短鏈脂肪酸尾多粘菌素衍生物及其用途
【專利摘要】本發明涉及多粘菌素衍生物，其中所述衍生物在生理pH下帶有總共三個正電荷，且其中該衍生物的末端部分(D)包含總共1至5個碳原子；本發明還涉及包含至少兩種這樣的衍生物的組合產品。本發明還涉及使得革蘭氏陰性菌對抗菌劑致敏的方法，這通過同時或以任意順序依次向受試者施用治療有效量的所述抗菌劑和本發明衍生物來實現；本發明還涉及用于開發新抗生素的方法，以及用于使得具有臨床重要性的細菌對血清中存在的宿主防御機制補體致敏的方法。本發明還涉及通過向受試者施用本發明的多粘菌素衍生物和另一抗菌劑的組合來治療革蘭氏陰性菌感染受試者的方法。最后，本發明涉及制備此類多粘菌素衍生物的方法。
【專利說明】短鏈脂肪酸尾多粘菌素衍生物及其用途
[0001] 本申請是申請號為200980109086. 9、發明名稱為"短鏈脂肪酸尾多粘菌素衍生 物及其用途"的申請的分案申請，該母案申請是2009年2月5日提交的PCT申請PCT/ FI2009/050093進入中國國家階段的申請。

【技術領域】
[0002] 本發明涉及多粘菌素衍生物及其在治療由革蘭氏陰性菌引起的感染中的用途。本 發明的多粘菌素衍生物特別適用于使細菌致敏以增強其他抗菌劑的效果。

【背景技術】
[0003] 膿毒癥每年使超過215000名美國人喪生。估計每年有750000名美國人感染重癥 膿毒癥，其中29%死亡。膿毒癥死亡占美國所有死亡人數中的9%。在美國，膿毒癥造成的 死亡人數與心肌感染相同，甚至比交通事故還多。
[0004] 每年有兩百萬至三百萬美國人發生醫院感染，其中10%發展成為膿毒癥。這些患 者中超過90000名死于在醫院感染的膿毒癥。
[0005] 根據2000年的0E⑶健康報告，在歐盟，重癥監護室（I⑶）中重癥膿毒癥和膿毒性 休克（重癥膿毒癥合并低血壓）每年奪走多達135000條生命。在英國，隸屬于NHS組織的 急癥護理醫院中每年100000名患上醫院感染的患者中有5000名死于膿毒癥。
[0006] 由于易患膿毒癥患者（例如老人、早產兒以及癌癥患者）數量的增長，尤其是因為 許多嚴重疾病比以前更容易治療，因此死亡人數逐年增加。同樣，侵入性醫療裝置和積極性 方法的使用也有所增加。
[0007] 革蘭氏陰性菌所造成的膿毒癥性感染超過總數的40%，許多革蘭氏陰性菌具有極 高的多重抗藥性。對革蘭氏陰性菌的治療比革蘭氏陽性菌更有挑戰性，因為它們具有獨特 的結構--作為其最外層結構的外膜。位于外膜的脂多糖分子抑制許多抗菌劑向其最終靶 標所處的細胞深處擴散。1972-1991年間超過95%從自然界中分離或化學合成的新型抗菌 素對革蘭氏陰性菌缺乏活性（Vaara 1993)。
[0008] 多粘菌素是由多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa)菌株及相關生物 所產生的一組密切相關的抗生素物質。這些陽離子藥物是分子量約為1000的相對簡 單的肽。多粘菌素（例如多粘菌素 B)是十肽抗生素，即它們由10個氨基酸殘基組 成。它們具有殺菌性，對革蘭氏陰性菌（例如大腸桿菌（Escherichia coli)以及腸桿 菌（Enterobacteriaceae)、假單胞菌（Pseudomonas)、波美不動桿菌（Acinetobacter baumannii)等的其他物種）尤其有效。但是，多粘菌素具有嚴重的副作用，包括腎毒性和神 經毒性。因此，由于其高全身毒性，這些藥物作為治療劑的用途十分有限。
[0009] 多粘菌素已經用于治療由這些細菌所造成的嚴重感染，但是由于其毒性，在上世 紀70年代當開發了更新、耐受更好的抗生素時，它們大多被棄用。盡管它們具有毒性，最近 革蘭氏陰性菌多重抗藥性菌株的出現使得多粘菌素治療性應用成為最后的手段，并且因為 許多較低毒性的抗生素對所述細菌的特定菌株已喪失效力，所以多粘菌素的應用已經再次 出現增長。
[0010] 因此，現在多粘菌素再次成為治療工具，盡管由于其毒性而規模極為有限。但是， 其全身（即非局部）應用大多僅限于治療由綠膿假單胞菌（Ps. aeruginosa)和波美不動桿 菌的多重抗藥性菌株以及由具有卡巴培南抗性的腸細菌所造成的危及生命的感染。
[0011] 多粘菌素由環狀七肽部分和線性部分組成，所述線性部分由三肽部分和與所述三 肽的N端氨基酸殘基之α氨基相連的疏水脂肪酸尾組成，其可以由以下通式表示：
[0012]

【權利要求】
1. 通式（V)的多粘菌素衍生物或其可藥用的前藥和鹽：
其中R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10 -起代表多粘菌素環部分，其選自多粘菌素 A、多粘 菌素 B、IL-多粘菌素&、多粘菌素 D、多粘菌素 E、多粘菌素 F、多粘菌素 M、多粘菌素 S、多粘 菌素 T、環桿菌素 A、八肽菌素 A、八肽菌素 B、八肽菌素 C和八肽菌素 D ; R1不存在， R2為L-絲氨酸或L-蘇氨酸， R3為D-天冬酰胺、L-絲氨酸、D-絲氨酸、L-蘇氨酸或D-蘇氨酸；并且 R(FA)為具有任選取代的具有共1至5個碳原子的烷酰基殘基； 其中所述衍生物在生理pH下帶有三個正電荷。
2. 根據權利要求1的衍生物，其中R(FA)為具有1至3個碳原子的殘基。
3. 根據權利要求1或2的衍生物，其中R(FA)為乙酰基。
4. 根據權利要求1的衍生物，其中R1-R10選自 Thr-DSer-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]和 Thr-DAsn-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]。
5. 根據權利要求4的衍生物，其選自 Ac-Thr-DSer-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]和 Ac-Thr-DAsn-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]。
6. 根據權利要求1的衍生物，其中所述衍生物為包含一個或多個正電荷掩蔽部分的前 藥。
7. 根據權利要求6的衍生物，其中所述正電荷掩蔽部分在體內被切除。
8. 根據權利要求6的衍生物，其中所述正電荷掩蔽部分降低毒性。
9. 根據權利要求6的衍生物，其中所述正電荷掩蔽部分為磺基烷基。
10. 權利要求9中的衍生物，其中所述磺烷基部分為磺基甲基。
11. 根據權利要求1的衍生物，其中所述衍生物的毒性低于多粘菌素 B。
12. 根據權利要求1的衍生物，其中所述衍生物提高細菌對另一抗菌劑或血清補體的 敏感性。
13. 根據權利要求1的衍生物，其中所述衍生物將細菌對另一抗菌劑或血清補體的敏 感性提高到五倍或更高。
14. 根據權利要求13的衍生物，其中所述衍生物將細菌對另一抗菌劑或血清補體的敏 感性提高為十倍或更高。
15. 根據權利要求12的衍生物，其中所述另一抗菌劑為利福平、克拉霉素、莫匹羅星、 阿奇霉素、夫西地酸或萬古霉素。
16. 根據權利要求1的衍生物，其中所述衍生物與天然多粘菌素、八肽菌素或者具有多 于五個碳原子之末端部分的多粘菌素衍生物相比具有一種或多種在藥代動力學方面有利 的特性。
17. 根據權利要求16的衍生物，其中所述藥代動力學方面有利的特性為：與天然多粘 菌素、八肽菌素或者具有多于五個碳原子末端部分的多粘菌素衍生物相比更高的血清半衰 期、更高的腎清除或更高的尿回收。
18. 根據權利要求17的衍生物，其中在24小時中所述尿回收高于所述衍生物給藥劑量 的 10%。
19. 根據權利要求18的衍生物，其中在24小時中所述尿回收高于所述衍生物給藥劑量 的 30%。
20. 根據權利要求17的衍生物，其中所述衍生物的所述腎清除高于0. 5ml/分鐘/kg。
21. 根據權利要求20的衍生物，其中所述衍生物的所述腎清除高于2ml/分鐘/kg。
22. 根據權利要求1的衍生物，其中所述多粘菌素環部分為多粘菌素 E的環部分。
23. 包含兩種或更多種權利要求1至22中任一項所述衍生物的組合產品。
24. 包含至少一種權利要求1至22中任一項所述衍生物以及至少一種可藥用載體和/ 或賦形劑的藥物組合物。
25. 根據權利要求24的藥物組合物，其還包含另一抗菌劑。
26. 權利要求1至22任一項所述衍生物或權利要求23所述組合用于生產使革蘭氏陰 性菌對抗菌劑致敏的藥物的用途，其中所述衍生物與治療有效量的所述抗菌劑同時或以任 何順序依次施用。
27. 根據權利要求26的用途，其中所述抗菌劑選自大環內酯類，酮內酯類，林可酰胺 類，鏈陽性菌素類，利福霉素類，夫西地酸、莫匹羅星、噁唑烷酮類、糖肽抗生素，氟喹諾酮 類、桿菌肽、四環素類、β內酰胺抗生素類、新生霉素和截短側耳素類。
28. 根據權利要求27的用途，其中所述抗菌劑選自克拉霉素、阿奇霉素、紅霉素、克林 霉素、鏈陽性菌素組合奎奴普丁 -達福普汀、利福平、利福布汀、利福拉齊、夫西地酸、莫匹 羅星、噁唑烷酮類利奈唑胺、萬古霉素、達貝萬星、特拉萬星、奧利萬星、莫西沙星以及三甲 氧芐氨嘧啶。
29. 根據權利要求26的用途，其中所述抗菌劑選自葉酸合成抑制劑、去甲酰酶抑制劑 和細菌流出泵抑制劑。
30. 根據權利要求26的用途，其中所述細菌選自大腸桿菌（Escherichia coli)、肺炎 克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae)、產酸克雷伯氏菌（Klebsiella oxytoca)、陰溝腸桿 菌（Enterobacter cloacae)、弗氏朽1樣酸桿菌（Citrobacter freundii)和波美不動桿菌 (Acinetobacter baumanni) 〇
31. 開發新致敏劑的方法，其包括以下步驟： (a) 提供天然多粘菌素或八肽菌素化合物，其帶有總共4至6個正電荷以及包含具有共 1至5個碳原子的烷酰基的末端部分R(FA); (b) 用不帶正電荷的殘基或者用共價鍵替換1至3個帶有一個或多個正電荷的殘基，由 此產生帶有3個正電荷以及包含具有共1至5個碳原子之烷酰基的末端部分R(FA)的多粘 菌素化合物衍生物； (c) 測定所述多粘菌素衍生物使革蘭氏陰性菌對抗菌劑致敏的能力；和 (d) 選擇能夠使革蘭氏陰性菌對抗菌劑致敏的化合物。
32. 開發新致敏劑的方法，其包括以下步驟： (a) 提供天然多粘菌素或八肽菌素化合物，其帶有總共4至6個正電荷以及具有多于5 個碳原子的末端部分R(FA); (b) 用不帶正電荷的殘基或者用共價鍵替換1至3個帶有一個或多個正電荷的殘基，由 此產生帶有3個正電荷的多粘菌素化合物衍生物； (c) 用含有具有共1至5個碳原子的烷酰基的末端部分R(FA)替換所述具有多于5個 碳原子的末端部分R(FA)，由此產生帶有3個正電荷以及含有具有共1至5個碳原子的烷酰 基的末端部分R(FA)的多粘菌素化合物衍生物； (d) 測定所述多粘菌素衍生物使革蘭氏陰性菌對抗菌劑致敏的能力；和 (e) 選擇能夠使革蘭氏陰性菌對抗菌劑致敏的化合物。
33. 開發新致敏劑的方法，其包括以下步驟： (a) 提供天然多粘菌素或八肽菌素化合物，其帶有總共4或6個正電荷，并且沒有末端 部分R(FA); (b) 用不帶正電荷的殘基或者用共價鍵替換1至3個帶一個或多個正電荷的殘基，由此 產生帶有3個正電荷的多粘菌素化合物衍生物； (c) 引入含有具有共1至5個碳原子的烷酰基的末端部分R(FA)，由此產生帶有3個正 電荷以及含有具有共1至5個碳原子之烷酰基的末端部分R(FA)的多粘菌素化合物； (e) 測定所述多粘菌素衍生物使革蘭氏陰性菌對抗菌劑致敏的能力；以及， (f) 選擇能夠使革蘭氏陰性菌對抗菌劑致敏的化合物。
34. 根據權利要求1-22中任一項的衍生物在制備使革蘭氏陰性菌對抗菌劑致敏的藥 物中的用途。
35. 根據權利要求34的用途，其中所述細菌選自大腸桿菌、肺炎克雷伯氏菌、產酸克雷 伯氏菌、陰溝腸桿菌、弗氏朽1檬酸桿菌和波美不動桿菌。
36. 根據權利要求35的用途，其中所述抗菌劑選自：大環內酯類藥物，酮內酯類、林可 酰胺類，鏈陽性菌素類，利福霉素類，夫西地酸、莫匹羅星、噁唑烷酮類、糖肽抗生素、氟喹諾 酮類、桿菌肽、四環素類、β內酰胺抗生素、新生霉素和截短側耳素類。
37. 根據權利要求36的用途，其中所述抗菌劑選自：克拉霉素、阿奇霉素、紅霉素、克林 霉素、鏈陽性菌素組合奎奴普丁 -達福普汀、利福平、利福布汀、利福拉齊、夫西地酸、莫匹 羅星、噁唑烷酮類利奈唑胺、萬古霉素、達貝萬星、特拉萬星、奧利萬星、莫西沙星以及三甲 氧芐氨嘧啶。
38. 根據權利要求35的用途，其中所述抗菌劑選自葉酸合成抑制劑、去甲酰酶抑制劑 和細菌流出泵抑制劑。
39. 根據權利要求1-22中任一項的衍生物在制備使革蘭氏陰性菌對血清中存在的宿 主防御機制補體致敏的藥物中的用途。
40. 根據權利要求39的用途，其中所述細菌選自：大腸桿菌、肺炎克雷伯氏菌、產酸克 雷伯氏菌、陰溝腸桿菌、弗氏朽1檬酸桿菌和波美不動桿菌。
41. 用于制備權利要求1所限定的式（V)多粘菌素衍生物的方法，其包括： (A) 修飾帶有4至5個帶正電殘基以及含有具有共1至5個碳原子的烷酰基的末端部 分R(FA)的天然或合成多粘菌素或八肽菌素化合物，所述修飾通過以下來實現：用中性殘 基或共價鍵替換1至2個所述帶正電殘基，或是將1至2個所述帶正電殘基轉變成中性殘 基，以獲得帶有3個帶正電殘基以及含有具有共1至5個碳原子的烷酰基的末端部分R(FA) 的權利要求1所述式（V)多粘菌素衍生物；或 (B) 修飾帶有4至5個帶正電殘基以及含有多于5個碳原子的末端部分R(FA)的天然或 合成多粘菌素或八肽菌素化合物，所述修飾通過以下來實現：用中性殘基或共價鍵替換1 至2個所述帶正電殘基，或是將1至3個所述帶正電殘基轉變成中性殘基，并用含有具有共 1至5個碳原子的烷酰基的的末端部分R(FA)替換含多于5個碳原子的末端部分R(FA)，以 獲得帶有總共3個帶正電殘基以及含有具有共1至5個碳原子的烷酰基的末端部分R(FA) 的權利要求1所述式（V)多粘菌素衍生物；或 (C) 修飾帶有4至6個帶正電殘基并且沒有末端部分R(FA)的天然或合成多粘菌素或 八肽菌素化合物，所述修飾通過以下來實現：用中性殘基或共價鍵替換1至3個所述帶正電 殘基，或是將1至3個所述帶正電殘基轉變成中性殘基，并引入含有具有共1至5個碳原子 的烷酰基的的末端部分R(FA)，以獲得帶有3個帶正電殘基以及含有具有共1至5個碳原子 的烷酰基的末端部分R(FA)的權利要求1所述式（V)多粘菌素衍生物。
42. 根據權利要求41的方法，其包括以全合成方法來實施所述方法。
43. 根據權利要求41的方法，其包括以半合成方法來實施所述方法。
44. 根據權利要求43的方法，其包括下述步驟： (a) 切割天然或合成的多粘菌素或八肽菌素化合物以除去所述多粘菌素化合物的側 鏈，并回收所述化合物的環部分，和 (b) 將步驟（a)中獲得的環部分與合成制備的側鏈相偶聯，以獲得權利要求1所述式 (V)多粘菌素衍生物。
45. 根據權利要求44的方法，其包括以酶促方式進行步驟（a)中的切割。
46. 根據權利要求44的方法，其包括以化學方式進行步驟（a)中的切割。
47. 根據權利要求44的方法，其包括使用化學處理和酶促處理的組合進行步驟（a)中 的切割。
48. 有效量的權利要求1-22中任一項所述衍生物與另一抗菌劑組合用于生產治療受 試者中革蘭氏陰性菌感染的藥物的用途。
49. 權利要求48的用途，其中所述另一抗菌劑為大環內酯類、酮內酯類、林可酰胺類、 鏈陽性菌素、利福霉素類、夫西地酸、莫匹羅星、噁唑烷酮類、糖肽抗生素、氟喹諾酮類、桿菌 肽、四環素類、β內酰胺抗生素、新生霉素或截短側耳素類。
50. 根據權利要求49的用途，其中所述抗菌劑選自：克拉霉素、阿奇霉素、紅霉素、克林 霉素、鏈陽性菌素組合奎奴普丁 -達福普汀、利福平、利福布汀、利福拉齊、夫西地酸、莫匹 羅星、噁唑烷酮類利奈唑胺、萬古霉素、達貝萬星、特拉萬星、奧利萬星、莫西沙星以及三甲 氧芐氨嘧啶。
51. 根據權利要求48的用途，其中所述抗菌劑選自葉酸合成抑制劑、去甲酰酶抑制劑 和細菌流出泵抑制劑。
52. 權利要求48的用途，其中所述受試者為哺乳動物。
53. 權利要求52的用途，其中所述受試者為人。
54. 權利要求48的用途，其中所述細菌感染為大腸桿菌、肺炎克雷伯氏菌、產酸克雷伯 氏菌、陰溝腸桿菌、弗氏檸檬酸桿菌和波美不動桿菌的感染。
55. 權利要求48-54中任一項的方法，其中所述衍生物和所述另一抗菌劑與可藥用載 體組合施用。
【文檔編號】C07K7/62GK104086633SQ201410315345
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2009年2月5日 優先權日:2008年2月8日
【發明者】馬爾蒂·瓦拉, 蒂莫·瓦拉 申請人:北方抗生素有限公司