JP2004043471A - 患部組織への薬物送達を補助するために血管の透過性を増強させるための光線力学療法 - Google Patents

Abstract

【課題】動物の異常組織の治療において、該異常組織の脈管構造の透過性を増強させることにより治療剤の治療効果を高める。
【解決手段】動物の異常組織を治療するためのポルフィリン誘導体光線感作剤であって、
該治療は、
光線感作剤を該動物の血流へ導入する工程であって、該光線感作剤は、該光線感作剤を含む異常組織を得るために、正常組織よりも異常組織に対して良好な選択性を有するものである工程、
該光線感作剤を含む異常組織に光を暴露して該光線感作剤を活性化し、該異常組織中の脈管構造の透過性を増強させる工程、及び、
治療剤を該動物の血流へ導入する工程であって、該治療剤は透過性が増強した該脈管構造を通過して該異常組織へ到達し、該異常組織を治療するものである工程を含むことを特徴とする光線感作剤。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動物の異常組織を治療するためのポルフィリン誘導体光線感作剤に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
光線力学療法（ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ　ｔｈｅｒａｐｙ）（ＰＤＴ）は、種々の固形腫瘍に対する治療法の比較的新しい様式である。多数のポルフィリン及び関連する光線感作化合物、例えばＰＨＯＴＯＦＲＩＮ（登録商標）ヘマトポルフィリン誘導体（ＨｐＤ）、ＨＰＰＨ、ＢＰＤ等は、静脈内注射後に腫瘍組織中に選択的に蓄積し、当該組織を光線に対して感受性にすることができることが実証されている。可視光、通常は光ファイバを通してレーザーにより送達される可視光による光線感作薬剤の活性化により細胞傷害剤の生成が起こる。活性化された光線感作剤（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒ）からの直接的又は間接的なエネルギー移動による分子酸素からの一重項酸素の生成が、腫瘍破壊の主要因であると現在は考えられている。
１９７８年、Ｄｏｕｇｈｅｒｔｙは、ヘマトポルフィリン誘導体（ＨｐＤ）と光との組合せが、２５人の患者における１１３の腫瘍の内１１１の腫瘍において、部分的又は完全な腫瘍の壊死を起こすのに有効であったことを報告した。それ以来、精製されたＨｐＤであるＰＨＯＴＯＦＲＩＮ（登録商標）を用いたＰＤＴは、カナダでは膀胱癌及び食道癌について承認され、オランダ及びフランスでは初期段階及び進行段階の食道癌について承認され、日本では初期段階の肺癌、食道癌、胃癌及び子宮頚癌について承認され、米国では進行段階の食道癌並びに初期及び末期の肺癌について承認されている。世界中の多数の患者が、光が到達できる多数の腫瘍（皮膚癌、肺癌、膀胱癌、頭頸部癌、乳癌及び食道癌を含む）についてＰＤＴで治療されている。
ＰＤＴは、幾つかのメカニズム、すなわち、腫瘍細胞に対する直接的な光毒性、脈管構造の破壊、炎症及び可能性のある細胞媒介免疫応答の相互作用によりその抗腫瘍効果を発揮する。用量依存性の脈管ＰＤＴ効果は、急性の血管収縮、続く拡張及び漏出（ｌｅａｋｉｎｅｓｓ）、最終的な血栓症及び閉塞を含むことができる。前述の三方面からの攻撃にもかかわらず、ＰＤＴによる腫瘍治療は、治療の選択性を損なう用量を要求することがある。選択性が高いときでさえも、腫瘍の再成長が起こることがある。
化学療法及び免疫療法はそれぞれ制限がある。その一つは、標的部位への薬剤の効率的な送達に対する障壁を腫瘍の脈管構造が与えるという事実である。この事実は、毒性の低下又は治療効果及び選択性を増強するために設計された高分子薬剤送達系に対して特に当てはまる。高分子薬剤送達系には、モノクローナル抗体コンジュゲート、可溶性の重合体担体及びナノ粒子担体（［免疫］リポソーム及びミクロスフェア）、遺伝子ベクター及び免疫エフェクター細胞が含まれるだろう。標的（腫瘍）細胞へ到達するためには、全身投与された分子又は粒子は、脈管空間（ｖａｓｃｕｌａｒ　ｓｐａｃｅ）の全体に渡って分布し、微小脈管壁を横切りかつ間質空間（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ　ｓｐａｃｅ）を通って運搬されなければならない。残念ながら、小分子及び高分子の双方に対する腫瘍脈管の高度に不均一な内因的透過性は、腫瘍−宿主の境界面における薬剤運搬にとってのみ充分なものである。それゆえ、治療剤の部位特異的送達をより均一な方法で増強させる治療様式が望まれるだろう。
化学的及び物理的アプローチが、腫瘍への薬剤送達を改善する幾つかの成功と共に試みられてきている。これらのアプローチには、血管作用薬、電離放射線及び局所的温熱療法（ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉａ）が含まれる。しかしながら、前記のアプローチは望み通りには成功していない。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明にしたがい、動物の異常組織（ａｂｅｒｒａｎｔ　ｔｉｓｓｕｅ）を治療する方法が提供される。前記発明の方法は以下の工程を含んでいる。
光線感作剤を動物の血流へ導入する工程であって、該光線感作剤は、該光線感作剤を含む異常組織を得るために、正常組織よりも異常組織に対して良好な選択性を有するものである工程、
該光線感作剤を光に暴露して該光線感作剤を活性化し、該異常組織中の脈管構造の透過性を増強させる工程、及び、
治療剤（ｔｒｅａｔｉｎｇ　ａｇｅｎｔ）を該動物の血流へ導入する工程であって、該治療剤は透過性が増強した該脈管構造を通過して該異常組織へ到達し、該異常組織を治療するものである工程。
すなわち、本発明は、
（１）動物の異常組織を治療するためのポルフィリン誘導体光線感作剤であって、
該治療は、
光線感作剤を該動物の血流へ導入する工程であって、該光線感作剤は、該光線感作剤を含む異常組織を得るために、正常組織よりも異常組織に対して良好な選択性を有するものである工程、
該光線感作剤を含む異常組織に光を暴露して該光線感作剤を活性化し、該異常組織中の脈管構造の透過性を増強させる工程、及び、
治療剤を該動物の血流へ導入する工程であって、該治療剤は透過性が増強した該脈管構造を通過して該異常組織へ到達し、該異常組織を治療するものである工程
を含むことを特徴とする光線感作剤；
（２）異常組織が過剰増殖組織であり、治療剤が該異常組織の壊死を引き起こすものである、前記（１）に記載の光線感作剤；
（３）異常組織が腫瘍組織である、前記（２）に記載の光線感作剤；
（４）異常組織が過剰増殖脈管構造である、前記（２）に記載の光線感作剤；
（５）治療剤が化学療法剤である、前記（１）に記載の光線感作剤；
（６）ポルフィリン誘導体がヘマトポルフィリン誘導体である、前記（１）に記載の光線感作剤；
（７）ポルフィリン誘導体がＨＰＰＨである、前記（１）に記載の光線感作剤；
（８）ポルフィリン誘導体がベンゾポルフィリン誘導体である、前記（１）に記載の光線感作剤；
（９）ポルフィリン誘導体が塩素誘導体である、前記（１）に記載の光線感作剤；
（１０）ポルフィリン誘導体がバクテリオクロリン誘導体である、前記（１）に記載の光線感作剤；及び
（１１）ポルフィリン誘導体がプルプリン誘導体である、前記（１）に記載の光線感作剤
である。
【０００４】
【発明の実施の形態】
異常組織は、通常は過剰増殖組織（ｈｙｐｅｒｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｖｅ　ｔｉｓｓｕｅ）、すなわち、ホメオスタシスと一致した組織よりもより急速に成長する組織をいう。そのような過剰増殖組織は通常は腫瘍組織であるが、加齢黄斑変性症で見いだされる過剰増殖性脈管構造等のその他の組織であってもよい。治療剤は、通常は異常組織の壊死を引き起こす化学療法剤である。化学療法剤の例には、毒性を低下させかつ残留時間を増加させるためにＮ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド等の高分子とコンジュゲートしたアドリアマイシンが含まれる。化学療法剤は、細胞膜をこえた移動を増強するために被包されたリポソームであってもよい。
光線感作剤は、過剰増殖組織に優先的に集まるあらゆる光線感作剤である。そのような光線感作剤の例には、ポルフィリン誘導体、例えばヘマトポルフィリン誘導体ＰＨＯＴＯＦＲＩＮ（登録商標）、ＨＰＰＨ（３−（１’−ヘキシルオキシ）エチル−３−デビニル（ｄｅｖｉｎｙｌ）−ピロフェオフォルビド（ｐｙｒｏｐｈｅｏｐｈｏｒｂｉｄｅ）−ａとも呼ばれる）（２−［１−ヘキシル−オキシエチル］−２−デビニル−ピロフェオフォビド（ｐｙｒｏｐｈｅｏｐｈｏｂｉｄｅ）−ａ）及びＢＰＤ（ベンジルポルフィリン誘導体）（ヒドロ−モノベンジルポルフィリン。米国特許第４，８８３，７９０号に記載。参照することにより本明細書に組み込まれる）が含まれる。本発明にしたがい、脈管の漏出の増加を引き起こすＰＤＴアプローチを用いることにより、全身投与された高分子治療剤の取り込みが、過剰増殖組織、例えば腫瘍において有意に増強され、前記治療剤の治療学的効果を増強させることができることを本発明者等は見いだした。本発明者等は前記のＰＤＴアプローチを「透過化（ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｚｉｎｇ）」ＰＤＴ又はＰ−ＰＤＴと名付けた。それゆえ、本発明は、治療剤が脈管構造壁の中へ及び脈管構造壁を通って出ること（ｅｇｒｅｓｓ）を増強して、患部組織、例えば悪性腫瘍への治療剤の取り込みを増強する方法である。
前記の方法において、ＰＤＴは、光により局所的に活性化することができる適切な光線感作剤及び／又は光線感作剤の組合せを、脈管の漏出を誘導する光線感作剤／光の用量で使用することにより適用される。続いて、治療剤を全身投与する。Ｐ−ＰＤＴにより誘導された脈管の漏出は、治療剤を、事前の透過化ＰＤＴなしに達成できる濃度よりも高い濃度で、脈管構造に残し、かつ、過剰増殖組織、例えば腫瘍床（ｔｕｍｏｒ　ｂｅｄ）へ分布させることを許容する。これにより、治療剤の細胞標的へのアクセスが増強され、治療効果及び選択性が増強する。
【０００５】
【実施例】
図１は、マウスＣｏｌｏ−２６腫瘍（Ｃｏｌｏ−２６　ｔｕｍｏｒ）の脈管構造のＰ−ＰＤＴに対する応答を示している。図１は、一組のＣｏｌｏ−２６腫瘍のＭＲ画像であって、各画像の左側に位置する腫瘍へＰ−ＰＤＴを３０分間適用後に得られたものである。Ａは、軸方向Ｔ２加重画像（ａｘｉａｌ　Ｔ２　ｗｅｉｇｈｔｅｄ　ｉｍａｇｅ）を示す。Ｂは、動物によるカーボゲン呼吸（ｃａｒｂｏｇｅｎ　ｂｒｅａｔｈｉｎｇ）の間に得られた軸方向Ｔ２加重画像を示す。Ｃは、カーボゲン呼吸間の画素強度変化率（ｐｅｒｃｅｎｔ　ｐｉｘｅｌ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｃｈａｎｇｅ）をマッピングしたＩＭＲ画像を示す。この場合において、Ｐ−ＰＤＴは、０．４μｍｏｌ／ｋｇ　ＨＰＰＨ（２−［１−ヘキシル−オキシエチル］−２−デビニル−ピロフェオフォルビド−ａ）の注入、続く２４時間後の６μｍｏｌ／ｋｇ　ＶＢＢＯ（Ｖｉｔｏｒｉａ　Ｂｌｕｅ−ＢＯ）の注入、続く３時間後の腫瘍への５００Ｊ／ｃｍ^２の光（波長６１９ｎｍ）の局所暴露を含んでいた。フレームＡにおいて、Ｐ−ＰＤＴ処理した腫瘍のＴ２加重ＭＲＩ画像は、対照よりも顕著に明るいこと（これは、当該腫瘍における浮腫及び透過性の増強による含水量の増大によるものと考えられる）を観察することができる。図１のフレームＢに示されるように、画像強度（ｉｍａｇｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）は、カーボゲン呼吸により更に強められた。フレームＣの疑似カラーイメージは画像強度を定量化したものであり、特に処理した腫瘍において画像強度が大幅に増加（４０％まで）したことを示している。シグナル強度の変化は、ヘモグロビンの磁化率に端を発し、その酸素化（ｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ）状態に依存する。オキシヘモグロビンは反磁性であるが、デオキシヘモグロビンは常磁性である。デオキシヘモグロビンと周辺組織の水との間の磁化率の差異は、局所電場勾配（ｌｏｃａｌ　ｆｉｅｌｄ　ｇｒａｄｉｅｎｔ）を作りだし、近くの水のプロトンの相分散（ｐｈａｓｅ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）を引き起こす。これにより、ＭＲシグナル強度の減少が起こる。それゆえ、カーボゲン呼吸に応答するシグナル強度の増加は、血中の酸素化、灌流及び／又は血流の増加に由来する腫瘍の酸素化における変化を反映している。
【０００６】
図２は、薬剤送達に使用する高分子複合体の腫瘍による取り込みをＰ−ＰＤＴが改善することができたことを示している。現在の臨床使用において最も活性が高い抗癌剤の一つであり、ドキソルビシン（ＳＬ−ＤＯＸ）としても知られる、アドリアマイシンが封入されかつ立体的に安定化されたリポソームを使用した。
立体的に安定化されたリポソームの直径は約１００ｎｍであった。この送達系は他の方法により広範に研究されてきている。なぜならば、遊離のＤＯＸと比較して高い腫瘍取り込み及び効力を低毒性で提供することができるからである。この送達系は、比較的大きく、それゆえ細胞膜を通過させるのがしばしば困難である披包化治療用化合物の代表例である。Ｐ−ＰＤＴを、４つの異なる腫瘍系（ヒト肺腫瘍異種移植片（２Ｅ９−ＰＳＡ）、マウスＲＩＦ腫瘍（異所的に移植したもの（ｓ．ｃ．　ＲＩＦ）又は同所的に移植したもの（ｏｒｔｈｏ　ＲＩＦ）及びマウスＣｏｌｏ−２６腫瘍））のそれぞれについて、２つの腫瘍からなる一組の腫瘍の内の１つの腫瘍について行った。全ての場合において、Ｐ−ＰＤＴで処理した腫瘍には、未処理対照腫瘍よりも有意に多いＤＯＸが蓄積した。腫瘍局在化の増加は、対照の〜３から１０倍であった（図２）。
Ｐ−ＰＤＴは腫瘍によるＳＬ−ＤＯＸの取り込みを増強させるだけではなく、ＤＯＸの抗腫瘍効果も有意に増強させた（図３）。図３では、単一のＣｏｌｏ−２６腫瘍を有するマウスへＳＬ−ＤＯＸを単一用量２．５ｍｇ／ｋｇで注入し、Ｐ−ＰＤＴへ暴露した。Ｐ−ＰＤＴは、２つの異なるＨＰＰＨ用量０．４μｍｏｌ／ｋｇ及び０．０４μｍｏｌ／ｋｇ下で行った。対照には、Ｐ−ＰＤＴのみ又はＳＬ−ＤＯＸのみを与えた。腫瘍移植１１日後（腫瘍の直径は６〜８ｍｍであった）に処理を行った。対照の処理（ＳＬ−ＤＯＸのみ及びＰ−ＰＤＴのみ）は、最小限の抗腫瘍効果を示した。低ＨＰＰＨ用量下でＰ−ＰＤＴ＋ＳＬ−ＤＯＸにより処理した群の１４頭のマウスの中で、２頭のマウスは処理９０日後に治癒した。残りのマウスでは、腫瘍の再増殖時間が対照と比べて倍加した。非常に有意であるこれらの結果は、Ｈｕａｎｇ等により得られた結果（Ｃａｎｃｅｒ　Ｒｅｓ．，　５２：６７７４−６７８１，　１９９２。同じ腫瘍モデルで同様の結果を得るためには、単一用量８ｍｇ／ｋｇのＳＬ−ＤＯＸ及び２つの局所的温熱療法処理が必要であったことを示す。）とほとんど同一であった。
図４は、ＰＨＯＴＯＦＲＩＮ（登録商標）ヘマトポルフィリン誘導体を注入用量５ｍｇ／ｋｇで用いたＰ−ＰＤＴ後のＣｏｌｏ−２６腫瘍によるＳＬ−ＤＯＸの取り込みを示す棒グラフである。腫瘍を、６３０ｎｍかつ７５ｍＷ／ｃｍ^２の光へ治癒下用量（ｓｕｂｃｕｒａｔｉｖｅ　ｄｏｓｅ）の範囲で暴露した。暴露後直ちにＳＬ−ＤＯＸを静注した。薬剤注入５時間後に腫瘍を収集し、ＳＬ−ＤＯＸ含量について分析した。黒色の棒はＰＨＯＴＯＦＲＩＮ（登録商標）で処理した腫瘍を示す。
灰色の棒は、ＰＨＯＴＯＦＲＩＮ（登録商標）で処理しなかった腫瘍における低ＤＯＸ取り込みを示す。ＰＤＴ処理がＳＬ−ＤＯＸの取り込みを増強することが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、一組のＣｏｌｏ−２６腫瘍のＭＲ画像であって、各画像の左側に位置する腫瘍へＰ−ＰＤＴを３０分間適用後に得られたものである。各画像の右側に位置する腫瘍は未処理対照を示している。
【図２】図２は、未処理対照（灰色の棒）と比較した、Ｐ−ＰＤＴ処理腫瘍（黒色の棒）におけるＳＬ−ＤＯＸの取り込みを示す棒グラフである。
【図３】図３は、事前のＰ−ＰＤＴあり又はなしに送達されたＳＬ−ＤＯＸに対するＣｏｌｏ−２６腫瘍の応答を示すグラフである。
【図４】図４は、ＰＨＯＴＯＦＲＩＮ（登録商標）ヘマトポルフィリン誘導体を使用したＰ−ＰＤＴ後のＣｏｌｏ−２６腫瘍におけるＳＬ−ＤＯＸの取り込みを示す棒グラフである。

Claims (11)

1. 動物の異常組織を治療するためのポルフィリン誘導体光線感作剤であって、
   該治療は、
   光線感作剤を該動物の血流へ導入する工程であって、該光線感作剤は、該光線感作剤を含む異常組織を得るために、正常組織よりも異常組織に対して良好な選択性を有するものである工程、
   該光線感作剤を含む異常組織に光を暴露して該光線感作剤を活性化し、該異常組織中の脈管構造の透過性を増強させる工程、及び、
   治療剤を該動物の血流へ導入する工程であって、該治療剤は透過性が増強した該脈管構造を通過して該異常組織へ到達し、該異常組織を治療するものである工程
   を含むことを特徴とする光線感作剤。
2. 異常組織が過剰増殖組織であり、治療剤が該異常組織の壊死を引き起こすものである、請求項１に記載の光線感作剤。
3. 異常組織が腫瘍組織である、請求項２に記載の光線感作剤。
4. 異常組織が過剰増殖脈管構造である、請求項２に記載の光線感作剤。
5. 治療剤が化学療法剤である、請求項１に記載の光線感作剤。
6. ポルフィリン誘導体がヘマトポルフィリン誘導体である、請求項１に記載の光線感作剤。
7. ポルフィリン誘導体がＨＰＰＨである、請求項１に記載の光線感作剤。
8. ポルフィリン誘導体がベンゾポルフィリン誘導体である、請求項１に記載の光線感作剤。
9. ポルフィリン誘導体が塩素誘導体である、請求項１に記載の光線感作剤。
10. ポルフィリン誘導体がバクテリオクロリン誘導体である、請求項１に記載の光線感作剤。
11. ポルフィリン誘導体がプルプリン誘導体である、請求項１に記載の光線感作剤。

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