CN110869016B - 用于治疗分枝杆菌感染的山费培南或其盐或酯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及式(I)或其药学上可接受的盐或酯前药，其用于治疗分枝杆菌感染或由分枝杆菌感染引起的疾病，如结核病。

Description

用于治疗分枝杆菌感染的山费培南或其盐或酯
根据REA赠予协议第291799号，这项发明的工作已获得欧盟第七框架计划(FP7/2007-2013)的人才计划(People Programme,玛丽居里行动(Marie Curie Actions))的资助。
技术领域
本发明涉及山费培南(sanfetrinem)，或其药学上可接受的盐或酯前药，及其治疗分枝杆菌感染或由分枝杆菌感染引起的疾病的用途。更具体地，本发明涉及山费培南或其药学上可接受的盐或酯前药治疗结核病的用途。特别是，本发明涉及前药，山费培南西酯(Sanfetrinem cilexetil)，及其治疗结核病的用途。
背景技术
根据世界卫生组织2014年发布的报告，每年将近一千万人感染结核病(TB)，每年造成150万人死亡。尽管有可用的结核病治疗方法，但全球疾病负担仍然是一个主要问题，原因是结核病的致病菌是结核分枝杆菌，其对许多治疗方法均产生抗药性。
尽管结核病是由细菌感染引起的，但使用β-内酰胺类这一最主要的抗生素在很大程度上已被忽略。尽管事实上数十种已获批准的β-内酰胺药物约占全球抗生素市场的三分之二，但它们抗结核病的评估受到临床试验早期失败的限制，并且认为亲脂性分枝杆菌细胞壁不能渗透这种高度极性的分子。
山费培南西酯是一种产生于20世纪90年代的实验性抗生素，与多种细菌物质引起的感染有关，但不包括分枝杆菌。
由于结核分枝杆菌的多药耐药菌株的不断增长和结核病的持续高发，迫切需要提供进一步的药物化合物来治疗结核病。
发明内容
在本发明第一方面，提供了下式化合物：
其具有名称(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸，或其药学上可接受的盐或酯前药，其用于治疗由分枝杆菌感染引起的疾病。
在本发明第二方面，提供了下式化合物：
其具有名称(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸，或其药学上可接受的盐或酯前药，其用于治疗分枝杆菌感染。
在本发明第三方面，提供了下式化合物：
其具有名称(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸，或其药学上可接受的盐或酯前药，其用于治疗结核病。
在本发明第四方面，提供了在需要的患者中治疗由分枝杆菌感染引起的疾病的方法，包括向所述患者给予治疗有效量的下式化合物：
其具有名称(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸，或其药学上可接受的盐或酯前药。
在本发明第五方面，提供了在需要的患者中治疗分枝杆菌感染的方法，包括向所述患者给予治疗有效量的下式化合物：
其具有名称(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸，或其药学上可接受的盐或酯前药。
在本发明第六方面，提供了在需要的患者中治疗结核病的方法，包括给予治疗有效量的下式化合物：
其具有名称(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸，或其药学上可接受的盐或酯前药。
在本发明第七方面，提供了下式化合物或其药学上可接受的盐或酯前药在制备用于治疗结核病、分枝杆菌感染或由分枝杆菌感染引起的疾病的药物中的用途，所述化合物为：
其具有名称(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸。
在本发明第八方面，提供了药物组合物，其包含(a)下式化合物：
其具有名称(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸，或其药学上可接受的盐或酯前药；和(b)药学上可接受的赋形剂，该组合物用于治疗结核病、分枝杆菌感染或由分枝杆菌感染引起的疾病。
在本发明第九方面，提供了(a)下式化合物：
其具有名称(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸，或其药学上可接受的盐或酯前药；和(b)另一其它抗结核病药剂的组合，该组合用于治疗分枝杆菌感染、由分枝杆菌感染引起的疾病或结核病。
在本发明第十方面，提供了(a)下式化合物：
其具有名称(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸，或其药学上可接受的盐或酯前药；和(b)β-内酰胺酶抑制剂的组合。
附图说明
图1示出了用于评估山费培南和山费培南西酯的体内抗结核活性的小鼠模型的结果。
图2是山费培南(钠盐)抗一组实验室菌株和临床分离株的MIC分布图。
图3显示了山费培南单独、山费培南+阿莫西林的组合、山费培南+阿莫西林+克拉维酸的组合在使用时的剂量-响应曲线、随浓度变化的％生长(阿莫西林的浓度值以μg/mL为单位)。
图4显示了阿莫西林单独和阿莫西林+克拉维酸盐的组合在使用时的剂量-响应曲线、随浓度变化的％生长。
图5示出了山费培南单独和山费培南+迪拉马尼组合的剂量-响应曲线。
图6示出了山费培南单独和山费培南+利福平组合的剂量-响应曲线。
图7示出了山费培南单独和山费培南+乙胺丁醇组合的剂量-响应曲线。
图8示出了山费培南单独和山费培南+阿莫西林组合的剂量-响应曲线。
发明详述
本发明涉及具有以下结构的化合物(下文也称为化合物A):
或其药学上可接受的盐或酯前药，其用于治疗由分枝杆菌感染引起的疾病。分枝杆菌感染为由分枝杆菌的感染引起的一种感染。
化合物A的名称为(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸。
分枝杆菌可为以下分枝杆菌组之一的成员：结核分枝杆菌复合群(MTC,Mycobacterium tuberculosis complex)、鸟型分枝杆菌复合群(MAC,Mycobacteriumavium complex)、戈登分枝杆菌进化枝(Mycobacterium gordonae clade)、堪萨斯分枝杆菌进化枝(Mycobacterium kansasii clade)、龟分枝杆菌进化枝(Mycobacteriumchelonae clade)、偶发分枝杆菌进化枝(Mycobacterium fortuitum clade,)、副偶发分支杆菌进化枝(Mycobacterium parafortuitum clade)或母牛分枝杆菌进化枝(Mycobacterium vaccae clade)。分枝杆菌也可为溃疡分枝杆菌(ycobacteriumulcerans)或麻风分枝杆菌(Mycobacterium leprae)。
结核分枝杆菌复合群(MTC)的成员包括结核分枝杆菌、非洲分枝杆菌(Mycobacterium africanum)、牛分枝杆菌(Mycobacterium bovis)、牛分枝杆菌卡介苗(Mycobacterium bovis BCG)、卡氏分枝杆菌(Mycobacterium canetti)、山羊分枝杆菌(Mycobacterium caprae)、田鼠分枝杆菌(Mycobacterium microti)和海豹分支杆菌(Mycobacterium pinnipedii)。这些分枝杆菌为人和动物结核病的致病物。结核分枝杆菌为人结核病的主要原因。
在一个实施方案中，所述感染由作为结核分枝杆菌复合群(MTC)的成员的分枝杆菌的感染引起。
在一个实施方案中，所述感染为结核分枝杆菌感染。换句话说，该分枝杆菌感染通过结核分枝杆菌的感染引起。
鸟型分枝杆菌复合群(MAC)的成员包括鸟型分枝杆菌、副结核鸟型分枝杆菌(Mycobacterium avium paratuberculosis)、鸟型分枝杆菌属silaticum、鸟型分枝杆菌属hominissuis、分枝杆菌属columbiense和分枝杆菌属indicus pranii。
戈登分枝杆菌进化枝的成员包括亚洲分枝杆菌(Mycobacterium asiaticum)和戈登分枝杆菌(Mycobacterium gordonae)。
堪萨斯分枝杆菌进化枝的成员包括胃分枝杆菌(Mycobacterium gastri)和堪萨斯分枝杆菌(Mycobacterium kansasii)。
龟分枝杆菌进化枝的成员包括脓肿分枝杆菌(Mycobacterium abscessus)、分枝杆菌属bolletii和龟分枝杆菌(Mycobacterium chelonae)。
偶发分枝杆菌进化枝的成员包括波尼克分枝杆菌(Mycobacterium boenickei)、布里斯本分枝杆菌(Mycobacterium brisbanense)、美化分枝杆菌(Mycobacteriumcosmeticum)、偶发分枝杆菌、偶发分枝杆菌解乙酰氨亚种(Mycobacterium fortuitumsubspecies acetamidolyticum)、休斯敦分枝杆菌(Mycobacterium houstonense)、玛格丽特分枝杆菌(Mycobacterium mageritense)、新奥尔良分枝杆菌(Mycobacteriumneworleansense)、外来分枝杆菌(Mycobacterium peregrinum)、猪分枝杆菌(Mycobacterium porcinum)、塞内加尔分枝杆菌(Mycobacterium senegalense)和败血分枝杆菌(Mycobacterium septicum)。
副偶发分支杆菌进化枝的成员包括南非分枝杆菌(Mycobacteriumaustroafricanum)、迪氏分枝杆菌(Mycobacterium diernhoferi)、腓特烈斯堡分枝杆菌(Mycobacterium frederiksbergense)、霍德勒分枝杆菌(Mycobacterium hodleri)、新金色分枝杆菌(Mycobacterium neoaurum)和副偶发分支杆菌(Mycobacteriumparafortuitum)。
因此，分枝杆菌感染可通过选自以下的分枝杆菌的感染引起：结核分枝杆菌、非洲分枝杆菌、牛分枝杆菌、牛分枝杆菌卡介苗、卡氏分枝杆菌、山羊分枝杆菌、田鼠分枝杆菌、海豹分支杆菌、鸟型分枝杆菌、副结核鸟型分枝杆菌、鸟型分枝杆菌属silaticum、鸟型分枝杆菌属hominissuis、分枝杆菌属columbiense、分枝杆菌属indicus pranii、亚洲分枝杆菌、戈登分枝杆菌、胃分枝杆菌、堪萨斯分枝杆菌、脓肿分枝杆菌、分枝杆菌属bolletii、龟分枝杆菌包括波尼克分枝杆菌、布里斯本分枝杆菌、美化分枝杆菌、偶发分枝杆菌、偶发分枝杆菌解乙酰氨亚种、休斯敦分枝杆菌、玛格丽特分枝杆菌、新奥尔良分枝杆菌、外来分枝杆菌、猪分枝杆菌、塞内加尔分枝杆菌、败血分枝杆菌、南非分枝杆菌、迪氏分枝杆菌、腓特烈斯堡分枝杆菌、霍德勒分枝杆菌、新金色分枝杆菌、副偶发分支杆菌、溃疡分枝杆菌和麻风分枝杆菌。
分枝杆菌感染引起的疾病包括，但不限于，结核病(例如源自结核分枝杆菌)、麻风(例如源自麻风分枝杆菌)、约尼氏疾病(Johne's disease)(例如源自副结核鸟型分枝杆菌亚种)、布鲁里氏(Buruli)或班兹达氏(Bairnsdale)溃疡(例如源自溃疡分枝杆菌)、克罗恩病(例如源自副结核鸟型分枝杆菌亚种)、囊性纤维化(例如源自非结核病分枝杆菌如胞内鸟型分枝杆菌复合物和脓肿分枝杆菌)肺部疾病或肺感染、肺炎、滑液囊、滑膜、腱鞘、局部脓肿、淋巴结炎、皮肤和软组织感染、温德米尔夫人综合征(Lady Windermere syndrome)(例如源自鸟型分枝杆菌复合群(MAC))、MAC肺疾病、播散型鸟型分枝杆菌复合群(DMAC)、播散型胞内鸟型分枝杆菌复合物(DMAIC)、热浴肺病(例如源自鸟型分枝杆菌复合群)、MAC乳腺炎、MAC脓性肌炎、或肉芽肿疾病。
在一个实施方案中，所述由分枝杆菌感染引起的疾病为结核病，使得本发明涉及化合物A，或其药学上可接受的盐或酯前药，其用于治疗结核病。
本发明还涉及化合物A，或其药学上可接受的盐或酯前药，其用于治疗分枝杆菌感染。在一个具体实施方案中，所述分枝杆菌感染为结核分枝杆菌感染。
更具体地，本发明涉及化合物A，或其药学上可接受的盐或酯前药，其用于治疗结核病。在一个实施方案中，所述结核病的治疗可涉及治疗多药耐药性结核病、广泛耐药性结核病或药物敏感性结核病。
在一个实施方案中，所述结核病的治疗涉及多药耐药性结核病或广泛耐药性结核病。
此外，该治疗可涉及肺部和/或肺外结核。该治疗也可涉及治疗潜伏性结核。
化合物A也称为山费培南或GV104326。山费培南的钠盐称为山费培南钠。山费培南的钾盐称为山费培南钾，等等。
更具体地，本发明涉及化合物A的酯前药，其用于治疗分枝杆菌感染或由分枝杆菌感染引起的疾病，其中所述前药具有以下结构
该酯前药具有名称(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸1-(((环己基氧基)羰基)氧基)乙基酯。该前药也称为山费培南西酯或GV118819X。
因此，本发明还涉及(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸1-(((环己基氧基)羰基)氧基)乙基酯，即
其用于治疗结核病。
应理解该酯前药(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸1-(((环己基氧基)羰基)氧基)乙基酯(以上所述)为非对映体混合物，也称为差向异构体。非对映体可以相等量(1:1混合物)或不相等量存在于混合物中。或者，化合物可作为一种非对映体存在。各非对映体如下所示。
该单一非对映体可通过分离非对映体混合物得到。
上述前药可有利地用于治疗结核病，因为其可口服给药于患者。
一种替代的前药为(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸(S)-1-((乙氧基羰基)氧基)乙基酯，其具有以下结构,
该前药可根据例如，WO 94/21637中所述的步骤或类似方制备法。
所有化学结构已使用ChemBioDraw Ultra版本12.0(通过将结构转化为名称)命名。
应理解本文提及化合物A或其盐包括化合物A作为游离酸，或作为其药学上可接受的盐。因此，在一个实施方案中，本发明涉及化合物A。在另一实施方案中，本发明涉及化合物A的药学上可接受的盐。在另一实施方案中，本发明涉及化合物A的酯前药。
术语“酯前药”是指化合物A，其中已在存在的游离羧酸部分上形成了酯或使用该游离羧酸形成酯。换句话说，“酯前药”是指已经使用以下结构中可用的游离酸形成了酯。
该酯前药的实例为具有以下结构的化合物
术语“药学上可接受的”是指在合理的医学判断范围内适用于与人类和动物组织接触而没有过度毒性、刺激或其他问题或并发症，与合理的受益/风险比相称的那些化合物(包括盐)、材料、组合物和剂型。
药学上可接受的盐尤其包括Berge，J.Pharm.Sci.，1977，66，1-19中所述的那些或P H Stahl和C G Wermuth，编辑，Pharmaceutical Salts；Properties,Selection andUse，第二版，Stahl/Wermuth：Wiley-VCH/VHCA，2011(参见http://www.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-3906390519.html)中列举的那些。
合适的药学上可接受的盐可包括碱加成盐。
该碱加成盐可通过(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸与合适的碱，任选在合适的溶剂如有机溶剂中反应而形成，以得到盐，该盐可通过多种方法分离，包括结晶和过滤。
代表性药学上可接受的碱加成盐包括，但不限于，铝盐、2-氨基-2-(羟基甲基)-1,3-丙二醇(TRIS，氨丁三醇)盐、精氨酸盐、苯乙苄胺(N-苄基苯乙胺)盐、苯乍生(N,N’-二苄基乙二胺)盐、双-(2-羟基乙基)胺盐、铋盐、钙盐、氯普鲁卡因盐、胆碱盐、克立咪唑(1-对氯苄基-2-吡咯烷-1’-基甲基苯并咪唑)盐、环己基胺盐、二苄基乙二胺盐、二乙基胺盐、二乙基三胺盐、二甲基胺盐、二甲基乙醇胺盐、多巴胺盐、乙醇胺盐、乙二胺盐、L-组氨酸盐、铁盐、异喹啉盐、勒皮啶盐、锂盐、赖氨酸盐、镁盐、葡甲胺(N-甲基葡糖胺)盐、哌嗪盐、哌啶盐、钾盐、普鲁卡因盐、奎宁盐、喹啉盐、钠盐、锶盐、叔丁基胺盐和锌盐。
根据本发明的具体药学上可接受的盐为化合物A的钠盐和钾盐，使得给药于患者用于治疗的化合物为(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸钾或(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸钠，分别如下所示
在一个实施方案中，所述化合物A的药学上可接受的盐为钠盐。
应理解化合物(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐，或其前药(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸1-(((环己基氧基)羰基)氧基)乙基酯可为其任何合适的溶剂化(例如水合)形式和/或多晶型物形式。
化合物(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐，或其前药(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸1-(((环己基氧基)羰基)氧基)乙基酯可根据EP0416953和WO94/21637中所述步骤或类似方法制备。
具体地，(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其盐可根据WO94/21637的实施例4和5中所述的步骤制备。
具体地，前药(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸1-(((环己基氧基)羰基)氧基)乙基酯可根据WO 92/03437的实施例1中所述的步骤制备。其它酯前药可根据类似方法和本领域技术人员已知的方法制备。
在本发明另一方面，提供了在需要的患者中治疗由分枝杆菌感染引起的疾病的方法，包括向所述患者给予治疗有效量的(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐或酯前药。
分枝杆菌感染可由选自上述所列的分枝杆菌之一引起，如结核分枝杆菌。
在一个实施方案中，待治疗的疾病为结核病。因此，在一个实施方案中，本发明还涉及在需要的患者中治疗结核病的方法，包括向所述患者给予治疗有效量的(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐或酯前药。
在另一方面，提供了在需要的患者中治疗分枝杆菌感染的方法，包括向所述患者给予治疗有效量的(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐或酯前药。
分枝杆菌感染可由选自上述所列的分枝杆菌之一引起。在一个实施方案中，所述分枝杆菌感染为结核分枝杆菌感染，因此本发明涉及治疗结核分枝杆菌感染的方法。
在另一方面，提供了在需要的患者中治疗结核病的方法，包括向所述患者给予治疗有效量的(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐或酯前药。
在一个实施方案中，提供了在需要的患者中治疗结核病的方法，其包括向所述患者给予治疗有效量的化合物A的酯前药。特别是，该酯前药为(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸1-(((环己基氧基)羰基)氧基)乙基酯，其具有以上所示的结构。
在另一实施方案中，提供了在需要的患者中治疗结核病的方法，包括向所述患者给予治疗有效量的化合物A的药学上可接受的盐。特别是，药学上可接受的盐为钠盐，使得给药于患者的药物为(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸钠。
在一个实施方案中，所述需要的患者为人患者。术语患者预期是指患有或感染有分枝杆菌感染、由分枝杆菌感染引起的疾病或结核病的人。
还提供了化合物(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐或酯前药在制备用于治疗由分枝杆菌感染引起的疾病或治疗分枝杆菌感染的药物中的用途。特别是，本发明涉及化合物(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐或酯前药在制备用于治疗结核病的药物中的用途。
特别是，还提供(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸钠或(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸1-(((环己基氧基)羰基)氧基)乙基酯在制备用于治疗结核病的药物中的用途。
如本文所用，术语“治疗有效量”是指与未接受该量的相应受试者相比，导致疾病、病症或副作用改善的治疗、治愈、预防或缓解的任何量，或使疾病或病症进展速度降低的任何量。
合适的“治疗有效量”将取决于许多因素，包括例如受试者的年龄和体重，需要治疗的确切病症及其严重程度，制剂的性质以及给药途径，并且最终由主治医师决定。
本领域技术人员将理解本文提及的治疗是指治疗已确认的病症，包括例如，分枝杆菌感染、由分枝杆菌感染引起的疾病和/或结核病。然而，根据病症，(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸以及其药学上可接受的盐或酯前药也可用于预防分枝杆菌感染、由分枝杆菌感染引起的疾病和/或结核病。因此，在一个实施方案中，提供了疾病的治疗或预防。在另一实施方案中，提供了疾病的治疗。在另一实施方案中，提供了疾病的预防。
虽然有可能的是，为了治疗分枝杆菌感染、由分枝杆菌感染引起的疾病或结核病，(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸以及其药学上可接受的盐或酯前药可单独给药，但其通常作为包含一种或多种药学上可接受的赋形剂的药物组合物的活性成分存在。
因此，在一个实施方案中，还提供药物组合物，其包含(a)(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸钠或前药(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸1-(((环己基氧基)羰基)氧基)乙基酯，和(b)药学上可接受的赋形剂，其用于治疗分枝杆菌感染、由分枝杆菌感染引起的疾病或结核病。
药物组合物可通过任何合适的途径给药，例如通过口服(包括含剂或舌下)、吸入、鼻内、局部(包括含剂、舌下或经皮)或肠胃外(包括皮下、肌内、静脉内或皮内)途径给药。
在一个实施方案中该药物组合物通过口服给药途径给药。当药物组合物用于口服给药时，具体使用该酯前药(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸1-(((环己基氧基)羰基)氧基)乙基酯用作活性药物成分。
在一个实施方案中该药物组合物通过静脉内给药途径给药。当药物组合物用于静脉内给药时，具体使用该化合物A的钠或钾盐用作活性药物成分。
合适的药学上可接受的赋形剂包括以下类型的赋形剂：载体、稀释剂、填充剂、粘合剂、崩解剂、润滑剂、助流剂、粒化剂、包衣剂、湿润剂、溶剂、共溶剂、悬浮剂、乳化剂、增甜剂、调味剂、掩味剂、着色剂、抗结块剂、润湿剂、螯合剂、增塑剂、粘度增加剂、抗氧化剂、防腐剂、稳定剂、表面活性剂和缓冲剂。
配制(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐或酯前药的合适的方法包括本领域技术人员熟悉的方法，其描述于Remington：The Science and Practiceof Pharmacy，21st Edition 2006。
药物组合物可以以单位剂量形式存在，每单位剂量包含预定量的活性成分。优选的单位剂量组合物是包含日剂量或亚剂量或其适当分数的活性成分的那些。因此，这样的单位剂量可以每天多于一次给药。优选的单位剂量组合物是如上文所述包含每日剂量或亚剂量(用于一天给药多于一次)或其适当分数的活性成分的那些。
对于活性成分例如酯前药(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸1-(((环己基氧基)羰基)氧基)乙基酯的给药，剂量可为100mg至2000mg或100mg至1000mg。例如，剂量可为250mg至500mg。特别是，总剂量可为250mg至1000mg，每天两次给药，从而提供总日剂量为500mg至2000mg。总剂量可每天一次给药。每天给予的活性成分的总量可为500、1000或2000mg。
对于静脉内给药，例如(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐，剂量可高达1g，每天三次，提供总日剂量为3g。或者，总日剂量可为每天1.5g或2g。
化合物可以每天单剂量或每天分许多(例如两个，三个，四个，五个或六个)亚剂量给药，以使总日剂量相同。其药学上可接受的盐或酯前药的有效量可以按照化合物(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐本身的有效量的比例确定。
可使用的口服片剂制剂的实例描述于EP502465，如下所示。
可以将活性成分和乳糖混合在一起，然后用水作为制粒液进行制粒。然后将干燥的颗粒与乙基纤维素、十二烷基硫酸钠和硬脂酸镁混合，并使用适当的冲头形成片芯。然后可以使用常规技术和包衣将片剂包衣(例如用肠溶包衣)。
为用于本发明，化合物(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐或酯前药可单独使用或与其他治疗剂组合使用。特别是，化合物(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐或酯前药可与另一抗结核病和/或抗病毒剂(包括抗逆转录病毒剂)组合使用。
例如，本文还公开了(a)化合物A或其药学上可接受的盐或酯前药，和(b)另外的抗结核病药剂的组合。
因此，本发明还包括(a)化合物A或其药学上可接受的盐或酯前药，和(b)另外的抗结核病药剂的组合，其用于治疗分枝杆菌感染、由分枝杆菌感染引起的疾病或结核病。在一个实施方案中，所述组合用于治疗结核病。
在一个实施方案中，所述组合可包含2、3、4、5、6或7种另外的抗结核病药剂。例如，在多药耐药性结核病的治疗中，通常将四种或更多种药物的组合给药于患者。例如，在药物敏感性结核病的治疗中，通常将三种或四种药物的组合给药于患者。
另外的抗结核病药剂可为开发中的、批准的或推荐的用于治疗结核病的药物。
在一个实施方案中，所述抗结核病药剂可选自异烟肼(isoniazid)、利福平(rifampin)、吡嗪酰胺(pyrazinamide)、乙胺丁醇(ethambutol)、莫西沙星(moxifloxacin)、利福喷汀(rifapentine)、氯法齐明(clofazimine,)、乙硫异烟胺(ethionamide)、丙硫异烟胺(prothionamide)、戊氧苯硫脲(isoxyl)、氨硫脲(thiacetazone)、利福布汀(rifabutin)、二芳基喹啉如贝达喹啉(bedaquiline)(TMC207)或TBAJ-587、硝基咪唑并噁嗪PA-824(pretomanid)、迪拉马尼(delamanid)(OPC-67683)、噁唑烷linezolid酮如利奈唑胺()、泰地唑利(tedizolid)、雷得唑利(radezolid)、舒地唑利(sutezolid)(PNU-100480)、泼斯唑来(posizolid)(AZD-5847)或TBI-223、EMB类似物SQ109、OPC-167832、GSK3036656A(也称为GSK070)、GSK2556286、GSK3211830、苯并噻嗪酮如BTZ043或PBTZ169、氮杂吲哚如TBA-7371、二硝基苯甲酰胺或β-内酰胺如美罗培南(meropenem)、法罗培南(faropenem)、厄他培南(ertapenem)、替比培南(tebipenem)或β-内酰胺组合如AUGMENTIN(阿莫西林(amoxicillin)-克拉维酸盐(clavulanate))。
在一个实施方案中，所述抗结核病药剂可为AUGMENTIN，即阿莫西林-克拉维酸盐。因此，本文还公开了化合物A或其药学上可接受的盐或酯前药和AUGMENTIN的组合。
在另一实施方案中，所述抗结核病药剂可选自迪拉马尼、利福平和乙胺丁醇。因此，本文还公开了化合物A或其药学上可接受的盐或酯前药与迪拉马尼、利福平和乙胺丁醇中至少一种的组合。
根据本发明使用的组合可进一步包含抗病毒剂，包括抗逆转录病毒剂。
该抗逆转录病毒剂可选自齐多夫定(zidovudine)、去羟肌苷(didanosine)、拉米夫定(lamivudine)、扎西他滨(zalcitabine)、阿巴卡韦(abacavir)、司他夫定(stavudine)、阿德福韦(adefovir)、阿德福韦二匹伏酯(adefovir dipivoxil)、福齐夫定(fozivudine)、todoxil、恩曲他滨(emtricitabine)、阿洛夫定(alovudine)、氨多索韦(amdoxovir)、艾夫他滨(elvucitabine)、奈韦拉平(nevirapine)、地拉韦啶(delavirdine)、依非韦伦(efavirenz)、洛韦胺(loviride)、怡妙康(immunocal)、奥替普拉(oltipraz)、卡普韦林(capravirine)、来司韦林(lersivirine)、GSK2248761、TMC-278、TMC-125、依曲韦林(etravirine)、沙奎那韦(saquinavir)、利托那韦(ritonavir)、茚地那韦(indinavir)、奈非那韦(nelfinavir)、安泼那韦(amprenavir)、福沙那韦(fosamprenavir)、布瑞那韦(brecanavir)、达芦那韦(darunavir)、阿扎那韦(atazanavir)、替拉那韦(tipranavir)、帕利那韦(palinavir)、拉西那韦(lasinavir)、恩夫韦地(enfuvirtide)、T-20、T-1249、PRO-542、PRO-140、TNX-355、BMS-806、BMS-663068andBMS-626529、5-Helix、雷特格韦(raltegravir,)、埃替格韦(elvitegravir)、GSK1349572、GSK1265744、维立韦罗(vicriviroc)(Sch-C)、Sch-D、TAK779、马拉维若(maraviroc)、TAK449、去羟肌苷(didanosine)、替诺福韦(tenofovi)、洛匹那韦(lopinavir)或达芦那韦(darunavir)。
可方便地提供组合以药物组合物或制剂的形式使用。因此，本文还涉及药物组合物，其包含(a)本文所述的化合物A或其药学上可接受的盐或酯前药，以及(b)另一其它抗结核病药物和(c)任选的抗病毒剂，包括抗逆转录病毒剂，和(d)一种或多种药学上可接受的赋形剂。
化合物(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐或酯前药和另外的治疗活性剂(如抗结核病药剂和抗病毒剂)可以一起或分开给药，并且当分开给药时，可以任何顺序分开或依次进行(通过相同或不同的给药途径)。
在一个实施方案中，化合物A或其药学上可接受的盐或酯前药与另外的抗结核病药剂共同给药。术语“共同给药”是指同时给药或以任何方式分开给药化合物A或其药学上可接受的盐或酯前药和另外的抗结核病药剂，所述另外的抗结核病药剂可用于治疗分枝杆菌感染，由分枝杆菌感染引起的疾病或结核病，特别是结核病。
(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐或酯前药和另外的治疗活性剂的量和给药的相对时间将进行选择以实现所期望的组合治疗效果。
化合物(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸或其药学上可接受的盐或酯前药可与β-内酰胺酶抑制剂组合给药。
因此，本发明还涉及山费培南的酯前药(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸1-(((环己基氧基)羰基)氧基)乙基酯和β-内酰胺酶抑制剂的组合。
本发明进一步涉及山费培南的钠盐(1S,5S,8aS,8bR)-1-((R)-1-羟基乙基)-5-甲氧基-2-氧代-1,2,5,6,7,8,8a,8b-八氢氮杂环丁烷并[2,1-a]异吲哚-4-甲酸钠和β-内酰胺酶抑制剂的组合。
在一个实施方案中，所述β-内酰胺酶抑制剂选自克拉维酸或其水溶性盐(如克拉维酸钾)、三唑巴坦(tazobactam)、阿维巴坦(avibactam)和舒巴坦(sulbactam)。
在一个实施方案中，所述β-内酰胺酶抑制剂为克拉维酸或其水溶性盐，如克拉维酸钾。
在一个实施方案中，所述β-内酰胺酶抑制剂可作为阿莫西林和克拉维酸钾的组合(称为co-amoxiclav)(也称为，例如AUGMENTIN)提供。co-amoxiclav可作为375mg或625mg片剂给药，其中克拉维酸钾以相当于125mg克拉维酸的量存在。此外，co-amoxiclav可作为1000mg片剂给药，其中克拉维酸钾以相当于125mg克拉维酸的量存在。或者，co-amoxiclav可以每天总量为4000mg阿莫西林给药，其中克拉维酸钾以相当于250mg的量存在，即给药1000mg片剂，其中克拉维酸钾的存在量为62.5mg，其中每天两次给药两个片剂。
现在将参考以下实施例描述本发明。
实施例
在下列细胞外和细胞内活力测定中测试了山费培南的钠盐。在同一测定中还测试了其他一些β-内酰胺药物-美罗培南、替比培南、厄他培南和法罗培南。
根据EP0416953和WO 94/21637中描述的方法之一制备山费培南(参见例如实施例4和5)。在以下所述的测定中，使用了山费培南的钠盐。
法罗培南钠购自AOKChem–CN(Ref A6030)。
美罗培南购自Combi Blocks，USA(Ref ST-9229)。
替比培南购自Chemexpress(Shanghai Haoyuan)Co.，Ltd.(Ref HY-A0076)。
厄他培南购自Amatek(Ref DM-0004)。
克拉维酸钾用作克拉维酸的来源，在下表中称为“clav”。
缩写列表
DMSO：二甲基亚砜
ADC：白蛋白/右旋糖/过氧化氢酶
CFU：集落形成单位
FBS：胎牛血清
Mtb：结核分枝杆菌
RPMI：洛斯维公园纪念所(Roswell Park Memorial Institute)
PBS：磷酸盐缓冲盐水
MIC测定
在96孔平底聚苯乙烯微量滴定板中，以200μL的最终体积测试每种化合物抗结核分枝杆菌H37Rv的最低抑制浓度(MIC)。
在纯DMSO中从80μM开始对测试化合物进行两倍药物稀释，从第1列到第10列，供10份。将莫西沙星(MX)用作剂量响应化合物对照，在第11列中从1μg/ml开始对MX进行2倍稀释。向G-12至H-12中以1μg/ml分配利福平作为非生长对照。向A12至F12中分配DMSO作为生长对照。
还准备了另一块具有相同布局的板，但向所有板中加入4μg/ml克拉维酸钾(Fluka参考号：33454)，以测试在该β-内酰胺酶抑制剂存在下MIC的变化。
将接种物标准化至约1x107cfu/ml，并在补充有ADC(Difco)的Middlebrook 7H9肉汤中以1：200的比例稀释。将此接种物(200μL和104cfu/孔)添加到整个板中。
将所有板放置在密闭盒中以防止外围孔变干，并在37℃下不摇动孵育六天。
通过将一片刃天青片剂(用于牛乳测试的刃天青片剂；参考为330884Y'VWRInternational Ltd)溶解在30ml无菌PBS(磷酸盐缓冲盐水)中来制备刃天青溶液。向每个孔中添加25μL该溶液。
48小时后测量荧光(Spectramax M5Molecular Devices，激发530nm，发射590nm，截断值为570nm)，以确定MIC值。
下表1中报告了山费培南(包括山费培南西酯)和其他代表性β-内酰胺(美罗培南、替比培南、法罗培南和厄他培南)的细胞外MIC值。可以看出，原始数据与平均MIC值一起报告。在误差界限内，MIC值存在两倍差异。报告的每个值都用逗号分隔，代表MIC的单独读数。
表1
细胞内活力测定
使用含有萤火虫荧光素酶基因的结核分枝杆菌H37Rv，测定化合物对人THP-1单核细胞内生长的结核分枝杆菌的抗结核活性。
将THP-1单核细胞在含有10％FBS、1mM丙酮酸盐、2mM L-谷氨酰胺的RPMI-1640培养基中保持悬浮状态，并在5％CO2下于37℃孵育。
单核细胞生长至亚融合(5x105细胞/ml)，并在细胞转瓶中感染4小时，其中感染复数(MOI)为1，其中无菌玻璃珠分散在于RPMI-0.05％吐温80中的细菌悬浮液中。通过在RPMI培养基中洗涤五次(1500rpm，5分钟)除去过量细菌。
将感染的细胞分配到含有化合物1：2系列稀释液的96孔白板(50,000细胞/孔)中。DMSO百分比必须低于0.5％。
5天后使用Steady-Glo Promega试剂盒在Victor 1420系统中测量发光。
使用Grafit软件处理结果。通过非线性回归分析从剂量响应曲线计算MIC90值。
下表2中报告了山费培南(包括山费培南西酯)和其他代表性β-内酰胺类(美罗培南、法罗培南、替比培南和厄他培南)的细胞内MIC50值。表3中报告了相同化合物的细胞内MIC90值。可以看出，原始数据与平均MIC50值和平均MIC90值一起报告。在误差界限内，MIC值存在两倍差异。报告的每个值都用逗号分隔，代表MIC的单独读数。
表2
表3
体内实验
为了评估山费培南的体内抗结核活性，使用先前在Antimicrob AgentsChemother.2015Aug；59(8):4997-9中描述的一种实验设计。但是，对DHP-1敲除小鼠使用了不同的背景菌株：用129sv背景菌株代替了该文章中描述的C57Bl/6背景菌株。
简而言之，购买了无特定病原体的8-10周龄的雌性129sv DHP-1KO小鼠，使其适应了一周。使小鼠气管内感染约10e5CFU/小鼠(结核分枝杆菌H37Rv)。感染后第9天至第14天每天两次给予山费培南钠盐化合物(SNF)、山费培南西酯(SNFc)、美洛培南(MRP)和克拉维酸盐(CLV))。皮下注射MRP和SFN。SFNc和CLV通过口服途径给药。在第9或15天收集肺。无菌取下所有肺叶，均质化并冷冻。将均质物解冻，并在10％OADC-7H11培养基+0.4％活性炭中铺板，在37℃保持18天。
未经治疗的小鼠的肺CFU计数在第9天为7.4，在第15天为9.0logCFU。皮下(sc)SFN、口服(po)SFNc和MRP-CLV治疗的小鼠的肺CFU分别为7.3、7.6和7.3(见图1)。在图1中，每个点代表一只小鼠的数据。每组的平均肺CFU计数显示在点之上。
在此测定中，SFN和SFNc抗MRP-CLV的疗效相同，所有三种均能防止细菌生长。
即使未观察到净杀伤作用，但该实验也提供了证据表明，山费培南和山费培南西酯在体内均具有作用。
所有动物研究均经过伦理审查，并且在符合欧洲指令2010/63/EU和GSK关于动物的护理、福利和处置政策的情况下进行。
结论
如表1-3所证明，在细胞内和细胞外测定中，山费培南具有抗分枝杆菌活性，特别是抗结核分枝杆菌的活性。山费培南和山费培南西酯也具有体内抗结核活性。
山费培南抗结核分枝杆菌临床分离株的体外活性
已针对山费培南(钠盐)抗一组实验室菌株和临床分离株进行了测试，包括药物敏感菌株和耐药菌株。下表4提供了所用菌株的耐药模式的详细描述。
表4DS，药物敏感的；RIF，利福平；INH，异烟肼；MOX，莫西沙星；STR，链霉素；LZD，利奈唑胺
细菌菌株、一般生长条件和MGIT敏感性测定
菌株在补充10％Middlebrook白蛋白-右旋糖-过氧化氢酶(ADC)(Difco)、0.2％甘油和0.05％(体积/体积)的Middlebrook 7H9肉汤(Difco)中于37℃繁殖。使用补充有BD BLMGIT OADC的BD BL MGIT管，使用来自Becton Dickinson(BD)Medical Technology的MGIT960系统进行敏感性试验。简而言之，向7mL MGIT管中添加0.8mL OADC补充剂、0.1mL山费培南DMSO储备溶液和0.1mL细胞(MGIT管的最终体积为8mL)，以达到每管总共105个细胞的最终细胞密度。该标准接种物的阳性结果出现时间(TTP)为4至5天。TTP定义为细菌培养物达到MGIT生长指数(GI)高于75所需的时间。在4种不同的浓度(即0.5μM、1.25μM、5μM和20μM)下测定了山费培南。对于每个分离株，严格的MIC临界值定义为能够抑制(GI<75)细菌生长至少7天的最小浓度。利福平、异烟肼、莫西沙星、利奈唑胺和链霉素也用作抗临床分离株活性的内部对照。
针对一组二十三种结核分枝杆菌菌株(包括具有单耐药模式的临床分离株)测试了山费培南的活性。评估了四种不同浓度的山费培南(0.5μM、1.25μM、5μM和20μM)。共享相同MIC值的菌株数量如图2所示。最常见的MIC值为5μM(23个中的15个)。四个菌株的MIC值均低于5μM，而另外四个菌株的MIC值则较高。在所测试的浓度范围内，所有菌株均对山费培南敏感。
组合实验
用山费培南(钠盐)与其他药物(如阿莫西林(和克拉维酸)、利福平、乙胺丁醇和迪拉马尼)的组合进行了进一步的实验。
材料和方法–与阿莫西林和/或克拉维酸盐组合
棋盘格板
实验在96孔板中进行。准备了山费培南(钠盐)与阿莫西林的棋盘格板。从第1列到第9列沿横坐标将阿莫西林稀释(从80μM到0.3μM)，且从第A行到第G行沿纵坐标将山费培南稀释(从5μM到0.08μM)。
使用1：2系列稀释液，所得棋盘格板包含山费培南和阿莫西林的组合，其中第1列中的阿莫西林浓度最高，而A行中的山费培南浓度最高。
为了确定其各自的MIC，第10列仅包含山费培南，H行仅包含阿莫西林。
向A12至D12分配以DMSO作为阳性生长对照的接种物，且向E12至H12分配接种物+1μg/ml的利福平(R3501_Sigma)(作为抑制对照)。使用这些对照，可以建立Z'值和信噪比，作为测试中板的质量控制。
在第11列中，将莫西沙星作为测试的对照分配到A11(1μg/ml)至H11(0.008μg/ml)，以提供剂量响应曲线。
产生了四个相同的板，并在其中的两个将克拉维酸钾(33454-100MG Sigma)以4μg/ml的浓度添加到棋盘中。在有和没有克拉维酸的情况下进行实验。
还准备了第二组四个相同设计的板，但阿莫西林浓度较低(第1至9列中从5μM至0.02μM)，以确保研究所有相关药物浓度。
接种物
使用的培养基是7H9-ADC-泰洛沙泊。将4.7g Middlebrook 7H9基础肉汤溶于900mL去离子水中。然后加入5mL 10％w/v泰洛沙泊和10％白蛋白-右旋糖-过氧化氢酶(ADC)富集液(Becton Dickinson)。所用菌株为结核分枝杆菌H37Rv，当培养物处于指数生长期时，将培养物标准化至大约1×107CFU/mL(OD600＝0.125)。然后将培养物在7H9-ADC-泰洛沙泊中以1：200的比例稀释，并以5x104CFUs/ml将200μL该接种物添加到每个孔中。将板在37℃下孵育6天。
读数
刃天青用作读数。将一片刃天青(Ref R/0040/79_Fisher Scientific)溶解在30ml PBS中。将该溶液通过过滤(0.22μm)灭菌。在每个孔中加入25μl灭菌溶液，并将板在37℃下再孵育48小时。孵育后，在SpectraMax M5(Molecular Devices)测定荧光。设置为：激发530nm；发射590nm(截断值为570nm)。
数据分析
每个测定板均含有一组DMSO阴性对照(对应于100％细菌生长)，和一组阳性对照(1μg/ml利福平)，其中达到100％细菌生长抑制。这些对照用于通过确定Z'来监控测试质量，以及用于将每个板的数据归一化(生长％)。
在以下不同情况下，将山费培南的每组剂量-响应测量值(生长％相对于[山费培南]([sanf])的变化)拟合到以下具有四个参数(顶部，底部，XC50和HillSlope)的Hill类型方程，所述情况为：单一治疗以及与阿莫西林(不同浓度)和/或克拉维酸联合使用：
生长％＝底部+(顶部-底部)/(1+10^((LogXC50-Log[sanf])*HillSlope))
使用GraphPad Prism 6软件中可用的非线性回归曲线拟合方法来计算每种情况的参数。
注意，在该方程式中，XC50表示达到底部和顶部之间的生长％值的一半时的浓度。感兴趣的参数是达到90％抑制作用(即10％生长)时的山费培南的浓度，在本文中用IC90表示。使用上面的方程式，可以直接根据估计的参数来计算此参数，如下所示：
IC90＝XC50*((10％-底部)/(顶部–10％))^(1/HillSlope)
为了在单药治疗中表征阿莫西林，因为其未达到90％抑制率，所以改为计算IC80。该参数类似地根据由相应剂量响应测量结果的非线性拟合得出的估计参数进行计算：生长％相对于[阿莫西林]([amox])的变化。
结果
数据在表5和图3和4中报告。
化合物 IC90(μg/ml)
山费培南 1.22
山费培南+Clav 0.55
山费培南+阿莫西林(5μg/ml) 0.91
山费培南+阿莫西林(5μg/ml)+Clav 0.1
山费培南+阿莫西林(10μg/ml) 0.33
山费培南+阿莫西林(10μg/ml)+Clav 0.1
表5
应当注意，阿莫西林是单独测试的，观察到的IC80(以μg/mL计)值为42。还对阿莫西林和克拉维酸钾进行了组合测试，观察到IC80(以μg/mL计)值为3.9。
用于90％生长抑制(通过FICI90表示)的分级抑制浓度指数(FICI)(协同作用，拮抗作用以及它们相互之间的棋盘格。Odds,F.C.1,s.l.,Journal of AntimicrobialChemotherapy,2003,Vol.52)，其基于Loewe可加性模型(What is synergy？Theagreement revisited.Tang J.,Wennerberg K.and Aittokallio T.181,s.l.,Frontiers in Pharmacology,2015,Vol.6)在本文中用于在这种细胞外活性体外测定中评估组合的协同作用。FICI≤0.5被认为是表示协同作用。协同作用的这种表征/量化是探索性的，不能解释实际的协同作用或拮抗机制(如Tang J.，Wennerberg K.和Aittokallio T.所指出的)。
FICI90的计算需要单独山费培南的IC90，1.22μg/ml；与克拉维酸盐的组合的IC90，0.55μg/ml；与阿莫西林(10μg/ml)的组合的IC90，0.33μg/ml；和与阿莫西林(5μg/ml)+克拉维酸盐的组合的IC90，0.1μg/ml。由于单独的克拉维酸盐不起作用，并且单独的阿莫西林或与克拉维酸盐的组合均达不到90％的生长抑制作用(图7：剂量响应阿莫西林)，因此FIC90计算中的相应分数项为零：
·山费培南+克拉维酸盐:
FICI90＝0.55/1.22＝0.45
这几乎是一种稀释，因此不认为这代表了显著的协同作用。
·山费培南+阿莫西林(10μg/ml):
FICI90＝0.33/1.22＝0.27
认为该组合表示协同作用。
·山费培南+阿莫西林(5μg/ml)+克拉维酸盐:
FICI90＝0.1/1.22＝0.1
认为该组合表示协同作用。
材料和方法–山费培南(钠盐)与利福平(RIF)、乙胺丁醇(EMB)、迪拉马尼(DLD)和 阿莫西林(AMX)的组合
细菌菌株和一般生长条件
Mtb H37Rv菌株在添加了10％Middlebrook白蛋白-右旋糖-过氧化氢酶(ADC)(Difco)、0.2％甘油和0.05％(体积/体积)的Middlebrook 7H9肉汤(Difco)中于37℃常规繁殖。
药物敏感性测定
本研究中使用的化合物储备液始终在板接种的同一天新鲜制备。为了以384孔板形式使用，将化合物溶解在DMSO中，并使用HP D3000数字分配器和HP T8分配器头盒(参考编号CV081A)以两倍的稀释度进行分配。
在基于7H9的肉汤培养基中测定最低抑菌浓度(MIC)。其补充有0.2％甘油和10％ADC且不含泰洛沙泊。使分枝杆菌细胞生长至OD600＝0.5-0.8，并将储备物在-80℃冷冻。解冻后，将细胞在测定培养基中稀释至最终浓度为105细胞/mL，并以50uL/孔分配在平板中。将MTT[3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑鎓溴化物](储备液浓度为5mg/mLAcros Organics ref 15224654)和Bactiter-Glo荧光素酶测定系统(Promega，Madison，WI)用作Mtb H37Rv菌株的细胞生长指标。使用白色不透明的384板(781075_Greiner)超灵敏发光模式在Envision Multilabel读板器(PerkinElmer)中测量发光，Bactiter-Glo系统的每孔测量时间为50毫秒，并使用黑色的384微透明板(781091_Greiner)在Spectramax M5(Molecular Devices)读取器中测量OD 580nm用于MTT读出。
将板孵育7天，然后分别测量ATP产生(根据制造商的指示)或MTT至甲的转化(第6天源自储备液的25uL/孔，第7天25％/孔的10％SDS)。与未添加药物的内部对照孔(DMSO对照)相比，抑制90％的MTT转化或ATP产生的最低药物浓度用于定义MIC值(IC90)。
棋盘格检测
如上所述，使用MTT或ATP测定法以384孔板形式确定药物活性。每种化合物的分级抑制浓度(FIC)的计算如下：FICA＝(在化合物B存在下化合物A的MIC)/(单独化合物A的MIC)。类似地，计算出化合物B的FIC。FIC指数(FICI)的计算公式为：FICI＝[FICA+FICB]。认为FICI≤0.5表示协同作用。
准备山费培南(钠盐)与利福平的棋盘格板。利福平沿横坐标从第12列稀释到第3列(从0.08μM到0.00015625μM)，而山费培南则沿纵坐标从A行稀释到G行(从12.8μM到0.4μM)。
第2列和第H行用于计算各个MIC(分别为山费培南和利福平)。第2、3和4象限的等同位置用于计算乙胺丁醇、迪拉马尼和阿莫西林。
将迪拉马尼从40nM稀释至0.078nM，将乙胺丁醇从32μM稀释至0.06μM。将阿莫西林从128μM稀释至0.25μM。将它们分别分配在第2象限和第3象限的等同位置。
结果
数据记录在表6和图5至8中。表6中的所有MIC值均以μM报告。
表6
表6中使用了以下术语。
Comp 化合物
MIC 最小抑制浓度，μM
MICsyn 在其他化合物(分别为B或A)存在下，被测化合物(A或B)的协同MIC
Fold MIC/MICsyn
FIC 分级抑制浓度。分别在B或A存在下的A或B的MIC/单独A或B的MIC
FICI 分级抑制浓度指数。FIC_A+FIC_B。A值≤0.5被认为是存在协同相互作用

Claims (6)

1.下式化合物或其药学上可接受的盐或酯前药在制备用于治疗结核病、结核分枝杆菌感染或由结核分枝杆菌感染引起的疾病的药物中的用途，所述化合物为：
其中所述酯前药为下式化合物：
2.根据权利要求1的用途，其中下式化合物为其钠盐形式：
3.药物组合物在制备用于治疗结核病、结核分枝杆菌感染或由结核分枝杆菌感染引起的疾病的药物中的用途，所述药物组合物包含
(a)下式化合物：
或其药学上可接受的盐或酯前药，其中所述酯前药为下式化合物：
和(b)药学上可接受的赋形剂。
4.下式化合物或其药学上可接受的盐或酯前药和另外的抗结核病药剂的组合在制备用于治疗结核分枝杆菌感染、由结核分枝杆菌感染引起的疾病或结核病的药物中的用途：
其中所述酯前药为下式化合物：
其中所述另外的抗结核病药剂为利福平。
5.下式化合物或其药学上可接受的盐或酯前药和另外的抗结核病药剂的组合在制备用于治疗结核分枝杆菌感染、由结核分枝杆菌感染引起的疾病或结核病的药物中的用途：
其中所述酯前药为下式化合物：
其中所述另外的抗结核病药剂为AUGMENTIN(阿莫西林克拉维酸盐)。
6.一种组合在制备用于治疗结核病、结核分枝杆菌感染或由结核分枝杆菌感染引起的疾病的药物中的用途，所述组合为(a)权利要求1所示的化合物或其药学上可接受的盐或酯前药和(b)β-内酰胺酶抑制剂的组合，其中所述β-内酰胺酶抑制剂为克拉维酸盐或克拉维酸。
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