胆汁酸-碱性氨基酸缀合物及其用图
【专利说明】胆汁酸-碱性氨基酸缀合物及其用途 发明领域
[0001] 本发明涉及胆汁酸连同碱性氨基酸或碱性氨基酸的脱羧产物一起的缀合物。本发 明还涉及此类缀合物在治疗与代谢综合征相关的临床状况中的用途，所述代谢综合征包括 例如肥胖、血脂异常、糖尿病和脂肪肝疾病。
[0002] 发明背景
[0003] 代谢综合征（也称为X综合征、胰岛素抵抗综合征）是包括肥胖、血脂异常、高血 糖症和高血压的一组临床状况，其大大增加了个体发展心血管疾病和诸如2型糖尿病和中 风的其它健康问题的可能性。
[0004] 包括例如世界卫生组织（WHO)、美国国家胆固醇教育计划（National Cholesterol Education Program(NCEP))、美国心脏协会（AHA)和国家心肺和血液研究所（National Heart Lung and Blood Institute(NHLBI))在内的几个组织已尝试系统地阐述代谢综合征 的定义并建立了用于诊断该疾病的一套标准。通常，通过以下标准中的三种或更多种的存 在来鉴定代谢综合征：腹部肥胖（通过增加的腰围，用种族特定的截断值来确定）、升高的 甘油三酯或对升高的甘油三酯的治疗、低浓度的HDL-胆固醇或对该状况的治疗、升高的血 压或对高血压的治疗、及减少的空腹葡萄糖浓度或用降血糖剂治疗。仅存在这些症状中的 一种（或两种）不被定义为代谢综合征，但是它们中的任一种均增加发展更严重的疾病的 风险。
[0005] 已知胰岛素抵抗和代偿性高胰岛素血症在代谢综合征的发展中具有重要的病因 作用。超重和肥胖也已被描述为综合征发展中的重要致使组成部分。
[0006] 几种临床状况被认为与代谢综合征相关，尽管它们不是代谢综合征的诊断标准的 一部分。一个实例是非酒精性脂肪肝病（NAFLD)。来自临床研究、实验性研究和流行病学研 究的可用数据将NAFLD描述为代谢综合征的肝脏表现。它包括从单纯的脂肪肝或脂肪变性 到非酒精性脂肪肝炎（NASH)、晚期纤维化、和很少的进展到肝硬化的范围的一系列肝损伤。 NAFLD与代谢综合征相关，但也可由与综合征不相关的风险因素导致，并可例如在非肥胖且 非糖尿病患者中发生。
[0007] 几种临床状况被认为是代谢综合征的并发症，诸如以上提到的糖尿病前期 (pre-diabetes)和 2 型糖尿病。
[0008] 代谢综合征的治疗通常结合生活方式的改变和对综合症的单独的组成部分药物 治疗。通常需要对药物进行组合，以获得满意的结果。常见的干预包括膳食改变、运动和使 用诸如降胆固醇剂和降血压剂的药剂的组合，以治疗风险因素。
[0009] 胆汁酸是主要在哺乳动物的胆汁中发现的类固醇酸。在哺乳动物中，天然存在的 胆汁酸是C24羧酸，其在肝脏内由胆固醇形成。在其生物合成后，其侧链可以用甘氨酸或牛 磺酸酰胺化以形成N-酰基缀合物，所述N-酰基缀合物被分泌进入胆汁并储存在胆囊中。 在消化期间，胆汁酸被分泌进入小肠，在小肠中它们促进脂质吸收。在近端小肠中的消化 期间，缀合的胆汁酸不被吸收，因为它们是大、电离的分子，抵抗胰腺和粘膜羧肽酶的脱酰 氨基作用。相反，缀合的胆汁酸传到远端回肠，在远端回肠处它们被主动传输系统有效地吸 收。小比例的胆汁酸免于被回肠吸收并随粪便排出。
[0010] 胆汁酸和氨基酸的合成缀合物已经被描述。例如，Hui jghebaert等人 (1986)''Influence of the amino acid moiety on deconjugation of bile acid amidates by cholylglycine hydrolase or human fecal cultures"，Journal of Lipid Research，27:742-752,报道了关于很多合成的胆基酰胺的氨基酸（或氨基 酸类似物）部分的化学结构对被来自Clostridium pnfnngem的胆酰甘氨酸水解酶 去缀合（deconjugation)的影响的研究。Myher 等人（1975) "Identification of ornithine and arginine conjugates of cholic acid by mass spectrometry' Can J Biochem, 53:583 - 590，报道了关于Nalpha-胆酰-鸟氨酸、-精氨酸和-组氨酸的制备和 质谱分析。
[0011] US 6, 251，428公开了用于制备包含胆汁酸的澄清水性溶液的用于制药和其他用 途的组合物以及制备此类溶液的方法，所述水性溶液在其选择的PH值范围内不形成沉淀。
[0012] US 7, 858, 608公开了法尼醇X受体（FXR)调节器，其能够被用于治疗胆汁淤积紊 乱，特别是其中C24羧基被转化为氨基、脲基或硫代脲基的胆汁酸衍生物。
[0013] US 2005/0260237公开了用于将包含与亲水部分共价地结合的疏水部分的生物活 性剂递送到温血动物的递送剂。所述疏水部分可包括胆汁酸、固醇或疏水小分子。所述亲水 部分可包括α -氨基酸、二肽或三肽或亲水小分子。例证性递送剂是Na-脱氧胆酰-L-赖 氨酸-甲酯。将递送剂和生物活性剂混合在一起以形成复合物，所述复合物随后被施用到 动物。这些复合物特别地可用于生物活性剂的口服施用，但也可以使用其他施用途径。
[0014] US 2008/0026077公开了用于通过使用与肽缀合的胆汁酸将治疗剂递送到上皮细 胞的方法，所述肽在生理PH下带离子电荷。
[0015] 仍对用于治疗与代谢综合征相关的临床状况的更有效的组合物和方法存在医疗 需求。还对新型分子，特别地用于满足所述医疗需求的新型分子存在需要。
[0016] 发明概述
[0017] 本发明提供了用于治疗与肥胖相关的疾病或紊乱和与代谢综合征相关的疾病或 紊乱的组合物和方法。本文提供的组合物和方法利用胆汁酸与碱性氨基酸的缀合物，根据 一些实施方案所述碱性氨基酸诸如精氨酸和赖氨酸，发现所述缀合物在改善综合征的临床 表现上高度有效。在一些实施方案中，使用胆汁酸与精氨酸的脱羧产物胍基丁胺的缀合物。 本发明还提供了包含胆汁酸鹅脱氧胆酸或熊脱氧胆酸与选自精氨酸、赖氨酸、组氨酸和鸟 氨酸的至少一种碱性氨基酸、或与脱羧氨基酸胍基丁胺的新型缀合物。
[0018] 本发明部分根据以下发现：喂食高脂肪饮食（HFD)的小鼠对胆汁酸-碱性氨基酸 缀合物的消耗减少、或甚至阻止了该饮食的不利生理后果。如本文以下示例的，喂食补充有 缀合物的HFD的小鼠与喂食无缀合物的HFD的小鼠相比显示出增重显著降低，尽管食物的 消耗增加。另外，与仅消耗HFD的小鼠相对，还接受缀合物的小鼠显示出与作为对照的仅消 耗低脂肪饮食的小鼠相似的血液中的总胆固醇、甘油三酯和葡萄糖水平，而无任何肝脏损 伤。如本文以下进一步示例的，在发生肝脏损伤后及已观察到体重显著增加后，给喂食HFD 的小鼠施用缀合物数周显示出肝脏脂肪变性减轻、改善肝肿大并阻止进一步的体重增加， 尽管继续消耗HFD。
[0019] 迄今被描述的胆汁酸与诸如碱性氨基酸的氨基酸的合成的缀合物主要被建议作 为治疗性物质的递送剂，以改善治疗性物质的生物可用性。现第一次公开了此类缀合物自 身具有治疗性益处，并且可被用于治疗代谢综合征和相关状况。
[0020] 根据一方面，本发明提供了用于治疗与代谢综合征相关的疾病或紊乱的药物组合 物，所述药物组合物包含作为活性成分的具有式III的结构的化合物或其药学上可接受的 盐：
[0022] 其中：
[0023] (i)A 选自：
[0025] B 是 OH ;
[0026] m是1到10的整数；
[0027] Rla(在m次出现中的）每次出现独立地代表精氨酸、赖氨酸、组氨酸或鸟氨酸的侧 链；
[0028] Rlb是胍基丁胺的侧链；且
[0029] R2代表H、C fC4烷基或M，其中M是反离子；
[0030] 或
[0031] (ii)A 是-OR4;
[0032] B 是：
[0034] η是1到10的整数；
[0035] X 是 0 或 NH ;
[0036] R3 (在η次出现中的）每次出现独立地代表精氨酸、赖氨酸、组氨酸或鸟氨酸的侧 链；且
[0037] R4代表H、C fC4烷基或Μ，其中M是反离子。
[0038] 根据另一方面，本发明提供了用于治疗有相应需要的受试者中的与代谢综合征相 关的疾病或紊乱的方法，所述方法包括对受试者施用药物组合物的步骤，所述药物组合物 包含作为活性成分的具有式ΠΙ的结构的化合物或其药学上可接受的盐。
[0039] 在一些实施方案中，所述药物组合物包含选自由以下组成的组的化合物：
[0040] (i)具有式（Ia)的结构的化合物或其药学上可接受的盐：
[0042] 其中
[0043] m是1到10的整数；
[0044] Rla每次出现独立地代表精氨酸、赖氨酸、组氨酸或鸟氨酸的侧链；且R2代表H、 C1-C4烷基或M，其中M是反离子；
[0045] (ii)具有式（Ib)的结构的化合物或其药学上可接受的盐：
[0047] 其中
[0048] Rlb是胍基丁胺的侧链；和
[0049] (iii)具有式（Ic)的结构的化合物或其药学上可接受的盐：
[0050]
[0051] 其中R1IP R~如以上所定义。
[0052] 在一些实施方案中，所述药物组合物包含具有式（II)的结构的化合物或其药学 上可接受的盐：
[0054] 其中
[0055] X 是 0 或 NH ;
[0056] η是1到10的整数；
[0057] R3每次出现独立地代表精氨酸、赖氨酸、组氨酸或鸟氨酸的侧链；且
[0058] R4代表H、C fC4烷基或Μ，其中M是反离子。
[0059] 应理解，在式（Ia)的化合物中，当m = 1时，（_NH-C(Rla)_C( = 0)_)"代表赖氨酸 残基、精氨酸残基、组氨酸残基或鸟氨酸残基；或当m大于1时，（-NH-C(Rla)-C ( = 0)-)"代 表其组合。
[0060] 对于m= 1，缀合物中的每个氨基酸代表本发明的单独实施方案。对于m>l，缀合 物中的氨基酸的每个组合代表本发明的单独实施方案。
[0061] 还应理解，在式（Ib)的化合物中，-NH-C (Rlb) H代表胍基丁胺残基。
[0062] 仍然还应理解，在式（II)的化合物中，当η = 1时，（-NH-C(R3) -C( = 0) _)n代表赖 氨酸残基、精氨酸残基、组氨酸残基或鸟氨酸残基；或当η大于1时（-NH-C(R3)-C( = 0)-) n代表其组合。
[0063] 对于η = 1，缀合物中的每个氨基酸代表本发明的单独实施方案。对于η>1，缀合 物中的氨基酸的每个组合代表本发明的单独实施方案。
[0064] 根据本发明的原理，（D)-和（L)-氨基酸衍生物两者及其外消旋衍生物均被包括 在本发明内。因此，当m或η等于1时，基团（-^-(:(0-(:( = 0)-)^(-^-(:00-(:( = 〇) _) n代表D-赖氨酸残基、L-赖氨酸残基、D-精氨酸残基、L-精氨酸残基、D-组氨酸残基、 L-组氨酸残基、D-鸟氨酸残基或L-鸟氨酸残基，或其外消旋体；或当m或η大于1时，基 团（-NH-C(Rla)-C ( = 0)-)"或（-NH-C(R3)-C ( = 0)-)"代表其任何可能的组合。每种可能 性代表本发明的单独实施方案。
[0065] 在一些实施方案中，X是NH。在其他实施方案中，X是0。在优选的实施方案中，R2 和R4各自是乙基。
[0066] 在一些实施方案中，缀合物是鹅脱氧胆酸（即在C-7处的OH部分处于α位）的 衍生物。在其他实施方案中，缀合物是熊脱氧胆酸（即在C-7处的OH部分处于β位）的 衍生物。每种可能性代表本发明的单独实施方案。
[0067] 在一些实施方案中，R2是铵、碱金属阳离子或碱土金属阳离子。每种可能性代表本 发明的单独实施方案。在一些实施方案中，R 4是铵、碱金属阳离子或碱土金属阳离子。每种 可能性代表本发明的单独实施方案。
[0068] 在一些实施方案中，M选自由Na+、Mg' Ca++和铵组成的组。每种可能性代表本发 明的单独实施方案。
[0069] 根据本发明的几种优选的化合物通过化合物（1)、化合物（2)、化合物（3)、化合物 (4)、化合物（5)、化合物（6)、化合物（7)、化合物（8)、化合物（9)、化合物（10)、化合物（11) 和化合物（12)，及其药学上可接受的盐的结构来表示。本文以下在详述中提供了这些化合 物的结构。每种可能性代表本发明的单独实施方案。
[0070] 在一些实施方案中