用于光动力治疗、经过化学修饰以增强上皮细胞渗透性和细胞的生物利用度的组分的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种光动力学前体药物，即，4-硫代胸苷(4-TT)，其可以穿过身体上皮细胞组织，例如皮肤、口腔、鼻腔、肺管(pulmonary?tract)、消化道、血脑屏障的上皮细胞组织，包括这一前体药物在皮肤增生治疗的局部应用中的用途，包括皮肤癌、牛皮癣、瘢痕疙瘩、光化性角化病等皮肤增生。
【专利说明】用于光动力治疗、经过化学修饰以增强上皮细胞渗透性和细胞的生物利用度的组分
【背景技术】
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请基于35U.S.C.§ 119(e)要求美国临时申请61/568，028的优先权，该临时申请的申请日为2011年12月7日，其全文以引用的方式并入本文中。
【技术领域】
[0003]本发明一般涉及细胞透性和光动力治疗，以及更具体地，涉及一种光动力治疗分子，4-硫代胸苷，其经过化学修饰形成可以穿过身体上皮细胞组织的前体药物，例如皮肤、口腔、鼻腔、肺管(pulmonary tract)、消化道、血脑屏障的上皮细胞组织，包括这类分子在皮肤增生治疗的局部应用中的用途，包括皮肤癌、牛皮癣、瘢痕疙瘩、光化性角化病等皮肤增生。
[0004]背景信息
[0005]上皮细胞增生是最常见的细胞增殖疾病之一。它们都牵涉到器官衬壁或器官膜中的细胞小团体过度增殖，它们组成身体和外界之间的界面。它们的严重性可以囊括从温和的皮肤牛皮癣或光化性角化病(AK)的例子，到严重的上皮性肿瘤(癌)如基底细胞癌(BCC)、鳞状细胞癌(SCC)、黑素瘤(皮肤)、头颈癌、胃癌、肠癌和膀胱癌的例子。
[0006]皮肤癌的多种形式导致了其成为最常见的癌症。黑素瘤是它们中唯一一种严重威胁生命的癌症。非黑素瘤的癌症如BCC，虽然非常常见，但相对地是良性的；而SCC由于偶尔会发生转移，因此是中度危险的。增生，如光化性角化病(AK)被称为癌前期病变，因为如果不进行治疗，它们会导致SCC。
[0007]除此之外，还有其他不会威胁到生命的病状，但会给病人带来更多的痛苦，并且需要治疗。牛皮癣是一种自体免疫疾病，其导致皮肤斑块的慢性炎症，引起瘙痒和疼痛。
[0008]相反，瘢痕疙瘩是异常的疤痕，在易感个体的原伤口上，其大小会成倍增加。主要的治疗方式是手术切除，但这不可避免地造成另一个伤口，瘢痕疙瘩再次出现的几率为50%。一种非介入性的治疗将会是非常需要的。
[0009]光动力治疗(TOT)是一种新型的治疗皮肤和内部上皮细胞过度增生疾病的方法。其涉及局部地或全身性地给予光敏试剂，该光敏试剂理想地集中在身体的增生组织中。该化合物本身是无活性的，但在特定波长的光线照射后，该分子就会被化学激活，并被刺激以进行化学反应，从而直接破坏细胞，或导致产生反过来对细胞有害的物质。该化学治疗行为的方式是在身体上被限制在目标区域，而不是将不良的和有害的副作用扩散到病人的整个身体。自然地，PDT的适用领域受组织中光源可到达的程度限制。
[0010]内部癌症，如肺癌、膀胱癌和那些消化道(如胃/结肠)的癌症均代表了死亡率的主要原因，以及占所有癌症死亡病例中相当大的比例。虽然现代的预防方法已经成功减低了发生率，但是在治疗方面，特异性治疗，即非化学治疗的方法几乎没有。所有这些癌症都有一界面面向空气，这使得发光探针可能地容易进入这些癌症中，并从而实施PDT。
[0011]现今PDT领域中的主要参与者是卟吩姆钠(PH0T0PRIN?)以及5_氨基乙酰丙酸(ALA)。Photoprin是一种卟啉衍生物，其在美国和欧洲被批准全身性使用来治疗支气管癌、肺癌、膀胱癌和食道癌。相反，ALA是卟啉的前体，其在细胞中直接被转化成原卟啉(protoporphyrin) IX ;其是通过局部地给药,并被批准用于光化性角化病的治疗。它的给药方式涉及到在感染的区域上使用乳液，然后用红光照射14小时。ALA的一种衍生物，氨基乙酰丙酸甲酯(MAL)已经被开发出来并且其商品名为Metvix?，其被用于皮肤的癌前病变(BCC、AK)。
[0012]药物局部递送的主要问题是障壁穿透能力差。所有的人类上皮细胞都具有某种保护性的障壁功能，因为其发挥着边界角色来对抗外界的环境。这为例如细菌或病毒或有毒化学成分的不渗透性提供了必要条件，以及提供了保持内部水分的需要。医药用途最重要的上皮组织是皮肤，其结构如图1所示。皮肤的最外层被称为角化层或角质层。它是死亡细胞的一种非常紧密的组织，由角蛋白交联以及脂肪酸和酯填充，因此，它是身体中最有效的生物屏障，其能防止我们脱水，并且将致病因子排除在外。其他相关的上皮细胞是口腔黏膜、肠黏膜和支气管黏膜。它们比皮肤更容易透过，因为它们是被设计成吸收和分泌液体、气体和/或养分的，但是仍然通过它们细胞间的紧密连接来提供强大的障壁功能，其暴露给候选药物的是疏水性的准连续层，细胞膜磷脂质。因为渗透进入目标细胞是实现药物活性所必须的，因此这一膜也是任何药物的药物代谢动力学中的最后一步。最后，血脑屏障是非常具有挑战性的一种上皮细胞，其作为一种高度疏水的脂质薄片将影响所有行为的大脑组织从循环中分离，从而防止非常适合刺激神经组织的药物递送到中枢神经系统(CNS)。
[0013]已经设计出许多的方法来克服这些重要的障碍。使用称为穿透促进剂的媒介，与药物混合，可以改善皮肤的渗透度；本领域技术人员已知的有多种这类的促进剂。然而，在最初的使用位置后，促进剂不会与药物保持在一起，因为它们是化学分离的分子，因此在通过第一层障壁(如，细胞和血脑屏障)后，不会对渗透随后的任何障壁起到促进的作用。
[0014]为此，另一种方法已相对成功地被人们尝试出来，其直接采用旨在改变药物疏水性的基团来对药物进行化学衍生，使得其获得更好的药物代谢动力学分布。它们有着化学连接促进剂的所有效果。这一策略将允许药物沿其路径渗透过所有的膜到达活性部位；然而，药物分子递送到所述部位后，该连接的部分必须去除，否则其作用机理(药物效应动力学)可能会有损害整个药物的努力的危险。
[0015]需要的就是具备克服与上皮细胞和细胞膜相关障碍的能力的PDT活性组分。
【发明内容】
[0016]本发明公开了一种修饰过的光敏分子的局部使用，用于光动力学治疗组织疾病，包括但不限于，肿瘤和增生。
[0017]在一些实施例中，公开了一种光动力学破坏细胞的方法，包括将细胞与包含如式(I)所示光敏结构的组分接触:
[0018]
【权利要求】
1.一种光动力破坏细胞的方法: 将细胞与包含式(I)所示光敏结构的组分接触:
其中，R是链长在6-20个碳原子之间的烷基或亚烷基，链长在6-20个碳原子之间的羟基化烷基或羟基化亚烷基，脂氨基酸基团或糖酸基团； 其中，R1是链长在1-15个碳原子之间的烷基或亚烷基，并且所述结构通过细胞膜进入细胞内部；以及 对细胞进行光照以使得细胞中所述光敏结构的光动力学反应破坏细胞。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述接触步骤包括将所述组分靠近所述细胞放置。
3.根据权利要求2所述的方法，其中靠近放置选自静脉注射、皮下注射、瘤内注射和局部应用组成的组。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述细胞处于活跃增殖中。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述细胞是皮肤细胞，并且其中所述皮肤细胞是肿瘤细胞。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述皮肤肿瘤细胞选自头部和颈部癌细胞、牛皮癣细胞、光化性角化病细胞和瘢痕疙瘩细胞组成的组。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述细胞是胃癌细胞、结肠癌细胞或膀胱癌细胞。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述光照步骤持续大约5秒到大约I小时。
9.根据权利要求1所述的方法，其中光照的波长范围是从大约400nm到315nm，剂量范围是从大约lkj/m2到大约50kJ/m2，并且其中所述光敏结构的浓度范围是大约3 μ g/ml到大约500 μ g/ml所述组分。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述细胞选自真核细胞、原核细胞、专性细胞内细菌细胞、细菌细胞、病毒感染的细胞和癌细胞组成的组。
11.一种治疗上皮增生的方法，所述方法包括: 将一药学上有效量的包含光敏结构的组分给药到需要的对象，其中所述结构如式(II)所示:
其中，n是14，并且所述结构穿过细胞膜，进入到所述上皮增生的细胞内部；以及光照所述对象， 其中，光照诱导所述上皮增生细胞中的所述光敏结构发生光动力学反应。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括使用非质子溶剂和生理缓冲液对上皮增生进行预处理。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述非质子溶剂为DMSO，而所述生理缓冲液为磷酸盐缓冲液或HEPES。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述上皮增生是头部和颈部癌、基底细胞癌、牛皮癣、光化性角化病或瘢痕疙瘩。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，采用的光的波长范围从大约400nm到315nm之间，剂量范围从大约lkj/m2到大约50kJ/m2。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述光敏结构的浓度范围是大约3μg/ml到大约500 μ g/ml所述组分。
17.根据权利要求11所述的方法，其中所述给药步骤包括将所述组分靠近所述细胞放置，并且其中靠近放置选自静脉注射、皮下注射、瘤内注射和局部应用组成的组。
18.根据权利要求11所述的方法，其中所述光照步骤持续大约5秒到大约I小时。
19.一种试剂盒，其中包括: (a)一组分，所述组分包含式(I)所示的光敏结构
其中，R是链长在6-20个碳原子之间的烷基或亚烷基，链长在6-20个碳原子之间的羟基化烷基或羟基化亚烷基，脂氨基酸基团或糖酸基团；以及 R1是具有0-15个碳原子的烷基或亚烷基； (b)一容器； (C)任选地，一种或多种缓冲液和溶剂；(d)一标签；以及 (e)如何将所述组分应用到细胞的说明。
20.根据权利要求19所述的试剂盒，进一步包括一光源，所述光源适合发射波长范围在大约400nm到大约315nm间、剂量范围在大约lkj/m2到大约50kJ/m2之间的光。
21.包含光敏结构的组分的用途，所述结构如式(II)所示:
其中，η是14，并且所述结构穿过细胞膜，进入到肿瘤细胞的细胞内部；用于生产治疗肿瘤的药剂，所述肿瘤在对象中需要治疗，其中，当光线应用到所述对象上时，所述光线将诱导肿瘤细胞中的所述光敏结构发生光动力学反应。
22.根据权利要求21所述的用途，其中所述药剂进一步包括非质子溶剂和生理缓冲液。
23.根据权利要求22所述的用途，其中，所述非质子溶剂为DMS0，而所述缓冲液为磷酸盐缓冲液或HEPES。
24.根据权利要求21所述的用途，其中所述肿瘤是上皮增生细胞。
25.根据权利要求21所述的用途，其中采用的光的波长范围从大约400nm到315nm之间，剂量范围从大约lkj/m2到大约50kJ/m2。
26.根据权利要求21所述的用途，其中，所述光敏结构的浓度范围是大约3μg/ml到大约500 μ g/ml所述组分。
27.根据权利要求21所述的用途，其中所述光照步骤持续大约5秒到大约I小时。
【文档编号】A61K31/7064GK104168904SQ201280069023
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2012年12月7日 优先权日:2011年12月7日
【发明者】G·特里詹特 申请人:雅格纳有限公司