專利名稱：抗微生物肽系統(tǒng)的激動劑的制作方法
專利說明本發(fā)明涉及具有刺激先天抗微生物肽系統(tǒng)(innate antimicrobial peptide system)藥物活性且能作為抗微生物藥物使用的化合物。
背景技術(shù)：
抗微生物肽和蛋白質(zhì)在先天宿主防御中發(fā)揮重要作用，而且被認為是在形成宿主 與外部環(huán)境之間最初屏障的粘膜表面上特別重要的。在結(jié)腸上皮中發(fā)現(xiàn)大量的此類肽。這 些肽可被視為內(nèi)源性抗生素，而且作為立即防御效應器在自然界中分布廣泛。它們主要貯 存在粒細胞的液泡中，隨時可在刺激后活化或由上皮細胞直接分泌到粘膜和其它表面上。已鑒定出一種稱作LL-37的人抗微生物肽，即在嗜中性粒細胞、上皮細胞和淋巴 細胞中存在的具有37個殘基的肽。分離的和化學合成的LL-37都在體外顯示出抗微生物 活性。某些細菌已進化出機制來克服抗微生物肽屏障，諸如志賀氏菌屬(Shigella)細 菌，它們下調(diào)結(jié)腸上皮中的LL-37表達。Rabbani 等人(Short-Chain Fatty Acids Improve Clinical，Pathologic, and Microbiologic Features of Experimental Shigellosis. The Journal of Infectious Diseases 1999 ；179 :390_7)研究了天然存在的在腸中作為發(fā)酵產(chǎn)物形成的短鏈脂肪酸 (short chain fatty acid，SCFA ；比例為60 30 40的乙酸鹽/酯、丙酸鹽/酯和丁酸 鹽/酯)。作者使用志賀氏菌病的家兔模型。他們報告所述混合物(通過結(jié)腸灌注到患有 急性志賀氏菌病的家兔中來給藥)改善了臨床、病理和細菌學特征。Hase 等人(Cell Differentiation Is a Key Determinant of Cathelicidin LL-37/Human Cationic Antimicrobial Protein 18Expression by Human Colon Epithelium. INFECTION AND IMMUNITY, Feb. 2002，vol 70，No 2 p. 953-963)報告用腸沙 門氏菌血清變型Dublin (Salmonella enterica serovar Dublin)或腸侵染性大腸桿菌 (Escherichia coli)體外感染的HCA-7細胞中度上調(diào)了 LL_37/hCAP18mRNA的表達。作者 得出的結(jié)論是，分化的人結(jié)腸上皮表達LL-37/hCAP18，作為其先天防御分子全集的一部分。Schauber 等人(Expression of the cathelicidin LL-37 is modulated by short chain fatty acids in colonocytes :relevance of signalling pathways. Gut 2003 ；52 735-741)研究了天然存在的SCFA在體內(nèi)和在體外對LL-37表達的影響。這些作 者報告在暴露于丁酸鹽/酯、異丁酸鹽/酯和丙酸鹽/酯后，LL-37mRNA在體外結(jié)腸細胞中 的表達提高。作者對于抗微生物肽表達提高對共生腸道菌群的可能后果是謹慎的，這對于 保護粘膜對抗腸致病性微生物是至關(guān)重要的。他們注意到的是，內(nèi)源性抗生素活性的病理 性提高不會使宿主受益，但可能具有有害的后果。Raqib 等人(Improved outcome in shigellosis associated with butyrate induction of an endogenous peptide antibiotic. Proc. Natl. Acad. Sci. 2006 ； 103 9178-9183)報告了用丁酸鹽/酯處理家兔導致臨床疾病和糞便中細菌載荷的減少及表面上皮中CAP-18(LL-37的家兔同系物)的顯著上調(diào)。還研究了其它分子在刺激天然防衛(wèi)素中的可能效用。W02000-09137 (Magainin Pharmaceuticals)記載了新分離的氨基甾醇化合物，而 且記載了基于所述氨基留醇化合物的藥物組合物。還記載了用于治療各種病癥例如微生物 感染的方法。
US2002-0076393 (Fehlbaum等人)記載了異亮氨酸或其活性異構(gòu)體或類似物在刺 激防衛(wèi)素生成中的用途。應當注意的是，權(quán)利要求尤其涉及這樣一種類似物，其是丁酸鹽/ 酯或其活性衍生物。然而，對丁酸鹽/酯進行了測試，而且它的活性似乎在相似濃度時不如 異亮氨酸(參見其中的圖7)。US2003-0109582 (Zasloff)記載了異亮氨酸化合物在刺激帕內(nèi)特細胞釋放天然抗 微生物劑(包括肽)以減少或消除哺乳動物(包括人)胃腸道中的病原性生物體中的用途， 其中使用活性異亮氨酸化合物作為促分泌劑。將“異亮氨酸化合物”定義為包括“異亮氨酸 丁酸鹽”，盡管沒有記載或測試此化合物。US7311925 (Zasloff)記載了在哺乳動物中如下阻斷微生物粘附至真核細胞表面 的方法以微生物阻斷量將含有至少一種選自異亮氨酸、其活性異構(gòu)體和其活性類似物的 化合物的藥理學上可接受的組合物應用至所述表面。將異亮氨酸的活性類似物定義為包括 “異亮氨酸丁酸鹽(isoleucine butyrate) ”，盡管沒有記載或測試此化合物。US20080038374 (Stahle)記載了能夠特異性直接上調(diào)hCAP18的維生素D化合物在 制備具有抗微生物效果以治療LL-37缺乏病癥諸如慢性潰瘍和特應性皮炎的藥物中的用 途。TO/2008/073174 (GALLO)記載 了通過 1，25 (OH)2 維生素 D3(1，25D3)來調(diào)節(jié) cathelicidin基因表達和先天免疫應答的方法和組合物。與非特異性組蛋白脫乙酰基酶抑 制劑(HDACi)(包括丁酸鹽/酯或制滴菌素A) —起測試了該化合物。Hata et al. (2008)"Administration of oral vitamin D induces cathelicidin production in atopic individuals”J ALLERGY CLIN IMMUNOL, V0LUME122, NUMBER 4 記 載了一項研究，其中14名正常對照和14名患有中度至重度特應性皮炎的特應性受試者用 口服維生素D3處置以觀察這是否能克服特應性患者中cathelicidin誘導的相對缺乏。歷 時21天補充4000IU/d 口服維生素D后，特應性皮炎損害皮膚顯示出cathelicidin表達的 統(tǒng)計學顯著增加。盡管有上述公開，但應當領(lǐng)會的是，提供用于增強先天免疫應答(例如在腸中)的 化合物或化合物組合可對本領(lǐng)域做出貢獻。

發(fā)明內(nèi)容
由上述討論可見，本領(lǐng)域出版物對于刺激人腸中內(nèi)源性抗生素效果的SCFA化合 物的可能有害后果是謹慎的，原因在于它們對共生腸道菌群的潛在影響。另外，已知丁酸鹽 /酯例如具有實踐缺點，特別是令人不悅的氣味和味道，這使它不適于藥物用途。這些原因 可解釋以下事實本領(lǐng)域尚未在人中研究SCFA的效果，但顯然對維生素D在皮膚中的使用 給予了越來越多的興趣。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)多種藥用SCFA衍生物和前藥具有在人細胞系中刺激先天抗微生物肽系統(tǒng)的藥物活性，而且能在疾病的動物模型中用作預防性和治療性抗微生物藥物。這些 藥用SCFA衍生物可比丁酸鹽/酯更易被接受(就氣味和/或味道而言)。這些發(fā)現(xiàn)對于這 些化合物在治療人疾病中代替或補充現(xiàn)有抗生素或其它抗微生物策略的用途具有深刻含
辰、ο 先前提供的摘要記載未鑒定的藥物在支氣管上皮細胞系VAlO中剌激 cathelicidin抗微生物肽(CAMP)和人β-防衛(wèi)素1 (hBD-Ι)的基因表達(“Induction of Antimicrobial Peptide Gene Expression by a approved drug in a Bronchial Epithelial Cell Line” ；Jonas Steinmann and Gu5mundur Hrafn Gudmundsson, Institute of Biology,University of Iceland，Sturlugata 7，lOlReykjavik，Iceland)。在本申請要求的優(yōu)先權(quán)日之后出現(xiàn)的報道首次顯示4-苯基丁酸鹽/酯(PBA) 在支氣管上皮細胞系中刺激cathelicidin抗微生物肽的基因表達(“Induction of Antimicrobial Peptide Gene Expression in a Bronchial Epithelial Cell Line，，； Jonas Steinmann and Gudmundur Hrafn Gu6mundsson Institute ofBiology, University of Iceland,lOlReykjavik, Iceland ； 15th March 2008)。苯基丁酸鈉是一種已知的藥物。例如，它由Ucyclyd Pharma(Hunt Valley, USA) 以商品名 Buphenyl 銷售禾口 由 Swedish Orphan International (Sweden)以 Ammonaps 銷 售。它已用于治療尿素循環(huán)障礙(Batshaw et al. (2001) J. Pediatr. 138 (ISuppl) :S46_54 ； discussion S54-5)。Scandinavian Formulas, Inc. Sellersville, PA 在世界范圍內(nèi)供 應苯基丁酸鈉用于臨床試驗。苯基丁酸鈉還被研究用于治療一些鐮狀細胞障礙(Blood Products Plasma Expanders and Haemostatics)禾口在惡性膠質(zhì)瘤禾口急性髓樣白血病中用 作潛在的分化誘導劑。還對囊性纖維化病理進行了研究，原因在于其將SF508-囊性纖維 化跨膜傳導調(diào)節(jié)因子(CFTR)運輸至細胞膜及在體外和在體內(nèi)在CF肺細胞質(zhì)膜處恢復CFTR 氯化物功能的能力(Roque et al. J Pharmacol Exp Ther. 2008S??；326 (3) :949_56· Epub 2008Jun 23)。文獻認為苯基丁酸鹽/酯是一種前藥，其在體內(nèi)通過β _氧化被代謝成苯基 乙酸鹽/酯。盡管有上述文獻，但在本發(fā)明之前，沒有披露或暗示將PBA用于本申請要求保護 的用途。發(fā)明詳述因此在第一方面，本發(fā)明提供如式I所定義的化合物，其用作在人和動物中通過 刺激先天抗微生物肽防御系統(tǒng)來治療、預防或抵抗微生物感染的藥物。本發(fā)明化合物在第一方面，本發(fā)明提供如式Ia所定義的化合物，其用作在人和動物中通過刺激 先天抗微生物肽防御系統(tǒng)來治療、預防或抵抗微生物感染的藥物，
權(quán)利要求
式Ia的化合物，其用作在動物中通過刺激先天抗微生物肽防御系統(tǒng)來治療、預防或抵抗微生物感染的藥物其中R1表示羧基、磷酸基團、膦酸基團或磺酸基團或其藥用鹽、COOR5、CONH2、CONR5R6或所述化合物的醛、亞胺或縮醛受保護的衍生物或甘油三酯部分COOCH2CH(OOCR5)CH2(OOCR6)或甘油二酯部分COOCH2CH(OOCR5)CH2OH或氨基酸基團CONHCR7COOH或其鹽；m和n各自獨立為0或1；R1a、R1b、R2a、R2b、R3a和R3b各自獨立表示氫、鹵素、氨基、羥基、羰基、具有1 10個碳原子的直鏈或支鏈的取代或未取代的飽和或不飽和的烴基或取代或未取代的芳基；和/或R2a與相鄰的R3a或R1a一起可表示碳 碳π鍵；和/或R2b與相鄰的R3b或R1b一起可表示碳 碳π鍵；R4任選為氫、鹵素、氨基、羥基、羰基、具有1 10個碳原子的直鏈或支鏈的取代或未取代的飽和或不飽和的烴基或取代或未取代的芳基；R5表示具有1 10個碳原子的直鏈或支鏈的取代或未取代的飽和或不飽和的烴基或取代或未取代的芳基；R6表示氫、具有1 10個碳原子的直鏈或支鏈的取代或未取代的飽和或不飽和的烴基或取代或未取代的芳基；且R7為天然存在的氨基酸的側(cè)鏈或選自CH2CH2CH2NHR8、CH2CH2CH2CH2NHR8或CH2CH2CH2NHC(＝NH)NHR8，其中R8為氫或具有3 5個碳原子的直鏈或支鏈的?；?；且其中當R1為羧基或其鹽時，R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、R3b和R4中的至少一個選自鹵素、氨基、羥基、羰基、具有1 10個碳原子的直鏈或支鏈的取代或未取代的飽和或不飽和的烴基或取代或未取代的芳基。FPA00001216189200011.tif
2.權(quán)利要求1的化合物，其中Rla和Rlb均為氫，m和η均為1，且R2b和R3b均為氫或R2b和R3b —起在位置‘X，形成η 鍵，由此當R2IPR3a也一起形成π鍵時，位置‘χ’表示雙鍵，或 其中Rla、Rlb和R2b均為氫，m為0，η為1，且R4為氫， 使得所述化合物具有式I R4其中
3.式I的化合物，其用作在動物包括人中通過刺激先天抗微生物肽防御系統(tǒng)來治療、 預防或抵抗微生物感染的藥物
4.權(quán)利要求2-3中任一項的化合物，其中R1表示羧基或其藥用鹽。
5.權(quán)利要求2-4中任一項的化合物，其中R1表示式COOR5的酯基團。
6.權(quán)利要求2-5中任一項的化合物，其中R2a和R4表示氫。
7.權(quán)利要求6的化合物，其中R3a表示取代或未取代的芳基。
8.前述權(quán)利要求中任一項的化合物，其中R5和R6獨立表示具有3-5個碳原子的直鏈 或支鏈的酰基鏈。
9.權(quán)利要求1的化合物，其中m和η中的至少一個是1，R1表示羧基或其藥用鹽，且Rla、 Rlb、R2a、R2b、R3a、R3b和R4中的至少一個為不是氫的取代基，或R1是選自酯基團和酰胺基團的 羧酸衍生物。
10.權(quán)利要求9的化合物，其中R1是選自甘油三酯部分或甘油二酯部分的酯基團。
11.權(quán)利要求9的化合物，其中R1是氨基酸基團的酰胺基團，使得所述化合物具有通式
12.權(quán)利要求9-11中任一項的化合物，其中Rla、Rlb、R2a、R2b、R3a、R3b和R4中的一個是芳 基，且Rla、Rlb、R2a、R2b、R3a、R3b和R4中的其它選自氫或烴基。
13.權(quán)利要求12的化合物，其中R2a>R2\ R3a> R3b和R4中的一個是芳基，且R2a、R2b、R3a、 R3b和R4中的其它選自氫或烴基。
14.權(quán)利要求9-13中任一項的化合物，其中Rla和Rlb中的至少一個是氫。
15.權(quán)利要求1-14中任一項的化合物，其中R5和R6當存在時獨立表示丙?；⒄□?基或異丁?；?。
16.權(quán)利要求1-15中任一項的化合物，其中R8當存在時表示丙?；?、正丁?；虍惗□；?br> 17.權(quán)利要求1-16中任一項的化合物，其中所述化合物選自4-苯基丁酸、3-苯基丁 酸、2-苯基丁酸、3-苯基丙酸、2-苯基丙酸、2-甲基-3-苯基丙酸[ST7]、2-甲基-4-苯基丁 酸或任意所述化合物的藥用鹽、4-苯基丁酸甲酯、4-苯基丁酸乙酯、3-苯基丁酸甲酯、3-苯 基丁酸乙酯、2-苯基丁酸甲酯、2-苯基丁酸乙酯、3-苯基丙酸甲酯、3-苯基丙酸乙酯、2-苯 基丙酸甲酯、2-苯基丙酸乙酯、2-甲基-3-苯基丙酸甲酯、2-甲基-3-苯基丙酸乙酯、2-甲 基-4-苯基丁酸甲酯和2-甲基-4-苯基丁酸乙酯。(IIIe)
18.權(quán)利要求1-17中任一項的化合物，其中所述微生物感染選自細菌感染、病毒感染、 原生動物感染和真菌感染。
19.權(quán)利要求18的化合物，其中所述微生物感染由選自小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌、沙門 氏菌屬、志賀氏菌屬、彎曲桿菌屬、梭菌屬和大腸桿菌的微生物物種引起。
20.權(quán)利要求1-19中任一項的化合物，其中所述微生物感染導致胃腸病癥，其選自旅 行者腹瀉、地方性腹瀉、痢疾、病毒性胃腸炎、寄生蟲性腸炎、克羅恩氏病、潰瘍性結(jié)腸炎、腸 易激綜合征、胃腸道癌前狀態(tài)、胃腸道癌癥、憩室炎、抗生素后腹瀉、難辨梭菌結(jié)腸炎、乳糖 不耐受、腸胃氣脹、胃炎、食管炎、胃灼熱、胃潰瘍、與幽門螺旋桿菌有關(guān)的潰瘍、十二指腸潰 瘍、短腸綜合征、傾倒綜合征、麩質(zhì)腸病和食物不耐受；眼感染，其任選選自結(jié)膜炎、瞼腺炎、 瞼炎、蜂窩組織炎、角膜炎、角膜潰瘍、沙眼、葡萄膜炎、淚管炎和淚囊炎；泌尿道和生殖感 染，其任選選自腎盂腎炎、膀胱炎、淋病和尿道炎；呼吸系統(tǒng)感染，其任選選自支氣管炎、肺 炎、鼻竇炎、竇炎、咽炎/扁桃體炎、喉炎和流感；皮膚感染，其任選選自瘡瘍、癰、癤、蜂窩組 織炎、膿瘡、膿皰病和丹毒；由耐受經(jīng)典抗生素治療的細菌菌株引起的感染。
21.權(quán)利要求1-20中任一項的化合物，其中動物中的微生物感染已導致先天抗微生物 肽防御系統(tǒng)的下調(diào)，且由此刺激先天抗微生物肽防御系統(tǒng)上至或超出基礎水平導致有關(guān)肽 分泌到上皮表面上，從而提高其抗微生物活性，所述上皮表面任選在胃腸道中。
22.權(quán)利要求1-21中任一項的化合物，其用于組合治療以在動物中治療、預防或抵抗 微生物感染，其中所述化合物與下述任意一種或多種物質(zhì)組合使用抗生素；氨基留醇類 化合物；異亮氨酸或其活性異構(gòu)體或類似物；維生素D類化合物。
23.用于治療、預防或抵抗微生物感染的藥物組合物，其包含至少一種權(quán)利要求1-21 中任一項的化合物作為活性成分和至少一種藥用賦形劑。
24.權(quán)利要求23的藥物組合物，其被配制成口服劑型。
25.權(quán)利要求24的藥物組合物，其中所述口服劑型選自片劑、膠囊劑、溶液劑、混懸劑、 粉劑、糊劑、酏劑和糖漿劑。
26.權(quán)利要求23-25中任一項的藥物組合物，其中所述組合物的單位劑量包含范圍為 約IO-IOOOmg的所述活性成分。
27.權(quán)利要求23-26中任一項的藥物組合物，其還包含下述任意一種或多種物質(zhì)抗生 素；氨基留醇類化合物；異亮氨酸或其活性異構(gòu)體或類似物；維生素D類化合物。
28.功能性食物或飼料產(chǎn)品，其包含一定量的至少一種權(quán)利要求1-21中任一項的化合 物，所述一定量在用所述食物或飼料喂養(yǎng)的動物中有效地治療、預防或抵抗細菌感染。
29.權(quán)利要求28的功能性食物或飼料產(chǎn)品，其包含約0.1至20mg活性成分/克食物產(chǎn)PΡΠ O
30.用于在動物中治療、預防或抵抗微生物感染的方法，其中通過先天抗微生物肽系統(tǒng) 的上調(diào)來消除或降低微生物感染的影響，所述方法包括給藥包含促分泌有效量的至少一種 權(quán)利要求1-22中任一項的式I化合物的藥物。
31.權(quán)利要求30的方法，其包括給藥呈口服劑型的所述藥物。
32.權(quán)利要求31的方法，其中日劑量為250yg至約25g，所述日劑量任選分拆成多劑， 以每天1、2或3次來給予。
33.前述權(quán)利要求中任一項的化合物、組合物、食物或方法，其中所述動物是人。
全文摘要
本申請?zhí)峁┫惹拔从糜谙率瞿康牡亩替溨舅?SCFA)及SCFA的甘油酯，用作在動物(包括人)中通過刺激先天抗微生物肽防御系統(tǒng)來治療、預防或抵抗微生物感染的藥物。優(yōu)選的化合物包括苯基取代的短鏈脂肪酸(SCFA)衍生物。本申請還提供通過給藥包含促分泌有效量的本發(fā)明化合物的藥物來治療、預防或抵抗微生物感染(包括細菌、病毒、真菌和寄生蟲感染)的方法和組合物。
文檔編號A61K31/198GK101959429SQ200880127904
公開日2011年1月26日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者伯吉塔·阿格伯思, 古德蒙德爾·H·古德蒙德森, 羅杰·斯特龍伯格, 艾里庫爾·斯坦格里姆森, 魯布哈納·拉奇布 申請人:阿克塞利亞制藥公司