JP2023058550A - 変形性関節症の治療に使用するための製剤 - Google Patents

Abstract

【課題】変形性関節症等の進行を抑えるための製剤を提供する。【解決手段】薬学的に許容される注射可能な担体と、特定の配列を持つペプチドの治療有効量とを含み、患者の関節軟骨底部の骨の形態変化に影響を与えることにより変形性関節症の進行を抑えるための、関節に局所的に注射するための注射可能な液体を提供する。【選択図】図１

Description

発明の領域
本発明は、変形性関節症の発症と進行の根底にある病理である、関節の骨の変形を修正することによって変形性関節症を治療する方法全般に関するものである。

背景
変形性関節症
変形性関節症は、関節の疾病の中で最も多いものであり、すべての慢性疾患の中で最も広範に見られるものである。米国においては、変形性関節症（OA）は、50歳を超える人が働けなくなる、心臓病に次いで二番目に多い原因である。世界的に見ても、変形性関節症は、障害を負って生きる年数として6番目に多い原因となっている（Woolf 2003）。

変形性関節症患者の約80％は膝の治療を必要とする。症状のある人の膝関節に最も多く見られるX線検査所見は、関節（硝子）軟骨の喪失とその周辺の骨の変形であり、しばしば関節の間隙に骨棘の形成がみられる。病変は、大腿骨脛骨関節と膝蓋骨大腿骨関節の両方に見られることが多い。膝蓋骨と大腿骨滑車溝（Trochlear Groove）の軟骨の喪失による膝蓋骨大腿骨関節症は、膝の変形性関節症患者の多くを占め、しばしば膝の他の部分の軟骨の喪失を伴う（Davies 2002）。

痛みは膝の変形性関節症患者に広く見られる症状である。痛みは通常アセトアミノフェンや非ステロイド系抗炎症剤（NSAIDs）で治療する。しかしながら、2005年の最初のブラックボックス警告及びNSAIDs処方添付文書中の警告と注意喚起に加え、米国食品医薬品局は、2015年に市販薬も含む非アスピリンNSAIDsについて、心臓発作または卒中の可能性を高める旨、既存の添付文書中の警告を強化した（https://www.fda.gov/drugs/drug-safety-and-availability/fda-drug-safety-communication-fda-strengthens-warning-non-aspirin-nonsteroidal-anti-inflammatory）。副腎皮質ホルモンやヒアルロン酸製剤の膝関節内投与も、痛みを和らげる為に使われる。副腎皮質ホルモン注射は膝軟骨の退化を促進することが指摘されており（McAlindon 2017）、医師はこの治療法の使用を控えることが多い。米国整形外科学会（The American Academy of Orthopaedic Surgeons / American Association of Orthopaedic Surgeons）は、膝変形性関節症の治療に副腎皮質ホルモンの注射は勧めていない。

ヒアルロン酸製剤または「粘度補充」（Viscosupplementation）製剤は、一週間に一回2ccを三週間にわたって、あるいは高投与量（6cc：Chevalier 2010）を一回だけ膝に注射する。投与されたヒアルロン酸製剤は、関節内に数時間から数日という短時間とどまる。関節痛は患者によっては数週間から数か月にわたって抑えられることがあるが（Cohen 1998）、複数の臨床試験において、臨床的に意義のある治療効果を立証することができなかった。米国整形外科学会は、「症状のある膝変形性関節症患者でのヒアルロン酸の使用は推奨できない」としている（2013年5月18日の、米国整形外科学会による膝変形性関節症治療に関する科学的証拠に基づくガイドライン第二版：https://www.aaos.org/globalassets/quality-and-practice-resources/osteoarthritis-of-the-knee/osteoarthritis-of-the-knee-2nd-editiion-clinical-practice-guideline.pdf）。

関節軟骨の退化と現在の治療
変形性関節症が関節軟骨の進行性の退化を伴うことは広く認識されている。膝、股関節、肘の関節軟骨の退化は、年齢とともに緩やかに進行する。関節の退化は、関節の傷害、あるいは激しい肉体労働や運動によって関節に継続的かつ過剰に負荷がかかる状況によって加速されうる（Sandmark 2000, Felson 1991）。

関節軟骨は、関節の円滑でほとんど摩擦のない動きを可能にしている。関節軟骨は、繰り返しかかる荷重の衝撃を和らげ、関節にかかる剪断力を相殺する。関節軟骨は、コラーゲン、コラーゲン以外のタンパク、水、及びアグリカンのようなプロテオグリカンからなる細胞外マトリックスの中に軟骨細胞が埋め込まれて形成されている。プロテオグリカンは親水性の分子で、軟骨表層面への水分補給を可能にしている。関節軟骨は、これによって生体力学的力を緩和する能力を増している。関節軟骨は生物学的に特異な組織であり、人工的に設計されたいかなる素材、あるいは軟骨損傷やマイクロフラクチャー手術後に形成される線維性軟骨（「かさぶた」軟骨）では模倣できない性質を持つ。

残念ながら、傷害或いは加齢に伴う継続的な「摩滅や損傷」で失われた関節軟骨は、自然に再生することはできない（Buckwalter 2002）。

現在に至るまで、膝変形性関節症に苦しむ患者の治療方法として受け入れられているのは、手術療法と対症療法（疼痛治療）のみである。手術療法では、マイクロフラクチャー及び軟骨下の骨を意図的に傷つけることによる線維性軟骨（「かさぶた」軟骨）形成促進が行われる。しかしながら、線維性軟骨は、関節軟骨に比べて構造力と安定性が弱く、退化が速い。膝軟骨の修復を目的とする他の外科的侵襲を伴う手術としては、軟骨下部の骨に穿孔し、同じ患者の体の荷重のかからない部位或いは死体から取得した軟骨細胞あるいはその前駆細胞で作ったプラグを移植する方法がある（軟骨及び骨の自家移植／同種移植、OATS法）。この方法は二回の手術を伴い、手術をした関節に荷重をかけられるようになるのに術後6週間を要する。治療そのものがうまくいかなかったり、合併症の治療のために再手術を必要とすることも珍しくない。

患者自身の膝から健康な軟骨細胞を関節鏡手術で採取して培養増殖させる自家軟骨細胞移植法も、二回の手術を要する。培養した軟骨細胞は患者に移植される。膝を切開する手術が必要である。患者の軟骨をその下の骨まで切開（除去）し、骨膜あるいは人工膜の囲いを切開部に貼りつける。培養した軟骨細胞はその膜の中に注入する。150名以上の患者への自家軟骨細胞移植を実施したカーティセル（Carticel^{（登録商標）}）の試験では、49％の患者が合併症による再手術を必要とした（Zaslav 2009）。合併症の主なものとしては、剥離、移植片不良、移植片生着不良などだった（Niemeyer 2008）。

重症膝変形性関節症患者治療の最終的な選択肢は関節置換術で、外科的侵襲を伴い、高価で、病的な合併症を伴う可能性もある。膝関節の全置換術の費用は3万5千～7万ドルで、（少なくとも6週間を要する）術後のリハビリテーションの費用や生産性の損失はこの計算外である。補綴関節の寿命は限られており、15～20年で再置換する必要がある。このため、膝関節の全置換術は、多くの場合高齢の患者向けとされている。しかしながら、膝関節の全置換術を受ける患者の平均年齢は下がり続けている。2000年には68歳だったものが、2014年には65.9歳まで下がってきている（2018年米国整形外科学会）。2014年には全米で68万件を超える膝関節の全置換術が実施されたが、2030年には128万件の膝関節の全置換術（再置換手術を除く）が行われると予想されている（2018年米国整形外科学会: https://aaos-annualmeeting-presskit.org/2018/research-news/sloan_tjr/）。

変形性関節症の原因治療薬（DMOAD）
現在の治療法の限界やその合併症の可能性を理解し、関節軟骨の生成を促進する或いは軟骨の劣化を減らすことによって膝関節の退化を遅らせようとする治療法の開発に、多大な努力が払われてきた。

例えば、いくつものグループが、軟骨分解の主原因と考えられてきたマトリックス・メタロプロテイネースの阻害剤の開発を試みてきた（Krsezki 2007）。別のグループは、軟骨破壊を促進すると考えられた酸化窒素を阻害することを試みた（Hellio le Graverand 2013）。膝変形性関節症における軟骨退化を阻害すると考えらえた多くの薬が比較臨床試験で試験されてきたが、軟骨喪失を遅らせたり止めることに成功したものはこれまでのところない。

膝変形性関節症治療へのもう一つのアプローチが軟骨再生研究である。（Bone Morphogenetic Protein-7（BMP-7）等のTGFβ（Transforming Growth Factor β）ファミリーの分子を含む各種成長因子の軟骨再生への効果が試験されてきた。臨床試験で試験された成長因子のいずれもが効果を見せなかった（Guermazi 2017）。Fibroblast Growth Factor-18（FGF-18、Spriferminとしても知られる）は、膝変形性関節症被験者において、大腿骨脛骨関節の軟骨の厚さをわずかではあるが統計的有意に増加させたが、治療薬グループは疑似薬グループと比較して被験者の膝の機能も痛みも改善しなかった（Hochberg 2017, Hochberg 2018）。

関節軟骨を再生したりその退化を遅らせたりする可能性のある開発中の薬は、変形性関節症の原因治療薬（DMOADs）の可能性があると考えられている。

配列ID No. 1のペプチドであるTPX-100は、ヤギの軟骨損傷モデルで関節軟骨形成作用を示し、変形性関節症の原因治療薬候補である（米国特許第7,888,462 号及び8,426,558号）。配列ID No. 1のペプチドは、両膝に変形性関節症を罹患する被験者における無作為二重盲検疑似薬対照比較試験で試験された。TPX-100治療を受けた膝は、疑似薬治療の膝と比較して、統計的有意かつ臨床的に有意義な改善を、膝の機能および他の臨床結果において示した（McGuire 2017）。TPX-100治療を受けた膝の機能改善は顕著で、1年間の試験期間の最後まで改善を維持した。膝の機能改善は、治療後12か月後において、MRIで測定した大腿骨脛骨関節の軟骨の厚さの増加または安定化を伴っていた（McGuire 2018）。

変形性関節症の病態生理学における軟骨の構造に関する疑問
関節軟骨の退化は、膝変形性関節症の主要な病理学的メカニズムと考えられてきた。しかしながら、臨床観察の結果から、複数の研究者が、軟骨の退化は関節の他の部分の変化の結果として起こるのではないかという疑問を持つに至った。

例えば、関節軟骨の喪失が著しいと、その底部の骨が露出する。骨には痛覚の神経線維が密度高く存在するので、この「骨対骨」の関節症が強い痛みを伴うであろうことは合理的に予想できる。しかしながら、膝変形性関節症の被験者において、軟骨が完全に喪失していることが画像診断で見えるにもかかわらず、痛みがほとんど或いは全くないということは珍しくない。逆に、多くの変形性関節症の患者が、関節軟骨の退化が画像診断でほとんど見られないにもかかわらず、強い痛みや機能の低下を経験している。

この臨床症状と軟骨の厚さの不一致は、変形性関節症の原因治療薬候補であり、軟骨細胞増殖因子と考えられているFGF-18（別名スプリフェルミン：Sprifermin）の試験で証明された。500名以上の膝変形性関節症被験者による臨床試験において、FGF-18の４つの投与グループと疑似薬グループが比較された。被験者は、一週間に一回、合計三回（即ち0日、7日、及び14日目）FGF-18または疑似薬の投与を受けた。同様の治験薬及び疑似薬の注射は、6か月後、12か月後、18か月後に繰り返された。大腿骨脛骨関節の間隔の変化がMRIで計測され、臨床症状が広く認められている患者申告型測定方法であるウエスタン・オンタリオ・アンド・マクマスター大学変形性関節症臨床スコア（Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Outcome ScoreまたはWOMAC）を用いて測定された。治療開始24か月目に、FGF-18治療グループでは、疑似薬治療グループと比較して、大腿骨脛骨関節の軟骨の厚さが投与量依存的に増加していた。投与量の高い二つのグループでは、疑似薬治療グループに比べた関節軟骨の厚さの差が、統計的有意差に達した。しかしながら、すべてのFGF-18治療グループにおいて、疑似薬治療グループと比較して臨床症状の改善は見られなかった（Hochberg 2017）。治療開始後36か月目においても、FGF-18治療グループと疑似薬治療グループとの間に臨床症状の差は見られなかった（Hochberg 2018）。

米国食品医薬品局（FDA）は、膝の変形性関節症を対象とした変形性関節症の原因治療薬に関するガイドライン案を1999年に出し、その中で、X線撮影で測定した関節間隙の拡大あるいは関節間隙の縮小の遅延を、治療薬承認の目安として受け入れる可能性のある評価項目とした。しかしながら、このガイドライン案は、2018年8月に改訂され、その中で、FDAは、X線撮影および他の画像による結果も、変形性関節症の原因治療薬開発において推奨できる代用マーカーではないとした。最新のガイドラインは簡潔に次のように述べている。

「…そのような製品の開発に関しては複数の未解決の問題があり、その中には、この病気の複数の要因による複雑な疫学病理学、広く認識されている構造的変化と病態／症状／機能との間の非整合性、疾病の進行の基準となる定義の欠如、及びこれらに関連して、変形性関節症の進行を変える製品の能力を高い信頼性をもって評価できる評価項目の欠如がある。」（FDA 2018）

以上、軟骨の厚さの変化と臨床結果の間に関連性は見られないというのが、現在の一般的な見方である。特に、軟骨の厚さの変化は、患者が経験する変形性関節症のという疾病を説明するには十分ではないかもしれず、また軟骨の厚さを増やすことは、患者の臨床的利益と納得できる結びつきがない限り、変形性関節症治療の臨床効果を示しているとは言えないのである。

軟骨下（軟骨周囲）の骨の膝変形性関節症における病理学的役割
変形性関節症の発症と進行に関節軟骨底部の骨がどのような役割を果たしているかを調べるための研究が行われている。

ラネリック酸ストロンチウム（Reginster 2013）、カルシトニン（Karsdal 2015）、及びゾレンドロネート（Laslett 2012）といった骨粗しょう症の治療薬が変形性関節症の治療に使えるかどうかを臨床的に調べる試験が行われた。これらの薬は、新しい骨の形成を促進するか骨吸収を抑制する。これらの薬剤は、軟骨下の骨を安定化させたり強化したりする臨床効果を示さず、強い有害事象を示したことから、変形性関節症治療薬としては使えるのではないかという高い期待は萎んだ。例えば、ラネリック酸ストロンチウムは、心筋梗塞のリスクを増やすことがわかり、欧州医薬品局はその使用を制限した。

近年提案されている変形性関節症のマーカーは、軟骨周囲の骨の形態の三次元（3D）的変化の測定である。米国国立衛生研究所変形性関節症イニシアティブ（National Institutes of Health Osteoarthritis Initiative (OAI)）のデータベースに登録されている膨大な数の被験者の比較において、X線撮影で変形性関節症と認められたすべての被験者の膝において、正常な膝と比べて、軟骨周囲の骨表面の面積が増加していることが示された。骨の表面積の変化は、軟骨の厚さや関節間隙の狭隘化よりも、変形性関節症の症状及び関節の機能喪失をより高い信頼度で予測できることが示された（Bowes 2015）。

変形性関節症イニシアティブ（OAI）に登録されている被験者の軟骨周囲の骨の形態変化の分析から、軟骨周囲の骨の三次元形態は、変形性関節症の進行とともに継続的に同じ方向に変化していくことがわかった。明確な軟骨の喪失が見られない状態でも、大腿骨、脛骨、膝蓋骨の形は、平たくなっていく。軟骨周囲の骨の三次元形態変化は、骨の表面上に複数のアンカー・ポイント（「プリンシパル・コンポーネント」）を定めることによって測定する。これらのアンカー・ポイントの位置の動きは、MRIの画像とアクティブ・アピアランス・モデル（Active Appearance ModelまたはAAM）を用いたアルゴリズム分析を用いて測定される。変形性関節症の進行に伴い、被験者の骨の形態、特に大腿骨の軟骨周囲の骨の表面は、被験者の年齢、性別、体格指数（Body Mass IndexまたはBMI）などの被験者の統計的特徴に関係なく予想された方向に変化する。X線撮影で変形性関節症の範疇に入らない、即ちケルグレン・ローレンス（Kellgren-LawrenceまたはKL）スコア０と診断された、OAIデータベース中の変形性関節症ではない関節においては、４年間に及ぶ軟骨周囲の骨の形態変化は、KLスコアの診断で変形性関節症とされた関節のそれに比べて著しく遅いことがわかった。骨の形態変化は、変形性関節症ではない膝の軟骨周囲の骨の形態変化の範囲を基準とし、そこからの変化の大きさを標準偏差で表した「Bスコア」によって標準化されている（Neogi 2013; Hunter 2016）。

軟骨周囲の骨の三次元形態変化は、骨髄病変の半定量的分析よりも、変形性関節症による痛みをより正確に予言する（Dube 2018）。

OAIデータベースに登録された被験者のうち骨粗しょう症の治療を受けている者について、骨の表面積と三次元形態の変化を用いて、ビスフォスフォネートの治療効果の検証が行われた。ビスフォスフォネート治療を受けている者は、受けていない者に比べて、脛骨内側の骨の表面積の増加が統計的有意に減少していた。しかしながら、骨の三次元形態変化については、両群間に差は見られなかった。機能や痛みといった膝変形性関節症の症状の差異に関する分析結果は報告されていない（Haj-Mirzaian 2018）。

高い骨量または骨密度は膝変形性関節症または関節置換術のリスクを高めるという報告がある（Nevitt 2010, Hardcastle 2013）。これらの報告と上記のビスフォスフォネートのデータを併せると、骨量の増加や骨の強化は必ずしも変形性関節症の改善やリスク減少にはつながらないということになる。

TPX-100ペプチド
TPX-100は、ヒト型のマトリックス・エクストラセルラー・フォスフォグリコプロテインまたはMEPE由来で、TDLQERGDNDISPFSGDGQPFKD（配列 ID No. 1）のアミノ酸配列を持つ23残基の合成ペプチドである。

TPX-100の原薬は、酢酸塩またはナトリウム塩としてそれぞれ製造され、最終製剤はC末端がアミド化された凍結乾燥品である。臨床試験で用いられたTPX-100注射剤（製剤）は、注射用水に溶解されたものである。

TPX-100は、組織適合的に象牙質、骨、軟骨を再生させ、軟組織の石灰化や骨化は起こさない。TPX-100は、通常の皮下注射や関節内注射で投与できる。

非臨床の安全性及び有効性試験において、TPX-100は、まず骨形成活性を調べられた。TPX-100ペプチドは、ヒト型MEPEの「骨形成活性部位」として見つかったものであり、培養マウス頭頂骨の厚さを増やすことが示された（Hayashibara 2004）。次に、広く使われているラット長骨骨折モデル（別名アインホーン・モデル）において、皮下注射したTPX-100が骨折治癒を促進することが示された（Lazarov 2004）。更に、TPX-100ペプチドの初期の試験においては、ラット象牙質損傷モデルにおいて、象牙質形成を促進することも示された（Six 2007）。TPX-100は、これらの生体内骨形成及び象牙質形成試験において高い忍容性を示した。TPX-100の安全性は、その後のGLP毒性試験及び健常人における臨床第一相試験においても確認された。

これらの安全性及び骨と象牙質の形成データに基づき、TPX-100は、二件の臨床第二相試験で、それぞれ歯槽骨及び象牙質形成活性が調べられた。TPX-100は、どちらの試験でも安全であることが示された。象牙質形成を調べた一件の臨床試験において、ヒトの臼歯の損傷部位に投与されたTPX-100は、損傷を修復する象牙質を形成することを示した（Lazarov 2006）。歯槽骨形成を調べるもう一件の臨床試験では、薬剤群と疑似薬群との間に差は見られなかった。

以上のTPX-100の骨及び象牙質に対する薬効を調べる非臨床及び臨床試験において、TPX-100がこれらの硬組織の形やその他の形態的特徴に作用することを証明したり示唆したりするデータや証拠はまったくなかったことをここに特記する。TPX-100は、平らで薄い骨や象牙質においてそれらの硬組織を増やすだけの効果と、ラットのモデルで長骨の中央部位に実験的に作られた骨折を治癒する効果を示しただけである。

その後、ヤギの標準化された軟骨損傷モデルによってTPX-100に軟骨再生活性があることが示された。放牧状態のヤギの膝軟骨の全厚損傷モデルにおいて、TPX-100の一週間おきの4回の関節内投与（125mg及び250mg）によって、手術による損傷形成6か月後において、疑似薬対照群と比較して、統計的に有意で組織学的に確認された硝子軟骨の再生が見られた。TPX-100は、これらの膝に完全荷重がかかる放牧されたヤギにおいて、安全で忍容性があった（米国特許7,888,462号及び8,426,558号）。

軽度から重度の変形性関節症を両膝に罹患する患者において、TPX-100の無作為二重盲検疑似薬対照臨床試験が実施された。TPX-100は、変形性関節症に罹患した膝の重要な機能を改善することが期待された。

この臨床試験において、試験薬は、三週間にわたって一週間に一度合計4回関節内注射によって投与された（0、7、14、21日目）。この試験において、TPX-100は安全で忍容性があった。

TPX-100治療を受けた膝（Index Knees）は、膝損傷及び変形性関節症臨床スコア（Knee injury and Osteoarthritis Outcome ScoreまたはKOOS）の日常生活における膝の機能（Activities of Daily LivingまたはADL）及びスポーツ及びレクリエーション機能（Sports and Recreation）について、臨床的に意義がありかつ統計的にも有意な改善を見せた。膝に関する生活の質（Knee-related QOL）と階段昇降時の痛みについても、臨床的に意義があり統計的に有意な改善を示した。更に、Index Kneesは、ウエスタン・オンタリオ及びマクマスター大学変形性関節症スコア（Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis ScoreまたはWOMAC）の機能と総合スコアでも対照群に比して有意な改善を示した。TPX-100治療を受けた膝の改善は、治療の6か月後、12か月後あるいはその両方で見られた。治療開始時から6か月あるいは12か月間の膝の全体的な軟骨の厚さの変化に関しては、Index KneeとControl Kneeの間にMRIで測定可能な差は見られなかった。しかしながら、TPX-100治療に反応した膝、即ち臨床的に意義のある機能の改善を見せた膝においては、大腿骨脛骨関節の軟骨の厚さは、治療開始から12か月で有意な増加を示した（McGuire 2018）。

上記のように、TPX-100はヒトMEPE由来のものである。MEPEについては、他のいくつかのオーソログが知られており、したがってTPX-100のオーソログもわかっている。TPX-100のオーソログの例は次のとおりである。
TDLQERGDNDMSPFSGDGQPFKD (アカゲザル) (配列 ID No. 2)
PDLQERGDNDISPFSGDGQPFKD (イヌ) (配列 ID No. 3)
PDLQGRGDNDLSPFSGDGPPFKD (ウシ) (配列 ID No. 4)
PDLLVRGDNDVPPFSGDGQHFMH (ラット/マウス) (配列 ID No. 5)
ラット／マウス型のアミノ酸配列はヒト型とは最も低い相同性を持つ（15/23が同一、相同性65％）。ラット型はヒトの骨芽細胞性間葉系幹細胞によるトリチウム・サイミジンの取り込みを促進することが知られており（米国特許7,888,462及び8,426,558）、これらのTPX-100対応部位およびそれらの類似物質は、TPX-100と同じ生物学的機能を有していると考えてしかるべきである。これらのペプチド群は、DLXXRGDNDXXPFSGDGXXF（配列ID No. 6）という共通のアミノ酸配列を有し、Xはいかなるアミノ酸でもよい。

変形性関節症の新しい治療方法を開示する。この方法は、変形性関節症の発症と進行に伴う軟骨周囲の骨の病理学的三次元形態変化を遅延、停止、あるいは逆行させることのできるすべての治療的介入を含む。本発明は、病理学的な軟骨周囲の骨の形態変化が治療できること、及びその治療が患者に障害を起こす多くの症状の驚異的な改善と有意に相関することを初めて証明したものである。

本発明の特徴の一つは、治療に有効な量の配列 ID No. 1のペプチド製剤を（変形性関節症と診断された）患者に（局所注射によって）投与することによって、軟骨周囲の骨の病理学的な三次元形態の変化を治療することである。

本発明のもう一つの特徴は、MRIで患者の関節の三次元構造を分析して軟骨周囲の骨の形態を診断し、治療に有効な量の配列 ID No. 1のペプチド製剤を投与し、6か月、12か月、24か月等経過後に軟骨周囲の骨の形態が治療前の形態に比べて著しく変化しているかどうかを測定するという手順を含む、軟骨周囲の骨の形態変化を遅延、停止、あるいは逆行させることによって変形性関節症を治療する方法である。

骨形態の分析には、コンピューター・トモグラフィ、超音波など、他の造影技術を使用してもよい。

MRIは、関節軟骨の減少や半月板の状態など、変形性関節症の病態を診断するのに広く用いられている。治療前後の骨形態は、軟骨の診断用に撮影された画像シークエンスを用いて分析することができる。骨形態と軟骨の分析を併せることで、治療効果評価の感度を上げることができるかもしれない。

本発明で使用するペプチドは、水や生理食塩水を含む注射剤として製剤し、関節内投与或いは皮下投与によって局所注射することができる。配列ID No. 1のペプチドの他の種における対応部位およびその類似物質は、配列ID No. 1のペプチドの活性と同様の活性を示すことが知られている。それらのペプチドのいずれも、注射用水、生理食塩水等を含む注射用製剤に製剤することができる。

本発明の特徴の一つは、この方法は製剤の注射を1回だけ、2回だけ、3回、4回、5回等の回数で実施できることである。投与は、毎日、3日に1回、1週間に1回、10日に1回、1か月に1回、2か月に1回、四半期に1回、半年に1回、１年に1回、あるいはこれらの投与頻度を組合わせて行うことができる。

本発明の特徴の一つとして、この方法には、患者の膝の機能及び／または痛みを、KOOS及び／またはWOMACなどの尺度を用いて評価することも含まれている。このような評価は、他の適切な患者の自己申告型測定（Patient Reported OutcomesまたはPROs）及び臨床的診断によって行うことも含まれる。

本発明の特徴の一つは、50mgから500mg、100mgから400mg、200mgなどの範囲の薬剤投与量を使え、すべてのミリグラム投与量は、±20%、±10%、±5%である。

本特許に記載されている適合あるいは不適合基準に基づいて患者を評価することも本発明の一部である。

本発明の特徴の一つは、老化によって避けられない軟骨周囲の骨の形態変化を修正することによって、関節の老化を遅延、停止、あるいは逆行させることである。

本発明の特徴の一つは、患者の関節軟骨底部の骨の形態変化に影響を与える方法及び／またはそのような物質の使用を含み、その患者はヒト及びイヌを含むいかなる動物でもよく、その方法或いは使用は、配列ID No. 1、２、３、４、５、または６の配列のペプチドのいずれかを含む注射可能な製剤の有効量をその患者の関節に局所的に注射することを含む。注射は関節内に行うことができ、必要に応じて繰り返すことができ、一週間おきに２週間，３週間，４週間，あるいはそれ以上の期間にわたって繰り返すことができ、患者の関節軟骨底部の骨の形態変化に影響を与えることを目的として50～400mg±20% の範囲の量のペプチドをその患者の骨形態変化に影響が出るまで継続することができ、治療対象となる骨形態変化は変形性関節症と診断された患者で起きているものでもよい。

本発明の特徴の一つは、上記の方法や使用において、患者の大きさ、体重、性別、体調などの複数の因子に応じて投与量を調節できることである。更に、投与量はヒトやイヌといった患者の種や治療すべき関節によっても調節できる。大きな患者や大きな関節には高い投与量が必要であり、小さな患者や小さな関節には低い投与量が必要である。本発明の基本概念は、特定の投与量の範囲内に限定されるものではなく、当業者が理解するように、投与量は上記の各要因に基づき、その他の要因を考慮に入れて変更できるものである。上記の投与量は、平均的な大人の人間の膝に対して好ましい投与量の範囲である。当業者であれば、他の関節や他の動物種に適した投与量を、上記の投与量から外装することができる。

本発明の特徴の一つは、上記の方法及び／または使用において、アミノ酸配列は配列ID No. 1のものを用い、ヒト或いはイヌの患者を対象とするものである。注射は関節内投与でよく、骨形態の変化は変形性関節症によるものでも加齢によるものでもよい。

本発明の別の特徴は、上記の方法及び／または使用において、投与及び／または治療の継続は、少なくとも部分的には、治療の前及び／または途上における撮影で得られた画像を比較して注射が骨形態に影響を与えているかどうかを判断して決定できることであり、そのような骨形態の計測にはアクティブ・アピアランス・モデル（AAM）のソフトウェアを使用できることである。

本発明は、後述の発明の詳細な説明を付随の図と結びつけて読むことで最もよく理解できる。図の通常の描き方として、図の各部の尺度は一定ではないことを強調しておく。逆に、図に用いられる尺度は、明解さを与えるために、状況に応じて拡大或いは縮小されていることもある。本発明に含まれる図は次のとおりである。

実施された臨床試験の結果を示すグラフで、膝の傷害及び変形性関節症による症状のスコア（Knee injury and Osteoarthritic Outcome ScoreまたはKOOS）に含まれる日常生活の活動（Activities of Daily Living）（「KOOS ADL」）尺度を用いて、試験開始時から12か月後までの膝の機能を測定したグラフである。 実施された臨床試験の結果を示すグラフで、KOOSのスポーツ及びレクリエーション機能（「KOOS Sports and Recreation」）尺度を用いて、試験開始時から12か月後までの膝の機能の変化を測定した結果である。 実施された臨床試験の結果を示すグラフで、KOOSの膝に関する生活の質（「KOOS Knee-Related QOL」）尺度を用いて、試験開始時から12か月後までの変化を測定したものである。 KOOSの痛みの尺度の質問事項とスコアのつけ方を示している。 実施された臨床試験の結果を示すグラフで、KOOSの痛みの尺度の中でも特に「階段昇降時の痛み」について、試験開始時から12か月後までの変化を示している。 実施された臨床試験の結果を示すグラフで、KOOSの痛みの尺度の中でも特に膝の痛みの頻度について、試験開始時から12か月後までの変化を示している。 実施された臨床試験の結果を示すグラフで、膝関節の４か所の領域について、変形性関節症の膝とそうでない膝との間の、軟骨周囲の骨の表面積の変化の速度の違いを示している。 実施された臨床試験の結果を示すグラフで、大腿骨内側の軟骨周囲の骨の表面積の試験開始時から12か月後までの変化を示している。 はIndex Knee（TPX-100で治療した膝）とControl Knee（疑似薬で治療した膝）の軟骨周囲の骨の３つの領域の表面積の変化速度の違いを示すグラフである。 は実施された臨床試験の結果を示すグラフで、大腿骨の形態スコアの試験開始時から12か月後までの変化を示している。 は実施された臨床試験の結果を示すグラフで、配列ID No. 1のペプチドで治療した時の痛みの頻度について、治療に反応した膝と反応しなかった膝とを試験開始時から12か月後まで比較したものである。 実施された臨床試験の結果を示すグラフで、試験開始時から12か月後までの膝蓋骨の三次元形態の変化と痛みの変化との相関を、配列ID No. 1のペプチドによる治療に反応した膝と反応しなかった膝について示したものである。 実施された臨床試験の結果を示すグラフで、試験開始時から12か月後までの大腿骨の三次元形態の変化を示したものである。 実施された臨床試験の結果を示すグラフで、試験開始時から12か月後までの、配列ID No. 1のペプチドによる治療に対する反応群と非反応群の、膝の痛みの頻度の変化を示している。 実施された臨床試験の結果を示すグラフで、試験開始時から12か月後までの、配列ID No. 1のペプチドによる治療に対する反応群と非反応群の膝蓋骨の三次元形態変化が、膝の痛みの頻度の変化に対応していることを示している。

発明の詳細な説明
本発明の方法、用途、及び製剤について述べる前に、本発明はここに述べられている特別の事象だけに限定されるものではもちろんなく、多様性を持つものであることを理解していただきたい。また、本発明の範囲は、本特許に含まれている特許請求項によってのみ限定されるものであり、使用されている用語は特別な事象を述べるために使用されているものであって限定を目的として使用されているものではいことも理解していただきたい。

何らかの値の範囲が与えられている場合、その範囲内の個々の値は、特に具体的な指定がない限り、その範囲の最も低い値の10分の１の単位までを含めて開示しているとご理解いただきたい。記載されている値または記載されている値の範囲内の更に小さい範囲、及び記載されている範囲内の別途記載されている或いは含まれている値は、本発明に含まれている。そのようなより小さな範囲の上限及び下限は、それぞれ独立に当該範囲に含まれたり当該範囲から除外されたりするかもしれず、そのような上限や下限をそれぞれ含んだり含まなかったりするより小さい範囲は、特に断りのない限り、本発明に含まれるものである。述べられている範囲がその上限と下限の一方または両方を含む場合、その上限と下限の一方または両方を含む範囲も本発明に含まれるものとする。

別途定義のない限り、本特許で用いられている技術および科学用語は、本発明の属する領域を理解している当業者が通常理解している意味と同じ意味を持つ。本特許で述べられているのと類似或いは同等の方法や材料は、本発明の実施や試験に使用することができるが、それ以外にも使用できる可能性のあるより好ましい方法や材料についても述べられている。本特許で述べられている出版物は、当該出版物に述べられている方法及び／または材料を開示及び例示する参考文献として使用している。特に矛盾のない限り、本発明は、本特許に記載されている出版物で開示されている内容を置換するものであるとご理解いただきたい。

特に明記されていない限り、この詳細な発明の説明と後述の特許請求範囲で使われている単数形は複数形も含むものとする。つまり、例えば、「一回の注射」はそのような注射を複数回行うことを含み、「測定」は一回或いは複数回の測定或いは当業者が知るそれと同等の測定を含む、等々である。

本特許に記載されている出版物は、本特許出願よりも前に開示されているものだけである。それらの出版物によって、本発明の先行性が損なわれるものではない。更に、記載されている出版時期は、実際の出版時期と異なっているかもしれず、それらは個々に確認する必要があるかもしれない。

変形性関節症の病態生理学における軟骨の構造
上記の背景の項に述べられているように、長期にわたって変形性関節症の病原と考えらえてきたのは関節軟骨の退化であり、それがその関節の機能不全や痛みを起こすものと信じられてきた。多くの変形性関節症の原因治療薬（DMOAD）候補が関節軟骨の構造修正を狙って臨床試験で試されてきた。しかしながら、ヒトの臨床試験で実際に軟骨の構造を修正できた薬はほとんどない。臨床試験で軟骨のわずかな増加を見せても、それに呼応した膝の機能や痛みの改善といった患者にとっての利益が、疑似薬と比較して見られたことはなかった。

これまでに発表されている臨床データの中で、膝変形性関節症で軟骨の厚さの増加あるいは安定化と並行して統計的に有意な臨床効果が見られたのは、配列ID No. 1のペプチドの無作為疑似薬対照臨床試験のみである（McGuire 2018）。

膝変形性関節症における臨床効果と軟骨の厚さ
配列ID No. 1のペプチド（またはTPX-100）は、新しい軟骨形成を促進することが知られている（米国特許7,888,462及び8,426,558）。

この活性故に、配列ID No. 1のペプチドは、その安全性と軟骨損傷を伴う病状への効果を見るために、軽度から重度の膝変形性関節症患者における、第二相の無作為二重盲検疑似薬対照臨床試験で試験された。実施例参照。

このペプチドに期待された臨床効果は膝の機能の改善だった。もしこのペプチドが損傷した軟骨を修復したり、正常に機能する軟骨を維持したり、加齢に伴う損耗に対する軟骨の強度を高めたりすれば、関節の機能が改善することが期待できる。

KOOS ADL及びWOMACの機能尺度で測定された膝の機能は、治療後6及び12か月後の両方の計測時において、配列ID No. 1のペプチドで治療した膝（「Index Knee」）が、臨床的に意義があり、かつ疑似薬で治療した膝（「Control Knee」）と比較して統計的に有意に（p = 0.008）改善したことが示された。図1参照。

Index Kneeでは、KOOSのスポーツ及びレクリエーション機能と膝に関するQOLの尺度で、臨床的に意義がありかつControl Kneeと比較して統計的に有意に改善したことが示された。図2及び図3参照。

KOOSの痛み全体の尺度ではIndex KneeはControl Kneeに比べて、治療後12か月後に統計的な改善の傾向（p<0.09）が見られただけだったが、痛みの頻度及び階段昇降時の痛みについては、Index KneeがControl Kneeに比べて統計的に有意な改善（p<0.05）を見せた。図5及び6参照。

この臨床試験の主要評価項目は治療後6か月の膝蓋骨の軟骨の厚さだったが、Index KneeとControl Kneeの間で統計的な有意差は見られなかった。試験開始時から測定時までに軟骨の厚さに変化が見られたのが、試験対象の膝蓋骨のわずか16％だけだったことから、この評価項目については測定可能なサンプル数が限定されてしまった。しかしながら、TPX-100治療群で見られた強い臨床効果は、このペプチドによる軟骨の修復、形成、安定化故と考えるのが合理的かもしれない。

この試験の事後解析において、大腿骨脛骨関節の軟骨の厚さの変化とKOOS ADL及びWOMAC機能スケールで計測した膝機能との間に、治療後12か月の時点で正の相関が、Index Kneeのみに見られ、Control Kneeには見られなかった（McGuire 2018）。過去に実施された多くの変形性関節症原因治療薬候補の臨床試験の中で、軟骨の増加方向の変化に、疑似薬治療群を著しく凌駕する臨床効果が伴ったのは、この試験が初めてである。

この結果発表の後、追加の解析が行われた。その結果、大腿骨脛骨関節の軟骨の厚さの増加及び安定化と膝機能の改善との間には、治療後12か月の時点で、Index Kneeにおいて統計的に有意な相関がみられ、Control（疑似薬治療）Kneeではそのような相関が見られないことが確認された。表１参照。

（表１）Index Kneeにおける治療後6か月と12か月時点における大腿骨脛骨関節軟骨の厚さの増加／安定化と膝機能の改善との相関

これらの結果より、配列ID No. 1のペプチドが、膝変形性関節症患者において、臨床効果を改善し大腿骨脛骨関節の軟骨の厚さを増加／安定化させることが確認された。

大多数が中度ないし重度の膝変形性関節症患者において、配列ID No. 1のペプチドによる治療で複数の臨床症状に明確な改善が見られたということは、軟骨の形成や安定化以外の別の生物活性がこのペプチドの効果に寄与しているのかもしれない。

軟骨周囲の骨の表面積と形態の分析
この疑問を解明するために、Index KneeとControl Kneeの軟骨周囲の骨の表面積と三次元形態を測定した。

軟骨周囲の骨が、通常の加齢とともに予測可能な形態変化をきたし、そのような変化が変形性関節症の発症及び進行とともに加速することが示されている。この軟骨周囲の骨の形態変化のパターンは変形性関節症を起こす膝に共通している。軟骨周囲の骨は平たくなって正常な形態を失い、骨の表面積が増加する。そのような骨形態の変化は、変形性関節症が進行中の患者において、関節の異常がX線撮影で見られるよりも何年も早く始まる（Reichenbach 2008）。

そのような三次元の形態変化は、アクティブ・アピアランス・モデル（AAM）を使って定量化することができる。AAMを用いると、対象となる物体の表面上の複数のアンカー・ポイント（「プリンシパル・ポイント」）を使って、その物体の三次元形態や外観を数値化することができる。これらのプリンシパル・ポイントによって、その物体に特異的な三次元形態を算出することができる。大腿骨、脛骨、膝蓋骨の形態をAAMを使って表す方法については、Neogiらが詳述している（Neogi, 2013）。

この方法を用いて、米国国立衛生研究所変形性関節症イニシアティブ（OAI）に登録された被験者の変形性関節症とそうでない膝の軟骨周囲の骨の表面積と骨形態が比較された。Bowesら（Bowes 2015）及びHunterら（Hunter 2016）が詳しく述べているように、大腿骨、脛骨、膝蓋骨、及び滑車大腿骨（膝蓋骨と接する大腿骨前部；この領域は膝蓋骨大腿骨関節骨あるいはPFとも呼ばれる）の表面積のパーセント変化や骨形態の変化を、変形性関節症とそうでない膝との間で4年間にわたって比較した。変形性関節症の有無にかかわらず、すべての領域の骨表面積が測定開始時点から増加を見せた。骨形態のスコアもすべての領域において測定開始時点から増加した。これらの変化は一定方向のみに進み、自然の状態で逆行することはなかった。

変形性関節症の膝では、そうでない膝に比べて、すべての領域で骨の表面積がより大きな増加を見せた。図7参照。変形性関節症の膝の軟骨周囲の骨の表面積は、変形性関節症ではない膝のそれに比べて測定開始時から1年間で統計的に有意な増加を示すのが典型だった（Bowes 2015）。変形性関節症の膝の軟骨周囲の骨は、骨形態についても、変形性関節症ではない膝のそれに比べて統計的に有意に速い変化を見せた。

試験薬を試験期間の最初に4回しか投与せず（0、7、14、及び21日目）その後追加治療を一切施さなかったTPX-100の臨床試験において、アイモルフィックス社（Imorphics）がAAM分析を用いて膝関節の軟骨周囲の骨の三次元形態と表面積を測定したところ、（TPX-100で治療した）Index KneeはControl Kneeに比べて、変化速度がより遅いことが示された。関節軟骨の厚さを測定するために用いたMRI画像を用いて、大腿骨の外側と内側、滑車大腿骨（Trochlear Femur）の外側と内側、脛骨の外側と内側、膝蓋骨の外側と内側について、軟骨周囲の骨の表面積が測定された。大腿骨、滑車大腿骨、脛骨、膝蓋骨の骨形態スコアも同じMRI画像を用いて測定された。

同じ臨床試験において、上記八つの領域のそれぞれについて軟骨周囲の骨の表面積の変化をIndex KneeとControl Kneeの間で比較した。

（疑似薬で治療した）Control Kneeにおいては、軟骨周囲の骨の表面積は、すべての領域において、変形性関節症イニシアティブのデータベースで見られた変形性関節症の膝における自然な変化と同様の継続的な増加を見せた。

Index Kneeの大腿骨内側の軟骨周囲の骨の表面積の増加は、Control Kneeに比べて、6か月後に統計的有意差に近い傾向の減少を見せた（p = 0.08）。図8は、治療後6か月と12か月時点での、大腿骨内側の骨表面積の変化をIndex KneeとControl Kneeとの間で比較したものである。

図9は、大腿骨外側、膝蓋骨外側、膝蓋骨内側のそれぞれについて、Index KneeとControl Kneeの軟骨周囲の骨の表面積の変化の比較を示したものである。これらの比較においては両群間に有意差は見られなかったが、治療後の最初の6か月に関しては、これらすべての骨領域で、Index Kneeにおける骨表面積の変化はほとんどゼロだった。

骨の三次元形態の変化を比較したところ、Index Kneeの変化は、Control Kneeのそれに比べて統計的に有意に減少していた。この差は、治療後6か月と12か月の両方で統計的に有意だった（それぞれp = 0.005 および 0.007）。特に、Index Kneeの最初の6か月の平均の骨形態変化は0.03で、これはOAIデータベースにおける変形性関節症ではない被験者の平均の変化速度に極めて近いものだった。図10参照。

変形性関節症イニシアティブに参加した人たちを分析した結果、すべての膝は骨の表面積と三次元形態が加齢とともに継続的に変化することが示された。これらの変化は、膝変形性関節症によって加速する。そのような骨の変化を遅延、停止、あるいは逆行させることができれば、それは変形性関節症の原因治療になる。

前述のように、軽度ないし重度の変形性関節症の膝を配列ID No. 1のペプチドで治療することにより、疑似薬治療群と比較して、大腿骨の三次元形態と表面積の変化を抑制した。このことは、変形性関節症の進行が配列ID No. 1のペプチドによって、遅延、停止、あるいは場合によっては逆行さえさせうることを示している。この試験では、配列ID No. 1のペプチドは１シリーズ（0、7、14、21日目の4回）しか投与されていない。もし配列ID No. 1のペプチドを、数か月、1年あるいは2年などの一定の間隔で複数シリーズ投与すれば、変形性関節症における病理学的な骨の三次元構造変化や表面積変化は、長期間にわたって正常状態に保てるはずである。

これらのデータは、配列ID No. 1のペプチドは、軟骨周囲の骨の表面積の増加を遅延、停止、あるいは逆行さえさせ、それによって変形性関節症の進行を遅延、停止、あるいは逆行させたり、自然の加齢による関節の機能喪失を遅らせたり完全に治したりするかもしれないことを提示している。

配列ID No. 1のペプチドによる病理学的な軟骨周囲の骨表面積の増加と骨の三次元形態の変化を修正する作用が治療後6ないし12か月という比較的短期間で発現していることは、特筆すべきである。

配列ID No. 1のペプチドによる病理学的な軟骨周囲の骨の形態変化の減少がこのような短期間で起こり、比較的小さいサンプル数だったにもかかわらず、明確で統計的に有意な治療効果となったことは驚くべきことだった。

KOOS日常生活における活動（KOOS ADL）、KOOSスポーツ及びレクリエーション機能、KOOS膝に関する生活の質の各尺度で測定された膝の臨床効果が、治療後6か月後、12か月後、あるいはその両方で、Index Kneeが臨床的に意義があり統計的に有意な改善を示したこと、及び軟骨周囲の骨の変化によって測定された変形性関節症の進行が、Index KneeにおいてControl Kneeと比較して遅延、停止、あるいは逆行したことから、配列ID No. 1のペプチドが軟骨周囲の骨の構造を修正することによって変形性関節症の病態生理に修正を施しているものと考えられる。

配列ID No. 1のペプチドが軟骨周囲の骨の形態改善効果を持つ可能性を追求するために、ピアソン及びスピアマンの統計的解析手法を用いて相関分析を実施した。

膝関節のすべての領域の中で、大腿骨は軟骨周囲最大の骨である。大腿骨の構造変化は、膝変形性関節症の病態生理と進行に大きな影響を与えると考えられる。配列ID No. 1のペプチドは、投与から6か月以内に大腿骨の病理学的三次元骨形態変化を著しく減少させた（図10）。ピアソンとスピアマンどちらの統計的解析手法によっても、配列ID No. 1のペプチドで治療された膝（Index Knee）で、大腿骨の病理学的三次元形態変化の減少と膝の大腿骨脛骨関節軟骨の厚さの増加／安定化との間に相関があることが示された。表２参照。大腿骨脛骨関節全体、外側、内側、及び大腿顆の軟骨の厚さの増加／安定化と大腿骨の病理学的な三次元形態変化の減少との間には、統計的に有意な相関があった。治療後6か月目においても、大腿骨脛骨関節全体と内側及び大腿顆の軟骨の厚さの増加／安定化と大腿骨の病理学的な三次元形態変化の減少との間には、統計的な相関の傾向が見られた。以上の結果より、配列ID No. 1のペプチドによる大腿骨の病理学的な三次元形態変化の減少は比較的早い段階（治療後6か月以内）に起こり、大腿骨脛骨関節の軟骨の厚さを増加／安定化させることが示された。大腿骨の病理学的な三次元形態変化の減少と大腿骨脛骨関節の軟骨の増加／安定化は、治療後12か月目には統計的に高い相関を見せた。

（表２）Index Kneeにおける治療後6及び12か月目の大腿骨の病理学的三次元形態変化の減少と大腿骨脛骨関節軟骨の厚さの増加／安定化との相関

（膝蓋骨大腿骨関節の変形性関節症のみを持つ患者を解析から除外して）両膝に大腿骨脛骨関節の変形性関節症を持つ被験者において同じ解析を行ったところ、サンプル数が更に限定されたにもかかわらず、治療後12か月目において、大腿骨の病理学的な三次元形態変化の減少と、大腿骨脛骨関節全体と内側及び大腿顆の軟骨の厚さの増加／安定化との間に統計的に有意な相関が見られた。表３参照。

これらの相関はIndex Kneeのみに見られ、Control Kneeにおいてはどの解析を用いても相関は見られなかった。

（表３）両膝に大腿骨脛骨関節の変形性関節症を持つ被験者のIndex Kneeにおける治療後6及び12か月後の大腿骨の病理学的三次元形態変化の減少と大腿骨脛骨関節軟骨の厚さの増加／安定化との間の相関

膝蓋骨の病理学的三次元形態変化も配列ID No. 1のペプチドによって減少した。治療後12か月目において、配列ID No. 1のペプチドで治療した膝（Index Knee）の膝蓋骨の病理学的三次元形態変化の減少と膝の痛みの頻度の減少との間には、ピアソン及びスピアマン両方の解析において統計的に有意な相関が見られた。表４参照。治療に反応した群では、痛みの頻度が12か月の追跡期間中に著しく減少した。図11参照。治療に反応した群では、治療開始前の痛みの頻度のスコアは３、即ち毎日痛むレベルだった。12か月間にスコアは約1.5ポイント改善し、膝の痛みの頻度は「2週間に1回程度」になった。なお、この臨床試験全体において、治験参加者による鎮痛剤の使用頻度は62.5％減少した。

更に、この痛みの頻度に関する治療反応群において膝蓋骨の病理学的三次元形態変化が12か月間通してほぼゼロだったのに対し、治療に反応しなかった群では継続的に増加していった。治療開始前から治療後12か月目までの膝蓋骨の三次元形態変化は、この両群間で統計的に顕著な違いが見られた。図12参照。

以上の結果を総合すると、配列ID No. 1のペプチドは、膝蓋骨の病理学的三次元形態変化を減少あるいは逆行させている可能性があり、それによって膝の痛みの頻度と鎮痛剤の使用を大きく減少させたということになる。

（表４）Index Kneeにおける膝蓋骨の病理学的三次元形態変化の減少と治療後12か月後の痛み頻度の減少との相関

このような膝蓋骨の病理学的三次元形態変化の減少と痛みの頻度の改善との間の相関は、Index Kneeのみに見られ、Control Kneeには見られなかった。

膝蓋骨の病理学的三次元形態変化は、大腿骨のそれほどにははっきりしていない。膝の痛みの重篤さが膝蓋骨の病変を伴っていることはたびたび述べられてきたが（Joseph 2016）、膝蓋骨の病理学的三次元形態変化が変形性関節症における膝の痛みの特異的な病態生理学的メカニズムであることが、本発明によって初めて提示された。古くからおこなわれてきた痛みの対症療法的な治療においては、患者は痛みが減少したかどうかを治療のすぐ後で判断することができる。この骨の病理学的三次元形態変化を遅延、停止、または逆行させる病気の本態的な治療においては、痛みの減少は、骨の構造に対する効果の結果として起こるため、この臨床試験のデータが示すように治療後数か月を要する。従って、この治療後に骨の形態変化を追跡することで、患者及び医療従事者に、患者の現在の痛みが和らぐか、さらなる悪化を防げるか、治療を繰り返すことが更なる利益になるかといった有用な情報を提供することができる。膝の痛みを膝蓋骨の病理学的三次元形態変化を減少させることで治療および予防することは、本発明の最も重要な要素の一つである。

以上、配列ID No. 1のペプチドを膝変形性関節症患者に投与することによって、膝関節の複数の部位において軟骨周囲の骨の病理学的三次元形態変化を遅らせたりあるいは場合によっては逆行させ、それによって膝機能の改善や膝の痛みの頻度の減少などの臨床効果をもたらすことができる。この配列ID No. 1のペプチドは、軟骨周囲の骨と軟骨の構造に同時に治療効果を発揮する。従って、配列ID No. 1のペプチドを単剤の薬効成分として含む治療薬によって、軟骨周囲の骨と軟骨の両方の病変を治療することができる。投与のしかたによって、配列ID No. 1のペプチドは、変形性関節症を治療するだけでなく、関節の加齢に伴う病理学的変化を遅延、停止、あるいは逆行させることもできる、即ち変形性関節症に対して予防的に使用してその発症を遅らせることにも使える。変形性関節症の基本的なメカニズムは多くの関節において共通であることから、配列ID No. 1のペプチドの変形性関節症の治療および予防に関する使用は、膝関節のみに限定されるものではなく、股関節、足首、膝、肩、首、脊椎、手首、及び指の関節にも及ぶ。更にこの方法は、自己免疫反応や炎症などの特有の原因を治療した後のリューマチ性関節炎といった他の種類の関節炎における関節の修復、再建、安定化にも使用することができる。

変形性関節症の新しい治療方法
上記の臨床試験結果により、変形性関節症の新しい治療方法が確立された。

この方法は、病理学的な関節周囲の骨の形態変化を遅延、停止、あるいは逆行させるすべての治療的介入を含む。膝変形性関節症の発症と進行において関節軟骨周囲の骨の形態変化が病理学的性質を持つことは変形性関節症イニシアティブに参加した変形性関節症患者の追跡調査のデータによって示されていたが、そのような変形性関節症に伴う自然には戻ることのない関節軟骨周囲の骨の形態変化を遅延、停止、あるいは逆行さえさせることができることは、本特許で述べられている臨床試験結果によって初めて明らかにされたものである。最も重要なことは、関節軟骨周囲の骨の形態変化の遅延、停止、あるいは逆行が、病変した関節の機能や痛みの改善といった臨床的に重要な患者にとっての利益と相関していたことである。本発明は、ヒトにおける比較対照臨床試験において、関節軟骨周囲の骨の病理学的形態変化を遅らせることが可能でありそれが膝変形性関節症の臨床症状の改善に関与すことを確定したものである。

この方法の重要な要素は、変形性関節症の患者に配列ID No. 1のペプチドの治療有効量を含む製剤を注射し、病変関節の骨の表面積と形態の変化速度を抑制することである。変形性関節症の関節ではそうでない関節に比べて、軟骨周囲の骨の表面積と三次元形態の変化速度の増加が見られることから、この変化速度を下げることが、変形性関節症の進行の遅延、停止、あるいは逆行さえ意味することになる。これらの軟骨周囲の骨の構造変化は軟骨の喪失が測定可能になる前に始まって変形性関節症の進行とともに継続することが示されているので、この新しい方法は、発症から重症に至る変形性関節症全般で使用することができる。

配列ID No. 1のペプチドに加えて、霊長類、イヌ、ウシ、及びマウスを含みこれらだけに限定されないヒト以外の種のオーソログのペプチドも、ヒト及び他の種の関節の軟骨周囲の骨の構造変化に対して同様の活性を持つことが予想され、従って本発明に含まれる。例としては、配列ID No. 2～5のペプチドである。

配列No. 6の共通したアミノ酸配列を持つものを含む、配列ID No. 1のペプチドの類似ペプチド、配列ID No. 1のペプチドと同様の生物活性を持つと考えられるオーソログも本発明に含まれる。

更に、膝関節は加齢の一環としてその軟骨周囲の骨の表面積と三次元形態が変化することが知られているので、この方法は、病理学的な軟骨周囲の骨の表面積と形態の変化速度を減少させることによって、変形性関節症のリスクを増加させる不可避のプロセスを予防、遅延または停止等させることを含む。

実施例に示されているように、この新しい方法は膝変形性関節症において特に有効である。

本発明の重要な要素の一つは、膝蓋骨の三次元形態変化を遅延、停止、または逆行させることによって膝の痛みの頻度を下げる新しい方法である。

軟骨周囲の骨の病理学的形態変化を遅延、停止、または逆行させることによって変形性関節症を治療する配列ID No. 1のペプチドを含む製剤も本発明に含まれる。

この発明は膝変形性関節症患者の臨床試験結果から導き出されたものではあるが、他の関節の変形性関節症でも類似の軟骨周囲の骨の病理学的形態変化が起こっているはずであるから、股関節、足首、膝、肩、首、脊椎、手首、指等、他の関節の変形性関節症も含む。

軟骨周囲の骨は多くの関節の傷病で損傷すること、配列ID No. 1のペプチドが軟骨周囲の骨の病理学的構造変化を遅延、停止、または逆行させることができることから、この新しい方法は、変形性関節症以外の関節の傷病にも使うことができ、それらにはリューマチ性関節炎や傷害による関節炎他の関節傷病も含まれる。

以下の例は、当業者に対して、本発明がどのように行われ使われるかを完全に開示及び陳述する為のものであり、これによって発明者の本発明に関する認識を限定したり、以下の実施例が実施された実験の全てであると限定する為のものではない。使用されている数字（例えば量や温度など）については正確を期してはいるが、実験誤差や偏差があることは斟酌されるべきである。特に断りのない限り、分率は重量分率であり、分子量は平均分子量であり、温度は摂氏表記であり、実験時の気圧はおおよそ大気圧である。

実施例１
膝変形性関節症患者におけるTPX-100の無作為二重盲検疑似薬対照試験
臨床試験の方法
試験の概要
両膝の膝蓋骨大腿骨関節に変形性関節症を罹患している被験者に一週間おきに4回TPX-100を投与した時の安全性、忍容性、薬物動態、及び薬効を調べる目的で、複数臨床施設における無作為二重盲検疑似薬対照試験が計画された。本試験は、FDA（米国食品医薬品局）のCDER（医薬品評価研究センター）より許可されたIND（新薬臨床試験）のもと、GCP（医薬品の臨床試験の実施に関する基準）及びICH（人間用医薬品登録の為の技術的要請の統一に関する国際会議）のガイドラインに準じて実施した。米国内の18か所の整形外科、リューマチ、及び家庭医を専門とする診療施設で実施された。

本試験は段階Aと段階Bとに分けられた。段階Aは、膝変形性関節症被験者における異なる投与量（順番に一回注射量20、50、100、200mg）のTPX-100の関節内投与の安全性を評価し、段階Bで使用する投与量を選ぶ為のものだった。段階Bは、選択された投与量のTPX-100の安全性と有効性とを評価する為のものだった。

段階Aの被験者は、投与量別試験群ごとに順番に試験に編入され、一方の膝が20、50、100、または200mgのTPX-100（Index Knee）、他方の膝が同一の疑似薬（Control Knee）の投与を受けるように無作為に割り当てられた。被験者、臨床施設、臨床試験主宰者、及びMRI画像解析センターのすべてが、どちらの膝がどちらの治療を受けたかわからない盲検とした。安全性評価委員会（SRC）が投与量別試験群ごとに安全性を評価した。SRCが安全と認めたら一段階高い投与量の試験群を開始するようにした。段階Aのすべての投与量別試験群における投与と安全性評価が完了してから、段階Bで用いる投与量と投与開始が決定された。

段階Aは、20、50、100及び200mgのTPX-100または疑似薬を、一週間に1回ずつ４回関節内注射する投与量別試験群をこの順番で実施した。20、50、100mgの投与量別試験群にはそれぞれ６例が参加し、200mg群では9例が参加した。

安全性評価委員会による安全性評価と許可を得て、200mgが段階Bの投与量に選ばれた。段階Aで試験されたこの投与量でも3つのより低い投与量でも投与量を制限するような毒性は見られなかった。87例が段階B（投与量200mg）に参加した。統計解析計画書に基づき、これらの被験者は段階Aの200mg投与群に参加した9例と併合された。薬効については、一回200mgのTPX-100をIndex Kneeに、同一の疑似薬を反対側の膝に無作為に割り当てられ、週一回合計4回投与された93例のデータが分析された。

A段階とB段階の両方において、被験者は、無作為に活性薬に割り当てられたIndex Kneeに活性薬が、反対側（Control Knee）に疑似薬が、週に一回、4回にわたって関節内注射によって投与された。活性薬も疑似薬もこれ以外の投与は行われなかった。すべての被験者は、最初の投与後3、6、及び12か月目にそれぞれの治験施設を訪れ、安全性と有効性の評価を受けた。

被験者の選抜
治験参加承諾の後、被験者は臨床及び生化学的選抜評価を受け、その中で試験参加の予備的な適合性が評価された。選抜には次のような検査が含まれていた。
・ 過去に受けた治療を含む既往歴
・ 集中的な身体検査
・ 安静時の血圧、心拍数、呼吸数、及び体温を含むバイタル項目
・ 体重、身長、及び体格指数（BMI）
・ 膝のX線撮影（過去3か月以内の撮影がない場合）
・ 血液、血液凝固、代謝試験項目全般を含む生化学検査
・ 使用中の薬の記録

臨床及び生化学検査の全てについて治験参加基準に適合した被験者は、両膝とも標準化されたMRI検査を受けた。

治験参加適合及び不適合基準
AまたはB段階どちらかに参加する被験者選抜の適合及び不適合基準は次の通りだった。

治験参加適合基準
1. 25歳以上75歳以下
2. 両膝とも軽症ないし中症の膝蓋骨大腿骨関節の変形性関節症で半月板及び靭帯（十字靭帯と側副靭帯）ともに損傷がない
・ 臨床的に、治験参加適合質問票による判定と臨床試験担当医による判断（膝の画像診断の裏づけを取ってもよい）をまず行い、両膝の治験参加判定MRIの画像がICRS基準１～３または軟骨損傷の大きさが1cm以下のICRS基準４であることを画像分析センターで確認した。
・ 半月板の損傷がない（MRIで見られる退化の第II段階までは容認）
・ 十字及び腹側靭帯が安定であることを臨床的に判断
3. 治験参加承諾書を読み、理解し、署名と日付の記入をすることができる
4. アセトアミノフェンのみを治験中の主要な鎮痛薬（痛みを緩和する薬）として使用することを承諾する。アセトアミノフェンの一日当たりの最大用量は４グラム（4,000mg）とする
5. 治験薬注射期間中（治験開始から30日間）は、激しい痛みに対してはハイドロコドンとアセトアミノフェン合剤或いはハイドロコドン単剤を使用することを承諾する
6. 治験期間の最初の30日間は、アスピリン、イブプロフェン、ナプロキセンなどの非ステロイド系抗炎症剤（NSAIDs）を使用しないことを承諾する
7. 妊娠可能で性生活を継続する（非禁欲状態の）女性被験者は、治験参加期間中、二種類の有効性の高い避妊法（経口避妊薬、移植器具、注射または子宮内留置器具、殺精子剤付コンドーム、または性的禁欲）を使用することに同意し、継続しなければならない

治験参加不適合基準
1. 次のものを含むMRI禁忌者： 脳、眼、脊髄内に金属性の断片、クリップ、または器具がある；磁気プログラムされた移植器具がある；体重300ポンド超；中症ないし重症の閉所恐怖症；過去にMRI使用を忍容しなかった
2. ICRS基準３を超えるもの、ただしMRI画像解析センターで軟骨損傷のサイズが1cm以下であることが確認されたICRS基準４はこの限りではない
3. MRIで炎症性または肥厚性の関節滑膜炎症或いは顕著な軟骨の石灰化が見られる
4. 膝を手術したことのある者、ただし関節内の郭清のみを目的とした施術を除く
5. 今後12か月以内に膝関節置換術または他の膝の手術を計画している
6. リューマチ性関節炎、乾癬性関節炎、または他の自己免疫性あるいは感染性の関節炎の既往歴がある
7. 以下の臨床尺度で２＋を超える関節液の滲出がある：
ゼロ＝膝を下に動かした時に波が生じない 微量＝膝を下に動かした時に膝の内側に小さな波が生じる １＋＝膝を下に動かした時に膝の内側により大きな膨らみが生じる ２＋＝膝を上に動かした時に（下に動かさなくても）膝の内側に関節液滲出が自然に戻る ３＋＝関節液の量が多すぎて膝の内側の滲出を動かすことができない
8. 治験参加適合判定前３か月未満にどちらかの膝に粘度補充療法（例えばSynvisc^{（登録商標）}或いは他のヒアルロン酸製剤）を受けた
9. 治験参加適合判定前2か月未満に副腎皮質ホルモンの関節内注射を受けた
10. 治験参加適合判定前1か月の間に（呼吸器症状治療用のステロイド吸入剤を除く）何らかのステロイド治療を受けた
11. TPX-100に過敏であることがわかっている
12. アセトアミノフェンまたはハイドロコドンに過敏であることがわかっている
13. 治験参加適合判定前3か月以内にどちらかの膝が関節鏡治療を受けた履歴がある
14. 治験参加適合判定前1年以内にどちらかの膝に敗血症性関節炎、痛風または疑似痛風の既往歴がある
15. 急性半月板損傷の臨床的兆候（例えば半月板損傷の症状と見られる固定的あるいは新規の半月板の症状）がある
16. X線画像で膝蓋骨軟骨石灰化が見られる
17. どちらかの膝の注射部位に皮膚の症状、発赤または過敏症がある
18. 関節内注射に悪影響を与える出血の問題、血小板または血液凝固不全がある
19. 全身性の感染症に罹患している
20. 現在あるいは治験参加適合判定前２年以内に皮膚の基底細胞癌と扁平上皮癌を除く悪性新生物の治療を受けている、ただし治験主宰者の医学担当者が特に書面で許可した場合はこの限りでない
21. 妊娠可能な女性で現在妊娠中、授乳中、あるいは治験期間中に妊娠を計画したり避妊の為の有効な方法を使い続けることに同意しない
22. 治験適合判定前1年以内に鎮痛薬を除く他の変形性関節症治療薬の臨床試験に参加したことがある
23. 現在パクリタキセル（有糸分裂阻害剤）及び／またはナタリズマブ（抗インテグリン薬）を使用している
24. 重症の肝疾患の既往歴または一日３杯を超えるアルコール飲料の摂取（アルコール飲料１杯とは： ビール12オンス、モルトリカー８オンス、ワイン５オンス、ジン、ラム、ウォッカ、ウイスキー等の80度の蒸留酒1.5オンスまたは１ショット）

無作為治療群割当
すべての治験適合あるいは不適合判定基準を満たしたら、両膝のMRIを撮り、画像解析センターで、その画像からそれぞれの膝がICRS基準（gICRS）のどれに当たるかを最後の判定基準として評価した。両膝の膝蓋骨大腿骨関節の軟骨がgICRS 基準１～３または４で軟骨損傷のサイズが1cm以下であれば、その被験者は試験に登録された。無作為治療群割当センターで、個々の被験者を「右膝を活性薬で治療」または「左膝を活性薬で治療」に割り当てた。活性薬で治療する膝にはTPX-100が投与され、反対側の膝には同一の疑似薬が投与された。

試験に編入された被験者には、一方の膝が活性薬注射を受け、他方の膝が同一の疑似薬の注射を受ける同一被験者内無作為治療群割当が行われた。同一個体の二つの膝を一対の比較セットとすることで、個体間の交絡要因（例：活動量、遺伝的後成的因子、痛みに対する耐性）を除外し、治療効果がある場合にそれを検出するための統計的能力（パワー）を増加させた。

段階Aに割り振られた被験者は、段階Bへの編入からは除外した。

投与
投与初日に、無作為治療群割当の済んだ被験者は、健康診断とバイタルサインの評価を受けた。更に、WOMACを含むKOOSの質問票の記入を完了した。KOOSの質問票は、日常生活における膝に特異的な活動、スポーツ及びレクリエーション機能、膝に関する生活の質、こわばりなどのその他の症状、及び膝の痛みを評価する。KOOSは、膝変形性関節症の長期的な臨床試験に広く使われてきたものである。以上の評価終了後、被験者はそれぞれの膝用に明記された注射剤をそれぞれの膝に一回ずつ注射された。被験者、治験施設、治験主宰者ともどちらの膝がどちらの注射を受けたかわからないようにして、一方の膝がTPX-100、他方の膝が疑似薬の注射を受けた。被験者は、注射中とその後数時間、有害事象がないかどうかの観察を受けた。注射後のバイタルサインも観察された。

最初の投与から7日目、14日目、21日目に、被験者は2回目、3回目、及び4回目（最終回）の治験薬の投与をそれぞれ受けた。安全性と有害事象については1回目と同様に評価が行われた。

治療終了後の追跡評価
被験者は、最初の投与から３、６、及び12か月後に治療効果評価の為に、それぞれの治験施設を訪れた。更に、治験施設は最初の投与から９か月後に、被験者に電話をして健康状態を確認した。治療後３、６、及び12か月後において、被験者は、それぞれの治験施設において、健康診断、バイタルサイン、血液検査、及びKOOSを含む自己申告方式の臨床効果の評価を行った。有害事象と併用薬剤についても記録した。６か月と12か月後には、両膝のMRIも取得した。

薬効分析
KOOSのすべての尺度のスコア、WOMACの総合及び個々の尺度のスコア、MRIによる膝蓋骨大腿骨関節及び大腿骨脛骨関節軟骨の厚さ、及びMRIによる軟骨周囲の骨の表面積と三次元骨形態の解析を行った。

MRI画像は軟骨と軟骨周囲の骨の解析センターに送られた。MRI画像解析者は、どの膝がどちらの治療を受けたかについては知らされなかった。

軟骨周囲の骨の表面積と三次元形態は、iMorphics社（www.imorphics.com）が変形性関節症の膝におけるこれらの項目を評価するために特に開発されたAAMのソフトウェアを用いて解析された。

統計解析は、信頼限界95％の両側・対・t検定を用いて行った。解析した項目は、治療開始時から6か月及び12か月間のKOOSの個々の尺度のスコアの変化、軟骨の厚さの変化、軟骨周囲の骨の表面積の変化、及び骨の三次元形態（「Bスコア」）の変化について、治療薬で治療した膝（Index Knee）と疑似薬で治療した膝（Control Knee）との比較だった。

ある二種類の変数の相関（例えば膝の機能対軟骨の厚さ）を調べる際には、ピアソンとスピアマンの相関分析法を用いた。

結果
統計解析計画書に従って、一方の膝に200mgのTPX-100、他方の膝に疑似薬を投与され、少なくとも１回の追跡MRI撮影を受けた93名の被験者が薬効分析の対象となった。

全ての膝のうち約47％がgICRS 4（最も重症）の膝変形性関節症であり、その全てが大腿骨脛骨関節の変形性関節症だった。別の約40％がgICRS 3（二番目に重症）の膝変形性関節症を膝蓋骨大腿骨関節及び／または大腿骨脛骨関節に持ち、残りの約20％がgICRS 2（中症）の膝変形性関節症を両膝或いは片膝の膝蓋骨大腿骨関節及び／または大腿骨脛骨関節に持っていた。gICRS 1（軽症）の膝変形性関節症の被験者はいなかった。すべての被験者の平均の体格指数（BMI）は30を超える肥満領域であり、米国の変形性関節症患者の平均BMIと同等だった。被験者の平均年齢は58.1歳で58％が女性であり、これも米国の変形性関節症患者の数字とよく一致していた。被験者の多くが重症の変形性関節症を両膝に罹患していた。

TPX-100による治療は安全で忍容性が高かった。TPX-100治療に関連する重症有害事象はなかった。治療による有害事象は軽症ないし中症、一過性で、治験参加開始時に多くの被験者が示していたものと同じだった。

KOOSの過半数の尺度を含む複数の患者の自己申告型測定において、（TPX-100治療を受けた）Index Kneeは、（疑似薬治療を受けた）Control Kneeと比較して臨床的に意義があり統計的にも有意な改善を示した。

KOOS ADL（日常生活における機能）尺度は、日常生活におけるいろいろな活動にとって重要な膝の機能に関する17項目の質問で構成されている。KOOS ADL尺度の結果は、治療後６及び12か月後の両方の時点において、治験開始時に比べて、Index KneeがControl Kneeに比べて臨床的に意義がありかつ統計的に有意（p < 0.05）な改善を見せた。図1参照。KOOS ADLと同じ質問項目を持つWOMACの膝機能尺度においても、予想通り、Index KneeがControl Kneeに比べて同様の明確な改善を示した。

KOOSのスポーツ及びレクリエーション機能尺度は、跳躍、走行、スクワットなどのスポーツ活動に関する５つの質問で構成されている。KOOSスポーツ及びレクリエーション機能は、治療後６ヶ月目において、Index Kneeが臨床的に意義があり、Control Kneeに比べて統計的に有意な改善を示した。図２参照。

KOOSの膝に関する生活の質尺度は、被験者の膝に関する全般的な問題やそれぞれの膝に対する自信について自覚している問題など４項目の質問で構成されている。KOOSの膝に関する生活の質では、治療後12か月において、Index Kneeが臨床的に意義がありControl Kneeに比べて統計的に有意な改善を示した。図3参照。

KOOSの痛み尺度は、１）痛みの頻度及び２）異なる活動をした時の痛みの強さに関する９項目の質問で構成されている。図４参照。KOOSの痛み測定は、治療後12か月目に、Index KneeがControl Kneeに比べて臨床的に意義があり統計的有意差に近い傾向（p<0.09）を示した。WOMACの痛み尺度は、治療後12か月目に、Index Kneeが、Control Kneeに比べての統計的有意差には達しなかったが、臨床的に意義のある改善を示した。

KOOSの痛み（及びWOMACの痛み）尺度を構成する質問の一つに、「階段昇降時の痛み」がある。この日常的な活動における痛みは、膝変形性関節症患者が訴えることが最も多い痛みであるが、治療12か月後に、Index KneeがControl Kneeに比べて統計的に有意（p<0.05）な改善を見せた。図5参照。

KOOSの痛み尺度の質問の一つ（質問１）は、「左右それぞれの膝にどのくらいの頻度で痛みを感じますか？」というものである。これは、痛みの頻度に関する唯一の質問である。この質問はKOOSの痛み尺度に独特のもので、WOMACの痛み測定には含まれていない。痛みの頻度は、治療後12か月目において、Index KneeがControl Kneeに比べて統計的に有意（p<0.05）な減少を示した。図6参照。

治療開始時から6か月目までのMRIで測定した膝蓋骨大腿骨関節の軟骨の厚さが、この試験の主要評価項目だった。6か月目においても12か月目においても、Index KneeとControl Kneeの間に測定可能な差はなかった。大多数（84％）の膝で、12か月の試験期間を通して、膝蓋骨大腿骨関節の軟骨の厚さは測定限界を超える変化を見せなかった。増加か減少かにかかわらず、わずか16％の膝しか測定可能な変化を見せなかったことから、分析可能なサンプル数が著しく制限され、その結果治療効果を検出するパワーが下がってしまった。

同様に、大腿骨脛骨関節の軟骨の厚さの変化についても、治療開始時から6か月、12か月いずれの時点までも、Index KneeとControl Kneeとの間に測定可能な差は見られなかった。しかしながら、KOOS ADLとWOMAC機能によって測定した機能が改善した膝については、Index Kneeにおいて、12か月の時点で、大腿骨脛骨関節の軟骨の厚さの増加あるいは安定化が膝機能の改善と相関を見せた。このような相関はControl Kneeでは見られなかった。表1参照。

MRIで測定した軟骨周囲の骨の表面積と三次元形態の変化についても、Index KneeとControl Kneeの群間比較を行った。8名の被験者については、MRI画像が解析に耐えうる質を有しておらず、骨の表面積及び形態解析からは除外された。従って、それぞれの群のサイズは85だった。

大腿骨の内側においては、Index Kneeでは、治療後6か月間の骨表面積の病理学的増加がControl Kneeに比べて少なく、統計的有意差に近い傾向（p＝0.08）を示した。図8参照。

大腿骨の外側及び膝蓋骨の内側では、Index Kneeにおける治療後6か月間の骨表面積の病理学的増加がほぼゼロで、12か月間にわたってControl Kneeに比べて遅い増加を見せた。図9参照。

以上のデータが示しているのは、配列ID No. 1のペプチドで膝変形性関節症を治療すると、変形性関節症の発症と進行に伴って起こる軟骨周囲の骨の表面積の増加を、遅延、停止、または逆行さえさせるということである。

骨形態（B）スコアで定量化された大腿骨の軟骨周囲の骨の三次元形態変化は、治療後6か月と12か月の両方で、Index KneeがControl Kneeに比べて統計的に有意（p＜0.05）な減少を見せた。図10参照。

統計的有意差には至らなかったものの、脛骨と膝蓋骨の軟骨周囲の骨の三次元形態変化についても、Index KneeがControl Kneeに比べて遅い変化を見せた。以上のデータも、配列ID No. 1のペプチドで膝変形性関節症を治療することにより、膝変形性関節症進行の病理である軟骨周囲の骨の構造の変化を、遅延、停止、または逆行させることを示している。

表1に示したように、大腿骨脛骨関節の軟骨の厚さの増加／安定化は、Index KneeにおいてKOOS日常的機能／WOMAC機能の改善と統計的に有意な相関を示し、Controlにおいてはそのような相関は見られなかった。更に解析を進めたところ、Index Kneeにおいては、大腿骨の軟骨周囲の骨の三次元形態変化が大腿骨脛骨関節軟骨の厚さの増加／安定化と有意に相関し、Control Kneeではそのような相関は見られなかった。表２及び３参照。以上の結果が提示しているのは、変形性関節症の膝を配列ID No. 1のペプチドで治療することによって、大腿骨の軟骨周囲の骨の病理学的形態変化の遅延、大腿骨脛骨関節軟骨の厚さの増加／安定化、膝の機能の改善が同時に起こったということである。

有症状の膝変形性関節症に関する文献では、膝蓋骨大腿骨関節の病理が膝の痛みと最も明確に関連しているとされている。Index Kneeにおいては、膝蓋骨の形態変化の遅延が痛みの頻度の低下と有意に相関しており、Control Kneeではそのような相関は見られなかった。表4参照。

更に、TPX-100治療に反応した膝においては痛みの頻度は劇的な改善を示し、平均すると治療後12か月間で毎日感じていた痛みが一か月に2回程度まで減少した。図11参照。痛みの頻度が劇的に改善した膝では、膝蓋骨の三次元形態変化が、実際12か月間にわたってまったく起こらなかった。図12参照。特筆すべきこととして、12か月間にわたる全体の鎮痛剤の使用は62.5％減少した。

以上の軽症ないし重症の膝変形性関節症患者における臨床試験の結果、配列ID No. 1ペプチドは、膝関節の複数の領域で軟骨周囲の骨の病理学的な構造変化を遅延、停止、あるいは逆行さえさせ、膝の機能や痛みの改善を含む臨床効果をもたらした。

実施例２
膝変形性関節症患者におけるTPX-100の無作為二重盲検疑似薬対照試験 － データ解析に使用するMRI画像をより厳しい基準で選んだ場合
目的
実施例１のデータ解析終了後、使用したMRI画像のうち、追加で数点が、経時的な軟骨周囲の骨の形態変化解析に技術的に使える品質かどうかについて疑問が呈された。解析結果全体の品質を保障するため、実施例1で使用したMRI画像について再度より厳密な品質検査を行った。その結果、被験者79人分があらためて合格となった。これらの被験者の膝のMRI画像で軟骨周囲の骨の形態変化を再分析し、更にそれらと大腿骨脛骨関節の軟骨の厚さ及び痛みそれぞれとの相関を、実施例1に記した方法で再分析した。

結果
MRI画像の品質検査で再合格となった79名の被験者について、統計解析計画に基づいて薬効の分析を行った。

全ての膝のうち約34％がgICRS 4（最も重症）の膝変形性関節症で、そのすべてが大腿骨脛骨関節の変形性関節症だった。別の44％が膝蓋骨大腿骨関節及び／または大腿骨脛骨関節にgICRS 3の膝変形性関節症を持ち、残りの22％がgICRS 2の変形性関節症を膝蓋骨大腿骨関節及び／または大腿骨脛骨関節に持っていた。患者の構成は実施例1のそれとほぼ同じで、平均の体格指数が30.9、平均年齢58.1歳、全被験者の62％が女性だった。

膝の機能及び生活の質に関するすべての患者の自己申告型測定（PROs） －KOOS ADL、WOMAC 機能、KOOS膝関連の生活の質）－ において、治療後6か月、12か月、またはその両方の時点で、Index KneeがControl Kneeに比べて、統計的に有意（p＜0.05）な改善を示した。

KOOS痛み尺度も実施例１と同様の結果になった： 治療後12か月でIndex KneeがControl Kneeに比べて統計的有意差に近い傾向（p＜0.09）の改善を見せた。

KOOS痛み尺度に含まれる9項目の質問のうち、痛みの頻度、膝を完全に曲げた時の痛み、階段昇降時の痛みについて、治療後12か月目に、Index KneeがControl Kneeに比べて統計的に有意（p＜0.05）改善を示した。

骨形態スコアで定量化された軟骨周囲の骨の三次元形態変化については、治療後6か月と12か月の両方で、Index KneeがControl Kneeに比べて、大腿骨の形態変化で統計的に有意な遅延を示した。図13参照。

表5に示したように、Index Kneeにおいては、大腿骨の軟骨周囲の骨の三次元形態変化の減少と大腿骨脛骨関節軟骨の厚さの増加／安定化との間に統計的に有意な相関が見られ、Control Kneeではそのような相関は見られなかった。

（表５）Index Kneeにおける治療後6か月及び12か月の大腿骨における骨の病理学的三次元形態変化の減少と大腿骨脛骨関節軟骨の厚さの増加／安定化の相関

Index Kneeでは、膝蓋骨の形態変化の遅延は、痛みの頻度の減少と統計的に有意な相関を見せたが、Control Kneeではそのような相関は見られなかった。表６参照。

（表６）Index Kneeにおける治療後12か月の膝蓋骨の病理学的三次元形態変化の減少と痛みの頻度の減少との相関

更に、TPX-100治療に反応した膝では、痛みの頻度に顕著な改善が見られ、12か月の間に、平均して毎日あった痛みが一か月に2回程度まで減少した。図14参照。この痛みの頻度の顕著な改善は、膝蓋骨の三次元骨形態変化の完全停止を伴った。図15参照。

この実施例2では、MRI画像の品質管理をより厳密に行ったが実施例１とほぼ同様の結果が得られた。以上のデータより、配列ID No. 1のペプチドは、膝関節の複数の部位で軟骨周囲の骨の病理学的な構造変化を減少、停止、または逆行さえさせ、膝の機能や痛みの改善を含む患者にとって重要な臨床効果をもたらすことが示された。

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ここまでの記述は、本発明の本質を描写したに過ぎない。当業者は、本特許にはっきりと書かれたり示されたりしていなくても、本発明の本質を構成する、あるいは本発明の精神や視点を含む各種応用に考え至るはずである。更に、本特許で使用されている実施例や条件に関する用語は、読者が本発明の本質や発明者が本発明を行うにあたって考えた概念を理解するのを助けることを主目的としたものであり、本発明はそれらの特記された実施例や条件に限定されるものではない。また、本発明の原則、視点、具現やそれらの特別な例について述べているすべての記述は、それらと構造的かつ機能的に同類のものを本発明に包含することを意図しているものである。加えて、それらの同類のものとは、現在同類と知られているものも将来開発される同類のもの、即ちその構造に関係なく同じ機能を発揮するものとして開発されるものも含む。即ち、本発明の範囲は、ここに述べられている例的なものだけに限定されるものではない。むしろ、本発明の範囲や精神は、添付の特許請求の範囲によって具体化されるものである。

配列情報
SEQUENCE LISTING
<110> ORTHOTROPHIX, INC.
<120> FORMULATION FOR USE IN TREATING OSTEOARTHRITIS
<150> US 62/838,712
<151> 2019-04-25
<150> US 62/811,366
<151> 2019-02-27
<150> US 62/787,881
<151> 2019-01-03
<150> US 62/775,056
<151> 2018-12-04
<160> 6
<170> PatentIn version 3.5

<210> 1
<211> 23
<212> PRT
<213> Artificial sequence
<220>
<223> synthetic sequence
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20

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20

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20

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<222> (3)..(4)
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<221> misc_feature
<222> (18)..(19)
<223> Xaa can be any naturally occurring amino acid
<400> 6
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1 5 10 15
Gly Xaa Xaa Phe
20

本発明の別の特徴は、上記の方法及び／または使用において、投与及び／または治療の継続は、少なくとも部分的には、治療の前及び／または途上における撮影で得られた画像を比較して注射が骨形態に影響を与えているかどうかを判断して決定できることであり、そのような骨形態の計測にはアクティブ・アピアランス・モデル（AAM）のソフトウェアを使用できることである。
[本発明1001]
患者の関節軟骨底部の骨の形態変化に影響を与える使用のための製剤であって、次のものを含む、製剤：
患者の関節に局所的に注射するための注射可能な液体であって、薬学的に許容される注射可能な担体と、患者の関節軟骨底部の骨の形態変化に影響を与えそれによって患者の関節軟骨底部の骨の形態変化が影響を受けることを特徴とする薬学的に活性なペプチドの治療有効量と、を含む、液体。
[本発明1002]
ペプチドが、配列ID No. 1、配列ID No. 2、配列ID No. 3、配列ID No. 4、配列ID No. 5、及び配列ID No. 6のペプチドからなるグループから選ばれるペプチドである、本発明1001の製剤。
[本発明1003]
ペプチドが、配列ID No. 1のペプチドである、本発明1001の製剤。
[本発明1004]
患者が変形性関節症と診断されており、製剤によってその患者の変形性関節症の進行が抑えられる、本発明1001～1003のいずれかの製剤。
[本発明1005]
注射前に関節軟骨底部の骨の最初の画像を取得すること；
注射後に関節軟骨底部の骨の二番目の画像を取得すること；
最初の画像と二番目の画像を比較すること；
注射が骨の形態変化に与えた影響を判定すること；および
その比較に基づいて追加の注射の必要があるかどうかを判断すること
を更に含む、本発明1001～1004のいずれかの製剤。
[本発明1006]
ペプチドが、配列ID NO. 1のペプチドであり、約50～400mg±20%の範囲内の量で投与される、本発明1001～1005のいずれかの製剤。
[本発明1007]
前記使用が複数週間にわたる反復注射であり、ペプチドが50～400mg±20%の範囲内の量で注射される、本発明1001～1006のいずれかの製剤。
[本発明1008]
関節の自然な加齢を遅延、停止、または逆行させる使用のための製剤であって、次のものを含む、製剤：
関節軟骨底部の骨で自然に起こる骨表面積の増加と三次元形態の変化を遅延させる使用のための配列ID No. 1のペプチド。
[本発明1009]
以下のステップを含む方法における使用のための製剤：
(a) 患者の関節の骨形態を測定するステップ；
(b) 薬学的に許容される注射可能な担体と配列ID No. 1のペプチドとを含む治療有効量の製剤を、患者の関節に局所注射するステップ；
(c) その関節の骨形態を再測定するステップ、及び、得た測定結果を、ステップ(b)の局所注射の前に得た測定結果と比較するステップ。
[本発明1010]
ステップ(a)、(b)、および(c)を繰り返すステップ
を更に含む、本発明1009の使用のための製剤。
[本発明1011]
測定するステップ及び再測定するステップが、アクティブ・アピアランス・モデル（AAM）ソフトウェアを用いて実施され、注射が関節内注射であり、患者が変形性関節症（OA）と診断されている、本発明1009または1010の使用のための製剤。
[本発明1012]
影響を受ける関節の関節軟骨底部の骨の三次元形態変化に影響を与えることによって、膝の痛みの頻度を減らす使用のための製剤であって、その使用が次のものを含む、製剤：
薬学的に許容される注射可能な担体と、患者の関節軟骨底部の骨の形態変化に影響を与えそれによって患者の関節軟骨底部の骨の形態変化が影響を受けることを特徴とする薬学的に活性なペプチドと、を含む治療有効量の製剤を、患者の関節に局所的に注射すること。
[本発明1013]
ペプチドが、関節内注射用の配列ID No. 1のペプチドであり、骨が膝蓋骨である、本発明1012の使用のための製剤。
[本発明1014]
形態変化が変形性関節症によるものである、本発明1013の製剤。
[本発明1015]
形態変化が加齢によるものである、本発明1013の製剤。

Claims (15)

1. 患者の関節軟骨底部の骨の形態変化に影響を与える使用のための製剤であって、次のものを含む、製剤：
   患者の関節に局所的に注射するための注射可能な液体であって、薬学的に許容される注射可能な担体と、患者の関節軟骨底部の骨の形態変化に影響を与えそれによって患者の関節軟骨底部の骨の形態変化が影響を受けることを特徴とする薬学的に活性なペプチドの治療有効量と、を含む、液体。
2. ペプチドが、配列ID No. 1、配列ID No. 2、配列ID No. 3、配列ID No. 4、配列ID No. 5、及び配列ID No. 6のペプチドからなるグループから選ばれるペプチドである、請求項1に記載の製剤。
3. ペプチドが、配列ID No. 1のペプチドである、請求項1に記載の製剤。
4. 患者が変形性関節症と診断されており、製剤によってその患者の変形性関節症の進行が抑えられる、請求項1～3のいずれか一項に記載の製剤。
5. 注射前に関節軟骨底部の骨の最初の画像を取得すること；
   注射後に関節軟骨底部の骨の二番目の画像を取得すること；
   最初の画像と二番目の画像を比較すること；
   注射が骨の形態変化に与えた影響を判定すること；および
   その比較に基づいて追加の注射の必要があるかどうかを判断すること
   を更に含む、請求項1～4のいずれか一項に記載の製剤。
6. ペプチドが、配列ID NO. 1のペプチドであり、約50～400mg±20%の範囲内の量で投与される、請求項1～5のいずれか一項に記載の製剤。
7. 前記使用が複数週間にわたる反復注射であり、ペプチドが50～400mg±20%の範囲内の量で注射される、請求項1～6のいずれか一項に記載の製剤。
8. 関節の自然な加齢を遅延、停止、または逆行させる使用のための製剤であって、次のものを含む、製剤：
   関節軟骨底部の骨で自然に起こる骨表面積の増加と三次元形態の変化を遅延させる使用のための配列ID No. 1のペプチド。
9. 以下のステップを含む方法における使用のための製剤：
   (a) 患者の関節の骨形態を測定するステップ；
   (b) 薬学的に許容される注射可能な担体と配列ID No. 1のペプチドとを含む治療有効量の製剤を、患者の関節に局所注射するステップ；
   (c) その関節の骨形態を再測定するステップ、及び、得た測定結果を、ステップ(b)の局所注射の前に得た測定結果と比較するステップ。
10. ステップ(a)、(b)、および(c)を繰り返すステップ
    を更に含む、請求項9に記載の使用のための製剤。
11. 測定するステップ及び再測定するステップが、アクティブ・アピアランス・モデル（AAM）ソフトウェアを用いて実施され、注射が関節内注射であり、患者が変形性関節症（OA）と診断されている、請求項9または10に記載の使用のための製剤。
12. 影響を受ける関節の関節軟骨底部の骨の三次元形態変化に影響を与えることによって、膝の痛みの頻度を減らす使用のための製剤であって、その使用が次のものを含む、製剤：
    薬学的に許容される注射可能な担体と、患者の関節軟骨底部の骨の形態変化に影響を与えそれによって患者の関節軟骨底部の骨の形態変化が影響を受けることを特徴とする薬学的に活性なペプチドと、を含む治療有効量の製剤を、患者の関節に局所的に注射すること。
13. ペプチドが、関節内注射用の配列ID No. 1のペプチドであり、骨が膝蓋骨である、請求項12に記載の使用のための製剤。
14. 形態変化が変形性関節症によるものである、請求項13に記載の製剤。
15. 形態変化が加齢によるものである、請求項13に記載の製剤。

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