治療由過氧亞硝酸鹽過度表達(dá)引起的哺乳動(dòng)物疾病和創(chuàng)傷的方法和組合物的制作方法
【專利說明】治療由過氧亞硝酸鹽過度表達(dá)引起的晡乳動(dòng)物疾病和創(chuàng)傷 的方法和組合物
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2006年2月10日、發(fā)明名稱同上的PCT/US2006/004753的發(fā) 明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的中國申請(qǐng)?zhí)枮?00680003992. 7。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明提供了通過改變過氧亞硝酸及其鹽的固有體內(nèi)水平來治療由涉及炎性反 應(yīng)的哺乳動(dòng)物細(xì)胞引起的哺乳動(dòng)物創(chuàng)傷和疾病的方法。所述方法包括使哺乳動(dòng)物細(xì)胞與治 療有效量的活性氧物質(zhì)調(diào)節(jié)劑接觸，其中所述活性氧物質(zhì)調(diào)節(jié)劑選自丙酮酸鹽、丙酮酸鹽 前體、具有四個(gè)或者更多個(gè)碳原子的α-酮酸、具有四個(gè)或者更多個(gè)碳原子的α-酮酸的前 體及其鹽，其中對(duì)過氧化氫的調(diào)節(jié)導(dǎo)致過氧亞硝酸得到調(diào)節(jié)。本發(fā)明進(jìn)一步提供了通過改 變過氧亞硝酸及其鹽的固有體內(nèi)水平來治療由炎性反應(yīng)中涉及的哺乳動(dòng)物細(xì)胞引起的哺 乳動(dòng)物創(chuàng)傷和疾病的藥物組合物。
【背景技術(shù)】
[0003] 在本文中涉及的用于說明本發(fā)明背景和對(duì)于其實(shí)踐提供補(bǔ)充細(xì)節(jié)的對(duì)比文件在 此引入作為參考，為了方便起見，它們都在以下文本中作為參考并且在附屬參考文獻(xiàn)中分 別進(jìn)行了歸組。
[0004] 多種疾病的典型特征都在于創(chuàng)傷位置的明顯炎癥。該炎性過程會(huì)導(dǎo)致周圍的健康 組織受到進(jìn)一步破壞，并且使得炎性位置延伸和擴(kuò)展。已經(jīng)表明，氧自由基（比如過氧化氫 (H2O2)和過氧亞硝酸鹽（0Ν00 )的過量形成會(huì)活化I卡巴B激酶β (ΙΚΚ_β )和核轉(zhuǎn)錄因 子卡巴B (NF-卡巴-Β)，它們?cè)诙喾N疾病(包括癌癥）中都激活炎性過程。氧自由基和通過 NF-卡巴-B調(diào)節(jié)的炎癥介質(zhì)的過量表達(dá)都會(huì)延遲愈合和破壞多種用于治療所述疾病狀態(tài) 的藥物。
[0005] 最近，已經(jīng)表明，使細(xì)胞內(nèi)稱為ΙΚΚ-β的蛋白質(zhì)失效將終止癌癥進(jìn)程以及炎癥。 IKK-β通常在愈合（37, 38, 64)和直接活化NF-卡巴-B中起著重要作用。在創(chuàng)傷或者感染 期間，消耗谷胱甘肽的免疫系統(tǒng)分子（比如氧自由基)會(huì)過度活化ΙΚΚ-β (37, 64)。一旦受 到刺激，IKK- β將持續(xù)保持細(xì)胞活潑和生長，并且還可以促進(jìn)受傷組織的炎癥發(fā)展。并且已 知，在創(chuàng)傷和疾病(包括癌癥）的受感染上皮細(xì)胞中，ΙΚΚ-β同樣得到了升高。ΙΚΚ-β還通 過破壞預(yù)防腫瘤形成的細(xì)胞程序死亡來促進(jìn)腫瘤在各種類型細(xì)胞中的生長。由此，IKK-β 將通過炎癥促進(jìn)腫瘤發(fā)展和生長。
[0006] IKK-β通過活化NF-卡巴-B進(jìn)行運(yùn)行（39, 40, 64)。NF-卡巴-B作為由兩個(gè)亞單 位組成的結(jié)合至抑制蛋白的惰性二聚體存在于細(xì)胞質(zhì)中（44, 49, 50)。所述抑制蛋白相應(yīng)于 多種環(huán)境刺激（比如前炎性細(xì)胞因子、病毒和氧自由基)進(jìn)行降解。該降解使得NF-卡巴-B 移位至細(xì)胞核中，在此它活化在調(diào)節(jié)炎性響應(yīng)中起作用的基因，包括編碼前炎性細(xì)胞因子， 比如白細(xì)胞介素（IL)(包括IL-2、IL-6、IL-Il和IL-17)和腫瘤壞死因子（TNF)。
[0007] TNF-α通過誘發(fā)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的端粒酶活性而發(fā)揮作用。NF-卡巴-B還調(diào)節(jié) 氧化氮合成酶和抑制細(xì)胞程序性死亡的基因，所述基因在腫瘤生長和生存中起著主要作用 (44, 49, 50)。NF-卡巴-B還活化端粒酶轉(zhuǎn)錄。端粒酶修正染色體上被縮短的端粒末端，這 使得細(xì)胞能夠長期存活（比如癌細(xì)胞)。NF-卡巴-B，當(dāng)受到激活時(shí)，終止細(xì)胞程序性死亡、 激活其它炎性介質(zhì)并且促進(jìn)氧化氮合成和生產(chǎn)（38-40, 44, 64)。在患有皮膚病(包含感染位 置和癌癥）的患者中，同氣體炎性組分相比，NF-卡巴-B活化被放大。過氧化氫和其它氧自 由基，比如過氧亞硝酸鹽，激活NF-卡巴-B，同時(shí)使得細(xì)胞谷胱甘肽減少（42-45, 64)。
[0008] 氧自由基還破壞抑制腫瘤生長的蛋白質(zhì)p53。p53的功能是確保當(dāng)細(xì)胞分裂時(shí)，兩 個(gè)子細(xì)胞中的每個(gè)子細(xì)胞都得到最初基因組的完整副本，不產(chǎn)生突變。如果細(xì)胞含有受損 壞的DNA，p53蛋白將終止細(xì)胞分裂。只有當(dāng)細(xì)胞得到完全修復(fù)時(shí)，p53才允許DNA復(fù)制開 始。如果損傷范圍太大難于修復(fù)，P53將阻斷細(xì)胞分裂并且命令該細(xì)胞死亡（34)。p53蛋白 引發(fā)細(xì)胞程序性死亡的過程。在所有癌癥的50-80%的癌癥中，p53都受到了損傷并且不能 發(fā)揮其功能（34)。由此，任何可以調(diào)節(jié)過氧亞硝酸鹽過度表達(dá)同時(shí)保護(hù)氧化氮的分子都將 使ΙΚΚ-β或者NF-卡巴-B失活。該調(diào)節(jié)將抑制可以引起腫瘤發(fā)展和存活的炎癥（41)和 促進(jìn)受感染和未受感染創(chuàng)傷的愈合過程，不論是否使用藥物。已經(jīng)表明，抗氧化劑將中和氧 自由基，由此抑制NF-卡巴-B活化，從而抑制炎癥和保護(hù)DNA以及比如ρ53的蛋白質(zhì)不受 氧化損傷（75)，由此促進(jìn)愈合過程。比如維生素 C、維生素 Α、乙酰半胱氨酸、維生素 Ε、谷胱 甘肽和丙酮酸鹽的抗氧化劑通過減少氧自由基來下調(diào)和抑制NF-卡巴-B (40-52, 55, 64)。 高水平的氧化氮同樣抑制NF-卡巴-Β。由此，可以調(diào)節(jié)過氧亞硝酸鹽形成和減少誘發(fā)炎癥 的NF-卡巴-B以及保護(hù)治療多種疾病所需的藥物的技術(shù)將可以有效用于治療學(xué)領(lǐng)域中。
[0009] 所述創(chuàng)傷是打亂結(jié)構(gòu)的正常連續(xù)性的內(nèi)部或者外部身體創(chuàng)傷或者由機(jī)械、化學(xué)、 病毒、細(xì)菌或者熱方法引起的損壞。所述身體創(chuàng)傷包括挫傷，它是皮膚未受破壞的創(chuàng)傷；切 口，即，其中皮膚通過切割工具被破壞的創(chuàng)傷；和劃破，它是其中皮膚通過鈍器被破壞的創(chuàng) 傷。
[0010] 創(chuàng)傷愈合由一系列的過程組成，由此過程受損害組織得到重新修復(fù)、特化的組織 得以形成和新組織得到重組。創(chuàng)傷愈合由三個(gè)主要狀態(tài)組成：（a)炎癥態(tài)（0-3天）；（b)細(xì) 胞增殖態(tài)（3-12天）；和（c)重構(gòu)態(tài)（3-6月）。
[0011] 在炎癥態(tài)期間，血小板凝聚和凝結(jié)形成基體，該基體聚集血漿蛋白質(zhì)和血細(xì)胞，從 而誘發(fā)各種形式的細(xì)胞流入。此時(shí)，過氧亞硝酸鹽得到形成和使得NF-卡巴-B過度表達(dá)，由 此延遲愈合過程。上述過氧亞硝酸鹽的過度表達(dá)還會(huì)破壞治療多種疾病(包括受感染創(chuàng)傷） 所需的藥物。在細(xì)胞增殖態(tài)中，新的連接或者肉芽組織和血管組織形成。在重組態(tài)中，肉芽 組織被替代未膠原蛋白和彈性硬蛋白纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致瘢痕組織形成。大多數(shù)創(chuàng)傷 還會(huì)產(chǎn)生由NF-卡巴-B過度表達(dá)引起的疼痛、腫脹、發(fā)癢、局部缺血、硬殼、紅斑和傷疤，這 是過氧亞硝酸鹽過度表達(dá)的結(jié)果。多種上述不利的副作用都由過度表達(dá)的過氧亞硝酸鹽與 治療藥物的反應(yīng)引起，從而形成不期望的代謝產(chǎn)物。
[0012] 當(dāng)細(xì)胞由于創(chuàng)傷而受到傷害或者殺死時(shí)，創(chuàng)傷愈合步驟將要合意地恢復(fù)受損傷細(xì) 胞和形成新細(xì)胞以替換死亡細(xì)胞。在愈合初始階段，創(chuàng)傷需要低氧水平以抑制氧化性損傷， 在愈合的后期階段，需要較高水平的氧以通過成纖維細(xì)胞促進(jìn)膠原蛋白形成。
[0013] 創(chuàng)傷產(chǎn)生氧自由基。此時(shí)，哺乳動(dòng)物細(xì)胞被連續(xù)暴露于活化的氧物質(zhì)，比如過氧化 物（O2 )、過氧化氫（H2O2)、羥基（0H)、過氧亞硝酸鹽（0N00 )和單線態(tài)氧（1O2)13在體內(nèi)，這些 活性氧中間體是通過細(xì)胞響應(yīng)有氧代謝、藥物和其它生物體內(nèi)異物的分解代謝、紫外線和X 射線輻射以及吞噬細(xì)胞（比如白血球）的呼吸爆發(fā)作用而形成的，從而殺死侵入的細(xì)菌和經(jīng) 創(chuàng)傷進(jìn)入的病毒。由治療感染和癌細(xì)胞的藥物的分解代謝形成的毒性副產(chǎn)品通常通過激活 可以延遲愈合的NF-卡巴-B激活炎性過程。例如，過氧化氫是在多數(shù)活性有機(jī)體呼吸作用 期間形成的，特別是由受激和受損害的細(xì)胞形成的。
[0014] 這些活性氧物質(zhì)可以傷害細(xì)胞。所述傷害的實(shí)例是涉及不飽和脂氧化降解的脂類 過氧化作用。脂類過氧化作用對(duì)膜結(jié)構(gòu)和功能高度有害，并且會(huì)導(dǎo)致多種細(xì)胞病理作用，包 括NF-卡巴-B的活化。細(xì)胞通過產(chǎn)生自由基清除劑（比如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和 過氧化物酶）防御脂類過氧化作用。然而，受損害的細(xì)胞具有降低的形成自由基清除劑的 能力。過量過氧化氫，特別是過氧亞硝酸鹽可以與DNA反應(yīng)，從而使得DNA骨架斷裂、產(chǎn)生 突變和改變并釋放基體。過氧化氫還可以與嘧啶反應(yīng)，從而打開其5，6-雙鍵，這會(huì)抑制嘧 啶與互補(bǔ)堿基形成氫鍵的能力。上述氧化生物化學(xué)損傷可以導(dǎo)致細(xì)胞膜完整性的缺失、降 低的酶活性、運(yùn)送動(dòng)力學(xué)的改變、膜脂含量的改變、鉀離子與氨基酸以及其它細(xì)胞物質(zhì)的滲 漏、過量瘢痕瘤和瘢痕的形成。
[0015] 過氧化氫還顯著增強(qiáng)源于嗜曙紅細(xì)胞的酶比如5, 8, 11，14, 17-二十碳五烯酸的 細(xì)胞毒素作用（1-4, 64-67)。在創(chuàng)傷炎性態(tài)期間形成的過量超氧陰離子和過氧化氫以及它 們的副產(chǎn)品（具體為過氧亞硝酸鹽）將破壞該位置周圍的健康組織（19)。過氧亞硝酸鹽損 害細(xì)胞膜，使得感染蔓延。氧自由基還可以引發(fā)使用花生四烯酸作為產(chǎn)生前列腺素和白細(xì) 胞三烯的基質(zhì)的脂類過氧化作用。過氧化氫可以在肺泡巨噬細(xì)胞中誘發(fā)花生四烯酸代謝作 用（10, 11，19)。過氧化氫和其它氧自由基（比如二氧化氮和過氧亞硝酸鹽）還激活NF-卡 巴-B，同時(shí)使得細(xì)胞谷胱甘肽減少（42-44, 55, 64, 67-72)。氧自由基降低細(xì)胞的谷胱甘肽 水平。氧自由基還破壞抑制腫瘤生長和促進(jìn)愈合與DNA修復(fù)的細(xì)胞所需要的蛋白中心p53。 氧自由基還形成8-異前列腺烷，它是有效的腎和肺動(dòng)脈血管收縮藥、支氣管收縮藥和氣流 障礙物（19, 20, 64, 66-69)。氧自由基和其它炎性介質(zhì)（具體為由NF-卡巴-B表達(dá)的炎性介 質(zhì)）將降低治療感染和非感染創(chuàng)傷所需的藥物和癌癥藥物的效力和持續(xù)時(shí)間。
[0016] 形成過氧亞硝酸鹽的過量氧化氮與炎癥有著錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系（26, 28, 29, 70)。這 是因?yàn)?，?dāng)氧化氮與過量氧自由基（比如過氧化氫)反應(yīng)形成二氧化氮（NO2) (1-3)和過氧亞 硝酸鹽（0N00)時(shí)，它可以是毒性氧化劑。氧自由基由多種細(xì)胞產(chǎn)生，這些細(xì)胞包括上皮細(xì) 胞、巨噬細(xì)胞、白細(xì)胞、單核細(xì)胞和成纖維細(xì)胞。氧自由基（比如過氧化物（O2)和過氧化氫） 破壞氧化氮并且產(chǎn)生毒性NOjP過氧亞硝酸鹽（1-3)。二氧化氮會(huì)引起肺部炎癥、低水平肺 抗氧化劑（9)(包括谷胱甘肽)、破壞呼吸性防御機(jī)制和增加對(duì)呼吸性病原體和癌癥的敏感 性（1，7)。二氧化氮還可以增強(qiáng)呼吸道感染的發(fā)病率和嚴(yán)重程度、可以降低肺功能和可以加 重氣喘癥狀或者患有COPD的對(duì)象的癥狀（1，8)。
[0017] 由氧化氮和超氧陰離子、羥基和/或過氧化氫相互作用形成的過氧亞硝酸鹽離子 和過氧亞硝酸是通過誘發(fā)DNA單鏈斷裂妨礙氧化氮、通過活化NF-卡巴-B和增強(qiáng)腫瘤形 成和生長（21，64, 65, 71)而不是死亡而增強(qiáng)炎癥介質(zhì)水平的強(qiáng)氧化劑物質(zhì)。這些性能已經(jīng) 在AIDS患者的卡波西肉瘤中得到了證實(shí)。過氧亞硝酸鹽對(duì)細(xì)胞膜有很強(qiáng)的毒性和破裂作 用，經(jīng)脂類過氧化作用不僅導(dǎo)致細(xì)胞死亡，而且導(dǎo)致多種細(xì)胞膜功能，比如傳送機(jī)制產(chǎn)生功 能障礙。它們的作用可以破壞白血球殺死入侵的微生物的能力。已經(jīng)表明，過氧亞硝酸鹽 的過度表達(dá)會(huì)破壞感染位置的免疫細(xì)胞，包括CD4和CD8細(xì)胞。并且，已經(jīng)表明，過氧亞硝 酸鹽的過度表達(dá)將由于過氧亞硝酸鹽具有增強(qiáng)NF-卡巴-B表達(dá)的能力而增強(qiáng)感染位置的 細(xì)菌和病毒復(fù)制。使得支氣管收縮的過氧亞硝酸鹽通過形成趨化因子而與肺部創(chuàng)傷有關(guān)并 且對(duì)病毒發(fā)病有貢獻(xiàn)并且增強(qiáng)病毒突變（2, 3, 13, 30, 65)。當(dāng)與超氧陰離子和/或過氧化氫 結(jié)合形成過氧亞硝酸鹽時(shí)，氧化氮還可以形成高度活性的羥基陰離子（OH)，這將降低細(xì)胞 的谷胱甘肽水平。在誘發(fā)氧化氮合成的創(chuàng)傷慢性炎性過程中還產(chǎn)生過量氧自由基，這將破 壞氧化氮（5, 6)。感染和未感染的創(chuàng)傷通過大鼠肺泡巨噬細(xì)胞而增強(qiáng)氧化的產(chǎn)生，還產(chǎn)生 升高的可以直接與氧化氮反應(yīng)從而形成NO2和過氧亞硝酸鹽的氧自由基水平。（1-3, 5, 13) 過氧亞硝酸鹽還可以與抗菌劑和抗癌藥反應(yīng)，從而破壞它們消滅感染和癌細(xì)胞的能力。阿 霉素是一種顯著地促進(jìn)過氧亞硝酸鹽形成的NF-卡巴-B誘導(dǎo)物，籍此該藥物對(duì)人類產(chǎn)生損 害。已經(jīng)表明，使用過氧亞硝酸鹽抑制劑，比如巰基乙基胍，將降低由過氧亞硝酸鹽產(chǎn)生的 損傷，允許過氧亞硝酸鹽處理的細(xì)胞存活。
[0018] 氮?dú)獾难趸a(chǎn)物氧化氮，通常由多種細(xì)胞產(chǎn)生，包括內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞 (1，2, 3, 12, 15, 16, 17, 26, 27)。氧化氮可以用作神經(jīng)遞質(zhì)、血管擴(kuò)張劑、抗菌劑、抗病毒劑和 腫瘤消滅劑（12-18, 72)。氧化氮還具有抗炎作用，其可以通過其抑制轉(zhuǎn)錄因子、NF-卡巴-B (51)和其它炎性細(xì)胞因子的能力而發(fā)揮該作用（73)。抑制NF-卡巴-B的最通常建議的作 用方式涉及干擾NF-卡巴-B與DNA的結(jié)合（53)。因?yàn)棣│?β經(jīng)受氧化還原調(diào)節(jié)，因此氧 化氮將通過使IKK- β失活而抑制NF-卡巴-B活化。高劑量的氧化氮還削弱NF-卡巴-B的 TNF-α -誘發(fā)的DNA結(jié)合活性（55, 64)。高劑量的氧化氮還通過NF-卡巴-BB抑制TNF-α誘 發(fā)的轉(zhuǎn)活化（53-55)。高劑量的氧化氮將抑制NF-卡巴-Β。氧化氮還產(chǎn)生臨床有效的支氣管 擴(kuò)張作用（1)，并且還可以被軀體使用以殺死細(xì)菌、真菌感染和腫瘤（21，72)。氧化氮可以 殺死這些種類的細(xì)胞，是因?yàn)榧?xì)菌、病毒和腫瘤細(xì)胞對(duì)氧化氮沒有防御能力。正常的哺乳動(dòng) 物細(xì)胞可以通過應(yīng)用酶系統(tǒng)對(duì)付正常水平的氧化氮，從而應(yīng)用升高的氧化氮細(xì)胞水平或者 使之失活（21-25)。氧化氮是活化的巨噬細(xì)胞發(fā)揮破壞腫瘤作用的主要介質(zhì)（22-25, 72)。 [0019] 雖然多篇論文已經(jīng)對(duì)氧化氮進(jìn)行了描述，但是直到最近，氧化氮在腫瘤生物學(xué)中 的作用才得到完全理解。看起來氧化氮兼具腫瘤促進(jìn)和抑制作用（24)。近期出版物已經(jīng)推 斷，在炎性過程期間由氧化氮形成的活性氧物質(zhì)，特別是過氧亞硝酸鹽和二氧化氮是腫瘤 促進(jìn)劑，而非氧化氮本身（3, 13, 21，30)。氧化氮并不調(diào)節(jié)，但是抑制轉(zhuǎn)化和腫瘤生長（72)。 由此，調(diào)節(jié)過氧亞硝酸鹽形成的能力將具有巨大的治療學(xué)效益，特別是保護(hù)藥物。
[0020] 丙酮酸鈉，一種α-酮酸，是直接與氧自由基（比如過氧化氫和過氧亞硝酸鹽）反 應(yīng)以中和它們，從而保護(hù)DNA和其它細(xì)胞組分（比如谷胱甘肽、脂類和蛋白質(zhì)）的抗氧化劑 (35, 56-65, 70, 71)。在巨噬細(xì)胞和其它細(xì)胞系中，丙酮酸鈉調(diào)節(jié)炎性介質(zhì)的形成和水平 (包括氧自由基的形成)，并且還調(diào)節(jié)氧化氮的合成（8, 49, 50)。丙酮酸鈉已經(jīng)被給藥至患 者用于多種醫(yī)療疾病和應(yīng)用中，包括處理Friedreich共濟(jì)失調(diào)的診斷和治療應(yīng)用中以及 作為用于心臟直視手術(shù)的治療學(xué)溶液的組分。它可以通過幾種路線進(jìn)行給藥，包括靜脈內(nèi) 的局部的(對(duì)于角質(zhì)化的疾?。┖涂诜慕o藥(營養(yǎng)增補(bǔ)劑)。在所有情形中，將丙酮酸鈉給 藥至患者都表明其可以降低炎癥和增強(qiáng)愈合。丙酮酸鹽降低數(shù)種促炎性基因，包括NF-卡 巴-B的表達(dá)，降低可誘導(dǎo)的氧化氮合酶mRNA、TNF、環(huán)加氧酶、白細(xì)胞介素6和IOmRNA誘導(dǎo) (32, 33, 44, 49, 50, 64)的活化。丙酮酸鈉抑制過氧化氫誘發(fā)的NF-卡巴-B的轉(zhuǎn)錄，同時(shí)保 護(hù)細(xì)胞谷胱甘肽（44, 64)。此外，丙酮酸鈉阻斷p38 MPK途徑和激活ERK途徑，后者調(diào)節(jié) 被認(rèn)為可以預(yù)防細(xì)胞程序死亡和促進(jìn)細(xì)胞存活的基因的表達(dá)（44, 64)。丙酮酸鈉抑制肝細(xì) 胞氧化氮合成（27)，并且使得腸細(xì)胞和心臟單核細(xì)胞中的可誘導(dǎo)的氧化氮合酶mRNA水平 上調(diào)（8, 26, 28)。它可以特異性地降低超氧陰離子、H2O2和氧化氮在白血球中的過量形成 (31，56-64)〇
[0021] 丙酮酸鈉還提高谷胱甘肽的細(xì)胞水平，谷胱甘肽是防止激活炎性過程的NF-卡 巴-B活化所需的主要的細(xì)胞抗氧化劑（8)。最近發(fā)現(xiàn)，谷胱甘肽在抗原誘發(fā)的哮喘患者中 被顯著降低（10)并且吸入的谷胱甘肽不能輕易進(jìn)入細(xì)胞中。丙酮酸鹽經(jīng)傳送系統(tǒng)進(jìn)入所 有細(xì)胞中，并且還可以穿過血腦屏障。氧自由基與惡性腫瘤的誘導(dǎo)和發(fā)展有關(guān)，并且丙酮酸 鹽，一種已知的氧自由基凈化劑，與癌癥預(yù)防具有錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系（32, 33, 57, 64)。
[0022] 丙酮酸鹽抑制植入的腫瘤的生長和降低肺部轉(zhuǎn)移以及將由H2O2引起的DNA斷裂的 數(shù)目降低40% (32)。除了中和氧自由基所需的丙酮酸鈉之外的過量丙酮酸鈉將進(jìn)入到哺 乳動(dòng)物細(xì)胞中。所有細(xì)胞都具有傳送系統(tǒng)，該傳送系統(tǒng)允許細(xì)胞濃縮丙酮酸鹽到比血清水 平更高的濃度。在單核細(xì)胞培養(yǎng)中，H2O2的形成通過培養(yǎng)介質(zhì)中提供的丙酮酸鈉水平進(jìn)行 調(diào)節(jié)。在I mM和更高濃度時(shí)，H2O2的水平下降30%。在10 mM濃度時(shí)，H2O2的水平下降60% (64)〇
[0023] 丙酮酸鹽在更高的水平上控制氧化氮的正負(fù)作用。氧化氮水平過高對(duì)細(xì)胞有害。 當(dāng)產(chǎn)生較高水平的氧化氮時(shí)，甚至當(dāng)通過激活可誘導(dǎo)的氧化氮合酶mRNA由較高水平丙酮 酸鹽產(chǎn)生較高水平的氧化氮時(shí)，保持較高水平的氧化氮受丙酮酸鹽的控制。氧化氮通過增 強(qiáng)cGMP和ADP (腺苷二磷酸)水平而影響細(xì)胞，并且需要工作范圍內(nèi)的酸性pH值（12)。較 高水平的丙酮酸鹽提高pH值水平、升高ATP水平、降低ADP和cAMP水平、升高GTP水平并 且降低cGMP水平。由此，丙酮酸鹽將防止細(xì)胞受過量氧化氮影響。升高的氧化氮水平趨向 于產(chǎn)生形成和增強(qiáng)炎癥的嗜酸性粒細(xì)胞（13)，特別是當(dāng)其被轉(zhuǎn)化為過氧亞硝酸鹽時(shí)。嗜酸 性粒細(xì)胞通過釋放神經(jīng)毒素而影響哮喘中的呼吸困難感受（13)。
[0024] 炎癥是一種由多種創(chuàng)傷引起的非特異性響應(yīng)，包括傳染物對(duì)宿主的滲透。炎癥的 特點(diǎn)是擴(kuò)張和增強(qiáng)微血管的滲透性。炎性響應(yīng)由三種連續(xù)的狀態(tài)組成：（a)升高的血管滲 透性，同時(shí)導(dǎo)致浮腫、疼痛和腫脹，（b)細(xì)胞浸潤和吞噬作用，和（c)使合成新結(jié)締組織的成 纖維細(xì)胞增殖，從而修復(fù)損傷。多種炎癥介質(zhì)都主要根據(jù)它們誘發(fā)血管舒張和升高的滲透 性能力同炎性過程具有錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系。炎癥還使增強(qiáng)疼痛、紅斑、局部缺血、過量血管形 成、腫脹、硬殼、發(fā)癢和傷疤的化合物水平增高。
[0025] 直接傷害，比如由微生物所產(chǎn)生的毒素引起的創(chuàng)傷，導(dǎo)致血管內(nèi)皮受到破壞和導(dǎo) 致血漿蛋白質(zhì)具有升高的滲透性，特別是在微靜脈和微靜脈血管中。二級(jí)創(chuàng)傷的介質(zhì)由直 接創(chuàng)傷位置釋放。從而，在血管內(nèi)皮細(xì)胞之間形成缺口，血漿蛋白質(zhì)由此逸出。粒細(xì)胞、單核 細(xì)胞和紅血球同樣可能離開血管通道。二級(jí)創(chuàng)傷的介質(zhì)包括未知物質(zhì)和組胺、肽(激肽)、激 肽-形成酶(激肽原酶）和球蛋白透過性因子。這些介質(zhì)通過抗組胺劑和交感胺進(jìn)行阻斷， 通常在微靜脈中顯著地發(fā)揮作用，不過淋巴管內(nèi)皮也可以作為二級(jí)創(chuàng)傷的一部分而更為疏 松。在炎癥的早期階段，滲出液呈堿性并且嗜中性多形核白細(xì)胞占支配地位。隨著乳酸的 積累，推測(cè)由糖酵解產(chǎn)生，pH值下降和巨噬細(xì)胞成為主要的細(xì)胞類型。炎癥滲出液中的乳 酸和抗體可以抑制寄生物，但是炎性響應(yīng)的主要抗感染作用歸因于巨噬細(xì)胞。
[0026] 炎性響應(yīng)的有益作用是產(chǎn)生：（1)大量白細(xì)胞；（2)血漿蛋白質(zhì)、非特異性和特異 性體液劑、在傳染過程局部形成中轉(zhuǎn)化為纖維蛋白輔助劑同時(shí)作為吞噬作用基體的凝血因 子；和（3)增強(qiáng)血液和淋巴的流動(dòng)，這種流動(dòng)稀釋和充溢毒性物質(zhì)，同時(shí)導(dǎo)致局部溫度升 尚。
[0027] 在炎性創(chuàng)傷中，在毛細(xì)血管滲透性和血管舒張最初得到增強(qiáng)之后，組織代謝作用 增強(qiáng)。凝血因子向傷口的滲漏，其中蛋白水解酶將其轉(zhuǎn)化為纖維蛋白血栓塊，形成了毛細(xì)作 用和淋巴管阻斷作用。在上述過程期間，結(jié)締組織膠原蛋白、粘多糖、糖蛋白和非纖維蛋白 的基質(zhì)組分濃度得到大大提高。當(dāng)炎癥的滲出期消退之后，發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞是創(chuàng)傷區(qū)域的 主要細(xì)胞。成纖維細(xì)胞首先進(jìn)行增殖，然后合成沉積形成新組織基體的細(xì)胞外物質(zhì)，包括新 膠原纖維和酸性粘多糖。
[0028] 在宏觀水平上，炎性表象通常伴隨有紅斑、腫脹、浮腫、觸痛(痛覺過敏）和疼痛等 熟知的臨床征象。在上述復(fù)雜的響應(yīng)期間，化學(xué)介質(zhì)（比如組胺、5-羥色胺（5-HT)、過敏性 反應(yīng)的緩慢反應(yīng)物質(zhì)（SRS-A)、多種趨化因子、血管舒緩激肽和前列腺素）被局部釋放。巨 噬細(xì)胞迀移入該區(qū)域中，細(xì)胞溶酶體膜會(huì)被破裂，從而釋放出水解酶。所有上述作用都有助 于炎性響應(yīng)。
[0029] 已經(jīng)提出，活性氧中間體的形成會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生多種皮膚、組織和器官疾病，比如動(dòng)脈 粥樣硬化癥、關(guān)節(jié)炎、細(xì)胞毒性、皮膚炎癥、光老化、皺褶、光化性角化病、腫瘤形成、癌癥、高 血壓、帕金森氏癥、肺病和心臟病?；钚匝踝杂苫诖龠M(jìn)腫瘤中的作用基于以下發(fā)現(xiàn)：（a) 腫瘤促進(jìn)劑增強(qiáng)氧自由基的水平，（b)多種產(chǎn)生自由基的系統(tǒng)促進(jìn)腫瘤，和（c)某些抗氧化 劑抑制腫瘤促進(jìn)劑的生物化學(xué)作用。
[0030] 在體外，可以在細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)中通過自動(dòng)氧化和光致氧化介質(zhì)組分形成活性氧中 間體。在摘除和存儲(chǔ)期間，移植器官會(huì)受到氧化損害，這將導(dǎo)致細(xì)胞膜完整性受到損傷和縮 短器官的使用壽命。
[0031] 當(dāng)細(xì)胞由于氧化損傷受到壓迫時(shí)，為了使細(xì)胞重新達(dá)到指定要求，需要進(jìn)行復(fù)活 步驟。已經(jīng)表明，抗氧化劑抑制與活性氧物質(zhì)相關(guān)的損傷。例如，已經(jīng)報(bào)道，丙酮酸鹽和其 它α -酮酸能夠迅速和化學(xué)計(jì)量地與過氧化氫反應(yīng)，從而防止細(xì)胞受到不利的細(xì)胞溶解作 用（61)〇
[0032] 頒給Nath的美國專利號(hào)5, 210, 098公開了一種通過將無毒丙酮酸鹽給藥至需要 所述治療的患者而阻止或者預(yù)防急性腎衰竭的方法。Nath公開的治療學(xué)方法包括，將一定 量的丙酮酸鹽給藥至患有或者存在急性腎衰竭風(fēng)險(xiǎn)的患者。將丙酮酸鹽(優(yōu)選丙酮酸鈉)分 散或者溶解于藥學(xué)上可接受的液體載體中并且以阻止或者預(yù)防急性腎衰竭的有效量進(jìn)行 胃腸外給藥，由此恢復(fù)正常的腎功能。有時(shí)，可以將丙酮酸鹽直接注入腎中或者非常接近腎 的動(dòng)脈血管中。該方法可以有效地預(yù)防或者抑制由多種原因引起的急性腎衰竭，包括但不 限于，外傷性損傷，包括燒傷和梗塞；局部缺血、炎性腎小球腎炎和膿毒癥(例如，由于革蘭 氏陰性細(xì)菌感染）后多次灌注液。
[0033] 頒給Marti