稳定渗透压的丙丽酸药物组成及其在健康人和 肺病病人中的排毒作用 技术领域

本发明提供了利用稳定渗透压的丙酮酸药物组 成来排除肺部毒素，提高肺功能及减轻咳 嗽症状的方法。因为吸烟和空气污染而导致的 毒素在肺部的积累最终会引起慢性阻塞性肺病 等肺部疾病。本发明属医疗技术领域。本发明 还包括制备和使用具有医疗效果的丙酮酸药物 组成的方法。 背景技术

空气污染或者吸烟会导致细胞内毒素积累。这 些毒素， 比如苯会在支气管壁或者肺细胞 中累积。大多数慢性阻塞性肺病病人同时也是 吸烟者。慢性阻塞性肺病是一类由于吸烟和空 气污染导致肺部毒素积累， 呼吸受阻， 肺功能下降， 咳嗽频繁而产生的肺部疾病。 慢性阻塞 性肺病主要包括慢性支气管炎和肺气肿。慢性 支气管炎是气管，支气管黏膜及其周围组织的 慢性非特异性炎症，导致气流进入肺部不顺畅 。肺气肿是终末细支气管远端的肺泡组织因残 气量增多造成持久性扩张， 进而导致肺泡间隔破坏， 容积增大， 以致影响正常呼吸的现象。 慢性阻塞性肺病造成的肺部组织损伤不可逆转 ， 但症状和疾病进展可以通过使用比如抗生 素，祛痰药，或者支气管扩张剂等药物得到控 制。但是这些药物并不能消除肺部炎症。 COPD 有一系列的并发症， 包括呼吸道感染， 高血压， 心脏疾病比如心脏病发作或者心衰竭， 肺癌 以及抑郁症。 在最近十年， 由于污染， 吸烟和慢性肺部感染， COPD的发病率有显著升高。

多种生理过程会导致活性氧类的产生， 比如细胞有氧代谢， 药物代谢， 毒素和外源性物 质， 紫外线， X射线辐射以及吞噬细胞（比如白细胞）通过� �吸爆发来对抗外源性物质比如 毒素的过程。 这些毒素包括过敏原， 香烟中的化学品， 空气污染物， 尘埃粒子， 细颗粒物和 有毒化合物等。 这些物质的大小在 10 μιη以下时的危害尤为严重， 因其可以深入到肺部。 很多研究表明， 当这些微粒的粒径接近 2.5 μιη或更小时， 这些毒素可以渗入到气体交换区 域并且可能经过肺部而影响到其他器官。举例 来说在大部分生物体呼吸过程中可产生过氧化 氢， 尤其是细胞受到压力的情况下。 这些活性氧类会损伤细胞。 研究证明活性氧类的生成会导致许多皮肤， 组织和器官的疾病， 比如动脉粥样硬化， 关节炎， 细胞毒性， 皮肤炎症， 皮肤光老化， 皮肤皱纹， 光化性角化病， 肿瘤形成， 癌症， 高血压， 帕金森氏病， 肺部疾病和心脏疾病等。

当细胞被氧化物损伤时，抗氧化剂可以起到还 原细胞的作用。抗氧化剂可以阻止活性氧 对细胞和组织的伤害。比如丙酮酸根和其他 α-酮酸具有快速并化学剂量性地中和过氧化氢 的 能力， 从而保护细胞不被溶解。

丙酮酸是一种酸性较弱的有机酸， 分子中同时具有羰基和羧基两个官能团， 具有羧酸， 酮和 α-酮酸的性质。 丙酮酸是体内产生的三碳酮酸， 它是糖酵解途径的最终产物， 或进入线 粒体内氧化成乙酰辅酶 ， 进入三羧酸循环， 完成葡萄糖的有氧氧化供能过程； 或在氧气不 足时， 在细胞浆中还原成乳酸。 丙酮酸还可通过乙酰辅酶 Α和三羧酸循环实现体内糖、 脂 肪和氨基酸间的相互转化。因此，丙酮酸在三 大营养物质的代谢联系中起着重要的枢纽作用 。

丙酮酸及丙酮酸盐是抗氧化剂。在巨噬细胞和 其他细胞株中，丙酮酸钠可以调节炎症介 质比如氧自由基的生成和水平， 同时可以提高一氧化氮的合成。丙酮酸钠还可 以减少超氧阴 离子的过度合成。丙酮酸钠可以提高细胞内一 种主要抗氧化物质谷胱甘肽的水平。丙酮酸可 以通过跨膜转运系统进入细胞，并且可以穿透 血脑屏障。所有的细胞都具有能在细胞中集中 超过血浆浓度的丙酮酸的跨膜转运系统。在中 和氧自由基以后，过量的丙酮酸钠可以进入支 气管和肺细胞。

现¾¾术（Prior Art)

U.S. 专利号 5210098 (Nath) 用丙酮酸阻止及预防急性肾炎和急性肾衰竭；

U.S. 专利号 5296370 (Martin et al.)用丙酮酸阻止和减少哺乳动物细胞的损伤� �促进损伤 细胞的再生；

U.S. 专利号 5256697 ( Miller et al. )用口服丙酮酸药用前体增加胰岛素抵抗力， 减低长 期胰岛素水平， 减少脂肪增加；

U.S. 专利号 3920835, 3984556 and 3988470 ( Van Scott et al. ) 用包括丙酮酸在内的化合 物来治疗粉刺， 头屑及掌角化病；

U.S. 专利号 4105783 , 4197316 (Yu et al. )用包括丙酮酸在内的化合物来治疗皮肤干燥� �

U.S. 专利号 4234599 ( Van Scott et al. ) 用包括丙酮酸在内的化合物来治疗光化性角化 病和非光化性角化病；

U.S. 专利号 4294852 (Wildnauer et al. ) 用包括丙酮酸在内的化合物来治疗皮肤疾病； 丙酮酸钠可以减少豚鼠和大鼠中由乙酰水杨酸 引起的胃粘膜糜烂，溃疡和出血，但不降 低乙酰水杨酸的镇痛和解热性能 （Puschmann, Arzneimittelforschung, 1983 )；

丙酮酸可以增加顿抑心肌的肌力。顿抑心肌是 短暂的冠状动脉闭塞后持续几小时至数天 的心功能不全的可逆症状 （Mentzer et al. , Ann. Surg. , 1989)；

丙酮酸具有稳定左心室内压和工作参数的作用 ，并减少心肌梗死的影响范围。丙酮酸还 可以在心肌梗死后帮助恢复自发性心跳和正常 的心率和压力 （Bunger et al. , J. Mol. Cell. Cardiol. , 1986; Mochizuki et al. , J. Physiol. (Paris), 1980; Regitz et al. , Cardiovasc , Res. , 1981 ; Giannelli et al Ann.Thorac. Surg. , 1976);

丙酮酸钠还可以抑制过氧化氢生成， 保护系统不受活性氧中间体伤害 （Martin, 博士论文， 1987-1989)。

上述现有技术描述了用丙酮酸来抑制活性氧生 成从而治疗一系列疾病的方法，但是没有 提到用丙酮酸来排除尤其是慢性阻塞性肺病患 者肺部毒素的方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提 供利用优化的丙酮酸药物组成在健康人和 慢性阻塞性肺病病人中排除肺部毒素的方法。 此丙酮酸药物组成通过接触哺乳动物细胞产生 疗效， 其中优化的丙酮酸药物组成可以选自丙酮酸、 丙酮酸药用盐、 药用前体或其混合物。

此发明包括用丙酮酸和药物载体的药物组成来 治疗吸烟者和慢性阻塞性肺病病人。其中 丙酮酸通过增进肺部细胞转运系统功能来分解 或排出导致肺功能下降的肺部毒素。其中药物 载体可以选自渗透压调节剂、 酸碱度调节剂、 营养增补剂和芳香剂中的一种或多种。

此方法还包括在使用丙酮酸同时使用其他药物 ， 比如抗生素、 抗病毒药、 抗真菌药、抗 肿瘤药、 抗组胺药、 蛋白质类、 酶类、 激素类、 非类固醇消炎药、 细胞素以及类固醇中的一 种或多种。 理想的情况下， 丙酮酸药物组成通过呼吸道吸入给药。

本发明是在哺乳动物中使用丙酮酸药物组成来 治疗疾病的技术。用丙酮酸药物组成来排 除肺部毒素是一项新发明。毒素比如苯会降低 肺功能，而丙酮酸药物组成能够增加肺部细胞 转运系统的功能， 从而起到排除毒素和增进酶系统的作用， 让呼吸通畅并减轻咳嗽症状。

慢性阻塞性肺病主要是由肺部和支气管炎症引 起。通过排除毒素而增进肺功能和减轻咳 嗽症状是一项新的技术。慢性阻塞性肺病主要 包括慢性支气管炎和肺气肿。慢性支气管炎是 气管,支气管黏膜及其周围组织的慢性非特异� �炎症， 导致气流进入肺部不顺畅。 肺气肿是 终末细支气管远端的肺泡组织因残气量增多造 成持久性扩张，进而导致肺泡间隔破坏，容积 增大， 以致影响正常呼吸的现象。

此类呼吸道炎症来源于被称作呼吸爆发的生理 过程。呼吸爆发是哺乳动物防御细胞比如 白细胞的正常生理反应。这些防御细胞一般在 哺乳动物受伤或被侵入后在侵入部位释放一系 列活性物质。这些活性物质包括蛋白酶和活性 氧类比如过氧化氢。呼吸爆发的目的是提供一 系列可以被白细胞用来消灭外来细胞， 病毒， 颗粒和毒素的活性物质。 呼吸爆发是指白细胞 接触合适的刺激源后发生的一系列协调代谢反 应。这些代谢反应是白细胞利用氧化反应杀死 外来物的基础。

呼吸爆发通常在白细胞接触刺激源的一分钟内 被激活。当呼吸爆发被激活后， 白细胞的 氧气消耗增加超过正常 100倍， 导致超氧化合物， 过氧化合物和过氧化氢等的生成。此处白 细胞包括淋巴细胞， 吞噬细胞， 巨噬细胞和辅助细胞等。

引发呼吸爆发的刺激源一般是毒素， 包括过敏原， 香烟中的化学品， 空气污染物， 尘埃 粒子， 细颗粒物和有毒化合物等， 具体例子包括但不限于苯， 甲醛， 氨， 甲醇， 尼古丁，焦 油， 丁垸， 丙酮， 乙酸， 砷， 镉， 一氧化碳， 铅， 甲苯， 氰化物， 硫氧化物， 氮氧化物，细 颗粒物 （PM)， 持久性自由基， 放射性污染物等等。

通常情况下， 在呼吸爆发后， 随着刺激源的消失， 白细胞也会恢复到正常的状态。 如果 呼吸爆发持续而不停止， 白细胞的持续代谢反应会引发炎症。 白细胞不断产生活性化合物， 这些化合物最终会攻击， 损伤和杀死正常的组织细胞和其他白细胞， 引发炎症。 因为白细胞 持久的呼吸爆发过程而导致的周边组织，血细 胞和其他白细胞的损伤和死亡是慢性阻塞性肺 病的病理基础。通过消灭这些吸入的刺激源和 毒素，本发明提供了利用渗透压平衡丙酮酸溶 液药物组成缓解肺部炎症的方法。

用来消灭毒素的丙酮酸药物组成通过接触哺乳 动物的细胞产生作用，尤其是通过接触呼 吸道给药。 丙酮酸药物组成可以选自丙酮酸、 丙酮酸药用盐、 药用前体或其混合物。 丙酮酸 药物组成具有抗氧化能力，可以保护细胞免受 氧化物的危害。我们的研究表明丙酮酸可以消 灭肺部的毒素。 理想的情况下， 丙酮酸药物组成的浓度范围在 0.1-10.0 mM, 更加理想的浓 度范围在 0.25-5.0 mM, 更加理想的浓度范围是 0.5-4.0 mM。

丙酮酸药用盐是指不会在哺乳动物细胞中产生 毒副作用的丙酮酸盐类。典型的丙酮酸盐 选自丙酮酸锂、 丙酮酸钠、 丙酮酸钾、 丙酮酸镁、 丙酮酸钙、 丙酮酸锌、 丙酮酸锰或其混合 物。

丙酮酸根以多种化学形式存在，这些化学形式 被称为前体，通过与哺乳动物细胞反应释 放丙酮酸根。药用前体， 是指那些必须通过体内生化反应才能产生药效 的化合物。从化合物 进入体内到产生药效的延迟称为药物潜伏期。 通过化学修饰具有生物活性的化合物以形成一 种新的化合物，此新化合物能够在体内通过酶 反应释放出原具有生物活性的化合物。此化学 修饰的主要目的是提高原化合物的物化性质， 包括吸收， 分布和酶代谢。药物潜伏期也可以 包括原化合物的非酶再生。丙酮酸药用前体选 自丙酮酸乙酯、丙酮酰甘氨酸、丙酮酰丙氨酸 、 丙酮酰亮氨酸、 丙酮酰缬氨酸、 丙酮酰异亮氨酸、 丙酮酰苯丙氨酸， 丙酮酰胺、 丙酮酸盐或 其混合物。

丙酮酸药物组成还包括药物载体，包括渗透压 调节剂和酸碱调节剂。渗透压调节剂包括 并不限制于氯化钠、 葡萄糖、 山梨醇、 甘油、 聚乙二醇、 丙二醇和甘露醇中的一种或多种。 其中理想的渗透压调节剂是氯化钠。 氯化钠的优化质量浓度为 0.05%-8%, 更加优化的质量 浓度为 0.2%-5%, 更加优化的质量浓度为 0.45%-1.8%。

酸碱调节剂包括并不限于盐酸、 氢氧化钠、 柠檬酸、 柠檬酸钠、 酒石酸、 酒石酸钠和氢 氧化钾中的一种或多种。另外，药物载体还选 自并不限制于传统的生理盐水比如碳酸氢盐溶 液、 醋酸林格氏液、 乳酸林格氏液、 磷酸盐缓冲溶液、 TRIS缓冲溶液、 HEPES缓冲溶液、 标准柠檬酸盐溶液 （SSC )、 汉克氏平衡盐溶液 （HBSS)、 厄尔氏平衡盐溶液 （EBSS ) 或格 氏平衡盐溶液（GBSS )。 渗透压调节剂的浓度应该在生理可接受范围内 。 理想情况下， 最终 溶液的渗透压范围为 1-2800 Osm/L, 更加理想的渗透压范围为 154-1800 Osm/L, 更加理想 的渗透压范围为 308-1027 Osm/L。 理想情况下， 最终溶液的酸碱度范围为 pH 2.5-11 , 更加 理想的酸碱度范围为 pH 4.0-10, 更加理想的酸碱度范围为 pH 5.0-9.0。

此外， 药物组成还可以包括营养增补剂， 芳香剂及其混合物。 比如营养增补剂选自亮氨 酸、 维生素 D、 维生素 E、 谷氨酸、 叶酸和烟酰胺中的一种或多种。

丙酮酸药物组成既可以在病灶局部使用，又可 以在全身系统性地使用。还可以同时在病 灶局部以及全身系统性地使用。

理想情况下，丙酮酸药物组成通过吸入的方法 来给药。丙酮酸药物组成可以先通过合适 的方法使成雾状后给药，丙酮酸药物组成可以 是液体或者固体形式，并且液滴或者固体固体 颗粒的大小必须足够小到吸入给药时可被肺部 组织顺利吸收。 理想的情况是给药微粒在 0.01-10 μιη之间，更加理想的情况是给药微粒在 0.1-7 μιη之间，更加理想的情况是给药微粒 在 0.5-5 μιη之间。

丙酮酸药物组成的吸入疗程可以是一次或多次 地吸入。典型情况下每次吸入可以持续 1 到 30分钟， 更理想的是持续 20分钟以内， 更理想的是持续 15分钟以内。

丙酮酸药物组成的无菌溶液在治疗时可使用 雾化器使成雾状后给药，或者也可以使用喷雾 器 给药。 药物组成还可以干粉的形式使用干粉吸入的方 法吸入给药。 当用干粉剂吸入给药时， 一种理想的情况是每剂重量范围在 0.0001-10 mg之间， 更理想的情况是每剂重量范围在 0.005-5 mg之间， 更加理想的情况是每剂重量范围在 0.01-0.275 mg之间。

丙酮酸药物组成还可以和其他药物一起使用。 所述药物可以选自抗生素、 抗病毒药、抗 真菌药、 抗肿瘤药、 抗组胺药、 蛋白质类、 酶类、 激素类、 非类固醇消炎药、 细胞素以及类 固醇中的一种或多种。药物的使用量应为医疗 有效用量。医疗有效用量是指用来治疗特定病 症时通常使用的剂量，取决于所治疗的病症和 药物组成中其他的成分，主要目的是取得治疗 效果。具体的剂量应由具有经验的医疗人员决 定， 这不是本发明所关心的范围。这些药物可 以在使用丙酮酸之前， 同时或者之后使用。

可以使用的抗生素可以从多种水溶性或非水溶 性的药物中选择，或者是他们的酸或者盐 类。 盐类可以是有机盐或者无机盐。抗生素可以是 各种缓释或者延长释放形式。抗生素的例 子包括并不限制于含铋化合物， 磺胺类药物、硝基呋喃、 甲硝唑、替硝唑、尼莫唑、苯甲酸、 氨基糖苷类， 大环内酯类、 青霉素、 多肽类、 四环素、 头孢菌素、 氯霉素以及克林霉素等。

在本发明中使用的抗生素的用量取决于具体抗 生素的推荐用量或允许用量。 理想情况 下， 抗生素的用量大约为 0.01%— 10%重量， 更理想的用量为 0.1%— 5%重量， 更理想的用 量为 1%— 3%重量。

可以使用的抗病毒药可以从多种水溶性或非水 溶性的药物中选择，或者是他们的酸或者 盐类。盐类可以是有机盐或者无机盐。抗病毒 药可以是各种缓释或者延长释放形式。抗病毒 药的例子包括并不限制于 RNA合成抑制剂， 蛋白质合成抑制剂， 免疫刺激素， 蛋白酶抑制 剂， 以及细胞素。 具体的例子包括并不限制于阿昔洛韦、 膦甲酸钠、 利巴韦林、 阿糖腺苷、 更昔洛韦钠、 齐多夫定、 石炭酸、 盐酸金刚垸胺、 干扰素 α-η3。

在本发明中使用的抗病毒药的用量取决于具体 的抗病毒药的推荐用量或允许用量。理想 情况下， 抗病毒药的用量大约为 0.1%-20%重量， 更理想的用量为 1%-10%重量， 更理想的 用量为 2%-7%重量。

可以使用的抗真菌药可以从多种水溶性或非水 溶性的药物中选择，或者是他们的酸或者 盐类。盐类可以是有机盐或者无机盐。抗真菌 药可以是各种缓释或者延长释放形式。抗真菌 药具体的例子包括并不限制于咪康唑、 克霉唑、 噻康唑、 特康唑、 聚维酮碘以及布托康唑。 其他抗真菌药还包括乳酸、 山梨酸。 其中咪康唑和克霉唑是理想的抗真菌药。

在本发明中使用的抗真菌药的用量取决于具体 的抗真菌药的推荐用量或允许用量。理想 情况下， 抗真菌药的用量大约为 0.05%-10%重量， 更理想的用量为 0.1%-5%重量， 更理想的 用量为 0.2%-4%重量。

可以使用的抗肿瘤药可以从多种水溶性或非水 溶性的药物中选择，或者是他们的酸或者 盐类。盐类可以是有机盐或者无机盐。抗肿瘤 药可以是各种缓释或者延长释放形式。抗肿瘤 药的例子包括并不限制于抗代谢物、 抗生素、 植物产物、激素以及各种化疗药物。 非特异性 的药物包括垸化剂和 N-垸基 -N-亚硝基化合物。垸化剂包括氮芥、 乙撑亚胺、磺酸酯和环氧。 抗代谢物是指干扰正常细胞代谢物的形成或利 用的化合物，包括氨基酸拮抗剂、维生素和辅 酶拮抗剂和参与核酸合成的代谢物的拮抗剂， 如谷氨酰胺拮抗剂、 叶酸拮抗剂、嘧啶拮抗剂 和嘌呤拮抗剂。抗生素是由微生物产生的具有 抑制其他生物的生长能力的化合物，包括的放 线菌素和相关抗生素、 戊二酰亚胺抗生素、 肉瘤霉素、 烟曲霉素、 链黑菌素、 细交链孢菌酮 酸、 放线菌制癌素、 胃蛋白酶原和蒽环抗生素比如阿霉素。 植物产物包括秋水仙碱、 鬼臼毒 素和长春花生物碱。激素类包括用于乳腺癌和 前列腺癌的类固醇激素，和用于白血病和淋巴 瘤的皮质类固醇。其他的化学治疗剂包括氨基 甲酸乙酯， 羟基脲和相关的化合物； 缩氨基硫 脲和相关化合物； 邻苯二甲酰二苯胺和相关化合物； 以及三氮烯类和肼。抗肿瘤药也可以是 单克隆抗体或 X射线。

在本发明中使用的抗肿瘤药的用量取决于具体 的抗肿瘤药的推荐用量或允许用量。理想 情况下， 抗肿瘤药的用量大约为 1%-50%重量， 更理想的用量为 10%-30%重量， 更理想的用 量为 20%-25%重量。

本发明提供了利用优化的丙酮酸药物组成在健 康人和慢性阻塞性肺病病人中排除肺部 毒素的方法。此丙酮酸药物组成通过接触哺乳 动物细胞产生疗效，其中优化的丙酮酸药物组 成选自丙酮酸、 丙酮酸药用盐、药用前体或其混合物。此发明 包括用丙酮酸和药物载体的药 物组成来治疗吸烟者和慢性阻塞性肺病病人。 其中丙酮酸通过增进肺部细胞转运系统功能来 分解或排出导致肺功能下降的肺部毒素。其中 药物载体可以选自渗透压调节剂、酸碱度调节 剂、 营养增补剂和芳香剂中的一种或多种。 此方法还包括在使用丙酮酸同时使用其他药物 ， 比如抗生素、 抗病毒药、 抗真菌药、 抗肿瘤药、 抗组胺药、 蛋白质类、 酶类、 激素类、 非类 固醇消炎药、 细胞素以及类固醇中的一种或多种。理想的情 况下， 丙酮酸药物组成通过呼吸 道吸入给药。

本发明具有如下优势：

1、 直接作用于肺部病灶部位更具有靶向性， 不参与全身代谢。

2、 丙酮酸毒副作用更小， 安全性更高， 药物稳定。

3、 丙酮酸是细胞内的天然物质， 有增进细胞转运系统功能， 促进肺部排毒， 利于呼吸 的作用， 其疗效比抗生素或固醇类药物等更加全面， 效果更佳。

附图说明

图 1 : 慢性阻塞性肺病病人吸入生理盐水或 0.5 mM丙酮酸钠后 FEV1的百分比变化； 图 2: 慢性阻塞性肺病病人吸入生理盐水或 1.5 mM丙酮酸钠后 FEV1的百分比变化； 图 3 : 慢性阻塞性肺病病人吸入生理盐水或 2.5 mM丙酮酸钠后 FEV1的百分比变化; 图 4: 慢性阻塞性肺病病人吸入生理盐水或 5.0 mM丙酮酸钠后 FEV1的百分比变化; 图 5 : 慢性阻塞性肺病病人吸入生理盐水或 0.5 mM丙酮酸钠后 PEF的百分比变化； 图 6: 慢性阻塞性肺病病人吸入生理盐水或 1.5 mM丙酮酸钠后 PEF的百分比变化； 图 7: 慢性阻塞性肺病病人吸入生理盐水或 2.5 mM丙酮酸钠后 PEF的百分比变化； 图 8: 慢性阻塞性肺病病人吸入生理盐水或 5.0 mM丙酮酸钠后 PEF的百分比变化；

具体实 ¾¾"式

实施例 1 : 在组织培养中进行毒素研究

我们利用 MatTek EpiDerm测试来考察丙酮酸稳定细胞， 消灭毒素和增加细胞存活的能 力。 EpiDerm细胞和肺细胞几乎完全一样。 我们用各种浓度的丙酮酸钠来处理 EpiDerm组 织样本。 在丙酮酸钠溶液中经过一小时的平衡后， EpiDerm细胞在 37°C , 5% C02恒温箱中 用培养液培养。 用新鲜培养液替换旧培养液， 并在此时在培养液中加入受试物。受试物和细 胞接触的时间分别为 1小时， 4小时和 20小时。 其中主要受试物是香烟烟雾。 香烟烟雾在 滤纸上凝结后被提取并加入细胞培养液中。未 经处理的样本被用来做阴性对照。经过受试物 处理后， 细胞培养液被用来检查细胞存活率和细胞应激 反应 （通过检查细胞素 IL-1和 IL-8 的水平）。 重复此实验一次。

5毫升 0.5 mM的丙酮酸钠包含 0.28毫克丙酮酸钠； 5毫升 10 mM的丙酮酸钠包含 5.6 毫克丙酮酸钠； 5毫升 20 mM的丙酮酸钠包含 11.2毫克丙酮酸钠； 5毫升 40 mM的丙酮酸 钠包含 22.4毫克丙酮酸钠。

结果：

IL-1和 IL-8的水平变化是主要测试数据。这两种白细� �介素均有促进炎症反应的作用。 香烟中毒素增加 IL-1和 IL-8水平超过 200%。 单独使用丙酮酸钠溶液未能导致 IL-1和 IL-8 的升高。 但是丙酮酸钠溶液和香烟中毒素同时存在时， IL-8显著减少至少 200%, IL-1显著 减少至少 200%。此实验证明丙酮酸钠具有促进肺细胞排� �的作用。和未经处理的细胞相比， 香烟中毒素能降低细胞存活率达 72%, —旦加入丙酮酸以后， 细胞存活率反而增加 15%。 此数据证明丙酮酸钠可以提高细胞存活率。 实施例 2: 本实施例为丙酮酸钠临床研究数据。

此临床研究中使用健康受试者和慢性阻塞性肺 病病人都曾经是或现在是吸烟者，并且每 日咳嗽和遭受空气污染。他们的症状包括咳嗽 ， 呼吸急促和肺功能下降。每个病人都有记录 在丙酮酸钠治疗前后的咳嗽日记。 目的：

1 检测丙酮酸钠吸入剂在健康受试者和轻度慢性 阻塞性肺病患者中的安全性和治疗的 有效性；

2 测定丙酮酸钠吸入剂是否能够有效降低这些受 试者的咳嗽症状。

方法：

我们使用了四种浓度的丙酮酸钠溶液； 0.5 mM, 1.5 mM, 2.5 mM禾卩 5.0 mM。 80名受 试者由 20名健康对照个体， 和 60名轻度慢性阻塞性肺病个体组成。 将健康对照个体分成 4 组， 每组 5名受试者； 每组分别接受四种浓度的丙酮酸钠。将轻度慢 性阻塞性肺病个体分成 4组,每组 15名受试者；每组分别接受四种浓度的丙酮酸� ��。每名受试者吸入单一剂量 5.0mL 的不同浓度的丙酮酸钠。 丙酮酸钠通过雾化形式给药， 每次大约吸入 15-20分钟。 在给药当天开始进行呼吸测试。第一天，所有 受试者包括健康受试者和轻度慢性阻塞性 肺病患者只吸入生理盐水。 在临床上通常用 PEF和 FEV1两种指标来作为慢性阻塞性肺病 的敏感指标， PEF为用力呼气峰流量， FEV1为一秒钟用力呼气容量。 在生理盐水吸入前测 试此两种指标， 并在生理盐水吸入后 15分钟， 30分钟， 1小时， 2小时和 4小时时再次测 试。这些测试数据为基线数据。第二天，同样 的受试者接受不同浓度的丙酮酸钠溶液的治疗 。 然后以同样的方式进行 PEF和 FEV1的测试。 这些测试数据为实验数据。

结果：

1. FEV1的百分比变化数据见表 1 , 0.5 mM丙酮酸钠浓度见图 1 , 1.5 mM丙酮酸钠浓度 见图 2， 2.5 mM丙酮酸钠浓度见图 3， 5.0 mM丙酮酸钠浓度见图 4;

2. PEF的百分比变化数据见表 2, 0.5 mM丙酮酸钠浓度见图 5 , 1.5 mM丙酮酸钠浓度 见图 6， 2.5 mM丙酮酸钠浓度见图 7， 5.0 mM丙酮酸钠浓度见图 8。 表 1 : 生理盐水对照或者丙酮酸钠吸入后 FEV1测量的百分比

表 2: 生理盐水对照或者丙酮酸钠吸入后 PEF测量的百分比

结论：

A.安全性：所有受试者对丙酮酸钠的吸入均表� ��良好耐受。任何受试者中都未观察到由 于丙酮酸钠吸入而需要终止研究的严重不良事 件和生理变化。

B.有效性：根据测量 FEV1和 PEF的变化证明丙酮酸钠可以帮助慢性阻塞性肺 病患者呼 吸更加顺畅。 此外， 临床数据表明浓度在 0.5-1.5 mM之间的丙酮酸钠溶液通过雾化吸入给 药在预防和治疗轻度慢性阻塞性肺病有显著疗 效。 同时， 受试者的咳嗽日记显示， 吸入丙酮 酸钠还可以减少每天咳嗽次数达 45%。 病人表示吸入丙酮酸钠后明显感受到咳嗽症状 的减 轻， 而吸入生理盐水则没有此变化。测量的结果显 示， 正常受试者无论是吸入生理盐水还是 丙酮酸钠溶液 FEV1和 PEF指标均为见增加或者减少， 但是咳嗽的次数降低了 50%, 只有 COPD患者的 FEV1或者 PEF值增加， 尤其是对于吸烟者而言， 更是如此。 实施例 3: 丙酮酸钠吸入剂稳定性研究

处方见表 3

表 3 : 丙酮酸钠吸入剂处方

将处方 1-12制备的丙酮酸钠吸入剂放入 40°C稳定性试验箱进行 6个月加速试验， 结果 见表 4。 同样的丙酮酸钠溶液在室温下能保持三年后仍 然有至少 97%的剩余。

表 4: 稳定性数据 （百分比为溶液中丙酮酸钠剩余量）

结论:

从表 4可以证明丙酮酸钠在浓度为 0.5 mM-6.0 mM间的化学稳定性良好。 实施例 4: 制备含 0.5 mM丙酮酸钠的吸入剂

处方：

物料名称 用量 （g/L ) 比例 （％)

丙酮酸钠 0.0550 0.0055

氯化钠 9 0.9

纯化水 适量 适量

工艺： 将处方量的丙酮酸， 氯化钠溶于适量纯化水中， 调节溶液的渗透压至 308-1027 Osm/L, 调节 pH至 5-9, 使用 BFS技术制备单剂量 0.5 mM的丙酮酸钠吸入剂。

通过临床研究本品对治疗轻度慢性阻塞性肺病 有很好的疗效。 实施例 5 : 制备 1.5 mM的丙酮酸钠吸入剂 （ 1000支） 处方： 物料名称 质量比 用量 丙酮酸钠 0.0165% 1.059g 氯化钠 0.85% 54.4g 水 99.2% 6348g 工艺:将处方量的丙酮酸钠和氯化钠分别加入 95%的余量纯化水中充分搅拌均匀后再加 入 5%的余量纯化水搅拌均匀。 无菌过滤后进行无菌灌装， 分装既得 1.5 mM的丙酮酸钠吸 入剂。

通过临床研究本品对治疗轻度慢性阻塞性肺病 有很好的疗效。 实施例 6: 制备 2.5 mM的丙酮酸钠吸入剂 （ 1000支） 处方：

物料名称 质量比 用量 丙酮酸钠 0.0275% 1.765g 氯化钠 0.85% 54.4g 水 99.1% 6344g 工艺： 将处方量的丙酮酸钠和氯化钠分别加入 95%的余量纯化水中充分搅拌均匀后再 加入 5%的余量纯化水搅拌均匀。 无菌过滤后进行无菌灌装， 分装既得 2.5 mM的丙酮酸钠 吸入剂。

通过临床研究本品对治疗轻度慢性阻塞性肺病 有一定的疗效，更多用于重度慢性阻塞性 肺病的治疗。 实施例 7: 制备 5.0 mM的丙酮酸钠吸入剂 （ 1000支） 处方：

物料名称 质量比 用量 丙酮酸钠 0.055% 3.53g 氯化钠 0.9% 57.6g 水 99.0% 6339g 工艺： 将处方量的丙酮酸钠和氯化钠分别加入 95%的余量纯化水中充分搅拌均匀后再 加入 5%的余量纯化水搅拌均匀。 无菌过滤后进行无菌灌装， 分装既得 5.0 mM的丙酮酸钠 吸入剂。

通过临床研究本品对治疗重度慢性阻塞性肺病 有很好的疗效。 实施例 8: 制备 6.0 mM的丙酮酸钠吸入剂 （ 1000支） 处方：

物料名称 质量比 用量

丙酮酸钠 0.066% 4.236g 氯化钠 0.85% 57.6g 水 99.0% 6338g 工艺： 将处方量的丙酮酸钠和氯化钠分别加入 95%的余量纯化水中充分搅拌均匀后再 加入 5%的余量纯化水搅拌均匀。无菌过滤后进行无� ��灌装，分装既得 6.0 mMol的丙酮酸钠 吸入剂。

通过临床研究本品对治疗重度慢性阻塞性肺病 有很好的疗效。

上述实施例中涉及到的吸入剂每次使用 5ml液体， 将液体倒入雾化器中产生水雾， 通 过肺部动力的自然呼吸将水雾吸入肺部， 每次使用 15分钟。 实施例 9: 制备含 0.5 mM丙酮酸钠的吸入剂 （乳酸林格斯液）

处方：

物料名称 用量 （g/L ) 比例 （％)

丙酮酸钠 0.0550 0.0055

乳酸林格斯液 q.s tolL 99.9945

工艺： 将处方量的丙酮酸溶于适量的乳酸林格斯液中 ， 调节溶液的渗透压至 273-1027 Osm/L, 调节 pH至 5-9, 采用无菌技术制备单剂量含 0.5 mM的丙酮酸钠喷雾剂。 实施例 10： 制备含 1.5 mM丙酮酸钠的吸入剂 （HBSS溶液）

处方：

物料名称 用量 （g/L ) 比例 （％)

丙酮酸钠 0.1650 0.01650 HBSS溶液 q.s tolL 99.9835

工艺： 将处方量的丙酮酸溶于适量的 HBSS溶液中， 调节溶液的渗透压至 275( ± 50 Osm/L), 调节 pH至 7.1-7.5 , 此溶液可通过喷雾器对患者使用。 实施例 11 : 制备含丙酮酸钠的干粉吸入剂

处方：

物料名称 用量 （g/L ) 比例 （％)

丙酮酸钠 55.0000 5.5000

葡萄糖 50 5

亮氨酸 5 0.5

无菌水 适量 适量

工艺： 将处方量的丙酮酸钠， 葡萄糖， 亮氨酸混合均匀后溶于适量的水中， 并用渗透压 调节剂调节渗透压至 308-1027 Osm/L, 调节 pH至 5-9, 过滤除菌， 进行喷雾干燥后， 装入 粉雾喷射器中， 单次递送剂量为 0.275 mg。

实施例 12: 制备含有丙酮酸钾的定量吸入剂

处方：

物料名称 用量 （g/L ) 比例 （％)

丙酮酸钾 165.0000 16.50000

山梨醇 54.8 5.48

烟酰胺 5 0.5

无菌水 适量 适量

工艺： 将处方量的丙酮酸钾， 山梨醇和烟酰胺混合均匀后溶于适量的无菌水 中， 并用渗 透压调节剂调节渗透压至 308-1027 Osm/L, 调节 pH至 5-9, 过滤除菌后装入定量吸入器中， 丙酮酸钾的单次递送剂量为 0.825mg。

实施例 13: 0.1 mM的丙酮酰甘氨酸吸入剂的制备 （ 1000支） 处方:

物料名称 质量比 用 丙酮酰甘氨酸 0.03% 1.8g 氯化钠 0.05% 3g 水 99.92% 5995.2g 工艺： 将处方量的丙酮酰甘氨酸和氯化钠分别加入 95%的余量纯化水中充分搅拌均匀 后再加入 5%的余量纯化水搅拌均匀。无菌过滤后进行无� ��灌装，分装既得 O. lmM的丙酮酰 甘氨酸吸入剂， 其渗透压控制在 145±50 Osm/L, pH值为 5-9。

通过临床研究本品对治疗重度慢性阻塞性肺 病有很好的疗效，在治疗的时候根据病症的严 重 程度， 根据吸入时间不同， 其给药量为 0.001~10 mg之间， 通过改变雾化频率， 将雾滴控制 在 0.01 10 μιη之间， 丙酮酰甘氨酸是丙酮酸钠的前体物质， 有和丙酮酸的相同药理作用， 可以和丙酮酸钠同时使用， 或者在丙酮酸之前或者之后使用。 实施例 14: O. l mM的丙酮酰甘氨酸和抗生素 （阿奇霉素） 复方吸入剂的制备 （1000支） 处方：

物料名称 质量比 用量 （1000只） 丙酮酰甘氨酸 0.03% 1.8g

阿奇霉素 1% 60g

氯化钠 0.45% 27g 水 98.52% 5911.2g 工艺： 将处方量的丙酮酰甘氨酸、 氯化钠和阿奇霉素分别加入 95%的余量纯化水中充 分搅拌均匀后再加入 5%的余量纯化水搅拌均匀。 无菌过滤后进行无菌灌装， 分装既得 0.1 mM的丙酮酰甘氨酸和阿奇霉素复方吸入剂， 其渗透压控制在 485±50 Osm/L, pH值为 5-9。

通过临床研究本品对治疗慢性阻塞性肺病和并 发细菌感染有很好的疗效，在治疗的时候 根据病症的严重程度， 根据吸入时间不同， 其给药量为 0.001~10 mg之间， 通过改变雾化频 率， 将雾滴控制在 0.01 10 μιη之间， 丙酮酰甘氨酸是丙酮酸钠的前体物质， 有和丙酮酸的 相同药理作用， 且阿奇霉素性质稳定， 因此本品可以和丙酮酸钠同时使用， 或者在丙酮酸之 前或者之后使用。 实施例 15： 0.5 mM的丙酮酰丙氨酸吸入剂的制备 （1000支）

处方：

物料名称 质量比 用量 丙酮酰丙氨酸 0.17% 1 g

氯化钠 1.8% 10.8g 水 98.03% 5988.2g 工艺： 将处方量的丙酮酰丙氨酸和氯化钠分别加入 95%的余量纯化水中充分搅拌均匀 后再加入 5%的余量纯化水搅拌均匀。无菌过滤后进行无� ��灌装，分装既得 0.5 mMol的丙酮 酰丙氨酸吸入剂， 其渗透压控制在 845±50 Osm/L, pH值为 5-9。

通过临床研究本品对治疗慢性阻塞性肺病有 很好的疗效， 在治疗的时候根据病症的严重程 度， 根据吸入时间不同， 其给药量为 0.001~10mg之间， 通过改变雾化频率， 将雾滴控制在 0.01 10 μιη之间， 丙酮酰丙氨酸是丙酮酸钠的前体物质， 有和丙酮酸的相同药理作用， 可 以和丙酮酸钠同时使用， 或者在丙酮酸之前或者之后使用。 实施例 16: 0.5 mM的丙酮酰丙氨酸和抗病毒药 （吗啉呱） 复方吸入剂的制备 （1000支） 处方：

物料名称 质量比 用量 丙酮酰丙氨酸 0.17% lg

吗啉呱 1% 60g 氯化钠 1.8% 108g 水 97.03% 5831g 工艺： 将处方量的丙酮酰甘氨酸、 氯化钠和吗啉呱分别加入 95%的余量纯化水中充分 搅拌均匀后再加入 5%的余量纯化水搅拌均匀。无菌过滤后进行无� ��灌装，分装既得 0.5 mM 的丙酮酰甘氨酸和吗啉呱复方吸入剂， 其渗透压控制在 985±50 Osm/L, pH值为 5-9。

通过临床研究本品对治疗慢性阻塞性肺病和并 发病毒感染有很好的疗效，在治疗的时候 根据病症的严重程度， 根据吸入时间不同， 其给药量为 0.001~10mg之间， 通过改变雾化频 率， 将雾滴控制在 0.01 10 μιη之间， 丙酮酰甘氨酸是丙酮酸钠的前体物质， 有和丙酮酸的 相同药理作用， 且吗啉呱性质稳定， 因此本品可以和丙酮酸钠同时使用， 或者在丙酮酸之前 或者之后使用。 实施例 17： 2 的丙酮酰亮氨酸吸入剂的制备 （1000支）

处方：

物料名称 质量比 用量 丙酮酰亮氨酸 1% 60 g

氯化钠 5% 300 水 94% 5640g 工艺： 将处方量的丙酮酰亮氨酸和氯化钠分别加入 95%的余量纯化水中充分搅拌均匀 后再加入 5%的余量纯化水搅拌均匀。 无菌过滤后进行无菌灌装， 分装既得 2 mMol的丙酮 酰丙氨酸吸入剂， 其渗透压控制在 1344±50 Osm/L, 调节 pH值为 5-9。

通过临床研究本品对治疗慢性阻塞性肺病有很 好的疗效，在治疗的时候根据病症的严重 程度， 根据吸入时间不同， 其给药量为 0.001~10mg之间， 通过改变雾化频率， 将雾滴控制 在 0.01 10 μιη之间， 丙酮酰亮氨酸是丙酮酸钠的前体物质， 有和丙酮酸的相同药理作用， 可以和丙酮酸钠同时使用， 或者在丙酮酸之前或者之后使用。 实施例 18: 2 mM的丙酮酰亮氨酸和抗真菌药 （特比萘芬） 复方吸入剂的制备 （1000支） 处方：

物料名称 质量比 用量 （1000只） 丙酮酰丙氨酸 1% 60g

特比萘芬 1% 60g 氯化钠 8% 480g 水 90% 5400g 工艺： 将处方量的丙酮酰甘氨酸、 氯化钠和特比萘芬分别加入 95%的余量纯化水中充 分搅拌均匀后再加入 5%的余量纯化水搅拌均匀。无菌过滤后进行无� ��灌装，分装既得 2 mM 的丙酮酰甘氨酸和特比萘芬复方吸入剂， 其渗透压控制在 2798±50 Osm/L, 通过酸碱调节剂 调节 pH值为 8-11。

通过临床研究本品对治疗慢性阻塞性肺病和并 发真菌感染有很好的疗效，在治疗的时候 根据病症的严重程度， 根据吸入时间不同， 其给药量为 0.001~10mg之间， 通过改变雾化频 率， 将雾滴控制在 0.01 10 μιη之间， 丙酮酰甘氨酸是丙酮酸钠的前体物质， 有和丙酮酸的 相同药理作用， 且特比萘芬性质稳定， 因此本品可以和丙酮酸钠同时使用， 或者在丙酮酸之 前或者之后使用。 实施例 19： 4 mM的丙酮酰缬氨酸吸入剂的制备 （ 1000支）

处方：

物料名称 质量比 用量 丙酮酰缬氨酸 3% 180 g

葡萄糖 0.9 % 54g 维生素 D 0.1% 6g

水 96% 5760g 工艺： 将处方量的丙酮酰缬氨酸、 葡萄糖和维生素 D分别加入 95%的余量纯化水中充 分搅拌均匀后再加入 5%的余量纯化水搅拌均匀。无菌过滤后进行无� ��灌装，分装既得 4 mM 的丙酮酰缬氨酸吸入剂， 其渗透压控制在 988±50 Osm/L, 以酸碱调节剂 pH值为 8-10。

通过临床研究本品对治疗慢性阻塞性肺病有很 好的疗效，在治疗的时候根据病症的严重 程度， 根据吸入时间不同， 其给药量为 0.001~10mg之间， 通过改变雾化频率， 将雾滴控制 在 0.01~10μιη之间， 丙酮酰缬氨酸是丙酮酸钠的前体物质， 有和丙酮酸的相同药理作用， 可以和丙酮酸钠同时使用， 或者在丙酮酸之前或者之后使用。

实施例 20: 8 mM的丙酮酰缬氨酸和抗肿瘤药 （紫杉醇） 复方吸入剂的制备 （1000支） 处方

物料名称 质量比 用量 （1000只） 丙酮酰缬氨酸 6% 360g 紫杉醇 1% 60g 山梨醇 1% 60g 格氏平衡盐 0.5% 30

水 94.5% 5490g 工艺： 将处方量的丙酮酰缬氨酸、 山梨醇和紫杉醇分别加入 95%的余量纯化水中充分 搅拌均匀后再加入 5%的余量纯化水搅拌均匀。 无菌过滤后进行无菌灌装， 分装既得 8 mM 的丙酮酰缬氨酸和紫杉醇复方吸入剂， 其渗透压控制在 1021±50 Osm/L, 通过酸碱调节剂调 节 pH值为 8-10。

通过临床研究本品对治疗慢性阻塞性肺病和并 发肿瘤（尤其是良性肿瘤）有很好的疗效， 在治疗的时候根据病症的严重程度， 根据吸入时间不同， 其给药量为 0.001~10mg之间， 通 过改变雾化频率， 将雾滴控制在 0.01~10μιη之间， 丙酮酰缬氨酸是丙酮酸钠的前体物质， 有和丙酮酸的相同药理作用， 且紫杉醇性质稳定， 因此本品可以和丙酮酸钠同时使用， 或者 在丙酮酸之前或者之后使用。

实施例 21

丙酮酸药用前体能增加细胞存活率

此实验的目的是衡量丙酮酸药用前体对增加细 胞存活率的作用。在 6孔细胞培养板中以 1x105细胞 /毫升的密度接种成纤维细胞。 培养 24小时后加入过氧化氢 （Η202 ) 溶液， 使 得过氧化氢最终浓度在 O.OlmM到 0.03mM之间。 过氧化氢可以导致细胞氧化应激反应。细 胞存活率是用测试细胞膜渗透性来衡量。

作为实验组，在以上过氧化氢处理过的细胞中 加入丙酮酰亮氨酸，使其浓度在 0.1-50mM 之间。 当丙酮酰亮氨酸浓度在 2-20mM之间时， 丙酮酰亮氨酸可以显著 （PO.05)并且有效 地增加细胞存活率达 10-30%。 此实验证明丙酮酸药用前体可以提高细胞存活 率。