磷虾油和反应的虾青素组合物以及相关方法
【专利说明】磷虾油和反应的虾青素组合物以及相关方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2013年7月9日提交的美国非临时申请序号13/937，547的权益，并要求于2012年7月19日提交的美国菲临时申请序号13/553,025的权益，将其全部内容通过引用并入本文。
发明领域
[0003]本发明涉及用于眼部护理或其他医学应用的磷虾油(krill oil)和类胡萝卜素组合物以及用于所述组合物的药物递送系统。本发明还涉及预防、减缓和减轻中枢神经系统和眼部疾病的方法，所述方法包括治疗由疾病或损伤导致的眼损害，如年龄相关黄斑变性(age-related macular degenerat1n)，光损伤，感光细胞或神经节细胞损伤，缺血性损伤相关疾病，白内障(cataracts)，干眼综合征(dry eye syndromes)和炎性疾病。
[0004]发明背景
[0005]眼是脑的延伸，并且因此是中枢神经系统的一部分。因此，在眼损伤或疾病，例如，视网膜损伤或疾病的情况中，该疾病常常没有治疗且眼不能移植。目前无法医治的眼疾病和损伤包括视网膜光损伤，视网膜缺血引起的眼损伤，年龄相关黄斑变性，和由单线态氧和其它自由基物种引起的其他眼疾病和损伤。
[0006]已猜测，这些无法医治的视网膜及其他眼疾病和损伤的主要原因是单线态氧和其它自由基物种的产生和存在。单线态氧和自由基物种可由光、氧、其它反应性氧物种如过氧化氢、超氧化物产生或在导致产生高度反应性NOx释放的缺血损伤之后的再灌注期间产生。
[0007]眼经受连续的光暴露，因为眼的主要作用是光感知。因此，对于眼的一些无法医治的疾病和损伤由眼连续暴露于光，加上眼中的高度氧化的环境导致。
[0008]光感知的过程在感光细胞中开始。感光细胞是视网膜的外部神经元层的构成成分，所述视网膜的外神经元层是中枢神经系统的组分。感光细胞被很好地掩蔽在眼的中部，并且在结构上被巩膜保护，由高度血管化的葡萄膜提供营养并且由视网膜色素上皮的血液-视网膜屏障保护。
[0009]感光细胞的主要功能是将光转换为生理化学信号(转导)和将该信号传送到其它神经元(传送)。在转导和传送过程中，这些神经元的代谢活性显著改变。即使感光细胞在眼内部被妥善保护，光也容易到达这些细胞，因为它们的主要功能是光感测。到达视网膜的过多光能量通过压垮这些细胞的代谢系统而可以直接或间接地对这些神经元引起损伤。
[0010]对光连续和/或过多的暴露，和眼中相对高浓度的氧的组合，产生单线态氧和其它自由基物种。单线态氧和自由基物种也可以由与光暴露无关的酶过程产生。自由基物种和单线态氧是反应性实体，其可以氧化多不饱和脂肪酸。视网膜含有人体中任意组织的最高浓度的多不饱和脂肪酸，并且由羟基自由基(OH)或过氧化物(O2)基团导致的视网膜细胞膜中的多不饱和脂肪酸的过氧化可能产生另外的自由基物种。这些自由基物种可以导致细胞膜的功能损伤并且对视网膜组织引起暂时或永久损伤。据推理，单线态氧和自由基物种的产生因此为光引发的视网膜病和缺血后回流损伤的发病机制的原因。此外，在去除这些反应性自由基物种方面的匮乏也可能促进各种眼疾病。
[0011]大量天然机制保护感光细胞免受光损伤。例如，眼介质，包括角膜，眼房水，晶状体和玻璃体，过滤紫外区的大部分光。然而，在白内障摘除术或其它外科手术干预后，这些保护性屏障中的一些被去除或被破坏，从而感光细胞对辐射能导致的损伤更易感。感光细胞还具有其它形式的免受光损伤的保护，例如，抗氧化剂化合物的存在抵消由光产生的自由基物种。如在下文将表明的，抗氧化剂(其猝灭和/或清除单线态氧，过氧化氢，超氧化物和自由基物种，最小化对感光细胞的伤害。需要这种保护的视网膜的最重要区域是视网膜的中央窝或黄斑中区。即使在眼中存在若干保护机制，但在美国导致失明的主要原因是年龄相关的光感受器变性。临床上，如在年龄相关的黄斑变性中观察到的，光感受器变性与高能UVA和UVB紫外光的过度暴露有因果关系。年龄相关黄斑变性(其特征在于光感受器神经元缺失，导致视力降低)的原因仍在研宄中。流行病学研宄表明，年龄相关的光感受器变性，或年龄相关的黄斑变性，与多种因素相关，包括年龄、性别、家族史、虹膜颜色、营养不良、免疫疾病、心血管和呼吸道疾病以及已有的眼疾。年龄增加是最重要的因素。近来，已经表明，衰老的眼睛具有减少量的沉积在视网膜上的类胡萝卜素。临床和实验室研宄表明，因为重复的温和光损伤的累积效应(其导致感光细胞的逐步丧失)，光损伤是年龄相关的黄斑变性的至少一个原因。
[0012]年龄相关的黄斑变性是视网膜的不可逆致盲疾病。不同于可以通过替换患病晶状体来修复的白内障，年龄相关的黄斑变性不能通过替换患病视网膜来治疗，因为视网膜是中枢神经系统的组分。因此，由于一旦光感受器被破坏就无对此疾病的治疗方法，所以预防是处理年龄相关的黄斑变性的仅有方式。目前，年龄相关的黄斑变性的预防停留在限制或预防光和氧引起的(即，自由基引起的)对视网膜的损伤，因为视网膜是在高氧化环境中连续暴露于高水平光的仅有器官。
[0013]除了光损伤，眼损伤和疾病可由缺血损伤后的再灌注期间中产生的单线态氧和自由基物种导致。对视网膜神经节细胞和对视网膜内层的神经元的缺血损伤导致视力丧失。视力丧失伴随糖尿病视网膜病(diabetic retinopathy)，视网膜动脉闭塞(retinalarterial occlus1n)，视网膜静脉闭塞(retinal venous occlus1n)和青光眼，其各自损伤眼，通过缺血损伤使眼的氧和营养丧失。
[0014]对视网膜神经节细胞的损伤被归因于缺血，和之后的再灌注，在其间产生自由基。
[0015]光损伤、年龄相关的黄斑变性、缺血/再灌注损伤、外伤性损伤和眼炎症的发病机制被归因于单线态氧和自由基产生，和之后的自由基-引发的反应。研宄者因此研宄了抗氧化剂总体上在预防或减轻中枢神经系统，并且特别是眼的这些疾病和损伤中的作用。
[0016]例如，研宄了抗坏血酸盐作为治疗视网膜光损伤的药剂。抗坏血酸盐是以高浓度存在于视网膜中的还原剂。研宄表明，视网膜中的抗坏血酸盐用作抗氧化剂并由在过度光暴露期间产生的自由基物种氧化。
[0017]抗坏血酸盐的施用降低了光暴露后视紫质的损失，从而提示，抗坏血酸盐提供针对视网膜光损伤的保护。视紫质水平的下降是与光有关的眼损害的指示。抗坏血酸盐的保护作用是剂量依赖的，并且在光暴露之前施用时抗坏血酸盐是有效的。光暴露之后留在视网膜中的光感受器核的形态学研宄显示，给予抗坏血酸盐补充剂的大鼠具有显著更小的视网膜损伤。形态学上，有抗坏血酸盐补充剂的大鼠也显示更好的视网膜色素上皮的保存。
[0018]上述研宄导致这样的假设:由于归因于其氧化还原性质的其抗氧化剂性质，抗坏血酸盐减轻视网膜光损伤。抗坏血酸盐是超氧自由基和羟基自由基的清除剂并且还猝灭单线态氧，其全都在视网膜光损伤期间形成。这种假设说明正常视网膜中存在高水平的天然抗坏血酸盐。
[0019]因此，抑制自由基形成，或猝灭单线态氧和清除自由基物种的抗氧化剂，可以减少脂质过氧化并减轻视网膜中光损伤和缺血/再灌注损伤。最初研宄抗氧化剂是因为它们是已知的人组织的组分。然而，也测试了在人组织中非天然存在的抗氧化剂。除了抗坏血酸盐之外，已经研宄了抗氧化剂如2，6-二-叔丁基酚，γ-谷维醇(oryzanol)，α-生育酚，甘露醇，还原型谷胱甘肽，和各种类胡萝卜素，包括黄体素(lutein)、玉米黄质(zeaxanthin)和虫下青素(astaxanthin)在体外相对地猝灭单线态氧和清除自由基物种的能力。这些和其它抗氧化剂已经在体外显示是有效的对单线态氧和自由基的猝灭基和清除剂。尤其是，类胡萝卜素，作为一类化合物，是非常有效的单线态氧猝灭剂和自由基清除剂。然而，单个类胡萝卜素在其猝灭单线态氧和清除自由基物种的能力方面是不同的。
[0020]类胡萝卜素是具有抗氧化剂性质的天然存在的化合物。类胡萝卜素是由植物生产的常见化合物，并且大大有助于植物和一些动物的着色。很多动物，包括哺乳动物，不能重新合成类胡萝卜素并且因此依赖于膳食来提供类胡萝卜素需求。哺乳动物也具有有限的改性类胡萝卜素的能力。哺乳动物可以将胡萝卜素转变为维生素Α，并且大多数其它类胡萝卜素以不变的形式沉积在哺乳动物组织中。
[0021]就人而言，在人血清中发现了约十种胡萝卜素。人血清中主要的类胡萝卜素是β-胡萝卜素，α -胡萝卜素，隐黄素(cryptoxanthin)，番前红素和黄体素。在人器官中发现小量的玉米黄质、六氢番茄红素和八氢番茄红素。然而，在人血清中发现的十种类胡萝卜素中，在人视网膜中仅发现两种，反式-和/或内消旋(meso)-玉米黄质和黄体素。玉米黄质是中央黄斑或中央凹区域中的主要类胡萝卜素并且集中于视网膜中心，即，中央凹的视锥细胞中。黄体素主要位于视杆细胞的周边视网膜中。因此，相比黄体素，眼优先同化玉米黄质到中央黄斑中，其是比黄体素更有效的单线态氧清除剂。已经推理，由于其猝灭单线态氧和清除自由基的能力，玉米黄质和黄体素集中于视网膜，并且从而限制或预防对视网膜的光损伤。
[0022]因此在视网膜中仅发现存在于人血清中的约十种类胡萝卜素中的两种。胡萝卜素和番茄红素，人血清中两种最丰富的类胡萝卜素，在视网膜中或者未被检测到或者仅小量检测到。胡萝卜素相对不能接近视网膜，因为胡萝卜素不能有效跨过视网膜色素上皮的血液-视网膜脑屏障。还已知的是，另一种类胡萝卜素，角黄素，可以跨过血液-视网膜脑屏障并且到达视网膜。像所有类胡萝卜素一样，角黄素是色素并且可以使皮肤变色。角黄素提供接近晒黑的皮肤颜色，并且因此已经被人用于产生人工晒黑。然而，长时间以高剂量摄入角黄素的个体中的不期望的副作用是在视网膜内层中形成结晶角黄素沉积。因此，视网膜色素上皮的血液-视网膜脑屏障仅允许特定类胡萝卜素进入视网膜。除了玉米黄质和黄体素之外的的确进入视网膜的类胡萝卜素引起有害作用，如由角黄素形成结晶沉积物，其可能花费多年来溶解。视网膜中的角黄素还引起降低的对黑暗的适应。
[0023]研宄者们还没有成功地寻找另外的抗氧化剂以进一步抵消单线态氧和自由基物种对眼睛的有害作用。研究者们已经研究了多种化合物的抗氧化能力，包括各种类胡萝卜素。尽管类胡萝卜素是强的抗氧化剂，但研究者未能在600种天然存在的类胡萝卜素中发现有效猝灭单线态氧和清除自由基物种的，能够跨过血液-视网膜脑屏障的，在跨过血液-视网膜脑屏障后不表现出角黄素的有害作用的，以及减轻眼疾病或损伤和/或减慢眼变性疾病的进程并且是比黄体素或玉米黄质更有效的抗氧化剂的特定类胡萝卜素。
[0024]很多科学论文针对眼疾病和损伤，如年龄相关的黄斑变性，由疾病或损伤导致的损害的原因，并且尝试预防或治疗这种疾病和损伤。讨论各种抗氧化剂，包括类胡萝卜素和其它抗氧化剂如α-生育酷的出版物，包括:
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[0047]通常，以上显示的出版物支持这样的假设:单线态氧和自由基物种是对中枢神经系统，并且特别是眼损伤和疾病的重要促成因素。例如，已经报道，抗氧化剂，如抗坏血酸(维生素C)，α-生育酚(维生素Ε)或β-胡萝卜素(其在体内转变为黄体素)的消耗，能够降低年龄相关的黄斑变性的患病率。
[0048]以上显示的出版物还表明，多种类胡萝卜素，包括虾青素，与胡萝卜素、抗坏血酸和其它体外广泛使用的抗氧化剂相比，是强的抗氧化剂。这些出版物还涉及(I)仅特定的类胡萝卜素选择性地跨过血液-视网膜脑屏障，和(2)除玉米黄质和黄体素之外的跨过血液-视网膜脑屏障的某些类胡萝卜素引起有害作用。
[0049]通常，以上显示的出版物教导，虾青素是比类胡萝卜素如玉米黄质、黄体素、胡萝卜二醇(tunaxanthin)、角黄素、β -胡萝卜素和α -生育酚在体外更有效的抗氧化剂。例如，在Kurashige等人的关于虾青素的出版物中公开的体外和体内研宄表明，抑制脂质过氧化的虾青素平均有效浓度比α-生育酚低500倍。类似地，Miki出版物公开了，在体外，虾青素表现出强的对单线态氧的猝灭作用和强的对自由基物种的清除作用。
[0050]这种视网膜受损的自由基理论由考察各种抗氧化剂在减轻这些疾病方面的作用的研宄者提出。
[0051]至今，研宄工作涉及预防疾病和损伤，因为产生的自由基-引起的损伤是不可有效治疗的。因此，存在对不仅预防或减慢，而且减轻对中枢神经系统，并且特别是眼的变性和外伤疾病和损伤的方法的需要。未决的‘396母案申请公开了一种治疗有效量的混合的类胡萝卜素与治疗有效量的磷虾油混合的增效多成分组合物(synergisticmult1-1ngredient composit1n)，所述混合的类胡萝卜素包含至少S，S，-虫下青素(源自雨生红球藻(Haematococcus pluvialis))，和黄体素和/或反式-玉米黄质或内消旋玉米黄质中的一种或多种，所述磷虾油含有磷脂结合的和甘油三酯结合的EPA和DHA，其中所述磷虫下油含有至少30%总磷脂。所述组合物包含50至100mg的磷好油、0.5至8mg的好青素、2至15mg的黄体素和0.2至12mg的反式-玉米黄质。
[0052]出乎意料地发现，类胡萝卜素并且特别是虾青素加入到磷虾油导致两种组分之间明显的化学反应，其中在磷虾油脂肪酸酯和部分酯化的类胡萝卜素之间发生可能的酯交换反应并生成新的化合物。因此，递送机制对于所述组合物是有益的，防止类胡萝卜素的消失。“反应的”类胡萝卜素在相关治疗方法和组合物中也可能是有益的。
[0053]发曰月概沐
[0054]一种增强心血管健康的方法，所述方法包括施用治疗量的包含与虾青素反应的磷虾油的组合物。在一个实例中，所述虾青素包括源自雨生红球藻的s，s’-虾青素。在另一个实例中，所述磷虾油形成为磷脂结合的和甘油三酯结合的EPA和DHA，并且所述磷虾油包含30%总磷脂。在另一个实例中，所述方法包括施用50至100mg的磷虾油。所述方法还包括施用黄体素和/或反式-玉米黄质或内消旋玉米黄质中的一种或多种。所述方法还包括施用0.5至8mg的虫下青素，2至15mg的黄体素和0.2至12mg的反式-玉米黄质。在一个实例中，所述组合物可以作为膳食补充品组合物(膳食补充组合物，dietary supplementcomposit1n)施用并且在另一个实例中作为食品施用或在另一个实例中作为施加至皮肤的化妆品施用。磷虾油和虾青素可以在摄入容纳有(含有，contain)磷虾油的外囊(外胶囊，outer capsule)和容纳有(含有)虫下青素的内囊(内胶囊，inner capsule)后一起反应。
[0055]一种增强心血管健康的组合物包括治疗量的与虾青素反应的磷虾油。在一个实例中，虾青素包括源自雨生红球藻的s，s’ -虾青素。磷虾油可以被形成为磷脂结合的和甘油三酯结合的EPA和DHA，其中所述磷虾油包含30%总磷脂。所述组合物可以包括50至100mg的磷虾油/剂量。所述组合物可以包含黄体素和/或反式-玉米黄质或内消旋玉米黄质中的一种或多种，并且在一个实例中包含0.5至8mg的好青素，2至15mg的黄体素和0.2至12mg的反式-玉米黄质。所述组合物可以被形成为膳食补充品组合物，并且在一个实例中可以被形成为食品，并且在另一个实例中形成为化妆品。
[0056]一种药物递送系统包括内囊和外囊，所述内囊含有类胡萝卜素，其中所述内囊容纳在外囊内并且所述外囊容纳有治疗有效量的磷虾油。在一个实例中，所述类胡萝卜素包含至少S，s’ -虾青素(源自雨生红球藻)，和黄体素和/或反式-玉米黄质或内消旋玉米黄质中的一种或多种。所述药物递送系统还包括容纳在内囊内的0.5至8mg的虾青素，2至15mg的黄体素和0.2至12mg的反式-玉米黄质。在一个具体实例中，所述药物递送系统包括容纳在内囊内的约4mg的虾青素，约1mg的黄体素和约1.2mg的反式-玉米黄质。
[0057]在另一个实例中，所述磷虾油含有磷脂结合的和甘油三酯结合的EPA和DHA，并且所述磷虾油含有至少30%总磷脂。在另一个实例中，所述磷虾油为约50至约1，OOOmg，容纳在外囊中。
[0058]还提供了一种治疗个体的方法，所述方法通过施用治疗有效量的磷虾油和类胡萝卜素的增效多成分组合物并使类胡萝卜素在体内与磷虾油反应来进行。在一个实例中，所述方法包括施用包含至少S，s’-虾青素(源自雨生