抑制蛋白酶体的组合物的制作方法

专利名称：抑制蛋白酶体的组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及抑制蛋白酶体的组合物。具体地，涉及包含一种或多种几乎不溶解的 蛋白酶体抑制剂和环糊精，特别是取代环糊精的组合物，其显著增加了这些蛋白酶体抑制剂的溶解度并促进它们的给药。这些组合物任选包含缓冲剂。还涉及使用这些组合物的治疗方法。
背景技术：
蛋白酶体已经被证实可用作治疗祀标,这可以由保特佐米(bortezomib)的最新FDA许可证实，所述的保特佐米是一种硼酸蛋白酶体抑制剂，其用于治疗多发性骨髓瘤。然而，最近描述了其它具有更高蛋白酶体特异性的抑制剂，其可能具有较低的毒副作用。这些化合物包括肽环氧酮类如epoxomicin和肽(b),描述在美国专利号6，831，099中，其内容通过引用在此引入本文，和肽(a)，描述在2004年5月7日提交的美国临时申请号60/569，096中，其内容通过引用在此引入本文。然而，这些化合物中的一些具有低水溶性，使得其难以配制具有最佳生物利用度的组合物。因此，需要配制肽环氧酮类的其它方法。

发明内容
现已发现，蛋白酶体抑制剂的溶解度，例如肽环氧酮肽(a)和肽(b)(这些肽的结构或定义分别在组3和组I中提供)，当与环糊精一起配制时，显著地增加了。在一种实施方案中，本发明是一种药物组合物，其包括几乎不溶性的蛋白酶体抑制剂，环糊精以及任选的缓冲剂。这样的药物组合物典型地包括药学上有效量的蛋白酶体抑制剂，例如，当给予患者时，其可改善神经变性疾病(例如阿尔茨海默氏病)、免疫状况、肌肉衰弱性疾病(muscle-wasting diseases)、癌症、慢性感染性疾病(chronicinfectious diseases)、发烧、肌肉疾病、神经去除(denervation)、神经损伤和/或禁食。在另一方面，本发明提供抗炎组合物，其包括治疗有效量的蛋白酶体抑制剂、环糊精以及任选的缓冲剂。在另一方面，本发明提供方法，其包括给予或接触受试者、细胞、组织、器官或生物体有效量的组合物，所述的组合物包含在此公开的一种或多种蛋白酶体抑制剂。这些方法包括，但不局限于，在受试者中抑制或减少HIV感染；在受试者中影响病毒基因表达的水平；在生物体中改变由蛋白酶体产生的抗原肽类的种类；测定生物体中细胞的、发育的或生理过程或排泄物是否由特定的Ntn水解酶的蛋白水解活性所调节；在受试者中治疗阿尔茨海默氏病；在细胞中降低肌肉蛋白质降解的速率；在细胞中降低胞内蛋白质降解的速率；在细胞中降低p53蛋白质降解的速率；在受试者中抑制与p53相关的癌症生长；在细胞中抑制抗原递呈；抑制受试者的免疫系统(例如，状况如脓毒性休克、牛皮癣、移植排斥和类风湿性关节炎)；在生物体中抑制ΙκΒ-α降解；在细胞、肌肉、器官或受试者中降低NF-κ B的含量；影响细胞周期蛋白依赖的真核细胞循环；在受试者中治疗增殖性疾病；在细胞中影响蛋白酶体依赖的癌基因蛋白质的调节；在受试者中治疗癌症生长；在受试者中治疗与Ρ53有关的细胞凋亡；以及在细胞中筛选由N-末端亲核物质水解酶加工的蛋白。在另一方面，本发明涉及包括在此公开的药物组合物的医疗设备。从下面详细给出的说明书和权利要求中将明白本发明的其它特征和优点。


图I表示肽(a)在各种pH值下在10% (w/v)磺基丁基醚β -环糊精(SBEO))/IOmM柠檬酸钠水溶液中的溶解度。图2表示在各种pH值下，随时间残留在10% (w/v)SBECD/10mM柠檬酸钠水溶液中的肽(a)的百分比。
具体实施例方式本发明的药物组合物包括几乎不溶性的蛋白酶体抑制剂，环糊精以及任选的缓冲剂。可以被溶解的蛋白酶体抑制剂的数量取决于若干参数。这些参数之一是pH值。如图I所示，更高PH值将导致碱性化合物的溶解度更差，降低pH值预计将会降低酸性化合物的溶解度，这一点在本领域中是众所周知的。然而，应该选择这样的PH值，以提供该蛋白酶体抑制剂的合适稳定性。例如，较低的PH值将导致这样一种化合物的化学稳定性减少，如图2中所示那样。pH值对化合物稳定性和溶解度的影响可以容易地使用本领域中普遍公知的和在此公开的方法进行测定。对于给予哺乳动物的制剂来说，pH值优选为pH 2. 5-pH 9。在本发明的许多组合物中，pH控制的主要来源是缓冲剂。典型地，所述的缓冲剂分别以酸或碱及其共轭碱或酸的形式存在。在一种实施方案中，缓冲盐的范围是1-lOOmM，优选在5-50mM之间，最优选约IOmM(在固态剂型中，所选缓冲剂的数量应在重新构兑/稀释后产生这种浓度)。有利地选择缓冲剂的浓度以及溶液的PH值，以得到溶解度和稳定性的最佳平衡。合适的缓冲剂的实例包括弱酸和弱酸的共轭碱的碱金属盐类(例如，钠、钾盐)如酒石酸钠和柠檬酸钠的混合物。优选的缓冲剂是柠檬酸钠/柠檬酸。本发明的环糊精包括α-、β-和Y-环糊精。在一种实施方案中，所述的环糊精是取代或未取代的β环糊精，例如，以5-20% (w/v)的数量存在。在某个实施方案中，环糊精的优选数量约为10% (w/v) 0在另一种优选实施方案中，所述的环糊精是取代的β-环糊精。取代的环糊精增加环糊精的溶解度并降低与未取代的环糊精相伴的有毒影响。取代的环糊精的实例包括被一种或多种亲水基团取代的那些，例如单糖(例如，葡糖基、麦芽糖基)、羧基烷基(例如，羧甲基、羧乙基)、羟烷基取代的(例如，羟基乙基、2-羟丙基)和磺基烷基醚取代的β_环糊精。特别合适的β_环糊精包括羟丙基β_环糊精(HPB⑶)和磺基丁醚环糊精(SBE⑶)，优选SBE⑶。然而，可以理解，典型地，环糊精的任何取代，包括被疏水性基团如烷基取代，通过破裂固体环糊精的晶格内的氢键网络，由此降低固体的晶格能，将改善它的水溶性。取代程度并不被认为是关键的；然而，有利地，取代程度至少为1%，并且典型地为2% -10%，例如3% -6%。本发明的一种具体实施方案是一种药物制剂,其包含l_5mg/ml的蛋白酶体抑制剂，5%-25% (w/v)的环糊精如HPBCD或SBECD以及5mM-20mM的缓冲剂，其产生约pH 3-约pH 6的pH值，例如，2mg/ml的蛋白酶体抑制剂(肽(a)) ,10% (w/v) SBECD、IOmM柠檬酸钠的溶液，pH 3.5。蛋白酶体抑制剂合适的蛋白酶体抑制剂，特别是含有环氧乙烷(epoxide)和氮杂环丙烷 (aziridine)部分的那些，描述在美国专利6，831，099和2004年4月15日提交的美国临时申请号60/562，340、2004年5月7日提交的美国临时申请号60/569，096、2004年5月10日提交的美国临时申请号60/596，885、2004年5月17日提交的美国临时申请号60/572，072、2004年8月6日提交的60/599，401、2004年9月14日提交的美国临时申请号60/610，001、2004年9月14日提交的美国临时申请号60/610，002、2004年9月14日提交的美国临时申请号60/610，040、2004年9月14日提交的美国临时申请号60/610，159、2004年10月20日提交的美国临时申请号60/620，573以及2004年12月7日提交的美国临时申请号60/634，366中，其内容通过引用在此被引入本文。在下列组的每一组中，各个部分的数值(例如，R1等)被理解为在组内是一致的，但是一组中的数值(例如，组I)不适用于另一组(组9)。组I在一种实施方案中，所述的蛋白酶体抑制剂是一种含环氧乙烷(epoxide)或氮杂环丙烧(aziridine)部份的化合物,其优选含有与含杂原子的三元环接近的基团,这使含杂原子的三元环的开环反应变得容易。这些基团包括吸电子基(E.W.G.)，它与环氧乙烷或氮杂环丙烷官能团相邻(例如，在该含杂原子三元环的碳原子的碳邻位处)，或与它有电子连接(例如，通过碳原子，或链烯基或炔基连接)。该E.W.G.可以与含杂原子的三元环的碳原子之一键合。E.W.G.包括，例如，氰基、异氰基、硝基、酰胺、磺酰基、β-羧基乙烯基、亚磺酰基、β，β - 二氰基乙烯基、甲酰基、羧基、烷氧基-和芳氧基-羰基、I-四唑基、氨基甲酰基、氨磺酰基、羰基、亚砜基、以及卤代或二卤代碳原子如-CHX-、-CXX'-和-CRX-(其中X和V独立地选自卤素，以及R是含碳取代基如烷基、芳基链烯基、炔基等)。在某些优选实施方案中，E.W.G.是羰基。在一些实施方案中，希望使用E.W.G.，其大小、电荷和极性足以与Ntn水解酶内的特定极性或电荷的部分发生电子相互作用。例如，离子化的天冬氨酸盐(酯)(aspartate)或谷氨酸盐(酯)(glutamate)侧链可以存在于该Ntn中，并且与存在于肽环氧乙烷化合物中的吸电子基发生相互作用并使之稳定。这些基团充当“阴离子空穴”，当酶抑制剂与Ntn键合时，E. ff. G.可以与其发生相互作用，导致E. ff. G的亲电性增加。一些肽环氧乙烷化合物或肽氮杂环丙烷化合物具有酮官能团与环氧乙烷或氮杂环丙烷官能团一起作为吸电子基。特别的实例是肽α '，β '-环氧酮类或肽α，，β;-氮杂环丙烷酮类，其中形成环氧乙烷或氮杂环丙烷环三元中的两元的碳原子是该酮的一个(a')和两个(β ')碳，该酮碳与含杂原子的三元环的碳原子之一键合。其它基团可以与ct '或β '碳键合,例如氣和Cu烧基,包括甲基、乙基、丙基和丁基。与Ct '或β ’碳键合的基团可以进一步被羟基、卤素、氨基、羧基、羰基、硫代(thio)、硫化物、酯、酰胺或醚官能团取代。例如，羧酸基团可以直接与α，碳键合，或通过连接基与α /碳键合。该连接基可以是Cu亚烷基、c2_5亚烯基、c2_5亚炔基、芳基、氧、硫或胺。该羧酸可以是肽部分的一部分，所述的肽部分从含杂原子的三元环的碳延伸出。以这种方式，可以构造含侧链的肽。这些侧链可以被标为Pl'、P2'等，其中Pl'是与α'碳相邻的第一个侧链，Ρ2'是与α'碳相邻的第二个侧链，等等。ΡΓ、Ρ2'以及其它位置侧链的优化可以生成具有所希望特异性的或所希望抑制速率的酶抑制剂。PI,、Ρ2'等的侧链可以是在此所述的那些侧链的任何一个。 在包括与α，碳连接的这样的基团的实施方案中，α，-碳的立体化学(组成环氧乙烷或氮杂环丙烷环的一部分的碳)可以是(R)或(S)。在某种程度上，本发明基于在此公开的结构-功能信息，其表明下列优选的立体化学关系。值得注意的是，优选的化合物可以具有许多立构中心，所述的立构中心具有所示的上-下(或β-α，其中β在此位于页面的上方)或(R)-(S)关系(即，不需要化合物中的每个立构中心与所述的优选一致)。在某些优选实施方案中，α ,碳的立体化学是(R)，即，X原子是β，或位于页面的上方，如下面所画出的那样。例如，下列一般结构式(I)表明某些实施方案的优选立体化学
坪、
肽—EW.G^^Rχ其中X是氧或NH或N-烷基，E.W.G.是如上所述的吸电子基团，“肽”是如下面所述的肽，以及R是氢原子、C1^4烷基，其可以进一步被羟基、齒素、氨基、羧基、羰基、硫代、硫化物、酯、酰胺或醚官能团所取代。对于某些实施方案，所述的X原子应该如上设置，以在Ntn水解酶中促进与N-末端亲核基团的相互作用。例如，酶抑制剂与导致抑制的20S蛋白酶体的β5/Ρι·θ2子单元的不可逆相互作用似乎被上面所述的构型所促进。在其它Ntn水解酶的情况下，肽环氧乙烷或肽氮杂环丙烷的α-碳相反的立体化学可能是优选的。在上述情况中，所述的β，碳被两个氢原子取代。关于立体化学，手性α，碳用星号表示，按照Cahn-Ingold-Prelog规则来确定绝对立体化学。这些规则例如描述在 Organic Chemistry, Fox and Whitesell ；Jones and Bartlett Publishers, Boston,MA(1994) ；Section 5-6，pp 177-178中，该章节通过引用在此引入本文。当氧或氮具有最高优先，肽-E.W.G.基团具有第二最高优先，-CH2-X-基团具有第三最高优先时，α '碳的立体化学是(R)。如果肽-E.W.G、-CH2-X-和R基团变化其相对优先时，标称立体化学可以变化，但是对于某些优选实施方案，该基团的必需构型仍应保持相同。即，关于上面的通式结构，肽-E.W.G.由左侧与手性α，碳连接，R由右侧与手性α /碳连接，以及X原子从页平面上方投射。氮杂环丙烷环的氮原子原则上也可以是手性的，如在March，AdvancedOrganic Chemistry, 4th Ed. (1992)ffiley-Interscience,New York,pp. 98-100 中所述，其所述页通过引用在此引入本文。
肽环氧乙烷或肽氮杂环丙烷还包括肽部分。该肽部分与吸电子基连接。该连接在吸电子基和肽的任何部分之间进行。例如，在某些优选实施方案中，所述的E.W.G.与末端骨架单元连接，例如，与肽的羧基末端连接。或者，所述的E.W.G.可以与肽的氨基末端连接。在其它实施方案中，所述的E.W.G.可以与肽部分的侧链连接。肽可以具有重复骨架结构，该骨架结构具有从骨架单元伸出的侧链。通常，每一骨架单元具有与它有关的侧链，虽然在一些情况中，所述的侧链是氢原子。在其它实施方案中，不是每个骨架单元都具有一个相关的侧链。可在肽环氧乙烷或肽氮杂环丙烷中使用的肽具有两个或多个骨架单元。在可用于抑制蛋白酶体的胰凝乳蛋白酶样(CT-L)活性的一些实施方案中，有四个至八个骨架单元存在，以及在CT-L抑制的某些优选实施方案中，有四个至六个骨架单元存在。在其它实施方案中，其可用于抑制蛋白酶体的PGPH活性，有两个至八个骨架单元存在，以及在PGPH抑制的某些优选实施方案中，有三个至六个骨架单元存在。从骨架单元延伸出的侧链可以包括天然脂肪族或芳族氨基酸侧链，例如氢(甘氨 酸)、甲基(丙氨酸)、异丙基(缬氨酸)、仲丁基(异亮氨酸)、异丁基(亮氨酸)、苯基甲基(苯丙氨酸)，以及构成氨基酸脯氨酸的侧链。该侧链还可以是其它脂肪族或芳香族基团例如乙基、正丙基、正丁基、叔丁基，以及芳基取代的衍生物例如I-苯基乙基、2-苯基乙基、(1_萘基)_甲基、(2-萘基)-甲基、I-(I-萘基)乙基、1_(2_萘基)乙基、2_(1_萘基)乙基、2-(2-萘基)乙基和类似的化合物。所述的芳基可以进一步被(；_6烷基或取代烷基如乙酰基等，或其它芳基或取代芳基如苯甲酰基等取代。杂芳基和/或杂环基也可以被用作侧链取代基。杂芳基包括含氮_、氧-和硫-的芳基，如噻吩基、苯并噻吩基、萘并噻吩基、噻蒽基(thianthrenyl)、呋喃基、吡喃基、异苯并呋喃基、色烯基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、吡啶基、吡嗪基、喷哚基、嘌呤基、喹啉基等。杂环基包括哌唆、哌嗪、吡咯烷、吗啉、四氢呋喃、内酯、内酰胺等。在一些实施方案中，极性或带电荷残基可以引入到肽环氧乙烷或肽氮杂环丙烷中。例如，可以引入天然存在的氨基酸如含轻基(Thr、Tyr、Ser)或含硫的(Met、Cys),以及非必需的氨基酸，例如牛磺酸、肉毒碱、瓜氨酸、胱氨酸、鸟氨酸、正亮氨酸等等。具有带电荷或极性部分的非天然存在的侧链取代基还可以包括，例如，具有一个或多个羟基、短链烷氧基、硫化物、硫代、羧基、酯、磷酸基、酰氨基或氨基基团的C1-C6烷基链或C6-C12芳基，或这些取代基可以被一个或多个卤原子取代。在某些优选实施方案中，存在至少一个存在于肽部分的侧链中的芳基。在一些实施方案中，所述的骨架单元是酰胺单元[_NH-CHR-C( = O)-]，其中R是该侧链。这样的命名不排除天然存在的氨基酸脯氨酸，或其它非天然存在的环状二级氨基酸，其是本领域熟练技术人员已知的。在其它实施方案中，所述的骨架单元是N-烷基化的酰胺单元(例如，N-甲基等)，烯属类似物(其中一个或多个酰胺键被烯键替代)，四唑类似物(其中四唑环将顺式构型强加到该骨架上)，或这些骨架键的组合。在还有其它实施方案中，所述的氨基酸α-碳被α -烷基取代所修饰，例如，氨基异丁酸。在某些其它实施方案中，侧链被局部修饰，例如，被ΛΕ或Az脱氢修饰，其中双键存在于侧链的α和β原子之间，或例如被ΛΕ或Az环丙基修饰，其中环丙基存在于侧链的α和β原子之间。在使用氨基酸基团的更进一步的实施方案中，可以使用D-氨基酸。其它实施方案可以包括侧链-至-骨架环合，二硫键生成，内酰胺生成，偶氮连接，以及在 “Peptides and Mimics, Design of ConformationallyConstrained，，by Hruby and Boteju, in “Molecular Biology and Biotechnology A Comprehensive Desk Reference”，ed. Robert A. Meyers, VCH Publishers (1995),PP. 658-664中论述的其它修饰，其通过引用在此引入本文。抑制Ntn的胰凝乳蛋白酶样(CT-L)活性的酶抑制剂包括至少四个骨架单元。在某些特别优选的CT-L抑制剂实施方案中，存在至少四个酰胺单元和α ' , β / -环氧酮或α'，β'-氮杂环丙烷酮部分(四肽环氧乙烷酮或四肽氮杂环丙烷酮)。在具有至少四个酰胺单元的特别的CT-L抑制剂实施方案中，该酶抑制剂的所述的肽部分和所述的酮和环氧乙烷或氮杂环丙烷官能团形成结构式(II)的化合物
权利要求
1.药物组合物，其包含几乎不溶解的环氧酮类蛋白酶体抑制剂或其药学上可接受的盐以及选自羟丙基β-环糊精或磺基丁基醚β-环糊精(SBECD)的取代的环糊精，其中所述几乎不溶解的环氧酮类蛋白酶体抑制剂具有下式
2.权利要求I的药物组合物，其中所述药物组合物是溶液。
3.权利要求I或权利要求2的药物组合物，其中所述溶液包含至少O.02mg/mL的所述蛋白酶体抑制剂。
4.权利要求1-3中任一项的药物组合物，其中所述溶液包含至少O.lmg/mL的所述蛋白 酶体抑制剂。
5.权利要求1-4中任一项的药物组合物，其中所述溶液包含至少lmg/mL的所述蛋白酶体抑制剂。
6.权利要求I的药物组合物,其中所述的药物组合物是水溶性固体。
7.权利要求6的药物组合物，其中所述药物组合物以至少O.02mg/mL的蛋白酶体抑制剂的浓度溶于水中。
8.权利要求7的药物组合物，其中所述药物组合物以至少O.lmg/mL的蛋白酶体抑制剂的浓度溶于水中。
9.权利要求8的药物组合物，其中所述药物组合物以至少lmg/mL的蛋白酶体抑制剂的浓度溶于水中。
10.权利要求1-9中任一项的药物组合物，还包含缓冲剂。
11.权利要求10的药物组合物，其中所述缓冲剂是盐。
12.权利要求10或权利要求11的药物组合物,其中当将药物组合物溶于水中时,所述 缓冲剂达到的PH值使得至少10%的抑制剂分子被离子化。
13.权利要求10-12中任一项的药物组合物，其中当将药物组合物溶于水中时，所述缓冲剂达到的pH值使得至少50%的抑制剂分子被离子化。
14.权利要求1-13中任一项的药物组合物，还包含药学上可接受的载体或稀释剂。
15.权利要求1-14中任一项的药物组合物，其中所述取代的环糊精是磺基丁基醚β -环糊精(SBECD)。
16.权利要求1-5和10-15中任一项的药物组合物，其中所述药物组合物是被调节到pH 3. 5的含有10% (w/v)SBECD和IOmM柠檬酸的水溶液。
17.权利要求I和6-15中任一项的药物组合物，其中所述药物组合物是冻干物的形式。
18.权利要求1-15中任一项的药物组合物用于制备治疗炎症的药物的用途。
19.权利要求1-15中任一项的药物组合物用于制备抑制或减少HIV感染的药物的用途。
20.权利要求1-15中任一项的药物组合物用于制备治疗神经变性疾病的药物的用途。
21.权利要求1-15中任一项的药物组合物用于制备治疗肌肉衰弱性疾病的药物的用途。
22.权利要求1-15中任一项的药物组合物用于制备治疗癌症的药物的用途。
23.权利要求22的用途，其中所述癌症是多发性骨髓瘤。
24.权利要求1-15中任一项的药物组合物用于制备治疗慢性感染性疾病的药物的用途。
25.权利要求1-15中任一项的药物组合物用于制备治疗发烧的药物的用途。
26.权利要求1-15中任一项的药物组合物用于制备治疗与免疫有关状况的药物的用途。
27.权利要求1-15中任一项的药物组合物用于制备治疗神经去除或神经损伤的药物的用途。
28.权利要求1-15中任一项的药物组合物用于制备在受试者中影响病毒基因表达水平的药物的用途。
29.权利要求1-15中任一项的药物组合物用于制备在生物体中改变由蛋白酶体产生的抗原性肽的种类的药物的用途。
全文摘要
本发明涉及抑制蛋白酶体的组合物。具体地，涉及包含一种或多种几乎不溶解的蛋白酶体抑制剂和环糊精，特别是取代环糊精的组合物，其显著增加了这些蛋白酶体抑制剂的溶解度并促进它们的给药。这些组合物任选包含缓冲剂。还公开了使用这些组合物的治疗方法。
文档编号A61P35/00GK102847136SQ20121037471
公开日2013年1月2日 申请日期2005年12月7日 优先权日2004年12月7日
发明者E.R.路易斯, M.N.侯, F.N.丰塞卡 申请人:普罗特奥里克斯公司