專利名稱：含抗氧化劑的煙草產(chǎn)品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及多種協(xié)同性抗氧化劑，酶性輔因子和氨基酸在適宜傳遞載體中形成的組合，可用于香煙的過濾嘴和例如香煙和雪茄的“煙嘴”之類外過濾嘴，用在“煙斗過濾嘴”和用在煙草、卷煙和煙紙中，預防或緩解口咽、呼吸道和肺因濾嘴香煙或無濾嘴香煙、雪茄或煙斗的煙草煙霧所誘導的自由基造成的征兆和癥狀和并發(fā)癥。
背景技術：
過度吸煙的危害眾所周知，這方面的科學和流行病學證據(jù)不斷引起監(jiān)管機關和公眾的注意。實際上，煙草是世界范圍內(nèi)的健康公害，因其導致嚴重的發(fā)病率和死亡率。雖然，吸煙產(chǎn)生的氧化劑嚴重危害口腔、呼吸道和肺，有證據(jù)表明，氧化劑對吸煙者的全身器官都有危害。吸煙誘發(fā)或惡化動脈粥樣硬化，引起心血管疾病，最近稱為“煙民肺”的慢性阻塞性肺病，皮膚損傷，尤其是發(fā)生在臉上的“煙民臉”，以及各種形式的癌癥，包括口癌，咽癌，食道癌和肺癌。
煙草是紅葉煙草的干枝葉構成的一種物質。煙草中含有致癮性很強的尼古丁。紅葉煙草原產(chǎn)于北美，現(xiàn)在在全世界種植。濫用煙草被確認為是一個可以預防的導致疾病、病態(tài)和死亡的原因，因為煙草煙的焦油和煙氣中含有許多有毒化學物質。
吸食煙草有3種主要方式1)吸煙；2)咀嚼和浸取，以及3)用鼻吸。50，000，000美國人吸煙，另有不計其數(shù)的人受到煙草煙的影響，即所謂二次或環(huán)境吸煙者。而且，煙民的孩子也吸進二手煙，比非吸煙者的孩子更多呼吸問題。約12，000，000人使用無煙煙草，不僅對口腔有不良影響，而且還有因頰吸收尼古丁等化學物質造成的全身性作用。
香煙的煙分成兩相，焦油和煙氣。香煙的焦油中含有高濃度的自由基。一般的氧化劑包括半醌，它與對苯二酚和醌處于平衡，粘滯的焦油中尤其多。許多焦油提取物和氧化劑(包括后文提及的那些)是水溶性的，將氧還原成超氧化物繼而歧化成H2O2。重要的是，玻璃纖維型香煙過濾嘴保留了幾乎所有大于0．1微米的焦油顆粒。這樣，過濾嘴起著捕捉香煙煙霧中焦油的作用。一口香煙煙氣中，自由基特別多，超過1015。雖然氧化劑在焦油中是穩(wěn)定的，但氣相煙氣中的有機物是以活潑的碳和氧為中心的自由基，半衰期極短。其它自由基，例如脂質體過氧化產(chǎn)生的醛類，半衰期更長，危害也更大。有趣的是，煙草的自由基的濃度在高水平保持超過10分鐘，而且，隨煙草煙霧的熟化進一步升高。所以認為，煙氣中的氧化劑處于穩(wěn)態(tài)，因為他們連續(xù)形成和破壞。后一種反應與煙霧中的相似，說明在污染大氣中對主動和被動吸煙者極其有害。
其他體外研究中，對經(jīng)過濾嘴的香煙煙氣和全煙霧(未過濾的)對人血漿的氧化作用進行了研究。研究者發(fā)現(xiàn)，血漿在接觸煙氣后發(fā)生脂質過氧化作用，但對全煙霧則無此反應。脂質過氧化反應直到體內(nèi)維生素C被消耗殆盡即被完全氧化后才開始。他們還發(fā)現(xiàn)，香煙煙霧會氧化血漿蛋白硫醇(甲硫氨酸和半胱氨酸連接鍵)和低密度脂蛋白。他們推定，煙氣中氧化劑誘導的脂質過氧化改變了與動脈粥樣硬化形成相關的脂蛋白。如本文所述，還原型谷胱甘肽和維生素C或維生素C衍生物(例如其酯)的協(xié)同作用有利于抵抗煙草氧化劑，緩解或延遲煙草煙對口、咽和呼吸道上皮，對支氣管肺泡液和對肺實質的危害。
受到氧化應激的細胞會嚴重影響細胞功能，對細胞膜的脂質、蛋白、細胞骨架結構和DNA造成傷害。已經(jīng)測定了自由基對DNA的損害，例如形成單鏈斷裂，雙鏈斷裂和染色體畸變。已經(jīng)證明，細胞經(jīng)受離子輻射和香煙煙霧，細胞內(nèi)DNA損傷增多，因此，吸煙者口咽癌、食管癌和肺癌的發(fā)病率增高。
巨噬細胞和中性粒細胞吞噬細胞的活性與所謂“呼吸爆發(fā)(respiratoryburst)”反應相關，這依賴于質膜NADPH氧化酶。然后，氧自由基被超氧化物歧化酶轉化為H2O2。Clausen證明，吸煙者因吸入的顆粒而使肺泡巨噬細胞和周圍中性粒細胞發(fā)生的呼吸爆發(fā)反應高于非吸煙者，前者發(fā)生口腔和呼吸道病變和癥狀的危險性也高于非吸煙者。“呼吸爆發(fā)”反應還可能因中性粒細胞分泌彈性蛋白酶而損害彈性纖維，還會損害α-1抗胰蛋白酶。而口腔給予吸煙者大量抗氧化劑能降低“呼吸爆發(fā)”的影響。用維生素E和C以及β胡蘿卜素在10名吸煙者和10名對照中評價了對后者的影響。
其他研究顯示，煙草煙損害肺泡巨噬細胞的吞噬細胞的功能。非過濾香煙產(chǎn)生的煙草氣相是G-3P-脫氫酶的強抑制劑，造成吞噬細胞功能失常，這可能是通過對酶-巰基的封閉，因為保護作用一般是由巰基氨基酸半胱氨酸提供的。Evans及其同事(arch environ hlth103-106，1979)研究了4種香煙過濾嘴對煙草煙游離氣相水溶液抑制該酶的作用。他們認為，硫化氫是這種煙霧中的主要抑制劑，抑制作用取決于年齡和游離氣相溶液的量以及接觸時間。市售乙酸纖維素-活性炭過濾嘴可有效消除這種抑制劑。Green也證明，還原型谷胱甘肽和L-半胱氨酸對香煙煙霧對肺泡巨噬細胞的損傷具有保護作用。這兩種抗氧化劑都是保護性巰基的來源。
肺能夠調(diào)整生化酶和非酶抗氧化系統(tǒng)來避免、限制或逆轉氧化劑對肺的損傷。這具有保護作用，使呼吸組織在高氧分壓環(huán)境中工作和長期暴露于大氣污染時維持正常的肺功能。因為接觸環(huán)境，就象皮膚接觸氧氣和紫外線輻射，肺會被吸入的氣態(tài)或顆粒物質損傷，尤其是在主動和被動吸煙者中。肺損傷會造成肺和支氣管循環(huán)狀態(tài)改變，造成血漿滲出作用。局部氣路水腫會造成氣路狹窄，或者，液體會在肺泡內(nèi)積累，正如在成人呼吸窘迫綜合征(ARDS)中所發(fā)生的那樣。
這種細胞損傷還會造成支氣管亢進，象哮喘，最終造成肺功能衰竭，表現(xiàn)為血液氧不飽和與二氧化碳的局部積累。這又稱“吸煙者肺”。
例如由吸入的煙草、煙、臭氧煙霧等產(chǎn)生的反應性氧化物是支氣管過敏反應和炎性肺損傷的主要原因。象在其它組織中一樣，肺內(nèi)的抗氧化酶包括將超氧化物轉化為過氧化氫的超氧化物歧化酶(SOD)，和將過氧化氫還原成水的過氧化氫酶。該反應可被以還原型谷胱甘肽(GSH)為底物的硒輔因子酶谷胱甘肽過氧化物酶催化。谷胱甘肽過氧化物酶還能以還原型谷胱甘肽為底物將脂類過氧化物還原成對應的醇。
普遍存在的非酶硫醇三肽，谷胱甘肽(GSH)，在維持反應性氧自由基敏感性細胞組分的健全中起著重要作用。這種作用來自于，如前所述，其還原型(GSH)作為抗氧化劑的直接作用和作為輔因子。已發(fā)現(xiàn)支氣管肺泡灌洗液中存在GSH。在細胞中，GSH在此過程中被氧化成GSSG，但谷胱甘肽還原酶消耗NADPH作為還原型對等物來源，保持著抗氧化活性所需的GSH細胞濃度平衡。在GSH耗盡狀態(tài)，包括營養(yǎng)不良和嚴重的氧化應激，例如吸煙，細胞會受損和死亡。
肺中起著抗氧化作用的其它非酶分子包括抗壞血酸(維生素C)；就目的而論，尤其是在肺的胞外防御中，它高濃度地存在于肺氣路襯里(lining)液中?？箟难崾亲杂苫宄齽?，也會與氧化型谷胱甘肽(GSSG)反應，將其還原成GSH。而且，在細胞的脂質膜中，疏水性α-生育酚(維生素E)與維生素C發(fā)生協(xié)同作用，通過積極清除脂類過氧化物及其它自由基抑制脂類的過氧化(就象香煙的煙所誘導的)。
各種研究已證實氧化應激與煙草煙和其它有毒環(huán)境因素造成的各種器官損傷具有重要關聯(lián)，繼續(xù)對各國公眾健康產(chǎn)生危害。通過香煙、雪茄和煙斗吸食煙草和因吸食和咀嚼煙草導致的局部口腔病變會造成嚴重的發(fā)病率和死亡率。流行病學研究強烈提示，煙草與動脈粥樣化和冠狀動脈疾病，肺氣腫和各種癌癥，包括口咽和肺腫瘤形成的疾病發(fā)生有關。長期吸煙與誘導氧化損傷發(fā)生的自由基出現(xiàn)有關。血、尿和組織內(nèi)的各種抗氧化劑或自由基代謝副產(chǎn)物測定支持組織氧化損傷參與與吸煙和環(huán)境污染相關的各種疾病發(fā)生的觀點。一實例是F2異前列腺烷之一的8-EPI-前列腺素2a，這是一種穩(wěn)定的脂過氧化產(chǎn)物，可通過血漿或尿液層析來分析。長期吸煙者，尤其是“重”吸煙者，尿液內(nèi)8-EPI-PGF-2a水平高于同等的不吸煙的對照。戒煙或戒煙后換用尼古丁貼片，降低尿液中的8-EPI-PGF-2a水平，但恢復不到正常范圍。對象重又吸煙的進一步研究發(fā)現(xiàn)，口服已知具有抗氧化作用的抗壞血酸(維生素C)降低尿液內(nèi)8-EPI-PGF-2a水平，這反映對機體氧化損傷的體內(nèi)抑制。
研究還預計，煙草煙中包含3，000種以上的不同成分，其中大量是有毒的，有些是致癌的，許多產(chǎn)生自由基。這些化合物中大多數(shù)已經(jīng)鑒定，歸入所謂主流煙和側流煙。前者是吸煙時通過煙草產(chǎn)品的口嘴處吸入的煙，側流煙則是吸煙問期從香煙燃端飄出的煙。雖然焦油與尼古丁留在香煙的過濾嘴內(nèi)，在將有過濾嘴和沒有過濾嘴的香煙進行比較時，這主要適合主流煙的情況。而且，在產(chǎn)煙率低和超低的香煙中，主流煙明顯減少。但是，與無過濾嘴的香煙相比，有過濾嘴的香煙側流煙中發(fā)散的有毒和致癌物質并未明顯減少。所以，主要是側流煙造成了環(huán)境中的煙，影響著吸煙者與其不吸煙者(又稱次級吸煙者)。慢速消耗高產(chǎn)煙率的香煙不減少主流煙產(chǎn)生的致癌物質室內(nèi)污染和煙草煙產(chǎn)生自由基的能力，雖然吸低產(chǎn)煙率煙草和有過濾嘴的香煙減少主流煙中的上述水平。
煙草，無論是以香煙、雪茄還是煙斗的形式吸食，都會對口腔造成不良影響。煙草的煙有兩次機會對口腔造成危害當它被吸煙者吸入的時候和當它被呼出的時候。
黏膜白斑病，是在吸煙者中發(fā)現(xiàn)的由煙草誘導的頰黏膜上的白斑，這是一種因直接接觸煙草所致的局部刺激癥狀，與吸煙的頻率和年數(shù)直接相關。雖然黏膜白斑病是一種良性口腔損傷，但有惡變的可能，需要通過損傷活檢來排除癌癥可能。終止煙草產(chǎn)品的使用后，黏膜白斑病會減退或完全消失。
每年診斷新增30，000例口腔癌，占新發(fā)現(xiàn)癌病例的2％至4％?？谇话┟磕暝斐?，000人死亡，每年確診病例中5年存活率僅為半數(shù)?；颊咧写蠖鄶?shù)是煙草產(chǎn)品使用者。其他致病因素包括濫用酒精，營養(yǎng)不良和口腔衛(wèi)生不佳。
煙草還造成其他口腔癥狀或口腔及牙齒疾病。煙草會造成口臭，造成味蕾麻木，干擾食物的氣味和口味，使牙齒發(fā)黃，造成齲齒。例如，吸煙者的牙斑多于非吸煙者。煙草還與破壞性牙周病和掉牙有關。急性壞死性潰瘍性牙齦炎(“戰(zhàn)壕口炎”)是一種破壞性，有痛感的炎癥，多發(fā)于吸煙者。據(jù)稱，對煙草煙“過敏”的人的鼻黏膜和鼻竇黏膜水腫也與煙草有關。
與香煙一樣，有證據(jù)表明，雪茄也有毒性和成癮性。抽吸雪茄和香煙的人發(fā)生口咽癌的危險性都更高，后者更容易得肺癌、肺氣腫和心血管疾病。香煙中的煙草一般是焙干的，所得產(chǎn)物略呈酸性，而雪茄的緩慢焙干過程卻使其略帶堿性。在此pH，尼古丁更容易被吸收。與香煙不同，雪茄種類更多，大小和尼古丁含量各不相同。吸雪茄者可能用一個小時來吸完一支大“哈瓦那”，雖然有些人有意只吸入很少的煙；然而，在非吸入者中，他們的尼古丁水平會因非毒性共吸收作用而升高，就象發(fā)生在吸煙者中的一樣。吸雪茄者還常會含一支不點燃的雪茄在口中，因而使口腔通過局部吸收接觸更多尼古丁。所以，抽吸雪茄造成的口腔接觸危害和局部產(chǎn)生的自由基與香煙相當或更嚴重，產(chǎn)生不良效應和患口咽癌的危險性。
已知，濫吸香煙造成的最終并發(fā)癥為肺癌和慢性肺病。尼古丁焦油中含有致癌物質，吸煙則在呼吸道內(nèi)誘導自由基反應，兩者都可能造成因濫吸煙草誘發(fā)的口咽疾病，肺病和癌癥。香煙過濾嘴“捕捉”尼古丁焦油，但不捕捉氣相化合物。各國流行病學研究顯示，焦油含量、吸煙量、所吸煙草種類和過濾嘴的使用對吸煙者患口咽癌和肺癌的可能性具有不同影響。而且還研究了戒煙對上述呼吸道疾病的作用。
在沿呼吸道氣路內(nèi)的上皮之下是豐富的微血管網(wǎng)絡，運送著來自鼻和支氣管動脈的全身血液。這些血管為黏膜提供營養(yǎng)以維持其保護功能。不論緣于何種刺激(包括煙草煙)，蛋白性血漿的血管滲漏是肺部炎癥的主要征兆之一。由于流體靜壓差，血漿的這種外滲是單向向外的運動，因此成為特殊的防御機制和炎性應答。許多吸入后對氣路黏膜的刺激會造成這種外滲，包括有害化學物質，氣體，顆粒物和細菌。這第一道防線最初是非損傷性和可逆的，但是強大或長期而持久的刺激，例如煙草煙和其它環(huán)境污染物，其它自由基和有毒物質，會造成因白細胞被氧化破壞造成的肺損傷。
已經(jīng)指出，吸煙會造成征兆-癥狀綜合癥，如已知的慢性阻塞性肺病，最嚴重的是肺氣腫。有關吸煙不良后果的有些臨床觀察來自一種遺傳性多器官疾病，α-1-抗胰蛋白酶缺陷。這種遺傳的純合的α-1-蛋白酶抑制劑缺陷造成肺氣腫，但只發(fā)生在自低齡開始吸煙的患者中，不發(fā)生在沒有這種遺傳缺陷的吸煙人群中。局部蛋白酶抑制劑具有保護肺彈性蛋白組織的作用，而吸煙則損傷這些局部蛋白酶抑制劑。
在支氣管病或肺病急性發(fā)作或加劇患者中，感染性疾病(例如氣管-支氣管病或肺病)的病因或病原造成白細胞局部積聚，因此發(fā)生呼吸道上皮發(fā)炎和胸膜滲出。白細胞的作用是抗擊有害物質和微生物，引起過氧化氫和各種酶(包括髓過氧化物酶)向胞外液中釋放。這些髓過氧化物酶能夠催化過氧化氫在氯離子存在下形成強反應性次氯酸。HOCl繼而氧化組織成分和血漿蛋白酶抑制劑。
肺很容易因吸入有毒物質而遭受損傷，由呼吸道上皮細胞和肺血管內(nèi)皮細胞對這種損傷做出應答。細菌、真菌和病毒也會造成肺感染。上述物質都會激發(fā)呼吸道組織自由基反應和抗氧化-炎性應答。從病因學上說，作為對吸入顆?；驓怏w的第一道防線，呼吸道和肺依靠活性酶和非酶抗氧化物防御機制來避免、減小、逆轉甚至修復這種對呼吸道和肺的氧化損傷。前者包括將有害的超氧化物自由基轉化成過氧化氫的超氧化物歧化酶，以及將過氧化氫還原成水的過氧化氫酶。后一反應也可由含硒谷胱甘肽過氧化物酶催化，該酶還能將氧化劑誘導的脂類過氧化產(chǎn)生的脂類氫過氧化物還原成醇，同樣以谷胱甘肽為還原性基團來源。所以，硫醇三肽，谷胱甘肽(GSH)在反應性氧防御機制中起著直接抗氧化劑和輔因子的作用。在此過程中，谷胱甘肽被氧化，但是，谷胱甘肽還原酶維持著其還原型化合物的細胞濃度。
還注意到，有些細胞具有鈉依賴性GSH攝入系統(tǒng)，使得細胞既能利用外源GSH又能利用內(nèi)源合成GSH，因此加強了細胞抵御氧化性和自由基損傷的能力，胞外GSH也保護了細胞的存活。研究表明，細胞活性與線粒體內(nèi)GSH濃度的關系最密切。沒有GSH時，脂類的過氧化不受控制，導致細胞損傷和死亡。相反，GSH則與抗氧化性酶和食物中的維生素類抗氧化劑協(xié)同作用，保護細胞不受自由基侵襲。
非酶抗氧化劑也保護肺免受多氧化物環(huán)境的損傷?？箟难?維生素C)是肺細胞外組織和表面液體內(nèi)的自由基清除者，并與氧化型谷胱甘肽協(xié)同作用將谷胱甘肽恢復成其代謝活性形式即還原型分子。
維生素C，抗壞血酸，在人體代謝中具有重要作用。作為抗氧化劑，它保護皮膚免受輻射、煙草煙、以及其它吸入或咽入的環(huán)境污染物的自由基損傷。維生素C促進膠原合成，組織修復和傷口愈合。它還提供對抗與吸煙有關的有害化學物質的保護，所述物質包括尼古丁、一氧化碳、n-亞硝基化合物、氧化氮、硝酸氣體等。雖然抗壞血酸會在上述清除過程中減少，但NADPH酶系統(tǒng)能分離出抗壞血酸根作為還原性分子源。所以，通過與生育酚的協(xié)同作用，維生素C可循環(huán)用于減少脂類的過氧化作用。Markham的專利(美國專利4，822，8916)談到口服維生素C以證明其對自由基的作用。
吸煙者的抗壞血酸血漿水平一般低于同等的非吸煙者。臨床和研究證據(jù)表明，吸煙者需要更多的抗壞血酸，飲食補充維生素C可為吸煙者提供保護。
維生素A是人類的必需營養(yǎng)素之一。相對的維生素A缺乏不利于皮膚和黏膜，包括口腔和呼吸道黏膜。當口服補充維生素A或其多種衍生物之一(都可購得)時，以上病變可逆轉。視黃醇是維生素A在血漿中的運輸形式，視黃醇酯則是其在肝和黏膜內(nèi)的儲存形式。已有報道，發(fā)現(xiàn)吸入尼古丁后的支氣管炎患者和黏膜損傷惡變前患者的黏膜內(nèi)缺乏維生素A。Biesalski在1992年5月12日的美國專利5，112，598中描述了維生素A化合物的應用，即，由特異性分子即視黃醇結合蛋白運輸這些化合物來彌補維生素A缺乏，但不至達到毒性水平。在此參考的專利’598提出了以視黃酸(retinoid acid)或其酯或視黃醇酯為活性物質的藥物制劑。尤其是，該專利提出并描述了用于呼吸道的外用氣霧劑。
在此參考的1972年6月6日Waterbury的美國專利3，667，478公開了一種帶過濾嘴的香煙，含有穩(wěn)定化的活性維生素A制劑水性乳液。該專利說明了提供直到香煙被抽吸前長時間內(nèi)保持穩(wěn)定性的方法。如美國專利3，339，558所述，香煙過濾嘴的前端含有一個可破裂的膠囊，內(nèi)含一定量的維生素A，并說明了將這些維生素A引入吸煙者口腔和呼吸道的方法。點燃前，對所述膠囊施壓，使得活性物質釋放出來，分散在過濾嘴中，維生素A因而可接觸到從過濾嘴通過的香煙的煙。專利’478還說明，穩(wěn)定化的維生素A還可以分散、浸漬在煙草中，或通過使用明膠或其它膠體材料而充滿在小滴或小珠中，這樣，穩(wěn)定化的維生素A就很容易被通過過濾嘴的煙所夾帶。所以，在煙草本身或帶過濾嘴香煙的過濾介質中，都充滿了分散的和隨機分布的維生素A制劑的微小液滴或顆粒。包裹和保護維生素A的方法與用于微膠囊的方法相似。
Irimi及其同事在本發(fā)明參考的1991年10月29日的美國專利5，060，672中說明了一種高效煙草煙過濾嘴。他們公開了一種組合物，包含機械和／或吸附性過濾材料，和一種含對甲醛具有高親核加成性的化合物的材料，這樣，這些材料與沒有被過濾掉的醛類發(fā)生化學反應?；衔镏话┒冀Y構。該專利指出，具有協(xié)同作用的組合物消除了煙草煙中被激發(fā)的甲醛基團。
已知，用低焦油含量的煙草和香煙過濾嘴可以減少煙霧中的焦油。還進行了其它努力，旨在通過改進過濾嘴或在過濾嘴中添加化學物質來減少煙草本身的有毒和有害物質。Caseley在本文參考的1985年8月6日的美國專利4，532，947中說明了一種使用無毒鹽w-巰基-亞烷基-磺酸鹽以及半胱氨酸和乙酰半胱氨酸進一步減少煙草中醛類的方法。這些組合物被加入香煙過濾嘴或有過濾嘴的煙嘴中，用于在吸煙時減少那里的有毒煙草物質。
在此參考的1976年8月3日的美國專利3，972，335中，Tiggelbeck和Mannes公開了一種香煙過濾嘴，其中含有醇或其它煙霧-遮味劑。他們用一種孔隙修飾劑例如蔗糖浸漬顆粒活性炭，由此延長保存期并改善煙霧遮味劑的傳遞。部分活性炭被用來吸附醇或其它遮味劑。
在此參考的1995年12月5日的美國專利5，472，002中，公開了一種通過吸入給予牛磺酸的香煙過濾嘴。該專利公開了3種方法或裝置來給予吸煙者氨基酸。內(nèi)容涉及一種香煙過濾嘴，具有用于過濾來自點燃的煙草的煙氣的過濾材料，和各種用于包含牛磺酸的方法，使得牛磺酸能夠在吸煙時通過過濾嘴被引入煙霧。已經(jīng)證明，吸服牛磺酸具有避免和緩解呼吸道病痛的作用，包括重要的黏液溶解特性。后者與在此參考的1990年3月20日Puracelli的美國專利4，910，222所述的半胱氨酸的作用相似。
許多研究者說明了香煙過濾系統(tǒng)有助于截留煙草煙中的焦油，尼古丁和其它有毒化學物質。Choen和Luzio在美國專利5，009，239(在此參考)中說明了一種改善香煙過濾元件選擇性截留和通過特性的方法。他們采用聚乙烯亞胺，用諸如甲酸、丙酸、乳酸等有機酸緩沖到約8至9．5的pH。用這種方式，過濾嘴能夠截留香煙煙氣中的醛類和尼古丁以及副產(chǎn)物。
Brown及其同事在1993年10月5日的美國專利5，249，588(在此參考)中發(fā)明了一種煙草制品，它包含用高水平(4-15重量％)保濕劑處理過的煙草。這種煙草制品包含煙草棒，棒則包含剪切過的展開的煙草和包裝紙，所述煙草被充滿了保濕劑。Von Borstel和Craig在1996年3月26日的美國專利5，501，238(在此參考)中也講述了一種含保濕劑的香煙過濾嘴。他們以焦谷氨酸鈉作為保濕劑，并增加了表面活性劑例如乙氧基化物，旨在吸收煙草煙中的濕氣以便對煙草煙進行濕過濾。他們還公開了，還可以加入其它抗氧化劑與抗致癌物質來過濾或滅活煙中的有毒成分。專利’238揭示了3種可有效去除煙中焦油的過濾嘴a)常規(guī)乙酸纖維素過濾嘴，b)乙酸纖維素加焦谷氨酸鈉，和c)市售濕過濾系統(tǒng)。
Lee和Harris在1993年10月23日的美國專利4，964，426(在此參考)中公開了煙草煙的過濾嘴及其制造方法。所述的過濾元件例如乙酸纖維素表面含至少1重量％microalicular晶體化合物例如碳酸鈉以促進過濾。
香煙煙霧誘導對脂類、DNA和蛋白質尤其是蛋白質-SH基團的氧化損傷，因為這種煙霧中含有大量自由基和醛類，包括乙醛、丙醇和丙烯醛以及其它有害分子。在口咽和肺中，香煙煙霧還加速反應性氧的產(chǎn)生，這是通過應答有毒物質刺激而局部募集和活化吞噬細胞進行的。吸入的煙首先接觸呼吸道內(nèi)表面液體，該液體中含抗氧化劑，尤其是還原型谷胱甘肽(GSH)和抗壞血酸，因此是第一道防線。香煙煙霧和自由基對血漿蛋白的攻擊可通過羰基試驗和酶活性及SH基團的損失來測定。Reznick等揭示，香煙煙霧的全部或其氣相激發(fā)人血漿內(nèi)羰基的形成，GSH則抑制這種激發(fā)。相反，人血漿僅暴露于氣相而非全部香煙煙霧，則造成對脂類的氧化損傷。因此，我們考慮本發(fā)明的組合物應包含GSH，抗壞血酸及其它協(xié)同性抗氧化劑，以加入香煙的內(nèi)過濾嘴和煙草制品的外過濾器，或加入煙草本身或卷煙紙中。
發(fā)明概述本發(fā)明包括將抗氧化劑防御系統(tǒng)加入用于煙草制品的過濾嘴中，或加入煙草中，或加入所述煙草制品的包裝材料中。本發(fā)明使用具有協(xié)同作用的抗氧化劑，它們分散在香煙過濾嘴或外過濾嘴等煙草制品過濾嘴中，用于避免或緩解因吸煙誘導的對口咽、呼吸道和肺的自由基損傷。組合物靠經(jīng)各種狀態(tài)過濾嘴的吸入作用來提供。最廣義的說，本發(fā)明包含還原型谷胱甘肽和用于形成谷胱甘肽還原型的輔助成分，后一成分包括含硒，例如硒代氨基酸，例如硒代甲硫氨酸或硒代半胱氨酸。作為其它可選成分，組合物可考慮包含抗壞血酸和／或其衍生物之一，含硫氨基酸例如L-半胱氨酸、L-?；撬岷停騆-甲硫氨酸，α生育酚，維生素A和E和鋅鹽。
最好，過濾嘴內(nèi)的上述藥學活性抗氧化劑系統(tǒng)包含約1．0mgL-抗壞血酸，還原型谷胱甘肽，2．0μg硒代甲硫氨酸形式的硒和約0．5mg L半胱氨酸。組合物還包含約2．0I．U．的乙酸D，L-α生育酚和約2．0I．U．的維生素A。以上是每個香煙過濾嘴內(nèi)或靠近過濾嘴的膠囊(以上成分被脂類包裹在內(nèi))內(nèi)的優(yōu)選含量。
本發(fā)明的詳細說明不局限于任何具體理論，我們發(fā)現(xiàn)，還原型谷胱甘肽通過氧化自身來保護細胞不受氧化應激。所以，L-谷胱甘肽必須與其它酶系統(tǒng)組合來發(fā)揮作用，從而被還原，恢復行使其作為自由基清除者的作用。GSH還與需以硒為輔因子的谷胱甘肽過氧化物酶協(xié)作，發(fā)揮其生物抗氧化劑的功能。已知，硒化合物能夠通過谷胱甘肽過氧化物酶的作用與還原型谷胱甘肽一起在體內(nèi)清除以氧為中心的自由基。據(jù)信，硒-GSH過氧化物酶在還原型谷胱甘肽存在下催化氫過氧化物。該反應減少谷胱甘肽，生成氧化型谷胱甘肽GSSG。然后，GSSG又被谷胱甘肽還原酶還原成GSH，由此保持有充足的細胞GSH來重新清除自由基。
此外，谷胱甘肽和硒還具有體內(nèi)協(xié)同作用，因為它們都是同一酶系統(tǒng)的成員。GSH起著特異性供體底物的作用，通過飲食或局部應用的硒制劑提供的硒或硒代氨基酸則提供GSH過氧化物酶的輔基。谷胱甘肽與硒的抗氧化劑功能本質地相互關聯(lián)，因為，通過保持過氧化物酶發(fā)揮作用，GSH與硒參與氧自由基歧化產(chǎn)物即過氧化氫的去除。廣義的說，GSH與硒調(diào)節(jié)由氫過氧化物引發(fā)或延續(xù)的自由基鏈。在本發(fā)明中，利用了硒的抗氧化劑作用，以及其抗癌和抗突變特性。
上述組合物對避免和治療與煙草煙或其它氣體或顆粒物質的接觸特別有用。他們體現(xiàn)著各組分間的精確平衡，其作用不僅在于減少組織內(nèi)的自由基的數(shù)量，還在于抑制其中的代謝氧化作用。本發(fā)明更好的制劑還通過制劑中某些抗氧化組分被吸收后的再循環(huán)來增強組合物的性能。
在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，協(xié)同性抗氧化復合物是一種活性材料的分散系，它們充滿著煙草制品過濾嘴的過濾介質，雖然，如前所述，該復合物也可以加入煙草本身或包裝紙內(nèi)?？寡趸瘡秃衔锟梢苑勰?、穩(wěn)定的溶液或水性乳液的形式分散在過濾嘴中，所述的形式包括以上活性成分的微囊化，例如包裹在脂質體中。還可將上述活性成分包含在微小的液滴中，這樣，當煙草燃燒產(chǎn)生的煙通過過濾嘴時，煙就會攜帶上內(nèi)含所述抗氧化成分的粉末狀復合物或微小液滴。這樣，當煙進入口腔時，帶有活性成分的煙就會被吸煙者吸入，然后，吸入呼吸道和肺內(nèi)。然后，抗氧化劑就能夠中和和清除煙草煙本身含有的自由基和有害的煙草煙在口腔和呼吸道內(nèi)生成的自由基，復合物由此對吸煙者的黏膜和組織發(fā)揮其局部良性作用。
如前所述，在有過濾嘴和沒有過濾嘴的香煙中，都可以考慮將本發(fā)明的抗氧化復合物分散在制品所含的全部煙草中。雖然，抗氧化復合物可以靠近過濾嘴的末端或無過濾嘴煙草制品的基部，復合物也可以在整個制品內(nèi)均勻地分布。所以，通過使用微囊化技術，例如口用脂質體，可將這些活性成分加入有過濾嘴香煙的過濾介質內(nèi)，和加入此類香煙或無過濾嘴香煙和雪茄所含的煙草中。
為了保護本發(fā)明的活性成分，可運用本領域已知的各種微囊化或化學保護技術。所述活性成分可包含在微囊化載體中，例如脂質體、glycosphere和nonosphere。這類口用載體是化妝品行業(yè)中眾所周知的。脂質體是卵磷脂球體，形成包圍著本發(fā)明活性成分組合物的油性保護膜。脂質體所包裹的活性成分穿過煙草制品，傳遞到口腔，在此發(fā)揮其預防與治療雙重功能，即中和各種自由基。此外，抗氧化劑還可以象通常那樣由頰黏膜吸收而全身性使用。Unger及其同事在1996年12月3日的美國專利5，580，573(在此參考)中說明了包含充氣脂質體的治療性藥物傳遞系統(tǒng)，脂質體內(nèi)含活性制劑。此前，Chakrabarti及其同事公開了包含脂類和改性肽，以脂質體為傳遞載體的制劑。參見1995年1月10日的美國專利5，380，531，本發(fā)明參考了該專利。Knight及其同事在1991年9月17日的美國專利5，049，388(在此參考)中公開了包含脂質體的小顆粒水性氣霧液滴。專利權人將會相互作用的藥物包含在脂質體膜內(nèi)，這樣，當后者破裂時，有效成分不會從脂質體內(nèi)流失。發(fā)明人說明了多種制備含脂質體氣霧顆粒的方法。相互作用的脂質體-藥物組合顆粒被用于小顆粒氣霧治療。
在此考慮的脂質體，直徑小于5微米，并易于與活性成分一起制成均勻的大小，以便分散在香煙過濾嘴的過濾材料中或可破裂水性膠囊中，所述的囊含有包裹了抗氧化劑的脂質體。在各種情況中，脂質體內(nèi)的活性組分都會隨每一次抽吸而被吸煙者吸入，由此中和口咽和呼吸道及肺內(nèi)由煙草煙產(chǎn)生的自由基。
除了將本發(fā)明抗氧化劑加入過濾嘴、煙草或過濾嘴前的膠囊之外，還可以將它們附著在經(jīng)處理的卷煙紙上。這尤其能減少側流煙中的自由基，它們對于接觸二手煙者和處于主流煙和側流煙中的主動吸煙者都特別有害。Chad及其同事在1996年7月30日的美國專利5，540，242(在此參考)中公開了一種通過在香煙煙霧中加入添加劑來減少側流煙的方法。他們的卷煙紙中包含藻酸鹽作為成膜劑，并與琥珀酸鉀、檸檬酸鉀或乙酸鉀等堿金屬鹽等燃燒添加劑組合，形成減少側流煙的涂層。可將本發(fā)明具有協(xié)同作用的抗氧化劑組加入卷煙紙中，不僅可減少側流煙，而且可中和吸入的煙草煙內(nèi)的自由基。如此處理后的卷煙紙沒有異味，改善了灰燼形態(tài)，或者減少香煙的抽吸口數(shù)。過濾嘴中還可以包含由吸煙者吸入的粉狀抗氧化復合物，并含或不含醇等遮味劑，這些是本領域眾所周知的。
已經(jīng)有了處理煙草以減少或抑制煙草煙中有毒化學物質的報道。例如，Wadell及其同事在1990年11月6日的美國專利4，967，772中公開了一種煙草制品，是將煙草和一種醇包含在一個容器內(nèi)。本發(fā)明參考了該專利，它認為，這種醇與環(huán)己醇類似，其蒸汽可隨煙草煙流被吸入。該專利稱能夠抑制有毒的煙草中的亞硝胺及其衍生物或其代謝產(chǎn)物在吸煙者組織內(nèi)的選擇性聚集，但蒸汽中的醇對吸煙者并無影響。Wadell在1990年10月30日的美國專利4，966，169(在此參考)中說明了將醇直接噴灑并再次干燥的切碎煙草。專利權人指出，該方法減少了煙草對健康的危害，同時，煙中的醇受熱釋放，在支氣管組織中能夠抑制所述亞硝胺的聚集。
在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，活性成分包括一組協(xié)同性抗氧化劑，它們按以下每個香煙過濾嘴中的劑量使用。必須指明，要表示出一包煙的用量，每個值都應乘以20，這是一般一包煙所含的香煙支數(shù)，一條煙含10包。各組分不論是以粉末或凝膠或包裹在珠體中的形式分散在各支煙的過濾材料中，還是與諸如各種丙烯酰胺共聚物或以馬來酸酐接枝的聚乙烯醇等超吸收劑混合，其含量范圍均如下所述。在后一種情況中，先將活性成分溶解在甘油中，然后按至少1至1，000份活性成分對至少1至10，000份超吸收劑的比例與超吸收劑混合，具體比例取決于超吸收劑容納水性甘油基活性復合物的能力。
在本發(fā)明另一優(yōu)選實施例中，活性協(xié)同性抗氧化劑首先在諸如口用脂質體等保護性磷脂載體內(nèi)或用其它微囊化技術形成微囊，這些都是本領域已知用來保護口服藥物、維生素、氨基酸、肽等的技術。
活性成分是1．L-谷胱甘肽，每支煙內(nèi)的含量為至少0．01mg至20mg，較好的是0．10mg至10mg，最好的是1．0mg至5．0mg。
2．L-硒代甲硫氨酸或L-硒代半胱氨酸，其在每支煙內(nèi)的濃度可產(chǎn)生至少0．01μm至10μg硒，較好的是1．0μg至2．5μg硒。
可選組分3．L-半胱氨酸和／或其酯、N-乙酰-L-半胱氨酸，每支煙中的含量為0．1-10．0mg，較好的是0．5-5．0mg，最好的是1．0-2．5mg。
4．抗壞血酸或棕櫚酸抗壞血酸酯或其它抗壞血酸酯形式的維生素C，它單獨存在或包裹在諸如脂質體等微囊中，每支煙中的含量為0．1-60．0mg，較好的是0．5-30．0mg，最好的是1．0-3．0mg。
5．用于分散系的粉末形式的維生素E，如乙酸生育酚酯或琥珀酸生育酚酯或其它酯，每支煙中的含量為0．01I．U．至10．0I．U．，較好的是1．0I．U．至5．0I．U．。還可以將相同劑量的維生素E用在脂質體中。
6．維生素A，如β-胡蘿卜素或棕櫚酸視黃醇酯或其它穩(wěn)定的維生素A酯，每支煙中的含量約為1．0-500I．U．，較好的是10．0-250I．U．。還可以通過加入微囊例如脂質體內(nèi)來使用維生素A組合物。
7．作為可選組分之一，本發(fā)明組合物可包含鋅鹽，較好的是乙酸鋅或葡萄糖酸鋅，每支煙中的含量約為0．1-15mg，較好的是90．5-7．5mg最好的是0．75-1．5mg。
8．另一類可選成分是氨基酸，例如前述的甲硫氨酸和／或?；撬幔恐熤忻糠N的濃度約為0．5-20mg，較好的是1．0-10mg。
以上和以下所述各種成分的水平都是基于一支香煙的過濾嘴，它們或者被過濾材料吸收或以可破裂膠囊的形式含于過濾嘴內(nèi)，或者是單獨的過濾嘴，與雪茄、煙斗和無過濾嘴香煙一起使用。當用于雪茄或作為煙斗煙草的添加劑時，可與典型香煙中的煙草含量比較，與根據(jù)煙草量成正比地調(diào)整上述各成分的大致含量。
在本發(fā)明的最佳實施例中，可用以上成分組成水溶液，作為可破裂膠囊，組成如下1．L-谷胱甘肽，至少0．01-2．0重量％，最好0．05-1．0重量％。
2．L-硒代甲硫氨酸，至少0．01-1．0重量％，最好0．05-0．1重量％。
3．L-半胱氨酸和／或其酯，N-乙酰-L-半胱氨酸，每種氨基酸含量至少0．01-2重量％，最好0．05-0．5重量％。
4．抗壞血酸或其酯，0．1-2．0重量％，最好0．5-1．0重量％。
5．維生素E或其酯之一，0．05-1．0重量％，最好0．1-0．25重量％。
6．維生素A或其酯之一，0．1-10重量％，最好0．5-1重量％。
7．牛磺酸和／或甲硫氨酸這兩種氨基酸，每種氨基酸含量為0．05-1．0重量％，最好0．1-0．5重量％。
在本發(fā)明實施例之一中，可將可選成分，特別是外源抗氧化劑加入過濾嘴或可破裂膠囊中的協(xié)同性復合物中?？蓪⑦@些被用做抗氧化劑的自由基清除劑用于每支香煙或其過濾嘴日本綠茶(兒茶酚)約1．0μgPycnogenol 約0．05mg超氧化物歧化酶 約0．01mg輔酶Q 約0．25μgN-乙酰-L-肉毒堿 約0．01mg可將其它可選成分用于煙草或過濾嘴，包括已知會結合或改變有毒分子(例如煙草煙中的醛類)化學性質的成分。所述的本發(fā)明抗氧化劑被用來在隨每一口煙從過濾嘴中被吸入時，中和煙草內(nèi)以及煙草煙在口腔中生成的自由基。
權利要求
1．一種組合物，用于加入香煙、雪茄或煙斗的煙草以降低煙草煙中的自由基對口咽、呼吸道與肺造成的損傷，組合物包含L-谷胱甘肽和硒源，所述硒源選自L-硒代甲硫氨酸和L-硒代半胱氨酸。
2．根據(jù)權利要求1所述的組合物，它還包含維生素C，其形式選自棕櫚酸抗壞血酸酯和抗壞血酸酯。
3．根據(jù)權利要求1所述的組合物，它還包含L-半胱氨酸或N-乙酰-L-半胱氨酸。
4．根據(jù)權利要求1所述的組合物，它還包含維生素E，其形式選自乙酸生育酚酯和琥珀酸生育酚酯。
5．根據(jù)權利要求1所述的組合物，它還包含維生素A。
6．根據(jù)權利要求1所述的組合物，它還包含鋅鹽。
7．根據(jù)權利要求1所述的組合物，它還包含甲硫氨酸和?；撬帷?br> 8．根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中所述的組合物在一支香煙內(nèi)所述L-谷胱甘肽的含量至少0．01-20mg，硒源含量為0．01-10μg。
9．根據(jù)權利要求2所述含于香煙內(nèi)的組合物，所述維生素C的含量為0．1-60mg。
10．根據(jù)權利要求3所述含于香煙內(nèi)的組合物，所述L-半胱氨酸或其酯N-乙酰-L-半胱氨酸的含量是0．1-10mg。
11．根據(jù)權利要求4所述含于香煙內(nèi)的組合物，所述維生素E的含量為0．01-10．0I．U．。
12．根據(jù)權利要求5所述含于香煙內(nèi)的組合物，所述維生素A的含量為1．0-500I．U．。
13．根據(jù)權利要求6所述含于香煙內(nèi)的組合物，所述鋅鹽選自乙酸鋅和葡萄糖酸鋅，含量為0．1-15mg。
14．根據(jù)權利要求7所述含于香煙內(nèi)的組合物，所述甲硫氨酸和牛磺酸的含量為0．5-20mg。
15．一種香煙，包括包卷著煙草的卷煙紙，所述香煙還包含用于降低所述香煙產(chǎn)生的煙草煙中自由基對口咽、呼吸道和肺所造成損傷的組合物，所述組合物包含L-谷胱甘肽和硒源，所述硒源選自L-硒代甲硫氨酸和L-硒代半胱氨酸。
16．根據(jù)權利要求15所述的香煙，它還包含維生素C，其形式選自棕櫚酸抗壞血酸酯和抗壞血酸酯。
17．根據(jù)權利要求15所述的香煙，它還包L-半胱氨酸或N-乙酰-L-半胱氨酸。
18．根據(jù)權利要求15所述的香煙，它還包含維生素E，其形式選自乙酸生育酚酯和琥珀酸生育酚酯。
19．根據(jù)權利要求15所述的香煙，它還包含維生素A。
20．根據(jù)權利要求15所述的香煙，它還包含鋅鹽。
21．根據(jù)權利要求15所述的香煙，它還包含甲硫氨酸和?；撬?。
22．根據(jù)權利要求15所述的香煙，所述組合物在一支香煙內(nèi)L-谷胱甘肽的含量至少0．01-20mg，硒源的含量為0．01-10μg。
23．根據(jù)權利要求16所述的香煙，一支香煙內(nèi)所述維生素C的含量為0．1-60mg。
24．根據(jù)權利要求17所述的香煙，一支香煙內(nèi)所述L-半胱氨酸或其酯N-乙酰-L-半胱氨酸的含量為0．1-10mg。
25．根據(jù)權利要求18所述的香煙，一支香煙內(nèi)所述維生素E的含量為0．01-10．0I．U．。
26．根據(jù)權利要求19所述的香煙，一支香煙內(nèi)所述維生素A的含量為1．0-500I．U．。
27．根據(jù)權利要求20所述的香煙，一支香煙內(nèi)所述鋅鹽選自乙酸鋅和葡萄糖酸鋅，含量為0．1-15mg。
28．根據(jù)權利要求21所述的香煙，一支香煙內(nèi)所述甲硫氨酸和?；撬岬暮繛?．5-20mg。
29．一種用于過濾煙草制品產(chǎn)生的煙霧的過濾嘴，所述過濾嘴包括用于過濾流經(jīng)所述過濾材料的煙草燃燒產(chǎn)生的煙霧的過濾材料，以及抗氧化組合物，當所述煙霧經(jīng)過所述過濾材料時，所述組合物分散在所述煙霧內(nèi)，所述組合物包含L-谷胱甘肽和選自L-硒代甲硫氨酸和L-硒代半胱氨酸的硒源。
30．根據(jù)權利要求29所述的過濾嘴，它還包含維生素C，其形式選自棕櫚酸抗壞血酸酯和抗壞血酸酯。
31．根據(jù)權利要求29所述的過濾嘴，它還包含L-半胱氨酸或N-乙酰-L-半胱氨酸。
32．根據(jù)權利要求29所述的過濾嘴，它還包含維生素E，其形式選自乙酸生育酚酯和琥珀酸生育酚酯。
33．根據(jù)權利要求29所述的過濾嘴，它還包含維生素A。
34．根據(jù)權利要求29所述的過濾嘴，它還包含鋅鹽。
35．根據(jù)權利要求29所述的過濾嘴，它還包含甲硫氨酸和?；撬?。
36．根據(jù)權利要求29所述的過濾嘴，所述組合物中L-谷胱甘肽的含量至少0．01-20mg，硒源的含量為0．01-10μg。
37．根據(jù)權利要求30所述的過濾嘴，所述維生素C的含量為0．1-60mg。
38．根據(jù)權利要求31所述一支香煙的過濾嘴，所述L-半胱氨酸或N-乙酰-L-半胱氨酸的含量為0．01-10mg。
39．根據(jù)權利要求32所述一支香煙的過濾嘴，所述維生素E的含量為0．01-10．0I．U．。
40．根據(jù)權利要求33所述一支香煙的過濾嘴，所述維生素A的含量為1．0-500I．U．。
41．根據(jù)權利要求34所述一支香煙的過濾嘴，所述鋅鹽選自乙酸鋅和葡萄糖酸鋅，含量為0．1-15mg。
42．根據(jù)權利要求35所述一支香煙的過濾嘴，所述甲硫氨酸和?；撬岬暮繛?．5-20mg。
43．根據(jù)權利要求29所述的過濾嘴，所述組合物被包裹成膠囊，其形式選自脂質體，glycosphere和nonosphere。
44．根據(jù)權利要求29所述的過濾嘴，所述用于降低自由基損傷的組合物以粉末的形式含于所述過濾嘴中。
45．根據(jù)權利要求29所述的過濾嘴，所述用于降低自由基損傷的組合物以凝膠的形式含于所述過濾嘴中。
46．根據(jù)權利要求29所述的過濾嘴，所述組合物與超吸收劑混合，所述超吸收劑選自丙烯酰胺共聚物和以馬來酸酐接枝的聚乙烯醇。
47．根據(jù)權利要求29所述的過濾嘴，所述用于降低自由基損傷的組合物含于水性溶液中成為可破裂膠囊的形式。
全文摘要
一種含于香煙、雪茄或煙斗內(nèi)的組合物。所述組合物可以加入煙草本身,加入過濾點燃后煙草煙的過濾嘴,或加入包卷煙草制品的卷煙紙。所述組合物能夠降低煙草煙中自由基對口咽、呼吸道和肺造成的損傷。所述組合物包含L－谷胱甘肽和例如硒代甲硫氨酸的硒源。
文檔編號A61K9/72GK1280463SQ98810947
公開日2001年1月17日 申請日期1998年8月14日 優(yōu)先權日1997年9月19日
發(fā)明者T·赫施, R·赫施 申請人:提翁國際股份有限公司