CN109528686A

CN109528686A - 利用微混合和卡培他滨两亲性质的卡培他滨的聚合物-脂质混合纳米颗粒

Info

Publication number: CN109528686A
Application number: CN201710864852.9A
Authority: CN
Inventors: 程仲毅
Original assignee: PTM Biolabs Inc
Current assignee: PTM Biolabs Inc
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2019-03-29

Abstract

本发明包括组合物和制备组合物的方法，所述组合物包含纳米颗粒，所述纳米颗粒包含磷脂核和在所述磷脂核表面上的至少一层的一种或多种聚合物，所述磷脂核包含一种或多种脂质和一种或多种活性成分；更具体地，本发明涉及在此类用于优化卡培他滨(N4‑戊氧基羰基‑5‑脱氧‑5‑氟‑胞苷，CAP)的药物性质的脂质‑聚合物纳米颗粒制剂中的卡培他滨在治疗癌症中的用途。

Description

利用微混合和卡培他滨两亲性质的卡培他滨的聚合物-脂质混合纳米颗粒

发明技术领域

本发明通常涉及包含磷脂核和在所述磷脂核的表面上的至少一层一种或多种聚合物的纳米颗粒，所述磷脂核包含一种或多种脂质和一种或多种活性成分；更具体地，本发明涉及在此类用于减轻卡培他滨(N4-戊氧基羰基-5-脱氧-5-氟-胞苷，CAP)的副作用的脂质-聚合物纳米颗粒制剂中的卡培他滨在治疗癌症中的用途。

发明背景

不限制本发明的范围，将其背景描述为关于活性药物，更具体地为卡培他滨(N4-戊氧基羰基-5-脱氧-5-氟-胞苷，CAP)或其代谢物的递送。虽然许多美国专利提供了癌症化学疗法药物的纳米颗粒制剂，但是它们均不与卡培他滨的脂质或聚合物递送、具体地卡培他滨或其代谢物的聚合物-脂质混合递送直接相关。

发明概述

卡培他滨(N4-戊氧基羰基-5-脱氧-5-氟-胞苷，CAP)是一种普遍使用的前药，其被用于治疗包括结肠直肠癌在内的多类癌症[参考文献1-5]。在靶组织中，CAP将通过酶从5’-脱氧-5-氟尿苷转化为5-氟尿嘧啶，其是一种活性代谢物。尽管CAP在治疗诸如结肠直肠癌的多种癌症中有效，但半衰期较短。药物在0.5-1.0小时内从身体中有效地清除，因此需要高剂量(150mg/m²，每天两次)。活性组分的大剂量和/或峰值暴露可以导致更多的副作用，例如恶心、呕吐、皮炎、骨髓抑制、心脏毒性和腹泻。因此，持续释放以及靶向特定癌症位点的递送系统可能改善治疗窗口。纳米颗粒制剂提供了此类可能性。本文中我们公开了制备稳定的卡培他滨纳米颗粒的方法，所述卡培他滨纳米颗粒控制良好、直径粒子直径和表面性质与设计相符。

本发明包括组合物和制备组合物的方法，所述组合物包含含有一种或多种脂质和至少包含卡培他滨或其代谢物的一种或多种活性成分的磷脂核、以及在磷脂核的表面上的至少一层的一种或多种聚合物。一种或多种脂质包括以下的至少一种：1,2-二癸酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DDPC)、1,2-二月桂酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DLPE)、二肉豆蔻酰基磷脂酰胆碱(DMPC)、二肉豆蔻酰基磷脂酰甘油(DMPG)、1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DMPE-PEG)、1-棕榈酰基-2-肉豆蔻酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(PMPC)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸-(1’-rac-甘油)(DPPG)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DPPC)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DPPE-PEG)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸盐(钠盐)(DPPA)、1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(POPC)、1-棕榈酰基-2-硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(PSOC)、1-硬脂酰基-2-棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(SPPC)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇)-2000](DEPE-PEG)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺-N-[二苯并环辛基(聚乙二醇)-2000](DSPE-PEG)、L-α-磷脂酰胆碱(L-α-PC)、1,2-二亚油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DLPC)、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸-(1’-rac-甘油)(DOPG)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸-(1’-rac-甘油)(DSPG)、1,2-二硬脂酰基-3-三甲基铵-丙烷(DSTAP)、1,2-二油酰基-3-三甲基铵-丙烷(DOTAP)、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸盐(DOPA)、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DOPE)、1-硬脂酰基-2-油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(SOPC)、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DOPC)。在某些方面，一种或多种活性成分包含卡培他滨(N4-戊氧基羰基-5-脱氧-5-氟-胞苷，CAP)或其代谢物。活性成分可以包含至少一种抗癌药物；和/或选自抗癌药物、抗生素、抗病毒剂、抗真菌剂、驱虫剂、营养素、小分子、siRNA、抗氧化剂和抗体的至少一种。在某些方面，组合物具有高的生物利用度。在某些方面，活性成分可以包含常规放射性同位素。一种或多种活性成分包含水不溶性染料；和/或待用作MRI的造影剂的金属纳米颗粒；和/或选自尼罗红、铁和铂。在某些方面，一种或多种聚合物包括以下的至少一种：聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)或其聚乙二醇化形式PEG-PLGA、聚乳酸(PLA)或其聚乙二醇化形式PEG-PLA、聚乙醇酸(PGA)或其聚乙二醇化形式PEG-PGA、聚-L-丙交酯-共-ε-己内酯(PLCL)或其聚乙二醇化形式PEG-PLCL、透明质酸(HA)或其聚乙二醇化形式PEG-HA、聚(-L-赖氨酸)(PLL)或其聚乙二醇化形式PEG-PLL、聚丙烯酸(PAA)或其聚乙二醇化形式PEG-PAA、多磷酸盐(polyP)、聚(丙烯酸-共-马来酸)、聚(丁二酸丁二醇酯)、聚(烷基氰基丙烯酸酯)(PAC)或其聚乙二醇化形式PEG-PAC。在多个方面，组合物可以包含1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DPPC)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DPPE-PEG)、L-α-磷脂酰胆碱(L-α-PC)、1,2-二亚油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DLPC)、或1,2-二油酰基-3-三甲基铵-丙烷(DOTAP)。脂质与聚乙二醇化脂质的最常用的摩尔比为100:0.01至50:50。饱和脂质与不饱和脂质的摩尔比通常为100:0.01至25:75。在某些方面，组合物可以包含至少一种靶向剂，其中靶向剂使纳米颗粒选择性地靶向患病组织/细胞，由此使全身剂量最小化；和/或其中靶向剂包括能够识别靶向抗原的抗体或其功能片段；和/或选自抗体、小分子、肽、碳水化合物、siRNA、蛋白质、核酸、适配子、第二纳米颗粒、细胞因子、趋化因子、淋巴因子、受体、脂质、凝集素、黑色金属、磁性颗粒、连接子、同位素以及它们的组合。在某些方面，纳米颗粒具有10nm至200nm的直径。可以增加活性成分的生物利用度，减轻副作用，并且活性成分可以以持续的方式进行释放。

本发明包括用于形成纳米颗粒的方法的实施方案，其包括通过将一种或多种磷脂、一种或多种聚合物、一种或多种溶剂、和卡培他滨及其代谢物中的至少一种组合来形成有机相；通过将一种或多种靶向剂与水组合来形成脂质水相；使有机相与水相在多入口旋涡混合器中混合以产生混悬液，由此发生胶束的自组装；喷雾干燥或冷冻干燥混悬液并回收有机溶剂；以及使具有一种或多种聚合物的溶液与胶束混合，由此发生逐层聚合物沉积，从而形成纳米颗粒，并且其中当向对象提供时，纳米颗粒提供卡培他滨或其代谢物的持续释放。

一种或多种聚合物可以包括聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)或其聚乙二醇化形式PEG-PLGA、聚乳酸(PLA)或其聚乙二醇化形式PEG-PLA、聚乙醇酸(PGA)或其聚乙二醇化形式PEG-PGA、聚-L-丙交酯-共-ε-己内酯(PLCL)或其聚乙二醇化形式PEG-PLCL、透明质酸(HA)、聚丙烯酸(PAA)或其聚乙二醇化形式PEG-PAA、多磷酸盐(polyP)、聚(丙烯酸-共-马来酸)、聚(丁二酸丁二醇酯)、聚(烷基氰基丙烯酸酯)(PAC)或其聚乙二醇化形式PEG-PAC。

在多个方面，至少一种溶剂选自乙醇、甲醇、四氢呋喃、乙腈、丙酮、叔丁醇、二甲基甲酰胺和六氟异丙醇。一种或多种活性成分包含卡培他滨或其代谢物；和/或至少一种抗癌药物；和/或常规放射性同位素；和/或选自荧光染料、量子点、铁、银、金和铂的至少一种活性成分。

在某些方面，一种或多种脂质可以包括1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DPPC)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DPPE-PEG)、L-α-磷脂酰胆碱(L-α-PC)、1,2-二亚油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DLPC)、或1,2-二油酰基-3-三甲基铵-丙烷(DOTAP)；和/或选自以下的至少一种脂质：1,2-二癸酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DDPC)、1,2-二月桂酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DLPE)、二肉豆蔻酰基磷脂酰胆碱(DMPC)、二肉豆蔻酰基磷脂酰甘油(DMPG)、1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DMPE-PEG)、1-棕榈酰基-2-肉豆蔻酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(PMPC)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸-(1’-rac-甘油)(DPPG)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DPPC)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DPPE-PEG)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸盐(钠盐)(DPPA)、1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(POPC)、1-棕榈酰基-2-硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(PSOC)、1-硬脂酰基-2-棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(SPPC)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇)-2000](DEPE-PEG)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺-N-[二苯并环辛基(聚乙二醇)-2000](DSPE-PEG)、L-α-磷脂酰胆碱(L-α-PC)、1,2-二亚油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DLPC)、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸-(1’-rac-甘油)(DOPG)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸-(1’-rac-甘油)(DSPG)、1,2-二硬脂酰基-3-三甲基铵-丙烷(DSTAP)、1,2-二油酰基-3-三甲基铵-丙烷(DOTAP)、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸盐(DOPA)、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DOPE)、1-硬脂酰基-2-油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(SOPC)、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DOPC)。

在某些方面，使有机相与脂质水相混合包括在多入口旋涡混合器中剧烈的微混合；和/或使有机相与脂质水相混合包括涡旋；和/或使有机相与脂质水相混合还包括超声处理。在某些方面，方法还包括有机溶剂去除；和/或透析；和/或冷冻纳米颗粒；和/或冻干纳米颗粒；和/或喷雾干燥颗粒；和/或将靶向剂与纳米颗粒连接；和/或连接至少一种靶向剂，其中靶向剂使纳米颗粒选择性地靶向患病组织/细胞，由此使全身剂量最小化；和/或将至少一种靶向剂与纳米颗粒连接，其中靶向剂包括能够识别靶向抗原的抗体或其功能片段。在某些方面，纳米颗粒具有10nm至200nm的直径。

本发明包括包含用于药物递送的纳米颗粒的药物试剂的实施方案，所述纳米颗粒包含脂质、活性成分和封装脂质和活性成分的至少一层一种或多种聚合物。本发明包括用于治疗疑似患有疾病的患者的实施方案，其包括施用纳米颗粒，其中纳米颗粒包含磷脂核和在磷脂核的表面上的至少一层一种或多种聚合物，所述磷脂核包含一种或多种磷脂以及至少一种卡培他滨及其活性代谢物。在某些方面，施用纳米颗粒包括通过肌内、皮下、血管内或静脉内施用而施用纳米颗粒。疾病可以选自肿瘤、神经系统和新陈代谢疾病；和/或选自帕金森氏疾病、阿尔茨海默氏病、多发性硬化、ALS、后遗症(sequel)、行为和认知障碍、自闭症光谱、抑郁症和肿瘤疾病；和/或癌症。在某些方面，活性成分以持续的方式进行释放。

在另外的实施方案中，治疗疑似患有癌症的对象的方法包括：鉴定疑似患有癌症的患者；以及向对象提供足以减轻对象中的癌症的量的至少一种卡培他滨及其代谢物，其中至少一种卡培他滨及其代谢物存在于包含一种或多种磷脂以及至少一种卡培他滨及其活性代谢物的磷脂核；和在磷脂核表面上的至少一层的一种或多种聚合物中，其中当向对象提供时，纳米颗粒的至少一种不引起包括恶心、呕吐、皮炎、骨髓抑制、心脏毒性和腹泻在内的副作用之一。在一个方面，癌症是乳腺癌、结肠直肠癌或胰腺癌。

附图简述

为了更完整地理解本发明的特征和优势，现在参照发明详述和附图，其中：

图1是封装卡培他滨的聚合物-脂质纳米颗粒的图。

图2是MIVM的中心混合部分的几何结构。

图3是卡培他滨分子结构。

图4是利用低激光强度(左)和中等激光强度(右)通过DLS测量的CAP在DI水中的溶解度曲线。

图5是在不同的CAP浓度下的相关函数。(A)水、(B)0.01mg/ml CAP在DI水中、(C)0.1mg/ml CAP在DI水中、(D)0.5mg/ml CAP在DI水中、(E)2.5mg/ml CAP在DI水中、(F)5mg/ml CAP在DI水中、(G)10mg/ml CAP在DI水中、(H)20mg/ml CAP在DI水中。

图6是脂质体-CAP胶束的结构。

图7是胶束直径分布(A)CAP:DPPC:DPPE-PEG(30:40:30)、(B)CAP:DPPE-PEG(30:50)的DLS数据。其中x-轴是纳米颗粒的直径，y-轴是形成纳米颗粒直径的材料质量的相对体积。

图8是从不同的胶束制剂中的CAP释放。其中x-轴是时间，y-轴是CAP从纳米颗粒中累积释放的百分数。

图9是CAP、L-α-PC和DPPE-PEG的胶束的直径分布。其中x-轴是纳米颗粒的直径，y-轴是形成纳米颗粒直径的材料质量的相对体积。

图10是与纯CAP比较，CAP从L-α-PC-DPPE-PEG胶束中的释放。其中x-轴是时间，y-轴是CAP从纳米颗粒中累积释放的百分数。

图11是DOTAP-CAP胶束直径分布。其中x-轴是纳米颗粒的直径，y-轴是形成纳米颗粒直径的材料质量的相对体积。

图12是CAP从DOTAP-CAP胶束中的释放曲线。其中x-轴是时间，y-轴是CAP从纳米颗粒中累积释放的百分数。

图13.polyP-DOTAP-CAP纳米颗粒的结构。

图14，左：是在添加polyP之前DOTAP-CAP胶束的直径分布；右：是在添加polyP之后polyP-DPTAP-CAP纳米颗粒的直径分布。其中x-轴是纳米颗粒的直径，y-轴是形成纳米颗粒直径的材料质量的相对体积。

图15是历经五天监测的polyP-DOTAP-CAP纳米颗粒的ζ电势(左)和直径(右)。其中x-轴表示测量的时间点，y-轴是颗粒的ζ电势。

图16是与纯CAP胶束比较，CAP从polyP-DOTAP-CAP纳米颗粒中的释放。其中x-轴是时间，y-轴是CAP从纳米颗粒中累积释放的百分数。

图17是PEG-PAA-DOTAP-CAP纳米颗粒的结构。

图18是PEG-PAA-DOTAP-CAP纳米颗粒的直径分布。其中x-轴是纳米颗粒的直径，y-轴是形成纳米颗粒直径的材料质量的相对体积。

图19是与polyP-DOTAP-CAP比较，5天中PEG-PAA-DOTAP-CAP纳米颗粒的ζ电势(左)和直径(右)。其中x-轴表示测量的时间点，y-轴是颗粒的ζ电势。

图20是DOTAP/CAP和PEG-PAA混合颗粒的释放曲线。其中x-轴是时间，y-轴是CAP从纳米颗粒中累积释放的百分数。

发明详述

当以下详细讨论本发明的各种实施方案的形成和使用时，应当理解的是，本发明提供许多可以在多种具体语境中体现的合适的发明构思。本文讨论的具体实施方案仅是说明做出和使用本发明的具体方式，并不限定本发明的范围。

为了帮助理解本发明，以下定义了多个术语。本文定义的术语具有如与本发明有关的领域中的普通技术人员通常理解的含义。术语例如“一个”、“一种”和“所述”不意图仅指单一实体，而包括可以将具体实例用于说明的一般类别。本文的术语用于描述本发明的具体实施方案，但是除了如在权利要求中所概括，它们的使用不限定本发明。

癌症的治疗受到抗癌药物的副作用限制。化学疗法在用于晚期癌症治疗的有限可用的选择中。然而，越来越多的耐药性证据和诸如卡培他滨的这些试剂的非特异性毒性限制了它们的治疗效果。为了克服这个问题，在体内癌症位点处以适量递送药物是很重要的。解决这个问题的新型方式是通过靶向的药物递送系统，其优选将药物递送至癌症位点。在某些实施方案中，使用识别癌细胞并引导含药物的微小球形颗粒(纳米颗粒)至癌细胞的靶向分子(例如，抗体)。

在某些实施方案中，至少一种靶向剂连接至纳米颗粒，其中靶向剂包括能够识别靶向抗原的抗体或其功能片段。可以通过插入能够与脂质的胺和靶向部分反应的异源/同源双官能团间隔基连接靶向剂。

卡培他滨(N4-戊氧基羰基-5-脱氧-5-氟-胞苷，CAP)是用于治疗结肠直肠癌的普遍的前药。在靶组织中，CAP将通过酶从5’-脱氧-5-氟尿苷转化成5-氟尿嘧啶，是一种活性代谢物。尽管CAP在治疗多种癌症(即结肠直肠癌)中具有有效性，但是CAP表现出短的药物半衰期。药物在0.5-1小时内从身体中清除，因此需要高剂量(150mg/m²，每天两次)。大剂量可以导致更多副作用，例如恶心、呕吐、皮炎、骨髓抑制、心脏毒性和腹泻。因此，持续释放以及靶向特定癌症位点的递送系统可能改善治疗窗口。纳米颗粒制剂提供了选择。本发明公开了制备具有控制良好物理化学性质，例如直径直径和表面性质的稳定的卡培他滨纳米颗粒的方法。本发明人认识到这种脂质-PLGA混合纳米卡培他滨的优点是高的生物利用度、持续释放、低体内清除并具有减轻的副作用。由于更好的生物利用度、持续释放和减轻的副作用，混合纳米卡培他滨制剂的商业潜力是巨大的。

纳米粒子结构

卡培他滨和磷脂形成胶束结构。使用相反电荷的聚合物通过静电相互作用包裹胶束。若需要，可以将多层交替电荷的聚合物沉积在颗粒上。最终，最外层的聚乙二醇(PEG)提供空间稳定性和长的血液循环时间。

颗粒形成方法

首先使用多入口旋涡混合器(MIVM)通过快速溶剂交换法产生脂质体-卡培他滨胶束，接着与亮氨酸和海藻糖一起进行喷雾干燥或冷冻干燥。具体地，如图2中所示，设置MIVM。将胶束混悬液冷冻干燥48小时。将干燥的粉末通过剧烈混合或超声处理重悬于水溶液中。将相反电荷的聚合物添加至脂质-CAP胶束。如果多层沉积在胶束上，则最后使用聚乙二醇化二嵌段共聚物，以提供空间稳定性。该方法使用卡培他滨的两亲性和可控的微混合。

纳米颗粒结构特征

卡培他滨的两亲性

CAP的分子表现出两亲性。如图3中所示，卡培他滨分子具有短的碳尾部和亲水性头部基团(含有羟基)。使用动态光散射(DLS)以测定CAP在去离子(DI)水中的溶解度。测定CAP浓度在0.01mg/ml至20mg/ml之间。光子计数率保持相对较低，直至CAP浓度达到几mg/ml。计数率急剧增加表示颗粒在溶液中形成。在低激光强度和中等强度下重复实验(图4)。结果不存在显著差异。此外，将所有CAP溶液在室温放置过夜并且此后重复测量。结果可重复地示出在约几mg/ml CAP的浓度下散射光强度急剧增加。

还将DLS用于确定颗粒的直径，为约2nm-30nm。胶束结构很有可能在溶液中形成。然而，粒子直径和相关函数在高CAP浓度下波动极大，这表明CAP胶束不是很稳定并且平衡是快速的(图5)。

脂质体-CAP胶束

将脂质体添加至CAP以控制胶束的性质。合适的脂质体的列于表1中。脂质体-CAP胶束的结构示于图6中。

表1.磷脂以及它们在pH 7的性质的列表。加粗的磷脂是用于此报告中的磷脂。

一般术语

可以将某些实施方案描述为与PLGA和脂质体结合的合成卡培他滨的新型制剂的静脉内和/或皮下施用。将此类制剂设计成提供作为活性成分的卡培他滨的持续释放。提及的是由于制剂的聚合物和脂质体组分的并入而减轻副作用。

在另外的实施方案中，组合物可以用于治疗肿瘤疾病(癌症)和神经系统自身免疫退行性疾病(帕金森氏病、阿尔茨海默氏病、多发性硬化、ALS、后遗症、行为和认知障碍、自闭症光谱和抑郁症)。

在某些实施方案中，将本发明的组合物进行肌内、皮下和/或血管内施用。

某些实施方案包括封装在脂质体-PLGA包封中的卡培他滨，称为混合纳米卡培他滨制剂。

应理解的是，本文描述的具体实施方案通过说明的方式示出但不作为本发明的限制。在不背离本发明的范围的情况下，可以在各种实施方案中使用本发明的主要特征。本领域的技术人员应认识到或仅使用常规实验就能够确定本文描述的具体程序的许多等同形式。此类等同形式被认为在本发明的范围内并由权利要求所涵盖。

在说明书中提及的所有出版物和专利申请表明本发明所属领域的技术人员的技术水平。所有出版物和专利申请通过引用并入本文，其程度如同每个单独出版物或专利申请具体地和单独地表示为通过引用并入。

当在权利要求和/或说明书中结合术语“包含(包括)”使用时，使用的词语“一个”或“一种”可以意指“一个(种)”，但是其还符合“一个(种)或多个(种)”、“至少一个(种)”和“一个(种)或多于一个(种)”的含义。在权利要求中使用的术语“或”用于意指“和/或”，除非明确说明仅是指可选方案或可选方案相互排斥，但是本公开内容支持仅是指可选方案和“和/或”的定义。在整个申请中，术语“约”用于表示数值包括用于测定该值的装置、方法的固有的误差变化、或研究对象中存在的变化。

如本说明书和权利要求中所用，词语“包含”、“具有”、“包括”或“含有”是包括性的或开放式的并且不排除另外的、未列举的要素或方法步骤。

本文所用的术语“或它们的组合”是指在该术语之前列出项目的所有排列和组合。例如，“A、B、C或它们的组合”意图包括以下的至少一种：A、B、C、AB、AC、BC或ABC，并且如果顺序在具体语境中很重要，则还包括BA、CA、CB、CBA、BCA、ACB、BAC或CAB。继续进行该示例，明确包括的是，含有一个或多个项目或术语的重复的组合，例如BB、AAA、AB、BBC、AAABCCCC、CBBAAA、CABABB等。本领域技术人员将理解对任何组合中的项目或术语的数目通常不存在限制，除非另外从上下文中显而易见。在某些实施方案，本发明还可以包括方法和组合物，其中还可以使用过渡短语“基本上由……组成”或“由……组成”。

根据本公开内容，可以制备并实施本文所公开并要求保护的所有组合物和/或方法，而不需过度实验。尽管以优选实施方案的方式已描述本发明的组合物和方法，但是对本领域技术人员而言，在不背离本发明的构思、精神和范围的情况下，可以对本文描述的组合物和/或方法以及在方法的步骤中或在步骤的顺序中应用变化是显而易见的。对本领域技术人员而言显而易见的所有此类相似的替代和修改被视为在如所附权利要求限定的本发明的精神、范围和构思中。

多种聚合物和由此形成颗粒的方法在药物递送的领域中是已知的。在本发明的一些实施方案中，颗粒的基质包括一种或多种聚合物。依据本发明可以使用任何聚合物。聚合物可以是天然聚合物或非天然(合成)聚合物。聚合物可以是均聚物或包含两种或更多种单体的共聚物。根据顺序，共聚物可以是无规、嵌段，或者包括无规和嵌段顺序的组合。通常，依据本发明的聚合物为有机聚合物。

如本文所用，“聚合物”被赋予如本领域中所用的其通常含义，即，分子结构包含一种或多种通过共价键连接的重复单元(单体)。重复单元可以所有均相同，或者在一些情况下，可以有多于一种类型的重复单元存在于聚合物中。在一些情况下，聚合物是生物来源的，即，生物聚合物。生物聚合物的非限制性实例包括肽或蛋白质(即，各种氨基酸的聚合物)或诸如DNA或RNA。在一些情况下，另外的部分也可以存在于聚合物中，例如以下描述的生物学部分。如果多于一种类型的重复单元存在于聚合物中，则聚合物被称为“共聚物”。应理解的是，在任何使用聚合物的实施方案中，在一些情况下被使用的聚合物可以是共聚物。形成共聚物的重复单元可以以任何方式进行排列。例如，重复单元可以以无规顺序、以交替顺序进行排列，或者排列成“嵌段”共聚物，即，包含各自包含第一重复单元的一个或多个区域(例如，第一嵌段)和各自包含第二重复单元的一个或多个区域(例如，第二嵌段)等。嵌段共聚物可以具有两个(二嵌段共聚物)、三个(三嵌段共聚物)或更多个不同嵌段。本发明的多个实施方案涉及共聚物，其在具体的实施方案中描述了通常通过两种或更多种聚合物一起共价键合而彼此结合的两种或更多种聚合物(例如本文所描述的聚合物)。因此，共聚物可以包括第一聚合物和第二聚合物，它们结合在一起形成嵌段共聚物，其中第一聚合物是嵌段共聚物的第一嵌段并且第二聚合物是嵌段共聚物的第二嵌段。当然，本领域普通技术人员应理解在一些情况下，嵌段共聚物可以含有多个聚合物嵌段，并且应理解本文所用的“嵌段共聚物”不仅限于仅具有单个第一嵌段和单个第二嵌段的嵌段共聚物。例如，嵌段共聚物可以包括包含第一聚合物的第一嵌段、包含第二聚合物的第二嵌段和包含第三聚合物或第一聚合物的第三嵌段等。在一些情况下，嵌段共聚物可以含有任何数目的第一聚合物的第一嵌段和第二聚合物的第二嵌段(以及在某些情况下，第三嵌段、第四嵌段等)。此外，应注意的是，在一些例子中，嵌段共聚物还可以由其他嵌段共聚物形成。例如，第一嵌段共聚物可以与另外的聚合物(其可以是均聚物、生物聚合物、另外的嵌段共聚物等)结合，以形成新的含有多类型嵌段的嵌段共聚物，和/或与其他部分(例如，非聚合部分)结合。可选地，如以下所述，可以使用脂质连接子(例如，DSPE)形成共聚物。

在一组实施方案中，本发明的聚合物(例如，共聚物，例如，嵌段共聚物)包括生物相容性聚合物，即，当嵌入或注入活的对象中时，所述聚合物通常不引起不良反应，例如无显著的炎症和/或通过免疫系统(例如，经由T细胞应答)急性排斥该聚合物。因此，本发明的纳米颗粒可以是“非免疫原性的”。本文所用的术语“非免疫原性的”是指呈其天然状态的内源性生长因子，其通常不引发抗体、T-细胞或反应性免疫细胞循环或仅引发抗体、T-细胞或反应性免疫细胞循环的最低水平，并且其通常不引发个体中针对自身的免疫反应。

当然，应认识到“生物相容性”是相对术语，并且可预期某种程度的免疫反应，即使对于与活的组织高度相容的聚合物而言亦如此。然而，如本文所用，“生物相容性”是指至少一部分免疫系统对材料的急性排斥，即，植入对象的非生物相容性材料引起对象中的免疫反应，其足够严重使得免疫系统对材料的排斥不能受到适当地控制，并且通常是使得材料必须从对象中去除的程度。测定生物相容性的一个简单试验是将聚合物暴露于体外细胞；生物相容性聚合物是这样的聚合物，在适中浓度下，例如，在50微克/10个细胞的浓度下，其通常将不导致显著的细胞死亡。例如，当暴露于诸如成纤维细胞或上皮细胞的细胞时，生物相容性聚合物可引起小于约20％的细胞死亡，即使被此类细胞吞噬或其他方式吸收亦如此。可以用于本发明的各种实施方案中的生物相容性聚合物的非限制性实例包括聚二噁烷酮(PDO)、聚羟基链烷酸酯、聚羟基丁酸酯、聚(甘油癸二酸酯)、聚乙交酯、聚丙交酯、PLGA、聚己内酯或包含这些聚合物和/或其他聚合物的共聚物或衍生物。

在某些实施方案中，生物相容性聚合物是生物可降解的，即，在生理环境中，例如在体内，聚合物能够化学降解和/或生物学降解。例如，聚合物可以是当暴露于水(例如，在对象中)时自发地水解的聚合物，当暴露于热(例如，在约37℃温度下)时聚合物可以降解。根据使用的聚合物或共聚物，聚合物的降解可以在不同的速率下发生。例如，根据聚合物，聚合物的半衰期(50％的聚合物降解成单体和/或其他非聚合物部分的时间)可以是约数天、数周、数月或数年。例如通过酶活性或细胞机构，在一些情况下，例如通过暴露于溶菌酶(例如，具有相对低的pH)，聚合物可以进行生物学降解。在一些情况下，聚合物可以被分解成单体和/或其他非聚合物部分(例如，聚丙交酯可以进行水解形成乳酸、聚乙交酯可以进行水解形成乙醇酸等)，在对细胞没有显著的毒性作用的情况下，细胞可以重新利用或除掉所述单体和/或其他非聚合物部分。在一些实施方案中，聚合物可以是聚酯，其包括：包含乳酸和乙醇酸单元的共聚物，例如聚(乳酸-共-乙醇酸)和聚(丙交酯-共-乙交酯)，在本文中统称为“PLGA”；以及包含乙醇酸单元的均聚物，本文中称为“PGA”，和包含乳酸单元的均聚物，例如聚-L-乳酸、聚-D-乳酸、聚-D,L-乳酸、聚-L-丙交酯、聚-D-丙交酯和聚-D,L-丙交酯，本文中统称为“PLA”。在一些实施方案中，示例性聚酯包括，例如，聚羟基酸；丙交酯和乙交酯的聚乙二醇化聚合物和共聚物(例如，聚乙二醇化PLA、聚乙二醇化PGA、聚乙二醇化PLGA以及它们的衍生物。在一些实施方案中，聚酯包括，例如，聚酸酐、聚(原酸酯)聚乙二醇化聚(原酸酯)、聚(己内酯)、聚乙二醇化聚(己内酯)、聚赖氨酸、聚乙二醇化聚赖氨酸、聚(乙烯亚胺)、聚乙二醇化聚(乙烯亚胺)、聚(L-丙交酯-共-L赖氨酸)、聚(丝氨酸酯)、聚(4-羟基-L-脯氨酸酯)、聚[a-(4-氨基丁基)-L乙醇酸]和它们的衍生物。

在一些实施方案中，聚合物可以是PLGA。PLGA是生物相容和生物可降解的乳酸和乙醇酸的共聚物，并且各种形式的PLGA的特征在于乳酸:乙醇酸的比例。乳酸可以是L-乳酸、D-乳酸或D,L-乳酸。PLGA的降解速率可以通过改变乳酸-乙醇酸的比例而进行调整。在一些实施方案中，依据本发明待使用的PLGA的特征在于乳酸:乙醇酸的比例为约85:15、约75:25、约60:40、约50:50、约40:60、约25:75或约15:85。

在具体的实施方案中，通过优化纳米颗粒的聚合物(例如，PLGA嵌段共聚物或PLGA-PEG嵌段共聚物)中乳酸与乙醇酸单体的比例，可以优化诸如吸水性、药物释放(例如，“控制释放”)和聚合物降解动力学的纳米颗粒参数。在一些实施方案中，聚合物可以是一种或多种丙烯酸聚合物。在某些实施方案中，丙烯酸聚合物包括，例如，丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸乙氧基乙酯共聚物、甲基丙烯酸氰基乙酯共聚物、甲基丙烯酸氨基烷基酯共聚物、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、甲基丙烯酸烷基酰胺共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸聚丙烯酰胺、甲基丙烯酸氨基烷基酯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、聚氰基丙烯酸酯、以及包含一种或多种前述聚合物的组合。丙烯酸聚合物可以包括具有低含量的季铵基团的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的完全聚合的共聚物。

在一些实施方案中，聚合物可以是阳离子聚合物。通常，阳离子聚合物能够絮凝和/或保护带负电的核酸链(例如DNA、RNA或它们的衍生物)。含胺的聚合物，例如聚(赖氨酸)(Zauner等人,1998,Adv.Drug Del.Rev.,30:97；以及Kabanov等人,1995,BioconjugateChem.,6:7)、聚乙烯亚胺)(PEI；Boussif等人,1995,Proc.Natl.Acad.ScL,USA,1995,92:7297)、以及聚(酰胺胺)树枝状大分子(Kukowska-Latallo等人,1996,Proc.Natl.Acad.ScL,USA,93:4897；Tang等人,1996,Bioconjugate Chem.,7:703；以及Haensler等人,1993,Bioconjugate Chem.,4:372)，在生理pH下带正电，与核酸形成离子对，并且在多个细胞系中介导转染。

在一些实施方案中，聚合物可以是可降解的具有阳离子侧链的聚酯(Putnam等人,1999,Macromolecules,32:3658；Barrera等人.,1993,/.Am.Chem.Soc,115:11010；Kwonef等人,19％9,Macromolecules,22325Q-,Urn等人.,1999,J.Am.Chem.Soc,121:5633；以及Zhou等人,1990,Macromolecules,23:3399)。这些聚酯的实例包括聚(L-丙交酯-共-L-赖氨酸)(Barrera等人,1993,/.Am.Chem.Soc,115:11010)、聚(丝氨酸酯)(Zhou等人,1990,Macromolecules,23:3399)、聚(4-羟基-L-脯氨酸酯)(Putnam等人,1999,Macromolecules,32:3658；以及Lim等人,1999,/.Am.Chem.Soc,121:5633)。证明聚(4-羟基-L-脯氨酸酯)通过静电相互作用絮凝质粒DNA，并且介导基因转移(Putnam等人,1999,Macromolecules,32:3658；以及Lim等人,1999,/.Am.Chem.Soc,121:5633)。这些新的聚合物比聚(赖氨酸)和PEI毒性低，并且它们降解成无毒的代谢物。含有聚(乙二醇)重复单元的聚合物(例如，共聚物，例如，嵌段共聚物)还被称为“聚乙二醇化”聚合物。由于聚(乙二醇)基团的存在，此类聚合物可以控制炎症和/或免疫原性(即，引起免疫反应的能力)和/或降低经由网状内皮系统从循环系统的清除率。在一些情况下，还可以使用聚乙二醇化以减小聚合物与生物学部分之间的电荷相互作用，例如，通过在聚合物的表面上产生亲水性层，其可以保护聚合物免于与生物学部分相互作用。在一些情况下，聚(乙二醇)重复单元的添加可以增加聚合物(例如，共聚物，例如，嵌段共聚物)的血浆半衰期，例如，其通过降低聚合物被吞噬细胞系统吸收，同时降低细胞的转染/吸收效率进行。本领域普通技术人员将获知用于聚乙二醇化聚合物的方法和技术，例如，通过使用EDC(l-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐)和NHS(N-羟基琥珀酰亚胺)以使聚合物与以胺封端的PEG基团反应、通过开环聚合技术(ROMP)等。

此外，本发明的某些实施方案涉及含有聚(酯-醚)的共聚物，例如，聚合物具有通过酯键(例如，R-C(O)-O-R’键)和醚键(例如，R-O-R’键)连接的重复单元。在本发明的一些实施方案中，生物可降解聚合物，例如含有羧酸基团的可水解聚合物，可以与聚(乙二醇)重复单元结合以形成聚(酯-醚)。

在具体的实施方案中，优化本发明的纳米颗粒聚合物的分子量用于有效治疗诸如癌症等疾病。例如，聚合物的分子量影响纳米颗粒降解速率(特别当调整生物降解聚合物的分子量时)、溶解度、吸水性和药物释放动力学(例如“可控释放”)。作为另一实例，可以调整聚合物的分子量使得纳米颗粒在被治疗的对象中于合理的时间段内进行生物降解(几个小时至1-2周、3-4周、5-6周、7-8周等)。在包含PEG和PLGA的共聚物的纳米颗粒的具体实施方案中，PEG的分子量为1,000-20,000，例如5,000-20,000，例如10,000-20,000，并且PLGA的分子量为5,000-100,000，例如20,000-70,000，例如20,000-50,000。

在另外实施方案中，本发明提供了两亲性层保护的纳米颗粒，以及制备所述纳米颗粒的方法，其中将聚合物基质的一种聚合物(例如，PEG)和将与另一聚合物(例如，PLGA)自组装的脂质结合，使得聚合物基质的聚合物不是共价结合，而是通过自组装结合。“自组装”是指高次结构的自发组装的过程，其依赖于高次结构的组分(例如，分子)彼此的天然引力。

其通常基于直径、形状、组成或化学性质通过分子的无规运动和键的形成而发生。用于聚合物的自组装的脂质是除纳米颗粒的两亲性组分之外的组分。

在某些实施方案中，纳米颗粒的聚合物可以与脂质，即，除本发明的纳米颗粒的两亲性组分之外的脂质结合。聚合物可以是例如脂质封端的PEG。本发明还提供用于形成具有脂质封端的PEG的两亲性保护的纳米颗粒的方法。例如，此方法包括提供与脂质反应的第一聚合物，以形成聚合物/脂质缀合物。然后，聚合物/脂质缀合物与靶向部分反应以制备靶向部分结合的聚合物/脂质缀合物；并且使配体结合的聚合物/脂质缀合物与第二聚合物(非官能团化聚合物)、两亲性组分和药物混合；使得形成两亲性层保护的纳米颗粒。在某些实施方案中，第一聚合物为PEG，使得形成脂质封端的PEG。然后，脂质封端的PEG可以，例如，与PLGA混合以形成纳米颗粒。如上所述，聚合物的脂质部分可以用于与另外的聚合物自组装，有助于形成纳米颗粒。例如，亲水性聚合物可以和与疏水性聚合物自组装的脂质结合。

脂质体

在一些实施方案中，脂质是油。通常，本领域已知的任何油可以与用于本发明的聚合物结合。在一些实施方案中，油可以包括一种或多种脂肪酸基团或它们的盐。在一些实施方案中，脂肪酸基团可以包括可消化的长链(例如，Cg-Cso)、取代或未取代的烃。在一些实施方案中，脂肪酸基团可以是C₁₀-C₂₀脂肪酸或其盐。在一些实施方案中，脂肪酸基团可以是C₁₅-C₂₀脂肪酸或其盐。在一些实施方案中，脂肪酸可以是不饱和的。在一些实施方案中，脂肪酸基团可以是单不饱和的。在一些实施方案中，脂肪酸基团可以是多不饱和的。在一些实施方案中，不饱和脂肪酸基团的双键可以是顺式构象。在一些实施方案中，不饱和脂肪酸的双键可以是反式构象。

在一些实施方案中，脂肪酸基团可以是丁酸、己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、二十二烷酸或二十四烷酸中的一种或多种。在一些实施方案中，脂肪酸基团可以是棕榈油酸、油酸、十八碳烯酸、亚油酸、α-亚麻酸、γ-亚油酸、花生四烯酸、顺9-二十碳烯酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸或芥酸中的一种或多种。

这些聚合物和其他聚合物的性质以及用于制备它们的方法是本领域所熟知的(参见，例如，美国专利6,123,727；5,804,178；5,770,417；5,736,372；5,716,404；6,095,148；5,837,752；5,902,599；5,696,175；5,514,378；5,512,600；5,399,665；5,019,379；5,010,167；4,806,621；4,638,045；和4,946,929；Wang等人,2001,/.Am.Chem.Soc,123:9480；Lim等人.,2001,/.Am.Chem.Soc,123:2460；Langer,2000,Ace.Chem.Res.,33:94；Langer,1999,/.Control.Release,62:7；以及Uhrich等人,1999,Chem.Rev.,99:3181)。更通常地，用于合成合适的聚合物的多种方法在以下中进行描述：Concise Encyclopedia ofPolymer Science and Polymeric Amines and Ammonium Salts,由Goethals编写,Pergamon Press,1980；Principles of Polymerization by Odian,John Wiley&Sons)。

药物组合物

如本文所用，术语“药物可接受的载体”意指任何类型的无毒的、惰性固体、半固体或液体填充剂、稀释剂、封装材料或制剂助剂。Remington’s Pharmaceutical Sciences.由Gennaro编写,Mack Publishing,Easton,Pa.,1995公开了用于配制药物组合物的各种载体以及用于制备所述载体的已知技术。可用作药物可接受的载体的材料的一些实例包括，但不限于：糖，例如乳糖、葡萄糖和蔗糖；淀粉，例如玉米淀粉和土豆淀粉；纤维素及其衍生物，例如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素和纤维素乙酸酯；粉状黄蓍胶；麦芽；明胶；滑石；赋形剂，例如可可油和栓剂蜡；油，例如花生油，棉籽油；红花油；芝麻油；橄榄油；玉米油和豆油；二醇，例如丙二醇；酯，例如油酸乙酯和月桂酸乙酯；琼脂；洗涤剂，例如吐温80；缓冲剂，例如氢氧化镁和氢氧化铝；海藻酸；无热原水；等渗盐水；林格溶液；乙醇；和磷酸盐缓冲溶液，以及其他无毒相容性润滑剂，例如十二烷基硫酸钠和硬脂酸镁，并且根据配方设计师的判断，还可以在组合物中存在着色剂、释放剂、包衣剂、甜味剂、调味剂和芳香剂、防腐剂和抗氧化剂。如果过滤或其他最终杀菌方法不可行，则可以在无菌条件下制备制剂。

本发明的药物组合物可以通过本领域已知的任何方法向患者施用，所述方法包括口服途径和肠胃外途径。在某些实施方案中，肠胃外途径是期望的，因为它们避免与可见于消化道中的消化酶接触。根据此类实施方案，本发明的组合物可以通过注射(例如，静脉内、皮下或肌内、腹膜内注射)、经直肠、经阴道、局部(如通过粉剂、霜剂、软膏剂或滴剂)或通过吸入(如通过喷雾)进行施用。在具体的实施方案中，将本发明的纳米颗粒例如通过静脉输注或注射向有此需要的对象全身施用。

根据已知技术使用合适的分散剂或润湿剂和助悬剂，可以配制注射用制剂，例如，无菌注射用水性或油性混悬液。无菌注射用制剂还可以是在无毒的肠胃外可接受的稀释剂或溶剂中的无菌注射用溶液、混悬液或乳液，例如，作为在1,3-丁二醇中的溶液。可以使用的可接受的媒介物和溶剂是水、林格溶液、U.S.P.和等渗氯化钠溶液。此外，通常将无菌的不挥发性油用作溶剂或悬浮介质。为了此目的，可以使用任何温和的不挥发性油，包括合成的单甘油酯或双甘油酯。此外，诸如油酸的脂肪酸用于制备注射剂。在一个实施方案中，本发明的缀合物悬浮于包含1％(w/v)羧甲基纤维素钠和0.1％(v/v)吐温80的载体流体中。例如，可以通过截留细菌的过滤器过滤，或通过掺入无菌固体组合物形式的灭菌剂(其在使用前可以溶解或分散于无菌水或其他无菌注射用介质中)，从而将注射用制剂进行灭菌。

用于直肠或阴道施用的组合物可以是栓剂，其可以通过使本发明的缀合物与诸如可可油、聚乙二醇或栓剂蜡的合适的无刺激性赋形剂或载体混合来进行制备，所述栓剂在环境温度下是固体而在体温下是液体，并且因此熔于直肠或阴道腔中并释放本发明缀合物。用于局部或经皮施用的本发明的药物组合物的剂型包括软膏剂、糊剂、霜剂、洗剂、凝胶剂、粉剂、溶液、喷雾剂、吸入剂或贴剂。根据可能的需要，将本发明的缀合物在无菌条件下与药物可接受的载体和任何所需的防腐剂或缓冲剂进行混合。眼用制剂、滴耳剂和滴眼剂也被涵盖在本发明的范围内。软膏剂、糊剂、霜剂和凝胶剂除含有本发明的发明缀合物之外，还可以含有：赋形剂，例如动物脂肪和植物脂肪、油、蜡、石蜡、淀粉、黄蓍胶、纤维素衍生物、聚乙二醇、硅酮、膨润土、硅酸、滑石和氧化锌、或它们的混合物。经皮贴剂具有向身体提供化合物的可控递送的另外的优势。此类剂型可以通过将本发明缀合物溶解或分散于适当的介质中进行制备。还可以使用吸收增强剂来增加化合物穿过皮肤的通量。速率可以通过提供速率控制膜或通过将本发明缀合物分散于聚合物基质或凝胶中来进行控制。

粉剂和喷雾剂除含有本发明的发明缀合物之外，还可以含有赋形剂，例如乳糖、滑石、硅酸、氢氧化铝、硅酸钙和聚酰胺粉末、或它们的混合物。喷雾剂可以另外含有常用的推进剂，例如氯氟烃。当口服施用时，本发明的纳米颗粒可以进行封装，但不是必须的。各种合适的封装系统是本领域已知的(“Microcapsules and Nanoparticles in Medicine andPharmacy”,由Doubrow,M.编辑,CRC Press,Boca Raton,1992；Mathiowitz和LangerJ.Control.Release 5:13,1987；Mathiowitz等人.Reactive Polymers 6:275,1987；Mathiowitz等人.J.Appl.Polymer Sci.35:755,1988；Langer Ace.Chem.Res.33:94,2000；Langer J.Control.Release 62:7,1999；Uhrich等人.Chem.Rev.99:3181,1999；Zhou等人.J.Control.Release 75:27,2001；以及Hanes等人,Pharm.Biotechnol.6:389,1995)。本发明的缀合物可以封装在生物可降解聚合物微球或脂质体中。用于制备生物可降解微球的天然和合成聚合物的实例包括碳水化合物例如藻酸盐、纤维素、聚羟基链烷酸酯、聚酰胺、聚磷腈、聚丙基富马酸酯、聚醚、聚缩醛、聚氰基丙烯酸酯、生物可降解聚氨酯、聚碳酸酯、聚酸酐、聚羟基酸、聚(原酸酯)和其他生物可降解聚酯。可用于脂质体制备的脂质的实例包括磷脂酰化合物，例如磷脂酰甘油、磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺、鞘脂、脑苷脂和神经节苷脂。用于口服施用的药物组合物可以是液体或固体。适用于口服施用本发明组合物的液体剂型包括药物可接受的乳液、微乳液、溶液、混悬液、糖浆和酏剂。除了封装或未封装的缀合物，液体剂型还可以含有本领域中常用的惰性稀释剂，例如，水或其他溶剂、增溶剂以及乳化剂，例如乙醇、异丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苄醇、苯甲酸苄酯、丙二醇、1,3-丁二醇、二甲基甲酰胺、油(尤其是棉籽油、花生油、玉米油、胚芽油、橄榄油、蓖麻油和芝麻油)、甘油、四氢糠醇、聚乙二醇及脱水山梨糖醇的脂肪酸酯，以及它们的混合物。

除了惰性稀释剂外，口服组合物还可以包括佐剂、润湿剂、乳化剂和助悬剂、甜味剂、调味剂及芳香剂。如本文所用，术语“佐剂”是指为免疫反应的非特异性调节剂的任何化合物。在某些实施方案中，佐剂激发免疫反应。依据本发明可以使用任何佐剂。大量的佐剂化合物是本领域已知的(Allison Dev.Biol.Stand.92:3-11,1998；Unkeless等人.Annu.Rev.Immunol.6:251-281,1998；以及Phillips等人.Vaccine10:151-158,1992)。

用于口服施用的固体剂型包括胶囊、片剂、丸剂、粉剂和颗粒剂。在此类固体剂型中，封装或未封装的缀合物与至少一种惰性的药物可接受的赋形剂或载体例如柠檬酸钠或磷酸氢钙和/或以下物质进行混合：(a)填充剂或增量剂，例如淀粉、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露醇和硅酸，(b)粘合剂，例如羧甲基纤维素、藻酸盐、明胶、聚乙烯基吡咯烷酮、蔗糖和阿拉伯胶，(c)保湿剂如甘油，(d)崩解剂如琼脂-琼脂、碳酸钙、土豆或木薯淀粉、海藻酸、某些硅酸盐和碳酸钠，(e)溶液阻溶剂如石蜡，(f)吸收促进剂如季铵化合物，(g)润湿剂，例如鲸蜡醇和单硬脂酸甘油酯，(h)吸附剂如高岭土和膨润土，以及(i)润滑剂，如滑石、硬脂酸钙、硬脂酸镁、固体聚乙二醇、十二烷基硫酸钠以及它们的混合物。在胶囊剂、片剂和丸剂的情况下，剂型还可包含缓冲剂。

相似类型的固体组合物还可以用作在使用诸如乳糖(lactose)或乳糖(milksugar)以及高分子量聚乙二醇等赋形剂的软填充和硬填充的明胶胶囊中的填充剂。可以用包衣和壳，例如肠溶衣及药物配制领域中熟知的其他包衣，制备片剂、糖衣丸、胶囊剂、丸剂和颗粒剂的固体剂型。

应理解的是，考虑到待治疗的患者由单个医师选择PSMA-靶向颗粒的精确剂量，通常，调整剂量和施用以向被治疗的患者提供有效量的PSMA-靶向颗粒。如本文所用，PSMA靶向颗粒的“有效量”是指引发期望的生物反应所必需的量。如由本领域普通技术人员所理解，根据诸如期望的生物终点、待递送的药物、靶组织、施用途径等因素可以改变PSMA-靶向颗粒的有效量。例如，含有抗癌药物的PSMA-靶向颗粒的有效量可以是通过期望的量经期望的时间段导致肿瘤直径减小的量。可以考虑的另外的因素包括疾病状态的严重性；被治疗患者的年龄、体重和性别；饮食、施用时间和施用频率；药物组合；反应敏感性；以及对治疗的耐受性和响应。

可以将本发明的纳米颗粒配制成便于施用且剂量均匀的剂量单位形式。本文所用的表述“剂量单位形式”是指适于待治疗患者的纳米颗粒的物理上分离的单位。然而，应理解，本发明的组合物每日用法应通过主治医师在可靠的医学判断范围内进行确定。对于任何纳米颗粒，可以在细胞培养分析中或在通常为鼠、兔子、狗或猪的动物模型中初始估计治疗有效剂量。还将动物模型用于获得期望的浓度范围和施用途径。然后，可以将此类信息用于测定在人类中施用的有用剂量和途径。可以通过标准药物方法在细胞培养物和/或实验动物中确定纳米颗粒的治疗效果和毒性，例如，ED50(在50％群体中治疗有效的剂量))和LD50(50％群体致死的剂量)。毒性与治疗效果的剂量比是治疗指数，并且其可以表示为LD50/ED50的比值。表现出大的治疗指数的药物组合物可以用于一些实施方案中。从细胞培养分析和动物研究中获得的数据可以用于配制一系列用于人类使用的剂量。

本发明还提供包含任何以上提及的组合物的试剂盒，任选地具有通过如先前所述的任何合适的技术或经由另外已知的药物递送途径施用本文所述的任何组合物的说明书，所述技术例如口服、静脉内、泵或植入式递送装置。“说明书”可以定义推广的成分，并且通常涉及对本发明的组合物的包装或与其有关的书面说明。说明书还可以包括以任何方式提供的任何口头或电子说明。“试剂盒”通常定义包括任何一种本发明的组合物或本发明的组合物的组合以及说明书的包装，但是还可以包括本发明的组合物和任何形式的说明书，所述说明书与组合物相关以使得临床专业人员将清楚地认识到说明书是与特定组合物相关的方式进行提供。本文所述试剂盒还可以含有一种或多种容器，其可以含有本发明组合物及如先前所述的其他成分。试剂盒还可以含有用于在一些情况下混合、稀释和/或施用本发明的组合物的说明书。试剂盒还可以包含具有一种或多种溶剂、表面活性成分、防腐剂和/或稀释剂(例如，生理盐水(0.9％NaCl)或5％右旋糖)的其他容器以及用于混合、稀释或施用样品中的组分或向需要此治疗的对象施用的容器。

可以将试剂盒的组合物提供为任何合适的形式，例如，作为液体溶液或作为干燥粉末。当所提供的组合物是干燥粉末时，可以通过添加合适的溶剂复溶组合物，这也可以提供。在其中使用液体形式的组合物的实施方案中，液体形式可以是浓缩的或即用型的。溶剂将取决于纳米颗粒和使用或施用的模式。用于药物组合物的合适的溶剂是众所周知的(例如先前所述)以及在文献中可获得。溶剂将取决于纳米颗粒和使用或施用的模式。

在另外的方面，本发明还涉及推广本文所述的任何纳米颗粒的施用。在一些实施方案中，将一种或多种本发明的组合物经由任何一种本发明的组合物的施用推广用于预防或治疗各种疾病，例如本文所述的疾病。如本文所用，“推广”包括与本发明的组合物有关的所有进行商业运作的方法，包括教学方法、医院教导及其他临床教导、包括药物销售的药物行业活动和任何广告或包括任何形式的书面交流、口头交流和电子通信的其他推广活动。

以下实施例意图阐明本发明的某些实施方案，但是不例示本发明的全部范围。

实施例

通过以下实施例进一步例示本发明。不应将实施例解释为进一步限制。

实施例1：具有中性表面的脂质体-CAP胶束的形成。

已使用两个方法以产生胶束：(1)膜水合作用和(2)快速混合。通过膜水合作用，将215.6uL CAP(5mg/ml)与117.4uL DPPC(1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱)(25mg/ml)和329.9uL DPPE-PEG(1,2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇)-2000](25mg/ml)添加在一起。将混合物充分混合，在氩气流下蒸发并置于真空中至少2小时。然后，将混合物与水再水化并超声处理10分钟。通过快速混合的方法，将CAP、DPPC和聚乙二醇化脂质DPPE-PEG溶于乙醇中并根据摩尔比以不同体积迅速与DI水在MIVM中混合。以下描述了典型条件。将CAP(2mM)、DPPC(2.67mM)和DPPE-PEG(2mM)溶于乙醇CAP中。将溶液装载至5mL气密注射器中并迅速与其他三个流进行混合，所述流是DI水。将CAP/磷脂溶液的流和水流之一以6ml/min进行泵送。将其他两个水流以54ml/min进行泵送。将胶束混悬液冷冻干燥48小时并在水溶液中进行重悬。CAP、DPPC和DPPE-PEG的摩尔比示于表2中。

表21.CAP、DPPC和DPPE-PEG的胶束的信息

使用DLS测量这些胶束的直径(图7)。胶束的平均直径记录于表2中。使用透析方法测量CAP从胶束中的释放。胶束阻碍CAP的释放至数天(图8)。

还利用其他磷脂以配制脂质胶束。测试的脂质胶束的另外的实例是以下列摩尔比的L-α-磷脂酰胆碱(L-α-PC)、DPPC-PEG和CAP的组合。直径分布示于图9中。

表3.CAP、DPPC和DPPE-PEG的胶束的信息

释放结果示出当与纯CAP的释放比较时，释放减缓(图10)。

实施例2：具有带正电荷表面的脂质体-CAP胶束的形成。

已使用两个方法以产生胶束：(1)膜水合作用和(2)快速混合。通过膜水合作用，将DOTAP(1,2-二油酰基-3-三甲基铵-丙烷)和CAP均溶于氯仿中成10mM浓度。将等体积DOTAP和CAP(500ul)溶液混合在一起并将混合物在氩气流下蒸发，然后置于真空下至少2小时以确保溶剂完全蒸发。然后，将干燥膜与1ml DI水再水化并超声处理10分钟。通过快速混合的方法，将诸如DOTAP的阳离子磷脂用于与CAP制备胶束。将CAP(2mM)和DOTAP(2mM)溶于乙醇中。将溶液装载至5mL气密注射器中并迅速与其他三个流在MIVM中混合，所述流为DI水。将CAP/磷脂溶液的流和水流之一以6ml/min进行泵送。将其他两个水流以54ml/min进行泵送。将胶束混悬液冷冻干燥48小时并在水溶液中重悬。胶束的直径分布示于图11中。CAP从DOTAP-CAP胶束中的释放示于图12中。

表4.DOTAP-CAP胶束的信息。

聚合物-脂质体混合颗粒

将脂质体-CAP胶束通过逐层沉积过程进一步包裹在聚合物中以改变颗粒表面性质，获得较好的稳定性，控制颗粒直径，并且还维持释放。这种方法完全能够控制从几纳米至数百纳米的颗粒的直径以及被设计成负、正或中性的表面电荷。用于制剂的FDA批准的生物相容和生物降解的聚合物的列表列于表5中。

表5.阴离子和阳离子的生物可降解聚合物的列表

阴离子生物聚合物	阳离子生物聚合物
		藻酸盐	壳聚糖
多磷酸盐	ε-聚赖氨酸
		果胶(在弱酸性溶液下)	葡聚糖
卡拉胶	聚(酰胺酯)
		透明质酸(HA)	聚(-L-赖氨酸)(PLL)
聚丙烯酸
		聚(乳酸-共-乙醇酸(PLGA)，酸封端
聚乳酸(PLA)
		聚乙醇酸(PGA)
聚-L-丙交酯-共-ε-己内酯(PLCL)
		聚(丙烯酸-共-马来酸)
聚(丁二酸丁二醇酯)
		聚(烷基氰基丙烯酸酯)(PAC)

实施例3：polyP-DOTAP-CAP纳米颗粒

首先如实施例2中所述配制DOTAP-CAP胶束。将多磷酸盐(polyP，平均具有75个重复单元)制成5mM水溶液。在各种比例下将重悬的DOTAP-CAP胶束与polyP溶液混合。在polyP沉积之前和之后的颗粒直径的典型DLS测量示于图14中。

表6.polyP-DOTAP-CAP纳米颗粒的信息。

在4℃下和在室温下监测polyP-DOTAP-CAP纳米颗粒的稳定性持续五天(图15)。在5天的过程中所有三个样品的ζ电势略微降低。在4℃下五天中颗粒的直径保持不变，在室温下颗粒的直径按照幂律函数增加。

CAP从这些polyP-DOTAP-CAP纳米颗粒中的释放具有显著持续性(图16)。

实施例4：PEG-PAA-DOTAP-CAP纳米颗粒。

为了增强空间屏蔽效应和延长纳米颗粒在血液中的循环，我们设计了二嵌段共聚物PEG-b-PAA。如实施例2中所述制备DOTAP-CAP胶束。将PEG-PAA溶于水中成0.6mM。将500uLDOTAP-CAP胶束与等体积的PEG-PAA溶液混合。PEG-PAA-DOTAP-CAP纳米颗粒的结构示于图17中。

表7.PEG-PAA-DOTAP-CAP纳米颗粒混悬液的信息。

在室温下监测ζ电势和直径分布持续五天。如图19中所示，PEG-PAA的ζ电势接近中性并且颗粒保持稳定。

历经七天，将CAP从PEG-PAA-DOTAP-CAP纳米颗粒中的持续释放示于图20中。

等同形式

本领域技术人员应认识到，或能够仅使用常规实验确定本文所述的本发明的具体实施方案的许多等同形式。权利要求中意图涵盖此类等同形式。

通过引用并入

本文引用的所有专利、公开的专利申请、网站及其他参考文献的全部内容据此通过引用以其整体明确地并入本文。

参考文献

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Claims

1.用于治疗癌症的包含纳米颗粒的组合物，所述纳米颗粒包含：

磷脂核，其包含一种或多种磷脂、以及卡培他滨及其活性代谢物中的至少一种；以及

在所述磷脂核表面上的至少一层的一种或多种聚合物，

其中当向对象提供时，所述组合物提供卡培他滨或其活性代谢物的持续释放。

2.如权利要求1所述的组合物，其中一种或多种脂质包括以下的至少一种：1,2-二癸酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DDPC)、1,2-二月桂酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DLPE)、二肉豆蔻酰基磷脂酰胆碱(DMPC)、二肉豆蔻酰基磷脂酰甘油(DMPG)、1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DMPE-PEG)、1-棕榈酰基-2-肉豆蔻酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(PMPC)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸-(1’-rac-甘油)(DPPG)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DPPC)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DPPE-PEG)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸盐(钠盐)(DPPA)、1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(POPC)、1-棕榈酰基-2-硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(PSOC)、1-硬脂酰基-2-棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(SPPC)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇)-2000](DEPE-PEG)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺-N-[二苯并环辛基(聚乙二醇)-2000](DSPE-PEG)、L-α-磷脂酰胆碱(L-α-PC)、1,2-二亚油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DLPC)、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸-(1’-rac-甘油)(DOPG)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸-(1’-rac-甘油)(DSPG)、1,2-二硬脂酰基-3-三甲基铵-丙烷(DSTAP)、1,2-二油酰基-3-三甲基铵-丙烷(DOTAP)、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸盐(DOPA)、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DOPE)、1-硬脂酰基-2-油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(SOPC)、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DOPC)。

3.如权利要求1所述的组合物，其中所述一种或多种聚合物包括以下的至少一种：聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)或其聚乙二醇化形式PEG-PLGA、聚乳酸(PLA)或其聚乙二醇化形式PEG-PLA、聚乙醇酸(PGA)或其聚乙二醇化形式PEG-PGA、聚-L-丙交酯-共-ε-己内酯(PLCL)或其聚乙二醇化形式PEG-PLCL、透明质酸(HA)、聚丙烯酸(PAA)或PEG-PAA、多磷酸盐(polyP)、聚(丙烯酸-共-马来酸)、聚(丁二酸丁二醇酯)、聚(烷基氰基丙烯酸酯)(PAC)或其聚乙二醇化形式PEG-PAC。

4.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物还包含选自抗癌药物、抗生素、抗病毒剂、抗真菌剂、驱虫剂、营养素、小分子、siRNA、抗氧化剂和抗体或常规放射性同位素中的至少一种的活性成分。

5.如权利要求1所述的组合物，其中一种或多种脂质包括：1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DPPC)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DPPE-PEG)、L-α-磷脂酰胆碱(L-α-PC)、1,2-二亚油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DLPC)或1,2-二油酰基-3-三甲基铵-丙烷(DOTAP)，

其中所述脂质与聚乙二醇化脂质的常用摩尔比为100:0至50:50，以及饱和脂质与不饱和脂质的摩尔比通常为100:0至25:75。

6.如权利要求1所述的组合物，其还包含至少一种靶向剂，其中所述靶向剂使所述纳米颗粒选择性地靶向患病的组织/细胞，从而使全身剂量最小化。

7.如权利要求1所述的组合物，其还包含至少一种靶向剂，其中所述靶向剂包括抗体或其功能片段、小分子、肽、碳水化合物、siRNA、蛋白质、核酸、适配子、第二纳米颗粒、细胞因子、趋化因子、淋巴因子、受体、脂质、凝集素、黑色金属、磁性颗粒、连接子、同位素及它们的组合。

8.如权利要求1所述的组合物，其中所述纳米颗粒具有10nm至200nm的直径。

9.如权利要求1所述的组合物，其中组合物的生物利用度增加，可选择地诸如恶心、呕吐、皮炎、骨髓抑制、心脏毒性和腹泻的一种或多种副作用减少，并且卡培他滨或其活性代谢物以持续的方式进行释放。

10.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物适合于肌内、皮下、血管内或静脉内施用。

11.形成纳米颗粒的方法，其包括：

将一种或多种磷脂、一种或多种溶剂、以及卡培他滨及其代谢物中的至少一种组合来形成有机相；

将一种或多种靶向剂与水组合来形成脂质水相；

使所述有机相与所述水相在多入口旋涡混合器中混合产生混悬液，由此发生胶束的自组装；

喷雾干燥或冷冻干燥混悬液并回收所述有机溶剂；以及

使具有一种或多种聚合物的溶液与所述胶束混合，由此发生逐层聚合物沉积，从而形成纳米颗粒，

并且其中当向对象提供时，所述纳米颗粒能够提供卡培他滨及其代谢物的持续释放。

12.形成权利要求1所述的组合物的方法，其中以粒子直径重复性更好的直径制备具有控制良好的物理化学性质例如表面性质的纳米颗粒。

13.用于治疗疑似患有疾病的患者的方法，其包括施用纳米颗粒，其中所述纳米颗粒包含：包含一种或多种磷脂、以及卡培他滨及其活性代谢物中的至少一种的磷脂核；和在磷脂核表面上的至少一层的一种或多种聚合物，

其中当向对象提供所述纳米颗粒时，所述卡培他滨及其活性代谢物中的至少一种引起的一种或多种副作用减少，所述副作用例如恶心、呕吐、皮炎、骨髓抑制、心脏毒性和腹泻。

14.如权利要求13所述的方法，其中施用所述纳米颗粒包括通过肌内、皮下、血管内或静脉内施用而施用所述纳米颗粒。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述疾病选自肿瘤疾病、神经系统疾病和新陈代谢疾病。

16.如权利要求13所述的方法，其中所述疾病选自帕金森氏病、阿尔茨海默氏病、多发性硬化、ALS、后遗症、行为和认知障碍、自闭症光谱、抑郁症和肿瘤疾病。

17.如权利要求13所述的方法，其中所述卡培他滨及其活性代谢物中的至少一种以持续的方式进行释放。

18.药物试剂，其包含：

用于药物递送的纳米颗粒，其包含引起诸如恶心、呕吐、皮炎、骨髓抑制、心脏毒性和腹泻的副作用之一的卡培他滨及其活性代谢物中的至少一种、以及封装磷脂和所述卡培他滨及其活性代谢物中的至少一种的至少一层的一种或多种聚合物，并且所述试剂不引起一种或多种所述副作用。

19.治疗疑似患有疾病的患者的方法，所述方法包括施用纳米颗粒，其中所述纳米颗粒包含：

包含一种或多种磷脂、以及卡培他滨及其活性代谢物中的至少一种的磷脂核；和

在所述磷脂核表面上的至少一层的一种或多种聚合物。

20.治疗疑似患有癌症的对象的方法，其包括：

鉴定疑似患有癌症的患者；以及

向所述对象提供足以减轻所述对象中的癌症的量的卡培他滨及其代谢物中的至少一种，其中所述卡培他滨及其代谢物中的至少一种存在于纳米颗粒中，所述纳米颗粒包含：

包含一种或多种磷脂、以及所述卡培他滨及其活性代谢物中的至少一种的磷脂核；和在所述磷脂核表面上的至少一层的一种或多种聚合物，

其中当向对象提供时，所述纳米颗粒不引起包括恶心、呕吐、皮炎、骨髓抑制、心脏毒性和腹泻在内的副作用之一。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述癌症为乳腺癌、结肠直肠癌或胰腺癌。