[发明专利]关于用于在蛋白药物缀合物中使用的接头的材料和方法

说明书

本发明涉及蛋白药物缀合物和制备所述蛋白药物缀合物的方法。更具体地，本发明涉及提供蛋白、接头和药物例如细胞毒素以产生蛋白药物缀合物。另外，本发明提供了用于在蛋白药物缀合物中使用的改进的接头以及将所述接头引入所述蛋白药物缀合物中的方法。更具体地，蛋白药物缀合物可以是抗体药物缀合物(ADC)或含白蛋白和接头的药物缀合物。

已知蛋白药物缀合物，特别是抗体药物缀合物，提供将高效药物靶向递送至特定组织用于治疗。更特别地，已知ADC被用于抗癌治疗，所述ADC通常由抗体组成，所述抗体经由具有不稳定键的化学接头与生物活性的细胞毒性或药物有效荷载(payload)连接。由此类蛋白药物缀合物提供的靶向递送由抗体或类似物在健康和患病组织之间灵敏地辨别、从而确保高效药物的安全递送的能力导致。

因此，抗体，特别是单克隆抗体(mAb)在靶向研究、治疗、诊断和其他生物技术应用中是有用的。更特别地，mAb在靶向治疗和医药的领域中是有用的。mAb可通过以下方式而被利用：通过抗体药物缀合物(ADC)的方式并入到治疗中。如以上讨论的，ADC是除了其他以外，被认为在癌症的治疗中具有特定效用的一类生物活性药物，并且是相对新的技术。通常，(例如)用于治疗癌症的ADC将包含连接至细胞毒性有效荷载或药物的mAb，所述细胞毒性有效荷载或药物可提供细胞杀伤作用。mAb和细胞毒性材料(细胞毒素)之间的连接通常将由化学上稳定的接头分子提供。在本领域已知两种类型的ADC接头系统：可裂解的和不可裂解的。对于可裂解的ADC接头系统，存在优选地酶促驱动的释放机制，尽管化学上不稳定的可选的可裂解系统是已知的，如在由Humana Press出版的Methods in Molecular Biology,第1045卷,2013中详细描述的。在不可裂解的ADC接头系统中，释放途径是由当ADC被使用时通过细胞机制(cellular machinery)的mAb降解引起的。

ADCs (Seattle Genetics/Takeda Group)和(Genentech/Roche)在欧洲和美国的市场准入已经为增加研究该ADC类别的生物治疗药物铺平道路。

以下显示的(也被称为brentuximab vedotin)是针对蛋白CD30，所述蛋白CD30在经典霍奇金淋巴瘤(HL)和系统性间变性大细胞淋巴瘤(sALCL)中表达。Brentuximab vedotin由连接至组织蛋白酶可裂解接头(缬氨酸-瓜氨酸)的嵌合单克隆抗体brentuximab(chimeric monoclonal antibody brentuximab)(cAC10，其靶向细胞膜蛋白CD30)、对氨基苄基氨基甲酸酯间隔物和抗有丝分裂剂单甲基奥瑞他汀E(monomethyl auristatin E，MMAE)组成。

以下示出的是trastuzumab emtansine，是由连接至细胞毒性剂mertansine(DM1)的单克隆抗体曲妥珠单抗(Trastuzumab)组成的ADC。单独的曲妥珠单抗通过与HER2/neu受体结合阻止癌症细胞的生长，而mertansine进入细胞并通过与微管蛋白结合阻止细胞分裂；最后这种结合作用将导致细胞凋亡。缀合物通常被缩写为T-DM1。每个trastuzumab emtansine分子由通过被称为SMCC的交联试剂与若干个mertansine(包含巯基的细胞毒性美登醇(maytansinoid))分子结合的单个曲妥珠单抗分子组成。SMCC为反式-4-(马来酰亚氨基甲基)环己烷-1-羧酸琥珀酰亚氨基酯，包含两个反应性官能团即琥珀酰亚胺酯和马来酰亚胺的双官能交联剂。SMCC的琥珀酰亚胺基团与曲妥珠单抗分子中的赖氨酸残基的游离氨基反应，并且SMCC的马来酰亚胺部分与mertansine的游离巯基连接，这在抗体和mertansine之间形成共价键。

尽管ADC是本领域熟知的，但包含具有提供药物有效荷载的靶向递送的能力的球状蛋白(globular protein)的其他蛋白药物缀合物并不被熟知。例如，白蛋白可对此类蛋白药物缀合物中的抗体提供合适的替代方案。

白蛋白由三个结构上同源、大部分螺旋状的结构域(I、II和III)组成，每个结构域由两个亚结构域A和B组成。像其他的哺乳动物白蛋白，人白蛋白包含17个二硫桥(disulfide bridge)和在Cys34处的游离硫醇，在Cys34处的游离硫醇提供了血清中最大比例的游离硫醇。