Psma結合配體-接頭綴合物及其使用方法

2023-10-06 04:43:34 1

專利名稱：Psma結合配體-接頭綴合物及其使用方法
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本文描述的本發明涉及用於治療前列腺疾病例如前列腺癌和相關疾病的化合物 和方法。更具體而言，本文描述的本發明的實施方案涉及與PSMA結合配體綴合的生物 學活性試劑的綴合物。背景前列腺是在膀胱下在骨盆中發現的男性生殖器官之一。它發揮作用以產生且貯 存精液，其提供對於在生殖過程中引入陰道內的精子存活至關重要的營養物和流體。如 同許多其他組織，前列腺也易於發展惡性(癌性)或良性(非癌性)腫瘤。美國癌症學會 (American Cancer Society)預測在2005年超過230,000名男性將診斷有前列腺癌，並且超 過30,000名男性將死於該病。事實上，前列腺癌是西方社會中最常見的男性癌症之一， 並且是美國男性中第二種主要形式的惡性腫瘤。用於前列腺癌的目前治療方法包括激素 療法、放射療法、外科手術、化學療法、光動力療法和聯合療法。治療選擇一般依賴於 癌症病期而變。然而，這些治療中的許多影響患者的生活質量，尤其是超過50歲診斷有 前列腺癌的那些男性。例如，激素藥物的使用通常伴隨副作用，例如骨質疏鬆症和肝損 害。此種副作用可能通過使用這樣的治療得到減輕，所述治療對負責疾病狀態的組織更 具有選擇性或特異，並且避開非靶組織如骨或肝。如本文描述的，前列腺特異性膜抗原 (PSMA)代表關於此種選擇性或特異性治療的靶。PSMA在很大程度上由於其在前列腺癌細胞上的高水平表達而命名；然而，它 對前列腺癌細胞的具體功能仍不明了。當與人體中的其他器官例如腎、近側小腸和唾液 腺相比較時，PSMA在惡性前列腺組織中超表達。儘管PSMA在腦中表達，但表達是最 低限度的，並且大多數PSMA配體是極性的，並且不能穿透血腦屏障。PSMA是II型細胞 表面膜結合糖蛋白，具有 IlOkD分子量，包括細胞內區段(胺基酸1-18)、跨膜結構域 (胺基酸19-43)、和大量細胞外結構域(胺基酸44-750)。儘管細胞內區段和跨膜結構域 的功能目前被認為是無關緊要的，但細胞外結構域與幾種獨特活性有關。PSMA在中樞 神經系統中起作用，其中它使N-乙醯-天冬氨醯穀氨酸(NAAG)代謝成穀氨酸和N-乙 醯天冬氨酸。因此，它有時也稱為N-乙醯α連接酸性二肽酶(NAALADase)。由於 其在近側小腸中的作用，PSMA有時也稱為葉酸水解酶I (FOLHI)或穀氨酸羧肽酶(GCP II)，其中它從聚-υ-穀氨酸化的葉酸中去除Y-連接的穀氨酸以及從肽和小分子中去除 α-連接的穀氨酸。PSMA還與人運鐵蛋白受體(TfR)共享相似性，因為PSMA和TfR都是II型糖
蛋白。更具體而言，PSMA分別顯示與TfRl和TfR2的54%和60%同源性。然而，儘管由於鏈間巰基連接的形成，TfR僅以二聚形式存在，但PSMA可以以二聚或單體形式存 在。與許多其他膜結合的蛋白質不同，PSMA以與細胞表面結合的受體如維生素受 體相似的方式經歷到細胞內的快速內化。PSMA通過披有網格蛋白的小窩內化，並且隨 後可以再循環至細胞表面或到達溶酶體。已提出PSMA的二聚體和單體形式是可互相轉 化的，儘管互相轉化的直接證據存在爭論。雖然如此，僅PSMA的二聚體具有酶促活 性，而單體則不具有。儘管在前列腺細胞的細胞表面上的PSMA活性仍在研究之中，但本發明人在本 文中已認識到PSMA代表關於生物學活性試劑對此種前列腺細胞的選擇性和/或特異性遞 送的可行靶，所述生物學活性試劑包括診斷劑、顯像劑和治療劑。發明概述已發現經由接頭與能夠與前列腺特異性膜抗原(PSMA)結合的配體綴合的生物 學活性化合物可以用於前列腺癌和相關疾病的成像、診斷和/或治療，所述相關疾病涉 及表達或超表達PSMA的致病細胞群體。PSMA是細胞表面蛋白質，其在與由細胞表面 受體例如維生素受體觀察到的胞吞作用類似的過程中內化。因此，已發現包括接頭的特 定綴合物可以用於治療、成像和/或診斷此種疾病，所述接頭具有預定長度、和/或預定 直徑、和/或沿著其長度的預先選擇的官能團。在本發明的一個舉例說明性實施方案中，描述了具有下式的綴合物，B-L-D其中B是前列腺特異性膜抗原(PSMA)結合或靶向配體，L是接頭，且D是藥 物。如本文所使用的，術語藥物D總起來說包括治療劑、細胞毒性劑、顯像劑、診斷劑 等，除非上下文另有說明。例如，在一個舉例說明性構型中，本文描述的綴合物用於消 除致病細胞群體，並且因此藥物D是治療劑、細胞毒性劑等。在另一個舉例說明性構型 中，本文描述的綴合物用於成像和/或診斷疾病或疾病狀態，並且因此藥物D是顯像劑、 診斷劑等。本文還考慮且描述了其他構型。應當理解本文還考慮且描述了前述B、L和 D的每一個的類似物和衍生物，並且當在本文中使用時，術語B、L和D總起來說指此種 類似物和衍生物。在一個舉例說明性實施方案中，接頭L可以是可釋放或不可釋放的接頭。在一 個方面，接頭L長度是至少約7個原子。在一個變化中，接頭L長度是至少約10個原 子。在一個變化中，接頭L長度是至少約14個原子。在另一個變化中，接頭L長度是 約7至約31、約7至約24或約7至約20個原子。在另一個變化中，接頭L長度是約14 至約31、約14至約24或約14至約20個原子。在可替代方面，接頭L長度是至少約10埃(人)。在一個變化中，接頭L長度是 至少約15人。在另一個變化中，接頭L長度是至少約20人。在另一個變化中，接頭L長度 是約10 A至約30 A。在可替代方面，接頭L長度的至少部分在與結合配體B連接的末端處直徑約5人 或更少。在一個變化中，接頭L長度的至少部分在與結合配體B連接的末端處直徑約 4 A或更少、或約3 A或更少。應當認識到包括約5 A或更少、約4 A或更少、或約3 A或更少的直徑要求的舉例說明性實施方案可以包括關於接頭預定長度的要求，從而限定 接頭的圓柱樣部分。舉例說明地，在另一個變化中，接頭包括在與結合配體連接的末端 處的圓柱部分，其長度是至少約7 A,並且直徑是約5 A或更少、約4 A或更少、或約3 A 或更少。在另一個實施方案中，接頭L包括能夠與PSMA的一個或多個殘基相互作用 的一個或多個親水接頭，所述殘基包括具有疏水側鏈的胺基酸，例如Ser、Thr, Cys、 Arg、Orn、Lys、Asp、Glu、Gln等殘基。在另一個實施方案中，接頭L包括能夠與 PSMA的一個或多個殘基相互作用的一個或多個疏水接頭，所述殘基包括具有親水側鏈 的胺基酸，例如Val、Leu、lie、Phe、Tyr、Met等殘基。應當理解前述實施方案和方面 可以包括單獨或彼此組合的接頭L。例如，本文考慮且描述了長度至少約7個原子以及 直徑約5人、約4人或更少、或約3 A或更少的接頭L，並且本文考慮且描述了還包括能夠 與PSMA的一個或多個殘基相互作用的一個或多個親水接頭，所述殘基包括Val、Leu、 lie、Phe> Tyr、Met 等殘基。在另一個實施方案中，接頭的一個末端不是分支的，並且包括碳、氧、氮和硫 原子鏈。在一個實施方案中，碳、氧、氮和硫原子直鏈長度是至少5個原子。在一個變 化中，直鏈是長度至少7個原子或至少10個原子。在另一個實施方案中，碳、氧、氮和 硫原子鏈是未取代的。在一個變化中，碳、氧、氮和硫原子鏈的部分與二價片段環化。 例如，通過使2個氮與乙烯片段或其取代變體環化，包括二肽Phe-Phe的接頭(L)可以包 括哌嗪-1，4-二基結構。在另一個實施方案中，本文描述了藥物組合物，其中藥物組合物包括本文描述 的綴合物，其量有效治療疾病和疾病狀態、診斷疾病或疾病狀態、和/或使組織和/或細 胞成像，所述疾病和疾病狀態、組織和/或細胞與表達或超表達PSMA的致病細胞群體相 關。舉例說明地，藥物組合物還包括一種或多種載體、稀釋劑和/或賦形劑。在另一個實施方案中，本文描述了用於治療疾病和疾病狀態、診斷疾病或疾病 狀態、和/或使組織和/或細胞成像的方法，所述疾病和疾病狀態、組織和/或細胞與表 達或超表達PSMA的致病細胞群體相關。此種方法包括施用本文描述的綴合物、和/或 本文描述的包含綴合物的藥物組合物的步驟，其量有效治療疾病和疾病狀態、診斷疾病 或疾病狀態、和/或使組織和/或細胞成像，所述疾病和疾病狀態、組織和/或細胞與表 達或超表達PSMA的致病細胞群體相關。附圖簡述

圖1A。在過量PMPA的存在(▲)或不存在(■)下，細胞結合放射性與 SK28-"mTc(Kd = 18.12nM)濃度的關係曲線。圖1B。使用LNCaP細胞和SK33 (14原子接頭)的體外結合研究。在過量PMPA 的存在(▲)或不存在(■)下，包含漸增濃度DUPA-99mTc的LNCaP細胞。圖2。細胞結合放射性與SK28_99mTc濃度的關係曲線；在4°C ( ■)和在 37 0C ( ▲)。圖3A。細胞結合放射性相對DUPA-接頭-99mTc顯像劑濃度的圖(·)0-原 子接頭(Kd= 171ηΜ) ； (▲) -原子接頭(Kd = 68nM) ； ( ▼) 14-原子接頭(Kd = 15nM) ； ( ) 16-原子接頭(Kd = 40nM)。
圖3B。關於與LNCaP細胞結合的DUPA-接頭」9mTc化合物的KD值。圖4。 注射後天數相對關於LNCaP腫瘤的腫瘤體積的圖 (a) 2.5 X 106+Matrigel ； (b) 2.5 X 106+HC Matrigel ； (c) 5 X 106+Matrigel ； (d) 5 X 106+HC Matrigel。圖5A。注射後天數相對關於LNCaP腫瘤(27隻小鼠)和(b)KB細胞(5隻小 鼠)和A549細胞(5隻小鼠)的腫瘤體積的圖。圖5B。注射後天數相對關於KB細胞(5隻小鼠)和A549細胞(5隻小鼠)的 腫瘤體積的圖。圖6A。小鼠(組1)先前用LNCaP腫瘤注射、用lng/kg SK28-"mTc (14-原子 接頭)處理，左手圖像顯示白光圖像，並且圖像顯示放射圖像(radioimage)與白光圖像的 重疊。在每個小圖中，右側小鼠用50mg/kgPMPA(以阻斷PSMA結合)進行處理，並且 左側小鼠不添加PMPA進行處理。圖6B。小鼠(組2)先前用LNCaP腫瘤注射、用lng/kg SK28-"mTc (14-原子 接頭)處理，左手圖像顯示白光圖像，並且圖像顯示放射圖像與白光圖像的重疊。在每 個小圖中，右側小鼠用50mg/kgPMPA(以阻斷PSMA結合)進行處理，並且左側小鼠不 添加PMPA進行處理。圖6C。小鼠(組3)先前用LNCaP腫瘤注射、用lng/kg SK28-"mTc (14-原子 接頭)處理，左手圖像顯示白光圖像，並且圖像顯示放射圖像與白光圖像的重疊。在每 個小圖中，右側小鼠用50mg/kgPMPA(以阻斷PSMA結合)進行處理，並且左側小鼠不 添加PMPA進行處理。圖6D。顯示關於在皮下(通過腹膜內施用)注射lng/kg SK28-"mTc後4小時 使用Kodak成像器成像的LNCaP腫瘤的單只小鼠研究，在左手圖像中顯示具有腎屏蔽的 放射圖像與無屏蔽的白光圖像的重疊，並且在右手圖像中顯示具有腎屏蔽的放射圖像與 無屏蔽的X射線圖像的重疊。圖7A。使用SK60-99mTc (零原子接頭)處理的先前用LNCaP腫瘤注射的小鼠。 左側圖像顯示白光圖像，中央圖像顯示放射圖像與白光圖像的重疊，並且右側圖像顯示 通過屏蔽小鼠腎的放射圖像與白光圖像的重疊。圖7B。使用SK28_99mTc(14原子接頭)處理的先前用KB細胞注射的小鼠。左 側圖像顯示白光圖像，中央圖像顯示放射圖像與白光圖像的重疊，並且右側圖像顯示通 過屏蔽小鼠腎的放射圖像與白光圖像的重疊。圖7C。使用SK28-"mTc(14原子接頭)處理的先前用A549細胞注射的小鼠。 左側圖像顯示白光圖像，中央圖像顯示放射圖像與白光圖像的重疊，並且右側圖像顯示 通過屏蔽小鼠腎的放射圖像與白光圖像的重疊。圖7D。在注射150 u Ci DUPA-"mTc後4小時在nu/nu小鼠中獲得的實體瘤異 種移植物的全體圖像。在100倍摩爾過量PMPA的不存在(a，c)或存在(b，d)下， 在用DUPA_99mTc處理的荷有LNCaP腫瘤小鼠的白光圖像上的全體放射圖像重疊。在用 DUPA-"mTc相似處理的荷有A549腫瘤(e)或KB腫瘤(f)小鼠的白光圖像上的放射圖像重疊。圖8A。對於在雄性裸鼠軸上植入的LNCaP (a)不具有，(b)具有；(c)A549 ；和(d) KB腫瘤上具有或不具有PMPA(作為競爭劑)的SK28-"mTc，如關於直接cpm計 數測量的生物分布(bio-distribution)數據與組織的關係曲線。圖8B。對於在雄性裸鼠軸上的LNCaP腫瘤植入物上具有(b)或不具有(b) PMPA(作為競爭劑)的SK28-99mTc，僅僅關於腫瘤和腎的生物分布數據。圖8C。在荷有LNCaP、A549或KB腫瘤的nu/nu小鼠中DUPA」9mTc的生物
分布研究。圖9A。顯示在單劑SK71後的百分比重量變化的急性MTD(單劑)；單獨的鹽 7jc, 1.1 μ mol/kg> 2.3 μ mol/kg、4.5 μ mol/kg 禾口 9 μ mol/kg。圖9Β。顯示在隔日(M、W、F、M、W)給予的5劑後的百分比重量變化的慢 性 MTD ；單獨的鹽水，2 μ mol/kg 和 4 μ mol/kg。圖10A。顯示用以隔日(Μ、W、F、Μ、W) 1 μ mol/kg的5劑施用的綴合物 SK71處理的動物中的腫瘤體積的功效研究。圖10B。顯示用以隔日(M、W、F、M、W) 5劑施用的單獨鹽水處理的動物中 的腫瘤體積的功效研究(對照組)。圖10C。顯示用以隔日(M、W、F、M、W) 1 μ mol/kg的5劑施用的過量PSMA 和綴合物SK71處理的動物中的腫瘤體積的功效研究(競爭)。圖11。功效研究(每隔一日1微摩爾/kg，進行10天；即5劑)。圖12A。在用SK71處理後LNCaP細胞的[3H]-胸苷摻入(IC5tl 2nM)。圖12B。在用SK77處理後LNCaP細胞的[3H]-胸苷摻入(IC5tl 3nM)。圖12C。在用SK37處理後LNCaP細胞的[3H]-胸苷摻入(IC5tl 33nM)。圖12D。在用SK45處理後LNCaP細胞的[3H]-胸苷摻入(IC5tl 29nM)。圖13A。用 SK71 (1.5 μ mol/kg)處理對先前用在 HC Matrigel 中的 LNCaP 細胞 處理的mi/nu小鼠中的腫瘤體積的作用。處理的小鼠(■)，未處理的小鼠(·)，用 100倍摩爾過量PMPA預注射的處理的小鼠(▲)。圖13B。用SK71 (1.5 μ mol/kg)處理對先前用在HC Matrigel中的LNCaP細胞處 理的mi/nu小鼠中的百分比重量變化的作用。處理的小鼠(■)，未處理的小鼠(·)， 用100倍摩爾過量PMPA預注射的處理的小鼠(▲)。圖13C。用 SK71 (2.0 μ mol/kg)處理對先前用在 HC Matrigel 中的 LNCaP 細胞 處理的mi/nu小鼠中的腫瘤體積的作用。處理的小鼠(■)，未處理的小鼠(·)，用30 倍摩爾過量PMPA預注射的處理的小鼠(▼)。圖13D。用SK71 (2.0 μ mol/kg)處理對先前用在HC Matrigel中的LNCaP細胞處 理的mi/nu小鼠中的百分比重量變化的作用。處理的小鼠(■)，未處理的小鼠(·)， 用30倍摩爾過量PMPA預注射的處理的小鼠0。圖14A。用 SK77 (2.0 μ mol/kg)處理對先前用在 HC Matrigel 中的 LNCaP 細胞 處理的mi/nu小鼠中的腫瘤體積的作用。未處理的小鼠(■)，處理的小鼠(▼)。圖14B。用SK77 (2.0 μ mol/kg)處理對先前用在HC Matrigel中的LNCaP細胞處 理的mi/nu小鼠中的百分比重量變化的作用。未處理的小鼠(■)，處理的小鼠(▼)。圖15A。具有能量最低化的計算機模型的MUPA 99mTc顯像劑綴合物(9-原子 接頭)。
圖15B。 具有能量最低化的計算機模型的MUPA 99mTc顯像劑綴合物 (syn-SK33, 14-原子接頭)。詳述本文描述了藥物遞送綴合物，其中PSMA結合配體與可釋放或不可釋放接頭附 著，所述可釋放或不可釋放接頭與藥物、治療劑、診斷劑或顯像劑附著。舉例說明地，本文描述的二價接頭可以包括在這樣的接頭中，所述接頭用於制 備下式的PSMA結合藥物綴合物、PSMA結合顯像劑綴合物、和PSMA結合診斷劑綴合 物B-L-TAB-L-IAB-L-DA其中B是PSMA結合部分，包括其類似物或衍生物，L是接頭，TA是治療劑， 包括其類似物或衍生物，IA是顯像劑，包括其類似物或衍生物，並且DA是診斷劑，包 括其類似物或衍生物。接頭L可以包括多個二價接頭，包括本文描述的二價接頭。還應 當理解如本文所使用的，TA總起來說指治療劑、及其類似物和衍生物，IA總起來說指顯 像劑、及其類似物和衍生物，並且DA總起來說指診斷劑、及其類似物和衍生物。接頭還可以包括一個或多個間隔物接頭和任選地另外可釋放接頭。間隔物和可 釋放接頭可以以任何次序或組合彼此附著。類似地，PSMA結合配體可以與間隔物接 頭或可釋放接頭附著。類似地，藥物、治療劑、診斷劑或顯像劑可以與間隔物接頭或 可釋放接頭附著。綴合物的這些組分的每一個可以通過在靶向配體、藥物、治療劑、 診斷劑、顯像劑、可釋放或間隔物接頭上的現有或另外的雜原子連接。舉例說明的雜 原子包括氮、氧、硫和式-(NHWNHR2)-、-SO-、-(SO2)-*-N(R3)O-，其中 R1、R2 和R3各自獨立地選自氫、烷基、雜烷基、雜環基(heterocyclyl)、芳基、雜芳基、芳烷基 (arylalkyl)、雜芳烷基(heteroarylalkyl)等，其每一個可以任選是取代的。在一個舉例說明性實施方案中，本文描述了包括接頭的化合物，所述接頭具有 預定長度和直徑尺度。在一個方面，本文描述了這樣的接頭，其滿足一個或多個最低限 度長度要求，或屬於預定範圍內的長度要求。在另一個方面，最低限度長度要求的滿足 可以理解為通過接頭延長構象的計算機建模進行測定。在另一個方面，最低限度長度要 求的滿足可以理解為通過具有特定數目的原子進行測定，所述原子無論是取代還是未取 代的，形成使結合配體(B)與藥物(D)連接的原子主鏈。在另一個實施方案中，原子的 主鏈與另一個二價片段環化。在另一個方面，本文描述了這樣的接頭，其滿足一個或多 個最大限度或最低限度直徑要求。在另一個方面，最大限度或最低限度直徑要求的滿足 可以理解為通過各種接頭構象的計算機建模進行測定，所述接頭作為空間充滿、CPK等 構型建模。在另一個方面，最大限度或最低限度直徑要求的滿足可以理解為適用於接頭 的一個或多個選擇的部分，例如與結合配體(B)最接近的接頭部分，或與藥物(D)最接 近的接頭部分等。在另一個方面，本文描述了這樣的接頭，其滿足一個或多個化學組成 要求，例如包括一個或多個極性基團的接頭，所述極性基團可以與PSMA的漏鬥部分中 發現的一個或多個Arg或Lys側鏈氮和/或Asp或Glu側鏈氧積極相互作用。在一個變 化中，本文描述了這樣的接頭，其滿足一個或多個化學組成要求，例如包括一個或多個非極性基團的接頭，所述非極性基團可以與PSMA的漏鬥部分中發現的一個或多個Tyr或 Phe側鏈碳積極相互作用。在一個實施方案中，接頭的原子長度通過使結合或靶向配體B或其類似物或衍 生物與藥物D或其類似物或衍生物分開的原子數目限定。因此，在其中結合配體B或其 類似物或衍生物與藥物D或其類似物或衍生物直接附著的構型中，附著在本文中也稱為
「0-原子」接頭。應當理解此種0-原子接頭包括這樣的構型，其中B和D通過分別去 除來自B和D上的每個附著點的氫原子直接附著。還應當理解此種0-原子接頭包括這 樣的構型，其中B和D經由通過去除來自B或D之一的氫原子，和來自B或D中另一個 的雜原子官能團，例如OH、SH、NH2等的重疊雜原子附著。還應當理解此種0-原子 接頭包括這樣的構型，其中B和D通過雙鍵附著，所述雙鍵可以通過分別去除來自B和 D上的每個附著點的2個氫原子形成，或由此B和D經由一個或多個重疊雜原子附著， 其通過去除來自B或D的每一個中的2個氫原子、一個氫原子和一個雜原子官能團、或 2個雜原子官能團，例如OH、SH、NH2等實現。此外，B和D可以經由雙鍵附著，所 述雙鍵通過去除來自B或D之一或兩者的雙鍵鍵合的雜原子官能團例如O、S、NH等形 成。還應當理解此種雜原子官能團包括與飽和碳原子、不飽和碳原子(包括羰基)和其 他雜原子附著的那些。類似地，超過0個原子的接頭長度以類似方式定義。因此，在另一個舉例說明性實施方案中，描述了具有至少7個原子的鏈長的接 頭(L)。在一個變化中，描述了具有至少14個原子的鏈長的接頭(L)。在另一個變化 中，描述了具有在約7個原子至約20個原子範圍中的鏈長的接頭(L)。在另一個變化 中，描述了具有在約14個原子至約24個原子範圍中的鏈長的接頭(L)。在另一個實施方案中，接頭(L)長度通過測量接頭延長構象的長度進行限定。 此種延長構象可以以領域公認的計算機建模程序例如PCModel 7 (MMX)進行測量。因 此，在另一個舉例說明性實施方案中，描述了具有至少15人、至少20人或至少25人的鏈 長的接頭。在另一個實施方案中，描述了具有至少一個疏水側鏈基團的接頭，例如烷基、 環烷基、芳基、芳烷基等基團，其每一個任選是取代的。在一個方面，通過在接頭鏈中 摻入一個或多個Phe或Tyr基團，包括其取代變體、及其類似物和衍生物，在接頭中包括 疏水基團。應當認識到此種Phe和/或Tyr側鏈基團可以與PSMA漏鬥中發現的Tyr和Phe 殘基形成正pi-pi (Ji-Ji)相互作用。此外，應當認識到大側鏈分支例如在Phe和Tyr上 發現的芳烷基的存在可以對接頭提供構象剛性水平，因此限制自由度，並且減少捲曲且 促進接頭的延長構象。不希望受理論束縛，應當認識到此種熵限制可以增加本文描述的 結合綴合物的總體結合能。此外，應當認識到可能由空間位阻的側鏈例如本文描述的Phe 和Tyr提供的剛性增加，可能減少或阻止捲曲和配體和顯像劑之間的相互作用。例如，代 表性9-原子和14-原子接頭(參見例如圖15A和15B)的計算能量最低化顯示在配體和顯 像劑之間不存在分子內相互作用。此外，2個Phe側鏈的存在看起來促進syn-SK33(圖 15B)中比含氨基己酸綴合物(圖15A)中更延長的構象。本文已發現導致PSMA的催化部位或活性部位的漏鬥形狀隧道對PSMA結合 配體和治療劑、診斷劑和顯像劑的綴合物的接頭部分施加長度、形狀和/或化學組成 要求，其正面和負面影響PSMA和那些綴合物之間的相互作用。本文描述的是那些綴合物的舉例說明性實施方案，所述綴合物包括關於接頭的此種長度、形狀和/或化 學組成要求。使用分子建模評估此種長度、形狀和/或化學組成要求。例如，使用 PROTEINEXPLORER產生具有(s) _2_ (4-碘代次苄基(benzensyl)膦醯基甲基)_戊二酸 [2-PMPA衍生物]PDB ID編碼2C6P的PSMA複合物的空間充滿和表面模型。PROTEIN EXPLORER模型驗證了20人深漏鬥，並且還顯示在沿著漏鬥的各個位置處的直徑特徵， 其可以用於限定具有有利結構特徵的接頭。此外，模型顯示接近於PSMA的活性部位， 存在更高數目的疏水殘基，當相應官能團包括在接頭中時，所述疏水殘基可能提供另外 的結合相互作用。最後，模型顯示當相應官能團包括在接頭中時，可能提供另外結合相 互作用的3個疏水口袋的存在。在另一個舉例說明性實施方案中，對於通過如圖15A中顯示的9-原子接頭和如 圖15B中顯示的包括分支14-原子接頭的syn-SK33連接的MUPA和三肽99mTc顯像劑的 綴合物，生成下述分子模型。使用具有能量最低化的PC Model 7 (MMX)並且使用下述 鍵長參數生成模型c-c
(sp3-sp3) 二1.53 A, C-C (sp3-sp2) =1.51 A, C-N (sp3-N) =1.47 A, C-N
(sp2-N) =1.3&人。此種模型可以用於計算使結合配體(B)和藥物(D)連接的接頭長 度。此外，可以修飾此種模型以生成延長構象，並且隨後用於計算使結合配體(B)和藥 物(D)連接的接頭長度。由LNCaP細胞克隆第一種人PSMA基因，並且報告其位於染色體llpll_12中。 此外，存在位於基因座llql4.3處的PSMA樣基因。PSMA的晶體結構已通過在不同分 辨率下的2個不同組報告，並且各自顯示活性部位包含2個鋅原子，從而證實PSMA也視 為鋅金屬蛋白酶。Davis等人，PNAS, 102 5981-86, (2005)報告在低解析度(3.5人) 下的晶體結構，而Mesters等人，The EMBO Journal，1 _ 10 (2006)報告在更高解析度 (2-2.2人)下的晶體結構，其公開內容引入本文作為參考。晶體結構顯示PSMA是同二 聚體，其包含蛋白酶結構域、頂端結構域、螺旋結構域和CPG2 二聚化結構域。PSMA的 蛋白酶結構域包括雙核鋅部位、催化殘基和包括3個精氨酸殘基的底物結合區(也稱為底 物結合精氨酸片)。在晶體結構中，活性部位中的2個鋅離子各自與抑制劑GPI18431的 磷酸鹽的氧、或與次膦酸鹽部分連接，用於共晶體結構。在細胞外結構域的高解析度晶 體結構中，PSMA與有效抑制劑、弱抑制劑和穀氨酸分別在2.0、2.4和2.2人下共結晶。 高解析度晶體結構顯示20人深漏鬥形狀隧道導致PSMA的催化部位或活性部位。漏鬥排 有許多Arg和Lys殘基、Asp和Glu殘基、以及Tyr和Phe殘基的側鏈。在另一個實施方案中，接頭(L)是選自C、N、0、S、Si和P的原子鏈。接頭 可以具有廣泛多樣的長度，例如在約7至約100的範圍中。用於形成接頭的原子可以以 所有化學相關方式組合，例如形成亞烷基的碳原子鏈、形成聚氧化烯的碳和氧原子鏈、 形成聚胺的碳和氮原子鏈等。此外，應當理解在鏈中使原子連接的鍵可以是飽和或不飽 和的，從而使得例如烷、烯、炔、環烷、亞芳基、二醯亞胺等可以是包括在接頭中的二 價原子團。此外，應當理解形成接頭的原子還可以在彼此上環化，以形成在接頭中的二 價環狀原子團。在本文描述的前述和其他接頭的每一個中，形成接頭的鏈可以由廣泛多 樣的基團取代。
在另一個實施方案中，描述了包括至少一個可釋放接頭的接頭(L)。在一個變 化中，描述了包括至少2個可釋放接頭的接頭(L)。在另一個變化中，描述了包括至少 一個自我犧牲(self-immolative)接頭的接頭(L)。在另一個變化中，描述了包括並非二 硫化物的至少一個可釋放接頭的接頭(L)。在另一個實施方案中，描述了不包括可釋放 接頭的接頭(L)。應當認識到當待遞送的藥物有利地從結合配體-接頭綴合物釋放，從而使得遊 離藥物將具有與沒有由本文所述綴合物提供的靶向施用時相同或幾乎相同的在靶處的作 用時，可以使用可釋放接頭。在另一個實施方案中，接頭L是不可釋放的接頭。應當 認識到當藥物有利地通過結合配體-接頭綴合物保留時，例如在本文描述的綴合物的成 像、診斷用途中，可以使用不可釋放的接頭。應當理解可釋放接頭或不可釋放接頭的選 擇可以對於綴合物的每個應用或構型獨立地進行，而不限制本文描述的本發明。應進一 步理解本文描述的接頭L包括各種原子、原子鏈、官能團和官能團組合。當在本公開內 容中合適時，接頭L可以通過間隔物接頭、可釋放接頭和雜原子的存在提及。然而，此 種提及不應解釋為限制本文描述的接頭L的定義。包括間隔物和/或可釋放接頭(即可切割接頭)的接頭(L)可以是任何生物相容 性接頭。可釋放或可切割接頭可以是例如在細胞中或細胞上存在的還原或氧化條件下易 於切割的接頭、可以是酸不穩定或鹼不穩定的接頭的pH敏感性接頭、或可通過生物化學 或代謝過程切割的接頭例如酶不穩定的接頭。在一個實施方案中，間隔物和/或可釋放 接頭包括約1至約30個原子、或約2至約20個原子。還描述了更低分子量的接頭(即， 具有約30至約300近似分子量的那些)。此種接頭的前體可以選擇為具有親核或親電子 官能團或兩者，任選以具有可容易切割的保護基團的保護形式，以促進其在中間體種類 合成中的使用。如本文所使用的，術語「可釋放接頭」指包括至少一個鍵的接頭，所述鍵在 生理條件下可以斷裂(例如，pH不穩定、酸不穩定、氧化不穩定、或酶不穩定的鍵)。 一個或多個可切割鍵可以存在於可切割接頭內部和/或在可切割接頭的一個或兩個末端 處。應當認識到導致鍵斷裂的此種生理條件包括標準化學水解反應，其例如在生理pH下 發生，或由於區室化到具有比胞質pH更低pH的細胞器內例如內體內而發生。舉例說明 地，本文描述的二價接頭可以經歷在其他生理或代謝條件下的切割，例如通過穀胱甘肽 介導機制的作用。應當認識到通過在二價接頭L內包括官能團或片段可以調整可切割鍵 的不穩定性，所述官能團或片段能夠幫助或促進此種鍵斷裂，也稱為鄰位促進。可切割 鍵的不穩定性還可以通過例如在可切割鍵處或附近的取代變化進行調整，例如包括與可 切割二硫鍵鄰近的α分支，增加在具有可以水解的矽-氧鍵的部分中在矽上的取代基疏 水性，確認(homologating)形成可以水解的酮縮醇或縮醛部分的烷氧基等。此外，應當 認識到可以在二價接頭L內包括另外的官能團或片段，其能夠幫助或促進在可釋放接頭 的鍵斷裂後PSMA結合藥物接頭綴合物的另外片段化。在另一個實施方案中，接頭包括形成一個或多個間隔物接頭和/或可釋放接頭 的原子團，其一起形成具有特定長度、直徑和/或官能團要求的本文描述的接頭。本文描述的接頭的另一個舉例說明性實施方案包括可釋放接頭，其通過涉及β 消除的化學機制在本文描述的條件下切割。在一個方面，此種可釋放接頭包括硫代、羥基和氨基取代的羧酸及其衍生物，例如酯、醯胺、碳酸酯、氨基甲酸酯和 尿素。在另一個方面，此種可釋放接頭包括2-和4-硫代芳基酯、氨基甲酸酯和碳酸酯。應當理解可釋放接頭也可以通過其包含的官能團提及，所述官能團舉例說明地 例如如本文所描述的二硫基、酮縮醇基等。因此，應當理解可切割鍵可以使可釋放接頭 內的2個相鄰原子連接和/或如本文所描述的，在可釋放接頭的任一或兩個末端處使其他 接頭、或結合配體B、或治療、診斷或顯像劑D連接。在其中可切割鍵使可釋放接頭內 的2個相鄰原子連接的情況下，在鍵斷裂後，可釋放接頭斷裂成2個或更多個片段。可 替代地，在其中可切割鍵在可釋放接頭和另一個部分之間的情況下，在鍵斷裂後，可釋 放接頭與其他部分分開，所述另一個部分例如另外的雜原子、間隔物接頭、另一個可釋 放接頭、藥物D或其類似物或衍生物、或結合配體B或其類似物或衍生物。在另一個實施方案中，可釋放和間隔物接頭可以以此種方式排列，從而使得在 二價接頭中的鍵斷裂後，釋放的官能團鄰位促進另外鍵的斷裂或切割，如上所述。此種 二價接頭或其部分的舉例說明性實施方案包括具有下式的化合物
權利要求
1.一種包括PSMA配體(B)、接頭(L)和藥物(D)的組合物，其中所述接頭與所述 藥物共價結合，並且所述接頭與所述配體共價結合，並且其中所述接頭包括至少7個原 子的鏈。
2.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括至少14個原子的鏈。
3.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括約7個原子至約20個原子的原子鏈。
4.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括約14個原子至約24個原子的原子鏈。
5.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括長度至少約10埃的原子鏈。
6.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括長度至少約20埃的原子鏈。
7.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括長度約10埃至約30埃的原子鏈。
8.前述權利要求中任一項的組合物，其中原子鏈的部分與二價片段環化。
9.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括肽。
10.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括一個或多個苯丙氨酸殘基，其每一個獨 立地任選是取代的。
11.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括2個或更多個苯丙氨酸殘基，其每一個 獨立地任選是取代的。
12.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括苯丙氨醯-苯丙氨醯，其每一個獨立地 任選是取代的。
13.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括可釋放接頭。
14.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括至少2個可釋放接頭。
15.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括二硫化物。
16.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括除二硫化物外的可釋放接頭
17.權利要求1的組合物，其中所述接頭包括碳酸酯。
18.權利要求1的組合物，其中所述接頭是不可釋放的。
19.權利要求1的組合物，其中所述配體包括膦酸或次膦酸。
20.權利要求1的組合物，其中所述配體是選自下述的化合物
21.權利要求1的組合物，其中所述配體是下式的化合物
22.權利要求1的組合物，其中所述配體是氨基二羧酸和另一種氨基二羧酸或其類似 物的尿素。
23.權利要求1的組合物，其中所述配體是下式的化合物
24.權利要求1的組合物，其中所述藥物選自長春花生物鹼、紫杉烷、tubulysins、絲 裂黴素和喜樹鹼。
25.權利要求1的組合物，其中所述藥物是選自OregonGreens、AlexaFluors>螢光 素、BODIPY螢光劑、羅丹明和DyLight螢光劑的顯像劑。
26.權利要求1的組合物，其中所述藥物是下式的化合物
27.權利要求1的組合物，其中所述藥物是PET顯像劑。
28.一種藥物組合物，其包括治療有效量的權利要求1至7或9至27中任一項的組合 物，和選自載體、稀釋劑和賦形劑的組分及其組合。
29.一種用於治療涉及表達PSMA的致病細胞群體的疾病的方法，所述方法包括下述 步驟給需要緩解所述疾病的患者施用治療有效量的權利要求1至7或9至27中任一項 的組合物，任選連同選自載體、稀釋劑和賦形劑的組分及其組合。
全文摘要
本文描述的是用於遞送治療劑、診斷劑和顯像劑的前列腺特異性膜抗原(PSMA)結合綴合物。本文還描述的是包含其的藥物組合物以及使用綴合物和組合物的方法。還描述的是用於製造綴合物和包含其的組合物的方法。
文檔編號A61K39/395GK102014956SQ200880111794
公開日2011年4月13日 申請日期2008年8月15日 優先權日2007年8月17日
發明者P·S·洛, S·A·庫拉雷特尼 申請人:普渡研究基金會