专利名称：化合物用于治疗由lasik和其它眼睛手术或创伤后角膜神经损伤而导致的情况的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及促进神经元再生或轴突生长的化合物用于治疗由激光原位角膜磨削术(Laser In Situ Keratomileusis(LASIK))或其中角膜神经被损伤的其它手术后的角膜神经损伤所导致的情况的应用。
2.相关现有技术的描述在LASIK手术后患者常常经历角膜的敏感性降低和轻度至中度的干眼病。对大多数患者而言，这是一种仅持续几天的急性问题。但是，对相当数量的患者而言，这些问题可持续几个月或更长的时间(Yu 2000)。这种医原性的变化很可能是由于手术期间角膜神经被切断所导致的(Wilson2001；Ambrosio & Wilson 2001)。目前治疗手术引起的干眼病的方法包括症状的缓解如经常局部使用人工泪液如Tears Naturale或Bion Tears，或其它人工润湿剂。这些治疗减少了不适但是并不能治疗根本的病变。就发明人所知，目前对角膜敏感性降低而言没有可接受的治疗。
神经营养因子是刺激或者维持神经元组织生长的肽分子。神经营养因子从脑向神经元胞体的转运对于大多数眼神经的存活而言是必需的。神经营养因子缺乏可诱导神经元编程性细胞死亡(Raff等人，1993)。
肽类的神经营养蛋白(NT)科包括神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)、NT-3、NT-4/5和NT-6。它们可以通过与神经营养蛋白受体(NT-受体)如TrkA、TrkB、TrkC和p75NTR结合来起作用。Trk受体是酪氨酸激酶。TrkA对NGF有选择性，TrkB对BDNF和NT-4/5都有选择性，而TrkC对NT-3有选择性。在结合后，NT-受体复合体被内在化并通过轴突转运至胞体。这些受体经历配体诱导的磷酸化作用和二聚作用，并且激活一连串影响神经元许多重要功能的Ras蛋白介导的信号转导事件(Lewin等人，1997；Segal等人，1996；Ebadi等人，1997；Kaplan等人，1997)。因此，这些受体在调节形成中的神经元的存活和分化方面起着重要的作用并且有助于在一生中维持神经元的结构。
例如，在眼组织中，在视网膜的神经节细胞(RGC)、多巴胺能的无长突细胞和视神经中均已观测到TrkA和TrkB的mRNA。已证实在神经元形成期间它们的表达是高度受控的(Jelsma等人，1993；Rickman等人，1995；Ugolini等人，1995；Cellerino等人，1997)。已经证实TrkB受体-选择性配体BDNF和NT-4/5对保护RGC是有效的。许多研究已经表明，这些NT不仅改善了培养物中RGC的存活和轴突生长，而且还显著降低了轴索切断所诱导的体内视神经和RGC的损伤，并且刺激了轴突的分支从再生RGC上的生长(Anderson等人，1974；Quigley等人，1976；Mansour-Robaey等人，1994；Meyer-Franke等人，1995；和Cui等人，1994)。例如，当在损伤后第一个五天期间进行给药时，单独玻璃体内注射5μg BDNF防止了轴索显微外科手术的视神经死亡(Mansour Robaey 1994；Gao等人，1997)。
睫状神经营养因子(CNTF)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)是支持神经元存活的其它神经营养因子。它们在结构上与神经营养蛋白不相关。也证实了它们可防止损伤诱导的神经元和轴突死亡(Mey等人，1993；Weibel等人，1995)。
在正常的人和大鼠角膜中，发现存在神经营养因子如NGF(Lambiase等人2000)。人和大鼠角膜的上皮细胞产生、存储并释放NGF并且还表达TrkA受体(Lambiase等人1998，Lambiase等人2000)。这些营养因子显然在角膜的生物学中起着重要的作用。在TrkA敲除的小鼠角膜中，神经干、分支以及细神经末梢的数目急剧下降。这些小鼠对机械、热和化学有害刺激的瞬目反应也显著下降(De Castro等人，1998)。
因此，神经营养因子对于角膜的健康和正常功能而言很重要。但是，这些营养因子是肽分子，因此，其由于在肽的药物给药方面常常存在的生物利用度问题而难以开发成药物。因此，需要可刺激受损的视网膜组织中的神经营养活性而没有天然肽类物质的生物利用度问题的非肽分子。
本发明的概述本发明通过提供用于治疗由角膜神经损伤而导致的情况的组合物和方法克服了这些缺陷和现有技术中的其它缺点。该组合物在可药用的载体中包含一种或多种可促进神经元再生或轴突生长的化合物。
这里所用的“可促进神经元再生或轴突生长的化合物”指的是那些在眼组织、尤其是角膜中可就地增加神经营养因子的产生或活性的化合物。这里所用的“神经营养因子”指的是NGF、BDNF、NT-3、NT-4/5、NT-6、CNTF、bFGF或可预防、治疗或改善角膜神经病变或促进受损的角膜神经元重新生长的其它营养因子。神经营养因子刺激物的实例包括AIT-082(neotrofin)、艾地苯醌、CB-1093、NS521((1-(1-丁基)-4-(2-氧代-1-苯并咪唑啉酮)哌啶)、SS-701和KT-711(都在下面说明)、ONO-2506和双氯醇胺。本发明最优选的神经营养蛋白刺激物是AIT-082(neotrofin)。上述分子都可以通过商业途径获得或可以用本领域技术人员公知的方法来合成。
本发明的方法包括给人类患者施用一种或多种可促进神经元再生或轴突生长的化合物例如神经营养因子刺激物来对由于手术造成的角膜神经损伤所导致的情况进行治疗。
本发明的方法特别是涉及使用促进神经元再生或轴突生长的化合物来治疗干眼病以及由角膜神经损伤所导致的其它病症如角膜敏感性下降。
根据本领域技术人员公知的制剂技术，本发明促进神经元再生或轴突生长的化合物可以包含在各种类型的药物组合物中。一般而言，该促进神经元再生或轴突生长的化合物可以制成局部眼用或眼内给药的溶液或混悬液，或者可以制成用于全身给药(例如口服或静脉内给药)的片剂、胶囊或溶液。本发明的化合物优选被制备成局部眼用的溶液或混悬液。
本发明的详细描述LASIK，以及其它矫正视力的手术使得许多佩带矫正眼镜的人可以不再使用矫正眼镜。这从许多方面来看是有利的。对于一些职业如从事艺术、科学和建筑工作的人而言，因为其工作必需接触灰尘、颜料以及化学品，所以矫正眼镜可能是一种令人感到讨厌的东西。但是，在LASIK手术后，患者经常出现角膜敏感性下降和轻度至中度的干眼病。对大多数患者而言，这是一种仅持续几天的急性问题。但是，对于相当数量的患者而言，该问题可能持续几个月或更长的时间(Yu 2000)。该问题很可能是由于在手术期间角膜神经受损所导致的(Wilson 2001；Ambrosio & Wilson 2001)。本发明的发明人已经发现在手术后用促进轴突生长或刺激被切断的或受损的神经再生的化合物对受损的角膜神经进行治疗可以缩短干眼病的持续时间或降低干眼病的发病率。该类治疗还可以缓解由LASIK或其中角膜神经受到损害的其它手术所造成的角膜敏感性下降。
本发明涉及可促进被切断的神经再生和/或轴突生长的化合物用于治疗干眼病和由角膜手术所引起的角膜敏感性下降的应用。促进被切断的神经元再生或促进轴突生长的化合物通过刺激神经营养因子的产生或通过增加神经营养因子的活性来实现其促进被切断的神经元再生或促进轴突生长的功能。本发明所用的化合物还可以通过直接作用于受损的神经来促进被切断神经的再生和/或轴突生长。
在科技文献中已经报道了一些神经营养因子刺激物，例如AIT-082(Graul & Castaner 1997)、艾地苯醌(Nabeshima等人，1994)、ONO-2506(Matsui等人，1998)、NS521(Gronborg等人，1998)、CB-1093(Aimone等人，1998)和双氯醇胺(Culmsee等人，1998)。但是，在现有技术中没有公开或暗示用神经营养因子刺激物来治疗LASIK手术或其它手术后的干眼病或其它医源性损伤。
由于易于给药，所以优选神经元再生或轴突生长刺激化合物的局部眼用制剂。局部眼用制剂可以是溶液或混悬液。一般而言，局部制剂包含活性神经营养蛋白因子刺激物和惰性赋形剂。
本发明的组合物可以在角膜神经被损伤，如被LASIK或其它手术损害后进行眼内给药。用于眼内给药的组合物一般是眼内注射组合物或手术冲洗溶液。眼内注射组合物一般由水性溶液构成，例如下面所讨论的平衡的盐冲洗溶液。
当在手术操作后将神经元再生或轴突生长促进化合物进行给药时，例如通过眼球后或眼周注射以及眼内灌注或注射来进行给药时，最优选用平衡的盐冲洗溶液作为载体。BSS无菌冲洗溶液和BSS Plus无菌眼内冲洗溶液(Alcon Laboratories，Inc.，Fort Worth，Texas，USA)是生理学上平衡的眼内冲洗溶液的实例。后一种溶液在专利号为4,550,022的美国专利中进行了描述，其全部内容在这里被引入作为参考。眼球后和眼周注射对于本领域技术人员而言是公知的并且在许多公开物中都进行了描述，例如Ophthalmic SurgeryPrinciples of Practice(1990)。优选的给药途径是眼睛局部给药。因此，可以通过本领域技术人员公知的方法配制用于局部眼睛给药的含有药学有效量的上述化合物或其活性类似物的溶液或混悬液。
一般而言，用于上述目的的剂量可以进行变化，但应当是预防、减轻或改善干眼病或与手术有关的角膜敏感性降低的有效量。这里所用的“药学有效量”指的是可预防、减轻或改善干眼病或与手术或创伤有关的角膜敏感性降低的神经营养蛋白因子刺激物的量。该神经营养因子刺激物一般以约0.001至约10.0％重量/体积(％w/v)的量包含于局部制剂或这里所考虑的可药用载体中。优选的浓度为约0.1至约5.0％w/v。局部制剂一般每天对眼睛给药一至六次，其可由临床医师来决定。全身给药的组合物一般包含约1-1000mg的神经营养因子刺激物，并且可以每天使用1-4次，其可由临床医生来决定。
这里所用的术语“可药用载体”指的是安全的、可为所需给药途径适宜地传递有效量的至少一种神经营养因子刺激物的任何制剂。
本发明的组合物可以包含另外的药学活性成分或可以与其它药物组合物同时给药。具体地讲，当为了预防、治疗或改善由手术期间角膜神经损伤所导致的情况而对哺乳动物进行治疗时，本发明的组合物可包含另外的活性成分或可以与其它的物质或组合物同时或相继给药。其它物质的实例包括人工泪液、人工润湿溶液或其它本领域技术人员公知的适宜物质。
实施例下面的实施例证明了神经营养因子刺激物(丙戊茶碱)对眼组织细胞损伤的保护效力。
实施例1该化合物可以全身给药或对眼睛局部给药(例如，局部给药、眼房内给药或通过植入来给药)。该化合物优选被混入到用于对眼睛给药的局部眼科制剂中。该化合物可以与可眼用的防腐剂、表面活性剂、增粘剂、渗透促进剂、缓冲剂、氯化钠以及水合用以形成一种无菌的水性眼用混悬液或溶液。眼用溶液制剂可以通过将化合物溶解于生理上可接受的等渗水性缓冲液中来进行制备。此外，该眼用溶液还可以包含可眼用的表面活性剂以有助于化合物的溶解。此外，该眼用溶液还可以包含用于增加粘度的物质如羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮等等以改善该制剂在结膜囊中的保留。还可以使用胶凝剂，其非限制性地包括吉兰糖胶和黄原胶。为了制备无菌的眼用软膏剂，可以将活性成分和防腐剂在适宜的基质中混合，其中所述的适宜基质如矿物油、液体羊毛脂或白凡士林。无菌的眼用凝胶制剂可以根据所公开的用于类似眼用制剂的配方，通过将活性成分混悬于由例如卡波普-940等的组合所制得的亲水性基质中来进行制备；可以向其中混入防腐剂和张力剂。
该化合物优选被制成pH为约5至8的局部眼用混悬液或溶液。包含于这些制剂中的该化合物的量一般为0.001％至5％重量，但是优选地为0.05％至2％重量。因此，对于局部给药而言，根据临床医生的常规考虑，每天1至4次地将1至2滴这些制剂传递到眼睛表面。
根据本发明的描述，不需要进行过多的实验就可以制备和实施这里所公开和要求的所有组合物和/或方法。虽然已经用优选的实施方案对本发明的组合物和方法进行了描述，但是对于本领域技术人员而言显然可以对该组合物和/或方法以及这里所述方法的步骤或步骤的次序进行变化，其都不会脱离本发明的概念、主旨和范围。具体地讲，显然可以用化学和结构都相关的某些物质替代这里所描述的物质来获得相似的结果。所有该类对于本领域技术人员而言显而易见的替换和改变仍包含在由所附的权利要求所定义的本发明的主旨、范围和概念内。
参考资料以下参考资料为这里所述的内容提供了示范性操作或其它详细内容，因此特别引入本文作为参考。
美国专利4,550,022书籍Ophthalmic SurgeryPrinciples of Practice，编者G.L.Spaeth，W.B.Sanders Co.，Philadelphia，PA，U.S.A.，85-87页(1990)其它公开物Aimone等人，1α，25(OH)2D3类似物CB-1093在非人类的灵长动物脑中诱导神经生长因子，Society For Neurosci.，摘要，24292，(1998)。
Ambrosio & Wilson，J.Refractive Surgery 17350-380(2001)。
Anderson等人，眼内压对猴子视神经内快速轴浆转运的影响，Invest.Ophthalmol，13771-783(1974)。
Beck等人，脑源性神经营养因子对大鼠海马内局部缺血性细胞损伤的保护作用，J.Cereb.Blood Flow Metab.，14689-692(1994)。
Cellerino等人，脑源性神经营养因子/神经营养蛋白-4受体TrkB定位于脊椎动物视网膜神经节细胞和多巴胺能无长突细胞内，J.Camp.Neurol.，386149-160(1997)。
Cui等人，Nt-4/5降低了新生大鼠天然存在的视网膜神经节细胞死亡，Neuroreport，51882-1884(1994)。
Culmsee等人，NGF反义寡核苷酸阻断了双氯醇胺对谷氨酸盐诱导的体外兴奋毒性和体内脑局部缺血的保护作用，Society For Nneurosci.，摘要，24295(1998)。
De Castro等人，TrkA敲除小鼠的角膜神经分布和对有害刺激的敏感性，Eup.J.Neurosci.，10146-152(1998)。
Ebadi等人，在神经损伤以及修复中的神经营养蛋白及其受体，Neurochem Int.，30347-374(1997)。
Gao等人，在视神经损伤后视网膜神经节细胞层中脑源性神经营养因子的升高的mRNA表达，Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.，381840-1847(1997)。
Graul & Castaner，AIT-082，Drugs of The Future，22945-947(1997)。
Gronborg等人，新型化合物Ns521的神经保护作用，Society ForNeurosci.，摘要，241551(1998)。
Jelsma等人，在大鼠视网膜和视神经中的神经营养蛋白受体TrkBmRNA主导的不同形式，J.Neurobiol.，241207-1214(1993)。
Kaplan等人，神经营养蛋白受体进行的信号转导，Curr.Opin.Cellbiol.，9213-221(1997)。
Kirsch等人，视网膜发育中睫状神经营养因子(CNTF)多种局部功能的迹象CNTF及其受体的表达和对靶细胞的体外作用，J.Neurochem.，68979-990(1997)。
Lambiase等人，健康个体和出现炎性疾病期间眼睛表面神经生长因子的表达，Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.，391272-1275(1998)。
Lambiase等人，神经生长因子对角膜愈合的促进作用大鼠和人角膜的结构、生物化学以及分子分析，Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.，411063-1069(2000)。
Lewin等人，神经营养蛋白的生理学，Ann.Rev.Neurosci，19289-317(1997)。
Lindholm等人，脑源性神经营养因子是所培养的大鼠小脑颗粒神经元的生存要素并且保护其不受谷氨酸盐诱导的神经毒性的影响，Eur.J.Neurosci.，51455-1464(1993)。
Mansour-Robaey等人，眼睛损伤和脑源性神经营养因子的给药对轴索切断的视网膜神经节细胞的存活和生长的影响，Proc.Natl.Acad.Sci.USA，911632-1636(1994)。
Matsui等人，在大鼠大脑中动脉永久性闭合1周后ONO-2506对神经病学缺陷和脑梗死体积的保护作用，Society For Neurosci.，摘要，24254(1998)。
Mey等人，玻璃体内注射神经营养因子在体内对成年大鼠轴索切断的视网膜神经节细胞存活的支持作用，Brain Res.，602304-317(1993)。
Meyer-Franke等人，促进培养的发育中的视网膜神经节细胞存活和生长的信号相互作用的特征描述，Neuron，15805-819(1995)。
Nabeshima等人，NGF合成刺激物的口服给药对老年大鼠脑NGF含量降低和基底-前脑损害大鼠认识功能障碍的恢复作用，Gerontology，40(补编2)46-56(1994)。
Quigley等人，灵长目视神经急性眼内压升高对轴突转运动力学和定位的阻断，Invest.Ophthalmol.，15606-616(1976)。
Raff等人，编程性细胞死亡和细胞存活的控制得自神经系统的教训，Science，262695-700(1993)。
Rickman等人，原癌基因-Trk-受体在发育中的大鼠视网膜中的表达，Vis.Neurosci.，12215-222(1995)。
Segal等人，由神经营养因子激活的细胞内信号传导途径，Ann.Rev.Neurosci.，19463-489(1996)。
Ugolini等人，TrkA、TrkB和p75mRNA表达在大鼠视网膜中的发育调控，Brain Res，704121-124(1995)。
Unoki等人，脑源性神经营养因子、睫状神经营养因子和碱性成纤维细胞生长因子对防止大鼠视网膜局部缺血性损伤的保护作用，Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.，35907-915(1994)。
Weibel等人，脑源性神经营养因子(BDNF)可以预防由损伤引起的青年大鼠视神经的轴突顶死，Brain Res.，679249-254(1995)。
Wilson，Ophthalmology 1081082-1087(2001)。
Yu，Symposium on Cataract，IOL and Refractory Surgery，摘要263(2000)。
权利要求
1.一种治疗由角膜神经损伤所导致的干眼病的方法，所述方法包括给需要所述治疗的患者施用治疗有效量的包含至少一种促进神经元再生或轴突生长的化合物的组合物。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述的角膜神经损伤是由手术导致的。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述的手术是LASIK手术。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述的化合物可选自丙戊茶碱、AIT-082(neotrofin)、艾地苯醌、ONO-2506、CB-1093、NS521(1-(1-丁基)-4-(2-氧代-1-苯并咪唑啉酮)哌啶)、依利罗地、SR57746A(xaliproden盐酸盐)或其可药用的类似物。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述的化合物是AIT-082。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述的化合物是依利罗地。
7.一种治疗由角膜神经损伤所导致的角膜敏感性下降的方法，所述方法包括给需要所述治疗的患者施用治疗有效量的至少一种包含促进神经元再生或轴突生长的化合物的组合物。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述的角膜神经损伤是由手术导致的。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述的手术是LASIK手术。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述的化合物可选自丙戊茶碱、AIT-082(neotrofin)、艾地苯醌、ONO-2506、CB-1093、NS521(1-(1-丁基)-4-(2-氧代-1-苯并咪唑啉酮)哌啶)、依利罗地、SR57746A(xaliproden盐酸盐)或其可药用的类似物。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述的化合物是AIT-082。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述的化合物是依利罗地。
13.一种治疗角膜神经损伤的方法，所述方法包括给需要所述治疗的患者施用治疗有效量的包含促进神经元再生或轴突生长的化合物的组合物。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述的角膜神经损伤是由手术导致的。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述的手术是LASIK手术。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述的化合物可选自丙戊茶碱、AIT-082(neotrofin)、艾地苯醌、ONO-2506、CB-1093、NS521(1-(1-丁基)-4-(2-氧代-1-苯并咪唑啉酮)哌啶)、依利罗地、SR57746A(xaliproden盐酸盐)或其可药用的类似物。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述的化合物是AIT-082。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述的化合物是依利罗地。
全文摘要
本发明提供了用于治疗由LASIK和其它眼睛手术或创伤后的角膜神经损伤所导致的情况的方法。
文档编号A61K31/122GK1549718SQ02816868
公开日2004年11月24日 申请日期2002年7月23日 优先权日2001年8月29日
发明者M·R·赫勒贝格, 彭玉豪, J·M·亚妮, M R 赫勒贝格, 亚妮 申请人:爱尔康公司