治疗性硫酸化多糖、其组合物及治疗患者的方法
【专利摘要】本申请公开了用于通过影响对此治疗有需求的受试者的糖萼来治疗多种疾病的方法和组合物。所述方法包括对受试者施用有效量的硫酸化多糖(SP)或其类似物，所述SP是非动物基的(例如，源于植物或细菌的)硫酸化多糖。SP可作为单一药剂施用，或者彼此组合施用，或者与其它药物组合施用以提高效力。还描述了包括这种SP的药物组合物和食物。
【专利说明】治疗性硫酸化多糖、其组合物及治疗患者的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是于2012年9月21日提交的待决美国专利申请第13/624，742号的部分继续申请，其要求于2011年9月21日提交的美国临时专利申请第61/537，558号和于2011年10月5日提交的美国临时专利申请第61/543，684号的优先权，以上专利申请通过引用以其整体并入本文。
[0003]关于联邦资助研究或开发的声明
[0004]不适用
[0005]附录参考
[0006]不适用
发明领域
[0007]本文所公开和教导的发明主要涉及硫酸化多糖及其在受试者中治疗疾病的治疗用途。特别是，本发明涉及用于患有糖萼(glycocalyx)相关疾病或镰状细胞性贫血(sickle-cell anemia)并对这种治疗性治疗有需要的受试者的治疗性治疗的来自非动物来源的硫酸化多糖。
【背景技术】
[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与硫酸化脱氧半乳聚糖一起，是糖胺聚糖之后全球研究最为广泛的硫酸化多糖。一般来说，SG是a -L-和/或a -D-或β -D-吡喃半乳糖(吡喃半乳糖基)单元的聚合物[Pomin, V.P.等人，Glycobiology, Vol.18，pp.1016-1027 (2008)]。这些强离子型大分子的结构在物种之间变化，尽管其主要结构特征在门之间是保守的。它们通常显示高分子量(MW) O IOOkDa)。这些聚糖具有来自其硫酸化酯的高度电负性的电荷密度，继而触发其生物效应。但是，这些分子间相互作用通常是立体特异性的，而不仅仅或简单地依赖于电荷相互作用的结果[Pomin，V.P.，Biopolymers, Vol.91, pp.601-609 (2009)。
[0009]这些化合物基本上分离自海洋生物，例如大型藻类(褐藻、绿藻和红藻)，以及某些无脊椎动物如棘皮动物(海参和海胆)或被囊类动物(海鞘)。通常，这些聚合物主要由仅为其a-L-型的吡喃岩藻糖基单元组成，或者由α-L-和/或a-D-或β _D_吡喃半乳糖基单元组成。这些强离子型大分子的结构在物种之间变化，尽管其主要结构特征在门之间是保守的。
[0010]迄今为止,仅有褐藻(褐藻类)、海参(棘皮动物门，海参纲)和海胆(棘皮动物门，海胆纲)中的硫酸化脱氧半乳聚糖已见描述。最近的文章首次报道了分离自海草川蔓藻(Rupia maritima)的新的 SG [Aquino, R.S.，等人，Glycobiology, Vol.15，pp.11 ~20(2005)]。海草是一类生长在高盐海洋环境中的维管开花植物(被子植物)。来自川蔓藻的硫酸化D-半乳聚糖的结构由规则的四糖重复单元(图1e)构成。与红藻类似，海洋被子植物多糖含有α-和β-D-半乳糖基异构体二者；但是，这些单元并非分布在交替的序列中，被子植物分子具有更为清晰和明确的结构。这一海洋植物中的SG明确地贡献于细胞壁的结构排列，但似乎一旦该植物在生态学上分布于具有高盐度变化的栖息地，其还在生理学上参与表皮细胞的渗透调节。除了少数例外(参见，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)),在褐藻中发现的大多数结构由于若干种磷酸化和糖基化位点而是异质的；没有重复单元以及任意位置处支链残基共同存在的明确证据。所有这些异质性常常使得藻类硫酸化脱氧半乳聚糖的完整结构鉴定变得很困难。这种复杂的结构排列与褐藻硫酸化脱氧半乳聚糖作为细胞壁组装分子的结构组织者成分的功能直接相关。这种复杂的结构与高分子量一起使得细胞壁通过与不同类型分子一肽、海藻酸、果胶、纤维素、杂多糖等之间的结合实现高度复杂的组织[Andrade，L.R.,等人，J.Structural Biology, Vol.145, pp.216-225 (2004) ] ?
[0011]相反，棘皮动物硫酸化脱氧半乳聚糖的结构要简单得多。这些聚糖由明确的重复单元组成，使得其硫酸化模式、糖苷连接类型和所有残基的异头构型得以完全确定(参见图1)。这些大分子已经分离自海胆的卵胶层以及海参的体壁。与褐藻硫酸化脱氧半乳聚糖的无规结构不同，无脊椎动物硫酸化脱氧半乳聚糖由于其特异性生物功能而要求明确的结构模式。在海胆的情形中，它们参与一种非常罕见的碳水化合物诱导的信号转导——顶体反应(AR)。每个海胆物种的特征性规则结构似乎对于保持其体外受精中发现的种内特异性重要[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经分离自绿藻(绿藻门(Clorophyta))或红藻(红藻门(Rhodophyta))的细胞壁。与硫酸化脱氧半乳聚糖类似，硫酸化半乳聚糖可发现于几个海胆物种的卵胶涂层中，并且已有报道已经分离自海鞘(尾索动物亚门，海鞘纲)的被膜[Santos, J.A.,等人，European J.Biochem., Vol.204, pp.669-677 (1992)]。最近还描述了分离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)]。来自无脊椎动物(参见图2)和海洋被子植物的硫酸化半乳聚糖具有与无脊椎动物硫酸化脱氧半乳聚糖(参见图1)中相同的简单、明确的单元的结构模式。然而，绿藻硫酸化半乳聚糖的结构更为异质，但比褐藻硫酸化脱氧半乳聚糖要简单。褐藻大分子主要由3-β-D-Galp组成，但没有规则或重复的单元，且具有异质的硫酸化分布(但主要为4-和/或6-硫酸酯)。红藻硫酸化半乳聚糖具有非常规则的骨架，其总是由二糖重复单元组成，但在其硫酸化方式方面也是高度异质的，其在物种之间有变化(参见图2D)。
[0013]尽管藻类同多糖表现出潜在的药学作用，但其结构上的复杂性和/或部分表征使得对其生化特性不能完全理解。对于藻类多糖特别是硫酸化脱氧半乳聚糖，建立结构-功能关系通常很困难。另一方面，对于无脊椎动物多糖的生物作用由于其明确的结构，理解更加清晰。因此，优先选择无脊椎动物同多糖作为潜在的药物候选物用于后续的药学研究[参见，Mourao, P.a., Current Pharmaceutical Design, Vol.10, pp.967-981 (2004)]。尽
管并未示出，但据信多糖的主要结构特征(糖的类型、硫酸化和糖基化位点以及定向结合优先性)可具体地解释治疗应用中有利生物作用的表现。
[0014]但是，作为一类，就治疗和潜在药物的观点而言，硫酸化多糖的特征在于生物活性过多，在动物和人中常具有有利的容忍度图谱。这些聚阴离子型分子常常源自动物组织，包括范围宽广的小类，包括肝素、糖胺聚糖、岩藻多糖(fucoidans)、角叉藻聚糖、戊聚糖多硫酸酯和皮肤素或葡聚糖硫酸酯[参见，例如，Toida等人(2003)，Trends in Glycoscienceand Glycotechnologyl5:29-46)]。另外已经报道了分子量更低、更少异质的化学合成硫酸化多糖，近年来其已经到达药物开发的不同阶段[参见，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]。肝素样硫酸化多糖表现出通过抗凝血酶III和/或肝素辅因子II相互作用介导的差异的抗凝活性[Toida等人，同上]。值得注意的是，某些天然来源或化学修饰的化合物在抑制活性不大的浓度(或剂量)下表现出其它的生物活性[参见，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]本文所公开和教导的发明主要涉及包括硫酸化多糖的治疗组合物，所述硫酸化多糖表现出特定的生物活性，并且分离自包括动物在内的多种有机体，并涉及使用这种组合物的治疗方法。
【发明内容】
[0016]本公开的新特征在于非动物来源、特别是非脊椎动物来源的硫酸化多糖，已发现其对于包括以下的多种疾病目标具有有益的治疗效果:链状细胞性贫血和其它血红蛋白型疾病，以及与受试者糖 萼相关的疾病和病症、代谢失调和疾病(代谢综合征)、血管疾病和失调以及动脉粥样硬化病。
[0017]根据本公开的实施方式，描述了在对该治疗有需求的受试者中治疗糖萼降解相关疾病(glycocalyx-degradation associated disorder)的方法,该方法包括:施用有效量的药物组合物，该药物组合物包括式(I)的化合物或其溶剂化物、前药、水合物、衍生物或类似物，
[0018]
【权利要求】
1.一种在对此治疗有需求的受试者中治疗糖萼降解相关疾病的方法，所述方法包括: 施用有效量的药物组合物，所述药物组合物包括式(I)化合物或其溶剂化物、前药、水合物、衍生物或类似物，
2.一种在患者中治疗糖萼相关疾病的方法，所述方法包括以下步骤: (a)施用有效量的药物组合物，所述药物组合物包括:(1)药物有效量的非动物来源的硫酸化多糖，或其可药用盐、水合物、溶剂化物或前药；和 (2)可药用载体，其中药物制剂的施用在患者中积极作用于所述糖萼。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述药物组合物是口服组合物。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述口服药物组合物是丸剂、胶囊或片剂的形式。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述糖萼相关疾病是镰状细胞性贫血。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述糖萼相关疾病是特征在于HbA球蛋白链缺乏或合成减少的地中海贫血综合征。
7.根据权利要求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剂。
8.一种治疗组合物,包括: 式(I)化合物或其溶剂化物、前药、水合物、衍生物或类似物，
9.根据权利要求8所述的治疗组合物，其中所述式(I)化合物是在植物、藻类、细菌或无脊椎动物有机体中天然存在的天然化合物。
10.一种可食用组合物，其包括: 式(I)化合物或其溶剂化物、前药、水合物、衍生物或类似物，
11.一种筛选糖萼相关疾病的治疗剂的方法，所述方法包括: a)使测试化合物与表达硫酸肝素蛋白的细胞接触； b)测量细胞中所述蛋白的表达水平；和 c)选择与在不存在多糖化合物的情况下测量相比时增加表达水平的硫酸化多糖化合物，从而选择所述糖萼相关疾病的治疗剂。
12.一种在患者区域中抑制内皮细胞中糖萼降解的方法，所述方法包括对所述患者施用包括硫酸化多糖作为活性成分的组合物。
13.根据权利要求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.根据权利要求12所述的方法，其中所述方法具有在患有糖尿病视网膜病变的患者中抑制血管损伤的效果。
15.—种在受试者中治疗糖萼相关疾病的方法,所述方法包括:对有需要的受试者施用治疗量的组合物，所述组合物包括至少一种提纯的硫酸化多糖、硫酸化多糖聚合物或其提取物，并且其中所述组合物的剂量足以取代来自所述受试者内皮的至少一种糖萼的类肝素。
16.根据权利要求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离物。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述硫酸鼠李聚糖或硫酸鼠李聚糖分离物来自礁膜(Monostroma nitidum)物种。
18.一种用于在受试者中治疗血管病或血管相关疾病的治疗剂型，包括硫酸化多糖、天然有机体的硫酸化多糖分离物或者天然硫酸化多糖的提取物或聚合物提取物。
19.一种在受试者中治疗代谢综合征或者代谢综合征的一种或更多种症状的方法，所述方法包括对有需要的受试者施用组合物，所述组合物包括有效量的非动物来源的硫酸化多糖或其可药用盐、水合物、溶剂化物或前药。
20.一种预 防和/或治疗代谢综合征的组合物，其包括至少一种选自式1、式II或式III所表示的化合物或其盐、溶剂化物、水合物、前药或酯的化合物，其含量不低于0.0000001wt%且低于 IOOwt%。
【文档编号】A61K36/02GK103974707SQ201280059993
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2012年10月5日 优先权日:2011年10月5日
【发明者】布鲁斯.A.丹尼斯 申请人:布鲁斯.A.丹尼斯