JP4671954B2 - 薬剤又は毒物による中毒症状によって引き起こされる臓器障害の治療におけるｎ−アセチル−ｄ−グルコサミンの使用 - Google Patents

Description

本発明は薬剤又は毒物による中毒症状によって引き起こされる臓器障害(organ lesions)の治療のためのＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬的に許容し得るその塩の使用、及び薬剤又は毒物による中毒症状によって引き起こされる臓器障害の治療用医薬の製造のためのＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬的に許容し得るその塩の使用に関する。

各種毒物や薬剤によって引き起こされる臓器障害に関する研究が多数なされている。日常生活において、各種毒物が主に気道や皮膚、消化管を経て人体に侵入し、多系統の障害や多臓器障害をもたらす。傷害(injury)の機構は多数ある。
鉛中毒では、鉛が多親和性毒物として体の全系統に作用し、主に神経系や、造血系、消化器系、心血管系に傷害を与えるが、そのうち最も顕著なものは、ヘモグロビン合成における中間生成物であるポルフィリンの代謝障害である。水銀中毒では、水銀イオンが生体内酵素のメルカプト基に結合することによって酵素活性を阻害し、細胞の正常な代謝を妨げ、更には中枢神経及び自律神経に機能障害、消化管及び腎臓に臓器障害を引き起こす。ヒ素やヒ素化合物による中毒では、ヒ素或いはその酸化物が生体内の細胞酵素のメルカプト基に結合するが、特にピルビン酸オキシダーゼのメルカプト基に結合してこの酵素を不活性化するため、細胞の正常な代謝に影響を及ぼし、まず神経系及び毛細血管が障害を受ける。その結果、人体に中毒症状が現れることになる。
メタノール中毒では、メタノールは主に中枢神経系に作用し、選択的毒性作用を示す。この中毒症状はアルコール中毒の症状と似ているがより深刻である。メタノールは細胞内の酸化機構を破壊するため、乳酸その他の有機酸の蓄積が、酸中毒を引き起こす。
シアン化物中毒は、体内の酸化機構に障害をもたらすため、いわゆる「細胞内酸欠(intracellular choke)」を引き起こす。
このように中毒機構は各種存在するが、それらのほとんどが、代謝プロセスにおける酸化還元反応に関する細胞レベルでの影響、或いは毒物が酸化剤として直接作用することによる影響、毒物が酵素活性を破壊することによる影響に関するものである。

一方、薬物中毒においては、バルビツール酸塩中毒では主に中枢神経系の阻害がもたらされ、クロロプロマジンはその最も顕著な中毒作用として、筋痙攣、アカシジア（静座不能）等を呈する錐体外路運動系機能障害である。これらの症状は、薬物を絶ってからも長期に亘って回復が見られない。

現在、薬剤や毒物による中毒症状を治療する方法には、１０％グルコン酸カルシウムの静脈注射（一日に１〜２回、２〜３日間）や、ジメルカプトコハク酸ナトリウムによる鉛排出療法、ジメルカプトプロパノールによるヒ素排出療法、胃洗浄；メタノール中毒治療のための炭酸水素ナトリウムによる胃洗浄や腹膜透析；チオ硫酸ナトリウムやグルコース、グルコースと組み合わせたジコバルトエデト酸を使用したシアン中毒治療法がある。一般に、これらの治療方法は競合結合や、迅速な希釈、濃度低下、損害低減のレベルであって、前記機能を持ち合わせ、且つ根本的に毒物の影響を除去するために、毒物や薬剤に対抗して毒物作用部位に作用し得る治療法は基本的に無い。

Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンは化学試薬である。１９９０年代から、歯根膜炎（特許文献１）、細菌学的感染（特許文献２）、腸炎（特許文献３）、角膜疾患（特許文献４）、前立腺肥大（特許文献５）等の疾患の治療に用いられてきた。また、化粧品（特許文献６）やシャンプー製品（特許文献７）等にも利用されているが、薬剤又は毒物による中毒症状により引き起こされる臓器障害を治療する医薬品の製造品には利用されていなかった。
国際公開第９１／０２５３０号パンフレット 国際公開第９７／１８７９０号パンフレット 国際公開第９９／５３９２９号パンフレット 特開平１０−２８７５７０号公報 米国特許第０５１１６６１５号明細書 特開昭５９−０１３７０８号公報 特開平０２−０１１５０５号公報

本発明の一目的は、薬剤又は毒物による中毒症状により引き起こされる臓器障害の治療における、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬的に許容し得るその塩の使用を提供することである。

本発明の別の目的は、薬剤又は毒物による中毒症状によって引き起こされる臓器障害の治療用医薬の製造のための、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬品的に許容し得るその塩の使用を提供することである。

本発明の別の目的は、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬的に許容し得るその塩を有効量含有する医薬組成物の患者への投与を含む、薬剤又は毒物による中毒症状により引き起こされる臓器障害の治療方法を提供することである。

本発明の別の目的は、薬物や毒物による中毒によって引き起こされる臓器障害を治療するための医薬組成物の製造方法を提供することであり、治療有効量のＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬的に許容し得るその塩を賦形剤や担体と混合して製剤とする工程を含む。

本発明の発明者らは、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン及び医薬的に許容し得るその塩が、薬剤や毒物による毒性反応を迅速且つ効果的に治療し得ることや、毒物に拮抗的に結合して毒物を非毒性物質に変え得ること、酸化型毒物(oxidation-type toxicants)を低減(reduce)させることにより細胞成分に対する毒性を軽減し得ること、細胞や生体巨大分子の表面上に、動的に変化した同系の作用に対する防壁を形成することにより中毒による影響を除去分離し得ることを見出した。本発明は、こうした知見に基づいてなされたものである。

本発明の核心は、生体波理論(bio-wave theory)の基本思想に基づくものである。とはいえ、本発明者らは如何なる理論にも拘束されることを意図するものではない。「生体波」理論の研究において、本発明者らは、生体の波動成長モデル(wave-growth model)を確立した。生体波成長の分子機構に関する詳細な研究を通して本発明者らが提案する微視的異種構造変化機構(a micro-heterology variation mechanism)においては、生体の生物学的波動の変化率は、外部環境の変化の大きさに依存する。生体が傷害を受けると、その生体の体内環境は急速に変化し、生体と外部環境との間に微視的異種構造(micro-heterology)の生成と共に不均衡を生じさせ、局所障害或いは全身性中毒症状を引き起こす。分子生物学的分析によると、こうした障害や中毒症状は、蛋白質、中でも種々の酵素が、特に微生物代謝産物の存在下での温度変化といった状態変化の下で機能が不安定化し、更には喪失してしまうことに関連している。

本発明者らは、実験により、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬的に許容し得るその塩が生体細胞に通常の生体波特性(normal bio-wave characteristics)を出現させるだけでなく、その生体波に、より微細な波動モードも出現させることを確認した。このことは、これらの化合物が、生体波を向上させる機能を持つことを意味している。この生体波向上機能(wave-promoting function)は、毒物や薬剤によって引き起こされる臓器障害の治療機構を説明できると思われる。

本発明者らは、キラル剤としてのＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミンが二相性の変化特性を示す一方、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンに関する上記立証済みの効果と、酸化型毒物への結合によってもたらされる抗毒能とは、実質的にグルコースが有するものと同じであることを見出した（即ち、毒物の毒性構造部分に対する結合と等しく、生体成分とランダムに結合できることにより、この毒物と、細胞や酵素等の生体成分の間に隔離領域を形成する）。毒物と比べると、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンは、生体成分に対してより高い親和性を有する。何故なら、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンは動的に可変な構造を有し、これによって生体巨大分子の形態に対応した可変性をランダムに維持できるからである。この能力は、長期に亘り生体に存在する内在性物質が自然に進化して形成された細胞或いは細胞の分子の、構造及び機能を安定化する天然の保護機構において重要である。

本発明によると、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンは、金属イオン、有機リン酸系殺虫剤、メタノールなど、それぞれ作用機序の異なる、少なくとも毒物が引き起こす中毒作用を効果的に解消することができる。

前記Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンは、分子式Ｃ₈Ｈ₁₅ＮＯ₆、構造式（Ｉ）で表される化合物である。

本発明で使用し得るＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミンの医薬的に許容し得る塩の例としては、塩酸塩、臭化水素酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、硫酸塩、硫酸水素塩及びリン酸水素塩等、無機酸から形成される塩や、クエン酸塩、安息香酸塩、アスコルビン酸塩、メチル硫酸塩、ピクリン酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、メシル酸塩及びグルコース−１−リン酸塩等、有機酸から形成される塩が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

本発明の医薬組成物において、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬的に許容し得るその塩の含有量は、一般に０．１〜１０重量％である。

Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬的に許容し得るその塩に加え、本発明の医薬組成物は、当業界でよく知られている賦形剤や担体を更に含有してもよい。所望の投与方法に従って、当業者は適切な賦形剤や担体を容易に選択することができる。

本発明の医薬組成物は各種投与形態とすることができ、例えば、経口投与等の経腸投与や静脈注射、経皮注射等の非経口投与など、種々の方法で投与され得る。通常、本発明の品の組成物は注射可能な投与形態とされ非経口的に投与される。例えば、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬的に許容し得るその塩は、注射用の水或いは生理的食塩水に容易に溶解し、注射投与形態とできる。

本発明の医薬組成物の投与は、一日単回投与でも、一日に例えば３〜４回といった具合に、一日複数回投与でもよい。本医薬組成物の投与量は、患者の年齢、状態、症状、投与法によって異なる。一般に体重７５ｋｇの成人患者では、本医薬組成物の投与量は、有効成分換算で１〜１０００００ｍｇ／日、好ましくは１０〜１００００ｍｇ／日である。

以下、本発明の有益な効果を、実例によって更に説明するが、これら実例は単に本発明を説明するためのものであって、いかなる観点からも本発明の範囲を限定するものではないと理解されたい。

（実施例１） 式（Ｉ）の化合物の波動促進テスト
１．実験材料及び方法
１．１ 試料
式（Ｉ）の純化合物
１．２ 実験材料
菌株：プロテウス・ミラビリス(Proteus Mirabilis)。
次に挙げる生化学的反応特性を示す。運動性(dynamics)（＋）、ウレアーゼ（＋）、ラクトース（−）、グルコース（＋）、Ｈ₂Ｓ（−）、フェニルアラニン・デアミナーゼ（＋）。
培地：改変ＬＢ培地（成分：１％トリプトン、０．５％酵母抽出物、１％塩化ナトリウム、０．１％グルコース、０．００２％ＴＴＣ及びｐＨ＝７．２〜７．４）。
１．３実験方法
対照試料：プロテウス・ミラビリスをＬＢプレートの中央に接種し、３７℃で９時間インキュベートした。
試験試料：最終濃度０．５％の、式（Ｉ）の化合物をＬＢプレートに添加し、プロテウス・ミラビリスを同様の方法で接種し、３７℃で９時間培養した。

２．実験結果及び評価
対照試料は、３時間経過後、同心円状のリングを形成し、更に広がりつづけた。試験試料は、３時間経過後、同心円状のリングを形成しただけでなく、対照試料と比較すると各リングは多数の微細波(fine waves)を有していた。

本実験では、式（Ｉ）の化合物の波動促進機能を研究するために生体波モデルを採用している。実験結果から、式（Ｉ）の化合物は、細菌細胞に正常な生体波特性を出現させ得るだけでなく、生体波に微細波モード(finer wave mode)を出現させ得ることが判明した。これにより、式（Ｉ）の化合物は生体波を向上させる機能を有することが示された。この波動促進機能は、毒物や薬剤によって引き起こされる臓器障害を治療し得るものと期待された。

（実施例２） 式（Ｉ）の化合物の毒性試験
式（Ｉ）の化合物について、次の項目からなる毒性試験を行った。
１．急性毒性試験：経口投与、静脈注射投与、最大限界投与量のテストを含む。
２．エイムズ試験。
３．マウス骨髄細胞を用いた小核試験。
４．マウスの精子異常試験。
５．マウスの睾丸染色体異常試験。
６．慢性致死試験。
７．亜慢性毒性（９０日間給餌）試験。
８．通常の催奇形性試験(deformity-inducing test)。

上の各試験の結果、式（Ｉ）の化合物の急性毒性試験では、投与量２ｇ／ｋｇを超える量を与えても急性中毒症状反応は現れなかった。長期毒性試験では、最大投与量は１ｇ／ｋｇに及び、４週間の治療・観察期間の経過後も中毒反応は見られなかった。また、繁殖試験においては、マウスに対し３世代に亘り、日量７ｍｇ／ｋｇで投与した結果、式（Ｉ）の化合物は、妊娠、出産、授乳、胎児マウスの成長に影響がないことが明らかになった。よって、式（Ｉ）の化合物は、非毒性物質である。

（実施例３） 動物実験
１．メタノール中毒実験
３０匹のクンミン・マウスを無作為に２群、即ち、試験群（Ｉ）に１５匹、試験群（ＩＩ）に１５匹割り付けし、別に１５匹を対照として用いた。それぞれのマウスに、用量０．２ｍＬ／体重２０ｇでメタノールを給餌した。
対照群のマウスには治療を行わなかった所、せん妄、衝突(colliding things)、視もうの症状が現れ、１３匹に両目の失明及び約２時間以内の四肢の筋無力症状が起き、１０匹が次々と死に至り、３匹は失明状態が続いた。
試験群（Ｉ）のマウスには、メタノールを給餌した直後に、濃度０．１ｇ／ｍＬのＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン水溶液を用量０．１ｍＬ／体重２０ｇで腹腔内注射投与した。
その結果、２時間後に８匹のマウスが失明し（その内の５匹がその後死亡）、２匹に明らかな精神医学上の症状が現れた。試験群（ＩＩ）のマウスには、メタノールを給餌した直後に、濃度０．１ｇ／ｍＬのＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン水溶液を、用量２ｍＬ／体重２０ｇ、腹腔内注射投与した。これらマウスの状態はより良好で、せん妄や四肢の筋無力症といった症状が現れたのは４匹で、失明したマウスは０匹、１２時間以内に死亡したのは２匹であった。

２．ロゴール中毒実験
３０匹のクンミン・マウスを無作為に３群、即ち、対照群に１０匹、試験群（Ｉ）に１０匹、試験群（ＩＩ）に１０匹割り付けた。ロゴール原液（チョンチン農薬グループ(Chongqing Agriculture Chemicals Group)から購入、スタンダード：ＧＢ１５５８３−１９９５、５００ｍＬ／瓶）を１００００倍に希釈し、各マウスに０.５ｍＬ／匹の量を３日間連続で経口投与した。
対照群のマウスには治療を行わなかった所、３日間連続投与の後、食餌摂取量の低下や、神経不安といった中毒性の症状が現れ、更に、下痢や、水様便、活動中に視もうの症状が現れた。中には、昏睡状態、れん縮、失禁などの症状が現れたマウスもあり、８匹が死亡した。
試験群のマウスには濃度５ｇ／１００ｍＬのＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン水溶液を、試験群（Ｉ）には用量０．２ｍＬ、試験群（ＩＩ）には用量２ｍＬ、それぞれ腹腔内注射投与した。
その結果、死亡したマウスは、試験群（Ｉ）では４匹、試験群（ＩＩ）では１匹であり、対照群に見られた各症状は十分に抑制された。このように、試験群のマウスは、対照群のマウスと著しい違いが見られた。

３．鉛中毒実験
３０匹のクンミン・マウスに、一酸化鉛を投与する方法で鉛中毒モデル動物を作製した。
対照群、即ち治療を行わなかった群のマウスには、唾液過多、嘔吐、下痢、便秘、れん縮等の症状が明らかに現れ、死亡率は、３日間で８／１０、７日間で、１０／１０であった。
試験群（Ｉ）のマウスにはＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミンを用量０．２ｍＬ×１０％(weight/volume)を腹腔内注射投与し、試験群（ＩＩ）のマウスにはＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミンを用量２ｍＬ×１０％(weight/volume)、腹腔内注射投与した。
死亡率は、それぞれ、３日間では７／１０及び２／１０で、続く４日間では１／３及び０／８であった。生存したマウスの症状も快方に向かった。Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンは、鉛中毒による影響を治療し、関連する症状を抑制し、死亡率を低下させる機能を明らかに示した。

前述の実施例によると、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンは、金属イオン、有機リン酸系殺虫剤、メタノールなど、それぞれ作用機序の異なる、少なくとも毒物が引き起こす中毒作用を効果的に解消することができる。

本発明の式（Ｉ）の化合物は、確かな効果があるだけでなく、従来の解毒剤と同様、副作用も生じない。故に前途有望な薬剤であると言える。

Claims (7)

1. 金属イオン、有機リン酸系殺虫剤及びメタノールからなる群より選択される毒物又は薬剤によって引き起こされる臓器障害の治療用医薬製造のための、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬的に許容し得るその塩の使用。
2. 前記医薬が注射可能な形態であり非経口投与されるものである、請求項１に記載の使用。
3. 前記医薬中のＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬的に許容し得るその塩の濃度が０．１〜１０重量％である、請求項１又は２に記載の使用。
4. Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬的に許容し得るその塩を有効量含有する、金属イオン、有機リン酸系殺虫剤及びメタノールからなる群より選択される毒物又は薬剤によって引き起こされる臓器障害の治療剤。
5. 注射可能な形態であり非経口投与されるものである、請求項４に記載の治療剤。
6. Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン又は医薬的に許容し得るその塩の濃度が０．１〜１０重量％である、請求項４又は５に記載の治療剤。
7. 臓器障害が、せん妄、衝突（Colliding things）、視もう、失明、四肢の筋無力症状、食餌摂取量の低下、神経不安、下痢、水様便、昏睡、れん縮、失禁、唾液過多、嘔吐、便秘、致死からなる群より選択される中毒症状である、請求項４〜６のいずれか１項に記載の治療剤。