CN1284943A - 含有γ－谷氨酰基和β－天冬氨酰基的免疫调制剂化合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了如式(A)描述的、在氨基末端具有γ－L－谷氨酰基、γ－D－谷氨酰基、β－L－天冬氨酰基或β－D－天冬氨酰基部分的合成免疫调制分子。在式(A)中,“n”为1或2,R为氢、酰基或烷基,X为芳族或杂环氨基酸或其衍生物。一个特别优选的实施方案是γ－D－谷氨酰基－L－色氨酸,它具有免疫调制活性。

Description

含有γ-谷氨酰基和β-天冬氨酰基的 免疫调制剂化合物及其制备方法
相关申请
本申请是1996年4月18日提交的第08/634，718号申请的部分继续申请，第08/634，718号申请要求了于1995年11月28日提交的俄罗斯申请95119704和95120266的优先权。本申请也涉及并要求了1997年12月25日提交的俄罗斯申请97120940的优先权。第08/634，718号申请结合在此作为参考。
发明领域
总的来说，本发明涉及免疫刺激剂化合物，具体而言，本发明涉及包括在体内刺激某些种类的白细胞成熟和分化的γ-L-谷氨酰基、γ-D-谷氨酰基、β-L-天冬氨酰基或β-D-天冬氨酰基部分的免疫刺激剂化合物。对白细胞分化和增殖的这种选择性刺激增强了身体对有机体引起的疾病的防御能力，也调节和改善了自身炎性疾病。
发明背景
免疫系统是适于保护有机体对抗病原体和被识别为不是“自身”的细胞的细胞网络。免疫系统一旦激活，就会征募各种各样的细胞和分子的参与来增强指定的效应子功能，从而消除体内的“非自身”实体。淋巴细胞是能特异性识别和选择性消除外源实体的免疫系统的细胞。与免疫系统的其他细胞相比，诸如与被认为在对侵入物的反应中没有特异性的嗜中性白细胞相比，淋巴细胞给免疫应答带来了特异性、多样性、记忆和自身/非自身识别等特性。
有两组主要的淋巴细胞：B淋巴细胞和T淋巴细胞。B淋巴细胞在骨髓中产生和成熟，并对抗体分子的形成起作用。T淋巴细胞也由骨髓产生，但是在胸腺中成熟。T细胞有两个主要的亚群：辅助性T细胞和细胞毒性T细胞。这两种类型的T细胞可以通过两种膜糖蛋白CD4或CD8之一的存在而区别开来。当辅助性T细胞(表达CD4)被抗原-复合物(与特定蛋白质偶联的外源分子)激活时，它通过分泌各种已知的总称为细胞因子的生长因子而作出反应。这些细胞因子是激活免疫系统的其他细胞，包括细胞毒性T细胞的信号。当细胞毒性T细胞(表达CD8)激活时，它增殖和分化成能监测和从体内清除病原细胞、外源细胞、病毒感染细胞和肿瘤细胞的细胞毒性T淋巴细胞(CTL)。
T淋巴细胞的正常发育、成熟和分化是由胸腺细胞分泌的肽激素调节的。49-氨基酸残基肽，胸腺生成素就是这样一种激素。胸腺生成素的残基32-36：Arg-Lys-Asp-Val-Tyr保持了胸腺生成素的生物活性，并且是免疫调节药胸腺喷丁的基础。胸腺喷丁的治疗应用包括用于类风湿性关节炎，皮肤科疾病，细菌、病毒和真菌感染，因外科手术和癌症治疗而引起的免疫抑制的逆转，增强对B型肝炎病毒疫苗接种的应答，和治疗获得性免疫缺陷综合征(AIDS)，在AIDS疾病中，辅助性T(CD4)细胞受到病毒的特异性攻击(Christian，J.S_“胸腺喷丁的药理学、临床应用及毒理学评论”，转基因：《临床生物工程学杂志》1，23-24页，1994年)。
与胸腺喷丁具有类似性能的第二种化合物是二肽Glu-Trp，叫做thymogen。用于胸腺生成素合成的前体分子中也存在序列-Glu-Trp-，但-Glu-Trp-不是49-氨基酸激素的一部分，也不是被识别为是胸腺生成素的生物活性的贡献者的这种二肽。Thymogen首先在俄罗斯发现并用于预防和治疗感染。在切尔诺贝利事故中意外接受了辐射而导致淋巴细胞损害后，使用Thymogen可增强免疫功能。(Khavinson等，WO92/17191和WO93/08815，“二肽药物组合物及其使用方法”)。
来源于γ-L-谷氨酰基的肽在体内天然产生，最众所周知的例子是三肽谷胱甘肽。合成的γ-L-谷氨酰基分子也已用作候选药物。这些候选药物叫做“药物前体”，因为γ-L-谷氨酰基部分用作该分子活性部分的载体。例如，γ-L-谷氨酰胺酰基-4-羟基-3-碘苯在人体和小鼠黑瘤细胞系中显示了抗肿瘤活性。人们认为，该化合物的抗肿瘤活性是由于肿瘤细胞附近的4-羟基-3-碘苯的酶促释放(Prezioso等，“γ-谷氨酰基转肽基酶表达调节抗肿瘤药物前体γ-L-谷氨酰胺酰基-4-羟基-3-碘苯的生长抑制活性”，《国际癌杂志》56，874-879页，1994年)。另外，还将γ-L-谷氨酰基-多巴胺和γ-L-谷氨酰基-5-羟基-色氨酸描述为可能给脑神经元运送和提供多巴胺和5-羟基-色氨酸的药物前体(Likamwa等，“γ-L-谷氨酰基-5-羟基-L-色氨酸的抗钠尿排泄作用取决于其在正常脑中脱羧为5-羟色胺”，《英国临床药物学杂志》387：265-269页，1994年)。
在1996年12月19日出版的PCT文件WO96/40740中，发明人Deigin和Korotkov公开了式X-A-D-Trp-Y(I)的肽，其中A=D-Glu或D-异谷氨酸(D-iGlu)；X=H，Gly，Ala，Leu，Ile，Val，Nva，Pro，Tyr，Phe，Trp，D-Ala，D-Leu，D-Ile，D-Val，D-Nva，D-Pro，D-Tyr，D-Phe，D-Trp，γ-氨基丁酸或ε-氨基已酸；Y=Gly，Ala，Leu，Ile，Val，Nva，Pro，Try，Phe，Trp，D-Ala，D-Leu，D-Ile，D-Val，D-Nva，D-Pro，D-Try，D-Phe，D-Trp，γ-氨基丁酸，ε-氨基已酸，OH，或1-3碳取代的氨基。据说化合物(Ⅰ)具有免疫抑制剂活性(例如抑制脾细胞的增殖)，并将用于人和兽医学以及实验生物化学中。
发明概述
“Bestim”是杜撰词组“最佳免疫调制剂best immunodulator”的首字母缩拼词，该名称是给予本发明涉及的一类新的具有免疫调制性能的化合物中的一种具体化合物。本申请是母专利申请第08/634，718号的部分继续申请，该母申请描述并请求保护了这类新化合物中的数种化合物，并请求保护了这些化合物使用过程中的免疫调制治疗法。Bestim化合物自身具有γ-L-谷氨酰基-L-色氨酸的化学结构。
新类型的合成免疫调制分子由式1说明。在式1中，R是氢、酰基、烷基、或肽片段，X是芳族或杂环氨基酸或其衍生物，n为1或2。我们已发现，作为该新类型化合物的成员(除了Bestim、-γ-L-谷氨酰基-L-色氨酸以外)，包括在内的是这样的化合物：其中R=氢且X=L-色氨酸和D-色氨酸，诸如γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸、γ-L-谷氨酰基-D-色氨酸、β-L-天冬氨酰基-L-色氨酸、和β-D-天冬氨酰基-L-色氨酸。当n为2时，在式1中用星号标记的α碳具有不同于X的立体构型的立体构型。一个特别优选的实施方案是γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸。式1的肽可以与任何无毒的有机酸或无机酸形成药学上可接受的盐。羧基的盐包括与任何适宜的无机或有机碱形成的无毒羧酸盐。
具体化合物Bestim在各种体外和体内实验测定系统中测试时表现出强免疫刺激活性。其生物学作用机理涉及诱导骨髓T淋巴细胞前体分化、刺激淋巴细胞增殖、和增加了包括白介素-2的各种细胞因子的产生。Bestim的药理学作用的最终结果是选择性增加了辅助性T淋巴细胞、也就是含有CD4标记的细胞的数目。
Bestim的临床前研究证明了其在纳摩尔以下浓度下的免疫刺激活性。在体内，其在10ng-1μg/kg体重的剂量下见效，并且在比免疫刺激剂量高500直至百万倍的剂量下未观察到毒性。在动物研究中，口服给药后是有效的。
在人体内的初期研究中，通过测量淋巴细胞功能的实验室变化，显示Bestim提高了免疫功能。这些实验室变化伴随有临床结果中的有益的阳性指标。
已发现，新的类似物之一-γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸具有甚至比Bestim更高的生物活性，并且在更宽的剂量范围内观察到其诱导了IL-2。
指定为“免疫调制药”的药物具有定义明确的成套作用。Bestim及其类似物可有效地作为感染性疾病的免疫治疗药物和先前因接受了辐射或其他压迫性因素诸如癌症化疗或手术而导致免疫反应性下降时的恢复药物。
因此，将具有免疫调制活性的式1化合物有效地对患者给药可调节因天然或药物诱导的状态引起的免疫缺陷，对患者给药可改善和减少感染微生物的危险，尤其是对住院的患者、对烧伤病人、对正经受手术的患者、对正经受癌症化疗的患者给药，因为这类个体尤其容易发生感染。此外，可以用式1的免疫调制化合物对有症状或无症状的病毒感染患者给药，目的是促进病毒的清除和增强病原生物的免疫监视，由此减少疾病复发的可能性，例如，对患病的个体或者疱疹病毒、水痘病毒、肝炎病毒和HIV病毒携带者给药；对患有天然细胞发生了改变使得它们被身体识别为“外源”细胞的疾病的患者给药，例如，在诸如癌症等疾病中；对患有诸如类风湿性关节炎、多发性硬化、硬皮病等自身炎性(自身免疫)疾病的患者给药，为的是调节免疫系统平衡。
除了应用于这些患有高危险性疾病或表现出疾病症状的患者外，式1的免疫调制化合物也可以对预计会出现流行性感染的健康人群给药，例如，与接种流感疫苗同用，或者与接种疫苗同用来激活对病原体的免疫反应，例如对抗肝炎的疫苗接种-该技术术语是用本发明作为疫苗接种的“佐剂”。
这些应用可以以约1ng至约1000μg/kg体重的剂量范围给药，所给量为单剂剂量，或者在不超过1个月或以上的期间内间断给药，给药途径优选为胃肠外注射、经口腔或经鼻吸入、或者口服。
优选实施方案的详细描述
概括地说，本发明的化合物是一些独特的化学物质，它们能将宿主中的辅助性T细胞群调节至最佳浓度。例如，通过调节免疫系统增加辅助性T细胞的数量来增加生物体应付细菌或病毒感染的能力。调节增加辅助性T细胞的数量还可以帮助身体对抗癌细胞，这些癌细胞对于宿主来说已成为外源性的。另一方面，这些物质还可以使宿主对由自身识别过程紊乱而引起的疾病作出调整，在这些疾病中，宿主的T细胞对内源性组织产生过度攻击。在这种情况下，本发明化合物可调节T细胞群，从而改善自身定向的炎性(自身免疫)疾病诸如类风湿性关节炎和多发性硬化的征兆和症状。
“Bestim”是杜撰词组“最佳免疫调制剂best immunodulator”的首字母缩拼词，该名称是给予本发明涉及的一类新的具有免疫调制性能的化合物中的一种具体化合物。在比免疫刺激剂量高500直至500，000倍的剂量下未观察到毒性。Bestim化合物自身具有化学结构：γ-L-谷氨酰基-L-色氨酸。这类新的合成免疫调制分子的氨基末端具有γ-L-谷氨酰基-部分、γ-D-谷氨酰基-部分、β-L-天冬氨酰基部分、或β-D-天冬氨酰基部分，如式1所说明。
Figure 9881379900081
在式1中，n为1或2，R是氢、酰基或烷基，X是芳族或杂环氨基酸或其衍生物，优选X为L-色氨酸和D-色氨酸。“X”代表的芳族或杂环氨基酸的合适的衍生物是：酰胺、一-或二-(C1-C6)烷基取代的酰胺、芳酰胺、和(C1-C6)烷基或芳基酯。“R”代表的合适的酰基或烷基部分是：1-6个碳原子的分支或未分支烷基、2-10个碳原子的酰基、和诸如羧苄氧基和叔丁氧基羰基保护基团。当n为2时，在式1中用星号标记的α碳具有与X的立体构型不同的立体构型。
作为该新类型化合物的成员(除了Bestim，γ-L-谷氨酰基-L-色氨酸以外)包括在内的是这样一些化合物，诸如：γ-L-谷氨酰基-Nin-甲酰基-L-色氨酸、N-甲基-γ-L-谷氨酰基-L-色氨酸、N-乙酰基-γ-L-谷氨酰基-L-色氨酸、γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸、γ-L-谷氨酰基-D-色氨酸、β-L-天冬氨酰基-L-色氨酸、和β-D-天冬氨酰基-L-色氨酸。
式1的肽可以与任何无毒的有机酸或无机酸形成药学上可接受的盐。能形成合适的盐的无机酸，例如包括盐酸、氢溴酸、硫酸和磷酸，和酸性金属盐，诸如正磷酸一氢钠和硫酸氢钾。能形成合适的盐的有机酸，例如包括一、二和三羧酸。这类酸的例子是，例如乙酸、乙醇酸、乳酸、丙酮酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、富马酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、抗坏血酸、苯甲酸、羟基苯甲酸、苯乙酸、肉桂酸、水杨酸、2-苯氧基苯甲酸和磺酸如甲磺酸和2-羟基乙磺酸。羧基的盐包括与任何适宜的无机或有机碱形成的无毒羧酸盐。举例来说，这些盐包括碱金属例如钠和钾、碱土金属例如钙和镁、ⅢA族轻金属包括铝的盐，和有机伯胺、仲胺和叔胺的盐，所述胺是例如三烷基胺，包括三乙胺，普鲁卡因，二苄胺，1-乙烯胺(1-ethenamine)，N，N-二苄基-乙二胺，二氢枞胺(dihydroabiethylamine)，(N-低级烷基)-哌啶，和任何其他合适的胺。
由于式1中存在γ-L-谷氨酰基或β-天冬氨酰基部分，人们相信本发明化合物具有两种重要的性能：抵抗氨基肽酶的降解和提高效能。然而，现已发现，本发明的类似物之一：γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸具有甚至比Bestim更高的生物活性和更宽的剂量范围。本发明的这一特别优选的实施方式有时称之为“SCV-07”。毒性
按照良好实验室的实验条件，用Bestim进行动物急性和亚急性毒性研究。将制备成无菌冷冻干燥粉末装在安瓿中的Bestim溶解于无菌的0.9％NaCl溶液中并在所有实验中进行肌内注射。
急性毒性：将啮齿动物(小鼠和大鼠)和狗随机分成雄性和雌性数目相等的几组。按以下单剂给予(肌注)Bestim后，每天对动物进行检查，共检查14天：
小鼠-5000.0mg/kg
大鼠-500.0mg/kg
狗-500.0mg/kg
每天对动物的体重、总体表现和行为等进行评估，在两周末时，对所有动物的内脏(心脏、肺、胸膜腔和腹膜腔、肌肉、胃、小肠和大肠、肝脏、脾、胰腺、肾、膀胱、甲状腺、脑、皮肤以及睾丸/卵巢)进行肉眼检查和组织病理学检查。
测试的动物没有任何一只死亡，且记录的一般表现、行为、体重、血液学、生化和生理学指标、以及内脏的肉眼检查和组织病理学检查结果等参数均在正常限度内。
亚急性毒性研究：在第二套实验中，Bestim按照下述方案长期给药：
大鼠：1mg/kg和100mg/kg，每日肌内注射给药，持续3个月和6个月；
狗：1mg/kg、10mg/kg和100mg/kg，每日肌内注射给药，持续1个月和3个月。
反复注射Bestim没有引起任何大鼠死亡或使行为、血液学、生化或生理学参数发生变化。在肉眼检查和组织学水平上，所有器官的外观形态都正常。大鼠以两种剂量注射都导致实验动物的体重稍有增加。
反复注射Bestim没有引起任何狗死亡或使行为、体重、血液学、生化或生理学参数发生变化。对所有器官的肉眼和组织学检查显示没有明显改变。在注射部位没有疾病炎症反应。
总之，这些毒性试验显示，Bestim对啮齿动物和狗没有急性或亚急性毒性。所测试的剂量相对于预期的治疗实验剂量来说，相当于单次给药的5，000，000倍和反复给药的100倍。
四种肽(其中三种是本发明的)的体外毒性利用鼠胸腺细胞进行了评定。将胸腺细胞洗涤两次，再悬浮于含有2％胎牛血清的RPMI1640培养基中。将细胞悬液加入到96孔平板上(每孔1×106个细胞)。然后将肽(或对照孔的载体)以所需浓度加入到各孔中。将细胞在CO2培养箱中在37℃下用肽或载体培养4小时。培养完后，利用伊红B染色法通过显微镜计算细胞的活力。结果显示于表A中。
表A *-与对照相比，差异是统计学上显著的，P＜0.05
不过，发现对比肽γ-D-谷氨酰基-D-色氨酸减小了细胞活力(表A)，因此在0.1mg/ml剂量时是具有细胞毒性的。
Goldstein和Audhya(《生存免疫学研究》，第4期，1-10页，1985年，实验和临床医学中的胸腺喷丁：“胸腺生成素到胸腺喷丁：实验研究”)引入了下面的概念：免疫调制药用来恢复免疫失调，无论这种失调是在反应过低还是在反应过高状态。这些药物的双向活性是由于生物调节的性质而发生的，其中失调被恢复到平衡设定点。在反应能力过低的情况下，给予调节T淋巴细胞的激素用来优化和向上调节自身防御系统的功能，以便更易排斥掉非自身生物体。在反应能力过高的情况下，给予免疫调制药可能减弱自身免疫过程，其中对有用的“自身”实体的错误攻击现在减少了。我们论述并举例描绘了Bestim在反应过低和反应过高的免疫状态下的各种临床应用。反应能力过低或免疫缺陷疾病
免疫缺陷状态分成三种常规的病因学分类。第一种，在疾病过程后发生了免疫抑制。第二种，因治疗其他疾病而出现免疫缺陷，即所谓的医原性免疫缺陷。第三种，免疫缺陷可由人类免疫缺陷病毒(HIV)对T淋巴细胞的直接攻击产生，这种病毒导致获得性免疫缺陷综合征(AIDS)。
导致免疫缺陷的共同疾病过程是营养不良、瘤形成、衰老和感染。营养不良的人、晚期扩散的癌症患者和衰弱的病人更经常患病和死亡，原因是被削弱的细胞介导的免疫应答和体液免疫应答增加了被各种有机体感染的敏感性。免疫应答中的普遍性缺陷状态叫做无反应性。各种类型的感染，尤其是病毒感染，会导致免疫抑制。诸如Bestim等能使免疫系统的辅助性T淋巴细胞成分更强健的药物将是用于提高患者对感染的抵抗力的重要治疗剂。例如，Bestim或其类似物可以：--对患者、尤其是老年患者，在他们入院之前或刚刚入院后给药，为的是减少医院(医院导致的)感染、普通和严重临床问题的危险；--对烧伤病人给药，因为这类个体尤其容易受感染；--对预期出现流行性感染的患者给药，例如，与流感免疫接种或肝炎疫苗接种有关的，以加强对病原体的免疫应答；--对无症状的病毒感染患者给药，目的是增强对病原生物的免疫监测和减少疾病复发的可能性，例如，对于疱疹病毒、水痘病毒、肝炎病毒和HIV病毒携带者。
最常见的是杀死或功能性灭活淋巴细胞的药物治疗导致医源性免疫抑制。各种化疗药物被给予癌症患者，而这些药物通常对于成熟和发育中的淋巴细胞以及粒细胞和单核细胞前体具有细胞毒性的。因此，癌症化疗几乎总是伴随着一段免疫抑制和感染危险增加的时期。癌症的放射治疗带有同样的危险。存在用于增加血液中的嗜中性白细胞从而对抗癌症化疗后出现的感染的药物疗法(粒细胞菌落刺激因子)，但目前没有用于恢复淋巴细胞功能的药物疗法。小外科，例如修补动脉瘤或旁路手术，也会降低人的免疫功能。还不清楚由于小外科的血液淋巴细胞发生衰减的原因，但提高淋巴细胞功能的药剂对这类患者有减少感染可能性的治疗价值。
一种应当提及的最终形式的获得性免疫抑制是由脾的缺乏引起的，是由于外伤后手术切除了该器官导致的，或是为了治疗某种血液疾病，或是镰状细胞疾病中梗塞形成的结果。没有脾的病人更容易被一些有机体感染，特别是包裹性细菌诸如肺炎链球菌。脾显然是诱导对这类有机体的保护性体液免疫应答所需要的。Bestim将帮助没有脾或没有胸腺的个体抵抗微生物的感染。
有关本发明肽的数据，以及几种合成方法，将利用下列实施例来说明，这些实施例只是为了说明本发明而没有限制作用。
实施例1
本发明化合物及其药物组合物的制备材料与设备
试剂：如Moore等在《化学会杂志》2349(1966)中所述制备N-苄氧基羰基-D-谷氨酸α-苄酯和N-苄氧基羰基-L-谷氨酸α-苄酯，如Arai等在《有机化学杂志》48，121(1983)中所述制备对甲苯磺酸L-色氨酸苄酯。D-色氨酸、N-甲基吗啉、氯甲酸异丁酯、钯-炭催化剂(10％)、N-羟基琥珀酰亚胺、二环己基碳化二亚胺、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙腈从Fluka购得，三氟乙酸从Merck购得。
薄层层析(TLC)：上行TLC在预涂布的平板Kieselgel 60 F254(Merck)上利用下列溶剂系统(体积比)进行：
A，氯仿/甲醇/乙酸90∶8∶2；
B，2-丙醇/25％NH4OH/水50∶5∶15；
C，丁醇/乙酸/水3∶1∶1。肽用紫外线、茚三酮和J2定位。
高效液相层析(HPLC)：对于所有的HPLC分离，使用相同的溶剂系统：溶剂A-0.1％三氟乙酸的水溶液，溶剂B-乙腈。
分析操作是在由两个泵(302型)、自动进样器(402型)、分光光度计(116型)、数据主机(621型)和分析柱Zorbax ODS 4.6×150mm，5μ组成的Gilson色谱仪上进行，流速-1ml/分钟。肽控制在230nm。洗脱剂-10-40％B或10-90％的线性梯度，洗脱20分钟。
制备提纯在由两个泵(303型)、动力混合器(811型)、收集器部分(202型)、分光光度计(Holochrome)和制备柱Zorbax ODS21.2×250mm，8μ组成的Gilson色谱仪上进行，流速-10ml/分钟。肽控制在230nm。洗脱剂-0-40％B的线性梯度，洗脱80分钟。
核磁共振：所有光谱用装备有Aspect2000计算机的Brucker CPX-300光谱计记录，以傅里叶变换模式运转，在300MHz正交检测质子。将50mg肽溶解于0.5ml CD3OD中，其中获取3.35ppm处的1H残余信号作为参照。除非另有说明，否则，典型的获得参数是：温度-室温，谱宽-4500Hz，脉冲宽度-1μs(6°)，时域中为8192数据点。处理以16384点地址进行。松弛延时-2s。
实施例1Aγ-D-谷氨酰基-L-色氨酸N-苄氧基羰基-γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸二苄酯
将N一苄氧基羰基-D-谷氨酸α-苄酯(0.74g，2mmol)和N-甲基吗啉(0.22ml，2mmol)在无水四氢呋喃中的溶液冷却至-15℃。加入氯甲酸异丁酯(0.28ml，2mmol)，该混合物在-10℃下放置3分钟以形成混合酸酐。在此温度下，加入冷却至-5℃的对甲苯磺酸L-色氨酸苄酯(0.93g，2mmol)和N-甲基吗啉(0.22ml，2mmol)的无水四氢呋喃溶液(15ml)，将该反应混合物在冷冻机中在约5℃下放置。第二天，该溶液从盐中过滤，用无水四氢呋喃(20ml)洗涤并真空蒸发。将残余物溶于乙酸乙酯(50ml)，用等体积水、2NH2SO4溶液、水、5％NaHCO3溶液和水再次洗涤。用无水硫酸钠干燥，从干燥剂过滤并真空浓缩至约10ml。用己烷稀释(50ml)使产物分离。产率820mg(62％)。Rf(A)-0.75。γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸
将N-苄氧基羰基-γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸二苄酯(0.6g，0.9mmol)的甲醇溶液(30ml)在Pd/C(10％，200mg)上氢化5小时。通过木炭过滤除去催化剂，将滤液蒸发至干。得到260mg。
所得肽用制备HPLC法纯化并冷冻干燥。得到190mg。RF(B)-0.5，RF(C)-0.45。如前所述，这种特别优选的实施方式有时称之为“SCV-07”。
表1
γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸的质子化学位移(ppm)
残基 Hα Hβ Hγ 其他
Trp 4.75 3.2-3.4 H4-7.65；H7-7.35；H2-7.15；H6-7.1；H5-7.05
Glu 3.65 2.4 2.1
表2
γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸的13C化学位移(ppm)
残基 CO Cα Cβ Cγ 其他
Trp 176.19 55.17 27.65 H4-111.08；H8-112.35；H11-119.25；H9-119.81；H10-122.38；H5-124.58；H7-128.76；H6-137.87
Glu 173.96174.68 55.17 28.48 32.71
实施例1B
γ-L-谷氨酰基-D-色氨酸N-苄氧基羰基-γ-L-谷氨酰基-D-色氨酸α-苄酯
将N-苄氧基羰基-L-谷氨酸α-苄酯(0.99g，2.6mmol)和N-羟基琥珀酰亚胺(0.3g，2.6mmol)的N，N-二甲基甲酰胺溶液(96ml)在冰水浴中冷却并边搅拌边加入二环己基碳化二亚胺(0.56g，2.7mmol)的N，N-二甲基甲酰胺溶液(3ml)。该混合物在0℃下搅拌1小时并在室温下过夜。过滤除去分离的N，N-二环己基脲，向滤液中加入D-色氨酸(0.64g，3.1mmol)和三乙胺(0.46ml，3.3mmol)。将该混合物在室温下搅拌16小时并用水(50ml)稀释。分离的油用乙酸乙酯(3×20ml)萃取，合并后的有机层用2N硫酸溶液(2×20ml)和水(4×30ml)洗涤，用硫酸钠干燥，从干燥剂过滤并真空浓缩至约10ml。用己烷(30ml)稀释使产物分离。产率1.2g(81％)。Rf(A)-0.7。γ-L-谷氨酰基-D-色氨酸
将N-苄氧基羰基-γ-L-谷氨酰基-D-色氨酸α-苄酯(0.6g，0.9mmol)的甲醇溶液(30ml)在Pd/C(10％，200mg)上氢化2小时(TLC对照)。通过木炭过滤除去催化剂，将滤液蒸发至干。得到285mg。
所得肽用制备HPLC法纯化并冷冻干燥。得到180mg。RF(B)-0.5，RF(C)-0.45。
γ-L一谷氨酰基-D-色氨酸具有与γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸相同的1HNMR和13C NMR谱。
实施例1C
β-L-天冬氨酰基-L-色氨酸的固相合成
所需分子利用1％二乙烯基苯交联聚苯乙烯作为载体合成。将0.1gNa-叔丁氧羰基(Boc)-Ninformyl-L色氨酸-Merrmeld树脂(Trp含量为0.7mmol/g树脂)置于反应锅中。自动合成的程序如下。
表3
自动合成肽的程序表
Figure 9881379900171
TFA-三氟乙酸，DIEA-二异丙基乙胺，DMAA-二甲基乙酰胺。*偶合通过1-羟基苯并三唑(HOBt)的活性酯进行，它是从三当量的Boc-L-Asp-α-OBzl、HOBt和二环己基碳化二亚胺(DCI)的DMAA溶液在冰上反应30分钟制备的。**偶合的完成通过Kaiser茚三酮试验来检验(Kaiser等，《分析生物化学》34：595，1970年)。未完成的偶合再重复一次。
利用含有10％茴香醚和10％间甲苯酚的液态氟化氢(HF)在0℃下反应60分钟使肽脱保护并从聚合物上裂开。在0℃下真空除去HF，肽用30％含水乙酸萃取，用乙醚洗涤，冷冻干燥，并用0.2N氢氧化钠去甲酰化后，利用制备型高效液相层析(HPLC)纯化。
所有Bestim类似物可以按照上述表3程序表中相同的方案合成，仅仅是在第5阶段使用不同的Boc-衍生物。合成的验证
例如，Bestim的特征在于：
1、高效液相层析(HPLC)，使用Gilson色谱仪(法国)，洗脱剂为0.1％TFA/乙腈，梯度10-40％，洗脱14分钟，柱为δ-Pack C-18，300埃，5μm，3.9×150mm。产物的保留时间为8.1分钟，其纯度，用HPLC峰值下的积分面积测量为99.7％。
2、氨基酸分析：使用LKB氨基酸分析器α+4151，产物在含有0.2％色胺的4N甲磺酸中，在真空中，在115℃下水解24小时。肽中谷氨酸的含量为1.0，色氨酸为0.94，证实了预期残基的存在。
3、薄层层析(TLC)系统I-正丁醇：乙酸乙酯∶乙酸∶水=1∶1∶1∶1，Rf=0.72；系统2-仲丁醇∶乙酸∶甲苯∶水=6∶1∶2∶1，Rf=0.4。
4、核磁共振光谱法(NMR)：装备有Aspect 200计算机的NMR分光计Bruker GXP-300。肽(0.001M/1溶液)的NMR碳谱检测为：Glu-在30.0；31.0；57.2；176.6；178.3ppm；Trp-在35.7；58.3；113.1；116.6；123.4；124.3；126.6；129.0；131.0；140.3；179.4ppm。
5、快速原子轰击质谱(FAB-MS)，分子离子：计算值334.13Da；实测值333.73。
药学上可接受的盐形式的本发明化合物的制备用下面的实施例1D说明，接着在实施例1E中描述了片剂的配制。
实施例1D
H-γ-D-Glu-L-Trp钠盐的制备
将N-苄氧基羰基-γ-D-Glu-L-Trp-α-苄酯(5g，0.087M)溶于甲醇(40ml)中并加入NaHCO3(0.73g，0.087M)。用缓慢的氮气流替换空气并加入10％披钯木炭催化剂(2.5g在30ml水中)。再次向烧瓶中导入缓慢的氮气流，然后开始引入缓慢的氢气流。通过用力搅拌使催化剂保持悬浮。4小时后，过滤除去催化剂并用甲醇(10ml)洗涤。将滤液真空蒸发，残余物用乙腈研磨。用滤器收集固体产物，用乙腈洗涤并真空干燥。
产率：2.14g(70％)。
实施例1E片剂的配制
用98.9％甘氨酸、1％硬脂酸镁和0.1％本发明肽，或者94.9％甘氨酸、5％淀粉和0.1％本发明肽，将实施例lA的本发明的肽(γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸)配制成片剂。每100mg片剂含有100μg本发明的类似物。
实施例2
Bestim和Bestim类似物的体内研究
对白介素2(IL-2)生成的影响
物种：小鼠(CBA品系)。
测定：将肽γ-L-Glu-L-Trp(Bestim)和γ-D-G1u-L-Trp(Bestim类似物)以水溶液的形式，按下表中显示的不同剂量对小鼠口服给药，每天一次，连续5天。每种剂量的肽供5只动物使用。48小时后除去脾，将脾细胞在体外在96孔平底培养板上、在IL-2生成诱导物ConA(5μg/ml)的存在下、在添加有10％胎牛血清的RPMI-1640培养基中再培养24小时。在生物测定中，使用鼠IL-2-依赖性细胞系CTLL-2测量上清液中的IL-2浓度(Gillis等，1978年)。
表4
Bestim及其类似物对鼠脾细胞中IL-2生成的影响
肽剂量(μg/kg) γ-D-Glu-L-Trp(SCV-07) γ-L-Glu-L-Trp(Bestim)
10.0 132.2±9.3* 56.7±4.5
0.1 129.2±9.8* 47.2±8.9
0.001 103.4±7.5* 115.9±8.6*
0.00001 85.9±5.0* 65.2±6.2
对照 68.3±4.9 68.3±4.9
*与对照有显著性差异，p＜0.05
结论：肽γ-D-GIu-L-Trp(本发明的Bestim类似物)与Bestim相比具有更高的生物活性。在更宽的剂量范围内观察到了IL-2的诱导，并且在高剂量下，这种类似物没有减少IL-2的诱导。
实施例3
用鼠骨髓T细胞前体测定对Thy-1抗原表达的影响
方案：从CBA小鼠股骨得到骨髓细胞，在体外在微量滴定板(Terasaki)上、在Eagle培养基中、在37℃下、用肽培养1小时。通过补体依赖的细胞毒性测定，使用抗Thy-1抗体测定Thy-1抗原表达。
表5A
在本发明的肽类似物的存在下培养的鼠骨髓中
Thy-1抗原表达细胞数目的变化观察到与对照有显著性差异，p＜0.05。
结论：本发明的肽γ-D-GIu-L-Trp与Bestim和本发明的另一种类似物γ-L-Glu-D-Trp相比，活性最高。
表5B
在本发明的肽存在下培养的鼠骨髓中
Thy-1抗原表达细胞数目的变化
肽浓度(μg/ml) Thy-1抗原表达细胞数(%)
肽1** 肽2 肽3
10.0 55.4±2.4* 44.8±4.0* 41.9±3.2*
1.0 51.4±2.6* 42.5±3.6* 38.0±2.9*
0.1 49.4±2.3* 22.5±2.8 33.9±2.1*
0.01 35.7±2.1* 18.2±2.3 27.3±2.1*
0.001 14.9±1.7 16.4±1.9 13.0±1.3
0.0001 12.7±1.9 17.9±2.1 12.9±1.4
0.00001 12.3±1.6 15.6±2.0 13.4±1.7
对照 13.9±1.9
*与对照有显著性差异，δ＜0.05。**所使用的肽是：
1、β-L-天冬氨酰基-L-色氨酸
2、乙酰基-γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸
3、β-D-天冬氨酰基-L-色氨酸
4、γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸-酰胺
5、γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸(SCV-07)
实施例4
Bestim类似物的体外生物活性
肽：制备冷冻干燥形式的Bestim和本发明的几种类似物。就在实验开始前，将所有的肽溶解于水中，制得具有不同物质浓度的溶液。对培养物中IL-2生成的影响
方案：从CBA小鼠体内除去脾，将脾细胞分离，并在96孔平底培养板上、在添加有10％胎牛血清的RPMI-1640培养基中培养。在24小时的培养物中用5μg/ml Con A诱导IL-2生成。在“0”时刻，将所需浓度的肽加入到细胞培养物中。使用IL-2依赖性CTLL-2细胞系测定培养物上清液中IL-2的浓度(Gillis等，1978年)。
表6
在Bestim类似物的存在下，培养物中
鼠脾细胞中Con-A诱导的IL-2生成的变化
Figure 9881379900221
*与对照有显著性差异，p＜0.05。
实施例5
口服使用后患者免疫系统的变化
将实施例lE中描述的两种片剂给药外科手术后1个月的两名癌症患者。第一个研究病例
患者：“Eg”
诊断：结肠癌
早先的治疗：手术SCV-07治疗：口服片剂5天(每天0.1mg)。
表7
接受SCV-07片剂口服治疗的患者“Eg”的免疫参数的变化数据
免疫参数 治疗前 5天治疗结束后2周
血液淋巴细胞数(%)：CD3CD4CD8CD4/CD8比值CD20 51.2±1.126.2±1.023.1±1.31.1320.8±1.4 55.4±1.329.7±1.524.1±1.61.2320.4±1.1
嗜中性白细胞迁移指数 2.35 2.46
嗜中性白细胞氮蓝四唑减少(U)：自发的PMA诱导的 675±236459±132 1031±496950±175
第二个研究病例
患者：“Ar”
诊断：结肠癌
早先的治疗：手术
SCV-07治疗：口服片剂5天(每天O.1mg)。
表8
接受SCV-07片剂口服治疗的患者“Ar”的免疫参数的变化数据
免疫参数 治疗前 5天治疗结束后2周
血液淋巴细胞数(%)：CD3CD4CD8 46.3±1.423.4±1.223.5±1.1 59.2±1.331.0±1.727.1±1.9
CD4/CD8比值CD20 1.011.4±1.0 1.1414.3±0.9
嗜中性白细胞迁移指数 1.25 3.07
嗜中性白细胞氮蓝四唑减少(U)：自发的PMA诱导的 401±385007±245 1646±975111±304
本发明的肽γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸对人嗜中性白细胞功能活性的影响是使用自发的鲁米诺依赖性化学发光测定法(Muto等，1986年)、根据游离氧基生成浓度的变化来确定的。将供体的全血样品插入到装有1251发光计(LKB)和用盐水稀释到下表中显示浓度的肽的工作池中。向每个池中加入鲁米诺，并将各池温育10分钟。之后这些池在发光计槽中在37℃和恒定搅拌下温育40分钟。使用“Lumina”计算机程序计算发育的超氧自由基的数量，并表示成40分钟的光总量(mV/分钟)。每个样品一式三份进行研究。
表9
肽对人全血细胞培养物中鲁米诺增强的
嗜中性白细胞化学发光的影响
本发明的肽(μg/ml) 未受刺激的细胞的化学发光 PMA激活细胞的化学发光
峰值(mv) 光总量-40分钟(mv/min) 峰值(mv) 光总量-40分钟(mv/min)
1.0 0.71±0.02 25.7±0.13 3.40±0.06* 75.9±1.5*
0.1 0.72±0.02 27.2±0.93 2.57±0.40 60.3±0.8
0.01 0.73±0.04 27.9±0.85 3.03±0.99 63.0±0.7
对照 0.66±0.07 25.2±0.09 2.90±0.12 64.9±4.0
*与对照有显著性差异，p＜0.05本发明的肽对人白细胞趋化性的影响的研究
使用Nelson等(1972年)描述的琼脂糖迁移法进行趋化性测定。将琼脂糖溶于添加有10％胎牛血清的199培养基中至终浓度为1％。将该混合物转移到组织培养皿中并使之胶化。在凝胶中切出一系列直径为2mm且间隔3mm的孔。将10μl噬中性白细胞(2.5×106细胞/ml)加入到中心孔中。一侧的其它孔填充培养基以测量随机的迁移，同时另一侧的孔填充10-7M的趋化因子FMLP以测量刺激产生的迁移。将培养皿在CO2培养箱中培养120分钟。在“0”时刻，将所需浓度的肽加入到各孔中。在带有微刻度的显微镜下读取细胞迁移并表示成趋化指数：刺激产生的迁移/随机的迁移。
表10
Figure 9881379900251
*与对照有显著性差异，δ＜0.05。**所使用的肽是：
1、β-L-天冬氨酰基-L-色氨酸
2、乙酰基-γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸
3、β-D-天冬氨酰基-L-色氨酸
4、γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸-酰胺
5、γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸(SCV-07)
6、γ-D-谷氨酰基-L-色胺本发明的肽对人白细胞吞噬作用的影响的研究
将通过Ficoll-Pack分离从供体血液中得到人噬中性白细胞转移到用聚硅氧烷处理过的试管中，其在添加有10％胎牛血清的Eagle培养基中浓度为2×106细胞/ml。将用人血清调理的酵母细胞作为吞噬作用的目标。将酵母细胞加入到试管中(10个酵母细胞/1个噬中性白细胞)，并将细胞悬液在CO2培养箱中培养40分钟。这些细胞通过离心洗涤后，制备涂覆在载玻片上的细胞涂片，并用吉姆沙染色剂染色。在显微镜下计算吞噬细胞。
表11
Figure 9881379900261
*与对照有显著性差异，p＜0.05。**所使用的肽是：
1、β-L-天冬氨酰基-L-色氨酸
2、乙酰基-γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸
3、β-D-天冬氨酰基-L-色氨酸
4、γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸-酰胺
5、γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸(SCV-07)
6、γ-D-谷氨酰基-L-色胺本发明的肽在体外对大鼠胸腺细胞增殖的影响
将同系繁殖大白鼠胸腺细胞的培养物以5×106/ml的浓度一式三份在CO2培养箱中、在96孔平底培养板上、在添加有l％热灭活胎牛血清、2mM L-谷酰胺、80μg/ml庆大霉素、5μg/ml多粘菌素B和0.5μg/ml刀豆球蛋白A的RPMI-1640培养基中，用肽培养72小时。在培养期结束前16小时，用3H-胸苷脉冲标记细胞。用Titertek细胞收获计收获玻璃纤维滤器上的细胞，并用β液体闪铄计数器计数。增殖速率表示成数量/分钟。表12
肽浓度(μg/ml) 增殖速率(数量/分钟)
肽1 肽2 肽3
1.0 58720±2340* 52300±2490 49700±790
0.1 53110±485 53340±1590 50190±1780
0.01 46590±1190 51950±5910 56510±3970
0.001 55010±5350 56790±1880* 55530±2750
0.0001 51230±2030 52080±1880 51430±2050
对照 49000±1420
肽浓度(μg/ml) 增殖速率(数量/分钟)
肽4 肽5
1.0 53330±1370 49420±1210
0.1 48690±1790 53180±1910
0.01 48100±1950 59480±2250*
0.001 50740±2190 61340±2340*
0.0001 50960±1050 57880±1560*
对照 49000±1420
*与对照有显著性差异，p＜0.05。**所使用的肽是：
1、β-L-天冬氨酰基-L-色氨酸
2、乙酰基-γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸
3、β-D-天冬氨酰基-L-色氨酸
4、γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸-酰胺
5、γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸(SCV-07)
总的来说，本发明的肽具有免疫刺激性能，并可通过脾淋巴细胞刺激IL-2生成、诱导前体T淋巴细胞成熟、和刺激T细胞增殖。特别是，已证实优选的本发明肽γ-D-Glu-L-Trp(SCV-07)能通过刺激人噬中性白细胞功能活性，尤其是吞噬作用和氧自由基生成，而提高免疫功能。已证明，本发明的肽，特别是SCV-07，能增加外周血中总的T淋巴细胞数和辅助性T淋巴细胞数以及CD4/CD8比值。最后，还已证实本发明的肽，特别是SCV-07，能刺激人噬中性白细胞迁移和杀菌活性。
应当理解，尽管前面已结合优选的具体实施方案描述了本发明，但说明书和实施例只是为了说明本发明，而不是为了限制本发明的范围，本发明的保护范围由所附的权利要求书的范围确定。

Claims (14)

1、一种带有至少两个氨基酸残基且具有式1所示结构的化合物：
Figure 9881379900021
其中n为1或2，R是氢、具有2-10个碳原子的酰基或具有1-6个碳原子的烷基，X是L-色氨酸、D-色氨酸、β-L-天冬氨酰基-L-色氨酸或β-D-天冬氨酰基-L-色氨酸，并且当n为2时，式1中用星号标记的α碳具有与X的立体构型不同的立体构型。
2、如权利要求1所述的化合物，其中X为L-色氨酸。
3、如权利要求1所述的化合物，其中X为D-色氨酸。
4、如权利要求1所述的化合物，其为药学上可接受的盐形式。
5、化合物γ-D-谷氨酰基-L-色氨酸。
6、化合物β-L-天冬氨酰基-L-色氨酸。
7、化合物β-D-天冬氨酰基-L-色氨酸。
8、一种药物组合物，它包含权利要求5、6或7所述的化合物和药学上可接受的载体。
9、一种治疗方法，它包含：
对患者给予一定治疗剂量，该剂量具有约1ng-约1000μg/kg体重范围内的权利要求3所述的化合物。
10、如权利要求9所述的方法，其中给药是作为单剂量给药或作为多剂量间断给药。
11、如权利要求10所述的方法，其中给药是通过胃肠外注射、经口或经鼻吸入、或口服。
12、一种免疫调制治疗方法，它包含：
给患者使用约1ng-约1000μg／kg体重剂量范围内的一种化合物，该化合物为药学上可接受的形式，且具有式1所示结构：其中n为1或2，R是氢、具有2-10个碳原子的酰基或具有1-6个碳原子的烷基，X是L-色氨酸、D-色氨酸、β-L-天冬氨酰基-L-色氨酸或β-D-天冬氨酰基-L-色氨酸，并且当n为2时，式1中用星号标记的α碳具有与X的立体构型不同的立体构型。
13、如权利要求12所述的方法，其中给药可有效地调节患者的免疫系统。
14、如权利要求12所述的方法，其中给药的化合物包括Y-D-谷氨酰基-L-色氨酸。
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