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新型抗哮喘药物—Vam3(化学药品第1.1类)

 

    别:化学药品第1.1

适 应 症: 哮喘与慢性阻肺

    型:片剂或喷雾剂

    度:临床前研究

转让方式:寻求合作开发或技术转让

 

一、研究背景

目前, 全球范围内慢性阻塞性肺疾病(COPD)是仅次于冠心病,脑血管疾病,急性呼吸系统感染的第四位死亡原因。据统计当前COPD在全球40岁以上人群中发病率约为9-10%,到2020COPD将成为全球第5大经济负担疾病。根据卫生部公布的数据, 在中国40岁以上人群中COPD患病率高达8.2%,因此,研究及开发COPD 治疗药物具有极大的经济及社会意义。临床使用的COPD治疗药物主要包括以下几类:(1)支气管扩张剂,缓解COPD症状;(2)皮质激素,改善症状;(3)白三烯拮抗剂,抑制中性粒细胞趋化和聚集;(4)磷酸二酯酶(PDE)抑制剂,降低中性粒细胞趋化、黏附、激活和脱颗粒;(5)抗氧化剂,抑制吸烟使氧化应激增强导致的分子氧化和组织损伤,等。以上治疗药物部分缓解COPD的症状,但尚未能从根本上解决COPD的治疗问题。因此对COPD有效预防与炎症治疗是国内外药物研发领域的重点和热点。

Vam3是一种二苯乙烯类新结构化合物,最早由本课题组与本所天然药物化学合成室合作,从山葡萄根、虎杖等多种药用植物中均分离、提取获得,并系统开展了该类化合物抗炎、抗氧化作用等活性的药效学评价。在此基础上,目前已完成合成制备的技术路线,可批量合成制备。体内外的药效学评价研究结果显示,Vam3有良好的抗氧化、抗炎活性,且毒性低:抑制粒细胞的IL-8生成和趋化、黏附与迁移,降低自由基NOROS及超氧阴离子生成,抑制NF-κB,影响Ca++ 内流、G 蛋白与PKC信号途径等。体内实验证明其具有明显的抗哮喘、过敏、及COPD活性,是一种潜在的慢性气道炎症的治疗药物,有开发为具有我国自主知识产权的新型抗肺部气道炎症药物的良好前景。

二、研究进度:

(一)、 药学研究

1工艺研究:优化合成制备工艺,总得率可达20%建立定量测定方法(HPLC),可对其进行质量控制。

2剂型研究:采用药剂学方法,改善药物分散度或提高药物溶解度,为不同给药途径药效学试验提供可行的药物制剂形式。目前拟定为片剂或喷雾剂。

(二)、 药理学研究:

本课题在体内外模型系统中研究了Vam3对慢性气道炎症的影响与作用机理。建立香烟烟雾加气管内滴注LPS诱导的COPD体内模型,观察Vam3对炎症中炎症细胞数、炎症因子水平与炎症相关信号通路的影响及作用机理。通过体外对肺泡上皮细胞、单核细胞、粒细胞等细胞水平模型观察Vam3的生物学效应;以Bax转基因细胞、代谢组学等方法探讨了Vam3TNF-αLPS等诱导细胞氧化损伤的作用与机理。研究表明Vam3体内能减轻COPD与哮喘小鼠炎症,抑制炎性细胞酶活性与迁移,减少炎症介质生成,降低细胞间粘附分子、金属蛋白酶表达与活性;体外抑制CSC诱导的细胞凋亡与自噬,抑制氧化应激诱导的Bax向线粒体的转位和线粒体膜稳定性降低、抑制线粒体细胞色素c释出并有线粒体保护作用,降低CSC诱导的炎性因子生成与酶活性、与NF-kB信号通路调节有关。

1  Vam3COPD炎症药效学研究 

  以不同浓度的香烟烟雾凝集物CSC处理人支气管上皮细胞BEAS-2B细胞,收集诱导不同时间点的处理过的细胞,以免疫荧光法与Western Blot方法分析LC3表达和细胞自噬。用以观察研究和评价化合物Vam3对细胞自噬的影响。

结果显示:CSC诱导的BEAS-2B细胞的细胞自噬有剂量依赖性(A & B)和时间依赖性(C & D),免疫荧光方法显示,在细胞荧光显微镜下可观察到细胞自噬现象 (E & F)。另外,白藜芦醇(RES)和Vam3BEAS-2B细胞ROSGSH-Px测定,免疫荧光及Western Blot方法观察对香烟凝集物(CSC)诱导的BEAS-2B细胞自噬的影响。Vam3RES1µM抑制BEAS-2B细胞内ROS生成(A)、增加GSH-Px活性(B)、抑制细胞自噬(C & D)。各项指标均显示Vam3RES有较好作用,Vam3作用优于RES

2  Vam3的抗哮喘活性 

体内药效学实验结果表明Vam3对不同致哮喘途径、不同种属动物的哮喘模型均具有明显的缓解作用,可以延长卵白蛋白、组胺、组胺和乙酰胆碱混合液致哮喘豚鼠的抽搐潜伏期,降低动物抽搐和死亡率,具有一定的量效关系。Vam3还可以缓解卵白蛋白(OVA)诱导的急性哮喘、螨虫抽提物诱导的慢性哮喘小鼠的肺部组织损伤,改善小鼠气道及呼吸功能,降低肺组织灌洗液BALF和肺组织中多种炎性细胞因子如TNF-αIL-4IL-5 IL-6 IL-8等的表达水平。病理检测结果:模型组小鼠支气管周围有大量炎性细胞浸润 (主要为嗜酸性粒细胞、淋巴细胞和中性粒细胞),支气管上皮细胞脱落,呈绒毛状增生,粘性分泌物增加,Vam3和孟鲁斯特组在支气管周围炎性细胞浸润较模型组减轻,上皮细胞增生及粘性分泌物减少。

3 作用机理研究:

建立香烟烟雾加气管内滴注LPS诱导的COPD体内模型,观察Vam3对炎症中炎症细胞数、炎症因子水平与炎症相关信号通路的影响及作用机理。通过体外对肺泡上皮细胞、单核细胞、粒细胞等细胞水平模型观察Vam3的生物学效应;以Bax转基因细胞、代谢组学等方法探讨了Vam3TNF-αLPS等诱导细胞氧化损伤的作用与机理。研究表明Vam3体内能减轻COPD与哮喘小鼠炎症,抑制炎性细胞酶活性与迁移,减少炎症介质生成,降低细胞间粘附分子、金属蛋白酶表达与活性;体外抑制CSC诱导的细胞凋亡与自噬,抑制氧化应激诱导的Bax向线粒体的转位和线粒体膜稳定性降低、抑制线粒体细胞色素c释出并有线粒体保护作用,降低CSC诱导的炎性因子生成与酶活性、与NF-kB信号通路调节有关。后续研究发现二苯乙烯类化合物Vam3对香烟诱导COPD抑制作用机理是通过促进Sirt1表达并通过Sirt1下调氧化应激诱导的细胞自噬的过度增加。

(三)、毒理学研究:

小鼠灌胃给药,4g/kg,观察10天,无不良反应和死亡,存活动物处死后解剖,肉眼检查,未见脏器异常。最大耐受量 > 4g/kg

三、市场及其环境分析

美国的市场调查公司GBI Research所发行的报告预测:慢性阻塞性肺病(COPD)的全球市场目前为113亿美元规模,预测到2019年前将达到156亿美元。推动该成长趋势的是市场上出现了许多高效果容易使用的新产品,其和既有产品相较下更具价值,预计这些产品将接续获得市场上的大部分占有率,到2019年预计将占市场约44% 的占有率。

据上海医药工业研究院信息中心2008年数据表明,全球500强畅销药物市场中,葛兰素史克公司的氟替卡松丙酸酯及复方制剂氟替卡松丙酸酯/沙美特罗、默沙东的孟鲁司特、勃林格殷格翰的噻托溴氨、阿斯利康的布地奈德及福美特罗/布地奈德是COPD治疗的主要药品,占据了82.55% 的市场比重。

天然产物白藜芦醇因其确切的抗炎、抗菌、免疫调节、抗衰老、抗氧化、抗肿瘤、抗心血管与代谢性疾病,以及对骨髓(放射性损伤)保护作用等,已被广泛应用于食品、饮料和保健品,白藜芦醇衍生物、类似物的研究也备受关注。目前研究已明确,白藜芦醇抗COPD作用,主要是通过Sirt信号途径调控CS诱导的细胞自噬机理,抑制氧化应激性刺激诱导的细胞损伤与炎症。Vam3具有良好的药效尤其是抗氧化作用使其不但减轻还可延缓阻滞氧化应激诱导的COPD 的进展,是一类新型的具有良好治疗与市场前景的抗COPD药物。

四、课题负责人:

侯琦:博士,研究员,硕士生导师。主要进行与炎症、免疫、氧化及肿瘤相关信号鞘磷脂-信号凋亡-线粒体通路调节的分子生物学和分子药理学研究。在Bcl2家族蛋白Bcl-2Bcl-XL对炎症和氧化应激致Bax转位至线粒体的氧化损伤保护机理、神经酰胺信号通路调节自身免疫性疾病及肿瘤细胞凋亡与自噬等分子生物学和分子药理学研究方面较为深入。近年来承担了国家自然科学基金、部市级、科研院所及对外合作等多项研究课题。在天然二苯乙烯化合物Vam3对香烟烟雾诱导的COPD气道炎症细胞自噬与调节机理的研究、抗哮喘炎症、放射诱导骨髓损伤保护、氧化应激性炎症与细胞凋亡及线粒体保护等方面取得较大进展。获得国家、北京市科技成果奖2项,申报专利2项,近年来在ApoptosisJBCJLR、中国药理学报、药学学报等发表研究论文二十余篇,参编论著3部。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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