JP2014509589A - ウイルス性疾患を治療するための多重抗ウイルス性化合物、組成物、および方法 - Google Patents
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Abstract
修飾された高度精製酵母RNAを含む、多くのウイルスに対して多重作用を有する新たな抗ウイルス化合物を得る方法、そのようなRNAを含む医薬組成物、ならびに、ウイルス性疾患の症状を改善するのに有効な量のリボ核酸を含む組成物を患者に投与することを含む、ウイルス性疾患を治療および予防する方法。外因性修飾された酵母RNAは、顕著な多重抗ウイルス作用を広範な濃度で有する。修飾された酵母RNAは、オルトミクソウイルス、パラミクソウイルス、肝炎、ヘルペスウイルス科、エンテロウイルス、およびアデノウイルスからのウイルスの増殖を阻害し得る。他にも、修飾酵母RNAは、インフルエンザウイルス、C型肝炎ウイルス、陰部ヘルペス、ヒト免疫不全ウイルス、およびコクサッキーB群ウイルスの増殖を阻害し得る。
Description
抗ウイルス薬に対する耐性率が急速に高まっていることによって、異なる作用機序を有する新たな併用薬物、さらには、新たに発見された標的に対して作用する新規薬物が必要とされている。ウイルス性疾患は往々にして、いくつかの種類のウイルスに関連しているので、可能な限り多くのウイルスに対して複数の作用機序を有する新規な抗ウイルス薬について調査することが、治療成績を改善するためには特に重要である。
RNA分子は、幅広い多様な立体配座を採用し、ある範囲の細胞機能を果たし得る。このことは、特異的なRNA−RNA、RNA−DNA、またはRNA−タンパク質相互作用の形成を可能にするその構造によって達成される。これらのRNA相互作用の研究の功績によって、様々な障害を治療する新規な方法を開発することが可能となった。今までのところ、遺伝子阻害薬、遺伝子修正薬(gene amender)、タンパク質阻害薬、および免疫賦活性RNAとして分類され得る治療用RNAが、最も大きな注目を受けている(Bruce A. Sullenger & Eli Gilboa、「Emerging clinical applications of RNA」、Nature、2002、418、7月11日、252〜258頁)。
遺伝子阻害薬は、その標的転写物を、配列依存的にそれと共に塩基対を形成することによって特異的に認識する相補性RNAによって代表される。それらは、アンチセンスRNAとも称される。このRNA二本鎖の形成は、標的RNAの分解、またはその翻訳の阻害をもたらすと考えられる。ある種のRNAはRNA加水分解において触媒作用を果たし得るというさらなる発見が、トランス切断性リボザイムと呼ばれる新規な群の治療用RNAの開発につながった。そのようなリボザイムは、塩基対相互作用を介して基質RNAに結合し、結合した標的RNAを切断し、これにより、切断生成物を放出する(Guerrier−Takada,C.、Gardiner,K.、Marsh,T.、Pace,N. & Altman,S、「The RNA moiety of ribonuclease P is the catalytic subunit of the enzyme」、Cell、1983、35、849〜857頁)。いくつかの第I相および第II相試験が、少数の感染症患者においてトランス切断性リボザイムを使用して開始されている(Wong−Staal, F.、Poeschla, E. M. & Looney, D. J.、「A controlled, Phase 1 clinical trial to evaluate the safety and effects in HIV−1 infected humans of autologous lymphocytes transduced with a ribozyme that cleaves HIV−1 RNA」、Hum. Gene Ther. 1998、9、2407〜2425頁)。残念なことに、これらの試験において示されているとおり、長期間持続する効果は達成されていない(Bruce A. Sullenger & Eli Gilboa、「Emerging clinical applications of RNA」、Nature、2002、418、7月11日、252〜258頁)。これらの合成リボザイム効力試験の成功を決定する重要な因子には、インビボでリボザイムを適切な細胞に有効に送達する能力、ならびに疾患の進行速度を遅くするのに必要な標的遺伝子阻害のレベルおよび期間が包含される。癌、HIV感染、およびC型肝炎などの慢性疾患を有する患者に役立つためには、標的転写物の長期かつ高レベルの阻害が必要である。実際問題として、特に高発現ウイルスRNAを標的化している場合には、このことは達成困難であり得る。
タンパク質阻害薬は、高い親和性および特異性で標的タンパク質との結合を可能にする複雑な二次構造を採用し得る、人工的に産生されたRNAによって代表される(Daley D. T. A.、Luscombe N. M.、Berman H. M.およびThornton J. M.、「Protein−RNA interactions: a structural analysis.」、Nucleic Acids Research、29、4、943〜954頁)。15〜35ヌクレオチド長さを有するオリゴヌクレオチドを代表する、これらの生物学的に活性なRNAを選択するためには、いくつかの方法が開発されている。そのようなオリゴヌクレオチドは、標的タンパク質と特異的に結合し得る(A. D. Keefe、S. Pai、A. Ellington、「Aptamers as therapeutics」、Nature Review、2010、9、537〜550頁)。
まず第一に、オリゴヌクレオチド合成の技術が開発されたことで、合成オリゴヌクレオチドを広範な標的タンパク質と、高い親和性で結合させることができるようになった。標的タンパク質には、サイトカイン、プロテアーゼ、キナーゼ、細胞表面受容体、および細胞接着分子が包含される。現在、生体に全身投与することができ、血液中の標的(トロンビン、IXa因子、フォンヴィレブランド因子など)、または上皮成長因子受容体(EGFR)などの細胞表面標的と結合し得る合成オリゴヌクレオチドが開発中である。化学合成によって製造されたオリゴヌクレオチドは、有望な治療可能性を有し、現在、眼、血液の疾患、および癌の治療について治験で評価されている(Keefe A.D.、Schaub R.G.、「Aptamers as candidate therapeutics for cardiovascular indications」、Curr. Opin. Pharmacol.、2008年4月、8(2)、147〜52頁、Epub 1月28日、2008;Barbas A.S.、Mi J.、Clary,B.M.、White R.R.、「Aptamer applications for targeted cancer therapy」、Future Oncol.、2010年7月、6(7)、1117〜26頁)。
化学的に合成されたオリゴヌクレオチドのうちの大部分は、血清中ヌクレアーゼによるヌクレアーゼ媒介分解、腎臓濾過、肝臓、脾臓、および他の組織による取り込みを受ける。したがって、修飾ヌクレオチドによって保護されていないオリゴヌクレオチドの半減期は、2分を超えることはない。これはかなり多くの作業を要するプロセスであるが、ヌクレオチドは、3’末端で特異的に修飾され得、血清中ヌクレアーゼの作用に対して保護され得る(Floege J.ら、「Novel approach to specific growth factor inhibition in vivo antagonism of platelet−derived growth factor in glomerulonephritis by aptamers」、American Journal of Pathology、1999、154、169〜179頁;Beigelman, L.ら、「Synthesis and biological activities of a phosphorodithioate analog of 2’,5’−oligoadenylate」、Nucleic Acids Res.、1995、23、3989〜3994)。この戦略によって、これらのオリゴヌクレオチドの血清中半減期を約10倍に延長することができる。腎臓での除去を遅延させるために、オリゴヌクレオチドは、高分子量のポリエチレングリコール(PEG)と共役させられる。マウスモデルでは、非共役オリゴヌクレオチドは、5〜10分間の半減期で血液から除去されるのに対して、40kDaのPEG複合体は、1日の半減期で循環中に残存する(Burmeister, P. E.ら、「Direct in vitro selection of a2’−O−methyl aptamer to VEGF.」、Chem. Biol.、2005、12、25〜33)。
今日までに、臨床評価を終えて、現在審査中である数種の化学的に合成されたオリゴヌクレオチドが存在する。2004年12月に、初めて化学的に合成されたオリゴヌクレオチドであるペガプタニブが、治療用途について米国食品医薬品局から承認され、PfizerおよびEuetechからMacugen(登録商標)として現在販売されている。これは、27ヌクレオチドからなる血管内皮成長因子(VEGF)結合性配列を有するオリゴヌクレオチドである。これは、加齢黄斑変性の患者において視力を改善するために、6週間隔で硝子体内注射によって投与される(Chakravarthy, U.ら、「Year 2 efficacy results of 2 randomized controlled clinical trials of pegaptanibfor neovascular age−related macular degeneration」、Ophthalmology、2006、113、e1〜e25)。
REG1は、34ヌクレオチドIXa凝固因子結合性配列を有するオリゴヌクレオチドである。現在、第II相治験において評価されている。これはインビボで、静脈内投与の後に、抗凝固の迅速な開始、および解毒薬RB007で当初レベルまで戻る抗凝固効果の迅速な逆転を示す(Chan M. Y.ら、「Phase 1b randomized study of antidote−controlled modulation of Factor IXa activity in patients with stable coronary artery disease」、circulation、2008、117、2865〜2874頁)。
ARC1905は、現在第I相治験で評価されている39配列オリゴヌクレオチドである。これは、ラニビズマブ(VEGF特異的モノクローナル抗体断片である)と組み合わされて、加齢性黄斑変性の治療において使用される(Biesecker G.ら、「Derivation of RNA aptamer inhibitors of human complement C5」、Immunopharmacology、1999、42、1〜3、219〜230頁)。
これらの薬剤の大部分はタンパク質阻害薬に属しているので、それらの最終的な成功は、大部分のオリゴヌクレオチドと共に現在、前臨床研究において評価中である他の群の治療薬と競合する能力(特に、モノクローナル抗体と競合する能力)に左右される。さらに、オリゴヌクレオチドは、タンパク質を標的化する高い特異性によって特徴付けられる。各オリゴヌクレオチドは、ただ1種の特異的タンパク質を阻害し得るが;そのことによって、オリゴヌクレオチドは、ウイルス性疾患を治療するためには信頼性が非常に低い薬剤となっている。ウイルスは、特異的阻害薬に対する耐性をもつようになることが知られており、したがって、ウイルス性疾患を治療するために、そのような高特異的オリゴヌクレオチドを使用する展望は不確実である。
酵母由来のRNA分子が、治療薬として長く使用されている(Zemskov V.M.、Lidak M.、Zemskov A.M.、Mikstays U.Ya.、「Small RNA. Preparation, hydrolysis and its application in medicine」、Riga、Zanatne、1985、191頁)。しかしながら、この場合、酵母由来RNAのナトリウム塩が使用される。これは精製されておらず、高い分子量不均一性によって特徴付けられる(ジヌクレオチドから小さなトランスポートRNAに至るまで、全スペクトルのヌクレオチド成分を含有する)。これは他にも、免疫を調節する特性を有する(Zemskov A.M.、Perederiy V.G.、Zemskov V.M.、Bychkova N.G.、「Immunocorrective nucleic аcid drugs and their clinical application」、Kiev、Healthy、1994、232頁)。酵母由来RNAは、創傷治癒に使用されることが知られている(Kulkarniら、「Ribonucleotide preparations and uses thereof」、米国特許第5,712,256号、 Jan. 27, 1988年1月27日)。しかしながら、この場合、RNA加水分解の産物が使用されている(RNA自体ではなく、ある種の配列、または二次配置)。均一な分子量を有する高度に精製された酵母由来RNAが、炎症および炎症関連障害を治療するために提案された(Tkachuk Z.、「Compound, composition and method for the treatment of inflammatory and inflammatory−related disorders」、米国特許第6,737,271号、2004年5月18日)。この物質に基づき、治療薬ヌクレイナート(Nucleinat)が案出された。これは、臨床評価の第II相を成功裏に完了し、急性および慢性肺炎症性障害、腎臓の炎症、および他の炎症性疾患を治療するために有効な抗炎症薬であると証明されている。しかしながら、高度に精製された酵母由来のRNAには、特異的抗ウイルス活性が欠けている。今まで、核酸、特にRNAが、多重(multiple)抗ウイルス作用を有する特異的抗ウイルス薬として使用されたことはない。
インフルエンザウイルス
インフルエンザウイルスは、オルトミクソウイルス科に属し、3種の血清型:A、B、およびCを有する。AおよびB血清型ウイルスは、同じ属に属し、C血清型ウイルスは異なる属である。各血清型は、核タンパク質(NP)抗原およびマトリックス(M)タンパク質抗原によって決定されるそれぞれ特有の抗原特性セットによって特徴付けられる。A型インフルエンザウイルスは、自然界に広く流行していて、ヒトが、さらには一部の哺乳動物およびトリも罹患し得る。B型インフルエンザウイルスが、ヒトからしか単離されないのに対して、C型ウイルスは、ヒトおよびブタの両方から単離され得る。A型およびB型のウイルスが、毎年のインフルエンザの流行の原因である。A血清型は、異なる血球凝集素(H)特性およびノイラミニダーゼ(N)特性によって特徴付けられるサブタイプからなる。A血清型ウイルスおよび、規模は小さいがB血清型ウイルスは、自然の条件下で抗原構造が頻繁に変化することによって特徴付けられる。サブタイプ特異的血球凝集素に対する抗体応答が、インフルエンザ免疫の基本である。現在、脊椎動物において循環するA型インフルエンザウイルスには、15種の公知の血球凝集素(H)のサブタイプ、および10種のノイラミニダーゼ(N)のサブタイプが存在する。ウイルス学的、免疫学的、および血清考古学的研究によって、1889年以来、流行および大流行は、血球凝集素H1、H2、またはH3と、ノイラミニダーゼN1、またはN2とを含有するウイルスによって引き起こされていることが判明している。これらのウイルスは、A(H1N1)、A(H2N2)、およびA(H3N2)と定義された3種のヒトA型インフルエンザサブタイプに分類されている。それらがインフルエンザの大発生の原因であり、その際、同じウイルス株の周期的再来を予測することができる。ウイルスは、鼻咽頭の粘膜および上気道粘膜の上皮で複製し、血管および毛細血管を冒す強力な毒素を産生する。
インフルエンザウイルスは、オルトミクソウイルス科に属し、3種の血清型:A、B、およびCを有する。AおよびB血清型ウイルスは、同じ属に属し、C血清型ウイルスは異なる属である。各血清型は、核タンパク質(NP)抗原およびマトリックス(M)タンパク質抗原によって決定されるそれぞれ特有の抗原特性セットによって特徴付けられる。A型インフルエンザウイルスは、自然界に広く流行していて、ヒトが、さらには一部の哺乳動物およびトリも罹患し得る。B型インフルエンザウイルスが、ヒトからしか単離されないのに対して、C型ウイルスは、ヒトおよびブタの両方から単離され得る。A型およびB型のウイルスが、毎年のインフルエンザの流行の原因である。A血清型は、異なる血球凝集素(H)特性およびノイラミニダーゼ(N)特性によって特徴付けられるサブタイプからなる。A血清型ウイルスおよび、規模は小さいがB血清型ウイルスは、自然の条件下で抗原構造が頻繁に変化することによって特徴付けられる。サブタイプ特異的血球凝集素に対する抗体応答が、インフルエンザ免疫の基本である。現在、脊椎動物において循環するA型インフルエンザウイルスには、15種の公知の血球凝集素(H)のサブタイプ、および10種のノイラミニダーゼ(N)のサブタイプが存在する。ウイルス学的、免疫学的、および血清考古学的研究によって、1889年以来、流行および大流行は、血球凝集素H1、H2、またはH3と、ノイラミニダーゼN1、またはN2とを含有するウイルスによって引き起こされていることが判明している。これらのウイルスは、A(H1N1)、A(H2N2)、およびA(H3N2)と定義された3種のヒトA型インフルエンザサブタイプに分類されている。それらがインフルエンザの大発生の原因であり、その際、同じウイルス株の周期的再来を予測することができる。ウイルスは、鼻咽頭の粘膜および上気道粘膜の上皮で複製し、血管および毛細血管を冒す強力な毒素を産生する。
流行の間、インフルエンザウイルスは、多数の人々を攻撃して、各国の経済にマイナスの影響を及ぼす。したがって、ウイルスの増殖をブロックし得る化学療法薬を探索し、使用することが非常に重要になっている。最近まで、インフルエンザ、さらには他のウイルス性疾患の有効な化学的予防は、非常に複雑であった。1963年にJacksonおよび共著者が、1−アミノ−アダマンタンの抗ウイルス作用について初めて言及した(Jackson G. G.、Muldon R.L.、Akers L. W.、「Serological evidence for prevention of influenza infection in volunteers by anti−influenzal drug amantadine hydrochloride, in Antimicrobial agents and chemotherapy」、S. 1.、Acad. Press、New York、1964、703〜707頁)。1964年には、Deviceおよび共著者らが、実験結果を刊行した(Davies W. L.、Grunert R. R.、De Somer P.ら、「Antiviral activity of I−adamantanamine (amantadine)」、Science、1964、144、862〜863頁)。レマンタジンは、インフルエンザを予防および治療するために広く使用される最初の薬物となった。
1970年には、A型およびB型インフルエンザのウイルスノイラミニダーゼの結晶構造が発見され、インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼ構成要素を阻害すると、ウイルスの増殖が遅れることが証明された(Miller W. Е.、「Mechanisms of action and pharmacology chemical agents, in Antiviral agents and viral diseases of man」、G. J. Gallassoら編、Raven Press、New York、1979、77〜149頁;Hay den F. G.、Osterhaus A.D.、Treanor J. J.ら、「Efficacy and safety of the neur−aminidase inhibitor zanamivir in the treatment of infiuenza virus infections」、GG 167 Influenza Study Group、N. Engl. J. Med.、1997、337、13、874〜880頁)。このことによって、A型およびB型ウイルス種のノイラミニダーゼの活性をブロックする薬物であるオセルタミビルおよびザナミビルの案出が可能になった。これらの薬物は、気道の上皮細胞を感染から守り、ウイルスが体内に広がるのを防ぐ。オセルタミビルおよびザナミビルは、高い予防および治療有効性を、平均で2〜3日ほどの治療期間の短縮およびより軽い疾患経過と共に示した[Monto A. S.、Fleming D. M.、Henry D.ら、「Efficacy and safety of the neuraminidase inhibitor zanamivir in the treatment of influenza A and В virus infections」、J. Infect. Diseases、1999、180、2、254〜261頁;Iozzo M.、「Efficacy and tolerability of the neuraminidase inhibitor Zanamivir」、J. Acad. Phys. Assistants、2001、2、2、186〜188頁;Hoyden F. G.、Treanor J. J.、Fritz R. S.ら、「Use of oral neuraminidase inhibitor Osettamivir in experimental human influenza」、J. Amer. Med. Assoc.、1999、282、13、48〜50頁)。
インフルエンザおよび急性呼吸器ウイルス感染症の流行は、脆弱な個体群では高い死亡率および重篤な合併症を随伴する。リスク群には、慢性状態、特に心臓血管疾患を有する人々が包含される(Davis M. M.、Taubert K.、Benin A. L.ら、「Influenza vaccination as secondary prevention for cardiovascular disease: a science advisory from the American Heart Association」、Amer. College of Cardiology, Circulation、2006、114、1549〜1553頁)。
急性呼吸器ウイルス感染症およびインフルエンザが心臓発作を引き起こすという説得力のある証拠が存在し、ウイルス感染に対する薬物が、心臓血管疾患を有する人々における心臓発作のリスクを低下させる有効な方法であることが証明されている(Warren−Gash С、Smeeth L.、Hayviard A. C.、「Influenza as a trigger for acute myocardial infarction or death from cardiovascular disease: a systematic review」、Lancet Infect. Dis.、2009、9、601〜610頁)。
インフルエンザおよびARVDの流行は、脆弱な一群の人々の間では、高い死亡率および危険な合併症を随伴する。リスクのある個体群には、慢性的な病状、特に心臓血管疾患などを有する人々が属する(Davis M.M.、Taubert K.、Benin A.L.ら、「Influenza vaccination as secondary prevention for cardiovascular disease: a science advisory from the American Heart Association」、American College of Cardiology、Circulation、2006年、114、1549〜1553頁)。これまで、ARVDおよびインフルエンザの感染と、急性心筋梗塞との間の関係は長年、不明なままであった。種々の研究が、心臓血管による死亡率モデルの季節性を報告しており、このことによって、ARVDおよびインフルエンザ循環のモデルが気付かれた(Ailing D.W.、Blackwelder W.C.、Stuart−Harris C.H.、「A study of excess mortality during influenza epidemics in the United States, 1968−1976」、Am. Epidemiol.、1981、113、30〜33頁;Collins S.D.、「Excess mortality from causes other than influenza and pneumonia during influenza epidemics」、Public Health Rep.、1932、47、2159〜2179頁;Eickhoff T.、Sherman I、Serfling R.、「Observations on excess mortality associated with epidemic influenza」、JAMA、1961、176、776〜782頁;Housworth J.、Langmuir A.D.、「Excess mortality from epidemic influenza, 1957−1966」、Am. J. Epidemiol.、1974、100、40〜48頁)。
高い体温、筋肉痛、および倦怠などの明瞭な全身的影響を対象とするインフルエンザ患者における臨床スコアによっても、頻繁な心筋虚血エピソードが示された(Greaves K.、Oxford J.S.、Price C.P.、Clarke G.H.、Crake T.、「The prevalence of myocarditis and skeletal muscle injury during acute viral infection in adults: measurement of cardiac troponins I and T in 152 patients with acute influenza infection」、Arch. Intern. Med. 2003、163、165〜168頁;Ison M.G.、Campbell V.、Rembold C.、Dent J.、Hayden F.G.、「Cardiac findings during uncomplicated acute influenza in ambulatory adults」、Clin. Infect. Dis.、2005、40、415〜422頁;Paul B.K.、「Clinical observations of influenza, with special reference to its effects and cardiac functional efficiency」、Indian Med. J.、1963、57、251〜283頁;Verel D.、Warrack A.J.、Potter C.W.、Ward C.、Rickards D.F.、「Observations on the A2 England influenza epidemic: a clinicopathological study」、Am. Heart J.、1976、92、290〜96頁)。これらの結果から、インフルエンザは、心臓血管の襲撃(incrusion)を引き起こす急性炎症性刺激の役割を果たし得るという推論に至った。ヒトにおける血管疾患のリスクを予測するために、全身炎症および炎症性細胞活性化のマーカーが、重要な構成要素として使用されるようになった。
インフルエンザウイルスは、炎症、凝固、および代謝の経路に多大な影響を及ぼすことが知られており(Madjid M.、Aboshady I.、Awan I.、Iitovsky S.、Casscells S.W.、「Influenza and cardiovascular disease: is there a causal relationship」、Tex. Heart Inst. J.、2004、31、4〜13頁)、これらは、アテローム斑不安定化をもたらし得、それによって、急性梗塞の主な原因である冠状血管の部分的閉塞または完全な閉塞をもたらし得る(White H.D.、Chew D.P.、「Acute myocardial infarction」、Lancet、2008、372、570〜584頁)。さらに、インフルエンザは、内皮における迅速な変化の急性炎症性および凝固促進刺激として作用する(Housworth J.、Langmuir A.D.、「Excess mortality from epidemic influenza, 1957−1966」、Am. J. Epidemiol.、1974、100、40〜48頁;Madjid M.、Awan I.、Ali M、Frazier L.、Casscells W.、「Influenza and atherosclerosis: vaccination for cardiovascular disease prevention」、Expert Opin. Bid. Ther.、2005、5、91〜96頁)。心筋炎、心膜炎などのインフルエンザ感染の結果としての心臓合併症はよく知られているが、いまだ、急性心筋梗塞のトリガー機序の特徴の下でのインフルエンザの役割は、明確には証明されていない。同時に、課題特異的な文献において、インフルエンザ(疾患および急性呼吸器感染症としてのインフルエンザも含む)は、急性心筋梗塞を、または血管死さえ促進し得るという多くの事実が判明した。異なる条件で、異なる方法を使用して行われた多数の調査によって、インフルエンザと急性心筋梗塞との間には緊密な関係が存在することが示されている。同時に、インフルエンザおよびARVDの患者において抗ウイルス性および心保護的な薬物療法を使用することによって、心臓血管合併症のリスクを低下させる可能性を調査する臨床研究は多くない。僅か2つの小さな無作為化調査において、心臓血管疾患患者における心臓発作の予防に対する抗インフルエンザワクチン接種のプラスの影響が推定されており、インフルエンザに対するワクチン接種は、血管死に対してかなりの保護をもたらすことが示された。無作為化結果のモデルで得られた要約評価は、些細ではあるが、ワクチン接種のなお保護的な効果を意味している。著者らは、示されているケースでは、特に、多くの場合に予め決定されているワクチン接種の対抗的コード(oppositional code)を有する心臓血管疾患を有するヒトでは、抗インフルエンザワクチン接種が奨励されるべきであると判断している(Warren−Gash C、Smeeth L、Hayviard AC.、「Influenza as a trigger for acute myocardial infarction or death from cardiovascular disease: a systematic review」、Lancet Infect. Dis.、2009、9、601〜610頁)。
したがって、インフルエンザは急性心筋梗塞の発症、血管死の増加を引き起こし得るが、抗ウイルス薬を利用することが、心臓血管疾患患者において心臓発作のリスクを低下させる有効な方法であり得るという事実の明快な証拠が存在する。
肝炎ウイルス
世界保健機関(WHO)によると、肝炎は、感染性または毒性因子によって引き起こされる肝臓の炎症と定義される。多くの場合に、肝炎は、5種のウイルス因子:A型肝炎ウイルス(HAV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、HBV関連デルタ因子またはD型肝炎ウイルス(HDV)、およびE型肝炎ウイルス(HEV)のうちの1種によって引き起こされる。
世界保健機関(WHO)によると、肝炎は、感染性または毒性因子によって引き起こされる肝臓の炎症と定義される。多くの場合に、肝炎は、5種のウイルス因子:A型肝炎ウイルス(HAV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、HBV関連デルタ因子またはD型肝炎ウイルス(HDV)、およびE型肝炎ウイルス(HEV)のうちの1種によって引き起こされる。
A型肝炎は、胃腸管、特に肝臓が主に罹患する急性感染症である。A型肝炎は、汚染された食品または水を介して広がるA型肝炎ウイルスによって引き起こされる。急性A型肝炎を有するヒトが、感染源である。肝臓細胞死および肝機能障害に至るので、該疾患は危険である。
B型肝炎は、炎症を引き起こすことによって肝臓を冒すB型肝炎ウイルス(HBV)によって引き起こされる。世界中で約600,000人が毎年、B型肝炎関連合併症で死亡している。HBVは、感染しているヒトから、血液、または精液、膣分泌物、および唾液などの他の体液を介して伝染する。B型肝炎ウイルスの伝染機序は、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)の伝染機序と同じであるが、後者(HIV)と比較して、HBV感染力は50〜100倍高い。HIVとは異なり、HBVは、人体から出た環境中で少なくとも7日間は耐え得る。
D型肝炎。D型肝炎は、D型肝炎ウイルス(またはデルタウイルス)によって引き起こされ、大規模な肝細胞損傷を伴う急性発症によって特徴付けられる。デルタウイルスは、それ自体では複製することができず、その複製および発現には、HBVの存在を必要とする。D型肝炎は、B型肝炎およびC型肝炎と同様の伝染機序に従う。その潜伏期間は、3から7週間である。D型肝炎の臨床症状は、B型肝炎の臨床症状に類似している。B型肝炎に対するワクチン接種によってD型肝炎も予防される。
E型肝炎。E型肝炎は、その症状についてA型肝炎に類似している。E型肝炎の伝染機序も、A型肝炎の伝染機序に類似している。E型肝炎は、汚染された水または食品を介して広がり、血液を介しても伝染し得る。これは主に、中央アジアおよびアフリカ諸国で発生している。
F型肝炎ウイルスおよびG型肝炎ウイルスなどの他の因子が最近同定されたが、今のところ、大規模には研究されていない。
C型肝炎は、ウイルス感染であり、非経口伝染機序は最も多くの場合に、輸血後肝炎の形態で生じる。HCVは1989年に、肝炎患者において発見され、その血液は、構成においてフラビウイルスのRNAに類似しているウイルスRNAを含有した。C型肝炎は、フラビウイルス科のRNA含有ウイルスによって引き起こされる。そのウイルス粒子は、直径30から60nmであると推定されている。今日までに、11種までの別個のHCV遺伝子型が同定されている:1a、1b、1c 2a、2b、2c 3a、3b 4a、4b、4c、4d、4e 5a 6a 7a、7b 8a、8b 9a 10a 11a型。HCVは、構造的(カプシドおよびエンベロープ)および非構造的ウイルスタンパク質からなり、低い力価で血液中を循環する傾向がある。これは、低密度リポタンパク質、およびHCVタンパク質に対する抗体と関連している。感染の源は、症状発現を伴う患者およびC型肝炎の潜伏形態を伴う患者である。ウイルスは、血液、および血液産生物を介して非経口経路によって伝染する。数カ国で承認されているC型肝炎の現行の標準治療は、抗ウイルス療法と、αインターフェロンおよびリバビリンとの併用である。これは、持続的な血清ALTレベルの上昇および顕著な組織学的肝臓損傷を有するHCV−RNA陽性患者において適応される。HCVの遺伝子型に応じて、かつ個々の患者の特徴および宿主のゲノムによって決定される治療に対する応答に応じて、治療の期間は、12から72週間の範囲であり得る。C型肝炎療法の有効性についての現行の基準には、生化学的緩解の持続(抗ウイルス療法後のアラニンアミノ転移酵素レベルの持続的正常化)、およびウイルス血症が存在しないこと(すなわち、治療の終了後6ヶ月目でのHCV RNAのクリアランス)が包含される。
C型肝炎ウイルスは、世界的な健康問題である。その因子は、RNA含有ウイルスであり、これは経口で伝染し、60〜80%の症例で硬変または肝臓癌に至り得る急性か、または永続性の肝炎を引き起こす。WHOの情報によると、世界人口のうちの約1%がC型肝炎ウイルス(HCV)に感染している。感染源はヒトであり;100%の症例で、ウイルスは、感染患者の血液中に見出される。C型肝炎ウイルスは、「サイレントキラー」と呼ばれる。症例のうちの70%において、該疾患は、潜伏形態を取っている。重篤度(severance)にもかかわらず、50〜80%の症例において、C型肝炎ウイルスは、硬変、癌腫が結果として発生する永続的な疾病へと変形し、神経細胞を損傷し、重症の結果を引き起こす。
該ウイルスは、フラビウイルス科のC型肝炎様ウイルスに分類され(Alter Y.J.、「To or not to C: these are questions」、Blood、1995、85、1681〜1695頁;National Institutes of Health Consensus Development Conference Panel Statement: Management of Hepatitis C、Hepatology、1997、26、2〜10頁)、陽極性RNAを含有し(Lindsay K.L.、「Therapy of hepatitis C overview」、Hepatology、1997、26、715〜775頁)、その陽極性RNAは、高度の不均質性を有する(Yohko K.S.、Hiroshi Y.、「In vitro systems for the detection of hepatitis C virus infection」、Viral Hepatitis Rev.、1995、1、59〜65頁;National Institutes of Health Consensus Development Conference Panel Statement: Management of Hepatitis C、Hepatology、1997、26、2〜10頁)。α−インターフェロン治療薬(IFN)(レアフェロン(reaferon)、ロエフロン(roefron)A、イントロンAなど)が、HCV感染症を治療するための基本であり続けているが(EASL International Consensus Conference on Hepatitis C. Consensus Statement. Paris、J. Hepatol.、1999、30、976〜995頁)、しかしながら、信頼することができる抗ウイルス効果(治療から6ヶ月後の血清中にHCV RNAが存在しない)は、α−インターフェロンで治療された患者のうちの8〜12%でしか観察され得ない(Lindsay K.L.、「Therapy of hepatitis C overview」、Hepatology、1997、26、715〜775頁)。したがって、HCV感染療法の別の方式を探すことは、現今でも重要であり続けている。
多様な群の高分子量および低分子量の天然および合成化合物であり、IFN産生をもたらすその能力によって関連のあるIFN誘導体は、HCVを含めたウイルス感染を治療するための有望な群である。IFN誘導体は、IFNに典型的な抗ウイルス活性、抗増殖活性、および免疫調節活性を有する(Ershov F.Y.、「Anti−virus Pharmaceuticals」、Moscow、1998、240頁)。
HCVに対するワクチンは、まだ開発されてなく、体内でウイルス複製を阻害し得る有効な薬物は存在しない。HCVに対する予防療法および治療療法を見出す際の困難は、HCVを有効に治療し得る薬物を同定するためのスクリーニングテストに必要な実験用ウイルスモデルを得る試みが成功していないことに関連している。
ヘルペスウイルス
ヘルペスウイルス(Latin Herpesviridae)は、ヒトおよび他の哺乳動物においてだけでなく、トリ、爬虫類、両生類、サカナにおいても様々な疾患を引き起こすDNA含有ウイルスの大きなファミリーである。ヘルペスウイルスには、地球上の個体群のうちの大部分が感染している(Baltimore D.、「The strategy of RNA viruses」、Harvey Lect.、1974、70 Series、57〜74頁)。
ヘルペスウイルス(Latin Herpesviridae)は、ヒトおよび他の哺乳動物においてだけでなく、トリ、爬虫類、両生類、サカナにおいても様々な疾患を引き起こすDNA含有ウイルスの大きなファミリーである。ヘルペスウイルスには、地球上の個体群のうちの大部分が感染している(Baltimore D.、「The strategy of RNA viruses」、Harvey Lect.、1974、70 Series、57〜74頁)。
ヘルペス感染は、潜伏感染プロセスの古典的な例である。患者のうちの70%超は、単純ヘルペスウイルス(HSV)との最初の接触の後に、高い抗ヘルペス抗体レベルにも関わらず、感染が再発する。ヘルペス感染は、明らかでない形態、無症状形態、および明らかな臨床形態を含む様々な種類の臨床経過を伴う、ヒトヘルペスウイルス(HHV)によって引き起こされる一群の人畜共通(anthropozoonotic)感染症である(Liesegang T.、「Herpes simplex」、Cornea、1999、第18巻、第6号、739頁)。
ヘルペス(「むずむずすること」を意味するギリシャ語に由来)は、最も流行していて、かつ制御しきれていないヒト感染症の1種である。正常な免疫系を有する宿主では、ヘルペスウイルスは、無症候性に循環し得るが、免疫無防備状態の個体では、それらは、重症に、ともすれば致命的になり得る。ヒトにおいては、8種のヘルペスウイルスが同定されている:これらは、電子顕微鏡で識別可能である、類似の形態を有するDNA含有ウイルスによって表される(「Baron’s Medical Microbiology」、Baron Sら、第4版; U. of Texas Medical Branch、1996;「Medical Microbiology」、第5版、Elsevier Mosby、2005内の「Herpesviruses」)。ヒトの器官に侵入すると、単純ヘルペスウイルス(HSV)は、その宿主を永久的に感染させて、時折、多様な再発を引き起こす。その潜伏状態におけるHSVは、L−PREP粒子の形態で脊椎傍知覚神経節に限局されている。
最も一般的なヒトヘルペスウイルス(HHV)は、1型単純ヘルペスウイルスまたはHSV−1であり、口腔顔面ヘルペスを引き起こす。類似の形態学的、抗原的、化学的、および物理的特性が、陰部ヘルペスを引き起こす2型ヒトヘルペス(HSV−2、またはHHV−2)によって共有されている。陰部ヘルペス(GH)は、最も流行している性行為感染症の1つである特殊なヘルペス感染症である。その顕著な特徴は、原因因子がキャリアと共に、その男性キャリア/女性キャリアの余生にわたって生き残ること(潜伏性)である。このことが、高い発生率および頻繁な疾患の再発の理由である。
GHの発症は多くの場合に、HSV−2と関連している。このことは、疫学で見出されるこのウイルスの血清型に対する抗体(Ab)の高い発生率によって裏付けられている。以前に、HSV−1は、顔面、体幹、および上肢に関する皮膚感染症において、より多くの場合に同定されると判断されている。現在では、GHは、HSV−1によって引き起こされ得ることが、十分に確立されている。HSV−1によって引き起こされるGHは、低い再発率によって特徴付けられ、再発は、高い力価の抗−HSV−2抗体を有する患者において、より頻繁に観察される。HSV DNAと、子宮頸癌および子宮頚管悪性病変のための外科手術の間に得られた組織のDNAとのハイブリダイゼーションによって証明されているとおり、このウイルスは、子宮頸癌の病因において役割を果たしている。
3型ヒトヘルペスウイルス(HHV−3)は、2つの異なる臨床的実体、すなわち水痘帯状疱疹および帯状ヘルペスを引き起こす。4型ヒトヘルペスウイルス(HHV−4)またはエプスタイン−バーウイルスは、感染性単核細胞症、バーキットリンパ腫、上咽頭癌、毛舌白板症の原因因子である。5型ヒトヘルペスウイルス(HHV−5)は、サイトメガロウイルス感染症を引き起こし、最後に、6型ヒトヘルペスウイルス(HHV−6)は、最近の研究によると、乳児における突発性発疹および成人における慢性疲労症候群に関連している。現行の文献報告によって、HHV−6は、リンパ肉芽腫症、悪性B細胞リンパ腫、サルコイドーシス、シェーグレン症候群、クローン病、自己免疫性甲状腺炎、非エプスタイン−バーウイルス感染性単核細胞症の発生に役割を果たし得ることが示されている。HHV−6は、致命的な結果を伴う劇症肝炎を含めた子供および成人における急性肝炎を引き起こすこともある。1990年に、HHV−7およびHHV−8が発見されたが、それらの役割は未だ確立されていない。HHV−7が、リンパ増殖性障害および慢性疲労症候群に関連しているのに対して、HHV−8は、カポジ肉腫に関連している。
ヘルペス感染症の治療は、依然として大変なことである。長期持続性の慢性プロセスは、免疫系にマイナスの調節をもたらす。二次的な免疫不全、細胞性免疫の抑制、および非特異的抵抗性の低下が観察され、白血球がα−およびγ−インターフェロン(IFN)を合成する能力の低下、低免疫グロブリン血症、ウイルス抗原に対する感作として症状発現する(「Baron’s Medical Microbiology」、Baron Sら、第4版、U. of Texas Medical Branch、1996;「Medical Microbiology」、第5版、Elsevier Mosby、2005内の「Herpesviruses」)。
現在、抗ヘルペス薬は、利用可能な抗ウイルス薬のうちの約80%を占めており、このことが、問題の重要性を再び強調している。それらのうちの大部分は、異常ヌクレオシドによって表される。その作用機序は、ウイルスの複製に必要な酵素(チミジンキナーゼ、DNA−ポリメラーゼ)の阻害を、IFN合成の誘発と組み合わせる。したがって、かなりの数および種類の抗ウイルス薬があるにも関わらず、なぜヘルペス感染症は未だにほとんど制御されていないのか、という疑問が存在する。最近の報告によって、抗ヘルペス異常ヌクレオシドに対するHSVの抵抗性は、年を追って高まっていることが示されている。
しかしながら、最も効率的な方法は、ウイルス複製の初期段階、すなわち、細胞への吸着および細胞との融合に影響を及ぼし得る抗ウイルス薬の開発である。新規な抗ウイルス薬は、宿主細胞と相互作用する間に、天然構成要素と競合的に置き換わり得るリガンド模倣物または受容体模倣物として形成されている。本研究の目的は、上述の特性を有するRNA調製物の抗ウイルス作用の有効性を評価することであった。
ヒト免疫不全ウイルス
後天性免疫不全症候群(AIDS)の第1の症例は、米国において1983年に報告された。患者は2ヶ月後に死亡した。現在では、毎日約14,000の新たな感染が生じている。原因因子は、三角形の核の中にらせん構造を有するウイルスである。これはヒト免疫不全ウイルス(HIV)として知られており、これには3種、すなわち:西ヨーロッパで非常に流行しているHIV−1およびHIV−2と、たいていはアフリカ人およびアメリカ人の間で流行しているHIV−3がある。該ウイルスは、その複製に寄与するTリンパ球と、生体全体にウイルスを広げるマクロファージに影響を及ぼす。AIDS自体は、致命的な疾患ではないが、HIVは、人体の免疫系をダウンレギュレートさせるので、一般的な感冒でさえ、死をもたらし得る。HIVはTリンパ球を破壊し、人体は防御機構を失って、通常の感染症に対する脆弱性が高まる。致命的感染症、神経系併発、および癌のリスクが劇的に上昇する。感染源は、HIVキャリアである。伝染は、HIV感染者との性交の間か、血液接触によって起こり得る。感染している母親が、子供を出産する場合、その子供は必ずしもウイルスキャリアではない。抗レトロウイルス療法は、母子感染のリスクを6パーセントまで低下させ得る(Sepkowitz K.A.、「AIDS−−the first 20 years」、N. Engl. J. Med.、2001、344、23、1764〜72頁;Divisions of HIV/AIDS Prevention HIV and Its Transmission. Centers for Disease Control & Prevention、2003)。アジドチミジンとして知られている最初の抗レトロウイルス薬は1964年に初めて合成され、1987年には、HIV感染症を治療するために承認され、それ以来、抗レトロウイルス薬として広く使用されている(Balzarini J.、Naesens L.、Aquaro S.、Knispel T.、Perno C.−F.、De Clercq E.、Meier C.、「Intracellular metabolism of cyclosaligenyl 3’−azido−2’−3’−dideoxythymidine monophosphate, a prodrug of 3’−azido−2’−3’−dideoxythymidine (Zidovudine)」、Molecular Pharmacology、1999、56、1354〜1361頁)。90年代半ばには、サキナビル、リトナビル、およびインジナビルを含めた最初のプロテアーゼ阻害薬が利用可能となった。それらの使用によって、死亡率を38パーセントから22パーセントまで低下させることができた(Cameron D.W.、Heath−Chiozzi M.、Danner S.、Cohen C、Kravcik S.、Maurath C.、Sun E.、Henry D.、Rode R.、Potthoff A.、Leonard J.、「Randomised placebo−controlled trial of ritonavir in advanced HIV−1 disease」、The Advanced HIV Disease Ritonavir Study Group、Lancet、1998、351、9102、543〜549頁)。1996年には、最初の非ヌクレオシド逆転写酵素阻害薬であるネビラピン、および他のプロテアーゼ阻害薬であるネルフィナビルが導入された。欧州においては、新たな薬物の使用によって、AIDS関連罹患率を30.7から2.5パーセントまで低下させることができた(Harrington M.、Carpenter C.C.、「Hit HIV−1 hard, but only when necessary」、Lancet、2000、355、9221、2147〜52頁)。
後天性免疫不全症候群(AIDS)の第1の症例は、米国において1983年に報告された。患者は2ヶ月後に死亡した。現在では、毎日約14,000の新たな感染が生じている。原因因子は、三角形の核の中にらせん構造を有するウイルスである。これはヒト免疫不全ウイルス(HIV)として知られており、これには3種、すなわち:西ヨーロッパで非常に流行しているHIV−1およびHIV−2と、たいていはアフリカ人およびアメリカ人の間で流行しているHIV−3がある。該ウイルスは、その複製に寄与するTリンパ球と、生体全体にウイルスを広げるマクロファージに影響を及ぼす。AIDS自体は、致命的な疾患ではないが、HIVは、人体の免疫系をダウンレギュレートさせるので、一般的な感冒でさえ、死をもたらし得る。HIVはTリンパ球を破壊し、人体は防御機構を失って、通常の感染症に対する脆弱性が高まる。致命的感染症、神経系併発、および癌のリスクが劇的に上昇する。感染源は、HIVキャリアである。伝染は、HIV感染者との性交の間か、血液接触によって起こり得る。感染している母親が、子供を出産する場合、その子供は必ずしもウイルスキャリアではない。抗レトロウイルス療法は、母子感染のリスクを6パーセントまで低下させ得る(Sepkowitz K.A.、「AIDS−−the first 20 years」、N. Engl. J. Med.、2001、344、23、1764〜72頁;Divisions of HIV/AIDS Prevention HIV and Its Transmission. Centers for Disease Control & Prevention、2003)。アジドチミジンとして知られている最初の抗レトロウイルス薬は1964年に初めて合成され、1987年には、HIV感染症を治療するために承認され、それ以来、抗レトロウイルス薬として広く使用されている(Balzarini J.、Naesens L.、Aquaro S.、Knispel T.、Perno C.−F.、De Clercq E.、Meier C.、「Intracellular metabolism of cyclosaligenyl 3’−azido−2’−3’−dideoxythymidine monophosphate, a prodrug of 3’−azido−2’−3’−dideoxythymidine (Zidovudine)」、Molecular Pharmacology、1999、56、1354〜1361頁)。90年代半ばには、サキナビル、リトナビル、およびインジナビルを含めた最初のプロテアーゼ阻害薬が利用可能となった。それらの使用によって、死亡率を38パーセントから22パーセントまで低下させることができた(Cameron D.W.、Heath−Chiozzi M.、Danner S.、Cohen C、Kravcik S.、Maurath C.、Sun E.、Henry D.、Rode R.、Potthoff A.、Leonard J.、「Randomised placebo−controlled trial of ritonavir in advanced HIV−1 disease」、The Advanced HIV Disease Ritonavir Study Group、Lancet、1998、351、9102、543〜549頁)。1996年には、最初の非ヌクレオシド逆転写酵素阻害薬であるネビラピン、および他のプロテアーゼ阻害薬であるネルフィナビルが導入された。欧州においては、新たな薬物の使用によって、AIDS関連罹患率を30.7から2.5パーセントまで低下させることができた(Harrington M.、Carpenter C.C.、「Hit HIV−1 hard, but only when necessary」、Lancet、2000、355、9221、2147〜52頁)。
しかしながら、数多くのかなり高価な抗レトロウイルス薬にもかかわらず、HIV多剤耐性の問題が大きくなっている。このことによって、多数のHIVタンパク質を標的化する新たな薬剤を探索する重要性が再び強調されている。HIVだけでなく、他のウイルス(例えば、往々にしてHIV陽性患者における随伴感染症である肝炎ウイルス)の複製も阻害し得る新たな抗ウイルス薬の必要性が、特に重大である。
エンテロウイルスは、ピコルナウイルス科に属する。これらは、ヒトに対して病原性であり、3種のポリオウイルス、23種の血清型のコクサッキーウイルスA群、6種の血清型のコクサッキーウイルスB群、および他からなる67種の血清型を包含する。胃腸管において増殖するその能力によって、エンテロウイルスはそのように名付けられている。その名称にもかかわらず、これらのウイルスが顕著な腸炎を引き起こすことは、まれである。ヒトエンテロウイルスは、切断されて11種の異なるタンパク質になるポリタンパク質をコードする一本鎖RNAを含有する。エンテロウイルスRNAゲノムは、4種のウイルスタンパク質(VP1〜VP4)を含む正二十面体カプシドによって囲まれている。VP1は、有力な標的中和抗体である。エンテロウイルスは、普遍的に(ubiquitary)分布している。コクサッキーウイルスは、ヒトにおける広域な疾患、最も一般的には、無菌性髄膜炎および筋肉痛の原因である。これらのウイルスは、他のエンテロウイルスと同様に、糞口経路によって広がる。コクサッキーウイルスは、A群およびB群に分けられる。A群は、水疱性口峡炎、無菌性髄膜炎、心外膜炎、心嚢炎、非特異性熱性疾病などをもたらす約24種の血清型を包含する。B群は、ボルンホルム病(胸膜痛、筋肉痛)の原因である。A群およびB群のコクサッキーウイルスに関連する疾患は、別個の臨床的特徴を有する。コクサッキーウイルスB4群は、中枢神経系および末梢神経系の両方を冒し、頭痛(特に、後頭部痛)、および胸痛をもたらす。
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新たな抗ウイルス薬の必要性
現在、様々なウイルス性疾患に対して多重作用を有する新規な抗ウイルス薬の開発が必要とされている。これらの薬剤は、宿主細胞へのウイルス侵入およびウイルス放出を担う機序を妨害すべきである。
現在、様々なウイルス性疾患に対して多重作用を有する新規な抗ウイルス薬の開発が必要とされている。これらの薬剤は、宿主細胞へのウイルス侵入およびウイルス放出を担う機序を妨害すべきである。
多くの代表的なウイルス科を阻害し得る抗生物質の可能性の認識は、Charles Janewayおよび彼の追従者による発見に基づいた(Janeway Jr., C.A.、「Approaching the asymptote? Evolution and revolution in immunology」、Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology、1989、54、1、1〜13頁)。第一に、全ての生体は、先天免疫を有することが示された。先天免疫は、遺伝レベルで存在し、外来微生物、移植片、毒素、腫瘍細胞、およびウイルスに感染した細胞と戦う生体の能力を提供している。先天免疫系は、病原体が最初に出現した際に活性化し、病原体生体に特異的な一定の群の抗原と反応する。第二に、先天免疫を有する細胞は、これらの群の抗原を認識して、先天免疫を活性化させるToll様受容体、TLRと呼ばれる受容体を有する。第三に、TLRは、一定の群の感染症に特異的であり、すなわち、一般的であるよりもむしろ、特異的な種類の外来構造、例えば、ウイルス感染RNAを認識し得る。ヒトは、一定の群の病原体にそれぞれ特殊化している10種超のTLRを有する。あるものは、ウイルス感染のRNAを認識し、他のものは、細菌や他のものの多糖、単細胞寄生虫などのタンパク質を認識する。該受容体は、皮膚および上皮の細胞を含めた異なる種類の細胞に位置する。
ウイルス因子を認識する場合には、TLRの助力を伴う感染細胞は、ウイルスタンパク質合成のスイッチを切り、感染細胞のプログラム死(アポトーシス)を開始し得る。ウイルスを同定した免疫細胞は、炎症を誘発する因子であるサイトカインを発現させるシグナルを出すことができ、他にも、インターフェロンなどの抗ウイルス因子を放出し得る。
これまで、大抵の抗ウイルス薬の作用は、1種の特異的な感染因子に焦点を当てるものであったが、ウイルスは、薬物耐性を迅速に発達させるようになっている。一態様では、本発明は、ウイルス成長の種々の段階で多重抗ウイルス作用を提供する、RNAをベースとする薬剤および治療方法を提案する。RNAをベースとする薬剤の長期持続性抗ウイルス作用によって、この種の薬剤に対するウイルス耐性の急速な発達が不可能となる。数種のウイルス性疾患は、多数のウイルスの作用と関連していて、多重抗ウイルス薬の使用を必要としているので、本発明は、多数のウイルスに対して活性な薬剤を提供する。例えば、急性上気道感染症は往々にして、インフルエンザおよびパラインフルエンザウイルスの複合作用と関連している。HIVが往々にして肝炎ウイルスと関連する場合には、同様の状況が、AIDSにおいて見出される。該薬剤を使用することで、数種のこれらのウイルスに対して作用することができる。
既に示唆したとおり、RNAをベースとする治療薬は、化学合成によって生産されているが、これらは、技術の観点からかなり高価であり、大規模ウイルス性疾患を治療するためには適用することができない。他の態様では、本発明は、安価な天然物質である酵母由来のリボ核酸から合成された薬剤を提供する。これは、カプセル剤、錠剤、および他の利用可能な投与の形態で広く使用することができる。
AIDS、C型肝炎などのウイルス感染は、往々にして毒性および神経精神医学的副作用に関連する抗生物質および他の抗ウイルス薬と組み合わせた複合管理を必要とする。他の態様では、本発明は、複合療法で長期間使用することによって、副作用を伴わない非毒性薬剤を提案する。
本発明の他の態様では、配座においてウイルスRNAに類似しているRNA化合物は、先天免疫系を活性化させることができ、汎流行性インフルエンザ、C型肝炎、陰部ヘルペス、およびAIDSなどのヒトにおいて重症の疾患を引き起こす様々なウイルスに対する抗生物質として作用することができることが認識された。対応して、温度処理を施された、高度に精製された酵母RNAは、改良された特性を有する。
下記で報告するとおり、種々のインビトロおよびインビボモデルにおいて、酵母由来リボ核酸(RNA)を含有する薬剤の複合研究を行った。試験モデルは、ウイルス誘発プロセスの特定の種類に対応した。RNA含有薬剤の作用を、抗ウイルス療法で現在承認されている薬物の作用と比較した。
1. インビトロおよびインビボでのインフルエンザウイルスモデル
インビトロでの抗インフルエンザ活性を、既存のガイドラインに従って、集密層を有する再接種MDCK細胞系(イヌ腎臓細胞)で証明した(Preclinical drug research: guidelines、 Kyiv、2001、371〜396頁)。インビボでの抗インフルエンザ活性は、投与の予防レジームおよび治療レジームを使用して、マウスでのインフルエンザ肺炎モデルで研究した。
インビトロでの抗インフルエンザ活性を、既存のガイドラインに従って、集密層を有する再接種MDCK細胞系(イヌ腎臓細胞)で証明した(Preclinical drug research: guidelines、 Kyiv、2001、371〜396頁)。インビボでの抗インフルエンザ活性は、投与の予防レジームおよび治療レジームを使用して、マウスでのインフルエンザ肺炎モデルで研究した。
こうして、RNAをベースとする薬物は、抗インフルエンザ医薬品であることが証明されている。
特定の実施形態では、最大許容濃度は5,000mkg/mlであり、最小活性濃度は31mkg/mlであり;化学療法係数は161である。
インビトロで算出されるRNA抽出物−糖の組み合わせ(ここで、糖は例えば、マンニトールである)(RNA−M)の有効用量は有利には、予防目的では1.25〜10mg/mlであり、治療では0.6mg/ml〜10mg/mlである。薬物の高い抗インフルエンザ活性は、15から150mg/kgの投薬量で腹腔内および静脈内導入されたマウスでの予防治療において証明されている。鼻腔内導入では、有効な用量は例えば、少なくとも10倍高い。RNA−Mの抗インフルエンザ作用は、インフルエンザウイルス粒子との相互作用の間における、ノイラミニダーゼおよび血球凝集素の阻害にあることが証明されている。他にも、RNA抽出物−糖の組合せは、インビボ試験においては、α−インターフェロンの長期誘導体である。投与用量は、化合物中のRNAの量で算出される。
したがって、抗インフルエンザ薬を評価するために使用されたインビトロおよびインビボモデルによって、酵母由来RNA含有薬剤は、強力な抗ウイルス活性によって特徴付けられることが証明されている。その抗ノイラミニダーゼおよび抗血球凝集素活性に関して、この薬剤を、特異的な抗インフルエンザ活性を有すると判断し得る。
2. インビトロおよびインビボでの肝炎ウイルスモデル
本発明の他の態様では、酵母RNA由来薬物の抗HCV活性を、C型肝炎ウイルス(HCV)に感染したMT−4懸濁細胞培養の実験モデルで、他にもHCV cDNA(MT−4−HCV cDNAモデル)が貫通(transfixed)している産生性細胞培養の新たなモデルで、ならびにHCVおよびウシウイルス性下痢症ウイルス(BVDV)の代理試験モデルで証明した。
本発明の他の態様では、酵母RNA由来薬物の抗HCV活性を、C型肝炎ウイルス(HCV)に感染したMT−4懸濁細胞培養の実験モデルで、他にもHCV cDNA(MT−4−HCV cDNAモデル)が貫通(transfixed)している産生性細胞培養の新たなモデルで、ならびにHCVおよびウシウイルス性下痢症ウイルス(BVDV)の代理試験モデルで証明した。
RNAをベースとする薬物は、HCV、特にヒトHCVに対して高度に有効であることが、今や発見されている。
培養ヒトHCVに感染している培養モデルMT−4に対する、糖(例えばマンニトール)と組み合わせた、例えば酵母に由来する精製RNA抽出物を本質的に含有する調製物の有効性についての研究結果によって、RNAをベースとする薬物の有利な実施形態では、その最大許容濃度は50mg/mlに等しく、最小活性濃度は0.25mg/mlであり、化学療法係数は200であることが示された。
MDVK−BVDVモデルに対する、糖(例えばマンニトール)と組み合わせた、例えば酵母に由来する精製RNA抽出物を本質的に含有する調製物の抗ウイルス活性についての研究結果によって、少なくとも約1mg/mlの濃度で、薬物は、ウイルス増殖を2.0 lg ID50だけ阻害し、少なくとも約0.5mg/mlの濃度で、対応して3.0 lg ID50だけ阻害することが示されている。
要約すると、RNA−M調製物は、ヒトHCVの増殖を阻害し得る高度に有効な抗ウイルス薬として分類され得る。
実験結果によって他にも、糖(例えばマンニトール)と組み合わされた、例えば酵母に由来する精製RNA抽出物は、HCVの療法において有益に使用されることが証明された。すなわち、C型肝炎患者の治療について、高い有効性が確認された。患者の気分の改善、生化学的指数の安定化、ウイルス複製量の低下が、血清において示されている。組成物はよく許容され、副作用は記録されなかった。
3. インビボでのヘルペスウイルスモデル
RNA−Mの予防および治療作用のインビボ研究を、ウサギ腎臓細胞系(RK13)で行った。RNA−M抗ヘルペス作用のインビボ研究を、単純ヘルペスウイルス(HSV−1)によって引き起こされたマウスヘルペス性髄膜脳炎のモデルで、さらにHSV−2に感染したモルモットでの陰部ヘルペス感染のモデルで研究した。ラットガッセル神経節神経鞘腫のHSV感受性細胞にて、細胞学的解析を行った。
RNA−Mの予防および治療作用のインビボ研究を、ウサギ腎臓細胞系(RK13)で行った。RNA−M抗ヘルペス作用のインビボ研究を、単純ヘルペスウイルス(HSV−1)によって引き起こされたマウスヘルペス性髄膜脳炎のモデルで、さらにHSV−2に感染したモルモットでの陰部ヘルペス感染のモデルで研究した。ラットガッセル神経節神経鞘腫のHSV感受性細胞にて、細胞学的解析を行った。
RNAをベースとする薬物は強力な抗ヘルペス作用を有することが、今や発見されている。
特に、糖(例えばマンニトール)と組み合わせた、例えば酵母に由来する精製RNA抽出物を本質的に含有する調製物は、活性な抗ヘルペス薬であることが証明された。インビトロで、有利な実施形態では、そのウイルス阻害活性は、60mcg/mlから1,000mcg(マイクログラム)/mlの範囲内であり、その最小活性濃度(MAC)は60mcg/mlであり、最大許容濃度(MTC)は5,000mcg/mlであり、その化学療法係数は83.3である。
投与の予防レジームおよび治療レジームにおける、糖(例えばマンニトール)と組み合わせた、例えば酵母に由来する精製RNA抽出物を本質的に含有する調製物のインビトロでの有効性は、0.6mg/mlから10mg/mlの幅広い濃度範囲内である。そのような調製物は、0.1mg/mlの予防用量、および1mg/mlの治療用量で分裂係数にも、病的有糸分裂の数にも、不利な影響を及ぼさなかった。
特に、ヘルペス性髄膜脳炎のモデルにおいて、RNA−マンニトールの組み合わせ(RNA−M)0.5mg/kgの腹腔内投与の治療レジームは、41.2の有効指数をもたらした。特に有効な実施形態では、RNA−Mを、陰部ヘルペスのモデルにおいて局所的に使用した。RNA−M0.1mg/mlの投与の予防レジームおよびRNA−M1.0mg/mlの投与の治療レジームでは、治療活性指数(TAI)はそれぞれ、100%および73.2%であった。動物研究において、RNA−Mは、参照薬剤として使用されたVirolex(登録商標)よりも驚くほど優れていると考えられた。
抗ヘルペス薬を選択するために使用されるインビトロおよびインビボモデルによって、糖(例えばマンニトール)と、例えば酵母に由来する精製RNA抽出物との組合せは、強力な抗ヘルペス作用を有するとの結論を下すことができた。
特に、ヘルペスウイルス性疾患の治療、特に陰部ヘルペス治療における有効性が証明された。
4. インビボでのAIDSウイルスモデル
本発明の一態様で、糖(例えばマンニトール)と組み合わせた、例えば酵母に由来する精製RNA抽出物は、HIV増殖を阻害する際に有効であることが証明された。
本発明の一態様で、糖(例えばマンニトール)と組み合わせた、例えば酵母に由来する精製RNA抽出物は、HIV増殖を阻害する際に有効であることが証明された。
特に、HIV感染者に投与すると、HIVウイルス負荷レベルの低下、およびCD4+Tリンパ球量の増大が生じた。
5. インビボでのエンテロウイルスモデル
本発明の一態様で、マンニトールなどの糖と組み合わせた、例えば酵母に由来する精製RNA抽出物は、高い抗エンテロウイルス活性を有する活性な抗ウイルス薬であることが証明されている。
本発明の一態様で、マンニトールなどの糖と組み合わせた、例えば酵母に由来する精製RNA抽出物は、高い抗エンテロウイルス活性を有する活性な抗ウイルス薬であることが証明されている。
6. 組成物および投与
一般に、投与は、予防のためには少なくとも約0.1mg/kg/日および治療のためには少なくとも約10mg/kg/日の、例えば、薬学的に許容されるビヒクル、担体、増量剤(フィラー)、および希釈剤のうちの少なくとも1種と糖と共に熱処理された後の精製RNA化合物であってよい。さらに、投与用量は、化合物中のRNAの量で算出される。
一般に、投与は、予防のためには少なくとも約0.1mg/kg/日および治療のためには少なくとも約10mg/kg/日の、例えば、薬学的に許容されるビヒクル、担体、増量剤(フィラー)、および希釈剤のうちの少なくとも1種と糖と共に熱処理された後の精製RNA化合物であってよい。さらに、投与用量は、化合物中のRNAの量で算出される。
インフルエンザを予防するためには、腹腔内または静脈内投与量は好ましくは、約1.5〜約10mg/kg/日であり、鼻腔内投与量は好ましくは、少なくとも約2.5mg/kg/日、より好ましくは少なくとも約25mg/kg/日である。
インフルエンザを治療するためには、腹腔内または静脈内投与量は好ましくは、約1.5mg/kg/日から約25mg/kg/日であり、鼻腔内投与は好ましくは、約2.5mg/kg/日から約25mg/kg/日、より好ましくは少なくとも約50mg/kg/日である。
赤血球凝集を低下させるために有効な用量は好ましくは、少なくとも約1mg/mlであり、より好ましくは少なくとも約10mg/mlである。
組織培養においてHCV増殖を阻害する有効な用量は好ましくは、少なくとも約0.25mg/mlであり、より好ましくは少なくとも約0.5mg/mlである。
抗ヘルペス薬の予防レジームおよび治療レジームのために有効な用量は、0.6mg/mlから10mg/mlの幅広い濃度範囲内である。
投与の予防レジームおよび治療レジームにおいて有効な用量は、例えば酵母に由来する精製RNA抽出物と、糖(例えばマンニトール)との組合せが約0.1mg/mlから約10mg/mlの幅広い濃度範囲内であり、特に予防用量では、約0.1mg/mlから約1.0mg/ml程度であり、治療用量では、約1.0mg/mlから約10mg/ml程度である。0.1mg/mlの予防用量および1mg/mlの治療用量は、分裂係数にも、病的有糸分裂の数にも、不利な影響を及ぼさなかった。
例えば、薬物の有効な治療用量は、1日当たり1kg当たりRNA5〜10mgである。抗ウイルス治療の期間は有利には、ARVIでの7日間から、ヘルペスウイルスでの少なくとも約3〜5ヶ月、C型肝炎ウイルスでは1年半以上までである。経口投与のために準備された例示的な製品は、酵母RNA250mgおよびマンニトール100mgを含有する、経口摂取が可能な錠剤またはカプセル剤の形態をとる。
特定の実施形態の詳細な説明
実施例1. 抗ウイルスRNAを得る方法の例
実施例1.1. RNAの抽出、精製、および分析
一態様では、RNAをベースとする薬物は、精製RNA抽出物、例えば、酵母RNAを含有する。2種の酵母、すなわちSaccharomyces cerevisiae、およびCandida utilisを有利には、酵母RNAを抽出および精製するために使用することができる。これに関連して、これら2種類の酵母から抽出された産業用酵母RNA化合物を、本明細書に示されているとおりに使用することができるが、該RNA抽出物は、本明細書に記載されている抗ウイルス有効性についての要件を満たすことを条件として、他の供給源から得ることもできる。
実施例1. 抗ウイルスRNAを得る方法の例
実施例1.1. RNAの抽出、精製、および分析
一態様では、RNAをベースとする薬物は、精製RNA抽出物、例えば、酵母RNAを含有する。2種の酵母、すなわちSaccharomyces cerevisiae、およびCandida utilisを有利には、酵母RNAを抽出および精製するために使用することができる。これに関連して、これら2種類の酵母から抽出された産業用酵母RNA化合物を、本明細書に示されているとおりに使用することができるが、該RNA抽出物は、本明細書に記載されている抗ウイルス有効性についての要件を満たすことを条件として、他の供給源から得ることもできる。
RNA抽出物の分子質量および純度に対してそれぞれの基準が好ましい:分子質量については、RNAが主に、分子質量で約4200から約9800の範囲に対応する25±10のヌクレオチドを有する断片からなることが好ましい。特定の実施形態は主に、25±5のヌクレオチドを有する断片、または例えば、25±2のヌクレオチドを有する断片、有利には、25のヌクレオチドを有する断片からなる。例えば、RNA抽出物は、酵母RNA抽出物全体に対して、実質的に少なくとも75重量%の、約4200から約9800の分子質量を有するオリゴヌクレオチド、より好ましくは、実質的に少なくとも90重量%の、20から25のヌクレオチドを有する断片を含有する。好ましくは、上記のヌクレオチド数の範囲もしくは分子質量範囲のいずれか、またはそれら両方に関する割合は、少なくとも75重量%、より好ましくは少なくとも90重量%、さらにより好ましくは少なくとも95重量%、なおより好ましくは実質的に100重量%、例えば、少なくとも99重量%である。有利には、下記のうちの1つまたは複数が当てはまる:分子質量は約7000であり;窒素含有率は14%超であり;リン含有率は8.5%超であり;DNA含有率は1%未満であり;タンパク質含有率は、ビウレット試験では陰性である。例えば、精製RNA抽出物は、窒素14.5重量%超およびリン8.5重量%超を含有する。精製RNA抽出物は好ましくは、タンパク質、DNA、およびヌクレオチドを実質的に含有せず、例えば、少なくとも95重量%、好ましくは少なくとも99重量%純粋である。分子質量は、DS−Naおよび7Mの尿素を含有するポリアクリルアミドゲル(PAAG)15%中での小型RNAの電気泳動研究によって決定することができる(Mette M.F.、Autsatz W.、van der Winden J.、Matzke M.A.、Matzke A.J.M.、「Transcriptional silencing and promoter methylation triggered by double−stranded」、EMBO J.、2000、19、5194〜5201頁)。
例えば、酵母RNA抽出物の電気泳動研究によって、分子質量にかなりの差違が示された(図15)。図15で見ることができるとおり、E. Coli tRNAおよび25員のオリゴヌクレオチドの分子質量に従って、、高度に精製された酵母RNAのマーカーは、均一なストライプとして25ヌクレオチド域内で移動したが、酵母RNAのナトリウム塩は、不均一なストライプとして、分子質量19000を有するtRNAのマーカーから出発して、分子質量7000を有する25員のヌクレオチドのストライプまではるばる移動した。このことは、高度に精製された酵母RNA調製物は、分子質量について非常に均質であり、多くが、またはなお本質的に25±10のヌクレオチドを含有することを示している。
その内容全体が参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第6,737,271号(Tkachuk Z.、「Compound, composition and method for the treatment of inflammatory and inflammatory−related disorders」、米国特許第6,737,271号、2004年5月18日)に記載されているような、酵母RNA全体を精製する方法を使用することができる。
精製RNA抽出物をさらに修飾して、予防または治療用途のためのRNAをベースとする組成物を得ることができる。したがって、本発明による抗ウイルス薬として有利に使用されるRNAをベースとする薬物として使用される組成物において、すぐに投与することができる組成物中の精製RNA抽出物の量は、少なくとも約50重量%、好ましくは約60から約80%、より好ましくは約65%から約75%、なおより好ましくは少なくとも約70%である。
本発明の特定の態様では、組成物は他にも、糖を含有し、組成物中におけるRNA抽出物−糖の割合は、重量で、好ましくは約1.5:1から約3.5:1、より好ましくは約2:1から約3:1、なおより好ましくは約2.5:1である。したがって、例示的なRNA−Mは、マンニトールを、RNA:マンニトール 2.5:1で有し、すなわち、この薬物は、少なくとも70%のRNAを含有する。糖の全量は、前記の通りの割合であるように、他の糖、例えばラクトースをRNA−Lで、マンニトールの代わりに、またはマンニトールに加えて使用することができる。
例えば、RNA−アルギニン(および/またはリシン、ヒスチジン、スペリミン(sperimin)、スペルミジン、グアニジン)に関して、組成物中でのRNA抽出物−アルカリ性有機化合物の割合は、重量で、有利には約1:1から約2:1、より好ましくは約2.5:2から約3.5:2、なおより好ましくは約3:2である。したがって、例示的なRNA−Aは、RNA:アルギニン 3:2の割合を有する。他のアルカリ性アミノ酸であるリシン、およびヒスチジンも、スペルミン、スペルミジン、およびグアニジンと同様に、同じ割合で使用することができる。
本発明の他の態様では、RNA抽出物を少なくとも1種のマンニトールなどの糖と共に加熱することによって、RNA抽出物および糖含有組成物が得られる。
加熱温度は例えば、約40℃から約70℃、有利には約50℃から約70℃、なおより好ましくは約55℃から約65℃の範囲内、例えば、約60℃である。
したがって、RNA−Mをベースとする例示的な組成物を得るためには、2.5:1の割合の酵母RNA:マンニトールの溶液を調製し、水に溶かし、60〜65℃の温度に加温し、10分間維持する。次いで、その溶液を室温に冷却し、真空乾燥させる。乾燥させた化合物を、上記のとおりの抗ウイルス研究のために使用する。
組成物中の追加の物質は、糖、マンニトール、ラクトース、アルギニン、リシン、ヒスチジンなどのアルカリ性アミノ酸、およびグアニジンなどの脂肪族ポリアミド、スペルミン、およびスペルミジンから選択することができる。例えば、RNA抽出物を、アルギニンなどのアルカリ性アミノ酸で処理する。
様々な薬理学的に許容される増量剤(filler)、担持剤(bearer)、担体、希釈剤を、すぐに投与することができる組成物中で使用することができる。
実施例1.2. 抗ウイルス活性を有するRNAの修飾および選択
タミフルなどの抗インフルエンザ薬の大多数は、抗ノイラミニダーゼ活性のみを有し、血球凝集素受容体に対しては作用しないことは公知である。したがって、本発明者らは先ず、抗血球凝集素活性を有する薬物を選択することを決定した。一般的な方法論に従って(Guidelines for laboratory diagnosis of viral and rickettsial diseases、Moscow、Medicine、1965、136頁)、血球凝集の反応を、ニワトリ赤血球1%、またはモルモット赤血球0.75%に平行して行った。濃度1%および3%での、精製プロセスから生じた酵母RNA、ならびにその塩であるアルギニンRNAおよびナトリウムRNAの抗血球凝集素活性である。下記の表1.2.1.に示されている実験結果によって示唆されているとおり、酵母RNAおよびそのナトリウム塩は、抗血球凝集素活性を有さないが、酵母RNAのアルギニン塩は、特に濃度1%で、かなりの抗血球凝集素特性を有する。
タミフルなどの抗インフルエンザ薬の大多数は、抗ノイラミニダーゼ活性のみを有し、血球凝集素受容体に対しては作用しないことは公知である。したがって、本発明者らは先ず、抗血球凝集素活性を有する薬物を選択することを決定した。一般的な方法論に従って(Guidelines for laboratory diagnosis of viral and rickettsial diseases、Moscow、Medicine、1965、136頁)、血球凝集の反応を、ニワトリ赤血球1%、またはモルモット赤血球0.75%に平行して行った。濃度1%および3%での、精製プロセスから生じた酵母RNA、ならびにその塩であるアルギニンRNAおよびナトリウムRNAの抗血球凝集素活性である。下記の表1.2.1.に示されている実験結果によって示唆されているとおり、酵母RNAおよびそのナトリウム塩は、抗血球凝集素活性を有さないが、酵母RNAのアルギニン塩は、特に濃度1%で、かなりの抗血球凝集素特性を有する。
第2のステップにおいて、本発明者らは、酵母RNAと、追加の物質として医療用物質の製造において一般的に使用されるマンニトール(M)およびラクトースなどの糖との複合調製物を研究した。酵母RNAおよびマンニトールを組み合わせた化合物を調製するために、本発明者らは、その抗血球凝集素活性を介して、その溶液に対する温度の作用を研究した。酵母RNAおよびマンニトールの水溶液を、2.5:1の質量対応で調製し;次いで、その溶液を、50、60、70、80、および90℃で、さらに室温でも10分間保持した。次いで、RNAおよびマンニトールの溶液を室温に冷却し、乾燥させ、0.5mg/mlの濃度で、インフルエンザウイルスAFM1/47H1N1の血球凝集素活性に対する、得られたRNA−Mの調製物の作用について研究した。酵母RNAおよびマンニトールの原液を対照として使用した。実験結果を、下記の表1.2.2に示す。
実験で示されたとおり、60±10℃の加熱によって得られた複合調製物RNA−Mは、インフルエンザウイルスの血球凝集素の活性をかなり低下させる。最良の抗血球凝集素活性が、RNAおよびマンニトールの溶液を60℃で加熱することによって得られる調製物によって証明された。さらに、本発明者らは、本発明者らがRNA−Mとして示す最適な温度調製で得られたものの抗ウイルス活性を研究した。
酵母RNAと組み合わせた他の糖も、その抗血球凝集素活性を刺激するであろうことが仮定され得た。RNA−Mと、RNA−Mの調製について上記されたとおり温度60℃で調製された、糖としてラクトースを使用した酵母RNAの調製物(RNA−L)との抗血球凝集素活性の比較分析である。その比較分析の結果を下記の表1.2.3に示す。
実験結果から分かるとおり、温度処理されたマンニトールを含む酵母RNA調製物が、ウイルスAFM1/47 H1N1に関して最も高い抗血球凝集素活性を有した。同時に、本発明者らは、他のポリリボヌクレオチドおよびその抗血球凝集素活性を研究した。下記の表1.2.4における試験結果に示されているとおり、調製物ポリIのみが、インフルエンザウイルスAFM1/47 H1N1に関して、顕著な抗血球凝集素活性を有した。
化合物ポリC、I、G、およびポリICは、Scientific−Production Association 「Vector」(Berdyanks、ロシア連邦)から得た。
上記の表1.2.4.に示されているとおり、ポリリボヌクレオチド調製物は、低い抗血球凝集素活性を有した。2本鎖ポリイノシン酸:ポリシチジル酸および1本鎖ポリイノシン酸のみが、有意な抗血球凝集素活性を示したが、RNA−Mよりも低かった。
55〜65℃の温度で得られたRNA−Mは、最も高い抗血球凝集素活性を示したので、これを、インビトロモデルおよびインビボモデルにおいて抗ウイルス活性をさらに調査するために使用した。
したがって、得られた酵母RNAおよびマンニトールの複合調製物(RNA−M)は、最も高い抗血球凝集素活性を示した。その結果、これを、さらなる抗ウイルス研究のために使用した。
実施例2. 実験モデルおよび結果の要約
実施例 2.1. インフルエンザウイルスのモデル
実施例 2.1.1. インフルエンザウイルスのインビトロモデル
化合物 試験化合物はRNA−M。タミフル−オセルタミビル(Rochen製)(1カプセル当たり75mg)。ポリ(I):ポリ(C)−(Calbiochem製のエタロン誘導体インターフェロン)。ノイラミニダーゼ−Astrobacter ureafaciens1ユニットを含むノイラミニダーゼ化合物Calbiochern。
実施例 2.1. インフルエンザウイルスのモデル
実施例 2.1.1. インフルエンザウイルスのインビトロモデル
化合物 試験化合物はRNA−M。タミフル−オセルタミビル(Rochen製)(1カプセル当たり75mg)。ポリ(I):ポリ(C)−(Calbiochem製のエタロン誘導体インターフェロン)。ノイラミニダーゼ−Astrobacter ureafaciens1ユニットを含むノイラミニダーゼ化合物Calbiochern。
ウイルス。インビトロでの実験用のインフルエンザウイルス:A/FM/1/47(H1N1)、MDCKでの感染力価は3.0〜7.0lg ID50。インビボでの実験用のインフルエンザウイルス:マウスで15継代させた白色マウスの肺に適合するA/FM/1/47(H1N1)、感染力価は4.0lgLD50;5日以内のマウスの致死率は100%。virus museum of the Ivanovsky Institute of Virology of the Russian Academy of Medical Sciences(モスクワ)から得た水疱性口内炎ウイルス、Indiana株。細胞培養L41における感染力価は、4.0〜5.0lg TCD50であった。
細胞培養。MDCK−イヌ腎臓由来の必然的に再移植される(consequently re−grafted)細胞培養。培養環境:RPMI−1640+10ウシ胎児血清+抗生物質。L41−リンパ芽球ヒト細胞。OH−1−リンパ芽球マウス細胞。
薬物の最大耐久濃度(MEC)および最小活性濃度(MAC)の決定。MECは、細胞変性を誘発しない最高用量である;MACは、ウイルス特異性細胞病原性作用(CPA)の発生を50%阻害する薬物最小量である。インフルエンザウイルスに関する薬物の化学療法係数(CTI)は、MACに対するMECの比を決定することによって判明した。CPAが対照ウイルスでは存在するに対して、実験においてCPAが存在しないこと、さらに、対照インフルエンザウイルスと比較した場合の実験における感染力価の差違によって、薬物のMACを算出することができた。インビトロでの薬物の抗インフルエンザ活性を、必然的に再移植される細胞培養MDCK(イヌ腎臓細胞)で固体層を用いて研究した。本発明者らが算出したRNA−MのMECは、5000マイクログラム/ml;MACは、31マイクログラム/ml、CTIは、161であった。これらの指標MEC、MAC、およびCTIによって、RNA−Mは、高度に活性な化合物として分類され得る。
インビトロでRNA−M化合物の抗インフルエンザ活性を試験する場合には、その予防作用および治療作用を判断した。得られた、下記の表2.1.1に報告されている証拠によると、RNA−Mは、予防レジームでは1.25〜10mg/ml、および治療レジームでは0.6〜10mg/mlの用量で有効であった。
実施例2.1.2. インフルエンザウイルスH1N1およびH5N2のインビトロモデル
ウイルスおよび細胞。単層が達成されるまで、MDCK細胞を、Costar(登録商標)(USA)96ウェルプレート内で培養した。使用した培地は、ゲンタマイシン100mcg/ml、細胞増殖のための5%ウシ胎児血清、およびウイルス維持および培養のためのトリプシン1mcg/mlを加えたMEMであった。インフルエンザウイルスA/California/7/09(H1N1)およびA/mallard/Pennsylvania/10218/84(H5N2)をInfluenza Scientific Research Institute of the Russian Medical Academy of Sciencesのウイルスコレクションから得、10〜12日齢のニワトリ胚の尿膜腔中、37℃で48時間継代させた。
ウイルスおよび細胞。単層が達成されるまで、MDCK細胞を、Costar(登録商標)(USA)96ウェルプレート内で培養した。使用した培地は、ゲンタマイシン100mcg/ml、細胞増殖のための5%ウシ胎児血清、およびウイルス維持および培養のためのトリプシン1mcg/mlを加えたMEMであった。インフルエンザウイルスA/California/7/09(H1N1)およびA/mallard/Pennsylvania/10218/84(H5N2)をInfluenza Scientific Research Institute of the Russian Medical Academy of Sciencesのウイルスコレクションから得、10〜12日齢のニワトリ胚の尿膜腔中、37℃で48時間継代させた。
薬物細胞毒性の評価。研究薬の濃度を確立するために、生成物の毒性をMDCK細胞系で研究した。薬物希釈物(5000〜160mcg/ml)を細胞に加え、同じ条件で48時間インキュベートした。その後に、細胞をリン酸緩衝食塩水中で2回、5分間洗浄した。生存細胞の数を、ミトコンドリア呼吸の強度を特徴付けるマイクロテトラゾリウム試験(MTT)で査定した(1)。これは、生理食塩水中に溶解させた3−(4,5−ジメチルチアゾリル−2)2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロミド(ICN Biochemicals Inc.(Aurora、OhioI在)100mcl(マイクロリットル)(5mg/ml)のウェルに加えることによって行った。細胞を5%CO2空気中、37℃で2時間インキュベートし、リン酸緩衝食塩水中で5分間洗浄した。沈降物を、1ウェル当たりジメチルスルホキシド(DNSO)100mclに溶解させ;その後、ウェルの光学密度を、多機能マイクロプレートリーダーVictor 1420(Perkin Elmer、フィンランド)で波長535nmで測定した。各生成物での試験結果によって、50%細胞毒性用量(CTD50)、すなわち、培養細胞の50パーセントの死をもたらす薬物濃度を確立することができた。
抗ウイルス薬物作用の評価。細胞培養(物)を、RNA−Mと接触させてから1時間後に感染させた。10−1から10−7の範囲の研究薬の種々の系列10倍希釈物を、MDCK細胞培養を有するウェルプレートに導入した。続いて、細胞をサーモスタット内、37℃で48時間インキュベートした。ウイルスに感染した細胞培養を陽性対照として使用し、無傷の細胞培養(研究薬の代わりに、維持培地が導入されている)を陰性対照として用いた。インキュベーションの48時間後に、結果を査定した。ウイルス感染力価を、培養液をその中に移した免疫アッセイのためのウェルプレート内で査定した。等体積の1%ニワトリ赤血球を加えた。研究ウェルおよび対照ウェル内での赤血球凝集を評価することによって、ウイルスの存在を査定した。ウイルスの赤血球凝集力価を、ニワトリ赤血球を赤血球凝集させた最も高いlogウイルス希釈の逆数として定義した。対照と比較した場合の感染力価の低下を評価することによって、抗ウイルス活性を査定した。得られたデータによって、薬物の中央有効用量(ED50)、すなわち、対照と比較した場合にウイルス活性を1/2に低下し得る薬物濃度、および細胞と比較した場合に、ウイルス阻害薬物作用の選択性を特徴付ける、ED50に対するCTD50の比として定義される選択指数を推定することができた(Mosmann T.「Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays」、J. Immunol. Methods、1983、65、55〜63頁)。
研究結果によって、RNA−Mの細胞毒用量は、5000mcg/ml超であることが示されている。インフルエンザA/California/7/09(H1N1)ウイルスの場合には、RNA−Mの有効な用量(EC50)は、500mcg/mlに等しく、その選択指数は、>10であった。トリインフルエンザウイルスA/mallard/Pennsylvania/10218/84(H5N2)の場合には、薬物は、より高い濃度(EC50=1519mcg/ml)で有効であり、その選択指数は>3である。
実施例2.1.3. インフルエンザウイルスのインビボモデル
インビボでのRNA−Mの抗インフルエンザ活性を、予防レジームおよび治療レジームの両方において、マウスでのインフルエンザ肺炎のモデルで研究した。化合物溶液を非近交マウスに静脈内で、または鼻腔内で、マウスの肺培養に適合させたインフルエンザウイルスでの鼻腔内感染の24時間前に10LD50の用量で(予防レジーム)、かつインフルエンザウイルスに感染してから24時間後に(治療レジーム)導入した。同時に、インフルエンザウイルスを用いた対照群を、予防レジームおよび治療レジームのために形成した。致死阻害有効性の指数およびインフルエンザ感染力価によって、薬物の有効性をマウス肺培養で試験した。
インビボでのRNA−Mの抗インフルエンザ活性を、予防レジームおよび治療レジームの両方において、マウスでのインフルエンザ肺炎のモデルで研究した。化合物溶液を非近交マウスに静脈内で、または鼻腔内で、マウスの肺培養に適合させたインフルエンザウイルスでの鼻腔内感染の24時間前に10LD50の用量で(予防レジーム)、かつインフルエンザウイルスに感染してから24時間後に(治療レジーム)導入した。同時に、インフルエンザウイルスを用いた対照群を、予防レジームおよび治療レジームのために形成した。致死阻害有効性の指数およびインフルエンザ感染力価によって、薬物の有効性をマウス肺培養で試験した。
インターフェロン活性の決定を、一般に使用されるCPA水疱性口内炎ウイルスの阻害方法に従って、細胞培養OH−1中で行った。
ノイラミニダーゼ活性の算出を、D.Aminoff.による方法に従って行った(Amminoff D.、「Methods for the quantitative estimation of N−acetyl−neuraminic acid and their application to hydrolysates of sialomucoids」、Biochem. J.、1961、81、384〜392頁)。赤血球凝集反応を、ニワトリ赤血球1%またはモルモット赤血球0.75%に平行して、一般に認められている方法に従って実施した。インフルエンザウイルスの感染力価を、ウイルスの赤血球凝集の存在によって決定した(「Guide to laboratory diagnosis of viral and ricketsia diseases」、Moscow Medecine、1965、136頁)。
下記の表2.1.2に示されているとおり、インビボでのRNA−Mの抗インフルエンザ活性についての研究を、種々の導入方法を用いて、予防レジームおよび治療レジームの両方で実施した。
予防レジームにおいて、腹腔内および静脈内導入の場合の有効な用量は、15、50、150mg/kgであり;鼻腔内導入の場合には、これは、かなり高く1000mg/kgであった。治療レジームでは、腹腔内導入の場合ならびに鼻腔内導入では、それぞれ25mg/kg(IE=60.0)および50mg/kg(IE=60.0)のより低い用量で、化合物は有効であった。
RNA−Mの作用機序を研究する場合には、ノイラミニダーゼ、赤血球凝集、およびインターフェロン形成(interferonegenic)活性を検討した。A/FM/1/47(Н1N1)インフルエンザウイルスの赤血球凝集活性に対するRNA−Mの作用についての実験を化合物用量1.0;3.0;10.0;30.0mg/mlを使用して行った。結果によると、RNA−Mは用量1.0;3.0;10.0mg/mlで、統計学的に確実に(4倍)インフルエンザウイルス血球凝集素の赤血球凝集活性を低下させ:上述の用量での力価は16±2.4であるのに対して、対照力価は64±9.6であった。
RNA−Mのノイラミニダーゼ活性を、インフルエンザウイルスノイラミニダーゼの例でRNA−M1.0;3.0;10.0;30.0mg/mlを用いて研究した(化合物との接触を1時間および18時間続けた)。下記の表2.1.3.に報告されている実験結果によって、1時間の間に10および30.0mg/mlの用量で化合物を作用させる場合には、インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼ活性の阻害は、全て100%であり、1mg/mlおよび3mg/mlの用量では、50%であることが証明された。
比較的長い接触(18時間)の場合には、インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼの全ての阻害が、用量3.0;10、および30.0mg/mlで化合物を作用させた場合に記録され、1mg/mlの用量では、50%であった。したがって、RNA−Mは1.0;3.0;10.0、および30.0mg/mlの用量で、インフルエンザウイルスノイラミニダーゼを50%および100%不活化させ;1.0;10.0、および30.0mg/mlの用量では統計学的に確実に、その赤血球凝集活性を低下させる。
インビボでの実験で、RNA−M化合物によるインターフェロン誘導の試験をマウスで実施し、マウスに、薬物50mg/kgを腹腔内導入した。1、2、3、および6日後に、動物の血清中のインターフェロンの存在を、マウスOH−1(リンパ芽球マウス細胞)の必然的に再移植される細胞培養における水疱性口内炎のCPAを阻害する一般的方法に従って試験した。
マウスでのRNA−Mによるインターフェロン誘導の動態によって、インターフェロンの最大活性は、初日に記録され、後で1/2に低下して、6日目まで同じレベルで維持されることが証明された(表4)。酸性持久性マーカーインターフェロンによって、RNA−M誘発インターフェロンは、α−インターフェロンであることが示されている。
得られた結果を解析する際には、RNA−Mの抗インフルエンザ作用の機序は、ノイラミニダーゼおよび血球凝集素の活性に対する作用、ならびにα−インターフェロンの誘導によって行われることに注意することが必要である。
実施例2.1.4. ヒト患者におけるインフルエンザおよびARVDの治療
治験を、非盲検無作為化比較並行として実行した。この治験を、優越性試験として計画した。患者170人が、この試験には包含され、単純な無作為化方法を使用して、試験群(患者85人)および対照群(患者85人)に分けられた。急性呼吸器ウイルス感染(ARVI)またはインフルエンザと診断されている18歳から70歳の男性および女性が、治験に参加した。治験に参加する患者の主な基準は:ウイルスが存在すること(免疫蛍光試験陽性);発熱および疼痛症候群を伴って体温≧38℃;主観的愁訴(衰弱、筋肉痛、頭痛、咽喉炎および/または咳)であった。RNA−Mに対する比較抗ウイルス薬物として、タミフルを使用した。さらに、患者を疾病分類学で標準的なプロトコルに従って治療した。薬物RNA−Mを初めに、1日3回0.5グラムで5〜7日間投与し、次いで、14日目まで、1日2回0.25グラムを投与した。指示に従って、タミフルを処方した。
治験を、非盲検無作為化比較並行として実行した。この治験を、優越性試験として計画した。患者170人が、この試験には包含され、単純な無作為化方法を使用して、試験群(患者85人)および対照群(患者85人)に分けられた。急性呼吸器ウイルス感染(ARVI)またはインフルエンザと診断されている18歳から70歳の男性および女性が、治験に参加した。治験に参加する患者の主な基準は:ウイルスが存在すること(免疫蛍光試験陽性);発熱および疼痛症候群を伴って体温≧38℃;主観的愁訴(衰弱、筋肉痛、頭痛、咽喉炎および/または咳)であった。RNA−Mに対する比較抗ウイルス薬物として、タミフルを使用した。さらに、患者を疾病分類学で標準的なプロトコルに従って治療した。薬物RNA−Mを初めに、1日3回0.5グラムで5〜7日間投与し、次いで、14日目まで、1日2回0.25グラムを投与した。指示に従って、タミフルを処方した。
各群での治療有効性の解析を、一次変数:頭痛、衰弱、カタル性症候(咳)、体温(37℃未満)を使用して推定した。この治験での二次変数としては、:発熱、咽喉炎、関節痛、筋肉痛、易疲労性、鼻汁、そう痒、および鼻涙管内のひりひりとした痛み、カタル性症候(咳、鼻炎など)を採用し、それらの強度を、言葉によるアナログ尺度(verbal analog scale)(0〜3ポイント)に従って推定した。研究は、モノクローナル抗体で行われた免疫検査を含んだ。インフルエンザウイルスは、インフルエンザウイルスAおよびインフルエンザウイルスBのmRNAの同定によって同定した。インフルエンザウイルスAについての結果が陽性である場合には、インフルエンザウイルスA/H1/N1についての追加のPCR分析をRotor−Gene 6000増幅装置で行った。インフルエンザおよびARVIの診断を、免疫蛍光高速法(MFA)によって、かつ血清学的に(HIR)確認した。それによって、インフルエンザウイルスAが、患者のうちの32.94%で検出され、インフルエンザウイルスBが、患者のうちの8.24%で検出され、パラインフルエンザウイルスが、患者のうちの41.18%で検出され、アデノウイルス感染が患者のうちの8.24%で検出され、呼吸器合胞体感染が患者のうちの9.41%で検出された。
統計的方法。データ分析を、統計的解析のための内蔵モジュールであるMicrosoft ExcelおよびプログラムSPSS 13.0を使用して行った。データ解析のために、記述統計法(数量変数としてn、平均値、中央値、標準偏差、最小値、最大値を算出し、かつカテゴリー変数としてカウントおよび百分率を算出した)、グラフ法、信頼区間推定法(データ分布の正規性に応じて、平均値および中央値での95%CIの推定)、単純対比のさらなる利用と組み合わせたモデルを使用する二元ANOVAの方法を使用した。独立したサンプルではマン−ホイットニー検定またはスチューデントt検定(データ分布の正規性に応じて)を使用して、2つの群の間での差違関係を決定し、対データではウィルコクソン符号順位検定またはスチューデント検定を使用して、治療前後のデータを比較した。データの正規性を、シャピロ−ウィルク検定によってチェックした。2つの中央値の差違についての信頼区間を、ホッジス−レーマン法によって算出した。本発明者らが採用したシャピロ−ウィルク検定では、有意水準は0.01に等しく、他の検定では全て、0.05であった。
疾患症状の変数に基づく有効性解析。疾患症状の変数の強度を、VAS(言葉によるアナログ尺度)に従って測定したが、VASには、ポイント数に相当する下記の順位序列による区分が包含された:0ポイント=症候なし、1ポイント=軽度、2=中程度、3=重度。
グラフによって、疾患の主観的愁訴および客観的症状の平均値の動態を図1〜図10に示す。
当初状態(0日目)と比較した場合の主な群における症状の強度(高い体温、発熱、頭痛、咽喉炎、関節痛、筋肉痛、掻痒、および鼻のひりひりとした痛み、疲労、全身衰弱、およびカタル性症候)の低下は、4日目から統計学的に有意であった。
図1〜4は、主な疾患の症状:高い体温、頭痛、カタル性症候、および全身衰弱の動態をグラフで示している。上述のグラフで見られるとおり、曲線は相似していて、全ての変数における差(i日目−0日目)による群間の差違は、4日目から統計学的に有意である。このことは、主な群における症状強度の低下は、対照群と比較して既に4日目からかなり大きいことを示している。そのような低下は、「高い体温」などの変数では14日目まで(図1)、「頭痛」では10日目まで(図2)、カタル性症候では6日目まで(図3)、さらに21日目にも有意であり続け、「全身衰弱」の変数では、この低下は、6日目まで有意であり続ける。そのような結果は、対照群と比較して、主群における主な症状強度の低下がかなり早く現れ(4日目に)、2つの変数におけるこの差違が包括的に14日目までおよび21日目に有意であり続けることを意味している。
得られた結果は、対照群と比較して主群における主な症状強度の低下がかなり大きく、その低下がより早く生じ、主に2〜3日間でのこの低下が、治療が終了するまで、無視できないほど大きいまま維持されることを示している。
図1〜10に示されているデータに基づき、主群では、対照群よりも早く症状強度が低下する傾向が見られたと述べることができるであろう。
各群での症状強度を評価するために、混合モデル:従属変数=解析されている症状基準、「時間」因子=固定(レベル:0日目、2日目、4日目、6日目、8日目、10日目、10日目、14日目、および21日目)、「患者」因子=無作為によって、DAを行った。ANOVAと一致しなかったこれらの従属変数については(残留分布正規性(residuals distribution normality))、ANOVAを順位で使用した。
ANOVA結果によると、「時間」因子の効果は有意であり、これは、主群においても、対照群と同様に、症状強度の低下について、プラスの治療作用を示している。
異なるウイルスに感染しているサブグループにおける治療有効性の解析。加えて、異なるウイルスに感染している患者サブグループにおいて、試験群と対照群との間の比較解析を、下記の一次変数に従って行った:
体温正常化までの時間
頭痛軽減までの時間
全身衰弱の軽減までの時間。
体温正常化までの時間
頭痛軽減までの時間
全身衰弱の軽減までの時間。
解析されたデータは、ガウス分布と相関していなかったので、全ての変数についての中心傾向の尺度として、本発明者らは中央値を採用し、その値を、比較ダイアグラムに示す(図11〜14)。
試験群および対照群の対応するサブグループのマン−ホイットニー検定比較を使用することで、一次変数に基づき、試験群と対照群との間には、統計学的に有意な変化が存在すると述べることができ、かつ、対照群と比較した場合に、主群では平均値が低下する傾向があると結論づけることができた。
したがって、上述の変数(温度正常化までの時間、頭痛軽減までの時間、全身衰弱軽減までの時間)に基づき、RNA−Mを包含する試験群における療法有効性は、慣用の療法のみの有効性よりも高いと述べることができるであろう。
我々の治験の結果によって、患者の80%を構成するウイルス(インフルエンザまたはパラインフルエンザ、アデノウイルス感染)とは独立に、薬物は、主なARVI症状が減衰するまでの時間を本質的に短縮することが示されている。
実施例2.2. C型肝炎ウイルスのモデル
新薬の活性についての研究には、HCV感染症についての実験モデルが必要である。しかしながら、長いあいだ、その実験モデルを作成することは困難であった。なぜなら、HCV複製のインビトロシステムのレベルは低く、PCR法によってしか記録できなかったためである(Deryabin P.G.、Isaev E.I.、Vyazov S.O.ら、Vopr.vyrusol、1997、6、251〜253頁)。著者らによって使用された標準的なモデルは、MT−4細胞、Daudi細胞、本発明者らと同じくHela細胞、HCVの構造遺伝子を含有する形質転換組換えプラスミド(pBK−CMC−HCVレプリコン)、およびlyutsefirazaレポーターコンストラクトpGL3による、ヒト血腫のトランスフェクト細胞Huh−7である(Helbig K.J.、George J.、Beard M.R.、「A novel I−TAC promoter polymorphic variant is functional in the presence of replicating HCV genotype」、J. Clin. Virol.、2005、32、2、137〜143頁)。由来の異なる細胞培養において高い力価で凝集し得るHCVの細胞病原性バージョンの感染者の血清から最近成功裏に達成された抽出によって、HCV感染を研究および治療するための新たなモデルの探索が可能となった(Deriabin P.G.、Lvov D.K.、Isaeva E.I.、「Biological properties of citopathogenic hepatitis C variants」、21st International Congress of Virology、Sydney、1999、13、2頁)。
新薬の活性についての研究には、HCV感染症についての実験モデルが必要である。しかしながら、長いあいだ、その実験モデルを作成することは困難であった。なぜなら、HCV複製のインビトロシステムのレベルは低く、PCR法によってしか記録できなかったためである(Deryabin P.G.、Isaev E.I.、Vyazov S.O.ら、Vopr.vyrusol、1997、6、251〜253頁)。著者らによって使用された標準的なモデルは、MT−4細胞、Daudi細胞、本発明者らと同じくHela細胞、HCVの構造遺伝子を含有する形質転換組換えプラスミド(pBK−CMC−HCVレプリコン)、およびlyutsefirazaレポーターコンストラクトpGL3による、ヒト血腫のトランスフェクト細胞Huh−7である(Helbig K.J.、George J.、Beard M.R.、「A novel I−TAC promoter polymorphic variant is functional in the presence of replicating HCV genotype」、J. Clin. Virol.、2005、32、2、137〜143頁)。由来の異なる細胞培養において高い力価で凝集し得るHCVの細胞病原性バージョンの感染者の血清から最近成功裏に達成された抽出によって、HCV感染を研究および治療するための新たなモデルの探索が可能となった(Deriabin P.G.、Lvov D.K.、Isaeva E.I.、「Biological properties of citopathogenic hepatitis C variants」、21st International Congress of Virology、Sydney、1999、13、2頁)。
HCVの抽出および培養については、著者らは、実験モデルとして、副腎のヒト腺癌の再移植細胞培養SW−13、リンパ芽球由来の細胞の再移植培養MT−4、新生マウス脳の原細胞培養を使用した(Helbig K.J.、George J.、Beard M.R.、「A novel I−TAC promoter polymorphic variant is functional in the presence of replicating HCV genotype.」、J. Clin. Virol.、2005、32、2、137〜143頁)。ウイルスの細胞病原効果の同定は、フラビウイルスの増殖を許容する培養:ブタ胚の腎臓細胞の再移植系、ブタ精巣細胞の再移植系で行われた。得られたウイルスは、HCV特異的抗体によって有効に中和される高い感染性および抗原性を有した。
中和反応、特異的抗体による赤血球凝集の阻害、免疫酵素法、免疫蛍光法、および寒天への拡散沈殿反応によって、HCVの細胞病原性分離株を同定した。このウイルスバージョンのRNAをHCVゲノムとして、PCRで、ヌクレオカプシドタンパク質のコード化を担うHCVゲノムエリア上で5’−NTRプライマーを使用して、さらに、HCVのヌクレオカプシドタンパク質のコード化を担うHCVゲノム断片の塩基配列決定法で同定した。著者ら(Venison L.V.、Sobolev B.N.、「Tissue tropism of hepatitis virus C, Viral hepatitis: Prospects and achievements」、1999、12、11〜17頁;Deriabin P.G.、Lvov D.K.、Isaeva E.I.、「Biological properties of citopathogenic hepatitis C variants」、21st International Congress of Virology、Sydney、1999、13、2頁)は、HCVの抽出の証明、インビトロでの産生性および持続性感染のモデリングを示した。しかしながら、著者らによって抽出されたHCVは国際収集には登録されておらず、標準的ではない。
実施例2.2.1. HCVに感染した懸濁培養MT−4のモデル
本実験では、10%胎児血清溶液および抗生物質を含む栄養培地RPMI−1640で培養されたリンパ芽球由来の再移植懸濁培養MT−4を使用した。下記の表2.2.1.に示されているとおり、HCV源として、種々のウイルス量でHCV RNAを有するHCVを保有する患者の未希釈血清を使用した。
本実験では、10%胎児血清溶液および抗生物質を含む栄養培地RPMI−1640で培養されたリンパ芽球由来の再移植懸濁培養MT−4を使用した。下記の表2.2.1.に示されているとおり、HCV源として、種々のウイルス量でHCV RNAを有するHCVを保有する患者の未希釈血清を使用した。
HCV中の構造タンパク質の分裂が細胞ペプチダーゼおよびウイルスプロテアーゼによって行われることは、知られている。したがって、試験培養中でHCVの培養を成功させるために、子ウシの膵臓に由来するXIII型のTPCKトリプシン(Sigma、USA)で細胞を先に処理する方法を使用した。このために、TPCKトリプシン2mcl/mlを含有する培地DMEM6mlで単層を3回洗浄した。トリプシン処理された細胞に、HCV感染患者に由来する未希釈の滅菌血液を0.2mlの量で接種した。接触の30分後に、細胞の単層を、吸収されたなかったウイルスを除去するために2回洗浄し、2%の胎児血清および抗生物質を有する栄養培地RPMI−1640に包埋した。感染細胞を36.5℃で7日間インキュベートした。
5日目に、Amplisenseキットを使用するPCR法(Boom R. C.、Sol J. A.、Salimans M. M. M.、Jansen C. L.、Wertheim−van Dillen P. M. E.、van der Noordaa J.、「Rapid and simple methods for purification of nucleic acids」、Journal of Clinical Microbiology、1990、28、3、495〜503頁)によって、ただし、変更(Carter M. J.およびMilton I. D.、「An inexpensive and simple method for DNA purification on silica particles」、Nucleic Acids Research、1993、21、1044頁)を加えて、細胞培養中のウイルスを試験した。
ウイルス量を定量査定するために、増幅DNA滴定の方法を使用した。HCVの感染ウイルス力価を、10倍希釈HCV溶液を用いてのMT−4培養の感染の5日目に決定した。細胞培養MT−4の感染は、HCV含有ヒト血清で行った。HCVを細胞培養中、PCR法によって、培養の5日目に決定した。血清のバージョンに応じて、ウイルス量は、1,000から10,000、および100,000g/eqvであった。感染細胞MT−4では、HCVは大量と決定され、したがって、ウイルス放出の有効性は高かった。細胞培養MT−4の培養安定性は、後続の継代においてHCV増殖を決定することによって証明された。
培養ウイルスの感染力価の決定は、PCRを用いて、かつ細胞培養におけるウイルス細胞変性作用(CPA)を算出することによって行った。ウイルスの感染力価は、5.5lg ID50であった。抗HCV不活化血清は、RNA−HCVで発現されるウイルス感染性を力価1:640まで完全に中和した。HCV対照は、100,000〜1,000,000g/eqvであった。
HCVのウイルス量を50%阻害する最小薬物量である最小活性濃度(MAC)に対する最大許容濃度(RNA−MのMTCは50mg/ml)の対応を決定することによって、薬物の化学療法係数(CTI)を決定することから、HCVモデルでのRNA−Mの抗ウイルス活性の研究を開始した。
細胞培養MT−4におけるMACを算出するために、試験ウイルスを、用量100CCID50/0.1mlで導入し、37℃で1時間阻害した。ウイルスの吸着の後に、細胞上の残りを除去し、細胞を栄養培地RPMI−1640によって洗浄した。この後、0.125から1mg/mlの濃度のRNA−Mを、支持培地(RPMI−1640および2%のウシ血清)に導入した。下記の表2.2.2.に示されているとおり、ウイルス増殖をPCRによって、細胞当たりのゲノム/当量によって算出した。
RNA−MによるHCV増殖の阻害の有効性は、50%から100%まで伸び、対応する薬物濃度である0.25mg/mlから0.5mg/mlに依存することが証明された。
RNA−Mの研究結果によって、その最大許容濃度は50mg/mlであり;最小活性濃度は0.25mg/mlであり、化学療法係数は200であることが示された。これらの指標によって、RNA−Mは、高度に活性な抗HCV薬物として分類され得る。
実施例2.2.2. HCVのcDNAをトランスフェクトされた細胞の培養モデル
実験を、MT−4細胞系、リンパ芽球由来の中断(interruptive)懸濁細胞培養で行った。HCV含有源として、著者らは、異なるウイルス量でHCV RNAを含有する、HCVを保有する患者の未希釈血漿を使用した。
実験を、MT−4細胞系、リンパ芽球由来の中断(interruptive)懸濁細胞培養で行った。HCV含有源として、著者らは、異なるウイルス量でHCV RNAを含有する、HCVを保有する患者の未希釈血漿を使用した。
産生性HCV細胞培養の配合のために、HCV RNAを抽出した。試料であるHCV保有患者の血清または血漿100mclを、溶解溶液450mclおよび内部対照試料(ICS)5mcl(マイクロリットル)を含有する試験管に導入した。再懸濁吸着剤25mclを、別々のチップを用いて各試験管に導入した。吸着を室温で5分間行い、ボルテックスでスラリー化した。次いで、試験管を、10,000rev/分で30秒間、微量遠心機で速度沈降させた。上清を、真空を用いて吸引除去した。洗浄用溶液No.1 400mclを、沈降物に加えた。次いで、これを、吸着剤の再懸濁が完了するまで、ボルテックスで混合し、10,000rev/分で3秒間、速度沈降させた。上清を、真空を用いて吸引除去した。沈降物を洗浄用溶液No.3(500mcl)と70%エタノールとで2回洗浄した。吸着剤を再懸濁させ、10,000rev/minで沈降させた。上清を、真空を用いて吸引除去した。前回の洗浄と同様に、最後の洗浄をアセトン(400mcl)を用いて行い、上清を、各試験管から採った。沈降物をサーモスタット「Biokom」(ロシア)内、温度60℃で10分間乾燥させた。RNA溶離を、脱イオン水50mcl中でリボヌクレアーゼを含有せずに行い、サーモスタット内、60℃で3分間インキュベートした。上清は、精製RNAを含有していた。これらのプローブは、逆転写およびPCRの反応のためにすぐに利用できた。
製造者の推奨に従って、感染因子のRNAマトリックス上でcDNAを得て、PCR法によってさらに解析するように設計されている試薬キット「Reverta−L」(FGUN「CNIIE」Rospotrebnadzor、Moscow)で、逆転写の反応を行った。試薬キット「RYBO−sorb」((FGUN「CNIIE」Rospotrebnadzor、Moscow)を使用して抽出されたRNA溶液を試験物質として使用した。反応混合物は、凍結乾燥DTT、RT混合溶液125mcl、および逆転写酵素(MMLV)6mclから構成されていた。RNAプローブ10mclを、すぐに使える反応溶液10mclに加えた。逆転写を37℃で30分間行うと、cDNAの配合が生じた。
懸濁培養MT−4のトランスフェクションを、リン酸カルシウム法を用いて行った(Deryabin P.G.、Lvov D.K.、Isaeva E.I.、「Biological properties of cytopathogenic hepatitis variants」、21st International Congress of Virology、Sydney、1999、13、2頁)。このために、HEPES緩衝液、リン酸塩、およびDNAを含む等張性溶液を塩化カルシウムと混合すると;生じた沈降物は、リン酸カルシウム粒子およびDNAから構成されていた。懸濁液を、その粒子を吸収する細胞培養に加えた。溶液A(HEPES、pH7.1、300mcl)および溶液B(2MのCaCl2、300mcl)を調製した。溶液Bの調製では、HCVのcDNA20mkgをCaCl236mclに加え、蒸留水を用いて300mclにした。次いで、溶液Aを溶液Bに滴加して、空気を導通させ、沈降するまで、室温で30分間保持した。沈降物を、細胞培養MT−4に滴加した。貫通cDNA HCVの培養をサーモスタット内、34℃で、5%CO2を流入させながらインキュベートした。MT−4細胞培養中のウイルスの試験は、PCR法によって、第2継代で培養の9日目に、かつ第5継代で培養の17日目に行った。
培養の30日後に、HCVをトランスフェクトされた産生性細胞MT−4の培養を液体窒素で凍結させた。細胞培養を凍結させる24時間前に、栄養培地(RPMI−1640 + 10%胎児血清)を、支持培地(RPMI−1640 + 2%胎児血清)に代えた。先に冷却しておいた細胞ミックスに導入されていたジメチルスルホキシド(DNSO)を、凍結のために使用した。次いで、細胞を液体窒素に移した。1ヶ月後に、HCVトランスフェクトされた産生性MT培養を解凍し、サーモスタット内、温度36.6℃で、5%CO2を流入させながら培養した。
HCVのcDNAをトランスフェクトされた細胞の産生性培養モデルでのRNA−Mの抗ウイルス活性についての研究。RNA−Mの抗ウイルス活性についてのさらなる研究を、HCVのcDNAをトランスフェクトされた細胞の産生性培養のモデルで行った。高い一次ウイルス濃度で生じさせるためには、細胞培養中におけるHCVの増殖は劣悪すぎることが知られている。したがって、これらの薬物を実験によって研究するためには、「代理」ウイルスを使用する(Dugound D.、Fenn J.、Siu R.ら、「In vitro characterization of Celgosivir, a clinical stage compound for the treatment of HCV infections」、Med. Virol.、2003、71、391〜398頁)。代理ウイルスは、細胞培養中で必要量で増殖し得ないウイルスの代わりに用いられる。HCVウイルスの代理は、HCVの試験モデルであるウシウイルス性下痢症ウイルス(BVDV)である(Dugound D.、Siu R.、Fenn J.ら、「Synergistic inhibition of flaviridae virus by Celgosivir in combination with Ribavirin or interferon−α」、Hepatology、2002、36、1259〜1265頁)。
研究の過程において、本発明者らは、貫通MT−4細胞の凍結前およびその解凍後のいずれにおいてもHCVを安定に増殖させるcDNA HCVをトランスフェクトされたMT−4細胞の産生性培養を得た。
各HCVウイルス(産生性培養MT−4−cDNAでのHCVのRNA中のウイルス量は12320g/eqvであった)およびBVDV(対照でのBVDVの感染力価は7,0lg ID50であった)を含有するMT−4−cDNA細胞培養を、濃度1mg/mlおよび0.5mg/mlのRNA−Aで処理した。抗ウイルス活性を、PCRでのHCVの感染力価およびlg ID50によって査定した。MPCC−BVDVモデルでのRNA−Mの抗ウイルス活性についての研究結果によって、薬物は濃度1mg/mlで、ウイルス増殖を2.0lg ID50だけ阻害し、一方、濃度0.5mg/mlでは、−3.0lg ID50だけ阻害することが示された。
したがって、RNA−Mは、用量0.5mg/mlおよび1mg/mlで、全ての試験系:ウシウイルス性下痢症ウイルスの代理HCV、培養ウイルス、およびHCVの産生性培養MT−4−cDNAにおいて、ウイルス増殖を阻害した。
実施例2.2.3. ヒトにおけるC型肝炎の治療
C型肝炎ヒト患者の治療において、複合療法の「ゴールドスタンダード」であるペグ−インターフェロンおよびリバビリンは、60%の有効性しかもたらさず、高価である。ウイルス増殖の段階にあるC型肝炎患者の複合治療におけるRNA−Mの検査室有効性(血清1ml中でのPCR RNA HCVウイルス量)を群(6人)からなる群で、研究した。薬物をチャートで定めた:第1月は、1日当たりRNA−M3カプセルおよびRibarin 「Parmastart」Ukraine(リバビリン)5カプセル、第2月は、1日当たりRNA−M 2カプセルおよびRibarin5カプセル。
C型肝炎ヒト患者の治療において、複合療法の「ゴールドスタンダード」であるペグ−インターフェロンおよびリバビリンは、60%の有効性しかもたらさず、高価である。ウイルス増殖の段階にあるC型肝炎患者の複合治療におけるRNA−Mの検査室有効性(血清1ml中でのPCR RNA HCVウイルス量)を群(6人)からなる群で、研究した。薬物をチャートで定めた:第1月は、1日当たりRNA−M3カプセルおよびRibarin 「Parmastart」Ukraine(リバビリン)5カプセル、第2月は、1日当たりRNA−M 2カプセルおよびRibarin5カプセル。
初期のウイルス学的応答(治療開始後2ヶ月)は、全ての患者において見られた。治療を開始するまで、患者の血清1ml中でのウイルス量は、RNA HCV1.72×106から3.8×106コピー/mlの範囲(平均で2.99×106)で足踏みしていた。患者のRNA HCVの血漿中での対照定量決定によって、1/1.6〜1/3.5倍のウイルス量の低下(平均で1/2.7倍)が示され、RNA HCV5.6×105から2.3×106コピー/mlの範囲(平均で1.28×106)が生じた。
RNA−Mの高い有効性が、C型肝炎患者の治療で確認された。患者の気分の改善、生化学的指数の安定化、ウイルスコピー量の低下が血清中で示される。RNA−Mはよく許容され、副作用は記録されなかった。
実施例2.3. ヘルペスウイルスのモデル
実施例2.3.1. ヘルペスウイルスのインビトロモデル
薬物。RNA−Mを、体重1kg当たり0.1mgから1gの範囲の用量で投与する。Virolex(登録商標)(KRKA、Slovenia)、PolyI:PolyC、標準的なIFN誘導体「Calbichem」。
実施例2.3.1. ヘルペスウイルスのインビトロモデル
薬物。RNA−Mを、体重1kg当たり0.1mgから1gの範囲の用量で投与する。Virolex(登録商標)(KRKA、Slovenia)、PolyI:PolyC、標準的なIFN誘導体「Calbichem」。
ウイルスおよび細胞培養。単純ヘルペスウイルス(HSV−1):凍結乾燥された抗原1型ウイルス、D. Ivanovsky Virology Institute of the Russian Academy of Medical Sciencesのミュージアムから得られたVC株を使用した。RK−13細胞培養におけるウイルス細胞病原性から推定される感染力価は5.0〜5.5lg CCID50/0.1mlであり、脳内感染した白色マウスでは、4.0〜4.5lg LD50/0.03mlであった。単純ヘルペス ウイルス(HSV−2)、BH株。該ウイルスを、RK−13細胞培養における連続継代で維持した。細胞培養における細胞病原性から推定される感染力価は、5.5〜6.0lg CCID50/0.1mlであった。実験による研究を開始する前に、ウイルスを−70℃で保存した。細胞培養。ラットガッセル神経節神経鞘腫(NGUK−1)の細胞を、エチルニトロソウレアの経胎盤投与によって誘発されるラットガッセル神経節神経鞘腫から得た。再接種ウサギ腎臓細胞系(RK−13)は、Center for Disease Control (CDC) cell museum (Atlanta、Georgia)の収集から得た。再接種系を37℃+5%CO2で、RPMI−1640、10%ウシ胎児血清、および抗生物質からなる培地中で培養した。
最大許容濃度の決定。最大許容濃度(MTC)を、RK13およびMDCK細胞を使用して研究した。培地中での各薬物希釈のために、細胞培養を含むプレート内の少なくとも10ウェル列を、実験で使用した。細胞培養を含むウェルプレートを37℃で、5%CO2を含有するガス混合物中で5日間インキュベートした。細胞変性作用(CPA)の有無について、研究細胞および対照細胞の培養を毎日評価した。細胞形態解析(丸まり、細胞収縮、およびウェルプレートからの変質細胞の分離)によって、4ポイント尺度で、CPAの程度を査定した。最大許容濃度(MTC)を、細胞変性を引き起こしていない薬物の最大濃度と定義した。
化学療法係数の評価。単純ヘルペスウイルス(HSV−1)およびインフルエンザウイルスに関しての薬物の化学療法係数(CTI)を、最小活性濃度(MAC)に対するMPCの比として算出した。MACを、ウイルス特異的CPAを50%阻害し得る最低薬物濃度と定義した。MACを評価するために、100CCID50/0.1mlの試験−ウイルス用量をRK13およびMDCK細胞培養に導入し、37℃で1時間インキュベートした。細胞にウイルスが吸着した後に、これを除去し、細胞を培地で洗浄した。続いて、RNA−Mを60から1000mcg/mlの用量で、維持培地(RPMI−1640 + 2%胎児血清)に加えた。実験中にCPAが存在しないこと(対照では存在した)、さらに対照と比較した場合の実験における感染力価の差によって、薬物のMACを決定することができた。
細胞学的解析。カバーガラス上で培養したHSV感受性細胞を、Shabadash液(Shabadash fluid)中で30分間、固定した後に、細胞学的に解析した。Shabadash液は、中性ホルマリン1部と混合されているエチルアルコール中の硝酸銅9部からなる。ヘマトキシリン−エオシンを用いる標準的な染色を行った。分裂係数を、3,000〜10,000細胞中での有糸分裂の回数をカウントすることによって算出し、1,000細胞当たりの有糸分裂の回数として表した(‰)。同時に、病的有糸分裂の存在についての査定を行った。病的有糸分裂を、Bliumkin分類に従って分類した(Blumkin V.N.、Zhdanov V.M.、「Effect of viruses on the chromosome apparatus and cell division」、M. Medicine、1973)。細胞学的標本を、×100および×40の対物レンズで、ならびに×10の接眼レンズで、Standard20 Zeiss顕微鏡を使用して解析した。
RK13細胞で査定されたRNA−Mの最大許容濃度は、5,000mcg/mlであることが見出された。ウイルス特異的CPAを50%阻害し得る最低薬物濃度として定義されるRNA−Mの化学療法係数を、MPAに対するMPCの比として算出した。RNA−Mを、60〜1,000mcg/mlの濃度範囲で研究した。その結果によって、lg ID50>2のRNA−Mの阻害活性は、60から1,000mcg/mlの濃度範囲内にあり、そのMACは60mcg/mlに等しく、そのMPCは5000mcg/mlであり、その化学療法係数は83.3であることが示された。現行のガイドラインによって(Guidelines:Pre−clinical drug research、Kyiv、2001、371〜396頁)、物質または薬物は、lg ID50≧2でウイルス複製を阻害し得るならば、抗ウイルス特性を有すると判断される。これによって、RNA−Mは、高い抗ウイルス活性を有する物質として分類され得る。
RNA−Mの予防効果および治療効果の研究を、ウサギ腎臓細胞培養(RK13)で行った。1型ヘルペスウイルス(HSV、VC株)、感染力価4.0 lg CCID50、および2型ヘルペスウイルス(BH株)、感染力価4.0〜5.0 lg CCID50を使用した。RNA−Mの予防効果を研究するためには、細胞培養をウイルスに感染させる24時間前に異なる濃度の薬物を導入し、RNA−Mの治療効果を研究するためには、ウイルスに感染させてから24時間後に異なる濃度の薬物を細胞培養に加えた。培養をサーモスタット内で、CO2を供給しながら、5日間インキュベートし、その際、ウイルス複製を毎日、顕微鏡で管理し、単層が何ら影響を受けなかった対照培養と比較して、RK13細胞に対するウイルスの細胞変性作用を査定した。細胞変性作用は形態学的には、合胞体または丸形細胞の形成と、さらに巨大多核細胞の形成によって特徴付けられる。5日後に、培地をウェルプレートから除去して、RNA−Mの予防作用および治療作用を受けた各試料における感染力価を査定した。HSV−1およびHSV−2複製の結果を、下記の表2.3.1.に示す。
表2.3.1.から分かるとおり、RNA−Mは、RK13細胞培養に投与する治療レジーム、さらには予防レジームにおいて、0.6から10mg/mlの広範な濃度で、高い抗ヘルペス活性を示した。
下記の表2.3.2.に示されているとおり、RNA−M0.1mg/mlおよび1.0mg/mlを投与する予防レジームおよび治療レジームにおける有糸分裂特性をNGUK細胞で研究した。
表2.3.2.から分かるとおり、RNA−M0.1mg/mlを予防投与することによって、細胞有糸分裂レジームの変化が予防された。研究群の有糸分裂活性は、対照群(インタクトな細胞)の有糸分裂活性と有意に異ならなかった。有糸分裂の病的形態の解析によっても、有意な差違は判明しなかった。したがって、RNA−M0.1mg/ml(予防目的)およびRNA−M1mg/ml(治療目的)は、有糸分裂活性指数にも、病的有糸分裂数にも有害な影響を及ぼさなかった。
実施例2.3.2. ヘルペスウイルスのインビボモデル
動物。使用した動物は、標準的な動物施設条件下に保管されている体重14から18gの白色非近交マウスであった。体重250から300gのモルモット(雄)。RNA−M抗ヘルペス作用(HSV−1)を、ヘルペス性髄膜脳炎のモデルで研究した。動物を、ウイルス懸濁液0.03mlを脳内注射することによって感染させた。ウイルス活性評価は、動物致死率査定に基づいた。使用モデルは、症候解析に便利であり、100%の再現性によって特徴付けられ、追加の対照を必要としない。臨床症状の発症は、感染の後、5日目から6日目に観察され、13日目から14日目にその最大に達した。続いて、臨床症状の低下が、生存動物のさらなる再回復と共に観察された。急性ヘルペス感染の存在を、免疫蛍光によって確認した。最も強力な蛍光が、脳組織、特に脳幹領域で観察された。これは、臨床症状の発症と相関して、感染から6〜7日後に観察された。単純ヘルペスウイルスに感染した動物の致死率は100%であった。
動物。使用した動物は、標準的な動物施設条件下に保管されている体重14から18gの白色非近交マウスであった。体重250から300gのモルモット(雄)。RNA−M抗ヘルペス作用(HSV−1)を、ヘルペス性髄膜脳炎のモデルで研究した。動物を、ウイルス懸濁液0.03mlを脳内注射することによって感染させた。ウイルス活性評価は、動物致死率査定に基づいた。使用モデルは、症候解析に便利であり、100%の再現性によって特徴付けられ、追加の対照を必要としない。臨床症状の発症は、感染の後、5日目から6日目に観察され、13日目から14日目にその最大に達した。続いて、臨床症状の低下が、生存動物のさらなる再回復と共に観察された。急性ヘルペス感染の存在を、免疫蛍光によって確認した。最も強力な蛍光が、脳組織、特に脳幹領域で観察された。これは、臨床症状の発症と相関して、感染から6〜7日後に観察された。単純ヘルペスウイルスに感染した動物の致死率は100%であった。
RNA−M抗ヘルペス活性(HSV−2)も、モルモットにおける陰部ヘルペス感染のモデルで研究した。Marennikova法(Marennikova S.S.、Matsevich G.R.、Chekunova E.V.ら、「The development and use of new experimental models of different forms of herpes infection」、Vopr. virusol.、1986、1、59〜65頁)に従って、モルモットを、感染力価5.0〜5.5 lg CCID50/mlを有するウイルス含有液で感染させることによって、感染をモデリングした。ウイルス含有液を、予め乱切処理しておいた陰茎皮膚にすりこんだ。乱切処理はエーテル麻酔下で、外科用ランセットで行った。乱切処理表面は4〜7mm2であった。ウイルス含有液を、乱切処理の直後にピペットを用いて施与し、続いて摩擦した。実験陰部ヘルペスの臨床症状を、治療開始前、かつその後の全疾患期間を通して毎日記録した。感染プロセスの重症度を評価する基準には、具体的な病変の表面積および程度、浮腫、充血、睾丸炎の存在が包含された。各特性を、4ポイント尺度で査定した(4ポイントが、最大症状発現と定義された)。追跡を全ての動物について21日間行った。各研究群は、動物3匹から構成されていた。RNA−Mを乱切処理された皮膚に、1日1回5日間施与した。Virolex(登録商標)軟膏剤(KRKA、Slovenia)を、比較のための標準薬物として使用した。同様に、Virolex(登録商標)を、乱切処理された皮膚に、毎日5日間施与した。RNA−MまたはVirolex(登録商標)での治療を、感染から2時間後に開始した。
インビボでのRNA−M抗ヘルペス活性を、ヘルペス性髄膜脳炎の白色非近交マウスモデルで研究した。ヘルペスウイルスに感染してから24時間後に、RNA−M(0.5mg/mlおよび5mg/ml)およびVirolex(10mg/kg)を腹腔内注射(0.2ml)した。RNA−Mの0.5mg/kg濃度は、高い治療効力を有することが示され、その有効性指数は41.2であり、すなわち、標準薬物であるVirolex(登録商標)(有効性指数50.0)の指数にほぼ等しかった。RNA−Mの抗ウイルス活性もまた、モルモットでの陰部ヘルペスのモデルで査定した。RNA−Mでの治療では、ヘルペスウイルスに感染する前およびその後に、0.1mg/kgおよび1.0mg/kgの投薬量で投与した。Virolex(登録商標)を、対照薬物として使用した。実験は、5群の動物を用いた:ヘルペスウイルスに感染しただけの動物;ヘルペスウイルスに感染し、Virolex(登録商標)で処置された動物;ヘルペスウイルスに感染し、局所RNA−M1.0mg/kgで処置された動物;ヘルペスウイルスに感染し、RNA−M0.1mg/kgで処置された動物;局所RNA−M1.0mg/kgを投与され、さらにヘルペスウイルスに感染した動物。モルモットにおける陰部ヘルペスのモデルに対するRNA−M有効性の評価の結果を、下記の表2.3.3に表す。
RNA−M(0.1mg/kg、および1.0mg/kg)を投与する予防レジームでは、疾患の症状発現の平均強度は、0に等しく、治療活性指数は100%であった。Virolex(登録商標)作用の同指数は、かなり低かった。感染後にRNA−Mで動物を処置した場合の効果も、Virolex(登録商標)よりも有意に優れていた。疾患症状発現の平均強度は、RNA−Mでは14に等しく、Virolex(登録商標)では22に等しく、治療活性指数はそれぞれ、73.2および56.0であった。
本研究の結果によって、投与の予防レジームおよび治療レジームの両方において、広範な濃度でのRNA−Mの高い抗ウイルス活性が証明されている。これは、Virolex(登録商標)よりも有意に優れていることが判明した。
2.3.3. ヒト患者におけるヘルペスウイルス性疾患の治療
ウイルスDNAポリメラーゼを競合的に阻害することによってウイルスDNAの合成およびウイルス複製を阻害する異常ヌクレオシド(アシクロビルおよびその誘導体)を包含する化学療法薬には、ヘルペスウイルス性疾患の治療における主導的役割が存在する。しかしながら、これらの薬物は、特に長期的な使用では毒性を有し、場合によっては、ヘルペスウイルス耐性の発達によって、効力を失う。
ウイルスDNAポリメラーゼを競合的に阻害することによってウイルスDNAの合成およびウイルス複製を阻害する異常ヌクレオシド(アシクロビルおよびその誘導体)を包含する化学療法薬には、ヘルペスウイルス性疾患の治療における主導的役割が存在する。しかしながら、これらの薬物は、特に長期的な使用では毒性を有し、場合によっては、ヘルペスウイルス耐性の発達によって、効力を失う。
したがって、ヒト患者において陰部ヘルペスを治療する際のRNA−Mの使用の有効性を査定した。
研究には、陰部ヘルペスに関して該当した患者が包含された。膣擦過または尿道からのスワブにおける1/2型ヘルペス複製の調査を、ポリメラーゼ連鎖反応によって行った。全ての患者が、高濃度のDNAコピー(+++)HSV1型または2型で登録された。RNA−Mでの療法を患者に、1日3回食後に0.5グラムの投薬量で処方した。同様のPCR結果を有するが、「プラセボ」で治療した患者を、対照群として使用した。全ての患者を、療法の開始後から1ヶ月後に再び検査した。
ポリメラーゼ連鎖反応は、治療群の症例のうちの83.3%において陰性であり、低濃度(+)での病原体DNAの存在が、調査のうちの16.7%にあった。PCRでの追加の検査で陽性結果を有する患者のうちの71.4%は、対照群で観察された。
これらの結果によって、陰部ヘルペス治療におけるRNA−Mの使用の有効性および実行可能性が確認された。
実施例2.4. HIVのモデル
実施例2.4.1. HIV増殖モデル
D. Ivanovsky Institute of Virologyのミュージアムから得た産生性細胞培養MT4/BIII LBK(ヒトTリンパ球)産生性HIV−1ウイルスの形態におけるヒト免疫不全ウイルス(参考株BUI−1RF)。該ウイルスを−70℃で保存した。HIV源は、MT4/BIII LBK細胞の培地であった。p−24 HIV抗原に対するモノクローナル抗体で、間接的な免疫蛍光によって予め検出されたとおり、感染細胞の数は、ほぼ100%に達した。中和反応によって、MT4/BIII LBK細胞によって産生される株に対するHIV−1の類似性が確認された。
実施例2.4.1. HIV増殖モデル
D. Ivanovsky Institute of Virologyのミュージアムから得た産生性細胞培養MT4/BIII LBK(ヒトTリンパ球)産生性HIV−1ウイルスの形態におけるヒト免疫不全ウイルス(参考株BUI−1RF)。該ウイルスを−70℃で保存した。HIV源は、MT4/BIII LBK細胞の培地であった。p−24 HIV抗原に対するモノクローナル抗体で、間接的な免疫蛍光によって予め検出されたとおり、感染細胞の数は、ほぼ100%に達した。中和反応によって、MT4/BIII LBK細胞によって産生される株に対するHIV−1の類似性が確認された。
細胞培養。リンパ芽球系MT−4細胞を、the Institute of Experimental Pathology, Oncology, and Radiobiology of the National Academy of Sciences of Ukraineの細胞リポジトリから得た。栄養媒体は、88%のRPMI 1640(「Sigma」)培地、10%の熱不活化ウシ胎児血清(「Sigma」)、および抗生物質から構成されていた。細胞を50mlプラスチック製培養ボトル(「Nunc」)内、37℃、5%CO2中で増殖させた。3〜4日毎に、トリパンブルーを使用して生存細胞をカウントし、1ml当たり2.5×105細胞の初期濃度で播種した。
RNA−Mの抗HIV作用の研究。一次HIV感染した懸濁MT−4細胞の標準モデルを使用した。4〜5×105細胞/mlを含有する細胞懸濁液にウイルス(100ID30/ウェル)を加えることによって、MT−4細胞のHIV感染を行った。培養5日目に、免疫酵素アッセイを使用してウイルス抗原を定量評価することによって、薬物の阻害効果を査定した。HIV−1感染力価は、下記のとおりに査定された:試験培地の10倍希釈物を、MT−4細胞を含有するポリスチレン製ウェルプレートに導入した。37℃、5%CO2ガス混合物中で感染細胞を5日間培養した。その後、免疫酵素アッセイ「Genetic Systems(商標)HIV−1 Ag EIA」(BioRad)を使用して、p24抗原の存在について、各ウェルからの培養液を解析した。HIV感染力価は、4.0〜6.5 lg ID50に等しかった。
細胞培養における特異的抗HIV RNA−M活性の研究。懸濁培養MT−4中、および再接種ラットガッセル神経節神経鞘腫(RGGN)細胞培養中でHIVを培養した。HIV−1特性を下記の表2.4.1に表す。
M−RNAおよびRNA−Aの研究を、MT−4細胞培養で行った(Tkachuk Z.YU.、Rybalko S.L.、Semernikova L.I.、Tkachuk V.V.、Zavelevich M.P.、Tkachuk L.V.、Myhaylopulo I.、Matsuka H.KH.、「Action of 2’,5’−tryolihoadenilate and its epoxy−derivative on reproduction of human immunodeficiency virus and reverse transcriptase activity of retroviruses」、Biopolymers and cells、1999、15、4、314〜319頁)。RNA−Mを、ウイルス感染から24時間後に加えた。HIVを各試料に導入し、その後、5日間培養した。次いで、感染力価を各試料で測定した。研究薬を、研究サイクル全体を通じて培地中に維持した。Retrovir(登録商標)0.25希釈物を、参照薬物として使用した。RNA−MおよびRNA−Aの調製物は、HIVの増殖を、注射薬を使用するスキームにおいて1.9Lg ID50で有意に阻害することが示された。Retrovirは、同様の効果を有した。本研究の結果によって、投与の治療レジームでのRNA−MおよびRNA−Aの高い抗ウイルス活性が証明されている。これらは、Retrovir(登録商標)よりも有意に優れていることが見出された。このことによって、RNA−MおよびRNA−Aは、HIV増殖の阻害において有効であると結論付けることができた。
実施例2.4.2. ヒト患者でのAIDSの治療
HIV感染患者の処置法(tactic of conduct)は、CD4+Tリンパ球およびウイルス負荷の後での規則正しい検査室管理にある。その場合、CD4+Tリンパ球の量が、血液1mcl中350細胞未満になり、ウイルス負荷が血液1ml中HIV RNA100,000コピー超になったときには、抗レトロウイルス療法(ART)を処方すべきである。HIV感染者におけるCD4+Tリンパ球の量およびウイルス負荷の量に対するRNA−Mの適用効果を研究した。
HIV感染患者の処置法(tactic of conduct)は、CD4+Tリンパ球およびウイルス負荷の後での規則正しい検査室管理にある。その場合、CD4+Tリンパ球の量が、血液1mcl中350細胞未満になり、ウイルス負荷が血液1ml中HIV RNA100,000コピー超になったときには、抗レトロウイルス療法(ART)を処方すべきである。HIV感染者におけるCD4+Tリンパ球の量およびウイルス負荷の量に対するRNA−Mの適用効果を研究した。
臨床病期1期および2期である男性からなる3つの群が、RNA−Mを1日当たり0.75grを2ヶ月間にわたって服用した。いわゆる証言はないが、彼らは、特定のARTを受けていなかった。治療1ヶ月および2ヶ月で、CD4+Tリンパ球およびウイルス負荷のレベルの決定を行った。この群にRNA−Mを最初に1ヶ月間適用した後、ウイルス負荷は、当初の指数と比較して、1/1.7、1/1.9、および1/12.7倍に低下した。3つの群の全てにおいて、CD4+Tリンパ球の絶対量は、平均で血液1mcl中285細胞に増殖した(350、351、および154細胞/mcl)。リンパ球の全体量は、末梢血中において、平均で血液1mcl中579.67細胞に増えた。第1の群では2ヶ月の治療の後に、血液1ml中にHIVのRNAコピー13,000から1,190まで、ウイルス負荷が低下した(1/10.9倍)。第2群の患者では、HIVのウイルス負荷は、血液1ml中にRNAコピー1,780から151へと変化した。第3群の患者では、ウイルス負荷は、1/3.3倍に低下した。RNA−Mを使用した最初の月および第2の月の間、生化学的血液検査試験(トランスアミナーゼ、ビリルビン、アルブミン、尿素、クレアチニン、コレステロール、および他の同様のもの)の指数においては、このことは発見されていない。HIV感染者に1日当たり0.75mgの用量でRNA−Mを適用することによって、HIVのウイルス負荷のレベルが低下し、CD4+Tリンパ球の量が増大する。
実施例2.5. エンテロウイルス感染のモデル
Hep−2細胞培養を、ヒト喉頭癌腫細胞培養に再接種する。栄養培地(Igla MEM + 10%胚血清、37℃ + 5%CO2)。ウイルス−コクサッキーB群ウイルス、感染力価4 lgEID50。RNA−MおよびRNA−Aの最大許容濃度(MTC)またはCD50は5mg/mlであった。最大許容濃度(MTC)は、生存細胞の数を50%まで低下させていた最大薬物濃度と定義された。コクサッキーB群ウイルスに関するRNA−MおよびRNA−Aの化学療法係数(CTI)は、最小活性濃度(MAC)に対するMTCの比として算出された。MACは、ウイルス特異的細胞変性作用を50%阻害し得る最低薬物濃度と定義された。MAC評価では、試験ウイルスの感染用量を、Hep−2細胞培養に導入し、37℃で5%CO2を含有するガス混合物中で1時間インキュベートした。細胞へのウイルス吸着の後に、ウイルスを除去し、細胞をHanks液で3回洗浄した(1ウェル当たり0.4ml)。その後、異なる濃度の研究薬を含む維持培地0.2mlを各ウェルに導入した。3つのウェルを各薬物濃度で使用した。維持培地中でインキュベートした感染細胞を対照として使用した。5%CO2を含有するガス混合物中で、37℃で48時間細胞をインキュベートした。対照ウェルには存在するのに対して、研究ウェルには細胞変性作用が存在しないことによって、薬物MACを確立することができた。ウイルス性増殖を2.0 lg以上低下させ得るならば、薬物は抗ウイルス特性を有すると判断される。したがって、RNA−AのMACは、>500mcg/ml(500mcg/mlを超える)と推定され、RNA−MのMACは、125mcg/mlであるようである。コクサッキーB群ウイルスに関する両方の薬物の化学療法係数の評価によって、RNA−Mでは、その値は40であり、RNA−Aでは、10に等しいことが示された。したがって、両方の薬物のMTC、MAC、および化学療法係数によって、RNA−Mを活性な抗ウイルス薬として分類することができ、一方、RNA−Aは低い抗エンテロウイルス活性を有する薬物に属する。
Hep−2細胞培養を、ヒト喉頭癌腫細胞培養に再接種する。栄養培地(Igla MEM + 10%胚血清、37℃ + 5%CO2)。ウイルス−コクサッキーB群ウイルス、感染力価4 lgEID50。RNA−MおよびRNA−Aの最大許容濃度(MTC)またはCD50は5mg/mlであった。最大許容濃度(MTC)は、生存細胞の数を50%まで低下させていた最大薬物濃度と定義された。コクサッキーB群ウイルスに関するRNA−MおよびRNA−Aの化学療法係数(CTI)は、最小活性濃度(MAC)に対するMTCの比として算出された。MACは、ウイルス特異的細胞変性作用を50%阻害し得る最低薬物濃度と定義された。MAC評価では、試験ウイルスの感染用量を、Hep−2細胞培養に導入し、37℃で5%CO2を含有するガス混合物中で1時間インキュベートした。細胞へのウイルス吸着の後に、ウイルスを除去し、細胞をHanks液で3回洗浄した(1ウェル当たり0.4ml)。その後、異なる濃度の研究薬を含む維持培地0.2mlを各ウェルに導入した。3つのウェルを各薬物濃度で使用した。維持培地中でインキュベートした感染細胞を対照として使用した。5%CO2を含有するガス混合物中で、37℃で48時間細胞をインキュベートした。対照ウェルには存在するのに対して、研究ウェルには細胞変性作用が存在しないことによって、薬物MACを確立することができた。ウイルス性増殖を2.0 lg以上低下させ得るならば、薬物は抗ウイルス特性を有すると判断される。したがって、RNA−AのMACは、>500mcg/ml(500mcg/mlを超える)と推定され、RNA−MのMACは、125mcg/mlであるようである。コクサッキーB群ウイルスに関する両方の薬物の化学療法係数の評価によって、RNA−Mでは、その値は40であり、RNA−Aでは、10に等しいことが示された。したがって、両方の薬物のMTC、MAC、および化学療法係数によって、RNA−Mを活性な抗ウイルス薬として分類することができ、一方、RNA−Aは低い抗エンテロウイルス活性を有する薬物に属する。
Claims (34)
- 患者においてウイルスによる感染症を予防または治療する方法であって、
前記患者に、糖と組み合わせた精製RNA抽出物を含む組成物を、前記感染症を予防または治療するのに有効な量で投与することを含む、方法。 - 前記組成物が、ウイルス増殖を阻害し得る量の精製酵母RNAを含む、請求項1に記載の方法。
- 細胞においてウイルス複製をもたらす前記ウイルスの受容体を阻害するのに有効な量の前記組成物を投与することを含む、請求項1に記載の方法。
- オルトミクソウイルス科から選択されるウイルスによる感染症を予防または治療する方法である、請求項1に記載の方法。
- 前記ウイルスが、アンスロポノーシス急性呼吸器ウイルスである、請求項4に記載の方法。
- パラミクソウイルス科からのウイルスによる感染症を予防または治療する方法である、請求項1に記載の方法。
- 肝炎種ウイルスによる感染症を予防または治療する方法である、請求項1に記載の方法。
- 前記ウイルスがC型肝炎ウイルスである、請求項7に記載の方法。
- ヘルペスウイルス科からのウイルスによる感染症を予防または治療する方法である、請求項1に記載の方法。
- 前記ウイルスが単純ヘルペスウイルスである、請求項9に記載の方法。
- 前記ウイルスが陰部ヘルペスウイルスである、請求項9に記載の方法。
- インフルエンザウイルスによる感染症を予防または治療する方法である、請求項1に記載の方法。
- 前記ウイルス感染症がH1N1株のインフルエンザである、請求項12に記載の方法。
- 前記ウイルス感染症が、H5N2株のインフルエンザである、請求項12に記載の方法。
- ヒト免疫不全ウイルスによる感染症を予防または治療する方法である、請求項1に記載の方法。
- エンテロウイルスによる感染症を予防または治療する方法である、請求項1に記載の方法。
- 前記ウイルスがコクサッキーB群ウイルスである、請求項16に記載の方法。
- アデノウイルスによる感染症を予防または治療する方法である、請求項1に記載の方法。
- 前記組成物を鼻腔内、皮下、経口、腹腔内、筋肉内、静脈内で、またはウイルス感染の領域もしくは感染の病巣で局所的に投与する、請求項1に記載の方法。
- 前記組成物を、注射剤、カプセル剤、丸剤、坐剤、ゲル剤、または噴霧剤の形態で投与する、請求項1に記載の方法。
- 糖と組み合わせた精製RNA抽出物を含む、ウイルスによる感染症を予防または治療するための組成物。
- 前記RNAが、酵母からの抽出物である、請求項21に記載の組成物。
- 前記酵母が、Sacchsromyces cerevisiaeである、請求項22に記載の組成物。
- 前記酵母がCandida utilisである、請求項22に記載の組成物。
- 前記精製RNA抽出物が、タンパク質、DNA、およびヌクレオチドを実質的に含有しない、請求項21に記載の組成物。
- 前記精製RNAが、窒素14.5重量%超およびリン8.5重量%超を含有する酵母抽出物である、請求項21に記載の組成物。
- 前記精製RNAが、25±10のヌクレオチドを有する断片を少なくとも75重量%含有する、請求項21に記載の組成物。
- 前記RNA抽出物が、組成物のうちの少なくとも約50重量%を占めている、請求項21に記載の組成物。
- 前記RNA抽出物および前記糖が、重量で約1.5:1から約3.5:1のRNA抽出物:糖の割合で存在する、請求項28に記載の組成物。
- 前記RNAが、25±10のヌクレオチドを有するヌクレオチド断片を少なくとも99重量%の純度で含む酵母RNA抽出物であり、
前記酵母RNA抽出物が、マンニトールと共に加熱されていて、
前記酵母RNA抽出物およびマンニトールが、重量で約2:1から約3:1の割合で組成物中に存在し、
前記RNA抽出物が、組成物の少なくとも約50重量%を占めている、請求項21に記載の組成物。 - ウイルスによる感染症を予防または治療するための組成物を調製する方法であって、少なくとも1種の糖と共に、精製酵母RNA抽出物を40〜70℃の範囲の温度に加熱することを含む、方法。
- 前記糖がマンニトールである、請求項31に記載の方法。
- 前記RNA抽出物をアルカリ性アミノ酸と共に処理することを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記RNA抽出物をアルギニンと共に処理することを含む、請求項31に記載の方法。
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