CN101687757A - 双极性反式类胡萝卜素作为预治疗及其在周围血管疾病的治疗中的应用 - Google Patents

双极性反式类胡萝卜素作为预治疗及其在周围血管疾病的治疗中的应用 Download PDF

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Abstract

本申请涉及治疗周围血管疾病(PVD)和缺血性骨坏死、腹膜缺血、慢性眼病、黄斑变性或糖尿病性视网膜病的方法，所述方法包括施用治疗有效量的反式类胡萝卜素。本发明还涉及这种类胡萝卜素作为对处于缺血事件风险之下的哺乳动物的预治疗的应用。

Description

双极性反式类胡萝卜素作为预治疗及其在周围血管疾病的治疗中的应用
本申请要求于2007年4月13日递交的美国临时申请第60/907,718号的权利，此处通过援引将其全部内容并入本申请中。
技术领域
本申请涉及使用双极性反式类胡萝卜素的对周围血管疾病的治疗和预治疗。
背景技术
有许多特征为循环系统问题的疾病：
周围血管疾病
循环系统由负责将血液在全身输送的动脉和静脉两种血管构成。动脉将富含氧和营养物的血液由心脏输送至器官和细胞。在动脉和静脉中，中央血管(central blood vessel)是直接导向心脏或从心脏引出的血管，周围血管是位于足部、腿部、下腹部、臂部、颈部或头部的血管。静脉输送乏氧血液和废物使其通过肾、肝和肺，在这些地方废物被滤除并从体内除去。然后静脉血在肺中重新充氧，并返回至心脏。这两种血管通过被称作毛细血管的微小的网状血管而相互连接。
术语周围血管疾病(PVD)是指周围动脉和静脉中的损伤、功能障碍或阻塞。周围动脉疾病(PAD)是PVD的最常见形式。
周围血管疾病是动脉的最常见疾病，并且在美国是一种十分常见的病症。其大多发生在50岁以上的人群中。周围血管疾病是50岁以上的人及患有糖尿病的人中的一个主要失能原因。
在美国，约有1000万人患有周围血管疾病，该数据可折算为50岁以上人口的大约5％。预计患有该病症的人数将随人口老龄化而增加。男性患有周围血管疾病的可能性略高于女性。
存在两种周围血管疾病。第一种即周围动脉疾病(PAD)，它指的是患病的周围动脉。周围动脉疾病通常按被侵害的动脉命名。
颈动脉疾病。颈部的一个或多个向脑部供应富氧血液的动脉经动脉粥样硬化而变窄。
下肢(腿部)的PAD。腿部的一个或多个动脉变窄(通常是腹股沟附近的股动脉)。
肾动脉的PAD。一个或多个通向肾脏的肾动脉变窄。
腹主动脉瘤(AAA)。主动脉(将富氧血液由心脏输送至身体的身体主要动脉)的腹部部分的局部壁凸起或膨胀。
雷诺氏现象是侵害四肢(通常为手指和脚趾)血管的病症。其特征在于被称作血管痉挛发作的间断性发作，其中，通常对寒冷的温度和/或情绪紧张作出反应而发生指/趾(手指和脚趾)收缩(变窄)。当该病症单独出现时，其被称为原发性雷诺氏现象。当该病症与诸如硬皮病或狼疮等其它病症同时出现时，其被称为继发性雷诺氏现象。
伯格氏病。一种罕见类型的周围动脉疾病，其涉及四肢的较小动脉的发炎并随时间推移而恶化，导致腿部疼痛加剧(跛行)。伯格氏病亦称为血管闭塞性脉管炎，是臂部和腿部动脉和静脉的罕见疾病。伯格氏病的特征在于血管中炎症和凝块的组合，其阻碍了血液流动。这会最终损坏或破坏组织，并可能导致感染和生坏疽。伯格氏病通常始发于手部和足部，并可进展至侵害四肢的更大面积。
结节性多动脉炎(PN)。一种罕见并潜在致命形式的脉管炎，一种小至中型血管(通常为动脉)异常地发炎的病症。PN导致发炎血管的内壁发生结构破坏，这会减弱血液的流动。
第二种周围血管疾病是周围静脉紊乱，其指周围静脉存在问题。存在许多不同的周围静脉疾病，包括：
静脉炎。静脉炎症。
血栓性静脉炎(包括浅静脉血栓症和深静脉血栓症)。形成阻塞性血凝块(血栓)，导致周围血管变发炎(静脉炎)。
静脉曲张。异常变宽的静脉，其肿胀、发暗并且常见缠绕或扭曲而非呈直线状。它们通常出现在腿部，并可导致踝骨周围出现肿胀(水肿)、发炎和颜色变暗。
慢性静脉功能不全。静脉变得机能不健全的腿部静脉疾病晚期，导致血液汇集在腿部和足部，有时反向泄露。
周围血管疾病的最常见的病因是动脉粥样硬化。动脉粥样硬化是被称为斑块的物质在动脉内部累积的渐进过程。该物质是脂质、钙、疤痕组织和其他略微变硬、形成斑块(有时称作损伤(lesion))的物质的混合物。动脉粥样硬化通常被称作动脉硬化，或者更直白地称作“动脉变硬”。动脉粥样硬化会降低血液流通，特别是会降低血液向包括四肢、心脏或脑部等身体各个部位的流动。一旦形成动脉粥样氧化斑块形式，它们将阻塞、窄化或弱化血管壁。
当动脉发生阻塞或变窄时，由该动脉补给的那部分身体将不能获得充分的血液/氧。通过测量几个部位的血压，可以检测到如腿部或足部等四肢中的血流不足。已经将踝/臂指数定义为对这种血流进行分类的方法。踝/臂指数(ABI)是踝部血压与上臂血压的比值。ABI值大于或等于1.0表明四肢中血流是正常的，而其值小于1.0则表明相反的情况(患有PVD的糖尿病患者可能会具有大于1的ABI值)。流向四肢的血液不足随后会导致到达组织的氧不足，这就是已知的缺血。
除了动脉粥样硬化之外，PVD还可归于其它原因。这些原因包括：
血凝块：血凝块可阻塞血管(血栓/栓塞)。
糖尿病：糖尿病的并发症之一即PVD。
动脉炎症：该病症被称为动脉炎，并可导致动脉变窄或变弱。
感染：感染所导致的炎症和疤痕形成可阻塞、窄化或弱化血管。沙门菌感染(沙门氏菌的感染)和梅毒是传统已知的感染和损坏血管的两种感染。
结构缺陷：血管的结构缺陷可以导致变窄。这些情况大多是天生的。高安氏病(Takayasu disease)是侵害人体上部血管(upper vessel)的血管疾病，并且通常侵害亚洲女性。
创伤：在诸如车祸或跌倒等事故中血管可能会遭受创伤。
只有约一半的患有周围血管疾病的个体具有症状。通常，症状都是因腿部肌肉未获得足够的血液而引起的。是否有症状部分取决于侵害了哪处动脉以及血流受限的程度。
最常见的腿部周围血管疾病的症状是单侧或双侧腓部、股部或臀部疼痛。疼痛通常发生在步行或爬楼梯期间，并在休息时停止。这种疼痛被称为间歇性跛行。其通常为隐隐的绞痛。也可能感觉为腿部肌肉沉重、发紧或疲劳。
腿部痉挛具有几个原因，但以锻炼开始并以休息结束的痉挛最可能是由间歇性跛行引起的。当腿部血管变得更加阻塞时，夜间腿痛非常典型，患者通常都垂下他或她的腿以缓解疼痛。垂下腿可使血液被动地流入腿部的末梢部分。
周围血管疾病的其它症状包括：
·臀痛
·腿部麻木、刺痛或无力
·静止时足部或脚趾灼痛或酸痛
·腿部或足部有不可消除的痛感
·单腿或双腿或者单足或双足感觉冷或改变颜色(苍白、微青或暗红)
·腿毛脱落
·阳痿
静止时具有症状是疾病较严重的迹象。
当前用于治疗PVD的缺血的疗法是使患者经常在诸如高压氧治疗(HBOT)等的压力下呼吸富集的氧气。一种这样做的方法利用1.3个大气压～1.4个大气压的100％的氧气。
冠心病
当对心肌供血的动脉(冠状动脉)变窄时发生冠心病(CAD)。动脉变窄的原因在于，源于动脉粥样硬化的被称为斑块的物质在内壁上的累积。随着斑块的增大，冠状动脉内部变得越来越窄，并且越来越少的血液可以流过它们。最终，流向心肌的血液减少，并且，由于血液输送非常需要的氧，因此心肌不能接受到其所需要的量的氧。至心肌的血流和供氧的降低或断流可导致：
＊心绞痛。心绞痛是当心脏未能获得足够的血液时出现的胸痛或不适。
＊心脏病。当血凝块在冠状动脉的斑块处发展并突然切断对那一部分心肌的大部分或所有血液供给时会发生心脏病。如果心肌的细胞不能接受到足够的富氧血液，它们将开始死亡。这可导致心肌的永久性损坏。
随着时间的推移，CAD可使心肌变弱，并促使：
＊心力衰竭。在心力衰竭中，心脏不能将血液有效地泵送至身体其余部分。心力衰竭并不意味着心脏已经停止跳动或将要停止跳动。相反，它是指心脏无法以其应该进行的方式泵送血液。
＊心律不齐。心律不齐是心脏正常搏动节律的改变。某些心律不齐是非常严重的。
CAD是最常见类型的心脏病。在美国，它是导致男性和女性死亡的主要原因。
栓塞
血流因血栓或栓塞而降低。当物体(血栓、多个血栓)由身体的一部分(通过循环)迁移并导致另一部分身体的血管阻塞(梗塞)时会发生栓塞。可将栓塞与“血栓”对比，后者是在血管中形成凝块，而非自其它位置输送。
到目前为止，血凝块形成最常见的栓塞材料：其它可能的栓塞材料包括脂肪球(脂肪栓塞)、气泡(空气栓塞)、滑石栓塞(通常发生在药物滥用之后)、脓毒性栓子(含有脓液和细菌)、动脉粥样硬化栓子或羊水。当栓子发生在身体的不具有多余的血液供给的所谓的“末梢循环”区如脑部、心脏和肺部时，其通常具有更为严重的后果。
假定在正常的循环中，在通过心脏的右侧后，体静脉中形成的血栓或其它栓子会经常冲击肺。这形成肺栓塞，其可为深静脉血栓症的并发症。
循环的某些先天性异常，特别是中隔缺损(心脏中隔有孔)允许栓子从体静脉跨入动脉系统并到达体内任何位置。最常见的这种异常是出现在约25％成年人口中的卵圆孔未闭，但在此该缺损起到通常处于关闭状态的阀的作用，因为心脏左侧中的压力略高。在不幸事件中，例如患者恰好在栓子通过时咳嗽，栓子可能转至动脉系统中。
始自心脏的栓子(源于继发于心房纤维性颤动的左心房中的血栓或心内膜炎引起的脓毒性栓子)可以引起身体的任何部位产生栓子。由心脏或冠状动脉到达脑部的栓子很可能导致缺血性中风。
临床实践中也经常会遇到心源性栓塞(Embolism of cardiac origin)。在瓣膜疾病中心房内的栓子形成主要发生于患有二尖瓣疾病的患者，特别是患有伴有心房纤维性颤动(AF)的二尖瓣狭窄的患者中。当不伴有AF时，单纯二尖瓣返流(mitral regurgitation)具有低血栓栓塞发生率。先天性AF中出现栓子的绝对风险取决于其它风险因素，例如较大的年龄、高血压、糖尿病、近期发生的心力衰竭或以前发生的中风。血栓形成也可以发生在心室中，相对于下壁心肌梗塞中的仅约5％，在前壁心肌梗塞中约有30％发生了这一情况。其它风险因素包括较差的射血分数(＜35％)、梗塞的面积和AF的存在。在梗塞形成后的前三个月中，左心室动脉瘤具有10％的栓塞风险。具有人工瓣膜的患者也承担了显著升高的血栓栓塞的风险。风险随瓣膜种类(生物的或机械的)、位置(二尖瓣或主动脉)以及是否存在诸如AF、左心室功能障碍和以前的栓子等其它因素而不同。
脑缺血
中风与脑部血流降低有关。脑部中有凝块或破裂的血管可导致中风。
神经学研究者一直在寻找防止暴露于低氧状况下的脑部遭受缺血伤害的方法，另外，许多类型的创伤性手术的主要并发症是缺氧细胞伤害(即，因低氧时期而造成的细胞伤害)。诸如涉及血流阻断和/或心脏功能操纵等的常见手术方法为这种伤害带来了重大风险。在神经元的代谢需求极高的神经系统中，由低氧造成的组织损坏的风险最大。例如，已有报道称，在冠状动脉搭桥手术后，许多患者出现了某种形式的认知障碍。
短暂性脑缺血发作(TIA)是因到脑部区域的血液供给的暂时扰动引起的，这种扰动会导致脑功能的突然、暂时的降低。在TIA中，血液供给只是被临时阻碍。例如，血凝块可以溶解并使血液重新正常流动。TIA不同于轻度中风。TIA的症状在不到24小时内，通常在不到1小时内即消失。TIA在CT或MRI扫描中不表现持久性变化。轻度中风却在这些测试中显示出变化。
通常，针对缺血伤害的治疗策略可以根据其所施用的时间来分类：缺血前、缺血中和缺血后。可认为缺血前的治疗干预是诱导组织中的耐受性。也可以认为这种干预是对脑部提供诸如神经保护等保护。有时这种治疗刚好在面临缺血或缺氧挑战之前提供，但是也可以在更早之前提供。如果在伤害之前几日提供制约刺激，则可以诱导所谓的“延迟耐受”(或“迟来耐受(late tolerance)”)。已知的可用于此的一些刺激物是缺氧、低温、长期高压氧和细胞因子等。
测试预治疗疗法是否引发脑组织的耐受或保护的一种途径是进行中风研究。在该研究中，缚住血管使流向动物脑部的血流大大降低，这将诱发中风。中风所侵害的脑部区域由缺血核心区和周围受侵害的组织(称作半暗带(penumbra))构成。通过测量这些区域的体积，可以评价诱导脑部耐受性的疗效。
缺血性骨坏死
缺血性骨坏死的字面意思是“血流不良导致的死骨”。缺血性骨坏死可具有已缓缓阻塞或严重缺乏营养的死骨或骨髓。慢性血流不良的骨会发展出纤维骨髓(纤维可存在于严重缺乏营养区)、多脂的死脂肪髓(“湿腐”)、非常干的有时为革质的骨髓(“干腐”)或者完全中空的髓隙(“成洞”)。任何骨都可受到侵害，但最常涉及的是髋、膝和颚。一般疼痛很重，但约有1/3的患者未体验到疼痛。
慢性眼病
降低的毛细管血流可能对青光眼等慢性眼病的进展具有重要意义。
黄斑变性
黄斑变性通常称作AMD或ARMD(年龄相关性黄斑变性)，它是65岁以上的美国人视力衰退和失明的主要原因。由于老年人占总人口的百分比越来越高，因此与AMD相关的视力衰退成为了越来越严重的问题。
AMD与黄斑的变性一起出现，黄斑是视网膜的一部分，负责阅读或驾驶所需的敏锐的中心视力。由于在AMD中主要是黄斑受到侵害，因此会出现中心视力衰退。该病的特点是有新血管生长到眼中。
糖尿病性视网膜病
糖尿病性视网膜病是糖尿病的损害眼睛视网膜的潜在失明性并发症。诊断为患有糖尿病的所有美国人中有半数受到此病的侵害。当糖尿病损坏了视网膜的微血管时将发生糖尿病性视网膜病。某些患有糖尿病性视网膜病的人发展出所谓黄斑水肿的病症。随着该病的进展，其将进入晚期或增生阶段。有脆弱的新血管沿着视网膜并在填充眼睛内部的透明、胶状玻璃体液中生长。若不进行及时的治疗，这些新血管会流血、使视力模糊和破坏视网膜。
类胡萝卜素是一类由类异戊二烯单元组成的碳氢化合物，所述类异戊二烯单元在该分子的中心以其排列被反转的方式相连。该分子的主链由共轭的碳-碳双键和单键组成，并且还可以具有侧基。
藏花酸已经显示出可导致兔子的动脉粥样硬化斑块形成随时间推移而降低(Gainer，J.L.和Chisoim，G.M.，Oxygen diffusion and atherosclerosis.Atherosclerosis，19：135-138，1974)。
美国专利第6,060,511号涉及反式藏花酸钠(TSC)及其用途。该专利涵盖了TSC的各种用途，例如改善氧扩散性和治疗出血性休克。
美国专利申请第10/647,132号涉及用于制备双极性反式类胡萝卜素盐(BTC)的合成方法及使用这些盐的方法。
美国专利第11/361,054号涉及改进的BTC合成方法和BTC的新用途。
美国临时专利申请第61/001,095号涉及一类促进小分子扩散的疗法。
发明内容
本发明涉及治疗患有周围血管疾病(PVD)的哺乳动物的方法，所述方法包括施用治疗有效量的反式类胡萝卜素。本发明还涉及减少具有动脉粥样硬化斑块的哺乳动物的动脉粥样硬化斑块的形成的方法，所述方法包括对所述哺乳动物施用治疗有效量的双极性反式类胡萝卜素。本发明还公开了预防或降低处于缺血事件风险之下的哺乳动物因缺血事件而造成的损害的方法，所述方法包括对所述哺乳动物施用治疗有效量的反式类胡萝卜素。本发明的其它实施方式包括治疗缺血性骨坏死或腹膜缺血的方法和治疗慢性眼病、黄斑变性或糖尿病性视网膜病的方法，这些方法包括施用治疗有效量的反式类胡萝卜素。
具体实施方式
本申请涉及使用双极性反式类胡萝卜素的对周围血管疾病的治疗，和这些化合物作为预治疗的应用。
此处通过援引将其全部内容并入本说明书中的共同拥有的美国专利申请第10/647,132号涉及用于制备双极性反式类胡萝卜素盐(BTC)的合成方法及使用这些盐的方法。此处通过援引将其全部内容并入本说明书中的共同拥有的美国专利申请第11/361,054号涉及改进的BTC合成方法及BTC的新型应用。此处通过援引将其全部内容并入本说明书中的共同拥有的美国临时专利申请第61/001,095号涉及一类促进小分子扩散的疗法。在一个实施方式中，可以使用美国临时专利申请第61/001,095号的化合物作为此处所述的双极性反式类胡萝卜素的替代物。
使用双极性反式类胡萝卜素治疗周围血管疾病
对于PVD或其任何症状，例如跛行和静止痛而言，施用双极性反式类胡萝卜素(例如TSC)无论短期还是长期都是有益的治疗。
文献中建议的一种用于检测PVD的测量方法是对腿部或足部使用经皮氧电极(TCOM)。PVD的TCOM读数低于正常个体的TCOM读数。100％的氧气将引起TCOM读数增加。如实施例1中所示，在某些条件下，TSC引起TCOM读数增加。当哺乳动物呼吸100％的氧气时或者当哺乳动物是原发性缺氧时，这一现象更为明显。
短期治疗
PVD的后果是较少的氧到达组织，因为较少的血流到达四肢。施用双极性反式类胡萝卜素为PVD提供短期治疗，在所述短期治疗中，组织和器官于治疗期间不会遭遇低氧条件。
可以通过注射(静脉注射或肌内注射)或输液，或者通过肺部、口腔或经皮的途径，施用诸如TSC等双极性反式类胡萝卜素数小时或数日(例如，1日～4日)。“治疗有效的”剂量务必具有所需的效果，即，在治疗PVD时为能够减轻症状(例如跛行)和/或增加周围动脉和静脉中的氧水平的量。对于人类，典型的剂量为0.05mg/kg～5.0mg/kg，优选为0.1mg/kg～3.5mg/kg。
可将双极性反式类胡萝卜素与氧气治疗法相联合，使更多的氧到达组织。一个实施方式采用100％的氧气，在另一实施方式中施用1.3个大气压～1.4个大气压的100％的氧气。
长期治疗
如上所述，诸如TSC等双极性反式类胡萝卜素可以改善患有PVD的哺乳动物的组织中的氧状况。此外，使用双极性反式类胡萝卜素的预处理也能显著减少缺氧一段时间后组织的受损量(参见实施例2)。最后，许多PVD病例的原因在于动脉粥样硬化的变化。双极性反式类胡萝卜素还可以减少动脉粥样硬化斑块的形成，并由此有益于长期的PVD治疗。
可通过注射(静脉注射或肌内注射)或输液，或者通过肺部、口腔或经皮途径，长期(例如5日以上、数周、数月或数年)施用双极性反式类胡萝卜素。“治疗有效的”剂量务必具有所需的效果，即，在治疗PVD时为能够减轻症状和/或增加周围动脉和静脉中的氧水平的量。对于人类，典型的每日剂量为0.05mg/kg～5.0mg/kg，优选为0.1mg/kg～3.5mg/kg。
可将诸如TSC等双极性反式类胡萝卜素与氧气治疗法相联合，使更多的氧到达组织。一种这样做的方法利用常压的或1.3个大气压～1.4个大气压的100％的氧气。
使用上列疗法施用诸如TSC等双极性反式类胡萝卜素还是诸如脑缺血或腹膜缺血等缺血、冠心病、心肌梗塞和心绞痛的有益治疗。如上施用的本发明的化合物还可用于治疗缺血性骨坏死或者治疗包括青光眼、黄斑变性和糖尿病性视网膜病在内的慢性眼病。
可通过注射(静脉注射或肌内注射)或输液，或者通过肺部、口腔或经皮途径，短期(例如为1小时～24小时或1日～4日)或长期(例如为5日以上、数周、数月或数年)施用诸如TSC等双极性反式类胡萝卜素。“治疗有效的”剂量务必具有所需的效果，即，为能够减轻症状和/或增加受侵害区域中的氧水平的量。对于人类，典型的每日剂量为0.05mg/kg～5.0mg/kg，优选为0.1mg/kg～3.5mg/kg。
可将诸如TSC等双极性反式类胡萝卜素与氧气治疗法相联合，使更多的氧到达组织。一种这样做的方法利用1.3个大气压～1.4个大气压的100％的氧气。
双极性反式类胡萝卜素作为预防或降低缺血事件影响的预治疗的应用
对患者施用诸如TSC等双极性反式类胡萝卜素是在缺血事件或缺氧事件(例如显著失血)之前的有益治疗。只要随后会发生血流降低，都可以预防性地使用双极性反式类胡萝卜素。这种血流降低可在通过出血而失血后发生，或者在动脉或静脉发生阻塞或收缩时发生。要治疗的患者包括未体验到与疾病相关的症状的患者。
虽然反式藏花酸钠(TSC)是为治疗缺氧(低氧)病症而开发，但是还已进行了研究以评估在缺氧损伤发生前提供时其对预防和减轻损害的有效性。
预治疗最经常被认作预防性治疗，并且常用于慢性疾病。例如，为防止心脏病，有人会服用抗高血压药和/或降血脂药。隐藏在这一疗法之后的逻辑是为防止发生心脏病而治疗与其密切相关的两种病症(高血压和高血脂)。预治疗通常不与急性疾病或病症发生关联。然而，也存在有关联的情况，此处所述的双极性反式类胡萝卜素预治疗即为这种情况。TSC已经用于防止缺血性损害。TSC可以降低因使用TSC治疗后发生的缺氧事件而导致的对组织的损害。
对于以下患者(包括人类在内的哺乳动物)，使用双极性反式类胡萝卜素预处理或预治疗患者是可取的：
处于缺血事件的风险之下的患者；
处于在血管、脑部、心脏或肺部中形成栓塞或血凝块的风险之下的患者。所述栓塞可以是脂肪球(脂肪栓塞)、气泡(空气栓塞)、滑石栓塞(通常发生在药物滥用之后)、脓毒性栓子(含有脓液和细菌)、动脉粥样硬化栓子或羊水；
处于中风的风险之下的患者，包括被诊断为具有阻塞的颈动脉或曾经历过短暂性脑缺血发作(TIA)的患者。在实施例2中，在脑部发生缺血性伤害前24小时对大鼠静脉施用TSC。在施用TSC与后续事件之间经过足够的时间，以使TSC在系统中得到清除。将TSC溶解在水中，并以下述方式在为期1小时内进行提供。首先，提供0.1ml的弹丸注射，然后提供慢速输注(用60分钟提供0.6ml)，最后提供另一次0.1ml的的弹丸注射。施用的总TSC剂量为0.091mg/kg。TSC施用24小时后，通过阻断颈动脉和大脑中动脉诱发局灶性脑缺血。2小时后解除阻断，24小时后测量梗塞体积(核心区加半暗带)。在诱发中风之前24小时使用TSC预治疗导致缺血的脑组织的量大幅降低，并且结果具有统计显著性(p＜0.01)。在此模型下，之前所做的使用TSC的缺血中治疗导致梗塞体积降低58％。此缺血前治疗导致梗塞体积降低65％——这与缺血中治疗的结果相似；
处于患有心肌梗塞风险之下的患者，包括已患心肌梗塞的患者，特别是在过去三个月内已患心肌梗塞的患者；
具有人工瓣膜的患者；
患有二尖瓣疾病，或者患有伴有心房纤维性颤动的二尖瓣狭窄的患者；
诊断为患有动脉粥样硬化的患者；
服用增加凝块形成的风险的药物的患者；
可能显著失血的患者，包括作战之前的士兵；
已进行了手术并处于形成凝块或栓塞的危险之中的患者；
已具有栓塞的患者；
将靠心肺机维持生命的患者；
将靠透析机维持生命的患者；
具有狭窄动脉或静脉的患者。
对于上述所有情况，处于缺血事件风险之下的患者在治疗时可能不具有与缺血相关的症状。
作为预治疗(预防性的)，可通过注射(静脉注射或肌内注射)或输液，来短期(例如45分钟～24小时，或1日～4日)施用双极性反式类胡萝卜素，为可能的缺血事件做准备，或者长期(例如5日以上、数周、数月或数年)施用，为可能的缺血事件做准备。“治疗有效的”剂量务必具有所需的效果，即，在应发生缺血事件时可降低或防止损害的量。对于人类，典型的每日剂量为0.05mg/kg～5.0mg/kg，优选为0.1mg/kg～3.5mg/kg。
作为预治疗，可将诸如TSC等双极性反式类胡萝卜素与氧气治疗法相联合，使更多的氧到达组织。一种这样做的方法利用1.3个大气压～1.4个大气压的100％的氧气。
本发明的化合物和组合物
本发明的化合物为反式类胡萝卜素类，包括反式类胡萝卜素二酯、二醇、二酮和二酸、双极性反式类胡萝卜素(BTC)和具有以下结构的双极性反式类胡萝卜素盐(BTCS)：
YZ-TCRO-ZY
其中：
Y(在两端可相同或不同)＝H或H以外的阳离子，优选为Na+或K+或Li+。Y优选为一价金属离子。Y也可以是有机阳离子，例如R4N+、R3S+，其中R为H，或者CnH2n+1，其中n为1～10，优选为1～6。例如，R可以是甲基、乙基、丙基或丁基。
Z(在两端可相同或不同)＝与H或阳离子相连的极性基团。该基团必要时可包含类胡萝卜素(或类胡萝卜素相关化合物)的末端的碳原子，该基团可以是羧酸根(COO-)或CO基(例如酯、醛或酮基)或羟基。该基团还可以是硫酸根(OSO3 -)或单磷酸根(OPO3 -)、(OP(OH)O2 -)、二磷酸根、三磷酸根或它们的组合。该基团还可以是COOR酯基，其中R为CnH2n+1。
TCRO＝反式类胡萝卜素或类胡萝卜素相关的主链(优选为小于100个碳原子)，其为直链，具有侧基(如下文中所定义)，并通常包含“共轭的”或交替的碳-碳双键和单键(在一个实施方式中，如在番茄红素中，TCRO未完全共轭)。所述侧基(X)通常为甲基，但也可以是如以下所讨论的其它基团。在一个优选的实施方案中，该主链的各单元在该分子的中心以其排列被反转的方式相连。环绕碳-碳双键的4个单键都位于同一平面。如果侧基在该碳-碳双键的同一侧，则该基团被称为顺式(也称作“Z”)；如果侧基位于该碳-碳双键的异侧，则被称为反式(也称作“E”)。在本案中，异构体将被称为顺式或反式。
本发明的化合物是反式的。顺式异构体通常是有害物并使得扩散性不增加。在一个实施方式中，使用其主链保持直链的顺式异构体。侧基的位置可相对于分子的中心点对称，也可以不对称以使分子的左侧与分子的右侧无论是在侧基类型上还是相对于中心碳原子的空间关系上都不相同。
侧基X(可相同或不同)是氢原子(H)，或具有10个以下的碳(优选4个以下的碳)的直链或支链基团(可选地包含卤素)，或卤素。X也可以是酯基(COO-)或乙氧基/甲氧基。X的实例有甲基(CH3)、乙基(C2H5)、环上具有或不具有侧基的苯基或单芳环结构、如CH2Cl等含有卤素的烷基(C1～C10)，或如Cl或Br等卤素，或甲氧基(OCH3)或乙氧基(OCH2CH3)。侧基可以相同或不同，但是所使用的侧基必须维持主链为直链。
尽管自然界存在许多类胡萝卜素，但是不存在类胡萝卜素盐。此处通过援引将其全部内容并入本说明书的共同拥有的美国专利6,060,511涉及反式藏花酸钠(TSC)。该TSC是通过将天然存在的藏红花与氢氧化钠反应并随后通过提取而制备，所述提取主要选择反式异构体。
类胡萝卜素或类胡萝卜素盐的顺式和反式异构体的存在可以通过观测溶解于水溶液中的类胡萝卜素样品的紫外-可见光谱来确定。给定光谱后，出现在380nm～470nm(该数字取决于所使用的溶剂和BTC或BTCS的链长。侧基的加入或不同的链长可以改变此峰值吸光度，但本领域技术人员能够分辨出与这些分子的共轭的主链结构相对应的可见范围内的吸收峰的存在)的可见波长范围内的最高峰的吸光度除以出现在220nm～300nm的紫外波长范围内的峰的吸光度的值可以被用来确定反式异构体的纯度水平。当反式类胡萝卜素二酯(TCD)或BTCS溶解于水中时，可见波长范围的最高峰将位于380nm～470nm之间(取决于确切的化学结构、主链长度和侧基)，并且紫外波长范围的峰将位于220nm～300nm之间。根据M.Craw和C.Lambert，Photochemistry and Photobiology，卷38(2)，241-243(1983)(此处通过援引将其全部内容并入本说明书中)，计算结果(其中对藏花酸进行了分析)为3.1，在纯化后该结果增至6.6。
使用被设计用于紫外和可见波长范围的样品池对共同拥有的美国专利6,060,511的藏花酸的反式钠盐(通过将天然存在的藏红花与氢氧化钠反应并随后通过进行主要选择反式异构体的提取而制备的TSC)进行所述Craw和Lambert分析，所得值平均约为6.8。对本发明的合成TSC进行该检测，所述比值大于7.0(例如7.0～8.5)，优选大于7.5(例如7.5～8.5)，最优选大于8。所合成的物质是“更纯的”或高度纯化的反式异构体。
优选的是，反式类胡萝卜素为藏花酸、藏花素、诸如TSC等双极性反式类胡萝卜素(BTC)或者类胡萝卜素二酯、醇或酸。
可以以各种方法配制双极性反式类胡萝卜素。可参见共同拥有的美国专利申请第10/647,132号(此处通过援引将其全部内容并入本说明书中)和共同拥有的美国专利申请第11/361,054号(此处通过援引将其全部内容并入本说明书中)。
优选的是，双极性反式类胡萝卜素为包含反式类胡萝卜素和环糊精的组合物的形式，所述环糊精例如为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精。所述环糊精可以是羟丙基-β-环糊精或2-羟丙基-γ-环糊精。在另一实施方式中，该组合物还包含甘露醇或盐水。在又一实施方式中，该组合物还包含调节pH的化合物，例如碳酸氢盐或甘氨酸。
在另一实施方式中，组合物被冻干，即为冻干的诸如TSC等双极性反式类胡萝卜素的组合物，也可以将双极性反式类胡萝卜素结晶。
以下实施例是说明性的，对于本发明的化合物、组合物和方法不具限制性。对于本领域技术人员而言显而易见的对于常见的各个条件和参数的其它适宜的改变和修改处于本发明的实质和范围之内。
实施例
实施例1
TSC引起TCOM读数增加
对于大鼠TCOM研究，使用体重均为350克～400克的雄性Sprague-Dawley大鼠。TCOM电极连接至人的胸部、腿部或足背上。使用TCOM装置(辐射计)，将电极连接至大鼠的胸部、腹部和股部区域已除毛的皮肤上。然后对大鼠施用纯氧。由连接至大鼠腹部附近(在其左侧或右侧)的电极获得了最具再现性的结果。
利用80mg/kg克他命和10mg/kg甲苯噻嗪的IP(腹膜内)注射麻醉大鼠(使其平静)。
待动物睡眠后，对大鼠的腹部区域除毛，并将TCOM电极圈连接至该区域。在电极圈与皮肤之间使用Dow Corning高真空硅脂有助于在大鼠皮肤上保持良好的密封。
连接TCOM探针后，在大鼠呼吸室内空气下，监控经皮氧张力30分钟。然后将将大鼠转换到100％的氧气下，并向其股静脉中注射TSC。之后再记录TCOM读数45分钟。下图中显示了所述持续的45分钟，可以看出，在此期间，TSC导致TCOM读数额外增加。
Figure A20088001567100211
实施例2
灶性脑缺血模型中的由反式藏花酸钠诱导的缺血耐受性
如下静脉施用反式藏花酸钠(0.091mg/kg的总剂量)或载体：1)0.1ml注射2)在接下来的60分钟内以0.01ml/分钟的速率连续输注TSC，和3)在连续输注终止30分钟后最终注射0.1ml的TSC。24小时后，通过同时阻断颈总动脉(CCA)和大脑中动脉(MCA)，使动物进入暂时的缺血时期(120分钟)。在缺血事件24小时后测量梗塞体积。
使用体重均在330g～370g之间的成年雄性Sprague-Dawley大鼠检验TSC对于灶性缺血伤害的效果。所有步骤都经弗吉尼亚大学动物管理委员会批准。最初使用4％的氟烷在氧气中的混合物在室中麻醉动物。完全麻醉后，进行经口气管插管，将经口气管导管连接于呼吸器(RodentVentilator model 638，Harvard Apparatus，Holliston，MA)。对右股动脉和静脉进行插管以用于血压监控、反复的血气分析(348 Blood Gas Analyzer，Bayer HealthCare，Tarrytown，NY)和药物输注。连续监控直肠温度，并利用加热灯将其保持为37℃。操作期间，将氟烷浓度控制为在N2∶Q2(50％∶50％)中为1.5％左右，以将平均动脉血压保持为110mmHg左右。
三血管阻断模型：
通过夹住(Sundt AVM microclip No1，Codman & Shurtleff，Inc.，Raynham，MA)位于豆纹动脉起始处远端的点的MCA来进行灶性缺血。同时闭合两个CCA周围的聚丙烯缝合环(suture loop)。目视可确认血流的减少。缺血开始后120分钟时除去MCA上的微型夹和两个CCA周围的聚丙烯圈套器，并通过直接观察确认再循环。24小时后，计算梗塞体积。
缺血开始24小时后，使用过量的戊巴比妥麻醉动物，并通过断头术将其杀死。迅速取出大脑，并使用Mcllwain组织切片机将其切割为2mm厚的冠状切面，在37℃下使其在2％的氯化2，3，5-三苯基四氮唑(TTC)的磷酸盐缓冲盐水中染色5分钟，然后将其置于10％的多聚甲醛溶液中。使用图像分析软件(Scion Image Beta 4.02，Scion Corporation，Frederick，MD)将各个切面中的梗塞面积求和，由此计算阻塞体积。另外，测量被阻断的MCA同侧和对侧的脑半球的面积，并以相似的方式计算各半球的总体积。利用以下公式计算校正过膨胀的实际梗塞体积：总梗塞体积×(对侧脑半球体积/同侧脑半球体积)。文本和图中所显示的值都是计算的实际梗塞体积。
结果：
三血管阻断(3VO)得出的仅用3VO(3VO-only)组和3VO+载体组的脑梗塞体积分别为165.6±47.2mm3和133.9±17.5mm3(平均值±SEM)。这两个组中的梗塞体积没有显著的不同(单因素方差分析)。反式藏花酸钠实质上降低了梗塞体积，在3VO+TSC组中梗塞体积为57.7±16.2mm3。当将3VO+TSC组与仅用3VO组或3VO+载体组比较时，所述梗塞体积的降低具有统计显著性(p＜0.01，利用Hoim-Sidak事后检验的单因素方差分析)。
下图显示了比较以下三个组的结果：仅用3VO(大鼠未接受预治疗，但其三个动脉被阻断)、3VO+载体(大鼠接受不含TSC的注射，并且其三个动脉被阻断)、3VO+TSC(大鼠接受TSC的预治疗注射，并且其三个动脉被阻断)。
Figure A20088001567100231
对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以对本发明的化合物和组合物进行大量修饰和添加，而相关的方法并不脱离所公开的本发明。

Claims (36)

1.一种治疗患有周围血管疾病的哺乳动物的方法，所述方法包括：施用治疗有效量的反式类胡萝卜素。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述周围血管疾病是周围动脉疾病。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述哺乳动物是人，并且所述人的踝/臂指数小于1。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述哺乳动物是人，并且所述人的踝/臂指数小于0.6。
5.一种减少具有动脉粥样硬化斑块的哺乳动物的动脉粥样硬化斑块形成的方法，所述方法包括：对所述哺乳动物施用治疗有效量的双极性反式类胡萝卜素。
6.一种预防或降低处于缺血事件风险之下的哺乳动物因缺血事件而造成的损害的方法，所述方法包括对所述哺乳动物施用治疗有效量的反式类胡萝卜素。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述处于缺血事件风险之下的哺乳动物不具有缺血相关的症状。
8.如权利要求6所述的方法，其中，所述处于缺血事件风险之下的哺乳动物是颈动脉阻塞的哺乳动物。
9.如权利要求6所述的方法，其中，所述处于缺血事件风险之下的哺乳动物是处于中风风险之下的哺乳动物。
10.如权利要求6所述的方法，其中，所述处于缺血事件风险之下的哺乳动物是处于形成栓塞或血凝块风险之下的哺乳动物。
11.如权利要求6所述的方法，其中，所述处于缺血事件风险之下的哺乳动物是处于显著失血风险之下的哺乳动物。
12.如权利要求6所述的方法，其中，所述处于缺血事件风险之下的哺乳动物是具有狭窄动脉的哺乳动物。
13.一种治疗患有心绞痛的哺乳动物的方法，所述方法包括施用治疗有效量的反式类胡萝卜素。
14.一种治疗缺血性骨坏死或腹膜缺血的方法，所述方法包括：施用治疗有效量的反式类胡萝卜素。
15.一种治疗慢性眼病、黄斑变性或糖尿病性视网膜病的方法，所述方法包括：施用治疗有效量的反式类胡萝卜素。
16.如权利要求1、5、6、13、14或15所述的方法，其中，通过静脉施用来施用所述双极性反式类胡萝卜素。
17.如权利要求5、6、13、14或15所述的方法，其中，通过肌内施用、口服、肺部施用或经皮施用来施用所述双极性反式类胡萝卜素。
18.如权利要求5、6、13、14或15所述的方法，所述方法还包括对所述哺乳动物施用氧气。
19.如权利要求5、6、13、14或15所述的方法，其中，所述双极性反式类胡萝卜素为包含反式类胡萝卜素和环糊精的组合物的形式。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述环糊精是α-环糊精。
21.如权利要求19所述的方法，其中，所述环糊精是β-环糊精。
22.如权利要求19所述的方法，其中，所述环糊精是2-羟丙基-β-环糊精。
23.如权利要求19所述的方法，其中，所述环糊精是γ-环糊精。
24.如权利要求19所述的方法，其中，所述环糊精是2-羟丙基-γ-环糊精。
25.如权利要求5、6、13、14或15所述的方法，其中，所述反式类胡萝卜素是藏花酸。
26.如权利要求5、6、13、14或15所述的方法，其中，所述反式类胡萝卜素是盐。
27.如权利要求5、6、13、14或15所述的方法，其中，所述反式类胡萝卜素盐是反式藏花酸钠。
28.如权利要求5、6、13、14或15所述的方法，其中，所述反式类胡萝卜素是反式类胡萝卜素二酯、醇或酸。
29.如权利要求5、6、13、14或15所述的方法，其中，所述反式类胡萝卜素是藏花素。
30.如权利要求19所述的方法，进一步包括甘露醇。
31.如权利要求19所述的方法，进一步包括盐水。
32.如权利要求19所述的方法，进一步包括调节pH的化合物。
33.如权利要求32所述的方法，其中，所述调节pH的化合物选自由诸如碳酸氢盐或甘氨酸这样的缓冲剂组成的组。
34.如权利要求19所述的方法，其中，所述组合物被冻干或结晶。
35.如权利要求19所述的方法，其中，所述组合物为冻干或结晶的双极性反式类胡萝卜素的组合物。
36.如权利要求5、6、13、14或15所述的方法，其中，所述双极性反式类胡萝卜素是反式藏花酸钠。
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