CN119591513A - 局部递送药物的材料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及局部递送药物的材料及其应用。具体提供包含脂质组分的纳米颗粒组合物，所述脂质组分包含式(I)化合物。本发明纳米颗粒组合物仅在施用部位递送。

Description

局部递送药物的材料及其应用

技术领域

本发明涉及生物医药领域，具体涉及局部递送药物的材料及其应用。

背景技术

新冠mRNA疫苗的成功揭示了通过脂质纳米颗粒(LNP)递送的mRNA疗法具有巨大潜力。目前市场上的LNP(BioNTech的BNT162b2和Moderna的mRNA-1273)各种给药途径(静脉、皮下、肌肉注射)均在人肝脏中大量表达目的蛋白。虽然它们对于治疗肝脏类疾病可以发挥重要的作用，但是对肝外病灶而言，这些递送系统具有潜在毒副作用，对临床转化与应用十分不利。本领域仍需要低毒性的特异性LNP递送载体。

发明内容

本发明第一方面提供式(I)的化合物或其盐或异构体，

其中，

s是5或8，t是7或8，

M₁是-C(O)O-，-C(O)NR-，

M₂是-C(O)O-，-C(O)NR₅-，

R₁是C_1-18烷基、C_2-18烯基、或-CHR₂R₃，

R₂、R₃、R₅各自独立选自：H、C_1-14烷基和C_2-14烯基，

R₄是C_1-3烷基，-(CH₂)_nCHR₆R₇或-CHR₆R₇，其中R₆和R₇各自独立是(CH₂)_nQ，其中n是0、1、2、3或4，Q是C_1-3烷基或OR，R是C_1-3烷基或H。

本发明另一方面提供式(Ia)化合物或其盐或异构体，

其中，

s是5或8，t是7或8，

M₁是-C(O)O-或-C(O)NR-，

M₂是-C(O)O-或-C(O)NR₅-，

R₁是C_1-18烷基、C_2-18烯基、或-CHR₂R₃，

R₂、R₃、R₅各自独立选自：H、C_1-14烷基和C_2-14烯基，

R₄是C_1-3烷基，-(CH₂)_nCHR₆R₇或-CHR₆R₇，其中R₆和R₇各自独立是(CH₂)_nQ，其中n是0、1、2、3或4，Q是C_1-3烷基或OR，R是C_1-3烷基或H。

在一个或多个实施方案中，M₁是-C(O)O-或-C(O)NH-。

在一个或多个实施方案中，M₂是-C(O)NR₅-，R₂是H，R₃是C₆烷基，R₅是C₇烷基。

在一个或多个实施方案中，R₁是C_1-14烷基。

在一个或多个实施方案中，Q是OH。

在一个或多个实施方案中，R₂、R₃各自独立选自C_1-12烷基。

本发明还提供包含脂质组分的纳米颗粒组合物，所述脂质组分包含如本文任一实施方案所述的化合物(例如式(I)化合物)。

在一个或多个实施方案中，所述脂质组分还包括磷脂(例如多不饱和脂质)、PEG脂质、结构脂质。

在一个或多个实施方案中，所述纳米颗粒组合物还包括治疗剂和/或预防剂。

本发明还提供药物组合物，其包含本文任一实施方案所述的纳米颗粒组合物和药学上可接受的辅料。所述药物组合物是局部起效药物组合物。

本发明还提供一种将治疗剂和/或预防剂递送至细胞的方法，所述方法包括向受试者施用(例如注射)纳米颗粒组合物的步骤，该组合物包括：(1)脂质组分，包括磷脂(例如多不饱和脂质)、PEG脂质、结构脂质，和式(I)的化合物，和(2)治疗剂和/或预防剂，其中施用包括使细胞与纳米颗粒组合物接触，由此将治疗剂和/或预防剂递送至细胞。

在一个或多个实施方案中，所述治疗剂和/或预防剂是多核苷酸。

在一个或多个实施方案中，所述治疗剂和/或预防剂是mRNA或siRNA。

在一个或多个实施方案中，所述细胞是哺乳动物细胞。

在一个或多个实施方案中，所述递送是局部(而非全身)递送。

在一个或多个实施方案中，所述细胞是施用部位附近的细胞。

在一个或多个实施方案中，所述细胞是施用部位所在器官或组织的细胞。所述器官或组织例如肝、脾、肺、肌肉或股骨。

在一个或多个实施方案中，所述受试者是哺乳动物，例如人。

本发明还提供一种在细胞中产生多肽的方法，所述方法包括使细胞与纳米颗粒组合物接触的步骤，该组合物包括：(1)脂质组分，包括磷脂(例如多不饱和脂质)、PEG脂质、结构脂质，和本文任一实施方案所述的式(I)的化合物或其盐或异构体，和(2)编码所述多肽的mRNA，由此该mRNA能够在细胞中翻译以产生多肽。

在一个或多个实施方案中，所述细胞是哺乳动物细胞。

本发明还提供一种通过局部(而非全身)施用治疗剂和/或预防剂来治疗哺乳动物(例如人)的疾病或病症、或使治疗剂和/或预防剂局部起效的方法，该方法包括向哺乳动物局部施用(例如注射)治疗有效量的纳米颗粒组合物的步骤，所述纳米颗粒组合物包括：(1)脂质组分，包括磷脂(例如多不饱和脂质)、PEG脂质、结构脂质，和本文任一实施方案所述的式(I)的化合物或其盐或异构体，和(2)治疗剂和/或预防剂(例如mRNA)。

在一个或多个实施方案中，所述疾病或病症是蛋白质或多肽的功能失调或异常的疾病或病症。

在一个或多个实施方案中，所述疾病或病症选自罕见病、传染病、癌症和增殖性疾病、遗传病(例如囊性纤维化)、自身免疫病、糖尿病、神经退行性疾病、心血管疾病、肾血管疾病、和代谢性疾病。

本发明还提供一种向哺乳动物局部(而非全身)递送治疗剂和/或预防剂的方法，该方法包括向受试者(例如哺乳动物)施用纳米颗粒组合物的步骤，该组合物包括：(1)脂质组分，包括磷脂、PEG脂质、结构脂质和本文任一实施方案所述的式(I)化合物或其盐或异构体和(2)治疗剂和/或预防剂(例如mRNA)，其中施用包括使哺乳动物细胞与纳米颗粒组合物接触，由此将治疗剂和/或预防剂递送至哺乳动物局部。

在一个或多个实施方案中，所述局部是靶器官或组织，例如肝、脾、肺、肌肉或股骨。

本发明还提供制备本文所述式(I)化合物的方法。

本发明还提供制备本文所述纳米颗粒组合物的方法。所述方法包括：混合(例如微流化)所述纳米颗粒组合物的各组分。

在一个或多个实施方案中，所述方法包括，以脂质组分与治疗剂和/或预防剂的重量比为约5:1至约60:1混合(例如微流化)本文所述的纳米颗粒组合物的各组分(例如式(I)的脂质、磷脂、PEG脂质、结构脂质和RNA)。

本文任一实施方案所述的式(I)化合物或其盐或异构体，或本文任一实施方案所述的纳米颗粒组合物在制备治疗或预防疾病或病症的局部起效药物中的用途。

在一个或多个实施方案中，所述疾病或病症是受益于局部(而非全身)递送治疗剂和/或预防剂的疾病或病症。

在一个或多个实施方案中，所述药物是局部(而非全身)递送治疗剂和/或预防剂的药物。

在一个或多个实施方案中，所述纳米颗粒组合物或由式(I)化合物形成的纳米颗粒组合物用于将治疗剂和/或预防剂递送到局部(而非全身)。

在一个或多个实施方案中，所述局部是靶器官或组织，例如肝、脾、肺、肌肉或股骨。

附图说明

图1显示化合物1核磁共振氢谱。

图2显示化合物1质谱。

图3显示化合物2核磁共振氢谱。

图4显示化合物2质谱。

图5显示化合物3核磁共振氢谱。

图6显示化合物3质谱。

图7显示化合物4核磁共振氢谱。

图8显示化合物4质谱。

图9显示化合物5核磁共振氢谱。

图10显示化合物5质谱。

图11显示化合物6核磁共振氢谱。

图12显示化合物6质谱。

图13显示化合物7核磁共振氢谱。

图14显示化合物7质谱。

图15显示化合物1LNP粒径分布图。化合物1LNP粒径66.47±1.368nm，PDI 0.084±0.045。

图16显示SM-102粒径分布图。SM-102粒径70.38±0.468nm，PDI 0.055±0.011。

图17显示肌肉注射在体与离体荧光半定量数据。SM-102可见肌肉注射部位和肝脏部位有较高的荧光强度值，化合物1LNP只在肌肉注射部位有较高的荧光强度值，肝脏部位荧光强度值未见，表明化合物1LNP较好的局部表达性能。

图18显示化合物1LNP肌肉注射C57小鼠表达结果。化合物1LNP只在肌肉注射部位有明显表达，肝脏部位未见表达，表明化合物1LNP较好的局部表达性能。

图19显示化合物1LNP肌肉注射C57小鼠后表达活性随时间变化以及局部表达面积。化合物1LNP肌肉注射后表达面积随时间增加而下降，且实验周期内表达部位仅局限于注射部位。

图20显示化合物1LNP肌肉注射SD大鼠后表达活性随时间变化以及局部表达面积。化合物1LNP肌肉注射后表达面积随时间增加而下降，且实验周期内表达部位仅局限于注射部位。

图21显示SM-102LNP肌肉注射C57小鼠表达结果。SM-102LNP在肌肉注射部位和肝脏部位都可见表达，表明SM-102LNP不具备局部表达性能。

图22显示化合物1LNP C57小鼠脾脏注射表达结果。化合物1LNP只在脾脏注射部位有明显表达，其他部位未见表达，表明化合物1LNP较好的局部表达性能。

图23显示化合物1LNP C57小鼠肾脏注射表达结果。化合物1LNP只在肾脏注射部位有明显表达，其他部位未见表达，表明化合物1LNP较好的局部表达性能。

图24显示化合物1LNP SD大鼠脾脏注射表达结果。化合物1LNP只在脾脏注射部位有明显表达，其他部位未见表达，表明化合物1LNP较好的局部表达性能。

图25显示化合物1LNP SD大鼠肾脏注射表达结果。化合物1LNP只在肾脏注射部位有明显表达，其他部位未见表达，表明化合物1LNP较好的局部表达性能。

具体实施方式

本发明合成出一种新型的可电离阳离子脂质，并利用上述新型脂质制备了LNP(脂质纳米颗粒)递送系统。将该新型递送系统包载Luciferase mRNA后注射在小鼠腿部肌肉、脾脏、肾脏部位，小动物活体荧光结果显示该递送系统可以只在注射部位进行包载mRNA的蛋白表达，而在其他主要器官(心、肝、脾、肺、肾)未见表达。本发明提供的LNP递送系统可以克服现有LNP具有强肝靶向性的缺陷，为通过mRNA疗法实现局部特异性表达提供了理想的递送载体。本发明的器官特异性LNP递送载体为治疗目前难治或无法治疗的疾病提供全新的开发平台，大大扩大了mRNA疗法的临床应用。

本公开涉及新型脂质和包括新型脂质的脂质纳米颗粒组合物。本公开还提供了将治疗剂和/或预防剂递送至哺乳动物细胞的方法，特别是将治疗剂和/或预防剂递送至哺乳动物的局部，在哺乳动物局部细胞中产生目的多肽，以及治疗哺乳动物的疾病或病症的方法。

向哺乳动物细胞或局部递送治疗剂和/或预防剂的方法涉及向受试者施用包含治疗剂和/或预防剂的纳米颗粒组合物，其中施用涉及使细胞或局部与组合物接触，由此治疗性和/或预防性药物被输送到细胞或局部。

本文中，“局部”指施用部位一定范围内的细胞、组织或器官。现有技术中，通常需要使用特殊的剂型使药物存留于应用局部，例如乳膏、软膏、喷雾剂、粉雾剂，且多用于体表或粘膜表面。而发明人发现，使用本文所述的式(I)化合物制备的药物(例如本文所述的纳米颗粒组合物或药物组合物)可以实现器官、组织或细胞内的局部给药局部起效。在一些实施方案中，本发明的纳米颗粒组合物适用于制备局部给药局部起效药物(locallyapplied,locally acting products，LALAP)。本文中，“局部起效药物”、“局部起效药物组合物”、“局部给药局部起效药物”或“局部给药局部起效”指应用于局部并在应用部位发挥作用的药物，此类药物如出现全身作用(例如肝靶向性)，则被认为是非预期的药物作用。局部可包括仅细胞、仅器官(例如肝、脾、肾或肺)、仅组织(例如肌肉、皮肤或骨)。本文的一些实施方案中，局部指仅施用部位的细胞、组织或器官。在一些实施方案中，当向器官(例如肝、脾、肾或肺)进行局部给药，则药物仅递送至给药部位的所在器官内；当向组织(例如某肌肉)进行局部给药，则药物仅递送至给药部位的所在组织(例如该肌肉)内；当向细胞进行局部给药，则药物仅递送至给药部位的所在器官或组织(例如所述细胞所在的肌肉)内的细胞。在一些实施方案中，当向腓肠肌给药，则药物仅递送至腓肠肌内。

在一些实施方案中，局部可以指在器官(例如肝、脾、肾或肺)施用本文所述LNP组合物后4-8小时(例如6小时)内，该LNP组合物、治疗剂和/或预防剂(mRNA)主要维持在所述器官内。在一些实施方案中，局部可以指在组织(例如肌肉或骨)施用本文所述LNP组合物后4-8小时(例如4小时)内，该LNP组合物、治疗剂和/或预防剂(mRNA)主要维持在所述组织内；特别地，施用后4-8小时(例如4小时)内不递送至肝脏。

脂质和脂质纳米颗粒组合物

本文所述的脂质可有利地用于脂质纳米颗粒组合物中以将治疗剂和/或预防剂递送至哺乳动物的局部。本文所述的脂质几乎没有或没有免疫原性。

在一些方面，本文所述的化合物具有式(I)或其盐或异构体。根据式(I)的脂质在生理pH下可能具有正电荷或部分正电荷。此类脂质可称为阳离子脂质。

如本文所用，术语“烷基”或“烷基基团”是指包含一个或多个碳原子(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多个碳原子)的直链或支链饱和烃，其任选被取代。符号“C1-14烷基”是指包含1-14个碳原子的任选取代的直链或支链饱和烃。除非另有说明，本文所述的烷基指未取代和取代的烷基。

如本文所用，术语“烯基”或“烯基”是指包含两个或更多个碳原子(例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多个碳原子)和至少一个碳-碳双键的直链或支链烃，其任选地被取代。符号“C2-14烯基”是指包含2-14个碳原子和至少一个碳-碳双键的任选取代的直链或支链烃。烯基可包括1、2、3、4或更多个碳-碳双键。除非另有说明，本文所述的烯基是指未取代和取代的烯基。

如本文所用，术语“炔基”或“炔基”是指包含两个或更多个碳原子(例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多个碳原子)和至少一个碳-碳三键的直链或支链烃，其任选地被取代。符号“C2-14炔基”是指包括2-14个碳原子和至少一个碳-碳三键的任选被取代的直链或支链烃。炔基可包括1、2、3、5或更多个碳-碳三键。除非另有说明，本文所述的炔基是指未取代和取代的炔基。

如本文所用，术语“碳环”或“碳环基团”是指包括一个或多个碳原子环的任选取代的单环或多环系统。环可以是3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多元环。符号“C3-6碳环”是指包括具有3-6个碳原子的单环的碳环。碳环可以包括一个或多个碳-碳双键或三键并且可以是非芳族的或芳族的(例如环烷基或芳基)。碳环的例子包括环丙基、环戊基、环己基、苯基、萘基。

如本文所用，“环烷基”是指非芳族碳环并且可以或可以不包括任何双键或三键。除非另有说明，本文所述的碳环是指未取代和取代的碳环基团，即任选取代的碳环。

如本文所用，术语“杂环”或“杂环基团”是指包括一个或多个环的任选取代的单环或多环系统，其中至少一个环包括至少一个杂原子。杂原子可以是例如氮、氧或硫原子。环可以是3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或更多元环。杂环可包括一个或多个双键或三键，并且可以是非芳香族或芳香族的(例如杂环烷基或杂芳基)。杂环的实例包括咪唑基、咪唑烷基、恶唑基、恶唑烷基、噻唑基、噻唑烷基、吡唑烷基、吡唑基、异恶唑烷基、异恶唑基、异噻唑烷基、异噻唑基、吗啉基、吡咯基、吡咯烷基、呋喃基、四氢呋喃基、噻吩基、吡啶基、哌啶基炔基、喹啉基和异喹啉基。

如本文所用的术语“杂环烷基”是指非芳族杂环并且可以包括或不包含任何双键或三键。除非另有说明，本文所述的杂环是指未取代和取代的杂环基团，即任选取代的杂环。

如本文所用，“芳基”是任选取代的碳环基团，包括一个或多个芳环。芳基的实例包括苯基和萘基。

如本文所用，“杂芳基”是任选取代的杂环基团，包括一个或多个芳环。杂芳基的实例包括吡咯基、呋喃基、噻吩基、咪唑基、恶唑基和噻唑基。芳基和杂芳基均可任选被取代。非另有说明，本文所述的芳基或杂芳基是指未取代和取代的基团，即任选取代的芳基或杂芳基。

除非另有说明，否则烷基、烯基和环基(例如碳环基和杂环基)可以任选地被取代。任选的取代基可选自但不限于卤素原子(例如氯、溴、氟或碘基团)、羧酸(例如-C(O)OH)、和醇(例如羟基、-OH)、酯(例如-C(O)OR或-OC(O)R)、醛(例如-C(O)H)、羰基(例如-C(O)R，或者由C＝O表示)，酰基卤(例如-C(O)X，其中X是选自溴化物、氟化物、氯化物和碘化物的卤化物)、碳酸盐(例如-OC(O)OR)、烷氧基(例如-OR)、缩醛(例如-C(OR)2R’，其中每个OR是可以相同或不同的烷氧基，R’是烷基或烯基)、磷酸盐(例如P(O)₄ ³⁺)、硫醇(例如-SH)、亚砜(例如-S(O)R)、亚磺酸(例如-S(O)OH)、磺酸(例如-S(O)₂OH)、硫醇(例如-C(S)H)、硫酸盐(例如S(O)₄ ²⁺)、磺酰基(例如-S(O)₂-)、酰胺(例如-C(O)NR₂或-N(R)C(O)R)、叠氮基(例如-N₃)、硝基(例如-NO₂)、氰基(例如-CN)、异氰基(例如-NC)、酰氧基(例如-OC(O)R)、氨基(例如-NR₂、-NRH或-NH₂)、氨基甲酰基(例如-OC(O)NR₂、-OC(O)NRH或-OC(O)NH₂)，磺胺类药物(例如-S(O)₂NR₂、-S(O)₂NRH、-S(O)₂NH₂、-N(R)S(O)₂R、-N(H)S(O)₂R、-N(R)S(O)₂H或-N(H)S(O)₂H)、烷基、烯基和环基(例如碳环基或杂环基)。在前述任一项中，R是如本文所定义的烷基或烯基。

在一些实施方案中，取代基本身可进一步被例如1、2、3、4、5或6个如本文所定义的取代基取代。例如C1-6烷基可进一步被1、2、3、4、5或6个如本文所述的取代基取代。

如本文所用，术语“大约”和“大约”应用于一个或多个感兴趣的值时，指的是与规定的参考值相似的值。在某些实施例中，术语“大约”或“大约”是指落在25％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％或以下任一方向(大于或小于)所述参考值，除非另有说明或从上下文中可以明显看出(除非该数字超过可能值的100％)。例如当在纳米颗粒组合物的脂质组分中给定化合物的量的上下文中使用时，“约”可以表示所述值的+/-10％。例如包含具有约40％给定化合物的脂质组分的纳米颗粒组合物可包含30-50％的化合物。

如本文所用，术语“化合物”意在包括所示结构的所有异构体和同位素。“同位素”是指具有相同原子序数但由于原子核中不同数量的中子而产生不同质量数的原子，例如氢的同位素包括氚和氘。此外，本公开的化合物、盐或络合物可以通过常规方法与溶剂或水分子结合以形成溶剂化物和水合物来制备。

如本文所用，术语“接触”意味着在两个或多个实体之间建立物理连接。例如使哺乳动物细胞与纳米颗粒组合物接触意味着使哺乳动物细胞和纳米颗粒物理连接。在体内和体外使细胞与外部实体接触的方法在生物学领域是众所周知的。例如可以通过不同的给药途径(例如静脉内、肌肉内、皮内和皮下)使纳米颗粒组合物与哺乳动物细胞接触，并且可以涉及不同量的纳米颗粒组合物。此外，纳米颗粒组合物可以接触一种以上的哺乳动物细胞。

如本文所用，术语“递送”意味着将实体提供到目的地。例如向受试者递送治疗剂和/或预防剂可涉及向受试者施用包含治疗剂和/或预防剂的纳米颗粒组合物(例如通过静脉内、肌肉内、皮内或皮下途径)。将纳米颗粒组合物施用于哺乳动物或哺乳动物细胞可涉及使一种或多种细胞与纳米颗粒组合物接触。“局部递送”表示将药物主要递送到受试者的部分位置，例如某器官、某组织(例如某肌肉)、或某细胞内(例如被施用药物的器官、被施用药物的肌肉、被施用药物的细胞)，除所述器官、组织、或细胞外的器官、组织、或细胞不递送或基本不递送。例如，将药物施用在肾中时，所述药物被局部递送至肾脏的其他部分中，而不递送至肾脏之外的器官、组织或细胞(例如通过循环系统)。将药物施用在某肌肉(例如腓肠肌)中时，所述药物被局部递送至该肌肉的其他部分中，而不递送至该肌肉之外的器官、组织或细胞(例如通过循环系统)。

在某些实施方案中，包含根据式(I)化合物的纳米颗粒组合物具有基本上相同水平的局部递送效果，无论给药途径如何。例如当本文公开的某些化合物用于静脉内或肌肉内递送治疗性和/或预防性药物时，它们表现出类似的局部递送。在一些实施方案中，肌肉注射优于静脉注射。

如本文所用，术语“特异性递送”、“局部递送”是指，感兴趣的靶细胞、组织或器官(例如哺乳动物肌肉)与非靶组织(例如哺乳动物肝脏)相比，通过纳米颗粒递送更多(例如至少1.5倍以上、至少2倍以上、至少3倍以上、至少3倍以上、至少4倍以上、至少5倍以上、至少6倍以上、至少7倍以上、至少8倍以上、至少9倍以上、至少10倍以上)的治疗剂和/或预防剂。纳米颗粒向特定组织的递送水平可以通过以下比较来鉴定：比较组织中产生的蛋白质的量与所述组织的重量、比较组织中治疗性和/或预防性的量与所述组织的重量来测量，比较组织中产生的蛋白质的量与所述组织中的总蛋白质的量进行比较，或者比较组织中的治疗性和/或预防性的量与所述组织中的治疗性和/或预防性的总量。应当理解，纳米颗粒特异性递送至靶组织的能力不需要在接受治疗的受试者中确定，它可以在诸如动物模型(例如大鼠模型)的替代物中确定。

如本文所用，“包封效率”是指相对于用于制备纳米颗粒组合物的治疗剂和/或预防剂的初始总量，成为纳米颗粒组合物的一部分的治疗剂和/或预防剂的量。例如如果初始提供给组合物的总共100mg治疗剂和/或预防剂中有97mg治疗剂和/或预防剂被包封在纳米颗粒组合物中，则包封效率可以为97％。

如本文所用，核酸序列的“表达”包括mRNA翻译成多肽或蛋白质和/或多肽或蛋白质的翻译后修饰。

如本文所用，术语“体外”是指在人工环境中发生的事件，例如在试管或反应容器中、在细胞培养物中、在皮氏培养皿中等，而不是在生物体内(例如动物、植物或微生物)。如本文所用，术语“体内”是指在生物体(例如动物、植物或微生物或其细胞或组织)内发生的事件。如本文所用，术语“离体”是指在生物体(例如动物、植物或微生物或其细胞或组织)之外发生的事件。离体事件可能发生在与自然(例如体内)环境相比变化最小的环境中。

如本文所用，术语“异构体”是指化合物的任何几何异构体、互变异构体、两性离子、立体异构体、对映异构体或非对映异构体。化合物可以包括一个或多个手性中心和/或双键，因此可以作为立体异构体存在。本公开涵盖本文所述化合物的任何和所有异构体，包括立体异构纯形式以及对映体和立体异构体的混合物，例如外消旋体。化合物的对映异构和立体异构混合物以及将它们拆分成它们的对映异构体或立体异构体组分的方法是众所周知的。

如本文所用，“脂质组分”是包括一种或多种脂质的纳米颗粒组合物的组分。例如脂质组分可包括一种或多种阳离子/可电离的、聚乙二醇化的、结构的或其他脂质，例如磷脂。

如本文所用，“施用”可包括静脉内、肌内、皮内、皮下或将组合物递送至受试者的其他方法。可以选择给药方法来靶向递送(例如特异性递送)至身体的特定区域或系统。

如本文所用，“修饰的”是指非天然的。例如RNA可以是修饰的RNA。也就是说，RNA可以包括一个或多个非天然存在的核碱基、核苷、核苷酸或接头。RNA还包括对RNA进行的任何序列优化。

如本文所用，“纳米颗粒组合物”是包含一种或多种脂质的组合物。纳米颗粒组合物的尺寸通常为微米量级或更小，并且可以包括脂质双层。纳米颗粒组合物包括脂质纳米颗粒(LNP)、脂质体(例如脂质囊泡)和脂质复合物。例如纳米颗粒组合物可以是具有直径为500nm或更小的脂质双层的脂质体。

如本文所用，“患者”是指可能寻求或需要治疗、需要治疗、正在接受治疗、将接受治疗的受试者，或因特定疾病或病症而接受过训练有素的专业人员护理的受试者。

如本文所用，“PEG脂质”或“PEG化脂质”是指包含聚乙二醇组分的脂质。

本文使用的短语“药学上可接受的”是指那些在合理的医学判断范围内，适用于与人类和动物组织接触而没有过度毒性、刺激、过敏反应或其他问题或并发症的化合物、材料、组合物和/或剂型，与合理的收益/风险比相称。

如本文所用，短语“药学上可接受的辅料”是指除本文所述化合物之外的任何成分(例如能够悬浮、络合或溶解活性化合物的载体)并且具有基本上无毒和无毒的性质。辅料可能包括，例如：抗粘剂、抗氧化剂、粘合剂、包衣剂、压缩助剂、崩解剂、染料(色素)、润肤剂、乳化剂、填充剂(稀释剂)、成膜剂或包衣剂、香料、香料、助流剂(流动增强剂)、润滑剂、防腐剂、印刷油墨、吸附剂、悬浮剂或分散剂、甜味剂和水合水。示例性辅料包括但不限于：丁基化羟基甲苯(BHT)、碳酸钙、磷酸钙(二元)、硬脂酸钙、交联羧甲基纤维素、交联聚乙烯吡咯烷酮、柠檬酸、交聚维酮、半胱氨酸、乙基纤维素、明胶、羟丙基纤维素、羟丙基纤维素甲基纤维素、乳糖、硬脂酸镁、麦芽糖醇、甘露醇、蛋氨酸、甲基纤维素、对羟基苯甲酸甲酯、微晶纤维素、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚维酮、预胶化淀粉、对羟基苯甲酸丙酯、棕榈酸视黄酯、虫胶、二氧化硅、羧甲基纤维素钠、柠檬酸钠、羟基乙酸淀粉钠、山梨糖醇、淀粉(玉米)、硬脂酸、蔗糖、滑石粉、二氧化钛、维生素A、维生素E(α-生育酚)、维生素C、木糖醇和本文公开的其他物质。

在本说明书中，化合物的结构式在某些情况下为了方便表示某种异构体，但本公开包括所有异构体，例如几何异构体、基于不对称碳的光学异构体、立体异构体、互变异构体等，应当理解并非所有异构体都可能具有相同水平的活性。

对于由本文化学式表示的化合物，可以存在晶体多晶型现象。应注意，任何晶型、晶型混合物、或其酸酐或水合物均包括在本公开的范围内。术语“晶体多晶型物”、“多晶型物”或“晶型”是指其中化合物(或其盐或溶剂化物)可以以不同的晶体堆积排列结晶的晶体结构，所有这些都具有相同的元素组成。不同的晶型通常具有不同的X射线衍射图、红外光谱、熔点、密度硬度、晶体形状、光学和电学性质、稳定性和溶解度。重结晶溶剂、结晶速率、储存温度和其他因素可能导致一种晶型占主导地位。化合物的晶体多晶型物可以通过在不同条件下结晶来制备。

组合物还可以包括一种或多种化合物的盐。盐可以是药学上可接受的盐。如本文所用，“药学上可接受的盐”是指所公开化合物的衍生物，其中通过将现有的酸或碱部分转化为其盐形式(例如通过使游离碱基与合适的有机酸反应)来改变母体化合物。药学上可接受的盐的例子包括但不限于碱性残基如氨基的无机酸盐或有机酸盐；酸性残基如羧酸的碱金属盐或有机盐等。

代表性的酸加成盐包括乙酸盐、己二酸盐、藻酸盐、抗坏血酸盐、天冬氨酸盐、苯磺酸盐、苯甲酸盐、硫酸氢盐、硼酸盐、丁酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、柠檬酸盐、环戊烷丙酸盐、二葡糖酸盐、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、富马酸盐、葡庚糖酸盐、甘油磷酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、氢溴酸盐、盐酸盐、氢碘酸盐、2-羟基乙磺酸盐、乳糖酸盐、乳酸盐、月桂酸盐、十二烷基硫酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、丙二酸盐、甲磺酸盐、2-萘磺酸盐、烟酸盐、硝酸盐、油酸盐、草酸盐、棕榈酸盐、双羟萘酸盐、果胶酸盐、过硫酸盐、3-苯基丙酸盐、磷酸盐、苦味酸盐、新戊酸盐、丙酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、硫酸盐、酒石酸盐、硫氰酸盐、甲苯磺酸盐、十一酸盐、戊酸盐等。

代表性的碱金属或碱土金属盐包括钠、锂、钾、钙、镁等，以及无毒的铵、季铵和胺阳离子，包括但不限于铵、四甲基铵、四乙基铵、甲胺、二甲胺、三甲胺、三乙胺、乙胺等。

本公开的药学上可接受的盐包括例如由无毒无机酸或有机酸形成的母体化合物的常规无毒盐。

本公开的药学上可接受的盐可以通过常规化学方法从含有碱性或酸性部分的母体化合物合成。通常，此类盐可通过使这些化合物的游离酸或碱形式与化学计量的适当碱或酸在水中或有机溶剂中或在两者的混合物中反应来制备；通常，优选非水介质，如乙醚、乙酸乙酯、乙醇、异丙醇或乙腈。合适的盐的列表可见于任何版本的Remington的Pharmaceutical Sciences，其通过引用整体并入本文。

如本文所用，“磷脂”是包括磷酸部分和一个或多个碳链例如不饱和脂肪酸链的脂质。磷脂可包括一个或多个多重(例如双键或三键)键(例如一个或多个不饱和度)。特定的磷脂可以促进与膜的融合。例如阳离子磷脂可以与膜(例如细胞膜或细胞内膜)的一种或多种带负电荷的磷脂相互作用。磷脂与膜的融合可允许含脂质组合物的一种或多种成分穿过膜，从而允许例如将一种或多种成分递送至细胞。

如本文所用，术语“多肽”或“感兴趣的多肽”是指通常通过肽键连接的氨基酸残基的聚合物，其可以天然(例如分离或纯化)或合成产生。

如本文所用，“RNA”是指可以是天然或非天然存在的核糖核酸。例如RNA可以包括修饰的和/或非天然存在的成分，例如一个或多个核碱基、核苷、核苷酸或接头。RNA可以包括帽结构、链终止核苷、茎环、polyA序列和/或聚腺苷酸化信号。RNA可以具有编码感兴趣的多肽的核苷酸序列。例如RNA可以是信使RNA(mRNA)。编码特定多肽的mRNA的翻译，例如哺乳动物细胞内mRNA的体内翻译，可以产生编码的多肽。RNA可以选自小干扰RNA(siRNA)、不对称干扰RNA(aiRNA)、微RNA(miRNA)、Dicer-底物RNA(dsRNA)、小发夹RNA(shRNA)、mRNA。

如本文所用，“单一单位剂量”是以一次剂量/一次/单一途径/单一接触点，即单一给药事件施用的任何治疗剂的剂量。如本文所用，“分割剂量”是将单一单位剂量或总日剂量分成两个或更多个剂量。如本文所用，“每日总剂量”是在24小时内给予或规定的量。它可以作为单一单位剂量给药。

如本文所用，纳米颗粒组合物上下文中的“尺寸”或“平均尺寸”是指纳米颗粒组合物的平均直径。

如本文所用，术语“受试者”、“对象”或“患者”是指可以向其施用根据本公开的组合物的任何生物体，例如，用于实验、诊断、预防和/或治疗目的。典型的受试者包括动物(例如哺乳动物如小鼠、大鼠、兔、非人灵长类动物和人类)和/或植物。优选地，本文所述的受试者患有受益于局部递送药物的疾病，例如希望仅将药物递送至某器官或组织的该器官或组织的病变。

如本文所用，“靶细胞”是指任何一种或多种感兴趣的细胞。细胞可以在体外、体内、原位或生物体的组织或器官中发现。生物体可以是动物，优选哺乳动物，更优选人并且最优选患者。

如本文所用，“靶组织”是指任何一种或多种感兴趣的组织类型，其中治疗和/或预防的递送将导致期望的生物学和/或药理学效果。感兴趣的目标组织的示例包括特定组织、器官和系统或其组。在具体应用中，靶组织可以是肾、肺、脾、血管中的血管内皮(例如冠状动脉内或股骨内)或肿瘤组织(例如通过瘤内注射)或肌肉(例如通过肌内注射)。

如本文所用，“肌肉”包括但不限于：背肌(包括斜方肌、背阔肌、肩胛提肌、菱形肌、竖脊肌、夹肌、横突棘肌、棘间肌、横突间肌)、胸肌(包括胸大肌、胸小肌、前锯肌、肋间外肌、肋间内肌、胸横肌)、膈肌、腹肌(包括腹直肌、腹外斜肌、腹内斜肌、腹横肌、腰方肌)、会阴肌、肩带肌(包括三角肌、冈上肌、冈下肌、小圆肌、肩胛下肌、大圆肌)、上臂肌(包括肱二头肌、喙肱肌、肱肌、肱三头肌、肘肌)、前臂肌(包括肱桡肌、旋前圆肌、桡侧腕屈肌、尺侧腕屈肌、桡侧腕长伸肌、桡侧腕短伸肌、尺侧腕伸肌)、手肌、盆带肌(包括髂腰肌、梨状肌、臀大肌、臀中肌、臀小肌)、大腿肌(包括股四头肌、缝匠肌、阔筋膜张肌、股二头肌、半腱肌、半膜肌、耻骨肌、长收肌、短收肌、大收肌、股薄肌)、小腿肌(包括胫骨前肌、趾长伸肌、腓肠肌、比目鱼肌、趾长屈肌、跚长屈肌、胫骨后肌、腓骨长肌和腓骨短肌)、足肌、颈阔肌、胸锁乳突肌。

术语“治疗剂”或“预防剂”是指当施用于受试者时具有治疗、诊断和/或预防作用和/或引发期望的生物学和/或药理学作用的任何试剂。治疗剂也称为“活性物”或“活性剂”，包括但不限于细胞毒素、放射性离子、化疗药物、小分子药物、蛋白质和核酸，例如RNA。

如本文所用，术语“治疗有效量”是指当施用于患有或易患感染、疾病、病症和/或病症的受试者，以治疗、改善感染、疾病、病症和/或病症的症状、诊断、预防和/或延迟感染、疾病、病症和/或病症的发作。

如本文所用，“转染”是指将物质(例如RNA)引入细胞。转染可以发生在例如体外、离体或体内。

如本文所用，术语“治疗”是指部分或完全减轻、改善、改善、缓解、延迟特定感染的发作、抑制其进展、降低其严重程度和/或降低其发生率、疾病、障碍和/或状况。例如“治疗”癌症可以指抑制肿瘤的存活、生长和/或扩散。为了降低风险，可以对未表现出疾病、病症和/或病症迹象的受试者和/或仅表现出疾病、病症和/或病症早期迹象的受试者进行治疗发展与疾病、病症和/或病症相关的病理学。

本公开另一方面包含脂质组分的纳米颗粒组合物，所述脂质组分包含本文所述式(I)化合物。

纳米颗粒组合物包括例如脂质纳米颗粒(LNP)、脂质体、脂质囊泡和脂质复合物。在一些实施方案中，纳米颗粒组合物是包含一个或多个脂质双层的囊泡。在某些实施方案中，纳米颗粒组合物包括两个或更多个由含水隔室分隔的同心双层。脂质双层可以被功能化和/或彼此交联。脂质双层可包括一种或多种配体、蛋白质或通道。

纳米颗粒组合物包含脂质组分，其包括至少一种根据式(I)化合物。例如纳米颗粒组合物的脂质组分可包括化合物1-10中的一种或多种。纳米颗粒组合物还可以包括多种其他组分。例如，除了式(I)的脂质之外，纳米颗粒组合物可以包括一种或多种阳离子脂质。

纳米颗粒组合物的脂质组分可包括一种或多种PEG或PEG修饰的脂质。此类物质可替代地称为聚乙二醇化脂质。PEG脂质是用聚乙二醇修饰的脂质。PEG脂质可选自PEG-修饰的磷脂酰乙醇胺、PEG-修饰的磷脂酸、PEG-修饰的神经酰胺、PEG-修饰的二烷基胺、PEG-修饰的二酰基甘油、PEG-修饰的二烷基甘油及其混合物。例如PEG脂质可以是PEG-c-DOMG、PEG-DMG、PEG-DLPE、PEG-DMPE、PEG-DPPC或PEG-DSPE脂质。

纳米颗粒组合物的脂质组分可包括一种或多种结构脂质。结构脂质可选自但不限于胆固醇、粪甾醇、谷甾醇、麦角甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、菜子甾醇、番茄碱、番茄碱、熊果酸、α-生育酚及其混合物。在一些实施方案中，结构脂质是胆固醇。在一些实施方案中，结构脂质包括胆固醇和皮质类固醇(例如泼尼松龙、地塞米松、泼尼松和氢化可的松)或其组合。

纳米颗粒组合物的脂质组分可包括一种或多种磷脂，例如一种或多种不饱和脂质。磷脂可以组装成一个或多个脂质双层。通常，磷脂可包括磷脂部分和一个或多个脂肪酸部分。例如磷脂可以是根据式(II)的脂质：

其中Rp表示磷脂部分，R1和R2表示具有或不具有不饱和度的脂肪酸部分，它们可以相同或不同。磷脂部分可选自磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油、磷脂酰丝氨酸、磷脂酸、2-溶血磷脂酰胆碱和鞘磷脂。脂肪酸部分可选自月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、α-亚麻酸、芥酸、植烷酸、花生酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、山萮酸、二十二碳五烯酸和二十二碳六烯酸。

可用于本文所述组合物和方法的磷脂可选自DSPC、DOPE、DLPC、DMPC、DOPC、DPPC、DUPC、POPC、OChemsPC、DOPG和鞘磷脂。在一些实施方案中，纳米粒子组合物包含DSPC。在一些实施方案中，纳米粒子组合物包含DOPE。在一些实施方案中，纳米粒子组合物包括DSPC和/或DOPE。

在一些实施方案中，本文所述的纳米粒子组合物包括式(I)化合物、PEG脂质、DSPC和胆固醇。

在一些实施方案中，包含本文所述的一种或多种脂质的纳米颗粒组合物还可包含一种或多种佐剂，例如氢氧化铝。

治疗剂和/或预防剂

纳米颗粒组合物可以包括一种或多种治疗剂和/或预防剂。本发明将治疗剂和/或预防剂递送至哺乳动物细胞或器官、在哺乳动物细胞中产生感兴趣的多肽以及在有需要的哺乳动物中治疗疾病或病症的方法，包括向哺乳动物施用和/或接触具有包括治疗和/或预防药物的纳米颗粒组合物的哺乳动物细胞。

治疗剂和/或预防剂可以是一种物质，一旦输送到细胞或器官，就会在细胞、器官或其他身体组织或系统中带来理想的变化。此类物种可用于治疗一种或多种疾病或病症。在一些实施方案中，治疗剂和/或预防剂是可用于治疗特定疾病或病症的小分子药物。

可用于纳米颗粒组合物的药物的实例包括但不限于抗肿瘤剂(例如多柔比星、米托蒽醌、喜树碱、顺铂、博来霉素、环磷酰胺、链脲佐菌素、放线菌素D、长春新碱、长春碱、胱氨酸阿拉伯糖苷、蒽环类药物、烷化剂、铂化合物、抗代谢物和核苷类似物，例如甲氨蝶呤和嘌呤和嘧啶类似物)、抗感染剂、局部麻醉剂(例如地布卡因和氯丙嗪)、β-肾上腺素能阻滞剂(例如普萘洛尔、噻吗洛尔和拉贝洛尔)、抗高血压药(例如可乐定和肼苯哒嗪)、抗抑郁药(例如丙咪嗪、阿米替林和多塞平)、抗抑郁药(例如苯妥英钠)、抗组胺药(例如苯海拉明、扑尔敏和异丙嗪)、抗生素/抗菌药(例如庆大霉素、环丙沙星和头孢西丁)、抗真菌药(例如咪康唑、特康唑、益康唑、异康唑、布他康唑、克霉唑、伊曲康唑、制霉菌素、萘替芬和两性霉素B)、抗寄生虫剂、激素、激素拮抗剂、免疫调节剂、神经递质拮抗剂、抗青光眼剂、维生素、麻醉剂和显像剂。

在一些实施方案中，治疗剂和/或预防剂是细胞毒素、放射性离子、化疗剂、疫苗、引发免疫反应的化合物和/或另一种治疗剂和/或预防剂。细胞毒素或细胞毒剂包括可能对细胞有害的任何试剂。实例包括但不限于紫杉醇、细胞松弛素B、短杆菌肽D、溴化乙锭、依米汀、丝裂霉素、依托泊苷、替尼泊苷、长春新碱、长春碱、秋水仙碱、多柔比星、柔红霉素、二羟基蒽二酮、米托蒽醌、光神霉素、放线菌素D、1-脱氢睾酮、糖皮质激素、普鲁卡因、丁卡因、利多卡因、普萘洛尔、嘌呤霉素、美登素，例如、美登醇、雷切霉素及其类似物或同系物。放射性离子包括但不限于碘(例如碘125或碘131)、锶89、磷、钯、铯、铱、磷酸盐、钴、钇90、钐153和镨。

其他治疗和/或预防药物包括但不限于抗代谢药(例如甲氨蝶呤、6-巯基嘌呤、6-硫鸟嘌呤、阿糖胞苷、5-氟尿嘧啶脱卡巴肼)、烷化剂(例如氮芥、噻替哌苯丁酸氮芥、雷切霉素、美法仑、卡莫司汀(BSNU)、洛莫司汀(CCNU)、环磷酰胺、白消安、二溴甘露醇、链脲佐菌素、丝裂霉素C和顺式二氯二胺铂(II)(DDP)顺铂)、蒽环类药物(例如柔红霉素(以前称为道诺霉素)和多柔比星)、抗生素(例如更生霉素(以前称为放线菌素)、博来霉素、光神霉素和蒽霉素(AMC))和抗有丝分裂剂(例如长春新碱、长春碱、紫杉醇和美登木素生物碱)。

在其他实施例中，治疗剂和/或预防剂是蛋白质。在本公开的纳米颗粒中有用的治疗性蛋白质包括但不限于庆大霉素、丁胺卡那霉素、胰岛素、促红细胞生成素(EPO)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、因子VIR、促黄体激素释放激素(LHRH)类似物、干扰素、肝素、乙型肝炎表面抗原、伤寒疫苗和霍乱疫苗。

在一些实施方案中，治疗剂是多核苷酸或核酸(例如核糖核酸或脱氧核糖核酸)。术语“多核苷酸”，在其最广泛的意义上，包括被或可以并入寡核苷酸链中的任何化合物和/或物质。根据本公开使用的示例性多核苷酸包括但不限于脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)包括信使mRNA(mRNA)、它们的杂交体、RNAi诱导剂、RNAi剂中的一种或多种、siRNA、shRNA、miRNA、反义RNA、核酶、催化DNA、诱导三螺旋形成的RNA、适体、载体等。

在一些实施方案中，治疗剂和/或预防剂是RNA。可用于本文所述的组合物和方法的RNA可选自但不限于短链、拮抗剂、反义链、核酶、小干扰RNA(siRNA)、不对称干扰RNA(aiRNA)、微小RNA(miRNA)、Dicer-底物RNA、小发夹RNA(shRNA)、转移RNA(tRNA)、信使RNA(mRNA)及其混合物。在某些实施方案中，RNA是mRNA或siRNA。

在某些实施方案中，治疗剂和/或预防剂是mRNA。mRNA可以编码任何感兴趣的多肽，包括任何天然或非天然存在的或以其他方式修饰的多肽。由mRNA编码的多肽可以是任何大小并且可以具有任何二级结构或活性。在一些实施方案中，由mRNA编码的多肽在细胞中表达时可具有治疗效果。

在其他实施例中，治疗剂和/或预防剂是siRNA。siRNA可能能够选择性地敲低或下调感兴趣基因的表达。例如可以选择siRNA以在向有需要的受试者施用包含siRNA的纳米颗粒组合物时使与特定疾病或病症相关的基因沉默。siRNA可包含与编码感兴趣的基因或蛋白质的mRNA序列互补的序列。在一些实施方案中，siRNA可以是免疫调节siRNA。

在一些实施方案中，治疗剂和/或预防剂是shRNA或编码其的载体或质粒。shRNA可在将适当的构建体递送至细胞核后在靶细胞内产生。与shRNA相关的构建体和机制在相关领域中是众所周知的。

用于本公开的核酸和多核苷酸通常包括编码感兴趣的多肽的连接核苷的第一区域(例如编码区域)、位于第一区域的5'-末端的第一侧翼区域(例如5-UTR)、位于第一区域3'-末端的第二侧翼区域(例如3-UTR)、至少一个5'-帽区域和3'-稳定区域。在一些实施方案中，核酸或多核苷酸还包括聚-A区或Kozak序列(例如在5'-UTR中)。在一些情况下，多核苷酸可包含一个或多个能够从多核苷酸切除的内含子核苷酸序列。在一些实施方案中，多核苷酸或核酸(例如mRNA)可包括5'帽结构、链终止核苷酸、茎环、聚腺苷酸序列和/或聚腺苷酸化信号。核酸的任何一个区域可以包括一种或多种替代组分(例如替代核苷)。

通常，多核苷酸的最短长度可以是足以编码二肽、的多核苷酸序列的长度。在另一个实施方案中，多核苷酸序列的长度足以编码三肽、四肽、五肽、六肽、七肽、八肽、九肽、或十肽。在一些情况下，多核苷酸的长度至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少80、至少90、至少100、至少120、至少150、至少180、至少200、至少300、至少400、至少500、至少600、至少700、至少800、至少900、至少1000、至少2000、至少3000、至少4000、或至少5000个核苷酸。

核酸和多核苷酸可包括一种或多种天然存在的组分，包括任何典型核苷酸A(腺苷)、G(鸟苷)、C(胞嘧啶)、U(尿苷)或T(胸苷)。在一个实施例中，所有或基本上所有的核苷酸包含(a)5'-UTR，(b)开放阅读框(ORF)，(c)3'-UTR，(d)聚腺苷酸尾，和以上a、b、c或d的任何组合。

多核苷酸和核酸可以包括一种或多种修饰的(例如改变的或替代的)核碱基、核苷、核苷酸或其组合。用于纳米颗粒组合物的核酸和多核苷酸可以包括任何有用的修饰或改变，例如对核碱基、糖或核苷间键(例如连接磷酸/磷酸二酯键/磷酸二酯主链)。

在一些情况下，核酸基本上不诱导多核苷酸(例如mRNA)被引入其中的细胞的先天免疫反应。

其他组分

除了前述部分中描述的那些之外，纳米颗粒组合物可以包括一种或多种组分。例如纳米颗粒组合物可以包括一种或多种疏水性小分子，例如维生素(例如维生素A或维生素E)或甾醇。

纳米颗粒组合物还可以包括一种或多种渗透性增强剂分子、碳水化合物、聚合物、表面改变剂或其他组分。渗透性增强剂分子可以是例如美国专利申请公开号2005/0222064中描述的分子。碳水化合物可包括单糖(例如葡萄糖)和多糖(例如糖原及其衍生物和类似物)。聚合物可以包括在和/或用于包封或部分包封纳米颗粒组合物。聚合物可以是生物可降解的和/或生物相容的。聚合物可以选自但不限于多胺、聚醚、聚酰胺、聚酯、聚氨基甲酸酯、聚脲、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚砜、聚氨酯、聚乙炔、聚乙烯、聚乙烯亚胺、聚异氰酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈和聚芳酯。表面改变剂可包括但不限于阴离子蛋白(例如牛血清白蛋白)、表面活性剂(例如阳离子表面活性剂，例如二甲基双十八烷基溴化铵)、糖或糖衍生物(例如环糊精)、核酸、聚合物(例如肝素、聚乙二醇和泊洛沙姆)，粘液溶解剂(例如乙酰半胱氨酸、奈替尼新和厄多司坦)和DNase(例如rhDNase)。表面改变剂可以布置在纳米颗粒内和/或纳米颗粒组合物的表面上(例如通过涂覆、吸附、共价连接或其他过程)。

纳米颗粒组合物还可包含一种或多种功能化脂质。例如脂质可以用炔基官能化，当在适当的反应条件下暴露于叠氮化物时，可以进行环加成反应。特别地，脂质双层可以以这种方式用一个或多个可用于促进膜渗透、细胞识别或成像的基团来功能化。

纳米颗粒组合物的表面也可以与一种或多种有用的抗体缀合。用于靶向细胞递送、成像和膜渗透的官能团和缀合物是本领域众所周知的。

除了这些组分之外，纳米颗粒组合物可以包括可用于药物组合物的任何物质。例如纳米颗粒组合物可以包括一种或多种药学上可接受的辅料或辅助成分，例如但不限于一种或多种溶剂、分散介质、稀释剂、分散助剂、悬浮助剂、制粒助剂、崩解剂、填充剂、助流剂、液体载体、粘合剂、表面活性剂、等渗剂、增稠剂或乳化剂、缓冲剂、润滑剂、油、防腐剂和其他物质。还可以包括辅料，例如蜡、黄油、着色剂、包衣剂、调味剂和芳香剂。药学上可接受的辅料是本领域众所周知的(参见例如Remington's The Science and Practice ofPharmacy，第21版)。

纳米颗粒组合物的脂质组分可包括例如根据式(I)的脂质，磷脂(例如不饱和脂质，例如DOPE或DSPC)、PEG脂质和结构脂质。各脂质成分可以特定的分数提供。在某些实施方案中，纳米颗粒组合物的脂质组分包括约30摩尔％至约60摩尔％的式(I)化合物，约0摩尔％至约30摩尔％磷脂，约18.5摩尔％至约48.5摩尔％结构脂质，和约0摩尔％至约10摩尔％PEG脂质。在一些实施方案中，纳米颗粒组合物的脂质组分包括约35摩尔％至约55摩尔％的式(I)的化合物、约5摩尔％至约25摩尔％的磷脂、约30摩尔％至约40摩尔％的结构脂质和约0摩尔％至约10摩尔％的PEG脂质。在特定的实施方案中，脂质组分包括约50摩尔％的式(I)化合物、约10摩尔％的磷脂、约38.5摩尔％的结构脂质和约1.5摩尔％的PEG脂质。在另一个特定的实施方案中，脂质组分包括约40摩尔％的式(I)化合物、约20摩尔％的磷脂、约38.5摩尔％的结构脂质和约1.5摩尔％的PEG脂质。在一些实施方案中，磷脂可以是DOPE或DSPC。在其他实施例中，PEG脂质可以是PEG-DMG和/或结构脂质可以是胆固醇。

纳米颗粒组合物中治疗剂和/或预防剂的量可取决于纳米颗粒组合物的尺寸、组成、所需靶标和/或应用、或其他性质以及治疗剂和/或预防剂的性质。例如可用于纳米颗粒组合物的RNA的量可能取决于RNA的大小、序列和其他特征。纳米颗粒组合物中治疗和/或预防和其他成分(例如脂质)的相对量也可以变化。在一些实施方案中，纳米颗粒组合物中脂质组分与治疗剂和/或预防剂的重量/重量比可为约5:1至约60:1，例如5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1、50:1、60:1。例如脂质组分与治疗剂和/或预防剂的重量/重量比可为约10:1至约40:1。在某些实施例中，重量/重量比为约20:1。纳米颗粒组合物中治疗剂和/或预防剂的量可以例如使用吸收光谱法(例如紫外-可见光谱法)测量。

纳米颗粒组合物的平均尺寸可以在10纳米到100纳米之间，例如通过本领域熟知的方法测量。例如平均尺寸可为约40nm至约150nm，例如约40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm，90nm、95nm、100nm、105nm、110nm、115nm、120nm、125nm、130nm、135nm、140nm、145nm或150nm。在一些实施方案中，nm颗粒组合物的平均尺寸可为约50nm至约100nm、约50nm至约90nm、约50nm至约80nm、约50nm至约70nm、从约50nm至约60nm，约60nm至约100nm，约60nm至约90nm，约60nm至约80nm，约60nm至约70nm，约70nm至约100nm、约70nm至约90nm、约70nm至约80nm、约80nm至约100nm、约80nm至约90nm或约90nm至约100nm。在某些实施例中，nm粒子组合物的平均尺寸可为约70nm至约100nm。在特定实施例中，平均尺寸可为约70nm。

纳米颗粒组合物可以是相对均匀的。多分散性指数可用于指示纳米颗粒组合物的均匀性，例如纳米粒子组合物的粒度分布。小的(例如小于0.3)多分散指数通常表示窄的粒度分布。纳米颗粒组合物可具有约0至约0.25的多分散指数，例如0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24或0.25。在一些实施方案中，纳米粒子组合物的多分散指数可为约0.05至约0.10。

治疗剂和/或预防剂的包封效率描述了相对于所提供的初始量，在制备后被包封或以其他方式与纳米颗粒组合物结合的治疗剂和/或预防剂的量。包封效率可以例如通过比较在用一种或多种有机溶剂或洗涤剂破碎纳米颗粒组合物之前和之后在含有纳米颗粒组合物的溶液中的治疗和/或预防量来测量。荧光可用于测量溶液中游离治疗剂和/或预防剂(例如RNA)的量。对于本文所述的纳米颗粒组合物，治疗剂和/或预防剂的包封效率可以是至少50％，例如50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％，90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％。在一些实施方案中，封装效率可以是至少80％。在某些实施例中，封装效率可以是至少90％。

纳米颗粒组合物可以任选地包含一种或多种涂层。例如纳米颗粒组合物可以配制在具有包衣的胶囊、薄膜或片剂中。本文所述组合物的胶囊、薄膜或片剂可具有任何有用的尺寸、拉伸强度、硬度或密度。

本发明的纳米颗粒组合物可以制备成适合各种给药途径的多种形式，例如液体剂型(例如乳剂、微乳剂、纳米乳剂、溶液剂、混悬剂、糖浆剂和酏剂)、可注射剂型、固体剂型(例如胶囊剂、片剂、丸剂、散剂和颗粒剂)、用于局部(包括经颊和舌下)、经皮和/或透皮给药的剂型(例如乳膏、软膏剂、糊剂、霜剂、洗剂、凝胶剂、粉剂、溶液剂、喷雾剂、吸入剂和贴剂)、用于阴道施用的剂型(例如阴道栓剂、棉塞、乳膏、凝胶、糊剂、泡沫和喷雾剂)、用于植入物施用的剂型(例如固体、半固体、凝胶)、混悬剂、粉剂和其他剂型。

药物组合物

纳米颗粒组合物可以全部或部分配制为药物组合物。药物组合物可以包括一种或多种纳米颗粒组合物。

例如药物组合物可以包括一种或多种纳米颗粒组合物，包括一种或多种不同的治疗剂和/或预防剂。药物组合物还可包括一种或多种药学上可接受的辅料，例如本文所述的那些配制和制造药物组合物和药剂的一般指南可参见Remington的The Science andPractice of Pharmacy，第21版。常规辅料和辅助成分可用于任何药物组合物，除非任何常规辅料或辅助成分可能与纳米颗粒组合物的一种或多种组分不相容。药物组合物中辅料的含量可由本领域技术人员根据需要确定。

根据本公开的药物组合物中的一种或多种纳米颗粒组合物、一种或多种药学上可接受的辅料和/或任何额外成分的相对量将根据纳米颗粒的特性、大小和/或受治疗的受试者条件而变化，并且进一步取决于组合物的给药途径。举例而言，药物组合物可包含0.1％至100％(wt/wt)的一种或多种纳米颗粒组合物。

在某些实施方案中，本公开的纳米颗粒组合物和/或药物组合物被冷藏或冷冻以用于储存和/或运输(例如储存在4℃或更低的温度，例如约-150℃之间的温度)和约0℃或约-80℃和约-20℃之间(例如约-5℃、-10℃、-15℃、-20℃、-25℃、-30℃C、-40℃、-50℃、-60℃、-70℃、-80℃、-90℃、-130℃或-150℃)。

例如本文公开的纳米颗粒组合物和/或药物组合物可稳定约至少1周、至少2周、至少3周、至少4周、至少5周、至少6周、至少2个月，至少4个月，至少6个月，至少8个月，至少10个月，至少12个月，至少14个月，至少16个月，至少18个月，至少20个月、至少22个月或至少24个月，例如在4℃或更低的温度下(例如在约4℃和-20℃之间)。在一个实施方案中，该制剂在4℃下稳定至少4周。在某些实施方案中，本公开的药物组合物包含本文公开的纳米颗粒组合物和药学上可接受的辅料，所述辅料选自Tris、醋酸盐(例如乙酸钠)、柠檬酸盐(例如柠檬酸钠)、盐水、PBS和蔗糖中的一种或多种。在某些实施方案中，本公开的药物组合物具有约7和8之间(例如6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9或8.0，或7.5之间)的pH值。和8或介于7和7.8之间)。

在本公开的上下文中，“稳定性”和“稳定的”是指本文公开的纳米颗粒组合物和/或药物组合物对化学或物理变化(例如降解、粒度变化、聚集、变化封装等)在给定的制造、制备、运输、储存和/或使用条件下，例如当施加诸如剪切力、冻结/解冻应力等应力时。

纳米颗粒组合物和/或包含一种或多种纳米颗粒组合物的药物组合物可施用于任何患者或受试者，包括可受益于通过向一种或多种特定的药物递送治疗剂和/或预防剂而提供的治疗效果的那些患者或受试者细胞、组织、器官或系统或它们的组。

尽管“组合物”主要涉及适合施用于人类的组合物，但本领域技术人员将理解此类组合物通常适用于施用于任何其他哺乳动物。

为使组合物适合施用于各种动物而对适合施用于人类的组合物进行修饰是众所周知的，并且普通熟练的兽医药理学家仅通过普通的(如果有的话)实验就可以设计和/或进行这样的修饰。预期施用组合物的对象包括但不限于人类、其他灵长类动物和其他哺乳动物，包括商业上相关的哺乳动物，例如牛、猪、软管、绵羊、猫、狗、小鼠和/或大鼠.

包括一种或多种纳米颗粒组合物的药物组合物可以通过药理学领域已知的或以后开发的任何方法来制备。一般而言，此类制备方法包括将活性成分与辅料和/或一种或多种其他辅助成分结合，然后，如果需要或必要，将产品分割、成型和/或包装成所需的单一或多种形式。多剂量单位。

根据本公开的药物组合物可以散装、作为单一单位剂量和/或作为多个单一单位剂量来制备、包装和/或销售。如本文所用，“单位剂量”是包含预定量的活性成分(例如纳米颗粒组合物)的药物组合物的离散量。活性成分的量通常等于将给予受试者的活性成分的剂量和/或该剂量的方便分数，例如该剂量的二分之一或三分之一。

药物组合物可以制备成适合多种给药途径和方法的多种形式。例如药物组合物可以制备成液体剂型(例如乳剂、微乳剂、纳米乳剂、溶液剂、混悬剂、糖浆剂和酏剂)、可注射剂型、固体剂型(例如胶囊剂、片剂、丸剂、散剂和颗粒剂)、用于局部(包括经颊和舌下)、经皮和/或透皮给药的剂型(例如乳膏、软膏剂、糊剂、霜剂、洗剂、凝胶剂、粉剂、溶液剂、喷雾剂、吸入剂和贴剂)、用于阴道施用的剂型(例如阴道栓剂、棉塞、乳膏、凝胶、糊剂、泡沫和喷雾剂)、用于植入物施用的剂型(例如固体、半固体、凝胶)、混悬剂、粉剂和其他剂型。

用于口服和肠胃外给药的液体剂型包括但不限于药学上可接受的乳剂、微乳剂、纳米乳剂、溶液剂、混悬剂、糖浆剂和/或酏剂。除活性成分外，液体剂型可包含本领域常用的惰性稀释剂，例如水或其他溶剂、增溶剂和乳化剂，例如乙醇、异丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲醇，苯甲酸苄酯、丙二醇、1,3-丁二醇、二甲基甲酰胺、油(特别是棉籽油、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、聚乙二醇和失水山梨糖醇脂肪酸酯，及其混合物。除了惰性稀释剂之外，口服组合物可以包括额外的治疗剂和/或预防剂、额外的试剂例如润湿剂、乳化剂和助悬剂、甜味剂、调味剂和/或芳香剂。在肠胃外给药的某些实施方案中，将组合物与增溶剂混合，例如、醇、油、改性油、乙二醇、聚山梨醇酯、环糊精、聚合物和/或它们的组合。

可注射制剂，例如无菌可注射水性或油性混悬剂可根据已知技术使用合适的分散剂、润湿剂和/或助悬剂配制。无菌可注射制剂可以是在无毒肠胃外可接受的稀释剂和/或溶剂中的无菌可注射溶液、混悬液和/或乳剂。可以使用的可接受的载体和溶剂包括水、林格氏溶液和等渗氯化钠溶液。无菌的油可用作溶剂或悬浮介质。为此，可以使用任何温和的不挥发油，包括合成甘油单酯或甘油二酯。脂肪酸如油酸可用于制备注射剂。可注射制剂可以灭菌，例如，通过细菌截留过滤器过滤，和/或通过掺入无菌固体组合物形式的灭菌剂，其可以在使用前溶解或分散在无菌水或其他无菌可注射介质中。

用于直肠或阴道施用的组合物通常是栓剂，其可以通过将组合物与合适的非刺激性赋形剂混合来制备，所述赋形剂在环境温度下为固体但在体温下为液体并因此在直肠中熔化或阴道腔并释放活性成分。

本公开还考虑透皮贴剂的使用，此类剂型可以例如通过将化合物溶解和/或分散在适当的介质中来制备。或者或另外，可以通过提供速率控制膜和/或通过将化合物分散在聚合物基质和/或凝胶中来控制速率。

用于递送本文所述的皮内药物组合物的合适的装置包括任何类型的液体或固体注射装置，例如常规注射器、精细款注射器、短针注射器、液体喷射注射器、压缩气体加速粉末注射器、弹道粉末递送装置等。

药物组合物可以以适合经由颊腔肺部施用的制剂来制备、包装和/或销售。这样的制剂可以包含具有活性成分的干颗粒。此类组合物方便地为干粉形式，用于使用包含干粉储存器的装置和/或使用自推进溶剂/粉末分配容器施用。此类制剂还可以作为水性溶液和/或稀醇溶液和/或悬浮液(任选无菌的，包含活性成分)来制备、包装和/或出售，并且可以使用任何雾化和/或雾化装置方便地施用。此类制剂还可包含一种或多种附加成分，包括但不限于矫味剂例如糖精钠、挥发油、缓冲剂、表面活性剂和/或防腐剂例如羟基苯甲酸甲酯。

本文描述的可用于肺部递送的制剂也可用于药物组合物的鼻内递送。这种制剂以吸鼻的方式施用，即通过鼻道从靠近鼻子的粉末容器快速吸入。药物组合物可以以适合口腔施用的制剂来制备、包装和/或销售。此类制剂可以是例如使用常规方法制备的片剂和/或锭剂的形式。

方法和用途

本公开提供了在哺乳动物细胞中产生目的多肽的方法。产生多肽的方法涉及使细胞与包含编码目的多肽的mRNA的纳米颗粒组合物接触。当细胞与纳米颗粒组合物接触时，mRNA可以被吸收并在细胞中翻译以产生目的多肽。

一般而言，使哺乳动物细胞与包含编码目的多肽的mRNA的纳米颗粒组合物接触的步骤可以在体内、离体、培养物或体外进行。与细胞接触的纳米颗粒组合物的量和/或其中的mRNA的量可以取决于所接触的细胞或组织的类型、施用方式、纳米颗粒组合物和mRNA的生理化学特征(例如，尺寸、电荷和化学成分)，以及其他因素。效率指标可能包括多肽翻译(由多肽表达表示)、mRNA降解水平和免疫反应指标。

将包含mRNA的纳米颗粒组合物与细胞接触的步骤可以涉及或引起转染。纳米颗粒组合物的脂质组分中包含的磷脂可以例如通过与细胞膜或细胞内膜相互作用和/或融合来促进转染和/或提高转染效率。转染可以允许mRNA在细胞内翻译。

在一些实施例中，本文描述的纳米颗粒组合物可用于治疗。例如，纳米颗粒组合物中包含的mRNA可编码治疗性多肽(例如，在可翻译区中)并在接触和/或进入(例如，转染)细胞后产生治疗性多肽。在其他实施方案中，纳米颗粒组合物中包含的mRNA可编码改善或增加受试者的免疫力的多肽。

在某些实施方案中，纳米颗粒组合物中包含的mRNA可编码重组多肽，其可替代与纳米颗粒组合物接触的细胞中基本上不存在的一种或多种多肽。或者，通过mRNA翻译产生的重组多肽可以拮抗细胞中、细胞表面上或细胞分泌的内源蛋白的活性。在另一个替代方案中，通过mRNA翻译产生的重组多肽可以间接或直接拮抗细胞中、细胞表面上或从细胞分泌的生物部分的活性。拮抗的生物部分可以包括但不限于脂质(例如胆固醇)、脂蛋白(例如低密度脂蛋白)、核酸、碳水化合物和小分子毒素。

将治疗剂递送至细胞和器官的方法

本公开提供了向哺乳动物细胞或器官递送治疗剂和/或预防剂的方法。将治疗剂和/或预防剂递送至细胞涉及向受试者施用包含治疗剂和/或预防剂的纳米颗粒组合物，其中组合物的施用涉及使细胞与组合物接触。例如，蛋白质、细胞毒剂、放射性离子、化疗剂或核酸(例如RNA，例如mRNA)可以被递送至细胞或器官。在治疗剂和/或预防剂是mRNA的情况下，当细胞与纳米颗粒组合物接触时，可翻译的mRNA可以在细胞中翻译以产生感兴趣的多肽。然而，基本上不可翻译的mRNA也可以被递送至细胞。

在一些实施方案中，纳米颗粒组合物可以靶向特定类型的细胞(例如，特定器官或其系统的细胞)。例如，包含感兴趣的治疗剂和/或预防剂的纳米颗粒组合物可以被特异性递送至哺乳动物肝脏、肾、脾、股骨或肺而基本不递送至其他类型的细胞。特定类型的细胞、器官、或其系统或组织的特异性递送意味着相对于其他目的地，更高比例的包括治疗剂和/或预防剂的纳米颗粒组合物被递送至感兴趣的目的地(例如，组织)。在一些实施方案中，感兴趣的组织选自由肝、肾、肺、脾、股骨、肌肉、肿瘤组织(例如，通过瘤内注射)。

作为靶向或特异性递送的另一个实例，编码细胞表面上的蛋白质结合配体(例如，抗体或其功能片段、支架蛋白或肽)或受体的mRNA可以包含在纳米颗粒组合物中。在一些实施方案中，配体可以是表面结合的抗体，其可以允许调节细胞靶向特异性。这些方法可以提高靶向相互作用的亲和力和特异性。配体可以由例如生物学领域的技术人员基于细胞的所需定位或功能来选择。靶向细胞可包括但不限于肝细胞、上皮细胞、造血细胞、内皮细胞、肺细胞、骨细胞、干细胞、间充质细胞、神经细胞、心肌细胞、脂肪细胞、血管平滑肌细胞、骨骼肌细胞、β细胞、垂体细胞、滑膜衬里细胞、卵巢细胞、睾丸细胞、成纤维细胞、B细胞、T细胞、网织红细胞、白细胞、粒细胞和肿瘤细胞。

治疗疾病和病症的方法

纳米颗粒组合物可用于治疗疾病或病症。特别地，此类组合物可用于治疗以蛋白质或多肽活性缺失或异常为特征的疾病或病症。例如，可以将包含编码缺失或异常多肽的mRNA的纳米颗粒组合物施用或递送至细胞。mRNA的后续翻译可以产生多肽，从而减少或消除由多肽导致的活性缺失或异常活性引起的问题。所述方法和组合物可用于治疗急性疾病或病症，例如脓毒症、中风和心肌梗塞。包含在纳米颗粒组合物中的治疗剂和/或预防剂也可能能够改变给定物种的转录速率，从而影响基因表达。可以给予组合物的以功能失调或异常的蛋白质或多肽活性为特征的疾病和/或病症包括但不限于罕见病、传染病(作为疫苗和治疗剂)、癌症和增殖性疾病，遗传疾病(例如囊性纤维化)、自身免疫性疾病、糖尿病、神经退行性疾病、心血管和肾血管疾病以及代谢疾病。

本公开提供了涉及施用包含一种或多种治疗剂和/或预防剂的纳米颗粒组合物以及包含其的药物组合物的方法。术语治疗性和预防性在本文中可以互换使用。治疗组合物或其成像、诊断或预防组合物可以使用有效预防、治疗、诊断或成像疾病、病症和/或病况和/或任何合理量和任何施用途径施用于受试者。给予受试者的具体量可以根据受试者的物种、年龄和一般状况、特定的成分、给药方式而变化。根据本公开内容的组合物可以配制为剂量单位形式，以便于施用和剂量的均匀性。然而，应当理解，本公开的组合物的具体用量将由主治医师在合理的医学判断的范围内决定。

包含一种或多种治疗剂和/或预防剂的纳米颗粒组合物可以通过任何途径施用。在一些实施方案中，组合物，包括预防性组合物、诊断组合物或成像组合物，其包括本文所述的一种或多种纳米颗粒组合物，通过多种途径中的一种或多种施用，包括口服、静脉内、肌内、动脉内、髓内、鞘内、皮下、心室内、经皮或真皮内、真皮间、直肠、阴道内、腹膜内、眼内、视网膜下、玻璃体内、粘膜、鼻腔、口腔、肠内、瘤内、舌下、鼻内；通过气管内滴注、支气管滴注和/或吸入、作为口腔喷雾剂和/或粉剂、鼻喷雾剂和/或气雾剂，和/或通过门静脉导管。优选局部施用，例如肌内、皮下、经皮或真皮内、真皮间、腹膜内、眼内、视网膜下、玻璃体内、粘膜、鼻腔、口腔、瘤内、鼻内。合适的施用途径将取决于多种因素，包括纳米颗粒组合物的性质、治疗剂和/或预防剂、患者的状况等。

在某些实施方案中，根据本公开的组合物可以以足以递送以下剂量的水平施用：约0.0001mg/kg至约10mg/kg、约0.001mg/kg至约10mg/kg、约0.005mg//kg至约10mg/kg、约0.01mg/kg至约10mg/kg、约0.05mg/kg至约10mg/kg、约0.1mg/kg至约10mg/kg、约1mg/kg至约10mg/kg、约2mg/kg至约10mg/kg、约5mg/kg至约10mg/kg、约0.0001mg/kg至约5mg/kg，约0.001mg/kg至约5mg/kg、约0.005mg/kg至约5mg/kg、约0.01mg/kg至约5mg/kg、约0.05mg/kg至约5mg/kg约0.1mg/kg至约5mg/kg、约1mg/kg至约5mg/kg、约2mg/kg至约5mg/kg、约0.0001mg/kg至约2.5mg/kgmg/kg、约0.001mg/kg至约2.5mg/kg、约0.005mg/kg至约2.5mg/kg、约0.01mg/kg至约2.5mg/kg、约0.05mg/kg至约0.05mg/kg至约2.5mg/kg约2.5mg/kg、约0.1mg/kg至约2.5mg/kg、约1mg/kg至约2.5mg/kg、约2mg/kg至约2.5mg/kg、约0.0001mg/kg约0.001mg/kg至约1mg/kg、约0.001mg/kg至约1mg/kg、约0.005mg/kg至约1mg/kg、约0.01mg/kg至约1mg/kg、约0.05mg/kg至约1mg/kg、约0.1mg/kg至约1mg/kg、约0.0001mg/kg至约0.25mg/kg、约0.001mg/kg至约0.25mg/kg、约0.005mg/kg至约0.25mg/kg、约0.01mg/kg至约0.25mg/kg、约0.05mg/kg至约0.25mg/kg、或约0.1mg/kg至约0.25mg/kg治疗剂和/或预防剂(例如mRNA)。

剂量可以每天以相同或不同的量施用一次或多次，以获得所需水平的mRNA表达和/或治疗、诊断、预防或成像效果。所需剂量可以例如每天三次、每天两次、每天一次、每隔一天、每三天、每周、每两周、每三周或每四周递送。在某些实施方案中，可以使用多次施用(例如，两次、三次、四次、五次、六次、七次、八次、九次、十次、十一次、十二次、十三次、十四次或更多次施用)来递送所需剂量。

包含一种或多种治疗剂和/或预防剂的纳米颗粒组合物可以与一种或多种其他治疗剂、预防剂、诊断剂或成像剂组合使用。每种药剂将以针对该药剂确定的剂量和/或时间表施用。组合使用的治疗性、预防性、诊断性或成像活性剂可以在单一组合物中一起施用或在不同组合物中单独施用。

本领域技术人员将认识到或能够仅使用常规实验来确定根据本文描述的公开内容的具体实施例的许多等同物。本公开的范围并不旨在限于以上描述，而是如所附权利要求中阐述的。

在权利要求中，诸如“一”、“一个”和“该”之类的冠词可以指一个或多于一个，除非有相反指示或从上下文中明显看出。

术语“包括”旨在是开放的并且允许但不要求包括另外的元件或步骤。当本文使用术语“包含”时，术语“基本上由...组成”和“由...组成”因此也被涵盖和公开。此外，应当理解，步骤的顺序或执行某些动作的顺序并不重要，只要本发明保持可操作性即可。两个或更多个步骤或动作可以同时进行。

本公开的化合物可以通过使用市售起始材料、文献中已知的化合物或由易于制备的中间体，通过采用本领域技术人员已知的或将要了解的标准合成方法和程序以多种方式制备。根据本文的教导，本公开的化合物的合成对于本领域技术人员来说是显而易见的。用于制备有机分子以及官能团转化和操作的标准合成方法和程序可以从相关科学文献或本领域的标准教科书中获得，如Smith,M.B.,March,J.,March's Advanced OrganicChemistry:Reactions,Mechanisms,and Structure,5^th edition,John Wiley&Sons:NewYork,2001。本文实施例描述的合成方法旨在说明但不限制制备本公开化合物的一般程序。本领域普通技术人员会注意到，在本文所述的反应顺序和合成方案期间，某些步骤的顺序可以改变，例如保护基团的引入和去除。在本文所述的反应方案中，可产生多种立体异构体。本领域的普通技术人员将认识到可以优化反应以优先产生一种异构体，或者可以设计新方案以产生单一异构体。如果产生混合物，可使用制备薄层色谱、制备HPLC、制备手性HPLC或制备SFC等技术来分离异构体。

在一个或多个实施方案中，本文所述的式(I)化合物是如下所示的化合物1-7：

实施例

实施例1，化合物的制备

实验仪器

实验试剂

化合物1的合成工艺：

中间物A(8-溴辛酸十七烷-9-基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入8-溴辛酸(5.5mmol，1.22g)、十七烷-9-醇(5.0mmol，1.28g)、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(5.5mmol，1.05g)、4-二甲氨基吡啶(0.5mmol，61mg)和二氯甲烷(15mL)，室温搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(石油醚/乙酸乙酯＝20:1)得到无色液体，即为中间物A(2.12g，产率92％)。

中间物B(6-溴己酸十一烷基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入6-溴己酸(5.5mmol，1.07g)、十一醇(5.0mmol，0.86g)、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(5.5mmol，1.05g)、4-二甲氨基吡啶(0.5mmol，61mg)和二氯甲烷(15mL)，室温搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(石油醚/乙酸乙酯＝20:1)得到无色液体，即为中间物B(1.46g，产率84％)。

中间物C(8-[(1,3-二羟基丙-2-基)氨基]辛酸十七烷-9-基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入8-溴辛酸十七烷-9-基酯(5.0mmol，2.3g)、2-氨基丙-1,3-二醇(50mmol，4.5g)和无水乙醇(30mL)，60℃搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝10:1)得到无色液体，即为中间物C(942mg，产率40％)。

化合物1(8-[1-羟基-2-(羟基甲基)-9-氧亚基-3-氮杂-10-氧杂二十一烷-3-基] 辛酸十七烷-9-基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入8-[(1,3-二羟基丙-2-基)氨基]辛酸十七烷-9-基酯(1.5mmol，706mg)、6-溴己酸十一烷基酯(1.7mmol，486mg)、碳酸钾(1.8mmol，248mg)、四丁基碘化铵(0.075mmol，27mg)和无水乙腈(8mL)，70℃回流搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝20:1)得到无色液体，即为化合物1(389mg，产率35％)。¹H NMR(600MHz,Chloroform-d)δ4.86(p,J＝6.3Hz,1H),4.05(t,J＝6.8Hz,2H),3.59(d,J＝6.8Hz,4H),2.96(p,J＝6.9Hz,1H),2.56(q,J＝9.2,8.6Hz,4H),2.29(dt,J＝13.2,7.5Hz,4H),1.66–1.55(m,6H),1.53–1.42(m,8H),1.33–1.21(m,50H),0.91–0.82(m,9H).HRMS(ESI)m/z(M+H)⁺calculated forC45H90NO6:740.6768,observed:740.6775.

化合物2的合成工艺：

中间物D(8-[(2,3-二羟基丙基)氨基]辛酸十七烷-9-基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入8-溴辛酸十七烷-9-基酯(5.0mmol，2.3g)、3-氨基丙-1,2-二醇(50mmol，4.5g)和无水乙醇(30mL)，60℃搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝10:1)得到无色液体，即为中间物d(786mg，产率33％)。

化合物2(8-(1,2-二羟基-10-氧亚基-4-氮杂-11-氧杂二十二烷-4-基)辛酸十七 烷-9-基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入化合物D(1.5mmol，706mg)、6-溴己酸十一烷基酯(1.7mmol，486mg)、碳酸钾(1.8mmol，248mg)、四丁基碘化铵(0.075mmol，27mg)和无水乙腈(8mL)，70℃回流搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝20:1)得到无色液体，即为化合物2(478mg，产率43％)。

¹H NMR(600MHz,Chloroform-d)δ4.86(p,J＝6.5Hz,1H),4.05(t,J＝6.8Hz,2H),3.92–3.85(m,1H),3.75(dd,J＝11.5,4.0Hz,1H),3.52(dd,J＝11.4,4.2Hz,1H),2.80–2.73(m,1H),2.73–2.65(m,2H),2.64–2.55(m,3H),2.29(dt,J＝18.0,7.4Hz,4H),1.68–1.47(m,14H),1.36–1.17(m,50H),0.87(t,J＝7.0Hz,9H).

化合物3的合成工艺：

中间物E(8-(2,6-二氧杂庚-4-基氨基)辛酸十七烷-9-基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入8-溴辛酸十七烷-9-基酯(5.0mmol，2.3g)、2-氨基-1,3-二甲氧基丙烷(50mmol，5.95g)和无水乙醇(30mL)，60℃搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝10:1)得到无色液体，即为中间物E(1.45g，产率58％)。

化合物3(8-[4-(甲氧基甲基)-11-氧亚基-5-氮杂-2,12-二氧杂二十三烷-5-基] 辛酸十七烷-9-基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入化合物E(1.5mmol，749mg)、6-溴己酸十一烷基酯(1.7mmol，486mg)、碳酸钾(1.8mmol，248mg)、四丁基碘化铵(0.075mmol，27mg)和无水乙腈(8mL)，70℃回流搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝20:1)得到无色液体，即为化合物3(622mg，产率54％)。¹H NMR(600MHz,Chloroform-d)δ4.84(p,J＝6.3Hz,1H),4.02(t,J＝6.8Hz,2H),3.44(dd,J＝9.7,5.9Hz,2H),3.35(dd,J＝9.7,5.9Hz,2H),3.29(s,6H),2.96(p,J＝5.9Hz,1H),2.47(dt,J＝9.7,7.2Hz,4H),2.25(dt,J＝9.6,7.5Hz,4H),1.64–1.52(m,6H),1.47(q,J＝7.0,6.2Hz,4H),1.43–1.33(m,4H),1.30–1.17(m,48H),0.89–0.82(m,9H).HRMS(ESI)m/z(M+H)⁺calculated for C47H94NO6:768.7081,observed:768.6803.

化合物4的合成工艺：

化合物4(8-[1-羟基-2-(羟基甲基)-11-辛基-9-氧亚基-3-氮杂-10-氧杂十九烷- 3-基]辛酸十七烷-9-基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入化合物D(0.2mmol，94.2mg)、6-溴己酸十七烷-9-基酯(0.3mmol，129.6mg)、碳酸钾(0.3mmol，41.4mg)、四丁基碘化铵(0.01mmol，3.7mg)和无水乙腈(4mL)，70℃回流搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝20:1)得到无色液体，即为化合物4(61mg，产率37％)。¹H NMR(600MHz,Chloroform-d)δ4.83(p,J＝6.3Hz,2H),3.58(d,J＝6.8Hz,4H),2.98(p,J＝6.8Hz,1H),2.60–2.54(m,4H),2.25(q,J＝7.2Hz,4H),1.59(dt,J＝14.4,7.3Hz,4H),1.51–1.41(m,12H),1.31–1.18(m,58H),0.85(t,J＝7.0Hz,12H).

化合物5的合成工艺：

中间物F(6-[(1,3-二羟基丙-2-基)氨基]己酸十一烷基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入6-溴己酸十一酯(5.0mmol，2.3g)、2-氨基-1,3-丙二醇(50mmol，4.55g)和无水乙醇(30mL)，60℃搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝10:1)得到无色液体，即为中间物F(826mg，产率46％)。

化合物5(6-[12-庚基-1-羟基-2-(羟基甲基)-11-氧亚基-3,12-二氮杂十九烷-3- 基]己酸十一烷基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入化合物F(0.2mmol，71.8mg)、8-溴-N,N-二庚基辛酰胺(0.3mmol，1025.1mg)、碳酸钾(0.3mmol，41.4mg)、四丁基碘化铵(0.01mmol，3.7mg)和无水乙腈(3mL)，70℃回流搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝20:1)得到无色液体，即为化合物5(61.2mg，产率44％)。¹H NMR(600MHz,Chloroform-d)δ4.00(t,J＝6.8Hz,2H),3.66(d,J＝6.5Hz,4H),3.30–3.25(m,1H),3.24–3.20(m,2H),3.19–3.12(m,2H),2.76(t,J＝7.7Hz,4H),2.25(dt,J＝15.8,7.5Hz,4H),1.68–1.37(m,16H),1.32–1.17(m,40H),0.88–0.75(m,9H).

化合物6的合成工艺：

中间物G(2-己基癸酸-8-溴辛基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入2-己基癸酸(5.5mmol，1.41g)、8-溴-1-辛醇(5.0mmol，1.04g)、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(5.5mmol，1.05g)、4-二甲氨基吡啶(0.5mmol，61mg)和二氯甲烷(15mL)，室温搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(石油醚/乙酸乙酯＝40:1)得到无色液体，即为中间物G(1.87g，产率84％)。

中间物H(2-己基癸酸-8-[(1,3-二羟基丙-2-基)氨基]辛基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入化合物G(3.0mmol，1.34g)、2-氨基丙-1,3-二醇(30mmol，3.73g)和无水乙醇(30mL)，60℃搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝10:1)得到无色液体，即为中间物H(576mg，产率42％)。

化合物6(2-己基癸酸-20-(1,3-二羟基丙-2-基)-9-己基-10--氧亚基-20-氮杂- 11-氧杂二十八烷-28-基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入化合物H(0.2mmol，91.4mg)、化合物G(0.3mmol，134mg)、碳酸钾(0.3mmol，41.4mg)、四丁基碘化铵(0.02mmol，7.4mg)和无水乙腈(3mL)，70℃回流搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝20:1)得到无色液体，即为化合物6(84mg，产率51％)。¹H NMR(600MHz,Chloroform-d)δ4.04(t,J＝6.7Hz,4H),3.62(d,J＝6.7Hz,4H),3.03(p,J＝6.7Hz,1H),2.62(t,J＝7.6Hz,4H),2.29(tt,J＝9.4,5.2Hz,2H),1.64–1.52(m,9H),1.51–1.45(m,4H),1.44–1.37(m,4H),1.33–1.17(m,57H),0.86(t,J＝6.9Hz,12H).

化合物7的合成工艺：

中间物I(8-[(1,4-二羟基丁-2-基)氨基]辛酸十七烷-9-基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入化合物A(5.0mmol，2.3g)、2-氨基丁-1,4-二醇(50mmol，5.25g)和无水乙醇(30mL)，60℃搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝10:1)得到无色液体，即为中间物I(800mg，产率33％)。

化合物7(8-[1-羟基-3-(羟基甲基)-10-氧亚基-4-氮杂-11-氧杂二十二烷-4-基] 辛酸十七烷-9-基酯)的合成

取100mL装有搅拌子的干燥圆底烧瓶，加入化合物I(0.2mmol，97mg)、化合物B(0.3mmol，104.4mg)、碳酸钾(0.3mmol，41.4mg)、四丁基碘化铵(0.02mmol，7.4mg)和无水乙腈(3mL)，70℃回流搅拌24小时。待反应结束后，利用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产物，然后通过柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝20:1)得到无色液体，即为化合物7(78.4mg，产率52％)。¹H NMR(600MHz,Chloroform-d)δ4.85(p,J＝6.3Hz,1H),4.05(t,J＝6.8Hz,2H),3.75–3.67(m,2H),3.58–3.46(m,2H),3.05–2.92(m,1H),2.49(q,J＝8.7Hz,4H),2.28(dt,J＝14.8,7.5Hz,4H),1.66–1.57(m,6H),1.54–1.42(m,6H),1.34–1.19(m,54H),0.93–0.79(m,9H).

实施例2，mRNA-LNP局部表达活性检测

实验材料

实验方法

1.LNP制备

使用化合物1-7作为阳离子脂质，将有机相脂质4种组分均用无水乙醇溶解至10mg/mL，按照表1的比例进行配制作为有机相，总脂质浓度4.8mg/mL；用25mM醋酸钠缓冲溶液将1mg/mL的Luc mRNA(SEQ ID NO:1)配制成70μg/mL作为水相；微流控仪(不锈钢芯片)两相通道分别用无水乙醇和纯水清洗干净后，水相再用25mM醋酸钠缓冲溶液润洗管路两次。开始制备时，两相管路分别先用配置好的有机相组分和水相组分300μL排出管路内的空气，然后吸取有机相与水相的体积比为1:3的制备溶液，以有机相和水相的流速分别为4mL/min和12mL/min的流速制备LNP，前0.5mL的流出液弃掉，只收集后续流出液直至结束(SM-102和化合物1LNP的制备方法相同)。

表1

1.1 LNP超滤

取制备后的LNP原液加入5倍体积PBS中，用超滤管，2000-3000rpm,10min进行超滤至体积约为1mL时，再加10倍体积PBS吹洗超滤管滤膜后离心至约为1mL，再次加10倍体积PBS吹洗超滤管滤膜后离心至约为1mL，反复冲洗滤膜后，取出上述1mL溶液放入无酶EP管中置于4℃冰箱保存备用。

2.含量及包封率测定

2.1标准曲线制备

取mRNA原液用1×TE稀释至2μg/mL，各浓度标准液分别取0、2、10、25、50、100μL至96孔黑色酶标板中，然后按RNA定量试剂盒标注进行操作(1×TE，100μL，1×Ribo，100μL)，酶标仪选择激发波长480nm，发射波长520nm条件下进行检测。

2.2 LNP测量样品制备

取超滤后的LNP先用1×TE稀释至理论浓度为1μg/mL左右；透化：稀释后的LNP用终浓度为1％TritonX-100室温透化10min；未透化：稀释后的LNP加等体积DEPC水室温放置10min。然后各样品分别取100μL至96孔黑色酶标板中，再分别加1×Ribo 100μL，每个样品3个复孔，酶标仪选择激发波长480nm，发射波长520nm条件下进行检测。

3.粒径测定

取超滤后的LNP适量，加纯水稀释10倍后加入粒径池中，Malven粒径仪上测定粒径。

4.局部表达

肌肉注射：选取雄性C57小鼠，体重约为20g/只。注射前，首先剔除小腿腓肠肌部位的毛发，随后使用精细款注射器在腓肠肌按照每只50μL LNP(10μg mRNA)的剂量进行给药，给药后第4h腹腔注射200μL(15mg/mL)Luciferase底物，异氟烷麻醉后进行小动物活体成像(4h)表征。

脾脏注射：选取雄性C57小鼠(体重约20g)，异氟烷麻醉后，仰卧位腹部右侧靠近胸腔处剪开皮肤并暴露出脾脏，随后使用精细款注射器在脾脏处按照每只20μL化合物1LNP(4μg mRNA)的剂量进行给药，给药后第6h腹腔注射200μL(15mg/mL)Luciferase底物，异氟烷麻醉后进行小动物活体成像表征；雄性SD大鼠(体重约150g)每只注射30μL(6μg mRNA)，同法处理。

肾脏注射：选取雄性C57小鼠(体重约20g)，异氟烷麻醉后，仰卧位腹部右侧靠近胸腔处剪开皮肤并暴露出肾脏，随后使用精细款注射器在肾脏处按照每只20μL化合物1LNP(4μg mRNA)的剂量进行给药，给药后第6h腹腔注射200μL(15mg/mL)Luciferase底物，异氟烷麻醉后进行小动物活体成像表征；雄性SD大鼠(体重约150g)每只注射30μL(6μg mRNA)，同法处理。

实验结果

1、粒径、PDI、包封率％

由本文化合物1制备的LNP的粒径分布如图15所示。

SM-102粒径分布如图16所示。

2、体内表达-肌肉注射

结果如图17-图25所示。可以看出，化合物1LNP经肌肉注射后，小动物活体成像结果表明其仅在注射部位局部表达，其他器官未见表达。

Claims (10)

1.式(I)的化合物或其盐或异构体，

其中，

s是5或8，t是7或8，

M₁是-C(O)O-，-C(O)NR-，

M₂是-C(O)O-，-C(O)NR₅-，

R₁是C_1-18烷基、C_2-18烯基、或-CHR₂R₃，

R₂、R₃、R₅各自独立选自：H、C_1-14烷基和C_2-14烯基，

R₄是C_1-3烷基，-(CH₂)_nCHR₆R₇或-CHR₆R₇，其中R₆和R₇各自独立是(CH₂)_nQ，其中n是0、1、2、3或4，Q是C_1-3烷基或OR，R是C_1-3烷基或H。

2.如权利要求1所述的化合物或其盐或异构体，其特征在于，所述化合物如式(Ia)化合物所示，

其中，

s是5或8，t是7或8，

M₁是-C(O)O-或-C(O)NR-，

M₂是-C(O)O-或-C(O)NR₅-，

R₁是C_1-18烷基、C_2-18烯基、或-CHR₂R₃，

R₂、R₃、R₅各自独立选自：H、C_1-14烷基和C_2-14烯基，

R₄是C_1-3烷基，-(CH₂)_nCHR₆R₇或-CHR₆R₇，其中R₆和R₇各自独立是(CH₂)_nQ，其中n是0、1、2、3或4，Q是C_1-3烷基或OR，R是C_1-3烷基或H。

3.如权利要求1或2所述的化合物或其盐或异构体，其特征在于，

M₁是-C(O)O-或-C(O)NH-，和/或

M₂是-C(O)NR₅-，R₂是H，R₃是C₆烷基，R₅是C₇烷基，和/或

R₁是C_1-14烷基，和/或

Q是OH，和/或

R₂、R₃各自独立选自C_1-12烷基。

4.包含脂质组分的纳米颗粒组合物，所述脂质组分包含权利要求1-3中任一项所述的化合物或其盐或异构体，

优选地，所述脂质组分还包括磷脂、PEG脂质、结构脂质。

5.如权利要求4所述的纳米颗粒组合物，其特征在于，所述纳米颗粒组合物还包括治疗剂和/或预防剂。

6.药物组合物，其包含权利要求4或5所述的纳米颗粒组合物和药学上可接受的辅料。

7.一种在细胞中产生多肽的非治疗方法，所述方法包括使细胞与纳米颗粒组合物接触的步骤，该组合物包括：(1)脂质组分，包括磷脂、PEG脂质、结构脂质，和权利要求1-3中任一项所述的化合物或其盐或异构体，和(2)编码所述多肽的mRNA，由此该mRNA能够在细胞中翻译以产生多肽，

优选地，所述细胞是哺乳动物细胞。

8.制备权利要求1-3中任一项所述的化合物或其盐或异构体的方法或制备权利要求4或5所述的纳米颗粒组合物的方法。

9.权利要求1-3中任一项所述的化合物或其盐或异构体、和/或权利要求4或5所述的纳米颗粒组合物在制备治疗或预防疾病或病症的药物中的用途，

优选地，所述药物是局部起效药物，

优选地，所述纳米颗粒组合物或由式(I)化合物形成的纳米颗粒组合物用于将治疗剂和/或预防剂递送到局部，

优选地，所述疾病或病症是受益于局部递送治疗剂和/或预防剂的疾病或病症。

10.如权利要求9所述的用途，其特征在于，所述局部是器官或组织，

优选地，所述局部是肝、脾、肾、肺、肌肉或骨。