TW201944989A - 抗菌化合物、其組成物及使用其之方法 - Google Patents

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肖恩 布雷迪
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洛克斐勒大學
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Abstract

本揭露包括作為抗微生物劑有用之新型化合物。本揭露進一步包括有用的治療方法。本揭露進一步包括用於治療或預防細菌感染的組成物或方法。本揭露進一步包括有用於預防或降低微生物生長或增殖的組成物。

Description

抗菌化合物、其組成物及使用其之方法
相關申請案的交互參照
本申請書的申請專利範圍主張於2018年1月24日提交之美國臨時申請案第62/621,160號之效益，其揭露之全部內容皆藉由參照而併入本文中。
細菌天然產物的半合成衍生物利福黴素(rifamycin)(例如：利福平(rifampicin))自古即用於結核病及其他革蘭氏陽性菌之感染的治療。如同許多抗生素，這些治療的臨床應用因抗生素耐藥性細菌病原體的發生率增加而減少。對利福黴素家族的抗生素之抗性通常性地作為抗生素之目標依賴DNA的RNA聚合酶(DNA-dependent RNA polymerase) (RNAP)的點突變結果發生於臨床分離株。若非如同全部，則為如同許多突變，這些突變對於臨床分離株而言不太可能是獨有的，臨床相關的抗生素耐藥機制存在於其會隨著其他細菌產生的抗生素而演化的自然環境中。這些生物活性細菌天然產物的研究經常導致似乎來自進化相關之生物合成基因的相關結構的抗生素(同源物)的發現。雖然這些相近的類似物典型地具有相同分子標靶，其通常展示出生物活性的差異，包括效力差異、活性譜差異及對於具抗性細菌的活性差異。
新型抗微生物劑的領域持續具有需求。本揭露係解決本領域中此種未滿足的需求。
在部分實施例中，本揭露提供如式(1)所示的化合物：(1)
其中：
R1 是CHR4 R5 或OR6 ；
每個R4 或R5 的出現獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、環烷基、芳基或雜芳基；
R6 是氫原子、烷基、環烷基、芳基或雜芳基；
每個R3 的出現獨立地代表氫原子、鹵素原子、烷基、環烷基、芳基、雜芳基或OR7 ；
R7 表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、雜芳基、或C(=O)R8 ；
R8 表示烷基、環烷基、芳基或雜芳基；
X表示-O-、-NR9 -、-CR9 R10 -或-C(=O)-；
每個R9 及R10 獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、環烷基、芳基或雜芳基；
m表示1到6的整數；以及
n表示4到10的整數；
或其鹽類。
在部分實施例中，R1 表示OR6 。在部分實施例中，R1 表示OH。
在部分實施例中，每個R3 獨立地表示烷基或OR7 。在部分實施例中，每個R7 獨立地表示氫原子或C(=O)R8 。在部分實施例中，R8 是烷基。在部分實施例中，每個R3 係獨立地選自由-OH、甲基及-OC(=O)CH3 所組成之群組。
在部分實施例中，X表示-O-、-CR9 R10 -、或-C(=O)-。在部分實施例中，每個R9 及R10 為氫原子。在部分實施例中，每個X的出現係選自由-O-、-C(=O)-、-CH2 -、及-C(CH3 )2 -所組成之群組。
在部分實施例中，式(1)所式的化合物具有如下的結構：
。
在部分實施例中，本揭露提供如式(2)所式的化合物：
(2)
其中：
每個R1 及R2 獨立地表示CHR4 R5 、CR4 R5 、OR6 或O，其中R1 及R2 係任選地參與環的形成；
每個R4 及R5 的出現獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、烯烴基、環烷基、芳基或雜芳基；
每個R6 的出現獨立地表示氫原子、烷基、烯烴基、環烷基、芳基或雜芳基；
每個R3 的出現獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、環烷基、芳基、雜芳基或OR7 ；
R7 表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、雜芳基或C(=O)R8 ；
R8 表示烷基、環烷基、芳基或雜芳基；
X表示O、NR9 、CR9 R10 、或C(=O)；
每個R9 及R10 獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、環烷基、芳基或雜芳基；
m表示1到6的整數；以及
n表示4到10的整數；
或其鹽類。
在部分實施例中，每個R1 及R2 獨立地表示OR6 。在部分實施例中，每個R6 獨立地表示氫原子或烷基。在部分實施例中，每個R1 及R2 獨立地表示OR6 及O，且R1 及R2 參與環的形成。在部分實施例中，R6 是烯烴基。在部分實施例中，R1 表示-OCH2 -且R2 表示-O-，R1 及R2 參與環的形成。
在部分實施例中，每個R3 獨立地表示烷基或OR7 。在部分實施例中，每個R7 獨立地表示氫原子或C(=O)R8 。在部分實施例中，R8 是烷基。
在部分實施例中，每個R3 獨立地選自由-OH、甲基及-OC(=O)CH3 所組成之群組。
在部分實施例中，X表示-O-、-CR9 R10 -或-C(=O)-。在部分實施例中，每個R9 及R10 是氫原子。在部分實施例中，每個X的出現係選自由-O-、-C(=O)-、-CH2 -及-C(CH3)2 -所組成之群組。
在部分實施例中，如式(2)所示之化合物之結構如下：
。
在部分實施例中，如式(1)及式(2)所示之化合物係實質性純的。在部分實施例中，如式(1)及式(2)所示之化合物係對映性純的(enantiomerically pure)。
在部分實施例中，如式(1)及式(2)所示之化合物與利福黴素(rifamyci)相比對於利福黴素耐藥性細菌具有較低的最低抑菌濃度(MIC)(µg/mL)。
在部分實施例中，本揭露提供一種醫藥組成物，其包含治療有效量之如式(1)及式(2)所示之化合物以及藥學上可接受之一賦形劑。在部分實施例中，醫藥組成物包含醫藥載體。
在部分實施例中，本揭露提供一種預防或降低微生物生長或增殖的方法，其中該方法包含使該微生物與包括如式(1)及式(2)所示之化合物的組成物接觸。在部分實施例中，微生物是細菌。在部分實施例中，該細菌至少對抗生素具有抗性。在部分實施例中，細菌對利福黴素有抗性。在部分實施例中，細菌具有賦予抗生素抗性的至少一點突變。在部分實施例中，細菌具有一或多個胺基酸的一或多個以下突變：(1) 絲氨酸突變為亮氨酸；(2) 組氨酸突變為酪氨酸；或(3) 天冬醯胺突變為酪氨酸。在部分實施例中，方法進一步包括施予個體額外治療劑。
在部分實施例中，本揭露提供一種治療或預防個體內的細菌感染的方法，其中該方法包括施予個體包含如式(1)及式(2)所示之化合物之組成物。在部分實施例中，細菌感染是金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、單核球增多性李氏菌(Listeria monocytogenes)、腸道沙門氏菌(Salmonella enterica)、綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)、奇異變形桿菌(Proteus mirabills)、糞腸球菌(Enterococcus faecium)、鮑氏不動桿菌(Acinetobacter baumannii)、結核分枝桿菌(Myobacterium tuberculosis)所造成的感染。在部分實施例中，細菌感染對利福黴素有抗性。在部分實施例中，細菌感染是由具有賦予抗生素抗性的至少一點突變的細菌所造成。在部分實施例中，細菌具有一或多個胺基酸的一或多個以下突變：(1) 絲氨酸突變為亮氨酸；(2) 組氨酸突變為酪氨酸；或(3) 天冬醯胺突變為酪氨酸。在部分實施例中，方法進一步包含施予該個體額外治療劑。
在部分實施例中，本揭露提供用於治療細菌感染之如式(1)及式(2)所示之化合物。在部分實施例中，細菌感染是金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、 單核球增多性李氏菌(Listeria monocytogenes)、腸道沙門氏菌(Salmonella enterica)、綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)、奇異變形桿菌(Proteus mirabills)、糞腸球菌(Enterococcus faecium)、鮑氏不動桿菌(Acinetobacter baumannii)、結核分枝桿菌(Myobacterium tuberculosis)所造成的感染。在部分實施例中，細菌感染對利福黴素有抗性。在部分實施例中，細菌感染是由具有賦予抗生素抗性的至少一點突變的細菌所造成。在部分實施例中，細菌具有一或多個胺基酸的一或多個以下突變：(1) 絲氨酸突變為亮氨酸；(2) 組氨酸突變為酪氨酸；或(3) 天冬醯胺突變為酪氨酸。
本揭露提供可用作抗菌劑的新型化合物。在一實施例中，化合物 是利福黴素同源物(rifamycin congers)。在一實施例中，化合物對於對如利福黴素的抗菌化合物表現出抗藥性的菌株表現出抗菌活性。因此，本揭露提供新型化合物、包含至少一種本揭露之化合物的組成物、製備本揭露化合物的方法、以及使用本揭露化合物的方法。
在一態樣中，本揭露內容提供治療個體中細菌感染的方法，其包括施予包含本揭露之化合物的組成物。本揭露還提供藉由使微生物與包含本公開化合物的組成物接觸來預防或降低微生物的生長或增殖的方法。
本揭露的另一態樣提供克服抗菌性抗性的方法。例如，在一實施例中，方法包括將亞甲二氧基(methylenedioxy group)引入抗菌化合物中。
定義
除非另外定義，否則本文使用的所有技術和科學術語具有與本揭露所屬技術領域的通常知識者所通常理解的含義相同的含義。儘管與本文描述的那些類似或等同的任何方法，材料和組件可用於本揭露的實踐或測試，但優選的方法和材料已被描述。
如本文內所使用，每一個以下術語具有與本節中相關的含義。
本文中使用之冠詞「一」和「一個」用於表示本文之語法對象的一個或多於一個(即，至少一個)。舉例而言，「一元素」表示一個元素或多於一個元素。因此，術語「一(a)」(或「一(an)」)、「一或多個」以及「至少一個」在本文中可互換使用。此外，通過不定冠詞「一(a)」或「一(an)」提及之「一化合物」並不排除存在一種以上化合物的可能性，除非上下文明確地要求存在一個及僅一種之限制用語(inhibitors)。
當提及可測量值時，例如數值及/或範圍、例如量、時間持續時間等，本文所用的「約(about)」及/或「近似(approximately)」代表著包含圍繞指定值±20％、±10％、±5％、±1％、或±0.1％的變化，因為這種變化是適當的。例如，「約40 [單位]」可表示在40的±25％內(例如，從30到50)、±20％、±15％、±10％、±9％、±8％、±7內、±6％、±5％、±4％、±3％、±2％、±1％、小於±1％、或其中或其下的任何其他值或值範圍。此外，鑑於本文提供的術語「約」的定義，應理解短語「小於約[值]」或「大於約[值]」的定義。術語「約」和「近似」可互換使用。
在整份本說明書中，為某些量提供了數值範圍。應被理解的是，這些範圍包括其中的所有子範圍，且給定範圍內的所有值可為其涵蓋的範圍的端點。因此，「從50到80」的範圍包括其中的所有可能範圍(例如，51-79、52-78、53-77、54-76、55-75、60-70等)，如同每個值及子範圍已明確地被披露。因此，應當認為範圍的描述已經具體公開了所有可能的子範圍以及該範圍內的各個數值。例如，應當認為對如1至6的範圍的描述具有特定公開的子範圍，例如1至3、1至4、1至5、2至4、2至6、3到6等，及在該範圍內單獨的數值，例如，1、2、2.7、3、4、5、5.3，6以及其間的整數及部分增量。無論範圍多廣，該定義都適用。
「氨基(Amino)」代表-NH2 基團。
「氰基(Cyano)」代表-CN基團。
「羥基(Hydroxy)」或「羥基(hydroxyl)」代表-OH基團。
「亞氨基(Imino)」代表=NH基團。
「硝基(Nitro)」代表-NO2 基團。
「側氧基(Oxo)」代表=O基團。
「硫基(Thioxo)」代表=S基團。
除非另有說明，本文所用的術語「烷基」或「烷基團」本身或作為另一取代基的一部分代表具有1至12個碳原子的直鍊或支鏈烴(hydrocarbon)。在部分實施例中，烷基為C1 -C12 烷基、C1 -C10 烷基、C1 -C8 烷基、C1 -C6 烷基、C1 -C4 烷基或C1 -C3 烷基。例如，包含達12個碳原子的烷基是C1 -C12 烷基、包含達10個碳原子的烷基是C1 -C10 烷基、包含達6個碳原子的烷基是C1 -C6 烷基以及含有達5個碳原子的烷基是C1 -C5 烷基。C1 -C5 烷基包括C5 烷基、C4 烷基、C3 烷基以及C2 烷基C1 烷基(即甲基)。C1 -C6 烷基包括前述C1 -C5 烷基所述的所有部分，但也包括C6 烷基。C1 -C10 烷基包括前述C1 -C5 烷基和C1 -C6 烷基所述的所有部分，但也包括C7 、C8 、C9 和C10 烷基。類似地，C1 -C12 烷基包括所有前述部分，但也包括C11 和C12 烷基。非限制性實例包括甲基(methyl)、乙基(ethyl)、正丙基(n-propyl)、異丙基(isopropyl)正丁基(n-butyl)、異丁基(isobutyl)、仲丁基(sec-butyl)、叔丁基(tert‑butyl)、正戊基(n-pentyl)、新戊基(neopentyl)、正己基(n-hexyl)、正庚基(n-heptyl)、正辛基(n-octyl)、正壬基(n-nonyl)、正癸基(n-decyl)、正十一烷基(n-undecyl)，正十二烷基(n-dodecyl)和環丙基甲基(cyclopropylmethyl)。除非在本說明書中另有說明，否則烷基可任選地被取代。
「烯烴基(Alkylene)」或「烯烴基鏈(alkylene chain)」是指完全飽和的直鍊或支鏈二價烴，並且具有1至12個碳原子，並且具有與分子其餘部分的兩個連接點。在一些實施例中，烯烴基是C1 -C12 烯烴基、C1 -C10 烯烴基、C1 -C8 烯烴基、C1 -C6 烯烴基、C1 -C4 烯烴基或C1 -C3 烯烴基。C1 -C12 烯烴基的非限制性實例包括亞甲基(methylene)、亞乙基(ethylene)、亞丙基(propylene)、正亞丁基(n-butylene)、亞乙烯基(ethenylene)、亞丙烯基(propenylene)、正亞丁烯基(n-butenylene)、亞丙炔基(propynylene)、亞正丁基亞基(n-butynylene)及其類似物。烯烴基鏈與分子其餘部分的連接點可以是藉由鏈內的一個碳或任何兩個碳。除非在本說明書中另有說明，否則烯烴基鏈可任選地被取代。
「烯基(Alkenyl)」或「烯基團(alkenyl group)」是指具有2至12個 碳原子且具有一個或多個碳 - 碳雙鍵 的直鍊或支鏈烴鏈。每個烯基藉由單鍵與分子的其餘部分連接。含有2至12個任意數目的碳原子的烯基被包括在內。在部分實施例中，烯基是C2 -C12 烯基、C2 -C10 烯基、C2 -C8 烯基、C2 -C6 烯基、C2 -C4 烯基或C2 -C3 烯基。包含達12個碳原子的烯基是C2 -C12 烯基，包含達10個碳原子的鏈烯基是C2 -C10 烯基，包含達6個碳原子的烯基是C2 -C6 烯基以及包含達5個碳原子的鏈烯基是C2 -C5 烯基。C2 -C5 烯基包括C5 烯基、C4 烯基、C3 鏈烯基和C2 烯基。C2 -C6 烯基包括前述C2 -C5 烯基的所有部分，但也包括C6 烯基。C2 -C10 烯基包括前述C2 -C5 烯基和C2 -C6 烯基的所有部分，但也包括C7 、C8 、C9 和C10 烯基。類似地，C2 -C12 烯基包括所有前述部分，但也包括C11 和C12 烯基。C2 -C12 烯基的非限制性實例包括乙烯基(ethenyl)(乙烯基(vinyl))、1-丙烯基(1-propenyl)、2-丙烯基(2-propenyl)(烯丙基(allyl))、異丙烯基(iso-propenyl)、2-甲基-1-丙烯基(2-methyl-1-propenyl)、1-丁烯基(1-butenyl)、2-丁烯基(2-butenyl)、3-丁烯基(3-butenyl)、1-戊烯基(1-pentenyl)、2-戊烯基(2-pentenyl)、3-戊烯基(3-pentenyl)、4-戊烯基(4-pentenyl)、1-己烯基(1-hexenyl))、2-己烯基(2-hexenyl)、3-己烯基(3-hexenyl)、4-己烯基(4-hexenyl)、5-己烯基(5-hexenyl)、1-庚烯基(1-heptenyl)、2-庚烯基(2-heptenyl)、3-庚烯基(3-heptenyl)、4-庚烯基(4-heptenyl)、5-庚烯基(5-heptenyl)、6-庚烯基(6-heptenyl)、1-辛烯基(1-octenyl))、2-辛烯基(2-octenyl)、3-辛烯基(3-octenyl)、4-辛烯基(4-octenyl)、5-辛烯基(5-octenyl))、6-辛烯基(6-octenyl)、7-辛烯基(7-octenyl))、1-壬烯基(1-nonenyl))、2-壬烯基(2-nonenyl)、3-壬烯基(3-nonenyl)、4-壬烯基(4-nonenyl)、5-壬烯基(5-nonenyl)，6-壬烯基(6-nonenyl)、7-壬烯基(7-nonenyl)、8-壬烯基(8-nonenyl)、1-癸烯基(1-decenyl)、2-癸烯基(2-decenyl)、3-癸烯基(3-decenyl)、4-癸烯基(4-decenyl)、5-癸烯(5-decenyl)、6-癸烯基(6-decenyl)、7-癸烯基(7-decenyl)、8-癸烯基(8-decenyl)、9-癸烯基(9-decenyl)、1-十一碳烯基(1-undecenyl)、2-十一碳烯基(2-undecenyl)、3-十一烯基(3-undecenyl)、4-十一碳烯基(4-undecenyl)、5-十一碳烯基(5-undeceny)、6-十一烯基(6-undecenyl)、7-十一烯基(7-undecenyl)、8-十一碳烯基(8-undecenyl)、9-十一烯基(9-undecenyl)、10-十一碳烯基(10-undecenyl)、1-十二烯基(1-dodecenyl)、2-十二碳烯基(2-dodecenyl)、3-十二碳烯基(3-dodecenyl)、4-十二碳烯基(4-dodecenyl)、5-十二碳烯基(5-dodeceny)、6-十二碳烯基(6-dodecenyl)、7-十二碳烯基(7-dodecenyl)、8-十二碳烯基(8-dodeceny)、9-十二碳烯基(-dodecenyl)、10-十二碳烯基(10-dodecenyl)和11-十二碳烯基(11-dodecenyl)。除非在本說明書中另有說明，否則烷基可任選地被取代。
「炔基(Alkynyl)」或「炔基團(alkynyl group)」代表具有2至12個碳原子且具有一個或多個碳-碳三鍵的直鍊或支鏈烴鏈。每個炔基團通過單鍵與分子的其餘部分連接。在一些實施例中，炔基是C2 -C12 炔基、C2 -C10 炔基、C2 -C8 炔基、C2 -C6 炔基、C2 -C4 炔基或C2 -C3 炔基。含有2至12個任意數目碳原子的炔基被包括在內。包含達12個碳原子的炔基是C2 -C12 炔基，包含達10個碳原子的炔基是C2 -C10 炔基，包含達6個碳原子的炔基是C2 -C6 炔基和包含達5個碳原子的炔基是C2 -C5 炔基。C2 -C5 炔基包括C5 炔基、C4 炔基、C3 炔基和C2 炔基。C2 -C6 炔基包括前述C2 -C5 炔基的所有部分，但也包括C6 炔基。C2 -C10 炔基包括前述C2 -C5 炔基和C2 -C6 炔基的所有部分，但也包括C7 、C8 、C9 和C10 炔基。類似地，C2 -C12 炔基包括所有前述部分，但也包括C11 和C12 炔基。C2 -C12 烯基的 非限制性實例包括乙炔基(ethynyl)、丙炔基(propynyl)、丁炔基(butynyl)、戊炔基(pentynyl)及其類似物。除非在本說明書中另有說明，否則烷基可任選地被取代。
除非另有說明，本文所用的術語「雜烷基(heteroalkyl)」本身或與另一術語組合是指由1至12個碳原子和1或2個選自由O，N和S所組成之群組之雜原子組成的穩定的直鍊或支鏈烷基，並且其中氮和硫原子可以任選地被氧化，氮雜原子可以任選被季銨化(quaternized)。雜原子可以位於雜烷基的任何位置，包括雜烷基的其餘部分和與其連接的片段之間、以及連接在雜烷基中的最遠端的碳原子上。實例包括： -O-CH2 -CH2 -CH3 、-CH2 -CH2 -CH2 -OH、-CH2 -CH2 -NH-CH3 -CH2 -S-CH2 -CH3 以及-CH2 CH2 -S(=O)-CH3 。最多兩個雜原子可以是連續的，例如 -CH2 -NH-OCH3 或-CH2 -CH2 -S-S-CH3 。 除非在本說明書中另有說明，否則雜烷基可任選地被取代。
除非另有說明，本文所用的術語「烷氧基(alkoxy)」單獨使用或與其它術語組合使用是指式-ORa 的基團，其中Ra 是如前述定義的具有1至12個碳的烷基、烯基或炔基通過氧原子與分子的其餘部分連接之基團，例如甲氧基(methoxy)、乙氧基(ethoxy)、1-丙氧基(1-propoxy)、2-丙氧基(異丙氧基)(2-propoxy (isopropoxy))和高級同系物和異構體。除非在本說明書中另有說明，否則烷氧基地可任選被取代。
「烷基氨基(Alkylamino)」是指具有式-NHRa 或-NRa Ra 的基團，其中每個Ra 獨立地是含有 一至十二個碳原子的如前述定義的烷基、烯基或炔基。除非在本說明書中另有說明，否則烷基氨基可任選地被取代。
「烷基羰基(Alkylcarbonyl)」是指-C(=O)Ra 部分，其中Ra 是如前述定義的烷基、烯基或炔基。烷基羰基的非限制性實例是甲基羰基(methyl carbonyl)(「縮醛」(acetal))部分。烷基羰基也可稱為「Cw -Cz 醯基」，其中w和z 表示如前述定義的Ra 中碳數的範圍。例如，「C1 -C10 醯基」是指如前述定義的烷基羰基，其中Ra 是如前述定義的C1 -C10 烷基、C1 -C10 烯基或C1 -C10 炔基。除非在本說明書中另有說明，否則烷基羰基可任選地被取代。
除非另有說明，本文所用的術語「鹵(halo)」或「鹵素(halogen)」單獨或作為另一取代基的一部分是指氟、氯、溴或碘基團。
「碳環(Carbocyclyl)」、「碳環(carbocyclic ring)」或「碳環(carbocycle)」是指環狀結構，其中形成環的原子各自為碳。碳環可在環中包含3至20個碳原子。碳環包括如本文所定義的芳基(aryls)和環烷基(cycloalkyl)、環烯基(cycloalkenyl)和環炔基(cycloalkynyl)。除非在本說明書中另有說明，否則碳環基可任選地被取代。
如本文所用，術語「環烷基」是指穩定的單環或多環非芳族基團，其中形成環的每個原子(即骨架原子)是碳原子，其可包括稠合(fused)或橋接(bridged)環系統，具有3到20個碳原子(例如，具有3到10個碳原子)並且通過單鍵與分子的其餘部分連接。在一實施例中，環烷基是飽和的或部分不飽和的。在另一實施例中，環烷基與芳環稠合。環烷基包括具有3至20個碳環原子的基團。環烷基的示例性實例包括但不限於以下部分：

其中上述基團中的任何氫原子可以被與分子的鍵取代。
單環環烷基包括但不限於環丙基(cyclopropyl)、環丁基(cyclobutyl)、環戊基(cyclopentyl)、環己基(cyclohexyl)、環庚基(cycloheptyl)和環辛基(cyclooctyl)。二環(Dicyclic)或多環(polycyclic)環烷基包括但不限於四氫萘基(tetrahydronaphthyl)、茚基(indanyl)、四氫戊烯基(tetrahydropentalenyl)、金剛烷基(adamantyl)和降莰基(norbornyl)。術語環烷基包括「不飽和非芳族碳環基(unsaturated nonaromatic carbocyclyl)」、「碳環基(carbocyclyl)」、「碳環(carbocyclic ring)」、「碳環(carbocycle)」或「非芳族不飽和碳環基(nonaromatic unsaturated carbocyclyl)」基團，兩者均指本文所定義的非芳族碳環，其含有至少一個碳雙鍵鍵或一個碳三鍵。
「環烯基(Cycloalkenyl)」表示僅由碳和氫原子組成的穩定的非芳族單環或多環烴，其具有一個或多個碳-碳雙鍵，其可包括具有3至20個碳原子的稠合或橋環系統，較佳地具有從3到10個碳原子，並通過單鍵與分子的其餘部分連接。單環環烯基包括，例如，環戊烯基(cyclopentenyl)、環己烯基(cyclohexenyl)，環庚烯基(cycloheptenyl)、環辛烯基(cycloctenyl)及其類似物。多環環烯基包括，例如，雙環[2.2.1]庚-2-烯基(bicyclo[2.2.1]hept-2-enyl)及其類似物。除非在本說明書中另有說明，否則環烯基可任選地被取代。
「環炔基 (Cycloalkynyl)」表示僅由碳和氫原子組成的穩定的非芳族單環或多環烴，具有一個或多個碳-碳三鍵，其可包括具有三至二十個碳原子的稠合或橋環系統，較佳地具有3到10個碳原子，並通過單鍵與分子的其餘部分連接。單環環炔基包括，例如，環庚基(cycloheptynyl)、環辛炔基(cyclooctynyl)及其類似物。除非在本說明書中另有說明，否則環炔基可任選地被取代。
術語「雜環(heterocyclic ring)」、「雜環(heterocycle)」和「雜環基(heterocyclyl)」在本文中可互換地使用以表示含有1至6個雜原子的3至20元(membered)，每個雜原子獨立地選自O、S、N。在一實施例中，每個雜環基在其環系統中具有4至10個原子，和1至3個獨立地選自O、S和N的雜原子。除非在本說明書中另有說明，否則雜環基可以是單環、雙環、三環或四環環系統，可包括稠環或橋環系統。在一實施例中，氮、碳或 硫雜原子可任選地被氧化，並且氮原子可任選地被季銨化。除非另有說明，雜環系統可連接在任何提供穩定結構的雜原子或碳原子上。雜環基可為部分或完全飽和的。雜環在自然狀況下可為芳族的或非芳族的性質，且在雜環基是多環的情況下，多環可以是芳族的、非芳族、或含有芳族和非芳族環。在一實施例中，雜環是雜芳基。除非在本說明書中另有說明，否則雜環基可任選地被取代。
這種雜環基的實例包括但不限於氮丙啶基(aziridinyl)、氮雜環丁烷基(azetidinyl)、β-內醯胺基(beta lactamyl)、二氧戊環基(dioxolanyl)、口咢唑啶基(oxazolidinyl)、噻吩基[1,3]二噻烷基(thienyl[1,3]dithianyl)、十氫異喹啉基(decahydroisoquinolyl)、咪唑啉基(imidazolinyl)、咪唑啶基(imidazolidinyl)、異噻唑烷基(isothiazolidinyl)、異噁唑烷基(isoxazolidinyl)、嗎啉基(morpholinyl)、八氫吲哚基(octahydroindolyl)、八氫異吲哚基(octahydroisoindolyl)、2-氧代哌嗪基(2‑oxopiperazinyl)、2-氧代哌啶基(2‑oxopiperidinyl)、2-氧代吡咯烷基(2‑oxopyrrolidinyl)、口咢唑啶基(oxazolidinyl)、哌啶基(piperidinyl)、哌口井基(piperazinyl)、4-哌啶基(4‑piperidonyl)、吡咯烷基(pyrrolidinyl)、吡咯啉基(pyrrolinyl)、吡唑啶基(pyrazolidinyl)、口昆啶基(quinuclidinyl)、四氫噻唑基(thiazolidinyl)、四氫呋喃基(tetrahydrofuryl)、三噻烷基(trithianyl)、四氫吡喃基(tetrahydropyranyl)、硫嗎福林基(thiomorpholinyl)、硫嗎啉基(thiamorpholinyl)、1-氧代-硫嗎福林基(1‑oxo‑thiomorpholinyl)、1,1-二氧代-硫嗎福林基(1,1‑dioxo‑thiomorpholinyl)、環氧乙烷基(oxiranyl)、噻喃基(thiiranyl)、環氧丙烷基(oxetanyl)、硫雜環丁基(thietanyl)、環丁碸基(sulfolanyl)、2,3-二氫呋喃基(2,3-dihydrofuranyl)、2,5-二氫呋喃基(2,5-dihydrofuranyl)、硫代噻吩基(thiophanyl)、1,2,3,6-四氫吡啶基(1,2,3,6-tetrahydropyridinyl)、1,4-二氫吡啶基(1,4-dihydropyridinyl)、哌口井基(piperazinyl)、硫嗎福林基(thiomorpholinyl)、吡喃基(pyranyl)、2,3-二氫吡喃基(2,3‑dihydropyranyl)、四氫吡喃基(tetrahydropyranyl)、1,4-二噁烷基(1,4‑dioxanyl)、1,3-二噁烷基(1,3‑dioxanyl)、高哌嗪基(homopiperazinyl)、高哌啶基(homopiperidinyl)、1,3-二氧雜環庚烷基(1,3‑dioxepanyl)、4,7-二氫-1,3-二氧雜環庚烯基(4,7‑dihydro‑1,3‑dioxepinyl)和六亞甲基氧基(hexamethyleneoxidyl)。
雜環基的其他非限制性實例為：

其中上述基團中的任何氫原子可被與分子的鍵取代。
如本文所用，術語「芳族(aromatic)」表示具有一個或多個多不飽和環且具有芳族特徵的碳環基或雜環基，即具有(4n + 2)離域π(pi)電子，其中n是整數。
除非另有說明，本文所用的術語「芳基」單獨使用或與其它術語組合使用表示包含氫、6-18個碳原子和至少一個芳環的烴環系統。出於本揭露的目的，芳基可以是單環、雙環、三環或四環環系統，其可包括稠合或橋環系統。例如，芳基包括但不限於 聯苯(biphenyl)，或可以是稠合的，例如萘(naphthalene)。芳基的實例包括芐基(benzyl)、茚滿基(indacenyl)、芘基(pyrenyl)、三苯基(triphenyl)、苯基(phenyl)、蒽基(anthracyl)和萘基(naphthyl)。除非在說明書中另有說明，否則術語「芳基」意指包括任選地被取代的芳基。
如本文所用，術語「雜芳基(heteroaryl)」或「雜芳族(heteroaromatic)」是指5至20元環系統，其包含氫原子、1至13個碳原子、1至6個選自氮、氧和硫的雜原子以及至少一個芳香環。出於本揭露的目的，雜芳基可以是單環、雙環三環或四環環系統，其可包括稠合或橋環系統；雜芳基中的氮、碳或硫原子可任選地被氧化；氮原子可任選地被季銨化。多環雜芳基可包括一個或多個部分飽和的環。實例包括以下部分：

其中上述基團中的任何氫原子可被與分子的鍵取代。
雜芳基的實例包括但不限於吡啶基(pyridyl)、吡嗪基(pyrazinyl)、嘧啶基(pyrimidinyl)(特別是2-和4-嘧啶基(4‑pyrimidinyl)))、噠嗪基(pyridazinyl)、噻吩基(thienyl)、呋喃基(furyl)、吡咯基(pyrrolyl)(特別是2-吡咯基)、咪唑基(imidazolyl)、噻唑基(thiazolyl、噁唑基(oxazolyl)、吡唑基(pyrazolyl)(特別是3-和5-吡唑基)、異噻唑基(isothiazolyl)、1,2,3-三唑基(1,2,3‑triazolyl)、1,2,4-三唑基(1,2,4‑triazolyl)、1,3,4-三唑基(1,3,4‑triazolyl)、四唑基(tetrazolyl)、1,2,3-噻二唑基(1,2,3‑thiadiazolyl)、1,2,3-惡二唑基(1,2,3‑oxadiazolyl)、1,3,4-噻二唑基(1,3,4‑thiadiazolyl)、1,3,4-惡二唑基(1,3,4‑oxadiazolyl)、吲哚基(indolyl)(特別是3-、4-、5-、6-和7-吲哚基)、二氫吲哚基(indolinyl)、喹啉基(quinolyl)、四氫喹啉基(tetrahydroquinolyl)、異喹啉基(isoquinolyl)(特別是1-和5-異喹啉基)、1,2,3,4-四氫異喹啉基(1,2,3,4‑tetrahydroisoquinolyl)、口辛啉基(cinnolinyl)、喹喔啉基(quinoxalinyl)(特別是2-和5-喹喔啉基)、喹唑啉基(quinazolinyl)、酞嗪基(phthalazinyl)、1,8-二氮雜萘基(1,8‑naphthyridinyl)、1,4-苯並二噁烷基(1,4‑benzodioxanyl)、香豆素(coumarin)、二氫香豆素(dihydrocoumarin)、1,5-萘啶基(1,5‑naphthyridinyl)、苯並呋喃基(benzofuryl)(特別是3-、4-、5-、6-和7-苯並呋喃基)、2,3-二氫苯並呋喃基(2,3‑dihydrobenzofuryl)、1,2-苯並異噁唑基(1,2‑benzisoxazolyl)、苯並噻吩基(benzothienyl)(特別是3-、4-、5-、6-、和7-苯並噻吩基)、苯並噻唑基(benzoxazolyl)、苯並噻唑基(benzothiazolyl)(特別是2-苯並噻唑基和5-苯並噻唑基)，嘌呤基(purinyl)、苯並咪唑基(benzimidazolyl)特別是2-苯並咪唑基)、苯並三唑基(benzotriazolyl)、噻噸基(thioxanthinyl)、咔唑基(carbazolyl)、咔啉基(carbolinyl)、吖啶基(acridinyl)、吡咯里西啶基(pyrrolizidinyl)、和喹嗪基(quinolizidinyl)。除非在說明書中另有說明，否則雜芳基可任選地被取代。
「硫代烷基(Thioalkyl)」是指式-SRa ，其中Ra 是含有一至十二個碳原子的如前述定義的烷基、烯基或炔基。除非在本說明書中另有說明，否則硫代烷基可任選地被取代。
如本文所用，術語「取代的(substituted)」是指任何上述基團(即烷基、烯烴基、烯基、炔基、烷氧基、芳基、碳環基、環烷基、環烯基、環炔基、雜環基和/或雜芳基)之中至少為氫原子用非氫原子或原子團鍵合取代，例如但不限於：鹵素原子，如F、Cl、Br和I；羥基、烷氧基、酯基等基團中的氧原子；硫醇基、硫代烷基、碸基、磺醯基、亞碸基中的硫原子。胺類中的氮原子，例如胺、醯胺、烷基胺、二烷基胺、芳基胺、烷基芳胺、二芳基胺、N-氧化物、醯亞胺和烯胺；三烷基甲矽烷基(trialkylsilyl groups)、二烷基芳基甲矽烷基(alkyldiarylsilyl groups)、烷基二芳基甲矽烷基(alkyldiarylsilyl groups)以及三芳基甲矽烷基(triarylsilyl groups)等基團中的矽原子；和其他各種群體中的其他雜原子。術語「取代的」還代表任何取代程度，稱為單-(mono-)、二-(di-)、三-(tri-)、四-(tetra-)或五-(penta-)取代都是被允許的。取代基是獨立地被選擇的，取代可在任何化學上適宜的位置。在一實施例中，取代基的數目在1和4之間變化。在另一實施例中，取代基的數目在1和3之間變化。在另一實施例中，取代基的數目在1和2之間變化。「取代的」還表示任何上述基團，其中一個或多個氫原子被高鍵級鍵(例如，雙鍵或三鍵)取代為雜原子，例如氧、羰基、羧基和酯基中的氧；和亞胺、肟(oximes)、腙(hydrazones)和腈(nitriles)等基團中的氮。例如，「取代的」包括任何上述基團，其中一個或多個氫原子被例如-NRg Rh 、-NRg C(=O)Rh 、-NRg C(=O))NRg Rh 、-NRg C(=O)ORh 、-NRg SO2 Rh 、-OC(= O)NRg Rh 、-ORg 、-SRg 、-SORg 、-SO2 Rg 、-OSO2 Rg 、-SO2 ORg 、=NSO2 Rg 、和-SO2 NRg Rh 取代。「取代的」 還表示其中一個或多個氫原子被例如-C(=O)Rg 、-C(=O)ORg 、-C(=O)NRg Rh 、-CH2 SO2 Rg 、-CH2 SO2 NRg Rh 取代的上述任何基團。在上文中，Rg 和Rh 為相同或不同的並且獨立地選自任何上述基團，包括但不限於：氫、烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基氨基、硫代烷基、芳基、芳烷基、環烷基、環烯基、環炔基、環烷基烷基、鹵代烷基、鹵代烯基、鹵代炔基、雜環基、 N- 雜環基、雜環基烷基、雜芳基、 N -雜芳基及/或雜芳基烷基。「取代的」進一步表示任何上述基團，其中一個或多個氫原子被 任何上述基團 的鍵取代，包括但不限於氨基、氰基、羥基、亞氨基、硝基、氧代、硫代、鹵素、烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基氨基、硫代烷基、芳基、芳烷基、環烷基、環烯基、環炔基、環烷基烷基、鹵代烷基、鹵代烯基、鹵代炔基、雜環基、 N- 雜環基、雜環基烷基、雜芳基、 N-雜芳基和/或雜芳基烷基。
此外，每個前述取代基也可任選地被一個或多個上述取代基取代。
如本文所用，術語「任選取代的」是指所引用的基團可以是取代的或未取代的。在一實施例中，所引用的基團任選地被零個取代基取代，即所引用的基團是未取代的。在另一實施例中，所述參考基團任選地被一個或多個另外的基團取代，所述另外的基團單獨且獨立地選自本文所述的基團。
如本文所用，術語「抗微生物」是指殺死或抑制微生物生長的能力，包括但不限於細菌、病毒、酵母、真菌和原生動物，或減弱微生物感染的嚴重性。本揭露的抗微生物化合物或組成物是可被用於清潔或滅菌或者可被用於治療疾病和感染的化合物或組合物。應用可包括體外和體內抗微生物用途。「施用」抗微生物組合物可包括將組成物施予到人或動物個體中。
如本文所用，術語「接觸」包括但不限於浸漬(impregnating)、配混(compounding)、混合、整合、塗覆、摩擦、塗漆、噴塗、浸漬、輥塗、塗抹和浸漬。
如本文所用，術語「治療(treatment)」或「治療(treating)」被定義為 緩解(relieving)、緩解(alleviating)、延遲、減少、逆轉、改善或控制個體中病症的至少一種症狀中的一種或多種。術語「治療」還可以表示阻止、延遲發病(即，臨床表現病症之前的時期)或降低發生或惡化病症的風險中的一種或多種。在一實施例中，「治療(treatment)」或「治療(treating)」被定義為以治愈(cure)、治愈(heal)、緩解(alleviate)、緩解(relieve)、改變、治療、改善(ameliorate)、改善(improve)或影響本文考慮的病症、本文考慮的病症的症狀或發展本文考慮的病症的可能性為目的對患者施用或施予治療劑，即在本揭露內容中可用的化合物(單獨或與另一種藥劑組合)、或對來自具有本文考慮的病症、本文考慮的病症的症狀或可能產生本文考慮的病症之患者的分離的組織或細胞株(例如，用於診斷或離體(ex vivo)應用)施用或施予治療劑。基於從醫學或藥理學領域獲得的知識，可以特別剪裁或修飾這些治療。在一實施例中，所述病症是選自由細菌感染、真菌感染、分枝桿菌感染、病毒感染及其組合所組成之群組。
如本文所用，術語「預防(prevent)」或「預防(prevention)」意指如果沒有發生病症或疾病則無病症或疾病發展，或者如果已經發生病症或疾病但沒有進一步的病症或疾病發展。能夠預防與病症或疾病相關的一些或所有症狀的能力亦被考慮。
如本文所用，術語「患者(patient」，「個體(individual)」或「個體(subject)」是指人或非人哺乳動物。非人哺乳動物包括例如家畜和寵物，例如綿羊(ovine)、牛(bovine)、豬(porcine)、犬(canine)、貓(feline)及小鼠哺乳動物(murine mammals)。較佳地，患者、個體(individual) 或個體(subject)是人。
如本文所用，術語「藥物組成物(pharmaceutical composition)」是指至少一種本揭露內容中可用的化合物 與藥學上可接受的載體的混合物。藥物組成物有助於將化合物施予患者或受試者，或在本揭露的方法中使用該化合物。本領域存在多種施予化合物的技術，包括但不限於經靜脈(intravenous)、經口服(oral)、經氣溶膠(aerosol)、腸胃外(parenteral)、經眼(ophthalmic)、經肺(pulmonary)及外用(topical)之施予。
如本文所用，術語「有效量(effective amount)」、「藥學有效量(pharmaceutically effective amount)」和「治療有效量(therapeutically effective amount)」是指根據本發明的無毒但足夠量的藥劑和/或製劑，當給予患者用於治療時狀態、障礙或狀況足以提供所需的生物學和/或臨床 結果。該結果可以是減少及/或減輕疾病的體徵、症狀或原因，或生物系統的任何其他期望的改變。本技術領域的通常之是者可以使用常規實驗確定任何個體病例中的適當治療量。「有效量」將根據待治療的活性成分、狀態、病症或症狀及其嚴重程度，以及待治療的哺乳動物的年齡、體重、身體狀況和反應性而變化。
除非另有說明，否則本文提及的所有重量百分比(即，「重量％(% by weight)」、「重量％(wt. %)」和「w / w」)是相對於藥物組成物的總重量測量的。
如本文所用，術語「效價(potency)」是指產生一半最大反應(ED50 ) 所需的劑量。
如本文所用，術語「功效(efficacy)」是指在測定中實現的最大效果(Emax )。
如本文所用，術語「藥學上可接受的(pharmaceutically acceptable)」是指諸如載體或稀釋劑的材料，其不會消除化合物的生物活性或性質，並且是相對無毒的，亦即，可以將該材料施用於個體而不會引起不希望的生物效應或以有害的方式與包含它的組成物的任何組分相互作用。
如本文所用，術語「藥學上可接受的 鹽」包括游離酸或游離鹼的添加鹽。合適的酸添加鹽可由無機酸或有機酸製備。無機酸的實例包括鹽酸(hydrochloric)、氫溴酸(hydrobromic)、氫碘酸(hydriodic)、硝酸(nitric)、碳酸(carbonic)、硫酸(sulfuric)、磷酸(phosphoric acids)、過氯酸(perchloric)和四氟硼酸(tetrafluoroboronic acids)。合適的有機酸可選自脂族(aliphatic)，脂環族(cycloaliphatic)、芳族、芳脂族(araliphatic)、雜環、羧酸和磺酸類有機酸，實例包括甲酸(formic)、乙酸(acetic)、丙酸(propionic)、琥珀酸(succinic)、乙醇酸(glycolic)，葡糖酸(gluconic)、乳酸(lactic)、蘋果酸(malic)、酒石酸(tartaric)、檸檬酸(citric)、抗壞血酸(ascorbic)、葡萄醣醛酸(glucuronic)、馬來酸(maleic)、福馬酸(fumaric)、丙酮酸(pyruvic)、天冬氨酸(aspartic)、谷氨酸(glutamic)、苯甲酸(benzoic)、鄰氨基苯甲酸(anthranilic)、4-羥基苯甲酸(4-hydroxybenzoic)、苯乙酸(phenylacetic)、扁桃酸(mandelic)、撲酸(embonic)(撲酸(pamoic))、甲磺酸(methanesulfonic)、乙磺酸(ethanesulfonic)、苯磺酸(benzenesulfonic)、泛酸(pantothenic)、三氟甲磺酸(trifluoromethanesulfonic)、2-羥基乙磺酸(2-hydroxyethanesulfonic)、對甲苯磺酸(p-toluenesulfonic)、磺胺(sulfanilic)、環己基(cyclohexylaminosulfonic)、硬脂酸(stearic)、海藻酸(alginic)、β-羥丁酸(β-hydroxybutyric)、水楊酸(salicylic)、半乳糖(galactaric)和半乳糖醛(galacturonic)酸。適用於本 發明 的化合物的合適的鹼添加鹽 包括，例如，金屬鹽，包括鹼金屬、鹼土金屬和過渡金屬鹽，例如鋰、鈣、鎂、鉀、銨、鈉和鋅鹽。可接受的鹼添加鹽還包括由鹼性胺製成的有機鹽，例如 N,N'-二芐基乙二胺(N,N’-dibenzylethylenediamine)、氯普魯卡因(chloroprocaine)、膽鹼(choline)、二乙醇胺(diethanolamine)、乙二胺(ethylenediamine)、葡甲胺(N-甲基-葡糖胺)(meglumine (N-methyl-glucamine))、和普魯卡因(procaine)。所有這些鹽可以通過常規方法由相應的游離鹼化合物通過使例如適當的酸或鹼與 相應的游離 鹼反應來製備。
如本文所用，術語「藥學上可接受的載體(pharmaceutically acceptable carrier)」是指藥學上可接受的材料、組成物或載體，例如涉及在 患者體內或患者體內 攜帶或運輸可用於本發明的化合物，使其可以執行其預期的功能之液體或固體填充劑、穩定劑、分散劑、懸浮劑、稀釋劑、賦形劑、增稠劑、溶劑或包封材料。通常，這種構建體從一個器官或身體的一部分攜帶或運輸到另一個器官或身體的另一部分。在與製劑的其他成分相容的意義上，每種載體必須是「可接受的(acceptable)」，包括在本揭露內容中可用的化合物，並且對患者無害。可用作藥學上可接受的載體的材料的一些實例包括：糖，例如乳糖；葡萄糖和蔗糖、澱粉，如玉米澱粉、馬鈴薯澱粉；纖維素及其衍生物，如羧甲基纖維素鈉(such as sodium carboxymethyl cellulose)、乙基纖維素(ethyl cellulose)和醋酸纖維素(cellulose acetat)、粉末黃蓍草(powdered tragacanth)；麥芽(malt)；明膠(gelatin)；滑石(talc)；賦形劑，如可可脂(cocoa butter)和栓劑蠟(suppository waxes)；油，如花生油、棉籽油、紅花油(safflower oil)、芝麻油、橄欖油、玉米油和大豆油(soybean oil)；二醇，如丙二醇(propylene glycol)；多元醇(polyols)，如甘油(glycerin)、山梨糖醇(sorbitol)、甘露醇(mannitol)和聚乙二醇(polyethylene glycol)；酯類，如油酸乙酯(ethyl oleate)和月桂酸乙酯(ethyl laurate)；瓊脂(agar)；緩沖劑，如氫氧化鎂(magnesium hydroxide)和氫氧化鋁(aluminum hydroxide)； 表面活性劑； 海藻酸(alginic acid)；無熱原水(pyrogen-free water)；等滲鹽水(isotonic saline)；林格式液(Ringer’s solution)；乙醇；磷酸鹽緩衝液(phosphate buffer solution)；和藥物製劑中使用的其他無毒相容物質。如本文所用，「藥學上可接受的載體」還包括與本揭露內容中可用的化合物的活性相容的任何和所有包衣(coatings)、抗細菌和抗真菌劑、吸收延遲劑及其類似物，並且對於患者是生理學上可接受的。補充的活性化合物也可摻入組成物中。「藥學上可接受的載體」可進一步包括 在本揭露內容中可用的化合物的藥學上可接受的鹽。可以包括在本 揭露 的實施中使用的藥物組合物中的其他額外成分是 本領域已知且被描述於例如Remington的藥物科學(Remington's Pharmaceutical Sciences)(Genaro，Ed，Mack Publishing Co.，1985，伊斯頓(Easton)，賓夕凡尼亞(PA))，其通過引用併入本文。
如本文所用，術語「最小抑制濃度(MIC)」是指在過夜培養後抑制微生物可見生長的抗微生物劑的最低濃度。針對細菌的MIC值可通過標準方法測定。另見PA Wayne，用於有氧生長的細菌之稀釋抗菌試驗方法(Methods for Dilution Antimicrobial Tests for Bacteria that Grow Aerobically)；批准的標準，第9版，2012，CLSI文件M07-A9，卷32 No.2，其全部內容通過引用併入本文。
如本文所用，術語「有機溶劑」是指溶劑，包括但不限於醇(例如 甲醇和乙醇)、酮(例如丙酮和甲乙酮(methylethylketone))、醚(例如四氫呋喃(tetrahydrofuran))、醛(例如甲醛)、乙腈(acetonitrile)、羧酸(如甲酸和乙酸)、二氯甲烷、氯仿、烷基碳酸鹽、烴(如己烷、庚烷和二甲苯)、酯(例如乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯及其組合)或類似溶劑。
如本文所用，術語「鹼化劑(alkalinizing agen)」是指有機和無機鹼，包括氫氧化鈉(sodium hydroxide)、氫氧化鉀(potassium hydroxide)、烷基氫氧化物(alkyl hydroxides)、氨水(27％氫氧化銨)、二乙胺(diethylamine)和三乙胺(triethylamine)。
如本文所用，術語「高離子強度鹽(high ionic strength salt)」是指具有高離子強度的鹽，例如氯化鈉、氯化鉀或乙酸銨(ammonium acetate)。這些鹽既可作為鹼化劑，也可以作為滲透劑，以提高表面的反應性。因此，在一實施例中，高離子強度鹽也可用於形成滲透生物膜之組成物的步驟中。
以下描述包括可用於理解本揭露的信息。但並非承認本文提供的任何信息是現有技術或與目前要求保護的發明相關，或者任何明確或隱含引用的出版物是現有技術。
描述
本揭露內容部分基於新型抗菌化合物的發現以及這些化合物對最常見的RNA聚合酶點突變顯示出有效活性的發現，所述RNA聚合酶點突變已知在臨床分離的致病菌中具有抗菌抗性(自然-通訊(Nature Communications )(2018))9，4147， 其通過引用的方式將其整體併入本文)。例如，一些常見的點突變導致一個或多個以下氨基酸突變：(1)絲氨酸至亮氨酸；(2)組氨酸至酪氨酸；(3)或天冬醯胺至酪氨酸。其他實例是本領域已知的，例如J Antibiot(東京)，2014年9月；67(9)：625-30，doi：10.1038 / ja.2014.107。Epub 2014年8月13日，其全部內容通過引用併入本文。本文描述的結果顯示新化合物的獨特結構特徵賦予抑制RNA聚合酶的新機制。因此，本 揭露提供了新型抗菌化合物及其使用方法。在一實施例中，本揭露還提供包含至少一種本揭露化合物的組之物和治療或預防個體中細菌感染的方法。
化合物
本揭露的化合物可使用有機合成領域熟知的技術合成。合成所需的原料和中間體可以從商業來源獲得或根據本領域技術人員已知的方法合成。
在一態樣中，本公開提供了式(1)所示的化合物：
(1)
或其藥學上可接受的鹽。
在部分實施例中，R1 是CHR4 R5 或OR6 。
在部分實施例，R4 和R5 獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、碳環基或雜芳基。在部分實施例中，碳環基是環烷基或芳基。在部分實施例中，雜環基是雜環基烷基或雜芳基。
在部分實施例中，R6 是氫原子、烷基、碳環基或雜芳基。在部分實施例中，碳環基是環烷基或芳基。在部分實施例中，雜環基是雜環基烷基或雜芳基。在具體實施例中，其中R1 代表OR6 。在其他具體實施例中，R1 代表OH。
在部分實施例中，每個R3 的出現獨立地代表氫原子、鹵素原子、烷基、碳環基、雜芳基或OR7 ；在部分實施例中，碳環基是環烷基或芳基。在部分實施例中，雜環基是雜環基烷基或雜芳基。
在部分實施例中，R7 代表氫原子、烷基、碳環基、雜芳基、或C(=O)R8 。在部分實施例中，碳環基是環烷基或芳基。在部分實施例中，雜環基是雜環基烷基或雜芳基。
在部分實施例中，R8 代表烷基、環烷基、碳環基或雜芳基。在部分實施例中，碳環基是環烷基或芳基。在部分實施例中，雜環基是雜環基烷基或雜芳基。
在具體實施例中，每個R3 獨立地代表烷基或OR7 。在其他具體實施例中，每個R7 獨立地表示氫原子或C(=O)R8 。在又其他具體實施例中，R8 是烷基。在更其他具體實施例中，每個R3 獨立地選自-OH、甲基和-OC(=O)CH3 。
在部分實施例中，X表示-O-、-NR9 -、-CR9 R10 -或-C(=O)-。在部分實施例中，R9 和R10 各自獨立地表示氫原子，鹵素原子，烷基，碳環基或雜環基。在部分實施例中，碳環基是環烷基或芳基。在部分實施例中，雜環基是雜環基烷基或雜芳基。
在具體實施例中，X表示-O-、-CR9 R10 -、或-C(=O)-。在其他具體實施例中，每個R9 及R10 為氫原子。在又其他具體實施例中，每個X的出現係選自由-O-、-C(=O)-、-CH2-、及-C(CH3)2-所組成之群組。
在部分實施例中，m表示1至6的整數(例如，1、2、3、4、5和6，包括其間的所有範圍和子範圍)。
在部分實施例中，n表示4至10的整數(例如，4、5、6、7、8、9和10，包括其間的所有範圍和子範圍)。
在部分實施例中，如式(1)所示之化合物具有以下結構
。
在部分實施例中，本揭露內容提供如式(2)所示的化合物：
（2）
或其藥學上可接受的鹽。
在部分實施例中，每個R1 及R2 獨立地表示CHR4 R5 、CR4 R5 、OR6 或-O-，其中R1 和R2 可任選地參與環的形成。
在部分實施例中，每個R4 及R5 的出現獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、碳環基或雜芳基。在部分實施例中，碳環基是環烷基或芳基。在部分實施例中，雜環基是雜環基烷基或雜芳基。
在部分實施例中，每個R6 的出現獨立地表示獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、碳環基或雜芳基。在部分實施例中，碳環基是環烷基或芳基。在部分實施例中，雜環基是雜環基烷基或雜芳基。
在部分實施例中，每個R1 及R2 獨立地表示OR6 。在部分實施例中，每個R6 獨立地表示氫原子或烷基。在具體實施例中，每個R1 及R2 獨立地表示OR6 及-O-，且R1 及R2 參與環的形成。在其他具體實施例中，R6 是烯烴基。在又其他具體實施例中，R1 代表-OCH2 -且R2 代表-O-，R1 和R2 連接形成環。
在部分實施例中，每個R3 的出現獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、碳環基、雜環基或OR7 。在部分實施例中，碳環基是環烷基或芳基。在部分實施例中，雜環基是雜環基烷基或雜芳基。
在具體實施例中，每個R3 獨立地表示烷基或OR7 。在其他具體實施例中，每個R7 獨立地表示氫原子或C(=O)R8 。在又其他具體實施例中，R8 是烷基。在更其他具體實施例中，每個R3 獨立地選自由-OH、甲基及-OC(=O)CH3 所組成之群組。
在部分實施例中，R7 代表氫原子、烷基、碳環基、雜環基或 C(=O)R8 。在部分實施例中，碳環基是環烷基或芳基。在部分實施例中，雜環基是雜環基烷基或雜芳基。
在部分實施例中，R8 代表烷基、碳環基或雜環基。在部分實施例中，碳環基是環烷基或芳基。在部分實施例中，雜環基是雜環基烷基或雜芳基。
在部分實施例中，X表示O、NR9 、CR9 R10 或C(=O)。
在部分實施例中，每個R9 和R10 獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、碳環基或雜環基。在部分實施例中，碳環基是環烷基或芳基。在部分實施例中，雜環基是雜環基烷基或雜芳基。
在具體實施例中，X表示-O-、-CR9 R10 -或-C(=O)-。在其他具體實施例中，每個R9 及R10 是氫原子。在其他具體實施例中，每個X的出現係選自由-O-、-C(=O)-、-CH2 -及-C(CH3 )2 -所組成之群組。
在部分實施例中，m表示1至6的整數(例如，1、2、3、4、5和6，包括其間的所有範圍和子範圍)。
在部分實施例中，n表示4至10的整數(例如，4、5、6、7、8、9和10，包括其間的所有範圍和子範圍)。
在部分實施例中，如式(2)所示之化合物具有以下結構：
。
當分離和純化時，式(1)和(2)之化合物顯示出顯著的抗生素活性，特別是對抗各種抗生素抗性細菌。在部分實施例中，式(1)和式(2)的化合物以實質性純的(substantially pure)的形式存在。在部分實施例中，「實質性純的(substantially pure)」是指具有至少約51％純度(例如，約51％、約52％、約53％、約54％、約55％、約56％、約57％、約58％、約59％、約60％、約61％、約62％、約63％、約64％、約65％、約66％、約67％、約68％、約69％、約70％、約71％、約72％、約73％、約74％、約75％、約76％、約77％、約78％、約79％、約80％、約81％、約82％、約83％、約84％、約85％、約86％、約87％、約88％、約89％、約90％、約91％、約92％、約93％、約94％、約95％、約96％、約97％、約98％、約99％或約100％，包括其中的所有值和範圍)之化合物。在部分實施例中，已從本文揭露的實質性純的化合物或化合物的混合物中除去污染物(例如，土壤污染物和活性較低的抗生素)。本發明化合物的純度可通過本領域已知的常規方法測定，例如實施例中所述的高效液相色譜(HPLC)。
在部分實施例，純的形式可指本揭露化合物或化合物的混合物，其作為一種或多種對映異構體(enantiomers)或非對映異構體(diastereomers)存在。在部分實施例中，純的形式可指本揭露化合物的化合物或混合物，其作為一種或多種對映異構體存在。在部分實施例中，純的形式可指本揭露化合物的化合物或混合物，其作為一種或多種非對映異構體存在。在部分實施例中，式(1)和(2)的化合物以對映性純的(enantiomerically pure)的形式存在。這種對映性純的的形式可以在下圖所示的手性中心具有R和S的任何組合：
(1)、
(2)。
上述結構中的*表示可能的手性中心(例如，取決於每個R3 的特性)。每個手性中心可獨立地為R或S。本揭露內容包括在由*表示的各種手性中心處具有R或S的所有組合的化合物。在部分實施例中，化合物在一個手性中心具有特定的R或S構型，但手性中心的其餘部分以R和S異構體的混合物存在。在部分實施例中，已經拆分了 1,2,3,4,5 或6個((或更多個)手性中心 (即，1、2、3、4、5或6個或更多個，手性中心是或者R或S，而不是混合物)，使得化合物作為單一立體異構體(stereoisomer)存在。
在具體實施例中，提供以下化合物的每種立體異構體：
或是
。
上述結構中的*表示手性中心。每個手性中心可以獨立地為R或S。本揭露內容包括在上述*所示 的各種手性中心處具有R或S的所有組合的化合物。在部分實施例中，化合物在一個手性中心具有特定的R或S構型，但手性中心的其餘部分以R和S異構體的混合物存在。在部分實施例中，已經拆分了1、2、3、4、5、6、7、8、9或10個手性中心(即，1、2、3、4、5、6、7、8、9或10個手性中心是R或S，而不是混合物)，使得化合物作為單一立體異構體存在。
如本文所討論的，式(1)和(2)的化合物是有潛力的抗生素。在部分實施例中，式(1)和(2)化合物對抗利福黴素的細菌(例如，如本文所述)具有活性。在部分實施例中，如果處方劑量的利福黴素(例如，如FDA批准的標示用於所治療的適應症)不再具有治療效果，則認為細菌是具有利福黴素抗性的。在部分實施例中，化合物的MIC(μg/ mL)相對於針對利福黴素抗性細菌測量的利福黴素的MIC低至少約.01倍，例如，約0.01倍、約0.05倍、約0.10倍、約0.25倍、約0.50倍、約0.75倍、約1.0倍、約1.25倍、1.5倍、約2倍、約2.5倍、約3倍、約3.5倍、約4倍、約4.5倍、約5倍、約5.5倍、約6倍、約6.5倍、約7倍、約7.5倍、約8倍、約8.5倍、約9倍、約9.5倍、約10倍、約11倍、約12倍、約13倍、約14倍、約15倍、約16倍、約17倍、約18倍、約19倍、約20倍、約25倍、約30倍、約35倍、約40倍、約45倍約50倍、約55倍、約60倍、約65倍、約70倍、約75倍、約80倍、約85倍、約90倍、約95倍、約100倍、約150倍、約200、約250倍、約300倍、約350倍、約400倍、約450倍、約500倍、約550倍、約600倍、約650倍、約700倍、約750倍、約800倍、約850倍、約900倍、約950倍、約1000倍或更多，包括其間的所有值和範圍。確定 MIC的方法是本領域熟知的。
在部分實施例中，式(1)和(2)的化合物的對於本文揭露的任何細菌的MIC值低於約1000μg/mL、約900μg/mL、約800μg/mL、約700μg/mL、約600μg/mL、約500μg/mL、約400μg/mL、約300μg/mL、約200μg/mL、約100μg/mL、約95μg/mL、約90μg/mL、約85μg/mL、約80μg/mL、約75μg/mL、約70μg/mL、約65μg/mL、約60μg/mL、約55μg/mL、約50μg/mL、約45μg/mL、約40μg/mL、約35μg/mL、約30μg/mL、約25μg/mL、約20μg/ mL、約15μg/mL、約10μg/mL、約9μg/mL、約8μg/mL、約7μg/mL、約6μg/mL、約5μg/mL、約4μg/mL、約3μg/mL、約2μg/mL、約1μg/mL、約0.5μg/mL、約0.1μg/mL、約0.05μg/mL、約0.01μg/mL、約0.005μg/mL、約0.001μg/mL、約0.0005μg/mL、約0.0001μg/mL，約0.05ng /、mL，約0.01ng/mL、約0.005ng /mL、或約0.001ng / mL、或更低，包括其間的所有數值和範圍。
在部分實施例中，當 利用體外轉錄試驗法(例如，如本文所述)測量時，本揭露的化合物以比利福黴素低至少約0.01倍的濃度抑制RNA聚合酶(RNAP)活性，例如約0.01倍、約0.05倍、約0.10倍、約0.25倍、約0.50倍、約0.75倍、約1.0倍、約1.25倍、1.5倍、約2倍、約2.5倍、約3倍、約3.5倍、約4倍、約4.5倍、約5倍、約5.5倍、約6倍、約6.5倍、約7倍、約7.5倍、約8倍、約8.5倍、約9倍、約9.5倍、約10倍、約11倍、約12倍、約13倍、約14倍、約15倍、約16倍、約17倍、約18倍、約19倍、約20倍、約25倍、約30倍、約35倍、約40倍、約45倍、約50倍、約55倍、約60倍、約65倍、約70倍、約75倍、約80倍、約85倍、約90倍、約95倍、約100倍、約150倍、約200倍、約250倍、約300倍、約350倍、約400倍、約450倍、約500倍、約550倍、約600倍、約650倍、約700倍、約750倍、約800倍、約850倍、約900倍、約950倍、約1000倍或更多，包括其間的所有值和範圍。體外轉錄試驗是本領域所熟知的 (參見，例如，J Vis Exp. 2016；(115)：54256；和自然-通訊(Nature Communications)，2019；9：4147，其在所有方面各自通過引用整體併入本文)。
在部分實施例中，如在體外轉錄試驗(例如，如本文所述)中測量的，本揭露的化合物在約1000μM或更低濃度抑制RNAP活性，例如約1000μM、約950μM、約900μM、約850μM、約800μM、約750μM、約700μM、約650μM、約600μM、約550μM、約500μM、約450μM、約400μM、約350μM、約300μM、約250μM、約200μM、約150μM、約100μM、約50μM、約45μM、約40μM、約35μM、約30μM、約25μM、約20μM、約15μM、約10μM、約9μM、約8μM、約7μM、約6μM、約5μM、約4μM、約3μM、約2μM、約1μM、約0.5μM、約0.1μM、約0.05μM、約0.01μM、約0.005μM、約0.001μM、約0.0005μM、約0.0001μM或更低，包括其間的所有值和範圍。
本揭露之化合物的製備
本揭露的化合物可具有一個或多個立體中心，且每個立體中心可獨立地以R或S構型存在。在一實施例中，本文描述的化合物以具光學活性(optically active)或消旋性(racemic)形式存在。應被理解的是，本文所述的化合物涵蓋具有本文所述之治療上可用性質的消旋性、光學活性、區域異構(regioisomeric)和立體異構形式或其組合。光學活性形式的製備以任何合適的方式實現，包括通過非限制性實例，通過用再結晶技術分離(resolution)消旋形式、從光學活性原料合成、手性合成或使用手性固定相的色譜分離。在一實施例中，一或多種異構體的混合物被用作本文所述的治療化合物。在另一實施例中，本文描述的化合物含有一個或多個手性中心。這些化合物可通過任何方法製備，包括立體選擇性合成、對映選擇性(enantioselective)合成、及/或分離對映體及/或非對映體的混合物。化合物及其異構體的分離通過任何方式實現，包括但不限於化學方法、酶催化方法，分次結晶(fractional crystallization)、蒸餾和色譜法。
本文所述的方法和製劑包括使用N-氧化物(如果合適)、結晶形式(也稱為多晶型物)、溶劑化物、無定形相及/或具有本揭露任何化合物結構之化合物的藥學上可接受的鹽，以及具有相同活性類型的這些化合物的代謝物和活性代謝物。溶劑化物包括水、醚(例如四氫呋喃(tetrahydrofuran)，甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether))或醇(例如乙醇)溶劑化物、乙酸鹽及其類似物。在一實施例中，本文所述的化合物以溶劑化物形式與藥學上可接受的溶劑如水和乙醇共同存在。在另一實施例中，本文所述的化合物以非溶劑化物形式存在。
在一實施例中，本揭露的化合物可以互變異構體(tautomer)形式存在。所有互變異構體都包括在本文提供的化合物的範圍內。
在一實施例中，本文所述的化合物被製備為前藥。「前藥(prodrug)」是指在體內轉化為原型藥(parent drug)的藥劑。在一實施例中，在體內施用後，前藥被化學地轉化為化合物的生物學、藥學或治療活性形式。在另一實施例中，前藥通過一或多個步驟或過程酶催化地代謝為化合物的生物學、藥學或治療活性形式。
在一實施例中，例如，本揭露化合物的芳環部分上的位點(site)易受各種代謝反應的影響。在芳環結構上摻入適當的取代基可減少、最小化或消除這種代謝途徑。在一實施例中，僅舉例來說，降低或消除芳環對代謝反應的敏感性的適當取代基是氘(deuterium)、鹵素或烷基。
本文所述的化合物還包括同位素標記的化合物，其中一個或多個原子被具有相同原子序但原子質量或質量數不同於通常在自然界中發現的原子質量或質量數的原子取代。適合包含在本文所述化合物中的同位素的實例包括但不限於2 H、3 H、11 C、13 C、14 C、36 Cl、18 F、123 I、125 I、13 N、15 N、15 O、17 O、18 O、32 P、35 S。在一實施例中，同位素標記的化合物在於藥物及/或底物(substrate)組織分佈研究中是可用的。在另一實施例中，用較重的同位素例如氘取代提供更好的代謝穩定性(例如，增加的體內半衰期或降低的劑量要求)。在另一實施例中，用正電子發射同位素(例如11 C、18 F、15 O和13 N) 取代，可用於正電子發射斷層掃描(Positron Emission Topography)(PET)研究，以檢查底物受體佔有率。同位素標記的化合物是通過任何合適的方法或通過另外使用適當的同位素標記試劑代替未標記試劑的方法製備。
在一實施例中，本文所述的化合物是通過其他方式標記，包括但不限於使用發色團(chromophores)或熒光部分、生物發光(bioluminescent)標記或化學發光(chemiluminescent)標記。
本文所述的化合物和具有不同取代基的其它相關化合物使用本文所述的技術和材料以及如所描述的合成，例如Fieser＆Fieser的有機合成試劑(Fieser & Fieser's Reagents for Organic Synthesis)，第1-17卷(John Wiley and Sons，1991)；Rodd的碳化合物化學(Rodd's Chemistry of Carbon Compounds)，第1-5卷和附錄(Elsevier Science Publishers，1989)；有機反應(Organic Reactions)，第1-40卷(John Wiley and Sons，1991)，Larock的全面有機轉化(Larock's Comprehensive Organic Transformations)(VCH Publishers Inc.，1989)，March，高等有機化學(Advanced Organic Chemistry) 第 4 版，(Wiley 1992)； Carey＆Sundberg，高級有機化學(Advanced Organic Chemistry)第4版，Vols. A和B(Plenum 2000，2001年)和Green＆Wuts，有機合成中的保護基(Protective Groups in Organic Synthesis)第3版，(1999年Wiley)(其全部通過引用併入本文)。製備本文所述化合物的一般方法係利用使用適當的試劑和條件修改，以引入本文提供的式中發現的各種部分。
本文所述的化合物是使用任何合適的方法合成，所述方法從可從商業來源獲得的化合物開始，或使用本文所述的方法製備。
在一實施例中，反應性官能基，例如羥基、氨基、亞氨基、硫代或羧基係被保護以避免它們非所欲地參與反應。保護基用於阻斷部分或所有反應性部分，並防止這些基團參與化學反應，直到除去保護基團。
在一實施例中，通過酸、鹼、還原條件(例如，氫解)及/或氧化條件除去保護基團。諸如三苯甲基(trityl)、二甲氧基三苯甲基(dimethoxytrityl)、縮醛(acetal)和叔丁基二甲基甲矽烷基(t-butyldimethylsilyl)的基團是酸不穩定的並且用於在Cbz基團保護的氨基存在下保護羧基和羥基反應性部分，其可藉由氫解除去，以及鹼不穩定的Fmoc基團。羧酸和羥基反應性部分在酸鹼穩定但可水解除去之被酸不穩定基團如氨基甲酸叔丁酯(t-butyl carbamate)或氨基甲酸酯(carbamates)阻斷的氨的存在下被鹼不穩定基團阻斷，例如但不限於甲基、乙基和乙醯基。
在一實施例中，羧酸和羥基反應性部分用可水解除去的保護基如苯甲基(benzyl)阻斷，而能與酸形成氫鍵的胺基用鹼不穩定基團如Fmoc阻斷。羧酸反應性部分藉由轉化為本文示例的簡單酯化合物來保護，其包括轉化為烷基酯，或用可氧化除去的保護基如2,4- 二甲氧基芐基(2,4‑dimethoxybenzyl)阻斷，而共存的氨基被氟不穩定的甲矽烷基氨基甲酸酯阻斷。
烯丙基(Allyl)阻斷基團在酸和鹼保護基團存在下是可用的，因為前者是穩定的並且隨後通過金屬或π-酸(pi-acid)催化劑除去。例如，在酸不穩定的氨基甲酸叔丁酯(t-butyl carbamate)或鹼不穩定的乙酸胺保護基存在下，用鈀催化的反應將烯丙基阻斷的羧酸去保護。另一種形式的保護基是與化合物或中間體連接的樹脂。只要殘基附著在樹脂上，該官能團就被阻斷並且不反應。一旦從樹脂脫離，官能團就可以進行反應。
典型的阻斷/保護基可選自：
。
其他保護基，以及適用於產生保護基團及其去除的技術的詳細描述載於Greene&Wut，有機合成的保護基(Protective Groups in Organic Synthesis)，第3版，John Wiley＆Sons，紐約，NY，1999，和Kocienski，保護基(Protective Groups)，Thieme Verlag，紐約，NY，1994，其揭露通過引用併入本文。
在一實施例中，使用半合成方法合成本揭露的化合物。在一個實施例中，使用生物合成途徑合成本揭露的化合物。例如，在一實施例中，化合物通過醯胺合成酶反應環化。
藥物組成物和製劑
本揭露還涵蓋包含本揭露化合物的藥物組成物。在一實施例中，該藥物組成物可用於抑制細菌感染。在一實施例中，藥物組成物可用於克服抗菌抗性。這種藥物組成物可以適於施予個體的形式 由本 揭露 的化合物組成。本揭露之化合物可以生理學上可接受的鹽的形式存在於藥物組成物中，例如如本領域所熟知的，與生理學上可接受的陽離子組合。
合適的組成物和劑型包括，例如，片劑、膠囊、膠囊型錠劑(caplets)、丸劑(pills)、凝膠囊(gel caps)、口含錠(troches)、分散體、懸浮液、溶液、糖漿、顆粒、珠粒、透皮貼劑、凝膠、粉末、小丸(pellets)，糊劑(magmas)，口含錠(lozenge)、乳霜、糊劑(paste)、膏藥(plaster)、乳液(lotion)、圓片、栓劑、用於鼻腔或口服給藥的液體噴霧劑、用於吸入的乾粉或霧化製劑、用於膀胱內給藥的組成物和製劑等。應當理解的是，可用於本發明的製劑和組成物不限於本文所述的具體製劑和組成物。
在一實施例中，可施予可用於實施本揭露內容的方法的藥物組成物以遞送1ng/kg/天至100mg/kg/天(例如，約1ng/kg/天、約10mg/kg/天、約100ng/kg/天、約500ng/kg/天、約1000ng/kg/天、約5000ng/kg/天、約10000ng/kg/天、約50000ng/kg/天、約1mg/kg/天、約10mg/kg/天、約100mg/kg/天，包括其間的所有數值及範圍) 的劑量。在另一實施例中，可施用 可用於實施本 揭露 的藥物組成物 以遞送1ng/kg/天至500mg/kg/天(例如，約1ng/kg/天、約10ng/kg/天、約100ng/kg/天、約500ng/kg/天、約1000ng/kg/天、約5000ng/kg/天、約10000ng/kg/天、約50000ng/kg/天、約1mg/kg/天、約10mg/kg/天、約100mg/kg/天、約200mg/kg/天、約300mg/kg/天、約400mg/kg/天、或約500mg/kg/天，包括其間的所有數值及範圍)的劑量。
揭露的藥物組成物中活性成分、藥學上可接受的載體及任何其他成分的相對量將根據所治療的個體的身份、大小和狀況而變化，並且還取決於組成物被施予的途徑。舉例來說，組成物可包含0.1％至100％(w/w)的活性成分 (例如，約0.1％、約0.5％、約1％、約5％、約10％、約15％、約20％、約25％、約30％、約35％、約40％、約45％、約50％、約55％、約60％、約65％、約70％、約75％、約80％、約85％、約90％、約95％、約96％、約97％、約98％、約99％或約100％，包括其間的所有數值和子範圍)。
可用於本揭露方法的藥物組成物可適用於口服、直腸(rectal)施予，陰道施予(vaginal)、外用、經皮施予(transdermal)、經眼(ophthalmic)施予、鞘內(intrathecal)施予或其它施予途徑。施予途徑對於本領域具有通常知識者而言是顯而易見的，並且取決於包括所治療疾病的類型和嚴重程度、所治療的動物(veterinary)或人類患者的類型和年齡等之任意數量的因素。
本文所述之藥物組成物的製劑可通過藥理學領域已知或以後開發的任何方法製備。通常，此類製備方法包括使活性成分與載體或一種或多種其他輔助成分結合，然後，如果必要或需要，將產品成型或包裝成所需的單劑量或多劑量單位。
如本文所用，「單位劑量(unit dose)」是包含預定量之活性成分的個別(discrete)量的藥物組成物。活性成分的量通常等於給予個體的活性成分的劑量或這種劑量的便利部分量，例如這種劑量的一半或三分之一。單位劑型可為單日劑量或多日劑量中的一種(例如，每天約1至4次或更多次)。當使用多個日劑量時，每個劑量的單位劑型可相同或不同。
儘管本文提供的藥物組成物的描述主要涉及適於對人類進行倫理施予的藥物組成物，但本領域通常知識者將理解，此類組合物通常適於施予各種動物。適於對人施予的藥物組成物的修飾以使組成物適於施予於各種動物是很好理解的，並且具普通技能的獸醫藥理學家可僅通過普通(如果有的話)實驗來設計和進行這種修飾。施予本揭露的藥物組成物的個體預期為包括但不限於人和其他靈長類動物、以及包括商業上相關的哺乳類動物，例如牛、豬、馬、綿羊、貓和狗的哺乳類動物。
在一實施例中，使用一種或多種藥學上可接受的賦形劑或載體配製本揭露的組成物。在一實施例中，本揭露的藥物組成物包含治療有效量的本揭露之化合物和藥學上可接受的載體。可用的藥學上可接受的載體包括但不限於甘油、水、食鹽水、乙醇和其他藥學上可接受的鹽溶液，例如磷酸鹽和有機酸鹽。Remington's的藥物科學(Remington's Pharmaceutical Sciences)(1991，Mack 出版社，紐澤西州)中描述了這些和其他藥學上可接受載體的實例。
載體可為溶劑或分散介質，其包含例如水、乙醇、多元醇(例如甘油、丙二醇和液體聚乙二醇及其類似物)、其合適的混合物和植物油。例如，通過使用諸如卵磷脂(lecithin)的塗層、通過在分散的情況下維持所需的粒徑及通過使用表面活性劑，可保持適當的流動性。可通過各種抗細菌劑和抗真菌劑，例如對羥基苯甲酸酯(parabens)、氯丁醇(chlorobutanol)、苯酚(phenol)、抗壞血酸、乙汞硫柳酸鈉(thimerosal)等來實現預防或減少微生物的作用。在許多情況下，組成物中較佳地包含等滲劑，例如糖、氯化鈉或多元醇如甘露醇和山梨糖醇。可注射組合物的延長吸收可通過在組成物中包括延遲吸收的試劑，例如單硬脂酸鋁(aluminum monostearate)或明膠而實現。
製劑可與常規賦形劑混合使用。藥物製劑可被滅菌，並且如果需要，可與助劑混合，例如潤滑劑、防腐劑、穩定劑、潤濕劑、乳化劑、用於影響滲透壓緩衝液的鹽、著色劑、調味劑及/或芳香物質等。其還可依據需求與其他活性劑(例如其他鎮痛劑)組合。
如本文所用，「額外成分(additional ingredients)」包括但不限於以下一種或多種：賦形劑；表面活性劑、分散劑、惰性稀釋劑、造粒和崩解劑；粘合劑；潤滑劑；甜味劑；調味劑；著色劑；防腐劑；生理可降解的組成物，如明膠；含水載體和溶劑；油性載體和溶劑；懸浮劑、分散劑或潤濕劑、乳化劑、緩和劑；緩衝液；鹽；增稠劑；填料；乳化劑；抗氧化劑；抗生素；抗真菌劑；防腐劑；抗病毒劑；抗凝血劑；穩定劑；和藥學上可接受的聚合或疏水材料。可包括在本揭露 的藥物組成物 中的 其他「額外成分」 是本領域已知的並且描述於例如Genaro，ed.(1985，Remington's的藥物科學，Mack出版社，伊斯頓，賓夕法尼亞州)，其通過引用併入本文。
本發明的組成物可包含佔組成物總重量約0.005％至2.0％的防腐劑。防腐劑用於在暴露於環境中污染物的情況下防止變質。根據本發明可用的防腐劑的實例包括但不限於選自芐醇(benzyl alcohol)、山梨酸(sorbic acid)、對羥基苯甲酸酯(parabens)、咪唑烷基脲(imidurea)及其組合之群組者。具體較佳的防腐劑是約0.5％至2.0％芐醇和0.05％至0.5％山梨酸的組合。
組成物較佳地包含抑制化合物的降解之抗氧化劑和螯合劑。對於部分化合物，較佳的抗氧化劑是BHT、BHA、α-生育酚(alpha-tocopherol)和抗壞血酸，較佳範圍為約0.01％至0.3％，更佳的是為組成物總重量0.03％至0.1％的BHT。較佳地，螯合劑的存在量為組成物總重量的0.01％至0.5％重量。具體較佳的螯合劑包括重量範圍為組合物總重量的約0.01％至0.20％，更佳為0.02％至0.10％的依地酸鹽(edetate salts)(例如乙二胺四乙酸二鈉(disodium edetate))和檸檬酸。螯合劑可用於螯合組成物中可能對製劑的保存期限有害的金屬離子。雖然BHT和乙二胺四乙酸二鈉分別是部分化合物的具體較佳的抗氧化劑和螯合劑，但可如本領域具通常知識者所知的可被其它合適的和等同的抗氧化劑和螯合劑替代。
在部分實施例中，本揭露的藥物組成物(例如，含有治療有效量的一種或多種式(1)及/或(2)的化合物)可被配製為立即釋放製劑、延遲釋放製劑或持續釋放製劑，並且可包含至少一種藥學上可接受的載體、稀釋劑及/或賦形劑。藥學上可接受的載體、稀釋劑或賦形劑包括但不限於任何佐劑、載體、賦形劑、助滑劑、甜味劑、稀釋劑、防腐劑、染料/著色劑、增味劑、表面活性劑、潤濕劑、分散劑、懸浮劑、穩定劑、等滲劑、溶劑或乳化劑。
在一個實施例中，合適的藥學上可接受的載體包括但不限於惰性固體填充劑或稀釋劑和無菌水性或有機溶液。藥學上可接受的載體是本領域具通常知識者所公知的，包括但不限於水性和非水性溶液。藥學上可接受的載體可為水性或非水性溶液、懸浮液和乳液。適用於本申請的非水溶劑的實例包括但不限於丙二醇、聚乙二醇、植物油如橄欖油、和可注射的有機酯如油酸乙酯。適用於本申請的含水載體包括但不限於水、乙醇、醇/水溶液、甘油、乳液或懸浮液，包括食鹽水和緩衝介質。
適用於本申請的液體載體包括但不限於水(部分含有添加劑，例如纖維素衍生物，較佳地為羧甲基纖維素鈉(sodium carboxymethyl cellulose)溶液)、醇(包括一元醇和多元醇，例如乙二醇)及其衍生物、和油(例如分餾的椰子油和花生油(arachis oil))。
適用於本申請的液體載體可用於製備溶液，懸浮液、乳液、糖漿、酏劑(elixirs)和加壓化合物(pressurized compound)。活性成分可溶解或懸浮在藥學上可接受的液體載體中，例如水、有機溶劑、兩者的混合物或藥學上可接受的油或脂肪。液體載體可含有其它合適的藥物添加劑，例如增溶劑、乳化劑、緩衝液、防腐劑、甜味劑、調味劑、懸浮劑、增稠劑、著色劑、粘度調節劑、穩定劑或滲透壓調節劑。
液體懸浮液可使用常規方法製備，以實現活性成分在水性或油性載體中的懸浮。含水載體包括例如水和等滲食鹽水。油性載體包括，例如，杏仁油、油酯(oily esters)、乙醇、植物油如花生油、橄欖油、芝麻油、或椰子油、分餾的植物油、和礦物油，如液體石蠟。液體懸浮液可進一步包含一種或多種額外成分，包括但不限於懸浮劑、分散劑或潤濕劑、乳化劑、緩和劑、防腐劑、緩衝劑、鹽、調味劑、著色劑和甜味劑。油性懸浮液可進一步包含增稠劑。已知的懸浮劑包括但不限於山梨糖醇糖漿、氫化食用脂肪、海藻酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)、黃蓍膠(gum tragacanth)、阿拉伯樹膠(gum acacia)和纖維素衍生物如羧甲基纖維素鈉(sodium carboxymethylcellulose)、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素(hydroxypropylmethylcellulose)。已知的分散劑或潤濕劑包括但不限於，天然存在的磷脂如卵磷脂、烯化氧與脂肪酸、與長鏈脂族醇、與自脂肪酸與己糖醇(hexitol)衍生的偏酯(partial ester)、或與自脂肪酸與己糖醇酐衍生的偏酯(例如，分別為聚氧乙烯硬脂酸酯(polyoxyethylene stearate)、十七烷氧基乙醇(heptadecaethyleneoxycetanol)、聚氧乙烯山梨糖醇單油酸酯(polyoxyethylene sorbitol monooleate)和聚氧乙烯脫水山梨糖醇單油酸酯(polyoxyethylene sorbitan monooleate))縮合的產物。已知的乳化劑包括但不限於卵磷脂和阿拉伯膠。已知的防腐劑包括但不限於，甲基、乙基、或正丙基對-羥苯甲酸甲酯(n-propyl para‑ hydroxybenzoates)、抗壞血酸和山梨酸。已知的甜味劑包括例如甘油、丙二醇、山梨糖醇、蔗糖和糖精。已知的用於油性懸浮液的增稠劑包括例如蜂蠟、硬石蠟和鯨蠟醇。
活性成分在水性或油性溶劑中的 液體溶液可以與液體懸浮液基本相同的方式製備，主要區別在於活性成分是溶解而不是懸浮在溶劑中。如本文所用，「油性(oily)」液體是包含含碳液體分子並且表現出比水更低極性的液體。本揭露的藥物組成物的液體溶液可包含每種關於液體懸浮液描述的組分，應被理解的是懸浮劑不一定有助於活性成分在溶劑中的溶解。含水溶劑包括例如水和等滲食鹽水。油性溶劑包括例如杏仁油、油性酯、乙醇、植物油如花生油、橄欖油、芝麻油或椰子油、分餾植物油和礦物油如液體石蠟。
可用於本揭露的組成物包含至少一種式(1)或式(2)的化合物。本揭露的組成物可用於水乳液，例如乳膠(latexes)、水基塗料(water-based paints)和塗料、填縫劑和粘合劑、膠帶混和料(tape joint compounds)、礦物漿料、水冷卻系統、個人護理產品、肥皂和洗滌劑、消毒劑、清潔劑、消毒劑、殺蟲劑產品、油田水(oilfield water)和用於油田應用的包括鑽井泥漿，壓裂液和水壓試液等的水基流體。在一實施例中，該組成物是抗微生物組成物。在一實施例中，該組成物是防腐劑。
適於在本申請中使用的固體載體包括但不限於，非活性的物質例如乳糖、澱粉、葡萄糖、甲基纖維素、硬脂酸鎂、磷酸二鈣、甘露糖醇及其類似物。固體載體還可包括一種或多種用作調味劑、潤滑劑、增溶劑、懸浮劑、填充劑、助滑劑、壓縮助劑、粘合劑或片劑崩解劑的物質；其也可為一種封裝材料。在粉末中，載體可以與細碎的活性化合物混合之細碎的固體。在片劑中，活性化合物被與具有適當比例的必要壓縮特性的載體混合，並被壓製成所需的形狀和大小。粉末和片劑可含有高達99％的活性化合物。合適的固體載體包括，例如磷酸鈣、硬脂酸鎂、滑石、糖、乳糖、糊精、澱粉、明膠、纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、低熔點蠟和離子交換樹脂。片劑可通過壓縮或模塑製成，任選地含有一種或多種輔助成分。壓縮片劑可通過在合適的機器中壓制自由流動形式的活性成分如粉末或顆粒，任選地與粘合劑(例如聚乙烯吡咯烷酮(povidone)、明膠、羥丙基甲基纖維素)、潤滑劑、惰性稀釋劑、防腐劑、崩解劑(例如，羥基乙酸澱粉鈉、交聯聚乙烯吡咯烷酮、交聯羧甲基纖維素鈉)、表面活性劑或分散劑混合來製備。模製片劑可通過在合適的機器中模製用惰性液體稀釋劑潤濕的粉末化合物的混合物來製備。片劑可任選地被包衣或刻痕，並且可配製成使其中使用的活性成分例如不同比例的羥丙基甲基纖維素延遲或控制釋放以提供所需的釋放曲線。片劑可任選地具有腸溶包衣，以提供除胃之外的腸道部分的釋放。
可根據需要而使用本領域已知的常規技術與崩解劑、稀釋劑、造粒劑、潤滑劑、粘合劑及其類似物混合為適用於本申請的載體。如本領域通常已知的，載體也可使用不與化合物產生有害反應的方法滅菌。
稀釋劑可被添加到本文所述的製劑中。稀釋劑增加固體藥物組成物及/或組合的體積，並且可以使含有組成物及/或組合的藥物劑型更易於讓患者和護理人員處理。在各種實施例中，用於固體組成物的稀釋劑包括，例如，微晶纖維素(例如AVICEL)、微細纖維素、乳糖、澱粉、預膠化澱粉、碳酸鈣、硫酸鈣、糖、葡聚醣(dextrate)、糊精、葡萄糖(dextrose)、磷酸氫鈣二水合物(dibasic calcium phosphate dihydrate)、三鹼基磷酸鈣、高嶺土、碳酸鎂、氧化鎂、麥芽糖糊精、甘露醇、聚甲基丙烯酸酯(例如EUDRAGIT(r))、氯化鉀、粉末狀纖維素、氯化鈉、山梨糖醇和滑石、及/或任何前述物質的混合物。具體實例：微晶纖維素包括以商標Avicel(FMC Corp.，費城，賓夕凡尼亞)出售的那些，例如，AvicelTM pH101，AvicelTM pH102和AvicelTM pH112；乳糖包括乳糖一水合物、無水乳糖和Pharmatose DCL21；二元磷酸鈣包括Emcompress。
當壓力減輕時，潤滑劑用於促進片劑製造、促進粉末流動及防止顆粒頂裂(capping)(即，顆粒破裂)。可用的潤滑劑為硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸、甘油山崳酸酯(glyceryl behenate)、滑石、膠體二氧化矽如AerosilTM 200、礦物油(在PEG中)、氫化植物油(例如，由氫化和精製的硬脂酸甘油三酯和棕櫚酸組成))、及其組合。
粘合劑用於賦予片劑內聚性質，從而確保片劑或片劑層在壓縮後保持完整。合適的粘合劑材料包括但不限於澱粉(包括玉米澱粉和預膠化澱粉)、明膠、糖)包括蔗糖、葡萄糖、葡萄糖(dextrose)和乳糖)、聚乙二醇、聚乙烯醇、蠟和天然及合成樹膠，例如，阿拉伯樹膠海藻酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、纖維素聚合物(包括羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、微晶纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素等)、和Veegum、及其組合。聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)的實例包括聚乙烯吡咯烷酮(povidone)、共聚乙烯吡咯烷酮(copovidone)和交聚乙烯吡咯烷酮(crospovidone)。
填料包括例如二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁、滑石、高嶺土、粉狀纖維素、微晶纖維素、尿素、氯化鈉、以及醣類或其組合。任何合適的醣類可用於本發明的組成物中。如本文所用，本發明中使用的「醣類(saccharides)」包括糖醇、單醣、雙糖和寡聚醣。示例性糖醇包括但不限於木糖醇、甘露醇、山梨糖醇、赤蘚糖醇、乳糖醇、戊糖醇和己糖醇。示例性的單醣包括但不限於葡萄糖、果糖、醛糖和酮糖。示例性的雙糖包括但不限於蔗糖、異麥芽酮糖醇(isomalt)、乳糖、海藻糖(trehalose)和麥芽糖。示例性的寡聚醣包括但不限於寡聚果糖、菊糖(inulin)、半乳糖-寡聚醣和甘露聚醣-寡聚醣。在部分實施例中，醣類是山梨糖醇、甘露糖醇或木糖醇。在部分實施例中，醣類是山梨糖醇。在部分實施例中，醣類是蔗糖。
崩解劑用於促進片劑的崩解，從而相對於溶解速率增加侵蝕速率，並且通常是澱粉、粘土、纖維素、藻酸、樹膠或交聯聚合物(例如，交聯聚乙烯吡咯烷酮(crosslinked polyvinyl pyrrolidone))。合適的崩解劑的其他非限制性實例包括，例如，輕度交聯的聚乙烯吡咯烷酮、玉米澱粉、馬鈴薯澱粉、玉米澱粉和改性澱粉、交聯羧甲基纖維素鈉(croscarmellose sodium)、交聚乙烯吡咯烷酮、羥基乙酸澱粉鈉、以及它們的組合及混合物。
本發明的藥物製劑可通過本領域中任何熟知的方法，如混合、溶解、造粒、製糖衣、研磨、乳化、包封、包埋或凍乾方法來製備。如上所述，本揭露的 組成物可包含一種或多種藥學上可接受的載體，例如促成活性分子加工成藥物製劑的賦形劑和佐劑。
在本揭露的 一些實施例中，藥物組成物可製備為口服製劑。對於口服施予，可通過將活性化合物與本領域已知的藥學上可接受的載體組合來容易地配製化合物。這些載體使得本文揭露的化合物可配製成用於讓個體口服攝取的片劑、丸劑、糖衣丸、膠囊、液體、凝膠、糖漿、漿液、懸浮液及其類似物。用於口服的藥物組成物可作為固體賦形劑得到，任選地研磨所得之混合物，並且如果需要，在加入合適的佐劑後加工顆粒混合物，以獲得片劑或糖衣丸核心。這種口服藥物組成物也可通過研磨或熔融擠製來製備。合適的賦形劑可為本文公開的任何賦形劑，特別是如糖的填充劑，包括乳糖、蔗糖、甘露糖醇或山梨糖醇；纖維素製劑，例如玉米澱粉、小麥澱粉、大米澱粉、馬鈴薯澱粉、明膠、黃蓍膠、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉和/或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的製劑。此外，可使用崩解劑，例如交聯聚乙烯吡咯烷酮、瓊脂或海藻酸或其鹽，例如海藻酸鈉。潤濕劑可被加入，例如十二烷基硫酸鈉等。
在部分實施例中，將一種或多種式(1)和/或(2)的化合物與賦形劑組合以形成包含活性物質的核心(活性核心)，從而形成固體劑型。在部分實施例中，活性核心可包含惰性顆粒，例如具有合適平均粒度的糖球。在一實施例中，非活性核心可為糖球、纖維素球、球狀二氧化矽珠、緩衝晶體或包封的緩衝晶體，例如碳酸鈣、碳酸氫鈉、延胡索酸(fumaric acid)、酒石酸等。緩衝晶體可用於改變微環境。或者，根據其他實施例，含藥微粒或丸劑可通過旋轉造粒、高剪切造粒和擠製-滾圓或壓縮藥物(如迷你片(mini-tablet)，例如，直徑約2mm或更大)、聚合物粘合劑和任選的填料/稀釋劑製備。
在部分實施例中，糖衣丸核心可具有合適的塗層。為此目的，可使用濃縮糖溶液，其可以任選地含有阿拉伯樹膠、滑石、聚乙烯吡咯烷酮、卡伯波凝膠(carbopol gel)、聚乙二醇及/或二氧化鈦、漆(lacquer)溶液和合適的有機溶劑或溶劑混合物。可將染料或顏料加入片劑或糖衣丸包衣中以辨識或表徵活性化合物劑量的不同組合。
在部分實施例中，本文所述的藥物組成物包含一種或多種延遲釋放組分如本文所用，「延遲釋放」是指基本上防止口服施予後在限定的一段時間內 釋放(意指釋放不超過約5-10％)的活性物質的藥物製劑。在部分實施例中，延遲釋放基本上防止活性劑在口服施予後至少30分鐘，例如35分鐘、40分鐘、45分鐘、50分鐘、55分鐘、60分鐘、65分鐘、70分鐘、75分鐘、80分鐘、85分鐘、90分鐘、95分鐘、100分鐘、105分鐘、110分鐘、115分鐘、120分鐘、3小時、4小時、5小時、6小時或更長時間釋放。
在部分實施例中，通過用一種或多種合適的延遲釋放聚合物(也稱為控制釋放聚合物或速率控制聚合物)適當地塗覆含藥物的組分或將藥物包埋在包含一種或多種基質中來實現延遲釋放。合適的延遲釋放聚合物包括藥學上可接受的非水溶性聚合物(也稱為疏水聚合物)、藥學上可接受的水溶性聚合物(也稱為親水聚合物)、藥學上可接受的胃溶聚合物、藥學上可接受的腸溶聚合物，以及其組合。
藥學上可接受的非水溶性聚合物的非限制性實例包括丙烯酸類聚合物、甲基丙烯酸聚合物、丙烯酸類共聚物、例如以商品名EUDRAGIT® (L、RL、RS和NE30D型)取得的甲基丙烯酸-丙烯酸乙酯共聚物和它們各自的酯、玉米醇溶蛋白(zein)、蠟、蟲膠和氫化植物油、纖維素衍生物，如乙基纖維素、乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素及其類似物。
藥學上可接受的水溶性聚合物的非限制性實例包括N-乙烯基內醯胺的均聚物和共聚物，包括N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物和共聚物，例如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、N-乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯或丙酸乙烯酯的共聚物、纖維素酯和纖維素醚，特別是甲基纖維素和乙基纖維素、羥烷基纖維素(hydroxyalkylcelluloses)，特別是羥丙基纖維素(hydroxypropylcellulose)、羥烷基烷基纖維素(hydroxyalkylalkylcelluloses)和羥丙基甲基纖維素(hydroxypropylmethylcellulose)、鄰苯二甲酸纖維素(cellulose phthalates)、琥珀酸酯(succinates)，丁酸酯(butyrates)或偏苯三酸酯(trimellitates)、特別是鄰苯二甲酸乙酸纖維素(cellulose acetate phthalate)、鄰苯二甲酸羥丙基甲基纖維素(hydroxypropylmethylcellulose phthalate)、琥珀酸羥丙基甲基纖維素(hydroxypropylmethylcellulose succinate)和乙酸琥珀酸羥丙基甲基纖維素(hydroxypropylmethylcellulose acetate succinate)；高分子量聚環氧烷(polyalkylene oxides)如聚環氧乙烷(polyethylene oxide)和聚環氧丙烷(polypropylene oxide)、環氧乙烷和環氧丙烷的共聚物、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸/丙烯酸乙酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸2-二甲氨基乙酯(/2-dimethylaminoethyl methacrylate)共聚物、聚(羥烷基丙烯酸酯)(poly(hydroxyalkyl acrylates))、聚(甲基丙烯酸羥烷基酯)(poly(hydroxyalkyl methacrylates))、聚丙烯醯胺(polyacrylamides)、乙酸乙烯酯(vinyl acetate)聚合物如乙酸乙烯酯和巴豆酸(crotonic acid)的共聚物、部分水解的聚乙酸乙烯酯(也稱為部分皂化的「聚乙烯醇」)、聚乙烯醇、聚乙二醇寡聚物和多醣如角叉菜膠(carrageenans)、半乳甘露聚醣(galactomannans)和黃原膠(xanthan gum)，或其一種或多種的混合物。
胃溶性聚合物的非限制性實例包括：麥芽糊精(maltrin)、以商品名EUDRAGIT®(E100或EPO型)取得的氨基烷基甲基丙烯酸酯共聚物(aminoalkyl methacrylate copolymer)、聚乙烯醇縮乙醛二乙基氨基乙酸酯(polyvinylacetal diethylaminoacetate)，例如可從Sankyo有限公司，東京(日本)取得的AEA®等。
腸溶聚合物的非限制性實例包括羧甲基乙基纖維素(carboxymethylethylcellulose)、乙酸鄰苯二甲酸纖維素(cellulose acetate phthalate)(CAP)、乙酸琥珀酸纖維素(cellulose acetate succinate)、鄰苯二甲酸甲基纖維素(methylcellulose phthalate)、鄰苯二甲酸羥甲基乙基纖維素(hydroxymethylethylcellulose phthalate)、鄰苯二甲酸羥丙基甲基纖維素(hydroxypropylmethylcellulose phthalate)(HPMCP)、乙酸琥珀酸羥丙基甲基纖維素(hydroxypropylmethylcellulose acetate succinate)(HPMCAS)、鄰苯二甲酸聚乙烯醇酯(polyvinyl alcohol phthalate)、鄰苯二甲酸聚乙烯酯(polyvinyl butyrate phthalate)、聚乙烯鄰苯二甲酸縮醛(polyvinyl acetal phthalate)(PVAP)、乙酸乙烯酯/馬來酸酐的共聚物、乙烯基丁醚/馬來酸酐的共聚物，苯乙烯/馬來酸單酯的共聚物、丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸的共聚物、苯乙烯/丙烯酸的共聚物、丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸/丙烯酸辛酯的共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯的共聚物、六氫鄰苯二甲酸羥丙基甲基纖維素(cellulose acetate hexahydrophthalate)、鄰苯二甲酸羥丙基甲基纖維素(hydroxypropyl methylcellulose hexahydrophthalate)、鄰苯二甲酸羥丙基纖維素(hydroxypropyl methylcellulose phthalate)、馬來酸乙酸纖維素(cellulose acetate maleate)、偏苯三酸乙酸纖維素(cellulose acetate trimellitate)、乙酸丁酸纖維素、乙酸丁酸纖維素(acetate propionate)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸酯聚合物(酸值300至330，也稱為EUDRAGIT L)，甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯-氯三甲基銨甲基丙烯酸乙酯共聚物等，以及包含一種的組合或更多上述腸溶聚合物。其他實例包括天然樹脂，例如蟲膠、SANDARAC、柯巴脂(copal collophorium)、以及包含一種或多種前述聚合物的組合。腸溶聚合物的其他實例包括帶有羧基的合成樹脂。本文所用的術語「腸溶聚合物」定義為當在腸溶衣製劑中使用時，在pH小於約5的酸性條件下基本上不溶及/或基本穩定，且基本上在pH約為5或更高的條件下是可溶或可分解的聚合物質。
親水性聚合物的非限制性實例包括羥丙基纖維素(HPC)、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、聚環氧乙烷、羧甲基纖維素鈉及其類似物或其組合。
在部分實施例中，延遲釋放包衣可包含基於聚合物塗層的總重量約40重量％至約95重量％的任何上文列出的藥學上可接受的聚合物(例如，約45％、約50％、約55％、約60％、約65％、約70％、約75％、約80％、約85％、約90％、包括其間的所有數值和子範圍)和約5wt％至約60wt％的增塑劑(例如，約10％、約15％、、約20％、約25％、約30％、約35％、約40％、約45％、約50％、約55％，包括其間的所有數值和子範圍)。成分的相對比例，特別是腸溶聚合物與增塑劑的比例可根據藥物製劑領域的通常知識者已知的方法而變化。
在部分實施例中，延遲釋放是滲透系統。滲透系統是具有半透性外膜和一個或多個開口的核心。半透膜對式(1)及/或(2)化合物是不可滲透的，但允許水通過滲透從外部進入滲透系統。當核心通過身體時，水通過滲透被吸收通過半透膜，並且所產生的滲透壓用於推動活性藥物通過核心中的開口。 藥物釋放和釋放速率的總量可通過適當地選擇開口(一個或多個)的厚度和所述半透膜的孔隙率、所述核心的組成物的數量和尺寸來控制。例如，在以下出版物中描述了配方態樣、施予形式和有關製備過程的信息：
單室系統(基本滲透泵)和雙室系統(推拉系統)都適用於此處描述的延遲釋放組分。在實施例中，滲透釋放系統的殼體包括單室系統或半透膜的雙室系統。殼體材料的非限制性實例包括乙酸纖維素或乙酸纖維素和聚乙二醇的混合物。
在部分實施例中，滲透性單室系統的核心包含親水性水可溶脹聚合物，例如黃原膠。這是一種陰離子雜多醣，其係以Rhodigel®(Rhodia生產)的名稱可商購獲得。其可以基於核心成分的總質量的約20％至約50％(例如，約25％、約30％、約35％、約40％、約45％，包括其間的所有數值和子範圍)的量存在。
核心的另一種成分可為乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物。該共聚物是本領域已知的，並且可以任何所需的單體混合比製備。這種共聚物的非限制性實例是Kollidon® VA64(由BASF生產)。其通常具有通過光散射測量得到的約45000至約70000的重均分子量(Mw)。核心中乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物的量可以是基於核心成分總質量的10至30％(例如，約15％、約20％、約25％，包括其間的所有數值和子範圍)。
在部分實施例中，親水可溶脹聚合物可在適當處存在於核中。親水性可溶脹聚合物的非限制性實例包括例如羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉(sodium carboxymethylcellulose)、羧甲基澱粉鈉、聚丙烯酸及其鹽。
可用作水可溶脹物質的合適物質包括，例如，低取代的羥丙基纖維素，例如L-HPC；交聯聚乙烯吡咯烷酮(PVP-XL)，例如Kollidon® CL和Polyplasdone® XL；交聯羧甲基纖維素鈉，例如，Ac-di-sol、Primellose®；羥基乙酸澱粉鈉，例如，Primojel®；羧甲基纖維素鈉，例如Nymcel ZSBlO®；羧甲基澱粉鈉，例如，Explotab®；離子交換樹脂，例如Dowex®或Amberlite®；微晶纖維素，例如，Avicel®；澱粉和預膠化澱粉，例如Starch1500®、SepistabST200®；福馬林-酪蛋白(formalin-casein)，例如Plas-Vita®、和包含一種或多種前述水可溶脹物質的組合。
額外在核心中適當存在的滲透活性添加劑是例如藥學上可接受的水溶性物質，例如藥典或「Remington藥物科學」(1985)第17版，由Alfonso R. Gennaro編輯，Mack出版社，伊斯頓，賓夕凡尼亞中提到的水溶性賦形劑。其出於所有目的，以引用的方式整體併入本文。特別是可以使用在水中具有高溶解度的無機或有機酸的水溶性鹽或非離子有機物質，例如碳水化合物，尤其是糖、糖醇或氨基酸。例如，滲透性活性添加劑可選自無機鹽，例如鹼金屬或鹼土金屬例如鋰、鈉、鉀、鎂、鈣的氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽和碳酸氫鹽、和磷酸鹽、磷酸氫鹽或磷酸二氫鹽、乙酸鹽、琥珀酸鹽、苯甲酸鹽、檸檬酸鹽或其抗壞血酸鹽。此外，可以使用戊糖，例如阿拉伯糖、核糖或木糖，己糖例如葡萄糖、果糖、半乳糖或甘露糖，二糖例如蔗糖、麥芽糖或乳糖，或三糖例如棉子糖。水溶性氨基酸包括甘氨酸、亮氨酸、丙氨酸或甲硫氨酸。根據本發明具體較佳地使用氯化鈉。滲透性活性添加劑較佳地以基於核心成分的總質量的10至30％的量存在。
可適當地存在於核心中的藥學上可接受的賦形劑包括例如緩衝物質如碳酸氫鈉，粘合劑如羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素及/或聚乙烯吡咯烷酮，潤滑劑如硬脂酸鎂，潤濕劑如十二烷基硫酸鈉(sodium lauryl sulfate)及/或流動調節劑如膠體二氧化矽。
滲透性雙室系統的核心中使用的滲透活性添加劑可與上述單室系統的情況相同。
在部分實施例中，延遲釋放組分是基質。如本文所用，術語「基質(matrix)」是指為實現藥物的延遲釋放而將藥物包埋或分散在水溶性、非水溶性或親水性聚合物或親脂性物質中的組成物。藥物釋放的機制通常涉及藥物通過粘性凝膠層或曲折通道之擴散；及/或通過漸進侵蝕或降解聚合物的藥物溶解。在部分實施例中，基質包含可溶脹/可溶蝕的聚合物，例如與水接觸的親水聚合物形成高粘度的凝膠。在其他實施例中，基質包含非水溶性聚合物或親脂性聚合物。
例如，基質的製備可使用一種或多種親水聚合物(例如，羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、聚環氧乙烷)、一種或多種親脂性材料(例如，巴西棕櫚蠟、硬化蓖麻油、硬化菜籽油、聚甘油脂肪酸)酯、及/或利用一種或多種延遲釋放聚合物(例如，纖維素聚合物，例如乙基纖維素；丙烯酸共聚物，例如甲基丙烯酸氨基烷基酯共聚物RS[Eudragit RS(商品名，Degussa Co.)]，丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物懸浮液[Eudragit NE(商品名，Degussa Co.)]包覆片劑或顆粒。
在這些實施例中，延遲釋放組分是包含一種或多種親水聚合物的基質。親水聚合物的粘度是使用布魯克菲爾德(Brookfield)粘度計在20℃下在2重量％水溶液中測量到之例如約1mPa·s至約200000mPa·s，或約4mPa·s至約120000mPa·s，或約4mPa·s至約5000mPa·s。通過適當地選擇親水聚合物的粘度，可改變活性物質從基質中釋放的持續時間。
合適的親水聚合物的非限制性實例包括羥丙基纖維素(HPC)，例如HPC-SSL(商品名，由NIPPON SODA CO.製造，在20℃下2重量％水溶液的粘度：2.0-2.9mPa·s)、HPC-SL(商品名，由NIPPON SODA CO.製造，在20℃下2重量％水溶液的粘度：3.0-5.9mPa·s)、HPC-L(商品名，由NIPPON SODA CO.製造，在20℃下2重量％水溶液的粘度：6.0-10.0mPa·s)、HPC-M(商品名，由NIPPON SODA CO.製造，在20℃下2重量％水溶液的粘度：150-400mPa·s)、HPC-H(商品名，由NIPPON SODA CO.製造，在20℃下2重量％水溶液的粘度：1000-4000mPa·s)；羥丙基甲基纖維素如Metolose SB-4(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量％水溶液的黏度：約4mPa·s)、TC-5RW(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.，在20℃下的2重量％水溶液的粘度：約6mPa·s)、TC-5S(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約15mPa·s)、Metolose 60SH-50(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約50mPa·s)、Metolose 65SH-50(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約50mPa·s)、Metolose 90SH-100(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約100mPa·s)、Metolose 90SH-100S(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約100mPa·s)、Metolose 65SH-400(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約400mPa·s)、Metolose 90SH-400(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.。製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約400mPa·s)、Metolose 65SH-1500(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約1500mPa·s)、Metolose 60SH-4000(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約4000mPa·s)、Metolose 65SH-4000(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約4000mPa·s、Metolose 90SH-4000(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約4000mPa·s)、Metolose 90SH-4000SR(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約4000mPa·s)、Metolose 90SH-30000(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約30000mPa·s)、Metolose 90SH-100000(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約100000mPa·s)、Metolose 90SH-100000SR(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約100000mPa·s)；甲醇纖維素如Metolose SM15(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造；在20℃下2重量%水溶液的粘度：約15mPa·s)、Metolose SM25(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約25mPa·s)、Metolose SM100(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約100mPa·s)、Metolose SM400(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約400mPa·s)、Metolose SM1500(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約1500mPa·s)、Metolose SM4000(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約4000mPa·s)、Metolose SM8000(商品名，由Shin-Etsu Chemical CO.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：約8000mPa·s)；聚乙烯氧化物如WSR N-12K(商品名，Union Carbide Co.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：400-800mPa·s)、WSR N-60K(商品名，Union Carbide Co.製造，在20℃下2重量%水溶液的粘度：2000-4000mPa·s)、WSR 301(商品名，Union Carbide Co.製造，在25℃下1重量%水溶液的粘度：1500-4500mPa·s)、WSR Coagulant(商品名，Union Carbide Co.製造，在25℃下1重量%水溶液的粘度：4500-7500mPa·s)oagulant(商品名，Union Carbide Co.製造，在25℃下1重量%水溶液的粘度：4500-7500mPa·s)、WSR 303(商品名，由Union Carbide Co.製造，在25℃下1重量%水溶液的粘度：7500-10000mPa·s、WSR 308(商品名，Union Carbide Co.製造，在25℃下1重量%水溶液的粘度：10000-15000mPa·s)；羧甲基纖維素鈉如Sunrose F-150MC(商品名，由Nippon Paper Industries Co.製造，在25℃下1重量%水溶液的粘度：1200-1800mPa·s)、Sunrose F-300MC(商品名，由Nippon Paper Industries Co.製造，在25℃下1重量%水溶液的粘度：2500-3000mPa·s)，Sunrose F-1000MC(商品名，由Nippon Paper Industries Co.製造，在25℃下1重量%水溶液的粘度：8000-12000mPa·s)；及其類似物或其組合。
親水基質可進一步含有pH依賴性聚合物。術語「pH依賴性(pH-dependent)」是指在特定pH下釋放活性物質的聚合物。合適的pH依賴性聚合物的非限制性實例包括鄰苯二甲酸羥丙基甲基纖維素(hydroxypropyl methylcellulose phthalate)、鄰苯二甲酸乙酸纖維素(cellulose acetate phthalate)、羧甲基乙基纖維素(carboxymethyl ethyl cellulose)、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物(methyl methacrylate-methacrylic acid copolymer)、甲基丙烯酸-丙烯酸乙酯共聚物(methacrylic acid-ethyl acrylate copolymer)、丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸三甲基銨甲基丙烯酸酯共聚物(ethyl acrylate-methyl methacrylate-trimethylammoniumethyl methacrylate chloride copolymer)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物(methyl methacrylate-ethyl acrylate copolymer)、甲基丙烯酸-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(methacrylic acid-methyl acrylate-methyl methacrylate copolymer)、乙酸琥珀酸羥丙基纖維素(hydroxypropyl cellulose acetate succinate)、鄰苯二甲酸聚乙酸乙烯酯(polyvinyl acetate phthalate)及其類似物及其組合。
在部分實施例中，將藥物組成物配製為持續釋放製劑，例如通過將額外的聚合物適當地整合到組成物中，或作為核心上的包衣(例如，丸劑或顆粒)。可用於此目的的聚合物可為但不限於乙基纖維素；羥丙基甲基纖維素；羥丙基纖維素；羥乙基纖維素；羧甲基纖維素；甲基纖維素；硝酸纖維素；Eudragit R；Eudragit RS；和Eudragit RL；卡伯波(Carbopol)；聚環氧乙烷或分子量超過8,000道爾吞的聚乙二醇。在部分實施例中，這些聚合物存在的濃度為約4-20w/w％(例如，約4、約5、約6、約7、約8、約9、約10、約11、約12、約13、約14、約15、約16、約17、約18、約19或約20％ w/w％)。持續釋放聚合物可與上述延遲釋放組分組合。
在本揭露內容中可用的組成物可進一步包含至少一種額外的抗微生物劑。所述至少一種額外的抗微生物劑的非限制性實例是左旋氧氟沙星(levofloxacin)、去氧羥四環素(doxycycline)、新黴素(neomycin)、克林達黴素(clindamycin)、米諾四環素(minocycline)、健他黴素(gentamycin)、利福平(rifampin)、洛赫西定(chlorhexidine)、氯二甲酚(chloroxylenol)、甲基異噻嗪酮(methylisothizolone)、瑞香酚(thymol)、α-萜品醇(α-terpineol)、氯化十六烷基吡啶(cetylpyridinium chloride)、六氯酚(hexachlorophene)、三氯沙(triclosan)、硝基呋喃妥因(nitrofurantoin)、紅黴素(erythromycin)、萘夫西林(nafcillin)、頭孢若林(cefazolin)、亞胺培南(imipenem)，氮烯內醯胺(astreonam)，健它黴素(gentamicin)、磺基甲異噁唑(sulfamethoxazole)、萬古黴素(vancomycin)、賽普沙星(ciprofloxacin)、甲氧芐啶(trimethoprim)、利福平(rifampin)、甲硝唑(metronidazole)、氯林絲菌素(clindamycin)，替考拉寧(teicoplanin)、莫匹羅星(mupirocin)、亞藥索黴素(azithromycin)、克羅利黴素(clarithromycin)、ofoxacin、洛美沙星(lomefloxacin)、諾氟沙星(norfloxacin)、口奈啶酮酸(nalidixic acid)、司帕沙星(sparfloxacin)、培氟沙星(pefloxacin)、氨氟沙星(amifloxacin)、加替沙星(gatifloxacin)、莫西沙星(moxifloxacin)、吉米沙星(gemifloxacin)、依諾沙星(enoxacin)、氟羅沙星(fleroxacin)、米諾四環素(minocycline)、linexolid、替馬沙星(teffloxacin)、妥舒沙星(tosufloxacin)、克林沙星(clinafloxacin)、舒巴坦(sulbactam)、克拉維酸(clavulanic acid)、雙性黴素B(amphotericin B)、氟康唑(fluconazole)、艾妥可那唑(itraconazole)、克多可那挫(ketoconazole)、制黴素(nystatin)、青黴素(penicillins)、頭孢菌素(cephalosporins)、碳青黴烯類(carbepenems)、β-內醯胺類抗生素(beta-lactams antibiotics)、氨基糖苷類(aminoglycosides)、巨環內酯(macrolides)、林可醯胺類(lincosamides)、醣肽(glycopeptides)、四環黴素(tetracylines)、氯黴素(chloramphenicol)、喹諾酮類(quinolones)、呋喃西林類(fucidines)、磺胺類(sulfonamides)、甲氧苄啶類(trimethoprims)、利福黴素類(rifamycins)、草醯胺類(oxalines)、鏈陽性菌素類(streptogramins)、脂肽類(lipopeptides)、酮內酯類(ketolides)、多烯類(polyenes)、唑類(azoles)、棘白菌素類(echinocandines)及其任意組合。
在實施例中，本揭露的化合物和至少一種額外的抗微生物劑協同地發生作用以預防、減少或治療細菌感染。協同效應可例如使用合適的方法例如Sigmoid-Emax 方程(Holford＆Scheiner，19981，Clin. Pharmacokinet 6：429-453)，Loewe加性方程(equation of Loewe additivity)(Loewe＆Muischnek，1926，Arch. Exp. Pathol Pharmacol. 114：313-326)和中值效應方程(median-effect equation)(Chou＆Talalay，1984，Adv. Enzyme Regul.22：27-55)計算。可將上面提到的每個方程式應用於實驗數據以生成相應的圖以幫助評估藥物組合的效果。與上述方程式相關的對應圖分別是濃度-效應曲線、等抑制曲線圖(isobologram curve)和合併指數曲線(combination index curve)。
醫療裝置
本揭露預期將醫療裝置應用於或包覆本揭露內容中可用的組成物。醫療裝置的非限制性實例包括一次性或永久性導管(例如，中心靜脈導管、透析導管、長期隧道式中心靜脈導管、短期中心靜脈導管、動脈導管、外周插入的中央導管、外周靜脈導管、肺動脈Swan-Ganz導管、導尿管和腹膜導管、引流導管)、長期泌尿器、組織結合泌尿器、血管移植物、血管導管口、傷口引流管、心室導管、腦積水分流心臟瓣膜、心臟輔助裝置(例如，左心室輔助裝置)、起搏器膠囊、失禁裝置、陰莖植入物、小型或臨時關節置換物、尿擴張器(urinary dilator)、插管、彈性體、水凝膠、手術器械、牙科器械、管(例如，靜脈注射管、呼吸管、牙科水管、牙科排水管和飼管)、織物、紙張、指示條(如紙指示條或塑料指示條)、粘合劑(例如，水凝膠粘合劑、熱熔粘合劑或溶劑基粘合劑)、繃帶、整形外科植入物和醫學領域中使用的任何其他裝置。
醫療裝置還包括可插入或植入人類或其他動物的任何裝置，或放置在插入或植入部位(例如插入或植入部位附近的皮膚)的任何裝置，並且包括易受藉由微生物及/或生物膜包埋的微生物拓殖的至少一個表面。本揭露內容亦所考慮者為預期或必要性地防止微生物和/或生物膜包埋的微生物在醫療裝置的至少一個表面上生長或增殖，或從醫療裝置的至少一個表面例如手術室、急診室、醫院病房、診所和浴室中的設備的表面去除或清除微生物和/或生物膜的任何其他表面。在一個具體實施例中，將組成物整合到粘合劑(例如膠帶)中，從而提供可防止或減少微生物和/或生物膜包埋的微生物在粘合劑的至少一個表面上的生長或增殖。
可植入醫療裝置包括可使用內窺鏡檢查微生物和/或生物膜包埋的微生物的污染或感染的整形外科植入物。可插入的醫療裝置包括可在沒有諸如內窺鏡檢查的侵入性技術的情況下進行檢查的導管和分流器。醫療裝置可由本領域具通常知識者已知的任何合適的金屬材料或非金屬材料製成。金屬材料的實例包括但不限於鈦鋁釩合金(tivanium)、鈦和不銹鋼、以及它們的衍生物或組合。非金屬材料的實例包括但不限於熱塑性或聚合物材料，例如橡膠、塑料、聚酯、聚乙烯、聚氨酯、矽酮(silicone)、Gortex®(聚四氟乙烯)、Dacron®(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，Teflon®(聚四氟乙烯)、乳膠、彈性體和用明膠、膠原蛋白或白蛋白及其衍生物或組合密封的Dacron®。醫療裝置包括至少一個用於施加生物膜穿透組成物的表面。在一實施例中，將生物膜穿透組合物應用於整個醫療裝置。
方法
在一態樣中，本揭露內容提供了預防或減少微生物生長或增殖的方法。在一實施例中，該方法包括使微生物與包含本揭露化合物的組成物接觸。
在一實施例中，微生物是細菌。在一實施例中，細菌包括如下至少11個不同的組：(1)革蘭氏陽性(革蘭氏陽性(gram+))細菌，其中有兩個主要的細分：(1)高G+C組(放線菌(Actinomycetes )、 分枝桿菌(Mycobacteria )、 微球菌(Micrococcus )及其他) (2)低G+C組(芽孢桿菌屬(Bacillus )、 梭菌類(Clostridia )、 乳酸桿菌屬(Lactobacillus )、 葡萄球菌属(Staphylococci )、 鏈球菌(Streptococci )、 黴漿菌屬(Mycoplasmas ))；(2)變形菌門(Proteobacteria)，例如，紫色光合作用+非光合作用革蘭氏陰性細菌(包括大多數「常見的(common)」革蘭氏陰性細菌)；(3) 藍細菌(Cyanobacteria)，例如產氧光自營生物(oxygenic phototrophs)；(4)螺旋體(Spirochetes)及相關物種；(5)浮黴狀菌屬(Planctomyces)；(6擬桿菌(Bacteroides)、產黃菌屬(Flavobacteria)；(7)披衣菌屬(Chlamydia)； (8)綠色硫細菌；(9)綠色非硫細菌(也是厭氧光自營生物(anaerobic phototrophs))；(10)抗輻射微球菌(Radioresistant micrococci)和其相關種；(11)熱袍菌屬(Thermotoga)和Thermosipho嗜熱菌(Thermosipho thermophiles)。
在一實施例中，細菌包括球菌、非腸桿菌(nonenteric rods)、腸桿菌(enteric rods)、非孢子桿菌(nonsporulating rods)和孢子桿菌(sporulating rods)。在一實施例中，細菌包括，例如，奈瑟氏菌屬(Neisseria )、螺菌屬(Spirillum )、巴氏桿菌屬(Pasteurella )、布氏桿菌屬(Brucella )、耶氏桿菌(Yersinia )、弗朗西斯氏菌屬(Francisella )、嗜血桿菌屬(Haemophilus )、博德氏桿菌屬(Bordetella )、艾氏菌屬(Escherichia )、沙門氏菌屬(Salmonella )、志賀桿菌屬(Shigella )、克萊桿菌屬(Klebsiella )、變形桿菌屬(Proteus )、弧菌屬(Vibrio )、假單胞菌屬(Pseudomonas )、類桿菌屬(Bacteroides )、醋桿菌屬(Acetobacter )、產氣桿菌屬(Aerobacter )、土壤桿菌屬(Agrobacterium )、固氮菌(Azotobacter )、螺旋狀細菌(Spirilla )、鋸桿菌屬(Serratia )、弧菌屬(Vibrio )、根瘤菌屬(Rhizobium )、披衣菌屬(Chlamydia )、立克次體屬(Rickettsia )、螺旋體屬(Treponema )、細梭菌屬(Fusobacterium )、短螺旋體(Brachyspira )、退伍軍人桿菌屬(Legionella )、幽門螺旋桿菌(Helicobacter )、放線菌屬(Actinomyces )、芽孢桿菌屬(Bacillus )、芽胞梭菌屬(Clostridium )、棒狀桿菌屬(Corynebacterium )、紅皮桿菌屬(Erysipelothrix )、乳酸桿菌屬(Lactobacillus )、李氏菌屬(Listeria )、分枝桿菌屬(Mycobacterium )、黏球菌屬(Myxococcus )、奴卡菌屬(Nocardia )、葡萄球菌屬(Staphylococcus )、鏈球菌屬(Streptococcus )、鏈黴屬(Streptomyces )、厚壁菌門(Firmicutes )、疏螺旋體屬(Borrelia )、曲桿菌類(Campylobacter )、隱胞子蟲屬(Cryptosporidium )、內阿米巴屬(Entamoeba )、腸內桿菌屬(Enterobacter )、加德納菌(Gardnerella )；利什曼原蟲屬(Leishmania) 、墨克拉氏菌屬(Moraxella )、黴漿菌屬(Mycoplasma )、普羅維登斯菌屬(Providencia )、小蛇菌屬(Serpulina )、弓蟲症(Toxoplasmosis )、結核(Tubercle )、不動菌屬(Acinetobacter )、腸球菌屬(Enterococcus )。
在一實施例中，細菌屬包括分枝桿菌。
在一實施例中，細菌屬包括例如奈瑟氏菌屬、嗜血桿菌屬、類桿菌屬、披衣菌屬、短螺旋體、退伍軍人桿菌屬和幽門螺旋桿菌屬。
在一實施例中，細菌屬包括，例如，芽胞梭菌屬、李氏菌屬(Listeria)、葡萄球菌屬、和厚壁菌門。
在一實施例中，細菌對至少一種抗生素具有抗性。在一實施例中，具有至少一種賦予抗生素抗性的點突變的細菌。在一實施例中，細菌具有一種或多種氨基酸的一種或多種下列突變：(1)絲氨酸至亮氨酸；(2)組氨酸至酪氨酸；(3)或天冬醯胺至酪氨酸。在一實施例中，細菌對利福黴素具有抗性。在一實施例中，細菌是金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus )、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis )、單核細胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes )、腸道沙門氏菌(Salmonella enterica )、綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa )、奇異變形桿菌(Proteus mirabills )、糞腸球菌(Enterococcus faecium )、鮑氏不動桿菌(Acinetobacter baumannii )和結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis )。在一實施例中，金黃色葡萄球菌在其RNA聚合酶(RNAP)中攜帶突變。在一實施例中，金黃色葡萄球菌RNAP突變是S447L、H481Y或D471Y。
在一態樣中，本揭露內容提供治療或預防個體中細菌感染的方法。在一實施例中，該方法包括施予個體包含本揭露化合物的組成物。
在一實施例中，個體患有細菌感染。
在一實施例中，細菌感染對至少一種抗生素治療具有抗性。在一實施例中，細菌感染由具有至少一種賦予抗生素抗性的點突變的細菌引起。在一實施例中，細菌具有一種或多種氨基酸的一種或多種下列突變：(1)絲氨酸至亮氨酸；(2)組氨酸至酪氨酸；(3)或天冬醯胺至酪氨酸。
在實施例中，細菌感染對利福黴素具有抗性。利福黴素抗性的實例可以在J Antibiot(東京)，2014年9月；67(9)：625-30，doi：10.1038 / ja.2014.107，Epub 2014年8月13日中找到，其全部內容通過引用併入本文。鑑定利福黴素抗性細菌的方法的實例包括聚合酶鍊式反應(例如，Lancet，1993年3月13日；341(8846)：647-50，其全部內容通過引用併入本文)。
在一實施例中，細菌感染是金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、單核細胞增生李斯特菌和結核分枝桿菌的感染。在一實施例中，金黃色葡萄球菌在其RNA聚合酶(RNAP)中攜帶突變。在一實施例中，金黃色葡萄球菌RNAP突變是S447L，H481Y或D471Y。
在一實施例中，所述疾病或病症選自結核病(tuberculosis)、鳥分枝桿菌(Mycobacterium avium )複合體，痲瘋分枝桿菌(Myobacterium leprae )、痲瘋病(leprosy)和退伍軍人症(Legionnaires’ disease)、耐二甲苯青黴素金黃色葡萄球菌 (methicillin-resistantStaphylococcus aureus )(MRSA)、表皮葡萄球菌、腦膜炎雙球菌(Neisseria meningitidis )(腦膜炎球菌(meningococcal))感染、蜱媒病原(tick-borne pathogens)，包括伯氏疏螺旋體(Borrelia burgdorferi )和嗜吞噬細胞無形體(Anaplasma phagocytophilum )、由利斯特氏菌如淋病雙球菌(Neisseria gonorrhoeae )、流行性感冒桿菌(Haemophilus influenzae )、b型嗜血桿菌(Haemophilus influenza e type b)和退伍軍人嗜肺病菌(Legionella pneumophila )造成的感染、由變形纖毛蟲(Naegleria fowleri)、肯沙士分枝桿菌(Mycobacterium kansasii )引起的原發性阿米巴腦膜腦炎(primary amoebic meningoencephalitis)；原發性膽汁膽管炎(Pruritus biliary cholangitis)、披衣菌肺炎(Chlamydophila pneumonia )、腸躁症候群(irritable bowel syndrome)(IBS)、大腸桿菌 引起的旅行性下痢(Travelers’ Diarrhea)、肝性腦病(hepatic encephalopathy)、感染性腹瀉(infectious diarrhea)、小腸細菌過度生長、憩室病(diverticular disease)、披衣菌感染、難養芽胞梭菌(Clostridium difficile )相關性腹瀉(CDAD)、沙眼(trachoma)；由潰瘍分枝桿菌(Mycobacterium ulcerans )引起的Buruli氏潰瘍(buruli ulcer)、以及由幽門螺旋桿菌引起的胃潰瘍病所組成的群組。
在一實施例中，用於本文揭露的化合物處理的細菌具有一種或多種以下一種或多種氨基酸的突變：(1)絲氨酸至亮氨酸；(2)組氨酸至酪氨酸；(3)天冬醯胺至酪氨酸；(4)天冬氨酸至纈氨酸；(5)組氨酸至天冬氨酸；(6)天冬氨酸至谷氨酸；(7)組氨酸至天冬醯胺；或(8)絲氨酸至色氨酸。適用於本發明治療的其他突變和突變細菌包括揭露於例如「利福平抗性：評論(Resistance to rifampicin: a review)」(J Antibiot (2014)，67(9)，625-30)，MUBII-TB-DB：與結核分枝桿菌中的抗生素抗性相關的突變數據庫(a database of mutations associated with antibiotic resistance in Mycobacterium tuberculosis)(BMC Bioinformatics (2014)15，107)和綜合抗生素抗性數據庫，其為所有目的而將全部內容通過引用併入本文。
在一實施例中，點突變是Ser531Leu。在一實施例中，點突變是His526Asn。在一實施例中，點突變是Asp516Val。在一實施例中，點突變是His526Tyr。在一實施例中，點突變是His526Asp。在一實施例中，點突變是Asp516Glu。在一實施例中，點突變是Ser531Trp。
在一實施例中，方法還包括向個體施予額外的治療劑。在一實施例中，將本揭露的化合物和治療劑共同施予個體。在一實施例中，將本揭露的化合物和治療劑共同配製並共同施予個體。在一實施例中，治療劑是抗菌劑或抗病毒劑。
在一實施例中，個體是哺乳動物。在另實施例中，哺乳動物是人。
在一態樣中，本揭露內容提供了克服抗菌抗性的方法。在一實施例中，方法包括將亞甲二氧基團引入抗菌化合物中。例如，在一實施例中，亞甲二氧基在萘二酚(naphthohydroquinone)核心上形成橋。在一實施例中，將亞甲二氧基團引入抗菌化合物中會消除對抗菌化合物的抗性。
確定抗生素抗性(例如，對利福黴素的抗性)的方法是本領域已知的。例如，在Brock微生物生物學(Brock Biology of Microoganisms)，第11版(Pearson，2006)中，其出於所有目的通過引用整體併入本文。在一實施例中，方法包括抗微生物敏感性試驗。在一實施例中，該方法是瓊脂擴散方法。在一實施例中，方法是用以確定最小抑制濃度(MIC)的管稀釋技術。在一實施例中，方法包括培養物中的抗生素稀釋試驗。在一實施例中，方法包括在管中的抗生素稀釋試驗。在一實施例中，方法包括Kirby-Bauer方法。
「最小抑制濃度」或「MIC」是指在過夜(體外)培養後抑制微生物可見生長的抗微生物劑的最低濃度。最低抑制濃度在診斷實驗室中是重要的，其用以確認微生物對抗微生物劑的抗性並且還用以監測新抗微生物劑的活性。MIC通常被認為是針對細菌生物的抗微生物劑活性的最基本實驗室測量。因此，在某些實施例中，相對於單獨的抗微生物劑，寡聚物將抗微生物劑對細菌或細菌的最小抑制濃度(MIC)降低至少約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900或1000％或以上(包括其之間的所有整數和範圍)在某些實施例中，相對於單獨的抗微生物劑，寡聚物將抗微生物劑對細菌或細菌的最小抑制濃度(MIC)降低約或至少約2、3、4、5、6、7,、8,、9,、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、200、300、400、500、1000倍或更多(包括所有其之間的整數及範圍)。在部分實施例中，細菌是金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、單核細胞增生李斯特菌或結核分枝桿菌。在部分實施例中，細菌是結核分枝桿菌。
在部分實施例中，如果利福黴素的MIC大於或等於約50μm/mL，例如，約60μm/mL、約70μm/mL、約80μm/mL、約90μm/mL、約100μm/mL、約150μm/mL、約200μm/mL、約250μm/mL、約300μm/mL、約350μm/mL、約400μm/mL、約450μm/mL、約500μm/mL或更高，則認為細菌對利福黴素具有抗性。
培養方法可用於通過採用包括但不限於各種培養條件下的需氧培養與厭氧培養、生長和形態的技術來分離和鑑定特定類型的細菌。示例性的生物化學測試包括革蘭氏染色(Gram，1884；革蘭氏陽性細菌染色深藍色和革蘭氏陰性染色紅色)，酶催化分析和噬菌體分型。
應當被理解的是，這種診斷和定量測試以及指示細菌感染的其他生理因素的確切性質將根據細菌標靶、所治療的病症以及治療是預防性還是治療性而變化。
在個體被診斷為患有特定類型的細菌感染的情況下，還使用本領域通常知識者通常使用的診斷技術監測細菌感染的狀態，以監測治療中特定類型的細菌感染。
施予/劑量
施予方案可能會影響有效量的構成。治療製劑可以在病原體定植、生物膜形成及/或患者感染發生之前或之後施予患者。此外，幾種分開的劑量以及交錯劑量，可為每天或依序地施予、或可為連續輸注(continuously infused)、或可為單次快速注射(bolus injection)。此外，治療製劑的劑量可按比例增加或減少，如治療或預防情況的緊急情況所示。
對患者，較佳地為哺乳動物、更佳地為人的本揭露的組成物的施予可使用已知對預防、減少或破壞致病性定植，生物膜形成及/或細菌感染有效的的步驟、劑量及間隔進行。達到治療效果所需的治療化合物的有效量可根據所用特定化合物的活性；施予時間；化合物的排泄率；治療的持續時間；與化合物組合使用的其他藥物、化合物或材料；所治療患者的疾病或病症的狀態、年齡、性別、體重、狀況、一般健康狀況和既往病史，以及醫學領域中眾所周知的因素等因素而變化。劑量方案可被調整以提供最佳治療反應。例如，可以每天施用幾個分開的劑量，或者可按照治療情況的緊急程度按比例減少劑量。本揭露的治療化合物的有效劑量範圍的非限制性實例是每天約0.01到50mg/kg體重。本領域具通常知識者將能夠研究相關因素並且無需過度實驗就可以確定治療化合物的有效量。
化合物可以每天數次的頻率施予動物，或者可以較低頻率施予，例如每天一次、每週一次、每兩週一次、每月一次或甚至更少，例如一次、每隔幾個月一次、甚至一年一次或更少。應當理解的是，在非限制性實例中，每天施予的化合物的量可以每天、每隔1天、每2天、每3天、每4天或每5天施予。例如，每隔一天施予，可在星期一開始施予每天5mg劑量，首先隨後在星期三施予每天5mg劑量，再者隨後在星期五施用每天5mg劑量，依此類推。劑量的頻率對於本領域具通常知識者來說是顯而易見的，並且取決於任何數量的因素，例如但不限於所治療疾病的類型和嚴重程度、動物的類型和年齡等。
本揭露的藥物組成物中活性成分的實際劑量的水平是可改變的，以便獲得針對特定患者、組合物和給藥方式可達成預期的治療反應而不是對患者產生毒性的活性物質所需量。
具有本領域通常知識的醫生(例如，醫生或獸醫)可容易地確定和配出所需藥物組成物的有效量。例如，醫生或獸醫可使用低於實現期望治療效果所需的水平之使用於本揭露化合物之藥物組成物中的化合物的起始劑量，並逐漸增加劑量直至達到所需效果。
在特定實施例中，特別有利的是以劑量單位形式配製化合物，以便於給藥和劑量的均勻性。本文所用的劑量單位形式是指適合作為待治療患者的單位劑量的物理上離散的單位；每個單元含有經計算可產生與所需藥物載體相關的所需治療效果之預定量的治療化合物，本揭露的劑量單位形式取決於且直接依賴於(a)治療化合物的獨特特徵和要實現的特定治療效果(b)調製(compounding)/配製(formulating)這種用於治療患者呼吸控制障礙的化合物之治療劑領域中固有的局限性。
在一實施例中，使用一種或多種藥學上可接受的賦形劑或載體配製本揭露的組成物。在一實施例中，本揭露的藥物組成物包含治療有效量的本揭露的化合物和藥學上可接受的載體。
載體可以是溶劑或分散介質，其含有例如水、乙醇、多元醇(例如甘油、丙二醇和液體聚乙二醇及其類似物)、植物油及其合適的混合物。例如，通過使用諸如卵磷脂(lecithin)的塗層、通過在分散的情況下維持所需的粒徑及通過使用表面活性劑，可保持適當的流動性。可通過各種抗細菌劑和抗真菌劑，例如對羥基苯甲酸酯(parabens)、氯丁醇(chlorobutanol)、苯酚(phenol)、抗壞血酸、乙汞硫柳酸鈉(thimerosal)等來實現預防或減少微生物的作用。在許多情況下，在組成物中包含等滲劑，例如糖、氯化鈉或多元醇如甘露醇和山梨糖醇是有用的。通過在組成物中包含延遲吸收的試劑，例如單硬脂酸鋁或明膠，可實現可注射組成物的延長吸收。在一實施例中，藥學上可接受的載體是DMSO，單獨或與其他載體組合。
本揭露化合物的治療有效量或劑量取決於患者的年齡、性別和體重、患者的當前醫療狀況以及所治療患者的疾病或感染的嚴重程度。本領域的技術人員可根據這些和其他因素確定合適的劑量。
劑量可以單劑量或多劑量給藥，例如每天1至4次或更多次。當使用多劑量時，每個劑量的量可相同或不同。例如，每天1mg的劑量可作為兩個0.5mg劑量施用，劑量之間間隔約12小時。
本揭露的用於施予的化合物的劑量範圍可在約1μg至約10,000mg、約20μg至約9500mg、約40μg至約9000mg，約75μg至約8500毫克、約150μg至約7500mg、約200μg至約7000mg、約3050μg至約6000mg、約500μg至約5,000mg、從約750μg至約4,000mg、約1mg至約3,000mg、約10mg至約2,500mg、約20mg至約2,000mg、約25mg至約1,500mg、約30mg至約1,000mg、約40mg至約900mg、約50mg至約800mg、約60mg至約750mg、約70mg至約600mg、約80mg至約500mg，以及任何全部或其間的部分增量。
在部分實施例中，本揭露化合物的劑量為約1mg至約2,500mg。在部分實施例中，本文所述組成物中使用的本揭露化合物的劑量小於約10,000mg、或小於約8,000mg、或小於約6,000mg、或小於約5,000mg、或小於約3,000mg、或小於約2,000mg、或小於約1,000mg、或小於約500mg、或小於約200mg、或小於約50mg。類似地，在部分實施例中，如本文其他地方所述的第二化合物的劑量小於約1,000mg、或小於約800mg、或小於約600mg、或小於約500mg、或小於約400mg、或小於約300mg、或小於約200mg、或小於約100mg、或小於約50mg、或小於約40mg、或小於約30mg、或小於約25mg、或小於約20mg、或小於約15mg、或小於約10mg、或小於約5mg、或小於約2mg、或小於約1mg、或小於約0.5mg，和任何及所有全部或部分增量。
用於本揭露方法的化合物可以配製成單位劑型。術語「單位劑型(unit dosage)」指適合作為用於正在進行治療的患者 的單一劑量的物理離散單元，每個單位含有經計算產生期望的治療效果的預定量的活性物質，任選與適合的藥物載體相結合。單位劑型可為單日劑量或多日劑量中的一種(例如，每天約1至4次或更多次)。當使用多個日劑量時，每個劑量的單位劑型可相同或不同。
在一實施例中，每天施予患者本揭露的組成物約1至約5次或更多次。在各種實施例中，每天1-7次、每兩天1-7次、每3天1-7次、每週1-7次、每兩周1-7次、每月1-7次施予本揭露的組成物至患者。對於本領域具通常知識者顯而易見的是，本揭露的各種組合的組成物的施予頻率將因個體而異，其取決於許多因素包括但不限於年齡、待治療的疾病或病症、待治療的疾病或病症的嚴重程度、性別、整體健康狀況和其他因素。因此，本揭露內容不應被解釋為限制任何特定的施予方案，並且由醫學專業人員考慮關於患者的所有其他因素來確定要施予任何患者的精確劑量和組成物。
在患者的狀態確實改善的情況下，根據醫生的判斷，連續地任選地施予本揭露的抑制劑；可替代地，施予的藥物劑量暫時減少或暫時停止一段時間(即“藥物假期”)。藥物假期的長度可選地在2天和1年之間變化，僅舉例地包括2天、3天、4天、5天、6天、7天、10天、12天、15天、20天、28天、35天、50天、70天、100天、120天、150天、180天、200天、250天、280天、300天、320天、350天或365天。藥物休假期間的劑量減少包括10％-100％，僅舉例地包括10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％。
一旦患者病情的改善，必要時施予維持劑量。隨後，可以將施予的劑量或頻率或兩者降低至保持改善的疾病的水平。在部分實施例中，患者可能需要長期或者根據疾病或病症的任何復發的間歇性治療。
任選地在細胞培養物或實驗動物中測定這些治療方案的毒性和治療功效，包括但不限於LD50 (對50％群集致死的劑量)和ED50 (對50%群集有治療效果的劑量)。毒性和治療效果之間的劑量比是治療指數，其表示為LD50 和ED50 之間的比率。從細胞培養試驗和動物研究獲得的數據任選地用於配製用於人的劑量範圍。這些化合物的劑量較佳地在包括ED50 且具有最小毒性的循環濃度範圍內。劑量任選地在該範圍內變化，其取決於所用的劑型和所用的施予途徑。
在一實施例中，本揭露內容涉及包含容納治療有效量的本揭露化合物之容器且為單獨或與第二藥劑組合的經包裝的藥物組成物；以及使用該化合物治療或預防患者的疾病或感染的說明書。
製劑可與常規賦形劑混合使用，所述賦形劑是適用於口服、非口服、鼻腔、靜脈內、皮下、腸內或本領域已知的任何其它合適施予方式的藥學上可接受的有機或無機載體物質。藥物製劑可被滅菌，並且如果需要，可與助劑混合，例如潤滑劑、防腐劑、穩定劑、潤濕劑、乳化劑、用於影響滲透壓緩衝液的鹽、著色劑、調味劑及/或芳香物質等。其還可依據需求與其他活性劑(例如其他鎮痛劑)組合。
施予途徑
本揭露的任何組成物的給藥途徑包括口服、鼻腔、直腸、陰道內、非口服、口腔、眼科、鞘內、舌下或外用。用於本揭露的化合物可被配製以用於通過任何合適的途徑施予，例如口服或非口服給藥例如透皮、經粘膜(例如，舌下、舌、(經(trans))頰(buccal)、(經(trans))尿道、陰道(例如、經-及陰道周的(perivaginally))、(鼻內)及(經)直腸)、膀胱內、肺內、十二指腸內、胃內、鞘內、皮下、肌肉內、皮內、動脈內、靜脈內、支氣管內' 吸入和外用給藥。
外用施予藥物的障礙是表皮的角質層。角質層是由蛋白質、膽固醇、鞘脂、游離脂肪酸和各種其他脂質組成的高度抗性層，並且包括角質化細胞和活細胞。限制化合物穿過角質層的滲透速率(通量)的因素之一是可施加或施用到皮膚表面上的活性物質的量。每單位面積皮膚施用的活性物質的量越多，皮膚表面和皮膚下層之間的濃度梯度越大，反過來說活性物質通過皮膚的擴散力越大。因此，在所有其他的東西等同的情況下，含有較高濃度活性物質的製劑比濃度較低的製劑更可能地、更多地、且以更加一致的速度地導致活性物質穿透皮膚。
適於外用給藥的製劑包括但不限於液體或半液體製劑，例如搽劑、凝膠、洗劑、水包油(oil-in-water)、或油包水(water-in-oil)乳化劑，例如乳霜、軟膏或糊劑、和溶液或懸浮液。外部施予製劑可例如在溶劑中包含約1％至約10％(w / v)的活性成分，即便活性成分的濃度可與活性成分在溶劑中的溶解度極限一樣高。用於外用施予的製劑還可包含一種或多種本文所述的其他成分。
可以使用滲透增強劑。這些材料增加藥物穿透皮膚的速度。本領域的典型增強劑包括乙醇、甘油單月桂酸酯、PGML(聚乙二醇單月桂酸酯)、二甲基亞碸(DMSO)等。其他增強劑包括油酸、油醇、乙氧基二甘醇(ethoxydiglycol)、月桂氮卓(laurocapram)、鏈烷羧酸(alkanecarboxylic acids)、二甲基亞碸、極性脂質或N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)。
用於外用遞送本揭露的部分組成物的一種可接受的載體可含有微脂體(liposome)。微脂體的組成及其用途是本領域已知的(例如，參見Constanza，美國專利第6,323,219號)。
在替代性實施例中，外用活性藥物組成物可任選地與其他成分組合，例如佐劑、抗氧化劑、螯合劑、表面活性劑、發泡劑、潤濕劑、乳化劑、增粘劑、緩衝劑、防腐劑等。在另一實施例中，滲透或穿透增強劑包括在組成物中，並且相對於缺乏滲透增強劑的組成物，其有效促進活性成分經皮穿透進入和穿過角質層。各種滲透增強劑，包括油酸、油醇、乙氧基二甘醇、月桂氮卓、鏈烷羧酸、二甲基亞碸、極性脂質或N-甲基-2-吡咯烷酮，是本領域具通常知識者已知的。另一態樣中，該組合物可進一步包含水溶助劑，其作用是增加角質層結構的紊亂，藉此使穿過角質層的輸送(transport)增加。各種水溶助劑如異丙醇、丙二醇或二甲苯磺酸鈉是本領域具通常知識者已知的。
外用活性藥物組成物應以造成所需變化的有效量施予。如本文所用，「有效量(amount effective)」是指足以覆蓋所需變化的皮膚表面區域的量。活性化合物的含量應為組成物重量的約0.0001％至約15％。更佳的是，其含量應為組成物的約0.0005％至約5％；最佳地，其含量應為組成物的約0.001％至約1％。這些化合物可以是合成或天然衍生的。
對於口服施予，合適的形式包括片劑、糖衣丸、液體、滴劑、栓劑或膠囊、膠囊型錠劑和軟膠囊。配製用於口服使用的組成物可根據本領域已知的任何方法製備，並且此類組成物可含有一種或多種試劑，其選自由適合製備片劑的惰性、無毒的藥物賦形劑所組成的群組。這些賦形劑包括，例如，惰性稀釋劑，如乳糖；造粒和崩解劑如玉米澱粉；澱粉等粘合劑；和潤滑劑，如硬脂酸鎂。片劑可以是未包衣的，或者可為美觀或延遲活性成分的釋放而通過已知技術包衣。口服使用的製劑也可作為硬明膠膠囊提供，其中活性成分與惰性稀釋劑混合。
對於口服施予，本發明的化合物可為片劑或膠囊形式，其通過常規方法用藥學上可接受的賦形劑如粘合劑(例如聚乙烯吡咯烷酮、羥丙基纖維素或羥丙基甲基纖維素)；填料(如玉米澱粉、乳糖、微晶纖維素或磷酸鈣)；潤滑劑(如硬脂酸鎂、滑石粉或二氧化矽)；崩解劑(例如澱粉乙醇酸鈉(sodium starch glycollate))；或潤濕劑(例如十二烷基硫酸鈉(sodium lauryl sulphate))製備。如果需要，可使用合適的方法和塗覆材料塗覆片劑，例如購自Colorcon，West Point，Pa的OPADRYTM 膜塗層系統(例如，OPADRYTM OY型(OPADRY™ OY Type)、OYC型(OYC Type)、有機腸OY-P型(Organic Enteric OY-P Type)、水性腸溶液 OY-A型(Aqueous Enteric OY-A Type)、OY-PM型(OY-PM Type)和OPADRY™白色，32K18400 (OPADRY™ White, 32K18400))。用於口服施予的液體製劑可為溶液、糖漿或懸浮液的形式。液體製劑可通過常規方法用藥學上可接受的添加劑如懸浮劑(例如山梨糖醇糖漿、甲基纖維素或氫化食用脂肪)；乳化劑(如卵磷脂或阿拉伯膠)；非水性載體(如杏仁油、油性酯或乙醇)；和防腐劑(例如，對羥基苯甲酸甲酯或丙酯或山梨酸)製備。
造粒技術在製藥領域中是眾所周知的，用於改性活性成分的起始粉末或其他顆粒材料。所述粉末通常與粘合劑材料混合入較大的永久自由流動的附聚物或顆粒，其被稱為「造粒(granulation)」。例如，使用溶劑的「濕(wet)」造粒方法的特徵通常在於將粉末與粘合劑材料混合併在而形成濕的顆粒狀物質的條件下用水或有機溶劑潤濕，溶劑必須接著從該顆粒狀物質中蒸發。
熔融造粒涉及在室溫下基本上在沒有添加水或其他液體溶劑的情況下使用固體或半固體材料(即，具有相對低的軟化或熔點範圍)以促進粉末或其他材料的造粒。當加熱至熔點範圍內的溫度時，低熔點固體液化以作為粘合劑或造粒介質發揮效用。液化的固體在與其接觸的粉末材料的表面上擴散，並在冷卻時形成固體顆粒狀物質，其中初始材料結合在一起。接著，所得熔融造粒被提供給壓片機或被包封以製備口服劑型。熔融造粒通過形成固體分散體或固體溶液來改善活性物質(即藥物)的溶解速率和生物可利用性。
美國專利第5,169,645號揭露具有改進的流動特性的可直接壓縮的含蠟顆粒。當蠟在熔體中與某些流動促進添加劑混合，接著冷卻和造粒混合物時，得到顆粒。在部分實施例中，只有蠟本身在蠟和添加劑的熔融組成中熔化，並且在其他情況下，蠟和添加劑都熔化。
本揭露還包括多層片劑，其包含提供一種或多種本揭露化合物的延遲釋放的層體，以及提供用於治療G蛋白受體相關疾病或徵狀的藥物的立即釋放的另一層體。使用蠟/pH敏感性聚合物混合物，可獲得胃不溶性組成物，其中包埋活性成分，確保其延遲釋放。
對於非口服給藥，本揭露的化合物可配製為用於注射或輸注，例如靜脈內、肌肉內或皮下注射或輸注、或用於單次快速注射劑量和/或連續輸注之施予。任選地含有其他配製劑，例如懸浮劑、穩定劑和/或分散劑的油性或水性載體中的懸浮液、溶液或乳液可被使用。
本揭露內容的其他劑型包括如美國專利第6,340,475；6,488,962；6,451,808；5,972,389；5,582,837；和5,007,790號中所述的劑型。本揭露的額外劑型還包括如美國專利申請號第20030147952；20030104062； 20030104053；20030044466；20030039688；和20020051820號中所述的劑型。本揭露的額外劑型還包括PCT申請號第WO 03/35041；WO 03/35040；WO 03/35029；WO 03/35177；WO 03/35039；WO 02/96404；WO 02/32416；WO 01/97783；WO 01/56544；WO 01/32217；WO 98/55107；WO 98/11879；WO 97/47285；WO 93/18755；和WO 90/11757號中描述的劑型。
控釋製劑和藥物傳遞系統
在一實施例中，本揭露的製劑可為但不限於短期的、快速失效的、以及受控的，例如持續釋放、延遲釋放和脈衝釋放製劑。
術語持續釋放是指在延長的時間段內提供藥物逐漸釋放的藥物製劑，且儘管為非必需的，但其可在延長的時間段內導致藥物血液水平基本恆定。該時間段可長達一天、一周或一個月或更長，且應該是比以單次快速注射施予相同量的藥劑更長的釋放。術語延遲釋放在本文中以其常規意義用於指在藥物施予後延遲一段時間後提供藥物的初始釋放的藥物製劑，且儘管為非必需的，但包括延遲約10分鐘至大約12個小時。
為了持續釋放，可用合適的為化合物 提供持續釋放性質的聚合物或疏水材料配製化合物。因此，用於本揭露內容的方法的化合物可以微粒的形式施予，例如通過注射或通過以晶片或盤的形式植入。
在本揭露的一實施例中，使用持續釋放製劑將本揭露的化合物單獨或與另一種藥劑組合施予於患者。
術語脈衝釋放是指在藥物施予後產生以藥物的脈衝血漿曲線(pulsed plasma profiles)的方式提供藥物釋放的藥物製劑。
術語立即釋放是指在藥物施予後立即釋放藥物的藥物製劑。
如本文所用，短期是指施予後施予後的直至並包括約8小時、約7小時、約6小時、約5小時、約4小時、約3小時、約2小時、約1小時、約40分鐘、約20分鐘、或約10分鐘的任何時間段及其全部或部分增量。
如本文所用，快速失效是指施予後的直至並包括約8小時、約7小時、約6小時、約5小時、約4小時、約3小時、約2小時、約1小時、約40分鐘、約20分鐘、或約10分鐘的任何時間段及其全部或部分增量。
本領域具通常知識者將認識到或者能夠使用不超過常規的實驗認定本文所述的具體程序、實施例、請求項和實例的許多等同物。這些等同物被認為是在本揭露的範圍內並且由所附的請求項覆蓋。例如，應被理解的是，反應條件的改變包括但不限於反應時間、反應尺寸/體積，和實驗試劑例如溶劑、催化劑，壓力，大氣條件例如氮氣環境(nitrogen atmosphere)，和還原/氧化劑，及本領域所公認的替代方案和使用不超過常規之實驗，都在本申請的範圍內。
應被理解的是，在本文任何地方提供的值和範圍，這些值和範圍所涵蓋的所有值和範圍都包括在本揭露的範圍內。此外，本申請還考量落入這些範圍內的所有值，以及一範圍值的上限或下限。
以下實例進一步說明本揭露的態樣。然而，其絕非對本文揭露的教示或公開的限制。
實驗實例
通過參考以下實驗實例，進一步地詳細描述本揭露。提供這些實例僅用於說明之目的，除非另有說明，否則不是限制性的。因此，本揭露不應被解釋為限於以下實例，而應被解釋為包括由於本文提供的教示而變得明顯的任何和所有變化。
無需進一步描述，相信本領域具通常知識者可使用前述說明和以下說明性實例製備和利用本公開的組成物並實施所請求的方法。因此，以下可行的實例具體指出了本揭露的較佳實施例，並且不應解釋為以任何方式限制本揭露的其餘部分。
最低抑菌濃度(MIC)和最小殺菌濃度(MBC)試驗。通過臨床和實驗室標準研究所(Clinical and Laboratory Standards Institute)的微量稀釋方法測量MIC(參見，例如，標準NCfCL，用於有氧生長的細菌之稀釋抗菌試驗方法；M7-A7；培養基微量稀釋法(Broth Microdilution Method)：CLSI，Wayne，PA，美國，2006，其全部內容通過引用併入本文)。具體地，將適當培養基(例如，Luria Bertani，Mueller-Hinton II)中的過夜培養物稀釋至5×10 5 cfu/mL並用於填充96孔盤的槽。將利福黴素加入到每行的第一個槽中，並通過將100μl從一個槽轉移到下一個槽來製備2倍稀釋系列。將盤在35-37℃下在搖床(200rpm)下培養18-20小時，然後在微孔盤儀上在595nm處測量光密度。將沒有可見生長的每個槽的樣品稀釋並散佈在LB瓊脂培養皿上。將培養皿在37℃培養過夜，並對菌落計數。
實例1：康樂黴素(Kanglemycin)V1和V2，對利福黴素抗性細菌具有活性的利福黴素同源物
本研究探討環境微生物之間的競爭是否可能選擇能夠規避常見抗生素抗性機制的利福黴素同源物的進化，包括那些在臨床環境中富集的機制。
為了解天然利福黴素生物合成多樣性，研究了土壤宏基因組的定序。土壤被認為是細菌生物合成多樣性中最富有和最未被充分發現的儲藏處之一，每克土壤含有數千種獨特的和以前未研究的細菌物種。隨著用於鑑定複雜微生物組中的生物合成基因簇的穩健定序(robust sequencing)方法的發展，為感興趣的基因簇家族系統地探索的土壤生態系統在現在是可能的。本文假設在土壤環境中發現的最具生物合成複雜性的利福黴素樣基因簇將表現出自然界最常遇到的利福黴素抗性機制的最進化的反應。雖然對土壤宏基因組的這一調查揭示了利福黴素生物合成的豐富多樣性，但含有最大所預測之剪裁基因集合的基因簇家族特別令人感興趣，因為其可編碼最高度功能化的利福黴素同源物。該基因簇家族的許多實例在土壤宏基因組中以及在培養之細菌的定序基因組中的一個實例被發現。本文提供的數據顯示由該剪裁富含酶(enzyme-rich)的基因簇家族的成員編碼的新的康樂黴素樣(Kanglemycin-like)利福黴素同源物的特徵。康樂黴素(Kanglemycin)V1和V2對攜帶對應於利福平抗性細菌病原體中常見之突變的RNAPs具有活性，包括結核分枝桿菌的利福平抗性藥菌株。X射線共晶結構和生化研究表明，雖然康樂黴素與其他利福黴素同源物結合於RNAP上的相同位點，但其抑制不同轉錄。綜合這些數據，其表明康樂黴素 V1和V2表現出用於對抗抗利福黴素抗性細菌活性的治療劑的開發潛能的新的前導結構。
材料和方法
為3-氨基-5-羥基苯甲酸(AHBA)合成酶基因序列篩選土壤樣品
使用修改的DNA提取步驟(Charlop-Powers等，2015，Elife，4：e05048；Brady，2007，Nat.Protoc.，2：1297-1305，其通過引用整體併入本文)從每個土壤樣品中提取環境DNA(eDNA)。簡言之，將約25g的每種土壤置於50mL falcon管中。30mL裂解緩衝液(100mM Tris-HCl、100mM乙二胺四乙酸(EDTA)、1.5M NaCl、1％(w/v)十六烷基三甲基溴化銨(cetyl trimethylammonium bromide)、2％(w/v)十二烷基硫酸鈉，pH8.0)添加到每個管。在70℃培養2小時並在15分鐘內通過倒置輕輕混合後，將管在4℃下以5,000×g離心10分鐘。將上清液倒入乾淨的試管中，加入0.6體積的異丙醇以沉澱DNA。通過在4℃下以5,000×g 離心30分鐘以沉降沉澱的DNA。將沉澱物用70％乙醇清洗，並在室溫下風乾數小時。將乾燥的DNA沉澱物重新懸浮於500μL TE(10mM Tris-HCl，1mM EDTA，pH 8.0)中。用靶向AHBA合成酶基因的退化性引子篩選得到粗eDNA樣品，rifK：(正向)5'-CCSGCCTTCACCTTCATCTCCTC-3'(SEQ ID NO：1)和(反向)5'-AYCCGGAACATSGCCATGTAGTG-3'(SEQ ID NO：2)(Wang et al.，2013，J.Appl.Microbiol.，115：77-85，其通過引用整體併入本文)。這些退化性引子附有不同的8bp條碼的集合(Owen等，2013，Proc. Natl. Acad. Sci. USA，110：11797-11802，其通過引用整體併入本文)，其用於區分從每種土壤產生的擴增子(amplicons)。所有引子也附有用於Illumina定序的轉接子：5'-CTACACGACGCTCTTCCGATCT-3'(SEQ ID NO：3)(正向引子轉接子)；5'-CAGACGTGTGCTCTTCCGATCT-3'(SEQ ID NO：4)(反向引子轉接子)。典型的eDNA PCR反應包含1μL Thermopol master mix(10X，New England BioLabs Inc.)，0.1μL的rTaq聚合酶 (5單位/μL 原液；Bulldog Bio)，0.5μL的每個引子(10μL 原液濃度)，2 μL的eDNA和5.9μL的水。所有篩選使用遞減PCR(touchdown PCR)步驟：95℃下5分鐘，然後是6個循環的95℃下30秒、65℃下30秒(-1℃/循環)和72℃下40秒的，接著進行29個循環的95℃下30秒、58℃下30秒和72℃下40秒。合併(pool)PCR反應並在定序前使用E-Gel(Invitrogen)通過電泳選擇大小。
AHBA合成酶基因擴增子的定序和生物信息學分析
通過Illumina MiSeq使用300bp配對端(paired-end)片段(read)對合併的擴增子進行定序。將正向片段修剪為240鹼基對，將反向片段修剪為175個鹼基對。使用USEARCH v7(Edgar等，2010，Bioinformatics，26：2460-2461，其通過引用整體併入本文)將符合配對的片段連接並隨後在每個土壤樣品內以90％聚類(clustered)。移除單獨片段，並且質心(centroid)擴增子序列在土壤上以97％的同一性重新聚類。從公開的基因簇參考AHBA合成酶序列進行修整，以在5'端相同的240bp和來自3'的175鹼基對作為定序片段，並與重新聚類的重心擴增子序列相結合。將結合的序列與MUSCLE v3.8.31(Edgar，2004，Nucleic Acids Res.，32：1792-1797，其通過引用整體併入本文)比對，並使用FastTree v2.1.10構建譜系樹(Price et al，2010，PLoS One，5：e9490，其通過引用整體併入本文)。檢測來自粗土壤和參考序列的AHBA擴增子的譜系樹的含有與利福黴素AHBA合成酶序列更密切相關的序列而不是來自其他安莎黴素基因簇的AHBA合成酶基因的子進化枝。
資料庫構建、排列和定序以鑑定含有AHBA合成酶基因的克隆(clone)
如前所述，進行宏基因組粘粒資料庫構建(Brady，2007，Nat.Protoc.，2：1297-12305，其通過引用整體併入本文)。每個新構建的宏基因組資料庫含有10-60萬個含有約30-45kb的eDNA插入片段的單獨的粘粒克隆。每個資料庫構建為768個子池(2×384個孔)，每個池含有25-60千個獨特的粘粒克隆。將子池以甘油儲存形式儲存，以利於感興趣的單個質粒的回收，並作為純化的粘粒DNA以促進基於PCR的篩選。為了鑑定可回收之含有克隆的AHBA合成酶的子池，來自每個池的粘粒DNA被用作具有與用於篩選eDNA的相同退化性引子的PCR反應中的模板。將得到的PCR擴增子進行跑膠純化，並進行Sanger定序以鑑定含有粘粒的ABHA合成酶基因的子池。使用如前所述的稀釋PCR(Owen等，2015，Proc. Natl. Acad. Sci. USA，112：4221-4226)從ABHA合成酶擴增子陽性子資料庫池中回收含有AHBA合成酶基因的粘粒克隆。使用離子PGM技術對粘粒進行定序，並使用Newbler(Zhang等，2012，BMC Research Notes，5：567)將片段組裝成片段重疊群(contigs)。使用來自MetaGeneMark(Zhu等，2010，Nucleic Acids Research，38：e132，其通過引用整體併入本文)和BLAST(Altschul等，1990，Journal of Molecular Biology，215：403-410，其通過引用整體併入本文)的開放片段框架(open reading frame)(ORF)預測分析所有片段重疊群。基於Blast檢索鑑定的近親的所預測功能，分配用於新剪裁酶的推定功能。
構成完整基因簇的克隆組的回收和回收的剪裁基因的生物信息學分析
為了回收含有聚酮合成酶(PKS)和與回收的AHBA合成酶基因相關的剪裁區域重疊的粘粒，使用來自利福黴素生物合成的兩個額外的保留序列(conserved sequences)：酮合成酶(KS)結構域和後PKS剪裁基因rif15A/15B 的退化性引子篩選來自資料庫子庫的DNA。 在已知的利福黴素同源基因簇中，PKS區直接位於ABHA生物合成操縱子的上游(5')。預測編碼轉酮酶(transketolase)子單元(subunit)的rif15A/15B 基因通常在利福黴素同源基因簇的剪裁區的最下游(3')邊緣發現。用於靶向KS結構域的引子是：5'-ATCGAGGCSCAGGCSYTG-3'(SEQ ID NO：5)(正向)和5'-GAYSASGTGSGCGTTSGT-3'(SEQ ID NO：6)(反向)。這些引子附有用於Ion Torrent個人基因組機器(Ion Torrent Personal Genome Machine)(PGM)系統定序的轉接子：5'-CCATCTCATCCCTGCGTGTCTCCGACTCAG3-3'(SEQ ID NO：7)(正向引子轉接子)和5'-CCTCTCTATGGGCAGTCGGTGAT-3'(SEQ ID NO：8)(反向引子轉接子)。用於靶向rif15A/B 基因的引子是：5'-CCGGTTCTAYCTSTCCAAG-3'(SEQ ID NO：9)(正向)和5'-AASRACCACGASGAGATGT-3'(SEQ ID NO：10)(反向)。這些引子附加與用於AHBA合成酶引子的相同Illumina轉接子。與AHBA合成酶引子一樣，每組KS和rif15A/15B 退化性引子也附加有優特異性(well-specific)的8個鹼基對條碼(Owen等，2013，Proc. Acad. Sci. USA，110：11797-11802，其通過引用整體併入本文)。用於AHBA合成酶篩選的相同PCR條件用於KS和rif15A/15B 篩選。使用Ion Torrent PGM(KS擴增子)或Illumina MiSeq(rif15A/15B 擴增子)技術對擴增子進行定序。300個鹼基對的配對端片段以如同對AHBA合成酶擴增子所述的處理。追跡利福黴素樣KS，AHBA合成酶和rif15A/15B 序列在資料庫子池中的共定位使可鑑定與含有最初定序的克隆的AHBA合成酶重疊的克隆，從而可回收包含完整的生物合成基因簇之重疊的粘粒的組。接著，將重疊的序列組裝成更大的重疊群以產生完整的基因簇。為分析所預測的剪裁基因的譜系，從所有定序的eDNA剪裁區以及從GenBank中發現的利福黴素基因簇中剪切區提取基因。根據預測的功能類別(例如，醣基轉移酶基因，細胞色素P450基因等)對剪裁基因進行分組，並與MUSCLE v3.8.31比對(Edgar等，2004，Nucleic Acids Res.，32：1792-1797，其通過引用整體併入本文)。使用FastTree v2.1.10(Price等，2010，PLoS One，5：e9490，其通過引用整體併入本文) 構建每個功能類的譜系樹。
納他黴素擬無枝酸菌(Amycolatopsis vancoresmycina) 發酵
從在MS盤(20g/L甘露醇，20g/L大豆粉和20g/L瓊脂)上生長的培養物產生納他黴素擬無枝酸菌(A.vancoresmycina )(NRRL B-24208)的孢子原種(Kieser等，2000，實際鏈黴菌遺傳學(Practical Streptomyces Genetics )，John Innes基金會：Norwich，UK；p613，其全部內容通過引用併入本文)。將孢子在-20℃下在20％甘油中冷凍保存。對於代謝物產生物，使用5μL甘油孢子原液接種125mL帶擋板的錐形瓶(Erlenmeyer flasks)中的50mL TSB培養基(Oxoid)，其在30℃和230rpm下搖動。次日，使用200μL過夜TSB起始培養物(stater culture)在125mL帶擋板的錐形瓶中接種50mL R5A培養基(Fernandez等，1998，J.Bacteriol.，180：4929-4937，其通過引用整體併入本文) (100克/升蔗糖，0.25g/L K2 SO4 ，10.12g/L的MgCl2 ˙ 6H2 O，10g/L的葡萄糖，0.1g/L 酪蛋白氨基酸，20.5g/L MOPS，5g/L的酵母提取物和2g/L NaOH)。由於提升通氣被發現對代謝物產生曲線和產率有利，因此向每個錐形瓶中加入1“×1”不銹鋼金屬網。錐形瓶在30℃和200rpm下生長6天。
康樂黴素A、V1和V2的分離
搖動6天后，合併錐型瓶並使用2：1比例的中性乙酸乙酯萃取。通過快速色譜法(RediSep Rf，High Performance Gold 50g HP C18樹脂)使用30-100％的線性梯度的乙腈：水和0.1％乙酸在30分鐘內分離得到粗提物。通過UV監測管柱洗脫，並合併在254nm和420nm處具有強吸光度的流份。將合併的流份用4倍體積的H2 O稀釋，並加到固相萃取管柱(Grace Biosciences)上。待結合並用H2 O清洗後，用甲醇洗脫管柱。所述康樂黴素接著通過HPLC使用10mm×150mmC18 管柱(水)以及用46％乙腈與0.1％甲酸以3.14mL/min流速的之等度方法純化。用滯留時間38分鐘(康樂黴素A)、43分鐘(康樂黴素V2)和50分鐘(康樂黴素V1)洗脫化合物。純化的康樂黴素A、V1和V2的典型產率分別為每升培養物0.3mg、0.4mg和0.1mg。
康樂黴素A、V1和V2的結構解析
康樂黴素A和V1的NMR研究是在室溫下配備有TCI三重共振冷凍探針的Bruker Avance 600MHz NMR上進行。在二氯甲烷和氘代甲醇中分別收集康樂黴素A和V1的光譜。當在室溫下收集數據時，康樂黴素V2在所有常見的NMR溶劑中顯示出寬峰。在較低溫度下峰值相當明顯。康樂黴素V2的最終數據集在-20℃下在氘代甲醇於配備有TCI冷凍探針且具有增強的H1 / F19 和C13 檢測以及低溫(-40℃)能力(威爾康乃爾醫學核磁共振核心(Weill Cornell Medicine NMR Core))的Bruker AvanceHD 500MHz NMR上收集。使用LCT Premier XE系統(水)在紀念史隆·凱特琳癌症研究中心(Memorial Sloan-Kettering Cancer Center)進行HRMS分析。
針對金黃色葡萄球菌的 抗生素試驗
通過將以50μg/mL連續1：3系列稀釋的化合物開始培養細胞來進行最小抑制濃度(MIC)試驗。簡言之，攜帶D471Y、H481Y或S486L突變的野生型金黃色葡萄球菌 ATCC 12600或金黃色葡萄球菌ATCC 12600的單個菌落(第27圖；Srivastava等，2012，Antimicrob. Agents，56：6250-6255，其通過引用整體併入本文)接種7mL Luria-Bertani(LB)培養基，培養物過夜生長至飽和。隔日，將10μL過夜培養物稀釋到50mL LB培養中，並將80μL等分試樣分配到96孔盤的每個孔中。將250μg乾燥的測試化合物重新懸浮於50μL甲醇中並用LB稀釋至250μg/ mL。從第一個孔中的250μg/mL抗生素開始，在盤中的LB中進行1：3系列稀釋。在每行的最終孔中沒有添加化合物。將20μL的稀釋之測試化合物三重複地轉移至含有試驗菌株的孔板的孔中。這在試驗孔中產生100μL的最終體積，化合物的初始濃度為50μg/mL。用透氣膜(BreathEasy)密封盤，並在30℃，以200rpm振盪24小時培養。使用Epoch微孔板分光光度計(Epoch Microplate Spectrophotometer)(BioTek Instrumetns)在24小時讀取每個盤的OD600 ，並且紀錄抑制測試菌株生長的化合物的最低濃度作為MIC值。
針對結核分枝桿菌的 抗生素試驗
結核分枝桿菌H37Rv在補充有油酸-白蛋白-葡萄糖-過氧化氫酶(OADC; BD Biosciences)和0.02％四丁酚醇(tyloxapol)(以下稱為7H9完成品)的Middlebrook 7H9培養基(BD Biosciences)中繼代。如前所述製備重複的條件(Gold等，2015，Antimicrob. Agents Chemother.，59：6521-6538，其通過引用整體併入本文)。將所有化合物在二甲基亞碸(DMSO)中重製，並在96孔微量培養板中製造系列稀釋液。將對數中期(Mid-log phase)的結核分枝桿菌 以7H9完成品稀釋至OD580 為0.01的情況，並將198μL分配在96孔微量盤中。將2μL化合物稀釋液以三重複列地加入培養孔中，使DMSO濃度保持在1％。每次實驗都包括DMSO和利福平對照組。將盤培養於37℃下與氧和5％CO2 的室內空氣。在孔充分混合後，在第10天和第14天之間使用M5 SpectraMax微盤讀數器(M5 SpectraMax Microplate reader (Molecular Devices))在OD580 下測定 IC90 值。
轉錄試驗
如前所述地純化來自恥垢分枝桿菌(Mycobacterium smegmatis) 的 重組產生的野生型和S447L突變體DNA依賴性RNA聚合酶(Hubin等，2017，ElifeElife 2017，6 ：e22520，其通過引用整體併入本文)。為了產生全酶，將RNAP核心與5.0當量的sigma/RbpA在37℃培養15 分鐘。轉錄試驗在20μL體積中進行。轉錄緩衝液(10 mM Tris HCl，pH 7.9，50 mM KCl，10 mM，MgCl2 ， 1 mM 1,4-二硫蘇糖醇(DTT)，5μg/ mL牛血清白蛋白(BSA)和0.1mM EDTA)中的50 nM野生型或突變型RNAP全酶與康樂黴素A、V1或V2或與利福平以不同濃度的抗生素混合。為了使抗生素與RNAP結合，將混合物在37℃下培養5分鐘。培養後，將10mM的AP3啟動子(Gonzalez-y-Merchand等，1996，Microbiology，142：667-674，其通過引用整體併入本文)添加到每個管中，並將樣品在37℃下再額外培養15分鐘，以使形成RNAP開放複合物。通過添加由200μMATP、200μMCTP、200μMGTP、50μM未標記的UTP和50μM gamma-P32標記的UTP組成的核苷酸混合物來啟動轉錄。使各反應在37℃下進行15分鐘，然後加入20μL終止緩衝液(0.5X TBE，pH8.3,8M尿素，30mM EDTA，0.05％溴酚藍和0.05％二甲苯藍)。接著將反應加熱至95℃持續10分鐘並加到聚丙烯醯胺凝膠(23％丙烯醯胺/雙丙烯醯胺(19：1)、6M尿素和1X TBE，pH8.3)上。凝膠在500V下跑 3小時，然後在使用Typhoon 9400可變成像儀(Typhoon 9400 Variable Imager (Amersham Biosciences))成像前在磷成像板(GE Healthcare)上暴露12小時。
利福黴素生物合成多樣性的宏基因組學研究
土壤微生物組的複雜性限制了以霰彈槍定序法(Shotgun sequencing)作為識別土壤宏基因組中生物合成基因簇的工具的效用。使用退化性引子靶向保留的天然產物生物合成基因的基於PCR的方法已被開發來研究環境樣品中存在的生物合成基因簇多樣性，這與通過PCR擴增的16S基因的分析常規評估細菌系統發育多樣性的方式非常相似。(Charlop-Powers等，2015，Elife，4：e05048；Kang等，2014，ACS Chem.Biol.，9：1267-1272；Owen等，2015，Proc. Natl. Acad. Sci. USA，112：4421-4226；Owen等，2013，Proc. Natl. Acad. Sci. USA，110：11797-11802；Reddy等，2012，Appl. Environ. Microbiol.，78：3744-3752，其全部內容通過引用併入本文)。為了評估土壤微生物組中存在的利福黴素樣基因簇的多樣性，使用編碼AHBA生物合成的最後步驟之靶向3-氨基-5-羥基苯甲酸(AHBA)合成酶基因的退化性引子。AHBA是其中的利福黴素落入安莎黴素天然產物家族的通用前體(Floss等，2011，J.Antibiot.(Tokyo)，64：35-44，其通過引用整體併入本文)。AHBA合成酶基因的譜系差異與產生AHBA合成酶基因的生物合成基因簇編碼的代謝物的結構差異密切相關，其使AHBA合成酶基因成為以基於PCR之方法識別基因組中利福黴素基因簇的信息豐富的標靶。(第1圖)(Wang等，2013，J.Appl. Microbiol.，115：77-85; Huitu等，2009，J.Appl. Microbiol，106：755-763；Wood等，2007，J.Appl. MIcrobiol，102：245-253；Zhu等，2009，Curr. Microbiol.，58：87-94；Everest等，2011，J.Appl. Microbiol.，111：300-311，其全部內容通過引用併入本文)。
為識別含有利福黴素類生物合成基因簇的宏基因組，從大約1,500個地理地和生態地多樣性土壤的集合中分離的環境DNA(eDNA)被用作PCR反應的模板，其中退化性引子用於擴增AHBA合成酶基因(第2A圖)。接著將從每種土壤產生的擴增子序列與來自已表徵的的安莎黴素生物合成基因簇的AHBA合成酶基因的參考集合進行比較。如果土壤含有比與任何其他安莎黴素基因簇更密切相關於來自已知的利福黴素樣基因簇的基因的AHBA合成酶序列，則土壤被認為是利福黴素樣基因簇的潛在來源。基於該分析，利福黴素樣生物合成基因簇存在於檢驗的大約一半的土壤中。利福黴素樣序列空間內的AHBA合成酶擴增子形成許多明確定義的進化枝(第2A圖)，其被預測可能來自編碼結構上不同的同源物的生物合成基因簇組。為了從土壤宏基因組中獲得潛在的新的利福黴素樣基因簇，從七個土壤構建飽和的基於粘粒的宏基因組資料庫，其全部都產生多個不同的AHBA合成酶序列，表明存在多個利福黴素樣基因簇。綜言之，這一小部分土壤被預測含有來自所識別的所有主要利福黴素樣進化枝的AHBA合成酶序列。將每個宏基因組資料庫擴展為包含>20,000,000個獨特的eDNA粘粒，並將其格式化為每個池20至60千個獨特粘粒克隆的較小子池，以促進篩选和個別克隆回收。
來自宏基因組資料庫的利福黴素樣基因簇
在編碼利福黴素家族成員的已知生物合成基因簇中，含有直接位於AHBA生物合成操縱子的上游負責產生利福黴素同源物中所見的大部分結構多樣性之剪裁基因的可變區(第1圖)。為了引導含有剪裁基因的eDNA粘粒的分離，用相同的AHBA合成酶退化性引子篩選7個新構建的和2個預先存在的土壤eDNA資料庫，用於篩選粗eDNA提取物(第2A圖)。最初，從產生利福黴素樣AHBA序列的子資料庫池中回收含有AHBA合成酶基因(即， 初級克隆)的35種獨特粘粒(第2B圖)。對這些粘粒的定序顯示這些克隆上存在的預測剪裁基因的集合的變化與AHBA合成酶基因的譜系分歧一致地發生了很大變化。接著，回收完成與在初級克隆上發現的不同剪裁基因集合相關的代表性基因簇的多組重疊粘粒克隆。
對每個重疊粘粒集合進行定序，並組裝成單個連續的DNA伸展(stretch)並在電腦中(in silico) 標柱以顯示eDNA衍生的利福黴素樣基因簇。除了在先前表徵的利福黴素基因簇中發現的剪裁基因外，eDNA衍生的基因簇的集合包含與已知的利福黴素家族基因簇中發現的基因不同的剪裁基因(第2B圖和第3圖)。這包括被預測將編碼以前未與利福黴素同源物生物合成相關的酶的基因(例如，N-醯基轉移酶(N-acyltransferase)、輔酶A-轉移酶(CoA-transferases)、丙醯-輔酶A羧化酶(propionyl-CoA carboxylases)、甲基丙二醯-輔酶A變位酶(methylmalonyl-CoA mutases)和羊毛硫氨酸合成酶樣酶(lanthionine synthetase-like enzymes)。其他剪裁基因被預測編碼與已知的利福黴素樣基因簇(例如甲基轉移酶、醣基轉移酶、細胞色素P450和氧化還原酶中發現的酶在譜系上不同的酶，表明其可差異地功能化利福黴素骨架(第4A-C圖，第5A-B圖，第11A-B圖)。
有趣的是，雖然每個基因簇的PKS部分在很大程度上預測在功能上是相同的，但是具有最複雜的剪裁基因組的許多基因簇被預測編碼第八個PKS模組(AT8*；第2B圖)中醯基轉移酶(AT)結構域的底物(substrate)特異性的變化。這些AT8*結構域被預測使用乙基丙二醯輔酶A(Emal)而不是將在利福黴素聚酮化合物核心中引入雙碳支鏈的甲基丙二醯輔酶A(Mmal)作為底物。核心聚酮化合物結構的潛在變化和複雜的剪裁基因集合的組合導致基因簇家族的用於研究的優先度提升。據推測，這些簇將編碼至今已進化之最複雜的利福黴素同源物，並且這種增加的複雜性可能是響應於常見的利福黴素抗性機制而進化的。基於AHBA合成酶譜系，預測從土壤環境擴增的13％的利福黴素樣AHBA合成酶序列來自該基因簇家族(第2A圖，橙色進化枝)。雖然篩選表明這是環境中常見的一類基因簇，但對所有公開可用的定序細菌基因組的檢索僅揭示了一個先前未表徵的包含類似複雜的剪裁基因區域和AT8*結構域基因簇。來自納他黴素擬無枝酸菌(Amycolatopsis vancoresmycina) 的 該基因簇在基因含量和組織上與從土壤eDNA資料庫中回收的RifCon10基因簇相同(第6A圖，表1)。
表1，為宏基因組基因簇RifCon10和來自納他黴素擬無枝酸菌康樂黴素簇的相應基因的基因組註釋
來自AT8*基因簇的Rifa表(Rifalogs)
作為含有AT8*結構域的富含剪裁基因的基因簇家族的初步探索，在來自納他黴素擬無枝酸菌培養物的乙酸乙酯提取物中尋找了Rifa表。雖納他黴素擬無枝酸菌從未報導過產生利福黴素樣代謝物，但在培養液提取物中識別出三個具有利福黴素樣UV譜的HPLC峰 (第7圖)。使用HRMS、1和2D NMR和UV數據的組合闡明每種代謝物的結構(第7-18圖和表2-3)。化合物1 的 分析數據與康樂黴素A、最初由地中海擬無枝酸菌變異(Amycolatopsis mediterranei var.)康樂黴素表徵且由一個未表徵的基因簇編碼(Wang等，1988，J.Antibiot. (Tokyo)，41：264-267，其通過引用整體併入本文)的利福黴素同源物的結構一致。康樂黴素A和其它利福黴素同源物之間的最顯著的差異在於其包含β-O- 3,4-O 、 O'- 亞甲基毛地黃毒糖脫氧糖(O’-methylene digitoxose deoxysugar)取代基的C-27、替代C-20在甲基取代基的氧化乙基取代基、和附在聚酮化合物核心中的氧化乙基支鏈上的偕二甲基琥珀酸(gem-dimethyl succinic acid)(第6B圖)。
表2，在25℃下、CD2 Cl2 中收集的康樂黴素A的13 C和1 H以及化學位移。 a
表3，在-20℃下、MeOD中收集的康樂黴素V2的13 C和1 H以及化學位移。 a
用於第二代謝物的預測分子式，康樂黴素V1(2)， 表明其是康樂黴素A的還原版本。來自1和2的1和2D NMR數據的比較使這種將C-11酮還原成醇的差異指定可被執行。(第6B圖和第8圖，表4)。據信，這種還原僅在先前描述的一種利福黴素同源物chaxamycin D中觀察到(Rateb等，2011，J.Nat.Prod.，74：1491-1499，其通過引用整體併入本文)。在第三代謝物kanglemycin V2(3)的情況下，HRMS數據表明其因額外的CH2 部分而與康樂黴素A(1)不同(第6B圖和第9圖)。除了與萘酚醌(naphthoquinone)結構相關的化學位移外，用於指定康樂黴素A和V1結構的相同NMR參數可用於確定化合物3的結構。然而，在3的情況下，1和2D NMR數據均表明在結構中存在代替萘醌的萘二酚(naphthohydroquinone)(第9圖)。康樂黴素V2(3)的紫外光譜也支持該環系統的變化，因為268-276nm的λmax 被302nm處的λmax 代替，其為萘醌的特徵(Rateb等，2011，J.Nat.Prod.，74： 1491-1499)(第7圖)。通過加入高度去屏蔽的亞甲基從萘二酚結構之額外的七元環的形成最終由HMBC與新的亞甲基質子與萘二酚的C-4和C-11的相關性被定義(第9圖)。據信，這種七元環先前未在利福黴素同源物中見過。
表4，在25℃下、MeOD中收集的康樂黴素V1的13 C和1 H化學位移。 a
a 1 H 及13 C NMR 在 600 and 150 MHz分別取得。MeOD 的參考化學位移是δH 3.31及 δC 49.0。 康樂黴素 V1的濃度是4.5 mM。
b,c,d 重疊的訊號
e 與溶劑峰重疊的訊號
康樂黴素生物合成：其他利福黴素同源基因簇與康樂黴素(kng )基因簇之間基因內容的差異與康樂黴素上發現的許多新結構特徵一致(第6A圖)。在這種生物合成方案中，毛地黃毒糖脫氧糖(digitoxose deoxygsugar)由NDP-己糖-4-酮還原酶(NDP-hexose-4-ketoreductase)、NDP-己糖-3-酮還原酶(NDP-hexose-3-ketoreductase)、O- 甲基轉移酶(O-methyltransferase)、NDP- 己糖-2,3-脫水酶(NDP-hexose-2,3-dehydratase)和由kng 基因簇(分別為kng22、kng23、kng24、kng27、和kng28)編碼的細胞色素P450產生，並且通過由kng26 編碼的預測的醣基轉移酶將其附加到聚酮化合物核心(第6C圖))He等，2017，Sci.Rep.，7：9119；Ikezawa等，2003，J.Biol. Chem.，278：38557-38565；Thibodeaux等，2008，Angew. Chem. Int. Ed. Engl.，47：9814-9859；Bihlmaier等，2006，Antimicrob. Agents Chemother.，50：2113-2121，其全部內容通過引用併入本文)。康樂黴素V2中亞甲二氧基橋的起源在生物信息學中並不明顯；然而，一種可能的途徑是重複使用被認為涉及將相同的功能性引入洋地黃糖中的甲基轉移酶(kng24)和細胞色素P450(kng28)。在康樂黴素的聚酮核心的新乙基分支的存在是與在kngD中的kng 簇 的AT8*結構域預測的Emal特異性一致。雖然預期由kng基因簇編碼的預測的丙醯輔酶A羧化酶(propionyl-CoA carboxylase)(kng30)、Mmal變位酶(kng34A/B)和輔酶A轉移酶(CoA transferase)(kng35)參與產生琥珀酸部分，偕二甲基琥珀酸(gem-dimethyl succinic acid)的生物合成起源在過去沒有被描述過且需要額外的實驗來更好地理解康樂黴素中該功能的起源。
抗菌活性
康樂黴素A、V1和V2對於抗革蘭氏陽性細菌包括金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、單核細胞增生李斯特氏菌和結核分枝桿菌(表5)的作用如同抗生素。有趣的是，與康樂黴素A(12.5μM)相比，康樂黴素V1和V2均顯示出對結核分枝桿菌(H37Rv；分別為IC90 3.12和1.56μM)的改善的活性。特別感興趣的是，在康樂黴素中看到的複雜結構特徵是否可賦予對於賦予對利福平抗性的RNAP中的突變改善的活性。僅在三個RNAP氨基酸位置S531、H526和D516處的取代占利福平抗性結核分枝桿菌臨床分離株(Ramaswamy等，1998，Tuber. Lung Dis.，79：3-29，其通過引用整體併入本文)中觀察到的絕大多數突變。在體內使用攜帶各種RNAP點突變的金黃色葡萄球菌菌株的集合，並在體外使用純化的野生型和突變體(S477L)恥垢分枝桿菌RNAP(Srivastava等，2012年，Antimicrob. Agents，56：6250-6255；Hubin等，2017，Elife，6：e22520，其全部內容通過引用併入本文)評估康樂黴素對利福平抗性RNAP突變體的抗菌活性。使用這些模型使可探索康樂黴素對於利福平抗性TB中最常見之突變位點相對應的突變的活性，而無使用限制性BSL3試驗條件之必要。
表5，康樂黴素的抗菌活性
ND, 未確認.
a IC90 數值已被表示.
康樂黴素V1和V2兩者對於在對應於利福平抗性結核分枝桿菌臨床分離株中常見突變的位點攜帶RNAP突變的利福黴素抗性金黃色葡萄球菌菌株具有活性(第6D圖)。對於D471Y突變株，康樂黴素V1顯示出比利福平(5.6μg/mL)低約80倍的MIC(0.069μg/ mL)。康樂黴素V2對對應於結核分枝桿菌臨床分離株中最常見的抗性突變(S531L)且出現在~40-80％來自世界上地理上不同區域的定序分離株之攜帶S486L突變的金黃色葡萄球菌菌株表現出類似的有效活性(MIC 0.069μg/mL)(圖6D)(Tadesse等，2016，Int.J.Mycobateriol.，5：185-191；Thirumurugan等，2015，Infect. Public Health，8：619-625；Sajduda等，2004，J.Clin. Microbiol.，42：2425-2431；Cavusoglu等，2002，J.Clin. Microbiol.，40：4435-4438；Brossier等，2006，J.Clin. Microbiol.，44：3659-3664；Singhal等，2017，J. Epidemiol. Glob. Health，7：175-180；Johansen等，2003，J.Clin. Microbiol.，41：4454-4456；Barnard等，2008，Am. J. Respir. Crit. Care Med.，177：787-792；Muthaiah等，2017，臨床結核病和其他分枝桿菌病期刊(Journal of Clinical Tuberculosis and Other Mycobacterial Diseases)，8：19-25，其通過引用整體併入本文)。如同結核分枝桿菌，金黃色葡萄球菌中的S486L突變完全消除利福平的抗菌活性(MIC>50μg/mL)。有趣的是，康樂黴素V2對S486L突變體顯示出比對野生型菌株更強的活性，表明其可能在這種變體是RNAP的主要形式的環境中進化。
為了測定康樂黴素對於金黃色葡萄球菌S486L突變體的活性是否可被推廣到攜帶等同的RNAP突變之結核分枝桿菌，使用轉錄終止試驗(run-off transcription assay)測試康樂黴素對純化的恥垢分枝桿菌RNAP的體外活性(第6E圖)。恥垢分枝桿菌RNAP在氨基酸水平上表現出與結核分枝桿菌RNAP 91％的序列同一性，並顯示在利福平結合口袋(binding pocket)的殘基的完整保留(Hubin等，2017年，Elife，6：e22520，其通過引用全部併入本文)。康樂黴素被發現均為對野生型恥垢分枝桿菌RNAP的有效體外抑制劑，具有與利福平相當的活性。雖然利福平對S447L RNAP突變體(對應於結核分枝桿菌S531L和金黃色葡萄球菌S486L)無活性，但所有三種康樂黴素均對這種突變體表現出高水平的活動。與金黃色葡萄球菌MIC試驗的結果一致，康樂黴素V2對突變恥垢分枝桿菌RNAP顯示出最高效力(第6E圖)。轉錄終止試驗的詳細分析表明，康樂黴素抑制RNAP的機制可能與利福平不同。在利福平抑制轉錄期間，結合的抗生素對新生轉錄物的空間阻塞導致產生短的、不完全的(abortive)的核苷酸轉錄物(第6E圖)(Campbell等，2001，Cell，104：901-912，其整體通過引用併入本文)。在存在康樂黴素的情況下，這些不完全的轉錄物不存在或大大減少，表明康樂黴素的抑制不涉及相同的空間阻塞機制。
關於康樂黴素樣基因簇的進化
康樂黴素V1和V2對於賦予對利福黴素家族抗生素之抗性的常見突變的有效突變體特異性活性表明其可能響應於產生細菌的自然環境中的普遍抗性表型而出現。從土壤宏基因組中回收的基因簇的檢查提供了對這些分子如何透過一系列水平基因轉移事件從祖先(ancestral)的利福黴素樣基因簇進化的潛在見解。最簡單的kng相關基因簇(RifCon 12)被確認含有額外的生物合成基因，其在其他利福黴素同源基因簇中未見，據信其為毛地黃毒糖脫氧糖(kng22、kng23、kng24、kng27、kng28、和kng26)生物合成和轉移，以及在康樂黴素V2中觀察到的萘二酚上的亞甲二氧基橋(kng24和kng28；第10圖)所必需的。然而，該基因簇不包含任何預測編碼以結合在康樂黴素中所見的EmaI或琥珀酸部分的基因。此更簡單的基因簇可能是通過一系列基因缺失(gene deletion)事件從kng樣基因簇中產生的，儘管其被認為更有可能代表kng樣基因簇的祖先。編碼Emal和二甲基琥珀酸修飾的基因的隨後獲得物將能夠生物合成完全功能化的康樂黴素(表8和9)。總共，鑑定出三個完整的kng樣基因簇-兩個來自土壤宏基因組(RifCon 6、RifCon 10)和一個來自培養的細菌。每個都被預測包含完整的kng生物合成基因，這些基因僅通過序列、基因組織和輔助基因內容(例如，泵、轉錄因子、前體生物合成基因等)而不同(第10圖，表1、6和7)。
表6，為宏基因組基因簇RifCon12和來自納他黴素擬無枝酸菌康樂黴素簇的相應基因的基因註釋。

表7，為宏基因組簇6和來自納他黴素擬無枝酸菌康樂黴素簇的相應基因的基因註釋。
表8，來自納他黴素擬無枝酸菌的康樂黴素生物合成基因簇和來自地中海擬無枝酸菌利福酶素簇的相應基因的基因註釋。
表9，未在康樂黴素生物合成基因簇中發現的利福黴素生物合成基因。
當關注萘二酚的修飾時，通過半合成改善利福黴素的努力是最有效的(Ma等，綜合藥物化學(Comprehensive Medicinal Chemistry II)，2006；Vol.7，pp 699-739；Bacchi等，1998，J.Med. Chem.，41：2319-2332；Sensi，P.，1983，Rev. Infect。Dis.，5 Suppl. 3：S402-S406，其全部內容通過引用併入本文。萘二酚的改性已經產生臨床使用的藥物利福平、利福噴汀(rifapentine)、利福布汀(rifabutin)和利福昔明(rifaximin)。有趣的是，在康樂黴素的情況下，進化導致了在三個不同位置修飾的具有生物學意義的同源物的產生，所有這些同源物在半合成研究中基本上不可接近或無法生產。聚酮化合物骨架是利福黴素的一個特別具有挑戰性的區域，可通過半合成進行修飾。出現在康樂黴素中的琥珀酸部分上的游離羧酸提供了從先前難以接近的聚酮化合物骨架產生大量半合成衍生物的易切入點。
雖然尚不確定康樂黴素的進化是否為利福黴素抗性細菌所生長的生態位(ecological niche)中的生產生物提供了選擇性優勢，但其對這種表型的活性表明可能是這種情況。環境細菌之間的競爭可能為促使能夠繞過共同抗性機制的抗生素變體的進化提供了強大的進化壓力，包括許多可能與人類健康相關的機制。像本文使用的大規模宏基因組定序方法容許已知抗生素家族中最複雜的基因簇的系統性鑑定，據信，其通常代表通常遇到的抗生素抗性機制的最進化的天然解決方案。如果在編碼抗生素的其他基因簇家族中證明這一點，那麼對新的抗生素同源物進行全球微生物組的系統性檢查可能會發現能夠規避常見臨床重要抗生素耐藥機制的其他天然產物。
雖然本揭露已參考特定實施例而公開，但顯而易見的是，在不脫離本公開的真實精神和範圍的情況下，本領域的具有通常知識者可設計出本公開的其他實施例和變型。所附請求項旨在被解釋為包括所有這樣的實施例和均等變形。
無。
以下對較佳實施例的詳細描述，當搭配後附之圖式閱讀時將更易於了解。為繪示本揭露，其以目前較佳的圖式實施例表示。然而，應被理解的是本揭露不限於圖式中所示之實施例地的精確配置及手段。
第1圖繪示原型利福黴素生物合成基因簇的組成及AHBA合成酶之親緣關係。來自地中海擬無枝菌酸菌(Amycolatopsis mediterranei)的利福黴素基因簇已被繪示。AHBA合成酶基因以紅色標出。由AHBA合成酶催化的反應以及利福黴素SV(基因簇的產物)已被繪示。利福黴素SV的結構係依據負責製造其聚乙醯核心(紅色)、AHBA衍生部分(綠色)及剪切功能(黑色)的基因上色。來自先前表徵之基因簇的AHBA基因的演化分歧係與不同結構分類的安沙黴素類相關。
第2圖，包含第2A圖及第2B圖，繪示用於基於序列的土壤(soils)篩選之利福黴素同源生物合成基因簇。第2A圖繪示篩選的總覽。由近似於1500土壤分離出的DNA係以退化性引子利用PCR為AHBA合成酶基因的存在而篩選。在此篩選中產生的序列係用以建立譜系樹，在其之上來自利福黴素同源基因簇的AHBA合成酶參考序列係被描繪出(以星號標記)。宏基因組學DNA黏質體資料庫係由跨距所有AHBA支序群且被預想是與利福黴素同源基因簇相關聯之含有AHBA序列的土壤所產生。初級克隆(含有AHBA基因者)係利用退化性AHBA合成酶引子藉由PCR稀釋法由資料庫還原。類似方法，但改以靶向PKS酮合成酶域及rif15A/15B剪裁基因的退化性引子之方法係用以還原與初級克隆上發現的途徑相鄰的途徑區域。圖2B繪示了從土壤宏基因組中還原的利福黴素同源基因簇的統整。灰色框標示最初還原的初級AHBA克隆。
第3圖繪示從土壤宏基因組中還原的利福黴素家族基因簇的剪裁基因含量的統整。在右側的表中示出了來自地中海擬無枝酸菌之原型利福黴素基因簇的不存在或譜系樹上有區別的(基於第4A-C圖、第5A-B圖，第11A-B圖中顯示的譜系)剪裁基因。先前描述的利福黴素家族基因簇被示出以作為參考。為了單純性，省略除顯示了顯著的功能差異的第八個模組之外的PKS模組。
第4圖，包括第4A圖到第4C圖，繪示預想將編碼在譜系上不同於已知的利福黴素樣基因簇中發現之酶的剪裁基因。第4A圖描繪了eDNA衍生的醣基轉移酶基因的譜系學分析。來自先前描述的利福黴素家族基因簇的基因被示出以作為參考。缺乏來自地中海擬無枝酸菌(A. mediterranei )之利福黴素基因簇的明顯同源物的分支被標記出。這些標記對應於第3圖中所示的表。第4B圖繪示eDNA衍生的甲基轉移酶基因的譜系學分析。來自先前描述的利福黴素家族基因簇的基因被示出作為參考。缺乏來自地中海擬無枝酸菌(A. mediterranei )之利福黴素基因簇的明顯同源物的分支被標記出。這些標記對應於第3圖中所示的表。第4C圖繪示糖差向異構酶基因的譜系分析。來自先前的利福黴素家族基因簇的基因被示出作為參考。缺乏來自地中海擬無枝酸菌之利福黴素基因簇 的明顯同源物的分支 被標記出。這些標記對應於第3圖中所示的表。
第5圖，包括第5A和第5B圖，繪示了預測將編碼在譜系上不同於已知的似利福黴素基因簇中發現之酶的剪裁基因。第5A圖繪示eDNA衍生的細胞色素P450基因的譜系學分析。來自先前描述的利福黴素家族基因簇的基因被示出作為參考。缺乏來自地中海擬無枝酸菌 之利福黴素基因簇 的明顯 同源物的 分支 被標記出。這些標記對應於第3圖中所示的表。第5B圖繪示eDNA衍生的氧化還原酶基因的譜系學分析。來自先前描述的利福黴素家族基因簇的基因被示出作為參考。缺乏來自地中海擬無枝酸菌 之利福黴素基因簇 的明顯同源物的分支 被標記出。這些標籤對應於第3圖中所示的表。
第6圖，包括第6A圖至第6E圖，繪示康樂黴素(kanglemycins) 的結構、生物合成和體內及體外活性。第6A圖繪示利福黴素和康樂黴(kng)基因簇的比較。連接兩個簇的線代表預想將為功能上等同的基因。為了單純性，只有在利福黴素簇中缺乏對應物的基因在康樂黴素簇中被標記。圍繞這些基因的彩色框係對應於預想將編碼的子結構(如版面C所示)。第6B圖繪示康樂黴素 A、V1和V2的結構。第6C圖繪示所提出的康樂黴素V2的生物合成的統整。不同的結構特徵上色如下：紅色，聚酮化合物核心；藍色，Emal修飾；綠色，AHBA衍生的子結構；黑色，剪裁修飾。被預想為無活性的PKS模組八脫水酶(DH*)結構域用星號標記，以將其與剩餘的活性結構域作出區隔。第6D圖繪示康樂黴素對具利福平(Rif)抗藥性之金黃色葡萄球菌(S. aureus )的 體內活性概貌。結構模型(PDB代碼5UHD)顯示利福平與具利福平抗藥性結核分枝桿菌(M. tuberculosis )臨床分離株中三種最常見的突變殘基之間的相互作用。第6E圖繪示用放射性標記的核苷酸進行的體外轉錄試驗，其顯示針對來自恥垢分枝桿菌(M. smegmatis ) 和S447L突變體變體的野生型RNA聚合酶(RNAP)在所示濃度的利福平和康樂黴素的活性。全長(F)和中止(abortive)(A)轉錄物被示出。
第7圖，包括第7A圖至第7D圖，繪示含有康樂黴素的C-18快速管柱分離之HPLC分析。第7A圖繪示來自納他黴素擬無枝酸菌(A.vancoresmycina )株的部分純化萃取物的HPLC色譜圖。首先通過快速色譜法分離來自納他黴素擬無枝酸菌株的粗製乙酸乙酯萃取物。接著合併在254nm和420nm具有強UV吸光度的分離部分並進行HPLC。標記出對應於康樂黴素A、V1及 V2的峰。第7B圖繪示康樂黴素A的UV光譜。第7C圖繪示康樂黴素V1的UV光譜。第7D圖繪示康樂黴素V2的UV光譜。
第8圖繪示用於建立康樂黴素V1結構的關鍵HMBC和HRMS數據。
第9圖繪示用於建立康樂黴素V2結構的關鍵HMBC和HRMS數據。
第10圖繪示來自較單純的利福黴素核心之結構複雜的康樂黴素家族分子的演化模型。在該模型中，設想結構複雜性的逐步增加是由一系列水平基因轉移事件所引起的。在每個步驟中獲得的基因被示出於框內，並根據其預想編碼的結構特徵以高亮表示。
第11圖，包括第11A圖和第11B圖，繪示預想將編碼在譜系上不同於已知的利福黴素樣基因簇中發現之酶的剪裁基因。第11A圖繪示糖酮還原酶基因的譜系學分析。來自先前的利福黴素家族基因簇的基因被示出作為參考。缺乏來自地中海擬無枝酸菌之利福黴素基因簇的明顯同源物的分支被標記出。這些標記對應於第3圖中所示的表。第11B圖繪示糖脫水酶基因的譜系學分析。來自先前的利福黴素家族基因簇的基因被示出作為參考。缺乏來自地中海擬無枝酸菌之利福黴素基因簇的明顯同源物的分支被標記出。這些標籤對應於第3圖中所示的表。
第12圖繪示用於建立康樂黴素A結構的HMBC、COSY及HRMS數據。與描述康樂黴素A的原始報告相比，已重新分配13 C化學位移。
第13圖，包括第13A圖和第13B圖，繪示出康樂黴素A的NMR圖譜。第13A圖描述在CD2 Cl2 ，在25℃收集的康樂黴素A的1 H NMR圖譜。第13B圖繪示出在CD2 Cl2 ，於25℃收集的康樂黴素A的13 C NMR圖譜。
第14圖，包含第14A圖和第14B圖，繪示康樂黴素A的2-D NMR圖譜。第14A圖繪示在CD2 Cl2 ，在25℃下收集的康樂黴素A的HMQC NMR圖譜。第14B圖繪示出在CD2 Cl2 ，在25℃下收集的康樂黴素A的COZY NMR圖譜。
第15圖繪示在CD2 Cl2 ，在25℃下收集的康樂黴素A的HMBC圖譜。
第16圖，包括第16A圖和第16B圖，繪示康樂黴素V1的NMR圖譜。第16A圖繪示在MeOD，在25℃下收集的康樂黴素V1的1 H NMR圖譜。第16B圖繪示在MeOD，在25℃下收集的康樂黴素V1的13 C NMR圖譜。
第17圖，包括第17A圖和第17B圖，繪示康樂黴素V1的2-D NMR圖譜。第17A圖繪示在MeOD，在25℃下收集的康樂黴素V1的HSQC NMR圖譜。第17B圖繪示在MeOD，在25℃下收集的康樂黴素V1的COSY NMR圖譜。
第18圖繪示在MeOD，25℃下收集的康樂黴素V1的HMBC圖譜。
第19圖繪示在MeOD，在-20℃下收集的康樂黴素V2的1 H NMR圖譜。
第20圖繪示在MeOD，在-20℃下收集的康樂黴素V2的13 C NMR圖譜。
第21圖繪示在MeOD，在-20℃下收集的康樂黴素V2的HSQC NMR圖譜。
第22圖繪示在MeOD，在-20℃下收集的康樂黴素V2的COSY NMR圖譜。
第23圖繪示在MeOD，在-20℃下收集的康樂黴素V2的HMBC圖譜。
第24圖繪示所建議之在納他黴素擬無枝酸菌中的3-氨基-5-羥基苯甲酸(3-amino-5-hydroxybenzoic acid)(AHBA)的生物合成。縮寫：UPD，尿苷二磷酸；亞氨基E4P，1脫氧-1-亞氨基-D-赤蘚糖-4-磷酸(1-deoxy-1-imino-D-erythrose 4-phosphate)；氨基DAHP，3,4-二脫氧-4-氨基-D-阿拉伯糖-庚磺酸鹽7-磷酸(3,4-dideoxy-4-amino-D-arabino-heptulosonate 7-phosphate)；氨基DHQ，5-脫氧-5-氨基-3-脫氫喹啉(5-deoxy-5-amino-3-dehydroquinate)；氨基DHS，5-氨基-5-脫氧-3-脫氫莽草酸(5-amino-5-deoxy-3-dehydroshikimate)。
第25圖，包括第25A圖至第25C圖，繪示所建議的在納他黴素擬無枝酸菌中的康樂黴素乙基丙二醯輔酶A(ethylmalonyl-CoA)展劑單元以及剪裁官能團的生物合成。第25A圖繪示所建議的乙基丙二醯輔酶A的生物合成。第25B圖繪示所建議的2,2-二甲基琥珀醯輔酶A(2,2-dimethylsuccinyl-CoA)的生物合成。第25C圖繪示所建議的NDP亞甲基毛地黃生物合成。負責從琥珀醯-CoA生產 2,2-二甲基琥珀醯輔酶A的酶在生物信息學上不顯著。預想由kng 基因簇編碼的酶催化的反應被標示出。所有其他反應均被預想由在kng 基因簇外編碼的酶催化。
第26圖描繪所提出的納他黴素擬無枝酸菌(Amycolatopsis vancoresmycina )中康樂黴素聚酮化合物核心的生物合成和剪裁。基於被預想為在康樂黴素之最終結構為非功能性的聚酮合成酶結構域用星號標記。縮寫：AD，腺苷酸化結構域；ACP，醯基載體蛋白；KS，酮合成酶；ATm ，丙二醯輔酶A特異性醯基轉移酶；ATe ，乙基丙二醯輔酶A特異性醯基轉移酶(所有其他AT結構域均被預想為利用甲基丙二醯基輔酶A)；KR，酮還原酶；DH，脫水酶。
第27圖繪示用紅色圓圈標示之具有在RifR Mtb中三個最常見的突變位點的rpoB 基因。在 金黃色葡萄球菌中識別出的 RifR 和KangR 突變及其頻率用藍色圓圈標示。
Figure TW201944989A_D0028

Claims (48)

  1. 一種如式(1)所示的化合物：(1) 其中： R1 是CHR4 R5 或OR6 ； 每個R4 或R5 的出現獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、環烷基、芳基或雜芳基； R6 是氫原子、烷基、環烷基、芳基或雜芳基； 每個R3 的出現獨立地代表氫原子、鹵素原子、烷基、環烷基、芳基、雜芳基或OR7 ； R7 表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、雜芳基、或C(=O)R8 ； R8 表示烷基、環烷基、芳基或雜芳基； X表示-O-、-NR9 -、-CR9 R10 -或-C(=O)-； 每個R9 及R10 獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、環烷基、芳基或雜芳基； m表示1到6的整數；以及 n表示4到10的整數； 或其鹽類。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中R1 表示OR6 。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之化合物，其中R1 表示OH。
  4. 如申請專利範圍第1項到第3項中任一項所述之化合物，其中每個R3 獨立地表示烷基或OR7 。
  5. 如申請專利範圍第1項到第4項中任一項所述之化合物，其中每個R7 獨立地表示氫原子或C(=O)R8 。
  6. 如申請專利範圍第1項到第5項中任一項所述之化合物，其中R8 是烷基。
  7. 如申請專利範圍第1項到第6項中任一項所述之化合物，其中每個R3 係獨立地選自由-OH、甲基及-OC(=O)CH3 所組成之群組。
  8. 如申請專利範圍第1項到第7項中任一項所述之化合物，X表示-O-、-CR9 R10 -、或-C(=O)-。
  9. 如申請專利範圍第1項到第8項中任一項所述之化合物，其中每個R9 及R10 為氫原子。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中每個X的出現係選自由-O-、-C(=O)-、-CH2 -、及-C(CH3 )2 -所組成之群組。
  11. 如申請專利範圍第1項到第10項中任一項所述之化合物，其中該化合物是。
  12. 一種如式(2)所示的化合物：(2) 其中： 每個R1 及R2 獨立地表示CHR4 R5 、CR4 R5 、OR6 或O，其中R1 及R2 係任選地參與環的形成； 每個R4 及R5 的出現獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、烯烴基、環烷基、芳基或雜芳基； 每個R6 的出現獨立地表示氫原子、烷基、烯烴基、環烷基、芳基或雜芳基； 每個R3 的出現獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、環烷基、芳基、雜芳基或OR7 ； R7 表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、雜芳基或C(=O)R8 ； R8 表示烷基、環烷基、芳基或雜芳基； X表示O、NR9 、CR9 R10 、或C(=O)； 每個R9 及R10 獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、環烷基、芳基或雜芳基； m表示1到6的整數；以及 n表示4到10的整數； 或其鹽類。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之化合物，其中每個R1 及R2 獨立地表示OR6 。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之化合物，其中每個R6 獨立地表示氫原子或烷基。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之化合物，其中每個R1 及R2 獨立地表示OR6 及O，且R1 及R2 參與環的形成。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之化合物，其中R6 是烯烴基。
  17. 如申請專利範圍第12項、第14項或第15項所述之化合物，其中R1 表示-OCH2 -且R2 表示-O-，R1 及R2 參與環的形成。
  18. 如申請專利範圍第12項到第17項中任一項所述之化合物，其中每個R3 獨立地表示烷基或OR7 。
  19. 如申請專利範圍第12項到第18項中任一項所述之化合物，其中每個R7 獨立地表示氫原子或C(=O)R8 。
  20. 如申請專利範圍第12項到第19項中任一項所述之化合物，其中R8 是烷基。
  21. 如申請專利範圍第12項到第20項中任一項所述之化合物，其中每個R3 獨立地選自由-OH、甲基及-OC(=O)CH3 所組成之群組。
  22. 如申請專利範圍第12項到第21項中任一項所述之化合物，X表示-O-、-CR9 R10 -或-C(=O)-。
  23. 如申請專利範圍第12項到第22項中任一項所述之化合物，其中每個R9 及R10 是氫原子。
  24. 如申請專利範圍第12項到第23項中任一項所述之化合物，其中每個X的出現係選自由-O-、-C(=O)-、-CH2 -及-C(CH3)2 -所組成之群組。
  25. 如申請專利範圍第12項到第24項中任一項所述之化合物，其中該化合物是。
  26. 如申請專利範圍第1項到第25項中任一項所述之化合物，其中該化合物係實質性純的。
  27. 如申請專利範圍第1項到第25項中任一項所述之化合物，其中該化合物係對映性純的(enantiomerically pure)。
  28. 如申請專利範圍第1項到第25項中任一項所述之化合物，其中該化合物與利福黴素(rifamyci)相比對於利福黴素耐藥性細菌具有較低的最低抑菌濃度(MIC)(µg/mL)。
  29. 一種醫藥組成物，其包含治療有效量之如申請專利範圍第1項到第28項中任一項的化合物以及藥學上可接受之一賦形劑。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之醫藥組成物，其進一步包含一醫藥載體。
  31. 如申請專利範圍第29項或第30項所述之醫藥組成物，其中該醫藥組成物係配製為立即釋放、延遲釋放、延續釋放組成物或其組合。
  32. 一種預防或降低微生物生長或增殖的方法，其中該方法包含使該微生物與包括申請專利範圍第1項到第31項中任一項所述之化合物的一組成物接觸。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之方法，其中該微生物是細菌。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之方法，其中該細菌至少對抗生素具有抗性。
  35. 如申請專利範圍第34項所述之方法，其中該細菌對利福黴素有抗性。
  36. 如申請專利範圍第35項所述之方法，其中該細菌具有賦予抗生素抗性的至少一點突變。
  37. 如申請專利範圍第33項到36項中任一項所述之方法，其中該細菌具有一或多個胺基酸的一或多個以下突變：(1) 絲氨酸至亮氨酸；(2) 組氨酸至酪氨酸；或(3) 天冬醯胺至酪氨酸。
  38. 一種治療或預防一個體內的細菌感染的方法，其中該方法包括施予該個體包含如申請專利範圍第1項到第31項中任一項所述之化合物之一組成物。
  39. 如申請專利範圍第38項所述之方法，其中該細菌感染是金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、 單核球增多性李氏菌(Listeria monocytogenes)、腸道沙門氏菌(Salmonella enterica)、綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)、奇異變形桿菌(Proteus mirabills)、糞腸球菌(Enterococcus faecium)、鮑氏不動桿菌(Acinetobacter baumannii)、結核分枝桿菌(Myobacterium tuberculosis)所造成的感染。
  40. 如申請專利範圍第39項所述之方法，其中該細菌感染對利福黴素有抗性。
  41. 如申請專利範圍第40項所述之方法，其中該細菌感染是由具有賦予抗生素抗性的至少一點突變的細菌所造成。
  42. 如申請專利範圍第41項所述之方法，其中該細菌具有一或多個胺基酸的一或多個以下突變：(1) 絲氨酸至亮氨酸；(2) 組氨酸至酪氨酸；或(3) 天冬醯胺至酪氨酸。
  43. 如申請專利範圍第32項到第42項中任一項所述之方法，其中該方法進一步包含施予該個體一額外治療劑。
  44. 一種用於治療細菌感染之根據申請專利範圍第1項到第31項所述之化合物。
  45. 如申請專利範圍第44項所述之化合物，其中該細菌感染是金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、 單核球增多性李氏菌(Listeria monocytogenes)、腸道沙門氏菌(Salmonella enterica)、綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)、奇異變形桿菌(Proteus mirabills)、糞腸球菌(Enterococcus faecium)、鮑氏不動桿菌(Acinetobacter baumannii)、結核分枝桿菌(Myobacterium tuberculosis)所造成的感染。
  46. 如申請專利範圍第45項所述之化合物，其中該細菌感染對利福黴素有抗性。
  47. 如申請專利範圍第46項所述之化合物，其中該細菌感染是由具有賦予抗生素抗性的至少一點突變的細菌所造成。
  48. 如申請專利範圍第47項所述之化合物，其中該細菌具有一或多個胺基酸的一或多個以下突變：(1) 絲氨酸至亮氨酸；(2) 組氨酸至酪氨酸；或(3) 天冬醯胺至酪氨酸。
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