DE3689363T2

DE3689363T2 - Pharmazeutische Zusammensetzungen zur Behandlung der Metastasen von Krebstumoren.

Info

Publication number: DE3689363T2
Application number: DE86303277T
Authority: DE
Inventors: Norma Mcintosh-Lowe; Christopher M Rose; Beverley Teicher
Original assignee: Alpha Therapeutic Corp; Dana Farber Cancer Institute Inc
Current assignee: Alliance Pharmaceutical Corp
Priority date: 1985-05-09
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1994-04-07
Anticipated expiration: 2006-05-01
Also published as: DE3689363D1; JP2681147B2; EP0201275B1; CA1281656C; JPS6226218A; US4815446A; EP0201275A1

Description

Die Erfindung betrifft pharmazeutische Zusammensetzungen zur Verwendung in der Krebstherapie, insbesondere eine pharmazeutische Zusammensetzung, die ein tumorzerstörendes Chemotherapeutikum und eine Emulsion einer sauerstofftragenden Perfluorcarbonverbindung enthält und an Krebspatienten verabreicht wird, um die Makrophagenaktivität zu stimulieren und damit die Metastasenbildung zu verringern und die Behandlung primärer Krebstumoren zu verbessern.
Eine der größten Schwierigkeiten bei der Behandlung von Krebstumoren ist die Metastasenbildung, d. h. das Abwandern von Zellen aus dem Primärtumor in andere Körperbereiche des Patienten und die Bildung neuer Tumoren in diesen Bereichen. Es ist schwierig, die Metastasierung unter Kontrolle zu halten, da sie oft noch vor der Diagnose und der Behandlung des Primärtumors einsetzt. Außerdem können die metastatischen Veränderungen an Stellen auftreten, wo einer effektiven Dosierung der Behandlung, beispielsweise einer Bestrahlung, wegen der Empfindlichkeit des umgebenden Gewebes Grenzen gesetzt sind. Außerdem sind metastasierende Zellen heterogen, und es besteht eine Tendenz, daß sich Zellen bilden, die gegen die konventionelle Therapie resistent sind.
Zu den konventionellen Methoden der Metastasenbehandlung gehören die Operation, die Strahlentherapie und/oder die Chemotherapie. Als weitere Behandlungsmöglichkeiten sind unter anderem die Verwendung monoklonaler Antikörper, die Hyperthermie, die Verabreichung von Medikamenten, die für eine Strahlenbehandlung sensibilisieren und davor schützen und die Makrophagenstimulation vorgeschlagen worden.
Fidler et al. berichten in "Macrophages and Cancer Metastasis", daß Makrophagen so stimuliert werden können, daß sie tumorzerstörend wirken. Tumorzerstörende Makrophagen haben die Fähigkeit, zwischen metastatischen oder tumorbildenden Zellen und normalen Zellen zu unterscheiden. Obwohl also Tumorzellen heterogen sind, sprechen sie doch alle mit Lyse auf aktivierte Makrophagen an.
Es sind bisher zwei Wege zur Makrophagenaktivierung in vivo offenbart worden. Bei einer der Möglichkeiten wird die Interaktion von Makrophagen mit Mikroorganismen oder ihren Produkten, wie beispielsweise Endotoxinen, dem Bakterienwandskelett und kleinen Teilen der Bakterienzellwand, beispielsweise Muramyl- Dipeptid, genutzt. Bei der anderen Möglichkeit zur Aktivierung von Makrophagen macht man sich die Interaktion von Makrophagen mit von sensibilisierten Lymphozyten freigesetzten löslichen Mediatoren, beispielsweise löslichem Lymphokin, zunutze.
Beide der genannten Möglichkeiten haben Nachteile. Beispielsweise hat wasserlösliches synthetisches Muramyl-Dipeptid die Tendenz, vom Körper schnell ausgeschieden zu werden, d. h. es verleiht den Makrophagen nur kurze Zeit eine tumorzerstörende Wirkung. Lymphokin aktiviert die Makrophagen nur drei bis vier Tage lang, und anschließend sind die Makrophagen gegen eine erneute Aktivierung resistent. Im Tierversuch ist festgestellt worden, daß ein Großteil der Schwierigkeiten bei der Makrophagenaktivierung durch Liposomverkapselung des Lymphokins beseitigt werden kann.
Die Erfindung der Anmelderin basiert auf der Entdeckung, daß die Stimulierung der Makrophagenaktivität zur Verringerung der Metastasierung von Krebstumoren dadurch erreicht werden kann, daß dem Patienten eine pharmazeutische Zusammensetzung verabreicht wird, die ein Chemotherapeutikum und eine Perfluorcarbonverbindung (PFC-Verbindung) in wäßriger Emulsion enthält.
Dementsprechend wird eine pharmazeutische Zusammensetzung zur Verringerung der Metastasenbildung von Krebstumoren beim Menschen zur Verfügung gestellt, die ein tumorzerstörendes Chemotherapeutikum zusammen mit einer Einheitsdosis zwischen 2 und etwa 15 ml/kg Körpergewicht, vorzugsweise zwischen 4 und 10 ml/kg, einer sauerstofftragenden wäßrigen Emulsion einer physiologisch verträglichen sauerstoffübertragenden Perfluorcarbonverbindung mit einem Volumenanteil von 20% enthält.
Die pharmazeutische Zusammensetzung kann dem Patienten während einer vorher festgelegten Behandlungsdauer im Abstand von etwa 3 bis etwa 14 Tagen verabreicht werden. Die PFC-Emulsion wird dem Patienten anfangs in einer Dosis von etwa 2 bis etwa 15 Millilitern pro Kilogramm Körpergewicht des Patienten verabreicht. Die Folgedosis liegt vorzugsweise bei nicht mehr als etwa 15 ml und noch bevorzugter bei nicht mehr als etwa 10 ml pro Kilogramm Körpergewicht des Patienten pro Woche.
Die Anmelderin hat außerdem festgestellt, daß eine erhöhte Makrophagenaktivität die Wirksamkeit der Strahlentherapie und der Chemotherapie in Bezug auf das Wachstum des Primärtumors deutlich erhöht. Nach der Verabreichung der pharmazeutischen Zusammensetzung kann dem Patienten eine vorgegebene Strahlendosis von etwa 1000 bis etwa 8000 rad verabreicht werden. Die Bestrahlung kann in Teildosen in zuvor festgelegten Abständen verabreicht werden. Jede Teildosis liegt vorzugsweise zwischen etwa 100 und etwa 600 rad, und die Bestrahlungshäufigkeit liegt zwischen 1 und 10 Mal pro Woche während eines Zeitraums von 2 bis 8 Wochen.
Zusätzlich kann dem Patienten Sauerstoff verabreicht werden, und zwar mindestens etwa 15 Minuten lang, vorzugsweise jedoch etwa 1 bis etwa 4 Stunden lang, an mindestens drei Tagen nach Verabreichung der pharmazeutischen Zusammensetzung.
Die vorliegende Erfindung stellt eine pharmazeutische Zusammensetzung zur Stimulierung der tumorzerstörenden Aktivität von Makrophagen zur Verringerung der Metastasenbildung eines Krebstumors zur Verfügung. Die Zusammensetzung enthält eine Emulsion einer Perfluorcarbonverbindung, die dem Patienten mindestens einmal, vorzugsweise zweimal oder öfter in bestimmten Abständen, verabreicht werden kann. Die Abstände sind vorzugsweise etwa 3 bis etwa 14 Tage, in einigen fällen können es jedoch bis zu 21 Tage sein.
Nach jeder Verabreichung der pharmazeutischen Zusammensetzung kann für die Dauer von mindestens etwa drei Tagen täglich Sauerstoff verabreicht werden.
Die hier beschriebenen Mengen der PFC-Emulsion sind in Millilitern einer PFC- Emulsion, die pro 100 Millilitern Emulsion etwa 20 Gramm Perfluorcarbonverbindung enthält, angegeben (20-prozentig, Gew./Vol.). Es ist davon auszugehen, daß auch Emulsionen mit einem höheren oder geringeren Anteil einer Perfluorcarbonverbindung verwendet werden können, in welchem Fall die angegebenen Mengen bei Emulsionen mit weniger als 20% Perfluorcarbonanteil proportional erhöht und bei Emulsionen mit mehr als 20% Perfluorcarbonanteil proportional verringert werden sollten.
Die Verabreichung der PFC-Emulsion in einer Einzeldosis bzw. Dosierungseinheit von mehr als etwa 15 ml pro kg Körpergewicht des Patienten ist nicht bevorzugt, weil dann die Makrophagenaktivität eher herabgesetzt als stimuliert wird. Es wird angenommen, daß eine Menge von mehr als etwa 15 Millilitern pro Kilogramm Körpergewicht die Makrophagen überstimuliert und ihre normale Aktivität herabsetzt, ja sich sogar tödlich auf die Makrophagen auswirken kann.
Die Verabreichung der PFC-Emulsion in einer Einzeldosis von weniger als etwa 2 Millilitern pro Kilogramm Körpergewicht des Patienten ist ebenfalls nicht bevorzugt, weil bei dieser Menge keine stimulierende Wirkung festgestellt wurde. Es wird angenommen, daß diese Menge für eine deutliche Stimulierung der Makrophagen nicht ausreicht.
Es wird angenommen, daß eine zwischen etwa 4 und etwa 10 Millilitern pro Kilogramm Körpergewicht des Patienten liegende Dosis der PFC-Emulsion eine optimale Makrophagenstimulation bei minimaler Makrophagenschädigung bewirkt.
Der hier verwendete Begriff "Emulsion von Perfluorcarbonverbindungen" bezeichnet eine wäßrige Emulsion einer sauerstoffübertragenden Perfluorcarbonverbindung, die vorzugsweise eine Teilchengröße von kleiner als etwa 0,3 um aufweist. Geeignete Emulsionen besitzen eine gute Sauerstoffübertragungsfähigkeit auf ischämische, hypoxische und anoxische Gewebe, einen günstigen Dampfdruck, um eine ausreichende Expiration der in der Emulsion enthaltenen Perfluorcarbonverbindungen zu ermöglichen, und eine für die klinische Anwendung akzeptable Toxizität; die Emulsion kann klar, durchscheinend oder milchig sein.
Die Emulsion von Perfluorcarbonverbindungen enthält mindestens eine Perfluorcarbonverbindung, einen Emulgator und physiologische Salze sowie Monoglyceride davon. Derartige Emulsionen von Perfluorcarbonverbindungen sind beschrieben in den US-Patenten 3 911 138 von Clark, Jr., 3 962 439 von Yokoyama et al. und 4 252 827 von Yokoyama et al., Yokoyama, K. et al.: " A Perfluorochemical Emulsion as an Oxygen Carrier" in Artificial Organs 8 : 34- 40, 1984, und Yokoyama, D. et al.: "Selection of 53 PFC Substances for Better Stability of Emulsion and Improved Artificial Blood Substances", in Advances in Blood Substitute Research, New York: Liss, Inc., 1983, Reiss, J.G.: "Reassessment of Criteria for the Selection of Perfluorochemicals for Second- Generation Blood Substitutes: Analysis of Structure/Property Relationships" in Artificial Organs, 8 : 44-56, 1984, die sämtlich durch Bezugnahme Bestandteil dieser Beschreibung werden.
Bevorzugte Emulsionen von Perfluorcarbonverbindungen enthalten mindestens eine Perfluorcarbonverbindung mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Perfluordecalin, Perfluormethyldecalin, Perfluoralkylcyclohexanen mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, Perfluoralkyltetrahydrofuranen mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, Perfluoralkyltetrahydropyranen mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, Perfluoralkanen mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen; sie können mindestens ein Perfluor-(tert)-amin mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Perfluor-(tert)-alkylaminen mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen, Perfluor-N-alkylpiperidinen mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und Perfluor-N-alkylmorpholinen mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe enthalten. Außerdem enthalten diese Emulsionen hochmolekulare nichtionische Tenside mit einem Molekulargewicht zwischen etwa 2.000 und 20.000, ein Phospholipid und mindestens eine Fettsäureverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fettsäuren mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen sowie physiologisch verträglichen Salze und Monoglyceriden davon. Das Gewichtsverhältnis der Perfluorcarbonverbindung zum Perfluor-(tert)-amin liegt zwischen 95 bis 50 zu 5 bis 50.
Das "hochmolekulare nichtionische Tensid" hat ein Molekulargewicht von 2.000 bis 20.000 und enthält Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Copolymere, Polyoxyethylenalkylether und Polyoxyethylenalkylarylether. Die Tensidkonzentration in der Emulsion liegt zwischen etwa 2,0 und etwa 5,0%, vorzugsweise zwischen 3,0 und 3,5% (Gewicht pro Volumen).
Die Benennung "% (Gewicht pro Volumen)" bezeichnet den Mengenanteil eines Stoffs in Gramm bezogen auf 100 Milliliter der fertigen Emulsion.
Perfluorcarbonverbindungen mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen sind beispielsweise ein Perfluorcycloalkan oder Perfluoralkylcycloalkan, wozu beispielsweise Perfluor-C&sub3;&submin;&sub5;-Alkylcyclohexane wie Perfluormethylpropylcyclohexan, Perfluorbutylcyclohexan, Perfluortrimethylcyclohexan, Perfluorethylpropylcyclohexan, Perfluordecal in und Perfluormethyldecal in gehören; ein Perfluor-C&sub4;&submin;&sub6;-Alkyltetrahydropyran wie Perfluorhexyltetrahydropyran; ein Perfluor-C&sub5;&submin;&sub7;-Alkyl tetrahydrofuran wie Perfluorpentyltetrahydrofuran, Perfluorhexyltetrahydrofuran und Perfluorheptyltetrahydrofuran; und ein Perfluoralkan mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen wie Perfluornonan und Perfluordecan.
Perfluor-(tert)-amine mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen sind beispielsweise ein Perfluortertalkylamin mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen, wozu beispielsweise Perfluortrialkylamine wie Perfluor-N,N-dibutylmonomethylamin, Perfluor-N,N- diethylpentylamin,Perfluor-N,N-diethylhexylamin,Perfluor-N,N-dipropy-lbutylamin und Perfluortripropylamin gehören; ein Perfluor-N,N-dialkylcyclohexylamin mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen wie Perfluor-N,N-diethylcyclohexylamin; ein Perfluor-N-C&sub4;&submin;-alkylpiperidin wie Perfluor-N-pentylpiperidin, Perfluor-N- hexylpiperidin und Perfluor-N-butylpiperidin; und ein Perfluor-N-C&sub5;&submin;&sub7;-Alkylmorphol in wie Perfluor-N-pentylmorphol in, Perfluor-N-hexylmorphol in und Perfluor-N-heptylmorphol in.
Das einzuhaltende Gewichtsverhältnis der Perfluorcarbonverbindung zum Perfluor-(tert)-amin liegt bei 50 bis 95 zu 50 bis 5, und die Gesamtmenge der Perfluorcarbonverbindung und des Perfluor-(tert)-amins in der Emulsion beträgt etwa 10 bis etwa 50% (Gewicht pro Volumen).
Als Emulgatorhilfsstoff werden in der Erfindung die gemäß dem stand der Technik üblichen Phospholipide verwendet, wobei Phospholipide, die Eigelb- Phospholipid oder Sojabohnen-Phospholipid enthalten, bevorzugt sind. Die Emulgatormenge in der Emulsion liegt zwischen etwa 0,1 und etwa 1,0% (Gewicht pro Volumen), vorzugsweise zwischen etwa 0,4 und etwa 0,6% (Gewicht pro Volumen).
Die als Emulgatorhilfsstoff verwendete Fettsäureverbindung ist eine Fettsäure mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, ein physiologisch verträgliches Salz, wie beispielsweise ein Natrium- oder Kaliumsalz oder ein Monoglycerid davon, wozu beispielsweise Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Arachidonsäure und Natrium- oder Kaliumsalze sowie Monoglyceride davon gehören. Diese Fettsäureverbindungen können sowohl einzeln als auch als Gemisch von zwei oder mehreren Arten in so kleinen Mengen wie von 0,004 bis 0,1% (Gewicht pro Volumen) und vorzugsweise von etwa 0,02 bis 0,04% (Gewicht pro Volumen) verwendet werden. Unter diesen Fettsäureverbindungen und ihren physiologisch verträglichen Salzen, von denen die bevorzugtesten 14 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisen, und am meisten bevorzugt sind in Anbetracht ihrer guten Löslichkeit und der einfachen Herstellung der Emulsion Kaliumpalmitat und Kaliumoleat.
Die derzeit bevorzugte Emulsion von Perfluorcarbonverbindungen wird von der Green Cross Corporation, Osaka, Japan, hergestellt und unter dem Handelsnamen Fluosol-DA verkauft. Art und Zusammensetzung sowie die Formulierung von Fluosol-DA sind im US-Patent 4 252 827 beschrieben und beansprucht. Flusoi ist ein eingetragenes US-Warenzeichen der Green Cross Corporation, Osaka, Japan.
Außer bei der Eindämmung der Krebsausbreitung durch Metastasierung ist die erfindungsgemäße pharmazeutische Zusammensetzung auch in Verbindung mit einer Strahlentherapie zur Eindämmung des Wachstums primärer Krebsmetastasen besonders hilfreich.
Als geeignete nicht sauerstoffabhängige Chemotherapeutika, die der erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zusammensetzung zugesetzt werden können, kommen in frage: Androgene, Östrogene, Antiöstrogene, Progesterone, Nebennieren- Steroide, Stickstofflost, Thio-TEPA, Busulfan, 6-Mercaptopurin, 6-Thioguanin, 5-Fluoruracil, Cytosin-Arabinosid, Adriamycin, Dactinomycin, Daunomycin Bleomycin, Mithramycin, Mitomycin-C, CCNU, Methyl-CCNU, DTIC, Hydroxyharnstoff, cis-Platin (cis-Platin(II)diamindichlorid), Procarbazin, Hexamethylmelamin, L-Asparaginase und ähnliche. Lipophile Arzneistoffe, wie Alkylantien, sowie die Makrophagenaktivität beeinflussende Stoffe, wie Lymphokine, können ebenfalls eingesetzt werden.
Von einigen Chemotherapeutika ist bekannt, daß sie sauerstoffabhängig sind, d. h. daß Sauerstoff vorhanden sein muß, damit das Chemotherapeutikum durch die Zellwand der Krebszelle hindurchtreten kann, oder daß dieser Vorgang von Sauerstoff zumindest begünstigt wird, und daß Sauerstoff die Zellteilung und/oder die Toxizität oder die spezifische Wirkung des Chemotherapeutikums auf die Tumorzellen begünstigen kann. Zu diesen sauerstoffabhängigen Chemotherapeutika gehören beispielsweise Methotrexat, Vinblastin, Vincristin, Cyclophosphamid und Daunomycin, VP-16 und BCNU.
Es wird angenommen, daß bei Verabreichung des Chemotherapeutikums als Beimischung zur PFC-Emulsion der Transport des Chemotherapeutikums zum Tumor durch Makrophagen gefördert wird. Es wird angenommen, daß ein in der PFC-Emulsion gelöstes Chemotherapeutikum von Makrophagen aufgenommen wird, die es dann zum Tumor transportieren, und die Wirksamkeit des Chemotherapeutikums kann durch die Fähigkeit der PFC-tragenden Makrophagen zum Sauerstofftransport erhöht werden, wodurch auch die tumorzerstörende Wirkung der Makrophagen vergrößert werden kann.

Claims

1. Pharmazeutische Zusammensetzung zum Vermindern der Metastasenbildung eines Krebstumors, enthaltend ein tumorzerstörendes chemotherapeutisches Mittel in Kombination mit einer Dosierungseinheit von 2 bis 15 ml/kg Körpergewicht einer 20-prozentigen (Gew./Vol.), sauerstofftragenden wäßrigen Emulsion einer physiologisch verträglichen, sauerstoffübertragenden Perfluorcarbon-Verbindung.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das tumorzerstörende chemotherapeutische Mittel ausgewählt ist aus Methotrexat, Vinblastin, Vincristin, Daunomycin, VP-16, BCNU, Androgenen, Östrogenen, Anti-Östrogen, Progestinen, Nebennieren-Steroiden, N-Lost, Cyclophosphamid, Thio-TEPA, Busulfan, 6-Mercaptopurin, 6-Thioguanin, 5-Fluoruracil, Cytosin-Arabinosid, Adriamycin, Dactinomycin, Bleomycin, Mithramycin Mitomycin-C, CCNU, Methyl-CCNU, DTIC, Hydroxyharnstoff, cis-Platin (cis-Platin(II)diamindichlorid), Procarbazin, Hexamethylmelamin und L-Asparaginase.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wäßrige Emulsion der Perfluorcarbon-Verbindung mindestens eine sauerstoffübertragende Perfluorcarbon-Verbindung, ein Emulgiermittel, physiologische Salze und Monoglyceride davon enthält.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Perfluorcarbon-Verbindung 9 bis 11 Kohlenstoffatome aufweist und ausgewählt ist aus Perfluordecalin, Perfluormethyldecalin, Perfluoralkylcyclohexanen mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen im Alkyl, Perfluoralkyltetrahydrofuranen mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen im Alkyl, Perfluoralkyltetrahydropyranen mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkyl, Perfluoralkanen mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Emulsion auch mindestens ein Perfluor-(tert)-amin mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen enthält, ausgewählt aus Perfluor-(tert)-alkylaminen mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen, Perfluor-N-alkylpiperidinen mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkyl und Perfluor-N-alkylmorpholinen mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen im Alkyl.

6. Verwendung einer Dosierungseinheit von 2 bis 15 ml/kg Körpergewicht einer wäßrigen Emulsion einer physiologisch verträglichen, sauerstoffübertragenden Perfluorcarbon-Verbindung zur Herstellung eines Medikaments zum Stimulieren von Makrophagen.

7. Verwendung einer Dosierungseinheit von 2 bis 15 ml/kg Körpergewicht einer wäßrigen Emulsion einer physiologisch verträglichen, sauerstoffübertragenden Perfluorcarbon-Verbindung und eines tumorzerstörenden chemotherapeutischen Mittels zur Herstellung eines Medikamentengemisches zum Stimulieren von Makrophagen, um dadurch die Metastasenbildung eines Krebstumors zu vermindern.