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法律状态信息
法律状态
2020-04-21
专利权的转移 IPC(主分类):C07K7/08 登记生效日:20200401 变更前: 变更后: 申请日:20080604
专利申请权、专利权的转移
2016-06-29
授权
授权
2014-03-26
实质审查的生效 IPC(主分类):C07K7/08 申请日:20080604
实质审查的生效
2014-02-26
公开
公开
本申请是2008年6月4日递交的申请号为200880101768.0,发明名称为“有效用于胃肠功能紊乱、炎症、癌症和其他疾病治疗的鸟苷酸环化酶激动剂”的分案申请。
相关申请
本申请要求2007年6月4日递交的美国临时申请第60/933,194号的优先权,该申请的内容通过引证全部并入本文。
发明领域
本发明涉及鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂的治疗剂应用,所述应用可以作为一种提高细胞内cGMP产量的方法。所述激动剂可以单独使用或者与cGMP特异性磷酸二酯酶抑制剂结合使用,从而防止或治疗炎症,癌症和其他疾病,特别是胃肠道和肺部的炎症,癌症和其他疾病。
背景技术
尿鸟苷素,鸟苷肽和细菌ST多肽是结构相关性多肽,这些多肽能够结合鸟苷酸环化酶受体并且刺激细胞内生产环鸟苷单磷酸(cGMP)的(1-6)。从而造成囊性纤维化跨膜转运调节因子(CFTR)的活化,所述囊性纤维化跨膜转运调节因子(CFTR)是一种顶端膜途径,允许氯从肠道细胞沿着肠道(1-6)流出。囊性纤维化跨膜转运调节因子(CFTR)的活化以及随后的氯经上皮分泌作用的提高会导致钠离子及水向肠道内腔分泌的刺激作用。因此,作为囊性纤维化跨膜转运调节因子(CFTR)活性的旁分泌调节,环鸟苷单磷酸(cGMP)受体激动剂调节流体和 电解液在胃肠(GI)道(1-6)的转移(美国专利第5,489,670号)。因此,环鸟苷单磷酸(cGMP)调节的囊性纤维化跨膜转运调节因子(CFTR)活化作用以及下游信号传导在使肠道生理机能正常化方面起到了十分重要的作用。因此,在这一过程中出现的任何异常现象都回潜在的导致胃肠功能紊乱,例如过敏性肠综合症、炎症性肠道疾病、酸度过度和癌症(25,26)。
上皮细胞的再生过程包括胃肠道细胞在所述内腔中的增殖、迁移、分化、衰老和最后的损失(7,8)。根据上皮细胞增殖指数,所述胃肠道(GI)粘膜可以被分成三个不同的区域。这三个区域中的一个叫做增殖区,增殖区由未分化的干细胞组成,负责提供稳定的新细胞。所述干细胞验证内腔向上迁徙,直到能将他们排出的位置。随着这种迁徙作用,所述细胞失去其分裂能力,成为分化细胞,能够在胃肠道(GI)粘膜内执行某些特定的功能(9)。胃肠道(GI)粘膜的更新是非常快的,可以再24-48小时时间内就完成完全的更新(9)。在这一过程中,突变细胞和不在需要的细胞被新细胞所替代。因此,通过不断的保持增殖和凋亡之间的平衡可以调节胃肠道(GI)粘膜的体内平衡(8)。
在肠道上皮上细胞增殖作用和凋亡作用的比率可以在各种各样的不同的环境下进行增加或者减少,例如,作为对生理学刺激的响应,所述生理学刺激例如,老化作用、炎症性信号传导、激素刺激、肽、生长因子、化学物质和饮食习惯。另外,增加的增殖作用比率通常与更新时间的减少和增殖区(10)的扩张有关。在溃疡性结肠炎及其他胃肠道(GI)功能性紊乱(11)等病理学情况下所观察得到的增殖作用指数都是非常高的。因此,肠增生作用是胃肠道炎症和致癌作用的主要助催化剂。
尿鸟苷素和鸟苷肽除了可以用作肠道液体和离子分泌调节剂之外,这些多肽还可以被用于胃肠道(GI)粘膜的持续更新中,该应用通过维持细胞沿着胃肠道(GI)粘膜的增殖作用和凋亡作 用的平衡来完成。因此,在这种更新过程中,由降低尿鸟苷素和/或鸟苷肽产生造成的任意失常情况都可以导致胃肠道(GI)发炎和癌症(25,26)。这种现象与之前公布的国际申请第WO01/25266中公开的数据一致,国际申请第WO01/25266教导了,具有尿鸟苷素活性区域的多肽可以在结肠中起到息肉发生抑制剂的作用,并且所述多肽可以作为结肠癌治疗的一部分。但是,目前的数据也建议尿鸟苷素还可以与一种当前位置的受体相结合,这种受体与鸟苷酸环化酶(GC-C)受体所不同(3,4)。缺乏这种鸟苷酸环化酶受体的基因敲除鼠在肠道中显示出对ST肽的抵抗力,尿鸟苷素和ST肽在体内肾脏中的作用并没有被破坏(3)。这些结果进一步支持了一个事实,这个事实是通过鸟苷肽诱导的薄膜去极化作用可以通过5,7,4-三羟基异黄酮、一种酪氨酸激酶抑制剂来阻断,相反,通过尿鸟甘素诱导的过超极化并没有起到作用(12,13)。因此,本领域普通技术人员并不清楚所述尿鸟苷素及其类似物的抗结肠癌活性和抗炎症性活性是否能够通过与这些受体中的一个或两个相结合来调节。
炎症性肠道疾病是一组紊乱的统称,这种紊乱是由肠道引起的,后来发展成炎症,具有组织发红和发肿等特征。胃肠道(GI)发炎可以是一种慢性病症并且经常导致胃肠道(GI)癌症(14)。这种炎症性肠道疾病(IBD)包括克罗恩氏病和溃疡性结肠炎(UC)。据估计,大约1,000,000美国人都患有炎症性肠道疾病(IBD),其中男性病人和女性病人好像具有相同的感染率。大多数病例可以在30岁之前被诊断出来,同时,更多的疾病发现在六十、七十或者更大的年龄阶段。
克罗恩氏病是一种严重的炎症性疾病,这种疾病主要作用在回肠和结肠中,同时还可以发生在胃肠道的其他部分,相反,溃疡性结肠炎(UC)是一种专有的炎症性疾病,专门发生在结肠、大部分肠道(15)上。克罗恩氏病可以涉及肠道的所有层面,并 且在几片患病的肠道部分之间可以存在正常健康的肠,与克罗恩氏病有所不同的是,溃疡性结肠炎(UC)只以一种连续的方式作用在结肠最里面的部分(粘膜)(16)。根据胃肠道患病的部分不同克罗恩氏病可以被认为是回肠炎、局限性回肠炎、结肠炎等等。克罗恩氏病和溃疡性结肠炎(UC)与结肠痉挛综合症或者过敏性肠综合症不同,结肠痉挛综合症或者过敏性肠综合症是一种可移动的胃肠道紊乱。
尽管炎症性肠道疾病(IBD)的精确原因仍然是位置的,但是本领域普通技术人员相信胃肠道(GI)粘膜的持续更新过程出现的失常情况可以被包括在疾病中(17,18)。胃肠道(GI)线路的更新过程是一种有效的并且有活力的过程,该过程包括对不需要的破坏细胞持续不带的增殖和补充。细胞沿着胃肠道(GI)粘膜的增殖比率是非常高的,仅次于造血系统的增殖比率。因此,增殖和凋亡过程的平衡在保持胃肠道(GI)粘膜体内平衡方面是重要的(19,20)。
胃肠道(GI)体内平衡取决于肠道粘膜上皮细胞的增殖作用和程序性细胞死亡(细胞凋亡)作用。因此,细胞不断的从绒毛部分损失进入肠道内腔,并通过在小囊处以基本上相等的速率发生细胞增殖作用,随后向上移动到绒毛处进行补充。日益明显的是,细胞死亡的控制作用是一种同等重要的或者是更加重要的细胞数目和增殖指数调节剂(19,20)。降低的细胞凋亡速率通过与异常生长、发炎、和赘生转化有关。因此,减少的增殖作用和/或增加的细胞死亡都可能会减少细胞数目,相反,增加的增殖作用和/或减少的细胞死亡作用会增加肠道组织的增殖指数(20),这会导致胃肠道(GI)的炎症性疾病和癌症。
通过对照细胞离子流动可以看出,尿鸟苷素和鸟苷肽似乎也可以促进细胞凋亡。在细胞凋亡过程中出现的改变与肿瘤的发展的转移性表型有关。尽管最初的胃肠道(GI)癌症局限于小肠、 结肠和直肠,但是这些癌症可以转移并波及其他区域,例如骨骼、淋巴结、肝脏、肺、腹膜、卵巢和脑部。通过增强K+的流出和Ca++的流入,尿鸟苷素和相关的肽可以促进转化细胞的死亡,并因此抑制转移。
过敏性肠综合症(IBS)和慢性先天性便秘是一种病理学病况,这种病况能够产生许多肠部不适和痛苦,但是与炎症性肠道疾病(IBD),例如溃疡性结肠炎和克罗恩氏病不同的是,过敏性肠综合症(IBS)不会造成严重的发炎或者改变肠道组织,并且,通常不认为过敏性肠综合症(IBS)能够增加结肠直肠癌的患病风险。过去,炎症性肠道疾病(IBD)、乳糜泻和过敏性肠综合症(IBS)被认为是完全无关的疾病。现在,根据发炎的描述,虽然对于过敏性肠综合症(IBS)是初步的,但是在过敏性肠综合症(IBS)和乳糜泻的症状之间有相同的部分,这一论点以及纳入考虑范围内。急性细菌性胃肠病是目前识别的在感染过敏性肠综合症之后的病况发展过程中具有最强的患病风险系数的疾病。临床上的风险系数包括延长的急性疾病和催吐药的缺失。对炎症性刺激的最初确定的敏感程度也可以是过敏性肠综合症的风险因素。基础病理生理学显示增加的肠部穿透性和低程度的发炎,以及改变的流动性和内脏灵敏度(27)。血清紧张素(5-羟基色胺[5-HT])是肠道功能的一种重要的调节因子,已知在过敏性肠综合症(IBS)的病理生理学中起到非常重要的作用。已经表明,5-羟基色氨(5-HT)的活性可以通过环鸟苷单磷酸(cGMP)来调节(28)。因此,根据观察结果以及环鸟苷单磷酸(cGMP)其他的作用,我们相信鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂可以有效用于治疗过敏性肠综合症(IBS)。
考虑到炎症性病况在西方社会的发病率以及伴随的从发炎的组织,特别是肠道组织发展成癌症性病变的风险,这里存在改善炎症性疾病,特别是胃肠道的炎症性疾病治疗方法的需要。
发明内容
本发明基于鸟苷酸环化酶受体激动剂的发展。所述激动剂是尿鸟苷素和细菌性ST多肽的类似物,具有某些高级性质,例如在N末端和C末端对羧肽酶和/或其他的蛋白水解酶降解作用的高抵抗力,所述其他的蛋白水解酶存在于刺激后的人类肠液和人类胃液中。
本发明的多肽可以用于治疗任何响应增强的环鸟苷单磷酸(cGMP)胞内水平的病况。通过增强细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)产量和/或通过抑制环鸟苷单磷酸(cGMP)-特异性磷酸二酯酶的降解作用,可以增加环鸟苷单磷酸(cGMP)的细胞内水平。可以被治疗或者预防的具体的病况是胃肠功能紊乱、炎症性紊乱、肺紊乱、癌症、心脏功能紊乱、眼部功能紊乱、口腔紊乱、血液紊乱、肝脏功能紊乱、皮肤疾病、前列腺功能紊乱、内分泌紊乱、增加的胃肠道活动性和肥胖症。胃肠道紊乱包括,例如,过敏性肠综合症(IBS)、非溃疡性消化不良、慢性肠假性梗阻、机能性消化不良、结肠假性梗阻、十二指肠反流、胃食管反流疾病(GERD)、肠梗阻发炎(例如,手术后肠梗阻)、胃轻瘫、胃灼热(在胃肠道中出现高酸性)、便秘(例如,与使用药物有关的便秘,所述药物例如鸦片样物质、骨关节炎药、骨质疏松症药;手术后便秘;与神经性紊乱有关的便秘)。炎症性紊乱包括组织发炎和器官发炎,例如肾发炎(例如,肾炎)、胃肠系统发炎(例如,克罗恩氏病和溃疡性结肠炎);胰腺发炎(例如,胰腺炎)、肺部发炎(例如,支气管炎或者哮喘)或者皮肤发炎(例如,银屑病、湿疹)。肺部紊乱包括,例如,慢性阻塞性肺病(COPD)和纤维症。癌症包括组织致癌作用和器官致癌作用,包括转移性肿瘤,例如胃肠癌症(例如,胃癌、食道癌、胰腺癌、结肠直肠癌、肠癌、肛门癌、肝癌、胆囊癌、或者结肠癌;肺癌;甲状腺癌;皮肤癌(例如,黑素瘤);口腔癌;泌尿道癌症(例如膀胱 癌或者肾癌);血液癌(例如髓细胞癌或者白血病)或者前列腺癌。心脏紊乱包括例如,充血性心力衰竭、气管贲门高血压、高胆固醇或者高甘油三酯。肝脏紊乱包括,例如,肝硬化和纤维症。另外,鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂还可以被用于促进肝脏移植病人体内肝脏再生。眼部紊乱包括,例如,增加的眼内压、青光眼、干眼症、视网膜变性、泪腺功能紊乱或者眼部发炎。皮肤紊乱包括,例如,干燥病。口腔紊乱包括,例如,口干燥(口腔干燥)、休格林氏症(Sjogren's syndrome)、牙龈疾病(例如,牙周病)、或者唾液腺管堵塞或者机能失调。前列腺紊乱包括,例如,良性前列腺肥大(BPH)。内分泌紊乱包括,例如,糖尿病、甲状腺机能亢进症、甲状腺机能减退症和囊肿性纤维化。
在一个方面,本发明涉及一种肽,该肽基本上由如下氨基酸序列:SEQ ID NOs:2-54和SEQ ID NOs57-98组成,本发明还涉及一种治疗剂组合物,该治疗剂组合物包括这些肽。优选的肽包括SEQ ID NO:8、9、10、58和59。术语“基本上由。。。组成”是指所述肽与序列识别号所代表的序列以及其他在结构和功能上与序列识别好所代表的序列没有本质区别的序列一致。为了实现本申请的目的,如果与SEQ ID NOs:2-54和57-98肽的结构相比一种肽结构的变化超过三个氨基酸,或者与参照多肽,例如SEQ ID NO:1、55或者56相比,一种肽对细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)产量的活化作用减少超过50%,就认为这种肽是基本上不同的肽。优选的,基本上相似的肽之间的区别不超过2个氨基酸并且其活化环鸟苷单磷酸(cGMP)产量的作用相差不超过大约25%。本发明肽序列包含至少12个氨基酸残基,优选长度在12到26个氨基酸之间。
所述多肽可以以单位剂量形式,与一种或一种以上药学上可接受的载体、赋形剂或者稀释剂一起存在于一种药物组合物中。术语“单位剂量形式”涉及一种单一的药物传递实体,例如,一 种片剂、胶囊剂、溶液或者吸入剂。在对患者给药时呈递的多肽的量应该足够实现阳性的治疗效果(一般地,在100微克到3克之间)。“阳性的治疗效果”由什么组成主要取决于接受治疗的具体状况,并且包括任意本领域技术人员能够识别的重要改善。例如,可以由减少的炎症、息肉或者肿瘤的缩小、转移性病变的减少等等组成。
在依旧另一个方面,本发明对所述病人给药一种治疗有效量的环鸟苷单磷酸-特异性磷酸二酯酶(cGMP-PDE)抑制剂和所述鸟苷酸环化酶受体激动剂,环鸟苷单磷酸-特异性磷酸二酯酶(cGMP-PDE)抑制剂和所述鸟苷酸环化酶受体激动剂可以同时给药或者顺序给药。所述环鸟苷单磷酸-特异性磷酸二酯酶(cGMP-PDE)抑制剂包括,例如,舒林砜(sulindae sulfone)、敏喘宁和莫他匹酮(motapizone)、vardenifil(伐地那非)、和西地那非(Sildenafil)。另外,鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂肽可以与环状核苷酸载体抑制剂结合使用。
选择性地,也可以给药消炎剂。消炎剂包括,例如,类固醇和非类固醇类消炎药(NSAIDS)。
通过下面的详细说明和权利要求书,本发明的其他特点和优点变得显而易见,本发明的其他特点和优点也包括在下面的详细说明和权利要求书中。
附图说明
图1A是一种条形图,显示了SP-304与人工胃液(SGF)一起培养指定的时间之后的生物活性。所述SP-304的生物活性可以通过测定其在T84细胞中刺激环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的能力来确定。在培养之后,使用样品测定其在T84细胞中刺激环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的能力。在与人工胃液(SGF)一起 培养的第0分钟,所述环鸟苷单磷酸(cGMP)在样品中的刺激活性认为是100%。样品在与人工胃液(SGF)一起培养的其他时间的活性以作为0分钟的样品活性的百分比来计算。所述数据是三个数值平均数±标准差。
图1B是一种示意图,显示了SP-304样品与人工胃液(SGF)一起培养指定时间之后的高效液相色谱分析。在与人工胃液(SGF)培养过程中,SP-304的主尖峰没有变化,这一结果显示了这种肽能够抵抗人工胃液(SGF)的消化作用。箭头表明了SP-304的洗提位置。
图2A是一种条形图,显示了在T84细胞中将SP304样品与人工肠液(SIF)一起培养指定时间之后环式鸟漂呤磷酸合成。在培养之后,使用样品测定其在T84细胞中刺激环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的能力。在与人工肠液(SIF)一起培养的第0分钟,所述环鸟苷单磷酸(cGMP)在样品中的刺激活性认为是100%。样品在与人工肠液(SIF)一起培养的其他时间的活性以作为0分钟的样品活性的百分比来计算。所述数据是三个数值平均数±标准差。
图2B是一种示意图,显示了SP-304样品与(A)加热失活的人工肠液(SIF)一起培养300分钟之后或者(B)与人工肠液(SIF)一起培养120分钟之后的高效液相色谱分析。在与人工肠液(SIF)培养过程中,SP-304完全转变为另一种肽,在9.4分钟时洗提出来,如*的显示。箭头表明了SP-304的位置。
图3是一种示意图,表示了SP-304可能的降解产物。
图4显示了通过SP-304截断肽在T84细胞内合成环鸟苷单磷酸(cGMP)的刺激作用。因此,SP-338与SP-304具有基本上一样的肽序列,区别仅在于SP-338缺失C末端的亮氨酸(Leu)。 相似的SP-327、SP-329和SP-331相对于其相应的母体SP-326、SP-328和SP-330相比具有C-末端亮氨酸(Leu)的缺失。评价这些多肽在T84细胞中刺激环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的能力。取得重复试验结果的平均数作为实验结果。
图5显示了通过SP-304和相似的肽在T84细胞中对环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的刺激作用。将细胞暴露于肽类似物30分钟,使用细胞溶解产物确定细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。所述数据被表示为三个数值平均数±标准差。
图6显示了通过SP-339和其他的肽在T84细胞中对环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的刺激作用。将T84细胞暴露于指定的肽中30分钟,使用细胞溶解产物确定细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。所述数据被表示为三个数值平均数±标准差。℃
图7A显示了SP-333在指定时间内抵抗人工肠液(SIF)消化作用的稳定性。通过将多肽与加热钝化的人工肠液(SIF)一起培养产生对照样品,将对照样品标记为C120。将样品从培养物中移出并在95℃条件下加热5分钟,钝化消化酶,然后用于刺激T84细胞中的环鸟苷单磷酸的合成。每个组中,将在0分钟时环鸟苷单磷酸(cGMP)刺激活性看做是100%。所得结果数据时三个值的平均数±标准差。
图7B显示了SP-332在指定时间内抵抗人工肠液(SIF)消化作用的稳定性。通过将多肽与加热钝化的人工肠液(SIF)一起培养产生对照样品,将对照样品标记为C120。将样品从培养物中移出并在95℃条件下加热5分钟,钝化消化酶,然后用于刺激T84细胞中的环鸟苷单磷酸的合成。每个组中,将在0分钟时环鸟苷单磷酸(cGMP)刺激活性看做是100%。所得结果数据时三个值的平均数±标准差。
图7C显示了SP-304在指定时间内抵抗人工肠液(SIF)消化作用的稳定性。通过将多肽与加热钝化的人工肠液(SIF)一起培养产生对照样品,将对照样品标记为C0和C60。将样品从消化液中移出并在95℃条件下加热5分钟,钝化消化酶,然后用于刺激T84细胞中的环鸟苷单磷酸的合成。每个组中,将在0分钟时环鸟苷单磷酸(cGMP)刺激活性看做是100%。所得结果数据时三个值的平均数±标准差。
图7D显示了SP-304样品在与人工肠液(SIF)一起培养0到60分钟之后的高效液相色谱分析。箭头显示了SP-304肽的洗提位置。这些数据清楚的显示了SP-304峰值在洗提14.3分钟之后完全不见,并且在7.4分钟和10.3分钟出现两个新的峰值。这些新出现的肽峰代表了SP-304可能的降解产物。
图7E显示了SP-332样品在与人工肠液(SIF)一起培养0到120分钟之后的高效液相色谱分析。箭头显示了SP-332肽的洗提位置。这些数据显示,在与人工肠液(SIF)一起培养之后,肽SP-332在洗提14.8分钟之后没有发生变化,显示了SP-332对人工肠液中存在的蛋白酶的水解作用不敏感。
图7F显示了SP-333样品在与人工肠液(SIF)一起培养0到120分钟之后的高效液相色谱分析。箭头显示了SP-333肽的洗提位置。这些数据显示,在与人工肠液(SIF)一起培养之后,肽SP-333在洗提14.8分钟之后没有发生变化,显示了SP-333在120分钟的培养时间内对人工肠液中存在的蛋白酶的水解作用不敏感。
图8显示了T84细胞中SP-333聚乙二醇化类似物对环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的刺激作用。将T84细胞暴露于指定的多肽中30分钟,并使用细胞溶解产物确定细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。结果表示为三个数据的平均数±标准差。
图9显示了T84细胞中SP-304单独使用或者与磷酸二酯酶(PDE)抑制剂舒林砜(Sulindac Sulfone)(100微摩)或者敏喘宁(100微摩)结合使用对环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的刺激作用。将T84细胞暴露于指定的多种处理方法中30分钟,并使用细胞溶解产物确定细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。结果表示为两个数据的平均数。
图10显示了T84细胞中SP-304(0.1微摩或者1.0微摩)单独使用或者与增加浓度的磷酸二酯酶(PDE)抑制剂结合使用对环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的刺激作用,如图所示。将T84细胞暴露于指定的多种处理方法中30分钟,并使用细胞溶解产物确定细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。结果表示为两个数据的平均数。
图11显示了T84细胞中SP-333(0.1微摩或者1.0微摩)单独使用或者与增加浓度的敏喘宁结合使用对环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的刺激作用,如图所示。将T84细胞暴露于指定的多种处理方法中30分钟,并使用细胞溶解产物确定细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。结果表示为两个数据的平均数。
图12显示了T84细胞中SP-333(0.1微摩)单独使用或者与增加浓度的舒林砜(Sulindac Sulfone)结合使用对环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的刺激作用,如图所示。将T84细胞暴露于指定的多种处理方法中30分钟,并使用细胞溶解产物确定细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。结果表示为两个数据的平均数。
图13显示了环鸟苷单磷酸(cGMP)水平细胞内浓度示意图。通过鸟苷酸环化酶(GC-C)活化作用刺激环鸟苷单磷酸(cGMP)合成或者通过抑制环鸟苷单磷酸(cGMP)-磷酸二酯酶(PDE)对环鸟苷单磷酸(cGMP)降解作用可疑斥为细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。因此,将鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂与磷 酸二酯酶(PDE)抑制剂的结合可以产生一种协同效应,从而增强组织和器官中的环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。
具体实施方式
本发明是以鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂的发展为基础的。所述激动剂是尿鸟苷素和细菌性的ST肽的类似物,这些激动剂具有一些高级性质,例如,在N末端和C末端对羧肽酶和/或其他的蛋白水解酶降解作用的高抵抗力,所述其他的蛋白水解酶存在于刺激后的人类肠液和人类胃液中。
所述鸟苷酸环化酶(GC-C)可以在不同的细胞中表达,包括在胃肠道上皮细胞上的表达,和在肠道外组织上的表达,所述肠道外组织包括肾脏、肺、胰脏、脑垂体、肾上腺、生长中的肝脏、心脏以及男性和女性的生殖组织(参见文献Vaandrager2002MoICell Biochem230:73-83)。所述鸟苷酸环化酶(GC-C)是肠道和肾脏中液体和电解质平衡的关键的调节因子。在肠道中,当收到刺激时,鸟苷酸环化酶(GC-C)会导致肠道上皮环鸟苷单磷酸(cGMP)的增加。所述环鸟苷单磷酸(cGMP)的增加会导致水吸收和那吸收的下降,以及氯离子和钾离子分泌的增加,从而导致肠道液体好电解液运输方面的变化和肠道活动性的增加。
根据本发明的鸟苷酸环化酶-C激动剂包括SEQ ID NO:2-54和SEQ ID NO:57-98,所述激动剂概括在下面的表I和表II中。本发明所述的鸟苷酸环化酶-C激动剂在这里统一表示为“GCRA多肽”。
在这里描述的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)能够结合鸟苷酸环化酶(GC-C)并刺激细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)的产生。选择性的,鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)会诱导细胞凋亡。在某些方面,鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)能够刺激细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)的产量比天然存在的鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂(例如,尿鸟苷素、鸟苷肽、和ST肽)和/或SP-304的产量要高。例如,与天然存在的鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂和/或SP-304相比,本发明的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)能够刺激5%,10%,20%,30%,40%,50%,75%,90%或者更多的细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)的产生。术语“诱导”和“刺激”在本发明说明书中可以互换使用。在这里描述的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)比天然存在的鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂和/或SP-304更为稳定。所述“更为稳定”是指与天然存在的鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂和/或SP-304相比,所述肽在人工胃液和/或人工肠液中的降解量更少和/或降解作用更慢。例如,本发明鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)的降解与天然存在的鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂和/或SP-304的降解相比少2%,3%,5%,10%,15%,20%,30%,40%,50%,75%,90%或者更少。
这里描述的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)在多种紊乱和病况的治疗过程中具有治疗价值,所述紊乱和病况包括,例如,胃肠功能紊乱,炎症性疾病,肺部疾病,癌症,心脏疾病,眼部疾病,口腔疾病,血液病,肝脏疾病,皮肤疾病,前列腺疾病,内分泌失调,增加的肠胃蠕动和肥胖症。胃肠道紊乱包括,例如,过敏性肠综合症(IBS)、非溃疡性消化不良、慢性肠假性梗阻、机能性消化不良、结肠假梗阻、十二指肠反流、胃食管反流疾病(GERD)、肠梗阻(例如,手术后肠梗阻)、胃轻瘫、胃灼热(在胃肠道中出现高酸度)、便秘(例如,与使用药物有关的便秘, 所述药物例如,鸦片样物质、治疗骨关节炎的药物、治疗骨质疏松症的药物;与手术后有关的便秘;与神经性疾病有关的便秘)。炎症性疾病包括组织和器官发炎,例如肾脏发炎(例如,肾炎)、胃肠道系统炎症(例如,克罗恩病和溃疡性结肠炎);胰脏炎症(例如,胰腺炎)、肺部炎症(例如,支气管炎或哮喘)或者皮肤发炎(例如,牛皮癣,湿疹)。肺部疾病包括,例如慢性阻塞性肺疾病(COPD)和纤维症。癌症包括组织和器官癌变,包括转移性肿瘤,例如胃肠癌(例如,胃癌,食道癌,胰腺癌、结肠直肠癌、肠癌、肛门癌、肝癌、胆囊癌、或者结肠癌;肺癌;甲状腺癌;皮肤癌(例如,黑色素瘤);口腔癌;尿道癌(例如,膀胱癌或者肾癌);血癌(例如,髓细胞癌或白血病)或前列腺癌。心脏疾病包括,例如,充血性心力衰竭、高血压气管贲门、高胆固醇或高甘油三酯。肝脏疾病包括,例如肝硬化和纤维症。眼部疾病包括,例如,增加的眼内压力、青光眼、干眼症、视网膜变性、泪腺分泌紊乱或者眼睛发炎。皮肤病包括,例如干燥症。口腔疾病包括,例如口干燥(口腔干燥)、干燥综合征(Sjogren'ssyndrome),齿龈疾病(例如,牙周疾病)、或唾液腺导管堵塞或机能失调。前列腺疾病包括,例如包括良性前列腺增生症(BPH)。内分泌疾病包括,例如糖尿病、甲状腺机能亢进症、甲状腺机能减退症和囊肿性纤维化。
如这里使用的术语“鸟苷酸环化酶(GC-C)”是指在任意细胞型中的一类鸟苷酸环化酶C受体,所述细胞型能够与本发明激动剂肽或者这里描述的天然激动剂相结合。如这里使用的“肠道鸟苷酸环化酶受体”仅仅发现在胃肠道(GI)粘膜上皮细胞线上。可以预计,尿鸟苷素、鸟苷肽和ST肽能够结合这些受体并导致细胞凋亡。但是并不排除每种激动剂多肽可能具有不同受体的可能性。因此,该术语涉及胃肠道(GI)粘膜的上皮细胞线上的一类鸟苷酸环化酶受体。
如这里所述的,术语“GCR激动剂”是指能够与肠内鸟苷酸环化酶C相结合的肽和/或其他化合物,所述激动剂能刺激液体和电解液的运输。该术语还包括能够结合鸟苷酸环化酶(GC-C)的片段和前肽,并且刺激液体和水的分泌。
如这里使用的,术语“基本上相同”是指一种多肽,这种多肽具有的氨基酸序列与结合区域相同,在所述结合区域上,某些残基可以被删除或者用其他氨基酸取代,同时不会损害多肽结合肠内鸟苷酸环化酶受体并刺激液体和电解液运输的能力。
本发明普通技术人员可以很好理解,可以向本发明组合物中加入载体(例如,磷酸盐缓冲盐水或者PBS)及其他组分。除了本发明化合物之外,本发明组合物还可以包括药学上可接受的载体及其他已知可以促进给药和/或加强吸收的成分。其他的制剂,例如,微球体、纳米颗粒、脂质体、和基于免疫学的系统也可以与本发明同时使用。其他的实施例包括带有聚合物(例如,20%w/v聚乙二醇)或者纤维素的制剂、或者肠溶制剂。
本发明是以许多方案为基础的,首先是存在一种环鸟苷单磷酸(cGMP)依赖型机制,该机制能够调节细胞增殖和细胞凋亡之间的平衡并且由于尿鸟苷素/鸟苷肽缺陷和/或由于环鸟苷单磷酸(cGMP)-特异性磷酸二酯酶造成的环鸟苷单磷酸(cGMP)水平的减少,这种机制在赘生物转化过程中是早期的关键步骤。第二个方案是花生四烯酸从膜磷脂中的释放,从而导致细胞质磷脂酶A2(cPLA2)、环加氧酶-2(COX-2)和可能的5-脂肪氧合酶(5-LO)在发炎过程中的活化作用,通过环鸟苷单磷酸(cGMP)依赖型机制可以下调所述第二方案,从而导致前列腺素和白细胞三烯水平的降低,并且增加细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平,产生一种抗炎症性反应。此外,一种环鸟苷单磷酸(cGMP)依赖型机制也被认为包含在炎症前过程中。因此,细胞内环鸟苷单 磷酸(cGMP)水平的提高可以被用作治疗和控制胃肠功能紊乱、炎症性疾病,肺部疾病,癌症,心脏疾病,眼部疾病,口腔疾病,血液病,肝脏疾病,皮肤疾病,前列腺疾病,内分泌失调,增加的肠胃蠕动和肥胖症的方法。胃肠道紊乱包括,例如,过敏性肠综合症(IBS)、非溃疡性消化不良、慢性肠假性梗阻、机能性消化不良、结肠假梗阻、十二指肠反流、胃食管反流疾病(GERD)、肠梗阻(例如,手术后肠梗阻)、胃轻瘫、胃灼热(在胃肠道中出现高酸度)、便秘(例如,与使用药物有关的便秘,所述药物例如,鸦片样物质、治疗骨关节炎的药物、治疗骨质疏松症的药物;与手术后有关的便秘;与神经性疾病有关的便秘)。炎症性疾病包括组织和器官发炎,例如肾脏发炎(例如,肾炎)、胃肠道系统炎症(例如,克罗恩病和溃疡性结肠炎);胰脏炎症(例如,胰腺炎)、肺部炎症(例如,支气管炎或哮喘)或者皮肤发炎(例如,牛皮癣,湿疹)。肺部疾病包括,例如慢性阻塞性肺疾病(COPD)和纤维症。癌症包括组织和器官癌变,包括转移性肿瘤,例如胃肠癌(例如,胃癌,食道癌,胰腺癌、结肠直肠癌、肠癌、肛门癌、肝癌、胆囊癌、或者结肠癌;肺癌;甲状腺癌;皮肤癌(例如,黑色素瘤);口腔癌;尿道癌(例如,膀胱癌或者肾癌);血癌(例如,髓细胞癌或白血病)或前列腺癌。心脏疾病包括,例如,充血性心力衰竭、高血压气管贲门、高胆固醇或高甘油三酯。肝脏疾病包括,例如肝硬化和纤维症。眼部疾病包括,例如,增加的眼内压力、青光眼、干眼症、视网膜变性、泪腺分泌紊乱或者眼睛发炎。皮肤病包括,例如干燥症。口腔疾病包括,例如口干燥(口腔干燥)、干燥综合征(Sjogren's syndrome),齿龈疾病(例如,牙周疾病)、或唾液腺导管堵塞或机能失调。前列腺疾病包括,例如包括良性前列腺增生症(BPH)。内分泌疾病包括,例如糖尿病、甲状腺机能亢进症、甲状腺机能减退症和囊肿性纤维化。
不希望被任何理论限制,本领域技术人员可以相信,离子通过质膜的运输是一种重要的细胞增殖和细胞凋亡平衡调节机制,通过制剂改变环鸟苷单磷酸(cGMP)浓度可以影响所述机制。尿鸟苷素已经表现出能够刺激K+流出和Ca++流入,以及水在胃肠道(3)的运输。此外,心房利钠多肽(ANP)也是一种能够与特异性鸟苷酸环化酶受体结合的肽,在鼠血管系膜细胞中,心房利钠多肽(ANP)表现出诱导细胞凋亡的能力,通过环鸟苷单磷酸(cGMP)机制(21-24)诱导心肌细胞的细胞凋亡。
本发明激动剂与一种鸟苷酸环化酶受体的结合能够刺激环鸟苷单磷酸(cGMP)的产生。通过活化环鸟苷单磷酸(cGMP)依赖性蛋白激酶级联和囊性纤维化跨膜转运调节因子(CFTR),这种配位体-受体之间的相互作用能够在目标细胞内诱导细胞凋亡。因此,给药由SEQ ID NO:2-54和SEQ ID NO:57-98定义的新型多肽,如表I和表II所示,或者给药尿鸟苷素、鸟苷肽或者大肠杆菌ST肽的多肽类似物可以有效的用于消除,或者至少延迟胃肠功能紊乱、炎症性紊乱、肺紊乱、癌症、心脏功能紊乱、眼部功能紊乱、口腔紊乱、血液紊乱、肝脏功能紊乱、皮肤疾病、前列腺功能紊乱、内分泌紊乱、增加的胃肠道活动性和肥胖症的发病。胃肠道紊乱包括,例如,过敏性肠综合症(IBS)、非溃疡性消化不良、慢性肠假性梗阻、机能性消化不良、结肠假梗阻、十二指肠反流、胃食管反流疾病(GERD)、肠梗阻(例如,手术后肠梗阻)、胃轻瘫、胃灼热(在胃肠道中出现高酸度)、便秘(例如,与使用药物有关的便秘,所述药物例如,鸦片样物质、治疗骨关节炎的药物、治疗骨质疏松症的药物;与手术后有关的便秘;与神经性疾病有关的便秘)。炎症性疾病包括组织和器官发炎,例如肾脏发炎(例如,肾炎)、胃肠道系统炎症(例如,克罗恩病和溃疡性结肠炎);胰脏炎症(例如,胰腺炎)、肺部炎症(例如,支气管炎或哮喘)或者皮肤发炎(例如,牛皮癣, 湿疹)。肺部疾病包括,例如慢性阻塞性肺疾病(COPD)和纤维症。癌症包括组织和器官癌变,包括转移性肿瘤,例如胃肠癌(例如,胃癌,食道癌,胰腺癌、结肠直肠癌、肠癌、肛门癌、肝癌、胆囊癌、或者结肠癌;肺癌;甲状腺癌;皮肤癌(例如,黑色素瘤);口腔癌;尿道癌(例如,膀胱癌或者肾癌);血癌(例如,髓细胞癌或白血病)或前列腺癌。心脏疾病包括,例如,充血性心力衰竭、高血压气管贲门、高胆固醇或高甘油三酯。肝脏疾病包括,例如肝硬化和纤维症。眼部疾病包括,例如,增加的眼内压力、青光眼、干眼症、视网膜变性、泪腺分泌紊乱或者眼睛发炎。皮肤病包括,例如干燥症。口腔疾病包括,例如口干燥(口腔干燥)、干燥综合征(Sjogren's syndrome),齿龈疾病(例如,牙周疾病)、或唾液腺导管堵塞或机能失调。前列腺疾病包括,例如包括良性前列腺增生症(BPH)。内分泌疾病包括,例如糖尿病、甲状腺机能亢进症、甲状腺机能减退症和囊肿性纤维化。
尿鸟苷素是一种循环肽类激素,具有促尿钠排泄活性,并且发现能够以与另一种热稳定性肠毒素(ST肽)相似的方式刺激液体和电解液的运输,所述热稳定性肠毒素是由致病菌大肠杆菌及其他能够活化受体并产生分泌性腹泻的肠道细菌分泌的。与细菌性ST肽不同的是,尿鸟苷素与鸟苷酸环化酶受体的结合取决于肠道的生理pH值。因此,可以预计尿鸟苷素能够以一种pH依赖方式调节液体和电解液的运输并不会产生严重的腹泻。
GCRA肽
在一个方面,本发明提供了一种鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)。所述鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)是尿鸟苷素和细菌性ST肽的类似物。术语“肽”并不代表任何特定的长度。在某些实施方案中,鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽) 的长度小于25个氨基酸,例如,长度小于或者等于20个氨基酸、15个氨基酸、14个氨基酸、13个氨基酸、12个氨基酸、11个氨基酸、10个氨基酸或者5个氨基酸。
所述鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)可以是L-氨基酸、D-氨基酸的聚合物或者两者的结合。例如,在不同的实施方案中,所述多肽是D逆反式肽。术语“逆反式异构体”是指一种线性肽的异构体,在此异构体中,序列的方向是反向的,并且每个氨基酸残基的手性是相反的。例如,参见Jameson et al.,Nature,368,744-746(1994);Brady et al,Nature,368,692-693(1994)。将D对性异构体与反向合成相结合的最后结果是每个胺键中的羰基和氨基的位置相互交换,同时保留每个α碳上的侧链位置。除非具体声明,假定本发明任意给定的L-氨基酸序列都可以通过合成相应天然L-氨基酸序列的反向序列制成一种D逆反式肽。例如,一种鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)包括SEQ ID NO:SEQ ID NO:2-54和SEQ ID NO:57-98的序列。在不同的实施方案中,鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)包括SEQ ID NO:45-54和SEQ ID NO:87-98氨基酸序列,其中SEQ ID NO:45-54和SEQ ID NO:87-98通过细胞诱导环鸟苷单磷酸(cGMP)产生。在不同的实施方案中,本发明的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)包括式I-IX所示的氨基酸序列(例如,SEQ ID NO:45-54),条件是所述鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)不是SEQ ID NO:1。再进一步的实施方案中,本发明的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)包括式X-XVII所示的氨基酸序列(例如,SEQ ID NO:87-98),条件是所述鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)不是SEQ ID NO:55或者SEQ ID NO:56。“诱导环鸟苷单磷酸(cGMP)产生”是指鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)能够诱导细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)的产生。细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)可以通过本领域已知的方法调节。例如,本发明的 鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)与天然存在的鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂相比能够刺激5%、10%、20%、30%、40%、50%、75%、90%或更多细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)的产生。选择性的,本发明的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)与SP-304相比能够刺激5%、10%、20%、30%、40%、50%、75%、90%或更多细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)的产生。在进一步的实施方案中,鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)可以刺激细胞凋亡,例如,程序性细胞死亡,或者鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)可以活化囊性纤维化跨膜转运调节因子(CFTR)。在一些实施方案中,这里描述的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)比天然存在的鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂和/或SP-304(SEQ ID NO:1)、SP-339(SEQ ID NO:55)或者SP-340(SEQ ID NO:56)更加稳定。“更加稳定”的意思是指所述多肽与天然存在的鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂和/或SP-304相比,所述肽在人工胃液和/或人工肠液中的降解量更少和/或降解作用更慢。例如,本发明鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)的降解与天然存在的鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂和/或SP-304、SP-339或者SP-340的降解相比少2%,3%,5%,10%,15%,20%,30%,40%,50%,75%,90%或者更少。
如这里使用的“PEG3”、“3PEG”是指聚乙二醇,包括,例如氨基乙氧基-乙氧基-乙酸(AeeA)。如这里使用的(例如,式I-XVII,SEQ ID NO:45-54和SEQ ID NO:87-98),Xaa是指任意一种天然的、非天然的氨基酸或者氨基酸类似物;Maa是一种半胱氨酸(Cys)、青霉胺(Pen)同型半胱氨酸、或者3-mercaptoproline;Xaan1是指任意一种天然的、非天然的氨基酸或者氨基酸类似物的氨基酸序列,所述氨基酸或者氨基酸类似物的长度为1个氨基酸残基、2个氨基酸残基或者三个氨基酸残基;Xaab2是指任意一种天然的、非天然的氨基酸或者氨基酸类似物 的氨基酸序列,所述氨基酸或者氨基酸类似物的长度为0个氨基酸残基或者1个氨基酸残基;并且Xaan3是指任意一种天然的、非天然的氨基酸或者氨基酸类似物的氨基酸序列,所述氨基酸或者氨基酸类似物的长度为0个氨基酸残基、1个氨基酸残基、2个氨基酸残基、3个氨基酸残基、4个氨基酸残基、5个氨基酸残基或者6个氨基酸残基。另外,Xaa、Xaan1、Xaan2、或者Xaan3所代表的任一氨基酸都可以是L-氨基酸、D-氨基酸、甲基化的氨基酸或者他们的结合物。任选的,式I-VII所代表的任意GCRA肽可以在N-末端、C-末端或者两端包含一个或一个以上的聚乙二醇残基。实例性的聚乙二醇包括氨基乙氧基-乙氧基乙酸及其聚合物。
在某些实施方案中,GCRA肽包括含有式I氨基酸序列的肽,其中,至少一个式I氨基酸是D-氨基酸或者甲基化氨基酸和/或在位置16的氨基酸是丝氨酸。优选的,在式I第16位上的氨基酸是一种D-氨基酸或者甲基化的氨基酸。例如,在式I第16位上的氨基酸是D-亮氨酸或者D-丝氨酸。任选的,式I第1-3位的一种或一种以上的氨基酸是D-氨基酸或者甲基化的氨基酸,或者是D-氨基酸与甲基化氨基酸的结合物。例如,式I中的Asn1、Asp2或者Glu3(或其结合物)是D-氨基酸或者甲基化的氨基酸。优选的,式I第Xaa6位的氨基酸是一种亮氨酸、丝氨酸或者酪氨酸。
在一种作为选择的实施方案中,GCRA肽包括含有式II氨基酸序列的多肽,其中,式II中至少一个氨基酸是D-氨基酸或者甲基化氨基酸。优选的,式II中由Xaan2所表示的氨基酸是一种D-氨基酸或者甲基化的氨基酸。在某些实施方案中,式II中Xaan2所表示的氨基酸是一种亮氨酸、d-亮氨酸、丝氨酸或者d-丝氨酸。优选的,式II中Xaan1所表示的一种或者一种以上的氨基酸是一 种D-氨基酸或者一种甲基化的氨基酸。优选的,式II中第Xaa6位所表示的氨基酸是一种亮氨酸、丝氨酸或者酪氨酸。
在某些实施方案中,GCRA多肽包括含有式III所示氨基酸序列的肽,其中1)式I中的至少一个氨基酸是D-氨基酸或者甲基化的氨基酸,和/或2)Maa不是半胱氨酸。优选的,式III中Xaan2所表示的氨基酸是D氨基酸或者甲基化的氨基酸。在某些实施方案中,式III中Xaan2所表示的氨基酸是一种亮氨酸、d-亮氨酸、丝氨酸或者d-丝氨酸。优选的,式III中Xaan1所表示的一种或者一种以上的氨基酸是一种d-氨基酸或者甲基化的氨基酸,优选的,式III中第Xaa6位所表示的氨基酸是一种亮氨酸、丝氨酸或者酪氨酸。
在其他的实施方案中,GCRA多肽包括含有式IV所示氨基酸序列的肽,其中1)式IV中的至少一个氨基酸是D-氨基酸或者甲基化的氨基酸,和/或2)Maa不是半胱氨酸。优选的,式IV中Xaan2所表示的氨基酸是D氨基酸或者甲基化的氨基酸。在某些实施方案中,式IV中Xaan2所表示的氨基酸是一种亮氨酸、d-亮氨酸、丝氨酸或者d-丝氨酸。优选的,式IV中Xaan1所表示的一种或者一种以上的氨基酸是一种d-氨基酸或者甲基化的氨基酸,优选的,式IV中第Xaa6位所表示的氨基酸是一种亮氨酸、丝氨酸或者酪氨酸。在进一步的实施方案中,GCRA多肽包括含有式V所示氨基酸序列代表的肽,其中,式V中的至少一个氨基酸是D-氨基酸或者甲基化的氨基酸。优选的,在式V第16位的氨基酸是一种D-氨基酸或者甲基化的氨基酸。例如,在式V第16位的氨基酸(即,Xaa16)是一种d-亮氨酸或者d-丝氨酸。任选的,式V第1-3位的一种或一种以上的氨基酸是D-氨基酸或者甲基化的氨基酸,或者是D-氨基酸与甲基化氨基酸的结合物。例如,式V中的Asn1、Asp2或者Glu3(或其结合物) 是D-氨基酸或者甲基化的氨基酸。优选的,式V第Xaa6位的氨基酸是一种亮氨酸、丝氨酸或者酪氨酸。
在其他的实施方案中,GCRA多肽包括含有式VI、VII、VIII、IX所示氨基酸序列的肽。优选的,在式VI、VII、VIII、IX第6位上的氨基酸是一种亮氨酸、丝氨酸或者酪氨酸。在某些方面,式VI、VII、VIII、IX第16位上的氨基酸是一种亮氨酸或者丝氨酸。优选的,在式V第16位上的氨基酸是一种D-氨基酸或者一种甲基化的氨基酸。
在优选的实施方案中,GCRA多肽是SP-332(SEQ ID NO:8)、SP-333(SEQ ID NO:9)或SP-334(SEQ ID NO:10)。
在其他的实施方案中,GCRA多肽包括一种肽,所述肽含有式X、XI、XII、XIII、XIV、XV、XVI或者XVII所示氨基酸序列。任选的,在式X、XI、XII、XIII、XIV、XV、XVI或者XVII上一种或者一种以上的氨基酸序列是D-氨基酸或者甲基化的氨基酸。优选的,式X、XI、XII、XIII、XIV、XV、XVI或者XVII所示肽的羧基末端氨基酸是一种D-氨基酸或者甲基化的氨基酸。例如,式X、XI、XII、XIII、XIV、XV、XVI或者XVII所示肽羧基末端的氨基酸序列是D-酪氨酸。
优选的,式XIV的Xaa6位上的氨基酸是一种酪氨酸、苯基丙氨酸或者丝氨酸。更优选的,式XIV第Xaa6位上的氨基酸是一种苯基丙氨酸或者丝氨酸。优选的,在式XV、XVI或者XVII第Xaa4上的氨基酸是一种酪氨酸、苯基丙氨酸或者丝氨酸。更优选的,在式XV、XVI或者XVII第Xaa4上的氨基酸是一种苯基丙氨酸或者丝氨酸。
在优选的实施方案中,GCRA肽是SP-353(SEQ ID NO:58)或者SP-354(SEQ ID NO:59)。
在某些实施方案中,GCRA肽中一种或者一种以上的氨基酸可以被非天然存在的氨基酸、或者天然存在的氨基酸类似物或者非天然存在的氨基酸类似物所取代。在标准的20种氨基酸之外还有很多氨基酸(丙氨酸(Ala)、精氨酸(Arg)、蛋氨酸(Asn)、天门冬氨酸(Asp)、半胱氨酸(Cys)、谷胺酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)、组氨酸(His)、异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、赖氨酸(Lys)、甲硫氨酸(Met)、苯基丙氨酸(Phe)、脯氨酸(Pro)、丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)、色氨酸(Trp)、酪氨酸(Tyr),和缬氨酸(VaI))。其中一些是天然存在的,其他的不是天然存在的(参见,例如,Hunt,The Non-Protein Amino Acids:In Chemistry and Biochemistry of the Amino Acids(菲蛋白质氨基酸:在氨基酸化学或者生物化学中),Barrett,Chapman and Hall,1985)。例如,一种芳香族氨基酸可以被3,4-二氢氧基-L-苯基丙氨酸,3-碘代-L-酪氨酸、三碘甲状腺氨酸,L-甲状腺素,苯基甘氨酸(PHG)或者非-酪氨酸(norTyr)所取代。苯基甘氨酸(PHG)和非-酪氨酸(norTyr)以及其他的包含Phe和Tyr的氨基酸可以被,例如,卤素、-CH3、-OH、-CH2NH3、-C(O)H、-CH2CH3、-CN、-CH2CH2CH3、-SH或者其他基团所取代。任意氨基酸都可以被其D-型氨基酸所取代。
对于本发明所描述的多肽和颉抗剂,关于非天然存在的氨基酸或者天然存在的氨基酸类似物或者非天然存在的氨基酸类似物方面可以存在多种替换,这些替换可以单独发生也可以结合发生。
例如,谷氨酸残基可以被γ-氢氧基-谷氨酸或者γ-羧基-谷氨酸所取代。酪氨酸残基可以被α取代的氨基酸或者类似物所取代,所述α取代的氨基酸例如,L-α-甲基苯基丙氨酸,所述类似物例如3-氨基-酪氨酸;Tyr(CH3);Tyr(PO3(CH3)2);Tyr(SO3H);β-环己基-丙氨酸;β-(1-环戊基)-丙氨酸;β-环戊基-丙氨酸;β-环丙基-丙氨酸;β-喹啉基-丙氨酸;β-环丙基-丙氨酸;β-喹啉基-丙氨酸;β-(2-噻唑基)-丙氨酸;β-(三唑基-1-基)-丙氨酸;β-(2-吡啶基)-丙氨酸;β-(3-吡啶基)-丙氨酸;氨基-苯基丙氨酸;氟代-苯基丙氨酸;环己基-甘氨酸;tBu-Gly;β-(3-苯甲基噻吩基)-丙氨酸;β-(2-噻吩基)-丙氨酸;5-甲基-色氨酸;和A-甲基-色氨酸。脯氨酸残基可以被高脯氨酸(L-哌啶酸);羟基脯氨酸;3,4-脱氢脯氨酸;4-氟代脯氨酸或α-甲基-弗氨酸或N(α)-C(α)环化氨基酸结构类似物所取代。N=0、1、2、3。丙氨酸残基可以被α取代的或者N-甲基化的氨基酸所取代,例如,α-氨基异丁酸(aib)、L/D-α-乙基丙氨酸(L/D-异缬氨酸)、L/D-甲基缬氨酸、或者L/D-α-甲基亮氨酸或者一种非天然氨基酸,例如,β-氟代-丙氨酸。丙氨酸残基也可以被取代:n=0、1、2、3。甘氨酸残基可以被α-氨基异丁酸(aib)、L/D-α-乙基丙氨酸(L/D-异缬氨酸)所取代。
非天然氨基酸进一步的例子包括:酪氨酸的非天然类似物、谷氨酰胺的非天然类似物,苯丙氨酸的非天然类似物,丝氨酸的非天然类似物,苏氨酸的非天然类似物,一种烷基,芳基,酰基,叠氮基,氰基,卤代物、联胺、酰肼、氢氧基、烯基、炔基、醚、硫醇、磺酰基、硒基、酯、硫代酸、硼酸盐、硼酸、磷酸基、膦酰基、三氢化磷、杂环基、烯酮、亚胺、醛、羟胺、酮基、或者氨取代的氨基酸、或者其任意结合物;含有光敏交联剂的氨基酸;一种自旋标记的氨基酸;一种有荧光性的氨基酸;一种有新型官 能团的氨基酸;能够与另一种分子发生共价或者非公价相互作用的氨基酸;一种结合金属的氨基酸;在非天然酰胺化位点发生酰胺化作用的氨基酸、一种包含金属的氨基酸;一种有放射性的氨基酸;一种photocaged和/或光敏异构的氨基酸;一种生物素或者包含氨基酸的生物素类似物;一种糖基化或者碳水化合物修饰的氨基酸;一种包含氨基酸的酮类物质;包括聚乙二醇或者聚醚的氨基酸;一种重分子取代的氨基酸(例如,包含氘、氚、13C,15N,或者18O的氨基酸);一种化学裂解或光裂解的氨基酸;一种具有延长的侧链的氨基酸;一种包含有毒基团的氨基酸;一种糖取代的氨基酸,例如,一种汤取代的丝氨酸等等;一种碳-连接的-包含糖的氨基酸;一种具有氧化还原活性的氨基酸;一种包含α-羟基的酸;一种包含氨基硫代酸的氨基酸;一种α,α双取代的氨基酸;一种β-氨基酸;一种除了脯氨酸之外的环状氨基酸;一种O-甲基-L-酪氨酸;一种L-3-(2-萘基)丙氨酸;一种3-甲基-苯基丙氨酸、一种p-乙酰基-L-苯基丙氨酸;一种O-4-烯丙基-L-酪氨酸;一种4-丙基-L-酪氨酸;一种三-O-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)β-丝氨酸;一种左旋多巴;一种氟化苯丙氨酸;一种异丙基-L-苯基丙氨酸,一种P-叠氮基-L-苯基丙氨酸,一种P-酰基-L-苯基丙氨酸,一种P-苯甲酰基-L-苯基丙氨酸,一种L-磷酸丝氨酸,一种膦酰基丝氨酸,一种膦酰基酪氨酸,一种P-碘代-苯基丙氨酸,一种四氟苯甘氨酸,一种P-溴代苯基丙氨酸,一种P-氨基-L-苯基丙氨酸,一种异丙基-L-苯基丙氨酸;L-3-(2-萘基)丙氨酸;D-3-(2-萘基)丙氨酸(dNal);一种包含氨基、异丙基、或O-烯丙基的苯基丙氨酸类似物;一种多巴,O-甲基-L-酪氨酸;一种糖基化氨基酸;一种P-(氧化丙炔基)苯基丙氨酸;二甲基-赖氨酸;羟基脯氨酸;3巯基丙酸;甲基赖氨酸;3-硝基酪氨酸;正亮氨酸;焦谷氨酸;Z(下氧羰基);ε-乙酰-赖氨酸,β-丙氨酸;氨基苯甲酰衍生物;氨基丁酸(Abu);瓜氨酸;氨基己酸;氨基异丁酸(AIB);环己基丙氨酸;d-环己基丙氨酸; 羟脯氨酸;硝基精氨酸;硝基-苯基丙氨酸;硝基酪氨酸;正缬氨酸;八氢吲哚羧酸酯;鸟氨酸(Orn);青霉胺(PEN);四氢基异喹啉;乙酰氨甲基保护的氨基酸和聚乙二醇化的氨基酸。非天然氨基酸和氨基酸类似物进一步的实施例可以在美国专利第20030108885号、美国专利第20030082575号、美国专利第20060019347号(410-418段)和这里引用的参考文献中发现。本发明的多肽可以进一步的包括一些修饰,所述修饰包括美国专利第20060019347号第589段的描述。包含非天然存在的氨基酸的示例性鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)包括,例如,SP-368和SP-369。
在一些实施方案中,氨基酸可以被一种天然存在的、非必需氨基酸所取代,例如牛磺酸。
因此,GCRA肽是一种环状肽。通过本领域普通技术人员已知的方法可以制备GCRA环状肽。例如,通过在肽的N-末端和C-末端形成一种胺键,或者在N或C末端与一种侧链之间形成一种酰胺键[例如,在pH值为8.5的时候使用K3Fe(CN)6](Samson et al,Endocrinology,137:5182-5185(1996)),或者在两个氨基酸侧链,例如半胱氨酸之间形成一种胺键(参见,例如DeGrado,Adv Protein Chem,39:51-124(1988))的方法完成大环化合物的形成。在本发明的各个方面,GCRA肽是[4,12;7,15]双环的。
在某些GCRA多肽中,能够形成二硫键的半胱氨酸残基对中一个或两个成员都可以被同型半胱氨酸、青霉氨、3-mercaptoproline(Kolodziej et al.1996Int J Pept Protein Res48:274);β,β-二甲基半胱氨酸(Hunt et al.1993Int JPept Protein Res42:249)或者二氨基丙酸(Smith et al.1978J Med Chem2 1:117)所取代,从而在通常形成二硫键的位置形成一种作为替换的内交联。
另外,一个或者一个以上的二硫键可以被其他作为替换的共价交联方式所取代,例如,一种酰胺连接键(-CH2CH(O)NHCH2-或者-CH2NHCH(O)CH2-)、一种酯连接键、一种硫酯连接键、一种内酰胺桥、一种氨基甲酰连接键、一种脲连接键、一种硫脲连接键、一种磷酸酯连接键、一种烷基连接键(-CH2CH2CH2CH2-)、一种烯基连接键(-CH2CH=CHCH2-)、一种醚连接键(-CH2CH2OCH2-或者-CH2OCH2CH2-)、一种硫醚连接键(-CH2CH2SCH2-或者-CH2SCH2CH2-)、一种胺连接键(-CH2CH2NHCH2-或者-CH2NHCH2CH2-)或者一种硫代酰胺连接键(-CH2CH(S)HNHCH2-或者-CH2NHCH(S)CH2-)。例如,Ledu等人(Proc Nat’l Acad.Sci.100:11263-78,2003)描述的制备内酰胺或者酰胺交联方式的方法。包含内酰胺桥的示例性的GCRA肽包括SP-370。
在GCRA中,一种或一种以上的常见多肽键可以被其它的键所取代。这种取代可以增加所述多肽的稳定性。例如,用其他键取代残基氨基末端与一种芳香族残基(例如,Tyr、Phe、Trp)的多肽键会导致羧肽酶裂解作用的降低,并增加所得肽在消化道中的半衰期。能够取代多肽键的键包括:一种逆反式键(C(O)-NH代替NH-C(O);一种还原的酰胺键(NH-CH2);一种硫代甲基键(S-CH2或者CH2-S);一种氧甲基键(O-CH2或者CH2-O);一种乙基键(CH2-CH2);一种硫代酰胺键(C(S)-NH);一种反式-烯烃键(CH=CH);一种氟取代的反式烯烃键(CF=CH);一种酮甲基键(C(O)-CHR或者CHR-C(O),其中,R是氢或者CH3;一种氟-酮甲基键(C(O)-CFR或者CFR-C(O),其中R是H或者F或者CH3。
使用标准的修饰方法可以修饰本发明的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)。修饰作用可以在前述序列的氨基(N-)末端、羧基(C-)末端、肽内部或其结合的任何位置发生。在这里描述的一个方面,多肽内部可以具有一种以上类型的修饰作用,所述修饰作用包括,但不局限于:乙酰化作用、酰胺化作用、生物酰化作用、cinnamoylation、法尼基化作用、甲酰化作用、豆蔻酰化作用、棕榈酰化作用、磷酸化作用(丝氨酸、酪氨酸或者苏氨酸)、硬脂酰化作用(stearoylation)、琥珀酰化作用、磺酰化作用和环化作用(通过二硫键环化作用或者酰胺环化作用)、以及通过Cys3或者Cys5实现的修饰作用。这里描述的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)也可以通过2,4-二硝基苯基(DNP)、2,4-二硝基苯基(DNP)-赖氨酸进行修饰,通过7-氨基-4-甲基香豆素(AMC)、荧光素、NBD(7-硝基苯-2-氧杂-1,3-二唑)、p-硝基-酰基苯胺、若丹明B、EDANS(5-((2-氨乙基)氨基)萘-1-磺酸)、dabcyl、dabsyl、1-二甲胺基萘-5-磺酰、texas red、FMOC、和Tamra(四甲基罗丹明)。这里描述的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)可以与例如,聚乙二醇(PEG);烷基(例如,C1-C20直链烷基或者含有支链的烷基);脂肪酸基团;聚乙二醇、烷基基团和脂肪酸基团的结合物(参见,美国专利第6,309,633号;Soltero et al,2001Innovations in Pharmaceutical Technology(制药技术革新2001年)106-110);牛血清白蛋白(BSA)和KLH(钥孔血蓝素)。聚乙二醇及其他可以用于修饰本发明所述多肽的聚合物在美国专利第2006019347号第IX节有所描述。与这里描述的多肽生物学等效或者功能等效的肽也包括在本发明范围内。这里所述的术语“生物学等效”或者“功能等效”是指本发明组合物能够显示某些或者全部环鸟苷单磷酸(cGMP)产生的调节作用。
鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)还可以包括鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)衍生物和修饰物,所述衍生物包括鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)的杂合物和修饰型,其中,某些氨基酸已经被删除或者被替换,所述修饰物例如肽中一种或者一种以上的氨基酸已经被转化为修饰过的氨基酸或罕见的氨基酸,修饰作用例如糖基化作用,例如能够保持鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)生物活性的修饰形式。“保持生物活性”是指通过鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)诱导环鸟苷单磷酸(cGMP)或者细胞凋亡,尽管不需要与天然存在的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)具有相等程度的作用效果。
优选的变体是在一种或一种以上预定的非必须氨基酸残基上具有保守氨基酸取代作用的变体。所述“保守氨基酸取代作用”是指在肽中用具有相似侧链的氨基酸残基取代原有的氨基酸残基。本领域技术人员已经定义了具有相似侧链的氨基酸残基族。
这些氨基酸残基族包括具有碱性侧链的氨基酸(例如,赖氨酸、精氨酸、组氨酸)、具有酸性侧链的氨基酸(例如,天门冬氨酸、谷氨酸)、具有不带电的极性侧链的氨基酸(例如,甘氨酸、天门冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、半胱氨酸)、具有非极性侧链的氨基酸(例如,丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸、甲硫氨酸、色氨酸)、含有β-分支侧链的氨基酸(例如,苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸)和具有芳香族侧链的氨基酸(例如,酪氨酸、苯基丙氨酸、色氨酸、组氨酸)。因此,在GCRA多肽中存在的非必需氨基酸可以被术语同一侧链族的另外一种氨基酸残基所取代。作为选择,在另一种实施方案中,可以随机向所有GCRA编码序列或者GCRA编码序列的一部分中引入突变,例如,饱和突变,筛选所得突变体然后识别保持生物活性的突变体。
“基本上同源”的定义还包括任意可以通过与鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)抗体发生交叉反应性来分离的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)。
GCRA肽的制备
鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)可以使用现有的克隆技术方便地制备,或者通过固态方法或者定点突变方法合成。一种鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)可以包括显性阴性形式的多肽。
使用标准液相或者固相肽合成技术可以进行化学合成,其中,通过定向冷凝,在一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基之间形成一种肽键,同时伴随有水分子的消除。通过定向冷凝的肽键合成作用,如上面所示,需要抑制第一个氨基酸的氨基基团和第二个氨基酸的羧基基团的反应性特性。屏蔽取代基必须易于除去,同时不会导致不稳定的碳原子的分解。
在液相合成中,可以使用多种耦合方法和保护基团(参见,Gross and Meienhofer,eds.,″The Peptides:Analysis,Synthesis,Biology,″Vol.1-4(Academic Press,1979(Gross和Meienhofer编辑的“肽:分析、合成、生物研究”第1-4卷,学术出版社,1979);Bodansky and Bodansky,″The Practice of Peptide Synthesis,″2d ed.(Springer Verlag,1994)(Bodansky和Bodansky的“肽合成实践”第二版))。另外,中间产物的纯化和线性放大也是可行的。对于本发明所述领域普通技术人员来讲可以理解的是,溶液合成需要考虑主链和侧链保护基和活化方法。另外,在部分冷凝过程中也需要小心的进行部分选择,从而最小化外消旋作用。
溶解性同样也是需要考虑的因素。使用不可溶的聚合物在有机合成期间作为支持物进行固相肽合成。聚合物-支持的肽链允许使用简单的洗涤和过滤过程,代替中间步骤辛苦的纯化过程。根据Merrifield et al.,J.Am.Chem.Soc,1963,85:2149所述的方法通常可以进行固相肽合成,所述方法包括使用被保护的氨基酸在树脂支持物上集合直线肽链。固相肽合成通常使用Boc或者芴甲氧羰酰(Fmoc)策略,这些都是本发明所述领域已知的。
本领域普通技术人员可以认识到,在固相合成中,去保护和偶联反应必须完全完成,并且侧链封闭基团必须在整个合成过程中都保持稳定。另外,在小规模生产肽时通常固相合成最为合适。
在从树脂上裂解之前,N末端的乙酰化作用可以伴随有末端肽和乙酸酐之间的反应。使用适当的树脂,例如甲基二苯甲基胺树脂,通过Boc技术完成甲基苯C-酰胺化作用。作为选择,通过现代克隆技术可以生产鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)。例如,可以在细菌,包括但不仅限于大肠杆菌或者其他现有的用于多肽或蛋白质生产的系统(例如,枯草芽胞杆菌、利用果蝇Sf9细胞的杆状病毒表达系统、酵母或者丝状真菌表达系统、哺乳动物细胞表达系统)中生产鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽),或者,鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)也可以化学合成。如果所述鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)或者变体肽是在细菌,例如大肠杆菌中产生的,择编码所述多肽的核酸分子可以同时编码一种前导序列,所述前导序列允许成熟多肽从细胞中分泌。因此,编码多肽的序列可以包括前(pre)序列和原(pro)序列,例如,天然存在的细菌性ST多肽的前(pre)序列和原(pro)序列。从培养基中可以纯化得到分泌出的成熟多肽。
可以像载体中插入能够编码这里描述的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)的序列,所述载体能够在细菌细胞中传递并维 持核酸分子。所述DNA分子可以被插入一种自动复制的载体(合适的载体包括,例如,pGEM3Z和pcDNA3,及其衍生物)中。所述载体核酸可以使一种细菌DNA或者细菌噬菌体DNA,例如,细菌噬菌体lambda或者M13及其衍生物。
在转化一种宿主细胞,例如转化细菌之后可以构建包括这里描述的核酸的载体。适当的细菌宿主包括,但不局限于,大肠杆菌、枯草杆菌、假单胞菌属、沙门氏菌。除了编码核酸分子之外,该基因构建物还包括允许表达的元素,例如,一种启动子和调节序列。所述表达载体可以包括可以控制转录开始的转录控制序列,例如,启动子、增强子、操纵子、和阻遏子序列。
各种转录控制序列对本领域普通技术人员来讲是已知的。这些表达载体还可以包括一种翻译调节序列(例如,一种未翻译的5’序列,一种未翻译的3’序列,或者一种内部核糖体入口位点)。这种载体可以自行复制或者能够整合入宿主DNA中,从而确保在多台产生过程中的稳定性。
包括这里描述的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)的蛋白质编码序列可以与编码多肽亲和标记的核酸相融合,所述多肽亲和标记,例如,谷胱甘肽S-转移酶(GST)、麦芽糖E结合蛋白、蛋白质A、FLAG标记、六-组氨酸、myc标记或者流行性感冒HA标记,从而促进纯化作用。所述亲和标记或者报道基因融合连接在多肽的阅读框处,从而影响编码亲和标记的基因的阅读框,因此发生翻译融合作用。
融合基因的表达导致单一多肽的表达,所述单一多肽既包括所关心的多肽和亲和标记。在使用亲和标记的情况下,编码蛋白酶识别部分的DNA序列融合在亲和标记阅读框和所关心的多肽之间。
适用于在除了细菌之外的蛋白表达系统中生产这里所描述的不成熟或成熟形式的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)及其变体的基因构建物和方法对本领域技术人员来讲是已知的。所述基因构建物和方法可以在一种生物系统中生产多肽。
通过与一种第二分子相附着可以修饰这里所公开的多肽,所述第二分子可以赋予肽某些需要的性质,例如,增加体内半衰期,例如,聚乙二醇化。这些修饰作用也包含在这里使用的术语“变体”的范围内。
治疗方法
本发明提供了预防方法以及治疗方法,用于治疗有风险(或者易于)患有或者已经患有一种疾病的患者,所述疾病可以通过鸟苷酸环化酶受体激动剂调节。可以通过鸟苷酸环化酶受体激动剂调节的疾病包括胃肠功能紊乱、炎症性紊乱、肺紊乱、癌症、心脏功能紊乱、眼部功能紊乱、口腔紊乱、血液紊乱、肝脏功能紊乱、皮肤疾病、前列腺功能紊乱、内分泌紊乱、增加的胃肠道活动性和肥胖症。胃肠道紊乱包括,例如,过敏性肠综合症(IBS)、非溃疡性消化不良、慢性肠假性梗阻、机能性消化不良、结肠假梗阻、十二指肠反流、胃食管反流疾病(GERD)、肠梗阻(例如,手术后肠梗阻)、胃轻瘫、胃灼热(在胃肠道中出现高酸度)、便秘(例如,与使用药物有关的便秘,所述药物例如,鸦片样物质、治疗骨关节炎的药物、治疗骨质疏松症的药物;与手术后有关的便秘;与神经性疾病有关的便秘)。炎症性疾病包括组织和器官发炎,例如肾脏发炎(例如,肾炎)、胃肠道系统炎症(例如,克罗恩病和溃疡性结肠炎);胰脏炎症(例如,胰腺炎)、肺部炎症(例如,支气管炎或哮喘)或者皮肤发炎(例如,牛皮癣,湿疹)。肺部疾病包括,例如慢性阻塞性肺疾病(COPD)和纤维症。癌症包括组织和器官癌变,包括转移性肿瘤,例如胃 肠癌(例如,胃癌,食道癌,胰腺癌、结肠直肠癌、肠癌、肛门癌、肝癌、胆囊癌、或者结肠癌;肺癌;甲状腺癌;皮肤癌(例如,黑色素瘤);口腔癌;尿道癌(例如,膀胱癌或者肾癌);血癌(例如,髓细胞癌或白血病)或前列腺癌。心脏疾病包括,例如,充血性心力衰竭、高血压气管贲门、高胆固醇或高甘油三酯。肝脏疾病包括,例如肝硬化和纤维症。眼部疾病包括,例如,增加的眼内压力、青光眼、干眼症、视网膜变性、泪腺分泌紊乱或者眼睛发炎。皮肤病包括,例如干燥症。口腔疾病包括,例如口干燥(口腔干燥)、干燥综合征(Sjogren's syndrome),齿龈疾病(例如,牙周疾病)、或唾液腺导管堵塞或机能失调。前列腺疾病包括,例如包括良性前列腺增生症(BPH)。内分泌疾病包括,例如糖尿病、甲状腺机能亢进症、甲状腺机能减退症和囊肿性纤维化。
术语“治疗”是指减少或者减轻主体的症状、预防症状恶化或者发展、和/或防止没有患病的主体染病。对于给定的主体,症状的改善、恶化、衰退或者发展可以通过任意主观或者客观的方法测定。治疗的效果可以根据改善发病率或者死亡率(例如,延长选择人群生存曲线)来测定。因此,有效的治疗应该包括对已经存在的基本的治疗、通过减缓或者停止疾病进程控制疾病、预防疾病发生、减少症状的数目或者严格程度,或其结合。在控制研究中,使用一种或一种以上统计上有显著意义标准显示治疗作用。通过将组织(例如,胃肠道组织)或者细胞暴露于GCRA激动剂中或者与GCRA激动剂相接触可以诱导细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)。鸟苷酸环化酶(GC-C)受体可以在整个胃肠道中表达,从食管开始,经十二指肠、小肠中段、肠骨、盲肠和结肠。人结肠癌细胞株(T81、CaCo-2和HT-29)也可以表达鸟苷酸环化酶(GC-C)受体。“诱导”是指与没有接触鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)或其变体的组织或者细胞相比,环鸟苷单磷 酸(cGMP)的产量增加。将组织或者细胞与鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)或其变体直接接触。作为选择,系统性给药鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)或其变体。以足够增加细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)浓度的量给药鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)或其变体。通过本领域内已知的基于细胞的试验(25)调节环鸟苷单磷酸(cGMP)的产生。
通过对需要的主体,例如一种哺乳动物,例如人,给药治疗有效量的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)可以治疗、预防或者缓解疾病。所述鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)可以以单位剂量形式存在于药物组合物中,同时还包含一种或者一种以上药学上可接受的赋形剂。术语“单位剂量形式”是指一种单一药物传递实体,例如,一种片剂、胶囊剂、液剂或者吸入制剂。当对病人给药时,存在的肽的量应该具有阳性的治疗效果(通常,在10微克到3克之间)。“阳性治疗效果”的构成取决于被治疗的具体情况,并且包括任意本发明所述领域普通技术人员能够方便识别的重要的改进。
鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)可以单独给药或者与其他试剂结合给药。例如,所述鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)可以与环鸟苷单磷酸(cGMP)依赖型磷酸二酯酶抑制剂、一种或一种以上其他的化学治疗剂、或者抗炎药一起结合给药,所述环鸟苷单磷酸(cGMP)依赖型磷酸二酯酶抑制剂例如,舒林酸磺(sulindae sulfone)、敏喘宁莫他匹酮(motapizone)、伐地那非中间体(Vardenafil)或者西地那非(sildenifil);所述抗炎药例如,类固醇抗炎药或者非类固醇抗炎药(NSAIDS),例如阿司匹灵。
通过给药两种或者两种以上的试剂可以实现结合治疗,例如给药这里所描述的GCRA肽和另一种化合物,任意一种所述试剂 都可以单独配制、单独给药,或者将两种或者两种以上的试剂配制在单一制剂中给药。其他的结合方式也包括在结合治疗的范围内。例如,可以将两种试剂配制在一起,与包含第三试剂的单独的制剂联合给药。尽管结合治疗中两种或者两种以上的可以同时给药,但是这不是必需的。例如,第一试剂(或者试剂结合物)的给药可以在第二试剂(或者试剂结合物)的给药之前几分钟、几小时、几天或者几周进行。因此,两种或者两种以上的试剂可以在相隔几分钟的时间内给药,或者在相隔1、2、3、6、9、12、15、18或者24小时的时间内给药,或者在相隔1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14天的时间内给药、或者在相隔2、3、4、5、6、7、8、9或者10周的时间内给药。在某些情况下,间隔的时间可以更长。尽管在很多情况下结合治疗时需要让两种或者两种以上的试剂同时存在于病人体内,但是这里不需要这样。.
本发明的GCRA肽可以与磷酸二酯酶抑制剂结合使用从而进一步提高目标组织或者气管内的cGMP水平。所述磷酸二酯酶抑制剂例如,舒林酸磺(sulindae sulfone)、敏喘宁、西地那非、伐地那非和他达拉非。
结合治疗还包括将结合治疗中使用的一种或者一种以上的试剂给药两次或者两次以上。例如,如果结合治疗中使用了试剂X和试剂Y,则可以连续的给药任意结合形式一次或者一次以上,例如,以X-Y-X、X-X-Y、Y-X-Y、Y-Y-X、X-X-Y-Y等等的顺序给药。
结合治疗还包括通过不同的途径或者不同的位置给药两种或者两种以上的试剂。例如,(a)一种试剂可以口服给药,另一种试剂可以静脉内给药,或者(b)一种试剂口服给药,另一种试剂局部给药。在每种情况下,这些试剂可以同时给药或者顺序给药。这里描述一部分结合治疗试剂的大致剂量可以在国际申 请第WO01/76632,“BNF推荐剂量”一栏的表中(表中的数据归因于2000年3月的英国国家处方集)获得,或者可以在其他的标准处方集和其他药物处方词典中获得。对于这些药物,习惯上的处方剂量在各个国家之间是有区别的。
GCRA肽无论是单独给药还是结合给药,都可以与任意要学上可接受的载体或者媒介物相结合。因此,GCRA肽可以与不会对患者产生副作用、过敏性反应或者其他不希望的反应的材料结合使用。这里是用的载体或者媒介物包括溶剂,分散剂,涂料,吸收促进剂,控释剂,以及一种或者一种以上的惰性赋形剂(包括淀粉,多元醇,造粒剂,微晶纤维素(如微晶纤维素球形核粒子(Celphere),微晶纤维素球形核粒子(Celphere)珠
配制本发明的药物组合物使其与计划的给药途径相兼容。给药途径的实施例包括胃肠外给药,例如,静脉给药,皮内给药,皮下给药,口服给药(如吸入),透皮给药(局部给药),透粘膜给药和直肠给药。用于肠胃外给药、皮内给药或皮下给药中的溶液或者悬浮液可以包括下列组成:无菌稀释剂,例如注射用无菌水稀释液,生理盐水悬浮液,不挥发性油,聚乙二醇,甘油,丙二醇或其他合成溶剂;抗菌剂,如苄酒精或甲基羟基苯甲酸;抗氧化剂,例如抗坏血酸和亚硫酸氢钠;螯合剂,例如乙二胺四乙酸;缓冲剂,例如醋酸缓冲剂、柠檬酸缓冲剂或磷酸盐缓冲剂,及调节渗透压的试剂,例如氯化钠或葡萄糖。可以用酸或者碱来调节pH值,例如盐酸或氢氧化钠。肠胃外给药制剂可以存放于安瓿、一次性注射器或由玻璃或塑料制成的多剂量瓶中。
适合于注射应用的药物组合物包括无菌水溶液(在水可溶的情况下)或者分散液以及适合于随时制备无菌可注射溶液或者分散液的无菌粉末。用于静脉给药的适当的载体包括生理盐水、具有抑菌作用的水、聚氧乙烯醚蓖麻油(Cremophor ELTM)(巴斯夫公司,Parsippany,N.J.)或者磷酸盐缓冲盐水(PBS)。在所有情况下,所述组合物必须是经过灭菌的,并且应该被液化到可注射的程度。该组合物必须在制造和储存条件下稳定,并且应该免于受到微生物,例如细菌和真菌的污染作用。所述载体可以是一种溶剂或者分散介质,包括,例如,水、乙醇、多元醇(例如,甘油、丙二醇和液态的聚乙二醇等等),及其适当的混合物。通过使用一种包衣来维持适当的流动性,所述包衣例如,卵磷脂。在分散液的情况下可以通过保持要求的颗粒粒径来维持适当的流动性,以及可以通过使用表面活性剂来维持适当的流动性。通过使用不同的抗菌剂和抗真菌剂可以防止微生物作用,所述抗菌剂和抗真菌剂,例如,对羟苯甲酸、氯代丁醇、石炭酸、抗坏血酸、乙基汞硫代水杨酸钠,等等。在很多情况下,组合物中优选包括等渗剂,例如,糖;多元醇例如木糖醇、山梨糖醇;氯化钠。通过向组合物中加入一种能够延迟吸收的试剂,例如,单硬脂酸铝和明胶,可以延长可注射组合物的吸收。
通过将要求量的生物活性化合物(例如,一种GCRA激动剂)整合到适当的溶剂中,可以制得无菌可注射溶液,所述适当的溶剂具有上面列举的一种或者一种以上的成分或其结合物,随后,按规定,随后进行过滤灭菌。通常,通过将活性化合物整合到无菌载体中来制备分散剂,所述无菌载体包括碱性分散介质和上面列举的其他成分。用于制备无菌可注射溶液的无菌粉末,其制备方法是真空干燥和冷冻干燥,通过对前述过滤后的无菌溶液进行真空干燥和冷冻干燥能够产生活性成分和任意其他理想成分的粉末。
口服组合物通常包括一种惰性稀释剂或者一种适合食用的载体。例如甘露糖醇、低聚果糖、聚乙二醇及其他赋形剂。他们可以被装入明教胶囊中或者被压制成片剂。为了实现口服治疗给药,本发明活性化合物可以与赋形剂整合在一起,以片剂、药片或者胶囊剂的形式被使用。口服组合物还可以使用一种液体载体来制备,作为一种洗口药而应用;其中在液体载体中的化合物被口服应用、swished、吐出或者吞咽。药学上相容的粘合剂和/或添加剂材料也可以被包括在组合物中作为组合物的一部分。所述片剂、药丸、胶囊剂、药片等等可以包括下列任意成分,或者相似性质的化合物:一种粘合剂,例如,微晶纤维素、黄蓍树胶或者明胶;一种赋形剂,例如淀粉或者乳糖;一种崩解剂,例如海藻酸;羧甲基淀粉钠;或者玉米淀粉;一种润滑剂,例如硬脂酸镁(Primogel)或者Sterotes;一种助流剂,例如胶体二氧化硅;一种甜味剂,例如蔗糖或者糖精;或者一种调味剂,例如胡椒薄荷、水杨酸甲酯、或者橙子调味剂。
通过吸入给药,本发明化合物以气雾剂喷雾形式从压缩气体容器或者分散混合器或者一种喷雾器中传递出去,所述分散混合器包括一种适当的推进剂,例如,一种气体,例如二氧化碳。
系统性给药也可以通过经粘膜或者透皮途径完成。对于经粘膜或者透皮给药,在制剂中使用适合于防止渗透的渗透剂。这种渗透剂在本发明所述领域中通常是已知的,并且包括,例如,用于经粘膜给药的清洁剂、胆汁盐和梭链孢酸衍生物。通过使用鼻喷入剂或者栓剂可以完成经粘膜给药。在透皮给药中,所述活性化合物被配制成本领域内已知的软膏剂、油膏剂、凝胶剂或者乳膏剂。
本发明还可以以用于直肠传递药物的栓剂(例如,常用的栓剂基质,例如,可可脂及其他甘油酯)或者保留灌肠剂的形式来 制备。在一个实施方案中,所述活性化合物与能够保护化合物不被身体快速清除的载体一起制备,制成,例如,控制释放制剂,包括植入剂和微囊传递系统。可以使用生物可降解的、具有生物相容性的聚合物,例如,乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚酐、聚乙二醇酸、胶原蛋白、聚原酸酯、和聚乳酸。用于制备这种制剂的方法对本领域普通技术人员来讲是显而易见的。所述材料可以从Alza公司和Nova药物有限公司商业购得。脂质体栓剂(包括靶向受感染细胞的脂质体,所述受感染细胞含有针对病毒抗原的单克隆抗体)也可以作用药学上可接受的载体。这可以根据本领域普通技术人员已知的方法制备,例如美国专利第4,522,811号的记载,本专利通过引证全部并入本文。
为了方便给药并均一剂量,最适合配制成单一剂量形式的口头给药组合物或者肠胃外给药组合物。这里使用的“剂量单位形式”是指适合于对治疗主体给药的以单一剂量存在的物理离散单元;每个单位包含预先确定量的活性化合物和所需的药物载体,这里的预先确定量是指计算所得的能够产生所需治疗效果的量。本发明剂量单位形式的规格依照并直接取决于活性化合物的独特性质以及需要完成的具体治疗效果。
本发明药物组合物可以与给药说明书一起放入一种容器、包装或者分散混合器中。本发明的组合物还可以任选的包括其他治疗剂成分,包括,防结块剂、防腐剂、甜味剂、着色剂、香料、干燥剂、增塑剂、染料、助流剂、防粘剂,防静电剂、表面活性剂(润湿剂)、抗氧化剂、薄膜包衣剂、等等。这些任选成分的任意一种都必须与这里描述的化合物兼容,从而确保所得制剂的稳定性。如果需要的话,组合物还可以包括其他添加剂,包括,例如,乳糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、海藻糖、蔗糖、麦芽糖、棉籽糖(Raffnose)、麦芽糖醇、松三糖、水苏糖、乳糖醇、直 辉玄闪质岩、淀粉、木糖醇、甘露醇、肌醇、等等,及其水合物;组合物还可以包括氨基酸,如丙氨酸、甘氨酸和甘氨酸三甲基内盐,以及多肽和蛋白质,例如蛋白。适于用作药学上可接受载体和药学上可接受惰性载体及以上所述其他成分的赋形剂的实施例包括但不限于粘合剂、填充剂、崩解剂、润滑剂、抗微生物剂、和包覆剂,例如:粘合剂:玉米淀粉、马铃薯淀粉、其他淀粉、明胶、天然的或者合成的树胶,例如阿拉伯树胶、黄原胶、海藻酸钠、海藻酸、其他藻蛋白酸盐、粉状黄蓍胶、瓜尔豆胶、纤维素及其衍生物(如乙基纤维素、醋酸纤维素、羧甲基纤维素钙、羧甲基纤维素钠)、聚乙烯吡咯烷酮(例如,聚乙烯基吡咯烷酮,聚乙烯聚吡咯烷酮,共聚维酮等)、甲基纤维素、甲基纤维素(Methocel)、预糊化淀粉(例如,由卡乐康公司出售淀粉
所述制剂也可以包括其他赋形剂及其同类物,包括但不限于,L-组氨酸、普卢兰尼克(
固体口服剂量形式可以选择性地被包衣系统处理(例如,欧巴代(Opadry)
所述试剂可以以其游离态或者盐形式与一种聚合物结合,从而产生一种持续释放试剂,所述聚合物例如,聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)、聚(I)-乳酸-乙二醇-酒石酸(P(I)LGT)(国际申请第WO/12233号)、聚羟基乙酸(美国专利第3,773,919号)、聚乳酸(美国专利第4,767,628号)、聚(ε-羟基己酸内酯)和聚(氧化烯)(美国专利第20030068384)号。这种试剂可以用于一种移植物中,根据使用的聚合物、聚合物颗粒粒度、和移植物尺寸,所述移植物能够在几天、几周或者几个月的的时间内释放多肽或者其他试剂(参见,例如,美国专利第6,620,422号)。欧洲专利第0 467 389 A2,国际申请第WO93/24150号、美国专利第5,612,052号、国际申请第WO97/40085号、国际申请第WO03/075887号、国际申请第WO01/01964A2号、美国专利第5,922,356号、国际申请第WO94/155587号、国际申请第WO02/074247A2号、国际申请第WO98/25642号、美国专利第5,968,895号、美国专利第6,180,608号、美国专利第20030171296号、美国专利第20020176841号、美国专利第5,672,659号、美国专利第5,893,985号、美国专利第5,134,122号、美国专利第5,192,741号、美国专利第5,192,741号、美国专利第4,668,506号、美国专利第4,713,244号、美国专利第5,445,832美国专利第4,931,279号、美国专利第,5号、980,945号、国际申请第WO02/058672号、国际申请第WO9726015号、国际申请第WO97/04744号、和美国专利第20020019446号中描述了其他的持续释放制剂和可以使用的聚合物。在这种持续释放制剂中,多肽微粒(Delie and Blanco-Prieto2005Molecule10:65-80)与聚合物微粒结合。一种或者一种以上持续释放的移植物可以被放置在大肠、小肠、或者两者之中。美国专利第6,011,01号和国际申请WO94/06452号描述了一种持续释放制剂,这种持续释放制剂能够提供聚乙二醇(即,聚乙二醇300和聚乙二醇400)或者甘油三醋酸脂。国 际申请W003/053401描述了一种制剂,这种制剂既可以增强生物利用率也可以在胃肠道内控制试剂释放。其他的控制释放制剂描述在国际申请WO02/38129号、欧洲申请第326151号、美国申请第5,236,704号、国际申请WO02/30398号、国际申请WO98/13029;美国申请第20030064105号、美国申请第20030138488A1号、美国申请第20030216307A1号、美国申请第6,667,060号、国际申请WO01/49249号、国际申请WO01/49311号、国际申请WO01/49249号、国际申请WO01/49311号、和美国申请第5,877,224号,包括这些的材料描述在国际申请WO04041195号(包括其中描述的隔离层和肠溶衣)中。能够完成结肠传递的pH-敏感包衣包括美国专利第4,910,021号和国际申请WP9001329中描述的包衣。美国专利第4,910,021号描述了使用pH-敏感材料包覆一种胶囊剂。国际申请WP9001329号描述了在含酸颗粒上使用pH敏感材料,其中,在颗粒核心中的酸延长了pH敏感包衣的溶解。美国专利第5,175,003号描述了由pH敏感肠溶材料和成膜增塑剂组成的双重机制聚合物,所述聚合物能够赋予肠溶材料的渗透性,用于在药物传递系统中使用;由渗有药物的双重机制聚合物组成的基质丸剂,有些情况下,覆盖有一种药学上中性的核;一种薄膜包衣的丸剂,包括用双重机制聚合物包衣的基质丸剂,所述双重机制聚合物混合包裹相同的或者不同的组合物;和包括基质丸剂的药物剂量形式。所述基质丸剂通过在酸性pH值条件下的扩散作用和在大约5.0或者更高的pH水平下的崩解作用释放酸可溶的药物。在国际申请WO04052339号描述的pH引发的靶向控制释放系统中可以配制这里描述的GCRA肽。根据国际申请WO03105812中描述的工艺(挤出能水合的聚合物)、国际申请WO0243767(酶可裂解薄膜转位分子);国际申请WO03007913和国际申请WO03086297(粘膜粘附系统);国际申请WO02072075(包括pH降低剂和吸附增强子的双层分层制剂);国际申请WO04064769(酰胺化的 多肽);国际申请WO05063156(熔化后具有假性热能(pseudotropic)和/或触变性能固体脂类悬浮液);国际申请WO03035029和国际申请WO03035041(易侵蚀的、胃维持剂量形式);美国专利第5007790和美国专利第5972389(持续释放剂量形式);国际申请WO04112711(口服持续释放组合物);国际申请WO05027878、国际申请WO02072033、和国际申请WO02072034(具有天然或者合成树胶的延迟释放组合物);国际申请WO05030182(具有上升的释放速率的控制释放制剂);国际申请WO05048998(微囊化系统);美国专利第5,952,314号(生物聚合物);美国专利第5,108,758号(玻璃质直链淀粉基质传递);美国专利第5,840,860号(基于变性淀粉的传递)中描述的工艺可以配制这里所描述的试剂;日本专利第10324642号(包括脱乙酰壳多糖和胃耐腐蚀材料的传递系统,所述胃耐腐蚀材料例如小麦醇溶蛋白或者玉米醇溶蛋白);美国专利第5,866,619号和美国专利第6,368,629号(包括聚合物的糖类);美国专利第6,531,152号(描述了一种包括水溶型核心(果胶酸钙或者其他不溶于水的聚合物)和脉冲型外包衣(例如,疏水聚合物-优特奇(Eudragrit))的药物传递系统);美国专利第6,234,464号;美国专利第6,403,130号(包覆有包含酪蛋白和高甲氧基果胶的聚合物);国际申请WOO174175(美拉德反应产物);国际申请WO05063206(溶解性增加制剂);国际申请WO04019872(传递融合蛋白质)。
使用胃肠保留系统技术(GIRES;Merrion药物公司)可以制备这里描述的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽)。胃肠保留系统技术(GIRES)在膨胀带内部包括一种控制释放剂量形式,将其放置在药物胶囊中,口服给药。随着胶囊剂的溶解,气体发生系统在胃中将小袋膨胀,并在胃里维持16-24小时,并一直释放这里描述的试剂。
在一种渗透装置中配制这里描述的鸟苷酸环化酶-C激动剂(GCRA肽),所述渗透装置包括美国专利第4,503,030号、5,609,590号、和5,358,502号中描述的装置。美国专利第4,503,030号描述了用于将药物分配到胃肠道某些pH区域的渗透装置。更具体的,本发明涉及一种渗透装置,该装置包括由半渗透性pH敏感材料组成的外壁,外壁内部是一个分隔间,分隔间中含有一种药物,外壁中有通道穿过,将外部与分隔间相连接。该装置在胃肠道中以一种控制的速率传递药物,胃肠道的pH值小于3.5,在pH值大于3.5的胃肠道区域,该装置自毁并释放其中所有的药物,从而提供总的药物吸收有效性。美国专利第5,609,590号和5,609,590号、和5,358,502号公开了一种渗透成组装置,用于将有益制剂分配到水环境中。该装置包括一种有益试剂和具渗透压活性的亲水聚合物(osmagent),被至少一部分半透膜包围。所述有益试剂也可以起到具渗透压活性的亲水聚合物(osmagent)的作用。所述半透膜可以让水透过,但是不让有益试剂和具渗透压活性的亲水聚合物(osmagent)透过。引发方式附着于半透膜(例如,参与两个胶囊部分)。引发是指通过使pH值从3变化到9来活化,从而引发有益试剂最终快速释放。通过渗透破裂作用,该装置能够由pH引发释放有益试剂核心。
用于结合治疗的示范性的试剂
止痛剂
这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)可以与止痛剂一起用于结合治疗,所述止痛剂例如,一种止痛化合物或者一种止痛多肽,所述止痛化合物或者止痛多肽可以与这里所描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)一起给药(同时给药或者顺序给药)。他们也可以选择性地与这里描述的试剂共价连接或者 附着于这里所描述的试剂,从而产生治疗剂结合物。其中,有效的止痛剂是:Ca通路阻断剂、5HT受体拮抗剂(例如,5HT3受体拮抗剂、5HT4受体拮抗剂和5HT1受体拮抗剂)、鸦片样物质受体激动剂(洛哌丁胺(Loperamide)、非多托秦(Fedotozine)、和芬太尼)、NK1受体拮抗剂、CCK受体(例如,氯谷胺(Loxiglumide))、NK1受体拮抗剂、NK3受体拮抗剂、降肾上腺素-血清紧张素重摄取抑制剂(NSRI)、辣椒素受体激动剂和大麻素(cannabanoid)受体激动剂、和sialorphin。文献中描述了不同种类的止痛剂,其中,有效的止痛多肽是sialorphin有关的多肽,包括包含氨基酸序列QHNPR(SEQ ID NO:)的多肽、包括VQHNPR(SEQ ID NO:);VRQHNPR(SEQ ID NO:);VRGQHNPR(SEQ ID NO:);VRGPQHNPR(SEQ ID NO:);VRGPRQHNPR(SEQ ID NO:);VRGPRRQHNPR(SEQ ID NO:);和RQHNPR(SEQ ID NO:)的多肽。Sialorphin有关的多肽能够结合脑啡肽酶并且抑制脑啡肽酶-调节的P物质和Met-脑腓肽的分解。因此,已知脑啡肽酶的化合物和多肽也可以有效用作止痛剂,用于在共同疗法中与这里描述的多肽一起给药,或者通过例如共价键与这里描述多肽相连。Sialophin及其有关的多肽描述在美国专利第6,589,750号;美国专利20030078200A1;和国际申请02/051435A2中。
鸦片样物质受体拮抗剂和激动剂可以在共同治疗中与这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)一起给药或者与这里描述的试剂通过例如共价键相连。鸦片样物质受体拮抗剂例如纳洛酮、纳曲酮、甲基纳洛酮、纳美芬、cypridime、β阿片μ受体拮抗剂、纳洛肼(naloxonazine)、纳曲吲哚、和nor-binaltorphimine,可以有效的用于过敏性肠综合症(IBS)的治疗中。这一类型的鸦片样物质拮抗剂可有效的被配制成一种延迟并且持续释放试剂因此,这种拮抗剂的最初释放开始于小肠中部或者末梢和/或升 结肠。国际申请WO01/32180A2中描述了这种拮抗剂。脑腓肽五肽(HOE825;酪氨酸-D-赖氨酸-甘氨酸-苯丙氨酸-L-高丝氨酸)是一种μ和△鸦片样物质受体激动剂,被认为能有效增加肠活动性(Eur.J.Pharm.219:445,1992),这种多肽可以被用于与这里所描述的多肽相结合。三甲丁酯也同样有效,普遍认为三甲丁酯能够结合μ/△/K鸦片样物质受体并且活化胃动素的释放和调节促胃液激素、血管活性肠多肽、促胃液素和胰高血糖素的释放。K鸦片样物质受体激动剂和在国际申请WO03/097051和国际申请WO05/007626中描述的化合物可以与这里描述的多肽一起使用或者与这里所描述的多肽相连,其中,所述K鸦片样物质受体激动剂例如非多托秦(Fedotozine)、阿西马朵林(asimadoline)和酮基环丫辛因(ketocyclazocine)。另外,可以使用μ鸦片样物质受体激动剂,例如,吗啡、diphenyloxylate、氟雷法胺(H-酪氨酸-D--苯丙氨酸(F)-苯丙氨酸-NH2;国际申请WO01/019849A1)和洛哌丁胺(Loperamide)。酪氨酸-精氨酸(京都啡肽)是一种二肽,能够通过刺激met-脑腓肽的释放起作用,实现止痛效果(J.Biol.Chem262:8165,1987)。京都啡肽可以与这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)一起使用或者与这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)相连。
嗜铬粒蛋白-衍生的多肽(CgA47-66;参见,例如,Ghia et al.2004Regulatory polypeptides119:199)可以与这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)一起使用或者与这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)相连。CCK受体激动剂,例如来自两栖动物及其他种类的雨蛙素,可以有效用作止痛剂,这种止痛剂可以与这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)一起使用或者与这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)相连。
氨氯地平多肽代表一大类止痛多肽,这种止痛多肽可以驱动电压门控性钙通道、NMDA受体或者烟碱受体。这种多肽可以与这里描述的多肽一起使用或者相连。胸腺因子肽类似物(法国申请2830451号)具有止痛活性,可以与这里描述的多肽一起使用或者与这里描述的多肽相连。
CCK(CCKa或者CCKb)受体拮抗剂,包括氯谷胺(Loxiglumide)和右氯谷胺(氯谷胺(Loxiglumide)的R-异构体)(国际申请WO88/05774)具有止痛活性,可以与这里描述的多肽一起使用或者与这里描述的多肽相连。
其他有效的止痛剂包括5-HT4激动剂,例如,加色罗
钙离子通道阻断剂例如齐考诺肽和描述在,例如,欧洲专利625162B1号、美国专利第5,364,842号、美国专利第5,587,454号、美国专利第5,824,645号、美国专利第5,859,186号、美国专利第5,994,305号、美国专利第6087,091号、美国专利第6,136,786号、国际申请WO93/13128A1号、欧洲专利1336409A1号、欧洲专利835126A1号、欧洲专利835126B1号、美国专利第5,795,864号、美国专利第5,891,849号、美国专利第6,054,429号、国际申请WO97/01351A1中的化合物,可以与这里描述的多肽一起使用或者相连。
不同的NK-I、NK-2、和NK-3受体拮抗剂(参见Giardina et al.2003.Drugs6:758)可以与这里描述的多肽一起使用或者与这里描述的多肽相连。NK1受体拮抗剂例如:阿瑞匹坦(默克公司),沃氟匹坦,依洛匹坦(辉瑞公司),R-673(罗氏公司)、SR-48968(赛诺菲),CP-122721(辉瑞公司)、GW679769(葛兰素史克)、TAK-637(Takeda/Abbot),SR-14033及在,例如,欧洲专利873753A1号、美国专利第20010006972A1号、美国专利第20030109417A1号、国际申请WO01/52844A1中描述的化合物,NK1受体拮抗剂可以与这里描述的多肽一起使用或者与这里描述的多肽相连。NK2受体拮抗剂例如,奈帕坦特(nepadutant)(Menarini Ricerche SpA公司),沙瑞度坦(赛诺菲圣德拉公司),GW597599(葛兰素史克),SR-144190(赛诺菲圣德拉公司)和UK-290795(辉瑞公司),NK2受体拮抗剂可以与这里描述的多肽一起使用或者与这里描述的多肽相连。NK3受体拮抗剂例如,奥沙奈坦(SR-142801;赛诺菲圣德拉公司)、SSR-241586、他奈坦和描述在例如国际申请WO02/094187A2号、欧洲专利876347A1号、国际申请WO97/21680A1号、美国专利第6,277,862号、国际申请WO98/11090号、国际申请WO95/28418号、国际申请WO97/19927号、和Boden等人的文献.(J Med Chem.39:1664-75,1996)中的化合物,NK3受体拮抗剂可以与这里描述的多肽一起使用或者与这里描述的多肽相连。
降肾上腺素-血清紧张素重摄取抑制剂(NSRI)例如米那普仑和国际申请WO03/077897A1号中描述的有关化合物可以这里描述的多肽一起使用或者与这里描述的多肽相连。
辣椒素受体拮抗剂例如arvanil和在国际申请WO01/64212A1中描述的有关化合物可以这里描述的多肽一起使用或者与这里描述的多肽相连。
止痛多肽和止痛化合物可以与这里描述的多肽和激动剂一起给药(同时给药或者顺序给药)。止痛剂还可以与这里描述的多肽和激动剂共价相连,从而产生治疗结合物。当止痛剂是多肽并与这里描述的一种试剂共价相连时,所得多肽还可以包括至少一个胰蛋白酶裂解地点。当存在于多肽内部时,止痛多肽可以在胰蛋白酶裂解位点之前(如果是在羧基末端)或者之后(如果在氨基末端),所述胰蛋白酶裂解位点造成止痛多肽的释放。
除了sialorphin有关的多肽,止痛多肽包括:AspPhe,吗啡肽-1,内吗啡-2,痛稳素,打拉净(dalargin)、利普安(lupron),齐考诺肽和P物质。
治疗肠胃功能紊乱的试剂
治疗肠胃及其他紊乱的其他治疗剂的实施例包括治疗便秘的试剂(例如,一种氯离子通道活化剂,例如,双环脂肪酸、鲁比前列酮(Lubiprostone)(之前成为SPI-0211;Sucampo药物股份有限公司;马里兰州贝塞斯达);一种缓泻药(例如,块状缓泻药(例如非淀粉多肽、Colonel片剂(聚卡波菲钙)、Plantago Ovata(洋车前子纤维)
胰岛素和胰岛素调节剂
这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)可与胰岛素和相关化合物一起用于结合治疗,所述胰岛素和相关化合物包括灵长类动物、啮齿动物或者兔类的胰岛素,及其包括等位基因的生物活性变体,更优选的,包括以重组方式使用的人类胰岛素。人类胰岛素的来源包括药学上可接受的制剂和无菌制剂,例如,可以从礼莱制药公司(印第安纳州印第安纳波利斯46285)获得的优泌林(HumulinTM)(rDNA的人胰岛素来源)。参见“医生桌上参考手册”55.sup.th版(2001)医药经济学,Thomson保健公司(公开了其他适当的人胰岛素)。这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)还可以与其他试剂一起用于结合治疗,所述其他试剂在对主体给药后能够促进主体胰岛素作用或者水平,例如,格列甲嗪和/或罗格列酮。这里描述的多肽和激动剂可以与
用于治疗手术后肠梗阻的试剂
这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)还可以与其他试剂(例如,EnteregTM(爱维莫潘(alvimopan);也叫做ado lor/ADL8-2698)、考尼伐坦(conivaptan)和美国专利第6,645,959号中描述的有关试剂)一起用于结合治疗中,从而治疗手术后肠梗阻及其他疾病。
抗高血压试剂
这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)可以与一种抗高血压药一起用于结合治疗,所述抗高血压要包括但不局限于:(1)利尿剂,例如噻嗪类,包括氯噻酮、克尿塞、二氯苯磺胺、氢氟甲噻嗪、、吲达帕胺、泊利噻嗪、和双氢氯噻嗪;髓袢利尿药,例如丁苯氧酸、利尿酸、利尿磺胺和托拉塞米;留钾剂,例如阿米洛利和氨苯喋啶;碳酸酐酶抑制剂、渗透性拮抗剂(如甘油)和醛固酮拮抗剂,例如螺旋内酯固醇、epirenone,等等;(2)β-肾上腺素受体阻断剂,例如醋丁洛尔、阿替洛尔、倍他索洛尔、贝凡洛尔、比索洛尔(bisoprolol)、波引咯尔(bopindolol)、卡替洛尔(carteolol)、卡维地洛、塞利洛尔、艾司洛尔、茚诺洛尔(Indenolol)、美托洛尔、萘羟心安、奈必洛尔、喷布洛尔(Penbutolol)、吲哚洛尔、心得安、甲磺胺心定、特他洛尔(Tertatolol)、替利洛尔(Tilisolol)和噻吗洛尔等等;(3)钙离子通道阻断剂,例如氨氯地平、阿雷地平(Aranidipine)、阿折地平、巴尼地平、贝尼地平、苄普地尔、cinaldipine,氯维地平(clevidipine)、地尔硫卓、依福地平、非洛地平、戈洛帕米(Gallopamil)、伊拉地平、拉西地平、来米地平(Lemildipine)、乐卡地平、硝吡胺甲酯、硝苯吡啶、尼伐地平、尼莫地平(Nimodepine)、尼索地平、尼群地平、马尼地平、普拉地平(Pranidipine)和维拉帕米,等等;(4)血管紧张素转换酶(ACE),例如苯那普利抑制剂、甲巯丙脯酸;塞兰普利(Ceranapril);西拉普利;拉普利;依那普利(Enalopril);西拉普利(enalopril);福辛普利;咪达普利(Imidapril);赖诺普利(lisinopril);赖诺普利(losinopril);莫西普利、喹普利拉(quinaprilat);雷米普利;培哚普利;培哚普利(perindropril);quanipril;螺普利(Spirapril);tenocapril;群多普利(trandolapril)和佐芬普利,等等;(5)中性肽链内切酶抑制剂,例如奥马曲拉、cadoxatril和依卡曲尔 (Ecadotril)、fosidotril、山帕曲拉、AVE7688、ER4030等等(6)内皮素拮抗剂,例如唑生坦,A308165和YM62899,等等;(7)血管扩张剂,例如肼苯哒嗪、可乐定、米诺地尔和烟醇,等等;(8)血管紧张素II受体拮抗剂,例如依普罗沙坦(aprosartan)、坎地沙坦、依普沙坦、伊贝沙坦、氯沙坦(Losartan)、奥美沙坦(Olmesartan)、普拉沙坦(pratosartan)、他索沙坦(Tasosartan)、替米沙坦、缬沙坦、和EXP-3137、FI6828K和RNH6270,等等;(9)α/β肾上腺素受体阻断剂,例如尼普地洛(nipradilol)、阿罗洛尔和氨磺洛尔(Amosulalol),等等;(10)α1阻滞剂,例如特拉唑嗪、呱胺甲尿啶、哌唑嗪、坦索罗辛、布那唑嗪(Bunazosin)、三甲氧唑啉、多沙唑、萘哌地尔、吲哚哌胺、WHP164、和XENOlO,等等;(11)α2激动剂,例如洛非西定、噻美尼定(Tiamenidine)、莫索尼定、利美尼定和guanobenz,等等;(12)醛甾酮抑制剂等;及(13)血管生成素-2粘合剂,例如国际申请WO03/030833号中的公开。可以与这里所描述的多肽和激动剂联合使用的特异性抗-高血压试剂包括但不限于:例如,利尿剂,例如噻嗪类(如氯噻酮,环噻嗪(CAS登记号2259-96-3)、氯噻嗪(CAS登录号72956-09-3,可以根据美国专利第2809194号的中公开的方法制备)、二氯苯磺胺、氢氟甲噻嗪、吲达帕胺、泊利噻嗪、苄氟噻嗪(bendroflumethazide)、甲氯噻嗪,泊利噻嗪、三氯噻嗪(trichlormethazide)、氯噻酮、吲达帕胺、甲苯喹唑磺胺、喹噻酮、阿尔噻嗪(althiazide)(CAS登记号5588-16-9,可以根据英国专利第902,658号的公开制备)、苯噻嗪(Benzthiazide)(CAS登记号91-33-8,可以根据美国专利第3108097号的公开制备),异丁双氢氯噻嗪(可以根据英国专利第861,367号的公开制备)和氢氯噻嗪)、髓袢利尿药(例如布美他尼、利尿酸、利尿磺胺和托拉塞米)、留钾剂(例如氨氯吡脒和氨苯喋啶(CAS编号396-01-O))和醛甾酮拮抗剂(如螺旋内酯固醇(CAS编号52-01-7),依普利酮,等等);β-肾 上腺素受体阻断剂,例如乙胺碘呋酮(胺碘酮,Pacerone),丁萘酮心安氢氯化物(CAS登记号31969-05-8,Parke-Davis),醋丁洛尔(±N-[3-乙酰基-4-[2-氢氧基-3-[(1甲基乙基)ammo]丙氧基]苯基]-丁酰胺,或者(±)-3’-乙酰基-4’-[2-氢氧基-3-(异丙基氨基)丙氧基]丁酰苯胺),醋丁洛尔盐酸盐(例如,
用于治疗呼吸紊乱的试剂
这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)可以与一种或一种以上试剂用于结合治疗中,所述试剂能够有效的治疗呼吸 紊乱及其他紊乱,这些试剂包括但不局限于:(1)β-激动剂,包括但不局限于:舒喘宁
抗肥胖症试剂
这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)可以与一种抗肥胖症试剂一起用于结合治疗。适当的这种试剂包括,但不局限于:11βHSD-I(11-β氢氧基类固醇脱氢酶1型)抑制剂,例如 BVT3498、BVT2733、3-(1-金剛烷)-4-乙基-5-(乙基硫代)-4H-1,2,4-三唑基、3-(1-金剛烷)-5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-4-甲基-4H-1,2,4-三唑基、3-adamantany1-4,5,6,7,8,9,10,11,12,3a-十二氢-1,2,4-三唑基[4,3-a][11]轮烯,和在国际申请第WOO1/90091号、国际申请第WOO1/90090号、国际申请第WOO1/90092号、和国际申请第WO02/072084号中公开的试剂;5HT拮抗剂,例如在国际申请第WO03/037871号、国际申请第WO03/037887号、等等中公开的试剂;5HTIa调节剂,例如卡别多巴、羟下丝肼和在美国专利第6207699号、国际申请第WO03/031439号、等等中公开的试剂;5HT2c(血清紧张素受体2c)激动剂,例如BVT933,DPCA37215,IK264,PNU22394,WAY161503,R-1065,SB243213(Glaxo Smith Kline公司)和YM348,以及在美国专利第3914250号、国际申请第WOOO/77010号、国际申请第WO02/36596号、国际申请第WO02/48124号、国际申请第WO02/10169号、国际申请第WO01/66548号、国际申请第WO02/44152号、国际申请第WO02/51844号、国际申请第WO02/40456号、和国际申请第WO02/40457号中公开的试剂;5HT6受体调节剂,例如在国际申请第WO03/030901号、国际申请第WO03/035061号、国际申请第WO03/039547号、等待中公开的试剂;酰基雌激素,例如油酰雌酮,在文献del Mar-Grasa,M.et al,Obesity Research,9:202-9(2001)中和日本专利申请第JP2000256190号中公开的试剂;减食欲的二环化合物,例如1426(Aventis)和1954(Aventis),以及在国际申请第WO00/18749号、国际申请第WO01/32638号、国际申请第WO01/62746号、国际申请第WO01/62747号、和国际申请第WO03/015769号中所描述的化合物;CB1(大麻类-1受体)拮抗剂/反向激动剂,例如,利莫那班(Rimonabant)(Acomplia;Sanofi公司),SR-147778(Sanofi公司),SR-141716(Sanofi),BAY65-2520(拜耳公司),和SLV319(Solvay公 司),和在美国专利第4973587号、美国专利第5013837号、美国专利第5081122号、美国专利第5112820号、美国专利第5292736号、美国专利第5532237号、美国专利第5624941号、美国专利第6028084号、美国专利第6509367号、美国专利第6509367号、国际申请第WO96/33159号、国际申请第WO97/29079号、国际申请第WO98/31227号、国际申请第WO98/33765号、国际申请第WO98/37061号、国际申请第WO98/41519号、国际申请第WO98/43635号、国际申请第WO98/43636号、国际申请第WO99/02499号、国际申请第WO00/10967号、国际申请第WOOO/10968号、国际申请第WO01/09120号、国际申请第WO01/58869号、国际申请第WO01/64632号、国际申请第WO01/64633号、国际申请第WO01/64634号、国际申请第WO01/70700号、国际申请第WO01/96330号、国际申请第WO02/076949号、国际申请第WO03/006007号、国际申请第WO03/007887号、国际申请第WO03/020217号、国际申请第WO03/026647号、国际申请第WO03/026648号、国际申请第WO03/027069号、国际申请第WO03/027076号、国际申请第WO03/027114号、国际申请第WO03/037332号、国际申请第WO03/040107号、国际申请第WO03/086940号、国际申请第WO03/084943号和欧洲专利第658546号中公开的试剂;CCK-A(胆囊收缩素-A)激动剂,例如AR-R15849,GI181771(葛兰素史克公司),JMV-180,A-71378,A-71623和SR146131(Sanofi公司),和在美国专利第5739106号中公开的试剂;CNTF(睫状神经营养因子),例如,GI-181771(葛兰素史克公司),SR146131(Sanofi Synthelabo公司),butabindide,PD170,292,和PD149164(辉瑞公司);CNTF(睫状神经营养因子)衍生物,例如
糖尿病治疗剂
这里描述的GCRA肽可以与一种或者一种以上的糖尿病治疗剂一起用于结合治疗,所述糖尿病治疗剂包括,但是不局限于:PPARγ激动剂,例如,格列酮类(例如,WAY-120744,AD5075,巴格列酮(balaglitazone),格列酮,达格列酮(CP-86325,辉瑞公司),恩格列酮(CP-68722,辉瑞公司),isaglitazone(麻省理工学院/强生公司),MCC-555(在US5594016公开的Mitsibishi),吡格列酮(例如的ActosTM吡格列酮;Takeda公司),罗格列酮(文迪雅TM;史克必成),马来酸罗格列酮,曲格列酮(
磷酸二酯酶抑制剂
这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)可以与一种磷酸二酯酶抑制剂一起用于结合治疗。所述磷酸二酯酶(PDE)抑制剂是能够通过移植磷酸二酯酶(PDE)减缓环腺苷酸(cAMP)和/或环鸟苷单磷酸(cGMP)降解作用的化合物,这会导致细胞内环腺苷酸和/或环鸟苷单磷酸(cGMP)的浓度相对增加。可能的PDE抑制剂主要是在由PDE3抑制剂组成的种类、由PDE4抑制剂组成的种类和/或由PDE5抑制剂组成的种类中编号命名的物质,尤其是可以作为PDE3/4抑制剂混合型命名的物质,或者作为PDE3/4/5抑制剂混合型命名的物质。例如,所述磷酸二酯酶(PDE)抑制剂可以包括下面专利申请和专利中描述和/或要求保护的化合物:例如,在德国专利第1470341号、德国专利第2108438号、德国专利第2123328号、德国专利第2305339号、德国专利第2305575号、德国专利第2315801号、德国专利第2402908号、德国专利第2413935号、德国专利第2451417号、德国专利第2459090号、德国专利第2646469号、德国专利第2727481号、德国专利第2825048号、德国专利第2837161号、德国专利第2845220号、德国专利第2847621号、德国专利第2934747号、德国专利第3021792号、德国专利第3038166号、德国专利第3044568号、欧洲专利第000718号、欧洲专利第0008408号、欧洲专利第0010759号、欧洲专利第0059948号、欧洲专利第0075436号、欧洲专利第0096517号、欧洲专利第0112987号、欧洲专利第0116948号、欧洲专利第0150937号、欧洲专利第0158380号、欧洲专利第0161632号、欧洲专利第0161918号、欧洲专利第0167121号、欧洲专利第0199127号、 欧洲专利第0220044号、欧洲专利第0247725号、欧洲专利第0258191号、欧洲专利第0272910号、欧洲专利第0272914号、欧洲专利第0294647号、欧洲专利第0300726号、欧洲专利第0335386号、欧洲专利第0357788号、欧洲专利第0389282号、欧洲专利第0406958号、欧洲专利第0426180号、欧洲专利第0428302号、欧洲专利第0435811号、欧洲专利第0470805号、欧洲专利第0482208号、欧洲专利第0490823号、欧洲专利第0506194号、欧洲专利第0511865号、欧洲专利第0527117号、欧洲专利第0626939号、欧洲专利第0664289号、欧洲专利第0671389号、欧洲专利第0685474号、欧洲专利第0685475号、欧洲专利第0685479号、日本专利第92234389号、日本专利第94329652号、日本专利第95010875号、美国专利第4963561号、美国专利第5141931号、国际申请第W09117991号、国际申请第WO9200968号、国际申请第WO9212961号、国际申请第WO9307146号、国际申请第WO9315044号、国际申请第WO9315045号、国际申请第WO9318024号、国际申请第WO9319068号、国际申请第WO9319720号、国际申请第WO9319747号、国际申请第WO9319749号、国际申请第WO9319751号、国际申请第WO9325517号、国际申请第WO9402465号、国际申请第WO9406423号、国际申请第WO9412461号、国际申请第WO9420455号、国际申请第WO9422852号、国际申请第WO9425437号、国际申请第WO9427947号、国际申请第WO9500516号、国际申请第WO9501980号、国际申请第WO9503794号、国际申请第WO9504045号、国际申请第WO9504046号、国际申请第WO9505386号、国际申请第WO9508534号、国际申请第WO9509623号、国际申请第WO9509624号、国际申请第WO9509627号、国际申请第WO9509836号、国际申请第WO9514667号、国际申请第WO9514680号、国际申请第 WO9514681号、国际申请第WO9517392号、国际申请第WO9517399号、国际申请第WO9519362号、国际申请第WO9522520号、国际申请第WO9524381号、国际申请第WO9527692号、国际申请第WO9528926号、国际申请第WO9535281号、国际申请第WO9535282号、国际申请第WO9600218号、国际申请第WO9601825号、国际申请第WO9602541号、国际申请第WO9611917号、德国专利第3142982号、德国专利第1116676号、德国专利第2162096号、欧洲专利第0293063号、欧洲专利第0463756号、欧洲专利第0482208号、欧洲专利第0579496号、欧洲专利第0667345美国专利第6331543号、美国专利第20050004222号(包括式I-XIII表示的化合物和在37-39、85-0545和557-577段公开的化合物)、国际申请第WO9307124号、欧洲专利第0163965号、欧洲专利第0393500号、欧洲专利第0510562号、欧洲专利第0553174号、国际申请第WO9501338and国际申请第WO9603399号中公开的试剂;可以使用PDE5抑制剂,例如,RX-RA-69、SCH-51866、KT-734、维司力农、扎普司托(zaprinast)、SKF-96231、ER-21355、BF/GP-385、NM-702和西地那非(ViagraTM))。可以使用PDE4抑制剂,例如,RO-20-1724,MEM1414(R1533/R1500;Pharmacia Roche公司),登布茶,ROLIPRAM、氧格雷酯,硝喹宗,Y-590,DH-6471,SKF-94120,莫他匹酮,利沙齐农,吲哚利旦(Indolidan),奥普力农(Olprinone),阿替唑仑(atizoram),KS-506-G,dipamfylline,BMY-43351,阿替唑仑(atizoram),阿罗茶碱(Arofylline),非明司特,PDB-093,UCB-29646,CDP-840,SKF-107806,吡拉米特(piclamilast),RS-17597,RS-25344-000,SB-207499,TIBENELAST,SB-210667,SB-211572,SB-211600,SB-212066,SB-212179,GW-3600,CDP-840,莫哌达醇,阿那格雷,异丁司特(Ibudilast),氨力农,匹莫苯丹,西洛他唑,喹齐酮和N-(3,5-二氯代吡啶-4-基)-3-环丙基甲氧基4-二氟甲 氧基苯甲酰胺。可以使用PDE3抑制剂,例如,硫马唑(Sulmazole),ampizone,西洛酰胺(Cilostamide),卡巴折伦,匹罗昔酮,伊马唑旦(Imazodan),CI-930,氰胍佐旦(Siguazodan),阿地本旦,沙特力农,SKF-95654,SDZ-MKS-492,349-U-85,emoradan,EMD-53998,EMD-57033,NSP-306,NSP-307,瑞维齐农,NM-702,WIN-62582和WIN-63291,依诺昔酮和米力农。可以使用PDE3/4抑制剂,例如,苯芬群,曲喹辛,ORG-30029,扎达维林(Zardaverine),L-686398,SDZ-ISQ-844,ORG-20241,EMD-54622,和托拉芬群。其它磷酸二酯酶(PDE)抑制剂包括,西洛司特,己酮可可碱,罗氟司特,他达拉非
抗子宫收缩试剂
这里所述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)可以与一种抗分娩试剂一起用于结合治疗(例如,用于减少或者抑制子宫收缩),所述抗分娩试剂包括但不局限于β-肾上腺素能试剂、硫酸镁、前列腺素抑制剂和钙离子通道阻断剂。
抗赘生物试剂
这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)可以与一种抗赘生物试剂一起用于结合治疗中,所述抗赘生物试剂包括但不局限于,烷基化剂、表鬼臼毒素、亚硝腮类药物、代谢拮抗剂、长春花生物碱、蒽环(anthracycline)抗生素、氮芥类试剂、等等。具体的抗赘生物试剂可以包括枸橼酸他莫昔芬(tamoxifen)、红豆杉醇、依托泊甙和5-氟代尿嘧啶。
这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)可以与一种抗病毒抗体或者单克隆抗体治疗剂一起被用于结合治疗(例如,作为一种化学治疗组合物)。
治疗充血性心力衰竭的试剂
这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)可以与孤菲肽受体ORL1部分激动剂一起用于结合治疗(例如,在防止/治疗充血性心力衰竭的方法中或者这里描述的其他方法中),所述孤菲肽受体ORL1部分激动剂参见Dooley等人的描述(The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics(药理学与实验医疗学报),283(2):735-741,1997)。这种激动剂是一种六胜肽(hexapeptide),其氨基酸序列为Ac-RYY(RK)(WI)(RK)-NH2(“Dooley多肽”),其中,括号中表示的是容许变异的氨基酸残基。因此,Dooley多肽可以包括,但不局限于KYYRWR、RYYRWR、KWRYYR、RYYRWK、RYYRWK(全D氨基酸)、RYYRIK、RYYRIR、RYYKIK、RYYKIR、RYYKWR、RYYKWK、RYYRWR、RYYRWK、RYYRIK、RYYKWR、RYYKWK、RYYRWK和KYYRWK,其中,除非另有规定,所有的氨基酸残基都以L-形式存在。这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)还可以与国际申请WOO1/98324中描述的Dooley多肽的多肽结合修饰物一起用于结合治疗中。
剂量
在药物组合物中,活性成分的剂量水平也可以使变化的,从而是化合物在主体中,尤其是在发炎位点或者疾病区域附近达到一种瞬时或者持续浓度,并到产生需要的反应。本领域技术人员已知,开始时,对患者给药比实现理想效果所需要的更少的化合物剂量,然后逐渐增加所述剂量直到达到理想的效果。本领域技 术人员应当理解,对于具体主体使用的具体剂量取决于很多因素,包括,体重、总体健康程度、饮食、病史、给药的途径和时间、与一种或一种以上其他药物结合使用,和疾病的严重程度。组合物的有效剂量通常在大约1微克和大约10毫克每千克体重,优选在大约10微克到5毫克化合物每千克体重。使用本领域的常规方法可以进行计量调整,同时要考虑使用的具体组合物和临床应用。上述方法中使用的鸟苷酸环化酶受体激动剂可以被口服给药、全身性给药或者局部给药。剂量形式包括吸入制剂、注射制剂、溶液、悬浮液、乳剂、片剂、胶囊剂、局部油膏剂和洗液、透皮组合物,其他已知的肽制剂和聚乙二醇化肽类似物。激动剂可以作为单一活性试剂给药或者与其他药物结合给药,所述其他药物例如环鸟苷单磷酸(cGMP)-依赖性磷酸二酯酶抑制剂和抗炎症性药物。在任何情况下,参考存在的现有技术,其他药物应该以治疗有效剂量被给药。药物可以在单一组合物中给药,或者顺序给药。本发明方法中使用的GCR激动剂的剂量水平通常在每日大约0.001毫克到大约10,000毫克10,000/75毫克/千克范围内,优选在每日大约0.005毫克到大约1,000毫克范围内。以毫克/千克日剂量为单位,或者以单一剂量给药或者以分开的剂量给药,给药剂量通常在大约0.001/75毫克/千克到大约10,000/75毫克/千克范围内,优选从大约0.005/75毫克/千克到大约1,000/75毫克/千克范围内。
每种抑制剂的总日剂量可以在单一剂量中对患者给药,或者在多个分剂量中对患者给药。通常分剂量每日可以给药2-6次,优选每日给药2-4次,更有选每日给药2-3次。剂量可以以立即释放形式或者持续释放形式给药,所述剂量形式能够有效获得对医学状况理想的控制作用。
预防、治疗、减轻或者改善医学病况或者紊乱的给药方案,或者与本发明结合物和组合物一起用于预防或者治疗一种医学状况的给药方案应该参照多种因素进行选择。这些因素包括,但不局限于,主体的类型、年龄、重量、性别、日常饮食和医学情况、疾病的严重程度、给药途径、药理学方面需要考虑的事情,例如,使用的具体抑制剂的活性、功效、药物动力学和毒性曲线,是否使用了药物传递系统和治疗剂是否与其他活性成分一起给药。因此,实际使用的给药方案是有很大变化的,从而超出这里描述的优选的给药方案的范围。
实施例
实施例1:鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)的合成和纯化
使用标准的固相肽合成方法合成鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)。根据生产的多肽的规模选择Boc/Bzl或者芴甲氧羰酰(Fmoc)/tBu保护基团策略。在产量较小的情况下,使用芴甲氧羰酰(Fmoc)/tBu方案更可能得到理想的产品,但是对于产量较大的情况(1克或者更多),Boc/Bzl更好。
在各种情况下,对于具有C末端亮氨酸、芴甲氧羰酰(Fmoc)-亮氨酸-Wang(D-1115)或者Boc-亮氨酸-Pam树脂(D-1230)或者Boc-亮氨酸-Merrifield(D-1030)的产物,使用预先装载的Wang(芴甲氧羰酰(Fmoc))或者Merrifield(Boc)或者Pam(Boc)树脂开始制备鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)。因此,对于包括C末端d-亮氨酸的肽,使用的树脂是芴甲氧羰酰(Fmoc)-d-亮氨酸-Wang树脂(D-2535)和Boc-d-亮氨酸-Merrifield、Boc-d-亮氨酸-Pam-树脂(分别是Bachem产物D-1230和D-1590)(SP-332和有关类似物)。对于作为C末端酰胺的 肽,使用具有Ramage连接体(Bachem产物D-2200)(Fmoc)或者mBHA(Boc)(Bachem产物D-1210)的树脂,并在第一合成步骤装载C末端残基。
Fmoc-tBu概述
每个合成循环包括去保护作用,所述去保护作用有在DMF中20%的哌啶完成。交替使用二甲基甲酰胺和IpOH完成树脂洗涤,从而分别使树脂膨胀和缩小。多肽合成作用从C末端到N末端延长链。用过量4倍的HBTU/DIEA活化氨基酸45分钟。在自动化化学过程中,每种氨基酸两两耦合从而实现最优的耦合效果。为了确保二硫键的正确位置,在位置15和位置7引入半胱氨酸残基,作为Cys(Acm)。将Cys(Trt)放置于Cys4和Cys12。这种保护基团策略产生正确的拓扑学异构体,作为显性产物(75:25)。(对于肠毒素类似物,使用一种第三二硫键保护基团(Mob))。
对于包含C末端Aeea(氨基乙基氧基乙基氧基乙酰基)基团的肽,通过使用Fmoc-保护的Aeea衍生物,利用与上述相同的活化作用化学将肽与Ramage酰胺连接体耦合在一起。在这种情况下,半胱氨酸计数保持一致并且保护基团的位置也保持一致。对于包含N末端Aeea延长链的多肽,半胱氨酸参见的编号增加三位,Cys4变成Cys7,Cys12变成Cys15;Cys7变成Cys10并且Cys15变成Cys18。后面的一对用Acm进行保护,前面的一对用Trt基团保护。对于包含D-氨基酸取代作用的类似物,通过本文中描述的相同的活化作用将正确保护的衍生物整合到合适的位置,可以直接引入所述D-氨基酸取代作用。对于Fmoc策略,使用Fmoc-dAsn(Trt)-OH、Fmoc-dAsn(Xan)-OH、Fmoc-dAsp(tBu)-OH、Fmoc-dGlu(tBu)-OH,对于Boc策略,使用Boc- dAsn(Xan)-OH,Boc-dAsn(Trt)-OH,Boc-dAsp(Chx),Boc-dAsp(Bzl)-OH,Boc-dGlu(Chx)-OH和Boc-dGlu(Bzl)-OH。
在室温条件下,使用树脂TFA:H2O:三异丙基硅烷(8.5:0.75:0.75)毫升/克裂解混合物处理2小时将每种肽从固相支持物中裂解下来。过滤粗品去保护肽,去掉废树脂颗粒并沉淀出冷冻的二乙酯。垂直引入各个二硫键。简单来说,将粗品合成产物溶于含有NH4OH的水中,将pH值增加到9.在产物完全溶解之后,通过使用双氧水滴定,在Trt去保护的半胱氨酸参见之间产生二硫键。通过反相高效液相色谱(RP-HPLC)纯化单环产物。随后用碘溶液处理纯化后的单环产物,同时去掉Acm保护基团并引入第二二硫键。对于肠毒素类似物,在室温条件下,通过用含有10%二甲亚砜和5%的茴香硫醚的三氟乙酸85%处理所述双环产物2小时,从而去掉Mob基团。
使用TEAP在H2O和乙腈(MeCN)中的结合缓冲系统通过反向高效液相色谱纯化每种产物,随后使用在水和乙腈(MeCN)中的三氟乙酸纯化。结合高纯度的馏分并冷冻干燥,使用离子交换或者反向高效液相色谱的方法将最终产物转化为一种醋酸盐,所述离子交换含有装载有醋酸盐的Dow-Ex树脂,所述反向高效液相色谱使用NH4OAc进行碱性洗涤步骤,随后用1%乙酸在水和乙腈(MeCN)中的溶液进行洗涤。
使用在以Fmoc形式存在的半胱氨酸(Trt)或者以Boc形式存在的半胱氨酸(MeB)进行随机氧化作用可以产生肠毒素类似物。在裂解之后,使用二硫化物互换氧化还原对可以形成二硫键,所述二硫化物互换氧化还原对例如,谷胱甘肽(red/ox)和/或半胱氨酸/胱氨酸。这一过程会产生成倍的产物,其中必须确定二硫化物对,这是由于二硫化物对的位置没有办法可以直接知晓。
Boc-Bzl过程
在Merrifield或者Pam预装载树脂上开始肽合成,或者使用mBHA作为C末端酰胺进行肽生产。每种合成的环由去保护步骤组成,所述去保护步骤使用在二氯甲烷中含量为50%的三氟乙酸进行。反复用二氯甲烷和甲醇洗涤树脂。用碱性洗液中和三氟乙酸盐形式,所述碱性洗液为在二氯甲烷中含量为50%的三氟乙酸。在耦合步骤之前,用二氯甲烷和甲醇洗涤树脂,最后用二甲基甲酰胺洗涤树脂。进行比色试验确保去保护作用的进行。用含有HOBT的二异丙基碳化二亚胺调节每个耦合过程,从而形成活性酯。每种耦合过程在室温条件下延续2小时或者对于困难的耦合过程,反应过夜。使用铀或者磷试剂进行再耦合作用,直到对有利一元胺呈现阴性比色试验。。然后用二甲基甲酰胺、二氯甲烷和甲醇洗涤树脂,并为下一个固相步骤做准备。利用半胱氨酸(Acm)在位置7和位置15进行半胱氨酸保护,利用半胱氨酸(MeB)在Cys4和Cys12进行半胱氨酸保护。
通过使用甲氧基苯作为清除剂(9:1:1)毫升:毫升:克(树脂)用HF在0℃下处理60分钟进行裂解和去保护作用。随后从树脂中提取肽,并沉淀在冰冷却的醚中。对于Fmoc-产生的产物进行的二硫键引入和纯化过程所采用的方案与上述方案完全相同。
实施例2:使用人工胃液(SGF)消化进行的体外蛋白水解作用的稳定性
确定存在人工胃液(SGF)的情况下SP-304的稳定性。在人工胃液(SGF)(朊蛋白胨(8.3克/升;Difco公司)、右旋葡萄糖(3.5克/升;西格马公司)、NaCl(2.05克/升;西格马公司)、KH2PO4(0.6克/升;西格马公司)、CaCl2(0.11克/升)、KCl(0.37克/升;西格马公司)、猪胆汁(终浓度为0.05 克/升;西格马公司)在磷酸盐缓冲盐水中的溶液,溶菌酶(最后1x浓度0.10克/升;西格马公司)在磷酸盐缓冲盐水中的溶液,胃蛋白酶(最终1x浓度为0.0133克/升;西格马公司)在磷酸盐缓冲盐水中的溶液)中培养SP-304(终浓度为8.5毫克/毫升)。在进行试验的当天制备人工胃液(SGF),如果需要的话,使用盐酸或者NaOH将其pH值调节到2.0±0.1。在调整pH值之后,用0.22微米的薄膜过滤器过滤消毒人工胃液(SGF)。在三等分溶液中,37℃条件下在人工胃液(SGF)中分别培养SP-304(终浓度为8.5毫克/毫升)0、15、30、45、60、120分钟。培养之后,将样品快速冻干在干冰中,然后储存在-80℃的冰箱中直到实验,一式两份。
图1A是一种条形图,显示了SP-304与人工胃液(SGF)一起培养指定的时间之后的生物活性。将0时刻的活性看做100%,每个数据点是三个测定值的平均数±标准差。数据显示SP-304对人工胃液(SGF)的消化作用不敏感。另外,这些数据还说明,即使暴露于人工胃液(SGF)的酸性pH值条件下,SP-304的活性不受影响。
在用人工胃液(SGF)进行消化之后,使用高效液相色谱法分析所得样品进一步说明这些结果。在这里,使用高效液相色谱对从消化过程中获得的样品的一个等份进行分析,按照之前开发的方法对SP-304进行分析。稀释经过人工胃液(SGF)消化的样品,产生终浓度为0.17毫克/毫升的SP-304。图1B显示了SP-304样品与人工胃液(SGF)一起培养指定时间之后的高效液相色谱分析。在与人工胃液(SGF)培养过程中,SP-304的主尖峰没有变化,这一结果显示了这种肽能够抵抗人工胃液(SGF)的消化作用。
实施例3:使用人工肠液(SIF)消化进行的体外蛋白水解作用的稳定性
这里还评价了与人工肠液(SIF)一起培养之后SP-304的稳定性。通过美国药典第23版第2236页描述地方法制备人工肠液(SIF)溶液。制备人工肠液(SIF)溶液的配方如下所述。人工肠液(SIF)溶液包括NaCl(2.05克/升;西格玛公司),KH2PO4(0.6克/升;西格玛公司),CaCl2(0.11克/升),KCl(0.37克/升;西格玛公司)和胰酶(Pacreatin)10毫克/毫升。将pH值调节到6,然后对溶液进行过滤消毒。在三等分溶液中,37℃条件下在人工胃液(SGF)中分别培养SP-304(终浓度为8.5毫克/毫升)0、30、60、120、150和300分钟。培养之后,将样品快速冻干在干冰中,然后储存在-80℃的冰箱中直到实验,一式两份。
图2A是一种条形图,显示了在T84细胞中将SP304样品与人工肠液(SIF)一起培养指定时间之后SP-304刺激环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的能力。在与人工肠液(SIF)一起培养的第0分钟,所述环鸟苷单磷酸(cGMP)在样品中的刺激活性认为是100%。所述数据是三个数值平均数±标准差。
数据表明,在使用人工肠液(SIF)进行消化之后,SP-304的生物活性减少了30%。这可以归结于肽的降解作用。因此,在使用人工肠液(SIF)消化之后的样品可以进一步使用高效液相色谱进行分析。
使用专用与人工胃液(SGF)消化的方法,通过高效液相色谱进一步分析SP-304肽暴露于人工肠液(SIF)之后的完整性。图2B是一种示意图,分别显示了SP-304样品与加热失活的人工肠液(SIF)一起培养300分钟之后或者与人工肠液(SIF)一起 培养120分钟之后的高效液相色谱分析。Sp-304的主峰应该在16.2分钟洗提出来,但是该峰却转化为在9.4分钟时洗提出来以及几个次要肽峰。因此,确定出使用人工肠液(SIF)消化之后SP-304的代谢产物结构是十分重要的。与人工肠液(SIF)一起培养SP-304肽不同的时间,分离所述消化产物并通过MS分析确定构造。
图3是一种示意图,表示了SP-304可能的降解产物。主要降解产物包括从SP304N-末端剪下的N和D以及从C末端剪下的L。然而,生物活性只减少了30%,这说明一种或者一种以上的降解产物也是具有生物活性的。为了证明这种可能性,合成并评价若干截断肽在T84细胞中促进环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的能力。
图4显示了不同的肽在T84细胞环鸟苷单磷酸(cGMP)刺激试验(基本上如文献Shailubhai,et ah,Cancer Research(癌症研究)60,5151-5157(2000))中的分析数据。简单来讲,在24孔板上用250微升包括50mM HepES(pH7.4)的DMEM洗涤汇流的单层T-84细胞两次,并与250微升包括50mM HepES(pH7.4)的DMEM和1mM异丁基甲基黄嘌呤(IBMX)一起在37℃条件下预培养10分钟。然后,将单层T84细胞与250微升DMEM一起培养30分钟,所述DMEM中包括50mM HepES(pH7.4)和浓度为1.0微摩的图4所示的一种肽。在培养30分钟之后,吸出培养基并通过加入3%的高氯酸终止反应。随后离心并加入氢氧化钠(0.1N)中和pH值,使用环鸟苷单磷酸(cGMP)酶联免疫吸附测定试剂盒(产品目录号581021;Cayman Chemical公司,密歇根州安阿伯市)测定溶解产物中细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。培养过程一式两份进行,产生两种样品,每种样品一式两份进行酶联免疫吸附测定试验。
这些数据显示,在SP-304羧基末端的亮氨酸(L)残基有助于肽的生物学效应。例如,当亮氨酸(L)从SP-304中删除时,例如从SP-338中删除时,其生物学效应有显著的降低。相似的,羧基末端不含有亮氨酸(L)的肽SP-327、SP-329和SP-331的生物学效应相对于在羧基末端含有亮氨酸(L)的对应肽,例如SP-326、SP-328和SP-330肽来讲,也显示出20-25%的减少。另外,这些结果也说明,在氨基末端的氨基酸残基也可能对台的稳定性和/或效应十分重要。根据这些结果,在肽的羧基末端和氨基末端,可以用D-形式的氨基酸取代相应的L-型氨基酸。图5显示了通过这些台在T84细胞中刺激环鸟苷单磷酸(cGMP)合成能力。
图5显示的结果说明在肽的羧基末端和氨基末端用D-氨基酸取代L-氨基酸不会显著的改变他们的效应。在T84细胞中,肽SP-332、SP-333和SP-335显示了类似的刺激环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的能力。在另一个方面,在SP-337的位置6用D-亮氨酸取代L-亮氨酸导致其在T84细胞中刺激环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的能力完全损失。这些结果建议在氨基末端的天冬酰胺、天冬氨酸和谷氨酸残基和羧基末端的亮氨酸残基可以被他们各自的D-型氨基酸取代。但是,在第6位置上的亮氨酸不能被其D-型氨基酸取代。
图7(A-F)显示了在与人工肠液(SIF)一起培养2小时候肽SP-332、SP-333和SP-304的稳定性。这一结果显示在氨基末端具有D-天冬酰胺在羧基末端具有D-亮氨酸的肽SP-333对人工肠液(SIF)的消化作用具有完全的耐受性(图7F),并在与人工肠液(SIF)一起培养2小时之后保持基本上100%的生物活性(图7A)。在羧基末端具有D-亮氨酸的肽SP-332与人工肠液(SIF)一起培养120分钟之后其效应有所减少(图7B)。然后,SP-332 的高效液相色谱分析没有显示所述肽有任何降解作用(图7E),这说明这些肽对人工肠液中存在的蛋白酶的水解作用有耐受力。在另一个方面,SP-304在与人工肠液(SIF)一起培养仅仅一个小时之后,其效应损失大约30%(图7C)。在与人工肠液(SIF)一起培养之后对SP-304进行高效液相色谱分析也证实了它的降解作用(图7D)。这一结果说明,肽SP-304在与人工肠液(SIF)之后经历了蛋白水解作用,而在氨基末端用D-天冬酰胺取代L-天冬酰胺并在羧基末端用D-亮氨酸取代L-亮氨酸,能够保护SP-333不被人工肠液(SIF)消化。因此,肽SP-333表现出更为稳定有效的性质,可以作为药物候补物。
实施例4:环状环鸟苷单磷酸(cGMP)刺激作用试验
通过使用T84人结肠癌细胞株测试鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)结合并活化肠鸟苷酸环化酶(GC-C)受体的能力。人T84结肠癌细胞从美国菌种保藏中心获得。在Ham's F-12培养基和补充有10%胎牛血清、100U青霉素/毫升和100微克/毫升链霉素的Dulbecco's修饰的伊格尔培养基(DMEM)的1:1混合物中培养细胞。每三天用新鲜培养基培养细胞并在汇合了大约80%之后停止补充。按照之前报道的方法(Shailubhai,et al.,Cancer Research(癌症研究)60,5151-5157(2000))测试鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)的生物活性。简单来讲,在24孔板上用250微升包括50mM HepES(pH7.4)的DMEM洗涤汇流的单层T-84细胞两次,并与250微升包括50mM HepES(pH7.4)的DMEM和1mM异丁基甲基黄嘌呤(IBMX)一起在37℃条件下预培养10分钟。然后,将单层T84细胞与鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)(0.1nM到10.mu.M)一起培养30分钟。在培养30分钟之后,吸出培养基并通过加入3%的高氯酸终止反应。随后离心并加入氢氧化钠(0.1N)中和pH值,直接使用上清液, 使用酶联免疫吸附测定试剂盒(Cayman Chemical公司,密歇根州安阿伯市)测定环鸟苷单磷酸(cGMP)。
图6显示了在评价与大肠杆菌肠毒素ST肽类似的肽的环鸟苷单磷酸(cGMP)刺激作用试验(如上)中的实验结果。在这些肽中,SP=353和SP-354在T84细胞中刺激环鸟苷单磷酸(cGMP)合成相当有效。特别的,在第6位点具有丝氨酸残基的肽SP-353在所有测试的肽中被发现时最为有效的。在羧基末端具有D-酪氨酸的肽SP-355显示的效应远远小于其他的肽。
实施例5:聚乙二醇化肽
使肽对消化蛋白酶更具抵抗力的另一种策略是在氨基末端或者羧基末端进行聚乙二醇化。用氨基乙基氧基-乙氧基-乙酸(Aeea)基团在肽SP-333的羧基末端进行聚乙二醇化(SP-347)、用氨基乙基氧基-乙氧基-乙酸(Aeea)基团在肽SP-333的氨基末端进行聚乙二醇化(SP-350)或者用氨基乙基氧基-乙氧基-乙酸(Aeea)基团在肽SP-333的羧基和氨基末端进行聚乙二醇化(SP-343)。按照如上所述的方法对T84细胞中的环式鸟漂呤磷酸合成方法进行调节。
肽SP-347和SP-350在T84细胞中刺激环鸟苷单磷酸(cGMP)合成的能力与SP-333的能力相类似。然而,与测试的其他肽相比,肽SP-343的能力相对较少。SP-343较差的活性可能是归因于有大氨基乙基氧基-乙氧基-乙酸(Aeea)基团在两个波段产生的重要的位阻作用。
实施例6:鸟苷酸环化酶激动剂与磷酸二酯酶抑制剂的结合
环状核苷酸(即,环化腺苷酸和环鸟苷单磷酸(cGMP))的细胞内浓度调节作用和通过第二信使进行的信号传递已经通常被认为取决于他们的产生和细胞内破坏作用的比率。因此,在组织和器官中的环鸟苷单磷酸(cGMP)水平还可以通过环鸟苷单磷酸(cGMP)-特异性磷酸二酯酶(PDE)(cGMP-PDE)的表达水平来调节,所述环鸟苷单磷酸(cGMP)-特异性磷酸二酯酶(PDE)(cGMP-PDE)通常在癌症和炎症性疾病中过表达。因此,由鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂和环鸟苷单磷酸(cGMP)-特异性磷酸二酯酶(PDE)(cGMP-PDE)抑制剂组成的结合物可以对靶组织和器官中的环鸟苷单磷酸(cGMP)水平实现协同效应。
舒林砜(SS)和敏喘宁(ZAP)是两种已知的环鸟苷单磷酸(cGMP)-特异性磷酸二酯酶(PDE)(cGMP-PDE)抑制剂,并且已经显示能够通过环鸟苷单磷酸(cGMP)依赖型机制诱导癌细胞的细胞凋亡。将舒林砜(SS)和敏喘宁(ZAP)与SP-304和SP-333相结合进行评价,观察这些磷酸二酯酶(PDE)抑制剂在环鸟苷单磷酸(cGMP)细胞内蓄积作用方面是否具有协同效应(图9-12)。如数据显示,舒林砜在浓度为100微摩时不会加强环鸟苷单磷酸(cGMP)的细胞内蓄积作用。然而,与单独使用SP304相比,将舒林砜与SP304相结合,会刺激环鸟苷单磷酸(cGMP)的产量成倍增加。当SP304的使用浓度为0.1微摩时,这种关于环鸟苷单磷酸(cGMP)水平的协同效应更加明显(图10)。当将SP304或者SP333与敏喘宁结合使用时,可以观察到相似情况(图10、图11和图12)。这一结果说明细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平是稳定的,由于舒林砜抑制负责消耗细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)的环鸟苷单磷酸(cGMP)-特异性磷酸二酯酶(PDE)(cGMP-PDE)。因此,使用鸟苷酸环化 酶(GC-C)激动剂与环鸟苷单磷酸(cGMP)-特异性磷酸二酯酶(PDE)(cGMP-PDE)抑制剂的结合物的方法是有吸引力的。
对于图9中显示的结果,使用基本上如文献Shailubhai et al.,Cancer Research(癌症研究)60,5151-5157(2000)中描述的方式评价在T84细胞中进行的环式鸟漂呤磷酸合成。简单来讲,在24孔板上用250微升包括50mM HepES(pH7.4)的DMEM洗涤汇流的单层T-84细胞两次,并与250微升包括50mM HepES(pH7.4)的DMEM和1mM异丁基甲基黄嘌呤(IBMX)一起在37℃条件下预培养10分钟。然后,将单层T84细胞与250微升DMEM一起培养30分钟,所述DMEM中包括50mM HepES(pH7.4)和SP-304或者磷酸二酯酶(PDE)抑制剂的一种或两种,实验组如下所述:1)对照;2)SP-304(0.1微摩);3)舒林砜(100微摩);4)敏喘宁(100微摩);5)SP-304(0.1微摩)+舒林砜(100微摩);和6)SP-304(0.1微摩)+敏喘宁(100微摩)。在培养30分钟之后,吸出培养基并通过加入3%的高氯酸终止反应。随后离心并加入氢氧化钠(0.1N)中和pH值,使用环鸟苷单磷酸(cGMP)酶联免疫吸附测定试剂盒(产品目录号581021;Cayman Chemical公司,密歇根州安阿伯市)测定溶解产物中细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。培养过程一式两份进行,产生两种样品,每种样品一式两份进行酶联免疫吸附测定试验。
对于图10中显示的结果,使用的方法与图9中使用的基本上相同,区别仅在单层T84细胞与500微升DMEM一起培养,所述DMEM包含50mM的HepES(pH7.4)和SP-304(0.1或者1.0微摩)或者增加浓度的磷酸二酯酶(PDE)抑制剂(0到750微摩),单独使用或者与SP-304相结合。在培养30分钟之后,吸出培养基并通过加入3%的高氯酸终止反应。随后离心并 加入氢氧化钠(0.1N)中和pH值,使用环鸟苷单磷酸(cGMP)酶联免疫吸附测定试剂盒(产品目录号581021;Cayman Chemical公司,密歇根州安阿伯市)测定溶解产物中细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。培养过程一式两份进行,产生两种样品,每种样品一式两份进行酶联免疫吸附测定试验。
对于图11中显示的结果,使用的方法与图10中使用的基本上相同,区别仅在单层T84细胞与500微升DMEM一起培养,所述DMEM包含50mM的HepES(pH7.4)和SP-333(0.1或者1.0微摩)或者增加浓度的敏喘宁(0到500微摩),单独使用或者与SP-333相结合。在培养30分钟之后,吸出培养基并通过加入3%的高氯酸终止反应。随后离心并加入氢氧化钠(0.1N)中和pH值,使用环鸟苷单磷酸(cGMP)酶联免疫吸附测定试剂盒(产品目录号581021;Cayman Chemical公司,密歇根州安阿伯市)测定溶解产物中细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。每种样品一式三份进行酶联免疫吸附测定试验。
对于图12中显示的结果,使用的方法与图10中使用的基本上相同,区别仅在单层T84细胞与500微升DMEM一起培养,所述DMEM包含50mM的HepES(pH7.4)和SP-333(0.1或者1.0微摩)或者增加浓度的舒林砜(0到500微摩),单独使用或者与SP-333相结合。在培养30分钟之后,吸出培养基并通过加入3%的高氯酸终止反应。随后离心并加入氢氧化钠(0.1N)中和pH值,使用环鸟苷单磷酸(cGMP)酶联免疫吸附测定试剂盒(产品目录号581021;Cayman Chemical公司,密歇根州安阿伯市)测定溶解产物中细胞内环鸟苷单磷酸(cGMP)水平。每种样品一式三份进行酶联免疫吸附测定试验。
实施例7:口服范围-在猕猴体内进行的发现性毒性研究
进行客观试验,对猕猴进行单一口服喂养给药确定本发明所属GRCA肽的毒性,并允许评价最少7天的观察/冲洗期内任意变化的可逆性。本发明的每种GRCA肽会以两种不同的剂量水平给药。
试验设计
在最少7天的观察期内在分离的三相中给药试验物(例如本发明GRCA肽)和参照/媒介物。每一相由单一向雌性猕猴口服喂养给药法组成,如下表所指出的:
相1:
八只成年雌性猕猴从ITR备用猴聚居地转移出来并分配给4个如下剂量组:
在相1剂量完成之后,观察所有的猴子33天。在观察期结束之后,所有的猴子被送回ITR备用猴聚居地。
相2:如之前相1中使用的相同的8只成年雌性猕猴从ITR备用猴聚居地转移出来并分配给4个如下剂量组:
在相2剂量完成之后,观察所有的猴子7天。
给药途径
选择口服给药途径,这是由于口服给药时人治疗的优选途径。
试验物和对照/媒介物的制备
在给药当天,在冷却的蒸馏水(维持冰水浴)中制备新鲜的试验物和对照/媒介物。向适当的蒸馏水中加入足够量的试验物品粉末,从而达到所需的浓度。剂量制剂通过简单的变型被混合。
剂量制剂中试验物品浓度和稳定性的分析
为了合理确定试验物品在制剂中的浓度和稳定性,从每个浓度的中间值选取代表性样品,包括在向每组给药的第一天给药对照/媒介物,如下所述。在制备第一天立即收集样品,并在给药完成后当天再次收集样品,在20毫升有螺帽的试管中冷冻储存(在大约-80℃)。因此,在给药完成后,保存有剂量制剂的试管应立刻送回配药部。
组1:从第一天中得到1.5毫升,一式两份(在给药前和给药后)。
组2:从第一天中得到1.5毫升,一式两份(在给药前和给药后)。
组3:从第一天中得到1.5毫升,一式两份(在给药前和给药后)。
组4:从第一天中得到1.5毫升,一式两份(在给药前和给药后)。
在整个制样过程中,在冰水浴中维持制剂冷却状态。在制样前,用搅拌棒连续搅拌制剂至少15分钟。
在ITR中保持样品冷冻状态(大约-80℃)直到主管人员要求运往指定的实验室用于分析。一旦分析人员和研究部门经理认为不再需要这些样品时,可以将样品丢弃。这些样品的处置应记载在原始数据中。
如果进行了分析,主要研究人员应该制备一种剂量制剂报告(制剂分析)并提供给ITR总结在最终报告中。
试验系统
实际年龄和体重范围在最终报告中记录。
测试化合物和参照/媒介物的给药
在最少7天的观察期/冲洗期内,在分离的三相中,使用连接有注射器的饲料管通过口服喂养给药的方法给药测试化合物和参照/媒介物。每个给药过程由单一口服喂养给药方法组成。在给药剂量组合物之后用反渗透水立即刷洗饲料管从而确保整个剂量体积被传递给动物。对于所有动物,给药的剂量体积是10毫升/千克,包括参照物。在每相中第一天对每个猴子给药的实际体积通过每个相的第一天体重计算。
在剂量给药期间,通过将剂量制剂放置在冰水浴中维持剂量制剂的冷却。
在开始给药之前,剂量制剂必须放置到搅拌平板上至少15分钟,并在整个给药过程中保持在搅拌平板上。剂量制剂必须在制备完成后2小时内使用。
临床观察
按照如下所示记录笼边的临床症状(生病,行为变化等等),除了详细临床检查期之外,在详细临床检查期,上午的笼边的临床症状被详细的临床检查(DCE)所取代。在常规笼边的临床症状和详细检查期间,应该特别注意大便的状态,例如产生的大便量、大便的形状等等。
按照如下所述方式进行笼测临床征象:
在预处理期间和7-日(最少)观察期:每日三次,每次最少间隔3小时。
在相1给药期间:预给药,给药后2、4、6、8和24小时。
在相2给药期间:预给药,给药后前4个小时和给药后第6、8、24小时。
在相3给药期间:预给药,给药后前4个小时和给药后第6、8、24小时。
在动物传递时要对每一只猴子进行一次详细的临床检查,在此后每一周都要进行一次。
判断动物的健康状况是否允许其他评价,兽医或者技师在兽医的监督下对通过判断的动物进行检查。只有经过研究部门经理的同意,才能进行兽医推荐的治疗。在可能的情况下,在给药治疗药物之前应该咨询主管人员。
在运输的当天开始到研究结束为止,每天都应该记录一次所有动物的体重。
在运输的当天开始到研究结束为止,每天都应该记录一次所有动物的饮食量。在开始食品喂养之前应该首先打扫干净笼子,从而确保没有食物保留到笼子中。在12点之前喂给猴子7个点心,在12点之后再给猴子喂7个点心。记录每天喂给猴子的点心的总量。
第二日早上,对猴子进行视觉检查,观察多少点心被剩在笼子中。记录所有剩余在食物槽或者托盘中的点心总数。用喂给猴子的点心总数减去剩余的点心总数可以计算猴子吃掉的点心数。
实施例8:小肠分泌的乳鼠模型(SUMI试验)
使用小肠分泌乳鼠模型检测这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)增加小肠分泌作用的能力。在这种模型中,对7-9天大的乳鼠给药鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)。随后杀死小鼠,解剖胃到盲肠的胃肠道(“肠道(guts)”)。承重剩余的部分(“尸体”)以及肠道,计算肠道与尸体重量比。如果比例在0.09以上,就可以得到检测化合物增加小肠分泌的结论。这种实验的参照物包括野生型SP-304,ST多肽和替加色罗
苯基苯醌诱导的扭体模型
苯基苯醌诱导的扭体模型可用于评价这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)的疼痛控制活性。Siegmund等人描述了这种模型(1957Proc.Soc.Exp.Bio.Med.95:729-731)。简单的说,在口服给药试验化合物一小时之后,例如在给药鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)、吗啡或者媒介物一小时之后,向小鼠腹膜内注射0.02%的苯基苯醌(PBQ)溶液(12.5毫升/千克)。在苯基苯醌(PBQ)注射后第5到第10分钟,记录伸展 和扭体次数,并在第35分钟到第40分钟之间计数,在第60到65分钟计数,从而提供一种动力评价。结果表示为伸展和扭体的数目(平均数±标准差)和有媒介物治疗组平均值计算出的疼痛阈值变化百分比。治疗组和参照组之间的任意统计学显著性差异可以通过Dunnett实验确定,使用SigmaStat软件在单向方差分析(P<0.05)之后使用剩余方差确定。
实施例9:鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)的药代动力学性质确定
从暴露小鼠(口服给药或者静脉给药鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)的小鼠)和参照小鼠的全血中提取血清样品,然后不需要进一步处理直接注射到(10毫升)一种串联固相提取(SPE)柱(沃特斯Oasis公司,HLB25微米柱,2.0x15mm直接接合)用5%的甲酸、95%的dH2O溶液洗涤串联固相提取(SPE)柱(2.1毫升/分,1.0分钟),然后使用阀开关装载在一种0分析柱上,所述阀开关将串联固相提取(SPE)柱以一种反流向方向放置在分析柱上(沃特斯Xterra MS C85微米IS柱,2.1x20mm)。试用反向梯度从分析柱上洗提样品(流动相A:在dH2O中的10mM氢氧化铵,流动相B:在80%乙腈和20%甲酸中的10mM氢氧化铵;先用20%B洗脱3分钟,然后在4分钟内将浓度均匀变化到95%B,维持25分钟,所有情况下,流速为0.4毫升/分钟)。在9.1分钟,梯度回到20%B的初始条件,维持1分钟。从分析柱从将多肽洗提出来,并用三-四磁极质谱检测(MRM,764(+2电荷状态)>182(+1电荷状态)Da;恒压=30V;collision=20eV;parent resolution=2Da at base peak;daughter resolution=2Da at base peak)。使用相同的方法,将制备所得的已知量的化学合成肽注射到小鼠血浆中,获得标准曲线,将仪器响应转变为浓度单位与此标准曲线相比较。
相似的,使用LCMS方法学确定老鼠体内的药代动力学性质。使用沃特斯Oasis MAX96孔固相提取(SPE)板提取包含鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)的鼠血浆样品。在制备的SPE板的孔中,将200微升体积的鼠血浆与200微升13Cg、15N-标记的多肽混合。使用15毫米汞柱真空度将样品从静止相吸出。用200微升的在水中的2%氢氧化铵洗涤所有样品,随后用在水中浓度为20%的甲酸洗涤所有样品。用连续的100微升的5/20/75蚁酸/水/甲醇和100微升5/15/80蚁酸/水/甲醇洗提样品。在氮环境下干燥样品并再悬浮在100微升在水中浓度为20%的甲醇中。通过与沃特斯1525二元泵连接在一起并装有沃特斯2777自动取样器的沃特斯quattro的微型质谱仪分析样品。将40微升体积的每种样品注射在Thermo Hypersil GOLD Cl(热色谱柱金氯)8柱(2.1x50毫米,5um)上。通过一种梯度在三分钟内用乙腈和包括0.05%三氟代醋酸的水洗提多肽。在多重反应监控(MRM)模式下运行沃特斯quattro的微型质谱仪,使用例如764>182或者682>136的质量转移。使用这种工艺,多肽以10毫克/公斤的剂量对小鼠进行口服给药或者静脉注射给药。包括曲线下面积的药代动力学性质和生物相容性被确定。
实施例10:对利尿和尿钠排泄有作用的利尿有关实验
使用国际申请WO06/001931中描述的相似的工艺(实施例6(第42页)和实施例8(第45页))可以确定这里描述的鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽)对利尿和尿钠排泄的作用。简要的,将这里描述的多肽/激动剂(180-pmol)注射入5只麻醉的老鼠或者灵长类动物体内60分钟。据估计,老鼠血浆体积为10毫升,输液速率大约是3pmol/毫升/分钟。在输液前大约40分钟、输液期间和树叶之后大约50分钟的时间内监控老鼠的血压、尿产生、和纳排泄,从而测定鸟苷酸环化酶-C拮抗剂(GCRA肽) 对利尿和尿钠排泄的作用。为了比较,向参照组的老鼠输入常用的盐水。可以评价尿和钠排泄。还可以确定剂量反应。在60分钟的时间内将这里描述的多肽/鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂输入老鼠或者灵长类动物的经脉中。每隔30分钟收集尿,直到终止输入多肽/鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂180分钟之后,测定每个收集间隔中的尿量、钠排泄、和钾排泄。持续监测血液。对于每个剂量,可以确定对于尿量、钠和钾排泄的剂量反应关系。在静脉输液之前和之后还可以测定多肽/鸟苷酸环化酶(GC-C)激动剂的血浆浓度。
小鼠或者灵长类动物利尿实验:一旦达到适当的麻醉水平,将一种聚氨基甲酸乙脂导管插入到尿道中并在尿道/导管结合处使用1-2滴兽医用粘合胶进行固定。然后,通过静脉或者腹膜内途径对动物给药媒介物或者检测物。允许动物恢复知觉,并定期记录每只老鼠在1-5小时的时间内分泌的尿体积。
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机译: 鸟苷酸环化酶激动剂可用于治疗胃肠道疾病,炎症,癌症和其他疾病
机译: 鸟苷酸环化酶激动剂可用于治疗胃肠道疾病,炎症,癌症和其他疾病
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