KR20090102785A - 제거될 수 있는 결합을 지니는 인자 ⅸ 부분­중합체 컨주게이트 - Google Patents

제거될 수 있는 결합을 지니는 인자 ⅸ 부분­중합체 컨주게이트

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KR20090102785A
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Abstract

본 발명은 제거될 수 있는 결합을 갖는 인자 IX 부분-중합체 컨주게이트를 제공한다. 컨주게이트를 제조하는 방법 및 컨주게이트를 투여하는 방법도 제공된다.

Description

제거될 수 있는 결합을 지니는 인자 Ⅸ 부분­중합체 컨주게이트 {FACTOR Ⅸ MOIETY­POLYMER CONJUGATES HAVING A RELEASABLE LINKAGE}
관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 2006년 12월 27일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 60/877,589에 대하여 우선권을 주장하며, 이의 전체 내용은 본원에 참조로서 포함된다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 제거될 수 있는 결합을 지녀서 활성제를 생체내에서 방출하는 중합체-활성제 컨주게이트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그 중에서도 특히 컨주게이트를 합성하는 방법, 컨주게이트를 정제하는 방법 등에 관한 것이다.
과학자 및 임상학자들은 활성제를 환자에게 전달하기에 적합한 형태로 만들려는 이들의 시도에서 수많은 난관에 부딪혔다. 예를 들어, 폴리펩티드인 활성제는 종종 경구보다 주사를 통해 전달된다. 이 방법에서, 폴리펩티드는 위의 단백질분해 환경에 노출되지 않고 전신적인 순환으로 도입된다. 그러나, 폴리펩티드의 주사는 여러 단점을 지닌다. 예를 들어, 많은 폴리펩티드가 비교적 짧은 반감기를 지녀서 종종 불편하고 아픈 반복된 주사를 필요로 한다. 더욱이, 일부 폴리펩티드는 환자의 면역 시스템이 면역원성 폴리펩티드를 파괴하거나 달리 중화시키려는 시도에서 비롯된 하나 이상의 면역 반응을 유도할 수 있다. 물론, 폴리펩티드가 일단 파괴되거나 달리 중화되면, 이 폴리펩티드는 의도하는 이의 약물동력학적 활성을 발휘할 수 없다. 따라서, 폴리펩티드와 같은 활성제의 전달은, 심지어 이러한 제제가 주사로 투여되는 경우에도 종종 문제가 된다.
주사를 통해 활성제를 전달하는 문제를 다룸에 있어서 일부 성공이 달성되었다. 예를 들어, 활성제를 수용성 중합체에 컨주게이션시켜 감소된 면역원성 및 항원성을 지니는 중합체-활성제 컨주게이트를 초래하였다. 또한, 이러한 중합체-활성제 컨주게이트는 전신 순환에서 신장을 통한 감소된 청소율 및/또는 감소된 효소적 분해의 결과로서 이들의 컨주게이션되지 않은 대응부(counterpart)에 비해 크게 증가된 반감기를 종종 지닌다. 더 큰 반감기를 지닌 결과, 중합체-활성제 컨주게이트는 덜 빈번한 투여를 요구하고, 이것은 바꾸어 말해 힘든 주사의 총 횟수와 건강 관리 전문가를 찾는 불편한 방문을 감소시킨다. 더욱이, 단지 약간 가용성인 활성제는 수용성 중합체와 컨주게이션시 수용성에 있어서 현저한 증가를 나타낸다.
폴리에틸렌 글리콜은 국소용 및 내복용 둘 모두에 대하여 이의 문서화된 안전성뿐만 아니라 FDA의 승인으로 인해, 활성제와 컨주게이션되어 왔다. 활성제를 폴리에틸렌 글리콜의 중합체 또는 "PEG"와 컨주게이션할 때, 컨주게이션된 활성제를 통상적으로 "페길화된(PEGylated)" 것으로서 언급한다. 페길화된 활성제, 예컨대 PEGASYS® 페길화된 인터페론 알파-2a (Hoffmann-La Roche, Nutley, NJ), PEG-INTRON® 페길화된 인터페론 알파-2b (Schering Corp., Kennilworth, NJ) 및 NEULASTA™ PEG-필그라스팀 (Amgen Inc., Thousand Oaks, CA)의 상업적인 성공은, 활성제의 컨주게이션된 형태를 투여하는 것이 컨주게이션되지 않은 대응부에 비해 현저하게 유리할 수 있음을 입증한다. 디스테아로일포스파티딜에탄올아민 (Zalipsky (1993) Bioconjug. Chem. 4(4):296-299) 및 플루오로우라실 (Ouchi et al. (1992) Drug Des. Discov. 9(1):93-105)과 같은 소 분자도 페길화되었다. 해리스 등(Harris et al.)은 약제학에 대한 페길화의 효과에 대한 개관을 제공하였다 (Harris et al. (2003) Nat. Rev. Drug Discov. 2(3):214-221).
이러한 성공에도 불구하고, 상업적으로 적절한 약제를 수득하기 위한 활성제로의 중합체의 컨주게이션은 종종 난제가 되고 있다. 예를 들어, 컨주게이션은 약리적 활성에 필요한 활성제 상의 부위에 부착되거나 그 부위에 인접하여 부착된 중합체를 초래할 수 있다 (예컨대, 결합 부위 또는 그에 인접하게). 따라서, 이러한 컨주게이트는, 중합체에 의해 도입된 입체 효과로 인해 허용될 수 없는 낮은 활성을 지닐 것이다. 허용될 수 없는 낮은 활성을 갖는 치료용 컨주게이트에 대한 시도는 활성제가 중합체로의 부착에 적합한 다른 부위를 거의 또는 전혀 갖지 않을 때 실패할 수 있다. 따라서, 추가의 페길화 대안책이 요망되어 왔다.
이러한 문제 및 기타 문제들을 해소하기 위해 제안된 한 전략은 "가역적인 페길화"이며 여기서 본래의(native) 활성제 (또는 페길화된 활성제에 비해 증가된 활성을 갖는 부분)가 방출된다. 예를 들어, 가역적인 페길화가 암 화학요법의 분야에서 개시되어 왔다. 참조 문헌[Greenwald(1997) Exp . Opin . Ther . Patents 7(6):601-609]. 미국특허공개 2005/0079155호는 가역적인 결합을 이용한 컨주게이트를 기술한다. 상기 공개문헌에 개시된 대로, 가역적인 결합은 효소 기질 부분의 이용을 통해 영향을 받을 수 있다. 그러나, 효소적 활성에 의존적인 전략은 효소의 이용가능성에 의해 좌우됨이 지적되어 왔다. 참조 문헌[Peleg-Schulman (2004) J. Med. Chem. 47:4897-4904]. 이러한 효소의 양 및 활성에 따른 환자의 가변성은 상이한 집단간에 컨주게이트의 불일치된 성능을 야기할 수 있다. 따라서, 분해에 대해 효소적 공정에 의존적이지 않은 추가의 전략이 요망에 따라 개시되어 왔다.
가역적인 페길화를 위한 또 다른 전략이 미국특허 7,060,259호에 개시되어 있고, 여기에는 생물학적으로 활성인 제제가 가수분해될 수 있는 카르바메이트 결합에 의해 수용성 비-면역원성 중합체에 결합되어 있는 수용성 전구약물이 (특히) 개시되어 있다. 여기에 개시된 대로, 생물학적으로 활성인 제제는 효소 또는 촉매 물질을 첨가할 필요 없이 생체내에서 카르바메이트 결합의 가수분해에 의해 용이하게 방출될 수 있다.
가역적인 페길화를 위한 또 다른 전략이 문헌[Peleg-Schulman (2004) J. Med. Chem. 47:4797-4904, WO 2004/089280 및 미국특허출원공개 2006/0171920]에 개시되어 있다. 이러한 전략이 제한된 수의 활성제에 적용되었으나, 상기 참조문헌들은 가역적인 페길화가 특히 적합할 수 있는 다른 활성제를 간과하고 있다. 여전히 또 다른 공개될 수 있는 전략이 미국특허출원공개 2006/0293499호에 개시되어 있다.
출혈성 질병의 분야에서, 단백질 (예컨대, 인자 IX)은 때때로 출혈성 질병을 다루거나 달리 개선시키기 위해 투여될 수 있다. 인자 IX 및 관련 단백질의 상대적으로 짧은 반감기로 인하여, 이들 단백질의 생체내 반감기를, 예를 들어 가역적인 페길화에 의해 증가시키는 것이 유리할 것이다. 따라서, 본 발명은 당 분야에서 이러한 요구 및 기타 요구들을 충족시키고자 한다.
발명의 개요
본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 하기 화학식의 컨주게이트를 제공한다:
상기 식에서, POLY1은 제1 수용성 중합체이고;
POLY2는 제2 수용성 중합체이며;
X1은 제1 스페이서 부분 (moiety)이고;
X2는 제2 스페이서 부분이며;
Hα는 이온화될 수 있는 수소 원자이고;
R1은 H 또는 유기 라디칼이고;
R2는 H 또는 유기 라디칼이고;
(a)는 0 또는 1이고;
(b)는 0 또는 1이고;
Re1은 존재할 경우, 제1 전자 교대기(alternating group)이고;
Re2는 존재할 경우, 제2 전자 교대기이며;
Y1는 O 또는 S이고;
Y2는 O 또는 S이며;
F9는 아민-함유 인자 IX 부분의 잔기이다.
본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 컨주게이트를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 컨주게이트를 포함하는 약제학적 제조물을 제공한다.
본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 컨주게이트를 투여하는 방법을 제공한다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 컨주게이트의 시간-농도 곡선이다. 이 도면에 대한 추가 정보가 실시예 3에 제공된다.
도 2는 본 발명의 컨주게이트의 응고 활성을 제공한다. 이 도면에 대한 추가 정보가 실시예 4에 제공된다.
본 발명의 상세한 설명
본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 발명이 특정 중합체, 합성 기술, 활성제 등으로 제한되지 않으며 이들이 변화될 수 있음이 이해되어야 한다.
본 명세서 및 청구범위에 이용된 단수 형태는 문맥에서 명확하게 달리 구술되지 않는다면 복수의 지시 대상물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어 "중합체"에 대한 언급은 단일 중합체뿐 아니라 둘 이상의 동일하거나 상이한 중합체를 포함하고, "컨주게이트"에 대한 언급은 단일 컨주게이트뿐 아니라 둘 이상의 동일하거나 상이한 컨주게이트를 언급하며, "부형제"에 대한 언급은 단일 부형제뿐 아니라 둘 이상의 동일하거나 상이한 부형제를 포함하는 것 등이다.
본 발명을 기술하고 청구함에 있어서, 다음 용어를 하기 기술된 정의에 따라 이용할 것이다.
본원에 사용된 "PEG," "폴리에틸렌 글리콜" 및 "폴리(에틸렌 글리콜)"은 임의의 수용성 폴리(에틸렌 글리콜)을 포함하도록 의도된다. 통상적으로, 본 발명에 따라 이용되는 PEG는 다음 구조식 "-0(CH2CH2O)m-" (여기서 (m)은 2 내지 4000이다)을 포함한다. 본원에 사용된 PEG는 말단 산소가 치환되었는지 아닌지에 따라서 "-CH2CH2-O(CH2CH2O)m-CH2CH2-" 및 "-(CH2CH2O)m-"도 포함한다. PEG가 스페이서 부분 (하기에 더 상세하게 설명됨)을 추가로 포함할 때, 원자들을 포함하는 스페이서 부분은, 수용성 중합체 세그먼트에 공유적으로 부착될 시 산소-산소 결합을 형성하지 않는다 (즉, "-O-O-" 또는 퍼옥사이드 결합). 본 명세서 및 청구범위 전반에 걸쳐서, "PEG"라는 용어는 다양한 말단 또는 "말단 캡핑"기 등을 갖는 구조를 포함함을 기억해야 한다. 또한 "PEG"라는 용어는 대부분, 다시 말해, 50%를 초과하는 -CH2CH2O- 단량체 서브유닛을 함유하는 중합체를 의미한다. 특정 형태와 관련하여, PEG는 수많은 다양한 분자량뿐 아니라 "분지형", "선형", "갈래진(forked)", "다작용기" 등과 같은 구조 또는 기하학을 지닐 수 있으며, 이는 하기에 보다 상세하게 설명된다.
"말단-캡핑된" 또는 "말단에 캡핑된"이라는 용어는 본원에서 상호교환적으로 사용되며 말단-캡핑 부분을 갖는 중합체의 말단 또는 종료점을 의미한다. 통상적으로, 필수적인 것은 아니나, 말단-캡핑 부분이 히드록시 또는 C1 -20 알콕시기를 포함한다. 따라서, 말단-캡핑 부분의 예는 알콕시 (예컨대, 메톡시, 에톡시 및 벤질옥시) 및 아릴, 헤테로아릴, 시클로, 헤테로시클로 등을 포함한다. 추가로, 상기 언급된 각각의 포화, 불포화, 치환 및 치환되지 않은 형태가 고려된다. 더욱이, 말단-캡핑기가 실란일 수도 있다. 말단-캡핑기가 검출가능한 표지를 포함하는 것도 유리할 수 있다. 중합체가 검출가능한 표지를 포함하는 말단-캡핑기를 지닐 때, 중합체가 커플링된 관심있는 중합체 및/또는 부분 (예컨대, 활성제)의 양 또는 부위가 적합한 검출기를 이용하여 결정될 수 있다. 이러한 표지로는 제한없이 형광물질, 화학발광 불질, 효소 표지에 이용되는 부분, 비색물질(예컨대, 염료), 금속 이온, 방사성 부분 등이 있다. 적합한 검출기는 광도계, 필름, 분광계 등을 포함한다.
중합체 또는 수용성 중합체와 관련하여 "비-천연 발생"이라 함은 온전히 그대로 자연에서 발견되지 않는 중합체를 의미한다. 그러나, 비-천연 발생 중합체 또는 수용성 중합체는, 전체 중합체 구조가 자연에서 발견되지 않는 한, 천연 발생하는 하나 이상의 서브유닛 또는 서브유닛의 부분을 함유할 수 있다.
"수용성 중합체"라는 용어는 실온에서 물에 용해될 수 있는 임의의 중합체를 의미한다. 통상적으로, 수용성 중합체는 여과 후 동일한 용액에 의해 전달된 빛의 약 75% 이상, 보다 바람직하게는 약 95% 이상을 전달할 것이다. 중량 기준으로, 수용성 중합체는 물에 적어도 약 35 중량% 용해될 수 있고, 보다 바람직하게는 물에 적어도 약 50 중량% 용해될 수 있으며, 여전히 보다 바람직하게는 물에 약 70 중량% 용해될 수 있고, 또한 더욱 바람직하게는 물에 약 85 중량% 용해될 수 있는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 수용성 중합체가 물에 약 95 중량% 용해될 수 있는 것이 보다 바람직하고, 수용성 중합체가 물에 완전히 용해되는 것이 가장 바람직하다.
PEG와 같은 본 발명의 수용성 중합체에 관한 분자량은 수평균 분자량 또는 중량 평균 분자량으로서 표시될 수 있다. 달리 지시되지 않는 한, 본원에서 분자량에 대한 모든 언급은 중량 평균 분자량이다. 수 평균 및 중량 평균의 두 분자량 결정은 겔 투과 크로마토그래피 또는 다른 액체 크로마토그래피 기술을 이용하여 측정될 수 있다. 분자량 값을 측정하기 위한 다른 방법도 이용될 수 있으며, 예컨대 수평균 분자량을 결정하기 위해 총괄 특성 (예컨대, 빙점 저하, 비등점 상승 또는 삼투압)의 측정 또는 말단기 분석을 이용하는 것과 중량 평균 분자량을 결정하기 위해 빛 산란 기술, 원심분리 또는 점도측정을 이용하는 것이 있다. 본 발명의 중합체는 통상적으로 다분산성이며 (즉, 중합체의 수평균 분자량 및 중량 평균 분자량이 동일하지 않다), 바람직하게는 약 1.2 미만, 보다 바람직하게는 약 1.15 미만, 여전히 보다 바람직하게는 약 1.10 미만, 또한 더욱 바람직하게는 약 1.05 미만 및 가장 바람직하게는 약 1.03 미만의 낮은 다분산성 값을 소유한다.
본원에서 사용된 "카르복실산"이라는 용어는 작용기 ["-COOH" 또는 -C(O)OH로서도 표시됨]를 지니는 부분 및 카르복실산의 유도체인 부분들이고, 이러한 유도체는, 예를 들어 보호된 카르복실산을 포함한다. 따라서, 문맥에서 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 카르복실산이라는 용어는 산 형태를 포함할 뿐만 아니라, 상응하는 에스테르 및 보호된 형태도 포함한다. 카르복실산 및 본원에 개시된 임의의 다른 작용기에 적합한 보호기에 관해서는 문헌[Greene et al., "PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS" 3rd Edition, John Wiley and Sons, Inc., New York, 1999]에 언급되어 있다.
특정 작용기와 함께 이용된 "반응성" 및 "활성화된"이라는 용어는 또 다른 분자 상에 있는 친전자체 또는 친핵체와 용이하게 반응하는 반응성 작용기를 언급한다. 이것은 반응하기 위해 강력한 촉매 또는 고도로 비실용적인 반응 조건을 요구하는 작용기들 (즉, "비반응성" 또는 "비활성"기)과 대조적이다.
"보호된", "보호기" 및 "보호성 기"라는 용어는 특정 반응 조건하에 분자에 있는 화학적으로 반응성인 특정 작용기의 반응을 막거나 차단하는 부분(즉, 보호기)의 존재를 언급한다. 보호기는 보호하려는 화학적으로 반응성인 작용기의 유형뿐만 아니라 적용되는 반응 조건 및 만일 있다면, 분자에 있는 추가 반응성 또는 보호기의 존재에 따라 달라질 것이다. 당 분야에 공지된 보호기는 문헌[Greene et al., 상술함]에서 찾아볼 수 있다.
본원에서 사용된 "작용기"라는 용어 또는 이의 임의의 동의어는 이의 보호된 형태를 포함하도록 의도된다.
본원에서 사용된 "스페이서" 또는 "스페이서 부분"이라는 용어는 한 부분 및 다른 부분 간에 나타나거나 나타나지 않는 원자 또는 원자군을 언급한다. 스페이서 부분은 가수분해적으로 안정하거나 하나 이상의 생리적으로 가수분해될 수 있거나 효소에 의해 제거가능한 결합을 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 "유기 라디칼"은, 예를 들어 알킬, 치환된 알킬, 알케닐, 치환된 알케닐, 알키닐, 치환된 알키닐, 아릴 및 치환된 아릴을 포함한다.
"알킬"은 탄화수소 사슬을 언급하고, 통상적으로 길이가 약 1 내지 20개 원자의 범위이다. 이러한 탄화수소 사슬은 포화되는 것이 바람직하나 필수적인 것은 아니며 분지쇄 또는 직쇄일 수 있으나, 통상적으로 직쇄가 바람직하다. 예시적인 알킬기로는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 1-메틸부틸, 1-에틸프로필, 3-메틸펜틸 등이다. 본원에서 사용된 "알킬"은 3개 이상의 탄소 원자가 인용되는 시클로알킬 및 저급 알킬을 포함한다.
"저급 알킬"은 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기를 언급하고, 직쇄 또는 분지쇄일 수 있으며, 예시적으로 메틸, 에틸, n-부틸, 이소-부틸 및 3차-부틸이 있다.
"시클로알킬"은 포화되거나 불포화된 시클릭 탄화수소 사슬을 언급하고, 바람직하게는 3개 내지 약 12개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3개 내지 약 8개의 탄소 원자로 구성된 브릿징, 융합 또는 스피로 시클릭 화합물을 포함한다.
"비-간섭 치환기"는 분자에 존재할 때, 분자 내에 함유된 다른 작용기와 통상적으로 비-반응성인 기들이다.
예를 들어, "치환된 알킬"에서와 같은 "치환된"이라는 용어는 하나 이상의 수소 원자 대신 하나 이상의 비-간섭 치환기, 예컨대 이로 제한하는 것은 아니나 C3-C8 시클로알킬, 예컨대 시클로프로필, 시클로부틸 등; 할로, 예컨대 플루오로, 클로로, 브로모 및 아이오도; 시아노; 알콕시, 저급 페닐; 치환된 페닐 등이 치환된 부분 (예컨대, 알킬기)를 언급한다. "치환된 아릴"은 하나 이상의 비-간섭기를 치환기로서 갖는 아릴이다. 페닐 고리 상에서의 치환을 위해, 치환기는 임의의 배향일 수 있다 (예컨대, 오르쏘, 메타 또는 파라). "치환된 암모늄"은 하나 이상의 비-간섭기 (예컨대, 유기 라디칼)를 치환기로서 지니는 암모늄이다.
"알콕시"는 -O-R 기를 언급하며, 여기서 R은 알킬 또는 치환된 알킬, 바람직하게는 C1-C20 알킬 (예컨대, 메톡시, 에톡시, 프로필옥시, 벤질 등), 보다 바람직하게는 C1-C7 알킬이다.
본원에서 사용된 "알케닐"은 하나 이상의 이중 결합을 함유하는 길이가 2 내지 15개 원자인 분지되거나 분지되지 않은 탄화수소기를 언급한다. 예시적인 알케닐은 (제한없이) 에테닐, n-프로페닐, 이소프로페닐, n-부테닐, 이소-부테닐, 옥테닐, 데세닐, 테트라데세닐 등을 포함한다.
본원에서 사용된 "알키닐"은 하나 이상의 삼중 결합을 함유하는 길이가 2개 내지 15개 원자인 분지되거나 분지되지 않은 탄화수소기를 언급한다. 예시적인 알키닐은 (제한없이) 에티닐, n-부티닐, 이소-펜티닐, 옥시닐, 데시닐 등을 포함한다.
"아릴"은 하나 이상의 방향족 고리를 의미하고, 각각은 5개 또는 6개의 중심 탄소 원자를 지닌다. 아릴은 나프틸에서처럼 융합될 수 있거나 바이페닐에서처럼 융합되지 않을 수 있는 다중 아릴 고리를 포함한다. 아릴 고리는 하나 이상의 시클릭탄화수소, 헤테로아릴 또는 헤테로시클릭 고리와 융합되거나 융합되지 않을 수 있다. 본원에서 사용된 "아릴"은 헤테로아릴을 포함한다. 방향족-함유 부분 (예컨대, Ar1, Ar2 등)은 아릴을 함유하는 구조를 의미한다.
"헤테로아릴"은 1개 내지 4개의 헤테로원자, 바람직하게는 N, O 또는 S 또는 이들의 조합을 함유하는 아릴기이다. 헤테로아릴 고리는 하나 이상의 시클릭 탄화수소, 헤테로시클릭, 아릴 또는 헤테로아릴 고리와 융합될 수 있다.
"헤테로사이클" 또는 "헤테로시클릭"은 5-12개 원자, 바람직하게는 5-7개 원자의 하나 이상의 고리를 의미하고, 불포화 또는 방향족 특성을 지니거나 지니지 않으며 탄소가 아닌 하나 이상의 고리 원자를 지닌다. 바람직한 헤테로원자로는 황, 산소 및 질소가 있다.
"치환된 헤테로아릴"은 하나 이상의 비-간섭기를 치환기로서 지니는 헤테로아릴이다.
"치환된 헤테로사이클"은 비-간섭 치환기로부터 형성된 하나 이상의 측쇄를 지니는 헤테로사이클이다.
"친전자체"는 친핵체와 반응할 수 있는, 즉 전자를 찾는 친전자성 중심을 지니고 이온성일 수 있는 이온 또는 원자 또는 원자군을 언급한다.
"친핵체"는 친전자성 중심 또는 친전자체를 갖는 중심을 찾는 친핵성 중심을 지니고 이온성일 수 있는 이온 또는 원자 또는 원자군을 언급한다.
"생리적으로 절단될 수 있는" 및 "가수분해될 수 있는" 결합은 생리적 조건하에 물과 반응하는 (즉, 가수분해되는) 비교적 약한 결합이다. 물에서 가수분해되는 결합의 경향은 두 중심 원자를 연결하는 결합의 일반적인 유형 뿐만 아니라 이러한 중심 원자체에 부착된 치환기에도 의존적일 것이다. 예시적인 가수분해될 수 있는 결합으로는 카르복실레이트 에스테르, 포스페이트 에스테르, 무수물, 아세탈, 케탈, 아실옥시알킬 에테르, 이민 및 오르쏘 에스테르가 있으나, 이로 제한되지 않는다.
"제거될 수 있는 결합"은 생리적으로 절단될 수 있는 결합, 가수분해될 수 있는 결합, 및 효소에 의해 분해될 수 있는 결합을 포함하나, 이로 제한되지 않는다. 따라서, "제거될 수 있는 결합"은 생리적 조건하에 일부 다른 메커니즘 (예컨대, 효소-촉매화, 산-촉매화, 염기-촉매화 등)에 의해 가수분해 또는 절단될 수 있는 결합이다. 예를 들어 " 제거될 수 있는 결합"은 양성자 (예컨대, 이온화될 수 있는 수소 원자, Hα)의 염기를 분리시키는 제거 반응을 구동력으로서 수반할 수 있다. 본원에서의 목적을 위해, " 제거될 수 있는 결합"은 "분해될 수 있는 결합"과 동의어이다.
"효소에 의해 제거될 수 있는 결합"은 하나 이상의 효소에 의해 분해되는 결합을 의미한다.
"가수분해적으로 안정한" 결합은 화학적 결합, 통상적으로 물에서 실질적으로 안정하고, 다시 말해 생리적 조건하에 연장된 기간 동안 임의의 뚜렷한 정도로 가수분해되지 않는 공유 결합을 언급한다. 가수분해적으로 안정한 결합의 예로는 탄소-탄소 결합 (예컨대, 지방족 사슬에서), 에테르, 아미드 등이 있으나 이로 제한되지 않는다. 일반적으로, 가수분해적으로 안정한 결합은 생리적 조건하에 매일 약 1-2% 미만의 가수분해율을 나타내는 것이다. 대표적인 화학적 결합의 가수분해율은 대부분의 표준 화학 교과서에서 찾아볼 수 있다. 일부 결합은 (예를 들어) 인접하고 이웃하는 원자 및 주위 조건에 따라 가수분해에 안정하거나 가수분해될 수 있음에 주목해야 한다. 당업자는 주어진 결합이, 예를 들어 관심있는 결합-함유 분자를 관심있는 조건하에 두고 가수분해를 입증하는 (예컨대, 단일 분자의 절단으로부터 초래된 두 분자의 존재 및 양) 시험을 수행함에 의해, 주어진 상황에서 가수분해에 안정하거나 가수분해될 수 있는지를 결정할 수 있다. 제공된 결합이 가수분해에 안정하거나 가수분해될 수 있는지를 결정하기 위해 당업자에게 공지된 다른 전략들도 이용될 수 있다.
"활성제", "생물학적 활성제" 및 "약리적 활성제"라는 용어는 본원에서 상호교환적으로 이용되며, 생체내 또는 시험관내에서 입증될 수 있는 일부 약리적이고, 종종 이로운 효과를 제공하는 임의의 제제, 약물, 화합물, 물질 조성물 또는 혼합물을 포함하도록 정의된다. 이들은 식품 보충물, 영양제, 뉴트리슈티컬(nutriceuticals), 약물, 단백질, 백신, 항체, 비타민 및 기타 유익한 제제를 포함한다. 본원에서 사용된 대로, 이러한 용어는 환자에게 국소적이거나 전신적인 효과를 제공하는 임의의 생리적 또는 약리적 활성 물질을 추가로 포함한다.
"약제학적으로 허용되는 부형제" 또는 "약제학적으로 허용되는 담체"는 본 발명의 조성물에 포함될 수 있고 환자에게 현저하게 해로운 독성 효과를 야기하지 않는 부형제를 언급한다.
"약리적 유효량", "생리적 유효량" 및 "치료적 유효량"은 혈류 또는 표적 조직에서 요망되는 수준의 활성제 및/또는 컨주게이트를 제공하기 위해 필요한 --통상적으로 약제학적 제조물로 존재하는-- 중합체-활성제 컨주게이트의 양을 의미하기 위해 본원에서 상호교환적으로 이용된다. 정확한 양은 수많은 인자들, 예컨대 특정 활성제, 약제학적 제조물의 성분 및 물리적 특성, 의도된 환자 집단, 환자 고려대상 등에 의존적일 것이고, 본원에 제공되고 관련 문헌에서 입수할 있는 정보에 기초하여 당업자가 용이하게 결정할 수 있다.
중합체와 관련하여 "다작용성"은 중합체가 그 안에 3개 이상의 작용기를 함유하는 것을 의미하며, 여기서 작용기는 동일하거나 상이할 수 있다. 다작용성 중합체는 통상적으로 약 3-100개의 작용기, 또는 3-50개의 작용기, 또는 3-25개의 작용기, 또는 3-15개의 작용기, 또는 3-10개의 작용기를 함유하거나, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 작용기를 중합체 내에 함유할 것이다. "이작용성" 중합체는 동일하거나 (즉, 동종이작용성) 상이한 (즉, 이종이작용성) 두 작용기를 그 안에 함유하는 중합체를 의미한다.
중합체의 기하학 또는 전체 구조와 관련하여 "분지된"은 둘 이상의 중합체 "아암(arm)"을 갖는 중합체를 언급한다. 분지된 중합체는 2개 중합체 아암, 3개 중합체 아암, 4개 중합체 아암, 6개 중합체 아암, 또는 8개 이상의 중합체 아암을 소유할 수 있다. 한 특정 유형의 고도로 분지된 중합체는 수지상 중합체 또는 덴드리머(dendrimer)이며, 이들은 본 발명의 목적을 위해 분지된 중합체와 별개의 구조를 갖는 것으로 여겨진다.
"덴드리머" 또는 수지상 중합체는 모든 결합이 중심의 초점 지점 또는 규칙적인 분지 패턴을 갖고 분지점을 각각 제공하는 반복 유닛을 갖는 중심부로부터 방사상으로 나오는 공 모양의 크기 단분산(size monodisperse) 중합체이다. 덴드리머는 중심 캡슐화와 같은 특정 수지 상태 특성을 나타내는데, 이는 이들을 다른 유형의 중합체로부터 독특한 것으로 만든다.
본원에 개시된 염기성 또는 산성 반응 물질은 중성이고, 하전되고, 이의 임의의 상응하는 염 형태를 포함한다.
"환자"라는 용어는 본원에서 제공된 컨주게이트를 투여하여 예방하거나 치료할 수 있는 질병에 걸렸거나 걸리기 쉬운 살아있는 유기체를 언급하며 사람과 동물 둘 모두를 포함한다.
본원에서 사용된 "약물 방출 속도"는 시스템에서 중합체-활성제 컨주게이트의 전체 양의 절반이 활성제 및 고분자 잔기로 절단되는 속도 (반감기로서 언급됨)를 의미한다.
"임의의" 및 "임의로"는 후속하여 기술되는 상황이 발생하거나 발생하지 않을 수 있어서, 그러한 기재가 상황이 발생하는 예와 발생하지 않는 예를 포함하도록 하는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 "할로" 라는 표시 (예컨대, 플루오로, 클로로, 아이오도, 브로모 등)는 일반적으로 할로겐이 분자에 부착될 때 사용되는 한편, 접미사 "이드(ide)" (예컨대, 플루오라이드, 클로라이드, 아이오다이드, 브로마이드 등)은 할로겐이 이의 독립적인 이온 형태 (예컨대, 이탈기가 분자를 떠나는 경우와 같이)로 존재할 때 이용된다.
본원에서 사용된 "인자 IX 부분"은 인자 IX 활성을 갖는 부분을 언급한다. 인자 IX 부분은 적어도 고분자 시약과의 반응에 적합한 아민기도 지닐 것이다. 통상적으로, 필수적인 것은 아니나, 인자 IX 부분이 단백질이다. 또한, "인자 IX 부분"이라는 용어는 컨주게이션 이전의 인자 IX 부분 및 컨주게이션 이후의 인자 IX 부분 잔기 둘 모두를 포함한다. 하기에서 추가로 상세하게 설명되는 대로, 당업자는 임의의 주어진 부분이 인자 IX 활성을 갖는지를 결정할 수 있다. 본원에서 사용된 대로, "인자 IX 부분"이라는 용어는, 예를 들어 부위 유도된 돌연변이발생에 의해 계획적으로 또는 돌연변이를 통해 우연히 변형된 단백질을 포함한다. "인자 IX 부분"이라는 용어는 1 내지 6개의 추가의 글리코실화 부위를 갖는 유도체, 단백질의 카르복시 말단부에 하나 이상의 추가의 아미노산을 갖는 유도체 (여기서, 추가의 아미노산(들)은 하나 이상의 글리코실화 부위를 포함한다) 및 하나 이상의 글리코실화 부위를 포함하는 아미노산 서열을 갖는 유도체를 포함한다.
본 논의와 관련하여, 하나의 구조 또는 화학식에 대해 제공된 변수의 정의는 문맥에서 달리 언급하지 않는 한 상이한 구조에서 반복되는 동일한 변수에 적용될 수 있음을 이해하여야 한다.
앞서 언급된 대로, 본 발명은 (다른 것들 중에서도) 제거가능한 결합을 갖는 컨주게이트를 포함한다.
본 발명의 예시적인 컨주게이트를 기술하기 전에, 제거가능한 결합, 예컨대 카르바메이트 결합을 형성하기 위해 활성제의 아미노기와 반응할 수 있는 수용성 중합체 및 작용기의 예가 논의될 것이다.
제공된 수용성 중합체와 관련하여, 각 수용성 중합체 (예컨대, POLY, POLY1 및 POLY2)는 중합체가 수용성이고 비-펩티드(non-peptidic)이기만 하면 임의의 중합체를 포함할 수 있다. 폴리(에틸렌 글리콜)이 바람직하나, 본원에 사용되는 수용성 중합체는, 예를 들어 기타 폴리(알킬렌 글리콜)["폴리(알킬렌옥사이드)"로서도 언급됨], 예컨대 폴리(프로필렌 글리콜)("PPG"), 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜의 공중합체 등, 폴리(올레핀 알코올), 폴리(비닐피롤리돈), 폴리(히드록시알킬메타크릴아미드), 폴리(히드록시알킬메타크릴레이트), 폴리(사카라이드), 폴리(α-히드록시산), 폴리(비닐 알코올), 폴리포스파젠, 폴리옥사졸린, 폴리(N-아크릴로일모르폴린)(예컨대, 미국특허 5,629,384호에 개시됨)과 같은 기타 수용성 중합체일 수 있다. 수용성 중합체는 동종중합체, 공중합체, 삼량체, 비랜덤 블록 중합체, 및 상기 중 임의의 랜덤 블록 중합체일 수 있다. 또한, 수용성 중합체는 선형일 수 있으나, 하기에 추가로 상세히 기술될 다른 형태일 수도 있다 (예컨대, 분지형, 갈래진 형 등). 전체 구조 내에 존재하는 것과 관련하여, 수용성 중합체는 1 내지 약 300개의 말단을 지닌다.
고분자 시약이 둘 이상의 수용성 중합체를 포함하는 예에서, 전체 구조의 각 수용성 중합체는 동일하거나 상이할 수 있다. 그러나, 전체 구조의 모든 수용성 중합체가 동일한 유형인 것이 바람직하다. 예를 들어, 주어진 구조 내에 있는 모든 수용성 중합체가 폴리(에틸렌 글리콜) 중합체인 것이 바람직하다.
임의의 개개 수용성 중합체의 중량 평균 분자량은 다양할 수 있으나, 임의의 주어진 수용성 중합체의 중량 평균 분자량은 통상적으로 하기 범위일 것이다: 100 돌턴 내지 약 150,000 돌턴. 그러나, 예시적인 범위는 하기 범위의 중량 평균 분자량을 포함한다: 약 880 돌턴 내지 약 5,000 돌턴의 범위; 5,000 돌턴 초과 내지 약 100,000 돌턴의 범위; 약 6,000 돌턴 내지 약 90,000 돌턴의 범위; 약 10,000 돌턴 내지 약 85,000 돌턴의 범위; 10,000 돌턴 초과 내지 내지 약 85,000 돌턴의 범위; 약 20,000 돌턴 내지 약 85,000 돌턴의 범위; 약 53,000 돌턴 내지 약 85,000 돌턴의 범위; 약 25,000 돌턴 내지 약 120,000 돌턴의 범위; 약 29,000 돌턴 내지 약 120,000 돌턴의 범위; 약 35,000 돌턴 내지 약 120,000 돌턴의 범위; 약 880 돌턴 내지 약 60,000 돌턴의 범위; 약 440 돌턴 내지 약 40,000 돌턴의 범위; 약 440 돌턴 내지 약 30,000 돌턴의 범위; 및 약 40,000 돌턴 내지 약 120,000 돌턴의 범위. 주어진 임의의 수용성 중합체의 경우, 상기 범위 중 하나 이상의 분자량을 갖는 PEG가 바람직하다.
수용성 중합체의 예시적인 중량 평균 분자량은 약 100 돌턴, 약 200 돌턴, 약 300 돌턴, 약 400 돌턴, 약 440 돌턴, 약 500 돌턴, 약 600 돌턴, 약 700 돌턴, 약 750 돌턴, 약 800 돌턴, 약 900 돌턴, 약 1,000 돌턴, 약 1,500 돌턴, 약 2,000 돌턴, 약 2,200 돌턴, 약 2,500 돌턴, 약 3,000 돌턴, 약 4,000 돌턴, 약 4,400 돌턴, 약 4,500 돌턴, 약 5,000 돌턴, 약 5,500 돌턴, 약 6,000 돌턴, 약 7,000 돌턴, 약 7,500 돌턴, 약 8,000 돌턴, 약 9,000 돌턴, 약 10,000 돌턴, 약 11,000 돌턴, 약 12,000 돌턴, 약 13,000 돌턴, 약 14,000 돌턴, 약 15,000 돌턴, 약 16,000 돌턴, 약 17,000 돌턴, 약 18,000 돌턴, 약 19,000 돌턴, 약 20,000 돌턴, 약 22,500 돌턴, 약 25,000 돌턴, 약 30,000 돌턴, 약 35,000 돌턴, 약 40,000 돌턴, 약 45,000 돌턴, 약 50,000 돌턴, 약 55,000 돌턴, 약 60,000 돌턴, 약 65,000 돌턴, 약 70,000 돌턴, 및 약 75,000 돌턴을 포함한다. 상기 중 임의의 총 중량 평균 분자량을 갖는 수용성 중합체의 분지된 변형도 (예컨대, 두 20,000 돌턴 중합체로 이루어진 분지된 40,000 돌턴 수용성 중합체) 이용될 수 있다.
컨주게이트를 제조하기 위해 이용된 고분자 시약은 그로부터 형성된 컨주게이트의 요망되는 방출 속도에 적합한 범위의 총 크기를 갖는 하나 이상의 수용성 중합체를 포함할 것이다. 예를 들어, 비교적 긴 방출 속도를 갖는 컨주게이트는 (a) 활성제가 컨주게이트로부터 방출되기 전에 연장된 순환, 및 (b) 컨주게이트로부터 방출시 컨주게이트로부터 유리된 종들의 알맞게 신속한 생체내 청소에 적합한 크기를 갖는 고분자 시약으로부터 제조될 수 있다. 유사하게, 컨주게이트가 비교적 빠른 방출 속도를 지닐 경우, 고분자 시약은 통상적으로 낮은 분자량을 지닐 것이다.
PEG를 고분자 시약에서 수용성 중합체(들)로 이용하는 경우, PEG는 통상적으로 다수의 (OCH2CH2) 단량체 [또는 PEG가 어떻게 정의되는 지에 따라서 (CH2CH2O) 단량체]를 포함한다. 본 설명의 전반에 이용된 대로, 반복 유닛의 수는 "(OCH2CH2)n"에 있어서 첨자 "n"으로 확인된다. 따라서 (n)의 값은 통상적으로 하기 중 하나 이상의 범위 내에 있다: 2 내지 약 3400, 약 4 내지 약 1500, 약 100 내지 약 2300, 약 100 내지 약 2270, 약 136 내지 약 2050, 약 225 내지 약 1930, 약 450 내지 약 1930, 약 1200 내지 약 1930, 약 568 내지 약 2727, 약 660 내지 약 2730, 약 795 내지 약 2730, 약 795 내지 약 2730, 약 909 내지 약 2730, 및 약 1,200 내지 약 1,900. 분자량이 공지되어 있는 임의의 주어진 중합체에 대하여, 중합체의 총 중량 평균 분자량을 반복 단량체의 분자량으로 나눔에 의해 반복 유닛의 수 (즉, "n")를 결정할 수 있다.
각 수용성 중합체는 통상적으로 생체적합성이고 비면역원성이다. 생체적합성과 관련하여, 기질은 살아있는 조직 (예컨대, 환자로의 투여)과 관련된 기질만의 사용과 관련되거나 또 다른 기질 (예컨대, 활성제)과 관련된 유리한 효과가 임의의 해로운 효과 보다 가치가 있다고 임상학자, 예컨대 의사에 의해 평가되는 경우 생체적합한 것으로 고려된다. 비-면역원성과 관련하여, 기질은 살아있는 조직과 관련되 기질만의 이용 또는 또 다른 기질의 이용이 면역 반응 (예컨대, 항체의 형성)을 제공하지 않거나, 면역 반응이 제공되는 경우, 그러한 반응이 임상학자가 평가할 때 임상적으로 현저하거나 중요하지 않은 것으로 여겨지는 경우 비-면역원성으로 고려된다. 본원에 개시된 수용성 중합체 및 활성제와 중합체의 컨주게이트가 생체적합하고 비-면역원성인 것이 특히 바람직하다.
유용한 일 형태에서, 유리되거나 결합되지 않은 PEG는 각 말단이 히드록실기로 종결된 선형 중합체이다:
HO-CH2CH2O-(CH2CH2O)m'-CH2CH2-OH
상기 식에서, (m')는 통상적으로 0 내지 약 4,000의 범위이고, 바람직하게는 약 20 내지 약 1,000이다.
상기 중합체, 알파-, 오메가-디히드록시폴리(에틸렌 글리콜)은 HO-PEG-OH와 같은 간단한 형태로 표시될 수 있으며, 여기서 -PEG- 표시는 하기 구조적 유닛을 나타낼 수 있는 것으로 이해된다:
-CH2CH2O-(CH2CH2O)m'-CH2CH2-
상기 식에서, (m')은 상기에서 정의된 바와 같다.
본 발명에 유용한 또 다른 유형의 유리 또는 결합되지 않은 PEG는 메톡시-PEG-OH, 또는 간단히 mPEG이고, 여기서 한 말단이 비교적 비활성인 메톡시기인 한편, 다른 말단이 히드록실기이다. mPEG의 구조는 하기에 제공된다.
CH3O-CH2CH2O-(CH2CH2O)m'-CH2CH2-
상기 식에서, (m')은 상기에서 정의된 바와 같다.
미국특허 5,932,462호에 개시된 것들과 같은 다중-아암 또는 분지형 PEG 분자도 PEG 중합체로서 이용될 수 있다. 예를 들어, PEG는 하기 구조를 지닐 수 있다:
상기 식에서, polya 및 polyb는 PEG 백본 (동일하거나 상이함), 예컨대 메톡시 폴리(에틸렌 글리콜)이고;
R"는 비반응성 부분, 예컨대 H, 메틸 또는 PEG 백본이고;
P 및 Q는 비반응성 결합이다. 바람직한 구체예에서, 분지된 PEG 중합체는 메톡시 폴리(에틸렌 글리콜) 이치환된 리신이다.
또한, PEG는 갈래진 PEG를 포함할 수 있다. 유리 또는 결합되지 않은 갈래진 PEG의 예는 하기 화학식으로 표시된다:
상기 식에서, X는 스페이서 부분이고, 각 Z는 규정된 길이의 원자 사슬에 의해 CH에 결합된 활성화된 말단기이다. Z 작용기를 분지형 탄소 원자에 결합시키는 원자 사슬은 구속(tethering)기로서 기능하며, 예를 들어 알킬 사슬, 에테르 사슬, 에스테르 사슬, 아미드 사슬 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 미국특허 6,362,254호는 본 발명에 이용될 수 있는 다양한 갈래진 PEG 구조를 기술한다.
PEG 중합체는 PEG 사슬의 말단이라기 보다 PEG의 길이를 따라 공유적으로 부착된, 카르복실과 같은 반응성기를 갖는 펜던트(pendant) PEG 분자를 포함할 수 있다. 펜던트 반응성 기는 직접 또는 알킬렌기와 같은 스페이서 분자를 통해 PEG에 부착될 수 있다.
상기-개시된 형태의 PEG 이외에, 고분자 시약의 각 수용성 중합체가 하나 이상의 약하거나 제거될 수 있는 결합을 상기 개시된 임의의 중합체를 포함하는 중합체에 지니도록 제조될 수 있다. 예를 들어, PEG는 가수분해되는 에스테르 결합을 중합체에 지니도록 제조될 수 있다. 하기 도시된 대로, 이러한 가수분해는 낮은 분자량의 단편으로의 중합체의 절단을 초래한다:
-PEG-CO2-PEG- + H2O → -PEG-CO2H + HO-PEG-
중합체 백본 내에서 분해가능한 결합으로서 유용한 가수분해에 의해 분해될 수 있는 기타 결합으로는 카르보네이트 결합; 예를 들어 아민과 알데히드의 반응 (참조, 예컨대 Ouchi et al., (1997) Polymer Preprints 38(0:582-3)으로부터 초래된 이민 결합; 예를 들어 알코올을 포스페이트기와 반응시켜 형성된 포스페이트 에스테르 결합; 통상적으로 히드라지드와 알데히드의 반응에 의해 형성되는 히드라존 결합; 통상적으로 알데히드와 알코올 간의 반응에 의해 형성되는 아세탈 결합; 예를 들어 포르메이트와 알코올 간의 반응에 의해 형성되는 오르쏘 에스테르 결합; 예컨대, PEG와 같은 중합체의 말단에 있는 아민기과 또 다른 PEG 사슬의 카르복실기에 의해 형성된 아미드 결합; 예컨대 말단 이소시아네이트기를 갖는 PEG와 PEG 알코올의 반응으로부터 형성된 우레탄 결합; 예컨대, PEG와 같은 중합체의 말단에 있는 아민과 펩티드의 카르복실기에 의해 형성된 펩티드 결합; 및 예를 들어, 예컨대 중합체의 말단에 있는 포스포로아미디트기 및 올리고누클레오티드의 5' 히드록실기에 의해 형성된 올리고누클레오티드 결합이 있다.
폴리(에틸렌 글리콜) 또는 PEG라는 용어가 상기 모든 형태의 PEG를 나타내거나 이를 포함함이 당업자에게 이해된다.
당업자는 실제 수용성 중합체와 관련된 상기 논의가 결코 전체를 의미하는 것이 아니고 단지 예시일 뿐이며, 상기 개시된 품질을 갖는 모든 고분자 물질이 고려됨을 이해할 것이다. 본원에서 사용된 "수용성 중합체"라는 용어는 분자 뿐만 아니라 또 다른 부분에 부착된 수용성 중합체의 잔기도 의미한다. 수용성 중합체의 하기 설명은 고분자 시약뿐만 아니라 개시된 고분자 시약을 이용하여 형성된 상응하는 컨주게이트에도 적용될 수 있다.
본원에 개시된 컨주게이트를 형성하기 위해 이용된 고분자 시약의 작용기는 활성제의 아미노기와 반응하여 카르바메이트 결합과 같은 제거될 수 있는 결합을 형성할 수 있는 작용기이다. 본 발명은 작용기가 활성제의 아미노기와 반응하여 카르바메이트 결합과 제거될 수 있는 결합을 형성할 수 있는 한 특정 작용기로 제한되지 않는다. 활성제의 아미노기와 반응할 수 있는 예시적인 작용기에는 활성 카르보네이트, 예컨대 N-숙신이미딜, 1-벤조트리아졸릴, 이미다졸, 카르보네이트 할라이드 (예컨대, 카르보네이트 클로라이드 및 카르보네이트 브로마이드), 페놀레이트 (예컨대, p-니트로페놀레이트) 등으로 구성된 군으로부터 선택된 작용기들이 있다. 또한, 특수한 경우로서, 이소시아네이트 또는 이소티오시아네이트기로 전환되는 활성 아민기를 갖는 활성제를 이용할 수 있는 경우, 고분자 시약의 작용기는 이러한 성분들의 반응이 제거될 수 있는 카르바메이트 결합을 제공하기 때문에 히드록실일 수 있다.
예시적인 고분자 시약이 이제부터 추가로 상세하게 논의될 것이다. 입체화학이 임의의 화학식 또는 구조식으로 구체적으로 도시되지 않아도 (고분자 시약, 컨주게이트, 또는 임의의 다른 화학식 또는 구조식이든 간에), 제시된 화학식 및 구조식은 둘 모두의 거울상이성질체 뿐만 아니라 동등한 양 (즉, 라세미 혼합물) 및 동등하지 않은 양의 각 거울상이성질체의 혼합물을 포함하는 조성물을 고려하는 것임이 상기되어야 한다.
예시적인 고분자 시약은 하기 구조식을 갖는다:
상기 식에서, POLY1은 제1 수용성 중합체이고;
POLY2는 제2 수용성 중합체이며;
X1은 제1 스페이서 부분이고;
X2는 제2 스페이서 부분이며;
Hα는 이온화될 수 있는 수소 원자이고;
R1은 H 또는 유기 라디칼이고;
R2는 H 또는 유기 라디칼이고;
(a)는 0 또는 1이고;
(b)는 0 또는 1이고;
Re1은 존재할 경우, 제1 전자 교대기이고;
Re2는 존재할 경우, 제2 전자 교대기이며;
(FG)는 활성제의 아미노기와 반응하여 카르바메이트기와 같은 제거될 수 있는 결합을 형성할 수 있는 작용기이다.
예시적인 고분자 시약은 하기 화학식으로 표시된다:
상기 식에서, 각 경우에: (FG)는 활성제의 아미노기와 반응하여 카르바메이트 결합과 같은 제거될 수 있는 결합을 형성할 수 있는 작용기이고; R1은 H 또는 유기 라디칼이고; R2는 H 또는 유기 라디칼이다.
또한 다른 예시적인 고분자 시약은 하기 구조를 갖는다:
상기 식에서, POLY1, POLY2, X1, X2, R1, R2, Hα 및 (FG) 각각은 앞서 정의된 바와 같고, Re1은 제1 전자 교대기이고, Re2는 제2 전자 교대기이다.
여전히 다른 예시적인 고분자 시약은 하기 구조식으로 표시된다:
상기 식에서, 각 구조식 및 각 예에 있어서, (n)은 독립적으로 4 내지 1500의 정수이다.
고분자 시약은 임의의 수의 방법으로 제조될 수 있다. 결과적으로, 고분자 시약의 합성은 이들의 제조에 이용된 특정 기술 또는 전략으로 제한되지 않는다.
본원에 개시된 컨주게이트를 제조하는데 유용한 고분자 시약을 제조하는 한 방법에서, 상기 방법은 (a) 제1 부착 부위, 제2 부착 부위 및 임의의 제3 부착 부위를 포함하는 방향족-함유 부분을 제공하고; (b) 작용기 시약을 제1 부착 부위와 반응시켜 활성제의 아미노기와 반응하여 카르바메이트와 같은 제거될 수 있는 결합을 야기할 수 있는 제1 부착 부위 함유 작용기를 생성하고; (c) 반응성 기를 함유하는 수용성 중합체를 제2 부착 부위 및, 존재하는 경우, 임의의 제3 부착 부위와 반응시켜 (i) 스페이서 부분을 통해 수용성 중합체를 함유하는 제2 부착 부위 및 (ii) 존재하는 경우, 스페이서 부분을 통해 제2 수용성 중합체를 포함하는 임의의 제3 부착 부위를 초래하는 것을 포함한다. 일부 예에서, (b)는 단계 (c) 이전에 수행되는 한편, 다른 예에서, (c)는 단계 (b) 이전에 수행된다.
따라서, 고분자 시약을 제조하는 상기 방법에서, 요구되는 단계는 (a) 제1 부착 부위, 제2 부착 부위 및 임의의 제3 부착 부위를 함유하는 방향족-함유 부분을 제공하는 것이다. 합성 제조법과 관련하여, 물질을 "제공"한다는 것은 (예를 들어, 이것을 합성하거나 상업적으로 이를 수득함에 의해) 물질을 수득하는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 설명을 목적으로 예시적인 방향족-함유 부분은 하기 도시된 9-히드록시메틸-2,7-디아미노플루오렌이다.
이러한 방향족-함유 부분, 9-히드록시메틸-2,7-디아미노플루오렌은 3개의 부착 부위를 갖는 방향족-함유 부분의 예이다: 9 위치에 히드록실기 및 2와 7 위치에 각각 아미노기. 방향족-함유 부분은 염기 또는 염 형태로 제공될 수 있다. 9-히드록시메틸-2,7-디아미노플루오렌과 관련하여, 디히드로클로라이드 형태를 이용할 수 있다. 다른 방향족-함유 부분이 합성 제조 및/또는 상업적 제조업자로부터의 구입을 통해 제공될 수 있다.
방향족-함유 부분을 갖는 경우, 상기 방법의 또 다른 단계는 반응성 기를 함유하는 수용성 중합체를 방향족-함유 부분 상에 있는 부착 부위(들)와 반응시키는 단계를 넓게 포함한다. 여기서, 수용성 중합체를 방향족-함유 부분에 있는 하나 이상의 부착 부위에 부착시키기 위해 당 분야에 공지된 임의의 전략을 이용할 수 있으며 상기 방법은 특정 전략에 제한되지 않는다. 예를 들어, 아민-반응성 PEG (예컨대, 예를 들어 임의로 염기의 존재하에 N-히드록시숙신이미드 및 CH3O-CH2CH2-(OCH2CH2)-OCH2CH2-OCH2COOH와 축합제로서 디시클로헥실 카르보디이미드 (DCC) 또는 디이소프로필 카르보디이미드 (DIC)의 반응으로부터 형성된 N-숙신이미딜 에스테르-말단 mPEG)를 9-히드록시메틸-2,7-디아미노플루오렌과 같은 방향족-함유 부분을 함유하는 아민과 반응시킬 수 있다.
일부 구체예에서, 반응성 기를 함유하는 수용성 중합체와 방향족-함유 부분의 반응은 여기에 부착되는 수용성 중합체는 갖는 모든 가능한 부착 부위를 초래할 것이다. 이러한 상황에서, 하나 이상의 수용성 중합체를 제거시켜 부착 부위가 작용기 시약과의 반응에 이용될 수 있게 만드는 것이 필요하다. 따라서, 예를 들어 이전 문단에서 논의된 N-숙신이미딜 에스테르-말단 mPEG와 9-히드록시메틸-2,7-디아미노플루오렌의 반응은 (a) 두 아민 부위의 각각에 하나씩 두 수용성 중합체를 포함하는 종, 및 (b) 두 아민 부위의 각각에 하나씩, 그리고 히드록실 부위에 하나의 세 수용성 중합체를 함유하는 종을 포함하는 혼합물을 야기한다. 여기에서, 크기-배제 크로바토그래피를 이용하여 고 분자량 종을 제거하고 수집할 수 있다. 또한, 혼합물을 높은 pH로 처리한 후 [예를 들어, 혼합물을 수산화리튬 (LiOH), 수산화나트륨 (NaOH), 수산화칼륨 (KOH)으로 처리] 이온-교환 크로마토그래피 (IEC)로 처리할 수 있다. 어느 경우에도, 결과는 대부분 두 아민 부위의 각각에 하나씩 두 수용성 중합체를 함유하는 9-히드록시메틸-2,7-디아미노플루오렌을 함유하는 조성물이다. 제3 히드록실 부위는 이에 의해 작용기 시약과의 반응에 이용될 수 있다.
최종 단계는 방향족-함유 부분의 반응성 부위를 작용기 시약과 반응시키는 것이다. 바람직한 전략은 두 아민 부위의 각각에 하나씩 두 수용성 중합체를 함유하는 히드록실-함유 9-히드록시메틸-2,7-디아미노플루오렌을 트리포스젠과 반응시키고, 이어서 N-히드록시숙신이미드로 처리하는 것이다. 이러한 방식으로, 활성제의 아미노기와 반응하여 카르바메이트 결합 (이 경우, "활성화된 카르보네이트")과 같은 제거될 수 있는 결합을 형성할 수 있는 작용기가 히드록실-함유 반응성 부위 상에 형성된다.
사용된 전략과 무관하게, 합성 방법의 단계들은 적합한 용매에서 일어난다. 당업자는 임의의 특정 용매가 임의의 주어진 반응에 적합한 지를 결정할 수 있다. 그러나, 통상적으로 용매는 비극성 용매 또는 극성 비양성자성 용매인 것이 바람직하다. 비극성 용매의 비제한적인 예로는 벤젠, 크실렌, 디옥산, 테트라히드로푸란(THF), t-부틸 알코올 및 톨루엔이 있다. 특히 바람직한 비극성 용매로는 톨루엔, 크실렌, 디옥산, 테트라히드로푸란, 및 t-부틸 알코올이 있다. 예시적인 극성 비양성자성 용매로는 DMSO (디메틸 설폭사이드), HMPA (헥사메틸포스포르아미드), DMF (디메틸포름아미드), DMA (디메틸아세트아미드), NMP (N-메틸피롤리디논)이 있다.
일단 제조되면, 고분자 시약은 분리될 수 있다. 공지된 방법을 이용하여 고분자 시약을 분리할 수 있으나, 크기 배제 크로마토그래피와 같은 크로마토그래피를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 대안적으로 또는 추가로, 상기 방법은 고분자 시약이 일단 형성되년 이를 정제시키는 단계를 포함한다. 다시, 당 분야에-공지된 표준 정제 방법을 이용하여 고분자 시약을 정제시킬 수 있다.
고분자 시약은 습기 및 산소에 민감하며, 아르곤 하 또는 질소 하, 및 저온과 같은 비활성 대기하에 이상적으로 저장된다. 이러한 방식으로, 예를 들어 대기 산소와 관련된 잠재적인 분해 공정이 감소되거나 완전히 회피된다. 일부 경우에, 산화 분해를 피하기 위해, 부틸화된 히드록실 톨루엔 (BHT)과 같은 항산화제를 저장 이전에 고분자 시약에 첨가할 수 있다. 또한, 저장 조건과 관련된 습기의 양을 최소화하여 활성 에스테르의 가수분해와 같은 물과 관련된 잠재적인 손상 반응을 감소시키는 것이 바람직하다. 더욱이, 빛을 수반하는 특정 분해 공정을 막기 위해 저장 조건을 암실로 유지하는 것이 바람직하다. 따라서, 바람직한 저장 조건은 하기 중 하나 이상을 포함한다: 건조 아르곤 또는 또 다른 건조 비활성 가스하에 저장; 약 -15℃ 미만의 온도에서 저장; 빛의 부재하에 저장; 및 BHT와 같은 적합한 양 (예컨대, 약 50 내지 약 500 ppm (parts per million))의 항산화제와 함께 저장.
상기 개시된 고분자 시약은 생물학적인 활성제로의 컨주게이션에 유용하다. 예를 들어, 활성제 상의 아미노기 (예컨대, 일차 아민)는 활성제의 아미노기와 반응할 수 있는 작용기와 반응하여 제거될 수 있는, 예컨대 카르바메이트 결합을 형성할 것이다.
예시적인 컨주게이트는 하기 구조를 갖는다:
상기 식에서, POLY1은 제1 수용성 중합체이고;
POLY2는 제2 수용성 중합체이며;
X1은 제1 스페이서 부분이고;
X2는 제2 스페이서 부분이며;
Hα는 이온화될 수 있는 수소 원자이고;
R1은 H 또는 유기 라디칼이고;
R2는 H 또는 유기 라디칼이고;
(a)는 0 또는 1이고;
(b)는 0 또는 1이고;
Re1은 존재할 경우, 제1 전자 교대기이고;
Re2는 존재할 경우, 제2 전자 교대기이며;
Y1은 O 또는 S이고;
Y2는 O 또는 S이며;
F9는 아민-함유 인자 IX 부분의 잔기이다.
예시적인 컨주게이트는 하기 화학식의 것들을 포함한다:
상기 식에서, 각 구조식 및 각 예에서, (n)은 독립적으로 4 내지 1500의 정수이고, F9는 아민-함유 인자 IX 부분의 잔기이다.
본원에 개시된 고분자 시약이 컨주게이션될 수 있는 생물학적 활성제는 아민-함유 생물학적 활성제이다. 통상적으로, 생물학적 활성제는 분자량이 약 3,500 돌턴을 초과하는 폴리펩티드와 같은 거대분자일 것이다. 약리적으로 활성인 폴리펩티드는 바람직한 유형의 생물학적 활성제이다. 본 논의의 목적을 위해서, "폴리펩티드"라는 용어는 올리고펩티드 및 단백질의 총칭임을 이해하여야 한다. 폴리펩티드와 관련하여, 고분자 시약이 커플링되는 아민은 폴리펩티드 내에 있는 아미노산 (예컨대, 리신)의 N-말단상에 있거나 아민-함유 측쇄 상에 존재할 수 있다.
본 발명은 또한 중합체와 생물학적 활성제 간의 공유 부착을 형성하기에 적합한 조건하에 고분자 시약을 생물학적 활성제와 접촉시키는 단계를 포함하여, 컨주게이트를 제조하는 방법을 제공한다. 통상적으로, 중합체는 등몰(equimolar) 양 (반응성 기와의 반응에 적합한 요망되는 기의 수와 관련하여) 또는 몰 과량으로 활성제 또는 표면에 첨가된다. 예를 들어, 고분자 시약은 약 1:1 (고분자 시약:활성제), 1.5:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 8:1, 또는 10:1의 몰 비로 표적 활성제에 첨가될 수 있다. 컨주게이션 반응은, 일반적으로 경시적인 반응의 진행을 모니터링함에 의해 결정될 수 있는, 실제로 그 이상 컨주게이션이 발생하지 않을 때까지 진행될 수 있다. 반응의 진행은, 반응 혼합물로부터 다양한 시점에 분취량을 수집하여 SDS-PAGE 또는 MALDI-TOF 질량 분광법 또는 임의의 다른 적합한 분석 방법에 의해 반응 혼합물을 분석함에 의해 모니터링될 수 있다. 일단 형성되는 컨주게이트의 양 또는 남아 있는 컨주게이션되지 않은 중합체의 양과 관련하여 플래토(plateau)에 도달되면, 반응이 종결된 것으로 가정한다. 통상적으로, 컨주게이션 반응은 대략 수 분 내지 수 시간 (예컨대, 5분 내지 24시간 이상)이 걸린다. 수득된 생성 혼합물은 필수적인 것은 아니나 바람직하게는 과량의 시약, 컨주게이션되지 않은 반응물질 (예컨대, 활성제) 요망되지 않는 다중-컨주게이션된 종들, 및 유리 또는 미반응 중합체를 분리하기 위해 정제된다. 이후 생성된 컨주게이트를 MALDI, 모세관 전기영동, 겔 전기영동, 및/또는 크로마토그래피와 같은 분석 방법을 이용하여 추가로 특성을 규명할 수 있다.
중합체-활성제 컨주게이트와 관련하여, 상이한 컨주게이션된 종들을 수득/분리하기 위해 컨주게이트를 정제할 수 있다. 대안적으로 및 보다 바람직하게는 저분자량 (예컨대, 약 20 킬로돌턴 미만, 보다 바람직하게는 약 10 킬로돌턴 미만) 중합체의 경우에, 생성 혼합물을 정제하여 활성제 마다의 수용성 중합체 세그먼트의 분포를 수득할 수 있다. 예를 들어, 생성 혼합물을 정제하여 활성제 (예컨대, 폴리펩티드) 마다의 대략 1 내지 5개 PEG의 평균을 수득할 수 있다. 최종 컨주게이트 반응 혼합물을 정제하기 위한 전략은, 예를 들어 적용되는 중합체의 분자량, 특정 활성제, 요망되는 복용 섭생, 및 나머지 활성 및 개개 컨주게이트(들)의 생체내 활성을 포함하는 다수의 인자에 의존적일 것이다.
요망되는 경우, 상이한 분자량을 갖는 컨주게이트를 겔 여과 크로마토그래피를 이용하여 분리시킬 수 있다. 즉, 겔 여과 크로마토그래피를 이용하여 상이한 수의 중합체-대-활성제 비 (예컨대, 1-mer, 2-mer, 3-mer 등, 여기서 "1-mer"는 활성제에 대한 하나의 중합체를 나타내고, "2-mer"는 활성제에 대한 두 개의 중합체를 나타내는 것 등등)를 세분하는데, 이는 이들의 상이한 분자량에 기초한다 (차이는 본질적으로 수용성 중합체 세그먼트의 평균 분자량에 상응한다). 예를 들어, 100 kDa 단백질이 분자량이 약 20 kDa인 고분자 시약에 임의로 컨주게이션되는 예시적인 반응에서, 생성되는 반응 혼합물은 아마도 변형되지 않은 단백질 (MW 100 kDa), 모노-페길화된 단백질 (MW 120 kDa), 다이-페길화된 단백질 (MW 140 kDa) 등을 함유할 것이다. 이러한 전략이 상이한 분자량을 갖는 기타 중합체 컨주게이트 및 PEG를 분리하는데 이용될 수 있으나, 상기 전략은 단백질 내에 상이한 중합체 부착 부위를 갖는 위치 이성질체를 분리하는데 일반적으로 효과가 없다. 예를 들어, PEG 1-mers, 2-mers, 3-mers 등의 각기 다른 혼합물로부터 분리하기 위해 겔 여과 크로마토그래피를 이용할 수 있으나, 회수된 PEG-mer 조성물 각각은 활성제 내에서 상이한 반응성 아미노기 (예컨대, 리신 잔기)에 부착된 PEG를 함유할 수 있다.
이러한 유형의 분리를 수행하기에 적합한 겔 여과 컬럼은 아머샴 바이오사이언시즈 (Piscataway, NJ)로부터 이용가능한 슈퍼덱스(Superdex™) 및 세파덱스(Sephadex™) 컬럼을 포함한다. 특정 컬럼의 선택은 바람직한 요망되는 분획화 범위에 의존적일 것이다. 용리는 일반적으로 포스페이트, 아세테이트 등과 같은 적합한 완충액을 이용하여 수행된다. 수집된 분획을 다수의 상이한 방법에 의해 분석할 수 있으며, 예를 들어 (i) 단백질 함량에 대하여 280 nm에서의 광학 밀도 (OD), (ii) 소 혈청 알부민(BSA) 단백질 분석, (iii) PEG 함량에 대한 요도드 시험 [Sims et al. (1980) Anal . Biochem, 107:60-63], 및 (iv) 나트륨 도데실 설페이트 폴리아크릴아미드 겔 전기영동 (SDS PAGE)에 이어 요오드화바륨으로의 염색이 있다.
위치 이성질체 (positional isomer)의 분리는 역상-고성능 액체 크로마토그래피 (RP-HPLC) C18 컬럼을 이용한 역상 크로마토그래피 (Amersham Biosciences or Vydac) 또는 이온 교환 컬럼, 예컨대 아머샴 바이오사이언시즈로부터 이용가능한 세파로오스 (Sepharose™) 이온 교환 컬럼을 이용한 이온 교환 크로마토그래피에 의해 수행된다. 어떠한 전략을 이용하여도 동일한 분자량을 갖는 중합체-활성제 이성질체 (위치 이성질체)를 분리할 수 있다.
인자 IX 부분과 관련하여, 본 발명에 유용한 인자 IX 부분은 원시 인간 인자 IX와 동일한 활성 (동일한 정도의 활성일 필요는 없다)을 갖는 임의의 단백질을 포함한다.
앞서 기술한 대로, "인자 IX 부분"이라는 용어는 컨주게이션 이전의 인자 IX 부분 뿐만 아니라 수용성 중합체에 부착된 후의 인자 IX 부분도 포함한다. 그러나, 인자 IX 부분이 비펩티드 수용성 중합체에 부착될 때, 인자 IX 부분은 중합체 (또는 중합체에 부착된 스페이서 부분)에 대한 결합과 관련된 하나 이상의 공유 결합의 존재로 인해 다소 변경되는 것으로 이해된다. 종종, 또 다른 분자에 부착된 인자 IX 부분의 이렇게 다소 변경된 형태를 인자 IX 부분의 "잔기"라고 한다.
인자 IX 부분은 비-재조합 방법 또는 재조합 방법으로부터 유도될 수 있고, 본 발명은 이와 관련하여 제한되지 않는다. 또한, 인자 IX 부분은 인간원 또는 동물원으로부터 유도될 수 있다.
인자 IX 부분은 비-재조합에 의해 유도될 수 있다. 예를 들어, 인자 IX 부분은 혈액-유래된 공급원으로부터 수득될 수 있다. 특히, 인자 IX는 인간 혈장으로부터 당업자에게 공지된 침전 및 원심분리 기술을 이용하여 분획화될 수 있다. 참조, 예를 들어 문헌[Wickerhauser (1976) Transfusion 16(4):345-350 and Slichter et al. (1976) Transfusion 16(6):616-626]. 인자 IX는 인간 과립구로부터도 분리될 수 있다. 참조 문헌[Szmitkoski et al. (1977) Haematologia (Budap.) 11(l-2):177-187].
인자 IX 부분은 재조합 방법으로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 인자 IX 부분인 원시 인자 IX를 코딩하는 cDNA를 분리하고, 특성을 규명하고, 발현 벡터로 클로닝하였다. 참조, 예컨대 문헌[Choo et al. (1982) "Molecular Cloning of the Gene for Human Anti-hemophilic Factor IX," Nature, Vol. 299: 178-180, and Kurachi et al. (1982) "Isolation and Characterization of a cDNA Coding for Human Factor IX," Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., Vol. 79: 6461-65].
일단 발현된 원시 인자 IX는 약 55,000 돌턴의 단쇄 당단백질이다. 이것은 구조적으로 네 개의 도메인을 갖는 것으로 고려될 수 있다: Gla 또는 감마 카르복시글루타메이트-부화 도메인; EGF-유사 영역; 활성화 펩티드; 및 활성 부위.
인자 IX 부분과 관련하여, 적어도 일부의 요망되는 인자 IX 활성 정도를 유지하는 상기 중 임의의 생물학적으로 활성인 단편, 결실 변이체, 치환 변이체 또는 첨가 변이체도 이용될 수 있다.
활성제는 아미노산의 측쇄 내에서 원자에 대한 중합체의 간편한 부착을 제공하기 위해, 예를 들어 리신, 시스테인 및/또는 아르기닌과 같은 하나 이상의 아미노산 잔기를 포함하도록 유리하게 변형될 수 있다. 아미노산 잔기를 첨가시키는 기술은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 문헌[J. March, Advanced Organic Chemistry: Reactions Mechanisms and Structure, 4th Ed. (New York: Wiley-Interscience, 1992)]에 언급되어 있다.
활성제를 혈액-유도된 공급원으로부터 수득할 수 있다. 예를 들어, 인자 VIII를 당업자에게 공지된 침전 및 원심분리 기술을 이용하여 인간 혈장으로부터 분획화할 수 있다. 참조, 예를 들어 문헌[Wickerhauser (1976) Transfusion 16(4):345-350 and Slichter et al. (1976) Transfusion 16(6):616-626]. 인자 VIII는 인간 과립구로부터도 분리될 수 있다. 참조 문헌[Szmitkoski et al. (1977) Haematologia ( Budap .) 11(1-2): 177-187].
또한, 활성제를 재조합 방법으로부터 수득할 수도 있다. 간단히 말해, 재조합 방법은 요망되는 폴리펩티드 또는 단편을 엔코딩하는 핵산을 작제하고, 핵산을 발현 벡터로 클로닝시키고, 숙주 세포 (예컨대, 세균, 효모, 또는 포유동물 세포, 예컨대 차이니이즈 햄스터 난소 세포 또는 새끼 햄스터 신장 세포)를 형질변환시키고, 핵산을 발현시켜 요망되는 폴리펩티드 또는 단편을 생성하는 것을 포함한다. 시험관내 및 원핵 및 진핵 숙주 세포에서 재조합 폴리펩티드를 생성하고 발현시키는 방법은 당업자에게 공지되어 있다. 참조, 예를 들어 미국특허 4,868,122.
상기 예시적인 생물학적 활성제는 적용가능한 경우, 유사체, 효능제, 길항제, 억제제, 이성질체, 및 이의 약제학적으로 허용되는 염 형태를 포함하도록 의도된다. 펩티드 및 단백질과 관련하여, 본 발명은 합성, 재조합, 원시, 글리코실화되고 글리코실화되지 않은 형태 뿐만 아니라 이의 생물학적으로 활성인 단편을 포함하도록 의도된다. 또한, "활성제"라는 용어는 컨주게이션 이전의 활성제 및 컨주게이션 이후의 활성제 "잔기"를 포함하도록 의도된다.
임의의 주어진 부분에 대해, 이 부분이 인자 IX 활성을 지니는 지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 여러 동물 라인을 의도적으로 혈우병에 대해 유전자 돌연변이를 지니도록 양육시켜 이러한 라인으로부터 생성된 동물이 매우 낮고 불충분한 수준의 인자 IX를 지니도록 하였다. 이러한 라인은 제한 없이 디비젼 오프 라보라토리스 앤 리서치 (Division of Laboratories and Research), 뉴욕 디파트먼트 오프 퍼블릭 헬쓰 (New York Department of Public Health, Albany, NY) 및 디파트먼트 오프 패솔로지 (Department of Pathology), 유니버시티 오프 노스캐롤라이나 (University of North Carolina, Chapel Hill, NC)와 같은 다양한 공급원으로부터 이용가능하다. 이러한 공급원 둘 모두는, 예를 들어 개속 혈우병 B에 걸린 개를 제공한다. 당해 임의의 주어진 부분의 인자 IX 활성을 시험하기 위해, 상기 부분을 질병에 걸린 동물에게 주사하고, 작게 베인 상처를 만들고, 출혈 시간을 치료된 질병에 걸린 동물을 대조군으로 하여 비교하였다. 인자 IX 활성을 결정하는데 유용한 또 다른 방법은 공동인자 및 응고전 활성을 결정하는 것이다. 참조, 예를 들어 문헌[Mertens et al. (1993) Brit. J. Haematol. 85:133-42]. 당업자에게 공지된 기타 방법도 주어진 부분이 인자 IX 활성을 지니는 지를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 방법은 제안된 인자 IX 부분뿐 아니라 상응하는 중합체-인자 IX 부분 컨주게이트 둘 모두의 인자 IX 활성을 결정하는데 유용하다.
본 발명은 본원에 제공된 컨주게이트를 약제학적 부형제와 함께 포함하는 약제학적 제조물도 포함한다. 일반적으로, 컨주게이트 자체는 고체 형태일 것이며 (예컨대, 침전물), 이것을 고체 또는 액체 형태일 수 있는 적합한 약제학적 부형제와 조합시킬 수 있다.
예시적인 부형제는 제한없이 탄수화물, 무기 염, 항균제, 항산화제, 계면활성제, 완충제, 산, 염기, 및 이들의 조합물로 구성된 군으로부터 선택된 것들을 포함한다.
당, 알디톨과 같은 유도체화된 당, 알돈산, 에스테르화된 당, 및/또는 당 중합체와 같은 탄수화물이 부형제로서 존재할 수 있다. 특정 탄수화물 부형제로는, 예를 들어 단당류, 예컨대 프럭토오스, 말토오스, 갈락토오스, 글루코오스, D-만노오스, 소르보오스 등; 이당류, 예컨대 락토오스, 수크로오스, 트레할로오스, 셀로비오스 등; 다당류, 예컨대 라피노오스, 멜레지토오스, 말토덱스트린, 덱스트란, 전분 등; 및 알디톨, 예컨대 만니톨, 자일리톨, 말티톨, 락티톨, 소르비톨 (글루시톨), 피라노실 소르비톨, 미오이노시톨 등이 있다.
부형제는 시트르산, 염화나트륨, 염화칼륨, 황산나트륨, 질산칼륨, 일염기 인산나트륨, 이염기 인산나트륨 및 이들의 조합물과 같은 무기 염 또는 완충제도 포함할 수 있다.
제조물은 미생물 성장을 예방하거나 저지하기 위한 항균제도 포함할 수 있다. 본 발명에 적합한 항균제의 비제한적인 예로는 염화벤즈알코늄, 염화벤즈에토늄, 벤질 알코올, 염화 세틸피리디늄, 클로로부탄올, 페놀, 페닐에틸 알코올, 질산 페닐수은, 티메르솔, 및 이들의 조합물이 있다.
항산화제도 제조물에 존재할 수 있다. 항산화제는 산화를 방지하여 제조물의 컨주게이트 또는 기타 성분들의 열화를 방지하는데 이용된다. 본 발명에 사용하기 적합한 항산화제로는, 예를 들어 아스코르빌 팔미테이트, 부틸화된 히드록시아니솔, 부틸화된 히드록시톨루엔, 히포포스포러스 산, 모노티오글리세롤, 프로필 갈레이트, 나트륨 바이설파이트, 나트륨 포름알데히드 설폭실레이트, 나트륨 메타바이설파이트, 및 이들의 조합물이 있다.
계면활성제가 부형제로서 존재할 수 있다. 예시적인 계면활성제는 폴리소르베이트, 예컨대 "트윈 20" 및 "트윈 80," 및 플루로닉스, 예컨대 F68 및 F88 (둘 모두는 바스프(BASF, Mount live, New Jersey)로부터 이용가능함); 소르비탄 에스테르; 지질, 예컨대 레시틴과 같은 인지질 및 기타 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민 (바람직하게는 리포좀 형태가 아님), 지방산 및 지방산 에스테르; 스테로이드, 예컨대 콜레스테롤; 및 킬레이팅제, 예컨대 EDTA, 아연 및 이러한 기타 적합한 양이온을 포함한다.
산 또는 염기가 부형제로서 제조물에 존재할 수 있다. 사용될 수 있는 산의 비제한적인 예로는 염산, 아세트산, 인산, 시트르산, 말산, 락트산, 포름산, 트리클로로아세트산, 질산, 과염소산, 황산, 푸마르산, 및 이들의 조합물로 구성된 군으로부터 선택될 산들이 있다. 적합한 염기의 예는, 제한없이 수산화나트륨, 아세트산나트륨, 수산화암모늄, 수산화칼륨, 아세트산암모늄, 아세트산칼륨, 인산나트륨, 인산칼륨, 시트르산나트륨, 포름산나트륨, 황산나트륨, 황산칼륨, 푸메르산칼륨 및 이들의 조합물로 구성된 군으로부터 선택된 염기를 포함한다.
약제학적 제조물은 모든 유형의 제형을 포함하며, 특히 주사에 적합한 제형, 예컨대 재구성될 수 있는 분말뿐만 아니라 좌제 및 용액을 포함한다. 조성물 중 컨주게이트 (즉, 본원에 개시된 활성제 및 중합체 간에 형성된 컨주게이트)의 양은 다수의 인자에 따라 변화될 것이나, 조성물이 단위 용량 컨테이너 (예컨대, 바이알)에 저장되는 경우 최적의 치료적으로 유효한 용량일 것이다. 또한, 약제학적 제조물을 주사기에 저장할 수 있다. 치료적으로 유효한 용량은 임상적으로 요망되는 종료점을 제공하는 양을 결정하기 위해 증가된 양의 컨주게이트를 반복 투여함에 의해 실험적으로 결정될 수 있다.
조성물 중 임의의 개개 부형제의 양은 부형제의 활성 및 조성물의 특정 요구에 따라 달라질 것이다. 통상적으로, 임의의 개개 부형제의 최적량은, 즉 다양한 양의 부형제 (낮은 것부터 높은 것까지의 범위)를 함유하는 조성물을 제조하고, 안정성 및 기타 파라미터를 조사한 다음, 현저한 부작용 없이 최적 성능을 달성하는 범위를 결정하는 통상적인 실험을 통해 결정된다.
그러나, 일반적으로, 부형제는 조성물에 약 1 중량% 내지 약 99 중량%, 바람직하게는 약 5 중량% 내지 약 98 중량%, 보다 바람직하게는 약 15 중량% 내지 약 95 중량%의 부형제의 양으로 존재할 것이고 그 농도가 30 중량% 미만인 것이 가장 바람직하다.
기타 부형제에 더하여 전술한 상기 약제학적 부형제에 대해서는 문헌["Remington: The Science & Practice of Pharmacy", 19th ed., Williams & Williams, (1995), the "Physician's Desk Reference", 52nd ed., Medical Economics, Montvale, NJ (1998), and Kibbe, A. H., Handbook of Pharmaceutical Excipients, 3rd Edition, American Pharmaceutical Association, Washington, D. C, 2000]에 개시되어 있다.
본 발명의 약제학적 제조물은 통상적으로, 필수적인 것은 아니나, 주사를 통해 투여되므로, 일반적으로 투여 직전에 액체 용액 또는 현탁액이다. 약제학적 제조물은 시럽, 크림, 연고, 정제, 분말 등과 같은 기타 형태일 수도 있다. 다른 투여 방식도 포함되는데, 예컨대 폐, 직장, 경피, 경점막, 경구, 경막내, 진피, 동맥내 등이다.
앞서 기술된 대로, 컨주게이트를 정맥내 주사, 또는 덜 바람직하게는 근내 또는 진피내 주사에 의해 비경구적으로 투여할 수 있다. 비경구 투여에 적합한 유형의 제형은 특히 레디-포-인젝션(ready-for-injection) 용액, 사용 전에 용매와 조합되는 건조 분말, 주사용 현탁액, 사용 전에 비히클과 조합되는 건조 불용성 조성물, 및 투여 전에 희석되는 에멀젼 및 액체 농축물을 포함한다.
본 발명은 본원에 제공된 컨주게이트를 컨주게이트를 이용한 치료에 반응하는 질환에 걸린 환자에게 투여하는 방법도 제공한다. 이 방법은 일반적으로 주사를 통해, 치료적 유효량의 컨주게이트 (바람직하게는 약제학적 제조물의 일부로서 제공됨)를 투여하는 것을 포함한다. 투여 방법을 이용하여 특정 컨주게이트의 투여에 의해 개선되거나 예방될 수 있는 임의의 질환을 치료할 수 있다. 당업자는 특정 컨주게이트가 어떤 질환을 효과적으로 치료할 수 있는지 알고 있다. 투여되는 실제 용량은 피검체의 연령, 체중, 및 전반적인 상태 및 치료하려는 질환의 중증도, 건강 관리 전문가의 판단, 투여되는 컨주게이트에 따라서 달라질 것이다. 치료적 유효량은 당업자에게 공지되어 있고/거나 적절한 본문 및 문헌에 개시되어 있다. 일반적으로, 치료적 유효량은 약 0.001 mg 내지 100 mg이고, 바람직하게는 0.01 mg/일 내지 75 mg/일의 용량이며, 보다 바람직하게는 0.10 mg/일 내지 50 mg/일의 용량이다.
임의의 제공된 컨주게이트 (다시, 바람직하게는 약제학적 제조물의 일부로서 제공됨)의 단위 투여량은 임상의의 판단, 환자의 요구 등에 따른 다양한 복용 스케쥴로 투여될 수 있다. 특정 복용 스케줄은 당업자에게 공지되어 있거나 통상적인 방법을 이용하여 실험에 의해 결정될 수 있다. 예시적인 복용 스케쥴은, 제한없이, 하루에 5회, 하루에 4회, 하루에 3회, 매일 2회, 매일 1회, 주 3회, 주 2회, 주 1회, 월 2회, 월 1회의 투여, 및 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일단 임상적 종료점이 달성되면, 조성물의 복용을 중단한다.
본 발명을 이의 바람직한 특정 구체예로 설명하였으나, 상기 기술 및 이어지는 실험은 설명을 위한 것이며 본 발명을 제한하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 본 발명의 범위 내에서 기타 양태, 이점 및 변형이 본 발명이 속한 분야의 당업자에게 자명할 것이다.
본원에 언급된 모든 문헌, 도서, 특허, 특허 공개 및 기타 공개문헌들은 그 전체로서 본원에 참조로서 포함된다.
본 발명의 실시는 달리 언급되지 않는 한 통상적인 유기 합성 기술 등을 적용할 것이며, 이것은 당업자에 의해 이해되고 문헌에 설명되어 있다. 하기 실시예에서, 사용된 수치 (예컨대, 양, 온도 등)의 정확성을 보장하기 위해 노력하였으나, 일부 실험 오차 및 편차가 설명되어야 한다. 달리 언급되지 않는 한, 온도는 섭씨 도이고, 압력은 해면에서의 대기압 또는 거의 대기압이다. 모든 시약은 달리 명시되지 않는 한 상업적으로 수득되었다. 생성된 모든 NMR은 브루커 (Bruker, Billerica, MA)에 의해 제조된 300 또는 400 MHz NMR 분광계로부터 수득하였다. 모든 공정은 유리 또는 유리-라이닝된 용기에서 수행되며 금속-함유 용기 또는 장치와의 접촉은 회피된다.
하기 약어를 이용할 것이다.
HPLC 고압력 액체 크로마토그래피
SDS-PAGE 나트륨 도데실설페이트 폴리아크릴아미드 겔 전기영동
하기 실시예에 이용된 인자 IX를 베네픽스(BENEFIX®) 상표하에 판매되는 재조합 인자 IX의 시판되는 제조물로부터 분리한다 (Wyeth, Madison NJ). 분리된 단백질 용액을 낮은 온도에서 저장하였다.
고분자 시약을 미국특허출원 공개 2006/0293499에 개시된 기본적인 전략에 따라 제조하였고, 이는 하기 구조를 지닌다:
실시예 1
인자 IX 컨주게이트의 제조
(20,000 Da 총 중합체 중량 평균 분자량)
("짧은 방출")
(상기 식에서, F9는 인자 IX의 잔기이다)
베네픽스® 인자 IX (5.5 mg 인자 IX, Wyeth)의 바이알을 4℃ 저장으로부터 이동시켜 실온으로 가온되게 하였다. 동결건조된 분말을 패키지 삽입물 (바이알 당 10 mL의 살균수)에 개시된 대로 재현탁시켰다. 인자 IX 용액을 흔들(rocker) 플레이트에서 재용해시키는 동안, 고분자 시약 A를 -20℃ 저장으로부터 옮겨서 실온으로 가온되게 하였다. 베네픽스® 재현탁된 액체를 GE로부터의 16/10 HiPrep DeSalt 컬럼을 이용하여 1 x PBS + 1% 수크로오스 + 0.005% 트윈 20 pH 7.3으로 완충 교환시킴으로써 제형에서 글리신을 제거하였다. 단백질 분획을 수집하고 중합체 시약 컨주게이션 반응을 위해 50 mL의 원뿔형 튜브에 풀링하였다. 2 mM HCl에 새롭게 용해된, 총 중합체 중량 평균 분자량 (즉, 각 중합체 "아암"의 중량 평균 분자량의 합계)이 약 40,000 Da인 9.34 과량 몰비 (인자 IX에 대하여)의 고분자 시약 A를 인자 IX 용액으로 천천히 피펫팅하였다. 교반 바를 반응물에 첨가하고, 용액을 저속으로 3시간 컨주게이션 공정 동안 교반하였다. 이후 반응물을 물 중 1M 글리신의 1:100 첨가에 의해 켄칭시키고, 이것이 세이커 상에서 실온으로 추가 30분 동안 부드럽게 흔들리게 하였다. 20 15 mM Bis-Tris pH 7.5 + 1% 수크로오스 + 10 mM 히스티딘 + 0.005% 트윈 20의 3:1 (부피) 첨가에 의해 용액을 희석하였다. 부드럽게 와동시켜 용액을 잘 혼합하고, 용액 중 결합되지 않은 고분자 시약을 이온 교환 크로마토그래피에 의해 제거하였다. 컨주게이션된 인자 IX를 NaCl 구배에 의해 용리시켰다. 이로써 "짧은 방출" 인자 IX 컨주게이트를 제조하였다.
총 중합체 중량 평균 분자량이 약 40,000 Da인 고분자 시약 A 및 640.64 mg의 고분자 시약을 시용하는 것을 제외하고는 기본 공정을 반복하였다.
실시예 2
인자 IX 컨주게이트의 제조
(20,000 Da 총 중합체 중량 평균 분자량)
("긴 방출")
(상기 식에서, F9는 인자 IX의 잔기이다)
베네픽스® 인자 IX (5.5 mg 인자 IX, Wyeth)의 바이알을 4℃ 저장으로부터 이동시켜 실온으로 가온되게 하였다. 동결건조된 분말을 패키지 삽입물 (바이알 당 10 mL의 살균수)에 개시된 대로 재현탁시켰다. 인자 IX 용액을 흔들 플레이트에서 재용해시키는 동안, 고분자 시약 B를 -20℃ 저장으로부터 옮겨서 실온으로 가온되게 하였다. 베네픽스® 재현탁된 액체를 GE로부터의 16/10 HiPrep DeSalt 컬럼을 이용하여 1 x PBS + 1% 수크로오스 + 0.005% 트윈 20 pH 7.3으로 완충 교환시킴으로써 제형에서 글리신을 제거하였다. 단백질 분획을 수집하고 중합체 시약 컨주게이션 반응을 위해 50 mL의 원뿔형 튜브에 풀링하였다. 2 mM HCl에 새롭게 용해된, 총 중합체 중량 평균 분자량 (즉, 각 중합체 "아암"의 중량 평균 분자량의 합계)이 약 40,000 Da인 9.34 과량 몰 비 (인자 IX에 대하여)의 고분자 시약 B를 인자 IX 용액으로 천천히 피펫팅하였다. 교반 바를 반응물에 첨가하고, 용액을 저속으로 3시간 컨주게이션 공정 동안 교반하였다. 이후 반응물을 물 중 1M 글리신의 1:100 첨가에 의해 켄칭시키고, 이것이 세이커 상에서 실온으로 추가 30분 동안 부드럽게 흔들리게 하였다. 글리신의 첨가는 23시간 이내에 일어나야 하는 것으로 여겨진다. 20 15 mM Bis-Tris pH 7.5 + 1% 수크로오스 + 10 mM 히스티딘 + 0.005% 트윈 20의 3:1 (부피) 첨가에 의해 용액을 희석하였다. 부드럽게 와동시켜 용액을 잘 혼합하고, 용액 중 결합되지 않은 고분자 시약 B를 이온 교환 크로마토그래피에 의해 제거하였다. 컨주게이션된 인자 IX를 NaCl 구배에 의해 용리시켰다. 이로써 "긴 방출" 인자 IX 컨주게이트를 제조하였다.
총 중합체 중량 평균 분자량이 약 40,000 Da인 고분자 시약 B 및 400.4 mg의 고분자 시약을 시용하는 것을 제외하고는 기본 공정을 반복하였다.
실시예 3
약물동력학
각각 20,000 Da의 총 중합체 중량 평균 분자량을 갖는 (대조군으로서 인자 IX에 대하여) 실시예 1 및 2에서 제조된 컨주게이트의 약물동력학을 통상적인 기술을 이용하여 결정하였다. 간단히 말해, 수컷 SD 래트를 이용하여 (180-220 그램; 6-7주령) 10μL의 일 iv 주사를 제공하였다. 그룹 당 4마리의 동물을 이용하였고 주사 후 다양한 시점에 (예컨대, 0, 1, 2, 3, 6, 12, 24, 36, 48, 72시간)에 혈장을 수집하였다.
그 결과를 하기 표 1에 제공하며, 여기서 V는 분포 부피이고, CL는 총 혈장 청소율이며, AUC는 혈장 농도-시간 곡선하 면적이고, T1 /2 베타는 말단 제거기의 반감기이다. 농도-시간 곡선도 만들어졌고, 이를 도 1에 제공한다.
표 1
컨주게이트 약물동력학 값
실시예 4
응고 활성
각각 20,000 Da의 총 중합체 중량 평균 분자량을 갖는 (대조군으로서 인자 IX에 대하여) 실시예 1 및 2에서 제조된 컨주게이트의 시험관내 응고 활성을 통상적인 기술을 이용하여 결정하였다. 결과를 도 2에 제공한다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식을 지니는 화합물:
    상기 식에서, POLY1은 제1 수용성 중합체이고;
    POLY2는 제2 수용성 중합체이며;
    X1은 제1 스페이서 부분 (moiety)이고;
    X2는 제2 스페이서 부분이며;
    Hα는 이온화될 수 있는 수소 원자이고;
    R1은 H 또는 유기 라디칼이고;
    R2는 H 또는 유기 라디칼이고;
    (a)는 0 또는 1이고;
    (b)는 0 또는 1이고;
    Re1은 존재할 경우, 제1 전자 교대기이고;
    Re2는 존재할 경우, 제2 전자 교대기이며;
    Y1는 O 또는 S이고;
    Y2는 O 또는 S이며;
    F9는 아민-함유 인자 IX 부분의 잔기이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 아민-함유 인자 IX 부분이 재조합 인자 IX인 화합물.
  3. 제 2 항에 있어서, 재조합 인자 IX가 인간 재조합 인자 IX인 화합물.
  4. 제 1 항에 있어서, 제1 수용성 중합체가 폴리(알킬렌 글리콜)이고 제2 수용성 중합체가 폴리(알킬렌 옥사이드)인 화합물.
  5. 제 1 항에 있어서, 제1 수용성 중합체가 10,000 돌턴 내지 85,000 돌턴의 중량 평균 분자량을 지니고, 제2 수용성 중합체가 10,000 돌턴 내지 85,000 돌턴의 중량 평균 분자량을 지니는 화합물.
  6. 제 1 항에 있어서, 하기로 구성된 군으로부터 선택된 구조를 갖는 화합물:
    상기 식에서, 각 구조 및 각 예에서, (n)은 독립적으로 4 내지 1500의 정수이고, (F9)는 아민-함유 인자 IX 부분의 잔기이다.
  7. 제 1 항에 있어서, 하기 구조를 갖는 화합물:
    상기 식에서, (F9)는 아민-함유 인자 IX 부분의 잔기이고, (n)은 각 예에서 독립적으로 4 내지 1500이다.
  8. 제 1 항에 있어서, 하기 구조를 갖는 화합물:
    상기 식에서, (F9)는 아민-함유 인자 IX 부분의 잔기이고, (n)은 각 예에서 독립적으로 4 내지 1500이다.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 인자 IX 부분이 인간 재조합 인자 IX인 화합물.
  10. 하기 구조를 갖는 고분자 시약을 고분자 시약과 생물학적 활성제 간에 공유 부착을 형성하기에 적합한 조건하에 아민-함유 인자 IX 부분에 접촉시키는 것을 포함하는 방법:
    상기 식에서, POLY1은 제1 수용성 중합체이고;
    POLY2는 제2 수용성 중합체이며;
    X1은 제1 스페이서 부분이고;
    X2는 제2 스페이서 부분이며;
    Hα는 이온화될 수 있는 수소 원자이고;
    R1은 H 또는 유기 라디칼이고;
    R2는 H 또는 유기 라디칼이고;
    (a)는 0 또는 1이고;
    (b)는 0 또는 1이고;
    Re1은 존재할 경우, 제1 전자 교대기이고;
    Re2는 존재할 경우, 제2 전자 교대기이며;
    (FG)는 활성제의 아미노기와 반응하여 카르바메이트기와 같은 제거될 수 있는 결합을 형성할 수 있는 작용기이다.
  11. 제 10 항에 있어서, 제거될 수 있는 결합이 카르바메이트 결합인 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 고분자 시약이 하기로 구성된 군으로부터 선택된 구조를 갖는 방법:
    상기 식에서, 각 구조 및 각 예에서, (n)은 독립적으로 4 내지 1500의 정수이다.
  13. 제 12 항에 있어서, 인자 IX 부분이 인간 재조합 인자 IX인 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 화합물 및 약제학적으로 허용되는 부형제를 포함하는 조성물.
  15. 제 14 항의 조성물을 환자에게 투여하는 것을 포함하는 방법.
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