包含锌螯合部分的金属-β-内酰胺酶(MBL)抑制剂制造技术

本发明专利技术提供根据式I：A‑L‑B的化合物，式I中A代表对Zn2+离子具有选择性的亲脂性螯合部分；L是共价键或连接体；B是载体，其是能够与细菌(优选细菌细胞壁)中发现的一种或多种生物结构相互作用的部分(举例而言青霉素结合蛋白例如金属‑β‑内酰胺酶或DD‑转移酶)或能够增强化合物跨越细菌细胞膜运输的部分。这样的化合物应用于人类或非人类哺乳动物细菌感染的治疗和/或预防方法。在这样的方法中，式I的化合物可与β‑内酰胺抗生素(同时、分别或按序地)组合给药。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含锌螯合化合物的金属-β-内酰胺酶(MBL)抑制剂和它们在改善β-内酰胺抗生素抗生成MBL的耐细菌的有效性中的用途。抑制剂包含锌螯合剂，其共价地结合至对细菌生物中的结构具有亲和性的分子部分，该抑制剂还可与β-内酰胺抗生素组合使用，用于治疗宿主生物(host organism)的细菌感染。宿主生物可以是任何具有由靶生物不期望侵入或感染的活体。因此，宿主生物可以是任何活体，虽然优选地它会是包含真核细胞、更优选是温血动物(例如哺乳动物)的那种。靶生物可以是任何原核生物，优选是细菌。传染性疾病是全世界导致死亡的主要原因，并对每年多于1300万的死亡人数负有责任，其中所有儿童死亡数的近三分之二为小于5岁。人们严重关切缺乏有效治疗的新的和再发传染性疾病(世界卫生组织报告1999、2012和2014)。抗菌剂耐药性正在逐步上升，并影响非常大范围的人类疾病，包括结核病、霍乱、疟疾和AIDS。尤其关注的是对常规抗生素发展出多药耐药性的人类病原体的数目，据估计耐药性的负担将超越例如宫颈癌(de Kraker MEA等人，PLoSMed.2011；e1001104)的负担。引入现有抗生素的新的更强的衍生物仅提供临时的解决方案，因为现有耐药机制迅速适应容纳新衍生物(Theuretzbacher U.Curr.Opin.Pharmacol.2011:11:433-438)。虽然抗革兰氏阳性菌构成了巨大的威胁，但常见的革兰氏阴性病原体(例如大肠杆菌)的多药耐药性(MDR)菌株的出现受到格外的关注。目前普遍使用术语泛耐药性或极端耐药性描述临床重要的隔离体：铜绿假单胞细菌(Pseudomonas aeruginosa)、鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)和肠细菌科菌(Enterobacteriaceae)，它们几乎对所有的抗生素耐药(Patel等人，Front.Microbiol.2013:4:48)。不幸地是，有效抗革兰氏阴性菌的抗菌剂即使存在也仅有几种，它们处于将致力于这种迫切的需求1期临床试验或开始1期临床试验(Butler MS.等人，J.Antibiotics 2013:66:571-591)。就分布和临床相关性而言，或许最重要的抗生素耐药机制是β-内酰胺酶(Bush K.等人，Annu.Rev.Microbiol.2011:65:455-478)。β-内酰胺酶是水解β-内酰胺抗生素的酶，其危及β-内酰胺的功效，而β-内酰胺是70多年来我们抗菌化学治疗最大的组和中流砥柱。显然，对于直接抗这类将恢复它们底物活性的酶的抑制剂存在需求，即需要便宜、无毒和通常有效的抗生素。丝氨酸β-内酰胺酶抑制剂(克拉维酸、舒巴坦和他唑巴坦)在延长β-内酰胺抗生素的治疗寿命上已具有非凡的成就，并且也被全世界临床微生物实验室采用作为诊断工具。反之，尚没有可用于金属-β-内酰胺酶的临床抑制剂(MBL；Drawz等人，Antimicrob.Agents Chemother.2014:58:1835-1846)。后者现已成为显示全球性传染性的β-内酰胺酶的临床最重要的家族成员之一。MBL属于仅在细菌中发现的一大组蛋白，像青霉素结合蛋白(PBP)具有与β-内酰胺相互作用的能力。如Sauvage E.等人在FEMS Microbiol Rev 32(2008):234-258中综述的，PBP和结合β-内酰胺的酶的实例为MBL、丝氨酸β-内酰胺酶-类蛋白(LACTB)、D,D-转移酶、D-Ala(D,D)-羰肽酶、D-丙氨酰基-D-丙氨酸二肽酶VanA、VanX、VanY等等。仅在细菌生物中发现该类蛋白。对PBP具有亲和性的化合物的实例为β-内酰胺抗生素。β-内酰胺一直是抗生素化学治疗的历史锚点，其包含青霉素、头孢霉素、单环β-内酰胺(monobactams)和碳青霉烯(Bush K.等人，Annu.Rev.Microbiol.2011:65:455-478)。β-内酰胺抗生素的作用机制是它们模拟细菌使用的交联细菌壁中肽聚糖的小二肽D-Ala-D-Ala，共价地摧毁使用D-Ala-D-Ala作为其的底物的酶。β-内酰胺酶是最普遍且临床上最重要的耐药机制，其通过水解使β-内酰胺失活。它们根据序列标准(Ambler类A、B、C和D)分类，并在结构上被分为两个超级家族(super families)：丝氨酸β-内酰胺酶(类A、C和D)和MBL(类B)。与以活性位点中的丝氨酸部分为特征的丝氨酸β-内酰胺酶相比，MBL需要二价阳离子，通常是锌作为酶活性的金属辅助因子(Palzkill T.Ann.N.Y.,Acad.Sci.2013:91-404)。MBL作为β-内酰胺酶临床最重要的家族成员之一出现(Patel等人，Front.Microbiol.2013:4:48；Walsh等人，Int.J.Antimicrob.Agents 2010:S8-S14)是由于以下原因：(i)获得性MBL基因与可动遗传因子相关，该因子常携带其他作为基因簇(与IS和ISCR因子相关)的耐药基因和/或整合子列阵，导致产生多药耐药的隔离体。世界上的许多地方现在都能在临床重要的病原体(例如铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌和肠杆菌科菌)中普遍观察到这样的因子。因此，这些高流动性的耐药基因簇的适应性和传染性严重地危害了现有的治疗方案。(ii)MBL的水解谱是所有β-内酰胺酶中最宽的之一，其包含除单环β-内酰胺(氨曲南)以外几乎所有的β-内酰胺酶。因此，具有MBL的临床分离体除单环β-内酰胺外，无例外地对所有β-内酰胺抗生素耐药。然而，几乎所有的MBL阳性菌都携带额外的β-内酰胺酶，其会水解氨曲南，因此并不推荐这种治疗。目前临床上最重要的MBL(IMP-、VIM-和NDM-组)在各种革兰氏阴性物种中广泛传播。尤其是，VIM-和NDM-酶已作为最主要的MBL出现。NDM前所未有的全球性传染突出了问题的严重性。从2008年第一次报道开始，已在澳大利亚、非洲、北美洲、亚洲和许多欧洲国家识别到NDM(Johnson AP.等人，J.Med.Microbiol.2013:62:499-513)。令人担忧地，在许多革兰氏阴性物种中和在环境中发现了NDM(Walsh TR.等人，Lancet Infect.Dis.2011:11:355-362)。临床上可提供类别A丝氨酸β-内酰胺酶的成功的抑制剂，但是缺乏抗MBL的抑制活性(Drawz SM等人，Clin.Microbiol.Rev.2010:23:160-201)。受范例奥格门汀(克拉维酸-丝氨酸β-内酰胺酶的自杀底物-和阿莫西林)的商业成功的启发，几个研究组已关注相似的方法以开发抑制剂，但是尚没有将功效与抗多MBL靶点活性组合的分子达到临床试验阶段(Drawz SM.等人.Antimicrob.Agents Chemother.2014)。对于临床最具威胁的三个MBL(IMP、NDM和VIM组)，报道最多的是对IMP-1的抑制剂，同时也发现到几个对VIM-2和NDM的抑制剂。对于NDM，真菌天然产物曲霉明A被认定为MBL抑制剂，其在小鼠模型中显示出体内活性(King AM.等人，Nature2014:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据式I的化合物：其中A代表对Zn2+离子具有选择性的亲脂性螯合部分；L是共价键或连接体；以及B是载体，所述载体是：能够与一种或多种在细菌中(优选在细菌细胞壁中)发现的生物结构相互作用的部分，例如青霉素结合蛋白如金属‑β‑内酰胺酶或DD‑转移酶，或能够增强化合物跨越细菌细胞膜运输的部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.04 GB 1317619.31.一种根据式I的化合物：其中A代表对Zn2+离子具有选择性的亲脂性螯合部分；L是共价键或连接体；以及B是载体，所述载体是：能够与一种或多种在细菌中(优选在细菌细胞壁中)发现的生物结构相互作用的部分，例如青霉素结合蛋白如金属-β-内酰胺酶或DD-转移酶，或能够增强化合物跨越细菌细胞膜运输的部分。2.如权利要求1所述的化合物，其中所述部分A对于Zn2+的解离常数Kd为小于或等于10-5M，优选为小于10-7M，例如小于10-9M。3.如权利要求1或权利要求2所述的化合物，其中A是式II的分子部分：(C)mRc(RL) (II)其中m是从2-10的整数；每个基团C是可相同或不同的官能团，所述基团具有路易斯碱性，并且具有至少一个能够向锌原子给电子的杂原子；Rc是连接基团C的单元，所述单元可含有多达50个原子，并且携带官能团RL；并且RL是本文定义的所述构建体A-L-B中对连接体L的共价键。4.如权利要求3所述的化合物，其中每个杂原子独立地是氧、氮、硫或磷原子，优选是氮或硫原子。5.如前述任一项权利要求所述的化合物，其中所述螯合部分A包含至少一个，优选两个或更多个，任选取代的，不饱和杂环，例如6-元杂环(这样的环优选包含至少一个选自N、S和O的杂原子)；任何任选的取代基均可选自C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤素、硝基、氰基、胺和取代胺。6.如权利要求5所述的化合物，其中所述螯合部分包含一个或多个任选取代的杂芳基基团，优选两个或更多个杂芳基基团，例如其中每个杂芳环在环结构中具有至少一个氮原子这样的基团。7.如权利要求6所述的化合物，其中所述螯合部分源自吡啶甲酸及其衍生物(例如，源自甲基吡啶胺)，优选地其中所述螯合部分包含两个或更多个(例如两个或四个)2-吡啶基-甲基单元。8.如权利要求1或权利要求2所述的化合物，其中A包含式III的基团：其中R1-R8独立地选自氢、C1-6烷基(优选C1-3烷基、例如甲基)、-OR'(其中R'是H或C1-6烷基，优选C1-3烷基，例如甲基)、-NR”2(其中每个R”独立地是H或C1-6烷基、优选C1-3烷基，例如甲基)，或其中两对或更多对相邻基团，其选自R1-R8，与介于中间的环原子形成任选取代的碳环或杂环，优选是含有5或6个环原子的那种，例如任选取代的芳环或杂芳环(任何任选的取代基可选自C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤素、硝基、氰基、胺和取代胺)；n是0或1-4的整数，优选0、1或2；并且*表示所述基团A连接至所述连接体L的点。9.根据权利要求8所述的化合物，其中式I中R1-R8中的每一个是氢。10.如权利要求8或权利要求9所述的化合物，其中式I中n为1。11.如权利要求1或权利要求2所述的化合物，其中A包含式IV的基团：其中S1代表氢或C1-6烷基基团；S2代表氢、C1-6烷氧基或羟基基团；E是CH或N；并且*表示所述基团A连接至所述连接体L的点。12.如前述任一项权利要求所述的化合物，其中所述连接体L是有机基团，所述有机基团在其连接至部分A的点和其连接至部分B的点之间包含多达50个原子的链。13.如前述权利要求任一项所述的化合物，其中连接体L包含亚烷基链(优选C1-6亚烷基)，所述亚烷基链任选地由一个或多个选自C1-3烷基、-O(C1-3)烷基和-OR'(其中R'是H或C1-6烷基，优选C1-3烷基，例如甲基)的基团取代；并且其中亚烷基链的一个或多个-CH2-基团(例如所有-CH2-基团)可由独立地选自以下的基团取代：-O-、-CO-、-NR\-(其中每个R\独立地是H或C1-6烷基、优选C1-3烷基，例如甲基)和任选取代的碳环或杂环(包含单环、双环、三环和稠环；任何任选的取代基可选自C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤素、硝基、氰基、胺和取代胺)。14.如权利要求13所述的化合物，其中所述连接体由任选取代的芳环或杂芳环，优选任选取代的苯环或三唑环阻断。15.如前述任一项权利要求所述的化合物，其中所述连接体L包含一个或多个能够螯合锌原子的给电子原子，例如一个或多个能够支持所述基团A的金属螯合能力的原子。16.如权利要求15所述的化合物，其中所述给电子原子是氧或氮原子，例如其中在所述连接体的骨架中，或在一个或多个取代的或阻断的环结构中提供这样的原子。17.如权利要求1-11中任一项所述的化合物，其中所述连接体来源于以下结构中的至少一个(其中*表示所述连接体连接至部分A的点)：其中所述连接体可任选地在所述连接体结构终点的任意点上连接至基团B，并且当所述终点包含环(无论单-、双或三环或稠环)，所述连接的点可以是单环或多环上任意的点。18.如权利要求17所述的化合物，其中所述结构组成式I中的连接体L和载体B。19.如权利要求1-11中任一项所述的化合物，其中-L-B包含以下结构中的一种(其中*表示所述L连接至部分A的点)：20.如权利要求1-17中任一项所述的化合物，其中载体B是酶底物，优选金属-β-内酰胺酶或DD-转移酶的底物。21.如权利要求1-17和权利要求20中任一项所述的化合物，其中载体B是包含一个或多个以下基团的构建体：L-赖氨酸、L-丙氨酸、D-谷氨酸、L-谷氨酸、D-谷氨酰胺、内消旋-二氨基庚二酸、D-2,3-二氨基丙酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·龙韦德，O·A·H·阿斯特拉安德，A·拜尔，HK·S·莱罗斯，厄尔扬·萨穆埃尔森，K·S·W·爱德华森，Z·穆罕默德，
申请(专利权)人：奥斯陆大学，
类型：发明
国别省市：挪威;NO