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CN1238783A - 方法及其所用的新化合物 - Google Patents

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CN1238783A
CN1238783A CN97199728A CN97199728A CN1238783A CN 1238783 A CN1238783 A CN 1238783A CN 97199728 A CN97199728 A CN 97199728A CN 97199728 A CN97199728 A CN 97199728A CN 1238783 A CN1238783 A CN 1238783A
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CN
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neuraminidase
group
macromolecular compound
influenza
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CN97199728A
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菲利浦·A·瑞斯
凯斯·杰奥弗里·沃森
吴文扬
蓓蒂·金
盖伊·Y·克里普纳
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Biota Scientific Management Pty Ltd
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Biota Scientific Management Pty Ltd
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Priority claimed from AUPO8539A external-priority patent/AUPO853997A0/en
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Abstract

本发明提供了新的大分子,它们的制备方法,其药物学配制品及其作为抗流感药剂的应用。本发明还提供了一种新的用于检测所有类型的甲型和乙型流感病毒的诊断方法。本发明的大分子化合物上连接有一个或多个分子(神经氨酸酶结合物),它们与流感病毒神经氨酸酶的活性位点结合但不被神经氨酸酶所切断。

Description

方法及其所用的新化合物
本发明涉及一类新的化合物及其在医药上的应用。尤其是,本发明提供了新的大分子,它们的制备方法,其药物学配制品及其作为抗流感药剂的应用。本发明还提供了一种新的用于检测所有类型的A型和B型流感病毒的诊断方法。发明背景
甲型和乙型流感病毒是急性呼吸道疾病的主要致病源,仅在美国每年就导致估计约3-5千万例感染。甲型流感曾导致大型的流行疫情,如1919年致死上百万人的“西班牙流感”。流感产生难以控制的疾病,导致显著的发病率,并且由于二次感染在老年和虚弱的病人中死亡率增大。疫苗由于抗原漂变而不断的过时,因而免疫在预防感染中只有约70%的效率。由官方管理部门确认的治疗流感的药物只有金刚烷胺和金刚乙胺,它们在抗乙型流感上无效,并且已知有严重的副作用。
许多病毒性和细菌型感染会产生与流感类似的症候。对呼吸道病毒的快速鉴定可使得医生在疾病早期就能采用最为适当的治疗。例如,早期而准确的诊断可以确定抗菌治疗方法和对儿童和老人的住院治疗。
对临床材料中的病毒鉴定的实验室试验已经广为应用,并已有各种不同的检测方法。Marcel Dekker 1992年在教科书“病毒感染的实验室诊断”中概括讨论了对许多种病毒所使用的检测方法,其中也包括流感病毒。
许多测试可以诊断甲型和乙型流感病毒。鉴定流感病毒的传统方法有利用细胞培养,它具有高灵敏度和特异性。但不幸地是,细胞培养,分离和鉴定流感病毒所需要的时间要2至10天,因而在指导医生做出准确治疗上没有实际意义。因为流感病毒感染通常是自我限制的,所以诊断必须快速才能使治疗有效。
另外,对于细胞培养法检测流感,最近已有一些特异针对甲型流感的快速直接测试。单克隆免疫荧光测验(IFA)已有报道(Spada,B.等,病毒学方法,1991 33 305),并且至少已有一种快速酶免疫测验(EIA)(Ryan-Poirier,K.A.等,临床微生物学杂志,1992 30 1072)。一些对这些快速检测甲型流感的方法的比较已有报道;例如见Leonardi,G.P.等,(临床微生物学杂志,1994 32 70)建议与培养分离一起进行直接样本测试,从而可以鉴定病毒及时确定治疗和控制感染的方法,并监测社会中流行的流感病毒株的抗原结构。
IFA方法据报道费工费力并且要求相当的技术技能,得出的结果常常难以解释。另一方面,EIA(Directigen FLU-A;Becton Dickinson微生物系统)方法会给出大量的假阳性结果,且该测试被建议只用于实验中,作为直接免疫荧光测试(Waner,J.L.等,临床微生物杂志,1991 29 479)的补充或替代。
现有的快速流感检测除了上述的问题之外,这些方法还存在其他的基本缺陷。首先,已有的检测中没有一种能够检测乙型流感。其次,如果一个快速免疫检测方法基于使用一种甲型流感蛋白的抗体,那么在对该抗原蛋白结构经过漂变后的新型病毒株检测时将会产生严重的问题。甲型流感病毒正是闻名于它嗜好这种的变化。
其他类型的流感病毒的快速检测在一系列专利说明书中已有描述(例如参见Liav,A等,PCT专利申请号92/12256)。该方法涉及流感神经氨酸酶的产色底物的应用。就是说,该检测基于观察一种颜色,此颜色是在流感神经氨酸酶切断一个特异的唾液酸-染料的缀合分子时形成的。该技术看来只能提供有限的特异性,因为它不能够方便的区分病毒的神经氨酸酶和该酶的其他形式,尤其是细菌的神经氨酸酶。该方法也由于病毒神经氨酸酶相对慢的活性而只具有较低的灵敏度。
甲型和乙型流感具有两种主要的表面糖蛋白,红细胞凝聚素(HA)和神经氨酸酶(NA),它们都是感染所必需的。据信,HA对病毒附着细胞是必需的,而NA对于病毒从细胞表面释放是必需的。在每个病毒颗粒的表面典型地拥有约600个HA三聚体和大约50个拷贝的NA四聚体。因此HA和NA在寻找抗流感病毒药物中都是引人注意的潜在的目标,然而至今作用于任何这些位点的抗流感药物也没有在临床上应用。
流感病毒的血细胞凝聚素结合细胞表面受体上的含有唾液酸的糖蛋白和糖脂,从而起始病毒附着细胞和后续的感染过程。病毒颗粒附着细胞膜的结合强度可能基于多个拷贝的流感HA与细胞表面多个唾液酸基团的相互作用。
利用此多价相互作用的概念,一些研究人员曾报道了含有两个或多个唾液酸衍生物的大分子的合成,将其作为血细胞凝聚素抑制剂。虽然发现了一些HA的强抑制剂,但是没有一种多价大分子在体内表现出能够防止流感的感染。Whitesides和其合作者在最近的文章中(美国化学协会杂志,1996 118 3789-3800;医学化学杂志,1995 384179-4190)总结了这些利用设计流感血细胞凝聚素抑制剂的方法所获得的不同效果。
有几种已知的NA的抑制剂,其中大部分是神经氨酸的相近类似物,该酶的天然底物,如2-脱氧-2,3-双脱氢-N-乙酰神经氨酸(DANA)(Meindl等,病毒学,1974 58 457-63)。国际专利申请号WO91/16320描述了几种DANA的类似物,在体内和体外都很有活性,能够抗甲型和乙型流感的神经氨酸酶。其中的一种化合物(化合物Ⅰ,标作GG167或4-胍基-Neu5Ac2en)用于临床实验,并显示出对流感治疗的希望。(Hayden,F.G.等,美国医学协会杂志,1996 275 295)。化合物(Ⅰ)GG167
最近,在Luo等的5,453,533号美国专利和Gilead Sciences,Inc的5,512,596号美国专利描述了具有神经氨酸酶抑制剂活性的芳香类化合物,在Gilead Sciences,Inc的WO96/26933号国际专利申请中及C.Kim等在美国化学学会杂志1997 119 681中描述了化合物(Ⅰ)的类似物,特别是在侧链的第六个碳连着乙醚的化合物。
虽然几个研究小组曾试图找到更简单的或更有效的化合物(Ⅰ)的类似物,但是时至今日的报道(如,Bamford M.J.,化学学会杂志Perkin Trans.I,1995,1181)表明化合物(Ⅰ)的任何改变,尤其在甘油侧链上的改变,都可能降低结合神经氨酸酶的特性。此外,与HA的情形相反,不存在神经氨酸酶的已知的大分子或聚合物抑制剂。含有唾液酸的聚合物在Bovin等的5,571,836号美国专利中有所描述,但是这些化合物是设计用作抗原或的用作红细胞凝聚素结合物的合成聚唾液酸糖苷(polysialosides)。
发明概述
在首先的一个方面,本发明提供了大分子化合物,其附着有一个或多个结合流感病毒神经氨酸酶活性位点的分子;这些分子在此记作“神经氨酸酶结合物”。优选地,神经氨酸酶结合物通过一个间隔基或连接基团与该分子相连,从而神经氨酸酶结合物在空间上不受大分子骨架的阻碍。此神经氨酸酶结合物可以是任何可结合流感病毒神经氨酸酶活性位点的因子,条件是不被该酶所切割。该结合并不要求是不可逆的,但结合基团必须具有高结合亲和力,优选地为1O-6M或更小的IC50
本发明还特别涉及一类新的化合物,以及它们作为治疗和检测甲型和乙型流感的药物或作为诊断试剂的应用。尤为特别的是,本发明涉及的大分子附着有神经氨酸(唾液酸)衍生物,它可以结合甲型和乙型流感病毒的神经氨酸酶,并且它还可以任选地具有其他的功能,从而可使该化合物与一个表面相结合,或者用作一种可检测标记。
意外地,我们发现当化合物(Ⅰ)通过唾液酸结构的第7位官能化时,它可以附着到大的合成或天然聚合物上而抑制甲型和乙型流感的神经氨酸酶的复合物,这就可以防止或抑制流感的感染。我们发现当许多这种化合物(Ⅰ)或类似的化合物在第7位通过一个适当的间隔基连接不同的大分子时,每个唾液酸基团的平均结合率没有明显降低,并非摧毁化合物(Ⅰ)的流感神经氨酸酶结合特性。因此通过结合神经氨酸酶,该大分子紧密地结合病毒,而且可能因为复合物的大小和空间效应,流感病毒毒粒的感染性被降低了。此种大分子化合物能够选择性地结合两种流感病毒,而且能同时结合于一个表面或一个可检测的连接基团,因而该化合物还可以用于甲型和乙型流感病毒的检测。
本发明的大分子化合物的生物活性和本发明的诊断方法都是基于利用该大分子的配基(该配基可特异结合流感病毒神经氨酸酶的活性位点)或者该化合物的官能化衍生物作为结合和/或检测试剂而用于临床样本中流感病毒的鉴定。术语“神经氨酸酶结合物”在下文中是指这些化合物和它们的官能化衍生物。本发明的方法和化合物在不论是否存在有与流感病毒神经氨酸酶非特异结合的化合物时都可以运用。
在一个优选的实施方案中,本发明提供了式(Ⅱ)的化合物:
(X-Y)n-M-(Z)m    (Ⅱ)
其中,X是结合神经氨酸酶的2,3-脱氢唾液酸衍生物(2),它通过一个间隔基团Y在第7位与一个大分子M相连,Z是大分子上一个任选的另外的取代基。
结合神经氨酸酶的部分X是一个如式(2)所示的唾液酸衍生物
Figure A9719972800121
其中间隔基团Y与W基团相连,且
其中R代表叠氮基基团,非取代的或取代的胍基基团,或者非取代的或取代的氨基基团;
R2代表COCH3,COCF3,SO2CH3或SO2CF3
W代表O(C=O)NH,O(C=S)NH,NH(C=O)NH,或NH(C=S)NH,并且它通过NH与基团Y相连
m为一个在0至1000之间的整数,以及
n为一个在0至1000之间的整数。
间隔基团Y为一个由选自碳,氮,氧和硫原子组成的最大可达1000个原子的任意取代链。
大分子M是一个分子量在104至107之间的合成或天然的聚合物,蛋白,抗体或酶。
Y基团通常与大分子M共价结合,但也可以通过非共价附着结合,例如当M为抗生物素蛋白而Y具有一个末端生物素基团时。
第二个和任选的取代基Z可以是一个结合血细胞凝聚素的基团,如一个2-连接的唾液酸衍生物,或者一个可作用为可检测标记的基团,如生物素或荧光分子,或者可以是结合抗体的半抗原。该任选的取代基Z也可以是一种酶如辣根过氧化物酶(HRP)或碱性磷酸酶(AP),它们可用作流感的检测。另外基团Z也可以是一个带有能适于将大分子结合于一个表面的末端官能性的基团,如NH2,SH,CO2H,CHO,或CH=CH2
本发明的另一个实施方案中提供了如式(ⅡA)所示的神经氨酸酶结合物:
(X′-Y)n-M-(Z)m    (ⅡA)
其中X′为一个结合神经氨酸酶的如式(2a)的环己烯衍生物,
Figure A9719972800131
它通过乙醚侧臂连接,
R,R2,Y,n和m如前面对式(2)的定义,且
R1和W′是亲脂性的C1-C12烷基或亚烷基基团,它们任选地被一个或多个卤素原子或烷氧基,卤化烷氧基或任意取代的芳香基基团所取代。
合适的间隔基团Y包括,但不限于,氨烷基基团,(聚)氨基酸,线性肽,寡糖和多糖,聚乙二醇单位,和氨基-二烷基脲,它们的每一种可以单独使用也可以联合使用。典型的间隔基团Y具有一个末端氨基基团,从而可形成酰胺或者席夫碱与大分子M相连接。
胍基或氨基基团R的合适的取代基包括甲基,乙基,烯丙基,氨基,氰基或硝基。
合适的大分子M包括蛋白,酶,抗体,水溶性合成聚合物如聚丙烯酸和聚丙烯酰胺,多糖和多聚氨基酸。尤其合适于诊断应用的大分子包括牛血清白蛋白(BSA),辣根过氧化物酶(HRP),抗生物素蛋白和相关的蛋白如链霉抗生物素蛋白或中性抗生物素蛋白(neutravidin),和免疫球蛋白。
特别适合应用于流感治疗的本发明的化合物的大分子包括多聚糖,合成聚合物如聚丙烯酰胺,聚乙二醇,多元酸,聚脲,聚酯,聚酰胺和各种共聚物如N-(2-羟基-丙基)甲基丙烯酰胺(HMPA),它已知可安全地施用于人体。本领域的熟练技术人员可知道其他的药物学上适用的聚合物。
一组优选的本发明的化合物含有化合物(Ⅱ),其中X是式(2)的一个GG167衍生物,其中:
R为胍基,R2为乙酰基,W为基团O(=CO)NH而间隔基Y是一个由6至60个碳,氮和氧原子组成的链。
式(Ⅱ)的大分子是甲型和乙型流感神经氨酸酶的抑制剂并具有抗流感活性。因此本发明的地第二个方面就是提供了一种治疗甲型或乙型流感的药物组合物,它含有本发明的化合物,优选地是式(Ⅱ)或者式(ⅡA)的化合物,或是其药物学可接受的衍生物,以及药学可接受的载体。
第三个方面,提供了一种哺乳动物包括人的流感感染的治疗方法,所含的步骤包括对需治疗的动物施用有效剂量的本发明的化合物,优选地是式(Ⅱ)或者式(ⅡA)的化合物,或是其药物学可接受的衍生物。
在第四个方面,还提供了本发明的化合物,优选地是式(Ⅱ)或者式(ⅡA)的化合物在制备治疗流感病毒感染的药物中的应用。
本发明的化合物还可以联合其他的治疗剂使用,例如其他抗感染剂,尤其是其他抗病毒剂。因此本发明进一步提供了一种药物组合物,它包括本发明的化合物,优选地是式(Ⅱ)或式(ⅡA)的化合物或其药物学可接受的盐或其衍生物,以及一或多种治疗学上的活性试剂,尤其是抗病毒剂,以及药物学可接受的载体。
本发明还在另一方面提供了一种检测流感病毒的方法,其步骤包括将怀疑感染所测病毒的样品与本发明的化合物相混合,该化合物能够特异结合流感病毒神经氨酸酶的活性位点。
本发明的方法可应用于所有类型的甲型流感和乙型流感。
为检测流感,可通过共价健或者非特异结合将本发明的化合物(Ⅱ)附着于一个表面。间隔基团Y应当足够长,以使神经氨酸酶结合单位X暴露于大分子M的表面而对病毒颗粒起作用。
对于流感的检测,本发明的方法可利用化合物(Ⅱ)进行选择性捕获而浓缩病毒,进而通过方便的常规方法检测病毒,检测方法本身不需有选择性。例如,结合物(Ⅱ)可以连接于一种支持材料上,如膜或聚合物,这样当样品通过支持物时,病毒颗粒将会被选择性地捕获和浓缩。因此,本发明的一个优选的实施方案在于,Z基团的末端具有可与一个表面相结合的官能性。各种合适的这类官能性为本领域所熟知。
另外,可使用一种选择性检测方法;样品中的病毒颗粒可以被例如非特异地捕获,然后与含有可检测标记Z的一个大分子神经氨酸酶结合物(Ⅱ)相接触,在适当的条件下该结合物选择性地附着于病毒表面上的流感神经氨酸酶。然后利用任何方便的方法检测此可检测标记。对于一些检测系统,可以很方便地将样品集中于一个特定区域,例如在一个表面上的一个点或一条线上。这可以用各种方法达到,如,可将样品悬浮或非选择性地捕获到一个滤膜或其他的支持材料上,然后与上述的标记的结合物相接触。
在另一个方面,本发明可联合使用选择性捕获和选择性检测,从而提供一种简单灵敏的两步法来检测流感病毒。其根据是流感病毒在其球形表面上典型地分布有约一百个神经氨酸酶分子(White,D.O.,现代微生物免疫学观点,1974 63 1-48),并因而可同时附着于一个以上的结合物。
因此,神经氨酸酶结合物化合物(Ⅱ)可以附着于一个支持物上,例如在多孔膜长度方向上的一个狭窄条带上。然后将测试的样品置于该膜的的另一端,并使其流过结合的化合物条带。试样中存在的流感病毒颗粒将被该膜结合的化合物(Ⅱ)捕获并因此留在该窄带上。在测试的第二步中,使附着于另一个神经氨酸酶结合物(Ⅱ)的可检测标记在该膜上流过结合了流感病毒颗粒的条带。然后通过膜上结合化合物的位置上所观察到的变化表示出流感病毒的存在。值得考虑的是,本发明的方法和化合物很适合与5418135号美国专利中Miller等描述的Biostar光学免疫试验(OAI)平台一起应用。
大量的合适的检测系统为本领域所熟知,例如,生物素-链霉抗生物素蛋白,酶系统如辣根过氧化物酶或碱性磷酸酶,荧光系统,化学荧光系统,胶体金,放射性标记和凝集系统。值得考虑的是本发明的化合物(Ⅱ)包被的胶体金将是一个尤为方便的检测标记。类似地,利用大分子M是辣根过氧化物酶的本发明的化合物,有望形成一个理想的简易流感检测。熟练人员通过常规的反复实验,可方便地选择合适的检测系统并优化检测条件。
式(Ⅱ)所示的本发明的化合物及其药学适用的盐和衍生物,可以通过包括下面所述的各种方法制备。下面所概括的制备方法构成了本发明的另一方面。
本发明的详细描述
现通过参照下面这些非限制性的实施例对本发明进行详细的描述。
本发明的化合物的实例包括那些如式(3)所表示的化合物,其中M是一个蛋白,如表1中所列。
Figure A9719972800171
表1
化合物  间隔基Y 蛋白质M  n     取代基z m
 3a3b3c3d3e3f3g3h3i3j  (CH2)6NHCO(CH2)5NHCO(CH2)6CO-(CH2)6NHCO(CH2)5NHCO(CH2)6CO-(CH2)6NH(CO(CH2)5NH]3CO(CH2)5NHCO(CH2)6CO(CH2)6NH[CO(CH2)5NH)3CO(CH2)3NHCO(CH2)6CO(CH2)6NH[CO(CH2)5NH)3CO(CH2)3NHCO(CH2)4CO(CH2)4NH(CO(CH2)5NH]3CO(CH2)5NH-(CH2)6NH[CO(CH2)5NH]4CO(CH2)6CO(CH2)6NH(CO(CH2)5NH]4CO(CH2)6CO(CH2)6NH(CO(CH2)5NH)4CO(CH2)6CO(CH2)6NHCO2(CH2CH2O)70CH2CH2NHCO(CH2)6CO BSA牛lgGBSABSANRPHRP牛lgG牛lgG牛lgG牛lgG  30606123242122420 生物素酰氨己酰生物素酰氨己酰-------- 818--------
本发明化合物的实例更进一步包括那些如式(4)所表示的化合物,其中M是抗生物素蛋白,它非共价地结合于基团X-Y,还具有共价连接的配基Z,如表2所列。
Figure A9719972800191
表2
化合物 间隔基Y n 取代基z m
4a4b4c4d4e (CH2)6NH(COCH2NH)2COCH2NH-Biotin-(CH2)4NH(COCH2NH)2COCH2NH-Biotin-(CH2)6NH(COCH2NH)2COCH2NH-Biotin-(CH2)6NH(CO(CH2)5NH)3CO(CH2)5NH-Blotin(CH2)6NHCO(CH2)5NHCOCH2(OCH2CH2)16NH-Biotin  44444 生物素酰氨己酰生物素酰氨己酰生物素酰氨己酰生物素酰氨己酰 -510108
M是合成聚合物的本发明的化合物更进一步的实例包括那些如式(5)所表示的化合物,如表3所示,其中在唾液酸基团(2)上的取代是R2=Ac,R=胍基,W是OCONH。
表3
化合物  间隔基Y  n  p    取代基Z m
 5a5b5c5d5e5f5g5h5i5j5k5l5m5n (CH2)6(CH2)6(CH2)6NHCONH(CH2)6(CH2)5NH(CO(CH2)5NH)3CO(CH2)5CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2(CH2)6(CH2)6NH(CO(CH2)5NH)3CO(CH3)5(CH2)6NH[CO(CH2)5NH]3CO(CH2)5(CH2)6NH[CO(CH2)5NH)3CO(CH2)5(CH2)6(CH2)6(CH2)6(CH2)6(CH2)6  11111111111221  1379885002050455045404020 --------苄基-苄基己基-生物素己基-荧光素CH2CH2SH --------5-5111
M是葡聚糖骨架(分子量500,000)的本发明的化合物更进一步的实例包括那些如式(6)所代表的,如表4中所示的化合物,其中神经氨酸酶结合基团(2)上的取代是R2=Ac,R=胍基,W是OCONH。式(6)中整数n,m和p给出被特定基团取代的葡萄糖单位在葡聚糖骨架中的百分数,即当n,m和p加起来不足100时,其余的葡聚糖骨架由非取代的葡萄糖单位所组成。还应当记住,对于结合于葡聚糖骨架每个单位上的不同的配基,有三个可能的附着点。
Figure A9719972800231
表4
化合物  间隔基Y  n%  连键V 取代基Z m%  V′ p%
 6a (CH2)6  4  C=O 苄基 17  H  -
 6b (CH2)6  3  CH2CO 苄基 17  CH2CO2H  20
 6c (CH2CH2O)2CH2CH2  4  CH2CO 苄基 16  CH2CO2H  20
 6d (CH2)6NHCO2[CH2CH2O]70CH2CH2  7  CH2CO 苄基 16  CH2CO2H  17
 6e  4  C=O 苄基 16  H  -
 6f (CH2)6  3  CH2CO 苄基 10  CH2CO2H  27
 6g (CH2)6NH[CO(CH2)5NH]4-  2  C=O  - -  H  -
 6h  1  C=O NH(CH2)6S-2-唾液酸 5  H  -
 6i        -  0  C=O 苄基 16  H  -
 6j        -  0  CH2CO 苄基 16  CH2CO2H  24
本发明化合物更进一步的实例包括这样的化合物,即其大分子M是一个葡聚糖或者聚丙烯酸骨架,并且其中唾液酸基团(2)上的取代为R2=Ac,R=胍基W=OCONH,其中额外的取代基Z可以是例如苯甲基基团,生物素分子或者含有荧光素的基团。
本领域的熟练技术人员将能够理解本文所指的治疗延及到预防以及对已确定的感染或症状的治疗。治疗优选地在感染之前或感染同时进行,并持续到病毒不再存在于呼吸道中为止。本发明的化合物合适的剂量通常在0.1至100mg/Kg/天范围中,优选地在0.2至20mg/Kg/天范围中。
合适的治疗每天进行1-4次并持续到感染后3-7天。所需要的剂量可以一次单一剂量或以适当的间隔分开的剂量施用。
作为治疗应用,虽然本发明的化合物可能以粗化学试剂给药,但是通常优选地是作为一种药物配制品而提供活性成分。因此本发明提供了一种药物配制品,它含有式(Ⅱ)的化合物或其药物学可接受的盐或衍生物,以及一个或多种药物学可接受的载体以及任选的其他的治疗和/或预防药剂。药物学配制品包括那些用于口腔,鼻腔或局部施用的产品或以适于吸入或喷入呼吸道的形式存在。该配制品可以在合适时方便地以不连续的剂量单位提供,并可以通过任何制药领域所熟知的方法制备。
本发明的化合物通常可以溶液或悬液或干粉的形式施用。按照本发明的方法施用于呼吸道时,神经氨酸酶抑制剂可通过呼吸道用药所使用的任何方法和配制品施用。
溶液和悬液通常是水相的,例如单独用水制备或者用水和一种生理学可接受的共溶剂(例如乙醇,丙二醇,聚乙二醇如PEG400)制备。此溶液或悬液可另外加有其他赋型剂例如防腐剂(如洁尔灭),增溶剂/表面活性剂如聚山梨酸酯(如Tween80),缓冲剂,渗透压调节剂(如氯化钠),吸收增强剂和粘度增强剂。悬液可另外加有悬浮剂(例如微晶纤维素,羧甲基纤维素钠)。
溶液或悬液可通过方便的设施用于鼻腔,例如利用滴管,吸管或喷雾器。该配制品可以单一剂量或多个剂量的形式提供。喷雾可以通过例如使用计量微化喷雾泵进行。呼吸道施用也可以利用气雾剂配制品,其中化合物与一种适当的推进剂如氯化碳氟(CFC)或者其他适当的气体一起提供在一个压力包装内。
另外,该化合物也可以干粉形式提供,例如化合物处于合适的基质如乳糖,淀粉,淀粉衍生物和聚乙烯吡咯烷酮中的混合粉剂。因而粉剂可在鼻腔中形成凝胶。在用于呼吸道施用的配制品包括鼻内配制品中,该化合物通常具有较小的颗粒尺寸,例如5微米或更小的尺寸。这样大小的颗粒尺寸可通过本领域所熟知的方法获得。
本发明的化合物通过几个步骤制备,第一步通常是合成式X-Y所示结合神经氨酸酶的唾液酸衍生物,这里的X和Y如上所定义。
在第7位具有适当的官能性的唾液酸衍生物(2)的合成方法在9516276.4号英国专利申请和PCT/AU97/00190号国际专利申请中有描述。
合适的唾液酸衍生物X-Y的实例列在表5中,其中基团R2,R和W如上所述为基元X上的取代基。
表5
化合物  R2      R    W   间隔基Y
 2a2b2c2d2e2f2g  AcAcAcAcACAcAc     胍基胍基胍基胍基胍基胍基胍基  OCONHOCONHOCONHOCONHOCONHOCONHOCONH  (CH2)6NH2(CH2)6NHCO(CH2)5NH2(CH2)6NH(CO(CH2)5NH)3CO(CH2)5NH2(CH2CH2O)2CH2CH2NH2(CH2)6NH(CO(CH2)5NH)3CO(CH2)3NH-Biotin(CH2)6NHCONH(CH2)6NH2(CH2)6NHCO2[CH2CH2O]70CH2CH2NH2
本发明的化合物制备的第二步涉及神经氨酸酶结合单位X-Y附着于大分子M上。对于单位X-Y与蛋白类型的大分子M的共价连接,通常通过所熟知的标准的交叉偶联方法(如,S.S.Wong,“蛋白质缀合与交联的化学”CRC Press,1991;G.T.Hermanson,“生物缀合技术”Academic Press,1996)进行缀合。
对于合成聚合物,单位X-Y可以加到一个预制的带有适当的活性取代基的聚合物骨架上。例如,如果基团Y具有一个末端氨基官能性,则它可与一个聚丙烯酸骨架上的活化的酯取代基反应。或者,带有合适的可聚合取代基如末端烯烃的单位X-Y可以聚合或优选地与另一个烯烃共聚,形成大分子骨架。例如见R.Roy,糖科学与糖技术趋势,1996,8,79-99;N.V.Bovin和H.J.Gabius,化学协会评论,1995 413。
实施例1 GG167-牛血清白蛋白-生物素缀合物(3a)的制备
(a)5-乙酰胺基-7-(6′-(6″-氨己酰)氨己基)-氨甲酰氧基-4-胍基-2,3,4,5-四脱氧-D-丙三基-D-半乳糖-非-2-烯酰吡喃糖酸(2b)(7-(6-氨己酰)氨基-己基氨甲酰氧基-GG167)的制备
将6-(叔丁氧碳酰氨基)己酸(34mg,147μmol)溶于丙酮(2.5ml),水(100μl),N-甲基吗啉(4μl,36μmol)和三乙胺(21μl,147μmol))的混合物中。溶液于-12℃预冷,然后加入氯甲酸异丁酯(21μl,161μmol)。搅拌溶液12分钟。
将甲基-5-乙酰氨基-7-(6′-氨己基)-氨甲酰氧基-4-胍基-8,9-单碳酰二氧基-2,3,4,5-四脱氧-D-丙三基-D-半乳糖-非-2-烯酰吡喃糖酸-三氟乙酸酯溶于含有三乙胺(40μl,287μmol)的水/丙酮(1∶1,2ml)中。此基本溶液于0℃预冷并作为单独的一部分加入到前面的反应混合物中。将该混合物保温至室温并搅拌4小时。
减压除去溶剂。粗产物溶于甲醇/水(1∶1,4ml),然后加入三乙胺(1ml)。在氩气下将溶液搅拌过夜。在旋转蒸发器中除去溶剂,残留物用甲醇溶解并吸附于硅胶(1.5g)上。在硅胶(10g)上进行层析,用乙酸乙酯/异丙醇/水(100/75/25)洗脱,得到产物(53mg,77μmol,84%)。
1H n.m.r.(CD3OD,200MHz)δ5.67(d,J2.6Hz,1H);5.03
(m,1H);4.62(m,1H);4.49(m,1H);4.23(m,1H);4.12(m,
1H);3.77(m,1H);3.62(m,1H);3.12(m,6H);2.22(t,J
8Hz,2H);2.0(5,3H);1.5(m,23H).
将t-Boc保护的蔗糖溶于乙酸乙酯/甲苯中并蒸发干燥。将该物质溶于三氟乙酸(3ml)并在氩气下室温搅拌1小时。减压除去溶剂,残留的三氟乙酸先与二氯甲烷然后与3份的水/甲醇共蒸发而除去。然后将样品溶于水,过滤并冷冻干燥而得到tris TFA盐的产物(141mg,152μmol)。
质谱(FAB):588(M+1)1H n.m.r.(CD3OD,300MHz)δ5.92(d,J2.6Hz,1H);5.01(m,1H);4.60(dd,J10,3Hz,1H);4.44(dd,9,3Hz,1H);4.23(m,1H);4.05(m,1H);3.67(dd,13,4Hz,1H);3.52(dd,13,7Hz,1H);3.16(m,5H);2.96(t,8Hz,2H);2.25(t,8Hz,2H);2.00(s,3H);1.7-1.3(m,14H).
(b)GG167衍生物(2b)和牛血清白蛋白-(6-氨己酰生物素)缀合物的制备
蛋白偶联缓冲液:0.1N NaHCO3/0.2M NaCl
透析缓冲液:20mM KH2PO4/0.15M NaCl,pH6.5
将BSA-(己酰生物素)8(3mg,43nmol,Pierce)溶于偶联缓冲液(7.5ml)中并轻轻搅拌30分钟。
将双-(N-羟基硫代琥珀酰亚胺)辛二酸酯(12mg,21μmol,Pierce)溶于偶联缓冲液(1ml)中并直接加入到在偶联缓冲液(1.5ml)中的实施例1(a)的化合物(2b)(19.5mg,21μmol)的基本溶液中。搅拌7.5分钟进行反应。将BSA-生物素溶液逐滴地加入到衍生化的GG167溶液中,混合物置于室温搅拌1.5小时。冷冻干燥溶液,重新溶于3.0ml水中并对透析缓冲液(3×1.5L,纤维素管,12000MW截留)透析。
将混合物冷冻干燥,再溶于2.5ml水中并在PD-10柱(Pharmacia)上脱盐,然后冷冻干燥得到产物(3a)(2.5mg)。
根据胍基基团的比色试验(Sakaguchi反应,见加拿大化学杂志,1958 36 1541)来测定蔗糖的掺入(每个蛋白分子30个GG167单位)。
实施例2牛血清γ球蛋白-(6-氨己酰生物素)18-(GG167-7-氨甲酸酯-1,6-二氨己烷-6-氨己酰胺-辛二酰胺)60(3b)的制备
将牛血清γ球蛋白(3mg,20nmol,Sigma)溶于偶联缓冲液(1ml)中并搅拌30分钟。
将处于偶联缓冲液中的N-羟基硫代琥珀酰亚氨基-N-生物素酰-6-氨己酸酯(1.8mM,280μl,0.5μmol)加入到上述蛋白溶液中,室温下搅拌1小时进行反应。
然后用偶联缓冲液将反应混合物稀释至7.5ml并与双(N-羟基硫代琥珀酰亚氨基)-辛二酸酯和实施例1(a)的GG167-7-氨甲酸酯-1,6-二氨己烷-6-氨己酰胺在与实施例1(b)中相同的条件下反应。
冷冻干燥的γ球蛋白缀合物(3b)的产量为2.5mg。
实施例3化合物2c与辣根过氧化物酶(HRP)的缀合物3f的制备
化合物2c与HRP的偶联依照熟知的过氧化物氧化方法进行(参见G.T.Hermanson,“生物缀合技术”Academic Press,1996 472),从而产生化合物3f。
将HRP(IV-A型,Sigma Aldrich P-6782,5mg,114nmol)溶于乙酸钠/氯化钠缓冲液(5mM/150mM,pH4.5,500μl)。在其中加入新鲜制备的过氧化钠溶液(88mM,在乙酸钠/氯化钠缓冲液中,50μl,4.4nmol),室温下置于黑暗处反应20分钟。将混合物在用乙酸钠缓冲液(5mM,pH4.5)预平衡的PD-10柱(Pharmacia Biotech,SephadexG25)上层析,洗脱产物冻干。
在4℃将氧化的HRP溶于含有化合物2c(3.9mg,3.75μmol)的碳酸钠缓冲液(0.2M,pH9.5,1ml)中,置于4℃下反应过夜。加入氰氢硼化钠溶液(5M,在1N NaOH中,10μl,50μmol)并于4℃下反应过夜。加入乙醇胺溶液(1M,pH9.5,50μl,50μmol)置于室温下反应30分钟。然后在用蒸馏水预平衡的PD-10柱上层析,洗脱物冻干从而得到暗褐色粉末状的HRP-化合物2c的缀合物。
实施例4蛋白-GG167缀合物3c,3d和3g-3j的制备
利用双(N-羟基硫代琥珀酰亚氨基)-辛二酸酯,按照类似实施例1中(b)部分所述的方法,将适当的蛋白与化合物2c或2g偶联,制备化合物3c,3d和3g-3j。
实施例5抗生物素蛋白与GG167-生物素缀合物间的生物素酰化复合物(4d)的制备
(a)5-乙酰氨基-7-(6′-(6″-(6_-生物素酰氨己酰)-三氨己酰)氨己基)-氨甲酰氧基-4-胍基-2,3,4,5,-四脱氧-D-丙三基-D-半乳糖-非-2-烯酰吡喃糖酸(2e)的制备通过利用Boc-保护的四(6-氨己酸)按照类似实施例1中所述的方法进行。
(b)在室温下将抗生物素蛋白(3mg,0.0445μmol)溶于化合物(2e)(0.5mg,0.434μmol)的水溶液(500μl)中2小时。再向得到的溶液中加入硫代-N-羟基琥珀酰亚氨基-己酰氨基-生物素(Pierce#21335)(1000μg,1.798μmol)和碳酸氢钠水溶液(1000μg,11.9μmol)(240μl)。整个混合物置于室温下45分钟,然后置于透析带中(截留分子量12,000),依次对50mM NaHCO3溶液(4×250ml)和水(8×250ml)透析,每次浸泡时间45分钟。最后在室温下对500ml水透析过夜。用碳酸氢钠调节透析后得到的溶液至pH6.5-7.0,然后冻干得到白色固体状题述复合物(4c)(3mg,89%)。该复合物含有通过四个抗生物素蛋白结合位点结合的四个GG167-生物素分子,且抗生物素蛋白骨架被大约八至十个共价结合的生物素配基取代。此复合物的图示如图1,其中A代表抗生物素蛋白,B代表生物素而S代表GG167蔗糖分子。
实施例6被不同的GG167-配基取代的聚丙烯酰胺(5a)-(5e)的制备
(a)聚(N-(丙烯酰氧基)琥珀酰亚胺)(pNAS)按照Ferruti等(聚合物,1972,13,462页)所述从N-(丙烯酰氧基)琥珀酰亚胺制备得到。pNAS的1H n.m.r.光谱和红外光谱与以前文献中所报道的相一致。这批pNAS的样品通过在室温下用浓氨水处理几个小时而将其转化成聚丙烯酰胺,通过粘度测量法发现透析过的聚丙烯酰胺的分子量大约为50,000。
(b)按照下面对化合物(5c)所描述的一般方法,从这批pNAS制备掺入不同的GG167衍生物的聚丙烯酰胺(5a)-(5e)。
将溶于二甲基甲酰胺(DMF,0.5ml)中的pNAS(10mg,59μmol的NAS)溶液加入到化合物(2f)(3.8mg,6.2μmol)在DFA(0.5ml)中的溶液中,于室温下搅拌。加入三乙胺(10μl,70μmol),澄清液在室温下搅拌过夜,然后于65℃加热5小时,再次于室温下搅拌过夜。将稀氨水(6ml 3%的溶液)加入到反应混合物中,并将澄清的溶液在室温下放置24小时。反应混合物经减压蒸发干燥,将残留物重溶于水(3ml),置于透析带中(截留MW12,000)对水(500ml,pH6)透析24小时。冻干溶液得到白色固体状的含有GG167的聚丙烯酰胺(5c)(5mg)。1H nmr光谱显示出下列显著的信号:(D2O)δ5.7,4.4-4.6,4.1,3.3-3.7,3.0,2.0-2.5,1.9,1.1-1.8。通过对唾液酸质子积分(δ5.7-3.2)与聚合物和间隔链积分(δ1.0-3.2,减去1.9的N-乙酰峰)的比较,估计出GG167单位的掺入水平大约为10%。
实施例7同时含有GG167配基和生物素配基的聚丙烯酰胺51的制备
将pNAS(170mg,1mmol的NAS)(MW50000左右)在DMF(3ml)中的溶液在室温下搅拌,加入化合物2a(TFA盐,30mg,50μmol)和N-6-氨己基-生物素酰胺(7mg,20μmol)在DMF(2ml)的溶液中。加入三乙胺(50μl)并将反应混合物在20℃下搅拌24小时。在反应混合物中加入稀氨水(20ml,5%)并继续搅拌24小时。反应混合物经蒸发干燥,将残留物重溶于10ml水,置于透析带中(截留MW12,000)对水(1×4L)透析2天。通过Sakaguchi胍基颜色测验在透析带内保留的液体中得出阳性结果,而在透析带外的水的浓缩样品中没有阳性反应。将透析带内的液体冻干得到霜状蓬松固体51(71mg)。通过NMR积分估计出聚合物中的配基水平,它与起始的胺几乎完全掺入相一致。
实施例8含有GG167的聚丙烯酰胺5i,5k,5m和5n的制备
化合物5i,5k,5m和5n的制备按照实施例7中所述的类似程序,分别将带有适当的GG167衍生物(2a或2c)的pNAS与苄胺,N-6-氨己基-荧光素或者氨基乙硫醇反应。在化合物5i和5k(也包括化合物5h和5j)的制备中使用了较高分子量(>200Kd)的pNAS。
实施例9带有多个GG167(7-羟基氨甲酰己氨基-羰氧基-4-胍基-Neu5Ac2en)(3.5mole%)和N-苄基氨甲基氧基(16.8mole%)取代基的葡聚糖(MW500kD)的制备
在葡聚糖(MW500,000)(100mg,0.617mmol(基于MW162的单元))的DMSO(5ml)溶液中加入p-硝基苯基氯甲酸酯(510mg,2.53mmol)和4-二甲基氨基嘧啶(309mg,2.53mmol)。混合物在氮气下搅拌,先于室温下1小时,再于35-40℃下3小时。得到的溶液与苄胺(12.5,0.11mmol)和4-二甲基氨基嘧啶(40mg,0.327mmol)在嘧啶中的溶液(5ml)合并。反应混合物于室温中在液氮下搅拌16小时。然后真空蒸发干燥。残留物于50℃在2%的碳酸钾溶液(25ml)搅拌3小时,得到澄清的溶液,然后用3M HCl调节至pH7。得到的溶液于室温下对水透析3天,冻干得到经1H-nmr(D2O)检测含有16.8mole%羟基氨甲酰亚甲苯的白色固体状苄基化葡聚糖(95mg,83.4%)。
在苄基化葡聚糖(5mg,0.027mmol)的DMSO(0.25ml)溶液中加入p-硝基苯基氯甲酸酯(12.8mg,0.063mmol)和4-二甲基氨基嘧啶(7.8mg,0.063mmol)。溶液在氩气下于室温搅拌1小时,再在35-40℃搅拌3小时。然后与化合物2a(0.5mg,0.00105mmol)在嘧啶(0.25ml)和DMSO(2.5ml)混合物中的溶液混合。反应混合物在室温下搅拌16小时,然后真空蒸发干燥。残留物在1%的碳酸钾溶液(5ml)中强烈搅拌4.5小时,得到澄清的溶液,然后用3M HCl调节至pH7.5,于室温下对水透析24小时,最后冻干得到白色固体状题述聚合物(4.4mg,82%)。1H-nmr(D2O)表明聚合物在载体上每100个葡萄糖单位中含有16.8个苄胺分子和3.5个化合物2a分子。估测的聚合物分子量为623Kda,一个单位的7-氨基己基氨基羰氧基-4-胍基-Neu5Ac2en的平均分子量为5770。
实施例10葡聚糖/500kD上多价GG167(7-羟基乙酰氨基己基氨基羰氧基-4-胍基-Neu5Ac2en)(3mole%),N-苄基乙酰氨基-2-氧基(17mole%)和2-羟乙酸酯(20%)的制备
Figure A9719972800351
Figure A9719972800361
在冰浴的葡聚糖(MW500,000)(50mg,0.308mmol(基本单位MW162))的水(0.3ml)溶液中加入氢氧化钾(138mg,2.46mmol)的水(0.1ml)溶液。混合物在0-5℃搅拌20分钟,然后加入氯乙酸(102mg,1.07mmol)。得到的混合物于70-80℃搅拌20分钟,然后再在室温搅拌2小时。反应混合物用甲醇(25ml)稀释,过滤收集白色沉淀并用新鲜的甲醇(25ml)洗涤,干燥。整个过程重复一次得到白色的固体,经滴定测得含有40mole%的羟乙酸钾(52mg,84%)。
在乙酸聚合物(10mg,0.05%mmol)的水(0.4ml)溶液中加入1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)盐酸碳化二亚胺(16mg,0.08mmol)和硫代-N-羟基琥珀酰亚胺(17.4mg,0.08mmol)。混合物在室温下搅拌20分钟,然后与苄胺(12.8mg,0.118mmol)在甲醇(0.2ml)中的溶液混合。得到的混合物在室温下搅拌3小时,再真空浓缩干燥。残留物在含有NaHCO3(50mg)的水(10ml)中50℃搅拌至澄清,对水透析3天,冻干后得到白色固体产物(9mg,86%),1H-nmr表明含有17mole%的羟乙酰氨基亚甲苯。
在该聚合物(5mg,0.0239mmol)的水(0.2ml)溶液中加入1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)盐酸碳化二亚胺(8mg,0.04mmol)和硫代-N-羟基琥珀酰亚胺(8.7mg,0.04mmol)。混合物在室温下搅拌20分钟,然后与化合物2a(1mg,0.0021mmol)和4-二甲基氨基嘧啶(3mg,0.024mmol)在嘧啶(0.1ml)中的溶液混合。反应混合物在室温下搅拌3小时,再蒸发干燥。残留物在1%NaHCO3溶液(5ml)中搅拌至澄清,对水透析24小时,冻干溶液后得到白色固体状的题述聚合物(4.5g,84%)。
酸滴定和1H-nmr(D2O)表明聚合物中载体上每100个葡萄糖单位含有17mole%的苄胺,3mole%的GG167(7-氨基己基氨基羰氧基-4-胍基-Neu5Ac2en)和20mole%的乙酸酯。聚合物的分子量估计为683KDa,一个聚合的7-氨基己基氨基羰氧基-4-胍基-Neu5Ac2en的平均MW为7420。
实施例11氧化型葡聚糖/500kDa上聚合的多价-7-{6′-{6″-[6_-(6_′-(6_″-氨己酰)-氨己酰-)氨己酰-]氨己酰-}-氨己基}-氨甲酰氧基-4-胍基-Neu5Ac2en(14mole%)的制备
在冰浴的葡聚糖(MW500,000)(20mg,0.123mmol(基本单位MW162))的水(0.4ml)溶液中滴加高碘酸钠(15.6mg,0.073mmol)的水(0.4ml)溶液。反应混合物在5℃搅拌2小时,再在室温下搅拌2小时。得到的混合物用水(1.2ml)稀释并在Sephadex G-25(10ml)柱上层析,用水(3ml)洗脱柱子。洗脱液冻干得到白色固体状的部分氧化的葡聚糖(18mg,90%)。
在上述氧化的葡聚糖(3mg,0.018mmol)的水(0.6ml)溶液中加入碳酸氢钠(15mg,0.178mmol)和化合物2c.TFA盐(6mg,0.0057mmol)。整个混合物在室温下搅拌1小时,再在冰浴下搅拌。在这一冷的混合物中加入部分氰氢硼化钠(100mg,1.59mmol)。反应混合物冰浴搅拌1小时,在5℃放置16小时,然后用更多的氰氢硼化钠(100mg,1.59mmol)处理,在5℃搅拌1小时,再在室温搅拌2小时,最后对水透析24小时并冷冻干燥,得到白色固体的题述聚合物(3mg)。
1H-nmr(D2O)表明每个部分氧化的葡聚糖分子中含有430个分子的7-{6′-{6″-[6_-(6_′-(6_″-氨己酰)-氨己酰-)氨己酰-]氨己酰-}-氨己基-氨甲酰氧基-4-胍基-Neu5Ac2en(化合物2c)。因而聚合物的分子量估计为860KDa,每个单位的4-胍基-Neu5Ac2en的平均MW为2000。
实施例12聚赖氨酸/70-150KDa上的聚合-多价7-辛二酸氨酰-己基-氨甲酰氧基-4-胍基-Neu5Ac2en(5mole%)的制备
将7-氨己基-氨甲酰氧基-4-胍基-Neu5Ac2en(化合物2a,6.4mg,0.0135mmol)和二琥珀酰亚氨基辛二酸酯(5mg,0.0135mmol)的嘧啶(0.1ml)和DMF(0.1ml)的混合溶液在30℃下搅拌3小时,然后真空蒸发干燥。残留物用乙醚(10ml×3)溶解干燥得到活化的酯。再与聚赖氨酸HBr盐(MW70,000-150,000)(10mg,0.0485mmol)在水(0.4ml),DMSO(0.25ml),DMF(0.6ml),和嘧啶(0.4ml)的混合物的溶液合并。所得的混合液再室温下搅拌10小时,再对水透析72小时。然后用水(10ml)稀释,加热至50℃,然后过滤。过滤液冷冻干燥得到白色固体状题述聚合物(5mg)。
1H-nmr(D2O)表明聚合物载体上每100个赖氨酸单位中含有5个分子的7-辛二酸氨酰-己基氨甲酰氧基4-胍基-Neu5Ac2en。因而一个聚合的4-胍基-Neu5Ac2en的平均MW为5140。
实施例13聚谷氨酸/50-100KDa上的聚合-多价7-{2′-[2″-(2_-氨基乙氧基)-乙氧基]-乙基}-氨甲酰氧基-4-胍基-Neu5Ac2en(3.2mole%)的制备
在聚谷氨酸钠盐(MW50,000-100,000)(10mg,0.0657mmol)的水(0.6ml)溶液中加入1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(9.6mg,O.050mmol)和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(10.9mg,O.050mmol)。混合物在室温下搅拌25分钟,然后与7-{2′-[2″-(2_-氨基乙氧基)-乙氧基]-乙基}-氨甲酰氧基-4-胍基-Neu5Ac2en.TFA盐(化合物2d,4.1mg,0.0081mmol)在水(0.1ml)和嘧啶(0.1ml)中的溶液混合。所得混合物在室温下搅拌2小时,再对水透析3天,最后冻干得到白色固体状题述聚合物(9.5mg)。
1H-nmr(D2O)表明聚合物中载体上每100个谷氨酸单位含有3.2个分子的7-{2′-[2″-(2_-氨基乙氧基)-乙氧基]-乙基}-氨甲酰氧基-4-胍基-Neu5Ac2en。每个聚合的4-胍基-Neu5Ac2en的平均MW为5250。
实施例14与化合物2c和辣根过氧化物酶缀合的N-羟乙基聚丙烯酰胺的制备
将化合物(2c)的TFA盐(6mg,0.0057mmol)加入到pNAS(见实施例6的b部分)(20mg,0.118mmol的NAS)的DMF(1ml)溶液中。将三乙胺(20μl)加入到此澄清的溶液中,在室温下搅拌3天。将上述的反应混合物的一半加入到辣根过氧化物酶(17mg)的水(4ml)溶液中,混合物在4℃放置几天。将乙醇胺(0.5ml 10%的水溶液)加入到混合物中抑制剩余的聚丙烯酸活化的酯。2小时后混合物对水透析3天,然后将透析后的液体冻干得到蓬松的暗褐色粉状的聚合缀合物。
实施例15本发明的化合物与流感病毒神经氨酸酶结合的测定
两种甲型流感病毒和一种乙型流感病毒用于测试本发明化合物结合病毒流感神经氨酸酶的能力。甲型流感病毒的重排株是A/NWS/34-tern/Australia/G70C/75(H1N9)或A/NWS/Tokyo/3/67/H1N2,乙型流感病毒株是B/Victoria/02/87。神经氨酸酶试验按照文献(Potier,M.,等,分析生物化学,1979 94 287)中的程序进行。测出的抑制常数(IC50)总结于表6中。
这些大分子的抑制常数的计算是基于每个附着的GG167衍生物
单位的分子量所进行的,如具有与10%的丙烯酰胺单位结合的GG167衍生的分子的聚丙烯酰胺5c的分子量定为1293。表6本发明的化合物对流感病毒神经氨酸酶的结合常数
化合物 NWS/Tokyo NWS/G70C B/Vic/02/87
 3a3b3d4a4b4c4d5a5b5c5d5eGG167(Ⅰ)DANA 1×10-82×10-91×10-81×10-85×10-81×10-71×10-73×10-81×10-81×10-84×10-82×10-81×10-96×10-6 7×10-92×10-91×10-89×10-93×10-87×10-81×10-73×10-82×10-82×10-84×10-83×10-81×10-96×10-6 2×10-8--2×10-81×10-7-------1×10-8-
实施例16利用化合物4d在ELISA板上检测流感病毒
将大约1×108pfu/ml的甲型流感病毒NWS/G70C的磷酸缓冲盐(PBS)病毒溶液(50μl)直接加入到96孔ELISA平板(Dyatech)的孔中,于4℃放置过夜以使病毒结合。洗涤后将平板以标准的程序用PBS-Tween20封闭,然后将化合物4d的连续稀释液加入ELISA平板上各行的孔中,GG167单位的浓度从1μM开始降至10-10M。作为对照,将连续稀释的生物素酰化的单克隆抗-神经氨酸酶NC10抗体(L.C.Gruen,免疫学方法杂志,1994 168 91)加入到ELISA平板的另一行中。温育1小时后洗涤平板除去未结合的化合物,然后用链霉抗生物素蛋白-HRPO(Boehringer-Mannheim)检测病毒,以ABTS(Sigma)作为显色底物温育大约30分钟。
约10-9M的化合物4d的浓度就可检测到病毒,并且随着化合物浓度的增加,可观察到增强的信号。因此大约每孔中5×106的病毒颗粒就能够被化合物4d检测到。生物素酰化的抗体给出了相类似的信号水平。
实施例17流感病毒和化合物3a的复合物的捕获和检测
为了用GG167-生物素衍生物包被病毒颗粒,将10μl的NWS/G70C甲型流感病毒(1×108pfu/ml)与不同浓度的化合物3a一起在ELISA平板上间隔行的孔中预温育1小时。使用半对数稀释的化合物3a,GG167单位的浓度从1μM开始降至0.00001M。然后将病毒-化合物的复合物转移至一块已经预先包被好抗生物素蛋白的ELISA平板上,温育1小时捕获。平板用PBS-Tween20洗涤,捕获的病毒用针对病毒血细胞凝聚素的多克隆兔抗体按照标准的程序进行检测。
0.1μM浓度的化合物3a得出了最佳的结果,它能够检测出106pfu的病毒。化合物浓度越高,信号越弱,这可能是由于一些抗生物素蛋白的位点被游离的化合物3a封闭了,而在低浓度下(<0.001μM),检测信号也弱,这可能是因为没有足够的化合物来完全结合所有的病毒颗粒。
实施例18利用链霉抗生物素蛋白-辣根过氧化物酶直接检测流感病毒-GG167-蛋白-生物素缀合物
按照实施例17中所述的类似程序,利用化合物4d,用链霉抗生物素蛋白-辣根过氧化物酶替代抗-血细胞凝聚素抗体,直接地检测结合的病毒。
实施例19利用本发明的大分子抑制流感的血细胞凝聚作用
按照文献中描述的标准方法(例如参见美国化学协会杂志,1997119 4103及其中所引用的文献),检测了本发明的化合物对流感病毒株X-31(H3N2),G70C和Tokyo A的血细胞凝聚作用(HAI)的抑制能力。在12个微滴定平板的孔中,用2倍连续稀释的聚合的GG167缀合物的PBS溶液进行HAI试验。将病毒PBS悬液稀释至4HA单位,加入到孔中。4℃下2小时后,每孔中加入0.5%鸡红细胞悬液。4℃下1小时后,测定阻止鸡红细胞凝聚的最低抑制物浓度。结果总结于表7中。
表7:
    化合物     抑制红细胞凝聚的最低浓度(GG167单位的μM)
    G70C     TOKYO     X-31
 聚丙烯酰胺(假定的分子量为20000,未取代的)     187.5     187.5     93.75
 5f     7.8     7.8     7.8
 5g     11.7     31.25     23.4
 6c     2.93      -     3.91
 Fetuin(对照)     0.73     5.86   <0.48
实施例20利用本发明的大分子抑制流感病毒的复制
按照文献中描述的标准方法(例如参见Watanabe等,病毒学方法杂志,1994,48,257),检测了本发明的化合物对甲型流感病毒复制的抑制能力。试验利用MDCK细胞进行,结果列于表8中。结果以50%的抑制细胞毒素效应(ID50(μg/ml))时化合物的最低浓度来表示,是利用回归分析程序对半对数曲线拟合计算得出的。结果表明在抗病毒活性上所有附着有GG167衍生物的大分子都强于未被其取代的骨架分子。结果还显示多数聚合的化合物比其单体配基(化合物2c)更具活性,尤其是在根据GG167单位的摩尔浓度进行计算时。每一个化合物的治疗指数是以最小细胞毒药物浓度(MTC)除以ID50而计算出的。
表8
 化合物(每个GG167单位的分子量) ID50(μg/ml) MTC     治疗指数
 GG167(332) <0.32 >100 >312.5
 2c(1,040) 3.0 >100 >32.8
 3d(10,000) 1.24 >100 >80.9
 5a(1,451) <0.32 >100 >312.5
 5g(2,400) 1.48 >100 >67.4
 5h(4,500) 1.22 >100 >81.8
 5i(5,000) 1.11 >100 >89.6
 5j(4,000) 3.20 >100 >31.2
 5k(4,500) 0.46 >100 >215.6
 聚丙烯酰胺(未取代的) 94.7 >100 >1.06
 6a(5,770) 26.7 >100 >3.75
 6c(5,700) 0.31 >100 >322.3
 6d(6,800) 3.00 >100  33.3
 6e(8,480) 21.9 >100  4.56
 6f(7,270) 7.2 >100 >13.9
 6g(11,750) 43.6 >100 >2.29
 6h(17,850) 23.6 >100 >4.24
 6i(未取代的苄基葡聚糖) >100 >100  -
 6j(未取代的苄基葡聚糖) >100 >100 -
 实施例11(1,980) <0.32 >100 >312.5
 实施例12(5,140) 0.45  100 221.1
 实施例13(5,250) 0.39 >100 >258.7
 Ribavirin 1.0-2.6 >32 >12.22-31.98
显然对于本领域的熟练技术人员来说,本发明以一些细节加以描述,是出于阐明和理解的目的。在本文所公开的发明概念的范围内,对所描述的实施方案和方法可以做出修改和变化。
本文引用的文献列于下页中,供参考。

Claims (29)

1.一种大分子化合物,所说的化合物附着有一个或多个可结合流感病毒神经氨酸酶的活性位点而不被神经氨酸酶所切割的分子(神经氨酸酶结合物)。
2.如权利要求1所述的大分子化合物,其中神经氨酸酶结合物通过一个间隔基或连接基团附着于该分子,从而神经氨酸酶结合物在空间上不被该大分子的骨架所阻碍。
3.如权利要求1或权利要求2所述的大分子化合物,其中神经氨酸酶结合物具有的10-6M或更低的IC50
4.如权利要求1至3任一项所述的大分子化合物,其中神经氨酸酶结合物为一种唾液酸衍生物。
5.如权利要求4所述的大分子化合物,其中唾液酸化合物是唾液酸结构的第7位被官能化的化合物(Ⅰ)化合物(Ⅰ)GG167
6.式(Ⅱ)所示的如权利要求1至5任一项所述的大分子化合物,
(X-Y)n-M-(Z)m(Ⅱ)
其中,X是结合神经氨酸酶的2,3-脱氢唾液酸衍生物(2)
它通过一个间隔基团Y在第7位与大分子M相连,Z是该大分子上一个任选的另外的取代基,
其中间隔基团Y与W基团相连,且
其中R代表叠氮基基团,非取代的或取代的胍基基团,或者非取代的或取代的氨基基团;
R2代表COCH3,COCF3,SO2CH3或SO2CF3
W代表O(C=O)NH,O(C=S)NH,NH(C=O)NH或NH(C=S)NH,并且它通过NH附着于基团Y;
m为一个在0至1000之间的整数;以及
n为一个在0至1000之间的整数,
间隔基团Y为一个由选自碳,氮,氧和硫的原子组成的最大可达1000个原子的任意取代链;以及
大分子M是一个分子量在104至107之间的合成或天然的聚合物,蛋白,抗体或酶,其与间隔基团Y共价地或非共价地连接。
7.式(ⅡA)所示的如权利要求1至3任一项所述的大分子化合物,
(X′-Y)n-M-(Z)m    (ⅡA)
其中X′为一个结合神经氨酸酶的如式(2a)所示的环己烯衍生物,
Figure A9719972800031
它通过乙醚侧臂连接,R,R2,Y,n和m如权利要求6中的定义,R1和W′是亲脂性的C1-C12烷基或亚烷基基团,它们任选地被一个或多个卤素原子或烷氧基,卤化烷氧基或任意取代的芳香基基团所取代。
8.如权利要求6或7所述的大分子化合物,其中的Z是一个结合血细胞凝聚素的基团。
9.如权利要求6或7所述的大分子化合物,其中的Z是一个用作可检测标记的基团。
10.如权利要求6或7所述的大分子化合物,其中的Z是生物素或荧光分子。
11.如权利要求6或7所述的大分子化合物,其中的Z是一种检测试验中适用的酶。
12.如权利要求6或7所述的大分子化合物,其中的Z是一个带有可适合于将该大分子结合于一个表面的末端官能性的基团。
13.如权利要求12所述的大分子化合物,其中的Z是NH2,SH,CO2H,CHO,或CH=CH2
14.如权利要求6至13任一项所述的大分子化合物,其中的间隔基团Y选自氨烷基基团,(聚)氨基酸,线性肽,寡糖和多糖,聚乙二醇单位,氨基二烷基脲,其中每一种可以单独使用也可以联合使用。
15.如权利要求14所述的大分子化合物,其中的Y是末端氨基基团。
16.如权利要求6至15任一项所述的大分子化合物,其中的大分子M选自蛋白,酶,抗体,水溶性合成聚合物,多糖,聚氨基酸。
17.如权利要求6至15任一项所述的大分子化合物,其中的大分子M选自牛血清白蛋白(BSA),辣根过氧化物酶(HRP),抗生物素蛋白,链霉抗生物素蛋白或中性抗生物素蛋白,和免疫球蛋白。
18.如权利要求6至15任一项所述的大分子化合物,其中的大分子M选自多糖,聚丙烯酰胺,聚乙二醇,聚脲,多元酸,聚酯,聚酰胺和N-(2-羟基丙基)甲基丙烯酰胺(HMPA),所述的大分子是药物学可接受的。
19.如权利要求6至18任一项所述的大分子化合物,其中的R是被甲基,乙基,烯丙基,氨基,氰基或硝基取代的胍基或氨基基团。
20.如权利要求6所述的大分子化合物,其中的X一个式(2)所示的化合物,其中
R为胍基,R2为乙酰基,W为基团O(=CO)NH而间隔物Y是一个由6至60个碳,氮和氧原子组成的链。
21.一种流感病毒的检测方法,其步骤包括将怀疑感染所说病毒的样品与权利要求1至20任一项所述的能够特异结合流感病毒神经氨酸酶的活性位点的化合物相混合。
22.如权利要求21所述的方法,其中的化合物通过共价结合或者非特异结合附着于一个表面,且其中的间隔基团Y的长度足以使神经氨酸酶结合单位X暴露于大分子M的表面而对病毒颗粒起作用。
23.如权利要求21或22所述的方法,其是一种选择性捕获试验,选择性检测试验,或者选择性捕获-选择性检测联合试验。
24.一种治疗甲型或乙型流感的药物组合物,其包含本发明的化合物及药学可接受的载体,优选地是如权利要求1至7,13,14和18至20中任一项所述的化合物,或其药物学可接受的衍生物,其中该化合物具有对神经氨酸酶小于5μg/ml的ID50
25.如权利要求24所述的组合物,其中该化合物是如权利要求6或7所述的化合物。
26.如权利要求24或25所述的组合物,其进一步含有一种或多种其它的药学活性剂。
27.如权利要求24或25所述的组合物,其中其它的药学活性剂是一种抗病毒剂。
28.一种治疗哺乳动物包括人的流感病毒感染的方法,其包括对需要此种治疗的动物施用有效量的本发明的化合物的步骤,该化合物优选地是如权利要求1至7,13,14和18至20中任一项所述的化合物,或其药物学可接受的衍生物,其中该化合物具有对神经氨酸酶小于5μg/ml的ID50
29.如权利要求1至7,13,14和18至20中任一项所述的化合物在制备治疗流感病毒感染的药物中的应用,其中该化合物具有对神经氨酸酶小于5μg/ml的ID50
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