構造の中心コア分子は、ポリマー結合に利用可能な少なくとも３個のヒドロキシル基、チオール基、又はアミノ基を有するポリオール、ポリチオール、又はポリアミンの残基である。「ポリオール」は、複数（３個以上）の利用可能なヒドロキシル基を含む分子である。「ポリチオール」は、複数（３個以上）のチオール基を有する分子である。「ポリアミン」は、複数（３個以上）の利用可能なアミノ基を含む分子である。ポリマーアームの所望の本数に依存して、ポリオール、ポリアミン又はポリチオールの前駆体（ＰＯＬＹ１の共有結合前）は、典型的には、それぞれ、ＰＯＬＹ１の共有結合に好適な３個〜約２５個のヒドロキシル基、又はアミノ基又はチオール基、好ましくは３個〜約１０個（すなわち、３、４、５、６、７、８、９、１０個）のヒドロキシル基、アミノ基又はチオール基を含み、最も好ましくは、３個〜約８個（例えば、３、４、５、６、７、又は８個）のヒドロキシル基、アミノ基又はチオール基を含む。ポリオール、ポリアミン又はポリチオールはまた、他の保護された、又は保護されていない官能基も含み得る。ポリオール又はポリアミンから誘導される有機コアに焦点を合わせると、各ヒドロキシル基又はアミノ基間に介在する原子の数は異なり得るが、好ましいコアは、各ヒドロキシル基又はアミノ基間に約１個〜約２０個、好ましくは約１個〜約５個の介在コア原子、例えば炭素原子の長さを有するものである。介在コア原子及び長さに関して、例えば、１個の介在原子の長さを有するものとしてＣＨ２が考えられ、但しＨは炭素上の置換基であるため、メチレン基それ自体が合計３個の原子を含み、及び２個の炭素原子の長さを有するものとして、例えばＣＨ２ＣＨ２−が考えられる等である。詳細なポリオール又はポリアミン前駆体は、最終的なコンジュゲートにおけるポリマーアームの所望の本数に依存する。例えば、４個の官能基Ｑを有するポリオール又はポリアミンコア分子は、伸長する４本のポリマーアームを有し、且つ活性薬剤と共有結合した化合物Ｉに係るプロドラッグの調製に好適である。
前駆体ポリオール又はポリアミンコアは、ポリマーによる官能化前は、典型的には構造Ｒ−（ＯＨ）ｐ又はＲ−（ＮＨ２）ｐを有する。ｐの値は化合物Ｉにおけるｑの値に対応し、これは、親コア有機分子における各官能基、典型的には−ＯＨ又は−ＮＨ２が、立体的にアクセス可能で、且つ反応性である場合、ポリマーアームＰＯＬＹ１と共有結合するためである。化合物Ｉにおいて、可変基「Ｑ」は、Ｒと併せて考慮するとき、典型的には本明細書に記載されるとおりのコア有機ラジカルの残基を表すことに留意されたい。すなわち、好ましい有機コア分子を、特に名前で記載するとき、コア分子は、例えばプロトンが取り除かれた後のそのラジカル形態ではなく、その前駆体形態で記載される。従って、例えば、有機コアラジカルがペンタエリスリトールから誘導される場合、前駆体ポリオールは構造Ｃ（ＣＨ２ＯＨ）４を有し、有機コアラジカルは、Ｑと共にＣ（ＣＨ２Ｏ−）４（式中、ＱはＯである）に対応する。コアは架橋されておらず、及びＰＯＬＹ１と併せて考慮するとき、星型ポリマーは除外する。
ポリマーコアとしての使用に好ましい例示的なポリオールとしては、１〜１０個の炭素原子と３〜１０個のヒドロキシル基とを有する脂肪族ポリオール、例えば、トリヒドロキシアルカン、テトラヒドロキシアルカン、ポリヒドロキシアルキルエーテル、ポリヒドロキシアルキルポリエーテルなどが挙げられる。脂環式ポリオールとしては、直鎖状の、又は閉環した糖及び糖アルコール、例えば、マンニトール、ソルビトール、イノシトール、キシリトール、クエブラキトール、トレイトール、アラビトール、エリスリトール、アドニトール、ズルシトール、ファコース（ｆａｃｏｓｅ）、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、ラムノース、ガラクトース、グルコース、フルクトース、ソルボース、マンノース、ピラノース、アルトロース、タロース、タギトース（ｔａｇｉｔｏｓｅ）、ピラノシド、スクロース、ラクトース、マルトースなどが挙げられる。脂肪族ポリオールのさらなる例としては、グルコース、リボース、マンノース、ガラクトースの誘導体、及び関連する立体異性体が挙げられる。また、１，１，１−トリス（４’−ヒドロキシフェニル）アルカン、例えば、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，６−ビス（ヒドロキシアルキル）クレゾールなどの芳香族ポリオールを用いてもよい。その他の用い得るコアポリオールとしては、ポリヒドロキシクラウンエーテル、シクロデキストリン、デキストリン及び他の炭水化物（例えば、単糖、オリゴ糖、及び多糖、デンプン及びアミラーゼ）が挙げられる。
好ましいポリオールとしては、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、エトキシ化形態のグリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトールが挙げられる。また、ソルビトールなどの還元糖、及びジグリセロール、トリグリセロール、ヘキサグリセロールなどのグリセロールオリゴマーも好ましい。２１個の利用可能なヒドロキシル基を有するヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリンを用いると、２１アームポリマーを合成することができる。加えて、平均２４個のヒドロキシル基を有するポリグリセロールが市販されている。
例示的ポリアミンとしては、ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレンテトラミン、ビス−（３−アミノプロピル）−アミン、ビス−（３−アミノプロピル）−メチルアミン、及びＮ，Ｎ−ジメチルジプロピレントリアミンなどの脂肪族ポリアミンが挙げられる。本発明で用いることのできる天然に存在するポリアミンとしては、プトレシン、スペルミジン、及びスペルミンが挙げられる。多くの好適なペンタミン、テトラミン、オリゴアミン、及び本発明での使用に好適なペンタミジン類似体が、参照により本明細書に援用されるＢａｃｃｈｉ ｅｔ ａｌ．（２００２年）Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｏｔｈｅｒａｐｙ、４６（１）：５５〜６１頁に記載されている。
以下に、コンジュゲートの有機ラジカル部分Ｒ、及びそれに対応する理想的なコンジュゲートに相当する例示的構造を提供し、ここで親ポリオール中のヒドロキシルの各々がポリマーアームに変換されており、且つ各ポリマーアームは、それと共有結合した薬物を有するものと仮定する。ポリオールから誘導される以下に示す有機ラジカルは酸素を含み、化合物Ｉとの関連においては、ポリマーアームであるアームについて、それらの酸素がＱと見なされることに留意されたい。例えばポリオール誘導有機ラジカル中にある全てのヒドロキシルがポリマーアームの一部を形成する必要はない。以下の例示的な例では、ＱはＯとして示されるが、同様に、Ｓ、−ＮＨ−、又は−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−に対応するものとして考えることができる。加えて、最後の２つの例示的コア構造は、示される代表的なジスルフィド又はジペプチドなどの二官能性リンカーによって互いに結合された２つのポリオールコアを示す。例示的なコア分子のいずれを用いても、同様の構造を想定することができる。例えば、本明細書に記載されるマルチアーム型ポリマーアルカノエートコンジュゲートの調製に好適なさらなるマルチアーム型ポリマーの例については、国際公開第２００７／０９８４６６号パンフレット（その内容は参照により本明細書に明示的に援用される）を参照のこと。
有機ラジカル＊／例示的コンジュゲート（＊はＱを含む）
Figure 2011530597
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 ｍ＝０〜４０、好ましくは０〜１０、又は０〜５（例えば、０、１、２、３、４、５）
Figure 2011530597
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 本明細書に記載されるとおりのマルチアーム型ポリマーアルカノエートコンジュゲート（Ｒ−（Ｑ−ＰＯＬＹ１〜）ｑに対応する）の調製に好適なさらなるマルチアーム型ポリマー出発物質は、例えば日油株式会社（日本国）から、参照により本明細書に援用される同社のカタログによって入手可能である。
或いは、マルチアーム型ポリマー薬物を調製するためのマルチアーム型ポリマー試薬（ｒｅｇｅｎｔ）は、合成的に調製してもよい。例えば、数多くの好適なポリオールコア材料のうち任意のものを、Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）などの化学製品供給業者から購入することができる。特定の高度に誘導体化されたポリオール、例えば平均２４個のヒドロキシル基を有するポリグリセロールもまた、Ｈｙｐｅｒｐｏｌｙｍｅｒｓ ＧｍｂＨから入手することが可能である。初めにポリオールの末端ヒドロキシルを、例えば強塩基を使用してそのアニオン形態に変換し、重合の開始に好適な部位を提供した後、続いて単量体サブユニット、例えばエチレンオキシドをコアに直接重合する。アームの各々において所望の長さのポリマー鎖に達するまで鎖を構築させ続け、続いて例えばクエンチにより反応を終了させる。
さらに別の手法では、活性化マルチアーム型ポリマー試薬を合成的に調製することができ、ここでは、初めに所望のポリオールコア材料を提供し、好適な条件下でポリオールを所望の長さのヘテロ二官能性ＰＥＧメシレートと反応させ、ここでメシレートでないＰＥＧ末端は、ポリオールコアとの反応を防ぐため場合により保護する。ひいては、結果として得られるマルチアーム型ポリマーは、さらなる変換又は活性薬剤との直接的なカップリングに好適であり、続いて必要であれば脱保護を行う。
例えば、ＮＨＳエステル、スクシンイミジルカーボネート、ＢＴＣエステルなどのアシル化剤により活性化されたポリマー試薬と直接カップリングすることにより、ポリアミノコアをベースとするマルチアーム型ポリマー試薬を調製することができ、それによりアミドリンカーＱを有するマルチアーム型ポリマー前駆体が提供される。或いは、複数のアミノ基を有するコア分子を、還元的アミノ化により（例えば、シアノ水素化ホウ素ナトリウムなどの還元剤を使用して）ＰＥＧなどのアルデヒド末端ポリマーとカップリングすることができ、それにより内部アミンリンカーＱを有するマルチアーム型ポリマー前駆体が提供される。
ジペプチド連結によるペンタエリスリトリルコアを含むマルチアーム型ポリマーの例示的な合成が、本明細書において図１Ａ〜図１Ｃとして提供される。
上記の合成に関する記載では、ポリマーＰＥＧが代表的なポリマーとして記載されるが、かかる手法は本明細書に記載される他の水溶性ポリマーにも同様に適用される。
連結Ｑ及びＸ
有機ラジカルＲとポリマーセグメントＰＯＬＹ１との間の、又はＰＯＬＹ１とアルカノエート部分との間の連結は、Ｒ及びＰＯＬＹ１内に含まれる様々な反応基の反応の結果として生じる。本発明のポリマーコンジュゲートの調製に有用な例示的連結反応は、例えば、Ｗｏｎｇ，Ｓ．Ｈ．、（１９９１年）、「Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ」、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ、Ｂｏｃａ Ｒａｔｏｎ，ＦＬ及びＢｒｉｎｋｌｅｙ，Ｍ．（１９９２年）「Ａ Ｂｒｉｅｆ Ｓｕｒｖｅｙ ｏｆ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｐｒｅｐａｒｉｎｇ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ ｗｉｔｈ Ｄｙｅｓ，Ｈａｐｔｅｎｓ，ａｎｄ Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ Ｒｅａｇｅｎｔｓ」、Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇ．Ｃｈｅｍ．、３、２０１３頁において参照することができる。マルチアーム型ポリマーコンジュゲートのアルカノエート部分は、小分子活性薬剤との加水分解により分解可能な結合（すなわち、エステル連結）を提供し、従って時間が経つと活性薬剤はマルチアーム型ポリマーコアから放出される。
本明細書に提供されるマルチアームポリマーコンジュゲート（並びに対応する反応性ポリマー前躯体分子等）は、リンカーセグメントＱと、場合によりスペーサーセグメントＸとを含む。例示的スペーサー又はリンカーとしては、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−Ｃ（Ｓ）−、−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−ＣＨ２−、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ２−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ２−ＣＨ２−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＮＨ−ＣＨ２−、−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２−、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ２−、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ２−ＣＨ２−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−［ＣＨ２］０〜６−（ＯＣＨ２ＣＨ２）０〜２−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−（ＣＨ２）１〜６−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、及び−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−（ＣＨ２）１〜６−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）からなる群から独立して選択されるものなどのセグメントを挙げることができる。
上記の例のいずれにおいても、任意の２、３又は４炭素アルキレン基を、単純なシクロアルキレン基、例えば１，３−又は１，４−シクロへキシレンに置き換えることができる。しかしながら、本開示の目的上、一連の原子は、その一連の原子が水溶性ポリマーセグメントに直接隣接する場合はスペーサー部分ではなく、その一連の原子は単なる別の単量体であり、従って提案されるスペーサー部分はポリマー鎖の延長部に相当するに過ぎない。本明細書に記載されるとおりのスペーサー又はリンカーはまた、上記の基のいずれか２個以上の組み合わせを、任意の配向で含み得る。
化合物Ｉを参照すると、Ｑはリンカーであり、好ましくは加水分解に安定なリンカーである。典型的には、Ｑは、Ｏ、又はＳ、又はＮＨなどの少なくとも１個のヘテロ原子（ｈｅｔｅｒａｔｏｍ）を含み、ここでＱにおいてＲに隣接する原子は、Ｒと併せて考慮するとき、典型的にはコア有機ラジカルＲの残基に相当する。概して、Ｑは１個〜約１０個の原子、又は１個〜約５個の原子を含む。Ｑは、典型的には以下のうちの１つの個数の原子を含む：１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０。例示的且つ好ましいＱとしては、Ｏ、Ｓ、−ＮＨ−、及び−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−が挙げられる。好ましくは、Ｑは酸素であり、つまり有機コア分子はポリオールであることを意味する。
再び化合物Ｉを参照すると、Ｘは、ＰＯＬＹ１をアルカノエートセグメントのジメチレン基とつなぐスペーサーである。一般的に言えば、スペーサーは、約１原子〜約５０原子、又はより好ましくは約１原子〜約２５原子、又はさらにより好ましくは約１原子〜約１０原子の原子長を有する。典型的には、スペーサーは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０からなる群から選択される原子長である。原子鎖長を考えるとき、全体の距離に寄与する原子のみが考慮される。例えば、構造−ＣＨ２−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２ ＣＨ２ Ｏ−ＣＨ２ ＣＨ２ Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−を有するスペーサーについては、置換基はスペーサーの長さに有意に寄与しているとは見なされないため、１１原子の鎖長を有する。スペーサーＸは、加水分解に安定であってもよく、又は加水分解により分解可能であってもよい。特定の実施形態において、例えば、ＰＯＬＹ１がポリエチレングリコールである場合、例えば、添付の実施例に提供される例示的アルカノエートコンジュゲート及び対応するマルチアームポリマー試薬のいくつかにおいて、Ｘは酸素である。例えば、ＰＯＬＹ１が構造−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＣＨ２ＣＨ２−に対応するとき、Ｘは酸素すなわち−Ｏ−に対応することができ、従って「Ｘ」酸素を含む最終的な構造は、単純化するため、省略した形−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−で表され得る。
さらに別の実施形態において、Ｘは構造：Ｙ−Ｚを有し、式中、ＹはＺと共有結合したスペーサー断片であり、加水分解により分解可能な連結である。特定の実施形態において、Ｚそれ自体は加水分解により分解可能な連結を構成しないこともあるが、しかしながら、Ｙ、又はＹの少なくとも一部分と併せて考慮するとき、加水分解により分解可能な連結を形成する。
スペーサーＸのさらにより詳細な実施形態において、Ｙは、構造：−（ＣＲｘＲｙ）ａ−Ｋ−（ＣＲｘＲｙ）ｂ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｃ−を有し、式中、各Ｒｘ及びＲｙは、存在ごとに独立してＨであるか、又はアルキル、置換アルキル、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、アリール、及び置換アリールからなる群から選択される有機ラジカルであり、ａは０〜１２の範囲であり（すなわち、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、又は１２であり得る）、ｂは０〜１２の範囲であり（すなわち、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、又は１２であり得る）、Ｋは、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−、Ｏ−Ｃ（Ｏ）−、Ｃ（Ｏ）−Ｏ−、Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−、Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−から選択され、ｃは０〜２５の範囲であり、及びＺは、Ｃ（Ｏ）−Ｏ−、Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、及びＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−から選択される。Ｋの、及びＺの特定の構造は、ａ、ｂ、及びｃの各々の値に依存し、従って、以下の連結、すなわち、−Ｏ−Ｏ−、ＮＨ−Ｏ−、ＮＨ−ＮＨ−のいずれによっても、スペーサーＸの全体構造がもたらされることはない。
スペーサーＸのさらに別の実施形態において、Ｙは、構造：−（ＣＲｘＲｙ）ａ−Ｋ−（ＣＲｘＲｙ）ｂ−（ＣＨ２ＣＨ２−ＮＨ）ｃ−を有し、式中、可変要素は先述した値を有する。場合によっては、スペーサーＸに短いエチレンオキシド又はエチルアミノ断片が存在すると、プロドラッグコンジュゲートの調製において良好な収量を達成するのに有用であり得る。これは、このリンカーの存在が、マルチアーム型反応性ポリマー、活性薬剤の構造、又は双方の組み合わせに起因する立体障害に関連する問題を回避するのに役立ち得るためである。好ましくは、ｃは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、及び１０からなる群から選択される。
好ましくは、Ｒｘ及びＲｙは、存在ごとに独立してＨ又は低級アルキルである。一実施形態において、Ｒｘ及びＲｙは、存在ごとにＨである。さらに別の実施形態において、「ａ」は０〜５の範囲であり、すなわち、０、１、２、３、４、又は５から選択される。さらに別の実施形態において、ｂは０〜５の範囲であり、すなわち、０、１、２、３、４、又は５から選択される。さらに別の実施形態において、ｃは０〜１０の範囲である。さらに別の実施形態において、Ｋは−Ｃ（Ｏ）−ＮＨである。本明細書に記載される実施形態のいずれも、一般化された化合物Ｉに適用されるのみならず、実施形態の特定の組み合わせにも拡大して適用されることが意図される。
スペーサーＸはまた、存在するとき、特にアルカノエート基の存在が任意の隣接基相互作用の発生を防止するのに十分であるため、アミノ酸、二価酸若しくは三価酸など、又はペプチド若しくはオリゴペプチドに対応してもよい。好適なアミノ酸としては、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、グリシン、スレオニン、セリン、システイン、メチオニン、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、アルギニン、ヒスチジン、プロリンなどのアミノ酸、並びに天然に存在しないアミノ酸が挙げられる。
好ましいスペーサーは、存在するとき、酸素（−Ｏ−）である。
ポリマーＰＯＬＹ１
化合物Ｉにおいて、ＰＯＬＹ１は水溶性非ペプチドポリマーを表す。化合物Ｉの各ポリマーアームにおけるＰＯＬＹ１は独立して選択され、しかし好ましくは、各ポリマーアームは同じポリマーを含む。すなわち、最も好ましくは、マルチアーム型ポリマーコンジュゲートの各アームにおける各ＰＯＬＹ１は同じである。好ましくは、アームの各々、すなわち、化合物Ｉの各「（−Ｑ−ＰＯＬＹ１−Ｘ−Ｄ）」もまた同一である。非ペプチド性且つ水溶性の種々のポリマーのうち任意のものを、本発明に係るコンジュゲートの形成に用いることができる。好適なポリマーの例としては、限定はされないが、ポリ（アルキレングリコール）、エチレングリコールとプロピレングリコールとのコポリマー、ポリ（オレフィンアルコール）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ヒドロキシアルキルメタクリルアミド）、ポリ（ヒドロキシアルキルメタクリレート）、ポリ（サッカライド）、ポリ（α−ヒドロキシ酸）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリホスファゼン、ポリオキサゾリン、ポリ（Ｎ−アクリロイルモルホリン）、参照により全体として本明細書に援用される米国特許第５，６２９，３８４号明細書に記載されるもの、並びに上記のいずれか１つ又は複数のコポリマー、ターポリマー、及び混合物が挙げられる。
好ましくは、ＰＯＬＹ１はポリエチレングリコール、すなわちＰＥＧである。ＰＯＬＹ１は、直鎖、分枝状、フォーク型等を含む数多くの幾何学的配置又は形態のいずれであってもよく、しかし好ましくは、ＰＯＬＹ１は直鎖状であるか（すなわち、全体的なマルチアーム構造の各アームにある）、又はフォーク型である。「フォーク型」ポリマー立体配置を有するマルチアーム型ポリマープロドラッグに好ましい構造は、以下のとおりである：
Figure 2011530597
 Ｆはフォーク基（ｆｏｒｋｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）を表し、及び残りの可変要素は先述のとおりである。好ましくは、フォーク基Ｆのフォーク分岐点は（−ＣＨ）を含むか、又は（−ＣＨ）であり、しかしこれはまた窒素原子（Ｎ）であってもよい。このように、各ポリマーアームはフォーク状のため、それと遊離可能に共有結合した活性薬剤部分を、１個ではなく、２個有する。
構造ＸＩＩに示されるタイプのマルチアーム型ポリマーの調製に有用な例示的フォーク型ポリマーは、米国特許第６，３６２，２５４号明細書に記載されている。
ＰＯＬＹ１１がＰＥＧである場合、その構造は典型的には−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−を含み、これはまた、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＣＨ２ＣＨ２−とも表すことができ、式中、ｎは、約５〜約４００、好ましくは約１０〜約３５０、又は約２０〜約３００の範囲であってもよい。本明細書に提供されるマルチアーム型ポリマーコンジュゲートの好ましい実施形態において、ＰＯＬＹ１は直鎖状ポリエチレングリコールである。
本明細書に記載されるマルチアームの実施形態において、各ポリマーアームＰＯＬＹ１は、典型的には以下のうちの１つに対応する分子量を有する：２００、２５０、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１５００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、７５００、８０００、９０００、１００００、１２，０００、１５０００、１７，５００、１８，０００、１９，０００、２０，０００ダルトン又はそれ以上。本明細書に記載されるマルチアーム型ポリマー立体配置についての総分子量（すなわち、マルチアーム型ポリマーの全体としての分子量）は、概して以下のうちの１つに対応する：８００、１０００、１２００、１６００、２０００、２４００、２８００、３２００、３６００、４０００、５０００、６０００、８０００、１０，０００、１２，０００、１５，０００、１６，０００、２０，０００、２４，０００、２５，０００、２８，０００、３０，０００、３２，０００、３６，０００、４０，０００、４５，０００、４８，０００、５０，０００、６０，０００、８０，０００又は１００，０００又はそれ以上。
典型的には、本発明のマルチアーム型ポリマーについての総分子量は、約８００〜約８０，０００ダルトン、又は約９００〜約７０，０００ダルトンの範囲である。本発明のマルチアーム型ポリマーについての他の好ましい分子量範囲は、約１，０００〜約４０，０００ダルトン、又は約５，０００〜約３０，０００ダルトン、又はさらには、より高い分子量の実施形態の本コンジュゲートについて約２０，０００〜約８０，０００ダルトンである。
アルカノエートセグメント
本明細書に提供されるマルチアーム型ポリマーコンジュゲートは、ｑ本のポリマーアームのなかに、アルカノエートセグメントを含む。アルカノエートセグメントは、薬物とのコンジュゲート形成と、その後の最終的な薬物の放出との双方のために提供される。また、アルカノエート構造は、起こり得る隣接基相互作用であって、マルチアーム型ポリマーコンジュゲート組成物における最適未満の薬物負荷及び望ましくない不純物の形成をもたらし得る隣接基相互作用の発生を防ぐようにも設計される。これは、アルカノエートセグメントの長さと、並びにそこに含まれる特定の原子及び官能基との双方によって提供される。化合物Ｉに示されるとおりのｑ本のポリマーアームの各々は、アルカノエートセグメントで終端し、ここでは小分子薬物（又は−水素又は活性エステル官能価）が、エステル連結（アルカノエートの一部を形成する）を介してポリマーアームと共有結合している。アルカノエートセグメントは−（ＣＨ２）２−（ＣＨＲ１）ｎＣ（Ｏ）−Ｏ−Ｄに対応し、式中、Ｒ１は、存在ごとに独立してＨ、低級アルキル、アルキレン、又は電子求引基であり、及びｎは１〜約７の整数である。Ｒ１から分かるとおり、カルボニルに対するα位、β位、γ位等の炭素は、独立して、例えば、低級アルキル、アルキレン、又は電子求引基と置換されていてもよい。α位にあり、及び程度は少ないがβ位又はγ位にある置換基、例えばメチル基等は、試薬の制御性又は選択性をより高める立体障害をもたらすことができ、従って薬物分子上に存在するような求核基（例えば、アルコール、チオール）との試薬の反応性が低下する。かかる置換基は、マルチアーム型コンジュゲートの加水分解安定性のさらなる制御を提供し得る。例えば、米国特許第６，４９５，６５９号明細書（その内容は、参照により本明細書に援用される）を参照のこと。典型的には、α位にアルキル基が存在すると、かかるアルキル基のないかかるアルカノエートについて認められるものと比べて、隣接するエステル結合に対するさらなる加水分解安定性が付与される。
Ｒ１は、例えば、Ｈ、又は１個〜約６個の炭素原子を含むアルキル基であってもよい。下級アルキル基は直鎖状であっても、又は分枝鎖状であってもよく、メチル、エチル、プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ｉ−ペンチルなどによって例示されるとおりである。アルキレン基が、例えばα位で置換され、例えばδ位で再びつながっている場合、その構造は、以下に示されるとおり、本質的に環状のアルカノエート基を有する。
Figure 2011530597
 或いは、Ｒ１は、ハロゲン化物（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩ）、ニトリル、−ＮＯ２、ＣＦ３、−ＳＯ３などの電子求引基（ＥＷＧ）、又は当該技術分野において一般的に公知の任意の他のＥＷＧであってもよい。整数ｎは、典型的には１、２、３、４、５、６、及び７から選択される値を有する。
従って、−（ＣＨＲ１）ｎ−の部分は、−ＣＨＲ１−、−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−、−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１、−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１、ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−、−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１、−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１−ＣＨＲ１のうちのいずれか１つに対応することができ、式中、各鎖における各Ｒ１は独立して選択される。特定の一実施形態において、各Ｒ１は上記の各々において水素である。さらに別の実施形態では、上記の各々において、各Ｒ１は水素であり、但しα位の、すなわちカルボニルに隣接するＲ１は例外であり、その場合、この特定のＲ１のみが低級アルキルである。さらに追加的な実施形態では、上記の構造の各々において、各Ｒ１は水素であり、但しα位の、すなわちカルボニルに隣接するＲ１は例外であり、その場合、この特定のＲ１のみが上記のとおりのＥＷＧである。
活性薬剤Ｄ
ここで化合物Ｉに戻ると、Ｄは小分子活性薬剤の残基を表し、ｑ（ポリマーアームの本数）は約３〜約５０の範囲である。例示的な範囲は約３〜約１０、約１１〜約２５、約２６〜４０、又は約４１〜約５０である。好ましくは、ｑは約３〜約２５の範囲である。より好ましくは、ｑは３〜約１０の範囲であり、例えば、ｑは、３、４、５、６、７、８、９、又は１０の値を有する。好ましい実施形態において、ｑは４である。活性薬剤残基Ｄは、本明細書に記載されるマルチアーム型ポリマーと共有結合して加水分解性のエステル連結を形成するのに好適な少なくとも１つのヒドロキシル官能基を含み、従って加水分解されると、活性薬剤はその未修飾の形態で放出される。
本発明の一実施形態に従えば、マルチアーム型ポリマーコンジュゲートは、それと共有結合した約３個〜約２５個の活性薬剤分子を有するものとして特徴付けられる。より詳細には、コンジュゲートは、それと共有結合した３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、又は２５個の活性薬剤分子を有する。さらなる実施形態において、本発明のコンジュゲートは、水溶性ポリマーと共有結合した約３個〜約８個の活性薬剤分子を有する。必須ではないが、典型的にはポリマーアームの本数は、水溶性ポリマーと共有結合する活性薬剤の数と一致し得る。すなわち、特定の本数（例えばｑ本）のポリマーアームであって、各々がその末端に反応性のアルカノエート官能基を有するポリマーアームを有するポリマーの場合、得られるコンジュゲート中におけるポリマーと共有結合した活性薬剤の数は、最も望ましくはｑ個である。好ましい実施形態において、本マルチアーム型ポリマーコンジュゲートを含む組成物は、薬物負荷度が９２パーセント以上であることにより特徴付けられる。すなわち、ｑ本のポリマーアームを有するマルチアーム型ポリマーコンジュゲートを含む組成物について、組成物は、種ごとの平均で０．９２（ｑ）以上の薬物負荷を有するものとして特徴付けられる。すなわち、組成物は、種ごとの平均で以下を満たすか、又はそれ以上の薬物負荷により特徴付けられる：０．９２（ｑ）以上；０．９３（ｑ）以上；０．９４（ｑ）以上；０．９５（ｑ）以上；０．９６（ｑ）以上；０．９７（ｑ）以上；０．９８（ｑ）以上；０．９９（ｑ）以上；及び１（ｑ）。
さらに別の実施形態において、本発明のコンジュゲートは、中心有機ラジカルコアから拡がる複数のポリマーアームを有するのではなく、水溶性ポリマーが、それと共有結合したペンダント型活性薬剤部分であって、各々が、好ましくは本明細書に記載されるアルカノエート連結などの分解可能な連結によって共有結合する部分を有するものとして特徴付けられる。かかる実施形態において、ポリマープロドラッグコンジュゲートの構造は、概してＰＯＬＹ１（−Ｘ−（ＣＨ２）２（ＣＲ１Ｈ）ｎＣ（Ｏ）−Ｏ−Ｄ）ｑとして記載され、式中、各薬物残基はアルカノエートリンカーを介してＰＯＬＹ１と共有結合しており、可変要素のＰＯＬＹ１、Ｘ、Ｒ１、ｎ、Ｄ、及びｑは上記のとおりであり、及びポリマー、典型的には直鎖状のポリマーは、それと結合した「ｑ」個の活性薬剤残基を、典型的にはポリマー鎖に沿った離散的な長さのところに、アルカノエートリンカー−薬物部分につながるスペーサーＸを介して有する。
特定の実施形態において、活性薬剤部分又は残基は、分子量が約１０００未満の小分子である。さらに追加の実施形態において、小分子薬物は、分子量が約８００未満、又はさらには約７５０未満である。さらに別の実施形態において、小分子薬物は、分子量が約５００未満、又はある場合には、さらに約３００未満である。
好ましい活性薬剤部分は抗癌剤である。特に、少なくとも１つのヒドロキシル基を有する（すなわち、アルカノエート結合の形成に好適な）腫瘍崩壊薬が好ましい。特に、タキサン及びカンプトテシンなどのアルカロイド系細胞傷害剤、並びにビンカアルカロイド系のビンクリスチン、ビノレルビン、ビンブラスチン、及びビデシン（ｖｉｄｄｅｓｉｎｅ）が好ましい。
一つの好ましい活性薬剤クラスはカンプトテシンである。好ましい実施形態において、Ｄは、タキサン又はパクリタキセル若しくはドセタキセルなどのタキサン誘導体である。本開示の目的上、用語「タキサン」は、テルペン類のタキサンファミリー中のあらゆる化合物を含む。従って、タキソール（パクリタキセル）、３’−置換ｔｅｒｔ−ブトキシ−カルボニル−アミン誘導体（タキソテール）など、並びに、例えばＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能な他の類似体は、本開示の範囲内である。一つの特に好ましいＤはドセタキセルであり、この場合、最終的なマルチアーム型ポリマーコンジュゲートにおいて２’位のＨは存在しない：
Figure 2011530597
 他の好ましいタキサンは、本明細書において特定の実施形態及び添付の実施例に記載されるとおりの、タキサン骨格の２’位の修飾を受けることが可能なものである。
加えて、ドセタキセルなどのタキサンが本開示の範囲内であり、この場合、マルチアーム型アルカノエート骨格との結合は、タキサン骨格中のいずれかの−ＯＨ位にあり得る。
さらに別の好ましい活性薬剤クラスはカンプトテシンである。一実施形態において、本発明で用いられるカンプトテシンは、以下の構造に対応する。
Figure 2011530597
 式中：
Ｒ１〜Ｒ５は、各々、水素；ハロ；アシル；アルキル（例えば、Ｃ１〜Ｃ６アルキル）；置換アルキル；アルコキシ（例えば、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ）；置換アルコキシ；アルケニル；アルキニル；シクロアルキル；ヒドロキシル；シアノ；ニトロ；アジド；アミド；ヒドラジン；アミノ；置換アミノ（例えば、モノアルキルアミノ及びジアルキルアミノ）；ヒドロキシカルボニル；アルコキシカルボニル；アルキルカルボニルオキシ；アルキルカルボニルアミノ；カルバモイルオキシ；アリールスルホニルオキシ；アルキルスルホニルオキシ；−Ｃ（Ｒ７）＝Ｎ−（Ｏ）ｉ−Ｒ８（式中、Ｒ７は、Ｈ、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、又はアリールであり、ｉは０又は１であり、及びＲ８は、Ｈ、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、又は複素環である）；及びＲ９Ｃ（Ｏ）Ｏ−（式中、Ｒ９は、ハロゲン、アミノ、置換アミノ、複素環、置換複素環、又はＲ１０−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ−（式中、ｍは１〜１０の整数であり、及びＲ１０は、アルキル、フェニル、置換フェニル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、複素環、又は置換複素環である）である）からなる群から独立して選択され；又はＲ２がＲ３と共に、若しくはＲ３がＲ４と共に、置換又は非置換メチレンジオキシ、エチレンジオキシ、又はエチレンオキシを形成し；
Ｒ６はＨ又はＯＲ’であり（式中、Ｒ’は、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、ハロアルキル、又はヒドロキシアルキルである）；及び
Ｌは、マルチアーム型ポリマーコンジュゲートとの結合部位である。
上記では環２０位にあるＬが示されるが、結合部位はカンプトテシン構造中の任意の好適な位置にあってよい。
用語「カンプトテシン化合物」は、本明細書で使用されるとき、植物アルカロイド２０（Ｓ）−カンプトテシン、並びにその薬学的に活性な誘導体、類似体及び代謝産物を含む。カンプトテシン誘導体の例としては、限定はされないが、９−ニトロ−２０（Ｓ）−カンプトテシン、９−アミノ−２０（Ｓ）−カンプトテシン、９−メチル−カンプトテシン、９−クロロ−カンプトテシン、９−フルオロ（ｆｌｏｕｒｏ）−カンプトテシン、７−エチルカンプトテシン、１０−メチル−カンプトテシン、１０−クロロ−カンプトテシン、１０−ブロモ−カンプトテシン、１０−フルオロ−カンプトテシン、９−メトキシ−カンプトテシン、１１−フルオロ−カンプトテシン、７−エチル−１０−ヒドロキシカンプトテシン（ＳＮ３８）、１０，１１−メチレンジオキシカンプトテシン、及び１０，１１−エチレンジオキシカンプトテシン、及び７−（４−メチルピペラジノメチレン）−１０，１１−メチレンジオキシカンプトテシン、７−エチル−１０−（４−（１−ピペリジノ（ｐｉｐｅｒｄｉｎｏ））−１−ピペリジノ（ｐｉｐｅｒｄｉｎｏ））−カルボニルオキシ−カンプトテシン、９−ヒドロキシ−カンプトテシン、及び１１−ヒドロキシ−カンプトテシンが挙げられる。特に好ましいカンプトテシン化合物としては、カンプトテシン、イリノテカン、及びトポテカンが挙げられる。
天然の未置換の植物アルカロイドカンプトテシンは、天然抽出物を精製することにより得ることができ、又はＳｔｅｈｌｉｎ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ）から入手してもよい。置換カンプトテシンは、文献で公知の方法を用いて得ることもでき、又は商業的な供給業者から入手することもできる。例えば、９−ニトロ−カンプトテシンはＳｕｐｅｒＧｅｎ，Ｉｎｃ．（Ｓａｎ Ｒａｍｏｎ，Ｃａｌｉｆ．）から入手してもよく、９−アミノ−カンプトテシンはＩｄｅｃ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ（Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，Ｃａｌｉｆ．）から入手してもよい。カンプトテシン及び様々な類似体及び誘導体はまた、Ｓｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓなどの標準的な精製化学製品供給会社から入手してもよい。
特定の好ましいカンプトテシン化合物は、以下の一般的構造に対応する
Figure 2011530597
 式中：
Ｒ１〜Ｒ５は、各々、水素；ハロ；アシル；アルキル（例えば、Ｃ１〜Ｃ６アルキル）；置換アルキル；アルコキシ（例えば、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ）；置換アルコキシ；アルケニル；アルキニル；シクロアルキル；ヒドロキシル；シアノ；ニトロ；アジド；アミド；ヒドラジン；アミノ；置換アミノ（例えば、モノアルキルアミノ及びジアルキルアミノ）；ヒドロキシカルボニル；アルコキシカルボニル；アルキルカルボニルオキシ；アルキルカルボニルアミノ；カルバモイルオキシ；アリールスルホニルオキシ；アルキルスルホニルオキシ；−Ｃ（Ｒ７）＝Ｎ−（Ｏ）ｉ−Ｒ８（式中、Ｒ７は、Ｈ、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、又はアリールであり、ｉは０又は１であり、及びＲ８は、Ｈ、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、又は複素環である）；及びＲ９Ｃ（Ｏ）Ｏ−（式中、Ｒ９は、ハロゲン、アミノ、置換アミノ、複素環、置換複素環、又はＲ１０−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ−（式中、ｍは１〜１０の整数であり、及びＲ１０は、アルキル、フェニル、置換フェニル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、複素環、又は置換複素環である）である）からなる群から独立して選択され；又はＲ２がＲ３と共に、若しくはＲ３がＲ４と共に、置換又は非置換メチレンジオキシ、エチレンジオキシ、又はエチレンオキシを形成し；及び
Ｒ６は、Ｈ又はＯＲ’である（式中、Ｒ’は、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、ハロアルキル、又はヒドロキシアルキルである）。
例示的置換基としては、ヒドロキシル基、アミノ基、置換アミノ基、ハロ基、アルコキシ基、アルキル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルカルボニルアミノ基、アリール基（例えば、フェニル基）、複素環基、及びグリコシル基が挙げられる。
例えば、実施形態においてＤはイリノテカンであり、この場合、最終的なマルチアーム型プロドラッグコンジュゲートにおいて２０位のヒドロキシル上のＨは存在しない。
Figure 2011530597
 或いは、ＤはＳＮ−３８である。
より詳細には、活性薬剤は、限定はされないが、小分子、オリゴペプチド、ポリペプチド又はタンパク質の模倣物、断片、若しくは類似体、ステロイド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、電解物などを含む数多くの構造クラスのうちの１つに該当し得るとともに、典型的には、マルチアーム型ポリマーとの共有結合に好適な少なくとも（ａｓ ｌｅａｓｔ）１つの遊離ヒドロキシル基など（すなわち、「ハンドル」）を含む。
或いは、薬物は、好適な「ハンドル」の導入、好ましくはその存在する官能基のうちの１つが、本明細書に記載されるアルカノエート連結の形成に好適な官能基に変換されることにより修飾される。理想的には、かかる修飾は、治療効果又は活性薬剤の活性に対して著しい程度の悪影響を及ぼしてはならない。すなわち、本発明のマルチアーム型ポリマーとの結合を促進するための活性薬剤のいかなる修飾も、それによって生じるその生物活性の低下は、修飾前の公知の親活性薬剤と比べて約３０％以下でなければならない。より好ましくは、本発明のマルチアーム型ポリマーとの結合を促進するための活性薬剤のいかなる修飾も、好ましくは、それによって生じるその活性の低下は、修飾前の公知の親活性薬剤と比べて約２５％、２０％、１５％、１０％又は５％以下である。
上記の例示的薬物は、適用可能な場合、その類似体、作動薬、拮抗薬、阻害薬、異性体、多型、及び薬学的に許容可能な塩の形態を包含することが意図される。
プロドラッグコンジュゲートの組成物／集合
前述のとおり、場合によっては、本明細書に記載されるとおりのマルチアームポリマーコンジュゲートを含む組成物は、そのポリマーアームのうちの１本又は複数（ｏｎｅ ｏｆ ｍｏｒｅ）に薬物Ｄが存在しないプロドラッグ種を含み得る。それが発生するのは、例えば、マルチアーム型反応性ポリマーの薬物Ｄとの反応が不完全なことに起因して起こり得る。多くの場合に、化学量論上好都合な場合であっても、すなわち反応性ポリマーアームの本数に対して過剰な薬物を使用しても、反応を最後まで駆動するのは困難であり、従って生成物はポリマー種の混合体を含み得る。しかしながら、本アルカノエートリンカーを用いることにより、本明細書に提供されるとおりのマルチアーム型ポリマープロドラッグ組成物を特徴付けるとき、最終的なコンジュゲートについての薬物負荷の程度（すなわち、割合）が有利には高くなり、典型的には９２％以上、例えば、約９２％〜約１００％の負荷となる。
しかしながら、完全を期すため、本発明の組成物が場合によっては、概してＲ（−Ｑ１−ＰＯＬＹ１−Ｘ１−（ＣＨ２）２（ＣＲ１Ｈ）ｎＣ（Ｏ）−Ｏ−Ｄ）ｑ（式中、１つ又は複数のポリマーアームに薬物が存在しない）として特徴付けられるマルチアームポリマーコンジュゲートを含み得ることに留意しなければならない。出発材料のマルチアーム型ポリマー試薬の各アームが、それと結合したアルカン酸官能基を有すると仮定すると、得られるコンジュゲートは各ポリマーアームと共有結合した薬物を有することもあり、及び好ましくは有することになり、又は、或いは薬物Ｄがないこともある。可変基Ｄは小分子であり、ここでＤ１はＤの存在を示し、Ｄ０はＤが存在しないことを示す。従って、例えば、組成物は以下を含み得る：
Ｒ（−Ｑ−ＰＯＬＹ１−Ｘ−（ＣＨ２）２（ＣＲ１Ｈ）ｎＣ（Ｏ）−Ｏ−Ｄ）ｍ（−Ｑ−ＰＯＬＹ１−Ｘ−（ＣＨ２）２（ＣＲ１Ｈ）ｎＣ（Ｏ）−Ｏ−Ｄ０）ｓ、
式中、ｍ＋ｓ＝ｑ、但し注記として、ｍ（薬物が結合しているポリマーアームの本数）は１以上（例えば、１〜ｑ）である。ｍの値は、それに対応して０〜（ｑ−１）の範囲となる。典型的には、薬物が存在しないとき、すなわちＤ０のとき、ポリマーアームは官能基Ｙで終端し、式中、Ｙは、−Ｈ又は対応するアルカン酸の誘導体（反応生成物）若しくは活性化カルボキシスクシンイミドである。より具体的には、本発明の組成物は、以下の構造を有する１つ又は複数のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート種を含み得る：
Ｒ（−Ｑ−ＰＯＬＹ１−Ｘ−（ＣＨ２）２（ＣＲ１Ｈ）ｎＣ（Ｏ）−Ｏ−Ｄ）ｍ（−Ｑ−ＰＯＬＹ１−Ｘ−（ＣＨ２）２（ＣＲ１Ｈ）ｎＣ（Ｏ）−Ｏ−Ｙ）ｓ、
式中、Ｙは、Ｈ又は対応するアルカン酸の誘導体若しくは活性化カルボキシスクシンイミドに対応する。好ましい組成物は、全体として特徴付けるとき、０．９２（ｑ）以上のｍの値を有するものである。理想的には、活性薬剤の定量的な置換の場合に、ｓはゼロに等しく、ｍがｑに等しい。
例示として、マルチアーム型ポリマーコンジュゲートが４本のポリマーアームを含む場合、マルチアーム型ポリマー当たりの共有結合する薬物分子の個数の理想値は４であり、マルチアーム型ポリマー当たりの薬物分子の平均個数は、その理想値の約９２％〜約１００％の範囲である。これは、マルチアームポリマーコンジュゲート当たりのＤの平均個数が約３．６８〜４．０の範囲であることに相当する。
さらに別の実施形態において、例えばポリマーアームの本数が約３〜約８の範囲である場合のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート組成物について、組成物中に存在する大多数の種は、ポリマーコアと結合した理想的な数の薬物分子（「ｑ」）を有するものか、又はポリマーコアと結合した（「ｑ」）薬物分子と（「ｑ−１」）薬物分子との組み合わせを有するものである。
例えば、本発明に係る好ましいマルチアーム型ポリマープロドラッグ組成物は、以下のコンジュゲート種：
Figure 2011530597
 などのうちの１つ又は複数を含むことができ、式中、Ｏ−Ｄｏｃは以下に対応し：
Figure 2011530597
 及び好ましくは、主に第１の種を含み、すなわち、各ポリマーアームがそれと共有結合した薬物、この場合ドセタキセルを有する。すなわち、最も好ましくは、本明細書に提供されるとおりのマルチアームポリマーコンジュゲートは、各ポリマーアームと共有結合した活性薬剤を有し、従ってポリマーアームの各々において本質的に定量的な活性薬剤の置換が起こっている。かかる実施形態において、本発明の組成物は、マルチアーム型ポリマー当たりの薬物分子の平均個数が本質的にその理想値に一致する（すなわち、本質的にその理想値の１００％である）ことにより特徴付けられる。
本開示は、単独で記載されるか、又はプロドラッグ組成物の一部を形成するものとして記載されるかに関わらず、本明細書に記載される各プロドラッグ種を包含することが意図される。
一つの例示的な好ましいコンジュゲート４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣが、実施例２に記載される。すなわち、好ましい実施形態において、本明細書に提供されるとおりのマルチアーム型ポリマーコンジュゲートは、ペンタエリスリトール誘導コア（従ってＲ−Ｑ−がペンタエリスリトリルに対応する）と、ＰＥＧに対応するＰＯＬＹ１と、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＣＨ２ＣＨ２−、酸素Ｏに対応するＸの値と、ブタノエートに対応する、従ってｎ＝１、Ｒ１＝Ｈのアルカノエートリンカー部分とを有し、及びｑは４に等しい。実施例２に記載されるとおり、４アーム型ポリマーコンジュゲートの置換値は、約９８〜約１００％であった。薬物負荷の程度についてのさらなる特性決定が、実施例１１に提供される（例えば表１を参照）。実施例１１に提供される比較データから分かるとおり、グリシン連結及びカルボキシメチレン連結マルチアーム型コンジュゲートの平均薬物負荷値は著しく低く、平均でその理想値の約７５％〜約８０％であった。これは、前述のマルチアーム型ポリマーコンジュゲートと比べたときの本アルカノエート連結マルチアーム型ポリマーコンジュゲートの価値及びその改良点を示している。
アルカノエートリンカーを有するさらなる例示的マルチアーム型ポリマーコンジュゲートの調製が、実施例１２に記載される。かかるコンジュゲートは以下の特徴を有する：ペンタエリスリトリルコア（例えば、式中Ｒ−Ｑがペンタエリスリトリルに対応する）、ＰＥＧである水溶性非ペプチドポリマーセグメントＰＯＬＹ１、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＣＨ２ＣＨ２−、酸素であるスペーサーＸ、４に等しいｑの値、及び以下のアルカノエートリンカー：α−メチルプロパノエート、α−メチルペンタノエート、ヘキサノエート、オクタノエート、及びデカノエート。
マルチアーム型ポリマープロドラッグコンジュゲートの形成方法
本発明のコンジュゲート調製用のものなどのマルチアーム型反応性ポリマーは、本明細書に提供される指針に基づき、化学合成の技術分野において公知の事項を併せて考慮して、市販の出発物質から容易に調製することができる。
ペンタエリスリトールコア又はグリセロールコアのいずれかを有するヒドロキシル末端マルチアーム型ＰＥＧは、日油株式会社から入手可能である。かかるマルチアーム型ＰＥＧは、活性薬剤上に存在するヒドロキシルとカップリングさせるための対応するアルカン酸を調製するよう官能化することにより、本明細書に提供されるコンジュゲートの調製に直接使用することができる。例えば、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ−ブタン酸の形成について記載する実施例１と、それに続く実施例２に記載されるとおりのコンジュゲート形成を参照のこと。記載される手法では、マルチアーム４−ＡＲＭ−ＰＥＧ−ＯＨ出発物質を強塩基の存在下で保護されたブロモブタン酸と反応させることで、所望のマルチアーム型ＰＥＧアルカン酸試薬を形成する。例えば、米国特許出願公開第２００５／００３６９７８号明細書を参照のこと。この手法は、任意のマルチアーム型ＰＥＧ−ＯＨ出発物質の調製に適用可能である。得られるマルチアーム型ポリマーのアルカン酸は、例えば、ジイソプロピルカルボジイミド（ＤＩＣ）などの好適な縮合剤を使用して、標的ヒドロキシル含有薬物とカップリングさせることができる。これは以下に概略的に示される。
Figure 2011530597
 代替的な手法では、薬物がアルカン酸部分を含むように官能化され、続いてマルチアーム型ポリマーと共有結合させることで、本明細書に記載されるとおりのコンジュゲートが提供される。この方法が以下に示され、これは、ＰＥＧ ＢＴＣ活性エステルを用いて最終的にリンカーとＰＥＧセグメントとの間にウレタン結合を生じさせる。当業者は、記載される方法に関して多くの変形例を想定することができる。
Figure 2011530597
 本発明に記載される方法は、反応物及び生成物の正確な構造に関して多くの異なる形を許容するのに十分な柔軟性を有する。例えば、置換反応におけるそれぞれの臭化アルキルは、塩化アルキル又はメシレートで容易に代用し得る。また、例示として活性ＮＨＳエステルが用いられる場合、他の活性エステル、例えばｐ−ニトロフェノレート又はＢＴＣを使用することができる。また、鎖延長基、特にエチレンオキシサブユニットを含むものを、コアマルチアームＰＥＧ構造と末端リンカーとの間の第２のリンカーとして使用してもよい。本発明に係るマルチアームポリマープロドラッグを実現するのに好適な官能基、リンカー、保護基などの選択は、一部には、活性薬剤上及びマルチアーム型ポリマー出発物質上の官能基に依存し、本開示の内容に基づけば、当業者には明らかである。
プロドラッグ製剤は、さらに精製してもよい。精製及び単離方法としては、沈殿と、それに続くろ過及び乾燥、並びにクロマトグラフィーが挙げられる。好適なクロマトグラフ法としては、ゲルろ過クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、及びＢｉｏｔａｇｅ Ｆｌａｓｈクロマトグラフィーが挙げられる。
医薬組成物
本発明は、獣医学用途及び人間医学用途の双方のための医薬製剤又は組成物を提供し、これは、本発明の１つ又は複数のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート又はその薬学的に許容可能な塩を、１つ又は複数の薬学的に許容可能な担体と共に含み、及び場合により任意の他の治療成分、安定剤などを含む。１つ又は複数の担体は、製剤の他の成分と適合性を有し、且つその被投与者にとって過度に有害でないという意味で薬学的に許容可能なものでなければならない。本発明の組成物はまた、ポリマー賦形剤／添加剤又は担体、例えば、ポリビニルピロリドン、誘導体化セルロース、例えば、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、及びヒドロキシプロピルメチルセルロース、Ｆｉｃｏｌｌ（ポリマー糖）、ヒドロキシエチルデンプン（ＨＥＳ）、デキストレート（例えば、２−ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン及びスルホブチルエーテル−β−シクロデキストリンなどのシクロデキストリン）、ポリエチレングリコール、並びにペクチンを含んでもよい。本組成物は、さらに、希釈剤、緩衝剤、結合剤、崩壊剤、増粘剤、潤滑剤、防腐剤（抗酸化剤を含む）、香味剤、味マスキング剤、無機塩（例えば、塩化ナトリウム）、抗菌剤（例えば、塩化ベンザルコニウム）、甘味料、帯電防止剤、界面活性剤（例えば、「ＴＷＥＥＮ ２０」及び「ＴＷＥＥＮ ８０」などのポリソルベート、並びにＢＡＳＦから入手可能なＦ６８及びＦ８８などのｐｌｕｒｏｎｉｃ）、ソルビタンエステル、脂質（例えば、リン脂質、例えばレシチン及び他のホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、脂肪酸及び脂肪酸エステル、ステロイド（例えば、コレステロール））、並びにキレート剤（例えば、ＥＤＴＡ、亜鉛及び他のかかる好適なカチオン）を含んでもよい。本発明に係る組成物での使用に好適な他の医薬賦形剤及び／又は添加剤は、「Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ：Ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ」第１９版、Ｗｉｌｌｉａｍｓ ＆ Ｗｉｌｌｉａｍｓ、（１９９５年）、及び「Ｐｈｙｓｉｃｉａｎ’ｓ Ｄｅｓｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ」第５２版、Ｍｅｄｉｃａｌ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ、Ｍｏｎｔｖａｌｅ，ＮＪ（１９９８年）、及び「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｅｘｃｉｐｉｅｎｔｓ」第３版、Ａ．Ｈ．Ｋｉｂｂｅ編、Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｐｒｅｓｓ、２０００年に掲載されている。
本発明のプロドラッグは、経口、直腸、局所、経鼻、眼内、又は非経口（腹腔内、静脈内、皮下、又は筋肉内注射を含む）投与に好適なものを含む組成物として製剤化され得る。組成物は、好都合には単位剤形で提供されてもよく、製薬の技術分野において周知の方法のいずれによって調製されてもよい。いずれの方法も、活性薬剤又は化合物（すなわち、プロドラッグ）を、１つ又は複数の補助成分を構成する担体と合わせるステップを含む。一般に、組成物は、活性化合物を液体担体と合わせて溶液又は懸濁液を形成するか、或いは活性化合物を、固形の、場合により粒子状の生成物を形成するのに好適な製剤成分と合わせ、次に、必要な場合、その生成物を所望の送達形態に成形することにより調製される。本発明の固形製剤は、粒子状の場合、典型的には約１ｎｍ〜約５００μｍの範囲のサイズの粒子を含む。一般に、静脈内投与が意図される固形製剤については、粒子は典型的には約１ｎｍ〜約１０μｍの範囲の直径である。特に、注射前に水性媒体中で再構成される無菌凍結乾燥組成物が好ましい。
好ましい製剤は、活性薬剤Ｄがドセタキセルであるマルチアームポリマーコンジュゲートを含む固形製剤である。固形製剤は、典型的には静脈内注入前に５％デキストロース注射剤又は０．９％塩化ナトリウム注射剤で希釈される。
製剤中のマルチアーム型ポリマーコンジュゲートの量は、用いられる具体的な活性薬剤、その活性、コンジュゲートの分子量、並びに他の要因、例えば、剤形、標的患者集団、及び他の考慮事項に応じて異なり得るとともに、当業者は概して容易に判断することができる。製剤中のコンジュゲートの量は、治療有効量の化合物、例えばアルカロイド系抗癌剤を、それを必要とする患者に送達し、それにより、例えば癌の治療など、化合物に関連する治療効果の少なくとも１つを実現するために必要な量である。実際には、これは特定のコンジュゲート、その活性、治療対象の病態の重症度、患者集団、製剤の安定性などに応じて幅広く異なり得る。組成物は、概して約１重量％〜約９９重量％の範囲のコンジュゲート、典型的には約２重量％〜約９５重量％の範囲のコンジュゲート、より典型的には約５重量％〜８５重量％の範囲のコンジュゲートを含み、また、組成物中に含まれる賦形剤／添加剤の相対量にも依存し得る。より具体的には、本組成物は典型的には以下の割合のうちの少なくとも約１つのコンジュゲートを含み得る：２重量％、５重量％、１０重量％、２０重量％、３０重量％、４０重量％、５０重量％、６０重量％、又はそれ以上。
経口投与に好適な本発明の組成物は、カプセル、カシェ、錠剤、ロゼンジなどの個別の単位として提供されてもよく、各々が所定量のコンジュゲートを、粉末若しくは顆粒；又は水系液若しくは非水系液体中の懸濁液、例えば、シロップ剤、エリキシル剤、乳剤、内服液剤（ｄｒａｕｇｈｔ）等として含む。
非経口投与に好適な製剤は、好都合には、プロドラッグコンジュゲートの無菌水性調製物を含み、これは被投与者の血液と等張性となるように配合され得る。
点鼻スプレー製剤は、防腐剤及び等張剤を含むマルチアーム型ポリマーコンジュゲートの精製水溶液を含む。かかる製剤は、好ましくは鼻粘膜に適合するｐＨ及び等張状態に調節される。
直腸投与製剤は、カカオ脂、又は水素化脂肪又は水素化脂肪カルボン酸などの好適な担体を含む坐薬として提供され得る。
点眼製剤は、ｐＨ及び等張性に関する因子が好ましくは眼に適合するように調節されることを除き、点鼻スプレーと同様の方法により調製される。
局所製剤は、鉱油、石油、ポリヒドロキシアルコール又は局所製剤に用いられる他の基剤などの１つ又は複数の媒体に溶解又は懸濁されたマルチアーム型ポリマーコンジュゲートを含む。上述のとおりの他の補助成分の添加が望ましいこともある。
例えば吸入によるエアロゾルとしての投与に好適な医薬製剤もまた提供される。こうした製剤は、所望のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート又はその塩の溶液又は懸濁液を含む。所望の製剤は、小型チャンバに入れて噴霧投与され得る。噴霧化は、圧縮空気又は超音波エネルギーによりコンジュゲート又はその塩を含む複数の液滴又は固形粒子を形成することによって達成され得る。
マルチアーム型ポリマープロドラッグコンジュゲートの特徴
本開示に係る例示的マルチアーム型ポリマープロドラッグの薬物動態を種々の動物モデルにおいて評価し、少なくとも一部において、投与時に薬物に対する持続的な全身曝露が実現したかどうかを判定した。本明細書に提供される実施例から、本明細書に記載される特徴を有するマルチアーム型プロドラッグを投与すると、様々なインビボ試験により支持されるとおり、薬物、例えばドセタキセルに対する持続的な全身曝露が実現され、さらに、かかる薬物に対する曝露の増加及び持続性が、本開示の主題のプロドラッグについて認められる優れた抗腫瘍活性に有効に寄与することが実証される。
例示として、実施例１４は、ラットに対する４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルと、それに対するドセタキセルとの投与について記載する。本明細書に記載される結果に基づくと、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルは、ラットに投与したとき、低いクリアランス及び小さい分布容積を示し、結果として約６５時間の長い４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル終末半減期となる。血漿中ドセタキセルＣｍａｘは、等価な４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル用量の投与後、ドセタキセル用量の投与後と比較して約６倍低下し、一方ＡＵＣは同程度である。血漿中ドセタキセルの半減期は、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの投与後、ドセタキセルの投与後に観測される半減期と比べて約４倍長いと推定され（１６８時間に対して４０時間）、従って、プロドラッグ投与後のドセタキセルへの持続的な全身曝露が実証される。
本明細書に記載される例示的プロドラッグが投与時に薬物（例えば、ドセタキセル）に対する持続的な全身曝露をもたらすことに関するさらなる裏付けとして、実施例１５がイヌにおいて同様の結果を実証する。具体的には、実施例１５は、３１時間の長い４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル終末半減期を実証する。等価な４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル用量及びドセタキセル用量の投与後、血漿中ドセタキセルＣｍａｘ及びＡＵＣは、それぞれ約１１０倍及び７倍低下する。さらに、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの投与後の血漿中ドセタキセル半減期は、ドセタキセルの投与後に観測される半減期と比べて約８倍長いと推定される（１９９時間に対して２５時間）。
得られた薬物動態学的データに母集団モデリング方法を適用することで、実施例１６に記載されるとおり種及び用量とは無関係に、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの投与後、ドセタキセルの投与と比べて血漿中ドセタキセル濃度の持続期間が延び、長時間に及ぶことがさらに裏付けられる。
本開示の例示的プロドラッグについての観測された亢進した抗腫瘍活性は、以下及び添付の実施例にさらに詳細に記載される。
使用方法
本明細書に提供されるマルチアーム型ポリマープロドラッグは、任意の動物、特にヒトを含む哺乳類において未修飾の活性薬剤に反応する任意の病態を治療又は予防するために使用することができる。
本発明のマルチアームポリマーコンジュゲートは、特に抗癌剤として有用であり、すなわち、本明細書に提供される代表的なインビボ試験からエビデンスが示されるとおり、特定の固形腫瘍の増殖を有意に低減するのに有効であることが示されている。すなわち、小分子薬物が抗癌剤、例えばカンプトテシン化合物か、又はドセタキセルなどの他の腫瘍崩壊薬である場合、本明細書に提供されるコンジュゲートは癌の治療に用いることができる。本明細書に提供されるとおりのマルチアーム型ポリマーアルカノエートコンジュゲートの投与による治療に好適な癌のタイプとしては、乳癌、卵巣癌、結腸癌、結腸直腸癌、前立腺癌、胃癌、悪性黒色腫、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、甲状腺癌、腎癌、胆管癌、脳癌、頭頸部癌、リンパ腫、白血病、横紋筋肉腫、神経芽細胞腫などが挙げられる。本発明のマルチアームポリマーコンジュゲートは、固形腫瘍におけるターゲティング及び蓄積に特に有効である。本マルチアームポリマーコンジュゲートはまた、ＨＩＶ及び他のウイルスの治療においても有用である。
本マルチアームポリマーコンジュゲートはまた、難治性の癌、すなわち、様々な他の治療に反応を示したことのない癌を有する患者において抗腫瘍活性の向上ももたらし得る。また、マルチアームポリマーコンジュゲートの投与の別の利点は、未修飾の活性薬剤の投与と比較したとき、患者の骨髄抑制を低減する可能性があることである。
治療方法は、それを必要とする哺乳類に対し、本明細書に提供されるとおりのマルチアームポリマーコンジュゲートを含む組成物又は製剤の治療有効量を投与するステップを含む。任意の具体的なマルチアームポリマーコンジュゲートの治療上有効な投薬量は、コンジュゲートごと、患者ごとに異なるであろうとともに、患者の状態、用いられる特定の活性薬剤の活性、送達経路、及び治療対象の病態などの要因に依存し得る。
カンプトテシン系の活性薬剤については、約０．５〜約１００ｍｇカンプトテシン／体重ｋｇ、好ましくは約１０．０〜約６０ｍｇ／ｋｇの投薬量が好ましい。タキサン系の活性薬剤については、タキサン部分の量を基準として約５〜約５００ｍｇ／ｍ２、好ましくは約２５〜約１２５ｍｇ／ｍ２の投薬量が好ましい。他の薬学的に活性な薬剤と併用して投与される場合、さらに少量のマルチアームポリマーコンジュゲートであっても治療上有効であり得る。上記に示す範囲は例示であり、当業者は、臨床経験及び特定の治療適応に基づきマルチアームポリマーコンジュゲートの至適用量を決定し得る。
治療方法はまた、抗癌剤、例えば本明細書に記載されるとおりのカンプトテシン又はタキサン化合物のマルチアームポリマーコンジュゲートを含む組成物又は製剤の治療有効量を、第２の抗癌剤と併用して投与するステップも含む。例えば、結腸直腸癌の治療では、カンプトテシン系又はドセタキセル系化合物のマルチアームポリマープロドラッグが、５−フルオロウラシル若しくはロイコボリン、ｘｅｌｏｄａなどの化学療法薬か、又はａｖａｓｔｉｎ、Ｅｒｂｉｔｕｘ（登録商標）（セツキシマブ）、若しくはＶｅｃｔｉｂｉｘ（商標）（パニツムマブ）などの薬剤と併用して投与されてもよい。乳癌の治療では、本明細書に記載されるとおりのマルチアームポリマーコンジュゲートを、場合により、ｘｅｌｏｄａ、パクリタキセル、ドセタキセル、又はａｂｒａｘａｎｅと組み合わせて投与することが、療法に含まれ得る。肺癌の治療では、本発明のマルチアームポリマーコンジュゲートの投与と共に、シスプラチン、カルボプラチン、ゲムシタビン、アリムタ（ａｌｉｍｐｔａ）、及びドセタキセル（ドセタキセルは、マルチアームポリマーコンジュゲートそれ自体がドセタキセルを含まない場合）を投与することが、療法に含まれ得る。
一実施形態において、本明細書に記載されるとおりのマルチアーム型ポリマーカンプトテシン含有コンジュゲートは、米国特許第６，４０３，５６９号明細書に記載されるとおり、５−フルオロウラシル及びフォリン酸と組み合わせて投与される。
本発明のマルチアームポリマーコンジュゲートは、１日１回若しくは数回、好ましくは１日１回以下投与され得る。例示的な投薬スケジュールとしては、１週間に１回、２週間に１回、又は３週間に１回が挙げられる。維持投与の場合には、投薬は月１回など、３週間に１回よりさらに少ない頻度で行われ得る。治療期間は２〜３週間の期間にわたり１日１回であってもよく、数ヶ月又はさらには数年の期間にわたり継続され得る。１日量は、個々の投薬量単位か、若しくはいくつかのより少量の投薬量単位の形態の単回用量で投与することも、又は分割した投薬量を特定の間隔を置いて頻回投与することにより投与することもできる。
本明細書に提供されるマルチアームポリマーコンジュゲートは、マルチアームポリマーアルカノエート骨格が存在しない対応する未修飾の小分子薬物の投与と比較したとき、効力の向上、耐容性の向上及び媒体に付随する毒性の低下を示す。
裏付けとなる実施例から、様々なタイプの癌についての様々なインビボマウス異種移植片モデルにおける代表的なマルチアーム型ポリマーアルカノエートコンジュゲートの抗腫瘍活性が示される。実施例１３に詳細に記載されるとおり、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣは、Ｈ４６０及びＬＳ１７４Ｔマウス異種移植片モデルにおいてドセタキセルそれ自体より高い抗腫瘍活性を示す。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣについては試験した３つの細胞株のうち２つにおいて部分的な退縮が認められたが、ドセタキセルについては退縮は認められなかった。加えて、実施例１３に示されるとおり、最大耐容量において、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣについての腫瘍増殖遅延（ＴＧＤ）率は、Ｈ４６０、ＬｏＶｏ、及びＬＳ１７４Ｔ異種移植片モデルにおいてドセタキセルより、それぞれ２．５倍、２．０倍、及び１．６倍高かった−これらは全て、本明細書に提供されるマルチアーム型コンジュゲートの非常に優れた特徴を示すものである。
本発明は、その好ましい具体的な実施形態に関連して記載されているが、上記の記載並びに以下の実施例は例示を目的としており、本発明の範囲を限定する意図はないことが理解されるべきである。本発明の範囲内の他の態様、利点及び変更は、本発明が関係する技術分野の当業者には明らかであろう。
本発明の実施は、特に指示されない限り、有機合成などの従来技術を用い、それらは当該分野の技術の範囲内である。かかる技法は文献に十分な記載がある。試薬及び材料は、具体的に別様に指摘しない限り、市販されている。例えば、Ｍ．Ｂ．Ｓｍｉｔｈ及びＪ．Ｍａｒｃｈ、「Ｍａｒｃｈ’ｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ：Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」、第６版（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、２００７年）、上記、及び「Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｇｒｏｕｐ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ ＩＩ」、第１〜７巻、第２版：「Ａ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ １９９５−２００３（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｓｅｒｉｅｓ）」、Ｋａｔｒｉｔｓｋｙ，Ａ．Ｒ．ｅｔ ａｌ．編、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅを参照のこと。
以下の実施例では、使用する数（例えば、量、温度等）に関して正確性を確保するよう努めているが、いくらかの実験誤差及び偏差は考慮すべきである。特に指示がない限り、温度は摂氏温度であり、圧力は海面における大気圧又はその近傍である。
以下の実施例は、本発明の特定の態様及び利点を示すが、しかしながら本発明は、以下に記載される特定の実施形態に何ら限定されるものではないと考えられる。
略語
ＣＭ カルボキシメチル又はカルボキシメチレン（−ＣＨ２ＣＯＯＨ）
ＤＣＣ １，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド
ＤＣＭ ジクロロメタン
ＤＩＣ Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルカルボジイミド
ＤＰＴＳ ４−（ジメチルアミノ）−ピリジニウム−ｐ−トルエンスルホネート
ＤＭＦ ジメチルホルムアミド
ＤＭＡＰ ４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ピリジン
ＤＭＳＯ ジメチルスルホキシド
ＤＩ 脱イオン化されている
ＨＣｌ 塩酸
ＨＯＢＴ ヒドロキシベンジルトリアゾール
ＨＰＬＣ 高速液体クロマトグラフィー
ＩＰＡ イソプロピルアルコール
Ｋ又はｋＤａ キロダルトン
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ マトリクス支援レーザー脱離イオン化飛行時間
ＭｅＯＨ メタノール
ＭＷ 分子量
ＮＭＲ 核磁気共鳴
ＲＴ 室温
ＳＣＭ スクシンイミジルカルボキシメチル（−ＣＨ２−ＣＯＯ−Ｎ−スクシンイミジル）
ＳＤＳ−ＰＡＧＥ ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動
ＳＥＣ サイズ排除クロマトグラフィー
ＴＦＡ トリフルオロ酢酸
ＴＨＦ テトラヒドロフラン
ＴＬＣ 薄層クロマトグラフィー
材料及び方法
ドセタキセル（Ｔａｘｏｔｅｒｅ（登録商標））は、Ｈａｎｇｚｈｏｕ ＨＥＴＤ Ｐｈａｒｍ ＆ Ｃｈｅｍ Ｃｏ．，Ｌｔｄ、中国から購入した。
ペンタエリスリトール（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｉｔｏｌ）ベースの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ１０Ｋ−ＯＨ、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＯＨ、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ３０Ｋ−ＯＨ、及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ４０Ｋ−ＯＨは、日油株式会社（日本国）から入手した。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＯＨは、構造的に以下に示されるとおりの以下の構造：Ｃ−（ＣＨ２Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＨ）４を有する：
Figure 2011530597
 各アームの変数「ｎ」は、２．５、５、７．５、又は１０キロダルトンのＰＥＧ平均分子量に対応する単量体サブユニットの数を表し、従って４アーム構造の簡易な省略形は、それぞれ１０、２０、３０、又は４０キロダルトンの分子のポリマー部分についての全体的な平均分子量を示す。
１ＨＮＭＲデータは全て、Ｂｒｕｋｅｒにより製造される３００又は４００ＭＨｚのＮＭＲ分光計によって作成された。
実施例１
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ブタン酸（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ」）の合成
Figure 2011530597
 トルエン（７５０ｍｌ）中のペンタエリスリトールベースの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＯＨ（１００．０ｇ、０．０２０当量）（日油株式会社）の溶液を、１５０ｍｌのトルエンを留去することにより共沸乾燥した。ｔｅｒｔ−ブタノール（６０ｍｌ、０．０６０モル）中のカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドの１．０Ｍ溶液及び１−（３−ブロモプロピル）−４−メチル−２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタン（１２．６ｇ、０．０５２モル）を添加し、混合物をアルゴン雰囲気下７０℃で一晩撹拌した。溶媒を減圧留去し、残留物を蒸留水（１，０００ｍｌ）中に溶解した。溶液のｐＨを５％リン酸で２に調整し、溶液を室温で１５分間撹拌した。次に、１Ｍの水酸化ナトリウムを添加することによりｐＨを１２に再調整し、１Ｍの水酸化ナトリウムを定期的に添加してｐＨを１２に維持しながら溶液を２時間撹拌した。その後、５％リン酸を添加することによりｐＨを３に調整し、生成物をジクロロメタンで抽出した。
抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ過し、次にイソプロピルアルコールを添加した。沈殿生成物をろ過により取り出し、減圧乾燥した。
収量９５．０ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ１．７２ｐｐｍ（ｑ，ＣＨ ２ −ＣＨ２−ＣＯＯ−）、２．２４ｐｐｍ（ｔ，−ＣＨ２−ＣＯＯ−）、３．５１ｐｐｍ（ｓ，ＰＥＧ骨格）。置換＝約１００％（すなわち、このＮＭＲ方法の精度の範囲内で、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ出発物質の各アームの末端に位置する各ＯＨ基が、対応するブタン酸に変換されたことを意味する）。
実施例２
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ブタノエート連結ドセタキセルコンジュゲート（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣ」）の合成
Figure 2011530597
 ６０ｍｌの無水ジクロロメタン中の４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ブタン酸（５．０ｇ、０．００１０当量、実施例１）と、ドセタキセル（１．０ｇ、０．００１２モル）と、ｐ−トルエンスルホン酸（ｔｏｌｕｅｎｏｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ）４−ジメチルアミノピリジン塩（０．１５ｇ、０．０００５１モル）との溶液に対し、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルカルボジイミド（０．６３ｇ、０．００５モル）を添加し、混合物をアルゴン雰囲気下、室温で一晩撹拌した。溶媒を減圧留去した。残留物をジクロロメタン（７．５ｍｌ）中に溶解し、イソプロピルアルコールとジエチルエーテルとの１：１混合物（１００ｍｌ）に加えた。沈殿生成物をろ去し、減圧乾燥した。沈殿を繰り返すと、３．８ｇの白色の固形生成物が得られた。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ１．０６（ｓ，１２Ｈ），１．１６（ｓ，１２Ｈ），１．２７（ｓ，３６Ｈ），１．６８（ｓ，１２Ｈ），１．８４（ｍ，８Ｈ），２．２０〜２．６０（ｍ，１４Ｈ），３．３０〜３．８０（ｍ，約１９００Ｈ），３．９０（ｄ，４Ｈ），４．１２（ｄ，４Ｈ），４．２０（ｍ，４Ｈ），４．２６（ｄ，４Ｈ），４．９７（ｄ，４Ｈ），５．１５（ｓ，４Ｈ），５．２８（ｓ，４Ｈ），５．３８（ｍ，８Ｈ），５．６２（ｄ，４Ｈ），６．３０（ｔ，４Ｈ），７．２４（ｍ，８Ｈ），７．３０（ｍ，８Ｈ），７．４４（ｍ，８Ｈ），７．５４（ｍ，４Ｈ），８．０４（ｄ，８Ｈ）。
溶媒としてのＣＤＣｌ３中での生成物のＮＭＲ分析から、４ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ブタン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ）の各分子が４個のドセタキセル分子とつながっていることが示された。置換：約９８〜約１００％。
実施例３
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−グリシン（ペンタエリスリトリル−４−ＡＲＭ−（ＰＥＧ−１−メチレン−２オキソ−ビニルアミノ酢酸）−２０Ｋ）（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＣＭ−ＧＬＹ」）の合成
以下の実施例は、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ブタン酸と、それに対する４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＣＭ−グリシンとについて、実施例１に記載される４−ＡＲＭ−ＰＥＧ−ＯＨ出発物質における薬物（すなわち、ドセタキセル）の置換の程度を比較するための基礎として提供される。
Ａ．４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−酢酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＣＭ）の形成
トルエン（７５０ｍｌ）中のペンタエリスリトール（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｉｔｏｌ）ベースの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＯＨ（１００．０ｇ、０．０２０当量）（日油株式会社）の溶液を、１５０ｍｌのトルエンを留去することにより共沸乾燥した。ｔｅｒｔブタノール（６０ｍｌ、０．０６０モル）中のカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドの１．０Ｍ溶液及びｔｅｒｔ−ブチルブロモ酢酸（１２．９ｇ、０．０６６モル）を添加し、混合物をアルゴン雰囲気下４５℃で一晩撹拌した。溶媒を減圧留去し、残留物を蒸留水（１，０００ｍｌ）中に溶解した。１Ｍの水酸化ナトリウムを添加することにより溶液のｐＨを１２に調整し、１Ｍの水酸化ナトリウムを定期的に添加してｐＨを１２．０に維持しながら溶液を一晩撹拌した。１Ｍのリン酸を添加することによりｐＨを２に調整した。得られた生成物４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−酢酸（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＣＭ」とも称される）をジクロロメタンで抽出した。抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥してろ過し、濃縮した。次に濃縮抽出物をエチルエーテルに添加した。
ろ過して減圧乾燥することにより沈殿生成物を回収した。収量９５．５ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ３．５１ｐｐｍ（ｓ，ＰＥＧ骨格）、４．０１ｐｐｍ（ｓ，−ＣＨ２−ＣＯＯ−）。置換１００％。置換＝約１００％（すなわち、このＮＭＲ方法の精度の範囲内で、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ出発物質の各アームの末端に存在する各ＯＨ基が、対応する酢酸に変換されたことを意味する）。
Ｂ．４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−酢酸，Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル（ＮＨＳ）の形成
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−酢酸（９０．０ｇ、０．０１８当量）をジクロロメタン（２７０ｍｌ）中に溶解し、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（２．２０ｇ、０．０１９ｍｏｌ）を添加した。次にジシクロヘキシルカルボジイミド（４．１３ｇ、０．０２０モル）を添加し、溶液を室温で一晩撹拌した。反応混合物をろ過して濃縮し、イソプロピルアルコールを添加することにより沈殿させた。
最終生成物の収量：８２ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ２．８１ｐｐｍ（ｓ，スクシンイミド），３．５１ｐｐｍ（ｓ，ＰＥＧ骨格），４．６０ｐｐｍ（ｓ，−ＣＨ２−ＣＯＯ−）。置換１００％。
Ｃ．４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＣＭ−グリシン（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＣＭ−ＧＬＹ」）の形成
Figure 2011530597
 ４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−酢酸，Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル（８０．０ｇ、０．０１６当量）をジクロロメタン（２４０ｍｌ）中に溶解し、グリシン，ｔｅｒｔ−ブチルエステル塩酸塩（３．２２ｇ、０．０１９モル）を添加した。次にトリエチルアミン（６．９０ｇ）を添加し、溶液を室温で一晩撹拌した。反応混合物を、１６０ｍｌのジクロロメタンを減圧留去することにより濃縮し、続いて８０ｍｌのトリフルオロ酢酸を添加した。混合物を室温で３時間撹拌し、続いてジクロロメタン及びトリフルオロ酢酸を減圧留去した。粗生成物を１２０ｍｌのジクロロメタン中に溶解し、イソプロピルアルコールを添加することにより沈殿させた。
沈殿物の（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＣＭ−ＧＬＹ）を回収して乾燥させると、７４ｇの白色固形生成物が得られた。１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ３．６４ｐｐｍ（ｓ，ＰＥＧ骨格），４．０５ｐｐｍ（ｓ，−ＣＨ２−ＣＯＯ−），４．０９ｐｐｍ（ｄ，−ＣＨ２−，グリシン）。置換約１００％。
実施例４
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＣＭ−グリシン連結ドセタキセルコンジュゲート（「４アーム−ＰＥ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＣＭ−ＧＬＹ−ＤＯＣ」）の合成
６０ｍｌの無水ジクロロメタン中の４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−アセテート連結グリシン（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＣＭ−ＧＬＹ、５．０ｇ、０．００１０当量）と、ドセタキセル（１．０ｇ、０．００１２モル）と、ｐ−トルエンスルホン酸（ｔｏｌｕｅｎｏｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ）４−ジメチルアミノピリジン塩（１．５ｇ、０．００５１モル）との溶液に対し、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルカルボジイミド（０．６３ｇ、０．００５モル）を添加し、混合物をアルゴン雰囲気下、室温で一晩撹拌した。溶媒を減圧留去した。残留物をジクロロメタン（７．５ｍｌ）中に溶解し、イソプロピルアルコールとジエチルエーテルとの１：１混合物（１００ｍｌ）に加えた。沈殿生成物をろ去し、減圧乾燥した。沈殿を繰り返すと、３．７ｇの白色の固形生成物が得られた。
溶媒としてのＣＤＣｌ３中での生成物（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＣＭ−ＧＬＹ−ＤＯＣ）のＮＭＲ分析から、置換が約７５％であったことが示された。これはすなわち、４ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＣＭ−ＧＬＹの各分子が、望ましい４個ではなく、約３個のドセタキセル分子と結合したことを意味する。
実施例５
さらなる４−ＡＲＭ−ＰＥＧ１０Ｋ−ＣＭ−グリシン連結ドセタキセルコンジュゲート：（「４−ＡＲＭ−ＰＥ−ＰＥＧ１０Ｋ−ＣＭ−ＧＬＹ−ＤＯＣ」）の合成
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ１０Ｋ−ＣＭ−グリシン連結ドセタキセルコンジュゲートを、それらの分子量を除き上記の記載と同じように調製した。出発材料のペンタエリスリトール（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｉｔｏｌ）ベースの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ−ＯＨの平均分子質量は１０ｋＤａであった。
４ＡＲＭ−ＰＥＧ（１０ｋ）−グリシン連結ドセタキセルの１Ｈ ＮＭＲ分析から、約８４％の置換が示された。
実施例６
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＴＥＧ−α−メチルプロピオン酸（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＴＥＧ−α−ＭＰＡ」）の合成
Figure 2011530597
 Ｉ．テトラ（エチレングリコール）−（α−アミン，硫酸塩）−ω−（α−メチルプロピオン酸，メチルエステル）の合成
Ａ．テトラ（エチレングリコール）モノ−α−メチルプロピオニトリル
Figure 2011530597
 テトラ（エチレングリコール）「ＴＥＧ」（１９４．２ｇ、１．０モル）と、臭化テトラブチルアンモニウム（９．６ｇ）と、トルエン（３５０ｍｌ）との混合物を、トルエンを減圧留去することにより共沸乾燥した。固形水酸化カリウム（粉末、２．２ｇ）を添加し、混合物を室温で３０分間撹拌した。次にメタクリロニトリル（５０ｍｌ）を２時間かけて滴下しながら添加し、反応混合物をアルゴン雰囲気下、室温で９２時間撹拌した。粗生成物を１５００ｍｌの脱イオン水中に溶解し、得られた溶液を、活性炭（５０ｇ）、及びＡｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲ １２０ ｐｌｕｓ（５００ｍｌ）とＡｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲ ６７とから構成される脱塩カラムによりろ過した。塩化ナトリウム（３００ｇ）を添加し、生成物をジクロロメタン（５００、３００、及び２００ｍｌ）で抽出した。抽出物を乾燥させて（ＭｇＳＯ４）、溶媒を減圧留去した。
収量：５４．０ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ１．２１ｐｐｍ（ｄ，ＣＨ ３ −Ｃ−），３．００ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ−ＣＮ），３．６２ｐｐｍ（ｂｍ，−ＯＨ２ＣＨ２Ｏ−）。純度：約１００％。
Ｂ．テトラ（エチレングリコール）モノ−α−メチルプロピオンアミド
Figure 2011530597
 テトラ（エチレングリコール）モノ−α−メチルプロピオニトリル（５４ｇ）を濃塩酸（１８０ｍｌ）中に溶解し、得られた溶液を室温で２０時間撹拌した。脱イオン水（２５０ｍｌ）を添加し、７〜８℃の１０％水酸化ナトリウム溶液でｐＨを７．６に調整した。水を減圧蒸留で取り除き、無水エチルアルコール（２００ｍｌ）で固形残留物から生成物を抽出した。抽出物からエチルアルコールを蒸留して取り除き、粗生成物をジクロロメタン（１５０ｍｌ）中に溶解した。溶液を無水ＭｇＳＯ４で乾燥し、溶媒を減圧留去した。
収量：５３．３ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ０．８９ｐｐｍ（ｄ，ＣＨ ３ −Ｃ−），２．５５ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ−（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ２），３．４７ｐｐｍ（ｂｍ，−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−）。純度：約１００％。
Ｃ．テトラ（エチレングリコール）モノ−α−メチルプロピオン酸
Figure 2011530597
 テトラ（エチレングリコール）モノ−α−メチルプロピオンアミド（４５ｇ）を水酸化カリウム溶液（濃度６．６７％、４５０ｍｌ）中に溶解し、得られた溶液を室温で７０時間撹拌した。次に、温度７〜８℃の１０％リン酸で反応混合物のｐＨを７．５に調整した。水を減圧蒸留で取り除き、無水エチルアルコール（３００ｍｌ）で固形残留物から生成物を抽出した。次に、抽出物からエチルアルコールを蒸留して取り除いた。粗生成物を脱イオン水（５０ｍｌ）中に溶解し、ジクロロメタン（４×１００ｍｌ）で不純物を抽出した。ＮａＣｌ（１０ｇ）を添加し、溶液のｐＨを１０％塩酸で３．０に調整した。生成物をジクロロメタン（１００ｍｌ、１００ｍｌ、及び８０ｍｌ）で抽出した。抽出物を無水ＭｇＳＯ４で乾燥し、溶媒を減圧留去した。
収量：２５．３ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ１．０６ｐｐｍ（ｄ，ＣＨ ３ −Ｃ−），２．７３ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ−ＣＯＯ−），３．６０ｐｐｍ（ｂｍ，−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−）。純度：約１００％。
Ｄ．テトラ（エチレングリコール）モノ−α−メチルプロピオン酸，メチルエステル
Figure 2011530597
 テトラ（エチレングリコール）モノ−α−メチルプロピオン酸（２５ｇ）を無水メチルアルコール（３５０ｍｌ）中に溶解して濃硫酸（６．５ｍｌ）を添加し、溶液を室温で３時間撹拌した。８％ＮａＨＣＯ３水溶液で反応混合物のｐＨを６．０に調整し、メチルアルコールを減圧留去した。生成物をジクロロメタン（１００ｍｌ、８０ｍｌ、及び５０ｍｌ）で抽出した。抽出物を無水ＭｇＳＯ４で乾燥し、溶媒を減圧留去した。
収量：２４．０ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ１．０６ｐｐｍ（ｄ，ＣＨ ３ −Ｃ−），２．６９ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ−ＣＯＯ），３．４７ｐｐｍ（ｂｍ，−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−），３６０ｐｐｍ（ｓ，ＣＨ３Ｏ−）。純度：約１００％。
Ｅ．テトラ（エチレングリコール）−α−メシレート−ω−（−α−メチルプロピオン酸，メチルエステル）
Figure 2011530597
 テトラ（エチレングリコール）モノ−α−メチルプロピオン酸，メチルエステル（２４ｇ、０．０８１５モル）と、トルエン（２４０ｍｌ）との混合物を、トルエンを減圧留去することにより共沸乾燥した。乾燥したテトラ（エチレングリコール）モノ−α−メチルプロピオン酸，メチルエステルを無水トルエン（２００ｍｌ）中に溶解した。その溶液に対し、４０ｍｌの無水ジクロロメタン及び１２．５ｍｌのトリエチルアミン（０．０８９７モル）を添加した。次に、ジクロロメタン（５０ｍｌ）中に溶解した１０．０ｇのメタンスルホニルクロリド（０．０８７３モル）を０〜５℃で滴下しながら添加した。溶液をアルゴン雰囲気下、室温で一晩撹拌した。次に炭酸ナトリウム（１０ｇ）を添加し、混合物を１時間撹拌した。次に溶液をろ過し、溶媒を減圧留去した。
収量：２８．３ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（ｄ６−ＤＭＳＯ）：１．０６ｐｐｍ（ｄ，ＣＨ３−Ｃ−） ２．７０ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ−ＣＯＯ−），３．１８ｐｐｍ（ｓ，ＣＨ３−，メタンスルホネート），３．４９ｐｐｍ（ｂｍ，−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−），３．６０ｐｐｍ（ｓ，ＣＨ３Ｏ−），３．６７ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ ２ −ＣＨ２−メタンスルホネート），４．３１ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ２−メタンスルホネート）。純度：約１００％。
Ｆ．テトラ（エチレングリコール）−（α−アミン，ヒドロクロリド）−ω−（−α−メチルプロピオン酸）
Figure 2011530597
 テトラ（エチレングリコール）−α−メシレート−ω−（−α−メチルプロピオン酸，メチルエステル）（２３．８ｇ）と脱イオン水（５０ｍｌ）との混合物に対し、ｐＨを１２．０〜１２．３に維持しながら、７０ｍｌの５％ＮａＯＨ溶液を６時間かけて徐々に添加した。次に濃縮水酸化アンモニウム（１５００ｍｌ）を添加し、混合物を室温で６４時間撹拌した。次に、混合物を乾燥するまで減圧濃縮した。残留物を脱イオン水（１５０ｍｌ）中に溶解し、溶液のｐＨを１ＭのＨＣｌで３．０に調整した。水を減圧留去し、粗生成物をジクロロメタン（１５０ｍｌ）中に溶解した。溶液をろ過して無水ＭｇＳＯ４で乾燥し、溶媒を減圧留去した。
収量１９．４ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：１．０６ｐｐｍ（ｄ，ＣＨ３−Ｃ−） ２．７２ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ−ＣＯＯ），３．１３ｐｐｍ（ｔ，−ＣＨ ２ −ＮＨ２・ＨＣｌ），３．６４ｐｐｍ（ｂｍ，−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−）。純度：約１００％。
Ｇ．テトラ（エチレングリコール）−（α−アミン，硫酸塩）−ω−（−α−メチルプロピオン酸，メチルエステル）
Figure 2011530597
 テトラ（エチレングリコール）−（α−アミン，ヒドロクロリド）−ω−（−α−メチルプロピオン酸）（１９．４ｇ）を無水メチルアルコール（２８０ｍｌ）中に溶解し、濃硫酸（５．２ｍｌ）を添加して、その溶液を室温で３時間撹拌した。反応混合物のｐＨを８％ＮａＨＣＯ３水溶液で６．０に調整し、溶媒を減圧留去した。粗生成物をジクロロメタン（２５０ｍｌ）中に溶解した。溶液を無水ＭｇＳＯ４で乾燥し、溶媒を減圧留去した。
収量：１５．７ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：１．０４ｐｐｍ（ｄ，ＣＨ３−Ｃ−） ２．７７ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ−ＣＯＯ−），３．１１ｐｐｍ（ｔ，−ＣＨ ２ −ＮＨ２・Ｈ２ＳＯ４），３．６２ｐｐｍ（ｂｍ，−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−）。純度：約１００％。
ＩＩ．４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ベンゾトリアゾリルカーボネート（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＴＣ」）の合成
Figure 2011530597
 アセトニトリル（１００ｍｌ）中のペンタエリスリトール（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｉｔｏｌ）ベースの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＯＨ（１０．０ｇ、０．００２０当量）（日油株式会社）の溶液を、溶媒を留去することにより共沸乾燥した。次に、生成物を５０ｍｌの無水アセトニトリル中に再び溶解し、ピリジン（０．４９ｍｌ）及びジ（１−ベンゾトリアゾーリル）カーボネート（トリクロロエタン中１．３１ｇの５９％分散液）を添加し、混合物を窒素雰囲気下、室温で一晩撹拌した。溶媒を減圧留去し、生成物をイソプロピルアルコールで沈殿させた。沈殿生成物をジクロロメタン（１０ｍｌ）中に溶解し、イソプロピルアルコールで再び沈殿させ、ろ去して減圧乾燥した。
収量９．８ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（ｄ６−ＤＭＳＯ）：３．５１ｐｐｍ（ｓ，ポリマー骨格），４．６２ｐｐｍ（ｍ，ＰＥＧ−ＯＣＨ２−ＣＨ ２ −ＯＣＯ２−，２Ｈ），７．４１〜８．２１ｐｐｍ（複合多重線，ベンゾトリアゾールプロトン，４Ｈ）。置換＝約１００％（すなわち、このＮＭＲ方法の精度の範囲内で、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ出発物質の各アームの末端に位置する各ＯＨ基が、対応するベンゾトリアゾリルカーボネート基に変換されたことを意味する）。
ＩＩＩ．４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＴＥＧ−α−メチルプロピオン酸（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＴＥＧ−α−ＭＰＡ」）の合成
無水ジクロロメタン（８０ｍｌ）中のテトラ（エチレングリコール）−（α−アミン，硫酸塩）−ω−（−α−メチルプロピオン酸，メチルエステル）（０．７５ｇ）の溶液に対し、トリエチルアミン（０．５６ｍｌ）を添加し、次に固形の４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ベンゾトリアゾリルカーボネート（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＴＣ」）（８．０ｇ）を部分量ずつ添加し、得られた溶液をアルゴン雰囲気下、室温で一晩撹拌した。次に溶液を減圧濃縮し、生成物をイソプロピルアルコールで沈殿させ、真空乾燥した。次にそれを蒸留水（２００ｍｌ）中に溶解した。溶液のｐＨを１Ｍの水酸化ナトリウムで１２．１に調整し、１Ｍの水酸化ナトリウムを定期的に添加することによりｐＨを１２．１に維持しながら溶液を５時間撹拌した。その後、ＮａＣｌ（１０ｇ）を添加し、１０％のリン酸を添加することによりｐＨを３に調整して、生成物をジクロロメタンで抽出した。抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥してろ過し、濃縮した。次に濃縮抽出物をイソプロピルアルコールに加えた。
ろ過して減圧乾燥することにより沈殿生成物を回収した。収量７．４ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ１．００ｐｐｍ（ｄ，ＣＨ３−Ｃ−），２．５５ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ−ＣＯＯ−），３．０８ｐｐｍ（ｑ，−ＣＨ２Ｎ−ＮＨ−），３．５１ｐｐｍ（ｓ，ＰＥＧ骨格），４．００ｐｐｍ（ｓ，−ＣＨ２−ＣＯＯ−），７．１６ｐｐｍ（ｔ，−（Ｃ＝Ｏ）−ＮＨ−）。置換約１００％（すなわち、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ出発物質の各アームの末端に位置する各ＯＨ基が、対応する□−メチルプロピオン酸に変換されたことを意味する）。
実施例７
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ヘキサン酸（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＨＡ」）の合成
Figure 2011530597
 無水トルエン（５００ｍｌ）中のペンタエリスリトール（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｉｔｏｌ）ベースの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＯＨ（５０．０ｇ、０．０１０当量）（日油株式会社）の溶液を、トルエンを留去することにより共沸乾燥した。乾燥した生成物を無水トルエン（５００ｍｌ）中に溶解し、ｔｅｒｔ−ブタノール（３０ｍｌ、０．０３０モル）中のカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドの１．０Ｍ溶液及び１−（５−ブロモペンチル）−４−メチル−２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタン（７．８ｇ、０．０２８モル）を添加して、混合物をアルゴン雰囲気下７２℃で一晩撹拌した。溶媒を減圧留去し、残留物を蒸留水（４００ｍｌ）中に溶解した。溶液のｐＨを１０％リン酸で２に調整し、溶液を室温で１５分間撹拌した。次に、１Ｍの水酸化ナトリウムを添加することによりｐＨを１２．５に再調整し、１Ｍの水酸化ナトリウムを定期的に添加してｐＨを１２．１〜１２．５に維持しながら溶液を２時間撹拌した。その後、１０％リン酸を添加することによりｐＨを３に調整し、生成物をジクロロメタンで抽出した。
抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ過し、減圧濃縮した後、エチルエーテルを添加した。沈殿生成物をろ過により取り出し、減圧乾燥した。
収量４８．５ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ１．２８ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ２−ＣＨ ２ −ＣＨ ２ −ＣＨ ２ −ＣＨ２−ＣＯＯ−），１．４８ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ ２ −ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＯＯ−），２．１８ｐｐｍ（ｔ，−ＣＨ２−ＣＯＯ−），３．５１ｐｐｍ（ｓ，ＰＥＧ骨格）。置換＝約１００％（すなわち、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ出発物質の各アームの末端に位置する各ＯＨ基が、対応するヘキサン酸に変換されたことを意味する）。
実施例８
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−オクタン酸（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＯＡ」）の合成
Figure 2011530597
 Ｉ．３−メチル−３−オキセタンメタノールの８−ブロモオクタン酸エステルの合成
０〜５℃に冷却した無水ジクロロメタン（５００ｍｌ）中の８−ブロモオクタン酸（２２．５ｇ、０．１０１モル）と、３−メチル−３−オキセタンメタノール（１１．０ｇ、０．１０８モル）と、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（１．６ｇ）との溶液に対し、無水ジクロロメタン（１１０ｍｌ）中のＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシルジカルボジイミド（ｄｉｃｙｃｌｏｘｅｈｙｌｄｉｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ）（２２．３ｇ、０．１０８モル）の溶液を、４５分間かけて滴下しながら添加した。次に、４−（ジメチルアミノ）ピリジン（１．８ｇ）を添加し、混合物をアルゴン雰囲気下、室温で一晩撹拌した。溶液をろ過し、５％リン酸で２回洗浄した（２×２５０ｍｌ）。次にそれを無水ＭｇＳＯ４で乾燥し、溶媒を留去した。粗生成物の収量２８．０ｇ。
ＩＩ．１−（７−ブロモヘプチル）−４−メチル−２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタンの合成
３−メチル−３−オキセタンメタノール（１４．０ｇ）の８−ブロモオクタン酸エステルを無水ジクロロメタン（７０ｍｌ）中に溶解し、溶液を０〜５℃に冷却した。三フッ化ホウ素ジエチルエーテラート（１．４９ｍｌ）を添加し、混合物を０〜５℃で４時間撹拌した。トリエチルアミン（７．２ｍｌ）を添加し、混合物を０〜５℃で１５分間撹拌した。溶媒を減圧留去した。残留物をエチルエーテル（２００ｍｌ）中に溶解し、溶液をろ過した。次に溶媒を減圧留去した。収量１３．５ｇ。
ＩＩＩ．４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−オクタン酸の合成
無水トルエン（２００ｍｌ）中のペンタエリスリトール（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｉｔｏｌ）ベースの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＯＨ（２０．０ｇ、０．００４当量）（日油株式会社）の溶液を、トルエンを留去することにより共沸乾燥した。乾燥した生成物を無水トルエン（４００ｍｌ）中に溶解し、ｔｅｒｔ−ブタノール（１２ｍｌ、０．０１２モル）中のカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドの１．０Ｍ溶液及び１−（７ブロモヘプチル）−４−メチル−２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタン（３．７ｇ、０．０１２モル）を添加し、混合物をアルゴン雰囲気下７２℃で一晩撹拌した。溶媒を減圧留去し、残留物を蒸留水（３００ｍｌ）中に溶解した。溶液のｐＨを１０％リン酸で２に調整し、溶液を室温で４５分間撹拌した。次に、１Ｍの水酸化ナトリウムを添加することによりｐＨを１２．５に再調整し、１Ｍの水酸化ナトリウムを定期的に添加してｐＨを１２．１〜１２．５に維持しながら溶液を３時間撹拌した。その後、１０％リン酸を添加することによりｐＨを３に調整し、生成物をジクロロメタンで抽出した。
抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ過し、減圧濃縮した後、イソプロピルアルコールで沈殿させた。沈殿生成物をろ過により取り出し、減圧乾燥した後、それをジクロロメタン（１５ｍｌ）中に溶解し、イソプロピルアルコールで再び沈殿させた。収量１５．５ｇ。
収量４８．５ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ１．２５ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ２−ＣＨ ２ −ＣＨ ２ −ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ ２ −ＣＨ２−ＣＯＯ−），１．４７ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ ２ −ＣＨ ２ −ＣＨ２−ＣＯＯ−），２．１５ｐｐｍ（ｔ，−ＣＨ２−ＣＯＯ−），３．５１ｐｐｍ（ｓ，ＰＥＧ骨格）。置換＝約１００％（すなわち、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ出発物質の各アームの末端に位置する各ＯＨ基が、対応するオクタン酸に変換されたことを意味する）。
実施例９
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−デカン酸（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＤＡ」）の合成
Figure 2011530597
 Ｉ．３−メチル−３−オキセタンメタノールの１０−ブロモデカン酸エステルの合成
０〜５℃に冷却した無水ジクロロメタン（５００ｍｌ）中の１０−ブロモオクタン酸（２５．０ｇ、０．１００モル）と、３−メチル−３−オキセタンメタノール（１０．９ｇ、０．１０７モル）と、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（１．６ｇ）との溶液に対し、無水ジクロロメタン（１１０ｍｌ）中のＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシルジカルボジイミド（ｄｉｃｙｃｌｏｘｅｈｙｌｄｉｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ）（２２．１ｇ、０．１０７モル）の溶液を、４５分間かけて滴下しながら添加した。次に４−（ジメチルアミノ）ピリジン（１．８ｇ）を添加し、混合物をアルゴン雰囲気下、室温で一晩撹拌した。溶液をろ過し、５％リン酸で２回洗浄した（２×２５０ｍｌ）。次にそれを無水ＭｇＳＯ４で乾燥し、溶媒を留去した。収量２９．０ｇ。
ＩＩ．１−（９−ブロモノニル）−４−メチル−２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタンの合成
３−メチル−３−オキセタンメタノール（２９．０ｇ）の１０−ブロモデカン酸エステルを無水ジクロロメタン（３００ｍｌ）中に溶解し、溶液を０〜５℃に冷却した。三フッ化ホウ素ジエチルエーテラート（２．８３ｍｌ）を添加し、混合物を０〜５℃で４時間撹拌した。トリエチルアミン（１３．７ｍｌ）を添加し、混合物を０〜５℃で１５分間撹拌した。溶媒を減圧留去した。残留物をエチルエーテル（４００ｍｌ）中に溶解し、溶液をろ過した。次に溶媒を減圧留去した。収量２８．０ｇ。
ＩＩＩ．４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−デカン酸の合成
無水トルエン（２００ｍｌ）中のペンタエリスリトール（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｉｔｏｌ）ベースの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＯＨ（２０．０ｇ、０．００４当量）（日油株式会社）の溶液を、トルエンを留去することにより共沸乾燥した。乾燥した生成物を無水トルエン（４００ｍｌ）中に溶解し、ｔｅｒｔ−ブタノール（１２ｍｌ、０．０１２モル）中のカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドの１．０Ｍ溶液及び１−（９−ブロモノニル）−４−メチル−２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタン（４．０ｇ、０．０１２モル）を添加して、混合物をアルゴン雰囲気下７２℃で一晩撹拌した。溶媒を減圧留去し、残留物を蒸留水（３００ｍｌ）中に溶解した。溶液のｐＨを１０％リン酸で２に調整し、溶液を室温で４５分間撹拌した。次に、１Ｍの水酸化ナトリウムを添加することによりｐＨを１２．５に再調整し、１Ｍの水酸化ナトリウムを定期的に添加してｐＨを１２．１〜１２．５に維持しながら溶液を３時間撹拌した。その後、１０％リン酸を添加することによりｐＨを３に調整し、生成物をジクロロメタンで抽出した。
抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ過し、減圧濃縮した後、イソプロピルアルコールで沈殿させた。沈殿生成物をろ過により取り出し、減圧乾燥した後、それをジクロロメタン（１５ｍｌ）中に溶解し、イソプロピルアルコールで再び沈殿させた。収量１５．５ｇ。
１Ｈ ＮＭＲ（ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ１．２４ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ２−ＣＨ ２ −ＣＨ ２ −ＣＨ ２ −ＣＨ ２ −ＣＨ ２ −ＣＨ ２ −ＣＨ ２ −ＣＨ２−ＣＯＯ−），１．４６ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ ２ −ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＯＯ−），２．１４ｐｐｍ（ｔ，−ＣＨ２−ＣＯＯ−），３．５１ｐｐｍ（ｓ，ＰＥＧ骨格）。置換＝約１００％（すなわち、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ出発物質の各アームの末端に位置する各ＯＨ基が、対応するデカン酸に変換されたことを意味する）。
実施例１０
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−β−メチルペンタン酸（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−β−ＭＰＡ」）の合成
Figure 2011530597
 Ｉ．β−メチル−δ−バレロラクトンの合成
Figure 2011530597
 ０〜５℃に冷却した無水テトラヒドロフラン（１６０ｍｌ）中の水素化ホウ素ナトリウム（８．０ｇ）の懸濁液に対し、無水テトラヒドロフラン（８０ｍｌ）中の３−メチルグルタル酸無水物（２５．６ｇ）の溶液を添加し、混合物を室温で一晩撹拌した。次に、混合物を０〜５℃に冷却し、塩酸（２０％溶液、８０ｍｌ）を４０分間かけて添加した。混合物を０〜５℃で１５分間及び室温で４時間撹拌し、次にそれを減圧濃縮してろ過し、粗生成物をクロロホルムで抽出した。抽出物を無水ＭｇＳＯ４で乾燥し、溶媒を減圧蒸留で取り除いた。
粗生成物を真空蒸留により精製し、２．６ｍｍＨｇで７８℃の沸点留分を回収した。収量１３．１ｇ。ＮＭＲ純度約１００％の生成物。
ＩＩ．５−ブロモ−３−メチルペンタン酸の合成
Figure 2011530597
 ０〜５℃に冷却した無水ジクロロメタン（３０ｍｌ）中のβ−メチル−δ−バレロラクトン（３．０ｇ）の溶液に臭化水素ガスを飽和させ、混合物を室温で３日間撹拌した。混合物をジクロロメタン（１００ｍｌ）で希釈し、得られた溶液を１０％ＮａＣｌで洗浄した（３×３０ｍｌ）。次に溶液を無水ＭｇＳＯ４で乾燥し、溶媒を減圧蒸留で取り除いた。収量４．６ｇ。ＮＭＲ純度約１００％の生成物。
ＩＩＩ．３−メチル−３−オキセタンメタノールの５−ブロモ−３−メチルペンタン酸エステルの合成
Figure 2011530597
 ０〜５℃に冷却した無水ジクロロメタン（１００ｍｌ）中の５−ブロモ−３−メチルペンタン酸（４．６ｇ、０．０２４モル）と、３−メチル−３−オキセタンメタノール（２．６５ｇ、０．０２６モル）と、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（０．４０ｇ）との溶液に対し、無水ジクロロメタン（２０ｍｌ）中のＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシルジカルボジイミド（ｄｉｃｙｃｌｏｘｅｈｙｌｄｉｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ）（５．３５ｇ、０．０２６モル）の溶液を５分間かけて滴下しながら添加した。次に４−（ジメチルアミノ）ピリジン（０．０４５ｇ）を添加し、混合物をアルゴン雰囲気下、室温で一晩撹拌した。溶液をろ過し、５％リン酸で２回洗浄した（２×５０ｍｌ）。次にそれを無水ＭｇＳＯ４で乾燥し、溶媒を留去した。収量５．４ｇ。ＮＭＲ純度約９５％。
ＩＶ．１−（４−ブロモ−２−メチルブチル）−４−メチル−２，６，７トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタンの合成
Figure 2011530597
 ３−メチル−３−オキセタンメタノール（５．４ｇ）の５−ブロモ−３−メチルペンタン酸エステルを無水ジクロロメタン（４００ｍｌ）中に溶解し、溶液を０〜５℃に冷却した。三フッ化ホウ素ジエチルエーテラート（０．７ｍｌ）を添加し、混合物を０〜５℃で４時間撹拌した。トリエチルアミン（３．４ｍｌ）を添加し、混合物を０〜５℃で１５分間撹拌した。溶媒を減圧留去した。残留物をエチルエーテル（５０ｍｌ）中に溶解し、その溶液をろ過した。次に溶媒を減圧留去した。収量４．６ｇ。
Ｖ．４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−α−メチルペンタン酸の合成
無水トルエン（３７．５ｍｌ）中のペンタエリスリトール（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｉｔｏｌ）ベースの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＯＨ（７．５ｇ、０．００１５当量）（日油株式会社）の溶液を、トルエンを留去することにより共沸乾燥した。乾燥した生成物を無水トルエン（３７．５ｍｌ）中に溶解し、ｔｅｒｔ−ブタノール（９ｍｌ、０．００９０モル）中のカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドの１．０Ｍ溶液及び１−（４−ブロモ−２−ブチル）−４−メチル−２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタン（２．３ｇ、０．００８３モル）を添加して、混合物をアルゴン雰囲気下７０℃で一晩撹拌した。溶媒を減圧留去し、残留物を蒸留水（１００ｍｌ）中に溶解した。溶液のｐＨを１０％リン酸で２に調整し、溶液を室温で１５分間撹拌した。次に、１Ｍの水酸化ナトリウムを添加することによりｐＨを１２．５に再調整し、１Ｍの水酸化ナトリウムを定期的に添加してｐＨを１２．１〜１２．５に維持しながら溶液を３時間撹拌した。その後、１０％リン酸を添加することによりｐＨを３に調整し、生成物をジクロロメタンで抽出した。抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ過し、減圧濃縮した後、イソプロピルアルコールで沈殿させた。沈殿生成物をろ過により取り出し、減圧乾燥した。収量３．２ｇ。
１Ｈ ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ０．８８ｐｐｍ（ｄ，−ＣＨ３），１．４４ｐｐｍ及び１．５６ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ ２ −ＣＨ ２ −ＣＨ（ＣＨ ３ ）−ＣＨ２−ＣＯＯ−），１．９３ｐｐｍ（ｍ，ＣＨ−ＣＨ３），２．１１ｐｐｍ及び２．３１ｐｐｍ（ｍ，−ＣＨ２−ＣＯＯ−），３．２４ｐｐｍ（ｓ，−ＯＣＨ３），３．５１ｐｐｍ（ｓ，ＰＥＧ骨格）。置換＝約７５．５％。
実施例１１
コンジュゲートの特性決定
１Ｈ ＮＭＲにより測定したときの、ドセタキセルの様々なマルチアームコンジュゲートについての薬物置換度を以下にまとめる。
薬物置換：１Ｈ ＮＭＲによる薬物置換の計算
重水素化クロロホルム（ＣＤＣｌ３）中の異なる４−ＡＲＭ−ＰＥＧ−ドセタキセルコンジュゲートの試料を１Ｈ ＮＭＲにより分析し、ポリマー骨格（ｂａｃｂｏｎｅ）の積分値を８．１０ｐｐｍのドセタキセルの芳香族プロトンの積分値と比較した。得られた全てのスペクトルの平均プロトンピーク積分値に基づき、薬物置換度を決定した。
Figure 2011530597
 実施例１２
さらなるマルチアーム型ポリマーアルカノエート連結ドセタキセルコンジュゲートの合成
実施例１に記載のとおり以下の４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−アルカン酸を調製した：４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−α−メチルプロピオン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＭＰＡ）、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ヘキサン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＨＡ）、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−オクタン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＯＡ）、及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−デカン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＤＡ）。以下のマルチアーム型ブタン酸もまた調製した：４−ＡＲＭ−ＰＥＧ１０Ｋ−ブタン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ１０Ｋ−ＢＡ）、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ３０Ｋ−ブタン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ３０Ｋ−ＢＡ）、及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ４０Ｋ−ブタン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ４０Ｋ−ＢＡ）。合成の詳細な説明は、それぞれ以下の実施例１２Ａ〜Ｃのとおりである。
ドセタキセル（１．０３ｇ、１．２０ｍｍｏｌ）と、対応する４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−酸［α−メチルプロピオン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＭＰＡ）、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ヘキサン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＨＡ）、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−オクタン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＯＡ）、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−デカン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＤＡ）、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ１０Ｋ−ブタン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ１０Ｋ−ＢＡ）、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ３０Ｋブタン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ１０Ｋ−ＢＡ）、又は４−ＡＲＭ−ＰＥＧ４０Ｋ−ブタン酸（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ４０Ｋ−ＢＡ）、０．２５ｍｍｏｌ］と、ＤＰＴＳ（０．１５ｇ、０．５０ｍｍｏｌ）とを５０ｍＬのＤＣＭ中に溶解した。得られた溶液を氷−塩（ＮａＣｌ）浴（−１５℃〜−５℃）において２０分間冷却した後、撹拌しながらＤＩＣ（０．３８ｇ、３．００ｍｍｏｌ、５ｍＬのＤＣＭ中）を添加した。反応混合物を−１５℃〜−５℃でさらに１２時間撹拌した。溶液をろ過して固形物を除去し、次に半分の容積になるまで減圧濃縮した。得られた溶液を、４００ｍＬのエーテル／ＩＰＡ（１：１）に撹拌しながら徐々に添加した。白色固形物を回収し、上記の方法を用いて再び沈殿させた。生成物を真空乾燥した（収量：全合成にわたり約９０％）。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＭＰＡ−ドセタキセル：１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ１．０２〜１．２０（ｍ，２４Ｈ），１．２１（ｓ，１２Ｈ），１．３２（ｓ，３６Ｈ），１．６５（ｄ，４Ｈ），１．７４（ｓ，１２Ｈ），１．８５（ｍ，４Ｈ），１．９３（ｓ，１２Ｈ），２．１０〜２．３８（ｍ，８Ｈ），２．４１（ｓ，１２Ｈ），２．６０（ｍ，４Ｈ），２．８０（ｍ，４Ｈ），３．３０〜３．９２（ｍ，約２１８０Ｈ），４．１０〜４．３０（ｍ，２３Ｈ），４．９５（ｄ，４Ｈ），５．２１（ｓ，４Ｈ），５．４７（ｍ，４Ｈ），５．５２（ｂｒ．，１０Ｈ），６．２１（ｔ，４Ｈ），７．２６（ｍ，８Ｈ），７．４０（ｍ，８Ｈ），７．５０（ｍ，８Ｈ），７．６０（ｍ，４Ｈ），８．１２（ｄ，８Ｈ）。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＨＡ−ドセタキセル：１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ１．１２（ｓ，１２Ｈ），１．２２（ｓ，１２Ｈ），１．３２（ｓ，３６Ｈ），１．３４〜１．７０（ｍ，１５Ｈ），１．７４（ｓ，１２Ｈ），１．８０〜１．９５（ｍ，１６Ｈ），２．１０〜２．３８（ｍ，１６Ｈ），２．４３（ｓ，１２Ｈ），２．６０（ｍ，４Ｈ），３．３０〜３．９０（ｍ，約１９５０Ｈ），３．９１（ｄ，４Ｈ），４．１２〜４．２６（ｍ，８Ｈ），４．３０（ｄ，４Ｈ），４．９７（ｄ，４Ｈ），５．２８（ｓ，４Ｈ），５．２５〜５．５５（ｍ，１０Ｈ），５．６８（ｄ，４Ｈ），６．２１（ｔ，４Ｈ），７．２６（ｍ，８Ｈ），７．４０（ｍ，８Ｈ），７．５０（ｍ，８Ｈ），７．６０（ｍ，４Ｈ），８．１１（ｄ，８Ｈ）。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＯＡ−ドセタキセル １Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ１．１１（ｓ，１２Ｈ），１．１３〜１．２４（ｍ，４０Ｈ），１．３３（ｓ，３６Ｈ），１．４０〜１．６０（ｍ，１８Ｈ），１．７４（ｍ，１２Ｈ），１．８３〜２．００（ｍ，１６Ｈ），），２．００〜２．２０（ｍ，４Ｈ），２．２２０〜２．４０（ｍ，１３Ｈ），２．４３（ｓ，１２Ｈ），２．６０（ｂｒ．，４Ｈ），３．３２〜３．８９（ｍ，約２１８０Ｈ），３．９０（ｄ，４Ｈ），４．１２〜４．２０（ｍ，１２Ｈ），４．２６（ｄ，４Ｈ），４．９６（ｄ，４Ｈ），５．２１（ｓ，４Ｈ），５．３８（ｍ，８Ｈ），５．５０（ｂｒ．４Ｈ），５．６８（ｄ，４Ｈ），６．２３（ｔ，４Ｈ），７．２４（ｍ，８Ｈ），７．３８（ｍ，８Ｈ），７．５０（ｍ，８Ｈ），），７．６１（ｍ，４Ｈ），８．１２（ｄ，８Ｈ）。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＤＡ−ドセタキセル １Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ１．１１（ｓ，１２Ｈ），１．２２（ｓ，１２Ｈ），１．２３〜１．３０（ｍ，４４Ｈ），１．３３（ｓ，３６Ｈ），１．４０〜１．６０（ｍ，１８Ｈ），１．７４（ｍ，１２Ｈ），１．８４〜２．００（ｍ，１６Ｈ），２．００〜２．２０（ｍ，４Ｈ），２．２０〜２．４０（ｍ，１３Ｈ），２．４３（ｓ，１２Ｈ），２．６０（ｂｒ．，４Ｈ），３．３０〜３．８８（ｍ，約２１００Ｈ），３．９０（ｄ，４Ｈ），４．１２〜４．２０（ｍ，１２Ｈ），４．２６（ｄ，４Ｈ），４．９６（ｄ，４Ｈ），５．２１（ｓ，４Ｈ），５．３８（ｍ，８Ｈ），），５．５０（ｂｒ．４Ｈ），５．６８（ｄ，４Ｈ），６．２３（ｔ，４Ｈ），７．２４（ｍ，８Ｈ），７．３８（ｍ，８Ｈ），７．５０（ｍ，８Ｈ），７．６１（ｍ，４Ｈ），８．１２（ｄ，８Ｈ）。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ１０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル １Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ１．１０（ｓ，１２Ｈ），１．２１（ｓ，１２Ｈ），１．３３（ｓ，３６Ｈ），１．７４（ｓ，１２Ｈ），１．８５（ｍ，１２Ｈ），１．９４（ｍ，１２Ｈ），２．１５（ｍ，４Ｈ），２．３０（ｍ，４Ｈ），２．４１（ｍ，１５Ｈ），２．５５（ｍ，８Ｈ），３．３０〜３．８０（ｍ，約９６０Ｈ），３．９０（ｄ，４Ｈ），４．１８（ｍ，８Ｈ），４．２５（ｍ，４Ｈ），４．３０（ｄ，４Ｈ），４．９７（ｄ，４Ｈ），５．１９（ｓ，４Ｈ），５．３０（ｓ，４Ｈ），５．４５（ｍ，８Ｈ），５．６４（ｄ，４Ｈ），６．３０（ｔ，４Ｈ），７．２４（ｍ，８Ｈ），７．３５（ｍ，８Ｈ），７．４９（ｍ，８Ｈ），７．６０（ｍ，４Ｈ），８．０１（ｄ，８Ｈ）。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ３０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル １Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ１．１１（ｓ，１２Ｈ），１．２１（ｓ，１２Ｈ），１．３３（ｓ，３６Ｈ），１．７４（ｓ，１２Ｈ），１．８５（ｍ，１２Ｈ），１．９４（ｍ，１２Ｈ），２．１５（ｍ，４Ｈ），２．３０（ｍ，４Ｈ），２．４１（ｍ，１５Ｈ），２．５５（ｍ，８Ｈ），３．３０〜３．８０（ｍ，約２８４０Ｈ），３．９０（ｄ，４Ｈ），４．１８（ｍ，８Ｈ），４．２５（ｍ，４Ｈ），４．３０（ｄ，４Ｈ），４．９７（ｄ，４Ｈ），５．１９（ｓ，４Ｈ），５．３０（ｓ，４Ｈ），５．４５（ｍ，８Ｈ），５．６４（ｄ，４Ｈ），６．３０（ｔ，４Ｈ），７．２４（ｍ，８Ｈ），７．３５（ｍ，８Ｈ），７．４９（ｍ，８Ｈ），７．６０（ｍ，４Ｈ），８．０１（ｄ，８Ｈ）。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ４０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル １Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ１．１１（ｓ，１２Ｈ），１．２１（ｓ，１２Ｈ），１．３３（ｓ，３６Ｈ），１．７４（ｓ，１２Ｈ），１．８５（ｍ，１２Ｈ），１．９４（ｍ，１２Ｈ），２．１５（ｍ，４Ｈ），２．３０（ｍ，４Ｈ），２．４１（ｍ，１５Ｈ），２．５５（ｍ，８Ｈ），３．３０〜３．８０（ｍ，約４０５０Ｈ），３．９０（ｄ，４Ｈ），４．１８（ｍ，８Ｈ），４．２５（ｍ，４Ｈ），４．３０（ｄ，４Ｈ），４．９７（ｄ，４Ｈ），５．１９（ｓ，４Ｈ），５．３０（ｓ，４Ｈ），５．４５（ｍ，８Ｈ），５．６４（ｄ，４Ｈ），６．３０（ｔ，４Ｈ），７．２４（ｍ，８Ｈ），７．３５（ｍ，８Ｈ），７．４９（ｍ，８Ｈ），７．６０（ｍ，４Ｈ），８．０９（ｄ，８Ｈ）。
実施例１２Ａ
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ１０Ｋ−ブタン酸（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ１０Ｋ−ＢＡ」）の合成
Figure 2011530597
 トルエン（４５０ｍｌ）中のペンタエリスリトールベースの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ１０Ｋ−ＯＨ（５０．０ｇ、０．０２０当量）（日油株式会社）の溶液を、１００ｍｌのトルエンを留去することにより共沸乾燥した。ｔｅｒｔ−ブタノール（５０ｍｌ、０．０５０モル）中のカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドの１．０Ｍ溶液及び１−（３−ブロモプロピル）−４−メチル−２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタン（１４．０ｇ、０．０５６モル）を添加し、混合物をアルゴン雰囲気下７０℃で一晩撹拌した。溶媒を減圧留去し、残留物を蒸留水（６００ｍｌ）中に溶解した。５％リン酸で溶液のｐＨを２に調整し、溶液を室温で１５分間撹拌した。次に、１Ｍの水酸化ナトリウムを添加することによりｐＨを１２に再調整し、１Ｍの水酸化ナトリウムを定期的に添加してｐＨを１２に維持しながら溶液を２時間撹拌した。その後、５％リン酸を添加することによりｐＨを３に調整し、生成物をジクロロメタンで抽出した。
抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ過し、次にイソプロピルアルコールを添加した。沈殿生成物をろ過により取り出し、減圧乾燥した。
収量４５．０ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ１．７２ｐｐｍ（ｑ，ＣＨ ２ −ＣＨ２−ＣＯＯ−），２．２４ｐｐｍ（ｔ，−ＣＨ２−ＣＯＯ−），３．５１ｐｐｍ（ｓ，ＰＥＧ骨格）。置換＝約１００％（すなわち、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ出発物質の各アームの末端に位置する各ＯＨ基が、対応するブタン酸に変換されたことを意味する）。
実施例１２Ｂ
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ３０Ｋブタン酸（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ３０Ｋ−ＢＡ」）の合成
Figure 2011530597
 トルエン（４５０ｍｌ）中のペンタエリスリトールベースの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ３０Ｋ−ＯＨ（５０．０ｇ、０．００６７当量）（ＣｈｅｍＯｒｇａｎｉｃｓ、Ｈｏｕｓｔｏｎ ＴＸ）の溶液を、１００ｍｌのトルエンを留去することにより共沸乾燥した。ｔｅｒｔ−ブタノール（２０ｍｌ、０．０２０モル）中のカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドの１．０Ｍ溶液及び１−（３−ブロモプロピル）−４−メチル−２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタン（５．９ｇ、０．０２３モル）を添加し、混合物をアルゴン雰囲気下７０℃で一晩撹拌した。溶媒を減圧留去し、残留物を蒸留水（６００ｍｌ）中に溶解した。５％リン酸で溶液のｐＨを２に調整し、溶液を室温で１５分間撹拌した。次に、１Ｍの水酸化ナトリウムを添加することによりｐＨを１２に再調整し、１Ｍの水酸化ナトリウムを定期的に添加してｐＨを１２に維持しながら溶液を２時間撹拌した。その後、５％リン酸を添加することによりｐＨを３に調整し、生成物をジクロロメタンで抽出した。
抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ過し、次にイソプロピルアルコールを添加した。沈殿生成物をろ過により取り出し、減圧乾燥した。
収量４６ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ１．７２ｐｐｍ（ｑ，ＣＨ ２ −ＣＨ２−ＣＯＯ−），２．２４ｐｐｍ（ｔ，−ＣＨ２−ＣＯＯ−），３．５１ｐｐｍ（ｓ，ＰＥＧ骨格）。置換＝約１００％（すなわち、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ出発物質の各アームの末端に位置する各ＯＨ基が、対応するブタン酸に変換されたことを意味する）。
実施例１２Ｃ
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ４０Ｋ−ブタン酸（「４−ＡＲＭ−ＰＥＧ４０Ｋ−ＢＡ」）の合成
Figure 2011530597
 トルエン（４５０ｍｌ）中のペンタエリスリトールベースの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ４０Ｋ−ＯＨ（５０．０ｇ、０．００５当量）（日油株式会社）の溶液を、１００ｍｌのトルエンを留去することにより共沸乾燥した。ｔｅｒｔ−ブタノール（１５ｍｌ、０．０１５モル）中のカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドの１．０Ｍ溶液及び１−（３−ブロモプロピル）−４−メチル−２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタン（４．４ｇ、０．０１８モル）を添加し、混合物をアルゴン雰囲気下７０℃で一晩撹拌した。溶媒を減圧留去し、残留物を蒸留水（６００ｍｌ）中に溶解した。溶液のｐＨを５％リン酸で２に調整し、溶液を室温で１５分間撹拌した。次に、１Ｍの水酸化ナトリウムを添加することによりｐＨを１２に再調整し、１Ｍの水酸化ナトリウムを定期的に添加してｐＨを１２に維持しながら溶液を２時間撹拌した。その後、５％リン酸を添加することによりｐＨを３に調整し、生成物をジクロロメタンで抽出した。
抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ過し、次にイソプロピルアルコールを添加した。沈殿生成物をろ過により取り出し、減圧乾燥した。
収量４８．０ｇ。１Ｈ ＮＭＲ（ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ１．７２ｐｐｍ（ｑ，ＣＨ ２ −ＣＨ２−ＣＯＯ−），２．２４ｐｐｍ（ｔ，−ＣＨ２−ＣＯＯ−），３．５１ｐｐｍ（ｓ，ＰＥＧ骨格）。置換＝約１００％（すなわち、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ出発物質の各アームの末端に位置する各ＯＨ基が、対応するブタン酸に変換されたことを意味する）。
実施例１３
ヒト肺癌及び結腸癌のマウス異種移植片モデルにおける４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの抗腫瘍活性
以下の試験の目的は、限定的なドセタキセル感受性しか示さない非小細胞肺（Ｈ４６０）及び結腸直腸（ＬＳ１７４Ｔ、ＬｏＶｏ）マウス腫瘍異種移植モデルにおける４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣの抗腫瘍活性を評価することであった。
雌性無胸腺ヌードマウスにおいてＨ４６０、ＬＳ１７４Ｔ及びＬｏＶｏ腫瘍を樹立した。１０匹のマウス群が、７日ごとに合計３回の（ｑ７ｄ×３）単一用量の４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣ又はドセタキセルの投与を、最大耐容量（ＭＴＤ）に至るまでのいくつかの用量で受けた。対照群は、腫瘍移植後いかなる治療も受けなかった。動物の体重を、最初の５日間は毎日、その後は１週間に２回計量した。最初の薬物注射後、１週間に２回腫瘍容積を計測した。
腫瘍エンドポイント容積は、ＬＳ１７４Ｔについて１５００ｍｍ３、ＬｏＶｏについて１０００ｍｍ３、及びＨ４６０について２０００ｍｍ３とした。
抗腫瘍活性は、腫瘍容積の変化、エンドポイントに達するまでの時間、及び完全な、又は部分的な腫瘍退縮として計測した。
治療成績は腫瘍増殖遅延（ＴＧＤ）により評価した。ＴＧＤは、対照群と比較した治療群におけるエンドポイントまでの時間の中央値の増加として定義される。ここでＴＧＤは、対照群のエンドポイントまでの時間の中央値に対する割合として％ＴＧＤで表される。
１日目の容積と比較して３回の連続した計測について容積が５０％以下に縮小した腫瘍を、部分的に退縮したものと見なした。完全な退縮は、３回の連続した計測について１３．５ｍｍ３以上の容積と定義した。
許容可能な毒性は、試験中の群平均体重（ＢＷ）減少が２０％未満であり、且つ１０匹の被験動物のうち治療に関連して死亡した動物が１匹を超えないものとして定義した。それより高い毒性をもたらすいかなる投与レジメンも、最大耐容量（ＭＴＤ）を上回るものと見なした。
結果は以下のとおりであった。
非小細胞肺癌モデル（Ｈ４６０）：４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣによる治療は、Ｈ４６０腫瘍を有するマウスにおいてＭＴＤ（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣは３３ｍｇ／ｋｇ、ドセタキセルは２５ｍｇ／ｋｇ）で統計的に有意な（ｐ＜０．０５）用量依存性の腫瘍増殖遅延（ＴＧＤ）の上昇をもたらし、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣ治療群及びドセタキセル治療群における％ＴＧＤ値は、それぞれ１２２％及び４８％であった。図３Ａ（全投薬群）及び図３Ｂ（対照群及びＭＴＤ群のみ）並びに以下の表２Ａを参照のこと。体重減少は、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣとドセタキセルとでＭＴＤ（それぞれ１４．２％及び１５．５％）において同程度であった。
抗腫瘍活性の向上が、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣ投与後に血漿中及び腫瘍中ドセタキセル曝露が高まったことに起因したのかどうかを評価するため、Ｈ４６０腫瘍を有するマウスにおいて４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣ又はドセタキセルの単回ＩＶ投与後に血漿及び腫瘍ホモジネートを分析した。そのそれぞれの最大耐容量（ＭＴＤ）３３ｍｇ／ｋｇ及び２５ｍｇ／ｋｇで投与した４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣ及びドセタキセルの各々を見ると、以下のことが認められた。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣ投与後、血漿中ドセタキセル濃度は１６８時間の長さにわたり５ｎｇ／ｍＬを上回ったままであったのに対し、ドセタキセル濃度はドセタキセル投与後７２時間までに１ｎｇ／ｍＬ未満に下がった。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣでは、ドセタキセルと比べて最大血漿中ドセタキセル濃度が１３倍低かった。双方の治療とも同様の血漿中ドセタキセル濃度時間曲線下面積（ＡＵＣ）を実現したが、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣによる治療は、ドセタキセルと比べて腫瘍中ドセタキセル濃度が０．４〜４倍高く、従って腫瘍中ドセタキセルＡＵＣが２倍大きい結果となった。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣ投与後のドセタキセルに対するこのより高い持続的な腫瘍曝露は、ドセタキセルと比べて著しく長い腫瘍増殖遅延（１２２％対４８％）と関連付けられた。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣは１９ｍｇ／ｋｇ（そのＭＴＤの５８％）においても有意な抗腫瘍活性を維持したが、一方ドセタキセルは２５ｍｇ／ｋｇ未満の用量では活性を示さなかった。
Figure 2011530597
Figure 2011530597
 結腸（ＬＳ１７４Ｔ）癌モデル：ＬＳ１７４Ｔ腫瘍を有するマウスにおける４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣ治療でのＴＧＤは用量依存性であったとともに、ＭＴＤで３例の部分的退縮（ＰＲ）をもたらした；ドセタキセルでは部分的退縮は認められなかった。ＬＳ１７４Ｔ腫瘍を有するマウスにおいて、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣは、ドセタキセルと比べて有意に（ｐ＜０．０００１）高いＴＧＤを示した；ＭＴＤ（４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣは４０ｍｇ／ｋｇ、ドセタキセルは３０ｍｇ／ｋｇ）で２６６％対１６６％。３０ｍｇ／ｋｇでは、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣは２５０％のＴＧＤ及び１例の部分的退縮を示したが、一方３０ｍｇ／ｋｇのドセタキセルではＴＧＤは１６６％となり、且つ退縮はなかった。体重の減少は、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣとドセタキセルとでそれぞれのＭＴＤ（１８．８％及び１６．６％）において同程度であった。
図２Ａ及び図２Ｂ並びに以下の表３を参照のこと。
Figure 2011530597
 結腸（ＬｏＶｏ）癌モデル：ＬｏＶｏ腫瘍を有するマウスにおける４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣ治療も、同様に用量依存的にＴＧＤが改善する結果となった。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣによる治療についての体重変化は、概して同じ等価用量のドセタキセルについての体重変化より少ないか、又はそれと同様であった。４０ｍｇ／ｋｇの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣは、体重が２２．６％減少したためＭＴＤを超過し、結果として１４８％のＴＧＤとなり、ＰＲが２例あった。有意な差はなかったが、双方の薬剤について３０ｍｇ／ｋｇのドセタキセル等価用量、ＭＴＤを投与時、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣはドセタキセルと比較して腫瘍増殖遅延が２倍となった（１２８％対６４％）。より低いドセタキセル等価用量（２２．５及び１６．９ｍｇ／ｋｇ）では、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣ及びドセタキセルの活性は同程度であった。図４Ａ及び図４Ｂを参照のこと。
Figure 2011530597
 上記は、Ｈ４６０及びＬＳ１７４Ｔマウス異種移植片モデルにおいて４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣがドセタキセルと比べて有意に高い抗腫瘍活性を有することを示している。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣについては３つの細胞株のうち２つにおいて部分的退縮が認められたが、一方ドセタキセルについては、退縮は認められなかった。ＭＴＤでは、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣについての％ＴＧＤは、Ｈ４６０及びＬＳ１７４異種移植片モデルにおいて、ドセタキセルよりそれぞれ２．５倍及び１．６倍高かった。さらに、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣは十分な耐容性を示し、ＭＴＤでの体重減少はドセタキセルと同程度で、且つ重大な臨床所見は見られなかった。要約すれば、上記は、例示的コンジュゲート４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ＤＯＣがドセタキセルの時間−濃度プロファイル及び抗腫瘍活性の大幅な改善において有効であることを示している。
実施例１４
Ｓｐｒａｇｕｅ−Ｄａｗｌｅｙラットにおけるドセタキセル及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの薬物動態
この試験の目的は、ラットに対する静脈内注入後のドセタキセル及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの薬物動態及び排出を評価することであった。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル及びドセタキセルの薬物動態を、雄性ラット（１５匹ラット／用量レベル）において、５、１０、及び１５ｍｇ／ｋｇ（３０、６０、９０ｍｇ／ｍ２）の４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル又は５ｍｇ／ｋｇ（３０ｍｇ／ｍ２）のドセタキセルを投与して評価した。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル及びドセタキセルは、大腿静脈カテーテルを介して４ｍＬ／ｋｇで３０分間の静脈内注入として投与した。投与前〜投与後１４４時間にわたり頸静脈穿刺によって血液試料（ｎ＝１５時間点、ｎ＝５試料／用量レベル／時間点）を採取した。表５に薬物動態パラメータをまとめる。
Figure 2011530597
 血漿中４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル濃度は多相性の減少を示し、平均終末半減期は６５時間であった。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルのクリアランスは低く、０．３３ｍＬ／分／ｋｇであった。Ｖｓｓは体内総水分量と同様であったが、これは血管空間外の分布を示す。Ｔ１／２、ＣＬ、及びＶｓｓは用量と無関係であった。Ｃｍａｘ値及びＡＵＣ値は用量依存的に、概して用量に比例する形で上昇した。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの投与後、血漿中ドセタキセル濃度は多相性の減少を示し、持続し続けた。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後０．５〜２時間でドセタキセルＣｍａｘ値に達したが、これはドセタキセルの一部が急速に放出されることを示す。等価用量（５ｍｇ／ｋｇ又は３０ｍｇ／ｍｍ２）の４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルでは、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル治療によりＣｍａｘは約６倍低かったが、ＡＵＣは同様であった。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル後のドセタキセルのＣｍａｘ及びＡＵＣは用量依存的に、概して用量に比例する形で上昇した。
標準的な非コンパートメント解析では、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後の長いドセタキセル終末半減期を正確に推定することはできなかった。これは一部には、ドセタキセルが持続的に存在することと、定量の下限（１ｎｇ／ｍＬ）近傍で起こる最も遅い排泄相における濃度に関連した変動とに起因する。持続的な血漿中ドセタキセル終末半減期をさらに評価するため、母集団薬物動態学的な手法を用いた。母集団薬物動態学的分析から、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの投与後１６８時間及びドセタキセルの投与後４０時間というドセタキセルについての終末半減期が推定された。
上記に基づくと、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルは、ラットへの投与時、低いクリアランス及び小さい分布容積を有し、結果として６５時間の長い４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル終末半減期をもたらす。血漿中ドセタキセルＣｍａｘは、等価な４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル用量及びドセタキセル用量を投与後約６倍低く、一方ＡＵＣは同様である。血漿中ドセタキセル半減期は、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの投与後、ドセタキセルの投与後に認められる半減期と比べて約４倍長いと推定され（１６８時間対４０時間）、結果としてドセタキセルへの持続的な全身曝露をもたらす。
実施例１５
ビーグル犬におけるドセタキセル及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの薬物動態
本試験の目的は、イヌへの静脈内注入後のドセタキセル及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの薬物動態及び排出を評価することであった。
雄性イヌ（４匹イヌ／用量レベル）において、０、０．７５、２、又は４ｍｇ／ｋｇ（０、１５、４０、及び８０ｍｇ／ｍ２／用量）の４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル又は０．７５ｍｇ／ｋｇ（１５ｍｇ／ｍ２）のドセタキセルを投与して薬物動態を評価した。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル及びドセタキセルは、頭部又は伏在静脈ディスポーザブルカテーテルを介して４ｍＬ／ｋｇ／時間で６０分間の静脈内注入として投与した。投与後０〜１６８時間にわたり頸静脈穿刺又はＡｂｂａｃｏｔｈ ＩＶカテーテルによって１７回血液試料を採取した。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル及びドセタキセルの血漿濃度を測定した。
薬物動態パラメータを表６にまとめる。
Figure 2011530597
 血漿中４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル濃度は多相性の減少を示し、平均終末半減期は３１時間であった。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルのクリアランスは低く、０．１３ｍＬ／分／ｋｇであった。Ｖｓｓは体内総水分量を下回ったが、これは血管空間外の分布が限定的であることを示す。Ｔ１／２、ＣＬ、及びＶｓｓは用量と無関係であった。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後のＣｍａｘ値及びＡＵＣ値は用量依存的に、概して用量に比例する形で上昇した。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの投与後、血漿中ドセタキセル濃度は多相性の減少を示し、持続し続けた。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後０．８８〜１２時間でドセタキセルＣｍａｘ値に達したが、これはドセタキセルの一部が急速に放出されることを示す。０．７５ｍｇ／ｋｇのドセタキセル及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル等価用量レベルでは、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル治療の結果、Ｃｍａｘは１１０倍低く、ＡＵＣは７倍低かった。ドセタキセルＣｍａｘ及びＡＵＣは用量依存的に、概して用量に比例する形で上昇した。
標準的な非コンパートメント解析では、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後の長いドセタキセル終末半減期を正確に推定することはできなかった。これは一部には、ドセタキセルが持続的に存在することと、定量の下限（１ｎｇ／ｍＬ）近傍で起こる最も遅い排泄相における濃度に関連した変動とに起因する。持続的な血漿中ドセタキセル終末半減期をさらに評価するため、母集団薬物動態学的な手法を用いた。母集団薬物動態学的分析から、イヌにおける４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの投与後１９９時間、及びドセタキセルの投与後２５時間というドセタキセル終末半減期が予測される。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル後のより小さいドセタキセルＡＵＣは、１９９時間の見かけの半減期が存在するなかでサンプリング時間が比較的短い（１６８時間）ため、ＡＵＣの捕捉が不完全であったことに起因する可能性が高い。この知見に基づけば、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルからのドセタキセルの放出は、投与後長い時間にわたり続く可能性が高い。
この試験に基づけば、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルは低いクリアランス及び小さい分布容積を有し、結果として３１時間の長い４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの終末半減期をもたらす。等価な４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル用量及びドセタキセル用量の投与後、血漿中ドセタキセルＣｍａｘ及びＡＵＣは、それぞれ約１１０倍及び７倍低くなる。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル後のより小さいドセタキセルＡＵＣは、１９９時間の見かけの半減期が存在するなかでサンプリング時間が比較的短い（１６８時間）ため、ＡＵＣの捕捉が不完全であったことに起因する可能性が高い。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後の血漿中ドセタキセル半減期は、ドセタキセル投与後に観測される半減期と比べて約８倍長いと推定され（１９９時間対２５時間）、ラットにおいて観察された持続的なドセタキセルへの全身曝露が確認される。
実施例１６
終末排泄速度定数の非線形混合効果モデリング
ドセタキセル又は４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後のドセタキセルの薬物動態を測定する間、大多数の動物について、濃度が定量の下限（１ｎｇ／ｍＬ）又はその近傍となることに起因した隣接する試料採取時点間の血漿中ドセタキセル濃度の変動及び／又は不完全な濃度−時間プロファイルの発生に伴い、終末排泄速度定数λｚの確実な値を得ることはできないことが認められた。加えて、実施例１４では、ラットを１５匹群のなかから全群を通じた交互の重複スパースサンプリング方法を用いてサンプリングすることにより、全サンプリング時間を網羅した。これらの要因の全てが、所与の動物の最終的な濃度−時間プロファイルにおける疎データの発生に関与した。
ドセタキセルと４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルとの間のドセタキセル終末排泄パターンをさらに調べて比較するため、ラット（実施例１４）及びイヌ（実施例１５及び一件の追加的な研究）のデータに対して母集団薬物動態学的方法を適用した。これにより、個々の動物内で不完全なデータが存在するなか、各治療群について母集団λｚ値及び対応する半減期の値を推定することが可能となった。具体的には、ある治療群内及び全治療群内の全動物のデータを、プログラムＭｏｎｏｌｉｘを使用して非線形混合効果薬物動態モデルにフィットさせた。ドセタキセル又は４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後の血漿中ドセタキセル濃度、及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後の血漿中４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル濃度は、定義した注入期間にわたるゼロ次用量入力及び二指数関数的な排泄（Ｍｏｎｏｌｉｘ ＰＫモデル２６）を指定してモデルにフィットさせた。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル後のドセタキセル濃度−時間データは、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの代謝を活性ドセタキセル代謝産物に反映させる一次入力と、二指数関数的な排泄とを有するモデル（Ｍｏｎｏｌｉｘ ＰＫモデル３１）にフィットさせた。この研究の対象パラメータは、上記の結果を補足する母集団終末排泄速度定数λｚとした。
Ａ．Ｓｐｒａｇｕｅ−Ｄａｗｌｅｙラットにおけるドセタキセルの母集団モデリングの結果
ドセタキセル又は４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの投与後のラットにおける血漿中ドセタキセル濃度−時間プロファイルは、それぞれのモデルに良好にフィットした。４つ全ての治療群についてλｚの母集団推定を求めることが可能であった。その結果から、いずれの用量の４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後も、終末排泄相におけるドセタキセル濃度は、ドセタキセルの投与後と比べて持続性が高いことが分かる。
ドセタキセル及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルをラットに投与した後のドセタキセルについての母平均（ＳＥ）λｚ推定は、それぞれ０．０１７４（０．００１８）時間−１及び０．００４１２（０．００１）時間−１であり、対応するｔ１／２λｚ値は４０時間及び１６８時間であった。
Ｂ．ビーグル犬におけるドセタキセルの母集団モデリングの結果
ドセタキセル又は４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後のイヌにおける血漿中ドセタキセル濃度−時間プロファイルは、それぞれのモデルに良好にフィットした。４つ全ての治療群についてλｚの母集団推定を求めることが可能であった。このモデリングから、いずれの用量の４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後も、終末排泄相におけるドセタキセル濃度は、ドセタキセルの投与後と比べて持続性が高いことが裏付けられ、これはラットにおいて認められた傾向と一致している。
ドセタキセル及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルをイヌに投与した後のドセタキセルについての母平均（ＳＥ）λｚ推定は、それぞれ０．０２７６（０．００２２）時間−１及び０．００３４９（０．００２１）時間−１であり、対応するｔ１／２λｚ値は２５時間及び１９９時間であった。
さらなる試験において、７ｍｇ／ｋｇ用量の４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルを１日目及び２２日目にイヌに与え、各投与後に逐次的に血液を採取して血漿中４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル濃度及びドセタキセル濃度を測定した。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルをイヌに投与した後の４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル及びドセタキセルについての母平均（ＳＥ）λｚ推定は、それぞれ０．０１４１（０．０００４１）時間−１及び０．００６２７（０．０００８６）時間−１であり、対応するｔ１／２λｚ値は４９時間及び１１０時間であった。
各試験内及び全試験を通じて比較すると、母平均λｚ推定から、血漿中ドセタキセル濃度が、種及び用量とは無関係に、ドセタキセル投与と比べて４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後に持続することが示される。
Figure 2011530597
 ４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル後のドセタキセルｔ１／２λｚの値は、ラット及びイヌにおいてドセタキセル後の値と比べて４倍〜８倍高いことから、ドセタキセル半減期の延長及び曝露時間の長時間化という所望の特性のエビデンスが提供される。
実施例１７
Ｈ４６０ ＮＳＣＬＣ腫瘍断片を皮下移植した雌性無胸腺ヌードマウスにおける４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの薬物動態試験
この試験の目的は、Ｈ４６０ ＮＳＣＬＣ腫瘍を有する無胸腺雌マウスの血漿中及び腫瘍組織中において、ドセタキセルの薬物動態を４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後とドセタキセル投与後とで比較し、全血球計算値に対する影響を決定することである。この実施例では、薬物動態結果をまとめる。
Ｈ４６０腫瘍細胞をインビトロで増殖させて雌性ＨＲＬＮヌードマウスに皮下移植した。腫瘍サイズが１７２〜２８８ｍｇに達したとき、動物に、静脈内ボーラス投与により２５ｍｇ／ｋｇのドセタキセル又は３３ｍｇ／ｋｇの４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルを１０ｍＬ／ｋｇの投薬量で投与した。これらの用量レベルは、この腫瘍モデルにおいてｑ７ｄ×３スケジュールで投与されるドセタキセル及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの最大耐容量に相当する。血液試料及び腫瘍試料（ｎ＝７時間点、ｎ＝３／時間点）を静脈注射後０日目から７日目まで回収した。ドセタキセル及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルについて血漿試料及び腫瘍試料を分析した。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの双方のロットとも、同程度の血漿中及び腫瘍中薬物濃度−時間プロファイルとなった。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルは腫瘍組織中に分布してそこに留まり、結果として腫瘍対血漿比は投与後１６８時間までに約７となった。
血漿中ドセタキセル濃度は、ドセタキセル投与後７２時間までに定量の下限（１ｎｇ／ｍＬ）未満に下がったが、一方、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの投与後は１６８時間に至るまで５ｎｇ／ｍＬを上回ったままであった。これらの結果は、第３の動物種における４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル投与後のドセタキセルに対する持続的な全身曝露を実証するものである。４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの双方のロットとも、血漿中及び腫瘍中ドセタキセル濃度−時間プロファイルは同等の結果となった。
血漿中及び腫瘍中４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル及びドセタキセル曝露データを表８にまとめる。
Figure 2011530597
 投与後０．５時間（最初の計測時間点）で血漿中４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルＣｍａｘに達した。投与後４時間までに腫瘍中Ｃｍａｘに達した。血漿中と比較して腫瘍中において４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルＣｍａｘは１７倍、及びＡＵＣは約２倍低かった。
治療に関わらず、投与後０．５時間（最初の計測時間点）で血漿中ドセタキセルＣｍａｘに達した。ドセタキセルは投与後４時間までに、及び４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルは投与後１２時間までに腫瘍中ドセタキセルＣｍａｘに達した。血漿中ドセタキセルＣｍａｘは、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの投与後約１４倍下がったが、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル後の血漿中薬物濃度が持続した結果、双方の治療について４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル後の平均ドセタキセルＡＵＣ値は同様であった。腫瘍中ドセタキセル濃度の低下率はドセタキセルの投与後と４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの投与後とで同じように見えたが、投与後２４時間からサンプリング終了までの期間は４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル後の腫瘍中ドセタキセル濃度が約５倍高かった。これは、腫瘍中ドセタキセル曝露がより高く、持続的であることを実証している。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセル後のより高く持続的な腫瘍ドセタキセル曝露は、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルのドセタキセルと比べて著しく長いＨ４６０腫瘍増殖遅延（１２２％対４８％）と関係付けられた。
この試験から、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの優れた抗腫瘍活性が、腫瘍ドセタキセル曝露の増加及び持続性を介してもたらされるというエビデンスが提供される。
実施例１８
マウス、ラット、イヌ及びヒト血漿中における４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの安定性
この試験の目的は、マウス、ラット、イヌ、及びヒト血漿中における４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの安定性を評価することであった。
４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルを、雄性マウス、ラット、及びイヌのヘパリン添加プール血漿；男女混合ヒトプール血漿；及びリン酸緩衝生理食塩水にスパイクした（５０μｇ／ｍＬ；６０μＭ）。３通りの試料を３７℃で０、１５、３０、６０、１２０、及び２４０分間にわたりインキュベートした。各時間点でアリコートを取り分け、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの消失及びドセタキセルの出現についてバリデートされたイヌ血漿分析法を用いて分析した。
２４０分間のインキュベーション時間の終了時点における４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルの消失及びドセタキセルの出現について表９にまとめる。
Figure 2011530597
 インキュベーションの４時間後、４種全ての血漿において４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルからのドセタキセルの放出が検出された。ドセタキセル放出率は、マウス及びラット血漿中では２０％であったが、イヌ（３％）及びヒト（４％）の血漿中では著しく低い乃至同程度であった。この知見は、げっ歯類が非げっ歯類種と比べてより多くのエステラーゼを有し、エステラーゼ活性が高く（Ｗｉｌｌｉａｍｓ Ｆ．Ｍ．，Ｃｌｉｎ．Ｐｈａｒｍａｃｏｋｉｎｅｔ．１９８５年：１０：３９２−４０３頁、Ｋａｌｉｓｔｅ−Ｋｏｒｈｏｎｅｎ Ｅ，ｅｔ ａｌ．，Ｈｕｍａｎ ＆ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ １９９６年：１５：９７２−９７８頁、Ｌｉ，Ｂ．，ｅｔ ａｌ．，Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ ２００５年：７０：１６７３−１６８４頁）、及びげっ歯類が、典型的にはエステル含有薬物及びプロドラッグをより高い速度で、且つより高い程度まで代謝する（Ｌｉ，Ｂ．，ｅｔ ａｌ．，Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ ２００５年：７０：１６７３−１６８４頁；Ｃｏｏｋ Ｃ．Ｓ．，ｅｔ ａｌ．，Ｐｈａｒｍ．Ｒｅｓ．１９９５年：１２：１１５８−１１６４頁；Ｑｕｏｎ Ｃ．Ｙ．，ｅｔ ａｌ．，Ｄｒｕｇ Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ａｎｄ Ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ １９８８年：１６：４２５−４２８頁；Ｍｉｎａｇａｗａ Ｔ，ｅｔ ａｌ．，Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．１９９５年：４９：１３６１−１３６５頁；Ｅｒｉｃｓｓｏｎ Ｈ．，ｅｔ ａｌ．，Ｅｕｒ．Ｊ．Ｐｈａｒｍ．Ｓｃｉ．１９９９年：８：２９−３７頁）という報告と一致する。この試験の結果は、げっ歯類によるエステル含有薬物及びプロドラッグの代謝が、必ずしもヒトにおける代謝を代表したり、又はそれを予測し得たりするものではないという報告と一致する。
ドセタキセルは、マウス、ラット、イヌ、及びヒト血漿中においてインキュベーション後の４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルから放出される。ドセタキセルの放出は、げっ歯類血漿中において非げっ歯類血漿中と比べて著しく速く、これは、４−ＡＲＭ−ＰＥＧ２０Ｋ−ＢＡ−ドセタキセルのヒト代謝の予測因子としてげっ歯類はイヌより信頼性が低いことを示唆している。
実施例１９
例示的マルチアーム型ポリマーアルカノエート連結ドセタキセルコンジュゲートの用量漸増試験
この試験は、ポリマーサイズ及びリンカーアイデンティティがコンジュゲートの毒性に対して与える影響を調べるために行った。実施例１２に記載されるとおりのドセタキセルコンジュゲートを調べることにより、Ｓｐｒａｇｕｅ−Ｄａｗｌｅｙラットに単回用量として投与したときのそれらの最大耐容量（ＭＴＤ）を測定した。
健常ラットを、１群当たり５匹の雄及び５匹の雌の１８群に無作為に分けた。動物の体重のばらつきは、平均体重の±１０％以下とした。投与前、試験製品の各々を注射用滅菌水中の５％デキストロース溶液に溶解した。製品は、各々、覚醒ラットに単回静脈内ボーラス注射として投与した。投与量は２ｍＬ／ｋｇ体重に維持した。
いずれの薬剤についても１２．５ｍｇ／ｋｇ（ドセタキセル当量）の用量を、最初の５匹の雄ラット及び５匹の雌ラットの各群に投与した。投与後４８時間の死亡率が１０％以下であった場合、２０ｍｇ／ｋｇの用量の試験薬を次の５匹の雄ラット及び５匹の雌ラットの各群に投与した。１２．５ｍｇ／ｋｇ用量による死亡率が１０％より高かった場合、続いて第２の用量を修正した。最初の２つの用量の結果に基づき第３の用量を投与し、それに従い死亡率について得られた結果に基づき調整した。
試験製品を投与した当日は、投与後１５分、３０分、１、２、３、及び４時間目の臨床観察、並びに午後の観察１回を実施した。残りの１４日間の観察期間において観察は１日２回、午前と午後とに１回ずつ続けた。
各用量レベルにおける１４日間の観察後、全体の死亡率を測定した。結果は以下の表１０を参照のこと。上述のとおり、投与後最初の４８時間以内の死亡率を用いて次のより高い用量に漸増させた。死亡前の臨床徴候としては、移所運動活性の低下、失調性歩行、ポリ尿素、下痢及びるい痩が含まれた。
Figure 2011530597
 結果を見ると分かるとおり、このブタノエート連結コンジュゲートについて、予備的な毒性データから、ラットにおける毒性の相対的な順序が、ポリマー分子量に基づけば１０Ｋ＜２０Ｋ＜３０Ｋ＜４０Ｋであることが示される。１つのポリマー分子量（すなわち、２０Ｋの一定のポリマーサイズ）に関してリンカー構造に対しデータを比較すると、ラットデータのみに基づけば、毒性の相対的な順序は、ＭＰＡがＯＡとほぼ同じで、ＯＡ＜ＢＡ＜ＨＡであるように思われる。
本明細書に示す１つ又は複数の発明は、特定の例示的な実施形態に関連して記載されている。しかしながら、上記の記載は、本発明を例示的な実施形態に限定することを意図したものではなく、当業者は、上記の明細書に記載されるとおりの本発明の趣旨及び範囲のなかで変更を加え得ることを認識すべきである。

Claims (44)

  1. 以下の構造
    Figure 2011530597
     を有するマルチアームポリマーコンジュゲートであって、
    式中：
    Ｒは、約３個〜約１５０個の炭素原子を含む有機コアラジカルであり；
    Ｑはリンカーであり；
    ＰＯＬＹ１は、水溶性非ペプチドポリマーセグメントであり；
    Ｘは、任意選択のスペーサーであり；
    Ｒ１は、存在ごとに、Ｈ、低級アルキル、及び電子求引基からなる群から独立して選択され；
    ｎは、１〜７の整数であり；
    Ｄは、分子量が約８００ダルトン未満の小分子の残基であり；及び
    ｑは３以上である、
    マルチアームポリマーコンジュゲート。
  2. Ｄが抗癌剤である、請求項１に記載のマルチアームポリマーコンジュゲート。
  3. Ｒが約３個〜約２５個の炭素原子を有する、請求項１又は２に記載のマルチアームポリマーコンジュゲート。
  4. Ｒが直鎖状又は環状である、請求項３に記載のマルチアームポリマーコンジュゲート。
  5. Ｒが、Ｑと併せて考慮するとき、ポリオール、ポリチオール、又はポリアミンの残基である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマルチアームポリマーコンジュゲート。
  6. Ｒが、「ｑ」本のアーム上のＱと併せて考慮するとき、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、又はグリセロールオリゴマーの残基である、請求項５に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  7. Ｑが加水分解に安定である、請求項１に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  8. Ｑが約１個〜約１０個の原子を含む、請求項７に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  9. Ｑが、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、及び−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）からなる群から選択される、請求項７又は８に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  10. ＰＯＬＹ１が、ポリ（アルキレングリコール）、ポリ（オレフィンアルコール）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ヒドロキシアルキルメタクリルアミド）、ポリ（ヒドロキシアルキルメタクリレート）、ポリ（サッカライド）、ポリ（α−ヒドロキシ酸）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリホスファゼン、ポリオキサゾリン、ポリ（Ｎ−アクリロイルモルホリン）、又はこれらのコポリマー若しくはターポリマーからなる群から選択されるポリマーである、請求項１〜９のいずれか一項に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  11. ＰＯＬＹ１がポリエチレングリコールである、請求項１０に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  12. ＰＯＬＹ１が直鎖状である、請求項１１に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  13. ＰＯＬＹ１の重量平均分子量が、約２００〜約３０，０００ダルトンの範囲である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  14. 前記コンジュゲートの重量平均分子量が約２０，０００ダルトン以上である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  15. Ｘが、約１原子〜約５０原子の原子長を有する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  16. Ｘが、約１原子〜約２５原子の原子長を有する、請求項１５に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  17. Ｘが−Ｏ−である、請求項１５に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  18. ｑの値が、３、４、５、６、７、８、９、及び１０からなる群から選択される、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  19. 前記「ｑ」本のポリマーアームの各々（−Ｑ−ＰＯＬＹ１−Ｘ−（ＣＨ２）２−（ＣＨＲ１）ｎＣ（Ｏ）ＯＤ）が同じである、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  20. Ｄが、タキサン又はカンプトテシンの残基である、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  21. Ｄが、パクリタキセル又はドセタキセルの残基である、請求項２０に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  22. Ｄが、以下の構造：
    Figure 2011530597
     を有する、請求項２１に記載のコンジュゲート。
  23. ｑが３又は４である、請求項２２に記載のコンジュゲート。
  24. 構造：
    Figure 2011530597
     を有し、
    式中、ｎは約４０〜約５００の範囲である、
    請求項２１に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  25. 全体としての公称平均分子量が約１０，０００〜約８０，０００の範囲である、請求項２４に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  26. Ｒ１が、メチル、エチル、プロピル、ｎ−ブチル、イソプロピル及びイソブチルから選択される、請求項１〜２３のいずれか一項に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  27. Ｒ１が、ハロゲン化物、ニトリル、−ＮＯ２、及び−ＣＦ３から選択される、請求項１〜２３のいずれか一項に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  28. 請求項１〜２７のいずれか一項に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲートと薬学的に許容可能な担体とを含む医薬組成物。
  29. 請求項２４に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲートと薬学的に許容可能な担体とを含む医薬組成物。
  30. 固形腫瘍タイプの癌に好適な動物モデルにおいて評価し、治療有効量を投与するとき、投与後３４日目における固形腫瘍容積（ｍｍ３）に基づき評価して、当量で投与したときの未修飾の抗癌剤について認められる腫瘍成長の少なくとも２倍程度腫瘍成長を抑制するのに有効である、請求項２９に記載の組成物。
  31. 前記動物モデルが、ヒト前立腺癌のマウスＤ−１４５異種移植片モデルである、請求項３０に記載の組成物。
  32. ラットにおける単回投与試験で評価したとき、ドセタキセルと比較して３倍以上低い毒性を示す、請求項２９に記載の組成物。
  33. マルチアーム型ポリマーコンジュゲートを、それを必要とする哺乳類対象に送達する方法であって、請求項１〜２７のいずれか一項に記載のコンジュゲートの治療有効量を前記哺乳類対象に投与するステップを含む、方法。
  34. 哺乳類対象において癌を治療する方法であって、
    １つ又は複数の癌性固形腫瘍を有すると診断された対象に対し、前記対象において前記１つ又は複数の固形腫瘍の増殖の阻害を生じるのに有効な期間にわたり、請求項１〜２７のいずれか一項に記載のコンジュゲートの治療有効量を投与するステップであって、Ｄは抗癌剤である、ステップ、
    を含む、方法。
  35. 前記癌性固形腫瘍のタイプが、結腸直腸癌、乳癌、前立腺癌、及び非小細胞肺癌からなる群から選択される、請求項３４に記載の方法。
  36. ドセタキセルによる治療に反応する病態について哺乳類対象を治療する方法であって、請求項２４に記載のコンジュゲートの治療有効量を前記対象に投与するステップを含む、方法。
  37. 前記コンジュゲートが９２％以上の薬物負荷により特徴付けられる、請求項２９に記載の組成物。
  38. 構造：
    Figure 2011530597
     を有し、
    式中、ｎは約４０〜約５００の範囲である、
    マルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  39. 前記コンジュゲートの重量平均分子量が約２０，０００ダルトンである、請求項３８に記載のマルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  40. 構造、
    Figure 2011530597
     （式中：
    Ｒは、約３個〜約１５０個の炭素原子を有する有機コアラジカルであり；
    Ｑはリンカーであり；
    ＰＯＬＹ１は水溶性非ペプチドポリマーであり；
    Ｙは、加水分解性の連結を含むスペーサーであり、従って前記加水分解性の連結が加水分解されるとＤが放出され；
    Ｄは小分子であり；及び
    ｑは３以上である）
    を有するマルチアーム型ポリマーコンジュゲートにおいて、
    構造
    Figure 2011530597
     （式中：
    Ｘは任意選択のスペーサーであり、
    Ｒ１は、存在ごとに、Ｈ、低級アルキル、又は電子求引基からなる群から独立して選択され、及び
    ｎは１〜５の整数である）
    を有するＹを含むことを特徴とする、マルチアーム型ポリマーコンジュゲート。
  41. 以下の構造
    Figure 2011530597
     を有するマルチアームポリマーコンジュゲートであって、
    式中：
    Ｒは、約３個〜約１５０個の炭素原子を含む有機コアラジカルであり；
    Ｑはリンカーであり；
    ＰＯＬＹ１は、水溶性非ペプチドポリマーセグメントであり；
    Ｘは、スペーサーであり；
    Ｒ１は、存在ごとに、Ｈ、低級アルキル、又は電子求引基からなる群から独立して選択され；
    ｎは１〜７の整数であり；
    ｑは３以上であり；
    Ｗは、Ｄ、Ｈ、及び活性化エステルからなる群から選択され、式中Ｄは、分子量が約８００ダルトン未満の小分子の残基であり、及びＷは、０．９２（ｑ）以上の値のＤに等しい、
    マルチアームポリマーコンジュゲート。
  42. マルチアームポリマー薬物コンジュゲートを調製する方法であって、
    「ｑ」本のポリマーアームであって、各々がその末端に反応性のカルボン酸基又は活性化エステル等価物を有するポリマーアームを有するマルチアーム水溶性ポリマー試薬を、小分子薬物の立体障害性第二級又は第三級アルコールの「ｑ」当量以上と、エステル連結を介した前記小分子薬物の前記マルチアーム水溶性ポリマー試薬とのコンジュゲート形成を生じさせることによりマルチアーム水溶性ポリマー薬物コンジュゲートを形成するのに有効な条件下で反応させるステップであって、前記ポリマーアームの９２％以上が、それと共有結合した小分子薬物を有し、前記コンジュゲートが、前記ポリマーアームの各々において前記エステル連結に隣接したリンカーを有し、前記リンカーには、前記エステルカルボニルとの隣接基相互作用が可能な官能基であって、それにより前記小分子薬物の置換能を有する五員又は六員環生成物を形成する官能基が存在しない、ステップ、
    を含む、方法。
  43. 前記リンカーが、構造−（ＣＨ２）１又は２（ＣＲ１Ｈ）ｎＣ（Ｏ）−Ｏ−（式中、Ｒ１は、存在ごとに、Ｈ、低級アルキル、又は電子求引基から独立して選択され、及びｎは１〜７の整数である）を有するアルカノエートリンカーである、請求項４２に記載の方法。
  44. 前記反応させるステップの前に、前記リンカーが前記薬物と、又は前記ポリマーアームの各々と共有結合される、請求項４２又は４３に記載の方法。
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