專利名稱：支化水溶性聚合物及其綴合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及支化水溶性聚合物以及由這些支化聚合物形成的綴合物。
背景技術：
親水性聚合物，比如聚(乙二醇)(縮寫PEG，還稱為聚(環(huán)氧乙烷)，縮寫ΡΕ0)與分子和表面的綴合在生物技術和醫(yī)藥領域具有可觀的用途。根據(jù)其最通常的形式，PEG是在各末端用羥基終端的線形聚合物HO-CH2CH2O- (CH2CH2O) n-CH2CH2-0H其中η通常是大約3到大約4000。許多末端官能化衍生物在文獻中是已知的，并且可以市購。例如，參見 Shearwater Polymers, Inc. "Polyethylene Glycol Derivatives"目錄。在兩個末端的每一個具有不同基團的PEG物質(zhì)是特別有效的化合物。例如，異雙官能PEG可用作交聯(lián)劑。而且，在一個末端例如用烷基“封端”(比如甲氧基)的PEG分子使分子的羥基末端被轉(zhuǎn)化為大量的反應性有機官能團的任何一個。以下所示的環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的無規(guī)或嵌段共聚物在化學結(jié)構(gòu)上與PEG緊密相關，它們可以在PEG的許多應用中代替PEG。HO-CH2CHRO- (CH2CHRO) n-CH2CR_0H其中各R獨立地是H或CH3。在治療活性物質(zhì)和水溶性聚合物之間的綴合物的形成已經(jīng)證明是用于改進治療劑的藥代動力學和藥效動力學的頗富成效的策略。例如，參見Durm和Ot t enbr i t e， "Polymeric Drugs and Drug Delivery Systems" :ACS Symposium Series 469, American Chemical Society, Washington, D. C. 1991。例如，PEG用于衍生化肽治療劑的應用已經(jīng)證實可減低肽的免疫原性并延長在循環(huán)中的清除時間。例如，US專利No. 4，179，337 (Davis等人)涉及偶聯(lián)于聚乙二醇(PEG)或聚丙二醇的非免疫原性肽，比如酶和肽激素。每摩爾肽使用10-100摩爾聚合物，并保持至少15%的生理活性。PEG-肽綴合物的許多其它實例在本領域中是已知的。PEG及其衍生物連接于肽的主要方式是通過肽氨基酸殘基的非特異結(jié)合。例如，US專利No. 4，088，538公開了以共價鍵連接于PEG的酶的酶活性聚合物-酶綴合物。類似地，US專利No. 4，496，689公開了 α-l蛋白酶抑制劑與聚合物比如PEG或甲氧基聚(乙二醇)(“mPEG”)的共價鍵連接的復合物。Abuchowski等人(J. Biol. Chem. 252 :3578(1977)披露了 mPEG與牛血清白蛋白的胺基的共價連接。W093/15189 (Veronese等人)涉及通過將蛋白水解酶連接于大分子抑制
6劑來保持聚乙二醇改性的蛋白水解酶的活性的方法。該綴合物目的用于醫(yī)學應用。US專利No. 4，414，147披露了通過將干擾素綴合于二羧酸的酸酐，比如聚(乙二醇丁二酸酐)而減低其疏水性的方法。PCT W087/00056公開了 PEG和聚(乙氧基化)多元醇綴合于諸如 β-干擾素，白介素-2和免疫毒素之類的蛋白的方法。EP巧4，316公開并要求了化學改性淋巴因子，比如含有直接鍵接于該淋巴因子的至少一個伯氨基的PEG的IL-2。US專利 No. 4，055，635公開了以共價鍵連接于聚合物質(zhì)比如多糖的蛋白水解酶的水溶性復合物的藥物組合物。將PEG連接于肽的另一方式是通過在肽上的糖基殘基的非特異氧化。被氧化的糖用作將PEG結(jié)構(gòu)部分連接于肽的位點。例如，M' Timkulu (W0 94/05332)公開了胼-或氨基-PEG用于將PEG加成到糖蛋白的用途。糖基結(jié)構(gòu)部分被無規(guī)地氧化成相應的醛，它們隨后偶聯(lián)于氨基-PEG。在上述各方法中，聚(乙二醇)以無規(guī)、非特異的方式加成到肽骨架上的反應性殘基。通常，用PEG衍生化導致了肽活性的損失，這直接歸因于用于綴合該水溶性聚合物的化學過程的非選擇性性質(zhì)。與在水溶性聚合物和生物分子之間形成綴合物有關的另一難題是反應性水溶性聚合物試劑在一個以上的位點標記生物分子的能力。雖然通常希望每一綴合物包括一個以上的水溶性聚合物結(jié)構(gòu)部分，但生物分子活性的減低程度常常與鍵接于生物分子的聚合物結(jié)構(gòu)部分的數(shù)目成正比。因此，獲取每分子包含兩個或多個水溶性聚合物結(jié)構(gòu)部分的反應性、支化物質(zhì)具有重要意義。通過使用支化分子，一個以上的水溶性聚合物能夠綴合于生物分子，而無需干擾生物分子上的一個以上的位點?；诰?乙二醇)的支化聚合物在本領域中是已知的。例如，Greenwald等人(TO 98/41562)公開了基于1，3-二氨基-2-丙醇核的支化PEG。Morpurgo及其同事在Appl. Biochem. Biotechnol. 56 :59-72(1996)中論述了基于賴氨酸核的支化PEG的用途。類似的基于賴氨酸的支化 PEG 被 Guiotto 等人，Bioorg. Med. Chem. Lett. 12 :177-180(2002)所制備。Harris等人(US專利No. 5，932，462)還制備了基于賴氨酸的支化PEG。Martinez等人 (US專利No. 5，643，575)描述了許多基于各種核結(jié)構(gòu)的支化PEG物質(zhì)以及這些物質(zhì)與生物活性材料的綴合物(US專利No. 6，113，906)。聚合物，比如聚(乙二醇)已知是作為雜分散群體存在的，其包括了一定范圍的聚合物鏈長和分子量。當制備治療制劑時，很顯然，希望采用具有最小的雜分散性的聚合物來確保制劑之間的一致性和重現(xiàn)性。在本領域中已知幾乎沒有制備單分散PEG樣品的方法。 Loiseau等人公開了定義明確的PEG分子的合成。該方法采用保護/去保護策略，這對于制備大量的基本單分散PEG來說不是最佳的。因此，除了支化聚(乙二醇)聚合物以外，制備單分散PEG和將該單分散材料引入到支化聚合物中的方法是特別理想的。本發(fā)明回應了對于支化水溶性聚合物和單分散PEG物質(zhì)的需求，打開了獲取新型治療綴合物，例如肽綴合物的途徑，并且解決了對于更穩(wěn)定且治療有效的治療物質(zhì)的需求。 對于用改性基團比如水溶性聚合物改性治療用生物分子的工業(yè)上實用的方法仍然存在著需求。特別有意義的是其中綴合物具有比未改性治療劑改進的性能的方法。本發(fā)明滿足了這些和其它需求。本發(fā)明的簡述
本發(fā)明提供了基于多種結(jié)構(gòu)的核的支化水溶性聚合物。本發(fā)明的支化聚合物提供了通過單一連接位置將兩個或多個水溶性聚合物結(jié)構(gòu)部分連接于另一物質(zhì)的手段。本發(fā)明通過參考支化PEG分子來舉例說明。PEG作為代表性水溶性聚合物集中描述是為了說明清楚，不應被認為限制本發(fā)明。技術人員會認識到，本文所述的支化物質(zhì)可以用基本上任何水溶性聚合物來制備。除了 PEG以外，其它示例性水溶性聚合物包括聚(丙二醇)。在第一個方面，本發(fā)明提供了具有以下通式的支化水溶性聚合物

WSP-Y-Rx其中WSP是水溶性聚合物。符號Y表示連接基，例如鍵，或含有酰胺、羧酸酯、脲烷、 硫醇、取代或未取代烷基等的結(jié)構(gòu)部分。示例性連接基包括鍵，(CH2)n，(CH2)mC(0)0(CH2)n， (CH2)mC(O)NH(CH2)n, (CH2)mOC(O)NH(CH2)n, (CH2)mO(CH2)n, (CH2)mNH(CH2)nJP (CH2)mS(CH2)n, 其中m和η是獨立地選自0-6的整數(shù)。Rx是水溶性聚合物，連接于水溶性聚合物的取代或未取代烷基結(jié)構(gòu)部分；連接于水溶性聚合物的氨基酸或氨基酸的二聚體；或者連接于水溶性聚合物的糖或糖核苷酸。WSP和Rx的水溶性聚合物組分可以是相同的水溶性聚合物或不同的水溶性聚合物。用于本發(fā)明的化合物的示例性水溶性聚合物包括m-PEG，PEG, m-PPG, PPG,聚唾液酸，聚谷氨酸，聚天冬氨酸，聚賴氨酸，聚乙烯亞胺，可生物降解的聚合物(例如聚交酯，聚甘油酯)，和官能化PEG，例如末端官能化PEG。在一個示例性實施方案中，Y是取代烷基，以及本發(fā)明提供了具有以下通式的支化水溶性聚合物
權(quán)利要求
1.肽，其具有以下通式
2.根據(jù)權(quán)利要求1的肽，其中所述水溶性聚合物結(jié)構(gòu)部分包括聚(乙二醇)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的肽，其具有以下通式
4.根據(jù)權(quán)利要求2的肽，其具有以下通式
5.根據(jù)權(quán)利要求1的肽，其中R14包括糖結(jié)構(gòu)部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的肽，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分是核苷酸糖。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的肽，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分綴合于選自第二種肽和脂類中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的肽，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分綴合于選自所述肽的氨基酸和糖基殘基中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的肽，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分是在所述肽和所述第二種肽之間的糖基連接基。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的肽，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分是在所述肽和所述第二種肽之間的完整糖基連接基。
11.包括根據(jù)權(quán)利要求1的肽和藥物可接受的載體的藥物制劑，其中#4包括載體分子， 其選自治療用結(jié)構(gòu)部分中的一種。
12.氨基酸，其具有以下通式
13.根據(jù)權(quán)利要求12的氨基酸，其中所述水溶性聚合物結(jié)構(gòu)部分包括聚(乙二醇)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的氨基酸，其中所述水溶性聚合物結(jié)構(gòu)部分具有以下通式
15.根據(jù)權(quán)利要求14的氨基酸，其具有以下通式
16.根據(jù)權(quán)利要求12的氨基酸，其中R14包括糖結(jié)構(gòu)部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的氨基酸，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分是核苷酸糖。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的氨基酸，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分綴合于選自第二種肽和脂類中的一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的氨基酸，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分綴合于選自所述肽的氨基酸和糖基殘基中的一種。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的氨基酸，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分是在所述肽和所述第二種肽之間的糖基連接基。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的氨基酸，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分是在所述肽和所述第二種肽之間的完整糖基連接基。
22.包括根據(jù)權(quán)利要求12的氨基酸和藥物可接受的載體的藥物制劑，其中R14包括載體分子，其選自治療用結(jié)構(gòu)部分中的一種。
23.支化水溶性聚合物，其具有選自下列之中的通式
24.根據(jù)權(quán)利要求23的支化水溶性聚合物，其中Q'選自鹵素，全氟苯基，Η0ΒΤ,HOAt 和對硝基苯酚中的一種。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的支化水溶性聚合物，其中Q'包括糖結(jié)構(gòu)部分。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的支化水溶性聚合物，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分是核苷酸糖。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的支化水溶性聚合物，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分綴合于選自第二種肽和脂類中的一種。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的支化水溶性聚合物，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分綴合于選自所述肽的氨基酸和糖基殘基中的一種。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀的支化水溶性聚合物，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分是在所述肽和所述第二種肽之間的糖基連接基。
30.根據(jù)權(quán)利要求四的支化水溶性聚合物，其中所述糖結(jié)構(gòu)部分是在所述肽和所述第二種肽之間的完整糖基連接基。
31.包含根據(jù)權(quán)利要求23的氨基酸和藥物可接受的載體的藥物制劑，其中Q'包括載體分子，其選自治療用結(jié)構(gòu)部分中的一種。
32.支化水溶性聚合物，其具有以下通式
33.根據(jù)權(quán)利要求32的支化水溶性聚合物，其中所述水溶性聚合物包括聚(乙二醇)。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的支化水溶性聚合物，其中所述載體分子選自肽和脂類中的一
35.根據(jù)權(quán)利要求32的支化水溶性聚合物，其具有以下通式
36.支化水溶性聚合物，其具有以下通式
37.根據(jù)權(quán)利要求36的支化水溶性聚合物，其中所述水溶性聚合物包括聚(乙二醇)。
38.根據(jù)權(quán)利要求36的支化水溶性聚合物，其中所述載體分子選自肽和脂類中的一
全文摘要
本發(fā)明提供了可允許兩個或多個水溶性聚合物綴合于另一物質(zhì)的支化水溶性聚合物。該支化聚合物提供了獲取在單一位點綴合于兩個或多個水溶性聚合物的治療劑的途徑。該支化聚合物基于屬于簡單支化烷基結(jié)構(gòu)的支化點，反應性側(cè)鏈氨基酸和反應性側(cè)鏈氨基酸的小肽和糖。還提供了制備明確并可預定的分子量的單分散聚(乙二醇)的方法，以及聚(乙二醇)的合理的末端官能化的方法。還提供了該支化水溶性聚合物與不同物質(zhì)，例如肽、脂類、糖脂和小分子的綴合物。
文檔編號A61K47/30GK102212019SQ20111007187
公開日2011年10月12日 申請日期2004年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月14日
發(fā)明者S·德弗里斯 申請人:生物種屬學股份公司