治療性硫酸化多糖、其組合物及治療患者的方法
【專利摘要】本申請公開了用于通過影響對此治療有需求的受試者的糖萼來治療多種疾病的方法和組合物。所述方法包括對受試者施用有效量的硫酸化多糖(SP)或其類似物，所述SP是非動物基的(例如，源于植物或細菌的)硫酸化多糖。SP可作為單一藥劑施用，或者彼此組合施用，或者與其它藥物組合施用以提高效力。還描述了包括這種SP的藥物組合物和食物。
【專利說明】治療性硫酸化多糖、其組合物及治療患者的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是于2012年9月21日提交的待決美國專利申請第13/624，742號的部分繼續(xù)申請，其要求于2011年9月21日提交的美國臨時專利申請第61/537，558號和于2011年10月5日提交的美國臨時專利申請第61/543，684號的優(yōu)先權(quán)，以上專利申請通過引用以其整體并入本文。
[0003]關(guān)于聯(lián)邦資助研究或開發(fā)的聲明
[0004]不適用
[0005]附錄參考
[0006]不適用
發(fā)明領(lǐng)域
[0007]本文所公開和教導(dǎo)的發(fā)明主要涉及硫酸化多糖及其在受試者中治療疾病的治療用途。特別是，本發(fā)明涉及用于患有糖萼(glycocalyx)相關(guān)疾病或鐮狀細胞性貧血(sickle-cell anemia)并對這種治療性治療有需要的受試者的治療性治療的來自非動物來源的硫酸化多糖。
【背景技術(shù)】
[0008]研究最多的海洋硫酸化多糖之一是硫酸化半乳聚糖(SG)。SG與硫酸化脫氧半乳聚糖一起，是糖胺聚糖之后全球研究最為廣泛的硫酸化多糖。一般來說，SG是a -L-和/或a -D-或β -D-吡喃半乳糖(吡喃半乳糖基)單元的聚合物[Pomin, V.P.等人，Glycobiology, Vol.18，pp.1016-1027 (2008)]。這些強離子型大分子的結(jié)構(gòu)在物種之間變化，盡管其主要結(jié)構(gòu)特征在門之間是保守的。它們通常顯示高分子量(MW) O IOOkDa)。這些聚糖具有來自其硫酸化酯的高度電負性的電荷密度，繼而觸發(fā)其生物效應(yīng)。但是，這些分子間相互作用通常是立體特異性的，而不僅僅或簡單地依賴于電荷相互作用的結(jié)果[Pomin，V.P.，Biopolymers, Vol.91, pp.601-609 (2009)。
[0009]這些化合物基本上分離自海洋生物，例如大型藻類(褐藻、綠藻和紅藻)，以及某些無脊椎動物如棘皮動物(海參和海膽)或被囊類動物(海鞘)。通常，這些聚合物主要由僅為其a-L-型的吡喃巖藻糖基單元組成，或者由α-L-和/或a-D-或β _D_吡喃半乳糖基單元組成。這些強離子型大分子的結(jié)構(gòu)在物種之間變化，盡管其主要結(jié)構(gòu)特征在門之間是保守的。
[0010]迄今為止,僅有褐藻(褐藻類)、海參(棘皮動物門，海參綱)和海膽(棘皮動物門，海膽綱)中的硫酸化脫氧半乳聚糖已見描述。最近的文章首次報道了分離自海草川蔓藻(Rupia maritima)的新的 SG [Aquino, R.S.，等人，Glycobiology, Vol.15，pp.11 ~20(2005)]。海草是一類生長在高鹽海洋環(huán)境中的維管開花植物(被子植物)。來自川蔓藻的硫酸化D-半乳聚糖的結(jié)構(gòu)由規(guī)則的四糖重復(fù)單元(圖1e)構(gòu)成。與紅藻類似，海洋被子植物多糖含有α-和β-D-半乳糖基異構(gòu)體二者；但是，這些單元并非分布在交替的序列中，被子植物分子具有更為清晰和明確的結(jié)構(gòu)。這一海洋植物中的SG明確地貢獻于細胞壁的結(jié)構(gòu)排列，但似乎一旦該植物在生態(tài)學(xué)上分布于具有高鹽度變化的棲息地，其還在生理學(xué)上參與表皮細胞的滲透調(diào)節(jié)。除了少數(shù)例外(參見，例如Chevolot, L.,等人，Carbohydrate Research, Vol.319, pp.154-165 (1999) ；Bilan, M.1.,等人，Carbohydrate research, Vol.337, pp.719-730 (2002)),在褐藻中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)結(jié)構(gòu)由于若干種磷酸化和糖基化位點而是異質(zhì)的；沒有重復(fù)單元以及任意位置處支鏈殘基共同存在的明確證據(jù)。所有這些異質(zhì)性常常使得藻類硫酸化脫氧半乳聚糖的完整結(jié)構(gòu)鑒定變得很困難。這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)排列與褐藻硫酸化脫氧半乳聚糖作為細胞壁組裝分子的結(jié)構(gòu)組織者成分的功能直接相關(guān)。這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與高分子量一起使得細胞壁通過與不同類型分子一肽、海藻酸、果膠、纖維素、雜多糖等之間的結(jié)合實現(xiàn)高度復(fù)雜的組織[Andrade，L.R.,等人，J.Structural Biology, Vol.145, pp.216-225 (2004) ] ?
[0011]相反，棘皮動物硫酸化脫氧半乳聚糖的結(jié)構(gòu)要簡單得多。這些聚糖由明確的重復(fù)單元組成，使得其硫酸化模式、糖苷連接類型和所有殘基的異頭構(gòu)型得以完全確定(參見圖1)。這些大分子已經(jīng)分離自海膽的卵膠層以及海參的體壁。與褐藻硫酸化脫氧半乳聚糖的無規(guī)結(jié)構(gòu)不同，無脊椎動物硫酸化脫氧半乳聚糖由于其特異性生物功能而要求明確的結(jié)構(gòu)模式。在海膽的情形中，它們參與一種非常罕見的碳水化合物誘導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)——頂體反應(yīng)(AR)。每個海膽物種的特征性規(guī)則結(jié)構(gòu)似乎對于保持其體外受精中發(fā)現(xiàn)的種內(nèi)特異性重要[Vilela-Silva, A.-C.，等人，Int.J.Dev.Biol.，Vol.52，pp.551-559 (2008)]。
[0012]硫酸化半乳聚糖也已經(jīng)分離自綠藻(綠藻門(Clorophyta))或紅藻(紅藻門(Rhodophyta))的細胞壁。與硫酸化脫氧半乳聚糖類似，硫酸化半乳聚糖可發(fā)現(xiàn)于幾個海膽物種的卵膠涂層中，并且已有報道已經(jīng)分離自海鞘(尾索動物亞門，海鞘綱)的被膜[Santos, J.A.,等人，European J.Biochem., Vol.204, pp.669-677 (1992)]。最近還描述了分離自海洋被子植物海草的硫酸化半乳聚糖[Aquino，R.S.，等人，Glycobiology，Vol.15，pp.11~20 (2005)]。來自無脊椎動物(參見圖2)和海洋被子植物的硫酸化半乳聚糖具有與無脊椎動物硫酸化脫氧半乳聚糖(參見圖1)中相同的簡單、明確的單元的結(jié)構(gòu)模式。然而，綠藻硫酸化半乳聚糖的結(jié)構(gòu)更為異質(zhì)，但比褐藻硫酸化脫氧半乳聚糖要簡單。褐藻大分子主要由3-β-D-Galp組成，但沒有規(guī)則或重復(fù)的單元，且具有異質(zhì)的硫酸化分布(但主要為4-和/或6-硫酸酯)。紅藻硫酸化半乳聚糖具有非常規(guī)則的骨架，其總是由二糖重復(fù)單元組成，但在其硫酸化方式方面也是高度異質(zhì)的，其在物種之間有變化(參見圖2D)。
[0013]盡管藻類同多糖表現(xiàn)出潛在的藥學(xué)作用，但其結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性和/或部分表征使得對其生化特性不能完全理解。對于藻類多糖特別是硫酸化脫氧半乳聚糖，建立結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系通常很困難。另一方面，對于無脊椎動物多糖的生物作用由于其明確的結(jié)構(gòu)，理解更加清晰。因此，優(yōu)先選擇無脊椎動物同多糖作為潛在的藥物候選物用于后續(xù)的藥學(xué)研究[參見，Mourao, P.a., Current Pharmaceutical Design, Vol.10, pp.967-981 (2004)]。盡
管并未示出，但據(jù)信多糖的主要結(jié)構(gòu)特征(糖的類型、硫酸化和糖基化位點以及定向結(jié)合優(yōu)先性)可具體地解釋治療應(yīng)用中有利生物作用的表現(xiàn)。
[0014]但是，作為一類，就治療和潛在藥物的觀點而言，硫酸化多糖的特征在于生物活性過多，在動物和人中常具有有利的容忍度圖譜。這些聚陰離子型分子常常源自動物組織，包括范圍寬廣的小類，包括肝素、糖胺聚糖、巖藻多糖(fucoidans)、角叉藻聚糖、戊聚糖多硫酸酯和皮膚素或葡聚糖硫酸酯[參見，例如，Toida等人(2003)，Trends in Glycoscienceand Glycotechnologyl5:29-46)]。另外已經(jīng)報道了分子量更低、更少異質(zhì)的化學(xué)合成硫酸化多糖，近年來其已經(jīng)到達藥物開發(fā)的不同階段[參見，例如，Sinay, (1999), Nature, Vol.398, pp.377-378 ；0rgueira,等人(2003), Chemistry, Vol.9, pp.140-169 ;和 Williams,等人(1998), Gen.Pharmacol., Vol.30, pp.337-341]。肝素樣硫酸化多糖表現(xiàn)出通過抗凝血酶III和/或肝素輔因子II相互作用介導(dǎo)的差異的抗凝活性[Toida等人，同上]。值得注意的是，某些天然來源或化學(xué)修飾的化合物在抑制活性不大的濃度(或劑量)下表現(xiàn)出其它的生物活性[參見，例如 Wan,等人(2002), Inflamm.Res., Vol.51, pp.435-443 ；Bourin,等人(1993), Biochem.J., Vol.289 (Pt2), pp.313-330 ;和 Luyt,等人(2003), J.Pharmacol.Exp.Ther., Vol.305, pp.24-30)]。
[0015]本文所公開和教導(dǎo)的發(fā)明主要涉及包括硫酸化多糖的治療組合物，所述硫酸化多糖表現(xiàn)出特定的生物活性，并且分離自包括動物在內(nèi)的多種有機體，并涉及使用這種組合物的治療方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本公開的新特征在于非動物來源、特別是非脊椎動物來源的硫酸化多糖，已發(fā)現(xiàn)其對于包括以下的多種疾病目標(biāo)具有有益的治療效果:鏈狀細胞性貧血和其它血紅蛋白型疾病，以及與受試者糖 萼相關(guān)的疾病和病癥、代謝失調(diào)和疾病(代謝綜合征)、血管疾病和失調(diào)以及動脈粥樣硬化病。
[0017]根據(jù)本公開的實施方式，描述了在對該治療有需求的受試者中治療糖萼降解相關(guān)疾病(glycocalyx-degradation associated disorder)的方法,該方法包括:施用有效量的藥物組合物，該藥物組合物包括式(I)的化合物或其溶劑化物、前藥、水合物、衍生物或類似物，
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種在對此治療有需求的受試者中治療糖萼降解相關(guān)疾病的方法，所述方法包括: 施用有效量的藥物組合物，所述藥物組合物包括式(I)化合物或其溶劑化物、前藥、水合物、衍生物或類似物，
2.一種在患者中治療糖萼相關(guān)疾病的方法，所述方法包括以下步驟: (a)施用有效量的藥物組合物，所述藥物組合物包括:(1)藥物有效量的非動物來源的硫酸化多糖，或其可藥用鹽、水合物、溶劑化物或前藥；和 (2)可藥用載體，其中藥物制劑的施用在患者中積極作用于所述糖萼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述藥物組合物是口服組合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述口服藥物組合物是丸劑、膠囊或片劑的形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述糖萼相關(guān)疾病是鐮狀細胞性貧血。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述糖萼相關(guān)疾病是特征在于HbA球蛋白鏈缺乏或合成減少的地中海貧血綜合征。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述硫酸化多糖是在患者中降解糖萼的酶的抑制劑。
8.一種治療組合物,包括: 式(I)化合物或其溶劑化物、前藥、水合物、衍生物或類似物，
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的治療組合物，其中所述式(I)化合物是在植物、藻類、細菌或無脊椎動物有機體中天然存在的天然化合物。
10.一種可食用組合物，其包括: 式(I)化合物或其溶劑化物、前藥、水合物、衍生物或類似物，
11.一種篩選糖萼相關(guān)疾病的治療劑的方法，所述方法包括: a)使測試化合物與表達硫酸肝素蛋白的細胞接觸； b)測量細胞中所述蛋白的表達水平；和 c)選擇與在不存在多糖化合物的情況下測量相比時增加表達水平的硫酸化多糖化合物，從而選擇所述糖萼相關(guān)疾病的治療劑。
12.一種在患者區(qū)域中抑制內(nèi)皮細胞中糖萼降解的方法，所述方法包括對所述患者施用包括硫酸化多糖作為活性成分的組合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述方法具有抑制心瓣膜中血管生成的效果。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述方法具有在患有糖尿病視網(wǎng)膜病變的患者中抑制血管損傷的效果。
15.—種在受試者中治療糖萼相關(guān)疾病的方法,所述方法包括:對有需要的受試者施用治療量的組合物，所述組合物包括至少一種提純的硫酸化多糖、硫酸化多糖聚合物或其提取物，并且其中所述組合物的劑量足以取代來自所述受試者內(nèi)皮的至少一種糖萼的類肝素。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述硫酸化多糖是硫酸鼠李聚糖或硫酸鼠李聚糖分離物。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述硫酸鼠李聚糖或硫酸鼠李聚糖分離物來自礁膜(Monostroma nitidum)物種。
18.一種用于在受試者中治療血管病或血管相關(guān)疾病的治療劑型，包括硫酸化多糖、天然有機體的硫酸化多糖分離物或者天然硫酸化多糖的提取物或聚合物提取物。
19.一種在受試者中治療代謝綜合征或者代謝綜合征的一種或更多種癥狀的方法，所述方法包括對有需要的受試者施用組合物，所述組合物包括有效量的非動物來源的硫酸化多糖或其可藥用鹽、水合物、溶劑化物或前藥。
20.一種預(yù) 防和/或治療代謝綜合征的組合物，其包括至少一種選自式1、式II或式III所表示的化合物或其鹽、溶劑化物、水合物、前藥或酯的化合物，其含量不低于0.0000001wt%且低于 IOOwt%。
【文檔編號】A61K36/02GK103974707SQ201280059993
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年10月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月5日
【發(fā)明者】布魯斯.A.丹尼斯 申請人:布魯斯.A.丹尼斯