專利名稱：氧化氮、血紅素加氧酶－1和血紅素降解產物的藥學用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用氧化氮聯(lián)合血紅素加氧酶-1和/或血紅素降解產物如一氧化碳治療疾病。
背景技術：
氧化氮(NO)為由大量體細胞產生的高度活性自由基化合物。它通過與胞質內鳥苷酸環(huán)化酶的血紅素部分結合、激活鳥苷酸環(huán)化酶并提高環(huán)鳥苷3′，5′-單磷酸(cGMP)的胞質內水平、引起血管舒張來松弛血管平滑肌。
血紅素加氧酶-1(HO-1)催化血紅素降解中的第一個步驟。HO-1通過氧化斷開b-型血紅素分子的α-內消旋碳橋產生等摩爾量的膽綠素IXa、一氧化碳(CO)和游離鐵。隨后，膽綠素通過膽綠素還原酶被轉化成膽紅素，游離鐵被螯合為鐵蛋白(其產生通過游離鐵誘導)。
概述本發(fā)明部分上基于可利用給予NO與誘導/表達/給予HO-1和/或給予其它血紅素降解產物如CO來聯(lián)合治療各種疾病的發(fā)現(xiàn)。
因此，本發(fā)明特征在于減輕患者炎癥的方法。該方法包括對被診斷患有炎癥或有患炎癥危險的患者給予(i)包含NO的藥物組合物，和(ii)選自以下的第二種治療使用不同于NO的合適誘導劑誘導患者中的HO-1或鐵蛋白、表達患者中的HO-1或鐵蛋白和給予量足以減輕炎癥的包含HO-1、CO、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、去鐵敏、水楊醛異煙酰腙、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物。優(yōu)選炎癥與血紅蛋白病無關。
在一種實施方案中，該方法包括給予NO和包括CO的藥物組合物兩者。以一氧化碳重量計，組合物中CO的濃度可落在約0.0000001wt％至約0.3wt％的范圍內，例如0.0001wt％至約0.25wt％，優(yōu)選至少約0.001％，例如，至少約0.005％、0.010％、0.02％、0.025％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.08％、0.10％、0.15％、0.20％、0.22％或0.24％。以重量計，優(yōu)選的一氧化碳范圍包括0.001％至約0.24％、約0.005％至約0.22％、約0.01％至約0.20％和約0.02％至約0.1％。
本發(fā)明的另一治療包括給予NO和包括膽綠素的藥物組合物兩者?？梢砸灾辽?微摩爾/公斤/天的膽綠素劑量例如約1-1000微摩爾/公斤/天對患者給予藥物組合物，例如10-500微摩爾/公斤/天、20-200微摩爾/公斤/天或25-100微摩爾/公斤/天。
或者或另外地，治療可包括除給予NO外還給予包括膽紅素的藥物組合物。可對患者給予藥物組合物以產生至少約1μM例如在約1-約300μM范圍內的膽紅素血清水平，例如約10-約200μM或約50-約100μM。膽紅素的單獨劑量可在約1-1000mg/公斤的范圍內，例如10-500mg/公斤、20-200mg/公斤或25-150mg/公斤。劑量通常為至少1mg/公斤。
另外，治療可包括對患者給予NO和包括去鐵鐵蛋白和/或鐵蛋白的藥物組合物兩者?？梢砸灾辽?mg/公斤如約1-1000mg/公斤的劑量對患者給予去鐵鐵蛋白或鐵蛋白，例如10-500mg/公斤、20-200mg/公斤和25-150mg/公斤。
治療還可包括對患者給予NO和包括去鐵敏(DFO)的藥物組合物兩者?？梢砸灾辽?.1mg/公斤如約0.1-1000mg/公斤的劑量對患者給予DFO，例如0.5-800mg/公斤、1-600mg/公斤、2-400mg/公斤或2.5-250mg/公斤。
另外，治療可包括對患者給予NO和包括右旋糖酐鐵的藥物組合物兩者?？梢砸灾辽?mg/公斤如約1-1000mg/公斤的劑量對患者給予右旋糖酐鐵，例如10-900mg/公斤、100-800mg/公斤、300-700mg/公斤或400-600mg/公斤。或者，可為患者輸送等摩爾劑量的游離鐵，例如以鐵補充物的形式。
治療還可包括對患者給予NO和包括水楊醛異煙酰腙(SIH)的藥物組合物兩者?？梢砸灾辽?.01mmol/公斤如約0.02-100mmol/公斤的劑量為患者口服或腸胃外給予SIH，例如約0.02-10mmol/公斤、0.02-50mmol/公斤或0.2-20mmol/公斤。
炎癥可與選自以下的癥狀相關哮喘、成人呼吸窘迫綜合癥、間質性肺纖維化、肺栓塞、慢性梗阻性肺病、原發(fā)性肺動脈高血壓、慢性肺氣腫、充血性心力衰竭、周圍性血管疾病、中風、動脈粥樣硬化、缺血性再灌注損傷、心臟病發(fā)作、腎小球腎炎、涉及腎發(fā)炎的病癥、泌尿生殖道感染、病毒性和中毒性肝炎、肝硬化、腸梗阻、壞死性小腸結腸炎、特異性和非特異性腸炎、類風濕性關節(jié)炎、創(chuàng)傷愈合不充分、阿爾茨海默病、帕金森病、移植物抗宿主病和出血性休克、膿毒性休克或過敏性休克。
在本發(fā)明的一種實施方案中，炎癥為心臟、肺、肝臟、胰腺、關節(jié)、眼、支氣管、脾、腦、皮膚和/或腎臟的炎癥。炎癥還可為局限在胃腸道的炎癥病癥，例如，阿米巴痢疾、桿菌性痢疾、血吸蟲病、彎曲菌小腸結腸炎、耶爾森氏菌小腸結腸炎、蠕形住腸線蟲、放射性小腸結腸炎、缺血性結腸炎、嗜酸性胃腸炎、潰瘍性結腸炎、不確定性結腸炎和節(jié)段性回腸炎?；蛘?，其可為全身性炎癥。
另一方面，本發(fā)明特征在于移植器官、組織或細胞的方法，該方法包括為供體(或對供體器官原位)給予包含氧化氮的藥物組合物，并聯(lián)合給予選自以下的至少一種治療誘導供體中的HO-1或鐵蛋白、表達供體中的HO-1和鐵蛋白和對供體給予包含CO、HO-1、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、DFO、SIH、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物，和移植供體的器官、組織或細胞到受體內，其中給予的氧化氮和治療足以提高移植物在移植到受體中后的存活率或功能。
本發(fā)明特征還在于移植器官、組織或細胞的方法，該方法包括(a)提供供體的器官、組織或細胞；(b)在體外對器官、組織或細胞給予包含氧化氮的藥物組合物，并聯(lián)合給予選自以下的至少一種治療誘導器官、組織或細胞中的HO-1或鐵蛋白、表達器官、組織或細胞中的HO-1和鐵蛋白和給予包含CO、HO-1、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、DFO、SIH、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物；和(c)移植器官、組織或細胞到受體內，其中給予器官的氧化氮和治療足以提高移植物在移植后的存活率或功能。
另外，本發(fā)明特征在于移植器官、組織或細胞的方法，該方法包括提供來自供體的器官、組織或細胞，移植器官、組織或細胞到受體內，并在移植步驟前、過程中或后對受體給予包含氧化氮的藥物組合物，并聯(lián)合給予選自以下的至少一種治療誘導受體中的HO-1或鐵蛋白、表達受體中的HO-1和鐵蛋白和給予包含CO、HO-1、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、DFO、SIH、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物；其中給予受體的氧化氮和治療足以提高器官在移植到受體后的存活率或功能。
如果需要，可以在下面步驟中的任意一個、二個或三個給予這種治療的NO部分(1)在切除器官前和/或過程中治療供體；(2)在體外處理器官；和(3)在器官移植前、移植過程中或移植后治療受體。本文描述的第二種治療(例如誘導HO-1、給予CO等)可在與NO相同的時間、NO前或NO后給予。例如，可對供體給予NO和CO兩者，然后在膽綠素溶液中浸浴器官，然后對受體給予NO和鐵蛋白。盡管本文沒有詳細地列出，但可預料到該方法的所有其它具體聯(lián)合和排列。
本發(fā)明還提供在患者上進行血管成形術的方法，該方法包括在患者上進行血管成形術；并在進行步驟之前、過程中或之后對患者給予包含氧化氮的藥物組合物，并聯(lián)合給予選自以下的第二種治療誘導受體中的HO-1或鐵蛋白、表達患者中的HO-1和鐵蛋白和給予包含CO、HO-1、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、DFO、SIH、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物。以足以減輕(例如預防)患者中內膜增生的量給予氧化氮和第二種治療。血管成形術可為任何血管成形術過程，例如氣球血管成形術；激光血管成形術；動脈硬塊切除術，例如定向旋切術(directional atherectomy)、內旋磨術(rotational atherectomy)或旋切吸引術(extraction atherectomy)；和/或任何使用支架的血管成形術過程，或這些過程的任意組合。
本發(fā)明還提供治療(例如預防或減輕)患者再狹窄或內膜增生的方法。該方法包括對被診斷患有再狹窄或有患再狹窄危險的患者給予(i)包含NO的藥物組合物，和(ii)選自以下的第二種治療使用不同于NO的合適誘導劑誘導患者中的HO-1或鐵蛋白、表達患者中的HO-1或鐵蛋白和給予量足以治療再狹窄或內膜增生的包含HO-1、CO、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、DFO、SIH、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物。再狹窄或內膜增生可由氣球血管成形術；激光血管成形術；動脈硬塊切除術，例如定向旋切術、內旋磨術或旋切吸引術；和/或任何使用支架的血管成形術過程，或這些過程的任意組合引起。
本發(fā)明特征還在于對患者進行手術(如不同于移植手術)如血管手術和/或腹部手術的方法，該方法包括對患者進行手術；并在進行手術前、過程中或手術后對患者給予包含氧化氮的藥物組合物，并聯(lián)合給予選自以下的至少一種治療誘導受體(recipient)中的HO-1或鐵蛋白、表達患者中的HO-1和鐵蛋白和給予包含CO、HO-1、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、DFO、SIH、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物。
本發(fā)明特征在于治療患者細胞增殖和/或分化疾病(如自發(fā)性癌，naturally arising cancer)的方法，該方法包括確定患有細胞增殖和/或分化疾病或有患細胞增殖和/或分化疾病(如自發(fā)性癌)危險的患者；并對患者給予包含氧化氮的藥物組合物，并聯(lián)合給予選自以下的至少一種治療誘導受體中的HO-1或鐵蛋白、表達患者中的HO-1和鐵蛋白和對患者給予量足以治療細胞增殖和/或分化疾病的包含CO、HO-1、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、DFO、SIH、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物。
可使用本文描述的方法治療任何類型的癌癥。癌癥可為在患者體中任意部位發(fā)現(xiàn)的癌癥，例如胃癌、小腸癌、結腸癌、直腸癌、口/咽癌、食道癌、喉癌、肝癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、子宮頸癌、子宮體癌、卵巢癌、前列腺癌、睪丸癌、膀胱癌、皮膚癌、腎癌、腦/中樞神經系統(tǒng)癌、頭癌、頸部癌、喉癌、骨癌或這些癌的任意組合。它還可為造血功能障礙，如白血病。
對于癌癥治療，可單獨或聯(lián)合治療患者癌癥的其它方法使用這些方法。因此，在另一實施方案中，本文描述的方法可包括利用手術(如切除腫瘤或它的一部分)、化療、免疫療法、基因療法和/或放射療法治療患者?？稍谌魏螘r候給予患者本文描述的治療，例如在手術、化療、免疫療法、基因療法和/或放射療法之前、之中和/或之后。
另一方面，本發(fā)明特征在于治療患者中不需要的血管(unwantedangiogenesis)生成的方法。該方法包括對被診斷患有不需要的血管生成或有患不需要的血管生成危險的患者給予(i)包含NO的藥物組合物，和(ii)給予選自以下的第二種治療使用不同于NO的合適誘導劑誘導患者中的HO-1或鐵蛋白、表達患者中的HO-1或鐵蛋白和給予量足以治療不需要的血管生成的包含HO-1、CO、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、DFO、SIH、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物。
本發(fā)明特征在于治療患者肝炎的方法。該方法包括對被診斷患有肝炎或有患肝炎危險的患者給予(i)包含NO的藥物組合物，和(ii)給予選自以下的第二種治療使用不同于NO的合適誘導劑誘導患者中的HO-1或鐵蛋白、表達患者中的HO-1或鐵蛋白和給予量足以治療肝炎的包含HO-1、CO、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、DFO、SIH、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物。
肝炎或被認為有肝炎危險的人是由于眾多因素中的任何一種造成的，例如感染如病毒感染，如肝炎A、B、C、D、E和/或G病毒感染；喝酒(如酒精中毒)；用藥(例如本文描述的一種或多種藥物，如醋胺酚、麻醉劑、抗結核藥、抗真菌藥、抗糖尿病藥、抗精神病藥、和用于治療HIV感染和AIDS的藥物)；自身免疫性疾病(如自身免疫性肝炎)；和/或手術過程。
又一方面，本發(fā)明特征在于減輕患者缺血影響的方法，該方法包括確定患有缺血或有患缺血危險的患者；和對患者給予包含氧化氮的藥物組合物，并聯(lián)合給予選自以下的至少一種治療誘導受體中的HO-1或鐵蛋白、表達患者中的HO-1和鐵蛋白和對患者給予量足以減輕缺血影響的包含CO、HO-1、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、DFO、SIH、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物。
本文所述任意一種治療方法中使用的藥物組合物可為氣體、液體或固體形式，并可通過本領域中已知的對患者給予氣體和液體的任何方法對患者給予，例如，通過吸入、吹入、輸注、注射和/或攝取。在本發(fā)明的一種實施方案中，藥物組合物為氣體或液體(例如薄霧或噴霧形式)形式，并通過吸入對患者給予。如果為液體或固體形式，則還可口服對患者給予藥物組合物。在另一實施方案中，藥物組合物為氣體、固體和/或液體形式，并可被局部給予到患者器官上。在又一實施方案中，藥物組合物為氣體、液體和/或固體形式，并直接被給予到患者的腹腔中。還可通過體外膜氣體交換設備或人造肺對患者給予藥物組合物。
本發(fā)明還包括含有包含CO、NO和任選的N2的加壓醫(yī)療級氣體的容器，其中容器被標示用于醫(yī)學或手術。例如，容器可標有標簽，指示氣體可用于減輕患者炎癥、治療患者癌癥、治療患者肝炎、治療患者不需要的血管生成、治療患者動脈硬化，或與患者的血管成形術或手術(如移植)過程結合使用。容器中存在的CO氣體的濃度為至少約0.001％，例如至少約0.005％、0.010％、0.020％、0.025％、0.030％、0.005％、0.100％、0.500％、1.0％、2.0％、10％、50％或90％CO，混合物中存在的NO氣體的濃度為至少約0.0001％，例如至少約0.0005％、0.001％、0.002％、0.005％、0.020％、0.040％、0.050％、0.100％、0.500％、1.0％、2.0％、10％、50％或90％NO，和基本上沒有O2。
本發(fā)明還在本文所述病癥的治療或預防藥物的生產中使用NO連同CO、HO-1、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、DFO、SIH、右旋糖酐鐵和/或去鐵鐵蛋白。藥物可為本文所述的任意形式，例如液體、氣體或固體組合物。
除非另外指定，本文中使用的所有技術和科學術語具有與本發(fā)明所屬技術領域中普通技術人員通常理解相同的含義。盡管在實施或試驗本發(fā)明時可使用類似于或等價于本文所述那些的方法和材料，但下文描述了合適的方法和材料。全文引入本文提到的所有出版物、專利申請、專利和其它參考文獻作為參考。在有沖突時，以本說明書包括定義為主。另外，材料、方法和實施例只是說明性的，而不是限制性的。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在下面的詳細描述和權利要求中變得顯而易見。
附圖描述

圖1為說明用CO處理的小鼠的肝臟在有和沒有TNF-α/D-Gal時均表現(xiàn)出HO-1表達增加的Western印跡圖。CO＝一氧化碳；空氣＝室內空氣；TNF＝TNF-α/D-Gal；β-肌動蛋白＝對照蛋白。印跡代表2個獨立試驗。
圖2為說明如果使用L-NIL抑制iNOS時，用CO處理的小鼠的肝臟在有和沒有TNF-α/D-Gal時均未表現(xiàn)出HO-1表達增加的Western印跡圖。CO＝一氧化碳；空氣＝室內空氣；TNF＝TNF-α/D-Gal；β-肌動蛋白＝對照蛋白；L-NIL＝L-N6-(1-亞氨基乙基)-賴氨酸-二鹽酸鹽(iNOS的選擇性抑制劑)。印跡代表2個獨立試驗。
圖3為說明CO誘導的HO-1保護小鼠不受TNF-α誘導的肝臟損傷的條形圖。ALT＝血清丙氨酸轉氨酶；空氣＝室內空氣；TNF＝TNF-α/D-Gal；Sn＝錫原卟啉(HO-1的抑制劑)；VP＝V-PYRRO(氧化氮供體)。結果表示為8-10只小鼠/組的平均值±SD。對CO/TNF/D-gal處理的小鼠，*p＜0.05。
圖4為說明HO-1的誘導防護TNF-α誘導的肝臟損傷與iNOS活性無關的條形圖。ALT＝血清丙氨酸轉氨酶；空氣＝室內空氣；TNF＝TNF-α/D-Gal；L-NIL＝L-N6-(1-亞氨基乙基)-賴氨酸-二鹽酸鹽(iNOS的選擇性抑制劑)；CoPP＝鈷原卟啉(HO-1的誘導劑)；iNOS-/-＝iNOS缺乏的小鼠。結果表示為6-8只小鼠/組的平均值±SD。對空氣/TNF和L-NIL/TNF，*p＜0.001。
圖5為說明需要HO-1表達用于CO誘導保護小鼠肝細胞免于TNF-α/ActD誘導細胞死亡的條形圖。野生型(黑條)＝從野生型C57BL/6J小鼠中分離的肝細胞；hmox-1-/-(白條)＝從無HO-1的小鼠中分離的肝細胞；CO＝一氧化碳；空氣＝室內空氣；TNF-α＝TNF-α/ActD。對未經TNF-α/ActD處理的細胞和對TNF-α/ActD處理且還用CO處理的細胞，*p＜0.01。
圖6為說明需要HO-1表達用于NO誘導保護小鼠肝細胞免于TNF-α/ActD誘導細胞死亡的條形圖。野生型(黑條)＝從野生型C57BL/6J小鼠中分離的肝細胞；hmox-1-/-(白條)＝從無HO-1的小鼠中分離的肝細胞；SNAP＝s-亞硝基-N-乙?；?青霉胺(NO供體)；空氣＝室內空氣；TNF-α＝TNF-α/ActD。對未經TNF-α/ActD處理的細胞和對TNF-α/ActD處理且還用NO處理的細胞，*p＜0.01。
圖7為說明CO增加大鼠肝臟中LPS誘導的iNOS表達的Western印跡圖。空氣＝室內空氣；CO＝一氧化碳；和LPS＝脂多糖。
圖8為說明由血清丙氨酸轉氨酶(ALT)水平升高評估的CO能抑制LPS誘導肝臟損傷的條形圖。對大鼠給予50mg/公斤LPS，i.v.±CO(250ppm)，8小時后采集血液測定血清ALT?？諝猓绞覂瓤諝猓籆O＝一氧化碳；和LPS＝脂多糖。數(shù)據為4-6只大鼠/組的平均值±SD。
發(fā)明詳述整個說明書中使用的術語“藥物組合物”用于描述包含活性成分的可被給予于患者和/或器官的氣體、液體或固體組合物，活性成分例如NO、CO和能釋放NO或CO的化合物、HO-1或鐵蛋白(或HO-1或鐵蛋白的誘導劑)、膽紅素和/或膽綠素。本發(fā)明包括聯(lián)合或依次使用這些中的任意二種、三種、四種、五種、六種、七種或八種。熟練的從業(yè)者能認識到何種藥物組合物形式如氣體、液體和/或固體對指定應用是優(yōu)選的。另外，熟練的從業(yè)者還能認識到對于指定應用應在藥物組合物中包括何種活性成分。
整個說明書中使用的術語“患者”用于描述接受根據本發(fā)明方法治療的動物、人或非人類、嚙齒動物或非嚙齒動物。本發(fā)明顯然也包括獸醫(yī)應用。該術語包括但不限于鳥、爬行動物、兩棲動物和哺乳動物，例如人、其它靈長類動物、豬，嚙齒動物如小鼠和大鼠、兔、豚鼠、倉鼠、母牛、馬、貓、狗、綿羊和山羊。優(yōu)選的患者為人、家畜和家庭寵物如貓和狗。本文中使用的術語“治療”用于描述疾病或病癥如本文描述的疾病或病癥的發(fā)作的延遲、影響的抑制或減輕。熟練的從業(yè)者能認識到醫(yī)師(或對診斷患者適合的獸醫(yī))可通過本領域中任何已知方法如核定患者病歷、進行診斷檢查和/或通過使用成像技術來診斷患者患有本文描述病癥或有患本文描述病癥的危險。根據要被治療的患者，任何人如保健專家、獸醫(yī)或看管人(例如動物(如狗或貓)物主)都可給予(和/或指導給予)本文描述的藥物組合物，和/或如果患者能自己給予，則患者自己也可給予。
本文中使用的術語“有效量”和“有效治療”是指一段時期(包括急性或慢性給予和周期性或連續(xù)給予)內使用的活性成分(例如NO和選自CO、HO-1、鐵蛋白(或HO-1或鐵蛋白的誘導劑)、膽紅素和膽綠素中的至少一種)的量或濃度在其給予范圍內能有效地產生預定效果或生理結果。例如，包含NO和CO的氣體組合物的有效量是能減輕炎癥的量。
氧化氮的應用本發(fā)明包括為患者提供NO，并聯(lián)合給予HO-1和/或血紅素降解產物如CO、膽綠素、膽紅素、鐵和鐵蛋白的任一種或全部以治療各種疾病或病癥，和/或改善各種手術過程的結果。本文中使用的術語“氧化氮”(或“NO”)描述了處于其氣體態(tài)、被壓縮成液體形式或溶解到水溶液中的分子氧化氮。包含氣體NO的藥物組合物一般通過口或鼻途徑吸入被給予到肺，NO在這里可直接發(fā)揮作用或被容易地吸收到患者的血流中?？蓮娜魏紊虡I(yè)供應商以并任何適于貯存壓縮氣體的瓶的形式得到本發(fā)明方法中使用的壓縮或加壓氣體，例如NO(和/或CO，這在下文中更詳細地描述)。例如，可從任何供應醫(yī)用壓縮氣體如氧氣的供應商得到壓縮或加壓氣體。
吸入用NO可在商業(yè)上得到(例如INOmaxTM，INO Therapeutics，Inc.，Clinton，NJ)。可從商業(yè)供應商得到一般為純N2氣體和其中200-800ppm NO的混合物的氣體。NO的來源可為基本上100％的NO，或用N2或任何其它惰性氣體(例如氦氣)稀釋至任意所需濃度。至關重要的是以不含任何雜質O2或氮的高價氧化物的混合物得到和貯存NO，因為氮的這類高價氧化物(可通過O2與NO反應形成)對肺組織有潛在危害。含NO的氣體在即刻吸入前與含O2的氣體(如空氣或純O2)混合，以NO與O2的接觸時間最小化。這可通過連續(xù)混合NO和含O2的氣體以便兩者接觸少于20秒(優(yōu)選少于10秒)來容易地實現(xiàn)。如果需要，可在給予到患者前使用已知的方法利用化學螢光分析證實NO的純度?；瘜W螢光NO-NOx分析儀可從商業(yè)上得到(例如Model 14A，Thermo Environmental Instruments，F(xiàn)ranklin，MA)?？赏ㄟ^例如預先用肺活量計證實的校準流量計使NO-N2混合物與空氣或O2混合?？衫帽绢I域中技術人員熟知的化學或化學熒光技術(例如Fontijin等人，AnalChem 42575 )校驗進氣混合物中NO的最終濃度?；蛘撸衫秒娀瘜W分析儀監(jiān)測NO和NO2的濃度。可通過暴露于NaOH溶液、巴拉林或堿石灰洗滌任何雜質如NO2。作為輔助控制，還可評估最終氣體混合物中的FiO2。
可使用本領域中任何對患者給予氣體的方法給予包含NO的藥物組合物。在例如美國專利No.5570683、美國專利No.5904938中和Frostell等人在Circulation 832038-2047，1991中描述了通過吸入給予NO的安全有效方法。下面詳細描述了對患者給予氣體(如CO)的一些典型方法，并可用于給予NO?？捎糜趯颊呓o予包含NO的氣體藥物組合物的方法和器械的例子包括呼吸機、面罩和帳罩(tent)、便攜式吸氣器、靜脈內人工肺(參見例如Hattler等人，Artif.Organs 18(11)806-812，1994；和Golob等人，ASAIOJ.，47(5)432-437，2001)和常壓室。但是，NO的性質可允許/有必要在一定程度上改進這些方法。在醫(yī)院或緊急現(xiàn)場情況時，例如，可通過將N2中含有壓縮NO氣體的罐和氧氣或氧氣/N2混合物(如空氣)的第二個罐連接到設計用來混合來自兩種來源的氣體的吸入器上實現(xiàn)NO的給予。通過控制來自每個來源的氣體流量，可保持患者吸入的NO的濃度在最佳水平。還可使用標準低流量混合器(如Bird Blender，Palm Springs，CA)使NO與室內空氣混合?？墒褂秒奛O發(fā)生器由N2和O2(即空氣)產生NO。美國專利No.5396882中描述了合適的NO發(fā)生器。另外，可從裝備有NO如壓縮NO源或電NO發(fā)生器的吸入器間歇地供應NO。如果和NO一起口服或通過吸入地給予第二種化合物(如在下文中詳細描述的磷酸二酯酶抑制劑)，則使用吸入器是尤其有利的。
優(yōu)選地，在包含NO氣體的可吸入藥物組合物中，吸入時空氣、純氧或其它合適的可吸入氣體或氣體混合物中的NO濃度為約0.1ppm至約300ppm，例如，0.5ppm-290ppm、1.0ppm-280ppm、5ppm-250ppm、10ppm-200ppm或10ppm-100ppm。通過吸入給予的NO的合適起始劑量可為20ppm(參見例如 INOmaxTM包裝說明書)，并且劑量可根據患者的年齡和身體狀況、正被治療的疾病或病癥和治療醫(yī)師認為相關的其它因素而變化，例如從0.1ppm-100ppm。本發(fā)明包括NO的急性、亞急性和慢性給予?？奢斔蚇O到患者持續(xù)足以治療病癥的時間(包括不確定的)并發(fā)揮預定的藥理學或生物學作用。濃度可被暫時提高持續(xù)短時間，例如在200ppm NO時5分鐘。在需要即刻效果時可這樣做?；颊弑┞队贜O的優(yōu)選時間包括至少1小時，如至少6小時；至少1天；至少1周、2周、4周、6周、8周、10周或12周；至少1年；至少2年；和至少5年。在這段時間內，患者可連續(xù)或間歇地暴露于大氣?？赏ㄟ^自發(fā)的或機械的換氣給予包含NO(和/或CO)的藥物組合物。
當給予吸入的NO時，需要監(jiān)測NO吸入的效果。可在特定個體中使用這種監(jiān)測證實所需的效果并識別可能發(fā)生的不合需要的副作用。這種監(jiān)測還用于調整指定個體中吸入的NO的劑量水平、持續(xù)時間和給予頻次。
氣體NO可被溶解到水溶液中，并以這種形式使用。例如，可使用這種溶液在體外浸泡器官、組織或細胞，或用于在原位灌注器官或組織。溶液可包含其它活性劑，如CO。
HO-1、血紅素、膽綠素和/或膽紅素或者或另外地，可對患者給予釋放NO的化合物。合適的釋放NO的化合物的例子包括，例如S-亞硝基硫醇如S-亞硝基-N-乙?；嗝拱贰-硝基半胱氨酸、硝普鹽、亞硝基胍、三硝酸甘油酯、疊氮化物；羥胺，和任何NONO鹽化合物(例如二乙胺/NONO、二乙撐三胺/NONO和甲基氨基己基甲胺/NONO)?？梢苑勰┬问交蛞后w形式提供釋放NO的化合物(例如通過混合化合物與可生物相容的賦形劑)。可使用下面給予途徑中的任意一種或組合對患者給予釋放NO的化合物靜脈內注射、動脈內注射、經皮輸送、口服輸送和吸入(例如氣體、粉末或液體)。
可能需要延長吸入的NO在患者內的有益效果。在決定如何延長吸入的NO的有益效果時，有用的是考慮NO的體內效果之一是激活可溶性鳥苷酸環(huán)化酶，后者能刺激cGMP的產生。NO的至少部分有益效果源自其刺激cGMP生物合成。因此，可與NO吸入一起給予磷酸二酯酶抑制劑來抑制內源性磷酸二酯酶引起的cGMP的斷裂。
可通過任何合適的方法將磷酸二酯酶抑制劑引入到患者，包括經由口服、經粘膜、靜脈內、肌內、皮下或腹腔途徑。或者，可由患者吸入抑制劑。對于吸入，為了在腔區(qū)最佳沉積，可有利地將磷酸二酯酶抑制劑配制成粒度或液滴尺寸小于10μm的干粉或霧狀或噴霧狀溶液，并任選地在包含NO的氣體中被吸入。
合適的磷酸二酯酶抑制劑為ZaprinastTM(M&B 229482-鄰-丙氧基苯基-8-氮雜嘌呤-6-酮；Rhone-Poulenc Rorer，Dagenham Essex，UK)。ZaprinastTM選擇性地抑制cGMP的水解，而對血管平滑肌細胞中的環(huán)單磷酸腺苷的斷裂影響最小(Trapani等人，J Pharmacol Exp Ther 258269，1991；Harris等人，J Pharmacol Exp Ther 249394，1989；Lugnier等人，Biochem Pharmacol351743，1986；Souness等人，Br J Pharmocal 98725，1989)。當根據本發(fā)明使用ZaprinastTM時，優(yōu)選的給予途徑是靜脈內或口服。合適的劑量范圍可由本領域的普通技術人員來確定?？稍?.05N NaOH中制備ZaprinastTM的儲備液。然后可在立即使用前用Ringer乳酸鹽溶液稀釋儲備液至所需的最終ZaprinastTM濃度。
可利用其它磷酸二酯酶抑制劑實施本發(fā)明。各種磷酸二酯酶抑制劑在本領域中是已知的，包括Viagra(檸檬酸西地那非)、潘生丁和茶堿。合適的給予途徑和合適的劑量范圍可由本領域的普通技術人員確定。
可按照如下進行NO與磷酸二酯酶抑制劑的給予。在該例子中，給予空氣中為20ppm的NO 45分鐘。在45分鐘時間段開始時，在4分鐘內通過靜脈輸注給予1.0mg/公斤體重的ZaprinastTM，然后在45分鐘剩下的時間內連續(xù)輸注0.004mg/公斤/分鐘?；蛘?，在45分鐘時間段開始時，在4分鐘內通過靜脈輸注給予0.15mg/公斤體重的潘生丁，然后在45分鐘剩下的時間內連續(xù)輸注0.004mg/公斤/分鐘。ZaprinastTM或潘生丁在鹽水溶液中給予。
血紅素加氧酶-1和血紅素降解產物的應用與給予NO一起，本發(fā)明包括通過對患者給予外源產生的HO-1蛋白、誘導患者中的HO-1表達，和/或在患者中表達編碼HO-1的外源引入基因來為患者提供血紅素加氧酶-1(HO-1)，以治療各種疾病或病癥，和/或改善各種手術過程如移植過程的結果。任選地，可為患者提供HO-1組合給予NO連同任意一種或全部血紅素降解產物如一氧化碳(CO)、膽綠素、膽紅素、鐵和鐵蛋白。或者，可與NO一起為患者提供任意一種或全部血紅素降解產物，而不為患者提供HO-1。
血紅素加氧酶-1
可通過誘導或表達患者中的HO-1或通過直接對患者給予外源性HO-1來為患者提供HO-1。本文使用的術語“誘導”是指使用患者自身能編碼蛋白質的內源性(如非重組的)基因引起患者體內蛋白質如HO-1或鐵蛋白產生的增加。
可通過本領域中的任何已知方法在患者中誘導HO-1，優(yōu)選使用不同于NO的HO-1誘導物質。例如，可通過氯化血紅素、鐵原卟啉或鈷原卟啉誘導HO-1的產生。包括重金屬的各種非血紅素劑、細胞因子、激素、COCl2、內毒素和熱休克也是HO-1表達的強誘導劑(Otterbein等人，Am.J.Physiol.Lung Cell Mol.Physiol.279L1029-L1037，2000；Choi等人，Am.J.Respir.Cell Mol.Biol.159-19，1996；Maines，Annu.Rev.Pharmacol.Toxicol.37517-554，1997；和Tenhunen等人，J.Lab.Clin.Med.75410-421，1970)。HO-1還可被各種產生氧化應激的藥劑和病癥高度誘導，包括過氧化氫、谷胱甘肽耗竭劑(depletor)、UV照射和高氧癥(Choi等人，Am.J.Respir.Cell Mol.Biol.159-19，1996；Maines，Annu.Rev.Pharmacol.Toxicol.37517-554，1997；和Keyse等人，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 8699-103，1989)?！鞍琀O-1誘導劑的藥物組合物”是指包含任何能誘導患者中HO-1的藥劑例如上述任意藥劑如氯化血紅素、鐵原卟啉和/或鈷原卟啉的藥物組合物。
本發(fā)明包括HO-1(或鐵蛋白)能通過基因轉移在患者中被表達。本文使用的術語“表達”是指使用外源給予基因(例如重組基因)引起患者體中蛋白質如HO-1或鐵蛋白產生的增加。HO-1或鐵蛋白優(yōu)選與患者同種(例如人、小鼠、大鼠等)，以便最小化任何免疫反應?？赏ㄟ^結構啟動子(例如巨細胞病毒啟動子)或組織特異性啟動子(例如乳細胞奶乳啟動子或肝細胞白蛋白啟動子)。通過口服、吸入或通過在適于治療本文所述病癥的位置處注射來對患者給予編碼HO-1或鐵蛋白的適宜基因治療載體(例如逆轉錄酶病毒、腺病毒、腺相關的病毒(AAV)、痘(如牛痘)病毒、人免疫缺陷病毒(HIV)、小鼠微小病毒、肝炎B病毒、流感病毒、單純皰疹病毒-1和慢病毒)。尤其優(yōu)選的是直接局部給予到病癥位置。類似地，可給予編碼HO-1或鐵蛋白的質粒載體，例如以脂質體中或微粒中裸DNA的形式。
另外，可通過本領域中任何已知方法為患者直接給予外源HO-1蛋白。除或替代上述患者中HO-1的誘導或表達外，可直接給予外源HO-1?？蔀榛颊咻斔虷O-1蛋白，例如在脂質體中，和/或作為融合蛋白如作為TAT融合蛋白(參見例如Becker-Hapak等人，Methods 24，247-256(2001))。在手術過程如移植部分中，已包括可在供體、受體和/或要移植的器官中誘導和/或表達HO-1，和/或為供體、受體和/或要移植的器官給予HO-1。
血紅素降解產物另外地或或者，可對患者給予血紅素降解產物以治療本文描述的疾病或病癥。“血紅素降解產物”包括一氧化碳、鐵、膽綠素、膽紅素和(去鐵)鐵蛋白。例如，可作為藥物組合物中的活性成分或通過本文所述其它方法為患者提供上述中任意一種。此外，本發(fā)明包括除鐵蛋白外，可對患者給予鐵結合的分子，例如去鐵敏(DFO)、右旋糖酐鐵和/或去鐵鐵蛋白。而且，本發(fā)明還包括可抑制催化這些產物中任意一種斷裂的酶(例如膽綠素還原酶)以形成/提高所需效果。例如，可口服、靜脈內、腹腔內或局部給予上述任意一種。
膽綠素和膽紅素術語“膽綠素”和“膽紅素”是指由于血紅素降解產生的線性四吡咯化合物。
一般以溶液或固體形式對患者給予包含膽綠素和/或膽紅素的藥物組合物?？蓮娜魏紊虡I(yè)供應商得到本發(fā)明方法中使用的膽綠素和膽紅素，例如任何供應醫(yī)用或實驗室用化學品的供應商。在膽綠素和膽紅素的制備、使用或貯存中，要求化合物應盡可能少地暴露于光。
藥物組合物中包括的和要對患者給予的膽綠素和/或膽紅素的量取決于膽綠素和/或膽紅素的吸收、分布、失活和排出速度，以及本領域中那些技術人員已知的其它因素。膽綠素和/或膽紅素的有效量為對治療特定疾病或病癥有效的量。
膽綠素的有效量可在約1-1000微摩/公斤/天的范圍內，例如，至少10微摩/公斤/天，例如至少20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、600、700、800或900微摩/公斤/天。優(yōu)選的范圍包括10-500微摩/公斤/天，20-200微摩/公斤/天，和25-100微摩/公斤/天。由于膽綠素在體內被迅速轉化成膽紅素(通過膽綠素還原酶)，因此本發(fā)明包括可對患者給予超過1000微摩/公斤/天的膽綠素劑量?？勺鳛閱我粍┝?、以多劑量形式例如每天幾次劑量或通過持續(xù)靜注給予膽綠素的全部劑量。
可對患者給予有效量的膽紅素以產生在約1-約300μmol/L范圍內的膽紅素血清水平，例如約10-約200μmol/L，或約50-約100μmol/L。為產生這種血清水平，可給予膽紅素的單獨劑量，其可在約1-1000mg/公斤的范圍內，例如10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、600、700、800或900mg/公斤。優(yōu)選的范圍包括10-500mg/公斤，20-200mg/公斤，和25-150mg/公斤。可作為單一劑量、以多劑量形式例如每天幾次劑量或通過持續(xù)靜注給予膽紅素的全部劑量。
熟練的從業(yè)者能認識到可根據應用來使用在這些范圍之外的膽紅素和/或膽綠素的量。本發(fā)明包括包含膽綠素和/或膽紅素的藥物組合物的急性、亞急性和慢性給予，取決于例如患者中疾病或病癥的嚴重程度或持續(xù)期。組合物可被輸送到患者持續(xù)足夠長的時間(包括不確定的)以治療病癥并發(fā)揮預定的藥理學或生物學作用。
本發(fā)明包括膽綠素和/或膽紅素可被結合到載體上。這類載體包括例如白蛋白或環(huán)糊精。膽綠素和/或膽紅素到這類載體的結合能提高膽綠素和/或膽紅素的溶解性，從而防止膽綠素和/或膽紅素在組織中沉積。本發(fā)明包括能為患者單獨給予白蛋白連同未結合的膽綠素和/或膽紅素和白蛋白以產生所需的效果。
或者或另外地，包括膽綠素還原酶可被誘導、表達，和/或在認為需要提高患者膽紅素水平的情況下對患者給予膽綠素還原酶。膽綠素還原酶蛋白可被輸送到患者，例如在脂質體中。另外，本發(fā)明包括可通過基因轉移在患者中產生提高的膽綠素還原酶水平。通過口服、吸入或在適于治療本文所述病癥的部位處注射來對患者給予編碼膽綠素還原酶且編碼順序可操作地連接到適宜表達控制序列的適宜基因治療載體(例如質粒、腺病毒、腺相關的病毒(AAV)、慢病毒、或上述其它基因治療載體中的任意一個)。在本發(fā)明的一種實施方案中，為受本文所述病癥影響的器官給予編碼膽綠素還原酶的載體，并且隨后或同時為器官給予膽綠素，以便膽綠素還原酶裂解膽綠素以在器官中產生膽紅素。
鐵和鐵蛋白由HO-1對血紅素的作用引起的游離鐵的釋放刺激了去鐵鐵蛋白的誘導，這迅速地螯合鐵形成鐵蛋白。本發(fā)明包括在患者中誘導或表達鐵蛋白以治療患者中與各種疾病或病癥有關的炎癥或缺血或細胞增殖?？赏ㄟ^本領域中任何已知方法在患者中誘導鐵蛋白。例如，可通過對患者給予右旋糖酐鐵或游離鐵誘導鐵蛋白。另外例如，可通過使患者暴露在紫外線輻射下提高患者中的鐵蛋白水平(Otterbein等人，Am.J.Physiol.Lung Cell Mol.Physiol.279L1029-L1037，2000)。
“包含鐵蛋白誘導劑的藥物組合物”是指包含任何能在患者中誘導鐵蛋白的藥劑如血紅素、鐵和/或右旋糖酐鐵的藥物組合物。典型地，以溶液或固體形式對患者給予包含鐵蛋白誘導劑的藥物組合物?？蓮娜魏紊虡I(yè)供應商得到在本發(fā)明方法中使用的鐵蛋白誘導劑如鐵或右旋糖酐鐵，例如從供應醫(yī)用或實驗室用化學品的商業(yè)供應商。
鐵蛋白誘導劑如鐵或右旋糖酐鐵的有效量是對治療疾病或病癥有效的量。每天可一次或幾次給予右旋糖酐鐵的有效劑量，每次劑量可落在約1-1000mg/公斤的范圍內，例如至少2、2.5、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、250、300、400、500、600、700、800或900mg/公斤。右旋糖酐鐵的優(yōu)選范圍包括10-900mg/公斤、100-800mg/公斤、300-700mg/公斤或400-600mg/公斤。可為患者輸送游離鐵，例如，一或多劑量的市售鐵補充物，如含鐵的片劑。
另外，本發(fā)明包括可通過基因轉移在患者中產生提高的鐵蛋白如H-鏈鐵蛋白水平。通過口服或注射或在適于治療本文所述病癥的部位處植入來對患者給予適宜的基因治療載體(如本文所述)。另外，可通過本領域中任何已知的方法為患者直接給予外源鐵蛋白。除可直接給予外源去鐵鐵蛋白外，或作為替代方案按如上所述在患者中誘導或表達去鐵鐵蛋白。可為患者輸送鐵蛋白蛋白，例如在脂質體中，和/或作為融合蛋白如作為TAT融合蛋白(參見例如Becker-Hapak等人，Methods 24，247-256，2001)。
或者或另外地，可包括對患者給予其它鐵結合的分子以形成或提高所需的效果，例如降低游離鐵水平。例如，本發(fā)明包括可對患者給予去鐵鐵蛋白以及任意類型的鐵螯合劑如去鐵敏(DFO)或水楊醛異煙酰腙(SIH)(參見例如Blaha等人，Blood 91(11)4368-4372，1998)以產生或提高所需的效果。
每天可一次或幾次給予DFO的有效劑量，每次劑量可落在約0.1-1000mg/公斤的范圍內，例如至少約2、2.5、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、250、300、400、500、600、700、800或900mg/公斤。DFO的優(yōu)選范圍包括0.5-800mg/公斤、1-600mg/公斤、2-400mg/公斤或2.5-250mg/公斤。
每天可一次或幾次給予SIH的有效劑量，每次劑量可落在約0.02-100mmol/公斤的范圍內，例如0.02-50mmol/公斤或0.2-20mmol/公斤。
每天可一次或幾次給予去鐵鐵蛋白的有效劑量，每次劑量可落在約1-1000mg/公斤的范圍內，例如至少2、2.5、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、250、300、400、500、600、700、800或900mg/公斤。優(yōu)選范圍包括10-500mg/公斤、20-200mg/公斤和25-150mg/公斤。
熟練的從業(yè)者能認識到可單劑量、多劑量如每天幾劑量或通過持續(xù)靜注給予上述中的任意一種，例如鐵螯合劑如DFO或SIH、右旋糖酐鐵和去鐵鐵蛋白。另外，可連續(xù)給予上述中任意一種，并持續(xù)產生所需效果所需要的時間。熟練的從業(yè)者能認識到可給予上述給定范圍之外量的上述中的任意一種，取決于應用。
一氧化碳本文使用的術語“一氧化碳”(或“CO”)描述處于氣體態(tài)、被壓縮成液體形式或溶解在水溶液中的分子一氧化碳。本發(fā)明中使用的一氧化碳的有效量是對治療疾病或病癥有效的量。對于氣體，一氧化碳的有效量通常落在約0.0000001wt％-約0.3wt％的范圍內，例如0.0001wt％-約0.25wt％優(yōu)選至少約0.001wt％，例如以一氧化碳重量計，至少約0.005％、0.010％、0.02％、0.025％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.08％、0.10％、0.15％、0.20％、0.22％或0.24％。一氧化碳的優(yōu)選范圍包括例如0.002wt％-約0.24wt％、約0.005wt％-約0.22wt％、約0.01wt％-約0.20wt％和約0.02wt％-約0.1wt％。對于CO的液體溶液，有效量通常落在約0.0001-約0.0044g CO/100g液體的范圍內，例如至少約0.0001、0.0002、0.0004、0.0006、0.0008、0.0010、0.0013、0.0014、0.0015、0.0016、0.0018、0.0020、0.0021、0.0022、0.0024、0.0026、0.0028、0.0030、0.0032、0.0035、0.0037、0.0040或0.0042g CO/100g水溶液。優(yōu)選的范圍包括例如約0.0010-約0.0030g CO/100g液體，約0.0015-約0.0026g CO/100g液體，或約0.0018-約0.0024g CO/100g液體。熟練的從業(yè)者能認識到可根據應用使用這些范圍之外的量。
一氧化碳組合物可為氣體一氧化碳組合物?？蓮娜魏紊虡I(yè)供應商并以任意類型的適于儲存壓縮氣體的容器形式得到本發(fā)明方法中使用的壓縮或加壓氣體。例如，可從供應醫(yī)用壓縮氣體如氧氣的任何供應商得到壓縮或加壓氣體。本文使用的術語“醫(yī)用”氣體是指適合于為本文所限定的患者給予的氣體?？蛇@樣提供本發(fā)明方法中使用的包括一氧化碳的加壓氣體，即使所需最終組成的全部氣體(如CO、He、NO、CO2、O2、N2)都在同一容器中，除了NO和O2不能一起貯存外。任選地，可使用包含單獨氣體的多個容器執(zhí)行本發(fā)明的方法。例如，可提供包含一氧化碳和有或沒有其它氣體的的單個容器，其內含物可任選地與其它容器如包含氧氣、氮氣、二氧化碳、壓縮空氣或任何其它合適氣體或它們的混合物的容器的內含物混合。
根據本發(fā)明，給予患者的氣體組合物典型地包含0wt％-約79wt％的氮氣、約21wt％-約100wt％的氧氣和約0.0000001wt％-約0.3wt％(相當于約1ppb或0.001ppm-約3000ppm)的一氧化碳。優(yōu)選地，氣體組合物中氮氣的量為約79wt％，氧氣的量為約21wt％，一氧化碳的量為約0.0001wt％-約0.25wt％。以重量計，一氧化碳的量優(yōu)選為至少約0.001％，例如至少約0.005％、0.01％、0.02％、0.025％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.08％、0.10％、0.15％、0.20％、0.22％或0.24％。一氧化碳的優(yōu)選范圍包括0.005wt％-約0.24wt％，約0.01wt％-約0.22wt％，約0.015wt％-約0.20wt％，和約0.025wt％-約0.1wt％。應注意到，根據應用，可短時間(如一或幾次呼吸)內使用一氧化碳濃度大于0.3％(如1％或更大)的氣體一氧化碳組合物。
可使用氣體一氧化碳組合物形成包含一氧化碳氣體的氣氛。例如，可通過提供包含包括一氧化碳氣體的加壓氣體的容器，并從容器中釋放加壓氣體到室或空間內以在室或空間內部形成包括一氧化碳氣體的氣氛來形成包括適宜一氧化碳水平的氣氛?；蛘撸蓪怏w釋放到能達到呼吸罩或呼吸管的裝置內，從而在呼吸罩或呼吸管中形成包含一氧化碳氣體的氣氛，確?；颊呤欠块g中唯一暴露于有效一氧化碳水平的人。
可使用本領域中任何已知的方法測量或監(jiān)測氣氛中的一氧化碳水平。這類方法包括電化學檢測、氣相色譜法、放射性同位素計數(shù)、紅外吸收、比色法和基于選擇性膜的電化學方法(參見例如Sunderman等人，Clin.Chem.282026-2032，1982；Ingi等人，Neuron 16835-842，1996)?？赏ㄟ^例如氣相色譜法和放射性同位素計數(shù)檢測低于百萬分之幾的一氧化碳水平。另外，本領域中已知可通過中紅外氣體傳感器在生物組織中測量低于ppm范圍的一氧化碳水平(參見例如Morimoto等人，Am.J.Physiol.Heart.Circ.Physiol 280H482-H488，2001)。一氧化碳傳感器和氣體檢測設備可廣泛地從眾多商業(yè)供應源得到。
包含一氧化碳的藥物組合物還可為液體組合物?？赏ㄟ^本領域中任何已知的使氣體溶解到液體中的方法將液體制成包含一氧化碳的藥物組合物。例如，將液體放在所謂的“CO2孵育器”中并暴露在一氧化碳連續(xù)氣流下，優(yōu)選用二氧化碳平衡，直到液體中達到所需的一氧化碳濃度。另外例如，可將一氧化碳氣體直接“吹入”到液體中，直到液體中達到所需的一氧化碳濃度?？扇芙獾浇o定水溶液中的一氧化碳的量隨溫度降低而增加。還例如，可使適當?shù)囊后w通過允許氣體擴散的管道，在這里管道穿過包含一氧化碳的氣氛(例如，利用設備如離體的膜充氧器)。一氧化碳擴散到液體中形成液體一氧化碳組合物。
用于被送入到活動物中的這種液體組合物在其被送入到動物中時最可能在或約37℃。
液體可為本領域中那些技術人員已知的適于對患者給予的任何液體(參見例如Oxford Textbook of Surgery，Morris and Malt，Eds.，Oxford UniversityPress(1994))。通常，液體為水溶液。溶液的例子包括磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)、CelsiorTM、PerfadexTM、柯林斯溶液、檸檬酸鹽溶液和University ofWisconsin(UW)溶液(Oxford Textbook of Surgery，Morris and Malt，Eds.，Oxford University Press(1994))。在本發(fā)明的一種實施方案中，液體為Ringer溶液，例如乳酸化的Ringer溶液，或任何其它可用于注入到患者內的液體。在另一實施方案中，液體包括血液如全血。血液可全部或部分地用一氧化碳飽和。
可通過氣體擴散器使任何合適的液體飽和至規(guī)定的一氧化碳濃度?；蛘撸墒褂靡淹ㄟ^質量控制以包含規(guī)定一氧化碳水平的預先制備的溶液?？赏ㄟ^用連接到一氧化碳分析儀上的可透氣、不透液膜測量實現(xiàn)劑量的精確控制?？墒谷芤猴柡椭了璧挠行舛炔⒈３衷谶@些水平。
可通過本領域中已知的對患者給予氣體和/或液體的任何方法用一氧化碳組合物聯(lián)合NO治療來治療患者?？蔀樵\斷有或確定有患本文所述疾病或病癥危險的患者開處方和/或給予一氧化碳組合物。本發(fā)明包括為患者全身給予液體或氣體一氧化碳組合物(例如通過吸入和/或攝取)，和為患者的器官例如胃腸道局部給予組合物。
一般通過口或鼻途徑吸入到肺給予氣體一氧化碳組合物，一氧化碳在這里可直接發(fā)揮起作用或容易地被吸收到患者血流中。治療氣體組合物中使用的活性化合物(例如有或沒有NO的CO)的濃度取決于一氧化碳的吸收、分布、失活和排出(通常通過呼吸)速度，以及本領域中那些技術人員已知的其它因素。還要認識到對于任何特定的患者，具體的劑量服法應根據個體需要和執(zhí)行或監(jiān)督組合物給予的人的專業(yè)判斷來隨著時間過去而調整，并且本文闡述的濃度范圍僅是示例性的，不用于限制要求的本發(fā)明的范圍或實施?？杀O(jiān)測治療并可調整CO劑量以確保患者的最佳治療。本發(fā)明包括一氧化碳的急性、亞急性和慢性給予，取決于例如患者疾病或病癥的嚴重程度和持續(xù)時間。可輸送一氧化碳到患者持續(xù)足夠長的時間(包括不確定的)以治療病癥并發(fā)揮預定的藥理學或生物學作用。
可用于對患者給予包含一氧化碳(和/或氧化氮)的氣體藥物組合物的方法和器械的例子包括呼吸機、面罩和帳罩、便攜式吸氣器、靜脈內人工肺(參見例如Hattler等人，Artif.Organs 18(11)806-812，1994；和Golob等人，ASAIO J.，47(5)432-437，2001)和常壓室，這在下文中進一步詳細描述。
本發(fā)明還包括可形成包含一氧化碳的水溶液用于系統(tǒng)輸送到患者，例如通過口服輸送到患者。
或者或另外地，可將一氧化碳組合物直接應用到患者的器官或組織。例如，可通過本領域中已知的吹入氣體到患者的任何方法將一氧化碳組合物應用于整個胃腸道的內部和/或外部，或其任意部分。氣體如二氧化碳經常在內窺鏡檢查過程和腹腔鏡過程中分別被吹入到患者的胃腸道和腹腔以有利于檢查(參見例如Oxford Textbook of Surgery，Morris and Malt，Eds.，OxfordUniversity Press(1994))。熟練的從業(yè)者可使用類似的過程直接給予一氧化碳組合物到患者的胃腸道?？衫脷怏w組合物局部地治療皮膚，例如，通過在常壓室(本文所述)暴露受影響的皮膚于氣體組合物，和/或通過直接吹氣體組合物到皮膚上。如果患者不能吸入氣體，氣體組合物中CO(和/或NO)的濃度可根據需要高至例如超過0.25％和直到約100％。
也可將液體一氧化碳組合物直接給予到患者的器官或組織?？赏ㄟ^本領域中已知的對患者給予液體的任何方法給予組合物的液體形式。例如，可口服給予液體組合物，例如使患者咽下液體一氧化碳組合物的包封劑和非包封劑。另外例如，可在內窺鏡檢查過程和腹腔鏡過程中分別將液體如包含溶解的CO的鹽水溶液注入到患者的胃腸道和腹腔內。熟練的從業(yè)者能認識到可使用類似的過程直接給予液體組合物到患者的器官或組織?；蛘呋蛄硗獾?，可通過本領域中已知的任何方法進行器官的原位暴露，例如，在手術期間用液體一氧化碳組合物原位沖洗器官(參見Oxford Textbook ofSurgery，Morris and Malt，Eds.，Oxford University Press(1994))?？赏ㄟ^例如注射液體組合物到皮膚內來利用液體組合物局部地治療皮膚。再例如，可通過直接將液體組合物涂敷到皮膚表面上局部地治療皮膚，例如，通過傾倒或噴灑液體到皮膚上面和/或將皮膚浸在液體組合物中?？深愃频赜靡后w組合物局部地治療其它外部可觸及的表面如眼、口、喉、陰道、子宮頸、尿道、結腸和肛門。
本發(fā)明還包括也可在本發(fā)明的方法中使用給予后能釋放CO到體內的化合物(例如，釋放CO的化合物如可感光的釋放CO的化合物)，例如，十羰基二錳、三羰基二氯釕(II)二聚物和亞甲基氯(例如以400-600mg/公斤的劑量，如約500mg/公斤)，羧基血紅蛋白和供給CO的血紅蛋白取代物也可。還可利用能輸送劑量CO(和/或NO)氣體或液體的藥劑(例如釋放CO的口香糖、霜劑、錠劑、藥膏或貼片)。
聯(lián)合治療本發(fā)明包括在手術過程中可單獨地或任意聯(lián)合地使用上述治療例如給予NO、誘導/表達/給予HO-1和/或鐵蛋白和給予CO、膽紅素和/或膽綠素中的任意一種，以治療本文描述的疾病或病癥。另外，本發(fā)明包括在使用任意上述治療聯(lián)合的任何治療方案中，可在單個或多個時機同時給予治療，和/或單獨地在不同時間點，例如在疾病或病癥的不同階段。例如，患者可接受CO和NO、這兩者加上膽綠素、或NO加上膽紅素和鐵蛋白、或NO加上兩種或多種HO-1誘導劑。
本發(fā)明尤其包括可對患者給予NO和CO兩者。至于治療規(guī)程，可為患者以任何順序和本文描述的任何劑量給予NO和CO。例如，可在用CO治療前用NO治療患者。在這種情況下，在暴露于CO前的從約1分鐘到幾天(例如約1小時、2小時、5小時、12小時、1天、2天或3天)的時間范圍內開始，可使患者暴露于至少一或多劑量NO，或連續(xù)暴露于NO。或者，可按照與上述在用CO治療前用NO治療患者類似的方式，在用NO治療前用CO治療患者?；蛘呋蛄硗獾兀稍诶鐔未伪┞?、多次暴露或連續(xù)暴露中同時用NO和CO治療患者?；蛘呋蛄硗獾?，可以交替的方式使患者暴露于NO和CO。例如，可使患者首先暴露于NO、然后是CO、然后是NO等。在交替暴露中可任選地包括同時暴露于NO和CO。
與NO治療結合，在患者被診斷為患有本文所述疾病或病癥中的任意一種或具有與患者將出現(xiàn)這類疾病或病癥的可能性增加有關的任何危險因素的那天起，例如由醫(yī)師或獸醫(yī)對患者給予(或開處方)能有效治療這些疾病或病癥的CO量?；颊呖晌霛舛确秶鸀?0ppm到1000ppm的CO，例如約100ppm-約800ppm，約150ppm-約600ppm，或約200ppm-約500ppm。優(yōu)選的濃度包括例如約30ppm、50ppm、75ppm、100ppm、125ppm、200ppm、250ppm、500ppm、750ppm或約1000ppm?？砷g歇地或連續(xù)地對患者給予CO。可給予CO至少約1、2、4、6、8、10、12、14、18或20天，或大于20天，例如1、2、3、5或6個月，或直到患者不再表現(xiàn)出病癥或疾病的綜合癥狀，或直到患者被診斷不再有病癥或疾病的危險。在指定日期，可連續(xù)地給予CO一整天，或間歇地，例如每天吹送CO一次(此時使用高濃度)，或每天最高到23小時，例如每天最高到20、15、12、10、6、3或2小時，或最高到每天1小時。
對于手術過程，包括移植過程，可在進行手術過程前、過程中和/或后結合給予NO治療為患者全身或局部地給予CO?；颊呖晌霛舛确秶鸀?0ppm到1000ppm的CO，例如約100ppm-約800ppm，約150ppm-約600ppm，或約200ppm-約500ppm。優(yōu)選的濃度包括例如約30ppm、50ppm、75ppm、100ppm、125ppm、200ppm、250ppm、500ppm、750ppm或約1000ppm?？稍谶^程前間歇地或連續(xù)地對患者給予CO 1小時、2小時、3小時、4小時、6小時、12小時或約1、2、4、6、8、10、12、14、18或20天，或大于20天。其可在立即手術前的期間內給予并任選地在整個過程持續(xù)，或給予可在手術開始前至少15分鐘停止(例如在手術開始前至少30分鐘、1小時、2小時、3小時、6小時或24小時)?；蛘呋蛄硗獾?，可在過程中通過例如吸入和/或局部給予對患者給予CO?；蛘呋蛄硗獾模稍谶^程后對患者給予CO，例如，在過程完成后立即開始，并持續(xù)約1、2、3、5、7或10小時，或約1、2、5、8、10、20、30、50或60天、1年、不限定的、或直到患者在過程完成后不再患有病癥或疾病或有患病癥或疾病的危險。
在移植上下文中，本發(fā)明還包括可與本文描述的方法一起使用本領域中已知的提高接枝存活率/功能的其它過程。這類過程包括但不限于免疫抑制治療和供體特異性輸血(DSTs)。例如，可在對受體給予CO、HO-1、其它血紅素相關產品和/或NO前、過程中和/或后對受體給予DST?？稍谝浦睬?、過程中和/后進行與本文所述治療一起的這類給予，例如給予DST。
用本發(fā)明的藥物組合物治療患者可利用本文描述的藥物組合物通過本領域中已知的對患者給予液體、固體和/或氣體的任何方法治療患者。
藥物組合物的全身輸送液體和固體藥物組合物本發(fā)明包括形成藥物組合物水溶液以用于通過注射到體內例如靜脈內、動脈內、腹腔內和/或皮下來全身輸送到患者。還可制備液體藥物組合物用于口服輸送，例如以包封和非包封形式，以在胃腸道的任意部分如胃或小腸中被吸收。類似地，可形成固體藥物組合物用于全身輸送到患者，例如以粉末或可攝取膠囊的形式。
液體和固體藥物組合物一般包括活性成分和藥物可接受載體。本文使用的術語“藥物可接受載體”包括可與藥物給予相容的溶劑、分散介質、包衣、抗菌劑和抗真菌劑、等壓和吸收延遲劑等。補充活性化合物也可被摻入到組合物中。
配制藥物組合物以與其預定給予途徑相容。給予途徑的例子包括腸胃外給予如靜脈內、皮內、皮下、口服和/或直腸給予。用于腸胃外、皮內或皮下應用的溶液或混懸液可包括以下組分無菌稀釋劑如注射用水、鹽水溶液、不揮發(fā)油、聚乙二醇、甘油、丙二醇或其它合成溶劑；抗菌劑如芐醇或羥苯甲酸甲酯；抗氧化劑如抗壞血酸或亞硫酸氫鈉；緩沖劑如乙酸鹽、檸檬酸鹽或磷酸鹽和滲透壓調節(jié)劑如氯化鈉或葡萄糖?？捎盟峄驂A如鹽酸或氫氧化鈉調節(jié)pH。腸胃外制劑可裝入到由玻璃或塑料制成的安瓿、一次性注射器或多劑量小瓶中。
適于注射用的藥物組合物包括無菌水溶液(可水溶的)或分散液和臨時制備無菌注射液或分散液的無菌粉末。對于靜脈內給予，合適的載體包括生理鹽水、抑菌水、CremophorELTM(BASF，Parsippany，NJ)或磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)。在所有情況下，組合物應無菌并且應流動至具有易注射性的程度。其在生產和貯存條件下應穩(wěn)定，并應防止微生物如細菌和真菌的污染作用。載體可為包含例如水、乙醇、多元醇(如甘油、丙二醇、液體聚乙二醇等)和它們適當混合物的溶劑或分散介質?？杀３诌m宜的流動度，例如，通過使用包衣如卵磷脂，在為分散體時保持需要的粒度和使用表面活性劑?？衫酶鞣N抗菌劑和抗真菌劑例如對羥基苯甲酸酯類、氯丁醇、苯酚、抗壞血酸、水楊乙汞等實現(xiàn)防止微生物作用。在很多情況下，組合物中可包括等壓劑如糖、多元醇如甘露醇或山梨糖醇，或氯化鈉?？赏ㄟ^在組合物中包括能延遲吸收的藥劑如單硬脂酸鋁和明膠達到注射組合物的延長吸收?？墒褂梦⒅?、微球或任何其它生理學可接受的方法如包封封裝來延遲活性成分的釋放或吸收。
可通過在具有上面列出的一種或組合成分的合適溶劑中摻入所需量的活性成分，根據需要然后再過濾殺菌來制備無菌注射液。通常，通過在包含堿性分散介質和來自上面列出那些的所需其它成分的無菌媒介物中摻入活性化合物來制備分散液。在為用于制備無菌注射液的無菌粉末時，優(yōu)選的制備方法為真空干燥和凍干，這能由其預先無菌過濾的溶液產生活性成分加任何輔助所需成分的粉末。
口服組合物可為液體或固體，通常包括惰性稀釋劑或可食用載體。為了口服治療給予，活性化合物可與賦形劑混合并以片劑、錠劑或膠囊如明膠膠囊的形式使用。可包括與藥物相容的結合劑和/或佐劑物質作為組合物的一部分。片劑、丸劑、膠囊、錠劑等可包含任意的下列成分和/或具有類似性質的化合物粘合劑如微晶纖維素、黃蓍膠或明膠；賦形劑如淀粉或乳糖；崩解劑如藻酸、PrimogelTM或玉米淀粉；潤滑劑如硬脂酸鎂或sterotes；助流劑如膠體二氧化硅；甜味劑如蔗糖或糖精；或調味劑如薄荷、水楊酸甲酯或橙調味品。
還可通過經粘膜或經皮方式全身給予。對于經粘膜或經皮給予，在配方中使用適于滲透阻擋層的滲透劑。這種滲透劑在本領域中通常是已知的，并包括例如除垢劑、膽汁鹽和用于經粘膜給予的梭鏈孢酸(fusidic acid)衍生物?？赏ㄟ^使用鼻噴霧劑或栓劑實現(xiàn)經粘膜給予。對于經皮給予，將活性化合物配制成本領域中通常已知的藥膏、軟膏、凍膠或霜劑。
還可將化合物制備成栓劑(例如用常規(guī)的栓劑基質如可可脂和其它甘油酯)或用于直腸輸送的滯留灌腸劑的形式。
可與能保護化合物不會從身體快速排出的載體一起制備活性成分，如控釋制劑，包括植入物和微包封化輸送系統(tǒng)。可使用可生物降解的生物相容的聚合物，如乙烯醋酸乙烯酯、聚酐、聚乙醇酸、膠原、聚原酸酯和聚乳酸。制備這類制劑的方法對本領域那些技術人員是顯而易見的。還可在商業(yè)上從Alza Corporation和Nova Pharmaceuticals，Inc.得到物質。還可使用脂質體混懸液作為藥物可接受載體。這些可根據本領域中那些技術人員已知的方法例如美國專利No.4522811中所描述的制備。
為便于給予和劑量均勻，有利的是以劑量單元形式配制口服或腸胃外組合物。本文使用的劑量單元形式是指適合作為單一劑量以用于被治療患者的物理上離散的單元；每個單元包含與所需藥物載體結合的能適于產生所需治療效果的一定量活性化合物。
可在例如測定LD50(對種群的50％致死的劑量)和ED50(在種群的50％中治療有效的劑量)的細胞培養(yǎng)或實驗動物中通過標準藥物程序確定這類化合物的毒性和治療效力。毒性和治療效果之間的劑量比例為治療指數(shù)，其可表示為比例LD50/ED50。
在制定用于人的劑量范圍時，可利用從細胞培養(yǎng)分析和動物研究中得到的數(shù)據。這類化合物的劑量優(yōu)選在包括ED50很小或沒有毒性的循環(huán)濃度范圍內。劑量可在這個范圍內根據使用的劑型和利用的給予途徑變化。對于在本發(fā)明的方法中使用的任何化合物，最初可從細胞培養(yǎng)分析估計治療有效劑量。可在動物模型中制定劑量以獲得包括在細胞培養(yǎng)中確定的IC50(即能獲得半數(shù)最大癥狀抑制的試驗化合物的濃度)的循環(huán)血漿濃度范圍?？衫眠@些信息以更精確地確定人類中的有效劑量。例如，可通過高效液相色譜法測量血漿中的水平。
氣體藥物組合物可通過口或鼻途徑吸入到肺將氣體藥物組合物如包含NO和/或CO的藥物組合物全身地輸送到患者。下面的給予CO的方法和器械說明了本文所述氣體藥物組合物的有效全身輸送方法。
呼吸器可購買與標準壓縮氣體(例如21％O2，79％N2)罐中的空氣或另外含氧氣體混合的醫(yī)用一氧化碳(濃度可變化)。其是非反應性的，并且本發(fā)明方法要求的濃度大大低于易燃范圍(在空氣中10％)。在醫(yī)院裝置中，氣體大致被輸送到床旁邊，其在這里與氧氣或室內空氣在混合器中混合到所需的ppm(百萬分之幾)濃度?；颊邔⑼ㄟ^呼吸器吸入氣體混合物，并根據患者的舒適度和需要設置流速。這由肺圖形(即呼吸速率、呼吸容量等)確定。可將防止患者不必要地接受大于所需量的一氧化碳的故障安全機制設計到輸送系統(tǒng)中?？赏ㄟ^研究(1)羧基血紅蛋白(COHb)，其可在靜脈血中測量和(2)從呼吸器側孔收集的呼出一氧化碳來監(jiān)測患者的一氧化碳水平?？筛鶕颊叩慕】禒顩r和根據標記調整一氧化碳暴露量。如果需要，可通過切換到100％O2吸入從患者中洗掉一氧化碳。一氧化碳不能產生代謝變化；因此，無論怎樣被吸入都最終將被呼出，除了極小百分比的被轉化為CO2。一氧化碳還可與任何水平的O2混合以提供治療性的一氧化碳輸送而不因此發(fā)生低氧癥。
面罩和帳罩按上述制備含有一氧化碳的氣體混合物以允許患者使用面罩或帳罩被動吸入?？筛淖兾霛舛?，并可通過簡單地切換到100％O2來洗出。利用能防止吸入過高一氧化碳濃度的故障安全機制在罩或帳罩處或附近監(jiān)測一氧化碳水平。
便攜式吸入器可將壓縮一氧化碳裝入到便攜式吸入器設備中，并以計量劑量吸入，例如允許間歇治療不在醫(yī)院裝置上的接受者。可在容器中裝入不同的一氧化碳濃度。設備可簡單如具有開關閥和管的適當稀釋的CO的小罐(例如5kg以下)，患者根據標準服法或根據需要由管吸取一口CO。
靜脈內人工肺可使用設計用于O2輸送和CO2移出的人工肺(血液中氣體交換的導管設備)用于一氧化碳輸送。導管在植入時停留在一個大的靜脈內，并能輸送給定濃度的一氧化碳用于系統(tǒng)輸送或在局部部位。輸送可為高濃度一氧化碳在手術部位例如在小腸附近的短時間局部輸送(這種高濃度將迅速在血流中被稀釋)，或對較低一氧化碳濃度的相對較長暴露(參見例如Hattler等人，Artif.Organs 18(11)806-812，1994；和Golob等人，ASAIO J.，47(5)432-437，2001)。
常壓室在某些情況下，希望使整個患者暴露于一氧化碳?；颊邔⒃诔錆M一氧化碳(處于不會危及患者的水平，或處于造成可接受危險的水平，或對于非人供體或腦死亡的供體在任何所需水平)而旁觀者沒有暴露危險的密封室內。當暴露完成時，可用空氣(例如21％O2，79％N2)沖洗室，并用一氧化碳分析儀分析樣品以確保在使患者離開暴露系統(tǒng)前沒有一氧化碳殘留。
藥物組合物的局部輸送或者或另外地，可直接將藥物組合物應用到器官、組織或被治療的患者身體區(qū)域。
液體和固體藥物組合物也可通過本領域中已知的對患者給予液體或固體的任何方法將液體和固體藥物組合物直接應用到患者的器官，或治療的患者目標區(qū)域。例如，可口服例如通過使患者咽下液體或固體藥物組合物的包封劑或非包封劑給予液體或固體組合物以治療胃腸道的內部或其任意部位。另外，經常在內窺鏡檢查過程和腹腔鏡過程中分別將液體如鹽水溶液注入到患者的胃腸道和腹腔內。熟練的從業(yè)者能認識到可利用類似的過程直接給予液體藥物組合物到器官、組織或細胞，例如在要被治療的器官、組織或細胞附近，從而使器官、組織或細胞在原處暴露于液體藥物組合物。
在移植的上下文中，可通過本領域中任何已知的方法例如通過在從供體切除前用液體藥物組合物原位沖洗器官、組織或細胞來進行原位暴露(參見Oxford Textbook of Surgery，Morris and Malt，Eds.，Oxford UniversityPress(1994))。這種暴露在下文中進一步詳細描述。
氣體藥物組合物可通過本領域中已知的吹入氣體到患者的任何方法將氣體藥物組合物直接應用到患者的器官、組織或細胞，或治療的患者目標區(qū)域。例如，氣體如二氧化碳經常在內窺鏡檢查過程和腹腔鏡過程中分別被吹入到患者的胃腸道和腹腔以有利于檢查(參見例如Oxford Textbook of Surgery，Morrisand Malt，Eds.，Oxford University Press(1994))。熟練的從業(yè)者能認識到可使用類似的過程直接給予氣體藥物組合物到胃腸道內部或其任意部位。另外，熟練的從業(yè)者能認識到可將氣體藥物組合物吹入到患者的腹腔，例如在要被治療的器官附近，從而使器官原位暴露于氣體藥物組合物。
手術過程移植本發(fā)明包括使用本文描述的方法治療接受移植的患者?？墒褂迷摲椒ㄔ谄鞴俨杉①A存和移植過程中的任何步驟中處理供體、受體和/或器官。例如，可從供體采集器官，用根據本發(fā)明的藥物組合物在體外處理，并移植到受體上。或者或另外地，可仍在供體中的同時原位處理器官(通過處理供體或處理器官)。任選地，可在手術前、過程中和/或后對受體給予藥物組合物，例如在用受體血液再灌注器官后。可在從供體采集器官前或過程中對供體給予組合物。
術語“移植”在整個說明書中用作描述轉移器官、組織或細胞到患者的過程的普通術語。術語“移植”在本領域中定義為從供體轉移活器官、組織或細胞到受體，以保持受體中移植器官、組織或細胞的功能完整性為目的(參見例如The Merck Manual，Berkow，F(xiàn)letcher，and Beers，Eds.，MerckReserch Laboratories，Rahway，N.J.，1992)。該術語包括本領域中已知的所有種類的移植。移植按部位和供體與受體之間的遺傳關系分類。該術語包括例如自體移植(細胞或組織從患者一個部位處切除并轉移到同一患者的相同或另一部位處)、異體移植(同種成員之間的移植)和異種移植(不同種成員之間的移植)。
本文使用的術語“供體”是指可從其得到器官、組織或細胞用于貯存和/或移植到受體患者的動物(人類和非人類)。術語“受體”是指移植入器官、組織或細胞的動物(人類和非人類)。
術語“器官排斥”、“移植排斥”或“排斥”是本領域中已知的，并在整個說明書中用作描述受體中器官、組織或細胞排斥過程的普通術語。定義包括例如在臨床實踐中通常被確定的三種主要排斥模式超急性排斥、急性排斥和慢性排斥(參見例如Oxford Textbook of Surgery，Morris and Malt，Eds.，Oxford University Press(1994))。
術語“器官”在整個說明書中用作描述動物中具有特異性功能的任何解剖學部位或部分的普通術語。該術語的含義還包括器官的實體部分，例如從器官得到的粘連組織。該術語的含義又包括如小至器官的一個細胞的器官部分。這類器官包括但不限于腎、肝、心臟、腸如大腸或小腸、胰、肢和肺。該定義還包括骨、皮膚、神經細胞、胰島和血管。
可通過暴露器官、組織或細胞到包含氣體藥物組合物的氣氛、包含藥物組合物的液體藥物組合物如液體灌注液、儲備液或洗液或兩者中實現(xiàn)器官、組織或細胞到藥物組合物的體外暴露。
例如，在暴露器官、組織或細胞到包含NO和/或CO的氣體藥物組合物的上下文中，可在任何適于形成包括適當氣體水平的氣氛的室或區(qū)域中進行暴露。這種室包括例如孵育箱和用于在防腐液中盛放器官的室式構造。合適的室可為內部氣氛中只存在被輸送到室中的氣體的室，從而可確定CO和/或NO的濃度并保持在給定濃度和純度，例如在室為密封時。例如，可使用CO2孵育箱使器官暴露于CO和/或NO組合物，其中CO或NO從包含氣體的容器中以連續(xù)氣流供應。
另外例如，在使器官暴露于液體藥物組合物的上下文中，可在具有足夠體積以在液體藥物組合物中全部或部分地浸沒器官的任何室或空間內實現(xiàn)暴露。再例如，可通過將器官放在任何合適的容器中并使液體藥物組合物“沖洗”器官來暴露器官，從而器官暴露于連續(xù)組合物流。
作為另外的選擇，可用液體藥物組合物灌注器官或組織。術語“灌注”是本領域已知的術語，并涉及使液體如液體藥物組合物通過器官的血管。體外和原位灌注器官的方法在本領域中是眾所周知的。可用液體藥物組合物例如通過連續(xù)低體溫機灌注來體外灌注器官或組織(參見例如OxfordTextbook of Surgery，Morris and Malt，Eds.，Oxford University Press(1994))。任選地，在原位或體外灌注中，可在用液體藥物組合物灌注前首先用洗液如UW液灌注器官以從器官中除去供體的血。這種過程可有利地避免由于供體的血紅蛋白引起的失活，例如在使用包含CO和/或NO的藥物組合物時。作為另外的選擇，洗液本身可為藥物組合物，例如包含CO或NO的藥物組合物。
再例如，在包含CO或NO的藥物組合物的上下文中，可將器官放在例如浸沒在不包括CO或NO的培養(yǎng)液或溶液中，其中培養(yǎng)液或溶液放在室中以便培養(yǎng)液或溶液可通過暴露于本文所述的包含CO或NO的氣氛被制成CO或NO組合物。又例如，可將器官浸沒到液體中，并可將CO或NO“吹入”到液體中。
可從供體采集器官，并通過本領域那些技術人員已知的任何方法移植(參見例如Oxford Textbook of Surgery，Morris and Malt，Eds.，OxfordUniversity Press(1994))。熟練的從業(yè)者能認識到移植和/或采集移植用器官的方法可根據許多因素如供體/受體的年齡變化。
本發(fā)明包括可在給定過程中例如在單一移植過程中使用任意一種或全部上述暴露器官于藥物組合物的方法，例如洗滌、浸沒或灌注。
手術過程氣球血管成形術和手術引起的內膜增生可使用本文描述的方法治療進行了血管成形術、旁路手術、移植或任何其它可能/會導致內膜增生和/或動脈硬化的過程(如血管手術)的患者和/或血管。在過程如血管成形術、旁路手術或器官移植后由于血管損傷引起的內膜增生繼續(xù)限制這些治療干預的成功。術語“內膜增生”是本領域已知的術語，并在本文中用于指血管內膜內細胞如平滑肌細胞的增殖。熟練的從業(yè)者能認識到內膜增生可由任意數(shù)量的因素引起，例如對內膜的機械、化學和/或免疫損傷?？山洺Ｔ诶鐨馇蜓艹尚涡g或血管手術如涉及靜脈移植的血管手術(如移植手術)后的患者中觀察到內膜增生。術語“血管成形術”為本領域已知的術語，并指任何涉及血管再造的單獨或聯(lián)合過程，例如使患者脈管系統(tǒng)中的狹窄區(qū)域膨脹以恢復再狹窄之外的充足血流。這類過程包括經皮經腔血管成形術(PTA)，其使用具有可膨脹頂部即可膨脹氣球的導管(稱為“氣球血管成形術”)；激光血管成形術；旋切吸引術；定向旋切術；內旋磨術；展伸；和任何其它再造血管如動脈的過程。“動脈硬化”、“動脈硬化損傷”、“動脈硬化斑”和“動脈硬化病”也是本領域已知的術語，并在本文中用于描述動脈壁的增厚或硬化。本文使用的術語“脈管系統(tǒng)”是指人體或非人體的血管系統(tǒng)(或其任何部分)，并包括血管如動脈、細動脈、靜脈、小靜脈和毛細血管。術語“再狹窄”是指血管成形術后動脈的再變窄。
被認為有出現(xiàn)內膜增生或動脈硬化危險的個體尤其可從本發(fā)明受益，主要是因為可在對患者進行過程前或在有任何內膜增生或動脈硬化斑跡象之前就給予預防性的CO治療?！坝形ｋU”的個體包括例如具有或將具有任何類型的內膜機械、化學和/或免疫損傷的患者，例如，將或已進行手術如移植手術和/或血管成形術的患者。熟練的從業(yè)者能認識到可通過本領域中已知的任何方法如通過醫(yī)師診斷來確定患者有內膜增生或動脈硬化危險。
可在手術過程或血管成形術前、過程中和/或后根據本發(fā)明的方法治療患者。另外，如果需要，可使血管在原位和/或體外暴露于本文描述的藥物組合物，如在器官移植上下文中所述。血管可暴露于氣體藥物組合物和/或液體藥物組合物，例如其中溶解有活性成分的液體灌注液、儲備液或洗液。
疾病和病癥可使用本發(fā)明的方法治療下列炎癥、呼吸道疾病、心血管疾病、腎病、肝疾病、生殖疾病或胃腸疾病中的一種或多種；休克；或細胞增殖和/或分化疾病；和減輕缺血影響；和幫助創(chuàng)傷愈合。
呼吸道疾病呼吸道病癥的例子包括但不限于哮喘；急性呼吸窘迫綜合癥(ARDS)，如由腹膜炎、肺炎(細菌性或病毒性)或外傷引起的ARDS；自發(fā)性肺??；間質性肺病，如間質性肺纖維化(IPE)；肺栓塞；慢性梗阻性肺病(COPD)；肺氣腫；支氣管炎；囊性纖維化；任何類型的肺癌；肺損傷，如高氧含量肺損傷；原發(fā)性肺動脈高血壓(PPH)；繼發(fā)性肺動脈高血壓；和與睡眠相關的呼吸道疾病，如睡眠呼吸暫停。
心血管疾病心血管疾病包括涉及心血管系統(tǒng)如心臟、血管和/或血液的疾病。心血管疾病可由例如動脈壓失調、心臟機能失?；蜓茏枞缪ㄒ?。這類疾病的例子包括充血性心力衰竭、周圍性血管疾病、肺脈管血栓癥如肺栓塞、中風、心臟缺血性再灌注(I/R)損傷、動脈粥樣硬化和心臟病發(fā)作。
腎病涉及腎的疾病包括但不限于腎小球損傷癥狀如腎小球腎炎中的原位免疫復合物沉積和細胞介導的免疫、由替代性補體途徑激活引起的損傷、上皮細胞損傷，和涉及腎小球損傷介體包括細胞和可溶性介質的癥狀、急性腎小球腎炎、如急性增殖性(后鏈球菌性、感染后)腎小球腎炎，例如后鏈球菌性腎小球腎炎和非鏈球菌性急性腎小球腎炎，快速發(fā)展的腎小球腎炎，腎病綜合征，膜性腎小球腎炎(膜性腎病)，最小變化疾病(類脂性腎病)、病灶性分節(jié)腎血管球硬化癥，膜增殖性腎小球腎炎，IgA腎病(Berger病)，病灶性增殖和壞死性腎小球腎炎(病灶性腎小球腎炎)和慢性腎小球腎炎。腎病還包括泌尿生殖道感染。
肝疾病涉及肝的疾病包括但不限于肝炎、硬化和感染疾病。肝炎的誘因包括例如感染，如特異性肝炎病毒如肝炎A、B、C、D、E和G病毒感染；或肝毒劑，例如肝毒性藥物(如異煙肼、甲基多巴、醋氨酚、乙胺碘呋酮和呋喃妥因)，和毒素(如內毒素或環(huán)境毒素)。肝炎可在肝移植患者中于手術后發(fā)生。FeldmanSleisenger & Fordtran Gastrointestinal and Liver Disease，第7版17章(Liver Disease Caused by Drugs，Anesthetics，and Toxins)中描述了可引起肝炎的藥物和毒素(即肝毒劑)的其它例子，本文引入其全部內容作為參考。這類例子包括但不限于甲基多巴和苯妥英、巴比妥酸鹽如苯巴比妥；磺胺類藥物(如聯(lián)合藥物如復方新諾明(新諾明和磺胺增效劑)；柳氮磺胺吡啶；水楊酸鹽；二硫化四乙基秋蘭姆；β-腎上腺素能阻滯劑如醋丁洛爾、拉貝洛爾和美托洛爾)；鈣通道阻滯劑，例如硝苯地平、維拉帕米和地爾硫卓；合成類維生素A，如依曲替酯；胃酸抑制藥如奧美替丁、乙溴替丁、西咪替丁、雷尼替丁、奧美拉唑和法莫替??；血清白三烯受體拮抗劑，如扎魯司特；抗結核藥，如利福平和吡嗪酰胺；抗真菌藥，如酮康唑、特比萘芬、氟康唑和伊曲康唑；抗糖尿病藥，例如噻唑烷二酮，如曲格列酮和羅格列酮；神經疾病中使用的藥物，例如抗精神病藥、抗抑郁藥(如氟西汀、帕羅西汀、文拉法辛、曲唑酮、托卡朋和奈法唑酮)、安眠藥(如阿吡坦、唑吡坦和苯他西泮)和其它藥物，例如他克林、丹曲林、利魯唑、替扎尼定和阿爾維林；非甾類抗炎藥，例如溴芬酸；COX-2抑制劑；醋酸環(huán)丙孕酮；來氟米特；抗病毒藥，例如非阿尿苷、去羥肌苷、扎西他濱、司他夫定、拉米夫定、齊多夫定、阿巴卡韋；抗癌藥，例如他莫西芬和氨甲喋呤；消遣性藥物(recreational drug)，例如可卡因、苯環(huán)己哌啶和5-甲氧基-3，4-亞甲基二氧脫氧麻黃堿；L-天冬酰胺酶；阿莫地喹；海蒽酮；麻醉藥；例如氟烷、安氟醚和異氟烷；維生素如維生素A；和飲食和/或環(huán)境毒素，例如雙稠吡咯啶類生物堿、來自毒鵝膏菌(Amanita phalloides)或其它毒蘑菇的毒素、黃曲霉毒素、砷、波爾多混合劑(銅鹽和石灰)、氯乙烯單體；四氯化碳、鈹、二甲基甲酰胺、二甲基亞硝胺、二氨基二苯基甲烷、磷、十氯酮(開蓬)、2，3，7，8-四氯-二苯并對二氧芑(TCDD)、四氯乙烷、四氯乙烯、2，4，5-三硝基甲苯、1，1，1-三氯乙烷、甲苯和二甲苯，和已知的“草藥藥物”，例如麻黃素和丁子香酚。
肝炎癥狀可包括疲勞、食欲喪失、胃不適、和/或黃疸(皮膚和/或眼睛變黃)。肝炎的更詳細描述提供在例如The Merck Manual of Diagnosis andTherapy，第17版，第4節(jié)第42章、第4節(jié)第44章和第4節(jié)第40章，本文特意引入其全文內容作為參考。
熟練的從業(yè)者能認識到可由醫(yī)師通過任何本領域中已知的方法診斷患者患有肝炎，例如使用血液檢測血清丙氨酸轉氨酶(ALT)水平、堿性磷酸酶(AP)或膽紅素水平來評價肝功。
被認為有出現(xiàn)肝炎危險的個體可尤其從本發(fā)明受益，主要因為在有任何肝炎跡象前就可開始預防治療?！坝形ｋU”的個體包括例如感染有肝炎病毒的患者，或患有任何癥狀或具有本文描述的危險因素的個體(例如暴露于肝毒素藥劑、酒精的患者)。熟練的從業(yè)者能認識到可由醫(yī)師的診斷來確定患者有肝炎危險。
胃腸疾病胃腸疾病包括但不限于腸梗阻(胃腸道任意部位，例如大腸或小腸)，腸炎癥例如特異性腸炎癥，如傳染性特異性腸炎癥，例如阿米巴痢疾或桿菌性痢疾、血吸蟲病、彎曲菌小腸結腸炎、耶爾森氏菌小腸結腸炎或蠕形住腸線蟲；非傳染性特異性腸炎癥，例如輻射小腸結腸炎、缺血性大腸炎或嗜曙紅細胞胃腸炎；和非特異性腸疾病，例如潰瘍性結腸炎、不確定性結腸炎和節(jié)段性回腸炎；引起壞死的小腸結腸炎(NEC)和胰腺炎。
細胞增殖和/或分化疾病和血管生成細胞增殖和/或分化疾病的例子包括但不限于癌、肉瘤、轉移性疾病和造血腫瘤病，例如白血病。轉移性腫瘤可由大量原發(fā)性腫瘤類型引起，包括但不限于前列腺、結腸、肺、乳腺和肝起源。
術語“癌癥”涉及到具有自發(fā)生長能力的細胞。這類細胞的例子包括具有特征為迅速增殖細胞生長的異常狀態(tài)或狀況的細胞。術語用來包括癌生長，例如腫瘤；致癌過程，轉移性組織和惡性變性細胞、組織或器官，與擴散性的組織病理學類型或階段無關。還包括各種器官系統(tǒng)的惡性腫瘤，如呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、腎系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、神經系統(tǒng)、肝系統(tǒng)、胃腸系統(tǒng)和內分泌系統(tǒng)；以及腺癌，包括惡性腫瘤如大多數(shù)結腸癌、腎細胞癌、前列腺癌和/或睪丸腫瘤、肺非小細胞癌、小腸癌和食道癌?！白园l(fā)性”的癌為不是在實驗上通過植入癌細胞到患者誘發(fā)的任何癌，并包括例如自發(fā)出現(xiàn)的癌、由于患者暴露于致癌物質引起的癌、由轉移基因的致癌基因的插入或腫瘤抑制基因的失去作用引起的癌，和由感染例如病毒性感染引起的癌。術語“癌”為已知技術，并涉及到上皮或內分泌組織的惡性腫瘤。該術語還包括癌肉瘤，其包括由癌和肉瘤組織組成的惡性腫瘤?！跋侔鄙婕暗接上俳M織衍生或其中腫瘤細胞形成可識別腺結構的癌。
術語“肉瘤”為已知技術，并涉及到間葉細胞衍生物的惡性腫瘤。術語“造血腫瘤病”包括涉及造血源增生細胞和/或腫瘤細胞的疾病。造血腫瘤病可由骨髓、淋巴或紅血球系或其前驅細胞引起。
可使用本發(fā)明的方法和組合物治療的癌癥包括例如胃癌、結腸癌、直腸癌、口腔/咽癌、食道癌、喉癌、肝癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、子宮頸癌、子宮體癌、卵巢癌、前列腺癌、睪丸癌、膀胱癌、皮膚癌、腎癌、腦/中樞神經系統(tǒng)癌、頭癌、頸癌和喉癌；Hodgkin病、非Hodgkin白血病、肉瘤、絨毛膜癌和淋巴瘤，等等。
還可使用本發(fā)明的方法抑制患者中多余(例如有害的)血管生成，并治療與血管生成相關/有關的病癥。本文中使用的術語“血管生成”是指在組織或器官中產生新血管?！芭c血管生成相關/有關的病癥”包括任何與血管生成相關或有關的過程或病癥。該術語包括涉及癌癥的病癥，以及那些不涉及癌癥的病癥。與血管生成相關/有關的病癥可與不需要的血管生成有關(例如引起)，以及與需要的(例如有益的)血管生成有關。該術語包括例如固體腫瘤；腫瘤轉移；良性腫瘤，例如血管瘤、聽神經瘤、神經纖維瘤、沙眼和化膿性肉芽瘤；類風濕性關節(jié)炎、狼瘡和其它連接組織疾?。慌Ｆぐ_；紅斑痤瘡；眼睛血管腫(angiogenic)病，例如糖尿病性視網膜病、早產兒視網膜病、黃斑變性、角膜移植排斥、新血管青光眼、晶體后纖維增生癥、虹膜紅變；Osler-Webber綜合癥；心肌血管生成；斑塊新生血管形成；毛細血管擴張；血友病關節(jié)；血管纖維瘤；和創(chuàng)傷肉芽生成。涉及血管生成的其它其它過程包括再生和創(chuàng)傷愈合。由于CO的抗VEGF性質，所以它還能用于治療內皮細胞過度或異常刺激疾病。這類疾病包括例如腸粘連、動脈粥樣硬化、硬皮病和肥厚性瘢痕，例如瘢痕疙瘩，以及對VEGF刺激敏感的內皮細胞癌。
被認為有出現(xiàn)癌癥危險的個體尤其可從本發(fā)明受益，主要是因為在有任何疾病跡象之前就開始預防治療?！坝形ｋU”的個體包括例如暴露于致癌物質的個體，例如通過食用，如通過吸入和/或攝取，致癌物質水平在統(tǒng)計上已顯示出促進了可感染個體中的癌癥。還包括由于暴露于紫外線輻射或由于它們的環(huán)境、職業(yè)和/或遺傳而有危險的個體，以及表現(xiàn)出癌癥前期癥狀征象如息肉的那些。類似地，在癌癥極早期或出現(xiàn)轉移(即只有一個或幾個異常細胞出現(xiàn)在個體身體中或在個體組織的特定點處)的個體可從這種預防治療中受益。熟練的從業(yè)者能認識到可通過本領域中已知的任何方法如通過醫(yī)師診斷來確定患者有癌癥危險。熟練的從業(yè)者還能認識到例如可聯(lián)合本文所述治療給予化療、放射治療、免疫治療、基因治療和/或手術以治療癌癥。
神經系統(tǒng)疾病還可使用本發(fā)明的方法治療神經系統(tǒng)疾病。神經系統(tǒng)疾病包括但不限于涉及腦的疾病，例如，影響大腦皮層的變性疾病，包括阿爾茨海默病，和基底神經節(jié)和腦干的變性疾病，包括帕金森氏癥和先天帕金森病(震顫性麻痹)。另外，可使用本發(fā)明的方法治療疼痛病。疼痛病的例子包括但不限于在各種形式組織損傷例如炎癥、感染和缺血期間引出的疼痛反應，通常稱作痛覺過敏(例如，描述在Fields，H.L.(1987)Pain，New YorkMcGraw-Hill)；與肌與骨骼的疾病有關的疼痛，例如關節(jié)疼；牙疼；頭疼；與手術有關的疼痛；與應激性腸綜合癥有關的疼痛；或胸疼。這類中還包括突然發(fā)作疾病，例如癲癇癥。
炎癥可使用本發(fā)明的方法治療炎癥。術語“發(fā)炎”和“炎癥”用于描述由在染病血管和鄰近組織中為響應由物理、化學或生物藥劑引起的損傷或異常刺激而發(fā)生的動態(tài)反應復合體(可根據細胞學和組織學研究識別)組成的基礎病理過程，包括局部反應和相應的形態(tài)學變化，有害物質的破壞或移除，和能導致恢復和愈合的反應。炎癥在某些情況下特征在于免疫細胞的浸潤(例如單核細胞/巨噬細胞、天然殺傷細胞、淋巴細胞(如B和T淋巴細胞))。另外，炎癥組織可包含由浸潤到區(qū)域內的細胞產生的細胞因子和趨化因子。通常，炎癥伴隨血栓形成，包括凝血和血小板凝聚兩者。術語“炎癥”包括各種類型的炎癥，如急性炎癥、慢性炎癥、過敏性炎癥(包括涉及肥大細胞的病癥)、變質炎癥(變性炎癥)、萎縮性炎癥、卡他性炎癥(在呼吸道中最常見)、格魯布性炎癥、fibrinbopurulent炎癥、纖維蛋白性炎癥、免疫炎癥、增生性或增殖性炎癥、亞急性炎癥、漿液性和漿液纖維素性炎癥?？墒褂帽景l(fā)明的方法治療局限在胃腸道或其任意部位、肝、心臟、皮膚脾、腦、腎、肺管和肺處的炎癥。還可治療與休克例如膿毒性休克、由任意類型的外傷引起的出血性休克和過敏性休克有關的炎癥。另外，包括使用本發(fā)明的方法治療類風濕性關節(jié)炎、狼瘡和其它發(fā)炎和/或自身免疫性疾?。挥擅庖呷毕菀鸬母叨劝l(fā)炎狀況，例如因感染HIV；和超敏性。
創(chuàng)傷愈合根據HO-1和血紅素降解產物的抗炎性質，本發(fā)明包括可使用本文描述的方法促進創(chuàng)傷愈合(例如在移植的皮膚、撕裂的(如由于手術)皮膚或燒傷皮膚中)。一般將它們局部地應用于創(chuàng)傷(例如作為創(chuàng)傷敷料、洗劑或藥膏)，但也可全身輸送。
生殖疾病本文描述的方法可用于治療或預防某些生殖疾病，例如與性傳播疾病有關的陽萎和/或炎癥。另外，本發(fā)明的方法可用于預防早期子宮收縮，并可用于預防早期分娩和月經痛。
實施例已描述了本發(fā)明的大量實施方案。不過，要認識到只要不脫離本發(fā)明的精神和范圍就可進行各種變更。因此，其它實施方案也在下面的權利要求的范圍內。
CO/HO-1和NO/iNOS在防止急性肝衰竭中的相互關系動物使用雄性C57BL/6J(Charles Rivers Laboratories，Bar Harbor，ME)、8-12周齡inos-/-小鼠和野生型同窩出生仔畜(在匹茲堡大學飼養(yǎng)/保存)進行體內實驗。
急性肝損傷模型給小鼠組給予TNF-α/D-Gal(分別0.3μg/8mg/小鼠，i.p.)。根據實驗條件，部分小鼠接受CO(250ppm)、選擇性NO供體O2-乙烯基1-(吡咯烷-1-基)二氮烯-1-鎓-1，2-二醇化物(V-PYRRO；10mg/公斤皮下(s.c.)，Alexis Biochem.，San Diego，CA)或鈷原卟啉(CoPP，5mg/公斤，腹腔內(i.p.)，F(xiàn)rontier Scientific，Logan，UT)。另外，在指定時給予iNOS選擇性抑制劑L-N6-(1-亞氨基乙基)-賴氨酸-二鹽酸鹽(L-NIL；5mg/公斤，i.p.，Alexis Biochemicals)或HO-1抑制劑錫原卟啉(SnPP；50μmol/公斤，i.p.，F(xiàn)rontier Scientific)。
肝細胞細胞培養(yǎng)從Kim等人(J.Biol.Chem.2721402-1411(1997))描述的C57BL/6J、mkk3-/-、inos-/-(室內喂養(yǎng)群)或hmox-1-/-小鼠中采集小鼠原代肝細胞。在采集后1-3天使用肝細胞。
肝細胞死亡/凋亡的誘導用TNF-α(10ng/ml)和放線菌素-D(Act-D；200ng/ml，Sigma ChemicalCo.St.Louis，MO)處理細胞以誘導細胞死亡。TNF-α/ActD處理已被證實在原代肝細胞中誘導細胞死亡尤其是凋亡(參見例如Kim等人，(J.Biol.Chem.2721402-1411(1997))。用CO、NO供體s-亞硝基-N-乙?；?青霉胺(SNAP；250-750μM)和/或需要的其它藥劑處理肝細胞。在TNF-α/ActD處理12小時后，洗滌細胞并用結晶紫染色按照前述方法以測定成活力(Id.)。在需要時，給予選擇性體外iNOS抑制劑L-N5-(1-亞氨基乙基)-鳥氨酸-2HCl(LNIO；1-2mM；Calbiochem，San Diego，CA)。
免疫印跡分析用抗iNOS(Transduction Laboratories，Lexington，Kentucky；1∶1000)、HO-1(Calbiochem；1∶2000)或β-肌動蛋白(Sigma Chemical；1∶5000)的抗體在培養(yǎng)中或來自肝均漿的原代肝細胞上進行Western印跡分析。每個孔中加載30μg細胞培養(yǎng)實驗中的蛋白質或100μg來自肝均漿的蛋白質用于SDS-PAGE。
血清丙氨酸轉氨酶水平使用測試試劑盒按照廠家說明(Sigma，St.Louis MO)測量小鼠中血清丙氨酸轉氨酶(ALT)水平。
CO暴露使動物暴露于濃度為250ppm的CO。簡單地說，將含1％CO的空氣與空氣(21％氧氣)在不銹鋼混合筒中混合，然后以12L/分鐘的流速送入3.70ft3的玻璃暴露室中。使用CO分析儀(Interscan，Chatsworth，CA)連續(xù)測量室中的CO水平。CO濃度始終保持在250ppm。根據要求將動物放入到暴露室中。
HO-1在CO防止急性肝衰竭中的作用研究了CO和NO是否通過HO-1依賴性機制對急性肝衰竭施加保護。數(shù)據列在圖1、2、3和4中。
為產生圖1中列出的數(shù)據，進行免疫印跡分析以觀察在有和沒有CO(250ppm)時接受TNF-α/D-Gal的小鼠的肝臟中HO-1的表達。CO處理的小鼠在有和沒有TNF-α/D-Gal兩種情況下都表現(xiàn)出顯著的HO-1表達增加。
為評價iNOS對肝臟中TNF-α/D-Gal誘導的HO-1表達的作用(數(shù)據列在圖2中)，在用CO(250ppm)預處理前2小時和此后每隔2小時為小鼠給予L-NIL(5mg/公斤，i.p.)對照小鼠接受L-NIL并保持在室內空氣中。在圖2中注意到，CO提高了溶媒處理的小鼠中的HO-1表達，但在iNOS被抑制時不能誘導表達。單獨的L-ML處理對HO-1表達具有最小的影響。
為檢驗CO誘導的HO-1的保護作用(數(shù)據列在圖3中)，在給予CO 5小時前給予小鼠HO-1的選擇性抑制劑SnPP(50μmol/公斤，s.c.)?；蛘?，給予小鼠VPYRRO(VP)，一種NO供體(10mg/公斤，s.c.)。VP被選擇性地設計直接輸送NO到肝臟。在初始VP劑量1小時后，在給予TNF-α/D-Gal(見上文)前使動物暴露于CO 1小時。6-8小時后測定血清ALT水平。注意到CO未能在HO-1活性被阻斷的動物中提供保護。當在2小時前和然后每隔2小時給予VP時，8小時后通過血清ALT測量確定VP對損傷提供了保護。
為產生圖4中列出的數(shù)據，按Stenger等人(J.Exp.Med.1831501-1514(1996))所述，用含L-NIL(4.5mM)的飲用水預處理野生型C57BL/6J小鼠24小時。然后給予這些小鼠和inos-/-小鼠CoPP。在整個實驗中水中都保留L-NIL。對照和inos-/-小鼠接受正常飲用水。在給予CoPP 24小時后，給予TNF-α/D-Gal并在6-8小時后測定血清ALT。在圖4中注意到，HO-1的誘導提供了保護而與iNOS的存在無關。
來自有或沒有TNF-α/D-Gal時用CO處理的小鼠的肝臟提取物的免疫印跡分析表明HO-1上調(圖1)。在上述這些組中加入iNOS抑制劑L-NIL消除了保護(圖3)，還阻止了HO-1上調(圖2)。為了確定HO-1是否對CO引起的肝保護至關重要，使用錫原卟啉-IX(SnPP，50μmol/公斤，s.c.，F(xiàn)rontierScientific)作為HO-1活性的選擇性抑制劑。SnPP顯著地減少了該模型中CO的保護作用(圖3)。在沒有TNF-α/D-Gal時給予SnPP沒有有害或保護作用(數(shù)據未示出)。這些結果表明HO-1的上調對CO的保護作用至關重要。
為確定如果保護由NO引起是否還需要HO-1的上調，用藥理學NO供體V-PYRRO/NO處理小鼠。該藥劑通過肝代謝，導致由肝細胞釋放NO。V-PYRRO/NO還在給予LPS/D-gal或TNF-α/D-Gal后提供保護。對小鼠隨機分組，并在有或沒有SnPP時用TNF-α/D-Gal處理以評價HO-1的作用。如血清ALT分析所示，V-PYRRO/NO有保護性。但是，SnPP消除了這種NO供體防護肝損傷的能力(圖3)。因此，看來CO或NO引發(fā)的肝保護至少部分依賴于HO-1。
由于這些數(shù)據表明CO和NO需要HO-1活性來防護TNF-α誘導的肝細胞死亡，因此研究了由HO-1介導的保護是否需要iNOS活性。使用inos-/-小鼠，通過給予CoPP誘導HO-1。在HO-1表達最高后24小時，注入TNF-α/D-gal，并在6-8小時后評價肝損傷。結果表明HO-1的誘導能顯著防止肝損傷而不依賴于iNOS活性，血清ALT降低＞50％(圖4)。這些結果使用L-NIL證實。用含有L-NIL(4.5mM)的飲用水預處理小鼠24小時。這種方法能有效地抑制NOS活性。對照小鼠接受正常水。隨后，給予CoPP以誘導HO-1表達并在其后24小時用TNF-α/D-gal刺激小鼠。單獨的L-NIL處理沒有改變在這個模型中誘發(fā)損傷的嚴重性。所有接受CoPP(有和沒有L-NIL)的動物免受肝損傷(圖4)。
研究了CO或NO誘導的對TNF-α/D-gal誘導肝細胞死亡的防護是否需要HO-1表達。數(shù)據列于圖5和6中。
為產生圖5中列出的數(shù)據，從無HO-1的小鼠(hmox-1-/-)和野生型(C57BL/6J)同窩出生仔畜中分離出小鼠肝細胞，用CO(250ppm)預處理1小時，并用TNF-α/ActD處理。按上述分析生存力。CO明顯地保護野生型肝細胞，但不能保護從hmox-1-/-小鼠中分離出的肝細胞。
為產生圖6中列出的數(shù)據，從無HO-1的小鼠(hmox-1-/-)和野生型(C57BL/6J)同窩出生仔畜中分離出小鼠肝細胞，用NO供體SNAP(500μM)預處理，然后在1小時后用TNF-α/ActD處理。SNAP在這種模型中已被證實保護肝細胞。SNAP明顯地防護了野生型肝細胞中的細胞死亡，但不能對從hmox-1-/-小鼠中分離出的肝細胞中的細胞死亡提供有效防護。如上所討論，暴露于TNF-α/ActD的空氣處理的野生型和hmox-1-/-細胞發(fā)生了預料的細胞死亡，而CO或NO處理的野生型細胞在TNF-α/ActD存在下得到保護(圖5和6)。由CO和NO給予的保護在缺少功能HO-1(hmox-1-/-)的細胞中喪失。因此，看來HO-1能在這種模型中提供保護而不涉及iNOS，這表明HO-1或其催化產物中的一種或多種能部分地在這種模型中發(fā)揮細胞保護作用。
研究了CO是否能增加大鼠肝臟中LPS誘導的iNOS表達和CO是否能抑制脂多糖(LPS)誘導的肝臟損傷。數(shù)據列在圖7和8中。為產生圖7中列出的數(shù)據，用CO(250ppm)預處理大鼠1小時，然后給予LPS(50mg/公斤，i.v.)。采集肝臟樣品并在8小時后用Western印跡法分析iNOS表達。結果表明LPS誘導了iNOS蛋白質表達的增加，其在CO存在下增加顯著。這些數(shù)據說明CO能增加大鼠肝臟中LPS誘導的iNOS表達。為產生圖8中列出的數(shù)據，給予大鼠50mg/公斤LPS，i.v.±CO(250ppm)，并在8小時后采集血液用于血清ALT測定。使用測試試劑盒(Sigma，St.Louis MO)測定ALT。數(shù)據為4-6只大鼠/組的平均值±SD。與圖7中列出的數(shù)據關聯(lián)，這些數(shù)據說明CO能抑制LPS誘導的肝臟損傷，由血清ALT水平升高得到估計。
權利要求
1.一種減輕患者炎癥的方法，包括對被診斷患有炎癥或有患炎癥危險的患者給予(i)包含氧化氮的藥物組合物，和(ii)選自以下的第二種治療使用不同于NO的藥劑誘導患者中的HO-1；表達患者中的HO-1；誘導患者中的鐵蛋白；表達患者中的鐵蛋白；和對患者給予包含HO-1、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、去鐵敏、水楊醛異煙酰腙、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物；其中給予氧化氮和第二種治療的量足以減輕炎癥。
2.如權利要求1的方法，其中(i)中的藥物組合物還包括一氧化碳。
3.如權利要求1的方法，還包括(iii)給予患者包含一氧化碳的藥物組合物。
4.如權利要求1的方法，其中第二種治療是誘導患者中的HO-1。
5.如權利要求1的方法，其中第二種治療是對患者給予包含HO-1的藥物組合物。
6.如權利要求1的方法，其中第二種治療是對患者給予包含膽綠素的藥物組合物。
7.如權利要求1的方法，其中第二種治療是對患者給予包含膽紅素的藥物組合物。
8.如權利要求1的方法，其中第二種治療是對患者給予包含鐵蛋白的藥物組合物。
9.如權利要求1的方法，其中第二種治療是對患者給予包含去鐵敏(DFO)或水楊醛異煙酰腙(SIH)的藥物組合物。
10.如權利要求1的方法，其中第二種治療是對患者給予包含右旋糖酐鐵的藥物組合物。
11.如權利要求1的方法，其中第二種治療是對患者給予包含去鐵鐵蛋白的藥物組合物。
12.如權利要求1的方法，其中第二種治療是在患者中誘導鐵蛋白表達。
13.如權利要求1的方法，其中炎癥與選自以下的癥狀相關哮喘、成人呼吸窘迫綜合癥、間質性肺纖維化、肺栓塞、慢性梗阻性肺病、原發(fā)性肺動脈高血壓、慢性肺氣腫、充血性心力衰竭、周圍性血管疾病、中風、動脈粥樣硬化、缺血性再灌注損傷、心臟病發(fā)作、腎小球腎炎、涉及腎發(fā)炎的病癥、泌尿生殖道感染、病毒性肝炎、中毒性肝炎、肝硬化、腸梗阻、壞死性小腸結腸炎、特異性和非特異性腸炎、類風濕性關節(jié)炎、癌癥、創(chuàng)傷、阿爾茨海默病、帕金森病、移植物抗宿主病和出血性休克、膿毒性休克或過敏性休克。
14.如權利要求1的方法，其中炎癥為心臟、呼吸道、肝臟、脾、腦、關節(jié)、皮膚、胃腸道和/或腎臟的炎癥。
15.一種減輕患者炎癥的方法，包括對被診斷患有炎癥或有患炎癥危險的患者給予治療有效量的包含氧化氮和一氧化碳的藥物組合物，其中炎癥與選自以下的癥狀相關充血性心力衰竭、周圍性血管疾病、中風、動脈粥樣硬化、缺血性再灌注損傷、心臟病發(fā)作、腎小球腎炎、涉及腎發(fā)炎的病癥、泌尿生殖道感染、病毒性肝炎、中毒性肝炎、肝硬化、腸梗阻、壞死性小腸結腸炎、特異性和非特異性腸炎、創(chuàng)傷、癌癥、阿爾茨海默病、帕金森病、移植物抗宿主病和出血性休克、膿毒性休克或過敏性休克。
16.一種移植器官、組織或細胞的方法，該方法包括(a)對供體給予(i)包含氧化氮的藥物組合物，和(ii)選自以下的第二種治療誘導供體中的HO-1；表達供體中的HO-1；誘導供體中的去鐵鐵蛋白；表達供體中的去鐵鐵蛋白；和對供體給予包含HO-1、一氧化碳、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、去鐵敏、水楊醛異煙酰腙、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物；(b)從供體獲得器官、組織或細胞；和(c)移植器官、組織或細胞到受體內，其中步驟(a)中給予的氧化氮和第二種治療足以提高器官、組織或細胞在移植到受體中后的存活率或功能。
17.一種移植器官、組織或細胞的方法，該方法包括(a)提供供體的器官、組織或細胞；(b)體外給予器官、組織或細胞(i)包含氧化氮的藥物組合物；和(ii)選自以下的第二種治療誘導器官、組織或細胞中的HO-1；表達器官、組織或細胞中的HO-1；誘導器官、組織或細胞中的鐵蛋白；表達器官、組織或細胞中的鐵蛋白；和給予器官、組織或細胞包含HO-1、一氧化碳、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、去鐵敏、水楊醛異煙酰腙、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物；和(c)移植器官、組織或細胞到受體內，其中步驟(b)中給予器官、組織或細胞的氧化氮和第二種治療足以提高器官、組織或細胞在移植到受體中后的存活率或功能。
18.一種移植器官、組織或細胞的方法，該方法包括(a)提供來自供體的器官、組織或細胞；(b)移植器官、組織或細胞到受體內；和(c)在步驟(b)前、過程中或后，給予受體(i)包含氧化氮的藥物組合物，和(ii)選自以下的第二種治療誘導受體中的HO-1；表達受體中的HO-1；誘導受體中的去鐵鐵蛋白；表達受體中的去鐵鐵蛋白；和對受體給予包含HO-1、一氧化碳、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、去鐵敏、水楊醛異煙酰腙、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物，其中步驟(c)中給予受體的氧化氮和第二種治療足以提高器官、組織或細胞在移植到受體中后的器官、組織或細胞存活率或功能。
19.如權利要求18的方法，還包括給予供體(i)包含氧化氮的藥物組合物，和(ii)選自以下的第二種治療誘導供體中的HO-1；表達供體中的HO-1；誘導供體中的去鐵鐵蛋白；表達供體中的去鐵鐵蛋白；和對供體給予包含HO-1、一氧化碳、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、去鐵敏、水楊醛異煙酰腙、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物。
20.如權利要求18的方法，還包括在體外給予器官、組織或細胞(i)包含氧化氮的藥物組合物；和(ii)選自以下的第二種治療誘導器官、組織或細胞中的HO-1；表達器官中的HO-1；誘導器官、組織或細胞中的鐵蛋白；表達器官、組織或細胞中的鐵蛋白；和給予器官、組織或細胞包含HO-1、一氧化碳、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、去鐵敏、水楊醛異煙酰腙、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物。
21.一種對患者進行血管成形術的方法，包括(a)對患者進行血管成形術；和(b)在進行步驟前、過程中或后，對患者給予(i)包含氧化氮的藥物組合物，和(ii)選自以下的第二種治療誘導患者中的HO-1；表達患者中的HO-1；誘導患者中的鐵蛋白；表達患者中的鐵蛋白；和對患者給予包含HO-1、一氧化碳、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、去鐵敏、水楊醛異煙酰腙、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物，其中給予氧化氮和第二種治療的量足以治療患者內膜增生。
22.一種治療患者自發(fā)性癌癥的方法，包括對被診斷患有自發(fā)性癌癥或或有患自發(fā)性癌癥危險的患者給予(i)包含氧化氮的藥物組合物，和(ii)選自以下的第二種治療誘導患者中的HO-1；表達患者中的HO-1；誘導患者中的鐵蛋白；表達患者中的鐵蛋白；和給予包含HO-1、一氧化碳、膽紅素、膽綠素、鐵蛋白、鐵、去鐵敏、水楊醛異煙酰腙、右旋糖酐鐵或去鐵鐵蛋白的藥物組合物；其中給予氧化氮和第二種治療的量足以治療癌癥。
23.如權利要求22的方法，其中癌癥為自然始發(fā)于選自患者以下部位的癌癥胃、結腸、直腸、口/咽、食道、喉、肝、胰腺、肺、乳腺、子宮頸、子宮體、卵巢、前列腺、睪丸、膀胱、皮膚、骨、腎、腦/中樞神經系統(tǒng)、頭、頸和咽喉。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用氧化氮(NO)、血紅素加氧酶－1(HO－1)和血紅素降解產物如一氧化碳(CO)、膽綠素、膽紅素和鐵治療疾病。
文檔編號A61P25/16GK1674942SQ03819736
公開日2005年9月28日 申請日期2003年6月20日 優(yōu)先權日2002年6月21日
發(fā)明者利奧·E·奧特拜因, 弗里茨·H·巴赫 申請人:聯(lián)邦高等教育系統(tǒng)匹茲堡大學, 貝思·伊斯雷爾·迪科尼斯醫(yī)藥中心