JP2009137884A - Pharmaceutical composition for ced method - Google Patents

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Masayuki Yokoyama
昌幸 横山
Teiji Tominaga
悌二 冨永
Toshihiro Kumabe
俊宏 隈部
Masahiko Sonoda
順彦 園田
Yoji Yamashita
洋二 山下
Masayuki Kanamori
政之 金森
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Tohoku University NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pharmaceutical composition for the CED (convection-enhanced delivery) method, exhibiting its own high medicinal activity with broad distribution over the brain tissue in brain treatment by the CED method, and applicable to various medicaments including hydrophobic medicaments. <P>SOLUTION: The pharmaceutical composition for the CED method is such as to include medicament-encapsulated polymer micelles as the active ingredient in an aqueous medium, wherein the medicament-encapsulated polymer micelles are such that a medicament is encapsulated in polymer micelles formed of a block copolymer having a hydrophilic region and a hydrophobic region, wherein the hydrophilic region and the hydrophobic region are disposed outside and inside respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、CED法に用いられる医薬組成物に関する。   The present invention relates to a pharmaceutical composition used in the CED method.

近年、悪性神経膠腫(膠芽腫、退形成星細胞腫等)に対しての手術療法、放射線療法に加え、化学療法、免疫療法、遺伝子治療、分子標的療法等の各種治療法が試みられているが治療成績の改善は1980年代と比較してもさほど進歩していない現状である。特に神経膠腫の32%を占める膠芽腫においては5年間の生存率が約7%と極めて不良である。2006年に薬価収載された経口アルキル化剤は初発膠芽腫患者における生存期間延長効果が、第III相試験により確認されている唯一の抗がん剤であるが、この手法により治療された患者の生存期間中央値は14.6ヶ月に過ぎず、放射線療法単独で加療された場合と比較して約2ヶ月の延長効果に限られている。さらには再発悪性神経膠腫においては、現在、治療が困難な疾患と認められている。   In recent years, in addition to surgical therapy and radiation therapy for malignant gliomas (glioblastoma, anaplastic astrocytoma, etc.), various therapies such as chemotherapy, immunotherapy, gene therapy, and molecular targeted therapy have been tried. However, the improvement of treatment results has not progressed much compared to the 1980s. In particular, glioblastoma, which accounts for 32% of gliomas, has a very poor 5-year survival rate of about 7%. The oral alkylating agent listed in the drug price list in 2006 is the only anti-cancer drug that has been confirmed by phase III trials to prolong survival in patients with primary glioblastoma. The median survival time is only 14.6 months, which is limited to an extended effect of about 2 months compared to treatment with radiation therapy alone. Furthermore, recurrent malignant gliomas are now recognized as difficult to treat.

例えば、悪性神経膠腫の抗がん剤治療において、治療薬剤の静脈からの全身投与を行った場合、治療薬剤の血液脳関門 (Blood Brain Barrier: BBB)を介した透過性の問題が存在する。すなわち、血液脳関門では血管内皮細胞層のタイトジャンクションが非常に緻密にできているために、親水性の薬物はほとんど透過しない。さらに、通常細胞膜を透過できる疎水性の薬物もBBBに多数発現しているP−糖タンパクの働きにより、血液側に薬物が排出される。例えば、治療薬剤のBBBの透過性が得られたとしても、中枢神経系腫瘍に効果的な薬剤濃度を確保するためには、薬剤による全身への副作用を少なからず起こすことから、薬剤投与量が制限され、治療効果もそれほど高いものとすることができない。
以上、述べたように、BBB透過という固有の問題を抱えることから、脳腫瘍の化学療法は他の固形癌にも増して困難なものといえる。事実、全固形癌の中で、脳腫瘍は膵臓癌などとともに、抗がん剤の最も効きにくい部類に属する。この悪性神経膠腫に対する抗がん剤治療の困難を乗り越えるために考案された新規投与法として注目されているのがCED(Convection-Enhanced Delivery)法である。
For example, in the treatment of malignant glioma, when a systemic administration of a therapeutic drug is performed intravenously, there is a problem of permeability through the blood brain barrier (BBB) of the therapeutic drug. . That is, since the tight junction of the vascular endothelial cell layer is made very dense at the blood-brain barrier, hydrophilic drugs hardly permeate. Furthermore, the hydrophobic drug that can normally permeate the cell membrane is also discharged to the blood side by the action of the P-glycoprotein that is expressed in large numbers in the BBB. For example, even if the BBB permeability of a therapeutic drug is obtained, in order to ensure an effective drug concentration for central nervous system tumors, the drug dose is increased because it causes a number of side effects to the whole body. It is limited and the therapeutic effect cannot be so high.
As described above, because of the inherent problem of BBB penetration, it can be said that chemotherapy for brain tumors is more difficult than for other solid cancers. In fact, among all solid cancers, brain tumors, together with pancreatic cancer, belong to the most difficult class of anticancer drugs. The CED (Convection-Enhanced Delivery) method is attracting attention as a new administration method designed to overcome the difficulty of anticancer drug treatment for this malignant glioma.

CED)法は、拡散(diffusion)を利用した従来の脳内局所投与とは異なり、微量注入ポンプとカテーテルを用い、薬剤を陽圧として極めて低い速度で薬物を持続注入し、細胞間隙を流れるbulk flowに対流(convection)を起こし、脳構造に機械的な損傷を加えることなく脳組織間隙に広範で高濃度の薬剤分布が得られる新脳内の局所投与法である。CED法によれば、全身投与に比べて桁違いに少ない投与量であるために、全身の毒性は全く問題ないレベルに抑えることが可能である。薬剤の脳内分布は注入量と注入速度により制御可能であり、薬剤による全身合併症はほとんど無視できるレベルといわれている。   Unlike conventional local intracerebral administration using diffusion, the CED) method uses a microinfusion pump and a catheter, continuously infuses a drug at a very low rate using a drug as a positive pressure, and bulk flows through the cell gap. It is a local administration method in the new brain that causes convection in the flow and provides a wide and high concentration drug distribution in the brain tissue gap without mechanical damage to the brain structure. According to the CED method, since the dosage is an order of magnitude smaller than that of systemic administration, systemic toxicity can be suppressed to a level with no problem. The distribution of drugs in the brain can be controlled by the volume and rate of injection, and systemic complications due to drugs are said to be negligible.

CED法での持続注入は、1〜5μL/minという非常な低流速を長時間安定して保つ必要がある。CED法により投与可能な薬剤は多岐にわたり、これまでに様々な薬剤の投与がラット脳腫瘍移植モデルにおいて試みられ、その有効性が報告されている。いわゆる、従来の低分子抗がん剤を用いたもの、中性子捕捉療法を目的としたホウ素化薬剤、遺伝子療法に用いる自殺遺伝子、細胞死を引き起こす蛋白質やペプチド、あるいは免疫賦活を目的としたサイトカイン、免疫毒素等に大別される。この中で、低分子の抗がん剤を用いるものが、ヒトに対する治療の場で長い間用いられてきたことから、実用化には最も適したものと考えられる。しかし、低分子の抗がん剤をCED法で投与する際には、薬剤を単独で投与するのではなく、薬物キャリヤーに結合、あるいは封入して投与する必要がある。これは、低分子の抗がん剤は投与部位の癌組織から血液中へ移行することで癌組織から排出される速度が速く、癌組織全体に広範に拡がることができないからである。薬物キャリヤーに結合、あるいは封入することで、癌組織から血液へとは排出する速度を大幅に低下させることで癌組織全体に広範に抗がん剤を分布させることができるのである。   In continuous injection by the CED method, it is necessary to keep a very low flow rate of 1 to 5 μL / min stably for a long time. There are a wide variety of drugs that can be administered by the CED method, and various drugs have been tried in rat brain tumor transplantation models, and their effectiveness has been reported. So-called conventional low-molecular-weight anticancer drugs, boronated drugs for neutron capture therapy, suicide genes for gene therapy, proteins and peptides that cause cell death, or cytokines for immunostimulation, It is roughly divided into immunotoxins. Among these, those using low-molecular-weight anticancer agents have been used for a long time in the field of treatment for humans, and are considered to be most suitable for practical use. However, when a low molecular weight anticancer drug is administered by the CED method, it is necessary to administer the drug by binding or encapsulating the drug carrier, not by administering the drug alone. This is because a low-molecular-weight anticancer agent moves from the cancer tissue at the administration site into the blood, and thus is discharged at a high rate from the cancer tissue and cannot spread widely throughout the cancer tissue. By binding or encapsulating the drug carrier, the rate of draining the cancer tissue to the blood can be greatly reduced, so that the anticancer drug can be widely distributed throughout the cancer tissue.

脳腫瘍直接注入法であるCED法(Convection-Enhanced Delivery)は、癌の選択的な化学治療法として理想である。しかし、実際には低分子の抗がん剤の溶液をCED法で投与しても、癌組織全体に拡がって分布できないために、効果を発揮し得ない。これは、低分子の抗がん剤は癌組織から血液中へ移行して、癌組織から排出される速度が速く、癌組織に広範に分布することはないという問題があるためである。   The CED method (Convection-Enhanced Delivery), which is a direct brain tumor injection method, is ideal as a selective chemotherapy for cancer. However, even if a solution of a low molecular weight anticancer agent is administered by the CED method in practice, the solution cannot be exerted because it cannot be spread and distributed throughout the cancer tissue. This is because a low molecular weight anticancer agent migrates from cancer tissue into the blood and is discharged from the cancer tissue at a high rate and is not widely distributed in the cancer tissue.

上記の課題解決のために、低分子抗がん剤を薬物キャリヤーシステムに封入し、がん組織から血液中へ移行する速度を低下させ、CED法が生み出す対流に乗って癌組織に広範に分布させることが有効である。このキャリヤーとしては従来、リポソームが研究されてきた。しかし、キャリヤーとして使用するにはリポソームには2つの問題がある。
(1)疎水性の薬物には適用することが困難なこと。疎水性の強い薬物をリポソームに封入すると、その内水相に封入されないで、外側のリン脂質からなる二分子膜内に封入される。この二分子膜は脂質分子2個分の厚さしかないため、その薬物含有量は少ない。また、この薬物含有量を上げると、薬物分子の物理化学的性質の影響で二分子膜の性質が大きく変わることで、薬物キャリヤーとしての機能を果たすことができなくなる。
(2)リン脂質二分子膜一層のみにより薬物放出制御しているために、望ましい放出挙動より僅かに速いか、遅いかのどちらかとなる。
In order to solve the above problems, a low molecular weight anticancer agent is enclosed in a drug carrier system, the rate of transfer from cancer tissue to blood is reduced, and it is widely distributed in cancer tissue by convection generated by CED method. It is effective to make it. As this carrier, liposome has been studied conventionally. However, there are two problems with liposomes for use as carriers.
(1) Difficult to apply to hydrophobic drugs. When a highly hydrophobic drug is encapsulated in liposomes, it is not encapsulated in the inner aqueous phase, but is encapsulated in a bilayer membrane composed of an outer phospholipid. Since this bilayer is only as thick as two lipid molecules, its drug content is low. In addition, when the drug content is increased, the properties of the bilayer are greatly changed by the influence of the physicochemical properties of the drug molecules, so that it cannot function as a drug carrier.
(2) Since the drug release is controlled only by one phospholipid bilayer, it is either slightly faster or slower than the desired release behavior.

J. Andrew MacKaya, Dennis F. Deenb and Francis C. Szoka, Jr., Brain Research Volume 1035, Issue 2, 28 February 2005, Pages 139-153J. Andrew MacKaya, Dennis F. Deenb and Francis C. Szoka, Jr., Brain Research Volume 1035, Issue 2, 28 February 2005, Pages 139-153 M. Yokoyama, T. Okano, Y. Sakurai, S. Fukushima, K. Okamoto, and K. Kataoka, Selective delivery of adriamycin to a solid tumor using a polymeric micelle carrier system, J. Drug Targeting, 7(3), 171186 (1999)M. Yokoyama, T. Okano, Y. Sakurai, S. Fukushima, K. Okamoto, and K. Kataoka, Selective delivery of adriamycin to a solid tumor using a polymeric micelle carrier system, J. Drug Targeting, 7 (3), 171186 (1999) Kumi Kawano, Masato Watanabe, Tatsuhiro Yamamoto, Masayuki Yokoyama, Praneet Opanasopit, Teruo Okano, and Yoshie Maitani, Enhanced antitumor effect of camptothecin loaded in long-circulating polymeric micelles,J. Controlled Release, 112, 329 332 (2006)Kumi Kawano, Masato Watanabe, Tatsuhiro Yamamoto, Masayuki Yokoyama, Praneet Opanasopit, Teruo Okano, and Yoshie Maitani, Enhanced antitumor effect of camptothecin loaded in long-circulating polymeric micelles, J. Controlled Release, 112, 329 332 (2006)

本発明の目的は、CED法による脳治療法で、脳組織に広範に分布して高い薬剤活性を発揮することができ、疎水性の薬剤を包含する多種類の薬剤に適用できるCED法用医薬組成物を提供することである。   The object of the present invention is a brain treatment method by the CED method, which can be widely distributed in brain tissue and exhibit high drug activity, and can be applied to many kinds of drugs including hydrophobic drugs. It is to provide a composition.

本願発明者らは、鋭意研究の結果、親水性領域と疎水性領域を有するブロックコポリマーから形成され、前記親水性領域が外側、前記疎水性領域が内側に配置された高分子ミセルの内部に薬剤を封入した、薬剤封入高分子ミセルを薬剤キャリアとして利用することで、薬剤をCED法により脳に投与した際に、脳組織に広範に分布して高い薬剤活性を発揮することができることを見出し、また、この高分子ミセルを利用すれば薬剤が疎水性の場合であってもリポソームと比較して大量の薬剤を封入することができることに想到し、本発明を完成した。   As a result of diligent research, the inventors of the present application have formed a drug inside a polymer micelle formed from a block copolymer having a hydrophilic region and a hydrophobic region, wherein the hydrophilic region is located outside and the hydrophobic region located inside. By using a drug-encapsulated polymer micelle encapsulated as a drug carrier, it was found that when a drug is administered to the brain by the CED method, it can be widely distributed in brain tissue and exhibit high drug activity, Further, the inventors have conceived that a large amount of drug can be encapsulated by using this polymer micelle as compared with liposome even when the drug is hydrophobic.

すなわち、本発明は親水性領域と疎水性領域を有するブロックコポリマーから形成され、親水性領域が外側、前記疎水性領域が内側に配置された高分子ミセルの内部に薬剤を封入した、薬剤封入高分子ミセルを有効成分として水系媒体中に含有するCED法用医薬組成物を提供する。   That is, the present invention is formed from a block copolymer having a hydrophilic region and a hydrophobic region, wherein the drug is enclosed in a polymer micelle in which the hydrophilic region is arranged outside and the hydrophobic region is arranged inside. Provided is a pharmaceutical composition for CED method containing molecular micelle as an active ingredient in an aqueous medium.

本発明の医薬組成物は、CED法により脳に投与した際に、脳組織に広範に分布して高い薬剤活性を発揮することができ、また、疎水性の薬剤であっても大量に投与することができる。従って、薬剤として抗癌剤を含む本発明の医薬組成物をCED法により脳癌腫瘍に直接投与した場合、抗癌剤が癌組織に広範囲に分布して高い抗癌活性を発揮し、優れた癌治療効果を発揮することができる。   When administered to the brain by the CED method, the pharmaceutical composition of the present invention can be widely distributed in brain tissue and exhibit high drug activity, and even a hydrophobic drug can be administered in large quantities be able to. Therefore, when the pharmaceutical composition of the present invention containing an anticancer agent as a drug is directly administered to a brain cancer tumor by the CED method, the anticancer agent is widely distributed in cancer tissues and exhibits high anticancer activity, and has an excellent cancer therapeutic effect. It can be demonstrated.

本発明の医薬組成物に含まれる高分子ミセルは、親水性領域と疎水性領域を有するブロックコポリマーから形成され、前記親水性領域が外側、前記疎水性領域が内側に配置された高分子ミセルであり、内部に薬剤が封入されたものである。このような薬剤封入高分子ミセル自体及びその製造方法は、本願共同発明者らが研究し、公知になっている(例えば、非特許文献2及び非特許文献3)。   The polymeric micelle contained in the pharmaceutical composition of the present invention is a polymeric micelle formed from a block copolymer having a hydrophilic region and a hydrophobic region, wherein the hydrophilic region is disposed outside and the hydrophobic region is disposed inside. Yes, the drug is sealed inside. Such drug-encapsulated polymer micelles themselves and methods for producing the same have been studied and publicly known by the present inventors (for example, Non-Patent Document 2 and Non-Patent Document 3).

なお、上記高分子ミセルにおいて、「親水性領域」及び「疎水性領域」とは、両者の親水性が、水中で親水性領域を外側、疎水性領域を内側にしたミセルが形成される程度に異なった各領域を意味するものである。   In the polymer micelle, the “hydrophilic region” and the “hydrophobic region” are so hydrophilic that both micelles are formed with the hydrophilic region outside and the hydrophobic region inside in water. It means each different area.

親水性領域を構成する構造の好ましい例としては、ポリエチレングリコール、ポリ(ビニルアルコール)及びポリ(ビニルピロリドン)等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。親水性領域の末端(疎水性領域と反対側、すなわち、ブロックコポリマーの親水性領域側の末端)は、水素、低級(炭素数1〜6、以下同じ))アルキル基、低級ヒドロキシアルキル基、低級アルキルアミノ基等が好ましいがこれらに限定されるものではない。親水性領域の分子量は、2000〜2万程度が好ましく、4000〜14000程度がさらに好ましい。   Preferable examples of the structure constituting the hydrophilic region include, but are not limited to, polyethylene glycol, poly (vinyl alcohol), poly (vinyl pyrrolidone), and the like. The end of the hydrophilic region (on the opposite side of the hydrophobic region, that is, the end of the hydrophilic region of the block copolymer) is hydrogen, lower (1 to 6 carbon atoms, the same applies hereinafter) alkyl group, lower hydroxyalkyl group, lower An alkylamino group and the like are preferable, but not limited thereto. The molecular weight of the hydrophilic region is preferably about 2000 to 20,000, and more preferably about 4000 to 14000.

疎水性領域を構成する構造の好ましい例としては、ポリ(アスパラギン酸)、ポリ(グルタミン酸)、ポリ(アクリル酸)及びポリ(メタクリル酸)等の遊離のカルボキシル基の一部又は全部に疎水性基を共有結合したものを挙げることができるがこれらに限定されるものではない。疎水性領域に用いることができるアスパラギン酸やグルタミン酸は、1単位中に2個のカルボキシル基を有しており、どちらのカルボキシル基を主鎖のペプチド結合に供したものでもよく、実施例1のように、異なるカルボキシル基を主鎖のペプチド結合に供したもののコポリマーとなっていてもよい。また、上記疎水性基としては、例えば、ベンジル基、フェニル基、ナフチル基等のような芳香環を含む基を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。あるいは、実施例に具体的に示すように、ミセルに封入される薬剤がアドリアマイシンのような、芳香環を含む疎水性の薬剤である場合には、上記疎水性基として、該薬剤を前記カルボキシル基に共有結合させてもよい。この場合、薬剤が例えばアドリアマイシンのようにアミノ基を有する場合には、カルボジイミドのようなカップリング試薬を用いて該アミノ基と前記カルボキシル基を容易にアミド結合させることができる。疎水性の薬剤が疎水性領域に共有結合されている場合には、高分子ミセルが組織に投与され、崩壊した後、疎水性領域に共有結合された薬剤も薬剤活性を発揮し得る。疎水性領域中のカルボキシル基のうち、疎水性基が結合されているものの割合は、通常、20mol%〜80mol%程度、好ましくは30mol%〜70mol%程度である。疎水性領域の末端(親水性領域と反対側、すなわち、ブロックコポリマーの疎水性領域側の末端)は、水素、低級アルキル基、水酸基、低級アルキルオキシ、フェニル低級アルキル、フェニル低級アルキルオキシ、低級アルキルフェニル、低級アルキルフェニルオキシ、低級アルコキシカルボニル、フェニル−低級アルコキシカルボニル、低級アルキルアミノカルボニル及びフェニル−低級アルキルアミノカルボニル基等が好ましいがこれらに限定されるものではない。また、疎水性領域中に含まれる遊離の及び前記疎水性基が結合したカルボキシル基の数(重合単位が上記したアスパラギン酸、グルタミン酸、(メタ)アクリル酸のように、重合した状態で1個の遊離のカルボキシル基を有する場合には、その単位の重合度)は、通常、10〜50個、好ましくは20〜30個程度である。   Preferred examples of the structure constituting the hydrophobic region include a hydrophobic group in part or all of free carboxyl groups such as poly (aspartic acid), poly (glutamic acid), poly (acrylic acid) and poly (methacrylic acid). However, it is not limited to these. Aspartic acid and glutamic acid that can be used in the hydrophobic region have two carboxyl groups in one unit, and either carboxyl group may be used for peptide bonding of the main chain. Thus, it may be a copolymer obtained by subjecting different carboxyl groups to main chain peptide bonds. Examples of the hydrophobic group include, but are not limited to, groups containing an aromatic ring such as a benzyl group, a phenyl group, and a naphthyl group. Alternatively, as specifically shown in the Examples, when the drug encapsulated in the micelle is a hydrophobic drug containing an aromatic ring such as adriamycin, the drug is used as the carboxyl group as the hydrophobic group. It may be covalently bound to. In this case, when the drug has an amino group such as adriamycin, the amino group and the carboxyl group can be easily amide-bonded using a coupling reagent such as carbodiimide. When a hydrophobic drug is covalently bonded to the hydrophobic region, the polymer micelle can be administered to the tissue and after disintegration, the drug covalently bonded to the hydrophobic region can also exert drug activity. The ratio of the carboxyl group in the hydrophobic region to which the hydrophobic group is bonded is usually about 20 mol% to 80 mol%, preferably about 30 mol% to 70 mol%. The end of the hydrophobic region (opposite to the hydrophilic region, ie, the end of the hydrophobic region of the block copolymer) is hydrogen, lower alkyl group, hydroxyl group, lower alkyloxy, phenyl lower alkyl, phenyl lower alkyloxy, lower alkyl Phenyl, lower alkylphenyloxy, lower alkoxycarbonyl, phenyl-lower alkoxycarbonyl, lower alkylaminocarbonyl, phenyl-lower alkylaminocarbonyl groups and the like are preferred, but not limited thereto. In addition, the number of free and carboxyl groups to which the hydrophobic group is bound contained in the hydrophobic region (the polymerization unit is one in the polymerized state such as aspartic acid, glutamic acid, (meth) acrylic acid described above). In the case of having a free carboxyl group, the degree of polymerization of the unit is usually 10 to 50, preferably about 20 to 30.

親水性領域と疎水性領域は、直接結合されていてもよいが、リンカーを介して結合していてもよい。このようなリンカーとして、-O-、-NH-、-OCO-、-OCONH-、-NHCO-、-NHCONH-、-COO-、-CONH-、-(CH2)n-(nは1〜6の整数)、-R1-(CH2)n-(nは1〜6の整数、R1は-O-、-NH-、-OCO-、-OCONH-、-NHCO-、-NHCONH-、-COO-、-CONH-)、-(CH2)n-R2-(nは1〜6の整数、R2は-O-、-NH-、-OCO-、-OCONH-、-NHCO-、-NHCONH-、-COO-、-CONH-)、-R1-(CH2)n-R2-(nは1〜6の整数、R1及びR2は互いに独立に-O-、-NH-、-OCO-、-OCONH-、-NHCO-、-NHCONH-、-COO-、-CONH-)を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。 The hydrophilic region and the hydrophobic region may be directly bonded or may be bonded via a linker. As such a linker, —O—, —NH—, —OCO—, —OCONH—, —NHCO—, —NHCONH—, —COO—, —CONH—, — (CH 2 ) n — (n is 1 to 1) 6), -R 1- (CH 2 ) n- (n is an integer of 1-6, R 1 is -O-, -NH-, -OCO-, -OCONH-, -NHCO-, -NHCONH- , —COO—, —CONH—), — (CH 2 ) n —R 2 — (n is an integer of 1 to 6, R 2 is —O—, —NH—, —OCO—, —OCONH—, —NHCO -, -NHCONH-, -COO-, -CONH-), -R 1- (CH 2 ) n -R 2- (n is an integer of 1 to 6, R1 and R 2 are independently of each other -O-,- NH-, -OCO-, -OCONH-, -NHCO-, -NHCONH-, -COO-, -CONH-), but not limited thereto.

高分子ミセルの粒径(直径)は、10nm〜100nmが好ましい。この高分子ミセルの粒径としてこの範囲にあることが好ましい第一の理由は、脳内のグリア細胞への取り込み抑制である。静脈投与の場合では、薬物キャリヤーの粒径を200nm程度以下にすることで肝臓でのマクロファージ形のクッパー細胞での取り込みを抑制することが癌ターゲティングを達成するのに必要な要件であった(粒径が大きいと細胞と相互作用するする表面積が大きくなり貪食されやすくなるものと考えられている)。現時点では未だ解明されていないが、脳内でマクロファージ様の機能を果たすグリア細胞の貪食を避けることは、効率的な癌細胞への到達に重要な事柄と考えられる。また、投与終了後に拡散によって広がってゆく、あるいは治療部位から排出してゆく挙動は粒径に依存するためである。抗がん剤到達範囲と抗がん活性持続時間の最適化を達成するのに以上の範囲の粒径が好ましいといえる。   The particle size (diameter) of the polymer micelle is preferably 10 nm to 100 nm. The first reason that the polymer micelle particle size is preferably within this range is to suppress uptake into glial cells in the brain. In the case of intravenous administration, suppressing the uptake of macrophage-shaped Kupffer cells in the liver by reducing the particle size of the drug carrier to about 200 nm or less was a necessary requirement for achieving cancer targeting (particles It is thought that the larger the diameter, the larger the surface area that interacts with the cells, and the more easily phagocytosed). Although not yet elucidated at this time, avoiding phagocytosis of glial cells that perform macrophage-like functions in the brain is considered to be an important matter for reaching cancer cells efficiently. Moreover, it is because the behavior which spreads by diffusion after the end of administration or is discharged from the treatment site depends on the particle size. It can be said that the particle size in the above range is preferable to achieve optimization of the reach of the anticancer agent and the duration of the anticancer activity.

高分子ミセルの粒径は、高分子ミセルを構成するブロックコポリマーの分子量を変えることにより調節することができる。10nm〜100nmの粒径を達成するためには、ブロックコポリマーの分子量は、通常、1,000〜40,000程度、好ましくは3,000〜20,000程度である。ブロックコポリマーの分子量を大きくすれば高分子ミセルの粒径を大きくすることができるので、高分子ミセルの粒径は容易に調節可能である。CED法による持続投与時には、注入された薬剤液は対流で拡がってゆくので拡がり方は高分子ミセルのサイズには依存しないが、100nm以下で粒径が制御可能であることも重要である、と考えられる。その理由は、投与終了後に拡散によって広がってゆく、あるいは治療部位から排出してゆく挙動は粒径に依存するためである。よって、抗がん剤到達範囲と抗がん活性持続時間の最適化を達成するのに10nm〜100nmの範囲で粒径を変えられることは大きな利点である、と考えられる。   The particle size of the polymer micelle can be adjusted by changing the molecular weight of the block copolymer constituting the polymer micelle. In order to achieve a particle size of 10 nm to 100 nm, the molecular weight of the block copolymer is usually about 1,000 to 40,000, preferably about 3,000 to 20,000. Since the particle size of the polymer micelle can be increased by increasing the molecular weight of the block copolymer, the particle size of the polymer micelle can be easily adjusted. At the time of continuous administration by the CED method, the injected drug solution spreads by convection, so the spreading method does not depend on the size of the polymer micelle, but it is also important that the particle size can be controlled at 100 nm or less. Conceivable. The reason for this is that the behavior of spreading or evacuating from the treatment site after administration is dependent on the particle size. Therefore, it is considered that it is a great advantage that the particle size can be changed in the range of 10 nm to 100 nm in order to achieve the optimization of the anticancer drug reach and the anticancer activity duration.

高分子ミセル内に封入される薬剤は、CED法により投与することが望まれる薬剤であれば何ら限定されず、例えば、抗癌剤、中性子捕捉療法を目的としたホウ素化薬剤、遺伝子療法に用いる自殺遺伝子、細胞死を引き起こす蛋白質やペプチド、免疫賦活を目的としたサイトカイン及び免疫毒素等が挙げられる。これらのうち、好ましい例として、脳の癌腫瘍の治療のために投与される抗癌剤が挙げられる。特に、公知のリポソームでは困難な、疎水性の低分子抗癌剤が好ましい例として挙げられる。このような低分子抗癌剤の具体例として、アドリアマイシン、カンプトテシン、ダウノルビシン、ビンプラスチン、ビンクリスチン、SN−38、BCNU,ACNU,テモゾロミド、パクリタキセル、タキソテール等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   The drug encapsulated in the polymer micelle is not limited as long as it is desired to be administered by the CED method. For example, anticancer drugs, boronated drugs for neutron capture therapy, suicide genes used for gene therapy And proteins and peptides that cause cell death, cytokines and immunotoxins for the purpose of immunostimulation, and the like. Among these, preferable examples include anticancer agents administered for the treatment of brain cancer tumors. In particular, a hydrophobic low molecular weight anticancer agent, which is difficult with known liposomes, is a preferred example. Specific examples of such low molecular weight anticancer agents include, but are not limited to, adriamycin, camptothecin, daunorubicin, vinplastin, vincristine, SN-38, BCNU, ACNU, temozolomide, paclitaxel, taxotere and the like. is not.

本発明に用いられる薬剤封入高分子ミセルは、例えば非特許文献2や非特許文献3等に記載されている公知の方法により調製することができる。すなわち、ブロックコポリマーと薬剤を含む水系媒体中で高分子ミセルを形成させることにより、薬剤を内部に含む高分子ミセルを得ることができる。薬剤が疎水性である場合には、薬剤を例えばジメチルホルムアミドのような有機溶媒に溶解した溶液をブロックコポリマー水溶液に添加することができる。高分子ミセルは、単にこの水溶液を撹拌することにより形成することもでき、水を徐々に蒸発させてブロックコポリマー濃度を高めて高分子ミセルを形成させる溶媒蒸発法等により形成することができる。高分子ミセルを形成させる際の溶液中のブロックコポリマー濃度は、通常、0.05重量%〜30重量%程度、好ましくは0. 5重量%〜10重量%程度であり、薬剤の濃度は、通常、0.01重量%〜20重量%程度、好ましくは0.05重量%〜10重量%程度である。高分子ミセル中に封入されなかった薬剤や他の低分子量成分は、透析により除去することが好ましい。高分子ミセルの形成は、室温下で行なうことができる。   The drug-encapsulated polymer micelle used in the present invention can be prepared by a known method described in, for example, Non-Patent Document 2, Non-Patent Document 3, and the like. That is, polymer micelles containing a drug inside can be obtained by forming polymer micelles in an aqueous medium containing a block copolymer and a drug. If the drug is hydrophobic, a solution of the drug in an organic solvent such as dimethylformamide can be added to the aqueous block copolymer solution. The polymer micelle can be formed by simply stirring this aqueous solution, or can be formed by a solvent evaporation method or the like in which water is gradually evaporated to increase the block copolymer concentration to form a polymer micelle. The concentration of the block copolymer in the solution when forming the polymer micelle is usually about 0.05% to 30% by weight, preferably about 0.5% to 10% by weight, and the concentration of the drug is usually 0.01%. It is about 20% by weight to 20% by weight, preferably about 0.05% to 10% by weight. It is preferable to remove the drug and other low molecular weight components not encapsulated in the polymer micelle by dialysis. The formation of polymer micelles can be performed at room temperature.

以上説明した高分子ミセルは、水系媒体中に浮遊(懸濁)状態で含有される。「水系媒体」とは水を主成分とする媒体であり、通常、生理食塩水やリン酸緩衝生理食塩水が用いられる。医薬組成物中の高分子ミセルの濃度は、CED法により投与される薬剤濃度が所定の濃度になるように設定される。薬剤濃度は、その薬剤の性質、患者の状態、投与量等に応じて適宜設定されるが、例えば抗癌剤の場合、通常、0.1mg/mL〜10mg/mL程度、特に1mg/mL〜4mg/mL程度である。   The polymer micelle described above is contained in a suspended (suspended) state in an aqueous medium. The “aqueous medium” is a medium containing water as a main component, and physiological saline or phosphate buffered saline is usually used. The concentration of the polymer micelle in the pharmaceutical composition is set so that the drug concentration administered by the CED method becomes a predetermined concentration. The drug concentration is appropriately set according to the nature of the drug, the condition of the patient, the dose, etc., for example, in the case of an anticancer drug, usually about 0.1 mg / mL to 10 mg / mL, especially 1 mg / mL to 4 mg / mL Degree.

CED法による本発明の医薬組成物の投与は、従来と全く同様にして行なうことができる。すなわち、先端にCED法用の注入針が装填されたカテーテルを公知のCED法用の装置(微量注入ポンプとハミルトンシリンジ(商品名)等のシリンジを含む)に接続し、頭蓋骨に開けた孔を介して注入針を脳に刺し、ヒトの場合には通常、1〜5μL/分程度の流速で医薬組成物を注入する。注入時間は、注入する薬剤、疾患の種類、患者の状態等により適宜設定されるが、ヒトの場合、通常、数時間〜十数時間行なわれる。   Administration of the pharmaceutical composition of the present invention by the CED method can be carried out in the same manner as in the past. That is, a catheter having a CED injection needle loaded at the tip is connected to a known CED apparatus (including a microinjection pump and a syringe such as a Hamilton syringe (trade name)), and a hole opened in the skull is formed. In the case of humans, the pharmaceutical composition is usually injected at a flow rate of about 1 to 5 μL / min. The infusion time is appropriately set according to the medicine to be infused, the type of disease, the patient's condition, and the like.

CED法により投与する医薬組成物として、薬剤封入高分子ミセルを用いることによる利点として、(1)小さな粒径、(2)がん組織から血流への遅い移行、(3)適切な薬物放出速度を挙げることができる。高分子ミセルは以上の三要件を充分に満たして、CED法の理想的な薬物キャリヤーシステムとなる。以下、これらについて説明する。   Advantages of using drug-encapsulated polymer micelles as pharmaceutical compositions administered by the CED method include (1) small particle size, (2) slow transition from cancer tissue to blood flow, and (3) appropriate drug release Speed can be mentioned. The polymer micelle sufficiently satisfies the above three requirements and becomes an ideal drug carrier system for the CED method. Hereinafter, these will be described.

(1) 小さな粒径
高分子ミセルの粒径が10nm〜100nmと小さいことにより、脳内のグリア細胞への取り込みを抑制することができる。静脈投与の場合では、薬物キャリヤーの粒径を200nm程度以下にすることで肝臓でのマクロファージ形のクッパー細胞での取り込みを抑制することが癌ターゲティングを達成するのに必要な要件であった(粒径が大きいと細胞と相互作用するする表面積が大きくなり貪食されやすくなるものと考えられている)。現時点では未だ解明されていないが、脳内でマクロファージ様の機能を果たすグリア細胞の貪食を避けることは、効率的ながん細胞への到達に重要な事柄と考えられる。また、投与終了後に拡散によって広がってゆく、あるいは治療部位から排出してゆく挙動は粒径に依存するためである。抗がん剤到達範囲と抗がん活性持続時間の最適化を達成できる。
(1) Small particle size When the polymer micelle has a small particle size of 10 nm to 100 nm, it is possible to suppress uptake into glial cells in the brain. In the case of intravenous administration, suppressing the uptake of macrophage-shaped Kupffer cells in the liver by reducing the particle size of the drug carrier to about 200 nm or less was a necessary requirement for achieving cancer targeting (particles It is thought that the larger the diameter, the larger the surface area that interacts with the cells, and the more easily phagocytosed). Although not yet elucidated at this time, avoiding phagocytosis of glial cells that perform macrophage-like functions in the brain is thought to be an important matter for reaching cancer cells efficiently. Moreover, it is because the behavior which spreads by diffusion after the end of administration or is discharged from the treatment site depends on the particle size. Optimization of anticancer drug reach and anticancer activity duration can be achieved.

(2) がん組織から血流への遅い移行
組織から血流への移行機構は大別すると二つ存在し、疎水性低分子薬物の場合で、血管を構成する血管内皮細胞のリン脂質二分子膜である細胞膜を直接に透過するものである。この細胞膜透過機構では、移行速度は大きい。また、移行機構は、血管内皮細胞の細胞間ジャンクションや細胞内チャンネルを透過するものである。この移行機構では、その移行速度は前者の場合に比べて小さい。高分子ミセルは後者の機構でのみ血流に排出されるので、その速度は小さい。よって、CED法では血流に排出される割合が小さく、がん組織全体に拡がる分布を得ることに適している。
(2) Slow transition from cancer tissue to blood flow There are roughly two mechanisms for transition from tissue to blood flow. In the case of hydrophobic low-molecular-weight drugs, phospholipids of vascular endothelial cells that make up blood vessels It directly permeates the cell membrane, which is a molecular membrane. In this cell membrane permeation mechanism, the migration rate is large. In addition, the transition mechanism is a mechanism that permeates intercellular junctions and intracellular channels of vascular endothelial cells. In this transition mechanism, the transition speed is lower than in the former case. Since the polymer micelle is discharged into the bloodstream only by the latter mechanism, its speed is small. Therefore, the CED method is suitable for obtaining a distribution that is small in the bloodstream and spreads throughout the cancer tissue.

(3) 適切な薬物放出速度
CED法では人の臨床では数時間から数十時間の時間にわたり持続投与を行う。よって薬物キャリヤーからの薬物の放出は半減期が数時間から数十時間程度に調整される必要があると考えられるが、一般に、この範囲に制御することは困難である。抗体や合成高分子に抗がん剤を化学結合させる場合には、化学結合を特殊なものに設定する必要がある。リポソームの場合にはリン脂質二分子膜一層のみにより薬物放出制御しているために、望ましい放出挙動より僅かに速いか、遅いかのどちらかになりやすい。例えば、抗がん剤アドリアマイシンのターゲティング製剤として日本でも2006年に認可されたリポソーム製剤では、薬物が放出しないことがより高い抗がん活性発現の抑制要因となっている。(アドリアマイシンは元来リン脂質二分子膜を透過しやすい性質の薬物で、そのままリポソームに封入すると薬物放出が速すぎてしまうために、薬物分子を会合させてゲル状として封入することで速すぎる放出を抑制した技術展開があった。しかし、このために逆に放出がほとんどなくなって抗がん活性を下げてしまった事実がある。)
(3) Appropriate drug release rate In the CED method, continuous administration is carried out over several hours to several tens of hours in human clinical practice. Therefore, it is considered that the release of the drug from the drug carrier needs to have a half-life adjusted to several hours to several tens of hours, but it is generally difficult to control within this range. When an anticancer drug is chemically bonded to an antibody or a synthetic polymer, it is necessary to set the chemical bond to a special one. In the case of liposomes, drug release is controlled only by a phospholipid bilayer, and therefore, it tends to be either slightly faster or slower than the desired release behavior. For example, in a liposome preparation approved in Japan as a targeting preparation for the anticancer drug adriamycin in Japan in 2006, the release of the drug is a factor that suppresses the higher expression of anticancer activity. (Adriamycin is originally a drug that easily permeates phospholipid bilayer membranes. If it is encapsulated in liposomes as it is, drug release is too fast. However, there is a fact that the release has almost disappeared and the anticancer activity has been lowered.

これに対し、高分子ミセルでは液体・固体・結晶といった様々な物性を持つミセル内核(膜一層ではなく)によって薬物放出を制御できる特長がある。さらに、複雑な高分子鎖の絡み合いによる緩和現象によって多様な物性が得られる(とても硬いものからゴムのように弾性に富むものまで幅広い物性変化を分子構造の制御のみで達成できる)。事実、高分子ミセルからの薬物放出がその半減期が数分から数十時間の非常に広い範囲で制御できることがすでに実証されている。すなわち、より具体的には、薬物放出の半減期は、疎水性高分子鎖の化学構造、ポリマーを構成する高分子鎖の鎖長、薬物のミセルでの含有率により制御することができ、一般に、結晶性が高く固体の性質が強い疎水性高分子鎖を用いたりすると半減期を短くすることができ、逆に結晶性が低く液体の性質が強い疎水性高分子鎖を用いたりすると半減期を長くすることができる。ポリマーを構成する高分子鎖の鎖長、薬物のミセルでの含有率は、半減期に影響する場合としない場合の両者が考えられる。   On the other hand, polymer micelles have the advantage that drug release can be controlled by the micelle inner core (not a single membrane) having various physical properties such as liquid, solid, and crystal. In addition, various physical properties can be obtained by relaxation phenomena due to complex polymer chain entanglement (a wide range of physical properties can be achieved by controlling the molecular structure only from very hard materials to elastic materials such as rubber). In fact, it has already been demonstrated that drug release from polymeric micelles can be controlled over a very wide range of half-lives from minutes to tens of hours. That is, more specifically, the half-life of drug release can be controlled by the chemical structure of the hydrophobic polymer chain, the chain length of the polymer chain constituting the polymer, and the drug micelle content, If a hydrophobic polymer chain with high crystallinity and solid properties is used, the half-life can be shortened. Conversely, if a hydrophobic polymer chain with low crystallinity and strong liquid properties is used, the half-life is reduced. Can be lengthened. The chain length of the polymer chain constituting the polymer and the content of the drug in micelles can be considered both with and without affecting the half-life.

以下、本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。なお、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples. In addition, this invention is not limited to the Example demonstrated below.

アドリアマイシン封入高分子ミセル含有医薬組成物の調製
非特許文献2に記載の方法により、抗がん剤アドリアマイシン(別称ドキソルビシン)を封入した高分子ミセルを作製した。高分子ミセルは下記スキーム1に示す、PEG-P(Asp(ADR))ブロックコポリマーから形成し、形成した高分子ミセルに抗がん剤アドリアマイシンを封入した。用いたポリエチレングリコール鎖の分子量は12,000、アスパラギン酸鎖のユニット数(スキーム1中でのx+yの数)は22、アスパラギン酸残基でアドリアマイシンを結合しているものが59mol%であるブロックコポリマーを用いた。このブロックコポリマーPEG-P(Asp(ADR))は以下のように合成した。PEG-P(Asp) 400 mgをN,N-ジメチルホルムアミド44mLに溶かし、アドリアマイシン塩酸塩283mgを加え、さらにトリエチルアミンを64mg加えた。これに水溶性カルボジイミド塩酸塩を189mg加えて室温で24時間攪拌した。HPLCで反応を確認したところ、アドリアマイシンの結合率は59mol%であった。この溶液を透析膜を用い3%酢酸メタノール溶液で6回、その後、水で5回透析を行い、化学結合しなかったアドリアマイシンや他の低分子試薬を取り除き、PEG-P(Asp(ADR))水溶液を得る。
Preparation of Adriamycin-Encapsulated Polymer Micelle-Containing Pharmaceutical Composition Polymer micelles encapsulating the anticancer drug adriamycin (also known as doxorubicin) were prepared by the method described in Non-Patent Document 2. The polymer micelle was formed from a PEG-P (Asp (ADR)) block copolymer shown in the following scheme 1, and the anticancer drug adriamycin was encapsulated in the formed polymer micelle. A block copolymer in which the molecular weight of the polyethylene glycol chain used is 12,000, the number of aspartic acid chain units (x + y in Scheme 1) is 22, and the number of aspartic acid residues that bind adriamycin is 59 mol%. Was used. This block copolymer PEG-P (Asp (ADR)) was synthesized as follows. 400 mg of PEG-P (Asp) was dissolved in 44 mL of N, N-dimethylformamide, 283 mg of adriamycin hydrochloride was added, and 64 mg of triethylamine was further added. To this was added 189 mg of water-soluble carbodiimide hydrochloride, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. When the reaction was confirmed by HPLC, the binding rate of adriamycin was 59 mol%. This solution was dialyzed 6% with 3% acetic acid methanol solution using a dialysis membrane, and then 5 times with water to remove adriamycin and other low molecular reagents that were not chemically bound, and PEG-P (Asp (ADR)) An aqueous solution is obtained.

アドリアマイシンの物理的な封入は、PEG-P(Asp(ADR))水溶液を用いて以下のように行った。PEG-P(Asp(ADR))水溶液を限外ろ過により濃縮後、DMFで2回透析した。このポリマー溶液約10mLにアドリアマイシン塩酸塩131mg、トリエチルアミン30mgをDMF54mLに溶解させた溶液を加え、1.5時間室温で撹拌した。この溶液を注射用水で3回透析し、アドリアマイシンや他の低分子試薬を取り除いた。得られたミセル溶液を限外ろ過により濃縮し、封入されたアドリアマイシン濃度が2.0mg/mLになるように食塩水で調製し、アドリアマイシン封入高分子ミセル0.9wt%食塩水溶液を得た。高分子ミセル中の物理吸着したアドリアマイシンと高分子部分の重量比は2.0:13.0であった。   Adriamycin was physically encapsulated using an aqueous PEG-P (Asp (ADR)) solution as follows. The aqueous PEG-P (Asp (ADR)) solution was concentrated by ultrafiltration and dialyzed twice with DMF. A solution prepared by dissolving 131 mg of adriamycin hydrochloride and 30 mg of triethylamine in 54 mL of DMF was added to about 10 mL of this polymer solution, and the mixture was stirred for 1.5 hours at room temperature. This solution was dialyzed 3 times against water for injection to remove adriamycin and other low molecular weight reagents. The obtained micelle solution was concentrated by ultrafiltration and prepared with saline so that the concentration of encapsulated adriamycin was 2.0 mg / mL to obtain a 0.9 wt% saline solution containing adriamycin encapsulated polymer micelle. The weight ratio of physisorbed adriamycin and polymer moiety in the polymer micelle was 2.0: 13.0.

次に、アドリアマイシン封入高分子ミセル含有医薬組成物のCED法による投与並びにその毒性及び治療効果について説明する。
実施例1で調製した、アドリアマイシン封入高分子ミセルを生理食塩水中に含む医薬組成物を以下の動物実験に用いた。
Next, administration of adriamycin-encapsulated polymeric micelle-containing pharmaceutical composition by the CED method and its toxicity and therapeutic effect will be described.
The pharmaceutical composition prepared in Example 1 and containing adriamycin-encapsulated polymer micelles in physiological saline was used in the following animal experiments.

(1) CED法による脳腫瘍への薬剤分布の解析
ラット脳腫瘍モデルの宿主にはFischer 344ラットを用いた。移植する腫瘍細胞には9Lラットグリオーマ樹立細胞株(入手先:国立がんセンター)を用い、培地には10%ウシ胎仔血清を含むイーグル最小必須培地を用いた。移植細胞数は5x105個とした。CED法は2005年にKrauzeらが報告した逆流防止機能を持つステップデザインの注入針を用いた注入システムにて行った(文献:Krauze MT, Saito R, Noble C, Tamas M, Bringas J, Park JW, Berger MS, Bankiewicz K., Reflux-free cannula for convection-enhanced high-speed delivery of therapeutic agents. J Neurosurg. 103(5):923-9 (2005))。腫瘍移植後7日目に、注入速度は0.2μL/minより開始し、0.5μL/minから0.8 μL/minへと漸増した。それぞれ15分、10分、15分と合計40分の注入を行い、注入量は合計20μLとした。薬剤注入量のモニタリングは注入針に接続した薬剤ライン内の薬剤移動距離を測定して行った。薬剤の脳内分布はアドリアマイシン由来の蛍光観察によって、脳の断層スライス像を解析した。
(1) Analysis of drug distribution to brain tumor by CED method Fischer 344 rat was used as a host of rat brain tumor model. A 9L rat glioma established cell line (source: National Cancer Center) was used as a tumor cell to be transplanted, and an Eagle's minimum essential medium containing 10% fetal calf serum was used as a medium. The number of transplanted cells was 5 × 10 5 . The CED method was performed with an injection system using a step-design injection needle with a backflow prevention function reported by Krauze et al. In 2005 (reference: Krauze MT, Saito R, Noble C, Tamas M, Bringas J, Park JW). , Berger MS, Bankiewicz K., Reflux-free cannula for convection-enhanced high-speed delivery of therapeutic agents. J Neurosurg. 103 (5): 923-9 (2005)). On day 7 after tumor implantation, the injection rate started from 0.2 μL / min and gradually increased from 0.5 μL / min to 0.8 μL / min. Injection was performed for 15 minutes, 10 minutes, and 15 minutes for a total of 40 minutes, respectively, and the injection volume was 20 μL in total. The amount of drug injection was monitored by measuring the distance of drug movement in the drug line connected to the injection needle. The brain distribution of the drug was analyzed by observing the tomographic slice of the brain by observing fluorescence derived from adriamycin.

その結果、抗がん剤アドリアマイシンを単独で投与した場合には、薬剤分布は注入針の刺入部に限局し、投与点から広範囲にわたって拡がることはなかった。これに対し、アドリアマイシンを封入した高分子ミセルでは腫瘍内部のみならず移植腫瘍周囲を取り囲むような良好な薬剤分布が得られた。悪性神経膠腫は周辺正常脳組織に浸潤する性格を持ち、その治療においてはその浸潤した腫瘍細胞からの局所再発が問題となる。ミセルの薬剤分布は浸潤した腫瘍細胞をターゲットとした治療法において高い抗がん活性を予測させる結果であった。   As a result, when the anticancer drug adriamycin was administered alone, the drug distribution was limited to the insertion site of the injection needle and did not spread over a wide range from the administration point. In contrast, polymer micelles encapsulating adriamycin provided a good drug distribution that surrounded not only the inside of the tumor but also the surrounding area of the transplanted tumor. Malignant glioma has the property of infiltrating the surrounding normal brain tissue, and local recurrence from the infiltrated tumor cells becomes a problem in the treatment. The drug distribution of micelles was the result of predicting high anticancer activity in the therapy targeting infiltrated tumor cells.

次に、正常ラットの脳内における薬剤分布の解析を行った。薬剤濃度はアドリアマイシン換算で2mg/mlとし、5匹の正常Sprague-Dawleyラットを用いた。薬剤注入後速やかにラットを安楽死させ、大脳を採取し、凍結した。25μm厚で凍結切片を作成し、蛍光顕微鏡で薬剤分布の観察・撮影・画像取り込みを行い、画像解析ソフト(NIH image)を用いて各々の病理組織切片上に観察される薬剤分布面積を測定した。これに凍結切片のスライス厚を掛け合わせることによって薬剤分布体積Vd (volume of distribution)を計算した。更に、物理的にアドリアマイシンを吸着していない高分子ミセル(スキーム1中のPEG-P(Asp(ADR))ブロックコポリマーのみから成る高分子ミセル)とアドリアマイシン封入製剤として実用化している市販のリポソーム製剤についても同様の解析を加えて比較した結果を図1に示す。   Next, drug distribution in the brain of normal rats was analyzed. The drug concentration was 2 mg / ml in terms of adriamycin, and 5 normal Sprague-Dawley rats were used. Rats were euthanized immediately after drug injection, and cerebrum was collected and frozen. Frozen sections were prepared with a thickness of 25 μm, drug distribution was observed, photographed, and captured with a fluorescence microscope, and the area of drug distribution observed on each pathological tissue section was measured using image analysis software (NIH image) . The drug distribution volume Vd (volume of distribution) was calculated by multiplying this by the slice thickness of the frozen section. Furthermore, polymer micelles that do not physically adsorb adriamycin (polymer micelles consisting only of PEG-P (Asp (ADR)) block copolymer in Scheme 1) and commercially available liposome preparations that are put into practical use as adriamycin-encapsulated preparations FIG. 1 shows the result of comparison with the same analysis.

これは、アドリアマイシン単独投与に比べて、ミセル封入によって3倍以上の薬剤分布体積を得られる。また、その薬剤分布体積はリポソーム製剤のドキシルとほぼ同等であった。さらに、物理的にアドリアマイシンを吸着していない高分子ミセルキャリアーと比較しても大きな差が無く、このことは物理的に封入されたアドリアマイシンが高分子ミセルによって確実に脳組織に広範に分布されることを意味する。なお、図1中、エラーバーは平均値前後1 SD (standard deviation)を示している。   Compared to the administration of adriamycin alone, the drug distribution volume is more than 3 times by micelle encapsulation. In addition, the drug distribution volume was almost the same as doxil of the liposome preparation. Furthermore, there is no significant difference compared to polymeric micelle carriers that do not physically adsorb adriamycin, which means that physically encapsulated adriamycin is reliably distributed in brain tissue by polymeric micelles. Means that. In FIG. 1, error bars indicate 1 SD (standard deviation) around the average value.

(2)CED法注入による脳組織への毒性評価
正常ラットの脳内における薬剤分布の評価には正常Sprague-Dawleyラットを用い、薬剤注入後3週間後にラットを安楽死させ、脳組織をパラフィン包埋後に病理組織切片を作成した(スライス厚5μm)。薬剤注入から安楽死までの間、ラットの皮膚の状態、体重、神経脱落症状の有無を観察した。病理組織切片のヘマトキシリン・エオジン染色を行い、顕微鏡で観察し、病理組織学的解析を行った。薬剤注入量は前述したCED法と同様に20μLとした。いずれのラットは観察期間中明らかな神経学的脱落症状や体重減少を認められなかったが、病理組織切片上は投与濃度依存性に薬剤分布と一致した壊死性変化を来した。これはアドリアマイシン単独の場合と比較して軽度であった。リポソームに封入したアドリアマイシンを投与した場合、前2者と比較して壊死性変化は軽微で、リポソームの長い薬剤保持が反映された結果、と考えられた。
(2) Evaluation of toxicity to brain tissue by CED injection Normal Sprague-Dawley rats were used for evaluation of drug distribution in the brain of normal rats. Rats were euthanized 3 weeks after drug injection, and brain tissues were paraffin-wrapped. A pathological tissue section was prepared after embedding (slice thickness: 5 μm). During the period from drug injection to euthanasia, rat skin condition, body weight, and the presence or absence of neurological deficits were observed. The histopathological sections were stained with hematoxylin and eosin, observed with a microscope, and histopathological analysis was performed. The amount of drug injected was 20 μL as in the CED method described above. None of the rats showed obvious neurological loss symptoms or weight loss during the observation period, but on the histopathological section, necrotic changes consistent with the drug distribution occurred in a dose-dependent manner. This was mild compared to adriamycin alone. When adriamycin encapsulated in liposomes was administered, the necrotic change was slight compared with the previous two, and this was thought to be a result of the long drug retention of liposomes.

(3) CED法によるin vivo抗がん活性評価
上記(1)と同様にラット9Lグリオーマモデルを用いた。コントロール群(生理的食塩水を注入)、アドリアマイシン単独投与群、市販のアドリアマイシン封入リポソーム製剤投与群、そしてアドリアマイシン・ミセル投与群の4群で比較した。薬剤注入は腫瘍移植後7日目に行い、薬剤濃度は各群アドリアマイシン換算で0.2 mg/mlの濃度とした。脳腫瘍の増大に伴い、摂食不能・体動不能になったラットは安楽死させ観察を終了した。最長観察期間は90日間とし、この時点まで生存したラットは観察期間終了後安楽死させた。安楽死させたラットの大脳は採取し、パラフィン包埋の後にヘマトキシリン・エオジン染色により病理組織学的解析を行った。生存試験の結果はKaplan-Meier 曲線にて表示し、log-rankテストにて解析した(図2)。アドリアマイシン単独投与、およびアドリアマイシンを封入し他リポソーム製剤のドキシルはコントロールに比べて有意な生存期間延長は得られなかった。これに対し、アドリアマイシン封入高分子ミセルでのみ有意な生存延長効果が得られた。50日以上生存したラットは90日まで観察してもその全例が生存していた。
(3) Evaluation of in vivo anticancer activity by CED method A rat 9L glioma model was used as in (1) above. Comparison was made between four groups: a control group (injected with physiological saline), an adriamycin single administration group, a commercially available adriamycin-encapsulated liposome preparation administration group, and an adriamycin micelle administration group. The drug injection was performed on the seventh day after tumor implantation, and the drug concentration was 0.2 mg / ml in terms of adriamycin for each group. Rats that became unable to eat or move with increasing brain tumors were euthanized and the observation was terminated. The longest observation period was 90 days, and rats that survived to this point were euthanized after the end of the observation period. The cerebrums of euthanized rats were collected, embedded in paraffin, and histopathologically analyzed by hematoxylin and eosin staining. The results of the survival test were displayed as a Kaplan-Meier curve and analyzed by the log-rank test (Fig. 2). Adriamycin alone administration and adriamycin encapsulated doxyl of other liposome preparations did not significantly increase the survival time compared to the control. In contrast, a significant survival-prolonging effect was obtained only with adriamycin-encapsulated polymer micelles. All rats that survived for 50 days or longer survived until 90 days.

カンプトテシン封入高分子ミセル含有医薬組成物の調製について説明する。
非特許文献3記載の方法により、下記式に示す構造を有するブロックコポリマー(PEG-P(Asp(Bzl))を製造した。すなわち、具体的には次のようにして製造した。ポリエチレングリコールーb−ポリアスパラギン酸ブロックコポリマー(PEG-P(Asp)、ポリエチレングリコール鎖の分子量が5,000でポリアスパラギン酸鎖のユニット数が25のもの)200mgを2mLのN,N-ジメチルホルムアミドに溶かし、アスパラギン酸残基に対して2.0倍モル等量の1,8-ジアザビシクロ [5,4,0] 7-ウンデセン(DBU)とベンジルブロマイドを加え、50℃で15時間反応させた。
製造したブロックコポリマー(PEG-P(Asp(Bzl))中のポリエチレングリコール鎖の分子量は5,000、ポリアスパラギン酸部分のユニット数は25、アスパラギン酸残基のベンジルエステ化率は70%であった。
Preparation of a camptothecin-encapsulated polymeric micelle-containing pharmaceutical composition will be described.
A block copolymer (PEG-P (Asp (Bzl)) having a structure represented by the following formula was produced by the method described in Non-Patent Document 3. Specifically, it was produced as follows: Polyethylene glycol-b -Dissolve 200 mg of polyaspartic acid block copolymer (PEG-P (Asp), polyethylene glycol chain molecular weight 5,000 and polyaspartic acid chain unit number 25) in 2 mL of N, N-dimethylformamide, and leave the aspartic acid residue. 2.0 times molar equivalent of 1,8-diazabicyclo [5,4,0] 7-undecene (DBU) and benzyl bromide with respect to the group were added and reacted at 50 ° C. for 15 hours.
The molecular weight of the polyethylene glycol chain in the produced block copolymer (PEG-P (Asp (Bzl)) was 5,000, the number of units of the polyaspartic acid moiety was 25, and the benzyl esterification rate of the aspartic acid residue was 70%.

非特許文献3に記載されたとおり、このブロックコポリマーに対し40重量%のカンプトテシンを溶媒蒸発法によって高分子ミセルに封入した。これは具体的には次のようにして行なった。上記で製造したブロックコポリマー5.0mgとカンプトテシン2.0mgをクロロフォルム2.0 mLに溶かした溶液を、窒素気流化に攪拌してクロロフォルムを蒸発させた。これに蒸留水を加えプローブ型超音波照射装置にて超音波を2分間照射した。得られたミセル溶液は限外ろ過装置で必要な濃度に濃縮した。   As described in Non-Patent Document 3, 40% by weight of camptothecin was encapsulated in polymer micelles by a solvent evaporation method with respect to this block copolymer. Specifically, this was performed as follows. A solution prepared by dissolving 5.0 mg of the block copolymer prepared above and 2.0 mg of camptothecin in 2.0 mL of chloroform was stirred in a nitrogen stream to evaporate the chloroform. Distilled water was added thereto, and ultrasonic waves were irradiated for 2 minutes with a probe type ultrasonic irradiation device. The obtained micelle solution was concentrated to a required concentration by an ultrafiltration device.

次にカンプトテシン封入高分子ミセル含有医薬組成物のCED法による投与並びにその毒性及び治療効果について説明する。
実施例3で調製した、カンプトテシン封入高分子ミセルを生理食塩水中に含む医薬組成物を動物実験に供した。すなわち、実施例2と同様に9L細胞を移植したラットにCED法による生存試験を行った。結果を図3に示す。
Next, the administration of the camptothecin-encapsulated polymeric micelle-containing pharmaceutical composition by the CED method and its toxicity and therapeutic effect will be described.
The pharmaceutical composition prepared in Example 3 and containing camptothecin-encapsulated polymer micelles in physiological saline was subjected to animal experiments. That is, the survival test by the CED method was performed on the rats transplanted with 9L cells in the same manner as in Example 2. The results are shown in FIG.

図3に示すようにがん移植から7日目にCED法により薬剤を投与した。対照としたのは、カンプトテシン溶液(水に不要なので有機溶媒のジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解させたもの)、溶媒のDMSO、高分子ミセルを形成するブロックコポリマーのみ(カンプトテシンを封入していないブロックコポリマーPEG-P(Asp(Bzl))であった。これらの対照ではいずれも、21日目までに前例のラットが死亡したが、これに比べてカンプトテシン封入高分子ミセルでは顕著な生存延長効果を示した。   As shown in FIG. 3, the drug was administered by CED method on the seventh day after cancer transplantation. The controls were camptothecin solution (dissolved in organic solvent dimethyl sulfoxide (DMSO) because it is not required in water), solvent DMSO, and block copolymer that forms polymer micelles (block copolymer without encapsulating camptothecin) PEG-P (Asp (Bzl)) In both of these controls, the previous rat died by day 21, but in contrast, camptothecin-encapsulated polymer micelles showed a significant survival-prolonging effect. It was.

アドリアマイシン単独、市販のアドリアマイシン封入リポソーム製剤、アドリアマイシン封入高分子ミセル(本発明)及び薬剤を封入していない高分子ミセルをCED法によりラット脳内に直接投与した後のアドリアマイシンの脳内分布体積を示す図である。The adriamycin alone, a commercially available adriamycin-encapsulated liposome preparation, adriamycin-encapsulated polymer micelles (present invention) and polymer micelles without encapsulated drugs are directly administered into the rat brain by the CED method. FIG. アドリアマイシン封入高分子ミセルをCED法によりラット脳内に直接投与した場合の抗癌活性を、対照群における抗癌活性と比較して示す図である。It is a figure which shows the anticancer activity at the time of administering an adriamycin enclosure polymer micelle directly in a rat brain by CED method compared with the anticancer activity in a control group. カンプトテシン封入高分子ミセルをCED法によりラット脳内に直接投与した場合の抗癌活性を、対照群における抗癌活性と比較して示す図である。It is a figure which shows the anticancer activity at the time of administering a camptothecin inclusion polymeric micelle directly in a rat brain by CED method compared with the anticancer activity in a control group.

Claims (3)

親水性領域と疎水性領域を有するブロックコポリマーから形成され、該親水性領域が外側、該疎水性領域が内側に配置された高分子ミセルの内部に薬剤を封入した、薬剤封入高分子ミセルを有効成分として水系媒体中に含有するCED法用医薬組成物。   Effective drug-encapsulated polymer micelles, which are formed from block copolymers with hydrophilic and hydrophobic regions, and encapsulate drugs inside polymer micelles with the hydrophilic regions on the outside and the hydrophobic regions on the inside A pharmaceutical composition for the CED method, which is contained in an aqueous medium as a component. 前記薬剤が抗癌剤であり、前記CED法が脳の癌腫瘍の治療の有効性を有する請求項1記載の医薬。   The medicament according to claim 1, wherein the drug is an anticancer drug, and the CED method is effective for treating a cancer tumor in the brain. 前記高分子ミセルの粒径が10nm〜100nmである請求項1又は2記載の医薬。   The medicament according to claim 1 or 2, wherein the polymer micelle has a particle size of 10 nm to 100 nm.
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