TW202404568A - 用於藥物遞送之化合物及組合物 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示新穎脂質、組合物以及使用該等新穎脂質及組合物之方法。揭示包含新穎脂質或其他類型之脂質的三組分脂質奈米粒子組合物，及使用三組分脂質奈米粒子組合物之方法。三組分脂質奈米粒子組合物含有含類固醇或結構性脂質之組分、含聚乙二醇化脂質之組分、含陽離子型或可離子化脂質之組分且不含磷脂。包括三組分脂質奈米粒子組合物且進一步包括諸如mRNA之治療劑及/或預防劑之醫藥調配物適用於向哺乳動物細胞或器官遞送治療劑及/或預防劑。

Description

用於藥物遞送之化合物及組合物
本發明提供新穎脂質奈米粒子組合物，以及向哺乳動物細胞或器官遞送一或多種治療劑及/或預防劑及/或在哺乳動物細胞或器官中產生多肽之方法。
生物學活性物質(諸如小分子藥物、蛋白質及包括mRNA之核酸)之遞送為醫學挑戰。特定言之，由於此類分子之相對不穩定性及低細胞滲透性，使得向細胞遞送核酸變得困難。當前經批准之脂質奈米粒子(LNP)組合物需要具有四種組分之混合物：一或多種磷脂；膽固醇；一或多種聚乙二醇化脂質；及一或多種陽離子型或可離子化脂質，例如用於遞送mRNA疫苗。磷脂及膽固醇係用以提供必需的結構及穩定性，聚乙二醇化脂質支持長期循環，且陽離子型/可離子化脂質係用於使帶負電mRNA分子複合且使得mRNA能夠自胞內體離開且到達胞溶質以進行轉譯。需要開發用於改良向細胞或器官中遞送治療性及/或預防性分子之組合物及方法。
本發明提供與由三種組分之混合物形成之LNP有關的新穎組合物及方法。
在一個態樣中，本發明提供一種三組分LNP組合物，其中該三種組分為： 1)   含類固醇或結構性脂質之組分； 2)   含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)   含陽離子型或可離子化脂質之組分。
因此，本發明之三組分LNP組合物不含有含磷脂之組分。
在一個態樣中，三組分LNP組合物按以下相對莫耳百分比含有三種組分： 1)   5至60莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)   0.5至20莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)   30至70莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
在一個態樣中，三組分LNP組合物按以下相對莫耳百分比含有三種組分： 1)   20至50莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)   0.8至10莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)   40至62莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
在一個態樣中，三組分LNP組合物按以下相對莫耳百分比含有三種組分： 1)   25至46莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)   1至7莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)   44至58莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
在一個態樣中，三組分LNP組合物按以下相對莫耳百分比含有三種組分： 1)   35至44莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)   1.2至5莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)   48至57莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
在一個態樣中，含陽離子型或可離子化脂質之組分可包含MC3、ALC-0315、ALC-0159、SM-102、1,2-二油醯基-3-三甲基銨丙烷(DOTAP)、Mol-111、Mol-114、MH-094或WO2017049245A2 (Benenato)中所揭示之陽離子型及/或可離子化脂質，其以引用之方式併入本文中。
在一個態樣中，含陽離子型或可離子化脂質之組分可包含式(IA)化合物： 或其鹽或異構物，其中 m為0至9； n為0至9； o為0至12； p為0至12； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
在某些態樣中，式IA化合物可包括例如以下化合物： ； ； 。
在另一態樣中，本發明提供式(IB)化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； R為獨立選擇之胺基酸之側鏈； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為獨立選擇之胺基酸之側鏈； X 1為-OC(O)N(H)-、-C(O)N(H)-、-N(H)C(O)-或-OC(O)-； X 2為-C(O)N(H)-、-C(O)O-、-N(H)C(O)-或-N(H)C(O)-； X 3為-OC(O)N(H)-、-C(O)N(H)-、-N(H)C(O)-或-OC(O)-；以及 X 4為-C(O)N(H)-、-C(O)O-、-N(H)C(O)-或-N(H)C(O)-。
在一些態樣中，R或R 5包含以下之側鏈：絲胺酸(S)、蘇胺酸(T)、半胱胺酸(C)、硒半胱胺酸(U)、甘胺酸(G)、丙胺酸(A)、異白胺酸(I)、白胺酸(L)、甲硫胺酸(M)或纈胺酸(V)。在一些態樣中，式IB中之羰基鍵結至胺基酸之胺基端。在一些態樣中，式IB中之羰基鍵結至胺基酸之羧基端。
在某些態樣中，式IB化合物可包括例如以下化合物： (IBa)； (IBb)； ； ； 。
在另一態樣中，本發明提供式(IC)化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自0至5； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為H或CH 3； M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H；以及 X係選自-CH 2-、-O-、-S-或-P(O)(OR)O-。
在某些態樣中，式IC化合物可包括例如以下化合物： (ICa)； (ICb)； 。
在一個態樣中，含陽離子型或可離子化脂質之組分可包含式(IIA)化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至5； n係選自0至12； o係選自0至12； q係選自1至3； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 X係選自C(R) 2、N(R)或O，其中R係獨立地選自甲基及H。
在某些態樣中，式IIA化合物可包括例如以下化合物： ； 。
在另一態樣中，本發明提供式(IIB)化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自0至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為直鏈C 1 - 4烷基醇； R 6為直鏈C 1 - 4烷基醇； M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
在某些態樣中，式IIB化合物可包括例如 。
在另一態樣中，本發明提供式(IIC)化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自2至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為直鏈C 1 - 4烷基醇； R 6為直鏈C 1 - 4烷基醇； M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
在某些態樣中，式IIC化合物可包括例如 。
在另一態樣中，本發明提供式(IID)化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自1至7； o係選自0至12； p係選自0至12； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
在某些態樣中，式IID化合物可包括例如 。
在另一態樣中，本發明提供式(IIE)化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自2至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
在某些態樣中，式IIE化合物可包括例如 。
在另一態樣中，本發明提供式(IIF)化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自2至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
在某些態樣中，式IIF化合物可包括例如 。
在另一態樣中，本發明提供一種向細胞(例如哺乳動物細胞)遞送治療劑及/或預防劑(例如mRNA)之方法，其係藉由投與含有含類固醇或結構性脂質之組分、含聚乙二醇化脂質之組分及含陽離子型或可離子化脂質之組分之三組分LNP組合物來進行，從而向個體(例如哺乳動物，諸如人類)遞送治療劑及/或預防劑，其中投與涉及使該細胞與該三組分LNP組合物接觸從而將治療劑及/或預防劑遞送至細胞。
在另一態樣中，本發明提供一種在細胞(例如哺乳動物細胞)中產生所關注之多肽之方法，其係藉由使細胞與三組分LNP組合物及編碼所關注之多肽之mRNA接觸來進行，藉此該mRNA能夠在細胞中轉譯以產生多肽。
相關申請案之交互參考  本申請案主張2022年4月7日遞交之美國臨時申請案第63/328,367號、2022年12月19日遞交之美國臨時申請案第63/476,131號及2022年12月19日遞交之美國臨時申請案第63/476,135號之權利。上述申請案之全部內容在此以全文引用之方式併入本文中。
本發明係關於新穎脂質及新穎三組分LNP組合物。本發明亦提供向哺乳動物細胞遞送治療劑及/或預防劑、特定地向哺乳動物器官遞送治療劑及/或預防劑、在哺乳動物細胞中產生所關注之多肽及治療有需要之哺乳動物中之疾病或病症的方法。舉例而言，在細胞中產生所關注之多肽之方法涉及使包含mRNA之三組分LNP組合物與哺乳動物細胞接觸，藉此mRNA可經轉譯以產生所關注之多肽。向哺乳動物細胞或器官遞送治療劑及/或預防劑之方法可涉及向個體投與包括治療劑及/或預防劑之三組分LNP組合物，其中投與涉及使細胞或器官與三組分LNP組合物接觸，藉此將治療劑及/或預防劑遞送至細胞或器官。
如本文所用，術語「烷基(alkyl)」或「烷基基團(alkyl group)」意謂包括一或多個碳原子(例如一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、十五、十六、十七、十八、十九、二十個或更多個碳原子)之直鏈或分支鏈飽和烴，其視情況經取代。記法「C 1 - 14烷基」意謂視情況經取代之包括1至14個碳原子之直鏈或分支鏈飽和烴。除非另外說明，否則本文所描述之烷基係指未經取代之烷基及經取代之烷基兩者。
如本文所用，術語「烯基(alkenyl)」或「烯基基團(alkenyl group)」意謂包括兩個或更多個碳原子(例如二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、十五、十六、十七、十八、十九、二十個或更多個碳原子)及至少一個雙鍵之直鏈或分支鏈烴，其視情況經取代。記法「C 2 - 14烯基」意謂視情況經取代之包括2至14個碳原子及至少一個碳-碳雙鍵之直鏈或分支鏈烴。烯基可包括一個、兩個、三個、四個或更多個碳-碳雙鍵。舉例而言，C 18烯基可包括一或多個雙鍵。包括兩個雙鍵之C 18烯基可為亞油烯基。除非另外說明，否則本文所描述之烯基係指未經取代之烯基及經取代之烯基兩者。
如本文所用，術語「炔基(alkynyl)」或「炔基基團(alkynyl group)」意謂包括兩個或更多個碳原子(例如二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、十五、十六、十七、十八、十九、二十個或更多個碳原子)及至少一個碳-碳參鍵之直鏈或分支鏈烴，其視情況經取代。記法「C 2 - 14炔基」意謂視情況經取代之包括2至14個碳原子及至少一個碳-碳參鍵之直鏈或分支鏈烴。炔基可包括一個、兩個、三個、四個或更多個碳-碳參鍵。舉例而言，C 18炔基可包括一或多個碳-碳參鍵。除非另外說明，否則本文所描述之炔基係指未經取代之炔基及經取代之炔基兩者。
除非另外說明，否則烷基、烯基及環基(例如碳環基及雜環基)可視情況經取代。
如本文所用，如應用於一或多個所關注的值之術語「大致」及「約」係指與所陳述的參考值類似之值。在某些實施例中，除非上下文另有規定或另有證據(除非該數字可能超過可能值之100%)，否則術語「大致」或「約」可指在所陳述的參考值之任一方向(大於或小於)之25%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%或更小以內的值的範圍。
如本文所用，術語「化合物」意欲包括所描繪結構之所有異構物及同位素。「同位素」係指具有相同原子數但因為原子核中之中子數不同而具有不同質量數的原子。舉例而言，氫之同位素包括氚及氘。此外，本發明之化合物、鹽或複合物可藉由常規方法與溶劑或水分子組合製備，形成溶劑合物及水合物。
如本文所用，術語「接觸」意謂在兩個或更多個實體之間建立實體連接。舉例而言，使哺乳動物細胞與奈米粒子組合物接觸意謂使哺乳動物細胞與奈米粒子共用實體連接。使細胞與外部實體活體內及離體接觸之方法在生物學技術中已熟知。舉例而言，使奈米粒子組合物與位於哺乳動物內之哺乳動物細胞接觸可藉由不同投藥途徑(例如靜脈內、肌肉內、皮內及皮下)進行且可涉及不同量之奈米粒子組合物。此外，奈米粒子組合物可接觸超過一個哺乳動物細胞。
如本文所用，術語「遞送」意謂將實體提供至目的地。舉例而言，將治療劑及/或預防劑遞送至個體可涉及向個體投與包括治療劑及/或預防劑之奈米粒子組合物(例如藉由靜脈內、肌肉內、皮內或皮下途徑)。向哺乳動物或哺乳動物細胞投與奈米粒子組合物可涉及使一或多個細胞與奈米粒子組合物接觸。
如本文所用，「囊封效率」係指相對於用於製備奈米粒子組合物之治療劑及/或預防劑之初始總量，成為奈米粒子組合物之一部分的治療劑及/或預防劑之量。舉例而言，若在最初提供給組合物之總共100 mg治療劑及/或預防劑中，97 mg治療劑及/或預防劑囊封於奈米粒子組合物中，則囊封效率可給定為97%。如本文所用，「囊封」可指完全、實質或部分封閉、限制、圍繞或包覆。
如本文所用，核酸序列之「表現」係指mRNA轉譯成多肽或蛋白質及/或多肽或蛋白質之轉譯後修飾。
如本文所用，術語「異構物」」意謂化合物之任何幾何異構物、互變異構物、兩性離子、立體異構物、鏡像異構物或非鏡像異構物。化合物可包括一或多個對掌性中心及/或雙鍵，且可因此以立體異構物，諸如雙鍵異構物(亦即，幾何E/Z異構物)或非鏡像異構物(例如鏡像異構物(亦即，(+)或(−))或順式/反式異構物)之形式存在。本發明涵蓋本文所描述之化合物之任何及所有異構物，包括立體異構純形式(例如幾何性純、鏡像異構性純或非鏡像異構性純)以及鏡像異構及立體異構混合物，例如外消旋物。化合物之鏡像異構及立體異構混合物及將該等混合物拆分成其鏡像異構物或立體異構物組分之方法為熟知的。
如本文所用，「脂質組分」為奈米粒子組合物中之包括一或多種脂質之組分。舉例而言，脂質組分可包括一或多種陽離子型/可離子化、聚乙二醇化或類固醇/結構性脂質。
如本文所用，「連接子」為連接兩個部分之部分，例如端帽物質之兩個核苷之間的連接。連接子可包括一或多個基團，包括(但不限於)磷酸酯基團(例如磷酸酯、硼烷磷酸酯、硫代磷酸酯、硒代磷酸酯以及膦酸酯)、烷基、醯胺化物或甘油。舉例而言，端帽類似物之兩個核苷可藉由三磷酸酯基或藉由包括兩個磷酸酯部分及硼烷磷酸酯部分之鏈在其5'位置處連接。
如本文所用，「投與方法」可包括靜脈內、肌肉內、皮內、皮下或其他用於向個體遞送組合物之方法。可選擇投與方法以靶向遞送(例如特定地遞送)至身體之特定區域或系統。
如本文所用，「經修飾」意謂非天然的。舉例而言，RNA可為經修飾之RNA。亦即，RNA可包括一或多種非天然存在之核鹼基、核苷、核苷酸或連接子。「經修飾」之物質在本文中亦稱為「經修改」之物質。物質可在化學上、結構上或功能上經修飾或經修改。舉例而言，經修飾之核鹼基物質可包括一或多個非天然存在之取代。
如本文所用，「N:P比」為脂質中之可離子化(在生理pH範圍內)氮原子與RNA中之磷酸酯基的莫耳比，例如在包括脂質組分及RNA之奈米粒子組合物中。
如本文所用，「奈米粒子組合物」為包含一或多種脂質之組合物。奈米粒子組合物之尺寸通常為微米量級或更小，且可包括脂質雙層。奈米粒子組合物涵蓋脂質奈米粒子(LNP)、脂質體(例如脂質囊泡)及脂質複合物。舉例而言，奈米粒子組合物可為具有直徑為500 nm或更小之脂質雙層的脂質體。
如本文所用，「天然存在」意謂在無人工輔助之情況下存在於自然界中。
如本文所用，「患者」係指可能尋求或需要治療、要求治療、正在接受治療、即將接受治療之個體，或受到經過訓練的專業人員針對特定疾病或病狀之照護之個體。
如本文所用，「PEG脂質」或「聚乙二醇化脂質」係指包含聚乙二醇組分之脂質。
片語「醫藥學上可接受」在本文中用於指在合理醫學判斷範疇內，適用於與人類及動物之組織接觸而無過度毒性、刺激、過敏反應或其他問題或併發症、與合理益處/風險比相稱的化合物、物質、組合物及/或劑型。
如本文所用，片語「醫藥學上可接受之賦形劑」係指除本文所描述之化合物以外且具有在患者中實質上無毒性及無發炎性之特性的任何成分(例如能夠使活性化合物懸浮、複合或溶解之媒劑)。賦形劑可包括例如：抗黏劑、抗氧化劑、結合劑、塗料、壓縮助劑、崩解劑、染料(顏料)、潤膚劑、乳化劑、填充劑(稀釋劑)、成膜劑或塗料、調味劑、芳香劑、助流劑(流動增強劑)、潤滑劑、防腐劑、印刷油墨、吸附劑、懸浮劑或分散劑、甜味劑或水合水。例示性賦形劑包括(但不限於)：丁基化羥基甲苯(BHT)、碳酸鈣、磷酸鈣(二元)、硬脂酸鈣、交聯羧甲纖維素、交聯聚乙烯吡咯啶酮、檸檬酸、交聯聚維酮、半胱胺酸、乙基纖維素、明膠、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、乳糖、硬脂酸鎂、麥芽糖醇、甘露糖醇、甲硫胺酸、甲基纖維素、對羥基苯甲酸甲酯、微晶纖維素、聚乙二醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚維酮、預膠凝化澱粉、對羥基苯甲酸丙酯、棕櫚酸視黃酯、蟲膠、二氧化矽、羧甲基纖維素鈉、檸檬酸鈉、羥基乙酸澱粉鈉、山梨糖醇、澱粉(玉米)、硬脂酸、蔗糖、滑石、二氧化鈦、維生素A、維生素D、維生素E (α-生育酚)、維生素C、維生素K、木糖醇以及本文所揭示之其他物質。
在本說明書中，在一些情況下為方便起見，化合物之結構式表示某一異構物，但本發明包括所有異構物，諸如幾何異構物、基於不對稱碳之光學異構物、立體異構物、互變異構物及其類似物，應理解，並非所有異構物可具有相同活性水平。另外，可存在由各式表示之化合物之晶體多形現象。應注意，任何晶體形式、晶體形式混合物或其酐或水合物包括於本發明之範疇中。
組合物亦可包括一或多種化合物之鹽。鹽可為醫藥學上可接受之鹽。如本文所用，「醫藥學上可接受之鹽」係指所揭示之化合物的衍生物，其中藉由將現有酸或鹼部分轉化成其鹽形式(例如藉由使游離鹼基與適合的有機酸反應)來改變母化合物。醫藥學上可接受之鹽的實例包括(但不限於)諸如胺之鹼性殘基的無機酸鹽或有機酸鹽；諸如羧酸之酸性殘基的鹼金屬鹽或有機鹽；及其類似物。代表性酸加成鹽包括乙酸鹽、己二酸鹽、海藻酸鹽、抗壞血酸鹽、天冬胺酸鹽、苯磺酸鹽、苯甲酸鹽、硫酸氫鹽、硼酸鹽、丁酸鹽、樟腦酸鹽、樟腦磺酸鹽、檸檬酸鹽、環戊烷丙酸鹽、二葡糖酸鹽、十二烷基硫酸鹽、乙烷磺酸鹽、反丁烯二酸鹽、葡庚糖酸鹽、甘油磷酸鹽、半硫酸鹽、庚酸鹽、己酸鹽、氫溴酸鹽、鹽酸鹽、氫碘酸鹽、2-羥基-乙烷磺酸鹽、乳糖酸鹽、乳酸鹽、月桂酸鹽、月桂基硫酸鹽、蘋果酸鹽、順丁烯二酸鹽、丙二酸鹽、甲烷磺酸鹽、2-萘磺酸鹽、菸鹼酸鹽、硝酸鹽、油酸鹽、草酸鹽、棕櫚酸鹽、雙羥萘酸鹽、果膠酸鹽、過硫酸鹽、3-苯基丙酸鹽、磷酸鹽、苦味酸鹽、特戊酸鹽、丙酸鹽、硬脂酸鹽、丁二酸鹽、硫酸鹽、酒石酸鹽、硫氰酸鹽、甲苯磺酸鹽、十一烷酸鹽、戊酸鹽及其類似物。代表性鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽包括鈉鹽、鋰鹽、鉀鹽、鈣鹽、鎂鹽及其類似物，以及無毒性銨、四級銨及胺陽離子，包括(但不限於)銨、四甲銨、四乙銨、甲胺、二甲胺、三甲胺、三乙胺、乙胺及其類似物。本發明之醫藥學上可接受之鹽包括例如由無毒無機酸或有機酸形成的母化合物之習知無毒鹽。本發明之醫藥學上可接受之鹽可藉由習知化學方法由含有鹼性或酸性部分之母化合物合成。一般而言，此類鹽可藉由使此等化合物之游離酸或鹼形式與化學計量之適當鹼或酸於水中或於有機溶劑中或於兩者之混合物中反應來製備；一般而言，非水性介質為較佳，如醚、乙酸乙酯、乙醇、異丙醇或乙腈。適合之鹽的清單見於Remington's Pharmaceutical Sciences, 第17版, Mack Publishing Company, Easton, Pa., 1985, 第1418頁；Pharmaceutical Salts: Properties, Selection, and Use, P. H. Stahl及C. G. Wermuth (編), Wiley-VCH, 2008及Berge等人, Journal of Pharmaceutical Science, 66, 1-19 (1977)中，其各自以全文引用之方式併入本文中。
如本文所用，「磷脂」為包括磷酸酯部分及一或多個諸如不飽和脂肪酸鏈之碳鏈的脂質。磷脂可包括一或多個多鍵(例如雙鍵或參鍵)(例如一或多個不飽和度)。特定磷脂可促進與膜之融合。舉例而言，陽離子型磷脂可與膜(例如細胞膜或細胞內膜)之一或多種帶負電磷脂相互作用。磷脂與膜之融合可允許含脂質之組合物的一或多種元素穿過膜，從而允許例如將一或多種元素遞送至細胞。在某些態樣中，本發明之三組分LNP不含磷脂，亦即，不具有傳統四組分LNP組合物中所使用之磷脂組分。
如本文所用，術語「多肽」或「所關注之多肽」係指通常藉由肽鍵接合之胺基酸殘基的聚合物，其可天然產生(例如經分離或經純化)或以合成方式產生。
如本文所用，「RNA」係指可天然存在或非天然存在之核糖核酸。舉例而言，RNA可包括經修飾及/或非天然存在之組分，諸如一或多個核鹼基、核苷、核苷酸或連接子。RNA可包括端帽結構、鏈終止核苷、莖環、polyA序列及/或聚腺苷酸化信號。RNA可具有編碼所關注之多肽之核苷酸序列。舉例而言，RNA可為信使RNA (mRNA)。編碼特定多肽之mRNA的轉譯，例如mRNA在哺乳動物細胞內部之活體內轉譯，可產生經編碼之多肽。RNA可選自由以下組成之非限制性群：小型干擾RNA (siRNA)、非對稱干擾RNA (aiRNA)、微型RNA (miRNA)、切丁酶受質RNA (dsRNA)、小髮夾RNA (shRNA)、mRNA及其混合物。
如本文所用，在奈米粒子組合物之上下文中，「尺寸」或「平均尺寸」係指奈米粒子組合物之平均直徑。
如本文所用，術語「個體」或「患者」係指可例如出於實驗、診斷、預防及/或治療目的而向其投與根據本發明之組合物的任何生物體。典型個體包括動物(例如哺乳動物，諸如小鼠、大鼠、兔、非人類靈長類動物及人類)及/或植物。
術語「治療劑」或「預防劑」係指當向個體投與時，具有治療、診斷及/或預防作用及/或引起所需生物學及/或藥理學作用之任何藥劑。治療劑亦稱為「活性物(actives)」或「活性劑(active agents)」。此類藥劑包括(但不限於)細胞毒素、放射性離子、化學治療劑、小分子藥物、蛋白質及核酸。
如本文所用，術語「治療有效量」意謂當向患有或易患感染、疾病、病症及/或病狀之個體投與時，足以治療、診斷、預防感染、疾病、病症及/或病狀、改善其症狀及/或延遲其發作的所遞送之藥劑(例如核酸、藥物、組合物、治療劑、診斷劑、預防劑等)的量。
新穎脂質 本發明揭示新穎脂質及包含此類新穎脂質之脂質奈米粒子組合物。
在一個態樣中，本發明提供式IA化合物： 或其鹽或異構物，其中 m為0至9； n為0至9； o為0至12； p為0至12； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R為H或甲基。
合成流程 1 .用於合成式IA化合物之通用合成途徑。
流程 2 .R 1及R 2之脂肪酸尾部合成，其亦適用於R 3及R 4之合成。
流程 3a .自羥基向硫醇之脂肪酸尾部轉化
流程 3b .羥基向胺之脂肪酸尾部轉化。
流程 4 .羥基向羧酸之脂肪酸尾部轉化。
流程 5 .羥基向異氰酸酯之脂肪酸尾部轉化。
在某些態樣中，式IA化合物可包括例如以下化合物： ； ； 。
在另一態樣中，本發明提供式IB化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； R為獨立選擇之胺基酸之側鏈； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為獨立選擇之胺基酸之側鏈； X 1為-OC(O)N(H)-、-C(O)N(H)-、-N(H)C(O)-或-OC(O)-； X 2為-C(O)N(H)-、-C(O)O-、-N(H)C(O)-或-N(H)C(O)-； X 3為-OC(O)N(H)-、-C(O)N(H)-、-N(H)C(O)-或-OC(O)-； X 4為-C(O)N(H)-、-C(O)O-、-N(H)C(O)-或-N(H)C(O)-。在一些態樣中，R或R 5包含胺基酸之側鏈，其中胺基酸為絲胺酸(S)、蘇胺酸(T)、半胱胺酸(C)、硒半胱胺酸(U)、甘胺酸(G)、丙胺酸(A)、異白胺酸(I)、白胺酸(L)、甲硫胺酸(M)或纈胺酸(V)。
在一些態樣中，式IB中之羰基鍵結至胺基酸之胺基端。舉例而言，式IB化合物可具有以下結構： 其中X 1及X 2獨立地表示胺基酸，其中胺基酸為絲胺酸(S)、蘇胺酸(T)、半胱胺酸(C)、硒半胱胺酸(U)、甘胺酸(G)、丙胺酸(A)、異白胺酸(I)、白胺酸(L)、甲硫胺酸(M)或纈胺酸(V)。
在一些態樣中，式IB中之羰基鍵結至胺基酸之羧基端。
合成流程 6 .用於合成式IB化合物之通用合成途徑。
流程 6a .用於胺基酸之保護及在脂肪酸尾側上具有羰基之胺基酸之取向的通用合成。 R為所選擇之胺基酸側鏈； R 6為經保護之胺基酸側鏈； X為與羧酸相容之官能基； X 1為N(H)C(O)或N(H)C(O)； X 2為C(O)N(H)或C(O)O；以及 X 3為與胺相容之官能基。
流程 6b .用於進行胺基酸之取向，以使得羰基在脂質之可離子化頭基側上之通用合成。 R為所選擇之胺基酸側鏈； R 6為經保護之胺基酸側鏈； X為與羧酸相容之官能基； X 1為C(O)N(H)或C(O)O； X 2為N(H)C(O)或N(H)C(O)；以及 X 3為與胺相容之官能基。
流程 6c .包括胺基酸之脂質的通用合成流程。 R 5為獨立選擇之胺基酸側鏈之側鏈；及 R 7為獨立選擇之胺基酸側鏈的經保護之側鏈。
脂肪酸尾部之合成展示於以上流程2至流程5中。
在某些態樣中，式IB化合物可包括例如以下化合物： (IBa)； (IBb)； ； 。
在另一態樣中，本發明提供式IC化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自0至5； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為H或CH 3； M 1及M 2係獨立地選自-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R為H或甲基；且X係選自-CH 2-、-O-、-S-或-P(O)(OR)O-。 。
流程 7 .前驅物至式IC化合物之通用合成途徑。
流程 8 .前驅物羥基轉化為硫醇基之合成途徑。
流程 9 .前驅物羥基轉化為胺基之合成途徑。
流程 10 .前驅物羥基轉化為膦基之合成途徑。
流程 11 .合成化合物IC之通用合成途徑。
在另一態樣中，本發明提供式IIA化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至5； n係選自0至12； o係選自0至12； q係選自1至3； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 X係選自C(R) 2、N(R)或O，其中R係獨立地選自甲基及H。
流程 12 .用於合成式IIA化合物之通用合成途徑。 ， 其中X 1、X 2及X 3為羧酸(RC(O)O)官能基或其為異氰酸酯(RNCO)官能基，且X如上文所定義。
流程 13 .R 1及R 2之脂肪酸尾部合成。該途徑對於R 3及R 4係相同的。
在另一態樣中，本發明提供式IIB化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自0至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為直鏈C 1 - 4烷基醇； R 6為直鏈C 1 - 4烷基醇； M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
流程 14 .用於合成式IIB化合物之頭基的通用途徑。 X為鹵化物；及 PG為諸如N-三級丁氧基羰基之保護基。
流程 15 .化合物IIB之通用合成途徑。
流程 16 .自羥基至硫醇之脂肪酸尾部轉化
流程 17 .羥基至胺之脂肪酸尾部轉化
流程 18 .羥基向羧酸之脂肪酸尾部轉化。
流程 19 .羥基向異氰酸酯之脂肪酸尾部轉化。
在另一態樣中，本發明提供式IIC化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自2至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為直鏈C 1 - 4烷基醇； R 6為直鏈C 1 - 4烷基醇； M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
流程 20 .化合物IIC之通用合成。
側鏈係根據流程16至流程19合成。
在另一態樣中，本發明提供式IID化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自1至7； o係選自0至12； p係選自0至12； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
流程 21 .用於合成式IID化合物之頭基的通用合成途徑。
X 1為與X 2(胺、羧酸、異氰酸酯等)相容之官能基(諸如胺、羧酸、異氰酸酯等)以得到M 1，使得其為-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
在另一態樣中，本發明提供式IIE化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自2至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
流程 21 .合成化合物IIE之通用途徑。
在另一態樣中，本發明提供式IIF化合物： 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自2至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
流程 23 .合成化合物IIF之通用途徑。
在本文所描述之反應流程中，可產生多種立體異構物。當未指示特定立體異構物時，應理解為意謂可由反應產生之所有可能立體異構物。一般熟習此項技術者應認識到，反應可經最佳化以優先得到一種異構物，或可設計新的流程以產生單一異構物。若產生混合物，則可使用諸如製備型薄層層析法、製備型HPLC、製備型對掌性HPLC或製備型SFC之技術分離異構物。
本發明進一步提供奈米粒子組合物，其包含脂質組分，該脂質組分包括至少一種根據式IA、IB、IC、IIA、IIB、IIC、IID、IIE、IIF (包括IAa-IAc、IBa-Ibe、ICa-ICc、IIAa-IIAb、IIBa、IICa、IIDa、IIEa-IIEb及IIFa-IIFb)之化合物及其任何組合。奈米粒子組合物亦可包括多種其他組分。舉例而言，除根據式IA、IB、IC、IIA、IIB、IIC、IID、IIE、IIF(包括IAa-IAc、IBa-Ibe、ICa-ICc、IIAa-IIAb、IIBa、IICa、IIDa、IIEa-IIEb以及IIFa-IIFb)之脂質以外，奈米粒子組合物之脂質組分亦可包括一或多種其他脂質。
三組分脂質奈米粒子組合物 本發明包括三組分LNP組合物，其含有： 1)   含類固醇或結構性脂質之組分； 2)   含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)   含陽離子型或可離子化脂質之組分。
在一些實施例中，例如當藉由動態光散射(DLS)、穿透電子顯微術、掃描電子顯微術或另一方法來量測時，奈米粒子組合物之最大尺寸為1 μm或更短(例如1 μm、900 nm、800 nm、700 nm、600 nm、500 nm、400 nm、300 nm、200 nm、175 nm、150 nm、125 nm、100 nm、75 nm、50 nm或更短)。奈米粒子組合物包括例如脂質奈米粒子(LNP)、脂質體、脂質囊泡及脂質複合物。在一些實施例中，奈米粒子組合物為包括一或多個脂質雙層之囊泡。在某些實施例中，奈米粒子組合物包括由水性隔室分隔開之兩個或更多個同心雙層。脂質雙層可經功能化及/或彼此交聯。脂質雙層可包括一或多種配位體、蛋白質或通道。
含陽離子型/可離子化脂質之組分 本發明之三組分LNP組合物可包括一或多種陽離子型及/或可離子化脂質(例如在生理pH值下可具有正或部分正電荷之脂質)，該等陽離子型及/或可離子化脂質包括(但不限於) MC3、ALC-0315、ALC-0159、SM-102、DOTAP、Mol-111、Mol-114、MH-094或WO2017049245A2 (Benenato)中所揭示之陽離子型及/或可離子化脂質、式IA、IB、IC、IIA、IIB、IIC、IID、IIE、IIF(包括IAa-IAc、IBa-Ibe、ICa-ICc、IIAa-IIAb、IIBa、IICa、IIDa、IIEa-IIEb及IIFa-IIFb)之脂質及其任何組合。
含聚乙二醇化脂質之組分 本發明之三組分LNP組合物可包括一或多種PEG或經PEG修飾之脂質。此類物質可替代地稱為聚乙二醇化脂質。PEG脂質為經聚乙二醇修飾之脂質。PEG脂質可選自由以下組成之非限制性群：經PEG修飾之磷脂醯乙醇胺、經PEG修飾之磷脂酸、經PEG修飾之腦醯胺、經PEG修飾之二烷基胺、經PEG修飾之二醯基甘油、經PEG修飾之二烷基甘油及其混合物。舉例而言，PEG脂質可為PEG-c-DOMG、PEG-DMG、PEG-DLPE、PEG-DMPE、PEG-DPPC或PEG-DSPE脂質。
含類固醇/結構性脂質之組分 本發明之三組分LNP組合物可包括一或多種結構性脂質。結構性脂質可選自(但不限於)由以下組成之群：膽固醇、糞固醇、麥固醇、麥角固醇、菜油固醇、豆固醇、菜子固醇、番茄次鹼(tomatine)、蕃茄鹼(tomatine)、熊果酸、α-生育酚及其混合物。在一些實施例中，結構性脂質為膽固醇。在一些實施例中，結構性脂質包括膽固醇及皮質類固醇(諸如普賴蘇穠(prednisolone)、地塞米松(dexamethasone)、普賴松(prednisone)及氫皮質酮(hydrocortisone))或其組合。
本發明之三組分LNP組合物不含磷脂。舉例而言，本發明之三組分LNP組合物不含1,2-二硬脂醯基-sn-甘油-3-磷酸膽鹼(DSPC)、1,2-二油醯基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(DOPE)、1,2-二亞油醯基-sn-甘油-3-磷酸膽鹼(DLPC)、1,2-二肉豆蔻醯基-sn-甘油-磷酸膽鹼(DMPC)、1,2-二油醯基-sn-甘油-3-磷酸膽鹼(DOPC)、1,2-二軟脂醯基-sn-甘油-3-磷酸膽鹼(DPPC)、1,2-雙十一醯基-sn-甘油-磷酸膽鹼(DUPC)、1-軟脂醯基-2-油醯基-sn-甘油-3-磷酸膽鹼(POPC)、1,2-二-O-十八烯基-sn-甘油-3-磷酸膽鹼(18:0二醚PC)、1-油醯基-2-膽固醇基半丁二醯基-sn-甘油-3-磷酸膽鹼(OChemsPC)、1-十六烷基-sn-甘油-3-磷酸膽鹼(C16溶血性PC)、1,2-二亞麻醯基-sn-甘油-3-磷酸膽鹼、1,2-二花生四烯醯基-sn-甘油-3-磷酸膽鹼、1,2-雙二十二碳六烯醯基-sn-甘油-3-磷酸膽鹼、1,2-二植烷醯基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(ME 16.0 PE)、1,2-二硬脂醯基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亞油醯基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亞麻醯基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二花生四烯醯基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-雙二十二碳六烯醯基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二油醯基-sn-甘油-3-二氧磷基-rac-(1-甘油)鈉鹽(DOPG)以及神經鞘磷脂。
佐劑 在一些實施例中，三組分LNP可在組合物中與一或多種佐劑組合，該一或多種佐劑係例如葡糖哌喃糖基脂質佐劑(GLA)、CpG寡去氧核苷酸(例如A類或B類)、聚(I:C)、氫氧化鋁、Pam3CSK4、皂素提取物(例如Quil-A®)以及脂質A (Lipid A)。
治療劑 本文所描述之包含一或多種脂質的奈米粒子組合物可包括一或多種治療劑及/或預防劑。本發明係關於向哺乳動物細胞或器官遞送治療劑及/或預防劑、在哺乳動物細胞中產生所關注之多肽以及治療有需要之哺乳動物中之疾病或病症的方法，其包含向哺乳動物投與包括治療劑及/或預防劑之奈米粒子組合物及/或使哺乳動物細胞與包括治療劑及/或預防劑之奈米粒子組合物接觸。
三組分LNP組合物(在本文中亦稱為「經修飾之LNP」或「mLNP」)可包括一或多種治療劑及/或預防劑。本發明係關於向哺乳動物細胞或器官遞送治療劑及/或預防劑、在哺乳動物細胞中產生所關注之多肽以及治療有需要之哺乳動物中之疾病或病症的方法，其包含向哺乳動物投與包括治療劑及/或預防劑之奈米粒子組合物及/或使哺乳動物細胞與包括治療劑及/或預防劑之奈米粒子組合物接觸。
治療劑及/或預防劑包括生物學活性物質且可替代地稱為「活性劑」。治療劑及/或預防劑可為在遞送至細胞或器官後引起細胞、器官或其他身體組織或系統之所需變化的物質。此類物質可適用於治療一或多種疾病、病症或病狀。在一些實施例中，治療劑及/或預防劑為適用於治療特定疾病、病症或病狀之小分子藥物。適用於奈米粒子組合物之藥物之實例包括(但不限於)：抗贅生劑(例如長春新鹼(vincristine)、多柔比星(doxorubicin)、米托蒽醌(mitoxantrone)、喜樹鹼(camptothecin)、順鉑(cisplatin)、博萊黴素(bleomycin)、環磷醯胺(cyclophosphamide)、甲胺喋呤(methotrexate)及鏈佐黴素(streptozotocin))、抗腫瘤劑(例如放線菌素D (actinomycin D)、長春新鹼、長春鹼(vinblastine)、胱胺酸阿拉伯糖苷(cystine arabinoside)、蒽環黴素(anthracycline)、烷基化劑、鉑化合物、抗代謝物及核苷類似物，諸如甲胺喋呤及嘌呤及嘧啶類似物)、抗感染劑、局部麻醉劑(例如狄布卡因(dibucaine)及氯丙𠯤(chlorpromazine))、β腎上腺素阻斷劑(例如普萘洛爾(propranolol)、噻嗎洛爾(timolol)及拉貝洛爾(labetalol))、抗高血壓劑(例如可尼丁(clonidine)及肼呔𠯤(hydralazine))、抗抑鬱劑(例如伊米帕明(imipramine)、阿米曲替林(amitriptyline)及多慮平(doxepin))、抗驚厥劑(例如苯妥英(phenytoin))、抗組織胺(例如苯海拉明(diphenhydramine)、氯芬尼拉明(chlorpheniramine)及普敏太定(promethazine))、抗生素/抗菌劑(例如健他黴素(gentamycin)、環丙沙星(ciprofloxacin)及頭孢西丁(cefoxitin))、抗真菌劑(例如咪康唑(miconazole)、特康唑(terconazole)、益康唑(econazole)、異康唑(isoconazole)、布康唑(butaconazole)、克氯黴唑(clotrimazole)、伊曲康唑(itaconazole)、耐絲菌素(nystatin)、萘替芬(naftifine)及兩性黴素B (amphotericin B))、抗寄生蟲劑、激素、激素拮抗劑、免疫調節劑、神經傳遞素拮抗劑、抗青光眼劑、維生素、麻醉劑及顯像劑。
聚核苷酸及核酸 在一些實施例中，治療劑為聚核苷酸或核酸(例如核糖核酸或去氧核糖核酸)。術語「聚核苷酸」在其最廣泛的意義上，包括併入或可併入寡核苷酸鏈中之任何化合物及/或物質。根據本發明使用之例示性聚核苷酸包括(但不限於)以下中之一或多者：去氧核糖核酸(DNA)、包括信使mRNA (mRNA)之核糖核酸(RNA)、其混合物、RNAi誘導劑、RNAi劑、siRNA、shRNA、miRNA、反義RNA、核酶、催化DNA、誘導三螺旋形成之RNA、適體、載體等。在一些實施例中，治療劑及/或預防劑為RNA。適用於本文所描述之組合物及方法之RNA可選自(但不限於)由以下組成之群：縮短子、安塔戈米(antagomir)、反義、核酶、小型干擾RNA (siRNA)、非對稱干擾RNA (aiRNA)、微型RNA (miRNA)、切丁酶受質RNA (dsRNA)、小型髮夾RNA (shRNA)、轉移RNA (tRNA)、信使RNA (mRNA)及其混合物。在某些實施例中，RNA為mRNA。
在某些實施例中，治療劑及/或預防劑為mRNA。mRNA可編碼任何所關注之多肽，包括任何天然或非天然存在之多肽或經修飾之多肽。由mRNA編碼之多肽可具有任何尺寸且可具有任何二級結構或活性。在一些實施例中，由mRNA編碼之多肽在於細胞中表現時可具有治療作用。雖然實例中之例示性多肽包括來自呼吸道融合病毒(RSV)及Covid-19之多肽作為概念驗證，但本發明之脂質及組合物適用於編碼任何所關注之多肽之任何mRNA分子。
在其他實施例中，治療劑及/或預防劑為siRNA。siRNA能夠選擇性地減弱或下調所關注之基因之表現。舉例而言，siRNA可經選擇以在向有需要之個體投與包括siRNA之奈米粒子組合物後使與特定疾病、病症或病狀相關之基因靜默。siRNA可包含與編碼所關注之基因或蛋白質的mRNA序列互補之序列。在一些實施例中，siRNA可為免疫調節siRNA。
在一些實施例中，治療劑及/或預防劑為shRNA或編碼其之載體或質體。shRNA可在將適當構築體遞送至細胞核後在目標細胞內部產生。與shRNA相關之構築體及機制在相關技術中為熟知的。
適用於本發明之核酸及聚核苷酸通常包括編碼所關注之多肽的連接核苷之第一區(例如編碼區)、位於第一區之5'-端之第一側接區(例如5'-UTR)、位於第一區之3'-端之第二側接區(例如3'-UTR)、至少一個5'-端帽區以及3'-穩定區。在一些實施例中，核酸或聚核苷酸進一步包括poly-A或Kozak序列(例如5'-UTR中)。在一些情況下，聚核苷酸可含有一或多個能夠自聚核苷酸切除之內含子核苷酸序列。在一些實施例中，聚核苷酸或核酸(例如mRNA)可包括5'端帽結構、鏈終止核苷酸、莖環、polyA序列及/或聚腺苷酸化信號。核酸之任一區域可包括一或多種替代性組分(例如替代性核苷)。舉例而言，3'-穩定區可含有替代性核苷，諸如L-核苷、反向胸苷或2'-O-甲基核苷及/或編碼區、5'-UTR、3'-UTR或端帽區可包括替代性核苷，諸如5-經取代之尿苷(例如5-甲氧基尿苷)、1-經取代之假尿苷(例如1-甲基-假尿苷或1-乙基-假尿苷)及/或5-經取代之胞苷(例如5-甲基-胞苷)。
調配物 奈米粒子組合物可包括脂質組分及一或多種其他組分，諸如治療劑及/或預防劑。奈米粒子組合物可經設計以用於一或多種特定應用或目標。可基於特定應用或目標及/或基於一或多種元素之功效、毒性、費用、易用性、可用性或其他特徵來選擇奈米粒子組合物之元素。類似地，可根據例如元素之特定組合之功效及毒性來選擇奈米粒子組合物之特定調配物以用於特定應用或目標。
奈米粒子組合物之脂質組分可包括例如根據式IA、IB、IC、IIA、IIB、IIC、IID、IIE、IIF(包括IAa-IAc、IBa-Ibe、ICa-ICc、IIAa-IIAb、IIBa、IICa、IIDa、IIEa-IIEb及IIFa-IIFb)之脂質及其任何組合、磷脂(諸如不飽和脂質，例如DOPE或DSPC)、PEG脂質以及結構性脂質。脂質組分之元素可以特定分率提供。
三組分LNP組合物可例如按以下相對莫耳百分比包括三種組分： 1)   5至60莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)   0.5至20莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)   30至70莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
在一個態樣中，三組分LNP組合物按以下相對莫耳百分比含有三種組分： 1)   20至50莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)   0.8至10莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)   40至62莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
在一個態樣中，三組分LNP組合物按以下相對莫耳百分比含有三種組分： 1)   25至46莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)   1至7莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)   44至58莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
在一個態樣中，三組分LNP組合物按以下相對莫耳百分比含有三種組分： 1)   35至44莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)   1.2至5莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)   48至57莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
在一個態樣中，三組分LNP組合物按以下相對莫耳百分比含有三種組分： 1)   37至43莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)   1.4至3莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)   50至56莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
前述揭示內容涵蓋且支持所描述範圍內之任何數值及所主張之範圍內之範圍及特定數值的任何組合，亦即，5至60莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分包括在5至60之範圍內之任何數值及範圍，例如5、5.01、5.02、……、59.97、59.98、59.99、60、5至10、5至20、10至30、15至25等。類似地，0.5至20莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分包括在0.5至20之範圍內之任何數值及範圍，例如0.5、0.501、0.502、……、19.97、19.98、19.99、20、0.5至10、0.52至15、1至12、5至13等。類似地，30至70莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分包括在30至70之範圍內之任何數值及範圍，例如30、30.01、30.02、……、69.97、69.98、69.99、70、30.5至68、35至51、40至52、45至63等。
奈米粒子組合物中之治療劑及/或預防劑的量可視奈米粒子組合物之尺寸、組成、所需目標及/或應用或其他特性以及治療劑及/或預防劑之特性而定。舉例而言，適用於奈米粒子組合物中之RNA的量可視RNA之尺寸、序列及其他特徵而定。奈米粒子組合物中之治療劑及/或預防劑及其他元素(例如，脂質)之相對量亦可變化。在一些實施例中，奈米粒子組合物中之脂質組分與治療劑及/或預防劑之wt/wt比可為約5:1至約60:1，諸如5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1、50:1以及60:1。舉例而言，脂質組分與治療劑及/或預防劑之wt/wt比可為約10:1至約40:1。在某些實施例中，wt/wt比為約20:1。奈米粒子組合物中之治療劑及/或預防劑之量可例如使用吸收光譜(例如紫外線-可見光光譜)來量測。
在一些實施例中，奈米粒子組合物包括一或多種RNA，且可選擇一或多種RNA、脂質及其量以得到特定N:P比。組合物之N:P比係指一或多種脂質中之氮原子與RNA中之磷酸酯基之數目的莫耳比。一般而言，較低的N:P比為較佳的。可選擇一或多種RNA、脂質及其量以提供約2:1至約30:1之N:P比，諸如2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、12:1、14:1、16:1、18:1、20:1、22:1、24:1、26:1、28:1或30:1。在某些實施例中，N:P比可為約2:1至約8:1。在其他實施例中，N:P比為約5:1至約8:1。舉例而言，N:P比可為約5.0:1、約5.5:1、約5.67:1、約6.0:1、約6.5:1或約7.0:1。舉例而言，N:P比可為約5.67:1。
醫藥組合物 奈米粒子組合物可完全或部分調配為醫藥組合物。醫藥組合物可包括一或多種奈米粒子組合物。舉例而言，醫藥組合物可包括一或多種奈米粒子組合物，其包括一或多種不同治療劑及/或預防劑。醫藥組合物可進一步包括一或多種醫藥學上可接受之賦形劑或附屬成分，諸如本文所描述之賦形劑或附屬成分。醫藥組合物及藥劑之調配及製造的通用指南可在例如Remington's The Science and Practice of Pharmacy, 第21版, A. R. Gennaro; Lippincott, Williams & Wilkins, Baltimore, Md., 2006中獲得。除非任何習知賦形劑或附屬成分可能與奈米粒子組合物之一或多種組分不相容，否則習知賦形劑及附屬成分可用於任何醫藥組合物中。若賦形劑或附屬成分與奈米粒子組合物之組分的組合可能引起任何不合需要的生物作用或其他有害作用，則其可能與該組分不相容。
在一些實施例中，一或多種賦形劑或附屬成分可占包括奈米粒子組合物的醫藥組合物之總質量或體積之大於50%。舉例而言，根據醫藥學公約，一或多種賦形劑或附屬成分可占50%、60%、70%、80%、90%或更多。在一些實施例中，醫藥學上可接受之賦形劑為至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%或100%純。在一些實施例中，賦形劑經批准以用於人類及獸醫學用途。在一些實施例中，賦形劑經美國食品藥物管理局(United States Food and Drug Administration)批准。在一些實施例中，賦形劑為醫藥級。在一些實施例中，賦形劑滿足美國藥典(United States Pharmacopoeia；USP)、歐洲藥典(European Pharmacopoeia；EP)、英國藥典(British Pharmacopoeia)及/或國際藥典(International Pharmacopoeia)之標準。
根據本發明之醫藥組合物中之一或多種奈米粒子組合物、一或多種醫藥學上可接受之賦形劑及/或任何額外成分之相對量將視所治療之個體之屬性(identity)、體型及/或病狀且亦視投與組合物之途徑而變化。作為實例，醫藥組合物可包含0.1%至100% (wt/wt)之一或多種奈米粒子組合物。
在某些實施例中，LNP經8% v/v蔗糖低溫保護。然而，可使用任何低溫保護劑(例如海藻糖)。低溫保護劑之濃度可為4%至32% v/v。
在某些實施例中，本發明之奈米粒子組合物及/或醫藥組合物經冷藏或冷凍以用於儲存及/或運送(例如儲存在4℃或更低之溫度下，諸如約−150℃與約0℃之間或約−80℃與約−20℃之間的溫度(例如約−5℃、−10℃、−15℃、−20℃、−25℃、−30℃、−40℃、−50℃、−60℃、−70℃、−80℃、−90℃、−130℃或−150℃))。在某些實施例中，本發明亦係關於一種增加三組分LNP組合物及/或醫藥組合物之穩定性的方法，其係藉由將奈米粒子組合物及/或醫藥組合物儲存在4℃或更低之溫度，諸如約−150℃與約0℃之間或約−80℃與約−20℃之間的溫度，例如約−5℃、−10℃、−15℃、−20℃、−25℃、−30℃、−40℃、−50℃、−60℃、−70℃、−80℃、−90℃、−130℃或−150℃下來進行。舉例而言，本文所揭示之三組分LNP組合物及/或醫藥組合物例如在4℃或更低之溫度(約4℃與−20℃之間)下穩定約至少1週、至少2週、至少3週、至少4週、至少5週、至少6週、至少1個月、至少2個月、至少4個月、至少6個月、至少8個月、至少10個月、至少12個月、至少14個月、至少16個月、至少18個月、至少20個月、至少22個月或至少24個月。在一個實施例中，調配物在約4℃下穩定至少4週。在某些實施例中，本發明之醫藥組合物包含本文所揭示之奈米粒子組合物及醫藥學上可接受之載劑，該醫藥學上可接受之載劑係選自Tris、乙酸鹽(例如乙酸鈉)、檸檬酸鹽(例如檸檬酸鈉)、生理食鹽水、PBS及蔗糖中之一或多者。在某些實施例中，載劑之濃度可為1-100 mM(例如包括(但不限於)在1至100 mM之範圍內之任何數值或範圍，諸如1、2、3、4、……、97、98、99、100、10至90 mM、20至80 mM、30至70 mM等)。
LNP緩衝液交換可藉由透析、切向流過濾或任何其他有效移除及更換緩衝液之方法進行。
在某些實施例中，本發明之醫藥組合物之pH值在約4與8之間(例如4、4.1、4.2、……、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9或8.0，或在4與7之間或在5與6.5之間)。舉例而言，本發明之醫藥組合物包含本文所揭示之奈米粒子組合物、Tris、生理食鹽水及蔗糖，且具有約7至8之pH值，其適合於在例如約−20℃下儲存及/或運送。舉例而言，本發明之醫藥組合物包含本文所揭示之奈米粒子組合物及PBS，且具有約7至7.8之pH值，其適合於在例如約4℃或更低溫度下儲存及/或運送。在本發明之上下文中，「穩定性」、「穩定化」及「穩定」係指在既定製造、製備、運輸、儲存及/或使用條件下，例如在施加諸如剪切力、冷凍/解凍應力等之應力時，本文中所揭示之奈米粒子組合物及/或醫藥組合物對化學或物理變化(例如降解、粒徑變化、聚集、囊封變化等)之抗性。
在某些實施例中，本發明之醫藥組合物以0.05至25 mg/ml、0.1至20 mg/ml、0.2至18 mg/ml、0.5至15 mg/ml、0.7至12 mg/ml、0.9至10 mg/ml、1至8 mg/ml、1.5至6 mg/ml、2至5 mg/ml、2.5至4 mg/ml、0.5至3.0 mg/ml、0.2至4.0 mg/ml、0.4至2.0 mg/ml以及0.05至25 mg/ml之範圍內之任何數值或範圍之比率含有治療劑或預防劑。
可向任何患者或個體投與奈米粒子組合物及/或包括一或多種奈米粒子組合物之醫藥組合物，包括可受益於藉由向一或多種特定細胞、組織、器官或系統或其群組(諸如腎系統)遞送治療劑及/或預防劑而提供之治療作用的患者或個體。儘管本文中所提供之對奈米粒子組合物及包括奈米粒子組合物之醫藥組合物之描述主要係針對適用於向人類投與之組合物，但熟習此項技術者應理解，此類組合物通常適用於向任何其他哺乳動物投與。為使組合物適用於向各種動物投與而對適用於向人類投與之組合物的修改係眾所周知的，且一般獸醫藥理學家可僅用一般實驗(若存在)來設計及/或進行此類修改。考慮投與組合物之個體包括(但不限於)人類、其他靈長類動物及其他哺乳動物，包括商業相關哺乳動物，諸如牛、豬、馬、羊、貓、犬、小鼠及/或大鼠。
包括三組分LNP組合物之醫藥組合物可藉由藥理學技術中之已知的或此後研發之任何方法來製備。一般而言，此類製備方法包括以下步驟：使活性成分與賦形劑及/或一或多種其他附屬成分結合，且接著在需要及/或必需時，將產物分割、成型及/或封裝成所需單一劑量單元或多劑量單元。
根據本發明之醫藥組合物可批量、以單個單位劑量形式及/或以複數個單個單位劑量形式製備、封裝及/或出售。如本文所用，「單位劑量」為包含預定量之活性成分(例如奈米粒子組合物)的醫藥組合物之離散量。活性成分之量通常等於將向個體投與之活性成分之劑量及/或此類劑量之適宜部分，諸如此類劑量之一半或三分之一。
可根據已知技術使用適合的分散劑、濕潤劑及/或懸浮劑來調配可注射製劑，例如無菌可注射水性或油性懸浮液。無菌可注射製劑可為於無毒非經腸可接受之稀釋劑及/或溶劑中之無菌可注射溶液、懸浮液及/或乳化液，例如呈於1,3-丁二醇中之溶液形式。可採用的可接受之媒劑及溶劑包括水、林格氏溶液(Ringer's solution)、U.S.P.及等張氯化鈉溶液。習知採用無菌非揮發性油作為溶劑或懸浮介質。出於此目的，可採用任何溫和的非揮發性油，包括合成單酸甘油酯或雙酸甘油酯。諸如油酸之脂肪酸可用於製備可注射劑。
可例如藉由經由細菌截留過濾器過濾及/或藉由在使用之前併入可溶解或分散於無菌水或其他無菌可注射介質中之呈無菌固體組合物形式之滅菌劑來將可注射調配物滅菌。
在細胞中產生多肽之方法 本發明提供在哺乳動物細胞中產生所關注之多肽之方法。產生多肽之方法涉及使細胞與包括編碼所關注之多肽之mRNA的奈米粒子組合物接觸。在使細胞與奈米粒子組合物接觸後，mRNA可攝入細胞中且在其中轉譯以產生所關注之多肽。
一般而言，使哺乳動物細胞與包括編碼所關注之多肽之mRNA的奈米粒子組合物接觸之步驟可在活體內、離體、在培養物中或在活體外進行。與細胞接觸之奈米粒子組合物之量及/或其中mRNA之量可視所接觸之細胞或組織之類型、投藥方式、奈米粒子組合物及mRNA之生理化學特徵(例如尺寸、電荷及化學組成)及其他因素而定。一般而言，有效量之奈米粒子組合物將實現細胞中之有效多肽產生。效率之量度可包括多肽轉譯(由多肽表現指示)、mRNA降解水平及免疫反應指示物。
使包括mRNA之奈米粒子組合物與細胞接觸之步驟可涉及或引起轉染。轉染可允許在細胞內轉譯mRNA。
向細胞及器官遞送治療劑之方法 本發明提供向哺乳動物細胞或器官遞送治療劑及/或預防劑之方法。向細胞遞送治療劑及/或預防劑涉及向個體投與包括治療劑及/或預防劑之奈米粒子組合物，其中組合物之投與涉及使細胞與組合物接觸。舉例而言，可向細胞或器官遞送蛋白質、細胞毒性劑、放射性離子、化學治療劑或核酸(諸如RNA，例如mRNA)。在治療劑及/或預防劑為mRNA之情況下，在使細胞與奈米粒子組合物接觸後，可轉譯mRNA可在細胞中轉譯以產生所關注之多肽。然而，亦可將實質上不可轉譯之mRNA遞送至細胞。實質上不可轉譯之mRNA可適用作疫苗，及/或可螯合細胞之轉譯組分以減少其他物質在細胞中之表現。
在一些實施例中，奈米粒子組合物可靶向特定類型或類別之細胞(例如特定器官或其系統之細胞)。舉例而言，可將包括所關注之治療劑及/或預防劑之奈米粒子組合物特定地遞送至哺乳動物肝臟、腎臟、脾臟、股骨或肺。特定遞送至特定類別之細胞、器官或其系統或群組意指例如在向哺乳動物投與奈米粒子組合物後，相對於其他目的地，將更高比例之包括治療劑及/或預防劑之奈米粒子組合物遞送至所關注之目的地(例如組織)。在一些實施例中，相較於另一目的地(例如脾臟)，特定遞送可引起目標目的地(例如所關注之組織，諸如肝臟)之每1 g組織中的治療劑及/或預防劑的量增加超過2倍、5倍、10倍、15倍或20倍。在一些實施例中，所關注之組織係選自由以下組成之群：肝臟、腎臟、肺、脾臟、股骨、眼部組織(例如經由眼內、視網膜下或玻璃體內注射)、血管中之血管內皮(例如冠狀動脈內或股骨內)或腎臟以及腫瘤組織(例如經由瘤內注射)。
作為靶向或特定遞送之另一實例，編碼細胞表面上之蛋白質結合搭配物(例如抗體或其功能片段、支架蛋白質或肽)或受體之mRNA可包括於奈米粒子組合物中。mRNA可另外或替代地用於引導脂質、碳水化合物或其他生物學部分之合成及胞外定位。或者，奈米粒子組合物之其他治療劑及/或預防劑或元素(例如脂質或配位體)可基於其針對特定受體(例如低密度脂蛋白受體)之親和力而選擇，以使得奈米粒子組合物可更容易地與包括受體之目標細胞群體相互作用。舉例而言，配位體可包括(但不限於)特異性結合對之成員、抗體、單株抗體、Fv片段、單鏈Fv (scFv)片段、Fab'片段、F(ab')2片段、單域抗體、駱駝化抗體及其片段、人源化抗體及其片段以及其多價版本；包括單或雙特異性抗體(諸如二硫鍵穩定化Fv片段、scFv串接體、雙功能抗體、三功能抗體或四功能抗體)之多價結合試劑；以及適體、受體及融合蛋白。
在一些實施例中，配位體可為表面結合抗體，其可允許調諧細胞靶向特異性。此尤其適用，因為可產生針對所需目標部位之所關注的抗原決定基的高特異性抗體。在一個實施例中，多種抗體在細胞表面上表現，且各抗體針對所需目標可具有不同特異性。此類途徑可增加目標相互作用之親合力及特異性。
在某些實施例中，可以足以在既定劑量中遞送約0.0001 mg/kg至約10 mg/kg，約0.001 mg/kg至約10 mg/kg，約0.005 mg/kg至約10 mg/kg，約0.01 mg/kg至約10 mg/kg，約0.05 mg/kg至約10 mg/kg，約0.1 mg/kg至約10 mg/kg，約1 mg/kg至約10 mg/kg，約2 mg/kg至約10 mg/kg，約5 mg/kg至約10 mg/kg，約0.0001 mg/kg至約5 mg/kg，約0.001 mg/kg至約5 mg/kg，約0.005 mg/kg至約5 mg/kg，約0.01 mg/kg至約5 mg/kg，約0.05 mg/kg至約5 mg/kg，約0.1 mg/kg至約5 mg/kg，約1 mg/kg至約5 mg/kg，約2 mg/kg至約5 mg/kg，約0.0001 mg/kg至約2.5 mg/kg，約0.001 mg/kg至約2.5 mg/kg，約0.005 mg/kg至約2.5 mg/kg，約0.01 mg/kg至約2.5 mg/kg，約0.05 mg/kg至約2.5 mg/kg，約0.1 mg/kg至約2.5 mg/kg，約1 mg/kg至約2.5 mg/kg，約2 mg/kg至約2.5 mg/kg，約0.0001 mg/kg至約1 mg/kg，約0.001 mg/kg至約1 mg/kg，約0.005 mg/kg至約1 mg/kg，約0.01 mg/kg至約1 mg/kg，約0.05 mg/kg至約1 mg/kg，約0.1 mg/kg至約1 mg/kg，約0.0001 mg/kg至約0.25 mg/kg，約0.001 mg/kg至約0.25 mg/kg，約0.005 mg/kg至約0.25 mg/kg，約0.01 mg/kg至約0.25 mg/kg，約0.05 mg/kg至約0.25 mg/kg或約0.1 mg/kg至約0.25 mg/kg之治療劑及/或預防劑(例如mRNA)之劑量水平投與根據本發明之組合物，其中1 mg/kg (mpk)之劑量提供每1 kg個體體重1 mg治療劑及/或預防劑。在一些實施例中，可投與約0.001 mg/kg至約10 mg/kg之劑量的奈米粒子組合物之治療劑及/或預防劑(例如mRNA)。在其他實施例中，可投與約0.005 mg/kg至約2.5 mg/kg之劑量的治療劑及/或預防劑。在某些實施例中，可投與約0.1 mg/kg至約1 mg/kg之劑量。在其他實施例中，可投與約0.05 mg/kg至約0.25 mg/kg之劑量。劑量可每天以相同或不同量投與一或多次，以獲得所需mRNA表現量及/或治療、診斷、預防或成像作用。所需劑量可例如一天三次、一天兩次、一天一次、每隔一天一次、每三天一次、每週一次、每兩週一次、每三週一次或每四週一次遞送。在某些實施例中，所需劑量可使用多次投藥進行遞送(例如兩次、三次、四次、五次、六次、七次、八次、九次、十次、十一次、十二次、十三次、十四次或更多次投藥)。在一些實施例中，單次劑量可例如在手術程序之前或之後或在急性疾病、病症或病狀之情況下投與。
包括一或多種治療劑及/或預防劑之奈米粒子組合物可與一或多種其他治療劑、預防劑、診斷劑或顯像劑組合使用。「與……組合」並不意欲暗示藥劑必須同時投與及/或經調配以共同遞送，但此等遞送方法屬於本發明之範疇內。舉例而言，包括一或多種不同治療劑及/或預防劑之一或多種奈米粒子組合物可組合投與。組合物可與一或多種其他所需治療劑或醫療程序同時、在其之前或在其之後投與。一般而言，各藥劑將以根據該藥劑所確定之劑量及/或時間表來投與。在一些實施例中，本發明涵蓋組合物或其成像、診斷或預防性組成與改良其生物可用性、減弱及/或調節其代謝、抑制其排泄及/或調節其在體內之分佈的藥劑之組合之遞送。
應進一步瞭解，組合使用之治療性、預防性、診斷性或成像活性劑可在單一組合物中共同投與或在不同組合物中單獨投與。一般而言，預期組合使用之藥劑將以不超過其單獨使用時之水平的水平使用。在一些實施例中，組合使用時之水平可低於單獨使用時之水平。
組合方案中所採用之療法(治療劑或程序)之特定組合將考慮所需治療劑及/或程序之相容性以及所欲達成之所需治療作用。亦應瞭解，所採用之療法可實現針對相同病症之所需作用(例如適用於治療癌症之組合物可與化學治療劑同時投與)，或其可實現不同的作用(例如控制任何不良作用，諸如輸注相關反應)。
實例1 製備本發明之三組分LNP組合物，其含有含25 mM SM-102之乙醇、含19 mM膽固醇之乙醇以及0.75 mM DMG-PEG2000。組合等體積之各脂質及空白乙醇以得到如下脂質莫耳比：SM-102 (55.9%)、膽固醇(42.4%)及DMG-PEG2000 (1.7%)。製備含0.13 mg/g mRNA之25 mM乙酸鈉pH 6.0。
使用微流控，以3:1之mRNA水性溶液與脂質乙醇溶液比來調配LNP。接著在4℃下使用10 kDa MWCO卡匣針對20 mM Tris-HCl，8%蔗糖透析樣品以產生最終三組分LNP組合物。藉由UV將樣品濃縮至超過0.2 mg/mL之mRNA濃度且進行過濾滅菌。出人意料地，發現囊封與當前4-組分LNP系統類似。
使用藉由微流控與含mRNA (0.13 mg/mL)之25 mM乙酸鈉pH 6.0混合且透析至20 mM Tris-HCl pH 7.4，8%蔗糖(「RL-007」)中之含SM-102 (50%)、膽固醇(38.5%)、DSPC (10%)以及DMG-PEG2000 (1.5%)之乙醇來調配對照性(四組分LNP)組合物。將LNP過濾滅菌且藉由UV濃縮以得到超過0.2 mg/mL之mRNA濃度。
測定活體外表現且展示於圖1中之西方墨點法、通道6 (4-組分對照物)及7 (新穎3-組分LNP)以及圖1中之下部的最後(右側)兩個條柱中。
在小鼠中由IM注射來測定活體內表現。第一劑量後之表現展示於圖2中。在圖2中，將新穎3-組分LNP組合物與4-組分LNP對照物進行比較。一個劑量後之表現與4-組分(含DSPC)對照物極類似。
3-組分LNP及4-組分LNP對照物之囊封為極佳的(圖3中之綠色部分)。
實例2 如下表中所概述來製備及測試其他調配物且在圖1至圖3中表徵。
組合物名稱 陽離子型 / 可離子化組分 聚乙二醇化組分 類固醇 / 結構性組分 磷脂組分 總脂質濃度 pH
研究1，經修飾之LNP 25 mM SM-102 (55.9莫耳%) 0.75 mM DMG-PEG2000 (1.7莫耳%) 19 mM膽固醇(42.4莫耳%) 無 11.2 mM 6
研究1，對照-RL007 25 mM SM-102 (50.0莫耳%) 0.75 mM DMG-PEG2000 (1.5莫耳%) 19 mM膽固醇(38.5莫耳%) 5 mM DSPC (10莫耳%) 12.5 mM 6
研究2，經修飾之LNP-DMG-PEG2000-14.9 mM 25 mM SM-102 (55.9莫耳%) 0.75 mM DMG-PEG2000 (1.7莫耳%) 19 mM膽固醇(42.4莫耳%) 無 14.9 mM 4
研究2，經修飾之LNP-DSPE-PEG2000 25 mM SM-102 (55.9莫耳%) 0.75 mM DMG-PEG2000 (1.7莫耳%) 19 mM膽固醇(42.4莫耳%) 無 14.9 mM 4
研究2，經修飾之LNP-DMG-PEG2000 25 mM SM-102 (55.9莫耳%) 0.75 mM DMG-PEG2000 (1.7莫耳%) 19 mM膽固醇(42.4莫耳%) 無 11.2 mM 4
研究2，經修飾之LNP-DSPE-PEG2000 25 mM SM-102 (55.9莫耳%) 0.75 mM DMG-PEG2000 (1.7莫耳%) 19 mM膽固醇(42.4莫耳%) 無 11.2 mM 4
研究2，對照-RL-007 25 mM SM-102 (50.0莫耳%) 0.75 mM DMG-PEG2000 (1.5莫耳%) 19 mM膽固醇(38.5莫耳%) 5 mM DSPC (10莫耳%) 11.2 mM 4
在本發明之另一態樣中，相對於相同4-組分對照物製備相同脂質，不同之處在於用含mRNA (0.13 mg/mL)之50 mM檸檬酸鈉，pH 4.0進行調配。結果展示於圖1中之上部的通道3及下部的第3條柱(以及通道5及條柱5中之對照物)中。藉由ribogreen分析法所測定之3-組分及4-組分系統之囊封極類似。
在另一態樣中，製備相同組分之LNP，但調節脂質在乙醇溶液中之總濃度(參見表格)，參見圖1中之通道1及條柱1。在高濃度下，與先前實例中所使用之對照物相比，活體外資料展示較差效能。然而，極出乎意料的是，與活體外資料相反，活體內資料表明本發明之3-組分LNP表現極佳。
在本發明之另一態樣中，使用SM-102、膽固醇及DSPE-PEG2000製備3-組分LNP。收集活體外資料，參見圖1中之通道4及條柱4。觀測活體外表現，但其小於具有相同濃度及緩衝液條件之使用DMG-PEG2000的3-組分LNP。囊封與對照物類似(圖3)。
在本發明之另一態樣中，使用含較低濃度之脂質的乙醇製備前述3-組分LNP (圖1中之通道2及條柱2)。表現為所有已嘗試之三組分LNP之組合中最低的。囊封與對照物類似(圖3中之條柱2)。
實例3 在小鼠中測試例示性LNP (mLNP)及4-組分LNP之活體內表現。
在各種情況下，對於RL007-pH4*及mLNP2-pH4，在50 mM檸檬酸鈉緩衝液(pH 4)中製備Covid-19 δ S1或δ RBD mRNA。或者，在25 mM乙酸鈉緩衝液中製備mRNA (mLNP3-pH4為pH 4，mLNP4-pH5為pH 5或mLNP1-pH6為pH 6)。在乙醇中，在儲備溶液中製備RL007-pH4*之脂質：SM-102 (25 mM)、DSPC (5 mM)、膽固醇(19.3 mM)以及DMG-PEG2000 (0.75 mM)。隨後，將脂質以1:1:1:1體積比混合在一起，得到12.5 mM之總脂質濃度。用SM-102 (25 mM)、膽固醇(19.3 mM)及DMG-PEG2000 (0.75 mM)之相同儲備溶液製備各mLNP。將此等三種脂質以1:1:1體積比混合且添加乙醇(200 proof)以稀釋至與RL007相同之總體積。各mLNP之總脂質濃度為11.2 mM。
圖4展示mLNP與4-組分LNP相比之活體內表現的圖。此等資料指示在第二劑量後，mLNP表現得與4-組分LNP一樣好或比4-組分LNP略微更好。
實例4 此實例測試具有兩種可離子化脂質(SM-102及Mol-111)以及相同的mRNA及相對脂質濃度之4-組分LNP (SM-102_LNP及Mol-111_LNP)與3-組分LNP (SM-102_mLNP及Mol-111_mLNP)的活體外表現比較，該等3-組分LNP與該等4-組分LNP具有相同的兩種可離子化脂質(SM-102及Mol-111)以及相同的mRNA及相對脂質濃度。
圖5展示活體外西方墨點法原始資料及定量結果，其表明mLNP與若干類型之脂質相容。在各種情況下，mRNA為Covid δ-Spike mRNA且係在25 mM乙酸鈉，pH 5.0中以0.13 mg/mL製備。對於LNP，使用以1:1:1:1體積比混合之SM-102 (25 mM)或Mol-111 (25 mM)以及膽固醇(19.3 mM)、DSPC (5 mM)及DMG-PEG2000 (0.75 mM)以儲備溶液形式製備脂質。對於mLNP，以儲備溶液形式製備脂質且混合以得到59.8莫耳%之SM-102或Mol-111、膽固醇(38.5莫耳%)及DMG-PEG2000 (1.7莫耳%)之最終莫耳比。資料證明本發明之可離子化脂質之三組分mLNP具有與四組分LNP類似的相對表現。
實例5 此實例測試了連續稀釋物之活體內表現，證明了例示性LNP (mLNP)與不同長度之mRNA及多種類型之可離子化脂質的相容性。
圖6A展示mLNP及LNP之圖為空(SM-102 LNP (空白))或含有Covid δ Spike mRNA (約4000 nb)，且圖6B展示含有RSV mRNA (約2000 nb)之LNP之圖。
各圖含有多種可離子化脂質(SM-102、Mol-11、Mol-114、MH-094、ALC-0315以及MC3)。在各種情況下，儲備溶液中之可離子化脂質之濃度為25 mM且與其他脂質組分混合以獲得12.5 mM之LNP及11.2 mM之mLNP之總脂質濃度。對於右側之RSV圖，除此等脂質以外，可離子化脂質被更換為永久性陽離子DOTAP或DMG-PEG2000被更換為DSPE-PEG2000。兩個圖含有PBS及使用SM-102或Mol-111之空LNP對照物。此等兩個圖展示mLNP為較長mRNA (諸如Covid)及較短mRNA (諸如RSV)之有效遞送系統；此外，mLNP與廣泛範圍的用於遞送較短或較長mRNA之可離子化脂質相容。
實例6 此實例測試對照性LNP與例示性(mLNP)之間的pKa差異，如圖7中所示。
使用以1:1:1:1體積比混合之含RSV mRNA (0.13mg /mL)之25 mM乙酸鈉(pH 5.0)以及SM-102 (25 mM)、膽固醇(19.3 mM)、DSPC (5 mM)及DMG-PEG2000 (0.75 mM)儲備溶液製備對照性LNP且隨後與mRNA一起調配。使用與SM-102、膽固醇及DMG-PEG2000之組合儲備溶液一起調配的含RSV mRNA (0.13 mg/mL)之25 mM乙酸鈉(pH 5.0)製備mLNP以得到不同莫耳百分比之膽固醇及DMG-PEG2000。mLNP1含有SM-102 (59.8莫耳%)、膽固醇(38.5莫耳%)、DMG-PEG2000 (1.7莫耳%)。mLNP2含有SM-102 (59.3莫耳%)、膽固醇(40.0莫耳%)、DMG-PEG2000 (1.7莫耳%)。mLNP3含有SM-102 (59.5莫耳%)、膽固醇(38.5莫耳%)及DMG-PEG2000 (2.0莫耳%)。並且，mLNP4含有SM-102 (58.0莫耳%)、膽固醇(40.0莫耳%)及DMG-PEG2000 (2.0莫耳%)。當膽固醇或DMG-PEG2000隨著SM-102減少而增加時，pKa傾向於減少。pKa資料顯示mLNP系統與4-組分對照性LNP系統相比之不同及獨特之處在於，平均mLNP pKa低於平均LNP pKa。
實例7 此實例測試例示性LNP (mLNP)與對照性LNP相比之穩定性，如圖8中所示。
在各種情況下，mRNA為在25 mM乙酸鈉中以0.13 mg/mL製備且與以1:1:1:1體積比混合之脂質SM-102 (25 mM)、膽固醇(19.3 mM)、DSPC (5 mM)以及DMG-PEG2000 (0.75 mM)一起調配的RSV (2000 nb)。使用與SM-102、膽固醇及DMG-PEG2000之組合儲備溶液一起調配的含RSV mRNA (0.13 mg/mL)之25 mM乙酸鈉(pH 5.0)製備mLNP以得到不同莫耳百分比之膽固醇及DMG-PEG2000。mLNP1含有SM-102 (59.8莫耳%)、膽固醇(38.5莫耳%)、DMG-PEG2000 (1.7莫耳%)。mLNP2含有SM-102 (59.3莫耳%)、膽固醇(40.0莫耳%)、DMG-PEG2000 (1.7莫耳%)。mLNP3含有SM-102 (59.5莫耳%)、膽固醇(38.5莫耳%)及DMG-PEG2000 (2.0莫耳%)。並且，mLNP4含有SM-102 (58.0莫耳%)、膽固醇(40.0莫耳%)及DMG-PEG2000 (2.0莫耳%)。藉由檢查尺寸、多分散指數(PDI)、ζ電位及囊封效率在四種不同溫度(25℃、4℃、-20℃及-80℃)下如何變化來監測穩定性。在尺寸及PDI方面，mLNP3與LNP對照物不同。其餘mLNP之表現與LNP類似。尺寸、PDI、ζ電位及囊封效率穩定性資料指示，在四種度量方面，mLNP可針對與關於LNP所觀測之相同穩定性條件而最佳化。
另外，應理解，本發明之任何屬於先前技術內之特定實施例可自任一或多個技術方案中明確排除。因為認為此類實施例為一般熟習此項技術者已知的，所以可對其進行排除，即使在本文中未明確地闡述該排除之情況下。
應理解，雖然本發明已結合其實施方式進行描述，但前述描述意欲為說明性且不限制本發明之範疇，本發明之範疇係由隨附申請專利範圍之範疇界定。其他態樣、優點及修改屬於以下申請專利範圍之範疇內。
圖1展示來自囊封於本發明之三組分LNP組合物及四組分LNP (比較物)組合物(「RL007」)中之mRNA之蛋白質的活體外表現之西方墨點法及資料。頂部影像為原始資料且底部圖係由ImageJ處理之資料。 圖2為動物研究之ELISA結果。簡言之，盤分別塗佈有Covid-19 δ S1 (來自Sino Biological)及δ RBD (來自eEnzyme)蛋白質。接著，將來自經免疫之小鼠的血清添加至塗佈有δ S1及δ RBD之盤中。結果顯示小鼠中的可結合至囊封於本發明之三組分LNP組合物(右側)及四組分LNP (比較物) (左側)組合物中之mRNA之抗原的抗體之量。 圖3展示3-組分及4-組分LNP之囊封資料。一至四(1至4)為在pH 4.0下製備之具有不同濃度之脂質及不同聚乙二醇化脂質之3-組分LNP的囊封結果。五(5)為對照性4-組分LNP (「RL007」)之囊封結果。六(6)及七(7)為在pH 6.0下製備之LNP。六(6)為對照性4-組分LNP (RL007)且七(7)為亦用於活體內研究之3-組分LNP (圖2)。 圖4展示一系列mLNP與4-組分對照性LNP相比之活體內表現。 圖5展示具有兩種可離子化脂質(SM-102及Mol-111)以及相同mRNA及相對脂質濃度的4-組分對照性LNP (SM-102_LNP及Mol-111_LNP)與3-組分LNP (SM-102_mLNP及Mol-111_mLNP)的活體外表現比較，該等3-組分LNP與該等4-組分對照性LNP具有相同的兩種可離子化脂質(SM-102及Mol-111)、相同的mRNA及相對脂質濃度。 圖6A-圖6B展示連續稀釋物之活體內表現，證明mLNP與不同長度之mRNA及多種類型之可離子化脂質的相容性。圖6A展示LNP之結果，該等LNP為空的(SM-102 LNP (空白))或含有Covid δ Spike mRNA (約4000 nb)；圖6B展示含有RSV mRNA (約2000 nb)之LNP之結果。 圖7展示說明LNP圖(最左側)與mLNP圖之間的pKa差異的結果。 圖8展示mLNP相較於對照性LNP之穩定性。

Claims (50)

  1. 一種三組分LNP組合物，其中該三種組分為： 1)  含類固醇或結構性脂質之組分； 2)  含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)  含陽離子型或可離子化脂質之組分。
  2. 如請求項1之三組分LNP組合物，其按以下相對莫耳百分比包含該三種組分： 1)  5至60莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)  0.5至20莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)  30至70莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
  3. 如請求項1之三組分LNP組合物，其按以下相對莫耳百分比包含該三種組分： 1)  20至50莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)  0.8至10莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)  40至62莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
  4. 如請求項1之三組分LNP組合物，其按以下相對莫耳百分比包含該三種組分： 1)  25至46莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)  1至7莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)  44至58莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
  5. 如請求項1之三組分LNP組合物，其按以下相對莫耳百分比包含該三種組分： 1)  35至44莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)  1.2至5莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)  48至57莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
  6. 如請求項1之三組分LNP組合物，其按以下相對莫耳百分比包含該三種組分： 1)  37至43莫耳%之含類固醇或結構性脂質之組分； 2)  1.4至3莫耳%之含聚乙二醇化脂質之組分；及 3)  50至56莫耳%之含陽離子型或可離子化脂質之組分。
  7. 如請求項1至6中任一項之三組分LNP組合物，其中該含陽離子型或可離子化脂質之組分包含MC3、ALC-0315、ALC-0159、SM-102、DOTAP、Mol-111、Mol-114、MH-094、式(IA)、(IB)、(IC)、(IIA)、(IIB)、(IIC)、(IID)、(IIE)、(IIF)之化合物或其組合： 或其鹽或異構物，其中 m為0至9； n為0至9； o為0至12； p為0至12； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H； 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； R為獨立選擇之胺基酸之側鏈； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為獨立選擇之胺基酸之側鏈； X 1為-OC(O)N(H)-、-C(O)N(H)-、-N(H)C(O)-或-OC(O)-； X 2為-C(O)N(H)-、-C(O)O-、-N(H)C(O)-或-N(H)C(O)-； X 3為-OC(O)N(H)-、-C(O)N(H)-、-N(H)C(O)-或-OC(O)-；以及 X 4為-C(O)N(H)-、-C(O)O-、-N(H)C(O)-或-N(H)C(O)-； 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自0至5； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為H或CH 3； M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H；以及 X係選自-CH 2-、-O-、-S-或-P(O)(OR)O-； 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至5； n係選自0至12； o係選自0至12； q係選自1至3； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 X係選自C(R) 2、N(R)或O，其中R係獨立地選自甲基及H； 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自0至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為直鏈C 1 - 4烷基醇； R 6為直鏈C 1 - 4烷基醇； M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H； 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自2至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為直鏈C 1 - 4烷基醇； R 6為直鏈C 1 - 4烷基醇； M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H； 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自1至7； o係選自0至12； p係選自0至12； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H； 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自2至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H； 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自2至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
  8. 如請求項1至7中任一項之三組分LNP組合物，其中該含類固醇或結構性脂質之組分係選自由以下組成之群：膽固醇、糞固醇、麥固醇、麥角固醇、菜油固醇、豆固醇、菜子固醇、番茄次鹼、熊果酸、α-生育酚及其混合物。
  9. 如請求項1至8中任一項之三組分LNP組合物，其中該含聚乙二醇化脂質之組分係選自由以下組成之群：經PEG修飾之磷脂醯乙醇胺、經PEG修飾之磷脂酸、經PEG修飾之腦醯胺、經PEG修飾之二烷基胺、經PEG修飾之二醯基甘油、經PEG修飾之二烷基甘油及其混合物。
  10. 一種奈米粒子組合物，其包含如請求項1至9中任一項之三組分LNP組合物，其進一步包含治療劑及/或預防劑。
  11. 如請求項10之奈米粒子組合物，其中該治療劑及/或預防劑包含核酸。
  12. 如請求項10之奈米粒子組合物，其中該治療劑及/或預防劑包含核糖核酸。
  13. 如請求項10之奈米粒子組合物，其中該治療劑及/或預防劑包含mRNA。
  14. 一種醫藥組合物，其包含如請求項1至9中任一項之三組分LNP組合物。
  15. 一種醫藥組合物，其包含如請求項10至13中任一項之奈米粒子組合物及醫藥學上可接受之載劑。
  16. 一種向哺乳動物細胞遞送治療劑及/或預防劑之方法，該方法包含向個體投與如請求項10至13中任一項之奈米粒子組合物或如請求項14至15中任一項之醫藥組合物，該投與包含使該細胞與該奈米粒子組合物接觸，藉此將該治療劑及/或預防劑遞送至該細胞。
  17. 一種向哺乳動物細胞遞送治療劑及/或預防劑之方法，該方法包含向哺乳動物投與如請求項15之醫藥組合物。
  18. 一種式IA化合物 或其鹽或異構物，其中 m為0至9； n為0至9； o為0至12； p為0至12； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
  19. 如請求項18之化合物，其中該化合物為： ； ；或 。
  20. 一種式IB'化合物 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 X 1及X 2係獨立地選自胺基酸，其中該胺基酸為絲胺酸(S)、蘇胺酸(T)、半胱胺酸(C)、硒半胱胺酸(U)、甘胺酸(G)、丙胺酸(A)、異白胺酸(I)、白胺酸(L)、甲硫胺酸(M)或纈胺酸(V)。
  21. 一種式IB化合物 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； R為獨立選擇之胺基酸之側鏈； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為獨立選擇之胺基酸之側鏈； X 1為-OC(O)N(H)-、-C(O)N(H)-、-N(H)C(O)-或-OC(O)-； X 2為-C(O)N(H)-、-C(O)O-、-N(H)C(O)-或-N(H)C(O)-； X 3為-OC(O)N(H)-、-C(O)N(H)-、-N(H)C(O)-或-OC(O)-；以及 X 4為-C(O)N(H)-、-C(O)O-、-N(H)C(O)-或-N(H)C(O)-。
  22. 如請求項21之化合物，其中R或R 5包含以下之側鏈：絲胺酸(S)、蘇胺酸(T)、半胱胺酸(C)、硒半胱胺酸(U)、甘胺酸(G)、丙胺酸(A)、異白胺酸(I)、白胺酸(L)、甲硫胺酸(M)或纈胺酸(V)。
  23. 如請求項21或22之化合物，其中該化合物為： ； ； ； ；或 。
  24. 一種式(IC)化合物 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自0至5； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為H或CH 3； M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H；以及 X係選自-CH 2-、-O-、-S-或-P(O)(OR)O-。
  25. 如請求項24之化合物，其中該化合物為： ； ；或 。
  26. 一種式IIA化合物 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至5； n係選自0至12； o係選自0至12； q係選自1至3； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 X係選自C(R) 2、N(R)或O，其中R係獨立地選自甲基及H。
  27. 如請求項26之化合物，其中該化合物為： 。
  28. 一種式IIB化合物 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自0至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為直鏈C 1 - 4烷基醇； R 6為直鏈C 1 - 4烷基醇； M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
  29. 如請求項28之化合物，其中該化合物為： 。
  30. 一種式(IIC)化合物 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自2至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 5為直鏈C 1 - 4烷基醇； R 6為直鏈C 1 - 4烷基醇； M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
  31. 如請求項30之化合物，其中該化合物為： 。
  32. 一種式(IID)化合物 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自1至7； o係選自0至12； p係選自0至12； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
  33. 如請求項32之化合物，其中該化合物為 。
  34. 一種式(IIE)化合物 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自2至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
  35. 如請求項34之化合物，其中該化合物為 。
  36. 一種式(IIF)化合物 或其鹽或異構物，其中 m係選自0至9； n係選自0至9； o係選自0至12； p係選自0至12； q係選自2至6； R 1為直鏈C 1 - 12烷基； R 2為H或直鏈C 1 - 12烷基； R 3為直鏈C 1 - 12烷基； R 4為H或直鏈C 1 - 12烷基；以及 M 1及M 2係獨立地選自-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)N(R)-或-N(R)C(O)O-基團，其中R係獨立地選自甲基及H。
  37. 如請求項36之化合物，其中該化合物為 。
  38. 一種奈米粒子組合物，其包含脂質組分，該脂質組分包含如請求項18至37中任一項之化合物。
  39. 如請求項38之奈米粒子組合物，其進一步包含治療劑及/或預防劑。
  40. 如請求項38或39之奈米粒子組合物，其進一步包含磷脂。
  41. 如請求項38至40中任一項之奈米粒子組合物，其進一步包含選自由以下組成之群之結構性脂質：膽固醇、糞固醇、麥固醇、麥角固醇、菜油固醇、豆固醇、菜子固醇、番茄次鹼、熊果酸、α-生育酚及其混合物。
  42. 如請求項38至41中任一項之奈米粒子組合物，其進一步包含選自由以下組成之群之PEG脂質：經PEG修飾之磷脂醯乙醇胺、經PEG修飾之磷脂酸、經PEG修飾之腦醯胺、經PEG修飾之二烷基胺、經PEG修飾之二醯基甘油、經PEG修飾之二烷基甘油及其混合物。
  43. 如請求項38至42中任一項之奈米粒子組合物，其進一步包含陽離子型及/或可離子化脂質。
  44. 如請求項10至13或38至43中任一項之奈米粒子組合物，其中當在25℃、4℃、-20℃或-80℃下儲存至少28天時，該奈米粒子組合物具有至少80%之囊封效率。
  45. 如請求項10至13或38至44中任一項之奈米粒子組合物，其中當在25℃、4℃、-20℃或-80℃下儲存至少28天時，該奈米粒子組合物具有5至15 mV之ζ電位。
  46. 如請求項10至13或38至45中任一項之奈米粒子組合物，其中當在25℃、4℃、-20℃或-80℃下儲存至少28天時，該奈米粒子組合物具有小於0.2之PDI。
  47. 如請求項10至13或38至46中任一項之奈米粒子組合物，其中當在25℃、4℃、-20℃或-80℃下儲存至少28天時，該奈米粒子組合物具有小於140 nm之粒徑。
  48. 一種醫藥組合物，其包含如請求項38至47中任一項之奈米粒子組合物及醫藥學上可接受之載劑。
  49. 一種向細胞遞送治療劑及/或預防劑之方法，該方法包含向個體投與如請求項38至47中任一項之奈米粒子組合物，該投與包含使該細胞與該奈米粒子組合物接觸，藉此將該治療劑及/或預防劑遞送至該細胞。
  50. 一種向個體之細胞遞送治療劑及/或預防劑之方法，該方法包含向該個體投與如請求項48之醫藥組合物。
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