[发明专利]新的凝血酶功能化合物和基于其的药物组合物

说明书

本发明涉及新的化合物，这些化合物作为凝血酶抑制剂的用途，以及基于它们的药物组合物，且其可用于治疗和预防凝血酶-相关的血栓栓塞性事件，以及用于研究目的。

凝血酶为血液凝结系统(将可溶血浆蛋白(纤维蛋白原)转化为不溶的纤维蛋白凝块)的主要的酶。凝血酶形成(造成纤维蛋白聚合反应的过程)和凝血酶抑制(亦即抑制凝血酶活性的过程)之间存在脆弱的平衡。过量的凝血酶形成造成血栓形成。

直接凝血酶抑制剂是对强烈直接结合至活性酶中心且阻断纤维蛋白原(天然底物)脱离活性中心的抑制剂的命名。该阻断中止了凝血酶-催化的纤维蛋白从纤维蛋白原的转化，且(作为结果)阻止纤维蛋白凝固并减缓或完全阻止血液凝固。因此，为了具有强烈的抗凝血酶活性，直接凝血酶抑制剂应当与活性凝血酶中心具有最大可能强度的结合。为此目的，它们应当满足由凝血酶分子的活性中心的结构所指示的几个条件。

活性凝血酶中心通常为了便利分为几个穴(cavity)或袋(pocket)，以接受在酰胺解反应发生点附近的其纤维蛋白原底物的不同氨基酸。袋S1为一个深且窄的穴，其具有由憎水性氨基酸残基和负电荷源形成的壁，且该负电荷源事实上在该穴的底部并在氨基酸Asp 189的羧基基团存在下产生。袋S1起到将纤维蛋白原中的主要氨基酸残基(赖氨酸或精氨酸)直接结合至肽键断裂点(在赖氨酸或精氨酸的C-端)的作用。该主要氨基酸的长直链烃残基延伸了袋S1的全长，而在烃残基末端的正电荷主要片段对袋S1底部的负电荷天冬氨酸残基形成了盐桥。因此，袋S1对于鉴定纤维蛋白原的多肽链中的主要氨基酸残基是最适宜的。

另一个袋S2，通过非极性氨基酸残基形成，紧邻着袋S1，且起到鉴定纤维蛋白原的氨基酸序列中在袋S1接收的主要氨基酸后(在主要氨基酸的N-端)的次要憎水性氨基酸(缬氨酸、异亮氨酸和亮氨酸)的作用。袋S2具有比袋S1稍微较小的容积，且其并不含有任何带电氨基酸基团。因此，袋S2对于结合非极性脂肪氨基酸的小型烃残基是理想适宜的。

发现另一个袋S3在凝血酶表面上与袋S2相接。其也是憎水性袋，但是其具有相当大的容积且不是精确限定的，因为其相当大的一部分为开放的，且直接暴露于溶剂。袋S3起到了接收纤维蛋白原的大型脂肪和芳香憎水性氨基酸片段的作用，其中该片段在肽链中距离断裂处两至三个单元(link)。

直接凝血酶抑制剂必须以优化的方式填充于凝血酶分子的活性中心的这三个袋中。例如，公知的三肽抑制剂D-Phe-Pro-Arg通过X-射线结构分析发现与活性凝血酶中心反应如下：精氨酸残基填充袋S1，脯氨酸残基占据袋S2，和D-苯丙氨酸占据袋S3。

在目前临床实践中使用以控制血栓形成的药物通常并不适于抑制血液中已经形成的过量的凝血酶。医生倾向于自由地使用间接凝血酶抑制剂，如未分级的肝素和低分子量肝素，和维生素K拮抗剂(华法林(warfarin))。所有的这些药物本身并不能抑制在系统中累积的过量凝血酶。各种肝素仅加速了存在于血浆中的天然凝血酶抑制剂-抗凝血酶III(AT III)-的抑制作用，且因此如果患者血浆中的AT III含量出于这种或那种原因非常低时，肝素仅具有弱的抗凝血作用，。维生素K拮抗剂通过抑制肝中凝血因子的前体的合成而降低凝固速率。明显地，这为相对较慢的选择，其在需要快速抑制血液中存在的凝血酶的紧急情况下不能提供帮助。

间接凝血药治疗的限制已经导致了药物公司意欲开发强效的且具选择性的直接凝血酶抑制剂。当目前为止，大量的此类凝血酶抑制剂已经被开发出来。然而，它们中的大部分并没有显示出药物所需的所有性质。继续进行研究以改善它们的药理学性质如有效时间、低毒性、水中的溶解度、口服生物利用度等。理想的凝血酶抑制剂还必须对固定于血块中的凝血酶有效。其必须对凝血酶具有选择性，而不抑制血纤蛋白溶解中涉及的蛋白酶，在血液中保持很长时间，在肝中抵抗酶和细胞色素P450的作用，保持于水性介质中，对于血液蛋白结合免疫(或仅稍微结合)，且为无毒的。然而，对化合物的初步测试对于其满足这些要求中的合适性而言是非决定性的。尽管大量有效的低分子量凝血酶抑制剂已经被合成了，但是在今天使用的仅有一个(阿加曲班，合成于日本)(U.S.专利5,214,052,1993)，其已经通过了所有必须的临床测试。然而，其并不是理想的抑制剂，因为其在溶液中具有低溶解度(其血浆中T_1/2为36分钟)。这意味着对于开发新的有效且安全合成凝血酶抑制剂仍然存在着挑战。

目前可得到的公开的专利和科学研究描述了大量的凝血酶抑制剂。这些文献总结如下：