适用于脂质纳米颗粒的可电离脂质的制作方法

背景技术：

1、脂质纳米颗粒(lnp)已成为药物递送领域的关键技术，特别是对于核酸(如mrna和sirna)的封装和全身递送。它们的重要性在于它们能够保护这些治疗剂免于降解、增强细胞摄取并控制封装剂的释放。然而，尽管lnp取得了成功，但仍迫切需要对其进行改进。目前的lnp可能存在一些局限性，包括生物分布和/或清除率欠佳、诱导免疫应答、潜在的脱靶效应以及递送的有效载荷(如mrna)的低表达效率。因此，开发具有例如增强的稳定性、靶向递送和最小化副作用的下一代lnp对于充分发挥lnp在核酸治疗领域的潜力是重要的。本公开解决了这些需求并提供了相关的和其他的优点。

技术实现思路

1、本 技术实现要素： 提供了本公开的各个方面的高级概述，并介绍了在本文件和附图中描述和示出的一些概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。本公开所涵盖的实施方案由权利要求而不是本发明内容来定义。应该通过参考整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每个权利要求来理解主题。下文讨论本公开的一些示例性实施方案。

2、一方面，本公开提供了具有下式或其药学上可接受的盐的式的化合物：

3、(ia)。

4、式(ia)的r1和r2各自独立地是氢或c1-4烷基。或者，r1和r2与它们所连接的氮结合形成3元至8元杂环基。式(ia)的r3、r4和r5各自独立地是仅具有一个不饱和键的顺式c5-20烯基或c5-20炔基。式(ia)的下标n是4至8的整数。

5、另一方面，本公开提供了一种脂质纳米颗粒，其具有5.8至6.9的pka，即不小于5.8且不大于6.9的pka。所述脂质纳米颗粒包含可电离脂质或其药学上可接受的盐。所述可电离脂质具有下式：

6、(i)。

7、式(i)的r1和r2各自独立地是氢、c1-4烷基或2元至4元杂烷基，其中烷基和杂烷基任选地具有一个或多个取代基，并且其中所述取代基各自独立地是羟基、c1-6羟烷基或氟。或者，r1和r2与它们所连接的氮结合形成任选地具有一个或多个取代基的3元至8元杂环基，其中所述取代基各自独立地是羟基、c1-6羟烷基或氟。式(i)的r3、r4和r5各自独立地是任选地具有一个或多个取代基的c5-20烷基、c5-20烯基、c5-20炔基或c5-12环烷基，其中所述取代基各自独立地是c1-6烷基或c2-6烯基。式(i)的r6和r7各自独立地是氢、c1-20烷基、c1-20烯基或c1-20炔基，条件是r6和r7中不超过一个是氢。或者，r6和r7与它们所连接的碳结合形成环丙基或环丁基。式(i)的r8和r9各自独立地是氢、c1-20烷基、c1-20烯基或c1-20炔基，条件是r8和r9中不超过一个是氢。或者，r8和r9与它们所连接的碳结合形成环丙基或环丁基。式(i)的r10和r11各自独立地是氢、c1-20烷基、c1-20烯基或c1-20炔基，条件是r10和r11中不超过一个是氢。或者，r10和r11与它们所连接的碳结合形成环丙基或环丁基。r12和r13各自独立地是氢或任选地具有一个或多个取代基的c1-6烷基，其中所述取代基各自独立地是羟基、c1-6羟烷基或氟。或者，r12和r13可以与它们所连接的碳结合形成环丙基或环丁基。式(i)的x1、x2和x3各自独立地是共价键、c1-6亚烷基、c1-6亚烯基或c1-6亚炔基。式(i)的下标n是2至10的整数。

8、另一方面，本公开提供了一种脂质纳米颗粒，其包含磷脂或其药学上可接受的盐，以及可电离脂质或其药学上可接受的盐。所述磷脂包含一个或多个不饱和尾部和具有带正电荷的氮的头部基团。所述可电离脂质具有下式：

9、(i)。

10、式(i)的r1和r2各自独立地是氢、c1-4烷基或2元至4元杂烷基，其中烷基和杂烷基任选地具有一个或多个取代基，并且其中所述取代基各自独立地是羟基、c1-6羟烷基或氟。或者，r1和r2与它们所连接的氮结合形成任选地具有一个或多个取代基的3元至8元杂环基，其中所述取代基各自独立地是羟基、c1-6羟烷基或氟。式(i)的r3、r4和r5各自独立地是任选地具有一个或多个取代基的c5-20烷基、c5-20烯基、c5-20炔基或c5-12环烷基，其中所述取代基各自独立地是c1-6烷基或c2-6烯基。式(i)的r6和r7各自独立地是氢、c1-20烷基、c1-20烯基或c1-20炔基。或者，r6和r7与它们所连接的碳结合形成环丙基或环丁基。式(i)的r8和r9各自独立地是氢、c1-20烷基、c1-20烯基或c1-20炔基。或者，r8和r9与它们所连接的碳结合形成环丙基或环丁基。式(i)的r10和r11各自独立地是氢、c1-20烷基、c1-20烯基或c1-20炔基。或者，r10和r11与它们所连接的碳结合形成环丙基或环丁基。r12和r13各自独立地是氢或任选地具有一个或多个取代基的c1-6烷基，其中所述取代基各自独立地是羟基、c1-6羟烷基或氟。或者，r12和r13可以与它们所连接的碳结合形成环丙基或环丁基。式(i)的x1、x2和x3各自独立地是共价键、c1-6亚烷基、c1-6亚烯基或c1-6亚炔基。式(i)的下标n是2至10的整数。

11、另一方面，本公开提供了一种组合物，例如药物组合物。所述药物组合物包含药学上可接受的载体或药学上可接受的赋形剂。所述药物组合物还包含本文公开的脂质纳米颗粒或本文公开的化合物。

12、另一方面，本公开提供了一种将核酸导入细胞的方法。所述方法包括将细胞与本文公开的脂质纳米颗粒接触，其中所述脂质纳米颗粒包含核酸。

13、另一方面，本公开提供了一种向受试者递送核酸的体内方法。所述方法包括向受试者施用本文公开的脂质纳米颗粒，其中所述脂质纳米颗粒包含核酸。

14、另一方面，本公开提供了一种预防或治疗受试者疾病或病症的方法。所述方法包括向受试者施用一定量、例如治疗有效量的本文公开的脂质纳米颗粒、本文公开的化合物和/或本文公开的药物组合物。

15、在另一个实施方案中，本公开提供了一种编辑细胞中基因组信息的方法。所述方法包括将细胞与本文公开的脂质纳米颗粒接触，其中所述脂质纳米颗粒包含核酸。所述核酸和/或由所述核酸编码的蛋白质是基因编辑系统的组分。

1.一种具有下式或其药学上可接受的盐的式的化合物，

2.根据权利要求1所述的脂质纳米颗粒，其中r3、r4和r5各自独立地是仅具有一个双键的顺式c5-20烯基。

3.根据权利要求1或2所述的化合物，其中r1和r2各自独立地是c1-3烷基。

4.根据权利要求3所述的化合物，其中r1和r2各自独立地是甲基、乙基或异丙基。

5.根据权利要求4所述的化合物，其中r1和r2各自是甲基。

6.根据权利要求1或2所述的化合物，其中r1和r2与它们所连接的氮结合形成3元至8元饱和杂环基，其中氮是唯一的杂原子。

7.根据权利要求6所述的化合物，其中r1和r2与它们所连接的氮原子结合形成吡咯烷基或氮杂环丁烷基。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的化合物，其中r3、r4和r5各自独立地是仅具有一个双键的顺式c6-12烯基。

9.根据权利要求8所述的化合物，其中双键在烯基的2、3、4或5位。

10.根据权利要求9所述的化合物，其中r3、r4和r5各自相同地是顺式-壬-3-烯-1-基或顺式-辛-3-烯-1-基。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的化合物，其中n是5、6、7或8。

12.根据权利要求11所述的化合物，其中n是6或8。

13.根据权利要求12所述的化合物，其中n是6。

14.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物是：

15.一种脂质纳米颗粒，其包含根据权利要求1-14中任一项所述的化合物。

16.根据权利要求15所述的脂质纳米颗粒，其中所述脂质纳米颗粒具有5.8至6.9的pka。

17.一种脂质纳米颗粒，其包含可电离脂质或其药学上可接受的盐，所述可电离的脂质具有下式：

18.根据权利要求17所述的脂质纳米颗粒，其中所述脂质纳米颗粒还包含核酸。

19.根据权利要求18所述的脂质纳米颗粒，其中所述核酸包括rna。

20.根据权利要求19所述的脂质纳米颗粒，其中所述rna包括mrna。

21.根据权利要求18-20中任一项所述脂质纳米颗粒，其中所述核酸编码蛋白质。

22.根据权利要求21所述的脂质纳米颗粒，其中所述蛋白质在肝细胞中有功能或由肝细胞分泌。

23.根据权利要求21或22所述的脂质纳米颗粒，其中在向受试者施用所述脂质纳米颗粒后，受试者肝脏中所述蛋白质的活性或表达比受试者脾脏中所述蛋白质的活性或表达高至少20倍。

24.根据权利要求18-23中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中所述核酸或由所述核酸编码的蛋白质是基因编辑系统的组分。

25.根据权利要求17-24中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中r1和r2各自独立地是c1-3烷基。

26.根据权利要求25所述的脂质纳米颗粒，其中r1和r2各自独立地是甲基、乙基或异丙基。

27.根据权利要求26所述的脂质纳米颗粒，其中r1和r2各自是甲基。

28.根据权利要求17-24中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中r1和r2与它们所连接的氮结合形成3元至8元饱和杂环基，其中氮是唯一的杂原子。

29.根据权利要求28所述的脂质纳米颗粒，其中r1和r2与它们所连接的氮结合形成吡咯烷基或氮杂环丁烷基。

30.根据权利要求17-29中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中r3、r4和r5各自独立地是仅具有一个双键的顺式c6-12烯基。

31.根据权利要求30所述的脂质纳米颗粒，其中双键在烯基的2、3、4或5位。

32.根据权利要求31所述的脂质纳米颗粒，其中r3、r4和r5各自相同地是顺式-壬-3-烯-1-基或顺式-辛-3-烯-1-基。

33.根据权利要求17-32中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中r6、r8和r10各自独立地是氢或c1-20烷基。

34.根据权利要求33所述的脂质纳米颗粒，其中r6、r8和r10各自相同地是氢、甲基、乙基或丁基。

35.根据权利要求17-32中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中r6、r8和r10各自独立地是c1-20烯基。

36.根据权利要求35所述的脂质纳米颗粒，其中r6、r8和r10各自是顺式-癸-4-烯-1-基。

37.根据权利要求17-36中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中r7、r9和r11各自相同地是氢。

38.根据权利要求17-37中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中r3、r6和r7中的碳总数；r4、r8和r9中的碳总数；以及r5、r10和r11中的碳总数各自独立地是7至12。

39.根据权利要求17-38中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中r12和r13各自是氢。

40.根据权利要求17-39中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中x1、x2和x3各自相同地是共价键或亚甲基。

41.根据权利要求17-40中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中n是5、6、7或8。

42.根据权利要求41所述的脂质纳米颗粒，其中n是6或8。

43.根据权利要求42所述的脂质纳米颗粒，其中n是6。

44.根据权利要求17-43中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中所述脂质纳米颗粒还包含磷脂或其药学上可接受的盐。

45.根据权利要求44所述的脂质纳米颗粒，其中所述磷脂的尾部各自是饱和的。

46.根据权利要求45所述的脂质纳米颗粒，其中所述磷脂包括1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱(dspc)。

47.根据权利要求44-46中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中所述磷脂或其药学上可接受的盐占所述脂质纳米颗粒的总脂质的1 mol%至20 mol%。

48.根据权利要求17-47中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中所述可电离脂质或其药学上可接受的盐占所述脂质纳米颗粒的总脂质的30 mol%至70 mol%。

49.根据权利要求17-48中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中所述脂质纳米颗粒还包含胆固醇或其衍生物。

50.根据权利要求49所述的脂质纳米颗粒，其中所述胆固醇或其衍生物占所述脂质纳米颗粒的总脂质的20 mol%至60 mol%。

51.根据权利要求17-50中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中所述脂质纳米颗粒还包含缀合脂质。

52.根据权利要求51所述的脂质纳米颗粒，其中所述缀合脂质包括聚乙二醇(peg)-脂质缀合物。

53.根据权利要求51或52所述的脂质纳米颗粒，其中所述缀合脂质占所述脂质纳米颗粒的总脂质的0.1 mol%至5 mol%。

54.根据权利要求17-43中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中所述脂质纳米颗粒包含：

55.根据权利要求17-43中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中所述脂质纳米颗粒包含：

56.根据权利要求17-55中任一项所述的脂质纳米颗粒，其中在将所述脂质纳米颗粒施用于受试者后，施用后7天受试者肝脏中所述可电离脂质的浓度小于施用后24小时肝脏中所述可电离脂质的浓度的50%。

57.一种药物组合物，其包含：

58.一种将核酸导入细胞的方法，所述方法包括使细胞与根据权利要求15-56中任一项所述的脂质纳米颗粒接触。

59.根据权利要求58所述的方法，其中所述细胞在哺乳动物中。

60.根据权利要求59所述的方法，其中所述细胞包括肝细胞。

61.一种体内递送核酸的方法，所述方法包括向受试者施用根据权利要求15-56中任一项所述的脂质纳米颗粒。

62.根据权利要求15-56中任一项所述的脂质纳米颗粒、权利要求1-14中任一项所述的化合物或权利要求57所述的药物组合物，其用于向受试者体内递送核酸。

63.根据权利要求15-56中任一项所述的脂质纳米颗粒、权利要求1-14中任一项所述的化合物或权利要求57所述的药物组合物在制备用于向受试者体内递送核酸的药物中的用途。

64.一种预防或治疗有需要的受试者的疾病或病症的方法，所述方法包括向受试者施用根据权利要求15-56中任一项所述的脂质纳米颗粒、权利要求1-14中任一项所述的化合物或权利要求57所述的药物组合物。

65.根据权利要求64所述的方法，其中所述疾病或病症包括感染、肝脏疾病或病症，或癌症。

66.根据权利要求15-56中任一项所述的脂质纳米颗粒、权利要求1-14中任一项所述的化合物或权利要求57所述的药物组合物，其用于预防或治疗受试者的疾病或病症。

67.根据权利要求66所述的脂质纳米颗粒、化合物或药物组合物，其中所述疾病或病症包括感染、肝脏疾病或病症，或癌症。

68.根据权利要求15-56中任一项所述的脂质纳米颗粒、权利要求1-14中任一项所述的化合物或权利要求57所述的药物组合物在制备用于预防或治疗受试者疾病或病症的药物中的用途。

69.根据权利要求68所述的用途，其中所述疾病或病症包括感染、肝脏疾病或病症、或癌症。

70.一种编辑细胞中遗传信息的方法，所述方法包括使细胞与根据权利要求24所述的脂质纳米颗粒接触。

71.根据权利要求24所述的脂质纳米颗粒，其用于编辑细胞中的基因组信息。

72.根据权利要求24所述的脂质纳米颗粒在制备用于编辑细胞中基因组信息的药物中的用途。