制备聚谷氨酸化抗叶酸剂的方法以及它们的组合物的用途技术

本文提供了制备聚谷氨酸化化合物如聚谷氨酸化抗叶酸剂和/或包含所述聚谷氨酸化化合物的药物组合物如脂质体组合物的方法。本文还提供了基本上纯的聚谷氨酸化化合物或其药学上可接受的盐，或包含所述聚谷氨酸化化合物或其药学上可接受的盐的药物组合物如脂质体组合物。本公开进一步提供了使用所述聚谷氨酸化化合物和组合物来治疗疾病的方法，所述疾病包括过度增生性疾病如癌症、免疫系统病症如类风湿性关节炎以及感染性疾病如HIV、疟疾和血吸虫病。虫病。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备聚谷氨酸化抗叶酸剂的方法以及它们的组合物的用途

技术介绍

[0001]本公开总体上涉及制备聚谷氨酸化化合物(特别是聚谷氨酸化抗叶酸剂)或其药学上可接受的盐、包含所述聚谷氨酸化化合物的药物组合物如脂质体组合物或药学上可接受的盐的方法，以及使用所述化合物和组合物来治疗疾病的方法，所述疾病包括过度增生性疾病(如癌症)、免疫系统病症(如类风湿性关节炎)以及感染性疾病(如HIV、疟疾和血吸虫病)。
[0002]叶酸是介导参与核苷酸生物合成和DNA修复的一碳单元的转移、高半胱氨酸(Hcy)的再甲基化以及DNA、蛋白质和脂质的甲基化的必不可少的辅因子。血液中叶酸的唯一循环形式是单谷氨酸盐，并且叶酸单谷氨酸盐是穿过细胞膜转运的唯一形式的叶酸
‑
同样，可聚谷氨酸化抗叶酸剂的单谷氨酸盐形式穿过细胞膜转运。一旦被摄取到细胞中，细胞内叶酸就通过酶叶酰聚
‑
γ
‑
谷氨酸合成酶(FPGS)转化为聚谷氨酸盐。
[0003]抗叶酸剂通过还原性叶酸载体(RFC)系统和叶酸受体(FR)α和β以及质子偶联叶酸转运蛋白(PCFT)转运到细胞中，所述质子偶联叶酸转运蛋白通常在较低pH值环境中活性最高。RFC是在生理pH下抗叶酸剂的主要转运蛋白，并且在正常细胞和患病细胞中均普遍表达。因此，抗叶酸剂治疗常常遭受剂量限制性毒性，这是癌症化学疗法的主要障碍。一旦进入细胞内，抗叶酸剂就通过FPGS聚谷氨酸化，这可在抗叶酸剂的L
‑
γ羧基键联中添加至多6个谷氨酰基。FPGS对抗叶酸剂的L
‑/>γ聚谷氨酸化至少有两个主要治疗目的：(1)它大大增强抗叶酸剂对DHFR的亲和力和抑制活性；和(2)它促进聚谷氨酸化抗叶酸剂的累积，与抗叶酸剂(单谷氨酸盐)不同，聚谷氨酸化抗叶酸剂不易被细胞外排泵转运出细胞。
[0004]虽然靶向叶酸代谢和核苷酸生物合成是确立已久的癌症治疗策略，但对于抗叶酸剂而言，由于缺乏肿瘤选择性以及原发性(de novo)和获得性耐药性的存在，临床功效受到限制。抗叶酸剂通常在DNA和RNA合成过程中起作用，并且因此对快速分裂的细胞(如恶性细胞和髓样细胞)具有更大的毒性作用。骨髓抑制通常是抗叶酸剂疗法的剂量限制性毒性，并且限制了抗叶酸剂的临床应用。
[0005]对抗叶酸剂疗法的耐药性通常与以下中的一项或多项相关：(a)细胞外排泵活性增加，(b)抗叶酸剂至细胞中的转运减少，(c)DHFR活性增强，(d)叶酰聚
‑
γ
‑
谷氨酸合成酶(FPGS)活性降低，以及(e)γ
‑
谷氨酰水解酶(GGH)活性增加，所述γ
‑
谷氨酰水解酶裂解连接至叶酸和抗叶酸剂的γ聚谷氨酸链。
[0006]长期(＞30年)观察结果(即各种抗叶酸剂的较高水平聚谷氨酸盐与较低水平的谷氨酸盐相比具有更大的效力)所面临的挑战一直是，科学界依赖于细胞内FPGS介导的机制来将较低水平的谷氨酸盐转化为它们的更高水平的形式。本公开提供了化学合成、更大规模的方法和将较高水平的聚谷氨酸盐形式的抗叶酸剂直接递送至细胞中的手段，而不必依赖于细胞机制来实现这一目的。

技术实现思路

[0007]在各种实施方案中，本公开部分地基于本文所述的有利合成方法，所述合成方法
允许大规模合成例如呈基本上纯的形式的聚谷氨酸化化合物，特别是聚谷氨酸化抗叶酸剂，如γ
‑
聚谷氨酸化抗叶酸剂和/或α
‑
聚谷氨酸化抗叶酸剂。
[0008]在一些实施方案中，本公开还提供了药物组合物(如脂质体组合物)，所述药物组合物包含聚谷氨酸化抗叶酸剂，如基本上纯的聚谷氨酸化抗叶酸剂；和使用所述组合物的方法。所提供的聚谷氨酸化抗叶酸剂，如基本上纯的聚谷氨酸化抗叶酸剂，如γ聚谷氨酸化抗叶酸剂组合物和/或α
‑
聚谷氨酸化抗叶酸剂组合物，可用于例如克服与抗叶酸剂疗法相关的剂量限制毒性和治疗耐药性相关的药理学挑战。在一些实施方案中，所提供的方法向癌细胞递送γ或α聚谷氨酸化形式的抗叶酸剂，同时(1)使对正常组织细胞的暴露最小化/减少，(2)优化/改善基于抗叶酸剂的剂对癌细胞的细胞毒性作用，和(3)使外排泵以及其它限制抗叶酸剂的治疗功效的耐药机制的影响最小化/减少。
[0009]本公开的一些实施方案涉及一种制备聚谷氨酸化药物，特别是聚谷氨酸化抗叶酸剂或其药学上可接受的盐的方法。在一些实施方案中，所述方法包括使式I的受保护的聚谷氨酸或其盐与具有式Z
‑
COOH的抗叶酸剂或其活化形式在酰胺形成条件下反应以形成式II化合物或其盐，其中每个谷氨酸单元可独立地呈D形式或L形式，Pg1在每次出现时独立地是羧酸保护基团，并且n可以是0
‑
20的整数，其中Z是所述抗叶酸剂的残基。
[0010][0011]在一些具体实施方案中，Z是例如选自氨甲蝶呤(MTX)、培美曲塞(PMX)、洛美曲索(LTX)、AG2034、雷替曲塞(RTX)、普拉曲沙、GW1843、氨基蝶呤、LY309887和LY222306的抗叶酸剂的残基。在一些实施方案中，Z是培美曲塞的残基。在一些实施方案中，n是2
‑
6，如2、3、4或5。在一些实施方案中，式I或式II中的所有谷氨酸单元都呈L形式。在一些实施方案中，式I或式II中的所有谷氨酸单元都呈D形式。在一些实施方案中，所述反应包括使所述式I化合物与所述抗叶酸剂在选自氯异丁酸酯、DCC、DIC、PyBOP、PyAOP、EDCI、HATU、HBTU、TBTU和T3P的酰胺偶联试剂存在下反应。在一些实施方案中，式I的所述受保护的聚谷氨酸或其盐可通
过本文所述的方法例如以基本上纯的形式合成。在一些实施方案中，所述方法还包括使所述式II化合物或其盐脱保护以提供式III化合物或其盐：
[0012][0013]其中每个谷氨酸单元可独立地呈D形式或L形式，Z和n在本文中定义。在一些实施方案中，所述方法还包括将所述式III化合物或其盐转化为式IV的碱金属盐(例如，钠盐)：
[0014][0015]其中每个谷氨酸单元可独立地呈D形式或L形式，Z和n在本文中定义，M
+
是碱金属反离子，如Li
+
、Na
+
或K
+
。
[0016]在一些实施方案中，所述方法包括使式I
‑
α的受保护的聚谷氨酸或其盐与具有式Z
‑
COOH的抗叶酸剂或其活化形式在酰胺形成条件下反应以形成式II
‑
α的化合物或其盐，其中每个谷氨酸单元可独立地呈D形式或L形式，Pg1在每次出现时独立地是羧酸保护基团，并且n可以是0
‑
20的整数，其中Z是所述抗叶酸剂的残基。
[0017][0018]在一些具体实施方案中，Z是例如选自氨甲蝶呤(MTX)、培美曲塞(PMX)、洛美曲索(LTX)、AG2034、雷替曲塞(RTX)、普拉曲沙、GW1843、氨基蝶呤、LY309本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备聚谷氨酸化抗叶酸剂或其药学上可接受的盐的方法，所述方法包括：使式I的受保护的聚谷氨酸或其盐与具有式Z
‑
COOH的抗叶酸剂或其活化形式在酰胺形成条件下反应以形成式II化合物或其盐，其中：每个谷氨酸单元独立地呈L形式或D形式(例如，所有谷氨酸单元都呈L形式或者所有谷氨酸单元都呈D形式)；Pg1在每次出现时独立地是羧酸保护基团，n是0
‑
20的整数(例如，3、4或5)，并且Z是选自氨甲蝶呤(MTX)、培美曲塞(PMX)、洛美曲索(LTX)、AG2034、雷替曲塞(RTX)、普拉曲沙、GW1843、氨基蝶呤、LY309887和LY222306的抗叶酸剂的残基。2.如权利要求1所述的方法，其中所述Z是培美曲塞的残基，所述残基具有下式：3.如权利要求1或2所述的方法，其中n是2
‑
6(例如，3或4)。4.如权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其中所述式I化合物或其盐是基本上纯的。5.如权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其中Pg1在每次出现时是叔丁基。6.如权利要求1
‑
5中任一项所述的方法，其中所述反应包括使所述式I化合物与所述抗叶酸剂在选自氯异丁酸酯、DCC、DIC、PyBOP、PyAOP、EDCI、HATU、HBTU、TBTU和T3P的酰胺偶联试剂存在下反应。7.如权利要求1
‑
6中任一项所述的方法，所述方法还包括使所述式II化合物或其盐脱
保护以提供式III化合物或其盐：8.如权利要求7所述的方法，所述方法还包括将所述式III化合物或其盐转化为式IV的碱金属盐：其中M
+
是碱金属反离子。9.如权利要求1
‑
8中任一项所述的方法，其中式I的所述受保护的聚谷氨酸或其盐通过包括以下的方法产生：a)使式S
‑
1的酸或其活化形式与式S
‑
2的受保护的聚谷氨酸或其盐在酰胺形成条件下反应以形成式S
‑
3的化合物或其盐
其中：每个谷氨酸单元独立地呈L形式或D形式(例如，所有谷氨酸单元都呈L形式或者所有谷氨酸单元都呈D形式)；Pg1在上文定义，Pg2和Pg2’
独立地是氢或氮保护基团，条件是Pg2和Pg2’
中的至少一者是氮保护基团；或者Pg2和Pg2’
与它们所连接的氮原子一起形成环状受保护的氨基；其中m是0
‑
19的整数；p是0
‑
19的整数；条件是m+p＝n；以及b)除去Pg2和Pg2’
中的一者或两者以提供式I的所述受保护的聚谷氨酸或其盐。10.如权利要求9所述的方法，其中p是0。11.如权利要求9或10所述的方法，其中m是2
‑
6(例如，3或4)。12.如权利要求9
‑
11中任一项所述的方法，其中Pg2和Pg2’
中的一者是氢，并且Pg2和Pg2’
中的另一者是能够通过氢化脱保护的氮保护基团，例如苄氧基羰基。13.一种基本上纯的式III化合物或其药学上可接受的盐：
其中：每个谷氨酸单元独立地呈L形式或D形式(例如，所有谷氨酸单元都呈L形式或者所有谷氨酸单元都呈D形式)；n是0
‑
20的整数；并且Z是选自氨甲蝶呤(MTX)、培美曲塞(PMX)、洛美曲索(LTX)、AG2034、雷替曲塞(RTX)、普拉曲沙、GW1843、氨基蝶呤、LY309887和LY222306的抗叶酸剂的残基。其中所述基本上纯的化合物具有根据HPLC和/或按重量计至少90％的纯度。14.如权利要求13所述的基本上纯的化合物，其中式III中的Z是培美曲塞的残基，所述残基具有下式：15.如权利要求13或14所述的基本上纯的化合物，其中式III中的n是2
‑
6(例如，3或4)。16.如权利要求13
‑
15中任一项所述的基本上纯的化合物，其中所述式III化合物呈钠盐形式。17.如权利要求13
‑
16中任一项所述的基本上纯的化合物，其中所述式III化合物呈酸加成盐的形式。18.一种基本上纯的式III
‑1‑
L化合物或其药学上可接受的盐：所述基本上纯的式III
‑1‑
L化合物或其药学上可接受的盐基本上不含式III
‑
2化合物或其药学上可接受的盐：
其中式III
‑
2中的n是不为4的整数，或者n是4且谷氨酸单元中的至少一者不呈L形式。19.如权利要求18所述的基本上纯的化合物，所述化合物呈钠盐形式。20.一种式IV的碱金属盐：其中：每个谷氨酸单元独立地呈L形式或D形式(例如，所有谷氨酸单元都呈L形式或者所有谷氨酸单元都呈D形式)；n是0
‑
20的整数；并且Z是选自氨甲蝶呤(MTX)、培美曲塞(PMX)、洛美曲索(LTX)、AG2034、雷替曲塞(RTX)、普拉曲沙、GW1843、氨基蝶呤、LY309887和LY222306的抗叶酸剂的残基，其中M
+
是碱金属反离子。21.如权利要求20所述的碱金属盐，其中M
+
是Na
+
(例如，n是4，并且式IV的所述碱金属盐是七钠盐)。22.如权利要求20或21所述的碱金属盐，其中Z是培美曲塞的残基，所述残基具有下式：23.如权利要求20
‑
22中任一项所述的碱金属盐，其中n是2
‑
6(例如，3、4或5)。24.如权利要求20
‑
23中任一项所述的碱金属盐，所述碱金属盐呈固体形式，例如结晶形式、非晶形式或它们的混合物。25.如权利要求20
‑
24中任一项所述的碱金属盐，所述碱金属盐呈无水形式、水合物或溶剂合物的形式。26.如权利要求20
‑
25中任一项所述的碱金属盐，所述碱金属盐具有根据HPLC至少90％
和/或按重量计至少90％的纯度。27.一种药物组合物，所述药物组合物包含权利要求13
‑
19中任一项所述的基本上纯的化合物或权利要求20
‑
26中任一项所述的碱金属盐。28.如权利要求27所述的药物组合物，所述药物组合物被配制为水溶液或悬浮液。29.如权利要求27所述的药物组合物，所述药物组合物被配制为脂质体组合物，其中所述脂质体任选地被聚乙二醇化。30.如权利要求29所述的药物组合物，其中所述脂质体组合物具有至少10％的载药量。31.如权利要求29或30所述的药物组合物，其中所述脂质体组合物包含连接至PEG和所述脂质体的外部中的一者或两者的靶向部分，并且其中所述靶向部分对目标靶细胞上的表面抗原具有特异性亲和力。32.一种用于治疗癌症的方法，所述方法包括向患有癌症或有患癌症风险的受试者施用有效量的权利要求27
‑
31中任一项所述的药物组合物。33.如权利要求32所述的方法，其中所述癌症选自由以下组成的组：肺癌、胰腺癌、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、前列腺癌、头颈癌、胃癌、胃肠癌、结肠癌、食道癌、宫颈癌、肾癌、胆管癌、胆囊癌和血液系统恶性疾病。34.一种用于治疗癌症的方法，所述方法包括向具有癌细胞或有具有癌细胞风险的受试者施用有效量的权利要求27
‑
31中任一项所述的组合物，所述癌细胞在其表面上表达由靶向部分结合的叶酸受体。35.一种用于正在进行癌症疗法或已经进行了癌症疗法的受试者的维持疗法，所述维持疗法包括向正在进行癌症疗法或已经进行了癌症疗法的受试者施用有效量的权利要求27
‑
31中任一项所述的组合物。36.一种用于治疗免疫系统病症的方法，所述方法包括向患有免疫系统病症或有患免疫系统病症风险的受试者施用有效量的权利要求27
‑
31中任一项所述的组合物。37.一种用于治疗感染性疾病的方法，所述方法包括向患有感染性疾病或有患感染性疾病风险的受试者施用有效量的权利要求27
‑
31中任一项所述的组合物。38.一种将聚谷氨酸化抗叶酸剂递送至在表面上表达叶酸受体的肿瘤的方法，所述方法包括：向患有所述肿瘤的受试者施用一定量的权利要求27
‑
31中任一项所述的组合物，以将治疗有效剂量的所述聚谷氨酸化抗叶酸剂递送至所述肿瘤。39.一种制备脂质体聚谷氨酸化抗叶酸剂组合物的方法，所述方法包括：形成在溶液中包含脂质体组分和聚谷氨酸化抗叶酸剂的混合物；使所述混合物均质化以在所述溶液中形成脂质体；以及加工所述混合物以形成含有所述聚谷氨酸化抗叶酸剂的脂质体，其中所述聚谷氨酸化抗叶酸剂是权利要求13
‑
19中任一项所述的基本上纯的化合物或其药学上可接受的盐、或权利要求20
‑
26中任一项所述的碱金属盐。40.一种制备脂质体聚谷氨酸化抗叶酸剂组合物的方法，所述方法包括：形成在溶液中包含脂质体组分和聚谷氨酸化抗叶酸剂的混合物；使所述混合物均质化以在所述溶液中形成脂质体；加工所述混合物以形成包埋和/或包封聚谷氨酸化抗叶酸剂的脂质体；以及在所述脂质体的表面上提供靶向部分，所述靶向部分对叶酸受体α(FR
‑
a)、叶酸受体β(FR
‑
β)和叶酸受体δ(FR
‑
δ)中的至少一者具有特异性亲和力，其中所述聚谷氨酸化抗叶酸剂是权利要求13
‑
19中任一项所述的基本上纯的化合物或其药学上可接受的盐、或权利要求20
‑
26中
任一项所述的碱金属盐。41.如权利要求39或40所述的方法，其中所述加工步骤包括以下中的一个或多个：薄膜水合、挤出、在线混合、乙醇注入技术、冻融技术、反相蒸发、动态高压微射流、微射流混合、复乳法、冷冻干燥复乳法、3D打印、膜接触器方法和搅拌。42.一种制备聚谷氨酸化抗叶酸剂或其药学上可接受的盐的方法，所述方法包括：使式I
‑
α的受保护的聚谷氨酸或其盐与具有式Z
‑
COOH的抗叶酸剂或其活化形式在酰胺形成条件下反应以形成式II
‑
α的化合物或其盐，α的化合物或其盐，其中：每个谷氨酸单元独立地呈L形式或D形式(例如，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：LEAF控股集团公司，
类型：发明
国别省市：