治疗疼痛和瘙痒的方法、组合物和试剂盒的制作方法

治疗疼痛和瘙痒的方法、组合物和试剂盒的制作方法【专利摘要】本发明涉及治疗疼痛和瘙痒的方法、组合物和试剂盒。本发明的特征在于一种通过将细胞与以下物质接触来抑制细胞中的一个或多个电压门控离子通道电压门控性离子通道的方法：(i)第一化合物，其激活存在于伤害感受器和／或瘙痒感受器上的通道形成受体；和(ii)第二化合物，其施加于一个或多个电压门控性离子通道的内表面时抑制所述离子通道，但施加于所述通道的外表面时基本上不抑制所述通道，其中，当所述受体被激活时，所述第二化合物能够通过所述通道形成受体进入伤害感受器或瘙痒感受器。本发明的特征还在于化合物的季胺衍生物或其他永久带电或瞬时带电的衍生物，所述化合物施加于一个或多个电压门控性离子通道的内表面时抑制所述离子通道，但施加于所述通道的外表面时基本上不抑制所述通道。【专利说明】治疗疼痛和瘙痒的方法、组合物和试剂盒[0001]本申请是申请号为200780050131.9(国际申请号为PCT/US2007/024174)、申请日为2007年11月19日、发明名称为“治疗疼痛和瘙痒的方法、组合物和试剂盒”的中国专利申请的分案申请。【
技术领域：
】[0002]本发明涉及通过小分子量药物分子选择性抑制疼痛-和痒感(itch)感觉神经元(sensingneuron)(伤害感受器(nociceptors)和瘙痒感受器(pruriceptors)),同时将对非疼痛(non-pain)感觉神经元或其它类型细胞的影响最小化的方法、组合物和试剂盒。根据本发明方法，小的亲水性药物分子通过进入穿过存在于疼痛-和痒感-感觉神经元但在其他类型神经元或其它类型组织中存在较少或根本不存在的受体而进入到疼痛-感觉神经元的细胞内隔室中。【
背景技术：
】[0003]局部麻醉药(例如利多卡因和阿替卡因)通过抑制神经元中的电压依赖性(voltage-dependent)钠通道而发挥作用。这些麻醉药阻滞钠通道并由此阻滞所有神经元的兴奋性，而不仅仅是疼痛感觉神经元(伤害感受器)。因此，虽然局部或区域麻醉的目的是阻滞伤害感受器中的信号传递以防止疼痛，但施用局部麻醉药还会产生不希望有的或不良的(deletrious)影响,例如由低阈压和触觉感受器的阻滞造成的全身麻木、由运动轴突(motoraxons)的阻滞造成的运动缺陷以及由自主纤维的阻滞造成的其他并发症。局部麻醉药是相对疏水性的分子，通过扩散进入或扩散透过细胞膜而进入它们在钠通道上的阻滞位点。这些化合物的永久带电(Permanently-charged)衍生物(例如QX-314,利多卡因的季氮(quaternarynitrogen)衍生物)不可透过细胞膜，当施用于神经膜的外表面时对神经元钠通道无影响，但如果以某种方式(例如通过用于对分离的神经元进行全细胞电生理学记录的微量移液管)将其引入细胞内部则可阻滞钠通道。疼痛感觉神经元在受到痛苦的热或辣椒素(辣椒中的刺激性成分)激活而表达(大多数情况下)TRPVl受体/通道方面与其他类型的神经元不同。在多种类型的疼痛感觉和瘙痒感觉(瘙痒感受器)神经元中选择性表达的其它类型的受体包括但不限于TRPA1、TRPM8和P2X(2/3)受体。[0004]神经病性疼痛、炎性疼痛和伤害感受性(nociceptive)疼痛在病因学、病理生理学、诊断和治疗方面均不同。响应于强烈的或伤害性的刺激物对特定亚组(subset)的外周感觉神经元(伤害感受器)的激活而出现伤害感受性疼痛。这种疼痛一般是急性和自我限制性的，通过警告可能的或正在进行的组织损害来发挥保护性生物学功能。通常这种疼痛限于局部(well-localized)。伤害感受性疼痛的例子包括但不限于创伤(traumatic)或手术疼痛、分娩痛、扭伤、骨折、烧伤、撞击痛(bumps)、挫伤(bruises)、注射造成的疼痛(injections)、牙科程序造成的疼痛(dentalprocedures)、皮肤活检造成的疼痛(skinbiopsies)和阻塞造成的疼痛(obstructions)。[0005]炎性疼痛是存在组织损伤或炎症时发生的疼痛，包括手术后疼痛、创伤后疼痛、关节炎(类风湿性或骨关节炎)疼痛和与关节、肌肉和肌腱的损伤相关的疼痛(例如轴向下腰痛(axiallowbackpain)。[0006]神经病性疼痛是一种常见的慢性、非恶性疼痛，其是由外周或中枢神经系统中的损伤或功能障碍造成的，这种疼痛没有保护性生物学功能。据估计，这种疼痛在美国影响超过160万人。神经病性疼痛有多种不同的病因学，并可以由于以下原因而发生这种疼痛，例如创伤、手术、椎间盘突出、脊髓损伤、糖尿病、带状疱疹感染、HIV/AIDS、晚期癌症、切断术(包括乳房切除术)、腕管综合征、长期饮酒(chronicalcoholuse)、暴露于辐射，也可能是毒害神经的治疗药剂(例如某些抗-HIV的药物和化疗药物)的非有意的(unintended)副作用。[0007]与伤害感受性疼痛相反，神经病性疼痛常常被描述为性质上有“灼烧感(burning)”、“电击感(electric)”、“麻刺感”或“刺痛感(shooting)”。其特征常常是慢性的异常性疼痛(定义为由通常不引起疼痛反应的刺激(例如轻触)引起的疼痛)和痛觉过敏(定义为对正常的疼痛刺激的敏感性增加)，在任何受损组织外观痊愈之后还可持续数月或数年。[0008]由于多种原因，疼痛可发生在癌症患者中:炎症、压迫(compression)、侵袭、转移性扩散到骨或其它组织中。[0009]有一些病症，在没有有害刺激物、组织损伤或神经系统损害的情况下发生疼痛，这些病症称为功能障碍性(dysfunctional)疼痛，包括但不限于纤维肌痛、压力型头痛、肠易激紊乱(irritableboweldisorders)和红斑性肢痛。[0010]偏头痛是与支配脑膜活动(innervatingthemeningesofthebrain)的感觉纤维活化相关的头疼。[0011]痒感(瘙痒)是一种皮肤学病症，其可以是局部或全身性的，可与皮肤损害(皮疹、特应性湿疹、风团)相关。痒感伴随着多种病症，包括但不限于，应激、焦虑、阳光紫外辐射、代谢和内分泌紊乱(例如，肝脏或肾脏疾病，甲状腺功能亢进)、癌症(例如淋巴瘤)、对药物或食品的反应、寄生虫和真菌感染、过敏性反应、血液疾病(例如真性红细胞增多症)和皮肤学病症。痒感是由一亚组小直径初级感觉神经元(瘙痒感受器)介导的，这些神经元具有伤害感受器神经元的很多特点，包括但不限于表达TRPVl通道。某些痒感介质(mediators)-例如花生酸类物质、组胺、缓激肽、ATP和各种神经营养蛋白具有内源性香草素(endovanilloid)功能。局部施用辣椒素抑制组胺诱导的痒感。因此，像伤害感受器一样，瘙痒感受器是递送离子通道阻断剂的本方法的合适靶标。[0012]尽管已开展了针对疼痛和痒感的多种疗法，仍然需要另外的药剂。【
发明内容】[0013]第一方面，本发明的特征是通过给予患者第一化合物和任选的第二化合物治疗患者的疼痛和痒感(itch)(例如神经病性疼痛、炎性疼痛、伤害感受性疼痛、特发性疼痛、癌症疼痛、偏头痛、功能障碍性疼痛或操作性疼痛(proceduralpain)(例如由牙科操作、注射、骨折固定(settingfractures)、活检造成的疼痛))以及瘙痒的方法,所述第一化合物施加于一个或多个电压门控性离子通道的内表面(internalface)时抑制所述离子通道，但施加于所述通道的外表面(externalface)时基本上不抑制所述通道,其中当受体被激活时，第一化合物能够通过膜结合受体/离子通道进入神经元；所述第二化合物激活所述第一化合物可通过的受体。某些实施方式中，第二化合物激活选自TRPV1、P2X(2/3)、TRPAl和TRPM8的受体，所述第一化合物可通过这些受体。可使用任何标准疼痛或痒症指标(例如本文描述的那些)来确定疼痛或痒症的治疗，或可基于患者的主观疼痛或痒感评价来确定疼痛或痒症的治疗。如果报告疼痛减少、或对能引起疼痛的刺激的反应减少以及痒感减少，则认为患者得到了“治疗”。某些实施方式中，希望给予第二化合物以确保受体(例如TRPV1、P2X(2/3),TRPAl和/或TRPM8受体)被激活，从而允许第一化合物进入。其它实施方式中，由于受体(例如TRPVUP2X(2/3)、TRPAl和/或TRPM8受体)已经被激活，不给予第二化合物。因此，第一化合物仅进入具有内源性激活的受体的神经元。其它实施方式中，受体(例如TRPVl、P2X(2/3),TRPAl和/或TRPM8受体)通过感应激活这些受体的生理状态而被激活，从而允许第一化合物进入。[0014]如果需要，可使用激活TRPVl、P2X(2/3)、TRPAl和/或TRPM8受体的两种或更多种化合物，也可使用抑制一个或多个电压门控性离子通道的两种或更多种化合物。理想地，第一化合物(一种或多种)和第二化合物(一种或多种)可在彼此(间隔)4小时内、2小时内、1小时内、30分钟内或15分钟内给予患者，或基本上同时给药。重要的是，这两种化合物中的每一种均可首先给药。因此,一种实施方式中，首先给予激活TRPVl、P2X(2/3)、TRPAl和/或TRPM8受体的一种或多种化合物，而另一种实施方式中，首先给予当施加于一个或多个电压门控性离子通道的内表面时抑制所述通道，但施加于所述通道的外表面时基本上不抑制所述通道的一种或多种化合物。这些化合物可共同配制入单一组合物中或可分别配制。可通过例如以下方式给予各化合物:口服给药、胃肠外给药、静脉内给药、肌内给药、直肠给药、皮肤(cutaneous)给药、皮下给药、局部给药、透皮给药、舌下给药、经鼻给药、阴道给药、鞘内给药、硬膜外给药、或眼部给药，或通过注射、吸入或与鼻粘膜或口腔粘膜直接接触。[0015]TRPVl受体的激活剂包括但不限于辣椒素(capsaicin)、丁香酹、arvanil(N_花生四烯酰香草胺(arachidonoyIvaniIIamine))、花生四烯乙醇胺(anandamide)、2_氨基乙氧基二苯基砸酸酷(aminoethoxydiphenylborate)(2APB)、AM404、树脂毒素(resiniferatoxin)、佛波醇12-苯基乙酸酯13-乙酸酯20-高香草酸酯(phorboll2_phenyIacetate13-acetate20-homovaniIlate)(PPAHV)、奥伐尼(NE19550)、OLDA(N-油酸多巴胺)、N-花生四烯酸基多巴胺(Brachidonyldopamine)(NADA)W-碘代树脂毒素(iodoresiniferatoxin)(6'-1RTX)、C18N-酸基乙醇胺(acylethanolamines)、脂氧合酶衍生物例如12-氢过氧化廿碳四烯酸(hydroperoxyeicosatetraenoicacid)、抑制剂半胱氨酸结(inhibitorcysteineknot)(ICK)肽(香草毒素(vanillotoxins))、胡椒碱、MSK195(N-[2-(3，4-二甲基苄基-3-(新戊酰氧基(pivaloyloxy))丙基]_2-[4-(2_氨基乙氧基)_3_甲氧苯基]乙酸胺)、JYL79(N-[2-(3,4-二甲基苄基-3-(新戍酸氧基)丙基]-N'-(4-羟基-3-甲氧苄基)硫脲)、羟基-α-山椒素(sanshool)、2_氨基乙氧基二苯基硼酸酯、10-姜烯酹(shogaol)、油烯基姜辣素(oleylgingerol)、油烯基姜烯酹(oleylshogaol)和SU200(N-(4_叔丁基苄基)-N'_(4_羟基-3-甲氧苄基)硫脲)。TRPVl受体的其他激活剂描述于O'Dell等，BioorgMedChem(2007)15:6164-6149和Sexton等，FASEBJ(2007)21:2695-2703中。[0016]TRPAl受体的激活剂包括但不限于肉桂醛、异硫氰酸烯丙酯、二硫化二烯丙基、icilin、肉桂油、冬青油、丁香油、丙烯醛、羟基-α-山椒素、2-氨基乙氧基二苯基硼酸酯、4_羟基壬烯醒(hydroxynonenal)、对羟基苯甲酸甲酯、芥子油和3'-氨基甲酰联苯_3_基环己基氨基甲酸酯(URB597)。TRPAl受体的其它激活剂描述于Taylor-Clark等，MolPharmacol(2007)PMID:18000030;Macpherson等，Nature(2007)445:541-545;和Hill等，JBiolChem(2007)282:7145-7153中。[0017]P2X受体的激活剂包括但不限于ATP、2_甲硫基-ATP、2'和:V-0-(4-苯甲酰基苯甲酰基)-ATP以及ATP5'-O-(3-硫代三磷酸盐(thiotriphosphate))。[0018]TRPM8受体的激活剂包括但不限于薄荷醇、iciIin、桉树脑、芳樟醇、香叶醇和羟基香茅醛。[0019]某些实施方式中，第一化合物抑制电压门控性钠通道。该类的示例性抑制剂是QX-314、N-甲基-普鲁卡因、QX-222、N-辛基-胍、9-氨基吖啶和泮库溴铵(pancuronium)。[0020]其它实施方式中，第一化合物抑制电压门控性钙通道。该类的示例性抑制剂是D-890(季甲氧维拉帕米(quaternarymethoxyverapamiI))和CERM11888(季节普地尔(quaternarybepridil))。[0021]其它实施方式中，第一化合物是选自以下的化合物的季胺(quarternaryamine)衍生物或其他带电衍生物:利鲁唑、美西律(mexilitine)、苯妥英、卡马西平、普鲁卡因、阿替卡因、布比卡因(bupivicaine)、甲哌卡因(mepivicaine)、妥卡尼、丙胺卡因、双异丙批胺(diisopyramide)、节环烧、奎尼丁、溴节铵(bretylium)、利法利嗪、拉莫三嗪、氟桂利嗪(flunarizine)和氟司必林(fluspirilene)。本文描述了示例性衍生物。[0022]本发明的特征还在于选自以下的化合物的季胺衍生物或其他带电衍生物:利鲁唑、美西律、苯妥英、卡马西平、普鲁卡因、阿替卡因、布比卡因、甲哌卡因、妥卡尼、丙胺卡因、双异丙吡胺、苄环烷、奎尼丁、溴苄铵、利法利嗪、拉莫三嗪、氟桂利嗪和氟司必林。[0023]在相关方面，本发明的特征是药物组合物，其包含药学上可接受的赋形剂和选自以下的化合物的季铵衍生物或其他带电衍生物:利鲁唑、美西律、苯妥英、卡马西平、普鲁卡因、阿替卡因、布比卡因、甲哌卡因、妥卡尼、丙胺卡因、双异丙吡胺、苄环烷、奎尼丁、溴苄铵、利法利嗪、拉莫三嗪、氟桂利嗪和氟司必林。[0024]本发明的特征还在于组合物，其包含:(i)第一化合物，其激活选自TRPV1、P2X(2/3)、TRPA1和TRPM8的受体；和(ii)第二化合物，其施加于一个或多个电压门控性离子通道的内表面时抑制这些离子通道，但施加于所述通道的外表面时基本上不抑制所述通道，其中，当TRPVl、P2X(2/3)、TRPAl和/或TRPM8受体被激活时，第二化合物能够通过这些受体进入疼痛感觉神经元。一种实施方式中，所述第二化合物在施加于外表面时活性或部分活性降低，但在施加于内表面时活性更大。可配制组合物以用于例如:口服给药、静脉内给药、肌内给药、直肠给药、皮肤给药、皮下给药、局部给药、透皮给药、舌下给药、经鼻给药、阴道给药、鞘内给药、硬膜外给药、或眼部给药，或通过注射、吸入或与鼻粘膜或口腔粘膜直接接触给药。如果需要，该组合物可含有激活TRPV1、P2X(2/3)、TRPAl和/或TRPM8受体的两种或更多种化合物，和/或抑制一个或多个电压门控性离子通道的两种或更多种化合物。[0025]本发明的特征还在于通过将细胞与以下物质接触来抑制该细胞中的一个或多个电压门控性离子通道的方法:(i)第一化合物，其激活选自TRPV1、P2X(2/3)、TRPAl和TRPM8的受体；和(ii)第二化合物，其施加于一个或多个电压门控性离子通道的内表面时抑制所述离子通道，但施加于所述通道的外表面时基本上不抑制所述通道，其中，当所述受体被激活时，所述第二化合物能够通过所述受体进入疼痛感觉神经元。上文提供了合适的化合物。[0026]本发明的特征还在于鉴定有用于治疗疼痛和痒感的化合物的方法。该方法包括以下步骤:(a)使表达TRPVl、TRPAl、TRPM8和/或P2X(2/3)的神经元的外表面接触:(i)第一化合物，其激活TRPV1、TRPA1、TRPM8*P2X(2/3)受体；和(ii)第二化合物，其施加于一个或多个电压门控性离子通道的内表面时抑制所述离子通道，但施加于所述通道的外表面时基本上不抑制所述通道，以及(b)确定所述第二化合物是否抑制这些神经元中的电压门控性离子通道。第二化合物对电压门控性离子通道的抑制将所述第二化合物鉴定为有用于治疗疼痛和/或痒症的化合物。[0027]这些方法、组合物和试剂盒还可用来选择性阻滞表达TRPV、TRPA、TRPM和P2X受体家族中的不同成员的其它类型神经元中的神经元活性，其中第一化合物是存在于那些类型的神经元中的具体TRPV、TRPA、TRPM和P2X受体的激动剂，第二化合物是正常情况下不可透过膜的钠或钙通道阻断剂。[0028]应理解，可存在其他受体，其允许化合物进入(神经元细胞)，如果没有该受体则所述化合物不能进入。激活这些受体中的一种或多种的化合物联合施加于一个或多个电压门控性离子通道的内表面时抑制所述通道但施加于所述通道的外表面时基本上不抑制所述通道的一种或多种化合物的共同给药也是本发明的一个方面。[0029]本发明的方法、组合物和试剂盒能够阻抑疼痛或痒感而不改变轻触或运动控制。例如，接受硬膜外给药的患者将不会完全丧失感觉输入。[0030]术语“疼痛”在本文使用其广义含义，指所有类型的疼痛，包括急性和慢性疼痛，例如伤害感受性疼痛，如躯体疼痛(somatic)和内脏疼痛；炎性疼痛；功能障碍性疼痛；特发性疼痛；神经病性疼痛，例如中枢产生的疼痛和外围产生的疼痛，偏头痛和癌症疼痛。[0031]术语“伤害感受性疼痛”用于包括所有由威胁或实际伤害身体组织的有害刺激引起的疼痛，所述有害刺激包括但不限于割伤(cut)、擦伤、骨折、挤压伤害(crushinjury)、烧伤等等。组织伤害的疼痛受体(伤害感受器)主要位于皮肤、肌骨胳系统或内脏中。[0032]术语“躯体疼痛”用于指骨、关节、肌肉、皮肤或结缔组织产生的疼痛。通常这类疼痛限于局部(well-localized)。[0033]术语“内脏疼痛”在本文用于指内脏器官(例如呼吸器官、胃肠道和胰腺、泌尿道和生殖器官)产生的疼痛。内脏疼痛包括由器官囊(capsule)的肿瘤牵涉(tumorinvolvement)而引起的疼痛。通常由中空内脏的阻塞引起的另一种类型的内脏疼痛，其特征为间歇疫挛性(cramping)并且不太限于局部的(poorlylocalized)疼痛。内脏疼痛可与炎症相关，如在膀胱炎或反流性食管炎中那样。[0034]术语炎性疼痛包括与活动性炎症相关的疼痛，所述炎症可由创伤、手术、感染和自身免疫疾病引起。[0035]术语“神经病性疼痛”在本文用于指源自外周或中枢神经系统对由对这些系统的损害所引起的感觉输入的异常加工的疼痛。[0036]术语“操作性疼痛”在本文用于指由医疗(medical)、牙科或手术操作引起的疼痛，其中所述操作通常预期有急性创伤或与急性创伤相关。[0037]术语“痒感”在本文用其广义含义，指所有类型的局部和全身(generalized)性、急性间歇性和持久性的痒和刺痛(stinging)的感觉。痒感可以是由于肝病、肾病或癌症而引起的原发性、过敏性、代谢性、传染性、药物诱导性痒感。“瘙痒(pruritus)”是严重的痒感。[0038]“患者”指任何动物。一种实施方式中，患者是人。可使用本发明的方法、组合物和试剂盒治疗的其他动物包括但不限于非人灵长类动物(例如，猴子、大猩猩、黑猩猩)、家畜(例如马、猪、山羊、兔、绵羊、牛、羊骑)和伴侣动物(例如豚鼠、大鼠、小鼠、蜥蜴、蛇、狗、猫、鱼、仓鼠和鸟)。[0039]有用于本发明的化合物包括但不限于任何药学上可接受形式的本文所述化合物，所述药学上可接受的形式包括本文所述化合物的异构体(例如非对映体和对映体)、盐、酯、酰胺、硫酯、溶剂合物和多晶形，以及外消旋混合物和纯的异构体。[0040]“低分子量”指小于约500道尔顿。[0041]术语“药学上可接受的盐”表示在合理的医学判断范围内，适合用于与人和较低等动物的组织接触而无过度毒性、刺激、过敏反应等并与合理的利益/风险比相称的盐。药学上可接受的盐是本领域熟知的。可在本发明化合物的最后分离和纯化期间原位制备所述盐，或通过将游离碱官能团与合适的有机酸反应来单独制备所述盐。代表性的酸加成盐包括但不限于乙酸盐、己二酸盐、海藻酸盐、抗坏血酸盐、天冬氨酸盐、苯磺酸盐、苯甲酸盐、硫酸氢盐、硼酸盐、丁酸盐、樟脑酸盐(camphorate)、樟脑磺酸盐(camphersulfonate)、柠檬酸盐、环戊烷丙酸盐、二葡萄糖酸盐(digluconate)、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、富马酸盐、葡庚糖酸盐、甘油磷酸盐、半硫酸盐(hemisulfate)、庚酸盐(heptonate)、己酸盐、氢溴酸盐、盐酸盐、氢碘酸盐、2-羟基-乙磺酸盐、羟乙基磺酸盐、乳糖酸盐、乳酸盐、月桂酸盐、月桂基硫酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、丙二酸盐、甲磺酸盐(mesylate)、甲磺酸盐(methanesulfonate)、2-萘磺酸盐、烟酸盐、硝酸盐、油酸盐、草酸盐、棕榈酸盐、扑酸盐(pamoate)、果胶酯酸盐(pectinate)、过硫酸盐、3_苯基丙酸盐、磷酸盐、苦味酸盐、新戍酸盐、丙酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、硫酸盐、酒石酸盐、硫氰酸盐、甲苯磺酸盐、十一酸盐、戊酸盐等等。代表性的碱金属盐或碱土金属盐包括但不限于钠、锂、钾、钙、镁等，以及无毒的铵、季铵和胺阳离子，包括但不限于铵、四甲基铵、四乙基铵、甲胺、二甲胺、三甲胺、三乙胺、乙肢寸寸。[0042]在本发明化合物的一般描述中，取代基中具体类型的原子的数目通常以某一范围给出，例如，含有1-4个碳原子的烷基或Cy烷基。提及此类范围时，意在包括具体提及具有指定范围内的各整数原子的基团。例如，1-4个碳原子的烷基包括CpC2,C3和C4中的每一个。Ch2杂烷基例如包括1-12个碳原予以及一个或多个杂原子。可以按类似方式表示原子和其他类型原子的其他数目。[0043]本文所用的术语“烷基”和前缀“烷(alk_)”包括直链和支链基团以及环状基团，即环烷基。环状基团可以是单环或多环的，优选具有3-6(包括3和6在内)个环碳原子。示例性环状基团包括环丙基、环丁基、环戊基、和环己基。[0044]“(V4烷基”指具有1-4个碳原子的支链或直链的烃基。CV4烷基可以是取代或未取代的。不例性的取代基包括烷氧基、芳氧基、疏基、烧硫基、芳硫基、1?素(halide)、羟基、氣代烷基、全氟烷基、氨基、氨基烷基、二取代的氨基、季氨基(quaternaryamino)、轻烷基、羧基烷基和羧基。CV4烷基包括但不限于甲基、乙基、正-丙基、异丙基、环丙基、环丙基甲基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基和环丁基。[0045]“C2_4烯基”指含有一个或多个双键并具有2-4个碳原子的支链或直链的烃基。C2_4烯基可任选地包括单环或多环，其中各环理想地为3-6元。C2_4烯基可以是取代或未取代的。不例性的取代基包括烷氧基、芳氧基、疏基、烧硫基、芳硫基、卤素、羟基、氣代烷基、全氣烷基、氣基、氣基烷基、二取代的氣基、季氣基、轻烷基、竣基烷基和竣基。C2_4烯基包括但不限于乙烯基、烯丙基、2-环丙基-1-乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2_甲基-1-丙烯基和2_甲基_2_丙烯基。[0046]“C2_4炔基”指含有一个或多个三键并具有2-4个碳原子的支链或直链的烃基。C2_4炔基可任选地包括单环、二环或三环，其中各环理想地为5或6元。C2_4炔基可以是取代或未取代的。不例性的取代基包括烷氧基、芳氧基、疏基、烧硫基、芳硫基、卤素、羟基、氣代烧基、全氣烷基、氣基、氣基烷基、二取代的氣基、季氣基、轻烷基、竣基烷基和竣基。C2_4炔基包括但不限于乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基和3-丁炔基。[0047]“C2_6杂环基”指稳定的5-7元单环或7-14元双环杂环，其为饱和、部分不饱和或不饱和(芳族)的，由2-6个碳原子和独立地选自N、O和S的1、2、3或4个杂原子组成，包括其中任何以上定义的杂环与苯环融合的任何二环基团。杂环基可以是取代或未取代的。不例性的取代基包括烷氧基、芳氧基、疏基、烧硫基、芳硫基、卤素、羟基、氣代烷基、全氣烷基、氣基、氣基烷基、二取代的氣基、季氣基、轻烷基、竣基烷基和竣基。氣和硫杂原子可任选地被氧化。杂环可经由产生稳定结构的任何杂原子或碳原子而共价连接，例如，咪唑啉基环可在环碳原子位置或氮原子处连接。杂环中的氮原子可任选地季铵化。优选当杂环中S和O原子的总数超过1时，这些杂原子不彼此毗邻。杂环包括但不限于IH-吲唑、2-吡咯烷酮基、2H，6H-1，5，2-二噻嗪基、2H-吡咯基、3H-吲哚基、4-哌啶酮基、4aH_咔唑、4H-喹嗪基、6H-1，2，5-噻二嗪基(thiadiazinyl)、吖啶基、吖辛因基(azocinyl)、苯并咪唑基、苯并咲喃基、苯并喔吩基(benzothiofuranyl)、苯并苯硫基(benzothiophenyl)、苯并嚼唑基、苯并噻唑基、苯并三唑基、苯并四唑基、苯并异嚼唑基、苯并异噻唑基、苯并咪唑丽基(benzimidazalonyl)、咔唑基、4aH_咔唑基、b_咔琳基(carbolinyl)、苯并二氧吡喃基、苯并吡喃基、噌啉基、十氢喹啉基、2H，6H-1，5，2—二噻嗪基、二氢呋喃并[2，3-b]四氢呋喃、呋喃基、呋咱基、咪唑烷基、咪唑啉基、咪唑基、IH-吲唑基、亚吲哚基(indolenyl)、二氢11引哚基、中氮却基、11引哚基、异苯并呋喃基(isobenzofuranyl)、异苯并二氢批喃基、异11引唑基、异二氢氮杂却基(isoindolinyl)、异氮杂却基(isoindolyl)、异喹啉基、异噻唑基、异囉唑基、吗啉基、1，5二氮杂萘基、八氢异喹啉基(octahydroisoquinolinyl)、噁二唑基、I，2，3-囉二唑基、1，2，4-囉二唑基、I，2，5-_二唑基、1，3，4_噁二唑基、噁唑烷基、喔唑基、囉唑烷基萘嵌间二氮杂苯基(oxazolidinylperimidinyl)、菲唳基、菲咯啉基、吩舭嗪基、吩嗪基、吩噻嗪基、phenoxathiiny1、吩1?嗪基、2，3—二氮杂萘基、哌嗪基、哌啶基、蝶啶基(pteridinyl)、哌啶酮基、4-哌啶酮基、蝶啶基、嘌呤基、吡喃基、吡嗪基、吡唑烷基、批唑啉基、吡唑基、哒嗪基、吡啶并囉唑基(pyridooxazoIe)、吡啶并咪唑基、吡啶并噻唑基、吡啶基(pyridinyl)、吡啶基(pyridyl)、嘧啶基、吡咯烷基、吡咯啉基、吡咯基、喹唑啉基、喹啉基、4H-喹嗪基、喹喔啉基、奎宁环基、咔啉基、四氢呋喃基、四氢异喹啉基、四氢喹啉基、6H-1，2，5-噻二嗪基、I，2，3-噻二唑基、I，2，4-噻二唑基、I，2，5-噻二唑基、I，3，4-噻二唑基、噻蒽基、噻唑基、噻吩基、噻吩并噻唑基、噻吩并囉唑基、噻吩并咪唑基、苯硫基、三嗪基、I，2，3-三唑基、I，2，4-三唑基、I，2，5-三唑基、I，3，4-三唑基、咕吨基。优选的5_10元杂环包括但不限于吡啶基、嘧啶基、三嗪基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、噁唑基、异噁唑基、四唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、剛噪基、苯并咪唑基、IH-吲唑基、噁挫烷基、异噁唑烷基、苯并三唑基、苯并异噁唑基、羟吲哚基(oxindolyl)、苯并嗤唑啉基、喹啉基和异喹啉基。优选的5-6元杂环包括但不限于吡啶基、嘧啶基、三嗪基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、吡咯基、哌嗪基、哌啶基、吡唑基、咪唑基、噁唑基、异嚷唑基和四唑基。[0048]“C6_12芳基”指具有由带有共轭π电子的碳原子组成的环状系统的芳基(例如苯基)。芳基具有6-12个碳原子。芳基可任选地包括单环、二环或三环，其中各环理想地具有5或6个成员。芳基可以是取代或未取代的。示例性的取代基包括烷基、羟基、烷氧基、芳氧基、巯基、烷硫基、芳硫基、卤素、氟代烷基、羧基、羟烷基、羧基烷基、氨基、氨基烷基、单取代的氨基、二取代的氨基和季氨基。[0049]“C7_14烷芳基”指被芳基(例如苄基、苯乙基或3，4—二氯苯乙基)取代的烷基，其具有7-14个碳原子。[0050]“C3_1(l烷杂环基”指被杂环基取代的烷基，其具有3-10个碳原予以及一个或多个杂原子(例如3-呋喃基甲基、2-呋喃基甲基、3-四氢呋喃基甲基或2-四氢呋喃基甲基)。[0051]“(V7杂烷基”指支链或直链的烷基、烯基或炔基基团，其具有1-7个碳原予以及1、2、3或4个独立地选自N、O、S和P的杂原子。杂烷基包括但不限于叔胺、仲胺、醚、硫醚、酰胺、硫代酰胺、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、腙、亚胺、磷酸二酯、氨基磷酸酯(phosphoramidates)、氨磺酰和二硫化物。杂烷基可任选地包括单环、二环或三环，其中各环理想地具有3-6个成员。杂烷基可以是取代或未取代的。示例性的取代基包括烷氧基、芳氧基、疏基、烧硫基、芳硫基、卤素、羟基、氣代烷基、全氣烷基、氣基、氣基烷基、~取代的氣基、季氣基、轻烷基、轻烷基、竣基烷基和竣基。Cu杂烷基的例子包括但不限于甲氧基甲基和乙氧基乙基。[0052]“卤素”指溴、氯、碘或氟。[0053]“氟代烷基”指被氟原子取代的烷基。[0054]“全氟烷基”指仅由碳和氟原子组成的烷基。[0055]“羧基烷基”指具有式-(R)-COOH的化学部分，其中R选自C^7烷基、C2_7烯基、C2_7炔基、c2_6杂环基、C6_12芳基、C7_14烷芳基、C3,烷杂环基或Cu杂烷基。[0056]“羟基烷基”指具有式-(R)-OH的化学部分，其中R选自Cm烷基、C2_7烯基、C2_7炔基、C2_6杂环基、C6_12芳基、C7_14烷芳基、C3,烷杂环基或C1^杂烷基。[0057]“烷氧基”指具有式-OR的化学取代基，其中R选自Cw烷基、C2_7烯基、C2_7炔基、c2_6杂环基、C6_12芳基、C7_14烷芳基、C3,烷杂环基或CV7杂烷基。[0058]“芳氧基”指式-OR的化学取代基，其中R是C6_12芳基。[0059]“烷硫基”指式-SR的化学取代基，其中R选自C^7烷基、C2_7烯基、C2_7炔基、C2_6杂环基、c6_12芳基、c7_14烷芳基、c3_1(l烷杂环基或CV7杂烷基。[0060]“芳硫基”指式-SR的化学取代基，其中R是C6_12芳基。[0061]“季氨基”指式-(R)-N(R’)(R”)(R”’)+的化学取代基，其中R、R’、R”和R”’各自独立地是烷基、烯基、炔基或芳基基团。R可以是烷基，其将作为取代基的季氨基氮原子与另一部分连接。氮原子N共价连接于烷基、杂烷基、杂芳基和/或芳基基团的四个碳原子，导致氮原子处带一个正电荷。[0062]“带电部分”指在生理pH下获得质子从而变为带正电荷的部分(例如铵、胍錄(guanidinium)或脉鐵(amidinium))或包含净正电荷形式(netformalpositivecharge)而无质子化的部分(例如季铵)。所述带电部分可以是永久带电的或瞬时带电的。[0063]本文所用和术语“母体(parent)”指通道阻断化合物，其可通过存在于母体化合物中的胺氮原子的季铵化或鸟苷酸化(guanylation)作用而被修饰。季铵化和鸟苷酸化的化合物是母体化合物的衍生物。本文所述的胍基衍生物以它们的不带电的碱形式存在。这些化合物可作为盐(即，酸加成盐)施用，或以其不带电的碱形式(经原位质子化而形成带电部分)施用。[0064]通过下文的发明详述和权利要求书，本发明的其它特征和优点将非常明显。【专利附图】【附图说明】[0065]图1.共同给予胞外QX_314(5mM)和辣椒素(IμM)来选择性阻断辣椒素响应性(capsaicin-responsive)背根神经节(DRG)感觉神经元中的钠电流。(a)左栏:在培养的小的(24μπι)辣椒素-敏感性成人(adult)DRG神经元中，单独的5mMQX-314、单独的IμM辣椒素以及共同施用的5mMQX-314和IμM辣椒素的10分钟洗进(wash_in)对钠电流(通过-70至-5mV的步骤来引发)的影响。上栏(toppanel):短暂(brief)施用辣椒素在该神经元中诱导了延长的向内电流(保持电压-70mV)。右栏:相同系列的药物施用对大的(52μm)辣椒素-不敏感性神经元的钠电流的影响。(b)作为试验脉冲的函数的峰值向内电流，所述试验脉冲在对照(□方块)、仅存在5mMQX-314(?圆)、仅IμM辣椒素(▲正三角形)和共同施用的5mMQX-314和IμM辣椒素(▼倒三角形)中记录。符号显示对25个小的辣椒素敏感性神经元的试验的平均值土SEM。通过20ms去极化步骤，即以5mV增量从-70mV的保持电位(holdingpotential)(变化)至测试电位范围，引发电流。(c)辣椒素和QX-314的组合对峰值钠电流影响的时间过程。柱形代表相对于对照归一化的峰值钠电流的平均值土SEM(n=25)。[0066]图2.共同施用QX-314和辣椒素阻断伤害感受样(nociceptive-like)DRG神经元的兴奋性。(a)施加于小的(23μm)DRG神经元的去极化电流步骤(250pA,4ms)引发伤害感受器样宽泛动作电位，在下降阶段有突出的偏转(deflection)(箭头)。QX_314(5mM)的2分钟洗进没有影响(第二栏)。辣椒素(ΙμΜ)减少了动作电位振幅(第三栏)，这可能是如图1中所示的辣椒素对钠电流的适度降低和辣椒素产生的去极化作用继发的钠电流钝化的组合的结果(probablyduetoacombinationofthemodestreductionofsodiumcurrentproducedbycapsaicinasinFigurelandinactivationofsodiumcurrentsecondarytothedepolarizationproducedbycapsaicin)。即使用大得多的剌激电流注入，共同施用的QX-314和辣椒素仍然完全消除了动作电位的产生。(b)动作电位振幅的平均值土SEM(对QX-314而言，n=25;对辣椒素和辣椒素+QX-314而言，n=15)。[0067]图3.足底内注射辣椒素(IOyg/IOyL)连通QX_314(2%，10μL)导致对机械(vonFrey丝(vonFreyfilaments))和热有害刺激的延长的局部麻醉。(a)足底内仅注射0乂-314(2%，101^;绿色符号)、仅注射辣椒素(IOyg/10μL;黑色符号)或QX-314和辣椒素一起施用(红色符号)之后，响应于增加强度的vonFrey丝(hairs)的缩爪机械阈。对最大效果时间点示出了对最高值(57g，箭头)根本不应答的动物数目。(*=p〈0.05，各组n=6)。(b)与(a)中相同组别的缩爪热(辐射热)阈值(Sameforthermal(radiantheat)thresholdforpawwithdrawal)。箭头指示截断值(cutoff),对最大效果时间点示出了对最强刺激不应答的动物数目。(*=P〈0.05，各组n=6)。[0068]图4.邻近坐骨神经注射QX-314然后注射辣椒素麻醉了动物的后肢对有害机械和热刺激(的反应)而没有产生任何运动缺陷。(a)对坐骨神经仅注射QX_314(0.2%，100μL)、仅注射辣椒素(0.5μg/μL，100μL)或在注射辣椒素之前10分钟注射QX-314之后，响应于增加强度的vonFrey丝的缩爪机械阈。对最大效果时间点示出了对最高值(57g，箭头)根本不应答的动物数目。(*=ρ〈0.05,**=ρ〈0.01,各组n=6)。(b)与(a)中相同组别的缩爪热(辐射热)阈值。(c)坐骨神经注射利多卡因(2%;0.2%)、QX-314(0.2%),辣椒素(5yg/10μL)和注射QX-314然后注射辣椒素之后评价的运动功能变化(评分:2=完全麻痹；1=部分麻痹；0=没有损害)。各柱上示出了受注射影响的动物数目。[0069]图5.小的背根神经节神经元中钠通道电流的电压钳(Voltageclamp)记录。数据说明，单独的丁香酚对钠电流有适度的抑制效果(10-20%抑制)。共同施用丁香酚和QX-314产生累进性阻断，可在7分钟后完成。示出了两个例子，其代表结果类似的10个试验。[0070]图6.共同施用TRPA激动剂芥子油(MO)(50μΜ)和QX-314(5mM)。单独的MO使钠电流减少了20-30%，约在3分钟后达到平台期(plateau)。共同施用MO和QX-314显著减少了钠电流。【具体实施方式】[0071]目前在开发治疗疼痛的药物中对疼痛感觉神经元中的电压依赖性离子通道十分感兴趣。阻断疼痛感觉神经元中的电压依赖性钠通道可通过妨碍动作电位的起始和传送来阻断疼痛信号，阻断钙通道可阻止疼痛信号神经传递至脊髓中的二级(thesecondorder)神经元。迄今，设计阻断钠通道或钙通道的小有机分子的局限是当这些分子外部施加于靶细胞时必须有活性。这些外部施加的分子绝大多数是疏水性的并可穿过膜。因此，它们将进入所有细胞并因此没有仅影响疼痛感觉神经元这种选择性。然而，已知一些阻断剂，例如QX-314，仅当存在于细胞内时有效。迄今为止，主要用电生理学记录技术(例如通过以机械方式使膜破裂而允许细胞内部透析的完整细胞膜片钳技术)来研究此类阻断剂。机械破裂而不杀死细胞的难度以及后续将阻断剂可逆性施加于细胞内部的难度排除了发展对可能在细胞内发挥作用的药物分子的高通量筛选试验(的可能性)。[0072]我们已发现了将电压门控性离子通道的抑制剂递送入伤害感受性神经元的方法。通过为这些抑制剂提供进入伤害感受性神经元的手段，本发明允许在筛选和治疗中使用在细胞内部有活性作为药物阻断剂，但不必可透过膜的所有类型的分子。此外，限制此类阻断剂仅进入到处于治疗状况下的疼痛感觉神经元中，允许使用未必对疼痛感觉神经元(相对于其他类型的细胞)中的离子通道具有固有选择性的药物，而是通过允许这些阻断剂相对于神经和心血管系统中的其他细胞优先进入疼痛感觉神经元，来获得对疼痛感觉神经元的选择性作用。另外，由于特别是TRPVl受体往往在与疼痛(例如炎症)相关的组织状况中活性更大，因此更有利于进入与产生疼痛的组织最为相关的特定感觉神经元中。痒感敏感性初级感觉神经元也表达TRP通道，特别是TRPV1，也可适应于本方法。[0073]下文更详细地描述了本发明。[0074]电压门控性离子通道的抑制剂[0075]适合用于本发明的方法、组合物和试剂盒的电压门控性离子通道的抑制剂理想地是带正电荷的亲水性化合物。一种实施方式中，所述化合物是永久性带电的(即，带有的电荷不是瞬时的)。另一种实施方式中，所述化合物是瞬时带电的。电压门控性钠通道的合适抑制剂包括但不限于QX-314、N-甲基-普鲁卡因(QX-222)、N_辛基-胍、9-氨基吖啶和泮库溴铵。电压门控性钙通道的合适抑制剂包括但不限于D-890(季甲氧维拉帕米)和CERMl1888(季苄普地尔)。[0076]另外，有多种大小适用于本发明方法(例如约100-4，OOODa,100-3，OOODa,100-2，OOODa、150-1，500Da、或甚至200-1，200Da)并具有胺基团或可被修饰以具有胺基团的电压门控性离子通道的已知抑制剂，所述胺基团容易被修饰而带电荷(例如带正电的季胺，或瞬时带电的鸟苷酸化化合物)。此类抑制剂包括但不限于利鲁唑、美西律、苯妥英、卡马西平、普鲁卡因、妥卡尼、丙胺卡因、双异丙吡胺、苄环烷、奎尼丁、溴苄铵、利法利嗪、拉莫三嗪、氟桂利嗪、阿替卡因、布比卡因、甲哌卡因和氟司必林。[0077]可用于本发明组合物、试剂盒和方法中的化合物包括如下式1-X的化合物。[0078]【权利要求】1.体外抑制伤害感受器细胞或瘙痒感受器细胞中的一个或多个电压门控性离子通道的方法，所述方法包括使所述细胞与以下物质接触:(i)第一化合物，其激活存在于所述细胞上的TRPVl受体；和(?)第二化合物，其施加于一个或多个电压门控性钠离子通道的内表面时抑制所述通道，但施加于所述通道的外表面时基本上不抑制所述通道，其中，当所述TRPVl受体被激活时，所述第二化合物能够通过所述受体进入所述细胞。2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二化合物是QX-314、N-甲基-普鲁卡因、QX-222、N-辛基-胍、9-氨基吖啶或泮库溴铵。3.如权利要求1所述的方法，其中所述第二化合物具有式(I)-(X)中的任意一种。4.如权利要求1所述的方法，其中所述第二化合物是选自以下的化合物的含季胺衍生物:普鲁卡因、阿替卡因、布比卡因、甲哌卡因、妥卡尼、和丙胺卡因。5.化合物在制备用于治疗患者的疼痛或痒感的药物中的用途，所述化合物施加于一个或多个电压门控性离子通道的内表面时抑制所述离子通道，但施加于所述通道的外表面时基本上不抑制所述通道，其中，当TRPVl受体被激活时，所述化合物能够通过所述受体进入伤害感受器或瘙痒感受器。6.如权利要求5所述的用途，其中所述化合物是QX-314、N-甲基-普鲁卡因、QX-222、N-辛基-胍、9-氨基吖啶或泮库溴铵。7.如权利要求5所述的用途，其中所述化合物具有式(I)-(X)中的任意一种。8.如权利要求5所述的用途，其中所述化合物是选自以下的化合物的含季胺衍生物:普鲁卡因、阿替卡因、布比卡因、甲哌卡因、妥卡尼、和丙胺卡因。【文档编号】A61K31/473GK103933572SQ201410034926【公开日】2014年7月23日申请日期:2007年11月19日优先权日:2006年11月20日【发明者】B.P.比恩,C.J.伍尔夫申请人:哈佛大学校长及研究员协会,综合医院公司