提高乙酰膽堿水平的方法

專利名稱：提高乙酰膽堿水平的方法
技術領域：
本發明涉及藥物化學、神經生理學和神經藥理學等學科。具體地講，本發明涉及到通過給予2-芳基-3-芳氧基苯并[b]噻吩來提高乙酰膽堿的水平。
膽堿能神經元構成了中樞神經系統和外周神經系統的主要神經元系統。膽堿能神經元尤其與神經遞質乙酰膽堿相聯系。在中樞神經系統中，乙酰膽堿是一種神經遞質，連同其他地方一道，可以在大腦中的海馬和額腦皮層中找到。
大腦中的海馬區，特別是那些已知道包含膽堿能神經元的區域，被認為具有與認知、學習和記憶相關的功能。例如喪失認知、學習和記憶功能等癥狀的退行性疾病和膽堿能神經元喪失相聯系。例如，眾所周知的，患有阿爾茨海默病的患者海馬中的膽堿能神經元水平明顯下降。這些膽堿能神經元的逐漸喪失看來像是反映了這些患者的記憶和認知功能的逐漸喪失。人們認為導致這些神經元退變的一個原因是神經遞質乙酰膽堿功能的喪失或衰減。若干個潛在的療法正在進行臨床評價，它們被設計用于提高乙酰膽堿的水平。
一個神經元中乙酰膽堿的水平主要由它的生物合成和生物降解之間的平衡所確定。膽堿乙酰轉移酶(ChAT)主要負責它的合成，而乙酰膽堿酯酶(AChE)負責它的降解。提高乙酰膽堿水平的一種治療策略是根據通過AChE的抑制作用阻斷它的降解，例如使用AChE抑制物如水楊酸毒扁豆堿、鹽酸他克林、鹽酸donepezil等等。盡管臨床使用AChE抑制物具有一些令人鼓舞的結果，尤其是在阿爾茨海默病的早期，但這些藥劑普遍具有令人不快的副作用，這是因為它們的非特異性的系統作用。目前他克林已被批準用于阿爾茨海默病的早期治療。(參見“Goodman and Gilman’s,The Pharmaco1ogicalBasis of Therapeutics”,Gilman等人編輯，Pergamon出版社，第八版，第七章，(1990)和其中引用的參考文獻)。
另一種提高乙酰膽堿的治療策略基于上調神經元中的ChAT的水平。已發現激素、雌激素通過上調大鼠海馬的ChAT而提高乙酰膽堿的水平(參見“給予雌二醇后大鼠視葉前區中膽堿乙酰轉移酶濃度提高的免疫化學證明”Luine等人，Brain Res.,191:273-277,1980,“雌二醇提高雌性大鼠特定的基底前腦核和突出區(Projection Areas)中膽堿乙酰轉移酶活性”，Luine,V.,Exp.Neurology,89:484-490,1985,“卵巢類固醇缺乏導致雌性Sprague-Dawley大鼠中可能的學習受損和膽堿能功能受損”，Singh,M.等人，Brain Res.,644:305-312,1994)。因此，現已推測并由初步的臨床信息證明經絕后的的婦女經受激素替代治療后(雌激素加上或不加孕酮)，死于阿爾茨海默病的可能性較小或現有的癥狀應該減輕。
然而，用雌激素治療具有令人不快的副作用，包括向子宮作用，可能提高乳腺癌發生、腫脹、月經恢復等，這些限制了患者的順應性。因此，存在尋找新的改進的治療干涉的機會，以提高乙酰膽堿的水平。
本發明涉及上調哺乳動物中膽堿乙酰轉移酶(ChAT)的方法，包括給予有需要的哺乳動物有效量的一種式Ⅰ化合物 或其藥用酸加成鹽或其溶劑化物；其中，R1和R3獨立地是氫、甲基、苯甲酰基、取代的苯甲酰基或C(O)-(C1-C6烷基)；
R2選自吡咯烷-1-基、哌啶-1-基和六亞甲基亞胺-1-基；其中R2基團可選地為N-氧化物；和可選的一種膽堿酯酶抑制物。
另外，本發明涉及提高哺乳動物大腦的額腦皮層和/或海馬區中乙酰膽堿水平的方法，包括給予有需要的哺乳動物有效量的一種式Ⅰ化合物或其藥用酸加成鹽或其溶劑化物、和一種可選的膽堿酯酶抑制物。
而且，本發明涉及這樣的方法即抑制由于哺乳動物大腦額腦皮層和海馬區中缺乏膽堿乙酰轉移酶和/或乙酰膽堿而引起的病征或有害影響，所述方法包括給予有需要的哺乳動物有效量的一種式Ⅰ化合物或其藥用酸加成鹽或其溶劑化物、和一種可選的膽堿酯酶抑制物。
此外，該方法涉及一種藥用制劑，它包含一種式Ⅰ化合物或其藥用酸加成鹽或其溶劑化物、一種乙酰膽堿酯酶(AChE)抑制物以及一種藥用載體、稀釋劑或賦形劑。
本發明涉及這樣的發現，即一組選擇的2-芳基-3-芳氧基苯并[b]噻吩，即式Ⅰ化合物，可用于上調節ChAT，因此而可用于提高包含乙酰膽堿和ChAT的神經元的乙酰膽堿水平。
本發明的所有方法的一個最佳實施方案在于待給予式Ⅰ化合物的哺乳動物是人，特別是女性，更特別是缺乏雌激素的女性。然而男性也考慮在“哺乳動物”一詞內，特別是缺乏睪酮的男性。
本發明的另一個最佳實例是由于大腦額腦皮層和海馬區中的膽堿乙酰轉移酶和/或乙酰膽堿水平下降而引起的病征是阿爾茨海默病。
而且，本發明的所有方法的另一個最佳實例是使用一種式Ⅰ化合物的藥用酸加成鹽，其中R1是氫，R3是甲基，R2是吡咯烷-1-基。更優選該鹽是鹽酸鹽。這種更優選的化合物稱為2-(4-甲氧基苯基)-3-(4-[2-(吡咯烷-1-基)乙氧基]苯氧基-6-羥基苯并[b]噻吩鹽酸鹽。
本發明的所有方法的一個甚至更優選的實例是使用一種式Ⅰ化合物的藥用酸加成鹽，其中R1是氫，R3是甲基，R2是哌啶-1-基。最優選該鹽是鹽酸鹽。這種最優選的化合物稱為2-(4-羥基苯基)-3-(4-[2-(哌啶-l-基)乙氧基]苯氧基)-6-羥基苯并[b]噻吩鹽酸鹽。
本發明設想可選地使用目前已知的AChE抑制物，如水楊酸毒扁豆堿、鹽酸他克林、鹽酸donepezil等等，除此之外還有以后發現的AChE抑制物。
在此使用的“有效量”一詞是指一種式Ⅰ化合物的量，該量能夠上調哺乳動物的ChAT，和/或提高大腦的額腦皮層和海馬區的乙酰膽堿水平，和/或抑制由于膽堿乙酰轉移酶或乙酰減少而引起的病征或有害影響。當式Ⅰ化合物和AChE抑制物共同給予時，“有效量”也是指能夠抑制AchE的這種藥劑的量。
“雌激素缺乏”一詞是指一種病征，即或是自然發生的或是臨床引起的婦女不能產生充足的雌情激素以維持依賴于雌激素的功能，比如月經、骨質穩態、神經元功能、心血管狀態等。這種雌激素缺乏的病征起源于絕經和外科的或化學卵巢切除術，包括它的功能上的等同原因，比如，用GnRH激動劑或拮抗劑ICI182780等等的藥物療法，但不限于此。
在抑制由于大腦額腦皮層和/或海馬區中ChAT和/或乙酰膽堿缺乏而引起的病征或有害影響方面，“抑制”一詞包含它的一般公認的意思，即禁止、阻止、緩和、減輕、減慢、停止或逆轉ChAT和乙酰膽堿減少及疾病的后遺癥(即由所述事件引起的癥狀)的進程和嚴重性。
“上調ChAT”一詞是指提高ChAT的酶活，即促進膽堿轉變為乙酰膽堿。這一促進作用包括提高ChAT和膽堿反應的效率和/或速率，和/或增加作用位點上ChAT的量。酶存在的量的提高可以歸因于基因調節或所述酶形成的其它合成步驟和/或酶失活和代謝的下降。
這里所述的化合物的描述所使用的一般術語給出了它們的通常意思。比如，“C1-C6烷基”是指1至6個碳原子的直鏈、支鏈或環狀脂族鏈，包括甲基、乙基、丙基、異丙基、環丙基、n-丁基、戊基、己基等等。
“取代的苯甲酰基”一詞是指含有1至5個取代基的苯甲酰基，此取代基獨立選自C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、羥基、硝基、氯、氟或三(氯或氟)甲基。
在這里作為形容詞的“藥用的”一詞的意思是對接受者基本上無毒性及基本上無害的。
在“藥用制劑”中“藥用”一詞還指載體、溶劑、賦形劑和鹽必須與制劑的活性成分(式Ⅰ化合物)相容。
“酸加成鹽”一詞是指式Ⅰ化合物的一種鹽，它是由式Ⅰ化合物和無機酸或有機酸反應而制備的。藥用酸加成鹽的例子可參見于例如Berge,S.M,Bighley,LD.和Monkhouse,D.C.,J.Pharm.Sci.,66:1,1977。
“溶劑化物”代表一種聚集體，它包含1個或多個分子的所述溶質(如式Ⅰ化合物)和1個或多個分子的藥用溶劑，如水、乙醇等等。
其中R和/或R3是氫或甲基的式Ⅰ化合物，可以按照已知的步驟制備，例如那些美國專利第5,510,357、5,723,474和5,731,342號中描述的步驟，其中每個專利的內容均通過引用結合到本文中。為羧酸酯的式Ⅰ化合物(R1和/或R3是C(O)-(C1-C6烷基)、苯甲酰基或取代的苯甲酰基)，可以由R和/或R3為氫的式Ⅰ化合物基本上按照美國專利第5,393,763號中描述的方法制備，所述專利的內容通過引用結合到本文中。
本發明的藥用酸加成鹽通常由式Ⅰ化合物和等摩爾或過量的酸反應而形成的。所述反應物一般在互(溶劑如乙醚、四氫呋喃、甲醇、乙醇、異丙醇、苯等等)中混合。所述鹽通常在約1小時至約10天內從溶液中沉淀出來，并可以采用過濾法或其他普通方法分離出來。
常用于形成酸加成鹽的酸是無機酸如鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、硫酸、磷酸等等；有機酸如對甲苯磺酸、甲磺酸、乙磺酸、乙二酸、對溴苯磺酸、碳酸、琥珀酸、檸檬酸、酒石酸、苯甲酸、醋酸等等。
毒扁豆堿水楊酸鹽、鹽酸他克林、鹽酸donepezil和其它AChE抑制物可以從商業上獲得。
藥用制劑可以按照本領域已知的步驟制備。例如，一種式Ⅰ化合物和可選的一種AChE抑制物可以和賦形劑、稀釋劑或載體配制成片劑、膠囊等等。這樣，一種式Ⅰ化合物和一種AChE抑制物可以一起配制和給予。一種式Ⅰ化合物和一種AChE抑制物也可以分開給予。
適用于制劑的賦形劑、稀釋劑和載體的例子包括以下的填充劑和膨脹劑，如淀粉、糖、甘露糖醇和硅衍生物；粘合劑如羧甲基纖維素和其它纖維素衍生物、藻酸鹽、明膠和聚乙烯吡咯烷酮；保濕劑如甘油；崩解劑如瓊脂、碳酸鈣和碳酸氫鈉；用于延遲溶解的試劑如石蠟；吸收作用促進劑如季銨化合物；表面活性劑如十六烷醇、甘油單硬脂酸酯；吸附性載體如瓷土和膨潤土；潤滑劑如滑石、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂和固態聚乙二醇。最后的藥物形式根據所采用的賦形劑類型可以是丸劑、片劑、粉劑、錠劑、糖漿藥劑、噴霧劑、香囊、扁囊劑、酏劑、懸浮劑、乳劑、軟膏劑、栓劑、無菌注射劑或無菌包裝粉劑。
另外，式Ⅰ化合物很適宜于配制為緩釋劑型的制劑。所述制劑使得它們可能在一段時間內。只在或最好在腸道的特定位置也可以建成釋放活性成分這樣的制劑需包括包衣、外皮或可由聚合物或蠟制成的保護性基質。
按照本發明，上調ChAT所需要的式Ⅰ化合物的特定劑量和抑制AChE所需要的可選的AChE抑制物的劑量，將取決于被治療的病征的特定環境。所考慮的問題如劑量、給藥路徑和給藥頻率，最好由主治醫生決定。一般而言，用于口服或腸胃外給藥的式Ⅰ化合物的最小有效量約為1、5、10、15或20mg。最大有效量通常約為800、100、60、50或40mg。最典型的劑量范圍為5mg至60mg(由式Ⅰ化合物的游離堿的量來表示)。這樣的劑量將給予需要治療的患者每天1至3次、或者達到以下目的所需的次數有效地上調ChAT，和/或有效地提高大腦前額腦皮層和/或海馬區中乙酰膽堿的水平，和/或有效地抑制由大腦額腦皮層和/或海馬區中膽堿乙酰轉移酶和/或乙酰膽堿缺乏而引起的病征或有害影響。
給出以下制劑的目的是為了說明，而沒有任何限制的意圖。這類制劑中的總活性成分占制劑的0.1％至99.9％(重量)。“活性成分”一詞的意思是一種式Ⅰ化合物或其藥用鹽或其溶劑化物、和可選的一種AChE抑制物。最好是，該式Ⅰ化合物是鹽酸鹽，其中R1是氫，R3是甲基，而R2是吡咯烷-1-基。一種更優選的式Ⅰ化合物制劑是這樣的鹽酸鹽其R1是氫，R3是甲基而R2是哌啶-1-基。
制劑1明膠膠囊成分 用量(mg/膠囊)活性成分50-600淀粉NF 0-500可流動粉末淀粉 0-500350厘沲流體硅氧烷0-15將這些成分混合在一起，經過45目的美國篩網，然后填充入硬明膠膠囊中。
制劑2片劑成分 量(mg/片)活性成分50-600淀粉10-50微晶纖維素 10-20聚乙烯吡咯烷酮5(10％水溶液)羧甲基纖維素鈉5硬脂酸鎂 1滑石 1-5活性成分、淀粉和纖維素都經過45目美國篩網并完全混合。聚乙烯吡咯烷酮溶液與生成的粉末混合，然后經過14目美國篩網。如此產生的顆粒于50-60℃干燥后經過18目美國篩網。將預先經過60目美國篩網的羧甲基纖維素鈉、硬脂酸鎂和滑石加入到上述顆粒中并完全混合。在片劑生成器中將這一生成的材料壓制成片劑。
制劑3噴霧劑成分重量％活性成分 0.50乙醇29.50噴射劑2270.00(氯二氟甲烷)將活性成分與乙醇混合，并將該混合物加入到一部分噴射劑22中，冷卻至-30℃并轉移至填充設備，然后將需要量供給一個不銹鋼容器，并用剩余的噴射劑22稀釋。然后將一個閥元件安裝于容器上。
制劑4懸浮劑成分 重量/體積活性成分 100mg羧甲基纖維素鈉 50mg糖漿 1.25ml苯甲酸溶液(0.1M) 0.10ml香料 適量著色劑 適量純化水加至總體積5ml每種懸浮劑每5ml劑量包含100mg的式Ⅰ化合物，它是由下述方法制備的。使活性成分經過45目U.S.篩子后與羧甲基纖維素鈉及糖漿混合而形成光滑的糊料。加入已用水稀釋的苯甲酸鈉溶液、香料和顏料，并將混合物完全攪勻。添加水使整個混合物達到需要的體積。
關于本發明方法的以下證明是為了說明，而沒有任何意圖限制本發明的范圍。
從Harlan獲得40只Sprague-Dawley雌性大鼠(體重為300至325g,6月齡)。將這些動物或兩側卵巢切除(OVX)或露置于假的外科手術中，然后在一個星期后裝運。到達后，將它們放入金屬吊籠中，每籠中放置3或4只一組，且兩個星期不限量給與食物和水。室內溫度維持在22.2±1.7℃，最小相對濕度為40％。室內光照周期為12小時光明和12小時黑暗。
每天采用皮下注射或口腔管飼法給予這些動物或者載體中3mg/kg/天的化合物Ⅰ(2-(4-羥基苯基)-3-(4-[2-(哌啶-1-基)乙氧基]苯氧基)-6-羥基苯并[b]噻吩鹽酸鹽)，其中所述載體包含10％環狀糊精、0.03mg/kg/天或0.3mg/kg/天的苯甲酸雌二醇；或者鹽載體對照。治療這些動物3天或10天。每種給藥方式有20只動物。以合適的時間間隔，處死這些動物并解剖出它們的大腦。將大腦中的特定部分勻漿并分析。將來自海馬和額腦皮層的勻漿加工處理，并通過乙酰膽堿生物合成的放射性標記分析確定ChAT的活性。這一步可以在Schoepp等，J.Neural Transmiss.,78:183-193,1989中找到，其內容通過引用結合到本文中。
正如預期的那樣，在OVX動物中，ChAT水平相對于假操作對照組的水平下降50％以上(p＜0.001)。相比之下，接受化合物Ⅰ或苯甲酸雌二醇的動物相對于OVX對照組ChAT水平顯著提高，與假的對照組的區別不明顯。
這樣，本發明提供與記憶、學習和認知功能喪失有關的綜合征的治療和預防的方法，這些綜合征常見于雌激素缺乏的婦女，尤其是經絕后的婦女。這種綜合征的一個例子是阿爾茨海默型老年癡呆癥。如伴隨與給予本發明的化合物相關的、諸如記憶喪失減少的有益效應在長期給予后變得明顯。例如，患有阿爾茨海默病的經絕后的婦女在經過2-12個月給予2-(4-羥苯基)-3-(4-[2-(哌啶-1-基)乙氧基]苯氧基)-6-羥基苯并[b]噻吩鹽酸鹽之后，可以期望證明她們的疾病有所改善。
本發明的方法也可以預防形式使用。例如采用標準測試評估一組近絕經期或經絕后的婦女的認知和記憶功能。建立這些基線水平后，在1-5年中，給予這些婦女以2-(4-羥苯基)-3-(4-[2-(哌啶-1-基)乙氧基]苯氧基)-6-羥基苯并[b]噻吩鹽酸鹽。時間終了時，重新以標準測試評估認知和記憶功能，表明相對于在相同時間內給予安慰劑的對照組患者，這些功能的喪失減少了。
權利要求
1．式Ⅰ化合物或其藥用酸加成鹽或其溶劑化物和可選的乙酰膽堿酯酶(AChE)抑制物的用途，即用于制備可用于上調哺乳動物中膽堿乙酰轉移酶(ChAT)的藥物， 其中R1和R3獨立地為氫、甲基、苯甲酰基、取代的苯甲酰基或C(O)-(C1-C6烷基)；R2選自吡咯烷-1-基、哌啶-1-基和六亞甲基亞胺-1-基，其中所述R2基團可選地為N-氧化物。
2．式Ⅰ化合物或其藥用酸加成鹽或其溶劑化物和可選的乙酰膽堿酯酶(AChE)抑制物的用途，即用于制備可用于提高哺乳動物大腦額腦皮層和/或海馬區中乙酰膽堿水平的藥物， 其中R1和R3獨立地為氫、甲基、苯甲酰基、取代的苯甲酰基或C(O)-(C1-C6烷基)；R2選自吡咯烷-1-基、哌啶-1-基和六亞甲基亞胺-1-基，其中所述R2基團可選地為N-氧化物。
3．式Ⅰ化合物或其藥用酸加成鹽或其溶劑化物和可選的乙酰膽堿酯酶(AChE)抑制物的用途，即用于制備可用于抑制由于哺乳動物大腦額腦皮層和/或海馬區中膽堿乙酰轉移酶和/或乙酰膽堿缺乏而引起的病征或有害影響的藥物， 其中R1和R3獨立地為氫、甲基、苯甲酰基、取代的苯甲酰基或C(O)-(C1-C6烷基)；R2選自N-吡咯烷-1-基、哌啶-1-基和六亞甲基亞胺-1-基，其中所述R2基團可選地為N-氧化物。
4．根據權利要求1-3中任一條的用途，其中哺乳動物是女性。
5．根據權利要求4的用途，其中所述女性缺乏雌激素。
6．根據權利要求5的用途，其中所述式Ⅰ化合物是一種藥用酸加成鹽，R1是氫，R3是甲基，R2是哌啶-1-基。
7．根據權利要求6的用途，其中所述式Ⅰ化合物是鹽酸鹽。
8．根據權利要求5的用途，其中所述式Ⅰ化合物是藥用酸加成鹽，R1是氫，R3是甲基，R2是吡咯烷-1-基。
9．根據權利要求8的用途，其中所述式Ⅰ化合物是鹽酸鹽。
10．根據權利要求3的用途，其中所述哺乳動物是人類，所抑制的病征是阿爾茨海默病。
11．根據權利要求10的用途，其中所述人類是缺乏雌激素的女性。
12．根據權利要求11的用途，其中所述式Ⅰ化合物是藥用酸加成鹽，R1是氫，R3是甲基，R2是哌啶-1-基。
13．根據權利要求12的用途，其中所述式Ⅰ化合物是鹽酸鹽。
14．根據權利要求2或3的用途，其中所述乙酰膽堿酯酶(AChE)抑制物選自水楊酸毒扁豆堿、鹽酸他克林和鹽酸donepezil。
15．一種藥用制劑，它包含一種式Ⅰ化合物或其藥用酸加成鹽或其溶劑化物 其中R1和R3獨立地為氫、甲基、苯甲酰基、取代的苯甲酰基或C(O)-(C1-C6烷基)；R2選自N-吡咯烷-1-基、哌啶-1-基和六亞甲基亞胺-1-基，其中所述R2基團可選地是N-氧化物；一種乙酰膽堿酯酶(AChE)抑制物；和一種藥用載體、稀釋劑或賦形劑。
16．根據權利要求15的制劑，其中所述乙酰膽堿酯酶(AChE)抑制物選自水楊酸毒扁豆堿、鹽酸他克林和鹽酸donepezil。
全文摘要
本發明涉及提高乙酰膽堿水平的方法,包括給予有需要的哺乳動物有效量的一種式Ⅰ化合物和可選的一種AChE抑制物。
文檔編號A61K31/4025GK1305343SQ99807286
公開日2001年7月25日 申請日期1999年6月4日 優先權日1998年6月16日
發明者H·U·布賴安特, M·A·格林, S·M·保羅, 吳欣 申請人:伊萊利利公司