用于在暴露于电离辐射和/或化学疗法之后预防严重健康后果和/或组织损伤的方法与流程

文档序号:25996470发布日期:2021-07-23 21:11阅读:96来源:国知局
相关申请的交叉引用本申请要求于2018年6月3日提交的序号为62/679,837的美国临时申请的优先权。该申请由此通过引用以其整体并入。致谢本发明根据由美国国立牙科和颅面研究所(nationalinstituteofdentalandcraniofacialresearch)授予的批准号2r44de024024在政府支持下进行。政府在本发明中具有某些权利。背景粘膜炎是粘膜组织的炎性疾病。当受试者暴露于电离辐射和/或化学疗法时,粘膜炎发展。经历放射疗法和化学疗法的癌症患者也可能患有许多不同类型的粘膜炎。例如,在放射疗法和化学疗法期间,粘膜炎可能在口和胃肠道中形成。口腔粘膜炎在癌症疗法之后一周内从红斑进展并迅速转化为伴有机会性感染的溃疡性病变,导致严重疼痛和进食困难。这些严重的临床结果导致治疗中断、治疗剂量减少和急诊室就诊,并且大多数患者依靠麻醉药物用于疼痛缓解。粘膜炎在超过80%的接受头颈癌的放射疗法的患者中发生。严重的粘膜炎限制食物摄入,导致重量损失的2倍增加,以及管饲率的4倍增加。计划外的急诊就诊、增加的阿片样物质使用和住院显著地增加了治疗成本。暴露于电离辐射还可以引起其他严重健康后果,导致急性放射综合征(ars)。取决于电离辐射的暴露水平,受影响的人通常发展成危及生命的状况,诸如造血(hp)综合征、胃肠(gi)综合征和心血管/中枢神经系统(cv/cns)综合征。疾病的快速进展以及对幸存者健康的潜在长期影响呈现巨大的挑战。此外,ars的医疗护理成本对患者而言可能是极其昂贵的。经济负担可能是社会的严重问题。电离辐射的源可以不同。虽然癌症患者的放射治疗是可预测的,但存在人群可能暴露于电离辐射的其他情况。例如,核设施的意外破裂可能使工人暴露于高水平的电离辐射。来自敌对国家的核威胁也增加了人群可能暴露于电离辐射的可能性。当务之急是开发有效的针对医疗领域中的电离辐射暴露以及保护公众免受出乎预料的电离辐射暴露的医疗对策。概述本文描述了用于在受试者已经暴露于电离辐射和/或化学疗法之后预防受试者的严重健康后果和/或组织损伤的方法。所述方法包括在受试者已经暴露于电离辐射和/或化学疗法之后,向受试者施用硫酸化多糖或其药学上可接受的盐或酯。本文描述的方法对在暴露于电离辐射之后患有粘膜炎的癌症患者是最有益的。本发明的优点将部分地在以下说明书中阐明,并且部分地从说明书中将是明显的,或者可以通过实践下文描述的方面而得知。下文描述的优点将借助于随附权利要求书中特别指出的要素和组合来实现和获得。应理解,前述一般性描述和以下详细描述两者均仅是示例性的和解释性的,并且不是限制性的。附图简述并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图举例说明下文描述的若干个方面。图1示出用甲苯胺蓝(toluidineblue)染色的小鼠(bdf1雄性)舌(在x射线辐照之后8天),以显现溃疡病变(由虚线的红色椭圆形标记)。来自经媒介物(pbs)处理的动物的舌示出严重的溃疡病变。经gm-1111处理的(30mg/kg体重,从辐照(第0天)前2天至第7天每天一次sq)动物的舌具有比经媒介物或ha处理的动物小的病变。解剖期间产生的切割面(切除伤口)也示出强的甲苯胺蓝染色(后边缘)。图2示出舌中髓过氧化物酶(mpo)的组织浓度。通过elisa测量组织匀浆中的mpo,并且将浓度归一化为来自各个动物的舌的总蛋白质浓度。与健康组织相比,来自经x射线辐照(20gy)的动物的舌样品具有显著升高的mpo水平(在灰色阴影区域中示出正常水平)。与经媒介物或ha处理的组相比,经gm-1111处理的组中很少的动物具有升高的组织mpo水平。*p<0.05和***p<0.001(dunnett检验)。图3示出舌的上皮层(虚线区域)的辐射诱导的几乎完全破坏(黑色相对于红色)。在经gm-1111处理的动物中,这些破坏性的变化非常轻微。相比之下,来自经ha处理的动物的舌的上皮层与经媒介物处理的组明显相似。*苏木精和伊红(h&e)染色组织(原始放大倍率4x)。照片示出舌的通过中线的切割面。图4示出用甲苯胺蓝染色的小鼠舌(在x射线辐照之后8天),以显现溃疡病变(由虚线的红色椭圆形标记)。来自经媒介物(pbs)处理的动物的舌示出严重的溃疡病变。用gm-1111(30mg/kg体重,每天一次sq)进行的辐照后处理减小rom的尺寸和发病率。图5示出来自用gm-1111按照辐照后给药方案处理的小鼠的舌匀浆的生化分析。通过elisa测量组织匀浆中的mpo和il-6两者,并且将浓度归一化为来自各个动物的舌的总蛋白质浓度。与健康组织相比,来自经x射线辐照(20gy)的动物的舌样品具有轻微但显著升高的mpo水平(在灰色阴影区域中示出正常水平)。组织il-6仅在经媒介物处理的组中显著升高。通过tukey检验,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,和ns(不显著,p≥0.05)。图6示出来自用gm-1111按照辐照前给药方案处理的小鼠的舌匀浆的生化分析。通过elisa测量组织匀浆中的mpo和il-6两者,并且将浓度归一化为来自各个动物的舌的总蛋白质浓度。与健康组织相比,来自经x射线辐照(20gy)的动物的舌样品具有显著升高的mpo水平(在灰色阴影区域中示出正常水平)。仅在媒介物处理组中观察到辐照诱导的组织mpo升高。在媒介物处理组和辐照前gm-1111处理组中观察到il-6的显著增加。通过tukey检验,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,和ns(不显著,p≥0.05)。图7示出急性x射线诱导的rom的显微镜图像。辐照诱导的损伤的特征是上皮层(ep)的破坏以及上皮层和固有层(laminapropria)中多形核白细胞(pmn)的浸润(红色虚线箭头,中图)。受影响的病变经常被感染,并且示出微生物定植(紫色斑块,黑色箭头),与纤维组织形成假膜(pseudomembrane)。用gm-1111进行的辐照后处理减少辐射诱导的上皮细胞死亡(中图相对于下图)。组织用苏木精和伊红染色(h&e,原始放大倍率4x)。图8示出接受x射线辐照的动物的体重变化。圆圈代表总辐照剂量水平。每只动物在第0天(第一次x射线辐照)的体重被用作100%。符号和误差条代表平均值和s.d.(每项n=12)。图9示出舌匀浆中炎症的组织生化标志物的变化。与健康对照(0gy/pbs)组相比,40gy/pbs组中舌的组织mpo和il-6水平两者(上图)均升高。gm-1111给药组示出组织中mpo和il-6的降低的浓度。符号代表来自每只动物的测量值。水平条是每组的平均值。与相应的对照(0gy/pbs或40gy/pbs)相比,ns,不显著(p>0.05),*p<0.05,**p<0.01和***p<0.001。图10a-图10c示出相应的舌(雄性)的大体外观照片(a)和显微照片(b-c)。40gy/pbs组具有严重溃疡的舌,其特征是舌的约一半长度的剥蚀的上皮层、细菌定植(箭头)以及粘膜中大量浸润的pmn(第二栏相对于第一栏)。gm-1111给药的动物的舌示出比pbs/辐照组小的病变或轻微得多的炎症水平(第三栏和第四栏)。h&e染色的样品示出gm-1111给药组中上皮(ep)的部分损失,以及病变中几乎没有可观察到的pmn。与健康组和gm-1111给药组相比,40gy/pbs组的发炎组织还示出扩大的固有层(lp)。b,舌的纵切面的全景图像(原始放大倍率,2x)以及c,舌的后半部的较高放大倍率(10x)视图(条)。图11a-图11c示出相应的舌(雌性)的大体外观照片(a)和显微照片(b-c)。40gy/pbs组具有严重溃疡的舌,其特征是舌的约一半长度的剥蚀的上皮层、细菌定植(箭头)以及粘膜中大量浸润的pmn(第二栏相对于第一栏)。gm-1111给药的动物的舌示出比pbs/辐照组小的病变或轻微得多的炎症水平(第三栏和第四栏)。h&e染色的样品示出gm-1111给药组中上皮(ep)的部分损失,以及病变中几乎没有可观察到的pmn。与健康组和gm-1111给药组相比,40gy/pbs组的发炎组织还示出扩大的固有层(lp)。b,舌的纵切面的全景图像(原始放大倍率,2x)以及c,舌的后半部的较高放大倍率(10x)视图(条)。图12示出组织学严重性得分的统计学分析。水平线是每组的中值。与相应的对照(0gy/pbs或40gy/pbs)相比,ns,不显著,*p<0.05,**p<0.01和***p<0.001。详述在公开和描述本发明的化合物、组合物和/或方法之前,应理解,下文描述的方面不限于特定的化合物、合成方法或用途,因此当然可以改变。还应理解,本文使用的术语仅为了描述特定方面的目的,并且不意图进行限制。在本说明书及随附的权利要求中,将提及多个术语,它们应被定义为具有以下含义:必须注意,除非上下文另外清楚地指示,否则如在说明书和所附权利要求中使用的,单数形式“一(a)”,“一个(an)”和“该(the)”包括复数指示物。因此,例如,提及“药物载体(pharmaceuticalcarrier)”包括两种或更多种这样的载体的混合物以及类似物。“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可以发生或可以不发生,并且该描述包括事件或情况发生的实例以及事件或情况不发生的实例。例如,措辞“任选地被取代的低级烷基”意指低级烷基基团可以被取代或可以不被取代,并且该描述包括未被取代的低级烷基和存在取代的低级烷基两者。说明书和最后的权利要求中提及组合物或制品中特定要素或组分的重量份,表示该要素或组分与组合物或制品中以重量份表示的任何其他要素或组分之间的重量关系。因此,在含有2重量份的组分x和5重量份的组分y的化合物中,x和y以2:5的重量比存在,并且以这样的比存在,而不论化合物中是否含有另外的组分。除非明确相反地陈述,否则组分的重量百分比是基于包含该组分的制剂或组合物的总重量。如本文使用的,术语“约”用于通过假定给定值可以“稍高于”或“稍低于”端点来向数值范围端点提供灵活性(flexibility),而不影响期望的结果。在整个本说明书中,除非上下文另外指示,否则词语“包括(comprise)”或变型诸如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”将被理解为暗示包括所陈述的要素、整数或步骤,或者要素、整数或步骤的组,但不排除任何其他的要素、整数或步骤,或者要素、整数或步骤的组。如说明书和最后的权利要求中使用的“受试者”指的是人类或非人类动物。例如,受试者是非人类动物(驯养的、野生的、农场的),诸如例如马、猫、犬、牛、猪、绵羊、山羊、小鼠、兔、鸡、大鼠或豚鼠。如说明书和最后的权利要求中使用的,化学物质的残基指的是在特定反应方案或后续制剂或化学产品中作为化学物质的得到的产物的部分,而不论该部分是否实际上从化学物质中获得。例如,含有至少一个-oh基团的乙酰透明质酸(hyaluronan)可以通过式y-oh表示,其中y是乙酰透明质酸分子的剩余部分(即,残基)。如本文使用的术语“电离辐射”被定义为具有足够能量以从原子或分子中喷射一个或更多个轨道电子的辐射(例如,α粒子、β粒子、γ射线、x射线、中子、质子和其他具有足够能量以在物质中产生离子对的粒子)。所吸收的剂量通常以“戈瑞”(gy)测量。在一个方面中,电离辐射的源可以在核能生产期间产生。在一个方面中,电离辐射在铀的开采和碾磨期间产生。碾磨和开采工艺期间产生的固体废物和液体废物也可以产生电离辐射。在另一个方面中,铀富集和燃料制造工艺可以产生电离辐射。在另一个方面中,核反应堆及其意外破裂是电离辐射的源。在另一个方面中,乏燃料(spentfuel)的再处理以从废物中分离出并回收可用的铀和钚是电离辐射的另一个源。在另一个方面中,核燃料循环的各阶段期间产生的固体废物可以产生电离辐射。在另一个方面中,电离辐射的源可以源自维护或检修核电站。在一个方面中,电离辐射可以是暴露于由原子爆炸试验、恐怖行为或战争行为产生的放射性。在一个方面中,电离辐射的源可以涉及放射性材料的运输和储存。天然来源和人工来源的放射性材料在全世界广泛使用,并且在国家内部和国家之间运输。放射性材料包括但不限于用于医疗应用的放射性药物到放射性乏燃料。放射性材料的运输可以通过陆地、海洋或空中进行。在一个方面中,电离辐射的源来自工业、医学和研究中放射性同位素的生产和使用。辐射被用于诊断目的和治疗目的两者。此处,患者和卫生保健提供者被暴露于辐射。在一个方面中,诸如x射线的使用以及使用诸如99mtc发生器的放射性核素发生器的器官成像的诊断放射学可以是电离能量的源。在其他方面中,放射性核素的治疗使用(即,放射疗法)可以是电离能量的源。经历放射疗法的癌症患者以及卫生保健提供者被暴露于升高剂量的辐射。在一个方面中,癌症患者经由线性加速器、电子感应加速器或电子回旋加速器被暴露于辐射,这被称为远程放射疗法(teletherapy)。在另一个方面中,癌症患者经历近距离放射疗法(brachytherapy),其中放射源被放置在患者体内,使得放射源靠近待治疗的组织。在一个方面中,电离辐射是宇宙辐射。例如,参与地球外旅行或居住的宇航员被暴露于宇宙辐射。在一个方面中,宇宙辐射是银河宇宙辐射,其来自太阳系外的外太空(deepspace)。银河宇宙辐射可以具有108ev至超过1015ev的能谱。在另一个方面中,宇宙辐射是太阳宇宙辐射,其在太阳表面附近通过磁扰产生。在一个方面中,当提取和/或加工某些矿石时,受试者可能暴露于放射性同位素形式的电离辐射。在一个方面中,诸如铝、铜、铁、钢、铅、铌、锡、锌和金的金属的开采可以产生放射性同位素,诸如例如232th和228ra。中间产物和废物中放射性同位素的浓度将取决于矿石中存在的放射性同位素的初始含量和用于提取金属的工艺。在一个方面中,作为用于肥料的磷源的磷酸盐的开采可以产生放射性同位素,诸如例如232th、238u、210pb、210po和226ra。在一个方面中,煤的开采和煤的燃烧可以产生放射性同位素,诸如例如232th和228ra。在一个方面中,稀土金属的提取可以产生放射性同位素,诸如例如232th和238u。在一个方面中,油和天然气的提取可以产生放射性同位素,诸如例如,232th、222rn、210pb、210po、226r和228ra。在一个方面中,锆石和氧化锆的开采可以产生放射性同位素,诸如例如232th和228ra。在一个方面中,镭和钍的开采可以产生放射性同位素,诸如例如232th和228ra。如本文使用的术语“化学疗法”被定义为一类癌症治疗,其包括施用一种或更多种抗癌药物(化疗剂)作为标准化化学疗法方案的一部分。如本文使用的术语“预防”被定义为当与未施用如本文描述的硫酸化多糖的相同受试者相比时,消除或降低与暴露于电离辐射和/或化学疗法相关的一种或更多种症状(例如,严重健康后果、组织损伤)的发生的可能性。术语“预防”还包括当与未施用如本文描述的硫酸化多糖的相同受试者相比时,与暴露于电离辐射和/或化学疗法相关的一种或更多种症状的严重性的降低。除非明确相反地陈述,否则组分的重量百分比是基于包含该组分的制剂或组合物的总重量。如本文使用的,为了方便起见,多于一个项目、结构要素、组成要素和/或材料可以呈现在常用清单中。然而,这些清单应被解释为好像清单中的每个成员被各个确认为单独且唯一的成员。因此,任何这样的清单中的各个成员在没有相反指示的情况下不应被解释为仅仅基于其在共同组中的呈现而与同一清单中的任何其他成员事实上等同。浓度、量和其他数值数据可以在本文中以范围格式表达或呈现。应当理解,这样的范围格式仅为了方便和简洁起见而使用,并且因此应被灵活地解释为不仅包括作为范围的限值明确叙述的数值,而且还包括该范围内涵盖的所有的各个数值或子范围,如同每个数值和子范围被明确地叙述。作为说明,“约1至约5”的数值范围应被解释为不仅包括约1至约5的明确叙述的值,而且还包括在该各个范围内的各个值和子范围。因此,包括在该数值范围内的是诸如2、3和4的各个值,诸如从1-3、从2-4、从3-5等的子范围,以及单独地1、2、3、4和5。相同的原则适用于仅叙述一个数值作为最小值或最大值的范围。此外,无论范围的广度或描述的特性如何,都应适用这样的解释。公开了可以用于所公开的组合物和方法的材料和组分,可以与所公开的组合物和方法结合使用的材料和组分,可以用于制备所公开的组合物和方法的材料和组分,或者作为所公开的组合物和方法的产物的材料和组分。这些和其他材料在本文中被公开,并且应理解,当这些材料的组合、子集、相互作用、组等被公开时,虽然对这些化合物的每个不同的单独的和集体的组合和排列(permutation)的具体提及可能未被明确地公开,但各自在本文中被特别地预期和描述。例如,如果公开一类丝-弹性蛋白样蛋白(silk-elastinlikeprotein)a、b和c,以及公开一类半合成糖胺聚糖(gag)d、e和f,和a+d的示例性组合,那么即使没有单独地叙述每一种,每一种也被单独地和集体地预期。因此,在该实例中,根据a、b和c;d、e和f;以及a+d的示例性组合的公开内容,组合a+e、a+f、b+d、b+e、b+f、c+d、c+e和c+f中的每一个被特别地预期并且应被考虑。同样,这些的任何子集或组合也被特别地预期和公开。因此,例如,根据a、b和c;d、e和f;以及a+d的示例性组合的公开内容,a+e、b+f和c+e的子组被特别地预期并且应被考虑。该概念适用于本公开内容的所有方面,包括但不限于制备和使用所公开的组合物的方法中的步骤。因此,如果存在可以用所公开的方法的任何特定实施方案或实施方案的组合来进行的多种另外的步骤,则每个这样的组合被特别地预期,并且应被认为是公开的。本文描述了用于在受试者已经暴露于电离辐射和/或化学疗法之后预防受试者的严重健康后果和/或组织损伤的方法。所述方法包括在受试者已经暴露于电离辐射和/或化学疗法之后,向受试者施用硫酸化多糖或其药学上可接受的盐或酯。在一个方面中,本文描述的方法对在暴露于电离辐射和/或化学疗法之后患有粘膜炎的癌症患者有益。在另一个方面中,本文描述的方法还可以被用作在受试者已经意外地或故意地暴露于电离辐射的情况下的对策。不希望被理论所束缚,受试者在暴露于电离辐射或化学疗法之后最早的损伤是对内皮的损伤,随后是炎性细胞到粘膜下层组织中的浸润。粘膜炎的一种可能模型表明疾病进展经过五个阶段:(i)起始阶段,具有损伤相关模式(damp)分子的释放,该分子引发通过先天免疫系统的毒性以及反应性氧物质的形成,所述反应性氧物质激活与炎性细胞因子相关的转录因子和基因;(ii)初级损伤响应阶段,在此期间另外的促炎性介质被激活,导致基底上皮细胞的凋亡;(iii)扩增阶段,其中介质在先前阶段中产生;(iv)溃疡阶段,具有由凋亡、炎性白细胞的强力浸润和细菌感染引起的上皮破裂;以及(v)治愈阶段,其以细胞增殖为特征。已经出乎预料地发现,在暴露于电离辐射和/或化学疗法之后,向受试者施用本文描述的硫酸化多糖或其药学上可接受的盐或酯预防或者显著地防止或减少严重健康后果和/或组织损伤。在一个方面中,本文描述的方法可以预防已经暴露于电离能量的受试者的严重健康后果。“严重健康后果”是通过将受试者暴露于电离能量而引起的一种或更多种不利状况。状况可以彼此相关(例如,第一状况引起随后的第二状况),或者它们可以彼此独立。在一个方面中,严重健康后果是急性放射综合征(ars)。患有ars的受试者可能患有造血综合征、胃肠综合征、鼻-鼻窦综合征(rhinosinalsyndrome)和/或心血管/中枢神经系统综合征。在其他方面中,严重健康后果包括对肾系统、肝系统、肌肉骨骼系统、内分泌系统、生殖系统和感觉系统(例如,味觉、嗅觉等)的损伤。不希望被理论所束缚,gi综合征的发作被认为以肠上皮组织损伤开始。辐照引起辐射敏感性细胞群体经历细胞死亡。由此导致的功能性绒毛的损失导致腹泻和营养物吸收不良。被破坏的粘膜屏障允许细菌侵入组织中,最终导致败血症。辐照可以诱导内皮细胞释放强的促炎细胞因子,该促炎细胞因子引发多种局部(肠)变化和全身变化。由于败血症导致的许多器官的功能的最终丧失最终导致威胁生命的多器官功能障碍综合征(mods)。在一个方面中,本文描述的方法可以预防已经暴露于电离能量的受试者的组织损伤。在一个方面中,本文描述的方法可以预防对受试者的上皮的损伤。在另一个方面中,本文描述的方法可以预防对受试者的粘膜的损伤。在另一个方面中,本文描述的方法可以预防对受试者的口、唾液腺、粘膜腺组织、窦、肺、肠、阴道、肛门、直肠或尿道中的组织的损伤。在另一个方面中,本文描述的方法可以预防由电离辐射和/或化学疗法诱导的直肠炎或窦炎。在另一个方面中,本文描述的方法可以预防对受试者的皮肤的损伤。在一个方面中,本文描述的方法有效用于在暴露于电离辐射和/或化学疗法之后预防粘膜炎和减少粘膜炎的症状。例如,本文描述的方法有效用于预防口腔粘膜炎。暴露于电离辐射和/或化学疗法的患有头颈癌的患者易患口腔粘膜炎,该口腔黏膜炎具有若干种症状,包括但不限于口和舌中溃疡的形成、口腔粘膜上皮细胞死亡、口腔粘膜厚度减小、牙龈肿胀或口腔粘膜的感染。本文描述的方法可以预防这些症状并且向受试者提供缓解。本文描述的方法的另一个特征是硫酸化多糖或其药学上可接受的盐或酯不需要在暴露于电离辐射和/或化学疗法之后立即施用。在受试者已经意外暴露于电离辐射或由于恐怖袭击或战争行为而暴露于电离辐射的情况下,这是重要的特征。在一个方面中,硫酸化多糖最初在最初暴露于电离辐射和/或化学疗法之后0.5小时至72小时内被施用至受试者。在另一个方面中,硫酸化多糖最初被施用至受试者0.5小时、1小时、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时、10小时、11小时、12小时、13小时、14小时、15小时、16小时、17小时、18小时、19小时、20小时、21小时、22小时、23小时、24小时、30小时、36小时、42小时、48小时、60小时或72小时,其中任何值可以是范围的下端点和上端点(例如,12小时至24小时)。硫酸化多糖或其药学上可接受的盐或酯可以每天施用一次或每天施用多次(例如,每天2x、4x、8x或每隔一天)。硫酸化多糖可以取决于电离辐射和/或化学疗法的暴露量在一段时间内被施用。在一个方面中,硫酸化多糖或其药学上可接受的盐或酯在暴露于电离辐射和/或化学疗法之后被每天施用至受试者,持续多达28天。在另一个方面中,硫酸化多糖或其药学上可接受的盐或酯在暴露于电离辐射和/或化学疗法之后被每天或每隔一天施用至受试者,持续2天、3天、4天、5天、6天、7天、8天、9天、10天、12天、14天、16天、18天、20天、22天、24天、26天或28天,其中任何值可以是范围的下端点和上端点(例如,2天至8天)。在某些方面中,硫酸化多糖或其药学上可接受的盐或酯在暴露于电离辐射之前以及在暴露于电离辐射之后施用。在一个方面中,硫酸化多糖或其药学上可接受的盐或酯在暴露于电离辐射之前多达三天被施用至受试者。在本文中有用的硫酸化多糖是包含通过糖苷键结合在一起的单糖单元的长链的聚合物碳水化合物分子,其中一个或更多个硫酸酯基团被共价地键合至多糖。硫酸化多糖可以是天然存在的分子或合成类似物。在硫酸化多糖是合成类似物的情况下,可以对硫酸化多糖进行另外的化学修饰(例如,羧基基团和羟基基团的化学修饰、氧化开环等)。天然存在的或合成的多糖的硫酸化可以使用本领域已知的技术进行。当硫酸化多糖已经被化学地修饰时,化学地修饰的多糖的硫酸化可以在化学修饰之前和/或之后发生。在一个方面中,硫酸化多糖或其药学上可接受的盐或酯是硫酸化糖胺聚糖。一般来说,gag由式a-b-a-b-a-b表示,其中a是糖醛酸,并且b是o-硫酸化的或n-硫酸化的氨基糖,其中a单元和b单元在差向异构体含量或硫酸化方面可以是异质的。在一个方面中,硫酸化糖胺聚糖是硫酸软骨素、硫酸皮肤素、肝素、硫酸皮肤素和硫酸乙酰肝素,或其任何组合。在另一个方面中,糖胺聚糖是非硫酸化的,其可以随后被硫酸化。乙酰透明质酸是可以被硫酸化的非硫酸化糖胺聚糖的实例。由无脊椎动物产生的软骨素是可以被硫酸化的非硫酸化糖胺聚糖的另一个实例。在一个方面中,硫酸化多糖或其药学上可接受的盐或酯是类肝素。类肝素是作为肝素的衍生物的糖胺聚糖。它们包括植物来源、动物来源或合成来源的寡糖和硫酸化多糖。在一个方面中,硫酸化多糖是合成的类肝素或其他合成或半合成的gag样化合物,诸如例如pixatimod(pg545,来自zucerotherapeutics的吡喃葡萄糖四糖)、muparfostat(pi-88,来自medigenbiotechnology的磷酸甘露戊糖和磷酸甘露四糖硫酸酯混合物)、roneparstat(sst0001,来自leadiantbiosciences的乙二醇断裂肝素(glycolsplitheparin))、necuparanib(m402,来自momentapharmaceuticals的乙二醇断裂肝素)、cs-01(来自cantexpharmaceuticals的2,3-o-脱硫酸化肝素)、tafoxiparin(df01,来自dilafor的低分子量乙二醇断裂肝素)、sevuparin(来自modustherapeutics的乙二醇断裂肝素)、sb-030和sb-061(分别为来自symicbio的肽修饰的肝素和肽修饰的硫酸软骨素)、otr4120(来自otr3的含有硫酸酯基团和羧酸酯基团的修饰的右旋糖酐)、(戊聚糖多硫酸酯,来自janssenpharmaceuticals的化学地硫酸化的木聚糖)、达那肝素钠(danaparoidsodium)(来自aspenpharma的)、达肝素(dalteparin)(来自pharmaciaab的)、那屈肝素(nadroparin)、依诺肝素(enoxaparin)(来自aventisphrmasa的)、亭扎肝素(tinzaparin)、舒洛地特(sulodexide)、磺达肝素(fondaparinux)(来自mylaninstitutional的)及其混合物。这些合成的类肝素和相关分子中的一些的结构在表1中呈现。在一个方面中,硫酸化多糖或其药学上可接受的盐或酯是硫酸乙酰肝素类似物,其也被称为再生剂(regeneratingagents)(rgta)。rgta是糖胺聚糖的合成仿生物(syntheticbiomimetics)。在一个方面中,rgta是otr4120(α(1→6)聚羧甲基硫酸葡萄糖),它是一种水溶性右旋糖酐衍生物,含有分别具有0.50和1.30的取代度(ds)的羧甲基基团和硫酸酯基团。在另一个方面中,rgta是otr4131(α(1→6)聚羧甲基硫酸乙酸葡萄糖)。在一个方面中,硫酸化多糖是硫酸化乙酰透明质酸或其药学上可接受的盐或酯。在一个方面中,硫酸化乙酰透明质酸具有每二糖单位从0.1至4.0的硫酸化程度。在另一个方面中,硫酸化乙酰透明质酸具有以下的硫酸化程度:每二糖单位0.1、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9或4.0,其中任何值可以是范围的下端点和上端点(例如,3.0至4.0、3.2至3.8等)。在另一个方面中,硫酸化乙酰透明质酸的平均分子量小于1,000kda、小于900kda、小于800kda、小于700kda、小于600kda、小于500kda、小于400kda、小于300kda、小于200kda、小于100kda、小于50kda、小于25kda、小于10kda或小于5kda。在另一个方面中,硫酸化乙酰透明质酸具有从0.5kda至小于50kda、2da至20kda,或3kda至10kda的平均分子尺寸。在另外的方面中,硫酸化乙酰透明质酸具有从0.5kda至10kda或1kda至5kda的平均分子尺寸。取决于反应条件,低分子量乙酰透明质酸或乙酰透明质酸寡糖中存在的一个或更多个不同的羟基基团可以被硫酸化。在一个方面中,低分子量乙酰透明质酸或乙酰透明质酸寡糖的n-乙酰基-葡糖胺残基的伯c-6羟基质子被硫酸化。在另一个方面中,乙酰透明质酸的n-乙酰基-葡糖胺残基的伯c-6羟基质子和糖醛酸残基的至少一个c-2羟基质子或c-3羟基质子或n-乙酰基-葡糖胺残基的至少一个c-4羟基质子被硫酸酯基团取代。在另一个方面中,低分子量乙酰透明质酸或乙酰透明质酸寡糖的n-乙酰基-葡糖胺残基的伯c-6羟基质子和糖醛酸残基的至少一个c-2羟基质子和c-3羟基质子以及n-乙酰基-葡糖胺残基的至少一个c-4羟基质子被硫酸酯基团取代。在另一个方面中,存在于低分子量乙酰透明质酸或乙酰透明质酸寡糖上的羟基质子的0.001%、0.01%、0.1%、1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或小于100%或其任何范围可以被去质子化并且随后被硫酸化。在另一个方面中,硫酸化乙酰透明质酸具有:(1)硫酸化乙酰透明质酸的n-乙酰基-葡糖胺残基的100%的伯c-6羟基质子被硫酸酯基团取代,(2)从3.0至4.0的硫酸化程度,以及(3)从1kda至3kda的平均分子量。用于产生硫酸化乙酰透明质酸的乙酰透明质酸起始材料可以作为游离酸或其盐存在。乙酰透明质酸起始材料的衍生物也可以在本文中使用。衍生物包括硫酸化之前乙酰透明质酸的任何修饰。多种分子量的乙酰透明质酸可以在本文用于解聚合步骤。在一个方面中,在解聚合之前,乙酰透明质酸具有大于1,000kda的分子量。在另一个方面中,在解聚合之前,乙酰透明质酸可以具有10kda至1,000kda的分子量。多种乙酰透明质酸分子量还可以用于硫酸化步骤。在一个方面中,乙酰透明质酸起始材料可以在硫酸化以产生部分硫酸化或完全硫酸化的乙酰透明质酸之前转化为低分子量乙酰透明质酸或乙酰透明质酸寡糖。如下文将更详细讨论的,低分子量乙酰透明质酸是已经用酸或碱降解的乙酰透明质酸。可选择地,乙酰透明质酸寡糖通过用酶诸如例如乙酰透明质酸合酶或透明质酸酶以受控方式降解乙酰透明质酸来产生。随后,可以通过gpc或离子交换分离来分离具有不同分子量的乙酰透明质酸寡糖。wo2011/156445中提供了用于从乙酰透明质酸产生低分子量乙酰透明质酸或乙酰透明质酸寡糖的示例性程序。在一个方面中,被硫酸化的低分子量乙酰透明质酸或乙酰透明质酸寡糖具有从1kda至2,000kda的分子量。在另一个方面中,被硫酸化的低分子量乙酰透明质酸或乙酰透明质酸寡糖具有从5kda至500kda、10kda至200kda或20kda至100kda的分子量。wo2011/156445中提供了用于制备低分子量乙酰透明质酸的示例性程序。如上文讨论的,乙酰透明质酸的分子量可以通过用酸或碱裂解乙酰透明质酸以产生较低分子量乙酰透明质酸来改变。在某些方面中,乙酰透明质酸起始材料或其衍生物并非源自动物源。在这些方面中,乙酰透明质酸可以源自其他源诸如细菌。例如,重组枯草芽孢杆菌(b.subtilis)表达系统可以用于产生乙酰透明质酸起始材料。在低分子量乙酰透明质酸或乙酰透明质酸寡糖已经被碱处理之后,使它与硫酸化剂反应以产生部分硫酸化或完全硫酸化的乙酰透明质酸。在本文中可以使用有机合成中常用的硫酸化剂。硫酸化剂的实例包括但不限于吡啶-三氧化硫复合物或三乙胺-三氧化硫复合物。在一个方面中,低分子量乙酰透明质酸或乙酰透明质酸寡糖可以被转化为三丁胺盐,冻干,重新悬浮在二甲基甲酰胺中,并且随后用硫酸化剂(例如,吡啶-三氧化硫复合物)处理以将一个或更多个羟基质子硫酸化。在一个方面中,当硫酸化剂是吡啶-三氧化硫复合物时,产生硫酸化乙酰透明质酸的吡啶鎓加合物,其中吡啶被共价地附接至硫酸化乙酰透明质酸。不希望被理论所束缚,当乙酰透明质酸与吡啶-三氧化硫复合物在溶剂诸如例如dmf中反应时,少量的酸由原位存在的微量的水产生,这引起部分解聚合,导致游离的还原端基。半缩酮的羟基基团最终可以被硫酸化,以产生硫酸化的中间体,该硫酸化的中间体随后与原位产生的游离吡啶反应,以产生吡啶鎓加合物。因此,本文使用的硫酸化乙酰透明质酸可以包括不具有共价地附接至分子的吡啶的硫酸化乙酰透明质酸和具有共价地附接至分子的吡啶的硫酸化乙酰透明质酸的混合物。在一个方面中,从0.01%至100%、0.1%至10%或0.15%至2.5%的硫酸化乙酰透明质酸具有共价地附接至分子的吡啶。在另一个方面中,硫酸化乙酰透明质酸的吡啶鎓加合物的分子量小于或等于10kda。在其他方面中,分子量是0.1kda、0.5kda、1kda、2kda、3kda、4kda、5kda、6kda、7kda、8kda、9kda或10kda,其中任何值可以用于分子量范围的下端点和上端点。在另一个方面中,硫酸化多糖是这样的乙酰透明质酸或其药学上可接受的盐或酯:具有至少一个硫酸酯基团和至少一个包含烷基基团或氟烷基基团的n-乙酰基-葡糖胺残基的伯c-6羟基位置。在一个方面中,乙酰透明质酸的n-乙酰基-葡糖胺残基的至少一个伯c-6羟基质子被烷基基团取代。如本文使用的术语“烷基基团”是具有1个至24个碳原子的支链或非支链饱和烃基团,诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十四烷基、十六烷基、二十烷基、二十四烷基以及类似基团。在一个方面中,烷基基团是c1-c10支链或直链烷基基团。在另外的方面中,烷基基团是甲基。烷基基团可以是未被取代的或被取代的。在烷基基团被取代的情况下,烷基基团上存在的一个或更多个氢原子可以被一个或更多个基团替代,所述一个或更多个基团包括但不限于炔基、烯基、芳基、卤化物、硝基、氨基、酯、酮、醛、羟基、羧酸、芳烷基或烷氧基。在另一个方面中,乙酰透明质酸的n-乙酰基-葡糖胺残基的至少一个伯c-6羟基质子被氟烷基基团取代。如本文使用的术语“氟烷基基团”是具有1个至24个碳原子的支链或非支链饱和烃基团,其中至少一个氢原子被氟取代。在某些方面中,氟烷基基团包括至少一个三氟甲基基团。在其他方面中,氟烷基基团具有式-ch2(cf2)ncf3,其中n是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10的整数。在一个方面中,氟烷基基团是-ch2cf2cf3或-ch2cf2cf2cf3。在一个方面中,甲基化/硫酸化乙酰透明质酸具有以下描绘的式:其中r1是甲基基团,而剩余的r基团是单独的或与氢组合的硫酸酯基团。在一个方面中,n为从5至20、5至15、5至10、或7至9。wo2009/124266中提供了可用于本文的烷基化和氟烷基化的乙酰透明质酸及其制备方法。乙酰透明质酸起始材料可以作为游离酸或其盐存在。乙酰透明质酸起始材料的衍生物也可以在本文中使用。衍生物包括在烷基化或氟烷基化步骤之前乙酰透明质酸的任何修饰。在本文中可以使用多种分子量的乙酰透明质酸。在一个方面中,在烷基化或氟烷基化之前,乙酰透明质酸具有大于10kda的分子量。在另一个方面中,在烷基化或氟烷基化之前,乙酰透明质酸具有从25kda至1,000kda、100kda至1,000kda、25kda至500kda、25kda至250kda或25kda至100kda的分子量。在某些方面中,乙酰透明质酸起始材料或其衍生物并非源自动物源。在这些方面中,乙酰透明质酸可以源自其他源诸如细菌。例如,重组枯草芽孢杆菌表达系统可以用于产生乙酰透明质酸起始材料。乙酰透明质酸起始材料或其衍生物最初与足够量的碱反应,以将n-乙酰基-葡糖胺残基的至少一个伯c-6羟基质子去质子化。碱的选择可以变化。例如,在本文中可以使用诸如氢氧化钠或氢氧化钾的碱金属氢氧化物。碱的浓度或量可以取决于期望的烷基化程度或氟烷基化程度而变化。在一个方面中,碱的量足以将乙酰透明质酸起始材料或其衍生物的n-乙酰基-葡糖胺残基的至少0.001%的伯c-6羟基质子去质子化。在其他方面中,碱的量足以将乙酰透明质酸起始材料或其衍生物的n-乙酰基-葡糖胺残基的伯c-6羟基质子的从0.001%至50%、1%至50%、5%至45%、5%至40%、5%至30%、5%至20%、10%至50%、20%至50%或30%至50%去质子化。应理解,溶液越碱性,越有可能发生链断裂反应,并且可以实现的烷基化程度/氟烷基化程度越高。例如,乙酰透明质酸上存在的其他羟基基团(例如,2-oh和/或3-oh)可以被烷基化或氟烷基化。在一个方面中,乙酰透明质酸上存在的所有羟基基团可以被烷基化或氟烷基化。在其他方面中,乙酰透明质酸上存在的羟基质子的0.001%、0.01%、0.1%、1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、100%或其任何范围可以被去质子化并且随后被烷基化或氟烷基化。在乙酰透明质酸起始材料或其衍生物已经被碱处理之后,使去质子化的乙酰透明质酸与烷基化剂或氟烷基化剂反应,以产生修饰的乙酰透明质酸。烷基化剂的实例包括但不限于烷基卤化物。烷基溴化物和烷基碘化物是特别有用的。类似地,氟烷基化剂可以包括氟烷基卤化物。在本文中可以使用有机合成中常用的烷基化剂和氟烷基化剂。在某些方面中,希望将上文描述的烷基化或氟烷基化的乙酰透明质酸硫酸化。在一个方面中,通过使烷基化或氟烷基化的sage与硫酸化剂反应以产生硫酸化的产物来将烷基化或氟烷基化的乙酰透明质酸硫酸化。硫酸化程度可以从部分硫酸化到完全硫酸化变化。通常,烷基化或氟烷基化的乙酰透明质酸或其衍生物上存在的游离羟基基团可以被硫酸化。在一个方面中,至少一个c-2羟基质子和/或c-3羟基质子被硫酸酯基团取代。在另一个方面中,硫酸化程度为烷基化或氟烷基化的乙酰透明质酸的每二糖单元0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5或其任何范围。在一个方面中,烷基化或氟烷基化的sage可以用碱处理以将一个或更多个羟基质子去质子化,随后添加硫酸化剂。硫酸化剂是与羟基基团或去质子化的羟基基团反应以产生硫酸酯基团的任何化合物。乙酰透明质酸的分子量可以取决于反应条件而变化。在一个方面中,sage的分子量为从2kda至500kda、2kda至250kda、2kda至100kda、2kda至50kda、2kda至25kda或从2kda至10kda。在一个方面中,sage的烷基基团是甲基,并且乙酰透明质酸的至少一个c-2羟基质子和/或c-3羟基质子被硫酸酯基团取代。在另一个方面中,sage的烷基基团是甲基,乙酰透明质酸的至少一个c-2羟基质子和/或c-3羟基质子被硫酸酯基团取代,并且该化合物在烷基化之后具有2kda至200kda的分子量。在本文中有用的任何硫酸化且烷基化/氟烷基化的乙酰透明质酸可以是其药学上可接受的盐或酯。通过用适当量的药学上可接受的碱处理游离酸来制备药学上可接受的盐。代表性的药学上可接受的碱是氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化亚铁、氢氧化锌、氢氧化铜、氢氧化铝、氢氧化铁、异丙胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺、乙醇胺、2-二甲基氨基乙醇、2-二乙基氨基乙醇、赖氨酸、精氨酸、组氨酸以及类似物。在一个方面中,反应在从约0℃至约100℃的温度诸如在室温,在单独的水中或在与惰性的水可混溶的有机溶剂组合的水中进行。结构式i的化合物与所使用的碱的摩尔比被选择,以提供任何特定盐所期望的比。为了制备例如游离酸起始材料的铵盐,起始材料可以用约一当量的药学上可接受的碱处理,以产生中性盐。酯衍生物通常被制备为化合物的酸形式的前体--如下文实施例中所说明的--并且因此可以用作前药。通常,这些衍生物将是低级烷基酯,诸如甲基、乙基以及类似物。可以通过含羧酸的化合物与氨或被取代的胺的反应来制备酰胺衍生物-(co)nh2、-(co)nhr和-(co)nr2,其中r是上文所定义的烷基基团。此外,酯可以是脂肪酸酯。例如,棕榈酸酯已经被制备,并且可以被用作可选择的酯酶活化的前药。本文描述的硫酸化多糖可以在生物学系统或生物学实体能够耐受的任何赋形剂中被配制,以产生药物组合物。这样的赋形剂的实例包括但不限于水、透明质酸水溶液、盐水、林格氏溶液、右旋糖溶液、汉克氏溶液(hank’ssolution)和其他生理学上平衡的盐水溶液。也可以使用非水性媒介物,诸如固定油,植物油诸如橄榄油和芝麻油,甘油三酯,丙二醇,聚乙二醇以及可注射的有机酯诸如油酸乙酯。其他有用的制剂包括含有粘度增强剂的悬浮液,所述粘度增强剂诸如羧甲基纤维素钠、山梨醇或右旋糖酐。赋形剂还可以包含少量的添加剂,所述添加剂诸如增强等渗性和化学稳定性的物质。缓冲剂的实例包括磷酸盐缓冲剂、碳酸氢盐缓冲剂和tris缓冲剂,而防腐剂的实例包括硫柳汞(thimerosol)、甲酚、福尔马林和苄醇。在某些方面中,可以取决于施用模式改变ph。例如,组合物的ph是适合于局部应用的从约5至约6。此外,除了本文描述的化合物之外,药物组合物还可以包含载体、增稠剂、稀释剂、防腐剂、表面活性剂以及类似物。药物组合物还可以包含与本文描述的硫酸化多糖组合使用的一种或更多种活性成分。所得到的药物组合物可以提供一种系统,用于药物和其他生物学活性剂向邻近或远离应用部位的组织的持续、连续的递送。生物学活性剂能够在其应用至的生物学系统中提供局部或全身的生物学效果、生理学效果或治疗效果。例如,剂可以用于控制和/或预防感染或炎症,增强细胞生长和组织再生,控制肿瘤生长,充当镇痛剂,促进抗细胞附着,减少牙槽骨和牙齿损失,抑制软骨和承重关节的退化,以及增强骨生长以及其他功能。此外,本文描述的任何化合物可以包含两种或更多种药学上可接受的化合物的组合。这样的化合物的实例包括但不限于,抗微生物剂、抗炎剂、麻醉剂以及类似物。将这些组合物用作药物递送装置的方法在下文详细描述。可以使用本领域已知的技术制备药物组合物。在一个方面中,组合物通过将硫酸化多糖与药学上可接受的化合物和/或载体混合来制备。术语“混合”被定义为将两种组分混合在一起,使得不存在化学反应或物理相互作用。术语“混合”还包括化合物和药学上可接受的化合物之间的化学反应或物理相互作用。可以对化合物进行与反应性治疗药物例如具有亲核基团的治疗药物的共价键合。第二,药理学活性剂在交联多糖中的非共价包埋也是可能的。第三,静电相互作用或疏水性相互作用可以促进药学上可接受的化合物在本文描述的化合物中的保留。硫酸化多糖可以以许多方式施用,这取决于需要局部治疗还是全身治疗,以及待治疗的区域。施用可以是局部地(包括经眼部、经阴道、经直肠、鼻内地、口服或直接向皮肤)。用于局部施用的制剂可以包括软膏、洗液、乳膏、凝胶、滴剂、栓剂、喷雾剂、液体和粉末。常规药物载体、水性基质、粉末基质或油性基质、增稠剂以及类似物可能是必要的或合意的。施用也可以通过吸入气雾剂或干燥微粒化粉末直接进入肺中。硫酸化多糖也可以静脉内地、皮下地、肌内地、皮内地、鼻内地或鞘内地注射来进行肠胃外注射。在其他方面中,硫酸化多糖通过灌肠剂、栓剂、导管、无针注射器或球形注射器来经直肠施用。在另一个方面中,硫酸化多糖被配制为通常用于鼻应用的喷雾制剂、洗涤制剂、灌洗制剂或其他合适的制剂。应理解,在特定情况下,硫酸化多糖的实际优选的量将根据所使用的特定化合物、所配制的特定组合物、应用模式以及被治疗的特定部位和受试者而变化。给定宿主的剂量可以使用常规的考虑因素来确定,例如通过目标化合物和已知剂的不同活性的常规比较,例如借助于适当的常规药理学方案。确定药物化合物的剂量的领域的医师和配方设计师根据标准建议(physiciansdeskreference,barnhartpublishing(1999))确定剂量将不会有问题。例如,当静脉内地施用时,硫酸化多糖的剂量可以从25mg/kg至500mg/kg。在另一个方面中,当口服施用时,硫酸化多糖的剂量可以从500mg/kg至3,000mg/kg。在另一个方面中,当局部地施用时,硫酸化多糖的剂量可以从1%w/v至20%w/v。在另一个方面中,硫酸化多糖或其药学上可接受的盐或酯以每单剂1mg/kg至500mg/kg、每单剂3mg/kg至300mg/kg或每单剂10mg/kg至100mg/kg的量施用至受试者。实施例以下实施例被提出以便为本领域普通技术人员提供如何制备和评价本文描述和要求保护的化合物、组合物和方法的完整公开内容和描述,并且意图是单纯示例性的,并且不意图限制发明人视为他们的发明的范围。已经努力确保关于数字(例如,量、温度等)的精确性,但一些误差和偏差应被考虑。除非另外指示,否则份是重量份,温度以℃计或是在环境温度,并且压力是在大气压或接近大气压。存在可以用于优化由所描述的工艺获得的产物纯度和收率的反应条件的许多变化和组合,所述反应条件例如组分浓度、期望的溶剂、溶剂混合物、温度、压力和其他反应范围和条件。i.辐照前和辐照后的修饰的乙酰透明质酸的施用材料和方法修饰的乙酰透明质酸用于治疗动物的修饰的乙酰透明质酸(在本文中被称为gm-1111)是硫酸化乙酰透明质酸,该硫酸化乙酰透明质酸在n-乙酰基-葡糖胺残基的伯c-6羟基位置处被甲基化并且具有约5.5kda的分子量。透明质酸(ha,novozymes,丹麦)被降解至与gm-1111相当的低分子量。动物约7-8周龄的雄性bdf1(b6d2f1)小鼠从查尔斯河实验室(charlesriverlaboratories)(ma)购买。这些动物居住在具有完全受控的环境(温度、湿度和光/暗循环)的房间中。在整个研究时段中,所有动物都可以自由地获取饲料和水。所有动物在辐照之前都适应环境持续一周,并且在研究时它们为约8-10周龄。实验方案(16-07008)由犹他大学机构动物护理和使用委员会(universityofutahinstitutionalanimalcareandusecommittee)(iacuc)批准。辐照和药物给药在x射线辐照之前,除了健康对照组以外,所有动物都被温和地引导到限制器中,持续短的持续时间。这种行为训练每天进行一次,持续两天,并且它被设计为降低动物在每天一次的辐照区段(irradiationsession)期间的潜在压力。为了仅头部的辐照,容纳动物的限制器用铅块屏蔽,该铅块具有矩形孔以暴露头部。x射线由rs2000生物研究辐照器(radsourcetechnologies,ga)产生,其中参数设置为160kv/25ma。对于研究(1),将动物分成4组(每组10只小鼠)-经媒介物(磷酸盐缓冲盐水)处理的健康组、经媒介物处理的rom组、经gm-1111处理的rom组和经ha处理的rom组。从第-2天至第7天,这些组中的所有动物每天皮下地施用一次媒介物或药物。gm-1111和ha两者均溶解在pbs中,并且以30mg/kg(体重)给药。对于研究(2),根据药物给药方案将动物分成6组(每组10只小鼠):经媒介物处理的健康组(从第-2天至第7天)、经媒介物处理的rom组(从第-2天至第7天)、gm-1111辐照前/辐照后组(从第-2天至第7天)、gm-1111辐照前组(从第-2天至第0天)和gm-1111辐照后组(从第1天至第7天或第3天至第7天)。在第0天,x射线辐照组(rom)内的动物以20gy的剂量和1.9gy/min的剂量率(doserate)辐照一次。临床体征监测和组织收获从第一次辐照日(第0天)之前2天起,每隔一天测量动物的体重。在整个实验时段期间,每天监测临床体征。在第8天,通过经由在深度异氟烷麻醉下切断尾部腔静脉的放血对所有动物实施安乐死。从每只动物中切除舌和颌下唾液腺。为了显现组织中的溃疡性病变,舌样品用1%(w/v)甲苯胺蓝进行染色,在背侧拍照,并且然后纵向切成两半。然后将解剖的舌样品的一侧与唾液腺一起固定在4%中性福尔马林中用于组织学检查,并且将另一半在-20℃储存在24孔组织培养板中用于生化分析。组织学用于组织学的组织处理,包括石蜡包埋、切割和染色,由查尔斯河实验室(wilmington,ma)进行。石蜡包埋的组织以4μm厚度切片,并且用苏木精和伊红(h&e)染色。生化分析在均化之前,所有舌样品都在冰上解冻。每个舌样品用刀片(razorblade)切成小块,并且悬浮在补充有甘油(10%v/v)以及蛋白酶抑制剂混合物(promegag6521,wi)的冰冷的pbs中。然后将组织使用beadbugtm摇动器用锆珠均化,并且然后以12,000rpm离心持续5min(4℃)。然后收集所得到的上清液。使用piercetm蛋白质测定试剂盒测量每个样品的上清液的总蛋白质浓度。然后用以下可商购的elisa试剂盒确定il-6和髓过氧化物酶(mpo)的组织浓度:il-6(biolegend,ca)和mpo(r&dsystems,mn)。统计学分析动物的体重被转换成与第0天的值相比的体重百分比。il-6和mpo的组织浓度由每个样品的总蛋白质浓度归一化。将来自相应的辐照组的结果值作为参数数据处理,并且通过单向方差分析检验随后是tukey多重比较检验进行比较。降至低于il-6测量中观察到的检测限的数据点通过由hornung和reed(estimationofaverageconcentrationinthepresenceofnondetectablevalues.appliedoccupationalenvironmentalhygiene,(1990)5:46–51.)提出的插补方法(imputationmethod)用计算的数字替代:替代值=检测限/√2对每种类别的组织学观察结果进行分级,并且这些等级的总和被用于指定每个样品的严重性。来自所有辐照组的得到的严重性得分用kruskal-wallis检验随后是使用nparcomp包的dunnett型多重比较检验进行分析。用r统计包(第3版)进行统计学计算。结果研究(1)尸检结果。用媒介物处理并且用x射线辐照的动物发展成严重的rom,如通过尸检中观察到的溃疡性病变所证明的(图1)。当用甲苯胺蓝染色显现时,病变在舌的尾部三分之一(舌的后部)中是突出的。与媒介物处理组相比,经gm-1111处理的动物具有小得多的病变,表明药物处理降低rom的发展。相比之下,用ha处理的动物在舌中示出与经媒介物处理的动物类似的严重溃疡性病变,这表明gm-1111在减少小鼠的口腔粘膜炎中的治疗益处。生化分析。为了量化舌中急性炎症的严重性,确定舌中髓过氧化物酶(mpo)的组织浓度。mpo由多形核白细胞(pmn)产生和释放。组织中pmn的增加的数量是组织中活性炎症的有力证据。x射线辐照组的mpo的组织浓度明显高于健康动物(50%的动物)(图2)。经gm-1111处理的动物的舌mpo水平受影响小得多,因为仅20%的舌样品具有高于正常范围的舌中的mpo。相比之下,约70%的经ha处理的动物具有高于正常的舌中的mpo水平。这些数据表明,gm-1111可以减少组织炎症。组织学检查。为了进一步验证gm-1111针对rom的治疗效果,用h&e染色舌组织。通过显微镜进行检查,辐射诱导的病变的特征是广泛的上皮细胞死亡连同粘膜变薄,粘膜剥蚀,pmn到组织中的浸润(图3,虚线区域),舌的唾液腺中腺体含量减少,以及偶尔的细菌在病变中的定植。与尸检结果和组织mpo的生化分析一致,来自经gm-1111处理的动物的舌与来自经媒介物或ha处理的动物的组织相比,具有轻微得多的细胞死亡和较厚的粘膜。结论对头部的单剂量x射线辐照诱导rom,这示出舌中明显的溃疡性病变。尸检结果、mpo的生化分析以及组织学检查一致地支持gm-1111针对小鼠的rom的抗炎效果。然而,ha没有示出任何可测量的针对rom的治疗益处。研究(2)尸检结果。与研究(1)类似,用媒介物处理并且用x射线辐照的动物发展成严重的rom,如通过尸检中观察到的溃疡性病变所证明的(图4)。一些辐照后用gm-1111处理的动物示出比经媒介物处理的动物小的溃疡性病变(表2)。在辐照之后甚至72小时用gm-1111处理的动物中或在处理持续3天(第1天至第3天)的动物中观察到这些治疗效果。然而,这些效果在辐照之前(第-2天至第0天)用gm-1111处理的动物中没有出现,这表明gm-1111在用作辐照后治疗剂时,在减少rom方面是有效的。表2.舌中的溃疡性病变**处理组中的不同的值来自多个实验。生化分析。为了量化舌中急性炎症的严重性,确定舌中髓过氧化物酶(mpo)以及促炎细胞因子il-6的组织浓度。x射线辐照组的mpo的组织浓度明显高于健康动物(70%的动物)(图5,左图)。在经gm-1111后处理的动物中,组织mpo水平的辐照诱导的升高不明显得多,并且在第3天-第7天gm-1111后处理组中观察到组织mpo的显著减少。经媒介物处理/辐照的动物中il-6的组织水平显著升高(70%的动物,图5,右图)。然而,在所有gm-1111后处理组中,il-6的组织水平与健康动物相当。在一组单独的实验中,在辐照之前将小鼠掺有gm-1111持续3天,以研究使用gm-1111作为rom的预防剂的可能性。此外,将一组小鼠在辐照之后掺有gm-1111持续3天,以确定辐照之后的短期处理是否能够减轻rom。虽然辐照前gm-1111给药组的组织mpo水平低于媒介物/辐照组,但组织il-6水平与媒介物/辐照组相当(图6)。相比之下,辐照后给药持续3天导致降低的组织mpo以及il-6水平,这证明辐照后给药gm-1111可以减轻rom中促炎生物标志物的升高。组织学检查。对舌的显微镜检查证明,从辐照之后24小时到实验结束,在每天用gm-1111处理的动物中观察到强的抗炎效果(第1天至第7天,图7)。这些效果在辐照后短时间段内处理的小鼠中不太明显,并且在仅辐照之前用gm-1111处理的小鼠中观察不到。这些观察结果表明,gm-1111在辐照之后使用时,在减少rom方面是最有效的。结论通过改变辐照之前或之后进行的给药时间表,用gm-1111处理小鼠。尸检观察结果、针对炎症的组织生化标志物的分析和组织学检查一致地示出,在辐照之后处理的动物中发现显著的辐射减轻效果。这些减轻效果甚至在用gm-1111短时间段内处理的动物中观察到,但在仅在辐照之前处理的动物中没有发现,这表明gm-1111可以被用作rom的治疗剂,并且当短暂使用该药物时可以实现其有益效果。令人惊讶地,这些治疗效果在辐照之前用gm-1111处理的动物中没有出现,这示出持续且连续的辐射后处理对gm-1111的效力的重要性。ii.给药研究材料和方法动物和饲养约7周龄的雄性和雌性bdf1(b6d2f1)小鼠从查尔斯河实验室(ma)购买。这些动物居住在犹他大学(ut)的具有完全受控环境(温度、湿度和光/暗循环)的房间中。在整个研究时段中,所有动物都可以自由地获取饲料和水。所有动物在辐照之前都适应环境持续一周,并且在研究时它们为约8周龄。实验方案(16-07008)由犹他大学机构动物护理和使用委员会(iacuc)批准。辐照在x射线辐照之前,除了健康对照组以外,所有动物都被温和地引导到限制器中,持续短的持续时间。这种行为训练每天进行一次,持续两天,并且它被设计为降低动物在每天一次的辐照区段期间的潜在压力。所有接受x射线辐照的动物都被固定在限制器内。为了仅头部的辐照,含有动物的限制器用铅块屏蔽,该铅块具有矩形孔以暴露头部。x射线由rs2000生物研究辐照器(radsourcetechnologies,ga)产生,其中参数设置在160kv/25ma。辐照组中的动物以1.9gy/min的剂量率每天辐照一次,8gy/天,持续5个连续日。临床体征监测和组织收获从第一次辐照日(第0天)之前2天起,每隔一天测量动物的体重。在5天的辐照区段期间,每天监测临床体征。在第9天,通过经由在深度异氟烷麻醉下切断尾部腔静脉的放血对所有动物实施安乐死。从每只动物中切除舌和颌下唾液腺。为了显现组织中的溃疡性病变,舌样品用1%(w/v)甲苯胺蓝进行染色(muanza,t.m.等人2005.evaluationofradiation-inducedoralmucositisbyopticalcoherencetomography.clinicalcancerresearch,11:5121-7),在背侧拍照,并且然后纵向切成两半。然后将解剖的舌样品的一侧与唾液腺一起固定在4%中性福尔马林中用于组织学检查,并且将另一半在-20℃储存在24孔组织培养板中用于生化分析。组织学用于组织学的组织处理,包括石蜡包埋、切割和染色,由查尔斯河实验室(wilmington,ma)进行。石蜡包埋的组织以4μm厚度切片,并且用苏木精和伊红(h&e)染色。生化分析在均化之前,所有舌样品都在冰上解冻。每个舌样品用刀片切成小块,并且悬浮在补充有甘油(10%v/v)以及蛋白酶抑制剂混合物(promegag6521,wi)的冰冷的pbs中。然后将组织使用beadbugtm摇动器用锆珠均化,并且然后以12,000rpm离心持续5min(4℃)。然后收集所得到的上清液。使用piercetm蛋白质测定试剂盒测量每个样品的上清液的总蛋白质浓度。然后用以下可商购的elisa试剂盒确定il-6和髓过氧化物酶(mpo)的组织浓度:il-6(biolegend,ca)和mpo(r&dsystems,mn)。统计学分析动物的体重被转换成与第0天的值相比的体重百分比。il-6和mpo的组织浓度由每个样品的总蛋白质浓度归一化。将来自相应的辐照组的结果值作为参数数据处理,并且通过单向方差分析检验随后是tukey多重比较检验进行比较。降至低于il-6测量中观察到的检测限的数据点通过由hornung和reed(“estimationofaverageconcentrationinthepresenceofnondetectablevalues.appliedoccupationalenvironmental”hygiene,(1990)5:46–51)提出的插补方法用计算的数字替代:对每个类别的组织学观察结果进行分级,并且这些等级的总和被用于指定每个样品的严重性。来自所有辐照组的得到的严重性得分用kruskal-wallis检验随后是使用nparcomp包的dunnett型多重比较检验进行分析。(konietschke,f.等人2015.nparcomp:anrsoftwarepackagefornonparametricmultiplecomparisonsandsimultaneousconfidenceintervals.journalofstatisticalsoftware,64(doi:10.18637/jss.v064.i09))。用r统计包(版本3.2.2“firesafety”,2015-08-14)进行统计学计算。结果临床体征归因于x射线辐照的最明显的临床体征是体重损失。显著的体重损失在所有辐照组中都被观察到,并且出现在两个不同的时间段。最初的体重损失小,并且在约第2天-第4天被观察到(图8)。从第6天到实验结束,动物持续损失体重。gm-1111(100mg/kg,q.a.d.)给药组中的一只雌性小鼠在第2天被发现死亡,并且被视为意外死亡。gm-1111(100mg/kg)给药组中的两只雌性小鼠在第8天也被发现死亡,并且示出严重的体重损失和脱水。在雄性组中没有观察到死亡率。尸检结果对所有辐照组中两种性别的动物进行的大体检查示出显著的重量损失和脱水。显然,这些组中的大多数动物呈现出粗糙的皮毛,这表明缺乏梳理。与其他组中的动物相比,gm-1111给药的动物(30mg/kg或更高)中较少的动物示出粗糙的皮毛。大多数受辐照的动物的胃肠道通常是空的,具有少量消化的食物。网膜脂肪大多不存在,这表明伴有脱水的营养不良。唾液腺看起来比正常唾液腺小,符合脱水的体征。40gy/pbs和40gy/gm-1111(10mg/kg)组中的舌严重发炎,具有不同程度的溃疡,如用甲苯胺蓝染色显现的(表3和图10a/图11a)。这些病变在每天以30mg/kg和100mg/kg给药gm-1111的动物中明显较小并且不太明显(表2)。接受100mg/kg的gm-1111的每隔一天给药(q.a.d.)的动物示出与40gy/pbs组类似的舌中明显的溃疡。表3.舌炎症的大体评估。*舌用甲苯胺蓝染色,以显现粘膜层的糜烂。中等至大的溃疡性病变被视为粘膜糜烂阳性。组织中的生化标志物作为组织炎症的定量测量,我们确定舌匀浆中来自多形核白细胞(pmn或中性粒细胞)的促炎细胞因子il-6以及髓过氧化物酶(mpo)的组织浓度。舌匀浆中mpo的组织浓度示出辐射诱导的增加,并且在30mg/kg和100mg/kg给药组中观察到gm-1111剂量依赖性减少(两种性别,图9,上图)。雄性gm-1111给药组的组织mpo浓度低于健康对照组。辐照诱导的mpo减少可能是由舌骨中对电离辐射极其敏感的粒细胞的消失引起的。当受辐照损伤的舌粘膜组织被pmn浸润时,舌骨中受影响的骨髓损失粒细胞,该粒细胞也是舌匀浆中mpo的另外的源。为了减少该问题,在雌性组织样品中带有舌骨的舌后部被除去。gm-1111给药组的mpo浓度与健康对照组相当。与组织mpo浓度类似,在所有受辐照的动物中,舌匀浆中il-6的浓度普遍增加,其中在pbs/辐照组中观察到最高的增加。gm-1111处理减少辐照诱导的il-6释放,并且这种减少是gm-1111剂量依赖性的。在30mg/kg和100mg/kg(两种性别)gm-1111给药组中观察到辐射诱导的il-6释放的显著减少。组织学检查来自辐照组的舌样品具有多种炎性变化。最显著的变化是由于细胞死亡导致的上皮糜烂,这通常导致受影响区域中上皮的剥蚀(图10和图11)。病变通常伴有细菌定植和主要为pmn的白细胞的显著浸润。在少数情况下,舌中的粘液腺在细胞质中示出较少的腺体含量。在pbs/辐照组中,浆液腺示出多次频繁的细胞死亡和有丝分裂细胞。相比之下,来自gm-1111给药(30mg/kg和100mg/kg)的动物的组织示出轻微炎性变化,在表面上具有完整的角质化层,并且粘膜中通常具有上皮细胞。这些组织中浸润的pmn也是有限的,并且固有层的厚度大部分不受影响。由辐照引起的组织损伤和在gm-1111给药组中观察到的减少的损伤在两种性别的动物中是类似的。根据粘膜糜烂的程度、病变中pmn的数量和舌中唾液腺的变化,对每个组织样品的病变严重性进行评分。严重性得分的统计学分析示出40gy/pbs组的得分的显著增加(图12)。相比之下,gm-1111给药组的严重性得分显著降低,表明组织中减少的炎症。结论用分次x射线辐照(fractionatedx-rayirradiation)成功地在两种性别小鼠中诱导rom:尸检结果中的大的溃疡性病变、舌匀浆中mpo以及il-6的增加的浓度以及在组织学检查中观察到的严重的炎性病变与先前的研究一致。在目前的from模型中,gm-1111的抗炎效果在所有测量的参数中示出。每天以30mg/kg的gm-1111的施用足以减少两种性别的小鼠中的from。在整个本申请中,引用多篇出版物。这些出版物的公开内容由此通过引用以其整体并入本申请中,以便更充分地描述本文描述的化合物、组合物和方法。可以对本文描述的化合物、组合物和方法进行多种修改和变化。考虑到说明书和本文公开的化合物、组合物和方法的实践,本文描述的化合物、组合物和方法的其他方面将是明显的。意图说明书和实施例被认为是示例性的。当前第1页12当前第1页12
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