专利名称：弹性蛋白酶抑制剂在制备保护脑出血药物中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及弹性蛋白酶(neutrophil elastase，NE)抑制剂新的医学用途，更具体涉及中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂西维来司他在制备预防或/和治疗脑出血药物中的运用。
背景技术：
脑出血(intracerebral hemorrhage，ICH)系指非外伤性的脑实质内出血，脑出血后除了血肿本身的占位性损害外，尚有周围脑组织血液循环障碍、局部脑出血流量的下降、代谢紊乱、炎症反应等，从而导致周围细胞的损伤和脑水肿，造成神经功能的缺损。
脑卒中是临床常见急症，多见于中老年患者，随着人口老龄化的日趋明显，本病的发病率也日趋攀升，出血性脑卒中约占脑卒中患者的10％-20％。脑出血具有起病急，变化快，致伤残率及病死率高的特点，严重影响患者的生存生活质量。另外，颅脑外伤致脑出血是临床常见的急症，在平时，在工伤、交通事故引起的颅脑外伤十分常见，在战时，各种武器及恶劣的战场环境均有可能导致颅内出血。在我国，每年脑外伤的发生率为千分之二，颅内血肿是颅脑损伤中最多见而且最危险的继发病变，其发生率约占闭合性颅脑损伤的10％，但在重型颅脑损伤中几乎有半数病人并发颅内血肿，常因诊断处理不及时而威胁病人生命。颅脑外伤致脑出血和出血性脑卒中虽有一定的差异，但二者的治疗有很多相似之处。脑出血(intracerebral hemorrhage，ICH)病情的恶化往往与ICH后继发的脑水肿、炎症反应、血肿周围组织能量代谢紊乱及氧自由基的损伤有关。有学者也观察到炎症反应中白细胞释放的弹性蛋白酶(NE)在ICH后脑损伤的过程中具有明显的作用。现代医学对出血性脑血管疾病及外伤引起的颅内血肿治疗约10-40％可进行手术治疗，其他大多只能进行内科综合治疗。其中，对于炎症反应而产生的炎症介质如细胞因子、自由基、弹性蛋白酶，会促使炎症继续，从而进一步损伤脑组织、细胞和神经，其中弹性蛋白酶的增多，引起弹性蛋白、蛋白多糖和胶原的降低导致组织、细胞和血管基底膜损伤。因此，如何控制弹性蛋白酶以防脑细胞、组织进一步受损也是人们积极寻求的方法之一。经我们研究发现，弹性蛋白酶抑制剂在脑缺血或脑出血时能抑制弹性蛋白酶的产生及其活性，具有保护脑组织、细胞的作用，可避免炎症继续发展引起大脑损害。
人中性弹性蛋白酶(下文有时简称为弹性蛋白酶)是在感染或者炎性疾病情况下出现的嗜中性白细胞颗粒大量释放的一种丝氨酸蛋白酶。弹性蛋白酶是一种水解蛋白的酶，所述水解的蛋白例如为弹性蛋白、胶原蛋白、蛋白多糖、纤连蛋白等，这些蛋白构成例如肺、软骨、血管壁、皮肤等的活体结缔组织间质。另外，已经阐明弹性蛋白酶也作用于其他蛋白质或细胞。
在活体内，弹性蛋白酶保持活体动态平衡，同时其活性受控于内源性抑制蛋白质，例如α1-蛋白酶抑制剂、α2-巨球蛋白、分泌的白细胞蛋白酶抑制剂等。但是，当由于炎症部位弹性蛋白酶过度释放或者抑制剂水平降低引起弹性蛋白酶和内源性抑制剂之间失去平衡时，不能控制弹性蛋白酶活性，因而导致组织损伤。
弹性蛋白酶(NE)可能参与的疾病有例如肺气肿、成人呼吸窘迫综合症(ARDS)、特发性间质性肺炎(IIP)、囊性肺纤维化、慢性间质性肺炎、慢性支气管炎、慢性窦肺感染、弥散性全细支气管炎、支气管扩张、哮喘、胰腺炎、肾炎、肝衰竭、慢性类风湿性关节炎、关节硬化、骨关节炎、银屑病、牙周炎、动脉硬化、器官移植排斥反应、早产儿羊膜破裂、大疱皮肤病、休克、脓毒症、全身性红斑狼疮(SLE)、节段性回肠炎、弥散性血管内凝血(DIC)、局部缺血再灌注性组织损伤、角膜损伤等。
弹性蛋白酶抑制剂抑制弹性蛋白酶的活性及产生，目前，弹性蛋白酶抑制剂尤其是中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂已在肺损伤、胰腺炎、肾炎、局部缺血再灌注性组织损伤的研究中显示出组织保护作用。但弹性蛋白酶抑制剂尤其是中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂用于脑出血引起的脑组织和脑细胞的损伤的治疗和预防的研究没有文献报道。本发明人经研究发现，中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂对脑出血具有保护作用，尤其对弹性蛋白酶引起的组织损伤具有很好的保护效果。为此，完成本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预防和/或治疗脑出血的新方法，具体提供了弹性蛋白酶抑制剂尤其是中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂的新用途，即中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂在保护脑出血药物中的运用。更具体是指西维来司他或其可药用盐或其药用衍生物，其药用盐优选西维来司他钠，这里所说的西维来司他钠是四水合物形式。
所说的保护脑出血是指用于治疗和(或)预防脑出血，减少出血和出血后引发的继发性脑组织和脑细胞的损伤。
本发明所说的运用是指西维来司他钠以注射剂的形式，优选冻干粉针和注射液。优选冻干粉针，每单剂含西维来司他钠50-500mg、优选100-300mg。
西维来司他钠的日剂量范围为5-1500mg，优选10-1000mg，更优选10-500mg。
上述所说的注射剂还包括药用辅料，如赋形剂、增溶剂、助溶剂、PH调节剂、抗氧剂等。
赋形剂乳糖、葡萄糖、蔗糖、海藻糖、甘露醇、山梨醇、水解明胶、甘氨酸、谷氨酸、右旋糖酐、氯化钠等其中一种或几种的混合物，0.01％～50％(w/v)。
助溶增溶剂聚乙烯吡咯烷酮、泊洛沙姆、β-环糊精、HP-β-环糊精，甘油，0.001％～30％(w/v)。
pH调节剂磷酸及磷酸盐(磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠、磷酸氢二钾、磷酸钾)、碳酸及碳酸盐(碳酸氢钠、碳酸钠)、柠檬酸及柠檬酸盐(柠檬酸二钠、柠檬酸钠)、盐酸、氢氧化钠、氢氧化钾、甘氨酸、甘氨酸钠、去氧胆酸、去氧胆酸钠、氢氧化铵、醋酸及醋酸钠，0.001％～30％(w/v)。
抗氧剂亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫脲、维生素C，0.001％～20％(w/v)。
络合剂EDTA-CaNa，EDTA-2Na，0.001％～20％(w/v)。
溶剂水、乙醇、丙二醇、多元醇等一种或几种混合溶剂。
以上所述中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂还包括替法可近(tifacogin)、人α1-蛋白酶抑制剂(human alpha-1-proteinase inhibitor)、AE-3763、depelestat、厄多司坦(erdosteine)、elafin、ABT-491、SLAPI、TAPI、FK-706、ICI-200880、ZD-0982、ZD-8321、BI-L-45XX、BI-RA-260、ONO-6818、DF-1283、GW-311616、ALP-242、eglin、氯德拉苯(lodelaben)、SSR-69071、FR-134043、FR-901451、AAPbV、CE-0137、AN-090、NX-21909、Ro-31-3537、米地司坦(midesteine)、L-658758、L-659286、L-680833、L-683845、orazipone、FCE-28204、PBI-1101、MDL-100948A、MDL-104238、MDL-27324、SR-26831、SR-268794、LEX-001、LEX-032、TEI-8362、SPAAT或其可药用的衍生物。
在这些中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂中优选西维来司他钠或其可药用的衍生物，通常使用西维来司他钠的四水合物形式。
西维来司他钠(sivelestat sodium)的分子式为C20H21N2O7Na.4H2O，是由日本公司开发的一种中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂，已在日本上市用于治疗急性肺损伤。
西维来司他钠是一个小分子多形核粒细胞(neutrophilic polymorphonuchearleukocytes，PMN)NE(弹性蛋白酶)抑制剂，能可逆性且竞争性地抑制NE。临床研究证实，西维来司他钠通过抑制中性粒细胞释放的弹性蛋白酶，改善伴有全身性炎症反应综合症(SIRS)的急性肺损伤(ALI)患者的呼吸功能。其主要机制可能是直接抑制NE的合成和释放，减少活化的中性粒细胞介导的肺泡上皮细胞和血管内皮细胞损伤；降低肺血管内皮细胞的通透性，减少血栓调节素的释放，降低肺动脉压和肺的通透性；抑制人单核细胞的致炎症因子如IL-β、IL-6、肿瘤坏死因子(TNF-α)的产生等。国外已有报道西维来司他钠能够改善脑缺血/再灌注引起的脑水肿、脑损伤及炎症反应。
本发明主要按下述方案实现本发明主要从神经生化、神经病理学和行为学三个方面，观察和研究西维来司他钠对胶原酶所诱导的大鼠脑出血模型的保护作用。
本发明选用通过胶原酶诱导产生的大鼠脑内出血模型为研究对象，以目前临床治疗脑出血常用药尼立苏(尼莫地平)为对比参照，研究了西维来司他钠对脑出血的保护作用。通过对比观察给药后ICH大鼠行为学变化、病理学、脑含水量改变，证明了西维来司他钠对脑出血具有保护作用。
本发明选用的鼠脑出血模型是胶原酶诱导模型，此模型是目前国内外最为常用的脑出血模型之一。该模型中采用的胶原酶(collagenase)是一种金属蛋白酶，可降解间质和基底膜胶原，将其注入脑内后，能降解血管壁的胶原，从而造成出血。此模型在某些方面的病理如脑水肿、组织学和行为学等与临床很接近，而且该模注入脑内的液体量较少，几乎没有药液本身的压迫占位效应。
本发明采用尾壳(状)核内胶原酶注射制作的大鼠模型。尾壳核是鼠脑内最大的核团，易于定位，而且尾壳核属基底神经节，是人类高血压脑出血最好发部位。在脑内立体定向注射0.5U胶原酶后模型组动物尾壳核均形成典型血肿，同时出现神经缺损体征，相当好的模拟了同部位脑出血的临床体征。该模型造模成功率高(本发明用于造模的大鼠脑出血发生率为100％)，重复性好，是较为理想的研究模型。
结论西维来司他钠(150mg/kg)能促进胶原酶引起的ICH大鼠行为学改变的恢复进程；减轻脑水肿的发生并呈剂量依赖性；减少脑组织NE的活性和NO的含量，同时西维来司他钠能减轻ICH大鼠出血侧脑细胞的病理损伤。表明西维来司他钠对胶原酶所引起的大鼠ICH具有保护作用。
试验结果证明，西维来司他钠能有效的降低大鼠脑出血后神经功能评分，能够显著减轻脑含水量的增加，能够明显减轻病理改变，降低脑组织的NE的活性和NO的含量，对脑出血有显著的保护作用。对大鼠脑出血的保护作用与尼莫地平相当。
本发明另外的动物试验结果也表明西维来司他钠(150mg/kg)能降低胶原酶所引起的ICH大鼠出血侧脑BBB通透性的增加程度；可以阻止胶原酶所引起的ICH大鼠出血侧脑内SOD含量的降低和MDA含量的升高；能降低胶原酶所引起的ICH大鼠出血侧脑内TNF-α表达和MPO含量的增加。表明西维来司他钠可能通过保护ICH后大鼠BBB、提高组织清除自由基的能力以及抗多形核粒细胞的聚集、释放炎症介质等机制实现对胶原酶引起的大鼠ICH具有保护作用。
图1西维来司他钠对大鼠脑出血后4h、8h、12h、24h神经病学评分的影响*p＜0.05VS模型；△p＜0.05VS西维来司他钠-1；**p＜0.01VS模型；△△p＜0.01VS西维来司他钠-1图2西维来司他钠对大鼠脑出血后4h、8h、12h、24h脑含水量的影响*p＜0.05VS模型；**p＜0.01VS模型；△p＜0.05VS sham；△△p＜0.001VS sham具体实施方式
实施例1西维来司他钠对大鼠脑出血保护作用材料和方法实验材料实验动物Wistar大鼠，雌雄各半，体重180-250g，由重庆医科大学实验动物中心提供。术前12h禁食，自由饮水。
主要试剂和药品胶原酶VII型美国Sigma公司水合氯醛 苏州正兴化工厂西维来司他钠 重庆医药工业研究院有限责任公司尼莫地平(尼立苏) 山东泰安制药厂主要仪器立体定位仪 西北光学仪器厂微量注射器 上海保西玻璃仪器厂恒温干燥箱 重庆实验仪器厂电子分析天平 Sartorius，德国显微镜H-2 日本欧林巴斯公司(OLYMPUS)实验方法1、实验动物分组动物随机分成五个组即假手术(sham)24h组；ICH+生理盐水组(模型)；ICH+西维来司他钠(150mg/kg)组，称为高剂量组(h)；ICH+西维来司他钠(75mg/kg)组，称为低剂量组(1)；ICH+尼莫地平(50μg/100g)组。后四个组又分为4h，8h，12h，24h四个时间点亚组。生理盐水、西维来司他钠和尼莫地平于ICH造模前30min经大鼠尾静脉给药，每日一次。缓慢注射，药液总量控制在1ml/200g体重；生理盐水也按1ml/200g体重给予。每组Wistar大鼠7只。
2、大鼠ICH模型的建立本文参照Rosenberg等报道的方法。具体操作步骤如下实验鼠经水合氯醛(350mg/kg)腹腔麻醉后，仰卧位固定于立体定位仪上，并按照包新民等报道的定位方法使上门齿钩平面比耳间线平面低2.4mm，这样大鼠前囟和后囟在同一平面。用碘酒局部消毒，头皮正中切口，剪开骨膜，暴露前囟，于前囟后1mm，中线向左旁开3mm处用五号针头钻一直径大约为1mm的小孔，深达硬脑膜。用固定于立体定位仪上的微量注射器沿钻孔进针，进针深度为5.8mm(即尾状核位置)，缓慢注射胶原酶VII0.5U(用生理盐水配制成1U/μl)。注射时间为3min，注射完后留针5min再退针，然后缝合皮肤，回笼饲养。假手术组只插针，不注射药物，其余操作一样。
统计学处理各组测定值用均数±标准差(x±SD)表示，用SPSS统计软件作单因素方差分析(one-way ANOVA)，显著性水平p＜0.05。
3、观察指标(1)、西维来司他钠对ICH大鼠神经病学评分的影响动物苏醒后，各组均按照Bederson等的神经缺损分级评分标准(稍加改进)立即进行神经功能缺失评分。标准如下(见表1)表1ICH大鼠模型神经病学评分标准
3分及以上动物入选本实验，术后动物分笼饲养，正常进食进水。室温控制在20-25℃，以后于造模后4h、8h、12h、24h进行评分。
结果假手术组各时间点神经功能缺损评分均为0分；模型组动物麻醉清醒后立即评分均为3分或4分，一方面说明ICH大鼠造模成功，另一方面说明ICH造成了极为明显的大鼠神经功能缺损。同时我们观察到随着时间的推移，各组ICH大鼠神经功能评分逐渐下降，而给药组评分的下降快于模型组。在ICH后12h、24h大剂量西维来司他钠给药组与模型组、小剂量西维来司他钠组相应时点的神经缺损评分比有显著性差异(p＜0.05)，而与相应时点的尼莫地平组神经缺损评分比没有显著性。在ICH后12h、24h时点，尼莫地平组与模型组、小剂量西维来司他钠相应时点的神经缺损评分比有显著性差异(p＜0.05)。虽然小剂量西维来司他钠组也在一定程度上降低了相应时点的神经缺损评分，但是与模型组相应时点的神经缺损评分比并没有显著性差异。上述观察提示西维来司他钠150mg/kg静脉给药能够改善ICH后神经缺损评分，其作用相似于50μg/100g的尼莫地平产生的作用。(见表2，图1)表2西维来司他钠对大鼠脑出血后4h、8h、12h、24h神经病学评分的影响(x±SD，n＝7)
注*p＜0.05VS模型；△p＜0.05VS西维来司他钠-1**p＜0.01VS模型；△△p＜0.01VS西维来司他钠-1(2)、脑含水量(BWC)测定观察西维来司他钠对大鼠脑出血后4h、8h、12h、24h脑含水量的影响，各组动物在预定的时间点，经水合氯醛麻醉后，迅速断头取脑，将取出的脑组织放在已经用生理盐水湿润过的滤纸上，以防止水分蒸发。去除软脑膜和血迹，以进针孔为中心，切取前半部分脑组织，精密称重(精确到0.1mg)。取脑到称完重量时间控制在5min内。然后置于95℃恒温烘箱24h，再称取干重。按Blliot公式计算脑含水量BWC＝(湿重-干重)/湿重×100％。
结果分析表3可以发现，大鼠脑出血后其脑含水量在4h、8h、12h、24h时点与假手术组比明显上升，并具有显著性差异(p＜0.05)，而且脑含水量随着时间的进程不断增加，并在脑出血后24小时达到一个高峰。治疗组ICH大鼠脑含水量与模型组比，各个时点均不同程度降低。其中，大剂量西维来司他钠给药组与模型组、小剂量西维来司他钠组在四个相应时点比较其脑含水量降低程度差异有显著性(p＜0.05)，与尼莫地平组比在四个相应时点其脑含水量降低程度虽然要大一些但还不具有显著性(p＞0.05)。尼莫地平组在四个相应时点其脑含水量降低程度与模型组比也有显著性差异(p＜0.05)。小剂量西维来司他钠组虽然也能不同程度降低ICH大鼠脑含水量，但与模型组比并无显著性差异(p＞0.05)。这些结果表明，西维来司他钠150mg/kg给药能够降低ICH后大鼠脑水肿的严重程度，其治疗效果与50μg/100g的尼莫地平的作用相似。(见表3，图2)表3西维来司他钠对大鼠脑出血后4h、8h、12h、24h脑含水量的影响(±SD，n＝6)
*p＜0.05VS模型；**p＜0.01VS模型；△p＜0.05VS sham；△△p＜0.001VS sham；(3)、组织病理学观察观察西维来司他钠对大鼠脑出血病理形态的影响。随机选取各组动物，于预定的时间点以水合氯醛深度麻醉，迅速断头取脑，切取含血肿的脑组织片(约5mm)，立即放入10％甲醛液中，固定24h后经乙醇梯度脱水，二甲苯透明，浸蜡，包埋，切片(5μm)，HE染色，封片。光镜观察病变区及附近脑组织病理改变。
结果脑出血后大鼠脑组织出现明显的病理改变，第4、8、12小时的切片可见到明显的出血灶，病灶周围组织疏松水肿，伴有少许炎症细胞浸润；第24小时的切片可见到病灶周围组织仍然疏松水肿，炎症细胞浸润更为严重。
预先给予大剂量西维来司他钠治疗ICH大鼠能够明显减轻脑出血后组织水肿和炎症细胞浸润；而预先给予小剂量西维来司他钠或尼立苏也能不同程度减轻上述病变。
(4)、对脑组织中NE的影响各组大鼠经水合氯醛麻醉后，快速断头取脑，切取针孔周围脑组织，精密称重后，用生理盐水作为匀浆介质，在冰浴环境中以玻璃匀浆器制成10％的组织匀浆。取上清液以双抗夹心ELISA法测定NE活性。
结果与假手术组相比，大鼠脑出血后脑组织NE活性明显增加(P＜0.01)；西维来司他钠高、低剂量均能显著降低大鼠脑出血后脑组织的NE活性(p＜0.01)(见表4)。
表4西维来司他钠对ICH大鼠脑组织NE含量的影响
注△Pp＜0.01VS模型(5)、对大脑组织中NO的影响各组大鼠经水合氯醛麻醉后，快速断头取脑，切取针孔周围脑组织，精密称重后，用生理盐水作为匀浆介质，在冰浴环境中以玻璃匀浆器制成10％的组织匀浆，取上清液以硝酸还原酶法测定NO含量。
结果与假手术组相比，大鼠脑出血后脑组织NO含量明显增加(p＜0.01)，西维来司他钠高、低剂量均能降低大鼠脑出血后脑组织NO的含量(p＜0.01)(见表5)。
表5西维来司他钠对ICH大鼠脑组织NO含量的影响
注△P p＜0.01VS模型实施例2西维来司他钠冻干粉针西维来司他钠 100g甘露醇300g聚乙烯吡咯烷酮100g碳酸钠适量注射用水稀释至51制成1000瓶制备工艺将碳酸钠配制成4％的溶液备用；西维来司他钠、甘露醇、聚乙烯吡咯烷酮混合后加入一定量注射用水，充分搅拌至溶解后，用碳酸钠溶液调pH至6.5～8.5，然后用注射用水定容，经初滤、除菌过滤后分装成5ml/瓶，冷冻干燥即得。
实施例3西维来司他钠注射液西维来司他钠100gHP-β-环糊精100gEDTA-CaNa 1g焦亚硫酸钠 1g磷酸钠 适量注射用水稀释至 5L制成1000瓶制备工艺将磷酸钠配制成4％的溶液备用；将西维来司他钠、HP-β-环糊精、EDTA-CaNa、焦亚硫酸钠混合后，加入一定量注射用水，充分搅拌使其溶解，然后用磷酸钠溶液调pH至6.5～8.5，注射用水定容，经初滤、除菌过滤后分装即得。
使用方法对于脑出血患者，冻干粉针用生理盐水稀释，按0.2-0.5mg/kg/小时输注，可24小时给药。
参考文献1、Rosenberg GA.Mun-bryce S.Wesley M，et al.Collagenase-induced intracerebral hemorrhagein rats.Stroke，21(5)801-807，19902、包新民，舒斯云。大鼠脑立体定位图谱。北京人民卫生出版社，19913、Bederson，JB，Pitts LH，Nishimura MC，et al.Rat middle cerebral artery occlusionevalutionof the model and development of a neurologic examination.Stroke，1986；17(13)472-47权利要求
1.弹性蛋白酶抑制剂在制备预防和/或治疗脑出血药物中的应用。
2.权利要求1的应用，其中弹性蛋白酶抑制剂是西维来司他或其可药用盐或其可药用衍生物。
3.权利要求2的应用，其中所说的西维来司他的可药用盐为西维来司他钠。
4.权利要求3的应用，其中所说的西维来司他钠是四水合物形式。
5.权利要求2～4的任一所述的应用，所说的西维来司他钠是注射剂形式。
6.权利要求5的应用，所说的西维来司他钠注射剂形式选自冻干粉针和注射液。
7.权利要求5的应用，所说的注射剂还包括药用辅料。
8.权利要求7的应用，所说的药用辅料包括赋形剂、增溶剂、助溶剂或PH值调节剂。
9.权利要求3的应用，所说的西维来司他钠的日剂量范围为5-1500mg。
10.权利要求9的应用，所说的西维来司他钠的日剂量范围优选为10-500mg。
全文摘要
本发明涉及弹性蛋白酶抑制剂新的医学用途更具体涉及中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂西维来司他在制备预防或/和治疗脑出血药物中的运用。西维来司他是以注射形式，主要选自冻干粉针和注射液。动物研究显示，西维来司他对脑出血具有保护作用。
文档编号A61P9/00GK1813706SQ20051005740
公开日2006年8月9日 申请日期2005年11月29日 优先权日2005年11月29日
发明者邓杰, 叶文润, 董志, 曾凡新, 刘全, 罗杰 申请人:重庆医药工业研究院有限责任公司, 上海复星医药(集团)股份有限公司