用于治療疼痛的新的類阿片肽的制作方法

專利名稱：用于治療疼痛的新的類阿片肽的制作方法
背景技術：
哺乳動物和兩棲動物的許多內源肽結合到特定的類阿片受體上，并且激發類似于經典的阿片制劑的止痛反應。已經證明許多不同類型的類阿片受體共存在于高等動物中。例如，參見w.Martin et al.，J.Pharmacol.Exp.Ther.，197，p.517(1975)；和J.Lord et al.，Nature(London).257，p.495(1977)。已經鑒別出三種不同類型的類阿片受體。第一種，δ，顯示對于腦啡肽類肽顯示不同程度的親和力。第二種，μ，顯示對嗎啡和其它多環生物堿的選擇性增強。第三種，κ，顯示對于上述任何一組配體具有相同的親和力并且對于強啡肽其親和力更強。通常，μ受體可能與鎮痛作用更相關，盡管δ和κ受體也介導鎮痛作用。
當與一種阿片制劑結合時，每一種類阿片受體都引起特異于該類型受體的特定的生物應答。當一種阿片制劑激活一種以上受體時，每一種受體的生物應答受影響，從而產生副作用。一種阿片制劑的特異性和選擇性越小，由于施用阿片制劑而導致副作用增加的機會越大。
在現有技術中，阿片制劑，類阿片肽和其類似物沒有表現出或者有限程度地表現出對其結合的一種受體或多種受體類型具有特異性和選擇性。止痛劑類阿片作用的初始位點是中樞神經系統(CNS)。通常常用的麻醉止痛劑是強疏水性的，因而非常適合于穿透脂膜，例如血腦屏障。由于這種物理性能，在腦部中樞神經系統內鎮痛劑趨向于與類阿片受體結合。但是，他們并不必然與同源受體亞型結合。這種結合在醫療上引起不期望有的副作用。
阿片制劑可引起嚴重的和潛在致命的副作用。與中樞神經系統受體的非特異性作用產生副作用例如呼吸阻抑，耐受性，身體依賴性，和快速戒癮綜合癥。參見K.Budd，International Encyclopedia of Pharmcology andTherapeutics；N.E.Williams and H.Wilkinson，Eds.，Pergammon(Oxford)，112，p.51(1983)。因此，主要通過外周神經系統中類阿片受體起作用的類阿片止痛劑不會引起類似于與影響中樞神經系統的類阿片止痛劑相關的不期望有的副作用。本發明的類阿片肽實質上影響外周神經系統，因此通過從本質上防治不期望有的毒副作用而克服常規阿片制劑的一些缺點。
至今為止，已知顯示有外周止痛作用的制劑幾個種類之一是非類固醇抗炎性藥劑，例如阿司匹林，異丁苯丙酸，和酮咯酸(ketorolac)。這些藥劑不與類阿片受體相互作用，但已知其可抑制循環加氧酶并減弱前列腺素的合成。這些弱止痛劑在中樞系統中不會介導副作用，但是，他們可引起其它的副作用例如胃腸道潰瘍。本發明的目的之一是提供類阿片類肽，這些肽在外周系統中起作用，但是基本上可避免與常規的作用于外周系統的止痛劑相關的不期望有的副作用。
本領域內最近的研究工作已證明阿片制劑藥物有顯著的外周止痛作用。參見A.Barber和R.Gottschlich，Med.Res.Rev.，12，p.525(1992)和C.Stein，Anasth.Analg.，76，p.182(1993)。可將作用于中樞系統的類阿片生物堿的四價鹽可用作藥物探針用于區分外周和中樞系統止痛應答。應答強的類阿片制劑四價鹽有持久的陽性電荷，并且顯示對血腦屏障具有有限的穿透力。參見T.W.Smith等，Life Sci，31，p.1205(1982)；T.W.Smith等，Int.J.Tiss.Reac.，7，p.61(1985)；B.B.Lorenzetti和S.H.Ferreira，Braz.J.Med.Boil.Res.，15，p.285(1982)；D.R.Brown和L.I.Goldberg，Neuropharmacol.，24，p.181(1985)；G.Bianchi等，LifeSci.，30，p.1875(1982)；和J.Russel等，Eur.J.Pharmacol.，78，p.255(1982)已經制備出高度極化的腦啡肽和dermorphins的類似物，該類似物保留了強抗感受傷害活性但是顯示有有限的中樞神經系統穿透能力。參見例如R.L.Follenfant等，Br.J.Pharmacol.，93，p.85(1988)；G.W.Hardy等，J.Med.Chem.，32，p.1108(1989)。相反，在現有技術中，親脂類阿片肽被認為更容易穿透血腦屏障。令人吃驚的是，本發明的類阿片肽是高度親脂的，但沒有明顯地穿透血腦屏障。
與常規阿片制劑不同，類阿片肽是疏水性的。其疏水性趨向增加其從哺乳動物體內消除速率。疏水性增加這些肽通過表皮屏障的能力。盡管如此，已經證明將類阿片肽使用到動物體內可影響中樞神經系統。因此對于提高這些化合物的吸收特性已經作了巨大努力。科學家們已經對降低肽穿透入中樞神經系統的能力進行了嘗試，尤其是對于當身體與這些化學藥品接觸過長時間引起不期望有的副作用或者是毒性的情況。
據認為，非極性的肽通過穿過腦血屏障比極性肽更易進入中樞神經系統。已有人公開TAPP(H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe-NH2)顯示外周和中樞的抗感受傷害的特性(P.Schiller et al，Proceedings of the 20th EuropeanPeptide Symposium，1988)。與之相矛盾，本發明人已經發現該四肽TAPP(H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe-NH2)在中樞系統中不起作用。在小鼠熱平板檢測試驗中，即使在100毫克/千克劑量下也缺少止痛作用可證明該結果。該檢測試驗是標準方法并且是本領域內專業人員熟知的。該試驗檢測到在中樞系統中介導止痛應答的化學藥品。
本申請中使用的術語“特異性”是指一種阿片制劑或類阿片肽與一種特定的類阿片受體而不是另一種類阿片受體進行特定的或限定的結合。一種類阿片肽的特異性可用結合抑制常數Ki來表示。術語“選擇性”是指一種阿片制劑或類阿片肽區分幾種類阿片受體的能力，以及結合到唯一的一種特定受體上的能力。根據結合抑制常數的比例可顯示一種類阿片肽對μ受體的選擇性。例如結合抑制常數Kiδ/Kiμ的比例是可用于測定選擇性的一個值。該比例代表與μ和δ受體結合的親和力的關系。該比例為較高值表示配體更優先與μ受體而不是δ受體結合。已知一種常規的類阿片肽類似物H-Tyr-D-Ala-Gly-Phe(NMe)-Gly-ol(DAGO)是大多數μ選擇性類阿片受體肽類似物之一。這種肽顯示的Kiδ/Kiμ值是1050。另一方面，Leu-腦啡肽顯示的Kiδ/Kiμ值是0.2。該小數值反映出其對δ的親合力明顯高于其對μ受體的親和力。
一種肽一定具有某種藥物學用途。首先，一種肽應該對蛋白質水解具有抗性。第二，一種肽應該引起增強的生物學應答。第三，一種肽用于人類必須是安全的。第四，一種肽應該能大量地合成，該量足以用于有關其毒性的臨床研究以及后來用作為商品。在本發明中，為了防止穿透血腦屏障以及便于快速地排出過量施用的肽和其代謝物，較低脂溶性和較高水溶性也是該肽需要具有的特性。再者，為了使可能的副作用降低到最低程度，消除了與受體選擇性和特異性結合活性的肽也是人們需要的。
作用于一個特定的類阿片受體，尤其是μ受體的肽是我們需要的。其脂溶性低于常規的阿片制劑，從而難以突破血腦屏障的肽也是我們需要的。再者，高度極化的肽通常在生理pH水介質中有較高的溶解度，從而增強其和其代謝物的排泄性能。
發明概述本發明提供了基本上對于一種類阿片受體具有選擇性和特異性的新化合物。本發明提供了對μ受體顯示優先的選擇性和特異性的肽。本發明還提供了主要與外周神經末梢的類阿片受體發生作用的并且實質可穿透血腦屏障的肽。因此與常規阿片制劑和至今為止報道的類阿片肽有關的副作用相比，本發明降低了副作用的嚴重性和數目。
本發明的化合物由下列通式(1)表示 和其衍生物和類似物，其中x選自H和C1-6烷基；Y和Z分別選自H，環狀芳香烷基，和C1-6烷基；R1是酪氨酰殘基，2’，6’-二甲基酪氨酰殘基，或其類似物或衍生物；R3是一種芳香族氨基酸；R4是一種芳香族氨基酸殘基；R2是一種有R-構型的氨基酸，條件是當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，X，Y，和Z是H，和R3是苯丙氨酸時，那么R4不是未取代的或由4NO2或4N3取代的苯丙氨酸；當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，X，Y，和Z是H，R4是苯丙氨酸時，R3不是未取代的或由4NO2取代的苯丙氨酸；當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，X，Y，和Z是H，R4是1’-萘基丙氨酸時，R3不是1’-萘基丙氨酸或2’-萘基丙氨酸；和當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，X，Y，和Z是H時，R3和R4不是色氨酸；和Q是一個酰胺鍵或者是一個插入模擬酰胺鍵(interposed amide bondmimetic)。
本發明還提供了用于治療疼痛的含有該肽的藥物學上可接受的組合物。
本發明還提供了將這些肽用于制備治療疼痛的外周止痛劑。
本發明進一步提供了將通式為H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe-NH2的肽用于制備治療疼痛的外周神經系統止痛劑。
表和附圖表1列出了疏水dermorphin相關的四肽的體內和體外活性。


圖1顯示嗎啡(10mg kg-1)(圖A)和列舉的受試化合物(圖BBCH2463；CBCH2462；DBCH2687)的止痛作用的時間過程。
圖2顯示在苯醌誘導的疼痛試驗(在小鼠皮下)給藥后20分鐘ED50＝0.5mg kg-1時對BCH2463的劑量應答曲線。
圖3列出了在苯醌誘導的疼痛試驗(小鼠皮下)中對BCH1774和BCH2463的止痛時間過程進行比較的結果。
發明描述在說明書和權利要求中使用了下列通用縮寫Abu-氨基丁酸Aib-氨基異丁酸Ala-丙氨酸 Chl-環高亮氨酸Arg-精氨酸 Cys(Bzl)-半胱氨酸(苯氧基)Cle-環亮氨酸Dmt-2’，6’-二甲基酪氨酰Gln-谷氨酰胺Glu-谷氨酸Gly-甘氨酸 GPI-豚鼠回腸His-組氨酸 Ile-異亮氨酸Hph-高苯丙氨酸 Met-蛋氨酸Leu-亮氨酸 MVD-鼠輸精管Nle-正亮氨酸Nva-正纈氨酸Phe-苯丙氨酸Pro-脯氨酸Phg-苯甘氨酸Ser-絲氨酸 Thr-蘇氨酸Trp-色氨酸 Tyr-酪氨酸Nal-1’-或2’-萘基丙氨酸PBQ-苯基-對-苯醌Tic-四羥異喹啉-3-羧酸TAPP-H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe-NH2TSPP-H-Tyr-D-Ser-Phe-Phe-NH2本文使用的術語“氨基酸”，和“芳香族氨基酸”包括化學合成和肽化學領域內技術人員公用的天然存在的氨基酸以及非天然氨基酸，其衍生物和類似物。還包括TAPP類似物，其中苯丙氨酸的四位上被一個硝基或疊氮基側取代。在由D.C.Roberts和F.Vellaccio描述的“The Peptide”，vol5，1983，Academic Press，Chapter 6(引入本文作為參考)可發現非天然的和非蛋白質性的氨基酸表。芳香族氨基酸的例子包括酪氨酸，色氨酸，苯甘氨酸，組氨酸，萘基丙氨酸，四羥異喹啉-3羧酸和苯氧基半胱氨酸。芳香族氨基酸的其它例子包括在芳香環上被例如CH3，C2H5，F，Cl，Br，NO2，OH，SH，CF3，CN，COOH，和CH2COOH取代的苯丙氨酸或者在β碳上被低級烷基，OH，SH，或苯基取代。芳香環可以被多位取代。芳香族氨基酸還可以包括苯甘氨酸型芳香碳環，其中苯甘氨酸的芳香環可以被CH3，C2H5，F，Cl，Br，NO2，OH，SH，CF3，CN，COOH，和CH2COOH取代。這些例子僅僅是為了舉例說明，并不是為了以任何方式限制本發明。
在表1中的PBQ疼痛試驗中顯示的術語“ED50”定義為與對照相比導致因疼痛而扭曲的數目降低50％所需的藥劑量。在熱平板試驗中使用的術語“ED50”定義為與對照相比使應答的潛伏期增加2倍所需的藥劑量，并且是采用平行線概率分析法確定的。
術語“插入模擬酰胺鍵”是一種酰胺鍵中的羰基和NH基相交換的化學鍵。
術語“Ki”是結合抑制常數。術語“Kiδ/Kiμ”是可用于檢測選擇性的一個值。該比例代表類阿片肽與μ和δ受體結合親和力的關系。
術語“R-構型”是指取代基環繞手性元素的三維空間排列。設計絕對構型的通用系統是與本領域內技術人員熟知的優先系統為基礎，并在下文中簡單描述。將結合到手性中心的每個基團按照優先級賦予一個數值。從與最低優先級相反的一端來觀察該分子。如果從最高優先級的基團往最低優先級的基團看是按順時針方向，則定義為“R”構型。
當用于氨基酸時術語“殘基”是指通過從羧基上去除羥基和從氨基上去除一個氫而從相應氨基酸衍生的基團。
本發明的化合物可用下列通式(1)代表 和其衍生物和類似物，其中，x選自H和C1-6烷基；Y和Z分別選自H，環狀芳香烷基，和C1-6烷基；R1是酪氨酰殘基，2’，6’-二甲基酪氨酰殘基，或其類似物或衍生物；
R3是一種選自于一組芳香族氨基酸的氨基酸殘基；R4是一種芳香族氨基酸殘基；R2是一種有R-構型的氨基酸，條件是當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，X，Y，和Z是H，和R3是苯丙氨酸時，那么R4不是未由4NO2或4N3取代的苯丙氨酸；當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，X，Y，和Z是H，和R4苯丙氨酸時，R3不是未取代的或由4NO2取代的苯丙氨酸；當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，X，Y，和Z是H，和R4是1’-萘基丙氨酸時，R3不是1’-萘基丙氨酸或2’-萘基丙氨酸；和當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，X，Y，和Z是H時，R3和R4不是色氨酸；和Q是一個酰胺鍵或者是一個插入模擬酰胺鍵。
優選的化合物是由通式(1)代表的化合物及其衍生物和類似物，其中X是H。
其它優選的化合物是由通式(1)代表的化合物及其衍生物和類似物，其中R2是一種有R-構型的氨基酸殘基，條件是當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，X，Y，和Z是H時，那么R3和R4是不同的并且選自苯丙氨酸和色氨酸。
其它優選的化合物是由通式(1)代表的化合物及其衍生物和類似物，其中Q是一個酰胺鍵或者是通式Q1-Q2表示的一個插入模擬酰胺鍵，其中Q1選自CH2，CHOH，C＝O，C＝S和CH＝，Q2選自CH2，NH，S，SO，SO2，O和CH＝，條件是當Q1是CH＝時，那么Q2是CH＝。
更優選的化合物是由通式(1)代表的化合物及其衍生物和類似物，其中，Y和Z是H；R3和R4分別是芳香族氨基酸；R2是一種有R-構型的氨基酸，條件是當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸時，那么R3和R4是不同的并且選自苯丙氨酸和色氨酸。
進一步優選的化合物是由通式(1)代表的化合物及其衍生物和類似物，其中R2是一種有R-構型的氨基酸殘基，條件是R2不是D-丙氨酸，R3和R4是苯丙氨酸殘基。
還要進一步優選的化合物是由通式(1)代表的化合物及其衍生物和類似物，其中R1是酪氨酰殘基；R2選自D-正纈氨酸，D-絲氨酸，和D-精氨酸；R3和R4是苯丙氨酸殘基；和Q是一個肽鍵。
更優選的化合物是由通式(1)代表的化合物及其衍生物和類似物，其中，X是H，Y和Z分別選自H，芳香烷基，和C1-6烷基，R1是酪氨酰殘基，2’，6’-二甲基酪氨酰殘基，或其類似物或衍生物；R3是一種芳香酸；R4單獨是一種選自于一組芳香族和脂肪族氨基酸；R2是一種有R-構型的氨基酸殘基，條件是當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，Y和Z是H，那么R3和R4是不同的并且分別選自于由苯丙氨酸和色氨酸組成的組，Q是一個酰胺鍵或者是通式Q1-Q2表示的一個插入模擬酰胺鍵，其中Q1選自CH2，CHOH，C＝O，C＝S和CH＝，Q2選自于CH2，NH，S，SO，SO2，O和CH＝，條件是當Q1是CH＝時，那么Q2是CH＝。
更優選的化合物是由通式(1)代表的以及其衍生物和類似物，其中，X是H，Y和Z是H，R1是酪氨酰殘基，2’，6’-二甲基酪氨酰殘基，或其類似物或衍生物；R3和R4分別是一種芳香族氨基酸殘基；R2是一種有R-構型的氨基酸，條件是當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸時，那么R3和R4是不同的并且分別選自于由苯丙氨酸和色氨酸組成的組，Q是一個酰胺鍵或者是通式Q1-Q2表示的一個插入模擬酰胺鍵，其中Q1選自CH2，CHOH，C＝O，C＝S和CH＝，Q2選自于CH2，NH，S，SO，SO2，O和CH＝，條件是當Q1是CH＝時，那么Q2是CH＝。
更優選的化合物是由通式(1)代表的化合物及其衍生物和類似物，其中，X是H，Y和Z是H，R1是酪氨酰殘基，2’，6’-二甲基酪氨酰殘基，或其類似物或衍生物；R2是一種有R-構型的氨基酸殘基，條件是R2不是丙氨酸；R3和R4是苯丙氨酸殘基；Q是一個酰胺鍵或者是通式Q1-Q2表示的一個插入模擬酰胺鍵，其中Q1選自CH2，CHOH，C＝O，C＝S和CH＝，Q2選自CH2，NH，S，SO，SO2，O和CH＝，條件是當Q1是CH＝時，那么Q2是CH＝。
最優選的化合物是由通式(1)表的化合物及其衍生物和類似物，其中，X是H，Y和Z是H，R1是酪氨酰殘基；R2選自于由D-正纈氨酸，D-絲氨酸，和D-精氨酸；R3和R4是苯丙氨酸殘基；和Q是一個肽鍵。
本發明優選的化合物列舉如下H-Tyr-D-Phe-Phe-phe-NH2
H-Tyr-Aib-Phe-Phe-NH2H-Tyr-D-Nle-Phe-Phe-NH2H-Tyr-Pro-Phe-Phe-NH2H-Tyr-D-Ala-Phe-2′-Nal-NH2H-Tyr-D-Ala-D-Phe-Phe-NH2H-Tyr-D-Ala-Phe(4NO2)-Phe(4NO2)-NH2H-Tyr-D-Ala-Phe-Tic-NH2H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe(NMe)-NH2H-Tyr-D-Ala-Phe-1′Nal-NH2H-Tyr-D-Ala-Trp-Phe-NH2H-Tyr-D-Ala-Phe-Trp-NH2H-Tyr-Ala-Phe-Phe-NH2CH2-Tyr-D-Ala-Phe-Phe-NH2H-Tyr-D-Nle-Phe-Trp-NH2H-Tyr-D-Nle-Phe-2′-Nal-NH2H-Tyr-D-Nle-Trp-Phe-NH2H-Tyr-D-Ala-Trp-2′-Nal-NH2H-Tyr-D-Nle-Trp-2′-Nal-NH2H-Tyr-D-Nle-Trp-Trp-NH2H-Tyr-D-Nva-Phe-Phe-NH2H-Tyr-D-Ser-Phe-Phe-NH2H-Tyr-D-Val-Phe-Phe-NH2H-Tyr-D-Leu-Phe-Phe-NH2H-Tyr-D-Ile-Phe-Phe-NH2H-Tyr-D-Abu-Phe-Phe-NH2H-Tyr-Chl-Phe-Phe-NH2H-Tyr-Cle-Phe-Phe-NH2H-Tyr-D-Arg-Phe-Phe-NH2H-Tyr-D-Cys-Phe-Phe-NH2H-Tyr-D-Thr-Phe-Phe-NH2
H-DMT-D-Ser-Phe-Phe-NH2Tyr-D-Ala-Phe-Phe-OH三氟乙酸H-Tyr-D-Ala-Phe-Phg-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Arg-Phe-Hph-NH2雙三氟乙酸H-DMT-D-Ala-Phe-Phe-NH2三氟乙酸H-D-DMT-D-Ala-Phe-Phe-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Ala-Phe-Hph-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Ala-Phe-Cys(Bzl)-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Arg-Hph-Phe-NH2雙三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Arg-Phg-Phe-NH2雙三氟乙酸鹽Tyr-D-Ala-Phe-Phe-CH2OH鹽酸鹽H-Tyr-D-Ala-Hph-Phe-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Met-Phe-Phe-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Arg-Phe-D-Phe-NH2雙三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Ala-Phg-Phe-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-(D)-Ala-(D)-Phg-Phe-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Arg-Phe-Phe(pf)-NH2雙三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Arg-Phe-D-Phe(pf)-NH2雙三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe(pf)-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Ala-Phe-D-Phe(pf)-NH2三氟乙酸鹽本發明更優選的化合物列舉如下H-Tyr-D-Nva-Phe-phe-NH2H-Tyr-D-Ser-Phe-phe-NH2H-Tyr-D-Arg-Phe-phe-NH2已知至目前為止實施本發明的最好模式是利用化合物H-Tyr-D-Arg-Phe-Phe-NH2本發明還包括將化合物TAPP H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe-NH2用作為外周止痛劑。
已經制備了許多基于通式1的四肽并且對其用作為類阿片受體配體和其具有的全身性止痛劑的效果進行了評價。這些化合物和其相應的結合抑制常數以及受體選擇性比例都列于表1中。
在類阿片肽化合物中酪氨酸可被2’，6’-二甲基酪氨酸(Dmt)替代。實驗已經證明通常在通式1的第一個氨基酸殘基，即在R1位用Dmt替代酪氨酸可將μ受體上類阿片肽的效力增強兩個數量級。當化合物在R1位上含有Dmt時，對μ受體的選擇性增強。這種取代導致結合抑制常數比例發生相應轉變，反映出μ受體選擇性提高。
表1中列出的許多化合物顯示良好的μ受體結合能力，但是在鼠疼痛試驗時顯示弱的止痛效果。這種異常可能是由于快速蛋白水解，快速的清除或者兩種情況同時引起的。例如，當親脂性dermorphin模型肽TAPP(BCH1744)與刷狀緣腎膜接觸時，可觀察到在十五分鐘內被快速降解。在表1列出的肽中，除TAPP本身外的三種優選肽顯示體內止痛效果增強。這三種化合物是H-Tyr--D--Nva--Phe--Phe--NH2(BCH2462)，H-Tyr--D--Ser--Phe--Phe--NH2(BCH2463)，和H-Tyr--D--Arg--Phe--Phe--NH2(BCH2687)。已經證明BCH2462，BCH2463和BCH2687顯示有外周止痛作用。在小鼠熱平板試驗中即使利用100mg/kg劑量的這些肽也沒有觀察到中樞止痛效果。
如表1所示，TAPP(BCH1774)的ED50值是1.4。H-Tyr--D--Nva--Phe--Phe--NH2(BCH2462)，H-Tyr--D--Ser--Phe--Phe--NH2(BCH2463)，和H-Tyr--D--Arg--Phe--Phe--NH2(BCH2687)的相應的值分別是2.7，0.5和0.5。表1中其余化合物的ED50值比這些數值要高。雖然BCH2813的ED50值僅為0.15，但是在熱平板試驗中發現在約40mg/kg的劑量時它具有中樞止痛作用。
這些結果表明BCH2462，BCH2463和BCH1774仍然進行蛋白質水解但他們有更長的半存留期，因此他們作為止痛劑更有效。在圖6中，對由BCH1774(TAPP)和BCH2463(TSPP)引起的體內的止痛效果的持續期進行比較。利用30mg/kg(皮下)的BCH2463和20mg/kg(皮下)的BCH1774，圖3指明BCH1774的止痛效果比BCH2463持續更長時間，可能暗示BCH2463體內蛋白質水解的速度稍高于BCH1774。
圖1A-D顯示通過在熱平板試驗中評價小鼠的反應而得出的嗎啡，BCH2462(TNPP)，BCH2463(TSPP)和BCH2687對小鼠的作用。如圖1A所示，用10mg/kg嗎啡處理的小鼠的反應時間約17秒。用100mg/kgBCH2463(圖1B)處理的小鼠的反應時間約9秒，而相應的對照值約為7秒。這些結果表明當嗎啡抑制非感受傷害的熱刺激時，BCH2463沒有刺激作用；但是正如對化學致痛的抑制作用(圖2)所示，BCH2463是一種有效的止痛劑。用BCH2462和用BCH2687處理的小鼠反應時間(圖1C，1D)約為8秒，表明該結果類似于BCH2463。
已經對由抑制劑DL-thiorphan對BCH2463的蛋白質水解代謝的抑制作用進行了研究，還研究了由刷狀緣腎膜介導的代謝阻斷作用。獲得的數據表明腎臟是化合物BCH2463清除和代謝的主要場所。根據附圖2，受DL-thiorphan抑制的內肽酶EC24-11，是刷狀緣腎提取物水解BCH2463的初始介質。
當靜脈注射1-5mg kg-1的藥劑量時，BCH1774(TAPP)和BCH2462(TNPP)顯示對小鼠有致命作用。相反，令人吃驚的是在高達20mg/kg靜脈注射劑量時BCH2463(TSPP)仍不顯示致命作用。另外，當以高于100mg/kg皮下注射給藥時這些肽是安全的。因此對于這些化合物滿意的給藥途徑是皮下注射。因此可以對BCH1774代表的結構范例進行修改，同時即使以高達100mg/kg劑量皮下給藥時也可以維持從中樞神經系統中的清除過程，使靜脈注射時所顯示的毒性降至最低。在至少高至20mg/kg(靜脈注射)的劑量時BCH2463對小鼠仍不致命。
通常通過與合適的酸反應可形成本發明肽的藥物學上可接受的鹽。通過酸例如鹽酸，溴氫酸，磷酸，乙酸，甲酸，水楊酸，檸檬酸，乳酸，苯乙醇酸，酒石酸，草酸，甲磺酸和本領域內技術人員熟知的其它合適的酸的加成，可形成合適的酸加成鹽。
本發明還提供了藥物組合物。合適的組合物含有藥物學上有效量的本發明的肽，或其藥物學上可接受的鹽，以及一種藥物學上可接受的載體或助劑。
本發明還提供了用于治療動物例如哺乳動物，包括人的疼痛的方法。該方法包括給患者施用藥物學上有效量的通式1的肽或其藥物學上可接受的鹽的步驟。也可以使用上文中描述的藥物組合物。
下面的實施例用于更好地描述本發明。這些實施例僅是為了描述的目的，并不是以任何方式限制本發明。
實施例利用豚鼠回腸(GPI)縱向肌肉標本對該肽的類阿片活性進行體外評估，用嚙齒動物的PBQ誘導的疼痛模型(外周活性)和在其熱平板試驗(中樞活性)中體內確定其抗感受傷害活性。由外周類阿片拮抗劑(N-甲基-N-烯丙基原嗎啡)對抗感受傷害的拮抗作用以及將疼痛和熱平板試驗的活性進行比較結果證明，止痛作用主要在外周系統中介導。在疼痛試驗中的高效力和在熱平板試驗中的低效力結合起來可證明外周止痛作用。
在小鼠進行的PBQ(苯基-對-苯醌)誘導的疼痛試驗是既對中樞系統又對外周系統的止痛作用進行評價。對于試驗方案參見Sigmund et al.，Proc.Soc.Exp.Biol.Med.，95，p.729(1957)，引入本文作為參考。通過抑制小鼠的熱平板應答可確定中樞止痛作用。試驗方案可參見G.Woolfe和A.Macdonald，J.Pharmacol.Exp.Ther.，80，p.300(1994)，引入本文作為參考。根據由Schiller et al.，Biophys.Res.Commun.，85，p.1322(1975)(引入本文作為參考)提出的試驗方案完成對類阿片受體與μ和δ受體的結合親和力進行檢測的試驗以及GPI和MVD試驗。
利用下文中概述的并且通常是本領域內技術人員熟知的固相合成法可制備本發明的化合物。
實施例1類阿片肽的固相肽合成利用Rink*1樹脂，4-(2’，4’-二甲氧基-苯基-Fmoc-氨基甲基)-苯氧基樹脂(Novabiochem or Advanced Chemtech)和每一種待合成的肽的相關的C-末端Nα-Fmoc-L-氨基酸殘基制備合成肽。
所有的L-和D-氨基酸(Novabiochem or Advanced Chemtech)的α基團被Fmoc-(9-芴基-甲氧羰基)保護，側鏈保護基團包括保護絲氨酸，蘇氨酸，酪氨酸的正丁醚(tBu)；保護天冬氨酸，谷氨酸的正丁酯(OtBu)；保護賴氨酸正丁氧羰基(tBoc)和保護精氨酸的2，2，5，7，8-五甲基色滿-6-磺酰基(pmc)和保護半胱氨酸的三苯甲基(trt)。
用活化的4埃分子篩處理無二甲基胺純度的二甲基甲酰胺(Anachemia)。哌啶(Advanced Chemtech)在使用時不需進一步純化。DCC(二環己基碳化二亞胺)和HOBt(羥基苯并三唑)分別是從Fluka和Advanced Chemtech獲得的。
在Rink*2樹脂上手工進行固相肽合成。載樣量約0.6mmole/g。按下列方法進行肽縮合1)偶合在室溫下將各2克當量的Fmoc-氨基酸，HOBt和DCC溶于DMF中1-4小時。2)再偶合各1克當量的Fmoc-氨基酸，HOBt和DCC。3)乙酰化作用在室溫下加20％(v/v)(CH3CO)2O/DCM一小時。4)N-α-Fmoc脫保護加溶于DMF中的20％(v/v)哌啶25分鐘。
在室溫下通過氮氣加入含TFA的混合物(v/v)55/5/40 TFA/苯甲醚/DCM90分鐘以除去側鏈保護基(tBu，Boc，Trt，Pmc)以及從樹脂上切除肽。從二甲醚中沉淀出該肽，過濾和干燥。在反相柱上，用0.06％TFA/H2O和0.06％TFA/乙腈進行梯度洗脫，對粗制的肽進行HPLC純化和分析。
實施例2熱平板分析止痛活性的檢測對于該試驗，利用重量為20和25g之間的CD#1雄性小鼠。對小鼠進行稱重，作標記，分成10個組。
通常用注射量相當于0.1ml/10g p.c.(10ml/kg)的化合物(或標準物或基質)給小鼠皮下注射。如果利用拮抗劑例如納絡酮和N-甲基-烯丙左嗎南，則在施用化合物(或標準物或基質)前20分鐘進行腹膜注射。注射量也是0.1ml/10gp.c.。拮抗劑的劑量為10mg/kg。
在熱平板上逐個地評價小鼠的反應時間。熱平板(Sorel，DS37型)的溫度設置在55℃。觀察小鼠的不舒服信號例如舔爪和爪顫抖，想法逃脫(跳離平板)或害怕。當一種信號出現時記錄反應時間并且以“秒”計算。對每個鼠的觀察時間最長為30秒，以便不傷害小鼠的爪組織。在以化合物(或基質或標準物)給藥后的不同時間間隔觀察小鼠。時間間隔可以是30，60，或120分鐘(或其它)。
每次讀數時，將對照組的平均反應時間乘以1.5。將各個處理組小鼠的反應時間與“對照平均×1.5”進行比較。如果反應時間低于“對照平均×1.5”，則認為該小鼠沒有收到止痛效果。如果反應時間高于“對照平均×1.5”，則認為該小鼠有止痛效果。在一次讀數中，一組小鼠中止痛小鼠的數目確定了該化合物止痛作用百分數。如果止痛作用百分數低于30％，則認為該化合物沒有活性。
實施例3疼痛試驗扭彎檢測用重量為18-22克的CD#1雄性小鼠進行試驗。給小鼠稱重并作標記。用0.02％的苯基苯醌溶液以0.3ml/20g的量皮下注射到小鼠。在注射以后15分鐘的時間內計算扭彎的小鼠的數目。在以該化合物(或基質或標準物)皮下注射給藥后間隔5，20或60分鐘注射苯基苯醌。在口服給藥該化合物(或基質或標準物)之后間隔60分鐘注射苯基苯醌。
按下列方式制備0.02％苯基苯醌3溶液。將20mg苯基苯醌溶于5ml 90％乙醇(sigma，試劑，醇)。將溶解的苯基苯醌慢慢地加到連續振蕩和預加熱(不沸騰)的蒸餾水中。在所有時間內將苯基苯醌溶液避光保護，在試驗中每天制備一次新鮮溶液。我們推薦新鮮苯基苯醌溶液制備后等待2小時再使用。在同樣時間內在5只小鼠上進行試驗。通常每組包括10只小鼠。如果使用拮抗劑例如納洛酮，在腹膜注射該化合物(或者基質或者標準物)之前20分鐘給藥。
*商標**2-苯基-1-4-苯醌(Sigma)
表權利要求
1.一種通式(1)表示的化合物 和其衍生物和類似物，其中X選自H和C1-6烷基；Y和Z獨立地選自H，環狀芳香烷基，和C1-6烷基；R1是酪氨酰殘基，2’，6’-二甲基酪氨酰殘基，或其類似物或衍生物；R3是一種芳香族氨基酸；R4是一種芳香族氨基酸殘基；R2是一種有R-構型的氨基酸，條件是當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，X，Y，和Z是H，和R3是苯丙氨酸時，那么R4不是未取代的或由4NO2或4N3取代的苯丙氨酸；當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，X，Y，和Z是H，和R4是苯丙氨酸時，R3不是未取代的或由4NO2取代的苯丙氨酸；當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，X，Y，和Z是H，和R4是1’-萘基丙氨酸時，R3不是1’-萘基丙氨酸或2’-萘基丙氨酸；和當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，X，Y，和Z是H時，R3和R4都不是色氨酸；和Q是一個酰胺鍵或者是一個插入模擬酰胺鍵。
2.根據權利要求1中的通式(1)表示的化合物，其中X是H。
3.根據權利要求1或2中的通式(1)表示的化合物，其中R2是一種有R-構型的氨基酸殘基，條件是當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸，Y和Z是H時，R3和R4是不同的并且選自苯丙氨酸和色氨酸。
4.根據權利要求1或2中的通式(1)表示的化合物，其中Q是一個酰胺鍵或者是通式Q1-Q2表示的一個插入模擬酰胺鍵，其中Q1選自CH2，CHOH，C＝O，C＝S和CH＝，Q2選自CH2，NH，S，SO，SO2，O和CH＝，條件是當Q1是CH＝時，那么Q2是CH＝。
5.根據權利要求3中的通式(1)表示的化合物，其中Q是一個酰胺鍵或者是通式Q1-Q2表示的一個插入模擬酰胺鍵，其中Q1選自CH2，CHOH，C＝O，C＝S和CH＝，Q2選自CH2，NH，S，SO，SO2，O和CH＝，條件是當Q1是CH＝時，那么Q2是CH＝。
6.根據權利要求1，2或5中的通式(1)表示的化合物，其中Y和Z是H；R3和R4獨立地是一種芳香族氨基酸；R2是一種有R-構型的氨基酸，條件是當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸時，R3和R4是不同的并且選自苯丙氨酸和色氨酸。
7.根據權利要求4中的通式(1)表示的化合物，其中Y和Z是H；R3和R4獨立地是一種芳香族氨基酸；R2是一種有R-構型的氨基酸，條件是當R1是酪氨酰殘基，R2是D-丙氨酸時，R3和R4是不同的并且選自苯丙氨酸和色氨酸。
8.根據權利要求6中的通式(1)表示的化合物，其中R2是一種有R-構型的氨基酸，條件是R2不是D-丙氨酸，R3和R4是苯丙氨酸殘基。
9.根據權利要求7中的通式(1)表示的化合物，其中R2是一種有R-構型的氨基酸，條件是R2不是D-丙氨酸，R3和R4是苯丙氨酸殘基。
10.權利要求6中的化合物，其中R1是酪氨酰殘基；R2選自D-正纈氨酸，D-絲氨酸，和D-精氨酸；R3和R4是苯丙氨酸殘基；和Q是一個酰胺鍵。
11.權利要求7中的化合物，其中R1是酪氨酰殘基；R2選自D-正纈氨酸，D-絲氨酸，和D-精氨酸；R3和R4是苯丙氨酸殘基；和Q是一個酰胺鍵。
12.權利要求1中的化合物，選自下組化合物H-Tyr-D-Phe-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-Aib-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-D-Nle-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-Pro-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-D-Ala-Phe-2′-Nal-NH2；H-Tyr-D-Ala-D-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-D-Ala-Phe(4NO2)-Phe(4NO2)-NH2；H-Tyr-D-Ala-Phe-Tic-NH2；H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe(NMe)-NH2；H-Tyr-D-Ala-Phe-1′Nal-NH2；H-Tyr-D-Ala-TrP-Phe-NH2；H-Tyr-D-Ala-Phe-Trp-NH2；H-Tyr-Ala-Phe-Phe-NH2；CH2-Tyr-D-Ala-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-D-Nle-Phe-Trp-NH2；H-Tyr-D-Nle-Phe-2′-Nal-NH2；H-Tyr-D-Nle-Trp-Phe-NH2；H-Tyr-D-Ala-Trp-2′-Nal-NH2；H-Tyr-D-Nle-Trp-2′-Nal-NH2；H-Tyr-D-Nle-Trp-Trp-NH2；H-Tyr-D-Nva-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-D-Ser-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-D-Val-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-D-Leu-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-D-Lle-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-D-Abu-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-Chl-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-Cle-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-D-Arg-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-D-Cys-Phe-Phe-NH2；H-Tyr-D-Thr-Phe-Phe-NH2；H-DMT-D-Ser-Phe-Phe-NH2；Tyr-D-Ala-Phe-Phe-OH三氟乙酸H-Tyr-D-Ala-Phe-Phg-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Arg-Phe-Hph-NH2雙三氟乙酸H-DMT-D-Ala-Phe-Phe-NH2三氟乙酸H-D-DMT-D-Ala-Phe-Phe-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Ala-Phe-Hph-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Ala-Phe-Cys(Bzl)-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Arg-HPh-Phe-NH2雙三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Arg-Phg-Phe-NH2雙三氟乙酸鹽Tyr-D-Ala-Phe-Phe-CH2OH鹽酸鹽H-Tyr-D-Ala-Hph-Phe-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Met-Phe-Phe-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Arg-Phe-D-Phe-NH2雙三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Ala-Phg-Phe-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-(D)-Ala-(D)-Phg-Phe-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Arg-Phe-Phe(Pf)-NH2雙三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Arg-Phe-D-Phe(pf)-NH2雙三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe(pf)-NH2三氟乙酸鹽H-Tyr-D-Ala-Phe-D-Phe(pf)-NH2三氟乙酸鹽
13.權利要求1中的化合物，其中所說的化合物是H-Tyr-D-Nva-Phe-Phe-NH2。
14.權利要求1中的化合物，其中所說的化合物是H-Tyr-D-Ser-Phe-Phe-NH2。
15.權利要求1中的化合物，其中所說的化合物是H-Tyr-D-Arg-Phe-Phe-NH2。
16.一種具有止痛作用的藥物組合物，包括有效量的至少一種權利要求1，12，13，14或15各權項中的化合物和與之混合的藥物學上可接受的載體。
17.一種具有外周止痛作用的藥物組合物，包括有效量的至少一種權利要求3中的化合物和與之混合的藥物學上可接受的載體。
18.一種具有外周止痛作用的藥物組合物，包括有效量的至少一種權利要求4中的化合物和與之混合的藥物學上可接受的載體。
19.一種具有外周止痛作用的藥物組合物，包括有效量的至少一種權利要求6中的化合物和與之混合的藥物學上可接受的載體。
20.權利要求16所述的藥物組合物，進一步包括有效量的至少一種其它有治療活性的藥劑。
21.權利要求17，18或19各權項所述的藥物組合物，進一步包括有效量的至少一種其它有治療活性的藥劑。
22.化合物H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe-NH2或其類似物或其藥物學衍生物在制備治療疼痛的外周止痛劑中的應用。
23.權利要求1，12，13，14或15各權項中的化合物和其藥物學衍生物在制備治療疼痛的外周止痛劑中的應用。
24.權利要求3中的化合物和其藥物學衍生物在制備治療疼痛的外周止痛劑中的應用。
25.權利要求4中的化合物和其藥物學衍生物在制備治療疼痛的外周止痛劑中的應用。
26.權利要求6中的化合物和其藥物學衍生物在制備治療疼痛的外周止痛劑中的應用。
27.一種治療疼痛的方法，包括給需要治療的哺乳動物施用藥物學有效量的至少一種權利要求1，12，13，14或15各權項中的通式(1)表示的化合物或其藥物學可接受的衍生物。
28.一種治療疼痛的方法，包括給需要治療的哺乳動物施用藥物學有效量的至少一種權利要求3中的通式(1)表示的化合物或其藥物學可接受的衍生物。
29.一種治療疼痛的方法，包括給需要治療的哺乳動物施用藥物學有效量的至少一種權利要求4中的通式(1)表示的化合物或其藥物學可接受的衍生物。
30.一種治療疼痛的方法，包括給需要治療的哺乳動物施用藥物學有效量的至少一種權利要求6中的通式(1)表示的化合物或其藥物學可接受的衍生物。
31.一種治療疼痛的方法，包括給需要治療的哺乳動物施用藥物學有效量的權利要求16中的組合物或其藥物學可接受的衍生物。
32.一種治療疼痛的方法，包括給需要治療的哺乳動物施用藥物學有效量的權利要求17，18，19或20各權項中的組合物或其藥物學可接受的衍生物。
33.一種治療疼痛的方法，包括給需要治療的哺乳動物施用藥物學有效量的權利要求21中的組合物或其藥物學可接受的衍生物。
34.一種治療疼痛的方法，包括給需要治療的哺乳動物施用藥物學有效量的化合物H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe-NH2或其類似物或其藥物學可接受的衍生物。
35.權利要求22所述的應用，其中所說的類似物選自于H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe(4-NO2)-NH2和H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe-(4-N3)-NH2。
36.權利要求36所述的方法，其中所說的類似物選自于H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe(4-NO2)-NH2和H-Tyr-D-Ala-Phe-Phe(4-NO3)-NH2。
全文摘要
本發明涉及用于治療疼痛的一系列新的類阿片肽和含有這些肽的藥物學可接受組合物。本發明還公開了利用本發明的組合物控制患者疼痛的方法。本發明的肽對μ類阿片受體具有高度選擇性。這些肽是高度親脂的。盡管其具有親脂特性，它們仍不易穿透血腦屏障(BBB)。本發明的肽特別適合作為基本上作用于外周μ類阿片受體的止痛劑。由于這些肽在外周系統中起作用，因此他們基本上避免了產生通常與中樞系統止痛作用有關的副作用。
文檔編號C07K5/00GK1141636SQ9519173
公開日1997年1月29日 申請日期1995年2月15日 優先權日1994年2月21日
發明者W·布朗, J·迪邁奧, P·希勒, R·馬特爾 申請人:阿斯特拉公司