專利名稱：神經退化性及心血管疾病之治療方法
背景技術：
由一氧化氮所引發(fā)(Nitric Oxide(NO)-induced)以及與硫胱氨酸蛋白酶1有關(caspase 1-related)的神經元喪失(neuronal loss)會導致神經退化性疾病，如新生兒與成人的中風(neonatal and adult stroke)、帕金森氏癥(Parkinson’s disease)、亨丁頓氏舞蹈癥(Huntington’sdisease)、阿滋海默氏癥(Alzheimer’s disease)、肌萎縮側索硬化癥(amyothrophic lateral sclerosis)、中風(stroke)、脊柱損傷(spinal injury)、移植(transplantation)、多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis)和聽力喪失(hearing loss)。目前尚無任何神經保護藥物(neuroprotective drug)能有效治療這些疾病。有一些藥物藉由增加剩余神經元的功能而治療這些疾病。然而，沒有一種藥物能非常成功地減緩這些疾病的惡化，有些藥物甚至會產生不好的副作用，例如，帕金森氏癥病人會產生運動癥狀波動(motor fluctuations)和亂動癥(dyskinesias)(參考Quinn，et al.，Neurology，1998，51，S25-29)。此外，由一氧化氮引發(fā)及與硫胱氨酸蛋白酶1有關的心臟細胞喪失(heart cell loss)會導致心臟血管疾病，包括心臟衰竭(heart failure)、動脈硬化(arteriosclerosis)、心肌炎(myocarditis)和心肌病(cardiomyopathy)。

發(fā)明內容
本發(fā)明是有關于一種治療神經退化性和心血管疾病，以及其他由一氧化氮引發(fā)或與硫胱氨酸蛋白酶1有關的細胞死亡所造成的疾病的方法。上述方法包括為一個需要治療的個體投予一個或更多的如下式所代表的化合物(I) 其中，R1和R2分別是碳數1～8的次烷基(alkylene)，碳數2～8的次烯烴基(alkenylene)，或將其刪除；A1和A2分別是芳基(aryl)或異芳基(heteroaryl)，可以鹵素(halogen)，-CN、-NO2、-OH、-SH、-OR3、-SR3、-R3、-R3-OR4、-C(O)R3、-S(O)R3、-S(O)2R3、-NR4R5、-C(O)OR3、-C(O)NR4R5、-O(O)CR4、或-NR4(O)CR5任意地單一取代或多取代(例如雙取代或三取代)，而X和Y分別是氧(O)、硫(S)或NR6，其中R3是碳數1～4的烷基(C1-4alkyl)，R4、R5和R6則分別是氫(H)或碳數1～4的烷基。
“烷基”是單價的烴基(hydrocarbon radical)，該烴基為直鏈或分支鏈(例如-CH2CH2CH3或-CH(CH3)2)?！按瓮榛笔请p價的烴基，該烴基為直鏈或分支鏈(例如-CH2CH2-或-CH2CH(CH3)-CH3)。“次烯烴基”是雙價的烴基，該烴基為直鏈或分支鏈，并且包含一個或多個雙鍵(例如-CH2CH＝CH-CH2-或-CH2CH(CH3)CH＝CH-CH2-)。“芳基”是碳數6～12的單環(huán)(monocyclic)或多環(huán)(multicyclic)(稠合的或分離的)芳香系統(tǒng)(aromatic system)，其中每個環(huán)上有高達4個原子會被取代。芳基族的例子包括苯基(phenyl)和萘基(naphthyl)?！爱惙蓟?heteroaryl)”是5-8元單環(huán)，8-12元雙環(huán)，或11-14元三環(huán)的芳環(huán)系統(tǒng)。若該系統(tǒng)為單環(huán)系統(tǒng)，則包含1-3個異原子；若為雙環(huán)系統(tǒng)，則包含1-6個異原子；若為三環(huán)系統(tǒng)，則包含1-9個異原子(這些異原子包括氧、氮或硫)。異芳基族的例子包括吡啶基(pyridyl)、呋喃基(furyl)、咪唑基(imidazolyl)、苯并咪唑基(benzimidazolyl)、嘧啶基(pyrimidinyl)、喹啉基(quinolinyl)、吲哚(indolyl)或噻唑(thiazolyl)。
接著討論(I)式化合物。能夠用以實行本發(fā)明方法的化合物當中，其中一子集的X與Y各自為氧。另一子集中，R1是碳數2～8的次烯烴基，而R2是碳數1～8的次烷基。另一子集中，A1和A2各自為芳基(例如苯基)，并可以鹵素，-CN、-OH、-SH，、OR3、-SR3、-R3、-R3-OR4、或-NR4R5任意地取代。再另一子集中，R1是碳數2～3的次烯烴基(例如-CH＝CH-)，而R2是碳數1～3的次烷基(例如-CH2-CH2-)。該等化合物的其中一例為咖啡酸苯乙酯(caffeic acid phenethyl ester) 可用本發(fā)明方法治療神經退化性及心血管疾病的起因是由一氧化氮引發(fā)或與硫胱氨酸蛋白酶1有關的細胞喪失(cell loss)，以及多巴胺(dopamine)或多巴胺能神經細胞(dopaminergic neurons)的數量減少。此類疾病與一些疾病有關聯(lián)，例如新生兒與成人的中風、帕金森氏癥、亨丁頓氏舞蹈癥、阿滋海默氏癥、肌萎縮側索硬化癥、中風、脊柱損傷、移植、多發(fā)性硬化癥、聽力喪失、心臟衰竭、動脈硬化、心肌炎、心肌病和糖尿病。因此，在本發(fā)明的范圍內，可利用一個或更多上述化合物作為治療這些疾病的藥物。
在為一個需要治療神經退化性或心血管疾病的病人投予一個或更多上述化合物之前，需先將該化合物配制成藥學組合物(pharmaceuticalcomposition)。因此，本發(fā)明也有關于一藥學組合物，該藥學組合物包含藥學上可接受的載體以及一有效量的上述一個或更多用以治療神經退化性或心血管疾病的化合物。另一方面，進一步講，本發(fā)明是有關于一種制品，該制品包括I)容器；II)藥學組合物，該藥學組合物包含了藥學上可接受的載體以及一有效量的一個或更多上述化合物；III)標簽，該標簽配置于容器上，并且標示用以治療神經退化性或心血管疾病的藥學組合物的用法說明。該用法說明可以提供病人藥學組合物的使用指示，例如硬膜(epidural)注射、鞘內(intrathecal)注射、非口服給藥(parenteral)，或局部用藥。
同時，在本發(fā)明范疇之內，也包括使用一個或以上的上述化合物的藥劑制品，用于治療上述神經退化性及心血管疾病。
在適當情況下，上述化合物也包括其鹽類及前驅藥物(prodrug)。舉例來說，該鹽類可經由上述化合物中的正價取代基(例如胺基(amino))與陰離子(anion)結合而成。適當的陰離子包括氯化物(chloride)、溴化物(bromide)、碘化物(iodide)、硫酸鹽(sulfate)、硝酸鹽(nitrate)、磷酸鹽(phosphate)、檸檬酸鹽(citrate)、甲磺酸(methanesulfonate)、三氟乙酯(trifluoroacetate)、和乙酯(acetate)，但不只限于此。同樣地，上述化合物中的負價取代基(例如羧酸鹽(carboxylate))可以和陽離子(cation)形成鹽類。適當的陽離子包括鈉離子、鉀離子、鎂離子、鈣離子和陽離子銨(ammonium cation)(例如四甲基銨離子(tetramethylammonium ion))。前驅藥物的例子包括酯類(esters)和其他藥學上可接受的衍生物。在為病人投予藥物的過程中，該前驅藥物能供給上述化合物。
本發(fā)明的詳細實施例會在下列實施方式中提及。本發(fā)明的其他特色、目的和優(yōu)點將列于實施方式與申請專利范圍之中。
發(fā)明詳述本發(fā)明是有關于一種治療神經退化性和心血管疾病，以及其他由一氧化氮引發(fā)或與硫胱氨酸蛋白酶1有關的細胞死亡所造成的疾病的方法。該方法是使用一個或以上的下式化合物 其中，A1、A2、R1、R2、X和Y已于先前定義。
通過已知技術可合成這些化合物。例如將分子式A1-R1-C(＝X)-OH的前驅物(precursor)與分子式A2-R2-YH(Y是O、S或NH)的前驅物反應可得到X是氧或硫的化合物。參考Loudon，OrganicChemistry，3rdEd.，1995，Benjamin/Cummings Publishing Company，Inc.，Redwood，City，CA.。由此得到的化合物與氨(ammonia)或胺(amine)反應后可任意地轉變成亞胺(imine)(即X為NH或氮(烷基)(N(alkyl)))。參考Verardo et al.，Synth Commun，1998，18，1501；andFarrar，Rec.Chem.Prog.1968，29，85-101.。
舉例來說，將咖啡酸與過量的苯乙醇(phenethyl alcohol)以及酸催化劑(acid catalyst)(例如甲苯磺酸(p-toluene sulfonic acid)在適當溶劑(例如苯(benzene))中，經回流(reflux)反應一段長時間(例如3或4天)后，可合成咖啡酸苯乙酯。利用蒸餾法除去過多的苯乙醇即可獲得純咖啡酸苯乙酯(熔點126-128℃，針晶)。見Grunberger etal.，Experientia，1988，44，23-232.。
一適當、有效量的(I)式化合物或其鹽類需要先以藥學上可接受的載體將其配制成藥學組合物，才能將該化合物或其鹽類投與需治療神經退化性和心血管疾病、以及其他由一氧化氮引發(fā)或與硫胱氨酸蛋白酶1有關的細胞死亡(cell death)所造成疾病的病人。“有效量(an effectiveamount)”是指能給予被治療個體治療效果的化合物量，該有效量則是根據動物和臨床研究而確立的。動物與人類之間劑量的相互關系(以每平方米體表面積的毫克數為根據)可參考Freireich et al.，CancerChemother Rep，1966，50，219的敘述。由病人的身高與體重可大致確定體表面積(body surface)(參考Scientific Tables，Geigy Pharmaceuticals，Ardley，New York，1970，537.)。根據已知技術，有效劑量會隨著給藥途徑、賦形劑用法(excipient usage)和選擇性地并用其他療法而改變。藥學上可接受的載體包括膠態(tài)二氧化矽(colloidal silicon dioxide)、硬脂酸鎂(magnesium stearate)、纖維素(cellulose)、硫酸月桂酸鈉(sodium laurylsulfate)和D&C 10號黃色素(D&C Yellow #10)等。
藥學組合物可以通過非口服途徑(parenteral route)給予，例如腹膜腔內(intraperitoneally)給藥和靜脈內(intravenously)給藥。非口服劑量形式的例子包括將活性化合物溶于磷酸鹽緩沖液生理食鹽水(phosphate buffer saline，PBS)中，或利用其他藥學上可接受的載體混合。已知技術中常用的溶解劑(solubilizing agents)(例如環(huán)糊精(cyclodextrins)或其他溶解劑)也可以包含在藥學組合物中。
利用已知技術中的體外和體內分析(in vitro and in vivo assays)，可評估(I)式化合物治療神經退化性或心血管疾病的效能。見以下提供的三個實例。
即使沒有更進一步的詳細說明，一般相信熟悉此技術的人士能以此處的說明為基礎，將本發(fā)明使用至極致。所有在此引用的出版品全部并入參考文獻。因此，下列特定的范例描述一種(I)式化合物——咖啡酸苯乙酯——的生物檢定(biological testing)，而該范例只以圖式說明，并且不以任何方式局限于揭露的其余部分。
實施例1根據Du，et al.，Proc Natl Acad Sci，2001，98，14669-14674.一文中所描述的方法，欲評估咖啡酸苯乙酯對于治療神經退化性疾病和其他由一氧化氮引發(fā)細胞死亡所造成疾病的效能，可在培養(yǎng)的神經元上測試咖啡酸苯乙酯阻礙由一氧化氮引發(fā)的細胞死亡的能力。
從小腦顆粒狀神經元(cerebellar granule neurons，CGN)培養(yǎng)物中發(fā)現(xiàn)，由一氧化氮所引發(fā)的顯著的神經元細胞死亡現(xiàn)象會被咖啡酸苯乙酯以濃度依賴(concentration-dependent)方式(半數抑制濃度(IC50)～1微摩爾(μM))阻斷。當使用6-羥基多巴胺(6-hydroxydopamine)誘導神經毒性(neurotoxicity)時，也會觀察到咖啡酸苯乙酯的神經保護作用。
實施例2利用小鼠來評估咖啡酸苯乙酯治療神經元退化性疾病的效能。使用三組8周大的C57B1/6雄性小鼠(Taconic Farms Inc.，Germantown，NY)，每組5-7只。一組小鼠給予咖啡酸苯乙酯(將咖啡酸苯乙酯溶于10％乙醇，再以胃管經口灌食5或20毫克/公斤/天(mg/kg/day)，或者經由腹膜腔內給藥40毫克/公斤/天)9天。第二組小鼠為對照組，只給予10％乙醇，而不給予咖啡酸苯乙酯。然后，這兩組小鼠在一天之內每隔兩小時一次，經由腹膜腔內給予4次以生理食鹽水溶解的1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶鹽酸鹽(1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridine(“MPTP”)-HCl)(20毫克/公斤，不含堿(base))(見Liberatore，et al.，Nat Med，1999，5，1403-1409的描述)。
在最后一次給予1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶7天之后，以哈藥仙吸入劑(halothane inhalation)麻醉小鼠，然后取出小鼠的腦，以含有4％三聚甲醛(paraformaldehyde)的0.1摩爾磷酸鹽緩沖液(pH7.4)灌注固定。經過固定以及隨后以30％蔗糖/磷酸鹽緩沖液低溫保護(cryoprotection)之后，將腦置于液態(tài)氮中冷凍，并且將其中腦連續(xù)切片成40微米。該組織切片以含有0.1％非離子性界面活性劑Triton X-100的0.1摩爾磷酸鹽緩沖液生理食鹽水沖洗三次，每次5分鐘。然后將該切片置于多株兔抗酪氨酸羥化酶抗體(rabbit polyclonal anti-tyrosinehydroxylase(anti-TH)antibody)(12，500，CALBIOCHEM，La Jolla，CA)、生物素化結合的多株羊抗兔抗體(goat biotinylated-conjugatedpolyclonal anti-rabbit antibody)(1250；Vector Laboratories，Burlingame，CA)與馬蘿卜過氧化物酶結合的卵白素/生物素復合體(horseradish-peroxidase conjugated avidin/biotin complex)(VECTASTAIN ABC Reagent，Vector Laboratories)中，接著將其曝于二氨基聯(lián)苯胺(diaminobenzidine)以進行酪酸胺羥化酶免疫組織化學(TH-immunohistochemistry)分析和酪氨酸羥化酶陽性神經元(TH-positive neurons)的體視學定量(stereological quantification)。用以計算酪氨酸羥化酶陽性神經元數量的體視學方法可參考Triarhou，etal.，J Neurocytol，1988，17，221-232.的敘述。
第三組小鼠為另一組對照組，只給予生理食鹽水，而不給予咖啡酸苯乙酯和1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶。
第二組小鼠的黑質致密區(qū)(substantia nigra pars compacta，SNpc)中的酪氨酸羥化酶陽性神經元數量大約為第三組小鼠的49％。第一組小鼠的酪氨酸羥化酶陽性神經元數量(達100％)比第二組小鼠高。只給予咖啡酸苯乙酯9天的小鼠的酪氨酸羥化酶陽性神經元數量無顯著改變。
通過高效液相層析儀(HPLC)結合電化學偵測器(electrochemicaldetector)，可確定紋狀體(striatal)內的多巴胺及其代謝物二羥苯乙酸(dihydroxyphenylacetic acid，DOPAC)與高香草酸(homovanillic acid，HVA)的含量(參考Du，et al.，Proc Natl Acad Sci，2001，98，14669-14674)。比較第二組小鼠與第三組小鼠的數據，其結果顯示，在給予1-甲基-4-苯基-1，2，3，6四氫吡啶而未以予咖啡酸苯乙酯48小時以后，第二組小鼠紋狀體的多巴胺、二羥苯乙酸和高香草酸含量分別減少了62％、46％和35％。在第一組小鼠當中，咖啡酸苯乙酯(腹膜腔內給藥40毫克/公斤)明顯地阻斷在紋狀體中由1-甲基-4-苯基-1，2，3，6四氫吡啶所引發(fā)的多巴胺及其代謝物的減少。更具體地說，給予咖啡酸苯乙酯的結果是使得紋狀體中由1-甲基-4-苯基-1，2，3，6四氫吡啶所引發(fā)的多巴胺、二羥苯乙酸和高香草酸的減少分別只有3％、-2％和16％。
這些結果意外地顯示咖啡酸苯乙酯能有效保護神經元不至于因1-甲基-4-苯基-1，2，3，6四氫吡啶而造成死亡。
實施例3根據Choong，et al.，J Cardiovasc Surg(Torino)，1993 Oct.，34(5)423-433.文章中所描述的方法，采用兔離體工作心臟模型(isolatedworking rabbit heart model)說明局部缺血(ischaemia)時咖啡酸苯乙酯的心臟保護作用(cardioprotective effects)(功能、新陳代謝和超微結構(ultrastructure))。更具體地來說，在局部缺血期間，使心臟(每組7個樣本)停搏并回輸(45分鐘)冰的(4℃)心臟冷凍液(cardioplegicsolution)?？Х人岜揭阴?腹膜腔內給藥30毫克/公斤)在一個小時之內顯著地(p＜0.05)提升局部缺血后心輸出量(cardiac output)的恢復百分比，從71.48+/-9.66％增加至90.83+/-3.2％。在40分鐘的局部缺血停搏(ischaemic arrest)期間(對照組與處理組分別以55.14+/-8.65與19.33+/-7.4免疫單位/升(IU/L)灌注，p＞0.05)，乳酸去氫酶(lactatedehydrogenase)的釋出量減少。見Ersahin et al.，J Cardiovasc Pharmacol，1999 Oct；34(4)604-611.。其結果顯示咖啡酸苯乙酯保護心肌(myocardium)免于局部缺血的傷害，因此能用以治療心跳停止(cardiacarrest)。
雖然本發(fā)明比較有效的實施案例已如上文所述，但是本發(fā)明并非僅限于這些案例。任何熟習此技術的人士，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，可以進行各種變更和潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應按后附權利要求書所界定的內容為準。
權利要求
1.一種用于治療神經退化性或心血管疾病的方法，包括為一需要治療個體投予一有效量的下式化合物 其中R1和R2分別是碳數1～8的次烷基，碳數2～8的次烯烴基，或將其刪除；A1和A2分別是芳基或異芳基，并且可以鹵素，-CN、-NO2、-OH、-SH、-OR3、-SR3、-R3、-R3-OR4、-C(O)R3、-S(O)R3、-S(O)2R3、-NR4R5、-C(O)OR3、-C(O)NR4R5、-O(O)CR4、或-NR4(O)CR5任意地取代；以及X和Y分別是氧、硫或NR6，其中R3是碳數1～4的烷基，以及R4、R5和R6則分別是氫或碳數1～4的烷基。
2.如權利要求1所述的方法，其中X和Y分別是氧。
3.如權利要求2所述的方法，其中R1是碳數2～8的次烯烴基，以及R2是碳數1～8的次烷基。
4.如權利要求3所述的方法，其中R1是碳數2～3的次烯烴基，以及R2是碳數1～3的次烷基。
5.如權利要求4所述的方法，其中A1是和A2各自為芳基，并且可以鹵素，-CN、-OH、-SH、-OR3、-SR3、-R3、-R3-OR4、或-NR4R5任意地取代。
6.如權利要求4所述的方法，其中R1是-CH＝CH-，以及R2是-CH2-CH2-。
7.如權利要求6所述的方法，其中A1是和A2各自為芳基，并且可以鹵素，-CN、-OH、-SH、-OR3、-SR3、-R3、-R3-OR4或-NR4R5任意地取代。
8.如權利要求7所述的方法，其中A1是和A2各自為苯基，并可以任意地以-OH或-SH取代。
9.如權利要求2所述的方法，其中A1是和A2各自為芳基，并且可以鹵素，-CN、-OH、-SH、-OR3、-SR3、-R3、-R3-OR4或-NR4R5任意地取代。
10.如權利要求9所述的方法，其中A1是和A2各自為苯基，并可以任意地以-OH或-SH取代。
11.如權利要求1所述的方法，其中R1是碳數2～8的次烯烴基，以及R2是碳數1～8的次烷基。
12.如權利要求11所述的方法，R1是碳數2～3的次烯烴基；以及R2是碳數1～3的次烷基。
13.如權利要求12所述的方法，其中R1是-CH＝CH-，以及R2是-CH2-CH2-。
14.如權利要求12所述的方法，其中A1和A2各自為芳基，并且可以鹵素，-CN、-OH、-SH、-OR3、-SR3、-R3、-R3-OR4或-NR4R5任意地取代。
15.如權利要求14所述的方法，其中A1是3，4-二羥基苯基(3，4-dihydroxyphenyl)，A2是苯基。
16.如權利要求15所述的方法，其中R1是-CH＝CH-，R2是-CH2-CH2-；以及X和Y分別為氧。
17.如權利要求1所述的方法，其中A1和A2各自為芳基，并且可以鹵素，-CN、-OH、-SH、-OR3、-SR3、-R3、-R3-OR4或-NR4R5任意地取代。
18.如權利要求17所述的方法，其中A1是和A2各自為苯基，并可以任意地以-OH或-SH取代。
19.一種制品，該制品包括i)一個容器；ii)一種有效劑量的化合物，該化合物置于容器之內，且其分子式如下 其中R1和R2分別是碳數1～8的次烷基，碳數2～8的次烯烴基，或將其刪除；A1和A2分別是芳基或異芳基，并且可以鹵素，-CN、-NO2、-OH、-SH、-OR3、-SR3、-R3、-R3-OR4、-C(O)R3、-S(O)R3、-S(O)2R3、-NR4R5、-C(O)OR3、-C(O)NR4R5、-O(O)CR4或-NR4(O)CR5任意地取代；以及X和Y分別是氧、硫或NR6，其中R3是碳數1～4的烷基，以及R4、R5和R6則分別是氫或碳數1～4的烷基；以及iii)一標簽，該標簽位于容器之上，并且具有治療神經退化性或心血管疾病的使用說明。
20.如權利要求19所述的制品，其中X和Y分別為氧；R1是碳數2～3的次烯烴基；R2是碳數1～3的次烷基；而A1和A2分別是芳基，并且可以鹵素，-CN，-OH，-SH，-OR3，-SR3，-R3，-R3-OR4，或-NR4R5任意地取代。
21.如權利要求20所述的制品，其中R1是-CH＝CH-；R2是-CH2-CH2-；A1是3，4-二羥基苯基，以及A2是苯基。
全文摘要
一種以如下列化學式(I)所示的化合物治療神經退化性或心血管疾病的方法。其中，該化合物中的X、Y、A
文檔編號A61P9/00GK1589137SQ02823183
公開日2005年3月2日 申請日期2002年12月10日 優(yōu)先權日2001年12月10日
發(fā)明者杜燕生, 馬丁·R·法羅, 杜如昱 申請人:杜燕生