亲水性抗体-药物偶联物制造技术

提供了亲水性接头、药物‑接头化合物、药物‑配体偶联物化合物和配体‑接头及其制备和使用方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求2014年2月17日提交的美国临时专利申请号61/940,759和2014年3月3日提交的美国临时专利申请号61/947,368的权益和优先权，上述各申请通过引用全文纳入本文。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)偶联后高度有效，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mAb或抗体(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、内化并释放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，p表示每mAb或抗体(mc-vc-PABC-MMAF)单元的数量。在切割了肽和PABC亚基之间的键之后，自分解型PABC基团将其自身从MMAF释放，从而释放出游离MMAF。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一般显示载药量-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，所述偶联物的药代动力学(PK)降低。因此，抗体-药物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(drug load)或载药量(drug loading))。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。参见例如，Hamblett等，Clinical Cancer Res.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。参见Hamblett等。另外，较高载量的偶联物在小鼠中有较低的MTD，并且因此具有较窄的报告治疗指数。同上。相反，报告单克隆抗体中工程改造的位点处载药量为2的ADC具有与某些4-单位载量ADC相比相同或更好的PK性质和治疗指数。例如，参见Junutula等，Clinical Cancer Res.16：4769(2010)。因此，近期的趋势是开发具有低载药量的ADC。克服较高载量ADC的PK倾向的替代方法已经向ADC添加增溶基团。例如，在接头中(例如，在药物和抗体的接合位点之间)已经包括聚乙二醇聚合物或其他水溶性聚合物以尝试克服PK倾向。另一种方法已经向抗体添加药物-聚合物，其中各聚合物含有大量药物。然而，这些替代方法并不必然实现所需的结果。另外，添加增溶基团可能会增加这种偶联物的制备复杂度。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希望特点(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。
技术实现思路
本专利技术提供，但不限于亲水性配体-接头-药物偶联物。通过设计偶联物使其具有与未偶联的靶向试剂(例如，配体如抗体)相似的亲水性，该偶联物保留了提供与体内未偶联的靶向试剂相似的药代动力学(PK)性质。与较低载药量的偶联物相比，偶联物也可具有较高的载药量(即，每个靶向试剂更高数量的亲水性药物接头)，同时保留希望的PK性质并且在体内具有相同或更好的活性。(例如，4-单位载量或8-单位载量偶联物可分别具有与其2或4单位载量对应物相比相同或更好的PK性质；这种4-单位载量或8-单位载量偶联物可分别具有与其2或4单位载量对应物相比相同或更好的活性。)因此，基于某些需要的性质选择的靶向试剂可与药物接头偶联而不明显破坏这类希望的性质如仅靶向试剂的PK性质。还提供了制备和使用这类偶联物的方法。还提供了用于偶联至靶向试剂(配体)的接头药物化合物以及制备和使用这类化合物的方法。还提供了药物化合物可接合至的配体-接头化合物以及制备和使用这类化合物的方法。附图的简要说明图1显示了本文所述的配体-接头-药物偶联物组装的示例性合成方案。图2显示了比较未偶联的抗体、2种亲水性ADC和3种对照ADC的药代动力学稳定性的小鼠研究的结果。从上到下依次显示ADC。图3显示了比较5种亲水性ADC和1种对照ADC的药代动力学稳定性的小鼠研究的结果。图4显示了抗体药物偶联物的HIC色谱结果。图5显示了抗体药物偶联物的HIC色谱结果。图6显示了比较4-单位载量和8-单位载量ADC的活性的小鼠异种移植研究结果。图7显示了比较4-单位载量和8-单位载量ADC的活性的小鼠异种移植研究结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有下式的亲水性药物‑配体偶联物化合物：或其药学上可接受的盐或溶剂合物，其中：L是特异性结合至靶标的配体；LA是配体接合组件；LH是任选支化的亲水性接头，LH的各分支具有下式：‑AA1‑RL1‑RL2‑RL3‑其中：AA1是与其接合的DE形成可切割键的亲水性氨基酸；RL1是任选的并且是亲水性氨基酸或任选取代的亚烷基，其在RL1存在并且RL2和RL3缺失时可与LA共用一个原子；RL2是任选的并且选自亲水性氨基酸和任选取代的亚烷基，其在RL2存在并且RL3缺失时可与LA共用一个原子；RL3是任选的并且选自亲水性氨基酸和任选取代的亚烷基，其在RL3存在时可与LA共用一个原子；下标p是约4至约20的整数；下标p’是1至4的整数；并且各DE是具有下式的奥瑞他汀：或其药学上可接受的盐或溶剂合物，其中：R1和R2各自独立选自氢(H)和任选取代的‑C1‑C8烷基；前提是R1和R2都不是H，除非R3和R3’都不是H；R3选自H和任选取代的‑C1‑C8烷基；R3’选自H和任选取代的‑C1‑C8烷基，并且R3和R3’中的至少一个不是H；R4选自H和任选取代的‑C1‑C8烷基；R5选自H和任选取代的‑C1‑C8烷基；或者R4和R5一起形成碳环，并且具有式‑(CRaRb)n‑，其中Ra和Rb独立地选自H和任选取代的C1‑C8烷基并且n选自2、3、4、5和6；R6选自H和任选取代的‑C1‑C8烷基；R7选自H和任选取代的‑C1‑C8烷基；各R8独立地选自H、‑OH、任选取代的C1‑C8烷基、和任选取代的‑O‑(C1‑C8烷基)；R12是选自下组的侧链：苏氨酸、丝氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、高丝氨酸、羟基缬氨酸、呋喃基丙氨酸、苏氨酸(PO3H2)、吡唑基丙氨酸、三唑基丙氨酸和噻唑基丙氨酸；或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中LH的左右线分别表示与DE单元和LA的共价接合；并且其中所述药物‑配体偶联物具有小于2的亲水性指数。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.17 US 61/940,759;2014.03.03 US 61/947,3681.一种具有下式的亲水性药物-配体偶联物化合物：或其药学上可接受的盐或溶剂合物，其中：L是特异性结合至靶标的配体；LA是配体接合组件；LH是任选支化的亲水性接头，LH的各分支具有下式：-AA1-RL1-RL2-RL3-其中：AA1是与其接合的DE形成可切割键的亲水性氨基酸；RL1是任选的并且是亲水性氨基酸或任选取代的亚烷基，其在RL1存在并且RL2和RL3缺失时可与LA共用一个原子；RL2是任选的并且选自亲水性氨基酸和任选取代的亚烷基，其在RL2存在并且RL3缺失时可与LA共用一个原子；RL3是任选的并且选自亲水性氨基酸和任选取代的亚烷基，其在RL3存在时可与LA共用一个原子；下标p是约4至约20的整数；下标p’是1至4的整数；并且各DE是具有下式的奥瑞他汀：或其药学上可接受的盐或溶剂合物，其中：R1和R2各自独立选自氢(H)和任选取代的-C1-C8烷基；前提是R1和R2都不是H，除非R3和R3’都不是H；R3选自H和任选取代的-C1-C8烷基；R3’选自H和任选取代的-C1-C8烷基，并且R3和R3’中的至少一个不是H；R4选自H和任选取代的-C1-C8烷基；R5选自H和任选取代的-C1-C8烷基；或者R4和R5一起形成碳环，并且具有式-(CRaRb)n-，其中Ra和Rb独立地选自H和任选取代的C1-C8烷基并且n选自2、3、4、5和6；R6选自H和任选取代的-C1-C8烷基；R7选自H和任选取代的-C1-C8烷基；各R8独立地选自H、-OH、任选取代的C1-C8烷基、和任选取代的-O-(C1-C8烷基)；R12是选自下组的侧链：苏氨酸、丝氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、高丝氨酸、羟基缬氨酸、呋喃基丙氨酸、苏氨酸(PO3H2)、吡唑基丙氨酸、三唑基丙氨酸和噻唑基丙氨酸；或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中LH的左右线分别表示与DE单元和LA的共价接合；并且其中所述药物-配体偶联物具有小于2的亲水性指数。2.一种具有下式的药物-接头化合物：或其药学上可接受的盐或溶剂合物，其中：LA是配体接合组件；LH是具有下式的任选支化的亲水性接头：-AA1-RL1-RL2-RL3-其中：AA1是与其接合的DE单元形成可切割键的亲水性氨基酸；RL1是任选的并且选自亲水性氨基酸或任选取代的亚烷基，其在RL3和RL3不存在时可与LA共用一个原子；RL2是任选的并且选自亲水性氨基酸和任选取代的亚烷基，其在RL2存在并且RL3不存在时可与LA共用一个原子；并且RL3是任选的并且选自亲水性氨基酸和任选取代的亚烷基，其在RL3存在时可与LA共用一个原子；LA是配体接合组件；下标p’是1至4的整数；并且各DE是具有下式的奥瑞他汀(Aur)：或其药学上可接受的盐或溶剂合物，其中：R1和R2各自独立选自氢(H)和任选取代的-C1-C8烷基；前提是R1和R2都不是H，除非R3和R3’都不是H；R3选自H和任选取代的-C1-C8烷基；R3’选自H和任选取代的-C1-C8烷基，并且R3和R3’中的至少一个不是H；R4选自H和任选取代的-C1-C8烷基；R5选自H和任选取代的-C1-C8烷基；或者R4和R5一起形成碳环，并且具有式-(CRaRb)n-，其中Ra和Rb独立地选自H和任选取代的-C1-C8烷基并且n选自2、3、4、5和6；R6选自H和任选取代的-C1-C8烷基；R7选自H和任选取代的-C1-C8烷基；各R8独立地选自H、-OH、任选取代的C1-C8烷基、和任选取代的-O-(C1-C8烷基)；R12是选自下组的侧链：苏氨酸、丝氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、高丝氨酸、羟基缬氨酸、呋喃基丙氨酸、苏氨酸(PO3H2)、吡唑基丙氨酸、三唑基丙氨酸和噻唑基丙氨酸；或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中LH的左右线分别表示与DE单元和LA的共价接合。3.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其中LH包含修饰肽，其中RL1、RL2和RL3中的至少一个是通过其侧链上的反应性基团与相邻基团共价连接的氨基酸；或其药学上可接受的盐或溶剂合物。4.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其中R12是L-苏氨酸的侧链；或其药学上可接受的盐或溶剂合物。5.如权利要求1和3-4中任一项所述的药物-配体偶联物化合物，其中所述药物-配体偶联物的p是至少8；或其药学上可接受的盐或溶剂合物。6.如权利要求5所述的化合物，其中所述药物-配体偶联物的p是至少10；或其药学上可接受的盐或溶剂合物。7.如权利要求5所述的化合物，其中所述药物-配体偶联物的p是至少16；或其药学上可接受的盐或溶剂合物。8.如前述权利要求中任一项所述的化合物，其中LA是琥珀酰亚胺或水解的琥珀酰亚胺；或其药学上可接受的盐或溶剂合物。9.一种用具有下式的化合物：(a) (LH)p’-LA或其药学上可接受的盐或溶剂合物，其中：LH是任选支化的亲水性接头，LH的各分支具有下式：-AA1-RL1-RL2-RL3-：LA是配体接合组件；并且p’是1-4的整数；并且其中LH的左右线分别表示与DE单元和LA的接合位点；或者(b) ([LH]p’-LA)p-L或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中：L是特异性结合至靶标的配体；LH是任选支化的亲水性接头，LH的各分支具有下式：-AA1-RL1-RL2-RL3-；LA是配体接合组件；下标p是约4至20的整数；并且下标p’是1至4的整数；其中LH的左右线分别表示与DE单元和LA的接合位点；其中，在(a)或(b)中：AA1是可与其接合的DE单元形成可切割键的亲水性氨基酸；RL1是亲水性氨基酸或任选取代的亚烷基，其在RL2和RL3不存在时可与LA共用一个原子；RL2是任选的并且选自亲水性氨基酸和任选取代的亚烷基，其在RL2存在并且RL3不存在时可与LA共用一个原子；并且RL3是任选的并且选自亲水性氨基酸和任选取代的亚烷基，其在RL3存在时可与LA共用一个原子。10.如前述权利要求中任一项所述的化合物，或其药学上可接受的盐或溶剂合物，其中：(a)AA1是选自下组的亲水性氨基酸：甘氨酸，以及L型天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、丝氨酸和丙氨酸；(b)当RL1存在时，其选自下组：甘氨酸；L或D型天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、丝氨酸和丙氨酸；-NH-CH(Ra)-C(O)-；和-NH-CH(COOH)-Rb-；其中Ra选自-CH2NH2、-CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CO2H、-CH2CH2CH2CO2H和-CH2CH2CH2CH2CO2H；并且Rb选自-CH2NH-、-CH2CH2NH-、-CH2CH2CH2NH-、-CH2CH2CH2CH2NH-、-CH2CH2CO-、-CH2CH2CH2CO-、-CH2CH2CH2CO-和-CH2CH2CH2CH2CO-；和C1-C6亚烷基，任选地被选自-NH-、-C(O)-、-COOH、-N(C1-C3烷基)、-NH2或-NH(C1-C3烷基)的1-4个取代基取代；(c)当RL2存在时，其选自下组：甘氨酸；L或D型天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、丝氨酸和丙氨酸；-NH-CH(Ra)-C(O)-；和-NH-CH(COOH)-Rb-；其中Ra选自-CH2NH2、-CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NH2、-CH2...

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