CN101232877A - 治疗与氧化应激有关的疾病和病症的n-乙酰半胱氨酸酰胺（nac酰胺） - Google Patents

Abstract

含N－乙酰半胱氨酸酰胺(NAC酰胺)及其衍生物的组合物，及其用于人和非人哺乳动物的疾病、病症、紊乱和病变的治疗和疗法。将NAC酰胺或其衍生物的药学上或生理学上可接受的组合物单独或者与其它合适药物联合给药，以减轻、预防或拮抗细胞和组织中的氧化应激以及自由基氧化剂的形成和过度产生，并提供谷胱甘肽的新来源。

Description

治疗与氧化应激有关的疾病和病症的N-乙酰半胱氨酸酰胺（NAC酰胺）

                      发明领域

本发明一般涉及用抗氧化剂治疗哺乳动物包括人的疾病。更具体来讲，本发明涉及各种疾病和病症的治疗和疗法，包括将N-乙酰半胱氨酸酰胺(N-acetylcysteineamide)(NAC酰胺)或其衍生物单独或者与另一种药物联合给予有需要的哺乳动物。

                      发明背景

氧化应激在神经退行性病变和年龄相关性疾病的进展中发挥重要作用，引起蛋白质、DNA和脂质损伤。低分子量、疏水的抗氧化剂化合物用于治疗周围组织疾病，如急性呼吸窘迫综合征、肌萎缩性侧索硬化、动脉粥样硬化性心血管疾病、多器官功能障碍和中枢神经系统神经退行性病变，如帕金森氏病、阿尔茨海默氏病和雅-克二氏病(Creutzfeldt-Jakob′s disease)。氧化应激作为原因与帕金森氏病、阿尔茨海默氏病和雅-克二氏病及其它类型疾病的发病机理有关。(D.Atlas等的美国专利号6,420,429)。

细胞抗氧化剂的缺乏可导致过量自由基，其引起大分子分解、脂质过氧化作用、毒素蓄积和最后细胞死亡。因为抗氧化剂化合物对预防这种细胞氧化很重要，所以将天然抗氧化剂如谷胱甘肽(GSH)(γ-谷氨酰(glutamyl)半胱氨酰甘氨酸)持续提供给组织。GSH由大多数细胞合成，是负责维持体内适当氧化状态的主要细胞抗氧化剂之一。氧化后，GSH形成二聚体GSSG，其可在产生谷胱甘肽还原酶的器官中再循环。在成人，还原型GSH主要在肝内由GSSG产生，少部分由骨骼肌及红细胞和白细胞产生，随血流分布至体内其它组织。

然而，在某些疾病中，正常生理提供的GSH不足，其分布不适当或者局部氧化需求太高而不能防止细胞氧化。在其它疾病中，细胞抗氧化剂如GSH的产生和需求失调，因此导致这些分子的体内水平不足。在其它情况下，某些组织或生物学过程消耗抗氧化剂，以致它们的细胞内水平减弱。不论发生哪一种情况，抗氧化剂如谷胱甘肽的血清水平增加导致可进入细胞内的抗氧化剂的量增加。在细胞吸收的易化运输系统中，驱动吸收的浓度梯度增加。

谷胱甘肽N-乙酰半胱氨酸酰胺(NAC酰胺)即N-乙酰半胱氨酸(NAC)的酰胺形式，是低分子量硫醇抗氧化剂和Cu²⁺螯合剂(chelator)。NAC酰胺提供有效的抗细胞损伤作用。已显示NAC酰胺抑制红细胞(RBCs)内叔丁基羟基过氧化物(BuOOH)诱导的细胞内氧化以及延缓RBCs内BuOOH诱导的硫醇耗竭和血红蛋白氧化。外部应用NAC酰胺对硫醇耗竭的RBCs的恢复明显大于用NAC所发现的恢复。与NAC不同，NAC酰胺防止血红蛋白氧化。(L.Grinberg等，Free Radic Biol Med.2005 Jan 1，38(1)：136-45)。在无细胞系统中，显示NAC酰胺与氧化型谷胱甘肽(GSSG)反应，产生还原型谷胱甘肽(GSH)。NAC酰胺很容易穿透细胞膜，补充细胞内GSH，并通过结合到细胞的氧化还原结构内，防止细胞氧化。因为NAC酰胺具有中性羧基，所以它的亲油性和细胞渗透性增强。(参见如D.Atlas等的美国专利号5,874,468)。NAC酰胺在跨细胞膜以及血脑屏障方面也优于NAC和GSH。

NAC酰胺可在许多重要的生物学现象中发挥直接或间接的作用，包括合成蛋白质和DNA、转运、酶活性、代谢以及防止细胞受到自由基介导的损伤。NAC酰胺是负责维持体内适当氧化状态的有效的细胞抗氧化剂。NAC酰胺可使氧化的生物分子再循环而回到其活性还原形式，其作为抗氧化剂即使不比GSH更有效，也与其同样有效。

谷氨酸，一种兴奋性氨基酸，是中枢神经系统(CNS)中主要的神经递质之一。已经显示细胞外谷氨酸水平提高与急性神经元损伤以及许多CNS疾病包括高血糖症、缺血、缺氧(Choi，D.W.Neuron，1(8)：623-34，1988)和慢性疾病如杭廷顿氏舞蹈病、阿尔茨海默氏病和帕金森氏病有关(Meldrum B.和Garthwaite J.Trends PharmacolSci.11(9)：379-87，1990；和Coyle J.T.和Puttfarcken P.Science，262(5134)：689-95，1993)。关于谷氨酸毒性已提出两种机制。第一种机制说明谷氨酸的兴奋毒性由三类兴奋性氨基酸受体介导(Monaghan D.T.等，Annu Rev Pharmacol Toxicol.29：365-402，1989)。除了受体介导的谷氨酸兴奋毒性之外，还提出细胞外谷氨酸水平的提高抑制胱氨酸摄取，引起细胞GSH水平明显下降，诱导氧化应激反应(Murphy T.H.等，Neuron，2(6)：1547-58，1989)。

半胱氨酸是细胞内GSH合成的关键成分。由于氧化还原的不稳定性，所以几乎所有细胞外半胱氨酸都主要以其氧化状态胱氨酸存在，其通过胱氨酸/谷氨酸转运体Xc-系统被细胞摄取。研究表明谷氨酸和胱氨酸共享相同的转运体；因此，细胞外谷氨酸水平的升高竞争性抑制胱氨酸转运，导致细胞内GSH耗竭。(Bannai S.和KitamuraE.J Biol Chem.255(6)：2372-6，1980；和Bannai S.Biochem BiophysActa.779(3)：289-306，1984)。还原型谷胱甘肽的耗竭导致细胞抗氧化能力下降，ROS(活性氧物质)蓄积，最终引起程序性细胞凋亡。几项研究已经证明谷氨酸在各种细胞系中诱导氧化应激反应，包括未成熟的皮质神经元(Murphy T.H.等，FASEB J.4(6)：1624-33，1990；和Sagara J.等，J Neurochem.61(5)：1667-71，1993)、少突神经胶质细胞(Oka A.等，J Neurosci.13(4)：1441-53，1993)、培养的大鼠星形胶质细胞(Cho Y.和Bannai S.J Neurochem.55(6)：2091-7，1990)、成神经细胞瘤细胞(Murphy T.H.等，Neuron.2(6)：1547-58，1989)和PC12细胞(Froissard P.和Duval D.Neurochem Int.24(5)：485-93，1994)。

某些抗氧化剂如NAC、硫辛酸(LA)，(Han D.等，Am J Physiol.273：1771-8，1997)、生育酚(Pereira CM.和Oliveira C.R.Free Radic BiolMed.23(4)：637-47，1997)和丙丁酚(Naito M.等，Neurosci Lett.186(2-3)：211-3，1995)主要通过补充GSH可预防谷氨酸细胞毒性。然而，在某些神经疾病如脑缺血和帕金森氏病中，不能实现脑区内组织GSH的增强，因为这些抗氧化剂已被血脑屏障阻隔(Panigrahi M.等，BrainRes.717(1-2)：184-8，1996；和Gotz M.E等，J Neural Transm Suppl.29：241-9，1990)。

除了神经退行性病变，例如累及脑和/或周围神经组织的那些神经退行性病变之外，其它疾病如哮喘、呼吸相关性疾病和病症如急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、肌萎缩性侧索硬化(ALS或Lou Gerhig’s病)、动脉粥样硬化性心血管病和多器官功能障碍，都与免疫系统的细胞过度产生氧化剂或活性氧物质有关。

已经明确许多其它疾病状态与抗氧化剂如GSH水平下降有关。抗氧化剂水平减弱(在具体器官局部或者全身)与大量临床定义的疾病和疾病状态，包括HIV/AIDS、糖尿病和黄斑变性有关，其发生全都起因于过量自由基反应和抗氧化剂不足。其它慢性疾病也可与抗氧化剂缺乏、氧化应激和自由基形成有关，包括心力衰竭及相关疾病和病变、血管成形术后的冠状动脉再狭窄、糖尿病和黄斑变性。

临床和临床前研究已经证明自由基紊乱与抗氧化剂水平不足之间的联系。已经报道糖尿病并发症是高血糖症事件的结果，该事件促进细胞酶糖化(glycation)，从而灭活抗氧化化合物的合成途径。结果是糖尿病中抗氧化剂不足，其可能与这些患者普遍出现白内障、高血压、闭塞性动脉粥样硬化和容易感染有关。

已经证明高水平抗氧化剂如GSH是血小板、血管内皮细胞、巨噬细胞、细胞毒性T淋巴细胞及其它免疫系统成分正常发挥功能所必需的。最近已发现感染人类免疫缺陷病毒HIV的患者在血浆、其它体液以及在某些细胞类型如巨噬细胞中表现低的GSH水平。这些低的GSH水平似乎并非由于GSH合成的缺乏引起。抗氧化剂缺乏已经涉及损害HIV患者的存活率。(1997，PNAS USA，94卷，1967-1972页)。人们普遍认为提高细胞中抗氧化剂水平在HIV/AIDS及其它疾病中很重要，因为在这些疾病类型中低细胞抗氧化剂水平允许越来越多的自由基反应获得能量(fuel)，而使疾病恶化。

已知HIV是从病理性自由基反应开始，这引起抗氧化剂分子的破坏及耗尽，以及细胞器和大分子的破坏。在哺乳动物细胞中，氧化应激如低细胞内水平的还原型抗氧化剂和相对高水平的自由基、激活某些细胞因子(包括NF-κB和TNF-α)，其转而激活DNA向mRNA的细胞转录，引起mRNA翻译成多肽序列。在病毒感染的细胞中，病毒基因组被转录，导致RNA病毒和逆转录病毒的病毒复制通常必需的病毒RNA产生。这些过程需要细胞相对氧化的状态，该状态来自应激、低抗氧化剂水平或者产生还原型细胞产物。激活细胞转录的机制在进化上高度保守，因此一系列突变不可能避免这种过程，或者其中以该途径突变的酶和受体基因产物的生物体将非常适合生存。因此，通过维持细胞相对还原的状态(氧化还原电位)，阻止晚期病毒复制的必需的病毒转录步骤。

通过降解抗氧化剂如GSH的各种病毒和病毒产物的作用将细胞内氧化状态对病毒复制的扩增效应复合(compounded)。例如gp120，一种含大量二硫键的HIV表面糖蛋白，通常存在于受感染细胞的表面。gp120氧化GSH，导致细胞内GSH水平降低。另一方面，GSH还原gp120的二硫键，从而降低或消除病毒感染力必需的生物学活性。因此抗氧化剂如GSH干扰此类氧化蛋白的产生，一旦形成即将其降解。在积极复制病毒基因产物的细胞中，可能发生事件级联，让细胞从低病毒活性的相对静止期进入大量病毒复制和细胞死亡的活动期。这通过改变氧化还原电位完成。通过维持适当水平的抗氧化剂，可阻止这种级联。

HIV通过两种主要途径即污染的血液和/或性交传播。在儿科病例中，约一半新生儿患者是宫腔内感染，一半是分娩时感染。这种情况允许研究如何预防传播，因为已知传播的时间。最初，表现为与重症流感相似的严重病毒感染，伴有大量病毒复制。几周内，当机体很大成功地加强免疫防御时自然通过这种急性期。此后，患者没有感染的外部表现。然而，病毒继续在免疫系统细胞和组织中复制，如在可见于各种体腔的淋巴结、淋巴小结、巨噬细胞和某些多树突状细胞中复制。

这种隐蔽和广泛的感染不只是病毒问题。除了复制之外，病毒导致各种自由基和各种细胞因子以毒性或提高的水平过量产生。细胞因子正常出现于传导许多反应信号的生物化学物质中，通常以微小的浓度存在。最后，在表面静止的HIV感染后平均7-10年，腐蚀性自由基和毒性水平的细胞因子开始导致受感染个体的表面症状，免疫系统开始衰竭。在其它毒性因子中，15-HPETE样物质为免疫抑制性的，TNF-α导致肌肉萎缩。病毒颗粒数目增加，患者出现获得性免疫缺陷综合征AIDS，在患者死亡之前该病可持续2-4年。因此，虽然病毒感染被认为是AIDS病因学的整体部分，但它不仅是病毒感染。

而且，HIV有强大的突变能力。就是这种能力导致难以制备疫苗或者研制长期的抗病毒药物疗法。由于越来越多人不能用现有复合方案成功治疗，所以耐药病毒株的数目增加。HIV耐药株是特别危险的病毒群，是重要的健康威胁。这些耐药HIV突变体还增加研制将能够抑制高病毒性病毒类型活性的疫苗的难度。而且，在很大程度上变得不依赖于病毒的自由基和细胞因子的继续产生永久导致AIDS患者的免疫系统、胃肠道、神经系统及许多其它器官功能障碍。公开的科学文献表明许多这些不同的器官系统功能障碍都是由于病毒及其自由基导致抗氧化剂化合物的全身性缺乏。例如，GSH在HIV感染时被耗尽，因为它是对抗自由基的首要壁垒抗氧化剂。另一种导致GSH水平降低的原因是HIV蛋白(如gp120细胞表面蛋白)中存在大量二硫键。二硫键与GSH反应，并使其氧化。因此，需要用其它抗氧化剂代替正常功能受到HIV感染的不利影响的抗氧化剂如GSH。

现有HIV/AIDS药物利用药物协同作用的概念，其中同时影响一个过程内的两个不同目标。这种作用大于累积作用。现在使用的药物选择性抑制病毒复制长途径中两处非常不同的点。本领域技术人员所知的病毒复制的途径描述于美国专利号6,420,429中。新的抗HIV/AIDS疗法包括将附加药物加入逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂中。而且，研制阻断病毒整合酶的药物，整合酶将HIV DNA整合入受感染细胞的DNA内，类似于将小段导线剪接成较长的导线。虽然也继续研制疫苗，但前景暗淡，因为HIV表现为移动目标，似乎改变迅速。疫苗研制还受到病毒的免疫细胞亲和力的影响。

感染HIV的个体具有低水平的血清酸溶性硫醇和抗氧化剂如在血浆、外周血单核细胞和肺上皮细胞衬液中的GSH。另外，已经显示随着HIV感染进展，细胞内高GSH水平的CD4⁺和CD8⁺T细胞选择性丢失。这种缺乏可促成HIV复制，加速疾病进展，特别是在炎性细胞因子浓度增加的个体中，因为此类细胞因子在耗竭抗氧化剂化合物的细胞中更有效刺激HIV复制。另外，抗氧化剂如GSH的耗竭也与称为凋亡或程序性细胞死亡的过程有关。因此，人为耗竭GSH的细胞内过程可导致细胞死亡，即使过程本身并非致命性。

糖尿病(“糖尿病”)分为两型：儿童或自身免疫型(I型，IDDM)和迟发或非胰岛素依赖型(II型，NIDDM)。I型占糖尿病病例的约30％。其余的病例代表II型。一般来讲，I型糖尿病发病突然，II型发病隐匿或呈慢性。症状包括过度排尿、饥饿和口渴，I型伴随体重缓慢和稳定下降。II型通常伴有肥胖，已被认为是易感个体的致病因素。血糖通常升高，常有尿糖排出。如果该病不治疗，患者可出现酮症酸中毒(ketoacidosis)，具有类似于酗酒者的恶臭味。未治疗的糖尿病的直接医学并发症可包括神经系统症状，甚至是糖尿病昏迷。

因为高血糖症(非常高的血糖水平)连续和致命地发生，所以一种非酶学化学反应(称为糖化)频繁出现在细胞内，导致必需酶慢性灭活。一种最关键的酶γ-谷氨酰基-半胱氨酸合成酶被糖化，很容易灭活。该酶涉及谷胱甘肽肝内生物合成的关键步骤。这种特殊糖化的净结果是糖尿病时GSH的产生缺乏。

机体各处(如全部线粒体内)多种基本功能都非常需要GSH产生称为ATP的化学能量。由于GSH不足或缺乏，脑细胞、心脏细胞、神经细胞、血细胞及许多其它细胞类型都不能正常发挥功能，并可通过与氧化应激和自由基形成有关的细胞凋亡被破坏。GSH是人体主要的唯一可重新合成的抗氧化剂。它也是植物和动物中最常见的小分子量硫醇。没有GSH，免疫系统就不能发挥功能，中枢和外周神经系统变得异常，然后停止发挥作用。因为依赖GSH作为氧化氮(负责控制血管紧张度的血管舒张剂)的载体，所以心血管系统不能很好地发挥功能，最后衰竭。因为全部上皮细胞似乎都需要GSH，所以缺乏GSH时肠衬细胞也不能正常发挥功能，有价值的微量营养素丢失，营养缺乏，微生物乘机入侵引起感染。

在糖尿病中，用GSH前体不能帮助控制GSH缺乏，因为糖化使限速酶破坏。随着GSH缺乏越来越明显，众所周知的糖尿病后遗症进展加重。糖尿病出现并发症基本上归因于失控的自由基损伤，因为糖尿病中有效GSH供应不足。例如，糖尿病个体更容易感染，因为当GSH水平下降时免疫系统濒临崩溃，类似于HIV/AIDS的情况。另外，外周脉管系统损害，到达肢端的供血严重减少，因为可获得的GSH的量不足以稳定氧化氮，使其有效发挥脉管舒张(松弛)特性。坏疽是常见的后遗症，晚期常导致连续截肢。周围神经病，足部和下肢常出现感觉丧失，通常接着出现异常感觉如无法控制的烧灼感或搔痒感。视网膜病和肾病在更晚出现，且实际上归因于微血管病，即新血管和毛细管过度萌芽和生长，因为新的血管壁脆弱所以通常出血。这种出血导致损伤视网膜和肾，导致失明和肾功能下降，其需要透析治疗。而且，当GSH缺乏加重时，出现白内障的频率增加。大和中等大小的动脉成为严重动脉粥样硬化加速的部位，早期为心肌梗死以及更严重程度的心肌梗死。如果用冠状动脉血管成形术治疗严重动脉粥样硬化，糖尿病很有可能出现心脏血管再次狭窄，称为再狭窄。

随着人口老化，黄斑变性作为失明原因开始成为问题。年龄相关性黄斑变性(ARMD)的特征在于眼部黄斑内视杆细胞和视锥细胞缓慢(干形)或迅速(湿形)地发生破坏和不可逆性丢失。黄斑紧邻视网膜中心，其中眼部晶状体聚焦其大部分强光。视细胞(称为视杆细胞和视锥细胞)向外生长，是中枢神经系统的活性部分。它们负责并且是看清细节如面容和面部表情、阅读、行驶、操作仪器和电子设备以及一般识别环境需要的精细视觉分辨所必需。最后，视杆细胞和视锥细胞的破坏导致功能性法定失明。因为该病没有明显疼痛，所以发病的首发警告通常是注意到视力敏度丢失。这可能已经标志晚期事件。现在人们认为在病变过程中一项非常早的事件是形成称为“脉络膜小疣”的物质，其首先呈斑状或弥散性点滴状黄色物质沉积在视网膜黄斑或黄斑中视网膜的表面。日光通过晶状体被聚焦在视网膜区域，其包含用于分辨的最高密度的视杆细胞。虽然鉴别颜色的视锥细胞在该病中也丢失，但人们认为是视杆细胞的丢失导致失明。已经对脉络膜小疣进行化学分析，发现由脂质混合物组成，其通过自由基反应被过氧化。

人们相信ARMD首先出现视网膜色素上皮(RPE)细胞丢失。一旦视网膜黄斑区域缺乏RPE细胞，则丢失视杆细胞，最后丢失一些视锥细胞。最终，毛细血管开始萌芽，出现与晚期ARMD有关的典型微血管病。也已知RPE细胞需要大量GSH发挥它们的正常功能。当RPE细胞培养基中GSH水平严重下降时，RPE细胞开始死亡。当用补充GSH的培养基培养这些细胞时，它们生长旺盛。越来越多的证据表明疾病的进展伴随视网膜(可能在这些细胞内，如细胞培养研究所表明)内GSH缺乏的加重。

通常认为主要来自日光的“近”紫外线(UVB)和高强度可见光是ARMD强大的促进因素。浅色虹膜的人构成黄斑变性的高危人群，与户外工作的人以及在日光最强的赤道区域的人一样。另外的自由基损伤如吸烟增加出现ARMD的危险。几种试图治疗ARMD的方法都已经失败，包括化学疗法。目前，没有治疗ARMD的有效疗法。已经开发激光疗法，通过烧灼神经血管生长已被广泛用于减慢在缓慢发病型疾病中产生的损伤。但是一旦疾病开始进展，其最终结果是肯定的。

多年前就已知硫醇特别是GSH对淋巴细胞功能的重要性。足够浓度的GSH是混合型淋巴细胞反应、T细胞增殖、T和B细胞分化、细胞毒性T细胞活性和自然杀伤细胞必需的。已经显示足够的GSH水平是中性粒细胞内微管聚合必需的。腹膜内给予GSH可增加小鼠细胞毒性T淋巴细胞的活化，发现膳食GSH可改善老年小鼠中GSH的脾脏状态，增强T细胞介导的免疫反应。巨噬细胞的存在可引起附近活化淋巴细胞的细胞内GSH水平的显著增加。巨噬细胞通过强大的膜转运系统耗尽胱氨酸，产生大量半胱氨酸，它们被释放入细胞外间隙。已经证明巨噬细胞GSH水平(因此以及半胱氨酸等同物)可通过外源性GSH增加。T细胞不能产生它们自己的半胱氨酸，它是T细胞合成GSH需要的限速前体。促有丝分裂刺激的淋巴细胞的细胞内GSH水平和DNA合成活性由外源性半胱氨酸而不是胱氨酸显著增加。在T细胞中，胱氨酸的膜转运活性比半胱氨酸低10倍。结果是，即使在健康生理条件下，T细胞也提供低基线半胱氨酸。巨噬细胞提供半胱氨酸的功能是T细胞能够从少GSH迁移至富含GSH部位的机制的重要部分。

已经确定细胞内GSH浓度对T细胞激活的重要性。已有报道GSH在T细胞内的水平在用GSH治疗后升高；不清楚这种增加是归因于完整的GSH吸收或是通过细胞外分解、转运分解产物，接着细胞内GSH的合成。使GSH降低10-40％可完全抑制体外T细胞激活。已经显示细胞内GSH耗竭可在反应早期抑制致有丝分裂诱导的核大小变换。半胱氨酸和GSH耗竭还影响激活的T细胞的功能，如循环T细胞克隆和在同种异体混合型淋巴细胞培养晚期激活的细胞毒性T淋巴细胞前体细胞。在IL-2依赖性T细胞克隆中的DNA合成和蛋白质合成，以及预激活的CTL前体细胞的继续生长和/或它们功能分化为细胞毒性效应细胞对GSH耗竭非常敏感。

谷胱甘肽状态是防止氧化损伤的主要决定因素。一方面GSH通过谷胱甘肽过氧化物酶催化的反应还原过氧化氢和有机氢过氧化物，另一方面通过与能够诱导氧化应激的亲电子异生(xenobiotic)中间体缀合发挥作用。肾小管上皮细胞具有高浓度的GSH，无疑是由于肾脏排泄毒素和废物的功能，肾小管上皮暴露于各种毒性化合物。从细胞外介质被转运入细胞内的GSH基本上防止从肠和肺分离的细胞受到叔丁基羟基过氧化物、甲萘醌或百草枯诱导的毒性损害。分离的肾细胞也转运GSH，其可补充内源性合成的GSH，防止氧化剂的损伤。还报道当外源性GSH存在时肝脏GSH含量增加(即双倍)。这可能是由于直接转运(如对肠和肺泡细胞的报道)或者通过细胞外降解、转运和细胞内再合成。

GSH半胱氨酸部分的亲核硫原子可以以保护细胞免受毒性亲电子试剂诱导的有害作用的机制起作用。已经确定谷胱甘肽S缀合物(conjugate)的生物合成是药物和化学解毒的重要机制。底物的GSH缀合通常需要GSH和谷胱甘肽-S-转移酶活性。多种具有特异性(但也重叠)、底物特异性的谷胱甘肽-S-转移酶的存在使酶系统能够处理广泛的化合物。几类化合物被认为通过形成谷胱甘肽缀合物被转化为毒性代谢物。例如，已经显示卤代烯烃、氢醌和醌通过与GSH形成S-缀合物形成毒性代谢物。肾脏是化合物通过这种途径代谢的主要靶器官。对肾脏的选择性毒性是肾脏能够蓄积通过在近端肾小管细胞中处理S缀合物形成的中间体，并将这些中间体生物活化为毒性代谢物的能力的结果。

将吗啡和相关化合物给予大鼠和小鼠导致肝脏GSH丢失至多约50％。已知皮下注射至小鼠后，吗啡可通过吗啡6-脱氢酶活性被生物转化为高度肝毒性的化合物吗啡酮，其毒性为吗啡的9倍。吗啡酮具有α，β-不饱和酮，这使它形成谷胱甘肽S缀合物。这种缀合物的形成与细胞GSH丢失相关。这种途径代表吗啡的主要解毒过程。在小鼠中用GSH预处理可防止出现吗啡诱导的致死现象。

通过联合给予GSH可明显预防甲基汞对小鼠成神经瘤细胞的有害作用。GSH可与甲基汞络合，防止其转运入细胞内，从而增加细胞的抗氧化能力，预防细胞损伤。人们认为甲基汞通过氧化微管蛋白巯基和改变过氧化损伤发挥其对细胞微管的有害作用。GSH还预防其它重金属如镍和镉所致的中毒。

由于GSH在肾脏解毒中的已知作用和低毒性，它已经被作为附加疗法用于接受肾毒性药物如顺铂进行癌症化疗的患者，以减少全身毒性。在一项研究中，在给予环磷酰胺之前和之后分两次以2,500mg的剂量立即将GSH静脉内给予晚期肿瘤性疾病患者。GSH耐受性好，不产生意料之外的毒性。膀胱损伤包括显微镜下血尿的缺乏支持该化合物的保护作用。其它研究已经显示与顺铂和/或环磷酰胺联合疗法同时静脉内给予GSH，减少相关的肾毒性，同时不会过度干扰这些药物需要的细胞毒性作用。

GSH具有非常低的毒性，很难进行口服LD₅₀测定，因为必须由动物摄入GSH的净质量以观察任何毒性作用。GSH可能有毒，特别是在抗坏血酸盐不足的情况下，例如每天将3.75mmol/kg(每天1,152mg/kg)分三次给予抗坏血酸盐缺乏的豚鼠时可证明这些作用，但在非抗坏血酸盐缺乏的动物中，在该剂量未观察到毒性，但在双倍该剂量时出现毒性。

本领域需要其它化合物和治疗方向以治疗与氧化应激和存在氧自由基有关的大量疾病以及细胞和组织中的相关疾病。需要的是除GSH之外的安全且甚至更有效的抗氧化剂化合物，以克服疾病发病时的高度氧化应激。理想的是，此类化合物应当容易地跨过血脑屏障，并容易地穿透细胞膜。抗氧化剂如维生素E和C不能完全有效地降低氧化应激，特别是在维生素E的情况下，因为它们不能有效通过细胞膜到达细胞质，以提供抗氧化剂作用。

                      发明概述

本发明提供有效的抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸酰胺(NAC酰胺)或其衍生物或其生理学上可接受的衍生物、盐或酯在治疗紊乱、病症、病变和疾病的新应用中的用途，所述疾病由氧化应激不良反应和/或机体细胞、组织和器官中自由基的产生所致或与它们有关。提供NAC酰胺及其衍生物用于改善和治疗此类紊乱、病症、病变和疾病的方法和组合物中。

用于本文时，本发明正文中的“患者”包括但不限于哺乳动物如人、家养动物和家畜，包括猫、犬、牛和马。“有需要的患者”是具有一种或多种本文描述的紊乱、病症、病变和疾病的临床表现的患者，其中本领域普通技术人员认为给予或引入NAC酰胺或其衍生物将是有益的。

在本发明一方面，提供将抗氧化剂给予细胞和组织，以减少氧化应激和生物体细胞氧化的不良反应的方法和含NAC酰胺的组合物。本发明通过将有效减少氧化应激的量的NAC酰胺或其衍生物的药学上可接受的制剂给予人或非人哺乳动物，提供减少与本文描述的病症、疾病、病变有关的氧化应激的方法。

在本发明另一方面，提供NAC酰胺及其衍生物治疗患有与氧化剂和/或氧自由基物质过度产生有关的紊乱、病症、病变或疾病的生物体。根据本发明，NAC酰胺治疗可以是预防性或治疗性的。

“治疗性治疗”或“治疗效应”指用本发明方法治疗的患者病情的任何改善，包括获得预防或预防效果，或者紊乱、病症、病变或疾病或其后遗症的体征或症状严重度，包括由其它治疗方法(如化疗和放疗)引起那些体征或症状严重度的任何缓解，其可通过体格检查、实验室或者仪器方法检测，并由本领域技术人员考虑统计学和/或临床意义。

“预防性治疗”或“预防效应”指防止用本发明方法治疗的患者病情的任何恶化，以及预防紊乱、病症、病变或疾病或其后遗症的体征和症状严重度，包括用其它治疗方法(如化疗和放疗)引起的那些体征和症状的任何加重，其可通过体格检查、实验室或者仪器方法检测，并由本领域技术人员考虑统计学和/或临床意义。

在本发明另一方面，NAC酰胺局部应用时用于治疗和/或预防皮肤、头发、指甲和粘膜表面的化妆品疾病和皮肤病。根据本发明，提供的局部给药的组合物包含(a)NAC酰胺或其衍生物，或其合适的盐或酯，或者含NAC酰胺或其衍生物的生理学上可接受的组合物；和(b)局部可接受的溶媒或载体。本发明还提供治疗和/或预防化妆品疾病和/或皮肤病的方法，该方法包括将含NAC酰胺或NAC酰胺衍生物的组合物剧变给予患者的受累区域。

在又一方面，本发明提供用NAC酰胺或其衍生物，或者其药学上可接受的盐或酯用于癌症和癌前治疗的方法和组合物。本发明特别涉及含NAC酰胺或其衍生物的方法和组合物，其中在癌细胞或癌前细胞中选择性诱导凋亡。

在另一方面，本发明提供用于抑制同种异体移植接受者的同种异体移植排斥的含NAC酰胺或其衍生物的组合物和方法。

在另一方面，本发明提供NAC酰胺或其衍生物用于支持或营养干细胞移植的干细胞生长的方法，特别是在引入接受动物包括人体之前体外培养的干细胞。

在另一方面，本发明提供抑制、预防、治疗或者预防和治疗患者中枢神经系统(CNS)损伤或疾病、外伤性脑损伤、神经毒性或记忆缺损的方法，该方法包括给予治疗有效量的NAC酰胺或其衍生物或其药学上可接受的组合物。

在另一方面，本发明通过提供有效增加HIF-I或HIF-1α的细胞水平的量的NAC酰胺，增强白细胞杀死或抑制微生物生长的能力，提供杀死或抑制微生物生长的方法。还根据本发明，用NAC酰胺作为对抗剂用于生物防御目的，如杀死或抑制微生物、病毒、支原体等的生长，如本文进一步所述的，治疗发生的疾病和病症。

在另一方面，本发明提供预防由金属蛋白酶的作用引起的组织破坏的方法，所述金属蛋白酶为例如已发现可导致正常细胞表达Rac1b(一种先前只见于癌症的罕见形式的Rho GTPase)蛋白的MMP-3。Rac1b刺激高度活性氧物质(ROS)的产生，其可通过激活引起大量组织破坏的主要基因加速癌症。根据本发明，通过将NAC酰胺给予或引入有需要的患者的细胞、组织和/或机体，到达引起组织损伤和降解途径中的靶分子，用NAC酰胺阻断Rac1b诱导的产生ROS的作用。因此，NAC酰胺可用于抑制MMP-3及其不良功能，通过ROS激活基因诱导EMT的过程直接或间接靶向ROS。

本发明另一方面提供刺激细胞因子和血细胞生成因子内源性产生的方法，该方法包括将NAC酰胺给予或引入有需要的患者的细胞、组织和/或患者一段时间，以刺激内源性产生。NAC酰胺可用于刺激产生细胞因子和血细胞生成因子，例如但不限于TNF-α、IFN-α、IFN-β、IFN-γ、IL-1、IL-2、IL-6、IL-10、促红细胞生成素、G-CSF、M-CSF和GM-CSF，它们是调节免疫系统的因子，其生物学活性涉及各种人类疾病如肿瘤和感染性疾病，和涉及不同起源的血细胞生成和免疫抑制(例如但不限于红细胞、髓细胞或淋巴细胞抑制)。用NAC酰胺刺激这些细胞因子和血细胞生成因子的内源性生成是特别有利地，因为外源性给予这些细胞因子和血细胞生成因子受到缺乏可接受的制剂、其费用过高、在生物介质中半衰期短、难确定剂量以及许多毒性和过敏反应的限制。

在另一个实施方案中，本发明包括用于检测细胞、组织和/或患者中基因表达的NAC酰胺反应性改变的含NAC酰胺的方法和组合物，包括将NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物给予或引入细胞、组织和/或患者一段时间，以诱导基因表达改变并检测基因表达的改变。NAC酰胺及其衍生物可诱导基因表达如涉及凋亡、血管生成、趋化性等的改变。

另一方面，本发明提供NAC酰胺向细胞内的直接转运，如表达高水平叶酸(叶酸盐)或谷胱甘肽受体的癌细胞。根据这方面，使NAC酰胺(“NACA”)与受体的配体(如叶酸或谷胱甘肽)偶合形成缀合物，然后用本领域技术人员已知的方法将该NACA-配体缀合物包衣或者吸附在很容易注射的纳米微粒上。根据这方面，可优选将含NAC酰胺的纳米微粒(“纳米-NACA微粒”)用癌或肿瘤细胞吸收，其中NAC酰胺将发挥其理想效应。因此，本发明提供将NAC酰胺直接转运至表达配体的高水平表面受体的宿主细胞的方法，其中该方法包括(a)使NAC酰胺与表面受体配体偶合形成NAC酰胺-配体缀合物；(b)将NAC酰胺-配体缀合物吸附在纳米微粒上；和(c)将(b)的纳米微粒引入宿主内。本发明还提供将NAC酰胺直接转运至表达配体的高水平表面受体的宿主细胞的方法，其中该方法包括(a)使乙酰化树突状纳米聚合物与配体轭合；(b)使(a)的共轭配体与NAC酰胺偶合形成NAC酰胺-配体纳米微粒；和c)将(b)的纳米微粒引入宿主内。

本发明另一方面提供式I的化合物：

其中：R₁是OH、SH或S-S-Z；

X是C或N；

Y是NH₂、OH、CH₃-C＝O或NH-CH₃；

R₂不存在、是H或者＝O

R₃不存在或者是

其中：R₄是NH或O；

R₅是CF₃、NH₂或CH₃

其中：Z是

前提是如果R₁是S-S-Z，则X和X’相同，Y和Y’相同，R₂和R₆相同，R₃和R₇相同。

本发明还提供包含本文公开的化合物的NAC酰胺化合物和NAC酰胺衍生物。

在另一方面，提供制备本发明化合物L-或D-异构体的方法，该方法包括将碱加入L-或D-胱氨酸二酰胺二盐酸盐中得到第一种混合物，然后真空加热第一种混合物；将甲醇(methanolic)溶液加入加热的第一种混合物中；用氯化氢的醇溶液(alcoholic hydrogen chloride)使混合物酸化得到第一种残留物；使第一种残留物溶于含用氨饱和的甲醇的第一种溶液中；将第二种溶液加入溶解的第一种残留物中得到第二种混合物；沉淀和洗涤第二种混合物；过滤和干燥第二种混合物得到第二种残留物；使第二种残留物与液氨和氯化铵的乙醇溶液混合得到第三种混合物；过滤和干燥第三种混合物，从而制备L-或D-异构体化合物。

在一些实施方案中，该方法还包括使L-或D-异构体化合物溶于乙醚中；将氢化铝锂、乙酸乙酯和水的醚溶液加入溶解的L-或D-异构体化合物内，得到第四种混合物；过滤和干燥第四种混合物，从而制备L-或D-异构体化合物。

本发明另一方面提供制备本文公开的化合物的L-或D-异构体的方法，该方法包括使S-苄基-L-或D-半胱氨酸甲酯盐酸盐或O-苄基-L-或D-丝氨酸甲酯盐酸盐与碱混合得到第一种混合物；将乙醚加入第一种混合物中；过滤和浓缩第一种混合物；重复步骤(c)和(d)，得到第一种残留物；将乙酸乙酯和第一种溶液加入第一种残留物内得到第二种混合物；过滤和干燥第二种混合物得到第二种残留物；使第二种残留物与液氨、金属钠和氯化铵的乙醇溶液混合得到第三种混合物；过滤和干燥第三种混合物，从而制备L-或D-异构体化合物。

本发明又一方面提供制备本文公开的化合物的方法，该方法包括使胱胺(cystamine)二盐酸盐与氨、水、乙酸钠和乙酸酐混合得到第一种混合物；让第一种混合物沉淀；过滤和干燥第一种混合物得到第一种残留物；使第二种残留物与液氨、金属钠和氯化铵的乙醇溶液混合得到第二种混合物；过滤和干燥第二种混合物，从而制备化合物。

本发明还提供含本文公开的NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物的食物添加剂。

从下文的详细描述和范例中将清楚本发明提供的更多方面、特征和优点。

                      附图简述

图1A表示N乙酰半胱氨酸的结构。图1B代表N-乙酰半胱氨酸酰胺(NAC酰胺)的结构。

图2A-2D显示PC12细胞对谷氨酸的细胞毒性反应以及受到NAC酰胺的保护作用。将PC12细胞以25×10³个细胞/孔的密度置于24孔板内，在培养基中生长24小时。如实施例1描述，将它们用或不用(对照)含或不含NAC酰胺的10mM Glu处理。24小时后，检测细胞并照相。图2A：对照；图2B：只有NAC酰胺(NACA)；图2C：只有谷氨酸；图2D；谷氨酸和NACA。

图3显示NAC酰胺抗谷氨酸细胞毒性的保护作用。将细胞平铺并在培养基中生长24小时；然后将它们用或不用(对照)含或不含NAC酰胺的10mM Glu处理。24小时后，用LDH分析检测LDH释放％。数值用均数±SD表示。确定与对照组相比的统计学差异值^*P＜0.0001和^**P＜0.05。与谷氨酸处理组相比^***P＜0.0001。

图4显示NAC酰胺对谷氨酸诱导的细胞毒性的作用。使细胞暴露于含或不含NAC酰胺的10mM Glu 24小时；将效果与对照相比。用MTS测定将细胞活力量化。数值用均数±SD表示。确定与对照组相比的统计学差异值^*P＜0.0005和^**P＜0.05。与谷氨酸处理组相比^***P＜0.05。

图5显示NAC酰胺[NAC酰胺]对PC12细胞半胱氨酸水平的作用。将细胞放在板内生长24小时，然后在存在或不存在NAC酰胺(750μM)情况下使它们暴露于谷氨酸(10mM)。24小时后，收集细胞，测定半胱氨酸水平。数值用均数±SD表示。确定与对照组相比的统计学差异值^*P＜0.005和^**P＜0.05。与谷氨酸处理组相比^***P＜0.05。

图6是描述用NAC或NAC酰胺(TOVA)预处理或后处理联合X线放射治疗之后Sprague-Dawley大鼠存活率比较的图表。

                     发明详述

本发明涉及有效和有力的抗氧化剂谷胱甘肽N-乙酰半胱氨酸酰胺(NAC酰胺)(图1)或其生理学或药学上可接受的衍生物或盐或酯在用于其中氧化应激和/或自由基形成导致损伤、频繁全身性损伤机体的细胞、组织和器官的各种紊乱、病症、病变和疾病的用途。本发明包括含NAC酰胺如水溶性NAC酰胺，或其生理学上可接受的衍生物、盐或酯的药学上可接受的组合物，其可用于本发明的治疗和治疗方法。

谷胱甘肽N-乙酰半胱氨酸酰胺(NAC酰胺)，N-乙酰半胱氨酸(NAC)的酰胺形式，是一种新的低分子量硫醇抗氧化剂和Cu²⁺螯合剂。NAC酰胺作为自由基清除剂提供抗细胞损伤的保护作用。在哺乳动物红细胞(RBCs)中，已经显示NAC酰胺可抑制叔丁基羟基过氧化物(BuOOH)诱导的细胞内氧化，并阻止RBCs中BuOOH诱导的硫醇耗竭和血红蛋白氧化。外部应用NAC酰胺对硫醇耗竭的RBC的恢复明显大于使用NAC时所发现的恢复。与NAC不同，NAC酰胺防止血红蛋白氧化。(L.Grinberg等，Free Radic Biol Med.2005 Jan 1，38(1)：136-45)。在无细胞系统中，显示NAC酰胺与氧化型谷胱甘肽(GSSG)反应，产生还原型谷胱甘肽(GSH)。NAC酰胺很容易穿透细胞膜，补充细胞内GSH，并通过结合到细胞的氧化还原结构内，防止细胞氧化。因为NAC酰胺具有中性羧基，所以它具有增强的亲油性和细胞渗透性。(参见如D.Atlas等的美国专利号5,874,468)。NAC酰胺在跨细胞膜以及血脑屏障方面也优于NAC和GSH。NAC酰胺可按D.Atlas等的美国专利号6,420,429的描述制备，其内容通过引用结合到本文中。

NAC酰胺可于许多重要的生物学现象中发挥直接或间接的作用，包括蛋白质和DNA合成、转运、酶活性、代谢以及防止细胞受到自由基介导的损伤。NAC酰胺是负责维持细胞内适当氧化状态的有效的细胞抗氧化剂。NAC酰胺由大多数细胞合成，可使氧化的生物分子再循环为其活性还原形式，作为抗氧化剂，NAC酰胺的有效性即使不大于GSH，也与其同样有效。

在一个实施方案中，本发明包括用于预防、减少、保护或缓解神经退行性病变、特别是在神经元细胞和组织中谷氨酸诱导的细胞毒性(参见如实施例1)的方法和含NAC酰胺的组合物。在该实施方案中，NAC酰胺可保护神经系统的细胞免受谷氨酸诱导的氧化毒性作用。尽管不希望受到理论约束，但NAC酰胺治疗可发挥供应GSH的功能，后者为受累细胞中GSH过氧化酶活性的底物。根据本发明，NAC酰胺可抑制脂质过氧化，清除活性氧物质(ROS)和提高细胞内GSH水平，以对抗和克服氧化应激。另外，NAC酰胺可与铅鳌合，防止铅诱导的氧化应激。NAC酰胺特别有益和有利于累及脑及其相关部位的神经紊乱和疾病，因为它更容易穿过血脑屏障进入脑内，提供其抗氧化剂的效应。

可根据本实施方案治疗的不同神经变性病症和疾病包括脑缺血、帕金森氏病。NAC酰胺可用于减少癫痫发作期间的脑损伤；提供对诱导癫痫发作的抵抗力；通过对线粒体功能的作用保护外伤性脑损伤，减轻炎症，减弱和改善再灌注，降低再灌注损伤；减轻外伤性脑损伤；和作为NMDA受体拮抗剂，通过提高抗凋亡蛋白Bcl-2的细胞内水平，及通过增加抗氧化剂为谷胱甘肽，治疗朊病毒疾病，如雅-克二氏病和疯牛病。NAC酰胺可用于神经损伤后的神经保护、线粒体保护和有效的治疗，特别用于预防初级感觉神经元死亡。

在另一个实施方案中，本发明包括用于保护细胞和组织免受辐射诱导的氧化应激的方法和含NAC酰胺组合物。根据本实施方案，在保护组织免受辐射诱导的氧化应激方面，NAC酰胺优于NAC。(实施例2)。Chernobyl事件后的医学危象及可怕的核攻击的威胁已经显示高剂量全身照射可出现和导致死亡，因为高剂量射线照射可诱发三种有可能致命的脑血管、胃肠道和血细胞生成临床综合征。前驱综合征联合接着出现的胃肠综合征和骨髓死亡诱发导致不可逆休克的脱水、贫血和感染。目前对亚急性胃肠道和血细胞生成综合征的治疗包括支持疗法如扩充血浆容量、血小板和抗体，预防脱水和感染并促进骨髓再生。人体全身照射辐射剂量高于10Gy已被视为一律致命。采用介入治疗时，至多15Gy的全身照射可能存活，但超过20Gy时症状将不可能处理。

照射后观察到的全身性损伤部分归因于过度产生活性氧物质(ROS)，其破坏组织中促氧化剂/抗氧化剂的精细平衡，导致蛋白质、脂质和DNA氧化。例如，葡萄糖胺合成酶活性位点巯基的氧化是胃肠综合征毒性的关键因素。当暴露于ROS时，多不饱和脂肪酸也可氧化成氢过氧化物，其在金属存在下分解成烃和醛如丙二醛(malondialdehyde)(MDA)。这种脂质过氧化作用通过增加膜渗透性和膜蛋白氧化，可引起膜功能的严重损害。DNA氧化可导致链断裂，然后突变或细胞死亡。GSH是负责清除ROS并维持组织如血浆、脑、肾、肝和肺的氧化平衡的主要细胞内硫醇。根据本实施方案，NAC酰胺明显改善射线照射后这些组织中的GSH水平。(实施例2)。用NAC酰胺还可预防射线照射引起的脊髓损伤。

在另一个实施方案中，本发明包括用于刺激细胞因子和血细胞生成因子内源性产生的方法和含NAC酰胺的组合物，包括将NAC酰胺给予或引入所述细胞、组织和/或有需要的患者一段时间，以刺激内源性产生。NAC酰胺可用于刺激细胞因子和血细胞生成因子的产生，例如但不限于TNF-α、IFN-α、IFN-β、IFN-γ、IL-1、IL-2、IL-6、IL-10、促红细胞生成素、G-CSF、M-CSF和GM-CSF，它们是调节免疫系统的因子，其生物学活性涉及各种人类疾病如肿瘤和感染性疾病，以及涉及不同原因的血细胞生成和免疫抑制(例如但不限于红细胞、髓细胞或淋巴细胞抑制)。

用于本文时，“内源性”指天然存在于细胞、组织或生物体内或者患者内。

在另一个实施方案中，本发明包括用于检测细胞、组织和/或患者中基因表达的NAC酰胺反应性改变的含NAC酰胺的方法和组合物，包括将NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物给予或引入细胞、组织和/或患者一段时间，以诱导基因表达改变并检测基因表达的改变。细胞可以是内皮细胞、平滑肌细胞、免疫细胞如红细胞、淋巴细胞或髓细胞、原红细胞、原淋巴细胞或原髓细胞、上皮细胞、成纤维细胞、神经元细胞等。组织可以是患者的任何组织，如头发、皮肤或指甲组织、血管组织、脑组织等。虽然优选用微阵分析检测基因表达的变化，但也可用其它检测法，包括但不限于逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)、RNA印迹、免疫荧光、免疫印迹或酶联免疫吸附测定，全都是本领域技术人员熟悉的技术。

NAC酰胺和NAC酰胺衍生物可诱导例如内皮细胞的改变，这种改变预示抗血管生成作用。已经显示NAC通过其抗氧化效应和上调制管张素，可抑制培养基中内皮细胞的趋化性，产生抗血管生成效应，如调控负责血管生长和分化的基因(Pfeffer，U.等，(2005)Mut.Res.591：198-211)。因此，NAC酰胺和NAC酰胺衍生物可作为抗癌剂，用于抑制血管生成，例如，通过预防或抑制肿瘤生长和转移。

在NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物存在下，可将细胞、组织和/或患者暴露于刺激物。刺激物包括例如，在趋化剂或化学引诱剂存在下培养的细胞，如趋化因子CXCL1-16、CCL1-27、XCL1、XCL2、RANTES、MIP 1-5(α、β和γ同工型)、MCP-1至5等。还可将细胞、组织和患者用药剂、药物或治疗代谢物刺激。刺激后，分离细胞、组织和/或患者的DNA、RNA或蛋白，可检测基因表达的改变。例如，可根据本领域已知的标准技术分离细胞的总RNA，将所得cDNAs合成，然后杂交至固体载体如硅片进行微阵分析。然后可将对刺激物反应的基因表达的表达数据和改变用电脑软件程序如GeneSpring(Silicon Genetics)分析。

这样改变其表达的基因的非限制性实例包括涉及或与细胞粘附、凋亡、趋化因子和细胞因子生物合成、细胞外基质组分的合成、内皮、炎症、MAP激酶、金属蛋白酶、NF-κB、氧化氮、转化生长因子(TGF)信号和血管有关的基因。Pfeffer等报道大量被调控(即上调或下调)的NAC反应性基因，包括HSP40(热休克蛋白40；DnaJhomolog)、SERCA2(心肌内Ca²⁺转运ATPase)、MKP2(MAP激酶磷酸酶)、TIP30(HIV-1Tat活性蛋白2)、BTG1(B-细胞易位基因1)、TXL(硫氧还thioredoxin蛋白样)、CRADD(死亡受体衔接蛋白)、WSX1(I类细胞因子受体)、EMAP2(内皮单核细胞活化蛋白)、Jagged 1(Notch受体的配体)、MEA5(透明质酸氨基葡糖苷酶)、VRNA(整合素αV)、COL4A1(IV型胶原α1)、uPA(尿激酶纤溶酶原激活剂)、CPE(羧肽酶E)、TSPAN-6(跨膜4超家族成员6)、FGFB(碱性成纤维细胞生长因子)、I-TRAF(TRAF活性因子)、CDHH(钙粘蛋白13)、IL10RB(白介素-10受体β)、MAP-1(凋亡调节剂1)、hCOX-2(环氧化酶-2)、CAS-L(Cas样停靠蛋白质)、CED-6(CED-6蛋白)、CX37(间隙接头蛋白α4)、ABCG1(ATP-结合盒蛋白，亚家族G)、TRAIL(TNF配体超家族成员10)和ESEL(内皮粘附分子1；选择素E)以及CHOP(DNA损伤诱导的转录子3)、PIM2(pim-2癌基因)、MIF-1(同型半胱氨酸诱导型蛋白)、PIG-A(磷脂酰肌醇聚糖，A类)、KIAA0062、HK2(己糖激酶2)、UDPGDH(UDP-葡萄糖脱氢酶)、ERF2(锌指蛋白36，C3H型-样2蛋白)、RAMP(锌指蛋白198)、Doc1(下调卵巢癌1)、GBP-1(鸟苷酸结合蛋白1，干扰素诱导型)、GR(糖皮质激素受体)、ENH(LIM蛋白-enigma同型物)、Id-2H(DNA结合抑制剂2)、BPGM(2，3-二磷酸甘油酸变位酶)、HOXA4(Homeobox A10)、EFNB2(ehrin-B2)、ART4(Dombrock血型)、KIAA0740(含Rho相关性BTB域的蛋白1)。

在另一个实施方案中，本发明包括通过活性氧物质和蛋白酶介导刺激巨噬细胞和中性粒细胞吞噬传染性病原体及其它异物和消灭微生物的方法和含NAC酰胺的组合物。NAC酰胺通过增加谷胱甘肽有效性可用于改善巨噬细胞功能，转而改善胎儿酒精综合征中的肺泡功能，增加早产儿肺泡巨噬细胞功能。

在另一个实施方案中，本发明包括用以增加细胞内还原型谷胱甘肽(阻断不可逆地形成镰刀状红细胞)水平的方法和含NAC酰胺的组合物。提供的方法包括给予NAC酰胺以预防和治疗镰状细胞贫血和地中海贫血。

在另一个实施方案中，本发明包括用以通过组织病理学调节机制治疗利什曼原虫的方法和含NAC酰胺的组合物，其中改变细胞因子结构，如通过持续高频率产生干扰素-γ(IFN-γ)和肿瘤坏死因子α的细胞得到证实。NAC酰胺与二谷胱甘肽联合用于调节动物的效应器反应。

在一个实施方案中，将NAC酰胺用于下调细胞因子合成，激活和下调过程和/或发挥拮抗促炎症反应信号的作用。这样的作用有利于治疗许多其中细胞因子参与所述疾病病理生理的疾病。例如，作为氧化应激调节剂的细胞因子通过影响GSH/氧化型谷胱甘肽二硫化物(GSSG)穿梭和再循环，可改变氧化还原平衡。(关于谷胱甘肽介导的细胞因子调控和抗氧化剂的作用的综述，参见J.J.Haddad，2005，Mol.Immunol.42(9)：987-1014；和J.J.Haddad，2002，CellularSignalling，14(11)：879-897)。另外，炎症状态可引起或加重与给予某些药物有关的肝损伤，刺激促炎症反应细胞因子或生长因子如干扰素γ的产生上调，导致涉及药物代谢和清除的酶和蛋白质下调。因此作为可降低促炎症反应细胞因子水平的药物的NAC酰胺或其衍生物可用于预防和/或控制药物诱导的肝细胞毒性。

在另一个实施方案中，本发明包括作为化学保护剂用于对抗化疗后或化疗时的骨髓毒性(包括伴有或不伴有谷胱甘肽耗竭的烷化剂)的方法和含NAC酰胺或其衍生物的组合物。

在另一个实施方案中，本发明包括用以治疗各种脓毒症，特别是细菌性脓毒症和脓毒性休克(包括革兰氏阴性脓毒性休克)的方法和含NAC酰胺或其衍生物的组合物。NAC酰胺及其衍生物可用作核因子NF-κB的抑制剂，其通过作用于人外周血单核细胞预防葡萄球菌肠毒素A(SCC)引起的发热，阻断刺激和合成或释放致热细胞因子，通过调控编码促炎症反应细胞因子的基因阻断炎症起源。根据本实施方案，将NAC酰胺或其衍生物用于阻断脂质过氧化，改善急性化脓性脑膜炎和脑炎儿童的病情。NAC酰胺及其衍生物可用于阻断百日咳杆菌分泌百日咳毒素，通过限制炎症和进行宿主防御治疗致命性脓毒症。因为菌落减少可改善存活率，所以中性粒细胞迁移至感染部位和远离部位的上调以及最佳GSH水平对于对脓毒症产生有效反应是重要的。另外，由免疫细胞释放的ROS是脓毒症和脓毒性休克的重要调节剂。在正常免疫反应时，抗氧化剂主要通过调节促炎症反应调节剂下调进行中的免疫反应。

在另一个实施方案中，NAC酰胺或其衍生物的使用方法和含NAC酰胺或其衍生物的组合物可用于治疗微生物(如细菌、寄生虫、线虫、酵母、真菌、疟原虫、支原体、芽孢等)等引起的感染和疾病，如疟疾感染和结核病和立克次体感染。在相关方面，最近已发现导致人类疾病的多种类型的细菌如链球菌、葡萄球菌、沙门氏菌、杆菌(结核杆菌)等的感染，诱导体内白细胞(即白血球)的直接反应，增加它们的缺氧诱导的转录因子-1或HIF-1水平。HIF-1蛋白与细胞DNA结合，激活特异性基因，帮助细胞在低氧环境中发挥功能。HIF-1转而刺激白细胞产生和释放抗微生物化合物，如小蛋白、酶和氧化氮，它们一起作用杀死细菌。另外，已发现感染部位出现的低氧水平，激活巨噬细胞和中性粒细胞的HIF-1，它通常消化和破坏入侵的微生物。白细胞中HIF-1水平增加越高，它们的抗菌活性越大。根据本发明的这方面和从HIF-1对调节白细胞杀伤功能的影响方面考虑，直接杀死细菌等的另一种方法是用药物如促进白细胞内HIF-1活性的小分子提高它们的杀菌能力，从而通过免疫系统天然防御机制的作用促进感染的消退。NAC酰胺就是这样一种药物，其可通过增加HIF-1的细胞水平即HIF-1α，从而增强白细胞如巨噬细胞杀死微生物的能力，用于杀死或抑制微生物生长的方法中。因为N-乙酰基-L-半胱氨酸NAC是谷胱甘肽(GSH)前体和ROS清除剂，它不具备NAC酰胺的增强的亲油性和细胞渗透性特征，已显示该特性诱导上皮细胞HIF-1α(J.J.E.Haddad等，2000，J.Biol.Chem.275：21130-21139)，所以用NAC酰胺调节白细胞中HIF-1α的产生以激活这些细胞的杀菌能力也包括在本发明提供的改良抗氧化剂治疗范围之内。本发明还涉及当用于治疗细菌感染，特别是抗生素耐药或多种抗生素耐药细菌如引起结核病的微生物感染时，NAC酰胺或其衍生物作为制菌剂的用途。

在相关实施方案中，本发明涉及NAC酰胺或其衍生物作为生物防御剂用于诱导杀死感染或污染的微生物的用途。如果这些类型微生物在公众传播和/或基因改变导致抗生素耐药，则它们可带来严重健康威胁。下文列出微生物、病毒、疾病和药物分类，针对它们提供NAC酰胺或其衍生物作为合适的对抗措施，单独或者与其它活性化合物、药物和物质联合使用，治疗受累生物体和/或其细胞：

感染性疾病：黄曲霉毒素、甲病毒属东方马脑炎病毒、甲病毒属委内瑞拉马脑炎病毒、耐抗生素结核分枝杆菌、沙粒病毒属胡宁病毒、沙粒病毒属拉沙病毒、似蚓蛔线虫(蛔虫)、禽流感病毒、炭疽芽孢杆菌(炭疽)、包柔螺旋体、布鲁氏菌、伯克霍尔德氏菌(鼻疽)、鹦鹉热衣原体(鹦鹉热)、沙眼衣原体(沙眼)、肉毒梭菌(肉毒杆菌中毒)、产气荚膜梭菌(气性坏疽)、球孢子菌、贝纳柯克斯体(Q热)、小球隐孢子虫、神经毒素腰鞭毛虫(麻痹性贝毒素)、Drancunculusmedianensis(麦地那龙线虫)、埃博拉病毒、痢疾阿米巴(阿米巴病)、产气荚膜梭菌的ε毒素、大肠杆菌、黄病毒属黄热病毒(如西尼罗病毒、登革热)、土拉弗朗西斯菌(土拉菌病)、蓝氏贾第虫(贾第虫病)、汉坦病毒、Henipavirus Nipah病毒(Nipa脑炎)、HIV和AIDS、流感、donovane利什曼原虫、马尔堡病毒、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、麻风分枝杆菌(麻风病)、溃疡分枝杆菌(Burulu溃疡)、内罗毕病毒克里米亚-刚果出血热病毒、美洲钩虫/十二指肠钩虫(钩虫)、盘尾丝虫(河盲)、Orthopox病毒、致病性嗜血杆菌、致病性沙门氏菌、致病性志贺氏菌、致病性链球菌、白岭病毒属立夫特山谷热病毒、恶性疟原虫、卵形疟原虫、间日疟原虫、三日疟原虫(疟疾)、蓖麻毒素(蓖麻子油)、立克氏立克次体(落矶山斑疹热)、斑疹伤寒立克次体(斑疹伤寒)、伤寒沙门氏菌(伤寒)、曼氏血吸虫、埃及血吸虫、日本血吸虫、痢疾志贺菌、牛痘、葡萄球菌肠毒素B、蜱传脑炎病毒、蜱传出血热病毒、鼠弓形体、梅毒螺旋体、单端孢霉烯族真菌毒素、毛首鞭形线虫(鞭虫)、布氏锥虫、冈比亚锥虫或罗德西亚锥虫、弧菌(霍乱)、斑氏线虫和马来线虫、鼠疫杆菌(黑死病)。

其它威胁：糜烂性毒剂，包括路易士毒气、氮芥和芥子气；血液性毒剂，包括氰化氢和氯化氰；外来试剂，包括杂种有机体、基因改良的生物体、抗生素诱导的毒素、自身免疫肽、免疫模拟剂、二元生物武器、隐形(stealth)病毒和生物调节剂和生物调控剂；重金属，包括砷、铅和汞；失能性毒剂，包括BZ；神经药物，包括塔崩、沙林、梭曼、GF、VX、V-气、第三代神经药物、有机磷酸酯杀虫剂和氨基甲酸酯杀虫剂；核及放射线毒剂、肺毒剂，包括光气和氯乙烯氯；挥发性毒素，包括苯、氯仿和三卤甲烷。根据本发明，NAC酰胺或其衍生物可作为创新疗法用于已知和新出现的自然感染性疾病威胁，以及外伤如过度出血及其它与生物威胁作用(bioterrorism)有关和/或导致的事件。

例如，导致斑疹伤寒和斑疹热立克次体病发病的立克次体进入血管内皮细胞后，引起严重有害的血管和出血性疾病(如血管渗透性增加和水肿)，特别是在脑和肺内。立氏立克次体感染的内皮细胞产生ROS，对细胞膜产生过氧化损伤。(D.J.Silverman等，1990，Ann.N.Y.Acad.Sci.590：111-117；D.H.Walker等，2003，Ann.N.Y.Acad.Sci.990：1-11)。因为氧化应激介导的对R.立氏立克次体感染内皮细胞的损伤与宿主组分如GSH的耗竭以及发挥宿主抗ROS诱导损伤作用的过氧化氢酶的水平有关，所以过氧化氢和ROS在细胞中的浓度增加引起ROS诱导的细胞损伤。同样，细胞如感染支原体(如肺炎支原体)的成纤维细胞也出现过氧化氢细胞内水平增加和过氧化氢酶水平下降，引起可导致受感染细胞死亡的氧化应激。(M.Almagor等，1986，Infect.Immun.52(1)：240-244)。为了缓解由于感染微生物如立克次体、支原体等在细胞中诱导的氧化应激作用，将NAC酰胺或其衍生物作为治疗性抗氧化剂提供给受感染的宿主。根据本发明，将NAC酰胺单独或者与其它药物和/或抗氧化剂联合给予细胞和/或生物体(如受感染宿主哺乳动物)，可限制微生物感染诱导的氧化损伤的量和/或程度。

在另一个实施方案中，本发明包括用于预防脑室周围白质软化(leukomalacia)(PVL)的方法和含NAC酰胺或其衍生物的组合物。NAC酰胺或其衍生物可提供神经元保护和减轻脑内出现白质损伤时对抗LPS诱发的炎症反应的OPCs变性。而且，可使用NAC酰胺或其衍生物作为胎盘感染疗法将PVL和脑性麻痹(CP)的危险降至最小。

在另一个实施方案中，本发明包括用于治疗骨质疏松症的方法和含NAC酰胺或其衍生物的组合物。肿瘤坏死因子成员RANKL通过与其同源受体RANK结合，调节破骨细胞的分化、激活和存活。RANK可与几种TNF受体相关因子(TRAFs)相互作用，激活包括Akt、NF-κB和MAPKs在内的信号分子。虽然已经显示受体激活引起活性氧物质的暂时提高可充当细胞第二信使，但尚未明确ROS在RANK信号传导途径中的关系。RANKL可刺激ROS产生和破骨细胞。根据本实施方案，NAC酰胺可用于预处理或处理破骨细胞，以便减少RANKL诱导的Akt、NF-κB和ERK活化。NAC酰胺使NF-κB活性降低，可能与IKK活性和IκBα磷酸化减少有关。用NAC酰胺或其衍生物预处理可用于减少RANKL诱导的肌动蛋白环形成，后者是骨骼再吸收活性和破骨细胞存活所必需的。该方法和含NAC酰胺或其衍生物的组合物可通过阻断和干扰破骨细胞用于改善骨质疏松症，降低反应性氧化应激水平，以便通过减少RANKL诱导的细胞功能对预防骨丢失产生有益的作用。

在相关实施方案中，通过阻断硫醇硫氧还蛋白-1(其通过活性氧物质(ROS)介导破骨细胞刺激)以及阻断TNF-α(其导致骨丢失，特别是在雌激素缺乏的情况下)，将NAC酰胺或其衍生物用于治疗骨质疏松症。

在另一个实施方案中，本发明包括用于治疗多囊卵巢综合征的方法和含NAC酰胺或其衍生物的组合物。NAC酰胺或其衍生物还可作为治疗剂用于改善PCOS-多囊卵巢综合征的高半胱氨酸和脂质分布。

在另一个实施方案中，本发明包括NAC酰胺或其衍生物在用于毒素如芥子气暴露及其相关疾病(HD诱导的肺损伤)的治疗和疗法中的用途。用NAC酰胺或其衍生物治疗已暴露于毒素或者遭受毒素暴露痛苦的个体可减少中性粒细胞计数，降低炎症反应。NAC酰胺及其衍生物可作为治疗化合物用于患芥子气暴露诱发的肺损伤的患者。NAC酰胺或其衍生物可口服或者作为支气管肺泡灌洗给予。作为具有抗谷氨酸毒素活性的药物，NAC酰胺及其衍生物可用于阻断机械战剂(mechanical warfare agents)的脑和/或肺损伤和认知功能障碍的方法和组合物中，所述战剂包括CW、糜烂剂(vesicants)、芥子气、氮芥、氯乙烯胺、路易士毒气、神经药物S-(2-[二-异丙基氨基]乙基)甲基硫代磷酸O-乙基酯(VX)、塔崩(GA)、沙林(GB)和索曼DG以及血液性毒剂氯化氰，及用于预防有机磷酸酯诱导的惊厥和神经病理损伤。

在另一个实施方案中，本发明包括用于治疗烧伤的方法和含NAC酰胺的组合物。NAC酰胺或其衍生物可阻断NF-κB，已显示其可减轻烧伤和烧伤脓毒症。NAC酰胺或其衍生物可用于保护微血管循环，减少组织脂质过氧化，改善心输出量，减少液体复苏需要的容量。NAC酰胺或其衍生物可用于预防烧伤相关性心脏NF-κB胞核转移，改善心肌细胞分泌TNF-α、IL-1β和IL-6，改善心功能不全。细胞氧化应激与烧伤介导的损伤之间的关系为NAC酰胺或其衍生物作为抗氧化剂给药提供了途径，它们可抑制自由基形成和/或清除自由基以保护被烧伤的患者的组织和器官。

在另一个实施方案中，本发明包括用于预防由空气污染和柴油机废气粒子的不良作用引起的肺损伤的方法和含NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物的组合物。

在另一个实施方案中，本发明包括用于心血管疾病和病症的治疗和疗法的方法和含NAC酰胺或其衍生物的组合物。NAC酰胺及其衍生物可用作血管紧张素转化酶阻滞剂。在急性心肌梗死时，NAC酰胺或其衍生物可用于降低氧化应激，产生更迅速的再灌注，更好地保护左心室，减少梗死面积，更好地保留整体和局部左心室功能，改变QSR复合体形态和ECG。NAC酰胺或其衍生物还可用于治疗局部脑缺血，在试验性中风中保护脑和减轻炎症。NAC酰胺可用于治疗再灌注损伤，以及心肌内皮细胞和间质组织的凋亡。作为营养药，NAC酰胺或其衍生物可有助于提高氧化氮水平，在控制心血管疾病、减轻心血管疾病的慢性炎症以及预防心血管支架植入冠状动脉和颈动脉的再狭窄中发挥重要作用。NAC酰胺及其衍生物由于预防氧化应激和改善左心室重塑，所以可用于预防MI和心肌病后心衰。NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物的这种用途提示氧化应激涉及心肌血管功能障碍和高血压，提供一种保护心肌微血管系统的抗氧化剂策略的作用。NAC酰胺或其衍生物还可用于预防肌肉蛋白氧化。

在本发明的另一个实施方案中，使用NAC酰胺或其衍生物的方法和含NAC酰胺或其衍生物的组合物可用于治疗动脉硬化，增加确诊冠脉狭窄的高脂血症和正常血脂个体的高密度脂蛋白(HDL)-胆固醇血清水平。NAC酰胺或其衍生物还可用于降低冠脉和α-β应激；预防心肌进一步梗死；减少体内脂肪从而改善葡萄糖耐量，特别是在超重或肥胖个体中。NAC酰胺或其衍生物可用于改善老年人肌肉能力和降低肿瘤坏死因子的水平。

在其它实施方案中，本发明涉及使用NAC酰胺或其衍生物的方法和含NAC酰胺或其衍生物的组合物，其通过改善血小板的氧化应激治疗地中海贫血。血小板活化导致血栓栓子形成的后果，产生的高凝状态可通过抗氧化剂NAC酰胺或其衍生物治疗。在一个实施方案中，NAC酰胺或其衍生物用作增强中性粒细胞功能的创面敷料。在一个实施方案中，NAC酰胺或其衍生物用于阻断瘦素的作用，瘦素是糖尿病患者的心血管危险因素。在一个实施方案中，NAC酰胺或其衍生物用于治疗伴有尿排泄增加的总血浆高半胱氨酸和半胱氨酸水平，以及治疗高半胱氨酸过高的疾病，改善氧化应激。已经发现高半胱氨酸水平提高可明显增加血管疾病如动脉粥样硬化、静脉血栓形成、心脏病发作和中风以及神经管缺陷和瘤形成的危险。高半胱氨酸促进自由基反应。在高半胱氨酸代谢缺陷的患者中，在血中出现相对高水平的高半胱氨酸。因此，根据本发明，将NAC酰胺或其衍生物给予高半胱氨酸水平提高的患者。在一个实施方案中，将NAC酰胺或其衍生物用作化疗(如烷化剂)之后或者期间对抗骨髓毒性(伴随或不伴随谷胱甘肽耗竭)的化学保护剂。在一个实施方案中，NAC酰胺或其衍生物用于治疗锂诱发的肾衰。在一个实施方案中，NAC酰胺或其衍生物用于治疗可促成前列腺癌变和炎症的前列腺炎症。

在另一个实施方案中，将NAC酰胺或其衍生物用于肺部疾病，特别是氧介导的肺病。NAC酰胺或其衍生物在冠状动脉手术期间可改善心肺分流术的氧合作用，用于治疗慢性阻塞性肺病和肺动脉高压。在一个实施方案中，NAC酰胺或其衍生物用于治疗高能脉冲噪声流引起的可诱发抗氧化剂耗竭的肺损伤。因此，给予NAC酰胺或其衍生物提供有利的抗氧化剂来源。如果NAC酰胺或其衍生物在噪声流暴露之前作为补充剂提供则特别有用。NAC酰胺或其衍生物用于治疗伴有氧化应激增加的哮喘。NAC酰胺或其衍生物用于治疗成人呼吸窘迫综合征；治疗肺纤维化，治疗特发性肺纤维化和石棉肺(asbestos exposure)；治疗慢性肺排斥。而且，考虑将NAC酰胺或其衍生物用于职业异氰酸酯暴露和异氰酸酯过敏，人们认为该过程分两步，即异氰酸酯-蛋白结合和气道上皮细胞毒性。更具体来讲，NAC酰胺或其衍生物可防止六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与细胞蛋白结合，减少异氰酸酯暴露后HDI对人气道上皮细胞的毒性。因此，NAC酰胺或其衍生物可有助于预防与这种职业危害有关的变应性致敏和哮喘的发生。

在另一个实施方案中，本发明包括NAC酰胺或其衍生物在抑制慢性和急性受感染细胞中HIV复制的用途。NAC酰胺可用于GSH替代疗法，因为NAC酰胺及其衍生物可干扰整合HIV基因组的表达，从而以不同于目前采用的抗逆转录病毒剂如AZT、ddI、ddC或D4T的方式攻击病毒。NAC酰胺或其衍生物还可有利于对抗HIV感染中过度的自由基反应，这可能归因于：1)HIV感染时B淋巴细胞分泌过多的TNF-α，和2)HIV的gp 120蛋白催化花生四烯酸代谢。关键的免疫系统的细胞类型对抗氧化剂的生理需要、巨噬细胞摄取细胞间抗氧化剂的能力以及与T淋巴细胞代谢的相互作用间接导致其抗氧化剂水平增加，为NAC酰胺或其衍生物用于纠正HIV/AIDS患者的抗氧化剂不足提供了另外的理由。通过用阴道内置入凝胶诱导的硫醇，可将NAC酰胺及其衍生物用作阴道组织中病毒和细菌物种的抑制剂。

因为已知用V启动病理自由基反应，其导致抗氧化剂分子的破坏，以及GSH的耗竭及细胞器和大分子的破坏，所以NAC酰胺及其衍生物可用于恢复有需要的哺乳动物的抗氧化剂水平，阻止病毒在独特点复制，特别是预防免疫抑制及导致肌肉萎缩和神经症状的毒性自由基、前列腺素、TNF-α、白介素以及一系列氧化脂质和蛋白质的产生。给予NAC酰胺或其衍生物以提高或取代抗氧化剂水平可安全和经济地减慢或停止疾病进展。

因为某些病毒感染如HIV感染与抗氧化剂水平降低有关，所以本发明一方面是通过引入或给予AD3以干扰HIV复制，预防、延迟、减少或缓解与HIV感染有关的事件级联，增加受感染细胞中抗氧化剂的细胞内水平，以及增加细胞外的抗氧化剂。因为AIDS也可与GSSG水平降低有关，所以将一定量的NAC酰胺给予有需要的细胞和/或个体，可克服对重新合成抗氧化剂如GSH以及可出现在HIV感染细胞中的现有GSH氧化的任何干扰。根据本发明，NAC酰胺或其衍生物用于抑制急性感染的细胞、慢性感染的细胞和正常外周血单核细胞中细胞因子刺激的HIV表达和复制。NAC酰胺或其衍生物可用于在慢性感染的细胞中完成对TNF-α或IL-6诱导的HIV表达的浓度依赖性抑制。由于NAC酰胺超级的跨细胞膜能力和增强的亲脂特性，所以NAC酰胺及其衍生物与NAC或GSH相比，使用的浓度可低至1/2、1/5、1/10、1/100、1/1000、1/10,000或更低浓度。

而且，在受感染细胞中HIV引起的抗氧化剂耗竭还与称为细胞凋亡或程序性细胞死亡的过程有关。通过将NAC酰胺或其衍生物提供给感染HIV的个体和/或细胞，可预防、阻断或减少人为耗尽GSH并可导致细胞死亡的细胞间过程。同样，NAC酰胺硫醇可用作西尼罗病毒生物复制的阻滞剂，保护细胞免受西尼罗病毒感染及其它RNA和DNA病毒感染后的细胞致病作用。

根据本发明，可通过专业人员应该理解的适合疗法或治疗方法的几种途径给予NAC酰胺或其衍生物。给予NAC酰胺及其衍生物的途径和方式的非限制性实例包括胃肠外注射途径，包括皮下、静脉内、肌内和胸骨内。其它给药方式包括但不限于口服、吸入、局部、鼻内、鞘内、皮内、眼部、阴道、直肠、经皮、肠内、注射套管、定时释放和舌下途径。还可通过连续输注完成NAC酰胺及其衍生物的给药。在本发明的一个实施方案中，可通过内镜手术介导NAC酰胺及其衍生物的给药。在治疗累及脑部的各种神经疾病或紊乱时，可将NAC酰胺或其衍生物引入脑室的衬组织中。几乎所有脑区的脑室系统都很容易通向疾病或紊乱累及的不同脑部区域。例如，在治疗时，可植入如套管和渗透泵的装置，以便给予治疗化合物如NAC酰胺或其衍生物，作为药学上可接受的组合物的组分。还包括直接注射NAC酰胺及其衍生物。例如，脑室与许多脑区非常邻近有助于分泌或引入的神经物质弥散在NAC酰胺治疗的部位或者附近。

在给予接受者例如注射给药时，通常将含水溶性NAC酰胺或其衍生物的组合物或制剂配制为无菌溶液或混悬液。或者，可将NAC酰胺或其衍生物悬浮于药学上和生理学上可接受的水或油状溶媒中，它可包含防腐剂、稳定剂和使溶液或混悬液与接受者体液(即血液)等渗的物质。适用的赋形剂的非限制性实例包括水、磷酸盐缓冲盐水(pH 7.4)、0.15M氯化钠水溶液、右旋糖、甘油、稀乙醇等，及其混合物。示例性稳定剂是聚乙二醇、蛋白质、糖、氨基酸、无机酸和有机酸，其可单独或者作为混合物使用。

局部给药的含NAC酰胺或其衍生物的制剂可包括但不限于洗剂、软膏剂、凝胶剂、霜剂、栓剂、滴剂、液体、喷雾剂和粉剂。可将NAC酰胺或其衍生物以吸收入衬垫或海绵内的液体、凝胶剂、霜剂和胶冻剂的形式给予粘膜。可能必需或需要常规药用载体、水、粉状或油性基质、增稠剂等。口服给药的含NAC酰胺或其衍生物的组合物包括散剂或粒剂、水或非水介质中的混悬液或溶液、囊剂、胶囊剂或片剂。可能需要增稠剂、稀释剂、矫味剂、分散助剂、乳化剂或粘合剂。胃肠外给药的制剂可包括但不限于无菌溶液，它还可包含缓冲剂、稀释剂及其它合适的添加剂。

本发明还提供含NAC酰胺或其衍生物的食物添加剂供哺乳动物优选人消费。在许多不同的食品，包括但不限于大蒜、胡椒、姜黄、芦笋和洋葱中已检测出NAC酰胺及其它半胱氨酸衍生物。参见如，Hsu，C.C.等，(2004)J.Nutr.134：149-152和Demirkol，O.等，(2004)J.Agric.Food Chem.52。食物添加剂可将NAC酰胺或其衍生物包含在将加入食品内的液体或固体物质中。可将食物添加剂加入“食物组合物”中，该组合物包括将计划用于人消费(特别是食用或饮用)的未加工、精制或处理的任何产品，其可包含矿物质、碳水化合物(包括糖)、蛋白质和/或脂肪形式的营养素或兴奋剂，且其通过加入本文提供的含NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物的食物添加剂已得到改良。本发明改良的食物组合物还可具备作为“功能性食品或食物组合物”的特征。还可将“食品”理解为纯净饮用水。

应理解术语“食物添加剂”指将加入食品内的任何液体或固体物质。该物质可以例如具有独特的味道和/或气味，如盐或任何其它味道或者增味剂或改性剂。然而应指出含NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物的食物添加剂不一定是具有独特味道和/或气味的物质。

可与NAC酰胺一起加入或者以NAC酰胺食物添加剂制剂加入的其它食物添加剂包括但不限于加入后使味道“更好”并且还充当防腐剂和抗氧化剂的酸(如醋、枸橼酸、酒石酸、苹果酸、富马酸、乳酸、酸度调节剂)、消结剂(anti-caking agents)、消泡剂、抗氧化剂(如维生素C)和生育酚(如维生素E)、填充剂(如淀粉)是添加剂，食物着色剂、保色剂(color retention agents)、乳化剂、增香剂、增味剂、保湿剂、防腐剂、推进剂、稳定剂、增稠剂和胶凝剂(如琼脂或果胶)和甜味剂。

NAC酰胺或其衍生物的剂量、数量或份量以及使用的给药途径取决于个体基础，对应于本领域技术人员已知的以类似类型应用或适用的量。如本领域技术人员可理解，虽然给药取决于将治疗疾病的严重度和反应性，但通常将每天给药1次或多次，疗程持续几天至几月，或者直至达到治愈或病情减轻。本领域普通技术人员可很容易确定最佳剂量、给药方法和重复率。例如，可口服给药剂型的药用制剂可包含NAC酰胺或其药学上可接受的盐、酯或衍生物的量相当于每剂量至少25-500mg，或者相当于每剂量至少50-350mg的量，或者相当于每剂量至少50-150mg的量，或者相当于每剂量至少25-250mg的量，或者相当于每剂量至少50mg的量。可将NAC酰胺或其衍生物给予人和非人的哺乳动物。因此它可应用于人和兽医学。

NAC酰胺的合适酯的实例包括烷基和芳基酯，选自甲酯、乙酯、羟乙酯、叔丁酯、胆固醇酯、异丙酯和甘油酯。

如本文描述，许多病症、疾病和病变被认为与细胞内抗氧化剂水平减少有关，包括AIDS、糖尿病、黄斑变性、充血性心力衰竭、心血管疾病和冠状动脉再狭窄、肺病、哮喘、病毒感染(如中毒性和感染性肝炎、狂犬病、HIV)；脓毒症、骨质疏松症、毒素暴露、射线照射、烧伤、朊病毒病、神经疾病、血液病、动脉疾病、肌肉疾病、肿瘤和癌症。许多这些疾病和病症都是由于谷胱甘肽水平不足。而且，暴露于毒素、射线、药物等可引起自由基反应，包括癌症化疗。因此，本发明提供NAC酰胺或其衍生物作为可治疗这些疾病和病症的药物，为方便和有效(特别是口服给药)的制剂。给予外源性NAC酰胺或其衍生物可补充或替代GSH的肝输出，帮助维持生物体内减少的情况。减轻自由基反应的失败会引起不良级联，其可严重损伤大分子，导致脂质过氧化和产生毒性化合物。阻断这些自由基反应必须维持适当GSH水平。当天然GSH水平减少或受到危害时，NAC酰胺或其衍生物能够提供充分和有效的治疗作用。

NAC酰胺可与铜和铅形成鳌合物。NAC酰胺还可与血浆中的铜形成循环的络合物。因此，可给予NAC酰胺或其衍生物治疗金属中毒。NAC酰胺-金属络合物可被排出，因此减少金属负荷。因此，可给予NAC酰胺或其衍生物治疗与各种金属如铁、铜、镍、铅、镉、汞、钒、锰、钴、超铀金属(如钚、铀、钋)等有关的毒性。应指出NAC酰胺的鳌合特性独立于其抗氧化剂特性。然而，因为一些金属(如铁)毒性是自由基介导的，所以这种病症特别优选给予NAC酰胺。

为了提供高生物利用度，可提供接近粘膜(如口服给药的十二指肠)的相对高浓度的NAC酰胺或其衍生物。因此，可空腹给予单次巨丸剂的NAC酰胺或其衍生物。优选剂量为约100-10,000mg NAC酰胺或者约250-3,000mg NAC酰胺。而且，可将NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物制剂用还原剂如抗坏血酸稳定，以减少贮存时和吸收前在消化道中的氧化。用结晶抗坏血酸可为包囊装置提供改良的胶囊化和用作润滑剂的附加优点。胶囊剂如两节式明胶胶囊是保护NAC酰胺避免接触空气和湿气同时在胃内快速溶解的剂型。胶囊剂优选双-O(OO)大小的标准两节式明胶硬胶囊，其可从多种来源获得。填充后，优选将胶囊剂贮存在氮气下以减少贮存时氧化。优选用结晶抗坏血酸作为抗静电剂和稳定剂，根据美国专利号5,204,114的方法填充胶囊，其通过引用全部结合到本文中。而且，每胶囊优选包含500mg NAC酰胺和250mg结晶抗坏血酸。虽然优选组合物不含其它赋形剂或填充剂；但是可加入其它适配的填充剂或赋形剂。虽然可用不同量和比率的NAC酰胺和稳定剂，但优选这些量，因为它们填充标准双-O胶囊，提供有效的稳定作用和高剂量。而且，避免加入碳酸钙，因为它可包含杂质，由于作为碱发挥其中和胃酸的作用，所以可加速NAC酰胺在小肠的降解。

优选长期给予NAC酰胺或其衍生物。因此，有用的组合包括将治疗慢性疾病的NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物。此类药物在空腹时吸收很好，没有不良作用或者减少或可变的联合吸收。一类特别药物包括中枢或外周肾上腺素或儿茶酚胺激动剂或者重吸收阻滞剂，其可产生大量毒性作用包括神经毒性、心肌病及其它器官损伤。将这些药物用作例如心脏、循环和肺部药物、麻醉剂和精神/抗精神病药物。这些药物中一些还可能被滥用，如兴奋剂、迷幻剂及其它类型拟精神病药。其它自由基启动相关性药物包括氯丙嗪、三环抗抑郁药、喹诺酮抗生素、苯并二氮杂_类、对乙酰氨基酚和酒精。因此，可优选将NAC酰胺或其衍生物与能够启动哺乳动物自由基反应的有效量的药物一起，按约50-10,000mg的量，以口服药用制剂提供。该药物是例如肾上腺素能、多巴胺能、5-羟色胺能、组胺能、胆碱能、γ-氨基丁酸能、拟精神病药、醌、喹诺酮、三环和/或类固醇药。

在本发明的下列方面，NAC酰胺或其衍生物的制剂是GSH给药的有利选择。NAC酰胺或其衍生物提供亲油性和细胞渗透性的有利特性，让其比GSH、NAC或其它化合物更容易进入细胞和更容易渗入血脑屏障。NAC酰胺或其衍生物的特性可增加其给药后的生物利用度，为本文描述的各种疾病、紊乱、病变和病症提供改良疗法。

在许多药物(包括氨基糖苷抗生素、对乙酰氨基酚、吗啡及其它阿片制剂)新陈代谢、分解代谢和/或排出时消耗肝谷胱甘肽。肝谷胱甘肽的耗竭可导致肝损伤或中毒性肝炎。用于治疗高胆固醇血症的高剂量烟酸也与中毒性肝炎有关。因此本发明包括含约50-10,000mg量的含NAC酰胺或其衍生物的口服药用制剂，与其联合给药的是消耗肝谷胱甘肽贮备的有效量药物。

许多疾病引起肝损伤。这种损伤转而降低谷胱甘肽的肝贮备和肝脏将氧化型谷胱甘肽转化为其还原型的能力。其它疾病与受损的谷胱甘肽新陈代谢有关。这些疾病包括感染性和中毒性肝炎、肝硬化、肝脏原发性和转移性癌、外伤和医源性肝损伤或切除。本发明包括含NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物和抗病毒或抗肿瘤剂的药用制剂。抗病毒或抗肿瘤剂是例如核苷类似物。

可能在尿中降解谷胱甘肽和排泄半胱氨酸。因此非常高剂量的谷胱甘肽可导致半胱氨酸尿症，可引起半胱氨酸结石。可引起其它长期毒性或不良作用。因此，长期每天摄入大于约10mg应当受到医学监测。另一方面，低于约50mg的个别剂量不能将十二指肠腔的浓度充分增加至高水平，不能产生高水平吸收，不能发挥临床效应。因此，本发明的制剂具有大于50mg的NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物的量，每天提供一次或多次总计至多约10,000mg的剂量。

在治疗HIV感染时，人们认为空腹口服相对高剂量即每天1-3克谷胱甘肽巨丸剂将发挥两方面的有利作用。首先，HIV感染伴随PBM、肺及其它组织中细胞内谷胱甘肽水平的降低。还认为通过增加细胞内谷胱甘肽水平，可使这些细胞的功能恢复正常。因此，给予本发明的NAC酰胺或其衍生物将治疗HIV感染。口服给予NAC酰胺或其衍生物，任选与抗坏血酸和/或抗逆转录病毒剂组合。应指出在不同病毒类型之间涉及逆转录病毒感染的转录机制和控制被认为是相当保守的。因此，预期在各种类型人逆转录病毒和类似的动物逆转录病毒中出现晚期逆转录病毒抑制。体外测试也已经发现通过将受感染单核细胞中的细胞内谷胱甘肽水平增加至正常范围高限，可将这些细胞产生的HIV抑制约35天。考虑这与细胞因子包括NF-κB和TNF-α的细胞转录的激活受到干扰有关。因此，可减少被HIV感染的人的传染力，帮助预防传播。病毒负荷减少还可允许体内继续存在未受感染但敏感的细胞。

根据本发明方法给予的NAC酰胺或其衍生物可用于治疗充血性心力衰竭(CHF)。在CHF时，考虑存在两种缺陷。首先，心肌变弱，使心脏增大。其次，出现外周血管痉挛，使外周阻力增加。NAC酰胺或其衍生物可有效增强氧化氮的作用，从而可通过减轻血管收缩和外周血管阻力同时增加组织血流对这些患者产生有益作用。因此本发明包括口服给予NAC酰胺或其衍生物，与之组合的是充血性心力衰竭药物，例如洋地黄糖苷、多巴胺、甲基多巴、酚苄明、多巴酚丁胺、特布他林、氨力农、异丙肾上腺素、β阻滞剂、钙通道阻滞剂如维拉帕米、普萘洛尔、纳多洛尔、噻吗洛尔、吲哚洛尔、烯丙洛尔、氧烯洛尔、索拉洛尔、美托洛尔、阿替洛尔、醋丁洛尔、贝凡洛尔、妥拉洛尔、拉贝洛尔、地尔硫_、双嘧达莫、溴苄铵、苯妥英、奎尼丁、可乐定、普鲁卡因胺、乙酰卡尼、胺碘酮、丙吡胺、恩卡胺、氟卡尼、氯卡胺、美西律、妥卡胺、卡托普利、米诺地尔、硝苯地平、沙丁胺醇、帕吉林、血管扩张剂包括硝普盐、硝酸甘油、酚妥拉明、酚苄明、hydrazaline、哌唑嗪、曲马唑嗪、妥拉唑啉、曲吗唑嗪、硝酸异山梨酯、丁四硝酯、阿司匹林、罂粟碱、环扁桃酯、异克舒令、烟酸、烟醇、布酚宁、利尿剂包括呋塞米、利尿酸、螺内酯、氨苯蝶啶、阿米洛利、噻嗪类、布美他尼、咖啡因、茶碱、烟碱、卡托普利、salalasin和钾盐。

在另一个实施方案中，本发明包括通过口服给药治疗各种类型肝炎的NAC酰胺或其衍生物。例如，酒精和对乙酰氨基酚都具有肝毒性，引起肝细胞谷胱甘肽水平减少。因此，根据本发明可用NAC酰胺或其衍生物治疗这些毒素。NAC酰胺及其衍生物还可有效治疗对其它类型细胞或器官的毒性，这种毒性引起对细胞的自由基损伤或者降低谷胱甘肽水平。

糖尿病，特别是未控制的糖尿病，引起各种酶和蛋白质的糖基化，可使它们的功能或控制受损。具体来讲，产生还原型谷胱甘肽的酶(如谷胱甘肽还原酶)被糖基化而失去功能。因此，糖尿病与还原型谷胱甘肽水平有关，事实上，糖尿病的许多继发症状都与谷胱甘肽代谢缺陷有关。根据本发明，NAC酰胺或其衍生物可用于补充糖尿病患者，以预防主要的继发病。本发明还包括含NAC酰胺和抗高血糖剂的口服药用制剂。

高正常水平的谷胱甘肽使阿片受体灭活。因此，给予NAC酰胺或其衍生物可有利于治疗肥胖症和/或进食障碍、其它成瘾或强迫症包括烟草(烟碱)和阿片制剂成瘾。本发明还包括与烟碱联合给予NAC酰胺或其衍生物。烟碱的生理学效应众所周知。NAC酰胺或其衍生物可引起血管舒张和改善脑血流，从而得到协同的脑功能增强效应。

在哺乳动物中，血浆内谷胱甘肽水平相对较低，在微摩尔范围，而细胞内水平通常在毫摩尔范围。因此，细胞内胞质蛋白比细胞外蛋白经受的谷胱甘肽浓度高很多。内质网(一种细胞器)涉及将加工的蛋白质输出细胞。已经发现内质网形成与胞质分离的细胞腔，该细胞腔具有与胞质相比相对氧化的状态，从而促进蛋白质内形成发挥正常活性通常必需的二硫键。在许多疾病中，可能诱导细胞产生从细胞内输出的蛋白质，通过干扰这些蛋白质的产生和输出阻断疾病进展。例如，许多病毒感染依靠细胞产生病毒蛋白进行传染。阻断这些蛋白质的产生将干扰传染力。同样，某些疾病涉及必须存在和发挥功能的特异性细胞表面受体。在两种情况下，诱导产生这些蛋白的细胞将耗尽内质网中的还原型谷胱甘肽。应指出消耗谷胱甘肽的细胞将易于吸收血浆的谷胱甘肽，可能受存在量的限制。因此，通过增加血浆谷胱甘肽水平(甚至短暂性)，可干扰内质网中的减少情况，阻断蛋白质产生。虽然对正常细胞也可产生一些干扰；但是，在病毒感染的细胞或者其它异常刺激的细胞中，正常调控机制可能不完整，内质网中氧化还原状态将不受细胞外谷胱甘肽有效性的控制。给予NAC酰胺或其衍生物可补充GSH或GSH的作用，对这种情况产生显著影响。

通过给予细胞外谷胱甘肽可抑制或减少细胞培养基中疱疹病毒(DNA病毒)的再生。DNA病毒的实例包括I型单纯疱疹病毒、II型单纯疱疹病毒、带状疱疹病毒、巨细胞病毒、EB病毒等。因此，根据本发明，通过给予NAC酰胺或其衍生物可治疗DNA病毒和疱疹病毒感染。另外，给予谷胱甘肽可治疗狂犬病病毒(RNA病毒)感染。虽然有标准疗法，但在某些情况下定时给予谷胱甘肽可以是确实有效的。因此，给予本发明的NAC酰胺或其衍生物至少可部分治疗狂犬病病毒感染。对狂犬病的一种有效治疗是免疫血清。本发明包括将NAC酰胺或其衍生物单独或者与一种或多种免疫球蛋白联合胃肠外给药。

食用高脂饮食增加冠心病危险，摄入抗氧化剂维生素包括维生素E和维生素C以及黄酮类降低冠心病危险。高脂饮食通过氧化应激损害氧化氮有效性，损害内皮功能。已经发现维生素C和维生素E恢复高脂饮食后内皮产生氧化氮引起的血管收缩。根据本发明，可预防性给予NAC酰胺或其衍生物以对抗血管疾病。

已知几种自由基之间存在性质差异。因此，它们的形成率将不同，可能必须同时控制的刺激剂的类型也将不同。例如，对于黄斑变性，眼睛对强光和对烟草烟雾的连续、无防护的暴露将限制用抗氧化剂作为治疗剂控制该病的疗效。因此，本发明一方面通过增加全身或具体器官的抗氧化剂水平以及减少氧化、自由基产生和电离影响，为患者提供协同疗法。在这种情况下，必要时用阻隔紫外线的太阳镜和戒烟计划补充NAC酰胺疗法。如果需要可将α生育酚琥珀酸盐与NAC酰胺或其衍生物联合使用。不同刺激剂使组织和细胞的不同部分或亚部分出现自由基。例如，在脑或脊髓外伤时，有害自由基在使神经纤维绝缘的脂肪(脂质)覆盖物即髓鞘中。给予极高剂量合成皮质类固醇5-10克甲基泼尼松龙琥珀酸钠(MPSS)只需24小时，即迅速到达脑和脊髓，快速弥散入髓鞘内，中和外伤诱导的自由基。因此本发明提供含NAC酰胺或NAC酰胺衍生物和糖皮质激素药组合的药用组合物。

根据本发明，口服给予NAC酰胺或其衍生物可增加谷胱甘肽的细胞水平，抑制许多病理过程。例如，NAC酰胺可用于减少事实上自身延续的、强大的生物化学循环，该循环产生主要负责AIDS体征和症状的腐蚀性自由基和毒性细胞因子。虽然这些生物化学循环破坏相当大量谷胱甘肽，但通过充分地进行NAC酰胺治疗，它们最终可受到控制和正常化。典型实例是活化巨噬细胞过度产生的15HPETE(15-氢过氧(hydro peroxy)二十四碳烯酸)物质。15HPETE是破坏性免疫抑制物质，需要用谷胱甘肽转化为无破坏性的良性分子。问题是一旦巨噬细胞活化，它们就难以正常化。一旦进入细胞内，GSH就减少自由基和细胞因子的产生，纠正淋巴细胞和巨噬细胞功能障碍，增强肺及其它器官内的防御细胞，停止所有主要受感染细胞类型中HIV的复制，通过妨碍NF-κB活化预防病毒DNA激活，抑制启动病毒复制的HIV的TAT基因产物，分解病毒包衣的gp120蛋白。可提供NAC酰胺以分裂gp120蛋白，从而不仅为患者体内其它细胞还可能为其他患者提供预防病毒传播的有效方式。

除了典型的抗病毒或抗逆转录病毒剂(逆转录病毒抑制剂，蛋白酶抑制剂)之外，许多其它疗法可有益于AIDS患者，本发明提供NAC酰胺或其衍生物与下列药物的组合：环孢菌素A、沙利度胺、己酮可可碱、硒、去铁敏、2L-氧噻唑烷(oxothiazolidine)、2L-氧噻唑烷-4-羧酸酯、二乙基二硫代氨基甲酸酯(DDTC)、BHA、去甲二氢愈创木脂酸(nordihydroguairetic acid)(NDGA)、葡糖二酸盐(glucarate)、EDTA、R-PIA、α-硫辛酸、槲皮素、鞣酸、2′-羟基查耳酮、2-羟基查耳酮、黄酮、α-当归内酯、白蜡树亭、姜黄素、丙丁酚和槟榔(arcanut)(大腹皮)。

炎症反应伴随大量氧化爆发，产生大量自由基。因此，NAC酰胺及其衍生物可用于治疗炎性疾病。NAC酰胺或其衍生物可有利地减少原发损伤，以及不希望出现的继发反应。根据本发明，可将NAC酰胺或其衍生物给予患炎性疾病如各种类型关节炎、炎性肠病等的患者。本发明还提供包括NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物以及止痛或抗炎药的组合药物疗法，所述止痛或抗炎药例如有阿片激动剂、糖皮质激素或非甾体抗炎药(NSAIDS)，包括阿片麻醉药、哌替啶、丙氧酚、纳布啡、喷他唑辛、丁丙诺啡、阿司匹林、吲哚美辛、双氟尼酸、对乙酰氨基酚、布洛芬、萘普生、非诺洛芬、吡罗昔康、舒林酸、托美丁、甲氯芬那酸盐、佐美酸、青霉胺、保泰松、羟布宗、氯喹、羟氯喹、硫唑嘌呤、环磷酰胺、左旋咪唑、泼尼松、泼尼松龙、倍他米松、曲安西龙和甲基泼尼龙。NAC酰胺及其衍生物还可用于治疗腮腺炎、宫颈发育异常、阿尔茨海默氏病、帕金森氏病、氨基喹啉毒性、庆大霉素毒性、嘌呤霉素毒性、氨基糖苷肾毒性、扑热息痛、对乙酰氨基酚和非那西丁毒性。

可将NAC酰胺或其衍生物加入受病毒污染的液体或者可能污染的液体中使病毒灭活。例如，通过还原关键的病毒蛋白可以实现。根据一个实施方案，在输注前将NAC酰胺或其衍生物加入血液或血液成分中。加入的NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物的添加浓度在约100微摩尔至约500毫摩尔之间或者至更低的溶解度极限，更优选浓度为约10-50毫摩尔。另外，可将NAC酰胺或其衍生物加入全血、浓缩红细胞或其它有形的血液成分(白细胞、血小板)中，以增加细胞或有形成分的贮存期和/或质量。

在另一个实施方案中，本发明包括局部应用NAC酰胺或其衍生物或其药学上可接受的盐或酯时，在治疗和/或预防皮肤、头发、指甲和粘膜表面化妆品疾病和皮肤病中的用途。根据本发明，提供局部给药的组合物，包括(a)NAC酰胺或其衍生物或其合适的盐或酯，或者含NAC酰胺的生理学上可接受的组合物；和(b)局部可接受的溶媒或载体。本发明还提供治疗和/或预防化妆品疾病和/或皮肤病的方法，该方法包括将含NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物的组合物局部给予患者的受累区域。这样的组合物和方法可用于抗衰老治疗和疗法，以及治疗皱纹、表情纹和面部凹陷(特别是在眼和口周围)、皮肤皱褶、老年斑和变色等。

在另一个实施方案中，本发明提供用NAC酰胺或其衍生物或其药学上可接受的盐或酯治疗癌症和前癌的方法和组合物。本发明特别涉及含NAC酰胺或其衍生物的方法和组合物，其中将凋亡选择性引入癌细胞或癌前细胞内。在另一个实施方案中，本发明涉及通过将有效量的NAC酰胺或其衍生物给予患者选择性诱导癌前细胞凋亡的方法。在该实施方案中，可将NAC酰胺或其衍生物局部给予患者。在另一个实施方案中，本发明涉及通过将有效量的NAC酰胺或其衍生物给予患者选择性诱导癌细胞凋亡的方法。在该实施方案中可将NAC酰胺或其衍生物局部给予患者。选择性凋亡指其中对应的正常、无转化的细胞不发生NAC酰胺诱导的细胞死亡的情况。在又一个实施方案中，本发明涉及通过将NAC酰胺或其衍生物作为化疗或放疗辅剂给予患者，以便相对于患者的非癌细胞而言增强癌细胞凋亡的敏感性，减少患者内存在的癌细胞数量的方法。在还一个实施方案中，本发明涉及包括将有效量NAC酰胺或其衍生物作为p53疗法包括p53基因疗法的辅剂给药的方法。其中被诱导凋亡的癌细胞或癌前细胞通常为表现至少一个功能性p53等位基因的那些癌细胞。在某些情况下，给予NAC酰胺可恢复突变型p53蛋白构象和/或活性至功能状态。应理解含p53疗法包括p53基因疗法的方法不一定需要内源性功能性p53等位基因。

在本发明的另一个实施方案中，提供包括给予NAC酰胺或其衍生物以选择性诱导细胞的方法，所述细胞在过度增殖或良性增殖异常紊乱中出现。本发明的另一个实施方案包括NAC酰胺或其衍生物在选择性停滞细胞周期的方法中的用途，该方法包括使细胞与一定量的NAC酰胺或其衍生物接触，使细胞选择性停滞在细胞周期的特定阶段。例如，给予NAC酰胺可导致延长向G1期的过渡。通过增加p21表达可影响这种细胞周期停滞。还可用本发明的方法减轻或抑制肿瘤血管化，或者诱导癌细胞分化。

在又一方面，本发明涉及NAC酰胺或其衍生物治疗癌症和肿瘤的用途，即可通过微环境的错误信号引入，导致癌性器官中组织结构丢失和个体癌细胞中基因组稳定性丢失。组织结构的丢失可导致某些癌症。该过程涉及基质金属蛋白酶(MMPs)，该酶不仅对生物体发育和创伤愈合很重要，而且在促进肿瘤发生或癌发生中也很重要。特别是，MMPs主要促进微环境信号，因为这些蛋白水解酶降解基底膜和细胞外基质(ECM)的结构成分，将结合上皮细胞的接触消化成片，从而允许肿瘤细胞入侵和转移。MMPs还可释放生长因子的细胞结合的无活性前体形式；降解细胞-细胞和细胞-ECM粘附分子；激活其它MMPs的前体酶原形式；和灭活MMPs及其它蛋白酶的抑制剂。而且，这些酶诱导上皮-间质转变或EMT，为一种细胞状态向另一种状态的转变，这导致上皮细胞与其邻居分离，中断游离和获得在体内移动的能力。虽然该过程是胚胎正常发育所必需，但在癌症如乳腺癌中，EMT为肿瘤细胞提供移动性并辅助肿瘤细胞穿透屏障如淋巴管和血管壁，从而加速转移。

MMP-3是特殊类型金属蛋白酶，已发现可诱导培养基和转基因小鼠中乳房上皮细胞转化。已发现MMP-3可导致正常细胞表达Rac1b蛋白，即先前只见于癌症的异常形式Rho GTPase。Rac1b显著改变细胞骨架，促进上皮细胞与周围细胞分离和移动。(D.C.Radisky等，2005，Nature，436：123-127)。由Rac1b诱导细胞骨架的改变刺激产生高度活性氧分子，称为活性氧(ROS)，可通过引起组织结构破坏和损伤基因组DNA促成癌症。由Rac1b诱导ROS量的增加激活控制EMT的主要基因，然后开始大量组织结构破坏的级联，通过直接影响基因组DNA如引起大量DNA区域缺失或复制刺激癌症发展。通过改变组织结构，MMPs还可激活癌基因，将DNA整合入生物体基因组内。

在治疗癌症如乳腺癌，特别是涉及上述导致异常细胞结构和功能及丧失组织完整性的机制的癌症中，可用本发明的NAC酰胺阻断ROS的作用。这可通过例如将NAC酰胺或其衍生物给予或引入有需要的患者的细胞、组织和/或机体内，以影响或靶向导致上皮-间质转化途径中的分子实现。因此，NAC酰胺或其衍生物可用于抑制MMP-3及其功能，如MMP-3诱导上皮细胞角蛋白下调和间质波形蛋白上调，以及MMP3诱导细胞移动、入侵和形态学改变。NAC酰胺或其衍生物还可用于间接或直接作用于ROS和/或其中ROS激活诱导EMT的基因的过程。

在另一个实施方案中，本发明包括用于抑制同种异体移植受体中的同种异体移植排斥的含NAC酰胺或其衍生物的组合物和方法。

在另一个实施方案中，本发明提供NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物用于支持或营养干细胞生长的方法，特别是引入受体动物包括人之前体外培养的干细胞，干细胞可以用于干细胞移植。

在另一个实施方案中，本发明提供抑制、预防、治疗或者预防和治疗患者中枢神经系统(CNS)损伤或疾病、神经毒性或记忆缺损的方法，该方法包括给予治疗有效量的NAC酰胺或其衍生物或其药学上可接受的组合物。CNS损伤或疾病的实例包括外伤性脑损伤(TBI)、创伤后癫痫(PTE)、中风、脑缺血、脑的神经退行性病变(如帕金森氏病、拳击员痴呆、杭廷顿氏舞蹈病、阿尔茨海默氏病)、因癫痫发作引起的继发性脑损伤(癫痫发作可由辐射、暴露于电离或铁离子性血浆(iron plasma)、神经药物、氰化物、毒性浓度的氧、CNS疟疾或者用抗疟疾药治疗引起的神经毒性)及其它CNS创伤。在其它相关实施方案中，本发明包括治疗患CNS损伤或疾病的患者的方法，该方法包括给予患者含治疗有效量的NAC酰胺或其衍生物的组合物。在另一个实施方案中，本发明涉及预防或抑制患者CNS损伤或疾病的方法，该方法包括给予患者含治疗有效量的NAC酰胺或其衍生物的组合物。在其它实施方案中，本发明包括预防、抑制或治疗患者神经毒性或记忆缺损的方法，该方法包括给予患者含治疗有效量的NAC酰胺或其衍生物的组合物。当用电惊厥休克疗法治疗如抑郁症和精神分裂症的疾病和病症时可引起记忆缺损，可在电惊厥休克疗法之前给予组合物以减轻记忆缺损。在相关实施方案中，CNS损伤或疾病可以是外伤性脑损伤(TBI)、创伤后癫痫(PTE)、中风、脑缺血或神经退行性病变。在相关实施方案中，CNS损伤可由液体撞击(fluidpercussion)，由钝物敲击引起的创伤例如敲击患者头部，由穿透患者头部的物体引起的外伤，由暴露于射线、电离或铁离子性血浆、神经药物、氰化物、毒性浓度的氧、CNS疟疾或抗疟疾剂诱发。在本发明的实施方案中，给予患者的NAC酰胺或其衍生物的治疗有效量是获得适当疗效必需的量，例如，每kg患者约0.001mg至约20mg，优选每kg患者约1mg至约10mg，更优选每kg患者约3mg至约10mg。在附加实施方案中，给予患者的NAC酰胺或其衍生物的每天总量为约50mg至约1200mg，或者约100mg至约1000mg，或者约200mg至约800mg，或者约300mg至约600mg。

在其它实施方案中，本发明包括在患者暴露或者有可能暴露于CNS损伤或损害的危险之前，或者在患者暴露于可能引起神经毒性或记忆缺损或者两者之前，通过在患者暴露于CNS损伤或损害等的危险之前将NAC酰胺或其衍生物给予患者一段时间治疗患者(如动物包括人)的方法。例如，可能引起CNS损伤或损害、神经毒性或记忆缺损的病症包括电惊厥休克疗法、外伤性脑损伤(TBI)、创伤后癫痫(PTE)、中风、脑缺血、神经退行性病变、液体撞击、钝性物体撞击患者头部、物体穿透患者头部、射线、电离或铁离子性血浆、神经药物、氰化物、毒性浓度的氧、CNS疟疾和抗疟疾药。其它可导致CNS损伤或损害、神经毒性或记忆缺损的病症包括但不限于与CNS缺血、缺氧或栓塞危险有关的某些医学方法或病症，如脑肿瘤、脑手术、其它脑相关性疾病、开放性心脏手术、颈动脉内膜剥离术、主动脉动脉瘤修复术、房颤、心跳骤停、心脏或其它导管插入术、静脉炎、血栓形成、长期卧床、长期郁积(如太空旅行或通过飞机、火车、汽车或其它运输工具长途旅行)、继发于空气/气体栓塞或减压病的CNS损伤。时间长度可以是预期暴露时间前约72小时，或者预期暴露时间前约48小时，或者预期暴露时间前约12小时，或者预期暴露时间前约4小时，或者预期暴露时间前约30分钟-2小时。从治疗开始时间至治疗结束可连续给予NAC酰胺。例如，可用透皮贴剂或缓慢释放制剂将NAC酰胺或其衍生物连续给予患者一段指定时间。或者，可将NAC酰胺或其衍生物定期给予患者。例如，NAC酰胺或其衍生物可先在预期暴露时间前约24小时给药，然后每2小时给药1次。在本发明的这些实施方案中，含NAC酰胺或含NAC酰胺衍生物的组合物还可包含药学上可接受的赋形剂，组合物可静脉内、皮内、皮下、口服、经皮、经粘膜或直肠给药。

在其它实施方案中，本发明包括用于治疗或预防患者CNS损伤、疾病或神经毒性的药用组合物，它包含治疗有效量的NAC酰胺或其衍生物和药学上可接受的赋形剂。在又一个实施方案中，本发明包括含组合物的药剂盒，该组合物包含治疗有效量的NAC酰胺或其衍生物。该药剂盒还可包含将组合物给予患者的装置，如注射针、吸入器、透皮贴剂以及使用说明书。

在本发明的另一个实施方案中，将包括NAC酰胺或其衍生物的抗癌治疗用于特异性靶癌和肿瘤细胞。本实施方案涉及纳米大小微粒在将NAC酰胺或其衍生物体内和离体给予癌和肿瘤细胞中的用途。根据本实施方案，优选能够对准癌细胞，癌细胞与正常健康细胞相比，具有更多维生素叶酸(或叶酸盐)的受体和吸收更多叶酸。为了这个目的，核心或外壳纳米凝胶或者纳米微粒可与叶酸或叶酸盐缀合或者与NAC酰胺或其衍生物结合发挥功能，不分裂或破坏与其细胞受体的叶酸结合位点。可将此类功能性纳米微粒引入癌症(如上皮癌)患者特别是叶酸丧失的患者内，其中癌细胞具有过量叶酸受体，可优选结合叶酸-NAC酰胺(或叶酸-NAC酰胺衍生物)纳米微粒并将其内吞(endocytose)。一旦进入癌细胞内，NAC酰胺或其衍生物即发挥其疗效，例如通过抑制ROS和/或其它在启动、加燃料(fueling)和/或维持癌细胞中起作用的靶分子，和/或最终杀死癌细胞。

例如，可将直径＜5nm的PAMAM树突状聚合物用作NAC酰胺的载体，如描述于J.F.Kukowska-Latallo等，2005，Cancer Res.Jun 15；65(12)：5317-24，到达表达(过度表达)靶叶酸受体的肿瘤和癌细胞。可使乙酰化树枝状大分子(dendrimers)与作为靶试剂的叶酸缀合，然后与NAC酰胺或其衍生物和荧光素或6-羧基四甲基蓝光碱性蕊香红(rhodamine)偶合。或者，可使NAC酰胺或其衍生物与叶酸偶合形成缀合物，可使缀合物与纳米微粒偶合。可将这些缀合物静脉内注入肿瘤患者或哺乳动物内，特别是过度表达叶酸受体的肿瘤。给药后叶酸共轭的纳米微粒接着在肿瘤和组织内浓集，在那里传递的NAC酰胺或NAC衍生物可与细胞内的ROS相互作用，和/或靶向其它分子以杀死癌或肿瘤细胞。通过预先静脉内注射游离叶酸可减轻叶酸靶向聚合物的肿瘤组织局限化。

在类似实施方案中，可发挥聚合物或纳米微粒的功能，以显示谷胱甘肽-NAC酰胺或谷胱甘肽-NAC酰胺衍生物缀合物，然后可用于将NAC酰胺或其衍生物传递至细胞表面谷胱甘肽受体数目增加的癌细胞。然后可用NAC酰胺-谷胱甘肽纳米微粒靶向具有谷胱甘肽受体的癌细胞，优选由细胞进行内吞作用。在这些实施方案中，本发明提供NAC酰胺或其衍生物向细胞，如表达高水平叶酸(叶酸盐)或谷胱甘肽受体的癌细胞内的直接传递。根据这些实施方案，使NAC酰胺(“NACA”)或其衍生物与细胞表面受体的配体(如叶酸或谷胱甘肽)缀合而形成缀合物。用本领域技术人员已知的方法将这种NACA-配体缀合物包被或吸附至容易注射的纳米微粒上。因此，含NAC酰胺或其衍生物的纳米微粒(“纳米-NACA微粒”)可优选被癌或肿瘤细胞摄取，其中NAC酰胺将发挥其所需作用。

在一个实施方案中，本发明涉及将NAC酰胺或其衍生物直接传递至表达配体的高水平表面受体的宿主细胞的方法，该方法包括：a)使乙酰化树突状纳米聚合物与配体缀合；b)使步骤(a)的共轭配体与NAC酰胺或其衍生物缀合形成NAC酰胺-配体纳米微粒；和c)将(b)的纳米微粒注入宿主内。在另一个实施方案中，本发明涉及将NAC酰胺或其衍生物直接传递至表达配体的高水平表面受体的宿主细胞的方法，该方法包括：a)使NAC酰胺或其衍生物与表面受体配体缀合形成NAC酰胺-配体缀合物；b)将NAC酰胺-配体缀合物吸附至纳米微粒上；和c)将(b)的纳米微粒注入宿主内。

本发明的另一个实施方案提供式I化合物：

其中：R₁是OH、SH或S-S-Z；

X是C或N；

Y是NH₂、OH、CH₃-C＝O或NH-CH₃；

R₂不存在、是H或＝O

R₃不存在或者是

其中：R₄是NH或O；

R₅是CF₃、NH₂或CH₃

且其中：Z是

前提是如果R₁是S-S-Z，则X和X’相同，Y和Y’相同，R₂和R₆相同，以及R₃和R₇相同。

在一个实施方案中，R₁是S，X是C，Y是NH-CH₃，R₂是H，R₃是

R₄是O，R₅是CH₃。在另一个实施方案中，R₁是S，X是N，Y是CH₃-C＝O，R₂是H，R₃不存在。

本发明还提供上式I化合物，其中R₁是S，X是C，Y是NH₂，R₂是＝O，R₃是

R₄是O，R₅是CF₃。本发明化合物还包括式I化合物，其中R₁是O，X是C，Y是NH₂，R₂是＝O，R₃是

R₄是O，R₅是CH₃。本发明还提供式I化合物，其中R₁是S，X是C，Y是OH，R₂不存在，R₃是

R₄是O，R₅是CH₃，或者其中R₁是S，X是C，Y是NH₂，R₂是＝O，R₃是

R₄是NH，R₅是NH₂。本发明另一个实施方案提供式I化合物，其中R₁是O，X是C，Y是OH，R₂不存在，R₃是

R₄是O，R₅是CH₃；或者其中R₁是S，X是C，Y是NH₂，R₂是＝O，R₃是

R₄是O，R₅是CH₃。在又一个实施方案中，本发明提供式I化合物，其中R₁是S-S-Z，X是C，Y是NH₂，R₂是＝O，R₃是

R₄是O和R₅是CH₃。

本文公开的化合物可以有手性即为对映体如L-和D-异构体，或者可以是D-和L-异构体的外消旋混合物。优选化合物包括但不限于下列化合物：

在一个实施方案中，化合物I-XVIII含有NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物。

在另一个实施方案中，提供制备本发明化合物的L-或D-异构体的方法，该方法包括将碱加入L-或D-胱氨酸二酰胺二盐酸盐得到第一种混合物，接着真空加热第一种混合物；将甲醇溶液加入加热的第一种混合物中；用氯化氢的醇溶液酸化混合物得到第一种残留物；使第一种残留物溶于含氨饱和的甲醇的第一种溶液中；将第二种溶液加入溶解的第一种残留物中得到第二种混合物；将第二种混合物沉淀和洗涤；过滤和干燥第二种混合物得到第二种残留物；使第二种残留物与液氨和氯化铵的乙醇溶液混合得到第三种混合物；将第三种混合物过滤和干燥，由此制备L-或D-异构体化合物。

碱可包括液氨或甲胺。第二种溶液包括水、乙酸盐和酐，其中乙酸盐可包括乙酸钠或三氟乙酸钠，酐可包括乙酸酐或三氟乙酸酐。或者，第二种溶液可包括二氯甲烷、三乙胺和1，3-双(苄氧基羰基)-2-甲基-2-硫代假脲。除了液氨和氯化铵的乙醇溶液之外，还可使第二种残留物与金属钠混合。

在一些实施方案中，该方法还包括使L-或D-异构体化合物溶于醚中；将氢化铝锂、乙酸乙酯和水的乙醚溶液加入溶解的L-或D-异构体化合物内，得到第四种混合物；过滤和干燥第四种混合物，由此制备L-或D-异构体化合物。

式II和III化合物如下制备：使L-或D-胱氨酸二酰胺二盐酸盐与液氨混合；将混合物加温除去挥发物；将混合物真空加温至50℃；加入温热的甲醇溶液；过滤溶液；用氯化氢的醇溶液使滤液酸化得到第一种残留物，使第一种残留物溶于氨饱和的甲醇溶液内；浓缩至干；加入水、乙酸钠和乙酸酐；将温度升高至50℃；使混合物沉淀，用水洗涤混合物；过滤粗制固体；将混合物干燥得到第二种残留物，使第二种残留物与液氨混合；缓慢加入金属钠；除去溶剂；缓慢加入氯化铵的乙醇溶液；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却，得到第三种残留物；使第三种残留物从异丙醇中结晶。

式IV和V化合物如下制备：使L-或D-胱氨酸二酰胺二盐酸盐与甲胺混合；将混合物加温除去挥发物；将混合物真空加温至50℃；加入温热的甲醇溶液；过滤溶液；用氯化氢的醇溶液使滤液酸化得到第一种残留物，使第一种残留物溶于氨饱和的甲醇溶液内；浓缩至干；加入水、乙酸钠和乙酸酐；将温度升高至50℃；使混合物沉淀，用水洗涤混合物；过滤粗制固体；将混合物干燥得到第二种残留物，使第二种残留物与液氨混合；缓慢加入金属钠；除去溶剂；缓慢加入氯化铵的乙醇溶液；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却，得到第三种残留物；使第三种残留物从异丙醇中结晶。

式VII和VIII化合物如下制备：使L-或D-胱氨酸二酰胺二盐酸盐与氨混合；将混合物加温除去挥发物；将混合物真空加温至50℃；加入温热的甲醇溶液；过滤溶液；用氯化氢的醇溶液使滤液酸化得到第一种残留物，使第一种残留物溶于氨饱和的甲醇溶液内；浓缩至干；加入水、三氟乙酸钠和三氟乙酸酐；将温度升高至50℃；使混合物沉淀，用水洗涤混合物；过滤粗制固体；将混合物干燥得到第二种残留物，使第二种残留物与液氨混合；缓慢加入金属钠；除去溶剂；缓慢加入氯化铵的乙醇溶液；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却，得到第三种残留物；使第三种残留物从异丙醇中结晶。

式XIII和XIV化合物如下制备：使L-或D-胱氨酸二酰胺二盐酸盐与氨混合；将混合物加温除去挥发物；将混合物真空加温至50℃；加入温热的甲醇溶液；过滤溶液；用氯化氢的醇溶液使滤液酸化得到第一种残留物，使第一种残留物溶于氨饱和的甲醇溶液内；浓缩至干；加入二氯甲烷、三乙胺和1，3-双(苄氧基羰基)-2-甲基-2-硫代假脲；将温度降低至0℃；使混合物沉淀，用水洗涤混合物；过滤粗制固体；将混合物干燥得到第二种残留物，使第二种残留物与液氨混合；缓慢加入金属钠；除去溶剂；缓慢加入氯化铵的乙醇溶液；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却，得到第三种残留物；使第三种残留物从异丙醇中结晶。

式XI和XII化合物如下制备：使L-或D-胱氨酸二酰胺二盐酸盐与液氨混合；将混合物加温除去挥发物；将混合物真空加温至50℃；加入温热的甲醇溶液；过滤溶液；用氯化氢的醇溶液使滤液酸化得到第一种残留物；使第一种残留物溶于氨饱和的甲醇溶液内；浓缩至干；加入水、乙酸钠和乙酸酐；将温度升高至50℃；使混合物沉淀；用水洗涤混合物；过滤粗制固体；将混合物干燥得到第二种残留物；使第二种残留物与液氨混合；缓慢加入金属钠；除去溶剂；缓慢加入氯化铵的乙醇溶液；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却，得到第三种残留物；使第三种残留物溶于乙醚中；缓慢加入氢化铝锂的乙醚溶液；缓慢加入乙酸乙酯；缓慢加入水；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却得到第四种残留物；使第四种残留物从异丙醇中结晶。

式XVII和XVIII化合物如下制备：使L-或D-胱氨酸二酰胺二盐酸盐与液氨混合；将混合物加温除去挥发物；将混合物真空加温至50℃；加入温热的甲醇溶液；过滤溶液；用氯化氢的醇溶液使滤液酸化得到第一种残留物；使第一种残留物溶于氨饱和的甲醇溶液内；浓缩至干；加入水、乙酸钠和乙酸酐；将温度升高至50℃；使混合物沉淀；用水洗涤混合物；过滤粗制固体；将混合物干燥得到第二种残留物；使第二种残留物从异丙醇中结晶。

本发明的另一个实施方案提供制备本文公开的化合物的L-或D-异构体的方法，该方法包括使S-苄基-L-或D-半胱氨酸甲酯盐酸盐或O-苄基-L-或D-丝氨酸甲酯盐酸盐与碱混合得到第一种混合物；将乙醚加入第一种混合物中；过滤和浓缩第一种混合物；重复步骤(c)和(d)，得到第一种残留物；将乙酸乙酯和第一种溶液加入第一种残留物得到第二种混合物；过滤和干燥第二种混合物得到第二种残留物；使第二种残留物与液氨、金属钠和氯化铵的乙醇溶液混合得到第三种混合物；过滤和干燥第三种混合物，由此制备L-或D-异构体化合物。

碱可包括液氨或甲胺。第二种溶液包括水、乙酸盐和酐，其中乙酸盐可包括乙酸钠或三氟乙酸钠，酐可包括乙酸酐或三氟乙酸酐。或者，第二种溶液可包括二氯甲烷、三乙胺和1，3-双(苄氧基羰基)-2-甲基-2-硫代假脲。

在一些实施方案中，该方法还包括使L-或D-异构体化合物溶于醚中；将氢化铝锂、乙酸乙酯和水的乙醚溶液加入溶解的L-或D-异构体化合物内，得到第四种混合物；过滤和干燥第四种混合物，由此制备L-或D-异构体化合物。

式II和III化合物如下制备：使S-苄基-L-或D-半胱氨酸甲酯盐酸盐与冷液氨的甲醇溶液混合；使氨气流通过混合物；安全地密封烧瓶；浓缩混合物；加入乙醚；过滤溶液；浓缩滤液；再次加入乙醚和过滤，得到残留物；用乙酸乙酯悬浮残留物；将乙酸酐加入该混悬液中；加入水、乙酸钠和乙酸酐；将温度增加至65℃；冷却混合物；过滤粗制固体；用乙酸乙酯洗涤；将沉淀物干燥得到第二种残留物；使第二种残留物与液氨混合；缓慢加入金属钠；除去溶剂；缓慢加入氯化铵的乙醇溶液；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却得到第三种残留物；使第三种残留物从异丙醇中结晶。

式IV和V化合物如下制备：使S-苄基-L-或D-半胱氨酸甲酯盐酸盐与冷甲胺的甲醇溶液混合；使甲胺流通过混合物；安全地密封烧瓶；浓缩混合物；加入乙醚；过滤溶液；浓缩滤液；再次加入乙醚和过滤，得到残留物；用乙酸乙酯悬浮残留物；将乙酸酐加入该混悬液中；加入水、乙酸钠和乙酸酐；将温度增加至65℃；冷却混合物；过滤粗制固体；用乙酸乙酯洗涤；将沉淀物干燥得到第二种残留物；使第二种残留物与液氨混合；缓慢加入金属钠；除去溶剂；缓慢加入氯化铵的乙醇溶液；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却得到第三种残留物；使第三种残留物从异丙醇中结晶。

式VII和VIII化合物如下制备：使S-苄基-L-或D-半胱氨酸甲酯盐酸盐与冷液氨的甲醇溶液混合；使甲胺流通过混合物；安全地密封烧瓶；浓缩混合物；加入乙醚；过滤溶液；浓缩滤液；再次加入乙醚和过滤，得到残留物；用乙酸乙酯悬浮残留物；将三氟乙酸酐加入该混悬液中；加入水、三氟乙酸钠和三氟乙酸酐；将温度增加至65℃；冷却混合物；过滤粗制固体；用乙酸乙酯洗涤；将沉淀物干燥得到第二种残留物；使第二种残留物与液氨混合；缓慢加入金属钠；除去溶剂；缓慢加入氯化铵的乙醇溶液；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却得到第三种残留物；使第三种残留物从异丙醇中结晶。

式IX和X化合物如下制备：使O-苄基-L-或D-丝氨酸甲酯盐酸盐与冷液氨的甲醇溶液混合；使甲胺流通过混合物；安全地密封烧瓶；浓缩混合物；加入乙醚；过滤溶液；浓缩滤液；再次加入乙醚和过滤，得到残留物；用乙酸乙酯悬浮残留物；将乙酸酐加入该混悬液中；加入水、乙酸钠和乙酸酐；将温度增加至65℃；冷却混合物；过滤粗制固体；用乙酸乙酯洗涤；将沉淀物干燥得到第二种残留物；使第二种残留物与液氨混合；缓慢加入金属钠；除去溶剂；缓慢加入氯化铵的乙醇溶液；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却得到第三种残留物；使第三种残留物从异丙醇中结晶。

式XIII和XIV化合物如下制备：使S-苄基-L-或D-半胱氨酸甲酯盐酸盐与冷液氨的甲醇溶液混合；使氨气流通过混合物；安全地密封烧瓶；浓缩混合物；加入乙醚；过滤溶液；浓缩滤液；再次加入乙醚和过滤，得到残留物；用乙酸乙酯悬浮残留物；将乙酸酐加入该混悬液中；加入二氯甲烷、三乙胺和1，3-双(苄氧基羰基)-2-甲基-2-硫代假脲；将温度降低至0℃；使混合物沉淀；用水洗涤混合物；过滤粗制固体；将混合物干燥得到第二种残留物；使第二种残留物与液氨混合；缓慢加入金属钠；除去溶剂；缓慢加入氯化铵的乙醇溶液；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却得到第三种残留物；使第三种残留物从异丙醇中结晶。

式XI和XII化合物如下制备：a)使S-苄基-L-或D-半胱氨酸甲酯盐酸盐与冷液氨的甲醇溶液混合；使氨气流通过混合物；安全地密封烧瓶；浓缩混合物；加入乙醚；过滤溶液；浓缩滤液；再次加入以醚和过滤，得到残留物；用乙酸乙酯悬浮残留物；将乙酸酐加入该混悬液中；加入水、乙酸钠和乙酸酐；将温度增加至65℃；冷却混合物；过滤粗制固体；用乙酸乙酯洗涤；将沉淀物干燥得到第二种残留物；使第二种残留物与液氨混合；缓慢加入金属钠；除去溶剂；缓慢加入氯化铵的乙醇溶液；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却得到第三种残留物；使第三种残留物溶于乙醚中；缓慢加入氢化铝锂的乙醚溶液；缓慢加入乙酸乙酯；缓慢加入水；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却得到第四种残留物；使第四种残留物从异丙醇中结晶。

式XV和XVI化合物如下制备：a)使O-苄基-L-或D-丝氨酸甲酯盐酸盐与冷液氨的甲醇溶液混合；使氨气流通过混合物；安全地密封烧瓶；浓缩混合物；加入乙醚；过滤溶液；浓缩滤液；再次加入乙醚和过滤，得到残留物；用乙酸乙酯悬浮残留物；将乙酸酐加入该混悬液中；加入水、乙酸钠和乙酸酐；将温度增加至65℃；冷却混合物；过滤粗制固体；用乙酸乙酯洗涤；将沉淀物干燥得到第二种残留物；使第二种残留物与液氨混合；缓慢加入金属钠；除去溶剂；缓慢加入氯化铵的乙醇溶液；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却得到第三种残留物；使第三种残留物溶于乙醚中；缓慢加入氢化铝锂的乙醚溶液；缓慢加入乙酸乙酯；缓慢加入水；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却得到第四种残留物；使第四种残留物从异丙醇中结晶。

本发明的还一个实施方案提供制备本文公开的化合物的方法，该方法包括使半胱胺二盐酸盐与氨、水、乙酸钠和乙酸酐混合得到第一种混合物；让第一种混合物沉淀；过滤和干燥第一种混合物得到第一种残留物；使第二种残留物与液氨、金属钠和氯化铵的乙醇溶液混合得到第二种混合物；过滤和干燥第二种混合物，由此制备化合物。

式VI化合物如下制备：使半胱胺二盐酸盐与液氨混合；加入水、乙酸钠和乙酸酐；将温度增加至50℃；使混合物沉淀；用水洗涤混合物；过滤粗制固体；将混合物干燥得到第二种残留物；使第二种残留物与液氨混合；缓慢加入金属钠；除去溶剂；缓慢加入氯化铵的乙醇溶液；过滤和分离无机盐；将滤液浓缩和冷却得到第三种残留物；使第三种残留物从异丙醇中结晶。

                        实施例

实施例1

在本实施例中，评估NAC酰胺对PC12细胞中谷氨酸诱导的氧化毒性的保护作用。

材料和方法：N-(1-芘基)-马来酰亚胺(NPM)购自Aldrich(Milwaukee，WI，USA)。N-乙酰半胱氨酸酰胺购自NoviaPharmaceuticals，(Israel)。高效液相层析(HPLC)级溶剂购自FisherScientific(Fair Lawn，NJ)。所有其它化学试剂都购自Sigma(St.Louis，MO，USA)。

细胞培养和毒性研究：使购自ATCC的PC12细胞贮备培养物在75cm²组织培养瓶内的补充10％(v/v)热灭活的马血清和5％(v/v)胎牛血清的RPMI 1640中生长，向其内加入1％(v/v)青霉素和链霉素。将培养基维持在37℃和含5％CO₂的潮湿气氛下。每周将细胞传代2次。除非另有说明，否则所有实验都用Dulbecco′s改良Eagle′s培养基(DMEM)作为分化培养基，该培养基补充有0.5％(v/v)胎牛血清、1％(v/v)青霉素和链霉素。将PC12细胞以25×10³个细胞/孔的密度置于胶原包被的24孔板内进行形态学鉴定。将板分成5组，每组重复三次：1)对照组：无谷氨酸，无NAC酰胺；2)神经生长因子(NGF)对照组：NGF(100ng/ml)，无谷氨酸，无NAC酰胺；3)只用NAC酰胺组：NGF(100ng/ml)，无谷氨酸，NAC酰胺(750μM)；4)只用谷氨酸组：NGF(100ng/ml)，谷氨酸(10mM)，无NAC酰胺；和5)Glu+NAC酰胺组：NGF(100ng/ml)，谷氨酸(10mM)，NAC酰胺(750μM)。除第I组外，每隔一天就将100ng/ml NGF加入各孔内。1周后，将细胞用或者不用(对照)含或者不含NAC酰胺的10mM谷氨酸处理24小时。24小时后，将细胞用在PBS中的0.5％(v/v)戊二醛固定，显微照相。

LDH测定：在乳酸脱氢酶(LDH)测定时，将细胞以2.5×10⁵个细胞/孔的密度接种在胶原包被的24孔培养板内；24小时后，用含所需浓度谷氨酸和NAC酰胺的新鲜DMEM培养基更换培养基。所需培养期过后，用下文描述的试剂盒测定释放LDH的活性。在MTS测定时，将细胞以10⁵个细胞/孔的密度接种在24孔胶原包被板内。实验结束时，用所述试剂盒测定细胞存活率。LDH活性测定用定量测定LDH活性的CytoTox96^_Non-Radioactive Cytotoxicity Assay试剂盒(Promega，Madison，WI，USA)进行，LDH是细胞裂解后释放的稳定的细胞胞浆酶[Technical Bulletin No.163，Promega]。培养上清液中的LDH用30分钟偶联酶分析测定，其可引起四唑_盐转化为红色甲

产物。形成颜色的量与对细胞膜的损伤成比例。用BMG微量培养板读出仪(BMG Labtechnologies，Inc.Durham，NC，USA)收集490nm处的吸光度数据。LDH泄漏量根据以下公式计算，以在单用谷氨酸处理的细胞中最大LDH释放量(100％)的百分数(％)表示：

MTS测定：MTS测定(Cell Titer 96^_Aqueous One Solution Cellproliferation Assay(水性单一溶液细胞增殖测定)，Promega)是一种细胞增殖测定，其中给予的(3-(4，5-二甲基噻唑-2-基)-5-(3-羧基甲氧基苯基)-2-(4-磺苯基)-2H-四唑_盐，内盐，MTS)[21]被存活细胞还原为可溶于培养基的有色甲

产物。490nm处的吸光度与培养基中活细胞数成比例。

GSH测定：GSH细胞水平的测定方法如描述于Winters R.A.等，Anal Biochem.227(1)：14-21，1995。将细胞以80,000个细胞/cm²的密度接种在聚-D-赖氨酸包被(0.05mg/ml)的75cm²烧瓶(5ml/烧瓶)内进行GSH测定。24小时后，将烧瓶用含谷氨酸(10mM)或BSO(0.2mM)或Glu+BSO+NAC酰胺(750μM)的新鲜培养基在37℃再培养24小时。培养期过后，从培养基移出细胞，用丝氨酸硼酸盐缓冲液(100mMTris-HCl，10mM硼酸，5mM L-丝氨酸，1mM DETAPAC，pH 7.4)搅匀。将20(20)μl稀释的细胞匀浆加入230μl丝氨酸硼酸盐缓冲液和750μl NPM(1mM乙腈)中。在室温下将所得溶液培养5分钟。加入5μl 2N HCl终止反应。然后用0.2μm Acrodisc滤器过滤样品，并注入HPLC系统上。

MDA测定：为了制备溶液，将350μl直接细胞匀浆、100μl 500ppm BHT(丁羟甲苯)和550μl 10％TCA(三氯乙酸)合并和煮沸30分钟。用冰冷却试管，以2500rpm离心10分钟。取出500(500)μl上清液，加入500μl TBA(硫代巴比土酸)。将试管再煮沸30分钟，然后用冰冷却。取出500μl该溶液，加入1.0ml正丁醇中，进行涡旋，以60g旋转和离心5分钟促进相分离。然后将顶层用0.45μm滤器过滤并注在反相HPLC系统的5μm C18柱(250×4.6mm)上。流动相由69.4％5mM磷酸钠缓冲液(pH＝7.0)、30％乙腈和0.6％THF(四氢呋喃)组成。激发波长为515nm；发射波长为550nm(Draper H.H.等，Free Radic Biol Med.15(4)：353-63，1993)。

蛋白质测定和统计学分析：通过Bradford法用考马斯蓝测定蛋白质水平(Bio-Rad)(Bradford M.M.Anal Biochem.72：248-54，1976)。数据以均数±SD表示。用单因素方差分析检验分析对照组与实验组之间的差异显著性。

本实施例显示NAC酰胺可保护细胞免受谷氨酸毒性。通过下列测定评估谷氨酸毒性：1)在谷氨酸存在下对PC12细胞的形态学评估；2)谷氨酸暴露后24小时测定培养基中LDH的释放量；和3)用MTS分析测定细胞存活率。如图2A-D显示，与对照细胞相比，在10mM谷氨酸存在下细胞完全丧失它们轴突的正常形态。为了测定NAC酰胺是否可保护细胞免受谷氨酸毒性，在750μM NAC酰胺存在下将PC12细胞暴露于10mM谷氨酸24小时，用光学显微镜检查细胞存活率。加入的NAC酰胺通过轻度减少神经轴突起泡形成保护PC12细胞免受谷氨酸的毒性。

为了将NAC酰胺提供的保护作用定量，在NAC酰胺存在下将PC12细胞暴露于10mM谷氨酸24小时，然后用LDH分析测定LDH的释放量。如图3显示，测定时加入750μM NAC酰胺完全保护细胞免受细胞损伤，甚至在10mM谷氨酸存在时(释放LDH％是28.9±3.7％)。当在NAC酰胺存在下将细胞暴露于10mM谷氨酸时，用MTS测定评估细胞存活率得到类似结果。

实施例1的结果证实NAC酰胺治疗明显增加PC12细胞GSH水平。当将细胞暴露于10mM谷氨酸时，可见GSH水平明显减少(表1)。

表1：在BSO和谷氨酸存在下NAC酰胺对细胞内GSH水平的作用

组别	GSH水平(nM/mg蛋白质)
		对照	54±13.4
GLU(10mM)*	23±4.2
		BSO(0.2mM)	ND
NAC酰胺(750μM)*	112±17.8
		GLU+NAC酰胺**	88±11.0
GLU+BSO+NAC酰胺***	30±4.3

将PC12细胞接种并生长24小时，然后用GLU(10mM)、NAC酰胺(750μM)、GLU(10mM)+NAC酰胺(750μM)、GLU(10mM)+BSO(0.2mM)+NAC酰胺(750μM)或者BSO(0.2mM)处理。20小时后，如正文描述取出细胞和分析GSH水平。数值表示均数±SD。确定与对照组相比统计学差异值^*P＜0.05。与谷氨酸处理组相比^**P＜0.001。与谷氨酸处理组相比^***P＜0.05。与对照组相比，在750μM浓度和24小时处理时间时，NAC酰胺使PC12细胞GSH水平增加1倍。有趣的是，当用NAC酰胺培养中国仓鼠卵巢(CHO)细胞时得到类似结果(数据未显示)。

测定与10mM谷氨酸培养24小时的PC12细胞中GSH的细胞内水平，分析NAC酰胺的作用。用NAC酰胺处理细胞可防止谷氨酸处理后常见的细胞GSH水平的显著下降(表1)。谷氨酸抑制胱氨酸摄取，导致细胞GSH丢失，同时S-(3-氨基-3-羧丙基)丁基硫氧亚砜亚胺(buthionine-sulfoximine)(BSO)抑制γ-GCS活性，从而引起细胞内GSH耗竭。为了确定NAC酰胺引起细胞内GSH增加是否呈γ-GCS依赖性，用0.2mM BSO处理细胞。同时用谷氨酸和BSO处理，将细胞GSH耗尽至几乎检测不到的水平(表1)。有趣的是，在GSH合成停滞的细胞中，NAC酰胺处理起效，维持56％细胞GSH水平。NAC酰胺还防止细胞出现细胞内过氧化物蓄积。丙二醛(MDA)是自由基对脂质攻击的副产物。与相应的对照细胞相比，在谷氨酸暴露的细胞中可见MDA水平明显增加(表2)。用NAC酰胺处理通过降低MDA水平完全保护细胞免受谷氨酸毒性。

表2：在谷氨酸暴露的P12细胞中NAC酰胺对MDA水平的作用

组别	MDA水平(nM/100mg蛋白质)
		对照	54±14
GLU(10mM)	247±26
		NAC酰胺(750μM)	81±22
GLU+NAC酰胺	88±11

将细胞接种板内并生长24小时，然后在存在或不存在NAC酰胺(750μM)的情况下暴露于谷氨酸(10mM)。24小时后，收集细胞，测定丙二醛水平。数值表示均数±SD。确定与对照组相比的统计学差异值^*P＜0.002和^**P＜0.05。与谷氨酸处理组相比^***P＜0.05。

在本实施例中，确定高浓度谷氨酸诱导的氧化毒性特征在于各种有可能在细胞内GSH水平、MDA水平和LDH活性的有害改变，导致PC12细胞存活率下降。用NAC酰胺处理增加细胞内GSH和降低MDA水平，从而减弱谷氨酸诱导的细胞毒性。用LDH和MTS测定评估。已将谷氨酸细胞毒性归因于通过激活谷氨酸受体的兴奋性作用或者抑制胱氨酸摄取降低GSH水平。虽然PC12细胞表达NMDA受体，但谷氨酸发挥毒性不只与存在这些受体有关，因为NMDA不影响PC12细胞死亡。高浓度谷氨酸对细胞内氧化还原稳态的破坏被认为是体内细胞损伤的主要促成机制。在如脑缺血情况下，细胞外谷氨酸水平可以增加至对照组的800％，将通过阻断胱氨酸摄取降低脑GSH水平。GSH在抗氧化剂防御和氧化还原调节中发挥重要作用。GSH缺乏伴随各种神经退行性病变。用Xc-和ASC系统测定细胞内GSH水平。Xc-系统在细胞内转运胱氨酸而与谷氨酸交换，而ASC系统是Na+依赖性中性氨基酸转运蛋白，其介导半胱氨酸的细胞转运。摄取后，胱氨酸被还原为半胱氨酸而用于细胞内谷胱甘肽的合成。然而，谷氨酸水平提高抑制胱氨酸摄取，并限制细胞获得半胱氨酸，导致GSH耗竭。

在本实施例中，与对照组相比，用谷氨酸培养PC12细胞引起GSH(表1)和半胱氨酸水平(图4)下降。半胱氨酸水平下降表明存在过量抑制胱氨酸摄取的谷氨酸，引起GSH水平降低。与对照组相比，NAC酰胺处理能够增加GSH(表1)和半胱氨酸水平(图5)，有效逆转谷氨酸的抑制作用。将NAC酰胺给予小鼠后30分钟也可观察到GSH和半胱氨酸水平增加。NAC酰胺促进半胱氨酸供应的可能机制是使半胱氨酸容易到达细胞内部并被去乙酰化而形成半胱氨酸。为了明确在GSH合成停滞的细胞中NAC酰胺是否可恢复GSH水平，在NAC酰胺(750μM)存在下，用谷氨酸(10mM)+BSO(0.2mM)培养PC12细胞。结果显示在BSO存在下，NAC酰胺提高细胞内GSH水平，提示该作用是非γ-GCS依赖性的。因此，NAC酰胺本身可充当巯基供体用于GSH合成。

总之，实施例1显示NAC酰胺通过预防谷氨酸诱导细胞GSH丢失和抑制脂质过氧化而保护PC12细胞免受谷氨酸诱导的细胞毒性。这些研究还显示在GSH合成停滞的细胞中由NAC酰胺恢复的GSH合成是非γ-GCS依赖性的。尽管不希望受到理论约束，但NAC酰胺可增加GSH的可能机制是1)将限速底物半胱氨酸提供给细胞和2)通过非酶性硫醇-二硫化物交换将GSSG还原为GSH。鉴于NAC酰胺抗谷氨酸诱导的细胞毒性的保护作用(其中似乎涉及氧化应激)，NAC酰胺可在治疗神经退行性病变如脑缺血和帕金森氏病(其中某些脑区的GSH水平耗竭)中发挥作用。

实施例2

本实施例检测NAC酰胺的放射防护作用。为了评估NAC酰胺抗射线照射的保护作用，在增加GSH水平和将氧化应激参数恢复至其正常对照值方面将NAC酰胺的放射防护作用与NAC相比。

动物研究：在美国密苏里州Rolla的Radiation OncologyDepartment of the Phelps County Regional Medical Center中照射大鼠，用型号Clinac 1800的Varian线性加速器产生的16MeV束，根据人道实验动物操作规程标准进行。用20×20或25×25cm照射域，每周检查1次输出系数。将12只动物分成4组，每组包括3只动物(对照，XRT，NAC酰胺+XRT和NAC+XRT组)。辐射(XRT)对照组接受6Gy 16MeV电子的全身照射。NAC酰胺+XRT组在照射前不久和其后3天接受500mg/kg/天NAC酰胺直至处死。将大鼠麻醉并通过心穿刺术收集肝素化血液。处死后，取出肝、肺、脑和脾脏，贮存于-70℃直至匀浆化。

所有实验都用重约250g的成年Albino SASCO Sprague Dawley雌性大鼠进行，购自Charles River Laboratories Inc.(Portage，MI)。用纸箱装运12只大鼠(每只纸箱4只)。附随大鼠的合格证，包括血清学、细菌学、病理学寄生虫学信息。将它们分在4个笼子(每笼3只大鼠)中，置于维持12小时光-暗周期的温度控制(20℃)房间内。在各玻璃瓶内随意供应标准鼠食(Purina大鼠饲料)和自来水。每天更换水。给予NAC酰胺治疗溶液之前将动物称重，不测定进食的食物和饮用水量，因为NAC酰胺虽然口服给药但并非在饮用水或食物中。

NAC酰胺由Novetide Ltd(Haifa Bay，Israel)提供，具备分析和MSDS合格证(lot# 40233-64)。每天给予当日新鲜制备的NAC酰胺饲养液，称取1.25g NAC酰胺固体样品(Type HR-120电子天平，A&DCompany limited，Japan.S/N：12202464)，加入10ml PBS溶液并置于冰上。用动物管饲生物医学针头和3ml BD Luer-Lok Tip注射器对每只大鼠口服给予1ml该溶液(强饲法)。大鼠接受单剂量全身6Gy/16MeV x射线照射，同一时间每组3只大鼠保持在覆盖的容器中接受照射。每天在同一时间，将500mg/Kg体重的NAC酰胺给予动物。

将所有结果都标化为全部组织样品每单位(mg)蛋白质量的数值。

典型标准曲线：

-GSH：y＝8.57544x-425.092，R2＝0.9997

-CYS：y＝7.53294x+184.35，R2＝0.9995

对于GSH和CYS水平，用250μL组织匀浆与750μL NPM溶液反应，因此，总体积是1000μL。

作为一个实例：

样品中GSH的峰面积是90860.25。用标准曲线计算GSH浓度(nM)。测定样品的蛋白质含量(mg/ml)如16.5mg/ml之后，如下计算：[(90860.25+425.092)/8.57544nmol/L]*[1L/1000mL]*[1000μL/250μL]/(16.5mg/ml)＝2.58nmol GSH/mg蛋白质

-MDA：y＝26.6869x+370.488，R2＝0.9990

对于MDA水平，用350μL组织匀浆与100μL 500ppm BHT溶液和550μL 10％TCA溶液反应，因此，这里总体积是1000μL。全部溶液都煮沸后，取出500μL，与500μL TBA反应，这里总体积也是1000μL。

作为一个实例：

样品中MDA的峰面积是65289.23，用标准曲线计算MDA浓度(nM)。测定样品的蛋白质含量(mg/ml)如16.5mg/ml之后，计算结果如下：[(65289.23-370.488)/26.6869nmol/L]*[1L/1000mL]*[1000μL/350μL]*[1000μL/500μL]/(16.5mg/ml)*100＝84.3nmol MDA/100mg蛋白质

-过氧化氢酶：

比放射性的计算：

在测定溶液中，

k(酶活性)＝1/60*ln(A0/A60)*(总反应体积/样品体积)

A0-为0秒时的吸光度

A60-为60秒时的吸光度

在样品中，K(比放射性)＝k/蛋白质浓度。

动物的氧化应激参数：抽取血液样品后，首先用冷抗氧化剂缓冲液灌注动物，然后无菌收集肝、脑和肾样品，用冰冷的盐水冲洗，置于保持在冰上的培养皿内。将组织样品保存在-70℃用于GSH、GSSG和MDA测定。

谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽二硫化物(GSSG)测定：将细胞或组织样品在冰上匀浆并用N-(1-芘基)-马来酰亚胺(NPM)衍化。将衍生后的样品注入反相HPLC系统的3μm C18柱(Column Engineering)上，流动相为35％水、65％乙腈(含1mL/L乙酸和o-磷酸)(R.Winters，等，Anal.Biochem.227：14-21(1995)和H.H.Draper等，Free Rad.Biol.Med.15：353-363(1993))。丙二醛(MDA)的测定如于J.Gutteridge，Anal.Biochem.69：518-526(1975)中所述进行。

酶活性测定：过氧化氢酶(CAT)活性用分光光度计测定，以κ单位/mg蛋白质和κ单位/10⁶个细胞表示，如M.Bradford，Anal.Biochem.72：248-256(1976)描述。

统计学分析：列表数值表示均数±标准差。GraphPad Software，San Diego，CA的InStat^_将用单因素方差分析(ANOVA)和Student-Newman-Keuls多重比较检验分析实验组和对照组数据。p值＜0.05视为有显著性差异。

本实施例描述的研究的结果在下表显示。在这些表中，AD4是NAC酰胺同义词。

                表3.给予AD4或NAC(500mg/kg口服)的同时用6Gy全身x射线照

                             射后的脑内GSH和CYS水平

	GSH(nmol/mg)			CYS(nmol/mg)
							(n＝3)	水平	均数	SD	水平	均数	SD
CTR-1	8.19	7.5	0.7	3.61	4.1	0.5
							CTR-2	6.75			3.88
CTR-3	7.59			4.79
							XRT-1	6.42	6.6	0.3	3.48	3.8	0.5
XRT-2	6.35			3.76
							XRT-3	6.89			4.36
XRT+AD4-1	7.93	7.6**	0.5	4.47	4.4	0.1
							XRT+AD4-2	7.84			4.32
XRT+AD4-3	6.98			4.26
							XRT+NAC-1	7.32	7.0	0.3	4.16	4.1	0.4
XRT+NAC-2	6.74			3.76
							XRT+NAC-3	7.15			4.47

                表4.给予AD4或NAC(500mg/kg口服)的同时用6Gy全身x射线照

                             射后的肝内GSH和CYS水平

	GSH(nmol/mg)			CYS(nmol/mg)
							(n＝3)	水平	均数	SD	水平	均数	SD
CTR-1	15.70	16.9	1.1	1.64	1.5	0.3
							CTR-2	17.99			1.78
CTR-3	16.97			1.17
							XRT-1	14.54	14.4*	0.2	1.34	1.4	0.1
XRT-2	14.26			1.39
							XRT-3	14.30			1.55
XRT+AD4-1	17.45	17.2**	0.4	1.51	1.5	0.01
							XRT+AD4-2	16.73			1.53
XRT+AD4-3	17.50			1.53
							XRT+NAC-1	15.23	16.3	1.0	1.25	1.5	0.2
XRT+NAC-2	16.80			1.61
							XRT+NAC-3	16.93			1.51

                表5.给予AD4或NAC(500mg/kg口服)的同时用6Gy全身x射线照

                            射后的肾内GSH和CYS水平

	GSH (nmol/mg)			CYS(nmol/mg)
							(n＝3)	水平	均数	SD	水平	均数	SD
CTR-1	4.62	5.5	0.8	10.29	11.1	0.7
							CTR-2	6.25			11.56
CTR-3	5.63			11.37
							XRT-1	4.91	4.8	0.3	8.13	8.7*	0.5
XRT-2	4.98			9.07
							XRT-3	4.38			8.94
XRT+AD4-1	4.39	5.2	0.9	16.91	12.9**	3.4
							XRT+AD4-2	6.22			11.09
XRT+AD4-3	5.02			10.81
							XRT+NAC-1	5.95	6.2**	0.3	12.23	11.8**	0.7
XRT+NAC-2	6.44			12.16
							XRT+NAC-3	6.33			11.03

             表6.给予AD4或NAC(500mg/kg口服)的同时用6Gy全身x射线照

                          射后的肺内GSH和CYS水平

	GSH(nmol/mg)			CYS(nmol/mg)
							(n＝3)	水平	均数	SD	水平	均数	SD
CTR-1	7.04	6.2	0.7	1.91	1.7	0.3
							CTR-2	5.87			1.85
CTR-3	5.78			1.44
							XRT-1	5.24	5.1	0.8	1.26	1.6	0.3
XRT-2	4.25			1.66
							XRT-3	5.93			1.83
XRT+AD4-1	5.12	5.6	0.6	1.43	1.3	0.4
							XRT+AD4-2	5.27			1.61
XRT+AD4-3	6.28			0.91
							XRT+NAC-1	5.19	5.8	1.3	1.16	1.9	0.7

	GSH(nmol/mg)			CYS(nmol/mg)
							(n＝3)	水平	均数	SD	水平	均数	SD
XRT+NAC-2	7.24			2.04
							XRT+NAC-3	4.95			2.43

                  表7.给予AD4或NAC(500mg/kg口服)的同时用6Gy全身x射线照

                               射后的血浆GSH和CYS水平

	GSH(nmol/mg)			CYS(nmol/mg)
							(n＝3)	水平	均数	SD	水平	均数	SD
CTR-1	7.65	7.4	0.4	16.03	15.5	0.4
							CTR-2	7.49			15.20
CTR-3	6.92			15.39
							XRT-1	5.27	5.3*	0.1	12.68	13.6*	0.9
XRT-2	5.39			13.63
							XRT-3	5.31			14.45
XRT+AD4-1	7.10	7.6**	0.4	16.00	15.6**	0.3
							XRT+AD4-2	7.44			15.45
XRT+AD4-3	7.94			15.40
							XRT+NAC-1	7.08	6.5**/***	0.5	14.64	14.2***	0.5
XRT+NAC-2	6.18			13.75
							XRT+NAC-3	6.27			14.36

^*与CTR组相比P＜0.05；^**与只用XRT组相比P＜0.005

^***与XRT+AD4处理组相比P＜0.05

表8.给予AD4或NAC(500mg/kg口服)的同时用6Gy全身x射线照

             射后的脑内MDA水平

	MDA(nmol/100mg)
				(n＝3)	水平	均数	SD
CTR-1	4.93	4.09	0.80
				CTR-2	3.33
CTR-3	4.02
				XRT-1	5.64	5.99*	0.68
XRT-2	6.76
				XRT-3	5.55
XRT+AD4-1	5.79	5.48	0.33
				XRT+AD4-2	5.53
XRT+AD4-3	5.13
				XRT+NAC-1	6.42	6.15	0.72
XRT+NAC-2	6.69
				XRT+NAC-3	5.33

表9.给予AD4或NAC(500mg/kg口服)的同时用6Gy全身x射线照

             射后的肝内MDA水平

	MDA(nmol/100mg)
				(n＝3)	水平	均数	SD
CTR-1	4.36	4.62	0.39
				CTR-2	4.44
CTR-3	5.07
				XRT-1	8.9	8.36*	0.53
XRT-2	8.35
				XRT-3	7.83
XRT+AD4-1	4.14	4.38**	0.26
				XRT+AD4-2	4.65
XRT+AD4-3	4.36
				XRT+NAC-1	5.1	5.07**/***	0.04
XRT+NAC-2	5.1
				XRT+NAC-3	5.02

表10.给予AD4或NAC(500mg/kg口服)的同时用6Gy全身x射线

              照射后的肾内MDA水平

	MDA(nmol/100mg)
				(n＝3)	水平	均数	SD
CTR-1	1.61	1.69	0.09
				CTR-2	1.8
CTR-3	1.68
				XRT-1	2.48	2.28*	0.17
XRT-2	2.17
				XRT-3	2.18
XRT+AD4-1	1.5	1.64**	0.28
				XRT+AD4-2	1.96
XRT+AD4-3	1.45
				XRT+NAC-1	1.76	1.65**	0.21
XRT+NAC-2	1.78
				XRT+NAC-3	1.41

表11.给予AD4或NAC(500mg/kg口服)的同时用6Gy全身x射线

               照射后的肺内MDA水平

	MDA(nmol/100mg)
				(n＝3)	水平	均数	SD
CTR-1	1.47	1.54	0.07
				CTR-2	1.53
CTR-3	1.61
				XRT-1	2.3	2.80*	0.45
XRT-2	2.94
				XRT-3	3.17
XRT+AD4-1	1.72	1.53**	0.22

	MDA(nmol/00mg)
				(n＝3)	水平	均数	SD
XRT+AD4-2	1.58
				XRT+AD4-3	1.28
XRT+NAC-1	2.58	2.52**	0.15
				XRT+NAC-2	2.34
XRT+NAC-3	2.63

^*与CTR组相比P＜0.05

^**与只用XRT组相比P＜0.005

^***与XRT+AD4处理组相比P＜0.05

表12.给予AD4或NAC(500mg/kg口服)的同时用6Gy全身x射线

              照射后肾内的过氧化氢酶水平

	过氧化氢酶(mU/mg)
				(n＝3)	水平	均数	SD
CTR-1	2.75	2.34	0.78
				CTR-2	2.84
CTR-3	1.44
				XRT-1	8.73	8.69*	1.05
XRT-2	7.59
				XRT-3	9.66
XRT+AD4-1	3.89	3.97**	0.56
				XRT+AD4-2	3.46
XRT+AD4-3	4.56
				XRT+NAC-1	5.85	4.41	1.48
XRT+NAC-2	3.02
				XRT+NAC-3	4.36

表13.给予AD4或NAC(500mg/kg口服)的同时用6Gy全身x射线

              照射后的肺内过氧化氢酶水平

	过氧化氢酶(mU/mg)
				(n＝3)	水平	均数	SD
CTR-1	1.50	1.24	0.33
				CTR-2	0.87
CTR-3	1.37
				XRT-1	3.53	2.03	1.43
XRT-2	0.72
				XRT-3	1.83
XRT+AD4-1	1.02	0.68**	0.29
				XRT+AD4-2	0.50
XRT+AD4-3	0.53
				XRT+NAC-1	2.12	1.13	0.89
XRT+NAC-2	0.79

	过氧化氢酶(mU/mg)
				(n＝3)	水平	均数	SD
XRT+NAC-3	0.48

表14.给予AD4或NAC(500mg/kg口服)的同时用6Gy全身x射线

              照射后的肝内过氧化氢酶水平

	过氧化氢酶(mU/mg)
				(n＝3)	水平	均数	SD
CTR-1	49.48	43.03	6.13
				CTR-2	42.39
CTR-3	37.23
				XRT-1	89.10	77.44*	10.46
XRT-2	69.23
				XRT-3	74.00
XRT+AD4-1	69.63	59.28**	9.80
				XRT+AD4-2	57.88
XRT+AD4-3	50.33
				XRT+NAC-1	75.22	71.11***	3.56
XRT+NAC-2	69.09
				XRT+NAC-3	69.00

^*与CTR组相比P＜0.05；^**与只用XRT组相比P＜0.05；

^***与XRT+AD4处理组相比P＜0.05

所列数据支持NAC酰胺在辐射诱导的氧化应激中充当强效硫醇抗氧化剂这一发现。NAC不增加组织GSH水平，大概是因为它不穿透细胞膜。虽然血浆Cys水平明显增加，但在肝内无反应。通常只有在GSH池需要增加时NAC才提供GSH。

照射之后，氧接收电子形成活性氧物质，涉及自由基链式反应，通过破坏细胞促氧化剂/抗氧化剂平衡对细胞产生极大损害。正常组织损伤限制放疗的照射剂量和治疗区。硫醇对正常组织的放射防护提供一种可增加放射剂量的途径。本实施例的目的在于用6Gy的全身照射剂量检测NAC酰胺的放射防护作用，该剂量足够确保所有动物都出现致命性胃肠道和造血综合征。将分析的时间点选择为4天，该时间大致为动物将开始出现胃肠综合征，但预期只显示造血综合征早期改变的时间。

GSH，一种由γ-谷氨酰基-半胱氨酰基-甘氨酸组成的三肽，是主要的水溶性细胞内游离硫醇，作为放射防护剂。经鉴定GSH的放射防护有几种不同机制，包括自由基清除、将氢给予损伤的分子、减少过氧化物和保护蛋白质硫醇氧化状态。已经显示辐射可降低组织GSH。因为GSH是内源性放射保护剂，所以改变GSH浓度可有利于放射保护。半胱氨酸提供GSH合成的限速步骤，因为它对γ-谷氨酰基-半胱氨酸合成酶的表观Km值与细胞内氨基酸浓度接近。然而，给予半胱氨酸不是增加细胞内GSH的理想方法，因为它迅速自发氧化，可产生羟基和硫中心自由基(thiyl)。

NAC，一种半胱氨酸类似物，是粘液溶解剂，用于治疗对乙酰氨基酚中毒，促进肝GSH合成。它穿透细胞膜，迅速去乙酰化为L-半胱氨酸，同时还刺激GSSG还原酶。NAC可快速增加肝GSH水平并保持该水平至少6小时(B.Wong等，J.Pharm.Sci.75：878-880(1986))。还显示NAC可通过补充GSH恢复细胞的氧化状态，保护中国仓鼠卵巢细胞免受铅和δ-氨基乙酰丙酸诱导的毒性。已经证明NAC防止C57BL/6小鼠的肝和脑出现铅中毒引起的GSH耗竭。已经报道选择的硫醇如吲哚美辛、WR-2721、半胱胺和二乙基二硫代氨基甲酸酯的放射防护作用，但在更高浓度时可诱导细胞毒性。NAC的放射防护作用已经在人粒细胞/巨噬细胞集落形成细胞中得到证实。但是，还显示NAC不能保护更抗辐射的SW-1573人鳞状肺癌细胞系免受X射线诱导的细胞死亡。NAC酰胺为高亲脂性的，能够比NAC更容易穿过细胞膜。在本实施例中，在增加GSH水平和将氧化应激参数恢复至其对照值方面，将NAC酰胺的放射防护功能与NAC的相比。

膜脂暴露于活性氧物质如羟基可启动多不饱和脂肪酸中的链式反应，引起过氧化作用，导致膜功能降低。MDA是高度不稳定的脂质过氧化物的降解产物。如本实施例所示，照射Sprague Dawley大鼠使肝和肺的MDA水平增加。在照射的同时用NAC酰胺处理，明显降低肺MDA水平，但用NAC处理不能明显改变MDA水平。

在放射生物学领域通常认为射线照射杀死个体细胞的机制是特别针对细胞核内DNA的直接和间接电离作用，但显然在复杂的生物体内，ROS对膜脂和蛋白质以及核酸有一些潜在的重要作用。而且，在模拟所谓“胃肠综合征”的条件下对无伤的整体动物的急性全身照射导致胃肠道之外几种组织改变，用NAC酰胺可改善一些这样的作用。特定综合征如“胃肠综合征”实际上可包括多组织和器官的复杂改变。放射性肺炎可以是肺癌患者放射治疗的严重损伤。可考虑将NAC酰胺作为硫醇放射防护剂用于预防此类并发症。因此，根据本发明，NAC酰胺明显增加血浆和肝内硫醇水平，作为放射防护剂优于NAC。

实施例3

本实施例描述适合人的治疗方案。在两餐之间(空腹)给予NAC酰胺，每天1-3克，分2次给药。适合给予胶囊化NAC酰胺(将500mgNAC酰胺和任选250mg USP级结晶抗坏血酸和不超过0.9mg硬脂酸镁(NF级)包含在OO型明胶胶囊中的NAC酰胺制剂)。尽管人体内产生大量谷胱甘肽，但预期给予外源性NAC酰胺也可对患者产生剂量反应作用。

实施例4

本实施例描述改善对乙酰氨基酚的有害作用的联合药用组合物，对乙酰氨基酚在代谢时消耗肝内谷胱甘肽，过量时通过氧化损伤导致肝损伤。该组合物包含500mg NAC酰胺、250mg结晶抗坏血酸和350mg对乙酰氨基酚。

实施例5

本实施例描述改善氯丙嗪的有害作用的联合药用组合物，氯丙嗪是引起包括迟发性运动障碍在内的副作用的吩噻嗪药物，可能与过量自由基反应有关。该组合物包含500mg NAC酰胺、250mg结晶抗坏血酸和200mg氯丙嗪。

实施例6

本实施例描述改善氨基糖苷药物(抗生素)的有害作用的联合药用组合物，氨基糖苷药物的非限制性实例包括新霉素、卡那霉素、阿米卡星、链霉素、庆大霉素、西索米星、奈替米星和妥布霉素，这类药物可能伴随各种毒性。这种损伤可能与代谢时氧化损伤或者谷胱甘肽消耗有关。本发明的组合物是静脉内制剂，包含有效量氨基糖苷和约10-20mg/kg量的NAC酰胺。可加入5-10mg/kg抗坏血酸作为稳定剂。

实施例7

本实施例描述含NAC酰胺的尿道插入物。使每单位剂量含200mg NAC酰胺、50mg抗坏血酸的组合物与鹿角菜胶和/或琼脂糖和水在快速胶凝组合物中混合，让其胶化成直径约3mm和长约30mm的圆柱形。使组合物接触氧化氮，将0.1-10％NAC酰胺转化为亚硝基-NAC酰胺。然后在允许收缩的条件下冻干胶化的琼脂糖。接着将冻干凝胶包装在阻气(gas barrier)包装内，如箔袋或箔“气泡-包装”。然后可将冻干凝胶作为亚硝基-NAC酰胺源经粘膜给药。可将柱形冻干凝胶插入男性尿道内治疗性无能，或者舌下给药使全身血管舒张。

实施例8

本实施例描述如在40岁以上男性中预防血管疾病的口服制剂。该组合物包含在OO型胶囊中d 500mg NAC酰胺、250mg USP级结晶抗坏血酸和50mg USP乙酰水杨酸(阿司匹林)。典型给药是每天2次。可将乙酰水杨酸作为在胶囊内的肠溶释放微丸提供以延迟释放。

实施例9

本实施例描述预防血管疾病的口服制剂。该组合物包含在OO型胶囊内的500mg NAC酰胺、200mg USP级结晶抗坏血酸和200mg精氨酸。精氨酸是产生氧化氮的正常起始底物。因为精氨酸的正常供应有限，所以精氨酸的相对缺乏可损害血管内皮功能。

实施例10

本实施例描述预防血管疾病的口服制剂。该组合物包含在OO型胶囊内的500mg NAC酰胺、200mg USP级结晶抗坏血酸和200mg维生素E琥珀酸盐。使用维生素E可减少心脏病发作及其它血管疾病的危险。维生素E琥珀酸盐(α-生育酚琥珀酸盐)是一种干粉。

实施例11

本实施例描述预防血管疾病的口服制剂。具有广泛底物特异性的非特异性酯酶存在于血浆内。根据本发明，用于组合疗法的药物之间形成酯，以提供有效给药、高生物利用度和药物稳定性。优选的酯包括α生育酚-抗坏血酸盐、α生育酚-水杨酸盐和抗坏血酸-水杨酸盐。生育酚酯使分子维持在还原状态，在酯裂解后发挥完全抗氧化剂效能。可将这些酯单独或者与其它药物如NAC酰胺联合给药。通常，给予酯可释放每天100mg或者与此相当的量的有效剂量的水杨酸盐用于预防，或者每剂量750-1000mg用于治疗炎性疾病。生育酚的给药量为100-500IU或者与此相当的剂量。抗坏血酸的给药量至多1000mg或者与此相当的剂量。为了增加利用度，制剂中可提供非特异性酯酶，溶解胶囊后将酯裂解。因此，可将非特异性酯酶如细菌或酵母菌(酵母)酶或者富含酯酶的制剂作为散剂或者胶囊内微丸包含在制剂中。

实施例12

本实施例描述预防血管疾病的口服制剂。该组合物包含在OO型胶囊内的500mg还原型NAC酰胺、200mg USP级结晶抗坏血酸和100mg去甲二氢愈创木酸。典型给药是每天2次。去甲二氢愈创木酸是已知的脂氧合酶抑制剂。因此，该组合物可用于治疗炎性过程或者预防血管疾病。

实施例13

本实施例描述在NAC或NAC酰胺(TOVA)存在或不存在下，观察接受全身单剂量X射线照射(XRT)的大鼠的存活率研究。在本实验中，对39只约150-200g的雌性Sprague-Dawley大鼠进行全身单剂量X射线照射(9Gy，16Mev)。将相同的组指定接受NAC或TOVA。对于预处理组(每组n＝6)，在照射前30分钟-1小时给予第一次NAC或TOVA处理。对于预处理后组(post-pretreatment)(每组n＝6)，在照射后30分钟-1小时给予第一次NAC或TOVA处理。对于接受NAC或TOVA组，将相同量(每天500mg/kg NAC或TOVA)连续给予4或5天。

第1组是对照组(n＝3)，其中大鼠每天接受相同量的盐水溶液，连续5天，不接受XRT。第2组大鼠每天只接受500mg/kg体重NAC量的NAC组(n＝3)，连续5天，不接受XRT。第3组大鼠每天只接受500mg/kg体重TOVA量的TOVA组(n＝3)，连续5天，不接受XRT。第4组大鼠每天只接受(XRT)(n＝6)以及单剂量全身XRT照射后接受相同量的盐水溶液，连续5天。

第5组大鼠在XRT之前接受1次500mg/kg体重NAC治疗(XRT+NAC预处理)，接着在XRT之后每天接受500mg/kg体重NAC，连续4天。第6组大鼠接受XRT，接着在XRT之后每天给予500mg/kg体重NAC，连续5天(XRT+NAC后处理)。第7组大鼠在XRT之前接受1次500mg/kg体重NAC治疗(XRT+TOVA预处理)，接着在XRT之后每天给予500mg/kg体重TOVA，连续4天。第8组大鼠接受XRT，接着在XRT之后每天给予500mg/kg体重TOVA，连续5天(XRT+TOVA后处理)。然后全部大鼠在处理后给予正常饮食。

每天观察大鼠2次，记录每组大鼠的存活状态。在实验结束时计算每组的平均存活天数并与3组大鼠的存活率差异相比。然后评估NAC和TOVA处理对那些被照射大鼠存活率的放射防护作用，如下表显示。

表15显示在XRT处理之前或之后给予NAC或TOVA条件下存活的动物数。

组别	动物数	死亡动物数	存活动物数	存活率	存活率百分数
						只用XRT	(n＝6)-第1次	2	4	(4+2)/(6+6)	50％
(n＝6)-第2次	4	2
			XRT+NAC(预理前)	(n＝6)-第1次	1		5	(5+5)/(6+6)	83.3％
(n＝6)-第2次	1	5
				XRT+TOVA(预理前)	(n＝6)-第1次	0	6			(6+6)/(6+6)	100％
(n＝6)-第2次	0	6
			对照(无XRT和任何处理)		(n＝3)-第1次	0	3	(3+3)/(3+3)	100％
(n＝3)-第2次	0	3
				只用NAC	(n＝2)-第2次	0	2			(2)/(2)	100％
只用TOVA	(n＝3)-第2次	0	3					(3)/(3)	100％
				XRT+NAC(后处理)	(n＝6)-第2次	4	2			(2)/(6)	33.3％
XRT+TOVA(后处理)	(n＝6)-第2次	2	4					(4)/(6)	66.7％

表16显示在XRT处理之前或之后接受NAC或TOVA大鼠的存活百分数。

组别	存活率百分数
		只用XRT	50％
XRT+NAC(预处理)	83.3％
		XRT+TOVA(预处理)	100％
对照(无XRT和任何处理)	100％
		只用NAC	100％

只用TOVA	100％
		XRT+NAC(后处理)	33.3％
XRT+TOVA(后处理)	66.7％

图6是将表16所列存活率百分数相比的图示。这些结果显示在XRT之前用NAC或TOVA预处理的大鼠比只接受XRT的大鼠具有更高存活率。

本说明书举例的所有专利申请、公开申请、专利、文件和参考文献都通过引用全部结合到本文中。

因为不脱离本发明描述的范围和精神即可对上述方法和组合物进行各种修改，所以意欲将以上描述包括的、附图所示的或者附属权利要求限定的所有主题都视为说明性的，并无限制性意义。

Claims (77)

1.一种用于增加谷胱甘肽水平以减少细胞和组织内氧化剂过度产生的药用组合物，所述组合物包含N-乙酰半胱氨酸酰胺(NAC酰胺)或其药学上可接受的盐、酯或衍生物。

2.一种增加生物体的细胞和组织中抗氧化剂水平的方法，该方法包括将有效增加抗氧化剂水平的量的NAC酰胺给予所述生物体。

3.权利要求2的方法，其中所述生物体是患有与氧化剂过度产生有关的病症、疾病、紊乱或病变的人。

4.权利要求3的方法，其中所述病症、疾病、紊乱或病变选自AIDS、糖尿病、黄斑变性、充血性心力衰竭、心血管疾病、冠状动脉再狭窄、肺病、炎性疾病、哮喘、RNA病毒感染、DNA病毒感染、脓毒症、败血症、骨质疏松症、骨病、微生物感染、毒素暴露、射线照射、烧伤、朊病毒病、神经疾病、血液病、血细胞疾病、动脉疾病和肌肉疾病。

5.权利要求4的方法，其中所述病症、疾病、紊乱或病变是疟疾。

6.权利要求4的方法，其中所述病症、疾病、紊乱或病变是结核病。

7.权利要求4的方法，其中所述血液病是镰状细胞贫血。

8.一种保护生物体免受辐射诱导的氧化应激的方法，该方法包括将放射防护量的NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物给予所述生物体。

9.权利要求8的方法，其中NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物的口服给药量为500mg/kg。

10.一种增加生物体内硫醇抗氧化剂水平的方法，该方法包括将有效增加硫醇抗氧化剂水平的量的NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物给予所述生物体。

11.权利要求10的方法，其中所述硫醇抗氧化剂是谷胱甘肽或半胱氨酸。

12.权利要求10的方法，其中肝和血浆内的硫醇抗氧化剂水平增加。

13.权利要求10的方法，其中NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物的口服给药量为500mg/kg。

14.一种杀死或抑制受感染宿主的细胞内细菌生长的方法，该方法包括：

提供有效诱导宿主白细胞内HIF-1或HIF-1α产生的量的NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物，从而增强白细胞杀死或抑制微生物生长的能力。

15.一种阻断金属蛋白酶活性相关Rac1b诱导的ROS产生的作用的方法，该方法包括：

将NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物给予或引入细胞、组织和/或有需要的患者，从而靶向引起组织损伤和降解的途径中的分子。

16.一种阻断或抑制MMP-3金属蛋白酶对Rac1b诱导的ROS产生的作用的方法，该方法包括：

将NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物给予或引入细胞、组织和/或有需要的患者，以阻断或抑制引起组织损伤和降解的MMP-3的活性。

17.一种刺激细胞因子和血细胞生成因子内源性产生的方法，该方法包括：

将NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物给予或引入细胞、组织和/或有需要的患者一段时间，以刺激内源性产生，达到预定的所需疗效。

18.一种检测细胞、组织和/或患者中基因表达的NAC酰胺反应性改变的方法，该方法包括：

将NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物给予或引入细胞、组织和/或患者一段时间，以诱导基因表达的改变并检测基因表达的改变。

19.权利要求18的方法，其中细胞是内皮细胞。

20.权利要求18的方法，其中所述组织是血管组织。

21.权利要求18的方法，其中基因表达的改变通过微阵分析、RT-PCR、RNA印迹法、免疫荧光、免疫印迹或酶联免疫吸附测定法检测。

22.权利要求2、10、14、15、16、17或18中任一项的方法，该方法包括给予或提供与纳米微粒偶合的NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物。

23.一种将NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物直接传递至表达高水平的配体表面受体的宿主细胞的方法，该方法包括：

a)使NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物与表面受体配体偶合，形成NAC酰胺-配体缀合物；

b)将NAC酰胺-配体缀合物吸附至纳米微粒上；和

c)将步骤(b)的纳米微粒引入宿主。

24.一种将NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物直接传递至表达高水平的配体表面受体的宿主细胞的方法，该方法包括：

a)使乙酰化树突状纳米聚合物与配体缀合；

b)使步骤(a)的缀合配体与NAC酰胺或NAC酰胺的衍生物偶合以形成NAC酰胺-配体纳米微粒；和

c)将步骤(b)的纳米微粒引入宿主。

25.权利要求23或权利要求24的方法，其中所述配体是叶酸或谷胱甘肽。

26.权利要求23或权利要求24的方法，其中所述纳米微粒是PAMAM树突状聚合物。

27.一种式I化合物：

其中：R₁是OH、SH或S-S-Z；

X是C或N；

Y是NH₂、OH、CH₃-C＝O或NH-CH₃；

R₂不存在，为H或＝O

R₃不存在或者是

其中：R₄是NH或O；

R₅是CF₃、NH₂或CH₃

且其中：Z是

前提是如果R₁是S-S-Z，则X和X’相同，Y和Y’相同，R₂和R₆相同，及R₃和R₇相同。

28.权利要求27的化合物，其中R₁是S，X是C，Y是NH₂，R₂是＝O，R₃是

R₄是O，及R₅是CH₃。

29.权利要求28的化合物，其中所述化合物为手性的且选自D-异构体、L-异构体以及D-和L-异构体的外消旋混合物。

30.权利要求27的化合物，其中R₁是S，X是C，Y是NH-CH₃，R₂是H，R₃是

R₄是O，及R₅是CH₃。

31.权利要求30的方法，其中所述化合物为手性的且选自D-异构体、L-异构体以及D-和L-异构体的外消旋混合物。

32.权利要求27的化合物，其中R₁是S，X是N，Y是CH₃-C＝O，R₂是H，及R₃不存在。

33.权利要求27的化合物，其中R₁是S，X是C，Y是NH₂，R₂是＝O，R₃是

R₄是O，及R₅是CF₃。

34.权利要求33的化合物，其中所述化合物为手性的且选自D-异构体、L-异构体以及D-和L-异构体的外消旋混合物。

35.权利要求27的化合物，其中R₁是O，X是C，Y是NH₂，R₂是＝O，R₃是

R₄是O，及R₅是CH₃。

36.权利要求35的化合物，其中所述化合物为手性的且选自D-异构体、L-异构体以及D-和L-异构体的外消旋混合物。

37.权利要求27的化合物，其中R₁是S，X是C，Y是OH，R₂不存在，R₃是

R₄是O，及R₅是CH₃。

38.权利要求37的化合物，其中所述化合物为手性的且选自D-异构体、L-异构体以及D-和L-异构体的外消旋混合物。

39.权利要求27的化合物，其中R₁是S，X是C，Y是NH₂，R₂是＝O，R₃是

R₄是NH，及R₅是NH₂。

40.权利要求39的化合物，其中所述化合物为手性的且选自D-异构体、L-异构体以及D-和L-异构体的外消旋混合物。

41.权利要求27的化合物，其中R₁是O，X是C，Y是OH，R₂不存在，R₃是

R₄是O，及R₅是CH₃。

42.权利要求41的化合物，其中所述化合物为手性的且选自D-异构体、L-异构体以及D-和L-异构体的外消旋混合物。

43.权利要求27的化合物，其中R₁是S-S-Z，X是C，Y是NH₂，R₂是＝O，R₃是

R₄是O，R₅是CH₃。

44.权利要求43的化合物，其中所述化合物为手性的且选自D-异构体、L-异构体以及D-和L-异构体的外消旋混合物。

45.一种制备权利要求27的化合物的L-异构体的方法，该方法包括：

(a)将碱加入L-胱氨酸二酰胺二盐酸盐中，得到第一种混合物，接着真空加热第一种混合物；

(b)将甲醇溶液加入加热的第一种混合物中；

(c)用氯化氢的醇溶液将该混合物酸化，得到第一种残留物；

(d)使第一种残留物溶于含用氨饱和的甲醇的第一种溶液中；

(e)将第二种溶液加入溶解的第一种残留物中得到第二种混合物；

(f)沉淀和洗涤第二种混合物；

(g)过滤和干燥第二种混合物得到第二种残留物；

(h)使第二种残留物与液氨和氯化铵的乙醇溶液混合得到第三种混合物；和

(i)过滤和干燥第三种混合物，由此制备L-异构体化合物。

46.权利要求45的方法，其中所述碱包括液氨或甲胺。

47.权利要求45的方法，其中第二种溶液包括水、乙酸盐和酐。

48.权利要求47的方法，其中所述乙酸盐包括乙酸钠或三氟乙酸钠。

49.权利要求47的方法，其中所述酐包括乙酸酐或三氟乙酸酐。

50.权利要求45的方法，其中第二种溶液包括二氯甲烷、三乙胺和1，3-双(苄氧基羰基)-2-甲基-2-硫代假脲。

51.权利要求45的方法，其中步骤(h)还包括在金属钠存在下混合第二种残留物。

52.权利要求45的方法，该方法还包括以下步骤

(j)使L-异构体化合物溶于乙醚中；

(k)将氢化铝锂、乙酸乙酯和水的醚溶液加入溶解的L-异构体化合物中，得到第四种混合物；和

(l)过滤和干燥第四种混合物，由此制备L-异构体化合物。

53.一种制备权利要求27的化合物的D-异构体的方法，该方法包括：

(a)将碱加入D-胱氨酸二酰胺二盐酸盐中，得到第一种混合物，接着真空加热第一种混合物；

(b)将甲醇溶液加入加热的第一种混合物中；

(c)用氯化氢的醇溶液将该混合物酸化，得到第一种残留物；

(d)使第一种残留物溶于含用氨饱和的甲醇的第一种溶液中；

(e)将第二种溶液加入溶解的第一种残留物中，得到第二种混合物；

(f)沉淀和洗涤第二种混合物；

(g)过滤和干燥第二种混合物得到第二种残留物；

(h)使第二种残留物与液氨、金属钠和氯化铵的乙醇溶液混合，得到第三种混合物；和

(i)过滤和干燥第三种混合物，由此制备L-异构体化合物。

54.权利要求53的方法，其中所述碱包括液氨或甲胺。

55.权利要求53的方法，其中第二种溶液包括水、乙酸盐和酐。

56.权利要求55的方法，其中所述乙酸盐包括乙酸钠或三氟乙酸钠。

57.权利要求55的方法，其中所述酐包括乙酸酐或三氟乙酸酐。

58.权利要求53的方法，其中第二种溶液包括二氯甲烷、三乙胺和1，3-双(苄氧基羰基)-2-甲基-2-硫代假脲。

59.权利要求53的方法，其中步骤(h)还包括在金属钠存在下混合第二种残留物。

60.权利要求53的方法，该方法还包括以下步骤

(j)使D-异构体化合物溶于乙醚中；

(k)将氢化铝锂、乙酸乙酯和水的醚溶液加入溶解的D-异构体化合物中，得到第四种混合物；和

(l)过滤和干燥第四种混合物，由此制备D-异构体化合物。

61.一种制备权利要求27的化合物的L-异构体的方法，该方法包括：

(a)使S-苄基-L-半胱氨酸甲酯盐酸盐或O-苄基-L-丝氨酸甲酯盐酸盐与碱混合，得到第一种混合物；

(b)将乙醚加入第一种混合物中；

(c)过滤和浓缩第一种混合物；

(d)重复步骤(c)和(d)，得到第一种残留物；

(e)将乙酸乙酯和第一种溶液加入第一种残留物中，得到第二种混合物；

(f)过滤和干燥第二种混合物得到第二种残留物；

(g)使第二种残留物与液氨、金属钠和氯化铵的乙醇溶液混合，得到第三种混合物；和

(h)过滤和干燥第三种混合物，由此制备L-异构体化合物。

62.权利要求61的方法，其中所述碱包括氨或甲胺的甲醇溶液。

63.权利要求61的方法，其中第二种溶液包括水、乙酸盐和酐。

64.权利要求63的方法，其中所述乙酸盐包括乙酸钠或三氟乙酸钠。

65.权利要求63的方法，其中所述酐包括乙酸酐或三氟乙酸酐。

66.权利要求61的方法，其中第二种溶液包括二氯甲烷、三乙胺和1，3-双(苄氧基羰基)-2-甲基-2-硫代假脲。

67.权利要求61的方法，该方法还包括以下步骤

(j)使L-异构体化合物溶于乙醚；

(k)将氢化铝锂、乙酸乙酯和水的醚溶液加入溶解的L-异构体化合物中，得到第四种混合物；和

(l)过滤和干燥第四种混合物，由此制备L-异构体化合物。

68.一种制备权利要求27的化合物的D-异构体的方法，该方法包括：

(a)使S-苄基-D-半胱氨酸甲酯盐酸盐或O-苄基-D-丝氨酸甲酯盐酸盐与碱混合，得到第一种混合物；

(b)将乙醚加入第一种混合物中；

(c)过滤和浓缩第一种混合物；

(d)重复步骤(c)和(d)，得到第一种残留物；

(e)将乙酸乙酯和第一种溶液加入第一种残留物中，得到第二种混合物；

(f)过滤和干燥第二种混合物得到第二种残留物；

(g)使第二种残留物与液氨、金属钠和氯化铵的乙醇溶液混合，得到第三种混合物；和

(h)过滤和干燥第三种混合物，由此制备D-异构体化合物。

69.权利要求68的方法，其中所述碱包括氨或甲胺的甲醇溶液。

70.权利要求68的方法，其中第二种溶液包括水、乙酸盐和酐。

71.权利要求70的方法，其中所述乙酸盐包括乙酸钠或三氟乙酸钠。

72.权利要求70的方法，其中所述酐包括乙酸酐或三氟乙酸酐。

73.权利要求68的方法，其中第二种溶液包括二氯甲烷、三乙胺和1，3-双(苄氧基羰基)-2-甲基-2-硫代假脲。

74.权利要求68的方法，该方法还包括以下步骤

(j)使D-异构体化合物溶于乙醚中；

(k)将氢化铝锂、乙酸乙酯和水的醚溶液加入溶解的D-异构体化合物中，得到第四种混合物；和

(l)过滤和干燥第四种混合物，由此制备D-异构体化合物。

75.一种制备权利要求27的化合物的方法，该方法包括：

(a)使胱胺二盐酸盐与氨、水、乙酸钠和乙酸酐混合，得到第一种混合物；

(b)使第一种混合物沉淀；

(c)过滤和干燥第一种混合物，得到第一种残留物；

(d)使第二种残留物与液氨、金属钠和氯化铵的乙醇溶液混合，得到第二种混合物；

(e)过滤和干燥第二种混合物，由此制备所述化合物。

76.一种NAC酰胺化合物或衍生物，所述化合物选自：

77.一种食物添加剂，其含有权利要求76的NAC酰胺或NAC酰胺衍生物。

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