大环CFTR调节剂的制作方法
本发明涉及新颖的式(i)大环化合物及其作为药物在治疗cftr相关疾病和病症(特别是囊性纤维化)中的用途。本发明还涉及相关方面，包括所述化合物的制备工艺、含有一种或多种式(i)化合物的药物组合物、含有式(i)化合物与一种或多种用作cftr调节剂的治疗活性成分的组合的药物组合物，其中所述cftr调节剂是一种或多种cftr校正剂(特别是i型校正剂、和/或ii型校正剂、和/或iii型校正剂)、和/或cftr增效剂、和/或cftr稳定剂；以及它们在治疗cftr相关疾病和病症中的用途。
背景技术：
1、囊性纤维化(cf；粘稠物阻塞症，有时也称为胰腺纤维囊性病或胰腺纤维化)是一种常染色体隐性遗传病，由称为囊性纤维化跨膜传导调节因子(cftr)的功能障碍性上皮氯离子/碳酸氢根通道引起。cftr功能障碍导致分泌性上皮表面的氯离子、碳酸氢根和水运输失调，引起包括肺、胰腺、肝和肠在内的器官中粘稠粘液积聚，进而导致多器官功能障碍。如今在cf中观察到的最致衰弱的影响出现在肺部--由于气道表面液体水合异常、粘液栓堵塞、粘液纤毛清除受损、慢性炎症和感染--肺部随时间推移失去其功能，最终导致呼吸衰竭死亡(elborn, 2016)。人cftr是一个由1480个氨基酸组成的多结构域蛋白。在cf患者中已发现许多导致cftr功能障碍的不同突变，例如导致无功能性cftr蛋白(i类突变)、cftr运输缺陷(ii类突变)、cftr调节缺陷(也称为门控缺陷；iii类突变)、cftr传导缺陷(iv类突变)、由于剪接缺陷导致cftr蛋白减少(v类突变)或由于cftr稳定性降低导致cftr蛋白减少(vi类突变)、由于mrna不稳定性导致无cftr蛋白(vii类突变)(de boeck, acta paediatr.2020, 109(5):893-895)。cftr2数据库(http://cftr2.org；数据检索于2022年08月22日)目前包含401种致病突变的信息。迄今为止最常见的致病突变是第508位苯丙氨酸缺失(f508del；cftr2数据库中等位基因频率为0.697)，该突变导致通道在内质网合成过程中错误折叠，错误折叠蛋白被降解，并导致向细胞表面的运输显著减少(ii类突变)。被运输到细胞表面的残余f508del-cftr是有功能的，但功能低于野生型cftr，即f508del-cftr也存在门控缺陷(dalemans, 1991)。约40%的cf患者为f508del突变纯合子，另有约40%的患者为f508del突变杂合子并携带来自i、ii、iii、iv、v、vi或vii类的另一致病突变。此类致病突变相当罕见，其次是iii类g551d突变(等位基因频率0.0210)、i类g542x突变(等位基因频率0.0254)和ii类n1303k突变(等位基因频率0.0158)。
2、目前通过一系列针对各种器官和功能障碍的药物来治疗cf。从诊断起，通过在食物中补充胰消化酶来治疗肠和胰腺功能障碍。肺部症状主要通过高渗盐水吸入、粘液溶解剂、抗炎药、支气管扩张剂和抗生素治疗(elborn, 2016)。
3、除对症治疗外，已开发出cftr调节剂并批准用于具有某些cftr突变的患者。这些化合物直接改善cftr折叠和向细胞表面的运输(cftr校正剂)或改善细胞表面cftr的功能(cftr增效剂)。其他类型的调节剂仍处于探索阶段，例如增加(突变的)cftr的mrna水平的化合物(cftr扩增剂)和增加突变cftr的质膜稳定性的化合物(cftr稳定剂)，例如核苷酸结合结构域1(nbd1)稳定剂sion-638(目前处于1期)及其后续分子nbd1-a(g. hurlbut在2022年北美囊性纤维化会议口头报告)和sion-719及sion-451(pipeline -- sionnatherapeutics (sionnatx.com)；访问于2024年1月12日)。cftr调节剂还可以增强非突变(即野生型)cftr的功能，且因此正在研究其在增加野生型cftr功能将具有有益效果的疾病(例如非cf疾病)中的应用，例如cftr增效剂在治疗慢性支气管炎/copd/支气管扩张症(legrand, j med chem. 2021, 64(11):7241-7260. patel, eur respir rev. 2020, 29(156):190068)和干眼病(flores, faseb j. 2016, 30(5):1789-1797; chen, j oculpharmacol ther 2020, 36(3):147-153; felix, invest ophthalmol vis sci 2017 5(11):4506-4513)中的用途，以及急性呼吸窘迫综合征(ards)(erfinanda l, sci translmed. 2022, 14(674):eabg8577)。cftr增效剂(也称为激活剂)vsj-110(cftract-k267)已被证明在干眼病模型中具有促分泌作用。此外，已描述了通过校正剂处理增加野生型cftr的表面表达和功能(marchesin 2023)，且应在上述疾病中产生类似益处。可以预期增效剂和校正剂的组合在治疗受益于增加野生型cftr功能的疾病中提供进一步的治疗效果。
4、可以通过评估其在体外培养的重组和原代细胞系统中促进突变cftr运输和功能的能力来发现和优化cftr调节剂及其组合。此类系统中的活性可预测cf患者中的活性。
5、wo2019/161078公开了作为囊性纤维化调节剂的大环化合物，其中所述大环化合物通常是包含(吡啶-羰基)-氨磺酰基部分的15-元大环化合物，该部分连接至另一个芳族基团。wo2022/109573(含有1,3,4-噁二唑环的大环化合物)、wo2022/076625、wo2022/076626、wo2022/076624、wo2022/076621、wo2022/076620、wo2022/076618、wo2021/030556和wo2021/030555中公开了其他大环化合物。包含化合物apicidin(cas: 183506-66-3)的大环四肽(12-或13-元)已被提议作为治疗cf的潜在药物(hutt dm等人, acs med chemlett. 2011;2(9):703-707. doi:10.1021/ml200136e)。wo2020/128925公开了能够调节cftr活性的大环化合物，其中所述大环化合物包含任选取代的二价n-(吡啶-2-基)吡啶基-磺酰胺部分。已描述其他大环化合物可稳定氯离子通道cftr(stevers l.m., naturecommunications 2022, 13:3586)。非大环cftr校正剂和/或cftr增效剂已公开于例如wo2011/119984、wo2014/015841、wo2007/134279、wo2010/019239、wo2011/019413、wo2012/027731、wo2013/130669、wo2014/078842和wo2018/227049、wo2010/037066、wo2011/127241、wo2013/112804、wo2014/071122和wo2020/128768中。此外，特定的大环化合物可作为筛选化合物找到，其中与本发明式(i)化合物的8-至10-元双环杂亚芳基相比，未取代的亚苯基是所述大环化合物的一部分(cas登记号：cas-2213100-89-9、cas-2213100-96-8、cas-2213100-99-1、cas-2213101-02-9、cas-2213101-04-1、cas-2213101-06-3、cas-2213101-08-5、cas-2213101-09-6、cas-2213101-19-8、cas-2213101-24-5、cas-2215788-95-5、cas-2215788-98-8、cas-2215789-01-6、cas-2215789-02-7、cas-2215789-09-4、cas-2215789-15-2、cas-2215789-20-9、cas-2215789-24-3、cas-2215789-35-6、cas-2215789-37-8、cas-2215946-94-2、cas-2215947-04-7、cas-2215947-13-8、cas-2215947-24-1、cas-2215947-34-3、cas-2215947-44-5、cas-2215947-51-4、cas-2215947-64-9、cas-2215947-68-3、cas-2215947-78-5、cas-2215947-91-2、cas-2215954-57-5、cas-2216342-34-4、cas-2216342-78-6、cas-2216342-86-6、cas-2216343-03-0、cas-2216343-09-6、cas-2216343-14-3、cas-2216343-18-7、cas-2216343-24-5、cas-2216343-32-5、cas-2216343-38-1、cas-2216343-45-0、cas-2216343-53-0、cas-2216343-59-6、cas-2216343-64-3、cas-2216343-74-5、cas-2216343-76-7)。
6、cftr调节剂可进一步细分为--除其他外--cftr校正剂和cftr增效剂。cftr校正剂改善cftr的折叠及其向细胞表面的运输，特别是携带ii类(折叠和运输)突变的cftr，从而增加cftr细胞表面表达。cftr增效剂增加细胞表面cftr的开放概率，特别是携带门控缺陷(包括经校正剂挽救的ii类突变体)的cftr，因此可以与cftr校正剂以相加/协同方式激活cftr。因此，增效剂和校正剂已在/正在临床上组合用于治疗具有cftr ii类突变的患者。文献和专利中已描述了大量的cftr校正剂。其中一些校正剂--单独和/或与其他cftr调节剂组合--已在/正在cf患者的临床试验中使用，例如vx-809(鲁马卡托(lumacaftor))、vx-661(替扎卡托(tezacaftor))、abbv-2222(加利卡托(galicaftor))、vx-445(依来卡托(elexacaftor))、vx-659(巴莫卡托(bamocaftor))、vx-440(奥拉卡托(olacaftor))、vx-121(万扎卡托(vanzacaftor))、abbv-c2校正剂-abbv-119和abbv-567，以及pti-801(波塞那卡托(posenacaftor)，cas 2095064-05-2；wo 2019/071078实施例2的化合物)。类似地，文献和专利中已描述大量的增效剂。其中一些增效剂--单独和/或与其他cftr调节剂组合--已在/正在cf患者的临床试验中使用，例如vx-770(伊伐卡托(ivacaftor))、vx-561(氘代伊伐卡托(deutivacaftor))、glpg-1837、glpg-2451、abbv-3067(纳沃卡托(navocaftor))、qbw-251(伊森替卡托(icenticaftor))。cftr增效剂/激活剂vsj-110(cftract-k267)正在过敏性结膜炎(2期)中进行测试，这是一种以角膜上皮炎症为特征的疾病，被认为可从野生型cftr激活中获益。
7、已确定cftr校正剂可根据其机制进一步细分：以相加或协同方式作用的校正剂必须具有不同的，即互补的作用机制，很可能是由于cftr蛋白上的不同结合位点。相反，以竞争方式作用的校正剂可能共享相同的cftr结合位点(okiyoneda 2013, veit 2018, veit2020, fiedorczuk 2022；marchesin 2023)。因此，结构相关的校正剂vx-809(鲁马卡托(lumacaftor))、vx-661(替扎卡托(tezacaftor))和abbv-2222(加利卡托(galicaftor))已被归类为i型校正剂，corrector 4a和相关化合物已被归类为ii型校正剂，而vx-445(依来卡托(elexacaftor))已被描述为iii型校正剂，这也适用于结构相关的校正剂vx-440(奥拉卡托(olacaftor))、vx-659(巴莫卡托(bamocaftor))和vx-121(万扎卡托(vanzacaftor))。abbv-c2校正剂abbv-119、abbv-567也可能是iii型校正剂。pti-801可能是另一种iii型校正剂。由于其效果的相加性，不同机制的校正剂正在临床上组合使用，以与增效剂一起达到更高的校正功效。
8、vx-770(伊伐卡托(ivacaftor)，kalydeco，n-(2,4-二-叔丁基-5-羟基苯基)-1,4-二氢-4-氧代喹啉-3-甲酰胺，cas 873054-44-5，例如wo2006/002421、wo2011/072241、wo2007/079139、wo2007/134279、wo2010/019239、wo2013/130669)是一种cftr增效剂，也是首个获批准的cftr调节剂(美国和欧盟：2012年首次批准)，用于治疗年龄在4个月及以上、具有基于临床和/或体外测定数据对kalydeko有响应的cftr基因突变的cf患者。当前的vx-770 uspi(2020年12月)列出了97种符合条件的cftr突变。vx-770也是orkambi(vx-809和vx-770的组合)、symdeko/symkevi(vx-661和vx-770的组合)和trikafta/kaftrio(vx-661、vx-445和vx-770的组合)的一部分，如下所述。
9、vx-809(鲁马卡托(lumacaftor)，3-[6-({[1-(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊-5-基)环丙基]羰基}氨基)-3-甲基吡啶-2-基]苯甲酸，cas 936727-05-8，例如wo2007/056341、wo2009/073757、wo2009/076141、wo2010/037066、wo2011/127241)是一种i型cftr校正剂，并于美国(2014年)和欧盟(2015年)作为orkambi的一部分获批，orkambi是鲁马卡托(lumacaftor)与cftr增效剂伊伐卡托(ivacaftor)的组合产品，用于治疗年龄在2岁及以上、cftr基因中f508del突变纯合的囊性纤维化(cf)患者。
10、vx-661(替扎卡托(tezacaftor)，1-(2,2-二氟-2h-1,3-苯并二氧杂环戊-5-基)-n-{1-[(2r)-2,3-二羟基丙基]-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙-2-基)-1h-吲哚-5-基}环丙烷-1-甲酰胺，cas 1152311-62-0，例如wo2007/117715、wo2011/119984、wo2014/014841)是一种i型cftr校正剂，并于美国(2018年)作为symdeko的一部分和欧盟(2018年)作为symkevi的一部分获批。symdeko/symkevi是替扎卡托(tezacaftor)与cftr增效剂伊伐卡托(ivacaftor)的组合产品，用于治疗年龄在6岁及以上、cftr基因中f508del突变纯合或具有至少一种基于体外数据和/或临床证据对替扎卡托(tezacaftor)/伊伐卡托(ivacaftor)有响应的cftr基因突变的囊性纤维化(cf)患者。当前的symdeko uspi(2022年6月)列出了154种符合条件的cftr突变。
11、vx-445(依来卡托(elexacaftor)，n-(1,3-二甲基-1h-吡唑-4-磺酰基)-6-[3-(3,3,3-三氟-2,2-二甲基丙氧基)-1h-吡唑-1-基]-2-[(4s)-2,2,4-三甲基吡咯烷-1-基]吡啶-3-甲酰胺，cas 2216712-66-0，例如wo2016/057572、wo2018/107100、wo2019/152940)是一种iii型cftr校正剂，并于美国(2019年)作为trikafta的一部分和欧盟(2020年)作为kaftrio的一部分获批。trikafta/kaftrio是依来卡托(elexacaftor)与i型cftr校正剂替扎卡托(tezacaftor)和cftr增效剂伊伐卡托(ivacaftor)的组合产品，用于治疗年龄在6岁及以上、cftr基因中具有至少一种f508del突变或基于体外数据有响应的cftr基因突变的囊性纤维化(cf)患者。当前的trikafta uspi(2021年10月)列出了178种符合条件的cftr突变。
12、abbv-2222(glpg-2222，(加利卡托(galicaftor))，4-[(2r,4r)-4-({[1-(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊-5-基)环丙基]羰基}氨基)-7-(二氟甲氧基)-3,4-二氢-2h-色烯-2-基]苯甲酸；cas 1918143-53-9，例如wo2016/069757)是一种i型cftr校正剂，目前正在与cftr增效剂abbv-3067(见下文)组合进行开放标签ii期试验(nct03969888)，研究对象为78名年龄在18岁及以上、f508del-cftr突变纯合的cf患者。
13、abbv-3067(纳沃卡托(navocaftor)，glpg-3067，(5-(3-氨基-5-((4-(三氟甲氧基)苯基)磺酰基)吡啶-2-基)-1,3,4-噁二唑-2-基)甲醇，cas 2159103-66-7，例如wo2017/208115)是一种cftr增效剂，目前正在与加利卡托(galicaftor)组合进行ii期试验分析，如上所述(nct03969888)。
14、qbw-251(伊森替卡托(icenticaftor)，3-氨基-6-甲氧基-n-[(2s)-3,3,3-三氟-2-羟基-2-甲基丙基]-5-(三氟甲基)吡啶-2-甲酰胺，cas 1334546-77-8，例如wo2011/113894)是一种cftr增效剂，在一项安慰剂对照的i/ii期研究中进行了测试，研究对象为年龄在18岁及以上、在一个等位基因上携带cftr iii类、iv类cftr突变(即cftr在细胞表面且可从增效中受益的突变)的cf患者队列(nct02190604)。
15、vx-121(万扎卡托(vanzacaftor)，(14s)-8-[3-(2-{二螺[2.0.2.1]庚-7-基}乙氧基)-1h-吡唑-1-基]-12,12-二甲基-2λ6-硫杂-3,9,11,18,23-五氮杂四环[17.3.1.111,14.05,10]二十四碳-1(22),5,7,9,19(23),20-六烯-2,2,4-三酮，cas 2374124-49-7，例如wo2019/161078、wo2021/030552)是一种iii型cftr校正剂，目前正在作为含有万扎卡托(vanzacaftor)、i型校正剂替扎卡托(tezacaftor)和cftr增效剂vx-561(氘代伊伐卡托(deutivacaftor)，伊伐卡托(ivacaftor)的氘代形式)的新三联组合的一部分，在两个活性对照双盲随机iii期临床试验中对cf患者进行测试。
16、vx-561(氘代伊伐卡托(deutivacaftor)，n-[2-叔丁基-4-[1,1,1,3,3,3-六氘代-2-(三氘代甲基)丙-2-基]-5-羟基苯基]-4-氧代-1h-喹啉-3-甲酰胺，ctp-656，名称，cas1413431-07-8，例如wo2019/109021、wo2019/018395)是伊伐卡托(ivacaftor)的氘代形式，用于每日一次给药。
17、已在体外分析了cftr校正剂鲁马卡托(lumacaftor)、替扎卡托(tezacaftor)、加利卡托(galicaftor)、corr4a、依来卡托(elexacaftor)、巴莫卡托(bamocaftor)等恢复突变cftr(特别是f508del-cftr)折叠及其向细胞表面运输的能力(van goor 2011,okiyoneda 2013, veit 2018, keating 2018, davies 2018)。向细胞表面的运输可通过不同的测定技术进行分析，包括抗cftr免疫印迹(cftr“c带”代表成熟的运输cftr)、抗cftr细胞表面elisa、酶片段互补技术或表达突变cftr蛋白的重组细胞系或来自cf患者的原代细胞中的cftr-hrp融合蛋白。重要的是，具有不同类型校正剂机制的校正剂的组合在增加f508del-cftr细胞表面表达方面显示出相加效应。例如，依来卡托(elexacaftor)+/-替扎卡托(tezacaftor)(iii型校正剂 +/- i型校正剂；keating 2018, veit 2020)或巴莫卡托(bamocaftor)+/- 替扎卡托(tezacaftor)(iii型校正剂 +/- i型校正剂；davies 2018)或i型+ii型+iii型校正剂(veit, 2018)均显示了这一点。
18、运输到细胞表面的突变cftr仍可能存在门控缺陷，并且已显示当加入增效剂时，细胞表面f508del-cftr的功能显著增强。有多种功能测定可用于分析cftr功能。例如，卤化物敏感黄色荧光蛋白的细胞表达可用于测量通过功能性cftr的碘化物内流(galietta2001)。此外，使用ussing室和重组上皮细胞或来自cf患者的重建支气管上皮的电生理测量可用于表征cftr调节剂对cftr功能的影响。例如，已显示向经鲁马卡托(lumacaftor)校正的f508del-cftr添加增效剂伊伐卡托(ivacaftor)可使cftr功能在来自cf患者的重建支气管上皮中增强近两倍(van goor 2011)，这与在经鲁马卡托(lumacaftor)治疗的患者中加入伊伐卡托(ivacafor)后fev1改善的临床试验数据一致(boyle 2014)。类似地，再次使用ussing室读数，在重建的cf支气管上皮中显示了i型校正剂替扎卡托(tezacaftor)和iii型校正剂依来卡托(elexacaftor)对f508del-cftr功能校正的相加性，以及通过添加增效剂伊伐卡托(ivacaftor)使功能进一步增强约2倍。此外，还证明了iii型校正剂依来卡托(elexacaftor)对i型校正剂替扎卡托(tezacaftor)和增效剂伊伐卡托(ivacaftor)组合在f508del-cftr功能上的相加效应(keating 2018)。后一比较与在f508del-cftr纯合患者中的临床试验数据一致，其中在替扎卡托(tezacaftor)+伊伐卡托(ivacaftor)(symdeko)基础治疗中加入依来卡托(elexacaftor)导致ppfev1增加10%(keating 2018)。fda已认识到体外试验对cftr调节剂在临床中效果的预测能力，并已仅基于体外证据(在重组表达突变cftr的fisher大鼠甲状腺上皮细胞中进行ussing室测量；uspi symdeko、uspi kalydeko、uspi trikafta)批准了针对罕见cftr突变的cftr调节剂。
19、尽管有多种具有互补机制的cftr调节剂可用于许多常见突变，但患者中的cftr功能并未完全恢复(如持续升高的汗液氯离子水平所示)，其肺功能也未完全恢复。这些发现突显了对额外的新型高效cftr校正剂机制的需求，该机制可单独使用或在现有或未来背景治疗(即symdeko或orkambi或trikafta或[加利卡托(galicaftor)+纳沃卡托(navocaftor)]，以及任选的进一步背景治疗)之上使用，并且其组合可增加此类cftr调节剂治疗的疗效。
技术实现思路