专利名称：：使用正变构ampa受体调节剂抑制呼吸抑制的方法
技术领域：
：在本发明的某些实施方案中，所述正变构AMPA受体调节剂为AMPAKINE⑧化合物。在其他实施方案中，所述变构AMPA受体调节剂选自CX546、CX614、l-(苯并呋咱-5-基羰基)-4,4-二氟哌啶；和4-(苯并呋咱-5-基羰基)吗啉。适用于实施本发明的另外的正变构AMPA受体调节剂化合物将为本领域技术人员所熟知。附图简迷。的浴介质的P2髓切片制备物的长期记录(>3小时)，显示经校正的积分舌下神经根(XII)的活动。图2A(a-d)中的下部描记显示记录期间于特定时期呼吸放电的放大记录。图2A(a)显示，当灌注3mM[K+]。浴介质时，在切片制备后不久存在节律性活动。图2A(b)显示，脉冲串(burst)振幅和频率逐渐减小并在〈60分钟内停止。图2A(c)-(d)显示，在节律性活动(在3mM[K+]。下)停止后，施加CX546浴使XII运动神经元恢复节律性活动，且所述呼吸节律在CX546存在下持续超过3小时。图2B表示群体数据，显示P2髓切片制备物在3mM[K+]。介质中或3mM[K+]。下、接着于t=60min加入CX546的呼吸频率变化的时间进程(对于45分钟后各数据点n=3,对于0-45分钟n=6(n=60-45minutes))。。浴介质的P1大鼠髓切片)应答施加k阿片样物质受体激动剂Tyr-D-Ala-Gly-N-甲基-Phe-Gly-醇-脑啡肽(DAGO或DAMGO)浴的经校正的积分记录。这些制备物中所述DAGO诱导的对呼吸频率和振幅的抑制通过随后施加CX546浴而被部分逆转。图3C和图3D表示脑干-脊髓和髓切片制备物(Pl-P2大鼠；各制备物11=7)的群体数据，显示仅施加DAGO浴以及然后施加CX546浴(在DAGO继续存在下)相对于对照数值(为l.O)而言对吸气频率和脉冲串振幅。*表示相对于对照而言有显著差异；#表示仅有DAGO的数值和随后施加CX546后的数值之间有显著差异。图10显示对于CX546对preB6tC内吸气神经元作用的全细胞分析。图IOA.来自浸入胞外低K+以诱导弱呼吸动力的髓切片制备物的preB6tC内吸气神经元的膜电位的电流钳记录。CX546使节律的频率和吸气动力电位增加。图IOB.来自相同神经元的膜电流的电压钳记录。CX546引起向内吸气动力电流的振幅显著增加。在洗去CX546后所有作用被逆转。本文所使用的词语"呼吸抑制"或"通气低下"意指特征为呼吸频率减慢和颅运动神经元和脊髓运动神经元的吸气动力减小的各种各样的病症。具体而言，呼吸抑制意指与呼吸节律产生活动相关的髓神经网络对血液中PC02的累积水平(或P02水平减少)不应答且随后对控制肺肌肉系统的运动神经元刺激不足的病症。l，3-噁嗪并[6',5'-5,4]苯并[e]l,4-二噁烷-10-酮(CX614);l-(苯并呋咱-5-基羰基)-4,4-二氟哌啶；和4-(苯并呋咱-5-基羰基)吗啉。本发明适合使用的另外的正变构AMPA受体调节剂在本文中描述并为本领域技术人员所熟知。本文所使用的词语"伴随给药"意指第一种药剂(例如正变构AMPA受体调节剂)在第二种药剂(例如中枢呼吸抑制药)施用之前、期间或之后施用。药剂的施用顺序并不重要，两种药剂可完全重叠施用、部分重叠施用或不重叠施用。在两种药剂的施用周期不重叠的实施方案中，若第二种药剂在第一种药剂的生物活性周期施用，所述施用仍然是伴随施用。本发明的方法和组合物涉及患有呼吸抑制的受治疗者。可用本文中公开的方法和组合物治疗的呼吸抑制的病因是各种各样的，包括药物过量使用、中枢呼吸抑制药的药物使用和医学病症，包括外伤。如实施例中详述，正变构AMPA受体调节剂(诸如CX546、CX614和4-(苯并呋咱-5-基羰基)吗啉)刺激呼吸而不普遍激活神经元回路，这一发现是意想不到的，因为已知AMPA受体在中枢神经系统内遍在分布。甚至更令人意想不到的是，发现了正变构AMPA受体调节剂减轻呼吸抑制，根据研究表明，正变构AMPA受体调节剂(例如AMPAKINE②化合物)长期地提升BDNF在海马和皮层神经元中的产量(参见Lauterborn，J.C.等人(2000)/A^wrasc/20:8-21)，因为BDNF减少而不是增加髓切片制备物中呼吸节律的频率(参见Thoby-Brisson,M.,等人(2003)/脸wras"..23:7685-7689)。172.正变构AMPA受体调节剂化合物-联苯基-4-羧酸及其衍生物，其公开于美国专利公开说明书20060276532;吡咯和吡唑化合物及其衍生物，其公开于美国专利公开说明书20070066573;和噻二嗪化合物和衍生物，其公开于美国专利公开说明书20070004709;和苯并氧杂氮杂草化合物和衍生物，其公开于美国专利公开说明书20040171605。其他适合作为正变构AMPA受体调节剂使用的化合物公开于PCT国际公开说明书WO9942456、WO0006156、WO0157045和美国专利6,617,351号。......、5、'，、5、，、AAMPA受体调节剂而用于本发明。本领域普通技术人员会容易认识到，上文所述的化合物虽然在结构上不同，但是具有上文所述正变构AMPA受体调节剂的共同功能特征，而且因为这些共同的功能特征，所述化合物适合于本发明实施中使用。C.用于鉴定适用于本发明的正变构AMPA受体调节剂的筛选方法正常EPSP的波形由以下组成AMPA组分，其在去极化方向有及时的相对快速的上升(约5-10msec)且其在20msec内衰减；NMDA组分，其特征为緩慢的(30-40msec)上升时间和援慢的(40-70msec)衰减时间)；和相反(超极化)方向的GABA组分，其显示出10-20msec上升时间和至少50-100msec的非常緩慢衰减的时程。应当注意的是，EPSP的NMDA部分通常不出现在正常CSF介质中，但可以出现在低镁介质中。0053可对EPSP的不同组分分别进行测量，以分析候选分子作为AMPA受体增强药剂的效应。这可具体如下实现加入阻断不想要組分的药剂，使得可检测的反应本质上仅仅是AMPA反应。例如，将NMDA受体阻断剂(例如AP-5或本领域熟知的其他NMDA阻断剂)和或GABA阻断剂(例如木防己苦毒素(picrotoxin)或本领域熟知的其他GABA阻断剂)加入切片制备物中。为防止经GABA阻断的切片中的癫痫样活性，可使用已知药剂，诸如河豚毒素(tetrodotoxin)。本发明的另一方面提供用于诱导镇痛或麻醉、同时将呼吸抑制最小化的药用组合物，该组合物包含阿片或阿片样化合物(包括其药学上可接受的盐)或巴比妥酸盐或酯(包括其药学上可接受的盐)、与之混合的正变构AMPA受体调节剂以及联合的可接受的载体和任选的其他治疗活性成分或无活性辅助成分。载体就与制剂的其他成分相容并对受治疗者无毒的意义上讲必须是药学上可接受。所述药用组合物包括适合口服、舌下、局部、经皮、吸入、直肠或胃肠外(包括皮下、肌内及静脉内)施用的组合物。在某些实施方案中，药用组合物的治疗有效成分能够形成药学上可接受的酸加成盐和/或44盐。所有这些剂形式均在本发明的范围内且可对受治疗者施用以治疗呼吸抑制。本发明使用的药用组合物可用药学上的载体制备。药学上可接受的载体可呈任何适当的形式(例如固体、液体、气雾剂、凝胶剂等等)。非限制性例示性固体形式制剂包括散剂、片剂、丸剂、胶嚢剂、扁囊剂、栓剂和分散颗粒剂。固体载体可以是一种或多种也可用作稀释剂、矫味剂、粘合剂、防腐剂、片剂崩解剂或包胶剂的物质。图1A显示胚胎期第20天(E)20脑干-脊髓制备物所产生的呼吸放电的典型实例。通过向浴介质中加入CX546(50-100(iM)使节律呼吸放电的频率显著增加。图1B中提供群体数据，其显示与E18-P3日龄的对照相比呼吸频率增加。与年长的新生儿相比，围产期制备物(E18-P0)的基27线节律通常较慢(参见Greer,J丄等人(1992))，在这种围产期制备物(E18-P0)中，CX546导致频率显著增加。然而，到P3时，CX546对这些年长脑干-脊髓制备物所产生的更强有力的呼吸输出的基线频率无影响。B.髄切片制备物的溶液中时，这些切片所产生的止。节律性活动在3mM[K+]下停止后对切片施加CX546(400一)浴导致了对呼吸网络快速和有效的刺激。在施加CX546的2分钟内，频率和振幅恢复至3mM[K+]浴水平，并在某些情况下比在含有3mM[K+]。的浴介质中任何点观察到的水平更高。C.CX546减轻脑干-脊髓制备物和髄切片制备物中DAGO诱导的呼吸抑制。)制备物所产生的节律性呼吸放电记录。DAMGO(800nM)显著抑制这两种制备物的呼吸频率和振幅。随后施用CX546(200pM)则减轻了DAMGO诱导的抑制。图3C和图3D提供群体数据。仅仅施用CX546并未显著改变浸入9mM[K+]。的髓切片制备物所产生的运动神经放电的呼吸频率或振幅对照值。在向Pre-BaC(图6)或XII运动神经元核(图7)中局部注射CX614(200pM)或4-(苯并呋咱-5-基羰基)吗啉(lmM)后获得了相似的结果，减轻了新生大鼠髓切片制备物中DAMGO诱导的呼吸节律抑制。D.灌注的心脏原位模型在腹膜内施用药物之前和之后(5分钟)，计算呼吸间隔和与每次呼吸有关的体积偏移的相对振幅。在所有情况下，数值皆以平均值和标准偏差给出。使用用于成对或不成对数据(两组)的Studentt检验或单因素重复测量值ANOVA(多组)然后使用用于多重比较的Holm-sidak检验，来测定统计显著性。在p值低于0.05时承认显著性。如图5A、5B和5C的代表性实例和图5D、5E、5F的群体数据所示，两种p-阿片样物质受体激动剂皆显著降低呼吸频率和脉沖串振幅。随后i.p.注射CX546(16mg/kg)逆转了阿片介导和苯巴比妥介导的呼吸抑制。然而，仅施用相同剂量的CX546并不显著改变新生大鼠(P0-P2，11=5)和成年大鼠(11=3,未显示数据)的基线频率和振幅。CX546对大鼠的行为或觉醒状态(即自发运动、激动、镇静迹象的增加/减少)也没有任何明显作用。B.伤害感受测试热伤害感受测试的测量结杲表明新生大鼠和成年大鼠的后足退缩反应时间分别为4.9±3.8秒和5.6±1.7秒(参见表1)。施用抑制呼吸节律剂量(新生大鼠60吗/kg,成年大鼠130吗/kg)的芬太尼将缩足反应时间延长至20秒取舍限度(cut-offlimit)。因此，表现在缺乏缩足的芬太尼诱导的镇痛作用持续，尽管随后i.p.施用CX546(16mg/kg)。然而，随后在新生和成年大鼠中施用纳洛酮(lmg/kg)则阻断了芬太尼诱导的镇痛作用。31当单独施用CX546(16mg/kg)时，它并不改变对照条件下热伤害感受测试的灵敏度。这些结果证明CX546减少了阿片样物质有害的呼吸抑制作用，而不抑制它们需要的镇痛作用。表1.使用后足退缩试验测定的药物对热伤害感受的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>在芬太尼(新生大鼠60ng/kg，成年大鼠130吗/kg)施用前和施用后测试CX546(16mg/kg)的施用。纳洛酮剂量为1mg/kg。所有药物均i.p.施用。*表示相对于对照有显著差异(p值<0.05)。C.正变构AMPA受体调节剂化合物CX614和4-(苯并呋咱-5-基羰基)吗淋体内减轻阿片诱导的呼吸抑制之作用[0094为"i正明以上实验所示的正变构AMPA受体调节剂的作用并非CX546专有的，用全身体积描记法检查了SD大鼠体内CX614和4-(苯并呋咱-5-基羰基)吗啉对阿片诱导呼吸抑制的影响。对无限制的SD大鼠进行呼吸频率和深度的全身体积描记器测量。使用用于P17大鼠(约35克)的300毫升室、压力传感器(DP103型;ValidyneEngineering,Northridge,CA)和信号调节器(CD-15;VaiidyneEngineering),测量与呼吸有关的压力变化。经i.p.施用(>阿片样物质受体激动剂芬太尼(130pg/kg)使呼吸受到抑制。图11和12显示，芬太尼在施用几分钟内(图左边的数字表示芬太尼注射后的分钟数)显著降低了呼吸频率和振幅。呼吸抑制在1小时时仍然明显。在无正变构AMPA受体调节剂化合物时，随后i.p.注射溶媒HPCD溶液对阿片介导的呼吸节律抑制无作用(参见图11,右图)。值得注意的是在注射溶媒的情况下芬太尼诱导的呼吸抑制的时程与先前无干涉实验中观察到的相同。[0095在另一只P17大鼠中，随后注射4-(苯并呋咱-5-基羰基)吗啉(33mg/kg,用HPCD溶液制备)在5分钟内逆转了芬太尼诱导的呼吸抑制(参见图11,左图)。4-(苯并呋咱-5-基羰基)吗啉对呼吸节律的增强持续了至少1小时。4-(苯并呋咱-5-基羰基)吗啉也对大鼠的行为或觉醒状态(即自发运动、激动、镇静迹象的增加/减少)无任何明显作用。在独立的实验中，芬太尼诱导的呼吸抑制可用低至20mg/kg剂量的4-(苯并呋咱-5-基羰基)吗啉部分减轻。[0096在另一只P17大鼠中，随后注射CX614(2,5mg/kg，用如同施用4-(苯并呋咱-5-基羰基)吗啉的情况一样，呼吸节律的增强持续了至少1小时。CX614也对大鼠的行为或觉醒状态(即自发运动、激动、镇静迹象的增力o/减少)无任何明显作用。实施例3用正变构AMPA受体调节剂对呼吸抑制患者的治疗00971本实施例详述用正变构AMPA受体调节剂对呼吸抑制患者的治疗。治疗过程的第一步是由技术人员诊断呼吸抑制。这可通过目视检查患者是否皮肤着淡蓝色和是否有明显呼吸不足或通气不足(由偶见的浅呼吸所示)来完成。[0098无菌缓冲生理盐水溶液中制备的正变构AMPA受体调节剂(例如CX614)可通过静脉注射施用给患者，剂量为约每千克体重0.1-10mgCX614。[0099接着使用上文阐明的标准，包括皮肤颜色和/或呼吸深度和频率，监控患者的呼吸变化。可递送另外的正变构AMPA受体调节剂直到患者呼吸稳定至正常水平。3权利要求1.减轻或抑制受治疗者的呼吸抑制的方法，其包括给患有呼吸抑制的受治疗者施用足以减轻或抑制呼吸抑制的治疗有效量的正变构AMPA受体调节剂。2.权利要求1的方法，其中所述呼吸抑制因用酒精、阿片、阿片样物质或巴比妥酸盐或酯治疗所致。3.权利要求1的方法，其中所述呼吸抑制由药物过量使用所致。4.权利要求1的方法，其中所述呼吸抑制由患有选自以下的医学病症的受治疗者产生中枢性睡眠呼吸暂停、中风诱导的中枢性睡眠呼吸暂停、阻塞性睡眠呼吸暂停、帕金森病引起的睡眠呼吸暂停、先天性通气不足综合征、突发性婴儿死亡综合征、瑞特氏综合征、切-斯呼吸、翁丹呼吸困扰、脊髓性肌萎缩、肌萎缩性脊髓侧索硬化症、普-威二氏综合征、脊髓损伤、外伤性脑外伤和溺死。5.权利要求1的方法，其中呼吸抑制因使用中枢呼吸抑制剂所致。6.诱导受治疗者镇痛、麻醉或镇静、同时减轻或抑制受治疗者呼吸抑制的方法，包括给受治疗者施用足以诱导受治疗者的镇痛、麻醉或镇静作用的治疗有效量的中枢呼吸抑制剂；并伴随施用足以减轻或抑制中枢呼吸抑制剂所致呼吸抑制的治疗有效量的正变构AMPA受体调节剂。7.权利要求6的方法，其中所述中枢呼吸抑制剂选自酒精、阿片、阿片样物质和巴比妥酸盐或酯。8.用于诱导受治疗者镇痛、麻醉或镇静、同时减轻或抑制受治疗者呼吸抑制的药用组合物，其包含联用的中枢呼吸抑制剂、正变构AMPA受体调节剂和药学上合适载体。9.权利要求l、6或8的方法，其中正变构AMPA受体调节剂选自CX546、CX614、l-(苯并呋咱-5-基羰基)-4，4-二氟哌啶和4-(苯并呋咱-5-基羰基)吗啉。10.权利要求l、6或8的方法，其中受治疗者为哺乳动物。11.权利要求1的方法，其中哺乳动物为人类。12.权利要求1的方法，其中哺乳动物选自非人灵长类、牛、马、猪、山羊、绵羊、狗、猫、兔、小鼠和大鼠。全文摘要本发明涉及用于减轻受治疗者因药理学制剂诸如阿片、阿片样物质或巴比妥酸盐或酯所致的呼吸抑制的方法。本发明还公开用于该方法的药用组合物，所述组合物包含联合的镇痛药、麻醉剂或镇静剂和其量足以减轻或抑制由镇痛药、麻醉剂或镇静剂导致的呼吸抑制的正变构AMPA受体调节剂。文档编号A61K31/5365GK101600436SQ200780040363公开日2009年12月9日申请日期2007年8月30日优先权日2006年8月31日发明者J·J·格里尔申请人:艾伯塔大学校董