非镇静巴比土酸盐化合物用作神经保护剂的制作方法
专利名称：非镇静巴比土酸盐化合物用作神经保护剂的制作方法
技术领域：
本发明的背景技术本发明涉及以一种有效的方式和剂量给药的非镇静巴比土酸盐化合物的应用，这种有效的方式和剂量可使这些药物和/或它们的活性代谢物在血液中和脑中含量足以提供一种神经保护作用。特别是，本发明的方法和制剂能够治疗大脑局部缺血、脑外伤和其它急性的神经损伤，并且可预防继发的神经损害。
在美国，局部缺血(中风)是第三位的致死原因。当大脑血液供应下降低于致命阈值时，一连串的生物化学变化导致神经不可逆转的损害和脑梗塞。对治疗和预防局部缺血已有广泛的研究，但遗憾的是，它只停留在一个基础阶段，而且尚无适当的治疗方法是实际可行的(10)。
高浓度的巴比土酸盐已经显示出在啮齿动物和灵长类动物的大脑局部缺血中具有神经保护作用，可以降低局部缺血脑梗塞的程度，并且可以预防或减轻脑损害(1-4)。一种关于巴比土酸盐如何预防缺血性神经损害的理论是它们抑制了由局部缺血所诱发的神经递质不可控制的释放，这些神经递质的释放可以达到导致神经死亡的高神经毒性的浓度(5)。
关于麻醉性巴比土酸盐对神经保护作用的文献报导已逾二十年，但是由于毒性，巴比土酸盐的临床应用受到了严格限制。产生神经保护所必须的剂量和在血液中和脑中的水平是具有毒性的，并且可以引起嗜睡、神志不清和昏迷。甚至于理应是更有效的较高剂量，却是致死性的(1-4，6)，这使得巴比土酸盐不适于治疗局部缺血(1)。这些毒副作用为巴比土酸盐在剂量上设立了一个“功能性上限”，并且使得对巴比土酸盐防止缺血的用途作进一步研究丧失了信心。
Levitt等，U.S.4,628,056描述了非镇静的氧代嘧啶(oxopyrimidine)衍生物以及它们用作抗惊厥剂、抗焦虑剂和肌肉松弛剂的用途。此文献没有提出这类化合物可用作神经保护剂。事实上，甚至在已发表的关于将巴比土酸盐用于神经保护的论文中，也没有涉及非镇静巴比土酸盐化合物。人们普遍地相信巴比土酸盐的抗惊厥和神经保护作用与它们的镇静/安眠作用相关。例如，Lightfoote等提出戊巴比妥的保护作用是由于巴比土酸盐诱导的持续麻醉所致(3)。对细胞受体水平的生物化学研究已经加强了这种观点，这些研究将所有这些作用与GABA受体的作用联系起来。因此，现有技术教导不要将镇静性巴比土酸盐用于神经保护，原因是它们具有毒性，而且也教导不要用非镇静巴比土酸盐作为神经保护剂，原因是它们缺乏镇静或麻醉性。
发明概述总之，本发明涉及非镇静巴比土酸盐例如1，3-二甲氧基甲基5，5-二苯-巴比土酸(DMMDPB)、1-一甲氧基甲基5，5-二苯-巴比土酸(MMMDPB)和二苯-巴比土酸(DPB)和它们的前体、衍生物和类似物、以及它们的给药剂量范围即该剂量范围导致这些药物和它们的代谢物的血液水平和脑水平的范围使这些药物能够用作神经保护剂。特别是，本发明涉及应用非镇静巴比土酸盐治疗大脑局部缺血、脑外伤和其他急性神经损伤。
有许多情况可预先清楚地确定存在大脑局部缺血的高危人群，例如正接受心脏外科手术或颈动脉动脉内膜切除术者，以及具有心房纤颤、一过性缺血发作(TIAs)、细菌性心内膜炎、中风、或由于脑动脉瘤所致的蛛网膜下出血者。在这些情况中，一种非镇静巴比土酸盐可预防性地用于具有缺血损害危险的人群。这些药物也可以在急性发作后使用。这些化合物可以以口服剂型如片剂、胶囊、液体或经过静脉内或其他的胃肠外途径给药。
以前用巴比土酸盐治疗脑缺血发作的努力已经失败，而本发明在这一点上获得成功。本发明解决了以前被认为是不能解决的问题，即巴比土酸盐神经保护剂量的毒性作用。本发明在不降低效力的情况下避免了现有技术中已知的巴比土酸盐的毒性和镇静作用。
本发明满足了人们长期存在的一种对无毒神经保护剂的需要，并且本发明与现有技术中关于巴比土酸盐不能产生临床上有意义的神经保护作用的教导是相反的。按照本发明，可以将巴比土酸盐的抗惊厥与镇静作用分开，而巴比土酸盐的神经保护作用与抗惊厥作用更相关，而不是镇静作用。
本发明与现有技术不同之处在于对神经保护有效的特定化合物、它们的修饰物以及剂量的认识，而以前没有认识到。
本发明是一种对哺乳动物优选是人提供神经保护的方法。该方法包括给该哺乳动物服用一种有效剂量的非镇静巴比土酸盐，此剂量可以提供一种神经保护作用。用于本发明的非镇静巴比土酸盐包括一种或多种选自由1，3-二甲氧基甲基5，5-二苯-巴比土酸(DMMDPB)、1-一甲氧基甲基5，5-二苯巴比土酸(MMMDPB)和二苯巴比土酸(DPB)组成的组。上述化合物的前体、衍生物和类似物，以及所有上述化合物的盐也适于实施本发明。
非镇静巴比土酸盐的神经保护有效量，优选超过一种镇静巴比土酸盐产生昏迷的剂量。根据该哺乳动物的特定需要，非镇静巴比土酸盐的剂量可以超过用一种镇静性巴比土酸盐可能致死的一种剂量。本发明方法的这种意想不到的和看上去似乎是反常的作用还进一步反映在本发明方法可能用的相对剂量水平上。
而且，非镇静巴比土酸盐的神经保护剂量超过了该巴比土酸盐的最小抗惊厥剂量。在本发明的一些实施方式中，非镇静巴比土酸盐的有效剂量范围大约是抗惊厥剂量的2倍至5倍。在其它方面，哺乳动物需要的非镇静巴比土酸盐的有效剂量范围是该非镇静巴比土酸盐抗惊厥剂量的大约5倍至10倍，甚至更高，只要这种剂量临床上可以接受。
有利的是，本发明方法的神经保护作用可以用于减轻大脑局部缺血的影响。该非镇静巴比土酸盐可以口服、静脉内、经皮、与一种辅药联合给药、或通过一种微粒或气雾吸入剂经肺给药。而且，在本发明的范围内，还可以以一种临床可接受的剂量，预防性地(preventively)、预防性地(prophylactically)或治疗性地服用这种非镇静巴比土酸盐。可在出现明显的神经损害之前预防性地服用，或在神经损害开始后治疗性地服用这种化合物。神经保护作用减轻了由脑外伤或大脑局部缺血所致的神经损害，或者保护了患者免受这种神经损害。此化合物可与心脏手术或颈动脉内膜切除术联合应用。该哺乳动物患者可以已经患有或者具有心房纤颤、一过性缺血发作(TIA)、细菌性心内膜炎、中风、脑外伤、或者蛛网膜下出血的危险。
一般说，为了获得神经保护作用，非镇静巴比土酸盐的给药剂量要足以使巴比土酸盐的血液浓度至少达到大约30μg/ml，优选至少大约100μg/ml，特别优选至少大约250μg/ml，并且可能高达200-300μg/ml，甚或更高。相反，所报道的苯巴比妥的治疗浓度范围较低，血液水平为10-30μg/ml(6)。这样，优选的范围在或高于大约25、30、50、75、100、200、250或300μg/ml。
本发明包括一种含有一种非镇静巴比土酸盐的药物组合物，其给药的有效剂量可具有神经保护作用。优选的是，非镇静巴比土酸盐的口服给药剂量范围为大约25至大约1,500mg/kg体重/日。优选该剂量高于大约25mg/kg体重/日，或高于大约l00mg/kg体重/日，或高于250mg/kg体重/日。一种优选剂量是在药理上相当于大鼠的大约1000mg/kg体重/日的剂量。这样，剂型可以是一次或多次足以提供等于或大于大约15、20、25、50、70、100、250、500、1000或1500mg/kg体重/日的剂量。
在人体试验中，令人意想不到地发现DMMMDPB，一种神经保护剂化合物，在人体中比在大鼠或狗中吸收得更好。还发现DMMDPB的半衰期以及MMMDPB和DPB的半衰期长于在大鼠或狗中的半衰期。特别是，当剂量为20mg/kg体重/日时，在人体中接受治疗两周后，DMMDPB、MMMDPB和DPB的半衰期分别为20hrs、20hrs和50hrs左右。同样，以20mg/kg体重/日的范围给药7天后，药物血液中最大浓度分别为1.2μg/ml、36μg/ml和43μg/ml。
在人体中意想不到的高吸收和长的半衰期，使得口服剂量低于预测剂量而使获得有实际价值的血液水平成为可能。因此，例如大约15mg/kg体重/日的给药剂量，巴比土酸盐血液总水平(即DMMDPB+MMMDPB+DPB)可达到＞53μg/ml；20mg/kg体重/日的给药剂量，巴比土酸盐血液总水平可达到＞72μg/ml。高于100μg/ml的非镇静巴比土酸盐的血液水平是在大约40至大约100mg/kg体重/日的给药剂量获得的，这些都是在本发明的范围内。在非镇静巴比土酸盐胃肠外给药的情况下，每日给药剂量低于25mg/kg体重/日可以获得类似的血液浓度。但是，第一日负荷剂量仍需要大于25mg/kg的初始给药剂量。
本发明提供了一种制品，它包括一个容器，该容器包含一种药物组合物和一个关于用作神经保护剂使用说明的标签，该药物组合物包含一种非镇静巴比土酸盐化合物，其含量是在给需要神经保护的患者服用后可产生有效的神经保护作用的量，以及一种药物可接受的载体或赋形剂。
另一个实施方式是一种提供神经保护的方法，包括(a)诊断一名患者需要大脑神经保护，(b)选择一种非镇静巴比土酸盐，和(c)向该患者提供某一剂量的非镇静巴比土酸盐，该剂量足以使其在该患者脑中的浓度提高至一个能够提供有效神经保护的水平。
从本发明说明书的说明和实施例中可清楚地看到本发明的其它目的和优点。
优选实施方式的详细描述在本发明所描述的优选实施方式中，为了进行清楚地描述，采用特定的术语。但是，本发明并不是要被限制在所选择的特定术语上。应当理解的是每一个特定的组成部分包括所有的技术等价物，它们能以一种相似的方法达到一个相似的目的。这里所引用的每一文献均收编在参考文献中，如同它们每一篇单独引入一样。
术语“非镇静巴比土酸盐”包含在Levitt等的U.S.4,628,056中描述的5，5-二苯巴比土酸这类抗惊厥化合物，以及具有非镇静神经保护活性的代谢前体和代谢物，以及衍生物和结构类似物(包括它们的加成盐)。具有非镇静性的其他巴比土酸衍生物也在本发明的范围内。
巴比土酸的衍生物、前体和类似物包括下式的巴比土酸 其中，一个或多个氮是被低级烷基取代或被低级烷氧基取代的低级烷基取代；或者R1和R2中至少一个与该氮一起，形成该甲酰胺衍生物的氨基甲酸酯、酰胺、或缩醛，即R1或R2是CO2R、COR或者CH(OR)2。甲基醚基团是优选的R1和R2基团，并且甲氧基甲基更优选。甲基也是R1和/或R2的一个优选的基团。本发明的其它巴比土酸衍生物是氨基甲酸酯、酰胺和缩醛，其中R1或R2中的一个或两个是CH2OR5，其中R5是低级烷基、烷芳基或苯甲基；CO2R6，其中R6是低级烷基或芳基；COR7，其中R7是氢、低级烷基或芳基；或者CH(OR8)2，其中R8是一个低级烷基。
R3和R4的优选基团是芳基、苯基、用卤素或低级烷基取代的苯基、苯甲基、其中的芳环被卤素或低级烷基取代的苯甲基、低级烷基或被芳香部分取代的低级烷基。芳基代表任何碳环，例如苯基、萘基和更高级的类似物，以及被一种或多种杂原子例如硫、氧和氮取代的杂环。按照本发明，非镇静巴比土酸衍生物是那些其中R3和R4中至少一个为一个芳环或一个含有例如芳基、苯基、被取代的苯基、苯甲基、被取代的苯甲基或芳基烷基部分的芳环。该芳环上的优选取代基是甲基、乙基和氟。苯基和被取代的苯基是R3和R4的优选。其中R3和R4均为苯基的实施方式最为优选。
在优选的化合物中，R1和R2其中之一为氢，或者R1和R2中的一个或两个为甲基或烷氧基甲基，优选甲氧基甲基。R3和R4中至少一个和优选二者均优选为苯基或被取代的苯基、甲苯基、氟苯基、乙苯基。
正如我们可以容易地理解的那样，上述化合物的盐也应当被考虑，包括有机盐，例如酸加成盐和碱加成盐。
为了使化合物落入这一种类的范围内，此化合物必须(1)是一种巴比土酸的化学衍生物，(2)不具有镇静性，其含义是这样的一种可用的剂量，即该剂量使患者保持清醒和有意识，也就是说没有被麻醉，以及(3)在此所述的动物模型或人中，在一个对相关动物种类无毒的剂量下显示出神经保护活性，或在一种现在已知的或以后被发现的在用作体内神经保护模型的试验中显示出活性。
这些巴比土酸衍生物在患者中可以既是前药，又是活性成分，因此，可以联合使用以产生所需的神经保护的药效作用。用这样的化合物可以容易地获得持续的水平。
因此，某些巴比土酸盐化合物已经被开发出来并且这些化合物即使在非常高的脑内浓度下也具有抗惊厥活性，而不是镇静作用(这些非常高的脑浓度对于其他的巴比土酸盐将会是致死的)。按照本发明，应用这种化合物可对处于危险的动物或遭受一种或多种局部缺血发作危险的动物(例如脑中动脉闭塞的动物模型)起神经保护作用，同时这些化合物不会引起其他巴比土酸盐当达到预防局部缺血性脑损害所需的浓度时的毒性作用。
如此处所述，非镇静巴比土酸盐药物在一个由脑中动脉闭塞所致的病灶性大脑局部缺血的大鼠模型中减轻或预防局部缺血性脑损害。这证明在人中具有实用性。
在一种本领域中已知的可再生的、可预测的大脑局部缺血的模型中，通过伴随全身性低血压的两侧颈动脉闭塞而在纹状体和大脑皮层中产生了选择性的神经损害。所造成的该大脑局部缺血引起纹状体中兴奋毒性神经递质和多巴胺的释放。戊巴比妥抑制这种局部缺血诱导的释放，这表明巴比土酸盐神经保护的一种可能机制(5)。发现戊巴比妥的神经保护剂量为70mg/kg。目前也已知几种神经保护麻醉剂(异氟烷、依托咪酯、丙泊酚)对神经递质释放的抑制作用。
上述和类似的动物模型(参见实施例)均可被用于(1)分析一种具有抗惊厥特性而基本上不具有或根本不具有麻醉活性的非镇静巴比土酸盐是否可以在纹状体或海马中提供神经保护，以及(2)确定该活性成分是否可以预防或减少与局部缺血相关的神经递质的释放。神经递质非受控或非调节地释放是局部缺血损害的一种假定机制。对于可以抑制神经递质释放的非镇静巴比土酸盐来说，此方法可以作为一种预测本发明化合物实用性的生化检测方法，并且本发明包含了这些方法。
通过进行一种剂量反应研究并测定该药物不同剂量下神经损害的统计学显著性差异，可证明和鉴定本发明的神经保护作用。此研究产生的剂量反应曲线可用于比较一种试验化合物神经保护作用和镇静作用的相对程度。
通过大脑中动脉(“MCA”)闭塞在大鼠中诱导大脑局部缺血(7-9)。该闭塞可以一种不可逆或可逆的方式出现。在后一种情况下，血流在一段时间后恢复。这样，这些动物标本适于制成人的各种类型中风模型，并且可用于确定一种药物的神经保护作用。这种模型可用以观察脑损害的预防，并且可评价此药物用于有局部缺血性中风危险的人时减轻由某一局部缺血所诱导的继发性脑损害。由于它们在不可逆性局部缺血和可逆性局部缺血模型中通过恢复血流预防脑损害，因此本发明的化合物还可以单独或与其它的活性成分联合用于治疗急性局部缺血性中风。此处其它的活性成分例如为溶血栓素如纤溶酶原激活剂在循环恢复时可以减轻脑梗塞的程度。
术语“治疗”包括用本发明化合物预防性地预防或抑制一种不希望出现的病情，以及治疗性地解除或减轻该病情的程度或症状。按照本发明的治疗是给患有一种需要这样治疗的疾病或症状的人或其他动物用药。治疗还包括将此化合物用于体外的细胞或器官。治疗可以全身或局部用药。
本发明的非镇静巴比土酸盐组合物可以被配制成含有适宜的药物可接受的载体、赋形剂或稀释剂的“药物组合物”。如果适宜，该药物组合物可以被配制成包括但并不局限于固体、半固体、液体或气体形式的制剂，例如片剂、胶囊、粉末、颗粒、软膏、溶液、栓剂、注射剂、吸入剂和气雾剂，以常用的方式用于它们各自的给药途径。
可使用本领域已知的方法使该组合物达到定期释放，或者阻止该组合物的代谢、释放或吸收，直至它已经到达了它的预定的目标位置。应当使用一种药物上可接受的制剂，该制剂不会使本发明药物的活性失活。
在药物的剂量形式中，该组合物可以单独使用或适当地与其他具有药物活性的化合物结合以及联合使用。
本发明的药物组合物可以通过不同的途径传送，并且可以被传送到动物体的不同位置以获得所需的神经保护作用。可以通过将此组合物注射、输注、敷用或滴注至一个或多个体腔，或者通过将一种气雾剂吸入或吹入，完成局部或全身的传送。胃肠外给药可以在肌肉内、静脉内、腹膜内、皮下真皮内、或者表面进行。
本发明的组合物可以以单位剂量形式提供，其中每个剂量单位，例如茶剂、片剂、溶液或栓剂，包含一种预定量的活性药物或前药，它单独存在或与其他药物活性成分适宜地结合。术语“单位给药形式”是指物理上的分散单位(discrete units)，它适于作为人和动物患者的单位剂量，每个单位包括一种预定量的本发明的组合物，该组合物单独或与其他的活性成分联合存在，以一种足以产生所需作用的量计算，并结合药物可接受的稀释剂、载体(例如液体载体例如生理盐水溶液、一种缓冲溶液、或其他生理上的含水溶液)或赋形剂。本发明的新的单位给药形式的规格依赖于所要达到的特定作用和特定的患者中该药物的特定药效。
该组合物的“有效量”，是指在患者中产生所需要的药物作用的剂量。这可以用本领域中普通技术人员已知的任一种最终结果进行监测。该“有效量”将依赖于通过一种或另一种给药途径传送的特定给药形式的生物利用度。本发明化合物的神经保护性的剂量和血液水平至少是一种镇静巴比土酸盐的抗惊厥剂量的2倍，优选至少大约5至10倍。以大鼠的数据为基础，戊巴比妥抗惊厥的ED50大约为50-100mg/kg。给药剂量为1g/kg的一种非镇静巴比土酸盐经过7天，可以保护大鼠对抗脑局部缺血。基于以上讨论的在人体中吸收的增强，相似或较低的剂量适宜于人体。
在以下实施例中所使用的每种活性成分的量，是对其范围提供一般性的指导，本领域熟练的技术人员可利用此范围使本发明的剂量和方法最佳化。而且这种剂量范围不排除某一种组分的较高或较低剂量，这在某一种具体应用中可能被认为是正确的。例如，实际的剂量和时间安排可以根据该组合物是否与其他的药物联合给药而变化，或者根据药动学、药物的清除和代谢中个体间差异而变化。同样，在体外应用时用量也可以变化。在不影响试验的情况下，按照一种具体条件的需要，本领域的普通技术人员可容易地调整剂量。
在对本发明进行一般性描述后，通过参考下列实施例可以更容易地理解本发明。下面的实施例是举例说明，而不是用于对本发明进行限制，除非特别注明。
实施例1一般设计在处于可逆性或不可逆局部缺血的大鼠中试验非镇静巴比土酸盐(NSB)药物。给予不同剂量的药物。与一种阴性对照药(安慰剂)和一种阳性对照药戊巴比妥(一种已知的具有神经保护性但是具有镇静性的巴比土酸盐)进行神经保护作用的比较，所给剂量已知可减少大脑局部缺血梗塞容积(1-4)。
在局部缺血损伤后的几天处死动物，检查大脑以测定脑梗塞的容积，此作为该些药物减少局部缺血性脑损害的测定结果。在处死之前对这些动物进行临床检查，并分级，以确定这些药物对局部缺血性“中风”后的相关功能是否具有有益的作用。
优选四种试验模型用于试验此NSB药物的神经保护作用。参见Welsh，K.M.A等的《脑血管病入门》中第34章Ginsberg，M.D.的“球性和灶性大脑局部缺血的动物模型”(学术出版社，纽约，1997)和Pulsinelli WA，Brierley JB的“非麻醉大鼠两侧半球缺血的一种新模型”(《中风》1979May-June 10(3)267-72)。
1.大脑中动脉(MCA)闭塞引起的不可逆的局部缺血；2.MCA闭塞引起的可逆性缺血；3.夹闭主动脉一段确定的时间而引起的短暂性球性缺血；和4.烧灼两侧椎动脉和可逆性夹闭颈总动脉引起的短暂性球性缺血。
在每种试验模型中，用下列任一种治疗各组大鼠1.阴性对照药(安慰剂)，经鼻胃(NG)管给药；
2.阳性对照药剂量为70mg/kg的戊巴比妥，经腹膜内(IP)给药；3.NSB化合物DMMDPB(或一种在本发明中试验其可用性的化合物)，以500mg/kg至1500mg/kg的剂量，在试验性梗塞前，经NG管给药7天。
比较所得结果。
实施例2不可逆的大脑局部缺血结扎颈动脉造成不可逆MCA闭塞，然后将一种丝插入MCA起端，同时将动物保持在氟烷麻醉下。通过激光多普勒测定MCA中的血流，并将发生血流明显下降的那些动物视为存在大脑局部缺血，而且认为存在随后发生损害(即中风)的危险。事实上，MCA血流未出现急剧下降的动物中没有发生临床中风。MCA血流出现下降的所有动物均发生中风。
然后跟踪具有危险的动物的行为，并应用如下的Bederson分级标准，根据临床发现进行计分0无中风迹象1轻度中风2中度中风3重度中风处死存活3天的那些动物，检查它们的大脑。将水合氯醛给予要处死的动物(35mg/kg IP)，并通过用肝素化的0.9％生理盐水进行心内灌注，然后用10％缓冲福尔马林固定它们的大脑。小心地从颅穹隆中除去大脑，保持蛛网膜完整，同时使颅内血管在下面。将固定的大脑在80℃下冷冻。在-20℃的恒冷切片机中，以400μm的间隔，切下厚度20μm的冠状切片，将其在一个60℃的热板上干燥，在90％的乙醇中固定10分钟，并用苏木精和曙红(7)染色。与其余的脑相比，梗塞的脑是苍白色的。通过脑切片的显微镜检查和梗塞容积(mm3)的计算测定梗塞脑的量。
结果显示在下面表1和2中。因为不是所有的动物用该方法都出现MCA血流量的下降，所以各组之间的样本量不同。所有的动物均用DMMDPB治疗7天，剂量为1000mg/kg/天。
表1DMMDDPB对大脑局部缺血引起的死亡的影响
在用DMMDPB治疗7天的大鼠的研究中所列的其它剂量表明雌性大鼠的血液水平显著高于雄性大鼠。特别是在DMMDPB剂量为500mg/kg，雄性大鼠的巴比土酸盐总水平为59μg/ml，雌性大鼠为170μg/ml。剂量为1000mg/kg时，雄性大鼠的巴比土酸盐总水平为77μg/ml，雌性大鼠为227μg/ml；剂量为2000mg/kg时，雄性大鼠的巴比土酸盐总水平为110μg/ml，雌性大鼠为328μg/ml。因此在剂量相同时，雌性大鼠的血液水平始终是雄性大鼠的250％-300％。此数据显示一种“剂量反应效应”或“血液水平反应效应”的类型，因而较高的血液水平与上面表格的结果中雌性大鼠较高的存活率相关。
表2表1的前9个动物的神经病学状态
病理学(肉眼可见和显微镜检查)显示用戊巴比妥和DMMDPB预治疗动物的缺血容积较小。
因此，证明DMMDPB可防止动物死亡。其它数据表明DMMDPB治疗的动物与安慰剂组相比，没有出现镇静作用。相反，戊巴比妥治疗的动物被麻醉，并且不动。在无镇静剂量的神经保护作用比得上或者优于镇静性戊巴比妥的作用，但没有镇静的副作用，特别是在第2天时。
DMMDPB的这些神经保护作用是预料到的，因为一甲氧甲基二苯巴比土酸(MMDPB)和推定的药理学活性化学组成部分二苯巴比土酸(DPB)都是DMMDPB的代谢产物。事实上，在经过1-30天的动物研究中，DMMDPB快速地代谢为MMMDPB，并且最终代谢为DPB。
人的临床研究结果表明血液水平的模式与动物的模式相似DPB＞MMMDPB＞DMMDPB。还显示了相同的模式，其中DMMDPB的血液水平最小，MMMDPB和DPB浓度较高。神经保护的这一动物模型可预料人的神经保护，因为(1)这种化合物在动物中的代谢特性可预料人的代谢，而且(2)在动物中的抗惊厥活性与在人中的抗惊厥活性相关。
尽管以前发现了几种镇静巴比土酸化合物在动物模型中具有神经保护作用，为在人体中研究提供了一些有益作用，但是它们的镇静作用和其它神经病学和心理学副作用阻碍了它们的应用，即使是很短时间的应用。这些副作用使它们对处于中风高度危险中的患者的预防性治疗不能实现。相反，本发明的NSBs在人体中的副作用最小。因此，现在可清楚，二苯巴比土酸及其前体、相似化合物和衍生物形成一类或一族适于人体神经保护用的化合物。
实施例3可逆性大脑局部缺血模型按照实施例1(上述)对大鼠进行预治疗并进行相似的步骤，除了在30至60分钟后除去闭塞MCA的丝，恢复通过MCA的血流以外。然后对大鼠进行临床观察3天，对它们中风程度进行分级，然后按照实施例处死它们。除去大脑，按照上面所述的方法进行检查。
在这些条件下NSB化合物显示具有神经保护作用。
实施例4按照实施例1(上述)对大鼠进行预治疗，然后在乙醚麻醉期间，通过第一颈椎的腋小空电烙大鼠的椎动脉。然后将可逆性夹子宽松地夹在颈总动脉。24小时后，对清醒的大鼠进行试验，夹紧颈卡环，产生4-血管闭塞。在4-血管闭塞10至30分钟后，除去卡环，72小时后通过灌注固定法处死这些动物。未治疗的大鼠在4-血管闭塞20至30分钟后常规地表现出缺血性神经元损伤。评价前脑的多个区域，包括H1和正中旁海马，纹状体和后新皮层。在这些条件下非镇静巴比土酸盐显示具有神经保护作用。
在此说明书中举例说明和讨论的这些实施方式仅仅是为了将发明人所知的作出本发明和应用本发明的最佳方法教给本领域的技术人员。本说明书中的任何内容均不应当被认为是要限制本发明的范围。可对本发明的上述实施方式进行修饰和修改，并且在没有背离本发明的情况下，本领域的技术人员可根据自己对上面内容的理解加入或省去一些组成部分。因此可认识到，本发明在其权利要求和它们等同物的范围内，除了特地指出之外，均是可以实施的。
参考方献1.Hoff JT，Smith AL，Hankinson HL，Nielsen SL. 巴比土酸盐预防灵长类中的大脑梗塞。Stkroke 1975；628-332.Levy DE，Brierley JB.延迟服用戊巴比妥限制了沙土鼠中的缺血性脑损害。
3.Lightfoote WE II，Molinari GF，Chase TN.通过麻醉改善大脑局部缺血性损害。Stroke 1977；8627-6284.Corkill G，Chilovani OK，McLeish I，McDonald LW，Youmans JR.用于试验性中风中脑保护的戊巴比妥的给药时间。Surg Neurol 1976；147-1495.Bhardwaj A，Brannan T，Weinberger J.戊巴比妥抑制脑缺血性纹状体中多巴胺的细胞外释放。J.Neural Transom 1990；82111-1176.Masuda Y，Utsui Y，Shiraishi Y，Karasawa T，Yoshida K，ShimizuM.在实验动物中苯妥英、苯巴比妥、carbarnapezine、和3-氨磺酰甲基-1，2-苯并异 唑(AD-810)(一种新的抗惊厥剂)的血浆浓度与它们的抗惊厥或神经毒性作用之间的关系。Epilepsia 1979；20623-6337.Brint SB，-Jacewicz M，Kiessling M，Tanabe J，Pulsinelli W.大鼠中的灶性大脑局部缺血通过串联闭塞大脑中动脉和同侧的颈总动脉的远端造成可再生的新皮质梗塞的方法。J Cerebral Blood Flow Metab1988；8474-4858.Garcia JH，Wagner S，Liu K-F，Hu X-j.大鼠中大脑中动脉闭塞所致的神经病学缺陷和神经坏死的程度。Statistical validation.Stroke1995；26617-6349.Garcia JH，Liu K-F，Ho K-L.大脑中动脉闭塞后Wishtar小鼠在不同时间间隔在Caudoputamen和皮层中神经坏死的进展。Stroke 1995-26636-643.
10.中风治疗基本的临床和临床前的方向，Leonard P.Miller，ed.(Wiley 1999).
11.Ginsberg，M.D.，球性和灶性大脑局部缺血的动物模型，Chapter34 in Eds.Welsh，K.M.A，Caplan，L.R.，Reis，P.J.，et al，Primeron Cerebrovascular Diseases.Academic Press 1997.
12.Pulsinelli WA，Brierley JB.一种在非麻醉大鼠中两侧大脑半球缺血的新模型，Stroke 1979 May-June 10(3)267-7213.Pulsinelli，WA，Brierly JB，Plum F.一种一过性前脑缺血模型中神经损害的瞬间特点，Annals of Neurology，1982，May，11(5)491-8.
权利要求
1.一种为存在大脑局部缺血危险的哺乳动物提供神经保护的方法，它包括给该哺乳动物服用一种神经保护有效量的非镇静巴比土酸盐。
2.权利要求1的方法，其中的非镇静巴比土酸盐选自由1，3-二甲氧基甲基5，5-二苯-巴比土酸(DMMDPB)、1-一甲氧基甲基5，5-二苯巴比土酸(MMMDPB)、二苯-巴比土酸(DPB)、它们的一种前体、它们的一种衍生物、它们的一种类似物，以及它们的盐组成的组。
3.一种对需要神经保护的哺乳动物提供神经保护的方法，它包括给该哺乳动物服用一种足以提供神经保护作用剂量的非镇静巴比土酸盐，该非镇静巴比土酸盐具有下列结构 其中，R1和R2可以是相同的或不同的，并且各自为氢；低级烷基，优选被低级烷氧基取代；CH2OR5，其中R5是低级烷基、烷芳基或苯甲基；CO2R6，其中R6是低级烷基或芳基；COR7，其中R7是氢、低级烷基或芳基；或者CH(OR8)2，其中R8是一个低级烷基；而且其中，R3和R4可以是相同的或不同的，并且各自为氢；任选含有一个或多个选自由N、S和O杂原子的芳基；苯基；用卤素或低级烷基取代的苯基；苯甲基；被取代的苯甲基环，它含有一个或多个卤素、低级烷基或二者均含；低级烷基；或者被芳香部分所取代的低级烷基；条件是，R3和R4中至少一个部分是含芳环的；以及它们的盐。
4.权利要求3的方法，其中R3和R4可以是相同的或不同的，并且可以独立地为苯基；被一个卤素或低级烷基取代的苯基；苯甲基；被取代的苯甲基环，它含有一个或多个卤素、低级烷基或二者均含；低级烷基；或者被一个芳香部分所取代的低级烷基；条件是R3和R4中至少一个为苯基或被取代的苯基。
5.权利要求1至4中任一项的方法，其中所述的剂量高于大约50mg/kg体重。
6.权利要求5的方法，其中所述的剂量高于大约70mg/kg体重。
7.权利要求5的方法，其中所述的剂量高于大约100mg/kg体重。
8.权利要求5的方法，其中所述的剂量高于大约250mg/kg体重。
9.权利要求5的方法，其中所述的剂量高于大约500mg/kg体重。
10.权利要求5的方法，其中该化合物以至少约为1000mg/kg体重的剂量给药。
11.权利要求1至4中任一所述的方法，其中所述化合物的剂量是足以使该化合物或它的活性代谢物产生的血液浓度至少为大约30μg/ml的剂量给药。
12.权利要求11的方法，其中所述化合物的剂量是足以使该化合物或它的活性代谢物达到的巴比土酸盐血液水平达到至少为大约50μg/ml的剂量给药。
13.权利要求11的方法，其中所述化合物的剂量是足以使该化合物或它的活性代谢物产生的血液浓度至少为大约100μg/ml的剂量给药。
14.权利要求11的方法，其中所述化合物的剂量是足以使该化合物或它的活性代谢物产生的血液浓度至少为大约1000μg/ml的剂量给药。
15.权利要求1至4中任一项所述的方法，其中该化合物是口服给药的。
16.权利要求1至4中任一项所述的方法，其中该化合物是静脉内给药的。
17.权利要求1至4中任一所述的方法，其中该化合物与一种辅药联合给药。
18.权利要求1至4中任一项所述的方法，其中该化合物在出现神经损害迹象之前预防性地给药。
19.权利要求1至4中任一项所述的方法，其中该化合物在神经损害发作后治疗性地给药。
20.权利要求3的方法，其中的神经保护作用使患者减轻或免于由头外伤或大脑局部缺血所致的神经损害。
21.一种权利要求1的方法，其中该化合物与心脏外科或颈动脉内膜切除术联合应用。
22.一种权利要求1的方法，其中该哺乳动物患有或者处于心房纤颤、一过性缺血发作(TIA)、细菌性心内膜炎、中风、头外伤、或者蛛网膜下出血的危险。
23.一种制品，它包含一个容器，该容器包含一种药物组合物和一个关于用作神经保护剂使用说明的标签，该药物组合物包含一种非镇静巴比土酸盐化合物，其含量为在给需要神经保护的患者服用后可产生有效神经保护作用的量；以及一种药物可接受的载体或赋形剂。
24.权利要求23的制品，其中所述的化合物选自由下列组成的组(a)1，3-二甲氧基甲基5，5-二苯-巴比土酸(DMMDPB)，(b)1-一甲氧基甲基5，5-二苯巴比土酸(MMMDPB)，(c)二苯巴比土酸(DPB)，(d)(a)-(c)中任何一种的前体；(e)(a)-(d)中任何一种的衍生物；(f)(a)-(d)中任何一种的类似物；以及(g)(a)-(f)中任何一种的盐。
25.一种提供神经保护的方法，它包括(a)确定需要大脑神经保护的患者，(b)选择一种能够对所述患者进行神经保护的非镇静巴比土酸盐化合物，以及(c)给所述的患者服用一种神经保护有效剂量的所述化合物，由此提供所述的神经保护。
全文摘要
本发明公开了提供神经保护的方法，该方法包括给患者服用一种非镇静巴比土酸盐化合物，其剂量为足以在哺乳动物患者中获得神经保护作用的剂量。优选的化合物是一类二苯巴比土酸和类似物。用于神经保护作用的优选剂量超过了一种相应的镇静性巴比土酸盐的剂量，但不产生例如麻醉和死亡的镇静性副作用。
文档编号A61P17/00GK1461219SQ01815142
公开日2003年12月10日 申请日期2001年7月26日 优先权日2000年7月26日
发明者丹尼尔·A·莫罗斯, 巴里·莱维特, 阿夫拉汉姆·亚科比 申请人:塔罗制药工业有限公司
技术领域：
本发明的背景技术本发明涉及以一种有效的方式和剂量给药的非镇静巴比土酸盐化合物的应用，这种有效的方式和剂量可使这些药物和/或它们的活性代谢物在血液中和脑中含量足以提供一种神经保护作用。特别是，本发明的方法和制剂能够治疗大脑局部缺血、脑外伤和其它急性的神经损伤，并且可预防继发的神经损害。
在美国，局部缺血(中风)是第三位的致死原因。当大脑血液供应下降低于致命阈值时，一连串的生物化学变化导致神经不可逆转的损害和脑梗塞。对治疗和预防局部缺血已有广泛的研究，但遗憾的是，它只停留在一个基础阶段，而且尚无适当的治疗方法是实际可行的(10)。
高浓度的巴比土酸盐已经显示出在啮齿动物和灵长类动物的大脑局部缺血中具有神经保护作用，可以降低局部缺血脑梗塞的程度，并且可以预防或减轻脑损害(1-4)。一种关于巴比土酸盐如何预防缺血性神经损害的理论是它们抑制了由局部缺血所诱发的神经递质不可控制的释放，这些神经递质的释放可以达到导致神经死亡的高神经毒性的浓度(5)。
关于麻醉性巴比土酸盐对神经保护作用的文献报导已逾二十年，但是由于毒性，巴比土酸盐的临床应用受到了严格限制。产生神经保护所必须的剂量和在血液中和脑中的水平是具有毒性的，并且可以引起嗜睡、神志不清和昏迷。甚至于理应是更有效的较高剂量，却是致死性的(1-4，6)，这使得巴比土酸盐不适于治疗局部缺血(1)。这些毒副作用为巴比土酸盐在剂量上设立了一个“功能性上限”，并且使得对巴比土酸盐防止缺血的用途作进一步研究丧失了信心。
Levitt等，U.S.4,628,056描述了非镇静的氧代嘧啶(oxopyrimidine)衍生物以及它们用作抗惊厥剂、抗焦虑剂和肌肉松弛剂的用途。此文献没有提出这类化合物可用作神经保护剂。事实上，甚至在已发表的关于将巴比土酸盐用于神经保护的论文中，也没有涉及非镇静巴比土酸盐化合物。人们普遍地相信巴比土酸盐的抗惊厥和神经保护作用与它们的镇静/安眠作用相关。例如，Lightfoote等提出戊巴比妥的保护作用是由于巴比土酸盐诱导的持续麻醉所致(3)。对细胞受体水平的生物化学研究已经加强了这种观点，这些研究将所有这些作用与GABA受体的作用联系起来。因此，现有技术教导不要将镇静性巴比土酸盐用于神经保护，原因是它们具有毒性，而且也教导不要用非镇静巴比土酸盐作为神经保护剂，原因是它们缺乏镇静或麻醉性。
发明概述总之，本发明涉及非镇静巴比土酸盐例如1，3-二甲氧基甲基5，5-二苯-巴比土酸(DMMDPB)、1-一甲氧基甲基5，5-二苯-巴比土酸(MMMDPB)和二苯-巴比土酸(DPB)和它们的前体、衍生物和类似物、以及它们的给药剂量范围即该剂量范围导致这些药物和它们的代谢物的血液水平和脑水平的范围使这些药物能够用作神经保护剂。特别是，本发明涉及应用非镇静巴比土酸盐治疗大脑局部缺血、脑外伤和其他急性神经损伤。
有许多情况可预先清楚地确定存在大脑局部缺血的高危人群，例如正接受心脏外科手术或颈动脉动脉内膜切除术者，以及具有心房纤颤、一过性缺血发作(TIAs)、细菌性心内膜炎、中风、或由于脑动脉瘤所致的蛛网膜下出血者。在这些情况中，一种非镇静巴比土酸盐可预防性地用于具有缺血损害危险的人群。这些药物也可以在急性发作后使用。这些化合物可以以口服剂型如片剂、胶囊、液体或经过静脉内或其他的胃肠外途径给药。
以前用巴比土酸盐治疗脑缺血发作的努力已经失败，而本发明在这一点上获得成功。本发明解决了以前被认为是不能解决的问题，即巴比土酸盐神经保护剂量的毒性作用。本发明在不降低效力的情况下避免了现有技术中已知的巴比土酸盐的毒性和镇静作用。
本发明满足了人们长期存在的一种对无毒神经保护剂的需要，并且本发明与现有技术中关于巴比土酸盐不能产生临床上有意义的神经保护作用的教导是相反的。按照本发明，可以将巴比土酸盐的抗惊厥与镇静作用分开，而巴比土酸盐的神经保护作用与抗惊厥作用更相关，而不是镇静作用。
本发明与现有技术不同之处在于对神经保护有效的特定化合物、它们的修饰物以及剂量的认识，而以前没有认识到。
本发明是一种对哺乳动物优选是人提供神经保护的方法。该方法包括给该哺乳动物服用一种有效剂量的非镇静巴比土酸盐，此剂量可以提供一种神经保护作用。用于本发明的非镇静巴比土酸盐包括一种或多种选自由1，3-二甲氧基甲基5，5-二苯-巴比土酸(DMMDPB)、1-一甲氧基甲基5，5-二苯巴比土酸(MMMDPB)和二苯巴比土酸(DPB)组成的组。上述化合物的前体、衍生物和类似物，以及所有上述化合物的盐也适于实施本发明。
非镇静巴比土酸盐的神经保护有效量，优选超过一种镇静巴比土酸盐产生昏迷的剂量。根据该哺乳动物的特定需要，非镇静巴比土酸盐的剂量可以超过用一种镇静性巴比土酸盐可能致死的一种剂量。本发明方法的这种意想不到的和看上去似乎是反常的作用还进一步反映在本发明方法可能用的相对剂量水平上。
而且，非镇静巴比土酸盐的神经保护剂量超过了该巴比土酸盐的最小抗惊厥剂量。在本发明的一些实施方式中，非镇静巴比土酸盐的有效剂量范围大约是抗惊厥剂量的2倍至5倍。在其它方面，哺乳动物需要的非镇静巴比土酸盐的有效剂量范围是该非镇静巴比土酸盐抗惊厥剂量的大约5倍至10倍，甚至更高，只要这种剂量临床上可以接受。
有利的是，本发明方法的神经保护作用可以用于减轻大脑局部缺血的影响。该非镇静巴比土酸盐可以口服、静脉内、经皮、与一种辅药联合给药、或通过一种微粒或气雾吸入剂经肺给药。而且，在本发明的范围内，还可以以一种临床可接受的剂量，预防性地(preventively)、预防性地(prophylactically)或治疗性地服用这种非镇静巴比土酸盐。可在出现明显的神经损害之前预防性地服用，或在神经损害开始后治疗性地服用这种化合物。神经保护作用减轻了由脑外伤或大脑局部缺血所致的神经损害，或者保护了患者免受这种神经损害。此化合物可与心脏手术或颈动脉内膜切除术联合应用。该哺乳动物患者可以已经患有或者具有心房纤颤、一过性缺血发作(TIA)、细菌性心内膜炎、中风、脑外伤、或者蛛网膜下出血的危险。
一般说，为了获得神经保护作用，非镇静巴比土酸盐的给药剂量要足以使巴比土酸盐的血液浓度至少达到大约30μg/ml，优选至少大约100μg/ml，特别优选至少大约250μg/ml，并且可能高达200-300μg/ml，甚或更高。相反，所报道的苯巴比妥的治疗浓度范围较低，血液水平为10-30μg/ml(6)。这样，优选的范围在或高于大约25、30、50、75、100、200、250或300μg/ml。
本发明包括一种含有一种非镇静巴比土酸盐的药物组合物，其给药的有效剂量可具有神经保护作用。优选的是，非镇静巴比土酸盐的口服给药剂量范围为大约25至大约1,500mg/kg体重/日。优选该剂量高于大约25mg/kg体重/日，或高于大约l00mg/kg体重/日，或高于250mg/kg体重/日。一种优选剂量是在药理上相当于大鼠的大约1000mg/kg体重/日的剂量。这样，剂型可以是一次或多次足以提供等于或大于大约15、20、25、50、70、100、250、500、1000或1500mg/kg体重/日的剂量。
在人体试验中，令人意想不到地发现DMMMDPB，一种神经保护剂化合物，在人体中比在大鼠或狗中吸收得更好。还发现DMMDPB的半衰期以及MMMDPB和DPB的半衰期长于在大鼠或狗中的半衰期。特别是，当剂量为20mg/kg体重/日时，在人体中接受治疗两周后，DMMDPB、MMMDPB和DPB的半衰期分别为20hrs、20hrs和50hrs左右。同样，以20mg/kg体重/日的范围给药7天后，药物血液中最大浓度分别为1.2μg/ml、36μg/ml和43μg/ml。
在人体中意想不到的高吸收和长的半衰期，使得口服剂量低于预测剂量而使获得有实际价值的血液水平成为可能。因此，例如大约15mg/kg体重/日的给药剂量，巴比土酸盐血液总水平(即DMMDPB+MMMDPB+DPB)可达到＞53μg/ml；20mg/kg体重/日的给药剂量，巴比土酸盐血液总水平可达到＞72μg/ml。高于100μg/ml的非镇静巴比土酸盐的血液水平是在大约40至大约100mg/kg体重/日的给药剂量获得的，这些都是在本发明的范围内。在非镇静巴比土酸盐胃肠外给药的情况下，每日给药剂量低于25mg/kg体重/日可以获得类似的血液浓度。但是，第一日负荷剂量仍需要大于25mg/kg的初始给药剂量。
本发明提供了一种制品，它包括一个容器，该容器包含一种药物组合物和一个关于用作神经保护剂使用说明的标签，该药物组合物包含一种非镇静巴比土酸盐化合物，其含量是在给需要神经保护的患者服用后可产生有效的神经保护作用的量，以及一种药物可接受的载体或赋形剂。
另一个实施方式是一种提供神经保护的方法，包括(a)诊断一名患者需要大脑神经保护，(b)选择一种非镇静巴比土酸盐，和(c)向该患者提供某一剂量的非镇静巴比土酸盐，该剂量足以使其在该患者脑中的浓度提高至一个能够提供有效神经保护的水平。
从本发明说明书的说明和实施例中可清楚地看到本发明的其它目的和优点。
优选实施方式的详细描述在本发明所描述的优选实施方式中，为了进行清楚地描述，采用特定的术语。但是，本发明并不是要被限制在所选择的特定术语上。应当理解的是每一个特定的组成部分包括所有的技术等价物，它们能以一种相似的方法达到一个相似的目的。这里所引用的每一文献均收编在参考文献中，如同它们每一篇单独引入一样。
术语“非镇静巴比土酸盐”包含在Levitt等的U.S.4,628,056中描述的5，5-二苯巴比土酸这类抗惊厥化合物，以及具有非镇静神经保护活性的代谢前体和代谢物，以及衍生物和结构类似物(包括它们的加成盐)。具有非镇静性的其他巴比土酸衍生物也在本发明的范围内。
巴比土酸的衍生物、前体和类似物包括下式的巴比土酸 其中，一个或多个氮是被低级烷基取代或被低级烷氧基取代的低级烷基取代；或者R1和R2中至少一个与该氮一起，形成该甲酰胺衍生物的氨基甲酸酯、酰胺、或缩醛，即R1或R2是CO2R、COR或者CH(OR)2。甲基醚基团是优选的R1和R2基团，并且甲氧基甲基更优选。甲基也是R1和/或R2的一个优选的基团。本发明的其它巴比土酸衍生物是氨基甲酸酯、酰胺和缩醛，其中R1或R2中的一个或两个是CH2OR5，其中R5是低级烷基、烷芳基或苯甲基；CO2R6，其中R6是低级烷基或芳基；COR7，其中R7是氢、低级烷基或芳基；或者CH(OR8)2，其中R8是一个低级烷基。
R3和R4的优选基团是芳基、苯基、用卤素或低级烷基取代的苯基、苯甲基、其中的芳环被卤素或低级烷基取代的苯甲基、低级烷基或被芳香部分取代的低级烷基。芳基代表任何碳环，例如苯基、萘基和更高级的类似物，以及被一种或多种杂原子例如硫、氧和氮取代的杂环。按照本发明，非镇静巴比土酸衍生物是那些其中R3和R4中至少一个为一个芳环或一个含有例如芳基、苯基、被取代的苯基、苯甲基、被取代的苯甲基或芳基烷基部分的芳环。该芳环上的优选取代基是甲基、乙基和氟。苯基和被取代的苯基是R3和R4的优选。其中R3和R4均为苯基的实施方式最为优选。
在优选的化合物中，R1和R2其中之一为氢，或者R1和R2中的一个或两个为甲基或烷氧基甲基，优选甲氧基甲基。R3和R4中至少一个和优选二者均优选为苯基或被取代的苯基、甲苯基、氟苯基、乙苯基。
正如我们可以容易地理解的那样，上述化合物的盐也应当被考虑，包括有机盐，例如酸加成盐和碱加成盐。
为了使化合物落入这一种类的范围内，此化合物必须(1)是一种巴比土酸的化学衍生物，(2)不具有镇静性，其含义是这样的一种可用的剂量，即该剂量使患者保持清醒和有意识，也就是说没有被麻醉，以及(3)在此所述的动物模型或人中，在一个对相关动物种类无毒的剂量下显示出神经保护活性，或在一种现在已知的或以后被发现的在用作体内神经保护模型的试验中显示出活性。
这些巴比土酸衍生物在患者中可以既是前药，又是活性成分，因此，可以联合使用以产生所需的神经保护的药效作用。用这样的化合物可以容易地获得持续的水平。
因此，某些巴比土酸盐化合物已经被开发出来并且这些化合物即使在非常高的脑内浓度下也具有抗惊厥活性，而不是镇静作用(这些非常高的脑浓度对于其他的巴比土酸盐将会是致死的)。按照本发明，应用这种化合物可对处于危险的动物或遭受一种或多种局部缺血发作危险的动物(例如脑中动脉闭塞的动物模型)起神经保护作用，同时这些化合物不会引起其他巴比土酸盐当达到预防局部缺血性脑损害所需的浓度时的毒性作用。
如此处所述，非镇静巴比土酸盐药物在一个由脑中动脉闭塞所致的病灶性大脑局部缺血的大鼠模型中减轻或预防局部缺血性脑损害。这证明在人中具有实用性。
在一种本领域中已知的可再生的、可预测的大脑局部缺血的模型中，通过伴随全身性低血压的两侧颈动脉闭塞而在纹状体和大脑皮层中产生了选择性的神经损害。所造成的该大脑局部缺血引起纹状体中兴奋毒性神经递质和多巴胺的释放。戊巴比妥抑制这种局部缺血诱导的释放，这表明巴比土酸盐神经保护的一种可能机制(5)。发现戊巴比妥的神经保护剂量为70mg/kg。目前也已知几种神经保护麻醉剂(异氟烷、依托咪酯、丙泊酚)对神经递质释放的抑制作用。
上述和类似的动物模型(参见实施例)均可被用于(1)分析一种具有抗惊厥特性而基本上不具有或根本不具有麻醉活性的非镇静巴比土酸盐是否可以在纹状体或海马中提供神经保护，以及(2)确定该活性成分是否可以预防或减少与局部缺血相关的神经递质的释放。神经递质非受控或非调节地释放是局部缺血损害的一种假定机制。对于可以抑制神经递质释放的非镇静巴比土酸盐来说，此方法可以作为一种预测本发明化合物实用性的生化检测方法，并且本发明包含了这些方法。
通过进行一种剂量反应研究并测定该药物不同剂量下神经损害的统计学显著性差异，可证明和鉴定本发明的神经保护作用。此研究产生的剂量反应曲线可用于比较一种试验化合物神经保护作用和镇静作用的相对程度。
通过大脑中动脉(“MCA”)闭塞在大鼠中诱导大脑局部缺血(7-9)。该闭塞可以一种不可逆或可逆的方式出现。在后一种情况下，血流在一段时间后恢复。这样，这些动物标本适于制成人的各种类型中风模型，并且可用于确定一种药物的神经保护作用。这种模型可用以观察脑损害的预防，并且可评价此药物用于有局部缺血性中风危险的人时减轻由某一局部缺血所诱导的继发性脑损害。由于它们在不可逆性局部缺血和可逆性局部缺血模型中通过恢复血流预防脑损害，因此本发明的化合物还可以单独或与其它的活性成分联合用于治疗急性局部缺血性中风。此处其它的活性成分例如为溶血栓素如纤溶酶原激活剂在循环恢复时可以减轻脑梗塞的程度。
术语“治疗”包括用本发明化合物预防性地预防或抑制一种不希望出现的病情，以及治疗性地解除或减轻该病情的程度或症状。按照本发明的治疗是给患有一种需要这样治疗的疾病或症状的人或其他动物用药。治疗还包括将此化合物用于体外的细胞或器官。治疗可以全身或局部用药。
本发明的非镇静巴比土酸盐组合物可以被配制成含有适宜的药物可接受的载体、赋形剂或稀释剂的“药物组合物”。如果适宜，该药物组合物可以被配制成包括但并不局限于固体、半固体、液体或气体形式的制剂，例如片剂、胶囊、粉末、颗粒、软膏、溶液、栓剂、注射剂、吸入剂和气雾剂，以常用的方式用于它们各自的给药途径。
可使用本领域已知的方法使该组合物达到定期释放，或者阻止该组合物的代谢、释放或吸收，直至它已经到达了它的预定的目标位置。应当使用一种药物上可接受的制剂，该制剂不会使本发明药物的活性失活。
在药物的剂量形式中，该组合物可以单独使用或适当地与其他具有药物活性的化合物结合以及联合使用。
本发明的药物组合物可以通过不同的途径传送，并且可以被传送到动物体的不同位置以获得所需的神经保护作用。可以通过将此组合物注射、输注、敷用或滴注至一个或多个体腔，或者通过将一种气雾剂吸入或吹入，完成局部或全身的传送。胃肠外给药可以在肌肉内、静脉内、腹膜内、皮下真皮内、或者表面进行。
本发明的组合物可以以单位剂量形式提供，其中每个剂量单位，例如茶剂、片剂、溶液或栓剂，包含一种预定量的活性药物或前药，它单独存在或与其他药物活性成分适宜地结合。术语“单位给药形式”是指物理上的分散单位(discrete units)，它适于作为人和动物患者的单位剂量，每个单位包括一种预定量的本发明的组合物，该组合物单独或与其他的活性成分联合存在，以一种足以产生所需作用的量计算，并结合药物可接受的稀释剂、载体(例如液体载体例如生理盐水溶液、一种缓冲溶液、或其他生理上的含水溶液)或赋形剂。本发明的新的单位给药形式的规格依赖于所要达到的特定作用和特定的患者中该药物的特定药效。
该组合物的“有效量”，是指在患者中产生所需要的药物作用的剂量。这可以用本领域中普通技术人员已知的任一种最终结果进行监测。该“有效量”将依赖于通过一种或另一种给药途径传送的特定给药形式的生物利用度。本发明化合物的神经保护性的剂量和血液水平至少是一种镇静巴比土酸盐的抗惊厥剂量的2倍，优选至少大约5至10倍。以大鼠的数据为基础，戊巴比妥抗惊厥的ED50大约为50-100mg/kg。给药剂量为1g/kg的一种非镇静巴比土酸盐经过7天，可以保护大鼠对抗脑局部缺血。基于以上讨论的在人体中吸收的增强，相似或较低的剂量适宜于人体。
在以下实施例中所使用的每种活性成分的量，是对其范围提供一般性的指导，本领域熟练的技术人员可利用此范围使本发明的剂量和方法最佳化。而且这种剂量范围不排除某一种组分的较高或较低剂量，这在某一种具体应用中可能被认为是正确的。例如，实际的剂量和时间安排可以根据该组合物是否与其他的药物联合给药而变化，或者根据药动学、药物的清除和代谢中个体间差异而变化。同样，在体外应用时用量也可以变化。在不影响试验的情况下，按照一种具体条件的需要，本领域的普通技术人员可容易地调整剂量。
在对本发明进行一般性描述后，通过参考下列实施例可以更容易地理解本发明。下面的实施例是举例说明，而不是用于对本发明进行限制，除非特别注明。
实施例1一般设计在处于可逆性或不可逆局部缺血的大鼠中试验非镇静巴比土酸盐(NSB)药物。给予不同剂量的药物。与一种阴性对照药(安慰剂)和一种阳性对照药戊巴比妥(一种已知的具有神经保护性但是具有镇静性的巴比土酸盐)进行神经保护作用的比较，所给剂量已知可减少大脑局部缺血梗塞容积(1-4)。
在局部缺血损伤后的几天处死动物，检查大脑以测定脑梗塞的容积，此作为该些药物减少局部缺血性脑损害的测定结果。在处死之前对这些动物进行临床检查，并分级，以确定这些药物对局部缺血性“中风”后的相关功能是否具有有益的作用。
优选四种试验模型用于试验此NSB药物的神经保护作用。参见Welsh，K.M.A等的《脑血管病入门》中第34章Ginsberg，M.D.的“球性和灶性大脑局部缺血的动物模型”(学术出版社，纽约，1997)和Pulsinelli WA，Brierley JB的“非麻醉大鼠两侧半球缺血的一种新模型”(《中风》1979May-June 10(3)267-72)。
1.大脑中动脉(MCA)闭塞引起的不可逆的局部缺血；2.MCA闭塞引起的可逆性缺血；3.夹闭主动脉一段确定的时间而引起的短暂性球性缺血；和4.烧灼两侧椎动脉和可逆性夹闭颈总动脉引起的短暂性球性缺血。
在每种试验模型中，用下列任一种治疗各组大鼠1.阴性对照药(安慰剂)，经鼻胃(NG)管给药；
2.阳性对照药剂量为70mg/kg的戊巴比妥，经腹膜内(IP)给药；3.NSB化合物DMMDPB(或一种在本发明中试验其可用性的化合物)，以500mg/kg至1500mg/kg的剂量，在试验性梗塞前，经NG管给药7天。
比较所得结果。
实施例2不可逆的大脑局部缺血结扎颈动脉造成不可逆MCA闭塞，然后将一种丝插入MCA起端，同时将动物保持在氟烷麻醉下。通过激光多普勒测定MCA中的血流，并将发生血流明显下降的那些动物视为存在大脑局部缺血，而且认为存在随后发生损害(即中风)的危险。事实上，MCA血流未出现急剧下降的动物中没有发生临床中风。MCA血流出现下降的所有动物均发生中风。
然后跟踪具有危险的动物的行为，并应用如下的Bederson分级标准，根据临床发现进行计分0无中风迹象1轻度中风2中度中风3重度中风处死存活3天的那些动物，检查它们的大脑。将水合氯醛给予要处死的动物(35mg/kg IP)，并通过用肝素化的0.9％生理盐水进行心内灌注，然后用10％缓冲福尔马林固定它们的大脑。小心地从颅穹隆中除去大脑，保持蛛网膜完整，同时使颅内血管在下面。将固定的大脑在80℃下冷冻。在-20℃的恒冷切片机中，以400μm的间隔，切下厚度20μm的冠状切片，将其在一个60℃的热板上干燥，在90％的乙醇中固定10分钟，并用苏木精和曙红(7)染色。与其余的脑相比，梗塞的脑是苍白色的。通过脑切片的显微镜检查和梗塞容积(mm3)的计算测定梗塞脑的量。
结果显示在下面表1和2中。因为不是所有的动物用该方法都出现MCA血流量的下降，所以各组之间的样本量不同。所有的动物均用DMMDPB治疗7天，剂量为1000mg/kg/天。
表1DMMDDPB对大脑局部缺血引起的死亡的影响
在用DMMDPB治疗7天的大鼠的研究中所列的其它剂量表明雌性大鼠的血液水平显著高于雄性大鼠。特别是在DMMDPB剂量为500mg/kg，雄性大鼠的巴比土酸盐总水平为59μg/ml，雌性大鼠为170μg/ml。剂量为1000mg/kg时，雄性大鼠的巴比土酸盐总水平为77μg/ml，雌性大鼠为227μg/ml；剂量为2000mg/kg时，雄性大鼠的巴比土酸盐总水平为110μg/ml，雌性大鼠为328μg/ml。因此在剂量相同时，雌性大鼠的血液水平始终是雄性大鼠的250％-300％。此数据显示一种“剂量反应效应”或“血液水平反应效应”的类型，因而较高的血液水平与上面表格的结果中雌性大鼠较高的存活率相关。
表2表1的前9个动物的神经病学状态
病理学(肉眼可见和显微镜检查)显示用戊巴比妥和DMMDPB预治疗动物的缺血容积较小。
因此，证明DMMDPB可防止动物死亡。其它数据表明DMMDPB治疗的动物与安慰剂组相比，没有出现镇静作用。相反，戊巴比妥治疗的动物被麻醉，并且不动。在无镇静剂量的神经保护作用比得上或者优于镇静性戊巴比妥的作用，但没有镇静的副作用，特别是在第2天时。
DMMDPB的这些神经保护作用是预料到的，因为一甲氧甲基二苯巴比土酸(MMDPB)和推定的药理学活性化学组成部分二苯巴比土酸(DPB)都是DMMDPB的代谢产物。事实上，在经过1-30天的动物研究中，DMMDPB快速地代谢为MMMDPB，并且最终代谢为DPB。
人的临床研究结果表明血液水平的模式与动物的模式相似DPB＞MMMDPB＞DMMDPB。还显示了相同的模式，其中DMMDPB的血液水平最小，MMMDPB和DPB浓度较高。神经保护的这一动物模型可预料人的神经保护，因为(1)这种化合物在动物中的代谢特性可预料人的代谢，而且(2)在动物中的抗惊厥活性与在人中的抗惊厥活性相关。
尽管以前发现了几种镇静巴比土酸化合物在动物模型中具有神经保护作用，为在人体中研究提供了一些有益作用，但是它们的镇静作用和其它神经病学和心理学副作用阻碍了它们的应用，即使是很短时间的应用。这些副作用使它们对处于中风高度危险中的患者的预防性治疗不能实现。相反，本发明的NSBs在人体中的副作用最小。因此，现在可清楚，二苯巴比土酸及其前体、相似化合物和衍生物形成一类或一族适于人体神经保护用的化合物。
实施例3可逆性大脑局部缺血模型按照实施例1(上述)对大鼠进行预治疗并进行相似的步骤，除了在30至60分钟后除去闭塞MCA的丝，恢复通过MCA的血流以外。然后对大鼠进行临床观察3天，对它们中风程度进行分级，然后按照实施例处死它们。除去大脑，按照上面所述的方法进行检查。
在这些条件下NSB化合物显示具有神经保护作用。
实施例4按照实施例1(上述)对大鼠进行预治疗，然后在乙醚麻醉期间，通过第一颈椎的腋小空电烙大鼠的椎动脉。然后将可逆性夹子宽松地夹在颈总动脉。24小时后，对清醒的大鼠进行试验，夹紧颈卡环，产生4-血管闭塞。在4-血管闭塞10至30分钟后，除去卡环，72小时后通过灌注固定法处死这些动物。未治疗的大鼠在4-血管闭塞20至30分钟后常规地表现出缺血性神经元损伤。评价前脑的多个区域，包括H1和正中旁海马，纹状体和后新皮层。在这些条件下非镇静巴比土酸盐显示具有神经保护作用。
在此说明书中举例说明和讨论的这些实施方式仅仅是为了将发明人所知的作出本发明和应用本发明的最佳方法教给本领域的技术人员。本说明书中的任何内容均不应当被认为是要限制本发明的范围。可对本发明的上述实施方式进行修饰和修改，并且在没有背离本发明的情况下，本领域的技术人员可根据自己对上面内容的理解加入或省去一些组成部分。因此可认识到，本发明在其权利要求和它们等同物的范围内，除了特地指出之外，均是可以实施的。
参考方献1.Hoff JT，Smith AL，Hankinson HL，Nielsen SL. 巴比土酸盐预防灵长类中的大脑梗塞。Stkroke 1975；628-332.Levy DE，Brierley JB.延迟服用戊巴比妥限制了沙土鼠中的缺血性脑损害。
3.Lightfoote WE II，Molinari GF，Chase TN.通过麻醉改善大脑局部缺血性损害。Stroke 1977；8627-6284.Corkill G，Chilovani OK，McLeish I，McDonald LW，Youmans JR.用于试验性中风中脑保护的戊巴比妥的给药时间。Surg Neurol 1976；147-1495.Bhardwaj A，Brannan T，Weinberger J.戊巴比妥抑制脑缺血性纹状体中多巴胺的细胞外释放。J.Neural Transom 1990；82111-1176.Masuda Y，Utsui Y，Shiraishi Y，Karasawa T，Yoshida K，ShimizuM.在实验动物中苯妥英、苯巴比妥、carbarnapezine、和3-氨磺酰甲基-1，2-苯并异 唑(AD-810)(一种新的抗惊厥剂)的血浆浓度与它们的抗惊厥或神经毒性作用之间的关系。Epilepsia 1979；20623-6337.Brint SB，-Jacewicz M，Kiessling M，Tanabe J，Pulsinelli W.大鼠中的灶性大脑局部缺血通过串联闭塞大脑中动脉和同侧的颈总动脉的远端造成可再生的新皮质梗塞的方法。J Cerebral Blood Flow Metab1988；8474-4858.Garcia JH，Wagner S，Liu K-F，Hu X-j.大鼠中大脑中动脉闭塞所致的神经病学缺陷和神经坏死的程度。Statistical validation.Stroke1995；26617-6349.Garcia JH，Liu K-F，Ho K-L.大脑中动脉闭塞后Wishtar小鼠在不同时间间隔在Caudoputamen和皮层中神经坏死的进展。Stroke 1995-26636-643.
10.中风治疗基本的临床和临床前的方向，Leonard P.Miller，ed.(Wiley 1999).
11.Ginsberg，M.D.，球性和灶性大脑局部缺血的动物模型，Chapter34 in Eds.Welsh，K.M.A，Caplan，L.R.，Reis，P.J.，et al，Primeron Cerebrovascular Diseases.Academic Press 1997.
12.Pulsinelli WA，Brierley JB.一种在非麻醉大鼠中两侧大脑半球缺血的新模型，Stroke 1979 May-June 10(3)267-7213.Pulsinelli，WA，Brierly JB，Plum F.一种一过性前脑缺血模型中神经损害的瞬间特点，Annals of Neurology，1982，May，11(5)491-8.
权利要求
1.一种为存在大脑局部缺血危险的哺乳动物提供神经保护的方法，它包括给该哺乳动物服用一种神经保护有效量的非镇静巴比土酸盐。
2.权利要求1的方法，其中的非镇静巴比土酸盐选自由1，3-二甲氧基甲基5，5-二苯-巴比土酸(DMMDPB)、1-一甲氧基甲基5，5-二苯巴比土酸(MMMDPB)、二苯-巴比土酸(DPB)、它们的一种前体、它们的一种衍生物、它们的一种类似物，以及它们的盐组成的组。
3.一种对需要神经保护的哺乳动物提供神经保护的方法，它包括给该哺乳动物服用一种足以提供神经保护作用剂量的非镇静巴比土酸盐，该非镇静巴比土酸盐具有下列结构 其中，R1和R2可以是相同的或不同的，并且各自为氢；低级烷基，优选被低级烷氧基取代；CH2OR5，其中R5是低级烷基、烷芳基或苯甲基；CO2R6，其中R6是低级烷基或芳基；COR7，其中R7是氢、低级烷基或芳基；或者CH(OR8)2，其中R8是一个低级烷基；而且其中，R3和R4可以是相同的或不同的，并且各自为氢；任选含有一个或多个选自由N、S和O杂原子的芳基；苯基；用卤素或低级烷基取代的苯基；苯甲基；被取代的苯甲基环，它含有一个或多个卤素、低级烷基或二者均含；低级烷基；或者被芳香部分所取代的低级烷基；条件是，R3和R4中至少一个部分是含芳环的；以及它们的盐。
4.权利要求3的方法，其中R3和R4可以是相同的或不同的，并且可以独立地为苯基；被一个卤素或低级烷基取代的苯基；苯甲基；被取代的苯甲基环，它含有一个或多个卤素、低级烷基或二者均含；低级烷基；或者被一个芳香部分所取代的低级烷基；条件是R3和R4中至少一个为苯基或被取代的苯基。
5.权利要求1至4中任一项的方法，其中所述的剂量高于大约50mg/kg体重。
6.权利要求5的方法，其中所述的剂量高于大约70mg/kg体重。
7.权利要求5的方法，其中所述的剂量高于大约100mg/kg体重。
8.权利要求5的方法，其中所述的剂量高于大约250mg/kg体重。
9.权利要求5的方法，其中所述的剂量高于大约500mg/kg体重。
10.权利要求5的方法，其中该化合物以至少约为1000mg/kg体重的剂量给药。
11.权利要求1至4中任一所述的方法，其中所述化合物的剂量是足以使该化合物或它的活性代谢物产生的血液浓度至少为大约30μg/ml的剂量给药。
12.权利要求11的方法，其中所述化合物的剂量是足以使该化合物或它的活性代谢物达到的巴比土酸盐血液水平达到至少为大约50μg/ml的剂量给药。
13.权利要求11的方法，其中所述化合物的剂量是足以使该化合物或它的活性代谢物产生的血液浓度至少为大约100μg/ml的剂量给药。
14.权利要求11的方法，其中所述化合物的剂量是足以使该化合物或它的活性代谢物产生的血液浓度至少为大约1000μg/ml的剂量给药。
15.权利要求1至4中任一项所述的方法，其中该化合物是口服给药的。
16.权利要求1至4中任一项所述的方法，其中该化合物是静脉内给药的。
17.权利要求1至4中任一所述的方法，其中该化合物与一种辅药联合给药。
18.权利要求1至4中任一项所述的方法，其中该化合物在出现神经损害迹象之前预防性地给药。
19.权利要求1至4中任一项所述的方法，其中该化合物在神经损害发作后治疗性地给药。
20.权利要求3的方法，其中的神经保护作用使患者减轻或免于由头外伤或大脑局部缺血所致的神经损害。
21.一种权利要求1的方法，其中该化合物与心脏外科或颈动脉内膜切除术联合应用。
22.一种权利要求1的方法，其中该哺乳动物患有或者处于心房纤颤、一过性缺血发作(TIA)、细菌性心内膜炎、中风、头外伤、或者蛛网膜下出血的危险。
23.一种制品，它包含一个容器，该容器包含一种药物组合物和一个关于用作神经保护剂使用说明的标签，该药物组合物包含一种非镇静巴比土酸盐化合物，其含量为在给需要神经保护的患者服用后可产生有效神经保护作用的量；以及一种药物可接受的载体或赋形剂。
24.权利要求23的制品，其中所述的化合物选自由下列组成的组(a)1，3-二甲氧基甲基5，5-二苯-巴比土酸(DMMDPB)，(b)1-一甲氧基甲基5，5-二苯巴比土酸(MMMDPB)，(c)二苯巴比土酸(DPB)，(d)(a)-(c)中任何一种的前体；(e)(a)-(d)中任何一种的衍生物；(f)(a)-(d)中任何一种的类似物；以及(g)(a)-(f)中任何一种的盐。
25.一种提供神经保护的方法，它包括(a)确定需要大脑神经保护的患者，(b)选择一种能够对所述患者进行神经保护的非镇静巴比土酸盐化合物，以及(c)给所述的患者服用一种神经保护有效剂量的所述化合物，由此提供所述的神经保护。
全文摘要
本发明公开了提供神经保护的方法，该方法包括给患者服用一种非镇静巴比土酸盐化合物，其剂量为足以在哺乳动物患者中获得神经保护作用的剂量。优选的化合物是一类二苯巴比土酸和类似物。用于神经保护作用的优选剂量超过了一种相应的镇静性巴比土酸盐的剂量，但不产生例如麻醉和死亡的镇静性副作用。
文档编号A61P17/00GK1461219SQ01815142
公开日2003年12月10日 申请日期2001年7月26日 优先权日2000年7月26日
发明者丹尼尔·A·莫罗斯, 巴里·莱维特, 阿夫拉汉姆·亚科比 申请人:塔罗制药工业有限公司
最新回复(0)