專利名稱：α-酮戊二酸的新醫(yī)藥用途的制作方法
α-酮戊二酸的新醫(yī)藥用途本發(fā)明涉及α -酮戊二酸的新醫(yī)藥用途，包括α -酮戊二酸在制備用于預(yù)防或治 療活的生物體不希望的健康狀況的治療和預(yù)防性制劑中的用途，以及α-酮戊二酸在治 療性和預(yù)防性治療該活的生物體中的用途，所述活的生物體包括人、植物和動物，特別 是寵物和/或家畜，例如哺乳動物、鳥類、兩棲動物、魚類、軟體動物或節(jié)肢動物。
背景技術(shù)：
α -酮戊二酸(Alpha-ketoglutarates) - α -酮戊二酸的鹽。α-酮戊二酸作為內(nèi)源性分子存在于活的生物體內(nèi)。α-酮戊二酸的鹽已經(jīng)已知至少60年了，也就是說，自從發(fā)現(xiàn)三羧酸循環(huán)起。 內(nèi)源性α“酮戊二酸的鹽在人體和動物體內(nèi)與草酰乙酸鹽和丙酮酸鹽一起在檸檬酸循環(huán) 中發(fā)揮基礎(chǔ)性作用。作為可再現(xiàn)反應(yīng)的結(jié)果，存在合成的脂肪酸、留醇、膽固醇(有檸 檬酸鹽參與)、卟啉、血紅素、葉綠素(琥珀酰輔酶A的活性)、谷氨酸、氨基酸、核苷 酸堿基(α-酮戊二酸的鹽的活性)。α-酮戊二酸陰離子在新陳代謝，主要是需氧生物體中的新陳代謝中起關(guān)鍵作 用。α-酮戊二酸是在涉及異檸檬酸脫氫酶的細(xì)胞酶的氧化脫羧過程以及另一代謝途徑中 通過谷氨酸脫氫酶催化的谷氨酸氧化脫氨產(chǎn)生的。α-酮戊二酸——作為基礎(chǔ)生命循環(huán)，即三羧酸循環(huán)，也就是克雷布斯循環(huán)的的 中間體化合物——是細(xì)胞內(nèi)永久性轉(zhuǎn)化的主體，并且由于其在生物體內(nèi)的完全代謝，其 以陰離子形式以相當(dāng)?shù)偷臐舛却嬖谟谕庵苎褐?。在生物體內(nèi)，α-酮戊二酸還發(fā)揮天然清道夫一去污劑的作用，是通過氨基酸分 解代謝產(chǎn)生的氨基基團(tuán)的氨基轉(zhuǎn)移作用形成的氮轉(zhuǎn)送完成的。該過程在肝臟中進(jìn)行并且 被稱作鳥氨酸循環(huán)或尿素循環(huán)。在α-酮戊二酸和谷氨酰胺的氨基轉(zhuǎn)移過程中，形成了被稱作谷氨酸的神經(jīng)遞 質(zhì)。在維生素Β6的存在下，谷氨酸可以脫去羧基，同時生成稱為GABA(Y-氨基丁酸) 的化合物，它是一種谷氨酸神經(jīng)遞質(zhì)抑制劑，可以阻斷神經(jīng)遞質(zhì)。還已經(jīng)證實(shí)α -酮戊二酸酶參與自由基的清除一自由基是生物體不完全代謝的 產(chǎn)物并且是非常有毒的化合物。此外，α-酮戊二酸依賴性加氧酶的一種是分子氧傳感器，即環(huán)境中氧水平的指 示劑。α-酮戊二酸還可以通過已知的給藥途徑引入生物體內(nèi)，例如口服，通過吸 入、靜脈內(nèi)或通過其他途徑。人和動物的日常飲食并不包含α-酮戊二酸。在市場上，特別是在美國，有眾多可商購的飲食補(bǔ)充劑，其含有α-酮戊二酸 的鹽，主要是精氨酸、吡多辛、鳥氨酸、肌酸、組氨酸和瓜氨酸的鹽，作為現(xiàn)成的產(chǎn)品 供人和家畜使用?？缮藤彽倪€有α-酮戊二酸的鈉、鉀和鈣鹽。在全國營養(yǎng)食品協(xié)會(NNFA)草擬的飲食補(bǔ)充劑登記薄中，α-酮戊二酸本身以 及與吡多辛(維生素Β6)聯(lián)合的α-酮戊二酸甚至早在1994年9月15日就已列在生物化學(xué)產(chǎn)品組中。在市場上的如此長期存在導(dǎo)致了大量的含有這些化合物的飲食補(bǔ)充劑。 α-酮戊二酸的衍生物或鹽存在于所有市售產(chǎn)品中的主要原因是α-酮戊二酸一作為克雷 布斯循環(huán)中的中間體化合物一是一種可用于細(xì)胞呼吸的物質(zhì)，并因此確信其能夠改善生 命質(zhì)量。在這里討論的產(chǎn)品中的大部分是包含與α-酮戊二酸聯(lián)合的L-精氨酸的產(chǎn)品。 如制造商所宣稱的，這些產(chǎn)品促進(jìn)體力活動過程中及之后的能量維持，增強(qiáng)一氧化氮的 合成，此外，一與一氧化氮聯(lián)合，它們增加生物體內(nèi)該氧化物的水平以及增強(qiáng)營養(yǎng)物的 運(yùn)送，以及增強(qiáng)肌肉中的代謝。與其它物質(zhì)聯(lián)合，它們還增加能量水平和增強(qiáng)氨基酸的 代謝。第二大組的市售產(chǎn)品包含與α-酮戊二酸聯(lián)合的鳥氨酸。在這種形式中，α-酮 戊二酸不僅增加能量生成，而且保護(hù)肌肉免于支鏈氨基酸的分解以便產(chǎn)生谷氨酰胺，谷 氨酰胺為能量促進(jìn)分子。此外，它還是一種增加生長激素分泌和優(yōu)化肌肉代謝的化合 物。它以安全的方式增加胰島素和多胺的活性。它還增加神經(jīng)傳遞作用，從而維持生物 體良好的精神狀態(tài)，支持肌肉最大化運(yùn)動效果的耐力，影響生物體脂肪燃燒能力，增加 性欲，對免疫功能具有有益的影響并且降低氧應(yīng)激性。另一組用作飲食補(bǔ)充劑的食物制品包括與α-酮戊二酸聯(lián)合的吡多辛和 pyridoxyl。這些產(chǎn)品的組分增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)的代謝活性，平衡生物體產(chǎn)生能量的作用和保護(hù) 肝臟。在市場上，還有包含與α-酮戊二酸聯(lián)合的肌酸產(chǎn)品。它們作為谷氨酰胺的前 體并參與蛋白質(zhì)的合成。另外，非特定的α-酮戊二酸的鹽刺激生物體脂肪的減少，并且是確保肌肉組 織完整性所必需的。另一方面，α-酮戊二酸自身是另外一種制劑的成分，也就是那些具有天然解毒 功能，推薦用于由氨基酸分析診斷為慢性疲勞和代謝缺陷的成分。這種類型的制劑給藥 導(dǎo)致耐力的增加和提高活力。這類中感興趣的產(chǎn)品是α-酮戊二酸的鈣和鎂鹽。由于 α-酮戊二酸屬于強(qiáng)有機(jī)酸類的事實(shí)，在口服給藥時其會刺激食道和胃。鈣和鎂鹽的應(yīng)用 可以生成緩沖的雙組分α-酮戊二酸化合物，該化合物從而不會引起不愉快的過度酸性 感覺。許多專利和專利申請表明α-酮戊二酸可以在代謝性腦功能障礙、神經(jīng)系統(tǒng)、 血液循環(huán)和骨骼肌系統(tǒng)障礙中給藥，以增強(qiáng)細(xì)胞線粒體功能。含有α-酮戊二酸的鹽的飲品也可以獲得的，并且用于向生物體提供能量，特 別是在體力活動之前、之中和之后。這樣的飲品一作為能量來源一也可以在人和其它哺 乳動物快速及持久需要能量的狀態(tài)下給予。此外，α -酮戊二酸可以用作增加肌肉質(zhì)量而不會把肌肉轉(zhuǎn)變成脂肪的非留體合 成代謝產(chǎn)物。這樣的飲食補(bǔ)充劑的效果與合成代謝類固醇獲得的效果類似，但是沒有不 利的副作用。含有維生素Bl (tiamin)、硫辛酸、肌酸衍生物和L-精氨酸以及α -酮戊二酸的 補(bǔ)充劑也可以口服給予。這種飲食補(bǔ)充劑用于在治療糖尿病性神經(jīng)病變過程中降低血液 葡萄糖水平和維持低的葡萄糖水平，以及改善血液循環(huán)和肌肉性能。
發(fā)現(xiàn)α-酮戊二酸的鹽的作為活性劑具有令人感興趣的應(yīng)用，該活性劑旨在降 低人和動物氮排放以及維持蛋白質(zhì)合成，并且同樣用于食品微生物學(xué)中。在食品工業(yè)中，該鹽用作改善和增強(qiáng)發(fā)酵產(chǎn)品(例如，酸醬油)和乳制品特別是 奶酪的香味和口味的成分。α-酮戊二酸的鹽影響乳酸菌發(fā)酵，從而改變氨基酸的代謝， 分解代謝產(chǎn)物的水平和轉(zhuǎn)氨酶的活性。在實(shí)踐中，它通過加快那些保證食物產(chǎn)品高的商 品質(zhì)量的化合物的形成而縮短了奶酪成熟的時間。參見WilliamsAG，NobleJ，Banks JM, The effect of alpha-ketoglutaric acid on amino acid utilization by nonstarter Lactobacillus spp.isolatedfrom Cheddar cheese丄ett.Appl.Microbiol.2004 ; 38 289-295。許多專利和專利申請涉及α -酮戊二酸作為藥物制劑或作為藥物制劑的組分的 應(yīng)用。α-酮戊二酸、谷氨酰胺、谷氨酸及其鹽，以及酰胺、二肽和三肽作為藥物制劑 在治療和預(yù)防關(guān)節(jié)病，類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎以及炎癥和其它原因引起的軟骨損傷中的應(yīng)用在 出版物WO 2007/058612中公開。出版物WO 2005/123056披露了 α -酮戊二酸、谷氨酰胺、谷氨酸及其藥學(xué)可 接受的鹽、酰胺、二肽和三肽作為藥物制劑、食品和動物飼料添加劑在治療和預(yù)防至少 一種下列參數(shù)血漿水平過度的應(yīng)用膽固醇、LDL、甘油三酯。該制劑還可以用于升高 HDL水平。EP 0922459披露了 α-酮戊二酸與D-半乳糖和鳥氨酸一起，以及α -酮戊二酸 的鹽例如鈉鹽，鉀鹽，鎂鹽，鋅鹽和鈣鹽以確定的劑量，以片劑、粉劑、輸液劑、糖漿 劑的形式，可以用于升高血液中的氨基酸分布，特別是應(yīng)用于處于代謝性應(yīng)激狀況下的 患者。該披露的制劑可以用于治療肝臟疾病、治療和預(yù)防酒精成癮患者的肝臟疾病，以 維持肝臟的功能和結(jié)構(gòu)以及再生肝臟。在出版物WO 2006/016143中已經(jīng)指出含有α -酮戊二酸和其許多衍生物的制 劑一以前用于活化HIFa羥化酶以增加α-酮戊二酸水平，現(xiàn)在用于治療癌癥和血管生 成。根據(jù)出版物WO 2006/062424，也可能使用3_羥基_3_甲基丁酸酯與α -酮戊二 酸及其若干衍生物結(jié)合，在生理條件下的骨骼生長和礦化過程中，和成人及動物的骨軟 骨病過程中。相同的產(chǎn)品可以加入到功能性食品和含藥食品中。出版物WO 2006/016828顯示了 α -酮戊二酸及其許多衍生物作為藥物制劑，及 作為食品和動物飼料添加劑的應(yīng)用，所述藥物制劑和添加劑用于改善神經(jīng)細(xì)胞和整個神 經(jīng)系統(tǒng)的功能，最小化和預(yù)防神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞凋亡以及保護(hù)成人和胎兒對抗神經(jīng)系統(tǒng)疾病。出版物WO 2007/082914披露了用于診斷人或動物對與低α -酮戊二酸(AKG) 水平有關(guān)的胃腸道疾病和病癥，例如幽門螺旋桿菌相關(guān)的胃炎、胃和十二指腸潰瘍、消 化性潰瘍、胃癌和與胃粘膜有關(guān)的淋巴組織淋巴瘤更高易感性的方法。表明了和正常的 平均AKG水平相比，低AKG水平的人或動物需要用含有AKG、其衍生物、代謝物、類 似物或其鹽的藥物制劑或者食品或飼料補(bǔ)充劑治療。該出版物披露了一些結(jié)果，證實(shí)在 試驗動物(2-3歲大鼠)對照組中具有低血液AKG水平一低于0.1 μ g/ml的試驗動物，在 實(shí)驗中不能存活而具有相似初始血液AKG水平的接受添加Na2AKG*2H20飼料的試驗動物在實(shí)驗中存活。然而沒有給出證據(jù)證明試驗動物被幽門螺旋桿菌感染。因此也沒有證 據(jù)表明低AKG水平在任何方面與上述的幽門螺旋桿菌相關(guān)疾病或病癥有關(guān)聯(lián)。說明不 同年齡組的人的AKG血液水平和不同疾病之間關(guān)系的數(shù)據(jù)未能提供充足量的一方面與每 個個體患者健康狀況相關(guān)而另一方面與低血液AKG水平和年齡、性別、體重、具體疾病 或病癥的相互關(guān)系相關(guān)的數(shù)據(jù)，因為這種相關(guān)數(shù)據(jù)對于每個檢查的患者是不同的。重要 的是所檢查的患者沒有人被分類為顯示測試中提到的任意一種疾病的嚴(yán)重征兆并且所檢 查的患者沒有人被分類為顯示比胃炎的“輕度”征兆更嚴(yán)重的征兆。除此之外，即使對 于那些顯示胃炎“輕度”征兆的患者，也沒有提供患者的胃腸道幽門螺旋桿菌集群的證 據(jù)。而且，在該出版物中也沒有提及如何鑒別出了幽門螺旋桿菌的致病菌株。實(shí)驗數(shù)據(jù) 僅顯示生理性血液AKG水平的范圍非常寬，并且不必然指示出版物中所列的任何疾病。 根據(jù)在這么一小群患者中獲得的試驗結(jié)果得到了結(jié)論，以至于統(tǒng)計學(xué)分析不能提供任何 可靠的數(shù)據(jù)。吡哆醇α-酮戊二酸作為藥物是已知的，用于人藥和獸藥中預(yù)防酸中毒，用于 預(yù)防所有導(dǎo)致酸中毒的狀況以及用于使用降低血液乳酸水平的藥物的病理學(xué)中。α _酮戊二酸還作為生物體中毒的解毒劑用于醫(yī)療實(shí)踐。α -酮戊二酸的解毒作 用用于例如治療氰化物中毒。α-酮戊二酸作為解毒劑可預(yù)防術(shù)后肌肉分解作用，并且其 還可以在醫(yī)院中用于建議胃腸外給食的患者，其中α-酮戊二酸是所應(yīng)用的推注中的一 種化合物。α-酮戊二酸還被推薦用于患有腦中風(fēng)的患者、燒傷患者、缺氧癥患者和受 X-射線輻射的患者，以及在亞硒酸鹽中毒造成白內(nèi)障的情況中使用。如在腸系膜淋巴結(jié)，肝和脾臟中檢查的那樣，與鳥氨酸聯(lián)合的α-酮戊二酸 有效地保護(hù)小腸移植術(shù)后生物體免受細(xì)菌的任何遷移。參見“deOcaJ，Bettonica C，Cuadrado S，Vallet J, Martin Ε, Garcia A, Montanes Τ, Jaurrieta Ε.Effect of oral supplementation of ornithine-alpha-ketoglutarate on the intestinal barrier afterorthotopic small bowel transplantation.Transplantation. 1997 ； 63: 636—639”。在處于實(shí)驗誘導(dǎo)的創(chuàng)傷后狀態(tài)的大鼠中，給予鳥氨酸-α-酮戊二酸減少了大 腸桿菌的傳播和LPS后的組織破壞。推定在創(chuàng)傷后的人中，給予該產(chǎn)品可以預(yù)防膿毒 癥及其后果。 參見 "Schlegel L, Coudray-Lucas C, Barbut F, Le Boucher J, Jardel A, Zarrabian S， Cynober L.Bacterial dissemination and metabolic changes in rats induced by endotoxemia following intestinal E.coli overgrowth are reduced by ornithine alpha-ketoglutarate administration.J Nutr.2000 ； 130 2897-2902”。α -酮戊二酸還用于動物飼養(yǎng)以改善氨基酸的吸收。它給予小豬以加快鐵離子的 吸收。尿素分解細(xì)菌氮同化細(xì)菌的范圍很廣從非致病共生體，如皮膚移植細(xì)菌，和棲息于胃腸道 粘膜的非致病共生體，到致病菌，包括幽門螺旋桿菌和引起泌尿生殖系統(tǒng)感染的細(xì)菌。尿素分解細(xì)菌引起的最常見的感染是幽門螺旋桿菌感染。尿素分解細(xì)菌的共同特征是它們通過尿素酶利用其環(huán)境中存在的尿素的能力， 主要是作為生存所必需的氮來源。細(xì)菌尿素酶(尿素氨基水解酶E.C.3.5丄5)是一種包含 2或3個亞基的鎳依賴性的多聚體。某些細(xì)菌尿素酶的3D晶體結(jié)構(gòu)已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)(幽門螺旋桿菌，產(chǎn)氣克雷伯氏桿菌，巴氏芽孢桿菌)。氨基酸序列的高度近似性表明所有類型的 尿素酶起源于一種母體蛋白質(zhì)，它們可能具有相似的三維結(jié)構(gòu)，并且在將尿素水解為氨 和二氧化碳時保持催化活性。依靠自身尿素酶的氮同化細(xì)菌的例子是唾液鏈球菌和內(nèi)氏放線菌，通常存在于 口腔中并形成生物膜。胃腸道具有最大濃度的尿素分解細(xì)菌。微生物，包括尿素分解菌，持久寄居在 上皮組織表面，并且它們被認(rèn)為是天然的腸道微生物群。這意味著使用尿素是胃腸道微 生物生態(tài)學(xué)的一個關(guān)鍵因素，也就是說，它影響細(xì)菌在這一區(qū)域的數(shù)量和質(zhì)量。通過保 持組織完整性，使用尿素是生物體健康的條件之一。內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的相同的規(guī)則支配著寄 居身體表面的微生物的存在。尿素作為病原體尿素酶的底物在幽門螺旋桿菌感染過程中炎癥的穩(wěn)定期中也是 重要的。病原體進(jìn)入人及動物體內(nèi)的通常途徑是和食物一起經(jīng)胃腸道進(jìn)入，而不管感染 進(jìn)一步發(fā)生在什么地方。經(jīng)胃腸道的尿素分解微生物感染顯示尿素酶在這些感染的發(fā)病 機(jī)理中起作用。已證明細(xì)菌菌株，例如產(chǎn)生尿素酶的布魯氏桿菌菌株，在尿素環(huán)境中能 抵抗胃液的殺生物作用和其強(qiáng)酸性條件。另一方面，這些細(xì)菌的尿素酶陰性突變體則對 這樣的條件敏感，導(dǎo)致經(jīng)胃通過后細(xì)菌數(shù)量減少?？梢缘玫浇Y(jié)論，在這樣的條件下尿素 酶保護(hù)布魯氏桿菌在經(jīng)口進(jìn)入生物體后抵御胃液的酸性作用。在通過胃屏障后，細(xì)菌便 自由入侵例如呼吸系統(tǒng)和泌尿生殖系統(tǒng)并產(chǎn)生典型的布魯氏桿菌病的癥狀。尿素分解菌，即使它們不是健康生物體泌尿系統(tǒng)感染主要的致病因素，它們也 常常和患泌尿系統(tǒng)疾病的人的感染有關(guān)。尿素酶產(chǎn)生微生物的的泌尿系統(tǒng)感染的后果是 伴有磷酸銨鎂鹽(鳥糞石)和磷酸鈣鹽的過飽和尿液，以及伴有腎臟病變的鹿角狀結(jié)石。 在生理條件下，尿液不含有這些鹽。另一個泌尿生殖系統(tǒng)感染發(fā)病的有趣機(jī)理是由尿素酶陽性細(xì)菌，如解脲尿支原 體和其它嗜堿性細(xì)菌，例如巴氏芽孢桿菌引起的感染的維持。在尿素環(huán)境中病原體應(yīng)用 尿素分解產(chǎn)生它們自身的ATP并因此它們得以持久復(fù)制。盡管解脲尿支原體和其它支 原體相對罕見，它們還是可以引起危險和難以治愈人和包括魚在內(nèi)的動物的呼吸系統(tǒng)感染。還發(fā)現(xiàn)，尿素酶生成小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌一胃腸道病原體可以在某些遺傳障 礙的人中引發(fā)反應(yīng)性關(guān)節(jié)炎，并且其反應(yīng)性與酶的化學(xué)結(jié)構(gòu)，特別是其UreB亞基相關(guān)。應(yīng)當(dāng)注意許多能夠活動的細(xì)菌是能在導(dǎo)管及其他醫(yī)療器械上形成生物膜和沉積 物礦化的尿素分解生物體。確信尿素代謝還與口腔粘膜感染有關(guān)，包括齦疾病、齲齒和牙垢的形成。感染性結(jié)石(infectious stones)的形成與由下列的細(xì)菌引起的泌尿系統(tǒng)感染有 關(guān)變形桿菌、尿支原體屬、克雷伯氏菌屬、假單胞菌屬、葡萄球菌屬，普羅威登斯菌 屬，棒桿菌屬。感染性結(jié)石形成的最常見原因是奇異變形菌細(xì)菌。該結(jié)石形成的另一個 因素是支原體，通常報道其與生殖道感染有關(guān)，特別是與下生殖道，主要是與陰道感染 有關(guān)。從男性的尿道中分離出以下生物體人型支原體和解脲尿支原體。細(xì)菌在女性及 男性泌尿生殖系統(tǒng)中的集群導(dǎo)致伴隨膀胱內(nèi)感染性結(jié)石形成的泌尿系統(tǒng)感染。
幽門螺旋桿菌感染人的幽門螺旋桿菌通常從胃和十二指腸中分離。這些以前稱為幽門彎曲桿菌的 革蘭氏陰性尿素分解的螺旋形細(xì)菌是胃炎和胃及十二指腸潰瘍形成的致病因素的一種。 1983年，2005年諾貝爾獎得主Warren和Marschall揭示了胃腸道幽門螺旋桿菌的存在 與慢性胃炎之間的因果關(guān)系。參見Marshall BJ, Warren JR.Unidentified curved bacilli in the stomach of patients with gastritis and peptic ulceration.Lancet.1984 ； 1: 1311—1315。 由于長期感染明顯增加了腸腺癌的風(fēng)險的事實(shí)，近年來WHO宣布幽門螺旋桿菌為致 癌因子(IARC.Schistosomes, liver flukes and Helicobacter pylori.IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans.Lyon, 7-14June 1994.IARC Monogr Eval Carcinog Risks Hum. 1994 ； 61: 1-241.)。而且，發(fā)現(xiàn)了幽門螺旋桿菌感染和除胃以外的 器官及組織的病理學(xué)之間的關(guān)系，比如心臟。很長時間人們都確信胃部是沒有細(xì)菌的，理由是在胃粘膜上永久集群是非常困 難的，原因在于對于大多數(shù)微生物的生長而言pH值太低了。然而，幽門螺旋桿菌產(chǎn)生的 尿素酶使得這種生物體在胃和腸內(nèi)形成永久性菌落，同時尿素分解是引起與幽門螺旋桿 菌感染有關(guān)的病理學(xué)的主要原因。沉積在細(xì)菌外部的尿素酶可以構(gòu)成甚至達(dá)20%的細(xì)菌 蛋白質(zhì)。該酶保護(hù)細(xì)菌抵御酸性環(huán)境并防止細(xì)菌細(xì)胞外膜的致命性破壞。另外，在幽門 螺旋桿菌感染中，尿素酶在尿素分解過程中釋放的銨離子對胃上皮細(xì)胞具有細(xì)胞毒性作 用。在粒細(xì)胞和尿素的存在下，細(xì)菌尿素酶產(chǎn)生單氯胺，其可誘導(dǎo)DNA突變，該突變是 在慢性幽門螺旋桿菌感染過程中癌癥的發(fā)展所涉及的因素之一。正在從人和動物體中分離新種類的尿素分解螺旋菌。但是，迄今為止，還不清 楚其它人體內(nèi)存在的螺桿菌屬的種類怎樣和胃(例如Rheilmannii)，腸(例如同性戀螺桿 菌(H.cinaed)，H.canadensis)，肝臟(例如肝螺桿菌(H.hepaticus)，HMis)，或者全身感 染的疾病(例如 H.雞白痢菌，Helicobacter spp.flexispira taxon 8, ，，F(xiàn).rappini” )相關(guān)聯(lián)。近年來已發(fā)現(xiàn)實(shí)驗動物的胃腸道(腸、胃、肝臟和胰臟)可以天然地被螺 桿菌屬的細(xì)菌所寄居H.bilis、H.ganmani、肝螺桿菌(H.hepaticus)、小家鼠螺桿菌
(H.muridaram)、H mastomyrinus、H.rappini、H.rodentium、H.typhlonius。動物-包括
野生和馴養(yǎng)的，都可以永久性地被這些微生物寄居，不會顯示感染征兆，且在尸檢中在 其內(nèi)臟器官中沒有發(fā)現(xiàn)炎癥過程。由于細(xì)菌通過糞便和唾液在個體間永久性橫向傳播， 對環(huán)境條件敏感的微生物持續(xù)旺盛。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)幽門螺旋桿菌感染存在于50%的人口中，并且似乎與公眾的 經(jīng)濟(jì)狀況和年齡有關(guān)。它在成人中是增加的，在不發(fā)達(dá)國家?guī)缀醢巳咳丝?。?90-100%的胃炎病例中都發(fā)現(xiàn)了幽門螺旋桿菌。通常發(fā)現(xiàn)慢性感染轉(zhuǎn)變?yōu)槲s性炎癥 的。在10%的那些感染者中，發(fā)展成嚴(yán)重的疾病。在兒童和成人中幽門螺旋桿菌感染是 普遍的。最常見的感染發(fā)生在兒童期，并且幽門螺旋桿菌在胃粘膜上集群會保持一生時 間。已知如營養(yǎng)不良，維生素缺乏和吸煙等因素在感染中起作用。在10%的患者中，應(yīng)用的常規(guī)治療是無效的，原因是細(xì)菌對標(biāo)準(zhǔn)藥物存在和增 加的耐藥性。還發(fā)現(xiàn)一些患者會再感染耐藥細(xì)菌。其它大約10%的患者不能耐受質(zhì)子泵 抑制劑類的制劑。在這些患者中顯示有副作用。
由于治療的全身性效果下降和因此帶來的困難，根據(jù)“Maastricht 2-2000”報 告的推薦，歐洲地方胃病協(xié)會推薦了適當(dāng)?shù)臋z測幽門螺旋桿菌的診斷過程，并僅在某些 疾病癥狀發(fā)生的情況下啟動治療，例如胃炎、胃和十二指腸潰瘍、在會診過程中證實(shí) 的消化性潰瘍、消化性潰瘍的手術(shù)、癌前期改變(萎縮性炎癥、組織變形、發(fā)育異常)、 早期癌癥導(dǎo)致的胃切除、家族性癌癥(達(dá)到第二水平的近親)、胃增生腺瘤息肉病(切除 后)、MALT淋巴瘤，使用NSAIDs的長期治療。已經(jīng)注意到人體內(nèi)幽門螺旋桿菌感染伴隨某些疾病，例如消化性潰瘍、胃淋巴 瘤、伴有腸化生的慢性萎縮性胃炎和胃癌。在螺桿菌屬感染診斷中，常規(guī)侵入檢測和內(nèi)窺鏡檢查以及不需要檢測患者胃粘 膜活組織的非侵入性檢查聯(lián)合應(yīng)用。粘膜碎片檢測能夠分離微生物(選擇性生長培養(yǎng)基)或者應(yīng)用合適的指示幽門螺 旋桿菌細(xì)胞存在的技術(shù)(特異性和非特異性的染色法)。粘膜活組織檢查過程中的幽門螺 旋桿菌細(xì)胞的鑒別要通過經(jīng)典微生物學(xué)測定方法(分離過程中表型測定，耐藥性測定)以 及生物化學(xué)方法(幽門螺旋桿菌酶活性——尿素酶、過氧化氫酶、氧化酶的產(chǎn)生)，和分 子生物方法(PCR檢測，使用用于所選擇的細(xì)菌DNA片段的特定引物的實(shí)時PCR)加以 證實(shí)。最常用的非侵入性方法包括血清學(xué)試驗和螺桿菌抗原的鑒別——糞便抗原試 驗，以及檢測上述尿素水平的尿素呼吸試驗，其被假定為患者呼出空氣中的標(biāo)準(zhǔn)尿素濃 度。常規(guī)的血清學(xué)試驗是檢測幽門螺旋桿菌的特異性G類抗體的酶聯(lián)免疫吸附測定型試 驗。在第一階段的幽門螺旋桿菌感染的人中，形成胃和十二指腸粘膜炎癥，這應(yīng) 當(dāng)被藥理學(xué)措施完全消除。幽門螺旋桿菌感染治療仍然是基于導(dǎo)入減少胃液分泌和升 高胃中pH值的物質(zhì)。這樣的物質(zhì)包括質(zhì)子泵抑制劑和某些能清除細(xì)菌的抗生素—— clarythromicin、阿莫西林和化合物——甲硝唑(來自于硝基咪唑衍生物類)。一般來說，目前由尿素分解菌引起的疾病的治療包括以丸劑、軟膏、栓劑和粉 劑形式通過通過口服、靜脈內(nèi)、陰道內(nèi)、肛門內(nèi)和外用給予合適的抗菌藥物。治療有效 藥物的選擇是在以下因素確定后尿素分解菌的生物化學(xué)活性，它們對抗生素和化學(xué)治 療劑的耐藥模式(抗菌譜)，以及在細(xì)胞外膜結(jié)構(gòu)(例如支原體)的確定后進(jìn)行的。在歐洲，2002年出版的在“Maastricht 2-2000”報吿推薦的列表中沒有包括 任何不使用抗菌措施例如抗生素和，和通過化療化合物一不同于硝基咪唑衍生物的物 質(zhì)的幽門螺旋桿菌的治療。治療是復(fù)雜的、昂貴的、有時是難以忍受的，并且不總 是有效果的。根據(jù)歐洲地方胃病協(xié)會的推薦，治療方法是基于抗生素和化療化合物 (clarythromicin (2 X 500)，和阿莫西林(2 X Ig)或甲硝唑(2 X 500mg))，以及質(zhì)子泵抑制 劑。例如首次治療。七天的治療周期1.減少胃液分泌的藥物；兩倍劑量的屬于質(zhì)子泵抑制劑(PPI)的化合物——例如 奧美拉唑，2天，20mg2.抗生素I——例如阿莫西林，2天，Ig
3.抗生素 II-例如 clarythromicin，2 天，0.5g二次治療。1.減少胃液分泌的藥物；兩倍劑量的屬于質(zhì)子泵抑制劑(PPI)的化合物——例如 蘭索拉唑，2天，30mg2.抗生素I——例如維持阿莫西林，2天，Ig3.抗生素II——其它抗生素或化學(xué)物——例如甲硝唑，2天，0.5g4.鉍化合物(檸檬酸鹽)。由于幽門螺旋桿菌在世界不同地方流行傳播，對減少與感染有關(guān)的病癥的制劑 有極大的和永久性的需求；醫(yī)學(xué)團(tuán)體對鑒定這樣的制劑有很大的壓力。本發(fā)明的主要目的是提供一種新的用于在人和動物體，特別是狗和貓，以及其 它家畜中治療和預(yù)防由尿素分解菌引起的疾病的制劑，特別是用于調(diào)節(jié)腸道尿素分解微 生物群，調(diào)節(jié)口腔尿素分解微生物群，抑制致病性尿素分解菌通過消化的胃部，防止泌 尿系統(tǒng)中沉積物和感染性結(jié)石的形成。本發(fā)明的目的還在于提供一種新的控制活的生物機(jī)體內(nèi)不希望的尿素分解菌的 生長的試劑，所述活的生物體包括人、植物和動物，特別是寵物和家畜，例如哺乳動 物、鳥類、兩棲動物、魚類、軟體動物或節(jié)肢動物。本發(fā)明的一個特定的目的是提供一種新的治療和預(yù)防由幽門螺旋桿菌引起的疾 病的制劑。本發(fā)明的另一個目的是提供一種在人和動物體，特別是狗和貓，以及其它家畜 中治療和預(yù)防尿素分解菌引起的疾病的方法，特別是用于調(diào)節(jié)腸道尿素分解微生物群， 調(diào)節(jié)口腔尿素分解微生物群，抑制致病性尿素分解菌通過消化的胃部，防止泌尿系統(tǒng)中 沉積物和感染性結(jié)石的形成的方法。本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種新的用于抑制尿素分解菌，特別是脲原體屬菌 和其它引起魚類疾病的支原體屬生長的制劑，特別用于預(yù)防由尿素分解菌引起的鯉魚及 鯉魚苗，和其它淡水及海水魚類的鰓部炎癥。另外，本發(fā)明的一個目的是提供一種新的預(yù)防在導(dǎo)管及其他醫(yī)療器械上生物膜 的形成以及沉積物的礦化的制劑。本發(fā)明還有一個目的是提供一種新的用于減少牙垢形成和抑制齲齒的制劑。而且，本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種新的飲食補(bǔ)充劑，特殊的含藥食物產(chǎn)品 和食物/飼料添加劑，用于預(yù)防和/或抑制不希望的尿素分解菌在活的生機(jī)體的集群，特 別是幽門螺旋桿菌在人和家畜的集群，所述活的生機(jī)體包括人、寵物和家畜，如哺乳動 物、鳥類、兩棲動物、魚、軟體動物或節(jié)肢動物。考慮到α-酮戊二酸對腸道微生物群的有益效果，本發(fā)明另一個目的是提供制 造有機(jī)生物燃料的改進(jìn)方法，它是基于包含木脂素和纖維素的生物量依靠細(xì)菌酶的轉(zhuǎn)變。這些目的和目標(biāo)是通過根據(jù)本發(fā)明附加的權(quán)利要求中所提供的解決方案完成 的。根據(jù)本發(fā)明確保達(dá)到上述的目的，——如在附加的權(quán)利要求中所限定的，通過 使用α-酮戊二酸作為活性成分，以治療或預(yù)防有效劑量制備治療或預(yù)防用醫(yī)藥制劑或飲食補(bǔ)充劑，特殊的含藥食物產(chǎn)品，和食物/飼料添加劑或者其它日常使用的個人衛(wèi)生產(chǎn)品。當(dāng)以灌胃或口服給藥時，治療和/或預(yù)防有效劑量范圍為0.001g_0.2g/kg體重/ 天。對于局部給藥來說，有效劑量范圍為O.Ol-lOg/m2組織表面積/天。直到現(xiàn)在，沒有報導(dǎo)說α-酮戊二酸的鹽可以有效地用于人或動物以治療尿素 分解菌感染，包括幽門螺旋桿菌感染。α-酮戊二酸的有效性，它的充分驗證的生物體內(nèi)的活性，以及該物質(zhì)被批準(zhǔn)用 于其它醫(yī)藥和預(yù)防性應(yīng)用的事實(shí)為本發(fā)明提供了許多優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明進(jìn)一步以下面詳細(xì)說明和參考附圖加以解釋。在附圖中，附

圖1顯示感染幽門螺旋桿菌的實(shí)驗小鼠模型的實(shí)驗設(shè)計，用于研 究小鼠胃粘膜幽門螺旋桿菌集群水平和使用α-酮戊二酸的鹽灌胃治療的小鼠間的關(guān)系 (η = 28)。附圖2顯示感染幽門螺旋桿菌的實(shí)驗小鼠模型的實(shí)驗設(shè)計，用于研究小鼠胃粘 膜幽門螺旋桿菌集群水平和使用α “酮戊二酸的鹽灌胃治療的小鼠間的關(guān)系(η = 48)。附圖3顯示在電場中用DGGE技術(shù)測定的與螺桿菌屬細(xì)菌16S rDNA有關(guān)的PCR 產(chǎn)物的移動性。說明書和附加權(quán)利要求書中的術(shù)語具有如下含義本文使用的術(shù)語“α-酮戊二酸”指的是釋放酸的活性陰離子的化合物，所述 酸為2-okso-戊二酸，2-okso戊二酸，α-okso戊二酸，α-0kso戊二酸，2-酮戊二酸， 2-okso-l，5-戊二酸，2-okso戊二酸，或2-okso-戊二酸。這些化合物的例子是α-酮
戊二酸的鹽、加成鹽、酯、酰胺、酰亞胺及其前藥。α-酮戊二酸發(fā)揮對集群的抑制作用 并防止活的生機(jī)體內(nèi)的尿素分解菌在粘膜上的集群，活的生機(jī)體包括人、植物和動物， 特別是寵物和家畜，例如哺乳動物、鳥類、兩棲動物、魚類、軟體動物或節(jié)肢動物。對 于α-酮戊二酸的鹽，本文使用的術(shù)語α-酮戊二酸涵蓋了堿金屬鹽和/或堿土金屬鹽和 /或酸的殼聚糖鹽，或其它堿金屬和堿土金屬和殼聚糖和α-酮戊二酸的混合鹽。特別優(yōu) 選的是鈉鹽和鈣鹽或其混合物。本文使用的術(shù)語“醫(yī)藥制劑”指的是含有治療有效量的α-酮戊二酸的組合 物，用于本發(fā)明涵蓋的新的醫(yī)藥或預(yù)防適應(yīng)癥中。醫(yī)藥制劑可以包含其它活性成分和 /或額外有益的藥學(xué)可接受的能夠和活性成分配伍的物質(zhì)，例如載體、稀釋劑、賦形 劑、輔劑和適合所選擇的給藥途徑的用于制劑的輔助添加劑。作為其它活性成分，含有 α-酮戊二酸的本發(fā)明醫(yī)藥制劑可以含有例如維生素。術(shù)語“治療有效量”指的是特定量的衍生物，特別是α-酮戊二酸在本說明書 中描述的體內(nèi)條件下具有治療效果，即減少和抑制活的生物體內(nèi)尿素分解細(xì)菌的粘膜集 群，所述活的生物體包括人、寵物和家畜，例如哺乳動物、鳥類、兩棲動物、魚類、軟 體動物或節(jié)肢動物體。治療或預(yù)防效果是通過將上文提及的醫(yī)藥制劑以固體或液體形 式，與或不與載體、稀釋劑、添加劑一起，或者作為藥物組合物的組分引入活的生物體 內(nèi)而實(shí)現(xiàn)的，所述活的生物體包括人、寵物和農(nóng)畜，例如哺乳動物、鳥類、兩棲動物、 魚類、軟體動物或節(jié)肢動物。制劑以足以減少和防止尿素分解菌感染的量給予?；蛘?， 治療有效量的醫(yī)藥制劑可以治愈尿素分解菌引起的感染。
根據(jù)所希望的效果，制劑的量可以根據(jù)其在目標(biāo)區(qū)域?qū)δ蛩胤纸饩木唧w作用 而不同。一次劑量的制劑可以包括規(guī)定的物質(zhì)的量，通過帶來所希望的治療結(jié)果的方 式計算而得。劑量是以純活性物質(zhì)的方式，并考慮其化學(xué)結(jié)構(gòu)以及存在的附加物質(zhì)如載 體、稀釋劑、輔劑和其它允許的藥學(xué)可接受的添加劑給予的。依據(jù)良好的醫(yī)學(xué)實(shí)踐，需 要的治療效果和因此推薦的劑量可以通過已知的方法由醫(yī)學(xué)和獸醫(yī)工作者確定，主要基 于這樣的參數(shù)例如患者的年齡、體重、性別、其它伴隨的感染和疾病。術(shù)語“醫(yī)藥制劑的給藥”指的是以與位置，類型和感染強(qiáng)度相適應(yīng)的適當(dāng)?shù)慕o 藥途徑對上述疾病的預(yù)防或治療反應(yīng)，，并考慮有害的尿素分解菌進(jìn)入生物體的路徑。術(shù)語“集群的抑制”指的是粘膜或其它組織中尿素分解菌引起的感染的傳播和 /或其嚴(yán)重程度的降低由，或者完全消除感染因素——導(dǎo)致活的生物體內(nèi)感染進(jìn)一步發(fā)展 的減少和/或預(yù)防，所述活的生物體包括人、寵物和家畜，例如哺乳動物、鳥類、兩棲 動物、魚類、軟體動物或節(jié)肢動物。術(shù)語“集群的預(yù)防”指的是當(dāng)細(xì)菌與活的生物體粘膜接觸時，對有害的尿素 分解菌發(fā)展的預(yù)防，所述活的生物體包括人、寵物和家畜，如哺乳動物、鳥類、兩棲動 物、魚類、軟體動物或節(jié)肢動物。在有效預(yù)防集群的情況下，感染不會發(fā)生，或者活的 生物體，包括人、寵物和家畜，如哺乳動物、鳥類、兩棲動物、魚類、軟體動物或節(jié)肢 動物的粘膜一和沒有預(yù)防集群的情況對比，有顯著的感染延遲。術(shù)語“飲食補(bǔ)充劑”意思是營養(yǎng)物或其它有營養(yǎng)的或生理作用的物質(zhì)的濃縮 源，其用途是提供日常飲食中所缺乏的某些有益成分的補(bǔ)充。飲食補(bǔ)充劑制成易于使用 的形式，例如片劑、膠囊或液體形式，優(yōu)選是單劑量包裝。術(shù)語“含藥食物產(chǎn)品”是指具有通常用于產(chǎn)品的形式和處方，包含具有特定治 療或預(yù)防價值的附加物質(zhì)的食物產(chǎn)品。術(shù)語“食物/飼料添加劑”指的是固體或液體形式的含有純的或在組合中的活 性物質(zhì)，含或不含載體、緩沖劑、清潔劑、助溶劑、抗氧化劑、防腐劑和其它符合活性 物質(zhì)特性并且被批準(zhǔn)可用于食品的附加物質(zhì)的產(chǎn)品。發(fā)明詳述本發(fā)明主要涉及α-酮戊二酸的新醫(yī)藥用途。另一方面，本發(fā)明還涉及基于包含木脂素和纖維素的生物量依靠細(xì)菌酶的轉(zhuǎn)變 制備有機(jī)生物燃料的方法，其中酶是在α-酮戊二酸存在下應(yīng)用的，所述酶是通過食木 高等白蟻后腸尿素分解微生物群產(chǎn)生的。在該方法中，α-酮戊二酸以足以使該方法的產(chǎn)率增加至少5%的比率應(yīng)用。所 述的酶以不含有破裂的尿素分解細(xì)菌細(xì)胞碎片的純化形式，或是非純化形式，即與破裂 的細(xì)菌細(xì)胞碎片混合或由尿素分解菌釋放的形式應(yīng)用。白蟻因它們分解木材的能力而被公知。白蟻腸內(nèi)天然寄居的細(xì)菌已經(jīng)被鑒定作 為將木材轉(zhuǎn)變成生物燃料的因素。最近顯示在白蟻后腸內(nèi)發(fā)現(xiàn)有250多種細(xì)菌，含有數(shù) 百種編碼在木質(zhì)纖維素降解過程中破壞纖維素和木聚糖酶的基因。存在于白蟻腸內(nèi)的大 量的尿素酶陽性的高活性螺旋體參與木材多糖的初始水解(Wemecke等人的Metagenomic and functional analysis of hindgutmicrobiota of a wood-feeding higher termite.2007.Nature, 450， 7169， 560-565。)。
根據(jù)本發(fā)明α-酮戊二酸計劃用于加快和加強(qiáng)細(xì)菌及其產(chǎn)品的酶活性以實(shí)現(xiàn)更 有效的和更高水平的纖維素降解，以定量的方式測定生物燃料的性能，改變腸道內(nèi)尿素 酶陽性共生細(xì)菌的微生物群體。根據(jù)本發(fā)明醫(yī)藥用途方面，α-酮戊二酸是以單一的化合物或是各種化合物的混 和物的形式使用，用于制備預(yù)防和/或治療活的生物體內(nèi)致病性尿素分解菌引起的疾病 的藥物制劑，所述活的生物體包括人、植物和動物，特別是寵物和家畜，如哺乳動物、 鳥類、兩棲動物、魚類、軟體動物或節(jié)肢動物。當(dāng)α-酮戊二酸用量為0.001_0.2g/kg體重/天時，達(dá)到根據(jù)本發(fā)明制備的制劑 給藥的預(yù)防或治療效果。當(dāng)局部及體腔內(nèi)應(yīng)用時，α-酮戊二酸在O.Ol-lOg/m2組織表面 /天的劑量下是特別有效的。本發(fā)明是基于觀察到幽門螺旋桿菌能夠在高等生物體胃中的高酸性環(huán)境中生存 而完成的。幽門螺旋桿菌的一個公知的性質(zhì)是其在低pH值環(huán)境中生存的能力，這主要由于 尿素酶的活性，它能夠水解胃粘膜及胃液中存在的尿素(Saidijam M，Psakis G, Clough JL, Meuller J, Suzuki S, Hoyle CJ, Palmer SL, Morrison SM, Pos MK, Essenberg RC, Maiden MC，Abu-bakrA, Baumberg SG，Neyfakh AA, Griffith JK, Sachs G, Scott D, Weeks D, Melchers K.Gastric habitation by Helicobacter pylori insights into acid adaptation.Trends Pharmacol Sci.2000, 21 413-416, Sachs G，Weeks DL, Melchers K, Scott DR.The gastric biology of Helicobacter pylori.Anmi Rev Physiol.2003, 65 349-369， Sidebotham RL, Worku ML, Karim QN, Dhir NK, Baron JH.How Helicobacter pylori urease may affect external pH and influence growth and motility in the mucus environment evidence from in—vitro studies.Eur J Gastroenterol Hepatol.2003, 15 395—401.)。各個反應(yīng) 的方案如下(1) H2NC0NH2+H20一“- C02+2NH3(2) C02+H20一“- H2CO3(3) H2C03+2NH3一“- NH4++HC03>NH3(4) H+Cr+NH3一"- NH4++CF作為尿素降解過程的結(jié)果，氨形成了，并且其很快和鹽酸反應(yīng)，這樣在組織內(nèi) (胃粘膜中)微環(huán)境的pH值局部增加了。眾所周知，在自然條件下，胃粘膜由于壁細(xì)胞 產(chǎn)生HCl而顯酸性。盡管幽門螺旋桿菌是難以在體外生存的敏感生物，胃部的低pH值——對于其它 細(xì)菌是致命的——反而可以支持幽門螺旋桿菌集群。這主要是由于由細(xì)菌尿素酶(幽門 螺旋桿菌產(chǎn)生的酶)分解形成氨的內(nèi)源性尿素的存在，氨升高了細(xì)菌微環(huán)境的pH值。 因此，消除了酸性環(huán)境對幽門螺旋桿菌的致命影響。甚至還確信(Nakazawa T.Growth cycle of Helicobacter pylori in gastric mucous layer.Keio J Med.2002 ； 51, S2 15-19.)在 胃粘膜層幽門螺旋桿菌生長周期被微生物的尿素分解特性所刺激。已經(jīng)證明在細(xì)胞水平 上，尿素酶mRNA的穩(wěn)定及不穩(wěn)定取決于環(huán)境的pH值。假定細(xì)菌從降解細(xì)胞中使用 營養(yǎng)物質(zhì)以生長并在pH值已經(jīng)改變的區(qū)域集群。尿素酶的激活伴有細(xì)菌細(xì)胞中pH依 賴性脲通道的開放，其利于尿素的水解(Weeks DL，Eskandari S, Scott DR，Sachs G.AH+-gated urea channel the link between Helicobacter pylori urease and gastric colonization. Science.2000 ； 287 482-485, Weeks DL, Sachs G.Sites of pH regulation of the urea channel of Helicobacter pylori.Mol Microbiol.2001 ； 40 1249-1259.)。還注意到幽門螺旋桿菌 具有向尿素濃度更高的地域移動的能力，并且這一趨化作用加速尿素水解過程。這解 釋了生長周期的第二種路徑，和在胃部感染的穩(wěn)定結(jié)果(Scott DR，Marcus EA, Weeks DL, Sachs G.Mechanisms of acid resistance due to the urease system of Helicobacter pylori. Gastroenterology.2002 ； 123 187—195， Scott DR, Marcus EA, Weeks DL, Lee A, Melchers K, Sachs G.Expression of the Helicobacter pylori urel gene is required for acidic pH activation of cytoplasmic urease.Infect Immun.2000 ; 68: 470—477, Voland P, Weeks DL, Marcus EA, Prinz C， Sachs G， Scott D.Interactions among the seven Helicobacter pylori proteins encoded by the urease gene cluster.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol.2003 ； 284 96-106.)。另一方面，已知在氨基酸降解過程中——作為氧化脫氨的結(jié)果，α-氨基轉(zhuǎn)變?yōu)?α酮酸，并伴隨銨離子的脫離。作為氨基酸降解結(jié)果的銨離子部分參與含氮化合物的生 物合成，剩余的部分在轉(zhuǎn)化為尿素后從生物體內(nèi)去除。在尿素中一個氮原子是直接來自 于銨離子。在自然條件下尿素可以從生成的地方，即從肝細(xì)胞向整個消化系統(tǒng)自由擴(kuò)散， 這是由于該化合物的低分子量(Mr 60)的緣故。由于銨離子的強(qiáng)毒性，生物體通過利用這 些離子合成低毒性化合物的方式進(jìn)行自身保護(hù)，如尿素(排尿素的生物——哺乳動物)。 排尿素的生物不能貯存氮所述氮與蛋白質(zhì)、氨基酸和氨相關(guān)。在活有機(jī)體內(nèi)，雖然氨基酸持續(xù)脫氨，但游離氨以微量存在。一些氨很快被谷 氨酸和天冬酰胺結(jié)合。一些氨通過腎以銨離子的形式排泄。大部分有毒的氨在肝臟中在 鳥氨酸循環(huán)中轉(zhuǎn)化為尿素。目前，令人意想不到地發(fā)現(xiàn)向胃給予α-酮戊二酸后，幽門螺旋桿菌的總數(shù)降 低了。盡管改善了陰離子向胃粘膜層細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)(通過DC運(yùn)載體)，但是在體內(nèi)實(shí)驗 條件下銨離子水平相對較低，且被α-酮戊二酸去除了(快速地和谷氨酸和天冬酰胺結(jié) 合)，從而導(dǎo)致尿素分解菌的死亡。從尿素中產(chǎn)生的對胃中幽門螺旋桿菌生存必需的銨離 子，不能滿足桿菌的需要，是因為在給予α-酮戊二酸后，銨離子很快在谷氨酸和其它 氨基酸化合物合成中被用掉。仍不清楚為什么幽門螺旋桿菌產(chǎn)生相對于底物過量的尿素酶。細(xì)菌尿素酶是鎳 依賴酶，二價鎳陽離子在翻譯后結(jié)合上。假定為了維持合適的活性酶的數(shù)量，幽門螺旋 桿菌聚積以保護(hù)后代細(xì)胞生長的尿素分解活性，即使在鎳缺乏的情況下。由于在胃中 α-酮戊二酸攝取的加強(qiáng)，幽門螺旋桿菌還可以完成接近這些鹽，其在感染第一階段引起 細(xì)菌尿素酶生成的加強(qiáng)。由于幽門螺旋桿菌感染的流行傳播，尋找限制導(dǎo)致感染的病癥的制劑成為許多 艮道的主題。 參見El-Omar EM.Mechanisms of increased acid secretion after eradication of Helicobacter pylori infection.Gut.2006 ； 55: 144—146., Wotherspoon AC, Ortiz-Hidalgo C，F(xiàn)alzon MR, Isaacson PG.Wotherspoon AC, Ortiz-Hidalgo C，F(xiàn)alzon MR, Isaacson PG.Helicobacter pylori-associated gastritis and primary B—cell gastric lymphoma.Lancet.1991 ；
α-酮戊二酸和銨離子一起參與某些氨基酸的合成，例如谷氨酸，和隨后谷氨酰
胺，反應(yīng)式如下
權(quán)利要求
1.α -酮戊二酸鹽在制備預(yù)防或治療活的生物體不希望的健康狀況的醫(yī)藥制劑中的新 用途，其中所述活的生物體包括人、植物和動物，特別是寵物和家畜，例如哺乳動物、 鳥類、兩棲動物、魚類、軟體動物或節(jié)肢動物，所述的不希望的健康狀況與生物體內(nèi)尿 素分解菌的存在和/或活性相關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的用途，其中所述不希望的健康狀況是與胃腸道、呼吸和/或泌 尿生殖系統(tǒng)中的尿素分解菌的存在和/或活性相關(guān)的狀況，所述尿素分解菌來自包括幽 門螺旋桿菌，來自布魯氏桿菌屬的菌株，尿素酶陽性菌例如解脲尿支原體的菌株，和其 他嗜堿性菌例如巴氏芽孢桿菌，尿素酶生成小腸結(jié)腸炎耶爾森氏桿菌，參與在導(dǎo)管及其 他醫(yī)學(xué)裝置上生物膜的形成以及沉積物的礦化的尿素分解菌，引起口腔粘膜感染、牙齦 疾病、齲齒、引起牙垢形成的尿素分解菌，引發(fā)由變形桿菌、尿支原體屬、克雷伯氏菌 屬、假單胞菌屬、葡萄球菌屬、普羅威登斯菌屬、棒桿菌屬的泌尿系統(tǒng)感染過程中的感 染性結(jié)石形成的尿素分解菌，特別是奇異變形菌，和引起生殖道感染一特別是其較低部 位感染的支原體，人型支原體和解脲尿支原體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用途，其中所述制劑被制成適合于有效量的活性物質(zhì)向目 標(biāo)尿素分解菌的出現(xiàn)部位遞送或局部給藥的形式。
4.如權(quán)利要求3所述的用途，其中所述適合向目標(biāo)尿素分解菌出現(xiàn)的部位局部給藥的 制劑是口服給藥制劑、靜脈輸注制劑、灌注液、陰道片劑、栓劑或其他任何適于向目標(biāo) 尿素分解菌的特定出現(xiàn)部位給藥的制劑形式。
5.如權(quán)利要求4所述的用途，其中所述適合向目標(biāo)尿素分解菌的出現(xiàn)部位局部給藥的 制劑進(jìn)一步包含其他可與α“酮戊二酸鹽配伍并且有益于治療不希望的健康狀況的活性 成分。
6.如前述權(quán)利要求1-5任一項所述的用途，其中制備所述制劑用于預(yù)防幽門螺旋桿菌 集群和其結(jié)果，特別是例如胃和十二指腸潰瘍、消化道潰瘍、胃淋巴瘤、伴有腸化生的 慢性萎縮性胃炎和胃癌的疾病。
7.如權(quán)利要求1-5任一項所述的用途，其中制備所述制劑用于尿素分解腸道微生物群 的調(diào)節(jié)，全身整體性的穩(wěn)定和用于平衡感染后及惡病質(zhì)過程中的腸道微生物群。
8.如權(quán)利要求1-5任一項所述的用途，其中制備所述制劑用于抑制致病尿素分解菌經(jīng) 胃的通過。
9.如權(quán)利要求1-5任一項所述的用途，其中所述制劑以口香糖或牙膏的形式制備得 到，用于調(diào)節(jié)口腔內(nèi)尿素分解微生物群，減少牙垢的形成和抑制齲齒。
10.如權(quán)利要求1-5任一項所述的用途，其中制備所述制劑用于預(yù)防沉積物的形成和 泌尿系統(tǒng)感染性結(jié)石。
11.如權(quán)利要求1或2所述的用途，其中制備所述制劑用于抑制尿素分解菌，特別是 脲原體屬和其他引起魚類感染的支原體的生長。
12.如權(quán)利要求11所述的用途，其中制備所述制劑用于預(yù)防由某些尿素分解菌引起的 鯉魚和鯉魚苗，以及其他淡水和海水魚類的鰓部炎癥。
13.如權(quán)利要求1-5任一項所述的用途，其中制備所述制劑用于減少在導(dǎo)管及其他醫(yī) 學(xué)裝置上生物膜的形成和沉積物的礦化。
14.如權(quán)利要求1-13任一項所述的用途，其中含有α-酮戊二酸鹽的制劑被制備得到，其用量調(diào)整為以治療有效劑量，特別是以0.001-0.2g/kg體重/天的劑量，或者以 0.01-10g/m2組織表面積/天的劑量。
15.一種預(yù)防和治療活的生物體不希望的健康狀況的醫(yī)藥制劑，其是根據(jù)權(quán)利要求 1-14任一項所制備的，所述活的生物體包括人、寵物和家畜，例如哺乳動物、鳥類、兩 棲動物、魚類、軟體動物或節(jié)肢動物，所述的不希望的健康狀況與生物體內(nèi)尿素分解菌 的存在和/或活性相關(guān)。
16.用于預(yù)防活的生物體不希望的健康狀況的飲食補(bǔ)充劑，其特征在于其含有α-酮 戊二酸鹽，所述活的生物體包括人、寵物和家畜，例如哺乳動物、鳥類、兩棲動物、魚 類、軟體動物或節(jié)肢動物，所述的不希望的健康狀況與生物體內(nèi)尿素分解菌的存在和/ 或活性相關(guān)。
17.用于預(yù)防活的生物體不希望的健康狀況的藥用食物產(chǎn)品，其特征在于其含有 α-酮戊二酸鹽，所述活的生物體包括人、寵物和家畜，例如哺乳動物、鳥類、兩棲動 物、魚類、軟體動物或節(jié)肢動物，所述的不希望的健康狀況與生物體內(nèi)尿素分解菌的存 在和/或活性相關(guān)。
18.起預(yù)防作用的用于預(yù)防活的生物體幽門螺旋桿菌集群的食品/飼料添加劑，其特 征在于其含有α-酮戊二酸鹽，所述活的生物體包括人、寵物和家畜，例如哺乳動物、 鳥類、兩棲動物、魚類、軟體動物或節(jié)肢動物。
19.如權(quán)利要求1所述的用途，其中所述不希望的健康狀況是與尿素酶生成植物致病 菌的存在和/或活性相關(guān)的植物狀況，所述制劑被制成適合于向目標(biāo)尿素分解菌的出現(xiàn) 部位遞送有效量的活性物質(zhì)的制劑。
20.一種預(yù)防或治療活的生物體不希望的健康狀況的方法，所述活的生物體包括人、 寵物和家畜，例如哺乳動物、鳥類、兩棲動物、魚類、軟體動物或節(jié)肢動物，所述不希 望的健康狀況和生物體內(nèi)尿素分解菌的存在和/或活性相關(guān)，其中給予需要這種治療的 生物體預(yù)防或治療有效量的α-酮戊二酸鹽，特別是向目標(biāo)尿素分解菌的出現(xiàn)部位局部 給藥。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述不希望的健康狀況是與胃腸道、呼吸和/或 泌尿生殖系統(tǒng)中的尿素分解菌的存在和/或活性相關(guān)的狀況，所述尿素分解菌來自包括 幽門螺旋桿菌，來自布魯氏桿菌屬的菌株，尿素酶陽性菌例如解脲尿支原體的菌株，和 其他嗜堿性菌例如巴氏芽孢桿菌，尿素酶生成小腸結(jié)腸炎耶爾森菌桿菌，參與在導(dǎo)管及 其他醫(yī)學(xué)裝置上生物膜的形成以及沉積物的礦化的尿素分解菌，引起口腔粘膜感染、牙 齦疾病、齲齒、引起牙垢形成的尿素分解菌，引發(fā)由變形桿菌、尿支原體屬、克雷伯氏 菌屬、假單胞菌屬、葡萄球菌屬、普羅威登斯菌屬、棒桿菌屬的泌尿系統(tǒng)感染過程中的 感染性結(jié)石形成的尿素分解菌，特別是奇異變形菌，和引起生殖道感染一特別是其較低 部位感染的支原體，人型支原體和解脲尿支原體。
22.如權(quán)利要求20或21所述的方法，其中所述α_酮戊二酸鹽是以口服給藥制劑、 靜脈輸注制劑、灌注液、陰道片劑、栓劑或其他任何適于向目標(biāo)尿素分解菌的特定出現(xiàn) 部位給藥的制劑形式給藥。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中以適合向目標(biāo)尿素分解菌的出現(xiàn)部位局部給藥的 α-酮戊二酸鹽與其他可與α-酮戊二酸鹽配伍并且有益于治療不希望的健康狀況的活性成分一同給藥。
24.如前述權(quán)利要求20-23任一項所述的方法，其中所述的預(yù)防或治療性治療不希望 的健康狀況與活的生物體的幽門螺旋桿菌集群和其結(jié)果相關(guān)，特別是與例如胃和十二指 腸潰瘍、消化道潰瘍、胃淋巴瘤、伴有腸化生的慢性萎縮性胃炎和胃癌的疾病相關(guān)。
25.如前述權(quán)利要求20-23任一項所述的方法，其中所述預(yù)防或治療性治療包括尿素 分解腸道微生物群的調(diào)節(jié)，全身整體性的穩(wěn)定和用于平衡感染后及惡病質(zhì)過程的腸道微 生物群。
26.如前述權(quán)利要求20-23任一項所述的方法，其中所述預(yù)防或治療性治療包括抑制 致病尿素分解菌經(jīng)胃的通過。
27.如前述權(quán)利要求20-23任一項所述的方法，其中所述預(yù)防或治療性治療包括調(diào)節(jié) 口腔內(nèi)尿素分解微生物群，減少牙垢的形成，和抑制齲齒，并且α-酮戊二酸鹽以口香 糖或牙膏的形式施用。
28.如前述權(quán)利要求20-23任一項所述的方法，其中所述預(yù)防或治療性治療包括預(yù)防 沉積物的形成和泌尿系統(tǒng)感染性結(jié)石。
29.如前述權(quán)利要求20-23任一項所述的方法，其中所述預(yù)防或治療性治療包括抑制 尿素分解菌，特別是脲原體屬和其他引起魚類感染的支原體的生長。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述α-酮戊二酸鹽預(yù)防性給藥用于對抗由某些 尿素分解菌引起的鯉魚和鯉魚苗，以及其他淡水和海水魚類的鰓部炎癥。
31.如前述權(quán)利要求20-23任一項所述的方法，其中所述預(yù)防或治療性治療包括減少 在導(dǎo)管及其他醫(yī)學(xué)裝置上生物膜的形成和沉積物的礦化。
32.如前述權(quán)利要求20-31任一項所述的方法，其中所述α-酮戊二酸鹽以預(yù)防或治 療有效量局部口服給藥，特別是以0.001-0.2g/kg體重/天的劑量。
33.如前述權(quán)利要求20-31任一項所述的方法，其中所述α-酮戊二酸鹽以適于局部 給藥的預(yù)防或治療有效量給藥，特別是以O(shè).Ol-lOg/m2組織表面積/天的劑量。
34.基于包含木脂素和纖維素的生物量依靠細(xì)菌酶的轉(zhuǎn)變制備有機(jī)生物燃料的方法， 其中所述酶是在α-酮戊二酸鹽存在下應(yīng)用的，所述酶是由食木高等白蟻后腸尿素分解 微生物群產(chǎn)生的。
35.如權(quán)利要求34的方法，其中α-酮戊二酸鹽以足以使該方法的產(chǎn)率增加至少5% 的比率應(yīng)用。
36.如權(quán)利要求34或35的方法，其中所述的酶以不含有破裂的尿素分解菌細(xì)胞碎片 的純化形式應(yīng)用。
37.如權(quán)利要求34或35的方法，其中所述的酶以非純化形式，即與破裂的細(xì)菌細(xì)胞 碎片混合或由尿素分解菌釋放的形式應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及α-酮戊二酸鹽在制備預(yù)防或治療活的生物體不希望的健康狀況的醫(yī)藥制劑中的新用途，其中所述生物體包括人、寵物和家畜，例如哺乳動物、鳥類、兩棲動物、魚類、軟體動物或節(jié)肢動物，所述的不希望的健康狀況是與胃腸道、呼吸和/或泌尿生殖系統(tǒng)中尿素分解細(xì)菌的存在和/或活性相關(guān)，所述尿酸分解菌來自包括幽門螺旋桿菌，來自布魯氏桿菌屬的菌株，尿素酶陽性菌例如解脲尿支原體的菌株，和其他嗜堿性菌例如巴氏芽孢桿菌，尿素酶生成小腸結(jié)腸炎耶爾森菌桿菌，參與在導(dǎo)管及其他醫(yī)學(xué)裝置上生物膜的形成以及沉積物的礦化的尿素分解菌，引起口腔粘膜感染、牙齦疾病、齲齒、引起牙垢形成的尿素分解菌，引發(fā)由變形桿菌、尿支原體屬、克雷伯氏菌屬、假單胞菌屬、葡萄球菌屬、普羅威登斯菌屬、棒桿菌屬的泌尿系統(tǒng)感染過程中的感染性結(jié)石形成的尿素分解菌，特別是奇異變形菌，和引起生殖道感染—特別是其較低部位感染的支原體，人型支原體和解脲尿支原體。本發(fā)明還涵蓋新的含有α-酮戊二酸鹽的醫(yī)學(xué)制劑，飲食補(bǔ)充劑飲食補(bǔ)充劑，專用含藥食品和食品/飼料添加劑，用于預(yù)防和抑制活的生物體，包括人、寵物和家畜，例如哺乳動物、鳥、兩棲動物、魚類、軟體動物或節(jié)肢動物中有害尿素分解菌的集群，特別是人和家畜畜的幽門螺旋桿菌集群。而且，根據(jù)本發(fā)明α-酮戊二酸鹽用作預(yù)防和治療與尿素分解菌有關(guān)的a.m.疾病和狀況的方法中的活性成分，以及用作基于包含木脂素和纖維素的生物量依靠細(xì)菌酶的轉(zhuǎn)變制備有機(jī)燃料的方法的活性成分，其中所述酶是在α-酮戊二酸鹽存在下應(yīng)用的，所述酶是由食木高等白蟻后腸尿素分解微生物群產(chǎn)生的。
文檔編號A61P31/00GK102014888SQ200780100471
公開日2011年4月13日 申請日期2007年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月3日
發(fā)明者達(dá)努塔·克魯謝夫斯卡 申請人:達(dá)努塔·克魯謝夫斯卡