可离子化脂质及其制造和使用方法技术

本发明专利技术涵盖新颖的可离子化脂质化合物及其在脂质纳米颗粒递送系统中的用途，所述脂质纳米颗粒递送系统适用于将核酸递送至哺乳动物受试者，所述可离子化脂质化合物可经纳入以用作例如癌症疫苗、基因编辑疗法、递送编码抗体的核酸(例如，mRNA)、感染性疾病用疫苗和蛋白质替代治疗剂。此外，本发明专利技术涵盖在脂质纳米颗粒中包含可离子化脂质的组合物和治疗剂，以及所述组合物和治疗剂用于制备药物组合物、尤其是疫苗(例如，用于预防或治疗感染性疾病、肿瘤或癌症疾病、罕见疾病、过敏症或自身免疫疾病)的用途。本发明专利技术涵盖治疗或预防上述疾病的方法。方法。方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可离子化脂质及其制造和使用方法
[0001]I.相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年10月14日提交的美国临时申请第63/091,616号；2021年4月26日提交的美国临时申请第63/179,885号；2020年10月14日提交的美国临时申请第63/091,603号；和2021年4月26日提交的美国临时申请第63/179,872号的权益，所述临时申请各自通过引用整体并入本文。
[0003]序列表
[0004]本申请含有序列表，所述序列表已以ASCII格式通过电子方式提交并且特此通过引用整体并入。所述ASCII副本创建于2021年12月21日，命名为AEXR
‑
001
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02US
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343269
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2014_SL.txt并且大小为1,460字节。
II.

[0005]本专利技术涵盖新颖的可离子化脂质化合物及其在脂质纳米颗粒递送系统中的用途，所述脂质纳米颗粒递送系统适用于将核酸递送至哺乳动物受试者，所述可离子化脂质化合物可经纳入以用作例如癌症疫苗、递送基因编辑疗法、递送编码抗体的核酸(例如，mRNA)、感染性疾病用疫苗和蛋白质替代治疗剂。此外，本专利技术涵盖在所述脂质纳米颗粒中包含可离子化脂质的组合物和治疗剂，以及所述组合物和治疗剂用于制备药物组合物、尤其是疫苗(例如，用于预防或治疗感染性疾病、肿瘤或癌症、罕见疾病、过敏症或自身免疫疾病)的用途。本专利技术还涵盖治疗或预防上述疾病的方法。
[0006]II.专利技术背景
[0007]基因疗法和基因疫苗接种属于现代医学中最有前景且发展最快的方法。它们可为多种疾病的疗法提供高度特异性和个性化的选择。作为基本的生物学概念，细胞机制利用mRNA作为信息的瞬时载体来合成基因编码的蛋白质。因此，从理论角度来看，mRNA应该能够代替DNA或重组蛋白质用于治疗目的。例如，RNA干扰(RNAi)剂如小干扰RNA(siRNA)和微RNA (miRNA)作为治疗剂具有强大潜力，可用于治疗广泛多种疾病，例如恶性肿瘤、感染、自身免疫疾病以及与不良基因表达相关的神经性疾病。
[0008]对于这些渗透性差并且易降解的大分子的全身施用，非常需要安全有效的递送平台。由于高生物相容性、生物可降解性和临床使用的可靠记录，由脂质和/或磷脂制成的纳米载体已普遍用于促进RNA递送(例如，脂质体、脂质纳米颗粒和脂质纳米乳液)。
[0009]基因疫苗接种引起对选定抗原如细菌表面的特征组分、病毒颗粒、肿瘤抗原等的期望的免疫反应。基因疫苗(即用于基因疫苗接种的疫苗)通常由基因工程化核酸分子构成，所述核酸分子允许在体内表达病原体或肿瘤抗原所特有的肽或蛋白质(即抗原)片段。基因疫苗在由靶细胞摄取后向患者施用时表达。所施用的核酸的表达导致所编码蛋白质的产生。如果这些蛋白质被患者的免疫系统识别为外来物，则会触发免疫反应。
[0010]DNA以及RNA可用作核酸分子，用于在基因疫苗接种的背景下的施用。众所周知，DNA相对稳定并且易于处理。然而，使用DNA带来将所施用DNA片段不期望地插入患者基因组中的风险，这可能导致诱变事件，例如受损基因的功能丧失。作为另一种风险，可能会出现
不需要的抗DNA抗体产生。另一个缺点是在DNA施用后可实现的编码肽或蛋白质的有限表达水平，因为DNA必须进入细胞核才能在所产生的mRNA可被翻译之前进行转录。除其他原因外，所施用DNA的表达水平将取决于调节DNA转录的特定转录因子的存在。在不存在此类因子的情况下，DNA转录不会产生令人满意的RNA量。作为结果，所获得的翻译肽或蛋白质的水平是有限的。
[0011]通过使用RNA代替DNA进行基因疗法和基因疫苗接种，可最大限度地降低或避免不希望的基因组整合和产生抗DNA抗体的风险。然而，RNA被视为一种相当不稳定的分子种类，很容易由普遍存在的RNA酶降解。本领域需要提供一种有效的mRNA施用方法(例如，用于疫苗接种)，所述方法允许引发适应性免疫反应，其中施用不会因抗原的早期降解或由于mRNA在细胞中的低效释放所致的mRNA的低效翻译而受到严重损害。此外，需要减少mRNA疫苗的剂量以减少潜在的安全问题并使得第三世界能够负担得起疫苗。
[0012]存在许多与核酸递送相关的挑战以影响在生物系统中的所需反应。基于核酸的治疗剂(例如疫苗)具有巨大的潜力，但仍需要更有效地将核酸递送至细胞、组织或生物内的适当位点以实现这种潜力。然而，目前在治疗环境中使用寡核苷酸面临三个问题。首先，游离RNA容易受到血浆中核酸酶的消化。其次，游离RNA进入相关翻译机制所在的细胞内区室的能力有限。第三，仅一小部分内化的寡核苷酸释放至细胞质中而变得具有生物活性。由本专利技术的可离子化脂质(如本文所定义)与其他脂质组分如中性脂质、类固醇、PEG、聚乙二醇化脂质和寡核苷酸组合形成的脂质纳米颗粒(LNP)已用于阻断血浆中RNA的降解并促进寡核苷酸的细胞摄取。如果适当设计，则它们可将治疗水平的寡核苷酸释放至细胞质中。
[0013]局部递送造成RNA的全身存在，从而导致不需要的副作用和功效降低。疫苗通常经由肌内(IM)注射施用，并且经由IM途径递送至树突状细胞的LNP要求与静脉内(IV)递送至肝细胞不同。肝细胞靶向是由于LNP与ApoE相关联，ApoE将LNP摄取靶向肝细胞LDL受体，而ApoE在IM施用中可能没有相同的作用。LNP的第二靶向机制是它们的净电荷。带负电的LNP在IV施用时以脾脏为目标，而带正电的LNP以肺脏为目标，并且接近中性的LNP以肝脏为目标。已发表的研究未评估LNP电荷在IM施用中的影响。
[0014]仍然需要用于递送寡核苷酸的经改进的可离子化脂质和脂质纳米颗粒。
[0015]包含在脂质纳米颗粒中的本专利技术的可离子化脂质(如本文所定义)提供最佳药物:脂质比，保护核酸免于降解，并在血清中清除，适用于全身或局部递送，并提供核酸的细胞内递送。此外，包含在脂质
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核酸颗粒中的本专利技术的可离子化脂质具有良好的耐受性并提供足够的治疗指数，使得以有效剂量的核酸对患者进行的治疗不会导致不可接受的毒性和/或对患者的风险。本专利技术提供了这些和相关优势。
III.
技术实现思路

[0016]本专利技术提供了用于脂质纳米颗粒(LNP)中的本专利技术的可离子化脂质(如下所定义)的令人惊讶和出乎意料的发现，所述可离子化脂质提供核酸递送(例如，mRNA)的效力增强，以用于例如疫苗候选物中，其极大地促进满足成功mRNA疫苗的三个标准的能力
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(1)持久保护，(2)每年的大产量，以及(3)全球人口有机会并愿意接种疫苗。由本专利技术的可离子化脂质提供的增强效力减少了所需剂量和不良反应，同时通过降低成本和提高制造能力保持了功效并增强了全球接种的能力。在某些实施方案中，在这些相同剂量下提高的效力增强了保
护。
[0017]本专利技术人已惊讶且意外地发现一类可用于LNP中的新型可离子化脂质，所述可离子化脂质通过使用两种方式设计脂质纳米颗粒来提高效力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种式V化合物：其中每个R1和每个R2独立地选自由以下组成的组：H、任选地被取代的C1‑
C
12
烷基、任选地被取代的C2‑
C
12
烯基、任选地被取代的C2‑
C
12
炔基、任选地被取代的C3‑
C6环烷基、任选地被取代的C4‑
C6杂环烷基、任选地被取代的C4‑
C6烷基环烷基、任选地被取代的C4‑
C6芳基、任选地被取代的C3‑
C6杂芳基、任选地被取代的C4‑
C8芳氧基、任选地被取代的C7‑
C
10
芳烷基、任选地被取代的C5‑
C
10
杂芳烷基、任选地被取代的胺；或者R1与R2可一起形成环烷基环或杂环烷基环；其中每个R3、R4、R
13
和R
14
独立地选自由以下组成的组：
‑
H、任选地被取代的C1‑
C
22
烷基、任选地被取代的C2‑
C
22
烯基、任选地被取代的C2‑
C
22
炔基；其中每个R5、R6、R7、R8、R9、R
10
、R
15
和R
16
独立地选自由以下组成的组：H、OH、卤基、苯基、苄基、任选地被取代的C1‑
C
22
烷基、任选地被取代的C2‑
C
22
烯基、任选地被取代的C2‑
C
22
炔基，其中w、y和z各自独立地为0
‑
10的整数；其中每个Q独立地为选自O、NH、NR1、S的原子或二硫键；其中每个m为0
‑
20的整数，并且其中L1和L2各自独立地选自由以下组成的组：
‑
C(＝O)
‑
；OC(＝O)
‑
；
‑
OC(＝O)O
‑
；
‑
C(＝O)O
‑
；
‑
C(＝O)O(CR6R7)
m
‑
；
‑
NH
‑
C(＝O)
‑
；
‑
C(＝O)NH
‑
；
‑
SO
‑
；
‑
SO2‑
；
‑
SO3‑
；
‑
NSO2‑
；
‑
SO2N
‑
；
‑
NH((C1‑
C8)烷基)；
‑
N((C1‑
C8)烷基)2；
‑
NH((C6)芳基)；
‑
N((C6)芳基)2；
‑
NHC(＝O)NH
‑
；
‑
NHC(＝O)O
‑
；
‑
OC(＝O)NH
‑
；
‑
NHC(＝O)NR1‑
；
‑
NHC(＝O)O
‑
；
‑
OC(＝O)NR1‑
；
‑
C(＝O)R1‑
；
‑
CO((C1‑
C8)烷基)；
‑
CO((C6)芳基)；
‑
CO2((C1‑
C8)烷基)；
‑
CO2((C6)芳基)；
‑
SO2((C1‑
C8)烷基)；和
‑
SO2((C6)芳基)。2.一种式III化合物：其中每个R1'、R1、R2、R
11
和R
12
独立地选自由以下组成的组：H、任选地被取代的C1‑
C
12
烷基、任选地被取代的C2‑
C
12
烯基、任选地被取代的C2‑
C
12
炔基、任选地被取代的C3‑
C6环烷基、任选地被取代的C4‑
C6杂环烷基、任选地被取代的C4‑
C6烷基环烷基、任选地被取代的C4‑
C6芳基、任选地被取代的C3‑
C6杂芳基、任选地被取代的C4‑
C8芳氧基、任选地被取代的C7‑
C
10
芳烷基、任选地被取代的C5‑
C
10
杂芳烷基、任选地被取代的胺；或者R1与R2可一起形成环烷基环或杂环烷基环，其中如果Q为S或O，则与S或O连接的R1为电子对；
其中每个R3和R4独立地选自由以下组成的组：任选地被取代的C1‑
C
22
烷基、任选地被取代的C2‑
C
22
烯基、任选地被取代的C2‑
C
22
炔基；其中每个R5、R6、R7、R8、R9和R
10
独立地选自由以下组成的组：H、OH、卤基、苯基、苄基、...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：宾夕法尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：