專利名稱：Dpiv抑制劑的前藥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二肽基肽酶Ⅳ(DP Ⅳ)抑制劑的前藥化合物，該前藥化合物的通式為A-B-C，其中A是氨基酸，B是A和C之間的化學鍵或者是氨基酸，而C是DPⅣ的穩(wěn)定抑制劑。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，因為酶活性的相關(guān)的暫時性下降，給藥哺乳動物血液中DP Ⅳ或者DP Ⅳ類似酶活性的抑制劑(效應(yīng)物)，可使DP Ⅳ和DP Ⅳ樣酶導(dǎo)致的內(nèi)源性(或者其他外源性給藥的)促胰島素肽胃抑制劑多肽1-42(GIP1-42)和胰高血糖素樣肽酰胺-17-36(GLP-17-36)(或者GLP-17-37或者其類似物)分解的下降，因此減少或延遲了這些肽激素或其類似物濃度的下降。(內(nèi)源性存在或者外源性引入的)腸降血糖素或其類似物的更高穩(wěn)定性，其是由于DP Ⅳ效應(yīng)物的作用，增加了胰腺中Langerhans細胞的腸降血糖素的促胰島素性刺激作用的有效性，并改變了身體本身的胰島素作用，導(dǎo)致對治療生物中碳水化合物代謝的刺激作用。其結(jié)果是，所治療生物的血清中的血糖濃度下降至高血糖的特征葡萄糖濃度以下。因此，用DP Ⅳ抑制劑可防止或者緩解代謝異常，如過重、葡糖尿、高脂血、以及可能嚴重的代謝酸中毒和糖尿病，它們是血糖濃度長期升高的結(jié)果(參見DE 196 16 486)。
借助于DP Ⅳ抑制劑還可經(jīng)驗性地防止HIV對CD 26(DP Ⅳ)陽性細胞的滲透(參見WAKSELMAN,M.,NGUYEN,C.,MAZALEYRAT,J.-P.,CALLEBAUT,C.,KRUST,B.,HOVANESSIAN,A.G.用CD 26的DPPⅣ活性的強效環(huán)肽抑制劑抑制HIV-1對CD 26陽性而不是CD26細胞的感染(Inhibition of HIV-1 infection of CD 26+but not CD 26-cells by apotent cyclopeptidic inhibitor of the DPP Ⅳ activity of CD 26).Abstract P44of the 24th European Pertide Symposium 1996)。
還發(fā)現(xiàn)DP Ⅳ可調(diào)節(jié)神經(jīng)活性肽的活性，如神經(jīng)肽Y和CLIP(參見MENTLEIN,R.,DAHMS,P.,GRANDT,D.,KRUGER,R.,用二肽基肽酶Ⅳ對神經(jīng)肽Y和肽YY的蛋白酶解加工(Proteolytic processing of neuropeptideY and peptide YY by dipeptidyl peptidase Ⅳ).Regul.Pept.49,133(1993)；WETZL,W.,WAGNER,T.,VOGEL,D.,DEMUTH,H.-U.,BALSCHUN,D.,CLIP片段ACTH 20-24對REM睡眠期持續(xù)時間的作用(Effects of theCLIP fragment ACTH 20-24 on the duration of REM sleep episodes).Neuropeptides,31,41(1997))。
因此，本發(fā)明的目的是提供DP Ⅳ的效應(yīng)物，其與已知的抑制劑相比具有更高的作用，而且可暫時限制作用的啟動。
該目的是通過二肽基肽酶Ⅳ(DPⅣ)抑制劑的前藥化合物來解決的，該前藥化合物具有通式A-B-C，其中A是氨基酸，B是A和C之間的化學鍵或者是氨基酸，而C是DPⅣ的穩(wěn)定抑制劑。
令人驚奇的是，該類掩蔽成前藥的抑制劑與未經(jīng)掩蔽的抑制劑相比具有顯著增加的活性當使用相同量的未掩蔽抑制劑和根據(jù)本發(fā)明的前藥化合物時，如表4所示，在Wistar大鼠中使葡糖耐量提高最多至75％。
鑒于以下事實該提高更是令人驚奇的，即、已經(jīng)發(fā)現(xiàn)100％的DP Ⅳ未掩蔽抑制劑被哺乳動物的胃腸道吸收，并進入身體的血管腔中。因此，人們一直認為僅是用于防止口服給藥的化合物在胃腸道中分解的前藥化合物不會使抑制劑的活性增加。另外，還應(yīng)提到的是沒有任何原因可以使本領(lǐng)域技術(shù)人員在上述事實的基礎(chǔ)上尋求改性抑制劑，即使前藥化合物本身是已知的；例如參見PCT/US97/09421。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所用的前藥化合物中B是脯氨酸、羥基脯氨酸、噻唑烷羧酸、脫氫脯氨酸、2-哌啶酸、氮雜環(huán)丁烷羧酸或者氮丙啶羧酸，其中特別優(yōu)選脯氨酸和羥基脯氨酸。B優(yōu)選代表在A和C之間的肽鍵或者通過肽鍵連接在A和C上。
根據(jù)本發(fā)明的前藥化合物還具有根據(jù)個體患者的需要釋放DP Ⅳ抑制劑的優(yōu)點。
當根據(jù)本發(fā)明的前藥化合物與DP Ⅳ分子相互作用時，其被酶斷裂為A-B基團和抑制劑C。抑制劑C將抑制DP Ⅳ分子，使其不能進一步斷裂該化合物。如果還存在DP Ⅳ分子，前藥化合物將繼續(xù)被斷裂(如果已給藥足夠量的相應(yīng)化合物)，直至抑制最后的DP Ⅳ分子。剩余的化合物不再被分解，并由此構(gòu)成抑制劑儲存，直至DP Ⅳ分子的濃度又一次升高或者抑制劑分子被DP Ⅳ置換或者抑制劑分子被消除或失活，根據(jù)本發(fā)明的前藥化合物再被斷裂并由此釋放抑制劑。
因此本發(fā)明的再一個優(yōu)點是，每種生物將釋放抑制已有DP Ⅳ所需要的精確量的抑制劑，其在每個情況下都是不同的。例如如果患者具有高濃度的DP Ⅳ，則就釋放大量的抑制劑；而如果僅有略高濃度的DP Ⅳ，則釋放少量的抑制劑。
另外，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的前藥化合物是其中C為氨基?；量┩榛?pyrrolidide)、氨基?；邕蛲榛?thiazolidide)或者N-二肽基、O-?；u胺的化合物。這些抑制劑已經(jīng)表明它們本身是特別有活性的DPⅣ抑制劑。此等抑制劑的例子可以是Ile-Thia、Ile-Pyr、Val-Thia和Val-Pyr。
根據(jù)本發(fā)明抑制劑(組分C)也可以是鹽形式，優(yōu)選為有機鹽，如乙酸鹽、琥珀酸鹽、酒石酸鹽、或富馬酸鹽，或者優(yōu)選是無機酸鹽如硫酸鹽或者磷酸鹽。特別優(yōu)選的是富馬酸鹽。
特別優(yōu)選的化合物是其中A-B是式Ile-Pro或者Gly-Pro的二肽。
本發(fā)明因此涉及絲氨酸肽酶二肽基肽酶Ⅳ抑制劑的新型前藥化合物，該前藥化合物可用于治療各種疾病，特別是治療與糖尿病有關(guān)的代謝紊亂。
本發(fā)明前藥化合物的再一個優(yōu)點是，合適地選擇基團A-B可以暫時性控制DP Ⅳ抑制劑的作用起始和作用持續(xù)時間。具體而言，從根據(jù)本發(fā)明的前藥化合物中釋放基團A-B取決于基團A氨基酸的性質(zhì)對于基團A，DP Ⅳ從前藥化合物A-B-C中釋放基團A-B的速率具體順序如下Ile＜Val＜Phe＜Pro＜Ala＜Gly。相應(yīng)的DP Ⅳ催化釋放速率常數(shù)為1-100s-1。因此就有了以精確暫時性的限定方式釋放DP Ⅳ抑制劑的手段如果例如在攝入富葡萄糖的營養(yǎng)物時酶立即作用，所選擇的化合物A-B-C中例如具有氨基酸Gly作為A基團；如果延遲抑制劑的作用，則例如選擇氨基酸Ile作為基團A。因此，通過根據(jù)本發(fā)明的前藥化合物，可特別是幾乎沒有任何延遲、例如實際上與營養(yǎng)物攝入同時地經(jīng)由小腸粘膜轉(zhuǎn)運DP Ⅳ抑制劑。
如果B代表一個鍵，則其特別是是肽鍵；如果B代表氨基酸，則其優(yōu)選通過肽鍵連接在A和C上。
在分析DP Ⅳ抑制劑異亮氨酰噻唑烷化物作為哺乳動物血糖濃度調(diào)節(jié)劑的劑量一作用關(guān)系時，在向Wistar大鼠口服和非胃腸道給藥活性物質(zhì)之間發(fā)現(xiàn)差異在口服給藥時，在攝入活性物質(zhì)時觀察到飽和(根據(jù)對血清酶的抑制作用來測量)，而在非胃腸道給藥抑制劑時，觀察到完全抑制酶。這例如用表1來證實。表1在i.v.和p.o.給藥后在30℃、pH7.6和離子強度為0.125的條件下相對于0.4mM底物H-Gly-Pro-pNA的DP Ⅳ殘留活性，其是異亮氨酰噻唑烷化物(Ile-Thia)劑量的函數(shù)，而且是在給藥抑制劑后30分鐘測量的
鑒于腸道中也存在能夠斷裂前藥的可斷裂基團并因此釋放藥物的酶的事實，特別是高濃度的DP Ⅳ，而且如上所述，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)DP Ⅳ抑制劑定量地被胃腸道吸收，預(yù)期使用DP Ⅳ抑制劑的前藥化合物不會在該環(huán)境下有任何改進。
因此，非常令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，與相應(yīng)的未掩蔽的DP Ⅳ抑制劑相比，根據(jù)本發(fā)明的DP Ⅳ抑制劑的前藥顯著增強了葡糖耐量實驗中的葡糖耐量。如上所述，因為前藥有可能在腸道中被其中存在的酶完全斷裂，所述酶例如是二肽基肽酶，并象未掩蔽的抑制劑一樣不會再被轉(zhuǎn)運至目標部位處，所以該性質(zhì)是特別令人驚奇的。
前藥化合物被DP Ⅳ或者腸道中存在的其他酶斷裂后，立即釋放根據(jù)本發(fā)明的抑制劑，其按照與使用未掩蔽的抑制劑時完全相同的方式對DPⅣ進行抑制。因此，不再發(fā)生DP Ⅳ對前藥化合物的分解；仍未分解的所有前藥化合物或者另外引入的以及過量的(也就是說未結(jié)合在DP Ⅳ上的)未掩蔽抑制劑未分解地從胃腸道中通過進入身體的血管腔中。如上所述，在此它們可根據(jù)個體需要用作DP Ⅳ抑制劑。但是，在某些時間后，結(jié)合在腸道的DP Ⅳ上的抑制劑也被釋放，并進入血管腔中。
因此，借助于根據(jù)本發(fā)明的前藥化合物還可得到所希望的體內(nèi)作用增加。
而且，DP Ⅳ抑制劑釋放的部位和它們作用的部位也可以通過基團A-B的性質(zhì)來控制。
除二肽基肽酶Ⅳ以外，各種其他氨基肽酶，如焦谷氨?；被拿负透滨；被拿?，也存在于哺乳動物的血液中。合適地選擇基團A-B，可根據(jù)本發(fā)明測定釋放DP Ⅳ抑制劑的氨基肽酶，并因此確定抑制劑的作用發(fā)生在何處。根據(jù)本發(fā)明的前藥化合物或者相應(yīng)的藥物組合物還因此可用于細胞、組織或者器官特異性DP Ⅳ抑制中?；鶊FA-B也可進行選擇，使得針對僅在血管中存在并以足夠快的速率釋放抑制劑的酶。
總之，通過本發(fā)明的DP Ⅳ抑制劑的前藥化合物，可完全令人驚奇地實現(xiàn)以下方面1、增加抑制劑的作用；2、根據(jù)患者的需要釋放抑制劑；3、以暫時受控的方式從前藥化合物中釋放抑制劑；4、控制從前藥化合物中釋放抑制劑的部位；5、提高DP Ⅳ抑制劑的儲存；以及6．從其未掩蔽的時間起精確地限定作用的持續(xù)時間或者引發(fā)劑作用的結(jié)束。
根據(jù)本發(fā)明還提供特別適用于口服給藥的藥物組合物，其特征在于包含至少一種根據(jù)本發(fā)明的前藥化合物，并任選與常規(guī)載體或賦形劑組合。
根據(jù)本發(fā)明的前藥化合物或者包含該化合物的藥物組合物可用于治療或預(yù)防哺乳動物中可通過調(diào)節(jié)哺乳動物的DP Ⅳ活性來治療的疾病，令人人中的代謝紊亂。
具體而言，所述化合物可用于治療哺乳動物中的受損葡糖耐量、葡糖尿、高脂血、代謝酸中毒、糖尿病、糖尿病性神經(jīng)病和腎病、以及糖尿病的后遺癥。
表2二肽基肽酶Ⅳ抑制劑的前藥的分析數(shù)據(jù)
分析條件HPLC柱LiChrospher250-4,100RP-18.5μm，溫度25℃洗脫液30％ACN、0.1％TFA、等梯度，流速0.5ml/min檢測波長210nmCE 毛細管30cm×50μm溶凝硅石，溫度25℃檢測波長200nm注射5秒，50mbar分離0.1 M磷酸鈉緩沖液，pH2.5，在12kV下持續(xù)7分鐘2、各種肽、DP Ⅳ抑制劑以及前藥的轉(zhuǎn)運以及與肽轉(zhuǎn)運蛋白PepT1的親和性通過放射活性標記底物D-Phe-Ala的置換分析各種肽、DP Ⅳ抑制劑和DP Ⅳ抑制劑的前藥與肽轉(zhuǎn)運蛋白PepT1的親和性(AMASHEH,S.,WENZEL,U.,WEBER,W.M.,CLAUSS,W.,DANIEL,H.,Electro-physiological analysis of the function of the mammalian renal peptidetransporter expressed in Xenopus laevis oocytes.J.Physiol.504,169-174(1997))。其表明，例如四肽衍生物Ile-Pro-Ile-Thia結(jié)合在轉(zhuǎn)運蛋白PepT1上，其方式可以與所選擇的氨基酸衍生物相媲美或者更好，而且與所選擇的氨基酸和肽類似物相比，其按照類似或更好的方式轉(zhuǎn)運(表3)。
表3各種氨基酸和肽衍生物在人肽轉(zhuǎn)運蛋白PepT1上的轉(zhuǎn)運性質(zhì)
在人全血中活性DP Ⅳ抑制劑Ile-Thia從根據(jù)本發(fā)明的前藥中的釋放根據(jù)本發(fā)明的DP Ⅳ抑制劑的前藥，還可使DP Ⅳ抑制劑在目標腔室例如在血液循環(huán)中延遲釋放。
例如

圖1所示，從根據(jù)本發(fā)明的前藥化合物中釋放抑制劑異亮氨酰噻唑烷化物可導(dǎo)致對人血DP Ⅳ的抑制，該抑制作用作為時間的函數(shù)經(jīng)歷了不同的過程。在例如DP Ⅳ本身(Pro-Pro-Ile-Thia=PPIThia,Gly-Pro-Ile-Thia=GPIThia)或者氨基肽酶(pGlu-Ile-Thia=pEIThia,Pro-Ile-Thia=PIThia)的實施例(圖1)中，可在血液中釋放掩蔽的DP Ⅳ抑制劑。當使用相同濃度的前藥化合物時，在血液中從前藥化合物中釋放DP Ⅳ抑制劑異亮氨酰噻唑烷化物的效率有差異，與Pro-Ile-Thia(PI Thia)和Gly-Pro-Ile-Thia(GPI Thia)相比，Pro-Pro-Ile-Thia(PPIThia)和pGlu-Ile-Thia(pEIThia)時顯示活性物質(zhì)的釋放顯著延遲。3、使用前藥增加DPⅣ抑制劑賦予的葡糖耐量將活性物質(zhì)異亮氨酰噻唑烷化物轉(zhuǎn)化為根據(jù)本發(fā)明的前藥，其結(jié)果是在口服給藥后在Wistar大鼠中觀察到明顯改善的作用曲線(圖2)。與未掩蔽的活性物質(zhì)Ile-Thia相比，根據(jù)本發(fā)明的前藥化合物使得在檢查期間DPⅣ抑制劑所導(dǎo)致的血糖濃度下降增加約30％(表4)。
表4在p.o.血糖刺激期間和向Wistar大鼠p.o.給藥Ile-Thia或者根據(jù)本發(fā)明的前藥(劑量2.5μM活性物質(zhì)/300g動物)的血糖濃度關(guān)系
權(quán)利要求
1.二肽基肽酶Ⅳ(DP Ⅳ)的抑制劑的前藥化合物，該前藥化合物具有通式A-B-C，其中A是氨基酸，B是A和C之間的化學鍵或者是氨基酸，而C是DP Ⅳ的穩(wěn)定抑制劑。
2.如權(quán)利要求1所述的前藥化合物，其特征在于，B是脯氨酸、羥基脯氨酸、噻唑烷羧酸、脫氫脯氨酸、2-哌啶酸、氮雜環(huán)丁烷羧酸或者氮丙啶羧酸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的前藥化合物，其特征在于，B是脯氨酸和羥基脯酸。
4.如任一前述權(quán)利要求所述的前藥化合物，其特征在于，C是氨基?；量┩榛铩被；邕蛲榛锘蛘逳-二肽基、O-?；u胺。
5.如任一前述權(quán)利要求所述的前藥化合物，其特征在于，所述抑制劑為鹽的形式。
6.如任一前述權(quán)利要求所述的前藥化合物，其特征在于，A-B是式Ile-Pro或Gly-Pro的二肽。
7.特別是用于口服給藥的藥物組合物，其特征在于包括至少一種如任一前述權(quán)利要求所述的前藥化合物以及任選的常規(guī)載體或賦形劑。
8.如任一前述權(quán)利要求所述的前藥化合物或者藥物組合物在制備用于暫時性受控體內(nèi)抑制DP Ⅳ的藥物中的應(yīng)用。
9.如權(quán)利要求1-6之一所述的前藥化合物或藥物組合物在細胞、組織或器官特異性抑制DP Ⅳ中的應(yīng)用。
10.如權(quán)利要求1-6之一所述的化合物或藥物組合物在治療哺乳動物中可通過調(diào)節(jié)哺乳動物的DP Ⅳ活性來治療的疾病中的應(yīng)用。
11.如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其是用于治療人的代謝紊亂。
12.如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其是用于治療哺乳動物中受損葡糖耐量、葡糖尿、高脂血、代謝酸中毒、糖尿病、糖尿病性神經(jīng)病和腎病、以及糖尿病的后遺癥。
全文摘要
本發(fā)明涉及二肽基肽酶Ⅳ(DPⅣ)的抑制劑的前藥化合物,該化合物具有通式A－B－C,其中A是氨基酸,B是A和C之間的化學鍵或者是氨基酸,而C是DPⅣ的穩(wěn)定抑制劑。該前藥化合物可用于治療哺乳動物中受損葡糖耐量、葡糖尿、高脂血、代謝酸中毒、糖尿病、糖尿病性神經(jīng)病和腎病、以及糖尿病的后遺癥
文檔編號A61P13/12GK1306540SQ99807629
公開日2001年8月1日 申請日期1999年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月24日
發(fā)明者漢斯-烏爾里?！さ履绿? 托爾斯滕·霍夫曼, 達格瑪·施倫齊希, 蘇珊·曼哈特 申請人:前體生物藥物開發(fā)有限公司