JP5946292B2 - 新規化合物及び該新規化合物よりなる抗菌剤 - Google Patents

Description

本発明は新規化合物及び該新規化合物よりなる抗菌剤や感染症治療剤に関するものである。

新規化合物や抗菌剤の探索は活発に行なわれている。特に、抗菌剤に対する耐性菌の出現により、新規な抗菌剤の種類を増やすことが望まれている。また、耐性菌に対する作用機序が既存の抗菌剤と異なることが期待できる新規な抗菌剤の選択肢を更に増やすことも望まれている。

更には、哺乳動物に投与したときに、該哺乳動物における体内動態が好適で、該哺乳動物の感染症を好適に治療できる実用的な抗菌剤が望まれている。
従来、最小発育阻止濃度（ＭＩＣ）で評価したインビトロにおける抗菌活性を中心に抗菌剤が選択されており、治療効果を含めた評価によって抗菌剤が選択された例はほとんどなく、最後に治療効果の篩が残っているため、実用化へのハードルが高いという問題があった。

一方、本発明者は、抗菌剤の探索に好適に用いられる、カイコ（カイコガの幼虫）を実験動物とする「カイコ黄色ブドウ球菌感染モデル」（特許文献１、２）を構築し、その検討を進めていた。
そして、本発明者は、新規な環状ペプチド化合物を見出し（特許文献３等）、それが抗菌剤として優れていることを見出し、更に、新規な化学構造を有する化合物、抗菌剤、感染症治療剤等の探索を進めていた。

ＷＯ２００５／１１６２６９ 特開２００７−３２７９６４号公報 特開２０１２−００６９１７号公報

本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、種々の用途に適用可能性を有する新規な化合物を提供することにある。
また、かかる新規な化合物からなる抗菌剤を提供することにあり、更には、かかる抗菌剤の中でも体内動態が良好で治療効果に優れた感染症治療剤を提供することにある。

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ニトロ基若しくはアルデヒド基が特定の位置に１つだけ置換したフラン環、チオフェン環又はピラゾール環を有し、該環の特定の位置に結合したカルボキシル基のエステル化合物若しくはアミド化合物が新規化合物であり、更に、例えば抗菌剤として有用であることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、下記式（１）ないし式（７）よりなる群から選ばれた少なくとも１つの式で表わされるものであることを特徴とする化合物を提供するものである。

［式（１）中、Ｘ^１〜Ｘ^５はそれぞれ独立に、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、メチル基、ジメチルアミノ基又はトリフルオロメトキシ基を表し、Ｘ^１〜Ｘ^５のうちのｎ個（ｎは２、３又は４）はＨであり、Ｙ^１はＨ又はメチル基を表し、Ｘ^１１はニトロ基又はアルデヒド基を表す。］

［式（３）中、Ｘ^６はＣｌ又はＢｒを表す。］

［式（４）中、Ｘ^７〜Ｘ^８はそれぞれ独立に、Ｈ又はＣｌを表し、Ｙ^２はＨ又はメチル基を表し、ＺはＯ又はＳを表す。］

［式（５）中、ＺはＯ又はＳを表す。］

また、本発明は、上記の化合物よりなることを特徴とする抗菌剤を提供するものである。

また、本発明は、上記の化合物であって、上記式（１）において、Ｘ^１〜Ｘ^５が、それぞれ独立に、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ又はメチル基であり、Ｘ^１〜Ｘ^５のうち少なくとも１個はＦ又はＣｌであり、Ｘ^１〜Ｘ^５のうちの２個又は３個がＨであり、Ｙ^１はＨであり、Ｘ^１１はニトロ基である化合物よりなることを特徴とする感染症治療剤を提供するものである。

本発明は、種々の用途に適用可能性を有する新規な化合物を提供する。
本発明の化合物は、黄色ブドウ球菌の最小発育阻止濃度（以下、「ＭＩＣ」と略記することがある）が５０μｇ／ｍＬ以下であったことから、少なくとも抗菌剤として有用である。

更に、前記特許文献に記載の「カイコ黄色ブドウ球菌感染モデル」を用いて、哺乳類における体内動態も考慮した抗菌治療活性を評価した結果、かかる抗菌剤の中でも体内動態が良好で治療効果に優れたものがあったことから、抗菌治療剤としても有用なものがある。

以下、本発明について説明するが、本発明は、以下の具体的態様に限定されるものではなく、技術的思想の範囲内で任意に変形することができる。

本発明は、前記式（１）ないし式（７）よりなる群から選ばれた少なくとも１つの式で表わされるものであることを特徴とする化合物である。

「前記式（１）ないし式（７）よりなる群」から選ばれた式で表される化合物群の化学構造は、何れも、ニトロ基若しくはアルデヒド基が、特定の位置、すなわち、「フラン環を構成する酸素原子の隣の炭素原子、チオフェン環を構成するイオウ原子の隣の炭素原子、又は、ピラゾール環を構成する窒素原子の隣の炭素原子」に１つだけ置換した、フラン環、チオフェン環又はピラゾール環を有している。
そして、「フラン環を構成する酸素原子の隣の炭素原子、チオフェン環を構成するイオウ原子の隣の炭素原子、又は、ピラゾール環を構成する窒素原子」の隣の炭素原子であって、上記ニトロ基若しくはアルデヒド基が結合していない方の炭素原子にカルボキシル基残基が結合している。
そして、「前記式（１）ないし式（７）よりなる群」から選ばれた式で表される化合物群は、何れもカルボン酸エステル又はカルボン酸アミドである。
カルボキシル基と反応してカルボン酸エステル又はカルボン酸アミドを形成するアルコール、フェノール又はアミン化合物は、何れもベンゼン環若しくはナフタリン環を有している。

よって、前記式（１）ないし式（７）よりなる群から選ばれた式で表される化合物は、何れも単一性を満たす一群の化合物である。

式（１）で表わされる化合物を以下に示す。

［式（１）中、Ｘ^１〜Ｘ^５はそれぞれ独立に、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、メチル基、ジメチルアミノ基又はトリフルオロメトキシ基を表し、Ｘ^１〜Ｘ^５のうちのｎ個（ｎは２、３又は４）はＨであり、Ｙ^１はＨ又はメチル基を表し、Ｘ^１１はニトロ基又はアルデヒド基を表す。］

式（１）中、Ｘ^１〜Ｘ^５はそれぞれ独立に、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、メチル基、ジメチルアミノ基又はトリフルオロメトキシ基を表すが、抗菌活性の観点から、ＭＩＣが小さい点で、特に好ましくは後記する化合物番号（１）−０１〜（１）−１５で表される化合物である。
Ｘ^１〜Ｘ^５のうちのｎ個（ｎは２、３又は４）はＨであるが、抗菌活性の観点からは、ｎは特に好ましくは３又は４である。

式（２）で表わされる化合物を以下に示す。

式（３）で表わされる化合物を以下に示す。

［式（３）中、Ｘ^６はＣｌ又はＢｒを表す。］
抗菌活性の観点からは、ＭＩＣが小さいことから、特に好ましくは後記する化合物番号（３）−１、（３）−２で表される化合物である。

式（４）で表わされる化合物を以下に示す。

［式（４）中、Ｘ^７〜Ｘ^８はそれぞれ独立に、Ｈ又はＣｌを表し、Ｙ^２はＨ又はメチル基を表し、ＺはＯ又はＳを表す。］

式（４）中、Ｘ^７〜Ｘ^８はそれぞれ独立に、Ｈ又はＣｌを表すが、抗菌活性の観点から、何れか１つはＣｌであることが好ましく、Ｙ^２はＨであることが好ましい。
抗菌活性の観点からは、ＭＩＣが小さいことから、特に好ましくは後記する化合物番号（４）−０１〜（４）−０４で表される化合物である。

式（５）で表わされる化合物を以下に示す。

［式（５）中、ＺはＯ又はＳを表す。］

式（５）中、Ｚは抗菌活性の観点から、Ｓであることが好ましい。すなわち、特に好ましくは後記する化合物番号（５）−１、（５）−２で表される化合物である。

式（６）で表わされる化合物を以下に示す。

式（７）で表わされる化合物を以下に示す。

本発明の上記した化合物は新規性があり、また、種々の用途に使用できる可能性がある。
本発明の上記した化合物は、黄色ブドウ球菌に対するＭＩＣを測定したところ、５０μｇ／ｍＬ以下であり、抗菌性が確認された。また、化合物Ｎｏ．（１）−１について抗菌スペクトルを求めたところ、耐性菌を含む複数の菌において抗菌性が確認された。
従って、上記の本発明に係る化合物は、少なくとも産業上の利用可能性があり、特に、抗菌剤や感染症治療剤として有用である。

ＭＩＣの測定方法は、ＣＬＳＩ（旧ＮＣＣＬＳ米国臨床検査標準委員会）に基づく微量検体希釈法による。ＭＩＣの測定において、試験化合物は、全て０．９％ＮａＣｌで希釈して用いる。

メチシリン感受性黄色ブドウ球菌に対するＭＩＣの測定結果を、以下の表１〜５に記載するが、何れも、ＭＩＣは５０μｇ／ｍＬ以下であり、抗菌性が確認された。

抗菌剤として用いる場合には、抗菌剤に、それぞれの用途に通常用いられている配合剤等を加えることができる。

抗菌剤を哺乳動物に投与した際、哺乳動物における該抗菌剤の体内動態によっては、該哺乳動物に治療効果を示さない場合がある。
ＭＩＣによって評価した抗菌活性を基準に選択された抗菌剤について、治療効果をも含めた評価によって更に検討した。
治療効果も含めて抗菌剤をスクリーニングする方法については、本発明者による「カイコ黄色ブドウ球菌感染モデル」を用いた。

「カイコ黄色ブドウ球菌感染モデル」は、カイコを実験動物とし、その評価方法は特許文献１、特許文献２等に記載されているので、それに従って評価した。
治療効果も含めた抗菌剤のスクリーニングは、「治療効果」（ＥＤ_５０）を指標にして行なわれる。「治療効果」（ＥＤ_５０）の測定方法は、具体的には以下である。

ＥＤ_５０の測定において、試験化合物は、全て０．９％ＮａＣｌで希釈して用いる。
感染したカイコに対するＥＤ_５０を求める場合には、３ｘ１０^７個の黄色ブドウ球菌をカイコ血液中に注射後、更に、種々の濃度の試験化合物の溶液を０．０５ｍＬ注射する。
注射２日後に生存個体数が半数となる試験化合物の濃度を、測定点に近似曲線を当てはめることによって求め、その値をカイコ１ｇあたりの試験化合物μｇ数に換算する。
本発明おける「治療効果」（ＥＤ_５０（μｇ／ｇ））は、上記のようにして求めたものとして定義される。

「治療効果」（ＥＤ_５０）の測定結果を表１〜５に併せて記載する。ＥＤ_５０が低く、治療効果が認められるものは、感染症治療剤として用いられ得る。表１〜５において、ＥＤ_５０が８２（μｇ／ｇ）以下のものは、感染症治療剤として有用である。

従って、本発明の好ましい別の形態は、上記の化合物であって、上記式（１）において、Ｘ^１〜Ｘ^５が、それぞれ独立に、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ又はメチル基であり、Ｘ^１〜Ｘ^５のうち少なくとも１個はＦ又はＣｌであり、Ｘ^１〜Ｘ^５のうちの２個又は３個がＨであり、Ｙ^１はＨであり、Ｘ^１１はニトロ基である化合物よりなることを特徴とする感染症治療剤である。

上記の感染症治療剤には、通常、製剤化する際に用いられる担体や賦形剤、その他の添加剤を、適宜、剤形等に応じて、薬理効果を損なわない範囲内で選択して用いる。
剤形は、投与の目的や方法に応じて適宜選択すればよく、例えば、粉末、顆粒、カプセル、錠剤、液剤等の経口投与用；注射剤、経静脈剤、坐剤、経皮、経鼻、経腸、吸入剤等の非経口投与用；の何れにも本発明の化合物は用いることができる。
経口投与のための賦形剤としては、乳糖、ブドウ糖、デンプン、ポリビニルピロリドン等、公知の賦形剤を用いることができ、液剤とする場合は、本発明の化合物に、不活性な溶媒、例えば、精製水、エタノール等と共に、薬学的に許容される乳剤、懸濁剤、可溶化剤、甘味剤、ｐＨ調整剤、芳香剤、防腐剤等を含有させて用いることができる。

注射剤として用いる場合は、注射用の蒸留水や生理食塩水のような無菌の水性液剤を用いることができ、非水性の液剤としては、オリーブ油等の植物油；エタノール、ポリエチレングリコール、ブチレングリコール等のアルコール類等を用いることができる。更に、等張化剤、乳化剤、分散剤、安定化剤、シクロデキストリン等の溶解補助剤を含んでいてもよい。

以下、実施例、試験例及び検討例に基づき本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例等の具体的範囲に限定されるものではない。

実施例１
＜本発明の化合物の基本構造を有する化合物の取得＞
東京大学オープン創薬オープンイノベーションセンターから受領した１０３８７３個の化合物から、抗菌活性（ＭＩＣ）を指標とした探索を実施し、黄色ブドウ球菌に対し、抗菌活性を有する化合物３３８３個を得た。

それについて、前記した「カイコ黄色ブドウ球菌感染モデル」を用いて、治療効果（ＥＤ_５０）を評価したところ、治療効果を示す化合物の基本構造を見いだした。

＜有機合成＞
次いで、その基本構造を基に、新たに約６０種類の化合物を有機合成した。有機合成は、常法のエステル化反応を含んで全体として常法に従って行なった。

＜抗菌活性と治療効果の評価と化合物のスクリーニング＞
次に、黄色ブドウ球菌における抗菌活性としてＭＩＣ、及び、前記した「カイコ黄色ブドウ球菌感染モデル」を利用した治療効果ＥＤ_５０を指標として、有機合成して得られた化合物についてスクリーニングを実施した。
その結果、種々の利用可能性の考えられる新規な化合物を見出した。また、抗菌活性を示す新規な化合物を見出した。更に、カイコに対して延命効果を示す新規な化合物、すなわち、感染症治療剤を見出した。

本関連化合物の抗菌活性の発現には、フラン環若しくはチオフェン環に結合したニトロ基又はアルデヒド基が必要であり、治療効果の発現にはニトロ基が必要であった。
また、治療効果の発現にはチオフェン環が必要であった。
一方、抗菌活性が同等でも、治療効果を示すためにはベンゼン環の修飾が必要であり、ベンゼン環のメタ位の修飾が最も効果的であった。

前記の表１〜５に記載の化合物が、黄色ブドウ球菌におけるＭＩＣが５０μｇ／ｍＬ以下であり抗菌活性を示した。
また、化合物番号（１）−０１、（１）−０３、（１）−０９、（１）−１１及び（１）−１２については、ＥＤ_５０が低く治療効果も示した。

比較例１
化合物番号Ｒ０１〜Ｒ１４について、実施例１同様に、抗菌活性（ＭＩＣ）を測定した。結果を以下の表６〜８に示す。
本発明の化合物と類似した化学構造を有していても、本発明の式（１）〜（７）の何れの式でも表されない化合物では、抗菌活性が見られなかった。

実施例２
＜抗菌スペクトラム＞
化合物番号（１）−０１について抗菌スペクトラムを測定した。結果を表９に示す。

ＭＳＳＡ１：黄色ブドウ球菌
ＭＲＳＡ３：ＯＸ，ＦＬ，ＫＭ，ＴＣ，ＥＭ耐性黄色ブドウ球菌
ＭＲＳＡ４：ＯＸ，ＦＬ，ＫＭ，ＣＰ，ＣＰＬＸ耐性黄色ブドウ球菌

ＯＸ：オキサシリン、ＦＬ：フロモキエフ、ＫＭ：カナマイシン、
ＴＣ：テトラサイクリン、ＣＰ：クロラムフェニコール、ＥＭ：エリスロマイシン
ＣＰＬＸ：シプロフロキサシン

その結果、耐性菌（ＭＲＳＡ）を含む黄色ブドウ球菌、バチラス属、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｓａｎｇｕｉｎｉｓに対して抗菌活性を示すこと、リステリア等のグラム陽性菌、及び大腸菌には抗菌活性を示さないことが判った。

本発明の新規な化合物は、抗菌活性と治療効果があり、耐性菌にも効果を有するものがあることから、新たな抗菌剤及び感染症治療剤として広く利用可能であり、その他の用途にも利用可能性を有している。

Claims (2)

1. 下記式（１）で表わされ、ＥＤ _５０ が８２以下である化合物を含有することを特徴とする感染症治療剤。
   

   

   ［式（１）中、Ｘ^１〜Ｘ^５が、それぞれ独立に、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ又はメチル基であり、Ｘ^１〜Ｘ^５のうち少なくとも１個はＦ又はＣｌであり、Ｘ^１〜Ｘ^５のうちの２個又は３個がＨであり、Ｙ^１はＨであり、Ｘ^１１はニトロ基である。］
2. 上記式（１）で表される化合物が、下記式（１）−０１、（１）−０３、（１）−０９、（１）−１１又は（１）−１２で表される化合物である請求項１に記載の感染症治療剤。