专利名称：含有N,N－二乙基－m－甲苯甲酰胺的抗寄生虫组合物的制作方法
本申请要求1997年2月10日递交的美国临时申请60/040251的优先权。
通过(a)穿透皮肤或(b)经其他载体(如蚊子、蜱，蝇等)“传递”进入人体和动物宿主中的寄生虫和微生物引起了许多疾病。一种穿透皮肤的生物是血吸虫，在世界的许多热带和亚热带地区，是一种威胁人和动物生命的感染。根据世界卫生组织(WHO)的估计，目前有200万人感染了这种寄生虫，另有600万人受到威胁。[WHO控制血吸虫病的专家委员会血吸虫病对公共健康的危害和世界卫生组织的死亡率通报，71657-662，1993]。到所述地方病区域旅游的人有感染此病并进一步传播此病的很大危险。皮肤是这种寄生虫进入人体和动物的唯一已知途径，这种寄生虫的感染阶段(尾蚴)具有在水接触后大约数分钟穿透完整皮肤的能力。因此，干扰尾蚴进入皮肤的任何药物基本都可以防止血吸虫病。另一种称为“夏令痒疹”或“尾蚴性皮炎”的疾病是由于动物血吸虫(如鸭毛毕吸虫)不小心进入人皮肤导致严重皮炎而引起的。这种疾病在美国、亚洲和新西兰的许多活水湖及亚洲稻田中很普遍。同样，钩虫寄生虫，特别是美洲钩虫通过穿透完整的皮肤直接感染人和动物。成熟的蠕虫生活在胃中，每天食血为生，并使宿主营养不良。此外，这种寄生虫的感染常常伴有其他疾病。保守地估计可能约10亿人感染钩虫。
节肢动物和有关的种在叮咬宿主后通过皮肤“传递”寄生虫和产生微生物疾病的生物。最熟知和最大的问题是疟疾，在世界的热带和亚热带地区，这种病会影响数百万人。根据WHO的估计，疟疾是世界上导致死亡的前5种病之一。在过去20年，由于药物抗性株的出现，疟疾问题更加严重。已知蚊子也是非寄生虫性疾病如登革热、黄热病和其他疾病的传播者。许多蜱会引起莱姆病、落矶山斑点热、Ehrlichiosis，Coloradw Tick Fever，土拉菌病、回归热、PowassanEncephalitis和蜱麻痹。
白蛉也叮咬人宿主，由此将导入引起人利什曼病的生物体。还有许多可通过叮咬皮肤引起疾病的节肢动物(蚋、蚋蚊、恙螨、鹿蝇、蚤、蛇蝇、猎蝽等)。
与这些节肢动物和有关种引起的疾病无关，它们的叮咬是热带气候和高温夏季气候时使人烦恼和不安的原因。所有这些疾病和不舒服造成的经济损失是显著的。
本发明涉及用于预防寄生虫病的物质和方法。具体地说，本发明涉及预防由穿透皮肤的寄生虫或经节肢动物载体进入宿主动物的寄生虫引起的寄生虫病。本发明还涉及用于抗昆虫的物质和方法。
举证性的寄生虫病包括血吸虫病夏令痒疹和由钩口线虫属、板口线虫属、类圆线虫属和其他种类引起的疾病。举证性的叮咬昆虫包括蜱、白蛉、墨蚊、锥猎蝽、猎蝽、蚤、蚊和在人和动物中传播传染性疾病的其他节肢动物种。
在实施本发明中有用的物质包括N，N-二乙基-m-甲苯甲酰胺(DEET)和延长DEET效力并低于其通常所用浓度剂量的DEET制剂。所述制剂包括包封在脂质体中的或与其他聚合物和多羟基化合物预聚物联用的DEET。本发明的脂质体/DEET制剂不需要为达到其效力而附着于皮肤的其他化学物质部分。上述制剂还用于驱逐叮咬的昆虫。
脂质体可以是阴离子、阳离子或中性的。优选的脂质体是含L-α-磷酸酰胆碱、硬脂酰胺和胆甾醇的阳离子脂质体。DEET的优选浓度为约1％至约50％w/v。更优选的浓度是7％至约10％。最佳浓度为约7.5％DEET。本发明的优选多羟基化合物预聚物包括多羟基化合物预聚物2和多羟基化合物预聚物15。
图1说明DEET对曼氏裂体吸虫尾蚴的体外作用。DEET对曼氏裂体吸虫的体外作用。将尾蚴放在预先用系列二倍稀释的30％-0.24％DEET包被的96孔滴定板中。与DEET接触不同的时间后，用中性红排除法评估尾蚴的生存力百分比。每个试验用189-440的“n”重复17次。
图2说明脂质体DEET(lipodeet)对曼氏裂体吸虫尾蚴的体外作用。如果是10％的阳性脂质体DEET制剂，将100μl应用到刮过的小鼠腹部皮肤上，然后干燥15分钟。在将脂质体DEET在皮肤上已干燥的不同时间(4小时、24小时和48小时)，用连续的蒸馏水流将所述皮肤洗涤1分钟，然后用30035S-标记的曼氏裂体吸虫的尾蚴感染。感染后7天，压缩的器官(compressed organ)放射自显影确定皮肤和肺上的寄生虫数。
在过去30-40年之间，不同的实验室筛选了数种化学化合物赋予抗尾蚴穿透保护作用的能力。其中，在组织培养中，发现一些化合物如氯硝柳胺、Cederol、蒿甲醚，六氯酚、邻苯二甲酸二酯、苯甲酸苄酯和来自本国植物的许多粗制品有显著的杀尾蚴作用。但是，除氯硝柳胺(Naples，J.M.等，J.of Tropical Med.and Hygiene 95390-396 1992；Grenan，M.M.等，Rev.Inst.Med.Trop.SaoPaolo 27190-196(1985)；Ghandour，A.M.等，J.ofHelminthology，49，245-250(1975)；Fripp，P.J.等，South african MedicalJournal 47526-527(1974)；AbuElyazeed，R.R.等，Am.J.of Trop.Med.andHygiene 49403-409(1993))，在人中没有一种化合物有临床应用。
N，N-二乙基-m-甲苯甲酰胺(BEET)在许多昆虫驱虫药中是活性成份。其相对的安全性和驱虫的广谱性(即大部分蚊株、蜱、白蛉等)使其成为几乎理想的产品。另外，化学研究以及生产了许多美国政府确定的对不同种昆虫有不同程度驱性DEET类似物和其它相关化合物，用于改变时间长度，同时改变安全线或其它缺陷。但没有一种象DEET使用得这样广泛，尽管许多化合物(N-苯甲酰哌啶，N-甲苯甲酰哌啶，2-乙氧基苯甲酰胺，N-丁基N-乙酰苯胺，N-乙基-N-乙酰苯胺，N，N-二乙基-3-甲基苯甲酰胺，二乙基苯基乙酰胺，二甲基邻苯二甲酸酯，N，N-二乙基-2，5-二甲基苯甲酰胺或DEET异构体如N，N-二乙基-对甲苯甲酰胺和2-乙基-1，3-己二醇)作为昆虫驱虫药对叮咬人和动物的昆虫有相对的活性。
到目前为止，几乎所有对DEET的研究都多次证实谨慎使用时，DEET是一种救生化学物质。一旦应用于皮肤，DEET有30分钟至2小时的昆虫驱虫药活性。但是，为了使活性超过60分钟，需要经常重复应用高浓度DEET(70％这样高)。令人遗憾的是，由于DEET通过皮肤大量吸收，这样会在敏感个体和儿童中引起偶然的神经毒性症状。(Abou-Donia，M.B.等，J of Toxicol and Clinical Toxicol321-16(1996)；Veltri J.C.，等J of Toxicol and Clinical Toxicol 321-16(1994)；Verschoyle R.D.等，Fundamentals of Applied Toxicol 1879-88(1992)，Dorman D.C.，Verterinary Clinics of North America Small AnimalPractice 20387-391(1990))。因此，延缓DEET透皮吸收的任何试剂均可降低与高浓度DEET有关的毒性，并延长其在皮肤浅层上的驱虫药活性。此外，还有其它优点，即如果DEET在皮肤上能够保留较长的时间，则甚至较低浓度的DEET也可有效使用，由此降低与吸收有关的任何可能的毒性。
如下文所述，本发明提供了DEET的新应用，赋予抗皮肤穿透性寄生虫的保护作用。如下文所说明的，在应用于皮肤后，DEET能够非常有效地防止这些寄生虫透过皮肤，由此使宿主免于致命的和/或致虚弱的疾病。结果还说明DEET制剂的驱虫药活性是水抗性的。甚至在应用4小时后，这些大部分水生寄生虫仍不能穿透皮肤。穿透DEET应用区的寄生虫在皮肤内数分钟内被杀死，可以帮助宿主建立起抗所述寄生虫的免疫反应。
细胞内表皮类脂是一组赋予皮肤屏障功能并由此在调节皮肤通透性方面起主要作用的异源极性类脂(Elias P.M.，Archives of Derm.Res.27095-102(1981))。由于这些类脂屏障，许多应用于皮肤表面的传统药物不能到达作为位点。由于这一原因，引入了许多用于局部治疗皮肤疾病的穿透增强剂(Santus等，J.Control.Rel.Subst.，251-27(1993))。但是，大部分这些穿透增强剂都干扰细胞内类脂双层，因此，常常有明显的毒性或刺激性副作用。就此而言，证明一些聚合物和脂质体是用于将药物转移到皮肤浅层的优秀载体。
根据本发明，开发了两种所述聚合物Pp2(多羟基化合物聚合物2)和Pp15(多羟基化合物聚合物15)和脂质体制品用于传递DEET并延缓皮肤浅层DEET的吸收。因此，为了延长DEET在皮肤上的活性，制备了三种举证性的10％DEET制剂(Pp2deet，Pp15deet和脂质体DEET)。在应用于皮肤时，在一次应用后，这些制品就可赋予达48小时的抗皮肤穿透寄生虫的保护作用。用14C-标记的DEET进行的药理学和组织学研究表明在应用后前24小时，这些制剂可使皮肤浅层保持＞90％涂敷的DEET。本发明制剂还可有效地抗某些叮咬昆虫如蜱和蚊子。由于本发明制剂对皮肤穿透性寄生虫和叮咬昆虫有延长时间(即48小时以上)的强活性，所以本发明的长效DEET制剂对于野外控制通过皮肤获得的感染性疾病有很大的潜力。
二十世纪六十年代中期，Alec Bagham提出磷脂在水的存在下可形成封闭的载体，这些载体的物理化学性质与细胞膜相似。大部分磷脂是两亲的。两亲的类脂分子类似于一个垂滴(lollipop)，带有一个磷脂形成的圆形亲水头和一个长疏水尾。这些两亲类脂中的一些分子平行排列并通过尾区连在一起，头向外，形成类脂双层。在水介质中，所述双层本身折叠形成内部捕获了水分子的闭合球。现在将这些囊称为脂质体。脂质体是热动力学稳定的，而且在应用于皮肤上时，将于角质层中的类脂融合，由此不会穿透到很深的皮肤层。因此，这样使脂质体传递的药物的全身性吸收降至最小。脂质体的优点是它们可能是无毒的，可降解的和非免疫原性的。此外，由于脂质体的两亲性，它们可贮存水溶性和亲脂物质。重要的是如C.T.Wang(Vice-President of Research and Technology at theFormulation Technology Resource Center，Johson andJohnson ConsumerProducts Worldwide，Skillman NJ)强调的，没有适合所有应用的广泛性脂质体系统(参见“化妆品组分的传递系统技术趋势和市场机会”，P.Bassett，Southborough，MA 1997)一种特殊类型和结构设计的脂质体系统通常需要一种选定的分子以便达到最大的脂质体传递效果。
通常，脂质体是用天然甘油磷脂如磷脂酰胆碱、胆固醇、硬脂酰胺、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰甘油。在低切力调节下与水(或任何水溶性缓冲液)混合时，磷脂的每个分子将本身以相似的方向(头向上，尾朝下)并排排列在一起形成片层。如果将DEET加到磷脂混合物中，类脂可溶性的DEET将均匀地分散在磷脂中间形成片层的一部分。然后这两个所述片层尾-尾相连形成双层膜，所述双层膜在囊内包裹了一小的水层。由于疏水特性，通常，许多这样的囊由大到小套在一起，形成由水层分隔的多层同心圆磷脂球结构。将这些球状嚢称为多层脂质体胶团。由于可将DEET掺入所述胶团，我们杜撰了术语脂质体DEET(lipodeet)用于称呼含DEET的脂质体。为了达到本发明目的，脂质体DEET将指以任何浓度或形成掺入了DEET或其衍生物的任何脂质体制品。由于脂质体DEET使用水基缓冲液形成胶团，本发明开发了将抗寄生虫药物掺入到脂质体DEET胶团的一系列可能的用途，所述胶团可有效防止通过皮肤引起的许多寄生虫性感染。由于在我们的脂质体DEET制品中所用了天然磷脂，因脂质体而引起的对宿主的毒性作用是最小的。
在胶团磷脂分子中的静电荷将最终决定脂质体DEET制品的最后电荷。因此，带有中性电荷的磷脂酰胆碱和胆固醇将产生中性脂质体DEET。而将硬脂酰胺加到制品中将使脂质体DEET带正电荷。同样，磷脂酰丝氨酸或磷脂酰甘油的加入将把总的负电荷赋予脂质体DEET制品。在本发明中，我们使用了所有这三种不同电荷(正、负和中性)的脂质体DEET，而且所有这些制品均得到相当近似的结果。
因此，本发明的制剂还具有额外的优点，即包括抗蠕虫药、抗原生动物剂、疫苗等的许多水溶性药物的组合均可被掺入到脂质体DEET胶团中。此外，本发明还扩展了DEET和各种载体的应用，所述载体包括，但不限于下列试剂如1-十二烷基氮杂环庚-2-酮(laurocparam，Azone)，Catzomes，六亚甲基月桂酰胺衍生物、氮杂环烷酮衍生物、吡咯烷酮、脂肪酸和萜烯，所述载体可将DEET保持了皮肤浅层。本发明还包活含DEET的微乳剂。所述微乳剂含有在油、水和两亲系统中的DEET，所述系统肉眼观察时是单相的，光学观察时是各向同性的，是热动力学稳定的，而且具有超低的界面张力值。当将DEET保持在皮肤浅层时，它对叮咬昆虫有强驱避作用，对下文列出的皮肤穿透性寄生虫有致死作用。DEET抗人和动物血吸虫尾蚴阶段的应用如上所讨论的，皮肤是血吸虫寄生虫进入人和动物体内的唯一已知途径。感染阶段的寄生虫(尾蚴)在水接触后数分钟内穿透完整的皮肤。因此，任何干扰尾蚴进入皮肤的试剂均可有效防止血吸虫病。下列实施例说明DEET对于曼氏裂体吸虫的尾蚴是高度致死的，当将其应用于皮肤时可防止进入以及感染的发生。在应用一次后，长效作用的DEET制剂，特别是脂质体DEET就可对宿主产生48小时的抗尾蚴穿透的保护作用，因此可抵御血吸虫病。
用DEET可以防止或治疗的另一种疾病，所述疾病是根据本发明可以用本文所述制剂防止由动物血吸虫引起的在人类中称为“夏令痒疹”或“尾蚴性皮炎”的疾病。在美国大湖区已经发现了许多由下列血吸虫引起的皮炎，所述血吸虫包括鸭毛毕吸虫、Trichobilharzia physellae、T.stagnicola、T.anatina、T.berghei，T.maegraithi，Giganthobilharzia huttoni，G.gyrauli，G.huronensis，G.sturniae，Austrobilharzia bariglandis，A.enneri，Ornithobiharzia canaliculata，O.pricei，Schistsosomatium douthitti。传播这些疾病的蜗牛广泛分布于在北美的许多湖泊中。所述疾病的特征是在与水接触的皮肤上出现剧烈的搔痒，水肿和红色的发炎区。一些感染还会导致失眠和发烧。在重复接触后，反应更强烈。由于我们的发明表明脂质体DEET可非常有效地抗血吸虫的尾蚴阶段，因此将长效DEET应用到皮肤上可防止尾蚴性皮炎。抗其它皮肤穿透性寄生虫的应用有一些利用皮肤作为进入身体之入口的人和动物线虫寄生虫，如美洲板口线虫、钩口属和肠类圆线虫。尽管这些寄生虫仅在皮肤上停留很短的时间(数分钟)，但DEET对这些皮肤穿透性寄生虫有致死效果，由此，防止其通过皮肤迁移。因此，本发明还涉及宿主动物抗引起虚弱性疾病之许多皮肤穿透性线虫寄生虫的保护作用。用于控制蚊子传播疾病的驱蚊应用由于本发明DEET制剂的活性在皮肤上可保持48小时以上，因此可以比其它DEET制剂较低的浓度，将其用于驱避Anophilus和Culicine种蚊子。抗蜱和蜱传疾病的应用蜱传性感染是北美发展最快的一种感染性疾病。由蜱传播的感染包括莱姆病、巴贝虫病、艾希体病、落矶山斑点热、克罗拉多蜱传热、土拉菌病、回归热、Powassan大脑炎和蜱麻痹。这些感染性因素在其进食过程中经蜱唾液传递到宿主中。根据疾病控制和预防中心(CDC)的报道，在1994-1997年间在美国报告的蜱传播的病例比麻疹、流行性腮腺炎、百日咳、风疹、白喉、霍乱、钩端螺旋体病、麻风病、鼠疫、破伤风、旋毛虫病、伤寒、贾第鞭毛虫病和军团病的总和还多。因此，任何可驱避或防止蜱叮咬皮肤的试剂均可有效防止所有蜱传播的疾病。在实验室条件下，已知DEET对蜱是有效的(Solberg，V.B.等，J.of Med.Entomology32870-875(1995)；Kumar，S.等，Med.Veterinary Entomology 647-50(1992)；Couch P.等，American Journal of Hosp.and Pharm.491164-1173(1992))。但是，在野外条件下，由于DEET从皮肤上快速清除而且活性时间短而使将DEET用于控制蜱叮咬受到限制。通过蜱侵染的植物，每隔30分钟将DEET应用于放牧动物或长途旅行的人是不现实的。如下所述，当将10％脂质体DEET应用于皮肤时，对蜱附着的抑制作用达72小时以上。确实叮咬应用过脂质体DEET之皮肤的蜱将在数分钟内被杀死。因此，本发明的长效DEET制剂(脂质体DEET，Pp2deet，Pp15deet)在野外条件下对于控制蜱叮咬是非常有效的，并由此可防止蜱传播的疾病。抗其它叮咬昆虫如白蛉、淮猎蝽、蚤和墨蚊的应用本发明的长效DEET制剂也可用于控制其它叮咬昆虫如传播利什曼病的白蛉，传播锥虫病的淮猎蝽和传播盘尾丝虫病的墨蚊。由于脂质体DEET可在较长的时间内保持在皮肤浅层上，应用一次后就可在较长的时间内驱避所述叮咬性昆虫。在昆虫易叮咬区，这还会降低于重复应用DEET有关的偶发毒性。抗水蛭和其它皮肤叮咬性生物如虱的应用由于已经表明DEET可有效地抗水蛭和虱(Mehr Z.A.等，J.of MedEntomology 21665-669(1984)；Bar-Zeev M.等，J.of Med Entomology9215-218(1972))，因此，本发明制剂也可用于控制水蛭叮咬和虱侵染的方法。
提供下列实施例仅仅是为了说明的目的，而不对所附权利要求的本发明范围构成限制。
实施例1描述了放射性标记尾蚴的制备和收集。
实施例2描述了用尾蚴感染动物。
实施例3描述了整个器官的放射自显影图。
实施例4描述了筛选作为抗穿透试剂的化合物。
实施例5描述了DEET对曼氏裂体吸虫尾蚴的体外作用。
实施例6描述了DEET对尾蚴形态学的影响。
实施例7描述了体内作用。
实施例8描述了不同DEET浓度对尾蚴穿透和尾蚴穿透和蠕虫定居的影响。
实施例9描述了于曼氏裂体吸虫接触后，DEET的作用。
实施例10描述了在单次皮肤应用后，DEET的活性时间。
实施例11描述了延长DEET作用之制剂的制备。
实施例12描述了有关DEET制剂在皮肤上定位的研究。
实施例13描述了DEET制剂对叮咬性昆虫的作用。
实施例14描述了长效DEET制剂对蜱附着于皮肤的影响。
实施例1放射性标记的尾蚴的制备和收集从马萨诸塞州大学(Lowell，MA)的Fred Lewis博士处得到用曼氏裂体吸虫感染的Biomphalaria glabrata种蜗牛，作为国家过敏和感染性疾病研究所之转包合同的一部分(AI #052590)。在85-87°F恒定温度的黑暗室内，将被感染的蜗牛保持于连续通气的无氯水中。蜗牛箱中的水一星期换3次，用高压锅消毒的莴苣和一片白垩喂养蜗牛。感染后约30天，作为于暴露于亮光源1小时的结果，通过观察尾蚴的出现，逐个检查蜗牛中是否存在寄生虫。确定了释放尾蚴的蜗牛后，按以前Li等(Parasitology International，4655-65(1997))所述，用35S-甲硫氨酸放射性标记蜗牛。简而言之，在37℃黑暗中将悬浮在蒸馏水中的蜗牛(0.5ml/蜗牛)与20μCi/ml放射性标记的35S-甲硫氨酸(Tran35S-label，ICNPharmaceuticals，Inc.，Invine，CA；比活性1047Ci/mmol；目录#51006)接触。于放射性同位素接触16小时后，漂洗蜗牛并移到新鲜的通气水中，在诱导尾蚴释放前3天保持在黑暗中。
通过将蜗牛悬浮在蒸馏水，然后将其与亮光源接触1小时来收集尾蚴。收集出现的放射性标记的尾蚴并通过金属筛(38μm；Newark Wire Cloth Co.，Newark，NJ)浓缩。收集后，将放射性标记的尾蚴悬浮在蒸馏水中，计数并用于感染。该方法可稳定地产生＞99％的放射性标记的尾蚴。
实施例2用曼氏裂体吸虫感染实验室动物为了进行体内动物实验，使用从Charles River实验室(Wilmington，MA)购买的重约18-20克的CD1雄性小鼠。在这些实验中动物的使用符合动物福利法和其它联邦法规以及如国家健康研究所出版物中说明的有关动物的条例实验室动物的管理和使用指南。经尾皮肤或刮过的腹部皮肤，用曼氏裂体吸虫逐个感染小鼠。对于经尾皮肤感染来说，将小鼠圈在笼中，室温下，将尾在试管中浸60分钟，所述试管含有悬浮在10ml蒸馏水中的250-30035S-标记的尾蚴。对于经腹部皮肤感染来说，将小鼠仰面朝上绑附。刮过腹部皮肤后，将一滴蒸馏水中的150-20035S-标记的尾蚴应用于皮肤，用盖玻片覆盖并暴露30分钟。
实施例3整个器官的放射自显影为了确定皮肤穿透和蠕虫定居的情况，在感染后7天从各小鼠中取出按上述与尾蚴接触的整个尾皮肤或腹部皮肤区和肺并按以前有关压缩器官放射自显影技术的描述(Li JW等，Parasitology International 4655-65(1997))加工所述器官。简而言之，将皮肤和肺固定在纸板上，用塑料罩覆盖并在室温于组织压力下保持48小时。然后在-70℃将压缩和干燥的组织暴露于X射线胶片(Fuji RX，Fisher Scientific，Pittsburgh，PA)7-9天。放射自显影后，计数暗点(代表在胶片上的还原银焦点)然后计算蠕虫定居百分比(点数/用于感染的尾蚴总数×100)。这些研究的结果表明约28％以上有效剂量的尾蚴穿透了完整的皮肤。占进入皮肤的尾蚴总数的50％以上的尾蚴在7天后迁移到肺。
实施例4DEET作抗血吸虫尾蚴的强抗穿透剂在过去30年中，筛选了多种化合物特别是在皮肤应用后赋予抗尾蚴穿透之保护作用的能力。其中，发现一些化合物如N，N-二乙基月桂酰胺、氯硝柳胺、Cederol、六氯酚、二丁基邻苯二甲酸酯和苄基苯甲酸酯有显著的体外杀尾蚴作用(Naples，J.M.等，同上文，Greman，M.M.等，同上文；Ghandour，A.M.等，同上文；Fripp，P.J.等，同上文；Abu-Elyazeed RR等，同上文)。但是除氯硝柳胺外，在野外条件下，其它化学物质中没有一个有临床应用试验。
在筛选用于Cederol的皮肤应用的适宜载体的研究中，从杉木油中分离一种化学物质，并表明在体外对尾蚴有一些杀尾蚴活性(Naples JM等，同上文)，发现含N，N-二乙基-m-甲苯甲酰胺(BEET)的载体本身就可很有效地防止尾蚴的皮肤穿透。对载体中各组分的进一步分析表明该制品的抗穿透活性来自DEET。
实施例5对曼氏裂体吸虫尾蚴的体外作用以前述的观察结果为基础，检测DEET对曼氏裂体吸虫尾蚴的作用。DEET是市售的，可从Fluka化学公司(Ronkonkoma，NY)购买。为了进行体外研究，用异丙醇(Sigma，St.Louis，MO)制备30％-0.24％的DEET系列二倍稀释物，将各50μl每个稀释物转移到96孔平底微滴定板(Costar，Cambridge)的每个孔中。每个对照孔加入50μl异丙醇。然后将平板保持于通风橱中，过夜蒸发液体。第二天，将悬浮在50μl RPMI-1640培养基(pH7.4；Gibco BRL)或磷酸缓冲的盐(PBS，pH7.0)的约50个曼氏裂体吸虫尾蚴放到各孔中，在30分钟、60分钟和4小时时检测尾蚴的生存力。在任何一给定的实验中，对每个稀释度和每个时间点共完成17个复制物。为了确定尾蚴的生存力，在实验末将10μl 0.05％中性红(Sigma Chemical Co.)加到各孔中，然后按He等所述(Acta Zoologica sinica，31240-245(1985))确定活和死尾蚴的百分比。
这些体外研究表明在15％和15％以上的浓度，DEET对于曼氏裂体吸虫尾蚴是高度致死的(见图1)。当于所述浓度的DEET接触时，尾蚴即刻不动。中性红染色30分钟后表明100％的尾蚴死亡。定时研究表明DEET浓度7.5％时，所有尾蚴在5分钟内不动，在4小时末100％尾蚴死亡。但是DEET浓度低于7.5％时，使曼氏裂体吸虫尾蚴不动和杀死所述尾蚴的效果较差。
实施例6DEET对尾蚴形态学的的影响通过透射电镜研究评估DEET对尾蚴的影响。在这些实验中，将悬浮在100μlPBS中的300-500曼氏裂体吸虫尾蚴放在96孔平板的各孔中，所述平板按上述用不同浓度的DEET(7.5％-40％)或异丙醇(对照)包被。与DEET接触5、10、20、30和240分钟后收集样品并按Salafsky等所述进行透射电镜加工(Exper.Parasitol.67116-127(1988))。简而言之，将从各试管中收集的尾蚴转移到含PBS加10％胎牛血清(Sigma Chemical Co.)的新鲜试管中，然后通过以500rpm(300g)离心5分钟浓缩成颗粒。然后于4℃，在含3％戊二醛和1％甲醛的0.1M磷酸缓冲液(pH7.2)的固定剂中将颗粒固定过夜。用1％四氧化锇固定后1小时，将颗粒通过分级的丙酮系列脱水，然后植入环氧类树脂。在用乙酸双氧铀和柠檬酸铅染色后，用Hitachi H-500透射电子显微镜检测切片。
正常尾蚴的透射电子显微镜图表明有完整的、有皱纹的带外糖萼的皮层，单膜，没有细胞体颗粒。肌肉层和较深的实质是完整的，没有水肿或退化的变化。
但是与7.5％DEET接触后，观察到两种超结构改变在其向童虫转化的过程中，模拟尾蚴皮层中正常变化的转化变化及表明有严重细胞损伤的退化变化。这两种变化早在接触后5分钟就出现了，但随接触过程逐渐严重。DEET接触后5分钟的典型变化包括细胞体颗粒迁移到皮层中(表明转化变化)，糖萼量减少，以及早期退化变化如内和外细胞膨胀，在实质中扩散水肿变化及病灶(focal)溶解。在所有检测的寄生虫中均观察到这些变化，只是程度不同。
在接触10到30分钟的过程中，这些变化有所发展。失去糖萼的转化变化和细胞体颗粒迁移更加明显，但是通常因退化变化而变得不显著。细胞外液体的大量积累是常见的，引起皮层变平，观察到完整皮层的病灶裂口。在肌肉层中肌丝的液泡化、凝集和破坏的细胞内退化变化，核肿胀以及染色质浓缩和细胞溶解随时间而发展。在与DEET接触后240分钟观察尾蚴的Frank溶解。
实施例7DEET对尾蚴通过皮肤的体内穿透作用和小鼠感染的定居的影响鉴于前述结果，通过实验以确定DEET对尾蚴体内穿透作用的影响。
为了将DEET应用于尾皮肤，将小鼠逐个单独放在笼中，将其尾浸在7.5％DEET溶液(用异丙醇制备的)中5分钟。应用后，将皮肤空气干燥30分钟，按实施例3所述，与放射性标记的曼氏裂体吸虫尾蚴接触前，用蒸馏水漂洗1分钟。
为了将DEET应用于腹部皮肤，将小鼠腹部朝上固定，然后刮其腹部。将200μl适宜浓度的DEET异丙醇溶液滴在腹部上，然后使其干燥15分钟。干燥后，用蒸馏水将皮肤洗涤1分钟，然后于放射性标记的尾蚴接触30分钟。
体内研究的结果表明在仅用异丙醇处理的对照动物中，显著比例(28％以上)的感染量穿透了完整的皮肤。在7天末，占进入皮肤50％以上的尾蚴迁移到肺。在感染前将7.5％DEET应用于皮肤会显著降低寄生虫穿透完整皮肤的能力。这些结果表明，在总感染量中仅0.13％设法穿透了7.5％DEET涂覆的皮肤(表1)。但是，在用7.5％DEET处理后，其迁移到肺的能力完全丧失(表1)。这表明7.5％DEET对于裂体吸虫尾蚴的强抗穿透剂。
表1组 定居蠕虫的百分比皮肤 肺 总量对照 9.918.6 28.5±1.2％±4.1％±6.4％7.5％DEET0.13 0 0.13±0.01％ ±0.01％N＝10DEET对尾蚴进入小鼠皮肤和感染定居的影响实施例8不同浓度DEET对尾蚴穿透作用和蠕虫定居的影响用不同浓度DEET(5％、10％、20％、40％)重复实施例7中的实验。在5％时，保护作用仅为72％，这表明该浓度DEET不完全有效，而当将10、20或40％的DEET应用到皮肤上时，对于抑制尾蚴进入小鼠皮肤是100％有效。因此这些研究证实了上述结果并表明DEET可成功地用于抑制曼氏裂体吸虫的感染。
实施例9曼氏裂体吸虫感染后DEET的作用为了确定DEET是否对尾蚴的穿透作用和与尾蚴接触后的迁移有任何影响，我们在感染后的不同时期将40％DEET应用到皮肤上。非常确定的是，进入后，寄生虫在迁移到肺前，在皮肤上保持24-72小时。因此，通过实验以确定在感染后将DEET应用到皮肤上是否能够杀死寄生虫。如果有效，用DEET可以治疗潜在的偶然感染。用放射性标记的尾蚴经腹部皮肤(如实施例2所述)感染小鼠，然后在感染后30分钟、4小时、24小时或48小时，将40％DEET应用于皮肤。通过压缩器官放射自显影(如实施例7所述)确定蠕虫定居。这些研究表明在与尾蚴接触30分钟后，将DEET应用于皮肤可100％抑制感染。但是在感染后4小时或更长的时间，应用DEET则没有保护作用。这些研究表明可以用DEET甚至在感染后30分钟也可有效地控制血吸虫病。
实施例10单次皮肤应用后DEET的活性期再进行实验以观察单次应用后，DEET在皮肤上的杀尾蚴活性能保持多长时间。在这些实验中，将10％DEET应用于刮过的小鼠腹部皮肤，然后使其干燥。DEET应用后30分钟，用流动的蒸馏水将皮肤区连续洗涤1分钟。在DEET应用后的不同时间点(30分钟、1小时，4小时和24小时)，用放射性标记的尾蚴感染小鼠(如实施例2所述)，然后，通过压缩器官放射自显影(如实施例3所述)确定蠕虫定居情况。这些研究表明感染后应用DEET 30分钟，1小时和4小时抗血吸虫病的保护作用分别为100％、98±1％和85±1％。但是，感染后24小时应用则没有任何保护作用。因此，这些结果表明DEET在皮肤上的效果持续的时间较短，仅30分钟到1小时。
实施例11延长DEET在皮肤上作用的制剂为了鉴定在皮肤上层，特别是角质层上能够将DEET活性保持较长时间的适宜载体，我们分析了多羟基化合物预聚物2(Penederm Incorporated，Foster City，CA；Barnet Products Corp.Englewood Cliffs，NJ供应)，多羟基化合物聚合物15(Barnet Products Corp.)和带正电荷脂质体试剂盒(L-α-磷脂酰胆碱63μmol，硬脂酰胺18μmol，胆固醇9μmol，编号47H8350，Sigma目录号L-4395)的能力。通过将1ml 100％DEET溶液加到9ml 10％多羟基化合物预聚物2的异丙醇溶液中，然后在室温剧烈搅拌10分钟来制备Pp2deet(含10％DEET加10％多羟基预聚物2异丙醇溶液的制品)。按照与Pp2deet相似的方法制备Pp15deet(10％DEET加10％多羟基化合物预聚物15的异丙醇溶液)。
其它浓度的多羟基化合物预聚物和DEET也可用于本发明实践。例如多羟基化合物预聚物浓度可以为约1％(w/v)至70％(w/v)，而约10％(w/v)是优选的。
通过将1.0ml 100％DEET加到63μmol L-α-磷脂酰胆碱，18μmol硬脂酰胺和9μmol胆固醇中制备带正电荷的多层脂质体DEET。将混合物彻底混合直到形成均匀的溶液。然后通过将9.0ml磷酸缓冲盐水(PBS)加到所述混合物中并在室温剧烈搅拌10分钟来制备10％的多层脂质体DEET胶团溶液。然后将脂质体DEET混合物在室温放置10分钟。在显微镜(x100)下观察胶团的大小和结构以证实达到均匀。本发明的脂质体不需要象5173303专利(引入本文作为参考)所要求的那样要求存在锚分子如吡啶硫酮。
为了确定所述制剂对尾蚴穿透作用和迁移的影响，将载体，Pp2deet、Pp15deet或脂质体DEET应用到实施例7中详述的腹部皮肤上。在皮肤应用后的不同时间点(4小时，24小时或48小时)，用放射性标记的尾蚴感染小鼠，然后通过压缩器官放射自显影确定蠕虫定居。这些研究表明于单独的DEET相比，所检测的所有3种载体均将DEET在皮肤上的作用延长至48小时。图2说明了这些结果。在所检测的3种载体中，脂质体DEET似乎在延长DEET在皮肤上的活性方面比多羟基化合物预聚物更有效，尽管所用的3种化合物都是有效的。这些数据证明本发明的制剂，长效DEET制品可将DEET在皮肤上的活性延长较长的时间，因此将其吸收和分解代谢以及毒性降至最小。
可以用电荷不同(指这些脂质体为正、负或中性的)或亲水分子组成不同(水溶性广谱驱虫药如哌喹酮或嗪苯达唑代替PBS)的其它脂质体制品提供含或不含DEET的联合治疗/预防制剂。
实施例12DEET制剂量在皮肤上的定量和定位用14C-标记的脂质体DEET制品(14C-DEET加上述带正电荷的脂质体)定量分析并评估用脂质体DEET制剂给药时在皮肤上保持的DEET量并鉴定DEET定位的皮肤层。通过闪烁计数和放射自显影测量DEET在不同皮肤层上的沉积(用组织染色确定)。将所述制剂涂于皮肤，然后在应用后的不同时间(30分钟、4小时、8小时、24小时、48小时和72小时)取皮肤片并进行评估。这些研究表明在应用后30分钟、4小时和8小时，100％14C-脂质体DEET存在于皮肤浅层。24小时后的闪烁计数表明仍有84±2％的14C-脂质体DEET存在于皮肤上。在48和72小时的分析表明在皮肤上的14C-脂质体DEET量逐渐减少(分别为52±12％和36±17％)。Artmann等，药物研究，4012-28(1965)所述的皮肤带(strip)技术证实了这些结果。这些研究表明在单次应用后前24小时，91％以上的14C-脂质体DEET保持在角质层中。
实施例13DEET对蜱的作用为了确定DEET对蜱附着和进食的影响，我们使用从Oklahoma大学购买的两种蜱Amblyoma americanum和Dermacetor variabilis。使蜱以从Charles River购买的雄性新西兰白兔的耳为食。为了喂养，将5只蜱放入用指甲胶附着于兔耳的60μm筛胞孔(Fisher Scientific)中。前8小时每隔30分钟观察蜱以评估皮肤附着和进食行为。将蜱附着定义为5只蜱中的3只附着于耳所需的最短时间。如果甚至在24小时后蜱仍不附着，则将其取出，将5只新蜱放入相同的孔中并按前述观察。对这两种蜱连续观察72小时。每个种和每次处理均使用不同的兔。结果表明Dermacetor和Amblyoma与正常兔耳的附着时间分别为4.5小时和20小时。但是，在放入蜱前用10％DEET处理耳会导致Dermacetor在开始7.0小时没有蜱附着，Amblyoma在开始22.0小时没有蜱附着。这表明DEET在相应基线上的数小时内都是有效的。在此项研究中的所有蜱直到附着都是有活性的。这些结果证实了前面的研究，DEET是抗蜱叮咬的有效驱虫药，尽管作用期较短。
实施例14脂质体DEET对蜱的作用为了确定长效脂质体DEET对蜱附着和进食行为的影响，将上述100μl 10％脂质体DEET制剂应用于兔耳的背面皮肤，然后按实施例13所述将5只蜱放入每个筛杯中。前8小时每隔30分钟，然后每隔24小时监测蜱。连续72小时每隔24小时放入5只新蜱。在这些实验中，使用与实施例13相同的两种蜱。结果表明在脂质体DEET应用后甚至72小时内，蜱都不能附着于皮肤上。在前48小时内放入的蜱在放入后5小时内全部死亡，这表明10％脂质体DEET对蜱是致死的。在48小时后放入的蜱中，3/5在5小时内死亡，其余的甚至到72小时也未能附着。这些结果表明脂质体DEET在单次应用后72小时内对于抵御蜱叮咬100％有效。
实施例15脂质体DEET对其它叮咬昆虫的影响也可将本发明制剂用作驱虫药抵御其它在人和动物中传播死亡性感染的叮咬性节肢动物媒介如白蛉、蚊子和臭虫。实验宿主如小鼠(用于臭虫)、狗(用于白蛉)和人(蚊子)是本领域熟知的。用本发明制剂处理所述宿主动物，然后评估所述节肢动物媒介以所述宿主为食的能力。通过本领域熟知的方法很容易确定所述制剂的适宜剂量。
前述实施例是为了说明而不是象所附权利要求一样以任何方式限制方面的范围。引用的文献将引用的文献引入本文作为参考Artman，C，Roding J，Ghyczy M，来自大豆磷脂的脂质体作为经皮药物的载体。通过带放射性标记的大分子和盐—负载的脂质体进行体内性能研究。药物研究4012-28，1965。Abou-Donia MB，wilmarth KR，Jensen KF，Oehme FW，Kurt TL，因同时接触吡哆斯的明溴化物、N，N-二乙基-m-甲苯甲酰胺和除虫精而产生的神经毒性海湾战争化学接触的本质。毒物学和临床毒物学杂志321-16，1996。Abu-Elyazeed RR，Podgore JK，Mansour NS，Kilpatric ME，1％氯硝柳胺作为曼氏裂体吸虫尾蚴的热带抗渗透剂(antipenetrant)。美国热带医学和卫生杂志49403-409，1993。Bar-Zeev M，Gothilf，S，蚤驱虫药的实验室评估。医学昆虫学杂志9215-218，1972。Couch P，Johnson CE，莱姆病的预防。American Journal of Hosp.andPharm.491164-1173，1992。Dorman DC，N，N-二乙基-m-甲苯甲酰胺(DEET)昆虫驱虫药中毒。北美小动物实践的兽医门诊20387-391，1990。Elias PM，类脂和表皮通透性屏障。皮肤病学研究档案，27095-102，1981。Fripp PJ，Armstrong FL，六氯双酚皮肤清洁剂作为尾蚴驱虫药的效力。南非医学杂志47526-527，1974。Ghandour AM，Webbe G.，杀软体动物剂氯硝柳胺的亚致死浓度对曼氏裂体吸虫尾蚴感染性的影响。蠕虫学杂志49245-25-，1975。Grenan MM，Greene LK，Davidson，DE Jr.，Jones DH，六氯双酚作为局部施用的化学物质用于预防小鼠的曼氏裂体吸虫感染。Rev.Inst.Med.Trop.SaoPaolo27190-196，1985He YX，Mao CS，Hu YQ比较尾蚴和新转化的日本裂体吸虫血吸虫童虫之间的一些生理学特征。Acta Zoologica 31240-245，1985。Kumar S，Prakash S，Kaushik MP，Rao KM，3种抗蜱血红扇头蜱和波斯锐缘蜱驱虫药的活性比较。医学兽医昆虫学647-50，1992。Li JW，Ramaswamy K，Salafsky B，He YX，Shibuya T曼氏裂体吸虫尾蚴的反式35S一标记用于小鼠体内示踪血吸虫童虫迁移的一种不太昂贵的工具。国际寄生虫学4655-65，1997。Mehr ZA，Rutledge LC，Inase，JL，抗开皇客蚤(SiphonoapteraPulicidae)之市售和实验驱虫药的评估。医学昆虫学杂志21665-669，1984。Monika-Hildegard S，Korting HC，脂质体作为穿透增强剂和控释单位。“透皮促进剂”，E.W.Smith and H.I.Maibach编，CRC出版社，纽约，1995。Naples JM，Schiff CJ，Rosler KH，曼氏裂体吸虫雪松油和其不同组分的杀尾蚴作用。热带医学和卫生学杂志95390-396，1992。Salafsky B，Ramaswamy K，He YX，Anderson GL，Nowicki DK，Shibuya T评估N，N-二乙基-m-甲苯甲酰胺(DEET)作为局部试剂用于预防因曼氏裂体吸虫尾蚴引起的皮肤穿透。热带医学和卫生学杂志(在印刷)，1998。Salafsky B，Fusco AC，Whitely K，Nowicki D，Ellenberger B曼氏裂体吸虫尾蚴转化方法的分析。实验寄生虫学67116-127，1988。Santus GC，Baker RW，透皮促进剂专利文献。控制释放物质杂志，251-27，1993。Solberg VB，Klein，TA，McPherson KR，Bradford BA，N，N-二乙基-m-甲苯甲酰胺和哌啶驱虫药(A13-37220)抗美洲钝眼蜱(AcriIxodidae)的野外评估。医学昆虫学杂志32870-875，1995。Veltri JC，Osimitz TG，Bradford DC，Page BC，自1985-1989因接触昆虫驱虫药N，N-二乙基-m-甲苯甲酰胺(DEET)而对毒素控制中心的要求的回顾。毒物学和临床毒物学321-16，1994。Verschoyle RD，Brown AW，Nolan C，Ray DE，Lister T，N，N-二乙基-m-甲苯甲酰胺和N，N-二甲基-2，2-二苯基乙酰胺在大鼠中的急性毒性、神经病理学和电生理学比较。应用毒物学基础1879-88，1992。Wang，J.C.T.，化妆品成分的传递系统技术、趋势和市场机遇。药物和市场开发8166，1997。有关血吸虫病控制的WHO专家委员会血吸虫病对公共健康的影响疾病和死亡率。世界卫生组织通报71657-662，1993。
权利要求
1一种含脂质体和N，N-二乙基-m-甲苯甲酰胺(DEET)的抗寄生虫组合物。
2权利要求1的组合物，其中所述脂质体选择阳离子、阴离子和中性脂质体。
3权利要求1的组合物，其中还含有抗蠕虫药。
4权利要求1的组合物，其中所述脂质体包括L-α-磷脂酰胆碱、硬脂酰胺和胆固醇。
5权利要求1-4的任一组合物，其中所述DEET的含量是约1％至约50％。
6权利要求1-4的任一组合物，其中所述DEET的含量是约7％至约10％。
7权利要求1-4的任一组合物，其中所述DEET的含量是约7.5％。
8一种含有脂质体和N，N-二乙基-m-甲苯甲酰胺(DEET)的昆虫驱虫药组合物。
9权利要求8的组合物，其中所述脂质体选择阳离子、阴离子和中性脂质体。
10权利要求9的组合物，其中所述脂质体包括L-α-磷脂酰胆碱、硬脂酰胺和胆固醇。
11权利要求8-10中任一权利要求的组合物，其中所述DEET含量是约1％至约50％。
12权利要求8-10中任一权利要求的组合物，其中所述DEET含量是约7％至约10％。
13权利要求8-10中任一权利要求的组合物，其中所述DEET含量是约7.5％。
全文摘要
提供了含脂质体和其它载体的新的DEET制剂。还提供了用于防止血吸虫病和其它寄生虫和微生物基本的方法和物质。还提供了用于驱避叮咬昆虫的改进的物质和方法。
文档编号A61K9/127GK1253774SQ9812037
公开日2000年5月24日 申请日期1998年8月9日 优先权日1998年8月9日
发明者伯纳德·萨拉夫斯基, 拉马斯瓦米·卡里安纳桑达拉姆, 涩谷武 申请人:伯纳德·萨拉夫斯基, 拉马斯瓦米·卡里安纳桑达拉姆, 涩谷武