JP2003520822A - 糖尿病の治療方法 - Google Patents

糖尿病の治療方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ボツリヌム毒素のような神経毒を膵臓に局所投与することにより、B細胞からのインスリン分泌を減少させることによる高インスリン性2型糖尿病の治療方法、ならびに、ボツリヌム毒素のような神経毒を交感神経節に局所投与することにより、インスリン分泌に対する抑制作用を低下させることによる低インスリン性2型糖尿病の治療方法を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本願は、2000年1月11日に米国特許商標庁に出願された「膵臓障害の治
療方法」と題する出願の部分継続出願である。 本発明は、糖尿病の治療方法に関する。具体的には、本発明は、神経毒を患者
に投与することによる糖尿病の治療方法に関する。
【0002】 (背景技術) 糖尿病 ヒト膵臓は、外分泌および内分泌組織の両方からなる腺である。外分泌膵臓の
腺房細胞は消化酵素を分泌し、一方、外分泌膵臓の管細胞は電解質溶液を分泌す
る。
【0003】 内分泌膵臓は膵臓ランゲルハン(Langerhan)島を含んでなり、これは、腺房組
織全体に広く散らばったポリペプチドホルモン産生細胞の集合体であり、膵臓の
尾部に最も多く存在している。通常、合計した島組織は、膵臓塊の約1または2
%を構成するにすぎない。
【0004】 島組織は、少なくとも3種類の機能的に異なる種類の細胞を含有する。これら
3種類の細胞種は、グルカゴンを作ることができるA細胞、インスリンを作るこ
とができるB(またはβ)細胞、ならびに、第3の島ホルモンであるソマトスタチ
ンを作ることができるD細胞である。B細胞が、3種類の島細胞の中で最も多量
に存在する。インスリンは、細胞(特に筋細胞)によるグルコースの取込みを促進
し、肝臓および筋肉に貯蔵されたグリコーゲンの過度の分解を妨げる。血糖を低
下させるために必須である抗糖尿病ホルモンとして、インスリンは強力な低血糖
剤である。ほとんどの場合に、グルカゴンの作用はインスリンの作用とは逆であ
る。即ち、グルカゴンは、血糖を増加させる高血糖因子である。
【0005】 グルコースは、島B細胞からのインスリンの放出を促進する主因子である。ま
た、グルコースは、島A細胞からのグルカゴン分泌を減少させる。また、グルコ
ースと同様に、グルカゴン(島A細胞由来)は、島B細胞からのインスリン分泌を
促進する。
【0006】 糖尿病は、最も普通の内分泌障害であり、慢性的な状態である。1999年に
は世界中で1億の人々が糖尿病に罹患していると概算され、糖尿病患者の数は、
次の10年以内に、即ち2009年までに世界中で3億人に達すると予想されて
いる["Type 2 Diabetes Prediction and Prevention", Graham A.Hitman編, Joh
n Wiley & Sons出版, 序文 (1999);この出版物の全内容は本明細書の一部を構
成する]。あいにく、糖尿病性網膜症は盲目の主原因であり、糖尿病の他の合併
症には、腎臓病、足の障害および神経障害が含まれる。糖尿病の主な形態の中で
、2型糖尿病の症例は、1型糖尿病の症例に比べ、数の上で約10:1の比で優
っている。
【0007】 1型またはインスリン依存性糖尿病(IDDM)においては、膵臓のB細胞、従
ってインスリンを作る能力が、恐らくは自己免疫疾患によって破壊される。イン
スリン補充が好ましい治療法である。糖尿病の症例の多くとも約20%が1型ま
たはIDDMであるが、糖尿病の症例の通常約80〜90%は、2型または非イ
ンスリン依存性糖尿病(NIDDM)である。NIDDMはIDDMよりもその数
が多いが、その病因はよくわかっていない。それでも、NIDDMは、β細胞欠
損およびインスリン耐性の両方の結果であると考えられている。即ち、2型NI
DDMを有する患者は、インスリンの高分泌(2型糖尿病の少なくとも初期相に
おいて)および標的組織におけるインスリンに対する耐性という2つの生理学的
欠陥を有している。高インスリン血症が一次的な欠陥であるということを信ずる
に足る裏付けが存在し、2型糖尿病の初期段階においてはB細胞のインスリン産
生が増大することが知られている["Type 2 Diabetes Prediction and Preventio
n", 上記, 199頁および311頁]。即ち、NIDDMの第1相(新たな開始)におい
ては、血漿グルコースレベルは正常であるが、明らかなインスリン耐性を示し、
高インスリンレベルを伴う。第2相において、インスリン耐性は悪化するので、
高インスリンであるにもかかわらず食後高血糖症が現れる。糖尿病の第3相また
は後期相においては、インスリン耐性は変化しないが、インスリン分泌の減衰が
絶食時の高血糖症および明白な糖尿病を引き起こす。初期相のインスリン高分泌
がインスリン耐性を引き起こしうる。即ち、一次的な欠陥は、非機能的な島細胞
がインスリンの高分泌を引き起こし、これがインスリン耐性を導いたことによる
ものであるとすることができる。この理論の裏付けにおいて、B細胞塊は2型N
IDDMにおいては無傷であるが、ほとんどのβ細胞が1型IDDMにおいて破
壊されることに気づくであろう。興味あることに、α細胞集団は2型NIDDM
において増加し、その結果として、α/β細胞比が高くなり、過剰のグルカゴン
が産生されることになる["Harrison's Principles of Internal Medicine", 第1
4版 (1998), 2064-65頁]。
【0008】 あいにく、高インスリンレベル(初期相の2型糖尿病において生じうるような
レベル)は、血餅の危険の増加に関係している。即ち、高インスリンの患者は、
血餅を溶解する能力の損傷(線維素溶解の損傷)をも有している。重要なことは、
血餅の形成が心臓発作の主原因であり、最も普通の種類の発作の原因であること
である[J.Am.Med.Assoc., 2000; 283: 221-228]。
【0009】 従って、少なくとも初期相の2型糖尿病において起こりうるような高インスリ
ン血症を治療する必要性が明らかに存在している。あいにく、2型NIDDMの
既知の治療法には多くの欠点および欠陥が存在する。即ち、2型NIDDMの現
在の治療法には、初期相の2型糖尿病のインスリン耐性を克服するため、または
、後期相の2型糖尿病におけるB細胞によるインスリン産生の減衰に指向させる
ための試みにおける、B細胞のインスリン分泌を刺激することによって作用する
スルホニル尿素(例えば、アセトヘキサミド、クロロプロパミド、トラザミド、
グリメリピリド、グリブリドまたはグリボルヌリド)などの経口剤の投与が含ま
れる。あいにく、スルホニル尿素は、膵臓外インスリン受容体を増加させる。さ
らに、重篤かつ長期の低血糖症がスルホニル尿素投与の後に起こることがあり、
これが、大量のグルコース注入の必要性を生じさせることがある。さらに、経口
スルホニル尿素は、望ましくない全身性作用を有することもある。最後に、スル
ホニル尿素は、スルホニル尿素の投与あたり、わずか約12〜60時間の作用期
間を持つのが普通である。即ち、より効果的な抗糖尿病薬物が必要とされている
【0010】 ランゲルハン島の内分泌膵臓神経支配は、島細胞またはその近くを末端とする
交感および副交感神経線維の両方によっている。即ち、交感神経線維は、恐らく
はB島細胞上のα2アドレナリン作動性受容体を介して作用することにより、イ
ンスリンの分泌を抑制するのであろう。反対に、迷走神経(副交感神経)の刺激は
、B細胞からのインスリンの放出を引き起こす[Bergerら, "The Pancreas", 第1
巻, 110頁, Blackwell Science出版 (1998);この出版物(2巻)の全内容は本明
細書の一部を構成する]。即ち、背部迷走神経または膵臓神経を刺激すると、イ
ンスリンおよびグルカゴンの産生量が増加するが、この反応は、アトロピン(即
ち、ムスカリン様のアセチルコリン受容体アンタゴニスト)によって停止する。
さらに、副交感神経伝達物質であるアセチルコリンは、インビボおよびインビト
ロでB細胞からのインスリンの放出を刺激する。
【0011】 このように、内分泌膵臓活性は、コリン作動性線維によって刺激されるようで
ある。その理由は、示されているように、島細胞の副交感神経支配が、明らかに
インスリン分泌を高めることができ、程度は比較的低いがグルカゴン分泌をも高
めることができるためである[例えば、Amer J.Physiol 1999 Jul; 277(1 Pt 1):
E93-102, Regul Pept 1999 Jun 30; 82(1-3): 71-9, J Physiol(Lond) 1999 Ma
r 1; 515(Pt 2): 463-73, Pflugers Arch 1996 Aug; 432(4): 589-96, およびJ
Surg Res 1990 Apr; 48(4): 273-8を参照]。
【0012】 インスリン分泌に関係するコリン作動性の系の可能な生理学的機能は、食物摂
取後の頭部(cephalic)相において見られる急速インスリン放出に寄与することで
ある。B島細胞が、A島細胞よりもコリン作動性刺激に対して感受性であること
が重要であるが、その理由は、コリン作動性の制御は、グルカゴン分泌に対する
よりもインスリン分泌に対する方がより重要であるためである[J Surg Res 1990
Apr; 48(4): 273-8, 特に277]。
【0013】 ボツリヌム毒素 嫌気性のグラム陽性細菌であるクロストリジウム・ボツリヌム(Clostridium b
otulinum)は、強力なポリペプチド神経毒であるボツリヌム毒素を産生する。こ
の毒素は、ボツリスムと称されるヒトおよび動物における神経麻痺疾患を引き起
こす。クロストリジウム・ボツリヌムの胞子は土壌中に見い出され、缶詰工場の
不適切に滅菌およびシールされた食品容器において増殖することができ、これが
多くのボツリスム症例の原因となる。通常、ボツリスム作用は、クロストリジウ
ム・ボツリヌムの培養物または胞子に感染した食品を喫食して18〜36時間後
に現れる。ボツリヌム毒素は、明らかに消化管の内層を弱毒化されずに通過する
ことができ、末梢運動ニューロンを攻撃することができる。ボツリヌム毒素中毒
の症状は、歩行障害、燕下障害および会話障害から、呼吸筋の麻痺および死まで
進行することができる。
【0014】 A型ボツリヌム毒素は、人に知られている最も致死性の高い天然の生物学的物
質である。約50pg(ピコグラム)の市販のA型ボツリヌム毒素(精製された神
経毒複合体)(California州Irvineのアラーガン社から、商標名BOTOXRのも
と、100単位バイアルにおいて入手することができる;1単位のBOTOXR
は約50pgのA型ボツリヌム毒素複合体を含有する)が、マウスにおけるLD5 0 (即ち1単位)である。興味あることに、モルに基づくと、A型ボツリヌム毒素
は、ジフテリアよりも18億倍致死性が高く、シアン化ナトリウムよりも6億倍
致死性が高く、コブロトキシンよりも3000万倍致死性が高く、コレラよりも
1200万倍致死性が高い[Singh, "Critical Aspects of Bacterial Protein T
oxins", 63-84頁(第4章)のNatural Toxins II, B.R.Singhら, Plenum Press, Ne
w York (1976);ここでは、1Uに等しい0.3ngのA型ボツリヌム毒素の表記
されたLD50を、約0.05ngのBOTOXRが1単位に等しいという事実に対
して補正する]。1単位(U)のボツリヌム毒素は、体重がそれぞれ18〜20g
の雌性Swiss Websterマウスに腹腔内注入したときのLD50と定義される。
【0015】 7種類の免疫学的に異なるボツリヌム神経毒が特徴付けられている。これらは
それぞれボツリヌム神経毒の血清型A、B、C1、D、E、FおよびGであり、
これらのそれぞれは型特異的な抗体による中和によって区別されている。ボツリ
ヌム毒素の異なる血清型は、それらが影響を及ぼす動物種において、また、それ
らが引き起こす麻痺の重篤性および期間において異なっている。例えば、A型ボ
ツリヌム毒素は、ラットにおいて生じる麻痺の割合によって測定すると、B型ボ
ツリヌム毒素よりも500倍強力であることがわかっている。さらに、B型ボツ
リヌム毒素は、480U/kgの用量では霊長類において非毒性であり、この用
量は、A型ボツリヌム毒素に対する霊長類LD50の約12倍である。ボツリヌム
毒素は、明らかに、高親和性でコリン作動性運動ニューロンに結合し、ニューロ
ン中に位置を移し、アセチルコリンの放出をブロックする。
【0016】 ボツリヌム毒素は、機能亢進した骨格筋によって特徴付けられる神経筋障害の
治療のための臨床的環境において使用されている。A型ボツリヌム毒素は、眼瞼
痙攣、斜視および片側顔面痙攣の治療に対して、U.S.Food and Drug Administra
tionにより認められている。非A型ボツリヌム毒素血清型は、A型ボツリヌム毒
素と比較したときに、明らかに活性の強さが低く、活性の期間が短い。末梢筋肉
内A型ボツリヌム毒素の臨床的作用は、注入から1週間以内に観察されるのが普
通である。A型ボツリヌム毒素の1回の筋肉内注入に由来する症状軽減の通常の
期間は、平均して約3カ月である。
【0017】 全てのボツリヌム毒素血清型は、明らかに神経筋接合部において神経伝達物質
アセチルコリンの放出を抑制するが、これらは、異なる神経分泌タンパク質に影
響を及ぼすことにより、および/または、異なる部位でこれらタンパク質を切断
することにより作用する。例えば、A型およびE型のボツリヌムは、25kD(
キロダルトン)のシナプトソーム関連タンパク質(SNAP-25)を切断するが、
これらはこのタンパク質中の異なるアミノ酸配列を標的とする。B型、D型、F
型およびG型のボツリヌム毒素は、小胞関連タンパク質(VAMP;シナプトブ
レビンとも称される)に作用するが、それぞれの血清型は、このタンパク質を異
なる部位で切断する。最後に、C1型ボツリヌム毒素は、シンタキシンおよびS
NAP-25の両方を切断することが示されている。これらの作用機構の相違は
、種々のボツリヌム毒素血清型の相対的な作用の強さおよび/または期間に影響
を及ぼしうる。重要なことは、膵臓島B細胞の細胞質ゾルが少なくともSNAP
-25[Biochem J 1; 339(pt 1): 159-65(April 1999)]およびシナプトブレビン[
Mov Disord 1995 May; 10(3): 376]を含有することが知られていることである。
【0018】 膵臓に関係する疾患を治療するためにボツリヌム毒素を使用することについて
は、ボツリヌム毒素を小十二指腸乳頭(小乳頭が膵管に近接しているため)中に注
入し、これにより、狭窄した膵管を弛緩させ、膵管から十二指腸への膵液の流れ
を増加させることにより、ある形態の膵炎を治療することが知られている[Gastr
ointest Endosc 1999 Oct; 50(4): 545-548]。
【0019】 ボツリヌム毒素タンパク質分子の分子量は、7種の既知のボツリヌム毒素血清
型の全てについて、約150kDである。興味あることに、このボツリヌム毒素
は、関連の非毒性タンパク質と共に150kDのボツリヌム毒素タンパク質分子
を含んでなる複合体として、クロストリジウム細菌により放出される。即ち、A
型ボツリヌム毒素複合体は、900kD、500kDおよび300kDの形態で
クロストリジウム細菌により産生されうる。B型およびC1型のボツリヌム毒素
は、明らかに、唯一の500kD複合体として産生される。D型のボツリヌム毒
素は、300kDおよび500kDの複合体として産生される。最後に、E型お
よびF型のボツリヌム毒素は、唯一の約300kD複合体として産生される。こ
れらの複合体(即ち、約150kDを越える分子量)は、非毒素のヘマグルチニン
タンパク質および非毒素かつ非毒性の非ヘマグルチニンタンパク質を含有すると
考えられている。これら2種類の非毒素タンパク質(これらはボツリヌム毒素分
子と共に関連の神経毒複合体を構成する)は、ボツリヌム毒素分子の変性に対す
る安定性ならびに毒素が摂取されたときの消化酸に対する保護を与えるように作
用するのであろう。さらに、比較的大きい(約150kDを越える分子量の)ボツ
リヌム毒素複合体は、ボツリヌム毒素複合体の筋肉内注入の部位からのボツリヌ
ム毒素の拡散の速度を遅くする結果を与えることができる。
【0020】 インビトロの研究において、ボツリヌム毒素は、脳幹組織の一次細胞培養物か
らのアセチルコリンおよびノルエピネフリンのカリウム陽イオン誘導放出を抑制
することが示されている。さらに、ボツリヌム毒素が、脊髄ニューロンの一次培
養物におけるグリシンおよびグルタメートの誘導放出を抑制すること、ならびに
、ボツリヌム毒素が、脳シナプトソーム調製物において、神経伝達物質であるア
セチルコリン、ドーパミン、ノルエピネフリン、CGRPおよびグルタメートの
それぞれの放出を抑制することが報告されている。
【0021】 A型ボツリヌム毒素は、発酵槽においてクロストリジウム・ボツリヌムの培養
物を確立および増殖させ、次いで、既知の操作に従って発酵混合物を収穫および
精製することによって得ることができる。全てのボツリヌム毒素血清型が、不活
性な1本鎖タンパク質として最初に合成される。このタンパク質は、プロテアー
ゼによって切断されるかまたは切れ目が入って、神経活性にならなければならな
い。ボツリヌム毒素の血清型AおよびGを作る細菌株は内因生のプロテアーゼを
持っており、従って、血清型AおよびGは、多くがその活性形態で細菌培養物か
ら回収することができる。対照的に、ボツリヌム毒素の血清型C1、DおよびE
は、非タンパク質加水分解株によって合成され、従って、培養物から回収された
ときには活性化されていないのが普通である。血清型BおよびFは、タンパク質
加水分解株および非タンパク質加水分解株の両方によって産生され、従って、活
性形態または不活性形態のどちらかで回収することができる。しかし、例えばボ
ツリヌム毒素のB血清型を産生するタンパク質加水分解株であっても、産生され
た毒素の一部だけを切断する。切れ目の入った分子と切れ目の入っていない分子
の正確な比率は、インキュベーション長さおよび培養温度に依存する。従って、
例えばB型ボツリヌム毒素のいずれかの調製の一定割合(%)は、不活性のようで
あり、このことが恐らくは、A型ボツリヌム毒素と比較したときのB型ボツリヌ
ム毒素の既知の有意に低い強さを説明するものであろう。臨床用調製物中の不活
性なボツリヌム毒素分子の存在は、調製物の臨床的効率に寄与することなく、調
製物の全体的なタンパク質負荷(これは抗原性に関係している)に寄与するであろ
う。さらに、B型ボツリヌム毒素は、筋肉内注入したときに活性の期間が比較的
短く、また、同じ用量レベルでA型ボツリヌム毒素よりも強さが低い。
【0022】 A型ボツリヌム毒素は臨床環境で次のように使用されていることが報告されて
いる: (1)頸部ジストニーを処置するために、筋肉内注入あたり約75〜125単位
のBOTOXR(複数の筋肉); (2)眉間線(前頭溝)を処置するために、筋肉内注入あたり5〜10単位のBO
TOXR(鼻根筋に5単位を筋肉内注入およびそれぞれの皺眉筋に10単位を筋肉
内注入); (3)恥骨直腸筋の括約筋内注入によって便秘を処置するために、約30〜80
単位のBOTOXR; (4)上部眼瞼の外側瞼板前部眼輪筋および下部眼瞼の外側瞼板前部眼輪筋に注
入することによって眼瞼痙攣を処置するために、筋肉あたり約1〜5単位の筋肉
内注入されたBOTOXR; (5)斜視を処置するために、眼球外筋に約1〜5単位のBOTOXRを筋肉内
注入[注入される量は、注入される筋肉の大きさおよび所望の筋肉麻痺の程度(即
ち、所望のジオプトリ補正の量)の両方に依存して変化する]; (6)発作後の上肢痙性を処置するために、以下の5つの異なる上肢屈筋にBO
TOXRを筋肉内注入(同じ処置期間において、これら5つの表示した筋肉のそれ
ぞれに注入して、それぞれの処置期間において筋肉内注入により患者に90〜3
60Uの上肢屈筋BOTOXRを投与する): (a)深指屈筋:7.5〜30U; (b)浅指屈筋:7.5〜30U; (c)尺側手根屈筋:10〜40U; (d)橈側手根屈筋:15〜60U; (e)上腕二頭筋:50〜200U。
【0023】 種々の臨床症状を治療するためのA型ボツリヌム毒素の成功は、他のボツリヌ
ム毒素血清型への興味を導いた。2種類の市販されているA型ボツリヌム調製物
(BOTOXRおよびDysportR)ならびにBおよびF型ボツリヌム毒素の調製物(
両方とも和光化学から入手した)の研究を、局所筋肉の弱化効果、安全性および
抗原の潜在性を調べるために行った。ボツリヌム毒素調製物を右腓腹筋の頭部に
注入し(0.5〜200.0単位/kg)、筋肉の弱さを、マウスの指外転評点検定
(DAS)を用いて評価した。ED50値を、用量応答曲線から算出した。別のマウ
スに筋肉内注入を行ってLD50用量を測定した。治療指数をLD50/ED50とし
て算出した。別の群のマウスに、BOTOXR(5.0〜10.0単位/kg)また
はB型ボツリヌム毒素(50.0〜400.0単位/kg)を後肢注入し、筋肉の弱
さおよび水消費の増加を試験した(この後者は、口の渇きの推定モデルである)。
抗原の潜在性は、毎月1回のウサギへの筋肉内注入によって評価した(1.5また
は6.5ng/kgのB型ボツリヌム毒素または0.15ng/kgのBOTOX R )。ピーク筋肉弱さおよび期間は、全ての血清型に対して関連する用量であった
。DAS ED50値(単位/kg)は次のようであった:BOTOXR:6.7、Dy
sportR:24.7、B型ボツリヌム毒素:27.0〜244.0、F型ボツリヌム
毒素:4.3。BOTOXRは、B型ボツリヌム毒素またはF型ボツリヌム毒素よ
りも長い作用期間を有していた。治療指数値は次のようであった:BOTOXR
:10.5、DysportR:6.3、B型ボツリヌム毒素:3.2。水消費は、BOT
OXRを注入したマウスよりもB型ボツリヌム毒素を注入したマウスの方が多か
ったが、B型ボツリヌム毒素は、筋肉の弱化において効果が低かった。4カ月の
注入の後、2/4匹(1.5ng/kgで処置したとき)および4/4匹(6.5n
g/kgで処置したとき)のウサギが、B型ボツリヌム毒素に対して抗体を生じ
た。別の研究において、0/9匹のBOTOXR処置したウサギが、A型ボツリ
ヌム毒素に対して抗体を生じた。DASの結果は、A型ボツリヌム毒素がF型ボ
ツリヌム毒素に等しく、かつ、F型ボツリヌム毒素がB型ボツリヌムよりも高い
という相対ピーク強度を示す。作用期間については、A型ボツリヌム毒素はB型
ボツリヌム毒素よりも長く、B型ボツリヌム毒素の作用期間はF型ボツリヌム毒
素の期間よりも長い。治療指数値によって示されるように、2種類の市販のA型
ボツリヌム毒素の調製物(BOTOXRおよびDysportR)は異なっている。B型ボ
ツリヌム毒素の後肢注入の後に観察される水消費が増加するという挙動は、臨床
的に有意な量のこの血清型が、ネズミの全身循環中に入ったことを示している。
また、これらの結果は、A型ボツリヌム毒素と同等の効果を達成するためには、
試験した他の血清型の用量を増加させることが必要であることを示している。用
量の増加は安全性を構成することができる。さらに、ウサギにおいて、B型はB
OTOXRよりも抗原性が高かった。これは、恐らくは、B型ボツリヌム毒素の
有効用量を達成するために注入されるタンパク質の負荷量が高いためであろう[E
ur J Neurol 1999 Nov; 6(Suppl 4): S3-S10]。
【0024】 アセチルコリン 通常、唯一の単一種の小分子神経伝達物質が、哺乳動物神経系において各ニュ
ーロン種により放出される。神経伝達物質であるアセチルコリンは、脳の多くの
領域においてニューロンにより分泌される。具体的には、運動皮質の大錐体細胞
によって、脳幹神経節中のいくつかの異なるニューロンによって、骨格筋を支配
する運動ニューロンによって、自律神経系(交感神経および副交感神経の両方)の
神経節前ニューロンによって、副交感神経系の神経節後ニューロンによって、お
よび、交感神経系の神経節後ニューロンの一部によって分泌される。本質的に、
汗腺、立毛筋および数種の血管への神経節後交感神経線維だけがコリン作動性で
ある(交感神経系の神経節後ニューロンの大部分が神経伝達物質ノルエピネフリ
ンを分泌するため)。ほとんどの場合、アセチルコリンは興奮性の作用を有する
。しかし、アセチルコリンは、末梢の副交感神経終末の一部において抑制作用(
例えば、迷走神経による心拍数の抑制)を有することが知られている。
【0025】 自律神経系の輸出性シグナルが、交感神経系または副交感神経系のいずれかに
よって身体に伝達される。交感神経系の神経節前ニューロンは、脊髄の中間外側
角に位置する神経節前交感ニューロン細胞体から伸びている。細胞体から伸びる
神経節前交感神経線維は、脊椎傍交感神経節または脊椎前神経節のいずれかに位
置する神経節後ニューロンと接合する。交感および副交感の両神経系の神経節前
ニューロンはコリン作動性であるので、神経節へのアセチルコリンの適用は、交
感および副交感神経の神経節後ニューロンの両方を興奮させるであろう。
【0026】 アセチルコリンは、2種類の受容体、即ちムスカリン様およびニコチン様の受
容体を活性化する。ムスカリン様受容体は、副交感神経系の神経節後ニューロン
によって刺激された全ての効果細胞において、ならびに、交感神経系の神経節後
コリン作動性ニューロンによって刺激された全ての効果細胞において見い出され
る。ニコチン様受容体は、交感神経および副交感神経の両方の神経節前および神
経節後ニューロンの間のシナプスにおいて見い出される。また、ニコチン様受容
体は、神経筋肉接合部の骨格筋線維の多くの膜中にも存在する。
【0027】 アセチルコリンは、小さく透明な細胞内小胞がシナプス前ニューロン細胞膜と
融合したときに、コリン作動性ニューロンから放出される。多種多様の非ニュー
ロン性の分泌細胞、例えば、副腎髄質(ならびにPC12セルライン)および膵臓
島細胞が、大きな濃染される芯をもつ小胞から、カテコールアミンおよびインス
リンをそれぞれ放出する。PC12セルラインは、交感神経副腎の発生の研究の
ための組織培養モデルとして広く使用されているラット褐色細胞腫細胞のクロー
ンである。ボツリヌム毒素は、神経除去細胞中に毒素を直接注入することによっ
て、または、電気穿孔法などにより透過性にされた、両種類の細胞からの両種類
の化合物の放出をインビトロで抑制する。また、ボツリヌム毒素は、皮質シナプ
トソーム細胞培養物からの神経伝達物質グルタメートの放出をブロックすること
が知られている。
【0028】 従って、必要とされているのは、効果的な、長く持続する、手術によらない、
放射線療法によらない、全身薬物投与によらない、2型糖尿病(NIDDM)の治
療方法である。
【0029】 (発明の開示) 本発明は、この必要性を満たすものであり、効果的な、手術によらない、比較
的長期間の、放射線療法によらない、全身薬物投与によらない、2型糖尿病の治
療方法を提供するものである。
【0030】 本発明の糖尿病の治療方法は、膵臓に神経毒を局所投与することにより実施す
ることができる。神経毒は、約10-3〜35U/kgの量で投与することができ
る。好ましくは、神経毒は、約10-2〜25U/kgの量で投与する。より好ま
しくは、神経毒は、約10-1〜15U/kgの量で投与する。最も好ましくは、
神経毒は、約1〜10U/kgの量で投与する。多くの場合に、約1〜500単
位の神経毒(例えば、A型ボツリヌム毒素)の投与が、有効かつ長く持続する治療
法を与える。より好ましくは、約5〜200単位の神経毒(例えば、A型ボツリ
ヌム毒素)を使用することができ、最も好ましくは、約10〜100単位の神経
毒(例えば、A型ボツリヌム毒素)を、標的組織(例えば、膵臓または交感神経節)
に有効な結果を伴って局所投与することができる。
【0031】 神経毒は、クロストリジウム細菌、例えばクロストリジウム・ボツリヌム(Clo
stridium botulinum)、クロストリジウム・ブチリクム(Clostridium butyricum)
、またはクロストリジウム・ベラッチ(Clostridium beratti)細菌によって作ら
せることができる。さらに、神経毒は、修飾された神経毒、即ち、天然または野
生型の神経毒と比較して少なくとも1つのアミノ酸が削除、修飾または置換され
た神経毒であることができる。さらに、神経毒は、組換えによって調製された神
経毒またはその誘導体もしくは断片であることができる。
【0032】 本発明の方法を用いて、2型糖尿病、例えば、(初期)第1相、中期または後期
相の2型糖尿病を治療することができる。特に、神経毒は、膵臓に注入されたと
きに、膵臓からのグルカゴン分泌を減少させるように、また、インスリン分泌を
減少させるように作用することができる。
【0033】 神経毒は、ボツリヌム毒素、例えばボツリヌム毒素の血清型A、B、C1、D
、E、FまたはGのいずれかであることができる。好ましくは、神経毒はA型ボ
ツリヌム毒素であり、この神経毒が膵臓に神経毒の直接注入によって局所投与さ
れる(高インスリン性糖尿病を治療しようとするとき)。
【0034】 また、本発明の範囲内にある別の方法は、膵臓への神経毒の局所投与の前に、
またはそれと同時に、インスリン耐性を低下させるための薬剤を投与することを
含むことができる。
【0035】 2型糖尿病を治療するための本発明の範囲内にある方法の詳細な態様は、ヒト
患者の膵臓に治療学的有効量のボツリヌム毒素を注入し、これにより、島B細胞
からのインスリン分泌を減少させ、2型糖尿病を治療する工程を含むことができ
る。この方法においては、2型糖尿病は高インスリン症を伴っており、インスリ
ン分泌はコリン作動性の影響を受けるインスリン分泌である。
【0036】 ヒト患者の2型糖尿病を治療するための本発明の範囲内にある方法の別の詳細
な態様は、ヒト患者のコリン作動性の影響を受ける島B細胞含有の膵臓組織に、
治療学的有効量のA型ボツリヌム毒素を局所投与し、これにより、膵臓島B細胞
からのコリン作動性の影響を受ける過剰インスリン分泌を減少させ、2型糖尿病
を治療する工程を含むことができる。
【0037】 本発明の範囲内にある別の方法は、治療学的有効量のボツリヌム毒素をヒト患
者の膵臓に注入し、これにより、島A細胞からのグルカゴン分泌を減少させるこ
とによる、過剰グルカゴン分泌を処置するための方法である。
【0038】 本発明に従う第2相のNIDDMを治療するための方法は、治療学的有効量の
ボツリヌム毒素をヒト患者の膵臓に注入することによって実施することができる
【0039】 本発明の範囲内にある別の方法は、患者の交感神経系に神経毒を投与すること
による、2型糖尿病の治療方法である。この方法においては、神経毒を、B細胞
を支配する交感神経節に局所投与し、2型糖尿病には高インスリン症が伴われて
いる。
【0040】 ヒト患者の2型糖尿病を治療するための本発明の範囲内にある方法の詳細な態
様は、患者の膵臓島B細胞を支配する交感神経節に、治療学的有効量のボツリヌ
ム毒素をインビボで局所投与し、これにより、膵臓組織からの不足インスリン分
泌を増大させ、2型糖尿病を治療する工程を含むことができる。
【0041】 従って、本発明はその範囲内に、膵臓または交感神経節に神経毒を局所投与し
、それによって糖尿病を治療することによる、最も多い形態の糖尿病(2型また
はNIDDM)の治療方法を包含する。
【0042】 本発明の詳細な態様は、ヒト患者の膵臓に治療学的有効量のボツリヌム毒素を
注入し、これにより、膵臓細胞からの分泌を減少させ、糖尿病を治療することに
よる、糖尿病の治療方法である。処置される分泌はインスリン分泌であってよく
、膵臓疾患はNIDDMであってよい。好ましくは、処置される分泌はコリン作
動性の影響を受ける分泌であり、使用されるボツリヌム毒素はA型ボツリヌム毒
素であるが、このボツリヌム毒素は、A、B、C(即ちC1)、D、E、Fおよび
G型のボツリヌム毒素からなる群から選択することができる。
【0043】 本明細書において使用する「局所投与」は、膵臓または交感神経節への神経毒
の直接注入を意味する。全身的な投与経路、例えば経口および静脈内の投与経路
は、本発明の範囲から除外される。
【0044】 (発明を実施するための最良の形態) 本発明は、糖尿病(例えば、初期相、2型糖尿病)を、患者の膵臓に神経毒をイ
ンビボ投与することにより治療しうるという発見に基づくものである。膵臓に投
与された神経毒の一次効果は、高インスリン血症の過剰インスリン分泌を低下さ
せることである。神経毒の投与に由来する二次効果は、インスリン耐性の低下で
ある。
【0045】 また、本発明は、糖尿病(例えば、中期または後期相、2型糖尿病)を、患者の
膵臓島B細胞を支配する交感神経節に神経毒をインビボ投与することにより治療
しうるという発見に基づくものである。交感神経節に投与された神経毒の効果は
、インスリン分泌に対する抑制作用を除去し、インスリン分泌を促進することに
よって低インスリン血症を軽減することである。
【0046】 このように、患者の(a)膵臓への神経毒の局所投与、または(b)交感神経節へ
の神経毒の局所投与(これらにより、それぞれ、膵臓内分泌細胞からの分泌の減
少、あるいは、膵臓内分泌細胞からの分泌の増大という結果が得られる)という
択一療法により、本発明に従って2型NIDDMを治療することができる。
【0047】 特定の神経毒(ボツリヌム毒素)を用いて、劇的な改善効果を伴って2型糖尿病
を治療することができ、これにより、現在の治療処方(例えば、経口インスリン
またはスルホニル尿素)を置換しうることを発見した。重要なことは、本発明に
従う神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)の1回の局所膵臓投与は、初期相の2型糖
尿病の症状を、少なくとも約2〜6カ月にわたり、大きく減少または逆転しうる
ということである。注目すべきことに、ボツリヌム毒素によって処置された腺組
織は、毒素の注入後の27カ月もの長期にわたり、分泌活性の減少を示しうるこ
とが報告されている[Laryngoscope 1999; 109: 1344-1346、Laryngoscope 1998;
108: 381-384]。同様に、本発明に従う神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)の1回
の局所交感神経節投与は、中期または後期相の2型糖尿病の症状を、少なくとも
約2〜6カ月にわたり、大きく減少または逆転することができる。通常、初期相
の2型糖尿病においては高インスリン血症が存在し、一方、中期および後期相の
2型糖尿病においては低インスリン血症が現れる。
【0048】 膵臓への神経毒の局所投与 本発明の好ましい態様は、患者の膵臓に、1〜500単位、より好ましくは1
0〜200単位、最も好ましくは20〜100単位の神経毒(例えば、A型ボツ
リヌム毒素)を注入し、それにより、島細胞のインスリン分泌を低下させること
である。インスリン分泌の低下に続いて、インスリン耐性の低下が生じる(イン
スリン耐性が高インスリン血症に対する可逆的な反応であるため)。本発明の特
に好ましい態様においては、神経毒の局所投与に伴って、所望のインスリン耐性
の低下を容易にするように作用する薬剤を投与する(神経毒投与と共にまたはそ
の直前に)。インスリン耐性を低下させるのに適する薬剤には、チアゾリジンジ
オン、例えばシグリタゾン、トログリタゾン、ピオグリタゾンおよびエングリタ
ゾンが含まれる。これらのインスリン耐性低下薬剤は、血中グルコースを低下さ
せ、基礎のグルコース代謝速度を増大させ、脂質生成を増大させ、インスリン受
容体の数およびインスリンに対する受容体後の反応を増大させることができる。
【0049】 患者の膵臓への治療用量の神経毒の直接投与は、高インスリン血症が存在して
いる状態に対して、例えば初期相の2型(NIDDM)糖尿病に対して最も適して
いる。また、本発明はその範囲内に、過形成、緊張過度または肥大性のB細胞に
よる2型糖尿病の治療を含んでいる。機能障害の過分泌B細胞を支配しているコ
リン作動性の神経節後の副交感神経ニューロンに、神経毒(例えば、10〜50
0単位のA型ボツリヌム毒素)を局所投与することによって、糖尿病が効果的に
治療される。理論によって拘束されることを望むものではないが、ボツリヌム毒
素は、膵臓島B細胞を支配しているコリン作動性の神経節後の副交感神経線維か
らのアセチルコリン神経伝達物質の放出を抑制することによって作用しているも
のと考えられる。
【0050】 膵臓にインビボで局所投与された神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)は、島分泌
細胞の分泌活性を低下させる。このアプローチを用いると、標的組織が、コリン
作動的に支配されるかまたは高い毒素用量に感受性になり、毒素のタンパク質加
水分解性の軽鎖が、コリン作動性ニューロン(これは、膵臓島細胞の分泌活性に
影響を与える)によって内在化される。
【0051】 このように、コリン作動的に支配された膵臓島細胞を、神経毒(例えば、ボツ
リヌム毒素)の局所投与によって処置することができる。局所投与とは、神経毒
を、処置しようとする膵臓島組織に直接的にまたはそのすぐ近くに投与すること
を意味する。
【0052】 投与に適する特定用量は、上記した因子に従って当業者により容易に決定され
る。また、この用量は、処置または神経麻痺させようとする膵臓組織塊の大きさ
、ならびに、毒素の市販調製物に依存することができる。さらに、ヒトにおける
適切用量の概算は、他の組織の有効な神経麻痺に必要なボツリヌム量の測定値か
ら推定することができる。即ち、注入すべきボツリヌムAの量は、処置すべき膵
臓組織の活性レベルおよび大きさに比例する。通常は、約0.01〜35単位/
kg患者体重のボツリヌム毒素(例えば、A型ボツリヌム毒素)を投与して、膵臓
に神経毒を投与したときに、毒素誘導の膵臓内分泌組織の分泌下方調節を効果的
に達成することができる。約0.01U/kg未満のボツリヌム毒素は、膵臓細
胞の分泌活性に対して有意の治療効果を持たず、一方、約35U/kgを越える
ボツリヌム毒素は、神経毒の毒性用量に近づく。注入針の注意深い設置および神
経毒の低使用量は、有意量のボツリヌム毒素が全身的に現れるのを防止する。よ
り好ましい用量範囲は、約0.01〜25U/kgのボツリヌム毒素(例えば、B
OTOXRとして配合された毒素)である。投与されるボツリヌム毒素の実際の量
(U/kg)は、選択した投与経路ならびに処置すべき膵臓組織の活性レベルおよ
び程度(大きさ)などの因子に依存する。A型ボツリヌム毒素が、本発明の方法に
おいて使用するための好ましいボツリヌム毒素血清型である。
【0053】 クロストリジウム神経毒のニューロン選択性は、極めて選択的な結合および細
胞侵入機構の結果であると報告されている。ボツリヌム毒素の作用部位は神経筋
肉の接合点であり、ここでこの毒素は迅速に結合し、コリン作動性ニューロンか
らのアセチルコリンの放出を妨げるが、クロストリジウム神経毒は、低親和性の
受容体を介して、ある種の神経分泌細胞(例えば、PC12細胞)に侵入しうるこ
とが知られている(高濃度の該神経毒を長期間にわたり該細胞と共にインキュベ
ートしたとき)。この過程は、神経筋肉接合点に存在する高特異性および高親和
性の受容体とは別個の受容体を介する経路を利用するようである。さらに、ある
種のクロストリジウム毒素は、食細胞(例えば、マクロファージ)に作用を有して
おり、細胞への侵入がこれら細胞の特異的な食細胞活性によるものであると推定
されることが報告されている。さらに、ある種の脂肪細胞とA型ボツリヌム毒素
とをインキュベートすると、脂肪細胞によるグルコースの取込みが抑制されるこ
とが報告されている。このグルコース取込み抑制の機構は、明らかに、細胞質ゾ
ルの再利用可能な膜小胞(RMV;これらRMVはグルコース輸送タンパク質を
含む)の形質膜融合またはドッキングの毒素阻害によるものである[PCT公開W
O94/21300]。
【0054】 このように、ボツリヌム毒素は、コリン作動性のシナプス前の末梢運動ニュー
ロンに対して既知の結合親和性を有することが知られているが、ボツリヌム毒素
は、種々の非ニューロン分泌細胞に結合し、その中に移動することができ、そこ
でこの毒素は、そのそれぞれの分泌性の血管-膜ドッキングタンパク質に対して
エンドプロテアーゼとして既知のように作用することも報告されている。膵臓細
胞を支配するコリン作動性ニューロンに対するボツリヌム毒素の親和性と比較し
たときの、分泌細胞(例えば、膵臓細胞)に対するボツリヌム毒素の比較的低い親
和性のゆえに、ボツリヌム毒素を分泌組織または腺組織に注入して、毒素の高い
局所濃度を得ることができ、これにより、膵臓分泌細胞に対する直接的な、およ
びコリン作動性ニューロンに対する毒素の作用を高めることができる。即ち、本
発明は、標的の内分泌膵臓細胞がコリン作動性の支配を受けないかまたはほとん
ど受けない膵臓障害の治療に適用することができる。
【0055】 好ましくは、本発明の範囲内にある方法の実施に使用される神経毒は、ボツリ
ヌム毒素、例えば血清型A、B、C、D、E、FまたはGのボツリヌム毒素のい
ずれかである。好ましくは、使用するボツリヌム毒素は、A型ボツリヌム毒素で
ある。その理由は、それがヒトにおいて効果が高く、入手が容易であり、骨格筋
および平滑筋障害の治療に対する安全かつ効果的な使用(筋肉内注入によって局
所投与したとき)が知られているためである。
【0056】 本発明は、その範囲内に、患者の膵臓島細胞障害を治療するために局所適用し
たときに長期の治療効果を有する、任意の神経毒の使用を包含する。例えば、毒
素産生クロストリジウム細菌の任意の種、例えばクロストリジウム・ボツリヌム
(Clostridium botulinum)、クロストリジウム・ブチリクム(Clostridium butyri
cum)、およびクロストリジウム・ベラッチ(Clostridium beratti)によって作ら
れた神経毒を、本発明の方法において使用するために利用または適合させること
ができる。さらに、全てのボツリヌム血清型A、B、C、D、E、FおよびGを
、本発明の実施において有利に使用することができるが、上で説明したようにA
型が最も好ましい血清型である。本発明の実施により、ヒトにおいて2〜27カ
月またはそれ以上にわたり、糖尿病の効果的な軽減を得ることができる。
【0057】 電気穿孔法などにより透過性にしたインスリン分泌細胞からのインスリンの放
出を、ボツリヌム毒素によって抑制しうることが知られている。インビトロであ
るときに、これらの非神経細胞の細胞膜を透過性にして、細胞質ゾルへのボツリ
ヌム毒素の導入を助けることができる(ボツリヌム毒素のための細胞表面受容体
の欠如のゆえ)。即ち、B型ボツリヌム毒素は、明らかに、インスリン分泌セル
ラインHIT-15中に存在するシナプトブレビンを切断することによってイン
スリン分泌を抑制する[Boyd R.S.ら, "The Effect of Botulinum Neurotoxin-B
On Insulin Release From a Beta Cell", Mov Disord 10(3): 376 (1995)]。従
って、ボツリヌム毒素は、ボツリヌム毒素の軽鎖が細胞内媒体中に移動する限り
において、あらゆる分泌細胞種(即ち、ニューロン、腺、分泌、クロム親和性細
胞種)からのあらゆる小胞媒介エキソサイトーシスの放出をブロックすることが
できるのかもしれない。例えば、細胞内タンパク質SNAP-25はニューロン
および非ニューロン分泌細胞の両方に広く分布しており、A型ボツリヌム毒素は
エンドペプチダーゼ(その特異的な基質はSNAP-25である)になる。即ち、
コリン作動性ニューロンは、毒素濃度が高くなるにつれて、ボツリヌムおよび破
傷風毒素のための高親和性受容体を有するが(従って、分泌化合物の小胞媒介エ
キソサイトーシスの抑制に対して、他のニューロンおよび他の細胞よりも感受性
になるが)、非コリン作動性の交感ニューロン、クロム親和性細胞および他の細
胞種は、ボツリヌム毒素を取込むことができ、エキソサイトーシスの減少を示す
ことができる。
【0058】 従って、ここに開示した本発明を実施することによって、非コリン作動性の神
経線維ならびに支配されていないかまたは支配が弱い膵臓内分泌細胞を、適度に
高い濃度のボツリヌム毒素の使用によって処置して、糖尿病高インスリン血症(
二次障害インスリン耐性として)からの治療的軽減をもたらすことができる。
【0059】 交感神経節への神経毒の局所投与 重要なことに、不足インスリン分泌を増加させるための本発明の範囲内にある
方法は、交感神経系に神経毒を局所投与する工程を含んでなる。内分泌膵臓の交
感神経支配が存在することが知られている。即ち、交感神経線維は、B島細胞上
のα2アドレナリン作動性受容体を介して作用することにより、インスリン分泌
を抑制することができる。従って、本発明の範囲内にある方法を、コリン作動性
の神経節前交感ニューロンに神経毒を局所投与することによって実施することが
できる。アドレナリン作動性の神経節後交感線維と連接しているコリン作動性の
神経節前交感ニューロン、およびこれらの後の交感ニューロンは、膵臓島B細胞
によるインスリン分泌に対して抑制作用を有している。
【0060】 腹腔神経節は、腹腔動脈の起点のどちらかの側の腹部大動脈の上部に位置する
脊椎前交感神経節の最大かつ最高の群である。腹腔神経節は腹腔神経叢内に位置
し、アドレナリン作動性の交感神経節後の神経に連接しているコリン作動性の交
感神経節前線維からなる。この腹腔神経節は背側膵臓を支配し、一方、上部腸間
膜神経節は腹側膵臓を支配する。本発明の腹腔神経節ブロックは、腹腔神経叢ブ
ロックと同じようにして行うことができる。
【0061】 即ち、神経溶解性の腹腔神経叢ブロックは、上腹部内蔵癌に起因する難治性の
痛みを処置するための既知の方法である[Reg Anest Pain Med 1998; 23(1): 37-
48]。腹腔神経叢は、輸入および輸出の両方の内蔵線維を含み、少ない迷走神経
寄与を有する[Anest 1997; 87(6): 1301-1308]。即ち、膵臓癌または膵炎に起因
する痛みからの軽減を得るために、腹腔神経叢にエタノールまたはフェノールを
注入することが知られている[AJG 1999; 94(4): 872-874]。抗侵害受容性の注入
を、開放(手術内)注入として、または、経皮法のいずれかとして行うことができ
る。経皮(閉鎖)法は、極めて薄い針(22ゲージ)を用い、腹側アプローチを用い
て行うことができる。腹腔神経叢ブロックは、コンピューター連動断層撮影(C
T)(透視検査とは対照的)の針誘導[Reg Anest Pain Med 1999; 24(5); 483-484]
を用いて行うのが好ましく、大動脈の腹側に位置取りさせた針先端を用いて行う
ことができる。この操作は、単一の薄い針を用いて腹側アプローチにより行うこ
とができ、患者は仰臥位にあってよい。
【0062】 B細胞に対する交感神経抑制の除去によりインスリン分泌を増加させるための
本発明の範囲内にある好ましい方法は、腹腔神経節および/または上部腸間膜神
経節の一方または両方に神経毒を局所投与することによって行うことができる。
【0063】 さらに、本発明の範囲内にある方法は、患者の機能の改善を与えることができ
る。「患者の機能の改善」は、正常な筋肉状態によって可能となる、痛みの減少
、ベッドで過ごす時間の減少、移動の増加、より健康なふるまい、より多様なラ
イフスタイルおよび/または治癒などの因子によって測定される改善と定義する
ことができる。患者の機能の改善は、生活の質(QOL)の改善と同義である。Q
OLは、例えば、既知のSF-12またはSF-36健康調査評点法を用いて評価
することができる。SF-36は、身体機能、身体的な問題による役割制限、社
会機能、身体の痛み、全般的な精神的健康、情緒的な問題による役割制限、バイ
タリティー、および全般的な健康認識からなる8つの領域において、患者の身体
的および精神的な健康を評価する。得られた評点を、種々の一般集団および患者
集団について利用しうる公表値と比較することができる。
【0064】 上記したように、膵臓またはヒト患者の膵臓を支配する交感神経節に神経毒を
局所投与することによって、驚くほど効果的かつ長期の治療効果が達成されうる
ことを発見した。その最も好ましい態様において、本発明は、A型ボツリヌム毒
素を膵臓または交感神経節に直接注入することによって実施される。神経腺接合
部におけるボツリヌム毒素(例えば、A型ボツリヌム毒素)の化学的な神経麻痺作
用は、長期作用、即ち27カ月と3カ月の作用を有することが報告されている。
【0065】 理論に拘束されることを望むものではないが、本発明者は、2型糖尿病の高イ
ンスリン症が初めに生じ、これに続いて保護反応が生じるものと仮定している。
従って、高インスリン血症が存在しているときの適当な治療ゴールは、過剰のB
細胞インスリン分泌(および同時に存在する過剰のA細胞グルカゴン分泌)を低下
させて、インスリン耐性を逆転させることである。即ち、少なくとも第1相の2
型NIDDMのための適当な治療は、過剰のインスリン分泌の低下または抑制に
向けてよい。高血糖症が治療投与時に生じないことが明らかである。その理由は
、本明細書において開示したように神経毒を局所膵臓投与したときに、インスリ
ン分泌の低下に続いて、同時にインスリン耐性が低下し、グルコース利用が改善
されるためである。
【0066】 このように、インスリンの過分泌は2型糖尿病の病因における最初の病変であ
り、この一次病変がB細胞の過度のコリン作動性刺激の結果であると合理的に仮
定することができる[例えば、Pflugers Arch, Eur J Physiol (1996) 432: 589-
596 (595)を参照]。従って、インスリン耐性は、最初の病変である高インスリン
血症の二次作用かつ保護結果になる。2型糖尿病におけるインスリン耐性の直接
的な原因は、インスリン受容体の結合の問題によるのではなく、結合後の異常に
由来するものと考えられる。即ち、高インスリン血症がインスリン受容体の数の
下方調節を引き起こし、受容体欠損へのインスリン後結合を導く["Medical Mana
gement of Type 2 Diabetes", David Kelley編, 25頁 (1998);この出版物の全
内容は本明細書の一部を構成する]。
【0067】 B島細胞は、インスリン耐性が存在するときにコリン作動性刺激に対する感受
性の増加を示すことが報告されている[Amer J.Physiol, Jul 1999; 277 (1 Pt 1
): E93-102]。さらに、B細胞のコリン作動性刺激はグルコースに対するB細胞
感受性に大きな作用を有しており、かつ、迷走神経により放出されたアセチルコ
リンの刺激作用が高インスリン血症およびインスリン耐性の発症における主要な
原因因子であると考えられている[Pflugers Arch, Eur J Physiol (1996) 432:
589-596]。重要なことは、本明細書中に開示した本発明によりB細胞活性の下方
調節を行うと、インスリンの過分泌およびその結果としての高インスリン血症を
低下させうるだけでなく、コリン作動性刺激に対するB細胞の感受性を同時に低
下させつつインスリン耐性を抑えうることを発見したことである。
【0068】 さらに、高インスリン血症に反応して、全体のインスリン受容体の数がインス
リン標的組織において減少するものと考えられ["Type 2 Diabetes Prediction a
nd Prevention", Hitman編, 199頁, 上記]、従って、B細胞によるインスリン分
泌レベルの低下が、インスリン受容体の数の同時増加を可能にし、その結果とし
て比較的高いグルコース利用を伴うと結論するのが妥当である。
【0069】 即ち、インスリン耐性が一次的および前期に生じる高インスリン分泌の結果に
すぎないので、インスリン耐性を克服する試みにおいてB細胞を刺激するのは、
初期相の2型糖尿病を治療するための不適切な治療方法論であるというのが本発
明者の前提である。本明細書中に記載した適切な治療方法論は、結果としての症
状(インスリン耐性)ではなく原因因子(B細胞機能障害)を処置することである。
カルバコールはインスリン放出の急性刺激を引き起こすが、カルバコールへの長
期曝露は実際にインスリン放出を抑制する[Pflugers Arch, Eur J Physiol (199
6) 432: 589-596 (594)]。
【0070】 従って、2型糖尿病の慢性高インスリン症を治療するためにカルバコールまた
は同様の明らかにコリン作動性のアゴニストを投与することの治療効果は、B細
胞による過剰インスリン分泌のレベルの長期低下に帰するようである。2型糖尿
病の慢性高インスリン症を治療するために神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)を局
所投与することの効果(B細胞コリン作動性刺激の長期低下)に対して本発明者が
提案する機構は、少なくともコリン作動性アゴニストであるカルバコールがイン
スリン耐性を軽減するという機構によって裏付けされているようである(長期イ
ンスリン分泌を低下させ、それによって同時存在するインスリン耐性を抑えるこ
とによる)。
【0071】 本発明は、その範囲内に、(a)細菌培養、毒素抽出、濃縮、保存、凍結乾燥お
よび/または復元によって得られたかまたは加工された純粋な神経毒ならびに神
経毒複合体、(b)修飾された神経毒または組換え神経毒、即ち、1またはそれ以
上のアミノ酸もしくはアミノ酸配列が、既知の化学的/生化学的アミノ酸修飾法
または既知の宿主細胞/組換えベクター組換え法の使用により、意図的に削除、
修飾または置換された神経毒、ならびに、そのように調製された神経毒の誘導体
もしくは断片を包含し、さらに、内分泌膵臓細胞上に存在する細胞表面受容体に
対する、1またはそれ以上の結合した標的指向部分を有する神経毒を包含する。
【0072】 本発明に従って使用するためのボツリヌム毒素は、真空圧力下の容器内で凍結
乾燥または真空乾燥された形態で貯蔵することができる。凍結乾燥の前に、ボツ
リヌム毒素を、薬学的に許容しうる賦形剤、安定剤および/または担体(例えば
アルブミン)と混合することができる。凍結乾燥または真空乾燥した物質を、食
塩水または水により復元することができる。
【0073】 糖尿病を治療するために本発明に従って投与される神経毒(例えば、ボツリヌ
ム毒素の血清型A、B、C、D、E、FまたはG)の量および投与経路は、種々
の患者の変数(サイズ、体重、年齢、病気の重篤性、治療に対する反応、ならび
に、選択した神経毒の溶解および拡散特性を含む)に従って広く変化することが
できる。さらに、影響を受ける膵臓または神経節組織の大きさは、注入した神経
毒の量に比例すると考えられ、一方、神経麻痺の量は、ほとんどの投与範囲につ
いて、注入した神経毒の濃度に比例すると考えられる。
【0074】 適切な投与経路および投与量を決定するための方法は、主治医によりケースバ
イケースで決められるのが一般的である。このような決定は、当業者にとっては
普通のことである[例えば、"Harrison's Principles of Internal Medicine" (1
998), Anthony Fauciら編, 第14版, McGraw Hill出版を参照]。例えば、初期相
の2型糖尿病を治療するためには、A型ボツリヌム毒素複合体の溶液を、膵臓組
織中に内視鏡または腹腔内により直接注入することができ、これにより、全身循
環系に毒素が入るのを実質的に回避することができる。
【0075】 (実施例) 以下に挙げる実施例は、当業者に、本発明を実施するための本発明の範囲内に
ある特定の好ましい方法を供するものであり、本発明の範囲の限定を意図するも
のではない。 実施例1 内分泌膵臓への神経毒の局所投与 膵臓内分泌細胞への、またはその近くへの神経毒の局所投与は、いくつかの方
法によって行うことができる。例えば、診断および治療目的のための膵臓内視鏡
が周知である。治療用の膵臓内視鏡法には、膵臓括約筋切開、狭窄拡張、ステン
ト処理、偽嚢胞ドレナージおよび内視鏡的逆行性胆道膵管造影(ERCP)(膵臓
胆管系の可視化および処置を可能にする)が含まれる。膵臓治療に使用される内
視鏡に修飾を加えて、膵臓組織中に神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)を直接注入
するために使用しうるようにすることができる。例えば、米国特許No.5,67
4,205を参照。本発明の目的のために、内視鏡を、中咽頭から胃、十二指腸
を経て、最後に膵管に移動させる。必要なら、管内に内視鏡を滞留させるために
、管の減圧を予め行う(例えば、拡張またはステント処理による)。このように配
置したなら、中空の針先端を内視鏡から膵臓組織に伸ばすことができ、この針を
通って神経毒を膵臓組織に注入することができる。
【0076】 膵管に接近できないとき、または膵管が減圧しないときには、画像ガイドされ
た(即ち、超音波またはコンピューター連動断層撮影により画像ガイドされた)経
皮針を、膵臓組織への直接的な神経毒の経腹注入のために使用することもできる
。即ち、膵臓生検のための経皮針吸引は既知の方法であり、吸引を所望の毒素注
入を行うために逆にすることができる。
【0077】 以下の実施例のそれぞれにおいて、投与されるボツリヌム毒素の特定の量は、
主治医の判断の範囲内で考慮され、重要とみなされる種々の因子に依存する。実
施例のそれぞれにおいて、わずかの量のボツリヌム毒素しか全身に入らず、有意
の副作用は伴われない。以下のボツリヌム毒素の注入単位/キログラム(U/k
g)は、患者の全体重(kg)に対する量である。例えば、70kgの患者に対す
る3U/kgは、210単位のボツリヌム毒素の注入に当たる。
【0078】 実施例2 A型ボツリヌム毒素による2型糖尿病の治療 48歳の肥満男性は、初期相の2型糖尿病(NIDDM)と診断された。約10 -3 U/kg〜約35U/kgのA型ボツリヌム毒素調製物(例えば、約10〜5
00単位のBOTOXR)を、実施例1に記載した方法のいずれかを用いて、膵臓
に直接注入した。1〜7日以内に糖尿病の症状が軽減された。高血糖症を伴うこ
となくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、少なくとも約2〜6
カ月にわたり持続した。
【0079】 実施例3 B型ボツリヌム毒素による2型糖尿病の治療 48歳の肥満男性は、初期相の2型糖尿病(NIDDM)と診断された。約10 -3 U/kg〜約35U/kgのB型ボツリヌム毒素調製物(例えば、約1000
〜20,000単位のB型ボツリヌム調製物)を、実施例1に記載した方法のいず
れかを用いて、膵臓に直接注入した。1〜7日以内に糖尿病の症状が軽減された
。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、
少なくとも2〜6カ月にわたり持続した。
【0080】 実施例4 C型ボツリヌム毒素による2型糖尿病の治療 48歳の肥満男性は、初期相の2型糖尿病(NIDDM)と診断された。約10
〜10,000単位のC1型ボツリヌム調製物を、実施例1に記載した方法のいず
れかを用いて、膵臓に直接注入した。1〜7日以内に糖尿病の症状が軽減された
。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、
少なくとも2〜6カ月にわたり持続した。
【0081】 実施例5 D型ボツリヌム毒素による2型糖尿病の治療 48歳の肥満男性は、初期相の2型糖尿病(NIDDM)と診断された。約10
〜10,000単位のD型ボツリヌム調製物を、実施例1に記載した方法のいず
れかを用いて、膵臓に直接注入した。1〜7日以内に糖尿病の症状が軽減された
。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、
少なくとも2〜6カ月にわたり持続した。
【0082】 実施例6 E型ボツリヌム毒素による2型糖尿病の治療 48歳の肥満男性は、初期相の2型糖尿病(NIDDM)と診断された。約10
〜10,000単位のE型ボツリヌム調製物を、実施例1に記載した方法のいず
れかを用いて、膵臓に直接注入した。1〜7日以内に糖尿病の症状が軽減された
。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、
少なくとも2〜6カ月にわたり持続した。
【0083】 実施例7 F型ボツリヌム毒素による2型糖尿病の治療 48歳の肥満男性は、初期相の2型糖尿病(NIDDM)と診断された。約10
〜10,000単位のF型ボツリヌム調製物を、実施例1に記載した方法のいず
れかを用いて、膵臓に直接注入した。1〜7日以内に糖尿病の症状が軽減された
。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、
少なくとも2〜6カ月にわたり持続した。
【0084】 実施例8 G型ボツリヌム毒素による2型糖尿病の治療 48歳の肥満男性は、初期相の2型糖尿病(NIDDM)と診断された。約10
〜10,000単位のG型ボツリヌム調製物を、実施例1に記載した方法のいず
れかを用いて、膵臓に直接注入した。1〜7日以内に糖尿病の症状が軽減された
。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、
少なくとも2〜6カ月にわたり持続した。
【0085】 実施例9 A型ボツリヌム毒素による糖尿病治療のための2工程法 34歳の女性は、初期相の2型糖尿病(NIDDM)と診断された。約10〜5
00単位のA型ボツリヌム毒素調製物(即ち、BOTOXR)を、実施例1に記載
した方法のいずれかを用いて、患者の膵臓に注入した。ボツリヌム毒素の注入前
または注入と同時に、治療用量のチアゾリジンジオンを投与してインスリン耐性
を軽減した。1〜7日以内に糖尿病の症状が軽減された。高血糖症を伴うことな
くインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、少なくとも2〜6カ月に
わたり持続した。
【0086】 実施例10 B〜G型ボツリヌム毒素による糖尿病治療のための2工程法 34歳の女性は、初期相の2型糖尿病(NIDDM)と診断された。約10〜1
0,000単位の血清型B、C、D、E、FまたはGのいずれかのボツリヌム毒
素を、実施例1に記載した方法のいずれかを用いて、患者の膵臓に注入した。ボ
ツリヌム毒素の注入前または注入と同時に、治療用量のチアゾリジンジオンを投
与してインスリン耐性を軽減した。1〜7日以内に糖尿病の症状が軽減された。
高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、少
なくとも2〜6カ月にわたり持続した。
【0087】 実施例11 A型ボツリヌム毒素による2型糖尿病の治療 53歳の男性は、中期相または後期相の2型糖尿病(NIDDM)と診断された
。約10-3U/kg〜約35U/kgのA型ボツリヌム毒素調製物(例えば、約
10〜500単位のBOTOXR)を、次のように腹腔神経節に直接注入した。腹
腔神経節に到達するためにコンピューター連動断層撮影針誘導を用い、極めて薄
い針(22ゲージ)を用い、仰臥位にある患者で前部アプローチを用いて、経皮法
を行った。1〜7日以内に糖尿病の症状が軽減された。低血糖症を伴うことなく
インスリンレベルが正常に戻った(上昇した)。糖尿病の軽減は、少なくとも2〜
6カ月にわたり持続した。
【0088】 本明細書中に開示した本発明の方法は、多くの利点を有しているが、それらに
は次のものが含まれる: (1)本発明は、2型糖尿病の効果的治療のための多くの外科操作を不要なもの
にする; (2)本発明に従う神経毒の直接的な局所適用によって、全身的な薬物作用を回
避することができる; (3)本発明の改善効果が、本明細書中に記載したような神経毒の1回の局所投
与から、平均して2〜6カ月にわたり持続することができる。
【0089】 ある種の好ましい方法に関連して本発明を詳しく説明したが、本発明の範囲内
で他の態様、修正および修飾が可能である。例えば、多種多様の神経毒を、本発
明の方法において効果的に使用することができる。さらに、本発明は、2または
それ以上の神経毒(例えば、2またはそれ以上のボツリヌム毒素)を同時または連
続して投与する局所膵臓投与法を包含する。例えば、A型ボツリヌム毒素を、臨
床反応の喪失または中和抗体の出現まで投与し、それに続いてE型ボツリヌム毒
素を投与することができる。また、任意の2またはそれ以上のボツリヌム血清型
A〜Gの組合せを局所投与して、所望の治療成果の開始および期間を制御するこ
とができる。さらに、非神経毒化合物を、神経毒の投与前、投与と同時、または
投与後に投与して、神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)がその治療効果を発揮し始
める前に、神経麻痺の増強またはより迅速な開始などの補助作用を発揮させるこ
とができる。
【0090】 また、本発明はその範囲内に、神経毒の局所投与によって糖尿病を治療するた
めの薬剤の製造において神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)を使用することを包含
する。
【0091】 即ち、特許請求の範囲に記載された思想および範囲は、上記の好ましい態様の
記載に限定されるべきではない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZA,ZW

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 糖尿病の治療方法であって、膵臓に神経毒を局所投与し、そ
    れによって糖尿病を治療する工程を含んでなる方法。
  2. 【請求項2】 神経毒を、約10-3U/kg〜約35U/kgの量で投与す
    る請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 神経毒を、約10-2U/kg〜約25U/kgの量で投与す
    る請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 神経毒を、約10-2U/kg〜約15U/kgの量で投与す
    る請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 神経毒を、約1U/kg〜約10U/kgの量で投与する請
    求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 神経毒がクロストリジウム細菌によって作られるものである
    請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】 神経毒が、クロストリジウム・ボツリヌム、クロストリジウ
    ム・ブチリクム、およびクロストリジウム・ベラッチからなる群から選択される
    細菌によって作られるものである請求項1に記載の方法。
  8. 【請求項8】 神経毒が修飾された神経毒である請求項1に記載の方法。
  9. 【請求項9】 神経毒が、天然の神経毒と比較して、少なくとも1つのアミ
    ノ酸の削除、修飾または置換を有する請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】 神経毒が、組換え産生された神経毒またはその誘導体もし
    くは断片である請求項1に記載の方法。
  11. 【請求項11】 糖尿病が2型糖尿病である請求項1に記載の方法。
  12. 【請求項12】 糖尿病が、第1相の2型糖尿病である請求項11に記載の
    方法。
  13. 【請求項13】 神経毒が、膵臓からのインスリン分泌を減少させるように
    作用する請求項11に記載の方法。
  14. 【請求項14】 神経毒が、膵臓からのグルカゴン分泌を減少させるように
    作用する請求項11に記載の方法。
  15. 【請求項15】 神経毒がボツリヌム毒素である請求項1に記載の方法。
  16. 【請求項16】 ボツリヌム毒素が、A、B、C1、D、E、FおよびG型
    ボツリヌム毒素からなる群から選択される請求項1に記載の方法。
  17. 【請求項17】 神経毒がA型ボツリヌム毒素である請求項1に記載の方法
  18. 【請求項18】 神経毒を、膵臓への神経毒の直接注入によって局所投与す
    る請求項1に記載の方法。
  19. 【請求項19】 膵臓への神経毒の局所投与の前またはそれと同時に、イン
    スリン耐性を低下させるための薬剤を投与することをさらに含む請求項1に記載
    の方法。
  20. 【請求項20】 2型糖尿病の治療方法であって、ヒト患者の膵臓に治療学
    的有効量のボツリヌム毒素を注入し、それによって島B細胞からのインスリン分
    泌を減少させ、2型糖尿病を治療する工程を含んでなる方法。
  21. 【請求項21】 2型糖尿病が高インスリン症を伴っている請求項20に記
    載の方法。
  22. 【請求項22】 インスリン分泌が、コリン作動性の影響を受けるインスリ
    ン分泌である請求項20に記載の方法。
  23. 【請求項23】 ボツリヌム毒素がA型ボツリヌム毒素である請求項20に
    記載の方法。
  24. 【請求項24】 ボツリヌム毒素が、A、B、C1、D、E、FおよびG型
    ボツリヌム毒素からなる群から選択される請求項20に記載の方法。
  25. 【請求項25】 ヒト患者の2型糖尿病の治療方法であって、コリン作動性
    の影響を受ける島B細胞を含むヒト患者の膵臓組織に、治療学的有効量のA型ボ
    ツリヌム毒素を局所投与し、それによって膵臓組織からのコリン作動性の影響を
    受ける過剰インスリン分泌を低下させ、2型糖尿病を治療する工程を含んでなる
    方法。
  26. 【請求項26】 過剰グルカゴン分泌の治療方法であって、ヒト患者の膵臓
    に治療学的有効量のボツリヌム毒素を注入し、それによって島A細胞からのグル
    カゴン分泌を低下させる工程を含んでなる方法。
  27. 【請求項27】 第2相のNIDDMの治療方法であって、ヒト患者の膵臓
    に治療学的有効量のボツリヌム毒素を注入し、それによって第2相のNIDDM
    を治療する工程を含んでなる方法。
  28. 【請求項28】 2型糖尿病の治療方法であって、患者の交感神経系に神経
    毒を投与する工程を含んでなる方法。
  29. 【請求項29】 神経毒を、B細胞を神経支配する交感神経節に局所投与す
    る請求項28に記載の方法。
  30. 【請求項30】 2型糖尿病が低インスリン症を伴っている請求項28に記
    載の方法。
  31. 【請求項31】 神経毒がボツリヌム毒素である請求項28に記載の方法。
  32. 【請求項32】 ヒト患者の2型糖尿病の治療方法であって、患者の膵臓島
    B細胞を神経支配する交感神経節に、治療学的有効量のボツリヌム毒素をインビ
    ボで局所投与し、それによって膵臓島B細胞からの不足インスリン分泌を増加さ
    せ、2型糖尿病を治療する工程を含んでなる方法。
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