專利名稱：：用于治療神經障礙的艾地苯醌組合物的制作方法
技術領域：
：本發明涉及制備適于腸胃外給藥的艾地苯醌(Idebenone)的穩定制劑的領域。與肝中發生的高代謝("首過效應")相關的現有的艾地苯醌的口服劑型不能在急性情況下或在患者無意識的情況下給藥。因此艾地苯醌的可注射形式是高度期望的。
背景技術：
：神經元損傷、神經變性疾病和綜合征(阿爾茨海默病、多發性硬化、弗里德賴希共濟失調(Friedrich'sataxia)、腦和脊髓損傷及神經外傷、中風、帕金森病、酒精中毒和發作性睡病(narcol印sy)、術后恢復綜合征和麻醉后恢復綜合征)及許多其它病癥需要有效的治療和預防[l]。術后中風和認知缺陷(P0SCD)綜合征是常見的，特別是在進行廣泛性外科手術(extensivesurgicalprocedure)如心臟手術或髖關節置換手術的老年人中。在北美洲，每年進行超過250萬例這樣的外科手術，而P0SCD的發病率超過30%。存在對介入(intervention)的迫切需要，而對于這種使人痛苦的術后病癥還沒有足夠的治療選擇。在美國，僅就心臟手術而言每年就進行超過200萬例外科手術。長效麻醉藥的麻醉后恢復通常導致患者處于顯著的定向障礙(disorientation)和認知功能受損的狀態中并持續很長時期。即使出現了較新的短效麻醉藥，也沒有緩解老年外科手術患者的麻醉后作用[2]。手術后嚴重不良事件(包括認知缺陷和中風)的發病率高達廣泛性外科手術的30-35%，這導致了廣泛且延長的住院期和受影響的患者及其健康護理提供者的嚴重生活質量問題。將麻醉后中風從約2.5%降低至1.5%或者將手術后認知缺陷基本上從目前的約30%降低的能力可產生顯著的成本節約和生活質量管理問題的改善。現在有大量證據表明許多老年患者在手術后經受認知衰退(cognitivedeterioration)。在針對年齡>70歲患者的全膝置換術進行的全身麻醉對比硬膜外麻醉(具有鎮靜作用)的前瞻性隨機化試驗中，當用心理測驗進行評價時，4-6%的患者在麻醉和外科手術后六個月的認知性能(cognitiveperformance)比外科手術前的基線差。另一項大型的前瞻性對照國際研究證實9.9%的患者在手術后三個月有認知缺陷，而年齡匹配的對照組中只有約3%有類似的損傷。在年齡超過75歲的患者中，14%的患者在全身麻醉和外科手術后有持續的認知缺陷[2，9]。在許多情況下，與缺氧有關的神經變性是由于血液循環減少而引起的，并伴有自由基的過量和對線粒體活性的抑制。抗氧化劑被認為是減少由于擴展全身麻醉(extendedgeneralanesthesia)而引起的腦損傷的可能保護劑(protectiveagent)。各種物質_抗氧化劑和自由基清除劑(radicalscavenger)-已經在體外細胞培養物、離體腦切片和體內動物模型中得到了測試。在這些實驗中，艾地苯醌，即2，3-二甲氧基-5-甲基-6-(10-羥基癸基)_1，4-苯醌，顯示了顯著的抗氧化劑活性并能顯著地保護腦細胞不受氧化性損傷。艾地苯醌的口服形式作為肝保護劑用于治療弗里德賴希共濟失調中的心肌萎縮(cardiacmuscleatrophyinFriedreich'sAtaxia)，并且在有限的程度上用于治療阿爾茨海默病[美國專利5，916，925"Pharmaceuticalcompositionfortreatmentofdementia，，禾口美國專利6，133，322RustinP.等人，"Quinonederivativesfortreatingorpreventingdiseasesassociatedwithironoverload，，]。在對九位患有腦血管疾病的患者進行的小型人類研究中，每日給予90mg艾地苯醌，并且監測腦電圖(electroencephalogram)和臨床癥狀。結果表明艾地苯醌的補充給藥對這些患者的EEG(腦電圖)和臨床癥狀產生了改善。艾地苯醌保護培養的皮層神經元(corticalneuron)使之不發生壞死性變性(necroticdegeneration)。其甚至當在NMDA脈沖后30分鐘再施用時仍可挽救皮層神經元，這表明所述藥物干擾了由于過度剌激興奮性氨基酸受體而觸發的毒性反應鏈[4]。對患有弗里德賴希共濟失調的患者口服給予艾地苯醌(每日5mg/kg并持續8周)顯著地減少了氧化性DNA損傷的標志[5]。艾地苯醌在每日給予5mg/kg并持續4-9個月的三位患者中預防了鐵誘導的脂過氧化(iron-inducedlipo-peroxidation)和心肌損傷，從而導致這些患者中左心室擴大(leftventricularenlargement)的降低[6]。在細胞培養物實驗中，艾地苯醌清除了各種自由基種類[7]。艾地苯醌還與高價(hypervalent)種類的肌紅蛋白或血紅蛋白進行氧化還原偶聯(redoxcouple)，從而預防了由這些種類促進的脂質過氧化。同樣地，已顯示艾地苯醌抑制了由ADP-鐵復合物或有機氫過氧化物誘導的微粒體脂質過氧化。已顯示艾地苯醌如此預防了細胞色素P450的破壞，所述細胞色素P450的破壞另外會伴隨脂質過氧化。已經報道在通過大鼠基底前腦(basalforebrain)中的腦栓塞形成(cerebralembolization)、腦缺血或損傷而產生的實驗模型中，艾地苯醌改善了學習和記憶紊亂，所述基底前腦為投射到大腦皮層、海馬(hippocampus)和杏仁核(amygdala)中的乙酰膽堿神經元系統的起源區域。在臨床測試中，艾地苯醌被認為對于降低心理缺陷(如記憶保持的衰退和定向障礙)是有效的[8]。由于艾地苯醌的極性疏水性質，口服艾地苯醌的生物利用度是相對高的。然而，口服給藥艾地苯醌伴隨有在肝中顯著的首過代謝，因而只有少量藥物可到達腦或其它靶器官。另外，口服治療的效果只有在用藥數周甚至數月后才會明顯。艾地苯醌的可注射形式可克服口服劑型的首過效應，并在血液和腦組織中迅速提供需要的濃度。然而，目前不存在適于腸胃外給藥的艾地苯醌劑型。在醫學文獻中僅有的描述靜脈內給藥艾地苯醌的情況是在大鼠[8]實驗中，所述實驗使用聚乙氧基化蓖麻油表面活性劑HC0-60的10%溶液，由于所述媒介物的溶血性質，該溶液不能應用于人。艾地苯醌的低水溶性使得開發腸胃外劑型的工作非常困難。使用艾地苯醌在其中充分溶解的水混溶性溶劑(乙醇、丙二醇、液態PEG、N-甲基吡咯烷酮等)是不適當的，因為一旦與生理流體或水相接觸，藥物就立即發生沉淀。描述了艾地苯醌與環糊精的包合復合物(inclusioncomplex)，但它是水分散性的而不是水溶性的，因此不適于注射。艾地苯醌在不揮發性油(大豆油、玉米油、杏仁油等)中的溶解性是低的，藥物在存貯期間從這些乳劑中沉淀出來，這限制了它們在制備所述藥物的基于乳劑的可注射形式(emulsionbasedinjectableform)中的用途。
發明內容本發明的一個目的是通過使用艾地苯醌的可注射制劑來提供用于保護腦細胞使之免受由擴展麻醉引起的功能缺損的適當方法。出人意料地發現適于腸胃外給藥的穩定的艾地苯醌制劑提供了對腦組織的顯著保護，從而使腦組織免受與缺氧狀態相關的細胞損傷。所述制劑通過使用由不同油性組分的混合物構成的水包油乳劑(oil-inwateremulsion)來制備。艾地苯醌在所述制劑中的濃度按重量計從0.1%至2.5%變化。乳劑的油組分按下述方式混合，其中將所有摻入的艾地苯醌完全溶于乳劑的不連續相(油相)中，這避免了藥物在存貯期間沉淀出來并提供了穩定的制劑。在體內測試期間，制劑通過靜脈內注射、腹膜內注射或皮下注射來給藥，或在"體外"或"離體"實驗期間在進行所需要的稀釋后加至細胞培養基中，在這些實驗中顯示出優秀的生物相容性，顯示出無剌激性或毒性征兆，且顯示出明顯的腦組織保護作用。具體地，本發明涉及以下方面—方面，本發明涉及一種通過腸胃外給藥神經保護性藥物組合物來治療神經障礙和改善與神經元損傷相關的病癥的方法，所述藥物組合物包含1，4-苯醌的至少一種生理學可接受的衍生物。另一方面，本發明涉及適于腸胃外給藥的藥物組合物，所述藥物組合物用于治療神經障礙和改善與神經元損傷相關的病癥，所述藥物組合物包含l，4-苯醌的至少一種生理學可接受的衍生物。再一方面，本發明涉及1，4-苯醌的至少一種生理學可接受的衍生物在制備用于治療神經障礙和改善與神經元損傷相關的病癥的適于腸胃外給藥的藥物組合物中的用途。優選地，所述l，4-苯醌的衍生物為2，3-二甲氧基-5-甲基-6-(10-羥基癸基)-l，4_苯醌(艾地苯醌)。優選地，所述藥物組合物經由靜脈內注射、靜脈內輸注、動脈內注射、肌內注射、皮下注射或腹膜內注射來腸胃外給藥。優選地，在所述藥物組合物中，所述1，4-苯醌的衍生物以0.5至50mg/kg/日的劑量濃度來給藥。優選地，所述藥物組合物為膠體遞送系統，其選自膠束制劑、乳劑、固體脂質納米顆粒、聚合物納米顆粒、納米膠囊或混懸劑，其中所述l，4-苯醌的衍生物與所述膠體系統的疏水相結合。優選地，所述藥物組合物為乳劑，所述乳劑為水包油乳劑。優選地，所述神經障礙是由神經外傷引起的。更優選地，所述神經障礙是中風。更優選地，所述神經障礙是腦脊髓炎。優選地，所述神經障礙與線粒體功能障礙相關。優選地，所述神經障礙與缺氧狀態相關。優選地，所述神經障礙是戒酒綜合征或胎兒酒精綜合征。優選地，所述神經障礙與由細菌感染或病毒感染引起的神經元損傷相關。下述實施例旨在說明本發明某些優選的實施方案，而對本發明的限制并沒有通過這些實施例的內容而揭示。圖l.氧-葡萄糖剝奪后器官型培養物中存活的神經元的觀察結果。在存在和不存在艾地苯醌時存活水平的比較。具體實施例方式艾地苯醌制劑實施例1-10:艾地苯醌的水包油乳劑實施例1.可注射艾地苯醌o/w(水包油)乳劑的制備將制劑的油組分(癸酸/辛酸甘油三酯(C即ric/c即rylictriglyceride)、乙酰化甘油一酯(acetylatedmonoglyceride)和D_a-生育酚USP)與卵磷脂和乙氧基化蓖麻油合并并在4(TC混合1小時。將艾地苯醌溶于溫熱的油和表面活性劑的混合物中，然后使用高剪切轉子-定子式混合器(highshearrotor-statormixer)(5-10000rpm，2分鐘)來與包含水、EDTA和甘油的水相共混。將所得的乳劑在5000-15000psi(300-1000巴)的壓力下用高壓勻漿器(例如AvestinTMEmulsiflexC5)處理3-5次。冷卻至室溫后，在無菌條件下，將乳劑通過無菌的微孔膜濾器(0.2m或0.45m)過濾，并分裝到無菌的玻璃小瓶中。將密封的小瓶在冰箱中或在室溫避光保存。使用HPLC方法測試制劑中艾地苯醌的含量。實施例2-10的負載有艾地苯醌的o/w乳劑以相似的方式制備，不同的是，在實施例8中，使油相和水相的混合物通過0.22m的微孔膜3次而代替高壓勻漿化。表1列出了實施例1至10的組成。表1.艾地苯醌的水包油乳劑(實施例1-10)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例11-16的油相含量增加的負載有艾地苯醌的乳劑通過高壓勻漿化來制備，或通過在加入水相后艾地苯醌在油、表面活性劑和穩定劑的混合物中的溶液自發乳化(spontaneousemulsification)而不進行勻槳化步驟來制備。對于實施例11而言，將艾地苯醌溶于乙酰化甘油一酯(Myvacet9-45K)和維生素E(生育酚混合物)的油性混合物中并稍微加熱(50-55°C)，所述混合物含有D-a-生育酚基聚乙二醇1000琥珀酸酯(D-alphatocopherylpolyethyleneglycollOOOsuccinate，維生素ETPGS)表面活性劑和大豆卵磷脂。將丙二醇加到溫熱的溶液中，然后加入加熱至65-7(TC的水相，并使用螺旋槳式混合器(propellermixer)與油性組合物低速混合以避免起泡。實施例13和15以與實施例11相同的方式制備，而實施例12、14和16用高壓勻漿器處理。使形成的水包油乳劑通過微孔膜濾器(0.liim)并在室溫儲存。表2列出了實施例11至16的組成。表2.具有高水平油相的艾地苯醌的水包油乳劑(實施例11-16)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>制劑1-16在室溫保持穩定數月，而未發現相分離或艾地苯醌沉淀跡象。使所得的水包油乳劑通過微孔膜濾器(0.lym)而不會導致艾地苯醌含量的損失。動物試驗方案在開始實驗步驟前24小時，使用12分支放射狀迷宮裝置(12-limbradialmazedevice)來訓練動物(Fisher344大鼠)以進行記憶測試工作。將動物分成兩組注射媒介物的對照組和用可注射艾地苯醌處理的實驗組。歷時一小時用吸入麻醉劑異氟烷將所有動物麻醉至一定水平但不進行任何外科手術介入。在麻醉后4、24和48小時，進行認知行為和記憶測試以確定麻醉后運動活性的變化和工作記憶任務中選擇準確性的變化。在麻醉前15分鐘，腹膜內給予實驗動物劑量為10mg/kg的艾地苯醌。觀察結果證實在所有觀察的時間點，與對照組相比，試驗組的認知功能和工作記憶有顯著的改善。對于給予艾地苯醌注射劑的動物，全身麻醉后的喚醒時間(awakeningtime)基本上減少。急性和器官型海馬切片(ACUTEANDORGANTYPICHIPPOCAMPALSLICE)中的氧-葡萄糖剝奪(OXYGEN-GLUCOSEDEPRIVATION)在海馬切片培養物中評價艾地苯醌的神經保護作用，所述培養物能對幾種不同神經元群落的存活進行相對長期的評價。從14-20日齡的Wistar大鼠在取出整個海馬并用Macllwain組織切片機(chopper)制備切片(400ym)后得到海馬切片。通過控制電生理學活性來評價細胞生存力。使用標準方法來培養器官型切片(250-300m厚)，然后轉移到直徑為30mm的膜插入物(membraneinsert)上，并置于6孔培養盤中，其中每孔1.5mL切片培養基。將切片在培養物中保持1-14天，之后進行研究。通過缺氧連同不含葡萄糖的培養基(氧-葡萄糖剝奪，0GD)來模擬體外缺血。在缺氧前，用不含葡萄糖的Hank's平衡鹽溶液(HBSS)將切片洗滌3次。然后，將培養物置于隔絕空氣的培養箱腔室中，以5-10L/分鐘的速率向其中通入預熱至371:的95%N2/5%0)2氣體。將腔室的溫度保持在37t:，氧分壓為約0-0.2mmHg。對于涉及艾地苯醌制劑的研究，用不含葡萄糖的含有艾地苯醌亞微粒乳劑(submicronemulsion)的HBSS沖洗切片，所述乳劑經稀釋以得到在培養物中的濃度為0.1或1.0iiM;在0GD期間，藥物與培養物保持接觸。在損傷(insult)后，從腔室中取出培養盤，從孔中吸出缺氧且不含葡萄糖的HBSS，并加入標準的(充氧的)切片培養基。通過碘化丙錠(propidiumiodide)染色來評價細胞生存力。艾地苯醌亞微粒乳劑(SME)的使用增加了急性海馬切片的存活時間，增加幅度超過50%，從7.0分鐘增加至10.6分鐘(參見表3)。表3.在0GD的急性海馬切片中電生理學活性持續時間的比較試驗制品在0GD中的電生理學活性對照媒介物(稀釋的o/w乳劑)7.0分鐘1微摩爾/L艾地苯醌的o/w乳劑(實施例6)10.6分鐘當與對照組相比時，可注射形式艾地苯醌的給藥使腦器官型培養物切片中的神經元在0GD后的存活率增加了若干倍(參見圖1)。參考文獻專利美國專利1.5，916，925HiguchiS.等人，PHARMACEUTICALCOMPOSITIONF0RTREATMENTOFDEMENTIA2.6，133，322RustinP.等人，QU頂0NEDERIVATIVESFORTREATING0RPREVENTINGDISEASESASSOCIATEDWITHIRONOVERLOAD歐洲專利l.EP1891946Dubach_PowellJ.，Ha體annR.，VancanP.TRANSMUCOSALADMINISTRATION0F2，3_DIMETH0XY_5_METI_IYL_6_(10-HYD麗YDECYU_I，4-BENZ0QUIN0NE文獻[1]Neuroprotection.Models,MechanismsandTherapies.B汪hr,Mathias(ed.)Wiley-VCH2004pp.329-350.[2]ChungF.F.，ChungA.，MeierRH.，LautenschlaegerE.，SeyoneC."Comparisonofperioperativementalfunctionaftergeneralanaesthesiaandspinalanaesthesiawithintravenoussedation，，.CanJAnaesth.(1989)vol.36No.4pp.382-387.[3]NakanoT.，MiyasakaM，MonK.，etal."Effectsofidebenoneonelectroenc印halogramsofpatientswithcerebrovasculardisorders".Arch.Geronrol.Geniatr.(1989)vol.8pp.355-366.[4]BrunoV.，BattagliaG.，CopaniA.，SortirioMA.，CanonicoP.L.，NicolettiF."Protectiveactionofidebenoneagainstexcitotoxicdegenerationinculturedcorticalneurons".NeurosciLett.(1994)vol.178No.2pp.193-196.[5]SchulzJ.8.，DehmerT.，ScholsL，etal."OxidativestressinpatientswithFriedreich'sataxia".Neurology(2000)vol.55pp.1719-1721.[6]RustinP.，vonKleist-RetzowJ..，Chantrel-GroussardK.，etal."EffectofidebenoneoncardiomyopathyinFriedreich'sataxia:apreliminarystudy".Lancet(1999)vol.354pp.477—479.[7]MordenteA，MartoranaGE，Minotti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