發明領域本發明涉及腎上腺素能β2受體激動劑的沙丁胺醇光學純r-對映體的新用途,用于治療炎癥性腸病(ibd)和炎癥性腸病的腸外疾病。ibd的確切病因尚不清楚,但ibd是免疫系統缺陷的結果。ibd包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎,其特征是胃腸道慢性炎癥、持續腹瀉、腹痛、直腸血性大便、體重減輕和疲勞。ibd與腸外癥狀相關,如肝臟問題、關節炎、皮膚癥狀和眼部問題。目前尚無有效的治療ibd的藥物。控制ibd癥狀的主要治療藥物包括抗炎癥藥物,如5-氨基水楊酸鈉和皮質類固醇,以及免疫抑制劑,如環孢霉素。長期使用這些藥物往往會引起嚴重的不良反應。ibd有時需要手術治療。因此,需要一種更有效、更安全的藥物來幫助需要治療ibd的患者,這方面的醫學需求尚未得到滿足。本發明公開了手性腎上腺素能β2受體激動劑的r-沙丁胺醇在治療ibd中的新用途和ibd的腸外疾病。本發明還意外發現了沙丁胺醇s-對映體能夠引起ibd加劇。因此,β2受體激動劑r-沙丁胺醇在治療ibd方面優于其外消旋體,同時避免了沙丁胺醇s-對映異構體的毒性。本發明公開了用于治療ibd的腎上腺素能β2受體激動劑沙丁胺醇及其腸外疾病,與其外消旋沙丁胺醇上市藥物相比,副作用較小。本發明公開了一種新的腎上腺素能β2受體激動劑r-沙丁胺醇用于治療ibd的腸外表現,包括關節炎、濕疹,痤瘡和蕁麻疹。
背景技術:
1、炎癥性腸病(ibd)是兩種疾病(克羅恩病和潰瘍性結腸炎)的統稱,以自身免疫功能障礙導致的胃腸道慢性炎癥為特征。長時間的炎癥導致胃腸道損傷。一些常見的癥狀是:持續腹瀉,腹痛,直腸出血,便血,體重減輕和疲勞(baumgart?dc,&carding?srinflammatory?bowel?disease:cause?and?immunobiology.lancet.369(9573):1627,may2007)。相關的疾病包括關節炎、壞疽性膿皮病、原發性硬化性膽管炎和非甲狀腺疾病綜合征(ntis)(liu?s,et?al.,"nonthyroidal?illness?syndrome:is?it?far?away?fromcrohn's?disease?.journal?ofclinical?gastroenterology.47(2):153–9.february2013)。其次,克羅恩病和潰瘍性結腸炎表現為不同程度的腸外表現(如肝臟疾病、關節炎、皮膚癥狀和眼部癥狀)(extraintestinal?manifestations?of?inflammatory?boweldisease,levine?js?et.al?gastroenterology&hepatologyvol.&,issue?4,235,april2011)。
2、每年ibd的總患病率為396/100000。2013年,全球共有5.1萬人死于ibd。自二戰以來,ibd發病率的增加與全世界肉類消費的增加有關,這支持了動物蛋白攝入與ibd相關的說法。在歐洲,炎癥性腸病正在增加。ibd的確切病因尚不清楚,但ibd是免疫系統缺陷的結果。正常運作的免疫系統攻擊外來生物,如病毒和細菌,以保護身體。在ibd中,免疫系統對導致胃腸道炎癥的環境反應不正確。這似乎也有遺傳因素。
3、治療ibd的藥物有幾種:5-氨基水楊酸、皮質類固醇(如潑尼松)、免疫調節劑和最新批準用于ibd的藥物(生物制品)。同時也有幾種推薦使用的疫苗用于預防ibd患者的感染。嚴重的ibd患者可能需要手術切除胃腸道的受損部分,但是藥物治療的進步意味著手術已經不像幾十年前那么常見了。由于克羅恩病和潰瘍性結腸炎影響到胃腸道的不同部位,因此這兩種情況的手術方法是不同的。
4、類固醇,如糖皮質激素強的松,經常被用于控制疾病發作,并且曾經是一種可接受的維持藥物。炎癥性腸病的生物治療,尤其是tnf抑制劑,被用于更嚴重或產生耐藥的克羅恩病患者,有時用于潰瘍性結腸炎。
5、盡管最近在治療方面取得了新的進展,但仍然需要一種安全、耐受性好、起效快、增強長期緩解能力的治療方法。此外,長期使用類固醇等藥物會引起嚴重的副作用。因此,迫切需要更好的藥物治療ibd,以提高療效,減少不良反應,降低成本。
技術實現思路
1、ibd動物模型是研究ibd發病機制的重要研究工具,為研究ibd的各種因素和評價不同的治療方案提供了廣泛的選擇。即使沒有一個模型能代表潰瘍性結腸炎的所有方面和階段,也就是說,潰瘍性結腸炎主要局限于結腸粘膜,或者克羅恩病通過跨壁炎癥影響整個胃腸道(r.b.sartor?and?m.muehlbauer,“microbial?host?interactions?in?ibd:implications?for?pathogenesis?and?therapy,”current?gastroenterology?reports,vol.9(6),pp.497,2007)。
2、葡聚糖硫酸鈉(dss)誘導的結腸炎模型是目前公認且應用廣泛的炎癥性腸病模型。與其他動物結腸炎模型相比,dss誘發結腸炎模型具有一定的優勢。例如,通過改變dss的給藥濃度,可以很容易地建立急性、慢性或復發模型。此外,在臨床人類腸炎中經常出現的異常增殖在dss誘導的慢性期腸炎中也經常可見。近年來,人們對dss誘導的結腸炎相關癌變模型進行了綜述。此外,通過使用不同的ibd治療藥物驗證dss模型的研究表明,dss誘導的小鼠結腸炎模型可以轉化為人類疾病的相關模型(perse?m&cerar?a,dextran?sodiumsulphate?colitis?mouse?model:traps?and?tricks.j?of?biomedicine?andbiotechnology,vol.2012,id?18617,mar.2012)。本發明采用dss小鼠模型。在現有技術中,r-沙丁胺醇已被證明對治療哮喘有效。它也是治療盤狀紅斑狼瘡等皮膚病的主要藥物。r-沙丁胺醇用于局部治療盤狀紅斑狼瘡的隨機對照試驗(br.j.demortol.161(16):1365,dec.2009),促進皮膚慢性傷口愈合。然而,ibd是一種完全不同于哮喘和盤狀狼瘡(結締組織病)或受損的皮膚慢性傷口愈合的疾病。上述臨床表現和結腸炎的組織學特征在r-沙丁胺醇治療后均有明顯改善。dai明顯改善,體重增加,腹瀉減少,糞便隱血減少。在病理和組織學檢查中,r-沙丁胺醇治療后結直腸縮短率降低。粘膜畸變或糜爛減少。粘膜及粘膜下層炎癥反應明顯減輕。出現了大量新生長的隱窩。結腸粘膜上皮內層明顯恢復。固有層完整,未見明顯的炎性浸潤。與dss誘導的結腸炎小鼠相比,r-沙丁胺醇治療的結腸炎小鼠組織學評分明顯降低。本發明公開了r-沙丁胺醇可用于預防和治療ibd。這種報道是新穎的,也不是業內人士可以預測和推知的。ibd通常不能通過皮膚局部治療。ibd是一種慢性疾病,其發病機制和可以用r-沙丁胺醇或其他β2激動劑治療的疾病的臨床表現不同,r-沙丁胺醇或其他類似的β2激動劑是否用于ibd的治療從未得到報道。
3、本發明公開了r-沙丁胺醇可用于預防或治療ibd。在一個實施方案中,將dss加入飲用水中,誘導小鼠ibd?7天。在數天后結腸炎的臨床表現,包括體重減輕、腹瀉、糞便隱血(fob)在內的疾病活動指數增加(cooper,s.et?al.,clinic?pathologic?study?ofdextran?sulfate?sodium?experimental?murine?colitis,laboratory?investigation,vol.69,no.2,p.238–249,1993)。
4、在第10天對小鼠進行解剖和組織學鑒定。結直腸長度縮短。急性結腸炎的組織學表現為粘液減少、上皮細胞變性、壞死導致上皮細胞消失。伴隨著中性粒細胞的浸潤和固有層和粘膜下層的破壞,隱匿性炎癥(中性粒細胞向粘膜上皮的跨上皮遷移),以及粘膜和粘膜下層的蜂窩織炎。粘膜及粘膜下層均有糜爛、蜂窩炎性改變,隱窩消失。將上述每一個組織學特征單獨評分,并相加,共同表示為“組織學評分”,進行定量評價(cooper,s.et?al.,above)。
5、上述臨床表現和結腸炎的組織學特征在r-沙丁胺醇治療后均有明顯改善。dai明顯改善。體重增加,腹瀉和fob明顯減少。在病理和組織學檢查中,r-沙丁胺醇治療后結直腸縮短率降低。粘膜異常或糜爛減少。粘膜及粘膜下層炎癥反應明顯減輕。隨著結腸粘膜上皮內層的明顯恢復,出現了大量的新生隱窩。固有層完整,未見明顯的炎性浸潤。與dss誘導的結腸炎小鼠相比,r-沙丁胺醇誘導的結腸炎小鼠組織學評分明顯降低。本發明公開了r-沙丁胺醇可用于預防和治療ibd。這種報道是新穎的。
6、皮質類固醇是治療ibd的常用藥物。在一個實施方案中,本發明提供的r對映體腎上腺素能激動劑在改善ibd方面比地塞米松有更好的效果。
7、目前市面上大部分手性腎上腺素能β2激動劑都是以r和s對映體的混合物的外消旋形式銷售的。眾所周知,一個對映體有時可能是惰性的,不具有與另一個相同的生物活性。然而,在目前文獻中,s-對映體對ibd的毒性作用還沒有報道。在一個實施例中,s-沙丁胺醇代替r-沙丁胺醇,以與r-沙丁胺醇相同的方式用于ibd小鼠。令人驚訝的是,s-沙丁胺醇并沒有表現出r-沙丁胺醇的改善或治療作用,相反,s-沙丁胺醇在dss刺激下使小鼠的臨床表現和炎癥特征明顯惡化。比較未經治療的dss小鼠,dai明顯加重。特別是,fob比未經治療的dss小鼠明顯惡化。結腸的長度比未治療的dss小鼠進一步縮短。與未經治療的dss小鼠相比,dss小鼠的粘膜糜爛、上皮細胞損傷和隱窩丟失更為嚴重。與未治療的dds小鼠相比,dds小鼠的粘膜及粘膜下層、固有層和肌肉層的炎癥浸潤增強,固有層的破壞更嚴重。組織學評分明顯高于未治療的dss小鼠。本發明公開了s-沙丁胺醇對腸道有毒性作用,可進一步加重ibd的臨床癥狀和炎癥反應。此外,從消旋沙丁胺醇中去除s-對映體沙丁胺醇,例如使用r-對映體沙丁胺醇代替消旋沙丁胺醇,可以減少s-對映體沙丁胺醇造成的毒性和不必要的不良影響。本發明的公開應被認為是新穎的。這些s-對映異構體β2激動劑的毒性作用是意想不到的,是無法預料的。
8、本發明還公開了r-沙丁胺醇用于亞急性期或慢性期ibd的治療。在一個實施例中,如上所述,dss誘發了ibd,同時給予r-沙丁胺醇治療,在第7天,dss被移除并用飲用水替代2周。定期檢測小鼠的疾病活動性指數(dai)。于第23天對小鼠進行病理和組織學檢查。在dss誘導的ibd小鼠中,第14天和第22天體重和糞便隱血明顯減少,結腸炎總體情況很嚴重,盡管與第7天相比有所改善。與對照組相比,結腸長度明顯縮短,組織學評分顯著增高。dss誘導的結腸炎小鼠可見明顯的單核細胞浸潤,隱窩結構紊亂,上皮細胞變性,粘膜異常。粘膜淋巴細胞增生,固有層破壞,有時可見透壁性炎癥。
9、在一個實施例中,類似于上面的研究,不同的是,處理從第7天開始,直到第22天,而不是像上面那樣從第1天開始,直到第22天。結果與上述相似,r-沙丁胺醇對dss所致ibd小鼠有明顯的治療作用。
10、本發明公開了r-沙丁胺醇可用于預防或治療亞急性或慢性ibd。在本發明中的這種報道是新穎的。
11、在一個實施例中,本發明進一步公開了r-沙丁胺醇和其他r-對映異構體β2激動劑在治療tnbs引起的小鼠結腸炎(一種常見的克羅恩病動物模型)方面具有顯著的治療作用。r-沙丁胺醇治療ibd的療效優于英夫利昔單抗(ifx)。采用直腸注射乙醇和tnbs(三硝基苯磺酸)聯合誘導雄性小鼠結腸炎模型。以體重減輕和腹瀉為特征的小鼠嚴重結腸炎。組織學上有正常結構丟失,可見離散的上皮樣肉芽腫,多發性糜爛性病變,大量淋巴細胞穿透性炎癥浸潤,杯狀細胞丟失。然而,口服沙丁胺醇或克倫特羅后病情明顯好轉。在體重減輕、腹瀉、結腸長度方面,r-沙丁胺醇或r-克倫特羅治療的小鼠與正常對照小鼠沒有顯著差異。病變明顯減輕,很少有炎癥浸潤伴隱窩生長,黏膜上皮恢復。此外,英夫利昔單抗的治療效果與沙丁胺醇相似,但是,ifx治療的動物有明顯的黏膜下層纖維化和腸腔狹窄,而r-沙丁胺醇和r-克倫特羅治療的動物沒有這種現象。此外,tnbs誘導的結腸炎小鼠出現肛周癥狀:部分小鼠出現紅斑、膿腫和潰瘍,可能導致肛周裂或瘺管。然而,經r-沙丁胺醇或r-班布特羅治療后,tnbs誘導小鼠的這些肛周癥狀明顯減輕。在現有報道中,r-沙丁胺醇、r-克倫特羅和r-班特羅對tnbs誘導的克羅恩病癥狀的治療作用從未報道過。
12、這些肛周病變與痔瘡炎癥癥狀有些相似。在一個實施例中,本發明公開了通過口服或局部給予r-沙丁胺醇可顯著減輕痔瘡炎癥癥狀。這種新的β2激動劑用于治療痔瘡炎癥癥狀從未報道過。
13、在另一個實施例中,該發明揭示了tnbs誘導的克羅恩病存在黏膜下層纖維化和管腔狹窄,這可能導致ibd患者進行手術。r-沙丁胺醇治療可明顯減少腸腔纖維化和狹窄。另一方面,英夫利昔單抗治療增強了黏膜下層纖維化和管腔狹窄。r-沙丁胺醇的這些有益作用是新穎的。
14、這一發明的報道是新穎的,也不是業內人士可以預測和推知的。
15、在一個實施例中,s-沙丁胺醇和s-班特羅在dss誘導ibd后的使用方式與上文提到的r-沙丁胺醇相同。在22天內定期檢查dai和組織學評分。令人驚訝的是,與r-沙丁胺醇相比,s-沙丁胺醇并沒有表現出改善癥狀或治療效果的跡象,相反,與dss小鼠相比,s-沙丁胺醇惡化了疾病表現和炎癥反應。與未治療的dss小鼠相比,s-沙丁胺醇治療后dai明顯惡化。特別的是,與未處理的小鼠相比,s-沙丁胺醇和s-班布特羅處理后的小鼠體重更低,糞便隱血在第14天和22天更嚴重,結腸長度更短。組織學上,粘膜、固有層、粘膜下層甚至肌層均有炎性浸潤。隱窩消失,上皮變性,粘膜糜爛。s-沙丁胺醇治療的dss小鼠的組織學評分均顯著高于未治療的dss小鼠。
16、本發明揭示,與r-對映體不同,s-沙丁胺醇對ibd的腸道是有毒的,而不是有益的。s-沙丁胺醇的治療進一步加重ibd的臨床癥狀和炎癥反應。此外,將s-對映體沙丁胺醇從它們的外消旋形式中去除,例如使用r-沙丁胺醇代替外消旋的沙丁胺醇,可以顯著減少毒性和不良反應。因此,本發明公開了r-沙丁胺醇β2激動劑的新用途,用于亞急性或慢性ibd的治療,以減少不良反應。本發明的報道應被認為是新穎的,并涉及到創造性的步驟,因為這些毒性作用是出乎意料的。
17、在其中一個實施方案中,本發明揭示了r-對映體β2激動劑在ibd及其相關癥狀中的治療機制,涉及抑制巨噬細胞極化和抑制腸固有淋巴細胞、cd4和cd8?t淋巴細胞的活化,并誘導這些細胞中的代謝及重組。另一方面,s-對映體β2激動劑起著相反的作用。這些發現是新穎的并且在現有技術中未被報道。
18、炎癥性腸病(ibd)的腸外表現(eims)在潰瘍性結腸炎(uc)和克羅恩病(cd)中都很常見。這些表現幾乎可以累及多個器官系統,包括肌肉骨骼、皮膚、肝胰膽管、眼部、腎和肺。這些都會給內科醫生治療ibd患者帶來巨大的挑戰。結果顯示,31.4%的uc患者和40.4%的cd患者有5種主要表現中的1種,少數患者有1種以上的主要eims。部分數據表明,大約三分之一的患者在診斷為ibd之前會發展成有癥狀的原發性硬化性膽管炎(psc)。根據一些小型研究,10-30%與ibd相關的關節炎患者在診斷ibd之前會出現關節炎癥狀。(levine?etal.,extraintestinal?manifestations?of?inflammatory?boweldisease.gastroenterology&hepatology?volume?7,issue?4,235april.2011).
19、皮膚問題影響著約15%的不同類型的ibd患者。皮膚問題涉及炎癥性皮膚病(isds),主要包括銀屑病、紅斑痤瘡和特應性皮炎等(kim?et.al.,inflammatory?boweldisease?is?associated?with?an?increased?risk?ofinflammatory?skin?diseases,jamacaddermatol.2017jan;76(1))。也包括自身免疫性皮膚病,如狼瘡、白癜風和斑禿。與ibd相關的皮膚病還包括:粟粒疹、壞疽性膿皮病、sweet綜合征、腸相關皮膚病-關節炎綜合征(badas)、植物性膿皮病-膿口病(ppv)。過敏性血管炎、痤瘡和蕁麻疹(elaine?k.luo,andana?gotter,10skin?rashes?linked?to?ulcerative?colitis,medically?reviewedjuly?5,2017)
20、本發明公開了β2激動劑的r-對映體可用于治療炎性腸病(emi)的腸外表現,包括關節炎、骨關節炎、狼瘡、強直性脊柱炎。白癜風、銀屑病、淀粉樣變、結節性紅斑、壞疽性膿皮病、原發性硬化性膽管炎、痤瘡、濕疹、蕁麻疹、葡萄膜炎、虹膜炎、鞏膜上炎、硬化性軟化、角膜潰瘍、視網膜血管病、鼻炎和肺部炎性疾病。
21、在其中一個實施方案中,在dss誘導的ibd小鼠中,也存在膝關節損傷。關節軟骨結構變薄,部分破壞。軟骨細胞變性、減少、聚集。半月板受損,失去了結構完整性。x射線結果表明為關節軟骨層變薄,骨結構減少。沙丁胺醇治療組小鼠上述損傷明顯減輕。關節軟骨和骨結構逐漸恢復正常。
22、本發明提供了r-沙丁胺醇治療ibd關節炎的新用途。在另一實施例中,在dss誘導的ibd小鼠中使用s-沙丁胺醇,與未治療的dss小鼠相比,關節軟骨和半月板的損傷加重。本發明公開了s-沙丁胺醇對軟骨和半月板有害。此外,本發明公開了r-沙丁胺醇用于治療關節炎的新用途,且能減少不良反應。已知在現有技術中,ibd的腸外表現(eims)具有共同的發病機制。本發明還公開了r-沙丁胺醇用于治療上述ibd的其他腸外表現(eims)的用途,包括關節炎、強直性脊柱炎。口腔克羅恩病、狼瘡、淀粉樣病變、結節性紅斑和原發性硬化性膽管炎、眼部疾病、鼻炎和肺部炎癥。
23、在其中一個實施例中,局部使用r-沙丁胺醇可顯著減輕痤瘡、惡性痤瘡、蕁麻疹和濕疹的癥狀。大鼠口服上述藥物可明顯改善銀屑病和濕疹。
24、本發明提供了r-沙丁胺醇在治療炎癥性皮膚病(isds)和與ibd相關的自身免疫性皮膚病中的新用途,主要包括:銀屑病、酒渣鼻、特應性皮炎、粟粒疹、痤瘡、蕁麻疹、壞疽性膿皮病、sweet氏綜合征、腸相關皮膚病-關節炎綜合征(badas)、膿性皮炎-化膿性口炎(ppv)。過敏性血管炎,白癜風和斑禿。其他對映體腎上腺素能β2激動劑具有類似的藥理作用。本發明公開了其他r-對映體腎上腺素能β2激動劑用于治療關節炎和上述ibd的其他腸外表現(eim)的用途。
25、本發明提供了沙丁胺醇r-對映體腎上腺素能β2激動劑的新用途,用于治療ibd和ibd的eims,減少不良反應。本發明公開的內容從未在現有技術中報道過,并且本領域的技術人員無法預料。
26、目前對ibd的治療包括抗炎藥,通常是5-氨基水楊酸鹽。這類藥物包括柳氮磺胺吡啶、美沙拉秦、巴柳氮和奧柳氮。另一方面,皮質類固醇可用于中重度潰瘍性結腸炎,包括強的松和氫化可的松等。其他治療ibd的藥物包括免疫抑制藥物,包括硫唑嘌呤和巰基嘌呤,環孢霉素的應用較少。抗體也被使用,包括英夫利昔單抗、阿達木單抗和戈利單抗,以及韋多利珠單抗、賽妥珠單抗、那他珠單抗、尤特克單抗和bm-ca。然而,上述藥物通常有嚴重的副作用,大多數不適合長期使用。在臨床前和臨床研究中,手性r-對映體β2激動劑的毒性較小,相對安全。本發明公開了r-沙丁胺醇與任何一種抗炎藥(例如5-氨基水楊酸鹽或皮質類固醇)組合具有增效作用或使市售抗炎藥的劑量降低并降低毒性。
27、在本發明的實施例中,提供一種新的藥物組合物,其包含有效量的β2激動劑的r-沙丁胺醇及其鹽,用于通過口服、口服膜劑、吸入、鼻噴霧劑、注射、局部、滴眼,直腸或陰道,對有需要的病人進行單次或聯合給藥治療。劑型有固體制劑、溶液、霧化氣霧劑、注射劑、軟膏、皮膚貼片、薄膜、軟膠囊和栓劑。
28、根據本發明的β2激動劑的沙丁胺醇r-對映體的對映體ee值或光學純度不小于80%或優選大于98%或更優選大于99%。
29、根據本發明的β2激動劑的沙丁胺醇r-對映體的醫藥上可接受的鹽包括那些由常規醫藥上可接受的無機或有機酸形成的鹽,例如:鹽酸鹽、氫溴酸鹽、硫酸鹽、硫酸氫鹽、磷酸二氫鹽、甲磺酸鹽、溴化物、硫酸甲酯、醋酸鹽、草酸鹽,馬來酸鹽、富馬酸鹽、琥珀酸鹽、2-萘磺酸鹽、乙醇酸鹽、葡萄糖酸鹽、檸檬酸鹽、酒石酸鹽、乳酸、丙酮酸異硫酯、苯磺酸鹽或對甲苯磺酸鹽。