CN103520151B - γ-和δ-生育酚及其衍生物作为辐射防护剂的医药用途 - Google Patents

Abstract

γ‑和δ‑生育酚及其衍生物作为新型辐射防护剂的医药用途本发明涉及具有抗辐射损伤活性的通式I所示化合物、其异构体，及含有他们的药物组合物在减轻放射或/和化疗药物引起的造血功能损伤，升高血液白细胞水平和/或抗辐射损伤，或肿瘤辅助治疗等中的应用，或作为用于研究放射损伤的工具药的应用。

Description

γ-和δ-生育酚及其衍生物作为辐射防护剂的医药用途

技术领域：

本发明涉及具有抗放活性如通式I所示的γ-和δ-生育酚、其衍生物、其异构体、其可能的立体异构体，及含有他们的药物组合物在减轻放射或/和化疗药物引起的造血功能损伤，升高血液白细胞水平和/或抗辐射损伤,或肿瘤辅助治疗等中的应用，或作为用于研究放射损伤的工具药的应用。

技术背景：

辐射防护剂是可以减低辐射产生的生物效应的化合物(参考:Hall,Radiobiology for the Radiobiologist,Lippincott Williams&Wilkins,Philadelphia,Pa.[1994])。通过辐射前和/或后给药，可使减低辐射诱导的动物致死率。辐射防护剂通过不同的机制产生作用(参考:Bump and Malaker(eds.), Radioprotectors:Chemical,Biological,and Clinical Perspectives,CRC Press, Washington,D.C.[1997])，其中包括其抗氧化性能(Weiss and Landauer,Ann. NY Acad.Sci.,899:44-60[2000])、雌激素活性(Miernicki et al.,Soc.Neurosci. Abstr.,16:1054[1990]；andPatt et al.,Amer.J.Physiol.,159:269-280[1949])，或在一些情况中，信号转导中的蛋白激酶抑制活性(Liu et al.,Oncogene,19: 571-579[2000])。

多种具有抗氧化作用的化合明被证明具有射防护效应，从剧毒的氨巯基类化合物到维生素类抗氧化剂。然而，这些化合物大多数具有不同程度的副作用。举例来说，氨巯基类辐射防护剂，如阿米福汀对哺乳动物有毒副作用，必须在医院环境下给药(U.S.Pat.No.5,994,409)。这些副作用包括恶心，呕吐，低血压，低血钙和嗜睡等(Bienvenuet al.,Adv.Exp.Med.Biol.,264:291-300[1990])。阿米福汀的作用机制是清除自由基(Murray,in Bump and Malaker,supra)。

维生素E包括生育酚(Tocopherol)和生育三稀酚(Tocotrienol)，安全性好，作为食物添加剂或营养补充剂广泛应用。最近报道γ-生育三稀酚(Ghosh SP,et al.Int JRadiat Biol.85:598–606[2009],Kulkarni S et al.Radiat Res. 17:738–47[2010])和δ-生育三稀酚(Li XH,et al.Haematologica 95:1996–2004. [2010])具有较强的辐射防护作用。生育酚自身辐射抗放活性较弱，报道α-生育酚琥珀酸酯(Singh VK,et al.IntImmunopharmacol.9:1423–1430[2009])则有较强的辐射防护作用。然而，在照射小鼠模型上，这3个化合物产生辐射防护作用的给药剂量均较大。

发明内容：

本发明的目的在于寻找和发现可用于具有预防或治疗辐射损伤效果、毒副作用低的药物。

在本发明人进行新型抗辐射损伤药物的研究中发现，式I所示的化合物预防和治疗放射性损伤的作用。进一步的研究表明，式I所示的化合物抗放射性损伤作用强，给药剂量小，且毒副作用较低。本发明就是基于这一发现得以完成。

本发明的第一方面涉及通式I所示的化合物、其异构体在制备可用于改善造血功能、升高血液白细胞水平和抗辐射损伤，或肿瘤辅助治疗的药物中用途，或作为用于研究辐射损伤机制的工具药的应用，

R1为

其中，Ra、Rb、Rc与Rd可相同可不同，为氢或甲基；m为0-3，n为1-4；

R2、R3或R4可相同可不同，为氢或甲基，但当R1为羧乙基时，不能同时为甲基；

R1优选为2-羧乙基、2,2-二甲基-2-羧乙基、羧丙基、反式-羧乙烯基、或1-(羧甲基)环丙-1-甲基。

本发明的第二方面涉及药物组合物，其中含有至少一种通式I所示的化合物、其异构体、其可能的立体异构体及药用载体或赋形剂在制备可用于预防或治疗恶性肿瘤、心血管疾病、炎症和牛皮癣的药物中用途，或作为用于研究肿瘤生长、增殖、分化和凋亡，及激素受体相关信号转导通路的工具药的应用。

附图说明：

图1.α-TOS、γ-TOS和δ-TOS对9.2Gyγ线照射小鼠30天存活率的影响。

图2.α-TOS、γ-TOS和δ-TOS对9.8Gyγ线照射小鼠30天存活率的影响。

图3.不同剂量δ-TOS对9.8Gyγ线照射小鼠30天存活率的影响。

图4.δ-TOS和δ-TOM对9.5Gyγ线照射小鼠30天存活率的影响。

图5.不同剂量δ-TOS对6.5Gyγ线照射小鼠外周血恢复的影响(A为白细胞， B为红细胞，C为血小板)。

具体实施方式：

根据本发明，本发明中所用术语“辐射损伤”是指电磁波谱中各种射线造成的损害，如微波、红外线、可见光、紫外线、X线、γ射线等。中子或质子束照射也能引起这类损伤。

根据本发明，通式I所示的化合物，R1优选为2-羧乙基、2,2-二甲基-2-羧乙基、羧丙基、反式-羧乙烯基、或1-(羧甲基)环丙-1-甲基；

R2、R3或R4可相同可不同，为氢或甲基，但当R1为羧乙基时，不能同时为甲基；

在本发明中的一个优选实施方案中，所述的化合物为γ-和δ-生育酚的琥珀酸酯。

在本发明中的另一个优选实施方案中，所述的化合物为γ-和δ-生育酚的马来酸酯。

根据本发明，式I化合物可以存在顺/反异构体，本发明涉及顺式形式和反式形式以及这些形式的混合物。如果需要，单一立体异构体的制备可根据常规方法拆分混合物，或通过例如立体选择合成制备。如果存在机动的氢原子，本发明也涉及式I化合物的互变异构形式。

根据本发明，式I化合物及其立体异构体在用于改善造血功能、升高血液白细胞水平、预防或治疗放射性损伤及肿瘤辅助治疗中显示优良效果。因此可作为改善造血功能、预防或治疗辐射损伤，及肿瘤辅助治疗等的药物用于动物，优选用于哺乳动物，特别是人。

根据本发明，式I化合物及其立体异构体在用于改善造血功能、升高血液白细胞水平、预防或治疗放射性损伤及肿瘤辅助治疗中与已知辐射防护剂联合应用或先后应用，这些辐射防护剂包括尼尔雌醇、雌三醇、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、白细胞介素 11(IL-11)、干细胞因子(SCF)、白细胞介素12(IL-12)、白细胞介素1(IL-1)、白细胞介素3(IL-3)、白细胞介素8(IL-8)、FLT3-配基、CBLB502、WR2721等。

本发明因此还涉及含有作为活性成份的有效剂量的至少一种式I化合物，或其药用盐和/或其立体异构体以及常规药物赋形剂或辅剂的药物组合物。通常本发明药物组合物含有0.1－90重量％的式I化合物和/或其生理上可接受的盐。药物组合物可根据本领域已知的方法制备。用于此目的时，如果需要，可将式I 化合物和/或立体异构体与一种或多种固体或液体药物赋形剂和/或辅剂结合，制成可作为人用的适当的施用形式或剂量形式。

本发明的式I化合物或含有它的药物组合物可以单位剂量形式给药，给药途径可为肠道或非肠道，如口服、肌肉、皮下、鼻腔、口腔粘膜、皮肤、腹膜或直肠等。给药剂型例如溶液剂、乳剂、微乳剂、亚微乳剂、纳米颗粒、片剂、胶囊、滴丸、气雾剂、丸剂、粉剂、混悬剂、颗粒剂、脂质体、透皮剂、口含片、栓剂、冻干粉针剂等。可以是普通制剂、缓释制剂、控释制剂及各种微粒给药系统。为了将单位给药剂型制成片剂，可以广泛使用本领域公知的各种载体。关于载体的例子是，例如稀释剂与吸收剂，如淀粉、糊精、硫酸钙、乳糖、甘露醇、蔗糖、氯化钠、葡萄糖、尿素、碳酸钙、白陶土、微晶纤维素、硅酸铝等；湿润剂与粘合剂，如水、甘油、聚乙二醇、乙醇、丙醇、淀粉浆、糊精、糖浆、蜂蜜、葡萄糖溶液、阿拉伯胶浆、明胶浆、羧甲基纤维素钠、紫胶、甲基纤维素、磷酸钾、聚乙烯吡咯烷酮等；崩解剂，例如干燥淀粉、海藻酸盐、琼脂粉、褐藻淀粉、碳酸氢钠与枸橼酸、碳酸钙、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、十二烷基磺酸钠、甲基纤维素、乙基纤维素等；崩解抑制剂，例如蔗糖、三硬脂酸甘油酯、可可脂、氢化油等；吸收促进剂，例如季铵盐、十二烷基硫酸钠等；润滑剂，例如滑石粉、二氧化硅、玉米淀粉、硬脂酸盐、硼酸、液体石蜡、聚乙二醇等。还可以将片剂进一步制成包衣片，例如糖包衣片、薄膜包衣片、肠溶包衣片，或双层片和多层片。为了将给药单元制成丸剂，可以广泛使用本领域公知的各种载体。关于载体的例子是，例如稀释剂与吸收剂，如葡萄糖、乳糖、淀粉、可可脂、氢化植物油、聚乙烯吡咯烷酮、Gelucire、高岭土、滑石粉等；粘合剂如阿拉伯胶、黄蓍胶、明胶、乙醇、蜂蜜、液糖、米糊或面糊等；崩解剂，如琼脂粉、干燥淀粉、海藻酸盐、十二烷基磺酸钠、甲基纤维素、乙基纤维素等。为了将给药单元制成栓剂，可以广泛使用本领域公知的各种载体。关于载体的例子是，例如聚乙二醇、卵磷脂、可可脂、高级醇、高级醇的酯、明胶、半合成甘油酯等。为了将给药单元制成胶囊，将有效成分式I化合物或其立体异构体与上述的各种载体混合，并将由此得到的混合物置于硬的明明胶囊或软胶囊中。也可将有效成分式I化合物或其立体异构体制成微囊剂，混悬于水性介质中形成混悬剂，亦可装入硬胶囊中或制成注射剂应用。为了将给药单元制成注射用制剂，如溶液剂、乳剂、微乳剂、亚微乳剂、冻干粉针剂和混悬剂，可以使用本领域常用的所有稀释剂，例如，水、乙醇、聚乙二醇、1，3 －丙二醇、乙氧基化的异硬脂醇、多氧化的异硬脂醇、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯等。另外，为了制备等渗注射液，可以向注射用制剂中添加适量的氯化钠、葡萄糖或甘油，此外，还可以添加常规的助溶剂、缓冲剂、pH调节剂等。

此外，如需要，也可以向药物制剂中添加着色剂、防腐剂、香料、矫味剂、甜味剂或其它材料。

本发明式I化合物，或其异构体的给药剂量取决于许多因素，例如所要预防或治疗疾病的性质和严重程度，患者或动物的性别、年龄、体重及个体反应，所用的具体化合物，给药途径及给药次数等。上述剂量可以单一剂量形式或分成几个，例如二、三或四个剂量形式给药。

实施例

本发明可通过下列实施例得到进一步说明，但这些实施例子不意味着对本发明的任何限制。

通式I化合物的制备方法

即由原料酚I’与相应的酸酐(R1CO)2O在4-二甲胺基吡啶的催化和碱如三乙胺存在下反应制备；而其酸酐则由相应的酸与过量的乙酸酐反应制备。

通法：称取10mmol原料酚，溶于50mL二氯甲烷，加入11mmol三乙胺和1mmol 4-二甲胺基吡啶，搅拌及冰水冷却下，加入10.5mmol酸酐，加毕，自然升温，TLC跟踪反应进程，到原料酚点消失为止，加入稀盐酸酸化，分流，水洗，无水硫酸钠干燥，回收溶剂，必要时硅胶柱层析，或与药用碱成盐，即得目标产物。

下面的生物活性实验用来进一步说明本发明。

1.实验动物：C57BL/6J小鼠，体重18～22g，雄性,购于军事医学科学院实验动物中心。

2.实验方法：

2.1药物配制

α-生育酚琥珀酸酯(α-TOS)、γ-生育酚琥珀酸酯(γ-TOS)、δ-生育酚琥珀酸酯(δ-TOS)和δ-生育酚马来酸酯(δ-TOM)：取该化合物，配制浓度为0.5mg/ml,溶剂为PEG400,给药时震摇均匀。

2.2致伤条件：

⁶⁰Coγ射线一次全身照射，照射剂量率为53cGy/min，小鼠吸收剂量分别为6.5、9.2、9.5和9.8Gy。

2.3观察指标：

2.3.1外周血象：分别在照射后第1、4、7、10、14、18、22和30天，尾静脉取血20μl,用MEK-7222K血细胞分析仪检测白细胞、红细胞、血小板计数。

2.3.2小鼠活存率：观察各组小鼠30d活存情况，计算活存率。

3.实验结果

3.1.化合物δ-TOS和γ-TOS显著提高致死性照射小鼠存活率

研究发现在化合物给药剂量一样的情况下(400mg/kg，照前24小时和照后 1小时分别给药一次)，δ-TOS可使9.2Gy致死性照射小鼠30天存活率提高90％ (100％vs 10％)，与γ-TOS一致，效果好于已报道的α-TOS(60％)(图1)；在9.8Gy超致死照射剂量下，δ-TOS可使照射小鼠存活率提高80％(80％vs 0％)，明显优于γ-TOS(60％)以及α-TOS(40％)(图2)。

3.2.化合物δ-TOS提高致死性照射小鼠存活率的剂量效应

文献资料显示，α-TOS抗放作用的最佳皮下给药剂量为400mg/kg；而我们研究发现，δ-TOS 100mg/kg皮下给药便使9.8Gy照射小鼠的30天存活率提高至100％(图3)，δ-TOS200mg/kg和400mg/kg反而不如100mg/kg组效果好，说明较低剂量δ-TOS便产生较强的抗放活性(图3)。

3.3.化合物δ-TOS和δ-TOM具有效果相近的抗放作用

研究发现在化合物给药剂量一样的情况下(400mg/kg，照前24小时和照后 1小时分别给药一次)，δ-TOS和δ-TOM可使9.5Gy致死性照射小鼠30天存活率提高70％，具有相似的抗放活性(图4)。

3.4.化合物δ-TOS促进照射小鼠多系造血恢复的剂量效应

如图5所示，多个有效剂量的δ-TOS于照前24h和照后1h各给药一次，可使6.5Gy照射C57小鼠外周血白细胞数在照后7天开始逐渐恢复，至照射后 14天给药组均明显高于照射对照组(图5A)；6.5Gy照射小鼠外周血红细胞数在照射后进行性下降，而δ-TOS各给药组照后7天开始恢复，在照后14、17天其红细胞数明显高于照射对照组(图5B)；同时，δ-TOS给药还显著促进照射小鼠外周血血小板数的恢复，各给药组照后10天即恢复到或接近正常水平(图5C)。在δ-TOS各给药剂量组间，以100mg/kg组的外周血恢复为最佳；200mg/kg α-TOS的促外周血恢复效果与50mg/kg的δ-TOS相近。

Claims (15)

1.δ-生育酚琥珀酸酯或δ-生育酚马来酸酯在制备用于提高接受辐射的哺乳动物中外周血白细胞、血小板和红细胞数量的药物中的用途。

2.权利要求1的用途，其中所述辐射包括电离辐射和非电离辐射，其中电离辐射包括α辐射，β射线，γ射线，x射线，中子或其混合物。

3.权利要求2的用途，其中所述辐射包括下列情况：急性致死剂量的电离辐射、急性亚致死剂量的电离辐射、慢性低剂量的电离辐射、急性致死剂量的非电离辐射、急性亚致死剂量的非电离辐射和慢性低剂量的非电离辐射。

4.权利要求1的用途，其中所述药物进一步包括一种或多种药剂学上可接受的媒介载体。

5.权利要求1的用途，其中所述药物进一步包括稀释剂。

6.权利要求1的用途，其中所述药物通过选自以下的方式给药：皮下注射，肌肉注射，静脉注射，口服，直肠给药，阴道给药，鼻腔给药，透皮给药，结膜下给药，眼球内给药，眼眶给药，眼球后给药，视网膜给药，脉络膜给药，和鞘内注射。

7.权利要求1的用途，其中所述药物具有选自以下的剂型：溶液，乳剂，纳米颗粒，片剂，胶囊，丸剂，吸入剂、凝胶剂，粉剂，栓剂，悬浮液，乳膏剂，胶冻剂和喷雾剂。

8.权利要求1的用途，其中所述药物为微乳剂。

9.权利要求1的用途，其中所述药物为亚微乳剂。

10.权利要求1的用途，其中所述药物为含片。

11.权利要求1的用途，其中所述药物在暴露于辐射前两周内、暴露于辐射期间，和/或暴露于辐射后两周内连续给药。

12.权利要求1的用途，其中所述药物在暴露于辐射前3天内、暴露于辐射期间，和/或暴露于辐射后3天内连续给药。

13.权利要求1的用途，其中所述药物在暴露于辐射前24小时和/或暴露于辐射后2小时内给药。

14.权利要求1的用途，其中所述药物与辐射防护剂联合应用或先后应用。

15.权利要求14的用途，其中所述辐射防护剂选自以下组中：尼尔雌醇、雌三醇、粒细胞集落刺激因子、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、白细胞介素11、干细胞因子、白细胞介素12、白细胞介素1、白细胞介素3、白细胞介素8、FLT3-配基、CBLB502和WR2721。