CN102935229A - 金属单质的新医药用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供了金属单质的新医药用途。更具体讲，提供了金属单质在制备用于治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症药物中的用途，以及在治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症的方法中的应用。所述疾病或病症包括肿瘤。肿瘤是指良性肿瘤和恶性肿瘤。金属单质包括金属钴、金属铜等。

Description

金属单质的新医药用途

技术领域

本发明属于医药领域。涉及金属单质的新医药用途。更具体讲，涉及金属单质在制备用于治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症药物中的用途，已及在治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症的方法中的应用。所述疾病或病症包括肿瘤。肿瘤是指良性肿瘤和恶性肿瘤。金属单质包括金属钴、金属铜等。

发明背景

1971年，美国总统尼克松宣布，美国将实施一个名为“向癌症宣战”的国家计划。有资料显示，从这个计划开始实施至今，美国对癌症研究的经费投入增加了30多倍。“然而，如今癌症的死亡率同50年前相比几乎没有什么变化。”曾获诺贝尔生理学和医学奖的美国斯隆·凯特灵癌症研究中心主任哈罗德·瓦莫斯，在2006年5月26日出版的《科学》杂志上撰文说，“尽管政府和医学界投入巨资从事癌症研究，而且在癌细胞的基因、生物化学和功能改变等方面取得了很多重要的发现，但是，癌症至今仍是常见的、致命的疾病，甚至有可能从目前美国人第二位的死亡原因，上升为第一位。”

几年过去，癌症治疗现状依旧不容乐观——“上升为第一位。”

目前的治疗方法和药物很多，一般来说就是以“砍尽杀绝”为宗旨，化学合的成潜在的治疗药物层出不穷，“靶点”也越来越多。这么多年过去了，强大的人类还没有“战胜”一个小小的癌细胞。

事实证明人类用“摧毁式”的手段和药物不能战胜癌细胞。癌细胞的确强大，的确聪明，以至于人们“谈癌色变”。

细胞，最小的生命单位。癌细胞是生病的“叛逆”的正常细胞，不同部位的癌细胞有不同的特性，但更有其共性。对待生命的态度和处理方式是否适宜或是成败的关键，也是科学精神的内核。

“对癌症发生的原因一直在争论。近年来，膳食结构不当造成肠道菌产生致癌物质的研究日渐增多，这可能是解释癌症发生原因的一个重要的研究方向。”(肠道菌群产生的致癌物质上海交大赵立平教授blog.sciencenet.en)

本发明人有理由认为：癌症跟糖尿病有相似之处，是一种与饮食相关的“类代谢疾病”。如果能够严格控制膳食里的某种或几种成分就可以预防癌症的发生和发展，削弱癌细胞内的生存信号、增强凋亡细胞的死亡途径。

膳食里的成分很复杂，包括蛋白质、碳水化合物、脂肪和微量元素等。本发明人先前在糖尿病发病机制的研究中得出的“苯丙氨酸是糖尿病外源性主要诱因之一”的结论，随后逐步被其他研究者的实验所证实，也给本发明提供了明确、开放性的思路。

膳食里包括众多的维生素。

维生素B12是化学结构最为复杂的维生素。维生素B12又称钴胺素，B族维生素之一，主要存在于动物性食品，如内脏、肝、肾和猪心等，瘦肉、鱼、牛乳以及蛋黄也存在维生素B12；植物中不含维生素B12，放线菌、人和动物的肠道细菌能够合成维生素B12，其结构上是一类含钴的复杂有机化合物，所含的三价钴位于类似卟啉的咕啉环平面的中心。(Hodgkin DC，Kamper J，MacKay M.Pickworth J 1956.Structure vitamin B12 Nature 17：64-66.)

维生素B12作为一种人体和动物必需的维生素，其独特的功能性及其复杂的结构决定了其在人体内独特的地位和独特的作用。

维生素B12在胃中与胃粘膜壁细胞分泌的内因子(intrinsic factor IF)形成“维生素B12-内因子”复合物。当该复合物进入至回肠末端时与回肠粘膜细胞的微绒毛上的受体相结合，通过胞饮作用进入肠粘膜细胞，再吸收入血液。

内因子是由胃粘膜壁细胞分泌的糖蛋白。与维生素B12结合，是B12肠道吸收的必需因子。内因子的分子量约为5万，约含1/3的糖。

体内维生素B12的储存量约2～3mg，主要贮存在肝脏。每日丢失量大约为贮存量的0.1％，主要由尿排出，部分从胆汁排出。由肝脏通过胆汁排入小肠的维生素B12，正常情况下约有50％可被重吸收。维生素B12的肝肠循环对其重复利用和体内稳定十分重要。

可见，肠道细菌和内因子对于维生素B12的产生、吸收、利用和稳定有举足轻重的作用。

目前对肠道细菌的了解还知之甚少。

人体除受自身基因的调控外，还受到大量的共生细菌的影响。这些细菌大部分寄生在人的肠道中，通称为肠道菌群，在学术界常被称作“人体肠道元基因组”。

人体内有两个基因组在影响人的健康，一个是先天遗传而来的人的基因组，带有约2万多个基因；另一个是后天进进人体但终身与人相伴的所有共生微生物构成的“微生物组”，带有至少上百万个基因，相当于人的第二个基因组。第二基因组的基因容量是第一基因组的至少100倍，可见其对人体健康的作用和影响是不可或缺的。

“最近的许多报道指出肠道菌群与肿瘤发生有着密切的联系。如今的研究显示肠道菌群的结构和特性在结直肠癌、癌前病变病人和高危人群中发生了显著地改变。基于最新的这些研究和理论，我们提出了通过分子生物学方法检测肠道菌群分布可以满足对发展成结直肠癌风险程度进行超早期预报的假说。进一步基于人群的流行病学调查研究对超早期结直肠癌肠道菌群的定性很有用，这一方法也可以给结直肠癌提供新的预防用药和治疗策略。”(Zhang MM，Cheng JQ，Xia L，Lu YR，Wu XT.Monitoring intestinal microbiota profile：Apromising methodfor the ultraearly detection of colorectal cancer.MedHypotheses.2011.)

肠道菌群，能合成多种人体生长发育必须的维生素，如B族维生素；还能利用蛋白质残渣合成非必需氨基酸，如缬氨酸等；并参与糖类和蛋白质的代谢，同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。

在先的很多研究都提示，维生素B12跟癌症有密切的关联性。

临床研究发现，各类晚期癌症注射大剂量维生素C，能明显地延长患者的生存期。而维生素C的大量摄入能够抑制机体对维生素B12的吸收利用。

既往研究结果表明，二甲双胍或能降低肿瘤风险。2010年10月27日在线发表于《糖尿病护理》(Diabetes Care)杂志的2项研究，再次提供了二甲双胍抗癌潜能的证据。

而有证据表明二甲双胍能够抑制机体对维生素B12的吸收利用。(2010年5月21日在线发表于《英国医学杂志》(BMJ))

挪威是一个食物中没有增补叶酸的国家。该国的心脏病患者如果接受了叶酸和维生素B12的治疗，其罹患癌症及死于任何原因的风险都会有相关的增加。提示叶酸和维生素B12治疗癌症会增加死亡风险。(2009年11月18日JAMA)

有研究表明，癌细胞对于维生素B12的需求量比正常细胞要大的多，而且维生素B12能够促进癌细胞扩散。

美国科学家已经发明了一种利用维生素B12来确定肿瘤确切位置的新方法研究人员利用这种新技术成功地为90％的患者确定了肿瘤的位置，精确地诊断出这些患者的前列腺、甲状腺、乳腺、结肠、大脑、骨和肺等部位的癌细胞生长情况。

过往种种研究和现象都给本发明人提示：若能切断或减少癌细胞维生素B12的供给通道或供给量，干扰癌细胞对维生素B12的吸收和利用，将有利于抑制癌细胞。

本发明人认为在安全性的前提下该药物至少应该具有如下的特点，或可达到从维生素B12着手抑制癌细胞的目的。

1.纯天然而非化学合成或人工改造，且人体自身具有，这样可以麻痹癌细胞，利于防止癌细胞启动其应激机制。

2.能够抑制或特异性抑制肠道合成维生素B12的细菌和/或抑制内因子的分泌和/或活性。

如此看来，抗生素和抑菌药都或可抑制癌细胞？

不然。

目前并不十分了解是肠道里以哪种细菌或哪几种细菌为主合成维生素B12。癌细胞之所以对维生素B12的需求量要比正常细胞大得多，肯定有其特殊的原因，尽管我们还不知道是什么原因。但是，可以肯定的是癌细胞之所以如此顽强如此难以抑制是与其生长所需要的“能源能量”相关的。

虽然目前还不了解维生素B12在癌细胞里以扮演何种角色为主，但从其相对于正常细胞来说的巨大的需求量来看，可以推测与维系癌细胞“生活”的“能源能量”相关。

如果癌细胞的“能源能量”能够轻易的被减少、断绝的话，那就不是癌细胞了。据此，肠道里合成维生素B12的细菌或其细菌里的某种或几种是极其“聪明”具有强大生命力的。

面对肆虐德国的肠出血性大肠杆菌疫情，众多高科技含量的抗生素和抑菌药无能为力。研究发现，该菌株携带氨基糖甙类、大环内酯类、磺胺类等抗生素的耐药基因。

更有学者预测，不久的将来所有的抗生素都将会失效。

南安普顿大学微生物学教授比尔·基维尔说，为控制在德国肆虐的肠出血性大肠杆菌疫情，可考虑推广使用铜器，因为金属铜能够杀灭大肠杆菌。

此次疫情发生后，他和同事进行了有关铜杀菌能力的实验。结果显示，如果将1000万个大肠杆菌置于干燥的铜表面，它们会在10分钟内全部死亡。如果置于湿润的铜表面，这些细菌也会在45分钟内死亡。基维尔建议说，为控制此次疫情，应尽快推广在食物处理中使用铜器。

这也与“铜的抗菌杀菌功能试验研究”的报道结果基本上相一致。(粮油加工与食品机械2004年第1期渤海大学食品科学系白凤翎马春颖)

一项全球范围实地试验显示，铜能消灭耐药性的医院细菌。

德国汉堡Asklepios Clinic的实地试验是受到了实验室试验的启发。在该试验中，铜表面上包括高危MRSA细菌在内的99.9％的细菌在几分钟至两小时内被全部消灭。而在不锈钢表面，同样的细菌最多能存活3天。

今年2001年3月，美国环境保护署(EPA)也首次肯定了铜的抗菌效果。

当前世界各国科学家们的研究正在逐步填补一项长期的科学空白。

其实远在古希腊，铜已被知晓具有很强杀菌性能。中医中药特别是原汁原味的中医中药是生活现象的总结、实践经验的浓缩精华，更是博大精深。

《唐本草》就有“赤铜屑”为药的记载。内服：醋煎、淬酒或研细末酒冲。其主要成分就是金属铜，即铜单质的粉末。

铜，分子式：Cu分子量：63.55是已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素18种之一。即有铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等。这每种微量元素都有其特殊的生理功能。尽管它们在人体内含量极小，但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。

铜的毒性分级理论上属于高毒物，有资料表明其急性毒性：腹腔-小鼠LD50：0.07mg/kg。

其实，铜对于人的毒性取决于接触的铜的状态、浓度和进入途径。

华西医科大学劳动卫生与职业病教研室和职业病防治院职业病科的游全程詹承烈等，调查了142名接触金属铜尘工人(浓度为0.027mg/m³)结果表明，眼和上呼吸道利激旋状以及神衰综合征均显著地高于对照组，说明长期接触低浓度铜尘对健康有不利的影响。血清钢蓝蛋白不能反映铜的吸收，而尿铜是反映机体吸收铜的有用指标。据外周血淋巴微核率的刚定结果，初步认为接触金属铜尘尚不构成对人体的生理遗传影响。(职业医学13卷4期(1986年总95期))

接触足够浓度的金属铜的粉尘可以发生类似由消化道摄入元素铜或铜尘所引起的症状：如金属味、恶心、上腹部烧灼感等。(Cohen SR：JOM 16(9)：612～624，1971)

据Weir报导：金属铜的粉尘几乎很少对人引起明显的疾病，因为这种金属不溶解于水中，否定了它的全身作用。(Weir FW：Am Ind Hyg Assoc J 40(3)：245～247，1970)

美国政府工业卫生医师协会(ACGIH)也未考虑金属铜尘对人是有害的，只是作为厌恶性粉尘推荐铜尘的阈限值(TLV)。

钴也是人体必需的微量元素。

钴，Co，原子序数27，分子量：58.93，属过渡金属，具有磁性。其英文名称“Cobalt”与拉丁名称“cobaltum”来自于德文的Kobold，意为“坏精灵、妖魔”。

钴可经消化道和呼吸道进入人体，一般成年人体内含钴量为1.1～1.5mg。在血浆中无机钴附着在白蛋白上，它最初贮存于肝和肾，然后贮存于骨、脾、胰、小肠以及其它组织。

现在还不能确定钴的其它的功能，但是我们确知体内的钴仅有约10％是维生素的形式。

食物中钴含量较高的有甜菜、卷心菜、洋葱、萝卜、菠菜、西红柿、无花果、荞麦、谷类和动物血制品等。一些营养学家推介的所谓防癌食品往往有以上所述的种种。

抗癌金属配合物(anti-cancer metal coordination compound)是具有抗癌活性的配合物。

自1969年顺铂(DDP，顺式二氯二氨合铂)被发现对肿瘤有强烈抑制作用以来，各国的研究者投入大量工作研究合成了一批金属配合物抗肿瘤药物，其中包括一系列的钴配合物。

很多报道认为大部分金属配合物抗肿瘤药物都是以DNA为靶标，药物分子与DNA的相互作用可引起细胞内DNA损伤，并抑制其复制，从而导致肿瘤细胞凋亡。(SAVA G，BERGAMO A，ZORZET S，et al.Influence of chemical stability on theactivity of the antimetastasis ruthenium compound NAMA[J].Eur J Cancer，2002，38(3)：427 435.CLARKE M J，ZHUF，FRASCA D R.Nonplatinum chemotherapeuticmetallopharmaceuticals[J].Chem Rev，1999，99(9)：2511-2531.)

但是，由于其毒性大，实际应用的抗癌金属配合物药物并不多，已应用的只有顺铂及碳铂。

提及钴，人们往往会跟钴的同位素放射性钴60混为一体。

其实，肿瘤放射治疗用的钴60是人造加工的，天然的微不足道。像同位素碳和碳-14。碳-14是碳元素的一种具放射性的同位素，在地球上有99％的碳以碳-12的形式存在，有大约1％的碳以碳-13的形式存在，只有百万分之一(0.0000000001％)是碳-14，存在于大气中。

从以往的研究资料来看，钴是属于中低毒物。

钴，大鼠，经口，LD50 6171mg/kg；小鼠腹腔，LDLO：100mg/kg。而钴盐，氯化钴LD50大鼠，经口：766mg/kg其毒性显著高于钴。

可见其离子状态下的钴的毒性要比单质状态下的钴高很多。

金属钴单质和钴盐都可以在体液和组织液里溶解。

颗粒状的金属钴单质容易溶解，当有氧存在时，其溶解度急剧增加。

有人认为，在仔细粉碎的金属颗粒表面溶于水介质时，覆盖着一层氧化物、氢氧化物和碱式碳酸盐以及硫酸盐。因此，钴的初始溶解度应该依赖于表面组成的溶解性。

钴对人和动物都属于低毒物质，有报道，若日服金属钴粉4～10mg/kg，可使体重减轻。

一般来说，重金属单质的毒性也要比其化合物状态下的毒性低很多，其金属单质甚至无毒。

例如，砷在天然状态下，即砷单质毒性并不强(口服-大鼠LD50：763mg/kg)，但三氧化二砷，俗称砒霜(口服-大鼠LD50：14.6mg/kg)，却是众所周知的毒物。

这是因为重金属的毒性是在于：重金属离子与蛋白质的结合而使蛋白质变性，从而导致蛋白质失去生理活性。

这也是重金属离子能够杀菌的原理。

至于金属单质，如金属铜的杀菌原理，学术界目前还没用统一的认识。

但我们知道，并不是所有的重金属单质都可以杀菌，都有毒性。如，银也只是银离子杀菌，银单质是不会杀菌的。金也是一样，“吞金自杀”如果“成功”的话，那也不会是金单质的作用，有可能是金条的“体积和/或重量”的作用要不然金戒子就会被列为管制品了。因为金单质和银单质可以说是无毒物。

有关铜盐和其它重金属盐抑制癌细胞的文章也有一些报道，和中药的专利发明。其作用机制，本发明人认为更多的是利用重金属离子可以使蛋白质变性的特性，对于机体里的一切酶蛋白，不分青红皂白通通“杀之”。由此可见对于机体的毒副作用是非常之大的，换个角度看的话可以说并不会亚于癌细胞。

使用重金属盐，利用重金属离子的毒性，“以毒攻毒’抑制癌细胞，不是好办法。因为重金属离子所造成的机体损伤往往很难修复和逆转。

通常把“活性成分”定义为：对人体有益的、起作用的成分。

那么，“毒性”可以看成是“反活性”。利用“毒性”治病是要“毒性”成为“活性”。但是，除了“起作用”之外还必须满足“对人体有益”至少要“利大于弊”的条件。

目前尚未见有金属单质包括金属钴和金属铜在制备用于治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症包括肿瘤药物中的用途的报道。

也没有金属单质包括金属钴和金属铜在治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症包括肿瘤的方法中的应用的报道。

发明详述

本发明人经研究实验现已惊喜地发现金属钴粉和金属铜粉能显著地抑制S180肿瘤在受试动物体内的生长。

本发明第一方面提供了金属单质包括钴和/或铜在制备用于治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症包括肿瘤药物中的用途。

本发明另一方面提供了用于治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症包括肿瘤的药物组合物，该药物组合物含有治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症包括肿瘤有效量的金属单质包括钴和/或铜及一种或多种医药上可接受的载体或赋形剂或其它成分。

本发明再一方面提供了在治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症包括肿瘤的方法中的应用，其特征在于包括给予与维生素B12相关的疾病或病症包括肿瘤患者或潜在患者治疗和/或预防有效量的金属单质包括钴和/或铜。

本文中所用术语的含义。

“单质”：指同种元素构成的纯净物，其纯净度是医药上可接受的纯净度。

“金属”是指人体内具有的金属元素。包括必需微量元素。

“金属单质”：是指医学可以接受的人体本身含有的金属单质。包括铜、钴等。如，“钴”就是指钴金属单质，即钴粉。

“患者”指人类。

“肿瘤”包括良性肿瘤和恶性肿瘤。恶性肿瘤是癌症的同义词。

“与维生素B12相关的疾病或病症”是指由于维生素B12过度摄入和/或吸收，进而导致病理生理变化的疾病或病症包括肿瘤；减少和/或干扰维生素B12过度摄入和/吸收能够治疗和/或预防该疾病或病症包括肿瘤。

“治疗和/或预防”本文中应理解为“治疗疾病或病症、预防疾病或病症、延缓疾病或病症的发作时间或降低疾病或病症的发展或进展的风险。”

“包括”本文中应理解为“包括但不局限于”。

因此，按照本发明，金属单质可以以在药学上可接受的剂型中包含活性成分的药物剂型形式，口服、静脉内、皮下、皮肤、直肠、经鼻、向颅、气管、支气管、局部、通过任何其它肠外途径或者通过吸入给药。根据所治疗的病症和患者以及给药途径，组合物可以按不同的金属单质、不同利量给药。

在治疗和/或预防中，金属单质包括钴或铜可以单独给药，但是一般作为药物制剂形式，与药学上可接受的助剂、稀释剂、或载体混合给药，它们可以根据预期的给药途径和标准药学要求加以选择。技术人员可以利用常规工艺非创造性地制备适合的制剂。

制剂中，金属单质包括钴和/或铜的量取决于所治疗状态的严重性和所治疗的患者以及所采取的给药形式是钴和/或铜和/或药物组合物，这些，技术人员可以非创造性地加以确定。

优选的给药途径为口服，优选的剂型是肠溶胶囊或片剂。

金属单质包括铜和钴作为一种已知物可以通过本领域已知的方法制备或从市场购得。金属单质粉末的细度的具体目数的确定，它们可以根据预期的给药途径和标准药学要求加以非创造性地选择。

下列实施例阐述、但决不限制本发明。

实施例1金属单质铜粉和金属单质钴粉对小鼠的抑制肿瘤作用的预试

健康雄性昆明种小鼠，体重20～22g。称重，于其右前腋皮下接种肿瘤细胞S180，接种后24h，分别灌胃铜粉和钴粉的混悬液(剂量均为8mg/kg)，3次/d，连续10d；空白对照组灌胃等剂量的生理盐水。

第11d称重，比较各组小鼠给药前后的体质重。解剖小鼠，分离皮下肿瘤组织，称重。

抑瘤率按公式：抑瘤率＝(生理盐水对照组瘤体称重-药物组瘤体称重)÷生理盐水对照组瘤体称重×100％，计算抑瘤率，比较各组小鼠瘤重和抑瘤率。

统计分析：数据用均数±标准差

表示，p＜0.05被认为对比组之间的差异具有统计学意义。结果如表1。

表1金属单质铜和钴对小鼠的抑制肿瘤作用的预试

*p＜0.01，与生理盐水对照组比较。

实施例2金属单质铜和钴及钴-铜混悬液对小鼠的抑制肿瘤作用

本发明人在取得预试结果后，在BALB/c小鼠上做了进一步的实验。

其中钴-铜混悬液中钴、铜所占比例相等。以环磷酰胺(15mg/kg)为阳性对照组，皮下注射。

本实施例，即实施例2，没有特别说明的方法、步骤等同上述实施例1。

结果见表2。

表2金属单质铜和钴及钴-铜混悬液对小鼠的抑制肿瘤作用

*p＜0.05，**p＜0.01，与生理盐水对照组比较。

可见，金属钴粉、金属铜粉都能抑制S180肿瘤在小鼠体内的生长过程，并且提示钴、铜有协同抑制肿瘤的作用。

Claims (10)

1.医药上可接受的金属单质作为活性成分在用于治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症的药物制备中的用途。

2.一种治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症的药物组合物。

3.医药上可接受的金属单质作为活性成分在治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症的方法中的应用，其特征在于，给予与维生素B12相关的疾病或病症患者或潜在患者治疗和/或预防有效量的金属单质。

4.根据权利要求2所述的药物组合物，其特征是，该药物组合物含有治疗和/或预防与维生素B12相关的疾病或病症有效量的金属单质及一种或多种医药上可接受的载体或赋形剂或其它成分。

5.根据权利要求1～3，其中所述与维生素B12相关的疾病或病症包括肿瘤。

6.根据权利要求5，其中所述肿瘤包括良性肿瘤或恶性肿瘤。

7.根据权利要求1～4，其中所述金属单质的金属是人体具有的金属元素。

8.根据权利要求7，其中所述金属元素的金属单质可以抑制微生物。

9.根据权利要求7，其中所述金属元素的金属单质可以在人体体液和/或组织液里溶解。

10.根据权利要求1、3、4、7，其中所述金属单质包括钴和/或铜。