含α-氨基酰胺結(jié)構(gòu)的新型鈉通道阻滯劑的設(shè)計(jì)合成及篩選.pdf

1、神經(jīng)源性疼痛是指由軀體感覺(jué)系統(tǒng)病變或功能障礙所導(dǎo)致的異常性疼痛。常見(jiàn)的神經(jīng)源性疼痛包括糖尿病性神經(jīng)痛、癌癥相關(guān)神經(jīng)痛、神經(jīng)受壓卡、帶狀皰疹后遺神經(jīng)痛、三叉神經(jīng)痛、艾滋病相關(guān)的神經(jīng)性疼痛以及術(shù)后神經(jīng)痛等。神經(jīng)源性疼痛是一種作用機(jī)制極其復(fù)雜的疾病，具有反復(fù)發(fā)作、遷延不愈等特征，嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量。
　　藥物療法是神經(jīng)源性疼痛臨床治療的主要手段，但由于神經(jīng)源性疼痛的起因廣泛，癥狀多樣，病理機(jī)理復(fù)雜，目前臨床上沒(méi)有特異性的治療藥物。

2、傳統(tǒng)的鎮(zhèn)痛藥如阿片受體激動(dòng)劑僅在高劑量下才顯示一定的效果，而高劑量具有成癮性；非甾體抗炎藥雖無(wú)成癮性，但鎮(zhèn)痛效能低，達(dá)不到治療目的。目前臨床使用的神經(jīng)痛治療藥，其研發(fā)初衷并非針對(duì)神經(jīng)源性疼痛，因此存在著療效不佳、副作用大、治療窗窄等缺陷。
　　神經(jīng)源性疼痛涉及諸多靶點(diǎn)，其中電壓門(mén)控鈉離子通道是治療神經(jīng)源性疼痛的理想靶標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)源性疼痛的產(chǎn)生，往往伴隨著鈉離子通道的異常興奮，對(duì)鈉離子通道的選擇性抑制，是治療神經(jīng)源性疼痛的有效

3、途徑。
　　Ralfinamide是由意大利Newron制藥公司研發(fā)的小分子鈉離子通道阻滯劑，它能夠選擇性抑制與神經(jīng)痛相關(guān)的鈉通道Nav1.7，在炎癥性疼痛以及多種類(lèi)型的神經(jīng)源性疼痛模型中均表現(xiàn)出良好的鎮(zhèn)痛效果，是已知小分子鈉通道阻滯劑中鎮(zhèn)痛效能最高的候選藥之一，具有口服有效、安全性高、不良反應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。然而，在針對(duì)神經(jīng)源性下腰痛的臨床III期試驗(yàn)中，Ralfinamide與安慰劑組相比并無(wú)顯著差異。Ralfinamide系列衍生

4、物對(duì)鈉通道Nav1.7的選擇性抑制活性，以及其對(duì)神經(jīng)源性疼痛的鎮(zhèn)痛活性，還有待進(jìn)一步提高。
　　鈉通道阻斷劑是神經(jīng)病理性疼痛藥物研究的重點(diǎn)，研發(fā)亞型選擇性的鈉通道阻斷劑是該類(lèi)藥物研發(fā)面臨的瓶頸，選擇性Nav1.9小分子阻斷劑的研究未見(jiàn)報(bào)道。在前期研究中，我們對(duì) Ralfinamide進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造和活性篩選，發(fā)現(xiàn)ZBH-ZP-42在福爾馬林和SNI模型上，口服有效劑量比Ralfinamide低10倍，且鎮(zhèn)痛效能高達(dá)95％，小鼠灌胃給

5、藥的LD50>1500 mg/kg,比格犬和猴灌胃及靜脈給藥的急性毒性均低于Ralfinamide。作用機(jī)制研究結(jié)果表明，ZBH-ZP-42可能為選擇性的Nav1.9抑制劑。
　　本文以ZBH-ZP-42為先導(dǎo)化合物，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造和構(gòu)效關(guān)系研究，在保留α-氨基酰胺關(guān)鍵藥效團(tuán)的同時(shí)，引入經(jīng)典的藥物分子構(gòu)建片段，以發(fā)現(xiàn)新的鈉通道阻斷劑類(lèi)的神經(jīng)病理性疼痛治療藥物。在構(gòu)效關(guān)系研究中，我們分析了不同位點(diǎn)結(jié)構(gòu)修飾對(duì)于化合物活性的影響，主要

6、包括以下三方面：1.引入不同類(lèi)型的疏水性芳香基團(tuán)；2.改變疏水性芳香基團(tuán)與α-氨基酰胺藥效團(tuán)在苯環(huán)連接臂上的取代方式；3.改變藥效團(tuán)的手性碳構(gòu)型。
　　根據(jù)上述思路，我們共設(shè)計(jì)了四類(lèi)目標(biāo)化合物，分別引入取代苯酚、羥基吡啶環(huán)、羥基吲哚環(huán)和胡椒胺四種疏水性結(jié)構(gòu)片段。在以取代苯酚、羥基吡啶環(huán)和羥基吲哚環(huán)為結(jié)構(gòu)片段的第I、II、III類(lèi)目標(biāo)化合物中，我們以對(duì)苯二甲醛、間苯二甲醛為起始原料，通過(guò)醛基還原反應(yīng)，芐位醇羥基溴代反應(yīng)，威廉姆遜成醚

7、反應(yīng)及醛基的還原氨化四步反應(yīng)，得到目標(biāo)產(chǎn)物。在以胡椒胺為結(jié)構(gòu)片段的第IV類(lèi)目標(biāo)化合物中，我們以胡椒胺為起始原料，參考前三類(lèi)目標(biāo)化合物的合成方法，經(jīng)四步反應(yīng)獲得目標(biāo)產(chǎn)物。
　　本課題最終合成了47個(gè)目標(biāo)化合物，所有終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)均已經(jīng)MS及1H-NMR鑒定。活性評(píng)價(jià)前，終產(chǎn)物均制備為鹽酸鹽形式。我們首先在小鼠福爾馬林模型上對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行活性初篩，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了多個(gè)鎮(zhèn)痛活性良好的終產(chǎn)物。其中，以羥基吲哚環(huán)為疏水性結(jié)構(gòu)片段、藥效團(tuán)手性碳構(gòu)型

8、為S型的所有目標(biāo)化合物均表現(xiàn)出了比Ralfinamide更強(qiáng)的鎮(zhèn)痛活性，證實(shí)了引入羥基吲哚環(huán)結(jié)構(gòu)對(duì)于化合物鎮(zhèn)痛活性會(huì)有顯著改善。在此基礎(chǔ)上，我們還對(duì)優(yōu)選化合物7k和9a的口服有效劑量和最低有效劑量作了進(jìn)一步評(píng)價(jià)。隨后，我們挑選在小鼠福爾馬林模型上初篩效果良好的目標(biāo)化合物，繼續(xù)考察其對(duì)神經(jīng)痛相關(guān)鈉通道Nav1.7、Nav1.8的抑制活性（測(cè)試濃度為10μM），結(jié)果發(fā)現(xiàn)參與評(píng)價(jià)的優(yōu)選化合物對(duì)Nav1.7的選擇性抑制活性均不如Ralfinam

9、ide，由此我們推測(cè)該系列化合物的鎮(zhèn)痛作用機(jī)制可能并非特異性抑制Nav1.7；通過(guò)對(duì)優(yōu)選化合物的進(jìn)一步研究，我們發(fā)現(xiàn)部分終產(chǎn)物對(duì)Nav1.8的選擇性抑制率較理想（IC50<10μM），顯著優(yōu)于ZBH-ZP-42，表明這些化合物鎮(zhèn)痛活性的發(fā)揮，有可能通過(guò)抑制Nav1.8實(shí)現(xiàn)。
　　除此之外，鑒于ZBH-ZP-42、Ralfinamide與抗帕金森病治療藥Safinamide的結(jié)構(gòu)同源性，我們還考察了目標(biāo)化合物在細(xì)胞模型上對(duì)單胺氧化酶

10、B的選擇性抑制能力，以及在小鼠MPTP模型上的行為學(xué)表現(xiàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)具有抗帕金森病活性的優(yōu)選化合物。
　　本論文設(shè)計(jì)合成的化合物構(gòu)效關(guān)系總結(jié)如下：
　　1.對(duì)于以取代苯酚為結(jié)構(gòu)片段的第I類(lèi)目標(biāo)化合物，當(dāng)藥效團(tuán)的手性碳構(gòu)型以及藥效團(tuán)和疏水性芳環(huán)片段在苯環(huán)連接臂上的取代方式保持不變時(shí)，疏水性芳環(huán)上取代基若為單個(gè)氟原子或單個(gè)甲氧基，則取代基位于間位的目標(biāo)化合物在小鼠福爾馬林模型上鎮(zhèn)痛活性?xún)?yōu)于鄰位和對(duì)位產(chǎn)物；當(dāng)苯環(huán)上取代基為單個(gè)

11、氯原子時(shí)，取代基位于鄰位的目標(biāo)化合物鎮(zhèn)痛活性?xún)?yōu)于間位和對(duì)位產(chǎn)物；而當(dāng)疏水性芳環(huán)上同時(shí)含有兩個(gè)氟原子時(shí)，盡管目標(biāo)化合物的鎮(zhèn)痛活性有所減弱，但其對(duì)單胺氧化酶B抑制率及選擇性抑制活性均顯著提高，小鼠MPTP模型行為學(xué)表現(xiàn)同樣良好，有望發(fā)揮抗帕金森病療效。
　　2.對(duì)于以羥基吡啶環(huán)為結(jié)構(gòu)片段的第II類(lèi)目標(biāo)化合物，吡啶環(huán)上氧原子的連接位置對(duì)于構(gòu)效關(guān)系的影響尚不明確。第II類(lèi)化合物在小鼠福爾馬林模型上的鎮(zhèn)痛活性，大多比陽(yáng)性對(duì)照Ralfinam

12、ide較弱。
　　3.對(duì)于以羥基吲哚環(huán)為結(jié)構(gòu)片段的第III類(lèi)目標(biāo)化合物，吲哚環(huán)上氧原子連接位置對(duì)構(gòu)效關(guān)系的影響尚不明確。但手性碳構(gòu)型為S型的第III類(lèi)目標(biāo)化合物的小鼠福爾馬林模型鎮(zhèn)痛活性均優(yōu)于陽(yáng)性對(duì)照Ralfinamide，這一結(jié)果表明，引入羥基吲哚環(huán)結(jié)構(gòu)能夠顯著提高目標(biāo)化合物的鎮(zhèn)痛活性。
　　4.藥效團(tuán)和疏水性芳環(huán)片段在苯環(huán)連接臂上取代方式的改變，對(duì)構(gòu)效關(guān)系的影響有以下表現(xiàn)：當(dāng)疏水性芳環(huán)片段均為羥基吲哚環(huán)時(shí)，藥效團(tuán)和疏水性