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CN108770357A - 聚合物结合疫苗 - Google Patents

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CN108770357A CN201680069873.5A CN201680069873A CN108770357A CN 108770357 A CN108770357 A CN 108770357A CN 201680069873 A CN201680069873 A CN 201680069873A CN 108770357 A CN108770357 A CN 108770357A
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Abstract

提供了单体和共聚物，所述单体和共聚物实现靶向抗原呈递细胞(APC)和活化APC上的toll样受体(TLR)两者。在一些实施方案中，除了活化TLR之外，所述组合物和方法还涉及靶向APC上的甘露糖受体的聚合物。然后这些物质可与蛋白质抗原结合以有效地将抗原靶向DC并同时诱导有效T细胞活化所必需的共刺激分子的上调。如通过共刺激分子的表面表达和促炎细胞因子的释放所测量的，该共聚物是比用于聚合物制剂中的单体形式的TLR激动剂更为有效的DC活化剂。本公开的方面涉及利用本文所述的化合物、共聚物和组合物治疗疾病的新化合物、方法和组合物。

Description

聚合物结合疫苗
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年9月29日提交的美国临时专利申请第62/234352号的优先权权益，其整体通过引用并入本文。
背景技术
1.技术领域
本发明一般涉及药物领域。更具体地，其涉及与抗原结合以增加树突细胞(DC)中的抗原摄取和活化的Toll-配体受体(TLR)激动剂-抗原呈递细胞(APC)靶向分子。
2.发明背景
有效亚单位疫苗研发的两大挑战是将未经修饰的重组蛋白抗原靶向至树突细胞(DC)的能力以及有效增强对靶向抗原的免疫应答的无毒DC活化佐剂的鉴定能力。将抗原靶向至专职抗原呈递细胞(APC)上的表面受体代表了用于改善APC的抗原呈递并因此提高亚单位疫苗功效的有吸引力的方法。将抗原靶向至APC的递送策略优选靶向在APC表面上大量表达的受体，以及在含有抗原加工装置元件的细胞内区室中以原生形式释放这些抗原。甘露糖受体(MR)和其他C型凝集素受体富集在APC上，并设计用于内化抗原，对其进行处理并在主要组织相容性复合物(MHCI和MHCII)分子上展示内化抗原。尽管靶向APC上的MR、特别是树突细胞(DC)增加了对这些抗原的抗原呈递和免疫应答，但清楚的是，以细胞活化佐剂形式的其他信号优选与MR靶向策略组合以用于诱导稳定的持续免疫应答。
将佐剂包含在亚单位疫苗制剂中可以通过诱导未成熟DC的成熟来改善疫苗诱导的保护，这导致T细胞极化所必需的促炎和共刺激分子的产生和表面表达。DC活化通过Toll样受体(TLR)来引发，Toll样受体识别对感染原特异性的病原体相关的分子模式。最近的疫苗研发集中在将TLR配体如细菌和病毒DNA、细菌蛋白和合成小分子整合到亚单位疫苗的制剂中。鉴于其相对容易生产和低毒性，被称为咪唑并喹啉的小分子TLR-7和TLR-8配体克服了使用病毒和细菌衍生的材料作为疫苗佐剂的一些挑战。然而，目前咪唑并喹啉的疏水性和相对低的活性限制了它们在疫苗制剂中的应用，并且因此非常需要设计更有效的咪唑并喹啉及其递送的新策略。
发明内容
本公开通过提供新型TLR分子和由靶向APC上的甘露糖受体(MR)的单体和通过活化Toll样受体作为佐剂起作用的第二单体组成的新型共聚物来满足本领域的上述需要。然后可以将这些与蛋白质抗原结合以有效地将抗原靶向至DC并同时诱导有效T细胞活化所必需的共刺激分子的上调。如本申请实施例中所示，如通过共刺激分子的表面表达和促炎细胞因子的释放所测量的，与用于聚合物配方中的TLR激动剂的单体形式相比，该共聚物是更为有效的DC活化剂。本公开的一些方面涉及用于治疗疾病的新型化合物、方法和组合物。
在一个实施方案中，公开了具有结构(I)的共聚物：
其中A包括结合抗原呈递细胞(APC)甘露糖受体的至少一个基团；Z包括至少一种Toll样受体(TLR)激动剂；W和Y各自独立地为聚合物的单体单元；m为1至100000、5至50000、5至10000、5至1000、10至500。在一些实施方案中，m为10至150，且p为1至100000、1至50000、1至10000、1至1000、1至100、1至50和1至20。应当理解，m和p是整数。在一个方面，A是可以衍生自甘露糖和N-(2-羟乙基)甲基丙烯酰胺的含甘露糖的化合物。在共聚物(I)的另一方面，Z具有通式结构(II)：
其中X是结合到TLR激动剂和Y的连接基。X可以是杂原子、脂肪族基团、经取代的脂肪族基团、烷氧基、杂烷基、经取代杂烷基、芳基、经取代的芳基、苄基、经取代的苄基、杂芳基、经取代的杂芳基、其任意组合或共价键。在特定的方面，TLR激动剂是TLR7激动剂、TLR8激动剂、TLR7/8激动剂或其任意组合，且TLR激动剂具有通式结构(III)：
其中R1和R2各自独立地为氢原子、卤素、烷基、经取代的烷基、杂烷基、经取代的杂烷基、环烷基、经取代的环烷基、杂环烷基、经取代的杂环烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烷氧基和烷氧基烷氧基烷基、氨基或羟基。在一个方面，R2是游离胺(-NH2)且R1是烷基或烷氧基，并且优选烷氧基烷基是乙氧基甲基(-CH2OCH2CH3)。在一个实例中，X(结构(II))是经取代的苄基并且Z为：
在另一个实例中，X是经取代的苄基并且Z为：
在结构(III)的TLR激动剂的另一个方面，R2是游离胺(-NH2)并且R1是C1至C6烷基，优选正丁基。在一个实例中，X是经取代的杂烷基，并且Z为：
其中q为约1至100、约1至50、约2至20，并且优选约2至9。
在另一个实施方案中，共聚物包含末端单元，其中末端单元各自独立地为聚合物的残基、连接基、免疫调节剂或其组合，并且共聚物具有通式结构(IV)：
其中E和Q是末端单元，其中E和Q各自独立地为聚合物的残基、连接基、免疫调节剂或其任意组合。在一个方面，E或Q中的至少一个是至少一个连接基。连接基可以是含有叠氮基的连接基。含有叠氮基的连接基可以是：
在另一方面，E或Q是免疫调节剂，并且免疫调节剂是抗原、TLR或其任意组合。在某些方面，免疫调节剂是通过连接基共价连接至聚合物的抗原，其中连接基是自降解连接基，所述连接基为：
在又一个方面，W和Y各自独立地为聚丙烯酸酯如聚(丙烯酸)或聚(甲基丙烯酸)或聚(甲基丙烯酸羟丙酯)、聚丙烯酰胺、饱和聚烯烃、聚酰胺如聚(丙烯酰胺)或聚(甲基丙烯酰胺)、肽、多肽、通过开环易位聚合形成的不饱和烯烃、硅氧烷、聚硅氧烷、聚醚、多糖、聚唑啉如聚(乙基唑啉)、聚亚胺如(聚乙烯亚胺)、聚乙烯基衍生物如聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮或其任意组合，并且共聚物(I)为：
在一个实例中，R1是乙氧基甲基(-CH2OCH2CH3)并且R2是游离胺(-NH2)。在另一个实例中，共聚物(I)是：
其中q为1至100、1至50、2至20、和2至9。在一个实例中，R1为正丁基或乙氧基甲基(-CH2OCH2CH3)且R2为游离胺(-NH2)。如本文所述的共聚物(I)的p∶m之比为约10∶90至约20∶80以及其间的任何范围，包括11∶89、12∶88、13∶87、14∶86、15∶85、16∶84、17∶83、18∶82和19∶81，优选约16∶84。平均分子量为约30kDa至约80kDa及其间的任何重量，包括约31kDa、32kDa、33kDa、34kDa、35kDa、36kDa、37kDa、38kDa、39kDa、40kDa、41kDa、42kDa、43kDa、44kDa、45kDa、46kDa、47kDa、48kDa、49kDa、50kDa、51kDa、52kDa、53kDa、54kDa、55kDa、56kDa、57kDa、58kDa、59kDa、60kDa、61kDa、62kDa、63kDa、64kDa、65kDa、66kDa、67kDa、68kDa、69kDa、70kDa、71kDa、72kDa、73kDa、74kDa、75kDa、76kDa、77kDa、78kDa和79kDa(以及其中可导出的任何范围)；在一个实施方案中，平均分子量为约34kDa。
在一些实施方案中，共聚物(I)可以进一步包含重复单元(V)：
其中Y”是与W或Y键合的聚合物的单体单元；Z’包含至少一种TLR激动剂；并且p’为1至100000、1至50000、1至10000、1至1000、1至100、1至50，并且在具体的实施方案中，p’为1至20。Y’可以是聚丙烯酸酯的单体单元如(聚丙烯酸)或聚(甲基丙烯酸)或聚(甲基丙烯酸羟丙酯)、聚丙烯酰胺、饱和聚烯烃、聚酰胺如聚(丙烯酰胺)或聚(甲基丙烯酰胺)、肽、多肽、通过开环易位聚合形成的不饱和烯烃、硅氧烷、聚硅氧烷、聚醚、多糖、聚唑啉如聚(乙基唑啉)、聚亚胺如聚(乙烯亚胺)、聚乙烯基衍生物如聚(乙烯醇)和聚(乙烯吡咯烷酮)、或其任意组合。
本文还公开了包含如上所述的共聚物的组合物。在一个实施方案中，组合物还包含抗原，并且抗原可以可操作地连接至共聚物(I)、(IV)或(V)。或者，抗原可通过连接基共价连接至化合物或非共价连接至聚合物。在组合物的一些方面，使用具有选自胺、叠氮化物、炔烃和N-琥珀酰亚胺基碳酸酯的官能团的双官能连接基将抗原共价连接至共聚物。在特定的方面，连接基是自降解型连接基，并且可以为：
还公开了用于诱导免疫系统的方法，所述方法可以包括施用上述共聚物和组合物。这些方法还包括预防或治疗感染。本文所述的方法也可用于治疗或预防疾病，例如癌症、本文所述的感染性疾病和自身免疫性疾病。提供了用于诱导针对包含在单体或聚合物中的一种或多于一种抗原的特异性免疫应答的方法。
此外，本文所述的方法可用于针对某些疾病给对象接种疫苗。在某些实施方案中，所述方法包括多次施用组合物。所述施用可间隔数天、数周、数月、数年或数十年。包含本文所述结合物的组合物可以经口服、静脉内、皮下、皮内、肌内、鼻内、注射、吸入、粘膜和/或使用喷雾器施用。
在本文描述的方法的一个实施方案中，对象是人对象。术语“对象”，“个体”或“患者”在本文中可互换地使用，并且指脊椎动物，例如灵长类动物、哺乳动物或人类。哺乳动物包括但不限于马科动物、犬科动物、牛科动物、羊科动物、鼠科动物、大鼠、猿猴、人类、农场动物、运动动物和宠物。
在其它实施方案中，公开了具有通用结构(VI)的单体：
其中R1和R2各自独立地为氢原子、卤素、烷基、经取代的烷基、杂烷基、经取代的杂烷基、环烷基、经取代的环烷基、杂环烷基、经取代的杂环烷基、芳基、经取代的芳基；并且R3是包含可聚合基团Y’的配体。在一个实例中，R2为游离胺(-NH2)且R1为烷基或烷氧基，优选R1为C1至C6烷基或正丁基，或者R1为乙氧基甲基(-CH2OCH2CH3)。在另一个实例中，单体的R3配体还包含杂原子、脂肪族基团、经取代的脂肪族基团、烷氧基、杂烷基、经取代的杂烷基、芳基、经取代的芳基、苄基、经取代的苄基、杂芳基、经取代的杂芳基。在一个实施方案中，R3配体是经取代的苄基并且R3具有通式结构：
在一方面，Y’包括烯烃并且单体(VI)为：
在另一个实施方案中，R3配体是OR5，其中R5是包含Y’的经取代的脂肪族基团，并且单体(VI)具有通式结构：
其中q为1至100、1至50、约2至20、或2至9。在一个方面，Y’包括烯烃并且单体(VI)为：
在一些实施方案中，公开了含有单体(VI)的共聚物。共聚物可以进一步包含第二单体单元，其中第二单体基团包括结合至与可聚合基团结合的APC甘露糖受体的至少一个基团。在这种情况下，该共聚物具有通用结构(VII)：
其中W是聚合物的单体单元；Y是可聚合基团Y’的单体单元；m为1至100000、5至50000、5至10000、5至1000、10至500、和10至150，并且p为1至100000、1至50000、1至10000、1至1000、1至100、1至50、和1至20。在具体的方面，W为N-(2-羟乙基)甲基丙烯酰胺衍生物的衍生物。共聚物(VII)可以进一步包含抗原，并且所述抗原可以与共聚物共价结合。
在其他实施方案中，公开了包含单体(VI)的聚合物。所述聚合物通过Y’的聚合而形成，并且聚合物具有通用结构(VIII)：
其中o为2至100000、2至50000、2至10000、2至1000、2至100、2至50、或2至20，并且Y为Y’的聚合产物。在这种情况下，聚合物(VIII)为：
在另一种情况下，聚合物(VIII)为：
其中q为1至100、1至50、2至20、或2至9。在一个方面，聚合物(VIII)可以可操作地连接至APC靶向分子并且APC靶向分子可以是包含甘露糖的化合物。在特定的方面，聚合物(VIII)与包含甘露糖的化合物共价连接，并且包含甘露糖的化合物衍生自甘露糖和N-(2-羟乙基)甲基丙烯酰胺。聚合物(VIII)也可以与包含甘露糖的化合物共价连接以形成共聚物，并且所述共聚物具有通用结构(VII)：
其中W是可聚合单元；并且m为1至100000、5至50000、5至10000、5至1000、10至500、或10至150。聚合物(VII)还可以进一步包含抗原并且所述抗原可以共价地结合。在另一方面，上述共聚物中的任意聚合物可以是嵌段共聚物、交替共聚物或无规共聚物。
本文描述了制备单体、共聚物和聚合物的方法。在一些实施方案中，通过逐步进行2，4-二卤代-3-硝基喹诺酮亲核芳香取代反应、硝基还原、咪唑杂环化和使用保护基团操作的酰胺化来制备单体。在其他实施方案中，通过自由基聚合制备共聚物和聚合物，并且通过碳酸酯酰胺化和1，3-偶极环加成反应来完成抗原结合。制备本发明的单体、共聚物和聚合物的非限制性实例在实施例部分中提供。
其他的实施方案涉及包含本文所述的共聚物、组合物、单体或聚合物的疫苗组合物。疫苗组合物还可以包含本文所述的药学上可接受的载体和/或任何其它药物成分。
当与权利要求或说明书中的术语“包括”、“包含”、“含有”或“具有”一起使用时，要素前不含数量词可以指“一个”，但它也符合“一个或更多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的含义。
在权利要求中使用术语“或”用于表示“和/或”，除非明确指出仅指代替代方案或替代方案是相互排斥的，但是本公开内容支持仅涉及替代方案和“和/或”的定义。如本文所使用的，“另一个”可以表示至少第二个或多于两个。
在整个申请中，术语“约”用于指示值包括设备的误差的固有变化，用于确定该值的方法或者研究对象之间存在的变化。
根据以下详细描述，本发明的其他目的、特征和优点会变得明显。然而，应该理解的是，尽管指出了本发明的优选实施方案，但是详细描述和特定实施例仅仅是以举例说明的方式给出的，因为根据该详细描述在本发明的精神和范围内的各种变化和修改对于本领域的普通技术人员是明显的。
附图说明
以下附图形成本说明书的一部分并且被包括为进一步说明本发明的某些方面。通过参考这些附图中的一个或多于一个附图并结合本文提供的具体实施方案的详细描述，可以更好地理解本发明。
图1显示用于制备(4-(((3-氨基-2-氯喹啉-4-基)氨基)甲基)苄基)氨基甲酸叔丁酯(13)的反应示意图。
图2显示用于制备(4-((氨基-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基)氨基甲酸酯(16)的反应示意图。
图3显示用于制备TLR7-MA(3)的反应示意图。
图4显示用于制备叠氮化物官能化的p(Man-TLR)(4)的反应示意图。
图5显示用于制备抗原自降解型连接基结合物(7)的反应示意图。
图6A至图6B显示用于制备抗原-p(Man-TLR)结合物(8)的反应示意图。
图7显示抗原-p(Man)结合物(9)。
图8A至图8F显示图形数据，其证明p(Man-TLR)是比单体TLR7激动剂更强的TLR7激动剂，并且诱导共刺激分子的表面表达和BMDC对促炎细胞因子的释放。a.用p(Man-TLR)(4)、TLR7-MA(3)或商购获得的TLR-7激动剂Gardiquimod处理HEK-Blue TLR7报道细胞12小时。与等量的未聚合单体相比，p(Man-TLR)是更有效的TLR7配体。b、c.用各种浓度的p(Man-TLR)、TLR7-MA或CpG处理BMDC 6小时。分析细胞的共刺激分子CD80(b)和CD86(c)的表面表达。p(Man-TLR)诱导增加的共刺激分子CD80和CD86的表面表达。d至f.用各种浓度的p(Man-TLR)或TLR7-MA处理BMDC。与等量的未聚合单体处理的BMDC相比，p(Man-TLR)诱导增加的IL-12p70(d.)、IL-6(e.)和TNFα(f.)产生。
图9A至图9D显示图形数据，其证明与未结合的OVA相比，与OVA的(Man-TLR)结合增加了各种DC子集对OVA的摄取。a至b.用皮内注射荧光标记的OVA或与p(Man)或p(Man-TLR)结合的荧光标记的OVA处理小鼠。12小时后，收集动物的淋巴结，并通过流式细胞术分析淋巴结细胞的荧光标记OVA含量。OVA与p(Man-TLR)的结合增加了通过CD8+交叉呈递DC(a.)、CD4+活化DC(b.)、CD4-/CD8-淋巴结驻留DC(c.)和常规皮肤DC(d.)的OVA摄取。
图10A至图10D显示图形数据，其证明与施用了未结合p(Man-TLR)的OVA或施用有TLR7-MA的OVA-p(Man)结合物相比，用OVA-p(Man-TLR)免疫的小鼠具有更稳定的CD4+和CD8+T细胞应答。a至d.在第0天和第28天利用以下六个制剂之一对小鼠免疫：1)10μg OVA+30μg，2)p(Man-TLR)(30μg当量的TLR7-MA)，3)10μg OVA和未结合的p(Man-TLR)(30μg当量的TLR7-MA)，4)10μg OVA-p(Man)结合物与30μg TLR7-MA，或5)10μg OVA-p(Man-TLR)。
图11A至图11E显示图形数据，其证明与用其它制剂处理的小鼠相比，用OVA-p(Man-TLR)免疫的小鼠增加了血浆细胞、Tfh细胞和抗体应答。a至d.在第0天和第28天利用以下六个制剂之一对小鼠免疫：1)10μg OVA+30μg，2)p(Man-TLR)(30μg当量的TLR7-MA)，3)10μg OVA和未结合的p(Man-TLR)(30μg当量的TLR7-MA)，4)10μg OVA-p(Man)结合物与30μgTLR7-MA，或5)10μg OVA-p(Man-TLR)。
图12显示在体外p(Man-TLR)(即进行甘露糖基化和TLR激动剂结合两者的聚合物)在当量剂量基础上活化骨髓来源的DC比相同TLR激动剂的单体形式更有效。
图13显示在体内，在足垫注射后24小时，驻留在dLN中的DC仍然被Ag-p(Man-TLR7)聚合物制剂强烈活化，如由共刺激分子CD86和CD80的表达所指出的。在收集制剂的DC中活化最高，因此也是抗原阳性的。因此，抗原和佐剂被共同递送至相同DC，然后细胞被活化。这是基于其胞内内体定位来选择TLR7作为佐剂靶标的益处之一。
图14：在第0天和第28天用10μg OVA当量的所示各种形式和组合对小鼠接种疫苗，并在第35天处死小鼠以进行分析。通过测量SIINFEKL(SEQ ID NO.1)五聚体结合细胞的频率来判断CD8+T细胞应答的强度。从图中可以看出，全OVA-p(Man-TLR)制剂形式比包括OVA+p(Man-TLR)在内的各种组成部分(即没有抗原结合至聚合物链的疫苗)产生更强的响应。
图15：在第0天和第28天用10μg OVA当量的所示各种形式和组合对小鼠接种疫苗，并在第35天处死小鼠以进行分析。在抗原再次暴露后确定LN中细胞的细胞因子应答性。最有效的效应T细胞在细胞因子响应方面是多功能的，在此处检测了表达IFNγ和TNFα的细胞。从结果可以看出，全聚合物结合物制剂OVA-p(Man-TLR)在CD4+(左)和CD8+(右)T细胞区室中都产生稳定的应答。将制剂分离成其组成部分是无效的：特别值得注意的是，与p(Man-TLR)纳米佐剂(OVA+pManTLR，黄色)混合但不结合的游离抗原几乎没有效果，其表明需要结合物。
图16：通过测量产生抗体的血浆细胞的频率和脾脏中Tfh细胞的频率以及血液中的抗体效价来表征对疫苗接种的体液应答。可以看出，全聚合物结合物制剂OVA-p(Man-TLR)优于所有其他形式和组合，包括非结合抗原与p(Man-TLR)纳米佐剂(OVA+pMan-TLR)的混合物。与非结合疫苗(OVA+pMan-TLR)相比，OVA-特异性总IgG被提升超过一个数量级。#代表与原生组的差异。
图17：为了表征对实际疫苗抗原的应答并与晚期临床佐剂进行比较，本发明人利用恶性疟原虫抗原CSP(全长蛋白质)制备了聚合物结合物制剂。本发明人比较了在小鼠中对用AS01E(临床佐剂，由MPL-A(TLR4激动剂)和QS21(皂苷)形成)、R848(来自3M的TLR7激动剂，和聚(I：C)(一种TLR3激动剂)配制的可溶CSP的应答。重要的是，AS01是GSK开发的最先进的临床疟疾疫苗候选物RTS，S中使用的佐剂。当抗原重新暴露(于一个CD8和两个CD4肽表位6小时)时，在CD4+(左，中)和CD8+(右)T细胞区室中测量细胞因子应答。可以看出，聚合物结合物制剂CSP-p(Man-TLR)总是优于最先进的临床候选物(CSP+AS01E)。
图18：为了表征对CSP-p(Man-TLR)聚合物结合物制剂的体液应答，在脾脏中表征Tfh细胞，并在血液中测量IgG浓度。可以看出，CSP-p(Man-TLR)制剂(每个图中的第一组数据)优于最先进的临床候选佐剂AS01E(CSP+AS01E，每个图中的第二组数据)。
图19证明OVA-p(Man-TLR)和OVA+p(Man-TLR)对肿瘤的生长抑制。
图20显示OVA-p(Man-TLR)和OVA和p(Man-TLR)均增加了引流淋巴结中OVA五聚体+细胞的百分比。
图21显示图形数据，其证明在所述实验中用CSP-p(Man-TLR)免疫的小鼠比用CSP+AS01E免疫的小鼠具有更广泛的免疫应答。在两个主要抗原性靶标，即NANP重复序列和TSR区域中的应答，其中在CSP-p(Man-TLR)制剂中强得多。为了能够比较这些响应，即使CSP-p(Man-TLR)图中的几个值高于该比例，这两个图也以相同比例绘制。为了进一步比较，CSP+AS01E图中的最高值约为12000单位，而CSP-p(Man-TLR)图中的最高值约为60000单位。
具体实施方式
I.定义
本文使用的术语“各自独立地”表示选择可以相同或不同，即在R基团的情况下，例如，术语“各自独立地”表示R基团(例如R1、R2)可以是相同的(例如，R1和R2可以都是经取代的烷基)或不同的(例如，R1可以是烷基并且R2可以是烷氧基)，否则所命名的R基团将具有本领域中所认同的对应于具有该名称的R基团的结构。为了说明的目的，本文中定义了代表性的R基团。这些定义旨在补充和说明，而不是排除本领域技术人员已知的定义。
术语“脂肪族基团”表示不包括芳族化合物的无环或环状的、饱和或不饱和的烃基。“经取代的脂肪族基团”是指刚才描述的其中与脂肪族基团的碳连接的一个或多于一个氢原子被任何其它基团取代的脂肪族基团，所述其它基团例如为卤素、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、环烷基、烷氧基、氨基、酯、酰胺、醇及其组合。
术语“烷基”表示1个至12个碳原子的一价直链或带支链的饱和烃基。在某些实施方案中，烷基具有1个至7个碳原子，并且在更具体的实施方案中具有1个至4个碳原子。烷基的非限制性实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基和仲丁基。具体的烷基包括甲基、乙基、丙基和异丙基。更具体的烷基是甲基、乙基和丙基。
术语“经取代的烷基”是指刚才描述的其中与烷基的至少一个碳连接的一个或多于一个氢原子被任何其它基团取代的烷基，所述其它基团例如为卤素、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、环烷基、烷氧基、氨基、酯、酰胺、醇及其组合。
术语“环烷基”表示环化的烷基，例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。
术语“经取代的环烷基”是指刚才描述的其中与环烷基的至少一个碳连接的一个或多于一个氢原子被另一个基团取代的环烷基，所述另一个基团例如为卤素、烷基、经取代的烷基、芳基、经取代的芳基、环烷基、经取代的环烷基、杂环烷基、杂芳基、经取代的杂芳基、烷氧基、芳氧基、硼烷基、膦基、氨基、硫基、酯、酰胺、醇及其组合。
术语“杂烷基”是指如上所述的其中一个或多于一个碳原子被选自N、O、P、B、S、Si、Se和Ge的杂原子取代的烷基或经取代的烷基。碳原子和杂原子之间的键可以是饱和的或不饱和的。实例包括烷氧基如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基或叔丁氧基；烷氧基烷基如甲氧基甲基、乙氧基甲基、1-甲氧基乙基、1-乙氧基乙基、2-甲氧基乙基或2-乙氧基乙基；烷基氨基如甲氨基、乙氨基、丙氨基、异丙氨基、二甲氨基或二乙氨基；烷硫基如甲硫基、乙硫基或异丙硫基或氰基。因此，被基团如杂环烷基、经取代的杂环烷基、杂芳基、经取代的杂芳基、烷氧基、芳氧基、硼烷基、膦基、氨基、亚氨基或硫基取代的烷基在术语杂烷基的范围内。
术语“杂环烷基”是指如前所述的环烷基，但是其中不饱和基团的一个或多于一个或全部碳原子被选自N、O、P、B、S、Si、Se和Ge的杂原子取代。合适的杂环烷基包括例如哌嗪基、吗啉基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、哌啶基和吡咯烷基。
术语“经取代的杂环烷基”是指刚才描述的杂环烷基，但其中杂环烷基的任意原子上的一个或多于一个氢原子被另一个基团如卤素、烷基、经取代的烷基、芳基、经取代的芳基、环烷基、经取代的环烷基、杂环烷基、杂芳基、经取代的杂芳基、烷氧基、芳氧基、硼烷基、膦基、氨基、硫基及其组合取代。
术语“芳基”是指芳族取代基，其可以是单个芳环或稠合在一起、共价连接或连接至共同基团如亚甲基或亚乙基部分的多个芳环。共用连接基团也可以是二苯甲酮中的羰基或杂原子，例如在二苯基醚的情况下所述杂原子为氧，或者在二苯基胺的情况下所述杂原子为氮。芳环可以包括苯基、萘基、二苯基、二苯基醚、二苯基胺和二苯甲酮等。在某些实施方案中，芳基具有1个至50个碳原子、1个至9个碳原子或1个至6个碳原子。
术语“经取代的芳基”是指刚才描述的芳基，其中与任意碳原子连接的一个或多于一个氢原子被一个或多于一个官能团如烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、杂环烷基、经取代的杂环烷基、卤素、卤代烷基(例如CF3)、羟基、氨基、膦基、烷氧基、氨基、硫基以及与芳环稠合、共价连接或连接至共用基团如亚甲基或亚乙基部分的饱和和不饱和环烃。连接基团也可以是羰基，例如在环己基苯基酮中的羰基。经取代的芳基的具体实例包括全氟苯基、氯苯基、3，5-二甲基苯基、2，6-二异丙基苯基等。
术语“杂芳基”是指其中芳环的一个或多于一个碳原子被例如氮、氧、硼、硒、磷、硅或硫的杂原子取代的芳环。杂芳基是指可以为单个芳环、多个芳环或与一个或多于一个非芳环结合的一个或多于一个芳族环的结构。在具有多个环的结构中，这些环可以稠合在一起、共价连接、或连接到共用基团如亚甲基或亚乙基部分。共用连接基团也可以是羰基，例如苯基吡啶基酮中的羰基。诸如噻吩、吡啶、唑、异唑、噻唑、异噻唑、异邻苯二甲酰亚胺、吡唑、吲哚、吡啶、嘧啶、吡嗪、呋喃等的环或这些环的苯并稠合类似物被定义为术语“杂芳基”。
术语“经取代的杂芳基”是指刚才描述的杂芳基，其中杂芳基部分的任何原子上的一个或多于一个氢原子被另一基团取代，所述另一基团例如为卤素、烷基、经取代的烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、烷氧基、芳氧基、硼烷基、膦基、氨基、甲硅烷基、硫基、硒基及其组合。合适的经取代的杂芳基包括例如4-N，N-二甲基氨基吡啶。
术语“烷氧基”是指-OZ’基团，其中Z’选自如本文所述的烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、杂环烷基、经取代的杂环烷基、甲硅烷基及其组合。合适的烷氧基包括例如甲氧基、乙氧基、苄氧基、叔丁氧基等。相关的术语是“芳氧基”，其中Z’选自芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基及其组合。合适的芳氧基的实例包括苯氧基、经取代的苯氧基、2-吡啶氧基、8-喹啉氧基等。
术语“烷氧基烷基”表示其中烷基的至少一个氢原子已经被烷氧基取代的烷基。示例性的烷氧基烷基包括甲氧基甲基、乙氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基丙基和异丙氧基甲基。特定的烷氧基烷基包括甲氧基甲基、甲氧基乙基和乙氧基甲基。
术语“烷氧基烷氧基”表示其中烷氧基的至少一个氢原子已经被另一个烷氧基取代的烷氧基。烷氧基烷氧基的实例包括甲氧基甲氧基、乙氧基甲氧基、甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基、甲氧基丙氧基和乙氧基丙氧基。特定的烷氧基烷氧基包括甲氧基甲氧基和甲氧基乙氧基。
术语“烷氧基烷氧基烷基”表示其中烷基的至少一个氢原子已经被烷氧基烷氧基取代的烷基。烷氧基烷氧基烷基的实例包括甲氧基甲氧基甲基、乙氧基甲氧基甲基、甲氧基乙氧基甲基、乙氧基乙氧基甲基、甲氧基丙氧基甲基、乙氧基丙氧基甲基、甲氧基甲氧基乙基、乙氧基甲氧基乙基、甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、甲氧基丙氧基乙基和乙氧基丙氧基乙基。
术语“氨基”是指基团-NZ’Z”，其中Z’和Z”各自独立地选自氢；烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、杂环烷基、经取代的杂环烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、烷氧基、烷氧基烷基、芳氧基及其组合。
术语“卤素”是指氟、氯、溴或碘，优选氟或氯。
术语“羰基”表示-C＝O或-C(O)-基团。
术语“羟基”或“醇”表示-OH基团。
术语“氰基”表示-C≡N基团。
术语“叠氮基”表示-N3基团。
本发明的化合物和聚合物可以具有不对称中心。可以光学活性或外消旋形式来分离含有不对称取代原子的本发明的化合物和聚合物。根据Cahn-Ingold-Prelog惯例，不对称碳原子可以是“R”或“S”构型。本领域众所周知如何制备光学活性形式，例如通过分解材料来制备。所有的手性、非对映体、内消旋、外消旋体形式都在本发明的范围内，除非特别指出具体的立体化学或异构体形式。
另外，如本文所使用的，术语C1至C6烷基和由其衍生的术语包括所述C1至C6烷基的所有可能的异构形式。此外，杂芳基包括所有的位置异构体。此外，单体(VI)、共聚物(I)、(IV)、(VII)或聚合物(VIII)的所有多晶型物和水合物均在本发明的范围内。
术语“化合物”和“本发明的化合物”等及其复数形式包括式(III)和(VI)的实施方案以及本文描述的共聚物(I)、(IV)、(VII)或聚合物(VIII)和本文所述的示例性化合物所涵盖的其他更具体的实施方案、或这些实施方案中每一个的药学上可接受的盐。所有提及的化合物包括其中所含原子的所有同位素，包括同位素标记的化合物。
术语“聚合物”和“本发明的聚合物”等以及它们的复数形式包括式(VIII)的实施方案以及本文描述的单体(VI)、共聚物(I)、(IV)、(VII)和本文所述的示例性化合物和共聚物所涵盖的其他更具体的实施方案、或这些实施方案中每一个的药学上可接受的盐。所有提及的聚合物包括其中所含原子的所有同位素，包括同位素标记的聚合物。
本发明的化合物和聚合物可以作为互变异构体存在。预期本发明化合物的所有互变异构形式在本发明的范围内。
组合物还包括单体(VI)、共聚物(I)、(IV)、(VII)或聚合物(VIII)的前药。术语前药旨在表示在将前药施用至哺乳动物对象时能够分别释放单体(VI)、共聚物(I)、(IV)、(VII)或聚合物(VIII)的活性成分的共价键合载体。活性成分的释放在体内进行。可以通过本领域技术人员已知的技术来制备前药。这些技术通常对给定化合物中适当的官能团进行修饰。然而，这些经修饰的官能团在体内或通过常规操作来再生初始官能团。单体(VI)、共聚物(I)、(IV)、(VII)或聚合物(VIII)的前药包括其中羟基、氨基、羧基或类似基团被修饰的化合物。前药的实例包括但不限于羟基或氨基官能团的酯(例如乙酸酯、甲酸酯和苯甲酸酯衍生物)、氨基甲酸酯(例如N，N-二甲基氨基羰基)、酰胺(例如三氟乙酰氨基、乙酰氨基等)等。
化合物的“药学上可接受的盐”是指药学上可接受的且具有母体化合物的期望药理学活性的盐。这些盐的非限制性实例包括与无机酸如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等形成的酸加成盐；或与有机酸如甲酸、乙酸、丙酸、己酸、环戊烷丙酸、乙醇酸、丙酮酸、乳酸、丙二酸、琥珀酸、苹果酸、马来酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、3-(4-羟基苯甲酰基)苯甲酸、肉桂酸、扁桃酸、甲磺酸、乙磺酸、1，2-乙二磺酸、2-羟基乙磺酸、苯磺酸、4-氯苯磺酸、2-萘磺酸、4-甲苯磺酸、樟脑磺酸、葡庚糖酸、4，4’-亚甲基双-(3-羟基-2-烯-1-羧酸)、3-苯基丙酸、三甲基乙酸、叔丁基乙酸、月桂基硫酸、葡糖酸、谷氨酸、羟基萘甲酸、水杨酸、硬脂酸、粘康酸等形成的酸加成盐；或当母体化合物中存在的酸性质子被金属离子例如碱金属离子、碱土金属离子或铝离子置换时形成的盐；或与有机碱如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨丁三醇、N-甲基葡糖胺等配位。应当理解，药学上可接受的盐是无毒的。关于合适的药学上可接受的盐的其他信息可以在Remington′s Pharmaceutical Sciences，第17th版，MackPublishing Company，Easton，Pa.，1985中找到，其通过引用并入本文。
“抗原”包括可以被抗体分子特异性结合的任何物质。因此，术语“抗原”涵盖生物分子，其包括但不限于简单的中间代谢物、糖、脂质、氨基酸和激素，以及大分子如复合碳水化合物、磷脂、核酸和蛋白质，例如卵清蛋白(OVA)。在某些实施方案中，抗原是与待治疗的感染或疾病有关的抗原。在具体的实施方案中，抗原来自病原体或来自肿瘤或癌细胞。抗原可以是来自病原体或肿瘤/癌细胞的分子的全部或一部分，只要其引发针对抗原的免疫应答即可。在具体的实施方案中，抗原是其中期望或预期免疫应答的抗原。
术语“聚合物”是指由通过共价化学键连接的重复结构单元构成的分子，其通常以大量重复单元(例如等于或大于10个重复单元并且通常等于或大于50个重复单元并且通常等于或大于100个重复单元)和高分子量(例如大于或等于50000Da)为特征。聚合物通常是一种或多于一种单体前体的聚合产物。术语聚合物包括均聚物或基本上由单一重复单体亚单元组成的聚合物。术语聚合物还包括当两种或多于两种不同类型的单体连接在相同聚合物中时形成的共聚物。共聚物可以包含两个或多于两个单体亚单元，并且包括无规、嵌段、交替、分段、接枝、递变和其他共聚物。有用的聚合物包括水混溶的用于疫苗施用的有机聚合物。
“低聚物”是指由通过共价化学键连接的重复结构单元组成的分子，其以比聚合物少的重复单元数目(例如，等于或小于10个重复单元)和比聚合物低的分子量(例如，小于或等于约50000Da)为特征。低聚物可以是一种或多于一种单体前体的聚合产物。
具体预期的是，m、o、p、p’或单体数目中的任一个都是整数，并且可以至少为或至多为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415、416、417、418、419、420、421、422、423、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、477、478、479、480、481、482、483、484、485、486、487、488、489、490、491、492、493、494、495、496、497、498、499、500、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513、514、515、516、517、518、519、520、521、522、523、524、525、526、527、528、529、530、531、532、533、534、535、536、537、538、539、540、541、542、543、544、545、546、547、548、549、550、551、552、553、554、555、556、557、558、559、560、561、562、563、564、565、566、567、568、569、570、571、572、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400、3500、3600、3700、3800、3900、4000、4100、4200、4300、4400、4500、4600、4700、4800、4900、5000、5100、5200、5300、5400、5500、5600、5700、5800、5900、6000、6100、6200、6300、6400、6500、6600、6700、6800、6900、7000、7100、7200、7300、7400、7500、7600、7700、7800、7900、8000、8100、8200、8300、8400、8500、8600、8700、8800、8900、9000、9100、9200、9300、9400、9500、9600、9700、9800、9900、10000、20000、30000、40000、50000、60000、70000、80000、90000或更多、或其中可导出的任何范围。
术语“有效地连接”是指其中两个组分在靶位点结合之前结合形成活性复合物的情形。例如，与生物素-链霉抗生物素蛋白复合物的一半结合的分子和与生物素-链霉抗生物素蛋白复合物的另一半络合的抗原通过生物素和链霉抗生物素蛋白分子的络合作用而有效地连接。术语有效连接也旨在指将两个分子结合在一起的共价键或化学键。
II.式(VI)的化合物
在一个实施方案中，提供了低毒性小分子Toll样受体(TLR)-7和/或TLR-8咪唑并喹啉配体作为疫苗佐剂，其具有降低的疏水性(cLogP)和增加的用于疫苗制剂的活性。在一个实施方案中，TLR7激动剂、TLR8激动剂或TLR7/8激动剂单体具有通用结构(VI)：
其中R1和R2各自独立地为氢原子、卤素、烷基、经取代的烷基、杂烷基、经取代的杂烷基、环烷基、经取代的环烷基、杂环烷基、经取代的杂环烷基、芳基或经取代的芳基；并且R3是包含可聚合基团Y’的配体。
易于使用各种可商购获得的酰基氯得到(例如，替代图2中本文所述的合成方案中的(14)，步骤vi)的、用于目前实施方案中的通用结构(VI)的咪唑并喹啉化合物的非限制性实例包括4-((4-氨基-2-甲基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-乙基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-丙基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-异丙基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-环丙基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-异丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-仲丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-环丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(氧杂环丁烷-2-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(氧杂环丁烷-3-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-环戊基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(四氢呋喃-3-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(四氢呋喃-2-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(2-甲氧基乙基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(2-乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、(TLR-7-氧乙基-甲基丙烯酰胺(TLR-MA，3))、4-((4-氨基-2-(2-甲氧基乙氧基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-氨基-1-(4-(((2-甲基丙烯酰胺基乙氧基)羰基氨基)甲基)苄基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-2-羧酸、4-氨基-1-(4-(((2-甲基丙烯酰胺基乙氧基)羰基氨基)甲基)苄基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-2-羧酸甲酯、4-氨基-1-(4-(((2-甲基丙烯酰胺基乙氧基)羰基氨基)甲基)苄基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-2-羧酸乙酯、2-(4-氨基-1-(4-(((2-甲基丙烯酰胺基乙氧基)羰基氨基)甲基)苄基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-2-基)乙酸、2-(4-氨基-1-(4-(((2-甲基丙烯酰胺基乙氧基)羰基氨基)甲基)苄基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-2-基)乙酸甲酯、2-(4-氨基-1-(4-(((2-甲基丙烯酰胺基乙氧基)羰基氨基)甲基)苄基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-2-基)乙酸乙酯、3-(4-氨基-1-(4-(((2-甲基丙烯酰胺基乙氧基)羰基氨基)甲基)苄基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-2-基)丙酸、3-(4-氨基-1-(4-(((2-甲基丙烯酰胺基乙氧基)羰基氨基)甲基)苄基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-2-基)丙酸甲酯、3-(4-氨基-1-(4-(((2-甲基丙烯酰胺基乙氧基)羰基氨基)甲基)苄基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-2-基)丙酸乙酯、4-((4-氨基-2-(噻唑-2-基)-1 H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(噻唑-5-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(异噻唑-5-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(异噻唑-3-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(异噻唑-4-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(噻唑-4-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(唑-4-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(异唑-4-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(异唑-3-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(呋喃-2-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(呋喃-3-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(噻吩-3-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(噻吩-2-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(唑-2-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(唑-5-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(异唑-5-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(吡啶-2-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(吡啶-3-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(吡啶-4-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(嘧啶-4-基)-1 H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(吡嗪-2-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(吡嗪-3-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(吡嗪-4-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、4-((4-氨基-2-(吡嗪-5-基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基氨基甲酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯、及其衍生物。还公开了式(1)的化合物，其中R3＝OR5。示例性的咪唑并喹啉衍生物还包括：N-(3-(4-氨基-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基氧基)丙基)甲基丙烯酰胺、N-(4-(4-氨基-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基氧基)丁基)甲基丙烯酰胺、N-(4-(4-氨基-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[5-c]喹啉-1-基氧基)戊基)甲基丙烯酰胺、N-(4-(4-氨基-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基氧基)己基)甲基丙烯酰胺、N-(4-(4-氨基-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基氧基)庚基)甲基丙烯酰胺、N-(4-(4-氨基-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基氧基)辛基)甲基丙烯酰胺、N-(4-(4-氨基-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基氧基)壬基)甲基丙烯酰胺、N-(4-(4-氨基-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基氧基)癸基)甲基丙烯酰胺、以及含有上述4-和2-位咪唑并喹啉取代物及其衍生物的那些含N-O键的结构。在图2(步骤vii)中产生的上述各种2-取代的咪唑并喹啉衍生物共用的4-氨基可以为能够与4-取代的杂芳基氯进行亲核芳族取代(SNAr)反应的任何其它亲核试剂，例如氢氧化物、甲胺、二甲胺、乙胺、甲基乙胺、丙胺、氮杂环丁烷、环丙胺、吡咯烷等。或者，4-取代的杂芳基氯可以通过氢或自由基脱卤反应被氢取代或作为偶联配偶体参与过渡金属催化的碳-碳键形成反应。
在本公开的选择性实施方案中，所公开TLR激动剂单体中的任意单体可以作为聚合物、均聚物、共聚物、共聚物共混物、三元共聚物、四元共聚物或低聚物等与含有与抗原呈递细胞(APC)甘露糖受体结合的至少一个基团的另一种单体连接，并且可以存在于组合物中并与例如抗原结合。共聚物中的任意共聚物可以是嵌段共聚物、交替共聚物或无规共聚物。优选地，本发明的化合物、共聚物和聚合物是亲水性的。可用于本发明的实施方案中的水溶性聚合物的非限制性实例包括聚丙烯酸酯，例如聚(丙烯酸)或聚(甲基丙烯酸)或聚(甲基丙烯酸羟丙酯)、聚酰胺如聚(丙烯酰胺)或聚(甲基丙烯酰胺)、多糖、聚唑啉如聚(乙基唑啉)、聚酰亚胺如聚乙烯酰亚胺、和聚乙烯基衍生物如聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮。连接单体以形成聚合物、均聚物、共聚物、聚合物共混物、三元共聚物、四元共聚物或低聚物以及与例如在本发明的实施方案中公开的抗原结合可以使用利用可聚合和连接基团的合成有机技术来完成，基于本公开内容，这对于本领域的普通技术人员而言是明显的。在实施例部分中提供了制备本发明的化合物、共聚物和聚合物的非限制性实例。
III.连接基
在一个应用中，连接基包括用于提供蛋白质-蛋白质、蛋白质-肽、蛋白质-聚合物、聚合物-小分子、肽/蛋白质-小分子相互作用、用于测定或纯化的固定化、以及各种肽-核酸和核酸-核酸结合等结构稳定性或帮助的分子结合反应的化合物。通常，连接基含有官能团，例如伯胺、巯基、酸、醇、叠氮化物、炔烃和卤化物。具体而言，与胺反应的马来酰亚胺(巯基反应性)和琥珀酰亚胺酯(NHS)或异硫氰酸酯(ITC)基团可用于本发明的实施方案中。
1.双官能连接基
在一个实施方案中，双官能连接基可用作治疗或诊断部分与聚合物之间的潜伏间隔区。在一个方面，潜伏期选择为使得双官能连接基的第一连接基团(官能团)可以在存在第二连接基团的情况下选择性结合。在另一方面，潜伏期可以选择为使得在双官能连接基上的两个连接基团结合之后可以选择性切割一个基团。例如，间隔区-聚合物键的水解可以成为从聚合物前药中释放治疗或诊断部分的速率限制。例如，可以通过使用连接基团如酯、碳酸酯、氨基甲酸酯、亚胺(腙)、酰胺、马来酰亚胺、琥珀酰亚胺、乙烯基砜、共轭C＝C双键、环氧化物、醛、酮、硅烷或硅氧烷官能团的酶促或非酶促水解机理在体内进行治疗或诊断部分从聚合物前药的切割和释放。本领域技术人员能够理解，使用水性水解从聚合物前药释放治疗或诊断部分取决于多种因素，例如连接的水合作用、离去基团的性质和连接周围的空间位阻。底物特异性、亲水性和空间位阻都会影响酶易感性连接的释放，并且对本文公开的具体实施方案作出的细微变化仍然可以获得相同的结果，而不偏离本发明的精神和范围。在某些方面，双官能连接基可首先通过双官能连接基上的第一官能团与本发明的共聚物和聚合物结合，然后产物可通过双官能连接基上的第二官能团进一步结合。一旦双官能连接基的两个官能团被结合，则来自双官能连接基的部分可以被称为连接基团或连接基。在制备包括任意上述官能团的本发明的聚合物结合疫苗中用作双官能连接基的示例性化合物可以包括炔烃-PEG5-酸、N-allco-1，4-丁二胺盐酸盐、N-alloc-1，6-己二胺盐酸盐、烯丙基(4-甲氧基苯基)二甲基硅烷、6-(烯丙氧基羰基氨基)-1-己醇、3-(烯丙氧基羰基氨基)-1-丙醇、4-氨基丁醛二乙基缩醛、(E)-N-(2-氨基乙基)4-{2-[4-(3-叠氮基丙氧基)苯基]二氮烯基}苯甲酰胺盐酸盐、N-(2-氨基乙基)马来酰亚胺三氟乙酸盐、氨基-PEG4-炔烃、N-(3-羟丙基)氨基甲酸苄酯、4-(Boc-氨基)-1-丁醇、4-(Boc-氨基)丁基溴、2-(Boc-氨基)乙硫醇、2-[2-(Boc-氨基)乙氧基]乙氧基乙酸、(二环己基铵)盐、2-(Boc-氨基)乙基溴、6-(Boc-氨基)-1-己醇、21-(Boc-氨基)-4，7，10，13，16，19-六氧杂二十一烷酸、6-(Boc-氨基)己基溴、5-(Boc-氨基)-1-戊醇、3-(Boc-氨基)-1-丙醇、3-(Boc-氨基)丙基溴、15-(Boc-氨基)-4，7，10，13-四氧杂十五烷酸、N-Boc-1，4-丁二胺、N-Boc-尸胺、N-Boc-乙醇胺、N-Boc-乙二胺、N-Boc-2，2’-(亚乙基二氧基)二乙胺、N-Boc-1，6-己二胺、N-Boc-1，6-己二胺盐酸盐、N-Boc-4-异硫氰酸根合苯胺、N-Boc-4-异硫氰酸根合丁胺、N-Boc-2-硫氰酸根合乙胺、N-Boc-3-硫氰酸根合丙胺、N-Boc-N-甲基乙二胺、N-Boc-间苯二胺、N-Boc-对苯二胺、2-(4-Boc-1-哌嗪基)乙酸、N-Boc-1，3-丙二胺、N-Boc-1，3-丙二胺、N-Boc-N'-琥珀酰基-4，7，10-三氧杂-1，13-十三烷二胺、N-Boc-4，7，10-三氧杂-1，13-十三烷二胺、N-(4-溴丁基)邻苯二甲酰亚胺、4-溴丁酸、4-溴丁酰氯、4-溴丁酰氯、N-(2-溴乙基.)邻苯二甲酰亚胺、6-溴-1-己醇、3-(溴甲基)苯甲酸N-琥珀酰亚胺酯、4-(溴甲基)苯基异硫氰酸酯、8-溴辛酸、8-溴-1-辛醇、4-(2-溴丙酰基)苯氧基乙酸、N-(3-溴丙基)邻苯二甲酰亚胺、4-(叔丁氧基甲基)苯甲酸、2-(4-{[4-(3-叠氮基丙氧基)苯基]偶氮}苯甲酰氨基)乙基氨基甲酸叔丁酯、2-[2-(叔丁基二甲基甲硅烷基氧基)乙氧基]乙胺、4-羟基丁酸叔丁酯、水合氯醛、4-(2-氯丙酰基)苯基乙酸、1，11-二氨基-3，6，9-三氧杂十一烷、二-Boc-胱胺、二甘醇单烯丙基醚、3，4-二氢-2H-吡喃-2-甲醇、4-[(2，4-二甲氧基苯基)(Fmoc-氨基)甲基]苯氧基乙酸、4-(二苯基羟甲基)苯甲酸、4-(Fmoc-氨基)-1-丁醇、2-(Fmoc-氨基)乙醇、2-[2-(Fmoc-氨基)乙氧基]乙胺盐酸盐、2-(Fmoc-氨基)乙基溴、6-(Fmoc-氨基)-1-己醇、5-(Fmoc-氨基)-1-戊醇、3-(Fmoc-氨基)-1-丙醇、3-(Fmoc-氨基)丙基溴、N-Fmoc-2-溴乙基胺、N-Fmoc-1，4-丁二胺氢溴酸盐、N-Fmoc-尸胺氢溴酸盐、N-Fmoc-乙二胺氢溴酸盐、N-Fmoc-1，6-己二胺氢溴酸盐、N-Fmoc-1，3-丙二胺氢溴酸盐、N-Fmoc-N”-琥珀酰基-4，7，10-三氧杂-1，13-十三烷二胺、(3-甲酰基-1-吲哚基)乙酸6-胍基己酸4-羟基苄醇N-(4-羟基丁基)三氟乙酰胺、4’-羟基-2，4-二甲氧基二苯甲酮、N-(2-羟乙基)马来酰亚胺、4-[4-(1-羟乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基]丁酸、N-(2-羟乙基)三氟乙酰胺、N-(6-羟基己基)三氟乙酰胺、4-羟基-2-甲氧基苯甲醛、4-羟基-3-甲氧基苄醇、4-(羟甲基)苯甲酸、4-羟甲基-3-甲氧基苯氧乙酸、4-(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基)丁酸、4-(羟甲基)苯氧乙酸、3-(4-羟甲基苯氧基)丙酸、N-(5-羟基戊基)三氟乙酰胺、4-(4’-羟基苯基偶氮)苯甲酸、N-(3-羟基丙基)三氟乙酰胺、2-马来酰亚胺基乙基甲磺酸盐、4-巯基-1-丁醇、6-巯基-1-己醇、4-(溴甲基)苯乙酸苯甲酰甲酯、4-(溴甲基)苯乙酸苯甲酰甲酯、4-氨磺酰基苯甲酸、4-氨磺酰基丁酸、N-三苯甲基-1，2-乙二胺氢溴酸盐、4-(Z-氨基)-1-丁醇、6-(Z-氨基)-1-己醇、5-(Z-氨基)-1-戊醇、N-Z-1，4-丁二胺盐酸盐、N-Z-乙醇胺、N-Z-乙二胺盐酸盐、N-Z-乙二胺盐酸盐、N-Z-1，6-己二胺盐酸盐、N-Z-1，5-戊二胺盐酸盐和N-Z-1，3-丙二胺盐酸盐。用于将三个分离的分子连接在一起的三官能连接基的非限制实例包括N1，N4-双-Boc-亚精胺、N1，NS-双-Boc-亚精胺、N-Boc-二乙醇胺、N1-Boc-2，2’-亚氨基二乙胺、N-Boc-亚氨基二丙酸、N1-Boc-3，3’-亚氨基二丙胺、N，N”-二-Z-二亚乙基三胺。在具体的方面，双官能连接基包含自由基结合官能团，例如见于4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸2-(2-(2-(2-叠氮基乙氧基)乙氧基)乙氧基)乙酯中的，其可以在聚合反应(即可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合)中与单体结合以提供叠氮化物官能化试剂。叠氮化物试剂然后可以用于随后的结合反应中以制备聚合物结合物疫苗或聚合物结合物疫苗前体。上述双官能和三官能连接基的商业来源的一个非限制性实例是Sigma(美国)。
2.自降解型连接基
在其他实施方案中，公开了使用抗原的位点特异性控制释放方法的聚合物组合物。这些聚合物和方法为涵盖药物递送、生物和化学传感器以及诊断的各种应用提供了动力。在本发明的实施方案中使用的一种这样的新型基体-聚合物结合部分包括自降解型连接基。自降解型连接基利用了保护基团和离去基团之间的稳定键的聚合物释放，其在活化后变得不稳定，导致通过电子级联、树枝状聚合物或聚合物分解或化学放大释放而快速分解母体聚合物。化学放大器是将单键断裂事件转化为大量化学输出释放的结构。以这种方式，单键断裂输入反应(例如由分析物、光子或酶引发的反应)可以转化成大量输出化学产物释放。输出可以采用报告分子(例如荧光染料)、生物分子、抗原或药物的形式。本发明的实施方案包括自降解型连接基技术，其包括触发剂、连接基和效应器单元(例如在无毒前药中使用的那些)以增强癌症化疗中的选择性，即使用单克隆抗体特异性递送高效力的结合小分子治疗剂至癌细胞。在另一方面，自降解型连接基如PABC或PAB(对-氨基苄氧基羰基)和衍生物是通过连接PAB或衍生物的羧基末端和对氨基苄基形成的自降解型电子级联连接基，并且在酶促、水解、或其他代谢条件下可切割。芳香族对位胺变成供电子并引发电子级联，其导致离去基团被1，6-消除和断裂排出，在消除二氧化碳后可成为游离胺抗原。在一个实施例中，组织蛋白酶B是细胞内普遍存在的半胱氨酸蛋白酶，除了病理状态下，例如转移性肿瘤或类风湿性关节炎。用组织蛋白酶B可切割连接基产生的PABC和衍生物结合物在循环中稳定。在与PABC相邻的肽键(即细胞内酶)切割之后，游离胺抗原被释放。在另一方面，利用顺式-乌头酸酐形成的顺式-乌头酰胺也可以通过受酸性条件下(pH 5)邻氨甲酰苯甲酸保护的酰胺水解引发的电子机制来释放游离胺抗原。2-硝基咪唑-5-基甲基也可以在本发明的实施方案中用作碎裂抗原单元。
在某些本发明的实施方案中，自降解型连接基通过连接二硫键的还原性切割而起作用，所述连接二硫键活化连接基上的触发物，从而导致转折1，4-分子内环化、二氧化碳消除和游离抗原释放。一个实例包括用于美登木素生物碱(DM1和DM4)的抗体-美登木素生物碱结合物的带二硫化物的4-巯基戊酸酯连接基。设想了其他自降解型连接基：其利用如下所述的酯或乙烷-1，1-二醇4-氧基甲基-苯氧基连接的衍生物而与1，6-消除机制相结合来使用二硫化物切割：
在具体的方面，本发明的自降解型连接基包含允许通过逐步反应结合以将叠氮官能团连接到抗原的胺上的官能团。
3.其他连接基
不受理论限制，本发明还涵盖化学生物学中使用的、根据其被酶、亲核试剂/碱性试剂、还原剂、光照射、亲电试剂/酸性试剂、有机金属和金属试剂或氧化剂切割的切割条件分类的所有可切割连接基。
IV.TLR激动剂
在一些实施方案中，式I的共聚物可操作地连接至TLR激动剂。在一些实施方案中，所述TLR激动剂是如本文所述的通式(VI)的化合物。在一些实施方案中，TLR激动剂是本领域已知的和/或本文描述的。TLR激动剂可以包括对TLR1(例如肽聚糖或三酰基脂蛋白)、TLR2(例如脂磷壁酸；来自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、大肠杆菌0111：B4、大肠杆菌K12或金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的肽聚糖；非典型脂多糖(LPS)如钩端螺旋体病LPS(Leptospirosis LPS)和牙龈卟啉单胞菌LPS(Porphyromonas gingivalisLPS)；合成的二酰化脂蛋白如FSL-1或Pam2CSK4；来自耻垢分枝杆菌(M.smegmatis)的脂阿拉伯甘露聚糖或脂甘露聚糖；三酰化脂蛋白如Pam3CSK4；脂蛋白如来自支原体的MALP-2和MALP-404；伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi OspA)；来自脑膜炎奈瑟氏球菌(Neisseria meningitidis)或流感嗜血杆菌(Haemophilus influenza)的孔蛋白；痤疮丙酸杆菌抗原(Propionibacterium acnes)混合物；耶尔森氏菌LcrV(Yersinia LcrV)；来自分枝杆菌(Mycobacterium)或结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)的脂甘露聚糖；克氏锥虫GPI(Trypanosoma cruzi GPI)锚形体；曼氏血吸虫(Schistosoma mansoni)溶血磷脂酰丝氨酸；利什曼原虫(Leishmania major)脂磷聚糖(LPG)；恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)糖磷脂酰肌醇(GPI)；酵母聚糖；来自烟曲霉(Aspergillusfumigatus)或白色念珠菌(Candida albicans)的抗原混合物；以及麻疹血凝素、TLR3(例如双链RNA、聚腺苷酸-聚尿苷酸(聚(A：U))；聚肌苷-聚胞苷酸(聚(I：C))；聚肌苷-聚胞苷酸高分子量(聚(I：C)HMW)；和聚肌苷-聚胞苷酸低分子量(聚(I：C)LMW))、TLR4(例如来自大肠杆菌(Escherichia coli)和沙门氏菌(Salmonella species)的LPS)；TLR5(例如来自枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)或鼠伤寒沙门氏菌(S.typhimurium)的鞭毛蛋白)、TLR8(例如，单链RNA如具有6UUAU重复序列的ssRNA、RNA均聚物(裸ssPolyU)、HIV-1LTR衍生的ssRNA(ssRNA40)或具有2个GUCCUUCAA重复序列的ssRNA(ssRNA-DR))、TLR7(例如咪唑并喹啉化合物咪喹莫特、Imiquimod VacciGradeTM、Gardiquimod VacciGradeTM或GardiquimodTM；腺嘌呤类似物CL264；碱基类似物CL307；鸟苷类似物洛索立宾；TLR7/8(例如噻唑喹啉化合物CL075；咪唑并喹啉化合物CLO97、R848或R848 VacciGradeTM)、TLR9(例如CpG ODN)；和TLR11(例如弓形虫(Toxoplasma gondii)抑制蛋白)。在某些实施方案中，TLR激动剂是上述列举的具体激动剂。在进一步的实施方案中，TLR激动剂是特异性激动一种TLR或两种TLR的激动剂。
在一些实施方案中，TLR激动剂是TLR7、TLR8或TLR7/8激动剂。TLR激动剂可以是相同TLR激动剂的多个(聚合的)分子，或者可以是被连接的不同TLR激动剂的混合物。TLR激动剂可以通过本领域已知和/或本文所述的方法连接或聚合。在一些实施方案中，化合物(例如TLR激动剂)是水溶性的。水溶性影响化合物的保质期、稳定性和药物组成。由于TLR7和TLR8的结构，大多数TLR7和/或TLR8激动剂难溶于水。然而，式(I)的化合物具有水溶性的优点。
V.抗原
本公开的某些方面包括涉及抗原组分的方法和组合物，所述抗原组分包括通常被称为抗原的多肽、肽、核酸、碳水化合物、脂质和引发或诱导抗原应答的其他分子的分段、片段或表位。在一个实施方案中，抗原是肽。具体而言，可以识别导致经由免疫应答破坏细胞的抗原或抗原分段或此类抗原的片段并将其用于本文所述的方法和组合物中。
本领域已知与各种疾病和感染有关的抗原。预期的是，在本文所述的方法和组合物中可以使用任何抗原。
病毒抗原的非限制性实例包括但不限于例如逆转录病毒抗原，例如来自人类免疫缺陷病毒(HIV)抗原的逆转录病毒抗原，如gag、pol和env基因的基因产物、Nef蛋白、逆转录酶和其他HIV组分；肝炎病毒抗原如乙型肝炎病毒的S、M和L蛋白、乙型肝炎病毒以及其他肝炎如甲型肝炎、乙型肝炎和丙型肝炎、病毒组分如丙型肝炎病毒RNA的前S抗原；流感病毒抗原如血凝素和神经氨酸酶以及其他流感病毒组分；麻疹病毒抗原如麻疹病毒融合蛋白和其他麻疹病毒组分；风疹病毒抗原如蛋白E1和E2以及其他风疹病毒成分；轮状病毒抗原如VP7sc和其他轮状病毒组分；巨细胞病毒抗原如包膜糖蛋白B和其他巨细胞病毒抗原组分；呼吸道合胞病毒抗原如RSV融合蛋白、M2蛋白和其它呼吸道合胞病毒抗原组分；单纯疱疹病毒抗原如即刻早期蛋白、糖蛋白D和其他单纯疱疹病毒抗原组分；水痘带状疱疹病毒抗原如gpI、gpII和其他水痘带状疱疹病毒抗原组分；日本脑炎病毒抗原如蛋白E、M-E、M-E-NS1、NS1、NS1-NS2A、80％E和其他日本脑炎病毒抗原组分；狂犬病病毒抗原如狂犬病糖蛋白、狂犬病核蛋白和其他狂犬病病毒抗原组分；小核糖核酸病毒抗原，例如肠道病毒、鼻病毒、肝病毒、心脏病毒和口疮病毒；来源于瘟病毒的病毒抗原，例如牛病毒性腹泻(BVDV)、典型猪瘟(CSFV)或边境病(BDV)；或源自冠状病毒、SARS、人呼吸道冠状病毒、禽传染性支气管炎(IBV)、小鼠肝炎病毒(MHV)和猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)的抗原。参见Vaccines第6版(Plotkin、Orenstein和Offit编辑，2012)；Medical Microbiology第8版(Murray等人编辑，2015)、Fundamental Virology第4版(Knipe，D.M.等人编辑，2001)以获得病毒抗原的其他实例。
细菌抗原的非限制性实例包括但不限于例如细菌抗原如百日咳毒素、丝状血凝素、百日咳杆菌粘附素、FIM2、FIM3、腺苷酸环化酶和其他百日咳杆菌细菌抗原组分；白喉细菌抗原如白喉毒素或类毒素和其他白喉细菌抗原组分；破伤风细菌抗原如破伤风毒素或类毒素和其他破伤风细菌抗原组分；链球菌细菌抗原如M蛋白和其他链球菌细菌抗原组分；葡萄球菌抗原如金黄色葡萄球菌抗原，革兰氏阴性杆菌细菌抗原如脂多糖和其它革兰氏阴性细菌抗原组分，结核分枝杆菌细菌抗原如分枝菌酸、热休克蛋白65(HSP65)、30kDa主要分泌蛋白、抗原85A和其他分枝杆菌抗原组分；幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)细菌抗原组分；肺炎球菌细菌抗原如肺炎球菌溶血素、肺炎球菌荚膜多糖和其他肺炎球菌细菌抗原组分；流感嗜血杆菌细菌抗原如荚膜多糖和其他流感嗜血杆菌细菌抗原组分；炭疽细菌抗原如炭疽保护性抗原和其他炭疽细菌抗原组分；立克次体细菌抗原如rompA和其他立克次体细菌抗原组分。本文所述的细菌抗原也包括任何其他细菌、分枝杆菌、支原体、立克次体或衣原体抗原。部分或全部病原体也可能为：流感嗜血杆菌；恶性疟原虫；脑膜炎奈瑟菌；肺炎链球菌；淋球菌；血清型伤寒沙门氏菌；志贺氏菌；霍乱弧菌；登革热；脑炎；日本脑炎；莱姆病；鼠疫耶尔森氏菌；西尼罗河病毒；黄热病；寨卡病毒；兔热病；肝炎(病毒；细菌)；RSV(呼吸道合胞病毒)；HPIV 1和HPIV 3；腺病毒；天花；过敏和癌症。
真菌抗原的非限制性实例包括但不限于例如念珠菌真菌抗原组分；组织胞浆菌真菌抗原如热休克蛋白60(HSP60)和其他组织胞浆菌真菌抗原组分；隐球菌真菌抗原如荚膜多糖和其他隐球菌真菌抗原组分；球孢子真菌抗原如小球体抗原和其他球孢子菌真菌抗原组分；和癣真菌抗原如发癣菌素和其他球孢子菌真菌抗原组分。
原生动物和其他寄生虫抗原的实例包括但不限于例如恶性疟原虫抗原如裂殖子表面抗原、子孢子表面抗原、环子孢子抗原、配子母细胞/配子表面抗原、血液期抗原pf155/RESA和其他疟原虫抗原组分；弓形体抗原如SAG-1、p30和其他弓形体抗原组分；血吸虫抗原如谷胱甘肽-S-转移酶、副肌球蛋白和其他血吸虫抗原组分；利什曼原虫和其他利什曼原虫抗原如gp63、脂磷酸聚糖及其相关蛋白和其他利什曼原虫抗原组分；和克氏锥虫抗原，如75kDa至77kDa抗原、56kDa抗原和其他锥虫抗原组分；疟疾抗原如疟原虫(Plasmodium)谷氨酸脱氢酶、富含组氨酸的蛋白质II、乳酸脱氢酶和醛缩酶。
抗原还可以是病毒(灭活的、减毒的和经修饰的活的)、细菌、寄生虫、核苷酸、多核苷酸、肽、多肽、重组蛋白、合成肽、蛋白质提取物、细胞(包括肿瘤细胞)、组织、多糖、碳水化合物、脂肪酸、磷壁酸、肽聚糖、脂质或糖脂中的一种或多于一种，单独地或以其任意组合。抗原可以是野生型或突变的。
本文所述的方法和组合物中使用的抗原还包括可以从本文提及的生物中分离的核苷酸、多核苷酸、肽和多肽的免疫原性片段。
已经以非病毒性形式分离了不导致对象疾病的活的、经修饰活的和减毒的病毒株，或者已经使用本领域众所周知的方法(包括在合适的细胞系中连续传代或暴露于紫外线或化学诱变剂)对其减毒。失活或杀灭的病毒株是已经通过本领域技术人员已知的方法灭活的那些病毒株，所述方法包括用福尔马林、β-丙内酯(BPL)、二元乙烯亚胺(BEI)、灭菌辐射、热或其他此类方法处理。
两种或多于两种抗原可以组合以产生多价组合物，其可以保护对象抵抗由病原体引起的各种疾病。目前，疫苗的商业制造商以及最终用户更喜欢多价疫苗产品。虽然常规佐剂通常限于可有效使用它们的抗原种类(单价或多价)，但本文所述的组合物和方法可以单价和多价形式与各种抗原有效使用。因此，本文描述的抗原可以组合在包含本文所述的结合物的单一组合物中。
癌症抗原可以是本领域已知的任意类型的癌症抗原。癌症抗原可以是上皮癌抗原(例如乳腺癌、胃肠癌、肺癌)、前列腺特异性癌抗原(PSA)或前列腺特异性膜抗原(PSMA)、膀胱癌抗原、肺(例如小细胞肺)癌抗原、结肠癌抗原、卵巢癌抗原、脑癌抗原、胃癌抗原、肾细胞癌抗原、胰腺癌抗原、肝癌抗原、食道癌抗原、头颈部癌抗原或结直肠癌抗原。
在一个实施方案中，癌症抗原是黑素瘤癌抗原。黑素瘤癌抗原可用于治疗黑素瘤。非限制性的示例性黑素瘤癌抗原包括MART-1(例如，MART-1 26-35肽、MART-1 27-35肽)；MART-1/Melan A；pMel17；pMel17/GP100；gp100(例如，gp 100肽280-288、gp 100肽154-162、gp 100肽457-467)；TRP-1；TRP-2；NY-ESO-1；P16；β-连环蛋白；MUM-1等。
在一些实施方案中，抗原是疟疾抗原，例如疟原虫谷氨酸脱氢酶、组氨酸富集蛋白II、恶性疟原虫(P.falciparum)乳酸脱氢酶、果糖二磷酸醛缩酶或环子孢子蛋白(CSP)。在一些实施方案中，抗原是在疟原虫属(Plasmodium sp.)(例如恶性疟原虫(P.falciparum))中发现的抗原性组分。
VI.APC靶向分子
在一些实施方案中，本文的方法、化合物和组合物涉及APC(抗原呈递细胞)靶向分子。通常，APC靶向分子是可操作地连接至与APC中或APC的细胞表面上的受体结合的分子的靶向分子。在一些实施方案中，APC是树突细胞。
在一些实施方案中，APC靶向分子是选自特异性结合MHC I类、MHC II类、CD1d、CD2、CD3、CD4、CD8、CD11b、CD14、CD15、CD16、CD19、CD20、CD29、CD31、CD40、CD43、CD44、CD45、CD54、CD56、CD57、CD58、CD83、CD86、CMRF-44、CMRF-56、DCIR、DC-ASGPR、CLEC-6、BDCA-2、MARCO、DEC-205、甘露糖受体、Langerin、DECTIN-1、B7-1、B7-2、IFN-γ受体、IL-2受体、ICAM-1、Fcγ受体、LOX-1和/或ASPGR。
在一些实施方案中，APC靶向分子是甘露糖、葡糖胺或半乳糖胺。在一些实施方案中，APC靶向分子是凝集素。
VII.药物组合物
实施方案包括用于增加需要其的对象的免疫应答的方法和组合物。它们包括可用于诱导或修饰对抗抗原(例如多肽、肽、碳水化合物、脂质或其他分子或分子片段)的免疫应答并且对抗与此类抗原相关的病症或疾病进展的组合物。
组合物的施用通常将通过任何常见途径进行。这包括但不限于口服、肠胃外、原位、皮内、皮下、肌肉内、腹膜内、鼻内、吸入、使用喷雾器或静脉内注射。在某些实施方案中，可以吸入疫苗组合物(例如美国专利第6651655号，其通过引用具体并入本文)。适用于其他施用模式的其他制剂包括口服制剂。口服制剂包括通常使用的赋形剂，例如药物等级的甘露醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、糖精钠、纤维素、碳酸镁等。这些组合物采取溶液、悬浮液、片剂、丸剂、胶囊剂、缓释制剂或粉剂的形式并含有约10％至约95％、优选约25％至约70％的活性成分。
通常，组合物以与剂量制剂相容的方式施用，并且其量为治疗有效和免疫修饰的量。待施用的数量取决于待治疗的对象。需要施用的精确量的活性成分取决于医师的判断。在一些实施方案中，将组合物冻干。在一些实施方案中，该组合物是水基组合物(即含水的)。在一些实施方案中，组合物不包含乳液。
施用的方式可以广泛地变化。用于施用抗体的任何常规方法均适用。认为这些方式包括在固体生理上可接受的基质上或生理上可接受的分散体中的口服施用、肠胃外施用、注射等。药物组合物的剂量将取决于施用途径，并且将根据对象的大小和健康变化。
在许多情况下，将会期望进行至多约或至少约2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次、9次、10次或更多次施用。施用的间隔可为2天至12周、6个月或更长，通常为1周至2周。施用过程之后可以进行反应性免疫应答和T细胞活性的分析。
短语“药学上可接受的”或“药理学上可接受的”是指当施用于动物或人时不产生不利反应、过敏反应或其他不良反应的分子实体和组合物。如本文所使用的，“药学上可接受的载体”包括任何和所有的溶剂、分散介质、包衣、抗菌剂和抗真菌剂、等渗剂和吸收延迟剂等。此类介质和药剂用于药物活性物质的用途在本领域中是众所周知的。除了任何常规介质或药剂与活性成分不相容之外，其在免疫原性和治疗性组合物中的用途也被考虑。
化合物可配制用于肠胃外施用，例如配制用于通过静脉内、皮内、肌内、皮下或甚至腹膜内途径注射。根据本公开内容，本领域技术人员将知道含有改变对象免疫状态的本公开内容的化合物和/或聚合物的含水组合物的制备。通常，这样的组合物可以制备成注射剂，或者制备成液体溶液或悬浮液；也可以制备为适用于在注射前加入液体时制备溶液或悬浮液的固体形式；并且，还可以将制剂乳化。
适于注射使用的药物形式包括无菌水溶液或分散体；包括芝麻油、花生油或含水丙二醇的制剂；和用于临时制备无菌注射溶液或分散体的无菌粉末。在所有情况下，所述形式优选是无菌的，并且优选是可以容易地进行注射的流体。它在制造和储存条件下也应该是稳定的，并且优选地防止微生物如细菌和真菌的污染作用。
组合物可以配制成中性或盐形式。药学上可接受的盐包括酸加成盐(用蛋白质的游离氨基形成的)且其为用无机酸例如盐酸或磷酸或有机酸如乙酸、草酸、酒石酸、扁桃酸等形成的盐。用游离羧基形成的盐也可以源自无机碱，例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化钙或氢氧化铁，以及有机碱如异丙胺、三甲胺、组氨酸、普鲁卡因等。
载体还可以是含有例如水、乙醇、多元醇(例如甘油、丙二醇和液体聚乙二醇等)、其合适的混合物和植物油的溶剂或分散介质。可以通过各种抗菌剂和抗真菌剂如对羟基苯甲酸酯、氯丁醇、苯酚、山梨酸、硫柳汞等来防止微生物的作用。在许多情况下，将会优选的是包含等渗剂，例如糖或氯化钠。可以通过在组合物中使用延迟吸收的试剂如单硬脂酸铝和明胶来延长可注射组合物的吸收。
通过将所需量的活性成分与上面列举的各种其他成分(如果需要)合并在合适的溶剂中和随后过滤除菌来制备无菌注射溶液。通常，通过将各种灭菌的活性成分合并到含有基本分散介质和来自上面列举的那些所需其他成分的无菌载体中来制备分散体。在用于制备无菌可注射溶液的无菌粉末的情况下，优选的制备方法是真空干燥和冷冻干燥技术，其产生活性成分的粉末以及来自其之前无菌过滤的溶液的任何额外的期望成分。
基于预期目标确定有效量的治疗性或预防性组合物。术语“单位剂量”或“剂量”是指适用于对象的物理离散单位，每个单位含有预定量的组合物，所述预定量的组合物经计算产生与其施用相关的上述讨论的期望响应，即合适的途径和方案。根据治疗次数和单位剂量，待施用的量取决于期望的结果和/或保护。精确的组合物的量还取决于医师的判断，并且因每个个体而异。影响剂量的因素包括对象的身体和临床状态、施用途径、预期的治疗目标(缓解症状与治愈)以及具体组合物的效力、稳定性和毒性。在配制时，将以与剂量配方相容的方式施用溶液并且以治疗或预防有效的量施用。该制剂易于以多种剂型施用，例如上述可注射溶液的类型。
VIII.治疗应用
本公开的方面涉及用于诱导免疫系统的方法，其包括施用本公开的化合物、共聚物或组合物。其它方面涉及预防或治疗感染的方法，其包括施用本公开的化合物、共聚物或组合物。其他方面涉及预防传染性疾病或治疗人类癌症的方法，其包括施用本公开的化合物、共聚物或组合物。
本文所述的方法、化合物和组合物可用于治疗或预防多种疾病。在具体的实施方案中，所述方法和组合物用于疫苗以预防常见病原体引起的疾病或预防癌症。更具体而言，在某些实施方案中，组合物用作佐剂。本文描述的方法和组合物可用于治疗所有类型、位置、大小和特征的癌性肿瘤。例如，所述方法和组合物可用于治疗癌症，例如上皮癌(例如乳腺癌、胃肠癌、肺癌)、前列腺癌、膀胱癌、肺癌(例如小细胞肺癌或非小细胞肺癌)、结肠癌、卵巢癌、脑癌、肾细胞癌、胰腺癌、结肠直肠癌、胰腺癌、急性骨髓性白血病、肾上腺皮质癌、艾滋病相关癌症、AIDS相关淋巴瘤、肛门癌、阑尾癌、星形细胞瘤、儿童期小脑或脑基底细胞癌、胆管癌、肝外膀胱癌、骨癌、骨肉瘤/恶性纤维组织细胞瘤、脑干胶质瘤、脑肿瘤、小脑星形细胞瘤脑瘤、脑星形细胞瘤/恶性神经胶质瘤脑瘤、室管膜瘤脑瘤、髓母细胞瘤脑瘤、幕上原始神经外胚层肿瘤脑肿瘤、视觉通路和下丘脑胶质瘤、乳腺癌、淋巴癌、支气管腺瘤/类癌、气管肿瘤、伯基特淋巴瘤、类癌肿瘤、儿童类癌肿瘤、不明原发灶胃肠道癌、中枢神经系统淋巴瘤、原发性小脑星形细胞瘤、儿童脑星形细胞瘤/恶性胶质瘤、儿童宫颈癌、儿童期癌症、慢性淋巴细胞性白血病、慢性粒细胞性白血病、慢性骨髓增生性疾病、皮肤T细胞淋巴瘤、促结缔组织增生性小圆细胞瘤、子宫内膜癌、室管膜瘤、食道癌、尤因氏、儿童性腺外生殖细胞肿瘤、肝外胆管癌、眼癌、眼内黑色素瘤眼癌、视网膜母细胞瘤、胆囊癌、胃癌、胃肠类癌肿瘤、胃肠间质瘤、生殖细胞肿瘤：颅外、性腺外或卵巢、妊娠滋养细胞肿瘤、脑干胶质瘤、胶质瘤、儿童脑星形细胞瘤、儿童视觉通路和下丘脑胶质瘤、胃类癌、毛细胞白血病、头颈癌、心脏癌、肝细胞(肝)癌、霍奇金淋巴瘤、下咽癌、下丘脑和视觉通路神经胶质瘤、儿童眼内黑素瘤、胰岛细胞癌(内分泌胰腺)、卡波西肉瘤、肾癌(肾细胞癌)、喉癌、白血病、急性淋巴性(也称为急性淋巴细胞白血病)白血病、急性髓细胞(也称为急性骨髓性白血病)白血病、慢性淋巴性(也称为慢性淋巴细胞白血病)白血病、慢性髓细胞(也称为慢性骨髓性白血病)白血病、毛发细胞唇和口腔癌、脂肪肉瘤、肝癌(原发性)、淋巴瘤、AIDS相关淋巴瘤、伯基特淋巴瘤、皮肤T细胞淋巴瘤、霍奇金淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤(除霍奇金淋巴瘤外的所有淋巴瘤的老分类)、原发性中枢神经系统淋巴瘤、瓦尔登斯特伦巨球蛋白血症、骨/骨肉瘤的恶性纤维组织细胞瘤、儿童髓母细胞瘤、黑素瘤、眼内(眼)黑素瘤、Merkel细胞癌、成人恶性间皮瘤、儿童间皮瘤、转移性鳞状颈癌、口腔癌、多发性内分泌瘤形成综合征、多发性骨髓瘤/血浆细胞瘤、蕈样肉芽肿、骨髓增生异常综合征、骨髓增生异常/骨髓增殖性疾病、慢性骨髓性白血病、成人急性骨髓性白血病、儿童急性骨髓性白血病、多发性骨髓瘤、慢性骨髓增殖性疾病、鼻腔和鼻窦癌、鼻咽癌、成神经细胞瘤、口腔癌、口咽癌、骨肉瘤/恶性的骨纤维组织细胞瘤、卵巢上皮癌(表面上皮-间质瘤)、卵巢生殖细胞肿瘤、卵巢低恶性潜能肿瘤、胰岛细胞鼻窦和鼻腔癌、甲状旁腺癌、阴茎癌、咽癌、嗜铬细胞瘤、松果体星形细胞瘤、松果体生殖细胞瘤、松果体母细胞瘤及幕上原始神经外胚层肿瘤、儿童垂体腺瘤、血浆细胞瘤/多发性骨髓瘤、胸膜肺母细胞瘤、原发性中枢神经系统淋巴瘤、直肠癌、肾细胞癌(肾癌)、肾盂和输尿管移行细胞癌、视网膜母细胞瘤、横纹肌肉瘤、儿童唾液腺癌肉瘤、尤因家族肿瘤、卡波西肉瘤、软组织肉瘤、子宫塞扎里综合征肉瘤、皮肤癌(非黑素瘤)、皮肤癌(黑素瘤)、皮肤癌、Merkel细胞小细胞肺癌、小肠癌、软组织肉瘤、鳞状细胞癌。鳞状颈癌伴隐匿性原发性、转移性胃癌、幕上原始神经外胚层肿瘤、儿童T细胞淋巴瘤、睾丸癌、喉癌、胸腺瘤、儿童胸腺瘤、胸腺癌、甲状腺癌、尿道癌、子宫癌、子宫内膜肉瘤、阴道癌、视觉通路和下丘脑胶质瘤、儿童外阴癌、以及威尔姆斯肿瘤(肾癌)。
可通过本文所述方法预防或治疗的感染性疾病的非限制性实例包括炭疽、宫颈癌(人乳头瘤病毒)、白喉、甲型肝炎、乙型肝炎、b型流感嗜血杆菌(Hib)、人乳头瘤病毒(HPV)、流感(Flu)、日本脑炎(JE)、莱姆病、寨卡、疟疾、麻疹、脑膜炎球菌、猴痘、腮腺炎、百日咳、肺炎球菌、脊髓灰质炎、狂犬病、轮状病毒、风疹、带状疱疹(带状疱疹)、天花、破伤风、伤寒、结核病(TB)、水痘(Chickenpox)、黄热病、艾滋病毒/艾滋病、贾第虫病、传染性单核细胞增多症、肺炎、洛基山斑疹热、沙门氏菌感染、严重急性呼吸综合征、带状疱疹、中毒性休克综合征、丙型肝炎、西尼罗病毒、性传播疾病(包括淋病、衣原体和梅毒等)。
还设想本文所述的方法和组合物可用于治疗或预防某些类型的癌症，包括但不限于上皮癌(例如乳腺癌、胃肠癌、肺癌)、前列腺癌、膀胱癌、肺癌(例如小细胞肺癌)、结肠癌、卵巢癌、脑癌、皮肤癌、胃癌、肾细胞癌、胰腺癌、肝癌、食管癌、头颈癌或结肠直肠癌。
IX.实施例
包括以下实施例以说明本发明的某些实施方案。本领域技术人员应该理解，在下面的实施例中公开的技术代表发明人发现在本发明的实践中发挥良好作用的技术，并且因此可以认为构成其实践的优选模式。然而，根据本公开内容，本领域技术人员应该理解，可以对所公开的具体实施方案做出许多改变，并且仍然获得相同或相似的结果，而不偏离本发明的精神和范围。
实施例1-7概述
如图4所示，由包含甘露糖的单体(甘露糖-氧乙基-甲基丙烯酰胺(MOMA))(2)和将新型TLR-7配体(例如TLR-7-氧乙基-甲基丙烯酰胺(TLR-MA))结合到结构(3)中的第二单体来合成p(Man-TLR)(4)。为了将抗原连接到p(Man-TLR)，使用了含有在温和条件下与(4)的叠氮化物反应的胺反应性末端和双环炔烃的双官能自降解型连接基。如图5所示，双官能连接基可与抗原结合(步骤ii)，然后可将所得官能化抗原(7)纯化并结合至(4)。如图6所示，与(4)的结合的抗原导致形成抗原-p(Man-TLR)结合物(8)。当被结合的抗原是模型抗原卵清蛋白(OVA)时，该结合物被称为OVA-p(Man-TLR)。除了含有TLR单体的结合物之外，还公开了用仅含有MOMA的均聚物制备的OVA-聚合物结合物(称为p(Man))，如图7所示。
实施例1：合成(4-(((3-氨基-2-氯喹啉-4-基)氨基)甲基)苄基)氨基甲酸叔丁酯(13)。
图1描述了产生化合物(13)的合成途径。如图1所示通过步骤(iv)和(v)来制备化合物(13)。在步骤(iv)中，将(4-(氨基甲基)苄基)氨基甲酸叔丁酯(11)(1.0当量)加入二氯甲烷(DCM)、2，4-二氯-3-硝基喹啉(10)(1.0当量)和三乙胺(1.2当量)的溶液中。将反应混合物在45℃下搅拌30分钟。然后真空蒸发溶剂，并用水洗涤几次，然后干燥，得到(4-(((3-硝基喹啉-4-基)氨基)甲基)苄基)氨基甲酸叔丁酯(12)。在步骤v)中，将(4-(((2-甲基-3-硝基喹啉-4-基)氨基)甲基)苄基)氨基甲酸叔丁酯(12)(1.0当量)加入甲醇和钯碳(0.1当量)的溶液。将该溶液在1巴氢气下搅拌6小时。过滤反应产物并在减压下除去溶剂，得到(4-(((3-氨基-2-氯喹啉-4-基)氨基)甲基)苄基)氨基甲酸叔丁酯(13)。
实施例2：合成(4-((氨基-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基)氨基甲酸叔丁酯(16)
如图2所示通过步骤(vi)和(vii)制备化合物(16)。在步骤(vi)中，将2-乙氧基乙酰氯(14)(1.0当量)加入(4-(((3-氨基-2-氯喹啉-4-基)氨基)甲基)苄基)氨基甲酸叔丁酯(13)(1.0当量)、三乙胺(1.0当量)的0℃下DMC的搅拌溶液中。使反应升温至室温并搅拌6小时。在减压下从反应产物中除去溶剂，并通过快速色谱分离产物(4-((4-氯-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基)氨基甲酸叔丁酯(15)。在步骤vii)中，将(4-((4-氯-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基)氨基甲酸叔丁酯(15)加入氨的甲醇溶液并在150℃下加热1小时。减压除去溶剂，并通过快速色谱分离产物(4-((氨基-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基)氨基甲酸叔丁酯(16)。
实施例3：合成TLR-7-氧乙基-甲基丙烯酰胺(TLR-MA)(3)
如图3所示通过步骤(viii)和(ix)制备化合物(3)。在步骤(viii)中，将(4-((氨基-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基)甲基)苄基)氨基甲酸叔丁酯(16)加入过量的三氟乙酸和DCM中。4小时后，减压除去溶剂，得到1-(4-(氨基甲基)苄基)-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺(17)。在步骤(ix)中，将(4-硝基苯基)碳酸2-甲基丙烯酰胺基乙酯(18)(1.2当量)加入1-(4-(氨基甲基)苄基)-2-(乙氧基甲基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺(17)(1.0当量)和三乙胺(1.1当量)的DCM溶液中。反应在室温下搅拌3小时，然后减压除去溶剂。通过快速色谱分离产物TLR-MA(3)。
实施例4：合成叠氮化物官能化的p(Man-TLR)(4)
如图4所示，通过步骤(i)利用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合来合成叠氮化物官能化的p(Man-TLR)聚合物。在步骤(i)中，将叠氮化物官能化的microRAFT剂(0.01当量)(1)、甘露糖-氧乙基-甲基丙烯酰胺(MEMA)(2)(0.75当量)、TLR-7氧乙基-甲基丙烯酰胺(TLR-MA)(3)(0.25当量)和偶氮二异丁腈(0.005当量)与DMF(10当量)混合。将反应混合物进行4次冷冻-泵送-解冻循环，然后在70℃下加热并搅拌8小时。接下来，通过在丙酮中沉淀来分离聚合物产物。倾析溶剂部分后，减压除去残留的丙酮。通过该方案生产的聚合物具有34.3kDa的平均分子量，并且通过NMR分析确定含有16％的TLR-MA单体和84％的MEMA单体。
实施例5：结合自降解型连接基(7)
含胺抗原(5)可容易地结合至含有胺反应性基团和双环辛炔的双官能-PEG连接基。如图5所示通过步骤(ii)合成化合物(7)。将含胺抗原即卵清蛋白(OVA)(1.0当量)加入含有(6)(10.0当量)的pH 7.8磷酸盐缓冲液中并在室温下搅拌1小时。通过尺寸排阻色谱分离产物抗原-自降解型连接基结合物(7)。
实施例6：改性胺与p(Man-TLR)(8)的无铜点击结合
在没有催化剂的条件下，经修饰的抗原可以在温和条件下与p(Man-TLR)结合。当与聚合物结合的抗原是OVA时，如图6所示通过步骤(iii)合成称为OVA-p(Man-TLR)的这些结合物。在含有(4)(5.0当量)的pH 7.0磷酸盐缓冲液中加入抗原-自降解型连接基结合物(7)即与双官能连接基(1.0当量)结合的OVA，并在室温下搅拌1小时。通过尺寸排阻色谱分离产物抗原-p(Man-TLR)结合物(8)。
实施例7：连接于仅包含MOMA单体的聚合物的抗原。
可通过省略TLR-MA单体并继续如实施例5-7中所示的合成修改实施例4的反应方案来产生如图7中所示的抗原-p(Man)结合物(9)。当抗原是OVA时，这些结合物被称为OVA-p(Man)。
实施例8：聚合物结合疫苗
开发有效亚单位疫苗的两个主要挑战是将未经修饰的重组蛋白质抗原靶向树突细胞(DC)的能力和识别有效增强针对靶向抗原的免疫应答的无毒DC活化佐剂。为了将抗原靶向DC并同时活化靶向的DC，申请人开发了一种无规共聚物，其由在APC上靶向甘露糖受体(MR)的单体和通过活化toll样受体7(TLR7)而作为佐剂的第二单体组成。当通过自降解型连接基与蛋白抗原结合时，被称为p(Man-TLR7)的聚合物有效地将抗原靶向DC，并同时诱导有效T细胞活化所必需的共刺激分子的上调。重要的是，如通过共刺激分子的表面表达和促炎细胞因子的释放所测量的，p(Man-TLR7)是比用于聚合物制剂中的单体形式的TLR7激动剂更有效的DC活化剂(图8)。为了测试体内p(Man-TLR7)-抗原结合物的功效，申请人将p(Man-TLR7)结合至模型抗原卵清蛋白(OVA)，并在第0天和第28天用p(Man-TLR7)-OVA结合物或合适的对照给小鼠接种疫苗。在35天后，申请人的结果显示，与含有OVA和未结合p(Man-TLR7)或OVA和p(Man-TLR7)中使用的单体TLR7激动剂的制剂相比，p(Man-TLR7)-OVA结合物改善了B细胞、CD4+T细胞和CD8+T细胞应答。考虑到将p(Man-TLR7)结合至任何蛋白质抗原的能力，该分子在预防传染性疾病和治疗癌症中具有多种用于p(Man-TLR7)-抗原结合物的应用。
将抗原靶向专职抗原呈递细胞(APC)上的表面受体代表了用于改善APC的抗原呈递并因此提高亚单位疫苗功效的有吸引力的方法。将抗原靶向APC的递送策略优选靶向在APC表面上大量表达的受体，以及在含有抗原加工装置元件的细胞内区室中以天然形式释放这些抗原。甘露糖受体(MR)和其他C型凝集素受体富集在APC上，并设计用于内化抗原、处理它们并在主要组织相容性复合物(MHCI和MHCII)分子上展示内化的抗原。尽管靶向APC上的MR(特别是树突细胞(DC))增加了对这些抗原的抗原呈递和免疫应答，但清楚的是，以细胞活化佐剂形式的其他信号优选与MR靶向策略进行组合以诱导稳定的持续免疫应答。
将佐剂包含在亚单位疫苗制剂中可以通过诱导未成熟DC的成熟来改善疫苗诱导的保护，这导致T细胞极化所必需的促炎和共刺激分子的产生和表面表达。DC活化是通过Toll样受体(TLR)启动的，TLR识别对病原体特异性的与病原体相关的分子模式。最近的疫苗研发着重于将TLR配体如细菌和病毒DNA、细菌蛋白和合成小分子整合到亚单位疫苗的制剂中。鉴于其相对容易生产和低毒性，被称为咪唑并喹啉的小分子TLR-7和TLR-8配体克服了使用病毒和细菌衍生材料作为疫苗佐剂的一些挑战。然而，现有咪唑并喹啉的疏水性和相对较低的活性限制了它们在疫苗制剂中的应用，并且因此非常需要设计更有效的咪唑并喹啉及其递送新策略。
为了将其天然形式的抗原靶向DC并同时递送DC活化分子，申请人设计了无规共聚物，当与抗原结合时所述无规共聚物将这些抗原通过MR靶向至DC，用新型聚合物TLR-7配体活化被靶向的DC，并通过细胞内特异性刺激以未修饰的形式释放抗原。当结合的抗原是模型抗原卵清蛋白(OVA)时，该结合物被称为OVA-p(Man-TLR)。
为了证明将TLR配体结合到聚合物构建体中增加了其功效，申请人用含有2.0μM已知TLR-7激动剂、Gardiquimod、2.0μM的TLR7-激动剂的培养基或使得培养基含有2.0μM聚合物形式TLR7-MA的p(Man-TLR)处理HEK-BlueTLR7活化报告细胞。12小时后，分析细胞的TLR7活化。结果显示，与TLR7-MA和Gardiquimod相比，p(Man-TLR)是更有效的TLR-7激动剂(图8A)。与用TLR-MA或Gardiquimod处理细胞相比，其导致TLR-7活化分别增加4倍和将近2倍，用p(Man-TLR)处理细胞导致TLR7活化增加近7倍。
考虑到DC是聚合物结合物的主要靶标，申请人用各种浓度的TLR7-MA、p(man-TLR)或合成的寡核苷酸CpG(强有力的TLR-9激动剂)处理骨髓来源的树突细胞(BMDC)。6小时后，将细胞染色以上调共刺激分子CD80和CD86并通过流式细胞术分析这些分子的表面表达。如图8A至图8B所示，结果证明在0.01μM至1.0μM的浓度下，与TLR7-MA相比，p(Man-TLR)增加BMDC上的CD80和CD86的量。尽管CpG在浓度低于1.0μM时优于p(Man-TLR)和TLR7-MA两者，但与CpG在增加CD80和CD86表面表达方面同等有效。重要的是，当以10μM使用时，CpG的毒性使得无法在此浓度下收集数据。然而，与用较低浓度的这些化合物处理的细胞相比，用10μMp(Man-TLR)或10μMTLR7-MA处理的细胞显示存活力没有显著降低。
除了共刺激分子的上调之外，有效的佐剂优选还增加DC产生的促炎细胞因子。因此，用不同浓度的TLR7-MA或p(Man-TLR)处理BMDC，然后通过ELISA分析细胞培养基中IL-12p70、IL-6和TNFα的浓度(图8D至图8F)。同样，p(Man-TLR)是更有效的BMDC活化剂，如由促炎细胞因子产生增加所证明的。与用1.0μM TLR7-MA处理的细胞相比，用含有1.0μM的p(Man-TLR)的培养基处理的BMDC产生5倍以上的IL-12p70、3倍以上的IL-6和6倍以上的TLRα。与证明p(Man-TLR)是更有效的共刺激分子上调子的结果一致，这些结果证明将TLR7配体并入聚合物结构中增加了其活化树突细胞的能力，所述能力为疫苗效力中的重要因素。
预期将p(Man-TLR)结合到抗原将改善DC对它们的吸收并增加DC活化。为了证明p(Man-TLR)能够靶向DC，作为游离fOVA、fOVA-pMan或fOVA-p(Man-TLR)，利用皮内注射荧光标记的卵清蛋白(fOVA)来治疗小鼠。12小时后，分析这些动物的淋巴结驻留DC亚群的fOVA。与来自用fOVA处理的动物的DC相比，来自用fOVA-p(Man-TLR)处理的动物的DC吸收明显更多的OVA。与用fOVA处理的动物相比，用fOVA-p(Man-TLR)处理的动物中超过两倍的CD8+交叉呈递DC为fOVA阳性(图9A)。与用fOVA处理的小鼠中的相同DC子集相比，将fOVA结合至p(Man-TLR)诱导的呈fOVA阳性的CD4活化DC数量增加了3倍(图9B)。与游离fOVA相比，fOVA-p(Man-TLR)也能够靶向双重阴性DC和真皮常规DC两者(图9C至图9D)。这些结果清楚地表明，与游离OVA相比，DC更有效地吸收OVA-p(Man-TLR)。
考虑到p(Man-TLR)活化BMDCS和将连接的蛋白质靶向至各种DC亚群的能力，用OVA-p(Man-TLR)处理小鼠并分析OVA特异性免疫应答。在第0天和第28天用皮内注射OVA-p(Man-TLR)、OVA-p(Man)+TLR7-MA、OVA和未结合的p(Man-TLR)、p(Man-TLR)或OVA+CpG来处理动物。在第0天和第28天用10μg OVA处理接受含有游离或聚合物结合的OVA的制剂的小鼠。利用含有游离或OVA结合的TLR7-MA或p(Man-TLR)的制剂处理的小鼠在第0天和第28天接受30μg作为TLR7-MA的TLR7-激动剂或聚合物中TLR7-MA单体单元的总重量。用OVA和CPG处理的小鼠在第0天和第28天接受30μg CPG。35天后，收获来自脾脏和淋巴结的淋巴细胞并用全OVA或CD8免疫显性肽SIINFEKL进行再刺激。再刺激后，与接受其它治疗的小鼠相比，来自用OVA-p(Man-TLR)处理的小鼠的淋巴细胞具有显著更多的IFNγ+CD4+T细胞(图10A)。与用OVA-p(Man)和TLR7-MA处理的小鼠以及用OVA和CpG处理的小鼠相比，用OVA-p(Man-TLR)对小鼠接种疫苗还增加了淋巴结中IFNγ+CD8 T细胞的数量(图10B)。再刺激脾细胞和随后的FACS分析显示，与含有TLR7-MA或p(Man-TLR)的其它制剂相比，OVA-p(Man-TLR)显著增加了呈TNFα阳性的CD8+和CD4+T细胞(图10C至图10D)。在此，申请人证明，与施用未结合p(Man-TLR)的OVA-p(Man-TLR)+TLR7-MA和OVA两者相比，OVA-p(Man-TLR)诱导更稳定的T细胞应答。该结果表明，将OVA靶向至DC的能力和将TLR7激动剂结合到聚合物中导致的DC活化增加对于改善OVA-p(Man-TLR)的效力而言是重要的。
为了启动对抗细胞外微生物的保护并防止细胞内感染的扩散，有效的疫苗优选诱导强烈的体液免疫应答。通过确定LN和脾脏中T滤泡辅助细胞(Tfh)的百分比、脾脏中抗原特异性血浆细胞的数量、以及疫苗接种小鼠的OVA特异性抗体效价来分析OVA-p(Man-TLR)产生有效体液免疫应答的能力。结果显示，在第35天，在第0天和第28天接种疫苗后，与其他处理相比，OVA-p(Man-TLR)显著增加淋巴结和脾脏中Tfh的百分比(图11A至图11B)。并不出人意料，Tfh细胞的这种增加导致产生OVA特异性IgG的血浆细胞的数量增加。如图11C所示，与用OVA+p(Man-TLR)或含有TLR7-MA或p(Man-TLR)的其他制剂处理的小鼠相比，用OVA-p(Man-TLR)接种疫苗导致产生IgG的血浆细胞的数量增加超过2倍。鉴于这些令人印象深刻的结果，分析了疫苗接种动物的血液总OVA特异性IgG价效以及OVA特异性IgG2C价效。这些结果显示与其他疫苗制剂相比，OVA-p(Man-TLR)诱导显著增加的总IgG和IgG2C效价。这些结果证明，与其他测试的制剂相比，OVA-p(Man-TLR)诱导稳定的体液免疫应答。同样，与OVA-p(Man)+TLR和OVA+p(Man-TLR)相比，OVA-p(Man-TLR)诱导优异体液应答的能力突出了与聚合TLR7激动剂相结合将抗原靶向至DC的重要性。
实施例9：与未结合的TLR7(mTLR7)相比，用TLR7使聚合物结合物APC活化。
为了证明将TLR7配体结合到靶向抗原呈递细胞(APC)上的甘露糖受体的聚合物中相比游离TLR7激动剂增加了细胞活化，用等量的游离TLR7配体(mTLR)或聚合到p(Man-TLR)中的相同TLR7配体来处理骨髓来源的树突细胞(BMDC)。用含有各种浓度(0.001μM至10μM)游离TLR7配体(即mTLR)或结合到p(Man-TLR)中的相同摩尔量的TLR7配体的培养基来处理BMDC。24小时后，从BMDC收集培养基并通过ELISA分析促炎细胞因子IL-12p70、IL-6和TNF-α的存在。结果显示，在浓度为0.01μM及以上时，p(Man-TLR)比游离mTLR7激动剂诱导更多的细胞活化(图12)。在0.01μM及以上的TLR7激动剂浓度下，与相当浓度的游离mTLR7激动剂相比，p(Man-TLR)诱导更多的促炎细胞因子IL-12p70、IL-6和TNF-α产生。这些结果表明，将TLR7配体结合到本发明的聚合物制剂p(Man-TLR)中增加了TLR活化APC的能力，从而提高其作为佐剂的功效。
实施例10：抗原递送和APC活化。
为了成为疫苗开发的有效佐剂/递送系统，p(Man-TLR)结合物优选将抗原靶向APC并在体内活化这些细胞。将50μg与p(Man-TLR)结合的荧光标记的OVA或游离的非结合荧光标记的OVA注入小鼠足垫中。24小时后，收集这些动物的引流淋巴结并加工成单细胞悬液。然后通过流式细胞术分析淋巴细胞APC上共刺激分子标志物CD86和CD80的存在。结果显示，与用游离OVA处理的小鼠相比，取自用OVA-p(Man-TLR)处理的小鼠的淋巴结的DC(即CD11c+细胞)表达显著更多的CD80和CD86(图13)。此外，与用OVA-p(Man-TLR)处理的CD11c+小鼠种群上的CD80和CD86的表达相比，摄入OVA-p(Man-TLR)结合物(即蛋白质+CD11c+细胞)的CD11c+细胞具有更高的CD80和CD86表达水平。该结果证明，结合p(Man-TLR)诱导由OVA-p(Man-TLR)靶向的DC的活化。
实施例11：疫苗接种后的体内免疫应答。
在第0天和第28天，用OVA-p(Man-TLR)、OVA和mTLR、与p(Man)(OVA-p(Man))和mTLR结合的OVA、OVA+p(Man-TLR)或者仅p(Man-TLR)对小鼠的四个足垫接种疫苗。用含有OVA的制剂处理的动物接受10μg游离或结合形式的OVA，并且用含有TLR的制剂处理的动物接受30μg游离或未结合形式的TLR。在第35天将动物处死并分析脾和淋巴结的免疫应答。结果显示，与接受其它疗法的小鼠相比，用OVA-p(Man-TLR)处理的小鼠在淋巴结和脾中具有显著更多的OVA五聚体+细胞(图14)。另外，与来自接受其他处理的小鼠的再刺激脾细胞相比，在再刺激后，用OVA-p(Man-TLR)处理的小鼠的淋巴结的脾细胞具有显著更多的对于促炎细胞因子TNFα和IFNγ均呈阳性的CD8+和CD4+T细胞(图15)。最后，与接受其他处理的小鼠的脾脏相比，用OVA-p(Man-TLR)处理的小鼠具有显著更多的产生脾脏IgG的血浆细胞和T滤泡辅助细胞，这导致在用OVA-p(Man-TLR)处理的小鼠血液中存在显著更多的OVA特异性抗体(图16)。
实施例12：与其他疫苗制剂的比较。
本发明人使用来自恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)的疟疾抗原、特别是环子孢子蛋白(CSP)对抗原-p(Man-TLR)结合物相对于已经报道产生有效免疫应答的其它疫苗佐剂制剂的性能进行了基准测试。在第0天和第21天用CSP-p(Man-TLR)、CSP和MPLA/QS-21脂质体(AS01E)、CSP和佐剂R848、CSP和聚(I：C)或盐水(载体)通过皮内注射到四个足垫中来处理小鼠。AS01E用于临床疟疾疫苗制剂。用包含CSP的制剂处理的所有动物都接受10μg CSP。用CSP-p(Man-TLR)处理的动物接受20μg聚合形式的TLR激动剂。用AS01E处理的动物接受2.5μg QS21。用CSP和R848处理的动物用20μg R848进行处理。用CSP和聚(I：C)处理的动物接受15μg聚(I：C)。结果显示，与接受其他疗法的动物相比，CSP-p(Man-TLR)在脾脏中诱导更多的IFNγ+和TNFα+cCD4+T细胞(图17)。与用CSP和R848以及CSP和AS01E进行的处理相比，CSP-p(Man-TLR)也在经处理的动物的淋巴结中诱导更多的IFNγ+CD8+细胞。CSP-p(Man-TLR)诱导了稳定的体液应答。与接受其他处理的动物的血液相比，CSP-p(Man-TLR)在血液中产生更多的脾脏T滤泡辅助细胞和更稳定的总IgG应答(图18)。
除了IgG应答的量之外，感兴趣的是应答的品质，最相关的是应答的宽度，即产生IgG的抗原上的表位结构域的数目。表征这种特征的一种方法是由CSP序列产生肽阵列，并测量与这些特定肽段结合的抗体。已证实，GSK佐剂AS01E产生比雷西莫特(Rresiquimod)(R848)和聚(I：C)更广泛的应答(数据未显示)，并且令人非常愉快地，CSP-p(Man-TLR)制剂比用AS01E模拟佐剂的CSP诱导更广泛的和/或品质不同的IgG应答。可以看到CSP抗原的NAMP重复区域和TSR区域内的结构域的广泛覆盖，比用CSP+AS01E获得的结果更多(图21)。
响应高度变异的病毒(如在流感中)，应答宽度尤其重要。疫苗与预防疾病的能力有关的一个重要特征，特别是在季节性流感变异中相关血清型之间的交叉反应，是抗体应答的宽度。测量对CSP-p(Man-TLR)的应答的宽度，并将其与利用其他佐剂佐剂化的CSP进行比较，所述佐剂包括类似AS01E的佐剂，其模拟GSK的RTS，S疟疾疫苗中使用的佐剂。已发现，CSP-p(Man-TLR)比CSP+AS01E或任何其他佐剂产生更广泛的体液应答。流感病毒的季节性变化导致某些表位随季节变化而出现抗原性漂移；当一个季节的疫苗应答非常广泛时，则对下一个季节的更多保守表位仍保持细胞和体液应答。在面对季节性抗原漂移时，更广泛的应答可能会导致更高的效力。因此，由CSP-p(Man-TLR)所看到的更广泛应答为更有效的疫苗提供了证据，特别是针对经历抗原性漂移的疾病如流感的疫苗。
实施例13：癌症疫苗接种的体内功效。
为了确定OVA-p(Man-TLR)结合物是否可以抑制表达OVA的肿瘤的生长，利用OVA-p(Man-TLR)处理携带B16F10/OVA肿瘤的小鼠(即，表达作为模型肿瘤抗原的异种抗原OVA的B16F10黑素瘤细胞)。在第0天将C57BL/6小鼠的肩胛骨之间皮下(s.c.)皮下接种105个B16F10/OVA细胞并移植和生长4天。在第4天、第7天和第14天，给小鼠施用盐水或用OVA-p(Man-TLR)或OVA和游离p(Man-TLR)接种疫苗。用OVA处理的动物接受10μg OVA和40μgTLR。结果表明，施用p(Man-TLR)的OVA-p(Man-TLR)和OVA都能够抑制B16/OVA肿瘤的生长(图19)。OVA-p(Man-TLR)和OVA和p(Man-TLR)两者均增加引流淋巴结中OVA五聚体+细胞的百分比(图20)。然而，与用OVA+p(Man-TLR)处理的动物相比，OVA-p(Man-TLR)在引流淋巴结中诱导明显更多的五聚体+CD8+细胞。
***
根据本公开内容，在此公开和要求保护的所有方法都可以在没有过度实验的情况下制作和执行。尽管本发明的组合物和方法已经根据优选实施方案进行了描述，但是对于本领域技术人员而言，明显可以在不脱离本发明构思、精神和范围的情况下对本文所述方法的步骤或者所述方法的步骤顺序进行变化。更具体而言，明显地，化学和生理学上相关的某些试剂可以代替本文所述的试剂且同时获得相同或相似的结果。对于本领域技术人员显而易见的所有这些类似的替代和修改被认为是在由所附权利要求限定的本发明的精神、范围和概念内。出于所有目的，本文中引用的任何专利公开或期刊出版物特别通过引用并入。

Claims (81)

1.一种包含结构(I)的共聚物：
其中：
A包括结合抗原呈递细胞(APC)甘露糖受体的至少一个基团；
Z包括至少一种Toll样受体(TLR)激动剂；
W和Y各自独立地为聚合物的单体单元；
m为10至150；和
P为1至20。
2.根据权利要求1所述的共聚物，其中A是包含甘露糖的化合物。
3.根据权利要求2所述的共聚物，其中A衍生自甘露糖和N-(2-羟乙基)甲基丙烯酰胺。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的共聚物，其中Z具有通用结构(II)：
其中X是键合到所述TLR激动剂和Y的连接基。
5.根据权利要求4所述的共聚物，其中X是杂原子、脂肪族基团、经取代的脂肪族基团、烷氧基、杂烷基、经取代的杂烷基、芳基、经取代的芳基、苄基、经取代的苄基、杂芳基、经取代的杂芳基、其任意组合或共价键。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的共聚物，其中所述TLR激动剂是TLR7激动剂、TLR8激动剂、TLR7/8激动剂或其任意组合。
7.根据权利要求5所述的共聚物，其中所述TLR激动剂具有通用结构(III)：
其中：
R1和R2各自独立地为氢原子、卤素、烷基、经取代的烷基、杂烷基、经取代的杂烷基、环烷基、经取代的环烷基、杂环烷基、经取代的杂环烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烷氧基和烷氧基烷氧基烷基、氨基或羟基。
8.根据权利要求7所述的共聚物，其中R2是游离胺(-NH2)。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的共聚物，其中R1是烷基或烷氧基烷基。
10.根据权利要求9所述的共聚物，其中所述烷氧基烷基是乙氧基甲基(-CH2OCH2CH3)。
11.根据权利要求9所述的共聚物，其中X是经取代的苄基并且Z为：
12.根据权利要求9所述的共聚物，其中X是经取代的苄基并且Z为：
13.根据权利要求9所述的共聚物，其中R1是C1至C6烷基。
14.根据权利要求13所述的共聚物，其中所述C1至C6烷基是正丁基。
15.根据权利要求14所述的共聚物，其中X是经取代的杂烷基并且Z为：
其中q为2至9。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的共聚物，其中所述共聚物包含末端单元，其中所述末端单元各自独立地为聚合物的残基、连接基、免疫调节剂或其组合。
17.根据权利要求16所述的共聚物，其中所述共聚物具有通用结构(IV)：
其中E和Q是末端单元并且各自独立地包含聚合物的残基、连接基、免疫调节剂或其任意组合。
18.根据权利要求17所述的共聚物，其中E或Q中的至少一个包含至少一个连接基。
19.根据权利要求18所述的共聚物，其中所述连接基包含叠氮化物官能团。
20.根据权利要求19所述的共聚物，其中所述连接基为：
21.根据权利要求18至20中任一项所述的共聚物，其中E或Q包括免疫调节剂。
22.根据权利要求21所述的共聚物，其中所述免疫调节剂是抗原、TLR或其任意组合。
23.根据权利要求22所述的共聚物，其中所述免疫调节剂是通过连接基共价连接至所述聚合物的抗原。
24.根据权利要求23所述的共聚物，其中所述连接基是自降解型连接基。
25.根据权利要求24所述的共聚物，其中所述连接基为：
26.根据权利要求1至25中任一项所述的共聚物，其中W和Y各自独立地为聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、饱和聚烯烃、聚酰胺、肽、多肽、通过开环易位聚合形成的不饱和烯烃、硅氧烷、聚硅氧烷、聚醚、多糖、聚唑啉、聚亚胺、聚乙烯基衍生物的单体单元或其任意组合。
27.根据权利要求26所述的共聚物，其中所述共聚物(I)是：
28.根据权利要求27所述的共聚物，其中R1是乙氧基甲基(-CH2OCH2CH3)。
29.根据权利要求27或28所述的共聚物，其中R2是游离胺(-NH2)。
30.根据权利要求26所述的共聚物，其中所述共聚物(I)是：
其中q为2至9。
31.根据权利要求30所述的共聚物，其中R1是正丁基或乙氧基甲基(-CH2OCH2CH3)。
32.根据权利要求30或31所述的共聚物，其中R2是游离胺(-NH2)。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的共聚物，其中p∶m的比率为10∶90至20∶80，或者为16∶84。
34.根据权利要求1至33中任一项所述的共聚物，其中所述共聚物的平均分子量为约30kDa至约80kDa，或者为34kDa。
35.根据权利要求1至26中任一项所述的共聚物，其中所述共聚物还包括重复单元(V)：
其中：
Y”是与W或Y键合的聚合物的单体单元；
Z’包括至少一种TLR激动剂；和
p’为1至20。
36.根据权利要求35所述的共聚物，其中Y”是聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、饱和聚烯烃、聚酰胺、肽、多肽、通过开环易位聚合形成的不饱和烯烃、硅氧烷、聚硅氧烷、聚醚、多糖、聚唑啉、聚亚胺、聚乙烯基衍生物的单体单元或其任意组合。
37.一种组合物，其包含权利要求1至36中任一项所述的共聚物。
38.根据权利要求37所述的组合物，其中所述组合物还包含抗原。
39.根据权利要求38所述的组合物，其中所述抗原与共聚物(I)、(IV)或(V)有效连接。
40.根据权利要求39所述的组合物，其中所述抗原非共价地连接至所述共聚物。
41.根据权利要求39所述的组合物，其中所述抗原利用具有选自胺、叠氮化物、炔烃和N-琥珀酰亚胺基碳酸酯的至少一个官能团的双官能连接基而共价地连接至所述聚合物。
42.根据权利要求39所述的组合物，其中所述抗原通过连接基共价地连接至所述共聚物。
43.根据权利要求42所述的组合物，其中所述连接基是自降解型连接基。
44.根据权利要求43所述的组合物，其中所述连接基为：
45.一种诱导免疫系统的方法，其包括施用权利要求1至36中任一项所述的共聚物或权利要求37至44中任一项所述的组合物。
46.一种预防或治疗感染的方法，其包括施用权利要求1至36中任一项所述的共聚物或权利要求37至44中任一项所述的组合物。
47.一种预防感染性疾病或治疗人类癌症的方法，其包括施用权利要求1至36中任一项所述的共聚物或权利要求37至44中任一项所述的组合物。
48.一种具有通用结构(VI)的单体：
其中：
R1和R2各自独立地为氢原子、卤素、烷基、经取代的烷基、杂烷基、经取代的杂烷基、环烷基、经取代的环烷基、杂环烷基、经取代的杂环烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烷氧基和烷氧基烷氧基烷基、氨基或羟基；以及
R3是包含可聚合基团Y’的配体。
49.根据权利要求48所述的单体，其中所述R2是游离胺(-NH2)。
50.根据权利要求48至49中任一项所述的单体，其中R1为烷基或烷氧基烷基。
51.根据权利要求50所述的单体，其中R1是C1至C6烷基。
52.根据权利要求50所述的单体，其中R1是正丁基(-(CH2)3CH3)。
53.根据权利要求50所述的单体，其中R1是乙氧基甲基(-CH2OCH2CH3)。
54.根据权利要求48至53中任一项所述的单体，其中所述配体还包含杂原子、脂肪族基团、经取代的脂肪族基团、烷氧基、杂烷基、经取代的杂烷基、芳基、经取代的芳基、苄基、经取代的苄基、杂芳基、经取代的杂芳基。
55.根据权利要求48至54中任一项所述的单体，其中R3具有通用结构：
56.根据权利要求55所述的单体，其中所述单体(VI)具有结构：
57.根据权利要求48所述的单体，其中R3是OR5，其中R5是经取代的脂肪族基团，并且其中至少一个取代基包含Y’。
58.根据权利要求57所述的单体，其中所述单体(VI)具有通用结构：
其中q＝2至9。
59.根据权利要求58所述的单体，其中所述单体(VI)为：
60.一种共聚物，其包含权利要求48至59中任一项所述的单体单元。
61.根据权利要求60所述的共聚物，其还包含第二单体单元，其中所述第二单体基团包含与偶联至可聚合基团的APC甘露糖受体结合的至少一个基团。
62.根据权利要求60至61中任一项所述的共聚物，其中所述共聚物具有通用结构(VII)：
其中：
W是聚合物的单体单元；
Y是可聚合基团Y’的单体单元；
m为10至150；和
p为1至20。
63.根据权利要求62所述的共聚物，其中W是N-(2-羟乙基)甲基丙烯酰胺的衍生物。
64.根据权利要求63所述的共聚物，其还包含抗原。
65.根据权利要求64所述的共聚物，其中所述抗原与共聚物(VII)共价结合。
66.一种根据权利要求48至59中任一项所述的单体中任一种的聚合物。
67.根据权利要求66所述的聚合物，其中所述聚合物通过Y’的聚合形成，并且所述聚合物包括通用结构(VIII)：
其中o为2至20，并且Y是聚合Y’的产物。
68.根据权利要求67所述的聚合物，其中所述聚合物(VIII)为：
69.根据权利要求67所述的聚合物，其中所述聚合物(VIII)为：
其中q为2至9。
70.根据权利要求66至69中任一项所述的聚合物，其中所述聚合物有效地连接至APC靶向分子。
71.根据权利要求70所述的聚合物，其中所述APC靶向分子是含甘露糖的化合物。
72.根据权利要求70或71所述的聚合物，其中所述聚合物共价地连接至所述含甘露糖的化合物。
73.根据权利要求72所述的聚合物，其中所述含甘露糖的化合物衍生自甘露糖和N-(2-羟乙基)甲基丙烯酰胺。
74.根据权利要求73所述的聚合物，其中所述聚合物共价地连接至所述含甘露糖的化合物以形成共聚物。
75.根据权利要求74所述的聚合物，其中所述共聚物具有通用结构(VII)：
其中：
W是聚合物的单体单元；和
m为10至150。
76.根据权利要求75所述的聚合物，其中所述共聚物还包含抗原。
77.根据权利要求76所述的聚合物，其中所述抗原与VII共价结合。
78.根据权利要求76或77所述的聚合物，其中所述抗原包含流感抗原或环子孢子蛋白(CSP)。
79.根据权利要求1至36、61至65、或74至76中任一项所述的共聚物，其中所述共聚物为嵌段共聚物、交替共聚物或无规共聚物。
80.一种疫苗组合物，其包含权利要求1至36、60至65、或78中任一项所述的共聚物、权利要求37至44中任一项所述的组合物、权利要求48至59中任一项所述的单体或权利要求66至77中任一项所述的聚合物。
81.根据权利要求79所述的疫苗组合物，其中所述组合物还包含药学上可接受的载体。
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