技术领域
本发明包括组合物，所述组合物含有与聚合物载体相连接的用于在温 血动物中治疗癌组织的一种或两种抗癌剂。所述聚合物载体包括功能性基 团，如氨基或羧酸基团。组合物中的一种或两种抗癌剂可以通过侧链与所 述聚合物载体相连接，所述侧链对溶酶体酶的细胞内水解敏感并且其中所 述的聚合物载体任选地包含靶向配体。
背景技术
在化疗中使用的许多低分子量药物通过随机扩散穿过细胞膜而快速 进入所有类型的细胞。这种选择性的缺乏降低了对期望的靶细胞或组织的 可用性并且有时引起不期望的副作用。细胞的摄入是快速的以至于治疗作 用不持续一段时间。另外，肾小球过滤可快速地将所述药物从血流中除去。
低分子量生物活性分子与可溶性聚合物载体的共价连接既防止肾小 球过滤又促进了通过除了仅仅简单扩散之外的机制进行的细胞吸收。
合成的N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺 (N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide，HPMA)共聚物是生物相容的水 溶的惰性和中性药物载体的一个例子，其用于抗癌治疗剂的体内递送(参 见，例如美国专利No.4,062,831和No.4,097,470)。抗癌药物与HPMA 共聚物的缀合为小分子治疗剂带来许多有利的特征，所述特征包括提高的 溶解度和生物利用度，所述缀合物优先在实体瘤中积累或者由于高通透高 滞留(enhanced permeability and retention，EPR)效应而被动靶向肿瘤； 降低全身毒性并加强治疗疗效；以及下调多药耐药性(multi-drug resistance)。
目前有六种HPMA共聚物-药物缀合物处于临床试验的不同阶段，在 几个专利中公开了其制备和组合物。目前有两种聚谷氨酸-药物缀合物处 于临床试验的不同阶段，并且另外有报道其他的聚合物-药物缀合物(包 括葡聚糖-药物缀合物和PEG-药物缀合物)处于临床或临床前开发中。
1991年8月6日授权的美国专利No.5037883(Kopecek等)描述了 通过肽键将惰性聚合物载体连接到生物活性分子的药物缀合物。该专利描 述了含有寡肽序列的N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺的共聚物，该寡肽序列终 止于抗癌药物(例如阿霉素、柔红霉素、马法兰)并且与靶向部分(例如 半乳糖胺、岩藻糖胺、抗-Thy 1.2抗体、抗-Ia抗体)相结合，该专利宣 称所述共聚物与不含聚合物的低分子量药物相比具有更高的治疗疗效。特 别地，描述了包含作为药物的阿霉素(经Gly-Phe-Leu-Gly寡肽序列连接) 和作为靶向配体的半乳糖胺的缀合物。美国专利No.6,692,734(Stewart 等，2004)和No.7,166,733(Nowotnik，2007)描述了聚(HPMA)-GFLG- 铂药物。Luo等在US 2004/0234497中公开了聚(HPMA)-GFLG-HA-多柔 比星的细胞靶向聚合物递送系统，它的设计是基于透明质酸(hyaluronic acid，HA)与其在癌细胞表面过表达的细胞表面受体之间的特异性相互 作用。在US 2006/0014695中，Ghandehari等也描述了包括与多胺相缀 合的HPMA的用于核酸递送的组合物和方法。又一个已授权专利，美国 专利No.5,258,453(Kopecek和Krinick，1993)，通过聚(HPMA)-GFLG- 阿霉素-ce6-促胰液素(secretin)描述了抗癌剂和可光活化药物的联合作 用。Lammers等表明利用HPMA共聚物将两种不同的化疗剂(多柔比星 和吉西他滨)同时递送到肿瘤(Biomaterials 30：3466-3475(2009))。
仍然需要用于抗癌药物等之递送的其他聚合物载体。
发明概述
一些实施方案包括具有第一聚合物载体的治疗组合物。所述第一聚合 物载体具有第一单体，其为N-(2-羧丙基)甲基丙烯酰胺 (N-(2-carboxypropyl)methacrylamide，2-CPMA)、N-(2-羧丙基)甲基丙烯 酰胺(N-(2-carboxypropyl)methacrylamide，3-CPMA)、N-(3-氨丙基)甲基 丙烯酰胺(N-(3-aminopropyl)methacrylamide，3-APMA)或N-(2-氨丙基) 甲基丙烯酰胺(N-(2-aminopropyl)methacrylamide，2-APMA)。所述治疗 组合物还包括与所述第一聚合物载体相连接的第一抗癌剂，任选地通过接 头相连接；其中所述第一抗癌剂连接到所述第一单体或另一单体。例如， 所述聚合物载体可以是2-CPMA、3-CPMA、3-APMA或2-APMA的均 聚物，其中所述单体单元的至少一部分与抗癌剂化学连接。
在一些实施方案中，所述第一聚合物载体具有第二单体。也就是说， 所述第一聚合物载体是共聚物。例如，所述聚合物载体是具有2-CPMA、 3-CPMA、3-APMA和/或2-APMA单体的共聚物。对于共聚物的情况， 至少一些所述2-CPMA、3-CPMA、3-APMA或2-APMA可以与抗癌剂 化学连接。在一些实施方案中，所述第一抗癌剂与所述第二单体相连接， 任选地通过接头相连接。例如，在这些共聚物中，所述2-CPMA、3-CPMA、 3-APMA或2-APMA单体可以是未修饰的，并且所述共聚物包含除了与 所述抗癌剂化学连接的2-CPMA、3-CPMA、3-APMA或2-APMA之外 的单体。在一些实施方案中，所述第二单体是N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺 (N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide，HPMA)、丙烯酰胺(an acrylamide)、甲基丙烯酰胺(a methacrylamide)、丙烯酸或其盐/酯(an acrylate)或甲基丙烯酸或其盐/酯(a methacrylate)。这些单体可以是非 衍生化或衍生化的从而与例如一种或更多种抗癌剂或者靶向配体或者接 头化学连接。
在一些实施方案中，所述组合物还包括不同于所述第一抗癌剂的另外 的抗癌剂。所述另外的抗癌剂与所述第一聚合物载体相连接，任选地通过 接头连接。所述另外的抗癌剂可以与所述第一单体或另一单体相连接。在 一些实施方案中，两种抗癌剂均与所述第一类型的单体(即2-CPMA、 3-CPMA、2-APMA或3-APMA)相连接，意思是已经用每一种抗癌剂化 学修饰所述第一单体的至少一部分个体单元。在一些实施方案中，一种抗 癌剂与所述第一单体相连接，而另一种与除了所述第一单体之外的单体相 连接。在一些实施方案中，两种抗癌剂均与除了所述第一单体之外的单体 相连接。在任一情况下，所述两种抗癌剂所连接的单体可以相同或不同。
在一些实施方案中，所述组合物还包括与所述第一聚合物载体相连接 的靶向配体，任选地通过接头连接。如上，所述靶向配体可以与所述第一 单体或另一单体相连接。如上，所述靶向配体可以连接与所述第一抗癌剂 或所述第二抗癌剂(如果存在)所连接的类型相同的单体(所述第一或另 一种单体)。在另一个实施例中，所述靶向配体与所述第一或第二抗癌剂 所连接的类型不同的单体相连接。在一些实施方案中，所述靶向配体可以 是RGDfK、EPPT1或叶酸(folate)。
一些实施方案包括组合物，所述组合物还包含第二聚合物载体和与所 述第二聚合物载体相连接的第二抗癌剂和/或靶向配体，任选地通过接头 连接。在一些实施方案中，第二聚合物载体是包含选自下列的单体的聚合 物：N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、N-(2-羧丙基)甲基丙烯酰胺 (2-CPMA)、N-(3-羧丙基)甲基丙烯酰胺(3-CPMA)、N-(3-氨丙基)甲基 丙烯酰胺(3-APMA)和N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺(2-APMA)。
在任何实施方案中，所述第一抗癌剂可以通过接头连接到所述第一聚 合物载体。同样地，当有与聚合物载体相连接的多种抗癌剂和/或靶向配 体时，它们中的任何或全部可以通过接头相连接。在具有与一种聚合物载 体相连接的至少两种抗癌剂的实施方案中，两种抗癌剂都通过接头连接。 在具有多于一个接头的实施方案中，每个接头可以相同或不同。
在其中至少一种抗癌剂通过接头连接到所述聚合物的一些实施方案 中，一种或更多种或全部的接头可对溶酶体酶的切割敏感。对溶酶体酶切 割敏感的接头的实例包括寡肽序列、寡糖序列以及核酸中与之相类似的结 构。在一些实施方案中，所述接头是寡肽序列。寡肽实例包括Gly-Gly、 Gly-Phe-Gly、Gly-Phe-Phe、Gly-Leu-Gly、Gly-Val-Ala、Gly-Phe-Ala、 Gly-Leu-Phe、Gly-Leu-Ala、Ala-Val-Ala、Gly-Phe-Leu-Gly(SE Q ID NO： 1)，Gly-Phe-Phe-Leu(SEQ ID NO：2)，Gly-Leu-Leu-Gly(SEQ ID NO： 3)，Gly-Phe-Tyr-Ala(SEQ ID NO：4)，Gly-Phe-Gly-Phe(SEQ ID NO： 5)，Ala-Gly-Val-Phe(SEQ ID NO：6)，Gly-Phe-Phe-Gly(SEQ ID NO： 7)，Gly-Phe-Leu-Gly-Phe(SEQ ID NO：8)或Gly-Gly-Phe-Leu-Gly-Phe (SEQ ID NO：9)。在一些实施方案中，所述寡肽接头是Gly-Phe-Leu-Gly (SEQ ID NO：1)。在具有多于一个接头的实施方案中，第二接头可以是 氨基酸或肽。在一些实施方案中，所述第二接头可以是Gly-Gly(GG)。
在一些实施方案中，所述第一抗癌剂可以是多西他赛(docetaxel)、 吉西他滨(gemcitabine)、顺铂(cisplatin)、多西他赛衍生物、吉西他滨 衍生物或顺铂衍生物。在具有至少两种抗癌剂的实施方案中，至少一种所 述抗癌剂可以是多西他赛、吉西他滨、顺铂、多西他赛衍生物、吉西他滨 衍生物或顺铂衍生物。在一些具有至少两种抗癌剂的实施方案中，一种可 以是多西他赛或多西他赛衍生物，以及另一种可以是吉西他滨或吉西他滨 衍生物。在一些具有两种抗癌剂的实施方案中，所述第一抗癌剂是多西他 赛或多西他赛衍生物，以及所述第二或另外的抗癌剂是顺铂或顺铂衍生 物。
一些实施方案包括药物组合物，所述药物组合物包含一种或更多种上 述的组合物。另一些实施方案包括用于通过施用治疗有效量的上述组合物 之一来治疗肿瘤疾病的方法。另一些实施方案包括上述组合物之一用以治 疗肿瘤疾病的用途。
根据本发明的组合物可包括所述单体，N-2-羧丙基甲基丙烯酰胺 (2-CPMA)或N-3-羧丙基甲基丙烯酰胺(3-CPMA)，其具有羧酸基团 而不是如HPMA中的中性羟基。所述CPMA单体2-CPMA和3-CPMA 用以合成基于CPMA的共聚物，从而用于抗癌剂的递送。所述羧酸基团 比HPMA有优势，因为它可用于产生酯、酰卤、酰胺以及酸酐。另外， 该酸性药物载体中的所述羧酸可用于将含有其他功能基团的肽、药物或聚 合物与此羧酸基团相缀合。它可用在聚合前或聚合后以延长或添加所述聚 合物链。
本发明的一些实施方案包括酸性药物载体(如含2-CPMA或含 3-CPMA的聚合物和共聚物)和碱性药物载体(如含N2-APMA或含 3-APMA的聚合物和共聚物)，这些载体对递送一类抗癌剂或两类不同的 抗癌剂而言是有用的聚合物系统。
本发明的一些实施方案还涉及新的聚合物系统，其用以递送抗癌剂从 而用于治疗肿瘤疾病。所述系统由水溶性聚合物构成，所述水溶性聚合物 具有连接到所述聚合物骨架的一种或两种不同的抗癌剂，例如通过肽键连 接。
本发明的一些实施方案涉及抗癌剂和/或靶向配体与水溶性聚合物的 缀合物，所述水溶性聚合物如聚N-(2-羧丙基)甲基丙烯酰胺(poly N-(2-carboxypropyl)methacrylamide，p2-CPMA)、聚N-(3-羧丙基)甲基丙 烯酰胺(poly N-(3-aminopropyl)methacrylamide，p3-CPMA)、聚N-(3- 氨丙基)甲基丙烯酰胺(poly N-(3-aminopropyl)methacrylamide， p3-APMA)或聚N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺(poly N-(2-aminopropyl)methacrylamide，p2-APMA)以及这些缀合物作为肿瘤 内抗癌剂的特异性细胞内载体的用途。靶向配体的实例包括RGDfK、 EPPT1肽或叶酸。
本发明的一些实施方案包括可溶性生物活性聚合物，如聚N-(2-羧丙 基)甲基丙烯酰胺(p2-CPMA)、聚N-(3-羧丙基)甲基丙烯酰胺 (p3-CPMA)、聚N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺(p3-APMA)和聚N-(2-氨 丙基)甲基丙烯酰胺(p2-APMA)以及相关共聚物，所述可溶性生物活性 聚合物含有所述相同单体并且具有通过酶可降解的键相连接的悬挂的抗 癌剂和悬挂的靶向配体。
本发明还提供了用于通过施用可溶性生物活性共聚物来治疗肿瘤疾 病的方法，所述共聚物如聚N-(2-羧丙基)甲基丙烯酰胺(p2-CPMA)、聚 N-(3-羧丙基)甲基丙烯酰胺(p3-CPMA)、聚N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺 (p2-APMA)或聚N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺(p3-APMA)及相关的共 聚物，所述可溶性生物活性共聚物含有相同的单体并且含有悬挂的抗癌 剂，任选地所述抗癌剂通过酶可降解的键连接。所述共聚物还可含有特异 性针对癌细胞上肿瘤标志物的靶向配体。
本发明还提供用于通过施用包含两种或更多种不同抗癌剂的共聚物 来治疗肿瘤疾病的方法。
附图说明
图1示出通过pHPMA-GFLG-多西他赛(H1)和p2-CPMA-GFLG- 多西他赛(C1)抑制皮下注射HCT116人结肠癌细胞的裸鼠中的肿瘤生 长。‘GFLG’如SEQ ID NO：1所公开。
发明详述
下文详细讨论本发明的实施方案。在描述实施方案时，为清楚起见， 使用特定的术语。但是，本发明不旨在限于如此选定的特定术语。相关领 域技术人员将认识到可使用其他等同的部分并且开发其他方法而不脱离 本发明的精神和范围。所有的参考文献通过引用合并到本文中，如同其每 一个已经单独合并。
游离的抗癌药物在整个细胞扩散并且不集中在特定的亚细胞位置。另 外，如果静脉内施用这样的药物，它们全身性分布到机体的所有器官。这 些药物在这样非预期分布位点上的作用引起可观测的全身性副作用。因此 优选将所述药物定位到机体中期望作用的位点。将这些药剂靶向到它们最 有效的亚细胞位点使得它们的效力增加并且它们的毒性降低。
将抗癌药物靶向到肿瘤可通过“被动靶向”和“主动靶向”来实现。被动 靶向涉及使用一般性的非特异性方法，以选择性地增加药物递送到靶细 胞。例如，被动靶向可通过将抗癌药物合并或连接到大分子载体(如水溶 性聚合物)来实现。主动靶向利用对靶细胞表面的识别分子(受体)而言 是特异性的部分。例如，主动靶向可通过将细胞靶向部分连接到递送系统 (如大分子载体)来实现。
相对于正常组织，聚合物优先定位在实体瘤中。这是由于被称为高通 透高滞留(Enhanced Permeability and Retention，EPR)效应的现象，这 归因于肿瘤组织或细胞的形态改变，在那里由于新血管发生而产生的有渗 漏的血管导致血管内含物渗漏到细胞外组织。另外，淋巴管可被阻断，这 导致大分子药物聚集在围绕肿瘤细胞的细胞外组织。这一现象可用于通过 将药物与所述聚合物相连接来靶向肿瘤细胞。因为聚合物定位在肿瘤细胞 周围，所述与聚合物相连接的药物也以更高浓度围绕所述肿瘤而可用。与 聚合物相连接的抗癌剂通过内吞作用而进入细胞。与聚合物相连接的抗癌 剂可保持其抗癌活性。但是，因为所述抗癌剂保持与所述聚合物骨架共价 连接，所以在一些情况下它们可能不与游离药剂一样有效。这可通过使用 生物可降解的或可水解的键或接头(如肽序列)将所述药物与所述聚合物 骨架相连接来克服。当使用肽序列时，所述序列选择成使得它们可在细胞 内特定的情况下被降解。
另外，癌细胞常具有表面分子，这些分子或者不存在于正常组织中或 者与所述正常组织相比过表达。这些分子可包括生长因子受体和/或某些 抗原。将识别分子与结合这些分子的聚合物相连接导致所述载体选择性结 合肿瘤细胞和组织并且导致聚合物在所述肿瘤局部环境的高浓度。此类靶 向部分包括针对细胞表面受体的抗体或肽基配体。这些识别分子中的一部 分与其受体的结合所引发的受体介导的内吞作用可引起细胞内浓度增加 并且相应地可导致治疗作用增强。
基于聚合物的治疗物具有大的流体力学体积，这转化为较长的血管内 半衰期。基于聚合物的治疗物还增加所述不溶性药物的溶解度和生物利用 度。由基于聚合物的治疗物所提供的其他优点包括最大耐受剂量的增加、 非特异性毒性的降低、凋亡诱导的增强以及替代信号通路的活化 (Kopecek等，Advances in Polymer Science，122(Biopolymers II)：55-123 (1995))。
一些实施方案包括新的基于聚合物的治疗物和它们用于治疗肿瘤疾 病的用途。一些实施方案包括均聚物和共聚物，所述均聚物和共聚物产生 自下列一种或更多种的聚合：N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、N-(2- 羧丙基)甲基丙烯酰胺(2-CPMA)、N-(3-羧丙基)甲基丙烯酰胺(3-CPMA)、 N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺(2-APMA)或N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺 (3-APMA)，其中所述均聚物或共聚物包含2-CPMA、3-CPMA、2-APMA 或3-APMA中至少之一。
单体
本文所使用的术语单体或共聚单体(comonomer)可用于表示聚合前 的单体。但是，当用于指代已形成的聚合物时，术语单体、共聚单体、单 体单元或共聚单体单元指聚合物或共聚物链中源于非聚合形式之单体或 共聚单体的亚单元。在说明书和权利要求书背景中，这些术语的使用对本 领域技术人员而言是清楚明白的。
本文所使用的术语“HPMA”、“2-CPMA”、“3-CPMA”、“2-APMA” 和“3-APMA”意为化合物N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺、N-(2-羧丙基)甲基 丙烯酰胺、N-(3-羧丙基)甲基丙烯酰胺(3-CPMA)、N-(2-氨丙基)甲基丙 烯酰胺和N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺，分别用下列的结构表示：
本文所使用的“非衍生化”单体是未经化学修饰的单体。例如，非衍生 化单体包括2-CPMA、3-CPMA、HPMA、2-APMA、3-APMA、丙烯酰 胺、甲基丙烯酰胺、烯丙酰氯、甲基丙烯酰氯、丙烯酸或其盐/酯、甲基 丙烯酸或其盐/酯和其他乙烯基(vinylic)共聚单体。“衍生化”单体意为经 化学修饰(除了聚合之外)的单体。所述化学修饰可以发生在聚合之前或 之后。在一些实施方案中，“衍生化”单体在聚合前合成。在一些实施方案 中，单体或单体单元在聚合后“衍生化”。例如，单体可“衍生化”以连接例 如抗癌剂、接头、靶向配体、接头-抗癌剂组合或接头-靶向配体组合。衍 生化单体的实例包括2-CPMA或3-CPMA，其中羧酸功能基团被修饰成 直接连接(例如，通过共价键)接头、抗癌剂或靶向配体或者2-APMA 或3-APMA，其中氨基功能基团被修饰成直接连接(例如，通过共价键) 接头、抗癌剂或靶向配体。另一些实例包括2-CPMA或3-CPMA，其中 羧酸功能基团直接连接(例如，通过共价键)接头，其中抗癌剂或靶向配 体直接连接(例如，通过共价键)所述接头。另一些实例包括2-APMA 或3-APMA，其中氨基功能基团直接连接(例如，通过共价键)接头，其 中抗癌剂或靶向配体直接连接(例如，通过共价键)所述接头。
基于聚合物的治疗物
本发明的一些实施方案包括基于聚合物的治疗化合物，该治疗化合物 可用在例如抗癌疗法中。这些化合物可以增加或改变抗癌化合物或其他治 疗化合物的靶向递送。基于聚合物的治疗化合物包括均聚物和共聚物，它 们产生自下列一种或更多种的聚合：N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、 N-(2-羧丙基)甲基丙烯酰胺(2-CPMA)、N-(3-羧丙基)甲基丙烯酰胺 (3-CPMA)、N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺(2-APMA)或N-(3-氨丙基)甲 基丙烯酰胺(3-APMA)，其中所述均聚物或共聚物包含2-CPMA、 3-CPMA、2-APMA或3-APMA的至少一种，并且其中所述均聚物或共 聚物包含至少一种抗癌剂。
这些基于聚合物的治疗化合物包含抗癌剂和聚合物载体。所述基于聚 合物的治疗化合物可任选地包含接头(例如，Gly-Phe-Leu-Gly(SEQ ID NO：1))和/或靶向配体(例如，RGDfK、EPPT1肽或叶酸)。本文所使 用的聚合物载体是连接一种或更多种抗癌剂、接头、靶向配体、接头-抗 癌剂组合或接头-靶向配体组合的聚合物骨架。
一些实施方案包括具有第一聚合物载体的治疗组合物。所述第一聚合 物载体具有第一单体，该单体是N-(2-羧丙基)甲基丙烯酰胺(2-CPMA)、 N-(3-羧丙基)甲基丙烯酰胺(3-CPMA)、N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺 (3-APMA)或N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺(2-APMA)。所述治疗组合物 还包括连接所述第一聚合物载体的第一抗癌剂，任选地通过接头连接；其 中所述第一抗癌剂连接所述第一单体或另一种单体。例如，所述聚合物载 体可以是2-CPMA、3-CPMA、3-APMA或2-APMA的均聚物，其中至 少一些所述单体单元与抗癌剂化学连接。
在一些实施方案中，所述第一聚合物载体具有第二单体。换句话说， 所述第一聚合物载体是共聚物，即具有2-CPMA、3-CPMA、3-APMA和 /或2-APMA单体的共聚物。就共聚物而言，至少一些所述2-CPMA、 3-CPMA、3-APMA或2-APMA单体单元可以与抗癌剂化学连接。在一 些实施方案中，所述第一抗癌剂连接第二单体，任选地通过接头连接。例 如，在一些共聚物中，所述2-CPMA、3-CPMA、3-APMA或2-APMA 单体可以是未修饰的，并且所述共聚物包括除了化学连接所述抗癌剂的 2-CPMA、3-CPMA、3-APMA或2-APMA单体之外的单体。在一些实施 方案中，所述第二单体是N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、丙烯酰 胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸或其盐/酯或甲基丙烯酸或其盐/酯。这些单体 可以是非衍生化的或者衍生化成化学连接例如一种或更多种抗癌剂或靶 向配体，或者接头。在本领域已知的HPMA聚合物和共聚物递送系统中 所使用的共聚单体是用于本发明的示例性共聚单体。
在一些实施方案中，所述组合物还包括与所述第一抗癌剂不同的另外 的抗癌剂。所述另外的抗癌剂连接所述第一聚合物载体，任选地通过接头 连接。所述另外的抗癌剂可以连接所述第一单体或另一种单体。在一些实 施方案中，两种抗癌剂都连接所述第一单体，意思是用每一种抗癌剂化学 修饰所述第一单体的不同单元。在这种情况下，一些单体单元连接所述第 一抗癌剂，并且一些连接所述第二抗癌剂，而一些是未衍生化的。在一些 实施方案中，一种抗癌剂连接所述第一单体，而另一种连接除所述第一单 体之外的单体。在一些实施方案中，两种抗癌剂都连接除了所述第一单体 之外的单体。在任何情况下，所述连接两种抗癌剂的单体可以相同或不同。
在一些实施方案中，所述组合物还包括连接所述第一聚合物载体的靶 向配体，任选地通过接头连接。如上文，所述靶向配体可以连接所述第一 单体或另一种单体。如上文，所述靶向配体可以连接与所述第一抗癌剂或 所述第二抗癌剂(如果存在)相同的单体(或者所述第一或者另一种单体)。 换句话说，连接所述第一抗癌剂的所述单体具有与连接所述靶向配体的所 述单体相同的类型(即2-CPMA、3-CPMA、2-APMA、3-APMA、HPMA、 丙烯酸或其盐/酯、甲基丙烯酸或其盐/酯、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺)。在 一些实施方案中，所述靶向配体连接与所述第一抗癌剂所连接的不同类型 的单体。换句话说，连接所述靶向配体的所述单体单元不同于连接所述第 一抗癌剂的所述单体单元。所述靶向配体可以是例如RGDfK、EPPT1肽 或叶酸。
在任何实施方案中，所述第一抗癌剂可以通过接头连接所述第一聚合 物载体。同样地，当有多种抗癌剂和/或靶向配体连接聚合物载体时，可 以通过接头连接它们中的任何或全部。在至少两种抗癌剂连接一种聚合物 载体的一些实施方案中，两者都通过接头连接。
一些实施方案包括组合物，其中所述第一聚合物载体具有约5％至约 99.7％的非衍生化单体单元。在另一些实施方案中，所述聚合物载体包含 约25％至约98％的非衍生化单体单元。在一些实施方案中，所述聚合物 载体包含约50％至约98％的非衍生化单体单元。在一些实施方案中，所 述聚合物载体具有多于约5％、多于约10％、多于约20％、多于约25％、 多于约40％、多于约50％、多于约70％、多于约80％或者多于约90％ 的非衍生化单体单元。在一些实施方案中，所述聚合物载体少于约99.5％、 少于约99.0％、少于约98.0％或者少于约95％的非衍生化单体单元。所 述非衍生化单体单元可以是例如所述第一单体单元(即2-CPMA、 3-CPMA、2-APMA或3-APMA)或另一种非衍生化单体单元。
一些实施方案包括聚合物，在这里所述第一聚合物载体具有约 0.1mol％至约20.0mol％的与抗癌剂相连接的衍生化单体单元。在一些实 施方案中，所述第一聚合物载体具有多于约0.1mol％、多于约0.2mol％、 多于约0.5mol％、多于约1.0mol％、多于约2.0mol％、多于约5.0mol％ 或者多于约7.0mol％的与抗癌剂相连接的衍生化单体单元。在一些实施方 案中，所述第一聚合物载体具有少于约20mol％、少于约15mol％、少于 约10mol％或者少于约5.0mol％的与抗癌剂相连接的衍生化单体单元。
一些实施方案包括组合物，其中所述第一聚合物载体具有约0.1 mol％至约94.8mol％的与靶向配体相连接的衍生化单体单元。在一些实 施方案中，所述第一聚合物载体具有多于约0.1mol％、多于约0.5mol％、 多于约1.0mol％、多于约2.0mol％、多于约5mol％、多于约10mol％、 多于约20mol％、多于约40mol％或者多于约50mol％的与靶向配体相连 接的衍生化单体单元。在一些实施方案中，所述第一聚合物载体具有少于 约94.8mol％、少于约90mol％、少于约80mol％、少于约70mol％、少 于约50mol％、少于约40mol％或者少于约20mol％的与靶向配体相连接 的衍生化单体单元。
一些实施方案包括基于聚合物的治疗化合物，所述治疗化合物包含抗 癌剂和聚合物载体，以及任选地接头分子和任选地靶向配体(如RGDfK、 EPPT1肽或叶酸)，其中所述抗癌剂、所述聚合物载体、接头分子和/或靶 向配体(如RGDfK、EPPT1肽或叶酸)经共价键相互连接。
所述抗癌剂、所述聚合物载体、所述任选的接头分子以及所述任选的 靶向配体可以以许多不同的方式相互连接。在一些实施方案中，所述抗癌 剂、所述聚合物载体和所述任选的接头分子以及所述任选的靶向配体可直 接相互连接。描述了示例性实施方案并在下面以示意图显示。例如，所述 抗癌剂可以经共价键连接所述聚合物载体(I)。
在另一些实施方案(II)中，接头分子经共价键直接连接所述聚合物 载体，并且所述抗癌剂经共价键直接连接所述接头分子。
在另一些实施方案(III)中，抗癌剂经共价键直接连接所述聚合物载 体，并且靶向配体经共价键直接连接所述聚合物载体。
在另一些实施方案(IV)中，接头分子经共价键直接连接所述聚合物 载体，并且所述抗癌剂直接连接所述接头分子，以及靶向配体经共价键直 接连接所述聚合物载体。
在另一些实施方案(V)中，接头分子经共价键直接连接所述聚合物 载体，并且靶向配体直接连接所述接头分子，以及抗癌剂经共价键直接连 接所述聚合物载体。
在另一些实施方案(VI)中，接头分子经共价键直接连接所述聚合物 载体，并且所述抗癌剂直接连接所述接头分子，以及靶向配体直接连接不 同的接头分子，该接头分子经共价键直接连接所述聚合物载体。
在另一些实施方案中，可以有两种或更多种不同类型的抗癌剂。例如， 在任何之前的实施方案中，可以使用两种不同的抗癌剂。在具有两种或更 多种不同抗癌剂的实施方案中，所述抗癌剂可以直接连接所述载体或者连 接与所述载体相连的接头。在一些具有两种或更多种不同抗癌剂的实施方 案中，至少一种，但不是全部的所述抗癌剂与接头相连接，并且所述接头 直接连接所述载体。在另一些具有两种或更多种不同抗癌剂的实施方案 中，所述所有的抗癌剂连接分开的接头，并且所述分开的接头直接连接所 述聚合物载体。下文显示具有两种抗癌剂的化合物的图示(VII)，每一种 抗癌剂通过分开的接头与所述载体分开。在所有的情况下，所述接头是任 选地，并且可以相同或不同。
例如，具有两种或更多种不同抗癌剂的实施方案VIII也可以具有靶向配 体，所述靶向配体任选地通过接头与所述聚合物载体分开。下文显示化合 物实例，所述化合物具有带分开的接头的两种抗癌剂和被接头所分开的靶 向配体。在所有的情况下，所述接头是任选的，并且可以相同或不同。
在使用多于一个接头的所有实施方案中，所述接头可以相同或不同。 例如，当抗癌剂和靶向配体都通过接头与所述聚合物载体分开时，所述接 头可以相同或不同。同样地，当使用两种或更多种抗癌剂并且其多于一种 或全部通过接头与所述聚合物载体分开时，所述接头可以相同或不同。
一些实施方案也包括使用多于一种聚合物载体的组合物和方法。例 如，组合物可以包含连接了抗癌剂的第一聚合物载体，任选地通过接头连 接(例如I或II)。所述第二聚合物还可包含靶向配体(例如III、IV、V 或VI)。例如，所述组合物还可包含连接了靶向配体的第二聚合物载体， 任选地通过配体连接(例如IX或X)。
在这样的一些实施方案中，所述第二聚合物载体不限于具有 2-CPMA、3-CPMA、3-APMA或2-APMA单体的聚合物。例如，所述第 二聚合物载体可以是具有N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、N-(2-羧 丙基)甲基丙烯酰胺(2-CPMA)、N-(3-羧丙基)甲基丙烯酰胺(3-CPMA)、 N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺(3-APMA)、N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺 (2-APMA)或其他丙烯酸或其盐/酯和丙烯酰胺单体的聚合物。可以用抗 癌剂、接头、靶向配体、接头-抗癌剂组合或接头-靶向配体组合对所述单 体进行衍生化。
在一些实施方案中，所述第一和第二聚合物载体可以连接在一起形成 单个更大的聚合物。在这样的实施方案中，所述聚合物可通过能够将单体 连接在所述聚合物每一个上的任何接头连接。例如，在所述第一聚合物中， 所述连接基团可以连接单体，所述单体聚合形成所述第一载体分子，其中 所述连接基团的未连接末端具有可连接所述第二载体聚合物上单体(或接 头)之活性基团的活性功能基团或离去基团。例如，所述第一载体聚合物 可包含连接基团，所述连接基团终止于离去基团，如对-硝基苯氧基(ONp) 基团。此类载体聚合物可与包括氨基在内的第二载体分子反应，例如其中 所述第二载体分子由3-APMA制备得到。随后，可通过用所述氨基置换 所述ONp基团来连接所述两种载体聚合物。在连接聚合物的示例性实施 方案中，所述连接基团对细胞内水解或溶酶体酶的切割敏感以释放所述两 种分开的聚合物载体。
另一些组合物可包含上述多种递送系统(I至X)的组合。治疗方法 包括共施用任意这些聚合物递送系统的组合。
下文讨论用于产生所述组合物的所述抗癌剂、所述聚合物载体、所述 接头分子和所述靶向配体。
1.抗癌剂
“抗癌剂”意思是任何可用于对抗癌的药剂。可使用任何可直接或间接 连接所述聚合物载体和/或所述接头的抗癌剂。可以与所述公开组合物一 起使用的抗癌剂的部分列表可见于，例如，美国专利第5,037,883号，该 专利与本文引用的包含抗癌剂的任何出版物和专利或专利申请一起通过 引用合并到本文中。美国专利第6,348,209号、第6,346,349号和第6,342,221 号也描述了涉及抗癌化合物的药剂。抗癌剂的类型包括但不限于化疗剂、 细胞毒素、抗代谢药、烷化剂、蛋白激酶抑制剂、蒽环类、抗生素、抗有 丝分裂剂(例如抗微管蛋白剂)、糖皮质激素、放射性药和蛋白质类(例 如细胞因子、酶或干扰素)。抗癌剂包括，例如，小分子有机化合物、大 分子、含金属化合物以及包含放射性核素的化合物或螯合物。在示例性实 施方案中，所述抗癌化合物是小分子有机化合物。具体的实例包括但不限 于多西他赛、吉西他滨、伊马替尼5-氟尿嘧啶、9-氨基喜 树碱、胺修饰的格尔德霉素、多柔比星、紫杉醇顺铂、甲基 苄肼、羟基脲、间e-二氢卟吩(meso e-chlorin)、Gd(+3)化合物、天 冬酰胺酶和放射性核素(例如I-131、Y-90、In-111和Tc-99m)。有许多 本领域已知的抗癌剂，并且继续在开发许多抗癌剂。在一些实施方案中， 所述“抗癌剂”是多西他赛或吉西他滨。一些实施方案包括两种或更多种抗 癌剂。一些实施方案包括两种抗癌剂。一些实施方案中包括多西他赛和吉 西他滨。
在一些实施方案中，所述第一抗癌剂是多西他赛、吉西他滨、顺铂、 多西他赛衍生物、吉西他滨衍生物或顺铂衍生物。在一些具有至少第一和 第二抗癌剂的实施方案中，所述第一和第二抗癌药物部分至少之一是多西 他赛、吉西他滨、顺铂、多西他赛衍生物、吉西他滨衍生物或顺铂衍生物。 在另一些具有第一和第二抗癌剂的实施方案中，所述第一抗癌药物部分是 多西他赛或其衍生物并且所述第二抗癌药物部分是吉西他滨、顺铂或其衍 生物。
将会意识到，与所述聚合物载体相连接的所述抗癌剂与所述抗癌剂本 身相比是经修饰的。本领域技术人员基于下文描述将能够对所述抗癌剂进 行必要的化学修饰以用于将所述抗癌剂与所述聚合物载体或连接分子相 连接。为连接抗癌剂而进行的化学修饰产生如本文所使用的该抗癌剂的 “衍生物”。例如，多西他赛、吉西他滨或顺铂的“衍生物”包括使得能够将 多西他赛、吉西他滨或顺铂与所述聚合物载体或接头相连接的多西他赛的 化学修饰类似物、吉西他滨的化学修饰类似物或顺铂的化学修饰类似物。 所述衍生物不应干扰所述抗癌剂的活性。在具有可切割接头的实施方案 中，当键被切割时，所述抗癌剂或其活性衍生物被释放。
2.聚合物载体
在一个实施方案中，所述聚合物载体是由不饱和单体聚合而产生的聚 合物。单体的实施例包括但不限于丙烯酸或其盐/酯和甲基丙烯酸或其盐/ 酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。在本发明的一些实施方案中，所述聚合物 载体是由N-(2-羧丙基)甲基丙烯酰胺(2-CPMA)、N-(3-羧丙基)甲基丙烯 酰胺(3-CPMA)、N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺(2-APMA)、N-(3-氨丙基) 甲基丙烯酰胺(3-APMA)聚合而产生的均聚物。在另一些实施方案中， 所述聚合物载体是由两种或更多种共聚单体单元聚合而产生的杂聚物或 共聚物，其中至少一种单体单元是N-(2-羧丙基)甲基丙烯酰胺(2-CPMA)、 N-(3-羧丙基)甲基丙烯酰胺(3-CPMA)、N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺 (2-APMA)、N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺(3-APMA)。
如本文所使用的，作为2-CPMA、3-CPMA、2-APMA或3-APMA 均聚物的聚合物载体意为所述聚合物骨架源自2-CPMA、3-CPMA、 2-APMA或3-APMA，但是各个单体单元可连接例如接头、抗癌剂、靶 向配体、与抗癌剂相连接的接头或者与靶向配体相连接的接头。
作为杂聚物或共聚物的聚合物载体意为所述聚合物骨架由两种或更 多种共聚单体所产生，其中至少一种共聚单体是2-CPMA、3-CPMA、 2-APMA或3-APMA，但是，如上所述，所述各个单体单元可连接例如接 头、抗癌剂、靶向配体、与抗癌剂相连接的接头或与靶向配体相连接的接 头。在一些实施方案中，所述2-CPMA、3-CPMA、2-APMA或3-APMA单 体可连接例如接头、抗癌剂、靶向配体、与抗癌剂相连接的接头或与靶向 配体相连接的接头。在一些实施方案中，不是2-CPMA、3-CPMA、2-APMA 或3-APMA的共聚单体可连接例如接头、抗癌剂、靶向配体、与抗癌剂相 连接的接头或与靶向配体相连接的接头。
所述载体聚合物分子是至少5,000道尔顿的很大的大分子。所述聚合物 载体范围可以是约5,000道尔顿至约1,000,000道尔顿、约5,000道尔顿至约 100,000道尔顿、约5,000道尔顿至约25,000道尔顿、约25,000至约100,000道 尔顿、约25,000道尔顿至约1,000,000道尔顿或者约100,000道尔顿至约 1,000,000道尔顿。在第一和第二聚合物载体偶联或连接的一些实施方案中， 所得聚合物有至少50,000道尔顿或者至少约100,000道尔顿。例如，所生成 的聚合物范围可以是50,000道尔顿至约1,000,000道尔顿、100,000道尔顿至 约1,000,000道尔顿或者100,000道尔顿至约250,000道尔顿。所述聚合物载体 帮助所述抗癌剂转运穿过细胞膜。因而，当所述抗癌剂直接或间接连接所 述聚合物载体时，它通常比仅有所述抗癌剂更好的穿过细胞膜。一些聚合 物载体的实例也描述于：美国专利第5,258,453号“Drug delivery system for the simultaneous delivery of drugs activatable by enzymes and light”；第 5,037,883号“Synthetic polymeric drugs”；第4,074,039号“Hydrophilic N，N-diethyl acrylamide copolymers”；第4,062,831号“Copolymers based on N-substituted acrylamides，N-substituted methacrylamides and N，N-disubstituted acrylamides and the method of their manufacturing”；第 3,997,660号“Soluble hydrophilic polymers and process for producing the same”；第3,931,123号“Hydrophilic mitrite copolymers”和第3,931,111号 “Soluble hydrophilic polymers and process for processing the same”，其每 个及其全部内容通过引用分别地以及具体地合并到本文。这些聚合物可根 据本发明通过加入2-CPMA、3-CPMA、2-APMA或3-APMA单体来进行修 饰。或者，上述的聚合物可用在与根据本发明的聚合物的组合中，例如作 为第二聚合物载体。
3.接头分子
“接头”指将抗癌剂或靶向配体与聚合物骨架空间上分开的基团。所述接头 可以是任何种类的实体，例如但不限于，聚(乙二醇)、氨基酸或聚(氨 基酸)，接头的一端能够与所述聚合物骨架形成共价键并且另一端能够与 药物或靶向配体形成共价键。所述接头可以是可切割的使得可释放抗癌 剂，例如在还原条件下、氧化条件下或者通过在所述接头和所述抗癌剂之 间形成共价键的酯、酰胺、酰肼或相似连接的水解。另外，所述接头的类 型可通过允许所述抗癌剂在所述细胞内选择性释放来增强选择性细胞毒 性(并由此改善治疗指数)的方面。所述接头的结构可以是定制的以便在 血流中稳定，但是对细胞内溶酶体酶的水解敏感。寡肽序列、寡糖序列或 核酸中与之相类似的结构也可以用作药物连接点。所述连接或肽间隔物可 以是任何在美国专利第5037883号中提到的那些，例如Gly-Gly、 Gly-Phe-Gly、Gly-Phe-Phe、Gly-Leu-Gly、Gly-Val-Ala、Gly-Phe-Ala、 Gly-Leu-Phe、Gly-Leu-Ala、Ala-Val-Ala、Gly-Phe-Leu-Gly(SEQ ID NO： 1)、Gly-Phe-Phe-Leu(SEQ ID NO：2)、Gly-Leu-Leu-Gly(SEQ ID NO： 3)、Gly-Phe-Tyr-Ala(SEQ ID NO：4)、Gly-Phe-Gly-Phe(SEQ ID NO： 5)、Ala-Gly-Val-Phe(SEQ ID NO：6)、Gly-Phe-Phe-Gly(SEQ ID NO： 7)、Gly-Phe-Leu-Gly-Phe(SEQ ID NO：8)或Gly-Gly-Phe-Leu-Gly-Phe (SEQ ID NO：9)。在一些实施方案中，所述接头是肽间隔物。在一些实 施方案中，所述接头是Gly-Phe-Leu-Gly(SEQ ID NO：1)。该间隔物将会 以Gly-Phe-Leu-Gly(SEQ ID NO：1)或GFLG(SEQ ID NO：1)在整个 本说明书和权利要求书中重复提及，术语Gly-Phe-Leu-Gly(SEQ ID NO： 1)和GFLG(SEQ ID NO：1)可互换使用。在具有至少一个接头的一些 实施方案中，所述接头对溶酶体酶的切割敏感并且所述接头可以是例如寡 肽序列、寡糖序列或者核酸中与之相类似的结构。如本文所使用的，“与核 酸中结构相类似的结构”意为具有磷酸二酯-核糖连接的寡核苷酸序列。这 些连接可以被例如磷酸二酯酶、脱氧核糖核酸酶、核糖核酸酶以及核酸内 切酶所切割。切割寡肽的酶的实例包括蛋白酶和肽酶。切割寡糖的酶的实 例包括糖水解酶和糖苷酶。
4.靶向配体
术语“靶向配体”意为用于为了期望活性将本发明化合物递送到特异 位点的分子。靶向配体包括，例如，特异性结合特定细胞表面上分子的分 子。靶向配体的实例包括抗体、抗体片段、有机小分子、肽、拟肽、蛋白 质、多肽、寡糖、转铁蛋白、HS-糖蛋白、凝血因子、血清蛋白、β-糖蛋 白、G-CSF、GM-CSF、M-CSF、EPO等。在一些实施方案中，所述靶向 配体是连接所述聚合物的RGDfK、EPPT1肽或叶酸，任选地经接头连接。
通常在临床试验中被动靶向HPMA缀合物的成功十分有限，主要是因 为所述药物仅仅通过被动扩散在实体肿瘤中的积累很有限以及临床上所 存在癌症的异质性。主动靶向策略考虑到肿瘤生理学上的不同从而允许靶 向多种细胞类型，使得实体肿瘤微环境中的分布最大化，同时使其在其他 器官中的非特异摄取最小化。主动靶向策略也将通过下述方式显著地改善 治疗疗效：(1)增加肿瘤特异性；(2)改善药物代谢动力学；和(3)降低 毒性。近年来已经出现了一些此类可被采用以显著改善抗癌药肿瘤定位的 策略。通过连接分子标记(例如，肽和抗体)，聚合物药物递送系统的主 动靶向已经显示出显著地改善了肿瘤定位。
粘蛋白(Mucin)-1是跨膜分子，由大多数腺上皮细胞表达。几个重 要的特性使得粘蛋白-1成为用于向肿瘤靶向递送的引人注目的受体。
第一，粘蛋白-1在几乎全部的人上皮细胞腺癌中过表达，包括90％的 人乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、大肠癌、肺癌、前列腺癌、结肠癌和胃癌。 另外，已经证明粘蛋白-1在非上皮癌细胞系(星形细胞瘤、黑色素瘤和神 经母细胞瘤)中有表达，以及在血液学恶性肿瘤如多发性骨髓瘤和一些B- 细胞非霍奇金(non-Hodgkin)淋巴瘤中也有表达，总共占全部人癌症的 50％。
第二，在腺癌组织中，由于腺体有序结构的丧失，粘蛋白-1在所述细 胞的整个表面广泛表达。由于其为杆状结构，所述分子所述表面之上延伸 100nm至200nm，这是大多数膜分子长度的5倍至10倍。这个特性使得粘蛋 白-1容易被治疗探针所靶向。
第三，在正常组织中粘蛋白-1被高度糖基化(其分子量的50％至90％ 是由于糖基化所致)，而粘蛋白-1在肿瘤组织中通常为低糖基化。降低的糖 基化允许免疫系统接近所述肿瘤相关低糖基化粘蛋白-1抗原的肽核心并且 降低的糖基化暴露了表位，所述表位在所述正常细胞中是掩蔽的。这个特 性使得粘蛋白-1有可能用于设计区分正常细胞和腺癌细胞的探针。
第四，由所述APDTRP(SEQ ID NO：10)序列的存在而确定的所述 粘蛋白-1的细胞外结构域延伸到所述细胞表面之上，因而干扰所述肿瘤细 胞表面的粘附分子与淋巴细胞上其配体的相互作用，有助于肿瘤表位躲过 免疫识别。因此，没有应答于肿瘤治疗的肿瘤抗原下调的趋势，并且在肿 瘤生长和肿瘤转移过程中粘蛋白-1表达保持均匀上调。这些特性在设计用 于肿瘤发展不同阶段的靶向药物递送是很重要的。
大量的研究集中在将粘蛋白-1用作免疫治疗之靶标的可能性上。已经 产生了多种单克隆抗体用于识别串联重复的免疫原性APDTRP(SEQ ID NO：10)序列。但是，当抗体用作靶向分子时，这些蛋白质的免疫原性和 长血浆半衰期是有害的。由此，使用代替的小肽可消除这些缺点，这是因 为肽配体是非免疫原性的并且对受体而言具有高亲和性和选择性。已开发 了命名为EPPT1(YCAREPPTRTFAYWG；SEQ ID NO：11)的合成肽 作为特异性配体并且已经表现出显著的亲和性(Kd＝20μM)。用(99mTc) 标记的EPPT1肽已经用于体内乳腺癌成像。上文列出的所述粘蛋白-1蛋白 质的全部特性使得该分子成为用于潜在肿瘤靶向配体的理想候选。
已鉴定到许多的肿瘤细胞和区分肿瘤细胞和正常细胞的相关血管特 异性受体。所述αVβ3整合素是研究对多的之一，其在肿瘤相关新生血管以 及某些转移性癌中选择性过表达(Felding-Habermann et al.，Clin.Exp. Metastasis，19：427-436(2002))。已通过噬菌体展示研究鉴定了含三肽序列 Arg-Gly-Asp(RGD)的高亲和性αVβ3选择性配体。所述构象约束的RGD 序列(即环型RGD)包含二硫键并且以相比于线型RGD肽高20倍至40倍的 亲和性结合αVβ3(Koivunen，E.，Wang，B.&Ruoslahti，E.，Biotechnology (N.Y.)，13：265-270(1995))。RGD肽与多柔比星相缀合(Arap，W.， Pasqualini，R.&Ruoslahti，E.，Science，279：377-380(1998))用于靶向化学 疗法以及靶向放射疗法(Capello，A.et al.，J.Nucl.Med.，45： 1716-1720(2004))。它们已经缀合人源化抗体、脂质体、聚(乙二醇)和 HPMA共聚体以促进生物分布并增加肿瘤积累和抗肿瘤功效。这些研究使 得RGD和环型RGD成为研究抗肿瘤药物靶向的理想靶向配体。
叶酸及其降解的对应物对于真核细胞进行核苷酸碱基生物合成中所 使用的一碳转移反应而言是必须的。低亲和还原性叶酸载体(Km约1μM) 或者高亲和糖基磷脂酰肌醇连接的叶酸受体(folate receptor，FR)(KD＝ 约100pM)促进叶酸的细胞摄入，所述低亲和还原性载体存在于几乎机体 所有的细胞中，而所述高亲和糖基磷脂酰肌醇连接的叶酸受体显示出非常 有限的分布。FR在健康的细胞中显示有限的表达，而经常大量存在于癌细 胞中。例如，FR在卵巢、乳腺、结肠、肺、前列腺、鼻、喉和脑的上皮癌 中过表达。FR也在骨髓来源的恶性血液病(包括慢性和急性髓性白血病) 中过表达。已观察到在FR表达和肿瘤分级及组织学分期之间有着很强的相 关性。已经设计了多种连接叶酸的分子和复合物来实现选择性递送药物至 癌细胞和活化的巨噬细胞上的FR。使得叶酸成为用于药物靶向的引人注目 的配体的其他特性包括它的低分子量(MW 441)，水溶性，对多种溶剂、 pH和热的稳定性，易于缀合的化学性质，缺乏免疫原性以及对其受体的高 亲和性。
在包含靶向配体的一些实施方案中，所述靶向配体可以是RGDfK、 EPPTl或者叶酸。在一些实施方案中，所述靶向配体通过接头连接所述载 体聚合物，该接头是氨基酸或肽。在一些实施方案中，所述接头是包括 Gly-Gly的肽。
5.细胞摄入的效率和特异性
本文所描述的基于聚合物的治疗组合物的特征在于，它们允许细胞使 用通常不同于仅仅有抗癌剂时所用的机制来摄入抗癌剂。有许多方式来确 定所述聚合物载体是否增加了所述摄入的效率和/或特异性。效率和/或特 异性典型的增加可大于或等于至少2倍、5倍、10倍、25倍、50倍、100倍、 500倍、1000倍、5，000倍或10，000倍。
6.两种抗癌剂的组合
在一些实施方案中，所述基于聚合物的治疗组合物具有单一的共聚物 (其具有与其连接的两种(或更多种)抗癌剂)或者两种或更多种共聚物 的混合物(其中一种含有第一抗癌剂而另一种含有第二不同的抗癌剂)。 在一些实施方案中，所述两种抗癌剂在作用机制或抗癌作用等方面不相 同。所述抗癌剂可通过在所述血流中稳定的但对溶酶体酶切割敏感的键来 结合聚合物载体。当如此配制时，两种抗癌剂几乎同时进入相同的细胞， 这是因为所述两种抗癌剂的机体分布通常将是一样的。这与没有连接到聚 合物链上的两种低分子量的组合治疗相比是根本不同的，因为如果所述药 物不是每一种都连接聚合物载体，每一种药物的机体分布可以不同。另外， 在到达所述细胞的溶酶体室后，经酶可降解的键连接的所述抗癌剂通过溶 酶体酶的作用从所述载体上释放并且通过溶酶体膜扩散到细胞质。这个方 法的一个主要优点是通过使用在癌治疗中具有不同作用机制的抗癌剂优 化了所述两种抗癌剂的作用。这将引起一种抗癌药物无法摧毁的癌细胞的 死亡。
当同时施用时，与在治疗肿瘤疾病中分开施用每一种聚合物的施用相 比，可通过施用两种分开的共聚物而得到抗癌剂的组合作用，所述两种分 开的共聚物中一种含有抗癌剂而另一种含有另一种抗癌剂。另外，也可使 用含有两种不同抗癌剂的单一共聚物，以代替共聚物的混合物。将靶向配 体与每一种聚合物分子相连可改善所述这些共聚物的特异性。
通常认为聚合物大分子通过胞饮作用进入靶细胞；将低分子量抗癌剂 与共聚物相结合将其摄入方式从扩散变为胞饮作用，这可降低游离抗癌剂 一般情况下引起的副作用。为此，当连接所述“组合”共聚物时，可能使用 更加低剂量的两种抗癌剂。另外，如果所述两种抗癌剂具有协同抗癌效果， 可能使用甚至更低的剂量。将两种抗癌剂都连接到同一种共聚物确保两种 抗癌剂都将同时进入相同细胞。也可连接到所述“组合”共聚物支链的癌细 胞上肿瘤标志物特异性的靶向配体将促进或加强含有靶标癌细胞特异性 的两种抗癌剂的共聚物的导向。
在美国专利第5,258,453号中，发现在体内含有抗癌剂(如阿霉素)并 含有光敏剂(如间-二氢卟吩e6单乙烯二胺二钠盐(ce6)(meso-chlorin e6 monoethylene diamine disodium salt))的组合共聚物(如HPMA共聚物) 的抗癌功效优于使用单独施用的含所述光敏剂的共聚物和含所述抗癌药 物的聚合物。
本发明也可使得抗化疗的癌细胞数量最小化，因而显著减少肿瘤复发 的可能性。该方法可以在治疗多药耐药性细胞(MDR)中比现有可用的治 疗更加成功。当使用这个方法时，即使所述抗癌剂进入细胞内或MDR细胞 的运输被破坏，细胞中的抗癌剂的浓度也是增加的。如果连接适当的靶向 配体(例如对细胞表面抗原或受体互补的结构)，之后组合的细胞内和细 胞外的作用将会增加所述疗效(所述细胞内作用将通过上述机制继续，所 述细胞外作用将在质膜上)。
C.制备化合物的方法
本发明包括N-2-羧丙基甲基丙烯酰胺(2-CPMA)、N-(3-羧丙基)甲基 丙烯酰胺(3-CPMA)以及N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺(2-APMA)的合成。
在大多数实施例中，主要的共聚单体单元决定所述聚合物载体的性 质。几种共聚单体单元可用于产生水溶性共聚物。通过期望摩尔比例的非 衍生化共聚单体单元与期望比例的衍生化共聚单体单元的共聚合可制得 所述共聚物，所述衍生化共聚单体单元已经衍生化以包含适当连接基团或 间隔物或接头，其继而具有可随后连接生物活性物质如抗癌剂或靶向部分 的反应性基团。在一些替代性实施方案中，使用具有不同功能基团的共聚 单体允许选择性地衍生化一个共聚单体。因而，所述聚合物也可在聚合后 衍生化。典型的共聚单体单元可由下列制成：N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺 (HPMA)、N-(2-羧丙基)甲基丙烯酰胺(2-CPMA)、N-(3-羧丙基)甲基丙 烯酰胺(3-CPMA)、N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺(2-APMA)或N-(3-氨丙 基)甲基丙烯酰胺(3-APMA)。其他适合的载体包括聚氨基酸、多糖、含 聚氧化乙烯序列的共聚物、聚乙烯吡咯烷酮-马来酸酐共聚物，等。
本发明使用的共聚单体包括N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、 N-(2-羧丙基)甲基丙烯酰胺(2-CPMA)、N-(3-羧丙基)甲基丙烯酰胺 (3-CPMA)、N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺(2-APMA)或N-(3-氨丙基)甲基 丙烯酰胺(3-APMA)(可得自Polysciences，Inc(PA))。
基本的共聚单体，N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺(2-APMA)，可通过例 如如下的方法制得。
一些实施方案包括酸性药物载体，如2-CPMA或3-CPMA聚合物和共 聚物，或者其他药物载体，如中性HPMA聚合物和共聚物，以及碱性药物 载体，如3-APMA或2-APMA聚合物或共聚物，其中所述聚合物或共聚物 包括2-CPMA、3-CPMA、2-APMA或3-APMA单体至少之一，作为可用于 递送一种或两种抗癌剂的聚合物系统。
使用单体单元N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、N-(2-羧丙基)甲 基丙烯酰胺(2-CPMA)、N-(3-羧丙基)甲基丙烯酰胺(3-CPMA)、N-(3- 氨丙基)甲基丙烯酰胺(3-APMA)或N-(2-氨丙基)甲基丙烯酰胺 (2-APMA)，可制备聚合物和共聚物并将其用作递送抗癌剂至癌细胞的载 体。含有HPMA、2-CPMA、3-CPMA、2-APMA和3-APMA中两种或更多 种的共聚物也可用类似的方法制备。
可使用本领域已知的技术制备本发明的组合物。如描述地，有多达四 种成分用于生产所述组合物：抗癌剂、聚合物载体、靶向部分以及接头分 子。任何所述的成分可以任何适当的顺序或组合与另一个反应以产生本发 明的化合物。有时优选地将两种所述成分相连接(即反应)以产生新的反 应产物或中间体，之后将中间体与下一种成分化学连接。聚合可在用接头、 抗癌剂和/或靶向配体对单体衍生化之前或者之后进行。
例如，所述抗癌剂可与单体(例如，2-CPMA、3-CPMA、2-APMA、 3-APMA或HPMA)反应以产生衍生化单体，在这种情况下为抗癌/单体分 子。所述抗癌/单体分子之后可与相同的或其他的单体聚合以产生根据本发 明的组合物。或者，所述抗癌剂可与接头分子反应以产生抗癌/接头分子， 该抗癌/接头分子之后与单体反应以产生衍生化单体，在这种情况下为抗癌 剂/接头/单体分子。所述抗癌剂/接头/单体分子之后可与相同的或其他的单 体聚合以产生根据本发明的组合物。作为另一种选择，一种或更多种单体 可聚合，所得聚合物与抗癌剂或接头/抗癌剂分子反应以形成根据本发明的 组合物。靶向配体(任选地通过接头)可通过制备单体分子然后聚合或者 与预制的聚合物反应以类似的方式掺入所述组合物。
很明显，有许多步骤的组合和排列可用于产生根据本发明的载体聚合 物组合物。在所述组合物包含多于一种载体聚合物的一些实施方案中，可 分别产生每一种聚合物，之后相组合以产生所述组合物。
例如，在一个实施方案中，可通过下述方式产生所述化合物：(1)将 所述接头与单体反应以产生单体/接头分子，(2)将所述单体/接头分子与 抗癌剂反应，以及(3)将所述单体(与任何单体)聚合，之后加入靶向配 体。
在一个特定的实施例中，可通过下述方式产生所述基于聚合物的治疗 化合物：将甲基丙烯酰氯(MACl)与Gly-Phe(GF)反应并将所述产物 与Leu-Gly(LG)相连接以产生MA-GFLG-OH分子(见下文图示3)。 MA-GFLG-OH分子之后与吉西他滨或多西他赛反应以产生MA-GFLG-抗 癌剂分子。MA-GFLG-抗癌剂分子之后与2-CPMA、3-CPMA、2-APMA 或3-APMA单体的至少一种以及任选地其他单体反应(聚合)，以产生以共 聚物-药物缀合物形式的基于聚合物的治疗化合物。所述共聚物-药物缀合 物之后可以与靶向配体(例如RGDfK、EPPTl肽或叶酸)反应以形成含靶 向配体的基于聚合物的治疗化合物。‘GFLG’如SEQ ID NO：1所公开。
在另一个实施方案中，将MA-GFLG-OH与多西他赛(DCT)反应以 产生MA-GFLG-DCT，以及将MA-GFLG-ONp与吉西他滨(GEM)反应 以产生MA-GFLG-GEM。MA-GFLG-ONp是MA-GFLG-OH的对-硝基苯 基酯。这两种单体与2-CPMA、3-CPMA、2-APMA和/或3-AMPA共聚单体 反应(或聚合)以产生共聚物。其他的共聚单体也可以包括在反应中，例 如，HPMA和/或甲基丙烯酰基-甘氨酰甘氨酸-O-对硝基苯基酯 (MA-GG-ONp)，以产生其他的共聚物。由包括MA-GG-ONp的反应产生 的共聚物可进一步与靶向配体反应以产生基于聚合物的含靶向配体的治 疗化合物，HPMA或2-CPMA或3-CPMA或2-APMA或3-APMA-GFLG-药 物，所述靶向配体包括例如RGDfK、EPPT1肽或叶酸。‘GFLG’如SEQ ID NO：1所公开。
如上述，所述抗癌剂、聚合物载体和接头可直接或间接相互连接。另 外，每种成分的相互连接可根据选定的成分类型以及所述成分允许相互反 应的次序而不同。
D.使用化合物的方法
所公开的基于聚合物的治疗化合物可用于被动或靶向递送抗癌剂到 细胞。这些化合物可用来治疗需要递送所述抗癌剂或相似药剂的多种疾 病。应当理解，任何公开的化合物可以以这种方式使用。本领域技术人员 理解所述化合物将以药学上可接受的形式(即在药物组合物中)以发生递 送的剂量施用。通常，向需要递送所述抗癌剂或相似化合物的患者施用所 述化合物。应当理解，目的是向需要抗癌剂或相似药剂之患者的细胞递送 所述化合物。
可向对象给予所述具有所缀合的抗癌剂的基于聚合物的治疗化合物。 可向任何需要接受抗癌剂的对象给予所公开的缀合的抗癌剂。所述对象可 以是，例如哺乳动物，如小鼠、大鼠、兔仓鼠、狗、猫、猪、牛、绵羊、 山羊、马，或者灵长类，如猴子、大猩猩、红毛猩猩、黑猩猩或人。
所述具有缀合的抗癌剂的基于聚合物的治疗化合物可用于抑制癌细 胞增殖。抑制癌细胞增殖意为降低或阻止癌细胞生长。可通过使用癌细胞 测定来确定抑制剂。例如，可在存在或不存在缀合的抗癌剂或单独抗癌剂 或者通过不同于所公开组合物而制备的抗癌剂(例如仅仅抗癌剂和载体) 的96-孔板中培养癌细胞系任何设定的时间段。之后测定所述细胞。在某些 实施方案中，所述缀合的抗癌化合物是下述那些：如所述测定所确定的， 相对于任何对照，抑制10％或15％或20％或25％或30％或35％或40％或 45％或50％或55％或60％或65％或70％或75％或80％或85％或90％或95％ 的生长。
本发明公开了在本文公开的该类型测定中抑制转移瘤形成的组合物， 以及相比于对照化合物使得转移瘤形成降低至少10％或15％或20％或25％ 或30％或35％或40％或45％或50％或55％或60％或65％或70％或75％或 80％或85％或90％或95％的化合物。
所公开的组合物可用于治疗任何其中发生非受控细胞增殖的疾病，如 癌或肿瘤疾病。不同癌类型的非限制性列表如下所述：癌(carcinomas)、 实体组织癌(carcinomas of solid tissues)、鳞状细胞癌(squamous cell carcinomas)、腺癌(adenocarcinomas)、肉瘤(sarcomas)、胶质瘤(gliomas)、 高级别胶质瘤(high grade gliomas)、母细胞瘤(blastomas)、神经母细胞 瘤(neuroblastomas)、浆细胞瘤(plasmacytomas)、组织细胞瘤 (histiocytomas)、黑色素瘤(melanomas)、腺瘤(adenomas)、缺氧瘤 (hypoxic tumours)、骨髓瘤(myelomas)、转移癌(metastatic cancers) 或者一般的癌。
可使用所公开的组合物治疗的癌症的代表性但非限制性列表如下：淋 巴瘤(lymphoma)、B细胞淋巴瘤(B celllymphoma)、T细胞淋巴瘤(T celllymphoma)、蕈样肉芽肿(mycosis fungoides)、霍奇金病(Hodgkin′s Disease)、髓性白血病(myeloid leukemia)、膀胱癌(bladder cancer)、 脑癌(brain cancer)、神经系统癌(nervous system cancer)、头颈癌(head and neck cancer)、头部和颈部的鳞状细胞癌(squamous cell carcinoma of head and neck)、肾癌(kidney cancer)、肺癌(lung cancer)如小细胞肺 癌(small cell lung cancer)和非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer)、 神经母细胞瘤/胶质母细胞瘤(neuroblastoma/glioblastoma)、卵巢癌 (ovarian cancer)、胰腺癌(pancreatic cancer)、前列腺癌(prostate cancer)、皮肤癌(skin cancer)、肝癌(liver cancer)、黑色素瘤(melanoma)、 嘴、咽、喉和肺鳞状细胞癌(squamous cell carcinomas of the mouth，throat， larynx，and lung)、结肠癌(colon cancer)、宫颈癌(cervical cancer)、宫 颈癌(cervical carcinoma)、乳腺癌(breast cancer)、以及上皮癌(epithelial cancer)、肾癌(renal cancer)、泌尿系癌(genitourinary cancer)、肺部 癌症(pulmonary cancer)、食管癌(esophageal carcinoma)、头颈癌(head and neck carcinoma)、大肠癌(large bowel cancer)、造血系统癌 (hematopoietic cancers)、睾丸癌(testicular cancer)、结肠直肠癌(colon and rectal cancers)、前列腺癌(prostatic cancer)或胰腺癌(pancreatic cancer)。
本文公开的组合物也可以用于治疗癌症前病症，如宫颈和肛门异型增 生(cervical and anal dysplasia)、其他异型增生、重度异型增生、增生 (hyperplasia)、非典型增生(atypical hyperplasias)和瘤形成(neoplasia)。
E.剂量
对所述组合物的施用而言，剂量范围为大到足以在递送发生时产生期 望的效果。剂量不应当大到引起有害的副作用，如不希望的交叉反应、过 敏反应等。通常，剂量将根据患者的年龄、状况、性别以及疾病程度而变 化，并且可由本领域技术人员所确定。倘若有任何禁忌，医生可对剂量进 行调整。在每日一次或更多次施用时，剂量可以从约1mg/kg至30mg/kg不 等，持续一天或数天。
F.药学上可接受的载体
任何所述组合物可以与药学上可接受的载体相组合地用于治疗，以形 成药物组合物。
对本领域技术人员而言药物载体是已知的。这些最典型地为用于对人 施用组合物的标准载体，包括溶液例如无菌水、盐溶液和处于生理pH的缓 冲溶液。将根据本领域技术人员使用的标准方法施用其他化合物。
旨在用于药物递送的组合物可配制为药物组合物。除了所选分子之 外，药物组合物可包含载体、增稠剂、稀释剂、缓冲剂、防腐剂、表面活 性剂等。药物组合物还可包含一种或更多种活性成分如抗菌剂、抗炎剂、 麻醉剂等。
用于肠胃外给药的制剂包括无菌水或非水溶液、混悬液以及乳液，其 还可含有缓冲剂、稀释剂和其他适当添加剂。非水溶剂的实施例有丙二醇、 聚乙二醇、植物油(如橄榄油)以及可注射的有机酯(如油酸乙酯)。水 性载体包括水、酒精/水溶液、乳液或混悬液(包括盐溶液和缓冲介质)。 肠胃外载体包括氯化钠溶液、林格氏(Ringer′s)葡萄糖、葡萄糖和氯化 钠、乳酸林格氏液或者非挥发性油。静脉内载体包括液体和营养补充剂、 电解质补充剂(如基于林格氏葡萄糖的那些)等。也可以存在防腐剂和其 他添加剂，例如抗菌剂、抗氧化剂、螯合剂和惰性气体等。
如本文所描述的组合物也可作为药学上可接受的酸或碱加成盐施用， 所述盐是通过与无机酸和有机酸反应或者通过与无机碱和有机碱反应而 形成，所述无机酸如盐酸、氢溴酸、高氯酸、硝酸、硫氰酸、硫酸和磷酸， 所述有机酸如蚁酸、乙酸、丙酸、乙醇酸、乳酸、丙酮酸、草酸、丙二酸、 琥珀酸、马来酸和富马酸，所述无机碱如氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾， 所述有机碱如单、二、三烷基和芳基胺以及取代的乙醇胺。
药物组合物
可与所述载体材料相组合从而产生单个剂型的活性成分的量根据所 治疗宿主和特定施用模式而变化。
依据多种因素选择给药方案从而使用本发明的化合物和/或组合物治 疗疾病病症，所述因素包括患者的类型、年龄、体重、性别、饮食和医学 状况，疾病的严重程度，施用途径，所使用的特定化合物的药理学上的考 虑因素如活性、功效、药物代谢动力学和毒理学特征、是否利用药物递送 系统以及所述化合物是否作为药物组合的一部分来施用。因而，实际使用 的给药方案可以变化很大，并且因此可以不同于上文详述的优选给药方 案。
可注射制剂，包括例如，无菌可注射的水性混悬液或油性混悬液，可 以根据已知技术使用适当的分散剂或润湿剂和助悬剂来配制。所述无菌可 注射制剂也可以是无毒肠胃外可接受稀释剂或溶剂中的无菌可注射溶液 或混悬液，例如1，3-丁二醇中的溶液。可使用的可接受载体和溶剂有水、 林格氏液和等渗的氯化钠溶液。另外，无菌非挥发性油常规地用作溶剂或 悬浮介质。为此，可以使用任何温和的非挥发性油，包括合成的甘油单酯 或甘油二酯。另外，脂肪酸例如油酸可用于配制可注射制剂。
本发明的组合物可作为单独的活性药剂施用，而它们也可与一种或更 多种治疗剂联合使用，所述治疗剂如免疫调节剂、抗病毒剂或抗感染剂。
之前提到的仅为本发明的示例性说明，并不旨在将本发明限于所公开 的组合物。对本领技术人员而言是显而易见的改变和变化在所附权利要求 限定的本发明的范围和性质中。从前述描述中，本领域技术人员可容易地 确定本发明必不可少的特征，并且在不背离本发明的精神和范围的情况 下，可对本发明做出多种变化和修改以使本发明适于多种用途和条件。
实施例
参考下述实施例可进一步阐明本发明，所述实施例用于示例一些优选 的实施方案，并且不以任何方式限制本发明。
实施例1：聚合物-吉西他滨或多西他赛或吉西他滨/多西他赛缀合物的合成 1)N-(2-羧丙基)甲基丙烯酰胺(2-CPMA)共聚单体的合成
反应性单体2-CPMA的合成如图示1中所述。
图示1
将3-氨基异丁酸(5.5g，53.3mmol)溶于26.8ml 2N NaOH(53.6mmol) 中并冷却到零下5℃。将新鲜蒸馏的甲基丙烯酰氯(MACl)(7.9g， 75.9mmol)逐滴加入22ml二氯甲烷。加入少量抑制剂叔丁基邻苯二酚以防 止单体聚合。几乎同时仅稍稍延迟地，将38.5ml(76.9mmol)2N NaOH逐 滴加入反应混合物中。加入MACl和NaOH后，使反应混合物升温到室温并 允许反应两小时。pH保持在约8至9。将二氯甲烷层与水层分离，用水洗涤 (20ml×2)并弃去。将合并的水层与100ml乙酸乙酯混合。在剧烈搅拌和 冷却下，慢慢地加入稀HCl直到pH达到2。分离有机层并且用乙酸乙酯萃 取水层3次。将合并的有机层用无水硫酸钠干燥过夜。将干燥的溶液过滤并 且用乙酸乙酯洗涤。通过旋转蒸发将乙酸乙酯去除以得到白色粉末的产 物。在乙酸乙酯中重结晶(8.5g，产率93.2％)。lH NMR(400MHz CDCl3)： δ1.25(s，3H)，1.96(s，3H))，2.79-2.80(m，1H)，3.35-3.41(m，1H)， 3.59-3.65(m，H)，5.34(s，1H)，5.71(s，1H)，6.44(s，1H，NH)。
可使用甲基丙烯酰氯和4-氨基丁酸如上述2-CPMA的合成那样制备 N-(3-羧丙基)甲基丙烯酰胺(3-CPMA)
2)N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)共聚单体的合成
如图示2所示，反应性单体HPMA的合成如之前的描述(Kopecek和 Bazilova，1973)。
图示2
在零下5℃剧烈搅拌下向1-氨基-2-丙醇(128.4g，1.71mol)的500ml 乙腈溶液中逐滴加入40ml乙腈中新鲜蒸馏的甲基丙烯酰氯(MACl) (90.8，0.86mol)。向该溶液中加入少量抑制剂叔丁基邻苯二酚。反应混合 物在室温下再搅拌30分钟。作为副产物形成的盐酸1-氨基-2-丙醇沉淀并且 滤出。用预冷的乙腈洗涤残留物。滤出液冷却到零下70℃，沉淀出HPMA。 在平衡到室温后，滤出产物并且用预冷的乙腈洗涤。在丙酮中重结晶并且 分离纯的产物(75.9g，产率61.6％)。MS(ESI)m/z 144(M+1)。lH NMR (400MHz，CDCl3)：δ1.20和1.22(d，J＝6.4Hz，3H))，1.97(s，3H)， 3.18-3.21(m，IH)，3.48-3.51(m，lH)，3.95-3.96(m，1H)，5.36(s， lH)，5.74(s，lH)。
3)MA-GF-OH的合成
如图示3中概述的，甲基丙烯酰基甘氨酰苯丙氨酸(MA-GF-OH)从 甲基丙烯酰氯(MACl)和甘氨酰苯丙氨酸(GF)的反应中制得。
将甘氨酰苯丙氨酸(Gly-Phe)，5.0g，22.5mmol)溶于11.3ml 2N NaOH (22.5ml)中并且冷却到0℃至5℃。逐滴加入新鲜蒸馏的MACl(2.8g， 26.8mmol)的10ml二氯甲烷溶液。加入少量抑制剂叔丁基邻苯二酚以防止 单体聚合。几乎同时仅稍稍延迟地，将13.5ml(26.9mmol)2N NaOH逐滴 加入该反应混合液。将MACl和NaOH加入后，使反应混合液升温至室温并 且允许反应两小时。pH保持在约8至9。将二氯甲烷层与水层分离，用水洗 涤(7ml×2)并弃去。将合并的水层与50ml乙酸乙酯混合。在剧烈搅拌和 冷却下，慢慢地加入稀HCl直到pH达到2至3。分离有机层并且将水层用乙 酸乙酯萃取三次。合并的有机层用无水硫酸钠干燥过夜。将干燥的溶液过 滤并且用乙酸乙酯洗涤。通过旋转蒸发将乙酸乙酯除去以得到白色粉末产 物。在乙酸乙酯中重结晶(6.3g，产率96.5％，熔点：141.8℃-143.4℃)。lH NMR(400MHz，CDCl3)：δ1.96(s，3H))，3.06-3.20(2m，2H)，3.85-4.11 (2m，2H)，4.83-4.85(m，1H)，5.41(s，1H)，5.79(s，lH)，7.20-7.30 (m，5H)。
4)LG-OMe HCl的合成
如图示3中概述的，亮氨酰甘氨酸-OMe(LG-OMe)从亮氨酰甘氨酸 (LG)和甲醇/氯化亚砜的反应中制得。
将亮氨酰甘氨酸(Leu-Gly，5.0g，26.6mmol)溶于40ml甲醇中并且 冷却到零下15℃。逐滴加入过量的氯化亚砜(SOCl2)(4ml，54.8mmol) 搅拌15分钟。当平衡至室温后，将混合物回流3.5小时。将溶剂蒸干并将残 留物溶于甲醇并且再次蒸发以除去痕量的HCl和SOCl2。残留物与乙酸乙酯 混合并除去乙酸乙酯层，以及蒸发得到白色无定形固体。在不纯化的情况 下，将粗产物(LG-OMe.HCl，6.53g)用于之后的步骤。lH NMR(400MHz， DMSO-d6)：δ0.89-0.93(m，6H)，1.56-1.61(m，2H))，1.71-1.78(m， 1H)，3.65(s，3H)，3.77-3.85(m，2H)，3.88-4.00(s，1H)，5.41(s， 1H)，5.79(s，1H)，7.25-7.28(m，5H)。
5)MA-GFLG-OMe(SEQ ID NO：1)的合成
如图示3中概述的，甲基丙烯酰甘氨酰苯丙氨酰亮氨酰甘氨酸OMe (MA-GFLG-OMe)从甲基丙烯酰甘氨酰苯丙氨酸(MA-GF-OH)和亮 氨酰甘氨酸OMe(LG-OMe)的反应中制得。‘GFLG’如SEQ ID NO：1 所公开。
将5.1g粗Leu-Gly-OMe HCl(21.5mmol)在3.88g N，N’-二异丙基乙胺 (DIPEA，30mmol)和50ml乙酸乙酯中的溶液与5.0g MA-Gly-Phe (17.2mmol)的200ml乙酸乙酯溶液在室温下搅拌混合。在混合物中加入 18.3g(苯并三氮唑-1-基氧基)三(二甲基氨基)磷鎓六氟磷酸盐(BOP， 41.3mmol)并且将反应混合物在室温下搅拌3天。将反应混合物用5％ NaHCO3溶液(200ml×3)、水、1M NaHSO4(200ml×3)和盐溶液洗涤。 有机层用无水硫酸钠干燥。滤除干燥剂后，将滤出液真空浓缩以得到产物 (MA-GFLG-OMe)。通过SiO2柱层析纯化得到6.35g MA-GFLG-OMe(产 率77.8％，熔点：140.9℃-143.0℃)。‘GFLG’如SEQ ID NO：1所公开。
6)MA-GFLG-OH(SEQ ID NO：1)的合成
如图示3中概述的，甲基丙烯酰甘氨酰苯丙氨酰亮氨酰甘氨酸 (MA-GFLG-OH)(SEQ ID NO：1)从甲基丙烯酰甘氨酰苯丙氨酰亮氨 酰甘氨酸OMe(MA-GFLG-OMe)(SEQ ID NO：1)的水解中制得。
在0℃搅拌下逐滴向5.1g MA-GFLG-OMe(SEQ ID NO：1) (10.7mmol)的109ml甲醇冷溶液加入过量的1N NaOH(12.9ml， 12.9mmol)。加入少量抑制剂叔辛烷邻苯二酚后，反应混合物在0℃下搅拌 2小时，之后在室温下放置4小时。反应混合物在真空下浓缩以除去甲醇， 与150ml蒸馏水混合。水层用乙酸乙酯洗涤(100ml×2)并且用1.0M柠檬酸 酸化至pH2.0至2.5。游离酸用3×150ml乙酸乙酯萃取，用饱和食盐水洗涤并 且用无水硫酸钠干燥过夜。在真空下将溶剂蒸发后，四肽产物 (MA-GFLG-OH)(SEQ ID NO：1)在乙酸乙酯/正己烷(1∶1)混合物中 重结晶(3.06g，熔点：161.4℃-165.6℃)。MS(ESI)m/z 483(M+Na)。 图示3.‘GFLG’如SEQ ID NO：1所公开。
7)甲基丙烯酰甘氨酰苯丙氨酰亮氨酰甘氨酸-吉西他滨(MA-GFLG-吉西 他滨(SEQ ID NO：1))的合成(图示4)
在室温下，将730mg MA-GFLG-OH(SEQ ID NO：1)(1.52mmol)、 414mg吉西他滨HCl(1.38mmol)、732mg BOP(1.66mmol)和少量叔丁 基邻苯二酚在氮保护下溶于0.5ml DIPEA和30ml乙腈的混合物中。混合物 在室温下搅拌1天，并在真空下浓缩以除去溶剂。产物用柱层析(硅胶，洗 脱剂：EtOHAc/MeOH＝4/1)纯化并且用质谱(M+1＝706.3)和薄层色谱 (tlc)分析。产率为962mg(98.8％)。
图示4.‘GFLG’如SEQ ID NO：1所公开。
8)甲基丙烯酰甘氨酰苯丙氨酰亮氨酰甘氨酸-多西他赛(MA-GFLG-多西 他赛(SEQ ID NO：1))的合成(图示5)
在4℃下，将363mg MA-GFLG-OH(SEQ ID NO：1)(0.76mmol)、 555mg多西他赛(0.69mmol)、574mg BOP(1.30mmol)、114mg 4-二甲基 氨基吡啶(DMAP，0.94mmol)和少量叔丁基邻苯二酚在氮保护下溶于10ml 乙酸乙酯和12ml乙腈的混合物中。反应混合物在4℃下搅拌1小时，之后在 室温下放置2天，并且在真空下浓缩以除去溶剂。产物用柱层析(硅胶，洗 脱剂：EtOHAc/MeOH＝10/1)纯化得到803mg产物(产率91.5％)。该产物 用薄层色谱和质谱m/z 1272.3(M+Na)证实。
图示5.‘GFLG’如SEQ ID NO：1所公开。
9)聚合物-Gly-Phe-Leu-Gly-吉西他滨(SEQ ID NO：1)的制备
如图示6中所示，如下所述从共聚单体合成HPMA、2-APMA、 3-APMA、2-CPMA或3-CPMA共聚物-吉西他滨缀合物，即：在50℃下， 使用N，N’-偶氮二异丁腈(AIBN，10.8mg)作为抑制剂，通过共聚单体 HPMA、2-APMA、3-APMA、2-CPMA或3-CPMA(1.00mmol)和 MA-GFLG-吉西他滨(SEQ ID NO：1)(78.4mg，0.112mmol)在丙酮(2ml) 中自由基沉淀共聚合24小时。通常，共聚单体∶抑制剂∶溶剂的比率保持 恒定，为12.5∶0.6∶86.9wt％。混合物在氮气下密封于安瓿中并且在50℃下 搅拌聚合24小时。将沉淀的聚合物溶于甲醇，在20×体积的乙醚中再沉淀 并且用乙醚洗涤。通过再溶于蒸馏水将小分子量未反应的单体及其他杂质 与该聚合物缀合物分离并且对该蒸馏水进行透析以除去盐，随后冻干以得 到纯的产物。
10)聚合物-Gly-Phe-Leu-Gly-多西他赛(SEQ ID NO：1)的制备
如图示6中所示，如下所述从共聚单体合成HPMA、3-APMA或 2-CPMA共聚物-多西他赛缀合物，即：在50℃下，使用N，N’-偶氮二异丁腈 (AIBN，60mg)作为抑制剂，通过共聚单体HPMA(7.13mmol)、3-APMA (5.93mmol)或2-CPMA(6.15mmol)和MA-GFLG-多西他赛(SEQ ID NO： 1)(对于HPMA为0.18mmol，对于3-APMA为0.15mmol以及对于2-CPMA 为0.16mol)在丙酮(15ml)/DMSO(1ml)中自由基沉淀共聚合24小时。 微量的3-巯基丙酸用作链转移剂。通常，共聚单体∶抑制剂∶溶剂的比保持恒 定，为8.8∶0.4∶90.8wt％。该混合物在氮气下密封于安瓿中，并且在50℃下 搅拌聚合24小时。将沉淀的聚合物溶于甲醇，在20×体积的乙醚中再沉淀 并且用乙醚洗涤。通过再溶于蒸馏水或50mM Tris HCl缓冲液(pH7.2)将 小分子量未反应的单体及其他杂质与该聚合物缀合物分离并且对该蒸馏 水或50mM Tris HCl缓冲液(pH7.2)进行透析，随后冻干得到纯的产物。
以相似的方式使用2-APMA或3-CPMA可制备聚合物 -Gly-Phe-Leu-Gly-多西他赛(SEQ ID NO：1)。
11)聚合物-Gly-Phe-Leu-Gly-多西他赛/吉西他滨(SEQ ID NO：1)制备
如图示6中所示，如下所述从共聚单体合成HPMA、2-APMA、 3-APMA、2-CPMA或3-CPMA共聚物-多西他赛/吉西他滨缀合物，即：在 50℃下，使用N，N’-偶氮二异丁腈(AIBN，10.8mg)作为抑制剂，通过共 聚单体HPMA、2-APMA、3-APMA或3-CPMA(1.00mmol)、MA-GFLG- 吉西他滨(SEQ ID NO：1)(0.089mmol)和MA-GFLG-多西他赛(SEQ ID NO：1)(0.022mmol)在丙酮(2ml)中自由基沉淀共聚合24小时。通常， 共聚单体∶抑制剂∶溶剂的比保持恒定，为12.5∶0.6∶86.9wt％。该混合物在氮 气下密封于安瓿中，并且在50℃下搅拌聚合24小时。将沉淀的聚合物溶于 甲醇，在20×体积的乙醚中再沉淀并且用乙醚洗涤。通过再溶于蒸馏水将 小分子量未反应的单体及其他杂质与该聚合物缀合物分离，并且对该蒸馏 水进行透析以除去盐，随后冻干得到纯的产物。
图示6.‘GFLG’如SEQ ID NO：1所公开。
12)HPMA共聚物-RGDfK-药物缀合物的合成
如图示7中概述的，两步法合成聚合化缀合物。在第一个步骤中，通 过共聚单体HPMA、2-APMA、3-APMA、2-CPMA或3-CPMA、MA-GFLG- 多西他赛(SEQ ID NO：1)和/或吉西他滨和甲基丙烯酰甘氨酰甘氨酸- 对硝基苯基酯(MA-GG-ONp)共聚单体在丙酮/5％DMSO中自由基沉淀 共聚合，合成反应性HPMA、2-APMA、3-APMA、2-CPMA或3-CPMA共 聚物-药物缀合物。共聚单体的原料组成分别为约89.34％、约0.66％和约 10％。N，N’-偶氮二异丁腈(AIBN)用作抑制剂。简单的说，共聚单体HPMA、 2-APMA、3-APMA、2-CPMA或3-CPMA(0.38mmol)、MA-GFLG-多西 他赛(SEQ ID NO：1)和/或吉西他滨(0.0028mmol)和MA-GG-ONp (0.0424mmol)和AIBN(3.43mg)溶于1ml丙酮(5％DMSO)。共聚单 体∶抑制剂∶溶剂的比保持恒定，为12.5∶0.6∶86.9wt％。该混合物在氮气下密 封于安瓿中，并且在50℃下搅拌聚合24小时。将沉淀的聚合物前体物溶于 甲醇并且在20×体积的乙醚中再沉淀。通过再溶于蒸馏水将小分子量未反 应的单体及其他杂质与该聚合物缀合物分离，并且对该蒸馏水进行透析以 除去盐，随后冻干得到纯化的产物。该聚合物的ONp含量通过在272nm下 的分光光度法来确定。
在第二个步骤中，将靶向肽(如RGDfK)通过氨解反应与聚合物前体 缀合。简单地说，将HPMA、2-APMA、3-APMA、2-CPMA或 3-CPMA-(GFLG-多西他赛和/或吉西他滨(SEQ ID NO：1))-GG-ONp前体 (含0.02mol ONp基团)溶于1.6ml无水DMF(通过的分子筛除去水)。 以相比于聚合物前体中MA-GG-ONp含量，1.3摩尔过量地添加RGDfK (0.03mmol)。反应在氮保护下在室温反应24小时。该反应终止于1-氨基-2- 丙醇(0.02mmol)。缀合物用去离子水透析并且冻干。
图示7.‘GFLG’如SEQ ID NO：1所公开。
13)聚合物-药物缀合物的物理化学特征
通过在快速蛋白质液相色谱(FPLC)系统(Amersham Biosciences) 上使用Superose 12HR 10/30柱(Amersham Biosciences)的尺寸排阻色谱 推定合成的聚合物-药物缀合物的重均分子量(Mw)和多分散性。以0.4ml/ 分钟的流速使用PBS作为洗脱溶剂洗脱1mg/ml的样品。从使用已知分子量 的聚HPMA或聚2-CPMA或聚3-APMA级分的标准曲线推定聚合物的数均 分子量(Mn)、重均分子量(Mw)和多分散性(n＝Mw/Mn))。药物含量 利用氨基酸分析得到(AIBio Tech.，Richmond，VA)。
表1.聚合物-药物缀合物的物理化学特征。‘GFLG’如SEQ ID NO：1所公 开。
实施例2：聚合物-药物A/聚合物-药物B缀合物的合成(图示8)
MA-GFLG-ONp由MA-GFLG-OH制备而来(如上所示)。如上文概述 的，可制备MA-GFLG-药物A或MA-GFLG-药物B单体。使用AIBN作为抑 制剂，通过MA-GFLG-ONp、MA-GFLG-药物A和HPMA的自由基聚合来 制备聚(HPMA-共-MA-GFLG-ONp-MA-GFLG-药物A)。使用AIBN作为抑 制剂，通过MA-GFLG-药物B、HPMA和3-APMA的自由基聚合来制备聚 (HPMA-共-MA-APMA-MA-GFLG-药物B)。之后，聚(HPMA-共 -MA-GFLG-ONp-MA-GFLG-药物A)与聚(HPMA-共 -MA-APMA-MA-GFLG-药物B)反应以形成缀合物。‘GFLG’如SEQ ID NO：1所公开。
图示8.
聚(HPMA-共-MA-GFLG-ONp-MA-GFLG-药物A)的合成
聚(HPMA-共-MA-APMA-MA-GFLG-药物B)的合成
聚合物-药物A/聚合物-药物B缀合物的合成
实施例3：生物实验
癌细胞系的生长
用于测定聚合物-药物缀合物效果的癌细胞系从下列来源中得到：人 MDA-MB-231(乳房)、HCT116(结肠)和PANC-1(胰腺)，这些来自美 国典型培养物保藏中心(American Type Culture Collection，ATCC) (Manassas，VA)。UMRC2(肾)来自于美国国家癌症研究所(United States National Cancer Institute(Bethesda，MD))。细胞保存在添加了10％FBS、 P/S和10mM HEPES的达尔伯克改良伊格尔培养基(Dulbecco’s modified Eagle’s medium，“DMEM”，Invitrogen)。所有的细胞在加湿的5％CO2下在37℃孵育。
2)人肿瘤细胞系的体外细胞增殖测定
聚合物-药物缀合物对人癌细胞系的生长抑制测定使用硫酸罗丹明B (“SRB”)方法进行(Skehan et al.，J.National Cancer Institute，82： 1107-1112(1990))。简单地说，指数生长的肿瘤细胞以2×103细胞/孔至3×103细胞/孔的密度接种于96-孔板并且在第二天用共聚物-药物缀合物处理。对 于每一个处理使用一式三份的孔。水用作对照。该细胞在加湿的5％CO2环境中与共聚物-药物接合物在37℃下一起孵育96小时。96小时的孵育后， 细胞用10％三氯乙酸(“TCA”)固定，在4℃下孵育1小时，并且用自来水 洗涤3次。之后，细胞用0.4％硫酸罗丹明B的1％乙酸溶液染色30分钟，用 1％乙酸洗涤3次，并且再次风干。在10mM Tris溶液中摇动5分钟后，使用 Benchmark Plus酶标仪(Microplate reader)(Bio-Rad Laboratories， Hercules，CA)测量每孔530nm处的吸光度。该吸光值提供了用共聚物-药 物缀合物处理后活细胞数量的直接度量。
将OD530值转换为每孔中活细胞的数量，OD530值与在针对每个细胞系 产生的标准OD530值-对-细胞数量曲线上的值进行比较。存活百分数用以下 公式计算：
存活％＝活细胞数量[实验]/活细胞数量[对照]×100
IC50值通过非线性回归分析计算。
表2.多西他赛、pHPMA-GFLG-多西他赛、p2-CPMA-GFLG-多西他赛和 p3-APMA-GFLG-多西他赛对人癌细胞系的体外细胞毒性。‘GFLG’如 SEQ ID NO：1所公开。
实施例4：离体异种移植物研究
如下所述，为了在动物模型中观察肿瘤生长的抑制，利用聚合物缀合 的多西他赛或吉西他滨建立裸鼠异种移植模型。
在第0天，将HCT116细胞悬浮液(在0.1ml RPMI中2×106个细胞)皮 下注射到6周龄雄性裸鼠(BALB/c nu/nu)的右侧腹。用HCT116注射足够 数量的小鼠以便在实验开始的当天选择体积范围尽可能窄的肿瘤用于试 验。将具有适当尺寸范围肿瘤的动物分配到不同的处理组，只用磷酸盐缓 冲盐水(PBS)或用本发明的聚合物-药物缀合物注射动物。通过腹腔内注 射一周两次给予所有研究用药，从第5天开始并且在第32天结束。为了对肿 瘤生长进行定量，每3天至5天用游标卡尺测量该肿瘤的三边(长、宽、高) 直径，针对毒性而监测小鼠体重。肿瘤体积用如下公式计算：肿瘤体积(mm 3)＝(宽度)×(长度)×(高度)×π/6。结果如图1所示。
如本文所描述的，所有的实施方案或变形可以与所有其他的实施方案 或变形相组合使用，除非相互排斥。
本说明书中例证的及讨论的实施方案目的仅在于教导本领域技术人 员用对本发明人来说实施及使用本发明的最佳方式。本说明书中没有任何 内容被视为对本发明的范围的限制。所有出现的实施例是示例性而非限制 性的。在不背离本发明的情况下，按照上文的教导，本领域技术人员意识 到可以修改或改变上述本发明的实施方案。因此应该了解，在权利要求或 其等同方案的范围内，本发明可以以具体描述之外的方式实施。