TREPROSTINIL用于治疗神经性糖尿病的足部溃疡的用途

摘要

本发明描述了使用9－脱氧－2′，9－α－桥亚甲基－3－氧杂－4，5，6－三去甲－3，7－(1′，3′－间插亚苯基)－13，14－二氢－前列腺素F

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求保护2004年4月12日申请的美国临时专利申请第 60/561,157号的优先权，其全部内容通过引用结合到本文中。

发明背景

本发明涉及9-脱氧-2′，9-α-桥亚甲基-3-氧杂-4，5，6-三去甲-3，7-(1′，3′- 间插亚苯基(interphenylene))-13，14-二氢-前列腺素F₁(下文称为 ″Treprostinil″)或其衍生物，或其药学上可接受的盐用于治疗例如糖尿病 性神经病变患者的足部溃疡的用途。本发明也涉及用于此目的的药盒。

Treprostinil，也称为UT-15，是一种在美国专利第4,306,075号实 施例33中公开的已知化合物。Treprostinil是依前列醇即前列腺素F₁的 一种合成的类似物。此专利的各种化合物具有的活性包括抑制平滑肌细 胞增殖、抑制血小板聚集、抑制细胞因子分泌、降低胃液分泌、舒张血 管及扩张支气管。

美国专利第5,153,222号公开了Treprostinil及相关化合物用于治疗 肺动脉高压的用途。美国专利第6,054,486公开了使用Treprostinil及相 关化合物治疗外周血管性疾病例如周围动脉闭塞疾病及间歇性跛行。 Patterson等，Amer.J of Cardiology，75：26A-33A(1995)，显示了 Treprostinil在患III度或IV度心力衰竭患者中的血管舒张效果。

Clapp等，Am.J.Respir.Cell.MoI.Biol，26(2)：194-201(2002)，显示 Treprostinil抑制人肺动脉平滑肌细胞的增殖。Raychaudhuri等，J Biol. Chem.，277(36)：33344-8(2002)，公开Treprostinil抑制人肺泡巨噬细胞炎 性细胞因子(肿瘤坏死因子-α、白介素-1β、白介素-6和粒细胞巨噬细胞 集落刺激因子)分泌及基因表达。

所有糖尿病患者中大约15％在他们生命的某一阶段发展出足部溃 疡，参见例如Jeffccoate，W&Harding，K.，2003.Diabetic Foot Ulcers.The Lancet，362；154-51，其全部内容通过引用结合到本文中。糖尿病足部溃 疡的发展有许多途径。通常，大约20％的糖尿病患者发展出足部溃疡 主要是由于动脉血流不足(外周动脉疾病)，50％由于糖尿病性神经病变， 及30％由于有下肢局部缺血合并糖尿病性神经病变。既然并非所有适 于治疗局部缺血损伤的方法必定可用于治疗糖尿病性神经病变所致的溃 疡，这就需要鉴别可用来预防或治疗这种溃疡的有效方法与药盒。参见 例如Margolis，D、Hoffstad，O、Allen-Taylor，L.和Berlin，J.，2002.Diabetic Nueropathic Foot Ulcers：The association of the wound size，wound duration and wound healing.(糖尿病性神经性足部溃疡：创伤大小、创伤持续时 间和创伤愈合的关系)Diabetes Care 25：1835-39，其全部内容通过引用 结合到本文中。

另外，在Kantor J、Margolis D.Expected Healing Rates for Chronic Wounds.Wounds 12(6)：155-158，2000中可找到血管性小腿溃疡(包括 脚)和糖尿病性足部溃疡治疗中的区别。例如，在一项有260名患有血 管性小腿溃疡(VLU)患者和586名患有糖尿病性足部溃疡(DFU)患者的 研究中，良好溃疡照料24周后32％的VLU没有痊愈，同时良好溃疡 照料20周后67％DFU没有痊愈。在Watkins，P.，Brit.Med.J.，326：977- 979(2003)，TransAtlantic Intersociety Consensus(TASC)，J.Vase.Surgery， 第31卷，NI部分2，第S 199页(2000)及Greenhalgh DG，Clin.Plast.Surg.， 30：37-45(2003)中可找到区分这些不同的其它文献，其全部内容通过引 用结合到本文中。

糖尿病性神经病变是一种糖尿病所致神经损害导致腿和脚中感觉减 退的疾病。如果患者由压力或切割造成一个开放区域，患者甚至不感到 疼痛。未处理遗留下来，损害区域可发展成糖尿病性足部溃疡，其易受 多种微生物感染而迅速蔓延且造成极度的组织破坏。这种感染过程是患 有重度神经性溃疡患者溃疡后导致大切断术的主要原因。足部溃疡传统 治疗方法包括清除坏死组织(desloughing)和清创术、缓解压力(例如休 息、特定靴和鞋垫(inserts)以及鞋型(casting)、抗感染抗生素治疗及创口 敷裹。虽然某些类型的敷料有时可有助于治疗损害，但是这些治疗通常 是不成功的。

神经性糖尿病足部溃疡可非常疼痛、虚弱且愈合缓慢。因此需要鉴 别可用于预防和治疗这种溃疡的多种方法以及药盒。本发明满足了这种 需要且具相关优势。

发明概述

糖尿病足部溃疡的病理生理学首先描述为具有与糖尿病有关的特殊 的神经性变化和微血管病。给予Treprostinil或其衍生物治疗神经性糖 尿病足部溃疡。由于Treprostinil是前列腺素的稳定类似物，因此该化 合物比较适合于这种用途，其可静脉注射使用，当通过肺时不降解且生 物学半衰期长。

相应的，本发明提供用来治疗哺乳动物的神经性糖尿病足部溃疡和 /或治疗与神经性糖尿病足部溃疡有关的症状的疗法，该疗法包括给予 需要其的哺乳动物有效量的Treprostinil或其衍生物或药学上可接受的 盐。在一个实施方案中，在疾病状态早期给予足量Treprostinil或其衍 生物从而提供细胞保护作用。本发明也提供实现这种目的的药盒。

优选实施方案的详述

发明人确信通过增加经较小血管和毛细血管的血流而增加表皮血流 (即到达皮肤)的疗法有效治疗和预防神经性糖尿病足部溃疡。糖尿病 患者中见到的一种类型的血管变化是涉及毛细血管和微动脉的非闭塞性 (nonocculusive)微循环机能障碍。因此微循环中结构性改变包括毛细管 基膜肥厚和异常的内皮功能与患者患有糖尿病有关。

前列腺环素为前面所示导致大血管扩张、平滑肌舒张、抑制平滑肌 增殖，也抑制血小板聚集的小分子。Treprostinil在微血管水平和近皮肤 毛细血管上的类似作用确信有助于增强表皮血流且有助于治疗和/或预 防神经性糖尿病足部溃疡。

有时糖尿病性神经病变足部溃疡的特征与疼痛无关。经常出现足动 脉搏动及溃疡具有凿缘(punched out)外观。溃疡通常位于足底或足周 边且出现胼胝。糖尿病性神经病变足的其它特征可包括感觉、反射和振 动的丧失，血流的动静脉分流、静脉扩张、干燥/温热皮肤温度，及皮 肤表面呈红色。典型的是骨变形。

相反，糖尿病性神经缺血溃疡疼痛且边缘具有不规则外观。通常没 有足动脉搏动且溃疡通常在脚趾上。没有或很少胼胝，血流量下降，静 脉塌陷，皮肤感觉冷且皮肤颜色苍白或发绀。典型的没有骨变形。

本发明涉及治疗和/或预防神经性糖尿病足部溃疡的方法，包括给 予需要其的患者，优选人，有效量的Treprostinil或其衍生物或药学上 可接受的盐。适当的衍生物包括Treprostinil的酸衍生物、前体药物、 缓释剂型、吸入剂型和口服剂型，包括在美国专利第6,521,212号和共 同待审系列第60/472,407号中公开的那些。在一些实施方案中，给予有 效量的Treprostinil，和/或其药学上可接受的盐及其衍生物以减轻、消 除或预防与神经性糖尿病足部溃疡有关的疼痛和/或其它症状。

本发明也涉及实现这种治疗或预防神经性糖尿病足部溃疡的药盒。 本发明包括用于治疗和/或预防患有糖尿病性神经病变患者中足部溃疡 的药盒，包含(i)有效量的Treprostinil、其药学上可接受的盐和/或其酸 衍生物，(ii)一种或多种药学上可接受的载体和/或添加剂，及(iii)治疗 和/或预防神经性糖尿病足部溃疡的使用说明书。

除非另有说明，文中所用术语″一″指“一种或多种”。

文中所用短语“使用说明书”指任何FDA-指令的涉及为治疗和/或 预防神经性糖尿病足部溃疡目的给予Treprostinil的标签、技术说明书 或包装说明书。例如使用说明书可包括但不限于，Treprostinil可改善的 神经性糖尿病足部溃疡的适应征、与神经性糖尿病足部溃疡有关的特异 性症状的适应征例如疼痛，及推荐患有神经性糖尿病足部溃疡患者使用 的推荐使用剂量。

文中所用术语“酸衍生物”描述C1-4烷基酯及酰胺，包括其中氮 任选被一个或多个C1-4烷基取代的酰胺。

本发明也包括Treprostinil的生物前体或“前体药物”，即在体内 转化为Treprostinil或其药学活性衍生物的化合物。

本发明另一个方面涉及Treprostinil、其药学上可接受的盐或酸衍生 物，在制造用于治疗或预防患有糖尿病性神经病变患者的足部溃疡的药 物中的用途。

本发明包括使用目前以REMODULIN的商品名销售的Treprostinil 钠的方法。FDA已经批准通过注射1.0mg/mL、2.5mg/mL、5.0mg/mL 及10.0mg/mL剂量浓度的Treprostinil钠用来治疗肺动脉高压。

Treprostinil钠的化学结构式为：

有时用化学名表示Treprostinil钠：(a)[(1R，2R，3aS，9aS)-2，3，3a，4，9，9a- 六氢-2-羟基-1-[(3S)-3-羟基辛基]-1H-苯并[f]茚-5-基]氧基]乙酸；或(b)9- 脱氧-2′，9-α-桥亚甲基-3-氧杂-4，5，6-三去甲-3，7-(1′，3′)-间插亚苯基)-13，14- 二氢-前列腺素F₁。Treprostinil钠也称为：UT-15、LRX-15、15AU81、 UNIPROST^TM、BW A15AU及U-62,840。Treprostinil钠的分子量为 390.52，且其经验式为C₂₃H₃₄O₅。

本发明扩展到在使用制备本发明药理学活性化合物中使用的 Treprostinil的生理学上可接受的盐的方法。

Treprostinil的生理学上可接受的盐包括碱的盐。碱盐包括铵盐、碱 金属盐例如钠和钾的盐、碱土金属盐例如钙和镁的盐、与有机碱例如二 环己胺和N-甲基-D-葡萄糖胺的盐，及与氨基酸例如精氨酸和赖氨酸的 盐。

可通过例如与低级烷基卤例如甲基、乙基、丙基和丁基氯化物、溴 化物和碘化物反应，与二烷基硫酸酯反应，与长链卤化物例如癸基、月 桂基、肉豆蔻基和硬脂酰氯化物、溴化物和碘化物，及与芳烷基卤化物 例如苄基溴和苯乙基溴反应而形成季铵盐。

在本发明药物治疗或诊断辅助用药中为达到所需效应需要的 Treprostinil或其生理学上可接受的盐或酸衍生物的量将依赖于许多因 素，例如特定的用法、所用化合物的特殊性质、给药模式、所用化合物 浓度及患者体重和状况。每名患者用于治疗或预防神经性糖尿病足部溃 疡的日剂量范围可为每公斤体重25μg-250mg、0.5μg-2.5mg或7μg-285 μg。例如可以每分钟每公斤体重0.5ng-1.0μg的输注液方便的给予，静 脉注射剂量范围为每目每公斤体重0.5μg-1.5mg。一种可能的剂量为2.5 ng/kg/分，每周增加2.50ng/kg/分的量经12周直至达到目标剂量例如15 ng/kg/分。适于此目的的输注液体例如每毫升含有10ng-1μg。注射用 安瓿瓶含有例如0.1μg-1.0mg，口服给药剂量单位剂量制剂例如片剂或 胶囊剂含有例如0.1-100mg，典型的1-50mg。为诊断目的可给予单个 剂量单位的制剂。对于生理学上可接受的盐，前面指明的重量指活性化 合物离子，即得自Treprostinil的离子的重量。

在制造本发明治疗药物或诊断辅助药物，下文称为“制剂”中， Treprostinil及其生理学上可接受的盐和酸衍生物可与尤其是可接受的载 体混合。当然载体必须在与制剂中任何其他成分相容的意义上可接受且 不对患者有害。载体可为固态和/或液态，优选与化合物制备成单位剂 量制剂例如片剂，该制剂可含有按重量计0.05％-95％的活性化合物。一 种或多种Treprostinil和/或其生理学上可接受的盐或酸衍生物可加入到 本发明制剂中，其可通过药学中用于混合组分的任何熟知技术制备。

除Treprostinil外，本发明制剂中可存在有利于治疗和/或预防患有 糖尿病性神经病变患者足部溃疡的其他药理活性物质。例如本发明化合 物可与治疗疼痛的镇痛药、敷料替代物(dressing changes)、血管扩张 药物及外用或口服抗生素一起存在。

尽管在任何情况下最适当的途径可依赖于治疗疾病的性质和严重 性，且依赖于Treprostinil及所用的其生理学上可接受的盐或酸衍生物 的具体形式，但是本发明制剂包括适于非胃肠道(例如皮下、肌内、真 皮内或静脉内给药)、口服、吸入(以固体或液体形式)、直肠、外用、 口腔含化(例如舌下)和经皮肤给药的制剂。

本发明适于胃肠道给药的制剂适宜的包含Treprostinil或其生理学 上可接受的盐或酸衍生物的无菌水制剂，其中制剂可与预期受体血液等 渗。可通过皮下注射给予这些制剂，即使静脉注射或肌肉注射或皮内注 射给药也可有效。可通过将化合物与水或甘氨酸或柠檬酸盐缓冲液混合 并使所得溶液灭菌且与血液等渗而方便的制备这种制剂。本发明可注射 制剂可含有0.1％-5％重量的活性化合物且可以0.1ml/分/kg的速率给 药。或者可以0.625-50ng/kg/分的速率给药。或者可以10-15ng/kg/分 的速率给药。

适于口服给药的制剂的存在形式可为不连续单位形式，例如胶囊、 扁胶囊、锭剂或片剂，各含有预设量的Treprostinil或其生理学上可接 受的盐或酸衍生物；如散剂或颗粒剂；如水溶液或非水溶液中溶液剂或 悬浮剂；或如水包油乳剂或油包水乳剂。这些制剂可通过任何适当的药 学方法制备，其中包括使相关活性化合物与适当载体结合在一起的步骤 (其可含有一种或多种辅助成分)。

通常通过将活性化合物与液态和/或细碎的固态载体均匀且充分混 合，然后如果需要将所得混合物加工成型而制备本发明制剂。例如可任 选与一种或多种辅助成分一起通过压制或模制含有活性化合物的粉末或 颗粒制备片剂。可通过在适当机器中压制自由流动形式(例如任选与粘 合剂、润滑剂、惰性稀释剂和/或表面活性剂/分散剂混合的粉末或颗粒) 的化合物来制备压制片剂。可通过在适当机器中模制用惰性液态粘合剂 润湿的粉状化合物制备模制片剂。

适于口含(舌下)给药的制剂包括包含在通常为蔗糖和阿拉伯胶或西 黄蓍胶的矫味基质中的Treprostinil或其生理学上可接受的盐或其酸衍 生物的糖锭，及包含在惰性基质中例如明胶和甘油或蔗糖和阿拉伯胶中 的化合物的锭剂。

适于直肠给药的制剂优选以单位剂量栓剂存在。这些可通过将 Treprostinil或其生理学上可接受的盐或其酸衍生物，与一种或多种常规 固态载体例如可可脂混合，且然后加工所得混合物而制备。

适于局部应用于皮肤的制剂优选软膏剂、乳膏剂、洗剂、糊剂、凝 胶、喷雾剂、气溶胶或油的形式。可使用的载体包括凡士林、羊毛脂、 聚乙二醇、乙醇或其中两种或多种的组合。活性化合物通常存在的浓度 为0.1％-15％重量，例如0.5％-2％重量。经皮肤给药制剂通常经电离子 透入疗法递送(参见例如Pharmaceutical Research，3(6)：318(1986))且通 常采用Treprostinil或盐或其酸衍生物的适当的缓冲溶液的形式。适当 的制剂包含柠檬酸盐或bis/tris缓冲液(pH 6)或乙醇/水且含有0.1-0.2M 的活性成分。

通过在美国专利申请第4,306,075号、美国专利申请第6,528,688号 和美国专利申请第6,441,245号中描述的相同或类似方法方便的制备本 发明化合物。

另外的实施方案在本发明范围内。例如在一个实施方案中，一种治 疗和/或预防患有糖尿病性神经病变患者的足部溃疡的方法，包括给予 需要其的患者有效量的Treprostinil或其衍生物或其药学上可接受的盐。

在另一个实施方案中，一种治疗和/或预防患有糖尿病性神经病变 患者的足部溃疡的药盒，包含(i)有效量的Treprostinil或其衍生物，或 其药学上可接受的盐，(ii)一种或多种药学上可接受的载体和/或添加剂， 及(iii)治疗或预防患有糖尿病性神经病变患者中足部溃疡的使用说明 书。

在某些实施方案方法中，给予需要其的患者有效量的Treprostinil 或其衍生物或其药学上可接受的盐从而减轻、消除或预防与足部溃疡有 关的疼痛或其他症状。

在某些实施方案方法中，通过皮下给予，连续皮下输注给予，静脉 注射给予，以选自片剂和胶囊剂的适于口服形式给予，和/或经吸入给 予需要其的患者有效量的Treprostinil或其衍生物或其药学上可接受的 盐。在另一些实施方案中，Treprostinil或其衍生物或其药学上可接受的 盐的有效量为每分钟每kg体重至少1.0ng。

在某些药盒实施方案中，Treprostinil或其衍生物或其药学上可接受 的盐为适于皮下给药、连续皮下输注、静脉内给药或吸入给药的形式。 在另一些药盒实施方案中，Treprostinil或其衍生物或其药学上可接受的 盐为选自片剂和胶囊剂的适于口服形式。在又一个实施方案中， Treprostinil或其衍生物或其药学上可接受的盐的有效量为每分钟每kg 体重至少1.0ng。

通过下列实施例可更详细描述用于治疗患有糖尿病性神经病变患者 中足部溃疡的Treprostinil的用途，但是应理解本发明不局限于此。

实施例1.

Treprostinil钠(Remodulin)是安全的且促进患糖尿病和外周动脉疾病患者的局部缺血创伤愈合和静止痛缓解。

引言：这种公开性(open-label)研究的目的是评价一种稳定的前列 腺环素类似物即treprostinil钠在患有PAD、糖尿病及不能手术治疗的 缺血性足溃疡的10名患者中的安全性和有效性。

方法：连续皮下输注给予Treprostinil钠，开始以2.5ng/Kg/分且滴 加到最高耐受剂量，给予12周。监控患者不良反应、创伤愈合、皮肤 灌注压及局部缺血静止痛。

结果：迄今为止7名患者完成实验。实验期间没有发生treprostinil 引起的严重不良反应。唯一报告的药物相关副反应是轻度到中度的输注 部位疼痛。两名患者彻底治愈。两名患者部分治愈。5名患者静止痛完 全消退。

结论：Treprostinil钠是安全的且对局部缺血的静止痛、皮肤灌注和 创伤愈合有积极效果。

实施例2.

使用Treprostinil钠(Remodulin)在局部缺血的肢体中增强创伤周围血氧定量和激光多普勒信号

引言：在患有顽固性(recalcitrant)下肢创伤的糖尿病患者中通过 连续皮下输注进行病例对照试验，以检查treprostinil钠(Remodulin)的 效应。treprostinil钠已知的血管扩张和血小板聚集抑制剂性质保证其作 为局部缺血肢体的创伤愈合中辅助药。初级终点是创伤愈合和肢体挽 救。在次级终点中有静止环创伤经皮血氧定量(TcPO2)和激光多普勒分 析(LD)及TcPO2和LD对常压氧或高压氧刺激的反应。如果treprostinil 钠降低了连接小动脉的毛细管括约肌远侧的流入阻力，含氧量低的创伤 中心和流入血液间Δ_pO₂其大小和和该差异的斜率应都增加。这应是含 氧量低的信号增加的生理学基础。

方法：此7名登记的患者为在危急的局部缺血肢体中存在未痊愈创 伤(＞3月)的糖尿病患者(Fontaine Stage IH-IV或Rutherford Stage 4、5或 6)。6周研究期间通过连续皮下输注给予Treprostinil钠(Remodulin)。 高压氧治疗候选资格是排除标准(患者拒绝、后勤补给约束或近期完成 HBO₂疗程(patient refusal，logistical constraints or a recently completed HBO₂ course))。作为诊断/监控指数包括高压氧暴露。环境压力下，和 在1、2.0或2.4绝对大气压(ATA)下在用Remodulin开始前及在药物 输注各个点上测定T_cPO2/LD。

结果：TcPO₂/LD数据显示：

1-除一名(经Remodulin治疗此个体没有LD/TcPO₂改善)外所有患 者显示出“愈合停滞”(″healing arrest″)的平均时间间隔为10.5月的 创伤愈合。

2-经Remodulin治疗，所有患者(除一名外)显示出静止环创伤 TcPO₂值(↑44至176％)及LD信号(热刺激反应增加236％)提高。

3-响应O₂-刺激的TcPO₂反应斜率在1、2.0和2.4ATA增加56至 345％。

结论：从静止环-创伤TcPO₂增加、常压和高压O₂刺激反应的放大 及激光多普勒信号提高来看treprostinil钠改善慢性局部缺血创伤中组织 血流的能力是明显的。在未痊愈局部缺血创伤中这种药物可为另一种辅 助药物且与高压氧治疗效果有明显的协同作用。

实施例3

将Treprostinil给予患糖尿病性神经病变并发足部溃疡的人

经12周递增剂量给予足上具有至少一个溃疡(即小溃疡或小面积 的组织坏疽)的糖尿病性神经病变患者Treprostinil。通过连接到放置在 皮肤下的导管的小泵递送治疗药物。以这种方法将递增剂量的 Treprostinil长期连续皮下输注于患者。

特定的，使用设计用于皮下药物递送(Mini-Med)的标准微输注、正 压输液泵皮下给予Treprostinil钠(REMODULIN)的1.0mg/mL制剂。 患者接受2.5ng/kg/分的起始剂量的研究药物。如果给药患者不耐受2.5 ng/kg/分的剂量(例如持续头痛、恶心、呕吐、烦乱不安、焦虑或输注部 位重度痛而不可充分药物治疗或局部治疗)，则将剂量降到1.25ng/kg/ 分。患者维持在2.5ng/kg/分(或者如果不耐受2.5ng/kg/分，降为1.25 ng/kg/分)一周。然后，剂量每周增加2.50ng/kg/分直至达到不耐受剂量 或目标剂量。

除非患者不耐受，每周增加剂量。周剂量增加每次不超过2.50ng/kg/ 分。一种目标剂量的实例为15ng/kg/分。最小剂量通常不小于0.625 ng/kg/分。12周治疗结束后，逐渐减少输注速率(经1-4小时，根据临床 指示)直到达到0ng/kg/分的速率而终止药物输注。

接受上述治疗的患者很少发生新的与糖尿病性神经病变有关的足部 溃疡，且看到治疗前存在的足部溃疡数目、大小及严重程度降低了。给 予Treprostinil能治疗和预防患有糖尿病性神经病变患者的足部溃疡。

本发明的组合物和方法可做各种修改和变化对于本领域技术人员来 说是显而易见的。因此如果它们落在所附权利要求及其等同物的范围 内，则本发明意图包括这种修改和变化。

前面引用的所有出版物的全部内容通过引用结合到本文中，其范围 与单独引用结合到本文的一致。