CN104086633B

CN104086633B - 短链脂肪酸尾多粘菌素衍生物及其用途

Info

Publication number: CN104086633B
Application number: CN201410315345.6A
Authority: CN
Inventors: 马尔蒂·瓦拉; 蒂莫·瓦拉
Original assignee: Northern Antibiotics Oy
Current assignee: Northern Antibiotics Oy
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2018-02-09
Anticipated expiration: 2029-02-05
Also published as: RU2010135809A; FI20085469A0; BRPI0908175B1; CN104086633A; KR101627139B1; PT2242765T; EP3263586A1; EP2242765A1; HRP20170108T1; AU2009211287A1; CN101970461B; TW200936153A; CA2713467A1; CY1118625T1; SI2242765T1; DK2242765T3; AU2009211287B2; HUE031095T2; PL2242765T3; NZ587131A

Abstract

本发明涉及多粘菌素衍生物，其中所述衍生物在生理pH下带有总共三个正电荷，且其中该衍生物的末端部分(D)包含总共1至5个碳原子；本发明还涉及包含至少两种这样的衍生物的组合产品。本发明还涉及使得革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的方法，这通过同时或以任意顺序依次向受试者施用治疗有效量的所述抗菌剂和本发明衍生物来实现；本发明还涉及用于开发新抗生素的方法，以及用于使得具有临床重要性的细菌对血清中存在的宿主防御机制补体致敏的方法。本发明还涉及通过向受试者施用本发明的多粘菌素衍生物和另一抗菌剂的组合来治疗革兰氏阴性菌感染受试者的方法。最后，本发明涉及制备此类多粘菌素衍生物的方法。

Description

短链脂肪酸尾多粘菌素衍生物及其用途

本申请是申请号为200980109086.9、发明名称为“短链脂肪酸尾多粘菌素衍生物及其用途”的申请的分案申请，该母案申请是2009年2月5日提交的PCT申请PCT/FI2009/050093进入中国国家阶段的申请。

技术领域

本发明涉及多粘菌素衍生物及其在治疗由革兰氏阴性菌引起的感染中的用途。本发明的多粘菌素衍生物特别适用于使细菌致敏以增强其他抗菌剂的效果。

背景技术

脓毒症每年使超过215000名美国人丧生。估计每年有750000名美国人感染重症脓毒症，其中29％死亡。脓毒症死亡占美国所有死亡人数中的9％。在美国，脓毒症造成的死亡人数与心肌感染相同，甚至比交通事故还多。

每年有两百万至三百万美国人发生医院感染，其中10％发展成为脓毒症。这些患者中超过90000名死于在医院感染的脓毒症。

根据2000年的OECD健康报告，在欧盟，重症监护室(ICU)中重症脓毒症和脓毒性休克(重症脓毒症合并低血压)每年夺走多达135000条生命。在英国，隶属于NHS组织的急症护理医院中每年100000名患上医院感染的患者中有5000名死于脓毒症。

由于易患脓毒症患者(例如老人、早产儿以及癌症患者)数量的增长，尤其是因为许多严重疾病比以前更容易治疗，因此死亡人数逐年增加。同样，侵入性医疗装置和积极性方法的使用也有所增加。

革兰氏阴性菌所造成的脓毒症性感染超过总数的40％，许多革兰氏阴性菌具有极高的多重抗药性。对革兰氏阴性菌的治疗比革兰氏阳性菌更有挑战性，因为它们具有独特的结构——作为其最外层结构的外膜。位于外膜的脂多糖分子抑制许多抗菌剂向其最终靶标所处的细胞深处扩散。1972-1991年间超过95％从自然界中分离或化学合成的新型抗菌素对革兰氏阴性菌缺乏活性(Vaara 1993)。

多粘菌素是由多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)菌株及相关生物所产生的一组密切相关的抗生素物质。这些阳离子药物是分子量约为1000的相对简单的肽。多粘菌素(例如多粘菌素B)是十肽抗生素，即它们由10个氨基酸残基组成。它们具有杀菌性，对革兰氏阴性菌(例如大肠杆菌(Escherichia coli)以及肠杆菌(Enterobacteriaceae)、假单胞菌(Pseudomonas)、波美不动杆菌(Acinetobacter baumannii)等的其他物种)尤其有效。但是，多粘菌素具有严重的副作用，包括肾毒性和神经毒性。因此，由于其高全身毒性，这些药物作为治疗剂的用途十分有限。

多粘菌素已经用于治疗由这些细菌所造成的严重感染，但是由于其毒性，在上世纪70年代当开发了更新、耐受更好的抗生素时，它们大多被弃用。尽管它们具有毒性，最近革兰氏阴性菌多重抗药性菌株的出现使得多粘菌素治疗性应用成为最后的手段，并且因为许多较低毒性的抗生素对所述细菌的特定菌株已丧失效力，所以多粘菌素的应用已经再次出现增长。

因此，现在多粘菌素再次成为治疗工具，尽管由于其毒性而规模极为有限。但是，其全身(即非局部)应用大多仅限于治疗由绿脓假单胞菌(Ps.aeruginosa)和波美不动杆菌的多重抗药性菌株以及由具有卡巴培南抗性的肠细菌所造成的危及生命的感染。

多粘菌素由环状七肽部分和线性部分组成，所述线性部分由三肽部分和与所述三肽的N端氨基酸残基之α氨基相连的疏水脂肪酸尾组成，其可以由以下通式表示：

其中，R1-R3代表三肽侧链部分；R4-R10代表七肽环部分，R(FA)代表与所述三肽的N端氨基酸残基之α氨基相连的疏水脂肪酸尾。

多粘菌素组包含下列多粘菌素：A1、A2、B1-B6、IL-多粘菌素B1、C、D1、D2、E1、E2、F、K1、K2、M、P1、P2、S和T(Storm等1977；Srinivasa和Ramachandran1979)。所有多粘菌素都是多阳离子的，并且除带有4个正电荷的多粘菌素D、F和S以外均带有5个正电荷。值得注意的是，缺乏脂肪酸部分R(FA)但带有R1-R10的修饰多粘菌素与其所来源的天然多粘菌素相比具有一个额外的正电荷，这是由于所述衍生物N端的游离α氨基。因此，例如，这样的多粘菌素B或多粘菌素E衍生物带有总共6个正电荷。

临床使用的多粘菌素B和多粘菌素E彼此仅在残基R6存在差异，它在多粘菌素B中是D-苯丙氨酰残基，而在多粘菌素E中则是D-亮氨酰残基。

环杆菌素(circulin)A和B也归类为多粘菌素(Storm等1977)。它们与其他多粘菌素的差异仅在于R7位带有异亮氨酰残基，而其他多粘菌素在所述位置带有苏氨酰或亮氨酰残基。一些多粘菌素结构的总结可参见表1。

表1

选定的多粘菌素和八肽菌素及其选定衍生物的结构

多粘菌素B由下式表示：

市售多粘菌素B是混合物，其中R-FA主要是6-甲基辛酰基(6-MOA，在多粘菌素B1中)，但也可以是相关的脂肪酰基如6-甲基庚酰基(6-MHA，在多粘菌素B2中)、辛酰基(在多粘菌素B3中)或庚酰基(多粘菌素B4中)(Sakura等2004)。所有这些变体针对革兰氏阴性菌(例如大肠杆菌)均同样有效(Sakura等2004)。十分类似的是，在多粘菌素E1(粘杆菌素A)中和环杆菌素A中，R-FA是6-MOA，而在多粘菌素E2(粘杆菌素B)中和环杆菌素B中，R-FA是6-MHA。许多研究人员已将多种疏水部分(包括多种脂肪酰残基)附着到多粘菌素衍生物和类似物的N端，并显示所得衍生物具有强有力的抗菌活性(Chihara等1973，Sakura等2004和美国专利公开2006004185中)。甚至，带有9-芴甲氧羰基大疏水残基作为R-FA的衍生物在抑制大肠杆菌和其他革兰氏阴性菌生长方面几乎与多粘菌素B一样有效(Tsubery等2001)。

就生物活性而言，七肽环结构是必要的(Storm等1997)。具有八肽环的衍生物作为抗生素的活性显著降低。

已经对多粘菌素和多种多粘菌素样合成分子进行了多种修饰，它们仍保留其生物学活性但有某些限制。所述修饰包括但不限于在侧链上的修饰，以及其中固有的疏水氨基酸残基(例如DPhe或Leu)被替换为另一种疏水氨基酸残基或者其中阳离子Dab被替换为另一种带阳离子氨酰残基(例如Lys、Arg或鸟氨酸残基)的分子(Storm等1997，Tsubery等2000a，Tsubery等2002，US专利公开2004082505，Sakura等2004，US专利公开2006004185)。

产生具有至少部分微生物学活性的化合物的修饰包括但不限于烷酰基酯，其中苏氨酰残基的OH基与烷酰基(例如丙酰基和丁酰基)形成酯(美国专利3450687)。

八肽菌素与多粘菌素密切相关，只是共价键取代了残基R1-R2(表1)。在本发明中，R的位置根据天然多粘菌素中的位置编号，因此，八肽菌素的侧链中惟一的氨基酸残基被定义为R3。因此，八肽菌素是八肽，而所有天然多粘菌素都是十肽，并且它们仅带有4个正电荷。多种八肽菌素(A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1)中的R-FA残基包括：3-OH-8-甲基癸酸、3-OH-8-甲基壬酸和β-OH-6-甲基辛酸。带有6-18个碳原子的脂肪酰残基的衍生物具有抗大肠杆菌的强抗菌活性(Storm等1977)。

多粘菌素在革兰氏阴性菌中的第一靶标是其外膜(outer memberane，OM)，它是抗许多毒性剂(包括大(Mw大于700d)抗生素和疏水抗生素)的有效透过性屏障。通过与暴露于OM外表面的脂多糖(LPS)的结合，多粘菌素破坏OM的结构和功能，结果多粘菌素本身及许多其他毒剂可透过OM(即使其成为可透过的)(Nikaido和Vaara1985，Vaara1992，Nikaido2003)。多粘菌素的最终和致死靶标(杀菌靶标)被认为是细菌的细胞质膜(内膜)。

已经进行了许多努力来降低多粘菌素的毒性。用甲醛和亚硫酸氢钠处理多粘菌素E(粘杆菌素(colistin))产生甲磺酸粘杆菌素，其中5个二氨基丁酸残基的游离氨基被甲磺基基团取代(表1)。该制备物由单-、二-、三-、四-和五-取代的化合物的不确定混合物组成。甲磺酸化的制备物在新溶解于水时，起初缺乏母体分子的抗菌活性和毒性，但是当所述化合物在溶液中、血液中或者组织中开始分解时，产生较少取代的衍生物和游离的粘杆菌素，恢复了部分抗菌活性和毒性。另外，市售的药物制剂中最初的甲磺酸化程度各有不同。已经有许多其他封闭所有游离氨基的方法被公开。其实例包括但不限于与氨基酸形成不稳定的希夫碱(Storm等1977)。

1973年，通过酶促处理多粘菌素E获得的并且缺乏R-FA和R1的多粘菌素E九肽(PMEN，粘杆菌素九肽，表1)在小鼠的急性毒性测定(推测由于直接神经肌肉阻断而立即死亡)中显示出比母体化合物更低的毒性(Chihara等1973)。但是，它也缺乏抗菌活性，如对其抑制细菌生长的能力所进行测量的(Chirara等1973)。线性部分的作用可对多粘菌素的抗菌活性有所贡献。

另一方面，Vaara和Vaara显示，多粘菌素B九肽(PMBN，表1)保留了透过革兰氏阴性菌OM的能力(Vaara和Vaara1983a，b，c；美国专利4,510,132；Vaara1992)。因此，即使它缺乏直接的抗菌能力(即抑制细菌生长的能力)，它也能够使细菌对多种抗菌剂(例如疏水抗生素和大抗生素以及一些其他毒剂)致敏(即使其敏感或者如所称的使其易感)。

PMBN也使细菌对作为对抗侵入物的第一道防御系统而存在于新鲜人血清中的人补体系统的抗菌活性致敏(Vaara和Vaara1983a，Vaara等1984，Vaara1992)。另外，它使细菌对血清补体和人多形核白细胞的联合杀菌活性致敏(Rose等1999)。

PMBN类似于PMEN，在小鼠的急性毒性测定中比未修饰多粘菌素的毒性更低。在其他的毒理学测定中，一些标准证明PBMN具有比其母体化合物更低的毒性，但是此多粘菌素衍生物仍然被判定为对临床应用来说肾毒性过高(Vaara1992)。

PMBN带有5个正电荷。接下来的研究表明，正如所预期的那样，也带有5个正电荷的PMEN以及都带有6个正电荷的脱酰基多粘菌素B和脱酰基多粘菌素E都是能使得细菌对其他抗生素致敏的有力药剂(Viljanen 等1991，Vaara1992)。另外，显示出结构上进一步简化的衍生物多粘菌素B八肽(PMBO)保留了非常有效的穿透活性，而多粘菌素B七肽(PMBH)活性较低(Kimura等1992)。PMBN、PMEN和PMBO带有5个正电荷，而PMBH仅带有4个正电荷。此差异可解释PMBH较弱的活性。

Ofek、Tsubery和Friedkin小组最近描述了与吸引多形核白细胞的趋化肽(例如fMLF)相连的多粘菌素样肽(美国专利公开2004082505，Tsubery等2005)。他们描述了均带4个正电荷的肽fMLF-PMBN、MLF-PMBN、fMLF-PMEN、fMLF-PMBO和MLF-PMBO，它们使得革兰氏阴性菌对抗生素致敏，尽管没有公开与浓度逐渐增加的所述化合物进行的比较研究(Tsubery等2005)。

为了研究多粘菌素的结构和功能特性，一些研究工作公开了带少于4个正电荷的多粘菌素衍生物等。

Teuber(1970)描述了用醋酸酐处理多粘菌素B，产生含有多粘菌素B及其单-、二-、三-、四-和五-N-乙酰化形式的制备物。Teuber还分离了每个组，并使用琼脂扩散测定非定量地报告了五-乙酰化和四-乙酰化形式缺乏停止鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphimurium)生长的能力，而二-和单乙酰化形式具有此能力。三乙酰化形式具有部分此能力。

Srinivasa和Ramachandran(1978)分离了部分甲酰化的多粘菌素B衍生物，并显示二甲酰基衍生物和三甲酰基衍生物抑制绿脓假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的生长。他们未公开所述化合物使细菌对抗生素致敏的能力。另外，1980年，他们显示，三甲酰基多粘菌素B在残基R1和R3上的游离氨基以及二甲酰基多粘菌素B在残基R1、R3和R5上的游离氨基对于生长抑制是必要的，而R8和R9上的游离氨基则不是必要的(Srinivasa和Ramachandran，1980a)。

Sakura等(2004)公开了缩短的多粘菌素B衍生物辛酰基多粘菌素B七肽。将辛酰基残基附着到多粘菌素B七肽的R4残基N端产生仅带3个正电荷的化合物。Sakura等发现了辛酰基多粘菌素B七肽仅在非常高浓度(128μg/ml)时抑制细菌生长，而其他衍生物(例如都带有4个电荷的辛酰基多粘菌素B八肽和辛酰基多粘菌素B九肽)是抑制细菌生长的强力药剂。

美国专利公开2006004185最近公开了某些可用于合成新型肽抗生素的多粘菌素衍生物和中间产物。所述抗菌化合物带有4或5个正电荷。

此外，Okimura等(2007)和de Visser等(2003)公开了密切相关的多粘菌素B和多粘菌素B₁化合物。Okimura等研究了将天然多粘菌素B和粘菌素化学转化成其N端衍生物，deVisser等则研究了通过安全阀法(safety-catch approach)对多粘菌素B₁及其类似物进行固相合成。这些研究工作中所描述的抗菌化合物带有4或5个正电荷。

仍然迫切地需要使细菌致敏以增强其它抗菌剂效果的多粘菌素衍生物，以用于有效治疗细菌感染(特别是多抗性革兰氏阴性菌造成的感染)。

发明内容

本发明涉及多粘菌素衍生物，其中在生理pH下正电荷总数为3，且该衍生物带有包含1-5个碳原子的脂肪酸尾(即R(FA)或D)。与天然多粘菌素、八肽菌素以及带有更长链脂肪酸尾的多粘菌素衍生物相比，发现本发明某些带有1-5个碳原子脂肪酸尾的多粘菌素衍生物可具有改善的药代动力学特性。这些药代动力学特性包括但并不限于：更长的血清半衰期、更高的肾清除和/或更高的尿回收。

本发明至少部分涉及式(I)的多粘菌素衍生物及其可药用的前药和盐：

其中：

A为多粘菌素环部分；

D为包含1-5个碳原子的末端部分；

m¹、m²和m³各自独立地为0或1；

Q¹、Q²和Q³各自独立地为CH₂、C＝O或C＝S；

W¹、W²和W³各自独立地为NR⁴、O或S；

R¹’、R²’和R³’各自独立地为天然或非天然氨基酸的侧链、烷基、烯基、烷基、芳烷基、芳基、烷氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷基氨基或炔基；并且

R⁴为氢或烷基，

其前提为：(1)当A为八肽菌素环、m¹和m²为0、m³为1、W³为NH、Q³为C＝O并且R³’为二氨基丁酸(Dab)侧链时，则D不是C₂-C₅酰基；(2)当D为乙酰基、丁酰基或戊酰基时，则R³’不是Dab侧链。

本发明还涉及式(II)的多粘菌素衍生物及其可药用的前药和盐：

其中：

A为多粘菌素环部分；

D为R¹²-C(＝O)、R¹²-C(＝S)或R¹²’；

m¹、m²和m³各自独立地为0或1，前提是m¹、m²和m³中至少有一个为1；

R¹’、R²’和R³’各自独立地为天然或非天然氨基酸的侧链、烷基、烯基、芳烷基、芳基、烷氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷基氨基或炔基；并且

R¹²为C₁-C₄烷基、C₂-C₄烯基或C₂-C₄炔基；

R¹²’为C₁-C₅烷基、C₂-C₅烯基或C₂-C₅炔基，

其前提为：(1)当A为八肽菌素环、m¹和m²为0、m³为1并且R³’为二氨基丁酸(Dab)侧链、D为R¹²-C＝O时，则R¹²不是C₁-C₅烷基；(2)当D为乙酰基、丁酰基或戊酰基时，则R³’不是Dab侧链。

在另一实施方案中，本发明还包括式(III)的多粘菌素衍生物及其可药用的前药和盐：

其中，

A为多粘菌素B或多粘菌素E的环部分；

D为R¹²-C(＝O)、R¹²-C(＝S)或R¹²’；

m¹为0或1；

R¹’、R²’和R³’各自独立地为天然或非天然氨基酸的侧链、烷基、烯基、芳烷基、芳基、烷氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷基氨基或炔基，其中R²’和R³’中至少有一个包含氨甲酰基、羟基或羧酸基；并且

R¹²为C₁-C₄烷基，

R¹²’为C₁-C₅烷基，

其前提为：当D为乙酰基、丁酰基或戊酰基时，则R³’不是Dab侧链。

在又一实施方案中，本发明还包括式(IV)的多粘菌素衍生物及其可药用的前药和盐：

其中：

A为多粘菌素B或多粘菌素E的环部分；

m¹为0或1；

L¹、L²和L³各自独立地为C₁-C₃烷基或共价键；

M¹、M²和M³各自独立地为H、C(＝O)NH₂、C(＝O)OH或-OH；

R¹²为C₁-C₄烷基，

其前提为：当R¹²为甲基、丙基或丁基时，则L³-M³不是Dab侧链，并且其中所述衍生物在生理pH下具有三个正电荷。

在又一实施方案中，本发明还涉及式(V)的多粘菌素衍生物或其可药用的盐或前药：

其中R4为氨基酸残基，其包含能使该分子环化的功能性侧链；

R6和R7各自独立地选自具有任选取代的疏水氨基酸残基；

R10为Leu或任何非疏水性氨基酸残基；并且

其中R1是任选的，并且其中R1、R2、R3、R5、R8和R9各自为独立选择的氨基酸残基；并且

其中R(FA)为具有任选取代的具有共1至5个碳原子的烷酰基或烷基残基；

其前提为：(1)当R1和R2不存在，R3、R4、R5、R8和R9为Dab，R6为D-Leu，R7为L-Leu或L-Phe，且R10为Thr时，或者当R1和R2不存在，R3、R4、R5、R8和R9为Dab，R6为D-Phe，R7为L-Leu且R10为Thr时，则R(FA)不是未取代的烷酰基残基；(2)当R(FA)为乙酰基、丁酰基或戊酰基时，则R³不是Dab。

更具体地，本发明涉及这样的衍生物，其中R2-R10选自Thr-DSer-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-][＝SEQ ID NO：10]和Thr-DAsn-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-][＝SEQ ID NO：39]。SEQ ID NO：10对应于所附序列表中的SEQ ID NO：1，SEQ ID NO：39对应于SEQ ID NO：2。

本发明还涉及包含两种或更多种本发明衍生物的组合产品，并涉及包含此类衍生物或其组合以及可药用载体和赋形剂的药物组合物。

此外，本发明涉及使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的方法，所述方法包括同时或以任意顺序依次施用治疗有效量的所述抗菌剂和本发明衍生物，其中所述抗菌剂可选自：克拉霉素、阿奇霉素、红霉素和其他大环内酯类药物、酮内酯类、克林霉素和其他林可酰胺类、链阳性菌素类、利福平、利福布汀、利福拉齐及其他利福霉素类、夫西地酸、莫匹罗星、噁唑烷酮类、万古霉素、达贝万星、特拉万星、奥利万星及其它糖肽抗生素、氟喹诺酮类、杆菌肽、四环素衍生物、β内酰胺抗生素、新生霉素、截短侧耳素类、叶酸合成抑制剂、去甲酰酶抑制剂和细菌流出泵抑制剂。

本发明还提供了用于开发新抗生素的方法，以及用于使具有临床重要性的革兰氏阴性菌对血清中存在的宿主防御机制补体致敏的方法。

本发明还提供了本发明多粘菌素衍生物在制备用于使革兰氏阴性菌(例如大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)、绿脓假单胞菌和波美不动杆菌)对抗菌剂致敏的药物中的用途；以及在制备用于使革兰氏阴性菌对存在于血清中的宿主防御机制补体致敏的药物中的用途。

本发明还涉及治疗受试者中革兰氏阴性菌感染的方法，其包括对受试者施用本发明的衍生物(如式(I)-(V)的衍生物)与抗菌剂的组合，以治疗该受试者的感染。

最后，本发明还涉及用于制备本发明多粘菌素衍生物的方法，包括：(A)修饰带有4至5个带正电残基以及含有总共1至5个碳原子的末端部分(D)的天然或合成多粘菌素或八肽菌素化合物或其衍生物，所述修饰通过以下来实现：用中性残基或共价键替换1至2个所述残基，或是将1至2个所述残基转变成中性残基，以获得带有3个带正电残基以及含有总共1至5个碳原子的末端部分(D)的式(I)的多粘菌素衍生物；或(B)修饰带有4至5个带正电残基以及含有多于5个碳原子的末端部分(D)的天然或合成多粘菌素或八肽菌素化合物或其衍生物，所述修饰通过以下来实现：用中性残基或共价键替换1至2个所述残基，或是将1至2个所述残基转变成中性残基，并用含有总共1至5个碳原子末端部分(D)替换含多于5个碳原子的末端部分(D)，以获得带有3个带正电残基以及含有总共1至5个碳原子的末端部分(D)的式(I)的多粘菌素衍生物；或(C)修饰带有4至6个带正电残基并且没有末端部分(D)的天然或合成多粘菌素或八肽菌素化合物或其衍生物，所述修饰通过以下来实现：用中性残基或共价键替换1至3个所述残基，或是将1至3个所述残基转变成中性残基，并引入含有总共1至5个碳原子末端部分(D)，以获得带有3个带正电残基以及含有总共1至5个碳原子的末端部分(D)的权利要求1的式(I)多粘菌素衍生物。在本发明的一个实施方案中，末端部分(D)为R¹²-C(＝O)、R¹²-C(＝S)或R¹²’，其中R¹²和R¹²’的定义见下文。另一实施方案中，末端部分(D)为R(FA)，是具有任选取代的共含有1至5个碳原子的烷酰基或烷基残基。

定义

本文所用的“生理pH”指高于7.0并低于7.6的pH值，例如在7.1至7.5范围内的pH值，如7.2至7.4范围内的pH值。

本文所用的“正电荷”指在上述生理pH下的正电荷。

本文所用的“阳离子”分子指含有一个或多个正电荷的分子。

本文所用的“氨基酸残基”指L-或D-构型的任何天然的、非天然的或经修饰的氨基酸残基。

本文所用的“等价残基”旨在包括对例如氨基酸进行的导致产生非天然氨基酸或其衍生物但保留所替代残基的结构和/或功能性能力的明显修饰。

本文所用的“天然多粘菌素”指多粘菌素类和环杆菌素类。

就本发明目的而言，“多粘菌素衍生物”指天然多粘菌素或八肽菌素的合成或半合成衍生物，其具有环状七肽(或七肽环)部分R4-R10和与N端氨酰基残基R4相连的侧链。所述侧链可由R(FA)-三氨酰基(R1-R3)、R(FA)-二氨酰基(R2-R3)、R(FA)-单氨酰基(R3)组成，或者仅由R(FA)组成。

本文所用“R(FA)”或“脂肪酸尾”指脂肪酸部分，即多粘菌素结构中的烷酰基部分，其与多粘菌素线性肽部分(侧链)的N端氨基酸残基相连，或者在没有线性肽部分的情况下与氨基酸残基R4(多粘菌素环肽部分第4位上的氨基酸)相连。另外，就本发明目的而言，R(FA)还可是相关的疏水基团，如烷基。在本发明的某些实施方案中，脂肪酸尾在某些情况下可以是选择自以下的末端部分：R¹²-(C＝O)、R¹²-SO₂-、R¹²-(C＝NH)-、R¹²-NH-(C＝S)-、R¹²-NH-(C＝O)-、R¹²-NH-(C＝NH)-、R¹²-O-(C＝S)-、R¹²-O-(C＝O)、R¹²-P(O)OH-、R¹²-(C＝S)和R¹²’，其中R¹²和R¹²’为烷基、烯基、炔基、芳基或芳基烷基。

本文所使用的“化合物”包括所述化合物的所有立体化学异构体。

本文所使用的“致敏活性”或“致敏能力”旨在包括任何提高细菌对抗菌剂的敏感性、使细菌对抗菌剂敏感或易感的能力。

“多粘菌素环部分”或“A”包括多粘菌素A、多粘菌素B、IL-多粘菌素B₁、多粘菌素D、多粘菌素E、多粘菌素F、多粘菌素M、多粘菌素S、多粘菌素T、环杆菌素A、八肽菌素A、八肽菌素B、八肽菌素C、八肽菌素D或其衍生物的环部分。衍生物的实例包括基团的修饰，该修饰不显著影响环部分发挥其预期功能(即作为抗生素)的能力和/或使细菌对一种或多种抗菌剂致敏的能力。“多粘菌素B环部分”指多粘菌素B的环部分(即cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-])。多粘菌素环部分的其他实例包括如下式的部分：

其中：

R4是氨基酸残基，其包含组成能使该分子环化的功能性侧链；

R5、R8和R9为独立选择的氨基酸残基；

R6和R7为具有任选取代的疏水性氨基酸残基；并且

R10为亮氨酸或任何非疏水性氨基酸残基。R4-R10的其他实例在式(V)中有进一步详细论述。

“八肽菌素环”指天然八肽菌素A的环部分(即cy[Dab-Dab-DLeu-LLeu-Dab-Dab-Leu-]，即其中R4、R5、R8和R9为Dab，R6为DLeu、R7为LLeu、R10为Leu的化合物)、八肽菌素B的环部分(即cy[Dab-Dab-DLeu-LPhe-Dab-Dab-Leu-]，即其中R4、R5、R8和R9为Dab，R6为DLeu、R7为LPhe、R10为Leu的化合物)以及八肽菌素C的环部分(即cy[Dab-Dab-DPhe-LLeu-Dab-Dab-Leu-]，即其中R4、R5、R8和R9为Dab，R6为DPhe、R7为LLeu、R10为Leu的化合物)。

术语“前药”包括在体内被切割而产生本发明活性多粘菌素衍生化合物的部分。前药包括在生理pH下掩蔽或以其他方式中和正电荷(如-NH3+或其它质子化类型)的基团。前药在施用于受试者后，前药部分或电荷掩蔽部分将被切除或以其他方式移除，以产生本发明的活性多粘菌素衍生物，其任选地在生理pH下带有3个正电荷。

术语“电荷掩蔽部分”包括反向中和衍生物中正电荷的的基团。优选地，这些部分在向受试者施用后被切除或以其他方式与多粘菌素上的正电荷分离。电荷掩蔽部分的实例包括磺烷基(如磺甲基化衍生物)。其它正电荷掩蔽部分包括但不限于：氯化物、溴化物、碘化物、硝酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸盐、酸式磷酸盐、异烟酸盐、醋酸盐、乳酸盐、水杨酸盐、柠檬酸盐、酸式柠檬酸盐、酒石酸盐、泛酸盐、酒石酸氢盐、抗坏血酸盐、琥珀酸盐、马来酸盐、gentisinate、延胡索酸盐、葡萄糖酸盐、葡萄糖醛酸盐、蔗糖盐、甲酸盐、苯甲酸盐、谷氨酸盐、甲磺酸盐、乙磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐和巴莫酸盐(即1，1′-亚甲基双(3-羟基-2-萘酸)盐)。

术语“受试者”包括可发生细菌感染的生物。受试者的实例包括哺乳动物，如马、牛、猪、绵羊、山羊、猫、狗、兔、貂、猴，优选为人。

缩写

脂肪酸：FA，脂肪酰残基；6-MOA和MOA，6-甲基辛酰基残基；6-MHA和MHA，6-甲基庚酰基残基；MO(H)A，6-甲基辛酰基、6-甲基庚酰基残基和多粘菌素B中相关脂肪酰残基的混合物；OHMDA，3-OH-8-甲基癸酸；OA，辛酰基；DA，癸酰基；Ac，乙酰基；Me，甲基。

氨基酸：Dab，α，γ-二氨基-正丁酰基残基；fDab，N-γ-甲酰基二氨基-正丁酰基残基；acDab，N-γ-乙酰基二氨基-正丁酰基残基；Abu，α-氨基丁酰基残基；Asn，天冬氨酰残基；Thr，苏氨酰残基；Ser，丝氨酰残基；Phe，苯丙氨酰残基；Leu，亮氨酰残基；Ile，异亮氨酰残基；Ala，丙氨酰残基；sm-Dab，γ-甲磺酸化α，γ-二氨基-正丁酰基残基。用于经修饰氨酰残基的单字母代码是：X，Dab；Z，Abu；B，N-γ-fDab；J，N-γ-acDab。

肽：DAPB，脱酰基多粘菌素B；DAC，脱酰基粘菌素；PMBN，多粘菌素B九肽；PMEN，多粘菌素E九肽；PMBO，多粘菌素B八肽；PMHP，多粘菌素B七肽。

其他：cy，环(指括号中所包含的肽的环状部分)；f，甲酰基；ac，乙酰基；sm，磺甲基；MS，甲磺酸盐；LPS，脂多糖；OM，外膜；MIC，最小抑制浓度；CFU，菌落形成单位。符号＊在本文中用于标示这样的残基，化合物的七肽环部分在其间闭合，而使得该分子的其余部分为侧链。

具体实施方式

现已发现，某些只含3个正电荷并且只有短链脂肪酸尾R(FA)或末端部分(D)(总共不超过5个碳原子)的多粘菌素衍生物仍具有使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的活性，所述抗菌剂如抗生素、半合成抗生素和化疗剂，以及宿主防御因子，如新鲜人血清的补体系统。

由于这些新的化合物带有不超过3个正电荷，因此他们与美国专利申请No.11/891,629中所述多粘菌素衍生物相似，可具有总体而言更低的毒性和肾毒性，特别是相对于多粘菌素及其已知的衍生物而言。同样地，相比于多粘菌素B、粘菌素及其前述衍生物，本发明的化合物可减少从宿主组织中更少地释放组胺，并具有更有益的药代动力学特性。另外，短链R(FA)或末端部分(D)在急性毒性测定中可使得这些新化合物与缺失整个脂酰基部分的多粘菌素B九肽、粘菌素九肽相似地具有更低的毒性。并且，所述新化合物可具有比含超过五个碳原子的长链R(FA)或末端部分(D)的多粘菌素衍生物更有利的药代动力学特性。

在一个实施方案中，本发明涉及式(I)的多粘菌素衍生物及其可药用的前药和盐：

其中：

A为多粘菌素环部分；

D为包含1-5个碳原子的末端部分；

m¹、m²和m³各自独立地为0或1；

Q¹、Q²和Q³各自独立地为CH₂、C＝O或C＝S；

W¹、W²和W³各自独立地为NR⁴、O或S；

R⁴为氢或烷基，

在一些实施方案中，本发明的化合物(例如式(I)-(V)中任一项的衍生物)在生理pH下可具有至少两个但不多于三个正电荷。在另一实施方案中，所述化合物在生理pH下具有三个正电荷。

这些衍生物的前药的实例包括可中和三个正电荷的电荷掩蔽部分，它们在施用于受试者后在体内被移除以产生带三个正电荷的化合物。电荷掩蔽部分的实例包括磺烷基部分，如磺甲基。

优选地，如上所述这些衍生物在生理pH下带有三个正电荷。在本发明的某些实施方案中，R¹’、R²’和R³’不包含在生理pH下带正电荷的官能团。例如，R¹’、R²’和R³’可包含一个或两个或更多个羟基、羧酸基、氨甲酰基、巯基、硫酸基、磺酰基或磷酸基。

在一个实施方案中，m¹为0，m²和m³均为1。另一方案中，Q²和Q³均为C＝O，W²和W³均为NH。

在某些实施方案中，R²’具有选自羟基、氨甲酰基、羧酸基、巯基、硫酸基、磺酰基或磷酸基的一个或多个基团取代。优选地，R²’具有氨甲酰基、羟基或羧酸基取代。R²’的实例包括取代烷基以及D-或L-构型的丙氨酸、氨基丁酸、天冬酰胺、天冬氨酸、二氨基丁酸、谷氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸或苏氨酸的侧链。优选地，R²’为D-丙氨酸、L-丝氨酸或L-苏氨酸。

在某些实施方案中，R³’具有选自氨甲酰基、羟基、羧酸基、巯基、硫酸基、磺酰基或磷酸基的一个或多个基团取代。优选地，R³’是取代烷基，并可具有氨甲酰基、羟基或羧酸基取代。R³’可以是D-或L-构型的丙氨酸、氨基丁酸、天冬酰胺、天冬氨酸、二氨基丁酸、谷氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸或苏氨酸的侧链。优选地，R³’为D-天冬酰胺、L-或D-丝氨酸。

A的实例包括多粘菌素B的环部分(即cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-])和多粘菌素E的环部分(即cy[Dab-Dab-DLeu-Leu-Dab-Dab-Thr-])。

在另一实施方案中，末端部分选自R¹²-(C＝O)、R¹²-SO₂-、R¹²-(C＝NH)-、R¹²-NH-(C＝S)-、R¹²-NH-(C＝O)-、R¹²-NH-(C＝NH)-、R¹²-O-(C＝S)-、R¹²-O-(C＝O)、R¹²-P(O)OH-、R¹²-(C＝S)或R¹²’，其中R¹²和R¹²’各自为烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基或芳基烷基。在某些实施方案中，D为R¹²-(C＝O)或R¹²-(C＝S)，而R¹²为甲基、乙基、丙基或丁基。D的具体实例包括乙酰基、丙酰基、丁酰基和戊酰基。

在另一实施方案中，本发明还涉及式(II)的多粘菌素衍生物及其可药用的前药和盐：

其中：

A为多粘菌素环部分；

D为R¹²-C(＝O)、R¹²-C(＝S)或R¹²’；

R^１’、R²’和R³’各自独立地为天然或非天然氨基酸的侧链、烷基、烯基、芳烷基、芳基、烷氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷基氨基或炔基；并且

R¹²为C₁-C₄烷基、C₂-C₄烯基或C₂-C₄炔基；

R¹²’为C₁-C₅烷基、C₂-C₅烯基或C₂-C₅炔基，

优选地，式(II)衍生物在生理pH下带有三个正电荷。在另一实施方案中，m¹可为0和/或m²和m³可均为1。在另一实施方案中，R²’和/或R³’可以各自独立地为取代烷基(如具有氨甲酰基、羟基或羧酸基取代)，此外，R²’和/或R³’可各自为丝氨酸或苏氨酸(包括D和L构型)的侧链。R²’的实例包括D-丙氨酸、L-丝氨酸和L-苏氨酸的侧链。R³’的实例包括D-天冬酰胺、L-和D-丝氨酸的侧链。

在另一实施方案中，R¹²为烷基，D可以为乙酰基、丙酰基、丁酰基或戊酰基。

在另一个实施方案中，本发明还涉及式(III)的多粘菌素衍生物及其可药用的前药和盐：

其中：

A为多粘菌素B或多粘菌素E的环部分；

D为R¹²-C(＝O)、R¹²-C(＝S)或R¹²’；

m¹为0或1；

R¹²为C₁-C₄烷基，

R¹²’为C₁-C₅烷基，

优选地，本发明化合物在生理pH下带有3个正电荷，m¹为0，R²’和R³’均为取代烷基和/或D为乙酰基、丁酰基或戊酰基。

在又一实施方案中，本发明的特征在于式(IV)的多粘菌素衍生物及其可药用的前药和盐：

其中：

A为多粘菌素B或多粘菌素E的环部分；

m¹为0或1；

L¹、L²和L³各自独立地为C₁-C₃烷基或共价键；

M¹、M²和M³各自独立地为H、C(＝O)NH₂、C(＝O)OH或-OH；

R¹²为C₁-C₄烷基，

其前提为：当R¹²为甲基、丙基或丁基时，则L³-M³不是Dab侧链。

优选地，m¹为0。L²的实例包括支链烷基(如-CH(CH₃)-)。M²的实例包括OH。其它L²的实例包括-CH₂-，其它M²的实例包括OH和H。在另一实施方案中，L³为-CH₂-，M³为OH。在又一实施方案中，L³为-CH₂-CH₂-，M³为C(＝O)NH₂。优选地，式(IV)化合物在生理pH下带有三个正电荷.

本发明因此涉及可由式(V)代表的多粘菌素衍生物或其可药用的前药或盐：

R6和R7各自独立地选自具有任选取代的疏水氨基酸残基；

R10为Leu或任何非疏水性氨基酸残基；并且

其中R1是可选的，并且

其中R1、R2、R3、R5、R8和R9各自为独立选择的氨基酸残基；并且

其中R(FA)为具有任选取代的具有共1至5个碳原子的烷酰基或烷基残基，

其前提为：(1)当R1和R2不存在，R3、R4、R5、R8和R9为Dab，R6为D-Leu，R7为L-Leu或L-Phe，且R10为Thr时，或者当R1和R2不存在，R3、R4、R5、R8和R9为Dab，R6为D-Phe，R7为L-Leu且R10为Thr时，则R(FA)不是未取代的烷酰基残基；(2)当R(FA)为乙酰基、丁酰基、戊酰基时，则R³不是Dab。

在本发明的衍生物中，R(FA)可以是任何具有1至5个碳原子的低分子量残基。短链R(FA)的主要作用是封闭肽N端的游离氨基，由此消除多肽中一个正电荷。

优选地，式(V)的化合物可在生理条件下带有三个正电荷。此外，可以具体选择R1、R2、R3，R5、R8和R9以使该化合物在生理条件下带有三个正电荷。

R(FA)优选选自由共1-5个碳原子组成的羧酸残基(即烷酰基)或烷基基团。R(FA)优选选自甲基、甲酰基和乙酰基残基。其它有用残基也可选自丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基和异戊酰基残基。所选残基可以为支链、直链或环。

R(FA)也可以是含有一个或多个双键或三键的不饱和残基。

R(FA)可以用本领域技术人员易于认识到的取代基进行取代，前提是R(FA)具有不超过1至5个碳原子。取代基可包括烷基、羟基和烷氧基。烷基优选为甲基、乙基或丙基；烷氧基优选为甲氧基、乙氧基或丙氧基。本领域技术人员可很容易地认识到这些优选R(FA)残基及其取代基的等价物。

在天然多粘菌素和八肽菌素中，R1为Dab或不存在(即被共价键代替)。已知具有抗菌活性的衍生物实例包括其中R1为Ala或是共价键的那些。

在本发明衍生物中，R1(如果存在的话)可以是任何氨基酸残基，只要所述衍生物中正电荷总数不超过3，且侧链部分的正电荷总数不超过1即可，优选没有。

在天然多粘菌素和八肽菌素中，R2为Thr或不存在(即被共价键代替)。已知具有抗菌活性的衍生物实例包括其中R2为O-乙酰苏氨酸、O-丙酰苏氨酸、O-丁酰苏氨酸或是共价键的那些。

在本发明衍生物中，R2可以是任何氨基酸残基，优选亲水或相对亲水的残基，只要所述衍生物中正电荷总数不超过3，并且侧链部分的正电荷总数不超过1即可。R2的实例包括D-或L-构型的丙氨酸、氨基丁酸、天冬酰胺、天冬氨酸、二氨基丁酸、谷氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸或苏氨酸。本领域技术人员还会认识到，Thr的等价残基是Ser。

在天然多粘菌素和八肽菌素中，R3为Dab、DDab或DSer。

在本发明衍生物中，R3可以是任何氨基酸残基，优选亲水或相对亲水的残基，只要所述衍生物中正电荷总数不超过3，并且链部分的正电荷总数不超过1即可。R3选自D-或L-构型的丙氨酸、氨基丁酸、天冬酰胺、天冬氨酸、二氨基丁酸、谷氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸或苏氨酸。

本领域技术人员还会认识到除了这些R1、R2和R3的优选残基之外的其它亲水或相对亲水的残基，并可选自例如精氨酸、N_ω-甲基精氨酸、α-甲基天冬氨酸、半胱氨酸、组氨酸、羟基赖氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、鸟氨酸、青霉胺、脯氨酸、磷酸丝氨酸、磷酸苏氨酸和酪氨酸。

本领域技术人员容易注意到，R1、R2和R3的残基之一可以不是亲水或相对亲水的残基，只要另外两个是即可。因此，R1、R2和R3可选自例如共价键、丙氨酸、2-氨基己二酸、α-正丁酸、N-(4-氨基丁基)甘氨酸、α-氨基丁酸、γ-氨基丁酸、α-氨基己酸、氨基环丙烷羧酸、氨基异丁酸、氨基降冰片基羧酸(aminonorbornylcarboxylate)、α-氨基正戊酸、精氨酸、N_ω-甲基-精氨酸、天冬酰胺、α-甲基天冬氨酸、天冬氨酸、N-苄基甘氨酸、N-(2-氨基甲酰基乙基)甘氨酸、N-(氨甲酰基乙基)甘氨酸、1-羧基-1(2，2-二苯基乙基氨基)环丙烷、半胱氨酸、N_α-甲基二氨基-正丁酸、N_γ-乙酰基二氨基正丁酸、N_γ-甲酰基二氨基-正丁酸、N_γ-甲基二氨基正丁酸、N-(N-2，2-二苯基乙基)氨甲酰基甲基-甘氨酸、N-(N-3，3-二苯基丙基)氨甲酰基甲基(1)甘氨酸、N-(3，3-二苯基丙基)甘氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、叔丁基甘氨酸、2-氨基-4-胍基丁酸、N-(3-胍基丙基)甘氨酸、组氨酸、高苯丙氨酸、异锁链赖氨素、异亮氨酸、亮氨酸、正亮氨酸、羟基赖氨酸、N_α-甲基赖氨酸、赖氨酸、N_α-甲基羟基赖氨酸、N_α-甲基赖氨酸、N_e-乙酰基羟基赖氨酸、N_e-乙酰基赖氨酸、N_e-甲酰基羟基赖氨酸、N_e-甲酰基赖氨酸、N_e-甲基羟基赖氨酸、N_e-甲基赖氨酸、甲硫氨酸、α-甲基-γ-氨基丁酸、α-甲基-氨基异丁酸、α-甲基环己基丙氨酸、α-萘基丙氨酸、正亮氨酸、正缬氨酸、α-甲基鸟氨酸、N_α-甲基鸟氨酸、N_δ-乙酰基鸟氨酸、N_δ-甲酰基鸟氨酸、N_δ-甲基鸟氨酸、鸟氨酸、青霉胺、苯丙氨酸、羟基脯氨酸、脯氨酸、N_α-甲基二氨基-正丙酸、N_β-乙酰基二氨基-正丙酸、N_β-甲酰基二氨基-正丙酸、N_β-甲基二氨基正丙酸、磷酸丝氨酸、丝氨酸、磷酸苏氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、正缬氨酸和缬氨酸。

在天然多粘菌素和八肽菌素中，R4是Dab。具有抗菌活性的合成衍生物实例包括其中R4是Lys的那些。

在本发明的衍生物中，R4是包含能够使所述分子环化的功能侧链的氨基酸残基，并可选自以下等同残基：Lys、羟基赖氨酸、鸟氨酸、Glu、Asp、Dab、二氨基丙酸、Thr、Ser和Cys，优选Dab。

在天然多粘菌素和八肽菌素中，R5、R8和R9是Dab。具有抗菌活性的合成衍生物实例包括其中R5、R8和R9可以是Lys或2-氨基-4-胍基丁酸的那些。

在本发明的衍生物中，R5、R8和R9是带正电或中性的氨基酸残基，优选Dab，只要所述衍生物的总电荷数不超过3即可。

本领域技术人员可容易地认识到这些优选残基的等价残基，其可选自：例如二氨基丁酸、二氨基丙酸、赖氨酸、羟基赖氨酸、鸟氨酸、2-氨基-4-胍基丁酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、D-苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、丝氨酸、α-氨基正丁酸、α-氨基正戊酸、α-氨基己酸、N_e-甲酰基赖氨酸、N_e-乙酰基赖氨酸、N_e-甲基赖氨酸、N_e-甲酰基羟基赖氨酸、N_e-乙酰基羟基赖氨酸、N_e-甲基羟基赖氨酸、L-N_α-甲基羟基赖氨酸、N_γ-甲酰基二氨基正丁酸、N_γ-乙酰基二氨基正丁酸、N_γ-甲基二氨基正丁酸、N_β-甲酰基二氨基正丙酸、D-N_β-甲酰基二氨基正丙酸、N_β-乙酰基二氨基正丙酸、N_β-甲基二氨基正丙酸、N_δ-甲酰基鸟氨酸、N_δ-乙酰基鸟氨酸和N_δ-甲基鸟氨酸。

在天然多粘菌素和八肽菌素中，R6是DPhe或DLeu，R7是Leu、Ile、Phe或Thr。具有抗菌活性的合成衍生物实例包括其中R6是DTrp和R7是Ala的那些。

在本发明的衍生物中，R6是具有任选取代的疏水氨基酸残基，优选DPhe或DLeu，以及R7是任选取代的疏水残基，优选是Leu、Thr或Ile。

本领域技术人员可容易地认识到这些优选疏水残基的等价残基，其可选自：例如苯丙氨酸、a-氨基正丁酸、色氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、正缬氨酸、正亮氨酸、异亮氨酸和酪氨酸。本领域技术人员还可了解，苏氨酸的等价残基是丝氨酸。

在天然多粘菌素和八肽菌素中，R10是Thr和Leu。具有抗菌活性的合成衍生物实例包括其中R10是O-乙酰-Thr，O-丙酰-Thr或O-丁酰-Thr的那些。

在本发明的衍生物中，R10是Leu或任何非疏水氨基酸残基，只要所述衍生物中的正电荷总数不超过3即可。优选R10是Thr或Leu。

本领域技术人员还可了解，苏氨酸的等价残基是丝氨酸。

本发明衍生物中存在的3个正电荷可以位于七肽环部分，或是可以是两个正电荷位于七肽环部分而剩下的1个正电荷位于侧链中。

在一个实施方案中，本发明衍生物可选自下述衍生物的组，其中R2-R10选自：Thr-DSer-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]，即SEQ ID NO：10，以及Thr-DAsn-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]，即SEQ ID NO：39。

在另一些实施方案中，本发明衍生物可选自：乙酰基-Thr-DSer-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]，即Ac-SEQ ID NO：10，以及乙酰-Thr-DAsn-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]，即Ac-SEQ ID NO：39。

如本文实施例部分所示，仅带有3个正电荷并具有含1至5个碳原子的R(FA)的本发明化合物可以是使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的极高效药剂。

就致敏活性而言，至少两个(优选3个)正电荷位于七肽环部分中。

Teuber(1970)、Srinivasa和Ramachandran(1980a)以及Sakura等(2004)的工作公开了仅具有2个或3个正电荷的衍生物及其他多粘菌素衍生物。不过这些化合物都带有超过5个碳原子链长的脂肪酸部分R(FA)。另一方面，多粘菌素B九肽和粘菌素九肽(都是之前已知的使革兰氏阴性细菌对抗菌剂致敏的有效药剂)完全没有R(FA)部分，而带有5个正电荷。

在本发明的某些实施方案中，式I-V的多粘菌素衍生物可以以前药的形式向受试者给药。该前药可包含一个或多个电荷掩蔽部分，其用于在施用于受体之前掩蔽化合物上的正电荷。

本发明在一方面提供了新的多粘菌素衍生物，其仅带有3个正电荷并具有仅含1至5个碳原子的R(FA)，并能够使一种或多种革兰氏阴性细菌对抗生素或抗菌素致敏。

细菌对抗菌剂的易感性可以通过两种微生物学方法来确定。一种快速但粗略的方法使用已被特定量的抗菌剂所浸透的市售滤纸片。这些片被置于已接种了所测试生物体悬液的琼脂平板的表面，观察所述平板的生长抑制区。一种更精确的技术(培养液稀释易感性测试)包括准备含有液体培养基中药物的连续稀释液的试管，然后将所测试生物接种到所述管中。在适当的孵育期后，抑制所述细菌生长的最低药物浓度被认为是最小抑制浓度(MIC)。

本发明衍生物可使具有临床重要性的革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏，所述革兰氏阴性菌可以是下列属的那些：不动杆菌属(Acinetobacter)、产气单孢菌属(Aeromonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、博德特菌属(Bordetella)、布兰汉氏菌属(Branhamella)、弯曲杆菌属(Campylobacter)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、肠杆菌属(Enterobacter)、埃希氏菌属(Escherichia)、弗朗西丝氏菌属(Francisella)、梭杆菌属(Fusobacterium)、嗜血菌属(Haemophilus)、螺杆菌属(Helicobacter)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、军团菌属(Legionella)、莫拉氏菌属(Moraxella)、巴斯德氏菌属(Pasteurella)、邻单胞菌属(Plesiomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、沙门氏菌属(Salmonella)、沙雷氏菌属(Serratia)、志贺氏菌属(Shigella)和耶尔森氏菌属(Yersinia)的物种。所述细菌可以是，例如：大肠杆菌(Escherichia coli)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)、其他肠杆菌物种、弗氏柠檬酸杆菌、波美不动杆菌、绿脓假单胞菌和其他假单胞菌物种，以及许多其他非发酵型革兰氏阴性菌物种。所述细菌还包括幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)，以及其他具有临床重要性的革兰氏阴性菌。

所治疗的细菌感染包括，例如，菌血症、败血症、皮肤和软组织感染、肺炎、脑膜炎、盆腔腹膜区的感染、异物感染、血液病患者的发烧；与静脉内线或其他导管、canyl和/或装置相关的感染；胃肠道、眼内或耳内的感染；浅表皮肤感染以及潜在毒性细菌在胃肠道、黏膜和/或皮肤的定殖。

细菌感染性疾病包括(但不限于)严重的医院获得的感染、免疫受损患者的感染、器官移植患者的感染、重症监护室(ICU)中的感染、烧伤创面的严重感染、严重的社区获得的感染、囊性纤维化患者的感染，以及多重抗性革兰氏阴性菌造成的感染。

本发明还涉及两种或更多种本发明衍生物用于联合治疗的组合。所述组合可包括能够使不同革兰氏阴性菌物种或菌株对抗菌剂致敏的衍生物。

本发明的另一方面涉及包含与一种或多种可药用载体和赋形剂配制在一起的本发明多粘菌素衍生物、其前药和盐形式、其选定组合以及任选地抗菌剂的药物组合物。它们有助于将活性化合物加工成可药用的制备物，其包括：例如稀释剂、填充剂、缓冲剂、增稠剂、润湿剂、分散剂、增溶剂、助悬剂、乳化剂、粘合剂、稳定剂、崩解剂、包裹剂、包衣剂、包埋剂、润滑剂、着色剂和调味剂以及吸附剂、吸附增强剂、保湿剂、防腐剂等，它们是本领域技术人员公知的。

药物组合物包括其中含有有效实现预期目的之量的活性成分的组合物。更具体地，本发明的治疗有效量指有效使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的化合物的量。对治疗有效量的确定完全在本领域技术人员的能力范围之内。

可通过本领域公知的方法制备组合物，例如通过传统的混合、溶解、包裹、包埋、冻干、乳化和造粒过程。合适的制剂取决于所选的施用途径，药物组合物可被制备成立即释放或缓释(例如为了延长疗效和/或改善耐受性)。另外，可方便地通过药剂学领域已知的方法将所述制剂制成单位剂型的形式。

本发明的药物组合物包括(但不限于)旨在用于静脉内、肌内、经口或局部施用的那些，以及作为栓剂或作为吸入气雾剂形式施用的那些。所述组合物包括静脉内、肌内、腹膜内、皮下、髓内、鞘内、心室内、鼻内或眼内注射剂，吸入气雾剂以及旨在用于直肠、经口、阴道内、透粘膜或透皮递送的那些。

对于胃肠外施用(例如通过单次注射、快速输注或者慢速输注)，本发明化合物以及上文所述组合可在无菌水溶液中配制成合适的盐或酯形式，所述无菌水溶液优选生理相容性流体，例如盐水、5％葡萄糖、任氏溶液和Hank’s溶液。所述制剂还可包含有机溶剂，例如丙二醇、聚乙二醇、丙二醇或相关化合物以及防腐剂和表面活性剂。

可以由无机和有机酸制备可药用酸加成盐。来自无机酸的盐包括盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等。来自有机酸的盐包括醋酸、丙酸、乙醇酸、丙酮酸、草酸、苹果酸、丙二酸、琥珀酸、马来酸、延胡索酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、肉桂酸、扁桃酸、甲磺酸、乙磺酸、对甲苯磺酸、水杨酸等。

另外，用于胃肠外施用的药物组合物可以是在油或水载体中的混悬液或乳液，并可含有配制剂，例如助悬剂、稳定剂和/或分散剂。合适的亲脂载体和溶剂包括脂肪油，例如天然和/或合成脂肪酸酯，例如油酸乙酯和甘油三酯或脂质体。所述混悬液可含有增加混悬液粘度的物质，例如羧甲基纤维素钠、山梨醇或葡萄糖。

胃肠外组合物可被制成单位剂量或多剂量密封容器的形式，例如安瓿和小瓶，并可保存于冷冻干燥(冻干)条件下，对于注射剂而言，仅需在临用前加入无菌液体赋形剂，例如注射用水。

对于经口施用，固体形式制剂包括，例如，粉剂、片剂、丸剂、糖丸剂、锭剂、胶囊剂、扁囊剂(cachet)和微粒制剂。可使用固体赋形剂制备药物制剂：任选地将所得混合物粉碎，在需要时加入合适助剂后加工所述混合物制粒，以得到片剂或糖衣丸核心。固体载体/赋形剂可以是一种或多种还可用作稀释剂、增溶剂、润滑剂、助悬剂、粘合剂、防腐剂、调味剂、润湿剂、片剂崩解剂或者胶囊材料的物质。合适的载体包括但不限于碳酸镁、硬脂酸镁、滑石、葡萄糖、乳糖、果胶、淀粉、明胶、黄芪胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、低熔点蜡、可可脂等。

适于经口施用的液体制备物包括，例如，水溶液、糖浆、酏剂、水性混悬剂、乳剂和凝胶剂。可以通过将活性成分溶解于水中和加入合适的稳定剂和增稠剂以及着色剂和调味剂来制备水溶液。可通过将粘性材料(例如天然或合成树胶、树脂、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠以及其他公知助悬剂)与细微分开的活性成分一起分散于水中，来制备水性混悬剂。乳剂可在丙二醇水溶液中制备，或者可含有乳化剂，例如卵磷脂、失水山梨醇单油酸酯或者阿拉伯树胶。

本发明化合物或上述组合还可配制成用于局部施用。在无菌条件下将所述活性化合物与可药用载体/赋形剂混合，其包括任何所需的缓冲剂和防腐剂。可以例如用水或油基础物质并添加合适乳化剂、分散剂、助悬剂、增稠剂、稳定剂或着色剂来制备膏剂、霜剂和洗剂。常用赋形剂包括动物和植物脂肪和油、蜡、凡士林、淀粉、纤维素衍生物、黄芪胶和聚乙二醇。

其他局部制剂包括但不限于，滴耳液、滴眼液和透皮贴剂。

对于透皮和透粘膜施用，可将本领域常用的渗透剂用于所述制剂中。

对于吸入施用，本发明化合物和上述组合以从使用合适抛射剂(例如二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、二氯四氟乙烷或二氧化碳)通风器、加压装置或喷雾器中产生的气雾剂形式递送。在加压气雾剂的情况下，可以通过提供阀来确定剂量单位，以递送计量的量。用于吸入器或吹入器中的例如明胶的胶囊和药筒(cartridge)可配制成含有所述化合物和合适粉末基础物质(例如乳糖或淀粉)的粉末混合物。

本发明化合物和上述组合还可配置成直肠用组合物，例如保留灌肠剂或栓剂，其中使用常规栓剂基础物质，例如可可脂、其他甘油酯、聚乙二醇或栓剂用蜡。

本发明还涉及使用本发明多粘菌素衍生物或这些衍生物的组合作为患有感染性疾病(即革兰氏阴性菌感染)的人或动物受试者临床治疗(或预防方案)的一部分的方法，其包括将治疗有效剂量的至少一种本发明衍生物(与抗菌剂相组合)施用给所述受试者。

本发明还涉及使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的方法，其中同时或以任何顺序依次施用本发明衍生物以及治疗有效量的所述抗菌剂。

本发明衍生物和抗菌剂可在一种制剂中一起施用或者通过不同途径施用。例如，所述多粘菌素衍生物可以静脉内施用，而所述抗菌剂肌内、静脉内、皮下、经口或腹膜内施用。或者，所述衍生物可肌内或腹膜内施用，而所述抗菌剂可静脉内、肌内或腹膜内施用，或者所述衍生物可以气雾剂或喷雾剂形式施用，而抗菌剂通过例如静脉内施用。所述衍生物和抗菌剂可同时或依次施用，只要它们以足以使得两者都在感染部位达到有效浓度的方式给药即可。

“治疗有效性”基于成功的临床结局，它不要求本发明衍生物(与抗菌剂组合)杀死参与感染的100％的细菌。成功的治疗依赖于在感染部位达到一定水平的抗菌活性，其足以以使平衡有利于宿主的方式抑制细菌。当宿主防御最高效时，所需要的抗菌效果可以是中等的。即便将生物载量仅减少一个对数级(10倍)也可使得宿主自身的防御能够控制感染。另外，激发早期杀菌/抑菌作用可能比长期杀菌/抑菌作用更重要。这些早期事件是治疗成功的重要和关键部分，因为它们赢得了激活宿主防御机制的时间。提高杀菌率对于例如脑膜炎、骨或关节感染的感染来说可能特别重要。

抗菌剂的治疗有效性依赖于细菌物种在有临床意义浓度的本发明衍生物下对所述抗菌剂的易感性。可在体内动物模型(例如小鼠腹膜炎或兔菌血症测定)中证实本发明化合物在改善抗菌剂体内治疗有效性的作用，并且可基于多种体外测试进行预测，其包括(1)确定抑制革兰氏阴性菌生长24小时所需的抗菌剂最小抑制浓度(minimum inhibitoryconcentration，MIC)，(2)确定抗菌剂对革兰氏阴性菌动力学生长曲线的影响，和(3)仅有抗菌剂连续稀释液或者与化合物连续稀释液联合的MIC方格测定(checkerboard assay)。示例性模型或测试是本领域公知的。

使用体外测定24小时的MIC，可显示本发明衍生物降低抗菌剂的MIC。根据此结果，预计体内同时施用所述化合物会提高革兰氏阴性菌对所述抗菌剂的易感性。还可显示本发明化合物将抗菌剂的MIC从被认为生物体有临床抗性的范围降低到生物体临床易感的范围。根据此结果，预计体内同时施用一种或多种本发明化合物和抗菌剂会逆转抗生素抗性生物的抗性，并且将其有效地转变成抗生素易感性生物。

通过在存在或不存在本发明化合物的情况下测量抗菌剂对革兰氏阴性菌体外生长曲线的影响，可以显示所述化合物在优选小于24小时的时期内增强抗菌剂的早期抗菌作用。早期杀菌/生长抑制作用的增强对于治疗结局的决定是很重要的。

在方格测定中，本发明化合物与抗菌剂的组合可产生“协同”分数抑制浓度指数(fractional inhibitory concentration index，FICI)。方格测定法是基于加合性的，其假设使用多种药物所观察到的结果是所测试药物单独作用的总和；根据此系统，小于0.5的FICI的得分为协同，1的得分为加合，大于1但小于2的得分为无关的。

适于与本发明衍生物联用的抗菌剂包括：例如，大环内酯类药物如克拉霉素、阿奇霉素和红霉素；酮内酯类、林可酰胺类如克林霉素；链阳性菌素类；利福霉素类如利福平、利福布汀和利福拉齐；夫西地酸、莫匹罗星、噁唑烷酮类；糖肽抗生素如万古霉素、dalbavancin、telavancin和oritavancin；氟喹诺酮类；四环素衍生物；青霉素的疏水衍生物；头孢菌素类；单环内酰胺类；卡巴培南类、培南类和其他β内酰胺抗生素；新生霉素；截短侧耳素类；叶酸合成抑制剂；去甲酰酶抑制剂和细菌流出泵抑制剂。治疗革兰氏阴性菌感染领域的技术人员可轻易地确定其他可使用的有临床意义的抗菌剂。优选地，所述抗菌剂选自疏水或中度疏水抗菌剂，对其来说革兰氏阴性菌的外膜是有效的透过屏障。

本发明还包括本发明化合物或其组合用于使本文所列具有临床重要性的细菌对宿主防御机制补体(存在于人和动物新鲜血清中)致敏的用途，所述致敏通过在临床感染或疑似感染过程中使所述细菌受到本发明化合物或其组合的作用来实现。可以例如通过补体和多形核白细胞的联合作用来发挥宿主防御。

医药领域的普通技术人员可通过考虑本领域公知的因素而容易地优化本发明化合物和同时施用的抗生素的有效剂量和施用方案，所述因素包括接受给药受试者的类型、年龄、体重、性别和医学状况、施用途径、受试者的肾功能和肝功能、期望效果、所使用的具体本发明化合物以及受试者对其的耐受性。所有抗微生物剂的剂量在肾损伤或肝功能不全的患者中都应进行调整，因为在有这些情况的患者中药物的代谢和/或排泄降低。儿童中的剂量一般也应根据体重而减少。

施用给人或动物的本发明衍生物的日总剂量可有所不同，例如0.1至100毫克/千克体重的量，优选0.25至25毫克/千克体重。

本领域普通技术人员还了解，最优治疗过程(即对于确定的天数每天给药的次数)将由所治疗状况的性质和程度、施用的形式、途径和部位以及所治疗的具体患者来决定，并且这些最适条件可通过常规技术来确定。

还提供了对本发明化合物使有害革兰氏阴性菌对抗菌剂和/或血清中补体致敏之能力进行测定的方法，所述化合物为天然多粘菌素或八肽菌素的衍生物，其与其来源的天然化合物不同，所述衍生物仅带有3个正电荷，以及由1至5个碳原子组成的末端部分(D)，所述方法包括使所述细菌与天然多粘菌素或八肽菌素的所述衍生物接触以及鉴定对所述细菌具有致敏活性的衍生物的步骤。

在另一方面中，本发明提供了开发新抗生素的方法，包括以下步骤：

(a)提供天然多粘菌素或八肽菌素化合物或其衍生物，其带有总共4至6个正电荷以及包含总共1至5个碳原子的末端部分(D)；

(b)用不带正电荷的残基或者用共价键替换1至3个带有一个或多个正电荷的残基，由此产生带有3个正电荷和包含1至5个碳原子的末端部分(D)的多粘菌素衍生物；

(c)测定所述多粘菌素衍生物使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的能力；和

(d)选择能够使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的化合物。

在本发明方法的一个实施方案中，末端部分(D)为R¹²-C(＝O)、R¹²-(C＝S)或R¹²’，其中R¹²和R¹²’定义如上。在本发明的另一实施方案中，末端部分(D)为R(FA)，其为具有任选取代的具有总共1至5个碳原子的烷酰基或烷基残基。

在另一方面中，本发明提供了开发新抗生素的方法，其包括以下步骤：

(a)提供天然多粘菌素或八肽菌素化合物或其衍生物，其带有总共4或5个正电荷以及包含多于5个碳原子的末端部分(D)；

(b)用不带正电荷的残基或者用共价键替换1至3个带有一个或多个正电荷的残基，由此产生带有3个正电荷的多粘菌素化合物衍生物；

(c)用含有总共1-5个碳原子的末端部分(D)替换所述具有多于5个碳原子的末端部分(D)，由此产生带有3个正电荷以及含有总共1至5个碳原子的末端部分(D)的多粘菌素化合物衍生物；

(d)测定所述多粘菌素衍生物使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的能力；和

(e)选择能够使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的化合物。

(a)提供天然多粘菌素或八肽菌素化合物或其衍生物，其带有总共4或6个正电荷，并且没有末端部分(D)；

(b)用不带正电荷的残基或者共价键替换1至3个带一个或多个正电荷的残基，由此产生带有3个正电荷的多粘菌素化合物衍生物；

(c)引入含有总共1至5个碳原子的末端部分(D)，由此产生带有3个正电荷以及含有总共1至5个碳原子的末端部分(D)的多粘菌素化合物；

(e)测定所述多粘菌素衍生物使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的能力；以及，

(f)选择能够使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的化合物。

本发明还提供了分别通过化学或酶促处理天然多粘菌素或八肽菌素可得到的半合成多粘菌素衍生物，或者通过经遗传修饰的生物产生的其变体。化学处理包括但不限于用醋酸酐、甲酸、肼和草酸进行处理。酶促处理包括但不限于用例如多粘菌素脱酰基酶、无花果蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、枯草杆菌肽酶、枯草杆菌蛋白酶、粘杆菌素水解酶和Nagarse酶的处理。

根据一个实施方案，优选的化合物比天然多粘菌素或八肽菌素的阳离子少，仅带有3个正电荷和具有1至5个碳原子的R(FA)，并且：

(a)能够使革兰氏阴性细菌如大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、阴沟肠杆菌、弗氏柠檬酸杆菌和波美不动杆菌对抗生素致敏，和/或

(b)如体内动物模型中所显示的，比临床使用的多粘菌素毒性更小，和/或

(c)如动物模型和/或测量所述化合物对肾结构的亲和力之体外测试中所显示的，比临床使用的多粘菌素肾毒性更小，和/或

(d)当局部施用或作为气雾剂吸入时能够比临床使用的多粘菌素更少地使组织释放组胺，和/或

(e)药代动力学更有利，例如相比于临床使用的多粘菌素具有更长的血清半衰期、提高的尿回收和/或更少被多阴离子组织和脓组分失活。

在另一实施方案中，本发明化合物与天然多粘菌素或八肽菌素(如多粘菌素A、多粘菌素B、IL-多粘菌素B₁、多粘菌素D、多粘菌素E、多粘菌素F、多粘菌素M、多粘菌素S、多粘菌素T、环杆菌素A、八肽菌素A、八肽菌素B、八肽菌素C或八肽菌素D)相比，具有一种或多种更有利的药代动力学特性。所述有利的药代动力学特性实例包括与天然多粘菌素或八肽菌素(如多粘菌素E)相比，具有更长的血清半衰期、更高的肾清除，以及更高的尿回收。

在另一实施方案中，本发明化合物与多粘菌素E相比，在给药24小时内具有更高的尿回收百分比。在另一实施方案中，基于大鼠实验的尿回收为约1％或更高、约5％或更高、约10％或更高、约15％或更高、约20％或更高、约25％或更高、约30％或更高、约35％或更高、约40％或更高、约45％或更高，或者约50％或更高。相比较而言，使用相同剂量和相同方案，多粘菌素E(粘菌素)的尿回收在24小时内测定为给药剂量的约0.18±0.14％(Li等，2003)。

在另一实施方案中，本发明化合物在给药途径和剂量相同的情况下可比多粘菌素E(粘菌素)具有更高的肾清除。在另一实施方案中，基于大鼠实验的本发明化合物肾清除为：大于约0.1ml/分钟/kg、大于约0.5ml/分钟/kg、大于约1.0ml/分钟/kg、大于约2.0ml/分钟/kg、大于约2.5ml/分钟/kg、大于约3.0ml/分钟/kg，或大于约3.5ml/分钟/kg。在另一实施方案中，使用相同剂量和给药途径，本发明化合物的肾清除可为多粘菌素E的至少10倍、至少50倍、至少100倍、至少150倍、至少200倍、至少250倍，或至少300倍。

在另一实施方案中，本发明化合物与带有更长脂肪酸尾的类似化合物(即末端部分或R(FA)含有多于5个的碳原子)相比，可具有一种或多种更有利的药代动力学特性。如实施例8中所示，NAB741与NAB739相比，具有更高的肾清除和更高的尿回收。所述化合物在化学方面均相同，只是NAB741带有乙酰基末端部分，而NAB739带有辛酰基末端部分。

用于合成本发明化合物的方法包括但不限于下述方法。对于待合成的具体化合物，本领域普通技术人员能够选择合适的方法。

1、可通过下述方法制备带有未变化七肽部分和经修饰的酰基-氨基酰基侧链的多粘菌素和八肽菌素半合成衍生物：

通过本领域技术人员已知的方法保护起始材料(多粘菌素或八肽菌素或其修饰物)中的游离氨基。可通过使用例如叔丁氧羰基(tBoc)、芴甲氧羰基(Fmoc)、苯甲氧羰基(CBZ，Z)、烯丙氧羰基(ALOC)、3-吡啶基-N-氧代-甲氧羰基(如专利公开GB1323962中所述)的残基来实现保护，通过使用希夫碱(例如苯甲醛)用日本专利公开7115630/1971中所述的方法实现保护，等等，它们可通过与产品性质相容的常规条件所移除。

在水溶性差有时候给后续步骤带来问题的情况下，可使用带负电的封闭基团(例如Fmoc的磺酸衍生物或Fmoc的羧酸衍生物)进行保护，所述方法描述于美国专利公开2006004185。可通过将合适的可移除带负电的高亲水性封闭基团与苏氨酸的OH基相连来增加水溶性。

其后，用酶(例如多粘菌素脱酰基酶、多粘菌素水解酶、木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶、菠萝蛋白酶、枯草杆菌肽酶、Nagarse酶或其他酶)对所述化合物进行酶处理，所述酶移除多粘菌素或八肽菌素化合物侧链的末端部分，或者甚至移除整个侧链。此处理后可任选地进行Edman降解步骤。所得化合物缺少整个侧链，仅仅由环状七肽部分组成，但具有游离N端α氨基。

或者，可用草酸或甲酸处理具有受酸稳定基团(如苄氧羰基)保护之氨基的多粘菌素和八肽菌素，产生受保护的脱酰基衍生物，所述方法描述于Kurihara等(1974)。所述步骤之后是进一步如上所述酶处理和/或Edman降解，以产生七肽。

其后，将合适的残基连接到七肽环部分的游离α氨基位置上。所述残基可含有酰基或相关残基(含总共1至5个碳原子的R(FA)，如甲基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基或异戊酰基残基)以及氨基酸残基，至多为三个残基，优选为两个残基。例如，可通过在上述七肽上添加合成的N-(酰基)-苏氨酰-D-苏氨酰来制备一种具有酰基和两个氨基酸残基的半合成化合物。这可以通过有机化学领域熟知的常规的一般技术来实现，这些技术包括使用US2006004185中所述的N-羟基-琥珀酰亚胺相连的残基。在这一具体合成中，该方法可包括使用2-N-乙酰基苏氨酰-D-丝氨酰-N-羟基琥珀酰亚胺。

2、带3个游离氨基的乙酰化多粘菌素九肽。多粘菌素D仅带有4个正电荷，并在R3位有DSer。多粘菌素D中的游离氨基可以通过上述方法进行保护。随后是酶处理和任选的Edman降解步骤，以产生相应九肽，然后可通过酰基异硫氰酸酯(通过本领域技术人员公知的方法，其描述于US2006004185)、通过酰氯(通过本领域技术人员公知的方法，其描述于Chihara等1974)或者通过使用与N-羟基琥珀酰亚胺相连的残基(通过本领域技术人员公知的方法，其描述于US2006004185)对所述九肽进行酰化。最后，移除保护基。乙酰化的多粘菌素D九肽仅带有3个游离氨基，都在七肽环部分中。

用类似的方法，可制得乙酰化多粘菌素S九肽。其仅带有3个游离氨基。

3、可通过本领域技术人员已知的极为常规的方法制得全合成的多粘菌素和八肽菌素衍生物。这些方法包括液相合成方法以及固相合成方法，其描述于例如Sakura等(2004)、Tsubery等(2000a、2000b、2002、2005)和Ofek等(2004)。所述方法包括例如在关键的位置使用保护剂(如Fmoc、tBoc和CBZ)以及环化步骤，其中使用DPPA(叠氮磷酸二苯酯)或六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧代-三吡咯烷基-鏻(PyBop)、N-羟基苯并三唑(HoBt)和N-甲基吗啉(NMM)。许多不常见以及D-氨基酸的Fmoc衍生物是市售的。最后一个氨基酸残基的氨基端处于无保护状态，以使酰化过程中的酸(如丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸和异戊酸)能够与之直接发生反应。

4、如上所述中间体化合物(第1-3段)中游离N端α氨基的酰化可使用酸酐通过本领域技术人员已知的条件来实现，所述酸酐如乙酸酐(见实例1)、丙酸酐、丁酸酐和戊酸酐。可通过本领域技术人员已知的条件使用溶于N-甲基四氢吡咯的对硝基苯甲酸来实现N-甲酰化。N-甲酰化也可通过本领域技术人员已知的条件使用溶于二甲基甲酰胺的甲酸和乙酸酐混合物来实现。

等同方案

本领域技术人员会认识到(或使用常规实验确定)本文所述具体方案的大量等同方案。认为这些等同方案均属于本发明范围之内，并涵盖在以下权利要求中。本申请中引用的所有参考文献、专利和专利申请均通过引用并入本文。可以选择这些专利、申请和其他文献中合适的组分、过程和方法用于本发明及其实施方案中。

参考文献列表

本申请中引用的所有参考文献均通过参考整体并入本文。

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实施例

下述实施例举例说明了本发明的一些实施方案，但不应认为是对本发明范围的限制。

实施例1

肽合成

使用标准Fmoc保护策略，通过常规固相化学法合成多粘菌素衍生物(“NAB肽”或“NAB化合物”)。C端氨基酸是预先连接在固相上市售的，当用酸将其从树脂上切下时，得到C端羧酸。

保护策略是使用三个水平的独立保护——对α氨基功能的暂时性Fmoc保护，其在酸切割阶段被移去的基团；以及在环化反应发生过程中覆盖反应性侧链功能的半永久性保护。在将所述肽从树脂上切下之后，C端羧酸与氨基酸之一的侧链上氨基功能反应，形成环状肽。在环化步骤之后，除去半永久性保护基得到NAB肽。

因此，所述氨基酸的α氨基功能被芴甲氧羰基(Fmoc)保护，在每个循环用二甲基甲酰胺(DMF)中20％哌啶除去Fmoc。用叔丁氧羰基(tBoc，在切割步骤被除去的酸不稳定基团)保护参与环化的氨基酸(即二氨基丁酸)。天冬酰胺官能团通过三苯甲基化作用进行保护。用在酸切割步骤中稳定的基团(即苯甲氧羰基(Z))保护所有其他具有功能性侧链基团的氨基酸。氨基酸苯丙氨酸和亮氨酸天然地不需要侧链保护。氨基端不被保护；这使得在酰基化过程中发生直接反应。

在商品化自动合成仪中进行合成步骤，其中使用六氟磷酸O-(6-氯苯并三唑-1-基)-N，N，N′，N′-四甲基-脲阳离子(HCTU)作为活化剂。

通过使用4倍摩尔过量的每种氨基酸或脂肪酸、4倍摩尔过量的活化剂HCTU(见上文)和8倍摩尔过量的N-甲基吗啉进行酰基化。反应时间为30分钟。

已受保护的氨基酸购买自标准供应商。

通过用95％三氟乙酸和5％水的溶液在室温反应2小时将肽从树脂上移去，得到部分保护的产物。用二乙醚沉淀所得肽。

所使用的环化混合物是六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧代-三吡啶烷基-鏻(PyBop)、N-羟基苯并三唑(HoBt)和N-甲基吗啉(NMM)，分别摩尔过量2、2和4倍。所述肽溶解于二甲基甲酰胺，加入环化混合物，使之反应2小时。通过加入冷的二乙醚沉淀环化的受保护肽。通过用水洗涤所述肽除去任何残余的PyBop。

通过使用乙酸酐-二异丙基乙胺-DMF(体积比为1∶1∶18)来实现乙酰化。

通过催化脱氢除去剩下的侧链保护基(Z)。所述肽在氢气气氛和钯炭(palladiumcharcoal)催化剂存在下溶解于乙酸-甲醇-水(5∶4∶1)中。

通过反相色谱使用常规乙腈∶水∶三氟乙酸梯度纯化所述肽。通过冻干使产物干燥。

产量为10-20毫克，约为从与树脂结合的第一氨酰基残基摩尔量(约100微摩尔)计算所得理论值的10％-20％。

如反相HPLC所估计的，纯度超过90％。在实验误差范围内，所得的质量是如理论值所预计的质量。

实施例2

化合物针对大肠杆菌和绿脓假单胞菌的活性

对实施例1中所合成的肽(均仅带有3个正电荷)使大肠杆菌对模式抗生素利福平致敏的能力进行了研究。通过使用含有浓度逐渐增加(0.1μg/ml、0.3μg/ml、1μg/ml)的利福平(Sigma-Aldrich，St.Louis，MO，U.S.A)的LB琼脂(LB Agar Lennox，Difco，BD，Sparks，MD，USA)平板以及不含利福平的LB琼脂对照平板进行此测定。

指示生物大肠杆菌IH3080(K1：O18)是最初分离自脑膜炎新生患儿(Vaara等，1984)的带荚膜菌株，从国家公共卫生研究院(赫尔辛基，芬兰)处获得。

从IH3080在LB琼脂上的过夜生长培养物中制得0.9％NaCl中约108个细胞/毫升的混悬液。然后用移液器将此混悬液的等分试样置于琼脂平板上，轻轻晃动平板以使混悬液均匀铺满平板的整个表面。之后，通过用巴斯德移液管移去未吸收的混悬液部分。在表面干燥之后，用无菌的边缘锋利的窄金属管、一次性枪头和真空吸引器在平板上钻出小孔(直径2毫米，每个平板5个孔)。或者，使用拭子来涂布接种物。然后将0.9％NaCl中的肽溶液(1微克/毫升和0.1微克/毫升的浓度)样品(4微升和10微升)移至孔中，使样品液体被吸收。对照包括不含待测试化合物的0.9％NaCl溶液。然后在37℃将平板孵育18小时，之后测量每个孔周围生长抑制区的直径；不减去孔自身的直径。最后，将直径转化成生长抑制的表面面积(以平方毫米计)。

表2显示了新化合物与对照化合物针对大肠杆菌IH3080的抗菌活性的比较。尽管这两种化合物均没有NAB739的直接抗菌活性，但它们可以4μg/ml的浓度使靶标细菌对浓度低至0.1μg/ml的利福平致敏。有趣的是，NAB747对绿脓假单胞菌ATCC27853有直接抗菌作用。在含10μg肽的孔中，它导致产生了面积为50平方毫米的抑制区域。在含4μg肽的孔中，其相应值为20平方毫米。

表2

新化合物的结构及其针对大肠杆菌的活性

＊氨酰基残基的单字符代码为：F，Phe；L，Leu；N，Asn；S，Ser；T，Thr；x，Dab；Z，Abu；B，N-γ-甲酰基-Dab；J，N-γ-乙酰基-Dab。小写字母表示D-构型的残基。

+表示肽的游离N端α氨基的正电荷。缩写：MO(H)A，多粘菌素B中存在的6-甲基辛酰基、6-甲基戊酰基及相关脂肪酸残基的混合物；OA，辛酰基；DA，癸酰基；Ac，乙酰基；Me，甲基。

＊＊通过在LB平板上含4微克化合物的孔周围测定生长抑制情况(以平方毫米为单位)来衡量的抗菌活性。＊＊＊通过在含利福平(0.1毫克/ml)的LB平板上含4微克化合物的孔周围测定生长抑制情况(以平方毫米为单位)来衡量的抗菌活性。

实施例3

NAB741使大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌和阴沟肠杆菌对多种抗菌剂致敏

通过使用存在和不存在NAB741(4μg/ml)的Mueller-Hinton琼脂培养基(产品号LabO39；LabM Ltd.，Bury，Lancs，UK)，测定一组代表性临床应用抗微生物剂对两株大肠杆菌(ATCC25922和IH3080)、肺炎克雷伯氏菌ATCC13883和阴沟肠杆菌ATCC23355的最低抑制浓度(MIC)。通过使用E-strips(Biodisk Ltd.，Solna，Sweden)根据制造商的说明测定MIC。所使用的NAB741浓度本身并不抑制靶细菌生长。NAB741对所有这些菌株的MIC均＞16ug/ml。

结果在表3中显示。NAB741在4μg/ml浓度下能够以＞64至＞2000的因数使测试菌株对利福平致敏。致敏因数定义为不存在NAB741时抗生素的MIC与4μg/mlNAB741存在下的MIC的比值。在对克拉霉素(24-340)、莫匹罗星(8-192)、阿奇霉素(16-32)，以及夫西地酸(128-170)(对于一些菌株)和万古霉素(170)(对于阴沟肠杆菌)的测试中也观察到相当高的致敏因数。所有这些抗菌剂都是非常疏水的或大的(万古霉素)，并已知被革兰氏阴性菌的完整OM所阻挡，但可以透过受损的OM。表3

在NAB741浓度为4μg/ml时选定抗菌剂的致敏因数＊

＊致敏因数是不存在NAB741时抗生素的MIC与4μg/ml NAB741存在下MIC的比值

实施例4

七种不同革兰氏阴性菌菌株在NAB741(4μg/ml)存在下对利福平和克拉霉素的敏感性

使用含有或不含NAB741(4μg/ml)的Mueller-Hinton琼脂，通过如实施例3中的E-test方法测定利福平和克拉霉素对一组代表性临床相关革兰氏阴性菌不同菌株的最低抑制浓度(minimum inhibitory concentrations，MIC)。此浓度的NAB741本身不抑制靶细菌的生长。其中5种菌株来源于ATCC。波美不动杆菌(Acinetobacter baumannii)F264购自Mobidiag Ltd.，赫尔辛基，芬兰。大肠杆菌IH3080的来源在实施例2中给出。

结果显示于表4。结果表明，即使针对波美不动杆菌，NAB741也表现出相当高的活性。

表4

NAB741使革兰氏阴性菌对模式抗生素(利福平和克拉霉素)致敏的能力

＊不存在NAB741时与4μg/ml NAB741存在下利福平MIC的比值

＊不存在NAB741时与4μg/ml NAB741存在下克拉霉素MIC的比值

实施例5

NAB741使对美罗培南有抗性的波美不动杆菌(Acinetobacterbaumannii)菌株对美罗培南致敏

使用含有或不含NAB741(4微克/毫升)的Mueller-Hinton琼脂，通过如实施例4中的E-test方法测定美罗培南对两种波美不动杆菌菌株的最低抑制浓度(MIC)。此浓度的NAB741本身不抑制靶细菌的生长。致敏因数在实施例4中定义。结果显示于表5。NAB7061以＞4的因数使美罗培南抗性菌株F264对美罗培南致敏。

表5

在NAB741存在下(4μg/ml)使美罗培南抗性波美不动杆菌菌株对美罗培南致敏

实施例6

NAB741使大肠杆菌对新鲜正常血清中的补体致敏

按照Vaara等(1984)所述的方法研究NAB741使大肠杆菌的带荚膜光滑菌株对正常豚鼠血清(guinea pig serum，GPS)的抗菌作用致敏的能力。在37℃的翻转摇床上将大肠杆菌IH3080(018，K1)在LB液体培养基(LB broth Lennox，Difco，BD，Sparks，MD，USA)中培养至对数生长早期，用PBS(磷酸盐缓冲盐溶液，每升含8.0g NaCl、0.2g KCl、1.44g Na₂HPO₄×2H₂O和0.2g KH₂PO₄)洗涤，重悬于PBS至约10⁹个细胞/ml。GPS用作补体来源。其保存于-70℃待用。为了使补体灭活，将血清在56℃孵育30分钟。

实验步骤如下。以约每毫升500CFU(菌落形成单位)的细菌接种PBS中的10％GPS，吸取0.2毫升等分试样放入微滴定板的孔中。所述孔已含有0.020毫升0.9％NaCl中量递增的NAB7061。将所述板在37℃孵育2小时，然后将每个孔移空至LB平板上。在37℃过夜孵育所述平板，对产生的菌落计数。

结果显示于表6。NAB741本身在不存在GPS或者存在热灭活10％GPS时不显著减少CFU计数。但是，在存在10％的新鲜GPS时，低至2μg/ml浓度的NAB741足以将CFU计数减少约100倍。因此NAB741与新鲜血清中存在的抗菌补体机制协同作用，如公知具有此特性的药剂PMBN一样。

表6

NAB741和10％豚鼠血清(GPS)针对大肠杆菌IH3080(O18：K1)的协同抗菌活性＊

＊测量为37℃处理2小时后的存活％

实施例7

NAB739甲磺酸钠盐的制备与生物活性

将NAB739乙酸盐(100mg)溶于水(2ml)，加入中性甲醛溶液(400微升的30％甲醛水溶液[用1 N NaHCO3调至pH 7.2])。然后加入1N NaHCO₃溶液(2ml)，将析出的NAB739甲醛衍生物经过滤后用水洗涤。将所得微湿固体悬于水中(5ml)，加入100mg焦亚硫酸钠。几分钟后得到澄清溶液，冷冻干燥。将所得絮状白色固体用温热的丙酮(7.5ml)萃取，真空干燥。产量为56mg。用ESI质谱对产物进行分析，发现分子量1075.3处的主峰，表明大部分衍生物中NAB739化合物的三个Dab残基都被磺甲基化。也观察到一个弱峰，代表NAB739中三个Dab残基的两个被随机封闭。

为测定NAB739甲磺酸钠盐水溶液的抗菌活性，配制如下三种不同溶液：1)在临实验前在0.9％NaCl中制备的溶液(1mg/ml)，2)在实验前24小时在0.9％NaCl中制备并保存于37℃的溶液(1mg/ml)，3)实验前48小时在0.9％NaCl中制备并保存于37℃的溶液(1mg/ml)。新鲜制备的NAB739乙酸盐溶液作为对照化合物。

表7

NAB739甲磺酸盐与NAB739对大肠杆菌IH3080抗菌活性的比较＊

＊测量为37℃处理2小时后的存活％

＊＊MS，甲磺酸盐

测试菌为大肠杆菌IH3080。在37℃的旋转摇床中将大肠杆菌在LB液体培养基(LBbroth Lennox，Difco，BD，Sparks，MD，USA)中培养至对数生长早期，用PBS洗涤，重悬于PBS至约10⁹个细胞/ml。以约每毫升500CFU(菌落形成单位)的细菌接种PBS，取0.2ml等分试样移至微滴定板的孔中。所述孔已含有0.020毫升0.9％NaCl中量递增的NAB739。将所述板在37℃孵育1小时，然后将每个孔移空至LB平板上。在37℃过夜孵育所述平板，对产生的菌落计数。

结果显示于表7。NAB739甲磺酸盐的新鲜溶液比对照化合物NAB739的抗菌能力低很多。使用前在37℃下保存24小时使NAB739甲磺酸盐的活性稍有增加，而保存48小时使得其活性与对照化合物几乎相等。这些结果表明，与粘菌素甲磺酸盐相似，NAB739甲磺酸盐在水溶液中缓慢分解以产生具有更高抗菌活性的物质，即更低磺甲基化水平的物质，并最终释放游离的NAB739。

同样地，制备NAB741、NAB745、NAB747及其它所述化合物的甲磺酸盐衍生物。这些前药在体内分解，产生具有使靶标细菌对其它抗菌剂和血清补体致敏能力的化合物。

实施例8

NAB741与NAB739的基础药代动力学特性比较

本研究主要使用Li等(2003，2004)所述方法进行。用异氟醚使各大鼠(对两种化合物的n＝4，Sprague-Dawley，雄性)麻醉，向颈静脉中插入聚乙烯导管。将各大鼠置于代谢笼中，并允许操作后过夜恢复。测试化合物(乙酸盐，1mg/kg)经导管以推注(200μl无菌0.9％盐水)给药，随后用0.8ml盐水洗涤。从导管中手动收集九份血液样品(0、10、20、30、60、90、120、180和240分钟)，各200μl。收集样品时，抽出前100μl血液，存于注射器中。在用另一注射器取完实际样品后，将第一个注射器内的液体与400μl肝素化盐水一并回注到大鼠体内。离心血液样品以得到血浆。尿样在以0-4h、4-6h和6-24h的间隔收集。血浆及尿液样品存于-80℃。

用液相色谱和电喷雾离子化质谱(LC/电喷雾离子化MS)对样品进行分析。向100μl样品中加入10μl内标(NAB739，80g/ml)和200μl(血浆样品)或100μl(尿液样品)乙腈，将混合物振荡混合1分钟，之后以10.000g离心10分钟。色谱法采用HPLC C18柱(50×2mm)，0.1％甲酸作为溶剂A，0.1％乙腈作为溶剂B，流速为0.2ml/分钟，梯度如下：5％-30％溶剂B6分钟、30％-90％溶剂B0.5分钟、90％溶剂B保持2.5分钟、90％-5％溶剂B1分钟。将5.90至7.00分钟和9.00至10.1分钟内的洗脱液直接用转换阀送至MS系统。检测到m/z为496.7和331.4的NAB741阳性质子化分子离子和m/z＝538.8和359.6的NAB739阳性质子化分子离子。NAB741在6.65±0.05分钟时被洗出，而NAB739在9.45±0.05分钟时被洗出。使用带有NA201模块(血浆数据用静脉推注输入)的WinNonlin软件(4.0版，Mountain View，CA，USA)对血浆中的化合物进行非房室分析(Non-compartmental analysis)。

测定的NAB741基础药代动力学参数如下：半衰期(分钟)，32.7±2.41；分布容积(ml/kg)，243±24.0；清除(ml/分钟/kg)，7.39±0.85；尿回收(24小时剂量％)，50.9±13.6；和肾清除(ml/分钟/kg)，3.78±1.11。

测定的NAB739(与NAB741其他方面均相同的化合物，只是含有辛酰基而不是乙酰基作为其末端部分)基础药代动力学参数如下：半衰期(分钟)，69.0±21.9；分布容积(ml/kg)，222±20.5；清除(ml/分钟/kg)，2.63±0.54；尿回收(24小时剂量％)，19.4±7.38；和肾清除(ml/分钟/kg)，0.53±0.3。

粘菌素的相应参数由Li等(2003)以相同剂量和给药方式进行测定，其参数如下：半衰期(分钟)，74.6±13.2；分布容积(ml/kg)，496±60；清除(ml/分钟/kg)，5.2±0.4；尿回收(24小时剂量％)，0.18±0.14；和肾清除(ml/分钟/kg)，0.010±0.008。

以下内容对应本申请母案的原始权利要求书

1.式(I)的多粘菌素衍生物及其可药用的前药和盐：

其中：

A为多粘菌素环部分；

D为包含1-5个碳原子的末端部分；

m¹、m²和m³各自独立地为0或1；

Q¹、Q²和Q³各自独立地为CH₂、C＝O或C＝S；

W¹、W²和W³各自独立地为NR⁴、O或S；

R⁴为氢或烷基，

2.根据权利要求1的多粘菌素衍生物，其中m¹为0。

3.根据权利要求1或2的多粘菌素衍生物，其中m²和m³各自为1。

4.根据权利要求1-3中任一项的多粘菌素衍生物，其中Q²和Q³各自为C＝O。

5.根据权利要求1-4中任一项的多粘菌素衍生物，其中W²和W³各自为NH。

6.根据权利要求1-5中任一项的多粘菌素衍生物，其中R¹’、R²’和R³’不包含在生理pH下带正电的官能团。

7.根据权利要求1-6中任一项的多粘菌素衍生物，其中R¹’、R²’和R³’包含一个或多个羟基、氨基甲酰基、酰胺基、羧酸基、巯基、硫酸基、磺酰基或磷酸基。

8.根据权利要求7的多粘菌素衍生物，其中R¹’、R²’和R³’包含两个或更多个羟基、羧酸基、巯基、酰胺基、氨基甲酰基、硫酸基、磺酰基或磷酸基。

9.根据权利要求1-8中任一项的多粘菌素衍生物，其中R²’具有选自羟基、氨基甲酰基、酰胺基、羧酸基、巯基、硫酸基、磺酰基或磷酸基的一个或多个基团的取代。

10.根据权利要求9的多粘菌素衍生物，其中R²’具有氨基甲酰基、羟基或羧酸基取代。

11.根据权利要求9或10的多粘菌素衍生物，其中R²’为取代烷基。

12.根据权利要求9的多粘菌素衍生物，其中R²’为D-或L-构型的丙氨酸、氨基丁酸、天冬酰胺、天冬氨酸、二氨基丁酸、谷氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸或苏氨酸的侧链。

13.根据权利要求12的多粘菌素衍生物，其中R²’为D-丙氨酸、L-丝氨酸或L-苏氨酸的侧链。

14.根据权利要求1-13中任一项的多粘菌素衍生物，其中R³’具有选自羟基、酰胺基、氨基甲酰基、羧酸基、巯基、硫酸基、磺酰基或磷酸基的一个或多个基团的取代。

15.根据权利要求12的多粘菌素衍生物，其中R³’具有氨基甲酰基、羟基或羧酸基取代。

16.根据权利要求14或15的多粘菌素衍生物，其中R³’为取代烷基。

17.根据权利要求1的多粘菌素衍生物，其中R³’为D-或L-构型的丙氨酸、氨基丁酸、天冬酰胺、天冬氨酸、二氨基丁酸、谷氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸或苏氨酸的侧链。

18.根据权利要求17的多粘菌素衍生物，其中R³’为D-天冬酰胺、L-丝氨酸或D-丝氨酸的侧链。

19.根据权利要求1-18中任一项的多粘菌素衍生物，其中A为多粘菌素环部分，其选自多粘菌素A、多粘菌素B、IL-多粘菌素B₁、多粘菌素D、多粘菌素E、多粘菌素F、多粘菌素M、多粘菌素S、多粘菌素T、环杆菌素A、八肽菌素A、八肽菌素B、八肽菌素C、八肽菌素D或其衍生物的环部分。

20.根据权利要求19的多粘菌素衍生物，其中A为多粘菌素B或多粘菌素E的多粘菌素环部分。

21.根据权利要求1-20中任一项的多粘菌素衍生物，其中D为R¹²-(C＝O)、R¹²-SO₂-、R¹²-(C＝NH)-、R¹²-NH-(C＝S)-、R¹²-NH-(C＝O)-、R¹²-NH-(C＝NH)-、R¹²-O-(C＝S)-、R¹²-O-(C＝O)、R¹²-P(O)OH-、R¹²-(C＝S)或R¹²’，其中R¹²和R¹²’为烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基或芳基烷基。

22.根据权利要求21的多粘菌素衍生物，其中D为R¹²-(C＝O)或R¹²-(C＝S)。

23.根据权利要求21或22的多粘菌素衍生物，其中R¹²为甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基或丁基。

24.根据权利要求22的多粘菌素衍生物，其中D为乙酰基、丙酰基、丁酰基或戊酰基。

25.式(II)的多粘菌素衍生物及其可药用的前药和盐：

其中：

A为多粘菌素环部分；

D为R¹²-C(＝O)、R¹²-C(＝S)或R¹²’；

R¹²为C₁-C₄烷基、C₂-C₄烯基或C₂-C₄炔基；

R¹²’为C₁-C₅烷基、C₂-C₅烯基或C₂-C₅炔基，

26.根据权利要求25的多粘菌素衍生物，其中m¹为0。

27.根据权利要求25或26的多粘菌素衍生物，其中m²和m³各自为1。

28.根据权利要求25-27中任一项的多粘菌素衍生物，其中R2’为取代烷基。

29.根据权利要求28的多粘菌素衍生物，其中R²’具有氨基甲酰基、羟基或羧酸基取代。

30.根据权利要求28的多粘菌素衍生物，其中R²’为D-或L-构型的丙氨酸、氨基丁酸、天冬酰胺、天冬氨酸、二氨基丁酸、谷氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸或苏氨酸的侧链。

31.根据权利要求30的多粘菌素衍生物，其中R²’为D-丙氨酸、L-丝氨酸或L-苏氨酸的侧链。

32.根据权利要求25-31中任一项的多粘菌素衍生物，其中R³’为取代烷基。

33.根据权利要求32的多粘菌素衍生物，其中R³’具有氨基甲酰基、羟基或羧酸基取代。

34.根据权利要求33的多粘菌素衍生物，其中R³’为D-或L-构型的丙氨酸、氨基丁酸、天冬酰胺、天冬氨酸、二氨基丁酸、谷氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸或苏氨酸的侧链。

35.根据权利要求34的多粘菌素衍生物，其中R³’为D-天冬酰胺、L-丝氨酸或D-丝氨酸的侧链。

36.根据权利要求25-35中任一项的多粘菌素衍生物，其中A为多粘菌素B或多粘菌素E的多粘菌素环部分。

37.根据权利要求25-36中任一项的多粘菌素衍生物，其中R¹²为烷基。

38.根据权利要求37的多粘菌素衍生物，其中D为乙酰基、丙酰基、丁酰基或戊酰基。

39.式(III)的多粘菌素衍生物及其可药用的前药和盐：

其中，

A为多粘菌素B或多粘菌素E的环部分；

D为R¹²-C(＝O)、R¹²-C(＝S)或R¹²’；

m¹为0或1；

R¹’、R²’和R³’各自独立地为天然或非天然氨基酸的侧链、烷基、烯基、芳烷基、芳基、烷氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷基氨基或炔基，其中R²’和R³’中至少有一个包含氨甲酰基、羟基或羧酸基；

R¹²为C₁-C₄烷基，

R¹²’为C₁-C₅烷基，

40.根据权利要求39的多粘菌素衍生物，其中m¹为0。

41.根据权利要求39或40的多粘菌素衍生物，其中R²’和R³’各自为取代烷基。

42.根据权利要求39-41中任一项的多粘菌素衍生物，其中D为乙酰基、丙酰基、丁酰基或戊酰基。

43.根据权利要求39-42中任一项的多粘菌素衍生物，其中R¹’、R²’和R³’包含至少两个氨基甲酰基、羟基和羟酸基团。

44.式(IV)的多粘菌素衍生物及其可药用的前药和盐：

其中：

A为多粘菌素B或多粘菌素E的环部分；

m¹为0或1；

L¹、L²和L³各自独立地为C₁-C₃烷基或共价键；

M¹、M²和M³各自独立地为H、C(＝O)NH₂、C(＝O)OH或-OH；

R¹²为C₁-C₄烷基，

45.根据权利要求44的多粘菌素衍生物，其中m¹为0。

46.根据权利要求44或45的多粘菌素衍生物，其中L²为-CH(CH₃)-且M²为OH、L²为-CH₂-且M²为H，或者L²为-CH₂-且M²为OH。

47.根据权利要求44-46中任一项的多粘菌素衍生物，其中L³为-CH₂-且M³为OH，或者L³为-CH₂-CH₂-且M³为C(＝O)NH₂。

48.通式(V)的多粘菌素衍生物或其可药用的前药和盐：

R6和R7各自独立地选自具有任选取代的疏水氨基酸残基；

R10为Leu或任何非疏水性氨基酸残基；并且

其中R1是可选的，并且其中R1、R2、R3、R5、R8和R9各自为独立选择的氨基酸残基；并且

49.根据权利要求48的衍生物，其中RiFA)为具有1至3个碳原子的残基。

50.根据权利要求48或49的衍生物，其中RiFA)为乙酰基。

51.根据权利要求48-50中任一项的衍生物，其中R1-R10选自Thr-DSer-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]和

Thr-DAsn-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]。

52.根据权利要求51的衍生物，其选自

Ac-Thr-DSer-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]、

Ac-Thr-DAsn-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]和

Me-Thr-DSer-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]。

53.根据权利要求1-52中任一项的多粘菌素衍生物，其中所述衍生物在生理pH下带有至少两个正电荷。

54.根据权利要求53的多粘菌素衍生物，其中所述衍生物在生理pH下带有三个正电荷。

55.根据权利要求53或54的多粘菌素衍生物，其中所述正电荷选自游离的未取代氨基基团和其它阳离子基团。

56.根据权利要求1-54中任一项的衍生物，其中所述衍生物为包含一个或多个正电荷掩蔽部分的前药。

57.根据权利要求56的衍生物，其中所述正电荷掩蔽部分在体内被切除。

58.根据权利要求56的衍生物，其中所述正电荷掩蔽部分降低毒性。

59.根据权利要求56的衍生物，其中所述正电荷掩蔽部分为磺基烷基。

60.权利要求59中的衍生物，其中所述磺烷基部分为磺基甲基。

61.根据权利要求1-60中任一项的衍生物，其中所述衍生物的毒性低于多粘菌素B。

62.根据权利要求1-61中任一项的衍生物，其中所述衍生物提高细菌对另一抗菌剂或血清补体的敏感性。

63.根据权利要求1-62中任一项的衍生物，其中所述衍生物将细菌对另一抗菌剂或血清补体的敏感性提高到五倍或更高。

64.根据权利要求63的衍生物，其中所述衍生物将细菌对另一抗菌剂或血清补体的敏感性提高为十倍或更高。

65.根据权利要求62-64中任一项的衍生物，其中所述另一抗菌剂为利福平、克拉霉素、莫匹罗星、阿奇霉素、夫西地酸或万古霉素。

66.根据权利要求1-65中任一项的衍生物，其中所述衍生物与天然多粘菌素、八肽菌素或者具有多于五个碳原子之末端部分的多粘菌素衍生物相比具有一种或多种在药代动力学方面有利的特性。

67.根据权利要求66的衍生物，其中所述药代动力学方面有利的特性为：与天然多粘菌素、八肽菌素或者具有多于五个碳原子末端部分的多粘菌素衍生物相比更高的血清半衰期、更高的肾清除或更高的尿回收。

68.根据权利要求67的衍生物，其中在24小时中所述尿回收高于所述衍生物给药剂量的约10％。

69.根据权利要求68的衍生物，其中在24小时中所述尿回收高于所述衍生物给药剂量的约30％。

70.根据权利要求67的衍生物，其中所述衍生物的所述肾清除高于约0.5ml/分钟/kg。

71.根据权利要求70的衍生物，其中所述衍生物的所述肾清除高于约2ml/分钟/kg。

72.根据权利要求66-71中任一项的衍生物，其中所述天然多粘菌素或八肽菌素为多粘菌素A、多粘菌素B、lL-多粘菌素B1、多粘菌素D、多粘菌素E、多粘菌素F、多粘菌素M、多粘菌素S、多粘菌素T、环杆菌素A、八肽菌素A、八肽菌素B、八肽菌素C或八肽菌素D。

73.根据权利要求72的衍生物，其中所述天然多粘菌素或八肽菌素为多粘菌素E。

74.包含两种或更多种权利要求1至73中任一项所述衍生物的组合产品。

75.包含至少一种权利要求1至73中任一项所述衍生物以及至少一种可药用载体和/或赋形剂的药物组合物。

76.根据权利要求75的药物组合物，其还包含另一抗菌剂。

77.使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的方法，所述方法包括同时或以任何顺序依次施用治疗有效量的所述抗菌剂以及权利要求1至73任一项所述衍生物或权利要求74所述组合。

78.根据权利要求77的方法，其中所述抗菌剂选自克拉霉素、阿奇霉素、红霉素和其它大环内酯类，酮内酯类，克林霉素和其它林可酰胺类，链阳性菌素类，利福平、利福布汀、利福拉齐及其它利福霉素类，夫西地酸、莫匹罗星、噁唑烷酮类、万古霉素、达贝万星、特拉万星、奥利万星及其它糖肽抗生素，氟喹诺酮类、杆菌肽、四环素衍生物、β内酰胺抗生素类、新生霉素、截短侧耳素类、叶酸合成抑制剂、去甲酰酶抑制剂和细菌流出泵抑制剂。

79.根据权利要求78的方法，其中所述抗菌剂选自克拉霉素、阿奇霉素、红霉素、克林霉素、链阳性菌素组合奎奴普丁-达福普汀、利福平、夫西地酸、莫匹罗星、噁唑烷酮类利奈唑胺、万古霉素、氟喹诺酮类莫西沙星以及叶酸合成抑制剂三甲氧苄氨嘧啶。

80.根据权利要求77的方法，其中所述细菌选自大肠杆菌(Escherichia coli)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)和波美不动杆菌(Acinetobacter baumanni)。

81.开发新抗生素的方法，其包括以下步骤：

(b)用不带正电荷的残基或者用共价键替换1至3个带有一个或多个正电荷的残基，由此产生带有3个正电荷以及包含1至5个碳原子之末端部分(D)的多粘菌素化合物衍生物；

(d)选择能够使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的化合物。

82.开发新抗生素的方法，其包括以下步骤：

(a)提供天然多粘菌素或八肽菌素化合物或其衍生物，其带有总共4至6个正电荷以及具有多于5个碳原子的末端部分(D)；

(e)选择能够使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的化合物。

83.开发新抗生素的方法，其包括以下步骤：

(b)用不带正电荷的残基或者用共价键替换1至3个带一个或多个正电荷的残基，由此产生带有3个正电荷的多粘菌素化合物衍生物；

(c)引入含有总共1至5个碳原子的末端部分(D)，由此产生带有3个正电荷以及含有总共1至5个碳原子之末端部分(D)的多粘菌素化合物；

(f)选择能够使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的化合物。

84.使具有临床重要性的革兰氏阴性菌对血清中存在的宿主防御机制补体致敏的方法，其中在临床感染过程中使根据权利要求1-73中任一项的衍生物作用于所述细菌。

85.根据权利要求84的方法，其中所述细菌选自：大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、阴沟肠杆菌、弗氏柠檬酸杆菌和波美不动杆菌。

86.根据权利要求1-73中任一项的衍生物在制备使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的药物中的用途。

87.根据权利要求86的用途，其中所述细菌选自大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、阴沟肠杆菌、弗氏柠檬酸杆菌和波美不动杆菌。

88.根据权利要求87的用途，其中所述抗菌剂选自：克拉霉素、阿奇霉素、红霉素和其它大环内酯类药物，酮内酯类、克林霉素和其它林可酰胺类，链阳性菌素类，利福平、利福布汀、利福拉齐及其它利福霉素类，夫西地酸、莫匹罗星、噁唑烷酮类、万古霉素、达贝万星、特拉万星、奥利万星及其它糖肽抗生素、氟喹诺酮类、杆菌肽、四环素衍生物、β内酰胺抗生素、新生霉素、截短侧耳素类、叶酸合成抑制剂、去甲酰酶抑制剂和细菌流出泵抑制剂。

89.根据权利要求88的用途，其中所述抗菌剂选自：克拉霉素、阿奇霉素、红霉素、克林霉素、链阳性菌素组合奎奴普丁-达福普汀、利福平、夫西地酸、莫匹罗星、噁唑烷酮类利奈唑胺、万古霉素、氟喹诺酮类莫西沙星以及叶酸合成抑制剂三甲氧苄氨嘧啶。

90.根据权利要求1-73中任一项的衍生物在制备使革兰氏阴性菌对血清中存在的宿主防御机制补体致敏的药物中的用途。

91.根据权利要求90的用途，其中所述细菌选自：大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、阴沟肠杆菌、弗氏柠檬酸杆菌和波美不动杆菌。

92.用于制备权利要求1所限定的式(I)多粘菌素衍生物的方法，其包括：

(A)修饰带有4至5个带正电残基以及含有总共1至5个碳原子的末端部分(D)的天然或合成多粘菌素或八肽菌素化合物或其衍生物，所述修饰通过以下来实现：用中性残基或共价键替换1至2个所述残基，或是将1至2个所述残基转变成中性残基，以获得带有3个带正电残基以及含有总共1至5个碳原子之末端部分(D)的权利要求1所述式(I)多粘菌素衍生物；或

(B)修饰带有4至5个带正电残基以及含有多于5个碳原子的末端部分(D)的天然或合成多粘菌素或八肽菌素化合物或其衍生物，所述修饰通过以下来实现：用中性残基或共价键替换1至2个所述残基，或是将1至3个所述残基转变成中性残基，并用含有总共1至5个碳原子的末端部分(D)替换含多于5个碳原子的末端部分(D)，以获得带有总共3个带正电残基以及含有总共1至5个碳原子之末端部分(D)的权利要求1所述式(I)多粘菌素衍生物；或

(C)修饰带有4至6个带正电残基并且没有末端部分(D)的天然或合成多粘菌素或八肽菌素化合物或其衍生物，所述修饰通过以下来实现：用中性残基或共价键替换1至3个所述残基，或是将1至3个所述残基转变成中性残基，并引入含有总共1至5个碳原子的末端部分(D)，以获得带有3个带正电残基以及含有总共1至5个碳原子之末端部分(D)的权利要求1所述式(I)多粘菌素衍生物。

93.根据权利要求92的方法，其包括以全合成方法来实施所述方法。

94.根据权利要求92的方法，其包括以半合成方法来实施所述方法。

95.根据权利要求94的方法，其包括下述步骤：

(a)切割天然或合成的多粘菌素或八肽菌素化合物或其衍生物以除去所述多粘菌素化合物的侧链，并回收所述化合物的环部分，和

(b)将步骤(a)中获得的环部分与合成制备的侧链相偶联，以获得权利要求1所述式(I)多粘菌素衍生物。

96.根据权利要求94的方法，其包括以酶促方式进行步骤(a)中的切割。

97.根据权利要求94的方法，其包括以化学方式进行步骤(a)中的切割。

98.根据权利要求94的方法，其包括使用化学处理和酶促处理的组合进行步骤(a)中的切割。

99.治疗受试者中革兰氏阴性菌感染的方法，所述方法包括施用有效量的权利要求1-73中任一项所述衍生物与另一抗菌剂的组合，以治疗该细菌感染。

100.权利要求99的方法，其中所述另一抗菌剂为克拉霉素、阿奇霉素、红霉素、大环内酯类、酮内酯类、克林霉素、林可酰胺类、链阳性菌素、利福平、利福布汀、利福拉齐、利福霉素类、夫西地酸、莫匹罗星、噁唑烷酮类、万古霉素、达贝万星、特拉万星、奥利万星、糖肽抗生素、氟喹诺酮类、杆菌肽、四环素衍生物、β内酰胺抗生素、新生霉素、截短侧耳素类、叶酸合成抑制剂、去甲酰酶抑制剂或细菌流出泵抑制剂。

101.权利要求99或100的方法，其中所述受试者为哺乳动物。

102.权利要求101的方法，其中所述受试者为人。

103.权利要求99-102中任一项的方法，其中所述细菌感染为大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、阴沟肠杆菌、弗氏柠檬酸杆菌和波美不动杆菌的感染。

104.权利要求99-103中任一项的方法，其中所述衍生物和所述另一抗菌剂与可药用载体组合施用。

Claims

1.通式(V)的多粘菌素衍生物或其可药用的前药和盐：

其中R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10一起代表多粘菌素环部分，其选自多粘菌素A、多粘菌素B、IL-多粘菌素B₁、多粘菌素D、多粘菌素E、多粘菌素F、多粘菌素M、多粘菌素S、多粘菌素T、环杆菌素A、八肽菌素A、八肽菌素B、八肽菌素C和八肽菌素D的环部分；

R1不存在，

R2为L-丝氨酸或L-苏氨酸，

R3为D-天冬酰胺、L-丝氨酸、D-丝氨酸、L-苏氨酸或D-苏氨酸；并且

R(FA)为具有任选取代的具有共1至5个碳原子的烷酰基残基；

其中所述衍生物在生理pH下带有三个正电荷。

2.根据权利要求1的衍生物，其中R(FA)为具有1至3个碳原子的残基。

3.根据权利要求1或2的衍生物，其中R(FA)为乙酰基。

4.根据权利要求1的衍生物，其中R1-R10选自

Thr-DSer-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]和

Thr-DAsn-cy[Dab-Dab-DPhe-Leu-Dab-Dab-Thr-]。

5.根据权利要求1的衍生物或其可药用的前药和盐，其中所述前药包含一个或多个正电荷掩蔽部分。

6.根据权利要求5的衍生物或其可药用的前药和盐，其中所述正电荷掩蔽部分在体内被切除。

7.根据权利要求5的衍生物或其可药用的前药和盐，其中所述正电荷掩蔽部分降低毒性。

8.根据权利要求5的衍生物或其可药用的前药和盐，其中所述正电荷掩蔽部分为磺基烷基。

9.权利要求8中的衍生物或其可药用的前药和盐，其中所述磺基烷基部分为磺基甲基。

10.根据权利要求1的衍生物，其中所述衍生物的毒性低于多粘菌素B。

11.根据权利要求1的衍生物，其中所述衍生物提高细菌对另一抗菌剂或血清补体的敏感性。

12.根据权利要求1的衍生物，其中所述衍生物将细菌对另一抗菌剂或血清补体的敏感性提高到五倍或更高。

13.根据权利要求12的衍生物，其中所述衍生物将细菌对另一抗菌剂或血清补体的敏感性提高为十倍或更高。

14.根据权利要求11的衍生物，其中所述另一抗菌剂为利福平、克拉霉素、莫匹罗星、阿奇霉素、夫西地酸或万古霉素。

15.根据权利要求1的衍生物，其中所述衍生物与天然多粘菌素、八肽菌素或者具有多于五个碳原子之末端部分的多粘菌素衍生物相比具有一种或多种在药代动力学方面有利的特性。

16.根据权利要求15的衍生物，其中所述药代动力学方面有利的特性为：与天然多粘菌素、八肽菌素或者具有多于五个碳原子末端部分的多粘菌素衍生物相比更高的血清半衰期、更高的肾清除或更高的尿回收。

17.根据权利要求16的衍生物，其中在24小时中所述尿回收高于所述衍生物给药剂量的10％。

18.根据权利要求17的衍生物，其中在24小时中所述尿回收高于所述衍生物给药剂量的30％。

19.根据权利要求16的衍生物，其中所述衍生物的所述肾清除高于0.5ml/分钟/kg。

20.根据权利要求19的衍生物，其中所述衍生物的所述肾清除高于2ml/分钟/kg。

21.根据权利要求1的衍生物，其中所述多粘菌素环部分为多粘菌素E的环部分。

22.包含两种或更多种权利要求1至21中任一项所述衍生物或其可药用的前药和盐的组合产品。

23.包含至少一种权利要求1至21中任一项所述衍生物或其可药用的前药和盐以及至少一种可药用载体和/或赋形剂的药物组合物。

24.根据权利要求23的药物组合物，其还包含另一抗菌剂。

25.权利要求1至21任一项所述衍生物或其可药用的前药和盐或权利要求22所述组合产品用于生产使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的药物的用途，其中所述衍生物与治疗有效量的所述抗菌剂同时或以任何顺序依次施用。

26.根据权利要求25的用途，其中所述抗菌剂选自大环内酯类，酮内酯类，林可酰胺类，链阳性菌素类，利福霉素类，夫西地酸、莫匹罗星、噁唑烷酮类、糖肽抗生素，氟喹诺酮类、杆菌肽、四环素类、β内酰胺抗生素类、新生霉素和截短侧耳素类。

27.根据权利要求26的用途，其中所述抗菌剂选自克拉霉素、阿奇霉素、红霉素、克林霉素、链阳性菌素组合奎奴普丁-达福普汀、利福平、利福布汀、利福拉齐、夫西地酸、莫匹罗星、噁唑烷酮类利奈唑胺、万古霉素、达贝万星、特拉万星、奥利万星、莫西沙星以及三甲氧苄氨嘧啶。

28.根据权利要求25的用途，其中所述抗菌剂选自叶酸合成抑制剂、去甲酰酶抑制剂和细菌流出泵抑制剂。

29.根据权利要求25的用途，其中所述革兰氏阴性菌选自大肠杆菌(Escherichiacoli)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、产酸克雷伯氏菌(Klebsiellaoxytoca)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacterfreundii)和波美不动杆菌(Acinetobacter baumanni)。

30.根据权利要求1-21中任一项的衍生物或其可药用的前药和盐在制备使革兰氏阴性菌对抗菌剂致敏的药物中的用途。

31.根据权利要求30的用途，其中所述革兰氏阴性菌选自大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、阴沟肠杆菌、弗氏柠檬酸杆菌和波美不动杆菌。

32.根据权利要求31的用途，其中所述抗菌剂选自：大环内酯类药物，酮内酯类、林可酰胺类，链阳性菌素类，利福霉素类，夫西地酸、莫匹罗星、噁唑烷酮类、糖肽抗生素、氟喹诺酮类、杆菌肽、四环素类、β内酰胺抗生素、新生霉素和截短侧耳素类。

33.根据权利要求32的用途，其中所述抗菌剂选自：克拉霉素、阿奇霉素、红霉素、克林霉素、链阳性菌素组合奎奴普丁-达福普汀、利福平、利福布汀、利福拉齐、夫西地酸、莫匹罗星、噁唑烷酮类利奈唑胺、万古霉素、达贝万星、特拉万星、奥利万星、莫西沙星以及三甲氧苄氨嘧啶。

34.根据权利要求31的用途，其中所述抗菌剂选自叶酸合成抑制剂、去甲酰酶抑制剂和细菌流出泵抑制剂。

35.根据权利要求1-21中任一项的衍生物或其可药用的前药和盐在制备使革兰氏阴性菌对血清中存在的宿主防御机制补体致敏的药物中的用途。

36.根据权利要求35的用途，其中所述革兰氏阴性菌选自：大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、阴沟肠杆菌、弗氏柠檬酸杆菌和波美不动杆菌。

37.用于制备权利要求1所限定的式(V)多粘菌素衍生物的方法，其包括：

(A)修饰带有4至5个带正电残基以及含有具有共1至5个碳原子的烷酰基的末端部分R(FA)的天然或合成多粘菌素或八肽菌素化合物，所述修饰通过以下来实现：用中性残基或共价键替换1至2个所述带正电残基，或是将1至2个所述带正电残基转变成中性残基，以获得带有3个带正电残基以及含有具有共1至5个碳原子的烷酰基的末端部分R(FA)的权利要求1所述式(V)多粘菌素衍生物；或

(B)修饰带有4至5个带正电残基以及含有多于5个碳原子的末端部分R(FA)的天然或合成多粘菌素或八肽菌素化合物，所述修饰通过以下来实现：用中性残基或共价键替换1至2个所述带正电残基，或是将1至3个所述带正电残基转变成中性残基，并用含有具有共1至5个碳原子的烷酰基的末端部分R(FA)替换含多于5个碳原子的末端部分R(FA)，以获得带有总共3个带正电残基以及含有具有共1至5个碳原子的烷酰基的末端部分R(FA)的权利要求1所述式(V)多粘菌素衍生物；或

(C)修饰带有4至6个带正电残基并且没有末端部分R(FA)的天然或合成多粘菌素或八肽菌素化合物，所述修饰通过以下来实现：用中性残基或共价键替换1至3个所述带正电残基，或是将1至3个所述带正电残基转变成中性残基，并引入含有具有共1至5个碳原子的烷酰基的末端部分R(FA)，以获得带有3个带正电残基以及含有具有共1至5个碳原子的烷酰基的末端部分R(FA)的权利要求1所述式(V)多粘菌素衍生物。

38.根据权利要求37的方法，其包括以全合成方法来实施所述方法。

39.根据权利要求37的方法，其包括以半合成方法来实施所述方法。

40.根据权利要求39的方法，其包括下述步骤：

(a)切割天然或合成的多粘菌素或八肽菌素化合物以除去所述多粘菌素化合物的侧链，并回收所述化合物的环部分，和

(b)将步骤(a)中获得的环部分与合成制备的侧链相偶联，以获得权利要求1所述式(V)多粘菌素衍生物。

41.根据权利要求40的方法，其包括以酶促方式进行步骤(a)中的切割。

42.根据权利要求40的方法，其包括以化学方式进行步骤(a)中的切割。

43.根据权利要求40的方法，其包括使用化学处理和酶促处理的组合进行步骤(a)中的切割。

44.有效量的权利要求1-21中任一项所述衍生物或其可药用的前药和盐与另一抗菌剂组合用于生产治疗受试者中革兰氏阴性菌感染的药物的用途。

45.权利要求44的用途，其中所述另一抗菌剂为大环内酯类、酮内酯类、林可酰胺类、链阳性菌素、利福霉素类、夫西地酸、莫匹罗星、噁唑烷酮类、糖肽抗生素、氟喹诺酮类、杆菌肽、四环素类、β内酰胺抗生素、新生霉素或截短侧耳素类。

46.根据权利要求45的用途，其中所述抗菌剂选自：克拉霉素、阿奇霉素、红霉素、克林霉素、链阳性菌素组合奎奴普丁-达福普汀、利福平、利福布汀、利福拉齐、夫西地酸、莫匹罗星、噁唑烷酮类利奈唑胺、万古霉素、达贝万星、特拉万星、奥利万星、莫西沙星以及三甲氧苄氨嘧啶。

47.根据权利要求44的用途，其中所述抗菌剂选自叶酸合成抑制剂、去甲酰酶抑制剂和细菌流出泵抑制剂。

48.权利要求44的用途，其中所述受试者为哺乳动物。

49.权利要求48的用途，其中所述受试者为人。

50.权利要求44的用途，其中所述革兰氏阴性菌感染为大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、阴沟肠杆菌、弗氏柠檬酸杆菌和波美不动杆菌的感染。

51.权利要求44-50中任一项的用途，其中所述衍生物和所述另一抗菌剂与可药用载体组合施用。