用于递送系统的可电离阳离子脂质化合物及其用途的制作方法

发明领域本公开属于药物递送领域。具体而言，本技术涉及新型脂质化合物以及包含所述脂质化合物的纳米颗粒，用于向受试者递送一种或多种生物活性剂。还提供了制备和使用所述脂质化合物及纳米颗粒的方法，以及所述脂质化合物和纳米颗粒的用途。序列表本公开包括作为公开内容一部分的序列表。

背景技术：

0、发明背景

1、基于核酸的治疗剂具有巨大的治疗应用潜力。这些治疗性核酸包括信使rna（mrna）、反义寡核苷酸、sirna、mirna、核酶、引导rna、脱氧核酶、质粒、基于质粒的干扰核酸、封闭末端dna和适配体。目前，多种类型的核酸正在被开发为治疗多种疾病的治疗剂。

2、某些核酸，例如mrna、质粒、封闭末端dna，可用于表达特定蛋白质或酶，这在治疗例如与该蛋白质或酶缺乏或功能异常相关的单基因疾病中是有用的。编码病原体抗原的核酸（包括mrna和dna）可用作疫苗，以预防传染病，例如covid-19。编码一种或多种新抗原的核酸可用作肿瘤疫苗，其能有效激活机体免疫系统以杀伤肿瘤细胞，使得基于肿瘤新抗原的个体化免疫治疗成为肿瘤个性化免疫治疗发展的新方向。

3、其他核酸可下调或上调特定mrna的细胞内水平，从而进而影响特定细胞蛋白的表达。此类核酸（例如sirna和mirna）具有极其广泛的治疗应用。靶标可包括与疾病状态相关的mrna（例如肿瘤抑制因子）以及感染性病原体的mrna。反义寡核苷酸构建体已显示出通过降解相应mrna特异性下调靶蛋白的能力。诸如mirna抑制剂的核酸在治疗与蛋白质或酶缺乏相关的疾病中是有用的。

4、尽管基于核酸的治疗剂具有巨大潜力，将这些分子有效地递送至细胞或生物体内的适当部位是实现这一潜力的前提。在生物系统中，核酸递送为达到预期的效果，伴随着诸多挑战。rna分子在血浆中易被核酸酶降解，且半衰期极短。此外，由于其独特的分子特性，核酸无法透过细胞膜。因此，这些分子几乎无法进入含有相关翻译机制的细胞内区室。因此，通常认为裸露形式的核酸不具备成药性。改进核酸递送载体对于这些分子发挥其治疗潜力至关重要。

5、纳米级递送载体（包括脂质和聚合物纳米颗粒）已被用于促进核苷酸的细胞摄取并防止其在生物环境中降解。由可电离阳离子脂质与其他脂质组分（例如中性脂质、胆固醇、聚乙二醇化脂质）及寡核苷酸形成的脂质纳米颗粒已被证明是最有效的递送系统之一。阳离子脂质对于保护核酸载荷免于降解以及促进核酸的细胞内递送至关重要。

6、已开发出多种结构多样的阳离子脂质以增强mrna的递送。已有多个研究小组报道，与线性脂质相比，具有支链尾部的脂质更有利于mrna的递送。同时，阳离子脂质应具备可生物降解性、良好的耐受性且易于合成。徐氏课题组利用简单的迈克尔加成化学合成了用于体外和体内mrna递送的阳离子类脂质库。这些类脂质含有可降解键（例如酯键和二硫键），并在体外和体内均表现出优异的生物相容性。仍存在未满足的需求：需要具备上述特性的阳离子脂质，可用于制备递送治疗性或预防性寡核苷酸的脂质纳米颗粒。

技术实现思路

0、发明概述

1、本发明人已开发出具有含硫醚键支链尾部的新型阳离子脂质，其可在体外和体内形成用于细胞内递送生物活性剂（例如mrna、cedna、grna）的纳米颗粒。

2、在一个方面，本公开提供一种具有式(i)的脂质，或其盐、互变异构体或立体异构体，

3、其中：m和n各自独立地选自3至12之间的任意整数；p选自1、2或3中的任意整数，且m与p之和选自6至9之间的任意整数；o选自1至6之间的任意整数；x1为键、-c(o)o-、-oc(o)-、-oc(o)o-或可生物降解基团；r1为包含氢键供体的基团或氢键受体基团；两个r2相同，且选自c1-c16烷基、取代的c1-c16烷基、c2-c16烯基、取代的c2-c16烯基、c3-c12环烷基、取代的c3-c12环烷基及其组合；r3选自c4-c22烷基、取代的c4-c22烷基、c4-c22烯基、取代的c4-c22烯基、c3-c12环烷基、取代的c3-c12环烷基及其组合；或者r3为以下结构的二硫醚，其中两个r4相同，且选自c1-c16烷基、取代的c1-c16烷基、c2-c16烯基、取代的c2-c16烯基、c3-c12环烷基、取代的c3-c12环烷基及其组合。

4、在一些实施方案中，第一方面的脂质具有式(ii)，或其盐、互变异构体或立体异构体，

5、

6、其中n与p之和选自6至9之间的任意整数。

7、在一些实施方案中，r1选自羟基、羧基、c1-c3烷基胺、c5-c12杂芳基、c5-c12杂芳基酮、c3-c8杂环烷烃、c3-c8杂环烯酮，以及它们与羰基、酰胺基、酰亚胺基、亚磺酰基、磺酰氨基或磺酰胺基的组合。

8、在一些实施方案中，r1选自以下结构之一：

9、，，，，，，，或。

10、在一些实施方案中，每个r2具有至少一个碳原子，其上的氢原子被一个或两个侧链取代；和/或r3具有至少一个碳原子，其上的氢原子被一个或两个侧链取代。

11、在一些实施方案中，每个r2具有至少一个碳原子，其上的氢原子被一个或两个侧链取代；和/或每个r4具有至少一个碳原子，其上的氢原子被一个或两个侧链取代。

12、在一些实施方案中，所述被一个或两个侧链取代氢原子的碳原子是从连接点起计数的第二个或更远的碳原子。

13、在一些实施方案中，所述一个或两个侧链为c1-c4烷基。

14、在一些实施方案中，每个r2、r3和/或每个r4各自独立地选自以下结构之一：

15、，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，或。

16、在一些实施方案中，所述脂质选自以下结构之一：

17、

18、

19、

20、

21、

22、

23、

24、

25、

26、在一个方面，本公开提供一种脂质纳米颗粒（lnp），其包含本公开的脂质、中性脂质、聚乙二醇-脂质和类固醇。

27、在一些实施方案中，所述中性脂质为二硬脂酰磷脂酰胆碱（dspc）或二油酰基磷脂酰乙醇胺（dope）。

28、在一些实施方案中，所述聚乙二醇-脂质为聚乙二醇-二肉豆蔻酰甘油（peg-dmg）。

29、在一些实施方案中，所述类固醇为胆固醇、谷甾醇或豆甾醇。

30、在一些实施方案中，所述脂质的摩尔比约为40%至约60%，所述中性脂质的摩尔比约为5%至约20%，所述聚乙二醇-脂质的摩尔比约为0.5%至约5%，所述类固醇的摩尔比约为25%至约50%。

31、在一些实施方案中，所述脂质的摩尔比约为50%，所述中性脂质的摩尔比约为10%，所述聚乙二醇-脂质的摩尔比约为1.5%，所述类固醇的摩尔比约为38.5%。

32、在一些实施方案中，所述lnp进一步包含核酸分子。

33、在一些实施方案中，所述核酸分子为dna或rna。

34、在一些实施方案中，所述核酸分子为质粒dna或闭合末端dna（cedna）。

35、在一些实施方案中，所述核酸分子选自由以下组成的组：信使rna（mrna）、引导rna（grna）、小干扰rna（sirna）、rna干扰（rnai）分子、微小rna（mirna）、拮抗微小rna、反义rna、核酶、短发夹rna（shrna）或其混合物。

36、在一个方面，本公开提供一种药物组合物，其包含本公开的lnp和药学上可接受的载体。

37、在一个方面，本公开提供一种体内或体外向细胞递送核酸分子的方法，包括使所述细胞接触本公开的lnp。

38、在一个方面，本公开提供一种治疗或预防有需要的受试者中疾病的方法，包括向所述受试者施用治疗有效量的本公开的lnp，其中所述lnp包含具有治疗活性的核酸分子。

39、在一些实施方案中，所述lnp通过注射施用。

40、本公开的其他方面和优点将从以下详细描述中对本领域技术人员变得显而易见，其中仅示出并描述了本公开的示例性实施方案。应当理解，本公开能够具有其他和不同的实施方式，并且其若干细节能够在各种显而易见的方面进行修改，所有这些均不脱离本公开的范围。因此，附图和说明书应被视为本质上是说明性的，而非限制性的。

41、以引用方式并入

42、本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均以引用方式全文并入本文，其并入程度如同每篇单独的出版物、专利或专利申请被明确且单独地指明以引用方式并入一样。