可离子化脂质化合物、包含其的脂质纳米颗粒、药物组合物、药物制剂及其应用的制作方法

本技术属于生物医药领域，具体涉及一种可离子化脂质化合物、包含其的脂质纳米颗粒、药物组合物、药物制剂及其应用。

背景技术：

1、药物递送技术的发展已经有七十多年的历史，从最初的递送小分子药物，到如今递送生物大分子，递送技术一直在不断进步。最初的药物递送系统主要用于改善小分子药物的物理化学性质，如增加药物的溶解度，控制药物的释放以及改善药代动力学等。随着生物药物的迅速发展，如蛋白质、多肽、抗体和核酸等，它们的自身稳定性差并且入胞困难等因素迫使递送技术的策略不断更新。

2、在递送系统研发与应用的过程中，脂质体(liposome)脱颖而出，其已被批准用于多种临床药物的递送，例如抗癌药物阿霉素。在脂质体的基础上，又研发出了结构更稳定且递送效率更高的脂质纳米颗粒(lipid nanoparticles，lnp)以用于核酸的递送。2018年，fda批准了世界首款sirna药物onpattro(也称为patisiran)用于治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性，它是首个非病毒给药系统的基因治疗药物。此后，在2020年批准上市的美国辉瑞公司和莫德纳(moderna)公司的两款mrna疫苗均使用lnp作为递送载体。

3、在组成lnp的四种成分中(阳离子性或可离子化脂质、结构性脂质、磷脂和聚合物缀合脂质)，阳离子性或可离子化脂质是最核心的关键成分。因为它决定了lnp对mrna的包封，以及进入细胞后溶酶体逃逸的效率。因此，国内外的研究人员对可离子化脂质进行了大量的研究，用以提高mrna的体内递送效率。目前应用上市的lnp中的可离子化脂质分别为mc3、sm102和alc-0315。这三款脂质虽然在体内表现出了良好的递送效果，但是它们的安全性也令人担忧。比如随着mrna疫苗在临床上的大规模使用，一些副作用如发烧、过敏、疲劳、头疼以及局部疼痛等的发生，使得人们开始怀疑这些是由lnp引起的，因为单纯的lnp也能引发同样的不良反应。因此，研发本身低毒的可离子化脂质仍然是非常必要的。

4、此外，本发明意识到，现有的可离子化脂质的研究多集中于体内递送活性的提高，而忽略了体内递送持久性的特征，如果在研究的过程中，能够发现一种可以保证所递送的药物持久表达的阳离子脂质，那么在实际用药中可以减少用药的频次，这也能够降低其副作用。因此，在保证递送效率的前提下，仍然需要研究如何降低可离子化脂质化合物的毒性以及保持基因表达的持久性。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中所存在的问题，本技术提供了一种可离子化脂质化合物、包含其的脂质纳米颗粒、药物组合物、药物制剂及其应用。

2、具体而言，本技术提供了：

3、(1)一种可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体，所述可离子化脂质化合物如式(i)所示：

4、

5、其中，

6、r1为c2-10亚烷基，

7、r2为c2-10亚烷基或-ch2ch2-n(ch2ch2oh)-cnh2n-，其中n为2至10的整数，

8、l1、l2各自独立地为-o(c＝o)-、-(c＝o)o-、-nh(c＝o)-或-(c＝o)nh-，

9、r3为氧烷基取代的苯基，其中所述氧烷基为c2-20氧烷基，

10、r4为c2-25烃基、或为氧烷基取代的苯基，其中所述氧烷基为c2-20氧烷基，并且

11、r5为c2-6亚烷基。

12、(2)根据(1)所述的可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体，其中r1和r2各自独立地为c2-10亚烷基，并且优选地，r1为c3-9亚烷基，r2为c5-9亚烷基；或者，其中r1为c5-8亚烷基，r2为-ch2ch2-n(ch2ch2oh)-cnh2n-，其中n为5至8的整数。

13、(3)根据(1)所述的可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体，其中r3为对位氧烷基取代的苯基或间位二氧烷基取代的苯基；优选地，所述氧烷基为c2-12直链氧烷基，更优选地，所述氧烷基为c5-11直链氧烷基。

14、(4)根据(1)所述的可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体，其中

15、r4为c8-20烃基；优选地，r4为c13-19支化烷基，优选为-ch(cah2a+1)(cbh2b+1)，其中a和b各自独立地为6至9的整数，例如r4为-ch(c8h17)2；或者r4为取代或未取代的c8-10直链烃基；或者

16、r4为氧烷基取代的苯基，其中所述氧烷基为c2-12直链氧烷基，优选为c8-10直链氧烷基。

17、(5)根据(4)所述的可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体，其中所述取代或未取代的c8-10直链烃基选自取代或未取代的c8-10直链烷基和未取代的c8-10直链烯基；当r4为取代的c8-10直链烷基时，取代基为c1-3烷基或c2-3烯基。

18、(6)根据(1)所述的可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体，其中

19、r1、r2各自独立地为c5-9亚烷基，

20、l1、l2各自独立地为-o(c＝o)-或-(c＝o)o-；

21、r3为对位氧烷基取代的苯基，其中所述氧烷基为c5-11直链氧烷基，并且

22、r4为c13-19支化烷基，优选为-ch(cah2a+1)(cbh2b+1)，其中a和b各自独立地为6至9的整数。

23、(7)根据(1)所述的可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体，其中

24、r1、r2各自独立地为c5-9亚烷基，

25、l1、l2各自独立地为-o(c＝o)-或-(c＝o)o-；

26、r3为间位二氧烷基取代的苯基，其中所述氧烷基为c8-10直链氧烷基，并且

27、r4为取代或未取代的c8-10直链烃基。

28、(8)根据(1)所述的可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体，其中

29、r1、r2各自独立地为c5-7亚烷基，

30、l1、l2各自独立地为-o(c＝o)-或-(c＝o)o-；

31、r3为间位二氧烷基取代的苯基，其中所述氧烷基为c8-10直链氧烷基，并且

32、r4为对位氧烷基取代的苯基，其中所述氧烷基为c8-10直链氧烷基。

33、(9)根据(1)所述的可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体，其中

34、r1为c5-8亚烷基，

35、r2为-ch2ch2-n(ch2ch2oh)-cnh2n-，其中n为5至8的整数，l1、l2各自独立地为-o(c＝o)-或-(c＝o)o-；

36、r3为对位氧烷基取代的苯基，其中所述氧烷基为c8-11直链氧烷基，并且

37、r4为c13-19支化烷基，优选为-ch(cah2a+1)(cbh2b+1)，其中a和b各自独立地为6至9的整数。

38、(10)根据(1)所述的可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体，其中

39、r1为c5-8亚烷基，

40、r2为-ch2ch2-n(ch2ch2oh)-cnh2n-，其中n为5至8的整数，l1、l2各自独立地为-o(c＝o)-或-(c＝o)o-；

41、r3为间位二氧烷基取代的苯基，其中所述氧烷基为c8-10直链氧烷基，并且

42、r4为取代或未取代的c8-10直链烷基。

43、(11)根据(1)所述的可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体，其中

44、r1、r2各自独立地为c5-8亚烷基，

45、l1为-nh(c＝o)-或-(c＝o)nh-，

46、l2为-o(c＝o)-或-(c＝o)o-，

47、r3为对位氧烷基取代的苯基，其中所述氧烷基为c8-11直链氧烷基，并且

48、r4为c13-19支化烷基，优选为-ch(cah2a+1)(cbh2b+1)，其中a和b各自独立地为6至9的整数。

49、(12)根据(1)-(11)中任一项所述的可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体在制备用于治疗哺乳动物疾病或病症的药物中的应用；优选地，所述药物为核酸药物、小分子药物、多肽药物或蛋白药物；优选地，所述疾病或病症包括感染性疾病、癌症和增生性疾病、遗传性疾病、自体免疫性疾病、神经退化性疾病、心血管和肾血管疾病以及代谢性疾病；优选地，所述哺乳动物为人。

50、(13)一种脂质纳米颗粒，包含根据(1)-(11)中任一项所述的可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体。

51、(14)根据(13)所述的脂质纳米颗粒，其中所述可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体占所述脂质纳米颗粒的摩尔比例为40％至65％。

52、(15)根据(13)所述的脂质纳米颗粒，还包含结构性脂质；优选地，所述结构性脂质选自胆固醇、非甾醇、粪固醇、谷固醇、麦角固醇、菜油甾醇、菜籽固醇、豆甾醇、芸苔甾醇、番茄碱、熊果酸、α-生育酚、皮质类固醇以及它们的混合物。

53、(16)根据(15)所述的脂质纳米颗粒，其中所述结构性脂质占所述脂质纳米颗粒的摩尔比例为35％至55％。

54、(17)根据(13)所述的脂质纳米颗粒，还包含磷脂；优选地，所述磷脂选自1,2-二亚油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(dlpc)、1,2-二肉豆蔻酰基-sn-甘油-磷酸胆碱(dmpc)、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(dopc)、1,2-二棕榈酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(dppc)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(dspc)、1,2-双十一烷酰基-sn-甘油-磷酸胆碱(dupc)、1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(popc)、1,2-二-o-十八碳烯基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(18:0diether pc)、1-油酰基-2-胆固醇基半琥珀酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(ochemspc)、1-十六烷基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(c16 lyso pc)、1,2-二亚麻酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-双二十二碳六烯酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(dope)、1,2-二植烷酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(me 16:0pe)、1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亚油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二亚麻酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二花生四烯酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-双二十二碳六烯酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸-rac-(1-甘油)钠盐(dopg)、二棕榈酰基磷脂酰甘油(dppg)、棕榈酰基油酰基磷脂酰乙醇胺(pope)、二硬脂酰基-磷脂酰-乙醇胺(dspe)、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(dppe)、二肉豆蔻酰基磷酸乙醇胺(dmpe)、1-硬脂酰基-2-油酰基-硬脂酰乙醇胺(sope)、1-硬脂酰基-2-油酰基-磷脂酰胆碱(sopc)、鞘磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酸、棕榈酰基油酰基磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰乙醇胺(lpe)以及它们的混合物。

55、(18)根据(17)所述的脂质纳米颗粒，其中所述磷脂占所述脂质纳米颗粒的摩尔比例为5％至17.5％。

56、(19)根据(13)所述的脂质纳米颗粒，还包含聚合物缀合脂质；优选地，所述聚合物缀合脂质选自聚乙二醇化脂质、聚乳酸酸化脂质、聚酰胺化脂质、聚肌氨酸化脂质、聚乳酸-羟基乙酸共聚物化脂质、多肽缀合的脂质和聚类肽缀合的脂质中的一种或多种。

57、(20)根据(19)所述的脂质纳米颗粒，其中所述聚合物缀合脂质占所述脂质纳米颗粒的摩尔比例为1.0％至2.0％。

58、(21)根据(13)所述的脂质纳米颗粒，还包含结构性脂质、磷脂和聚合物缀合脂质；优选地，其中所述可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体与所述结构性脂质、所述磷脂和所述聚合物缀合脂质的摩尔比为(40-65):(35-55):(5-17.5):(1.0-2.0)。

59、(22)根据(13)-(21)中任一项所述的脂质纳米颗粒在制备用于治疗哺乳动物疾病或病症的药物中的应用；优选地，所述药物为核酸药物、小分子药物、多肽药物或蛋白药物；优选地，所述疾病或病症包括感染性疾病、癌症和增生性疾病、遗传性疾病、自体免疫性疾病、神经退化性疾病、心血管和肾血管疾病以及代谢性疾病；优选地，所述哺乳动物为人。

60、(23)一种药物组合物，包含根据(13)-(21)中任一项所述的脂质纳米颗粒以及治疗剂和/或预防剂。

61、(24)根据(23)所述的药物组合物，其中所述治疗剂和/或预防剂选自核酸、小分子化合物、多肽和蛋白质中的一种或多种；优选地，所述核酸选自单链dna、双链dna、单链rna、双链rna、质粒dna、转运rna(trna)、信使rna(mrna)、环状rna、自复制mrna、反义核酸分子、小干扰rna(sirna)、小激活rna(sarna)、不对称干扰rna(airna)、微rna(mirna)、小发夹rna(shrna)和dicer-底物rna(dsrna)。

62、(25)根据(23)所述的药物组合物，其中所述药物组合物为纳米颗粒形式，并且所述纳米颗粒的多分散系数为0.20以下。

63、(26)根据(23)所述的药物组合物，其中所述治疗剂和/或预防剂被包封在所述脂质纳米颗粒中；优选地，所述脂质纳米颗粒对所述治疗剂和/或预防剂的包封率为90％以上。

64、(27)根据(23)所述的药物组合物，其中所述治疗剂和/或预防剂为核酸，优选地，所述治疗剂和/或预防剂为mrna，并且所述可离子化脂质化合物、其n-氧化物、其药学上可接受的盐、前药或立体异构体与mrna的氮/磷为2:1至30:1。

65、(28)根据(23)所述的药物组合物，其中所述药物组合物被配置为经口、静脉内、粘膜内、腹膜内、肌肉内、透皮、皮内、皮下或鼻内施用，或通过吸入施用。

66、(29)一种药物制剂，包含根据(23)-(28)中任一项所述的药物组合物和药学上可接受的辅料。

67、本技术与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

68、1.本发明改进了可离子化脂质化合物的分子结构，通过酯键或酰胺键引入氧烷基取代的苯基，从而在提高递送效率的同时降低了可离子化脂质化合物的毒性，为构建高效低毒的脂质纳米颗粒递送系统提供了基础。

69、2.本发明的可离子化脂质化合物可通过酯化反应和取代反应进行制备，反应路径简单。此外，苯基的引入使得化合物具有紫外吸收，降低了检测和纯化的难度，并且原料价格低廉易得，反应条件温和，易于制备获得，适合产业化应用。

70、3.使用本发明的可离子化脂质化合物构建的脂质纳米颗粒对治疗剂和/或预防剂的包封率可达90％以上，颗粒的多分散系数低至0.2以下，甚至可低至0.03(例如化合物bm037、bm028、bm043)，具有良好的均一性，并且在细胞存活率实验中显示出大于90％的细胞存活率，可作为具有良好的生物相容性和安全性的药物递送系统。

71、4.本发明的脂质纳米颗粒对治疗剂和/或预防剂具有优异的递送效果，所递送的治疗剂和/或预防剂在细胞中的蛋白表达水平可达市售行业标准产品sm102的3倍以上，甚至可达9.12倍(化合物bm043)；4h体内表达水平最高可达sm102的12.06倍(化合物bm042)；并且表现出了良好的体内递送持久性，所递送的治疗剂和/或预防剂可持续稳定表达，72h的持续表达量最高可达sm102的52.13倍(化合物bm042)。这与现有技术中的可离子化脂质化合物相比具有明显优势，本发明的可离子化脂质化合物和脂质纳米颗在药物(例如mrna)的递送应用中可持续保证递送药物的稳定表达，从而可减少用药频次并提高治疗效果。