JP3210629B2 - 腫瘍壊死因子媒介疾患の治療または予防用薬剤学的組成物 - Google Patents

腫瘍壊死因子媒介疾患の治療または予防用薬剤学的組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般には疾患を予防
し治療する方法、より特徴的には、腫瘍壊死因子媒介疾
患を予防し治療する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】腫瘍壊死因子(TNFs)は、単球とマ
クロファージを含む多くの細胞型によって産生されるサ
イトカインの一種である。少なくとも2種類のTNF
s,特にTNFアルファーとTNFベータ(リンホトキ
シン)がこれまでに記述されてきた。これらの既知のT
NFsは、炎症性の応答を含む多くの異なった標的細胞
に重要な生理的影響を及ぼす。この蛋白質は、線維芽細
胞と滑液細胞の両方に潜伏性のコラゲナーゼとプロスタ
グランジンE2を分泌させ、また骨細胞に骨髄の再吸収
をするように刺激する。これらの蛋白質は好中球に対す
る内皮細胞の表面接着性を増加する。それらはまた、内
皮細胞に凝血活性を分泌させ血餅を溶かす能力を減少さ
せる。さらに、それらは酵素リボ蛋白質リパーゼの発現
を阻害することによって脂肪細胞を脂質の貯蔵から変化
させる。TNFsは肝細胞に“急性相反応物質”として
知られる蛋白質の1種を合成させ、それらは視床下部に
発熱物質として作用する。これらの活性を通して、感染
や傷害のようないろいろな徴候に対する生物体の応答に
重要な役割を演じていることが分かってきた。 P.
J.Selby et alによる論文.,Lance
,February 27,1988,pg.48
3;H.F.Starnes,Jr.et al,,
J.Clin Invest.,vol.82,pg.
1321(1988);A.Oliff et al
Cell,vol.50,pg.555(1987);
及びA.Waage et al.,Lancet,F
ebruary 14,1987,pg.355.を参
照すること。もしも自然発生的または実験的疾患が、体
液中のまたは体内の疾患または徴候の病巣に近接した組
織内のTNFの濃度の上昇に関係があれば、その疾患は
“TNF媒介疾患”であると考えられる。
【0003】多くの場合、このようなTNF媒介疾患は
また、次の2つの条件によって認められる:(1)疾患
に関係した病理所見は、TNFを実験的に動物に投与す
ることによって模造することができる。;また(2)実
験動物モデルに生じた疾患の病状は、TNFの作用を阻
害する剤による治療で阻止または無くすことができる。
大部分の“TNF媒介疾患”は、少なくとも3つの条件
の内の2つに適合し、多くの“TNF媒介疾患”は3つ
の条件のすぺてに適合する。これらの基準を満足する疾
患のリストは次の通りであるが、それらに限定はされな
い; 1) 成人呼吸困難症候群 2) 肺線維症 3) 関節炎 4) 炎症性腸疾患 5) 敗血症ショック これらの5つの疾患は、TNF−媒介疾患の証拠があ
る。敗血症ショック、関節炎、成人呼吸困難症候群の動
物モデルはよく知られており、TNF−媒介疾患を治療
するTNF阻害剤の能力を立証するためにここに用いて
いる。
【0004】成人呼吸困難症候群(ARDS)は、呼吸
困難、頻呼吸、チアノーゼ、重度血中酸素減少、肺の伸
展性減少、及び肺動脈管の透過性増加の急速な徴候で特
徴づけられる。ARDSによる死亡率は50%以上であ
る。ARDSの進行に関係するリスク要因には、外傷、
大量輸血、散在性血管内凝固、酸素毒、毒物の吸入と刺
激物、また敗血症への全身性反応、出血性膵臓炎、火
傷、及び腹部手術の合併症が含まれる。プロスタグラン
ジン、リューコトリエン、補体、及びフリーの酸素ラジ
カルのような各種の媒体が症候群の原因として関わって
きた;しかしながら、特殊な媒体の作用を阻害するよう
に処方された各種の治療はARDsの臨床的経過を改善
しなかった。動物実験の結果は、次のようにTNFがA
RDSの媒体であるという仮設を支持している:
【0005】1 ラットへのTNFの注入の症状はAR
DSに似ている。TNFの注入後、肺の伸展性が減少
し、肺の水分含量と細胞質が増加し、斑点状の出血がひ
どく目立つようになり、好中球血栓の組織学的所見と拡
散肺胞の損傷が見られる。 E.Ferrari−Ba
liviera et al.,ArchSur
.,vol.124,pp.1400−1405(1
989); K.J.Tracey et al.,
science,vol.234,pp.470−47
4(1986).を参照すること。
【0006】2.抗−TNF 抗血清でラットを前処理
するとARDSの動物モデルの誘発が阻害された。AR
DSは、肝臓虚血とそれに続く肝臓の再還流によって誘
発された。再還流後のTNFの増加した循環濃度は、大
量の固定した肝臓マクロファージから生ずると推定され
た。肺毛細血管漏出は、TNF−阻止能のない血清を与
えられたラットの値に比較して処理ラットの値は減少し
た。 L.M.Colletti et al.,Tr
ansplantation,vol.49,pp.2
68−272(1990)を参照すること。
【0007】3.2つの臨床試験で、TNF濃度はAR
DS患者の気管支肺の分泌で測定した。5人のARDS
患者の最初の試験で、TNF濃度は12.5ng/mL
以上であった。対照サンプルには、TNFは検出されな
かった。2回目の試験で、ARDSの4人の患者の内3
人の気管支肺胞の洗浄液に有意なTNF量が測定された
が、対照における検出限界以下であった。 A.B.M
illar et al.,Lancet,vol.
2,pp.72−714(1989);D.J.Rob
erts et al.,Lancet,vol.2,
pp.1043−1044(1989)を参照のこと。
【0008】肺線維症は、いろいろな肺疾患の末期段階
で発生する。線維症は線維芽細胞の成長と肺胞壁内のコ
ラーゲン蓄積量の増加の結果である。TNFは、肺線維
症の進行上明らかにキーの役割を果たしている。TNF
は、ピコモル濃度では、正常な二倍体線維芽細胞の成長
因子である。 B.J.Sugarman et a
.,Science,vol.230,pp.943
−945(1985)参照。肺損傷を含む動物実験の結
果は、癌の化学療法剤であるプレオマイシンによって誘
導され、その提案を支える証拠を与えた。肺線維症のT
NF−媒介は次の事項によって支持される:
【0009】1.TNFの静脈内注入は、広汎性の肺胞
損傷、特に肺胞上皮と内皮細胞の壊死及び肺胞膜の著し
い肥厚を引き起こす。ラットに対するTNFの皮下注入
は、線維芽細胞の増殖とコラーゲン蓄積の著しい増加を
もたらす。K.J.Tracey et al.,Sc
ience vol.234,pp.470−474
(1986);P.F.Piguet et al.,
Int.Arch.Allerg.Apol.Immu
nol.,vol.83,p.18(1986)参照す
ること。
【0010】2.ウサギの抗−TNF抗体のマウスへの
投与は、プレオマイシン誘発の肺胞損傷、線維芽細胞の
成長、及びコラーゲン蓄積を防止した。 Pierre
F.Piguet et al.,J.Exp.Me
d.,vol.170,pp.655−663(198
9)を参照すること。
【0011】3.ARDSの生き残り患者の通常の後遺
症は、肺線維症である。急性のARDsの期間、TNF
は気管支肺胞液中に有意な量で存在する。
【0012】関節炎は、関節の慢性的炎症によって特徴
づけられる種々の徴候を述べるのに用いられる用語であ
る。関節炎という言葉の定義には次のものが含まれる:
リウマチ様関節炎、骨関節症、強直性脊椎炎、紅斑性狼
瘡、淋菌性関節炎、Reiter’s疾患関節炎及び痛
風。リウマチ様関節炎におけるTNFの媒介的役割に関
する証拠は以下のように説明されている。
【0013】リウマチ様関節炎は、関節における関節軟
骨の破壊に起因する慢性の自己免疫疾患である。滑液の
内膜は慢性的に炎症を起こし、進行性線維症の成長を受
けている。In vitroに、TNFは、内皮細胞と
白血球の両方を活性化し、白血球の粘着性を高め、再吸
収を刺激し、軟骨中のプロテオグリカンの合成を阻害す
る。 J.R.Ga−mble et al.,Pro
c.Natl.Acad.Sci.USA.,vol.
82,pp.8667−8673(1985);J.S
aklatvala,Nature,vol.322,
pp.547−552(1986)を参照すること。こ
れらのin vitroの活性は、TNFがリウマチ様
関節炎における関節病理の媒体であり得ることを強力に
示唆する。リウマチ様関節炎のTNF−媒介は、次のこ
とによって支持される:
【0014】1.ウサギの関節にTNFを関節内注入す
ると白血球の関節内への浸潤を引き起こすが軟骨からの
プロテオグリカンのロスは生じない。TNFとインター
ロイキン−1(IL−1)の最大下の投与量の関節内へ
の注入は、好中球の共同蓄積を引き起こす。B.Hen
derson et al.,Clin,Exp.I
munol.,vol.75,pp.306−310
(1989)。逆に、ウサギを用いた他の実験シリーズ
では、TNFαの単独関節内注入は細胞浸潤と軟骨プロ
テオグリカンのロスの両方を引き起こした。物質P、炎
症神経ペプチドの濃度は滑液中に増加した。 A.S.
Rubinn et al.,Arthritis a
nd Rheumatism,vol.33,pp.1
023−1028(1990)を参照すること。
【0015】2.滑液細胞IL−1の産生におけるTN
F抗体の影響をリウマチ様患者で測定した。リウマチ様
関節の滑膜または滑液から抽出した単核細胞の培養によ
り、外部からの刺激なしに6日間サイトカインを産生す
る。リウマチ様関節炎の患者の場合、培養における滑液
細胞IL−1の産生は、抗−TNF抗体により有意に減
少した。これらの結果は、リウマチ様関節内のIL−1
の誘発にTNFが中枢的役割を果たしていることを示唆
している。F.M.Brennan et al.,
ancet,vol.2(8657),pp.244−
247(1989)を参照すること。
【0016】3.TNFはリウマチにかかった滑液中に
検出できる量で存在する。 F.S.Di Giovi
ne et al.,Ann.Rheum.Dis,v
ol.47,pp.768−776(1988)を参照
のこと。
【0017】特発性の炎症性腸疾患(IBD)は、2つ
の症候群;潰瘍性大腸炎とクローン病を含む。クローン
病は、潰瘍性大腸炎が結腸の粘膜または粘膜下組織に限
定して非特異的炎症反応を起こしている末端回腸または
結腸の壁の全面肥厚を含む肉芽種性の炎症反応によって
特徴づけられる。2つの症候群の病状には違いがあり、
また両方の病因にははっきりしない点が残るが、この2
つの疾患は、通常の原因物質に対するいろいろな組織ま
たは免疫性の反応であることは間違いない。IBDの患
者には、各種類の免疫性の疾患が同定された。1つの仮
定は、だれもが普通さらされる例えばバクテリア産生物
のような抗原に対して患者の免疫システムが異常にまた
は不適当に反応すると言うことである。腸内でのTNF
の高濃度の合成がIBDにおける炎症性細胞浸潤に関与
しているのかも知れない。IBDに関するTNF−媒介
は以下のことから支持される。
【0018】1)ラットによる2つの試験で、TNFの
静脈内ボーラス投与によって胃腸管の壊死が引き起こさ
れた。TNFの影響は投与量に関係しているように思わ
れる。0.6mg/kg以上の投与量では、肉眼及び顕
微鏡で小腸の壊死が見られた。腸は明らかな出血または
壊死の範囲を持ち部分的な虚血症状を示していた。盲腸
は特にTNFに敏感なようであった。非壊死腸管の組織
構造部分もまた多形核白血球の粘膜下組織と粘膜筋板へ
の浸潤による炎症的変化を示した。上皮は腸の病巣分布
域で露出していた。X.M.Sun et al.,
J.Clin.Invest.,vol.81,pp.
470−474(1986)を参照すること。
【0019】2)Traceyの試験で、ヒトTNFに
対する中和マウスモノクローナル抗体の4mgをTNF
の注入1時間前にラットに注入すると、TNFの致死用
量から完全に動物を防護したばかりではなくTNFによ
って引き起こされる典型的な病変の進行もまた阻止し
た。
【0020】3)クローン病の子供の生検からの分離物
は、スポットのエリサ検定法で分析したすべての個体で
TNFα分泌細胞の頻度の上昇を示した。正常な子供か
らの分離物ではこの増加は見られなかった。潰瘍性大腸
炎では、8人の子供の内の4人がTNFαの産生が増加
した。これらの結果はTNFαがヒトの腸内の炎症の重
要な媒体であることを示唆している。 T.T.Mac
Donaldetal.,Clin.Exp.Imm
unol.,(ENGLAND)vol.81,pp.
301−305(1990)を参照すること。
【0021】敗血症ショックは大量のバクテリアの浸潤
に関係している。ショックは少なくとも一部はバクテリ
アのエンドトキシン(リポポリサッカライド)の存在に
よりもたらされるグラム陰性菌感染に起因すると普通信
じられている。敗血症ショックは病院環境では比較的普
通の死亡原因になっている。現在、敗血症ショックで苦
しむ患者に対する治療の選択は少なく、利用できる治療
が実際一般に支持される。敗血症ショックは、平均動脈
血圧(MAP)の低下、心臓血液搏出量の減少、頻搏、
頻呼吸、乳酸血症及び白血球減少症を含むいろいろな症
状によって特徴づけられる。この病気の特定の原因は十
分には理解されていないけれども、TNFを含む各種類
のサイトカインが敗血症ショックの媒体として関係して
きている。敗血症ショックの媒介にTNFsが役割を演
じていることを示唆するいくつかの一連の証拠がある:
【0022】1.TNFの動物への投与は、ショック様
の状態を引き起こすことが示されてきた。 Everh
aerdt et alBiochem.Bioph
ys.Res.Commun.,vol.163,p
g.378(1989)を参照すること。リポポリサッ
カライドのマウスへの投与は、動物の敗血症ショックに
似ていることが示された。この処置を受けた動物は循環
TNFアルファの濃度の増加がみられた。Parill
et al.,Ann.Intern.Med.,
vol.9,pp.28−31(1988);及びca
rswell et al.,Proc.Natl.A
cad.Sci.,USA,vol.72,pp.36
66−3670(1975)を参照すること。
【0023】2.TNFアルファに対する抗体の投与
は、マウスやモンキーにおけるエンドトキシンの高用量
の致死効果を減少させることが示された。 Trace
et al.,Nature,vol.330,p
p.662−664(1987);Buetler
t al.,Science,vol.229,pp.
869−871(1985)を参照のこと。
【0034】3.グラム陰性敗血症の子供の血清中のT
NFアルファ濃度の分析追加試験が行われた。この試験
では、検査した患者の91%にTNFアルファの濃度の
上昇が示された。さらに、TNFアルファ血清濃度は、
生存者よりも死亡患者のほうが有意に高かった。 Fi
rardin et al.,New England
J.of Med.,vol.319,pp.397
−400(1988)。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】発明者らは、ここに、
TNFsの活性を妨げる物質が、これまで定義したよう
なTNF媒介の疾患の治療に有効な化合物に成りうるこ
とを提案するに至った。
【0026】本発明の発明者らは、TNF媒介疾患を防
ぎまた治療する化合物の種類を明らかにし、TNF阻害
剤としてここに引用した。1990年7月19日出願で
現在係属中のU.S.特許出願連続番号555,274
(対応EP−A−0422339)に、特にここに関連
するものが組み込まれ、自然に発生する蛋白質様のTN
F阻害剤の好ましい種類と、同じ高純度の実質的な量を
製造する方法について記載してある。特に、前述の出願
には、30KDaTNF阻害剤と40KDaTNF阻害
剤に関する2つのTNF阻害剤の部分集合について詳し
く述べられている。全長40KDaTNF阻害剤蛋白質
に加えて、2つの切断された、しかし40KDaTNF
阻害剤の生物活性形もまた生産された。全長40KDa
TNF阻害剤は、ヒトU937細胞で調整された培地ま
たはヒト尿から分離され、SDS−PAGEで約40K
Daの分子量をもつTNF阻害剤である。全長40KD
aTNF阻害剤は、自然発生蛋白質のように糖蛋白質で
あるかも知れない;または、バクテリア発現系から組換
え型で発現した蛋白質のような非糖蛋白質であるかも知
れない。51と53カルボキシル末端アミノ酸が全長蛋
白質から除かれた切断蛋白質は、それぞれ、40KDa
TNF阻害剤△51及び40KDaTNF阻害剤△53
として引用されている。
【0027】30KDaTNF阻害剤は、TNFアルフ
ァに対して阻害活性を表わすことが示された。全長40
KDaTNF阻害剤、40KDaTNF阻害剤△51及
び40KDaTNF阻害剤△53を含む40KDaTN
F阻害剤は、TNFアルファとTNFベータの両方に対
し阻害活性を表わすことが示された。
【0028】1991年3月15日出願で現在係属中の
U.S.特許出願連続番号07/669,862(対応
国際公報WO92/16221)は、特にこの関連のも
のが組み込まれており、多くの修飾されたTNF阻害剤
の種類が記載されている。選択したアミノ酸残基をシス
テイン残基で置換したTNF阻害剤のムテインも作られ
ている。このようなムテインは機能性ポリエチレングリ
コール(PEG)単位と側鎖選択的に反応してTNF阻
害剤PEG種を創造するかも知れない。特に、30KD
aTNF阻害剤の位置105のアスパラギンがシステイ
ンと置換して、C105として引用される30KDaT
NF阻害剤ムテインが記載されている。もう一つの具体
例として、ムテイン蛋白質が二重機能性PEG単位と反
応して、2つのTNF阻害剤ムテインが単一PEG鎖を
通して結合する二価の“ダンベル”を形成することがで
きる。
【0029】
【課題を解決するための手段】本発明は、必要とされて
いる治療剤を患者に投与することによりTNF媒介疾患
の予防と治療を行う方法を開示している。特に、発明
は、必要な治療剤を患者に投与することによりTNF媒
介敗血症ショックを治療する方法を提供している。ま
た、必要な治療剤を患者に投与することによりTNF媒
介関節炎とTNF媒介成人呼吸困難症候群を治療する方
法を含んでいる。本発明に従い、TNF媒介疾患、特に
TNF媒介敗血症ショック、TNF媒介関節炎及びTN
F媒介成人呼吸困難症候群を、TNF阻害剤の治療的に
適当な量によって治療し予防する方法を開示している。
【0030】本発明の好ましいTNF阻害剤は、自然に
発生する蛋白質と自然に発生する蛋白質の切断型であ
る。自然に発生する蛋白質は、それによって治療される
患者に予期しない副作用が生ずるリスクが比較的低いよ
うに思われるので好ましい。本発明のいくつかの具体例
で、ほんのわずかのアミノ酸残基が自然の蛋白質配列と
異なるムテインの蛋白質TNF阻害剤もまた好ましいT
NF阻害剤である。
【0031】TNF阻害剤の好ましい種類は、ヒトTN
F結合蛋白質である。好ましいTNF阻害剤はTNF受
容体蛋白質の可溶性フラグメントであるように思われ
る。本発明の実用面で好ましいこれらのTNF阻害剤
は、30KDaTNF阻害剤と40KDaTNF阻害剤
から成る群から選ばれ、そしてまた、当該40KDaT
NF阻害剤はさらに、全長40KDaTNF阻害剤、4
0KDaTNF阻害剤△51及び40KDaTNF阻害
剤△53から成る群から選ばれる。また、例えば、ポリ
エチレングリコール(PEG)または別の反復ポリマー
の添加により循環半減期を増加するように、また/ある
いは免疫原性を減少するように改良された蛋白質が好ま
しい。TNFに対し、受容体拮抗薬のように作用するT
NF阻害剤もまた本発明の範囲内に含まれる。
【0032】TNF阻害剤の生産は、ヒトの尿からの分
離によるような自然の利用源からの抽出によって達成で
きるけれども、TNF阻害剤生産の好ましい方法は組換
えDNA技術によるものである。組換えDNA技術は、
高純度でかなり大量に生産することができるので部分的
に好ましい。さらに好ましいTNF阻害剤として、30
KDaTNF阻害剤の選択したアミノ酸をシステインで
置換した30KDaTNF阻害剤のムテインが含まれ
る。このようなムテインは、TNF阻害剤として用いら
れ、またポリエチレングリコール(PEG)と反応させ
て1分子当たり1個または2個のTNF阻害剤を含むT
NF阻害剤PEG化合物を作ることもできる。最も好ま
しい具体例では、TNF阻害剤が、ムテインの30KD
aTNF阻害剤と二重機能性PEG前駆物質間の反応で
形成される二価の種類である。好ましいムテインは、3
0KDaTNF阻害剤の残基105がシステイン残基に
より置換されるC105 30KDaTNF阻害剤であ
る。これまでの一般的な記述もこれからの詳細な記述も
共に単に例示的で説明的なものであり、発明はこれらに
限定されるものではないことが理解されるべきである。
【0033】
【発明の実施の形態】この後の例示とともに、発明の原
理の説明に役立つ好ましい具体例について詳細に論及し
たい。先に述べたように、本発明は、患者を苦しめてい
るTNF媒介疾患を防ぎまた治療する方法に関するもの
である。この方法は、TNF媒介疾患に苦しむ患者に治
療に有効な量のTNF阻害剤を投与することからなる。
本発明の第一の目的は、ヒトの疾患を防ぎかつ治療する
方法を提供することにあるが、ここに開示した内容は一
般の生理学的使用のための指針を与えており、そのため
獣医学的使用もまた本発明の範囲内に含まれる。
【0034】もしも自然発生的または実験上の疾患が体
内の疾患もしくは徴候の病巣の近辺の体液または組織内
のTNFの濃度の上昇に関係していれば、その疾患また
は医学的徴候はTNF媒介疾患であると考えるべきであ
る。TNF媒介疾患はまた、次の2つの条件によっても
認められるだろう:1)疾患に関係する病理所見は、動
物にTNFを投与することによって実験的に模造するこ
とができる;また、2)疾患の動物実験モデルに発生し
た病状は、TNFの作用を阻害する剤による治療で阻害
または消失させることができる。多くのTNF媒介疾患
は、これらの3つの条件の2つを満足させ、その他は3
つの条件のすべてを満足させるだろう。TNF媒介疾患
の非限定的リストには、成人呼吸困難症候群、肺線維
症、関節炎、炎症性腸疾患及び敗血症ショックが含まれ
る。
【0035】1つの具体例で、本発明の好ましいTNF
阻害剤は、TNF結合蛋白質として役立つ自然に生ずる
蛋白質である。自然に生ずる蛋白質は、治療される患者
に予期しないまた望ましくない生理的副作用の生ずるリ
スクをかなり低くするように見えるので部分的には好ま
しい。
【0036】明細書とクレームの目的のためには、もし
もそれ、または実質的に等しい蛋白質が健康なヒトに正
常に存在することが見出せるならば、蛋白質は“自然発
生”であると判断される。“自然発生”蛋白質は、特
に、健康なヒトに糖蛋白質の形で存在する蛋白質の、糖
がない形と同じようなカルボキシル末端の先端が一部分
切断された、健康なヒトにその存在が認められている蛋
白質の形で含まれる。“自然発生”蛋白質は、通常それ
らを産生する細胞からの分離によるとともに、組換えD
NA法によって得ることができる。“自然発生”はま
た、E.Coliにおける発現の結果としてN−末端メ
チオニル基を含む蛋白質を包含する。
【0037】明細書とクレームを通じて用いられる“実
質的に同等”は、同じ様な生物活性を持つとともに、非
常に程度の高いアミノ酸残基の相同関係を持つことを意
味するように定義される(一般には、M.Dayhof
f,Atlas of protin Sequenc
e and Structure,vol.5,p.1
24(1972),National Biochem
ical Research Foundation,
Washington,D.C.,を参照すること。こ
こに特に文献として取り入れてある)
【0038】本発明の好ましいTNF阻害剤の中には、
現在係属中のU.S.特許出願中に記載されているTN
Fの結台蛋白質としてin vivoに存在する自然発
生蛋白質がある。この出願は、Brewer et a
.,により1990年7月に出願されたU.S.特許
出願連続番号07/555,274(対応EP−A−0
422339)であり、標題は、“腫瘍壊死因子(TN
F)阻害剤とそれを得るための方法”である。このU.
S.特許出願は、特に文献としてここに取り入れてあ
る。
【0039】好ましいTNF阻害剤には2種類の異なっ
た形があり、前述のBreweret al.,の出願
の中にそれぞれ開示されている。これらの1つは30K
DaTNF阻害剤であり、少なくともヒトU937細胞
によって調整された培地からとヒトの尿から分離同定さ
れた。30KDaTNF阻害剤は、SDS−PAGEに
より約30KDaで、DEAECL6Bカラムからトリ
ス緩衝液中80mmol塩化ナトリウム、pH7.5で
溶出する。30KDaTNF阻害剤は、TNFアルファ
の活性を阻害することが示され、TNFベータへの効果
は少なかった。自然に生ずる蛋白質は糖鎖形成されてい
る。非糖鎖形成30KDaTNFもまたTNF阻害活性
を表わす。
【0040】好ましいTNF阻害剤の第2の形は40K
DaTNF阻害剤であり、これもまた、少なくともヒト
U937細胞により調整された培地とヒトの尿から分離
同定された。40KDaTNF阻害剤は、SDS−PA
GEでおよそ40KDaであり、トリス緩衝液中100
mmolの塩化ナトリウム、pH7.5でDEAEカラ
ムから溶出する。40KDaTNF阻害剤は、TNFア
ルファとTNFベータの両方の活性を阻害することが示
された。40KDaTNF阻害剤もまた、糖蛋白質であ
り、再び、非糖鎖形成蛋白質もTNF阻害活性を表わ
す。
【0041】30KDaTNF阻害剤と40KDaTN
F阻害剤の両方をエンコードする遺伝子の核酸配列と両
蛋白質のアミノ酸配列は、Brewerらの出願中に記
載されている。本発明は、以下に述べるような自然発生
蛋白質のある種の切断型と同じような非糖鎖形成型TN
F阻害剤も包含する。さらに別の具体例で、TNF阻害
剤は、1個またはそれ以上のポリエチレングリコール
(PEG)または他の反復重合部分の付着によって修飾
される。
【0042】40KDaTNF阻害剤の3種類の型が
E.Coli.における発現で組換えによって産生し
た。これらのそれぞれの形は、全長40KDaTNF阻
害剤、40KDaTNF阻害剤△51及び40KDaT
NF阻害剤△53(糖鎖形成型及び非糖鎖形成型におけ
る、ヒトU937細胞により調整された培地とヒト尿か
ら分離したような糖鎖形成型全長40KDaTNF阻害
剤も加えて、ここではすべて40KDaTNF阻害剤と
してまとめられている)で、Brewer etal
の出願に記載されている。△51蛋白質は、成熟蛋白質
のカルボキシル末端における51アミノ酸残基が除かれ
ている自然の蛋白質の切断型の翻訳語である。△53蛋
白質は、自然蛋白質のカルボキシル末端の53アミノ酸
残基が除かれている成熟蛋白質の切断訳語である。自然
発生40KDaTNF阻害剤(糖鎖形成された)及び非
糖鎖形成阻害剤(自然、△51及び△53)は、実質的
に同じTNF阻害活性をもっている。
【0043】Brewer et al.の阻害剤を製
造する方法もまた、上記の申請書に開示されている。開
示された方法の1つは、例えば、ヒトの尿やヒトU93
7細胞により調整された培地のようないろいろな利用源
から阻害剤を分離することから成っている。開示された
第2の方法は、阻害剤をコードする能力のある遺伝子の
分離、適当なベクターや細胞型への遺伝子のクローニン
グ、及び阻害剤を産生する遺伝子の発現を含んでいる。
一般には組換えDNA法の例がある後の方法は、本発明
の好ましい方法である。組換えDNA法は、高純度でか
なり大量に製造できるので幾分好ましい方法である。
【0044】本発明の範囲にはまた、TNF阻害剤ムテ
インと、1991年3月15日に出願したU.S.特許
出願連続番号07/669,862(対応国際公報WO
92/16221)に記載され、ここにも特に文献とし
て引用されている修飾されたムテインが含まれている。
好ましいムテインの1つは、105の位置がシステイン
の30KDaTNF阻害剤である。好ましいポリエチレ
ングリコール化TNF阻害剤は、2つのC105 30
KDaTNF阻害剤がポリエチレングリコール(PE
G)部分で付着した“ダンベル”種である。最も好まし
い具体例では、PEG鎖が20,000の分子量を持っ
ている。ダンベル化合物の製造は、以下の例5に記載し
てある。
【0045】上記のTNF阻害剤は前述の方法で“実質
的に純粋”な方法で製造されることが好ましい。“実質
的に純粋”により、阻害剤は、修飾されない形で、かな
り高い比活性を持つことを意味する。しかしながら、T
NF阻害剤の誘導体は異なった比活性を持ち得ることを
認めるべきである。本発明の好ましい具体例の中で、少
なくとも30KDaTNF阻害剤または40KDaTN
F阻害剤からなる治療構成物の有効量がTNF媒介疾患
に苦しむ患者に投薬されている。
【0046】追加のTNF阻害剤は、TNF受容体部位
でTNFと競合する能力のある化合物を含んでいる。こ
のような化合物には、受容体拮抗物質が含まれる。その
他のTNF阻害剤には、in vivoでTNFの合成
や細胞外放出を妨げる化合物や蛋白質が含まれる。この
ような化合物には、TNF遺伝子の転写や翻訳あるいは
TNFのプレ蛋白質に影響を与える剤が含まれる。
【0047】好ましい阻害剤の阻害機能は、1つまたは
それ以上の別個の分離した部分によって伝えられること
が可能なので、本発明の方法は、活性成分が、TNF阻
害を制御する阻害剤のその部分(またはそれらの部分)
からなる治療構成物を投与することによって実用化でき
ると想像される。
【0048】本発明の治療構成物は、非経口的に注射に
よって投与されることが望ましいが、関節内注射、吸入
ミスト、経口的な活性製剤、経皮性のイオン導入法また
は坐薬のような他の有効な投与剤もまた考えられる。好
ましい担体の1つは生理的食塩水であるが、他の薬剤的
に許容できる担体もまた用いることができる。1つの好
ましい具体例として、担体とTNF阻害剤が、生理的−
融和性の徐放出製剤を構成することが想定される。この
ような担体の第一溶媒は、水性または非水性のどちらか
であろう。さらに、担体は、pH、浸透性、粘着性、透
明性、色彩、殺菌性、安定性、溶解速度、または製剤の
匂を修飾または維持する他の、薬剤学的に許容できる賦
形剤を含めてもよい。同様に、担体は、TNF阻害剤の
安定性、溶解速度、放出、または吸着を改良しまたは維
持するさらに別の薬剤学的に許容できる賦形剤を含めて
もよい。このような賦形剤は、単一薬量でも多重投薬型
でも、非経口投与の薬量の製剤に普通また習慣的に用い
られる物質である。
【0049】一度、治療構成物が製剤されれば、溶液、
懸濁液、ゲル、乳液、固体、あるいは脱水または凍結乾
燥した粉末として消毒瓶に保管されるだろう。このよう
な製剤は、使用しやすい形かまたは投与前に迅速に再構
成が要求される形で保管されよう。このような製剤の好
ましい保管は、少なくとも4℃以下、望ましくは−70
℃である。TNF阻害剤を含むような製剤は、貯蔵し、
生理的なpHまたはその近辺で投与することが望まし
い。高いpH(すなわち8以上)または低いpH(すな
わち5以下)の製剤の投与は現在望ましくないものと信
じられている。
【0050】全身性送出のためTNF阻害剤を含む製剤
を投与する方式は、皮下、筋内、静脈内、鼻腔内または
腟内または直腸坐薬経由が好ましい。局所施用のためT
NF阻害剤を含む製剤を投与する好ましい方式は、関節
内、気管内、または点滴注入または呼吸管への吸入の経
由である。さらに、適当な製剤または装置によるTNF
阻害剤の経口投与かあるいは坐薬または浣腸により、消
化管の適当な部分にTNF阻害剤を投与することが望ま
しい。
【0051】ある具体例では、患者の血流内で、あらか
じめ選定されたTNF阻害剤の濃度が作られるように投
与が設計されている。血清の0.01ng/ml以下の
TNF阻害剤の循環濃度の維持は有効な構成とは言えな
い一方、10μg/mlを越える循環濃度の長期の維持
は望ましくない副作用を生ずると信じられている。
【0052】TNF媒介疾患の治療とさらに特別にTN
F媒介敗血症ショックの治療のために好ましい投薬量の
範囲は、約0.1−200mg/kg患者体重/24時
間で、等量を4−15回/24時間投与することが好ま
しい。さらに好ましい具体例では、投薬量は約0.1−
100mg/kg患者体重/24時間で、等量ずつ3時
間ごとに投与する。最も好ましい具体例では、150m
g/kg患者体重/24時間で、3時間ごとに投与す
る。好ましい具体例では、投与は、12から60時間継
続される。最も好ましい具体的投与例では、少なくとも
24時間継続される。投薬の頻度と適当な投薬量は、使
用される製剤中のTNF阻害剤の薬物動態学的パラメー
ターに依存するだろう。
【0053】TNF媒介疾患のため、さらに特別にTN
F媒介敗血症ショックの治療のために好ましい方式とし
て、最初にTNFの静脈内ボーラス注射で投与し、その
後循環TNF濃度がもはや上昇しなくなるまでTNF阻
害剤を連続的に静脈内に注入する。血清TNFアルファ
濃度は、市販のイムノアッセイ試験キットで確認出来る
だろう。TNF媒介敗血症ショックの治療の開始は、敗
血症または敗血症の可能性が診断された後できるだけ早
くどちらかの治療方式で始めるべきである。例えば、敗
血症ショック開始のリスクをもたらす手術、または偶発
症候またはその他の事故に続いて直ちに治療を開始すべ
きである。
【0054】TNF媒介疾患の治療のためとさらに特別
にTNF媒介関節炎の治療のための好ましい方式には、
1)関節炎の再発の防止または治療の必要上、定期的に
与えられるTNF阻害剤の単一関節内注射;2)TNF
阻害剤の定期的皮下注射が含まれる。
【0055】TNF媒介疾患の治療とさらに特別にTN
F媒介成人呼吸困難症候群の治療のための好ましい方式
には、1)TNF阻害剤の単一または複合の気管内投
与;2)TNF阻害剤のボーラスまたは継続的な静脈内
注入が含まれる。
【0056】TNF阻害剤を含むある種の製剤は、経口
的に投与されるべきことがまた考えられる。この方式で
投与されるTNF阻害剤は、好ましいのはカプセル化さ
れたものである。カプセル化TNF阻害剤は、固形調剤
型の調合に習慣的に用いられる担体によりまたは担体な
しで製剤されるだろう。カプセルは、生物学的同等性が
最大になり、浸透前の分解が最小になる胃腸管内のその
時点に、製剤の活性部分が放出されるように設計される
ことが好ましい。TNF阻害剤が吸収されやすくなるよ
うに追加の賦形剤が含められてもよい。希釈剤、調味
料、低融点ワックス、錠剤粉砕剤、及びバインダーもま
た使用してもよい。
【0057】投与の方式に関係なく、患者のおよその体
重にしたがって特定の投薬量が計算される。上記のそれ
ぞれの製剤を含め治療に適した投薬量を決めるのに必要
な計算の見直しは、その分野の専門家によって日常的に
行われ、特にここに開示した投薬情報と解析に照らし
て、過度の実験を行うことなく日常的な仕事の範囲内で
達成される。これらの投与量は、適当な投与量−反応デ
ータとともに、決められた投薬量のために設定された分
析法を利用して確認される。
【0058】ここに言うTNF阻害剤製剤は、ヒトへの
適用と同様に、獣医用にも使用でき、“患者”の用語
は、限定した解釈をしないように注意すべきである。獣
医用に用いる場合、投与量の範囲は上に特定したのと同
じにすべきである。
【0059】特別な問題または環境への本発明の教示の
適用は、ここに含まれる教示内容に照らして、この分野
に普通の技術をもつ人の能力の範囲によることを理解す
べきである。本発明の代表的な使用例は次の例であると
思われる。次の例は、ここに述べたTNF媒介疾患の1
つに本発明を適用している。TNF媒介敗血症ショック
の患者への治療とその他のTNF媒介疾患の患者への治
療の相違は、たとえあったとしても、この分野の普通の
技術者であれば容易にかつ日常的に明らかに出来るだろ
う。次の例で示すように、TNF阻害剤の投与によりT
NF媒介敗血症ショックの影響を緩和する能力は、TN
F阻害剤の投与が、ここに定義するようなTNFの媒介
するすべての疾患の治療に等しく有効であろうことを示
している。
【0060】
【実施例】例1:サイトカイン誘発敗血症ショックのネ
ズミモデルにおけるヒト組換え40KDaTNF阻害剤
△53の防御効果の立証 A.マウスにおける全身性ショックの誘発のための計画 敗血症ショックに対するTNF阻害剤の治療効果を立証
するため、Everaerdt,et al.により開
発された敗血症ショックの改良ネズミモデルをこの例に
利用した。Everaerdt et alBioc
hem.Biophys.Res.Commum.,v
ol 163,pg.378(1989),を特に参考
のためにここに引用した。このモデルでは、サイトカイ
ンの組み合わせの共同作用で、ヒト組換え腫瘍壊死要因
α(hrTNFα)とヒト組換えインターロイキン−1
β(hrIL−1β)が、深い低体温とその後の死亡で
特徴づけられるマウスの敗血症ショックを発生させる。
【0061】致死敗血症ショックは、C57B1/6匹
の雌マウス、8−12週令、8−12g体重、で、hr
TNFαとhrIL−1βの投与によって誘発された。
ヒト組換え腫瘍壊死要因は、一般に、Shirai
t al.,Nature(1985)vol.31
3,pp.803−806,に記載の方法にしたがって
作られ、特にこの関係でここに引用した;これもまたB
rewer,et al.特許出願を参照されたい。ヒ
ト組換えインターロイキン−1βは、一般に、Kron
heim et al.,Biotechnology
(1986)Vol.4,pp.1078−108
2,に記載される方法にしたがって作られ、特にこの関
係でここに引用した。サイトカインは、米国薬局方XX
II,National Formulary XVI
I,Januaryl,1990,pp.1493−1
495に記載される方法に従いLPSについて試験し
た。サイトカインは、100μl容量で、マウスの背の
表面に、単一のボーラスとして皮下注射を行った。40
KDaTNF阻害剤△53は、Brewer eta
.出願に記載される組換えDNA法にしたがって作ら
れ、注射当たり300μl以下の容量で、複合腹膜内投
与で与えられた。
【0062】100%の死亡(図1)を引き起こすに必
要なhrTNFαに対するhrIL−1βの割合を決め
るための予備実験を行った。投与量はμg/kg体重で
表示した。hrTNFα投与量を300μg/kgに固
定し、hrIL−1βの量を増加させながら注射ボーラ
スに添加した。μghrIL−1β/kg:%死亡率と
して得られた結果は次のとおりであった;250:0,
500:10,1500:50,2000:67,25
00:100。2500μg/kg以上のすべての投与
量では100%致死を生じた。その後のすべての実験
で、サイトカイニンは、2500μg/kghrIL−
1β及び300μg/kghrTNFαで使用し、背表
面に単一皮下ボーラスで投与した。
【0063】hrTNFαとhrIL−1βの組み合わ
せ投与は、マウスに深刻な低体温症(図2)と注射後お
よそ18から30時間での死亡(図4)をもたらした。
この例で、体温の低下は、誘発ショックの深刻度の測定
指標として用いられた。体温は、First Temp
infrared hand held scann
er(Intelligent Medical Sy
stem,Carlsbad,CA)の使用で推定し
た。低体温の程度は、直接他の臨床徴候(例えば、震
え、嗜眠、皮膚弾性の欠如、うずくまり姿勢)の重症度
に関係していた。動物の体温は、注射後およそ15時間
で39℃の正常値から28℃まで低下した。対照的に、
どちらかのサイトカインだけの注射は、同程度の低体温
(図2)を生ぜず、致死効果もなかった。hrIL−1
βの2500μg/kgの単一ボーラスの皮下注射は、
12から16時間後に最低34℃に達する一時的な体温
低下を生じた。死亡は観測されなかった。hrTNFα
の300μg/kg投与では、マウスの体温に測定でき
るような影響を与えず、死亡も見られなかった。
【0064】B.サイトカイン誘発ショックに対する4
0KDaTNF阻害剤△53の効果 40KDaTNF阻害剤△53を、サイトカイン混合剤
(上記の量のhrIL−1βとhrTNFα)を注射し
たマウスに投与した。6匹のマウス群を阻害剤蛋白質
(この実験では、40KDaTNF阻害剤△53)で、
さらに長期間治療する一連の実験を行った。注射当たり
の阻害剤蛋白質の量は一定に保ったが、全体の注射数を
増加させた。したがって、3種の実験で使用した阻害剤
蛋白質の絶対量は治療の継続時間によって変化した。体
温と死亡率をそれぞれの実験で測定した。
【0065】最初の実験では、サイトカインボーラスの
30分前と30分後に、阻害剤蛋白質を腹膜内に注射し
た(図3)。阻害剤蛋白質の全量200mg/kgの
内、各注射では300μlの容量で100mg/kgの
含量であった。サイトカインショックのマウスの内、阻
害剤蛋白質を投与された群のマウスは、無処理群に比較
してサイトカイン投与後4から6時間での低体温症が有
意に減少した(図3)。処理群における死亡の開始は、
約12時間遅くなった(図4)。しかしながら、両群と
も、注射後48時間で死亡率は100%になった。
【0066】第2の実験では、注射後の治療は全部で1
2時間継続した(図5)サイトカイン注射の時間に対す
る注射時間は;−30分、+30分、3時間、6時間、
9時間、及び12時間であった。この治療では、阻害剤
蛋白質の全投与量は結果的に600mg/kgであっ
た。サイトカインの注射後、無処理群には、特徴的な低
体温症が進行し、15時間目に最低の26℃になった。
36時間目に最初の死亡が見られた(図6)。43時間
目までに死亡率が100%に達した。対照的に、阻害剤
蛋白質による処理群では、サイトカイン混合剤の注射後
約24時間は、重度の低体温症が起こらなかった。体温
は、12時間目に35.5℃の最低温度に達した。その
時間で、阻害剤蛋白質治療は終了した。体温は次の6時
間にやや上昇し、それから36時間までに26℃に急激
に低下した。無処理群に対し、処理群では死亡の開始を
遅らせた。注射後42時間目に最初の死亡が見られ、4
4時間目までに100%に達した。
【0067】第3の実験では、サイトカイン注射後の治
療を12時間から24時間に延長した(図7)。サイト
カイン注射後15,18,21,及び24時間目に追加
の腹膜内注射で投与した。結果的に、全投与量は100
0mg/kgであった。hrIL−1βとhrTNFα
を投与された無処理群は、第2の実験と同様のコースを
たどった。体温は12時間で27℃の最低温度に達し
た。死亡は注射後18時間目に始まり42時間で100
%に達した(図8)。これに対し、阻害剤蛋白質を投与
された群は、重度の低体温症と致死が防がれた。平均体
温は、サイトカイン注射後10時間目までにわずか3
3.5℃までしか減少せず、その後、阻害剤蛋白質処理
中止の24時間目までに正常値近くまで上昇した(図
7)。42時間目(処理中止後18時間目)までに、体
温は一時的に34.5℃に下がり、サイトカインの注射
後90時間目まで普通よりやや下の温度に保たれた。こ
の群の死亡は6匹の内1匹であった。1匹の死亡の説明
はつかなかった。しかしながら、その動物は実験を通し
て異常に見え、多分、腹膜内注射を誤ったためと思われ
る。これらの動物の体重は、サイトカイン誘発ショック
からの完全回復の評価のために記録された(図9)。阻
害剤蛋白質で処理した群では、62時間目までに元の体
重の79%まで低下した。しかしながら、サイトカイン
注射後200時間目までに平均体重は、リン酸緩衝塩水
(PBS)を注射した対照群の体重に達した。動物の挙
動と外観は正常に見えた。阻害剤蛋白質による処理を2
4時間延長することによって、我々はサイトカインで誘
発された敗血症ショックのマウスに見られる重症の低体
温症と致死を逆転させることができた。阻害剤投与の期
間と頻度は、敗血症患者に与えられる集中処理と両立さ
せるべきであろう。
【0068】C.流体処理の無効果を示す対照群と阻害
剤のみの無毒性 上記の最後の3番目の試験で、阻害剤蛋白質(40KD
aTNF阻害剤△53)は、注射当たり200から30
0μlの容量で投与された。阻害剤蛋白質の流体容量そ
れ自体に処理効果があるかも知れない可能性があった。
その可能性を試験するために、単にサイトカインのみを
受けた1群と、阻害剤蛋白質処理群と容量も頻度も同じ
にしたPBSの腹膜内注射をサイトカインに加えた第2
群を比較した(図5)。低体温症または死亡率に有意な
差は見られなかった。その後の実験で、無処理のサイト
カインショックのマウスにPBSを腹膜内に投与した。
阻害剤蛋白質のみの影響を調べるための別の対照試験も
含まれていた。すべての実験で、処理を受けたサイトカ
インショック群と同じ容量と頻度で、阻害剤蛋白質のみ
をマウス群に注射した。阻害剤蛋白質のみの対照群に、
いかなる死亡も体温の変化も見られなかった(図3,
5,7)。
【0069】例2:サイトカイン誘発敗血症ショックの
ネズミモデルにおけるヒト組換え30KDaTNF阻害
剤の防御効果の立証 A.ネズミ敗血症ショックの誘発のための計画 30KDaTNF阻害剤の処理効果を立証するため、例
1に述べた同じ敗血症ショックのネズミモデルを利用し
た。致死ショックは、C57B1/6匹の雌マウス、8
−12週令、体重18−21gに、300μg/kgの
hrTNFαと2,500μg/kgのhrIL−1β
の組み合わせを皮下に投与することによって誘発させ
た。これらの投与量で死亡率は100%であつた。サイ
トカインは、単一の皮下ボーラスとして頸の後ろに与え
た。
【0070】この実験で、体温の減少を誘発ショックの
重症度の指標として用いた。低体温症の程度は、臨床徴
候(例えば、震え、嗜眠、皮膚の弾力性の欠如、うずく
まり姿勢)の重症度と直接的に関連があった。hrTN
FαとhrIL−1βの組み合わせ投与の後、注射後お
よそ15時間で体温が正常値の39℃から28℃まで低
下した(図2)。温度は、First Temp▲R▼
infraredhand held Scanne
r(IntelligentMedicalSyste
ms,Carlsbad,CA)によって推定した。対
照的に、hrTNFαまたはhrIL−1βだけの注射
は、同程度の低体温症を引き起こさず、致死効果もなか
った(図2)。この実験に利用したヒト組換え30KD
aTNF阻害剤は、Brewer et al.特許出
願に記載されている方法にしたがって作成した。
【0071】B.サイトカイン誘発敗血症ショックに対
する30KDaTNF阻害剤の効果 阻害剤蛋白質(この例では30KDaTNF阻害剤)
を、8匹のマウスに、hrTNFαとhrIL−1βの
皮下投与後12、24、または39時間目のどれかの時
間に、40mg/kg/注射で腹膜内に投与した。1匹
のマウスを含む第1群は、サイトカインの注射前30
分、注射後30分、3時間、6時間、9時間、及び12
時間目に、阻害剤蛋白質を投与した。このマウスは、6
回の注射で全量240mg/kgの阻害剤蛋白質を受け
た。次の群は、3時間間隔の追加注射でさらに12時間
処理を延長した。この群の3匹のマウスは、24時間の
間に10回の注射で、全部で400mgkgの阻害剤蛋
白質を受けた。次の群は、再び3時間間隔の注射を加え
て、処理を15時間に延長した。この群の4匹のマウス
は、39時間に15回の注射で全部で600mg/kg
の投与を受けた。
【0072】処理と無処理のマウスについて、体温(図
10)と死亡率(図11)を追跡した。無処理のマウス
の平均体温は12時間目に27℃に低下し、サイトカイ
ンの投与後36から42時間の間に死亡するまでその低
温のままであった。対照的に、3種類の処理群のすべて
のマウスの体温は、わずかに減少しただけで、サイトカ
インショックのすべてのマウスが生き残った。サイトカ
インの投与後最初の24時間の間、3群共体温が12時
間までに2から4℃低下し、24時間までに正常に戻っ
た。その後、24時間または39時間阻害剤蛋白質の処
理を受けた群は、体温が正常に保たれたが、12時間だ
けの処理を受けた1匹のマウスは、39℃で3℃低下
し、その、サイトカイン注射後100時間目までに正常
値に戻った。
【0073】体重が、開始時の値に戻るまでに要する時
間もまた、サイトカイン誘発ショック後の回復の指標に
用いた(図12)。24時間または39時間阻害剤蛋白
質で処理されたマウスの体重は、60時間目までに間始
時の体重の86%に低下したが、140時間目までに正
常値に戻った。12時間阻害剤で処理した1匹のマウス
の体重は、若干遅く、75時間目に81%に低下した
が、ほかの2群と同じく、約140時間で最初の体重に
戻った。
【0074】30KDaTNF阻害剤は、サイトカイン
の混合剤の注射後、12,24,または39時間の間、
3時間間隔で治療を続ければ、サイトカイン誘発致死敗
血症ショック症候群からマウスを防護するのに有効であ
った。同様の治療処方は、集中治療中の敗血症ショック
患者に対し、容易に目的を達成することができる。
【0075】例3:ラットのSCW−誘発関節炎のスト
レプトコッカル細胞壁(SCW)−誘発活性化に対する
ヒト30KDaTNF阻害剤の効果の立証 この実験には、Esser,et al.,Arthr
itis and Rheumatism,28:14
01−1411,(1985),に記載のモデルを用
い、特に、文献としてここに引用している。このモデル
は簡単に次のようにまとめられる:ストレプトコッカル
細胞壁(SCW)を、ルイスラットの足首の関節に関節
内注射をする。対照として塩水を反対側の関節に注射す
る。初期の炎症が静まった20日後に、SCWを再び、
今度は静脈内に注射する。このSCW投与量はそれ自身
で関節炎症を引き起こすには不十分であり、そのため、
塩水注射の足首にはほとんど影響しない。しかしなが
ら、逆に、この投与量は、先にSCWを注射した足首に
ついては炎症と関節破壊を活性化させることができる。
第2回目のSCW投与に続く炎症の広がりを評価するた
めに、足首関節の寸法を毎日測定する。ストレプトコッ
カル細胞壁−誘発関節炎について、R.L.Wilde
rは,Immunopathogenetic Mec
hanisms of Arthrits9章標題“慢
性関節炎の実験動物モデル”に、“実験的な関節疾患の
臨床的、組織学的また放射線医学的特徴は、成人や子供
のリウマチ関節炎に非常によく似ている”とコメントし
ている。
【0076】SCW誘発−関節炎の囓歯動物を用いて2
種類の関節炎の治療法を決定した。第1の方法 第1組
の実験において、SCW誘発関節炎のモデルを用い、関
節炎のラットに、リン酸緩衝塩水(PBS)中のTNF
阻害剤を1回関節内に投与した。開始0日に各ラットの
左足首にSCW(1.8μgラムノース当量)を注射し
て関節炎を誘発させた。右足首には等容量の、発熱物質
を含まない塩水を注射した。足首の寸法を0、1、2、
及び7日目に測定した。1及び2日目の左足首の膨脹
(表1)は、SCW誘発関節炎の急性相を反映してい
る。関節内注射に関係した機械的な外傷のため対照とし
て用いた右足首には、有意な膨脹を生じなかった(デー
タは示していない)。
【0077】関節炎の急性相が静まった後の21日目
に、ラットを各々9または10匹ずつの4群に無作為に
分け、麻酔をかけ、以下に述べる計画にしたがって注射
した。C105は、ポリエチレングリコール(PEG)
の共有結合のための部位を作る目的でアミノ酸置換を行
った30KDaTNF阻害剤である。C105では、3
0KDaTNF阻害剤の位置105でアスパラギンがシ
ステイン置換した。C105−PEG3400ダンベル
(db)分子は、C105の2つの分子が、分子量およ
そ3400ダルトンの1個のPEG分子によって架橋し
ている。このダンベル分子とポリエチレングリコール化
法は、1991年3月15日出願のU.S.特許出願連
続番号07/669,862(対応国際公報WO92/
16221)にさらに十分に説明されており、標題は
“ポリペプチドの部位特異的PEG化”である。この出
願は、特に、ここに文献として引用してある。C105
−PEG3400dbの製造方法は、以下の例5に示さ
れている。
【0078】
【0079】I群は、C105−処理IV群のための担
体対照用として用いた。II群は、C105−PEG3
400db−処理III群のための担体群として用い
た。関節内注射は、自動ピペッターに取り付けた25ゲ
ージ針を通して全容量が10μlであった。いろいろな
処方の関節内注射の後すぐに、それぞれのラットにSC
W(150μgラムノース当量)を静脈内に注射して関
節炎を活性化させた。それ以外は何もラットに与えなか
った。足首関節の寸法は、21、22、23、及び24
日目に測定した。
【0080】期待したように、全群のラットの左足首
は、21日目の(表1と図13)SCWの静脈内注射に
反応して膨脹した。しかしながら、その反応は、処理群
の間で著しく異なっていた。対照のI及びII群のラッ
トの関節が、それぞれ、初期の寸法の30%及び32%
膨脹したのに対して、C105−PEG3400db−
処理のIII群の相当する関節の増加はわずか15%、
C105−処理のIV群では25%であった。図14
で、SCW−誘発再活性化の後72時間の間の関節直径
の最大増加が、I,II,III,及びIV群について
グラフ化されている。C105−PEG3400dbの
1回の関節内注射により、関節炎症の関節の膨脹が、統
計的に有意に減少した。
【0081】第2の方法 第2組の実験では、関節炎の
同じSCWモデルを用い、関節炎のラットに、リン酸緩
衝塩水(PBS)中の30KDaTNF阻害剤を多数回
皮下投与を行った。1日目に、それぞれのラットの左足
首に、SCW(1.8μgラムノース当量)を注射して
関節炎を誘発させ、また、右の足首に等容量の、発熱物
質を含まない塩水を注射した。急性関節炎が静まった後
の21日目に、ラットを無作為に4群に分けた。関節炎
を活性化させるために、それぞれのラットに対しSCW
の2回目の投与量(150μgラムノース当量)を、静
脈内に注射した。SCWの注射後3分以内に、対照群I
の9匹のラットにPBSを与え、また、各II,II
I,及びIV群の5匹のラットに対し、それぞれ、PB
S中の30KDaTNF阻害剤の1、3、及び9mg/
kg体重で処理した。1群に対するPBSの皮下注射ま
たはII、III、及びIV群(それぞれ1、3、及び
9mg/kg)に対する30KDaTNF阻害剤の皮下
注射は、SCW投与後2及び6時間目に再び行い、その
後42時間の間、6時間ごとに繰り返した。足首関節の
直径はSCWの静脈内注射後、0,24,39,48,
60,及び72時間目に測定した。
【0082】図15と表2は、4種の実験群で、SCW
で誘発した関節炎の活性化後72時間の間の関節の直径
の最大変化を示す。期待したように、塩水処理群の足首
はSCWの静脈内注射に反応して膨脹した。しかしなが
ら、II,III,IV群の最大膨脹は、それぞれ、5
8%,85%,及び75%減少した。表2は、対数変換
した平均のt−検定法を用い、図15のデータの統計的
解析の結果を示している。
【0083】例4:成人呼吸困難症候群(ARDS)の
治療方法として、ラットにおけるエンドトキシン誘発の
急性肺損傷に対するヒト組換え30KDaTNF阻害剤
の効果の立証 本実験は、Ulich,et al.,America
n Journalof Pathology 13
8:1485−1496,(1991),に開示され、
特に、ここに文献により引用するモデルにしたがって、
急性の好中球−媒介の肺損傷を誘発するために、敗血症
刺激エンドトキシンを用いる。このモデルは、簡単に次
のようにまとめられる:麻酔したラットの気管の中央頸
部にエンドトキシンを注射する。6時間の潜伏期間後、
肺の気管支肺胞洗浄(BAL)が最終の処置として行わ
れる。全体及び個別の白血球細胞の数をBAL流体につ
いて計算する。発熱物質を含まない塩水の気管内注射
は、少ない数で、肺胞マクロファージが支配的な(約9
9%)BAL流体を生ずる。エンドトキシンの気管内注
射は、BAL細胞数の著しい増加をもたらし、また好中
球が支配的になる。肺胞空間への急性好中球の流入は、
6から12時間がピークで、肺胞空間内に蛋白質含有の
水腫状の流体の蓄積が続いて発生する。TNFはエンド
トキシン誘発肺胞炎の媒体の1つであると信じられてい
る。TNFはエンドトキシンによる刺激の後BAL流体
中に存在する。肺胞マクロファージは、その合成の源で
あると信じられている。さらに、外因性TNFの気管内
注射は、エンドトキシンによって生じたものと定性的に
同じような急性肺胞内好中球滲出液を発生させる。
【0084】動物モデルは、ヒトの疾患を正確に模写す
るとは考えられないけれども、特に、ARDSの急性か
ら慢性相の移行に、ARDSにおける肺の実質損傷の急
性相の間、変質した肺浮腫、白血球症の隔離及び血中酸
素減少に似通うところの多い多くの動物モデルが用いら
れる。J.F.Murray et al.,Am.R
ev.of Respiratory Disease
vol.138,pp.720−723(199
1).ARDSの急性型は、敗血症、吸引肺炎、または
多重血液輸注のようなある種の確認し得るリスク要因の
存在で発生する。現在の調査では、ARDSの病理生理
学における好中球媒介損傷の中心的役割が強調されてい
る(Tate,R.M.Am.Rev.Resp.Di
s.128:552−559,(1983))。活性化
した好中球により解放された毒性産物が肺胞毛管膜を傷
付けると信じられている。損傷した膜の浸透性は、血清
蛋白質と炎症細胞の肺胞空間内への移動を著しく刺激す
る。敗血症由来のARDSの実験的な羊のモデルで、好
中球の放血は、肺損傷の進行を防御した(Hefli
n,A.C.J.Clin.Invest.68:12
53−1260,(1981))。
【0085】PBS中の30KDaTNF阻害剤の気管
内投与により、ラットの好中球肺胞炎を治療する方法を
実施した。肺損傷は、殺菌した全容量0.5mlのPB
S中のエンドトキシン(5μg/ラット)を27ゲージ
1/2インチの針を通して、外科的に開いた気管の中央
頸部の気管軟骨の間に投与して引き起こした。ラットの
呼吸の速度や深さを検査しながら、接種物をゆっくり投
与した。6時間後、肺の洗浄をやりやすくするため開腹
術が出来るようにイソフルランで麻酔した。肺の血液含
量を減少するため、尾の大静脈を切断した。洗浄の間、
肺が広がるように横隔膜を開いた。BALは、Hank
の平衡塩溶液40mlを、中央頸部気管の切開部分に挿
入し固定した血管カテーテルを通して気管支肺胞空間に
注入して行った。炎症性の細胞の流入は、BAL流体を
1500回転15分間遠心分離することによって得られ
たペレットから取り出された。白血球の全数をコールタ
ーカウンターで数えた。多形核好中球のパーセンテージ
は、染色した細胞のスライド上で手動の鑑別細胞計算で
測定した。
【0086】気管支肺胞空間への細胞のエンドトキシン
刺激性流入に対する、30KDaTNF阻害剤の効果
は、エンドトキシンの気管内点滴注入と同時に30KD
aTNF阻害剤を投与することによって観測した。30
KDaTNF阻害剤は、1から10μg/ラットの投与
量の範囲で試験した。1μg/ラットの投与量の30K
DaTNF阻害剤は肺胞空間への好中球の流入を減少さ
せなかった。しかしながら、2.5μgから10μg/
ラットの間の量の30KDaTNF阻害剤の気管内投与
が、肺胞空間への好中球の流入を最大に減少させた。無
処理のラットにおける好中球の流入に比較して、これら
の30KDaTNF阻害剤処理ラットの細胞流入阻害パ
ーセントは、およそ35%(図16)であった。気管支
肺胞空間に存在する好中球の全数は、2.5から10μ
g/ラットの30KDaTNF阻害剤で処理したラット
では有意に減少した(図17と表3)。
【0087】例5:C105−PEG3400db製造 C105−PEGdb化合物は、30KDaTNF阻害
剤C105のムテインを含むシステインとPEG−ビス
−マレイミドとの反応によって製造した。PEG−ビス
−マレイミドを作るために、Nilson and M
osbach,in Methods in Enzy
mology,vol.104,pp.56−69,A
cademic Press,Inc.,New Yo
rk,NY(1984)によって述べられているよう
に、PEG−ビス−ジオールからPEGトレシレートを
作った。スルホン化中間体の量は、フッ素の元素分析で
測定した。この中間体を、フタルイミド誘導体に変換し
た後、ヒドラジンヒドラートによりPEG−ビス−アミ
ン中間体にした。これら2つの反応は、Pillai,
et al.,J.Org.Chem.,vol.45
pp.5364−5370(1980)により述べら
れている方法で行った。各中間体の量は、窒素の元素分
祈で推定した。さらに、PEG−ビス−アミンの量は、
2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸との反応で
測定した。PEG−ビス−アミン誘導体は、Bulte
r and Hartley,in Methods
in Enzymology,vol.XXV,pp.
191−199,Academic Press,In
c.,New York,NY(1972)の方法適用
による無水マレイン酸との反応、及び、Wunsch,
et al.,Biol.Chem.Hoppe−Se
yler,vol.366,pp.56−61(198
5)により述べられている方法を用いた中間体の環化に
よって、相当するビス−マレイミド生産物に変換させ
た。
【0088】ムテインC105 30KDaTNF阻害
剤は、1991年3月15日出願のU.S.特許出願連
続番号07/669,862(対応国際公報WO92/
16221)に記載されているとおりに製造した。2−
3mg/mlのC105 30KDaTNF阻害剤を4
倍モル過剰のジチオスライトール(DTT)で2時間室
温で処理する。ムテインは、次に、pH7.0、4℃で
3時間、脱気した50mMのHEPESに対して透析さ
れる。ダンベル化合物−−ポリエチレングリコール(P
EG)架橋ダイマーと考えられる−−を作るために透析
したムテインをPEG−ビス−マレイミドと反応させ
る。ムテインのPEG−ビス−マレイミドに対する割合
は、PEG化合物の分子量に依存する。約1900の分
子量をもつPEG−ビス−マレイミドに対しては、1:
1分子比率を用いたが、一方、3,400または20,
000の分子量をもつPEG化合物に対しては、ムテイ
ンのPEG化合物に対する分子比率2:1を用いた。反
応は、室温で3−12時間保温する。
【0089】保温に続き、PEG−架橋ダイマーは、2
60mM,310mM,及び350mM塩化ナトリウム
段階勾配を用い、50mMHoAc,pH4.0のモノ
−S高速液体クロマトグラフィーを用いて、非PEG化
ムテインとPEG−ムテインモノマーから精製した。ダ
ンベル化合物は、310mM塩化ナトリウム段階で溶出
する。残りの非PEG化ムテインは、スーパーデックス
75のクロマトグラフィーによって除かれた。C105
−PEG3400dbは、TNF阻害剤が30KDaT
NF阻害剤のC105ムテインであり、PEG単位が約
3400ダルトンの分子量を持つダンベル化合物に関係
している。本発明は、好ましい具体例に関連して説明し
たけれども、この分野の専門家であれば本発明の範囲ま
たは思想からはずれることなく、修正や変化を加えるこ
とができることを理解すべきである。したがって、好ま
しい具体例のこれまでの説明は、限定した考え方でとら
えるべきではなく、次のクレーム及びそれらと同価値の
ものによって最もよく定義される。
【0090】
【表1】
【0091】
【表2】
【0092】
【表3】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、ヒト組換え腫瘍壊死要因アルファ(h
rTNFα)の300μg/kgの一定用量を投与した
ヒト組換えインターロイキン−1ベータ(hrIL−1
β)の投与量の函数としての死亡率を描いている。6匹
のマウス群に異なった量のhrIL−1βを投与した。
サイトカイン混合物の静脈注射後72時間目に死亡率を
測定した。測定値は3回の実験の平均値±平均の標準偏
差(S.E.M.)である。
【図2】図2は、300μg/kgのhrTNFαと
2、500μg/kgのhrIL−1βを時間ゼロで静
脈に注射で投与した後の時間の函数としての表面温度を
描いている。
【図3】図3は、−・−・−がサイトカイン混合物の静
脈内投与30分前と30分後に2回、40KDaTNF
阻害剤△53を腹膜内に注射したマウスを表わし、図2
と同様の時間の函数としての表面温度を描いている。投
与した全40KDaTNF阻害剤△53は200mg/
kgであった。*は、TNF阻害剤処理と無処理のサイ
トカイン注射マウスの片側t−検定(p<0.05)に
よる統計的に有意な相違を示している。
【図4】図4は図3に示した実験を時間の函数としての
死亡率で描かれている。
【図5】 与30分前と、30分、3時間、6時間、9時間及び1
2時間後に、6回、40KDaTNF阻害剤△53を腹
膜内に注射したマウスを表わし、図2と同様の時間の函
数としての表面温度を描いている。投与した全40KD
aTNF阻害剤△53は600mg/kgであった。*
は、TNF阻害剤処理とPBS注射マウスの片側t−検
定(p<.001)による統計的に有意な相違を示して
いる。
【図6】図6は、図5に示した実験について、時間の函
数としての死亡率を描いている。
【図7】図7は、−・−・−がサイトカイン混合物の静
脈内投与30分前と、30分、3時間、6時間、9時
間、12時間、15時間、18時間、21時間及び24
時間後に、10回40KDaTNF阻害剤△53を腹膜
内に注射したマウスを表わし、図2と同様に時間の函数
としての表面温度を描いている。投与した全40KDa
TNF阻害剤△53は1,000mg/kgであった。
【図8】図8は、図7に示した実験について、時間の函
数としての死亡率を描いている。
【図9】図9は、図7に示した実験について、時間の函
数としての体重を描いている。
【図10】図10は、図2と同様に時間の函数としての
表面温度を描いており、ここで:−□−□−がサイトカ
イン混合物(全部で240mg/kg)の皮下投与30
分前と、30分、3時間、6時間、9時間、12時間後
に、6回、30KDaTNF阻害剤を腹膜内に注射した
マウスを表わし;−△−△−がサイトカイン混合物(全
部で400mg/kg)の皮下投与30分前と、30
分、3時間、6時間、9時間、12時間、15時間、1
8時間、21時間及び24時間後に、10回30KDa
TNF阻害剤を腹膜内に注射したマウスを表わし;−○
−○−がサイトカイン混合物(全部で600mg/k
g)の皮下投与30分前と、30分、3時間、6時間、
9時間、12時間、15時間、18時間、21時間、2
4時間、27時間、30時間、33時間、36時間及び
39時間後に、15回、30KDaTNF阻害剤を腹膜
内に注射したマウスを表わしている。
【図11】図11は、図10に示した実験について、時
間の函数としての死亡率を描いている。
【図12】図12は、図10に示す実験について、時間
の函数としての体重を描いている。
【図13】図13は、以下にのべる例3の方法1に従
い、21日目のストレプトコッカル細胞壁(SCW)に
よる活性化後の関節の直径の増加を時間の函数として示
している。
【図14】図14は、図13に示した実験におけるSC
Wによる活性化後72時間間隔における関節の直径の最
大変化を示している。*は、片側t検定、t=4.3
6,p<0.001により、PEG3400対照群と比
較した統計的に有意な相違を示している。
【図15】図15は、以下の例3方法2に従い、SCW
による活性化後72時間間隔における関節の直径の最大
変化を示している。
【図16】図16は、以下の例に述べるように、30K
DaTNF阻害剤で処理したラットの気管支肺胞空間へ
の、エンドトキシンに刺激された好中球の流入の阻害百
分率を描いている。
【図17】図17は、図16に示す実験において、エン
ドトキシンの攻撃に応答して肺胞空間に移動する好中球
の数に対する、30KDaTNF阻害剤の5投与量の気
管内点滴注入の効果を描いている。*は、片側t検定、
p<0.01による評価で、無処理の対照ラットとの統
計的に有意な相違を示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C07K 14/525 C12P 21/02 ZNAL C12P 21/02 ZNA A61K 37/02 (72)発明者 トンプソン,ロバート,シー. アメリカ合衆国80303 コロラド州ボウ ルダー,レハイ ストリート 1820 (72)発明者 ラッセル,デボラ アメリカ合衆国80303 コロラド州ボウ ルダー,アーマー ドライブ 3825 (72)発明者 コウノ,タダヒコ アメリカ合衆国80027 コロラド州ルイ スビル,ヘイス シーティー. 1557 (56)参考文献 特開 平2−200(JP,A) 欧州特許出願公開393438(EP,A 2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61K 38/00 - 38/58 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 腫瘍壊死因子(TNF)媒介疾患の治療
    または予防用薬剤学的組成物であって、治療有効量の組
    換TNF阻害剤を含み、該組換TNF阻害剤が、以下の
    アミノ酸配列を有する30kDa阻害剤であって、30
    kDa阻害剤の105番目のアミノ酸残基に非自然発生
    システイン残基を含む30kDa阻害剤である組成物。 【化1】
  2. 【請求項2】 該疾患が成人呼吸困難症候群である、請
    求項1記載の組成物。
  3. 【請求項3】 該疾患が関節炎である、請求項1記載の
    組成物。
  4. 【請求項4】 該疾患が敗血症ショックである、請求項
    1記載の組成物。
  5. 【請求項5】 成人呼吸困難症候群疾患の治療または予
    防用薬剤学的組成物であって、該組成物が治療有効量の
    組換TNF阻害剤を含み、該組換TNF阻害剤が、以下
    のアミノ酸配列を有する30kDa阻害剤: 【化2】 、TNF阻害活性を有する、該阻害剤のフラグメントま
    たはムテインであり、かつ、該組換TNF阻害剤が10
    5番目のアミノ酸残基に非自然発生システイン残基を含
    む組成物。
  6. 【請求項6】 関節炎疾患の治療または予防用薬剤学的
    組成物であって、該組成物が治療有効量の組換TNF阻
    害剤を含み、該組換TNF阻害剤が、以下のアミノ酸配
    列を有する30kDa阻害剤: 【化3】 、TNF阻害活性を有する、該阻害剤のフラグメントま
    たはムテインであり、かつ、該組換TNF阻害剤が10
    5番目のアミノ酸残基に非自然発生システイン残基を含
    む組成物。
  7. 【請求項7】 敗血症ショック疾患の治療または予防用
    薬剤学的組成物であって、該組成物が治療有効量の組換
    TNF阻害剤を含み、該組換TNF阻害剤が、以下のア
    ミノ酸配列を有する30kDa阻害剤: 【化4】 、TNF阻害活性を有する、該阻害剤のフラグメントま
    たはムテインであり、かつ、該組換TNF阻害剤が10
    5番目のアミノ酸残基に非自然発生システイン残基を含
    む組成物。
  8. 【請求項8】 該組換TNF阻害剤が、C105−PE
    G3400dbである、請求項1〜4のいずれか一項に
    記載の組成物。
  9. 【請求項9】 該組換TNF阻害剤が、N−末端におい
    てメチオニン残基を有する、請求項5〜8のいずれか一
    項に記載の組成物。
  10. 【請求項10】 該組換TNF阻害剤が、実質的に純粋
    である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の組成物。
  11. 【請求項11】 該組換TNF阻害剤が、繰り返しポリ
    マー成分に結合している、請求項1〜10のいずれか一
    項に記載の組成物。
  12. 【請求項12】 該繰り返しポリマー成分が、ポリエチ
    レングリコールである、請求項11記載の組成物。
  13. 【請求項13】 さらに生理的適合性の徐放性製剤を含
    む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の組成物。
  14. 【請求項14】 該組換TNF阻害剤が、凍結乾燥粉末
    である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の組成
    物。
  15. 【請求項15】 請求項14記載の凍結乾燥粉末と生理
    的適合性の溶媒とを含む、腫瘍壊死因子(TNF)媒介
    疾患の治療または予防用の水溶性薬剤学的製剤を製造す
    るためのキット。
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