JP2005528334A - Ebv及びkhsv感染並びにそれに伴う異常細胞増殖の治療 - Google Patents

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Abstract

医薬的に許容され得る希釈剤または賦形剤中に場合により含まれる有効量の5−置換ウラシルヌクレオシド、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを投与することを含むエプスタイン−バーウイルス(EBC)に感染している宿主、特にヒトを治療、防疫及び/または予防のための方法及び組成物を提供する。

Description

本発明は、(i)エプスタイン−バーウイルス(EBV)またはカポジ肉腫関連ヘルペス(KHSV)陽性細胞の異常細胞増殖を治療または予防するための化合物、組成物及び方法、(ii)EBVまたはKHSV感染の治療、及び(iii)EBV及びKHSV陰性細胞の異常細胞増殖の遺伝子治療に関する。
エプスタイン−バーウイルス(EBV)は1964年にバーキットリンパ腫患者の腫瘍性B細胞中に発見された。よって、EBVはヒト腫瘍ウイルスの最初の候補者となった。初期の研究から、ウイルスゲノムが2つの地方流行性腫瘍、すなわちバーキットリンパ腫(フランス領赤道アフリカ)及び鼻咽腔癌(南中国及び沿岸アジア)中に存在していたことが分かった(W.Henle及びG.Henle,“エプスタイン−バーウイルス及びヒト悪性疾患(Epstein−Barr virus and human malignancies)”,Adv.Viral Oncol.,5:201(1985))。1970年代の終わりに、実質臓器や骨髄移植レシピエント、HIV感染患者及び先天性免疫不全を有している子供を含めたT細胞免疫低下患者においてEBVがB細胞リンパ増殖性疾患/リンパ腫(BLPD)の発生に役割を果たすことが明らかとなった(D.W.Hanto,K.J.Gajl−Peczalska,G.Frizzera,D.C.Arthur,H.H.Balfour Jr.,K.McClain,“腎移植後に起こるEBV誘導ポリクローナル及びモノクローナルB細胞リンパ増殖性疾患:臨床的、病理的及びウイルス学所見及び治療への関係(EBV−induced polyclonal and monoclonal B−cell lymphoproliferative diseases occurring after renal transplantation. Clinical, pathologic, and virologic findings and implications for therapy)”,Ann Surg.,198:356−69(1983))。最近、ホジキン病の約50%、多数のTリンパ腫及びまれなNK/単球様/樹状細胞悪性疾患の症例の造血性腫瘍細胞並びに(特に胃癌及び多分攻撃的乳癌を含めた)散発性上皮癌中でEBVが同定された(E.Kieff,“EBV及びその複製(EBV and its Replication)”,Fields Virology,p.2511−2573,ペンシルバニア州フィラデルフィアに所在のLippincott−Raven(2001年)発行;J.S.Pagano,“EBV:第1ヒト腫瘍ウイルス及びそのガンにおける役割(EBV: the first human tumor virus and its role in cancer)”,Proc.Assoc.Am.Physicians,111:573−580(1999);M.Bonnet,J.M.Guinebretiere,E.Kremmer,V.Grunewald,E.Benhamou,G.Contesso,“侵襲性乳癌におけるEBVの検出(Detection of EBV in invasive breast cancers)”,J.Natl.Cancer Inst.,91:1376−1381(1999))。免疫不全患者において平滑筋肉腫との関連も見られた(H.Rogatsch,H,Bonatti,A.Menet,C.Larcher,H.Feichtinger,S.Dirnhofer,“心臓移植後の成人患者におけるEBV関連多中心性平滑筋肉腫:症例報告及び文献の検討(EBV−associated multicentric leiomyosarcoma in an adult patients after heart transplantation: case report and review of the literature)”,Am.J.Surg.Path.,24:614−21(2000))。ウイルス遺伝子産物が上記した各種新生物の多段階腫瘍形成に寄与することを示す証拠も幾つかある。
EBVはヒトヘルペスウイルス科の1員である。子供への感染は通常無症候性である。しかしながら、遅発接触を受けた患者の約50%は自己限定性リンパ増殖性症候群、急性感染性単核球症を呈している。他のヘルペスウイルスと同様に、EBVは宿主の人生の間潜伏形態を保持している。血清学的調査から、世界の人口の90%以上がEBVに感染していることが分かっている(W.Henle及びG.Henle,“ウイルスの血清疫学(Seroepidemiology of the virus)”,M.A.Epstein及びB.G.Achong編「エプスタイン−バーウイルス(The Epstein−Barr Virus)」,p.61−73,ニューヨークに所在のSpringer Verlag(1979年)発行)。(免疫低下宿主及び正常宿主での)ウイルス関連悪性疾患における広い役割に関する多くの証拠と共に感染の偏在から、EBV感染を制限する予防及び治療方法及びその効果を開発することが必要であることが分かる。
EBV関連悪性疾患の発症を予防及び治療するための幾つかの方法が研究されている。この中には、ワクチンの作成(予防のため、この時点で存在していないが)、体液性及び細胞性免疫治療薬の送達、化学療法、遺伝子治療(治療のため)、及び間接的に腫瘍に発達し得るEBV感染細胞の数が減ると期待してEBV溶菌複製の低下に基づく抗ウイルス薬治療(予防のため)が含まれる。
EBV及びEBV関連疾患の治療
B細胞リンパ増殖性疾患(BLPD)を治療するためにα−及びγ−インターフェロン、IVIG、レチン酸等の免疫調節薬が単独でまたは組み合わせて使用されてきたが、成功は一定でない。しかしながら、他のEBV関連腫瘍では応答は観察されなかった(R.S.Shapiro,A.Chauvenet,W.McGuire,A.Pearson,A.W.Craft,P.McClave,A.Filipovich,“B細胞リンパ増殖性疾患のインターフェロン−α及び静脈γ−グロブリンを用いる治療(Treatment of B−cell lymphoproliferative disorders with interferon alfa and intravenous gamma globulin)”,N.Engl.J.Med.,318,1334(1988);F.Pomponi,R.Cariati,P.Zancai,P.DePaoli,S.Rizzo,R.M.Tedeschi,“レチノイドはEBV不死化Bリンパ球のインビトロ増殖を不可逆的に抑制する(Retinoids irreversibly inhibit in vitro growth of EBV−immortalized B lymphocytes)”,Blood,88:3147−3159(1996))。
以前、EBV感染Bリンパ腫を治療するために補体固定抗B細胞モノクローナル抗体を使用するとある程度の成功を収めた。現在CD20に対するB細胞Mab(リタキシマブ)が市販されており、今までBLPD/リンパ腫の治療において大きな成功を収めている。しかしながら、幾つかの症例ではアナフィラキシー反応のために治療が制限され、B細胞腫瘍のすべてがCD20を有していない。更に、リタキシマブはウイルス感染細胞に対して特異性を与えず、新しい体液性免疫応答が長期間損なわれる。また、リタキシマブは非B細胞EBV関連疾患に対して有効でない(A.Fischer,S.Blanche,J.Le Bidois,P.Bordigoni,J.L.Garnier,P.Niauder,“骨髄移植及び臓器移植後の重篤なB細胞リンパ増殖性症候群の治療における抗−B細胞モノクローナル抗体(Anti−B−cell monoclonal antibodies in the treatment of severe B−cell lymphoproliferative syndrome following bone marrow and organ transplantation)”,N.Engl.J.Med.,324:1451−1456(1991);N.Milpied,B.Vasseur,N.Parquet,J.L.Garnier,C.Antoine,P.Quartier,“移植後Bリンパ増殖性疾患におけるヒト化抗−CD20モノクローナル抗体(リタキシマブ):32患者の遡及分析(Humanized anti−CD20 monoclonal antibody (Rituximab) in post transplant B−lymphoproliferative disorder: a retrospective analysis on 32 patient)”,Ann.Oncol.,11(補遺1):113−116(2000))。
個々の細胞性免疫方法が有望であるが、対宿主性移植片病気や細胞のエキソビボ増殖/生成中の病原体の伝播の危険性が生じ、高価である(E.B.Papadopoulos,M.Ladanyi,D.Emanuel,S.Mackinnon,F.Boulad,M.H.Carabasi,“同種BMT後のEBV関連リンパ増殖性疾患を治療するためのドナーリンパ球の注入(Infusions of donor leukocytes to treat EBV−associated lymphoproliferative disorders after allogeneic BMT)”,N.Engl.J.Med.,330:1185−1191(1994);L.K.Aguilar,C.M.Rooney,H.E.Heslop,“造血性幹細胞移植後のEBV関連リンパ増殖性疾患(Lymphoproliferative disorders involving EBV after hemopoietic stem cell transplantation)”,Curr.Opin.Oncol.,11:96−101(1999))。
EBV腫瘍性タンパク質を抑制する、ウイルス関連腫瘍形成にとって重要な細胞遺伝子を抑制する、または細胞毒性遺伝子産物を導入する(例えば、EBV感染腫瘍細胞にHSV1−TK遺伝子を導入後ガンシクロビル治療)新規化合物を導入する遺伝子治療方法が研究中である。いずれも初期の開発にあり、一般的問題として適当な腫瘍部位への送達がある。
化学療法分野では、臨床的に有効であり且つ望ましくない副作用のない抗−EBV剤は殆どまたは全くない。幾つかの候補薬物が細胞培養でEBV複製に対して有効であることが判明しているが、これらの抗ウイルス剤がEBV複製のみを標的としているために潜伏関連疾患の進行中に対する効果がないのでその臨床的応用は制限されてきた。
EBV治療における最大の問題は潜伏感染である。作用メカニズムに関係なく、潜伏EBVまたは他のγ−ヘルペスウイルス感染に対して特異的効果を示すと判明している薬物は許可も研究もされていない(J.C.Lin,“エプスタイン−バーウイルスの抗ウイルス治療;先の挑戦(Antiviral therapy for Epstein−Barr virus: the challenge ahead)”,Recent Res.Develop.Antimicrob.Agents and Chemother.,3:191−223(1999);J.S.Pagano,“エプスタイン−バーウイルス:活動及び潜伏感染の治療(Epstein−Barr virus: therapy of active and latent infection)”,Jeffries及びDeClercq編「抗ウイルス化学療法(Antiviral Chemotherapy)」,p.155−195,チチェスターに所在のJohn Wiley & Sons(1995)年発行)。
幾つかの化合物が培養において細胞増殖に対して非毒性の濃度でEBV複製に対して活性を有していることが判明している。これらには、アシクロビル(ACV)、ガンシクロビル(DHPG)、ペンシクロビル、D−FMAU及びそのアナログ、5−ブロモビニルdUrd、ホスホノホルメート及びホスホロチオエートオリグヌクレオチドが含まれる。Linら,Antimicrob.Agents Chemo.,32:265−267(1988);Linら,Antimicrob.Agents Chemo.,32:1068−1072(1988);Chengら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,80:2767−2770(1983);Dattaら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,77:5163−5166(1980);Dattaら,Virol,114:52−59(1981);Linら,Antimicrob.Agents & Chemo.,31:1431−1433(1987);Olka及びCalendar,Virol.,104:219−223(1980);Linら,J.Virol.,50:50−55(1984);Yaoら,Antimicrob.Agents & Chemo.,37:1420−1425(1993);及びYaoら,Biochem.Pharm.,51:941−947(1966)を参照されたい。
米国特許第5,565,438号明細書、同第5,567,688号明細書及び同第5,587,362号明細書(Chuら)は、B型肝炎及びエプスタイン−バーウイルスの治療における2’−フルオロ−5−メチル−β−L−アラビノフラノリルウリジン(L−FMAU)の使用を開示している。
国際特許出願公開第96/13512号パンフレット(Genencor International,Inc.及びLipitek,Inc.)は、抗腫瘍剤及び殺ウイルス剤としてのL−リボフラノシルヌクレオシドの製造を開示している。
Tsaiら,Biochem.Pharmacol.,48(7):1477−81(1994)は、ミトコンドリアDNAの細胞含量及びラクテート産生に対する抗−HIV剤2’−β−D−F−2’,3’−ジデオキシヌクレオシドアナログの効果を開示している。
国際特許出願公開第96/40164号パンフレット及び同第95/07287号パンフレット(エモリー大学、UAB Research Foundation及びCentre National de la Recherche Scientifique)は、B型肝炎及びHIVの治療に対する幾つかのβ−L−2’,3’−ジデオキシヌクレオシドを開示している。
国際特許出願公開第00/09531号パンフレット(Novirio Pharmaceuticals,Ltd.)は、β−L−デオキシリボチミジン(β−L−dT)やβ−L−デオキシリボウリジン(β−L−dU)を含めた2’−デオキシ−β−L−エリスロペント−フラノヌクレオシド(β−L−dNまたはβ−L−2’−dNとも称される)を開示している。
米国特許第5,792,773号明細書、同第6,022,876号明細書及び同第6,274,589号明細書(エール大学及びThe University of Georgia Research Foundation,Inc.)は、EBV治療用の特定のβ−L−ジオキソラニルウラシルをベースとするヌクレオシドを開示している。これらの化合物は好ましくは5−ハロ置換ウラシル塩基を有し、EBV、水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)及びカポジ肉腫ウイルス(HV−8)に対して予期せぬほど高い活性を示すと報告されている。
遺伝子治療
癌に対する遺伝子治療の研究で、研究者らは病気と戦ったり化学療法のような切除治療に対して癌細胞をより感受性とするために免疫応答を回復すべく研究している。研究中の幾つかの遺伝子治療方法には、
不活性または欠損遺伝子を遺伝子の“作動”コピーで置換。例えば、この方法は欠損遺伝子(例えば、突然変異体p53)の癌細胞の発生を抑制または阻止する能力を回復させるために使用され得る;
多剤耐性(MDR)遺伝子のような“生存遺伝子”の幹細胞(赤血球を生成する骨髄中の細胞)への導入。MDR遺伝子は高用量の抗癌剤の副作用に対して幹細胞をより耐性とするために使用される;
癌細胞を抗癌剤での治療に対してより感受性とする遺伝子を前記癌細胞に注入。科学者らは薬物による治療が薬物感受性遺伝子を含む細胞のみが殺されることを期待している。これは自殺遺伝子治療として公知である;
が含まれる。
自殺遺伝子治療は、プロドラッグを毒性物質に変換する遺伝子の導入として定義される。遺伝子産物及びプロドラッグは独立して非毒性である。2つの系、すなわち大腸菌シトシンデアミナーゼ(CD)遺伝子+5−フルオロシトシン(5−FC)及び単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ遺伝子(HSV1−TK)+ガンシクロビル(GCV)が広く研究されている。
CD遺伝子産物は5−FCを化学療法剤の5−フルオロウラシル(5−FU)に変換し(B.E.Huber,E.A.Austin,S.S.Good,ら,“シトシンデアミナーゼを発現するように遺伝的に修飾したヒト結腸直腸癌細胞に対する5−フルオロシトシンのインビボ抗腫瘍活性(In vivo antitumor activity of 5−fluorocytosine on human colorectal carcinoma cells genetically modified to express cytosine deaminase)”,Cancer Res.,53:4619−4626(1993))、5−FUが一般的に使用されている胃腸腫瘍の肝転移に対する治療として主に研究されている。有意なバイスタンダー効果が局所的に高レベルの自由に拡散し得る5−FUを生じさせることにより機能する(Q.T.Trinh,E.A.Austin,D.M.Murrayら,“酵素/プロドラッグ遺伝子治療:ヒト結腸直腸細胞株におけるシトシンデアミナーゼ/5−フルオロシトシン対チミジンキナーゼ/ガンシクロビル酵素/プロドラッグ系の比較(Enzyme/prodrug gene therapy: Comparison of cytosine deaminase/5−fluorocytosine versus thymidine kinase/ganciclovir enzyme/prodrug systems in a human colorectal carcinoma cell line)”,Cancer Res.,55:4808−4812(1995))。5−FCを用いる全身治療によりCD導入腫瘍の増殖が抑制されるが、高用量の全身5−FUを用いても同一腫瘍の増殖を殆ど抑制しない(B.E.Huber,E.A.Austin,S.S.Goodら,“シトシンデアミナーゼを発現するように遺伝的に修飾したヒト結腸直腸細胞に対する5−フルオロシトシンのインビボ抗腫瘍活性(In vivo antitumor activity of 5−fluorocytosine on human colorectal carcinoma cells genetically modified to express cytosine deaminase)”,Cancer Res.,53:4619−4626(1993))。同一動物で増殖している非導入腫瘍では全身増殖抑制は見られなかったことは、抗腫瘍活性に十分な血清5−FUレベルを欠いていることを示している。興味深いことに、他の研究者らはCD導入腫瘍を5−FCでうまく治療すると攻撃腫瘍に対して活性であり得ることを述べている(C.A.Mullen,M.Kilstrup,R.M.Blaese,“シトシンデアミナーゼに対する細菌性遺伝子を哺乳動物細胞に導入すると5−フルオロシトシン:負選択系に対して致命的感受性が与えられる(Transfer of the bacterial gene for cytosine deaminase to mammalian cells confers lethal sensitivity to 5−fluorocytosine: a negative selection system)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:33−37(1992))。CD8 T細胞または顆粒球を除去するとCD+5−FCの効果が妨げられる(M.Consalvo,C.A.Mullen,A.Modesti,P.Musiani,A.Allione,F.Cavallo,M.Giovarelli,G.Forni,“シトシンデアミナーゼ自殺遺伝子を発現するように工学処理したネズミ腺癌の5−フルオロシトシン誘導根絶には宿主免疫能力が必要であり、有効な記憶を残す(5−Fluorocytosine−induced eradication of murine adenocarcinomas engineered to express the cytosine deaminase suicide gene requires host immune competence and leaves an efficient memory)”,J.Immunol.,154:5302−5312(1995))。このことは、前記系において免疫学的活性のふとした刺激がこの方法の効率を更に高め得ることを示している。
肝転移を治療するための方法は、CD遺伝子を転移を取り巻く特定領域へ送達することに焦点が当てられている(A.Ohwada,E.A.Hirschowitz,R.G.Crystal,“肝臓に転移性の結腸癌の増殖を抑制すべく5−フルオロシトシンの局部活性化を与えるための大腸菌シトシンデアミナーゼ遺伝子を含むアデノウイルスベクターの特定領域送達(Regional delivery of an adenovirus vector containing the Escherichia coli cytosine deaminase gene to provide local activation of 5−fluorocytosine to suppress the growth of colon carcinoma metastatic to liver)”,Hum.Gene Ther.,7:1567−1576(1996))。遺伝子の全身送達の更なる改善は、CDベクターの肝動脈注入後肝腫瘍細胞への遺伝子発現を目的とする組織特異的プロモーター、例えば癌胎児性抗原(CEA)オラ−デリバー−フェトプロテイン遺伝子を使用することにより探求されている(C.A.Richards,E.A.Austin.B.E.Huber,“癌胎児性抗原の転写調節配列:腫瘍特異的遺伝子治療のためのシトシンデアミナーゼの同定及び使用(Transcriptional regulatory sequences of carcinoembryonic antigen: identification and use with cytosine deaminase for tumor−speficic gene therapy)”,Hum.Gene Ther.,6:881−893(1995);F.Kanai,K.H.Lan,Y.Shiratoriら,“シトシンデアミナーゼ遺伝子のアデノウイルス媒介導入によるα−胎児タンパク質産生肝細胞癌に対するインビボ遺伝子治療(In vivo gene therapy for alpha−fetoprotein−producing hepatocellular carcinoma by adenovirus−mediated transfer of cytosine deaminase gene)”,Cancer Res.,57:461−465(1997))。
遺伝子治療モデルにおいて殺腫瘍を促進するためにHSV−1−TKを発現する細胞に対するガンシクロビル(GCV)の選択的毒性も利用された。もとのリポート(K.W.Culver,Z.Ram,S.Wallbridge,H.Ishii,E.H.Oldfield,R.M.Blaese,“実験的脳腫瘍を治療するためのレトロウイルスベクター−プロデューサー細胞を用いるインビボ遺伝子導入(In vivo gene transfer with retroviral vector−producer cells for treatment of experimental brain tumors)”,Science,256:1550−1552(1992))では、急速に分裂するネズミ神経膠腫細胞にインビボでHSV−TKを含む両栄養性レトロウイルスベクターを感染させた。その後、動物をGCVで治療した。こうすると、ウイルスTKを発現する腫瘍細胞は死亡するが、効率的なレトロウイルス感染のためには遅くしか複製しなかった隣接正常細胞は残った。いわゆるバイスタンダー効果のために、この治療は10%くらいしかTK発現細胞を含まない腫瘍細胞を殺すには有効である。迅速に複製する隣接細胞も細胞毒性のリン酸化ヌクレオシドを吸収する。
HSV1−TKはGCVをGCV−モノホスフェート(GCV−MP)に律速段階でリン酸化し、後者は更に細胞酵素を介してDNA合成を阻害するヌクレオチドアナログに変換され得る(F.L.Moolten,“挿入したヘルペスチミジンキナーゼ遺伝子により付与される腫瘍化学感受性:予測的癌コントロール方法のための範例(Tumor chemosenstivity conferred by inserted herpes thymidine kinase genes: paradigm for a prospective cancer control strategy)”,Cancer Res.,46:5276−5281(1986))。この代謝的変化は、ギャップ結合は非拡散性リン酸化GCVを非導入細胞に運ぶ;非導入細胞は死細胞からリン酸化GCVを含む破片を飲食する;及び誘導免疫応答により殺腫瘍が生ずる;の幾つかのメカニズムにより有意なバイスタンダー効果を引き起こす(R.G.Vile,J.A.Nelson,S.Castleden,H.Chong,I.R.Hart,“HSVtk遺伝子の組織特異的発現を用いるネズミメラノーマの全身遺伝子治療は免疫成分を含む(Systemic gene therapy of murine melanoma using tissue specific expression of the HSVtk gene involves an immune component)”,Cancer Res.,54:6228−6234(1994);A.A.Elshami,A.Saavedra,H.Zhangら,“ギャップ結合はインビトロにおいて単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ/ガンシクロビル系のバイスタンダー効果において役割を果たす(Gap junction plays a role in the “bystander effect” of the herpes simplex virus thymidine kinase/ganciclovir system in vitro)”,Gene Ther.,3:85−92(1996);W.Hamel,L.Magnelli,V.P.Chiarugi,M.A.Israel,“バイスタンダー細胞の単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ/ガンシクロビル媒介のプログラム死(Herpes simplex virus thymidine kinase/ganciclovir−mediated apoptotic death of bystander cells)”,Cancer Res.,56:2697−2702(1996);M.Mesnil,C.Piccoli,G.Tiraby,K.Willecke,H.Yamasaki,“単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ遺伝子による癌細胞のバイスタンダー死滅はコネクシンにより媒介される(Bystander killing of cancer cells by herpes−simplex virus thymidine kinase gene is mediated by connexins)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,93:1831−1835(1996))。このタイプの遺伝子治療は、限局性脳腫瘍(K.W.Culver,Z.Ram,S.Walbridge,H.Ishi,E.H.Oldfield,R.M.Balese,“実験的脳腫瘍の治療のためのレトロウイルスベクター産生細胞を用いるインビボ遺伝子導入(In vivo gene transfer with retroviral vector producer cells for treatment of experimental brain tumors)”,Science,256:1550−1552(1992);D.Barba,J.Hardin,M.Sadelainら,“実験的脳腫瘍のチミジンキナーゼ媒介死滅後の抗腫瘍免疫の発生(Development of anti−tumor immunity following thymidine kinase−mediated killing of experimental brain tumors)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,91:4384−52(1994);S.Chen,H.D.Shine,J.C.Goodman,R.G.Grossman,S.L.C.Woo,“脳腫瘍のための遺伝子治療:インビボでのアデノウイルス媒介遺伝子導入による実験的神経膠腫の退行(Gene therapy for brain tumors: regression of experimental gliomas by adenovirus−mediated gene transfer in vivo)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,91:3054−3057(1994))、中皮腫(A.A.Elshami,A.Saavedra,H.Zhangら,“ギャップ結合はインビトロで単純ヘルペスチミジンキナーゼ/ガンシクロビル系のバイスタンダー効果において役割を果たす(Gap junction plays a role in the “bystander effect” of the herpes simplex virus thymidine kinase/ganciclovir system in vitro)”,Gene Ther.,3:85−92(1996))、肝転移(M.Caruso,Y.Panis,S.Gagandeep,D.Houssin,J.L.Salzmann,D.Klatzmann,“自殺遺伝子の現場導入後の樹立された巨視的肝転移の退行(Regression of established macroscopic liver metastases after in−situ transduction of a suicide gene)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:7024−7028(1993))、及び腹膜播種性転移(X.W.Tong,A.Block,S.H.Chen,S.L.C.Woo,D.G.Kieback,“ヒト上皮卵巣癌細胞株へのアデノウイルス媒介チミジンキナーゼ遺伝子導入後のガンシクロビルへの接触(Adenovirus−mediated thymidine kinase gene transduction in human epithelial ovarian cancer cell lines followed by exposure to ganciclovir)”,Anticancer Res.,16:1611−1617(1996);D.Yee,S.E.McGuire,N.Brunner,T.W.Kozelsky,D.C.Allred,S.H.Chen,S.L.C.Woo,“ヒト乳癌の腹水モデルにおける単純ヘルペスチミジンキナーゼのアデノウイルス媒介遺伝子導入(Adenovirus−mediated gene transfer of herpes simplex virus thymidine kinase in an ascites model of human breast cancer)”,Hum.Gene Ther.,7:1251−1257(1996))を含めた各種の癌のために探求されている。これらの方法は世界中でヒト癌に対して35以上の臨床試験に対して用いられている。HSV−TK+GCVの増殖抑制活性は有意であるが、現場導入(遺伝子送達)は不十分のままであり、バイスタンダー効果は一定でないので治癒率は遙かに低い。明らかに、CD及びHSV−TK系及びp53遺伝子治療は癌細胞を放射線に対して更に感作し、進行癌をコントロールするための併用療法が示唆される(J.H.Kim,S.H.Kim,A.Kolozsvary,S.L.Brown,O.B.Lim,S.O.Freytag,“インビトロ及びインビボで抗ウイルス剤による単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ誘導9L神経膠肉腫細胞の放射線応答の選択的強化(Selective enhancement of radiation response of herpes simplex virus thymidine kinase transduced 9L gliosarcoma cells in vitro and in vivo by antiviral agents)”,Int.J.Radiat.Oncol.Biol.Phy.,33:861−868(1995);M.S.Khil,J.H.Kim,C.A.Mullein,S.H.Kim,S.O.Freytag,“シトシンデアミナーゼ遺伝子を導入した培養ヒト結腸直腸癌細胞の5−フルオロシトシンによる放射線増感(Radiosensitization by 5−fluorocytosine of human colorectal carcinoma cells in culture transduced with cytosine deaminase gene)”,Clinical Cancer Res.,2:53−57(1996))。
転移性疾患の治療のためにHSV−TK+GCVを使用することは重大な問題を招く。腫瘍をHSV−TKで治療すると親細胞株の攻撃注射に由来する腫瘍の増殖を抑制する。このことはある種のモデルでの全身抗腫瘍活性の誘導を示す(D.Barba,J.Hardin,M.Sadelainら,“実験的脳腫瘍のチミジンキナーゼ媒介死滅後の抗腫瘍免疫性の発生(Development of anti−tumor immunity following thymidine kinase−mediated killing of experimental brain tumors)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,91:4348−52(1994);R.G.Vile,J.A.Nelson,S.Castleden,H.Chong,I.R.Hart,“HSVtk遺伝子の組織特異的発現を用いるネズミメラノーマの全身遺伝子治療は免疫成分を含む(Systemic gene−therapy of murine melanoma using tissue−specific expression of the HSVtk gene involves an immune component)”,Cancer Res.,54:6228−6234(1994))。この抑制が免疫細胞により媒介されることを示す証拠が幾つかある(R.G.Vile,J.A.Nelson,S.Castleden,H.Chong,I.R.Hart,“HSVtk遺伝子の組織特異的発現を用いるネズミメラノーマの全身遺伝子治療は免疫成分を含む(Systemic gene−therapy of murine melanoma using tissue−specific expression of the HSVtk gene involves an immune component)”,Cancer Res.,54:6228−6234(1994);S.Yamamoto,S.Suzuki,A.Hoshino,M.Akimoto,T.Shimada,“腫瘍細胞の単純ヘルペスチミジンキナーゼ/ガンシクロビル媒介死滅はマウスにおいて腫瘍特異的細胞毒性T細胞を誘導する(Herpes simplex virus thymidine kinase/ganciclovir−mediated killing of tumor cells induces tumor−specific cytotoxic T−cells in mice)”,Cancer Gene Ther.,4:91−96(1997))が、これらの所見の有意性及び普遍性は未知である。更に、転移病巣に指向させるために静注ルート(R.G.Vile,J.A.Nelson,S.Castleden,H.Chong,I.R.Hart,“HSVtk遺伝子の組織特異的発現を用いるネズミメラノーマの全身遺伝子治療は免疫成分を含む(Systemic gene−therapy of murine melanoma using tissue−specific expression of the HSVtk gene involves an immune component”,Cancer Res.,54:6228−6234(1994))または腹腔ルート(X.W.Tong,A.Block,S.H.Chen.S.L.Woo,D.G.Kieback,“ヒト上皮卵巣癌細胞株におけるアデノウイルス媒介チミジンキナーゼ遺伝子導入後のガンシクロビルへの接触(Adenovirus−mediated thymidine kinase gene transduction in human epithelial ovarian cancer cell lines followed by exposure to ganciclovir)”,Anticancer Res.,16:1611−1617(1996);D.Yee,S.E.McGuire,N.Brunner,T.W.Kozelsky,D.C.Allred,S.H.Chen.S.L.Woo,“ヒト乳癌の腹水モデルにおける単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼのアデノウイルス媒介遺伝子導入(Adenovirus−mediated gene transfer of herpes simplex virus thymidine kinase in an ascites model of human breast cancer)”,Hum.Gene Ther.,7:1251−1257(1996))によりHSV−tkを全身に送達すると、肝臓が大きく損傷する恐れがある(D.Yee,S.E.McGuire,N.Brunner,T.W.Kozelsky,D.C.Allred.S.H.Chen,S.L.C.Woo,“ヒト乳癌の腹水モデルにおける単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼのアデノウイルス媒介遺伝子導入(Adenovirus−mediated gene transfer of herpes simplex virus thymidine kinase in an ascites model of human breast cancer)”,Hum.Gene Ther.,7:1251−1257(1996);K.Brand,W.Arnold,T.Bartels,A.Lieber,M.A.Kay,M.Strauss,B.Dorken,“HSV−tk/GCVアプローチ及びアデノウイルスベクターの肝関連毒性(Liver−associated toxicity of the HSV−tk/GCV approach and adenoviral vectors)”,Cancer Gene Therapy,4:9−16(1997);C.Qian,M.Idoate,R.Bilbao,B.Sangro,O.Bruna,J.Vazquezら,“ジエチルニトロサミン誘導肝細胞癌を持つラットにおけるアデノウイルスベクターを用いる遺伝子導入及び治療(Gene transfer and therapy with adenoviral vector in rats with diethylnitrosamine−induced hepatocellular carcinoma)”,Hum.Gene Ther.,8:349−358(1997))。この遺伝子を安全に全身に送達するために組織特異的ベクターが必要であり得る。
エプスタイン−バーウイルスチミジンキナーゼ(EBV−TK)
EBV関連疾患は主にウイルスゲノムが存在するウイルス感染腫瘍として発症する。しかしながら、感染は潜伏性であり、ほとんどのEBV遺伝子は発現しない。高レベルのEBV溶菌複製が通常自己限定性リンパ増殖性疾患である急性感染性単核細胞症の環境及びAIDS患者で主に見られる口腔の溶菌疾患である口腔毛状白斑において認められる。高レベルのEBV溶菌複製は免疫低下患者の血液で見られ、これらの患者でのその後のリンパ増殖性疾患の発生に関係している。これらの状態に対する標準治療はない。
EBVは、チミジン及びゲノムのBamHI X断片に存在するチミジンアナログをリン酸化する能力を有する厳密にキナーゼであるチミジンキナーゼ(TK)をコードしている(P.P.Tung及びW.C.Summers,“エプスタイン−バーウイルスチミジンキナーゼの基質特異性(Substrate specificity of Esptein−Barr virus thymidine kinase)”,Antimicrob.Agents Chemother.,38:2175−79(1994);E.A.Gustafson,A.C.Chillemi,D.R.Sage,J.D.Fingeroth,“エプスタイン−バーウイルスチミジンキナーゼはガシクロビルまたはアシクロビルをリン酸化せず、単純ヘルペスウイルスタイプIチミジンキナーゼと比較して狭い特異性を示す(The Epstein−Barr virus thymidine kinase does not phosphorylate ganciclovir or acyclovir and demonstrates a narrow specificity compared to herpes simplex virus type I thymidine kinase)”,Antimicrob.Agents Chemother.,42:2923−31(1998))。EBVに潜伏感染したB細胞及びEBV腫瘍は通常EBV−TKを発現しないが、インビトロで潜伏感染した細胞を腫瘍プロモーターの(12−O−テトラデカノイルホルボール−13−アセテート)PMA/TPAまたは極性有機化合物の酪酸ナトリウム(NaB)に暴露させると、EBV−TK発現を伴う溶菌複製が中程度(細胞株に応じて細胞の1〜40%)に誘導される(T.Stinchcobe及びW.Clough,“EBVは重感染及びウイルスプロデューサーB細胞株においてユニークなピリミジン2’−デオキシヌクレオシドキナーゼ活性を誘導する(EBV induces a unique pyrimidine 2’−deoxynucleoside kinase activity in superinfected and virus producer B cell lines)”,Biochemistry,24:2021−2033(1985))。幾つかのEBV B細胞株では、TPAとNaBを併用すると溶菌サイクルが相乗的に活性化されることが判明している(E.Anisimova,K.Prachova,J.Roubal,V.Vonka,“EBV抗原の誘導及び細胞分化に対するn−ブチレート及びホルボールエステル(TPA)の影響(Effects on n−butyrate and phorbol ester (TPA) on induction of EBV antigen and cell differentiation)”,Arch.Virol.,81:223−237(1984))。ウイルス産生が最小のときでも、溶菌サイクル中活性なEBV遺伝子が薬物処理により誘導され、このことは薬物誘導遺伝子発現が正常な産生性感染の過程でトリガーされる発現と同一でないことが示唆する。ヘルペスウイルス複製は規定シーケンスで初期(E)及び後期(L)遺伝子の前の前初期(IE)遺伝子の合成を伴って進行するが、産生性感染の人工インデューサーはウイルス遺伝子発現の正常化学量論を変化させ得る。誘導はしばしば後期タンパク質の非存在下で合成されたIE及びEタンパク質及びウイルス構築では成功しない。最近の研究で、NaB、アルギニンブチレート(ArgB)及び関連化合物が重大な副作用を呈することなく健康な成人及び小児に投与されている(P.Daniel,M.Brazier,I.Cerutti,F.Pieri,I.Tardivel,G.Desmet,“ナトリウム及びアルギニン酪酸塩としてインビボ投与した酪酸の薬物動態研究(Pharmacokinetic study of butyric acid administered in vivo as sodium and arginine butyrate salts)”,Clin.Chim.Acta,181:255−263(1989);S.P.Perrine,G.D.Ginder,D.V.Faller,G.H.Dover,T.Ikuta,H.E.Witkowska,“β−グロビン疾患において胎仔グロビン遺伝子発現を刺激するためのブチレートの短期間トライアル(A short−term trial of butyrate to stimulate fetal globin−gene expression in beta−globin disorders)”,N.Engl.J.Med.,328:81−86(1993))。ArgBは、鎌状赤血球貧血及びβ−サラセミアを患っている小児において胎児ヘモグロビンを誘導し、溶血発作を抑えるためにFDAで認可されている(S.P.Perrine,G.D.Ginder,D.V.Faller,G.H.Dover.T.Ikuta,H.E.Witkowska,“β−グロビン疾患において胎児グロビン遺伝子発現を刺激するためのブチレートの短期間トライアル(A short−term trial of butyrate to stimulate fetal−globin−gene expression in the beta−globin disorders)”,N.Engl.J.Med.,328:81−86(1993))。加えて、ブリオスタチンのような腫瘍促進活性を欠くTPAとは薬理学的に区別されるタンパク質キナーゼCアクチベーターは現在癌患者の臨床試験にかけられている(J.Prendiville,D.Growther,N.Thatcher,P.J.Woll,B.W.Fox,A.McGown,“進行癌患者における静注ブリオスタチン1の第1相試験(A phase 1 study of intravenous bryostatin 1 in patients with advanced cancer)”,Br.J.Cancer,68:418−424(1993))。
サイトメガロウイルス(CMV)はヒト宿主において約1日の倍化時間で迅速に複製する。野生型株に対する抗−CMV薬物のガンシクロビル(GCV)の有効性は静注投与(5mg/kg 1日に2回)したときには91.5%であるが、経口投与(1g 1日3回)のときには46.5%にすぎない。典型的なGCV耐性ウイルスに対する対応の数字はそれぞれ62%及び35%である。GCVの長期間治療の間、GCV耐性の突然の出現はCMV複製を完全に抑制しないGCVの用量で2つの指数増加集団(野生型及び変異体)の組合せにより説明される(V.C.Emery,P.D.Griffiths,“抗ウイルス化学療法後のサイトメガロウイルス負荷及び耐性パターンの予測(Prediction of cytomegalovirus load and resistance patterns after antiviral chemotherapy)”,Proc.Natl.Acad.Sci.,97(14):8039−44(2000))。
EBV(+)バーキットリンパ腫細胞株を5−アザシチジンで処理するとウイルスチミジンキナーゼ(TK)及びホスホトランスフェラーゼ(PT)の発現を含めたEBV溶菌抗原発現が用量依存的に誘導されることが判明している。アザシチジンの24時間処理により細胞株が試験した全てのヌクレオシドに対して中程度に感作した。2つのEBV TK発現クローンはコントロールクローンに比して高用量(62.5〜500μM)のアシクロビル及びペンシクロビル(PCV)、低用量(10〜100μM)のガンシクロビル(GCV)及びブロモビニルデオキシウリジン(BVdU)に対して中程度に感受性であり、GCVをリン酸化することが判明した。一時的過剰発現系における同様の実験で、コントロールの変異体ベクター(50μM GCVを4日間)をトランスフェクトした細胞よりもEBV TK発現ベクターをトランスフェクトした細胞はより多く死滅することが判明した(S.M.Moore,J.S.Cannon,Y.C.Tanhehco,F.M.Hamzeh,R.F.Ambinder,“腫瘍細胞をヌクレオシドアナログに対して感作させるためのエプスタイン−バーウイルスキナーゼの誘導(Induction of Epstein−Barr virus kinases to sensitize tumor cells to nucleoside analogues)”,Antimicrob.Agents Chemother.,45(7):2082−91(2001))。
ヒトヘルペスウイルス8(HHV−8)がヌクレオシドアナログのガンシクロビル(GCV)に対して感受性であることから、GCVの初期リン酸化を触媒するウイルスがコードするキナーゼの存在が示唆される。ヌクレオシドアナログのガンシクロビル(GCV)に対して感受性を示すHHV−8ゲノムの分析から、GCVの初期リン酸化を触媒する2つの潜在的にウイルスコード化キナーゼ、すなわちヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(TK)に相同のオープンリーディングフレーム(ORF)21によりコードされるタンパク質及びヘルペスウイルスホスホトランスフェラーゼ(PT)に相同のORF36によりコードされるタンパク質が同定された。ORF21もORF36もGCVリン酸化及びGCV媒介細胞死で立証されるようにGCVキナーゼ活性をコードする。両方に関して、PTホモログORF36はTKホモログORF21よりも高活性であった。ORF36ではなく、ORF21はペンシクロビルに対する死滅に対して細胞を弱くしか感作しなかった(J.S.Cannon,F.Hamzeh,S.Moore,J.Nicholas,R.F.Ambinder,“ヒトヘルペスウイルス8−コード化チミジンキナーゼ及びホスホトランスフェラーゼホモログはガンシクロビルに対する感受性を付与する(Human herpesvirus 8−encoded thymidine kinase and phosphotransferase homologues confer sensitivity to ganciclovir)”,J.Virol.,73(6):4786−93(1999))。
ヒトヘルペスウイルス6(HHV−6)のU69オープンリーディングフレーム(ORF)によりコードされるタンパク質はタンパク質キナーゼであると予想されている。U69 ORFが組換えバキュロウイルス(BV6AU69及びBV6BU69)を用いることによりHHV−6変異体A及びBから発現された。これらのタンパク質を精製し、[γ−32P]ATPとインキュベートすると両U69タンパク質は主にセリン残基でリン酸化されるようになった。これらのデーターは、U69が自己リン酸化するタンパク質キナーゼであることを強く示唆する。U69は、抗ウイルス薬のガンシクロビル(GCV)をリン酸化することが判明しているヒトサイトメガロウイルスによりコードされるU97遺伝子のホモログである。U69 ORFだけがバキュロウイルスBV6AU69及びBV6BU69に対してGCV感受性を付与できることが判明している(A.Ansari,V.C.Emery,“ヒトヘルペスウイルス6のU69遺伝子はバキュロウイルスに対してガンシクロビル感受性を付与できるタンパク質キナーゼをコードする(The U69 gene of human herpesvirus 6 encodes a protein kinase which can confer ganciclovir sensitivity to baculoviruses)”,J.Virol.,73(4):3284−91(1999))。
関連γ−ヘルペスウイルスHHV8はエプスタイン−バーウイルスに対する類似の基質特異性でチミジンキナーゼを発現する(E.A.Gustafson,R.F.Schinazi,J.D.Fingeroth,“ヒトヘルペスウイルス8オープンリーディングフレーム21は効果的にジドブジンをリン酸化するがガンシクロビルをリン酸化しない狭い基質特異性を有するチミジン及びチミジレートキナーゼである(Human herpervirus 8 open reading frame 21 is a thymidine and thymidylate kinase of narrow substrate specificity that efficiently phosphorylates zidovudine but not ganciclovir)”,J.Virol.,74:684−692(2000))。このウイルスは現在文献中でKHSVと称されている。また、S.M.Moore.J.S.Cannon,Y.C.Tanhehco,F.M.Hamzeh,R.F.Ambinder,“腫瘍細胞をヌクレオシドアナログに対して感作させるためのエプスタイン−バーウイルスキナーゼの誘導(Induction of Epstein−Barr virus kinases to sensitize tumor cells to nucleoside analogues)”,Antimirob.Agents Chemother.,45(7):2082−91(2001);A.Ansari,V.C.Emery,“ヒトヘルペスウイルス6のU69遺伝子はバキュロウイルスに対してガンシクロビル感受性を付与し得るタンパク質キナーゼをコードする(The U69 gene of human herpesvirus 6 encodes a protein kinase which can confer ganciclovir sensitivity to baculoviruses)”,J.Virol.,73(4):3284−91(1999);J.S.Cannon,F.Hamzeh,S.Moore,J.Nicholas,R.F.Ambinder,“ヒトヘルペスウイルス8コード化チミジンキナーゼ及びホスホトランスフェラーゼホモログはガンシクロビルに対して感受性を付与する(Human herpesvirus 8−encoded thymidine kinase and phosphotransferase homologues confer sensitivity to ganciclovir)”,J.Virol.,73(6):4786−93(1999);V.C.Emery,P.D.Griffiths,“抗ウイルス化学療法後のサイトメガロウイルス負荷及び耐性パターンの予測(Prediction of cytomegalovirus load and resistance patterns after antiviral chemotherapy)”,Proc.Natl.Acad.Sci.,97(14):8039−44(2000))を参照されたい。
従って、本発明の1つの目的は、EBV(または、関連γ−ヘルペスウイルスKHSV)に感染している宿主、特にヒト患者または他の宿主動物を治療または予防するための化合物、組成物及び方法を提供することである。
本発明の別の目的は、EBV(または、関連γ−ヘルペスウイルスKHSV)の溶菌複製を伴う疾患を患っている宿主、特にヒト患者または他の宿主動物を治療または予防するための化合物、組成物及び方法を提供することである。
本発明の別の目的は、EBV(または、関連γ−ヘルペスウイルスKHSV)に感染している異常増殖細胞を伴う疾患を患っている宿主、特にヒト患者または他の宿主動物を治療または予防するための化合物、組成物及び方法を提供することである。
本発明の別の目的は、遺伝子治療に使用され得る細胞株、特にEBV−TKまたは関連γ−ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(KHSV−TK)をトランスフェクトした細胞株を提供することである。
本発明の更なる目的は、エプスタイン−バーウイルスに関連する癌または感染を呈している宿主、特にヒト患者または他の宿主動物の遺伝子治療のための化合物、組成物及び方法を提供することである。
最後に、本発明の目的は、導入細胞株を用いて異常細胞増殖を減ずる際の化合物及び/または組成物の効果を評価するためのキット及びアッセイを提供することである。
特定の5−置換ウラシルヌクレオシドはEBVチミジンキナーゼ及び/またはKHSVチミジンキナーゼにより選択的にリン酸化されるが、ヒト細胞チミジンキナーゼによっては実質的にリン酸化されないことを知見した。従って、この知見及び他の所見に基づいて、本発明の幾つかの態様が提供される。
(i)場合により医薬的に許容され得る担体中に含まれる1つ以上の本明細書に記載の5−置換ウラシルヌクレオシド、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを有効量投与することを含むEBVまたはKHSV陽性である細胞の異常細胞増殖または異常細胞疾患を有している宿主の治療方法。この実施態様では、宿主細胞ポリメラーゼに対する基質である5−置換ウラシルヌクレオシドが選択される。ウラシルヌクレオシドを細胞に投与したとき、該ヌクレオシドはウイルスチミジンキナーゼにより選択的にリン酸化され、その後細胞ポリメラーゼの作用により細胞DNAに取り込まれ、増殖が低下または停止する。これにより細胞修復メカニズムが開始し得、よってアポトーシスが生ずる。この代替または追加態様では、ウラシルヌクレオシドはチミジレートシンターゼの阻害剤として作用し得る。この方法は、腫瘍または癌増殖を含めた異常細胞増殖または疾患を治療するために使用し得、前記異常細胞はEBVゲノムを含む。治療可能な疾患の例にはバーキットリンパ腫、鼻咽腔癌、T細胞免疫低下患者、移植レシピエント、HIV感染患者や先天性免疫不全症の小児におけるようなB細胞リンパ増殖性疾患/リンパ腫(BLPD)、(腎臓を含めた)移植後に起こるEBV誘導ポリクローナル及びモノクローナルB細胞リンパ増殖性疾患、ホジキン病、Tリンパ腫及びまれなNK/単球/樹状細胞悪性疾患、散発性上皮癌、免疫不全患者における平滑筋肉腫及び免疫低下患者における多中心性平滑筋肉腫が含まれる。KHSVゲノムを有する異常細胞にはカポジ感染細胞、原発性滲出性リンパ腫(通常KHSV及びEBVの両方を有する)、多中心性キャッスルマン病(通常KHSV感染した形質芽球変異体)及びゲルマニウム栄養性(germanotrophic)リンパ腫が含まれる。
(ii)場合により医薬的に許容され得る担体中に含まれる1つ以上の本明細書に記載の5−置換ウラシルヌクレオシド、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを有効量投与することを含むEBVまたはKHSV感染を有している宿主を治療するための方法、使用、化合物及び組成物。この実施態様では、ウラシルヌクレオシドは細胞に対して投与され、ウイルスチミジンキナーゼにより選択的にリン酸化され、1つ以上のウイルス酵素、例えばEBVまたはKHSVポリメラーゼの阻害剤として作用する。この実施態様では、5−置換ウラシルヌクレオシドはウイルス増殖の競合阻害剤として作用する。この実施態様で治療可能な疾患の例には、併発急性感染性単核細胞症を含めた単核細胞症(循環血液中で単核に類似している大型リンパ球を過剰に生成するEBVに起因する疾患)、口腔毛状白斑、宿主がEBV関連リンパ腫に発症しやすくなり得る環境である医原性免疫抑制後のEBV溶菌複製の減少、及び他のウイルス感染の他の発症が含まれる。
(iii)EBVまたはKHSV陰性である細胞の異常細胞増殖または異常細胞疾患を有している宿主を治療するための方法、使用、化合物及び組成物。この実施態様では、EBV−チミジンキナーゼまたはKHSV−チミジンキナーゼ遺伝子を遺伝子が正常な細胞核酸に導入されるように異常細胞またはその周囲に直接投与される。その後、ウイルスチミジンキナーゼは宿主細胞において発現し、別に投与された5−置換ウラシルヌクレオシドをリン酸化するように作用する。その後治療は上記(i)に記載したように進む。
診断されたホジキン病の半分以上がEBVに関連しすること及び実質的にリンパ増殖性疾患がHIV感染患者に関連していることは特に注目されたい。本明細書に記載されているウラシルヌクレオシドの一部はHIVに対しても活性を有し、よってHIV感染及びリンパ増殖性疾患を呈している患者を治療するために使用され得る。
本発明の1実施態様において、特定化合物は式(I)、(II)または(III):
Figure 2005528334
を有する化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。上記式中、
i)XはO、S、NR、CH、CHFまたはCFであり、
ii)Rは水素、ハロゲン(Cl,Br,I,F)、アルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、ハロアルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、アルケニル(C、C、C、C及びCを含む)、ハロアルケニル(C、C、C、C及びCを含む)、アルキニル(C、C、C、C及びCを含む)、ハロアルキニル(C、C、C、C及びCを含む)、シクロアルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、CN、CF、N、NO、アリール(C、C、C、C及びC10を含む)、ヘテロアリール(C、C、C、C、C、C及びC10を含む)、アシル(C、C、C、C及びCを含む)、またはCOR{ここで、RはH、OH、SH、アルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、アミノアルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、アルコキシ(C、C、C、C、C及びCを含む)またはチオアルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)から選択される}であり、
iii)R及びR2’は独立してH;アルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、アルケニル(C、C、C、C及びCを含む)、アルキニル(C、C、C、C及びCを含む)またはアリール(C、C、C、C及びC10を含む)で置換されたカルボニル;フェニル基が場合により1つ以上の置換基で置換されていてもよいベンジル;ホスフェート(モノホスフェート、ジホスフェート、トリホスフェートまたは安定化ホスフェートプロドラッグを含む);ホスフェートエステル;メタンスルホニルのようなアルキルまたはアリールアルキルスルホニルを含めたスルホネートエステル;リン脂質を含めた脂質;アミノ酸;ペプチド;コレステロール;または好ましくはインビボで投与したときにR及び/またはR2’が独立してHである化合物を生じ得るような他の医薬的に許容され得る離脱基であり、
iv)RはOH、ハロゲン(F,Cl,Cr,I)、保護ヒドロキシ基またはCHORから選択され、
v)各Rは独立してH、アシル(C、C、C、C及びCを含む)、アルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、アルケニル(C、C、C、C及びCを含む)、アルキニル(C、C、C、C及びCを含む)、またはシクロアルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)であり、
vi)YはH、OH、ハロゲン(F,Cl,Br,I)、N、CNまたはOR2’から選択され、
vii)ZはO、S、アルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、アルケニル(C、C、C、C及びCを含む)、アルキニル(C、C、C、C及びCを含む)、CH、CHFまたはCFである。
本発明の化合物はβ−Lまたはβ−D立体配置の形態であっても、ラセミ混合物を含めた2つの立体配置の混合物の形態であってもよい。
及びR2’は独立して水素、またはインビボで投与したときにR及び/またはR2’が独立してHである化合物を生じ得る医薬的に許容され得る離脱基である。例えば、R及びR2’は独立して水素であるか、またはアルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、アルケニル(C、C、C、C及びCを含む)、アルキニル(C、C、C、C及びCを含む)、アリール(C、C、C、C及びC10を含む)で置換されたカルボニル;フェニル基が場合により細胞エステラーゼにより開裂され得る1つ以上の置換基で置換されていてもよいベンジルを含めたアシルであり得る。或いは、R及びR2’は独立して水素であるかまたは酸または塩基不安定性離脱基であり得、ホスフェート(モノホスフェート、ジホスフェート、トリホスフェートまたは安定化ホスフェートプロドラッグを含む);ホスフェートエステル;メタンスルホニルのようなアルキルまたはアリールアルキルスルホニルを含めたスルホネートエステル;リン脂質を含めた脂質;アミノ酸;ペプチドまたはコレステロールのような酸不安定性離脱基が好ましい。好ましい実施態様では、R及び/またはR2’は独立して水素、またはインビボで投与したときにR及び/またはR2’が独立してHである化合物を生じ得る、特定化合物の活性、バイオアベイラビリティー及び/または安定性を増加させる基である。
特定ウラシルヌクレオシド誘導体は当業者に公知の合成方法により製造される。前記誘導体の幾つかを以下に記載する。
1つの好ましい実施態様では、β−D−2−デオキシ−5−ビニルウリジン(5−ビニル−dUとも呼ぶ)を投与する。この化合物はEBV−TKに対して選択性を示す。すなわち、EBV−TKにより特異的にリン酸化され、細胞毒性剤に変換される。特定化合物の別の具体例には、0.61μMのEC50でヒト免疫不全ウイルスタイプ1に対しても活性であるβ−D−2’−デオキシ−5−エチニルウリジン(5−エチニル−dU)が含まれる。
他の好ましい実施態様では、特定化合物はβ−L−2’−デオキシ−5−ビニルウリジン、β−L−5−ビニルウリジン、β−L−2’−デオキシ−5−ヨードウリジン、β−D−2’−デオキシ−5−(ヒドロキシメチル)ウリジン、β−D−5−ブチル−2’−デオキシウリジン、β−D−5−E−(2−カルボキシビニル)−2’−デオキシウリジン、(2S,4S)−5−(2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル、(2S,4S)−5−(5−ブロモ−2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル、(2S,4S)−5−(2−チエニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル、(2S,4S)−5−(5−ブロモチエン−2−イル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル及び(2S,4S)−5−(3−ヒドロキシプロペニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである。これらの化合物はEBV−TKに対して選択性を示す。すなわち、EBV−TKにより特異的にリン酸化され、細胞毒性剤に変換される。
別の実施態様では、本発明の治療はEBVまたはKHSV感染細胞に対する他の公知であるかまたは開発された治療を併用でまたは交互に使用する。その治療には、場合により酪酸アルギニンと併用されるガンシクロビル、バラシクロビル(Valtrex)、EBV感染細胞を殺すために実験室で処理されたドナー白血球、エプスタイン−バーウイルスに対して免疫性のあるドナーからの白血球、LFMAU、及び米国特許第5,792,773号明細書、同第6,022,876号明細書及び同第6,274,589号明細書(エール大学及びThe University of Georgia Research Foundation,Inc.)に記載されている化合物が含まれるが、これらに限定されない。
遺伝子治療
本発明は、EBV−TKまたはKHSV−TK遺伝子治療と本明細書に記載されている特定のウラシルヌクレオシド誘導体を用いる自殺遺伝子治療を包含する。EBV−TKまたはKHSV−TK遺伝子は治療しようとする異常細胞増殖または疾患の範囲内及びそれを取り巻く領域に送達され、細胞により吸収され、細胞核酸に取り込まれ得る。その後、ウイルスは別に投与されたウラシルヌクレオシドをリン酸化するウイルスチミジンキナーゼを発現する。リン酸化ウラシルヌクレオシドを局所的に高レベルで生成させることによりバイスタンダー効果を達成し得る。このバイスタンダー効果のために、この治療は10%くらいの少数しかTK発現細胞を含んでいない腫瘍細胞を破壊するのに有効である。容易に複製する隣接細胞は細胞毒性リン酸化ヌクレオシドを吸収する。EBV−TKまたはKHSV−TK遺伝子は更に異常細胞を放射線に対して感作し、このことから進行癌をコントロールするための可能な併用療法が示唆される。
よって、GCV−HSV−TK遺伝子治療と同様に、特定ヌクレオシドアナログ及びEBV−TKを用いる遺伝子治療はEBV、EBV関連疾患及びEBV−TKをコードする遺伝子をトランスフェクトした癌細胞の治療において使用し得る。ヌクレオシドアナログがこれらのEBV−TK発現細胞によりリン酸化されると、ヌクレオシドトリホスフェートはその毒性を示し、トランスフェクトした癌または腫瘍細胞が死に至る。
EBV−TKまたはKHSV−TKの量は潜伏感染している細胞またはトランスフェクト細胞において酵素の発現を増加させる化合物を投与することにより増量され得る。化合物の例は腫瘍プロモーター(12−O−テトラデカノイルホルボール−13−アセテート)PMA/TPA及び極性有機化合物の酪酸ナトリウム(NaB)である。別の実施態様では、酪酸アルギニン(ArgB)が投与される。他の誘導剤にはアザシチジン、ヒドロキシウレア、インターフェロン、γ線、レチン酸及び関連レチノイドが含まれるが、これらに限定されない。
別の態様では、EBV−TKをトランスフェクトした細胞及びその遺伝子治療での使用も提供される。例えば、有効治療のために宿主中の問題の場所に最適に指向する細胞が選択され得る。細胞治療は自己または異種であり得る。自己治療では、宿主自身の細胞を取り出し、以下に詳記されているかまたは当業界で公知のようにEBV−TKまたはKHSV−TKをトランスフェクトし、その後宿主に戻す。異種治療では第三者のドナー細胞に問題の遺伝子をトランスフェクトした後治療を要する宿主に移植する。
EBV−TKまたはHH8V−TK遺伝子をトランスフェクトした細胞は宿主に移植後酵素を発現する。ウイルスチミジンキナーゼは細胞移植の前、その間及び/またはその後に投与されたウラシルヌクレオシドに対する選択的リン酸化剤として作用し、最後にトリリン酸化された形態でEBVまたはKHSV増殖を抑制する。こうすると、細胞感染の種類に関係なくEBVゲノムを含み、発現する細胞に対して治療効果が発揮される。EBV−TKをトランスフェクトした細胞株はスクリーニング及び細胞毒性アッセイにおいて使用し得る。宿主動物に対して生物学的悪影響を与えないEBV−TKまたはKHSV−TK遺伝子をトランスフェクトした細胞を本発明の遺伝子治療において使用し得る。
非限定的例として、ウイルス株B−985由来のエプスタイン−バーウイルス(EBV)チミジンキナーゼ(TK)遺伝子をE.A.Gustafson,A.C.Chillemi,D.R.Sage,J.D.Fingeroth,“エプスタイン−バーウイルスチミジンキナーゼはガンシクロビルまたはアシクロビルをリン酸化せず、単純ヘルペスウイルスタイプ1チミジンキナーゼと比較して狭い基質特異性を示す(The Epstein−Barr virus thymidine kinase does not phosphorylate ganciclovir or acyclovir and demonstrates a narrow substrate specificity compared to the herpes simplex virus type 1 thymidine kinase)”,Antimicrob.Agents Chemother.,42(11):2923−31(1998)に記載されているようにベクターpCMVにクローン化した。その後、ベクターをリポフェクタミン試薬を用いて2つのヒト細胞株にトランスフェクトした。細胞を選択し、TK遺伝子(RNA及びタンパク質)の発現を調べた。この細胞は細胞を候補ヌクレオチドアナログに感作させるEBV−TKの能力を評価するための2つのアッセイ系を作成するために使用した。KHSV−TKを発現した細胞もアッセイのために同様に作成された。
別の非限定例として、不死化ヒト胚腎臓細胞(293細胞)を293 EBV−TK細胞及び293 KHSV−TK細胞を作成するために使用した。293細胞にpCMV EBV−TK及びpSV2 neoを同時トランスフェクトし、293 KHSV−TK細胞は同様にベクターpCMV KHSV−TKsとpSV2 neo(同時トランスフェクション)を用いて、または1つのベクターpcDNA3−KHSV−TK(内因性選択可能なneoマーカーを含む)を用いて作成された。細胞を選択し、RNAブロットハイブリダイゼーションによりKHSV−TKを発現することが示された。
陽性EBV−TKクローンをバルク集団を作成するためにプールし、候補ヌクレオシドアナログをスクリーニングするための細胞毒性アッセイにおいて使用した。2つの細胞株を各ヌクレオシドの毒性を測定するための細胞毒性アッセイにおいて使用する。得られる情報は使用した系に依存している。143B TK細胞において、TKによるリン酸化に依存する細胞毒性剤が容易に同定される。EBV−TKまたはhTK1を発現する143B TK細胞により、いずれの酵素が薬物を細胞毒性とし得るかどうかが評価できる。よって、非特異的細胞毒性を生じさせるhTK1により活性化され得る薬物が容易に同定されるけれども、これらの細胞はTKサルベージ経路(EBV−TKまたはhTK1)を介してヌクレオシドを強制し、偽陽性の可能性を与えるHAT培地で増殖させる。293細胞は内因性hTK1を有し、EBV−TKはG418における選択により維持される。よって、正常なhTK1サルベージ経路は作動し、ヌクレオシドは細胞中を正常に流動すると予想され得る。薬物を、ネオマイシン(Neo)発現プラスミド(Neoコントロール)及びEBV−TKをも発現する同一プラスミドをトランスフェクトした細胞で形質転換した293細胞とインキュベートする。EBV−TKにより選択的に活性化されるヌクレオシドは293 EBV−TKに対して毒性を生じさせるが、293 Neoコントロール細胞に対して毒性を生じさせてはならない。143B及び293細胞系において、毒性を細胞生存により評価する。
トランスフェクトした細胞株を使用し得るアッセイの例は293トランスフェクタントを用いて行われるコロニー形成アッセイである。このアッセイは、GCVに関して記載されているように(L.Z.Rubsam,B.L.Davidson及びD.S.Shewach,“単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ発現細胞におけるアシクロビル及び1−β−D−アラビノフラノシルチミンと比較したガンシクロビルを用いる優れた細胞毒性:細胞死滅に対する新規範例(Superior cytotoxicity with ganciclovir compared with acyclovir and 1−beta−D−arabinofuranosylthymine in herpes simplex virus−thymidine kinase−expressing cells: a novel paradigm for cell killing)”,Cancer Res.,58(17):3873−82(1998))、致死的病巣を形成する細胞DNAに取り込むために毒性を有するヌクレオシドを同定するために設計されている。前記毒性は薬物に対する一定暴露に依存せず、log相増殖中の薬物に対する暴露だけに依存する。鎖停止または代謝経路における酵素阻害のような各種メカニズムにより作用するヌクレオシドはしばしば細胞増殖抑制性のみであり、細胞は薬物を除去後正常成長に戻り得る。このアッセイは細胞をlog増殖で曝し、その後固定する。効果的に働くヌクレオシドにより、コロニーの数が低下する。コロニーの数は薬物を最初に接触した後生存及び複製し得る細胞の数の直接指標である。
(発明の詳細な説明)
特定の5−置換ウラシルヌクレオシドがEBVチミジンキナーゼ及び/またはKHSVチミジンキナーゼにより選択的にリン酸化されるが、ヒト細胞チミジンキナーゼによっては実質的にリン酸化されないことが知見された。EBV−TKはチミジン及び幾つかのチミジンアナログをリン酸化する能力を有する厳密にチミジンキナーゼである。HSV1−TKとガンシクロビル(GCV)の組合せと同様に、特定の5−置換ウラシルヌクレオシドはEBV−TK発現細胞を効果的に死滅させるが、前記酵素を発現しない細胞を死滅させない。本発明の1実施態様では、このヌクレオシドアナログは、EBV−TKによる選択的なリン酸化及び細胞ポリラーゼまたはトランスクリプターゼに対する化合物の特異性に応じて細胞に対して条件付きで毒性である。前記毒性により、EBV−TKを発現する腫瘍細胞が選択的に破壊されるが、ヒトTK−1または−2或いは他のヒトヌクレオシドキナーゼまたはヌクレオチドキナーゼを破壊しない。明らかに、これによりウイルス複製サイクルを選択的に妨害するが細胞のウイルス複製サイクルには干渉しない従来の抗ウイルスヌクレオシドアナログと区別される。
本発明の幾つかの実施態様を示す:
(i)場合により医薬的に許容され得る担体中に含まれる1つ以上の本明細書に記載の5−置換ウラシルヌクレオシド、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを有効量投与することを含むEBVまたはKHSV陽性である細胞の異常細胞増殖または異常細胞疾患を有している宿主の治療方法;
(ii)場合により医薬的に許容され得る担体中に含まれる1つ以上の本明細書に記載の5−置換ウラシルヌクレオシド、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを有効量投与することを含むEBVまたはKHSV感染を有している宿主を治療するための方法、使用、化合物及び組成物。この実施態様では、ウラシルヌクレオシドは細胞に対して投与され、ウイルスチミジンキナーゼにより選択的にリン酸化され、その後1つ以上のウイルス酵素、例えばEBVまたはKHSVポリメラーゼの阻害剤として作用する。この実施態様では、5−置換ウラシルヌクレオシドはウイルス増殖の競合阻害剤として作用する;
(iii)EBVまたはKHSV陰性である細胞の異常細胞増殖または異常細胞疾患を有している宿主を治療するための方法、使用、化合物及び組成物。この実施態様では、EBV−チミジンキナーゼまたはKHSV−チミジンキナーゼ遺伝子を遺伝子が天然細胞核酸に取り込まれるように異常細胞またはその周囲に直接投与される。その後、ウイルスチミジンキナーゼは宿主細胞において発現し、別に投与された5−置換ウラシルヌクレオシドをリン酸化するように作用する。その後治療は上記(i)に記載したように進む。
本発明の1実施態様では、腫瘍細胞は既にEBV−TKを発現しており、よってHSV1−TK及びGCV系とは異なり遺伝子送達を必要としない。
従って、本発明は、宿主、特にヒト患者または他の宿主動物においてEBV感染細胞の異常増殖を伴う疾患を含めたエプスタイン−バーウイルス(または、関連γ−ヘルペスウイルスKHSV)の感染または溶菌複製を伴う疾患を治療、抑制または予防するための化合物、医薬組成物及び方法を提供し、その方法は、場合により医薬的に許容され得る担体または賦形剤中に含まれる有効量の少なくとも1つの本発明の化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを投与することを含む。
別の態様で、本発明は、宿主、特にヒト患者または他の宿主動物においてEBV感染細胞の異常増殖を伴う疾患を含めたエプスタイン−バーウイルス(または、関連γ−ヘルペスウイルスKHSV)の感染または溶菌複製を伴う疾患を治療、抑制及び/または予防するための医薬組成物を提供し、その方法は、場合により医薬的に許容され得る担体または賦形剤中に含まれる有効量の少なくとも1つの本発明の化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグと共に、1つ以上の他の有効な抗−EBV剤及び/またはEBV−TK発現を誘導及び/またはアップレギュレートし得る物質、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを投与することを含む。
更に別の態様で、本発明は、宿主、特にヒト患者または他の宿主動物においてEBV感染細胞の異常増殖を伴う疾患を含めたエプスタイン−バーウイルス(または、関連γ−ヘルペスウイルスKHSV)の感染または溶菌複製を伴う疾患を治療、抑制及び/または予防するための方法を提供し、その方法は場合により医薬的に許容され得る担体または賦形剤中に含まれる有効量の少なくとも1つの本発明の化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを、場合により1つ以上の他の有効な抗−EBV剤及び/またはEBV−TK発現を誘導及び/またはアップレギュレートし得る物質、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグと併用または交互投与で投与することを含む。
更に別の態様で、本発明は、宿主、特にヒト患者または他の宿主動物におけるEBV感染を治療、抑制及び/または予防するための、場合により1つ以上の他の有効な抗−EBV剤及び/またはEBV−TK発現を誘導及び/またはアップレギュレートし得る物質、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグと併用または交互投与での、場合により医薬的に許容され得る担体または賦形剤中に含まれる少なくとも1つの本発明の化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグの使用を提供する。
更に別の態様で、本発明は、宿主、特にヒト患者または他の宿主動物においてEBV感染細胞の異常増殖を伴う疾患を含めたエプスタイン−バーウイルス(または、関連γ−ヘルペスウイルスKHSV)の感染または溶菌複製を伴う疾患を治療、抑制及び/または予防するための、場合により1つ以上の他の有効な抗−EBV剤及び/またはEBV−TK発現を誘導及び/またはアップレギュレートし得る物質、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグと併用または交互投与での、場合により医薬的に許容され得る担体または賦形剤中に含まれる少なくとも1つの本発明の化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグの使用を提供する。
更に別の態様で、本発明は、宿主、特にヒト患者または他の宿主動物においてEBVゲノムを有する細胞の異常増殖を伴う疾患を含めたエプスタイン−バーウイルス(または、関連γ−ヘルペスウイルスKHSV)の感染または溶菌複製を伴う疾患を治療、抑制及び/または予防するための薬剤の製造における、場合により1つ以上の他の有効な抗−EBV剤及び/またはEBV−TK発現を誘導及び/またはアップレギュレートし得る物質、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグと併用または交互投与での、場合により医薬的に許容され得る担体または賦形剤中に含まれる少なくとも1つの本発明の化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグの使用を提供する。
本発明の追加実施態様では、EBV−TKをトランスフェクトした細胞株を提供する。本発明の別の実施態様で、宿主、特にヒト患者または他の宿主動物においてEBV感染細胞の異常増殖を伴う疾患を含めたエプスタイン−バーウイルス(または、関連γ−ヘルペスウイルスKHSV)の感染または溶菌複製を伴う疾患を治療、抑制及び/または予防するためのEBV−TKをトランスフェクトした細胞株の使用を提供し、1つ以上の他の有効物質、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグと併用または交互投与で、場合により医薬的に許容され得る担体または賦形剤中に含まれる有効量のEBV−TKにより選択的に細胞毒性物質に活性化される物質、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを有効量前記細胞に投与することを含む。本発明の好ましい実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質は本発明の化合物である。本発明の1実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質との併用または交互投与で投与される有効物質は有効な抗増殖剤である。本発明の追加実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用でまたはその交互投与で投与される有効物質は有効な抗−EBV剤であり、特にEBV−TKにより選択的に活性化される物質である。本発明の別の実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用または交互投与で投与される有効物質はEBV−TK発現を誘導及び/またはアップレギュレートし得る有効物質である。
従って、EBV−TKをトランスフェクトした細胞を用いる異常細胞増殖の抑制を検出するためのアッセイ及びキットをも提供する。本発明の別の実施態様で、EBV−TKが細胞キナーゼのようなヌクレオシドアナログ基質を利用し、修飾する可能性があるウイルス及び細胞酵素と独立して、または一緒に発現される細胞における所望細胞毒性及びウイルス毒性活性を分析し、予測するアッセイ及びキットが提供される。
宿主、特にヒト患者または他の宿主動物においてEBV感染細胞の異常増殖を伴う疾患を含めたエプスタイン−バーウイルス(または、関連γ−ヘルペスウイルスKHSV)の感染または溶菌複製を伴う疾患を治療、抑制及び/または予防するための方法が提供され、その方法は所要により細胞にEBV−TKをトランスフェクトし、場合により医薬的に許容され得る担体または賦形剤中に含まれる有効量のEBV−TKにより選択的に細胞毒性物質に活性化される物質、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを、場合により1つ以上の他の有効物質、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグと併用でまたは交互に投与することを含む。本発明の好ましい実施態様で、EBV−TKにより選択的に活性化される物質は本発明の化合物である。本発明の1実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用でまたは交互に投与される有効物質は有効な抗増殖剤である。本発明の追加実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用でまたは交互に投与される有効物質は有効な抗−EBV剤であり、特にEBV−TKにより選択的に活性化される物質である。本発明の別の実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用でまたは交互に投与される有効物質はEBV−TK発現を誘導及び/またはアップレギュレートし得る有効物質である。
更に別の実施態様で、本発明は、宿主、特にヒト患者または他の宿主動物においてEBV感染細胞の異常増殖を伴う疾患を含めたエプスタイン−バーウイルス(または、関連γ−ヘルペスウイルスKHSV)の感染または溶菌複製を伴う疾患を治療、抑制及び/または予防するための、場合により1つ以上の他の有効な物質、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグと併用または交互投与での、代替としての場合により医薬的に許容され得る担体または賦形剤中に含まれる少なくとも1つの本発明の化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグの使用を提供する。本発明の好ましい実施態様で、EBV−TKにより選択的に活性化される物質は本発明の化合物である。本発明の1実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用でまたは交互に投与される有効物質は有効な抗増殖剤である。本発明の追加実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用でまたは交互に投与される有効物質は有効な抗−EBV剤であり、特にEBV−TKにより選択的に活性化される物質である。本発明の別の実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用でまたは交互に投与される有効物質はEBV−TK発現を誘導及び/またはアップレギュレートし得る有効物質である。
本発明の別の実施態様で、本発明は、宿主、特にヒト患者または他の宿主動物においてEBV感染細胞(この細胞には所要によりEBV−TKがトランスフェクトされている)の異常増殖を伴う疾患を含めたエプスタイン−バーウイルス(または、関連γ−ヘルペスウイルスKHSV)の感染または溶菌複製を伴う疾患を治療、抑制及び/または予防するための薬剤の製造における、場合により1つ以上の他の有効物質、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグと併用でまたは交互投与での、場合により医薬的に許容され得る担体または賦形剤中に含まれる少なくとも1つの本発明の化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグの使用を提供する。本発明の好ましい実施態様で、EBV−TKにより選択的に活性化される物質は本発明の化合物である。本発明の1実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用でまたは交互に投与される有効物質は有効な抗増殖剤である。本発明の追加実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用でまたは交互に投与される有効物質は有効な抗−EBV剤であり、特にEBV−TKにより選択的に活性化される物質である。本発明の別の実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用でまたは交互に投与される有効物質はEBV−TK発現を誘導及び/またはアップレギュレートし得る有効物質である。
本発明の別の実施態様で、本発明は、宿主、特にヒト患者または他の宿主動物においてEBV感染細胞の異常増殖を伴う疾患を含めたエプスタイン−バーウイルス(または、関連γ−ヘルペスウイルスKHSV)の感染または溶菌複製を伴う疾患を治療、抑制及び/または予防するための薬剤の製造におけるEBV−TKをトランスフェクトした細胞株の使用を提供し、この治療、抑制および/または予防は、場合により1つ以上の他の有効物質、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグと併用でまたは交互投与での、場合により医薬的に許容され得る担体または賦形剤中に含まれる有効量のEBV−TKにより選択的に細胞毒性物質に活性化される物質、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを前記細胞株に投与することによる。本発明の好ましい実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質は本発明の化合物である。本発明の1実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用でまたは交互に投与される有効物質は有効な抗増殖剤である。本発明の追加実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用でまたは交互に投与される有効物質は有効な抗−EBV剤であり、特にEBV−TKにより選択的に活性化される物質である。本発明の別の実施態様では、EBV−TKにより選択的に活性化される物質と併用でまたは交互に投与される有効物質はEBV−TK発現を誘導及び/またはアップレギュレートし得る有効物質である。
I 特定化合物
本発明の1実施態様において、特定化合物は式(I)、(II)または(III):
Figure 2005528334
を有する化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。上記式中、
i)XはO、S、NR、CH、CHFまたはCFであり、
ii)Rは水素、ハロゲン(Cl,Br,I,F)、アルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、ハロアルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、アルケニル(C、C、C、C及びCを含む)、ハロアルケニル(C、C、C、C及びCを含む)、アルキニル(C、C、C、C及びCを含む)、ハロアルキニル(C、C、C、C及びCを含む)、シクロアルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、CN、CF、N、NO、アリール(C、C、C、C及びC10を含む)、ヘテロアリール(C、C、C、C、C、C及びC10を含む)、アシル(C、C、C、C及びCを含む)、またはCOR{ここで、RはH、OH、SH、アルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、アミノアルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、アルコキシ(C、C、C、C、C及びCを含む)またはチオアルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)から選択される}であり、
iii)R及びR2’は独立してH;アルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、アルケニル(C、C、C、C及びCを含む)、アルキニル(C、C、C、C及びCを含む)またはアリール(C、C、C、C及びC10を含む)で置換されたカルボニル;フェニル基が場合により1つ以上の置換基で置換されていてもよいベンジル;ホスフェート(モノホスフェート、ジホスフェート、トリホスフェートまたは安定化ホスフェートプロドラッグを含む);ホスフェートエステル;スルホネートエステル(メタンスルホニルのようなアルキルまたはアリールアルキルスルホニルを含む);リン脂質を含めた脂質;アミノ酸;ペプチド;コレステロール;またはインビボで投与したときにR及び/またはR2’が独立してHである化合物を生じ得る他の医薬的に許容され得る離脱基であり、
iv)RはOH、ハロゲン(F,Cl,Cr,I)、保護ヒドロキシ基またはCHORから選択され、
v)各Rは独立してH、アシル(C、C、C、C及びCを含む)、アルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、アルケニル(C、C、C、C及びCを含む)、アルキニル(C、C、C、C及びCを含む)またはシクロアルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)であり、
vi)YはH、OH、ハロゲン(F,Cl,Br,I)、N、CNまたはOR2’から選択され、
vii)ZはO、S、NO、アルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)
、アルケニル(C、C、C、C及びCを含む)、アルキニル(C、C、C、C及びCを含む)、CH、CHFまたはCFである。
本発明の化合物はβ−Lまたはβ−D立体配置をとっても、またはラセミ混合物の形態であってもよい。
本発明の1実施態様では、EBV−TK(または、関連HKSV−TK)により選択的に活性化される化合物が望ましい。よって、R及びR2’は独立して水素、またはインビボで投与したときにR及び/またはR2’が独立してHである化合物を生じ得る医薬的に許容され得る離脱基である。例えば、R及びR2’は独立して水素、またはアルキル(C、C、C、C、C及びCを含む)、アルケニル(C、C、C、C及びCを含む)、アルキニル(C、C、C、C及びCを含む)、アリール(C、C、C、C及びC10を含む)で置換されたカルボニル;フェニル基が場合により1つ以上の細胞エステラーゼにより開裂され得る置換基で置換されていてもよいベンジルであり得る。或いは、R及びR2’は独立して水素であるかまたは酸もしくは塩基不安定性離脱基(好ましくは、酸不安定性離脱基)、例えばホスフェート(モノホスフェート、ジホスフェート、トリホスフェートまたは安定化ホスフェートプロドラッグを含む);ホスフェートエステル;スルホネートエステル(メタンスルホニルのようなアルキルまたはアリールアルキルスルホニルを含む);脂質(リン脂質を含む);アミノ酸;ペプチドまたはコレステロールであり得る。好ましい実施態様で、R及び/またはR2’は独立して水素であるかまたはインビボで投与したときにR及び/またはR2’が独立してHである化合物を生じ得る特定化合物の活性、バイオアベイラビリティー及び/または安定性を増加させる基である。
1つの好ましい実施態様では、特定化合物は、構造式:
Figure 2005528334
を有するβ−D−2’−デオキシ−5−ビニルウリジン(5−ビニル−dUとも呼ぶ)、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。
追加の実施態様では、特定化合物は、構造式:
Figure 2005528334
を有するβ−D−2’−デオキシ−5−エチニルウリジン(5−エチニル−dUとも呼ぶ)、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。この化合物は0.61μMのEC50を有するヒト免疫不全ウイルスに対する活性をも示す。
1つの好ましい実施態様では、特定化合物は、構造式:
Figure 2005528334
を有するβ−L−2’−デオキシ−5−ビニルウリジン、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。
別の好ましい実施態様では、特定化合物は、構造式:
Figure 2005528334
を有するβ−L−5−ビニルウリジン、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。
別の好ましい実施態様では、特定化合物は、構造式:
Figure 2005528334
を有するβ−L−2’−デオキシ−5−ヨードウリジン、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。
別の好ましい実施態様では、特定化合物は、構造式:
Figure 2005528334
を有するβ−D−2’−デオキシ−5−(ヒドロキシメチル)ウリジン、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。
1つの好ましい実施態様では、特定化合物は、構造式:
Figure 2005528334
を有するβ−D−5−ブチル−2’−デオキシウリジン、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。
1つの好ましい実施態様では、特定化合物は、構造式:
Figure 2005528334
を有するβ−D−5−E−(2−カルボキシビニル)−2’−デオキシウリジン、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。
1つの好ましい実施態様では、特定化合物は、構造式:
Figure 2005528334
を有する(2S,4S)−5−(2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。
1つの好ましい実施態様では、特定化合物は、構造式:
Figure 2005528334
を有する(2S,4S)−5−(5−ブロモ−2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。
1つの好ましい実施態様では、特定化合物は、構造式:
Figure 2005528334
を有する(2S,4S)−5−(2−チエニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。
1つの好ましい実施態様では、特定化合物は、構造式:
Figure 2005528334
を有する(2S,4S)−5−(5−ブロモチエン−2−イル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。
1つの好ましい実施態様では、特定化合物は、構造式:
Figure 2005528334
を有する(2S,4S)−5−(3−ヒドロキシプロペニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグである。
II 定義
本明細書中、用語「独立して」は、独立して適用された変数が適用毎に独立して変わることを意味する。よって、R”XYR”(式中、R”は独立して炭素または窒素である)のような化合物の場合、R”の両方が炭素であっても、R”の両方が窒素であっても、R”の一方が炭素でR”の他方が窒素であってもよい。
本明細書中、用語「エナンチオマー的に純粋」は、当該ヌクレオシドの1つのエナンチオマーを少なくとも約95%、好ましくは約97%、98%、99%または100%含むヌクレオシド組成物を指す。
本明細書中、用語「実質的に含まない」または「実質的に非存在下」は、当該ヌクレオシドの指定エナンチオマーを少なくとも85重量%または90重量%、好ましくは95〜98重量%、更に好ましくは99〜100重量%含むヌクレオシド組成物を指す。好ましい実施態様では、本発明の方法及び化合物中その化合物は実質的にエナンチンマーを含まない。
同様に、用語「単離した」は、当該ヌクレオシドを少なくとも85重量%または90重量%、好ましくは95〜98重量%、更に好ましくは99〜100重量%含み、残りが他の化合物またはエナンチオマーからなるヌクレオシド組成物を指す。
本明細書中、用語「アルキル」は、特記しない限り、典型的にはC、C、C、C、C、C、C、C、CまたはC10の飽和の直鎖、分枝鎖または環状第1級、第2級または第3級炭化水素を指す。具体的には、メチル、トリフルオロメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、シクロプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル、ペンチル、シクロペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、シクロヘキシル、シクロヘキシルメチル、3−メチルペンチル、2,2−ジメチルブチル及び2,3−ジメチルブチルが挙げられる。この用語には置換及び未置換のアルキル基が含まれる。アルキル基はヒドロキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルコキシ、アリールオキシ、ニトロ、シアノ、スルホン酸、スルフェート、ホスホン酸、ホスフェートまたはホスホネートからなる群から選択される置換基で置換されていてもよく、所要により保護されていなくても、例えば参照により本明細書に含まれるとするGreeneら,「有機合成における保護基(Protective Groups in Organic Synthesis)」,John Wiley & Sons,第2版(1991年)発行に教示されているように当業界で公知のように保護されていてもよい。
本明細書中、用語「低級アルキル」は、特記しない限りC、C、CまたはC飽和直鎖、分枝鎖、または適当ならば環状(例えば、シクロアルキル)アルキル基を指し、置換及び未置換のいずれでもよい。本明細書中特記しない限り、アルキルが適当な基であるときには低級アルキルが好ましい。同様に、アルキルまたは低級アルキルが適当な基であるときには未置換のアルキルまたは低級アルキルが好ましい。
本明細書中、用語「アルキルアミノ」または「アリールアミノ」は、それぞれ1個または2個のアルキルまたはアリール置換基を有するアミノ基を指す。
本明細書中、用語「アルコキシ」は、アルキル部分を有する直鎖または分枝鎖オキシ含有基、例えばメトキシ基を指す。用語「アルコキシアルキル」は、モノアルコキシアルキル及びジアルコキシアルキル基を形成するようにアルキル基に結合して1個以上のアルコキシ基を有するアルキル基を包含する。「アルコキシ」基を更に1つ以上のハロ原子、例えばフッ素、塩素または臭素で置換して「ハロアルコキシ」基としてもよい。ハロアルコキシ基の例にはフルオロメトキシ、クロロメトキシ、トリフルオロメトキシ、ジフルオロメトキシ、トリフルオロエトキシ、フルオロエトキシ、テトラフルオロエトキシシ、ペンタフルオロエトキシ及びフルオロプロポキシが含まれる。
本明細書中、用語「保護されている」は、特記しない限り更なる反応を防止するためまたは他の目的で酸素、窒素またはリン原子に付加されている基を指す。いろいろな酸素及び窒素保護基が有機合成の分野の当業者に公知である。
本明細書中、用語「アリール」は、特記しない限りフェニル、ビフェニルまたはナフチルを指し、好ましくはフェニルである。この用語には置換及び未置換のアリール基が含まれる。アリール基はヒドロキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルコキシ、アリールオキシ、ニトロ、シアノ、スルホン酸、スルフェート、ホスホン酸、ホスフェートまたはホスホネートからなる群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい。所要により保護されていなくても、例えば参照により本明細書に含まれるとするGreeneら,「有機合成における保護基(Protective Groups in Organic Synthesis)」,John Wiley & Sons,第2版(1991年)発行に教示されているように当業界で公知のように保護されていてもよい。
本明細書中、用語「アルカアリール」または「アルキルアリール」は、アリール置換基を有するアルキル基を指す。用語「アルアルキル」または「アリールアルキル」はアルキル置換基を有するアリール基を指す。
本明細書中、用語「ハロ」には塩素、臭素、ヨウ素及びフッ素が含まれる。
用語「アシル」は、エステル基の非カルボニル部分が直鎖、分枝鎖または環状アルキルまたは低級アルキル、アルコキシアルキル(例えば、メトキシメチル)、アルアルキル(例えば、ベンジル);アリールオキシアルキル(例えば、フェノキシメチル)、場合によりハロゲン(F、Cl、Br、I)、アルキル(C、C、C及びCを含む)またはアルコキシ(C、C、C及びCを含む)で置換されたフェニルを含むアリールから選択されるカルボン酸エステル;アルキルまたはアルアルキルスルホニル(例えば、メタンスルホニル)のようなスルホネートエステル;モノ、ジまたはトリホスフェートエステル;トリチルまたはモノメトキシトリチル置換ベンジル、トリアルキルシリル(例えば、ジメチル−t−ブチルシリル)及びジフェニルメチルシリルを指す。エステル中のアリール基としてはフェニル基が最適である。
本明細書中、用語「ヘテロアリール」または「ヘテロ芳香族」は、芳香環中に少なくとも1個の硫黄、窒素またはリンを含む芳香族を指す。
用語「低級アシル」は、非カルボニル部分が低級アルキルであるアシル基を指す。
本明細書中、用語「宿主」は、ウイルスが複製し得る単細胞または多細胞生物を指し、例えば細胞株及び動物であり、好ましくはヒトである。或いは、宿主はウイルスゲノムの一部を有し得、そのゲノムの複製または機能は本発明の化合物により変更され得る。用語「宿主」は、具体的には感染細胞、ウイルスゲノムの全部または一部がトランスフェクトされている細胞及び動物、特に霊長類及びヒトを指す。本発明の多くの動物用途において、宿主はヒト患者である。しかしながら、特定の適応において動物への適用が本発明により予測される。
III 医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグ
本明細書中、用語「医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグ」は、患者に投与したときに活性化合物を与える化合物の医薬的に許容され得る形態、例えばエステル、リン酸エステル、エステルまたは関連基の塩を指す。医薬的に許容され得る塩には、医薬的に許容され得る無機もしくは有機塩基または無機もしくは有機酸から誘導されるものが含まれる。医薬的に許容され得るプロドラッグは宿主において本発明の化合物を形成するように代謝される、例えば加水分解または酸化される化合物を指す。プロドラッグの典型例には特定化合物の官能部分上に生物学的に不安定な保護基を有している化合物が含まれる。プロドラッグには酸化、還元、アミノ化、脱アミノ化、ヒドロキシル化、脱ヒドロキシル化、加水分解、脱加水分解、アルキル化、脱アルキル化、アシル化、脱アシル化、リン酸化、脱リン酸化されると活性化合物が生じ得る化合物が含まれる。本発明の化合物はエプスタイン−バーウイルスに対する抗ウイルス活性及び/またはEBV−TKを発現する細胞、すなわちEBV感染細胞、特に異常増殖する(腫瘍となる)EBV感染細胞またはEBV−TK導入細胞に対して細胞毒性活性を有するか、または前記活性を示す化合物に代謝される。
化合物が安定な非毒性酸または塩基塩を形成するのに十分な塩基性または酸性である場合には、化合物を医薬的に許容され得る塩として投与することが適当であり得る。医薬的に許容され得る塩の例は、生理的に許容され得るアニオンを形成する酸を用いて形成される有機酸付加塩、例えばトシル酸塩、メタンスルホン酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、マロン酸塩、酒石酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩、アスコルビン酸塩、α−ケトグルタル酸塩及びα−グリセロリン酸塩である。硫酸塩、硝酸塩、重炭酸塩や炭酸塩のような好適な無機塩も形成され得る。
或いは、医薬的に許容され得る塩は、例えば高塩基性化合物(例えば、アミン)を生理学的に許容され得るアニオンを与える適当な酸と反応させることにより得ることができる。カルボン酸のような化合物のアルカリ金属(例えば、ナトリウム、カリウムまたはリチウム)塩またはアルカリ土類金属(例えば、カルシウム及びマグネシウム)塩をも作成することができる。
本明細書中に記載されている化合物は活性、バイオアベイラビリティー、安定性を上昇されるかまたは選択化合物の諸特性を変化させるためのプロドラッグとして投与され得る。多数のプロドラッグリガンドが公知である。通常、化合物(例えば、ヌクレオシド)のモノ,ジまたはトリホスフェートをアルキル化、アシル化または他の親油性修飾させると当該化合物(例えば、ヌクレオシド)の安定性が向上する。ホスフェート部分上の1つ以上の水素原子を置換し得る置換基の例はアルキル、アリール、ステロイド、糖を含めた炭水化物、1,2−ジアシルグリセロール及びアルコールである。多くはR.Jones及びN.Bischofiberger,Antiviral Research,27:1−17(1995)に記載されている。所望効果を達成するためにこれらを本発明のヌクレオシドと併用され得る。
特定化合物は、参照により本明細書に含まれるとする以下の文献に記載されているように5’−ホスホエーテル脂質または5’−エーテル脂質としても提供され得る:L.S.Kucera,N.Lyer,E.Leake,A.Raben,E.K.Modest,L.W.Daniel,C.Piantadosi,“感染性HIV−1産生を阻害し、防御的ウイルス形成を誘導する新規な膜相互作用的エーテル脂質アナログ(Novel membrane−interactive ether lipid analogs that inhibit infectious HIV−1 production and induce defective virus formation)”,AIDS Res.Hum.Retroviruses,6:491−501(1990);C.Piantadosi,C.J.Marasco,S.L.Morris−Natschke,K.L.Meyer,F.Gumus,J.R.Surles,K.S.Ishaq,L.S.Kucera,N.Lyer,C.A.Wallen,S.Piantadosi,E.J.Modest,“新規なエーテル脂質ヌクレオシドコンジュゲートの合成及び抗−HIV活性についての評価(Synthesis and evaluation of novel ether lipid nucleoside conjugates for anti−HIV activity)”,J.Med.Chem.,34:1408−1414(1991);K.Y.Hostetler,D.D.Richman,D.A.Carson,L.M.Stuhmiller,G.M.T.van Wijk,H.Van den Bosch,“CEM及びHT4−6C細胞における3’−デオキシチミジンの脂質プロドラッグである3’−デオキシチミジンジホスフェートジミリストイルグリセロールによるヒト免疫不全ウイルスタイプI複製の非常に高い抑制(Greatly enhanced inhibition of human immunodeficiency virus type I replication in CEM and HT4−6C cells by 3’−deoxythymidine diphosphate dimyristoylglycerol, a lipid prodrug of 3’−deoxythimidine)”,Antimicrob.Agents Chemother.,36:2025−2029(1992);K.Y.Hostetler,L.M.Stuhmiller,H.B.Lenting,H.van den Bosch,D.D.Richman,“アジドチミジン及び他の抗ウイルスヌクレオシドのリン脂質アナログの合成及び抗レトロウイルス活性(Synthesis and antiretroviral activity of phospholipid analogs of azidothymidine and other antiviral nucleosides)”,J.Biol.Chem.,265:61127(1990)。
化合物に、好ましくは化合物の5’−OH位に、共有結合により導入し得る適切な親油性置換基及び親油性調製物を開示している米国特許明細書の非限定例には、いずれも参照により本明細書に含まれるとする米国特許第5,149,794号明細書(Yatvinら)、同第5,194,654号明細書(Hostetlerら)、同第5,223,263号明細書(Hostetlerら)、同第5,256,641号明細書(Yatvinら)、同第5,411,947号明細書(Hostetlerら)、同第5,463,092号明細書(Hostetlerら)、同第5,543,389号明細書(Yatvinら)、同第5,543,390号明細書(Yatvinら)、同第5,543,391号明細書(Yatvinら)及び同第5,554,728号明細書(Basavaら)が含まれる。本発明のヌクレオシドに結合され得る親油性置換基または親油性調製物を開示している外国特許文献には、いずれも参照により本明細書に含まれるとする国際特許出願公開第89/02733号パンフレット、同第90/00555号パンフレット、同第91/16920号パンフレット、同第91/18914号パンフレット、同第93/00910号パンフレット、同第94/26273号パンフレット、同第96/15132号パンフレット、同第91/19721号パンフレット、欧州特許出願公開第0,350,287号明細書及び欧州特許出願第939170544.4号明細書が含まれる。
プロドラッグには本発明のヌクレオシドのアミノ酸エステルも含まれる。例えば、いずれも参照により本明細書に含まれるとする、アシクロビルそのものに比して高い水溶性を示すアシクロビルのアミノ酸エステル、具体的にはグリシン及びアラニンエステルを開示している欧州特許出願公開第99493号明細書、及びアラニン及びグリシンエステルに比して経口投与後高いバイオアベイラビリティーを示すα−炭素原子に隣接する側鎖分枝を特徴とするアシクロビルのバリンエステルを開示している米国特許第4,957,924号明細書(Beauchamp)を参照されたい。アミノ酸エステルの製造方法は参照により本明細書に含まれるとする米国特許第4,957,924号明細書(Beauchamp)に記載されている。バリンそのものを使用する代わりに、アミノ酸の機能等価物(例えば、酸クロリドのような酸ハロゲン化物、または酸無水物)を使用することができる。そのような場合、望ましくない副作用を避けるためにアミノ保護した誘導体を使用することが有利であり得る。
IV 併用療法または交互療法
別の実施態様では、エプスタイン−バーウイルス感染の治療、防疫及び/または予防のために、特定化合物、またはその誘導体または塩が別の抗ウイルス剤、例えば上記した式を有するものを含めた抗−EBV剤と併用でまたは交互に投与し得る。通常、併用療法では2つ以上の物質をそれぞれ有効量一緒に投与するのに対して、交互療法では有効量の各物質を逐次的に投与する。用量は薬物の吸収、不活性化及び排泄速度、並びに当業者に公知の要因に依存する。用量は緩解しようとする症状の重篤度によっても変化することに留意されたい。更に、特定被験者に対する特定用量レジメ及びスケジュールは当該被験者の必要性及び組成物を投与するかまたは組成物の投与を監督する人の専門的判断に従って経時的に調節され得ると理解されたい。
本明細書に記載されている化合物と併用され得る抗ウイルス剤の非限定例には、アシクロビル(ACV)、AZT、3TC、d4T、ガンシクロビル(GCVまたはDHPG)及びそのプロドラッグ(例えば、バリル−ガンシクロビル)、E−5−(2−ブロモビニル)−2’−デオキシウリジン(BVDU)、(E)−5−ビニル−1−β−D−アラビノシルウシル(VaraU)、(E)−5−(2−ブロモビニル)−1−β−D−アラビノシルウラシル(BV−araU)、1−(2−デオキシ−2−フルオロ−β−D−アラビノシル)−5−ヨードシトシン(D−FIAC)、1−(2−デオキシ−2−フルオロ−β−L−アラビノシル)−5−メチルウラシル(L−FMAU)、(S)−9−(3−ヒドロキシ−2−ホスホニルメトキシプロピル)アデニン[(S)−HPMPA]、(S)−9−(3−ヒドロキシ−2−ホスホニルメトキシプロピル)−2,6−ジアミノプリン[(S)−HPMPDAP]、(S)−1−(3−ヒドロキシ−2−ホスホニル−メトキシプロピル)シトシン[(S)−HPMPCまたはシドフィビル]及び(2S,4S)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−ヨードウラシル(L−5−IoddU)が含まれる。
1実施態様では、本発明の化合物はポリメラーゼ阻害剤から選択される少なくとも1つの抗ウイルス剤と一緒に使用され得る。
加えて、本発明の化合物は本発明の他の化合物を含めた1つ以上の抗レトロウイルス剤、抗B型肝炎ウイルス剤(HBV)、抗C型肝炎ウイルス剤(HCV)、抗EBV剤、抗ヘルペス剤、インターフェロン、抗癌剤、抗細菌剤と併用でまたは交互に投与し得る。本発明の特定化合物は他の化合物の代謝、異化または不活化を減ずるかまたは変化させることにより本発明の特定化合物の生物活性を強化するために有効であり得、所期効果のために同時投与される。
また、抗増殖剤が本発明の併用でまたは交互に投与され得る。本明細書中、「抗増殖剤」は細胞の過剰増殖を抑える物質である。以下にリストされていたり抗増殖効果を示すことが公知であるかまたは発見された他の物質が本発明で使用され得る。
増殖性疾患は現在各種化合物、例えば以下にリストされているようなアルキル化剤、代謝拮抗物質、天然産物、酵素、生物学的応答修飾剤、各種物質、ホルモン及びアンタゴニストにより治療されている。その非限定例を以下に示す。
(モノクローナル抗体)
増殖細胞に対するモノクローナル抗体、例えばB細胞腫瘍に対するリタキシマブ(抗−CD20)。
(アルキル化剤)
ナイトロジェンマスタード:メクロレタミン(ホジキン病、非ホジキンリンパ腫)、シクロホスファミドイホスファミド(急性及び慢性リンパ性白血病、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、多発性骨髄腫、神経芽腫、乳房、卵巣、肺、ウイルムス腫、頚部、精巣、軟部組織肉腫)、メルファラン(L−サルコリシン)(多発性骨髄腫、乳房、卵巣)、クロラムブシル(慢性リンパ性白血病、原発性マクログロブリン血症、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫);
エチレンイミン及びメチルメラミン:ヘキサメチルメラミン(卵巣)、チオテパ(膀胱、乳房、卵巣);
アルキルスルホネート:ブスルファン(慢性顆粒球性白血病);
ニトロソウレア:カルムスチン(BCNU)(ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、原発性脳腫瘍、多発性骨髄腫、悪性メラノーマ)、ロムスチン(CCNU)(ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、原発性脳腫瘍、小細胞肺)、セムスチン(メチル−CCNU)(原発性脳腫瘍、胃、結腸)、ストレプトゾシン(ストレプトゾシン)(悪性膵性インスリノーマ、悪性カルチノイド);
トリアゼン:ダカルバジン(DTIC;ジメチルトリアゼノイミド−アゾールカルボキサミド)(悪性メラノーマ、ホジキン病、軟組織肉腫)。
(代謝拮抗物質)
葉酸アナログ:メトトレキサート(アメプテリン)(急性リンパ性白血病、絨毛癌、菌状息肉腫、乳房、頭首部、肺、骨肉腫);
ピリミジンアナログ:フルオロウラシル(5−フルオロウラシル;5−FU)、フロクスウリジン(フルオロデオキシウリジン;FUdR)(乳房、結腸、胃、膵臓、卵巣、頭首部、膀胱、前悪性皮膚病巣)(局所)、シタラビン(システインアラビノシド)(急性顆粒球性及び急性リンパ性白血病);
プリンアナログ及び関連阻害剤:メルカプトプリン(6−メルカプトプリン;6−MP)(急性リンパ性、急性顆粒球性及び慢性顆粒球性白血病)、チオグアニン(6−チオグアニン;TG)(急性顆粒球性、急性リンパ性及び慢性顆粒球性白血病)、ペントスタチン(2’−デオキシシオホルマイシン)(毛様細胞性白血病、菌状息肉腫、慢性リンパ性白血病);
ビンカアルカロイド:ビンブラスチン(VLB)(ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、乳房、精巣)、ビンクリスチン(急性リンパ性白血病、神経芽腫、ウイルムス腫、横紋筋肉腫、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、小細胞肺);
エピプドフィル−ロトキシン:エトポシド(精巣、小細胞肺及び他の肺、乳房、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、急性顆粒球性白血病、カポジ肉腫)、テニポシド(精巣、小細胞肺及び他の肺、乳房、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、急性顆粒球性白血病、カポジ肉腫)。
(天然産物)
抗生物質:ダクチノマイシン(アクチノマイシンD)(絨毛癌、ウイルムス腫、横紋筋肉腫、精巣、カポジ肉腫)、ダウノルビシン(ダウノマイシン;ルビドマイシン)(急性顆粒球性及び急性リンパ性白血病)、ドキソルビシン(軟部組織、骨肉腫及び他の肉腫、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、急性白血病、乳房、尿生殖器、甲状腺、肺、胃、神経芽腫)、ブレオマイシン(精巣、頭首部、皮膚、食道、肺、尿生殖器管、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫)、プリカマイシン(ミトラマイシン)(精巣、悪性高カルシウム血症)、マイトマイシン(マイトマイシンC)(胃、頸部、結腸、乳房、膵臓、膀胱、頭首部);
酵素:L−アスパラギナーゼ(急性リンパ性白血病);
生物学的応答修飾剤:α−インターフェロン(毛状細胞性白血病、カポジ肉腫、メラノーマ、カルチノイド、腎細胞、卵巣、膀胱、非ホジキンリンパ腫瘍、菌状息肉腫、多発性骨髄腫、慢性顆粒球性白血病)、γ−インターフェロン、IL−2及びIL−12。
(ホルモン及びアンタゴニスト)
エストロゲン:ジエチルスチルベストロールエチニルエストラジオール(乳房、前立腺);
アンチエストロゲン:タモキシフェン(乳房);
アンドロゲン:テストステロンプロピオネートフルキソマイエステロン(乳房);
アンチアンドロゲン:フルタミド(前立腺);
ゴナドトロビン関連ホルモンアナログ:ロイプロリド(前立腺)。
(各種物質)
白金配位複合体:シスプラチン(シス−DDP)、カルボプラチン(精巣、卵巣、膀胱、頭首部、肺、甲状腺、頸部、子宮内膜、神経芽腫、骨肉腫);
アントラセンジオン:ミキソトザントロン(急性顆粒球性白血病、乳房);
置換ウレア:ヒドロキシウレア(慢性顆粒球性白血病、真性赤血球増加症、本態性血小板減少症、悪性メラノーマ);
メチルヒドラジン誘導体:プロカルバジン(N−メチルヒドラジン,MIH)(ホジキン病);
副腎皮質抑制剤:ミオタン(o,p’−DDD)(副腎皮質)、アミノグルテチミド(乳房);
副腎皮質ステロイド:プレドニゾン(急性及び慢性リンパ性白血病、非ホジキンリンパ腫、ホジキン病、乳房);
プロゲスチン:カプロン酸ヒドロキシゲステロン、酢酸メドロキシプロゲステロン、酢酸メゲストロール(子宮内膜、乳房);
脱メチル化剤:アザシチジン;
PKCアクチベーター:ブリオスタチン;
分化剤:ブチレート、レチン酸及び関連レチノイド;
微小管抑制剤:タキソール及びタキサン;
トポイソメラーゼ阻害剤:トポテカン;
その他:バルプロ酸、HMBA、NF−カッパB阻害剤。
(放射線治療)
CD系及びHSV−TK系は両方とも癌細胞を放射線に対して感作させ、進行癌をコントロールするための可能な併用療法を与える(J.H.Kim,S.H.Kim,A.Kolozsvary,S.L.Brown,O.B.Lim,S.O.Freytag,“インビトロ及びインビボで単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ導入9L神経膠肉腫細胞の放射線応答の抗ウイルス剤による選択的強化(Selective enhancement of radiation response of herpes simplex virus thymidine kinase transduced 9L gliosarcoma cells in vitro and in vivo by antiviral agents)”,Int.J.Radiat.Oncol.Biol.Phys.,33:861−868(1995);M.S.Khil,J.H.Kim,C.A.Mullein,S.H.Kim,S.O.Freytag,“シトシンデアミナーゼ遺伝子を導入した培養ヒト結腸直腸癌細胞の5−フルオロシトシンによる放射線感作(Radiosensitization by 5−fluorocytosine of human colorectal carcinoma cells in culture transduced with cytosine deaminase gene)”,Clinical Cancer Res.,5:53−57(1996))。従って、本発明の1態様で、この化合物は放射線治療と併用でまたは交互に投与される。すなわち、本発明において放射線は生存可能で有効な抗増殖剤として含まれる。
V 医薬組成物
エプスタイン−バーウイルスまたはその遺伝子断片が感染しているヒトを含めた宿主はは、その患者に対して医薬的に許容され得る担体または希釈剤の存在下で有効量の特定化合物、またはその医薬的に許容され得るプロドラッグまたは塩を投与することにより治療し得る。活性化合物は経口、非経口、静脈内、皮内、皮下または局所のような適当なルートを介して液体または固体形態で投与し得る。
化合物の好ましい1日用量は約1〜50mg/kg体重、好ましくは1〜20mg/kg体重、より好ましくは0.1〜約100mg/kg体重である。医薬的に許容され得る塩及びプロドラッグの有効用量は送達される親ヌクレオシドの重量に基づいて計算し得る。塩またはプロドラッグそれ自体が活性を示すならば、有効用量はその塩またはプロドラッグの重量を用いて上記したようにまたは当業者に公知の他の手段により推定し得る。
化合物は有利には適当な剤形で投与される。その剤形には1つの単位剤形あたり7〜3000mg、好ましくは70〜1400mgの活性成分を含むものが含まれるが、これに限定されない。50〜1000mgの経口剤形が通常便利である。
理想的には、特定化合物のピーク血漿濃度が約0.2〜70M、好ましくは約1.0〜10Mとなるように活性成分を投与すべきである。このためには、例えば場合により食塩液中に活性成分を含む0.1〜5%溶液を静注するかまたは活性成分のボーラスとして投与する。
薬物組成物中の特定化合物の濃度は該薬物の吸収、不活化及び排泄速度及び当業者に公知の他の要因に依存する。用量は緩解させようとする状態の重篤度によっても変更されることに注目されたい。更に、特定の被験者に対する特定投薬レジメは個人の必要性及び組成物を投与したり監督する者の専門的判断に従って経時的に調節すべきであり、本明細書に記載されている濃度範囲は単なる例示であって、本発明の組成物の範囲または実施を限定する意図はないことも理解されるべきである。活性成分を1回で投与してもよく、或いはいろいろな時間間隔で少量を複数回にわけて投与してもよい。
特定化合物の好ましい投与ルートは経口である。経口組成物は通常不活性希釈剤または食用担体を含む。前記組成物をゼラチンカプセル中に封入させても、または錠剤に圧縮してもよい。経口用治療組成物では、特定化合物を賦形剤と一緒に配合され、錠剤、トローチ剤またはカプセル剤の形態で使用され得る。医薬的に適合し得る結合剤及び/または佐剤を組成物の一部として配合し得る。
錠剤、ピル剤、カプセル剤、トローチ剤等は以下の成分または同種の化合物を含み得る:結合剤、例えば微晶質セルロース、トラガカントガムまたはゼラチン;賦形剤、例えばスターチまたはラクトース;崩壊剤、例えばアルギン酸、Primogelまたはコーンスターチ;滑沢剤、例えばステアリン酸マグネシウムまたはSterotes;グリダント、例えばコロイド状二酸化チタン;甘味剤、例えばスクロースまたはサッカリン;フレーバー、例えばペパーミント、サリチル酸メチルまたはオレンジフレーバー。剤形がカプセル剤のときには上記したタイプの材料に加えて脂肪油のような液体担体を含み得る。更に、剤形はその剤形の物理的形態を変更する他の各種物質、例えば糖、シェラックまたは他の腸溶性物質のコーティングを含み得る。
化合物はエリキシル、懸濁液、シロップ、ウェハー、チューイングガム等の成分として投与され得る。シロップは特定化合物に加えて甘味剤としてのスクロース、特定保存料、色素、着色剤及びフレーバーを含み得る。
化合物、またはその医薬的に許容され得るプロドラッグまたは塩を所望作用を損なわない他の活性物質または所望作用を補う物質、例えば他のヌクレオシド化合物を含めた抗生物質、抗真菌剤、抗炎症剤または他の抗ウイルス剤と混合してもよい。非経口、皮内、皮下または局所投与に使用される溶液または懸濁液は滅菌希釈液、例えば注射用蒸留水、塩類溶液、固定油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコールまたは他の合成溶媒;抗細菌剤、例えばベンジルアルコールまたはメチルパラベン;抗酸化剤、例えばアスコルビン酸または亜硫酸水素ナトリウム;キレート剤、例えばエチレンジアミンテトラ酢酸;緩衝剤、例えば酢酸塩、クエン酸塩またはリン酸塩;張性調節剤、例えば塩化ナトリウムまたはデキストロースを含み得る。非経口製剤はガラスまたはプラスチック製アンプル、使い捨て注射器または多人数用バイアルに封入させてもよい。
静注投与する場合、好ましい担体は生理食塩液またはリン酸緩衝食塩液(PBS)である。
好ましい実施態様では、特定化合物はインプラントやマイクロカプセル化送達システムを含めた徐放性処方物のように該化合物が身体から急速に除去されるのを防ぐ担体を用いて製造される。生分解性生適合性ポリマー、例えばエチレンビニルアセテート、ポリ無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ボリオルトエステル及びポリ酢酸を使用し得る。前記処方物の製造方法は当業者に自明である。材料は商業的にも入手し得る。
(感染細胞にウイルス抗原に対するモノクローナル抗体を指向させるリポソームを含めた)リポソーム懸濁液も医薬的に許容され得る担体として好ましい。リポソーム懸濁液は例えば参照により本明細書に含まれるとする米国特許第4,522,811号明細書に記載されているように当業者に公知に方法に従って製造され得る。例えば、リポソーム処方物は無機溶媒中に適当な脂質(例えば、ステアロイルホスファチジルエタノールアミン、ステアロイルホスファチジルコリン、アラカドイルホスファチジルコリン及びコレステロール)を溶解させた後、前記溶媒を蒸発させ、容器の表面上に乾燥脂質の薄フィルムを残すことにより製造し得る。その後、特定化合物またはそのモノホスフェート、ジホスフェート及び/またはトリホスフェート誘導体の水溶液を溶液に導入する。次いで、容器を手で撹拌して溶液の側部から脂質材料を遊離させ、脂質凝集物を分散させることにより、リポソーム懸濁液が形成される。
VI 特定化合物の製造方法
本発明の化合物は当業者に公知の合成方法により製造され、その方法には化学的合成方法が含まれる。
5−置換ウラシルヌクレオシドの簡単な製造方法も提供する。
本明細書に記載されている5−置換ウラシルヌクレオシドは以下に詳記する方法かまたは当業者に公知の他のアッセイにより製造され得る。例えば、これらの方法は以下の文献に記載されている:D.E.Bergstrom,J.L.Ruthの米国特許第4,247,544号明細書(1981);E.D.A.DeClercq,G.A.Verhelst,A.S.Jones,R.T.Walkerの米国特許第4,382,925号明細書(1984);A.S.Jones,R.T.Walker,E.D.A.DeClercq,P.J.Barrの米国特許第4,424,211号明細書(1984);S.Sakata,H.Machidaの米国特許第4,452,210号明細書(1985);R.T.Walker,P.L.Coeの米国特許第5,356,882号明細書(1994);T.Spector,D.J.T.Porter,S.G.Rahimの米国特許第6,177,436号明細書(2001);M.J.Robins,P.J.Barr,J.Org.Chem.,48:1854−1862(1983);K.K.Ogilvie,R.G.Hamilton,M.F.Gillen,B.K.Radatus,Can.J.Chem.,62:16−21(1984);K.A.Watanabe,T.L.Su,U.Reichman,N.Greenberg,C.Lopez,J.J.Fox,J.Med.Chem.,27:91−94(1984);D.P.C.MaGee,J.C.Martin,D.F.Smee,T.R.Matthews,P.H.Verheyden,J.Med.Chem.,28:1242−1245(1985);L.M.Beauchamp,B.L.Serling,J.E.Kelsey,K.K.Biron,P.Collins,J.Selway,J.C.Lin,H.J.Schaeffer,J.Med.Chem.,31:144−149(1988);J.Balzarini,H.Baumgartner,M.Bodenteich,E.DeClercq,H.Griengl,J.Med.Chem.,32:1861−1865(1989);M.R.Dyson,P.L.Coe,R.T.Walker,J.Med.Chem.,34:2782−2786(1991);T.S.Lin,M.Z.Luo,M.C.Liu,Tetrahedron,51:1055−1068(1995);S.G.Rahim,N.Trivedi,M.V.Bogunovie−Batchelor,G.W.Hardy,G.Mills,J.W.T.Selway,W.Snowden,E.Littler,P.L.Coe,I.Basnak,R.F.Whale,R.T.Wakler,J.Med.Chem.,39:789−795(1996);T.Ma,S.B.Pai,Y.L.Zhu,J.S.Lin,K.Shanmuganathan,J.Du,C.Wang,H.Kim,M.G.Newton,Y.G.Cheng,C.K.Chu,J.Med.Chem.,39:2835−2843(1996);I.Basnak,G.P.Otter,R.J.Duncomber,N.B.Westwood,M.Pietrarelli,G.W.Hardy,G.Mills,S.G.Rahim,R.T.Walke,Nucleosides and Nucleotides,17:29−38(1998);Y.Choi,L.Li,S.Grill,E.Gullen,C.S.Lee,G.Gumina,E.Tsujii,Y.C.Cheng,C.K.Chu,J.Med.Chem.,43:2538−2546(2000)。
VII EBK−TKを用いるトランスフェクト細胞株の作成方法
EBV−TK遺伝子は当業界で公知の方法により発現ベクターにクローン化し得る。特に、ウイルス株B−958由来のEBV−TK遺伝子は、E.A.Gustafsonら,Antimicrob.Agents Chemother.,42(11):2923−31(1998)に記載されているようにベクターpCMVにクローン化し得る。次いで、このベクターは所望の生存可能な細胞株に当業界で公知の試薬を用いて、例えばベクターをヒト細胞株にトランスフェクトするためにリポフェクタミン試薬を用いて導入し得る。
VIII 遺伝子治療
EBV−TKの発現のために遺伝子を含むベクター(感染性ウイルス粒子またはプラスミド)を用いて導入され得る真核細胞には、一次有核赤血球、例えば白血球、顆粒球、単球、マクロファージ、(Tリンパ球及びBリンパ球を含めた)リンパ球、全能幹細胞及び腫瘍浸潤リンパ球(TIL細胞);骨髄細胞;内皮細胞;上皮細胞;ケラチノサイト;幹細胞;肝細胞前駆細胞を含めた肝細胞;肝細胞前駆細胞を含めた肝細胞;線維芽細胞;間葉細胞;中皮細胞;実質細胞;及び腫瘍分化の他の細胞が含まれるが、これらに限定されない。
1実施態様では、細胞は特定部位に指向し得、これにより細胞はその部位で治療薬として機能する。或いは、細胞は特定部位に指向しない細胞であり得、その細胞は全身治療薬として機能する。
導入した細胞は、宿主、特にヒトにおいて例えば細胞が異常増殖している部位(例えば、癌)に特異的に指向する宿主細胞、例えば赤血球を導入することにより異常細胞増殖の治療において使用される(前記宿主細胞は癌患者から取り出され、培養で拡大させ、本発明に従ってEBV−TKをコードする遺伝子を含むベクター(感染性ウイルス粒子またはプラスミド)を用いて導入されたもの。)。場合により、前記ベクターは細胞の抗腫瘍効果を高める遺伝子をも含む。前記細胞の数は、所望遺伝子を含むベクターを導入する前後に増加させ得る。よって、上記手順は患者に注入したときに形質転換細胞が患者体内で、好ましくは腫瘍そのものの部位でEBV−TKを産生するように実施される。
導入細胞が保持する本発明の遺伝子は具体的にはEBV−TKの配列を含むが、細胞の治療効果を直接または間接的に向上させる任意の配列をも含み得る。導入遺伝子が保持する遺伝子は、導入細胞が本来持たない治療効果を発揮し得る配列、例えば血友病の治療において有用な凝固因子をコードする遺伝子をも含み得る。前記遺伝子は治療効果を有する1つ以上の産物をコ−ドし得る。適当な遺伝子の例にはサイトカイン、例えばTNF、GMCSF、インターロイキン(インターロイキン1〜18)、インターフェロン(α−、β−、γ−インターフェロン)、T細胞受容体タンパク質及び抗体の抗原結合ドメイン、例えば免疫グロブリンに対するFc受容体をコードする遺伝子が含まれる。適当な遺伝子の別の例には、細胞が元々指向しない体内の部位で細胞の治療特性が利用できるようにその部位に指向するように細胞を修飾する遺伝子が含まれる。例えば、TIL細胞のような血球は、例えばこの細胞が選択抗原を認識できるように、この細胞に対するモノクローナル抗体のFab部分を導入することにより修飾し得る。また、治療特性を有する血球は例えば該血球が通常指向しない腫瘍を指向させるために使用し得る。癌治療において有用な他の遺伝子が、治療効果を有するように特定部位に炎症応答を生じさせる化学走性因子をコードするように使用し得る。適切な遺伝子の他の例には、AIDSの治療で使用される可溶性CD4をコードする遺伝子及びα−1−アンチトリプシン欠乏に起因する気腫の治療で使用されるα−1−アンチトリプシンをコードする遺伝子が含まれる。
IX 遺伝子治療ベクター
通常、遺伝子は細胞に直接挿入し得ない。遺伝子は“ベクター”として公知のキャリアを用いて細胞に送達しなければならない。遺伝子治療において使用される最も一般的なタイプのベクターはウイルスである。科学者らは、ウイルスが細胞DNAに付着または進入する独自の能力を有しているのでウイルスを使用している。遺伝子治療においてベクターとして使用するウイルスは遺伝的に無能にされる。ウイルスはそれ自体複製できないが、細胞DNAを用いると協調的に複製できる。多くの遺伝子治療の臨床試験は所望遺伝子を送達するためにマウスレトロウイルスを用いている。ベクターとして使用される他のウイルスにはアデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、ポックスウイルス及びヘルペスウイルスが含まれる。
例えば、実験室において患者から細胞を取り出し、増殖させる。その細胞を所望遺伝子を有するウイルスと接触させる。前記ウイルスは細胞に入り、所望遺伝子は細胞DNAの一部となる。実験室で増殖させた細胞をその後患者に戻す。このタイプの遺伝子治療はエキソビボと称される。エキソビボとは体外を意味する。前記遺伝子は患者の体外の細胞に導入される。他の研究では、所望遺伝子を患者体内の細胞に送達するためにベクター(ウイルス、細菌)またはリポソーム(脂肪粒子)を使用する。このタイプの遺伝子治療はインビボと称される。なぜならば、遺伝子が患者体内の細胞に導入されるからである。
遺伝子を体内に運ぶために遺伝子送達ベクターを使用するときには、ベクターは所望細胞よりも多く改変するであろう。別の問題は、新しい遺伝子がDNAの誤った場所に導入されて癌または他のダメージが生ずる恐れがあることである。インビボ遺伝子送達システムを用いたときには、DNAが生殖細胞に挿入されて遺伝的変化を生ずる場合がある。
他の問題として、導入された遺伝子が過剰発現されて有害なくらい多くのタンパク質が産生されること、病原体ベクターが炎症または免疫反応を生じさせる恐れがあること、ウイルスをベクターとして使用するときは、患者から他の者または環境に伝達される恐れがあることが挙げられる。
当業界で多くのベクターが公知である。公知のベクターを本発明で使用することができる。本発明の好ましい実施態様では、ベクターは特異的遺伝子送達のために特定細胞型に指向させ得る。
(アデノウイルスベクター)
いずれのアデノウイルスベクターも細胞及び/または細胞株にEBV−TKをトランスフェクトするために使用し得る。アデノウイルスは線状二本鎖DNAゲノムを含む非エンベロープウイルスである。アデノウイルスの血清型株は40以上あり、その多くはヒトにおいて良性気道感染を引き起こすが、サブグループC血清型2または5が主にベクターとして使用されている。生活周期は通常宿主ゲノムへの組込みを含まず、むしろ宿主細胞の核においてエピソーム要素として複製し、それ故に挿入変異の危険がない。野生型アデノウイルスゲノムは約35kbであり、そのうちの30kbまでが外来DNAで置換し得る(A.E.Smith,“遺伝子治療におけるウイルスベクター(Viral vectors in gene therapy)”,Annual Review of Microbiology,49:807−838(1995);I.M.Verma及びN.Somia,遺伝子治療−見込み、問題及び考察(Gene therapy−promises, problems and prospects),Nature,389:239−242(1997))。調節機能を有する4つの初期転写単位(E1、E2、E3及びE4)及び構造タンパク質をコードする後期転写物がある。先祖ベクターは不活化されたE1またはE3遺伝子を有し、ミッシング遺伝子はヘルペスウイルス、プラスミドによりトランスに供給されるかまたはヘルパー細胞ゲノムに組込まれている(ヒト胎児腎臓細胞,株293;F.L.Graham,J.Smiley,W.L.Russel,R.Nairn,“アデノウイルス由来のDNAによるヒト細胞株形質転換の特徴づけ(Characterization of a human cell transformation by DNA from adenovirus)”,Gen.Virol.,36:59−72(1997))。第二世代ベクターは更に、E2a温度感受性変異体(J.F.Engelhardt,L.Litsky,J.M.Wilson,“E2a欠損組換えアデノウイルスによるコトンラット肺における延長遺伝子発現(Prolonged gene expression in cotton rat lung with recombinant adenoviruses defective in E2a)”,Human Gene Therpy,5:1217−1229(1994))またはE4欠失(D.Armentano,J.Zabner,C.Sacks,C.C.Sookdeo,M.P.Smith,J.A.St.George,S.C.Wadsworth,A.E.Smith,R.J.Gregory,“アデノウイルスベクターからの導入遺伝子発現の持続に対するE4領域の影響(Effect of the E4 region on the presistence of transgene expression from adenovirus)”,J.Virol.,71:2408−2416(1997))を用いている。最も最近の“ガットレス”ベクターは逆方向末端反復(ITR)及び導入遺伝子の周りにパッケージング配列のみを含み、必要なウイルス遺伝子は全てヘルパーウイルスによりトランスで提供される(H.Chen,L.M.Mack,R.Kelly,M.Ontell,S.Kochanek,P.R.Clemens,“すべてのウイルス遺伝子を欠くアデノウイルスベクターの筋における持続(Persistence in muscle of an adenoviral vector that lacks all viral genes)”,Proc.Nat.Acad.Sci.USA,94:1645−1650(1997))。
アデノウイルスベクターは、インビトロ及びインビボで標的細胞を形質導入するのに非常に有効であり、高力価(>1011/ml)で生じ得る。ラット脳におけるE1欠失ベクターを用いた長期間導入遺伝子発現を示したGeddesら(B.J.Goddes,T.C.Harding,S.L.Lightman,J.B.Uney,“CNSにおける長期間遺伝子治療:アルギニンバソプレシンを発現するアデノウイルスを用いるBrattleboroラットにおける視床下部性尿崩症の逆転(Reversal of hypothalamic diabetes insipidus in the Brattleboro rat using an adenovirus expressing arginine vasopressin)”,Nature Medicine,3:1402−1404(1997))を除いて、先祖ベクターからの導入遺伝子のインビボ発現は通常一過性である(I.M.Verma及びN.Somia,遺伝子治療−見込み、問題及び考察(Gene therapy−promises, problems and prospects),Nature,389:239−242(1997))。静注後、投与されたベクターの90%は非免疫媒介メカニズムにより肝臓において分解される(S.Worgall,G.Wolff,E.Falck−Pedersen,R.G.Crystal,“先天性免疫メカニズムはインビボ投与後のアデノウイルスベクターの排除を支配する(Innate immune mechanisms dominate elimination of adenoviral vectors following in vivo administration)”,Human Gene Therapy,8:37−44(1997))。その後、MHCクラスI制限免疫応答はウイルス感染細胞を除去するためにCD8+ CTL及び抗−アデノウイル抗体を生ずるIFN−αを分泌させるためにCD4−細胞を用いると生ずる(Y.Yang,J.M.Wilson,“インビボにおけるMHCクラスI制限CD4− CLTsによるアデノウイルス感染肝細胞のクリアランス(Clearance of adenovirus−infected hepatocytes by MHC class I restricted CD4+ CTLs in vivo)”,J.Immunol.,155:2564−2569(1995))。アデノウイルスベクターを改変すると幾つかのCTLエピトープが除去し得るが、認識されるエピトープは宿主MHCハプロタイプと異なる(T.E.Sparer,S.G.Wynn,D.J.Clark,J.M.Kaplan,L.M.Cardoza,S.C.Wadsworth,A.E.Smith,L.R.Gooding,“アデノウイルスベクターで多重免疫化後の免疫劣性エピトープに対する細胞毒性Tリンパ球の生成はハプロタイプに依存する(Generation of cytotoxic T lymphocytes against immunorecessive epitopes after multiple immunizations with adenovirus vectors is dependent on haplotype)”,J.Virol.,71:2277−2284(1997);K.Joose,H.C.J.Ertl,J.M.Wilson,“細胞毒性Tリンパ球指向タンパク質及びそのマウス肝に送達されるアデノウイルスベクターに応答した組織適合性複合体クラスI制限(Cytotoxic T−lymphocyte target proteins and their histocompatibility complex class I restriction in response to adenovirus vectors delivered to mouse liver)”,J.Virol.,72:2945−2954(1998))。これらの細胞において分解されない残りのベクターは不活化されたプロモーターを有し(D.Armentano,J.Zabner,C.Sacks,C.C.Sookdeo,M.P.Smith,J.A.St.George,S.C.Wadsworth,A.E.Smith,R.J.Gregory,“アデノウイルスベクターからの導入遺伝子発現の持続に対するE4領域の影響(Effect of the E4 region on the persistence of transgene expression from adenovirus)”,J.Virol.,71:2408−2416(1997))、持続抗体はベクターのその後の投与を妨げる。
一時的免疫抑制治療を含む免疫応答を避けるためのアプローチはうまく導入遺伝子発現を延長させ、二次遺伝子導入を達成させた(K.Jooss,Y.Yang,J.M.Wilson,“シクロホスファミドはアデノウイルスベクターをマウス肝及び肺に送達後炎症を抑え、発現を延長させる(Cyclophosphamide diminishes inflammation and prolongs expression following delivery of adenoviral vectors to mouse liver and lung)”,Human Gene Therapy,7:1555−1566(1996);M.A.Kay,L.Meuse,A.M.Gown,P.Linsley,D.Hollenbaugh,A.Aruffo,H.D.Ochs,C.B.Wilson,“抗−CD40リガンド及びCTLA41gによる一時的免疫調節はマウス肝への持続的な二次アデノウイルス媒介遺伝子導入を強化する(Transient immunomodulation with anti−CD40 ligand and CTLA41g enhances presistence and secondary adenovirus−mediated gene transfer into mouse liver)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,94:4686−4691(1997))。低介入方法は宿主にUV不活性化ベクターを与えることにより経口耐性を誘導した(H.Kagami,J.C.Atkinson,S.M.Michalek,B.Handelman,S.Yu,B.J.Baum,B.O’Connell,“耳下腺への反復アデノウイルス投与:免疫バリヤーの役割及び経口耐性の誘導(Repetitive adenovirus administration to the parotid gland: role of immunological barriers and induction of oral tolerance)”,Human Gene Therapy,9:305−313(1998))。しかしながら、宿主よりむしろベクターを操作することが望ましい。複製欠損ベクターのみを使用するが、免疫系に提示されるウイルスタンパク質は非常に低レベルで発現する。ウイルスコード配列を含まない“ガットレス”ベクターとなる幾つかの遺伝子を含むベクターの開発により、肝組織でのインビボ導入遺伝子発現が延長した(G.Schiedner,N.Morral,R.J.Parks,Y.Wu,S.C.Koopmans,C.Langston,F.L.Graham,A.L.Beaudet,S.Kochanek,“高能力アデノウイルスベクターでゲノムDNA導入するとインビボ遺伝子発現が改善され、毒性が低下する(Genomic DNA transfer with a high−capacity adenovirus vectors results in improved in vivo gene expression and decreased toxicity)”,Nature Genetics,18:180−183(1998))。大部分が分解し、免疫系に提示されるアデノウイルスタンパク質内にパッキングされているDNAが大量に最初に送達されることから臨床試験のための問題が生じ得る。更に、ヒト集団はMHCハプロタイプに関して異種であり、その集団の大部分はアデノウイルス株に既に曝されているであろう(H.Gahry−Sdard,V.Molinier−Frenkel,C.LeBoulaire,P.Saulnier,P.Opolon,R.Lengange,E.Gautier,A.LeCesne,L.Zitvogel,A.Venet,C.Schatz,M.Courtney,T.LeChevalier,T.Tursz,J.Guillet,F.Farace,“肺癌における組換えアデノウイルス遺伝子導入の第I相試験(Phase I trial of recombinant adenovirus gene transfer in lung cancer)”,J.Clin.Invest.,100:2218−2226(1997))。
最近まで、アデノウイルスが宿主細胞に指向するメカニズムは余り理解されていなかった。よって、組織特異的発現はミオシン軽鎖1プロモーター(Q.Shi,Y.Wang,R.Worton,“アデノウイルスベクターにおける細胞プロモーターの特異性及び活性の調節(Modulation of the specificity and activity of a cellular promoter in an adenoviral vector)”,Human Gene Therapy,8:403−410(1997))または平滑筋細胞SM22aプロモーター(S.Kim,,H.Lin,E.Barr,L.Chu,J.M.Leiden,M.S.Parmacek,“インビボで平滑筋細胞に対する複製欠損アデノウイルス導入遺伝子発現の転写ターゲッティング(Transcriptional targetting of replication−defective adenovirus transgene expression to smooth muscle cells in vivo)”,J.Clin.Invest.,100:1006−1014(1997))のような細胞プロモーター/エンハンサーを用いることにより、または局所領域に直接送達すること(J.J.Rome,V.Shayani,K.D.Newman,S.Farrell,S.W.Lee,R.Virmani,D.A.Dicheck,“二重バルーンカテーテルを用いるヒツジ動脈へのアデノウイルスベクター媒介遺伝子導入(Adenovirus vector mediated gene transfer into sheep arteries using a double−balloon catheter)”,Human Gene Therapy,5:1249−1258(1994))によってのみ可能であった。アデノウイルス粒子の摂取は、MHCクラスI分子(S.S.Hond,L.Karayan,J.Tournier,D.T.Curiel,P.A.Boulanger,“ヒト上皮及びBリンパ芽球腫瘍細胞の表面でアデノウイルスタイブ5ファィバーノブはMHCクラスI a2ドメインに結合する(Adenovirus type 5 fiber knob binds to MHC class I a2 domain at the surface of human epithelial and B lymphoblastoid cells)”,EMBO J.,16:2294−2306(1997))及びコクサッキーウイルス−アデノウイルス受容体(J.M.Bergelson,J.A.Cunningham,G.Droguett,A.E.Kurt−Jones,A.Krithivas,J.S.Hong,M.S.Horwitz,R.L.Crowell,R.W.Finberg,“コクサッキーウイルスBウイルス及びアデノウイルス2及び5に対する共通受容体の単離(Isolation of a common receptor for Coxsackie virus B virus and adenoviruses 2 and 5)”,Science:275:1302−1323(1997)を含む細胞受容体とアデノウイルス中のファイバーコートタンパク質との初期相互作用を含む2段階プロセスであることが判明している。その後、アデノウイルス粒子のペントンベースタンパク質は細胞表面ヘテロダイマーのインテグリンファミリーに結合し(T.J.Wickham,P.Mathias,D.A.Cheresh,G.R.Nemerow,“インテグリンavd3及びavd5はアデノウイルス内在化を促進するがウイルス付着を促進しない(Integrins avb3 and abv5 promote adenovirus internalization but not virus attachment)”Cell,73:309−319(1993))、受容体媒介エンドサイトーシスを介して内在化され得る。多くの細胞はアデノウイルスファイバーコートタンパク質に対する一次受容体を発現するが、内在化はより選択である(J.D.Harris及びN.R.Lemoine,“標的化遺伝子治療の戦術(Strategies for targeted gene therapy)”,Trends in Genetics,12:400−404(1996))。ウイルス摂取を増加させる方法には、適当なインテグリンを発現させるために標的細胞を刺激すること(E.Davison,R.M.Diaz,I.R.Hart,G.Santis,J.F.Marshall,“インテグリンa5b1媒介アデノウイルス感染はインテグリン活性化抗体TS2/16により強化される(Integrin a5b1−mediated adenovirus infection is enhanced by the integrin−activating antibody TS2/16)”,Journal of Virology,71:6204−6207(1997))、標的細胞タイプに対する特異性を有する抗体をアデノウイルスにコンジュゲートすること(T.J.Wickham,G.M.Lee.J.A.Titus,J.A.Titus,G.Sconocchia,T.Bakacs,I.Kovesdi,D.M.Segal,“CD3を介するT細胞への指向性アデノウイルス媒介遺伝子送達(Targeted adenovirus−mediated gene delivery to T cells via CD3)”,J.Virol.,71:7663−769(1997b);C.K.Goldman,B.E.Rogers,J.T.Douglas,B.A.Sonsowski,W.Ying,G.P.Siegel,A.Baird,J.A.Campain,D.T.Curiel,“線維芽細胞増殖因子受容体を介するカポジ肉腫細胞への指向性遺伝子送達(Targeted gene delivery to Kaposi’s sarcoma cells via the fibroblast growth factore receptor)”,Cancer Res.,57:1447−1451(1997))が含まれる。抗体の使用はベクターの産生の困難さ及び補体系の活性化の潜在的危険性を高める。ファイバーコートタンパク質に受容体結合モチーフを加えることにより(T.J.Wickham,E.Tzeng,L.L.Shears II,P.W.Roelvink,Y.Li,G.M.Lee,D.E.Brough,A.Lizonova,I.Kovesdi,“キメラファイバータンパク質を含むアデノウイルスベクターによる高いインビトロ及びインビボ遺伝子導入(Increased in vitro and in vivo gene transfer by adenovirus vectors containing chimeric fiber proteins)”,J.Virol.,71:8221−8229(1997a))、損傷を受けた内皮または平滑筋細胞により発現するインテグリンまたは多くの細胞タイプにより発現するヘパリンスルフェート受容体にウイルスを結合させることができた。
(アデノ随伴ウイルスベクター)
アデノ随伴ウイルスベクターは細胞及び/または細胞株にEBV−TKまたはKHSV−TKをトランスフェクトするために使用し得る。アデノ随伴ウイルス(AAV)は増殖のためにヘルパーウイルス(通常、アデノウイルス)に依存する非病原性ヒトパルボウイルスである。これらのウイルスは、分裂及び非分裂細胞の両方を感染させることができ、ヘルパーウイルスの非存在下ではヒト宿主ゲノム(19q13→qter)の特定部分で高頻度で組込まれ(R.M.Kotin,M.Siniscalco,R.J.Samulski,X.D.Zhu,L.Hunter,C.A.Laughlin,S.McLaughlin,N.Muzyczka,M.Rocchi,K.I.Berns,“アデノ随伴ウイルスによる部位特異的組込み(Site−specific integration by adeno−associated virus)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,87:2211−2215(1990))。野生型ゲノムは、ウイルス複製、構造遺伝子発現及び宿主ゲノムへの組込みをコントロールするタンパク質をコードするrep及びキャプシド構造タンパク質をコードするcapの2つの遺伝子からなる一本鎖DNA分子である。ゲノムの各端部にプロモーターを含有する145bp末端反復(TR)がある。
ベクターとして使用するとき、rep遺伝子及びcap遺伝子は導入遺伝子及びその関連調節配列により置換される。インサートの全長は野生型ゲノムの長さである4.7kbを大きく越え得ない(A.E.Smith,“遺伝子治療におけるウイルスベクター(Viral vectors in gene therapy)”,Ann.Rev.Microbiol.,49:807−838(1995))。組換えベクターの作成のためには、ヘルパー遺伝子産物(E1a、E1b、E2a、E4及びアデノウイルスゲノム由来のVA RNA)と一緒にrep及びcapがイントランスを提供する必要がある。一般的方法は、ベクターについてのプラスミド及びrep及びcapについてのプラスミドである2つのプラスミドをアデノウイルスを感染させた293細胞に同時トランスフェクトすることである(R.J.Samulski,L.Chang,T.Shenk,“組換えアデノ随伴ウイルスのヘルパー非含有ストック:正常組込みはウイルス遺伝子発現を必要としない(Helper free stocks of recombinant adeno−associated viruses: normal integration does not require viral gene expression)”,J.Virol.,63:3822−3828(1989))。しかしながら、この方法は厄介で、低収率(<10粒子/ml)であり、アデノウイルス及び野生型AAVで汚染される傾向にある。低収率の1つの理由はアデノウイルス複製に対するrep遺伝子産物の抑制影響である(K.A.Vincent,S.T.Piraino,S.C.Wadsworth,“組換えアデノ随伴ウイルスパッケージングの分析及びrep及びcap遺伝子産物に対する要件(Analysis of recombinant adeno−associated virus packaging and requirements for rep and cap gene products)”,J.Virol.,71:1897−1905(1997))。より最近のプロトコルは全てのアデノウイルス構造遺伝子を除去し、rep耐性プラスミドを使用する(X.Xiao,J.Li,R.J.Samulski,“ヘルパーアデノウイルスの非存在下での高力価組換えアデノ随伴ウイルスベクターの産生(Production of high−titer recombinant adeno−associated virus vectors in the absence of helper adenovirus)”,J.Virol.,72:2224−2232(1998))か、または感染前に成熟ウイルスにrep発現プラスミドをコンジュゲートする(K.J.Fisher,W.M.Kelley,J.F.Burda,J.M.Wilson,“AAVゲノムの効率的な救出及び送達を示す新規なアデノウイルス−アデノ随伴ウイルスハイブリッド(A novel adenovirus−adeno−associated virus hybrid vector that displays efficient rescue and delivery of the AAV genome)”,Human Gene Therapy,7:2079−2087(1996))。
repの非存在下において、AAVベクターは、末端反復が僅かに分解したなら、単一プロウイルスまたは頭−尾コンカタマーとしてランダムに組込まれる(E.A.Rutledge及びD.W.Russell,“アデノ随伴ウイルスベクター組込みジャンクション(Adeno−associated virus vector integration junctions)”,J.Virol.,71:8429−8436((1997))。AAVベクターの興味は長い導入遺伝子発現を可能とする宿主ゲノムへの組込みのためであった。血管内皮細胞(Y.Maeda,U.Ikeda,Y.Ogasawara,M.Urabe,T.Takizawa,T.Saito,P.Colosi,G.Kurtzman,K.Shimada,K.Ozawa,“アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを用いる血管細胞への遺伝子導入(Gene transfer into vascular cells using adeno−associated virus (AAV) vector)”,Cardiovascular Res.,35:514−521(1997))、有紋筋(K.J.Fisher,K.Jooss,J.Alston,Y.Yang,S.E.Haecker,K.High,R.Pathak,S.E.Raper,J.M.Wilson,“筋肉への遺伝子送達のための組換えアデノ随伴ウイルス(Recombinant adeno−associated virus for muscle directed gene delivery)”,Nature Medicine,3:306−316(1997);R.W.Herzog,J.N.Hagstrom,S.Kung,S.J.Tai,J.M.Wilson,K.J.Fisher,K.A.High,“組換えアデノ随伴ウイルスの筋肉内注射後のヒト血液凝固因子IXlの安定な遺伝子導入及び発現(Stable gene transfer and expression of human blood coagluation factor IX after intramuscular injection of recombinant adeno−associated virus)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,94:5804−5809(1997))、及び肝細胞(R.O.Snyder,C.H.Miao,G.A.Patijn,S.K.Spratt,O.Danos,D.Nagy,A.M.Gown,B.Winter,L.Meuse,L.K.Cohen,A.R.Thompson,M.A.Kay,“組換えAAVベクターの肝遺伝子導入後のマウスにおけるヒト因子IXの持続的治療濃度(Persistent and therapeutic concentrations of human factor IX in mice after hepatic gene transfer of recombinant AAV vectors)”,Nature Genetics,16:270−275(1997))への遺伝子導入が報告されており、導入遺伝子が異なる種に由来しないときには長い発現が見られる。AAVキャプシドに対する中和抗体が検出され得るが、ベクターの再投与を防止しないしプロモーター活性をシャットダウンもしない。多分ウイルスキャプシドの単純性のために免疫応答は非常に黙している。AAV抗体はヒト集団中に存在するので、更なる研究が必要であろう。局在化ベクター送達による以外に特定細胞タイプに指向させることは試みられていない。
特に、参照により本明細書に含まれるとする米国特許第5,693,531号明細書に記載されているアデノ随伴ベクター、例えばAAVp5neo、pSV−β−ガラクトシダーゼ、TRF169、LZ11、pSP72、pSP72nLacZ、pAdRSV4、pAdRSVnLacZ、AAVrnLac、SV40、pBluescriptSK、pSV40 ori AAV1及びpKMT11を使用することができる。
(レトロウイルスベクター)
レトロウイルスベクターを細胞及び/または細胞株にEBV−TKをトランスフェクトするために使用することができる。レトロウイルスはゲノムとして1本鎖RNA分子を含むエンベロープウイルス類である。感染後、ウイルスゲノムは二本鎖DNAに逆翻訳され、これは宿主ゲノムに組み込まれ、タンパク質として発現する。ウイルスゲノムは、(コアタンパク質をコードする)gab、(逆転写酵素をコードする)pol及び(ウイルスエンベロープタンパク質をコードする)envの少なくとも3つの遺伝子を含む約10kbである。ゲノムの各末端にプロモーター/エンハンサー領域及び組込みに関与する配列を含む長末端反復(LTR)がある。更に、ウイルスDNA(psi)及びRNAスプライス部位をenv遺伝子にパッケージするために必要な配列が存在する。幾つかのレトロウイルスは、変異したときに癌を引き起こし得るプロトオンコジーンを含む。しかしながら、プロトオンコジーンはベクター作成時に除去される。レトロウイルスはまた細胞にプロトオンコジーン近くに組込まれ、LTRから不適切な発現をさせるかまたは腫瘍抑制遺伝子を破壊することにより、細胞を形質転換し得る。挿入突然変異と称されるこの事象はレトロウイルスをベクターとして使用したときにはまれであるが起こり得る。
レトロウイルスは最も頻繁に、両種指向性ウイルスであり、マウス細胞を感染させることができ、マウスモデル及びヒト細胞でベクターを発生でき、ヒト治療ができるモロニーマウス白血病ウイルス(Mo−MLV)をベースとする。ウイルス遺伝子(gag、pol及びenv)は導入遺伝子で置換され、パッケージング細胞株においてプラスミドから発現する。非必須遺伝子はパッケージング配列(psi)を欠くので、これらはビリオン粒子に含まれない。複製コンピテントレトロウイルスを生ずる組換えを避けるために、ベクター骨格と相同の全ての領域は除去しなければならず、非必須遺伝子は少なくとも2つの転写単位で発現されなければならない(D.Markowitz,S.Goff,A.Bank,“遺伝子導入のための安全パッケージングライン:2つの異なるプラスミドでのウイルス遺伝子分離(A safe packaging line for gene transfer: separating viral genes on two different plasmids)”,J.Virol.,62:1120−1124(1988))。こうしても、複製コンピテントレトロウイルスが低頻度で生ずる。
必須領域は5’−LTR及び3’−LTRを含み、パッケージング配列は5’−LTRの下流にある。導入遺伝子発現は5’−LTRのプロモーター/エンハンサー領域によるかまたは別のウイルス(例えば、サイトメガロウイルス、ラウス肉腫ウイルス)または細胞(例えば、β−アクチン、チロシン)プロモーターにより駆動され得る。変異分析から、多くとも全gapコード配列及び上流直前領域はウイルスパッケージングまたは導入遺伝子発現に影響を与えることなく除去し得る(S.H.Kim,S.S.Yu,J.S.Park,P.D.Robbins,C.S.An,S.Kim,“改善された安全性、遺伝子発現及び可変性を有するレトロウイルスベクターの構築(Construction of retroviral vectors with improved safety, gene expression and versatility)”,J.Virol.,72:994−1004(1998))。しかしながら、導入遺伝子スタートコドンの正確な位置及び5’−LTRの小さな変化が導入遺伝子発現に影響を及ぼす(I.Rivire,K.Brose,R.C.Mulligan,“遺伝的に修飾した細胞を移植したマウス骨髄移植片レシピエントにおけるヒトアデノシンデアミナーゼの発現に対するレトロウイルスベクター設計の影響(Effects of retroviral vector design on expression of human adenosine deaminase in murine bone marrow transplant recipients engrafted with genetically modified cells)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,92:6733−6737(1995))。形質転換細胞の特定のために、ネオマイシン及びβ−ガラクトシダーゼのような選択マーカーを導入でき、また、導入遺伝子の発現は、内部リボソーム結合部位を付加することにより改善し得る(M.Saleh,“2つの遺伝子を同時発現できるレトロウイルスベクター及び代替選択マーカーの可変性(A retroviral vector that allows co−expression of two genes and the versatility of alternate selection markers)”,Human Gene Therapy,8:979−983(1997))。レトロウイルスベクターの利用可能な収容力は約7.5kbであり(I.M.Vetma及びN.Somia,“遺伝子治療−見込み、問題及び考察(gene therapy− promises, problems and prospects)”,Nature,389:239−242(1997))、これはたとえcDNAを使用しても幾つかの遺伝子には小さすぎる。
レトロウイルエンベロープは特定の細胞タンパク質と相互作用して、指向細胞範囲を決定する。env遺伝子またはその産物を改変することは、指向細胞範囲を操作する成功手段であることが分かった。エンベロープタンパク質及び細胞受容体との結合部位を直接修飾するアプローチもあるが、このアプローチはその後のウイルス粒子の内在化を妨害する傾向にある(J.D.Harris及びN.R.Lemoine,“標的遺伝子治療の戦略(Strategies for targeted gene therapy)”,Trends in Genetics,12:400−404(1996))。env遺伝子の一部をエリスロポエチンタンパク質(EPO)由来の150コドンで置換することにより、Kasaharaら(N.Kasahara,A.M.Dozy,Y.W.Kan,レトロウイルスリガンド−受容体相互作用の組織特異的ターゲッティング(Tissue−specific targetting of retroviral ligand−receptor interactions),Science,266:1374−1376(1994))は高アフィニティーでEPO受容体を有する細胞に指向させることができた。抗体を第2の細胞特異的抗体に対してアフィニティーを有するウイルス粒子にストレプトアビジン架橋を介してカップリングさせるとウイルス摂取が改善されるが、内在化によりウイルス分解が生ずる傾向がある(P.Roux,P.Jeanteur,M.Piechaczyk,“マウスエコトロピックマウス白血病ウイルス由来ウイルスによる主要組織適合複合体クラスI及びクラスII抗原を用いる特定細胞タイプのターゲッティングに対する可変性で潜在的に一般的な方法(A versatile and potentially general approach to the targetting of specific cell types by means of major histocompatibility complex class I and class II antigens by mouse ecotropic murine leukemia virus−derived viruses)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:9079−9083(1989))。Nedaら(H.Neda,C.H.Wu,G.Y.Wu,“エコトロピックマウス白血病ウイルスを化学的修飾するとその指向細胞特異性が変化する(Chemical modification of an ecotropic murine leukemia virus results in redirection of its target cell specificity)”,J.Biol.Chem.,266:14143−14146(1991))は、ウイルス粒子をラクトースで処理し、アシアログリコタンパク質受容体を発現する細胞(主に、肝細胞)により摂取させた。その後、多分エンドソームの酸性化のために効率的なウイルス導入遺伝子発現が生じ、ウイルスエンベロープをエンドソーム膜と融合させ得た。
ウイルスはその向性に関して異なっている。従って、env遺伝子を別のウイルスの遺伝子で置換することによりシュードタイピングとして公知の技術で宿主範囲を拡張し得る。水疱性口内炎ウイルスGタンパク質はMo−MLV誘導ベクターに含まれている(J.C.Burns,T.Matsubara,G.Lozinski,J.Yee,T.Freidmann,C.H.Washabaugh,P.A.Tsonis,“培養イモリ肢細胞における凡親和性レトロウイルスベクター媒介遺伝子導入、組込み及び発現(Pantropic retroviral vector−mediated gene transfer, integration and expression in cultured newt limb cells)”,Dev.Biol.,165:285−289(1994))。このベクターは超遠心により精製したときにより安定である。最近、Qingら(K.Qing,T.Bachelot,P.Mukherjee,X.Wang,L.Peng,M.C.Yoder,P.Leboulch,A.Srivastava,“エコトロピックレトロウイルス受容体cDNAのアデノ随伴ウイルスタイプ2媒介導入により樹立及び初代ヒト細胞をエコトロピックレトロウイルス導入できる(Adeno−associated virus type 2−mediated transfer of ecotropic retrovirus receptor cDNA allows ecotropic retroviral transduction of established and primary human cells)”,J.Virol.,71:5663−5667(1997))は、まずレシピエント細胞をレトロウイルスエンベロープタンパク質の細胞受容体を発現する(下記する)アデノ随伴ベクターで処理することにより、多数の細胞株への導入を改善した。
ウイルス遺伝子のレトロウイルスへの組込み及びウイルス遺伝子の発現のためには、指向細胞は分裂していなければならない。このためインビボまたはエキソビボでの増殖細胞への遺伝子治療が制限され、細胞を身体から取り出し、複製を刺激するために処理し、レトロウイルスベクターを導入した後患者に戻す。癌をインビボで治療すると、腫瘍細胞は優先的に指向目標となる(J.A.Roth,D.Nguyen,D.D.Lawrence,B.L.Kemp,C.H.Carrasco,D.Z.Ferson,W.K.Hong,R.Komaki,J.J.Lee,J.C.Nesbitt,K.M.W.Pisters,J.B.Putnam,R.Schea,D.M.Shin,G.L.Walsh,M.M.Dolormente,C.I.Han,F.D.Martin,N.Yen,K.Xu,L.C.Stephens,T.J.McDonnell,T.Mukhopadhyay,D.Cai,“肺癌患者の腫瘍へのレトロウイルス媒介野生型p53遺伝子導入(Retrovirus mediated wild−type p53 gene transfer to tumors of patients with lung cancer)”,Nature Medicine,2:985−991(1996);D.L.Tait,P.S.Obermiller,S.Redlin−Frazier,R.A.Jensen,P.Welcsh,J.Dann,M.King,D.H.Johnson,J.T.Holt,“卵巣癌におけるレトロウイルスBRCA 1sv遺伝子治療の第I相試験(A phase I trial of retroviral BRCA 1sv gene theraoy in ovarian cancer)”,Clin.Cancer Res.,3:1959−1968(1997))。しかしながら、エキソビボ細胞はより高いウイルス力価及び増殖因子に曝されるのでより効率的に導入され得る(H.Glimm,H.P.Kiem,B.Darovsky,R.Storb,J.Wolf,V.Diehl,R.Mertelsmann,C.V.Kalle,“GALV−シュードタイプレトロウイルスベクターに長期間曝した後再選択した原始CD34+/CD38loヒト骨髄細胞における効率的な遺伝子導入(Efficient gene transfer in primitive CD34+/CD38lo human bone marrow cells reselected after long term exposure to GALV−pseudotyped retroviral vector)”,Human Gene Therapy,8:2079−2086(1997))。更に、エキソビボ処理された腫瘍細胞は腫瘍塊に結びつき、殺腫瘍効果を導き得る(E.H.Oldfield及びZ.Ram,“軟膜癌腫症の治療のためのクモ膜下遺伝子治療(Intrathecal gene therapy for the treatment of leptomeningeal carcinomatosis)”,Human Gene Therapy,6:55−85(1995);Z.Abdel−Wahab,C.Weltz,D.Hester,N.Pickett,C.Vervaert,J.R.Barber,D.Jolly,H.F.Seigler,“γ−インターフェロン遺伝子修飾自己メラノーマ細胞を用いる免疫治療の第I相臨床試験(A phase I clinical trial of immunotherapy with interferon−gamma gene−modified autologous melanoma cells)”,Cancer,80:401−412(1997))。
導入遺伝子発現は通常インビトロ及び最初インビボで十分であるが、長期間発現を達成するのは困難である。レトロウイルスは、いずれもヒト血清中に存在するc1補体タンパク質及び抗−α−ガラクトシルエピトープ抗体により不活化される(P.R.Rother,L.F.Williams,J.P.Springhorn,W.C.Birks,M.S.Sandrin,S.P.Squinto,S.A.Rollins,“抗−α−ガラクトシル天然抗体により媒介されるヒト血清中でのレトロウイルス不活化の新規メカニズム(A novel mechanism of retrovirus inactivation in human serum mediated by anti−a−galactosyl natural antibody)”,J.Exp.Med.,182:1345−1355(1995);S.A.Rollins,C.W.Birks,E.Setter,S.P.Squinto,R.P.Rother,“ヒト血清でのレトロウイルスベクタープロデューサー細胞死は天然抗体及び補体により媒介される:体液免疫応答の回避方法(Retroviral vector producer cell killing in human serum is mediated by natural antibody and complement: strategies for evading the humoral immune response)”,Human Gene Therapy,7:619−626(1996))。また、導入遺伝子発現は炎症性インターフェロン、特にウイルスLTRに作用するIFN−α及びIFN−γによっても抑えられる(S.Ghazizadeh,J.M.Carroll,L.B.Taichman,“インターフェロンによるレトロウイルス媒介導入遺伝子発現の抑制;遺伝子治療に対する関係(Repression of retrovirus−mediated transgene expression by interferons: implications for gene therapy)”,J.Virol.,71:9163−9169(1997))。レトロウイルスゲノムは宿主ゲノムに組込まれるので、ウイルスLTRプロモーターが不活化されることが多いにあり得る。従って、1つのアプローチは宿主細胞遺伝子に対してプロモーター、例えばチロシンを使用する(R.M.Diaz,T.Eisen,I.R.Hart,R.G.Vile,“ウイルスプロモーター/エンハンサー要素を調節配列で交換してメラノーマ遺伝子治療のための標的化ハイブリッド長末端反復ベクターを作成した(Exchange of viral promoter/enhancer with regulatory sequences generated targeted hybrid long terminal repeat vectors for gene therapy of melanoma)”,J.Virol.,72:789−795(1998))。明らかに、これはさらに研究すべき分野である。
レンチウイルスは増殖細胞及び非増殖細胞を感染させることができるレトロウイルスのサブクラスである。レンチウイルスは単純レトロウイルスよりもより複雑であり、更にtat、rev、vpr、vpu、nef及びvifの6個のタンパク質を含む。現在のパッケージング細胞株はシュードタイプenv遺伝子、導入遺伝子構築物、及び構造及び調節遺伝子をイントランスに供給するパッケージング構築物について別々のプラスミドを有する(L.Naldini,U.Blmer,P.Gallay,D.Ory,R.Mulligan,F.H.Gage,I.M.Verma,D.Trono,“レンチウイルスベクターによる非分裂細胞のインビボ遺伝子送達及び安定な導入(In vivo gene delivery and stable transduction of non−diving cells by a lentiviral vectors)”,Science,272:263−267(1996))。筋肉、肝臓及びニューロン組織での長いインビボ発現を示すマーカー遺伝子を用いた初期の結果は有望であった(U.Blmer,L.Naldini,T.Kafri,D.Trono,I.M.Verma,F.H.Gage,“レンチウイルスベクターを用いる成人ニューロンにおける非常に効率的で持続的な遺伝子導入(Highly efficient and sustained gene transfer in adult neurons with a lentivirus vector)”,J.Virol.,71:6641−6649(1997);H.Miyoshi,M.Takahashi,F.H.Gage,I.M.Verma,“HIVベースのレンチウイルスベクターを用いる網膜への安定で効率的な遺伝子導入(Stable and efficient gene transfer into the retina using an HIV−based lentiviral vector)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,94:10319−10323(1997);T.Kafri,U.Blmer,D.A.Peterson,F.H.Gage,I.M.Verma,“レンチウイルスベクターにより肝臓及び筋肉へ送達された遺伝子の持続的発現(Sustained expression of genes delivered into liver and muscle by lentiviral vectors)”,Nature Genetics,17:314−317(1997))。興味深いことに、導入遺伝子は、MoMLVベクターにおける状況とは異なり、活性化されない内部工学処理したサイトメガロウイルプロモーターにより駆動される。これは、食塩液コントロールと同等の程度であった、ベクター注入への限定された炎症応答のためであり得る(U.Blmer,L.Naldini,T.Kafri,D.Trono,I.M.Verma,F.H.Gage,“レンチウイルスベクターを用いる成人ニューロンにおける非常に効率的で持続的な遺伝子導入(Highly efficient and sutained gene transfer in adult neurons with a lentivirus vector)”,J.Virol.,71:6641−6649(1997))。
使用するレンチウイルスベクターはヒト免疫不全ウイルス(HIV)から誘導され、非必須調節遺伝子の一部を除去する目的で安全性について評価されている。vpr及びvifの変異体は低い効率でニューロンを感染させることができるが、筋肉または肝細胞を感染させることはできない(U.Blmer,L.Naldini,T.Kafri,D.Trono,I.M.Verma,F.H.Gage,“レンチウイルスベクターを用いる成人ニューロンにおける非常に効率的な持続的遺伝子導入(Hightly efficient and sustained gene transfer in adult neurons with a lentivirus vector)”,J.Virol.,71:6641−6649(1997);T.Kafri,U.Blmer,D.A.Peterson,F.H.Gage,I.M.Verma,“レンチウイルスベクターを用いて肝臓及び筋肉に送達される遺伝子の持続発現(Sustained expression of genes delivered into liver and muscle by lentiviral vecors)”,Nature Genetics,17:314−317(1997))。
特定実施態様では、レトロウイルスpLXIN、pSIR、pLXSH、pLNCX、pLAPSN、pFB及びpFB−Neoが使用される。
(単純ヘルペスウイルスベクター)
単純ヘルペスウイルスベクターを細胞及び/または細胞株にEBV−TKをトランスフェクトするために使用することができる。単純ヘルペスウイルスタイプ1(HSV−1)はヒト向神経性ウイルスである。そのため、HSV−1を神経系への遺伝子導入のためのベクターとして使用することが大いに注目されている。野生型HSV−1ウイルスはニューロンを感染させることができ、溶菌生活周期に入っていくかまたは潜伏状態で核内エピソームとして存続させることができる。潜伏感染ニューロンは正常に機能し、免疫系により拒絶されない。潜伏ウイルスは転写的に殆どサイレントであるが、潜伏中機能し得るニューロン特異的プロモーターを有している。HSV−1に対する抗体はヒト集団において共通である。しかしながら、脳炎のようなヘルペス感染による合併症は非常にまれである。
ウイルスゲノムは152kbの線状二本鎖DNA分子である。内部反復配列(IRL及びIRS)によりそれぞれの方位で連結されている2つのユニーク領域、すなわち長いユニーク領域(ULと呼ぶ)及び短いユニーク領域(USと呼ぶ)がある。ユニーク領域の非リンカー末端に末端反復(TRL及びTRS)がある。最高81個の遺伝子があり(P.Marconi,D.Krisky,T.Oligino,P.L.Poliani,R.Ramakrishnan,W.F.Goins,D.A.Fink,J.C.Glorioso,“インビボでの遺伝子導入のための複製欠損単純ヘルペスウイルスベクター(Replication−defective herpes simplex virus vectors for gene transfer in vivo)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,93:11319−11320(1996))、そのうちの約半分は細胞培養での増殖にとって必須でない。これらの非必須遺伝子を欠失させたら、40〜50kbの外因性DNAがウイルス内に収容し得る(J.C.Glorioso,N.A.DeLuca,D.J.Fink,“ヒト遺伝子治療のための単純ヘルペスベクターの開発及び応用(Development and application of herpes simplex virus vectors for human gene therapy)”,Annual Review of Microbiology,49:675−710(1995))。HSV−1遺伝子の3つの主なクラス、すなわち前初期(IEまたはα)遺伝子、初期(Eまたはβ)遺伝子及び後期遺伝子(Lまたはγ)が同定されている。
感受性細胞を感染させ後の溶菌複製は、遺伝子転写の一時的に配位された配列により調節される。Vmw65(テグメント構造タンパク質)は、初期遺伝子を産生できるトランス活性化因子である前初期遺伝子(IP0、ICP4、ICP22、ICP27及びICP477)を活性化する。初期遺伝子はヌクレオチド代謝及びDNA複製のためのタンパク質をコードする。後期遺伝子は初期遺伝子により活性化され、構造タンパク質をコードする。全周期は10時間未満しか要せず、常に細胞死に到る。
潜伏性をもたらす分子事象は完全に解明されていない。潜伏中の遺伝子発現はゲノム中のIRL領域に位置する潜伏関連転写物(LATs)により駆動される。2つのLAT(2.0及び1.5kb)はIE遺伝子ICP0と反対方向に転写される。LATは、潜伏からのHSV−1再活性化(I.Steiner,J.G.Spivack,R.P.Lirette,S.M.Brown,A.R.MacLean,J.H.Subak−Sharpe,N.W.Fraser,“単純ヘルペスウイルスタイプ1潜伏関連転写物は明らかに潜伏感染に必須でない(Herpes simplex virus type 1 latency associated transcripts are evidently not essential for latent infection)”,EMBO Journal,8:505−511(1989))及び潜伏の樹立(N.M.Sawtell及びR.L.Thompson,“単純ヘルペスウイルスタイプ1潜伏関連転写単位は解剖学的部位依存樹立及び潜伏からの再活性化を促進する(Herpes simplex virus type 1 latency−associated transciption unit promotes anatomical site−dependent establishment and reactivation from latency)”,J.Virol.,66:2157−2169(1992))において役割を有する。LATの発現を進める2つの潜伏活性プロモーターが同定され(P.Marconi,D.Krisky,T.Oligino,P.L.Poliani,R.Ramakrishnan,W.F.Goins,D.A.Fink,J.C.Glorioso,“インビボでの遺伝子導入のための複製欠損単純ヘルペスウイルスベクター(Replication−defective herpes simplex virus vectors for gene transfer in vivo)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,93:11319−11320(1996))、ベクター導入遺伝子発現のために有用であると証明されよう。
HSV−1ベクターを作成するために2つの基本的アプローチ、すなわちアンプリコン及び組換えHSV−1ウイルスが使用されてきた。アンプリコンは、col E1 ori(大腸菌複製オリジン)、OriS(HSV−1複製オリジン)、HSV−パッケージング配列、前初期プロモーターのコントロール下の導入遺伝子、及び選択マーカーを含む、細菌により産生されるプラスミドである(H.J.Federoff,M.D.Geschwind,A.I.Geller,J.A.Kessler,“インビボでの欠損単純ヘルペスウイルス1ベクターからの神経因子の発現は交換神経節に対する陣索切断の影響を防止する(Expression of nerve factor in vivo from a defective herpes simplex virus 1 vector prevents effects of axotomy on sympathetic ganglia)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89;1636−1640(1992))。アンプリコンは、イントランスにて全てのミッシング構造及び調節遺伝子を与えるヘルパーウイルスを含む細胞株(温度感受性変異体)にトランスフェクトされる。ヘルパー及びアンプリコン−含有ウイルス粒子はレシピエントに送達される。より最近のアンプリコンはプラスミドエピソーム維持のためのエプスタイン−バーウイルス誘導配列を含む(S.Wang及びJ.Vos,“インビトロ及びインビボでヒト細胞に遺伝子導入するためのエプスタイン−バーウイルス及び単純ヘルペスウイルスタイプ1をベースとするハイブリッドヘルペスウイルス感染性ベクター(A hybrid herpesvirus infectious vector based on Epstein−Barr virus and herpes simplex virus type 1 for gene transfer into human cells in vitro and in vivo),J.Virol.,70:8422−8430(1996))。
組換えウイルスは、トランスに与えられる前初期遺伝子の1つ(例えば、ICP4)を欠失させることにより複製欠損とされる。組換えウイルスは余り病原性でなく、脳組織で導入遺伝子を発現し得るが、培養ニューロンに対して毒性である(P.Marconi,D.Krisky,T.Oligino,P.L.Poliani,R.Ramakrishman,W.F.Goins,D.A.Fink,J.C.Glorioso,“インビボでの遺伝子導入のための複製欠損単純ヘルペスウイルスベクター(Replication−defective herpes simplex virus vectors for gene transfer in vivo)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,93:11319−11320(1996))。多数の前初期遺伝子を欠失させると、細胞毒性は実質的に低下し、野生型潜伏ウイルスにおいてサイレントであるプロモーターから発現させることができる。前記プロモーターは長期間遺伝子発現において使用し得る。
複製条件付け変異体(replication−conditional mutants)は特定の細胞株においてのみ複製できる。許容細胞株は全て増殖性であり、ウイルス欠失を補うために細胞酵素を供給する。変異体にはチミジンキナーゼ(M.J.During,J.R.Naegele,K.L.O’Malley,A.I.Geller,“パーキンソンラットにおけるチロシンヒドロキシラーゼを発現するHSVベクターによる長期間行動回復(Long−term behavioral recovery in Parkinsonian rats by an HSV vector expressing tyrosine hydroxylase)”,Science,266:1399−1403(1994))、リボヌクレアーゼレダクターゼ(C.M.Kramm,M.Chase,U.Herrlinger,A.Jacobs,P.A.Pechan,N.G.Rainov,M.Sena−esteves,M.Aghi,F.H.Barnett,E.A.Chiocca,X.O.Breakefield,“脳腫瘍遺伝子治療のための第二世代複製条件HSV1ベクターの治療効果及び安全性(Therapeutic efficiency and safety of a second−generation replication−conditional HSV1 vector for brain tumor gene therapy)”,Human Gene Therapy,8:2057−2068(1997))、UTPase、または神経毒性因子g34.5(S.Kesari,B.P.Randazzo,T.Valyi−Nagy,Q.S.Huang,S.M.Brown,A.R.MacLean,V.M.Lee,J.Q.Trojanowski,N.W.Fraser,“神経弱毒化単純ヘルペスウイルス変異体を用いる実験的ヒト脳腫瘍の治療(Therapy of experimental human brain tumors using a nueroattenuated herpes simplex virus mutant)”,Lab.Invest.,73:636−648(1995))が含まれる。前記変異体は他の細胞タイプよりも速く増殖する新生物細胞を死滅させるので癌の治療において特に有用である(S.S.Andreansky,B.He,G.Y.Gillespie,L.Soroceanu,J.Market,J.Chou,B.Roizman,R.J.Whitley,“実験的脳腫瘍の治療に対する遺伝的に工学処理した単純ヘルペスウイルスの適用(The application of genetically engineered herpes simplex viruses to the treatment of experimental brain tumors)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,93:11313−11318(1996);S.S.Andreansky,L.Sorcoceanu,E.R.Flotte,J.Chou,J.M.Markert,G.Y.Gillespie,B.Roizman,R.J.Whitley,“ヒト悪性脳腫瘍の腫瘍崩壊剤としての遺伝的に工学処理した単純ヘルペスウイルスの評価(Evalutaion of genetically engineered herpes simplex virus as oncolytic agents for human malignant brain tumors)”,Cancer Res.,57:1502−1509(1997))。
多数の神経疾患がHSV−1ベクターによる遺伝子治療により治療され得る(P.G.E.Kennedy,“神経疾患の遺伝子治療のための単純ヘルペスウイルス(HSV)ベクターの可能性ある使用(Potential uses of herpes simplex virus (HSV) vectors for gene therapy of neurological disorders)”,Brain,120:1245−1259(1997))。癌に対する注目が高いが、線条体細胞においてチロシンヒドロキシラーゼを発現させ(A.I.Geller,M.J.During,J.Y.Oh,F.Freese,K.O’Mallery,“チロシンヒドロキシラーゼを発現するHSV−1ベクターは培養ラット線条体細胞からL−DOPAを産生、放出させる(An HSV−1 vector expressing tyrosine hydroxylase causes production and release of L−DOPA from cultured rat striatal cells)”,J.Neurochem.,64:487−496(1995);M.J.During,J.R.Naegele,K.L.O’Malley,A.I.Geller,“パーキンソンラットにおけるチロシンヒドロキシラーゼを発現するHSVベクターによる長期間行動回復(Long−term behavioral recovery in Parkinsonian rats by an HSV vector expressing tyrosine hydroxylase)”,Science,266:1399−1403(1994))、よって、L−ドーパの供給を置換することによりパーキンソン病で成功している例もある。Federoffら(H.Federoff,M.D.Geschwind,A.I.Geller,J.A.Kessler,“欠損単純ヘルペスウイルス1ベクターからの神経因子のインビボ発現は交換神経節に対する陣索切断の影響を防止する(Expression of nerve factor in vivo from a defective herpes simplex virus 1 vector prevents effects of axotomy on sympathetic ganglia)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:1636−1640(1992))は、神経成長因子を発現するベクターを注入することにより上頚神経節の陣索切断後の神経修復を誘導した。これにより、チロシンヒドロキシラーゼのレベルが回復した。
しかしながら、Woodら(M.J.A.Wood,A.P.Byrnes,D.W.Pfaff,S.D.Rabkin,H.M.Charlton,“欠損HSV−1ベクターを用いるCNSへの遺伝子導入の炎症効果(Inflammatory effects of gene−transfer into the CNS with defective HSV−1 vectors)”,Gene Therapy,1:283−291(1994))は、注入の最初の部位及びその注入部位から神経線維により供給される第2部位の両方でHSV−1アンプリコンベクターに対する強い炎症応答を観察した。更に、理由は不明であるが、実験動物の20%までがHSV−1ベクターを注射後すぐに死亡し得る(J.C.Kucharczuk,B.Randazzo,M.Y.Chang,K.M.Amin,A.A.Elshami,D.H.Sterman,N.P.Rizk,K.L.Molnar−Kimber,S.M.Brown,A.R.MacLean,L.A.Litzky,N.W.Fraser,S.M.Albelda,L.R.Kaiser,“実験ヒト悪性中皮腫瘍を治療するための複製制限ヘルペスウイルスの使用(Use of a replication−restricted herpes virus to treat experimental human malignant mesothelioma)”,Cancer Research,57:466−471(1997))。ウイルス抗原提示を低下させるウイルスタンパク質ICP47が同定され、これにより細胞毒性を減らすためにHSV−1ベクター中に将来使用され得るであろう(I.A.York,G.Roop,D.W.Andrews,R.Riddell,F.L.Graham,D.C.Johnson,“細胞質ゾル単純ヘルペスウイルスタンパク質はCD8+ Tリンパ球への抗原提示を抑える(A cytosolic herpes simplex virus protein inhibits antigen presentation to CD8+ T lymphocytes)”,Cell,77:525−535(1994))。
ニューロン組織に対する向性のために、細胞指向の問題が大きく見落とされている。しかしながら、野生型HSV−1は他の非ニューロン細胞タイプ、例えば皮膚細胞に感染し、溶菌させ得(S.A.Al−Saadi,G.B.Clements,J.H.Subak−Sharoe,“ウイルス遺伝子はマウス足蹠及び神経知覚節の両方における単純ヘルペスウイルス潜伏性を修飾する(Viral genes modify herpes simplex virus latency both in mouse footpad and sensory ganglia)”,J.Gen.Virol.,64:1175−1179(1983))、ニューロンの特定サブセットに指向させるのに有利である。HSV−1は神経に沿って移動するので、有効な指向細胞はベクターとして使用したときの安全プロフィールを改善するであろう。実際、複製制限HSV−1ベクターはヒト悪性中皮腫を治療するために使用されている(J.C.Kucharczuk,B.Randazzo,M.Y.Chang,K.M.Amin,A.A.Elshami,D.H.Sterman,N.P.Rizk,K.L.Molnar−Kimber,S.M.Brown,A.R.MacLean,L.A.Litzky,N.W.Fraser,S.M.Albelda,L.R.Kaiser,“実験ヒト悪性中皮腫瘍を治療するための複製制限ヘルペスウイルスの使用(Use of a replication−restricted herpes virus to treat experimental human malignant mesothelioma)”,Cancer Res.,57:466−471(1997))。
(ポックスウイルスベクター)
ポックスウイルスベクター(例えば、ヤバ様病ウイルス:癌遺伝子治療のための代替複製ポックスウイルスベクター;Y.Hu,J.Lee,J.A.McCart,H.Xu,B.Moss,H.R.Alexander,D.L.Bartlett,J.Virol.,75:10300−8)(2001))も使用できる。
(非ウイルスベクター)
ウイルスベクターはすべてある程度の免疫応答を誘導し、挿入突然変異や直接毒性のような他の安全上のリスクを有する恐れがある。更に、大規模産生を達成することが困難であり得る。よって、本発明のある実施態様では、遺伝子導入の非ウイルス方法が使用され、この方法は、少数のタンパク質しか必要とせず、実質的に無限の能力を有し、感染性または変異能力を持たず、大規模産生が製薬技術を用いて可能である。非ウイルスDNA導入には、裸DNA、リポソーム及び分子コンジュゲートを含めて少なくとも3つの方法がある。
裸DNA(プラスミドの形態)は直接筋肉細胞に注入したり(J.A.Wolff,R.W.Malone,P.Williams,W.Chong,G.Acsadi,A.Jani,P.L.Felgner,“インビボでのマウス筋肉への直接遺伝子導入(Direct gene transfer into mouse muscle in vivo)”,Science,247:1465−1468(1990))、組織に打ち込まれる金粒子に付着させる(L.Cheng,P.R.Ziegelhoffer,N.S.Yang,“粒子衝撃を用いて評価される哺乳動物体細胞におけるインビボでのプロモーター活性及び導入遺伝子発現(In vivo promoter activity and transgene expression in mammalian somatic tissue evaluated by using particle bombardment)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:4455−4459(1993))ことができる。余り有効でないが、こうするとインビボで長期間に低レベルの発現を達成することができる。この方法の簡潔さ及び持続発現からDNAワクチンが開発された。従来の弱毒化されたタンパク質ベースのワクチンと比較して、DNAワクチンは母性抗体のために既存の免疫性により影響されず、比較的安価であり、1つのプラスミドに対して幾つかの病原体抗原を送達できる(E.Manickan,K.L.Karem,B.T.Rouse,“DNAワクチン−ワクチン研究学に対する現代の仕掛けまたは利益(DNA vaccines− a modern gimmick or a boon to vaccinology)”,Critical Reviews in Immunology,17:139−154(1997))。DNAワクチンは、HIV(C.Lekutis,J.W.Shivier,M.A.Liu,L.N.Letvin,“アカゲザルに投与したHIV1 env DNAワクチンはIFN−γ及びTNF−αを分泌するMHCクラスII−制限CD4+ Tヘルパー細胞を引き出す(HIV1 env DNA vaccine administered to rhesus monkeys elicits MHC class II−restricted CD4+ T helper cells that secrete IFN−gamma and TNF−alpha)”,J.Immunol.,158:4471−4477(1997))のような既存のワクチンがない病原体、またはインフルエンザ(M.D.Macklin,D.McCabe,M.W.McGregor,V.Neumann,T.Meyer,R.Callen,V.S.Hinshaw,W.S.Swain,“インフルエンザAウイルスに対する粒子媒介ワクチンでのブタの免疫化は同族ウイルスによる攻撃を防御する(Immunization of pigs with a particle mediated vaccine to influenza A virus protects against challenge with homologous virus)”,J.Virol.,72:1491−1496(1998))のような現在のワクチンが十分に有効でない病原体に対して開発されている。高保存遺伝子を使用することにより、Ulmerら(J.B.Ulmer,J.J.Donnelly,S.E.Parker,G.H.Rhodes,P.L.Felgner,J.J.Dwarki,S.H.Gromkowski,R.Deck,C.M.DeWitt,A.Friedman,L.A.Hawe,K.R.Laender,D.Martinz,H.C.Perry,J.Shiver,D.L.Montgomery,M.A.Liu,“ウイルスタンパク質をコードするDNAの注射によりインフルエンザに対する異種防御(Heterologous protection against influenza by injection of DNA encoding a viral protein)”,Science,254:1745−1749(1993))は2つの血清学的に異なるインフルエンザウイルス株に対してマウスを免疫化することができた。しかしながら、多くの場合、DNAワクチンは既存のワクチンよりも良好でないことが判明している(M.D.Macklin,D.MaCabe,M.W.McGregor,V.Neumann,T.Meyer,R.Callan,V.S.Hinshaw,W.S.Swain,“インフルエンザAウイルスに対する粒子媒介ワクチンでのブタの免疫化は同族ウイルスでの攻撃を防御する(Immunization of pigs with a particle−mediated vaccine to influenza A virus protects against challenge with homologous virus)”,J.Virol.,72:1491−1496(1988))。免疫応答の実際のタイプは適切なサイトカインをコードする遺伝子の同時形質転換によりコントロールされ得(Z.Xiang,H.C.Ertl,“サイトカインを発現するプラスミドの同時接種によるプラスミドコード化ウイルス抗原に対する免疫応答の操作(Manipulation of the immune response to a plasmid−encoded viral antigen by co−inoculation with plasmids expressing cytokines)”,Immunity,2:129−135(1995))、この方法は不適切な免疫応答を調製するのに有用であり得る(E.Manickan,K.L.Karem,B.T.Rouse,“DNAワクチン−ワクチン研究学に対する現代の仕掛けまたは利益(DNA vaccines− a modern gimmick or a boon to vaccinology)”,Critical Reviews in Immunology,17:139−145(1997))。裸DNAの他の使用には、癌免疫強化(以下に詳記する;M.Corr,H.Tighe,D.Lee,J.Dudler,M.Trieu,D.C.Brinson,D.A.Carson,“DNA免疫化により与えられる共刺激は抗腫瘍免疫性を強化する(Costimulation provided by DNA immunization enhances antitumor immunity)”,J.Lab.Invest.,159:4999−5004(1997)も参照されたい)、膵インスリン機能の修復(I.D.Goldfine,M.S.German,H.Tseng,J.Wang,J.L.Bolaffi,J.Chen,D.C.Olson,S.S.Rothman,“胃腸管の外分泌腺によるヒトインスリン及び成長ホルモンの内分泌(The endocrine secretion of human insulin and growth hormone by exocrine glands of the gastrointestinal tract)”,Nature Biotech.,15:1378−1382(1997))、及び側副血管発生の刺激(S.Takeshita,Y.Tsurumi,T.Couffinahl,T.Asahara,C.Bauters,J.Symes,N.Ferrara,J.M.Isner,“血管内皮増殖因子の3つのイソ型をコードする裸DNAの遺伝子導入はインビボで側副発生を刺激する(Gene transfer of naked DNA encoding for three isforms of vascular endothelial growth factor endothelial growth factor stimulates collateral development in vivo)”,Lab.Invest.,75:487−501(1996))が含まれる。筋肉組織での遺伝子産物の発現はコラゲナーゼ、パパベリン及び虚血性状態の共投与により改善し得る(V.Budker,G.Zhang,I.Danko,P.Williams,J.Wolff,“ラット筋における血管内に送達したDNAの効率的な発現(The efficient expression of intravascularly delivered DNA in rat muscle)”,Gene Therapy,5:272−276(1998))。筋特異的プロモーター(M.Skari,A.Kiri,G.Vrbova,C.A.Lee,G.Goldspink,“筋肉内注射による遺伝子導入のためのベクターとしてのミオシン調節配列(Myosin regulatory elements as vectors for gene transfer by intramuscular injection)”,Gene Therapy,5:514−520(1998))及び他の遺伝子内制御配列、例えばポリA及び転写停止配列(J.Hartikka,M.Sawdey,F.Conefert−Jensen,M.Margalith,K.Barnhardt,M.Nolasco,H.L.Vahlsing,J.Meek,M.Marquet,P.Hobart,J.Norman,M.Manthorpe,“骨格筋への直接注射のための改良プラスミドDNA発現ベクター(An improved plasmid DNA expression vector for direct injection into skeletal muscle)”,Human Gene Therapy,7:1205−1217(1996))の使用によっても導入遺伝子発現が改善される。
リポソームは水性流体のフラクションを捕捉する脂質二重層である。DNAはその電荷によりカチオン性リポソームの外表面に自然に会合し、リポソームは細胞膜と相互作用する(J.H.Felgner,R.Kumar,C.N.Sridhar,C.J.Wheeler,Y.J.Tasi,R.Border,P.Ramsey,M.Martin,P.L.Felgner,“新規な一連のカチオン性脂質処方物を用いる強化遺伝子送達システム及びメカニズム研究(Enhanced gene delivery system and mechanism studies with a novel series of cationic lipid formulations)”,J.Biol.Chem.,269:2550−2561(1994))。インビトロで特定細胞株の90%までがトランスフェクトされ得る。カチオン性リポソームにアニオン性脂質を少量添加することにより、DNAはリポソームの内表面に導入され得、よって酵素分解から保護される(S.F.Alio,“アニオン性及びカチオン性リポソームベクターを用いるマウスにおけるヒトα−1−アンチトリプシン遺伝子の長期間発現(Long term expression of the human alpha−1−antitrypsin gene in mice employing anionic and cationic liposome vector)”,Biochem.Pharmacol.,54:9−13(1997))。エンドソームとしての細胞内への摂取を促進するために、抗−MHC抗体(C.Wang及びL.Huang,“pH感受性イムノリポソームはマウスにおいて外来遺伝子の標的細胞特異性送達及び制御発現を媒介する(pH−sensitive immunoliposomes mediate target−cell−specific delivery and controlled expression of a foreign gene in mouse)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,84:7851−7855(1987))、トランスフェリン(J.C.Stavridis,G.Deliconstantinos,M.C.Psallidopoulos,N.S.Armenakas,D.J.Hadjiminas,J.Hadjiminas,“家兎において外因性DNAの骨髄赤芽球へのインビボ輸送のためのトランスフェリン被覆リポソームの構築(Construction of transferrin−coated liposomes for in vivo transport of exogenous DNA to bone marrow erythroblasts in rabbits)”,Experimental Cell Research,164:568−572(1986))、及びセンダイウイルスまたはそのFタンパク質(J.V.Dzau,M.J.Mann,R.Morishita,Y.Kaneda,“心血管疾患の遺伝子治療のためのフシゲンウイルスリポソーム(Fusigenic viral liposome for gene therapy in cardiovascular disease)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,93:11421−11425(1996))のような指向性タンパク質がリポソームに配合される。センダイウイルスにより、プラスミドDNAはエンドソームから細胞質に逃げることができ、よって分解が避けられる。DNA結合タンパク質(例えば、28kDa高運動性グループ1タンパク質)を配合すると、プラスミドが核に運ばれることにより転写が強化される(J.V.Dzau,M.J.Mann,R.Morishita,Y.Kaneda,“心血管疾患の遺伝子治療のためのフシゲンウイルスリポソーム(Fusigenic viral liposome for gene therapy in cardiovascular disease)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,93:11421−11425(1996))。更に提案されている改良としては、プラスミド(HSV−1アンプリコンについて上記した)をエピソーム要素として維持するためにプラスミドへのエプスタイン−バーウイルスOri p及びEBNA1遺伝子の導入(S.F.Alio,“アニオン性及びカチオン性リポソームベクターを用いるマウスにおけるヒトα−1−アンチトリプシン遺伝子の長期間発現(Long term expression of the human alpha−1−antitrypsin gene in mice employing anionic and cationic liposome vector)”,Biochem.Pharmacol.,54:9−13(1997))が挙げられる。
分子コンジュケートはDNA結合剤が結合されているタンパク質または合成リガンドから構成される。細胞への送達はリポソームに対する方法と同様の方法を用いることにより改善し得る。指向性タンパク質にはアシアログリコタンパク質(E.Wagner,M.Cotten,R.Foisner,M.L.Birnstiel,“トランスフェリン−ポリカチオン−DNA複合体:複合体の構造に対するポリカチオンの影響及び細胞ヘのDNA送達(Transferrin−polycation−DNA complexes: the effect of polycations on the structure of the complex and DNA delivery to cells)”,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88:4255−4259(1991))、トランスフェリン(C.H.Wu,J.M.Wilson,G.Y.Wu,“指向性遺伝子:インビボで哺乳動物調節要素により駆動される外来遺伝子の送達及び持続発現(Targetting gene: delivery and persistent expression of a foreign gene driven by mammlian regulatory elements in vivo)”,J.Biol.Chem.,264:16985−16987(1989))、ポリマーIgA(T.Ferkol,C.S.Kaetzel,P.B.Davis,“ポリマー免疫グロブリン受容体に指向させることによる気道上皮細胞への遺伝子導入(Gene transfer into respiratory epithelial cells by targetting the polymeric immunoglobulin receptor)”,J.Clin.Invest.,92:2394−2400(1993))、及びアデノウイルス(J.Madon及びH.E.Blum,“トリ肝細胞へのB型肝炎ウイルスDNA及びアンチセンスオリゴデオキシヌクレオチドの受容体媒介送達(Receptor mediated delivery of hepatitis B virus DNA and antisense oligodeoxynucleotides to avian liver cells)”,Hepatology,24:474−481(1996))が含まれる。導入遺伝子発現は一過性の傾向にあり、エンドソーム/リソソーム分解により制限される。
X アッセイ及びキット
本発明の1態様において、トランスフェクト細胞は、細胞を候補活性化合物に感作させるEBV−TKの能力を評価するための2つのアッセイ系を作成するために使用し得る。KHSV−TKを発現する細胞もアッセイ目的のために同様に作成し得る。
下記実施例において本発明を説明する。当業者はこれらの実施例が限定するものではなく、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく変更を加え得ることを理解している。
ヌクレオシド合成
試薬はすべて特記しない限り受領したまま使用した。無水溶媒はミルウォーキーに所在のAldrich Chemical Company,Inc.から購入した。融点(mp)はElectrothermal数字融点装置を用いて測定し、補正なしである。H及び13C NMRスペクトルは室温においてVarian Unity Plus 400分光計を用いて測定し、内部テトラメチルシランからのダウンフィールドをppmで報告した。重水素交換、脱カップリング実験または2D−COSYをプロトン帰属を確認するために実施した。シグナル多重度はs(一重項)、d(二重項)、dd(二重二重項)、t(三重項)、q(四重項)、br(幅広)、bs(幅広一重項)、m(多重項)で示す。J値の単位はすべてHzである。マススペクトルはJEOL JMS−SX/SX102A/E質量分析計を用いて記録した。元素分析はジョージア州ノールクロスに所在のAtlantic Microlab Inc.により実施した。分析TLCはWhatman LK6Fシリカゲルプレートにより実施し、分取TLCはWhatmann PK5Fシリカゲルプレートにより実施した。カラムクロマトグラフィーは大気圧においてシリカゲル(Fisher,S733−1)を用いて実施した。
β−D−5−E−(2−カルボメトキシビニル)−2’−デオキシウリジン(2)
1,4−ジオキサン(90ml)中にPd(OAc)(96mg,0.42ミリモル)及びPhP(240mg,0.92ミリモル)を含む溶液に2’−デオキシ−5−ヨードウリジン(2.68g,7.56ミリモル)及びアクリル酸メチル(1.6ml,19.78ミリモル)を順次添加した。混合物を窒素雰囲気下で16時間還流加熱した。熱混合物をセライトパッドを介して濾過し、セライトを熱1,4−ジオキサンで濯いだ。合わせた濾液を真空下で濃縮し、残渣をCHCl/MeOH(85:15から75:25)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物を淡黄色固体として得た(2.17g,92%)。H NMR(DMSO−d)δ 8.42(s,1H,H−6)、7.37、6.85(2d,J=16Hz,2H,CH=CH)、6.12(t,J=6.4Hz,1H,H−1’)、5.28(d,J=4.4Hz,1H,OH)、5.19(t,J=5.2Hz,1H,OH)、4.25(m,1H,H−3’)、3.81−3.78(m,1H,H−4’)、3.68(s,3H,CH)、3.66−3.56(m,2H,H−5’)、2.19−2.15(m,2H,H−2’)。
化合物の製造と同様にして、β−L−2’−デオキシ−5−ヨードウリジン(A.Holy,“核酸成分及びそのアナログ CLIII.ピリミジン類の2’−デオキシ−L−リボヌクレオシドの製造(Nucelic acid components and their analogues CLIII. Preparation of 2’−deoxy−L−ribonucleosides of the pyrimidine series)”,Coll.Czech.Chem.Commun.,37:4072−4086(1972);T.S.Lin,M.Z.Luo,M.C.Liu,“可能性ある抗ウイルス剤としての幾つかのピリミジンL−ヌクレオシドアナログの合成(Synthesis of several pyrimidine L−nucleoside analogues as potential antiviral agents)”,Tetrahedron,51:1055−1068(1995)に従って製造)からβ−L−5−E−(2−カルボメトキシビニル)−2’−デオキシウリジンを製造した。H NMR(DMSO−d)δ 8.42(s,1H,H−6)、7.37、6.85(2d,2H,J=16Hz,CH=CH)、6.12(t,J=6.4Hz,1H,H−1’)、5.25(d,J=4.4Hz,1H,OH)、5.20(t,J=5.2Hz,1H,OH)、4.25(m,1H,H−3’)、3.78−3.81(m,1H,H−4’)、3.68(s,3H,CH)、3.66−3.56(m,2H,H−5’)、2.19−2.15(m,2H,H−2’)。
化合物の製造と同様にして、1−(β−L−アラビノフラノシル)−5−ヨードウラシル10(核酸成分及びそのアナログ CLIII.ピリミジン類の2’−デオキシ−L−リボヌクレオシドの製造(Nucelic acid components and their analogues CLIII. Preparation of 2’−deoxy−L−ribonucleosides of the pyrimidine series)”,Coll.Czech.Chem.Commun.,37:4072−4086(1972);T.S.Lin,M.Z.Luo,M.C.Liu,“可能性ある抗ウイルス剤としての幾つかのピリミジンL−ヌクレオシドアナログの合成(Synthesis of several pyrimidine L−nucleoside analogues as potential antiviral agents)”,Tetrahedron,51:1055−1068(1995)に従って製造)から1−(β−L−アラビノフラノシル)−5−E−(2−カルボメトキシビニル)ウラシル11を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(s,1H,NH)、8.22(s,1H,H−6)、7.39、6.85(2d,J=16Hz,2H,CH=CH)、6.01(d,1H,H−1’)、5.58(d,1H,OH)、5.47(d,1H,OH)、5.23(t,1H,OH)、4.15−3.90(m,2H,H−2’,H−3’)、3.60−3.70(m,3H,H−4’,H−5’)、3.35(s,3H,CH)。
化合物の製造と同様にして、16から1−(β−D−アラビノフラノシル)−5−E−(2−カルボメトキシビニル)ウラシル17を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(s,1H,NH)、8.22(s,1H,H−6)、7.39、6.85(2d,2H,J=16Hz,CH=CH)、6.01(d,1H,H−1’)、5.60(d,1H,OH)、5.48(d,1H,OH)、5.24(t,1H,OH)、4.15−3.90(m,2H,H−2’,H−3’)、3.60−3.70(m,3H,H−4’,H−5’)、3.35(s,3H,CH)。
化合物の製造と同様にして、46から5−E−(2−カルボメトキシビニル)−1−[(1,3−ジヒドロキシ−2−プロポキシ)メチル]ウラシル52を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(s,1H,NH)、8.40(s,1H,H−6)、7.38、6.85(2d,2H,J=16Hz,CH=CH)、7.10、6.50(2br,2H,2OH)、5.15(s,2H,CHN)、4.60(m,2H,CHO)、3.69(s,3H,CH)、3.52(m,1H,CHO)、3.41(m,2H,2CHO)。
化合物の製造と同様にして、(±)−(1’β,3’α,4’β)−1−[3−ヒドロキシ−(4−ヒドロキシメチル)シクロペンチル]−5−ヨードウラシル72から(±)−(1’β,3’α,4’β)−5−E−(2−カルボメトキシビニル)−1−[3−ヒドロキシ−4−(ヒドロキシメチル)シクロペンチル]ウラシル73を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 8.40(s,1H,H−6)、7.37、6.85(2d,2H,J=16Hz,CH=CH)、5.0−4.5(m,3H,CHN,2OH)、4.00(m,1H,CHOH)、3.70(s,3H,CH)、3.42(m,2H,CHOH)、2.25−1.05(m,5H)。
化合物72は、(±)−(1β,2α,3α,4β)−4−アミノ−2,3−ジヒドロキシ−1−シクロペンタンメタノール71から公知方法(Y.F.Shealy,C.A.O’Dell,J.Heterocycl.Chem.,13:1015(1976);P.Herdewijn,E.DeClercq,J.Balzarini,H.Vanderhaeghe,“炭素環アナログ(E)−5−(2−ハロビニル)−2’−デオキシウリジン及び(E)−5−(2−ハロビニル)−2’−デオキシシチジンの合成及び抗ウイルス活性(Synthesis and antiviral activity of the carbocyclic analogues (E)−5−(2−halovinyl)−2’−deoxyuridines and (E)−5−(2−halovinyl)−2’−deoxycytidines)”,J.Med.Chem.,28:550−555(1985))に従って製造した。
化合物71は、B.L.Kam及びN.J.Oppenheimer,“炭素環式糖アミン類:ラセミ体α−及びβ−炭素環式リボフラノシルアミン、炭素環式リキソフラノシルアミン及び関連化合物の合成及び立体化学(Cacbocyclic sugar amines: synthesis and stereochemistry of racemic alpha− and beta−carbocyclic ribofuranosylamine, carbocyclic lyxofuranosylamine, and related compounds)”J.Org.Chem.,46:3268−3272(1981)に従って製造した。
化合物の製造と同様にして、99から(2R,4R)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−E−(2−カルボメトキシ−ビニル)ウラシル100を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(s,1H,NH)、7.61(s,1H,H−6)、7.36、6.85(2d,2H,CH=CH)、6.25(m,1H,H−2’)、5.22(t,1H,OH)、5.10(m,1H,H−4’)、4.25−4.05(m,4H,H−5’,H−6’)、3.67(s,3H,CH)。
化合物の製造と同様にして、107から(2S,4S)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−E−(2−カルボメトキシ−ビニル)ウラシル108を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(s,1H,NH)、7.61(s,1H,H−6)、7.36、6.85(2d,2H,CH=CH)、6.25(m,1H,H−2’)、5.21(t,1H,OH)、5.10(m,1H,H−4’)、4.25−4.05(m,4H,H−5’,H−6’)、3.67(s,3H,CH)。
β−D−2’−デオキシ−5−E−(2−クロロビニル)ウリジン(4)
無水NaOH(1N,50ml)中に(1.25g,4.0ミリモル)を含む溶液を室温で一晩撹拌した。溶液を0℃に冷却し、4N HClを添加してpHを2に調節した。混合物を氷中で30分間放置し、白色沈殿を濾過した。濾液を真空下で蒸発乾固し、水を添加した。生じた沈殿を濾過し、水で洗浄した。合わせた沈殿をKOAc(1.96g,20ミリモル)と加熱することにより水(40ml)に溶解し、N−クロロスクシンイミド(536mg,4.0ミリモル)を少しずつ添加した。溶液を3時間還流加熱した後真空下で濃縮した。残渣をCHCl/MeOH(9:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物を白色固体として得た(438mg,38%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.6(s,1H,NH)、8.06(s,1H,H−6)、7.18、6.59(2d,2H,J=13.2Hz,CH=CH)、6.13(t,J=6.4Hz,1H,H−1’)、5.28(d,J=4.0Hz,1H,OH−3’)、5.12(t,J=5.2Hz,1H,OH−5’)、4.24(m,1H,H−3’)、3.78(m,1H,H−4’)、3.63−3.57(m,2H,H−5’)、2.13(m,2H,H−2’)。
化合物の製造と同様にして、からβ−L−5−E−(2−クロロビニル)−2’−デオキシウリジンを製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.6(s,1H,NH)、8.05(s,1H,H−6)、7.17、6.58(2d,2H,J=13.2Hz,CH=CH)、6.13(t,J=6.8Hz,1H,H−1’)、5.27(d,J=4.4Hz,1H,OH−3’)、5.11(t,J=5.2Hz,1H,OH−5’)、4.24(m,1H,H−3’)、3.78(m,1H,H−4’)、3.66−3.56(m,2H,H−5’)、2.13(m,2H,H−2’)。
化合物の製造と同様にして、11から1−(β−L−アラビノフラノシル)−5−E−(2−クロロビニル)ウラシル13を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.4(s,1H,NH)、7.87(s,1H,H−6)、7.15、6.58(2d,J=13Hz,2H,CH=CH)、6.01(d,1H,H−1’)、5.56(d,1H,OH)、5.45(d,1H,OH)、5.05(t,1H,OH)、4.05(m,1H,H−2’)、3.90(m,1H,H−3’)、3.75(m,1H,H−4’)、3.61(m,2H,H−5’)。
化合物の製造と同様にして、17から1−(β−D−アラビノフラノシル)−5−E−(2−クロロビニル)ウラシル19を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.45(s,1H,NH)、7.87(s,1H,H−6)、7.15、6.58(2d,J=13Hz,2H,CH=CH)、6.01(d,1H,H−1’)、5.57(d,1H,OH)、5.44(d,1H,OH)、5.05(t,1H,OH)、4.05(m,1H,H−2’)、3.90(m,1H,H−3’)、3.75(m,1H,H−4’)、3.61(m,2H,H−5’)。
化合物の製造と同様にして、52から5−E−(2−クロロビニル)−1−[(1,3−ジヒドロキシ−2−プロポキシ)メチル]ウラシル53を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.4(s,1H,NH)、8.03(s,1H,H−6’)、7.28、6.85(2d,2H,J=13Hz,CH=CH)、7.10、6.55(2br,2H,2OH)、5.18(s,2H,CHN)、4.60(m,2H,CHO)、3.50(m,1H,CHO)、3.41(m,2H,2CHO)。
化合物の製造と同様にして、73から(±)−(1’β,3’α,4’β)−5−E−(2−クロロビニル)−1−[3−ヒドロキシ−4−(ヒドロキシメチル)シクロペンチル]ウラシル74を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.4(s,1H,NH)、7.96(s,1H,H−6)、7.24、6.75(2d,J=13Hz,2H,CH=CH)、5.0−4.6(m,3H,CHN,2OH)、4.01(m,1H,CHOH)、3.43(m,2H,CHOH)、2.25−1.35(m,5H)。
1−(β−D−アラビノフラノシル)ウラシル(15)
ウリジン14(13.25g,54.5ミリモル)、炭酸ジフェニル(15.48g,72.5ミリモル)、無水NaHCO(349mg,4.15ミリモル)及びヘキサメチルリン酸トリアミド(50ml)の混合物を窒素下20分間撹拌しながら150℃で加熱した後室温に冷却した。混合物を冷水(400ml)に注ぎ、CHClで洗浄した。EtN(25ml)を添加し、水溶液を70℃で5時間加熱した。溶媒を真空下で除去し、残渣をMeOH/水から結晶化して、標記化合物15を白色固体として得た(11.13g,84%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.2(s,1H,NH)、7.60(d,J=7.5Hz,1H,H−6)、5.95(d,1H,H−1’)、5.51(d,J=7.5Hz,1H,H−5’)、6.30−5.30(br,2H,2OH)、4.10−3.50(m,6H,H−2’,H−3’,H−4’,H−5’,OH)。
1−(β−D−アラビノフラノシル)−5−ヨードウラシル(16)
15(1.2g,4.9ミリモル)、ヨウ素(1.50g,5.9ミリモル)、CHCl(6ml)及び1N HNO(24ml)の混合物を2時間還流加熱した後冷却した。濾過により結晶性固体を集め、エーテルで洗浄して、標記化合物16を白色固体として得た(1.12g,62%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.6(s,1H,NH)、8.10(s,1H,H−6)、5.95(d,1H,H−1’)、5.52(br,1H,OH)、5.40−5.10(br,1H,OH)、4.15−3.90(m,2H,H−2’,H−3’)、3.80−3.60(m,3H,H−4’,H−5’)、3.60−3.30(m,1H,OH)。
β−D−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−2’−デオキシ−5−ヨードウリジン(20)
0℃において無水ピリジン(100ml)中に(5.56g,20ミリモル)を含む溶液に塩化ベンゾイル(6.185g,44ミリモル)を滴下した。添加後、反応溶液を室温となるまで放置した後、50℃で2時間加熱し、真空下で蒸発乾固した。残渣をCHCl(200ml)で処理し、有機相を1N HSO及び水で洗浄し、乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィー(CHCl/MeOH=95:5)にかけて、標記化合物20を白色固体として得た(10.35g,92%)。H NMR(CDCl)δ 8.08−7.43(m,11H,芳香族,H−6)、6.39−6.36(m,1H,H−1’)、5.64(d,J=6.8Hz,1H,H−3’)、4.77(d,J=3.2Hz,2H,H−5’)、4.59(m,1H,H−4’)、2.83−2.78、2.38−2.31(2m,2H,H−2’)。
化合物20の製造と同様にして、からβ−L−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−2’−デオキシ−5−ヨードウリジン23を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.08−7.42(m,11H,芳香族,H−6)、6.39−6.37(m,1H,H−1’)、5.64(d,J=6.8Hz,1H,H−3’)、4.77(d,J=3Hz,2H,H−5’)、4.59(m,1H,H−4’)、2.83−2.78、2.38−2.30(2m,2H,H−2’)。
化合物20の製造と同様にして、10から5−ヨード−1−(2,3,5−トリ−O−ベンゾイル−β−L−アラビノフラノシル)ウラシル26を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.6(s,1H,NH)、8.10−7.40(m,16H,芳香族,H−6)、6.20(d,1H,H−1’)、5.65(d,1H,H−2’)、5.35(m,1H,H−4’)、5.24(m,1H,H−4’)、4.40−4.20(2m,2H,H−5’)。
化合物20の製造と同様にして、16から5−ヨード−1−(2,3,5−トリ−O−ベンゾイル−β−D−アラビノフラノシル)ウラシル29を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(s,1H,NH)、8.10−7.40(m,16H,芳香族,H−6)、6.20(d,1H,H−1’)、5.66(d,1H,H−2’)、5.35(d,1H,H−3’)、5.25(m,1H,H−4’)、4.40−4.20(2m,2H,H−5’)。
化合物20の製造と同様にして、32からβ−D−2’,3’,5’−トリ−O−ベンゾイル−5−ヨードウリジン33を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.32(br,1H,NH)、8.16−7.36(m,16H,芳香族,H−6)、6.37(d,1H,H−1’)、5.90(m,1H,H−2’)、5.75(t,1H,H−3’)、4.86−4.83(m,1H,H−4’)、4.76−4.70(m,2H,H−5’)。
β−D−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−2’−デオキシ−5−ビニルウリジン(21)
1−メチルピロリジノン(NMP,3ml)中に20(562mg,1ミリモル)を含む溶液にトリ(2−フリル)ホスフィン(9mg)、トリス(ジベンジリデンアセトニル)ビスパラジウム(9mg)及びトリブチルビニル錫(350mg,1.1ミリモル)を順次添加した。窒素雰囲気下室温で3日間撹拌した後、混合物をEtOAc(50ml)で希釈し、水で洗浄し、乾燥し、濃縮した。残渣をヘキサン/EtOAc(6:4)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物21を黄褐色泡状物として得た(450mg,97%)。H NMR(DMSO−d)δ 8.32−7.50(m,11H,芳香族,H−6)、6.32−6.24(m,2H,CH=CH,H−1’)、5.92、5.13(2dd,2H,CH=CH)、5.69−5.65(m,1H,H−3’)、4.69−4.59(m,3H,H−4’,H−5’)、2.84−2.65(2m,2H,H−2’)。
化合物21の製造と同様にして、23からβ−L−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−2’−デオキシ−5−ビニルウリジン24を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 8.31−7.50(m,11H,芳香族,H−6)、6.32−6.24(m,2H,CH=CH,H−1’)、5.92、5.13(2dd,2H,CH=CH)、5.69−5.65(m,1H,H−3’)、4.69−4.59(m,3H,H−4’,H−5’)、2.84−2.66(2m,2H,H−2’)。
化合物21の製造と同様にして、26から1−(2,3,5−トリ−O−ベンゾイル−β−L−アラビノフラノシル)−5−ビニルウリジン27を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(s,1H,NH)、8.11−7.40(m,16H,芳香族,H−6)、6.32−6.23(m,2H,CH=CH,H−1’)、5.92、5.13(2dd,2H,CH=CH)、5.65(d,1H,H−2’)、5.35(d,1H,H−3’)、5.24(m,1H,H−4’)、4.40−4.230(m,2H,H−5’)。
化合物21の製造と同様にして、29から1−(2,3,5−トリ−O−ベンゾイル−β−D−アラビノフラノシル)−5−ビニルウラシル30を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.55(s,1H,NH)、8.12−7.40(m,16H,芳香族,H−6)、6.32−6.22(m,2H,CH=CH,H−1’)、5.92、5.13(2dd,2H,CH=CH)、5.64(d,1H,H−2’)、5.35(d,1H,H−3’)、5.24(m,1H,H−4’)、4.40−4.230(m,2H,H−5’)。
化合物21の製造と同様にして、33からβ−D−2’,3’,5’−トリ−O−ベンゾイル−5−ビニルウリジン34を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.36(bs,1H,NH)、8.15(d,1H,H−6)、8.13−7.36(m,15H,芳香族)、6.45(d,1H,H−1’)、6.02−5.72(m,4H,CH=CH,H−4’)、5.00(m,1H,H−3’)、4.88(m,1H,H−4’)、4.75−4.67(m,2H,H−5’)。
化合物21の製造と同様にして、47から1−[[1,3−ビス(アセトキシ)−2−プロポキシ]メチル]−5−ビニルウラシル48を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.36(br,1H,NH)、7.37(s,1H,H−6)、6.40(dd,1H,CH=CH)、6.00、5.31(2d,2H,CH=CH)、5.28(s,2H,CHN)、4.23、4.08(2m,5H,2CH,CHO)、2.04(s,6H,2CH)。
化合物21の製造と同様にして、55からβ−D−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−p−トルオイル−4’−チオ−5−ビニルウリジン56を製造した。H NMR(CDCl)δ 7.95−7.25(m,8H,芳香族,H−6)、6.69(dd,1H,H−1’)、6.31−6.25(m,2H,CH=CH,H−1’)、5.90、5.11(2dd,2H,CH=CH)、5.76(m,1H,H−3’)、4.68(m,2H,H−5’)、4.05(m,1H,H−4’)、2.75、2.41(2m,2H,H−2’)、2.42(s,6H,2CH)。
化合物21の製造と同様にして、63から(4−チオ−2,3,5−トリ−O−ベンジル−β−D−アラビノフラノシル)−5−ビニルウラシル64を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.10(br,1H,NH)、7.82(s,1H,H−6)、7.40−7.15(m,15H,芳香族)、6.32−6.25(m,2H,CH=CH,H−1’)、5.90、5.12(2dd,2H,CH=CH)、4.70−4.40(m,6H,3CH)、4.22(m,2H,H−2’,H−3’)、3.65(m,2H,H−5’)、3.40(m,1H,H−4’)。
化合物21の製造と同様にして、75から(±)−(1’β,3’α,4’β)−1−[3−アセトキシ−4−(アセトキシメチル)シクロペンチル]−5−ビニルウラシル76を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(bs,1H,NH)、8.02(s,1H,H−6)、6.36(dd,1H,CH=CH)、5.91、5.12(2dd,2H,CH=CH)、5.00(m,1H,CHO)、4.92(m,1H,CHN)、4.18、4.05(2m,2H,CHO)、2.02(s,6H,2CH)、2.45−1.85(2m,4H,2CH)、1.57(m,1H,CH)。
トリブチル(ビニル)錫の代わりに2−(トリブチルスタンニル)フランを用いる以外は化合物21の製造と同様にして、20からβ−D−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−5−フラニルウリジン80を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.16(s,1H.H−6)、8.09−7.41(m,10H,芳香族)、6.93(d,J=2.8Hz,1H,フラニル)、6.82(d,J=1.2Hz,1H,フラニル)、6.56(m,1H,フラニル)、6.31(m,1H,H−1’)、5.71(d,J=6.4Hz,1H,H−3’)、4.78(d,2H,H−5’)、4.65(m,1H,H−4’)、2.85、2.52(2m,2H,H−2’)。
トリブチル(ビニル)錫の代わりに2−(トリブチルスタンニル)チオフェンを用いる以外は化合物21の製造と同様にして、20からβ−D−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−5−(チエン−2−イル)ウリジン81を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.06−7.19(m,13H,芳香族,H−6)、6.86(t,1H,J=4.4Hz,チエニル)、6.49(m,1H,H−1’)、5.69(d,1H,J=6.4Hz,H−3’)、4.86−4.77(m,2H,H−5’)、4.65−4.63(m,1H,H−4’)、2.86、2.44(2m,2H,H−2’)。
トリブチル(ビニル)錫の代わりに2−(トリブチルスタンニル)フランを用いる以外は化合物21の製造と同様にして、23からβ−L−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−5−(2−フラニル)ウリジン87を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.16(s,1H,H−6)、8.10−7.40(m,10H,芳香族)、6.93(d,J=2.8Hz,1H,フラニル)、6.82(d,J=1.2Hz,1H,フラニル)、6.56(m,1H,フラニル)、6.31(m,1H,H−1’)、5.71(d,J=6.4Hz,1H,H−3’)、4.78(d,2H,H−5’)、4.65(m,1H,H−4’)、2.85、2.52(2m,2H,H−2’)。
トリブチル(ビニル)錫の代わりに2−(トリブチルスタンニル)チオフェンを用いる以外は化合物21の製造と同様にして、23からβ−L−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−5−(チエン−2−イル)ウリジン88を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.06−7.19(m,13H,芳香族,H−6)、6.86(t,1H,J=4.4Hz,チエニル)、6.49(m,1H,H−1’)、5.69(d,1H,J=6.4Hz,H−3’)、4.86−4.77(m,2H,H−5’)、4.65−4.63(m,1H,H−4’)、2.86、2.44(2m,2H,H−2’)。
化合物21の製造と同様にして、94(化合物94はJ.S.Lin,T.Kira,E.Gullen,Y.Choi,F.Qu,C.K.Chu,Y.C.Cheng,J.Med.Chem.,42:2212−2217(1999)に従って製造した)から(2R,4R)−1−[2−(ベンジルオキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−ビニルウラシル95を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.15(br,1H,NH)、8.20−7.40(m,6H,芳香族,H−6)、6.45−6.25(m,2H,CH=CH,H−2’)、6.03、5.31(2dd,2H,CH=CH)、5.20(m,1H,H−4’)、4.30−4.10(m,4H,H−5’,H−6’)。
化合物21の製造と同様にして、102(化合物102はJ.S.Lin,T.Kira,E.Gullen,Y.Choi,F.Qu,C.K.Chu,Y.C.Cheng,J.Med.Chem.,42:2212−2217(1999)に従って製造した)から(2S,4S)−1−[2−(ベンジルオキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−ビニルウラシル103を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.15(br,1H,NH)、8.20−7.40(m,6H,芳香族,H−6)、6.45−6.25(m,2H,CH=CH,H−2’)、6.03、5.31(2dd,2H,CH=CH)、5.20(m,1H,H−4’)、4.30−4.10(m,4H,H−5’,H−6’)。
トリブチル(ビニル)錫の代わりに2−(トリブチルスタンニル)フランを用いる以外は化合物21の製造と同様にして、94から(2R,4R)−1−[2−(ベンジルオキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−(2−フラニル)ウラシル110を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.16(bs,1H,NH)、8.10−7.41(m,6H,芳香族,H−6)、6.92(d,1H,フラニル)、6.82(d,1H,フラニル)、6.55(m,1H,フラニル)、6.32(m,1H,H−2’)、5.20(m,1H,H−4’)、4.30−4.10(m,4H,H−5’,H−6’)。
トリブチル(ビニル)錫の代わりに2−(トリブチルスタンニル)チオフェンを用いる以外は化合物21の製造と同様にして、94から(2R,4R)−1−[2−(ベンジルオキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−(2−チエニル)ウラシル111を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.06−7.20(m,7H,芳香族,H−6)、6.85(t,1H,チエニル)、6.29(m,1H,H−2’)、5.20(m,1H,H−4’)、4.28−4.10(m,4H,H−5’,H−6’)。
トリブチル(ビニル)錫の代わりに2−(トリブチルスタンニル)フランを用いる以外は化合物21の製造と同様にして、102から(2S,4S)−1−[2−(ベンジルオキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−(2−フラニル)ウラシル116を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.16(bs,1H,NH)、8.10−7.41(m,6H,芳香族,H−6)、6.92(d,1H,フラニル)、6.82(d,1H,フラニル)、6.55(m,1H,フラニル)、6.32(m,1H,H−2’)、5.20(m,1H,H−4’)、4.30−4.10(m,4H,H−5’,H−6’)。
トリブチル(ビニル)錫の代わりに2−(トリブチルスタンニル)チオフェンを用いる以外は化合物21の製造と同様にして、102から(2S,4S)−1−[2−(ベンジルオキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−(2−チエニル)ウラシル117を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.06−7.20(m,7H,芳香族,H−6)、6.85(t,1H,チエニル)、6.29(m,1H,H−2’)、5.20(m,1H,H−4’)、4.28−4.10(m,4H,H−5’,H−6’)。
トリブチル(ビニル)錫の代わりにトリブチル(フェニル)錫を用いる以外は化合物21の製造と同様にして、20からβ−D−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−5−プロピニルウリジン127を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.10−7.45(m,11H,芳香族,H−6)、6.43(m,1H,H−1’)、5.65(d,1H,H−3’)、4.83−4.71(m,2H,H−5’)、4.61(m,1H,H−4’)、2.79、2.38(2m,2H,H−2’)、1.87(s,3H,CH)。
トリブチル(ビニル)錫の代わりにトリブチル(フェニル)錫を用いる以外は化合物21の製造と同様にして、20からβ−D−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−5−(フェニルエチニル)ウリジン128を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.09−7.28(m,16H,芳香族,H−6)、6.45(m,1H,H−1’)、5.67(d,1H,H−3’)、4.88−4.76(m,2H,H−5’)、4.63(m,1H,H−4’)、2.83、2.40(2m,2H,H−2’)。
トリブチル(ビニル)錫の代わりにトリブチル(フェニル)錫を用いる以外は化合物21の製造と同様にして、20からβ−D−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−5−フェニルウリジン129を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.09−7.21(m,16H,芳香族,H−6)、6.38(m,1H,H−1’)、5.65(m,1H,H−3’)、4.77(m,2H,H−5’)、4.60(m,1H,H−4’)、2.79、2.32(m,2H,H−2’)。
トリブチル(ビニル)錫の代わりにトリブチル(フェニル)錫を用いる以外は化合物21の製造と同様にして、23からβ−L−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−5−フェニルウリジン133を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.09−7.21(m,16H,芳香族,H−6)、6.38(m,1H,H−1’)、5.65(m,1H,H−3’)、4.77(m,2H,H−5’)、4.60(m,1H,H−4’)、2.79、2.32(m,2H,H−2’)。
β−D−2’−デオキシ−5−ビニルウリジン(22)
栓付きフラスコにおいてアンモニウム−MeOH溶液(2M,25ml)中に21(183mg,0.41ミリモル)を含む溶液を室温において20時間撹拌した後真空下で濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィー(CHCl/MeOH=9:1)にかけて、標記化合物22を白色結晶性固体として得た(88mg,87%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.37(s,1H,NH)、8.10(s,1H,H−6)、6.36(dd,1H,CH=CH)、6.15(t,1H,J=6.4Hz,H−1’)5.91、5.11(2dd,2H,CH=CH)、5.21、5.09(2br,2H,2OH)、4.24(m,1H,H−3’)、3.78(m,1H,H−4’)、3.59(m,1H,H−5’)、2.15−2.11(m,2H,H−2’)。
化合物22の製造と同様にして、24からβ−L−2’−デオキシ−5−ビニルウリジン25を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.4(s,1H,NH)、8.10(s,1H,H−6)、6.36(dd,1H,CH=CH)、6.15(t,1H,J=6.4Hz,H−1’)、5.91、5.11(2dd,2H,CH=CH)、5.21、5.10(2br,2H,2OH)、4.24(m,1H,H−3’)、3.78(m,1H,H−4’)、3.59(m,1H,H−5’)、2.15−2.11(m,2H,H−2’)。
化合物22の製造と同様にして、27から1−(β−L−アラビノフラノシル)−5−ビニルウラシル28を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.42(s,1H,NH)、7.89(s,1H,H−6)、6.37(dd,1H,CH=CH)、6.01(d,1H,H−1’)、5.87、5.08(2dd,2H,CH=CH)、5.62(d,1H,OH)、5.48(d,1H,OH)、5.18(t,1H,OH)、4.05(m,1H,H−2’)、3.93(m,1H,H−3’)、3.73(m,1H,H−4’)、3.65(m,2H,H−5’)。
化合物22の製造と同様にして、30から1−(β−D−アラビノフラノシル)−5−ビニルウラシル31を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.42(s,1H,NH)、7.90(s,1H,H−6)、6.37(dd,1H,CH=CH)、6.01(d,1H,H−1’)、5.87、5.08(2dd,2H,CH=CH)、5.62(d,1H,OH)、5.48(d,1H,OH)、5.18(t,1H,OH)、4.05(m,1H,H−2’)、3.93(m,1H,H−3’)、3.73(m,1H,H−4’)、3.65(m,2H,H−5’)。
化合物22の製造と同様にして、34からβ−D−5−ビニルウリジン35を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.4(s,1H,NH)、8.21(s,1H,H−6)、6.37(dd,1H,CH=CH)、5.78(d,1H,H−1’)、5.92、5.11(2dd,2H,CH=CH)、5.44(d,1H,OH)、5.25(d,1H,OH)、5.10(t,1H,OH)、4.06(m,1H,H−2’)、4.01(m,1H,H−3’)、3.86(m,1H,H−4’)、3.69、3.60(2m,2H,H−5’)。
化合物22の製造と同様にして、48から1−[(1,3−ジヒドロキシ−2−プロポキシ)メチル]−5−ビニルウラシル49を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.25(br,1H,NH)、7.90(s,1H,H−6)、7.20、6.60(2br,2H,2OH)、6.36(dd,1H,CH=CH)、5.95、5.12(2d,2H,CH=CH)、5.19(s,2H,CH 2N)、4.61(m,2H,CHO)、3.53(m,1H,CHO)、3.40(m,2H,CHO)。
化合物22の製造と同様にして、76から(±)−(1’β,3’α,4’β)−1−[3−ヒドロキシ−4−(ヒドロキシメチル)シクロペンチル]−5−ビニルウラシル77を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(bs,1H,NH)、7.96(s,1H,H−6)、6.35(dd,1H,CH=CH)、5.90、5.10(2dd,2H,CH=CH)、4.95(m,1H,CHN)、4.75、4.63(2bs,2H,2OH)、4.00(m,1H,CHOH)、3.43(m,2H,CHOH)、2.25−1.75(m,4H,2CH)、1.40(m,1H,CH)。
化合物22の製造と同様にして、80からβ−D−2’−デオキシ−5−(2−フラニル)ウリジン82を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.63(s,1H,NH)、8.33(s,1H,H−6)、7.60(s,1H,フラニル)、6.84(d,J=2.8Hz,1H,フラニル)、6.51(m,1H,フラニル)、6.20(t,1H,J=6.4Hz,H−1’)、5.29(d,1H,J=4.4Hz,OH−3’)、5.11(t,1H,J=4.8Hz,OH−5’)、4.27(m,1H,H−3’)、3.83(m,1H,H−4’)、3.60(m,2H,H−5’)、2.16(m,2H,H−2’)。
化合物22の製造と同様にして、81からβ−D−2’−デオキシ−5−(チエン−2−イル)ウリジン83を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.7(s,1H,NH)、8.57(s,1H,H−6)、7.45−7.44(m,1H,チエニル)、7.39−7.38(m,1H,チエニル)、7.05−7.03(m,1H,チエニル)、6.21(t,1H,J=6.4Hz,H−1’)、5.31−5.27(m,2H,2OH)、4.31(m,1H,H−3’)、3.83(m,1H,H−4’)、3.68−3.63(m,2H,H−5’)、2.23−2.17(m,2H,H−2’)。
化合物22の製造と同様にして、87からβ−L−2’−デオキシ−5−(2−フラニル)ウリジン89を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.63(s,1H,NH)、8.33(s,1H,H−6)、7.90(s,1H,フラニル)、6.84(d,J=2.8Hz,1H,フラニル)、6.51(m,1H,フラニル)、6.20(t,1H,J=6.4Hz,H−1’)、5.29(d,1H,J=4.4Hz,OH−3’)、5.11(t,1H,J=4.8Hz,OH−5’)、4.27(m,1H,H−3’)、3.83(m,1H,H−4’)、3.60(m,2H,H−5’)、2.16(m,2H,H−2’)。
化合物22の製造と同様にして、88からβ−L−2’−デオキシ−5−(チエン−2−イル)ウリジン90を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.7(s,1H,NH)、8.57(s,1H,H−6)、7.45−7.44(m,1H,チエニル)、7.39−7.38(m,1H,チエニル)、7.05−7.03(m,1H,チエニル)、6.21(t,1H,J=6.4Hz,H−1’)、5.31−5.27(m,2H,2OH)、4.31(m,1H,H−3’)、3.83(m,1H,H−4’)、3.68−3.63(m,2H,H−5’)、2.23−2.17(m,2H,H−2’)。
化合物22の製造と同様にして、95から(2R,4R)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−ビニルウラシル96を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.46(br,1H,NH)、8.19(s,1H,H−6)、6.36(dd,1H,CH=CH)、6.23(m,1H,H−2’)、5.90、5.11(2dd,2H,CH=CH)、5.35(t,1H,H−4’)、4.93(t,1H,OH)、4.15−4.00(m,2H,H−5’)、3.68(m,1H,H−6’)。
化合物22の製造と同様にして、94から(2R,4R)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−ヨードウラシル99を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.4(br,1H,NH)、8.17(s,1H,H−6)、6.22(m,1H,H−2’)、5.35(t,1H,H−4’)、4.92(t,1H,OH)、4.15−4.00(m,2H,H−5’)、3.68(m,1H,H−6’)。
化合物22の製造と同様にして、103から(2S,4S)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−ビニルウラシル104を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.46(br,1H,NH)、8.19(s,1H,H−6)、6.36(dd,1H,CH=CH)、6.23(m,1H,H−2’)、5.90、5.11(2dd,2H,CH=CH)、5.35(t,1H,H−4’)、4.93(t,1H,OH)、4.15−4.00(m,2H,H−5’)、3.68(m,1H,H−6’)。
化合物22の製造と同様にして、102から(2S,4S)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−ヨードウラシル107を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.4(br,1H,NH)、8.17(s,1H,H−6)、6.22(m,1H,H−2’)、5.35(t,1H,H−4’)、4.92(t,1H,OH)、4.15−4.00(m,2H,H−5’)、3.68(m,1H,H−6’)。
化合物22の製造と同様にして、110から(2R,4R)−5−(2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル112を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.6(br,1H,NH)、8.33(s,1H,H−6)、7.60(d,1H,フラニル)、6.84(d,1H,フラニル)、6.50(d,1H,フラニル)、6.22(m,1H,H−2’)、5.35(t,1H,H−4’)、4.92(t,1H,OH)、4.15−4.00(m,2H,H−5’)、3.68(m,1H,H−6’)。
化合物22の製造と同様にして、111から(2R,4R)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−(チエン−2−イル)ウラシル114を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.67(br,1H,NH)、8.57(s,1H,H−6)、7.44(dd,1H,チエニル)、7.38(dd,1H,チエニル)、7.04(dd,1H,チエニル)、6.22(m,1H,H−2’)、5.35(t,1H,H−4’)、4.92(t,1H,OH)、4.15−4.00(m,2H,H−5’)、3.68(m,1H,H−6’)。
化合物22の製造と同様にして、116から(2S,4S)−5−(2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル118を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.6(br,1H,NH)、8.33(s,1H,H−6)、7.60(d,1H,フラニル)、6.84(d,1H,フラニル)、6.50(d,1H,フラニル)、6.22(m,1H,H−2’)、5.35(t,1H,H−4’)、4.92(t,1H,OH)、4.15−4.00(m,2H,H−5’)、3.68(m,1H,H−6’)。
化合物22の製造と同様にして、117から(2S,4S)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−(チエン−2−イル)ウラシル120を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.67(br,1H,NH)、8.57(s,1H,H−6)、7.44(dd,1H,チエニル)、7.38(dd,1H,チエニル)、7.04(dd,1H,チエニル)、6.22(m,1H,H−2’)、5.35(t,1H,H−4’)、4.92(t,1H,OH)、4.15−4.00(m,2H,H−5’)、3.68(m,1H,H−6’)。
化合物22の製造と同様にして、127からβ−D−2’−デオキシ−5−プロピニルウリジン130を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.56(s,1H,NH)、8.10(s,1H,H−6)、6.10(t,1H,J=6.4Hz,H−1’)、5.23(d,1H,J=4.0Hz,OH−3’)、5.09(t,2H,J=6.4Hz,OH−5’)、4.21(m,1H,H−3’)、3.77(m,1H,H−4’)、3.58(m,1H,H−5’)、2.10(m,2H,H−2’)、1.97(s,3H,CH)。
化合物22の製造と同様にして、128からβ−D−2’−デオキシ−5−(フェニルエチニル)ウリジン131を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.70(s,1H,NH)、8.37(d,1H,H−6)、7.47−7.39(m,5H,芳香族)、6.12(t,1H,J=6.4Hz,H−1’)、5.26(d,1H,J=4.0Hz,OH−3’)、5.17(t,2H,J=6.4Hz,OH−5’)、4.24(m,1H,H−3’)、3.80(m,1H,H−4’)、3.63−3.57(m,1H,H−5’)、2.15(m,2H,H−2’)。
化合物22の製造と同様にして、129からβ−D−2’−デオキシ−5−フェニルウリジン132を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.52(s,1H,NH)、8.20(s,1H,H−6)、7.55−7.29(m,5H,芳香族)、6.24(t,1H,J=6.4Hz,H−1’)、5.27(d,1H,J=4.4Hz,OH−3’)、5.13(t,2H,J=6.4Hz,OH−5’)、4.28(m,1H,H−3’)、3.81(m,1H,H−4’)、3.60(m,1H,H−5’)、2.24−2.15(m,2H,H−2’)。
化合物22の製造と同様にして、133からβ−L−2’−デオキシ−5−フェニルウリジン134を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.52(s,1H,NH)、8.20(s,1H,H−6)、7.55−7.29(m,5H,芳香族)、6.24(t,1H,J=6.4Hz,H−1’)、5.27(d,1H,J=4.4Hz,OH−3’)、5.13(t,2H,J=6.4Hz,OH−5’)、4.28(m,1H,H−3’)、3.81(m,1H,H−4’)、3.60(m,1H,H−5’)、2.24−2.15(m,2H,H−2’)。
β−D−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−5−[(2−トリメチルシリル)エチニル]ウリジン(36)
THF(50ml)中に20(2.81g,5ミリモル)、PdCl(89mg,0.5ミリモル)、PhP(261mg,1ミリモル)及びCuI(95mg,0.5ミリモル)を含む溶液にEtN(1.01g,10ミリモル,1.39ml)及びトリメチルシリルアセチレン(737mg,7.5ミリモル)を順次添加した。混合物をアルゴン下40℃で4時間加熱した後、蒸発乾固させた。残渣をヘキサン/EtOAc(9:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物36を白色固体として得た(2.08g,78%)。H NMR(CDCl)δ 8.31(s,1H,H−6)、8.10−7.43(m,10H,芳香族)、6.39−6.36(dd,1H,H−1’)、5.60(m,1H,H−3’)、4.83(dd,1H,H−4’)、4.67−4.57(m,2H,H−5’)、2.81−2.76、2.30−2.27(2m,2H,H−2’)、0.14(s,9H,3CH)。
化合物36の製造と同様にして、23からβ−L−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−ベンゾイル−5−[(2−トリメチルシリル)エチニル]ウリジン38を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.31(s,1H,H−6)、8.10−7.42(m,10H,芳香族)、6.40−6.35(dd,1H,H−1’)、5.60(m,1H,H−3’)、4.83(dd,1H,H−4’)、4.67−4.57(m,2H,H−5’)、2.81−2.76、2.30−2.27(2m,2H,H−2’)、0.14(s,9H,3CH)。
化合物36の製造と同様にして、26から1−(2’,3’,5’−トリ−O−ベンゾイル−β−L−アラビノフラノシル)−5−[(2−トリメチルシリル)エチニル]ウラシル40を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(s,1H,NH)、8.10−7.40(m,16H,芳香族,H−6)、6.23(d,1H,H−1’)、5.41(m,1H,H−2’)、5.28(m,1H,H−3’)、4.50−4.20(m,3H,H−4’,H−5’)、0.15(s,9H,Si(CH)。
化合物36の製造と同様にして、29から1−(2’,3’,5’−トリ−O−ベンゾイル−β−D−アラビノフラノシル)−5−[(2−トリメチルシリル)エチニル]ウラシル42を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.3(s,1H,NH)、8.10−7.40(m,16H,芳香族,H−6)、6.23(d,1H,H−1’)、5.40(m,1H,H−2’)、5.28(m,1H,H−3’)、4.50−4.20(m,3H,H−4’,H−5’)、0.16(s,9H,Si(CH)。
化合物36の製造と同様にして、47から1−[[1,3−ビス(アセトキシ)−2−プロポキシ]メチル]−5−[(2−トリメチルシリル)エチニル]ウラシル50を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.44(br,1H,NH)、7.64(s,1H,H−6)、5.27(s,2H,CHN)、4.21、4.06(2m,5H,2CH,CH)、2.09(s,6H,2CH)、0.23(s,9H,Si(CH)。
化合物36の製造と同様にして、75から(±)−(1’β,3’α,4’β)−1−[3−アセトキシ−4−(アセトキシメチル)シクロペンチル]−5−[(2−トリメチルシリル)エチニル]ウラシル78を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.4(bs,1H,NH)、8.40(s,1H,H−6)、5.1−4.5(m,2H,CHO,CHN)、4.30(m,2H,CHO)、2.02(s,6H,2CH)、2.25−1.05(m,5H,2CH,CH)、0.16(s,9H,Si(CH)。
化合物36の製造と同様にして、94から(2R,4R)−1−[2−(ベンジルオキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−(2−トリメチルシリルエチニル)ウラシル97を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.30(s,1H,H−6)、8.20−7.40(m,5H,芳香族)、6.25(m,1H,H−2’)、5.20(m,1H,H−4’)、4.30−4.10(m,4H,H−5’,H−6’)、0.15(s,9H,Si(CH)。
化合物36の製造と同様にして、102から(2S,4S)−1−[2−(ベンジルオキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−(2−トリメチルシリルエチニル)ウラシル105を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.30(s,1H,H−6)、8.20−7.40(m,5H,芳香族)、6.25(m,1H,H−2’)、5.20(s,1H,H−4’)、4.30−4.10(m,4H,H−5’,H−6’)、0.15(s,9H,Si(CH)。
β−D−2’−デオキシ−5−エチニルウリジン(37)
THF(10ml)中の36(1.333g,2.5ミリモル)を含む混合物にTBAF(1M THF溶液,2.5ml,2.5ミリモル)を添加し、混合物を室温において30分間撹拌した。溶媒を除去後、残渣をCHClに溶解し、ブラインで洗浄し、濃縮した。残渣をNH−MeOH(2.0M,50ml)に溶解し、室温で20時間保持した。溶媒を蒸発により除去した後、残渣をCHCl/MeOH(9:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物37を淡黄色固体として得た(453mg,72%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.65(s,1H,NH)、8.30(s,1H,H−6)、6.10(t,1H,H−1’)、5.26(d,1H,OH−3’)、5.15(t,1H,OH−5’)、4.23(m,1H,H−3’)、4.12(s,1H,エチニル)、3.79(m,1H,H−4’)、3.61(m,2H,H−5’)、2.13(m,2H,H−2’)。
化合物37の製造と同様にして、38からβ−L−2’−デオキシ−5−エチニルウリジン39を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.65(s,1H,NH)、8.30(s,1H,H−6)、6.10(t,1H,H−1’)、5.26(d,1H,H−3’)、5.15(t,1H,OH−5’)、4.23(m,1H,H−3’)、4.12(s,1H,エチニル)、3.79(m,1H,H−4’)、3.61(m,2H,H−5’)、2.13(m,2H,H−2’)。
化合物37の製造と同様にして、40から1−(β−L−アラビノフラノシル)−5−エチニルウラシル41を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.69(s,1H,NH)、8.37(s,1H,H−6)、6.02(d,J=3.6Hz,1H,H−1’)、5.65、5.54(2d,2H,2OH)、5.08(t,1H,OH−5’)、4.02−3.99(m,2H,H−2’,エチニル)、3.95−3.93(m,1H,H−3’)、3.82−3.78(m,1H,H−4’)、3.66−3.55(m,2H,H−5’)。
化合物37の製造と同様にして、42から1−(β−D−アラビノフラノシル)−5−エチニルウラシル43を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.7(s,1H,NH)、8.37(s,1H,H−6)、6.02(d,1H,H−1’)、5.65、5.54(2d,2H,2OH)、5.08(t,1H,OH−5’)、4.02−3.99(m,2H,H−2’,エチニル)、3.95−3.93(m,1H,H−3’)、3.82−3.78(m,1H,H−4’)、3.66−3.55(m,2H,H−5’)。
化合物37の製造と同様にして、50から1−[(1,3−ジヒドロキシ−2−プロポキシ)メチル]−5−エチニルウラシル51を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.63(br,1H,NH)、8.45(s,1H,H−6)、7.20、6.60(2br,2H,2OH)、5.18(s,2H,CHN)、4.66(t,2H,CHO)、4.12(s,1H,エチニル)、3.54(m,1H,CHO)、3.40(m,2H,2CHO)。
化合物37の製造と同様にして、78から(±)−(1’β,3’α,4’β)−1−[3−ヒドロキシ−4−(ヒドロキシシメチル)シクロペンチル]−5−エチニルウラシル79を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.3(bs,1H,NH)、8.42(s,1H,H−6)、5.00−4.55(m,3H,CHN,2OH)、4.10(s,1H,エチニル)、4.00(m,1H,CHOH)、3.42(m,2H,CHOH)、2.25−1.40(m,5H)。
化合物37の製造と同様にして、97から(2R,3R)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−エチニルウラシル98を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.38(br,1H,NH)、7.80(s,1H,H−6)、6.19(m,1H,H−2’)、5.61(m,1H,H−4’)、4.89(br,1H,OH)、4.22−4.05(m,3H,H−5’,エチニル)、3.13(m,1H,H−6’)。
化合物37の製造と同様にして、105から(2S,4S)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−エチニルウラシル106を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.38(br,1H,NH)、7.80(s,1H,H−6)、6.19(m,1H,H−2’)、5.61(m,1H,H−4’)、4.89(br,1H,OH)、4.22−4.05(m,3H,H−5’,エチニル)、3.13(m,1H,H−6’)。
1−[[1,3−ビス(ベンジルオキシ)−2−プロポキシ]メチル]−5−ヨードウラシル(45)
室温において無水CHCl(25ml)中に2−O−(アセトキシメチル)−1,3−ジ−O−ベンジルグリセロール44(L.C.Martin,C.A.Dvorak,D.F.Smee,T.R.Matthews,J.P.H.Verheyden,“9−[(1,3−ジヒドロキシ−2−プロポキシ)メチル]キアニン:新規な強力で選択的抗ヘルペス剤(9−[(1,3−dihydroxy−2−propoxy)methyl]quanine: a new potent and selective antiherpes agent)”,J.Med.Chem.,26:759−761(1983)に従って製造した)(2.038g,5.9ミリモル)及び5−ヨードウラシル(2.106g,8.85ミリモル)を含む懸濁液にN,O−ビス−(トリメチルシリル)アセトアミド(BSA,5.46ml,22.13ミリモル)を添加し、混合物を窒素下室温で2時間撹拌した。生じた透明溶液を0℃に冷却し、SnCl(1M CHCl溶液,5.9ml,5.9ミリモル)を添加した。混合物を室温で一晩撹拌した後、飽和NaHCO及びCHCl混合物に注いだ。水性層をCHClで抽出し、合わせた有機相を蒸発させた。残渣をCHCl/MeOH(97:3)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物45を黄色油状物として得た(2.935g,95%)。H NMR(CDCl)δ 8.59(s,1H,NH)、7.82(s,1H,H−6)、7.36−7.26(m,10H,芳香族)、5.28(s,2H,CHN)、4.50(s,4H,2CH)、3.99(m,1H,CHO)、3.52(m,4H,2CHO)。
1−[[1,3−ジヒドロキシ−2−プロポキシ]メチル]−5−ヨードウラシル(46)
−78℃において無水CHCl(60ml)中に45(1.90g,3.64ミリモル)を含む溶液にBCl(1M CHCl溶液,30ml,30ミリモル)を滴下した。混合物を窒素下−78℃で2時間撹拌した後−60℃で更に4時間撹拌した。MeOH(10ml)を添加して反応を停止した後、14% NHOH溶液を添加して混合物のpHを7に調節した。室温で1時間撹拌した後、混合物を真空下で濃縮した。残渣をCHCl/MeOH(9:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物46を淡黄色固体として得た(810mg,65%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.6(s,1H,NH)、8.19(s,1H,H−6)、7.20、6.60(2br,2H,2OH)、5.15(s,2H,CHN)、4.60(m,2H,CHO)、3.53(m,1H,CHO)、3.41(m,2H,2CHO)。
1−[[1,3−ビス(アセトキシ)−2−プロポキシ]メチル]−5−ヨードウラシル(47)
0℃において無水CHCl(7ml)中に46(400mg,1.17ミリモル)、DMAP(10mg)及びEtN(1.0ml)を含む溶液にAcO(0.5ml)を滴下し、溶液を窒素下室温で撹拌した。溶媒を蒸発により除去した後、残渣をCHCl/MeOH(97:3)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物47を黄色油状物として得た(499mg,定量)。H NMR(CDCl)δ 8.66(br,1H,NH)、7.78(s,1H,H−6)、5.26(s,2H,CHN)、4.23、4.05(2m,5H,2CH,CHO)、2.07(s,6H,2CH)。
化合物47の製造と同様にして、72から(±)−(1’β,3’α,4’β)−1−[3−アセトキシ−4−(アセトキシメチル)シクロペンチル]−5−ヨードウラシル75を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.2(bs,1H,NH)、8.13(s,1H,H−6)、5.00(m,1H,CHO)、4.90(m,1H,CHN)、4.18、4.05(m,2H,CHO)、2.02(s,6H,2CH)、2.45−1.85(m,4H,2CH)、1.59(m,1H,CH)。
β−D−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−p−トルオイル−5−ヨード−4’−チオウリジン(55)
HMDS(30ml)中に5−ヨードウラシル(1.071g,4.5ミリモル)及び硫酸アンモニウム(5mg)を含む懸濁液を窒素雰囲気下で2時間還流加熱した。過剰のHMDSを真空下で蒸発させた。この残渣に対して無水CHCN(20ml)中に1−O−アセチル−2−デオキシ−3,5−ジ−O−p−トルオイル−4−チオ−α/β−D−リボフラノシド54(J.A.Secrist III,K.N.Tiwari,J.M.Riodan,J.A.Montgomery,“21’−デオキシ−4’−チオピリミジンヌクレオシドの合成及び生物学的活性(Synthesis and biological activity of 21’−deoxy−4’−thio−pyrimidine nucleosides)”,J.Med.Chem.,34:2361−2366(1991)に従って製造)(1.284g,3ミリモル)を含む溶液を添加した。生じた混合物を0℃に冷却し、TMSOTf(907mg,4ミリモル)を添加した。反応混合物を0℃で20分間撹拌した後室温で2時間撹拌した。混合物をCHClで希釈し、飽和NaHCOで洗浄し、NaSOで乾燥し、濾過し、濃縮乾固させた。残渣をCHCl/MeOH(99:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製し、CHCl/ヘキサンから再結晶して、標記化合物55を固体として得た(563mg,31%)。H NMR(CDCl)δ 7.96−7.25(m,9H,芳香族,H−6)、6.68(dd,1H,H−1’)、5.75(m,1H,H−3’)、4.68(m,2H,H−5’)、4.05(m,1H,H−4’)、2.75、2.41(2m,2H,H−2’)、2.42(s,6H,2CH)。
化合物55の製造と同様にして、54及び5−[(2−トリメチルシリル)エチニル]ウラシル(K.Imamura及びY.Yamamoto,“ボロンキャリアーとしての5−クロソ−及び5−ニド−o−カルボラニルウリジンの合成及びインビトロ評価(Synthesis and in vitro evaluation of 5−closo− and 5−nido−orthocarboranyluridines as boron carriers)”,Bull.Chem.Soc.Jpn.,70:3103−3110(1997)に従って製造)からβ−D−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−p−トルオイル−4’−チオ−5−E−[(2−トリメチルシリル)エチニル]ウリジン58を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.36(s,1H,H−6)、7.94−7.26(m,9H,芳香族)、6.70(m,1H,H−1’)、5.73(m,1H,H−3’)、4.70(m,2H,H−5’)、4.05(m,1H,H−4’)、2.76、2.40(2m,2H,H−2’)、2.42(s,6H,2CH)、0.14(s,9H,Si(CH)。
化合物55の製造と同様にして、54及び5−E−(2−クロロビニル)ウラシル(A.S.Jones,G.Verhelst,R.T.Walker,“強力な抗ヘルペスウイルス剤 E−5−(2−ブロモビニル)−2’−デオキシウリジン及び関連化合物の合成(The synthesis of the potent anti−herpes virus agent, E−5−(2−bromovinyl)−2’−deoxyuridine and related compounds)”,Tetrahedron Lett.,45:4415−4418(1979)に従って製造)からβ−D−5−E−(2−クロロビニル)−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−p−トルオイル−4’−チオウリジン60を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.6(s,1H,NH)、8.10(s,1H,H−6)、7.95−7.85(m,4H,芳香族)、7.40−7.20(m,4H,芳香族)、7.14(d,J=13Hz,1H,ビニル)、6.64(d,J=13Hz,1H,ビニル)、6.40(t,1H,H−1’)、5.82(m,1H,H−3’)、4.70−4.50(m,2H,H−5’)、3.95(m,1H,H−4’)、2.80−2.50(m,2H,H−2’)、2.40(s,6H,2CH)。
化合物55の製造と同様にして、1−O−アセチル−4−チオ−2,3,5−トリ−O−ベンジル−α/β−D−アラビノフラノシド62(J.A.Secrist III,K.N.Tiwari,A.T.Shortnacy−Fowler,L.Messini,J.M.Riodan,J.A.Montgomery,“特定の4’−チオ−D−アラビノフラノシルプリンヌクレオシドの合成及び生物学的活性(Synthesis and biological activity of certain 4’−thio−D−arabinofuranosylpurine nucleosides)”,J.Med.Chem.,41:3865−3871(1998)に従って製造)から5−ヨード−1−(4−チオ−2,3,5−トリ−O−ベンジル−β−D−アラビノフラノシル)ウラシル63を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.10(br,1H,NH)、7.80(s,1H,H−6)、7.40−7.15(m,15H,芳香族)、6.30(d,1H,H−1’)、4.70−4.40(m,6H,3CH)、4.20(m,2H,H−2’,H−3’)、3.65(m,2H,H−5’)、3.40(m,1H,H−4’)。
化合物55の製造と同様にして、62から1−(4−チオ−2,3,5−トリ−O−D−ベンジル−β−D−アラビノフラノシル)−5−[(2−トリメチルシリル)エチニル]ウラシル66を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.30(s,1H,H−6)、7.42−7.15(m,15H,芳香族)、6.29(d,1H,H−1’)、4.70−4.40(m,6H,3CH)、4.18(m,2H,H−2’,H−3’)、3.65(m,2H,H−5’)、3.40(m,1H,H−4’)、0.14(s,9H,Si(CH)。
化合物55の製造と同様にして、62から5−E−(2−クロロビニル)−1−(4−チオ−2,3,5−トリ−O−ベンジル−β−D−アラビノフラノシル)ウラシル68を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.2(br,1H,NH)、7.75(s,1H,H−6)、7.40−7.15(m,16H,芳香族,ビニル)、6.28(d,1H,H−1’)、6.00(d,1H,J=13Hz,ビニル)、4.70−4.40(m,6H,3CH)、4.20(m,2H,H−2’,H−3’)、3.65(m,2H,H−5’)、3.40(m,1H,H−4’)。
β−D−2’−デオキシ−4’−チオ−5−ビニルウリジン(57)
MeOH(5ml)中に56(220mg,0.43ミリモル)を含む混合物にNaOMe(1.0M溶液,0.87ml,0.87ミリモル)を添加し、混合物を室温で1時間撹拌した。溶媒を蒸発させ、残渣をCHCl/MeOH(9:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物57を白色固体として得た(78mg,67%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.3(s,1H,NH)、8.21(s,1H,H−6)、6.4(dd,1H,CH=CH)、6.28(t,1H,H−1’)、6.00、5.15(2d,1H,CH=CH)、5.23(m,2H,2OH)、4.35(m,1H,H−3’)、3.64(m,2H,H−5’)、3.30(m,1H,H−4’)、2.35−2.15(m,2H,H−2’)。
化合物57の製造と同様にして、60からβ−D−5−E−(2−クロロビニル)−2’−デオキシ−4’−チオウリジン61を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.6(s,1H,NH)、8.18(s,1H,H−6)、7.23(d,J=13Hz,1H,ビニル)、6.70(d,J=13Hz,1H,ビニル)、6.25(t,1H,H−1’)、5.27(d,1H,OH−3’)、5.21(t,1H,1H,OH−5’)、4.35(m,1H,H−3’)、3.70−3.15(m,3H,H−5’,H−4’)、2.30−2.10(m,2H,H−2’)。
化合物57の製造と同様にして、123からβ−D−2’−デオキシ−5−エチルウリジン124を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.3(s,1H,NH)、7.69(s,1H,H−6)、6.18(t,1H,J=6.8Hz,H−1’)、5.24(d,1H,J=4.0Hz,OH−3’)、5.06(t,1H,J=4.8Hz,OH−5’)、4.25(m,1H,H−3’)、3.77(m,H−4’)、3.57(m,2H,H−5’)、2.21(q,2H,CH)、2.09(m,2H,H−2’)、1.03(t,3H,CH)。
化合物57の製造と同様にして、125からβ−D−5−ブチル−2’−デオキシウリジン126を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.24(bs,1H,NH)、7.68(s,1H,H−6)、6.16(t,1H,J=6.8Hz,H−1’)、5.23、5.04(2bs,2H,2OH)、4.23(m,1H,H−3’)、3.75(m,H−4’)、3.55(m,2H,H−5’)、2.17(q,2H,CH)、2.07(m,2H,H−2’)、1.38−1.26(2m,4H,2CH)、0.86(t,3H,CH)。
β−D−2’−デオキシ−5−エチニル−4’−チオウリジン(59)
THF(5ml)中の58(440mg,0.76ミリモル)の混合物にTBAF(1M THF溶液,0.76ml,0.76ミリモル)を添加し、混合物を室温で30分間撹拌した。溶媒を除去した後、残渣をCHClに溶解し、ブラインで洗浄し、乾燥し(NaSO)、濃縮した。残渣をMeOH(5ml)に溶解し、NaOMe(1.0M MeOH溶液,1.53ml)を添加した。溶液を室温で1時間撹拌した後、溶媒を除去した。残渣をCHCl/MeOH(9:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物59を淡黄色固体として得た(98mg,48%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.4(br,1H,NH)、8.5(s,1H,H−6)、6.25(t,1H,H−1’)、5.20(m,2H,2OH)、4.32(m,1H,H−3’)、4.20(s,1H,エチニル)、3.62(m,2H,H−5’)、3.32(m,1H,H−4’)、2.30−2.10(m,2H,H−2’)。
1−(4−チオ−β−D−アラビノフラノシル)−5−ビニルウラシル(65)
−78℃において無水CHCl(10ml)中に64(664mg,1.5ミリモル)を含む溶液にBBr(1M CHCl溶液,7.5ml)をゆっくり添加し、反応混合物を窒素雰囲気下−78℃で4時間撹拌した。MeOH(5ml)を添加して反応を停止し、ピリジンで中和した。溶媒を蒸発により除去した後、残渣をCHCl/MeOH(4:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物65を得た(303mg,77%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.2(s,1H,NH)、8.20(s,1H,H−6)、6.4(dd,1H,CH=CH)、6.27(d,1H,H−1’)、6.00、5.15(2d,2H,CH=CH)、5.70(d,1H,OH−2’)、5.40(d,1H,OH−3’)、5.27(t,1H,OH−5’)、4.00−3.95(m,2H,H−2’,H−3’)、3.75−3.65(m,2H,H−5’)、3.20(m,1H,H−4’)。
化合物65の製造と同様にして、68から5−E−(2−クロロビニル)−1−(4−チオ−β−D−アラビノフラノシル)ウラシル69を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(s,1H,NH)、8.20(s,1H,H−6)、7.23(d,J=13Hz,1H,ビニル)、6.70(d,J=13Hz,1H,ビニル)、6.26(d,1H,H−1’)、5.68(d,1H,OH−2’)、5.40(d,1H,OH−3’)、5.25(t,1H,OH−5’)、4.02−3.95(m,2H,H−2’,H−3’)、3.75−3.60(m,2H,H−5’)、3.21(m,1H,H−4’)。
5−エチニル−1−(4−チオ−β−D−アラビノフラノシル)ウラシル(67)
THF(10ml)中に66(940mg,1.5ミリモル)を含む混合物にTBAF(1M THF溶液,1.5ml,1.5ミリモル)を添加し、混合物を室温で30分間撹拌した。溶媒を除去した後、残渣をCHCl(50ml)に溶解し、水で洗浄し、NaSOで乾燥し、蒸発乾固させた。次いで、残渣を無水CHCl(10ml)に溶解し、−78℃に冷却した。BBr(1M CHCl溶液,7.5ml)をゆっくり添加し、反応混合物を窒素雰囲気下−78℃で4時間撹拌した。MeOH(5ml)を添加して反応を停止し、ピリジンで中和した。溶媒を蒸発により除去した後、残渣をCHCl/MeOH(4:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物67を得た(311mg,73%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.3(br,1H,NH)、8.42(s,1H,H−6)、6.25(t,1H,H−1’)、5.68(br,1H,OH−2’)、5.42(d,1H,OH−3’)、5.25(t,1H,OH−5’)、4.10(s,1H,エチニル)、4.01−3.94(m,2H,H−2’,H−3’)、3.72−3.60(m,2H,H−5’)、3.24(m,1H,H−4’)。
β−D−5−(5−クロロチエン−2−イル)−2’−デオキシウリジン(84)
無水ピリジン(10ml)中に81(618mg,1.1ミリモル)及びNCS(142mg,1.05ミリモル)を含む溶液を70℃で4時間加熱した。溶媒を除去した後、残渣をトルエンと共蒸発させ、NH−MeOH溶液(2M溶液,40ml)を添加した。溶液を栓付きフラスコにおいて室温で一晩撹拌した。溶媒を除去した後、残渣をCHCl/MeOH(9:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製し、アセトン/CHClから再結晶して、標記化合物84を黄褐色結晶として得た(208mg,55%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.8(s,1H,NH)、8.67(s,1H,H−6)、7.24(d,1H,J=4.4Hz,チエニル)、7.06(d,1H,J=4.4Hz,チエニル)、6.19(t,1H,J=6.0Hz,H−1’)、5.37(t,1H,J=4.8Hz,OH−5’)、5.29(d,1H,J=4.4Hz,OH−3’)、4.31(m,1H,H−3’)、3.84(m,1H,H−4’)、3.71−3.65(m,2H,H−5’)、2.25−2.18(m,2H,H−2’)。
化合物84の製造と同様にして、88からβ−L−5−(5−クロロチエン−2−イル)−2’−デオキシウリジン91を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.8(s,1H,NH)、8.67(s,1H,H−6)、7.24(d,1H,J=4.4Hz,チエニル)、7.06(d,1H,J=4.4Hz,チエニル)、6.19(t,1H,J=6.0Hz,H−1’)、5.37(t,1H,J=4.8Hz,OH−5’)、5.29(d,1H,J=4.4Hz,OH−3’)、4.31(m,1H,H−3’)、3.84(m,1H,H−4’)、3.71−3.65(m,2H,H−5’)、2.25−2.17(m,2H,H−2’)。
β−D−5−(5−ブロモチエン−2−イル)−2’−デオキシウリジン(85)
室温において81(113mg,0.2ミリモル)及びCHCl(10ml)の混合物にBr−CCl(CCl(2ml)中Br(32mg))を15分間かけて滴下した後、溶液を水で2回洗浄した。有機相を蒸発させ、トルエンと共蒸発させた後、NH−MeOH溶液(2M溶液,30ml)を添加した。溶液を栓付きフラスコにおいて室温で一晩撹拌した。溶媒を除去した後、残渣をCHCl/MeOH(9:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製し、アセトン/CHClから再結晶して、標記化合物85を淡黄色固体として得た(49mg,63%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.8(s,1H,NH)、8.67(s,1H,H−6)、7.21(d,1H,J=4.0Hz,チエニル)、7.16(d,1H,J=4.0Hz,チエニル)、6.19(t,1H,J=6.0Hz,H−1’)、5.37(t,1H,J=4.8Hz,OH−5’)、5.29(d,1H,J=4.4Hz,OH−3’)、4.30(m,1H,H−3’)、3.84(m,1H,H−4’)、3.71−3.65(m,2H,H−5’)、2.25−2.18(m,2H,H−2’)。
化合物85の製造と同様にして、88からβ−L−5−(5−ブロモチエン−2−イル)−2’−デオキシウリジン92を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.8(s,1H,NH)、8.67(s,1H,H−6)、7.21(d,1H,J=4.0Hz,チエニル)、7.16(d,1H,J=4.0Hz,チエニル)、6.19(t,1H,J=6.4Hz,H−1’)、5.36(t,1H,J=4.4Hz,OH−5’)、5.28(d,1H,J=4.4Hz,OH−3’)、4.30(m,1H,H−3’)、3.83(m,1H,H−4’)、3.70−3.65(m,2H,H−5’)、2.25−2.17(m,2H,H−2’)。
化合物85の製造と同様にして、110から(2R,4R)−5−(5−ブロモ−2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル113を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(s,1H,NH)、8.26(s,1H,H−6)、6.82、6.60(2d,2H,フラニル)、6.19(m,1H,H−2’)、5.62(m,1H,H−4’)、4.90(br,1H,OH)、4.20−4.05(m,2H,H−5’)、3.12(m,1H,H−6’)。
化合物85の製造と同様にして、111から(2R,4R)−5−(5−ブロモ−チエン−2−イル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル115を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.8(br,1H,NH)、8.65(s,1H,H−6)、7.20(d,1H,チエニル)、7.16(d,1H,チエニル)、6.19(m,1H,H−2’)、5.61(m,1H,H−4’)、4.89(br,1H,OH)、4.22−4.05(m,2H,H−5’)、3.13(m,1H,H−6’)。
化合物85の製造と同様にして、116から(2S,4S)−5−(5−ブロモ−2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル119を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(s,1H,NH)、8.26(s,1H,H−6)、6.82、6.60(2d,2H,フラニル)、6.19(m,1H,H−2’)、5.62(m,1H,H−4’)、4.90(br,1H,OH)、4.20−4.05(m,2H,H−5’)、3.12(m,1H,H−6’)。
化合物85の製造と同様にして、117から(2S,4S)−5−(5−ブロモチエン−2−イル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシル121を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.8(br,1H,NH)、8.65(s,1H,H−6)、7.20(d,1H,チエニル)、7.16(d,1H,チエニル)、6.19(m,1H,H−2’)、5.61(m,1H,H−4’)、4.89(br,1H,OH)、4.22−4.05(m,2H,H−5’)、3.13(m,1H,H−6’)。
β−D−2’−デオキシ−5−(5−ヨードチエン−2−イル)ウリジン(86)
無水MeCN(10ml)中に81(225mg,0.4ミリモル)を含む混合物に12及び亜硝酸セリウムアンモニウム(61mg,0.113ミリモル)を順次添加した。混合物を室温で3時間撹拌した後溶媒を除去した。残渣をEtOAc(30ml)、5% 亜硫酸水素ナトリウム(5ml)及びブライン(10ml)に排出した。水性層をEtOAcで抽出し、合わせた有機相を濃縮乾固させた。トルエン及びEtOHと共蒸発させた後2M NH−MeOH溶液(30ml)に溶解させた。溶液を栓付きフラスコにおいて室温で一晩撹拌した。溶媒を除去した後、残渣をCHCl/MeOH(9:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製し、MeOH/アセトン/CHClから再結晶して、標記化合物86を褐色固体として得た(96mg,55%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.8(s,1H,NH)、8.64(s,1H,H−6)、7.25(d,1H,J=4.0Hz,チエニル)、7.11(d,1H,J=4.0Hz,チエニル)、6.19(t,1H,J=6.4Hz,H−1’)、5.36(t,1H,J=4.8Hz,OH−5’)、5.29(d,1H,J=4.4Hz,OH−3’)、4.30(m,1H,H−3’)、3.84(m,1H,H−4’)、3.70−3.64(m,2H,H−5’)、2.26−2.18(m,2H,H−2’)。
化合物86の製造と同様にして、88からβ−L−2’−デオキシ−5−(5−ヨードチエン−2−イル)ウリジン93を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.8(s,1H,NH)、8.64(s,1H,H−6)、7.25(d,1H,J=4.0Hz,チエニル)、7.11(d,1H,J=4.0Hz,チエニル)、6.19(t,1H,J=6.4Hz,H−1’)、5.36(t,1H,J=4.8Hz,OH−5’)、5.29(d,1H,J=4.4Hz,OH−3’)、4,30(m,1H,H−3’)、3.84(m,1H,H−4’)、3.70−3.64(m,2H,H−5’)、2.25−2.17(m,2H,H−2’)。
(2R,4R)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−(3−ヒドロキシプロペニル)ウラシル(101)
−78℃においてトルエン(100ml)中に100(447mg,1.5ミリモル)を含む溶液にDIBALH(1.0M ヘキサン溶液,1.8ml)を10分間かけて添加した。−78℃で30分撹拌後、MeOH(2ml)を添加して反応を停止し、溶液を室温となるまで放置した。飽和酒石酸ナトリウムカリウム溶液を添加し、混合物をセライトの短パッドを介して濾過した。濾液を真空下で濃縮し、残渣をCHCl/MeOH(9:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物101を白色固体として得た(226mg,56%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(s,1H,NH)、7.62(s,1H,H−6)、6.25(d,1H,H−2’)、6.09(d,1H,ビニル)、5.73(m,1H,ビニル)、5.20(t,1H,H−4’)、4.90(m,2H,2OH)、4.29、4.08(m,4H,H−5’,CH)、3.64(dd,2H,H−6’)。
化合物100の製造と同様にして、108から(2S,4S)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]−5−(3−ヒドロキシプロペニル)ウラシル109を製造した。H NMR(DMSO−d)δ 11.5(s,1H,NH)、7.62(s,1H,H−6)、6.25(d,1H,H−2’)、6.09(d,1H,ビニル)、5.73(m,1H,ビニル)、5.20(t,1H,H−4’)、4.90(m,2H,2OH)、4.29、4.08(m,4H,H−5’,CH)、3.64(dd,2H,H−6’)。
β−D−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−p−トルオイル−5−エチルウリジン(123)
HMDS(20ml)中に5−エチルウラシル(420mg,3ミリモル)及び硫酸アンモニウム(15mg)を含む懸濁液を窒素雰囲気下で2時間還流加熱した。過剰のHMDSを真空下で蒸発させた。室温で撹拌しながら残渣にCHCl(10ml)、次いで2−デオキシ−3,5−ジ−O−p−トルオイル−α−D−エリスロペントフラノシルクロリド122(778mg,2ミリモル;M.Hoffer,Chem.Ber.,93:2771(1960)に従って製造)を少しずつ添加した。生じた溶液を室温で一晩撹拌した。溶媒を元の容量の半分まで濃縮し、EtOHを添加した。CHClの残りを蒸発し、沈殿を濾過し、EtOHで洗浄し、真空下で乾燥して、標記化合物123を白色粉末として得た(890mg,90%)。H NMR(CHCl)δ 8.08(s,1H,NH)、7.97−7.92(m,4H,芳香族)、7.30−7.27(m,4H,芳香族)、7.22(s,1H,H−6)、6.46(dd,1H,H−1’)、5.65(d,1H,H−3’)、4.82−4.62(m,2H,H−5’)、4.54(m,1H,H−4’)、2.70,2.34(2m,2H,H−2’)、2.45(d,6H,2CH)、2.07(q,2H,CH)、0.89(t,3H,CH)。
化合物100の製造と同様にして、122からβ−D−5−ブチル−2’−デオキシ−3’,5’−ジ−O−p−トルオイルウリジン125を製造した。H NMR(CDCl)δ 8.15(s,1H,NH)、7.97−7.92(m,4H,芳香族)、7.30−7.27(m,4H,芳香族)、7.23(s,1H,H−6)、6.46(dd,1H,H−1’)、5.65(d,1H,H−3’)、4.81−4.61(m,2H,H−5’)、4.53(m,1H,H−4’)、2.70、2.34(2m,2H,H−2’)、2.44(d,6H,2CH)、2.02(q,2H,CH)、1.27−1.09(m,4H,2CH)、0.79(t,3H,CH)。
β−D−2’−デオキシ−5−(ヒドロキシメチル)ウリジン(136)
0.5N KOH(100ml)中に2’−デオキシウリジン135(10g,43.8ミリモル)を含む溶液にp−ホルムアルデヒド(12.5g)を添加し、混合物を60℃で1日間加熱した。更に0.5N KOH(150ml)を添加し、混合物を60℃で6日間撹拌した。混合物をDowex−50WX−8−100で中和し、濾過した。樹脂を水で濯ぎ、合わせた濾液を真空下で濃縮した。油状残渣をCHCl/MeOH(4:1)を溶離液とするシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、標記化合物136を黄色粘性泡状物として得た(4.30g,38%)。H NMR(DMSO−d)δ 11.4(br,1H,NH)、7.78(s,1H,H−6)、6.16(m,1H,H−1’)、4.24(m,1H,H−3’)、4.12(s,2H,CH)、3.76(m,H−4’)、3.57(m,2H,H−5’)、2.06(m,2H,H−2’)。
チミジンリン酸化の競合アッセイ
このアッセイは各ヌクレオシドに対する酵素の相対アフィニティーを間接的に測定するものであり、ここではEBV−TKによるヌクレオシドアナログの認識を調べるために使用する(E.A.Gustafson,A.C.Chillemi,D.R.Sage,J.Fingeroth,“EBV−TKはGCVもACVもリン酸化せず、HSV−1 TKと比較して狭い基質特異性を示す(The EBV−TK does not phosphorylate GCV or ACV and demonstrates a narrow substrate specificity compared to the HSV−1 TK)”,Antimicrob.Agents Chemother.,42:2923−2931(1988);E.A.Gustafson,R.F.Schinazi,J.Fingeroth,“HHV−8オープンリーディングフレーム21は、ジドブジンを効率的にリン酸化するがガンシクロビルをリン酸化しない狭い基質特異性を有するチミジン及びチミジレートキナーゼである(HHV−8 open reading frame 21 is a thymidine and thymidilate kinase of narrow substate specificity that efficiently phosphorylates zidovudine but not ganciclovir)”,J.Virol.,74:684−692(2000))。EBV−TKを最適化緩衝液中、100μlの最終容量で基質としての15μM 3H−dTとインキュベートした。酵素源は143B EBV−TK−発現細胞由来のライゼートまたは大腸菌由来の精製GST EBV−TKのいずれかであった。酵素の量は反応が60分間にわたり直線的に進行するように調節した。10倍過剰量(150μM)の試験しようとするヌクレオシドアナログを実験に含めた。反応物50μlを正帯電DE−81ディスク(Whatman)にスポットすることにより反応を30分で停止させた。5mM ギ酸アンモニウムで4回、95%エタノールで1回洗浄した後、ディスクを乾燥し、シンチレーションカウンターで計数した。ヌクレオシドアナログを含まないポジティブコントロール反応物のCPMを100%活性と見做した。標識基質H−dTとの効果的競合によりCPM値が低下した。
細胞毒性アッセイ
このアッセイでは、薬物の連続存在下でのEBV感染細胞を特異的に排除する候補ヌクレオシドの能力を測定する。143B−TK−細胞はTK−1を欠く。293細胞はヒトTK−1を含む。従って、前記アッセイは毒性に対するヒトTK発現の影響を比較して評価する。化合物のストック溶液(20〜40mM)を滅菌DMSO中で調製した後、増殖培地で所望濃度まで希釈した。細胞(143B TK−、293 EBV−TKまたはNeoコントロール細胞)を薬物の存在下で5日間培養し、3日目に培地を薬物を含有する新鮮培地と交換した。次いで、細胞をPBSで1回洗浄し、4% ホルムアルデヒド/1% メタノールで固定し、細胞単層を可視化するために20% エタノール中1% クリスタルバイオレッドで染色した。毒性を採点するために、“+”は細胞が生存しなかったことを意味し、“−”は細胞が試験した薬物の最高濃度で増殖したことを示し、“±”は細胞は生きているが複製しないかまたは非常にゆっくりしか複製しなかったことを意味する。この培養物はなおピンクのままの培地をしばしば有している。このことは細胞代謝の減速を意味する。同一サンプルは3回ずつ測定する。
コロニー形成アッセイ
このアッセイは、GCVに関して記載されているように(L.Z.Rubsam,B.L.Davidson及びD.S.Shewach,“HSV−TK−発現細胞におけるACV及び1−β−D−アラビノフラノシルチミンと比較したGCVによる高い細胞毒性:細胞死滅の範例(Superior cytotoxicity with GCV compared with ACV and 1−beta−D−arabinofuranosylthymine in HSV−TK−expressing cells: a paradigm for cell killing)”,Cancer Res.,58:3873−3882(1998))、薬物に1回暴露後細胞DNAに取り込んで致死的損害を形成するために毒性を呈するヌクレオシドを同定するために設計されている。化合物のストック溶液(20〜40mM)を滅菌DMSO中で調製した後、増殖培地で所望濃度まで希釈した。指数関数的に増殖する細胞を問題のヌクレオシドと24時間インキュベートし、24ウェルプレートにおいて50生存細胞/ウェルで平板培養し、薬物の非存在下で7〜9日間インキュベートする。細胞を上記したように固定、染色し、コロニーを計数する。ヌクレオシドはコロニーの数を低下させ得る。コロニーの数は薬物に初期暴露後に生存し、複製し得る細胞の数の直接指標である。
抗HIV及び細胞毒性アッセイ
化合物の抗HIV−1活性を、R.F.Schinazi,A.McMillan,D.Cannon,R.Mathis,R.M.Lloyd Jr.,A.Peck,J.P.Sommadossi,M.St.Clair,J.Wilson,P.A.Furman,G.Painter,W.B.Choi,D.C.Liotta,Antimicrob.Agents Chemother.,36:2423(1992);R.F.Schinzazi,J.P.Sommadossi,V.Saalmann,D.Cannon,M.Y.Xie,G.Hart,G.Smith,E.Hahn,Antimicrob.Agents Chemother.,34:1061(1990)に既報されているようにヒト末梢血単核(PBM)細胞中で測定した。化合物のストック溶液(20〜40mM)を滅菌DNSO中で調製した後、増殖培地で所望濃度まで希釈した。細胞に0.01の感染の多重度で表現型HIV−1LAIを感染させた。細胞上清から得たウイルスを感染から6日目に(rA)n*(dT)12−18を鋳型−プライマーとして用いる逆転写酵素アッセイにより定量した。希釈溶液(<0.1%)中に存在するDMSOはウイルス収率に影響を持たなかった。AZTをポジティブコントロールとして含めた。幾つかの化合物の毒性を、R.F.Schinazi,J.P.Sommadossi,V.Saalmann,D.L.Cannon,M.Y.Xie,G.C.Hart,G.A.Smith,E.F.Hahn,Antimicrob.Agents Chemother.,34:1061−1067(1990)に既報されているようにVero、ヒトPBM及びCEM細胞において調べた。シクロヘキシミドをポジティブ細胞毒性コントロールとして含め、溶媒に暴露した未処理細胞をネガティブコントロールとして含めた。抗ウイルスEC50、EC90及び細胞毒性IC50をT.C.Chou,P.Talalay,Adv.Enzyme Regul.,22:27−55(1984);M.S.Belen’kii,R.F.Schinazi,Antiviral Res.,25:1−11(1994)に既報されている半有効方法を用いて濃度−応答曲線から求めた。
EBV−TK(または、KHSV−TK)を発現する細胞の作成
ウイルス株B−958由来のエプスタイン−バーウイルス(EBV)チミジンキナーゼ(TK)遺伝子を、E.A.Gustafson,A.C.Chillemi,D.R.Sage,J.D.Fingeroth,“エプスタイン−バーウイルスチミジンキナーゼはガンシクロビルまたはアシクロビルをリン酸化せず、単純ヘルペスウイルスタイプ1チミジンキナーゼと比較して狭い基質特異性を示す(The Epstein−Barr virus thymidine kinase does not phosphorylate ganciclovir or acyclovir and demonstrates a narrow substrate specificity compared to the herpes simplex virus type 1 thymidine kinase)”,Antimicrob.Agents Chemother.,42(11):2923−31(1998)に記載されているようにベクターpCMVにクローン化した。次いで、ベクターをリポフェクタミン試薬を用いて2つのヒト細胞株にトラクスフェクトした。細胞を選択し、TK遺伝子(RNA及びタンパク質)の発現を調べた。前記細胞を使用して、細胞を候補ヌクレオシドアナログに感作させるEBV−TKの能力を評価するための2つのアッセイ系を作成した。KHSV−TKを発現する細胞も同様にしてアッセイのために作成した。
EBV−TK(または、KHSV−TK)を発現する143B TK−ヒト骨肉腫細胞の作成
143B TK−骨肉腫細胞はATCCから入手した。これらの細胞は変異ヒトTK1遺伝子を含むが、ヒトTK1 RNA/タンパク質を合成しない。前記細胞はヒトTK2及びチミジレートシンターゼを合成する。前記細胞は、使用されていないときにTK表現型への逆転を防止するために5−ブロモデオキシウリジンを含む培地において維持させる。細胞は有効なチミジンキナーゼ活性を有するタンパク質を導入しないならばチミジンサルベージ経路を利用できない。EBV−TKをトランスフェクトした細胞をHAT(ヒポキサンチン、アミノプテリン、チミジン)を用いて選択した。アミノプテリン成分の葉酸拮抗薬はプリンヌクレオシドモノホスフェート及びチミジンモノホスフェートの正常なデノボ合成においてテトラヒドロフレートが関与する反応をブロックする。これにより、生存のためのサルベージ経路に対する依存が生ずる。
EBV−TKトランスフェクタントはクローンとして増殖する。各種実験で複数の各クローン及びバルク集団(クローンの混合物)を用いた。TKを発現しない空コントロールベクターをトランスフェクトした細胞はHATにおいて全く増殖しなかった。
生存した細胞はすべてEBV−TKを発現した。これは、2つの方法、すなわち(1)EBV−TK RNA(プローブとしてEBV−TKを含むゲノム断片BXLF1を用いるRNAドットブロットハイブリダイゼーションまたはノーザンブロットハイブリダイゼーション)及び/または(2)EBV−TKタンパク質の検出(EBV−TKに対する高力価抗体を有することが公知の上咽頭癌患者からのヒト異種抗血清またはより最近では精製EBV−TKに対する単特異性家兎異種抗血清を用いる免疫ブロット)により実証された。EBV−TK担持細胞は選択後すぐに利用され、凍結させた。トランスフェクタントはRNAブロットハイブリダイゼーションによりヒトTK1陰性であることが繰り返し実証された。別のコントロール細胞株も樹立させた。143B TK−細胞にHSV−1 TK、KHSV(KHSV)TK及びヒトTK−1を同様にトランスフェクトした。トランスフェクションのために使用した各プラスミドは、E.A.Gustafson,A.C.Chillemi,D.R.Sage及びJ.D.Fingeroth,“エプスタイン−バーウイルスチミジンキナーゼはガンシクロビルまたはアシクロビルをリン酸化せず、単純ヘルペスウイルスタイプ1チミジンキナーゼと比較して狭い基質特異性を示す(The Epstein−Barr virus thymidine kinase does not phosphorylate ganciclovir or acyclovir and demonstrates a narrow substrate specificity compared to the herpes simplex virus type 1 thymidine kinase)”,Antimicrob.Agents Chemother.,42(11):2923−31(1998)及びE.A.Gustafson,R.F.Schinazi及びJ.D.Fingeroth,“ヒトヘルペスウイルス8オープンリーディングフレーム21は効果的にジドブジンをリン酸化するがガンシクロビルをリン酸化しない狭い基質特異性を有するチミジン及びチミジレートキナーゼである(Human herpervirus 8 open reading frame 21 is a thymidine and thymidylate kinase of narrow substrate specificity that efficiently phosphorylates zidovudine but not ganciclovir)”,J.Virol.,74(2):684−92(2000)に記載されているように作成した。発現はRNAブロットハイブリダイゼーションにより実証された。
幾つかの実験でHAT選択の必要性を排除するために、EBV−TK担持143B TK−細胞(及びコントロール、すなわち143B TK−細胞のみまたはそれぞれHSV1−TK、KHSV−TK、ヒトTK1を発現する143B TK−細胞)をHAT選択から除去し、ジェネテシン(G418)耐性を付与するプラスミドpSV2 neoをトランスフェクトした。次いで、細胞をG418を用いて選択した。EBV−TKのクローン発現がノーザンブロットハイブリダイゼーション及び/または免疫ブロットにより実証された。細胞を関連実験に対して上記したように再分析した。前記細胞を候補ヌクレオシドアナログをスクリーニングするために使用した。これらの細胞はインビボアッセイで各TKにより与えられる活性を明らかに区別するので有効なスクリーニングが提供される。EBV−TK−発現細胞に対して毒性であるが、(HAT選択の存在または非存在下で)143B TK細胞または143B ヒトTK1−発現細胞に対して毒性でない化合物がEBV−TK特異的細胞毒性活性を有する。候補化合物の活性は更にHSV1−TK及びKHSV−TK発現143B TK−細胞と比較される。これにより、更なる治療用途を有し得る情報が得られる。
EBV−TK(または、KHSV−TK)を発現する293ヒト胚腎細胞の作成
293細胞はATCCから入手した。これらの細胞は剪断アドノウイルスDNAで不死化したヒト胚腎細胞であり、アデノウイルスタンパク質E1A及びE1Bを発現する。293細胞はヒトTK1及びTK2を発現する。293 EBV−TK細胞を作成するために、293細胞にpCMV EBV−TK+pSV2 neoまたはpCMVコントロール+pSV2 neoを20:1の比で同時トランスフェクトした(典型的には、pCMV EBV−TK 2〜10μg及びpSV2neo 0.1〜0.5μg)。導入した細胞をG418(1mg/ml)を用いて選択した。クローンは上記したようEBV−TKを発現することが示された。
293 KHSV−TK細胞は、ベクターpCMV KHSV−TKとpSV2 neo(同時トランスフェクション)または(内在性neoマーカーを含む)単一ベクターpcDNA3−KHSV−TKを用いて同様に作成した。クローンはRNAブロットハイブリダイゼーションによりKHSV−TKを発現することが示された。ポジティブコントロールもバルク集団を得るためにプールした。
293 EBV−TK neo(クローン及びバルク)を、実施例25及び26に記載されている2つの独立アッセイにおいて候補ヌクレオシドアナログをスクリーニングするために使用した。
細胞毒性アッセイ(143B TK及び293トランスフェクタント)
2つの細胞系を使用して各ヌクレオシドの細胞毒性を調べる。得られた情報は使用した系に依存する。143B TK−細胞において、TKによるリン酸化に依存する細胞毒性物質は容易に同定される。EBV−TKまたはhTK1のいずれかを発現する143B TK−細胞により、いずれの酵素が薬物を細胞毒性とし得るかどうかを評価できる。よって、非特異的細胞毒性を引き起こすであろうhTK1により活性化され得る薬物が容易に同定される。1つの欠点は、これらの細胞がヌクレオシドをTKサルベージ経路(EBV−TKまたはhTK1)に強制させるHAT培地において増殖することである。十分量のdTが細胞複製のために利用できないようにヌクレオシドがリン酸化についてdTを排除するならば偽陽性が生ずる恐れがある。この毒性は、dTTP生成に利用可能な合成経路及びサルベージ経路を有する細胞では低下する場合もある。このために、293系が開発された。前記細胞は内在性hTK1を有し、EBV−TKはG418における選択により維持される。従って、正常なhTK1サルベージ経路は可動し、ヌクレオシドは細胞中を正常に流れると予想され得る。薬物を、ネオマイシン(Neo)発現プラスミド(Neoコントロール)で形質転換した293細胞及びEBV−TKをも発現する同一プラスミドをトランスフェクトした細胞とインキュベートする。EBV−TKにより選択的に活性化されるヌクレオシドは293 EBV−TKに対して細胞毒性を生じさせるが、Neoコントロール細胞に対しては細胞毒性を生じさせてはならない。143B及び293細胞系では、毒性は細胞生存により評価される。細胞を薬物の存在下で5日間培養し、3日目に培地を薬物を含有する新鮮培地と交換する。次いで、細胞をPBSで1回洗浄し、4% ホルムアルデヒド/1% メタノールで固定し、細胞単層を可視化するために20% エタノール中1% クリスタルバイオレッドで染色する。毒性を採点するために、“+”は細胞が生存しなかったことを意味し、“−”は細胞が試験した薬物の最高濃度でもうまく増殖したことを示し、“±”は細胞は生きているが複製しないかまたは非常にゆっくりしか複製しなかったことを意味する(培地がピンクのままであり、このことは細胞代謝の減速を意味する)。死細胞を排除するためにトリプシンブルー染色剤の存在下で細胞を計数することにより直接定量した(盲検)。アッセイはすべて3回ずつ実施した。他の方法も利用可能であるが、トリプシンブルー排除は細胞死ではなく増殖抑制を効果的に示すアッセイ(例えば、MTT)と比較して細胞死の優れた測定であることが分かっている。
コロニー形成アッセイ(293トランスフェクタント)
このアッセイは、GCVに関してL.Z.Rubsam,B.L.Davidson及びD.S.Shewach,“単純ヘルペスウイルスチミジンキゼ発現細胞におけるアシクロビル及び1−β−D−アラビノフラノシルチミンと比較したガンシクロビルによる高い細胞毒性:細胞死滅の新しい範例(Superior cytotoxicity with ganciclovir compared with acyclovir and 1−beta−D−arabinofuranoxylthymine in herpes simplex virus−thymidine kinase−expressing cells: a novel paradigm for cell killing)”,Cancer Res.,58(17):3873−82(1998)に記載されているように、細胞DNAに取り込んで致死的損傷を形成するために毒性を呈するヌクレオシドを同定するために設計されている。前記毒性は薬物に対する常時暴露に依存せず、log相増殖中の薬物への暴露にのみ依存する。代謝経路での鎖停止または酵素の阻害のような各種メカニズムを介して作用するヌクレオシドはしばしば細胞増殖抑制性のみであり、細胞は薬物除去後正常増殖に戻ることがある。通常の細胞毒性スクリーニングとは異なり、前記ヌクレオシドはこのアッセイで高い細胞毒性を示さない。指数関数的に増殖する細胞を候補ヌクレオシドと24時間インキュベートし、24ウェルプレートにおいて50生存細胞/ウェルで平板培養し、薬物の非存在下で7〜9日間インキュベートする。細胞を上記したように固定、染色し、コロニーを計数する。効果的に作用するヌクレオシドはコロニーの数を低下させる。コロニーの数は薬物に初期暴露後に生存し、複製し得る細胞の数の直接指標である。
本発明を好ましい実施態様を参照して説明してきた。本明細書の詳細記載から本発明の変更及び修飾は当業者に自明である。変更及び修飾はすべて本発明の範囲内に含まれると解される。
本発明の特定化合物の合成、特に5−E−(2−クロロビニル)ウラシルヌクレオシドの合成の非限定例である。 本発明の特定化合物の合成、特に5−ビニルウラシルヌクレオシドの合成の非限定例である。 本発明の特定化合物の合成、特に5−エチニルウラシルヌクレオシドの合成の非限定例である。 本発明の特定化合物の合成、特に非環式5−置換ウラシルヌクレオシドの合成の非限定例である。 本発明の特定化合物の合成、特に5−置換ウラシル4’−チオヌクレオシドの合成の非限定例である。 本発明の特定化合物の合成、特に5−置換ウラシル炭素環式ヌクレオシドの合成の非限定例である。 本発明の特定化合物の合成、特に5−置換ジオキソランヌクレオシドの合成の非限定例である。 本発明の特定化合物の合成、特に5−置換チエニルウラシルヌクレオシドの合成の非限定例である。 本発明の特定化合物の合成、特に5−チエニル置換ジオキソランヌクレオシドの合成の非限定例である。 本発明の特定化合物の合成、特に5−置換2’−デオキシウリジンヌクレオシドの合成の非限定例である。 特定化合物の精製GST EBV−TK融合タンパク質との競合効果を示すグラフである。 EBV−TKを発現する143B TK細胞と再導入したヒトTK−1(hTK−1)を発現する143B TK細胞を比較する特定化合物の競合効果を示すグラフである。 EBV−TK対内因性hTK−1を発現する細胞におけるコロニー形成に対する5−ビニル−2’−デオキシウリジン(5−ビニル−dUとも称する)の効果を示すグラフである。 20μM濃度でのEBV−TK、hTK−1またはTK欠乏(TK)を発現する143B細胞に対する特定化合物の細胞毒性を示すグラフである。 293 EBV−TK細胞対293 Neo細胞に対する特定化合物の細胞毒性効果を直接示す。 293 Neo細胞と比較したEBV−TKをトランスフェクトした細胞(293 EBV−TK細胞)に対する5−ビニル−2’−デオキシウリジン(5−ビニル−dU)の用量依存抑制を示す。 20μMで5日治療後の特定化合物の143B対143 EBV−TK細胞に対する細胞毒性を示すグラフである。 精製GST−EBV−TK融合タンパク質を用いる特定化合物と放射標識チミジン間の競合アッセイを示すグラフである。

Claims (81)

  1. 有効量の一般式(I)、(II)または(III):
    Figure 2005528334
    [式中、
    i)XはO、S、NR、CH、CHFまたはCFであり、
    ii)Rは水素、ハロゲン(Cl,Br,I,F)、アルキル、ハロアルキル、アルケニル、ハロアルケニル、アルキニル、ハロアルキニル、シクロアルキル、CN、CF、N、NO、アリール、ヘテロアリール、ヘテロアリール、アシル、またはCOR(ここで、RはH、OH、SH、アルキル、アミノアルキル、アルコキシまたはチオアルキルから選択される)から選択され、
    iii)R及びR2’は独立してH;アルキル、アルケニル、アルキニルまたはアリールで置換されたカルボニル;フェニル基が場合により1つ以上の置換基で置換されていてもよいベンジル;ホスフェート、ホスフェートエステルまたはスルホネートエステル;リン脂質を含めた脂質;アミノ酸;ペプチド;コレステロール;またはインビボで投与したときにR及びR2’の一方または両方がHである化合物を生じ得る他の医薬的に許容され得る離脱基であり、
    iv)RはH、OH、ハロゲン(F,Cl,Cr,I)、保護ヒドロキシ基またはCHORから選択され、
    v)Rは独立してH、アシル、アルキル、アルケニル、アルキニルまたはシクロアルキルであり、
    vi)YはH、OH、ハロゲン(F,Cl,Br,I)、N、CNまたはOR2’から選択され、
    vii)ZはOまたはSである]
    を有する化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを投与することを含むエプスタイン−バーウイルスまたはKHSVに感染している宿主の治療方法。
  2. 化合物が2’−デオキシ−5−ビニルウリジンである請求項1に記載の方法。
  3. 化合物が5−ビニルウリジンである請求項1に記載の方法。
  4. 化合物が2’−デオキシ−5−ヨードウリジンである請求項1に記載の方法。
  5. 化合物が2’−デオキシ−5−(ヒドロキシメチル)ウリジンである請求項1に記載の方法。
  6. 化合物が5−ブチル−2’−デオキシウリジンである請求項1に記載の方法。
  7. 化合物が5−E−(2−カルボキシビニル)−2’−デオキシウリジンである請求項1に記載の方法。
  8. 化合物が(2S,4S)−5−(2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項1に記載の方法。
  9. 化合物が(2S,4S)−5−(5−ブロモ−2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項1に記載の方法。
  10. 化合物が(2S,4S)−5−(2−チエニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項1に記載の方法。
  11. 化合物が(2S,4S)−5−(5−ブロモチエン−2−イル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項1に記載の方法。
  12. 化合物が(2S,4S)−5−(3−ヒドロキシプロペニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項1に記載の方法。
  13. 宿主が急性単核細胞症を呈している請求項1に記載の方法。
  14. 宿主が口腔毛状白斑を呈している請求項1に記載の方法。
  15. 投与される化合物がβ−L−異性体であり、少なくとも95%の純度である請求項1に記載の方法。
  16. 投与される化合物がβ−D−異性体であり、少なくとも95%の純度である請求項1に記載の方法。
  17. 宿主がヒトである請求項1に記載の方法。
  18. 有効量の一般式(I)、(II)または(III):
    Figure 2005528334
    [式中、
    i)XはO、S、NR、CH、CHFまたはCFであり、
    ii)Rは水素、ハロゲン(Cl,Br,I,F)、アルキル、ハロアルキル、アルケニル、ハロアルケニル、アルキニル、ハロアルキニル、シクロアルキル、CN、CF、N、NO、アリール、ヘテロアリール、ヘテロアリール、アシル、またはCOR(ここで、RはH、OH、SH、アルキル、アミノアルキル、アルコキシまたはチオアルキルから選択される)から選択され、
    iii)R及びR2’は独立してH;アルキル、アルケニル、アルキニルまたはアリールで置換されたカルボニル;フェニル基が場合により1つ以上の置換基で置換されていてもよいベンジル;ホスフェート、ホスフェートエステル、またはメタンスルホニルのようなアルキルまたはアリールアルキルスルホニルを含めたスルホネートエステル;リン脂質を含めた脂質;アミノ酸;ペプチド;コレステロール;またはインビボで投与したときにR及びR2’の一方または両方がHである化合物を生じ得る他の医薬的に許容され得る離脱基であり、
    iv)RはH、OH、ハロゲン(F,Cl,Cr,I)、保護ヒドロキシ基またはCHORから選択され、
    v)Rは独立してH、アシル、アルキル、アルケニル、アルキニルまたはシクロアルキルであり、
    vi)YはH、OH、ハロゲン(F,Cl,Br,I)、N、CNまたはOR2’から選択され、
    vii)ZはOまたはSである]
    を有する化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを投与することを含むエプスタイン−バーウイルスまたはKHSVゲノムを有している細胞の異常細胞増殖または細胞機能不全を有している宿主の治療方法。
  19. 化合物が2’−デオキシ−5−ビニルウリジンである請求項18に記載の方法。
  20. 化合物が5−ビニルウリジンである請求項18に記載の方法。
  21. 化合物が2’−デオキシ−5−ヨードウリジンである請求項18に記載の方法。
  22. 化合物が2’−デオキシ−5−(ヒドロキシメチル)ウリジンである請求項18に記載の方法。
  23. 化合物が5−ブチル−2’−デオキシウリジンである請求項18に記載の方法。
  24. 化合物が5−E−(2−カルボキシビニル)−2’−デオキシウリジンである請求項18に記載の方法。
  25. 化合物が(2S,4S)−5−(2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項18に記載の方法。
  26. 化合物が(2S,4S)−5−(5−ブロモ−2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項18に記載の方法。
  27. 化合物が(2S,4S)−5−(2−チエニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項18に記載の方法。
  28. 化合物が(2S,4S)−5−(5−ブロモチエン−2−イル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項18に記載の方法。
  29. 化合物が(2S,4S)−5−(3−ヒドロキシプロペニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項18に記載の方法。
  30. 宿主が鼻咽腔癌を呈している請求項18に記載の方法。
  31. 宿主がB細胞リンパ腫を呈している請求項18に記載の方法。
  32. 宿主がB細胞リンパ増殖性疾患を呈している請求項18に記載の方法。
  33. 宿主がホジキン病を呈している請求項18に記載の方法。
  34. 宿主がTリンパ腫を呈している請求項18に記載の方法。
  35. 宿主がNK/単球様/樹状細胞悪性疾患を呈している請求項18に記載の方法。
  36. 宿主が散発性上皮癌を呈している請求項18に記載の方法。
  37. 宿主が平滑筋肉腫を呈している請求項18に記載の方法。
  38. 宿主が多中心性平滑筋肉腫を呈している請求項18に記載の方法。
  39. 宿主がカポジ肉腫を呈している請求項18に記載の方法。
  40. 宿主が多中心性キャッスルマン病を呈している請求項18に記載の方法。
  41. 宿主がゲルマニウム栄養性リンパ腫を呈している請求項18に記載の方法。
  42. 投与される化合物がβ−L−異性体であり、少なくとも95%の純度である請求項18に記載の方法。
  43. 投与される化合物がβ−D−異性体であり、少なくとも95%の純度である請求項18に記載の方法。
  44. 宿主がヒトである請求項18に記載の方法。
  45. (i)酵素がEVBもKHSVゲノムも有していない細胞において発現し得るように前記細胞または周辺細胞にEVB−TKまたはKHS−TK遺伝子を投与した後、
    (ii)有効量の一般式(I)、(II)または(III):
    Figure 2005528334
    [式中、
    i)XはO、S、NR、CH、CHFまたはCFであり、
    ii)Rは水素、ハロゲン(Cl,Br,I,F)、アルキル、ハロアルキル、アルケニル、ハロアルケニル、アルキニル、ハロアルキニル、シクロアルキル、CN、CF、N、NO、アリール、ヘテロアリール、ヘテロアリール、アシル、またはCOR(ここで、RはH、OH、SH、アルキル、アミノアルキル、アルコキシまたはチオアルキルから選択される)から選択され、
    iii)R及びR2’は独立してH;アルキル、アルケニル、アルキニルまたはアリールで置換されたカルボニル;フェニル基が場合により1つ以上の置換基で置換されていてもよいベンジル;ホスフェート、ホスフェートエステル、またはメタンスルホニルのようなアルキルまたはアリールアルキルスルホニルを含めたスルホネートエステル;リン脂質を含めた脂質;アミノ酸;ペプチド;コレステロール;またはインビボで投与したときにR及びR2’の一方または両方がHである化合物を生じ得る他の医薬的に許容され得る離脱基であり、
    iv)RはH、OH、ハロゲン(F,Cl,Cr,I)、保護ヒドロキシ基またはCHORから選択され、
    v)Rは独立してH、アシル、アルキル、アルケニル、アルキニルまたはシクロアルキルであり、
    vi)YはH、OH、ハロゲン(F,Cl,Br,I)、N、CNまたはOR2’から選択され、
    vii)ZはOまたはSである]
    を有する化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを投与することを含む細胞の異常細胞増殖または細胞機能不全を有している宿主の治療方法。
  46. 化合物が2’−デオキシ−5−ビニルウリジンである請求項45に記載の方法。
  47. 化合物が5−ビニルウリジンである請求項45に記載の方法。
  48. 化合物が2’−デオキシ−5−ヨードウリジンである請求項45に記載の方法。
  49. 化合物が2’−デオキシ−5−(ヒドロキシメチル)ウリジンである請求項45に記載の方法。
  50. 化合物が5−ブチル−2’−デオキシウリジンである請求項45に記載の方法。
  51. 化合物が5−E−(2−カルボキシビニル)−2’−デオキシウリジンである請求項45に記載の方法。
  52. 化合物が(2S,4S)−5−(2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項45に記載の方法。
  53. 化合物が(2S,4S)−5−(5−ブロモ−2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項45に記載の方法。
  54. 化合物が(2S,4S)−5−(2−チエニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項45に記載の方法。
  55. 化合物が(2S,4S)−5−(5−ブロモチエン−2−イル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項45に記載の方法。
  56. 化合物が(2S,4S)−5−(3−ヒドロキシプロペニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項45に記載の方法。
  57. 投与される化合物がβ−L−異性体であり、少なくとも95%の純度である請求項45に記載の方法。
  58. 投与される化合物がβ−D−異性体であり、少なくとも95%の純度である請求項45に記載の方法。
  59. 宿主がヒトである請求項45に記載の方法。
  60. エプスタイン−バーウイルスまたはKHSVを有している細胞を処理するのに有効な量の式:
    Figure 2005528334
    [式中、
    i)XはO、S、NR、CH、CHFまたはCFであり、
    ii)Rは水素、ハロゲン(Cl,Br,I,F)、アルキル、ハロアルキル、アルケニル、ハロアルケニル、アルキニル、ハロアルキニル、シクロアルキル、CN、CF、N、NO、アリール、ヘテロアリール、ヘテロアリール、アシル、またはCOR(ここで、RはH、OH、SH、アルキル、アミノアルキル、アルコキシまたはチオアルキルから選択される)から選択され、
    iii)R及びR2’は独立してH;アルキル、アルケニル、アルキニルまたはアリールで置換されたカルボニル;フェニル基が場合により1つ以上の置換基で置換されていてもよいベンジル;ホスフェート、ホスフェートエステル、またはメタンスルホニルのようなアルキルまたはアリールアルキルスルホニルを含めたスルホネートエステル;リン脂質を含めた脂質;アミノ酸;ペプチド;コレステロール;またはインビボで投与したときにR及びR2’の一方または両方がHである化合物を生じ得る他の医薬的に許容され得る離脱基であり、
    iv)RはH、OH、ハロゲン(F,Cl,Cr,I)、保護ヒドロキシ基またはCHORから選択され、
    v)Rは独立してH、アシル、アルキル、アルケニル、アルキニルまたはシクロアルキルであり、
    vi)YはH、OH、ハロゲン(F,Cl,Br,I)、N、CNまたはOR2’から選択され、
    vii)ZはOまたはSである]
    を有する化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグを含む医薬組成物。
  61. 化合物が2’−デオキシ−5−ビニルウリジンである請求項60に記載の医薬組成物。
  62. 化合物が5−ビニルウリジンである請求項60に記載の医薬組成物。
  63. 化合物が2’−デオキシ−5−ヨードウリジンである請求項60に記載の医薬組成物。
  64. 化合物が2’−デオキシ−5−(ヒドロキシメチル)ウリジンである請求項60に記載の医薬組成物。
  65. 化合物が5−ブチル−2’−デオキシウリジンである請求項60に記載の医薬組成物。
  66. 化合物が5−E−(2−カルボキシビニル)−2’−デオキシウリジンである請求項60に記載の医薬組成物。
  67. 化合物が(2S,4S)−5−(2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項60に記載の医薬組成物。
  68. 化合物が(2S,4S)−5−(5−ブロモ−2−フラニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項60に記載の医薬組成物。
  69. 化合物が(2S,4S)−5−(2−チエニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項60に記載の医薬組成物。
  70. 化合物が(2S,4S)−5−(5−ブロモチエン−2−イル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項60に記載の医薬組成物。
  71. 化合物が(2S,4S)−5−(3−ヒドロキシプロペニル)−1−[2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキソラン−4−イル]ウラシルである請求項60に記載の医薬組成物。
  72. 宿主が急性単球細胞症を呈している請求項30に記載の医薬組成物。
  73. 投与される化合物がβ−L−異性体であり、少なくとも95%の純度である請求項52に記載の医薬組成物。
  74. 投与される化合物がβ−D−異性体であり、少なくとも95%の純度である請求項52に記載の医薬組成物。
  75. EBV−TKまたはKHSV−TK遺伝子がトランスフェクトされている不死化ヒト胚腎細胞。
  76. 293細胞である請求項75に記載の細胞。
  77. EBV−TKがトランスフェクトされている請求項75に記載の細胞。
  78. KHSV−TKがトランスフェクトされている請求項75に記載の細胞。
  79. (i)EBV−TKまたはKHSV−TK遺伝子を有し、発現する細胞を異常細胞に対してバイスタンダー効果を与え得る位置に投与し、その後(ii)有効量の一般式(I)、(II)または(III)を有する化合物を投与することを含むEBVもKHSVゲノムも有していない細胞の異常細胞増殖または細胞機能不全を有している宿主の治療方法。
  80. エプスタイン−バーウイルスまたはKHSVに感染している宿主の治療用薬剤の製造における一般的(I)、(II)または(III):
    Figure 2005528334
    (式中、変数は上に定義した通りである)
    を有する化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグの使用。
  81. エプスタイン−バーウイルスまたはKHSVゲノムを有している細胞の異常細胞増殖または細胞機能不全を有している宿主の治療用薬剤の製造における一般的(I)、(II)または(III):
    Figure 2005528334
    (式中、変数は上に定義した通りである)
    を有する化合物、またはその医薬的に許容され得る塩またはプロドラッグの使用。
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