JP5226317B2 - 新規のポルフィリン誘導体、特にクロリン及び/又はバクテリオクロリン、並びに光線力学療法におけるその適用 - Google Patents

新規のポルフィリン誘導体、特にクロリン及び/又はバクテリオクロリン、並びに光線力学療法におけるその適用 Download PDF

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Description

光線力学療法(PDT)は、幾つかのタイプの疾患、特にあるタイプの癌の治療に使用される技術である。かかる技術は、光線感作物質で病理組織をマーキングし、次に特定の波長の光源に当該組織を晒している間に当該組織の選択的な破壊を引き起こすことからなる。このような単色光は一般的にレーザー又はレーザーダイオードにより生成される。
光線感作物質とは、光のエネルギーをため込み、当該エネルギーにより活性化され、そして当該物質自体を多数の生化学的結合に貸し出す傾向がある任意の分子を意味する。
一般的に0.1〜0.5μM/kg体重の範囲の光線感作物質が、患者にデリバリーされ、次に全身の細胞により取り込まれる。光線感作分子は好ましくは癌性細胞に集まるが、適切な波長の光に晒されるまで不活性のままである。光による当該腫瘍の照明又は照射は、当該分子を活性化し、次に当該分子は酸素と相互作用し、そして一過性の物質、特に一重項酸素を形成する。一重項酸素は、光線感作物質が濃縮された癌性細胞を破壊する極めて反応性が高くかつ毒性の分子である。
光線感作物質のデリバリーとレーザー光を用いた光線感作物質の活性化との間に一定の時間を経過させる。光線力学療法において使用されるレーザー光は、光ファイバーを用いて焦点化し、そして数分の間だけ適用される。正確な光量をデリバリーするために、医師は癌の近くに光ファイバーを留まらせる。結果として光線力学療法は、健常細胞に最小限の損傷しか与えない。
癌の初期段階では、かかる技術の目的は、癌を完全に除去し、そして治癒させることにあってもよいが、かなり進行した段階では、症状を軽減するために腫瘍の体積を低減することにあってもよい。新たな通常細胞は、光線力学療法により破壊される細胞にとって代わり、治療後の迅速な回復を可能にし、そして特に組織切除の他の治療で形成されうる見苦しい傷跡を避けることを可能にする。
外科、放射線治療、又は化学療法により既に治療された患者でさえ、本技術を確かに受けることができる。
光線力学療法により治療されうる疾患の例として、特定の胃癌、小腸癌、肺癌、乳房癌、子宮癌、食道癌、肝臓癌、膀胱癌、胆癌、舌癌、脳癌、皮膚癌、甲状腺癌、前立腺癌、耳下腺癌、並びに特定のウイルス及び/又は微生物疾患が挙げられる。
光線力学療法は、癌のある形態を診断する方法として使用されてもよい。この観点では、光線感作分子は蛍光性であり、その結果、照射を受けた際に光を放出できるということを満たす。
現在のところ、あるポルフィリン誘導体、特にヘマトポルフィリンを光線感作物質として使用することが、光線力学療法において知られている。AXCAN PHARMA INC.,により登録された商標名Photofrin(登録商標)で知られている物質は、ヘマトポルフィリンの精製された混合物である。ヘマトポルフィリンは、言い換えるとブタヘモグロビンの誘導体である。
その上、Photofrin(登録商標)は、幾つかの国、特にフランスにおいて食道癌の治療用に販売が承認された現在のところ唯一の光線感作分子である。
Photofrin(登録商標)により示された利点、例えば水性媒体への溶解度、一重項酸素形成の良好なスループット、及び合成の容易さにも関わらず、Photofrinは、いくつかの欠点を示す。
第一に、Photofrin(登録商標)は、630nmの光により活性化される。さらに、かかる波長では、組織内に侵入する光は、5〜10mmの範囲だけであり、腫瘍が広くそして深いところに存在する場合、深刻なハンディキャップを示す。さらに、かかる光線感作物質は、治療後最大6週間にわたり皮膚の光線過敏症を引き起こす。最後に、Photofrin(登録商標)が幾つかの分子の混合物であるという事実は、適切な線量の選択を難しくし、光線感作物質、並びにデリバリーされる光の選択を難しくする。
研究中の他の化合物のなかで、WO98/50386号はいわゆる第二世代化合物である特定のベンゾポルフィリン誘導体を記載した。かかる誘導体は、690nmの波長で光を吸収し、そして結果として広範囲で深部に存在する癌の治療に使用することができる。かかる誘導体は、癌性細胞に対してさらに優れた選択性を示す。
しかしながら、選択性、光吸収、及び毒性に付随する一定の問題が残る。
本発明の目的は前述の欠点が、特に癌性細胞への選択的蓄積、優れた安定性、及び低い光毒性の点で改善された新規のポルフィリン誘導体、例えば特にクロリン及び/又はバクテリオクロリンを提供することである。
本発明の他の目的は、光線力学療法において使用される抗癌剤、及び/又は抗ウイルス薬、及び/又は抗微生物薬を提供することである。
本発明の他の目的及び利点は、以下の記載において明らかになるであろう。当該記載は、例証としてのみ与えられており、そして当該記載に制限されることはない。
本発明は、以下の式:
Figure 0005226317
[式中、
- X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8は各々、同一であるか又は異なり、ハロゲン原子及び/又は水素原子の中から選ばれ;
- R1、R2、R3、R4は各々、同一であるか又は異なり、以下の基:-OH、アミノ酸、-OR、及び-NHR及び/又は塩素原子の中から選択され、ここでRは1〜12個の炭素原子を有するアルキル基である]
で表されるポルフィリン誘導体、特にクロリンに関する。
本発明は、以下の式:
Figure 0005226317
[式中、
1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8は各々、同一であるか又は異なり、ハロゲン原子及び/又は水素原子の中から選択され;
- R1、R2、R3、R4は各々、同一であるか又は異なり、以下の基:-OH、アミノ酸、-OR、及び-NHR、及び/又は塩素原子の中から選択され、ここでRは1〜12個の炭素原子を有するアルキル基である]
で表されるポルフィリン誘導体、特にバクテリオクロリンにも関する。
これらの誘導体の利点の一つは、分子内にクロロスルホニル部分が存在することにあり、本明細書に記載されるように、当該部分は多種多様の化学部分を単純かつ効率的に導入することができる。
本発明は、さらに、ヒト又は動物に使用するための抗癌剤及び/又は抗ウイルス剤及び/又は抗微生物薬であって、本発明に記載される1又は幾つかの化合物を主要な活性成分として含む薬剤に関する。
本発明は、添付の図面と共に以下の記載を読めばよりよく理解されよう。
本発明は、まず第一に以下の式:
Figure 0005226317
[式中、
- X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8は、各々同一であるか又は異なり、ハロゲン原子及び/又は水素原子の中から選択され;
- R1、R2、R3、R4は各々、同一であるか又は異なり、以下の基:-OH、アミノ酸、-OR、及び-NHR、及び/又は塩素原子の中から選択され、ここでRは1〜12個の炭素原子を有するアルキル基である]
で表されるポルフィリン誘導体、特にクロリンに関する。
このようなタイプの誘導体の一の利点は、当該誘導体が両親媒性であることにある。当該両親媒性の特性は、当該分子が細胞膜を横断し、そして細胞内に蓄積できるようにするために必須である。
両親媒性とは、親水性及び疎水性特性の両方を示す全ての分子を意味する。
このタイプの誘導体は、図1に示されるように650nmで吸収バンドを示す。
本発明は、式(I)であって、式中、
- X1、X2、X3、X4、X5、X5、X7、X8 が各々、同一であるか又は異なり、X1/X2、X3/X4、X5/X6、X7/X8の各ペアのうちの少なくとも1のラジカルXがハロゲン原子であるようにハロゲン原子及び/又は水素原子の中から選択される
で表される誘導体に関する。
この特定のタイプの誘導体の利点は、フェニル部分のオルト位にハロゲンが存在することにあり、このことは誘導体寿命を有意に低減することなく、三重項状態の形成についての量子収量を増大させる。高い量子収量では、三重項状態はそのエネルギーを効率的に酸素に移動させ、結果として一重項酸素の形成において高収量をもたらす。
さらに、フェニル部分のオルト位におけるハロゲン原子は、テトラピロール大員環をより安定にし、そうして光線力学療法において使用するのにより有効にする。
さらに本発明によると、式(I)であって、式中、
- X2、X4、X6、及びX8は塩素原子又はフッ素原子のいずれかであり;
- X1、X3、X5、及びX7は水素原子であり、
- R1、R2、R3、R4は塩素原子である
で表される誘導体に関する。
本発明の別のバリエーションによると、式(I)であって、式中、
- X2、X4、X6、及びX8が塩素原子又はフッ素原子のいずれかであり、
- X1、X3、X5、及びX7が水素原子であり、
- R1、R2、R3、R4が-OH基である
で表される誘導体に関する。
本発明は、式(I)であって、式中、
- X1、X2、X3、X4、X5、X5、X7、X8が塩素原子であり、
- R1、R2、R3、R4が、塩素原子又は-OH基である
で表される誘導体にも関する。
本発明は、以下の式:
Figure 0005226317
[式中、
- X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8は各々、同一であるか又は異なり、ハロゲン原子及び/又は水素原子の中から選ばれ;
- R1、R2、R3、R4は各々、同一であるか又は異なり、以下の基:-OH、アミノ酸、-OR、及び-NHR及び/又は塩素原子の中から選択され、ここでRが1〜12個の炭素原子を有するアルキル基である]
で表されるポルフィリン誘導体、特にバクテリオクロリンにも関する。
このようなタイプの誘導体の利点は、上記クロリンの場合と同様に、当該誘導体が両親媒性であるということにある。
これらの誘導体、特に式(II)に表されるバクテリオクロリンの別の利点は、図2に記載されるように750nmの赤色光を吸収することにある。このような波長では、ヒト組織により、特にヘモグロビンにより引き起こされる遮蔽効果はそれほど高くはなく、これにより、細胞内の光線感作物質に到達する光の量を増加させることが可能になる。
本発明は、式(II)であって、式中、
- X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8は各々、同一であるか又は異なり、X1/X2、X3/X45/X6、X7/X8の各ペアにおける少なくとも1のXラジカルがハロゲン原子であるようにハロゲン原子、及び/又は水素原子の中から選択される
で表される誘導体に関する。
上記クロリンの場合と同様に、フェニル部分のオルト位におけるハロゲン原子の存在は、その寿命を有意に低減させることなく三重項状態の形成についての量子収量を増加させ、そして結果として一重項酸素の形成を増加させる。
本発明はまた、式(II)であって、式中、
- X2、X4、X6、及びX8が塩素原子又はフッ素原子のいずれかであり、
- X1、X3、X5、及びX7が水素原子であり、
- R1、R2、R3、R4が塩素原子である
で表される特定の誘導体にも関する。
本発明の別のバリエーションによると、式(II)であって、式中、
- X2、X4、X6、及びX8が塩素原子、又はフッ素原子のいずれかであり、
- X1、X3、X5、及びX7が水素原子であり、
- R1、R2、R3、R4が-OH基である
で表される誘導体に関する。
本発明は、式(II)であって、式中、
- X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8が塩素原子であり、
- R1、R2、R3、R4が、塩素原子又は-OH基のいずれかである
で表される誘導体にさらに関する。
フェニル部分のオルト基におけるハロゲン原子の存在は、テトラピロール大員環及びその誘導体をより安定にする。
本発明によると、ハロゲン原子は、フッ素及び/又は塩素及び/又は臭素である。
本発明の別の目的は、以下のステップ:
- 対応するハロゲン化ポルフィリンをクロロスルホン化するステップ
- ヒドラジドを用いてそして有機ヒンダード塩基の存在下でハロゲン化及びクロロスルホン化ポルフィリンをクロリン及び/又はバクテリオクロリンに還元するステップ
- クロロスルホン化部分とアミン及び/又はアミノ酸及び/又はアルコールとをカップリングするステップ、又はクロロスルホン化部分の塩素を水で加水分解するステップ
を含む、上記誘導体の製造方法からなる。
非限定的な例として、式(I)であって、式中、
- X2、X4、X6、及びX8が塩素原子であり、
- X1、X3、X5、及びX7が水素原子であり、
- R1、R2、R3、R4が-OH基である
で表される誘導体の化学合成が以下に記載される様に行われた:
5,10,15,20-テトラキス(2-クロロ-3-クロロスルホニルフェニル)ポルフィリン(0.0658g、6.55×10-5mol)を、N,N-ジメチルホルムアミド及び/又はトルエン、及び/又はピリジン、及び/又はピコリン(50ml)中に溶解し、乾燥し、そして予め蒸留し、そして反応混合物の温度を50℃〜150℃に上昇させた。次に、p-トルエンスルホニルヒドラジド(5.5×10-5mol)及び有機巨大塩基、例えばDABCO及び/又はDBUを溶解したDMF(5ml)を反応混合液に加えた。当該混合物を窒素雰囲気下及び遮光下で150℃にて攪拌した。
反応を発生させた後に、650nmでのバンドQが最大に達するまで、可視領域を分光分析を行った。
次に、溶媒を蒸発させ、そして反応混合液を処理し、そして得られた生成物を水で加水分解し、そして溶媒-溶媒抽出により精製した。メタノール/ジクロロメタン混合物で再結晶化した後に、生成物を80%の収率で得た:
質量分析(FAB)m/z:1075(中心ピーク)
Vis-UV(緩衝溶液:NaOH、KH2PO4)、最大波長:414、516、542、598、649(nm)
蛍光量子収:0.94
窒素飽和水溶液中における三重項状態の寿命:235μs
空気飽和水溶液中における三重項状態の寿命:3.88μs
重水溶液中における一重項酸素の形成の量子収:0.56
重水中における一重項酸素の寿命:65μs
模式的な反応は、以下のように記載される:
Figure 0005226317
また、非限定的な例として、式(II)であって、式中:
- X2、X4、X6、及びX8が塩素原子であり;
- X1、X3、X5、及びX7が水素原子であり;
- R1、R2、R3、R4が-OH基である;
で表される誘導体の化学合成を、以下のとおりに行った:
5,10,15,20-テトラキス(2-クロロ-3-クロロスルホニルフェニル)ポルフィリン(0.0658g、6.55×10-5mol)をN,N-ジメチルホルムアミド、及び/又はピリジン及び/又はピコリン(50ml)中に溶解し、乾燥させ、そして予め蒸留し、そして温度を50℃〜150℃に上昇させた。次に、p-トルエン・スルホニルヒドラジド(130.0×10-5mol)の溶液及びDABCOを溶解したDMF(5ml)を反応混合液に加えた。混合液を150℃で窒素雰囲気下で攪拌し、そして遮光した。反応の発生後に、750nmでのバンドQが最大値に達するまで、可視領域の分光分析を行った。
次に、溶媒を蒸発させ、そして反応混合液を処理し、そして得られた生成物を水で加水分解して所望の生成物を77%のスループットで提供した:
質量分析(FAB)、m/z:1077(中心ピーク)
Vis-UV(緩衝溶液NaOH、KH2PO4)、最大波長:353、376、486、518、604、748(nm)
蛍光量子収:0.013
窒素飽和水溶液中における三重項状態の寿命:235μs
空気泡和水溶液中における三重項状態の寿命:3.88μs
重水溶液中における一重項酸素の形成の量子収:30%超
重水中における一重項酸素の寿命:65μs
また、反応は模式的に以下のように記載される:
Figure 0005226317
上記クロリン及びバクテリオクロリンの合成において開始ポルフィリンとして使用される5,10,15,20-テトラキス(2-クロロ-3-クロロスルホニルフェニル)ポルフィリンは、当業者に知られており、そして文献:特にJournal of Heterocyclic Chemistry, 28 : 635 (1991)に記載される。
本発明によると、一重項酸素の形成の量子収量は、研究対象の光線感作物質を含む溶液中で1270nmの波長での一重項酸素のリン光強度と、同じ波長において同じ吸光度を示し、そして参照光線感作物質を含む別の溶液から得られるリン光強度とを比較することにより得られた。
本発明によると、使用された参照光線感作物質は、メソ-テトラキス(3-スルホフェニル)ポルフィリン(TPPS)である。ここで、重水中の一重項酸素の形成の量子収量についての値は、pH7.4において0.64である(photochem. Photobiol, 70: 391, 1999)。
本発明はまた、ヒト又は動物に使用するための抗癌剤、及び/又は抗ウイルス剤及び/又は抗微生物薬であって、主要な活性成分として本発明において記載される1又は幾つかの化合物を含む薬剤に関する。
光線力学療法において特に使用される医薬の当該タイプは、1又は幾つかの医薬として許容される賦形剤を含んでもよい。
通常、当業者に理解される本発明の別の実施態様は、本発明の構成から逸脱することなく意図される。
図1は、レーザーNd:YAGの第二高調波をサンプルに照射する前(実線)及び照射後(点線)における水溶液中の式(I)に記載のクロリンの吸収スペクトルを表す。 図2は、レーザーNd:YAGの第二高調波をサンプルに照射する前(実線)及び照射後(点線)における水溶液中の式(II)に記載のバクテリオクロリンの吸収スペクトルを表す。

Claims (19)

  1. 以下の式:
    Figure 0005226317
    [式中、
    - X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8 は各々、同一であるか又は異なり、X1/X2、X3/X4、X5/X6、X7/X8の各ペアのうちの少なくとも1のラジカルXがハロゲン原子であるようにハロゲン原子及び/又は水素原子の中から選ばれ、
    - R1、R2、R3、R4は各々、同一であるか又は異なり、以下の基:-OH、アミノ酸、-OR、及び-NHR、及び/又は塩素原子の中から選択され、ここでRは1〜12個の炭素原子を有するアルキル基である]
    で表されるポルフィリン誘導体。
  2. 前記式(I)[式中、
    - X2、X4、X6、及びX8が塩素原子であり;
    - X1、X3、X5、及びX7が水素原子であり;
    - R1、R2、R3、R4が塩素原子である]
    で表される、請求項1に記載のポルフィリン誘導体。
  3. 前記式(I)[式中、
    - X2、X4、X6、及びX8がフッ素原子であり;
    - X1、X3、X5、及びX7が水素原子であり;
    - R1、R2、R3、R4が塩素原子である]
    で表される、請求項1に記載のポルフィリン誘導体。
  4. 前記式(I)[式中、
    - X2、X4、X6、及びX8が塩素原子であり;
    - X1、X3、X5、及びX7が水素原子であり;
    - R1、R2、R3、R4が-OH基である]
    で表される、請求項1に記載のポルフィリン誘導体。
  5. 前記式(I)[式中、
    - X2、X4、X6、及びX8がフッ素原子であり;
    - X1、X3、X5、及びX7が水素原子であり;
    - R1、R2、R3、R4が-OH基である]
    で表される、請求項1に記載のポルフィリン誘導体。
  6. 前記式(I)[式中、
    - X1、X2、X3. X4、X5、X6、X7、X8が塩素原子であり;
    - R1、R2、R3、R4が塩素原子である]
    で表される、請求項1に記載のポルフィリン誘導体。
  7. 前記式(I)[式中、
    - X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8が塩素原子であり;
    - R1、R2、R3、R4が-OH基である]
    で表される、請求項1に記載のポルフィリン誘導体。
  8. 以下の式:
    Figure 0005226317
    [式中、
    - X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8が各々、同一であるか又は異なり、ハロゲン原子及び/又は水素原子の中から選ばれ;
    - R1、R2、R3、R4が各々、同一であるか又は異なり、以下の基:-OH、アミノ酸、-OR、及び-NHR、及び/又は塩素原子の中から選ばれ、ここでRが1〜12個の炭素原子を有するアルキル基である]
    で表されるポルフィリン誘導体。
  9. 前記式(II)[式中、
    - X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8が各々、同一であるか又は異なり、ハロゲン原子及び/又は水素原子の中からX1/ X2、X3/X4、X5/X6、X7/X8の各ペアの少なくとも1のラジカルXがハロゲン原子であるように選ばれる]
    で表される、請求項8に記載のポルフィリン誘導体。
  10. 前記式(II)[式中、
    - X2、X4、X6、及びX8が塩素原子であり;
    - X1、X3、X5、及びX7が水素原子であり;
    - R1、R2、R3、R4が塩素原子である]
    で表される、請求項8に記載のポルフィリン誘導体。
  11. 前記式(II)[式中、
    - X2、X4、X6、及びX8がフッ素原子であり;
    - X1、X3、X5、及びX7が水素原子であり;
    - R1、R2、R3、R4が塩素原子である]
    で表される、請求項8に記載のポルフィリン誘導体。
  12. 前記式(II)[式中、
    - X2、X4、X6、及びX8が塩素原子であり;
    - X1、X3、X5、及びX7が水素原子であり;
    - R1、R2、R3、R4が-OH基である]
    で表される、請求項8に記載のポルフィリン誘導体。
  13. 前記式(II)[式中、
    - X2、X4、X6、及びX8がフッ素原子であり;
    - X1、X3、X5、及びX7が水素原子であり;
    - R1、R2、R3、R4が-OH基である]
    で表される、請求項8に記載のポルフィリン誘導体。
  14. 前記式(II)[式中、
    - X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8が塩素原子であり;
    - R1、R2、R3、R4が塩素原子である]
    で表される、請求項8に記載のポルフィリン誘導体。
  15. 前記式(II)[式中、
    - X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8が塩素原子であり;
    - R1、R2、R3、R4が-OH基である]
    で表される、請求項8に記載のポルフィリン誘導体。
  16. 前記ハロゲン原子がフッ素及び/又は塩素及び/又は臭素であることを特徴とする、請求項1又は8に記載のポルフィリン誘導体。
  17. 請求項1〜16のいずれか一項に記載のポルフィリン誘導体の製造方法であって、以下の:
    - ヒドラジド及びDABCO:1,4−ジアザビシクロ−[2.2.2]オクタン及び/又はDBU:1,8−ジアザビシクロ−ウンデカ−7−エンを用いて、対応するハロゲン化及びクロロスルホン化ポルフィリンをクロリン及び/又はバクテリオクロリンに還元するステップ;
    - 前記クロロスルホン化部分と、アミン及び/又はアミノ酸及び/又はアルコールとの間のカップリングステップ
    を含むことを特徴とする、前記方法。
  18. 請求項1〜16のいずれか一項に記載の誘導体の製造方法であって、以下の:
    - ヒドラジド及びDABCO:1,4−ジアザビシクロ−[2.2.2]オクタン及び/又はDBU:1,8−ジアザビシクロ−ウンデカ−7−エンを用いて、対応するハロゲン化及びクロロスルホン化ポルフィリンをクロリン及び/又はバクテリオクロリンに還元するステップ;
    - 前記クロロスルホン化部分のクロリンを加水分解するステップ
    を含むことを特徴とする、前記方法。
  19. ヒト又は動物に使用するための抗癌剤及び/又は抗ウイルス剤及び/又は抗微生物薬であって、請求項1〜16のいずれか一項に記載の1又は幾つかの化合物を主要活性成分として含む、前記薬剤。
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