專利名稱：作為cftr調控劑的氮雜吲哚衍生物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ATP-結合盒(ATP-Binding Cassette) (〃ABC〃)轉運蛋白或其片段的調控劑，包括囊性纖維化跨膜傳導調節(jié)劑("CFTR")、其組合物和相關方法。本發(fā)明也涉及使用這類調控劑治療ABC轉運蛋白介導疾病的方法。
背景技術：
ABC轉運蛋白是膜轉運蛋白家族，調節(jié)多種藥理成分、潛在毒性藥物和異生素以及陰離子的轉運。ABC轉運蛋白是同源性膜蛋白，它們結合和利用細胞三磷酸腺苷(ATP)供它們的特異性活性。這些轉運蛋白中有些被發(fā)現(xiàn)是多藥耐受性蛋白(象MDRl-P糖蛋白或多藥耐受性蛋白MRP1)，為惡性癌細胞防御化學治療劑。迄今已經鑒別了 48種ABC轉運蛋白，基于它們的序列同源性和功能分為7個家族。ABC轉運蛋白在體內調節(jié)多種重要的生理角色，并且提供對有害環(huán)境化合物的防御。因為如此，它們代表重要的潛在藥物靶，用于治療與該轉運蛋白缺陷有關的疾病，防止藥物從靶細胞中轉運出去，和干預其他其中ABC轉運蛋白活性的調控可能是有益的疾病。普遍與疾病有關的一種AB C轉運蛋白家族成員是cAMP/ATP-介導的陰離子通道CFTR。CFTR在多種細胞類型中被表達，包括吸收性和分泌性上皮細胞，在那里它調節(jié)陰離子的跨膜流動以及其他離子通道和蛋白質的活性。在上皮細胞中，CFTR的正常功能發(fā)揮是維持電解質在體內各處轉運的關鍵，包括呼吸和消化組織。CFTR由大約1480個氨基酸組成，它們編碼由跨膜結構域的串聯(lián)重復要素所構成的蛋白質，各自含有六個跨膜螺旋和一個核苷酸結合結構域。兩個跨膜結構域通過大型極性調節(jié)性(R)-結構域連接，具有多個調節(jié)通道活性和細胞運輸?shù)牧姿峄稽c。編碼CFTR的基因已被鑒別和測序(參見Gregory, R.J.等人(1990) Nature347:382-386 ；Rich, D.P.等人(1990) Nature 347:358-362 ；Riordan, J.R.等人(1989)Science 245:1066-1073)。這種基因的缺陷引起CFTR突變，導致囊性纖維化(“CF”)，這是人類最常見的致命性遺傳疾病。囊性纖維化影響大約兩千五百分之一的美國新生兒。在全部美國人口中，多達一千萬人攜帶有缺陷基因的單一副本，沒有明顯的疾病效應。相反，帶有兩個CF相關基因副本的個體患有CF的衰弱與致命性效應，包括慢性肺疾病。在囊性纖維化患者中，在呼吸道上皮中被內源性表達的CFTR的突變引起頂端陰離子分泌減少，導致離子和體液轉運的失衡。所致陰離子轉運疾病對肺中粘液蓄積增強和伴隨微生物感染有貢獻，最終導致CF患者死亡。除了呼吸疾病以外，CF患者通常患有胃腸問題和胰腺機能不全，如果不加治療則導致死亡。另外，大多數(shù)囊性纖維化男性是不育的，囊性纖維化女性的生育力降低。與兩個CF相關基因副本的嚴重效應相反，帶有單一 CF相關基因副本的個體表現(xiàn)對霍亂和腹瀉所致脫水的抗性增加——這也許解釋了人群內相對高頻率的CF基因的原因。
CF染色體CFTR基因的序列分析已經揭示了多種致病性突變(Cutting，G.R.等人(1990)Nature 346:366-369 ；Dean, Μ.等人(1990)Cell61:863:870 ；and Kerem, B-S.等人(1989)Science 245:1073-1080 ；Kerem, B-S 等人(1990)Proc.Natl.Acad.Sc1.USA87:8447-8451)。迄今已經鑒別了 1000種以上致病性CF基因突變(http://www.genet,sickkids.0n.ca/cftr/)。最常見的突變是CFTR氨基酸序列508位苯丙氨酸的缺失,普遍被稱為AF508-CFTR。這種突變發(fā)生在大約70%的囊性纖維化病例中，與嚴重的疾病有關。AF508-CFTR中508殘基的缺失防止初生蛋白正確地折疊。這導致該突變蛋白不能退出內質網(“ER”)和運輸至質膜。其結果是，膜中通道數(shù)量遠遠少于表達野生型CFTR的細胞。除了運輸減低以外，突變還導致有缺陷的通道門控?？傊?，膜中通道數(shù)量減少和有缺陷的門控引起跨越上皮的陰離子轉運減少，引起有缺陷的離子和體液轉運(Quinton,P.M.(1990), FASEB J.4:2709-2727)。不過，研究已經顯示，膜中 ΛF508-CFTR 的數(shù)量減少是功能性的，盡管少于野生型CFTR(Dalemans等人(1991)，Nature Lond.354:526-528 ；Denning 等人，supra ;Pasyk 和 Foskett (1995), J.Cell.Biochem.270:12347-50)。除了Δ F508-CFTR以外，其他導致有缺陷的運輸、合成和/或通道門控的致病性CFTR突變可能被增量或減量調節(jié)，以改變陰離子分泌和修改疾病進展和/或嚴重性。盡管CFTR除了陰離子以外還轉運多種分子，不過顯然這種角色(陰離子的轉運)代表了跨越上皮轉運離子和水的重要機理中的一種要素。其他要素包括上皮Na+通道、ENaC、Na+/2C17K+共同轉運蛋白、Na+-K+-ATP酶泵和基底外側膜K+通道，它們負責攝取氯化物進入細胞。這些要 素一起發(fā)揮作用，經由它們在細胞內的選擇性表達和定位實現(xiàn)跨越上皮的定向轉運。借助存在于頂端膜上的ENaC與CFTR和在細胞基底外側表面上表達的Na+-K+-ATP酶泵與Cl—通道的協(xié)調活性，發(fā)生氯化物的吸收。氯化物從腔側的次級主動轉運引起細胞內氯化物的蓄積，然后可以被動地經由Cl—通道離開細胞，導致向量轉運。Na+/2C17K+共同轉運蛋白、Na+-K+-ATP酶泵和基底外側膜K+通道在基底外側表面上的排列和腔側上的CFTR協(xié)調氯化物經由腔側上CFTR的分泌。因為水可能從不主動轉運自己，它跨越上皮的流動依賴于由鈉和氯的大量流動所生成的微小跨上皮滲透梯度。除了囊性纖維化以外，CFTR活性的調控也可以有益于其他不直接由CFTR突變所導致的疾病，例如分泌性疾病和其他由CFTR介導的蛋白質折疊疾病。這些疾病包括但不限于慢性阻塞性肺疾病(COPD)、干眼病和斯耶格倫氏綜合征。CCffD是以氣流受限為特征的，它是進行性的，不是完全可逆的。氣流受限是由于粘液分泌過多、肺氣腫和細支氣管炎。突變或野生型CFTR的活化劑提供COPD常見的粘液分泌過多和粘液纖毛廓清率減低的潛在治療。具體而言，增加跨越CFTR的陰離子分泌可以有利于體液轉運進入氣道表面液體，以水化粘液，優(yōu)化纖毛周圍的體液粘度。這將引起粘液纖毛廓清率增強和與CCffD有關的癥狀減少。干眼病是以淚水產生降低和異常淚膜脂質、蛋白質與粘蛋白行為為特征的。干眼有很多原因，其中一些包括年齡、Lasik眼手術、關節(jié)炎、藥物治療、化學/熱灼傷、變態(tài)反應和疾病，例如囊性纖維化和斯耶格倫氏綜合征。增加經由CFTR的陰離子分泌將增強體液從角膜內皮細胞和眼周圍分泌腺體的轉運，以增加角膜的水化作用。這將有助于緩解與干眼病有關的癥狀。斯耶格倫氏綜合征是一種自身免疫疾病，其中免疫系統(tǒng)攻擊體內各處產生水分的腺體，包括眼、口、皮膚、呼吸組織、肝、陰道和腸。癥狀包括眼、口和陰道干燥以及肺疾病。該疾病也與類風濕性關節(jié)炎、全身性紅斑狼瘡、系統(tǒng)性硬化和多肌炎/皮膚肌炎有關。有缺陷的蛋白質運輸據(jù)信會導致該疾病，治療選擇是有限的。CFTR活性調控劑可以水化各種受疾病影響的器官，幫助改善有關癥狀。正如上文所討論的，據(jù)信AF508-CFTR中508殘基的缺失防止初生蛋白正確地折疊，導致這種突變蛋白不能退出ER和運輸至質膜。其結果是，存在于質膜的成熟蛋白數(shù)量不足，上皮組織內氯化物的轉運顯著減少。事實上，這種ABC轉運蛋白被ER機構有缺陷的ER加工的細胞現(xiàn)象已被顯示不僅是CF疾病的基礎，而且是廣泛的其他孤立性與遺傳性疾病的基礎。ER機構可能發(fā)生故障的兩種方式要么是與蛋白質的ER輸出的偶聯(lián)喪失，引起降解，要么是這些有缺陷/誤折疊的蛋白質的ER蓄積[Aridor M,等人，Nature Med.,5 (7),pp 745-751 (1999) ；Shastry, B.S.,等人，Neurochem.1nternational,43, pp 1-7(2003)；Rutishauser, J.,等人，Swiss Med ffklv, 132, pp 211-222(2002) ;Morello，JP 等人，TIPS，21, pp.466-469(2000) ；Bross P.,等人，Human Mut.,14,pp.186-198(1999)]。與前一類 ER故障有關的疾病有囊性纖維化(由誤折疊的Afsos-Cftr引起，正如上文所討論的)、遺傳性肺氣腫(由al-抗胰蛋白酶非Piz變體弓I起)、遺傳性血色素沉著、凝血-纖維蛋白溶解缺陷(例如c蛋白缺陷)、ι型遺傳性血管水腫、脂質加工缺陷(例如家族性高膽固醇血)、I型乳糜微粒血、無β脂蛋白血癥、溶酶體貯存疾病(例如1-細胞疾病/假性Hurler)、粘多糖病(由溶酶體加工酶引起)、Sandhof/Tay_Sachs(由β -己糖胺酶引起)、Crigler_Naj jar II型(由UDP-葡糖醛基-Sialy c-轉移酶引起)、多內分泌病/高胰島素血、糖尿病(由胰島素受體引起)、拉倫侏儒癥(由生長激素受體引起)、髓過氧化物酶缺陷、原發(fā)性甲狀旁腺機能減退(由前促甲狀旁腺激素引起)、黑素瘤(由酪氨酸酶引起)。與后一類ER故障有關的疾病有聚糖病CDGl型、遺傳性肺氣腫(由α 1-抗胰蛋白酶PiZ變體引起)、先天性甲狀腺機能亢進、成骨不全(由1、I1、IV型前膠原引起)、遺傳性低纖維蛋白原血(由纖維蛋白原引起)、ACT缺陷(由α 1-抗凝乳蛋白酶引起)、尿崩癥(DI)、后葉激素運載蛋白性DI(由加壓素/V2-受體引起)、腎原性DI (由水通道蛋白II引起)、夏-馬-圖三氏綜合征(由外周髓磷脂蛋白22引起)、佩-梅二氏病、神經變性疾病(例如阿爾茨海默氏病(由β APP和早老蛋白引起)、帕金森氏病、肌萎縮性側索硬化、進行性核上性麻痹、皮克氏病)、若干聚谷氨酰胺神經病學疾患(例如亨廷頓氏病、I型脊髓小腦性共濟失調、脊髓與延髓肌肉萎縮、齒狀核蒼白球丘腦下核萎縮和肌強直性營養(yǎng)不良)以及海綿狀腦病(例如遺傳性克-雅二氏病(由朊病毒蛋白加工缺陷引起)、法布里氏病(由溶酶體α -半乳糖苷酶A引起)和斯-施二氏綜合征、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、干眼病和斯耶格倫氏綜合征。除了 CFTR活性的增量調節(jié)以外，通過CFTR調控劑來減少陰離子分泌也可以有益于分泌性腹瀉的治療，其中作為促分泌性活化的氯化物轉運的結果，上皮水轉運戲劇性地增加。該機理牽涉cAMP的升高和CFTR的刺激。盡管腹瀉有大量原因，不過由過量氯化物轉運所致腹瀉性疾病的主要后果是共同的，包括脫水、酸中毒、生長減退和死亡。急性與慢性腹瀉在世界很多地區(qū)代表了主要的醫(yī)學問題。腹瀉在不到五歲的兒童中既是營養(yǎng)不良的顯著因素，又是死亡的主導原因(5，000, 000例死亡/年)。分泌性腹瀉也是獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)和慢性炎性腸疾病(IBD)患者中的危險病癥。每年從工業(yè)化國家到發(fā)展中國家旅行的人中有一千六百萬人患上腹瀉，腹瀉病例的嚴重性和數(shù)量因旅行的國家和地區(qū)而異。牲畜和寵物、例如牛、豬、馬、綿羊、山羊、貓和狗的腹瀉也稱為家畜腹瀉病，是這些動物死亡的主要原因。腹瀉可以由任何重大轉變所致，例如斷奶或身體運動，以及響應于多種細菌或病毒感染，一般發(fā)生在動物壽命的前幾個小時內。最常見的致腹瀉性細菌是腸毒原性大腸桿菌(ETEC)，具有K99毛發(fā)抗原。腹瀉的常見病毒原因包括輪狀病毒和冠形病毒。其他感染性成分包括隱孢子蟲、蘭伯氏賈第蟲和沙門氏菌等等。輪狀病毒感染的癥狀包括水樣便的排泄、脫水和虛弱。冠形病毒導致更嚴重的新生動物疾病，具有比輪狀病毒感染更高的死亡率。不過經常是年幼動物可能同時感染有一種以上病毒或者病毒與細菌微生物的組合。這戲劇性地增加疾病的嚴重性。因此，需要ABC轉運蛋白活性的調控劑及其組合物，它們能夠用于調控哺乳動物細胞膜中ABC轉運蛋白的活性。需要用ABC轉運蛋白的這類調控劑來治療ABC轉運蛋白介導疾病的方法。需要在來自體內的哺乳動物細胞膜中調控ABC轉運蛋白活性的方法。需要CFTR活性調控劑，從而在哺乳動物細胞膜中調控CFTR活性。需要用這類CFTR活性調控劑治療CFTR介導疾病的方法。需要在來自體內的哺乳動物細胞膜中調控CFTR活性的方法。發(fā)明概述現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明化合物`及其藥學上可接受的組合物可用作ABC轉運蛋白活性特別是CFTR活性的調控劑。這些化合物具有通式1:
(RxX)x0 ,
δ rnI或其藥學上可接受的鹽，其中Ar1、Rn、環(huán)A、環(huán)B、X、Rx和χ如下文所描述。這些化合物及其藥學上可接受的組合物可用于治療多種疾病、疾患或病癥或者減輕其嚴重性，包括但不限于囊性纖維化、遺傳性肺氣腫、遺傳性血色素沉著、凝血-纖維蛋白溶解缺陷(例如C蛋白缺陷)、I型遺傳性血管水腫、脂質加工缺陷(例如家族性高膽固醇血)、1型乳糜微粒血、無β脂蛋白血癥、溶酶體貯存疾病(例如1-細胞疾病/假性Hurler)、粘多糖病、Sandhof/Tay-Sachs、Crigler-Najjar II型、多內分泌病/高胰島素血、糖尿病、拉倫侏儒、髓過氧化物酶缺陷、原發(fā)性甲狀旁腺機能減退、黑素瘤、聚糖病CDGl型、遺傳性肺氣腫、先天性甲狀腺機能亢進、成骨不全、遺傳性低纖維蛋白原血、ACT缺陷、尿崩癥(di)、后葉激素運載蛋白性d1、腎原性D1、夏-馬-圖三氏綜合征、佩-梅二氏病、神經變性疾病(例如阿爾茨海默氏病、帕金森氏病、肌萎縮性側索硬化、進行性核上性麻痹、皮克氏病)、若干聚谷氨酰胺神經病學疾患(例如亨廷頓氏病、I型脊髓小腦性共濟失調、脊髓與延髓肌肉萎縮、齒狀核紅核蒼白球丘腦下核萎縮和肌強直性營養(yǎng)不良)以及海綿狀腦病(例如遺傳性克-雅二氏病、法布里氏病和斯-施二氏綜合征)、C0PD、干眼病和斯耶格倫氏病。
發(fā)明詳細內容1.本發(fā)明化合物的一般說明:本發(fā)明涉及可用作ABC轉運蛋白活性特別是CFTR活性的調控劑的式I化合物:
權利要求
1.式I化合物:
2.權利要求1的化合物，其中Ar1是可選被取代的環(huán)，選自:
3.權利要求1的化合物，其中Rx是R1、R2或R3，或者兩個Rx是兩個相鄰R1，一起形成 、
4.權利要求1的化合物，其中環(huán)A選自:
5.權利要求1的化合物，其中所述化合物具有式II:
6.權利要求1的化合物，其中所述化合物具有式IIIA或式IIIB:
7.權利要求1的化合物，其中所述稠合于環(huán)B的環(huán)選自:
8.權利要求1的化合物，其中所述化合物具有式IVA、式IVB或式IVC:
9.權利要求1的化合物，其中所述化合物具有式VA、式VB或式VC:
10.權利要求1的化合物，其中所 述化合物選自下列:
11.藥物組合物，包含 (i)權利要求1的化合物；和 ( )藥學上可接受的載體。
12.權利要求11的組合物，進一步包含其它藥劑，選自粘液溶解劑、支氣管擴張劑、抗生素、抗感染劑、抗炎劑、CFTR糾正劑或營養(yǎng)劑。
13.權利要求1的化合物在制備用于調控細胞膜中的ABC轉運蛋白的藥物中的用途。
14.權利要求13的用途，其中所述ABC轉運蛋白是CFTR。
15.用于體外或體內測量生物樣品中ABC轉運蛋白或其片段活性的藥盒，包含: ⑴包含權利要求1的化合物的第一組合物；和 ( )關于如下內容的說明書: a)使該組合物與該生物樣品接觸； b)測量所述ABC轉運蛋白或其片段的活性。
16.式I化合物在制備用于治療牽涉ABC轉運蛋白活性的病癥、疾病或疾患的藥物中的用途:
17.權利要求16的用途，其中Ar1是可選被取代的環(huán)，選自:
18.權利要求16的用途，其中Rx是R1、R2或R3，或者兩個Rx是兩個相鄰R1，一起形成
19.權利要求16的用途，其中環(huán)A選自:
20.權利要求16的用途，其中所述化合物具有式I1:
21.權利要求16的用途，其中所述化合物具有式IIIA或式IIIB:
22.權利要求16的用途，其中所述稠合于環(huán)B的環(huán)選自:
23.權利要求16的用途，其中所述化合物具有式IVA、式IVB或式IVC:
24.權利要求16的用途，其中所述化合物具有式VA、式VB或式VC:
25.權利要求16的用途，其中所述ABC轉運蛋白是CFTR。
26.權利要求16的用途，其中所述病癥、疾病或疾患選自囊性纖維化、遺傳性肺氣腫、遺傳性血色素沉著、凝血-纖維蛋白溶解缺陷，例如C蛋白缺陷、I型遺傳性血管水腫、脂質加工缺陷,例如家族性高膽固醇血、I型乳糜微粒血、無β脂蛋白血癥、溶酶體貯存疾病,例如 1-細胞疾病 / 假性 Hurler、粘多糖病、Sandhof/Tay-Sachs、Crigler_Naj jar II 型、多內分泌病/高胰島素血、糖尿病、拉倫侏儒、髓過氧化物酶缺陷、原發(fā)性甲狀旁腺機能減退、黑素瘤、聚糖病CDGl型、遺傳性肺氣腫、先天性甲狀腺機能亢進、成骨不全、遺傳性低纖維蛋白原血、ACT缺陷、尿崩癥(di)、后葉激素運載蛋白性d1、腎原性D1、夏-馬-圖三氏綜合征、佩-梅二氏病、神經變性疾病，例如阿爾茨海默氏病、帕金森氏病、肌萎縮性側索硬化、進行性核上性麻痹、皮克氏病、若干聚谷氨酰胺神經病學疾患，例如亨廷頓氏病、I型脊髓小腦性共濟失調、脊髓與延髓肌肉萎縮、齒狀核紅核蒼白球丘腦下核萎縮和肌強直性營養(yǎng)不良以及海綿狀腦病，例如遺傳性克-雅二氏病、法布里氏病和斯-施二氏綜合征、C0PD、干眼病和斯耶格倫氏病。
全文摘要
本發(fā)明涉及ATP-結合盒("ABC")轉運蛋白或其片段的調控劑，包括囊性纖維化跨膜傳導調節(jié)劑("CFTR")、其組合物和相關方法。本發(fā)明也涉及使用這類調控劑治療ABC轉運蛋白介導疾病的方法。
文檔編號A61P7/00GK103159760SQ20131002039
公開日2013年6月19日 申請日期2007年11月2日 優(yōu)先權日2006年11月3日
發(fā)明者S·哈迪達魯阿, 周競蘭, M·米勒, B·貝爾 申請人:沃泰克斯藥物股份有限公司