优选实施方案详述
1.综述
发明人发现异戊酸和其可药用的盐、胺如异戊酰胺、醇酯如异戊酸
乙酯和异戊酸β-谷固醇酯等都可体内用药，以轻度抑制CNS功能。也
就是说，这些药物通过增强抑制性(或降低兴奋性)中枢神经递质来轻
度抑制CNS功能，而不会完全抑制其所有功能。因此，按照本发明，
一个接受了这种药物的受试者不会被完全镇静、麻醉或麻痹，例如：癫
痫发作减少(但不被麻醉)，肌肉紧张性下降(但不麻痹)，诱导安静
(但不镇静)，或改善一种行动综合征，如强直(但不产生虚弱或肌肉
松驰)。
多种病理状态如情感性精神病、头痛(慢性、簇性、偏头痛)、多
动综合征、神经病性疼痛、运动障碍、强直和惊厥中至少有一种症状可
因CNS轻度抑制而得到缓解。因此，患此种病症的个体就成为遵循本
发明进行治疗的候选者。该个体将接受含异戊酰胺、异戊酸或一种相关
化合物的药物制剂的治疗。
据信本发明的化合物是通过GABA能机制而发挥功能的。因此，
它们与已知的可增强中枢GABA能神经递质的药物具有相似的药理学
性质。像许多已有的药物，如巴比妥、苯二氮、盖巴潘丁、2-丙基
戊酸盐、氨己烯酸、和卤加比一样，本发明的化合物能有效地治疗上述
病理状态，据认为这些病理状态的发生与抑制性神经递质(GABA相关
物和/或甘氨酸相关物)的调节缺陷有关。这种调节可能是直接或间接
作用于CNS受体，或者通过影响某一代谢通路使GABA或甘氨酸水平
增加，和/或使兴奋性神经递质像谷氨酸盐水平下降。见Ruggero等，
ANTIEPILEPTIC DRUG(第4版)，581-88页(Raven Press 1995)，
Nogrady，MEDICINAL CHEMISTRY：A BIOCHEMICAL APPROACH(第
2版)，225-39页(牛津大学出版，1988)；Fonnum and Morselli，respectively，
PSYCHOPHARMACOLOGY：THE THIRD GENERATION OF
PROGRESS，173-82页和183-95页(Raven Press 1987)。尽管本发明化
合物与上述已知药物具有相似的药理学性质，但令人吃惊的是本发明却
没有像本领域中传统药物所有的副作用，像给予2-丙基戊酸盐时会产
生的肝脏毒性。
2.通过轻度抑制CNS功能可得到改善的典型病症
强直：“强直通常被定义为一种高级(即：CNS)运动神经元的异
常，表现特征为紧张性牵张反射(肌肉紧张性)呈速度依赖性加增，并
伴有因牵张反射敏感而导致的腱反射亢进。”Lance，Symposia synopsis in
SPASTICITY-DISORDERED MOTOR CONTROL，Feldman等.(eds.)
(1980)。然而，紧张性牵张反射不过是许多神经病学疾病中高级神经元
损伤引起的运动功能异常中的诸多症状之一，所以，这种运动功能异常
会随病因和表现的不同而不同。
许多疾病状态都与强直有关，其中包括多发性硬化、脑瘫、中风、
脊髓外伤或损伤，和闭合性脑创伤。与强直一起出现的“正性症状”还
有：如巴彬斯基反射、疼痛的屈肌或伸肌痉挛、深度腱反射增强或亢进、
和阵挛。另外还有一些“负性症状”，包括无力、倦怠、缺乏灵巧性、
和瘫痪。这些正性、负性体征和症状合起来在临床上被称之“麻挛性麻
痹”(强直性轻瘫)。此外，疼痛、睡眠受损和一般运动功能不同程度
丧失也与强直有关。
强直时所表现出的病理状态从生理水平上来说不同于一般的急性
肌肉疼痛、过劳损伤和局限性外来损伤导致某一特定肌肉，即CNS附
近或外周的肌肉扭伤。这些病理状态也不同于较常见的平滑肌痉挛，
如：血管平滑肌痉挛、膀胱平滑肌痉挛、支气管平滑肌痉挛。这些非强
直性的(非中枢神经系统的)，外周或局部症状通常用所谓的“抗痉挛”
或“解痉”药治疗，但这些药对治疗强直却普遍不起作用。Cedarbaum &
Schleifer.“用于治疗帕金森氏病、强直和急性肌肉痉挛的药物”见
GOODMAN AND GILMAN’S THE PHARMACOLOGICAL BASIS OF
THERAPEUTICS，第8版。[以下称GOODMAN AND GILMAN’S]，
463-484页(Pergamon Press(1990)。
根据本发明所采用的药物制剂可产生中枢介导的肌肉紧张性降
低，因此可被用于强直的一种或多种症状的急性或慢性缓解。在此，“强
直”指的是骨骼肌紧张性增强，其表现有(但并不限于此)疼痛的屈肌
或伸肌痉挛、深部腱反射增强或亢进、反射亢进、丧失灵活性、肌肉无
力、腱反射亢进和阵挛。“抗强直药”这个词在这里指的是一种组合物，
可用于强直的对症治疗，已证实它可缓解下列强直表现中的至少一种：
疼痛的屈肌和伸肌痉挛、深部腱反射增强或亢进、反射亢进、丧失灵活
性、肌无力、腱反射亢进和阵挛。相应地，此处强直的“缓解”指的是
一种或多种强直症状减轻，包括下列症状但并不局限于这些：疼痛的屈
肌或伸肌痉挛、深部腱反射增强或亢进、反射亢进、丧失灵活性、肌无
力、腱反射亢进和阵挛。
与强直相关的疾病包括：多发性硬化病、中风、脑外伤、脊髓损伤、
脑瘫和其它神经退行性疾病、异常及状态。强直与急性肌肉痉挛不同，
急性肌肉痉挛可能与多种不同于引起强直的状态的状态有关。可引起急
性肌肉痉挛的状态包括外伤、发炎、焦虑和/或疼痛。
对治疗肌肉痉挛有效的药物在慢性神经性疾病(Chronical
neurological disease)相关强直的治疗中却不起作用。这一事实也说明
了强直和急性肌肉痉挛之间的不同。Cedarbaum & Schleifer(1990)，见
前文。相应地，迄今为止可用于慢性神经性疾病相关强直的治疗药物也
未被用于治疗急性肌肉痉挛，但苯二氮类药物除外，如安定
(Valium)，它被认为不仅有肌肉松驰作用，而且有抗焦虑和止痛的
特性。相形之下本发明可获得中枢介导的肌肉紧张性降低，这又可针对
强直的某些症状。
惊厥性疾病：由于能合理预测并用于实验的动物惊厥模型很容易得
到，临床上已研制和开发了许多有效的抗惊厥药。例如：见Cereghino
等，“Introduction”in ANTIEPILEPTIC DRUGS，第4版，1～11页(Raven
Press 1995)。“许多病人的癫痫发作都可由目前可得到的抗癫痫药控
制，但尽管使用了最佳治疗仍有25～30％的病人继续发作，同时另外许
多病人还经历着难于接受的副作用”。Dichter等，Drug Therapy 334：1583
(1996)。
因此许多临床上所使用的抗癫痫药都有明显的副作用，包括棘手的
白天镇静、肌无力、耐药性、牙龈增生、血恶液质、和潜在致命的肝脏
毒性。用于儿童羊痫风的临床治疗时更需注意这些副作用。
本发明可用于治疗惊厥性疾病，如羊痫风。也就是说，本发明中的
这种药物组合物表现出“抗惊厥功能”，这可由癫痫动物模型中惊厥的
严重程度、数目、持续时间减少证实。相应地，本发明的药物组合物应
被用于治疗以下状况但并不限于此，如：单纯型局灶性癫痫发作、复合
型局灶癫痫发作、癫痫持续状态和外伤诱导的癫痫发作，如发生在头部
外伤和手术后。
癫痫是一种常见病，诱因很多且难于控制。为控制其发作常需多年
的治疗。“现在对相当一部分癫痫患者还没有令人满意的治疗方法。临
床试验表明：即使患者癫痫发作类型相似，所用药物的作用机制相同
时，某些患者对药物的反应也不同，副作用发生的频率和严重程度基本
上也各不相同。因此，在癫痫无法被治愈时或还没有发现并研制出一种
功能广泛作用安全的新药时，在癫痫的治疗中仍需用到多种作用机制不
同并且有副作用的药物。”Dichter等.(1996)，见前文。
情感情绪性精神病(affective mood disorder)：在此病中状态变化
可以从抑郁到焦虑躁狂，即：躁狂、精神分裂症(Schizoaffective
disorder)、外伤性脑损伤诱导的攻击行为、外伤后的应激性疾病、惊
恐状态和行为失控综合征。在欧洲从本世纪五十年代以后，而在美国是
本世纪七十年代以后主要通过预防性使用锂盐治疗情感情绪性精神
病。Emrich等，J.Affective Disorders 8：243-50(1985)。近年来由于锂盐
疗法存在许多问题，所以一直在开发研制锂盐治疗的替代物。替代锂治
疗情感情绪性精神病的较新的疗法是用抗惊厥药物进行治疗，如酰胺咪
嗪、苯二氮、丙缬草酰胺和2-丙基戊酸盐。Bernasconi等，
ANTICONVULSANTS IN AFFECTIVE DISORDERS，14～32页
(Excerpta Medica 1984)。与苯二氮相比，2-丙基戊酸盐较少引起
唤醒抑制、精神活动抑制、记忆力损害和认知迟钝。
尽管已证实了2-丙基戊酸盐对许多情感性精神病有效，但在用药
时发现其有肝脏毒性、致突变和胃肠不适，这要求去寻找新的副作用较
小的治疗药物疗法。根据本发明的一种药物制剂就很好地满足此要求，
尤其是在改善副作用方面。例如：尽管丙缬草酰胺和异戊酰胺(见图1)
结构相似，但预期不会出现2-丙基戊酸盐相关的副作用，这种副作用
会降低本发明在治疗情感性精神病中的功效。
中枢性神经病性疼痛综合征，此类状态，包括“神经病性疼痛”，
影响着相当多的脑或脊髓疾病患者，如：中风、外伤、多发性硬化症、
和糖尿病。Casey，PAIN AND CENTRAL NERVOUS SYSTEM DISEASE.
(Raven 1991)。许多GABA能化合物对多种镇静模型有效，这些镇静
模型可用于鉴定神经病性疼痛的候选治疗药。见Lloyd & Morselli，
PSYCHOPHARMACOLOGY：THE THIRD GENERATION OF
PROGRESS(Raven Press 1987)。在有关静脉中使用抗惊厥剂如2-丙
基戊酸盐治疗多种疼痛状态，这已被广泛证明了。Swendlow，J.Clin.
Neuropharmacol.7：51～82(1984)。因此本发明的一种药物制剂也可以
相似方式用于改善神经病性疼痛。
头痛：头痛中的偏头痛(Hering & Kuritzky，Cepholalgia 12：81～84
(1992)，簇状痛(Hering & Kuritzky，Loc.Cit.9：195-98(1989))和慢性
痛(Mathew & Sabiha，Headache 31：71-74(1991))都可用2-丙基戊酸
盐治疗。与GABA能系统相互作用被认为在这些头痛的病因学和相关
的2-丙基戊酸盐治疗中起主要作用。因此，本发明可缓解与这三种头
痛中每一种相关的症状，并且不伴有2-丙基戊酸盐治疗时所具有的副
作用。
多动综合症：“多动综合症”这个词在这里指的是一种肉体上(非
精神性的)的坐立不安，表现特征为四肢不自主地活动，和一种身体(而
非精神)躁动的感觉，它与情绪无关并因此与多动本身相区别。见
Sachdev等，Austral.New Zealand J.Psychiatry 30：38-53(1996)。
真正的多动综合征包括许许多多指征，并且与许多器质性的和非器
质性的精神病学疾病有关。例如：药物诱导的多动(迟发性、慢性、
withdrawal静坐不能)，像药物诱导的锥体束外症状，是抗癫痫药治疗
的最常见的副作用之一。所谓的“多动腿综合症”和“睡眠相关的周期
性腿移动”，可能与头部和/或脊髓外伤及脊髓损伤有关的病理状态也
包括在多动综合征内。自发性多动腿综合征是一种常染色体显性遗传
病，临床表现可变。
多动综合征的神经化学基础可能涉及GABA能神经递质的消失。
支持此推测的是：苯二氮、巴氯酚、2-丙基戊酸盐和盖巴潘丁可有
效治疗多动腿综合征，多动综合征的一个重要指征。见O’keefe，Arch.
Intern.Med.156：243-48(1996)；Danek等，NEUROLOGICAL
DISORDER：COURSE AND TREATMENT，819-23页(Academic Press
1996)；Mellick & Mellick，Neurology 45(suppl)：285-86(1995)。总之，
本发明提供了一种副作用最小并且能有效治疗多动综合征的疗法。
运动障碍：已知许多GABA能药物可使以运动障碍为特征的运动
性疾病减轻，例如：帕金森氏病、亨廷顿舞蹈病、迟缓性运动障碍和僵
人综合征。这一事实突出了GABA能在调控CNS的兴奋和运动中的作
用。Lloyd & Morselli(1987)，同前文。同样地，本发明范围内的一种
治疗方法可能就是通过GABA能机制使CNS活动水平下降，从而缓解
运动性疾病的一种或多种症状。
3.药物制剂的制备方法
从古代起缬草属植物的根茎和根(常用名：缬草；败酱科)就已被
用于医疗中。最常用的缬草制剂包括含水的以及水合酒精提取物，例
如：酊剂，目的是为了用于口服。此外，早在至少十七世纪初在英语系
国家中氨合缬草的酊剂就已被用于医药中。(Hobbs，Herbal Gram 21：
19-34(1989))。近三十年来，由于缬草制品的镇静和抗惊厥特性主要
是由于存在缬草三酯这种在化学上易分解的环烯醚单萜三酯化合物(缬
草烷环氧三酯)。
最常见的含量最丰富的缬草三酯是戊曲酯(valtrate)和异戊曲酯
(didrovaltrate)，每种都含两个与“中心”环烯酯萜类核酯化的异戊酸
部分。Lin等，Pharm，Res.8：1094-02(1991)。这些不耐酸和热的物质
在口服进入胃后不可能保持不变，而是每一分子缬草三酯很容易释放出
两分子异戊酸。此外，尽管缬草三酯是不溶于水的，缬草根茎和根的水
提取物仍保持其生物学性质。Bos等，Phytochem.Anal.7：143-51
(1996)。
常用的缬草提取物和其它制剂，如：水或水合酒精提取物或酊剂，
经鉴定其主要的水溶性活性成分是酯水解产物异戊酸。异戊酸铵盐及异
戊酰胺产生于氨合酊剂中。Balandrin等J.Toxicol.Toxin Rev.14：165
(1995).异戊酰胺及相关化合物的结构见图1。这样，易分解的缬草三
酯及其它缬草衍生的单萜异戊酸酯，如：异戊酸龙脑酯、异戊酸薰衣草
酯和异戊酸乙酯都可作为异戊酸及其盐类和异戊酰胺的前体药物和化
学前体。
异戊酰胺是从缬草植物中分离得到的，更有可能是一种氨处理后分
离得到的人工产物。Buckova等，Cesk.Farm.26：308(1977)；Chem.
Abstr.88：86063z(1978)；Bos et al.and Fuzzati et al.，Phytochem.Anal.7：
143，76(1996)。最近证实了在体内异戊酰胺具有低急性毒性、无致突变
的可能，并且有临床有用的抗焦虑特性。美国专利5,506,268；PCT申请
WO 94/28,888。关于制备异戊酰胺的方法已是众所周知。
对治疗强直和惊厥有效的药用植物提取物的制备可用水提取、水乙
醇混合提取或乙醇提取，或者是利用本领域技术人员已知的方法用其它
适当的溶剂进行提取。在本发明中，有效提取物含至少一种以下成分：
异戊酸，其盐或复合物、异戊酸乙酯、异戊酰胺、N-乙基异戊酰胺及
它们的化学前体。所有有效提取物都有一个共同的特点：在体内水解后
可释放出异戊酸和/或异戊酰胺。该提取物制备的标准方法见U.S.
PHARMACOPOEIA(U.S.P.)1950年以前版本、NATIONAL
FORMULARY(N.F.)、及众所周知的参考资料如：Gennaro(Ed.)，
REMINGTON’S PHARACEUTICAL SCIENCE，第18版。Mack
Publishing Co.(1990)，Tyler等，PHARMACOGNOSY，9版(Lea和Febiger
1988)，Hare等，THE NATIONAL STANDARD DISPENSATORY(Lea
Brothers 1905)。其它参考见美国专利5,506,268和PCT申请WO
94/28,888。
历史上天然异戊酸主要来源于缬草植物的根茎和根，以及那些与败
酱科植物具有很近的亲缘关系的植物。正如Hobbs(1989，前文)所谈到
的那样，它包括普通的败酱科植物、红花缬草以及东印度缬草，V.
Wallichi DC.和《圣经》中所提到的印度甘松香，匙叶甘松香。除缬草
植物的根茎和根外，已知其它传统中可用作镇静剂或“抗痉挛药”的草
药都含有或可转变生成异戊酸。这些传统草药包括蛇麻花(香蛇麻，桑
科，常与缬草联合用于草药制剂中)，“荚蒾皮”或“绣球花”(欧洲
绣球，忍冬科)和“黑山楂”(樱叶荚蒾，根皮)。Hare et al.，THE
NATIONAL STANDARD DISPENSATORY，pages 93，94，159，160，169，
256，642，692-694，766，767，932，1031，1383，1384，1426，1479，1480，
1571，1572，1619，1620，1631，-1633，1661，and 1662(Lea Brothers 1905)；
Heyl et al.，J.Am.Chem.Soc.42：1744(1920)；Grier，Pharm.J.Pharm.68：
302(1929)；Grier，Chem.Drug.(London)110：420(1929)；Grieve，A
MODERN HERBAL，pages 35-40，265-276，381，382，411-415，744-746，
781，782，and 824-830(Hafner 1959)；Holbert，J.Am.Pharm.Assoc.，Sci.
Ed.35：315(1946)；Hoffmann，THE HERBAL HANDBOOK：A USER’S
GUIDE TO MEDICAL HERBALISM，pages 38，39，83，and 84(Healing
Arts Press 1989)。
在那些含缬草根茎和根的草药制剂中，化学结构较复杂的蛇麻花前
体经氧化或酶解可产生异戊酸。Millspaugh，AMERICAN MEDICINAL
PLANTS，AN ILLUSTRATED AND DESCRIPTIVE GUIDE TO THE
AMERICAN PLANTS USED AS HOMEOPATHIC REMEDIES，pages
622-626(Dover 1974)；Hare et al.，THE NATIONAL STANDARD
DISPENSATORY，pages 766-767(Lea Brothers 1905)；Grier，Chem.Drug.
(London)110：420(1929)；Grieve，A MODERN HERBAL，pages 411-415
(Hafner 1959)；Stevens，Chem.Rev.67：19(1967)；Duke，CRC
HANDBOOK OF MEDICINAL HERBS，page 557(CRC Press 1985)。
经美国食品和药品管理局批准可进入商业市场的可药用有机酸
盐，例如异戊酸盐，包括其钠盐、钾盐、锂盐、锌盐，铝盐、钙盐或镁
盐。雷明顿制药科学，18版，1445页(Mark Publishing Co.1990)。在
美国市场上可得到的异戊酸盐包括异戊酸铵盐、钠盐、钾盐和锌盐。
利用本领域中已知的方法，能够使可药用醇与异戊酸形成酯、异
戊酸来源于相应的异戊酸氯化物或异戊酸酐。例如，可见March，《高级
有机化学：反应机制和结构》第4版，(John Wiley和Sons 1992)。
这种醇至少含一个羟基或一个酚基部分，且其在体内耐受良好。适用于
此的醇类物质包括乙醇、某些碳水化合物及相关化合物如：葡萄糖、果
糖、蔗糖、木糖和乳糖、糖醇如卫茅醇、甘露醇和山梨醇，糖酸如葡萄
糖酸和葡萄糖醛酸，甘油，多元醇肌醇，苯甲醇，某些酚类如苯酚、水
杨酸，水杨醇，水杨酰胺、香草醛、对-羟苯乙烯基甲酸(对-香豆酸)，
咖啡酸、阿魏酸、没食子酸，鞣花酸，栎皮酮和丁香酚。其它可用的醇
类物质包括生物碱和生物胺，如麻黄碱、假麻黄碱、盐酸去甲麻黄碱、
酪胺、多巴胺，维生素如抗坏血酸(VitC)，硫胺素(VitB1)，核黄
素(VitB2)、吡哆醇(VitB6)、钴胺素(VitB12)、生育酚(VitE)、
胆碱、叶酸和泛酸，单萜醇如香叶醇、橙花醇和沉香醇，天然存在的三
萜醇如α-和β-香树精、羽扇豆醇、齐墩果酸和熊果酸，胆汁酸如胆
酸、脱氧胆酸和牛磺胆酸，和通常天然存在的植物甾醇(植物甾醇类)
如β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇、菜子甾醇。Tyler等，
PHARMACOGNOSY，第9版(Lea和Fabiger 1988)。其它的像这样机
体对其耐受力好并且含羟基或酚基的化合物的鉴别，对于本领域中的技
术人员来说通过查询常用参考书如《MERCD索引》和《雷明顿制药科
学》18版(Mack Publishing Co.1990)是容易实现的。在美国可商业获
得的异戊酸酯包括异戊酸龙脑酯、乙酯、正丁酯、异戊酯和香叶酯。
异戊酸、异戊酸铵和其酯类如异戊酸乙酯、异戊酸异戊酯、异戊
酸2-甲基丁酯、异戊酸苯乙烯酯、异戊酸甲酯、异戊酸龙脑酯、异戊
酸异龙脑酯和异戊酸薄荷酯，以及其它的异戊酸酯都已被FAD作为食
品的可用调味剂列于Code of Federal Regulation 21 CFR§172.515
(1991)。缬草属植物(红花缬草)的根茎和根及黑山楂(樱叶荚蒾)的
树皮被列于21 CFR§172.510(1991)中作为可用的天然调味品和天然添
加剂。蛇麻花和“蛇麻素”被列于一般认为安全的物质中(“GRAS”)
21 CFR§182.20(1991)。
一般来说，在体内异戊酸酯可望在普遍存在的酯酶作用下水解，从
而释放出异戊酸及构成其成分的醇或酚。在异戊酸酯中特别优选的是异
戊酸甘油单酯、二酯、尤其是异戊酸甘油三酯(“triisovalerin”)、异
戊酰水杨酸或水杨酸酯(异戊酸水杨酸酯)、异戊酸乙酯和异戊酸β-
谷甾醇酯。见图1。在体内这些异戊酸酯水解后可分别释放出异戊酸及
甘油、水杨酸(一种镇痛、抗炎、解热药)、乙醇(乙醇或通常叫做“酒
精”，一种中枢抑制剂)和β-谷甾醇(一种无害的植物甾醇)。除异
戊酸乙酯外，这些酯都是非挥发性的或轻度挥发，这样就减少了令人不
快的气味。而且，与异戊酸及其盐如铵盐、钠盐、钾盐和锌盐的特别难
闻的味道不同，这些酯在纯净状态时是无味或有香味的。此外，尽管异
戊酸乙酯在室温下是液态的，异戊酸甘油单、双和三酯、异戊酰水杨酸
酯、和异戊酸β-谷甾醇酯在室温下都是固态的。这样使得它们可以被
制成本领域中已知的多种标准固体、液体剂型，如片剂(例如：未包裹
片剂、肠溶片和膜包衣(film-coated)片剂)、胶囊、gelcaps、粉剂、
浓缩物(滴剂)、酏剂、酊剂和糖浆剂。
除异戊酰胺外，异戊酸的多种取代酰胺都可通过本领域中早已熟知
的方法制备得到。例如：可参见March，《高级有机化学：反应、机制和
结构》第4版John Wiley和Sons 1992)。优选的酰胺包括N-乙基异
戊酰胺、N-甲基异戊酰胺、N，N-二甲基异戊酰胺、N-甲基，N-乙
基异戊酰胺、N-异戊酰GABA、和N-异戊酰甘氨酸。例如Tanaka
等，生物与化学杂志，242：2966(1967)。尽管有说法认为N，N-二乙基
异戊酰胺(“Valyl)具有中枢抑制作用(镇静)，但最近的研究表明
其具有中枢兴奋(引起惊厥的)特征，见前述美国专利5,506,268和PCT
申请WO 94/28,888。异戊酸和对-氨基苯酚形成的一种酰胺也可用标
准方法制备得到，这种叫做“异戊酰氨基酚”的化合物在结构上与药物
醋氨酚(Tylenol；见图1)相似。与异戊酸酯类似，这些取代酰胺也
需在体内进行水解(在这里指的是在肝酰胺酶作用下)释放出异戊酰胺
或异戊酸。
上面所讨论的化合物或制剂代表体内异戊酸或异戊酰胺可供选择
的运输形式。在某些例子中，如异戊酰水杨酸和异戊酸乙酯，与醇或酚
相对应的有药理学活性的部分可望会发挥自身的药理学作用。例如：“异
戊酰氨基酚”这类化合物除了会表现出异戊酸或异戊酰胺部分的预期作
用外，还可表现出“Tylenol样”作用。象这样由已知具有药理学活性
的醇、酚或伯胺、仲胺与异戊酸形成的新化学组合也包括在本发明范围
内。
本发明的药物制剂可经已知方法进行制备，得到药用组合物，由此
活性成分与一种可药用载体混合于一种混合物中。例如：可参见上引《雷
明顿制药科学》和GOODMAN AND GILMAN。一种组合物被认为是在
一种“可药用的载体”的条件是接受该药的患者可耐受该载体的使用。
无菌的磷酸盐缓冲液就是这种可药用载体的一个例子。其它适用的载体
(如：盐溶液和林格氏液)对于本领域中的技术人员来说是众所周知
的。例如，参见上文引用的《雷明顿制药科学》。
一般说来，此处所描述的抗强直药和抗惊厥药的剂量应根据某些因
素而改变，如患者年龄、体重、身高、性别、全身状况及其以前的病史。
当用于治疗目的时，将本发明的化合物和一种可药用载体以治疗有效量
给予一个需要此治疗的受试者。如果所使用的剂量有生理意义，上述活
性成分和载体的联合被认为是以治疗有效量给药。如果一种药物的出现
导致接受药物的患者出现可觉查的生理学改变，那么该药物就是有生理
意义的。在本发明中，例如抗强直药的存在导致强直缓解时该抗强直药
就是有生理意义的。而如果一种抗惊厥药的存在可使惊厥的严重程度、
数量或持续时间减少，那么该抗惊厥药也是有生理意义的。
异戊酰胺及其相关化合物可经口服给药，使用固态的口服剂型，如
肠溶片、囊片、gelcap或胶囊，或者使用液态口服剂型如糖浆剂或酏剂。
当作为抗强直药时，异戊酰胺及其相关化合物的标示剂量应在每剂100
-1000mg范围内，优选每剂300-600mg。优选的单位固态口服剂型
约每片或每个胶囊含200-350mg，通常用量为1-20mg/kg体重，一
次1-2片，一天最多4次。活性成分组合物也可使用液态制剂，这样
每剂给予1-2匙。而且，相应减少剂量的儿科用咀嚼片和液态口服剂
型也可使用。这些化合物也可以滴剂的形式加入食物或饮料中口服(液
滴来源于浓缩制剂)。此外，象异戊酰胺这种化合物可被加入口香糖中
以有利于口服运输和吸收。
或者异戊酰胺及其相关化合物的给药也可通过注射或其它全身性
途径，例如经皮或经粘膜给药，如经鼻腔，经口腔或通过栓剂经直肠。
然而口服给药更为便利，因此为优选。
在口服抗惊厥组合物时，其活性成分的剂量水平为每剂100-1000
mg范围内，优选每剂200-600mg或1-20mg/kg体重。
除了可用于人类外，异戊酰胺及其相关化合物也可以作为抗惊厥药
或抗强直药用于动物中，如猫、狗、鸟、马、牛、鼬、家禽和鱼。在这
些应用实例中活性化合物的给药可通过注射或其它全身性途径，如经皮
或经粘膜给药(例如：通过栓剂进行直肠给药)，或加入到食物、饮料
中口服。作为一种抗强直药，异戊酰胺和/或其相关化合物用于这些动
物的标示剂量约为1-1000mg/kg体重，根据动物种类给药途径不同而
不同。优选的口服剂量约为200-600mg/kg体重。
异戊酰胺和/或其相关化合物作为抗惊厥药用于动物时，其每公斤
体重的标示口服剂量在大约1-1000mg/kg的范围内，根据动物种类及
给药途径的不同而不同。优选的口服剂量范围约为100-600mg/kg体
重。
本发明因此包括了许多药物组合物，它们含有异戊酰胺、异戊酸和
/或其可药用盐、取代酰胺和醇酯等活性成分，适于口服、非肠道、经
皮、经粘膜：鼻腔内、口腔、直肠内给药。尽管这些化合物可能是本发
明范围以外某些药物制剂的伴随副产物，这些制剂的共同特点是异戊酰
胺、异戊酸和/或其可药用的盐、取代酰胺和醇酯都以一种标准化剂量
存在。即，这些药物制剂至少含一种这些化合物，化合物的量是预定的
化学上限定量，并可准确测定，从而能够确定为达到这里所描述的剂量
水平而需要的某特定组合物的量。
需进一步了解的是，异戊酰胺和/或其相应化合物可以与其它药物
活性成分联合运用。
4.证明治疗相关的活性
正如上面所讨论过的那样，可通过利用动物模型例如后述(但不限
于此)模型来证实一种给定药物制剂缓解一种疾病的适当性和有效性。
a)突变强直小鼠
突变强直小鼠是一种纯合小鼠，患常染色体隐性遗传病—遗传性强
直。该小鼠出生时正常，在2-3周龄时出现粗大震颤、步态异常、骨
骼肌僵直、及翻正反射异常。但未发现结构上的改变。确切的说，该小
鼠的整个中枢神经系统缺乏甘氨酸受体。能使GABA结合或合成增加
的药物，例如2-丙基戊酸盐和苯二氮，都能有效地改善这种动物模
型中的以及人类的强直的某些症状。
可用电生理学评价法评估突变强直小鼠的强直，与下面描述的
EMG记录类似。也可通过测定翻正来粗略地衡量。当这种小鼠以背着
地方式放置时，其表现出翻正反射延迟。任何超过1秒的翻正都被认为
是异常的。大多数正常小鼠甚至不能以背着地方式放置。震颤的评价可
以通过抓住小鼠的尾巴，将震颤主观地分为“无”“轻度”“中度”或
“重度”。灵活性评价是通过将小鼠放在一个有光滑沟和棱的玻璃物体
上，并将此玻璃物体举起至距桌面12英寸处，然后缓慢倾斜至几乎垂
直的状态。正常小鼠在落下站住之前可在该物体上到处攀爬1分钟或更
长时间。强直小鼠则经常在一个地方保持僵直状态并很快落下以背着
地。Chai等，Proc.Soc.Exptl.Biol.Med.109：491(1962)。
(b)急/慢性脊髓横断大鼠和急性去脑大鼠
强直模型有许多种，包括急性去脑大鼠、急/慢性脊髓横断大鼠和
慢性脊髓损伤大鼠。急性模型尽管在阐明强直的发生机制中具有公认的
价值，但因为它们是急性的而遭到批评。通常实验动物会死于强直或完
全恢复。一经介入动物强直会立即发生，这与人类强直不同，在人类绝
大多数一开始表现为迟缓性麻痹，几周或几个月后强直发作才出现。一
些发展较慢的损伤或脊髓横断的强直模型也确实表现出术后迟缓性麻
痹。在损伤/横断发生约四周后，从肌无力转变成严重程度不等的强直。
尽管所有这些模型都有各自特殊的缺点，且并不能真实代表人类强直状
态，但它们还是提供了很多有关强直的信息。这些模型也提供了多种可
用于试验各种治疗模式的方法，这些治疗模式导致相似的治疗被用于人
体试验。许多这些模型也采用了不同种属的动物，如猫、狗和灵长类动
物。巴氯酚、安定、和替扎尼定对这些模型中的许多强直参数有效、
(EMG记录、H-反射、H/M比值、单或多突触反射、阵挛、反射亢
进等)。
(c)大鼠Irwin试验的早期观察
本方法的根据是Irwin的描述，Psychopharmacologia 13：222-57
(1968)。可用于检测试验物质的生理、行为和毒性效应，并标示出一个
可用于后来试验的剂量范围。典型做法是：大鼠(三只一组)被给予试
验物质后进行观察，并与给予载体的对照组相比较。用一个自Irwin衍
生而来的标准化观察表格记录行为改变、神经毒症状、瞳孔直径和直肠
温度。该表格含有下列项目：死亡数、镇静、兴奋、攻击性、Straub尾、
翻滚、惊厥、震颤、眼球突出、多涎、流泪、竖毛、排粪、恐惧、牵引、
触摸反应性、翻正反射丧失、睡眠、运动不协调、肌肉紧张度、刻板动
作、晃头、强直性昏厥、抓握、上睑下垂、呼吸、角膜反射、痛觉丧失、
步态异常、前爪踏步、平衡丧失、头颤搐、直肠温度和瞳孔直径。在给
予试验物质后15，30，60，120，180分钟进行观察，并且在24小时后
也进行观察。试验物质通常是采用腹腔给药。(i.p.)
(d)大鼠和小鼠的旋转杆试验
这是一种神经病学缺陷试验，利用Dunham等描述的方法，J.Am.
Pharm.Assoc.46：208-09(1957)。大鼠或小鼠被放在一个以每分钟8圈
的速度旋转的杆上，计数三分钟内从杆上落下的动物数目并记录掉落次
数(时间最长3分钟)。十只大鼠一组，试验是蒙着眼睛进行的。在试
验前60分钟经腹腔给予试验化合物。安定，一种苯二氮类药物，作
为参考试验物以8mg/kg体重腹腔给药。本研究中也包括给予载体的对
照组。
(e)抗惊厥活性
有许多活体模型涉及不同种类的癫痫发作和行为效应，这些效应与
临床上不同形式的癫痫有关。因此在许多动物模型中检测效果是慎重
的，因为它可能过分简单化地假设所有形式的癫痫发作活动的机制相
同。
一种有用的模型是Frings所原性癫痫发作敏感小鼠，它是一种反射
性癫痫模型。在试验时，单只小鼠被放置在一个圆形的普列克斯玻璃小
室中，并让其在110分贝，11kHz的声音刺激中暴露20秒，未表现出
后肢紧张性伸直的动物被认为受到保护。此外，每只小鼠的癫痫发作评
分可被记录为：(1)跑动短于10秒；(2)跑动长于10秒；(3)肢
和/或触须阵挛；(4)上肢伸直/后肢收缩；和(5)后肢伸直。
计算剂量—反应试验中每组大鼠的平均癫痫发作评分。在每一剂量
都将小鼠放在旋转杆上检测其运动受损(毒性)情况。有关在旋转杆上
检测运动受损情况的试验包括：将小鼠放在直径为1英寸，转速为每分
钟6圈的杆上，实验时间为3分钟。如果小鼠在3分钟内从旋转杆上落
下3次，这被认为是一种毒性反应。
(f)抗躁狂活性
为评估化合物用于治疗情感情绪性精神病的可能用途，可使用安非
它明诱导的活动过强大鼠模型。此过程除了可以作为一种试验方法检测
经典的和非经典的抗精神病活性外，还可作为一种简单的动物躁狂模型
Costall等，Brain Res.123：89-111(1977)。
(g)脑膜的神经原性炎症
脑膜内的神经原性炎症被认为是构成偏头痛病理中的一个事件，
Lee等，Brit.J.Pharmacol.116：1661-67(1995)。检测试验化合物阻断硬
膜内三叉神经刺激后的放射性标记牛血清白蛋白渗漏。
(h)镇痛特性
有许多整体动物试验可鉴定镇痛特性、例如翻滚、hotplate、尾微
跳、关节痛、爪压力试验和Bennet或chung的神经病性疼痛模型
Albe-Fessard等，13 ADVANCES IN PAIN RESEARCH AND THERAPY，
11-27(Raven Press 1990)。
(i)与运动障碍和多动综合征有关的治疗益处
有些动物模型可用于研究运动障碍和多动综合征，例如：药物诱导
的静坐不能、5-羟色胺综合征、单侧黑质受损诱导的旋转。Lloyd &
Morselli(1987)，前文。此外，个别有关在人类中化合物的特殊功效个案
报导也支持这些适应症。Mellick & Mellick(1995)上文；Olson等，Am.
J.Med.102：60-66(1997)。
异戊酰胺、异戊酸、和相关化合物在上述多种试验中的治疗效果，
加之其普遍缺乏毒性，这使得本发明中的化合物成为治疗上述疾病的理
想药物。这些疾病包括：强直和惊厥/癫痫发作。有了这些背景知识，
再参考下面的实例，将使本发明更容易被理解，下面这些实例是为了说
明本发明，但并不意味着本发明就局限于此。
实例1
运用缬草制备物缓解与多发性
硬化有关的强直症状
一个人类女性受试者，42岁，具有多发性硬化的一种或多种症状，
正经历相当大的压力并有夜间入睡困难和睡眠起始延迟，即使入睡后也
常受紧张性做梦和经常觉醒的干扰。受试者还常经历频繁出现的夜间下
肢伸肌疼痛性痉挛，这也经常使她从睡眠中醒来。第二天，这些疼痛性
伸肌痉挛导致深部肌肉疼痛(挫伤感)，并伴有肌肉/关节僵直。
受试者决定使用一种以帮助睡眠的特性闻名的缬草制备物。这种缬
草属产品，“Baldriparan Stark N”，是片剂，产于德国，含有缬草根、
蛇麻花和蜜蜂花提取物。这种有包被的压片剂每片含95mg干燥的70％
(v/v)缬草根乙醇提取物，15mg干的45％(m/m)蛇麻花的甲醇提取
物，和85mg干的蜜蜂花水提取物。令人吃惊的是：这种缬草制备物不
仅能够促进受试者的睡眠开始及提高睡眠质量，而且人们还注意到它能
够缓解疼痛性伸肌痉挛。受试者注意到当夜间醒来去洗手间，在下床时
不再出现疼痛性伸肌痉挛，而且平时腿部僵直的感觉也消失了。为缓解
这些症状，在需要的基础上(必要时P.R.N.)患者连续服用同种缬草
属产品并获得了持续的缓解。
实例2
运用缬草制备物缓解与脊髓
创伤有关的强直症状
一个人类男性受试者，38岁，具有以早期脊髓创伤发展而来的强
直症状(反射亢进、腱反射、和伸肌痉挛。)。所有这些症状打断患者
的睡眠并降低其睡眠质量。当服用与实例1相同的德国生产的缬草制备
物后，受试者注意到除夜间伸肌痉挛明显减少外，睡眠质量也大大改
善。该受试者为缓解上述症状在必要时(prn)继续服用该制备物。
实例3
异戊酰胺抗强直试验
(1)慢性脊髓横断大鼠强直的评价
在这些研究中，以雄性患白化病的Holtzman来源(Harlan
Sprague-Dawley Laboratories)的体重在270-530克之间的大鼠作为受
试者。这些动物在整个试验期被单独圈养并可连续给予食物和水。所有
试验步骤都经过动物管理和使用委员会的检查和批准。用异氟醚和氧的
混合物以4L/min流速对动物进行麻醉，然后将大鼠放在一个脑立体测
定框中并维持麻醉，做一个脊柱周围肌肉可收缩的切口并在T6-T9之间
行椎板切除术，以抽吸法除去一块大小约1-2mm的脊髓组织，并用
凝胶泡沫填充以减少出血，然后将切口逐层缝合。
横断完成后，为保持大鼠的体温，将其放在一个用加热器使环境温
度升至约80°F的房间里。术后第二天早上，清洗脊髓化大鼠的下半身
并通过膀胱加压使其人工泌尿。在术后21-28天进行试验。在一开始
的两周，为防止膀胱感染，给这些大鼠口服0.25ml的抗生素Sulfatrim
儿科悬液。在任何有褥疮的皮肤上使用市售抗生素软膏。在约两周内，
所有的动物即重新获得控制膀胱的能力，于是不再给予抗生素治疗。
Advokat，Brain Res.684：8(1995)。在给药前后都进行强直评价以便于
每只动物都可作为自身的对照。
最初采用主观评分法对强直进行评价，该方法对无害刺激诱导的强
直反应进行分级，即用一根金属探针扎下腹部四个特定部位。用一个从
0到4的等级来评价这四个试验中每一个强直反应情况，0为在所有四
个试验中无强直反应，4是在所有四个试验中诱导出最强的，紧张性阵
挛反应。所有的强直评分，包括给药前和给药后，都被转化成表示强直
的百分数，这样分数0/4等于0％，1/4等于25％等等。这些原始分数
或标准化后分数用单因素重复测量(one-way reprated measures)ANOVA
进行分析。
如图2所示，异戊酰胺以300mg/kg剂量腹腔给药，在给药后15，30，
60和120分钟能有效地降低强直评分(45-65％)。到第二天，即1440
分钟(24小时)时，强直评分基本恢复至基线水平。在此剂量下未观
察到明显的行为毒性或运动损害。与那些未给药的对照大鼠一样，这些
大鼠也是清醒的并能用未瘫痪的前爪抓握。
参照图3，为试验高阈值传入刺激，以同侧発绳肌EMG活性的形
式来记录多突触屈肌反射反应。以动物后爪使用超强电休克并将记录电
极放在股二头肌半腱肌上。每一时间点做五组刺激。在给药前后，一旦
得到稳定的基线后即每30分钟记录一次屈肌反射。参见Hao等，Eur.J.
Pharmacol.191：407(1990)。
因此，通过给药处理前及分别给予异戊酰胺(300，600，1200
mg/kg，口服)、巴氯酚(10mg/kg，皮下注射)和载体(水，12ml/kg，
口服)之后30，60，90和120分钟观察屈肌反射反应(图3)可确定脊
髓化大鼠的反应。
所有剂量的异戊酰胺在所有时间点都表现出可使慢性脊髓化大鼠
的屈肌反射反应和强直强度降低。在此模型中，无论是巴氯酚还是异戊
酰胺都未引起H/M反射的改变。
在图4中，图3的反应被转化成一种曲线下总面积的形式，覆盖整
个2小时的测量时间段。根据单因素方差分析，所有的药物处理组与载
体组相比都有显著性差异(P＜0.05)。药物处理组之间两小时中屈肌
反射降低总和无显著性差异。(成对多重比较，Student-Newman-Keuls
方法)。
(2)大鼠Irwin试验的早期观察
异戊酰胺当以256mg/kg剂量对大鼠进行腹腔给药时，其所诱导的
变化与注射盐溶液的对照组之间无差异。在512mg/kg时，在60-120
分钟出现轻度镇静，120分钟时丧失收缩(仅在1/3大鼠中观察到)，
在60-120分钟还观察到肌肉紧张性下降。在1024mg/kg时，直至30
分钟仍观察到明显镇静，120分钟时变为中度镇静，到180分钟时变为
轻度。在该剂量下还观察到，30分钟的恐惧下降，120分钟时1/3大鼠
恐惧下降。120分钟对触摸的反应性下降，180分钟肌肉紧张度降低，
120分钟轻度低体温，以及在60-80分钟时异常步态(翻滚)。在此
剂量15分钟时还在1/3大鼠中出现丧失抓握及翻正反射。
(3)大鼠和Frings小鼠的旋转杆试验
异戊酰胺以128，256和512mg/kg(腹腔给药)剂量在试验前60
分钟给予，不会明显影响大鼠在旋转杆试验中的表现。见表1。与之相
反的是，安定以剂量依赖方式降低其旋转杆试验中的表现。
表1
异戊酰胺和安定在大鼠旋转杆试验中的作用
异戊酰胺剂量
(mg/kg)a
掉落大鼠
的数目b
掉落时间(秒)
均值±
标准差
t值
与对照的
差异(％)
0
5
135.5
±18.0
-
-
128
6
134.5
±20.7c
0.036
-1％
256
7
98.4
±23.3c
1.261
-27％
512
7
115.9
±20.5c
0.717
-14％
|
安定a
(mg/kg)
4
9
55.8
±20.6d
2.909
-59％
8
10+e
16.3
±6.4f
6.222
-88％
a在旋转杆试验前60分钟腹腔给予异戊酰胺和安定
b十只大鼠一组
c根据Student’st检验无显著性差异
d经Student’st检验P＜0.01
e经Fisher’s Exact检验P＜0.05
f经Student’st检验P＜0.001
异戊酰胺以150mg/kg剂量在旋转杆试验前15分钟腹腔注射给予
Frings小鼠时不会明显影响其表现。相反，300mg/kg，600mg/kg和1000
mg/kg剂量(腹腔注射)可分别使1/8，4/8，8/8的受试Frings小鼠旋转杆
表现下降。
实例4
在听原性癫痫发作敏感的Frings小鼠
癫痫模型中的抗惊厥活性
表2的结果证实了异戊酰胺在这种癫痫动物模型中的抗惊厥活
性。异戊酰胺还表现出发作加速和持续时间相对缩短。早在给药后15分
钟就可观察到其抗惊厥活性，但2小时后明显下降。因此所有的定量研
究都在15分钟时进行。在此时间点，无紧张性伸直的半数有效量
(ED50)为126mg/kg腹腔注射。此外，在此时间点还观察到癫痫发作
评分呈剂量依赖性降低。在显著高于抗惊厥活性的剂量(＞300mg/kg)，
经异戊酰胺处理的动物表现出行为毒性，其特征为不能在旋转杆上保持
平衡。低于300mg/kg的剂量未观察到有明显的毒性。对于旋转杆试验
来说半数毒性量(TD50)为513mg/kg腹腔注射。这样就可计算得到保
护指数(TD50/ED50)约为4.2。
因此，尽管在动物模型中异戊酰胺的相对效力较低，但它表现出了
较好的活性毒性分离。基于酰胺和其相应酸的结构活性关系，作为一种
抗惊厥药用于听原性癫痫发作敏感的Frings小鼠反射癫痫模型时，异戊
酰胺具有一种意想不到的功效。异戊酰胺的活性模式与广谱抗惊厥药2
-丙基戊酸钠相似。在前述文献已提到，与异戊酸盐和异戊酸结构类似
的化合物表现出可提高整个CNS的GABA水平。主要也是由于这种功
能使2-丙基戊酸盐具有抗惊厥活性，尽管也有人提出其它的机制。另
一方面，尽管有报导认为异戊酸可诱导小鼠脑中GABA水平轻度升高，
但它却不具有抗惊厥活性。例如，可参见Loscher等，Neuropharmacology
24：427(1985)；Keane等，Loc.cit.22：875(1983)；Keane等，Pharmacol.
Res.Commun.17：547(1985)。
表2
腹腔给药后异戊酰胺对听原性癫痫
发作敏感的Frings小鼠的作用
异戊酰胺的剂量
(mg/kg，腹腔给药)
癫痫发作评分
±标准误差
受试的八只小鼠
中被保护数目a
受试八只小鼠中表
现出毒性的数目b
75
4.4±0.6
1
0
112.5
4.0±0.6
2
0
150
2.0±0.6
6
0
300
1.0±0
8
1
600
-
4
1000
-
8
保护作用ED50：126mg/kg(98.8-168b)
TD50：531mg/kg(372-711b)
a在15分钟时测定
b95％置信区间
总的来说，有关类似于2-丙基戊酸盐的化合物的结构和活性关系
方面的已有文献的教导不主张使用简单的、未经取代的化合物如异戊酰
胺。因此，异戊酰胺在听原性癫痫发作敏感的小鼠模型中表现出与2-
丙基戊酸盐相似的功效模式，并有以旋转杆表现衡量的相似的功效和毒
性的分离，这是一个非常让人吃惊的结果。这些观察显示当作为广谱抗
惊厥药时，异戊酰胺也有效。已知异戊酰胺在诱变和细胞毒性试验中相
对缺乏毒性。见美国专利5,506,268和PCT申请WO 94/28,888另一方
面，人们早已注意到2-丙基戊酸盐的肝脏毒性引发模式。例如，见
Loscher等，Neuropharmacology 24：427(1985)。
尽管前述指出了特别优选实施方案，但应理解本发明并不局限于
此。本领域中一般技术人员都会认识到可以在这些公开的实施方案上进
行多种修改，这些修改也包括在本发明的范围内，本发明的范围由下面
的权利要求书限定。
在此发明说明书中所提到的所有出版物和专利申请代表了本发明
所属领域的技术水平。此处所提到的所有出版物和专利申请均全文引作
参考。