JP4598227B2 - 放射線および化学療法における感受性増強剤である化合物、並びにそれらの製造方法および使用 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬分野におけるニトロイミダゾール系化合物に関し、具体的には、放射線および化学療法における感受性増強剤である一般式（１）で表わされる化合物、およびそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放射線および化学療法の効果に影響を及ぼす因子は多いが、それらの中でも主要なものは、腫瘍に１０−５０％含まれている嫌気性細胞である。この嫌気性細胞は、放射線および化学療法薬物に対する耐性が腫瘍中の好気性細胞および正常細胞より約２.５−４倍高いことから、通常の放射線および化学療法の用量では、これらの細胞を有効に滅することができず、最終的には、腫瘍の転移および再発を誘発し得る。
【０００３】
感受性増強剤(感受性向上作用を有する薬物)は、腫瘍における嫌気性細胞に対する放射線およびアルキル化剤系化学療法薬物の殺細胞作用を強化し得るが、好気性の正常組織に対しては一般的損傷が少ない化学物質である。１９５４年のＺangondroffの報告によれば、ヨード酢酸によりマウスの放射線損傷効果を強化することができ、感受性増強剤の作用が初めて実証された。５０−６０年代の初めには、化学者達により感受性増強剤に関する細胞レベルでの実験が行われ、幾つかの化合物をスクリーニングした結果、感受性の向上が常に陽性であるというわけではなく、感受性増強作用もあまり認められなかった。
【０００４】
６０年代の初めには、Ａdamsらにより、ニトロイミダゾール化合物についての系統的な研究が行われ、感受性増強剤に関する実験的スクリーニング方法が確立されて、ニトロイミダゾール化合物は感受性増強作用を有することが実証された。しかしながら、これらの化合物の感受性増強作用では不十分であり、薬物の使用量が多くなることから、胃腸反応が多発したので、臨床上における実用化は制限された。
【０００５】
１９７４年以降、世界の幾つかの国で、臨床試験の各段階における研究を１０年以上進めた結果、２−ニトロイミダゾール(ＭＩＳＯ)は、著しい感受性増強作用を現したが、これと同時に、深刻な神経毒性作用も有していたので、臨床への応用は不可能であった。
【０００６】
８０年代以降、ＭＩＳＯの構造が改良されて、多くの新たな化合物、例えば、ＳＲ−２５０８、ＲＳＵ−１０６９、ＡＩ−２１２３、ＤＭＭ、ＲＯ−０３−８７９９等が合成された。
【０００７】
中国特許第８９１０２１８２.５号には、「抗腫瘍薬」であるニトロイミダゾールアミノ酸メチルの製造方法が開示されたが、これらの化合物の大部分は、実験において予期せぬ副作用を現し、スクリーニングにより数種類の薬物しか引き続き研究されていないので、実際のところ、腫瘍の感受性増強治療用の薬剤としては臨床的にまだ実用化されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、腫瘍における嫌気性細胞に対する放射線療法および化学療法の感受性を向上させ、腫瘍細胞に対する放射線および化学療法によっての殺細胞作用を強化する化学物質を合成しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
放射線および化学療法における感受性増強剤である本発明化合物は、一般式（１）：
【化２】

で表わされる化合物である。式中、Ｍeは、一価の金属イオン(Ｎa^＋、Ｋ^＋)、二価の金属イオン(Ｃa^２＋、Ｍg^２＋、Ｚn^２＋、Ｂa^２＋)、三価の金属イオン(Ａl^３＋)、またはそれらの金属イオンのキレートよりなる群から選択するのが好ましい。より好ましくは、一価の金属イオン(Ｎa^＋またはＫ^＋)である。これらの化合物は、放射線および化学療法における感受性増強剤であって、その物理的および化学的性質は、次の通りである：(例えば、ナトリウムの場合)外観は、白色〜薄黄色の結晶性粉末状態であり；pＨは、６.５−７.５であり；スペクトルの特徴は、Ａ＝０.０３３０Ｃ−０.００２１、ＵＶλ^Ｈ２Ｏmax(ｎｍ)＝２２７、３１９、ＩＲＶ^ＫＢrmax(cm^−１)＝３３４０、３１８０、３１４５、１７６２、１７３５、１５４５、１５００、１４７５、１４２８、１３７０、１２７３、１２０２、９９６、８３５であり；水、メチルアルコール、および氷酢酸に可溶性であり；トリクロロメタン、シクロヘキサンに不溶性である。
【００１０】
本発明に係る化合物、すなわち、上記の一般式（１）で表わされる化合物の製造方法は、次の工程を含んでなる。
【００１１】
１．カルボン酸の合成：
ジメチルホルムアミドの存在下、無水酢酸をニトリロ三酢酸と４５℃で反応させて中間体を得、pＨを６Ｎ ＨＣlで３.５−４.０に調節しながら、この中間体を１−(２−ヒドロキシエチル)−２−メチル−５−ニトロイミダゾールと４０−４５℃で反応させ、１０℃以下まで冷却して、カルボン酸を得る。
【００１２】
２．金属塩の合成：
工程１から得られたカルボン酸を金属イオン含有塩類と７０℃以下で反応させて、金属塩を得る。この反応工程においては、アルコールと反応物塩類とを順次添加して、pＨを７−８で保持し、結晶が析出する最適アルコール度は７０−７５重量％である。
【００１３】
本発明に係る化合物は、特定の腫瘍における嫌気性細胞の損傷修復に対する阻害作用により、放射線および化学療法における感受性増強剤として使用することができる。該化合物にはまた、嫌気性菌およびその他の嫌気性単細胞生物に対する殺傷作用もある。
【００１４】
上記の阻害および殺傷作用は、内服、注射、カテーテルにより、または身体の局部に薬を塗布することによって得ることができる。この化合物は、機器を使用するか、または使用しないか、あるいはまた、この化合物を適当な担体と共に製剤化して、上記の作用を強化すること、または活性成分を遅延して、迅速に、もしくは持続的に放出することを目的とした製剤を製造することができる。
【００１５】
本発明に係る化合物の製剤は水溶性であることから、腫瘍の放射線および化学療法における感受性増強剤としてもっと便利に使用することができ、様々な固形腫瘍に対する放射線および化学療法の効果を著しく向上させ、腫瘍の放射線および化学療法による副作用毒性を著しく低下させる。この化合物の油−水分配係数は低いことから、脳組織への移行量が同種の他の薬物に比べて少なく、神経毒性も軽減される。一般式（１）で表わされる化合物であるナトリウム塩の薬効試験により、本発明化合物である金属塩の使用効果を以下に説明する。
【００１６】
１．インビトロでのＶ₇₉細胞に対する放射線療法における感受性増強作用：この化合物の好気性および嫌気性細胞のＬＤ₅₀値は各々、３５.７０mmol／Ｌおよび２３.５０mmol／Ｌであることから、この化合物の嫌気性細胞に対する毒性は、好気性細胞に対する毒性より著しく高いことが実証される。
【００１７】
２．放射線を照射した嫌気性細胞に対する放射線療法における感受性増強作用：試験において放射線を照射した好気性細胞に対しては、放射線療法における感受性増強作用を示さず、そのＣ_1.6値は０.４８mmol／Ｌである。０.１−１.３８mmol／Ｌの無毒濃度での感受性増強作用比(ＳＥＲ値)は、１.２６−２.３２であることから、この化合物の放射線療法における感受性増強作用は、嫌気性細胞に対して選択的に向上することが実証される。
【００１８】
３．同じ実験条件下において、この化合物の放射線療法における感受性増強作用比は、ＭＩＳＯまたはメチル ニトロイミダゾールの感受性増強作用比よりも高い。三種類の化合物のＳＥＲ値は各々、１.７６、１.５２、および１.０７である。
【００１９】
４．肺癌、黒色腫瘍、乳癌の治療において、上記の化合物をＳ₁₈₀と同じ用量で加えると、腫瘍の生長速度は著しく減退して遅くなり、腫瘍の抑制率は増大し、腫瘍の生長遅延日数は増える。
【００２０】
５．正常組織および放射線を照射した正常組織に対する影響：動物実験の結果、この化合物は、正常組織、骨髄の造血細胞、体重、および脾臓指数に対して明らかな影響はないことが示されている。
【００２１】
【実施例】
次の実施例および治療例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２２】
一般式（１）で表される化合物であるナトリウム塩の製造(本発明化合物である金属塩の製造例)：
ニトリロ三酢酸(ＡＲグレード)７５０ｇ、無水酢酸(ＡＲグレード)１１００ｇ、およびジメチルホルムアミド１５００mlを各々、５０００mlの四つ口反応フラスコに入れ、４５℃まで加熱して、４時間撹拌しながら反応させる。次いで、１−(２−ヒドロキシエチル)−２−メチル−５−ニトロイミダゾール９５０ｇを加え、４０−４５℃で２時間撹拌しながら反応させる。反応が完了した時点で、カルボン酸を含む淡褐色の液体混合物を得る。反応フラスコの壁に付着した物質を水１０００mlで洗い流し、６Ｎ ＨＣｌ(ＣＰグレード)でpＨ ３.５−４.０に調節し、氷水で１０℃以下まで冷却し、この温度を１時間保って結晶を析出させ、濾過し、蒸留水で洗浄し、pＨを４.０にして、粗製のカルボン酸を得る。次いで、その粗製物を９５％ 沸騰アルコールに溶解して精製し(粗製物：アルコール−１：１５)、活性炭(ＡＰグレード)で脱色し、濾過して、黄色の濾液を得る。これを冷蔵庫に一晩置き、結晶を析出させ、濾過して、残渣をアルコールで数回洗浄する。集めた結晶を６０℃で乾燥させ、精製カルボン酸約７５０ｇを得る。３０００mlのビーカーに、精製カルボン酸７５０ｇ、炭酸水素ナトリウム(ＡＲグレード)１００ｇを入れ、均一に撹拌して、蒸留水２００mlおよび薬用アルコール１０００mlを加える。そのビーカーを直ちに７０℃以下の水浴に入れて、加熱する。そのビーカーに、炭酸水素ナトリウム１００ｇをさらに撹拌しながら加え、これと同時に、薬用アルコールを一定量追加して、泡がビーカーから溢れ出るのを防ぐ。発泡が終息し、その反応溶液が沈殿して透明となった後のpＨは７−８である。そのビーカーに、活性炭を適量加え、６０−６５℃で３０分間保温した後、パルプ濾紙で濾過して、淡褐色の濾液を得る。室温まで冷却した後、無水アルコール(約５０ml)を撹拌しながら加える。結晶が析出し始めたら、その溶液のアルコール度を薬用アルコールで７０−７５％に調節する。試料液を冷蔵庫に１２時間以上置いて、生成物を吸引濾過により集める。残渣を薬用アルコールで２回洗浄して、白色または薄黄色の粉末を得る。これを４０℃以下で１２時間真空乾燥させて、純粋な本発明化合物たるナトリウム塩約５８０ｇを得る。
【００２３】
治療例
本発明に係る一般式（１）で表される化合物は、肺癌、黒色腫瘍、乳癌等の化学療法における感受性増強剤として使用する場合、一般的には経口または非経腸で投与することができる。次の治療例では、肺癌の患者に対して化学療法を行うと共に、上記の実施例で製造した一般式（１）で表されるナトリウム塩を患者に静脈注射で投与する。投与量、投与方法、および投与結果を以下に説明する。
【００２４】
１．投与量および投与方法
試験グループの患者には、通常量の化学療法剤の他に、８００mg／ｍ²(患者の体表面積)の注射用ＮaＣl水溶液１００mlを静脈注射で１週間に４回(日、月、水、土)投与する。対照グループの患者には、通常量の化学療法剤のみを投与する。
【００２５】
２．評価方法
上記の試験グループおよび対照グループに対する治療効果は、中国衛生局により公布された抗腫瘍薬の評価基準および固体腫瘍の同定基準に従って、ＣＲ：完全緩解、ＰＲ：部分的緩解、Ｓ：安定、Ｐ：悪化の４段階で表わすことができる。
【００２６】
３．治療効果
ａ．試験グループおよび対照グループの患者に関する白血球と血小板との比較
化学療法剤を投与する前および投与した後に、試験グループおよび対照グループの患者を末梢血液像に関して毎週２回検査した。一般式（１）で表される化合物が末梢白血球および血小板の平均数に影響を及ぼしたという結果を以下の表１に示す。
【００２７】
【表１】
患者の末梢白血球および血小板の平均数の比較(Ｘ±ＳＤ)

【００２８】
表１に示した結果から分かるように、試験グループおよび対照グループはともに、化学療法剤で治療を行った後、白血球および血小板の数が著しく低下した。しかしながら、一般式（１）で表されるナトリウム塩で処置した試験グループの患者に対する治療効果を、対照グループの患者に対する治療効果と比較すると、試験グループに対する効果は著しく良くなった。従って、本発明の効果を確認することができる。
【００２９】
ｂ．Ｘ線照射による胸部の治療効果
試験グループおよび対照グループの患者に化学療法剤を投与する前および投与した後、患者の胸部腫瘍の大きさをＸ線照射により測定し、その腫瘍の大きさが変化することに基づいて、一般式（１）で表されるナトリウム塩の感受性増強作用を評価する。その結果を以下の表２−４に示す。
【００３０】
なお、化学療法剤の投与量に関して、対照グループの患者には、通常の投与量を投与するが、試験グループの患者には、対照グループの患者への投与量の８０％ ＋ ８００mg／ｍ^２の一般式（１）で表されるナトリウム塩を投与する。
【００３１】
【表２】
鱗状肺癌に対する作用

【００３２】
【表３】
肺癌に対する作用

【００３３】
【表４】
肺の未分化細胞癌に対する作用

【００３４】
表２−４に示した結果から分かるように、試験グループへの化学療法剤の投与量を２０％減らしても、一般式（１）で表されるナトリウム塩の組み合わせ投与により、治療効率は著しく良くなった。治療の有効症例の比率(ＣＲ＋ＰＲ)を各々、７０.８％、３０.０％、および６６.７％と高めることができた。それらの結果に基づいて、一般式（１）で表される化合物の感受性増強剤としての効果を確認することができる。

Claims (3)

1. 一般式（１）：
   

   

   ［式中、Ｍeは、一価の金属イオン、二価の金属イオン(Ｃa^２＋、Ｍg^２＋、Ｚn^２＋、またはＢa^２＋)、三価の金属イオン(Ａl^３＋)、またはそれらの金属イオンのキレートである。］
   で表わされる化合物の製造方法であって、
   （ａ）ジメチルホルムアミド中、４５℃で、無水酢酸をニトリロ三酢酸と加熱して無水物生成反応を行い、中間体であるニトリロ三酢酸無水物を生成した後、この中間体を１−(２−ヒドロキシエチル)−２−メチル−５−ニトロイミダゾールと加熱してエステル化反応を行って、カルボン酸を生成させ；
   （ｂ）（ａ）から得られたカルボン酸を金属含有塩類と加熱して塩生成反応を行って、金属塩を得る；
   という工程を含んでなる製造方法。
2. 該エステル化反応を４０−４５℃で２時間撹拌しながら行い、反応混合物のpＨをＨＣlで３.５−４.０に調整し、冷却することにより、カルボン酸を得ることを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
3. 該塩生成反応を７０℃以下で行い、その反応工程において、アルコールと反応物塩類とを順次添加して、反応混合物のpＨを７−８に調整し、溶液のアルコール最適濃度は７０−７５重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。