[发明专利]氯毒素变体、缀合物及其使用方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2010年5月11日提交的美国申请号US61/333,556的利益，将该文献的公开内容引入本文参考。

技术领域

本发明一般性涉及氯毒素，更具体地说，本发明涉及氯毒素变体、氯毒素变体缀合物、包含氯毒素变体或缀合物的组合物，以及使用氯毒素变体、缀合物和组合物的方法。

背景技术

神经外科医师长期寻找阐明脑癌细胞以鉴定癌症病灶并且在肿瘤切除操作过程中实时将癌症与正常组织区分的方法。由氯毒素(CTX)即从Leiurus quinquestriatus全蝎中发现的肽组成的生物缀合物和近红外荧光(NIRF)分子例如Cy5.5,("肿瘤涂料")以高灵敏度清楚地鉴定了肿瘤病灶(M.Veiseh等人,"Tumor Paint:A Chlorotoxin:Cy5.5Bioconjugate for Intra-Operative Visualization of Cancer Foci,"Cancer Research 67(14):6882-88,2007)。最初选择CTX用于这些研究，因为与正常脑组织相比它优先结合神经胶质瘤细胞(L.Soroceanu等人,"Use of Chlorotoxin for Targeting of Primary Brain Tumors,"Cancer Research 58:4871-4879,1998)。因为CTX靶标显示出为多种其他癌症类型共有，所以CTX:Cy5.5有效地指示出了前列腺、结肠、肉瘤、髓母细胞瘤和其他类型的实体瘤(M.Veiseh 2007)。

CTX是36个氨基酸的肽，它具有4个二硫键，这些二硫键赋予多肽高度三维结构。CTX在15、23和27位具有3个赖氨酸残基，它们用于缀合NHS-酯修饰的Cy5.5和其他荧光分子。得到的生物缀合物是典型地75-85%在27位单-标记的肽和少量与Lys 15和Lys 23缀合的二-和三-标记的肽的混合物。尽管能够具有Food and DrugAdministration(FDA)和另外类似管理部门批准的混合物，但是商业化可能受到阻碍，因为它昂贵且在未来难以匹配单-、二-和三-标记批量的比例。

对具有氯毒素优良特性并且具有用于缀合诊断剂或治疗剂的单一赖氨酸残基以提供单一均匀的新分子本体的多肽存在需求。本发明寻求满足这一需求并且还提供相关的优势。

发明内容

本发明提供了氯毒素变体、由氯毒素变体构成的缀合物、包含氯毒素变体或缀合物的组合物，以及使用氯毒素变体、缀合物和组合物的方法。

在一个方面中，本发明提供了具有单一赖氨酸残基(Lys 27)的修饰的氯毒素肽。在一个实施方案中，修饰的氯毒素肽具有被非赖氨酸的氨基酸取代的Lys 15和Lys 23的天然氯毒素。在一个实施方案中，修饰的氯毒素肽具有SEQ ID NO:2中给出的氨基酸序列。在一个实施方案中，修饰的氯毒素肽具有SEQ ID NO:3中给出的氨基酸序列。在一个实施方案中，修饰的氯毒素肽具有SEQ ID NO:4中给出的氨基酸序列。在一个实施方案中，修饰的氯毒素肽具有SEQ ID NO:5中给出的氨基酸序列。在一个实施方案中，修饰的氯毒素肽具有SEQID NO:6中给出的氨基酸序列。

还提供了包含本发明修饰的氯毒素肽的组合物。在一个实施方案中，该组合物包含药学可接受的载体。

在另一个方面中，本发明提供了可通过给予氯毒素治疗的疾病或病症的治疗方法，包括对有此需要的受试者给予有效量的本发明修饰的氯毒素肽。

在本发明的另一个方面中，提供了包含本发明修饰的氯毒素肽的氯毒素缀合物。在一个实施方案中，所述氯毒素缀合物包含与一种或多种治疗剂、诊断剂、成像剂或靶向剂或增加修饰的氯毒素肽的循环半衰期的基团共价偶合的修饰的氯毒素肽。在一个实施方案中，所述治疗剂、诊断剂、成像剂或靶向剂或增加修饰的氯毒素肽的循环半衰期的基团通过赖氨酸残基与修饰的氯毒素共价偶合。适合的诊断剂或成像剂包括荧光标记(例如量子点或聚合物点)、放射性标记和磁共振成像标记(例如硼纳米颗粒、硼和碳纳米颗粒、碳化硼纳米颗粒、含硼聚合物、含硼和碳的聚合物、碳化硼聚合物和还包含钆的任意的这些纳米颗粒或聚合物)。适合的靶向剂包括抗体、多肽、多糖和核酸。适合的治疗剂包括化疗剂(例如甲氨蝶呤、多西他赛、顺铂和依托泊苷)和生物治疗剂(例如cDNA、siRNA、shRNA,和RNAi)。适合的增加修饰的氯毒素肽的循环半衰期的基团包括聚乙二醇基团、糖基基团和糖基聚乙二醇基团。

在其他方面中，提供了使用氯毒素缀合物的方法。