用于改善配体-药物偶联物药代动力学的PEG化的药物-接头制造技术

本发明专利技术提供包含与所述药物单元平行取向的PEG单元的配体‑药物偶联物。本发明专利技术尤其提供配体‑药物偶联物(LDC)、其制备和使用方法、及其中间体。所述配体‑药物偶联物在循环中稳定，一旦其药物被载物在靶细胞附近或内部释放，所述配体‑药物偶联物还能造成靶向细胞的细胞死亡，或抑制靶向细胞增殖。在主要的实施方式中，本发明专利技术的LDC由式I的结构表示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用该非临时申请根据35USC§119(e)要求美国申请系列号：2013年10月15日提交的61/891,320、2014年2月19日提交的61/941,904、2014年3月4日提交的61/947,742和2014年4月4日提交的61/975,318的优先权，上述文件均通过引用其全文纳入本文。序列表名称为2700-00114PC-ST25.txt的13KB的序列表于2014年10月9日生成，其通过引用纳入本文。专利技术背景人们对用于向癌细胞靶向递送细胞毒剂的单克隆抗体(mAb)的应用有着极大的兴趣。通过将细胞毒剂与抗体连接(通常由接头连接)进行的抗体药物偶联物的设计涉及对于多种因素的考虑。这些因素包括：用于与细胞毒剂偶联的化学基团的特性与位置、试剂释放的机理、提供细胞毒剂的释放的结构元件(若存在)，和对于释放的游离试剂的结构修饰(若存在)。此外，如果所述细胞毒剂准备在抗体内化之后释放，则该试剂释放的结构元件和机理必须与所述偶联物的胞内运转相一致。尽管已经评价了用于通过抗体递送的许多不同的药物种类，仅少数药物种类显示在抗体药物偶联物的形式下具有足够活性，同时具有合适的毒性特性，以确保临床开发。一种所述种类是奥瑞他汀(auristatin)，其与天然产物尾海兔素10相关。代表性的奥瑞他汀包括：MMAE(N-甲基缬氨酸-缬氨酸-海兔异亮氨酸-海兔脯氨酸-降麻黄碱)和MMAF(N-甲基缬氨酸-缬氨酸-海兔异亮氨酸-海兔脯氨酸-苯丙氨酸)。MMAE是细胞毒剂的一个示例，其作为游离药物是具有活性的，并且在与单克隆抗体(mAb)偶联时高度有效，并在内化进入细胞之后释放。已通过组织蛋白酶B可切割的基于肽的接头，在MMAE的N-末端氨基酸处，将MMAE成功地偶联至mAb，其中所述接头包含马来酰亚胺己酰基-缬氨酸-瓜氨酸(mc-vc-)和自分解型基团对氨基苄基-氨基甲酰基(PABC)，以产生具有如下结构的抗体药物偶联物：mAb-(mc-vc-PABC-MMAE)p。(在上式中，p表示每抗体(mc-vc-PABC-MMAE)单元的数量)。在切割了vc肽和自分解型PABC基团之间的键之后，PABC基团将其自身从MMAE释放，从而释放出游离MMAE。另一种奥瑞他汀，MMAF，作为游离药物(相较于MMAE)相对活性较低，但在偶联至抗体并内化进入细胞时是高度有效的。已通过组织蛋白酶B可切割的基于肽的接头，在MMAF的N-末端氨基酸处，将MMAF成功地偶联至单克隆抗体(mAb)，其中所述接头包含马来酰亚胺己酰基-缬氨酸-瓜氨酸(mc-vc-)和自分解型基团对氨基苄基-氨基甲酰基(PABC)，以产生具有如下结构的抗体-药物偶联物：mAb-(mc-vc-PABC-MMAF)p，其中p表示每抗体(mc-vc-PABC-MMAF)单元的数量。在切割肽接头之后，该自分解型PABC基团将其自身从MMAF释放，从而释放出游离MMAF。还发现MMAF在包含药物-接头马来酰亚胺己酰基MMAF(mcMMAF)的不可切割的偶联物形式下也有活性。当该偶联物，mAb-(mcMMAF)p，被内化进入细胞时，释放的活性物质是cys-mcMMAF。因为所述接头是不可切割的，所以该抗体的马来酰亚胺己酰基和半胱氨酸残基仍保持与MMAF的N-末端连接。还有报道称MMAF在C-末端偶联物形式下也有活性，其中，其C-末端氨基酸(苯丙氨酸)连接至肽-马来酰亚胺己酰基接头。当该偶联物，(MMAF-肽-mc)p-mAb被内化进入细胞时，活性物质(MMAF)在切割MMAF(苯丙氨酸)-肽键之后释放。在动物模型中，这些MMAE和MMAF偶联物的药代动力学性质显示载药量-依赖性降低。具体而言，随着连接至各抗体的药物-接头单元的数量的增加，所述偶联物的PK降低。因此，偶联物设计中的另一项重要因素是，每靶向剂能够递送的药物的量(即，连接至各靶向剂(例如，抗体)的细胞毒剂的数量，称为药物载量(drugload)或载药量(drugloading))。曾经有假设认为，较高的药物载量将优于较低的药物载量(例如，8-单位载量对比4-单位载量)。该理论是，载药量更高的偶联物将向靶细胞递送更多的药物(细胞毒剂)。该理论由如下观察结果支持：具有较高载药量的偶联物在体外对于细胞系具有较高的活性。然而，后续某些研究揭示，该假设在动物模型中并没有得到证实。观察到，具有某种奥瑞他汀的4或8单位药物载量的偶联物在小鼠模型中具有相似活性。Hamblett等,ClinicalCancerRes.10:7063-70(2004)。Hamblett等进一步报道了，更高载药的ADC在动物模型中将被更快地清除出循环。该更快的清除表明，较高载量的物质相比较低载量的物质的PK倾向。Hamblett等。此外，在小鼠中，较高载量的偶联物具有较低的MTD，因此报道的治疗指数较低。同上。相反，报道称，在单克隆抗体的工程改造位点具有2单位的载药量的ADC相较于某些4-单位载量的ADC而言具有相同或更佳的PK和治疗指数。例如，参见Junutula等,ClinicalCancerRes.16:4769(2010)。因此，近期的趋势是开发具有低载药量的ADC。因此，需要允许较高载药量，但保持较低载量的偶联物的其它特点(例如，有利的PK性质)的抗体药物偶联物形式(更具体地，其它偶联物形式)。本专利技术惊人地满足了这些需求。附图的简要说明图1.对应于异种移植L540cy模型(霍奇金淋巴瘤)的移植后天数的平均肿瘤体积，所述模型以较高单一剂量(2mg/kg)用非PEG化的ADC,cAC10-[mc-PAB(gluc)MMAE]p(cAC10-1)、平行取向的PEG化的ADC(cAC10-10)，和串联取向的PEG化的ADC(cAC10-4)组合物(平均载药量为8单位药物/Ab)给药。图2.对应于异种移植Karpas299模型(ALCL)的移植后天数的平均肿瘤体积，所述模型以较高单一剂量(0.6mg/kg)用非PEG化的ADC(cAC10-1)、平行取向的PEG化的ADC(cAC10-10)，和串联取向的PEG化的ADC(cAC10-4)组合物(平均载药量为8单位药物/Ab)给药。图3.对应于异种移植L540cy模型(霍奇金淋巴瘤)的移植后天数的平均肿瘤体积，所述模型以较低单一剂量(0.5mg/kg)用非PEG化的ADC(cAC10-1)、平行取向的PEG化的ADC(cAC10-10)，和串联取向的PEG化的ADC(cAC10-4)组合物给药。图4.对应于异种移植Karpa本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配体‑药物偶联物化合物，其中，所述配体‑药物偶联物化合物包含配体单元和共价连接至所述配体单元的一个或多个接头‑药物部分，其中，各接头‑药物部分包含平行连接物单元，所述平行连接物单元使所述配体单元通过针对各药物单元的可释放组装单元的居间与一个或多个药物单元连接，并且连接相对于各接头‑药物部分的药物单元呈平行取向的聚乙二醇单元，其中，所述可释放组装单元能够在所述配体单元靶向的靶位点附近释放游离药物，其中，所述接头‑药物部分在所述配体‑药物偶联物上提供1至32个药物单元的载量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.15 US 61/891,320;2014.02.19 US 61/941,904;1.一种配体-药物偶联物化合物，其中，所述配体-药物偶联物化合物包含配体单元和
共价连接至所述配体单元的一个或多个接头-药物部分，其中，各接头-药物部分包含平行
连接物单元，所述平行连接物单元使所述配体单元通过针对各药物单元的可释放组装单元
的居间与一个或多个药物单元连接，并且连接相对于各接头-药物部分的药物单元呈平行
取向的聚乙二醇单元，其中，所述可释放组装单元能够在所述配体单元靶向的靶位点附近
释放游离药物，其中，所述接头-药物部分在所述配体-药物偶联物上提供1至32个药物单元
的载量。
2.如权利要求1所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述配体-药物具有式
(I)、(II)或(III)所示的结构：
或其药学上可接受的盐，其中，
L是配体单元；
D是药物单元；
PEG是聚乙二醇单元；
Z是延伸单元；
X是可释放组装单元；
LP是平行连接物单元；
A是任选的支化单元；
AD是药物连接单元；
下标p是如下范围内的整数：1至14，优选2至12(优选6至14、6至12、8至14或8至12)；
下标t是0至8，优选0、1、2或3；
下标m是1至4的整数，优选1或2；和
下标s是0或1，限制条件是，当s是0时，m是1，且当s是1时，m是2、3或4。
3.如权利要求2所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述配体-药物偶联物由
如下结构所示：
或其药学上可接受的盐。
4.如权利要求2或3所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，下标s是0。
5.如权利要求2或3所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，下标s是1，且下标m是
2、3或4。
6.如权利要求2所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述配体-药物偶联物具
有式Ia、Ib、IIa、IIb、IIb、IIIa或IIIb所示的结构：
或其药学上可接受的盐。
7.如权利要求1-6中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，各平行连接
物单元(Lp)包含氨基酸、氨基醇、氨基醛或多胺。
8.如权利要求1-6中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，各平行连接
物(Lp)单元独立地具有如下结构：
其中，波浪线指示所述配体-药物偶联物内的Lp的共价连接位点；并且，其中R110是：
其中，星号表示该R110部分共价连
接至以x标记的碳，并且该R110部分中的波浪线指示所述配体-药物部分内的Lp的三个连接
位点之一；
各R100独立地选自氢或-C1-C3烷基，优选H或CH3；
Y独立地选自N或CH；
各Y’独立地选自NH、O或S；和
下标c独立地选自1至10的整数，优选1、2或3。
9.如权利要求7所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，各平行连接物(Lp)单元的
结构对应于下式中所示的D/L-赖氨酸：
其中，波浪线指示所述配体-药物偶联物内的Lp的共价连接位点。
10.如权利要求7所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，各平行连接物(Lp)单元
的结构对应于下式中所示的D/L-半胱氨酸或D/L-青霉胺：
其中，波浪线指示所述配体-药物偶联物内的Lp的共价连接位点。
11.如权利要求10所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，各平行连接物(Lp)单元
具有结构：
其中，硫原子附近的波浪线指示与可释放组装单元的共价连接。
12.如权利要求2-6中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，各平行连接
物(Lp)单元的结构独立地由式A表示：
其中，
AA1独立地选自氨基酸、任选被取代的C1-20杂亚烷基(优选任选被取代的C1-12杂亚烷
基)、任选被取代的C3-8杂环基、任选被取代的C6-14亚芳基，或任选被取代的C3-C8碳环基；
并且下标u独立地选自0至4的整数；其中，各Lp单元的至少一个AA1具有官能化的侧链，
其提供与PEG、AD、A或Z单元或X-D部分的连接位点，
其中，波浪线指示所述配体-药物偶联物内的Lp的共价连接位点。
13.如权利要求12所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，各平行连接物单元(Lp)
的各AA1是独立选择的氨基酸，或是任选被取代的C1-20杂亚烷基、任选被取代的C3-8杂环基、
任选被取代的C6-14亚芳基，或任选被取代的C3-C8碳环基，限制条件是，不多于2个AA1是任选
被取代的C1-20杂亚烷基、任选被取代的C3-8杂环基、任选被取代的C6-14亚芳基，或任选被取代
的C3-C8碳环基。
14.如权利要求2-13中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，当A存在
时，各A是1-10个彼此共价结合的氨基酸、氨基醇或氨基醛或多胺或其组合。
15.如权利要求2-14中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，当AD存在
时，各AD是彼此共价结合的1-10个独立地选择的氨基酸或氨基醇或氨基醛或多胺或其组
合。
16.如权利要求2-15中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，Z具有如下
结构
其中，R17是-(CH2)5C(＝O)-，星号表示各Z与所述配体单元的共价连接，并且波浪线表示
各Z与所述配体-药物偶联物内的接头-药物部分的剩余部分的共价连接。
17.如权利要求2-15中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，Z具有如下
结构
其中，星号表示各Z与所述配体单元的连接，并且波浪线表示各Z与所述配体-药物偶联
物内的接头-药物部分的剩余部分的共价连接。
18.如权利要求2-17中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，下标t是0、
1或2。
19.如权利要求2-18中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，下标p是6
至14的整数。
20.如权利要求2、16或17所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述配体-药物
偶联物由如下结构所示：
或其药学上可接受的盐。
21.如权利要求1-18中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，有6至32或
8至32个药物单元连接至所述配体单元。
22.如权利要求1-21中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，PEG包含不
多于约72个(OCH2CH2)亚基，优选不多于约36个(OCH2CH2)亚基。
23.如权利要求1-23中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，PEG包含联
合的总计8至72、8至60、8至48、8至36或8至24个(OCH2CH2)亚基，10至72、10至60、10至48、10
至36或10至24个(OCH2CH2)亚基，或12至72、12至60、12至48、12至36或12至24个(OCH2CH2)亚
基。
24.如权利要求1-23中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述PEG单
元包含一个或多个线性PEG链。
25.如权利要求1-21中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述PEG单
元具有结构：
其中波浪线表示所述PEG单元与所述平行连接物单元的连接位点，
R20是PEG连接单元，
R21是PEG加帽单元；
R22是PEG偶联单元
n独立地选自4至72，优选6至72、8至72、10至72或12至72；
e是2至5
各n'独立地选自1至72，限制条件是所述PEG单元中有至少4个，优选至少6、至少8、至少
10或至少12个PEG(OCH2CH2)亚基。
26.如权利要求25所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于
R20是–C(O)-、-O-、-S-、-S(O)-、-NH-、-C(O)O-、-C(O)C1-10烷基、-C(O)C1-10烷基-O-、-C
(O)C1-10烷基-CO2-、-C(O)C1-10烷基-NH-、-C(O)C1-10烷基-S-、-C(O)C1-10烷基-C(O)-NH-、-C
(O)C1-10烷基-NH-C(O)-、-C1-10烷基、-C1-10烷基-O-、-C1-10烷基-CO2-、-C1-10烷基-NH-、-C1-10烷基-S-、-C1-10烷基-C(O)-NH-、-C1-10烷基-NH-C(O)-、-CH2CH2SO2-C1-10烷基-、-CH2C(O)-C1-10烷基-、＝N-(O或N)-C1-10烷基-O-、＝N-(O或N)-C1-10烷基-NH-、＝N-(O或N)-C1-10烷基-CO2-、
＝N-(O或N)-C1-10烷基-S-、各R21独立地是-C1-10烷基、-C2-10烷基-CO2H、-C2-10烷基-OH、-C2-10烷基-NH2、C2-10烷基-NH
(C1-3烷基)，或C2-10烷基-N(C1-3烷基)2；和
各R22独立地是-C1-10烷基-C(O)-NH-、-C1-10烷基-NH-C(O)-、-C2-10烷基-NH-、-C2-10烷基-
O-、-C1-10烷基-S-，或–C2-10烷基-NH-。
27.如权利要求26所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，R20是-NH-或-C(O)-。
28.如权利要求25所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，PEG单元具有结构：
其中波浪线表示与平行连接物单元的连接位点，且各n独立地选自4至72的整数。
29.如权利要求28所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，n独立地选自6至24或8
至24。
30.如权利要求1-29中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述PEG单
元具有至少6个–CH2CH2O-亚基。
31.如权利要求1-30中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述PEG单
元具有至少8个-CH2CH2O-亚基和不多于约36个-CH2CH2O-亚基。
32.如前述权利要求中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述药物
单元是疏水的。
33.如权利要求32所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述药物单元是SlogP
值为2.5或更大的药物的药物单元。
34.如权利要求32所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述药物单元是奥瑞
他汀。
35.如权利要求34所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述奥瑞他汀药物单
元由式DE结构所示：
其中，在每个位置上独立地给出以下说明：
R2选自下组：H和C1-C8烷基；
R3选自下组：H、C1-C8烷基、C3-C8碳环、芳基、C1-C8烷基-芳基、C1-C8烷基-(C3-C8碳环)、
C3-C8杂环和C1-C8烷基-(C3-C8杂环)；
R4选自下组：H、C1-C8烷基、C3-C8碳环、芳基、C1-C8烷基-芳基、C1-C8烷基-(C3-C8碳环)、
C3-C8杂环和C1-C8烷基-(C3-C8杂环)；
R5选自下组：H和甲基；
或R4和R5接合地形成碳环，并且具有式-(CRaRb)n-，其中Ra和Rb独立地选自下组：H、C1-C8烷基和C3-C8碳环，并且n选自下组：2、3、4、5和6；
R6选自下组：H和C1-C8烷基；
R7选自下组：H、C1-C8烷基、C3-C8碳环、芳基、C1-C8烷基-芳基、C1-C8烷基-(C3-C8碳环)、
C3-C8杂环和C1-C8烷基-(C3-C8杂环)；
各R8独立地选自下组：H、OH、C1-C8烷基、C3-C8碳环和O-(C1-C8烷基)；
R9选自下组：H和C1-C8烷基；
R18选自下组：-C(R8)2-C(R8)2-芳基、-C(R8)2-C(R8)2-(C3-C8杂环)和-C(R8)2-C(R8)2-(C3-
C8碳环)。
36.如权利要求1-35中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述可释
放组装单元包含通过所述药物单元结合的糖苷键连接至自分解型基团的糖部分，从而所述
糖苷键在由所述配体靶向的位点处被糖苷酶切割，导致从所述配体-药物偶联物释放游离
药物。
37.如权利要求36所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述可释放组装单元
包含葡糖苷酸单元，并且由下式所示：
其中Su是葡糖苷酸部分，-O'-代表氧糖苷键；各R独立地是氢、卤素、-CN或-NO2；并且其
中波浪线表示所述自分解型基团与LP、AD或A的连接(直接或间接通过共价连接单元)，并且
星号表示所述自分解型基团与所述药物单元的连接(直接或间接通过间隔子单元)。
38.如权利要求1-35中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述可释
放组装单元包含能通过组织蛋白酶B切割的肽。
39.如权利要求1-35所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，–X-D具有如下结构：
其中，QCO是任选的共价连接单元，并且波浪线表示与所述配体-药物偶联物的药物接头
部分的剩余部分的共价连接。
40.如权利要求39所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，–X-D是
其中波浪线表示共价连接至所述配体-药物偶联物的药物接头部分的剩余部分。
41.如权利要求1-35中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，–X-D具有
如下结构：
其中波浪线表示与所述配体-药物偶联物的药物接头部分的剩余部分的共价连接。
42.如权利要求1-41中任一项所述的配体-药物偶联物化合物，其特征在于，所述配体
单元是单克隆抗体。
43.如权利要求1-42中任一项所述的配体-药...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·莱昂，P·伯克，J·亨特，
申请(专利权)人：西雅图基因公司，
类型：发明
国别省市：美国;US