抗病毒的含有叠氮化物的化合物的制作方法

文档序号:11808783阅读:676来源:国知局
抗病毒的含有叠氮化物的化合物的制作方法与工艺



背景技术:

病毒感染造成人类和动物的高发病率和死亡率。另外,病毒感染也导致大量农业损失,其中植物病毒每年在全世界造成的农作物产量损失据估测为600亿美元。尽管大量资源已经致力于鉴别具有抗病毒性质的化合物,病毒感染仍然对人健康和农业构成显著风险。

另外,多药抗药性、差效力和/或毒性的形成限制了大多数现有的抗病毒治疗的有用性。实际上,许多抗病毒治疗是高毒性的,且可以造成严重的副作用,包括心脏损伤、肾功能衰竭和骨质疏松症。其它挑战包括:创造出可广泛地适用于与许多不同类型的病毒感染做斗争的药物,这在免疫受损个体的治疗中是特别重要的。

一种病毒(具体地,人免疫缺陷病毒(HIV))仍然在全球大范围流行,尽管开发出了靶向HIV的抗逆转录病毒药物。截止至2007年,据估测超过3300万人被HIV感染,并且HIV相关的疾病代表一个重大的世界性健康问题。HIV是一种逆转录病毒,其感染免疫系统的CD4+细胞,从而破坏或削弱它们的功能。随着感染进展,免疫系统变得更弱,使得受感染的人更易感机会性感染和肿瘤,诸如卡波西肉瘤、宫颈癌、淋巴瘤和神经障碍。HIV感染的最晚期是获得性免疫缺陷综合征(AIDS)。HIV感染的人发展成AIDS需要10-15年。某些抗逆转录病毒药物甚至可以进一步延迟该过程。

尽管已经将大量努力放在设计针对HIV的有效治疗剂中,目前不存在针对HIV的治愈性的抗逆转录病毒药物。已经评价了HIV生命周期的几个阶段,作为开发治疗剂的靶标(Mitsuya, H. 等人, 1991, FASEB J 5:2369-2381)。一个焦点领域已经是HIV逆转录酶。逆转录酶会将HIV的单链RNA基因组复制成双链病毒DNA。所述病毒DNA然后整合进宿主的染色体DNA中,在那里使用宿主的细胞过程(如转录和翻译)来生产病毒蛋白,并最终生产新的病毒颗粒。因此,干扰逆转录酶会抑制HIV的复制能力。一类逆转录酶抑制剂是核苷类似物,诸如齐多夫定(AZT)、去羟肌苷(ddI)、扎西他滨(ddC)和司他夫定(d4T)、拉米夫定(3TC)、阿巴卡韦(ABC)、恩曲他滨(FTC)、恩替卡韦(INN)和阿立他滨(ATC) (Mitsuya, H. 等人, 1991, Science 249:1533-1544; El Kouni, Curr Pharm Des, 2002, 8:581-93; Sharma等人, Cur Top Med Chem, 2004, 4:895-919)。另一类逆转录酶抑制剂是核苷酸类似物,诸如替诺福韦(富马酸替诺福韦二吡呋酯)和阿德福韦(bis-POM PMPA) (Palmer等人, AIDS Res Hum Retroviruses, 2001, 17:1167-73)。这些核苷和核苷酸化合物是天然存在的脱氧核糖核苷酸的类似物,但是,所述类似物缺少在脱氧核糖上的3’-羟基。结果,当所述类似物被掺入增长的病毒DNA链中时,新来的脱氧核苷酸不会与所述类似物形成延长DNA链所需的磷酸二酯键。因而,所述类似物会终止病毒DNA复制。另一类逆转录酶抑制剂是非核苷逆转录酶抑制剂,诸如依法韦仑、奈韦拉平、地拉韦啶和依曲韦林(El Safadi等人, Appl Microbiol Biotechnol, 2007, 75:723-37)。它们具有与核苷和核苷酸抑制剂不同的作用模式:结合逆转录酶,并干扰它的功能。

HIV复制的晚期包括:在最终装配新病毒粒子之前,加工某些病毒蛋白。该晚期加工部分地依赖于病毒蛋白酶的活性。因而,在抗逆转录病毒药物的开发中的另一个焦点领域是蛋白酶抑制剂,诸如沙奎那韦、利托那韦、茚地那韦、奈非那韦、氨普那韦、洛匹那韦和阿扎那韦(Erickson, J., 1990, Science 249:527-533; Klei等人, J Virol, 81:9525-35)。

其它抗逆转录病毒药物靶向病毒向细胞中的进入,即HIV感染的最早阶段。HIV为了进入细胞,它的表面gp120蛋白会结合CD4,从而暴露与CCR5或CXCR4共受体结合的gp120保守区。在gp120与共受体结合以后,在gp41包膜蛋白的N-端处的疏水融合肽被暴露,并插入细胞的膜中。进入抑制剂通过干扰病毒进入过程的任何阶段来起作用。例如,已经证实,例如重组可溶性的CD4会抑制某些HIV-1株对CD-4+ T-细胞的感染(Smith, D. H. 等人, 1987, Science 238:1704-1707)。类似地,TNX-355是一种与CD4结合的单克隆抗体,并抑制与gp120的结合(Kuritzkes等人, J Infect Dis, 2004, 189:286-91)。BMS-806会结合病毒包膜蛋白,并抑制与CD4的结合(Veazy等人, Nature 2003, 438:99-102)。共受体结合可以被几种CCR5抑制剂抑制,所述CCR5抑制剂包括SCH-C和SCH-D、UK-427、857、马拉韦罗、维立韦罗和抗-CCR5抗体(PRO-140) (Emmelkamp等人, Eur J Med Res, 2007, 12:409-17)。共受体结合还可以被CXCR4抑制剂AMD3100和AMD070抑制(De Clerq, Nature Reviews Drug Discovery 2003, 2:581-87)。其它化合物(诸如恩夫韦肽)会结合gp41,并干扰它的介导膜融合和进入的能力(La Bonte等人, Nature Reviews Drug Discovery 2003, 2:345-36)。

在有益的同时,这些抗逆转录病毒药物经常表现出毒副作用,诸如骨髓抑制、呕吐和肝功能异常。另外,它们不是治愈性的,可能是由于抗药性的HIV突变体的迅速出现(Lander, B. 等人, 1989, Science 243:1731-1734)。由于HIV的非常高的遗传变异性,形成抗药性的HIV株。该遗传变异性源自几种因素,包括HIV的快速复制循环,其中每天产生109至1010个病毒粒子,每个核苷酸碱基在每个复制循环中大约3 x 10−5的高突变率,和逆转录酶的重组基因性质。

为了对抗抗药性的HIV株的形成,已经组合多种药物作为高效抗逆转录病毒疗法(HAART) 的一部分(El Safadi等人, Appl Microbiol Biotechnol, 2007, 75:723-37; Sharma等人, Cur Top Med Chem, 2004, 4:895-919)。目前,HAART通常包括:组合至少3种药物,所述药物属于至少2类抗逆转录病毒药剂。如以上所讨论的,这些类别包括核苷或核苷酸类似物逆转录酶抑制剂、非核苷逆转录酶抑制剂、蛋白酶抑制剂和进入抑制剂。

因而,尽管大量努力正在指向抗病毒药物的设计和试验,仍然在寻找新的和改进的治疗病毒感染(诸如HIV)的方法。



技术实现要素:

本公开内容提供了使用叠氮化物修饰的生物分子(诸如叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物、叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质)或其药学上可接受的盐治疗病毒感染(诸如HIV感染)或标记病毒(诸如HIV)的蛋白的方法,以及含有叠氮化物修饰的生物分子或其药学上可接受的盐的药物组合物。

本公开内容的一个方面涉及一种治疗受试者的方法,所述受试者被植物、昆虫或动物病毒感染且需要治疗所述感染,所述方法包括:给所述受试者施用治疗有效量的叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物、叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸或其药学上可接受的盐具有下式:

Y-CH2-X-CO2H  [I]

其中,

Y是H或叠氮基;和

当Y是叠氮基时,X是包含6-28个碳的直链或支链碳链,其中所述碳中的一个或多个可以独立地被氧、硒、硅、硫、SO、SO2或NR1替代,或其中所述碳中彼此邻接的一对或多对可以通过双键或三键彼此连接;或

当Y是H时,X是包含6-28个碳的直链或支链碳链,其中在所述碳之一上的一个氢被叠氮基替代,且其中所述碳中不具有与其相连的叠氮基的一个或多个可以独立地被氧、硒、硅、硫、SO、SO2或NR1替代,或其中所述碳中彼此邻接且不具有叠氮基的一对或多对可以通过双键或三键彼此连接;

其中,R1是H或包含1-6个碳的烷基。

在这些中的一些中,Y是叠氮基。在这些中的一些中,X是直链碳链。在这些中的一些中,所述直链碳链包含8-15个碳。在这些中的一些中,所述直链碳链不含有氧、硒、硅、硫、SO、SO2或NR1。在这些中的一些中,所述碳链不含有双键或三键。在这些中的一些中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸是15-叠氮基十五烷酸、12-叠氮基十二烷酸或其药学上可接受的盐。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是N-连接的碳水化合物或O-连接的碳水化合物。在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或四乙酰化的N-叠氮基乙酰基葡糖胺。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质包含法呢基或香叶基香叶基。在这些中的一些中,所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质是叠氮基法呢基二磷酸、叠氮基法呢醇、叠氮基香叶基香叶基二磷酸或叠氮基香叶基香叶醇。

在有些实施方案中,所述病毒是非人动物病毒或人动物病毒。

在有些实施方案中,所述非人动物病毒是小RNA病毒、瘟病毒、动脉病毒、冠状病毒、副粘病毒、正粘病毒、里奥病毒、猪病毒(porcine)、圆环病毒、疱疹病毒、非洲猪瘟病病毒、逆转录病毒、黄病毒或弹状病毒。

在有些实施方案中,所述人动物病毒是腺病毒、星状病毒、嗜肝性DNA病毒、疱疹病毒、乳多泡病毒、痘病毒、沙粒病毒、布尼亚病毒、杯状病毒(calcivirus)、冠状病毒、纤丝病毒、黄病毒、正粘病毒、副粘病毒、小RNA病毒、里奥病毒、逆转录病毒、弹状病毒或披膜病毒。在这些中的一些中,所述逆转录病毒是人免疫缺陷病毒或人T细胞淋巴营养病毒。在这些中的一些中,所述逆转录病毒是人免疫缺陷病毒HIV-1。

在有些实施方案中,所述病毒是植物病毒。在这些中的一些中,所述植物病毒是苜蓿花叶病毒、青葱病毒、α潜隐病毒、禽副黏液病毒(anulavirus)、苹果北美疤类病毒、金病毒、燕麦病毒、鳄梨白斑类病毒、杆状DNA病毒、菜豆金色花叶病毒、甜菜坏死黄脉病毒、β潜隐病毒、β弯曲病毒科、雀麦花叶病毒、大麦黄化花叶病毒、毛状病毒、石竹隐潜病毒、麝香石竹斑驳病毒、花椰菜花叶病毒、木薯叶脉镶嵌样病毒、樱桃锉叶病毒、线形病毒、椰子死亡类病毒、锦紫苏类病毒、豇豆花叶病毒、线性病毒、黄瓜花叶病毒、植物昆虫病毒、质型弹状病毒、香石竹病毒、碗豆耳突花叶病毒、伞形植物病毒和B-型卫星病毒、蚕豆病毒、斐济病毒、真菌传杆状病毒、大麦病毒、啤酒花矮化类病毒、悬钩子病毒、等轴不稳环斑病毒、甘薯病毒、黄矮病毒、玉米褪绿斑驳病毒、橙桑花叶病毒、玉米雷亚多非纳病毒、玉米线条病毒、纳米病毒、坏死病毒、蠕传多角体病毒、核型弹状病毒、油橄榄病毒、柑橘鳞皮病毒、水稻病毒、帕尼科病毒、花生丛簇病毒、牵牛花叶脉透明样病毒、植物呼肠病毒、马铃薯卷叶病毒、马铃薯病毒、马铃薯纺锤形块茎类病毒、马铃薯X病毒、马铃薯Y病毒、里奥病毒、弹状病毒、黑麦草花叶病毒、温州蜜柑矮缩病毒、SbCMV-样病毒、伴生病毒、南方菜豆花叶病毒、纤细病毒、TNsatV-样卫星病毒、烟草花叶病毒、番茄假曲顶病毒、蕃茄斑萎病毒、苹果退绿叶斑病毒、小麦花叶病毒、水稻衰退杆状样病毒、芜菁黄花叶病毒、伞形植物病毒、巨脉病毒、葡萄属病毒或矮化病毒。

在有些实施方案中,所述病毒是昆虫病毒。在这些中的一些中,所述昆虫病毒是浓核病毒、虹彩病毒、绿色虹彩病毒、杆状病毒、多DNA病毒、昆虫痘病毒、囊泡病毒、昆虫小RNA病毒、杯状病毒或野田村病毒。

在有些实施方案中,所述受试者是人动物。

本公开内容的另一个方面涉及一种抑制病毒侵染性的方法,所述方法包括:使被病毒感染的细胞接触有效地抑制病毒侵染性的量的叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物、叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸或其药学上可接受的盐具有如上所述的式[I]。在这些中的一些中,Y是叠氮基。在这些中的一些中,X是直链碳链。在这些中的一些中,所述直链碳链包含8-15个碳。在这些中的一些中,所述直链碳链不含有氧、硒、硅、硫、SO、SO2或NR1。在这些中的一些中,所述碳链不含有双键或三键。在这些中的一些中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸是15-叠氮基十五烷酸、12-叠氮基十二烷酸或其药学上可接受的盐。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是N-连接的碳水化合物或O-连接的碳水化合物。在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或四乙酰化的N-叠氮基乙酰基葡糖胺。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质包含法呢基或香叶基香叶基。在这些中的一些中,所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质是叠氮基法呢基二磷酸、叠氮基法呢醇、叠氮基香叶基香叶基二磷酸或叠氮基香叶基香叶醇。

在有些实施方案中,所述病毒是非人动物病毒或人动物病毒。

在有些实施方案中,所述病毒是非人动物病毒。在有些实施方案中,所述非人动物病毒是小RNA病毒、瘟病毒、动脉病毒、冠状病毒、副粘病毒、正粘病毒、里奥病毒、猪、圆环病毒、疱疹病毒、非洲猪瘟病病毒、逆转录病毒、黄病毒或弹状病毒。

在有些实施方案中,所述病毒是人动物病毒。在这些中的一些中,所述人动物病毒是腺病毒、星状病毒、嗜肝性DNA病毒、疱疹病毒、乳多泡病毒、痘病毒、沙粒病毒、布尼亚病毒、杯状病毒、冠状病毒、纤丝病毒、黄病毒、正粘病毒、副粘病毒、小RNA病毒、里奥病毒、逆转录病毒、弹状病毒或披膜病毒。在这些中的一些中,所述逆转录病毒是人免疫缺陷病毒或人T细胞淋巴营养病毒。在这些中的一些中,所述逆转录病毒是人免疫缺陷病毒HIV-1。

在有些实施方案中,所述病毒是植物病毒。在这些中的一些中,所述植物病毒是苜蓿花叶病毒、青葱病毒、α潜隐病毒、禽副黏液病毒、苹果北美疤类病毒、金病毒、燕麦病毒、鳄梨白斑类病毒、杆状DNA病毒、菜豆金色花叶病毒、甜菜坏死黄脉病毒、β潜隐病毒、β弯曲病毒科、雀麦花叶病毒、大麦黄化花叶病毒、毛状病毒、石竹隐潜病毒、麝香石竹斑驳病毒、花椰菜花叶病毒、木薯叶脉镶嵌样病毒、樱桃锉叶病毒、线形病毒、椰子死亡类病毒、锦紫苏类病毒、豇豆花叶病毒、线性病毒、黄瓜花叶病毒、植物昆虫病毒、质型弹状病毒、香石竹病毒、碗豆耳突花叶病毒、伞形植物病毒和B-型卫星病毒、蚕豆病毒、斐济病毒、真菌传杆状病毒、大麦病毒、啤酒花矮化类病毒、悬钩子病毒、等轴不稳环斑病毒、甘薯病毒、黄矮病毒、玉米褪绿斑驳病毒、橙桑花叶病毒、玉米雷亚多非纳病毒、玉米线条病毒、纳米病毒、坏死病毒、蠕传多角体病毒、核型弹状病毒、油橄榄病毒、柑橘鳞皮病毒、水稻病毒、帕尼科病毒、花生丛簇病毒、牵牛花叶脉透明样病毒、植物呼肠病毒、马铃薯卷叶病毒、马铃薯病毒、马铃薯纺锤形块茎类病毒、马铃薯X病毒、马铃薯Y病毒、里奥病毒、弹状病毒、黑麦草花叶病毒、温州蜜柑矮缩病毒、SbCMV-样病毒、伴生病毒、南方菜豆花叶病毒、纤细病毒、TNsatV-样卫星病毒、烟草花叶病毒、番茄假曲顶病毒、蕃茄斑萎病毒、苹果退绿叶斑病毒、小麦花叶病毒、水稻衰退杆状样病毒、芜菁黄花叶病毒、伞形植物病毒、巨脉病毒、葡萄属病毒或矮化病毒。

在有些实施方案中,所述病毒是昆虫病毒。在这些中的一些中,所述昆虫病毒是浓核病毒、虹彩病毒、绿色虹彩病毒、杆状病毒、多DNA病毒、昆虫痘病毒、囊泡病毒、昆虫小RNA病毒、杯状病毒或野田村病毒。

在有些实施方案中,所述细胞是人细胞。

本公开内容的第三方面涉及一种生产病毒的方法,所述病毒被叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物、叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐标记,所述方法包括:使被病毒感染的细胞接触所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物、所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐,使得所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物、所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐进入所述细胞中,并掺入所述病毒的蛋白中,由此生产被标记的病毒。

在有些实施方案中,所述方法是生产被叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物、叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐标记的人免疫缺陷病毒的方法,所述方法包括:使被所述人免疫缺陷病毒感染的细胞接触所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物、所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐,使得所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物、所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐进入所述细胞中,并掺入所述病毒的蛋白中,由此生成被标记的病毒。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸或其药学上可接受的盐具有如上所述的式[I]。在这些中的一些中,Y是叠氮基。在这些中的一些中,X是直链碳链。在这些中的一些中,所述直链碳链包含8-15个碳。在这些中的一些中,所述直链碳链不含有氧、硒、硅、硫、SO、SO2或NR1。在这些中的一些中,所述碳链不含有双键或三键。在这些中的一些中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸是15-叠氮基十五烷酸、12-叠氮基十二烷酸或其药学上可接受的盐。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是N-连接的碳水化合物或O-连接的碳水化合物。在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或四乙酰化的N-叠氮基乙酰基葡糖胺。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质包含法呢基或香叶基香叶基。在这些中的一些中,所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质是叠氮基法呢基二磷酸、叠氮基法呢醇、叠氮基香叶基香叶基二磷酸或叠氮基香叶基香叶醇。

在有些实施方案中,所述细胞是人细胞。

在有些实施方案中,所述病毒是人免疫缺陷病毒,而在其它实施方案中,所述病毒是杆状病毒。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物、叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐与药学上可接受的赋形剂一起配制。

在有些实施方案中,所述方法另外包括下述步骤:给所述细胞施用与药学上可接受的赋形剂一起配制的所述叠氮化物修饰的碳水化合物、叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐。

本公开内容的第四方面涉及一种在体内跟踪病毒的方法,所述方法包括下述步骤:使培养的细胞或受试者接触叠氮化物修饰的碳水化合物、叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐;使所述培养的细胞或所述受试者接触炔烃标记的报告物分子;和在所述培养的细胞或所述受试者中跟踪报告物标记的病毒。

在有些实施方案中,使所述培养的细胞或所述受试者接触叠氮化物修饰的脂肪酸或其药学上可接受的盐。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸或其药学上可接受的盐具有如上所述的式[I]。在有些实施方案中,Y是叠氮基。在这些中的一些中,X是直链碳链。在这些中的一些中,所述直链碳链包含8-15个碳。在这些中的一些中,所述直链碳链不含有氧、硒、硅、硫、SO、SO2或NR1。在这些中的一些中,所述碳链不含有双键或三键。在这些中的一些中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸是15-叠氮基十五烷酸、12-叠氮基十二烷酸或其药学上可接受的盐。

本公开内容的另一个方面涉及一种药物组合物,其包含叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物、叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐和药学上可接受的赋形剂。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸或其药学上可接受的盐具有如上所述的式[I]。在这些中的一些中,Y是叠氮基。在这些中的一些中,X是直链碳链。在这些中的一些中,所述直链碳链包含8-15个碳。在这些中的一些中,所述直链碳链不含有氧、硒、硅、硫、SO、SO2或NR1。在这些中的一些中,所述碳链不含有双键或三键。在这些中的一些中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸是15-叠氮基十五烷酸、12-叠氮基十二烷酸或其药学上可接受的盐。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是N-连接的碳水化合物或O-连接的碳水化合物。在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或四乙酰化的N-叠氮基乙酰基葡糖胺。

在有些实施方案中,所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质包含法呢基或香叶基香叶基。在这些中的一些中,所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质是叠氮基法呢基二磷酸、叠氮基法呢醇、叠氮基香叶基香叶基二磷酸或叠氮基香叶基香叶醇。

在有些实施方案中,所述组合物另外包含至少一种抗病毒剂。在这些中的一些中,所述抗病毒剂选自:逆转录酶抑制剂、病毒蛋白酶抑制剂、病毒融合抑制剂、病毒整合酶抑制剂、糖苷酶抑制剂、病毒神经氨酸酶抑制剂、M2蛋白抑制剂、两性霉素B、羟基脲、α-干扰素、β-干扰素、γ-干扰素和反义寡核苷酸。在这些中的一些中,所述逆转录酶抑制剂是下述的至少一种:齐多夫定(AZT)、去羟肌苷(ddI)、扎西他滨(ddC)、ddA、司他夫定(d4T)、拉米夫定(3TC)、阿巴卡韦(ABC)、恩曲他滨(FTC)、恩替卡韦(INN)、阿立他滨(ATC)、Atevirapine、利巴韦林、阿昔洛韦、泛昔洛韦、伐昔洛韦、更昔洛韦、伐昔洛韦、替诺福韦、阿德福韦、PMPA、西多福韦、依法韦仑、奈韦拉平、地拉韦啶或依曲韦林;其中所述病毒蛋白酶抑制剂是下述的至少一种:替拉那韦、达芦那韦、茚地那韦、洛匹那韦、呋山那韦、阿扎那韦、沙奎那韦、利托那韦、茚地那韦、奈非那韦或氨普那韦;其中所述病毒融合抑制剂是下述的至少一种:CD4拮抗剂、CCR5拮抗剂、CXCR4拮抗剂或恩夫韦肽;其中所述病毒整合酶是拉替拉韦;其中所述糖苷酶抑制剂是下述的至少一种:SC-48334或MDL-28574;其中所述病毒神经氨酸酶抑制剂是下述的至少一种:奥塞米韦、培拉米韦、扎那米韦和拉尼米韦;和其中所述M2蛋白抑制剂是下述的至少一种:金刚烷胺或金刚乙胺(rimantidine)。

在有些实施方案中,所述组合物另外包含一种试剂,所述试剂用于给细胞递送所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物、所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐。在这些中的一些中,用于给细胞递送所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质的试剂。

附图说明

附图(其并入本说明书中,并且构成本说明书的一部分)解释了本发明的某些实施方案,并与书面描述一起,用于解释本发明的某些原理。

图1显示了叠氮化物修饰的蛋白在HIV感染的CEMx174细胞中的时程。用下述物质标记CEMx174感染的细胞:(A) 15-叠氮基十五烷酸、(B) 12-叠氮基十二烷酸、(C) 四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺或(D) 四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺,并在感染后12、24、72小时和14天时收获。图1(E)显示了用下述总蛋白染色剂染色以后的代表性凝胶:SYPRO®Ruby蛋白染色剂(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)。

图2显示了从慢性感染的CEMx174细胞生产的HIV得到的叠氮化物修饰的蛋白的凝胶电泳。图2(A)显示了用四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺(Man)、四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺(GalNaz)、15-叠氮基十五烷酸(Palmitic)、12-叠氮基十二烷酸(Myristic)标记的和用TAMRA标记的病毒蛋白。图2(B)显示了使用SYPRO®Ruby蛋白染色剂(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)的总蛋白染色。

图3显示了萤光素酶报告物测定(Applied Biosytems萤光素酶试剂)的结果,所述测定用于测量未标记的HIV (对照)或用15-叠氮基十五烷酸(PALM)、12-叠氮基十二烷酸(MYR)、四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺(MAN)或四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺(GAL)标记的HIV的侵染性。

图4显示了萤光素酶报告物测定(Promega萤光素酶试剂)的结果,所述测定用于测量未标记的HIV (对照)或用15-叠氮基十五烷酸(PALM)、12-叠氮基十二烷酸(MYR)、四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺(MAN)或四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺(GAL)标记的HIV的侵染性。

图5显示了翻译后修饰(PTM) 类似物掺入对BacMam进入哺乳动物细胞中的能力的影响结果。小图显示了被PTM类似物标记的BacMam病毒感染的U2-OS细胞的相(phase)(下一行小图)和荧光GFP图像(上一行小图)。

定义

除非另外定义,在本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明相关领域的普通技术人员通常理解相同的含义。为了可以更容易地理解本发明,首先定义某些术语。在详细描述中阐述了其它定义。在冲突的情况下,以本说明书(包括定义)为准。

本文使用的“叠氮化物修饰的脂肪酸”表示这样的脂肪酸:其包含叠氮基且具有下式R-N3,其中R包含具有至少一个羧酸官能团的烃链,所述羧酸官能团通常(尽管不一定)在末端位置。

本文使用的“叠氮化物修饰的碳水化合物”表示这样的碳水化合物:其包含叠氮基且具有下式R-N3,其中R是碳水化合物。

本文使用的“叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质”表示含有异戊二烯的脂质或其衍生物。所述叠氮化物修饰的类异戊二烯包含叠氮基且具有下式R-N3,其中R是含有异戊二烯的脂质,诸如C15法呢基类异戊二烯脂质或C20香叶基香叶基类异戊二烯脂质或其衍生物,包括、但不限于叠氮基法呢基二磷酸、叠氮基法呢醇、叠氮基香叶基香叶基二磷酸或叠氮基香叶基香叶醇。

本文使用的“动物病毒”表示感染非人动物或人动物细胞的病毒。非人动物病毒会感染非人动物细胞。在某些情况下,感染非人动物细胞的病毒也能够感染人动物细胞。人动物病毒会感染人动物细胞。在某些情况下,感染人动物细胞的病毒也能够感染非人动物细胞。

本文使用的“生物分子”表示蛋白、肽、氨基酸、糖蛋白、核酸、核苷酸、核苷、寡核苷酸、糖、寡糖、脂质、激素、蛋白聚糖、碳水化合物、多肽、多核苷酸、多糖,其具有在活生物体中发现的分子的典型特征,且可以是天然存在的,或可以是人工的(在自然界中不存在,且与在自然界中发现的分子不同)。

本文使用的“点击化学”表示,Huisgen环加成或者铜(I)催化的叠氮化物和末端炔烃之间的1,3-偶极环加成(以形成1,2,4-三唑)的变体。这样的化学反应可以使用、但不限于简单的杂原子有机反应物,且是可靠的、选择性的、立体特异性的和放热的。

本文使用的“环加成”表示这样的化学反应:其中2个或更多个π(pi)-电子系统(如,不饱和分子或相同分子的不饱和部分)结合以形成环状产物,其中存在键多样性的净减少。在环加成中,π(pi) 电子用于形成新的π(pi)键。环加成的产物称作“加成化合物”或“环加成化合物”。不同类型的环加成是本领域已知的,包括、但不限于[3+2] 环加成和Diels-Alder反应。[3+2] 环加成(其也称作1,3-偶极环加成)发生在1,3-偶极和亲偶极物之间,且通常用于构建5元杂环。术语“[3+2] 环加成”也包括由Bertozzi等人. J. Am. Chem. Soc., 2004, 126:15046-15047描述的叠氮化物和环辛炔和二氟环辛炔之间的“无铜”[3+2] 环加成。

本文使用的“DNA病毒”表示,具有脱氧核糖核酸(DNA)作为它的遗传物质的病毒。DNA病毒通常是双链的,但是也可以是单链的。

本文使用的“糖蛋白”表示,已经被糖基化的蛋白,和已经在体内或在体外酶修饰成包含糖基的那些蛋白。

本文使用的“HIV”和“人免疫缺陷病毒”表示人免疫缺陷病毒1和2 (HIV-1和HIV-2)。

本文使用的“侵染性”表示,病毒进入或离开细胞的能力。

本文使用的“昆虫病毒”表示,感染昆虫细胞的病毒。某些昆虫病毒,例如,未修饰的杆状病毒或修饰的杆状病毒(BacMam),还可以感染非人动物和/或人动物细胞。

本文使用的“植物病毒”表示,感染植物细胞的病毒。

本文使用的“药学上可接受的赋形剂”包括:与药用相容的溶剂、分散介质、稀释剂、包衣剂、抗细菌剂和抗真菌剂、等张剂和吸收延迟剂等。这些试剂用于药学活性物质的应用是本领域众所周知的。

本文使用的“蛋白”和“多肽”在一般意义上用于包括,任意长度的氨基酸残基的聚合物。术语“肽”在本文中用于表示这样的多肽:其具有小于100个氨基酸残基,通常小于10个氨基酸残基。该术语适用于这样的氨基酸聚合物:其中一个或多个氨基酸残基是对应的天然存在的氨基酸的人工化学类似物,也适用于天然存在的氨基酸聚合物。

本文使用的“报告物分子”表示,能够与本发明的翻译后修饰的蛋白连接并直接地或间接地检测到的任意部分。报告物分子包括,但不限于:生色团、荧光团、荧光蛋白、磷光染料、串联染料、a颗粒、半抗原、酶和放射性同位素。优选的报告物分子包括荧光团、荧光蛋白、半抗原和酶。

本文使用的“RNA病毒”表示,具有核糖核酸(RNA)作为它的遗传物质的病毒。RNA病毒通常是单链的,但是也可以是双链的。

本文使用的术语“受试者”意图包括人和非人动物、植物和昆虫。受试者可以包括具有病毒感染(包括、但不限于HIV感染)的人患者。术语本发明的“非人动物”包括所有脊椎动物,诸如非人灵长类动物、绵羊、狗、猫、牛、山羊、马、鸡、猪、两栖动物、爬行动物等。

本文使用的“治疗”表示治疗性或预防性措施。所述治疗可以施用给具有病症(在受试者是动物的情况下,所述病症可以包括、但不限于医学病症)或最终可能罹患病症的受试者,以便预防、治愈、延迟、减轻病症或复发性病症的严重性和/或改善其一种或多种征状,或以便延长受试者的存活期超过在没有这种治疗存在下的预期值。

本文使用的“治疗有效量”或“有效量”是指这样的化合物的量:当为了治疗疾病而施用给非人动物或人动物、植物、昆虫或其它受试者时,其足以实现所述疾病的这种治疗。“有效量”将随化合物、疾病和它的严重性以及要治疗的受试者的年龄、体重等而变化。

必须指出,如在本说明书中和所附权利要求书中使用的,单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物,除非上下文另外指明。因而,例如,对“一种病毒”的提及包括多种病毒,除非上下文另外指明。

尽管已经参考本发明的优选实施方案具体地显示和描述了本发明,本领域技术人员会理解,可以在其中做出在形式和细节方面的不同变化,而不脱离由所附权利要求书包括的本发明的范围。另外,所述材料、方法、和实施例仅仅是示例性的,无意是限制性的。在本文中提及的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献通过引用以它们的整体并入。

具体实施方式

本公开内容涉及:叠氮化物修饰的生物分子(诸如脂肪酸或碳水化合物)用于治疗病毒感染的用途,以及含有叠氮化物修饰的生物分子的药物组合物。以前已经将叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物和叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质描述为可用于标记和检测目标蛋白的试剂,所述目标蛋白作为点击化学反应的一部分,所述点击化学反应包括铜(I)催化的叠氮化物和炔烃之间的环加成反应。关于蛋白的代谢标记试剂,参见CLICK-IT®(Invitrogen, Carlsbad, CA);也参见: 美国专利申请公开号2007/0249014和美国专利申请公开号20050222427,它们的公开内容特此通过引用整体并入。但是,申请人已经意外地发现,这些叠氮化物修饰的生物分子具有抗病毒活性,且可以用于治疗病毒感染。令人惊讶地发现,这些叠氮化物修饰的生物分子会深远地影响病毒侵染性,并且用这些叠氮化物修饰的生物分子标记病毒会抑制病毒进入宿主细胞中。不希望受任何理论的约束,在通常被未修饰的生物分子(诸如饱和脂肪酸,例如肉豆蔻酸和棕榈酸)占据的位点处用叠氮基修饰的生物分子对病毒蛋白进行翻译后修饰,似乎可以导致病毒侵染性的抑制,所述抑制的方式类似于这些生物分子在这些位点处不存在。

点击化学

叠氮化物和末端或内部炔烃可以发生1,3-偶极环加成(Huisgen环加成)反应以生成1,2,3-三唑。但是,该反应需要长反应时间和高温。可替换地,叠氮化物和末端炔烃可以在室温发生铜(I)催化的叠氮化物-炔烃环加成(CuAAC)。这样的铜(I)催化的叠氮化物-炔烃环加成(也称作点击化学)是Huisgen 1,3-偶极环加成的变体,其中有机叠氮化物和末端炔烃反应以生成1,2,3-三唑的1,4-位置异构体。Sharpless等人描述了点击化学反应的实例(美国专利申请公开号20050222427, PCT/US03/17311; Lewis W G, 等人, Angewandte Chemie-Int'l Ed. 41 (6): 1053;在Kolb, H.C., 等人, Angew. Chem. Inst. Ed. 2001, 40:2004-2021中综述的方法),其开发了以高收率且以在杂原子连接(与碳-碳键相反)中的极少副反应彼此反应的试剂,以便建立化学化合物的文库。

点击化学已经用于标记和检测目标蛋白。例如,CLICK-IT®(Invitrogen, Carlsbad, CA) 反应是一种两步标记技术,其包括:将修饰的代谢前体(诸如叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质)掺入蛋白中作为化学“手柄”,随后进行叠氮化物和炔烃之间的化学选择性连接(或“点击”反应)。在点击反应中,用对应的含有叠氮化物或炔烃的染料或半抗原检测经修饰的蛋白。CLICK-IT®代谢标记试剂已经用于监测蛋白的翻译后修饰,诸如酰化、糖基化和异戊二烯基化,且包括:1) 叠氮化物修饰的脂肪酸,诸如CLICK-IT®棕榈酸叠氮化物(即,15-叠氮基十五烷酸) 和CLICK-IT®肉豆蔻酸叠氮化物(即,12-叠氮基十二烷酸),它们分别用于标记棕榈酰化的和肉豆蔻酰化的蛋白;2) 叠氮化物修饰的碳水化合物,包括用于标记O-连接的糖蛋白的CLICK-IT®GalNAz (四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺),用于标记唾液酸修饰的糖蛋白的CLICK-IT®ManNAz (四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺),和用于标记O-GlcNAz修饰的糖蛋白的CLICK-IT®GlcNAz (四乙酰化的N-叠氮基乙酰基葡糖胺);和3) 叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质,诸如CLICK-IT®法呢醇叠氮化物和CLICK-IT®香叶基香叶醇叠氮化物。如上面所指出的,申请人已经意外地发现,这些叠氮化物修饰的生物分子具有抗病毒活性,且可以用于治疗病毒感染。

糖基化

糖基化是一个酶促的过程,其中碳水化合物与细胞中的蛋白、脂质或其它有机分子连接。糖蛋白是由与碳水化合物共价连接的蛋白组成的生物分子。某些翻译后修饰会在蛋白上添加糖部分(碳水化合物),从而形成糖蛋白。在糖蛋白中发现的常见单糖包括,但不限于:葡萄糖、半乳糖、甘露糖、岩藻糖、木糖、N-乙酰基半乳糖胺(GalNAc)、N-乙酰基葡糖胺(GlcNAc)和N-乙酰基神经氨酸(NANA,也称作唾液酸)。N-乙酰基-D-甘露糖胺(ManNAc)是神经氨酸(包括NANA)的前体。2个相同或不同的单糖可以连接到一起形成二糖。更多个单糖的添加会导致递增长度的寡糖的形成。另外,所述糖部分可以是糖基。

在糖蛋白中,碳水化合物可以通过N-糖基化或O-糖基化与蛋白组分连接。N-糖基化通常通过在天冬酰胺或精氨酸侧链上的氮而发生,从而形成经由酰胺基的N-糖苷键。O-糖基化通常发生在羟基赖氨酸、羟基脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸或苏氨酸侧链的羟基氧处,从而形成O-糖苷键。GalNAc和GlcNAc都是O-连接的碳水化合物。唾液酸存在于N-和O-连接的碳水化合物上。

蛋白糖基化是最丰富的翻译后修饰之一,并在生物系统的控制中起重要作用。例如,糖基化会影响蛋白折叠,且可以帮助稳定蛋白和防止它们的降解。糖基化也可以影响蛋白的与其它分子结合的能力,并介导细胞内或细胞间的信号传递途径。例如,碳水化合物修饰对于宿主-病原体相互作用、炎症、发育和恶性肿瘤而言是重要的(Varki, A. Glycobiology 1993, 3, 97-130; Lasky, L. A. Annu. Rev. Biochem. 1995, 64, 113-139. (c) Capila, I.; Linhardt, R. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 391-412; Rudd, P. M.; Elliott, T.; Cresswell, P.; Wilson, I. A.; Dwek, R. A. Science 2001, 291, 2370-2376)。一种这样的共价修饰是O-GlcNAc糖基化,它是D-N-乙酰基葡糖胺对丝氨酸和苏氨酸残基的共价修饰(Wells, L.; Vosseller, K.; Hart, G. W. Science 2001, 291, 2376-2378; Zachara, N. E.; Hart, G. W. Chem. Rev. 2002, 102, 431)。O-GlcNAc修饰存在于从秀丽隐杆线虫至人类的所有高等真核生物体中,且已经被证实是普遍存在的、可诱导的和高动态的,从而提示与磷酸化类似的调节作用。

脂肪酸酰化

脂肪酸酰化是一个酶促过程,其中脂肪酸与细胞中的蛋白连接。该过程可以影响蛋白的功能以及它的细胞定位,且是细胞和病毒起源的蛋白所共有的(Towler等人, Proc Natl Acad Sci USA 1986, 83:2812-16)。肉豆蔻酸和棕榈酸是与蛋白连接的2种最常见的脂肪酸(Olson等人, J Biol Chem 261(5):2458-66)。一般而言,肉豆蔻酸经由酰胺键连接至可溶性蛋白和膜蛋白的氨基端甘氨酸(其在N-蛋氨酸残基除去过程中暴露),尽管它还可以连接其它氨基酸。肉豆蔻酰化还可以发生在翻译后,例如,当蛋白酶切割多肽并暴露甘氨酸残基时。棕榈酸经由酯键或硫代酸酯键与膜蛋白连接。肉豆蔻酰化和棕榈酰化似乎在蛋白在膜隔室之间的亚细胞运输中以及在调控蛋白-蛋白相互作用中起重要作用。

脂肪酸具有2个不同的区域:长的疏水烃链和羧酸基团,所述羧酸基团通常在溶液中离子化(COO-),是极端亲水的,且容易形成酯和酰胺。天然的脂肪酸通常具有4-28个碳的链(通常是直链的,甚至是有限的),且可以是饱和的或不饱和的。饱和的脂肪酸在烃链中不含有双键,包括月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和花生酸。不饱和的脂肪酸在烃链中含有至少一个双键,包括肉豆蔻烯酸、棕榈油酸、十六碳烯-6-酸、油酸、亚油酸、α-亚油酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、芥酸和二十二碳六烯酸。

异戊二烯基化

蛋白异戊二烯基化包括类异戊二烯脂质(诸如法呢基或香叶基-香叶基部分)与靶蛋白的C-端半胱氨酸的连接(McTaggert, Cell Mol Life Sci 2006, 63:255-67)。这些反应由法呢基转移酶、香叶基香叶基转移酶和Rab香叶基香叶基转移酶催化(Magee和Seabra, Biochem J 2003, 376:e3-4)。由于类异戊二烯脂质的疏水性,大多数异戊二烯基化的蛋白与膜结合。大多数法呢基化的蛋白参与细胞信号传递(其中膜结合对于功能而言是重要的)。对于通过专门的异戊二烯基结合域介导蛋白-蛋白结合而言,类异戊二烯脂质也是重要的。

在病毒中的翻译后修饰

许多病毒蛋白被翻译后修饰(包括、但不限于糖基化、酰化和异戊二烯基化)广泛地修饰。在许多情况下,病毒感染宿主细胞和/或逃避免疫系统需要这些翻译后修饰。翻译后修饰在病毒学中是特别重要的,因为,一般而言,病毒基因组是较小的,因而存在增强的编码节俭的压力。通过利用宿主的翻译后机制,病毒可以开发出多条途径并用最小的基因组发挥作用,因为单个翻译后修饰可以改变蛋白的功能或细胞的位置。

例如,在HIV和猴免疫缺陷病毒(SIV)中,糖基化在侵染循环的多个阶段中起重要作用。在感染过程中,病毒糖蛋白会影响病毒蛋白gp120和gp41与宿主细胞CD4受体和CXCR4和CCR5共受体的结合(Chen等人,Virus Res 2001, 79:91-101)。糖基化负责gp160 (gp 120和gp41的前体)的适当折叠和加工(Land等人, Biochimie 2001, 83: 783-90),且可以增强HIV和SIV与不同细胞类型(包括树突细胞)的相互作用(Geijtenbeek等人, Curr Top Microbiol Immunol 2003, 276:31-54)。gp120在HIV生物学中的正常作用是,经由在靶细胞上表达的CD4受体和CXCR4和CCR5共受体,启动病毒与细胞的结合。当gp120结合CD4时,在gp120中发生构象变化,所述构象变化会暴露出共受体结合位点,并触发gp41中的构象变化。在gp41中的构象变化又会暴露出在gp41中的融合肽,所述融合肽介导病毒包膜和靶细胞之间的融合(Chen等人,Virus Res 2001, 79:91-101)。在gp120中的单个残基(N197)处的一种碳水化合物的变化,会将病毒嗜性从CD4嗜性彻底改变成不依赖于CD4 (Kolchinksy等人, J Virol 2001, 75:3435-43)。改变高甘露糖相对于在gp120中存在的复杂型碳水化合物(含有唾液酸)的总比例,会影响病毒与靶细胞的结合程度(Fenouillet等人, J Gen Virol 1991, 1919-26)。在感染以后,包膜前体蛋白(gp160)切割成gp120和gp41需要糖基化。在从被感染的细胞释放病毒以后,糖基化对于免疫逃避而言也是重要的,因为包膜糖基化的变化会显著地改变针对病毒的体液免疫应答(Kwong等人, Nature 2002, 420:678-82; Shi等人, J Gen Virol 2005, 86:3385-96)。

病毒蛋白的酰化对于HIV生物学而言也是重要的。HIV芽殖是一个复杂的过程,其包括许多细胞蛋白和病毒蛋白的协调(Resh Trends Microbiol 2001, 9:57; Freed, J Virol 2002, 76:4679-87)。HIV芽殖指向在膜筏中富含的质膜区域(Lindwasser等人, J Virol 2001, 75:7913-24; Nguyen等人, J Virol 2000, 74:3264-72; Ono等人, Proc Natl Acad Sci USA 2001, 98:13925-30; Hermida-Matsumoto等人, J Virol 2000, 74:8670-79),所述膜筏以前被称作脂质筏(Pike等人, J Lipid Res 2006, 47:1597-98),所述HIV芽殖通过衣壳蛋白多聚蛋白前体(pr55 gag)的N-端甘氨酸的肉豆蔻酰化实现(Lindwasser等人, J Virol 2001, 75:7913-24; Nguyen等人, J Virol 2000, 74:3264-72; Ono等人, Proc Natl Acad Sci USA 2001, 98:13925-30)。gp120蛋白通过棕榈酰化指向膜筏(Yang等人, Proc Natl Acad Sci USA 1995, 92:9871-75)。膜筏在几种细胞过程(包括胞吞、囊泡运输、胆固醇分选、细胞凋亡和通过T细胞受体的信号传递)中起重要作用(Jordan等人, J Immunol 2003, 171:78-87; Viola等人, Apmis 1999, 107:615-23; Viola等人, Science 1999, 283:680-82; Bezombes等人, Curr Med Chem Anti-Canc Agents 2002, 3:263-70; Kabouridis等人, Eur J Immunol 2000, 30:954-63)。HIV蛋白向这些区域的指向,可以允许病毒粒子更有效地劫持这些途径,因而可能可能解释与AIDS的疾病进展有关的复杂致病性。实际上,从HIV颗粒除去胆固醇(一种重要的膜筏组分),会通过至少2个机理导致灭活:丧失与靶细胞融合的能力,和丧失病毒粒子完整性(导致病毒的透化)(Guyader等人, J Virol 2002, 76:10356-64; Campbell等人, J Virol 2004, 78:10556-65; Viard等人, J Virol 2002, 76:11584-595; Campbell等人, Aids 2002, 16:2253-61; Liao等人, AIDS Res Hum Retroviruses 2003, 19:675-87; Graham等人, J Virol 2003, 77:8237-48)。

病毒还可以使用宿主细胞机制,通过添加类异戊二烯脂质(诸如法呢基和香叶基香叶基)来修饰病毒蛋白。例如,异戊二烯基化在δ肝炎病毒(HDV)的生命周期中起重要作用,所述δ肝炎病毒是与乙型肝炎病毒有关的急性和慢性肝病的病原体(Einav和Glenn, J Antimicrobial Chemotherapy 2003, 52:883-86)。HDV蛋白之一(大δ抗原(LHDAg))对于病毒装配而言是关键性的,并且在体外翻译系统中和在完整细胞中发生法呢基化(Einav和Glenn, J Antimicrobial Chemotherapy 2003, 52:883-86)。通过使用法呢基转移酶抑制剂抑制异戊二烯基化,会阻止HDV装配,并清除HDV的小鼠模型中的HDV病毒血症,从而强调了异戊二烯基化在某些病毒的生命周期中的重要性(Einav和Glenn, J Antimicrobial Chemotherapy 2003, 52:883-86)。

与HIV、SIV和HDV类似,其它病毒依赖于病毒蛋白的翻译后修饰来介导向宿主细胞中的进入和/或逃避宿主免疫系统。因而,预期本文所述的叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物和叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质具有广谱抗病毒活性(诸如如下调控活性:通过抑制或阻止HIV病毒基因组的反转录、在新病毒粒子的最终装配之前某些病毒蛋白的晚期加工、或病毒向细胞中的进入),且可以用于治疗多种病毒感染。

使用方法

1. 治疗病毒感染的方法

本公开内容提供了一种治疗被病毒感染的植物、昆虫或动物的方法,所述方法包括:给所述植物、昆虫或动物施用有效量的叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质。在一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸是饱和脂肪酸,诸如15-叠氮基十五烷酸或12-叠氮基十二烷酸。在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是N-连接的碳水化合物或O-连接的碳水化合物。在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或N-叠氮基乙酰基葡糖胺。所述叠氮化物修饰的碳水化合物任选地包含促进进入细胞中的部分,包括、但不限于四乙酰基部分。因而,在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或四乙酰化的N-叠氮基乙酰基葡糖胺。在另一个实施方案中,所述类异戊二烯脂质包含法呢基或香叶基香叶基,且包括、但不限于:叠氮基法呢基二磷酸、叠氮基法呢醇、叠氮基香叶基香叶基二磷酸或叠氮基香叶基香叶醇。

所述病毒可以是植物病毒、昆虫病毒或动物病毒。在某些实施方案中,所述动物是人,所述病毒是人病毒,诸如腺病毒、星状病毒、嗜肝性DNA病毒、疱疹病毒、乳多泡病毒、痘病毒、沙粒病毒、布尼亚病毒、杯状病毒、冠状病毒、纤丝病毒、黄病毒、正粘病毒、副粘病毒、小RNA病毒、里奥病毒、逆转录病毒、弹状病毒或披膜病毒。在一个实施方案中,所述动物是人,所述病毒是人免疫缺陷病毒。优选地,所述人免疫缺陷病毒是HIV-1。

使用本领域已知的多种测定中的任一种,可以确定所述叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质是否可有效地治疗病毒感染。例如,现有的病毒感染的动物模型或体外模型可以用于确定给定的化合物是否可有效地减少病毒载量。就HIV而言,作为实例,在实施例2中描述的体外萤光素酶报告物测定可以用于测量叠氮化物修饰的化合物的效力。在人受试者中,通过测量病毒载量和/或测量病毒感染的一种或多种征状,可以确定化合物的效力。通过测量血清中的病毒的滴度或水平,可以测量病毒载量。这些方法包括,但不限于定量聚合酶链式反应(PCR)和分支DNA (bDNA) 试验。

2. 抑制病毒侵染性的方法

还提供了抑制病毒侵染性的方法,所述方法包括:使被病毒感染的细胞接触有效地抑制病毒侵染性的量的叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质。在一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸是饱和脂肪酸,诸如15-叠氮基十五烷酸或12-叠氮基十二烷酸。在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是N-连接的碳水化合物或O-连接的碳水化合物。在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或N-叠氮基乙酰基葡糖胺。所述叠氮化物修饰的碳水化合物任选地包含促进进入细胞中的部分,包括、但不限于四乙酰基部分。因而,在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或四乙酰化的N-叠氮基乙酰基葡糖胺。在另一个实施方案中,所述类异戊二烯脂质包含法呢基或香叶基香叶基,且包括、但不限于:叠氮基法呢基二磷酸、叠氮基法呢醇、叠氮基香叶基香叶基二磷酸或叠氮基香叶基香叶醇。

所述病毒可以是植物病毒、昆虫病毒或动物病毒。在某些实施方案中,所述细胞是人细胞,所述病毒是人病毒,诸如腺病毒、星状病毒、嗜肝性DNA病毒、疱疹病毒、乳多泡病毒、痘病毒、沙粒病毒、布尼亚病毒、杯状病毒、冠状病毒、纤丝病毒、黄病毒、正粘病毒、副粘病毒、小RNA病毒、里奥病毒、逆转录病毒、弹状病毒或披膜病毒。在一个实施方案中,所述动物是人,所述病毒是人免疫缺陷病毒。优选地,所述人免疫缺陷病毒是HIV-1。

使用本领域已知的多种测定(包括报道基因测定,诸如在实施例2中描述的萤光素酶测定)中的任一种,可以确定所述叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质是否可有效地抑制病毒侵染性。

3. 标记病毒蛋白的方法

叠氮化物修饰的脂肪酸还可以用于标记病毒蛋白,所述病毒蛋白通过翻译后酰化(包括、但不限于棕榈酰化和肉豆蔻酰化)被脂质修饰。在这样的翻译后修饰中,叠氮化物修饰的脂肪酸被用于标记病毒蛋白。如果需要的话,使用点击化学反应,可以使叠氮化物标记的病毒蛋白与炔烃标记的报告物分子偶联,以允许检测叠氮化物标记的病毒蛋白。

类似地,叠氮化物修饰的碳水化合物可以用于标记病毒蛋白,所述病毒蛋白通过翻译后糖基化(包括、但不限于N-连接的糖基化和O-连接的糖基化)被碳水化合物修饰。在这样的翻译后修饰中,叠氮化物修饰的碳水化合物被用于标记病毒蛋白。如果需要的话,使用点击化学,可以使叠氮化物标记的病毒蛋白与炔烃标记的报告物分子偶联,以允许检测叠氮化物标记的病毒蛋白。

叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质同样可以用于标记病毒蛋白,所述病毒蛋白通过翻译后异戊二烯基化(包括、但不限于法呢基化和香叶基香叶基化)被脂质修饰。在这样的翻译后修饰中,叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质被用于标记病毒蛋白。如果需要的话,使用点击化学反应,可以使叠氮化物标记的病毒蛋白与炔烃标记的报告物分子偶联,以允许检测叠氮化物标记的病毒蛋白。

如上所述标记的任意病毒可以与炔烃标记的报告物分子或载体分子偶联。术语“炔烃”包括、但不限于末端炔烃和内部炔烃,例如,由Agard等人, J. Am. Chem. Soc., 2004, 126 (46):15046-15047描述的环辛炔和二氟环辛炔,由Boon等人, WO2009/067663 A1 (2009)描述的二苯并环辛炔,和由Debets等人, Chem. Comm., 2010, 46:97-99描述的氮杂二苯并环辛炔。在本文所述的方法和组合物中使用的报告物分子可以含有、但不限于:生色团、荧光团、荧光蛋白、磷光染料、串联染料、纳米晶体颗粒、半抗原、酶和放射性同位素。在某些实施方案中,这样的报告物分子包括荧光团、荧光蛋白、半抗原和酶。

叠氮化物标记的病毒可以用于在体内跟踪病毒侵染性,其中使用被叠氮化物修饰的碳水化合物、叠氮化物修饰的脂肪酸或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质标记的病毒来感染培养的细胞或受试者。可以感染细胞一段时间,然后固定,渗透化处理,并用荧光炔烃染料点击标记(click-labeled)。可以使荧光病毒颗粒的细胞内定位(或在时程内的运输) 显影,例如,通过显微术。类似地,可以用叠氮化物标记的病毒处理小动物,并用于跟踪在不同组织中的病毒生物利用度,包括通过流式细胞计量术和细胞/组织切片显微术检测在循环的白血细胞中的病毒。在有些实施方案中,在体内跟踪病毒的方法包括下述步骤:使培养的细胞或受试者接触叠氮化物修饰的碳水化合物、叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的盐;使所述培养的细胞或所述受试者接触炔烃标记的报告物分子;和在所述培养的细胞或所述受试者中跟踪报告物标记的病毒。在有些实施方案中,在体内跟踪病毒的方法包括下述步骤:使培养的细胞或受试者接触叠氮化物修饰的脂肪酸或其药学上可接受的盐;使所述培养的细胞或所述受试者接触炔烃标记的报告物分子;和在所述培养的细胞或所述受试者中跟踪报告物标记的病毒。

因而,本公开内容的另一个方面涉及一种生产被叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质标记的人免疫缺陷病毒的方法,所述方法包括:使被所述人免疫缺陷病毒感染的细胞接触所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质,使得所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质进入所述细胞中并掺入所述病毒的蛋白中,由此生成被标记的病毒。在一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸是饱和脂肪酸,诸如15-叠氮基十五烷酸或12-叠氮基十二烷酸。在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是N-连接的碳水化合物或O-连接的碳水化合物。在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或N-叠氮基乙酰基葡糖胺。在另一个实施方案中,所述类异戊二烯脂质包含法呢基或香叶基香叶基,且包括、但不限于:叠氮基法呢基二磷酸、叠氮基法呢醇、叠氮基香叶基香叶基二磷酸或叠氮基香叶基香叶醇。所述叠氮化物修饰的碳水化合物任选地包含促进进入细胞中的部分,包括、但不限于四乙酰基部分。因而,在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或四乙酰化的N-叠氮基乙酰基葡糖胺。在某些实施方案中,所述细胞是人细胞。

病毒

所述叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质优选地靶向大多数病毒共有的翻译后修饰,并因而代表一类新的抗病毒剂,其具有针对广谱病毒的抗病毒活性潜力。大体而言,这些化合物可以用于治疗被任意病毒感染的植物、昆虫或动物。在有些实施方案中,所述病毒是植物病毒。在有些实施方案中,所述病毒是昆虫病毒。在其它实施方案中,所述病毒是动物病毒。在其它实施方案中,所述病毒是人病毒。在一个实施方案中,所述病毒是感染非人哺乳动物(例如哺乳动物家畜动物,包括、但不限于牛、马、猪、山羊或绵羊)的病毒。

在其它实施方案中,所述病毒是DNA病毒。DNA病毒包括、但不限于属于下述家族的病毒:腺病毒、星状病毒、嗜肝性DNA病毒、疱疹病毒、乳多泡病毒和痘病毒。在其它实施方案中,所述病毒是RNA病毒。RNA病毒包括、但不限于属于下述家族的病毒:沙粒病毒、布尼亚病毒、杯状病毒、冠状病毒、纤丝病毒、黄病毒、正粘病毒、副粘病毒、小RNA病毒、里奥病毒、逆转录病毒、弹状病毒和披膜病毒。

1. 非人动物病毒

在指向在非人动物中治疗病毒感染或抑制病毒侵染性的方法中,所述动物病毒优选地选自:小RNA病毒属,诸如牛肠道病毒、猪肠道病毒B、口蹄疫病毒、马鼻炎A病毒、牛鼻炎B病毒、ljungan病毒、马鼻炎B病毒、爱知病毒、牛嵴病毒、猪捷申病毒、猪扎幌病毒、猴扎幌病毒、禽扎幌病毒、禽脑脊髓炎病毒、鸭甲型肝炎病毒或猴肠道病毒A;瘟病毒属,诸如边缘病病毒、牛病毒性腹泻病毒或古典猪瘟病毒;动脉病毒属,诸如马动脉炎病毒、猪生殖和呼吸综合征病毒、乳酸脱氢酶活性病毒或猴出血热病毒;冠状病毒属,诸如牛冠状病毒、猪冠状病毒、猫冠状病毒或犬冠状病毒;副粘病毒属,诸如亨德拉病毒、尼帕病毒、犬瘟热病毒、牛瘟病毒、新城疫病毒和牛呼吸道合胞体病毒;正粘病毒属,诸如流感A病毒、流感B病毒或流感C病毒;里奥病毒属,诸如蓝舌病毒;猪圆环病毒、疱疹病毒属,诸如假性狂犬病病毒或牛疱疹病毒1型;非洲猪瘟病病毒属,诸如非洲猪瘟病毒;逆转录病毒属,诸如猴免疫缺陷病毒、猫免疫缺陷病毒、牛免疫缺陷病毒、牛白血病病毒、猫白血病病毒、绵羊肺腺瘤逆转录病毒或山羊关节炎脑炎病毒;黄病毒属,诸如黄热病病毒、西尼罗病毒、登革热病毒、蜱传脑炎病毒或牛病毒性腹泻病毒;或弹状病毒属,诸如狂犬病病毒。

2. 人动物病毒

在指向在人类中治疗病毒感染或抑制病毒侵染性的方法中,所述人病毒优选地选自:腺病毒、星状病毒、嗜肝性DNA病毒、疱疹病毒、乳多泡病毒、痘病毒、沙粒病毒、布尼亚病毒、杯状病毒、冠状病毒、纤丝病毒、黄病毒、正粘病毒、副粘病毒、小RNA病毒、里奥病毒、逆转录病毒、弹状病毒或披膜病毒。

在优选的实施方案中,所述腺病毒包括、但不限于人腺病毒。在优选的实施方案中,所述星状病毒包括、但不限于哺乳动物星状病毒。在优选的实施方案中,所述嗜肝性DNA病毒包括、但不限于乙型肝炎病毒。在优选的实施方案中,所述疱疹病毒包括、但不限于单纯疱疹病毒I型、单纯疱疹病毒2型、人巨细胞病毒、爱泼斯坦-巴尔病毒、水痘带状疱疹病毒、蔷薇疹病毒和卡波西肉瘤-相关的疱疹病毒。在优选的实施方案中,所述乳多泡病毒包括、但不限于人乳头瘤病毒和人多瘤病毒。在优选的实施方案中,所述痘病毒包括、但不限于天花病毒(variola virus)、痘苗病毒、牛痘病毒、猴痘病毒、天花病毒(smallpox virus)、假牛痘病毒、丘疹状口炎病毒、塔纳痘病毒、雅巴猴瘤病毒和传染性软疣病毒。在优选的实施方案中,所述沙粒病毒包括、但不限于淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒、拉沙病毒、machupo病毒和胡宁病毒。在优选的实施方案中,所述布尼亚病毒包括、但不限于汉他病毒、内罗毕病毒、正布尼亚病毒和白蛉病毒。在优选的实施方案中,所述杯状病毒包括、但不限于囊病毒、诺罗病毒,诸如诺沃克病毒和扎幌病毒。在优选的实施方案中,所述冠状病毒包括、但不限于人冠状病毒(严重急性呼吸综合征(SARS)的病原体)。在优选的实施方案中,所述纤丝病毒包括、但不限于埃波拉病毒和马尔堡病毒。在优选的实施方案中,所述黄病毒包括、但不限于黄热病病毒、西尼罗病毒、登革热病毒、丙型肝炎病毒、蜱传脑炎病毒、日本脑炎病毒、墨累河谷脑炎病毒、圣路易斯脑炎病毒、俄罗斯春夏脑炎病毒、鄂木斯克出血热病毒、牛病毒性腹泻病毒、科萨努尔森林病病毒和波瓦生脑炎病毒。在优选的实施方案中,所述正粘病毒包括、但不限于流感病毒A型、流感病毒B型和流感病毒C型。在优选的实施方案中,所述副粘病毒包括、但不限于副流感病毒、腮腺炎病毒(腮腺炎)、麻疹病毒(麻疹)、肺病毒,诸如人呼吸道合胞体病毒和亚急性硬化性全脑炎病毒。在优选的实施方案中,所述小RNA病毒包括、但不限于脊髓灰质炎病毒、鼻病毒、柯萨奇病毒A型、柯萨奇病毒B型、甲型肝炎病毒、埃可病毒和肠道病毒。在优选的实施方案中,所述里奥病毒包括、但不限于科罗拉多蜱传热病毒和轮状病毒。在优选的实施方案中,所述逆转录病毒包括、但不限于慢病毒,诸如人免疫缺陷病毒和人T细胞淋巴营养病毒(HTLV)。在优选的实施方案中,所述弹状病毒包括、但不限于狂犬病病毒(lyssavirus),诸如狂犬病病毒(rabies virus)、水疱性口炎病毒和传染性造血坏死病毒。在优选的实施方案中,所述披膜病毒包括、但不限于甲病毒,诸如罗斯河病毒、奥绒绒病毒、Sindbis病毒、委内瑞拉马脑炎病毒、东方马脑炎病毒和西方马脑炎病毒和风疹病毒。

3. 植物病毒

在指向在植物中治疗病毒感染或抑制病毒侵染性的方法中,所述植物病毒选自:苜蓿花叶病毒、青葱病毒、α潜隐病毒、禽副黏液病毒、苹果北美疤类病毒、金病毒、燕麦病毒、鳄梨白斑类病毒、杆状DNA病毒、菜豆金色花叶病毒、甜菜坏死黄脉病毒、β潜隐病毒、β弯曲病毒科、雀麦花叶病毒、大麦黄化花叶病毒、毛状病毒、石竹隐潜病毒、麝香石竹斑驳病毒、花椰菜花叶病毒、木薯叶脉镶嵌样病毒、樱桃锉叶病毒、线形病毒、椰子死亡类病毒、锦紫苏类病毒、豇豆花叶病毒、线性病毒、黄瓜花叶病毒、植物昆虫病毒、质型弹状病毒、香石竹病毒、碗豆耳突花叶病毒、伞形植物病毒和B-型卫星病毒、蚕豆病毒、斐济病毒、真菌传杆状病毒、大麦病毒、啤酒花矮化类病毒、悬钩子病毒、等轴不稳环斑病毒、甘薯病毒、黄矮病毒、玉米褪绿斑驳病毒、橙桑花叶病毒、玉米雷亚多非纳病毒、玉米线条病毒、纳米病毒、坏死病毒、蠕传多角体病毒、核型弹状病毒、油橄榄病毒、柑橘鳞皮病毒、水稻病毒、帕尼科病毒、花生丛簇病毒、牵牛花叶脉透明样病毒、植物呼肠病毒、马铃薯卷叶病毒、马铃薯病毒、马铃薯纺锤形块茎类病毒、马铃薯X病毒、马铃薯Y病毒、里奥病毒、弹状病毒、黑麦草花叶病毒、温州蜜柑矮缩病毒、SbCMV-样病毒、伴生病毒、南方菜豆花叶病毒、纤细病毒、TNsatV-样卫星病毒、烟草花叶病毒、番茄假曲顶病毒、蕃茄斑萎病毒、苹果退绿叶斑病毒、小麦花叶病毒、水稻衰退杆状样病毒、芜菁黄花叶病毒、伞形植物病毒、巨脉病毒、葡萄属病毒或矮化病毒。

4. 昆虫病毒

在指向标记昆虫病毒、治疗昆虫病毒感染或抑制昆虫病毒侵染性的方法中,所述昆虫病毒优选地选自:浓核病毒属, 诸鹿眼蛱蝶浓核病毒、家蚕浓核病毒、埃及伊蚊浓核病毒或黑胸大蠊浓核病毒;虹彩病毒属,诸如虹彩病毒6型;绿色虹彩病毒属杆状病毒属,诸如核型多角体病毒或粒状病毒;多DNA病毒属, 诸如a姬蜂病毒或茧蜂病毒;昆虫痘病毒属,诸如昆虫痘病毒A属、昆虫痘病毒B属或昆虫痘病毒C属;囊泡病毒属, 诸草地贪夜蛾囊泡病毒1a型粉纹夜蛾囊泡病毒2a型美双缘姬蜂囊泡病毒4a型;昆虫小RNA病毒属,诸如蜜蜂急性麻痹病毒、果蝇PC或A病毒、蜜蜂X病毒或蚕软化病病毒;杯状病毒属野田村病毒属,诸如黑蟑螂病毒、禽兽棚病毒、野田村病毒、pariacoto病毒或舞毒蛾病毒。

叠氮化物修饰的生物分子

本文所述的叠氮化物修饰的生物分子代表一类新的抗病毒剂。在某些实施方案中,所述叠氮化物修饰的生物分子是碳水化合物或其药学上可接受的衍生物或前体药物。所述碳水化合物可以选自商购可得的和/或本领域技术人员广泛已知的多种碳水化合物。在优选的实施方案中,选择会阻止、抑制和/或延迟细胞的病毒感染的碳水化合物。优选地,所述碳水化合物是天然存在的。应当理解,可以修饰所述含有叠氮化物的碳水化合物(无论是否是天然存在的),例如,通过短链烷基化诸如甲基化或乙酰化、酯化、以及其它维持抗病毒活性的衍生化。

在一个实施方案中,所述碳水化合物是,通过在细胞中的糖基化反应与蛋白直接地或间接地连接的碳水化合物。在一个实施方案中,所述碳水化合物是N-连接的碳水化合物或O-连接的碳水化合物。在另一个实施方案中,所述碳水化合物是N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或N-叠氮基乙酰基葡糖胺。

在某些实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物含有促进进入细胞中的部分,包括、但不限于四乙酰基部分。因而,在一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是四乙酰化形式的N-连接的碳水化合物或O-连接的碳水化合物。在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或四乙酰化的N-叠氮基乙酰基葡糖胺。

在其它实施方案中,所述叠氮化物修饰的生物分子是脂肪酸或其药学上可接受的衍生物或前体药物。所述脂肪酸可以选自商购可得的和/或本领域技术人员广泛已知的多种脂肪酸。在优选的实施方案中,选择会阻止、抑制和/或延迟细胞的病毒感染的脂肪酸。优选地,所述脂肪酸是天然存在的。

在一个实施方案中,所述脂肪酸是饱和的或不饱和的,且具有含偶数个碳原子(诸如4-24个碳原子)的烃链。合适的不饱和的游离脂肪酸具有含14-24个碳原子的烃链,且包括棕榈油酸、油酸、亚油酸、α和γ亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸和二十四碳烯酸。合适的饱和脂肪酸具有含4-18个碳原子的烃链,且优选地选自丁酸或异丁酸、琥珀酸、己酸、己二酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和花生酸。应当理解,可以通过化学取代来修饰含有叠氮化物的脂肪酸(无论是否是天然存在的),所述化学取代包括、但不限于短链烷基化诸如甲基化或乙酰化、酯化、以及其它维持抗病毒活性的衍生化。另外,可能用炔烃、酮或其它小分子(其已经被证实是代谢上相容的)替代所述叠氮化物修饰的生物分子中的脂肪酸。

在有些实施方案中,叠氮化物修饰的脂肪酸或其药学上可接受的盐具有下式:Y-CH2-X-CO2H,其中,Y是H或叠氮基;且当Y是叠氮基时,X是包含6-28个碳的直链或支链碳链,其中所述碳中的一个或多个可以独立地被氧、硒、硅、硫、SO、SO2或NR1替代,或其中所述碳中彼此邻接的一对或多对可以通过双键或三键彼此连接;或者当Y是H时,X是包含6-28个碳的直链或支链碳链,其中在所述碳之一上的一个氢被叠氮基替代,且其中所述碳中不具有与其相连的叠氮基的一个或多个可以独立地被氧、硒、硅、硫、SO、SO2或NR1替代,或其中所述碳中彼此邻接且不具有叠氮基的一对或多对可以通过双键或三键彼此连接;其中,R1是H或包含1-6个碳的烷基。

在一个实施方案中,所述脂肪酸是,通过在细胞中的酰化反应(例如,棕榈酰化或肉豆蔻酰化)与蛋白连接的脂肪酸。因而,在一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸是饱和脂肪酸,诸如15-叠氮基十五烷酸(棕榈酸, 叠氮化物)或12-叠氮基十二烷酸(肉豆蔻酸, 叠氮化物)。在本发明的方法中使用的化合物可以以药学上可接受的盐的形式存在。为了用于药物中,本发明的化合物的盐是指无毒的药学上可接受的盐。

这些化合物的药学上可接受的盐包括酸加成盐和碱加成盐。术语“药学上可接受的盐”包括通常用于形成碱金属盐和用于形成游离酸或游离碱的加成盐的盐。所述盐的性质不是关键性的,前提条件是,它是药学上可接受的。

可以从无机酸或有机酸制备这些化合物的合适的药学上可接受的酸加成盐。这样的无机酸的实例是盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硝酸、碳酸、硫酸和磷酸。适当的有机酸可以选自脂肪族酸、环脂肪族酸、芳族酸、芳基脂肪族酸、杂环酸、羧酸和磺酸类别的有机酸,其实例是甲酸、醋酸、丙酸、琥珀酸、羟乙酸、葡糖酸、马来酸、双羟萘酸(扑酸)、甲磺酸、乙磺酸、2-羟基乙磺酸、泛酸、苯磺酸、甲苯磺酸、对氨基苯磺酸、甲磺酸、环己基氨基磺酸、硬脂酸、海藻酸、β-羟基丁酸、丙二酸、半乳酸和半乳糖醛酸。

药学上可接受的酸性的/阴离子的盐也包括:乙酸盐、苯磺酸盐、苯甲酸盐、碳酸氢盐、酒石酸氢盐、溴化物、依地酸钙、樟脑磺酸盐、碳酸盐、氯化物、柠檬酸盐、二盐酸盐、依地酸盐、乙二磺酸盐、依托酸盐、乙磺酸盐、富马酸盐、葡庚糖酸盐(glyceptate)、葡糖酸盐、谷氨酸盐、乙醇酰基对氨基苯胂酸盐、己基间苯二酚盐、氢溴酸盐、盐酸盐、羟基萘甲酸盐、碘化物、羟乙基磺酸盐、乳酸盐、乳糖酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、丙二酸盐、扁桃酸盐、甲磺酸盐、甲基硫酸盐、粘酸盐、萘磺酸盐、硝酸盐、扑酸盐、泛酸盐、磷酸盐/磷酸氢盐(diphospate)、聚半乳糖醛酸盐、水杨酸盐、硬脂酸盐、次醋酸盐、琥珀酸盐、硫酸盐、氢硫酸盐、鞣酸盐、酒石酸盐、8-氯茶碱盐、甲苯磺酸盐和三乙基碘盐。

公开的化合物的合适的药学上可接受的碱加成盐包括,但不限于:由铝、钙、锂、镁、钾、钠和锌制成的金属性盐,或由N,N'-二苄基乙二胺、氯普鲁卡因、胆碱、二乙醇胺、乙二胺、N-甲基还原葡糖胺、赖氨酸、精氨酸和普鲁卡因制成的有机盐。所有这些盐都可以通过常规方式从由公开的化合物代表的对应化合物制备,例如,通过用适当的酸或碱处理公开的化合物。药学上可接受的碱性的/阳离子的盐也包括二乙醇胺盐、铵盐、乙醇胺盐、哌嗪盐和三乙醇胺盐。

按照本领域技术人员已知的方法,可以形成这样的盐。

在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的生物分子是叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或其药学上可接受的衍生物或前体药物。所述类异戊二烯脂质可以选自商购可得的和/或本领域技术人员广泛已知的多种类异戊二烯脂质。在优选的实施方案中,选择会阻止、抑制和/或延迟细胞的病毒感染的类异戊二烯脂质。优选地,所述类异戊二烯脂质是天然存在的。应当理解,可以修饰所述含有叠氮化物的类异戊二烯脂质(无论是否是天然存在的),例如,通过短链烷基化诸如甲基化或乙酰化、酯化、以及其它维持抗病毒活性的衍生化。

在一个实施方案中,所述类异戊二烯脂质是,通过在细胞中的异戊二烯基化反应与蛋白连接的类异戊二烯脂质。在一个实施方案中,在有法呢基转移酶或香叶基香叶基转移酶的催化活性存在下,所述类异戊二烯脂质在细胞中与蛋白连接。在另一个实施方案中,所述类异戊二烯脂质包含法呢基或香叶基香叶基,且包括、但不限于:叠氮基法呢基二磷酸、叠氮基法呢醇、叠氮基香叶基香叶基二磷酸或叠氮基香叶基香叶醇。使用本领域已知的方法,包括在美国专利申请公开号20050222427、美国专利申请公开号2007/0249014和Hang, H.C. 等人,J Am Chem Soc 2007, 129:2744-45(它们的公开内容通过引用整体并入)中公开的那些方法,可以制备本文所述的叠氮化物修饰的碳水化合物、叠氮化物修饰的脂肪酸和叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质。

联合治疗

在一个实施方案中,在联合治疗中施用药物组合物,所述药物组合物包含叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质和至少一种抗病毒剂。所述治疗可用于治疗病毒感染,包括、但不限于HIV感染。在该背景下,术语“联合”是指:基本上同时地(同时地或顺序地)施用所述叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质和所述抗病毒剂。在一个实施方案中,如果顺序地施用,在第二种化合物开始施用时,两种化合物中的第一种在治疗部位处的有效浓度仍然是可检测的。在另一个实施方案中,如果顺序地施用,在第二种化合物开始施用时,两种化合物中的第一种在治疗部位处的有效浓度是不可检测的。

例如,联合治疗可以包括:与至少一种其它的抗病毒剂一起共同配制和/或共同施用叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质。尽管提供了抗病毒剂的具体实例,大体而言,可以与可用于治疗病毒感染的任意药物组合物一起组合所述叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质。这样的联合治疗可以有利地降低施用的治疗剂的剂量,从而避免与各种单一疗法有关的可能的毒性或并发症。此外,本文公开的其它抗病毒剂起作用的病毒感染途径或阶段,是累加在所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质所影响的病毒感染途径或阶段之上或与其不同,因而预期会增强所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质的作用和/或与所述作用协同。所述其它抗病毒剂可以包括至少一种逆转录酶抑制剂、病毒蛋白酶抑制剂、病毒融合抑制剂、病毒整合酶抑制剂、糖苷酶抑制剂、病毒神经氨酸酶抑制剂、M2蛋白抑制剂、两性霉素B、羟基脲、α-干扰素、β-干扰素、γ-干扰素和反义寡核苷酸。

所述至少一种逆转录酶抑制剂包括、但不限于:一种或多种核苷类似物,诸如齐多夫定(AZT)、去羟肌苷(ddI)、扎西他滨(ddC)、司他夫定(d4T)、拉米夫定(3TC)、阿巴卡韦(ABC)、恩曲他滨(FTC)、恩替卡韦(INN)、阿立他滨(ATC)、Atevirapine、利巴韦林、阿昔洛韦、泛昔洛韦、伐昔洛韦、更昔洛韦和伐昔洛韦;一种或多种核苷酸类似物,诸如替诺福韦(富马酸替诺福韦二吡呋酯)、阿德福韦(bis-POM PMPA)、PMPA和西多福韦;或一种或多种非核苷逆转录酶抑制剂,诸如依法韦仑、奈韦拉平、地拉韦啶和依曲韦林。

所述至少一种病毒蛋白酶抑制剂包括、但不限于:替拉那韦、达芦那韦、茚地那韦、洛匹那韦、呋山那韦、阿扎那韦、沙奎那韦、利托那韦、茚地那韦、奈非那韦和氨普那韦。

所述至少一种病毒融合抑制剂包括、但不限于:CD4拮抗剂,诸如可溶性的CD4,或与CD4结合的抗体,诸如TNX-355、BMS-806;CCR5拮抗剂,诸如SCH-C、SCH-D、UK-427、857、马拉韦罗、维立韦罗,或与CCR5结合的抗体,诸如PRO-140;CXCR4拮抗剂,例如,AMD3100或AMD070;或gp41的拮抗剂,诸如恩夫韦肽。

所述至少一种病毒整合酶抑制剂包括、但不限于拉替拉韦。

所述至少一种糖苷酶抑制剂包括、但不限于SC-48334或MDL-28574。

所述至少一种病毒神经氨酸酶抑制剂包括、但不限于奥塞米韦、培拉米韦、扎那米韦和拉尼米韦。神经氨酸酶是在流感病毒的表面上的蛋白,其介导病毒从受感染的细胞的释放(Bossart-Whitaker等人, J Mol Biol, 1993, 232:1069-83)。流感病毒使用病毒血凝素蛋白附着于细胞膜上。所述血凝素蛋白会结合在宿主细胞膜中的糖蛋白上存在的唾液酸部分。为了从细胞中释放出病毒,神经氨酸酶必须从宿主糖蛋白酶促地切割唾液酸基团。因而,抑制神经氨酸酶会阻止流感病毒从受感染的细胞的释放。

所述至少一种M2抑制剂包括、但不限于金刚烷胺和金刚乙胺。M2是在流感病毒的病毒包膜中发现的一种离子通道蛋白(Henckel等人, J Biol Chem, 1998, 273:6518-24)。所述M2蛋白在控制流感病毒的脱壳中起重要作用,从而导致病毒粒子内容物释放进宿主细胞细胞质中。阻断M2会抑制病毒复制。

本文公开的叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质可以与其它治疗剂联合使用,用于治疗在下文中进一步详细讨论的具体病毒感染。

用于治疗HIV感染的药剂(所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质可以与其组合)的非限制性实例包括下述的至少一种:齐多夫定(AZT),去羟肌苷(ddI),扎西他滨(ddC),司他夫定(d4T),拉米夫定(3TC),阿巴卡韦(ABC),恩曲他滨(FTC),恩替卡韦(INN),阿立他滨(ATC),替诺福韦(富马酸替诺福韦二吡呋酯),阿德福韦(bis-POM PMPA) 依法韦仑,奈韦拉平,地拉韦啶,依曲韦林,替拉那韦,达芦那韦,茚地那韦,洛匹那韦,呋山那韦,阿扎那韦,沙奎那韦,利托那韦,茚地那韦,奈非那韦,氨普那韦,CD4拮抗剂,诸如可溶性的CD4,或与CD4结合的抗体,诸如TNX-355、BMS-806,CCR5拮抗剂,诸如SCH-C、SCH-D、UK-427、857、马拉韦罗、维立韦罗,或与CCR5结合的抗体,诸如PRO-140,CXCR4拮抗剂,例如,AMD3100或AMD070,或gp41的拮抗剂,诸如恩夫韦肽。

可以用于治疗HIV感染的联合治疗的具体实例包括,但不限于,与下述药剂相组合的叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质:1) 替诺福韦、恩曲他滨和依法韦仑;2) 洛匹那韦和利托那韦;3) 拉米夫定和齐多夫定;4) 阿巴卡韦、拉米夫定和齐多夫定;5) 拉米夫定和阿巴卡韦;或6) 替诺福韦和恩曲他滨。

用于治疗疱疹病毒感染的药剂(所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质可以与其组合)的非限制性实例包括:阿昔洛韦、泛昔洛韦、伐昔洛韦、西多福韦、膦甲酸、更昔洛韦和伐昔洛韦。

用于治疗流感病毒感染的药剂(所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质可以与其组合)的非限制性实例包括:金刚烷胺、金刚乙胺、奥塞米韦、培拉米韦、扎那米韦和拉尼米韦。

用于治疗呼吸道合孢病毒感染的药剂(所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质可以与其组合)的非限制性实例包括利巴韦林。

因此,本发明的另一个方面涉及试剂盒,所述试剂盒用于实现所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质与其它治疗剂的联合施用。在一个实施方案中,所述试剂盒包含:在药用赋形剂中配制的所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质,和在适当时配制在一种或多种单独的药物制剂中的至少一种抗病毒剂。

药物组合物和施用方法

本公开内容提供了适合药用和施用给患者的组合物。所述药物组合物包含叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物、叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质或本文所述的任一种化合物和药学上可接受的赋形剂。在一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的脂肪酸是饱和脂肪酸,诸如15-叠氮基十五烷酸或12-叠氮基十二烷酸。在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是N-连接的碳水化合物或O-连接的碳水化合物。在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或N-叠氮基乙酰基葡糖胺。在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物含有促进进入细胞中的部分,包括、但不限于四乙酰基部分。因而,在一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是四乙酰化形式的N-连接的碳水化合物或O-连接的碳水化合物。在另一个实施方案中,所述叠氮化物修饰的碳水化合物是四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺、四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺或四乙酰化的N-叠氮基乙酰基葡糖胺。在另一个实施方案中,所述类异戊二烯脂质包含法呢基或香叶基香叶基,且包括、但不限于:叠氮基法呢基二磷酸、叠氮基法呢醇、叠氮基香叶基香叶基二磷酸或叠氮基香叶基香叶醇。所述药物组合物也可以与给药说明书一起包含在容器、包装或分配器中。

将药物组合物配制成与它的预期给药途径相容。实现给药的方法是本领域普通技术人员已知的。药物组合物可以局部地或口服地给药,或能够跨粘膜传递。药物组合物的给药实例包括口服或吸入。给药也可以是静脉内的、腹膜内的、肌肉内的、腔内的、皮下的、皮肤的或透皮的。

用于真皮内或皮下施用的溶液或混悬液通常包括至少一种下述组分:无菌的稀释剂诸如水、盐水溶液、不挥发性油、聚乙二醇、甘油、丙二醇或其它合成的溶剂;抗细菌剂诸如苯甲醇或对羟基苯甲酸甲酯;抗氧化剂诸如抗坏血酸或亚硫酸氢钠;螯合剂诸如乙二胺四乙酸(EDTA);缓冲剂诸如乙酸盐、柠檬酸盐或磷酸盐;和张度剂诸如氯化钠或葡萄糖。可以用酸或碱调节pH。这样的制剂可以包封在安瓿、一次用弃注射器或多次剂量管形瓶中。

用于静脉内给药的溶液或混悬液包括:载体诸如生理盐水、抑制细菌的水、克列莫佛ELTM (BASF, Parsippany, NJ)、乙醇或多元醇。在所有情况下,所述组合物必须是无菌的且易于注射的流体。经常使用卵磷脂或表面活性剂来获得适当的流动性。所述组合物还必须在生产和贮存条件下是稳定的。利用抗细菌剂和抗真菌剂,例如,对羟基苯甲酸酯、三氯叔丁醇、苯酚、抗坏血酸、硫柳汞等,可以预防微生物。在许多情况下,可以在组合物中包括等张剂(糖)、多元醇(甘露醇和山梨醇)或氯化钠。通过加入延迟吸收的试剂,例如单硬脂酸铝和明胶,可以实现组合物的延长吸收。

口服组合物包括惰性稀释剂或可食用的载体。所述组合物可以包封在明胶中或压制成片剂。就口服给药目的而言,可以将所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质与赋形剂一起掺合,并制成片剂、糖锭或胶囊剂。在所述组合物中可以包括药学上适合的粘合剂或辅料。所述片剂、糖锭和胶囊剂可以含有:(1) 粘合剂诸如微晶纤维素、黄蓍树胶或明胶;(2) 赋形剂诸如淀粉或乳糖、(3) 崩解剂诸如海藻酸、Primogel或玉米淀粉;(4) 润滑剂诸如硬脂酸镁;(5) 助流剂诸如胶体二氧化硅;或(6) 甜味剂或矫味剂。

还可以通过透粘膜或透皮途径施用所述组合物。通过使用锭剂、鼻喷雾剂、吸入器或栓剂,可以实现透粘膜给药。还可以通过使用含有组合物的本领域已知的软膏剂、油膏剂、凝胶或乳膏剂实现透皮给药。就透粘膜给药或透皮给药而言,使用适合要渗透的屏障的穿透剂。

就吸入给药而言,从加压容器或分配器(其含有推进剂(例如,液体或气体))或喷雾器中以气溶胶喷雾形式递送所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质。在某些实施方案中,与载体一起制备所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质,以保护所述化合物免于从体内快速消除。经常使用可生物降解的聚合物(例如,乙烯醋酸乙烯酯、聚酸酐、聚乙醇酸、胶原、聚原酸酯、聚乳酸)。用于制备这样的制剂的方法是本领域技术人员已知的。

在其它实施方案中,所述组合物包含用于将所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质递送给细胞的递送剂,包括、但不限于脂质体。脂质体(也称作脂囊泡)是从极性脂质分子制成的胶体颗粒,所述脂质分子源自天然来源或化学合成。这样的由弯曲的脂质双层组成的球形封闭结构,通常用于捕集药物(其经常是细胞毒性的),以便降低毒性和/或增加效力。经常以干燥的(例如冷冻干燥)形式提供脂质体捕集的药物制剂,其以后在即将给药之前用水溶液重构。这样做是为了使例如细胞毒性药物在水溶液中的泄漏可能性最小化,并从而减少脂质体的捕集效应。

包含脂质体包囊的活性成分以及其它试剂的制剂的实例公开在美国专利号4,427,649、美国专利号4,522,811、美国专利号4,839,175、美国专利号5,569,464、EP 249 561、WO 00/38681、WO 88/01862、WO 98/58629、WO 98/00111、WO 03/105805、美国专利号5,049,388、美国专利号5,141,674、美国专利号5,498,420、美国专利号5,422,120、WO 87/01586、WO 2005/039533、US 2005/0112199和美国专利号6,228,393中,它们都特此通过引用整体并入。

以描述的治疗有效量施用含有叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质的组合物。治疗有效量可以随受试者的年龄、状况、性别和医学状况的严重性而变化。适当的剂量可以由医师基于临床适应症而确定。含有叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质的组合物可以作为单次剂量(bolus dose)施用,以使所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质的循环水平最大化并保持最长的时间。在单次剂量以后,也可以使用连续输注。

可给受试者施用的剂量范围的实例可以选自:1µg/kg至20 mg/kg、1µg/kg至10 mg/kg、1µg/kg至1 mg/kg、10µg/kg至1 mg/kg、10µg/kg至100µg/kg、100µg/kg至1 mg/kg、250µg/kg至2 mg/kg、250µg/kg至1 mg/kg、500µg/kg至2 mg/kg、500µg/kg至1 mg/kg、1 mg/kg至2 mg/kg、1 mg/kg至5 mg/kg、5 mg/kg至10 mg/kg、10 mg/kg至20 mg/kg、15 mg/kg至20 mg/kg、10 mg/kg至25 mg/kg、15 mg/kg至25 mg/kg、20 mg/kg至25 mg/kg、和20 mg/kg至30 mg/kg (或更高)。这些剂量可以每天、每周、每2周、每个月或以更低的频率(例如,每半年)施用,取决于剂量、给药方法、要治疗的病症或征状、和个体受试者特征。还可以通过连续输注(诸如通过泵)来施用剂量。施用的剂量也可以取决于给药途径。例如,皮下给药可能需要比静脉内给药更高的剂量。

在某些情况下,可以有利地以剂量单位形式配制组合物,以实现易于给药和剂量均匀度。本文使用的“剂量单位形式”表示适合患者的物理上离散的单元。每个剂量单位含有与载体相组合的经计算会产生治疗效果的预定量的叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质。所述剂量单位取决于所述叠氮化物修饰的脂肪酸、所述叠氮化物修饰的碳水化合物或所述叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质的特性和要实现的特定治疗效果。

组合物的毒性和疗效可以通过细胞培养或实验动物的标准药学程序来确定,例如用于测定LD50(对50%的群体致死的剂量)和ED50(在50%的群体中治疗上有效的剂量)的标准药学程序。毒性和疗效之间的剂量比是治疗指数,它可以表示为比率LD50/ED50

从细胞培养测定和动物研究得到的数据可以用于以公式表示在人类中的剂量范围。这些化合物的剂量可以位于所述叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质在血液中的循环浓度范围内,所述循环浓度包括几乎没有毒性或没有毒性时的ED50。所述剂量可以在该范围内变化,取决于采用的剂量组合物形式和给药途径。就在本文所述方法中使用的任意叠氮化物修饰的脂肪酸、叠氮化物修饰的碳水化合物或叠氮化物修饰的类异戊二烯脂质而言,使用细胞培养测定可以初步估测治疗有效剂量。可以在动物模型中用公式表示剂量,以达到包括IC50 (即,实现征状的半数最大抑制时的抗体浓度)的循环血浆浓度范围。通过合适的生物测定法,可以监测任何特定剂量的效果。

所述组合物也可以含有提供补充、附加或增强治疗功能的其它活性化合物。在一个实施方案中,所述组合物另外包含至少一种抗病毒剂,诸如逆转录酶抑制剂、病毒蛋白酶抑制剂、病毒融合抑制剂、病毒整合酶抑制剂、糖苷酶抑制剂、两性霉素B、羟基脲、α-干扰素、β-干扰素、γ-干扰素和反义寡核苷酸。

在一个实施方案中,所述至少一种逆转录酶抑制剂包括、但不限于:一种或多种核苷类似物,诸如齐多夫定(AZT)、去羟肌苷(ddI)、扎西他滨(ddC)、司他夫定(d4T)、拉米夫定(3TC)、阿巴卡韦(ABC)、恩曲他滨(FTC)、恩替卡韦(INN)、阿立他滨(ATC)、Atevirapine、利巴韦林、阿昔洛韦、泛昔洛韦、伐昔洛韦、更昔洛韦和伐昔洛韦;一种或多种核苷酸类似物,诸如替诺福韦(富马酸替诺福韦二吡呋酯)、阿德福韦(bis-POM PMPA)、PMPA和西多福韦;或一种或多种非核苷逆转录酶抑制剂,诸如依法韦仑、奈韦拉平、地拉韦啶和依曲韦林。

在其它实施方案中,所述至少一种病毒蛋白酶抑制剂包括、但不限于:替拉那韦、达芦那韦、茚地那韦、洛匹那韦、呋山那韦、阿扎那韦、沙奎那韦、利托那韦、茚地那韦、奈非那韦和氨普那韦。

在其它实施方案中,所述至少一种病毒融合抑制剂包括、但不限于:CD4拮抗剂,诸如可溶性的CD4,或与CD4结合的抗体,诸如TNX-355、BMS-806;CCR5拮抗剂,诸如SCH-C、SCH-D、UK-427、857、马拉韦罗、维立韦罗,或与CCR5结合的抗体,诸如PRO-140;CXCR4拮抗剂,例如,AMD3100或AMD070;或gp41的拮抗剂,诸如恩夫韦肽。

在其它实施方案中,所述至少一种病毒整合酶抑制剂包括、但不限于拉替拉韦。

在其它实施方案中,所述至少一种糖苷酶抑制剂包括、但不限于SC-48334或MDL-28574。

现在将详细地提及不同的示例性的实施方案。应当理解,提供下面的详细描述,是为了使读者更充分地理解本发明的各个方面的某些实施方案、特征和细节,不应当解释为限制本发明的范围。

实施例1:用叠氮化物修饰的生物分子标记HIV

在T-150烧瓶中用HIVNL4-3转染CEMx174细胞,并通过逆转录酶活性监测病毒生产,直到达到高峰病毒生产(通常在转染后7-9天)。在转染之前,用下述叠氮化物修饰的生物分子刺激(spike)CEMx174细胞:15-叠氮基十五烷酸(50-100µM)、12-叠氮基十二烷酸(50-100µM)、四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺(20-40µM)和四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-D-甘露糖胺(20-40µM)。

在12、24、72小时和14天,收获被感染的细胞。分离并裂解收获的细胞。然后将细胞裂解物与CLICK-IT®检测试剂、四甲基罗丹明(TAMRA) 炔烃和CLICK-IT®蛋白反应缓冲液试剂盒(Invitrogen, Carlsbad, CA)一起混合。使细胞裂解物样品在一维凝胶上泳动,以监测叠氮化物标记的蛋白随时间的变化(图1)。

还从转染的细胞得到标记的病毒。更具体地,收集含有病毒的上清液,并如以前所述(Graham, D.R. 等人, Proteomics 2008, 8:4919-30),通过20% 蔗糖纯化病毒。然后将纯化的病毒与CLICK-IT®检测试剂、四甲基罗丹明(TAMRA) 炔烃和CLICK-IT®蛋白反应缓冲液试剂盒(Invitrogen, Carlsbad, CA)一起混合。使病毒样品在一维凝胶上泳动,以显示叠氮化物标记的病毒蛋白(图2)。将病毒水平标准化为p24含量,并通过一维凝胶电泳进行。

没有观察到HIV的急性或慢性复制对宿主细胞蛋白修饰的明显影响(图1,将标记与对照组相对比)。但是,所述叠氮化物修饰的生物分子确实标记了病毒蛋白,并允许在14天时在慢性感染的细胞中在HIV病毒蛋白的预期分子量处检测到它们:55 KDa (gag-肉豆蔻酰化的)、41 KDa (gp41-棕榈酰化的)和120 KDa (gp120-N-糖基化的) (图1)。

实施例2:抑制HIV的侵染性

为了检查所述叠氮化物修饰的生物分子对病毒的先天性生物学的影响,从转染的细胞分离出叠氮化物标记的病毒,并在细胞感染研究中进行试验。使用未标记的HIV(其浓度为试验样品的1/100)作为对照。将病毒载量标准化为p24丰度,并在报告细胞系(TZM/BI)上温育病毒12小时。TZM/BI是一种遗传工程改造的HeLa细胞系,其表达CD4、CXCR4和CCR5,且含有Tat-可诱导的萤光素酶和b-Gal报道基因。通过用2种不同的萤光素酶试剂测量细胞萤光素酶活性,确定病毒侵染性。使用单循环复制系统的结果表明,用所述叠氮化物修饰的生物分子(具体地,12-叠氮基十二烷酸,和在更低的程度上,15-叠氮基十五烷酸和四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺)标记的病毒对病毒侵染性具有深远影响(图3和4)。观察到的病毒进入的抑制水平与在用抗逆转录病毒剂(诸如融合抑制剂或核苷类似物)预处理的细胞中观察到的抑制水平相当。

实施例3:毒性谱

使用这些叠氮化物修饰的生物分子在不同的真核细胞系中几乎没有观察到或根本没有观察到毒性,从而表明这些化合物具有极微小的毒性谱,并支持它们在治疗场合中的应用。

实施例4:抑制昆虫细胞杆状病毒侵染性

用叠氮基脂肪酸类似物抑制昆虫细胞杆状病毒侵染性:BacMam系统使用经改进的昆虫细胞病毒(杆状病毒)作为媒介物来在哺乳动物细胞中有效地递送和表达基因。使用Nuclear-GFP BacMam 2.0表达系统(Invitrogen, C10602) 作为模型,以确定所述病毒的PTM类似物标记是否会影响哺乳动物细胞侵染性。用不同的PTM类似物标记病毒,并用于感染哺乳动物细胞。通过nuclear-GFP的表达来确定侵染性,因为GFP蛋白的表达需要病毒进入细胞中。

Nuclear-GFP BacMam 2.0病毒的标记和扩增:为了标记、扩增和富集含有叠氮化物/炔烃翻译后修饰(PTM)类似物的BacMam病毒,以0.1病毒/细胞的感染复数(MOI),用Nuclear-GFP BacMam 2.0感染20 ml在Sf-900 II SFM昆虫细胞培养基中的Sf9昆虫细胞(浓度为1.5E6细胞/ml)。同时将在DMSO或100% 乙醇中的不同的PTM类似物加给昆虫细胞至50 uM的终浓度,所述PTM类似物包括:棕榈酸叠氮化物(15-叠氮基十五烷酸) (Invitrogen, C10265)、肉豆蔻酸叠氮化物(12-叠氮基十二烷酸)) (Invitrogen, C10268)、岩藻糖炔烃(Invitrogen, C10264)、ManNAz (四乙酰化的N-叠氮基乙酰基-d-甘露糖胺) (Invitrogen, C33366),和GalNAz (四乙酰化的N-叠氮基乙酰基半乳糖胺) (Invitrogen, C33365)。将所述培养物在黑暗中在27℃摇动(120 rpm) 4天。通过在1000 x g离心15分钟,收获BacMam杆状病毒。穿过0.22 um无菌滤器,将得到的上清液过滤进单独的无菌的琥珀色的50 ml锥形瓶中,并在4℃保存。

BacMam病毒生产的表征:为了验证、量化和标准化从昆虫细胞上清液得到的富集病毒的量,在SDS样品制备缓冲液(SPB)中裂解每种病毒的样品,用探头尖超声破碎器进行超声处理,并在90℃加热,以完全溶解病毒蛋白。然后测定裂解物的病毒蛋白浓度。通过1D SDS-PAGE分离病毒裂解物样品,然后使用针对病毒特异性蛋白的抗体gp64 [eBiosciences, 小鼠单克隆抗体, 14-69995-85)和VSV-G (Sigma, 兔多克隆抗体, V4888)]通过蛋白质印迹进行分析。使用从蛋白分析和蛋白质印迹法得到的相对病毒浓度,标准化在随后的病毒转导实验中的病毒添加。

哺乳动物细胞感染方案:为了确定PTM类似物标记的病毒是否保留感染哺乳动物细胞的能力,将50,000个U2-OS细胞(人骨肉瘤细胞系) 铺板在6孔室玻璃底平板上。将20或50 uL富集的病毒加入2 ml终体积的培养基+ 血清(McCoy's + 10% FBS)中。然后将所述平板在5% CO2中在37℃温育过夜。次日,使用白光和GFP滤光片,在AMG EVOS荧光显微镜上在10X或20X放大率拍摄细胞(图5)。

为了确定PTM类似物掺入对BacMam的进入哺乳动物细胞中的能力的影响,使用了表达细胞核GFP的BacMam构建体。由于BacMam病毒在昆虫细胞中复制,但不在哺乳动物细胞中复制,在SF9昆虫细胞中生产糖和脂肪酸类似物标记的病毒,然后使用所述标记的病毒来确定在U2-OS细胞(人骨肉瘤细胞系)中的侵染性。仅在病毒能够进入细胞中的情况下,才在U2-OS细胞中发生细胞核GFP表达。图5的小图显示了被PTM类似物标记的BacMam病毒感染的U2-OS细胞的相(下一行小图)和荧光GFP图像(上一行小图)。在这些小图中,用肉豆蔻酸盐-叠氮化物和棕榈酸盐-叠氮化物标记的病毒处理的细胞没有表现出细胞核-GFP表达,而对照细胞(没有病毒)和用糖标记的病毒处理的细胞表现出显著的细胞核GFP表达。

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