CN1671724A - 前药、其作为医药的应用及其制法 - Google Patents

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Abstract

具有利用药物的靶标部位和副作用表现的部位之间酶活性存在差异的酶，在该酶作用下被切断的取代基，并且通过切断该取代基而被活化的前药。可分别举出，作为药物的靶标部位，例如，呼吸器官；作为副作用表现的部位，例如，心脏。可分别举出，支气管扩张剂作为药物的例子；糖苷酶(例如，β－葡萄糖苷酶)作为酶的例子。进而，取代基，例如是单糖或寡糖构成的糖基。通过利用上述酶，产生效果的靶标部位和表现副作用的部位不同的该类型药物的副作用的降低成为可能。

Description

前药、其作为医药的应用及其制法
技术领域
本发明涉及一种前药，其可以利用在药物的靶标部位和副作用表现的部位之间的酶活性有差异的酶，从而降低药物的副作用。
背景技术
大量结合有所说的糖基取代基的前药已被研究。其主要目的是增加难溶性母体化合物的溶解度，以及基于葡萄糖苷酸结合体(conjugate)的类似物，实现无毒化。尤其是，后者要利用生物体的代谢功能。即，以癌细胞和炎症细胞中的β-葡萄糖苷酸酶和β-葡萄糖苷酶的活性增加的报告为基础，基于使母体化合物只在患处表达，发挥功效的同时，降低不希望的副作用的想法，设计了前药。以下对这些进行详细说明。
在肿瘤组织处，包括β-葡萄糖苷酸酶在内的几种葡萄糖苷酶的活性增高的研究报告已见发表(Fishman，Science 105，646-647，1947；Fishman andAnlyan，Cancer Res.7，808-814，1947；Bollet等，J.Clin.Invest.38，451，1959)。关于其它的疾病，已有报道表明在哮喘患者中，由肺泡巨噬细胞和肥大细胞所释放的β-葡萄糖苷酸酶使肺泡灌洗液(BALF)中的β-葡萄糖苷酸酶的活性有增高的倾向(Tonnel等，Lancet 8339，1406-1408，1983；Murray等，N.Engl.J.Med.315，800-804，1986)，此外，也有报道表明β-葡萄糖苷酸酶和N-乙酰-D-氨基葡萄糖酶活性在风湿患者的滑液中增高(Stephens等，J.Rheumatol.2，393-400，1975)，AIDS患者的血清中的β-葡萄糖苷酸酶的活性比健康人高(Saha等，Clin.Chim.Acta.199，311-316，1991)，这些报道教导了在各种疾病中葡萄糖苷酶的活性增高或被排放到细胞外。其中，尤其引入注意的酶是β-葡萄糖苷酸酶，该酶是水解β-葡萄糖苷酸，催化释放D-葡萄糖苷酸的反应的酶，有报道表明在肝脏、肺、脾脏、肾脏等的大范围的脏器或巨噬细胞、嗜酸性粒细胞等炎症细胞中存在(Hayashi，J.Histochem.Cytochem.15，83-92，1967；Conchie等，Biochem.J.71，318-325，1959)。
在癌症的化学治疗中，减轻对肿瘤以外的正常组织或正常细胞的毒性是重要的课题。为解决该问题，虽然已开发了大量特异作用于肿瘤组织的抗癌剂，但是副作用的减轻都没有达到所期的程度。
De Duve注意到在肿瘤组织含有葡萄糖苷酶的溶酶体中的水解酶，提出了利用抗癌剂的前药的化学疗法概念，该前药通过这些水解酶和其它酶而水解活化为抗癌剂(Biological approaches to cancer chemotheraph，101-112，Academic press，Inc.，1961)。Connors和Whisson，通过小鼠实验，显示了抗癌剂苯胺芥子气的抗癌作用和肿瘤细胞的β-葡萄糖苷酸酶的活性高度相关(Nature 210 866-867，1966)。Sweeney等也发表学说指出抗癌剂霉酚酸的作用机制是，霉酚酸在脏器被葡萄糖苷酸结合，并在肿瘤组织在β-葡萄糖苷酸酶的作用下水解成为活化形式的霉酚酸，从而发挥抗癌作用(Cancer Res.31，477-478，1971)。Young等基于抗癌剂苯胺芥子气和霉酚酸的情况一样，在体内结合葡萄糖醛酸，并在肿瘤组织发生水解，从而发挥抗癌作用的假说，对癌症患者进行了临床试验，但是未发现抗癌作用和肿瘤组织的酶活性之间有足够的相关性(Cancer 38，1887-1895，1976)。Baba等报告使用小鼠乳腺癌模型，静脉给予抗癌剂5-氟尿嘧啶的葡萄糖苷酸衍生物，显示了抑制作用(Gann69，283-284，1978)。
然而，总的来说，这些抗癌剂的糖衍生物前药，由于在靶标部位的水解不充分，因而在临床上难以取得满意结果。
接着，提议了预先给予肿瘤特异性抗体和各种酶结合得到的产物，并使用在该酶的作用下裂解变成为活性体的前药的方法。这被称为ADEPT(抗体指导的酶前药疗法，Antibody-directed enzyme prodrug therapy)，并进行了大量的研究开发，然而，由于存在外源性抗体-酶复合物具有免疫抗原性、前药在生物体内活化不充分的问题，该方法并未获得成功。
于是，Bosslet等(Br.J.Cancer 65，234-238，1992)尝试了为使施于癌细胞的具有抗癌剂-糖衍生物结构的前药有效水解，不是直接将糖结合在抗癌剂上，而是通过间隔序列(spacer)合成化合物，从而发明结合有酶的免疫抗原性低的融合蛋白，以期改善上述问题。该过程中，研究者发现了单独使用葡萄糖苷酶间隔序列衍生物就可发挥充分效果的衍生物，公开了应用于抗癌剂以外的抗炎症剂、免疫抑制剂、钙拮抗剂、交感神经激动剂等的作为前药的葡萄糖苷酶间隔序列药物结构(美国(美国专利)5621002(family patent(同族专利)：欧洲(欧洲专利申请公开)642799，特开平7-149667)，美国5935995(同族专利：EP 795334，特开平10-1495)，美国5955100(同族专利：EP 595133，特开平6-293665))。
特开平6-293665中记载：“化合物通过酶的作用而活化，该酶在健康人中主要存在于细胞内，但在上述病理生理条件下也局部存在于细胞外”，“本发明的前药尤其可应用于存在有激活状态的巨噬细胞、粒细胞及血小板的所有非肿瘤性疾病。在激活状态下，上述细胞主要分泌可以位点特异性活化本发明前药的细胞内酶。”。
此外，还描述了基于在以抗肿瘤剂作为活性药的情况下，该引用例的物质不仅在肿瘤模型上被确认，而且在多种炎症模型中也得到确认，进而推定和在肿瘤中的一样，在所有炎症细胞相关的疾病中也都可确认。
其所例示的情况延及：“细胞增殖抑制剂，代谢拮抗剂，插入DNA的物质，拓扑异构酶I+II阻碍剂，烷化剂，核糖体灭活剂，酪氨酸磷酸激酶抑制剂，分化诱导剂，激素，激素激动剂，激素拮抗剂，改变对细胞增殖抑制剂的多效耐受性的物质，钙调素抑制剂，蛋白激酶C抑制剂，P-糖蛋白抑制剂，己糖激酶抑制剂，P-谷氨酰半胱氨酸合成酶或谷胱甘肽S-转移酶抑制剂，超氧化物歧化酶抑制剂，增殖关联蛋白抑制剂，具有免疫抑制作用的物质，免疫抑制剂，具有抗炎作用的物质，非甾体类抗炎物质，抗风湿药物，甾体，具有抗炎、镇痛、解热作用的物质，有机酸衍生物、镇痛剂、局部麻醉药、抗心律不齐剂、钙拮抗剂、抗组胺剂、磷酸二酯酶抑制剂、副交感神经激动剂、交感神经激动剂、具有水解酶抑制作用的物质。”
即，本引用例的前药虽然显示了可能对炎症细胞相关的所有药物都起作用，但是对于实际上哪种药物起作用，哪种药物不起作用，并未给出指标。
实施例中，仅仅显示了抗癌药阿霉素、氮芥子气和奎宁的抗肿瘤作用、阿霉素糖衍生物的抗炎作用以及急性毒性的测定，如上，尽管举出了大量的治疗药物，但是并未记载显示抗癌药以外的药物的具体药效药理作用的实施例，可以认为实际有效性并未得到确认。例如，尽管目前为止已进行了大量关于甾体的糖衍生物的研究，但是，如Sugai等(WO95/09177)所指出的那样，由于存在其安全性问题，以及在靶器官之外酶的水解作用导致的向活化体的转换所出现的副作用的问题，因而开发处于困境。尽管对阿霉素已进行了长期研究，在欧洲目前仍处于临床前阶段，临床还未完成。
另外，作为癌症之外的应用，使用上述甾体的配糖体的前药的研究很早就已开始，目的在对减轻副作用展开研究。Merck公司的研究人员在1962、1964、1966年揭示了甾体的配糖体衍生物有减轻甾体的肾萎缩、体重减轻、骨质疏松症、白血球数减少等副作用的可能性(GB1015396，GB1059548，US3185682，Hirschmann等，J.Am.Chem.Soc.86，3903-3904，1964)。但是，甾体的配糖体前药的稳定性极差，在靶组织之外配糖体键断裂，产生副作用的问题已清楚，并且Sugai等(WO95/09177)也尝试了通过保护糖的羟基来提高稳定性，减少副作用。但是，目前还未达到临床上的成功。由于甾体可在极微量下发挥作用，并且在生物体内的许多组织具有多种生理作用，因而，可以说是即使进行配糖体前药化，也难以达到副作用减轻的药物。
此外，Friend等注意到肠内细菌所具有的葡萄糖苷酶，研究了具有甾体的糖衍生物结构的前药，该甾体作为溃疡性大肠炎的治疗药会有产生副作用的问题(EP 123485，(同族专利：特表昭60-501105；J.Med.Chem.27，261-266，1984；J.Med.Chem.28，51-57，1985；Pharmaceutical Res.10，1553-1562，1993)。但是，这些尝试目前为止还未显示出临床上的成功。
如上述，利用以β-葡萄糖苷酸酶为首的生物体内的酶的被称为药物-糖衍生物的前药的开发很久以来就尝试了，然而，其现状是仍未和临床上的成果结合。
作为患者数众多的呼吸器官疾病之一的哮喘的治疗方法，以目前的指导原则，推崇将长时间作用型β2激动剂和吸入甾体并用的疗法。
支气管扩张剂β2激动剂的开发历史是，由起初发现的作用于β1和β2两种受体的β激动剂发展为以沙丁胺醇为代表的短时间作用型的第二代β2选择性激动剂，进而发展为以沙美特罗代表的第三代长时间作用型β2激动剂。短时间作用型β2激动剂，虽然是在哮喘加重时的治疗和运动诱发性支气管痉挛的预防中应该使用的药物，但是却在哮喘患者身上出现包含血液钾浓度降低、血压变化、心率增加、QT延长、骨骼肌震颤等原因不明的突发死亡的多种副作用。可以认为这些副作用尤其是因使用过度所致的(Burgraff等，Thorax56，567-569，2001；Bennett等，Thorax 49，771-774，1994；Rave，Respir.Med.95，21-25，2001)。
发明内容
如上，可进一步降低β2激动剂的心率增加、血压变化的副作用的药物的开发被认为是临床上非常重要的课题。一般说来短时间作用型β2激动剂作为吸入药比作为口服药使用的情况多。这些尽管是局部给药，也出现上述副作用。
本发明的目的在于减轻如β2激动剂这样的药物发挥药效的靶标部位和出现副作用的部位不同的药物的副作用。
如在现有技术栏中所说明的，先前技术都是在癌症或炎症组织等中利用增高的酶活性而转变为其活性体的前药。而本发明是利用组织或脏器中的酶活性中，即使在正常状态下脏器间也存在的酶活性差异的前药。
本发明人研究了关于11-乙基-7，9-二羟基-10，11-二氢二苯并[b，f]虑平(11-ethyl-7，9-dihydroxy-10，11-di-hydrobenzo[b，f]thiepin)的葡萄糖苷酸结合体。该化合物口服后，在肝脏迅速进行葡萄糖苷酸结合，在血液中大于等于99％以葡萄糖苷酸结合体存在。但是，其在药理上的为靶组织的肺中，显示出了药理活性。研究结果表明该化合物的葡萄糖苷酸结合体在肺中脱去葡萄糖苷酸结合，由此推定在β-葡萄糖苷酸酶的作用下脱去结合而得到的母体化合物显示出活性。(在实施例后作为参考例1详细记载。)
但是，未见关于β-葡萄糖苷酸酶活性的所在部位在各脏器或细胞水平的详细研究报告。于是，在确认了支气管中的β-葡萄糖苷酸酶的所在部位后，如图1所示发现其存在于细支气管的上皮细胞(图1中染为黑色的是β-葡萄糖苷酸酶)。(详细试验方法在实施例后作为参考例2记载。)。这样，β-葡萄糖苷酸酶存在于特定部位的发现就成为本发明的基础。
进而，调查了β-葡萄糖苷酸酶在生物体的什么样的脏器中大量含有。尤其是考虑到减轻β2激动剂对心脏、血压的副作用的情况下，在各脏器之中对在肺和心脏中的β-葡萄糖苷酸酶的活性进行调查被认为在β2激动剂的葡萄糖苷酸前药化中是极其重要的，测定了豚鼠的各脏器中的β-葡萄糖苷酸酶的活性。此时，假定为实际哮喘状态，通过使用哮喘的动物模型，也对哮喘状态时的β-葡萄糖苷酸酶的活性进行了比较。即，抗原致敏豚鼠、非致敏豚鼠以及以抗原致敏豚鼠以抗原刺激引起休克时的各脏器中的β-葡萄糖苷酸酶活性进行了比较。其结果示于图2。(详细试验方法在实施例后以参考例3记载)。
如图2中肺的结果所表明的那样，可以知道炎症状态所致的酶活性增高是非常少的，正常状态下存在的酶活性在每个组织差别很大。此外，还确认了在β2激动剂表现副作用的部位的心脏，酶活性低。进而，在确认了在心脏是否有β-葡萄糖苷酸酶所在部位之后，如图3所示，完全没有看出有显示β-葡萄糖苷酸酶活性的阳性图像(图3中的箭头所表示的黑色部分，显示苏木精所染的细胞核染色图像)。(详细的试验方法在实施例后以参考例4记载。)
据报道培养的上皮细胞在培养基中释放出构成性β-葡萄糖苷酸酶(Scaggiante等，Exp.Cell Res.195，194-198，1991)。同样地，据报道培养的人肺巨噬细胞也在培养基中释放构成性β-葡萄糖苷酸酶(Triggiani等，The J.Immunol.164，4908-4915，2000)。因此，为使β-葡萄糖苷酸酶在细胞外表现活性，并不一定需要由炎症或细胞损伤中释放，单在组织局部存在多高浓度的β-葡萄糖苷酸酶被认为是重要的。若从此观点进行细胞组织学上的考察，可以说肺的细支气管上皮细胞周围的β-葡萄糖苷酸酶是具有惊人的局部活性的部位。
本发明人，基于上述知识，合成了将β2激动剂预先葡萄糖苷酸结合化所得到的化合物，通过吸入该葡萄糖苷酸结合体，在大量存在于肺细支气管部位的β-葡萄糖苷酸酶的作用下，脱去结合，从而在局部发挥支气管扩张作用，即使一部分到达心脏，由于心脏几乎没有β-葡萄糖苷酸酶，因而，几乎未发现β2激动剂特有的副作用，实际上在合成β2激动剂的葡萄糖苷酸结合体后，在常用的抗原诱发型豚鼠哮喘模型中，吸入给予后，显示了完全的气管收缩抑制作用，接着使用大鼠，对心率、血压的副作用的调查结果表明完全没有影响，由此，完成了本发明。
本发明提供式(1)所示的化合物或其生理上可接受的盐。
          R-药物      (1)(式中，R表示可被酶切断的取代基，该酶是在药物的靶标部位和表现副作用部位的活性存在差异的酶；药物是在酶的作用下切断取代基而被活化的药物)
此外，本发明提供式(2)所示的化合物或其生理上可接受的盐。
          R’-药物    (2)(式中，R’表示可被β-葡萄糖苷酸酶切断的取代基，该β-葡萄糖苷酸酶是在呼吸器官活性高，而在心脏活性低的酶；药物表示在酶的作用下切断取代基而被活化的呼吸器官用药物)
进而，本发明提供药物组合物，该组合物同时含有有效量的式(1)或式(2)化合物以及制药上适当的且生理学上能允许的赋形剂、添加剂、和/或其它活性化合物及助剂。
另外，本发明提供式(1)或式(2)所示的化合物或其生理学上能允许的盐在制造药物组合物中的应用，其中，该药物组合物是利用在药物的靶标部位和表现副作用的部位之间存在酶活性差异的酶的前药，其只在靶标部位发挥效果。
此外，本发明还提供含有以糖为取代基的β2激动剂的制造方法，其包括：在丙酮、乙腈、二噁烷、四氢呋喃的任何一种溶剂中，在碱共存下，使带有羟基的β2激动剂和糖卤代物衍生物反应，然后在碱水解作用下将其脱保护。
此外，本发明还提供带有以糖为取代基的β2激动剂的制造方法，其包括：在具有多个羟基的β2激动剂和含有碱基的混合物中添加卤化的苄基衍生物，选择性的保护羟基，然后进行糖基化，将其中间体碱水解后，进行加氢。
上式(2)所示的本发明的化合物，在经吸入法给药的情况下，在肺细支气管上皮细胞被切断得到的活化型是直接作用于支气管平滑肌，发挥药效的药物，不用通过白血球等的炎症产生的细胞的活化所致的β-葡萄糖苷酸酶活性增高，而主要是利用来自上皮细胞的β-葡萄糖苷酸酶活性而被切断的前药。
因此，本发明也可以提供呼吸器官疾病的治疗方法，其包括：给予需要治疗呼吸器官疾病的患者有效量的式(2)所示的化合物或其生理学上能允许的盐。
        R’-药物    (2)(式中，R’表示可被β-葡萄糖苷酸酶切断的取代基，该β-葡萄糖苷酸酶是在呼吸器官活性高，而在心脏活性低的酶；药物表示在酶的作用下切断取代基而被活化的呼吸器官用药物)
在该治疗方法中，作为呼吸器官用药物，例如支气管扩张剂、β2激动剂等，具体可举出，沙丁胺醇(salbutamol)、沙美特罗(salmeterol)、马布特罗(mabuterol)、克伦特罗(clenbuterol)、吡布特罗(pirbuterol)、美喘清(procaterol)、非诺特罗(fenoterol)、氯丁喘胺(tulobuterol)、福莫特罗(formoterol)、海索那林(hexoprenaline)、特布他林(terbuta-line)、喘速宁(trimetoquinol)、氯喘通(chlorprenaline)、间羟异丙肾上腺素(orciprenaline)、甲氧苯丙甲胺(methoxy-phenamine)、甲基麻黄碱(methylephedrine)、麻黄碱(ephedrine)、异丙肾上腺素(isoprenaline)等。
本发明的优选实施方式是，具有羟基尤其是酚羟基的β2激动剂的O-葡萄糖苷酸构成的呼吸器官用前药。例如，3-O-(β-D-葡萄糖苷酸基)沙丁胺醇、3-O-(β-D-葡萄糖苷酸基)沙美特罗、3-O-(β-D-葡萄糖苷酸基)吡布特罗、3-O-(β-D-葡萄糖苷酸基)非诺特罗、3-O-(β-D-葡萄糖苷酸基)氯丁喘胺、4-O-(β-D-葡萄糖苷酸基)福莫特罗、3或4-O-(β-D-葡萄糖苷酸基)异丙喘宁、3-O-(β-D-葡萄糖苷酸基)特布他林、6或7-O-(β-D-葡萄糖苷酸基)喘速宁、3-O-(β-D-葡萄糖苷酸基)间羟异丙肾上腺素、3或4-O-(β-D-葡萄糖苷酸基)异丙肾上腺素、8-O-(β-D-葡萄糖苷酸基)美喘清等。
在背景技术部分所说明的现有技术中，如果不进行在药物和葡萄糖苷酸中间插入间隔序列等的操作的话，在肿瘤细胞就不能有效利用β-葡萄糖苷酸酶将药物的葡萄糖苷酸结合体切断成药物和葡萄糖苷酸，而本发明证明了，不用插入这样的间隔序列，就可在肺的细支气管的局部将吸入的药物的葡萄糖苷酸结合体有效切断。
本发明并非是利用肿瘤组织或炎症组织增高的β-葡萄糖苷酸酶活性，而是通过发现在正常状态下具有非常高的β-葡萄糖苷酸酶活性的组织，完成了发明。由于在细支气管的上皮细胞存在高β-葡萄糖苷酸酶活性，可以认为在为有效切断而插入空间序列并非是必须的，但是为在前药合成方面简单和安全等，可以插入任意适当的空间序列。将这样的空间序列插入式(1)的R和药物中间得到的化合物，或将这样的空间序列插入式(2)的R’和药物中间得到的化合物都包含在本发明范围内。
附图说明
图1是显示在豚鼠肺细支气管上皮上，β-葡萄糖苷酸酶以非常大的量局部存在的显微镜照片(倍率100倍)；
图2是显示豚鼠的各脏器中的β-葡萄糖苷酸酶活性的图；
图3是显示豚鼠心脏中未发现β-葡萄糖苷酸酶活性的显微镜照片(倍率50倍)；
图4是显示沙丁胺醇葡萄糖苷酸对豚鼠的抗原诱发性器官收缩反应的抑制作用的图；
图5是显示异丙肾上腺素葡萄糖苷酸对豚鼠的抗原诱发性器官收缩反应的抑制作用的图；
图6是显示沙丁胺醇葡萄糖苷酸对血压和心率的影响的图；
图7是显示异丙肾上腺素葡萄糖苷酸对血压和心率的影响的图。
具体实施方式
本发明与现有技术中所示的利用在癌组织或炎症组织中增高的酶活性或利用肠内细菌所具有的酶活性的技术不同，是利用靶标部位和副作用表现部位间的酶活性差异的前药。
因此，本发明中药物必须是靶标部位和副作用表现部位不同的药物。尤其优选副作用表现部位特定、被限定的药物。成为其靶标部位和副作用表现部位的受体存在的部位被限定的各种受体激动剂、阻断剂可以成为本发明的对象药物。此外，由于需要结合可被酶切断的取代基，优选具有与此相适应的结构的药物。例如，结合可被β-葡萄糖苷酸酶切断的糖的情况下，优选具有羟基、氨基、羧基、巯基的化合物。尤其是从作为物质的稳定性、容易被葡萄糖苷酸酶切断的方面考虑，具有羟基的化合物是适合的，具有酚羟基的药物最为适合。β2激动剂大多具有羟基、尤其是酚羟基结构，它们作为本发明的药物是适合的。
药物的靶标部位指的是药物发挥药效的细胞、组织、脏器、器官等。此外，副作用表现部位指的是药物发挥不好效果的细胞、组织、脏器、器官等。
本发明中呼吸器官指的是气管和肺。
靶标部位是呼吸器官的时候，本发明的药物是针对支气管哮喘、小儿哮喘、慢性支气管炎、急性支气管炎、肺炎、肺气肿、肺结核等疾病的治疗药物。
副作用表现部位是心脏的时候，本发明的药物，和β2激动剂一样，以心脏以外的器官作为靶标器官，是在心脏表现副作用的药物。
本发明中，支器官扩张剂是通过吸入等，直接或间接作用于支气管平滑肌的药物。在支气管中，β-葡萄糖苷酸酶局部存在于细支气管的上皮细胞等，当药物在此处被游离时，由于平滑肌位于上皮细胞的正下方，因而可以有效的作用于平滑肌。
本发明中，作为β2激动剂，代表性的可以举出沙丁胺醇、沙美特罗、马布特罗、克伦特罗、吡布特罗、美喘清、非诺特罗、氯丁喘胺、福莫特罗、海索那林、特布他林、喘速宁、氯喘通、间羟异丙肾上腺素、甲氧苯丙甲胺、甲基麻黄碱、麻黄碱、异丙肾上腺素等，然而并不限于它们的衍生物，还可以是具有β2作用的药物。
作为本发明的酶，例如可以举出，β-葡萄糖苷酸酶、葡萄糖苷酶、半乳糖苷酶、N-乙酰-D-氨基葡萄糖苷酶、N-乙酰-D-氨基半乳糖苷酶、甘露糖苷酶、果糖苷酶和芳基硫酸酯酶。呼吸器官用药的时候，尤其优选β-葡萄糖苷酸酶。
酶为上述葡萄糖苷酶的时候，本发明中的单糖，例如是选自D-葡萄糖苷酸、D-葡萄糖、D-半乳糖、N-乙酰-D-氨基葡萄糖、N-乙酰-D-氨基半乳糖、D-甘露糖、L-果糖等的糖，寡糖例如是由上述2～5个单糖构成，并且它们相互之间以α-或β-O-葡萄糖苷键结合而成。通常，单糖和药物之间的键是α-或β-葡萄糖苷键。酶是β-葡萄糖苷酸酶的时候，优选β-葡萄糖苷酸键。
本发明中，取代基指的是可在酶的作用下被切断的糖残基、硫酸基。例如酶是葡萄糖苷酶的时候，作为可被酶切断的糖残基，例如可以举出，葡萄糖苷酸基、吡喃葡萄糖基、吡喃半乳糖基、乙酰-葡萄糖戊基(glucosamyl)、乙酰-吡喃半乳糖基、乙酰-吡喃基、吡喃甘露糖基、吡喃果糖基等。
不将药物和取代基直接结合，如J.Med.Chem.2000，43，475所示的那样，以β-葡萄糖苷酸作为诱发子(trigger)通过间隔序列和药物结合是可能的。间隔序列是存在于药物和取代基之间的结构。优选在靶标器官被化学或酶性切断，快速表达母体化合物的间隔序列。此时，优选被非选择性切断的间隔序列，使用单纯以水解等被切断的间隔序列。
本发明中，由于酶活性高的靶标器官被选择，即使不使用间隔序列，如实施例所示在靶标组织药物可充分被游离。因此，尽管间隔序列不是必要的，但是依赖于选择的药物、器官和酶，有时使用间隔序列是有利的。
通过插入间隔序列，以酶切断变得容易，或者是在由于立体障碍取代基反应性低的情况下，空间序列对于可容易地转变为母体等的效果是可以考虑的。但是，有必要预先明了空间序列及其代谢物的毒性等的药理性质。
作为空间序列，如酯、氨基甲酰，其化学上稳定的同时，最终在靶标酶的作用下分解，母体化合物快速表达的序列很久以来就被广泛应用(H.Bundgaard Ed.，Design of Prodrugs，p.262-269，1985，Elsevier)。根据不同的药物，可以使用(美国专利5621002(同族专利：EP 642799，特开平7-149667)，美国专利5935995(同族专利：EP 795334，特开平10-1495)，美国专利5955100(同族专利：EP 595133，特开平6-293665)等中公开的空间序列。
作为糖或空间序列的结合位置，在主要以β作用药为例时，可以考虑酚基、亚氨基或氨基。将糖部分或硫酸基直接或间接地结合在这些取代基上作为形成前药的标志。
作为本发明的化合物的具体例子，例如可举出，3-O-(β-D-葡萄糖苷酸)-沙丁胺醇、4-O-(β-D-葡萄糖苷酸)-异丙肾上腺素、异丙肾上腺素-4-O-硫酸等。前两者的制备方法示于实施例中。后者通过异丙肾上腺素和三氧化硫·三甲基胺络合物的反应制得。
本发明的前药优选通过局部给予使用。这样，靶标和副作用表现部位以外的部位受到酶活性的影响的可能性变低，成为更有效的前药。呼吸器官用药的情况下，优选作为吸入用的药物组合物使用。
将本发明的前药作为吸入剂使用时，作为该吸入剂用添加剂，可以是一般吸入用药物组合物中使用的任何添加剂，例如可以使用，喷射剂、固体赋形剂、液状赋形剂、结合剂、润滑剂、矫味剂、保存剂、稳定剂、悬浊剂、分散剂、溶液剂、张力调节剂、pH调整剂、可溶化剂等。作为喷射剂，可以使用液化气体喷射剂、压缩气体等。此外，本发明的药物组合物中，可以含有本发明前药以外的医药成分作为活性成分。
本发明的药物组合物中，前药的含有量，尽管根据药物、对象疾病、对象患者的年龄、性别、疾病的状态等有所差异，但是通常相对于药物组合物全体，是约0.01～99.9重量％，优选是约0.1～50重量％，进而优选是约0.5～20重量％左右。吸入剂用添加剂等的各种添加剂的含量，尽管根据对象疾病、对象患者的年龄、性别、疾病的症状等有所差异，但是通常相对于药物组合物全体，是约0.1～99重量％、优选是约10～99重量％，进而优选是约50～99重量％左右，尤其优选是约70～99重量％左右。
本发明的药物组合物作为吸入剂使用时，可以使用公知的方法，制成粉末吸入剂、吸入用悬浊剂、吸入用溶液或胶囊状吸入剂，用时使用适当的吸入器，尤其优选使用粉末状吸入剂。进而，本发明的药物组合物可以作为气雾剂使用。
使用本发明的药物组合物时，作为适用时使用的器具，可以使用市售的吸入器，例如，VENTOLIN ROTACAPS(Glaxo公司)、SPENHALER(注册商标，藤沢药品工业(株))、INTAL SPINCAPS(Fisons公司)、ATROVENT ANDBEROTEC INHALETTEN(Boehringer Ingelheim公司)、FORADIL(Ciba公司)、BENTODISKS(Glaxo公司)、Pavlyzer(注册商标，帝人(株))、BRICANYLTURBUHALER(Astra公司)、MIAT INSUFFLATOR等。
本发明的前药，只是结合糖等通常在体内可安全代谢的基团作为取代基，因而，其毒性比药物本身的毒性变大的可能性低。由于适用于局部给予，以最小有效量给予就可以，能够避免全身大量给予。因而，即使儿童也可以安全服用。尤其是，作为吸入剂或气雾剂时，可以发挥显著的局部作用效果。
静脉给予、肌内给予等情况下，与不给前药而直接给予药物本身的情况相比，安全性极大提高自不必说。例如，哮喘发作的紧急情况下，需要静脉给予β2激动剂，此时由于心脏处的葡萄糖苷酸酶的活性低，在心脏处的β2激动剂的副作用与给予药物本身的情况比较，显著降低。
本发明的药物组合物的给药量，根据药物、对象疾病、年龄、体重、症状、给药途经、给药次数等有所差异，例如，在β2激动剂的情况下，发挥和制成前药以前的活性药物的给药量几乎相等的效果。
作为本发明的前药的制造方法，有有机化学上的糖基化和酶的糖基化。例如，通过以Koenigs-Knorr反应为代表的糖基化反应(Advances inCarbohydrate Chem.And Biochem.，57，207，2001，Academic Press)，使羟基被保护了的糖衍生物形成糖苷键，然后通过脱保护得到所要的前药。
按照酶法(KISO TO RINSHOU，30，2403，1996)，通过糖基转移酶和UDP-糖衍生物的组合，得到同样结果。
实施例
通过实施例进一步详细说明本发明。本发明不受这些实施例的限制。
实施例1
沙丁胺醇葡萄糖苷酸(3-O-(β-D-葡萄糖苷酸基)-沙丁胺醇)(实施例1的化合物)的制造
(1)2-(4-甲氧基苄氧基)-5-(2-(N-叔丁胺基)-1-(4-甲氧基苄氧基)乙基)苄基醇的制备
在-78℃，向沙丁胺醇1.466g，NaI 25mg，THF 5mL的混合物中一点点地加入NaH 250mg。在0℃搅拌15分钟后，在-78℃添加p-甲氧基苯甲基氯1.125g，然后在室温搅拌16小时。向反应混合物中加入丙酮，过滤、浓缩后，利用色谱柱得到目的物1.20g(59％)。
NMR(CDCl3)：1.19(9H，s)，2.60(2H，m)，2.62(2H，m)，3.53(1H，d，J＝10Hz)，3.81(6H，s)，3.88(1H，d，J＝10Hz)，3.93(1H，m)，4.60-4.70(2H，m)，4.99(1H，s)，7.2-7.8(11H，m)
(2)苷化及脱保护
向2-(4-甲氧基苄氧基)-5-(2-(N-叔丁胺基)-1-(4-甲氧基苄氧基)乙基)苄基醇1.04g，乙酰溴葡萄糖苷酸甲酯(溴-2，3，4-三-O-乙酰基-β-D-葡萄糖苷酸甲酯)1.50g，碳酸银1.577g，MS4A1.577g中加入二氯甲烷4mL，在室温下搅拌一晚。以Celite过滤反应液，浓缩后，用色谱柱分离，得到粗生成物1.68g(82％)。将其以甲醇-THF(5mL，2∶3)溶解，加入20％NaOH(2.59mL)，室温搅拌1小时。通过TLC(AcOEt/n-Hex＝1/2)确认反应后，在冰冷却下以醋酸中和。加入Pd-C(100mg)，进行加氢(室温，一晚)。过滤反应液后，浓缩，用LH-20色谱柱分离得到目的产物(实施例1的化合物)138mg(12％)。
NMR(DMSO-d6)：1.25(9H，s)，2.80-2.94(2H，m)，3.05-3.35(4H，m)，4.25(1H，m)，4.60(1H，m)，4.76(1H，d，J＝10Hz)，4.78(1H，d，J＝8.8Hz)，6.80(1H，d，J＝8.2Hz)，7.12(1H，dd，J＝8.2Hz&1.6Hz)，7.44(1H，d，J＝1.6Hz)
IR(KBr，cm-1)3402，2980，1617，1509，1406，1276，1200，1118，1074
实施例2
异丙肾上腺素葡萄糖苷酸(4-O-(葡萄糖苷酸基)-异丙肾上腺素)(实施例2的化合物)的制造
向异丙肾上腺素盐酸盐1.00g，1N-NaOH(4.00mL)的混合物中，在0℃，逐渐加入乙酰溴葡萄糖苷酸甲酯(溴-2，3，4-三-O-乙酰基-β-D-葡萄糖苷酸甲酯)1.28g溶解在丙酮4.16mL得到的溶液，然后于室温静置。一边不断加入1N-NaOH(2.46mL)使pH保持在7附近，于室温反应2天。浓缩后，加入20％NaOH(2mL)，于室温搅拌30分钟。冷却后，小心加入醋酸，使溶液成酸性，用HP-20柱分离后，再用HL-20柱分离，得到实施例2的化合物。产量为81mg(5.2％)。
NMR(DMSO-d6)：1.22(6H，d，J＝6.5Hz)，2.82-2.96(2H，m)，3.05-3.35(4H，m)，3.30(1H，m)，4.70(1H，brs)，4.70(1H，m)，6.80-7.50(3H，m)
IR(KBr，cm-1)：3402，1617，1509，1400，1287，1068
实施例3
3-(β-D-葡糖苷酸氧)甲基-4-羟基-α-{[(4-甲氧基-α-甲基苯乙基)氨基]甲基}苄醇
Figure A0381781400191
采用和实施例1一样的制备方法，得到标记化合物。
NMR(DMSO-d6)：0.90(3H，d，J＝6.2Hz)，2.82-2.96(2H，m)，3.05-3.35(4H，m)，3.30(1H，m)，3.71(3H，S)，4.45(1H，m)，4.47(1H，m)，6.60-7.30(7H，m)
实施例4
《β2激动剂葡萄糖苷酸的药理活性》
1.试验方法
为调查β2激动剂沙丁胺醇及异丙肾上腺素的支气管扩张作用，使用以卵清蛋白致敏的豚鼠哮喘模型。试验依照Konzett和Rssler的方法实施(Arch.Exp.Pathol.Pharmakol.，195，71-75，1940)。
<致敏>
致敏开始第1及8天，肌内给予豚鼠双足卵清蛋白500μg/0.5mL，腹腔给予每只豚鼠百日咳疫苗1.5×105cell/mL/只，主动致敏。致敏开始第15天，于背部皮下给予卵清蛋白10及100μg/部位，检验致敏状态。仅将皮下致敏6小时后在致敏检验中呈阳性的动物用于试验。
<给予方法>
被检物质，通过将超声波喷雾器的雾化量调为最小，雾化药液，产生气雾剂，然后将气雾剂导入暴露室(M.I.P.S.公司)，使用空气泵(SPP-3GA，TECHNO TAKATSUKI公司)，以3L/min吸入，以卵清蛋白刺激的40分钟前，豚鼠吸入被检物质10分钟。
<气管内压测定>
致敏开始第19～23日，以苯妥英钠(50mg/kg，i.p.)麻醉。实施气管内插管。借助气管内插管，连接人工呼吸机，在人工呼吸(换气量10mL/kg，换气次数50次/分)下，通过连接到气管插管的压力差换能器(Validyne，GouldElectronics)，在记录仪(WT-645G，日本光电株式会社)记录气管内压。气道内压测定一直持续到卵清蛋白给予10分钟后。接着，实施左右颈总动静脉插管。通过左侧插管，以1mL/kg的容量静脉给予加拉明(1mg/mL)，确认自主呼吸消失。然后，静脉给予卵清蛋白(300μg/mL)，刺激抗原抗体反应。气管内压测定点为刺激前，卵清蛋白刺激后1、3、5、7及10分钟。气管内压的增加率以百分率表示，即，刺激后各测定时间的测定值减去刺激前的测定值后与各测定时间的最大闭塞的比率。
<试验材料>
使用沙丁胺醇葡萄糖苷酸、异丙肾上腺素葡萄糖苷酸作为被检物质。沙丁胺醇为白色粉末，异丙肾上腺素葡萄糖苷酸为棕褐色晶体，都在-80℃避光保存。分别使用沙丁胺醇硫酸盐(以后，以沙丁胺醇表示)和异丙肾上腺素盐酸盐(以后，以肾上腺素表示)作为对照物质。沙丁胺醇和异丙肾上腺素都为白色粉末，都在室温避光保存。使用前称取必要量的被检物质和对照物质，以生理盐水溶液(大塚制药工厂株式会社，批号，1D78，1E84)，进行配制。被检物质和对照物质的溶液的浓度，以摩尔浓度计，相等。所有溶液在室温大致稳定24小时。
沙丁胺醇葡萄糖苷酸和异丙肾上腺素葡萄糖苷酸在配制后30分钟以内使用。此外，使用卵清蛋白(OVA，Sigma Chemical Company，批号：120K7001)、加拉明(gallamine triethiodide，Sigma Chemical Company，批号：76H1106)、苯妥英钠(东京化成株式会社，批号：GI01)、百日咳疫苗(和光纯药工业株式会社，批号：SEK7880)、以及生理盐水溶液(株式会社 大塚制药工厂，批号：1D78，1E84)。
各试样组的构成示于表1。
表1
试样组 给予途径 药物浓度(％)   吸入时间 使用动物数
对照   吸入     0     10分钟     8
沙丁胺醇   吸入     0.05     10分钟     8
沙丁胺醇葡萄糖苷酸   吸入     0.072     10分钟     8
异丙肾上腺素   吸入     0.1     10分钟     8
异丙肾上腺素葡萄糖苷酸   吸入     0.157     10分钟     8
<统计学的分析处理方法>
得到的试验结果，气管内压以平均值和标准误差表示。显著性测定，2组间比较的情况下，进行无对应的Student’s t检验。多组比较的情况下，进行Dunnett’s多重检验。显著水平都为5％。各被检物质对气管抵抗增加的抑制率，以对照组的抑制率为0％时，计算为相对于对照组的抑制率。
2.结果
沙丁胺醇及沙丁胺醇葡萄糖苷酸对抗原诱发的即时型哮喘反应的影响的检验结果示于图4。如方法中所述的一样，结果以相对于抗原卵清蛋白给予前(pre)气管内压的增加率表示。而且，图中的前(pre)指的是给予加拉明，使得自主张力消失，气道稳定的时间点，意味着卵清蛋白给予开始之前的约5～10分钟。通过静脉给予卵清蛋白刺激抗原抗体反应的对照组的豚鼠，抗原刺激1分钟后，气管内压迅速上升，3分钟后显示最大约增加44％。以0.05％浓度吸入沙丁胺醇的组，显示抗原刺激3分钟后增加率约为3％，大大抑制气管内压的增高。这与对照组比较，显示约92％的显著抑制。另一方面，以0.072％浓度吸入沙丁胺醇的组，也一样显示3分钟后增加率约为20％，大大抑制气管内压的增高。这与对照组比较，显示56％的显著抑制。
另一方面，异丙肾上腺素及异丙肾上腺素葡萄糖苷酸对抗原诱发的即时型哮喘反应的影响的检验结果示于图5。试验条件、结果的表示方法和沙丁胺醇一样。以0.1％浓度吸入异丙肾上腺素的组，显示抗原刺激3分钟后增加率约为12％，大大抑制气管内压的增高。这与对照组比较，显示约73％的显著抑制。另一方面，以0.157％浓度吸入异丙肾上腺素的组，也一样显示3分钟后增加率约为10％，大大抑制气管内压的增高。这与对照组比较，显示77％的显著抑制。
以上表明，通过吸入给予沙丁胺醇葡萄糖苷酸和异丙肾上腺素葡萄糖苷酸，可以显著抑制豚鼠的即时型哮喘反应。由本结果和细支气管上皮组织处存在很强的β-葡萄糖苷酶活性的结果(图1)可以认为，沙丁胺醇葡萄糖苷酸及异丙肾上腺素葡萄糖苷酸，通过吸入给予进入气管，在肺的细支气管周围在β-葡萄糖苷酸酶的作用下，水解，变换为活性体沙丁胺醇和异丙肾上腺素，进而发挥抗哮喘作用。
实施例5
《β2激动剂葡萄糖苷酸对副作用的影响》
使用β2激动剂异丙肾上腺素和沙丁胺醇作为药物，确认这些β2激动剂及其葡萄糖苷酸对心脏的影响。
1.试验方法
试验使用Crj：CD(SD)大鼠，每组6只。
<血压及心律的测定>
以氧气、一氧化氮和异氟醚的混合气体麻醉，进行手术，将盛满含有肝素(100U/mL)的生理盐水溶液的聚乙烯管(PE50，Becton Dickinson)的一端插入颈总动脉后留在该处，将另一端通过颈背部连接在设置于暴露用小室的上部的套管上(Instec公司制)。该套管通过聚乙烯管连接在压力换能器上(P23XL，Gould Electronics)。并且，从背部到套管的聚乙烯管的周围通过金属弹簧，以防止动物造成的损伤。
药物的给予是通过制作暴露用小室，在小室内使大鼠在血压测定用套管留置于颈总动脉的状态下进行全身吸入暴露。该方法是全身吸入暴露中常用的方法。
来自压力换能器(P23XL，Gould Electronics)的信号被导入压力处理信号调节装置(Gould Electronics)，记录在热排列记录仪上(RS3400，GouldElectronics)。血压和心律从给予开始前到给予结束后20分钟，连续记录。给予开始是在动物醒后1小时之后，测定参数稳定后实施。
<试验材料>
被检物质和实施例3一样配制。
各试样组的构成示于表2。
表2
试样组 给予液浓度(mg/mL) 送雾量(L/min)  送雾时间(分钟) 给予途径 性别   组内动物数
对照(溶剂)     - 3 10 全身 雄     6
沙丁胺醇     5     6
沙丁胺醇葡萄糖苷酸 7.2 6
异丙肾上腺素     1     6
异丙肾上腺素葡萄糖苷酸 1.57 6
<统计学的分析处理方法>
各组代表值以平均值±标准误差(S.E.)表示。各组平均值，以Tukey的多重比较检验进行显著性检验。显著标准是5％。
2.结果
沙丁胺醇和沙丁胺醇葡萄糖苷酸对心脏机能、尤其是血压/心律的影响的检验结果示于图6。而且，图中的前(pre)指的是刚要开始药物吸入给予前。从沙丁胺醇吸入给予刚结束起，确认血压降低以及心律数增加。吸入结束后，显示五分钟后血压降低到75mmHg，这比吸入前约低26％。此外，关于心律数，也确认了同样的倾向，显示5分钟后最大约增加36％。经时测定的30分钟内最大血压的降低率和心律增加率分别是27％和39％。这样对血压和心律的显著影响就变得清楚了。与此相反，以沙丁胺醇葡萄糖苷酸进行相同试验的结果则和对照组(吸入生理盐水)一样，完全没有观察到影响。
另一方面，异丙肾上腺素也和沙丁胺醇一样，从刚吸入给予后开始，就观察到血压的降低和心律数的增高，吸入结束后，显示5分钟后血压降低到72mmHg，这比处理前约降低27％。此外，关于心律数也观察到同样的倾向，显示5分钟后约增加49％(图7)。在经时测定的30分钟内最大血压降低率和心律增加率分别为28％和50％。这样，吸入异丙肾上腺素对血压及心律数的显著影响就变得清楚了。与此相反，以异丙肾上腺素葡萄糖苷酸进行相同试验的结果则和对照组一样，完全没有观察到影响。已知异丙肾上腺素尤其具有β1作用，对心脏的副作用强。本发明显示，通过使用β2激动剂葡萄糖苷酸，完全消除β2激动剂所具有的对心脏的影响成为可能。这些结果阐明沙丁胺醇和异丙肾上腺素的葡萄糖苷酸使沙丁胺醇和异丙肾上腺素对血压/心律的影响的压重副作用消失。
参考例1
使用属于β-激动剂的沙丁胺醇、异丙肾上腺素作为实施例，说明本专利，但该概念并不是实施例中所示的两个化合物，其它结构完全不同的化合物中也有同样的倾向，即，提示了被葡萄糖苷酸化的药物能表现出在靶标组织被水解的活性的例子。
11-乙基-7，9-二羟基-10，11-二氢二苯[b，f]虑平是在使用平滑肌的体内收缩抑制试验中显示效果的化合物。对以高浓度KCl或氯化氨甲酰胆碱诱导的猪气管平滑肌标本的平滑肌收缩的抑制的IC50＝5μM左右。经口给予本化合物的情况下，以10mg/kg的剂量，在即时型哮喘模型上显示了对气管收缩的抑制作用(和实施例3一样的实验体系)。此后，开始了有关本化合物的代谢的探讨，发现本化合物经口给予后，被吸收并快速进行葡萄糖苷酸结合。在小鼠、大鼠、豚鼠、狗、猴子上，给药后的血中分析的结果是，在所有的动物种类中，葡萄糖苷酸结合体大于等于99％。由此结果，考虑到结合体可能存在活性，因而合成O-葡萄糖苷酸。合成的O-葡萄糖苷酸在使用上述体内平滑肌的收缩抑制试验中，未显示一点效果。另一方面，使用上述豚鼠致敏模型，观察了静脉给予O-葡萄糖苷酸的效果后，可以确认其对气管收缩的抑制作用。推测这是由于静脉内给予的O-葡萄糖苷酸在到达肺组织后，被水解变回未变化体，从而显示了对气管收缩的抑制作用。
如此，β-激动剂即使是完全不同的结构，也可观察到同样的结果，强烈显示了葡萄糖苷酸结合化的化合物在肺部被分解而表现活性的可能性。
以下，针对“发明公开”栏中所说明的图1、2、3，进行详细说明。
参考例2
《图1：肺中的β-葡萄糖苷酸酶的局部所在》
使用酶组织化学方法，分析肺及心脏中的β-葡萄糖苷酸酶的局部存在。
1.试验方法
制成豚鼠肺的组织标本，依据Fishman等的方法(J.Histo.Cytochem.12，298-305，1964)，使用相对于β-葡萄糖苷酸酶的底物萘酚AS-BIβ-葡萄糖苷酸，进行活体染色。将取出的心脏以4％多聚甲醛溶液固定，利用低温保持器将其制成4-6μm的冷冻切片。底物液的制备如下：在1.2mL的0.05M碳酸氢钠溶液中加入萘酚AS-BIβ-葡萄糖苷酸28mg，溶解后，再加入0.2N醋酸/醋酸钠缓冲液(pH5)直至溶液总体积为100mL。染色液的制备如下：在4％的亚硝酸钠溶液0.3mL中加入副品红液0.3mL，重氮化，然后在该液中加入底物液10mL，调整pH为5.2后，加入蒸馏水混合使溶液总体积为20mL，最后，以滤纸过滤进行调整。将染色液加到切片上，37℃反应2小时。反应后，按照通常方法，洗净、脱水并封片。
2.结果
制作肺的冷冻切片，利用β-葡萄糖苷酸酶的活性对组织进行活性染色后的结果示于图1(倍率100倍)。图1中A～C显示如下细胞。
A：肺的细支气管上皮细胞
B：平滑肌细胞
C：肺泡巨噬细胞
如图1所示，在肺的细支气管上皮细胞(图中A所示的区域)和肺泡巨噬细胞(图中的C)中观察到强的阳性图像(染为黑色的部分显示β-葡萄糖苷酸酶的活性)。
肺泡巨噬细胞的β-葡萄糖苷酸酶的活性高已有报道(Hayashi，J.Histochem.Cytochem.15，83-92，1967；Barry和Robinson，Histochem.J.1，505-515，1969)，但是并没有β-葡萄糖苷酸酶局部存在于构成细支气管的上皮细胞的报道。显示β-葡萄糖苷酸酶在与肺的细支气管外部接触的区域大量表达。
这暗示了与肺的β-葡萄糖苷酸酶活性最相关的细胞群不是炎症类细胞，而是细支气管上皮细胞的可能性。
参考例3
《图2：关于各脏器中的β-葡萄糖苷酸酶活性的探讨》
以调查各脏器中的β-葡萄糖苷酸酶活性程度和哮喘模型动物的该酶活性的变化为目的，制成被确立为即时型哮喘模型的致敏豚鼠，与未致敏豚鼠的各脏器的酶活性进行比较。此外，在致敏豚鼠上，对抗原刺激的个体和为刺激的个体中的酶活性也进行了比较。
1.试验方法
<致敏>
在致敏开始的第1及8天，在6周龄的Std：Hartley系雄性豚鼠的两足肌内给予卵清蛋白(OVA)500μg/0.5mL，通过腹腔给予百日咳疫苗1.5×105cell/mL/只，进行主动致敏。
<抗原刺激>
在初次致敏后的第19-23天，使致敏豚鼠吸入5分钟的2％OVA溶液，诱导抗原刺激。刺激后，4小时后回收各脏器。
<β-葡萄糖苷酸酶活性的测定>
从未致敏豚鼠组、致敏豚鼠组、致敏豚鼠的抗原刺激组这3组(2只/组)，取出各脏器，加入生理盐水50倍体积，匀浆，以12000rpm，10min，4℃低温离心分离后，取上清作为样品。各样品中的β-葡萄糖苷酸酶的活性测定如下：依照常规方法，以p-硝基苯基-β-D-葡萄糖苷酸为底物，采用在405nm处对游离的p-硝基苯进行比色定量的方法测定(Haeberlin等，PharmaceuticalRes，10，1553-1562，1993)。各样品中的蛋白浓度使用市售的试剂盒测定。在各脏器中的β-葡萄糖苷酸酶的比活性，以每lmg蛋白，1分钟游离的反应物质的量表示。各脏器的比活性以平均值表示。
2.结果
未致敏豚鼠组、致敏豚鼠组、致敏豚鼠的抗原刺激组等3组的各脏器中的β-葡萄糖苷酸酶的活性示于图2。未致敏豚鼠组的各脏器的β-葡萄糖苷酸酶活性分别是，肺(15nmol/mg/min)、肝脏(20.7nmol/mg/min)、脾脏(14.2nmol/mg/min)，显示了高值；心脏(1.9nmol/mg/min)、脑(2.6nmol/mg/min)、肌肉(1.2nmol/mg/min)，显示了低值。该结果和此前报道的大鼠及小鼠等的各脏器中的酶活性的报道显示了一样的倾向(Conchie等，Biochem，J.71，318-325，1959；Johnson等，Biochemical Genetics 24，891-909，1986；Hoogerbrugge等，Transplantation 43，609-614，1987)。
另一方面，在致敏豚鼠组中，与未致敏豚鼠组的酶活性比较，未观察到各脏器的酶活性差异。该结果揭示，在致敏状态下，各脏器中的酶活性没有影响，和未致敏的情况一样。而且，在抗原刺激的致敏豚鼠组中，各脏器的酶活性和未致敏豚鼠组、抗原未刺激致敏豚鼠组比较，未观察到显著差异。
由这些结果确认，肺是β-葡萄糖苷酸酶活性非常高的组织，肺组织中的β-葡萄糖苷酸酶在抗原致敏的哮喘模型上为增加。
参考例4
《图3：心脏中的β-葡萄糖苷酸酶的局部所在》
1.试验方法
试验方法和《图1：肺中的β-葡萄糖苷酸酶的局部所在》中记述的一样。但以苏木精的细胞核染色作为对比染色。
2.结果
制作心脏的冷冻切片，利用β-葡萄糖苷酸酶活性对组织进行活性染色的结果示于图3(倍率50倍)。图3中箭头显示被苏木精染色的细胞的细胞核。如图3所示，在豚鼠的心脏切片中，未观察到显示β-葡萄糖苷酸酶活性的阳性图像。
产业上利用的可能性
本发明可以提供利用药物的靶标部位和表现副作用的部位之间存在的酶活性差异，使药物对非靶标器官的副作用能够降低的前药。可以提供对心脏不表现副作用的β2激动剂。进而，本发明使得使用以往的β作用药受到限制的患有心脏疾病的患者能够安心使用β作用药。

Claims (32)

1.以式(1)表示的化合物或其生理学上可允许的盐，
R-药物(1)
式中，R表示在药物的靶标部位和副作用表现部位的活性存在差异的酶的作用下被切断的取代基；药物是通过在酶的作用下取代基被切断而被活化的药物。
2.以式(2)表示的化合物或其生理学上可允许的盐，
R’-药物(2)
式中，R’表示在β-葡萄糖苷酸酶的作用下被切断的取代基，该酶在呼吸器官活性高，而在心脏活性低；药物表示在酶的作用下取代基被切断而被活化的呼吸器官用药物。
3.根据权利要求1所述的化合物，其中，靶标部位是呼吸器官。
4.根据权利要求1所述的化合物，其中，副作用表现的部位是心脏。
5.根据权利要求1或2所述的化合物，其中，药物是支气管扩张剂。
6.根据权利要求1或2所述的化合物，其中，药物是β2激动剂。
7.根据权利要求1或2所述的化合物，其中，药物是结构中具有羟基的β2激动剂。
8.根据权利要求1或2所述的化合物，其中，药物选自沙丁胺醇、沙美特罗、马布特罗、克伦特罗、吡布特罗、美喘清、非诺特罗、氯丁喘胺、福莫特罗、海索那林、特布他林、喘速宁、氯喘通、间羟异丙肾上腺素、甲氧苯丙甲胺、甲基麻黄碱、麻黄碱、异丙肾上腺素任一种。
9.根据权利要求1所述的化合物，其中，酶是糖苷酶。
10.根据权利要求1所述的化合物，其中，酶是β-葡萄糖苷酸酶。
11.根据权利要求1或2所述的化合物，其中，取代基是单糖或寡糖的糖基。
12.根据权利要求1或2所述的化合物，其中，取代基是葡萄糖苷酸基。
13.根据权利要求11所述的化合物，其中，葡萄糖苷酸基和药物之间的结合是β键。
14.药物组合物，其一同含有有效量的权利要求1或2所述的化合物和制药上适当的且生理学上可允许的赋形剂、添加剂、和/或其它的活性化合物以及辅助剂。
15.局部给予用药物组合物，其一同含有有效量的权利要求1或2所述的化合物和制药上适当的且生理学上可允许的赋形剂、添加剂、和/或其它的活性化合物以及辅助剂。
16.吸入用药物组合物，其一同含有有效量的权利要求1或2所述的化合物和制药上适当的且生理学上可允许的赋形剂、添加剂、以和/或其它的活性化合物以及辅助剂。
17.式(1)所表示的化合物或其生理学上可允许的盐在制造药物组合物中的用途，该药物组合物是利用在药物的靶标部位和副作用表现部位的酶活性存在差异的酶的前药，其只在靶标部位表现效果，
R-药物    (1)
式中，R表示在药物的靶标部位和副作用表现部位的活性存在差异的酶的作用下，被切断的取代基；药物是通过在酶的作用下取代基被切断而被活化的药物。
18.式(2)所表示的化合物或其生理学上可允许的盐在制造药物组合物中的用途，该药物组合物是利用在药物的靶标部位和副作用表现部位的酶活性存在差异的酶的前药，其只在靶标部位表现效果，
R’-药物    (2)
式中，R’表示在β-葡萄糖苷酸酶的作用下被切断的取代基，该酶在呼吸器官活性高，而在心脏活性低；药物表示在酶的作用下取代基被切断而被活化的呼吸器官用药物。
19.根据权利要求17所述的用途，其中，靶标部位是呼吸器官。
20.根据权利要求17所述的用途，其中，副作用表现的部位是心脏。
21.根据权利要求17或18所述的用途，其中，药物是支气管扩张剂。
22.根据权利要求17或18所述的用途，其中，药物是β2激动剂。
23.根据权利要求17或18所述的用途，其中，药物是结构中具有羟基的β2激动剂。
24.根据权利要求17或18所述的用途，其中，药物选自沙丁胺醇、沙美特罗、马布特罗、克伦特罗、吡布特罗、美喘清、非诺特罗、氯丁喘胺、福莫特罗、海索那林、特布他林、喘速宁、氯喘通、间羟异丙肾上腺素、甲氧苯丙甲胺、甲基麻黄碱、麻黄碱、异丙肾上腺素任一种。
25.根据权利要求17所述的用途，其中，酶是糖苷酶。
26.根据权利要求17所述的用途，其中，酶是β-葡萄糖苷酸酶。
27.根据权利要求17或18所述的用途，其中，取代基是糖基。
28.根据权利要求17或18所述的用途，其中，取代基是葡萄糖苷酸基。
29.根据权利要求28所述的用途，其中，葡萄糖苷酸基和药物之间的结合是β键。
30.含有糖取代基的β2激动剂的制造方法，其包括：在丙酮、乙腈、二噁烷、四氢呋喃的任何一种溶剂中，在碱共存下，使带有羟基的β2激动剂和糖卤代物衍生物反应，然后在碱水解作用下将其脱保护。
31.根据权利要求30所述的制造方法，其中，碱是氢氧化钠、氢氧化钾中的任一种。
32.含有糖取代基的β2激动剂的制造方法，其包括：在含有具有多个羟基的β2激动剂和碱的混合物中，加入卤化的苄基衍生物，选择性保护羟基后，糖基化，碱水解该中间体后，加氢。
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