專利名稱：用于治療免疫性疾病的方法和材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來講涉及用于治療動物疾病的材料和方法。更準(zhǔn)確地講，本發(fā)明涉及用于治療基于免疫反應(yīng)的動物疾病的材料和方法。更準(zhǔn)確地講，本發(fā)明涉及通過使用結(jié)合半乳凝素(galectin)的化合物而治療自身免疫病和其它基于免疫反應(yīng)的疾病的方法和材料。
背景技術(shù)：
醫(yī)學(xué)科學(xué)越來越認(rèn)識到許多病癥至少部分是由生物體內(nèi)異?；蜻^度的免疫應(yīng)答所引起的。自身免疫病是我們?nèi)巳褐性絹碓蕉嗟闹匾±?。?dāng)生物體對各種其自身蛋白或其它分子產(chǎn)生不適當(dāng)免疫應(yīng)答時，發(fā)生自身免疫病。人們應(yīng)該知道，包括腎小球疾病、狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和動脈粥樣硬化在內(nèi)的許多病癥具有自身免疫基礎(chǔ)。其它諸如變態(tài)反應(yīng)、宿主-移植物排斥和移植物-宿主(hose)排斥的病癥也是由不適當(dāng)或過度免疫應(yīng)答所引起的。
半乳凝素包含一個由植物細(xì)胞和動物細(xì)胞表達(dá)的并且結(jié)合β-半乳糖苷糖的蛋白家族。這些蛋白可存在于細(xì)胞表面、細(xì)胞質(zhì)中和胞外液中。其分子量范圍一般為29-34Kd；它們對含β-半乳糖苷的物質(zhì)有親和力，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其在許多生物過程中起重要的作用。半乳凝素-1和半乳凝素-3是該家族已發(fā)現(xiàn)與免疫系統(tǒng)的許多細(xì)胞和分子相互作用的具體成員。準(zhǔn)確地說，已經(jīng)表明，半乳凝素-3吸引單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和諸如CD8+受體的種類并與其相互作用。另外，在表現(xiàn)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和其它免疫調(diào)節(jié)性疾病的組織中發(fā)現(xiàn)了高水平的半乳凝素。
已經(jīng)用各種療法來控制基于免疫的疾病。當(dāng)前的某些療法依賴于使用類固醇組合物或免疫抑制藥。這些物質(zhì)的毒性非常大并且通常可以產(chǎn)生嚴(yán)重副作用，系統(tǒng)給予時尤其如此。結(jié)果，許多基于免疫的病癥目前不能得到適當(dāng)治療。因此，人們將會認(rèn)識到，需要可以調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)應(yīng)答的治療材料和方法。此外，這樣的材料和方法應(yīng)該具有低毒性并且最好應(yīng)該易于實(shí)施。本發(fā)明認(rèn)識到，半乳凝素在調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)方面起重要的作用。本發(fā)明還認(rèn)識到，與半乳凝素相互作用的化合物可以顯著影響免疫反應(yīng)。正如在下文詳細(xì)解釋的，本發(fā)明提供基于使用與半乳凝素相互作用的基于糖的化合物的方法和材料，以便調(diào)節(jié)和控制各種免疫應(yīng)答。這些材料具有低毒性并且是用于控制基于免疫的病癥的有效藥物，正如在下文所解釋的。
發(fā)明概述本文公開了用于控制生物體免疫應(yīng)答的方法。所述方法包括給予所述生物體治療有效量的一種結(jié)合半乳凝素的化合物。在特定的實(shí)施方案中，所述半乳凝素存在于組織的細(xì)胞表面，而在本發(fā)明的具體實(shí)施方案中，所述治療化合物與半乳凝素-1受體或半乳凝素-3受體結(jié)合。
在本發(fā)明中具有效用的一類治療材料包含具有連接在其上的一個或多個側(cè)鏈的天然或合成聚合物，所述側(cè)鏈由一個半乳糖或阿拉伯糖封端。一類具體的治療材料包含被鼠李糖殘基間隔的基本上脫甲氧基化多聚半乳糖醛酸。
改性果膠材料是一類特別優(yōu)選的用于實(shí)施本發(fā)明的治療材料，其中改性柑桔果膠是該組的一個優(yōu)選成員。通過化學(xué)、熱或酶促方法，使所述果膠改性，這縮短了所述果膠主鏈的鏈長并且減少其上側(cè)鏈的分支。本發(fā)明的另一組治療材料包括一個結(jié)合半乳凝素的糖結(jié)合部位的第一官能部分和一個使蛋白有效變性的第二官能部分。
本發(fā)明的材料可以通過口服、注射、局部或經(jīng)皮給予。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明認(rèn)識到半乳凝素在自身免疫病中的作用，并且提供一種將有利地與半乳凝素相互作用以便緩解或預(yù)防免疫性疾病表現(xiàn)的治療材料。準(zhǔn)確地說，本發(fā)明認(rèn)識到特殊的糖類材料將與半乳凝素結(jié)合，從而改變其與單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和其它介導(dǎo)不想要的免疫應(yīng)答的種類的相互作用。
雖然已知半乳凝素在體外結(jié)合半乳糖和其它這樣的簡單糖，但是這些簡單糖在調(diào)節(jié)體內(nèi)免疫系統(tǒng)應(yīng)答方面并不是治療上有效的。雖然不希望受推測的束縛，但是本發(fā)明人就此推定，這類比較小的糖分子不能阻斷、激活或抑制半乳凝素蛋白的其它部分，或者不能以其它方式與半乳凝素蛋白的其它部分相互作用。因此，用于實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選材料一般包括含結(jié)合糖位點(diǎn)的活性半乳凝素但具有其分子量略高于簡單糖的分子。這樣的分子的優(yōu)選最小分子量至少為300道爾頓，最通常最小分子量范圍為300-2,000道爾頓。某些尤其優(yōu)選的材料具有更高的分子量范圍。一類優(yōu)選的治療材料包含具有連接在其上的一種或多種糖例如半乳糖或阿拉伯糖的寡聚體或聚合物種類。所述寡聚體或聚合物主鏈可以是合成的或有機(jī)的。該類型的材料公開于美國專利號(EX SN 09/750,726)，所述專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。這類材料的優(yōu)選分子量范圍為300-50,000道爾頓。應(yīng)該考慮到，在高分子量糖的分子量測定中存在一些固有的誤差，并且所測量出的分子量多少會取決于測量分子量所用的方法。本文所給出的分子量基于粘度測量法，而這樣的技術(shù)是本領(lǐng)域已知的。
屬于該大類的一組材料包含具有連接在其上的鼠李糖殘基的基本上脫甲氧基化多聚半乳糖醛酸主鏈。據(jù)認(rèn)為在該類型的材料中，連接在所述主鏈上的末端半乳糖或阿拉伯糖單位與半乳凝素蛋白結(jié)合。所述分子的其余大量基團(tuán)增強(qiáng)所述化合物在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)應(yīng)答中的作用，如上文所討論的，雖然不希望受推測的束縛，但是本發(fā)明人相信，所述分子的其余大量基團(tuán)與所述半乳凝素蛋白的其余部分相互作用和/或延長所述糖部分與其結(jié)合。該大類的材料由下面的式I、式II和式III進(jìn)行描述，人們應(yīng)該知道可以制備該大類化合物的其它變異體并且可以按照本發(fā)明的原理使用所述變異體。
-[α-D-GalpA-(1→4)-α-D-GalpA]n-↑Xn-1(I)↑α-L-Arap-[α-D-GalpA-(1→4)-α-D-GalpA]n-↑Xn-1↑β-D-Galp其中n≥1。
β-D-Galp↓Xn-1(II)↓-[α-L-Rhap-(1→4)-α-D-GalpA-(1→2)]n-其中n≥1。
α-L-Arap↓Xn-1(III)↓-[α-L-Rhap-(1→4)-α-D-GalpA-(1→2)]n-其中n≥1。
果膠是一種具有由多聚半乳糖醛酸主鏈與多個連接在其上的分支側(cè)鏈組成的高度分支結(jié)構(gòu)復(fù)合糖。所述分支產(chǎn)生特征為“光滑”和“毛狀”的區(qū)域。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，果膠可以通過各種化學(xué)、酶促或物理處理而改性，使所述分子斷裂成具有線性化程度更高、帶有分支程度降低的連接鼠李糖殘基側(cè)鏈的基本上脫甲氧基化多聚半乳糖醛酸主鏈的較小部分。該材料在本領(lǐng)域稱為改性果膠并且已證實(shí)了其在治療癌癥中的功效。美國專利5,895,784描述了改性果膠材料、其制備技術(shù)及用所述材料治療各種癌癥，所述專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。描述了所述｀784專利中通過基于pH之改性方法制備的材料，其中將所述果膠置入溶液中并暴露于一系列編程變化的pH溶液中，導(dǎo)致分子的斷裂，產(chǎn)生治療上有效的改性果膠。所述｀784專利中的材料最優(yōu)選用柑桔果膠制備；雖然人們應(yīng)該知道改性果膠可以用從如蘋果果膠等其它來源中獲得的果膠原料制備。另外，還可以通過酶促處理所述果膠或者通過物理過程例如加熱，完成改性過程。改性果膠及其制備技術(shù)和應(yīng)用的其它公開內(nèi)容也描述于美國專利5,834,442和美國專利申請順序號08/024,487中，所述專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。該類型的改性果膠的分子量范圍一般為1-50千道爾頓，一組優(yōu)選的所述材料的平均分子量約為1-15千道爾頓，一組具體材料的分子量約為10千道爾頓。
如現(xiàn)有技術(shù)所公開的，這樣的改性果膠材料具有抵抗各種癌癥的治療功效。這些材料與包括半乳凝素-1和半乳凝素-3在內(nèi)的半乳凝素相互作用，并且在該方面，也具有抵抗基于免疫的疾病的功效。按照本發(fā)明，自身免疫病可以通過使用改性果膠材料和其它與半乳凝素相互作用的材料而得到控制或緩解。這些材料可以口服給予；或者通過靜脈內(nèi)注射給予；或者通過直接注射到受影響組織中給予，例子為通過注射到關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)中給予。在某些情況下，所述材料可以局部給予，如以滴眼劑、鼻噴霧劑、軟膏劑等形式給予。另外，可以使用諸如經(jīng)皮遞藥系統(tǒng)、吸入等其它技術(shù)。
盡管上述討論主要涉及基于改性果膠的治療材料，但是人們應(yīng)該知道，本發(fā)明并不限于此。按照本發(fā)明的一般原理，可以使用可以與半乳凝素相互作用并阻斷所述半乳凝素的所述大類的化合物的任一成員，以治療免疫調(diào)節(jié)性疾病。在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，這些材料包含糖類材料，由于所述材料的毒性低并且表現(xiàn)出與半乳凝素的強(qiáng)相互作用。改性果膠材料包含一組特別優(yōu)選的糖類材料。同樣，可以同樣地使用其合成和半合成類似物，例如多聚半乳糖醛酸材料。
本發(fā)明的另一類材料包含具有一個與第二部分結(jié)合的第一部分的分子，所述第一部分通常是一種糖并且能夠與半乳凝素結(jié)合，而所述第二部分使蛋白活性喪失或者激活地調(diào)節(jié)所述蛋白的活性。該第二部分不必是一種糖，而可以包含與包含所述半乳凝素蛋白的一個活性部分或與所述半乳凝素相互作用的另一蛋白的一個活性部分的蛋白區(qū)段交聯(lián)或者以另一種方式使其變性的材料。這樣的材料包括諸如硫的活性種類或其它單獨(dú)的硫?qū)僭鼗蚪Y(jié)合諸如硫羥基、巰基等。其它活性種類可以包含氰基、硫氰酸酯基、烷化劑、醛類等。
人們應(yīng)該知道，上述討論和描述是舉例說明本發(fā)明的具體實(shí)施方案，但并不意味著是用來限制本發(fā)明的實(shí)施。本發(fā)明范圍僅受以下權(quán)利要求書、包括所有等同實(shí)施方案的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于控制生物體免疫應(yīng)答的方法，所述方法包括給予所述生物體治療有效量的一種結(jié)合半乳凝素的化合物。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述半乳凝素存在于所述生物體組織的細(xì)胞表面。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述化合物與半乳凝素-1或半乳凝素-3結(jié)合。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述化合物包含一種被鼠李糖殘基間隔的基本上脫甲氧基化多聚半乳糖醛酸。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述化合物包含一種具有連接在其上的側(cè)鏈的聚合物主鏈，所述側(cè)鏈由一個半乳糖單位或阿拉伯糖單位封端。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述化合物包含改性果膠。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所述改性果膠包含一種pH改性果膠。
8.權(quán)利要求6的方法，其中所述改性果膠包含一種酶促改性果膠。
9.權(quán)利要求6的方法，其中所述改性果膠包含一種熱改性果膠。
10.權(quán)利要求6的方法，其中所述改性果膠包含一種改性柑桔果膠。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述化合物的分子量至少為300道爾頓。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述化合物的分子量范圍為300-2,000道爾頓。
13.權(quán)利要求6的方法，其中所述改性果膠的分子量范圍為1-50千道爾頓。
14.權(quán)利要求6的方法，其中所述改性果膠的分子量范圍為1-15千道爾頓。
15.權(quán)利要求6的方法，其中所述改性果膠的分子量約為10千道爾頓。
16.權(quán)利要求1的方法，其中將所述化合物給予所述生物體的所述步驟包括給所述生物體注射所述化合物。
17.權(quán)利要求1的方法，其中將所述化合物給予所述生物體的所述步驟包括給所述生物體局部應(yīng)用所述化合物。
18.權(quán)利要求1的方法，其中將所述化合物給予所述生物體的所述步驟包括經(jīng)皮給予所述化合物。
19.權(quán)利要求1的方法，其中將所述化合物給予所述生物體的所述步驟包括口服給予所述化合物。
20.一種用于治療性治療動物自身免疫病的方法，所述方法包括給予所述動物治療有效量的一種結(jié)合半乳凝素的化合物。
21.權(quán)利要求20的方法，其中所述半乳凝素存在于所述動物組織的細(xì)胞表面。
22.權(quán)利要求20的方法，其中所述化合物與半乳凝素-1或半乳凝素-3結(jié)合。
23.權(quán)利要求20的方法，其中所述化合物包含一種被鼠李糖殘基間隔的基本上脫甲氧基化多聚半乳糖醛酸。
24.權(quán)利要求20的方法，其中所述化合物包含一種具有連接在其上的側(cè)鏈的聚合物主鏈，所述側(cè)鏈由一個半乳糖單位或阿拉伯糖單位封端。
25.權(quán)利要求20的方法，其中所述化合物包含改性果膠。
26.權(quán)利要求25的方法，其中所述改性果膠包含一種pH改性果膠。
27.權(quán)利要求25的方法，其中所述改性果膠包含一種酶促改性果膠。
28.權(quán)利要求25的方法，其中所述改性果膠包含一種熱改性果膠。
29.權(quán)利要求25的方法，其中所述改性果膠包含一種改性柑桔果膠。
30.權(quán)利要求20的方法，其中所述化合物的分子量至少為300道爾頓。
31.權(quán)利要求20的方法，其中所述化合物的分子量范圍為300-2,000道爾頓。
32.權(quán)利要求25的方法，其中所述改性果膠的分子量范圍為1-50千道爾頓。
33.權(quán)利要求25的方法，其中所述改性果膠的分子量范圍為1-15千道爾頓。
34.權(quán)利要求25的方法，其中所述改性果膠的分子量約為10千道爾頓。
35.權(quán)利要求20的方法，其中將所述化合物給予所述動物的所述步驟包括給所述動物注射所述化合物。
36.權(quán)利要求20的方法，其中將所述化合物給予所述動物的所述步驟包括給所述動物局部應(yīng)用所述化合物。
37.權(quán)利要求20的方法，其中將所述化合物給予所述動物的所述步驟包括經(jīng)皮給予所述化合物。
38.權(quán)利要求20的方法，其中將所述化合物給予所述動物的所述步驟包括口服給予所述化合物。
39.權(quán)利要求20的方法，其中所述自身免疫病包括類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。
40.權(quán)利要求20的方法，其中所述自身免疫病包括動脈粥樣硬化。
41.權(quán)利要求20的方法，其中所述自身免疫病包括腎小球疾病。
42.一種用于治療動物自身免疫病的方法，所述方法包括給予所述動物一種結(jié)合半乳凝素的化合物，由此所述化合物阻斷引起生物免疫應(yīng)答的化合物與所述半乳凝素的結(jié)合。
43.一種用于控制動物體內(nèi)免疫應(yīng)答的化合物，所述化合物包含一個與半乳凝素的糖結(jié)合部位有效結(jié)合的第一官能部分，所述第一官能部分包括一個末端半乳糖或阿拉伯糖；和一個使蛋白有效變性的第二官能部分，所述第二官能部分包括一個選自以下的成員硫?qū)僭?、硫羥基、巰基、氰基、硫氰酸酯基、烷化劑和它們的組合。
44.權(quán)利要求43的化合物，其中所述第一和第二官能部分與一個聚合物主鏈或寡聚體主鏈結(jié)合。
全文摘要
通過給予生物體治療有效量的一種結(jié)合半乳凝素的化合物，來控制所述生物體的免疫應(yīng)答。在具體的情況下，選擇與半乳凝素－1或半乳凝素－3結(jié)合的化合物。某些治療材料包含具有連接在其上的、半乳糖或阿拉伯糖封端的側(cè)鏈的天然或合成聚合物。一組優(yōu)選的治療化合物包含具有含間隔所述主鏈的鼠李糖殘基的基本上脫甲氧基化鼠李糖半乳糖醛酸聚糖主鏈的改性果膠或其它材料。一種治療材料包括一個結(jié)合半乳凝素的糖結(jié)合部分的第一官能部分和一個使所述半乳凝素蛋白有效變性的第二官能部分。
文檔編號A61K45/00GK1543352SQ02816091
公開日2004年11月3日 申請日期2002年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月22日
發(fā)明者張巖, V·薩塞克, , 張 巖 申請人:格里科基因系統(tǒng)公司