JP2000511513A - 合成受容体を用いたプロドラッグ組成物および薬物配送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、活性薬物が標的とする病態生理学的受容体の存在下でのみ利用可能になるようなやり方で、合成受容体に特異的に結合した薬物を含む、プロドラッグ複合体及びマルチ−プロドラッグ複合体を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 合成受容体を用いたプロドラッグ組成物および薬物配送方法 序論 本発明は、合成受容体を用いた“知能向上薬：プロドラッグ組成物および薬物 配送方法”なる名称の１９９４年５月６日に受理された公開文書第３５３６８７ 号に関連する。 発明の背景 革新的な配送系が多くの場合に慣用的な薬物製剤を凌駕する利益を提供するこ とが分かっているので、薬物配送技術における研究はさかんになっている。代替 え薬物配送系は、例えば、効力と安全性とを高め、しかも副作用を減じることに よって、治療利益を生じることが判明している。これらの系の多くはより便利な 投与剤型や投与スケジュールを含めた使用上の利益を患者に提供する。さらに、 代替え配送系は、後発メーカーの薬を含めて認可薬物の新たな適応症への使用を 可能にする。さらに、新規な配送系の開発は、開発中の多くの新規な薬物の認可 と広汎な使用とを促進している。したがって、代替え薬物配送系の世界市場はこ の５年間にわたって倍加を越えて成長し、約６０億ドルに達しており、平均３０ 〜４０％に及ぶ年間成長率がこの先の数年間に見込まれている。ＦＤＡが認可し た薬物配送系の例は、ポリマー、オスモティック、リポソーム、鼻腔製剤及び経 皮製剤、エーロゾル及び樹脂を包含する。新たに開発中の配送系には、ゲル、フ ォーム(foam)、微細粒子、赤血球及びプロドラッグがある。さらに、薬物投与の 効率及び／又は便利さを改良するために、制御注入デバイス（例えば、患者が制 御できる無痛法のためのデバイス）、計量吸入器及び移植可能性ポンプを含めた 、多くのデバイス技術が開発されつつある。 代りの薬物配送系は、治療法に関する市場の成長と製品革新の最も活発な分野 である、最新のバイオ薬剤のために特に重要である。認可された及び認可申請中 のバイオ薬物の大部分が、効果的に経口投与されることができず、かつ注射薬と しては、効果的でない、非実用的に不便である、又は他の点で許容されない可能 性がある組換えペプチド及びタンパク質である。このような化合物の商業的な可 能性と市場開発速度とは薬物配送系の改良に大きく依存する。 薬物配送系は本明細書では、全身的に又は解剖学的若しくは病態生理学的に定 義される部位における薬物濃度及び作用持続期間に対する制御の増強を可能にす る投与形（１種類以上の薬物を含む）として定義される。開発中の主要なアプロ ーチは，制御放出製剤、生体適合性マトリックス中での薬物の局所配送、受容体 指向性又は膜指向性作用剤を用いる標的配送、及びｉｎ ｖｉｖｏにおいて活性 薬物に転化するまで治療的に不活性に留まるプロドラッグ組成物を包含する。 局所配送は、全身投与に起因すると考えられる毒性及び副作用なしに、望まし い作用部位に治療有効濃度の薬物を臨床的に適当な期間にわたって供給すること を目的とする。典型的な適応症には、歯周疾患、眼感染症、及び多様な癌を包含 する。開発中のアプローチは、生体分解性ポリマー、ゲル、フォーム(foam)、微 細粒子、微小嚢、タンパク質系マトリックス及び移植可能性ポンプを含む。多く の局所配送アプローチは、投与後の長時間にわたる作用を可能にするために、組 み込み型(built-in)の持続放出機構を含んでいる。しかし、局所的配送を行うに は、好ましくは非侵襲性方法又は適当な手術方法によって、問題の部位へ都合よ く近づけることが要求される。しかも、局所配送は、転移疾患、劇症感染症、又 は他の原発性部位から移動する傾向がある病態において重要になる、拡散又は全 身性保護を与えることができない。 制御放出製剤は、慣用的な投与に付随して生ずる劇的なピーク対谷値(peak-to -trough)の変動なしに、治療範囲内の薬物濃度を維持するように設計される。ピ ークレベルの除去は、毒性と副作用とを減ずることによって、薬物安全性を高め る。谷値を避けることは、治療的薬物レベル未満の期間中に症状が隠されてしま う危険性を未然に防ぐ。大抵の制御放出技術は、短い半減期を有する薬物の作用 延長を可能にする持続放出機構を含むので、投与間隔を延長し、使用の容易さ及 び患者の応諾を増強する。プロドラッグは、薬物が投与時は不活性であるが、ｉ ｎ ｖｉｖｏで特定の生理的環境又は代謝プロセスに暴露されることによって活 性形に転化されるような、制御放出製剤の特別なカテゴリーである。経口投与薬 物の生体適合性を高め、全身の薬物レベルの変動を最小にし、生体分布(biodist ribution)の大体の制御を可能にし、局所投与された及び全身投与された両方の 薬物の半減期を高めるために、制御放出が用いられて成功している。しかし、制 御放出製剤の主要な欠点は、薬物の働きを非選択的機構によって実際に制御でき る程度が限られていることである。 薬物のターゲッティングとは臨床的に関連した器官、組織、細胞又は受容体へ の治療剤の選択的な配送を意味する。選択的な配送は特異的な分子ターゲッティ ング剤によって又は、薬物の薬物動力学的性質と生体分布とを変えるように薬物 の物理化学的性質を変化させる方法によって達成される。例えば、モノクローナ ル抗体、レクチン、ペプチド及び特異的な糖のような、特異的な分子ターゲッテ ィング剤は、選択的に病態生理学的受容体に結合することによって、複合体化し た薬物をその作用部位に極めて接近させる。薬物又は薬物−キャリヤー複合体の 物理化学的性質を変えることは、種々な細胞種類による結合及び摂取に対する効 果や、例えば胃粘膜、皮膚、毛管膜及び血液−脳関門のような生理学的バリヤー を横切る輸送に対する効果によって、薬物分布に非選択的に影響することができ る。ターゲッティングアプローチの例は、臨床的に重要な受容体又は疾患マーカ ーに特異的に結合するように設計された、免疫複合体及びモノクローナル抗体修 飾リポソームと、キャリヤーにコンジュゲートした薬物または膜透過性を強化す るビヒクル中で投与される薬物とを包含する。しかし、このような治療的コンジ ュゲートはまだ広汎に受け入れられてはいない。組織透過性、安定性及び免疫原 性に関連した技術的困難を別にして、イムノコンジュゲートや関連ターゲッティ ング方法に関する問題は、これらの方法が望ましい作用部位に近づく投与薬物の 割合を高めないことである。アフィニティに基づくターゲッティング剤は、その 作用部位近くに存在する薬物が効力を及ぼす確率を高めるが、これらのターゲッ ティング剤は、投与された薬物が望ましい部位に達する割合を高めることはでき ない。したがって、これらのターゲッティング剤は、望ましい作用部位に薬物を 封鎖する又は集中させる機構を提供しない。開発中の、アフィニティに基づく配 送ビヒクルは、薬物コンジュゲートを結合相（例えば、標的受容体に）と遊離相 （例えば、細胞外流体中の）に分配することを可能にするにすぎず、この分配は 薬物コンジュゲートの容積濃度に直接依存する。それ故、配送効率はターゲッテ ィング剤受容体に対するターゲッティング剤のアフィニティと、治療関連部位に 分配される投与薬物の割合の両方によって制約される。一般に、例えば、癌、感 染症及び血管閉塞のような局在化状態を、治療的イムノコンジュゲートの全身的 投与によって治療することは非常に非能率的である。投与されたコンジュゲート の小部分（＜１％）のみしか標的受容体と相互作用せず、残りは代謝され、排泄 される。 したがって、現在の薬物ターゲッティング方法に比べて、大きな効率、安全性 、作用持続期間及び便利さを与える薬物配送系がますます必要とされている。発明の概要 本発明の目的は、合成受容体に特異的に結合した薬物を含むプロドラッグ複合 体であって、特異的に結合した薬物が合成受容体から解離したときにのみ治療的 に有効になる上記プロドラッグ複合体を提供することである。 本発明の他の目的は、合成受容体に特異的に結合した薬物を含むプロドラッグ 複合体であって、プロドラッグ複合体のｉｎ ｖｉｖｏ半減期が非結合状態で投 与される薬物のｉｎ ｖｉｖｏ半減期よりも大きい上記プロドラッグ複合体を提 供することである。 本発明の他の目的は、合成受容体に特異的に結合したバイオ薬剤を含むプロド ラッグ複合体であって、バイオ薬剤が合成受容体に特異的に結合したときにバイ オ薬剤のｉｎ ｖｉｖｏ安定性が上昇する上記プロドラッグ複合体を提供するこ とである。 本発明の他の目的は、ヘテロポリマーに特異的に結合した多重薬物分子を含む 多重プロドラッグ・レザバー(multiple-prodrug reservoir)であって、薬物分子 が、コンビナトリアル法(combinatorial method)によって選択されたモノマー配 列を含む反復合成受容体モチーフに特異的に結合している、上記マルチ−プロド ラッグ・レザバーを提供することである。 本発明の他の目的は、生物学的又は生体適合性構造に機能的に結合した合成受 容体に特異的に結合した薬物を含む固定化プロドラッグ複合体であって、固定化 プロドラッグ複合体のｉｎ ｖｉｖｏ半減期が、単独で投与されるプロドラッグ 複合体又は薬物のｉｎ ｖｉｖｏ半減期よりも大きい上記固定化プロドラッグ複 合体を提供することである。 本発明の他の目的は、薬物をプロドラッグ複合体又は固定化プロドラッグ複合 体として投与することによって、生物学的膜を横切る薬物の輸送を調節する方法 を提供することである。 本発明の他の目的は、薬物をプロドラッグ複合体又は固定化プロドラッグ複合 体として投与することによって、薬物の投与量の作用持続期間を延長する方法を 提供することである。 本発明の他の目的は、薬物をプロドラッグ複合体又は固定化プロドラッグ複合 体として投与することによって、薬物の治療的受容体と相互作用する、薬物投与 量の割合を高める方法を提供することである。 本発明の他の目的は、薬物をプロドラッグ複合体又は固定化プロドラッグ複合 体として投与することによって、治療有効量の投与後に非特異的な相互作用に用 いられてしまう薬物の生理学的濃度を減ずる方法を提供することである。 本発明の他の目的は、薬物をプロドラッグ複合体又は固定化プロドラッグ複合 体として投与することによって、薬物投与速度を標的受容体の数、濃度又は活性 に比例して調節する方法を提供することである。 本発明の他の目的は、薬物をプロドラッグ複合体又は固定化プロドラッグ複合 体として投与することによって、薬物の治療効力を減ずることなく、薬物の投与 頻度、累積投与量、毒性及び副作用を減ずる方法を提供することである。 発明の詳細な説明 本発明は、合成受容体に特異的に結合する治療剤を含む、プロドラッグ複合体 又はマルチ−プロドラッグ複合体を用いる、効果的な部位特異的薬物配送の方法 、組成物及び用途に関する。これらの複合体の好ましい実施態様は、慣用的な薬 剤製剤や、例えばイムノコンジュゲート、融合タンパク質及びリポソームのよう な薬物ターゲッティングのための新たに出現した方法や、例えば微細粒子、生分 解性ポリマー、ゲル及びフォーム(foam)のような制御薬物配送のための新たに出 現した方法を凌駕して、特異性、効力及び治療作用持続期間を増大させることに よって薬物配送を強化する。さらに、合成受容体への選択された薬物の結合は、 選択された薬物に増強された安定性を与えることによって、薬物配送をも強化す る。これらの複合体は、薬物又は既知の化学的物質が比較的高いアフィニティで 特異的に結合する標的の病態生理学的受容体の不存在下では実質的に不活性な又 は無効な状態で、薬物又は既知の化学的物質を含む。このような病態生理学的受 容体が存在すると、薬物の解離と再結合によって、合成受容体から病態生理学的 受容体への薬物のターゲット依存性配送を生じる。少なくとも１種類の合成受容 体に特異的に結合した少なくとも１種類の薬物分子を含む、本発明のプロドラッ グ複合体又はマルチ−プロドラッグ複合体の投与は、治療上利益をもたらす。 本発明において、“薬物”とは診断又は治療の目的のために生物に投与される 、任意の分子、分子複合体又は物質を包含する意味であり、そのような目的は医 用イメージング用途、モニターリング用途、避妊用途、コスメチック用途、栄養 薬剤学的用途(nutraceutical application)、薬剤用途及び予防用途を包含する 。“薬物”なる用語はさらに、化学的に修飾された及び／又は生物学的構造若し くは生体適合性構造に機能的に結合したような、任意の分子、分子複合体又は物 質を包含することを意味する。“プロドラッグ”なる用語は、ｉｎ ｖｉｖｏで 治療有効形又は利用可能形に転化されるまでは完全には有効又は利用可能でない 、薬物、薬物先駆体又は修飾薬物を意味する。“プロドラッグ複合体”なる用語 は、非共有結合した少なくとも２つの分子を含むプロドラッグを意味し、非限定 的に、合成受容体に特異的に結合した薬物を包含する。本明細書中で“マルチ− プロドラッグ・レザバー”としても表現される“マルチ−プロドラッグ複合体” は、少なくとも２つの合成受容体に特異的に結合した少なくとも２つの薬物分子 を含むプロドラッグ複合体を意味する。“特異的に結合する”、“特異的に結合 した”及び“特異的に結合している”なる用語は、リガンドと受容体との間の飽 和可能な非共有結合的な相互作用であって、リガンドの構造的類似体によって競 合的に阻害されうるものを意味する。“解離可能な”及び“置換可能な”なる用 語は、リガンド−受容体複合体のリガンド又は受容体のいずれかに対する第２特 異的結合パートナーの存在下で正味の解離を受けることができる、特異的に結合 したリガンド一受容体複合体を意味する。“リガンド”なる用語は、受容体の特 異的な結合パートナーを意味し、非限定的に、受容体アゴニスト、部分的アゴニ スト、混合アゴニスト、アンタゴニスト、薬物、ホルモン、伝達物質、オータコ イド、成長因子、サイトカイン、補欠分子族、補酵素、補助因子、調節因子、抗 原、ハプテン、ビタミン、核酸、及び合成ヘテロポリマー（アミノ酸、ヌクレオ チド、炭水化物若しくは非生物学的モノマーからなる）を意味し、これらの類似 体及び誘導体も包含し、さらに、これらの分子のいずれかを第２分子に付着又は 結合させることによって形成されるコンジュゲート又は複合体をも包含する。“ 受容体”なる用語は、リガンドの特異的な結合パートナーを意味し、非限定的に 、膜受容体、可溶性受容体、クローン化受容体、組換え受容体、ホルモン受容体 、薬物受容体、伝達物質受容体、オータコイド受容体、サイトカイン受容体、抗 体、抗体フラグメント、改変抗体、抗体模倣体、分子認識単位、接着分子、凝集 素、インテグリン、セレクチン、核酸、及び合成ヘテロポリマー（アミノ酸、ヌ クレオチド、炭水化物若しくは非生物学的モノマーからなる）を、これらの類似 体及び誘導体、並びに、これらの分子のいずれかを第２分子に付着又は結合させ ることによって形成されるコンジュゲート又は複合体をも含めて意味する。“特 異的結合対”なる用語は、リガンドと対応受容体とを意味する。“合成受容体” なる用語は、薬物と特異的に結合するように設計され、選択され又は改変されて いる、任意の天然に生成した、又は組換え体の、又は生物学的に産生した、又は 合成のリガンド若しくは受容体を意味する。“治療的受容体”及び“病態生理学 的受容体”なる用語は、薬物が作用する分子部位を意味する。“治療ターゲット ”なる用語は治療的介入の対象を意味し、例えば特定の器官、組織若しくは細胞 の種類、血小板、小体(corpuscle)、微生物、分子複合体又は分子のような、治 療的受容体を含む、任意の生理学的若しくは病理学的実体を包含する。“生体適 合性”なる用語は、ｉｎ ｖｉｖｏで投与されたときに非免疫原性、非アレルギ ー誘発性及び無毒性である外因性物質を意味する。 能動的若しくは受動的薬物ターゲッティングに基づく又は、持続放出製剤、長 時間作用製剤及び反復作用製剤を含めた制御薬物配送に基づく既存の方法とは対 照的に、本発明の複合体は、合成受容体と標的の病態生理学的受容体との間のア フィニティの相違による薬物分配に基づく。本発明は、特異的結合パートナーに 予め結合した薬物の投与と、合成受容体と治療ターゲットとの間での薬物の分配 と、活性薬物のターゲット依存性の利用可能性と、それにより異なる受容体間で 同じリガンドを特異的に分配することを含む。本発明はさらに、ある種の用途に 関しては、合成受容体又は薬物のいずれかに、生物学的又は生体適合性構造の合 成受容体を機能的に取り付けることによって、改良することができる。機能的取 り付けとは、合成受容体を前記構造に直接結合させることができる、又は中間体 （例えば、キャリヤー、薬物又はスペーサー）を介して間接的に結合させること ができることを意味し、結合は共有結合でも非共有結合でもよい。選択された薬 物又は合成受容体の共有結合のためには、新しい基の導入、基の修飾若しくは変 形若しくはブロッキング、基への取り付け、架橋等を包含しうる化学的修飾を必 要とすることは、当業者に明らかであろう。この開示のために、“薬物”及び“ 合成受容体”なる用語は、化学的に修飾されている及び／又は生物学的若しくは 生体適合性構造に取り付けられている薬物及び合成受容体を包含する。 本発明のプロドラッグ複合体及びマルチ−プロドラッグ複合体に用いられる合 成受容体は、当業者に周知の、多くの種々な方法によって選択され、製造される ことができ、そのような方法には非限定的に、モノクローナル抗体技術、あるい は、配列及び形状ライブラリーから天然アミノ酸若しくは修飾アミノ酸、ヌクレ オチド、炭水化物又は小有機分子のヘテロポリマーを選択するコンビナトリアル 手法とが包含される。種々な、大きい及び小さい分子に結合することができる合 成受容体を同定するためには、例えば、コード化された化学ライブラリーのスク リーニングが用いられている。例えば、Ｋａｕｆｆｍａｎ，Ｓ．Ｂｅｒ．Ｂｕｎ ｓｅｎｇｅｓ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．１９９４，９８：１１４２〜１１４７；Ｋ ｅｎａｎ等，ＴＩＢＳ，１９９４，１９：５７〜６４；Ｏｓｔｒｅｓｈ等，Ｐｒ ｏｃ．Ｎａｔ’１．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，１９９４，９１：１１１３８〜 １１１４２を参照のこと。本発明はこのような方法を、改良された薬物配送を可 能にするプロドラッグ複合体に有用な合成受容体の選択に適用する。合成受容体 は、好ましくは分子候補の多様なプールから、より好ましくはコンビナトリアル 形状ライブラリーから、特異的な結合性質及び物理化学的特性に関する相互作用 スクリーニングと選択とによって同定される。合成受容体を選択することができ る分子（及び対応模倣体）の種類は、非限定的に、抗体、改変抗体、オリゴヌク レオチド、オリゴ糖、ペプチド、例えばポリヒドロキシアルカノエート、ポリフ ェノール、ポリホスフェート及びポリスルフェートのような有機ポリマー、並び にこれらの誘導体、類似体又は組合せを包含する。プロドラッグ複合体の溶解性 と循環半減期との最適化は、分子サイズと正味電荷（例えば、生理学的条件下で のイオン化度）が異なる合成受容体のパネルから、多重因子的選択によって達成 される。解離可能な薬物の薬理学的半減期は、単離された標的の病態生理学的受 容体に対する薬物の見かけのアフィニティと比較して、薬物に対する相対的アフ ィニティに基づいて合成受容体候補をさらに選択することによって最大化される 。 好ましい実施態様では、本発明のプロドラッグ複合体をさらにキャリヤーに機 能的に取り付けることができる。これは、最初に薬物又は合成受容体のいずれか をキャリヤーに取り付け、次に相補的な特異的結合パートナーを特異的に結合さ せることによって達成することができる。或いは、薬物と合成受容体とを最初に 、相互に特異的に結合させて、プロドラッグ複合体を形成して、次にこれをキャ リヤーに機能的に取り付けることができる。キャリヤーは、遊離薬物よりも迅速 にクリアーされない、任意の生物学的又は生体適合性分子、分子複合体又は微細 構造であることができ、好ましくは、細胞、小嚢、微細粒子、ポリマー、ゲル又 はマトリックスであることができ、より好ましくは、血液形成要素又は細網内皮 細胞であることができる。当業者によって理解されるように、キャリヤーは、プ ロドラッグ複合体の形成前又は後に、薬物又は合成受容体のいずれかに取り付け ることができる。他の薬物配送技術を凌駕する利点は、改良された安全性、効力 及び患者応諾と、より便利な投与スケジュールと、低い治療費とである。 分析物に依存的な形式で置換される特異的結合パートナーの準−安定な複合体 の形成は、免疫診断的製品において実証されている。例えば、米国特許第５，０ ２８，５３５号；Ｈｉｎｄｓ等，Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９ ８４，３０：１１７４〜１１７８；Ｍａｔｓｕｉ等，Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９１ ，２５４：１７８８〜１７９１を参照のこと。本発明は、薬物と合成受容体との 準−安定性複合体を治療組成物と薬物配送方法とに適用する。 例えばオリゴヌクレオチドのようなバイオ薬剤の酵素分解からの保護は、コン ジュゲート基を酵素認識部位の近くに共有結合させることによって、達成されて いる。本発明の合成受容体は、酵素アクセスを遮断する部位においてバイオ薬剤 に非共有結合することができる。“バイオ薬剤”なる用語は、炭水化物、アミノ 酸、脂質、ヌクレオチド又はこれらの誘導体若しくは類似体から生物学的に産生 される又は合成される薬物を包含する。それによって、本発明のプロドラッグ複 合体はバイオ薬剤を酵素分解から保護して、薬物配送を促進する多目的な方法を 提供する。 細胞、リポソーム、微細粒子及び他の構造へのリガンドの機能的取り付けは、 免疫診断的試験と薬物配送とに適用されている。例えば、Ｏ’Ｃｏｎｎｅｌｌ等 ，Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９８５，３１：１４２４〜１４２ ６；Ｓｚａｂｏ，Ｇ．とＤａｍｊａｎｏｖｉｃｈ，Ｓ．，Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ， １９８９，１０：８０１；Ｂｅｔａｇｅｒｉ，Ｇ．Ｖ．とＨａｂｂ，Ｍ．Ｊ．， Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９４，１４：８ 〜１６を参照のこと。診断用途及び治療用途に用いるための赤血球とリンパ球の ｅｘ ｖｉｖｏ修飾も、長期間作用薬物の配送のためのリポソームの安定化と同 様に、実証されている。本発明では、同様な方法が、予定された速度での受動的 放出又は配送ではなく、治療的受容体の存在量に比例して、活性薬物を放出する 微細キャリヤー固定化プロドラッグ複合体の開発に適用される。 生体適合性マトリックスおよび微細粒子は、治療インプラント、補綴デバイス 及び制御薬物配送のために開発されている。本発明は、新規なプロドラッグ複合 体の分配と半減期とを制御するためのキャリヤーとして、このような生体適合性 構造を用いた方法と組成物とを提供する。好ましくは、組成物は、明確で(defin ed)、再現可能な分子組成物を用いて合成されることができる、種々なサイズ及 び形状のヘテロポリマー内の反復合成受容体モチーフを含む、バイオポリマー及 び合成有機同等物を包含する。反復配列と共に配置された、ヌクレオチド、アミ ノ酸、糖、脂肪酸、フェノール、ホスフェート、スルフェート及び／又は他の有 機モノマーを含む線状、分枝状及び環状バイオポリマーを興味対象の薬物に特異 的に結合させるために予め選択することができる。 本発明の重要な利益は、種々な臨床的適応症、薬物種類、ターゲット分布及び 薬物動力学的目的のために、特定の態様を選択して最適化することを可能にする 、多数の構成的組み合わせ順(compositional permutaition)の多様性である。例 えば、第１実施態様は特異的に結合した形での薬物の使用を含み、この実施態様 では、選択された合成受容体が低アフィニティ部位への薬物の非特異的結合を最 小にして、好ましくない細胞摂取と代謝分解を防止するために役立つ。薬物の活 性部位は合成受容体に特異的に結合しているので、薬物−パートナー複合体は、 薬物が治療的受容体に対して放出されるまで、機能的に不活性であり、したがっ て、“プロドラッグ”の定義を満たす。この実施態様では、選択した薬物と、薬 物作用の好ましい持続期間と、治療ターゲットの生体解剖学的分布及びミクロ的 位置付けとに依存して、種々の合成受容体設計と選択手段が必要である。 この実施態様を用いて、慣用的な薬剤の安全性と作用持続期間とを改良するこ とができる。例えば、その臨床的有用性が毒性、副作用、不便な投与及び／又は 関連する患者の不応諾によって限定される薬物をこの複合体として用いることは 、全身投与薬物のピーク対谷値変動を最小にし、不利な作用を減じ、治療的作用 を持続させることができる。この複合体が特に適する薬物の例は、非限定的に、 例えばポリエン抗真菌剤及び糖ペプチド抗生物質のように、感受性生物の膜に結 合するか又は例えばイソニアジド、アミノグリコシド及びテトラサイクリンのよ うに、受容体仲介プロセスによって内部取り込みされる抗感染薬；例えばテルフ ェナジン及びシメチジンのように、ヒスタミン受容体に作用する、アレルギー薬 、喘息薬及び潰瘍薬並びに、例えばブラジキニン、プロスタサイクリン、セロト ニン及びロイコトリエンのような、他のオータコイド；例えば強心配糖体、ＡＣ Ｅ阻害剤、β−遮断薬及びカルシウムアンタゴニストのような、心血管系薬物及 び抗高血圧薬；例えばトロンビン阻害剤及び血小板受容体アンタゴニストのよう な抗血栓薬を包含する。この種類のプロドラッグ複合体は、細胞外の又は外部膜 の受容体に対して活性薬物を放出するように設計されるので、治療作用のために 細胞摂取を必要としない。さらに、選択された合成受容体は特異的に結合した薬 物の細胞摂取を、遊離薬物に比べて強化するので、細胞内受容体に対する薬物作 用に有利である。 第２の実施態様は、特異的に結合した薬物−パートナー複合体を、血液形成要 素、細網内皮細胞又は長い半減期の生体適合性微細構造（例えば、リポソーム、 微小球）又はナノ構造物（例えば、バイオポリマー、多重分子複合体へ機能的に 取り付けることをさらに含む。この実施態様は、治療ターゲットを不活性プロド ラッグ複合体の高容量微小レザバーによって連続的に潅流し、活性薬物が治療的 受容体レベルに比例して解離するようにする方法を提供する。種々な用途に対し て、種々な物理的及び化学的特性（例えば、サイズ、形状、イオン化度、脂質溶 解性）を有するキャリヤーを選択することによって、キャリヤー結合プロドラッ グ複合体の循環半減期と生体分布とを最適化することができる。 好ましい実施態様では、予め選択された合成受容体を、例えば、反復合成受容 体モチーフとして配置されたモノマー（例えば、ヌクレオチド、アミノ酸、糖、 脂肪酸、フェノール、ホスフェート、スルフェート）の配列からなるバイオポリ マーのような生体適合性キャリヤーに組み入れる。この好ましい実施態様では、 多重薬物分子を多重合成受容体からなるバイオポリマーに特異的に結合させて、 マルチ−プロドラッグ複合体を形成する。 本発明の他の実施態様は、注入によって非侵襲的に又は内視鏡検査法中、カレ ーテル法中若しくは手術中に近づくことが可能な、一定の部位、組織、流体空間 又は空隙へプロドラッグ複合体を機能可能に位置させることを含む。プロドラッ グ複合体は細胞膜に直接に、又は所定の部位に定着若しくは注入されるインプラ ント若しくは生体適合性マトリックスに取り付けることができる。この態様は局 在性損傷、感染症、炎症、疾患又は機能障害の部位又はこのような部位近くでプ ロドラッグ複合体を持続保持させ、治療ターゲットの局所濃度に比例しながら活 性薬剤を連続的に解離させることを可能にする。 本発明のプロドラッグ複合体は器官、組織、細胞、受容体又は病理学的部位を 包含する限定されたターゲットにおける、活性薬剤の治療有効な濃度を安全にか つ費用効果的に達成するために有用である。これらの複合体は、間欠的な薬物投 与に特徴的な、薬物レベルのピーク対谷値変動を除去して、治療値に達しない段 階及び毒害な段階の危険性を回避するためにも有用である。さらに、これらの複 合体を用いることによって、所望の部位における治療レベルが臨床的に有効な期 間維持される。さらに、これらの複合体の使用は非病的部位の治療剤への暴露を 最小にすることによって、毒性と副作用との発生を減ずる。 本発明の複合体の他の応用分野は、この開示を見るならば、当業者に自明であ ると思われるが、非限定的に、コスメチック、栄養薬剤学、医用イメージング、 農業（例えば、有害生物殺滅剤、肥料、除草剤、及び農薬）、工業的プロセシン グ（例えば、食品と飲料、生化学的薬剤、及びバイオテクノロジー由来製品）及 び環境的改善を包含する。 本発明をさらに説明するために、下記非限定的実施例を提供する。 実施例 実施例１．アンホテリシンＢを含むプロドラッグ複合体 これらの複合体の利益は、特定の適応症と、選択した対応薬物とに依存して変 化する。例えばアンホテリシンＢのような薬物では、主要な利点は安全性、溶解 性及び治療作用の持続期間とに関する。アンホテリシンＢは３０年以上にわたっ て臨床的に用いられており、毒性問題にも拘わらず、全身的真菌感染症のために 依然として選択すべき薬物である。これの最も重大に不利な作用は、腎障害性で あり、これは治療有効量を投与された患者の１／３までに発現する。アンホテリ シンＢは水に不溶性であり、中性デキストロース溶液中のコロイド状懸濁液の制 御注入と、開通性を保証するための静脈内ラインの細心のモニターリングとを必 要とする。毒性と注入問題とに対処するために、アンホテリシンＢのリポソーム 製剤及び／又は“脂質複合体”製剤が開発されている。アンホテリシンＢは、コ レステロール富化哺乳動物細胞膜とは対照的に、エルゴステロール含有真菌形質 膜に優先的に結合した後に細胞膜を機械的に破壊することによって作用すると考 えられる。したがって、本発明のプロドラッグ複合体は、薬物を合成受容体から エルゴステロール含有膜に特異的に分配することにより、真菌に対する選択性を 高めて、哺乳動物細胞に対する有害な影響を減ずる手段を提供する。適当に親水 性の（イオン化）合成受容体の選択も、制御注入の不便さ、費用及び危険性を克 服するための安定な溶解性投与形を提供する。 アミノ酸、ヌクレオチド、糖及び／又は他の小有機モノマーから構成される合 成受容体に特異的に結合したアンホテリシンＢを含むプロドラッグ複合体を製剤 化する。 この製剤に有用な合成受容体は、特異的な結合特性と生化学的性質とに関して 、好ましくは分子候補の多様なプールから、より好ましくはコンビナトリアル形 状ライブラリーから相互作用スクリーニングと選択によって同定する。合成受容 体を選択することができる分子（及び対応模倣体）の種類は、非限定的に、抗体 と改変抗体、オリゴヌクレオチド、オリゴ糖、ペプチド、例えばポリヒドロキシ アルカノエート、ポリフェノール、ポリホスフェート及びポリスルフェートのよ うな有機ポリマー、並びにこれらの誘導体、類似体又は組合せを包含する。プロ ドラッグ複合体の溶解性と循環半減期との最適化は、分子サイズや正味電荷（例 えば、生理学的条件下でのイオン化度）が異なる合成受容体のパネルからの多重 因子的選択によって達成される。解離可能な薬物の薬理学的半減期は、単離され た真菌膜に対する薬物の見かけのアフィニティに比べた、アンホテリシンＢに対 する相対的アフィニティに基づいて合成受容体候補をさらに選択することによっ て、さらに最大化される。 実施例２：ＨＩＶアプタマーを安定化するためのプロドラッグ複合体 本発明のプロドラッグ複合体を用いて、バイオ薬剤のｉｎ ｖｉｖｏ半減期と 効力とを改良することができる。この実施態様に従うことができるバイオ薬剤の 種類は、非限定的に、ペプチド（例えば、ホルモン、放出因子、分子認識単位） 、タンパク質（例えば、モノクローナル抗体、組換え抗原、ホルモン、インター フェロン、コロニー刺激因子）、オリゴヌクレオチド（例えば、アンチセンス、 リボザイム、アプタマー）、オリゴ糖（例えば、細胞接着分子、免疫調節剤、抗 感染薬）及び例えばグリコペプチドや糖脂質のようなハイブリッド構造を包含す る。 例えば、ＨＩＶ逆転写酵素に特異的に結合して、阻害するアプタマーを、特異 的結合形で投与することによって酵素分解に対して保護する。抗ＨＩＶアプタマ ーの特異的結合パートナーは、コンビナトリアル形状ライブラリーから選択され る合成受容体であるか、又はＨＩＶ逆転写酵素の存在下で解離可能である準−安 定性ハイブリッドを得るために適当な相補度によって、ワトソン−クリックの塩 基対によってアプタマーにハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであることが できる。これらのオリゴヌクレオチドは、抗ＨＩＶアプタマーの種々なヌクレオ チド配列に相補的な初期配列セグメントからのｉｎ ｖｉｔｒｏ進化によって作 製される。この実施態様では、少なくとも１種類のＨＩＶアプタマーが、ランダ ム化プールから又はｉｎ ｖｉｔｒｏ進化によって作製されたオリゴヌクレオチ ドを含むコンビナトリアル形状ライブラリーから、ＨＩＶ逆転写酵素の相対的保 存領域への特異的結合のために選択される。有用な形状ライブラリーは、非限定 的に、アミノ酸、ヌクレオチド、炭水化物及び他の有機モノマーのランダム組合 せから作製されるポリマー立体配座異性体の集団を包含する。選択した合成受容 体を最初にｉｎ ｖｉｔｒｏで、対応プロドラッグ複合体と対照（非結合）アプ タマーとの安定性研究により、アプタマーを酵素分解から保護する効果に関して 評価する。次に、保護を与える合成受容体をｉｎ ｖｉｔｒｏでの治療ターゲッ トにアプタマーを効果的に配送するそれらの能力に関して試験する。各選択合成 受容体に特異的に結合した各選択アプタマーを含むプロドラッグ複合体を、単独 で又はＨＩＶ逆転写酵素の単離製剤と組合せてインキュベートし、酵素阻害の速 度、程度及び持続期間を対照条件（酵素単独、酵素＋アプタマー（単数又は複数 ）、酵素＋合成受容体（単数又は複数））と比較する。次に、選択したプロドラ ッグ複合体と組合せとを前臨床試験及び臨床試験における安全性と効力とに関し て試験する。 実施例３：抗血栓薬として抗血小板製剤を含むプロドラッグ複合体 他の状態の中でも、心筋梗塞、経皮経内腔冠状血管形成術（ＰＴＣＡ）、発作 、末梢動脈閉塞及び静脈の血栓塞栓症に付随する血管血栓イベントは、重大な罹 患率と致死率を生じる。血栓イベントの発生率を減じるために、抗血栓薬と抗血 小板薬の熱心な開発努力がおこなわれている。治療された患者の１５％〜３５％ において再血栓形成が生ずるので、急性心筋梗塞の治療のための主要な薬物開発 の対象は、血栓治療後に血管を開通性に維持することである。他の主要な対象は ＰＴＣＡ処置後の再狭窄の発生率を約３０％の従来の率から下げることである。 抗血栓薬と抗血小板薬の他の重要な用途は、冠状動脈バイパス手術後及び血栓塞 栓症発作後の血管開通性の長期にわたる維持である。 血栓に対する薬理学的アプローチは、プロスタグランジン、カルシウムチャン ネル遮断薬及び抗フィブリノゲン剤；血小板活性化因子および糖タンパク質（Ｇ ｐ）Ｉｂ、ＩＩｂ及びＩＩＩａ受容体のアンタゴニスト；ＧｐＩＩｂ／ＩＩＩａ 受容体の発現を変化させるチクロピジン；並びにシクロオキシゲナーゼ、トロン ビン、ホスホジエステラーゼ及びトロンボキサンシンセターゼの阻害剤を包含す る。重大な証拠が、血小板ＧｐＩＩｂ／ＩＩＩａ（接着）受容体に結合するフィ ブリノゲンが血小板凝集の最終的な一般経路であることを実証しており、このこ とは有効なＧｐＩＩｂ／ＩＩＩａ受容体アンタゴニストの有用性を示唆する。Ｃ ＥＮＴＯＲＸ（Ｃｅｎｔｏｃｏｒ；Ｍａｌｖｅｒｎ，ＰＡ）は、ＧｐＩＩｂ／Ｉ ＩＩａ受容体特異性を有するキメラａｎｔｉ−７Ｅ３ Ｆａｂフラグメントであ る。ＲＧＤペプチドとＲＧＤＳペプチドとは、ＧｐＩＩｂ／ＩＩＩａ受容体の活 性部位に、それぞれ、フィブリノゲン−受容体相互作用のために重要である接着 性タンパク質認識配列Ａｒｇ−Ｇｌｙ−ＡｓｐおよびＡｒｇ−Ｇｌｙ−Ａｓｐ− Ｓｅｒを介して結合する。しかし、抗血栓薬としてのこのような抗体及びペプチ ドの臨床的及び商業的可能性は、これらの許容され難く短い半減期によって制限 されている。血小板ＧｐＩｂ受容体は損傷した血管内皮と会合したフォン・ビル ブランド（ｖｏｎ Ｗｉｌｌｅｂｒａｎｄ）因子と相互作用して、血小板接着を 開始させる。接着後に血小板凝集が生じ、これは次に血栓形成をもたらす。それ 故、ＧｐＩｂ受容体アンタゴニストは、病理学的カスケードにおいてＧｐＩＩｂ ／ＩＩａ受容体アンタゴニストよりも早い時点において血栓形成を妨害する。 本発明におけるような固定化合成受容体に特異的に結合した薬物の投与は、血 小板受容体アンタゴニストの血栓防止能力の強化によって示されるように、薬物 の循環半減期と治療効力とを高めることができる。例えば、選択された合成受容 体に特異的に結合した、ＧｐＩＩｂ／ＩＩＩａ受容体アンタゴニスト［例えば、 ＲＧＤＳペプチドＳＫ＆Ｆ１０６７６０（ＳｍｉｔｈＫｌｉｎｅ Ｂｅｅｃｈａ ｍ；フィラデルフィア，ＰＡ）、ブリチスタチン（Ｂｒｉｔｉｓｔａｔｉｎ）又 はエチスタチン（Ｅｃｈｉｓｔａｔｉｎ）（両方とも、Ｍｅｒｃｋ；Ｐａｔｈｗ ａｙ，ＮＪ）］を含む治療組成物を、同原又は異原の献血によって得られた赤血 球に機能的に結合させた。合成受容体は、実施例１と２に述べた方法によって、 血小板ＧｐＩＩｂ／ＩＩＩａ受容体アンタゴニストに特異的に結合するように選 択される。選択された合成受容体は赤血球膜に共有的に結合するか（例えば、化 学的コンジュゲーションによって）又は、親油性キャリヤー（例えば、Ｚｙｎ− Ｌｉｎｋｅｒ、糖脂質又は合成リン脂質）へのコンジュゲーション後に、脂質二 重層中への非共有結合的分配によって結合する。次に、合成受容体−修飾赤血球 へのＧｐＩＩｂ／ＩＩＩａ受容体アンタゴニストの添加によって、赤血球−プロ ドラッグ複合体が形成される。プロドラッグ−修飾赤血球は、使用まで２〜８℃ に保存され、手術中に静脈内注入によって投与される。 例えばこれらのようなマルチ−プロドラッグ複合体は、細胞外又は外部膜受容 体における長時間の治療作用を必要とする治療用途のために設計される。好まし い実施態様は、全身投与された薬物を例えば循環系又はリンパ系のような特定の 生理学的コンパートメント内に分配し、維持するために有利である。典型的な用 途には、非限定的に、心血管系、呼吸系、内分泌系、免疫系、血液学的及び抗感 染性の治療法がある。 実施例４：固定化合成受容体に特異的に結合した溶解性インターロイキン受容体 を用いる乾せんの局所治療 乾せんは一般的に自己免疫炎症性障害として分類される。病因及び病原は完全 には解明されていないが、遺伝的、免疫学的及び環境的因子の相互作用が重要で あるように思われる。第一線(first-line)療法は潤滑油、角質溶解薬及び局所コ ルチコステロイドから成る。局所ステロイドは軽度な乾せんの主要な治療法であ るが、薬物が循環系に拡散することによって不利な影響が生ずる。重度な乾せん は、長期にわたる使用によって耐性、毒性及び副作用を誘導する可能性がある局 所ステロイドによって充分には治療されない。 インターロイキン（ＩＬ）は乾せんの病原に関係があるとされている。炎症性 疾患の急性段階中と慢性段階中の両方において放出されるＩＬ−８が好中球の蓄 積と活性化の両方を惹起し、この好中球が次に細胞障害性因子(cytotoxic agent )を産生する。ＩＬ−１、ＩＬ−４及びＩＬ−７も免疫仲介炎症性疾患に関係が あるとされている。幾つかの企業（例えば、Ｒｅｐｌｉｇｅｎ（Ｃａｍｂｒｉｄ ｇｅ，ＭＡ）、Ｉｍｍｕｎｅｘ（Ｓｅａｔｔｌｅ，ＷＡ））が、放出されたサイ トカインを掃除し、炎症カスケードを妨害するための手段として、インターロイ キン、特にＩＬ−１とＩＬ−８の溶解性受容体を開発中である。 本発明のプロドラッグ複合体は、局所投与された抗サイトカイン剤（例えば、 溶解性ＩＬ受容体又は受容体アンタゴニスト）をプロドラッグ形で炎症部位に保 持する手段を提供する。局所のサイトカインレベルに比例した活性薬物の解離が 、ターゲット依存性薬物配送を可能にする。 例えば、局所クリーム、軟膏又はゲル中でリポソーム、脂質複合体又は脂質マ トリックスに機能的に結合した、選択された合成受容体に特異的に結合した溶解 性インターロイキン受容体（例えば、ＩＬ−１受容体、ＩＬ−８受容体）を含む プロドラッグ複合体を製剤化することができる。合成受容体は病態生理学的受容 体に特異的に結合するその能力に関して選択されるので、このためにリガンド又 はインターロイキン模倣体であると考えられる。 選択された合成受容体はリポソーム、脂質複合体又は脂質マトリックスに直接 の共有結合によって又は親油性キャリヤーへのコンジュゲーション後に非共有結 合的会合によって結合させる。合成受容体−修飾リポソーム、脂質複合体又は脂 質マトリックスは、薬物（例えば、ＩＬ−１受容体、ＩＬ−８受容体）と共にイ ンキュベーションすることによって固定化プロドラッグ複合体に転化される。次 に、固定化プロドラッグ複合体は、浸透性クリーム、ゲル又は軟膏中に配合して 乾せん病巣に局所塗布される。局部的に放出されたインターロイキン（固定合成 受容体よりも溶解性ＩＬ受容体に対して大きいアフィニティを有する）は、特異 的に結合した溶解性ＩＬ受容体に対して、固定化合成受容体（プロドラッグ複合 体）と競合する。放出されたインターロイキンは、固定化プロドラッグ複合体か ら解離される溶解性ＩＬ受容体によって掃去されるので、サイトカイン仲介によ る好中球の増加及び活性化は防止され、下流の炎症カスケードは妨害される。 乾せんの治療を例示するが、この開示を見た当業者に自明であるように、リガ ンドである合成受容体に特異的に結合した溶解性受容体である薬物からなる、こ れらのプロドラッグ複合体は、多くの種々な解剖学的に局在した状態の治療に有 効である。好ましくは、この種の複合体は、局部的に増殖した、放出された、又 は増加した治療ターゲットに関与する解剖学的に局限された状態に用いられる。 代表的な用途は局在した感染症、炎症、アレルギー及び免疫疾患を包含する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ， ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）選択された薬物と；（ｂ）上記選択された薬物に特異的に結合す る選択された合成受容体であって、該薬物に対する結合アフィニティが標的の病 態生理学的受容体よりも低い合成受容体と；を含むプロドラッグ複合体。 ２．生物学的又は生体適合性構造がプロドラッグ複合体に取り付けられる、 請求項１記載のプロドラッグ複合体。 ３．（ａ）少なくとも２種類の選択された薬物と；（ｂ）上記選択された薬 物に特異的に結合する少なくとも２種類の選択された合成受容体であって、該薬 物に対する結合アフィニティが標的の病態生理学的受容体よりも低い合成受容体 と；を含むマルチ−プロドラッグ複合体。 ４．生物学的又は生体適合性構造がマルチ−プロドラッグ複合体に取り付け られる、請求項３記載のマルチ−プロドラッグ複合体。 ５．選択された薬物が標的とする病態生理学的受容体に対する前記選択され た薬物の配送を増強する方法であって、 （ａ）選択された薬物と特異的に結合する合成受容体であって、上記選択され た薬物に対する結合アフィニティが標的の病態生理学的受容体よりも低い合成受 容体を選択する工程と； （ｂ）選択された合成受容体を選択された薬物に特異的に結合させて、プロド ラッグ複合体を形成する工程と； （ｃ）選択された薬物が選択された合成受容体から解離して、標的の病態生理 学的受容体に結合するように、標的の病態生理学的受容体にプロドラッグ複合体 を配送する工程と を含む上記方法。 ６．工程（ｂ）がさらに、生物学的又は生体適合性構造を選択された薬物又 は選択された合成受容体に取り付けることを含む、請求項５記載の方法。 ７．選択された薬物が標的とする病態生理学的受容体に対する前記選択され た薬物の配送を増強する方法であって、 （ａ）選択された薬物と特異的に結合する合成受容体であって、上記選択され た薬物に対する結合アフィニティが標的の病態生理学的受容体よりも低い合成受 容体を選択する工程と； （ｂ）少なくとも２種類の選択された合成受容体を少なくとも２種類の選択さ れた薬物に特異的に結合させて、マルチ−プロドラッグ複合体を形成させる工程 と； （ｃ）選択された薬物が選択された合成受容体から解離して、標的の病態生理 学的受容体に結合するように、標的の病態生理学的受容体にマルチ−プロドラッ グ複合体を配送する工程と を含む上記方法。 ８．工程（ｂ）がさらに、生物学的又は生体適合性構造を選択された合成受 容体又は選択された薬物に取り付けることを含む、請求項７記載の方法。