作为cftr调节剂的杂芳基衍生物的制作方法
专利名称：作为cftr调节剂的杂芳基衍生物的制作方法
技术领域：
本发明涉及ATP结合盒(ATP-Binding Cassette) ( “ABC”)转运蛋白或其片段的调控剂，包括囊性纤维化跨膜传导调节剂(“CFTR”)、其组合物及其使用方法。本发明也涉及使用这类调控剂治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法。本发明的背景ABC转运蛋白是膜转运蛋白家族，调节广泛多种药理学物质、潜在毒性药物和外源物以及阴离子的转运。ABC转运蛋白是同源性膜蛋白，它们结合和利用细胞三磷酸腺苷 (ATP)供它们的特异性活性。这些转运蛋白中有些被发现是多药耐受性蛋白(如MDRl-P糖蛋白或多药耐受性蛋白MRP1)，为恶性癌细胞防御抵抗化学治疗剂。迄今，已经鉴别了 48种 ABC转运蛋白，并基于它们的序列同一性和功能将它们分为7个家族。ABC转运蛋白在体内调节多种重要的生理角色，并且提供对有害环境化合物的防御。因为如此，它们代表重要的潜在药物靶，用于治疗与该转运蛋白缺陷有关的疾病、防止药物从靶细胞中转运出去并干预其它其中ABC转运蛋白活性的调控可能是有益的疾病。普遍与疾病有关的一个ABC转运蛋白家族的成员是cAMP/ATP-介导的阴离子通道 CFTR。CFTR在多种细胞类型(包括吸收性和分泌性上皮细胞)中被表达，在其中它调节阴离子的跨膜流动以及其它离子通道和蛋白质的活性。在上皮细胞中，CFTR的正常功能发挥是维持电解质在体内各处(包括呼吸和消化组织)转运的关键。CFTR由大约1480个氨基酸组成，它们编码由跨膜结构域的串联重复所构成的蛋白质，其各自含有六个跨膜螺旋和一个核苷酸结合结构域。两个跨膜结构域通过大型极性调节性(R)-结构域连接，具有多个调节通道活性和细胞运输的磷酸化位点。编码CFTR的基因已被鉴别和测序(参见Gregory，R. J.等人(1990) Nature 347 382-386 ；Rich, D. P.等人(1990)Nature 347:358-362) ； (Riordan, J. R.等人(1989) Science 245:1066-1073)。这种基因的缺陷引起CFTR突变，导致囊性纤维化(“CF”)，这是人类最常见的致命性遗传疾病。在美国，囊性纤维化影响大约两千五百分之一的新生儿。 在全部美国人口中，多达一千万人携带有一个拷贝的缺陷基因，没有明显的疾病效应。相反，带有两个拷贝的CF相关基因的个体患有CF的衰弱与致命性效应，包括慢性肺疾病。在囊性纤维化患者中，在呼吸道上皮中被内源性表达的CFTR的突变引起顶端阴离子分泌减少，导致离子和流体转运的失衡。所致阴离子转运的减少对肺中粘液蓄积增强和伴随的微生物感染有贡献，所述感染最终导致CF患者死亡。除了呼吸疾病以外，CF患者通常患有胃肠问题和胰腺机能不全，如果不加治疗，胰腺机能不全则导致死亡。另外，大多数囊性纤维化男性是不育的，并且囊性纤维化女性的生育力降低。与两个拷贝的CF相关基因的严重效应相反，带有一个拷贝的CF相关基因的个体表现出对霍乱和腹泻所致脱水的抗性增加-这也许解释了人群中CF基因的相对高频率的原因。CF染色体的CFTR基因的序列分析已经揭示了多种致病性突变(Cutting，G. R.等人(1990) Nature 346 :366-369 ；Dean, Μ.等人(1990) Cell 61 :863 :870 ；以及 Kerem，B_S. 等人(1989)Science 245 :1073-1080 ；Kerem, B-S 等人(1990)Proc. Natl. Acad. Sci. USA87 =8447-8451)。迄今，已经鉴别了 1000种以上致病性CF基因突变(http://www. genet. sickkids. on. ca/cftr/)。最常见的突变是CFTR氨基酸序列508位苯丙氨酸的缺失，并且普遍将其称为AF508-CFTR。这种突变发生在大约70%的囊性纤维化病例中，与严重的疾
病有关。AF508-CFTR中508残基的缺失阻止初新生蛋白正确地折叠。这导致该突变蛋白不能退出内质网(“ER”)和运输至质膜。其结果是，膜中存在的通道数量远远少于表达野生型CFTR的细胞中所观察到的数量。除了运输受损以外，该突变还导致缺陷性通道门控。总之，膜中通道数量减少和缺陷性门控引起阴离子穿过上皮的转运减少，导致缺陷性离子和流体转运(Quinton，P. Μ. (1990)，FASEB J. 4 :2709-2727)。不过，研究已经显示，膜中 ΔF508-CFTR的数量减少是功能性的，尽管少于野生型CFTR(Dalemans等人(1991) ,Nature Lond. 354 :526-528 ；Denning 等人，上文；Pasyk 禾口 Foskett (1995)，J. Cell. Biochem. 270 12347-50)。除了 AF508-CFTR以外，其它导致缺陷性运输、合成和/或通道门控的致病性 CFTR突变可能被上调或下调，以改变阴离子分泌和改变疾病进展和/或严重性。尽管CFTR除了阴离子以外还转运多种分子，不过显然这种角色(阴离子的转运) 代表了穿过上皮转运离子和水的重要机理中的一种要素。其它要素包括上皮Na+通道、 ENaC,Na+/2Cl7K+协同转运蛋白、Na+-K+-ATP酶泵和基底外侧膜K+通道，它们负责摄取氯化物进入细胞。这些要素一起发挥作用，以经由它们在细胞内的选择性表达和定位实现穿过上皮的定向转运。借助存在于顶端膜上的ENaC与CFTR和在细胞基底外侧表面上表达的 Na+-K+-ATP酶泵与Cl_通道的协调活性，发生氯化物吸收。氯化物从腔侧的次级主动转运引起细胞内氯化物的蓄积，然后可以被动地经由Cl—通道离开细胞，导致向量转运。Na+/2C17 K+协同转运蛋白、Na+-K+-ATP酶泵和基底外侧膜K+通道在基底外侧表面上的排列以及腔侧上的CFTR协调氯化物经由腔侧上CFTR的分泌。因为水可能从不主动转运自己，所以它穿过上皮的流动依赖于由钠和氯化物的大量流动所生成的微小跨上皮渗透梯度。除了囊性纤维化以外，CFTR活性的调控也可以有益于其它不直接由CFTR突变所导致的疾病，例如分泌性疾病和其它由CFTR介导的蛋白质折叠疾病。这些疾病包括但不限于慢性阻塞性肺疾病(COPD)、干眼病和斯耶格伦氏(Sj5gren)综合征。COPD的特征在于气流受限，它是进行性的，不是完全可逆的。气流受限是因为粘液分泌过多、肺气肿和细支气管炎。突变CFTR或野生型CFTR的活化剂提供COPD中常见的粘液分泌过多和粘液纤毛清除减少的潜在治疗。具体而言，增加穿过CFTR的阴离子分泌可以有利于流体转运进入气道表面液体，以水化粘液，优化纤毛周围的流体粘度。这将引起粘液纤毛清除增强以及与COPD有关的症状减少。干眼病的特征在于泪水产生减少和异常泪膜脂质、蛋白质与粘蛋白特征。干眼有很多原因，其中一些包括年龄、Lasik眼手术、关节炎、药物治疗、化学/热灼伤、变态反应和疾病，例如囊性纤维化和斯耶格伦氏综合征。增加经由 CFTR的阴离子分泌将增强流体从角膜内皮细胞和眼周围分泌腺体的转运，以增加角膜的水化作用。这将有助于缓解与干眼病有关的症状。斯耶格伦氏综合征是一种自身免疫疾病， 其中免疫系统攻击体内各处产生水分的腺体，包括眼、口、皮肤、呼吸组织、肝、阴道和肠。症状包括眼、口和阴道干燥以及肺疾病。该疾病也与类风湿性关节炎、全身性狼疮、系统性硬化和多肌炎/皮肤肌炎有关。缺陷性蛋白质运输据信会导致该疾病，用于它的治疗选择是有限的。CFTR活性的调控剂可以水化各种受该疾病影响的器官，帮助改善有关症状。正如上文所讨论的，据信AF508_CFTR中508残基的缺失阻止新生蛋白正确地折叠，导致这种突变蛋白不能退出ER并运输至质膜。其结果是，存在于质膜的成熟蛋白数量不足，上皮组织内氯化物的转运显著减少。事实上，这种ABC转运蛋白被ER机构缺陷性ER 加工的细胞现象已被显示不仅是CF疾病的潜在础，而且是广泛的其它孤立性与遗传性疾病的潜在础。ER机构可能发生故障的两种方式要么是与蛋白质的ER输出的偶联丧失，引起降解，要么是这些有缺陷/误折叠的蛋白质的ER蓄积[Aridor M，等人，Nature Med. ,5(7), PP745-751(1999) ；Shastry, B.S.,等人，Neurochem. International,43, pp 1-7(2003)； Rutishauser，J.，等人，Swiss Med Wkly, 132, dd 211-222(2002) ；Morello，JP 等人，TIPS， 21, pp. 466-469(2000) ；Bross P.，等人，Human Mut. ,14, pp. 186-198(1999)]。与第一类 ER功能障碍有关的疾病有囊性纤维化(正如上文所讨论的，其由误折叠的AF508-CFTR引起)、遗传性肺气肿(由al-抗胰蛋白酶；非Piz变体引起)、遗传性血色素沉着、凝血-纤维蛋白溶解缺陷(例如C蛋白缺陷)、1型遗传性血管水肿、脂质加工缺陷(例如家族性高胆固醇血)、1型乳糜微粒血、无β脂蛋白血症、溶酶体贮积病(例如I-细胞疾病/假性 Hurler)、粘多糖病(由溶酶体加工酶引起),Sandhof/Tay-Sachs (由β -己糖胺酶引起)、 II型Crigler-NajjaH由UDP-葡糖醛基-唾液酰基-转移酶引起)、多内分泌腺病/高胰岛素血、糖尿病(由胰岛素受体引起)、拉伦(Laron)侏儒症(由生长激素受体引起)、髓过氧化物酶缺陷、原发性甲状旁腺机能减退(由前促甲状旁腺激素引起)、黑素瘤(由酪氨酸酶引起)。与后一类ER功能障碍有关的疾病有1型聚糖病CDG、遗传性肺气肿(由α -抗胰蛋白酶(PiZ变体)引起)、先天性甲状腺机能亢进、成骨不全(由I、II、IV型前胶原引起)、遗传性低纤维蛋白原血(由纤维蛋白原引起)、ACT缺陷(由α -抗凝乳蛋白酶引起)、尿崩症(DI)、神经生长性(neurophyseal)DI (由加压素/V2-受体引起)、肾原性DI (由水通道蛋白II引起)、夏-马-图三氏(Charcot-Marie-Tooth)综合征(由外周髓磷脂蛋白22引起)、佩-梅二氏(Perlizaeus-Merzbacher)病、神经变性疾病(例如阿尔茨海默氏病(由β APP和早老蛋白引起)、帕金森氏病、肌萎缩性侧索硬化、进行性核上性麻痹、皮克氏病)、若干聚谷氨酰胺神经病学障碍(例如亨廷顿氏病、I型脊髓小脑性共济失调、脊髓与延髓肌肉萎缩、齿状核苍白球丘脑下核萎缩和肌强直性营养不良)以及海绵状脑病(例如遗传性克-雅二氏(Creutzfeldt-Jakob)病(由朊病毒蛋白加工缺陷引起)、法布里氏 (Fabry)病(由溶酶体α-半乳糖苷酶A引起)和斯-施二氏(StrausslerIcheinker)综合征、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、干眼病和斯耶格伦氏综合征。除了 CFTR活性的上调以外，通过CFTR调控剂来减少阴离子分泌也可以有益于分泌性腹泻的治疗，其中作为促分泌素活化的氯化物转运的结果，上皮水转运显著地增加。该机理牵涉cAMP的升高和CFTR的刺激。尽管腹泻有许多原因，不过由过量氯化物转运所致腹泻性疾病的主要后果是所有原因所共有的，包括脱水、酸中毒、生长减退和死亡。急性腹泻与慢性腹泻在世界很多地区代表了主要的医学问题。在小于五岁的儿童中，腹泻既是营养不良的显著因素，又是死亡的主要原因(5，000, 000例死亡/年)。在获得性免疫缺陷综合征(AIDS)和慢性炎性肠疾病(IBD)患者中，分泌性腹泻也是危险的病况。每年从工业化国家到发展中国家旅行的人中有一千六百万人患上腹泻，腹泻病例的严重性和数量因旅行的国家和地区而异。圈养动物和宠物，例如牛、猪、马、绵羊、山羊、猫和狗的腹泻也称为家畜腹泻病，是这些动物死亡的主要原因。腹泻可以由任何重大转变所致，例如断奶或身体运动，以及响应于多种细菌或病毒感染，一般发生在动物寿命的前几个小时内。最常见的致腹泻性细菌是肠毒原性大肠杆菌(ETEC)，其具有K99菌毛抗原。腹泻的常见病毒原因包括轮状病毒和冠状病毒。其它感染性因子包括隐孢子虫、兰伯氏贾第虫和沙门氏菌等等。轮状病毒感染的症状包括水样便的排泄、脱水和虚弱。在新生动物中，冠状病毒导致更严重的疾病，具有比轮状病毒感染更高的死亡率。不过经常，年幼动物可能同时感染有一种以上病毒或者病毒与细菌微生物的组合。这显著地增加疾病的严重性。因此，需要ABC转运蛋白活性的调控剂及其组合物，它们能够用于调控哺乳动物细胞膜中ABC转运蛋白的活性。需要用ABC转运蛋白的这类调控剂来治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法。需要在离体的哺乳动物细胞膜中调控ABC转运蛋白活性的方法。需要CFTR活性调控剂，其可以用于调控哺乳动物细胞膜中CFTR的活性。需要用这类CFTR活性调控剂治疗CFTR介导疾病的方法。需要在离体的哺乳动物细胞膜中调控CFTR活性的方法。本发明概述现发现，本发明的化合物及其药学上可接受的组合物可用作ABC转运蛋白活性 (特别是CFTR活性)的调控剂。这些化合物具有通式I:
权利要求
1.式I的化合物
2.权利要求1的化合物，其中A选自
3.权利要求2的化合物，其中A是
4.权利要求2的化合物，其中A是
5.权利要求1的化合物，其中J是CH2。
6.权利要求1的化合物，其中J是CF2。
7.权利要求1的化合物，其中Rn是H、芳基或杂芳基。
8.权利要求1的化合物，其中Rn是H或杂芳基。
9.权利要求1的化合物，其中Rn是杂芳基。
10.权利要求1的化合物，其中Rn是H。
11.权利要求1的化合物，其中任选被取代的Ar1是
12.权利要求1的化合物，其中任选被取代的Ar
13.权利要求1的化合物，其中任选被取代的Ar
14.权利要求1的化合物，其中任选被取代的Ar
15.权利要求1的化合物，其中任选被取代的Ar
16.权利要求1的化合物，其中任选被取代的Ar
17.权利要求1的化合物，其中w是0。
18.权利要求1的化合物，其中w是1 ο
19.权利要求1的化合物，其中w是2。
20.权利要求1的化合物，其中W是键。
21.权利要求1的化合物，其中W是任选被取代的(C1-C6)亚烷基链。
22.权利要求1的化合物，其中W 是-CH2-。
23.权利要求1的化合物，其中W 是-NH-。
24.权利要求1的化合物，其中W 是-ο-。
25.权利要求1的化合物，其中W 是-SO2-。
26.权利要求1的化合物，其中Rw 是 H。
27.权利要求1的化合物，其中Rw 是 0H。
28.权利要求1的化合物，其中Rw是芳基。
29.权利要求1的化合物，其中Rw是苯基。
30.权利要求1的化合物，其中Rw是杂芳基。
31.权利要求1的化合物，其中Rw是吡啶基。
32.权利要求1的化合物，其中Rw是烷氧基。
33.权利要求1的化合物，其中Rw是甲氧基。
34.权利要求1的化合物，其中Rw是三氟甲氧基。
35.权利要求1的化合物，其中Rw是环烷基。
36.权利要求1的化合物，其中Rw是环己基。
37.权利要求1的化合物，其中Rw是杂环烷基。
38.权利要求1的化合物，其中Rw是未被取代的杂环烷基。
39.权利要求1的化合物，其中Rw是吡啶酮。
40.权利要求1的化合物，其中Rw是-(C1-C6)亚烷基-N(R)20
41.权利要求1的化合物，其中Rw是-(C1-C6)亚烷基-OH。
42.权利要求1的化合物，其中Rw是-CH20H。
43.权利要求1的化合物，其中Ar1被无环-W-Rw取代。
44.权利要求1的化合物，其中Ar1被-W-Rw取代，该-W-Rw是芳基、杂芳基或环烷基环。
45.权利要求1的化合物，其中Ar1被至少一个-W-Rw取代，该-W-Rw具有下式
46.权利要求1的化合物，其中Ar1被至少一个-W-Rw取代，该-W-Rw选自下列基团
47.权利要求1的化合物，其中Ar1被至少一个-W-Rw取代，该-W-Rw选
48.权利要求1的化合物，其具有式IaIa或其药学上可接受的盐，其中J 是 CH2 或 CF2,Rn是H、烷基、芳基或杂芳基；Ar1任选被w个-W-Rw取代；其中
49.权利要求48的化合物，其中J是CH2。
50.权利要求48的化合物，其中J是CF2。
51.权利要求48的化合物，其中Rn是H或杂芳基。
52.权利要求48的化合物，其中Rn是杂芳基。
53.权利要求48的化合物，其中Rn是H。
54.权利要求48的化合物，其中Ar1选自下列基团
55.权利要求48的化合物，其中Ar1被无环-W-Rw取代。
56.权利要求48的化合物，其中Ar1被-W-IT取代，该-W-IT是芳基、杂芳基或环烷基环。
57.权利要求48的化合物，其中Ar1被-W-Rw取代，该-W-Rw是未被取代的杂环烷基。
58.权利要求48的化合物，其中Ar1被-W-Rw取代，该-W-Rw是吡啶酮。
59.权利要求48的化合物，其中Ar1被至少一个-W-Rw取代，该-W-Rw选自下列基团
60.权利要求的48化合物，其中Ar1被至少一个-W-Rw取代，该-W-Rw选自下列基团
61.权利要求48的化合物，其中Ar
62.权利要求1的化合物，其具有式Λ
63.权利要求1的化合物，其具有式Ic
64.选自表1的化合物。
65.药物组合物，其包含
66.权利要求65的组合物，其还包含另外的药剂，该另外的药剂选自黏液溶解药、支气管扩张药、抗生素、抗感染药、抗炎药、CFTR矫正剂和营养剂。
67.调控细胞膜中ABC转运蛋白的方法，该方法包括使所述细胞与权利要求1的化合物接触的步骤。
68.权利要求67的方法，其中所述ABC转运蛋白是CFTR。
69.治疗患者中涉及ABC转运蛋白活性的病况、疾病或障碍的方法，该方法包括将权利要求1的化合物给予所述患者的步骤。
70.权利要求69的方法，其中所述ABC转运蛋白是CFTR。
71.权利要求69的方法，其中所述的病况、疾病或障碍选自囊性纤维化；遗传性肺气肿；遗传性血色素沉着；凝血-纤维蛋白溶解缺陷，例如C蛋白缺陷；1型遗传性血管水肿；脂质加工缺陷，例如家族性高胆固醇血症；1型乳糜微粒血；无β脂蛋白血症； 溶酶体贮积病，例如I-细胞疾病/假性Hurler ；粘多糖病；Sandhof/Tay-Sachs ；II型 Crigler-Najjar ；多内分泌腺病/高胰岛素血症；糖尿病；拉伦侏儒；髓过氧化物酶缺陷； 原发性甲状旁腺机能减退；黑素瘤；1型聚糖病CDG ；遗传性肺气肿；先天性甲状腺机能亢进；成骨不全；遗传性低纤维蛋白原血症；ACT缺陷；尿崩症(di)；神经生长性di;肾原性 DI ；夏-马-图三氏综合征；佩-梅二氏病；神经变性疾病，例如阿尔茨海默氏病；帕金森氏病；肌萎缩性侧索硬化；进行性核上性麻痹；皮克氏病；若干聚谷氨酰胺神经病学障碍， 例如亨廷顿氏病；I型脊髓小脑性共济失调；脊髓与延髓肌肉萎缩；齿状核红核苍白球丘脑下核萎缩和肌强直性营养不良；以及海绵状脑病，例如遗传性克-雅二氏病；法布里氏病； 斯-施二氏综合征；COPD ；干眼病和斯耶格伦氏病。
72.用于在体外或体内测定生物样品中ABC转运蛋白或其片段的活性的试剂盒，该试剂盒包含(i)包含权利要求1的化合物的第一组合物；以及( )关于如下内容的说明书a)使所述组合物与所述生物样品接触；b)测定所述ABC转运蛋白或其片段的活性。
全文摘要
本发明涉及ATP结合盒(“ABC”)转运蛋白或其片段的调控剂，包括囊性纤维化跨膜传导调节剂(“CFTR”)、其组合物和及其使用方法。本发明还涉及使用这类调控剂治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法。
文档编号A61K31/505GK102245573SQ200980111324
公开日2011年11月16日 申请日期2009年2月25日 优先权日2008年2月28日
发明者B·贝尔, M·米勒, S·哈蒂达-鲁哈, 周竞兰 申请人:沃泰克斯药物股份有限公司
技术领域：
本发明涉及ATP结合盒(ATP-Binding Cassette) ( “ABC”)转运蛋白或其片段的调控剂，包括囊性纤维化跨膜传导调节剂(“CFTR”)、其组合物及其使用方法。本发明也涉及使用这类调控剂治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法。本发明的背景ABC转运蛋白是膜转运蛋白家族，调节广泛多种药理学物质、潜在毒性药物和外源物以及阴离子的转运。ABC转运蛋白是同源性膜蛋白，它们结合和利用细胞三磷酸腺苷 (ATP)供它们的特异性活性。这些转运蛋白中有些被发现是多药耐受性蛋白(如MDRl-P糖蛋白或多药耐受性蛋白MRP1)，为恶性癌细胞防御抵抗化学治疗剂。迄今，已经鉴别了 48种 ABC转运蛋白，并基于它们的序列同一性和功能将它们分为7个家族。ABC转运蛋白在体内调节多种重要的生理角色，并且提供对有害环境化合物的防御。因为如此，它们代表重要的潜在药物靶，用于治疗与该转运蛋白缺陷有关的疾病、防止药物从靶细胞中转运出去并干预其它其中ABC转运蛋白活性的调控可能是有益的疾病。普遍与疾病有关的一个ABC转运蛋白家族的成员是cAMP/ATP-介导的阴离子通道 CFTR。CFTR在多种细胞类型(包括吸收性和分泌性上皮细胞)中被表达，在其中它调节阴离子的跨膜流动以及其它离子通道和蛋白质的活性。在上皮细胞中，CFTR的正常功能发挥是维持电解质在体内各处(包括呼吸和消化组织)转运的关键。CFTR由大约1480个氨基酸组成，它们编码由跨膜结构域的串联重复所构成的蛋白质，其各自含有六个跨膜螺旋和一个核苷酸结合结构域。两个跨膜结构域通过大型极性调节性(R)-结构域连接，具有多个调节通道活性和细胞运输的磷酸化位点。编码CFTR的基因已被鉴别和测序(参见Gregory，R. J.等人(1990) Nature 347 382-386 ；Rich, D. P.等人(1990)Nature 347:358-362) ； (Riordan, J. R.等人(1989) Science 245:1066-1073)。这种基因的缺陷引起CFTR突变，导致囊性纤维化(“CF”)，这是人类最常见的致命性遗传疾病。在美国，囊性纤维化影响大约两千五百分之一的新生儿。 在全部美国人口中，多达一千万人携带有一个拷贝的缺陷基因，没有明显的疾病效应。相反，带有两个拷贝的CF相关基因的个体患有CF的衰弱与致命性效应，包括慢性肺疾病。在囊性纤维化患者中，在呼吸道上皮中被内源性表达的CFTR的突变引起顶端阴离子分泌减少，导致离子和流体转运的失衡。所致阴离子转运的减少对肺中粘液蓄积增强和伴随的微生物感染有贡献，所述感染最终导致CF患者死亡。除了呼吸疾病以外，CF患者通常患有胃肠问题和胰腺机能不全，如果不加治疗，胰腺机能不全则导致死亡。另外，大多数囊性纤维化男性是不育的，并且囊性纤维化女性的生育力降低。与两个拷贝的CF相关基因的严重效应相反，带有一个拷贝的CF相关基因的个体表现出对霍乱和腹泻所致脱水的抗性增加-这也许解释了人群中CF基因的相对高频率的原因。CF染色体的CFTR基因的序列分析已经揭示了多种致病性突变(Cutting，G. R.等人(1990) Nature 346 :366-369 ；Dean, Μ.等人(1990) Cell 61 :863 :870 ；以及 Kerem，B_S. 等人(1989)Science 245 :1073-1080 ；Kerem, B-S 等人(1990)Proc. Natl. Acad. Sci. USA87 =8447-8451)。迄今，已经鉴别了 1000种以上致病性CF基因突变(http://www. genet. sickkids. on. ca/cftr/)。最常见的突变是CFTR氨基酸序列508位苯丙氨酸的缺失，并且普遍将其称为AF508-CFTR。这种突变发生在大约70%的囊性纤维化病例中，与严重的疾
病有关。AF508-CFTR中508残基的缺失阻止初新生蛋白正确地折叠。这导致该突变蛋白不能退出内质网(“ER”)和运输至质膜。其结果是，膜中存在的通道数量远远少于表达野生型CFTR的细胞中所观察到的数量。除了运输受损以外，该突变还导致缺陷性通道门控。总之，膜中通道数量减少和缺陷性门控引起阴离子穿过上皮的转运减少，导致缺陷性离子和流体转运(Quinton，P. Μ. (1990)，FASEB J. 4 :2709-2727)。不过，研究已经显示，膜中 ΔF508-CFTR的数量减少是功能性的，尽管少于野生型CFTR(Dalemans等人(1991) ,Nature Lond. 354 :526-528 ；Denning 等人，上文；Pasyk 禾口 Foskett (1995)，J. Cell. Biochem. 270 12347-50)。除了 AF508-CFTR以外，其它导致缺陷性运输、合成和/或通道门控的致病性 CFTR突变可能被上调或下调，以改变阴离子分泌和改变疾病进展和/或严重性。尽管CFTR除了阴离子以外还转运多种分子，不过显然这种角色(阴离子的转运) 代表了穿过上皮转运离子和水的重要机理中的一种要素。其它要素包括上皮Na+通道、 ENaC,Na+/2Cl7K+协同转运蛋白、Na+-K+-ATP酶泵和基底外侧膜K+通道，它们负责摄取氯化物进入细胞。这些要素一起发挥作用，以经由它们在细胞内的选择性表达和定位实现穿过上皮的定向转运。借助存在于顶端膜上的ENaC与CFTR和在细胞基底外侧表面上表达的 Na+-K+-ATP酶泵与Cl_通道的协调活性，发生氯化物吸收。氯化物从腔侧的次级主动转运引起细胞内氯化物的蓄积，然后可以被动地经由Cl—通道离开细胞，导致向量转运。Na+/2C17 K+协同转运蛋白、Na+-K+-ATP酶泵和基底外侧膜K+通道在基底外侧表面上的排列以及腔侧上的CFTR协调氯化物经由腔侧上CFTR的分泌。因为水可能从不主动转运自己，所以它穿过上皮的流动依赖于由钠和氯化物的大量流动所生成的微小跨上皮渗透梯度。除了囊性纤维化以外，CFTR活性的调控也可以有益于其它不直接由CFTR突变所导致的疾病，例如分泌性疾病和其它由CFTR介导的蛋白质折叠疾病。这些疾病包括但不限于慢性阻塞性肺疾病(COPD)、干眼病和斯耶格伦氏(Sj5gren)综合征。COPD的特征在于气流受限，它是进行性的，不是完全可逆的。气流受限是因为粘液分泌过多、肺气肿和细支气管炎。突变CFTR或野生型CFTR的活化剂提供COPD中常见的粘液分泌过多和粘液纤毛清除减少的潜在治疗。具体而言，增加穿过CFTR的阴离子分泌可以有利于流体转运进入气道表面液体，以水化粘液，优化纤毛周围的流体粘度。这将引起粘液纤毛清除增强以及与COPD有关的症状减少。干眼病的特征在于泪水产生减少和异常泪膜脂质、蛋白质与粘蛋白特征。干眼有很多原因，其中一些包括年龄、Lasik眼手术、关节炎、药物治疗、化学/热灼伤、变态反应和疾病，例如囊性纤维化和斯耶格伦氏综合征。增加经由 CFTR的阴离子分泌将增强流体从角膜内皮细胞和眼周围分泌腺体的转运，以增加角膜的水化作用。这将有助于缓解与干眼病有关的症状。斯耶格伦氏综合征是一种自身免疫疾病， 其中免疫系统攻击体内各处产生水分的腺体，包括眼、口、皮肤、呼吸组织、肝、阴道和肠。症状包括眼、口和阴道干燥以及肺疾病。该疾病也与类风湿性关节炎、全身性狼疮、系统性硬化和多肌炎/皮肤肌炎有关。缺陷性蛋白质运输据信会导致该疾病，用于它的治疗选择是有限的。CFTR活性的调控剂可以水化各种受该疾病影响的器官，帮助改善有关症状。正如上文所讨论的，据信AF508_CFTR中508残基的缺失阻止新生蛋白正确地折叠，导致这种突变蛋白不能退出ER并运输至质膜。其结果是，存在于质膜的成熟蛋白数量不足，上皮组织内氯化物的转运显著减少。事实上，这种ABC转运蛋白被ER机构缺陷性ER 加工的细胞现象已被显示不仅是CF疾病的潜在础，而且是广泛的其它孤立性与遗传性疾病的潜在础。ER机构可能发生故障的两种方式要么是与蛋白质的ER输出的偶联丧失，引起降解，要么是这些有缺陷/误折叠的蛋白质的ER蓄积[Aridor M，等人，Nature Med. ,5(7), PP745-751(1999) ；Shastry, B.S.,等人，Neurochem. International,43, pp 1-7(2003)； Rutishauser，J.，等人，Swiss Med Wkly, 132, dd 211-222(2002) ；Morello，JP 等人，TIPS， 21, pp. 466-469(2000) ；Bross P.，等人，Human Mut. ,14, pp. 186-198(1999)]。与第一类 ER功能障碍有关的疾病有囊性纤维化(正如上文所讨论的，其由误折叠的AF508-CFTR引起)、遗传性肺气肿(由al-抗胰蛋白酶；非Piz变体引起)、遗传性血色素沉着、凝血-纤维蛋白溶解缺陷(例如C蛋白缺陷)、1型遗传性血管水肿、脂质加工缺陷(例如家族性高胆固醇血)、1型乳糜微粒血、无β脂蛋白血症、溶酶体贮积病(例如I-细胞疾病/假性 Hurler)、粘多糖病(由溶酶体加工酶引起),Sandhof/Tay-Sachs (由β -己糖胺酶引起)、 II型Crigler-NajjaH由UDP-葡糖醛基-唾液酰基-转移酶引起)、多内分泌腺病/高胰岛素血、糖尿病(由胰岛素受体引起)、拉伦(Laron)侏儒症(由生长激素受体引起)、髓过氧化物酶缺陷、原发性甲状旁腺机能减退(由前促甲状旁腺激素引起)、黑素瘤(由酪氨酸酶引起)。与后一类ER功能障碍有关的疾病有1型聚糖病CDG、遗传性肺气肿(由α -抗胰蛋白酶(PiZ变体)引起)、先天性甲状腺机能亢进、成骨不全(由I、II、IV型前胶原引起)、遗传性低纤维蛋白原血(由纤维蛋白原引起)、ACT缺陷(由α -抗凝乳蛋白酶引起)、尿崩症(DI)、神经生长性(neurophyseal)DI (由加压素/V2-受体引起)、肾原性DI (由水通道蛋白II引起)、夏-马-图三氏(Charcot-Marie-Tooth)综合征(由外周髓磷脂蛋白22引起)、佩-梅二氏(Perlizaeus-Merzbacher)病、神经变性疾病(例如阿尔茨海默氏病(由β APP和早老蛋白引起)、帕金森氏病、肌萎缩性侧索硬化、进行性核上性麻痹、皮克氏病)、若干聚谷氨酰胺神经病学障碍(例如亨廷顿氏病、I型脊髓小脑性共济失调、脊髓与延髓肌肉萎缩、齿状核苍白球丘脑下核萎缩和肌强直性营养不良)以及海绵状脑病(例如遗传性克-雅二氏(Creutzfeldt-Jakob)病(由朊病毒蛋白加工缺陷引起)、法布里氏 (Fabry)病(由溶酶体α-半乳糖苷酶A引起)和斯-施二氏(StrausslerIcheinker)综合征、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、干眼病和斯耶格伦氏综合征。除了 CFTR活性的上调以外，通过CFTR调控剂来减少阴离子分泌也可以有益于分泌性腹泻的治疗，其中作为促分泌素活化的氯化物转运的结果，上皮水转运显著地增加。该机理牵涉cAMP的升高和CFTR的刺激。尽管腹泻有许多原因，不过由过量氯化物转运所致腹泻性疾病的主要后果是所有原因所共有的，包括脱水、酸中毒、生长减退和死亡。急性腹泻与慢性腹泻在世界很多地区代表了主要的医学问题。在小于五岁的儿童中，腹泻既是营养不良的显著因素，又是死亡的主要原因(5，000, 000例死亡/年)。在获得性免疫缺陷综合征(AIDS)和慢性炎性肠疾病(IBD)患者中，分泌性腹泻也是危险的病况。每年从工业化国家到发展中国家旅行的人中有一千六百万人患上腹泻，腹泻病例的严重性和数量因旅行的国家和地区而异。圈养动物和宠物，例如牛、猪、马、绵羊、山羊、猫和狗的腹泻也称为家畜腹泻病，是这些动物死亡的主要原因。腹泻可以由任何重大转变所致，例如断奶或身体运动，以及响应于多种细菌或病毒感染，一般发生在动物寿命的前几个小时内。最常见的致腹泻性细菌是肠毒原性大肠杆菌(ETEC)，其具有K99菌毛抗原。腹泻的常见病毒原因包括轮状病毒和冠状病毒。其它感染性因子包括隐孢子虫、兰伯氏贾第虫和沙门氏菌等等。轮状病毒感染的症状包括水样便的排泄、脱水和虚弱。在新生动物中，冠状病毒导致更严重的疾病，具有比轮状病毒感染更高的死亡率。不过经常，年幼动物可能同时感染有一种以上病毒或者病毒与细菌微生物的组合。这显著地增加疾病的严重性。因此，需要ABC转运蛋白活性的调控剂及其组合物，它们能够用于调控哺乳动物细胞膜中ABC转运蛋白的活性。需要用ABC转运蛋白的这类调控剂来治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法。需要在离体的哺乳动物细胞膜中调控ABC转运蛋白活性的方法。需要CFTR活性调控剂，其可以用于调控哺乳动物细胞膜中CFTR的活性。需要用这类CFTR活性调控剂治疗CFTR介导疾病的方法。需要在离体的哺乳动物细胞膜中调控CFTR活性的方法。本发明概述现发现，本发明的化合物及其药学上可接受的组合物可用作ABC转运蛋白活性 (特别是CFTR活性)的调控剂。这些化合物具有通式I:
权利要求
1.式I的化合物
2.权利要求1的化合物，其中A选自
3.权利要求2的化合物，其中A是
4.权利要求2的化合物，其中A是
5.权利要求1的化合物，其中J是CH2。
6.权利要求1的化合物，其中J是CF2。
7.权利要求1的化合物，其中Rn是H、芳基或杂芳基。
8.权利要求1的化合物，其中Rn是H或杂芳基。
9.权利要求1的化合物，其中Rn是杂芳基。
10.权利要求1的化合物，其中Rn是H。
11.权利要求1的化合物，其中任选被取代的Ar1是
12.权利要求1的化合物，其中任选被取代的Ar
13.权利要求1的化合物，其中任选被取代的Ar
14.权利要求1的化合物，其中任选被取代的Ar
15.权利要求1的化合物，其中任选被取代的Ar
16.权利要求1的化合物，其中任选被取代的Ar
17.权利要求1的化合物，其中w是0。
18.权利要求1的化合物，其中w是1 ο
19.权利要求1的化合物，其中w是2。
20.权利要求1的化合物，其中W是键。
21.权利要求1的化合物，其中W是任选被取代的(C1-C6)亚烷基链。
22.权利要求1的化合物，其中W 是-CH2-。
23.权利要求1的化合物，其中W 是-NH-。
24.权利要求1的化合物，其中W 是-ο-。
25.权利要求1的化合物，其中W 是-SO2-。
26.权利要求1的化合物，其中Rw 是 H。
27.权利要求1的化合物，其中Rw 是 0H。
28.权利要求1的化合物，其中Rw是芳基。
29.权利要求1的化合物，其中Rw是苯基。
30.权利要求1的化合物，其中Rw是杂芳基。
31.权利要求1的化合物，其中Rw是吡啶基。
32.权利要求1的化合物，其中Rw是烷氧基。
33.权利要求1的化合物，其中Rw是甲氧基。
34.权利要求1的化合物，其中Rw是三氟甲氧基。
35.权利要求1的化合物，其中Rw是环烷基。
36.权利要求1的化合物，其中Rw是环己基。
37.权利要求1的化合物，其中Rw是杂环烷基。
38.权利要求1的化合物，其中Rw是未被取代的杂环烷基。
39.权利要求1的化合物，其中Rw是吡啶酮。
40.权利要求1的化合物，其中Rw是-(C1-C6)亚烷基-N(R)20
41.权利要求1的化合物，其中Rw是-(C1-C6)亚烷基-OH。
42.权利要求1的化合物，其中Rw是-CH20H。
43.权利要求1的化合物，其中Ar1被无环-W-Rw取代。
44.权利要求1的化合物，其中Ar1被-W-Rw取代，该-W-Rw是芳基、杂芳基或环烷基环。
45.权利要求1的化合物，其中Ar1被至少一个-W-Rw取代，该-W-Rw具有下式
46.权利要求1的化合物，其中Ar1被至少一个-W-Rw取代，该-W-Rw选自下列基团
47.权利要求1的化合物，其中Ar1被至少一个-W-Rw取代，该-W-Rw选
48.权利要求1的化合物，其具有式IaIa或其药学上可接受的盐，其中J 是 CH2 或 CF2,Rn是H、烷基、芳基或杂芳基；Ar1任选被w个-W-Rw取代；其中
49.权利要求48的化合物，其中J是CH2。
50.权利要求48的化合物，其中J是CF2。
51.权利要求48的化合物，其中Rn是H或杂芳基。
52.权利要求48的化合物，其中Rn是杂芳基。
53.权利要求48的化合物，其中Rn是H。
54.权利要求48的化合物，其中Ar1选自下列基团
55.权利要求48的化合物，其中Ar1被无环-W-Rw取代。
56.权利要求48的化合物，其中Ar1被-W-IT取代，该-W-IT是芳基、杂芳基或环烷基环。
57.权利要求48的化合物，其中Ar1被-W-Rw取代，该-W-Rw是未被取代的杂环烷基。
58.权利要求48的化合物，其中Ar1被-W-Rw取代，该-W-Rw是吡啶酮。
59.权利要求48的化合物，其中Ar1被至少一个-W-Rw取代，该-W-Rw选自下列基团
60.权利要求的48化合物，其中Ar1被至少一个-W-Rw取代，该-W-Rw选自下列基团
61.权利要求48的化合物，其中Ar
62.权利要求1的化合物，其具有式Λ
63.权利要求1的化合物，其具有式Ic
64.选自表1的化合物。
65.药物组合物，其包含
66.权利要求65的组合物，其还包含另外的药剂，该另外的药剂选自黏液溶解药、支气管扩张药、抗生素、抗感染药、抗炎药、CFTR矫正剂和营养剂。
67.调控细胞膜中ABC转运蛋白的方法，该方法包括使所述细胞与权利要求1的化合物接触的步骤。
68.权利要求67的方法，其中所述ABC转运蛋白是CFTR。
69.治疗患者中涉及ABC转运蛋白活性的病况、疾病或障碍的方法，该方法包括将权利要求1的化合物给予所述患者的步骤。
70.权利要求69的方法，其中所述ABC转运蛋白是CFTR。
71.权利要求69的方法，其中所述的病况、疾病或障碍选自囊性纤维化；遗传性肺气肿；遗传性血色素沉着；凝血-纤维蛋白溶解缺陷，例如C蛋白缺陷；1型遗传性血管水肿；脂质加工缺陷，例如家族性高胆固醇血症；1型乳糜微粒血；无β脂蛋白血症； 溶酶体贮积病，例如I-细胞疾病/假性Hurler ；粘多糖病；Sandhof/Tay-Sachs ；II型 Crigler-Najjar ；多内分泌腺病/高胰岛素血症；糖尿病；拉伦侏儒；髓过氧化物酶缺陷； 原发性甲状旁腺机能减退；黑素瘤；1型聚糖病CDG ；遗传性肺气肿；先天性甲状腺机能亢进；成骨不全；遗传性低纤维蛋白原血症；ACT缺陷；尿崩症(di)；神经生长性di;肾原性 DI ；夏-马-图三氏综合征；佩-梅二氏病；神经变性疾病，例如阿尔茨海默氏病；帕金森氏病；肌萎缩性侧索硬化；进行性核上性麻痹；皮克氏病；若干聚谷氨酰胺神经病学障碍， 例如亨廷顿氏病；I型脊髓小脑性共济失调；脊髓与延髓肌肉萎缩；齿状核红核苍白球丘脑下核萎缩和肌强直性营养不良；以及海绵状脑病，例如遗传性克-雅二氏病；法布里氏病； 斯-施二氏综合征；COPD ；干眼病和斯耶格伦氏病。
72.用于在体外或体内测定生物样品中ABC转运蛋白或其片段的活性的试剂盒，该试剂盒包含(i)包含权利要求1的化合物的第一组合物；以及( )关于如下内容的说明书a)使所述组合物与所述生物样品接触；b)测定所述ABC转运蛋白或其片段的活性。
全文摘要
本发明涉及ATP结合盒(“ABC”)转运蛋白或其片段的调控剂，包括囊性纤维化跨膜传导调节剂(“CFTR”)、其组合物和及其使用方法。本发明还涉及使用这类调控剂治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法。
文档编号A61K31/505GK102245573SQ200980111324
公开日2011年11月16日 申请日期2009年2月25日 优先权日2008年2月28日
发明者B·贝尔, M·米勒, S·哈蒂达-鲁哈, 周竞兰 申请人:沃泰克斯药物股份有限公司
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