一种治疗炎症性肠病的有效物质及其制备方法与流程

本发明属于炎症性肠病治疗领域，具体地说是一种治疗炎症性肠病的有效物质及其制备方法。

背景技术：

1、炎症性肠病(inflammatory bowel disease,ibd)包括溃疡性结肠炎(ulcerativecolitis,uc)和克罗恩病(crohn’s disease,cd)，是一类多因素导致的慢性、易复发的胃肠道疾病(mayo clin proc.2019 jan；94(1):155-165.mechanisms of disease:inflammatory bowel diseases.guilherme piovezani ramos 1,konstantinos apapadakis)。对于炎症性肠病，目前还无有效的根治疗法，只能通过药物或手术给予症状的缓解。炎症性肠病直接导致的死亡比较少见，但是能够显著增加患结直肠癌的风险，同时严重影响患者的生活质量，反复发作甚至需要住院治疗。此外，长期不愈地炎症肠炎也可能导致细胞地癌变，也能够促进其它并发症例如多种肝脏疾病。2017年统计全球ibd患者大约680万，而中国ibd患者超过50万(《中华消化杂志》2021年41卷9期10.中国炎症性肠病研究40年)。据估算到2025年中国炎症性肠病患者将超过150万。炎症性肠病已成为全球健康负担。ibd的病理生物学以及发病的原因还未完全被解析。大量的流行病调查发现了导致ibd的风险因素，包括遗传因素、环境因素、药物的滥用、不良的饮食习惯、肠道菌群紊乱以及基因易感性等。

2、自20世纪50年代，北美、欧洲、澳大利亚和新西兰等西方国家的cd和uc发病率不断升高(j gastroenterol hepatol.2020mar；35(3):380-389.the epidemiology ofinflammatory bowel disease:east meets west.wing yan mak,mirabellazhao,siewchienng,johanburisch)。预计西方国家的炎症性肠病患病率在未来10年将稳步上升。到了21世纪，虽然西方国家炎症性肠病的发病率趋于稳定，而特定人群(例如儿童炎症性肠病)的发病率继续上升。在21世纪，加拿大、丹麦、德国、匈牙利、澳大利亚、新西兰、瑞典、英国和美国的炎症性肠病的患病率超过了总人口的0.3％。也有研究表明ibd在西方国家的患病率高达总人口的0.5％。其中uc患病率较高的国家是挪威和美国，患病率分别为每10万人口505和每10万人口206个病例。cd患病率较高的国家为德国和加拿大，患病率分别为10万人口322和每10万人口322个病例。炎症性肠炎在发展中国家相对罕见，其原因也可能是缺乏有效的临床诊断。然而，在过去的几十年里，亚洲新兴的工业化国家、南美洲和中东已经有ibd相关记录。虽然这些新兴工业化国家的ibd发病率仍明显低于西方国家，但是炎症性肠病发病率的上升速度明显更快。这些庞大的人口基数加上不断扩大的城市化和西方化可能意味着新兴工业化国家的ibd病例数可能在某一时刻超过西方世界的病例数。因此，炎症性肠病已经是一种全球性疾病。

3、炎症性肠病是一种慢性、不可治愈的疾病，死亡率低，没有明显的性别差异。虽然炎症性肠病可在婴儿期至80岁以上的任何年龄被诊断，但大多数初次诊断是在青春期和青壮年期。因此，每年新诊断的炎症性肠病患者都在不断扩大患病率。这种环境形成了一种流行病学现象，称为复合流行。

4、炎症性肠炎的相关遗传背景

5、由于炎症性肠病无法治愈，反复发作显然已经成为全球负担性疾病。但是其确切的发病机理并不清楚。其复杂的病理生理学涉及遗传、环境、肠道微生物、免疫紊乱和潜在的其他因素。大约四分之一的炎症性肠炎患者有遗传家庭原因。大多数与炎症性肠病遗传学相关的信息是通过全基因组关联研究(gwas)获得的(nature.2007jul26；448(7152):427-34.unravellingthe pathogenesisofinflammatoryboweldisease.rjxavier,dkpodolsky)。结合gwas数据的荟萃分析已经确定了201个与炎症性肠病相关的基因座(loci)。大约70％的ibd基因座与其他复杂的自身免疫性疾病和免疫缺陷疾病共用,提示共同的机理。几乎一半的炎症性肠病特异性基因座与其他免疫介导的疾病有关。与炎症性肠病和原发性免疫缺陷重叠有关的基因与循环t细胞或特异性t细胞亚群水平降低有关，如辅助t细胞(th)17或调节性t细胞(tregs)，再次支持肠粘膜中效应细胞和调节细胞之间的失衡。多种基因例如nod2,atg16l1,il23r,card9,fut2的变异能够促进炎症性肠炎。

6、促进炎症性肠炎的环境因素以及肠道微生态

7、吸烟是炎症性肠病发病过程中研究最多的因素之一，富含饱和脂肪酸的饮食和加工肉类会增加炎症性肠病的风险(《现代消化及介入诊疗》2020年25卷9期1265-1267页，我国炎症性肠病流行病学研究进展)。相反，高纤维饮食已被证明可将cd的风险降低40％。结肠细菌将膳食纤维代谢为具有抗炎特性的轻链脂肪酸，这可能解释了这种保护作用。药物的使用，尤其是抗生素的使用，也与炎症性肠病风险的增加有关。这种关联通常是由生命早期使用抗生素后肠道微生物组的变化引起的，此时微生物组在形成免疫细胞发育中发挥着关键作用。非甾体抗炎药、抗避孕药和他汀类药物也能够促进cd和uc风险。分娩方式、母乳喂养、接触宠物和感染也是与炎症性肠病发展的重大风险相关的因素，其原因可能是改变了肠道微生态的组成。

8、肠道微生态(gutmicrobiome)是外部环境和肠道黏膜之间的重要联系。炎症性肠病患者的微生物微生态失调(dysbiosis)是微生物组多样性降低以及微生物组成的改变(gastroenterology.2017feb；152(2):327-339.rolesfor intestinal bacteria,viruses,and fungi in pathogenesis of inflammatory bowel diseases andtherapeutic approaches.r balfour sartor,garydwu)。与健康个体相比，炎症性肠病患者中具有抗炎能力的细菌减少，具有炎症能力的细菌增加。最常观察到的变化包括厚壁菌门的减少和变形菌门和拟杆菌门的增加,而后者是产生细菌内毒素的重要来源。ibd患者中产生短链脂肪酸的细菌(例如faecalibacterium prausnitzzi)的数量已被证明减少，从而也降低tregs的分化和扩增以及上皮细胞的生长。相反，变形杆菌，尤其是大肠杆菌的增加，能够粘附在肠上皮上，会影响肠道的通透性，改变微生物群的多样性和组成，并通过调节炎症基因的表达诱导炎症反应。炎症性肠病中硫酸盐还原细菌(如脱硫弧菌)的数量也会增加，导致硫酸氢的产生，硫酸氢会破坏肠道屏障并激活粘膜炎症，这也是本发明的理论基础。

9、炎症性肠炎治疗方法

10、5-氨基水杨酸(5-asas)是重要的抗炎药物，经常用于溃疡性结肠炎患者的治疗。但是5-氨基水杨酸药物对克罗恩病患者的临床症状和组织炎症的缓解几乎没有效果。氨基水杨酸可有效缓解溃疡性结肠炎，还可能降低这些患者发生结直肠癌的风险。此外，糖皮质激素也广泛用于缓解溃疡性结肠炎和克罗恩病；但是其副作用比较大，因此不适用于炎症性肠病的维持治疗。治疗炎症性肠病常用的免疫抑制药物包括硫唑嘌呤、6-巯基嘌呤、甲氨蝶呤、环孢素a等。硫唑嘌呤属于巯嘌呤类药物,在体内经常药物代谢成6-巯基嘌呤而起作用,由于其转变过程较慢,因而发挥作用缓解,对于炎症性肠病的患者往往需要1-3个月才会起效,因而在起效前需要采用其它药物治疗以保证药物作用。甲氨蝶呤,一种叶酸拮抗剂,是免疫抑制剂,能有效的抑制炎症紊乱,是炎症性肠病治疗的二线药物即抗炎治疗后仍有急性发作或慢性活动症状的炎症性肠病,常见于激素依赖或抵抗,对硫唑嘌呤、6-巯基嘌呤、细胞因子或细胞因子拮抗剂失应答的患者,难治性炎症性肠病中激素依赖或抵抗型炎症性肠病也是主要部分。甲氨蝶呤用于cd的诱导和维持缓解，而硫唑嘌呤常用于炎症性肠病的维持治疗。一些体外和体内研究揭示了这些药物的潜在作用机制。环孢素a可以与细胞内特异性受体结合，通过阻断转录因子，活化t细胞核因子(nfat)发挥作用，nfat调控细胞因子转录和淋巴细胞凋亡。硫唑嘌呤和6-巯基嘌呤的代谢产物与小gtp蛋白rac1结合，导致rac1酶活性受到抑制。

11、抗体治疗方法

12、由于许多炎症性肠病患者对已知经典药物治疗效果不佳或不耐受，迫切需要开发更特殊的新治疗方法。在此背景下，拮抗tnf的抗体药物被广泛开发，其中包括英夫利昔单抗、阿达木单抗、戈利木单抗和赛妥珠单抗已经被引入到炎症性肠病的临床治疗中(international journal of molecular sciences，2022,23,6966.inflammatory boweldisease treatments and predictive biomarkers of therapeutic response)。例如，英夫利昔单抗可用于克罗恩病和溃疡性结肠炎的缓解，以及治疗克罗恩病导致的瘘管，显示了抗肿瘤坏死因子治疗的广泛实用性。然而，在临床试验中，高达40％的患者和临床系列中10-20％的患者对tnf抑制剂的原发性无反应(gastroenterology，volume 121,issue 5,november 2001,pages 1088-1094，etanercept for active crohn's disease:arandomized,double-blind,placebo-controlledtrial.)。治疗1年后，约23-46％的患者出现继发性反应丧失；表明需要新的治疗策略。传统上，治疗效果主要通过临床症状评分来评估。如今，疾病活动性也可以通过客观指标来评估，如内镜检查结果和生物标志物粪便钙网蛋白,c反应蛋白.但是内窥镜和组织活检仍然是诊断ibd的金标准.(gastroenterology.1998 oct；115(4):822-9.diagnosticaccuracyofserologicalassaysinpediatricinflammatoryboweldisease.)。其目的不仅是诱导和维持症状缓解，预防和治疗并发症，而且是实现粘膜愈合。粘膜愈合是指消除局部粘膜炎症，恢复正常的粘膜结构。尽管目前还没有确定粘膜愈合的统一标准，但通常以内镜溃疡消失为特征。多项研究表明，粘膜愈合可能与临床复发率、住院率、手术率和残疾率的降低以及良好的长期预后有关。出了tnf-alpha抑制抗体以外，近来市场上还陆续推出了拮抗il-23的抗体治疗。il-12和il-23是肠道炎症中重要的促炎细胞因子，主要由抗原呈递细胞产生。il-12由p35和p40亚基组成，il-23由p40和p19亚基组成。临床前研究表明，il-12和il-23参与ibd的病理生理过程，并在肠道炎症的诱导和维持中发挥作用。此外，基因组研究表明il-12/il-23途径与cd之间存在关联。多项研究表明，il-12/23和il-23拮抗剂是炎症性肠病治疗的潜在治疗选择。专家建议将il-12/23和il-23拮抗剂作为一线或二线治疗方法。

13、炎症性肠病的发生与肠道细菌内毒素(endotoxin)的相关性

14、大量的临床研究发现溃疡性结肠炎患者和的克罗恩病患者存在系统性内毒素血症(endotoxemia)(gut.2020jan；69(1):191-193.increasedlevelsof systemiclps-positivebacterialextracellularvesiclesinpatientswithintestinalbarrierdysfunction.)。全身内毒素血症与溃疡性结肠炎的解剖范围和临床活动呈正相关。克罗恩病患者血浆igg内毒素核心抗体浓度显著升高，并与全身内毒素血症相关。全身性内毒素血症的存在，其与疾病活动性、疾病程度和内毒素核心抗体浓度的相关性。(gut.1995jun；36,6:897-901.significanceofsystemicendotoxemiaininflammatoryboweldisease.krgardiner,mihalliday,grbarclay,lmilne,dbrown,sstephens,rjmaxwell,bjrowlands).ibd患者最重要的2个特征分别是过度激活的炎症以及肠道上皮的损伤。肠上皮屏障的损伤导致肠漏，进而导致细节毒素入血。病原体相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns，pamp)是肠道微生物病原体，包括特异碳水化合物和脂蛋白或核酸(即细菌dna作为二核苷酸cpg、双链或单链rna的非甲基化重复序列)。能够识别这种特定微生物模式的宿主受体蛋白被称为病原体识别受体(pathogenrecognition receptors，prrs)。甘露糖结合凝集素(mannose-binding lectin，mbl)是pamp的一个例子，它是一种循环可溶性蛋白，能结合甘露糖或岩藻糖，促进寄主细胞的吞噬作用。巨噬细胞携带一种c型凝集素，称为巨噬细胞甘露糖受体(macrophage mannosereceptor，mmr)，它结合细菌表面的碳水化合物部分，还识别人类免疫缺陷病毒(hiv)和真菌等病毒。大量的临床研究发现，如细菌的脂多糖、肽聚糖、磷壁酸、鞭毛蛋白、细菌dna等入血，造成系统性炎症进而加剧炎症性肠病的进程。多项临床调查发现ibd病人血清lps以及细菌dna明显上升。目前，针对ibd的治疗策略主要是通过抑制全身炎症来缓解症状和并发症，如中和tnf-α的抗体、il12/23p40亚基的拮抗剂、jak1/jak3抑制剂，但是这些副作用大，很大一部分患者没有应答，总体疗效不佳。而这些靶点大多是lps下游信号的传导分子。在血清中的lps并非游离状态，而是附着与血浆蛋白(lps binding protein，lbp)。研究发现，ibd病人系统循环中lps/lbp水平明显上升(inflamm bowel dis.2007mar；13(3):269-77.serum lipopolysaccharide-binding protein in endotoxemia patients withinflammatory bowel disease)。此外，目前治疗炎症性肠病的主要策略之一是降低肠道炎症，如治疗性tnf-α抗体、il12/23p40亚基的拮抗剂、jak1/jak3抑制剂。这些靶点大部分是lps/tlr-4的下游通路。而lps水平在ibd患者血清中显著升高，这提示血清lps水平的升高与炎症性肠病的生物发生可能有密切相关性。在此，我们发现特异的氨基高分子化合物能够结合肠道细菌产生的多种毒素，包括结合肠道细菌lps，以及其它多种酸性毒物。于此可用于预防和治疗炎症性肠病，具有重要的现实意义以及临床实用性。

15、综上所述，炎症性肠病(ibd)是一组结肠和小肠的炎症性疾病，包括克罗恩病(crohn's disease，cd)和溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，uc)，而缺乏有效的根治疗法。常用的疗法包括水杨酸、甾体激素、拮抗tnf-alpha以及其它炎症因子的特异抗体。长期使用这些药物具有多种副作用，也不能根治炎症性肠炎。因此，需要另辟蹊径，基于新的机理来开发新的疗法。

技术实现思路

1、本发明提供一种治疗炎症性肠病的有效物质，用以解决现有技术中的缺陷。

2、本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种治疗炎症性肠病的有效物质，其聚合分子通式如下：

4、

5、如上所述的一种治疗炎症性肠病的有效物质，所述的r基为烃基，以最终产生不同程度的疏水区域的治疗炎症性肠病的有效物质，以提升对细菌内毒素的结合能力。

6、如上所述的一种治疗炎症性肠病的有效物质，所述的r基为甲基。

7、如上所述的一种治疗炎症性肠病的有效物质，所述的有效物质的人体的使用剂量为10-150mgmg/kg/天，其可以制备成口服制剂以及肠道缓释剂型。

8、如上所述的一种治疗炎症性肠病的有效物质，所述的有效物质的平均分子量大于1x106da。

9、如上所述的一种治疗炎症性肠病的有效物质，所述的有效的物质能够螯合并排除肠道中的细菌毒素包括内毒素以及细菌产生的cpg-dna，能够用于降低内毒素血症以及内毒素水平，能够用于缓解系统性炎症和肠道炎症。

10、一种治疗炎症性肠病的有效物质的制备方法，包括如下步骤：

11、步骤一：将苯乙烯、二乙烯苯、过氧化苯甲酰混合，加入聚乙烯醇水溶液中，在80℃的温度下搅拌聚合反应8h，得聚苯乙烯白色微球；

12、步骤二：将聚苯乙烯白色微球加入氯代甲基醚在25℃的温度下搅拌30min，使之充分混合溶解，加入friedel-crafts催化剂，升温至50℃，搅拌4h，再升温至60℃，搅拌4h，得到氯烃基化聚合物；

13、步骤三：将步骤二获得的氯甲基化聚合物溶胀后加入二恶烷和胺类化合物溶液；将混合物在50℃下搅拌反应8h，得治疗炎症性肠病的有效物质。

14、如上所述的一种治疗炎症性肠病的有效物质的制备方法，所述聚乙烯醇水溶液的质量百分数为0.17wt％。

15、如上所述的一种治疗炎症性肠病的有效物质的制备方法，所述苯乙烯、二乙烯苯、过氧化苯甲酰以及聚乙烯醇水溶液的添加质量比为190:10:1.3:600；苯乙烯、二乙烯基苯、过氧化苯甲酰以及聚乙烯醇水溶液可以选择不同添加质量比以及溶液的质量百分数从而最终获得不同含水量的治疗炎症性肠病的有效物质，根据情况选择不同含水量的治疗炎症性肠病的有效物质用以治疗。

16、如上所述的一种治疗炎症性肠病的有效物质的制备方法，所述苯乙烯白色微球的直径为100-900μm。

17、如上所述的一种治疗炎症性肠病的有效物质的制备方法，所述friedel-crafts催化剂为氯化锌。

18、如上所述的一种治疗炎症性肠病的有效物质的制备方法，所述苯乙烯白色微球、氯代甲基醚以及friedel-crafts催化剂的添加质量比为2:12:1。

19、如上所述的一种治疗炎症性肠病的有效物质的制备方法，所述胺类化合物为三甲胺或二甲胺其中的任意一种。

20、如上所述的一种治疗炎症性肠病的有效物质的制备方法，所述胺类化合物溶液的质量百分数为30wt％。

21、如上所述的一种治疗炎症性肠病的有效物质的制备方法，所述氯甲基化聚合物、二恶烷以及胺类化合物溶液的添加质量体积比为1:5:4.4，其中氯甲基化聚合物以质量计，二恶烷和胺类化合物溶液以体积计。

22、本发明的优点是：本发明制备的治疗炎症性肠病的有效物质具有特定的疏水结构域的氨基化的聚苯乙烯微球，以此能够有效地螯合细菌内毒素(endotoxin，lipopolysaccharides,lps)和细菌cpg-dna片段；同时本发明制备的治疗炎症性肠病的有效物质其不被肠道酶所消化分解，不被机体吸收，也不被机体所代谢，在将肠道中细菌内毒素以及细菌cpg-dna片段螯合后的能够完全从粪便中排出体外。以此口服为药物有效成分具有很高的安全性以及临床实用性；以而且本发明制备的治疗炎症性肠病在临床实施中发现其能够带出肠道细菌产生的特定毒素例如细菌脂多糖(lipopolysaccharide，lps)，从而能够降低肠道毒素由门静脉或者淋巴系统入血，并且能够降低机体的系统炎症，能够降低肝脏的炎症反应，降低肠道系统的炎症反应，能够降低炎症风暴，用于缓解因细菌毒素导致的多种疾病，包括炎症性肠炎的预防以及治疗。