背景技術：

1、相關技術的描述

2、治療性核酸，諸如mrna、小干擾rna(sirna)、小激活rna(sarna)、微小rna(mirna)、反義寡核苷酸、核糖酶、質粒和免疫刺激核酸，在基因水平上具有預防和治療疾病的很大前景。然而，核酸通常在血液中經歷快速降解、腎清除、不良細胞攝取以及低效內體逃逸。因此，為了使核酸在治療上有用，需要一種用于將核酸遞送至細胞核或胞質溶膠的安全且有效的體系。用于細胞和體內遞送聚陰離子化合物如寡核苷酸的傳統方法包括病毒載體、陽離子脂質納米顆粒(lnp)和聚陽離子聚合物。這些遞送體系可能受到諸如穩定性差、清除快速、毒理學差、免疫應答問題以及其聚陰離子貨物表達欠佳的限制的困擾。

技術實現思路

1、需要用于將核酸遞送至細胞的穩定、安全且有效的體系。因此，本公開涉及包含2-氨基丙烷-1,3-二醇封端的陽離子類肽的遞送媒介物組合物，以及遞送媒介物組合物與聚陰離子化合物如核酸的復合物。本公開進一步涉及制備和使用遞送媒介物組合物和復合物用于細胞內遞送聚陰離子化合物如mrna的方法，以及用本公開的復合物引發免疫應答的方法。

2、公開了n-取代的甘氨酸低聚物(稱為類肽)及其在遞送媒介物組合物中作為可離子化脂質組分的用途。通過參數化類肽結構變化(包括對類肽的帶電和疏水部分兩者的修飾)，實驗設計(doe)方法被用于調查大范圍的化學空間，以促進發現類肽結構要素和顆粒性質之間的趨勢。從初始化合物到最終先導候選化合物，該優化過程導致體內產生的mrna表達增加了>10,000倍，這使得它們能夠用于治療方案，包括酶替代和體內產生的抗體藥物。所公開的類肽導致在小鼠中表達治療相關水平的蛋白質(例如抗rsv抗體)，具有最小的耐受性問題或誘導的免疫應答。所公開的化合物及其組合物提供了可針對特定治療方案進行優化的可調遞送平臺。

3、在一個方面，本公開提供具有式(i)的結構的化合物：

4、其中n為1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；r1為h或任選地被1至3個oh取代的c2-5烷基；r2為被1至3個附加oh取代的c2-5亞烷基-oh；并且每個r3獨立地為c6-24烷基或c6-24烯基。在一些情況下，n為3。在一些情況下，n為4。在一些情況下，n為6。在一些情況下，n為8。在一些情況下，n為9。在一些情況下，r1為h。在一些情況下，r2為被1個附加oh取代的c2-5亞烷基-oh。在一些情況下，c2-5亞烷基被2或3個附加oh取代。在一些情況下，r2為被1至3個附加oh取代的c3-4亞烷基。在一些情況下，每個r3獨立地為c6-18烷基或c6-18烯基。在一些情況下，每個r3獨立地為c8-18烷基或c8-18烯基。在一些情況下，每個r3獨立地選自由以下項組成的組：

5、在一些情況下，每個r3獨立地選自由以下項組成的組：在一些情況下，至少一個r3選自由以下項組成的組：在一些情況下，至少一個r3為在一些情況下，式(i)的化合物具有選自由以下項組成的組的結構：

6、

7、

8、

9、

10、

11、

12、在一些情況下，式(i)的化合物選自化合物1、化合物6、化合物21和化合物30。在一些情況下，式(i)的化合物為化合物1。在一些情況下，式(i)的化合物為化合物6。在一些情況下，式(i)的化合物為化合物21。在一些情況下，式(i)的化合物為化合物30。在一些情況下，式(i)的化合物為化合物12。在一些情況下，式(i)的化合物為化合物34。在一些情況下，式(i)的化合物為化合物35。在一些情況下，式(i)的化合物為化合物41。本文進一步公開了式(i)的化合物的藥學上可接受的鹽。

13、本公開的另一方面提供了包含本文所公開的化合物或其藥學上可接受的鹽的遞送媒介物組合物。在一些具體實施中，組合物還包含磷脂、甾醇和聚乙二醇化脂質中的一者或多者。在一些具體實施中，式(i)的化合物或鹽以約30摩爾％至約60摩爾％的量存在于遞送媒介物組合物中。在一些具體實施中，式(i)的化合物或鹽以約35摩爾％至約55摩爾％的量存在于遞送媒介物組合物中。在各種具體實施中，式(i)的化合物或鹽以約30摩爾％至約45摩爾％的量存在于遞送媒介物組合物中。在各種具體實施中，式(i)的化合物或鹽以約35摩爾％至約39摩爾％的量存在于遞送媒介物組合物中。在一些情況下，式(i)的化合物或鹽以約39摩爾％至約52摩爾％的量存在于遞送媒介物組合物中。在各種具體實施中，式(i)的化合物或鹽以約30摩爾％至約35摩爾％的量存在于遞送媒介物組合物中。在各種具體實施中，式(i)的化合物或鹽以約40摩爾％至約45摩爾％的量存在于遞送媒介物組合物中。在各種情況下，式(i)的化合物或鹽以約42摩爾％至約49摩爾％的量存在。在一些具體實施中，式(i)的化合物或鹽以約50摩爾％至約52摩爾％的量存在。

14、在各種具體實施中，組合物包含磷脂、甾醇和聚乙二醇化脂質。在一些情況下，組合物基本上由本文所公開的化合物或其鹽、磷脂、甾醇和聚乙二醇化脂質組成。在一些情況下，所述組合物包含約30摩爾％至約60摩爾％的所述式(i)的化合物；約3摩爾％至約20摩爾％的所述磷脂、約25摩爾％至約60摩爾％的所述甾醇和約1摩爾％至約5摩爾％的所述聚乙二醇化脂質。在各種情況下，所述組合物包含約35摩爾％至約55摩爾％的所述式(i)的化合物或鹽；約5摩爾％至約15摩爾％的所述磷脂、約30摩爾％至約55摩爾％的所述甾醇和約1摩爾％至約3摩爾％的所述聚乙二醇化脂質。在一些具體實施中，所述組合物包含約38摩爾％至約52摩爾％的所述式(i)的化合物或鹽；約9摩爾％至約12摩爾％的所述磷脂、約35摩爾％至約50摩爾％的所述甾醇和約1摩爾％至約2摩爾％的所述聚乙二醇化脂質。在各種具體實施中，所述組合物包含約30摩爾％至約49摩爾％的所述式(i)的化合物；約5摩爾％至約15摩爾％的所述磷脂、約30摩爾％至約55摩爾％的所述甾醇和約1摩爾％至約3摩爾％的所述聚乙二醇化脂質。在一些情況下，所述組合物包含約35摩爾％至約49摩爾％的所述式(i)的化合物或鹽；約7摩爾％至約12摩爾％的所述磷脂、約35摩爾％至約50摩爾％的所述甾醇和約1摩爾％至約2摩爾％的所述聚乙二醇化脂質。在一些情況下，所述組合物包含約30摩爾％至約45摩爾％的所述式(i)的化合物或鹽；約7摩爾％至約12摩爾％的所述磷脂、約40摩爾％至約55摩爾％的所述甾醇和約1摩爾％至約3摩爾％的所述聚乙二醇化脂質。在一些情況下，所述組合物包含約30摩爾％至約35摩爾％的所述式(i)的化合物或鹽；約7摩爾％至約12摩爾％的所述磷脂、約50摩爾％至約55摩爾％的所述甾醇和約2摩爾％至約3摩爾％的所述聚乙二醇化脂質。在一些情況下，所述組合物包含約40摩爾％至約45摩爾％的所述式(i)的化合物或鹽；約7摩爾％至約12摩爾％的所述磷脂、約40摩爾％至約45摩爾％的所述甾醇和約1摩爾％至約2摩爾％的所述聚乙二醇化脂質。在一些情況下，磷脂選自由以下項組成的組：1,2-二亞油酰基-sn-甘油基-3-磷酸膽堿(dlpc)、1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油基-磷酸膽堿(dmpc)、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸膽堿(dopc)、1,2-二棕櫚酰基-sn-甘油基-3-磷酸膽堿(dppc)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸膽堿(dspc)、1,2-二(十一烷酰基)-sn-甘油基-磷酸膽堿(dupc)、1-棕櫚酰基-2-油酰基-sn-甘油基-3-磷酸膽堿(popc)、1,2-二-o-十八烯基-sn-甘油基-3-磷酸膽堿(18:0二醚pc)、1-油酰基-2-膽固醇半琥珀酰基-sn-甘油基-3-磷酸膽堿(ochemspc)、1-十六烷基-sn-甘油基-3-磷酸膽堿(c16lyso?pc)、1,2-二亞麻酰基-sn-甘油基-3-磷酸膽堿、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油基-3-磷酸膽堿、1,2-二(二十二碳)六烯酰基-sn-甘油基-3-磷酸膽堿、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(dope)、1,2-二棕櫚酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(dppe)、1,2-二植烷酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(me?16.0pe)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亞油酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亞麻酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺、1,2-二(二十二碳)六烯酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺、1,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷酸-外消旋-(1-甘油基)鈉鹽(dopg)、鞘磷脂，以及它們的組合。在一些情況下，磷脂為dope、dspc或它們的組合。在各種情況下，磷脂為dspc。在一些具體實施中，甾醇選自由以下項組成的組：膽固醇、糞生甾醇、谷甾醇、麥角甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、蕓苔甾醇、番茄堿、熊果酸、α-生育酚，以及它們的混合物。在一些情況下，甾醇為膽固醇。在一些具體實施中，聚乙二醇化脂質選自由以下項組成的組：peg修飾的磷脂酰乙醇胺、peg修飾的磷脂酸、peg修飾的神經酰胺、peg修飾的二烷基胺、peg修飾的二酰基甘油、peg修飾的二烷基甘油、peg修飾的甾醇和peg修飾的磷脂。在各種具體實施中，peg修飾的脂質選自由以下項組成的組：peg修飾的膽固醇、n-辛酰基-鞘氨醇-1-{琥珀酰基[甲氧基(聚乙二醇)]}、n-棕櫚酰基-鞘氨醇-1-{琥珀酰基[甲氧基(聚乙二醇)]}、peg修飾的dmpe(dmpe-peg)、peg修飾的dspe(dspe-peg)、peg修飾的dppe(dppe-peg)、peg修飾的dope(dope-peg)、二肉豆蔻酰甘油-聚乙二醇(dmg-peg)、二硬脂酰甘油-聚乙二醇(dsg-peg)、二棕櫚酰甘油-聚乙二醇(dpg-peg)、二油酰甘油-聚乙二醇(dog-peg)以及它們的組合。在一些情況下，peg修飾的脂質為二肉豆蔻酰甘油-聚乙二醇2000(dmg-peg2000)。在各種情況下，組合物包含約38.2摩爾％的化合物1、6、21或30、約11.8摩爾％的dspc、約48.2摩爾％的膽固醇和約1.9摩爾％的dmg-peg?2000。在一些具體實施中，組合物包含約42.6摩爾％的化合物1、6、21或30、約10.9摩爾％的dspc、約44.7摩爾％的膽固醇和約1.7摩爾％的dmg-peg?2000。在一些具體實施中，組合物包含約48.2摩爾％的化合物1、6、21或30、約9.9摩爾％的dspc、約40.4摩爾％的膽固醇和約1.6摩爾％的dmg-peg?2000。在各種情況下，組合物包含約51.3摩爾％的化合物1、6、21或30、約9.3摩爾％的dspc、約38摩爾％的膽固醇和約1.5摩爾％的dmg-peg?2000。在各種情況下，組合物包含約44.4摩爾％的化合物1、6、21或30、約10.6摩爾％的dspc、約43.3摩爾％的膽固醇和約1.7摩爾％的dmg-peg?2000。在各種情況下，組合物包含約44.4摩爾％的化合物1、6、21或30、約10.6摩爾％的dspc、約43.4摩爾％的膽固醇和約1.7摩爾％的dmg-peg?2000。在各種情況下，組合物包含約33.1摩爾％的化合物1、6、21或30、約10.6摩爾％的dspc、約53.8摩爾％的膽固醇和約2.5摩爾％的dmg-peg?2000。

15、本文進一步公開了包含本文所述的遞送媒介物組合物和聚陰離子化合物的遞送媒介物復合物。在一些情況下，式(i)的化合物或其鹽與聚陰離子化合物復合。在各種情況下，式(i)的化合物或鹽和聚陰離子化合物以約5:1至約25:1的質量比存在。在一些具體實施中，式(i)的化合物或鹽和聚陰離子化合物以約7:1至約20:1的質量比存在。在各種情況下，式(i)的化合物或鹽和聚陰離子化合物以約10:1至約17:1的質量比存在。在一些情況下，式(i)的化合物或鹽和聚陰離子化合物以約19:1的質量比存在。在一些情況下，式(i)的化合物或鹽和聚陰離子化合物以約20:1的質量比存在。在一些情況下，式(i)的化合物或鹽和聚陰離子化合物以約10:1的質量比存在。在各種情況下，式(i)的化合物或鹽和聚陰離子化合物以約12:1的質量比存在。式(i)的化合物或鹽和聚陰離子化合物以約13:1的質量比存在。在一些具體實施中，式(i)的化合物或鹽和聚陰離子化合物以約15:1的質量比存在。在各種具體實施中，式(i)的化合物或鹽和聚陰離子化合物以約17:1的質量比存在。在一些情況下，磷脂和聚陰離子化合物以約2:1至約10:1的質量比存在。在一些情況下，磷脂和聚陰離子化合物以約2:1至約4:1的質量比存在。在各種情況下，磷脂和聚陰離子化合物以約2:1至約3:1的質量比存在。在各種情況下，磷脂和聚陰離子化合物以約4.0:1的質量比存在。在各種情況下，磷脂和聚陰離子化合物以約2.7:1的質量比存在。在一些具體實施中，甾醇和聚陰離子化合物以約5:1至約8:1的質量比存在。在一些具體實施中，甾醇和聚陰離子化合物以約5:1至約6:1的質量比存在。在各種具體實施中，甾醇和聚陰離子化合物以約5.4:1的質量比存在。在一些情況下，甾醇和聚陰離子化合物以約8.1:1的質量比存在。在一些情況下，甾醇和聚陰離子化合物以約6.7:1的質量比存在。在一些情況下，聚乙二醇化脂質和聚陰離子化合物以約0.5:1至約2.5:1的質量比存在。在各種情況下，聚乙二醇化脂質和聚陰離子化合物以約1:1至約2:1的質量比存在。在一些情況下，磷脂和聚陰離子化合物以約2.1:1的質量比存在。在一些情況下，磷脂和聚陰離子化合物以約1.4:1的質量比存在。在各種情況下，遞送媒介物復合物包含與聚陰離子化合物具有約10:1質量比的化合物1、6、21或30、與聚陰離子化合物具有約2.7:1質量比的dspc、與聚陰離子化合物具有約5.4:1質量比的膽固醇和與聚陰離子化合物具有約1.4:1質量比的dmg-peg?2000。在各種情況下，遞送媒介物復合物包含與聚陰離子化合物具有約12:1質量比的化合物1、6、21或30、與聚陰離子化合物具有約2.7:1質量比的dspc、與聚陰離子化合物具有約5.4:1質量比的膽固醇和與聚陰離子化合物具有約1.4:1質量比的dmg-peg?2000。在一些情況下，遞送媒介物復合物包含與聚陰離子化合物具有約15:1質量比的化合物1、6、21或30、與聚陰離子化合物具有約2.7:1質量比的dspc，以及與聚陰離子化合物具有約5.4:1質量比的膽固醇和與聚陰離子化合物具有約1.4:1質量比的dmg-peg?2000。在各種情況下，遞送媒介物復合物包含與聚陰離子化合物具有約17:1質量比的化合物1、6、21或30、與聚陰離子化合物具有約2.7:1質量比的dspc、與聚陰離子化合物具有約5.4:1質量比的膽固醇和與聚陰離子化合物具有約1.4:1質量比的dmg-peg?2000。在各種情況下，遞送媒介物復合物包含與聚陰離子化合物具有約13:1質量比的化合物1、6、21或30、與聚陰離子化合物具有約2.7:1質量比的dspc、與聚陰離子化合物具有約5.4:1質量比的膽固醇和與聚陰離子化合物具有約1.4:1質量比的dmg-peg2000。在各種情況下，遞送媒介物復合物包含與聚陰離子化合物具有約19:1質量比的化合物1、6、21或30、與聚陰離子化合物具有約4.0:1質量比的dspc、與聚陰離子化合物具有約5.4:1質量比的膽固醇和與聚陰離子化合物具有約2.1:1質量比的dmg-peg?2000。在各種情況下，遞送媒介物復合物包含與聚陰離子化合物具有約9.7:1質量比的化合物1、6、21或30、與聚陰離子化合物具有約2.7:1質量比的dspc、與聚陰離子化合物具有約6.7:1質量比的膽固醇和與聚陰離子化合物具有約2.1:1質量比的dmg-peg?2000。在一些情況下，式(i)的化合物或其鹽、磷脂、甾醇和聚乙二醇化脂質以約20:1.8:7.2:1.8的質量比存在。

16、在一些情況下，復合物具有約50nm至約200nm的粒度和/或小于0.25的多分散指數(pdi)。在各種情況下，復合物具有約60nm至約100nm的粒度。在一些具體實施中，復合物具有約60nm至約90nm的粒度。在各種具體實施中，復合物具有約105nm至約200nm的粒度。在各種情況下，復合物具有約150nm至約200nm的粒度。在一些情況下，遞送媒介物復合物具有約105nm至約200nm的粒度。在一些情況下，遞送媒介物復合物具有約40nm至約115nm、或約55nm至約95nm、或約70nm至約80nm、或約75nm的粒度。在各種情況下，遞送媒介物復合物具有約135nm至約225nm、或約155nm至約195nm、或約170nm至約180nm、或約175nm的粒度。在各種情況下，在4℃下儲存48天后保留至少80％的聚陰離子化合物，或者遞送媒介物復合物在4℃下儲存48天后保留其初始尺寸的至少80％，或兩者兼而有之。

17、在一些情況下，聚陰離子化合物包括至少一種核酸。在各種情況下，至少一種核酸包括rna、dna或它們的組合。在各種情況下，至少一種核酸包括rna。在一些具體實施中，rna為編碼肽、蛋白質或前述的功能片段的mrna。在各種具體實施中，mrna編碼病毒肽、病毒蛋白或前述中的任一者的功能片段。在一些情況下，mrna編碼人乳頭瘤病毒(hpv)蛋白或其功能片段。在各種情況下，mrna編碼hpv?e6蛋白和/或hpv?e7蛋白、其變體或前述中的任一者的功能片段。在一些情況下，hpv蛋白來自hpv亞型hpv?16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66和/或68。在各種情況下，hpv蛋白來自hpv亞型hpv?16和/或hpv?18。在一些情況下，mrna編碼病毒刺突蛋白或其功能片段。在各種情況下，mrna編碼sars-cov刺突(s)蛋白、其變體或前述中的任一者的功能片段。在一些情況下，rna編碼sars相關冠狀病毒(例如，嚴重急性呼吸綜合癥冠狀病毒-2(sars-cov-2)、嚴重急性呼吸綜合癥冠狀病毒(sars-cov)、中東呼吸綜合征冠狀病毒(mers-cov)、人冠狀病毒229e(hcov-229e)、人冠狀病毒0c43(hcov-0c43)、人冠狀病毒hku1(hcov-hku1)或人冠狀病毒nl63(hcov-nl63))。在一些情況下，mrna編碼流感血凝素(ha)、其變體或前述中的任一者的功能片段。在一些具體實施中，甲型流感病毒具有選自由h1、h2、h3、h4、h5、h6、h7、h8、h9、h10、h11、h12、h13、h14、h15和h16組成的組的亞型的ha。在各種具體實施中，流感亞型是ha毒株h1、h2、h3或h5。在各種情況下，一種mrna編碼sars-cov刺突(s)蛋白，而一種mrna編碼流感血凝素(ha)、其變體或前述中的任一者的功能片段。

18、本文進一步公開了包含本公開的遞送媒介物復合物和藥學上可接受的賦形劑的藥物組合物。在一些情況下，藥物組合物為瘤內(it)或肌內(im)組合物。

19、本文還公開了誘導有需要的受試者的免疫應答的方法，該方法包括向受試者施用有效量的本文所述的遞送媒介物復合物或包含遞送媒介物復合物的藥物制劑，從而誘導受試者的免疫應答。本文還公開了治療有需要的受試者的病毒感染的方法，該方法包括向受試者施用有效量的本文所述的遞送媒介物復合物或包含遞送媒介物復合物的藥物制劑，從而治療受試者的病毒感染。本文還公開了治療有需要的受試者的癌癥的方法，該方法包括向受試者施用有效量的本文所述的遞送媒介物復合物或包含遞送媒介物復合物的藥物制劑，從而治療受試者的癌癥。在一些情況下，癌癥為宮頸癌、頭頸癌、b細胞淋巴瘤、t細胞淋巴瘤、前列腺癌、肺癌或它們的組合。在各種情況下，施用是通過肌內、瘤內、靜脈內、腹膜內或皮下遞送進行的。

20、本文還公開了將聚陰離子化合物遞送至細胞的方法，該方法包括使細胞與本文所述的遞送媒介物復合物或包含遞送媒介物復合物的藥物制劑接觸。在一些情況下，細胞為肌細胞、腫瘤細胞或它們的組合。在一些情況下，聚陰離子化合物為編碼肽、蛋白質或前述中的任一者的片段的mrna，并且細胞在與遞送媒介物復合物接觸后表達肽、蛋白質或片段。

21、本文還公開了形成本文所公開的遞送媒介物復合物的方法，該方法包括使式(i)的化合物或鹽與聚陰離子化合物接觸。在一些情況下，該方法包括將包含式(i)的化合物或鹽的溶液與包含聚陰離子化合物的溶液混合。

22、本文還公開了包含本文所公開的遞送媒介物復合物或本文所公開的藥物組合物的疫苗。還公開了在治療癌癥中使用的包含本文所公開的遞送媒介物復合物或本文所公開的藥物組合物的疫苗。還公開了治療或預防患者的癌癥的方法，該方法包括向患者施用本文所公開的遞送媒介物復合物或本文所公開的藥物組合物。在各種情況下，癌癥為宮頸癌、頭頸癌、b細胞淋巴瘤、t細胞淋巴瘤、前列腺癌、肺癌或它們的組合。

23、應當理解，前述概念和具體實施以及下文更詳細討論的附加概念和具體實施的所有組合被認為是本文所公開的發明主題的一部分，并且可以以任何合適的組合來采用以實現本文所述的益處。具體地，在本公開內容結尾處出現的要求保護的主題的所有組合被認為是本文所公開的發明主題的一部分。

24、通過結合附圖閱讀以下詳細描述，其他方面和優點對于本領域普通技術人員而言將是顯而易見的。雖然本文所公開的化合物和方法易于以各種形式實施，但下文的描述包括具體實施方式，應理解本公開是說明性的，并且不旨在將本公開限制于本文所述的具體實施方式。