用于局部脂肪細胞減少的光動力療法的制作方法

專利名稱：用于局部脂肪細胞減少的光動力療法的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及采用光敏劑或其它能量激活劑的藥物和藥物治療學的領域。具體地說，本發明提供的是適用于向脂肪細胞位點特異性傳遞治療有效量的光敏劑的方法、化合物、組合物和試劑盒。特別地，提供了使用有效提供用于局部脂肪細胞減少的透皮光動力療法的外部或內部光源的方法。
背景技術：
肥胖癥是一種主要的公共健康問題，其增加了非胰島素依賴性糖尿病、中風、心臟病、肝病、嬌形外科障礙和某些類型的癌癥的危險。肥胖癥反映出增加的脂肪細胞體積和增加的脂肪細胞數量。參見Prins，J.等人，Biochem.Biophys.Research Comm.201(2)500-507(1994)。
通常靠監控某人的飲食、運動以及通過整形外科手術治療、吸脂法治療、超聲治療和激光治療來減少皮下脂肪層，治療肥胖癥。由于現代社會的快節奏，許多人發現為了防止肥胖，保持健康的飲食和有規律地運動是困難的。
整形外科手術和吸脂法是侵入性操作，需要相當長的恢復周期。侵入性操作進一步使受治療者遭受感染、出血、麻醉風險和其它術后并發癥的危險。吸脂法包括將直徑大約5mm的探針通過皮膚上的孔導入脂肪層，從而除去脂肪組織。吸脂法的缺點包括在插入探針的區域產生肉眼可見的凹陷形式的缺乏均一性，過多的出血以及脂肪細胞和基質細胞的非選擇性除去。參見Paolini等人，美國專利第5,954,710號。采用皮下超聲探針的缺點也包括肉眼可見的缺乏均一性。Paolini等人，美國專利第5,954,710號公開了激光除去皮下脂肪層的應用。所述的激光裝置包括用于插入和引導光學纖維的針，該光學纖維在要治療的脂肪組織中發射激光束。使用這種裝置的缺點是，該治療是侵入性的。
很明顯，對通過減少脂肪組織來治療肥胖癥的方法有長期感到的需要，其中該方法是非侵入性的或最低限度的侵入，并且產生均勻的脂肪組織減少。本發明提供治療肥胖癥的裝置和非侵入性的或最低限度侵入性的方法，它包括使用光動力療法(PDT)來誘導脂肪細胞減少。下文公開了這種方法和裝置。
發明概述本發明基于將光敏劑或其它能量激活劑、藥物和化合物精確靶向至受治療者或患者的特異性靶細胞或組分，并且通過隨后以相對低的強度率和長時間對受治療者施用光或超聲能量，利用位于靶組織外部或內部的光源或超聲能量源以便獲得最大的細胞毒性和最小的副作用，來激活這些靶向光敏劑物質或其它能量激活劑的方法。
一種實施方式包括用于哺乳動物受治療者中皮下脂肪組織的光動力療法(″PDT″)的方法，其包括對所述受治療者施用治療有效量的光敏劑或光敏劑傳遞系統或前藥，其中該光敏劑或光敏劑傳遞系統或前藥選擇性地與靶組織結合，該靶組織是脂肪細胞。該步驟接著用一定波長或波帶的光照射受治療者的至少一部分，所述波長或波帶的光被光敏劑吸收，或者如果是前藥，則被其前藥產物吸收，其中光由光源供給，并且照射在導致光敏劑或前藥產物激活的相對低流量率下進行。在這種實施方式中，在照射前將光敏劑或光敏劑傳遞系統或前藥從受治療者的非靶組織中清除。
另一種實施方式包括用于哺乳動物受治療者中靶組分的透皮PDT的方法，它包括對所述受治療者施用治療有效量的光敏劑或光敏劑傳遞系統或前藥，其中該光敏劑或光敏劑傳遞系統或前藥選擇性地與靶組分結合。該步驟接著用一定波長或波帶的光照射受治療者的至少一部分，所述波長或波帶的光被光敏劑吸收，或者如果是前藥，則被其前藥產物吸收，其中所述光由光源供給，并且照射在導致光敏劑或所述前藥產物激活的相對低流量率下進行。這種實施方式考慮到了，在所述照射前將光敏劑或光敏劑傳遞系統或前藥從受治療者的非靶組織中清除。這個實施例還考慮到了，光由相對低功率的非相干或相干光源提供，該光源定位于接近脂肪組織、皮膚表面之下和脂肪組織的外部。另一種實施方式包括一種如上述的哺乳動物受治療者的靶組織的透皮PDT的方法，其中光源完全在患者完整皮膚層的外部。
另一種實施方式涉及透皮PDT的方法，其中光敏劑與配體綴合。一種實施方式包括透皮PDT的方法，其中配體是對脂肪細胞或脂肪細胞成分，如脂蛋白脂肪酶特異的抗體(參見Sato等人，Poultry Science781286-1291(1999))。其它實施方式包括透皮PDT的方法，其中配體是對脂肪細胞特異的肽或聚合物。
在某些涉及透皮PDT的方法的實施方式中，光敏劑選自吲哚菁綠(ICG)、亞甲藍、甲苯胺藍、δ-氨基酮戊酸(ALA)、酞菁、卟啉、特沙卟啉(texaphyrin)、二氫卟酚化合物、紅紫素和吸收500nm-1100nm范圍內的光的任何其它物質。更特別地，在某些實施方式中考慮到的二氫卟酚和紅紫素化合物包括環狀或非環狀四吡咯的一-、二-或多酰胺氨基二羧酸衍生物(參見Bommer等人，美國專利號4,675,338和4,693,885，其各自在此以其全文引入本發明)；以及具有N-取代的環二酰亞胺的嗜焦素-a的烷基醚衍生物(紅紫素-18二酰亞胺類)(參見Pandey等人，WO 99/67249)。另一種實施方式考慮到了光敏劑是單-L-天冬氨酰二氫卟酚e6(Npe6)。
另一種實施方式包括透皮PDT的方法，其中光敏劑的激活將可能發生于照射的30分鐘至72小時內，更優選地是在照射的60分鐘至48小時內，最優選地是在照射的3小時至24小時內。當然，將需要臨床試驗來確定最佳的光照時間。此外，考慮到了，傳送的總能流將優選為30焦耳至25,000焦耳之間，更優選是100焦耳至20,000焦耳之間，最優選是500焦耳至10,000焦耳之間。臨床試驗將確定減少脂肪組織所需的最佳總能流。
進一步的實施方式涉及哺乳動物受治療者中靶組織的透皮光動力療法的方法，它包括對所述受治療者施用治療有效量第一綴合物，該綴合物包含與抗體或抗體片段綴合的配體-受體結合對的第一成員，其中抗體或抗體片段選擇性地與在脂肪細胞上發現的靶抗原結合。該步驟接著對所述受治療者施用治療有效量的第二綴合物，該綴合物包含與光敏劑或光敏劑傳遞系統或前藥綴合的配體-受體結合對的第二成員，其中第一成員與配體-受體結合對的第二成員結合。接著的步驟包括用一定波長或波帶的光照射受治療者的至少一部分，所述波長或波帶的光被光敏劑吸收，或者如果是前藥，則被其前藥吸收。這種實施方式進一步包括，光由光源提供，并且照射在導致光敏劑或前藥產物激活的相對低的流量率下進行。
還進一步的實施方式涉及透皮PDT的方法，其中配體-受體結合對選自生物素-鏈親和素和抗原-抗體。進一步的實施方式涉及目前公開的方法，其中抗原類是脂肪細胞抗原，并且配體-受體結合對包括生物素-鏈親和素。在這種實施方式中，用相對低流量率的光源經過長時間周期激活光敏劑，導致脂肪細胞的破壞或減少。
另一種實施方式考慮到了透皮PDT方法，其中光敏劑傳遞系統包含基本上由光敏劑組成的脂質體傳送系統。
還另一種實施方式包括哺乳動物受治療者中靶組織的透皮超聲治療的方法，它包括對所述受治療者施用治療有效量的超聲敏化劑或超聲敏化劑傳遞系統或前藥，其中超聲敏化劑或超聲敏化劑傳遞系統或前藥選擇性地與脂肪組織結合。該步驟接著用一定頻率的超聲能量輻射受治療者的至少一部分，其激活超聲敏化劑，或者如果是前藥，則激活其前藥產物，其中超聲能量由超聲能量發射源提供。這種實施方式進一步提供了，在輻射前將超聲治療藥物從受治療者的非靶組織中清除。這種實施方式包括靶組織的透皮超聲治療的方法，其中靶組織是脂肪組織。
其它某些實施方式考慮到了，超聲能量發射源在患者的完整皮膚層的外部或被插入患者的完整皮膚層的下面。另外的實施方式提供了，超聲敏化劑與配體結合，并且更優選地，所述配體選自脂肪細胞特異性抗體、脂肪細胞特異性肽和脂肪細胞特異性聚合物。其它實施方式考慮到了超聲敏化劑選自吲哚菁綠(ICG)、亞甲藍、甲苯胺藍、δ-氨基酮戊酸(ALA)、酞菁、卟啉、特沙卟啉、嗜焦素化合物、二氫卟酚化合物、紅紫素以及吸收500nm-1100nm范圍內的光的任何其它物質。更特別地，考慮到的二氫卟酚和紅紫素化合物包括環狀或非環狀四吡咯的一-、二-或多酰胺氨基二羧酸衍生物(參見Bommer等人，美國專利號4,675,338和4,693,885)；以及具有N-取代的環二酰亞胺的嗜焦素-a的烷基醚衍生物(紅紫素-18二酰亞胺類)(參見Pandey等人WO 99/67249)。一種實施方式考慮到了光敏劑是單-L-天冬氨酰二氫卟酚e6(Npe6)。
其它實施方式包括目前公開透皮PDT的方法，其中光源定位于接近受治療者的靶組織，并選自LED光源、電致發光源、白熾光源、冷陰極熒光光源、有機聚合物光源和無機物光源。一種實施方式包括使用LED光源。
目前公開的方法的還其它實施方式涉及一定波長的光的應用，該波長約500nm至約1100nm，優選大于約650nm，更優選地大于約700nm。本發明方法的實施方式涉及導致被光敏劑單光子吸收模式的光的應用。
另外的實施方式包括光敏劑-靶向傳遞系統的組合物，它包含光敏劑和特異性結合靶組織上受體的配體。在一種實施方式中，靶向傳遞系統的光敏劑與特異性地結合靶組織上受體的配體綴合。優選地，配體包含結合受體的抗體，并且受體是脂肪細胞上的抗原。甚至進一步優選的是脂蛋白脂肪酶抗原，其特異性和優先地結合脂蛋白脂肪酶單克隆抗體(參見Sato等人，Poultry Science 781286-1291(1999))。
進一步的實施方式考慮到了，光敏劑選自吲哚菁綠(ICG)、亞甲藍、甲苯胺藍、δ-氨基酮戊酸(ALA)、酞菁、卟啉、特沙卟啉、二氫卟酚化合物、紅紫素和吸收500nm-1100nm范圍內的光的任何其它物質。本發明的另一種實施方式考慮到了，光敏劑是單-L-天冬氨酰二氫卟酚e6(NPe6)。
還另一種實施方式包括，配體-受體結合對選自生物素-鏈親和素和抗原-抗體。
還有的另一種實施方式考慮到了，光敏劑包含前藥。
其它實施方式考慮到了破壞哺乳動物受治療者中靶細胞的透皮PDT的方法，它包括對所述受治療者施用治療有效量的光敏劑或光敏劑傳遞系統或前藥，其中該光敏劑或光敏劑傳遞系統或前藥選擇性地結合靶細胞。該步驟接著用一定波長或波帶的光照射受治療者的至少一部分，所述波長或波帶的光被光敏劑吸收，或者如果是前藥，則被其前藥產物吸收，其中光由光源供給，并且照射在導致光敏劑或前藥產物激活以及靶細胞破壞的相對低流量率下進行。這種實施方式考慮到了在所述照射前將光敏劑從受治療者的非靶組織中清除。
還進一步的實施方式提供了通過施用藥物傳送貼劑方法，局部或區域性地傳遞光敏劑。這種實施方式還提供超聲推進和指引光敏劑進入皮下脂肪組織的應用。可替代的方法學提供了經皮注入治療位點。
附圖簡要說明

圖1表明了證實采用激光二極管光源的透皮PDT的圖解，激光二極管光源是聚焦的(3)和非聚焦的，并且以與脂肪組織(5)成一定的角度(2)放置并且置于皮膚層(4)的外部。
圖2表明了使用光學纖維(6)傳遞來自激光二極管光源(2)的光的PDT，該激光二極管光源被插入皮膚層(4)的下面，但在脂肪細胞(5)外膜的外部。
圖3表明了采用光源的透皮PDT，該光源由排列在帶(7)或纖維光學漫射體(7)上的多個LEDs構成，并放置于皮膚層(4)的外部。
圖4證實了采用連接于傳遞來自激光二極管光源(沒有顯示)的光的光學纖維的光學漫射體(8)的透皮PDT。圖4A表明觀察光學纖維的末端，其具有指引光朝向治療區域的反射面(9)。
發明詳述編程性細胞死亡是細胞死亡的一種特殊形式。編程性細胞死亡發生在正常的情況下，如胚胎發生和成年組織的生理學退化的時候。其還在異常的狀況下發生或者可以通過暴露在輻射、腫瘤藥物和其它毒素下被誘導。據暗示，編程性細胞死亡可能在脂肪細胞減少中發揮作用。參見Prins，J.等人，Diabetes 461939-1944(1997))，以及Prins，J.等人，Biochem.Biophys.Research Comm.205(1)625-630(1994)。
一種形式的能量-激活療法是光動力療法(PDT)。PDT已被應用于治療廣泛的疾病，包括癌癥和心臟病。參見Oleinick，N.等人，RadiationResearch 150S146-S156(1998)。PDT可以用于誘導編程性細胞死亡。參見Ahmad，N.等人，Proc.Natl.Acad.Sci.956977-6982(1998)；以及Kessel，D.等人，Cell Death and Differentiation 628-35(1999)。
首先通過全身或局部施用光敏的化合物，接著在一定波長或波帶下光照治療部位來進行PDT，所述波長或波帶嚴密地與光敏劑的吸收光譜相配。這種情況下，產生單線態氧和其它活性物種，導致許多產生細胞毒性的生物學效應。組織中細胞毒性效應的深度和強度取決于組織中的光滲透、光敏劑濃度和細胞位置的綜合相互作用，以及分子氧的利用度。
已經描述了大量的PDT光源和使用的方法。然而，描述用于PDT目的的透皮光傳遞的光源和效應的報道是更有限的。已被普遍接受的是，體外的光源引起臨床上有效的細胞毒性的能力限于1-2cm的深度，或更淺，它取決于光敏劑。因此，皮下脂肪組織的逐漸減少可以非侵入方式發生，沒有引起對深部組織大范圍的損傷。
本發明公開的方法、化合物、組合物和試劑盒提供了將PDT用于誘導脂肪細胞編程性細胞死亡而不是壞死。通過給藥治療有效濃度的光敏劑或能量激活劑并調整照射能量的量，可以使壞死的程度和后續炎癥最小化。進一步地，這將確保可以避免或減少由于快速的甘油三酯動員而引起的其它不良副作用。與通過誘導細胞壞死而減少脂肪組織的過程相比，編程性細胞死亡過程使脂肪組織沉積物能夠非常更受控的減少。
然而，以這種方式治療皮下脂肪層，由于光敏劑在皮膚中的蓄積，可能伴隨有疏忽的皮膚損傷，光敏劑在皮膚中的蓄積是在臨床上應用中全身給藥的敏化劑的特性。例如，臨床上有用的卟啉類如Photophrin(QLT，Ltd.卟吩姆鈉的商標)，伴隨有持續時間直到6周的光敏感性。Purlytin(是紅紫素)和Foscan(是二氫卟酚)使皮膚敏化幾個星期。實際上，人們一直努力開發光保護劑以減少皮膚的光敏感性。(參見Dillon等人，Photochemistry and Photobiology 48(2)235-238(1988)；以及Sigdestad等人，British J.of Cancer 74S89-S92(1996))。事實上，涉及全身給藥光敏劑的PDT方案需要患者避免日光和明亮的室內光從而減少皮膚光毒反應的機會。
一種PDT模式公開了強激光光源激活精確定義的界限內藥物的應用。參見Fisher等人，美國專利第5,829,448號。對于用需要高度空間控制的非常準直光束的藥物激活，雙光子方法學需要高功率的激光器。這種類型的治療對于治療大面積的脂肪組織是不實際的，因為光束將不得不以某種類型的裝置，隨時間可重復的模型掃過皮膚表面。患者或器官的移動將是一個問題，因為光束可能對不準。非靶組織或皮膚以及皮下組織光敏感性在獲得的文獻中沒有得到解決。在光束通道上的任何光敏劑將被激活，并引起不需要的側組織損傷。
因此，在PDT減少脂肪組織中，單光子方法是優選的。單光子方法允許在較低的流量率下長時間曝光，其促進保護非靶組織或皮膚和皮下正常組織，并減少側組織損傷。
本發明進一步公開了光敏劑選擇性結合特異性的靶組織抗原，如在脂肪細胞表面上或內部發現的那些。這種靶向方案減少有效治療所需的敏化藥物的量，其依次又減少了總能流以及有效光活化所需的流量率。
如W.G.Fisher等人，在Photochemistry and Photobiology 66(2)141-155(1997)中公開的，使用準直光，強度遠小于高功率的激光的光源和短暫的曝露是優選的。本發明允許使用低功率的非相干光源(該光源被利用長于約1小時)來增加光活化深度。
本發明提供了通過與光敏劑的靶組織、細胞或組分的特異性和選擇性結合，治療哺乳動物受治療者中靶組織或破壞或損傷哺乳動物中靶細胞或組分的方法和組合物。這種方法包括，用一定波長的光照射受治療者的至少一部分，該波長的光被所述光敏劑吸收，其在光動力療法過程中的活化條件下，使用相對低的流量率，但總地高總能流量劑量，導致最小側組織損傷。
本發明所用的術語是基于它們所屬領域公認的含義，并且普通技術人員應清楚理解本發明公開的內容。因為清楚的緣故，術語還可以具有特定的含義，如從其在上下文的使用來看將是清楚的。例如，透皮在本發明中更具體地是指光穿過未破損的組織。其中組織層是皮膚或真皮，透皮包括透過皮膚并且光源是在外側皮膚層的外部。然而，其中透照在此是指光穿過組織層如脂肪組織層，光源在脂肪組織的外部，而不是在內部或者植入受治療者或患者。
特別地，本發明實施方式是基于將光敏劑或藥物和化合物精確靶向到受治療者或患者的特異靶抗原，并且通過隨后對受治療者長時間施用來自于光源的相對低流量率的光，來激活靶向光敏劑的方法，所述光源在靶組織的外部，以便隨時間獲得最大的細胞毒性或脂肪細胞的減少和最小的副作用或側組織損傷。
進一步地，如本發明所用的“靶細胞”或“靶組織”分別是預期被這種治療方法損傷或破壞的那些細胞或組織。靶細胞或靶組織攝取光敏劑；然后當應用足夠的輻射時，這些細胞或組織被損傷或破壞。靶細胞是靶組織中的那些細胞，其包括但不限于脂肪細胞和前脂肪細胞。
“非靶細胞”是正常動物的所有不被計劃用該療法損傷或破壞的細胞。這些非靶細胞包括但不限于基質細胞和不被另外視為靶向的其它正常組織。
“破壞”用于表示殺死期望的靶細胞。“損傷”意思是以干擾其功能的方式改變靶細胞。例如，North等人觀察到，苯并卟啉衍生物(“BPD”)處理的、病毒感染的T細胞暴露在光下后，在T細胞膜中形成孔，該孔尺寸增大直到膜完全分解(Blood Cells 18129-40(1992))。即使靶細胞最終被巨噬細胞處理，靶細胞被理解為被損傷或被破壞。
“光敏劑”是化學化合物，其導向至一種或多種類型的所選的靶細胞，當接觸輻射時，吸收光，導致靶細胞的損傷或破壞。實質上，任何導向至所選的靶點并吸收光的化學化合物可用在本發明中。優選地，化學化合物對被施用該化合物的動物是無毒的或能夠被配制成無毒的組合物。優選地，以其光降解形式的化學化合物也是無毒的。光敏的化學物質綜合表冊可以在Kreimer-Birnbaum，Sem.Hematol.26157-73(1989)中找到。光敏化合物包括，但不限于吲哚菁綠(ICG)、亞甲藍、甲苯胺藍、氨基酮戊酸(ALA)、酞菁、卟啉、特沙卟啉、菌綠素、部花青、補骨脂素、苯并卟啉衍生物(BPD)和卟吩姆鈉以及前藥如δ-氨基酮戊酸，其可以產生藥物如原卟啉。還包括二氫卟酚化合物、紅紫素和吸收500nm-1100nm范圍內光的任何其它物質。更特別地，在本發明中考慮到的二氫卟酚和紅紫素化合物包括環狀或非環狀四吡咯的一-、二-或多酰胺氨基二羧酸衍生物(參見Bommer等人，美國專利第4,675,338號和4,693,885號)；具有N-取代的環二酰亞胺的嗜焦素-a的烷基醚衍生物(紅紫素-18二酰亞胺)(參見Pandey等人WO 99/67249)。特別地，包括單-L-天冬氨酰二氫卟酚e6(NPe6)的衍生物和吸收500nm-1100nm范圍內光的任何其它物質。
本發明所用的“輻射”包括所有的波長。優選地，選擇輻射的波長以與激發光敏感化合物的波長相配。甚至更優選地，輻射波長與光敏化合物的激發波長相配，并且被完整動物的非靶細胞和其余物包括血液蛋白低吸收。例如，對于NPe6的優選波長是600至800納米的實用范圍，優選的化合物在620-760納米的范圍有吸收。
輻射進一步用其強度、持續時間以及相對于用光敏劑給藥的時間選擇來定義。強度或流量率必須足以使輻射穿透皮膚并到達靶細胞、靶組織或靶組分。持續時間或總能流劑量必須足以光敏化足夠的光敏劑，以對靶細胞起作用。必須限制強度和持續時間以避免動物治療過度。關于用光敏劑給藥的時間選擇是重要的，因為(1)施用的光敏劑需要一些時間導向于靶細胞，(2)很多光敏劑的血液水平隨時間快速降低。
本發明提供了一種治療動物的方法，該動物包括但不限于人和其它哺乳動物。術語“哺乳動物”或“哺乳動物受治療者”還包括飼養場動物如奶牛、豬和綿羊，以及寵物或娛樂(sport)動物如馬、狗和貓。
就“完整的動物”而言，它指的是完整的、未分割開的動物可用于暴露在輻射下。動物的部分沒有去除用于單獨的輻射。整個動物不需要暴露在輻射下。僅僅是完整動物受治療者的一部分可能或需要暴露在輻射下。
在此所用的“透皮地”指的是穿過動物受治療者的皮膚。
簡言之，光敏劑一般是在動物接受輻射前被施用給所述動物。
優選的光敏劑包括，但不限于吲哚菁綠(ICG)(例如，參見WO92/00106(Raven等人)、W097/31582(Abels等人)和Devoisselle等人，SPIE 2627100-108(1995))、亞甲藍、甲苯胺藍以及前藥如δ-氨基酮戊酸，其可以產生藥物如原卟啉、菌綠素、酞菁、卟啉、特沙卟啉、二氫卟酚化合物、紅紫素、部花青、補骨脂素和吸收500nm-1100nm范圍內光的任何其它物質。更特別地，本發明考慮到的二氫卟酚和紅紫素化合物包括環狀或非環狀四吡咯的一-、二-或多酰胺氨基二羧酸衍生物(參見Bommer等人，美國專利第4,675,338號和4,693,885號)；具有N-取代的環二酰亞胺的嗜焦素-a的烷基醚衍生物(紅紫素-18二酰亞胺)(參見Pandey等人WO 99/67249)。進一步的光敏劑是單-L-天冬氨酰二氫卟酚e6(Npe6)(參見美國專利第4,693,885號)。
光敏劑局部或全身給藥。光敏劑口服或注射給藥，注射可以是靜脈內、皮下、肌肉內或腹膜內注射。光敏劑還可以通過貼劑或植入劑外用或局部地給藥。
光敏劑還可以綴合到與靶反應的特異性配體，如受體-特異性配體或免疫球蛋白或免疫球蛋白的免疫特異性部分，允許它們更集中于期望的靶細胞或微生物中。光敏劑可以進一步地與配體-受體結合對綴合，其包括但不限于生物素-鏈親和素和抗原-抗體。這樣的綴合可允許降低所需的劑量水平，因為所述物質更選擇性地靶向并且在分布到必須避免破壞的其它組織中較少被浪費。
在一種實施方式中，光敏劑可以配制成合適的藥物制劑，如用于口服給藥的溶液、懸浮液、片劑、分散片、丸劑、膠囊劑、散劑、持續釋放的制劑或酏劑，或胃腸外給藥的無菌溶液或懸浮液，以及透皮貼片制劑和干粉吸入劑。在一種實施方式中，上述的化合物采用本領域中熟知的技術和步驟配制成藥物組合物(參見，例如Ansel，Introduction to Pharmaceutical Dosage Forms，Fourth Edition，第126頁，1985)。光敏劑可以無水制劑形式給藥，如片劑、丸劑、膠囊劑、散劑、顆粒劑、栓劑或貼劑。光敏劑還可以含水或含藥學上可接受的賦形劑的液體制劑形式給藥，如在Remington＇s PharmaceuticalSciences，Mack Publishing Company，Easton，PA，第15版1975中公開的。液體制劑還可以是懸浮液或乳液。尤其，脂質體或親脂性的制劑是最理想的。如果使用懸浮液或乳液，適宜的賦形劑包括水、鹽水、葡萄糖、甘油等。這些組合物可以含有少量無毒的輔助物質如濕潤劑或乳化劑、抗氧化劑、pH緩沖劑等。
光敏劑的劑量將隨尋找的靶細胞、最佳血液水平(參見實施例1)、動物的體重和輻射的時間選擇而變化。根據所用的光敏劑，等效的最佳治療水平將不得不確定。優選地，計算劑量以獲得約0.001至100μg/ml的血液水平。優選地，劑量將獲得約0.01至10μg/ml的血液水平。
這個方法包括用一定波長或波帶的光照射受治療者的至少一部分，所述波長或波帶的光被所述光敏劑吸收，其在光動力療法過程中的活化條件下，使用相對低的流量率，而且以總地高總能流劑量，導致最小的側組織損傷。考慮到了，最佳的總能流將在臨床上采用光劑量不斷增加試驗確定。進一步考慮到了，總能流將優選在30至25,000焦耳/cm2的范圍內，更優選地在100至20,000焦耳/cm2的范圍內，最優選地在500至10,000焦耳/cm2的范圍內。
所述方法包括，用一定波長或波帶的光照射受治療者的至少一部分，所述波長或波帶的光被所述光敏劑吸收，其在光動力療法過程中的活化條件下，使用相對低的流量率，但總地高總能流劑量，導致最小的側組織損傷。“相對低的流量率”的含義是低于通常使用的，并且一般不會對側組織或非靶組織產生顯著損傷的流量率。特別地，用于治療靶細胞或靶組織的輻射的強度優選介于約5至100mW/cm2之間。更優選地，輻射的強度介于約10至75mW/cm2之間。最優選地，輻射的強度是介于約15至50mW/cm2之間。
輻射曝光的持續時間優選介于約30分鐘至72小時之間。更優選地，輻射曝光的持續時間介于約60分鐘至48小時之間。最優選地，輻射曝光的持續時間介于約2小時至24小時之間。當然，常規的臨床試驗將適用于確定傳遞到治療位點的最佳的流量率和總能流。
雖然不希望被理論所限制，本發明提出，在治療上合理的時間周期內，光敏劑試劑可以在靶細胞和靶組織中實質地和選擇性地被光活化，并且對非靶組織沒有過量的毒性或側損傷。因此，看來似乎有受光敏劑物質劑量和輻射劑量約束的治療窗。光敏劑物質的光降解產物的形成用作光活化的指示劑。已主張光敏劑物質的光活化引起生成單線態氧，該單線態氧具有細胞毒性效應或編程性細胞死亡效應。
此外，某些實施方式涉及哺乳動物受治療者或患者中脂肪組織的透皮超聲治療的方法，通過首先對所述受治療者施用治療有效量的第一綴合物，它包含與抗體或抗體片段綴合的配體受體結合對的第一成員，其中該抗體或抗體片段選擇性地結合脂肪細胞的靶抗原；而且同時或隨后對所述受治療者施用治療有效量的第二綴合物，它包含與超聲敏化劑或超聲敏化劑傳遞系統或前藥綴合的配體-受體結合對的第二個成員，其中第一成員結合配體-受體結合對的第二個成員。這些步驟接著用一定波長的能量照射受治療者的至少一部分，所述波長的能量被該超聲敏化劑吸收，或如果是超聲敏化傳遞系統，則被其前藥吸收，其中所述能量由受治療者體外的能量源提供；并且其中超聲在導致所述超聲敏化劑或前藥產物激活的相對低的強度率下進行。
雖然一種實施方式涉及光能在采用光和光敏劑物質的光動力治療脂肪組織中的應用，但是其它形式的能量也在本發明的范圍內而且被本領域普通技術人員所理解。這樣能量形式包括，但不限于熱、聲波、超聲、化學、光或光線、微波、離子化如x-射線和伽馬射線、以及電。例如，聲動力學誘導劑或激活劑，包括但不限于鎵-卟啉絡合物以及其它卟啉絡合物如原卟啉和血卟啉。參見Yumita等人，CancerLetters，11279-86，1997；和Umemura等人，Ultrasonics Sonochemistry3S187-S191(1996)。這種實施方式進一步考慮到了位于靶組織外的能源的應用。本質上，靶組織可以包括和涉及脂肪細胞。
普通技術人員熟悉多種配體-受體結合對，包括已知的那些和目前還沒有發現的那些。已知的那些包括但不限于生物素-鏈親和素和抗原-抗體。本發明考慮到了一種實施方式，其包括生物素-鏈親和素作為配體-受體結合對的用途。然而，普通技術人員從本發明的公開中將容易地理解，在以下條件下任何配體-受體結合對都可以是有用的，所述條件是配體-受體結合對證明配體與受體結合的特異性，進一步的條件是配體-受體結合對允許形成第一綴合物，它包含與抗體或抗體片段綴合的配體-受體結合對的第一成員，其中所述抗體或抗體片段選擇性地與脂肪細胞的靶抗原結合；并且配體-受體結合對進一步地允許形成第二綴合物，它包含與能量敏化劑或光敏劑或能量敏化劑或光敏劑傳遞系統或前藥綴合的配體-受體結合對的第二成員，并且進一步地其中第一成員與配體-受體結合對的第二成員結合。
另一類配體受體對包括能量敏化劑或光敏劑或能量敏化劑或光敏劑傳遞系統或前藥與配體-受體結合對的第一成員的綴合，第一成員選自對脂肪細胞特異性抗原的抗體、可結合特異性脂肪細胞細胞受體的配體以及可結合特異性脂肪細胞細胞表面成分的其它配體。這樣的第一配體-受體成員對將選擇性和特異性地與配體-受體結合對的第二成員結合，第二成員可以是脂肪細胞特異性抗原、脂肪細胞特異性受體或其它脂肪細胞特異性細胞表面成分。在這種方式中，能量激活劑被特異性地傳遞至它對應于所選配體-受體結合對的脂肪靶細胞。例如，針對脂蛋白脂肪酶抗原的單克隆抗體特異性和優先地結合脂蛋白脂肪酶(參見Sato等人，Poultry Science 781286-1291(1999))。
另一種實施方式涉及其中光敏劑傳遞系統包括基本上由光敏劑組成的脂質體傳遞系統的方法，然而本領域的技術人員從本發明的公開中將容易理解，可以使用其它傳遞系統。在一種實施方式中，包括組織靶向脂質體如腫瘤靶向脂質體的脂質體懸浮液也適合作為藥學上可接受的載體。根據本領域的技術人員已知的方法，這些是可以制備的。例如，脂質體制劑可以按照美國專利第4,522,811號描述的制備。更進一步的實施方式考慮到了其中光敏劑傳遞系統利用脂質體傳送系統和光敏劑二者的所公開的方法，它們各自分別地與配體-受體結合對的第二成員綴合，并且其中第一成員與配體-受體結合對的第二成員結合，并且更優選地，其中配體-受體結合對是生物素-鏈親和素。這種實施方式進一步考慮到了，通過由第一成員結合對的抗體或抗體片段選擇性與靶組織抗原結合，光敏劑以及光敏劑傳遞系統二者都可以被特異性地靶向。預見這樣的雙重靶向將增強攝取的特異性并增加攝取的量。
現在已經一般性地描述了本發明，通過參考以下實施例將更容易地理解本發明，除非明確說明，提供下面的實施例作為舉例說明，實施例不意味著不想用于限制本發明。
實施例1脂肪組織的透皮光動力療法光敏劑可以全身或局部給藥。在全身給藥的情況下，光敏劑與使能夠被脂肪組織或脂肪細胞選擇性攝取的物質綴合。在局部給藥的情況下，光敏劑可以局部給藥。局部給藥后可以跟著方法如超聲，其增強皮膚滲透和定位于皮下脂肪組織中。可替代地，光敏劑可以經皮注射到治療位點中，在治療位點發生擴散并使光敏劑能夠適當分散。
優選的光活化過程是誘導脂肪細胞編程性細胞死亡而不是壞死的光活化過程。這減少了由于快速甘油三酯動員引起的炎癥和其它副作用。與發生壞死的過程相比，編程性細胞死亡的過程使脂肪組織能夠受控的減少。經受PDT的脂肪細胞內的甘油三酯逐漸釋放并被周圍的細胞代謝。
通過觀察凝膠電泳后的特征性“梯形(laddering)”，可以在組織外植塊中測定編程性細胞死亡，其證實特異性內切核酸酶誘導的DNA裂解、染色質聚集和充滿脂質的間質巨噬細胞的出現。
A.脂肪細胞和脂肪組織可以通過透皮光動力療法有效地減少。通過連接光敏劑物質如NPe6至單克隆抗體，制備靶向的抗體-光敏劑綴合物(APC)，該單克隆抗體結合脂肪細胞特異性抗原如脂蛋白脂肪酶。通過技術人員可適用的任意方法把該APC傳送到治療位點。例如，APC可以通過皮下皮膚層的下面局部注射傳送或通過靜脈內注射全身傳送。APC的其它制劑的傳送包括口服或局部制劑。
Elstrom等人的美國專利第5,999,847號教導了局限的和短暫的壓力波的應用，其適用于鄰近靶細胞的組織，借助于光源和與組織接觸的耦合界面，耦合界面把來自光源的光轉化為聲能。壓力波引起細胞膜的短暫的poration。治療藥通過任何適合的方式，如用針注射，被傳遞到集中壓力波的位點。光源和耦合界面可以并入導管，用以把壓力波應用于患病的血管。還可以使用把注射所述物質用的針、光源和耦合界面合為一體的用手操作的外科手術裝置。
過量的光敏劑綴合物從體內自然清除。在策略上將一個或多個光源放置或植入接近要治療的組織。經過允許綴合物從非靶組織中清除的足夠長的時間，如6小時后，激活光源，用相對低的流量率照射靶組織，如50mW/cm2，持續續5小時，但產生高的總光能流劑量如900焦耳/cm2，波長為約620nm至約760nm。可以內部或外部使用光。
光敏劑綴合物的具體劑量是引起使足以獲得約0.001至100μg/ml的血液水平的活性NPe6的濃度的劑量，更優選地劑量介于約0.01至10μg/ml。然而，采用標準的臨床實踐和操作來確定具體的治療有效的劑量是普通技術人員熟知的技術。
相似地，由本發明公開的內容可以常規地確定具體的流量率和總能流劑量。
此外，上述綴合物可以進一步地與顯像劑如锝綴合。因此，所述方法可以進一步地包含進行核醫學掃描和使治療位點成像的步驟。
B.可替代地，按照實施例1A的公開，第二APC可以通過連接光敏劑物質而構成，光敏劑選擇性地結合第二抗原而不是脂蛋白脂肪酶，并且其主要在脂肪細胞上存在或締合。光敏劑可以代替與受體-配體結合對連接，其中結合對的一個與脂肪細胞特異性地締合，而結合對的另一個連接光敏劑物質。這樣的受體配體結合對包括激素-激素受體、趨化因子-趨化因子受體或其它信號傳導受體及其天然配體。配體-受體結合對或APC由靜脈內輸注，在脂肪組織中被吸收。當未結合時，APC從身體中清除。可以用內部或外部光源激活靶向藥物，然而，在這個實施例中考慮到了外部光源。
可以選擇許多抗原或配體結合對成分，條件是該成分和脂肪細胞特異性地締合。這樣的抗原或配體結合對成分對本領域的技術人員將是已知的。可以選擇特異性的光敏劑物質，條件是用光使光敏劑物質激活，光的波長是500nm-1100nm，更優選的波長是620nm，最優選的波長是700nm或更大。預期如本公開中提供的這類光敏劑物質用于本申請中。
C.按照以上實施例1A和1B的公開，PDT光源是位于體外的光源，其連接(1)電源并對準要治療的位點。光源可以是激光二極管，發光二極管(3)或其它的電致發光裝置。光源可以對著皮膚層(4)傾斜(2)或垂直放置(3)，聚焦光束以便指引光穿過將要治療的哺乳動物受治療者的皮膚或細胞膜，引起與脂肪組織的脂肪細胞(5)結合的光敏劑的光活化。參見圖1。
可替代地，光源可以含發光二極管(LEDs)(7)的帶或板，其再排列在哺乳動物受治療者中要治療位點上面的皮膚或膜上。參見圖3。光源還可以包含光學纖維漫射體(8)，其放置在哺乳動物中要治療的位點上面的皮膚或膜的上方。這樣的漫射體可以進一步地包括把光束導向靶向區域的反射面(9)。參見圖4。
D.上述的方法和組合物具有多種應用，這對本領域普通技術人員來講是顯而易見的。例如，哺乳動物受治療者中小面積的脂肪組織可以用由LEDs組成的貼片或編制的光學纖維墊來治療，其中光源貼片或墊放置在要治療位點上面的皮膚或組織的上方。此外，貼片或墊還可以包含藥物組合物或光敏劑，其然后通過脂質體、透皮或離子運載(ionophoreti)技術傳送。
實施例2脂肪組織的透照光動力療法按照實施例1A的方法，在Npe6和單克隆抗體之間與脂蛋白脂肪酶形成綴合物。這樣的綴合物以實施例1A公開的方式傳遞。內部光源通過最低限度侵入性操作由外科手術提供。LED(2)連接至光學纖維(6)并用外科手術插入組織的皮下層(4)的下面。例如，Chen等人，美國專利第5,766,234號教導了具有LED光源的纖維光學纖維的植入，用于局部位點光動力療法。另外，Paolini等人的美國專利第5,954,710號教導了用連接至光學纖維傳輸工具的激光光源和用于引導光學纖維的空心針，除去皮下脂肪層的裝置和方法，該纖維終止于該針末端的附近。
通過直接的說明和實施例描述了本發明。如上所記載的，實施例僅意味著范例，并不以任何目的的方式限制本發明。此外，本發明所屬領域的普通技術人員在察看說明書和權利要求書后，將理解本發明請求保護的范圍存在等同物。本發明打算包括本發明要求的合理的保護范圍內的等同物。
并不想將上述文獻的引用作為對上述任何內容都是相關的現有技術的認可。所有關于日期的陳述或關于這些文獻內容的描述是基于申請者可獲得的信息，并不構成對于這些文獻的日期或內容的正確性的認可。進一步地，在此通過參考將遍及本申請參考的所有文獻以它們的全文引入本申請。
權利要求
1.用于減少哺乳動物受治療者中脂肪組織或脂肪細胞的光動力療法的方法，它包括對所述受治療者施用治療有效量的光敏劑或光敏劑傳遞系統或前藥，其中所述光敏劑或所述光敏劑傳遞系統或所述前藥選擇性地定位于脂肪組織或脂肪細胞中；用一定波長的光照射所述受治療者的至少一部分，所述波長的光被所述光敏劑吸收，或者如果是前藥，則被其前藥產物吸收；其中所述光由光源提供，并且以相對低的導致所述光敏劑或所述前藥產物激活的流量率施用所述照射；并且其中在照射前，將所述PDT藥物從受治療者的皮膚和皮下組織中清除。
2.權利要求1的方法，其中所述光源選自由下述的一個或多個組成的組激光二極管、發光二極管、電致發光光源、白熾光源、冷陰極熒光光源、有機聚合物光源或無機的光源。
3.權利要求1或權利要求2的方法，其中所述光源在皮膚層的外部，并且光束直接穿過皮膚指向脂肪組織或脂肪細胞。
4.權利要求2的方法，其中所述激光二極管與光學纖維相連，其中所述光學纖維將所述光指引到脂肪組織或脂肪細胞。
5.權利要求2的方法，其中所述發光二極管是發光二極管帶，其中將所述發光二極管帶置于皮膚層的外部并覆蓋在脂肪組織或脂肪細胞上。
6.權利要求4的方法，其中當將所述光學纖維置于脂肪組織或脂肪細胞上方時，它漫射所述光。
7.權利要求4或權利要求6的方法，其中所述光源是包含多個所述光學纖維的墊。
8.前述權利要求任一項的方法，其中所述光敏劑選自吲哚菁綠、亞甲藍、甲苯胺藍、δ-氨基酮戊酸、原卟啉、菌綠素、酞菁、卟啉、特沙卟啉、部花青、補骨脂素、嗜焦素、二氫卟酚、紅紫素以及吸收500nm-1100nm范圍內的光的任何其它物質。
9.權利要求8的方法，其中所述光敏劑是環狀或非環狀的四吡咯的一-、二-或多酰胺氨基二羧酸衍生物。
10.權利要求1-9任一項的方法，其中所述光敏劑是單-L-天冬氨酰二氯卟酚e6(NPe6)。
11.權利要求1的方法，其中所述波長是約500nm至約1100nm。
12.權利要求1或權利要求11的方法，其中所述波長大于約700nm。
13.權利要求1-12任一項的方法，其中所述光導致光敏劑單光子吸收模式。
14.權利要求8的方法，其中將包含所述光敏劑的絡合物與定位于脂肪組織中的脂肪組織特異性配體綴合或與脂肪細胞綴合。
15.權利要求14的方法，其中所述配體是脂肪細胞抗原、脂肪細胞的細胞受體或其它脂肪細胞的細胞表面成分。
16.權利要求15的方法，其中所述抗原是脂蛋白脂肪酶。
17.權利要求14的方法，其中全身或局部施用所述絡合物。
18.權利要求17的方法，其中配制所述絡合物用于口服、局部、靜脈內給藥或通過任何透皮途徑的注射給藥。
19.權利要求17的方法，其中局部給藥后接著讓絡合物滲透皮膚并進入皮下脂肪組織的方法。
20.權利要求8的方法，其中將所述光源插入受治療者皮膚層的內部。
21.權利要求1-20任一項的方法，其中通過脂肪細胞的編程性細胞死亡發生脂肪組織或脂肪細胞的減少。
22.用于哺乳動物受治療者中脂肪組織或脂肪細胞的透皮光動力療法的裝置，它包括光源，該光源在受治療者的體外并選自由下述的一個或多個組成的組激光二極管、發光二極管、電致發光光源、白熾光源、冷陰極熒光光源、有機聚合物光源或無機物光源。
23.權利要求22的裝置，其中所述光源是與光學纖維連接的至少一個激光二極管，所述光學纖維將所述光指引到脂肪組織或脂肪細胞。
24.權利要求22或權利要求23的裝置，其中所述二極管是發光二極管帶，并且其中可以將所述發光二極管帶置于皮膚的上方以等高照射要治療的脂肪組織。
全文摘要
本發明涉及用于哺乳動物受治療者中的靶脂肪細胞或靶脂肪組織的透皮光動力治療(“PDT”)的方法和化合物，其包括對所述受治療者施用治療有效量的光敏劑或光敏劑傳遞系統或前藥，其中所述光敏劑或光敏劑傳遞系統或前藥選擇性地與靶組織結合；并且用一定波長的光照射受治療者的至少一部分，所述波長的光被光敏劑吸收，或者如果是前藥，則被其前藥產物吸收，其中光由光源供給，并且照射是在導致光敏劑或前藥產物激活的低流量率下進行。這些透皮PDT的方法適用于減少脂肪組織和脂肪細胞。
文檔編號A61N7/00GK1894003SQ200480034899
公開日2007年1月10日 申請日期2004年10月15日 優先權日2003年10月16日
發明者J·C·陳 申請人:光科學公司