具有治疗免疫相关性和炎症性疾病作用的尿刊酸衍生物.pdf

本发明涉及具有改善的疗效和/或组织渗透性的尿刊酸衍生物。本发明进一步提供了此类衍生物在调节个体免疫相关性疾病的药物中的应用。咪唑衍生物或其盐选自式1、式2和式3所示的化合物。

1、  咪唑衍生物或其盐，选自
(式1)；
和(式2)；
以及(式3)；
其中：
-W或者不存在，或者选自(CH₂)y和CH＝CH，其中y＝1或2；和
-R1选自-O-R2和-N-(R3，R4)，其中R2为支链的或无支链的、饱和的或不饱和的C₁-C₈烃链；其中R3和R4独立地代表氢、或者支链的或无支链的、饱和的或不饱和的C₁-C₈烃链。

2、  一种选自表1所列衍生物的咪唑衍生物。

3、  如权利要求1或2所述的咪唑衍生物，其中所述的咪唑衍生物包括式1的咪唑环结构。

4、  如权利要求3所述的咪唑衍生物，其中W不存在。

5、  如权利要求3所述的咪唑衍生物，其中W是CH₂。

6、  如权利要求5所述的咪唑衍生物，其中所述的衍生物是乙基咪唑-4-乙酸盐。

7、  如化学式1所述的咪唑衍生物，其中R2、R3和R4独立地选自支链的或无支链的、饱和的或不饱和的C4-C8烃链。

8、  如权利要求1-5中任一项或者权利要求7所述的咪唑衍生物，其中所述的R2、R3和R4各自包括饱和的、支链的或无支链的烃链。

9、  如前述任一项权利要求所述的咪唑衍生物或其药学上可接受的盐作为药物的应用。

10、  如权利要求1-8中任一项所述的咪唑衍生物在用于制备调节免疫相关性疾病的药物中的应用。

11、  如权利要求9或权利要求10所述的应用，其中所述的免疫相关性疾病是皮肤病。

12、  如权利要求11所述的应用，其中所述的皮肤病是银屑病或湿疹。

13、  一种包括如权利要求1-8中任一项所述的咪唑衍生物及其载体、稀释剂或赋形剂的组合物。

14、  一种包括如权利要求1-8中任一项所述的咪唑衍生物及其药用载体、稀释剂或赋形剂的药物组合物。

15、  权利要求14所述的药物组合物在调节个体的免疫相关性疾病中的应用。

16、  一种调节所需个体的免疫相关性疾病的方法，所述的方法包括用有效量权利要求14的药物组合物治疗所述的个体。

具有治疗免疫相关性和炎症性疾病作用的尿刊酸衍生物
本发明涉及具有改善疗效和/或组织渗透性作用的尿刊酸衍生物。本发明进一步提供了这类衍生物在调节个体免疫相关性疾病的药物中的应用。
紫外线(UV)辐射，尤其是中波紫外线(UVB)范围的辐射，能够抑制免疫系统。UV-介导的免疫抑制现象的一种解释是UV阻止了暴露在UV辐射下变为“非-自身”新抗原的分子的识别，否则将导致长期皮肤发炎。然而，UV-介导的免疫抑制的一个缺点是其增加了患上传染性疾病和发展成皮肤癌的风险。
尿刊酸(UCA)是表皮上主要的UV-吸收发色团，也是UV-诱导的免疫抑制的引发剂之一。反式-UCA存在于非暴露的表皮中，而且通过皮肤暴露于UV下能够光致异构为顺式-UCA(Norval等，1995.Photochem Photobiol.62：209-217；Noonan and De Fabo.1002.Immunol Today 13：250-254)。一般地，免疫反应的调节或者抑制不是由非顺式-尿刊酸本身提供，而是由尿刊酸的氧化产物(UOPs)提供，UOPs包括至少3种：咪唑-4-甲醛、咪唑-4-乙酸或咪唑-4-甲酸。
在表皮或体内通过光致氧化作用，顺式-和反式-UCA都能形成咪唑-4-乙酸(ImAc)(Kammeyer等，2001.Biochim.Biophys.Acta 1526：277-285)。最近有研究表明ImAc在小鼠中能抑制接触性超敏(CHS)反应(Kammeyer等，2004.Photochem Photobiol.80：72-77)，正如其他人所表明的顺式-UCA的作用(Norval等，1995.PhotochemPhotobiol.62：209-217；Noonan和De Fabo.1992.Immunol Today 13：250-254)。
本发明提供了一种具有改善的疗效的新型咪唑衍生物。与WO01/00145的咪唑相比，这些化合物均为在咪唑环C4位上进行了修饰的咪唑衍生物，包括咪唑酮。因此，本发明提供了咪唑衍生物或其盐，它们选自由以下化合物组成的组：
(式1)；
和(式2)；
以及(式3)；
其中：
-W或者不存在，或者选自(CH₂)y和CH＝CH，其中y＝1或2；和
-R1选自-O-R2和-N-(R3，R4)，其中R2为支链的或无支链的、饱和的或不饱和的C₁-C₈烃链；其中R3和R4独立地代表氢、或者支链的或无支链的、饱和的或不饱和的C₁-C₈烃链。
尤其是当本发明的咪唑衍生物与具有相同骨架但不同R1基团的衍生物(诸如尿刊酸的氧化产物)相比时，本发明的包含咪唑酮衍生物的咪唑衍生物，在施予后表现出增强的疗效和/或组织分布。此外，本发明的咪唑衍生物显示增强的组织渗透性。不受理论约束，与ImAc和其他尿刊酸的氧化产物相比，人们确信这些咪唑衍生物的估计的pK_o/w(J.Garst，J.Pharm.Sci.73(1984)1623-1629)在0和2之间，正是这种性质能够增强疗效和/或组织渗透性。本发明的咪唑衍生物能更有效地到达和/或渗透入它们的细胞靶目标并显示出增强的免疫抑制行为。人们预期在C4位上较长的碳氢链将增加生成化合物的pKo/w值。令人惊奇的是，结构修饰并未影响化合物的免疫抑制特性。根据本发明表1所示，优选的咪唑衍生物包括咪唑酮衍生物。
根据本发明，尤其优选的咪唑衍生物是咪唑类衍生物，其中所述的咪唑衍生物包括根据式1的咪唑环结构。包括这种咪唑环结构的咪唑衍生物，已经被鉴定为皮肤中天然的尿刊酸氧化产物(UOPs)。
在本发明的一个方面中，根据本发明的咪唑衍生物优选的是根据式1的化合物，其中W不存在。
这类咪唑衍生物的优选的实例为甲基咪唑-4-甲酸盐、乙基咪唑-4-甲酸盐、丙基咪唑-4-甲酸盐、异丙基咪唑-4-甲酸盐、丁基咪唑-4-甲酸盐、仲丁基咪唑-4-甲酸盐、叔丁基咪唑-4-甲酸盐、戊基咪唑-4-甲酸盐、己基咪唑-4-甲酸盐、庚基咪唑-4-甲酸盐、辛基咪唑-4-甲酸盐、2，3-二甲基戊基咪唑-4-甲酸盐、2，3-二甲基戊基咪唑-4-甲酸盐、N-甲基咪唑-4-甲酰胺、N，N-二甲基咪唑-4-甲酰胺、N-乙基咪唑-4-甲酰胺、N，N-二乙基咪唑-4-甲酰胺、N-丙基咪唑-4-甲酰胺、N，N-二丙基咪唑-4-甲酰胺、N-异丙基咪唑-4-甲酰胺、N，N-二异丙基咪唑-4-甲酰胺、N-丁基咪唑-4-甲酰胺、N，N-二丁基咪唑-4-甲酰胺、N-仲丁基咪唑-4-甲酰胺、N，N-二仲丁基咪唑-4-甲酰胺、N-叔丁基咪唑-4-甲酰胺、N，N-二叔丁基咪唑-4-甲酰胺、N-戊基咪唑-4-甲酰胺、N，N-二戊基咪唑-4-甲酰胺、N-己基咪唑-4-甲酰胺、N，N-二己基咪唑-4-甲酰胺、N-庚基咪唑-4-甲酰胺、N，N-二庚基咪唑-4-甲酰胺、N-辛基咪唑-4-甲酰胺、N，N-二辛基咪唑-4-甲酰胺、N-(2，3-二甲基戊基)咪唑-4-甲酰胺、N，N-二-(2，3-二甲基戊基)咪唑-4-甲酰胺、N-(2，3-二甲基己基)咪唑-4-甲酰胺和N，N-二-(2，3-二甲基己基)咪唑-4-甲酰胺。
根据本发明的这一方面，尤其优选的化合物是乙基咪唑-4-甲酸盐。该化合物具有特殊的优势疗效、组织渗透性、组织分布和/或免疫抑制特性。
在本发明的另一方面中，本发明的优选的咪唑衍生物包括根据式1的化合物，其中W是CH₂。
根据本发明的这一方面，这类咪唑衍生物的优选的实例为甲基咪唑-4-乙酸盐、乙基咪唑-4-乙酸盐、丙基咪唑-4-乙酸盐、异丙基咪唑-4-乙酸盐、丁基咪唑-4-乙酸盐、仲丁基咪唑-4-乙酸盐、叔丁基咪唑-4-乙酸盐、戊基咪唑-4-乙酸盐、己基咪唑-4-乙酸盐、庚基咪唑-4-乙酸盐、辛基咪唑-4-乙酸盐、2，3-二甲基戊基咪唑-4-乙酸盐、2，3-二甲基戊基咪唑-4-乙酸盐、N-甲基咪唑-4-乙酰胺、N，N-二甲基咪唑-4-乙酰胺、N-乙基咪唑-4-乙酰胺、N，N-二乙基咪唑-4-乙酰胺、N-丙基咪唑-4-乙酰胺、N，N-二丙基咪唑-4-乙酰胺、N-异丙基咪唑-4-乙酰胺、N，N-二异丙基咪唑-4-乙酰胺、N-丁基咪唑-4-乙酰胺、N，N-二丁基咪唑-4-乙酰胺、N-仲丁基咪唑-4-乙酰胺、N，N-二仲丁基咪唑-4-乙酰胺、N-叔丁基咪唑-4-乙酰胺、N，N-二叔丁基咪唑-4-乙酰胺、N-戊基咪唑-4-乙酰胺、N，N-二戊基咪唑-4-乙酰胺、N-己基咪唑-4-乙酰胺、N，N-二己基咪唑-4-乙酰胺、N-庚基咪唑-4-乙酰胺、N，N-二庚基咪唑-4-乙酰胺、N-辛基咪唑-4-乙酰胺、N，N-二辛基咪唑-4-乙酰胺，以及它们的支链的和/或饱和的和不饱和的衍生物，诸如N-(2，3-二甲基戊基)咪唑-4-乙酰胺、N，N-二-(2，3-二甲基戊基)咪唑-4-乙酰胺、N-(2，3-二甲基己基)咪唑-4-乙酰胺和N，N-二-(2，3-二甲基己基)咪唑-4-乙酰胺。
根据本发明的这一方面，尤其优选的化合物是乙基咪唑-4-乙酸盐。该化合物具有特殊的优势疗效、组织渗透性、组织分布和/或免疫抑制特性。
不受理论约束，预期引入的烃链从C₂扩大至C₈时，组织渗透性、分布和免疫抑制效果将会增加。因此，本发明的优选的化合物包括根据式1的化合物，此处R1选自-O-R2和-N-(R3，R4)，其中R2、R3和R4独立地选自支链的或无支链的、饱和的或不饱和的C₂-C₈烃链，更优选支链的或无支链的、饱和的或不饱和的C₃-C₈烃链，更优选支链的或无支链的、饱和的或不饱和的C₄-C₈烃链，更优选支链的或无支链的、饱和的或不饱和的C₅-C₈烃链，更优选支链的或无支链的、饱和的或不饱和的C₆-C₈烃链，更优选支链的或无支链的、饱和的或不饱和的C₇-C₈烃链，更优选支链的或无支链的、饱和的或不饱和的C₈烃链。
根据式1尤其优选的是咪唑衍生物，此处R1选自-O-R2和-N-(R3，R4)，其中更优选地，R2、R3和R4独立地选自支链的或无支链的、饱和的或不饱和的C₄-C₈烃链。
本发明优选的咪唑衍生物是饱和的、支链的或无支链的咪唑衍生物，因为它们比具有不饱和链的咪唑衍生物更能改善皮肤渗透性和增加pKo/w。然而，不饱和的、支链的或无支链的咪唑衍生物与饱和的咪唑衍生物相比，其能改善对微生物降解的抗性。因此，如果要求增强咪唑衍生物的稳定性，优选不饱和的咪唑衍生物。
另一方面，本发明提供了本发明的咪唑衍生物作为药物的应用。
本发明进一步提供了本发明的咪唑衍生物在制备治疗免疫相关性疾病药物中的应用。本发明的咪唑衍生物具有抗炎性质，因此可以作为皮肤科、眼科和耳鼻喉医学的局部药剂。还可以将其开发成全身性药剂，然后在各种炎症性疾病中口服应用。
据发现，本发明的咪唑衍生物具有免疫抑制特性。已知许多免疫相关性疾病，包括免疫介导的炎症性疾病、传染性疾病、免疫缺陷病和癌症。通过使用本发明的咪唑衍生物从抑制免疫反应中获益的患有免疫相关性疾病的患者，是那些尤其是遭受免疫介导的和炎症性疾病的患者。这种免疫介导的和炎症性疾病的优选的例子包括全身性红斑狼疮、关节炎、硬皮病、特发性炎症性肌病，包括皮肌炎和多肌炎、克罗恩氏病和诸如湿疹和银屑病的皮肤病。进一步受益的应用是在移植和退行性神经系统紊乱(如多发性硬化症(MS)和肌萎缩性脊侧索硬化症(ALS))中抑制免疫反应。
根据本发明的优选的应用是作为治疗包括但不限于湿疹和银屑病的免疫相关性或炎症性皮肤病的药物。
可以用本发明的药物治疗的湿疹的优选的实例包括接触性湿疹，诸如过敏性接触性湿疹和刺激性接触性湿疹、口周皮炎、毒漆藤皮炎、杜林氏病、暂时性棘层松解性皮肤病；异位性皮炎或特异性湿疹、盘状湿疹、脂溢性湿疹和静脉曲张性湿疹。可以用本发明的药物治疗的银屑病的实例有斑块状银屑病、滴状银屑病、皮褶银屑病、脓疱性银屑病、红皮病型银屑病、头皮银屑病、生殖器银屑病和指甲银屑病。
能够用本发明的化合物和/或药物治疗的其他优选的皮肤炎症性疾病包含红斑狼疮、扁平苔癣和其他流行的和斑块状皮肤病。
在进一步优选的实施方案中，本发明提供了包括本发明的咪唑衍生物及其载体、稀释剂或赋形剂的组合物。
本发明的咪唑衍生物的典型载体是水性载体，诸如水，和包含缓冲水溶液的水性载体，所述缓冲水溶液包括但不限于磷酸盐缓冲液和含水醇溶液。可将诸如洗涤剂的辅助剂添加至水性载体中以增加本发明的咪唑衍生物的溶解度。
本发明的咪唑衍生物的典型稀释剂或赋形剂包括诸如淀粉或纤维素衍生物的粘合剂。所述的稀释剂也可以包括有颜色的添加剂或调味剂。
本发明进一步提供了包括根据本发明的咪唑衍生物及其药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂的药物组合物。
在所述的咪唑衍生物的制剂过程中，将咪唑衍生物调至适当的浓度并在药学上和/或在兽医学上可接受的载体、稀释剂、赋形剂中制备。典型的药学上可接受的载体在本领域中众所周知，其包括磷酸盐缓冲液、包括但不限于无机油和植物油的油类，以及例如羧甲基纤维素钠、硬脂酸镁和聚维酮碘的水溶液。
本发明进一步提供了本发明的药物组合物在抑制个体免疫反应中的应用。
在一个优选的实施方案中，将包括本发明的咪唑衍生物的药物组合物应用在皮肤上。所述的药物组合物可以是软膏、贴剂、乳膏、洗剂、溶液、气雾剂(喷雾剂)、膜剂或层压剂，包括所述咪唑衍生物。
因此本发明的又一个方面提供了包含本发明的咪唑衍生物的软膏、贴剂、乳膏、洗剂、溶液、气雾剂(喷雾剂)、膜剂和/或层压剂。
在一个优选的实施方案中，所述的药物组合物进一步包括其他成分，诸如蜂蜡、氧化锌、尿囊素和/或维生素A、维生素D和维生素E，这有助于保护皮肤。
在一个优选的实施方案中，所述的药物组合物进一步包括溶剂诸如乙醇和丙二醇，已知它们能增加药物在皮肤层中的溶解度，并且在经皮给药系统中可以起到渗透增强剂的作用。本领域中已知的其他渗透增强剂也可以被添加到所述的药物组合物中，包括但不限于月桂氮卓酮、甲醇和维生素E。
在进一步优选的实施方案中，所述的药物组合物进一步包括能使所述的咪唑衍生物免疫抑制活性增强的成分。合适的免疫抑制剂强化剂包括皮质激素类、甲氨蝶呤、硫唑嘌呤、环磷酰胺、苯丁酸氮芥环孢毒素和他克莫司及其衍生物，诸如雷帕霉素。
在一个尤其优选的实施方案中，所述的药物组合物进一步包括皮质激素类。合适的皮质激素类包括泼尼松、泼尼松龙、甲基泼尼松、可的松、氢化可的松、氟氢可的松、地塞米松、曲安西龙、布地奈德和陪他米松。
本发明也提供了一种调节需要此种治疗的个体内的免疫反应的方法，所述的方法包括用有效量的本发明的药物组合物对所述的个体进行治疗。
术语“有效量”指能导致达到特定目的的咪唑衍生物的浓度或量。咪唑衍生物的“有效量”可根据经验确定。
本发明进一步提供了本发明的咪唑衍生物或其盐通过造血细胞用于刺激IL-10产生的应用。优选地，所述的细胞是血细胞的皮肤造血细胞。优选地所述的咪唑衍生物是ImCOOH、ImAc或Et-ImAc。在一个尤其优选的实施方案中所述的咪唑衍生物是Et-ImAc。
附图说明
图1在第2、4、7、9天，1批次的ImCH₂COOEt对于经重复激发的相对耳肿胀的效果。从第1天至实验最后一天的前一天，在大约11AM和16PM时，按每天两次的剂量局部给予试验溶液。
图2在第2、4、7、9天，2批次的ImCH₂COOEt对于经重复激发的相对耳肿胀的效果。从第1天至实验最后一天的前一天，在大约11AM和16PM时，按每天两次的剂量局部给予试验溶液。
图3与安慰剂(100％耳肿胀；直线)相比，来源于2-3个实验的咪唑-4-甲酸，钠盐(ImCOO.Na)、Et-ImAc和泼尼松龙对P-CHS反应的平均抑制效果。
图4全血中咪唑衍生物对IL-10生成的作用。
具体实施方式
实施例1
乙基咪唑-4-乙酸盐的合成
化合物：
咪唑-4-乙酸(ImAc)由SynCom(样品代码42583)合成，由Chemshop，Weert提供。
乙酰氯为无色液体，来源于Fluka(puriss.)。
无水乙醇(Lichrosolve，纯度＞99.9％，GC)购自VWR/Merck(nr.1.00983)。
步骤：
将ImAc(6.3g，50mmol)溶解于80ml乙醇中。用滴管逐滴加入乙酰氯(11g，140mmol，10ml)。将混合物反应5h。在前30分钟期间，固体(起始)原料完全溶解。冷却后，用Rotavapor^TM-设备将乙醇蒸发至～20ml左右。用8.4％的碳酸氢钠将酸度中和至pH＝5，并用1M的NaOH或10％的Na₂CO₃中和至～8。剧烈搅拌下用乙酸乙酯(3×15ml)萃取水相。用分液漏斗将EtOAc层分离出来，将合并的馏分在搅拌下用无水Na₂SO₄干燥。2小时后用Rotavapor^TM-设备蒸发EtOAc。粗品(～6g)为黄色油状液体，用Speedvac-设备在60℃下处理3小时。
终产物为：ImCH2COOEt2批次。(＝Et-ImAc)
产品质量标准
产量：5.94g
熔点：＜室温。
外观：褐色澄清油。
IR：
UV：λ_max＝211nm(H₂O)，超过240nm无吸收。
质谱：M/Z＝154已确认。
HPLC：RP-柱：Phenomenex Aqua 250×4.6mm，洗脱液：甲酸铵20mM pH 5.1，CH₃CN 5％，D：226nm，F：0.8ml/min。产物的R_T为11.98min.，61807AU/nmol。0.2％咪唑-4-乙酸作为检测的杂质。
实施例2
在BALB/c小鼠中，乙基咪唑-4-乙酸盐对长期接触性超敏反应(P-CHS)的抑制
局部试验化合物
将乙基咪唑-4-乙酸盐以5％的浓度溶于乙醇/水1∶1中，。单独局部应用乙醇/水1∶1作为全反应对照。用移液管将乙醇/水试验溶液以20微升/耳的等分试样局部应用。
长期接触性超敏反应
在全部试验的第6天，用10μl1％的唑酮的丙酮溶液对小鼠双耳外缘致敏。在第0天用10μl 0.5％的唑酮的丙酮溶液对小鼠双耳进行激发。在第2、4、7、9天重复激发。应用的唑酮的丙酮溶液的浓度分别为0.5％、0.25％、0.25％、0.25％。从第1天起至实验最后一天的前一天，大约在11AM和16PM时按每天两次的剂量局部给予试验溶液。在第0、1、3、5、8、10和11天，在任何每日局部应用前测量双耳厚度。
小鼠
使用经阿姆斯特丹学术医学中心的实验动物处理委员会允许的小鼠。雌性BALB/c小鼠(8-10周龄)购自Charles River(L′Arbresle，France)，在实验前1-2周保存在光照、湿度和温度可控的动物实验室内。小鼠自由饮水和饲喂特殊饮食服务的CRM-E食物(SDS，Witham，Essex，UK)。
统计学分析
将施予试验化合物所获得的数据点和施予载体(乙醇/水1∶1)所获得的数据进行比较，并采用Welch的非配对t检验进行统计操作。
结果
来源于2-3个实验的咪唑-4-甲酸，钠盐(ImCOO.Na)、Et-ImAc和泼尼松龙对P-CHS反应的平均抑制效果与安慰剂(100％耳肿胀；直线)对比的结果见图3。将化合物之间进行比较，从高到低的效果的排列顺序如下：
泼尼松龙＞乙基咪唑-4-乙酸(Et-ImAc)＞咪唑-4-乙酸(ImAc)＝咪唑-4-甲酸。
因此，我们得出结论：Et-ImAc是一种新的免疫抑制剂。Et-ImAc的免疫抑制特性例如抗炎特性强于ImAc。这可能是由于Et-ImAc的透皮性得到改善，因此与局部施予ImAc相比，进入的相似分子实体可以以较高浓度到达免疫靶细胞。这种功效似乎介于弱至中度的免疫抑制剂ImAc和经典的强抑制剂泼尼松龙之间，但是可能需要进一步最优化。
实施例3
咪唑衍生物对IL-10生成的作用
IL-10是弱化炎症免疫反应的细胞因子。在脂多糖(LPS)刺激(10ng/ml)后，在全血中浓度为10^-4 Mol/l的ImCOOH、ImAc和Et-ImAc能够上调IL-10。还建立了组胺作为阳性对照的效果，并显示对于IL-10的产生，组胺比咪唑衍生物显示出更强的作用。预期ImCOOH、ImAc和Et-ImAc对IL-10的上调对于湿疹、银屑病和其他炎症性症状的疾病活动具有良好的疗效。这些体外发现结果在本文应用的全血完整试验体系中，比单一试验体系具有更重要的意义(图4)。
表1