JP3834062B2 - 抗真菌剤 - Google Patents
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Description
ヒト真菌感染症の臨床治療は主として2つのタイプの抗真菌剤に依存している。これらの薬剤は、殺真菌性であり且つ真菌感染症を治癒し得るが患者に重篤な副作用をもたらすアムホテリシンB、フルシトシン及びナイスタチンと、副作用は少ないが静真菌性であるに過ぎないフルコナゾールや他のアゾール剤である。
従って、新規なヒト抗真菌剤が必要とされている。
発明の要旨
本発明の化合物は、分離可能であるが常温では再平衡状態に保たれる2種のジアステレオマーの混合物である。該混合物は、以下の化合物I:
として示される。
以下に2つの形態(Ia)及び(Ib)の構造を示す:
該化合物は、抗菌特性と殺真菌特性を有し、ヒトの全身性及び表在性真菌感染症の制御に有用であり得、アムホテリシンBやフルコナゾールなどの標準的な抗真菌剤に比べて副作用が少ない。
該化合物は、Merck & Co.,Inc.,Rahway,N.J.のカルチャーコレクションの体内寄生真菌株、Hormonema属、MF 6176を培養することにより得られる。
該化合物の特性決定には各形態に関するNMRデータが含まれるが、生物活性はジアステレオマーの混合物の結果を示すであろう。
【図面の簡単な説明】
図1は、化合物Iのプロトン核磁気共鳴スペクトルである。該化合物は、天然には2種の相互変換性ジアステレオマーとして存在する。約3.30ppmの位置に示されているピークは、溶媒、CD3ODを表す。
発明の詳細な説明
本発明の化合物は白色であり且つ以下のスペクトル特性を特徴とする:
赤外スペクトルデータ
ZnSe上の薄膜として記録:3406(広幅)、1708cm-1
質量スペクトルデータ
質量スペクトルは、ジチオトレイトール−ジチオエリトリトール(20/80)のマトリックスを用い、JEOL HX110(Fast Atom Bombardment,FAB)質量分析計で記録した。基準化合物としてUltramarkTM1960(Fomblin)を用い、高分解能で正確な質量測定を行った。
HR FAB−MS
C38H60O12+Naの実測値:731.4083
C38H60O12+Naの計算値:731.3982
NMRスペクトルデータ
CD3OD中500MHz(1H)又は125MHz(13C)でNMRスペクトルを記録した。化学シフトは、TMS(テトラメチルシラン)から低磁場側を記録し、スペクトルは、溶媒ピーク(1Hスペクトルの場合は3.30ppm、13Cスペクトルの場合は49.0ppm)を基準とした。
1 H NMRスペクトル
化合物Ia及びIbの1H NMRスペクトルは図1に示されている。該1H NMRスペクトルは、Varian Unity 500分光器(25℃、500MHz)によってCD3OD(0.15ml)中で記録した。化学シフトは、0ppmでのテトラメチルシラン(TMS)に対するppmで示され、3.30ppmでの内部溶媒ピークを基準とする。
13 C NMRスペクトル
(主成分のジアステレオマー)
(微量成分のジアステレオマー)
本発明の化合物は、抗菌特性を有し、特に、糸状菌や酵母に対する抗真菌剤として有用である。該化合物は、Candida albicans、Candida tropicalis、Candida guillermondii、Candida glabrata、Aspergillus fumigatus、Candida pseudotropicalis、Saccharomyces cerevisiae、Aspergillus flavusなどのヒト全身性病原性真菌感染症を引き起こす微生物に対して有用である。該化合物はまた、Trichoderma属やCandida属などの表在性真菌感染症を引き起こす微生物に対しても有用である。これらの特性は、真菌を防除すべき領域、物体又は被験者に、抗真菌量の本発明化合物を含有する組成物を投与することにより効果的に利用し得る。従って、本発明の態様は、抗真菌用に有効な量の本発明化合物を含有する組成物及び真菌を防除するための該組成物の使用である。本発明の特に好ましい態様は、医薬上許容し得る担体中の組成物、及び治療上有効量の該化合物を投与することにより真菌感染症を制御するための該組成物の使用である。
本発明の化合物は、ブダペスト条約の下に、1996年1月23日に、12301 Parklawn Drive,Rockville,Md.20852のAmerican Type Culture Collectionのカルチャーコレクションに寄託され、受託番号ATCC 74360で受託された、Merck & Co.,Inc.,Rahway,NJのカルチャーコレクションのHormonema、MF6176の菌株から産生された天然産物である。
生産する真菌は、スペインのマドリード地方のNavalquejigoで収集した不特定の灌木の生きている葉から単離したHormonema属(MF 6176,ATCC 74360)である。
該真菌のコロニーは寒天培養において以下の形態を示す:
YM寒天(Difco)上のコロニーは、25℃で12時間の光周期でゆっくり増殖し、21日目には、20〜24mmになり、中心部は盛り上がって湿った粘液状乃至ろう状であるが、周辺部に向かってベルベット状となり、潜入周辺部は、平坦乃至波型であり、いくつかの放射状のひだ又は放射状のセクターがあり、セクターは、主として菌糸体からなるものか又は酵母様分生子の間で変動し得、帯状になっておらず(azonate)、周辺部は半透明であるがすぐに暗いオリーブ色がかった(olivaceous)グレーから、ほぼブラック、Dark Olive Gray、Olivaceous Black、Blackish Green Gray(大文字で始まる色の名前は、R.Ridgway,Washington,D.C.により出版された、R.Ridgway 1912 Color Standards and Nomenclatureによる)になり、裏側も色は類似であり、臭いや滲出物はない。YM上37℃では増殖しない。
Spezieller
アガー(D.Brayford,1992,Methods for Reserach on Soilborne Phytopathogenic Fungi(L.L.Singleton,J.D.Mihail & C.M.Rush編,American Phytopathological Society Press,St.Paul.Minnesota)103−106ページに記載されている)上のコロニーは、25℃、12時間の光周期で極めてゆっくり増殖し、21日目には17〜18mmになり、培地に潜入して平らに広がった先端ゾーンは、波打っており、気中菌糸を欠き、帯状になっておらず、初期には、酵母様分生子が優勢であるために黒からダークオリーブグレーの圧縮された粘着性放射状ストランドを形成するが、成熟コロニーでは菌糸体が優勢となり、菌糸体ゾーンは薄いオリーブグレー、Storm Gray、Light Olive−Grayから先端周辺部では半透明になり、裏側も色は類似であり、滲出物や臭いはない。
コーンミールアガー(Difco)上のコロニーは、25℃、12時間の光周期でゆっくり増殖して、21日目には10〜17mmになり、培地に潜入して平らに広がった周辺部は、中心部に向かって盛り上がり且つ粘着性であり、気中菌糸を欠き、半透明なオリーブ色がかったブラックからブラックであり、裏側も色は類似である。
分生子柄を欠く。外生出芽型、集合型で中間壁が厚い分生子形成細胞は、通常、栄養菌糸の主軸からは分岐せず、時に未分岐性側細胞又は糸状体から発生する。長さが最長14.5μmで、幅が最大3.5μmの分生子は、無隔壁であり、通常、先端部と基部が細くなった楕円形であるが、極めて可変性であり、時に、西洋ナシ型又は亜球型(subglobose)となり、滑らかで、しばしば1個以上の出芽離脱痕があり、透明から薄いオリーブ色がかったグレーで、しばしば出芽して1又は2個の二次分生子を形成し、栄養菌糸の放射状軸に沿って酵母様魂をなして堆積する。菌糸体は、よじれて幅広であり、しばしば厚い壁を有し、透明から黒褐色の短い円筒型から亜球型の細胞からなり、菌糸細胞はしばしば縦方向に隔壁を有し、個々の細胞は直径が最大18μmである。
MF 6176は、分節胞子に分かれず、未分岐性分生子柄を欠く幅広の黒褐色(dematiacous)菌糸、求基的な(basipetal)分生子形成法による分生子形成細胞、及び二次出芽を豊富に形成する分生子からなる糸状菌糸体をベースとするHormonema属アナモルフに分類される(G.S.De Hoog & E.J.Hermanides−Nijhof,1977,Survey of the black yeasts and allied fungi,Centraalbureau voor Schimmelcultures Studies in Mycology 15:178−222)。放射状の増殖が遅く且つ大きな分生子を有するMF6176は、植物寄生小房子嚢菌類のアナモルフである無名のHormonema属群に最も近似している(E.J.Hermanides−Nijhof,1977,Auerobasidium and allied genera,Centraalbureau voor Schimmelcultures Studies in Mycology 15:141−177)。
本発明を主として特定の菌株に関して説明したが、天然に産生された微生物でも人工的に産生された微生物でもその特性が多様であり得ることは当業界では周知である。従って、Hormonema属、MF 6176,ATCC 74360由来のものやその変種及び変異株を含めた菌株は、天然株から選択されたものにせよ、電離放射線若しくは紫外線などの変異形成因子の作用又はニトロソグアニジンなどの化学変異誘発物質の作用により形成されたものにせよ、全て本発明の範囲内に包含されるものとする。
本発明の化合物の生産は、発酵ブイヨン中で実質的な量の抗真菌活性が検出されるまで、Hormonema属、MF 6176、ATCC 74360を本明細書に記載の条件下に適当な普通培地(nutrient medium)中で培養し、適当な溶媒を用いて菌糸増殖体から活性化合物を抽出して収穫し、所望成分を含有する溶液を濃縮し、次いで、濃縮物をクロマトグラフィー分離にかけて培養基中に共に存在する他の代謝産物から本発明の化合物を単離することにより実施し得る。
広義には、炭素源は、グルコース、フルクトース、マンノース、マルトース、ガラクトース、マンニトール及びグルセロール、他の糖類及び糖アルコール、スターチや他の炭水化物、又はデキストラン、セレロース(cerelose)などの炭水化物誘導体、並びにコメ、オートムギ、コーンミール、アワ、コーンなどの複合栄養源を包含する。培地中で用いられる炭素源の正確な量は、部分的には培地中の他の成分によるが、通常、培地の0.5〜15重量%の炭水化物の量が十分であると知見される。これらの炭素源は、個別に用いてもよいし、そのような炭素源数種を同一培地中で合わせてもよい。以下に記載する特定の炭素源が好ましい。
窒素源は、グリシン、アルギニン、トレオニン、メチオニンなどのアミノ酸やアンモニウム塩、並びに酵母水解物、酵母自己融解物、酵母細胞、トマトペースト、大豆ミール、カゼイン水解物、酵母エキス、コーンスティープリカー、ディスティラーズソルブルズ(distillers solubles)、綿実ミール、肉エキスなどの複合源を包含する。種々の窒素源は、個別に用いてもよいし、培地の0.05〜5重量%の範囲の量で組み合わせて用いてもい。
培地に混和し得る栄養無機塩には、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、ホスフェート、スルフェート、クロリド、カーボネートなどのイオンを生成し得る慣用塩が含まれる。該栄養無機塩には、コバルト、マンガン、鉄、モルブデン、亜鉛、カドミウムなどの微量金属も含まれる。
適当な固体及び液体の産生培地の代表的なものは以下の表に見ることができる。代表的な種培地も含まれる。しかし、これらの培地は、利用し得る多岐にわたる培地の例に過ぎず、該培地を制限するものではない。
pHを調整せずに20分間加圧滅菌した。使用直前に、培地を15mlの蒸留水で湿潤し、再度20分間加圧滅菌した。
加圧滅菌する前にNaOHを加えてpHを6.2に調整した。
上記培地のうち、固体産生培地が本発明の化合物を最高の収率で生産することが知見された。該化合物の生産においては、一般に、先ず培養株を種培地で増殖させ、次いで、培養増殖体を産生培地に接種した。産生培地は固体培地でも液体培地でもよい。
化合物Iを生産する際には、−80℃で貯蔵しておいた10%グリセロール中2mlの菌糸体を、250ml容の無バッフル(unbaffled)エーレンマイヤーフラスコ中の54mlの種培地(表1)に接種し、上記培養株の栄養菌糸を発生させた。一定の蛍光下の室中、振幅5cm、回転速度220rpmの回転振とう盤上、25℃、85%相対湿度で3日間、種培養株をインキュベートした。該培養株のうち2ml部分を第2期種培養の接種に用い、上記条件下にさらに3日間インキュベートした。この3日間培養株のうち2ml部分を、250ml容の無バッフルエーレンマイヤーフラスコ中の液体産生培地(表3)又は固体コメベース産生培地(表2)の50ml部分に接種した。
抗真菌剤として、特に抗かび剤としての本発明の化合物の有用性は、真菌類に対する最小阻害濃度(MIC)及び最小殺真菌濃度(MFC)を測定するための微量ブイヨン稀釈アッセイに該化合物を用いることによって証明し得る。該化合物は、既知化合物に対する耐性/感受性、動物毒力、供給源及び臨床上の重要性に関して選択された一群の真菌に対するアッセイにおいて、確立された抗真菌剤、アムホテリシンBと同等の濃度で有効であることが判明している。
微量ブイヨン稀釈アッセイにおいて、微生物は、サブローデキストロースアガー(SDA)上で酵母培養株を線条接種し、35〜37℃で24〜48時間インキュベートして選択した。3〜5個の特徴的なコロニーを選択し、新鮮なプレートに移して、類似条件下にインキュベートした。再増殖体から3〜5個のコロニーを選択し、10mlのYMブイヨン(Difco)に懸濁し、225rpmで振とうしながら35〜37℃で4時間インキュベートした。4時間インキュベートしたブイヨン培養株を光学的に透過率86%に調整し、1−5×106cfu/mlの濃度を得、これをさらにYNBD(1%デキストロースを含む酵母窒素ベース)に1:100希釈して、接種原として用いるための1−5×104cfu/mlの濃度を得た。
テスト化合物を10%DMSOに256μg/mlで溶解し、第1のウエルに2倍稀釈して、第1のウエルで5%DMSO中256μg/mlの濃度を得た。次いで、化合物を2倍段階稀釈し、各ウエルに細胞懸濁液を加えて、更に化合物の2倍稀釈液を得た。該稀釈液のうち75μlを96ウエルU型プレートのカラム1の各ウエルに入れる。次いで、カラム1の化合物を2倍段階稀釈して、128〜0.03μg/mlの濃度を得る。
対照化合物、アムホテリシンBを、10%DMSO中256μg/mlのストック溶液として調製し、該溶液のうち75μlを96ウエルU型プレートのカラム1に入れた。次いで、カラム1の化合物を2倍段階稀釈して、128〜0.06μg/mlの濃度を得た。
次いで、稀釈化合物を含有するプレートに適切な微生物75μl/ウエルを接種し、35〜37℃で48時間インキュベートし、24時間のインキュベーション後にMIC(最小阻害濃度)の定量を行った(但しCryptococcus株の場合は48時間後に読み取りを行う)。各微生物について増殖及び無菌状態を管理し、該化合物について無菌チェックを行った。
24時間後にMICを記録した後、マイクロタイタープレートをゆるやかに振とうして、細胞を再懸濁させた。96ウエルプレートの各ウエルから1.5μlの試料を取り出し、SDAを含有する単一容器接種原プレートに移した。接種したSDAと対応マイクロタイタープレートを35〜37℃で24時間インキュベートした。Cryptococcus neoformansの場合には、MICを記録してから48時間後にSDAプレートに接種し、MFCの読み取りを行う前に48時間インキュベートした。MFCは、コロニーの増殖が全く起こらないか又は4個以下のコロニーしか生育しないような、化合物の最小濃度である。
Aspergillus fumigatusについてMFC値を示していないのは、糸状菌種の場合にはコロニーのカウント数は信頼できないからである。その代わりに、最小有効濃度(MEC)を記載する。MECは、細胞に重度の形態変化を起こさせる薬剤の最小濃度と定義される。MECは、24時間後のプレートウエルの直接観察により肉眼で採点したものであり、細胞形態学における微視的変化を反映している(Kurtzら,AAC 1994 38:1480−1489)。
本発明の化合物は、糸状菌の増殖の阻害にも有用である。そのような使用は、Aspergillus flavus、Fusarium oxysporum、Ustilago zeaeなどを用いた以下のテストで示し得る。
糸状菌の接種原は、ジャガイモデキストロース寒天上に維持したストックプレート表面を湿潤させた滅菌ダクロン製スワブでこすって採取した。次いで、胞子と菌糸体を10mlの滅菌ジャガイモデキストロースブイヨンに懸濁し、660nmで透過率70%に調整した。
抗真菌剤を生産するためのテスト試料をメタノール溶液として寒天プレートに直接適用する。テスト試料が粗なブイヨンである場合、該試料は添加前に遠心分離し得る。次いで、アッセイプレートを28℃又は37℃で24時間インキュベートする。インキュベーション後、阻害ゾーンを測定する。外観に関して増殖に及ぼす作用も記録する。本発明の化合物は真菌類微生物の増殖を有効に阻害することがわかる。
本発明の化合物は、多岐にわたる活性を有しているので、単独でも混合物としても、抗真菌組成物の種々の用途に用いるのに適している。そのような場合、化合物は、一般に、その性質がヒト又は動物に感染する病原体の防除用か、土壌若しくは植物部分などの農業上の真菌の防除用か又は無生命物体における真菌の防除用かに応じて異なる界面活性分散剤を用い、生物学的に不活性な担体と混合し得る。
医用組成物の場合、本発明の化合物は、該組成物が局所投与用か、非経口投与用か又は経口投与用かに応じてその性質が異なる医薬上許容し得る担体と混合し得る。
局所投与用の場合、該化合物は、白ペトロラタム、無水ラノリン、セチルアルコール、コールドクリーム、グリセリルモノステアレート、ばら水などの慣用のクリーム剤及び軟膏に配合し得る。
非経口投与用の場合、該化合物は、水中0.85%の塩化ナトリウム若しくは5%のデキストロースなどの慣用の非経口溶液、又は他の医薬上許容し得る組成物に配合し得る。
経口投与用組成物は、薬剤成分を、通常、ステアリン酸カルシウムなどの滑剤や、結合剤、崩壊剤などと共に、液体製剤の場合には、水、グリコール、油、アルコールなどの液体担体;及びカプセル剤や錠剤などの固体製剤の場合には、スターチ、糖、カオリン、エチルセルロースなどの固体担体、界面活性分散剤を含めた通常の医薬媒質のいずれかと混合して製造し得る。本発明の化合物の場合、好ましい液体担体は水である。
次いで、これらの組成物を所望の抗真菌作用を得るのに十分な量で投与する。医用の場合、該方法は、治療を要する患者に治療上有効な抗真菌量の化合物を投与することを含む。適切な投薬量は、年令、重篤度、体重及び他の条件に応じて異なる。局所投与する場合、該組成物は、防除を要する領域に直接適用する。内部投与する場合には、該組成物は注射により適用してもよいし、経口投与してもよい。
医薬外適用の場合、本発明の産物は、単独でも混合物としても、種々の粘土、ケイソウ土、タルクなど、又は水や低級アルカノール(例えば、エタノール及びイソプロパノール)などの有機液体を含む、乾燥微粉末若しくは液状稀釈剤、増量剤、充填剤、コンディショナー及び賦形剤を含む不活性担体中の組成物に用い得る。
以下の実施例は本発明を例示するものであって、本明細書に開示されている発明を制限するものと解釈してはならない。
実施例1
単離
メチルエチルケトン(MEK)抽出物(3.4L)を110mlに濃縮、脱水し、800mlのヘキサン、600mlのメタノール及び100mlの0.1%TFA水溶液に分配した。次いで、下層を濃縮乾固して、50mlのメタノール、10mlのH2O及び50mlのヘキサンに分配した。両分配液の下層に活性成分を入れた。
LH−20分離〔CH2Cl2/ヘキサン/MeOH(10:10:3)〕を開発し、分配液の活性下層の940mlの全ブイヨン抽出物部分に適用した。濃厚カットを脱水し、CH3CN(0.1%TFA)/H2O(0.1%TFA)(1:1)中で再構成し、以下の表に記載の条件を用いる、2ml/分で250×9.4mm Zorbax RXC8カラムのクロマトグラフィーにかけた。
活性は画分24〜30で認められた。約2mg/Lの単離力価で本発明化合物1.95mgを得た。
以下の実施例は、化合物Iを含有する代表的な組成物を示す。
実施例A
それぞれ500mgの化合物Iを含有する1,000個の圧縮錠剤を以下の組成から製造する:
微粉成分を十分に混合し、10%スターチペーストと共に顆粒化する。顆粒を乾燥し、錠剤に圧縮する。
実施例B
それぞれ500mgの化合物Iを含有する1,000個の硬質ゼラチンカプセル剤を以下の組成から製造する:
該成分をブレンドして均質混合物を製造し、2部硬質ゼラチンカプセルに充填する。
実施例C
慣用手順に従い、以下の組成から250mlの注射用溶剤を製造する:
デキストロース 12.5g
水 250ml
化合物I 400mg
該成分をブレンドし、使用時に滅菌する。
実施例D
局所投与に適した軟膏は、市販のポリエチレン/炭化水素ゲル(1g)に化合物I(13mg)を均質分散させて製造し得る。
実施例E
以下の組成(カニスター当たり)を有するエアゾール組成物を製造し得る:
化合物I 24mg
レシチン NF、液体濃縮物 1.2mg
トリクロロフルオロメタン 4.025g
ジクロロデフルオロメタン 12.15g
Claims (6)
- 生物学的に不活性な担体又は稀釈剤と混合して、抗真菌用に有効な量の請求項1に記載の化合物を含む抗真菌組成物。
- 担体が医薬上許容し得る担体である、請求項2に記載の組成物。
- 請求項1に記載の化合物の有効量を含む、真菌感染症を治療する必要のある哺乳動物における真菌感染症を治療するための医薬組成物。
- 請求項1に記載の化合物を製造する方法であって、炭素と窒素の同化性源を含む普通培地中でATCC 74360の培養株を好気培養するステップ及び該培養株から前記化合物を単離するステップを含む前記方法。
- 回収可能な量で請求項1に記載の化合物Iを生産し得る真菌(ATCC 74360)の生物学的に純粋な培養株。
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