JP5822724B2 - 疼痛、炎症、ニューロンもしくは血管損傷に対する生物学的マーカーおよび治療への応答、ならびにその使用方法 - Google Patents

Description

外傷性脳損傷（ＴＢＩ）、脊髄損傷（ＳＣＩ）および脳卒中などの中枢神経系を冒す臨床徴候は、先進工業国における死亡率および罹患率の主な原因である。例えば、年間約１００万人の米国人が、緊急救命室で脳損傷の治療を受ける。ＴＢＩ患者のおよそ５％が死亡し、そして、生存者の３０％には、仕事に復帰するかもしくは独立して生活するための能力を損なう恐れのある中等度〜重度の障害が残る。ニューロン損傷後、かなり高率の患者が、慢性的な疼痛状態も発症する。

疼痛は、一般に、多種多様な医学的状態に付随し、そして何百万人もの米国人を冒す。米国疼痛財団（American Pain Foundation）の報告によると、関節炎などの関節障害に冒されている６０歳以上の個人の２０％を含む、５０００万人を超える米国人が慢性疼痛を患っている。さらに、毎年、ほぼ２５００万人の米国人が、損傷または外科的手順による急性疼痛を経験している。疼痛は、経済的な負担に加え、影響を受ける個人の生活の質に多大な影響を及ぼし、かつ、身体障害の最も一般的な原因の１つである。

したがって、これらの衰弱状態を緩和するために、疼痛もしくは炎症を治療する新規の改善された方法および組成物が所望される。加えて、生体組織もしくは体液における生物学的マーカーの検出が、関与するニューロンもしくは血管ダメージの評価、または、個体が特定の介入に対して応答する可能性があるかどうかを供することによって、適切な治療が選択される可能性がある。

種々の態様は、疼痛、炎症、ニューロンもしくは血管損傷に関連する状態、またはニューロン損傷に伴う病的状態を治療するための新規のキットおよび方法を提供することによって、これらおよびその他の需要を満たす。特定の態様は、生物学的マーカーの使用により損傷を評価もしくは測定するか、または治療後の回復もしくは治療結果の予測を評価し、そして適切なタイプおよびレベルの治療を決定する方法を提供する。一側面では、疼痛、炎症またはニューロン損傷に関連する病的状態を治療するためのキットであって、少なくとも１種の生体膜シーリング剤および少なくとも１種の生物活性剤を含んでなるキットが提供される。加えて、当該キットは、バイオマーカーのアッセイを含む。バイオマーカーは、損傷のレベルおよびタイプ、ならびに個体が特定の治療に応答する可能性があるかどうかを提供し得る。バイオマーカーの定期的な測定は、損傷の進行もしくは退縮、ならびに治療モダリティを改善するために介入のパラメーターを変更する機会を提供し得る。一態様において、組成物はゲルを形成することが不可能である。

異なる態様では、少なくとも１種の生体膜シーリング剤は、ポリオキシエチレン類、ポリアルキレングリコール、ポリエチレングリコールもしくはＰＥＧ、ポリビニルアルコール、プルロニック類、ポロキサマー（poloxamer）類、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシエチルでんぷん（starch）、ポリビニルピロリジン、デキストラン類、ポロキサマーＰ−１８８およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。

少なくとも１種の生物活性剤は、少なくとも１種のマグネシウム化合物、抗酸化剤、神経伝達物質および受容体モジュレーター、抗炎症剤、抗アポトーシス剤；向知性剤および成長剤；脂質形成および輸送モジュレーター；血流モジュレーター；電気刺激；ならびにそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。

他の態様では、少なくとも１種の生物活性化合物は、イノシン、デキサナビノール、電気もしくは磁気刺激、ＣＰ １０１，６０６、ＲＰＲ１１７８２４、ＣＤ１１ｂ／ＣＤ１８抗体、ＣＤ９５ブロッカー、ＡＴＬ−１４６ｅ、ＣＭ１０１、リルゾール、トピラマート、アマンタジン、ガシクリジン、ＢＡＹ−３８−７２７１、Ｓ−１７４９、ＹＭ８７２、ＩＬ−１、ＩＬ−８およびＴＮＦ−アルファブロッカー、ＩＬ−１０、ＤＦＵ、ＮＸＹ−０５９、エダラボン、N-tert-ブチル-アルファ-フェニルニトロン、グルタチオンおよびその誘導体、Ｒｈｏキナーゼ阻害剤、エリスロポエチン、ステロイド類、スタチン類、ＩＧＦ−１、ＧＤＮＦ、コリンもしくはＣＤＰ−コリン、クレアチン、ＡＩＴ−０８２、シクロスポリンＡ，ＦＫ−５０６、ミノサイクリン、トリアムシノロン、メチルプレドニゾロンまたはそれらの任意の組み合わせ、の少なくとも１種を含んでなる。

異なる態様では、少なくとも１種のマグネシウム化合物は、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、ＡＴＰマグネシウムまたはそれらの任意の組み合わせを含んでなる。

別の側面では、疼痛、炎症、ニューロン損傷もしくは血管損傷に関連する病的状態、またはニューロン損傷に伴う病的状態を治療するための方法が、提供される。該方法には、病的状態の治療前にバイオマーカーを直接的もしくは間接的に測定することが含まれる。次いで、病的状態を、治療有効量の少なくとも１種の生体膜シーリング剤、およびマグネシウムを含んでなる治療有効量の少なくとも１種の生物活性剤をそれを必要とする対象に送達することによって治療する。次いで、再びバイオマーカーを測定し、そして治療前および治療後の測定値を比較して、治療を評価する。

特定の態様では、生物学的マーカーは、ニューロンもしくは血管損傷、または一次もしくは二次的ニューロン神経損傷に関連する病的状態のタイプ、レベルまたは重症度を評価する。

他の態様において、生物学的マーカーは、ニューロンもしくは血管の構造または疼痛の原因に影響を及ぼす外科的介入または他の侵襲的介入に連結する積極的治療に対して、評価を供してもよい。

特定の態様では、マグネシウム、ナトリウム、カルシウム、塩化物、リン酸もしくはカリウムなどのイオン、あるいは、タウ、Ｃ−タウ、神経細線維、膜もしくは細胞骨格要素、細胞分解プロセスの一部である分解産物もしくは要素、ホメオスタシスの消失またはネクローシスもしくはアポトーシスによる細胞死のタンパク質指標、グルタメートおよび分解産物であるグルタミンなどの神経伝達物質および分解産物を含むニューロン活性の指標、炎症反応、細胞性もしくは液性免疫応答の指標を含む、ダメージを受けた細胞により放出されるタンパク質、あるいはそれらの任意の組み合わせを含んでなる、１種または１種より多くのバイオマーカーが用いられる。

別の態様の方法には、病的状態または病的状態の治療に関連する生物学的マーカーを測定するための第一の測定手順を実施することが含まれる。次いで、第一の測定手順の１またはそれより多くの結果にしたがって、病的状態を、治療用化合物の活性成分の少なくとも１種としてマグネシウムを含んでなる治療有効量の治療用化合物を投与することにより、治療する。いくつかの態様では、第一の測定手順は、治療に用いられる１またはそれより多くの活性成分との生体適合性などの、治療の潜在的な有効性を決定するために用いられる。

いくつかの態様では、第二の測定手順を病的状態に関連するバイオマーカーを検出するために実施し、そして、第二の測定手順の結果を病的状態の治療を評価するために利用する。

病的状態を治療するためのさらに別の態様には、まず、治療用化合物の活性成分の少なくとも１種としてマグネシウムを含んでなる治療有効量の治療用化合物を投与することによって病的状態を治療し、そして次いで、病的状態または病的状態の治療に関連する生物学的マーカーを測定する第一の測定手順を実施することが含まれる。次いで、第一の測定手順の結果を用いて、病的状態の治療を評価する。

特定の態様では、方法に、病的状態に関連するバイオマーカーを検出する第二の測定手順を実施し、そして次いで、第二の測定手順を利用して病的状態の治療をさらに評価することが、さらに含まれる。いくつかの態様では、方法に、第二の測定手順に応じて病的状態の治療を変えることがさらに含まれる。

種々の側面は、疼痛、炎症、ニューロンもしくは血管損傷に関連する状態、またはニューロン損傷に伴う病的状態を治療するための新規のキットおよび方法を提供する。生体膜シーリング剤であるＰＥＧとマグネシウムとの相乗効果の発見は、炎症、疼痛状態およびニューロン損傷、またはニューロン損傷に関連する病的状態の治療に対する有効性が改善された治療用製剤の開発を導き得るため、大きな意義がある。

定義
種々の態様のさらなる理解に役立つように、以下の非限定的な定義が提供される：
疾患の「治療（treating）」または「治療（treatment）」は、疾患の徴候または症状の緩和を目指してプロトコールを遂行することを指し、それには１またはそれより多くの薬物を患者（ヒトまたはその他）に投与することが含まれてもよい。緩和は、疾患の徴候または症状が現れる前、ならびにその出現後に行うことが可能である。このように、「治療（treating）」または「治療（treatment）」には、疾患の「予防（preventing）」または「予防（prevention）」が含まれる。加えて、「治療（treating）」または「治療（treatment）」は、徴候または症状の完全な緩和を必要とせず、治癒を必要とせず、そして、患者にほんのわずかな効果のあるプロトコールを特に含む。

「対象」の語には、本態様の方法および／もしくはキットが用いられる生物系または培養系が含まれる。該語には、これに限定されないが、ヒトが含まれる。
「専門家」の語は、本態様の方法、キットおよび組成物を対象に実施する人を意味する。該語には、これに限定されないが、医師、その他の医療関係者および研究者が含まれる。

「神経障害性疼痛（neuropathic pain）」および「神経に起因する疼痛（neural origin pain）」は、慢性もしくは急性傷害後の病理を非限定的に含む神経系の病的状態によって開始されるかもしくは引き起こされる疼痛を指す。

神経障害性疼痛の顕著な特徴は、慢性の異痛症および痛覚過敏である。したがって、「異痛症」の語は、通常は疼痛応答を誘発しない刺激により生じる疼痛を指す。
「痛覚過敏」の語は、通常の疼痛刺激に対する感受性が増加することを指す。一次痛覚過敏は、損傷の直近領域を冒す。

「二次痛覚過敏」または「関連痛」の語は、感作が損傷の周囲のより広い領域に広がる場合に、通常は使用される。
「ニューロン損傷」の語は、中枢もしくは末梢神経系の要素への傷害を指す。ニューロン損傷は、物理的（機械的、電気的または熱的を含む）、虚血性、出血性、化学的、生物学的、生化学的または血管性の傷害から生じ得る。ニューロン損傷の例としては、これに限定されないが、虚血性および出血性脳卒中、脊髄、脳、脳神経および末梢神経の損傷が挙げられる。

「生物活性剤」の語は、分子および物理的刺激を指す。
生物活性剤、生体膜シーリング剤およびマーカーを非限定的に含む化合物に対するすべての言及には、これらの化合物のすべての形態（すなわち、塩、エステル、水和物、エタノラート、ラジオアイソトープ、画像診断プローブ等）が含まれ、前記形態は、それぞれの化合物の活性を少なくとも部分的に有する。

物理的疼痛には２つの基本的形態：急性および慢性がある。急性疼痛は、大部分が疾患、炎症または組織への損傷により生じる。これは、侵害受容性ニューロンとしても公知の知覚線維の活性化によって媒介される。侵害受容性疼痛は、例えば外傷後もしくは手術後疼痛の場合、治癒後に通常は消失する。残念なことに、一部の個体では、感覚ニューロンの感受性を増加させる病理学的変化が生じる。それらの場合、症候性疼痛が慢性となる可能性があり、そして、最初の傷害後数カ月または数年もの間持続する。

ニューロン損傷は、損傷の重症度に影響を与え、そして最終的には回復の経過および程度に影響を与える多様な増悪原因により悪化する、複合的な臨床状態である。中枢および／もしくは末梢神経系の構成要素への一次傷害は、機械的、化学的、生化学的もしくは電気的性質のものであり得る。一次傷害後、非可逆性ダメージの発現に大きく寄与すると考えられる病理生物学的変化をしばしば導く、生化学的および生理学的事象のカスケードが起こる。この自己破壊的なカスケードは二次損傷として公知であり、そして、それは外傷性の事象後に徐々に発現するため、薬理学的介入を行う機会が得られる。例えば炎症反応、自己免疫、または血管疾患もしくは血管傷害による持続的な進行性の組織ダメージに連結する種々の慢性状態は、ニューロン構成要素の二次損傷および症候性疼痛をも導く可能性がある。

外傷性脳損傷（ＴＢＩ）病理および他のニューロン損傷の二次相の決定要因である事象には、少なくとも３つの主要な分類がある。これらの１つは、最初の衝撃を何とか切り抜けた細胞に対する膜ダメージである。膜の完全性および／または細胞骨格構造の小さな変化は、膜ポテンシャル、細胞内輸送およびＡＴＰ産生を障害して、細胞骨格の崩壊、ミトコンドリアの機能障害、エネルギー不全およびフリーラジカル産生をもたらし、その結果としてアポトーシス機構またはネクローシス機構のいずれかによる細胞死が生じ得る。場合によっては、死にかけている細胞が、周辺の細胞に対してダメージを引き起こし、かつ損傷細胞数を増加させる可能性のある、フリーラジカルおよび分解酵素（プロテイナーゼ、ペプチダーゼ、カスパーゼ）を放出し得る。残念なことに、神経細胞は、効率的な膜完全性および細胞内（特に軸索）輸送を維持する課題を必要とし、かつ数段に増加させる、その高いエネルギー要求性およびそのユニークな解剖学的構造のために、膜ダメージに対して特に脆弱である。

ニューロン損傷の二次相において主要な役割を果たす事象の他の分類は、嵐のような神経伝達物質放出であり、それらは「興奮毒性」と包括的に称される機構によって、最初の傷害により直接影響を受けた領域をはるかに超える大きさの領域にて、任意のさらなる傷害に対するニューロンの脆弱性を増加させ得る。例えば、細胞外グルタメートレベルの著しい増加は、ニューロン傷害と関連していることが多い。グルタメートは中枢神経系の最も顕著な興奮性神経伝達物質であることから、ほとんどすべてのニューロンが、グルタメート受容体を有しており、そして細胞外グルタメートの過剰量により引き起こされる毒性事象によって影響を受けるであろう。興奮毒性傷害は、特定のサブタイプのグルタメート受容体Ｎ−メチル−Ｄ−アスパラギン酸受容体（ＮＭＤＡＲ）を介したＣａ^２＋の過剰な流入によって主として引き起こされると考えられている。高濃度の細胞内Ｃａ^２＋は、細胞の修復機構、またはさらなる課題に対処するその能を妨げるか、あるいは細胞死をも誘発し得る、分解酵素およびフリーラジカル産生を活性化させることが可能である。

有害事象の第三の分類は、血管ダメージおよび血液脳関門の破綻に連結している。ＴＢＩおよびＳＣＩの動物モデルでは、血液脳関門は損傷後長期にわたり破壊されたままであり（Schnellら、1999年）、血液および免疫細胞による血漿タンパク質の血管外漏出および中枢神経系（ＣＮＳ）の浸潤が可能となる。

脳損傷および他の形態のニューロン損傷における炎症の役割にはなお議論の余地があるが、神経組織への栄養分の適切な分配を、血液脳関門および脳血管が修復される前に成し遂げることは不可能である。

炎症は、組織ネクローシス構成要素を含む状態に対する身体の正常な保護的応答である。組織ネクローシスは、物理的（機械的、電気的または熱的を含む）、化学的、生物学的または生化学的な傷害から生じ得る。炎症構成要素を伴う臨床状態としては、外傷性組織損傷、外科手術、関節炎および他の関節疾患などの変性疾患、ならびに、刺激、過敏性および自己免疫反応が挙げられる。

この天然の「防御」プロセス中に、血流および毛細管透過性の局所的増加によって、炎症領域における体液、タンパク質および免疫細胞の蓄積がもたらされる。これらの細胞の一部は、炎症部位により多くの免疫細胞を惹き付け、かつ／または罹患領域内にある痛覚線維の感受性を増加させることが可能な、ヒスタミン、サイトカイン類、ブラジキニンおよびプロスタグランジン類を含む炎症の化学メディエーターを放出し得る。身体がこの保護的応答を開始すると、炎症の症状が発現する。これらの症状としては、これに限定されないが、疼痛、腫脹、ならびに皮膚の温感および発赤が挙げられる。炎症応答は、しっかりと制御されなければならず、そうでなければ、組織ネクローシスおよび慢性疼痛の発現をもたらす可能性がある。

生物学的マーカー
生物学的マーカーまたはバイオマーカーは、生体組織および／もしくは体液中に見いだされ、かつ、単純な分子から複合的な構造までの範囲が含まれてもよい。例えば、生物学的マーカーとしては、イオン、アミノ酸、神経伝達物質、糖類、脂質、炭水化物、タンパク質、ペプチド、酵素、サイトカイン類、受容体、ホルモン、ステロイド類、遺伝子、リボヌクレオチド等、またはそれらの組み合わせが挙げられてもよい。その他のより具体的なバイオマーカーとしては、マグネシウム、カルシウム、グルタメート、グルタミン、コリン、アセチルコリンエステラーゼ、タウ、ｃ−タウ、ニューロン特異的エノラーゼ、ユビキチン、およびユビキチン加水分解酵素などのユビキチン酵素、ｎ−アセチルアスパルテート、ニューロン線維、ミオ−イノシトール、Ｓ１００Ｂ、インターロイキン類、ＰＥＧに対する抗体などのポリマーに対する抗体が挙げられる。本質的には、バイオマーカーは、特定の身体もしくは疾患の状態の指標として特徴付けられる。すなわち、バイオマーカーは、ホメオスタシスにおいても、疾患状態においても、生物体の状態の指標であり得る。例えば、バイオマーカーは、ニューロン損傷の後に起こる二次相の進行を示すことが可能である。このように、バイオマーカーは、一般に、個体の組織、細胞または体液における細胞的、生化学的、生理学的もしくは分子的な状態、またはそのようなパラメーターの変化の尺度である。

生物学的マーカーは、生物体の正常な生物学的プロセスもしくは発病プロセスを測定することに加えて、治療的介入による生理学的もしくは生物学的応答の客観的な尺度でもある。長期にわたるバイオマーカーの定期的な測定は、治療的介入中の病状の状態または進行を評価するための生物学的基準を提供することが可能である。選択したバイオマーカーの構造、活性および／またはレベルの変化は、一次もしくは二次損傷の性質を示し得る。このようなバイオマーカーは、損傷の位置、複合度または重症度を決定し得る。バイオマーカーはまた、特定の反応または治療に対する個体の感受性を評価し得る。すなわち、適切に選択されたバイオマーカーは、特定の治療に対して期待される応答を示す可能性のある個体、または示さない可能性のある個体を同定する助けとなり得る。

活性レベルに関するバイオマーカーの情報もまた、治療の１またはそれより多くの構成要素を調整するために用いることが可能である。すなわち、活性成分および賦形剤の濃度、用量、投与レジメン、ならびに送達速度の変化によって、薬物動態パラメーター等の特定の値を得られる。バイオマーカーの情報は、個体ベースで治療構成要素を調整する助けとなることが可能であり、あるいは、臨床試験中に群の治療プロトコールを修正するためのデータを提供することが可能である。バイオマーカーは、治療後の異なる時点における回復の程度の客観的かつ定量的尺度を提供することが可能である。

バイオマーカーの検出および評価は、種々の画像診断技術、ｉｎ ｖｉｖｏ、ｉｎ ｖｉｔｒｏテクノロジー（生体組織または体液の試料採取、および種々の化学的もしくは生物学的な構成要素または構造の評価など）、または種々のそれらの組み合わせに基づくことが可能である。これらのテクノロジーは、バイオマーカーを直接的に検出してもよく、あるいは、バイオマーカーと相互作用する分子を検出して、バイオマーカーのシグナルを明らかにし、かつ／または増幅してもよい。１またはそれより多くのバイオマーカーの使用および評価を、脊髄損傷、脳損傷、脳卒中または末梢損傷の治療に向けたポリマー溶液中マグネシウムのような神経保護療法などの、ニューロン損傷の新たな治療の開発を促進するためにさらに用いることが可能である。これらのバイオマーカーを、積極的治療の基準を決定するためにも用いてよい。すなわち、バイオマーカーを、ニューロンもしくは血管の構造、または疼痛もしくは炎症の緩和に影響を及ぼし得る、外科的もしくは他の侵襲的介入に連結した治療に対する基準を決定するために用いてもよい。

また、バイオマーカーを、薬剤および疾患プロセスへの曝露前または曝露中に起こりうる一連の事象（生理学的、細胞的、生化学的または分子的）を同定するためのつながりを形成するようにカテゴリー化してもよい。加えて、１カテゴリーのバイオマーカーは、薬理学的有効投与量レベルおよび早期応答を反映する一連の事象も同定してよい。

バイオマーカーは、種々の病原体の曝露によって病理学的に変化している標的組織を同定することも可能である。また、標的でない（サロゲート）組織および体液でのバイオマーカーレベルを用いて、標的組織中のバイオマーカーレベルを推定してもよい。特異的バイオマーカーおよびそのアッセイの感受性、特異性および信頼性もしくは予測性により、選択基準がある程度決定されるであろう。

さらに、標的組織をモニターするために、特異的マーカーを介入前または介入中に体内に導入してもよい。標的組織の状況を、導入された特異的マーカーをモニターするか、あるいは介入に応答する組織または体液のバイオマーカーをモニターすることによって、評価することが可能である。

例えば、全タウタンパク質、β−アミロイド４０および４２ペプチドなどのバイオマーカーの検出は、アルツハイマー病に生じる典型的な神経病理学的変化の一部と密接に関連している。一方、前立腺特異的抗原（ＰＳＡ）は、前立腺癌のバイオマーカーと考えられている。

生体膜シーリング剤
４０年以上もの間、種々の分子量の生体膜シーリング剤が、流体力学的な損傷から細胞を保護するその能により、培地への付加物として利用されている。これらの薬剤としては、ポリオキシエチレン類、ポリアルキレングリコール、ポリエチレングリコール類（ＰＥＧ）、ポリビニルアルコールなどの親水性ポリマー、プルロニック類またはポロキサマーＰ−１８８（ＣｙｔＲｘ Ｃｏｒｐ社、ロサンゼルス、カリフォルニア州から入手可能なＣＲＬ−５８６１としても公知である）（MichaelsおよびPapoutsakis、1991年）を含むポロキサマー類などの両親媒性ポリマー、ならびに、メチルセルロース（Kuchlerら、1960年）、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシエチルでんぷん、ポリビニルピロリジンおよびデキストラン類（MizrahiおよびMoore、1970年；Mizrahi、1975年；Mizrahi、1983年）が挙げられる。

ヒドロキシエチルでんぷん（Badetら、2005年）およびＰＥＧ（Faureら、2002年；Hauetら、2001年）を含む一部の生体膜シーリング剤は、臓器移植研究において有効な低温保存（cryopreservative）能を示した。ポロキサマーＰ−１８８は、急性疼痛および炎症を導き、かつ変形性関節症として公知のより慢性の状態へ発展する恐れのある、膝関節への機械的外傷後に、二次損傷から関節細胞を保護することが示された（PhillipsおよびHaut、2004年）。ポロキサマーＰ−１８８および中性デキストランは、筋細胞を電気穿孔または熱駆動による細胞膜透過化から保護した（Leeら、1992年）。ＰＥＧの直接適用によって、切断もしくは挫傷した軸索（Bittnerら、1986年）、末梢神経（Donaldsonら、2002年）、ならびにｉｎ ｖｉｔｒｏ（Loreら、1999年、Shiら、1999年；ShiおよびBorgens、1999年；ShiおよびBorgens、2000年；Luoら、2002年）またはｉｎ ｖｉｖｏ（Borgensら、2002年）脊髄調製物が解剖学的および機能的に再連結することが示された。ＰＥＧまたはポロキサマーＰ−１８８の静脈内もしくは皮下投与により、モルモットにおける脊髄挫傷実験後の皮膚体幹筋反射応答が改善し（BorgensおよびBohnert、2001年；Borgensら、2004年）、そして、イヌの自然発生的脊髄損傷モデルにおいて機能回復が改善した（Lavertyら、2004年）。線状構造または多重アーム構造を持つ１４００〜２００００Ｄａの種々の分子量のＰＥＧは、組織損傷後の回復を改善することが示された（Hauetら、2001年；Detloffら、2005年；Shiら、1999年）。

生体膜シーリング剤は、局所的かつ長期の細胞曝露、直接的かつ短期の組織もしくは臓器曝露、または全身投与を含む様々な方法での送達後に有効であり得る。生体膜融合剤の有効濃度は、送達の目的および／または方法に応じて異なってもよい。例えば、約０．０５％の濃度は組織培養への適用に有効であり（MichaelsおよびPapoutsakis、1991年）、そして、約３０％〜約５０％の濃度は臓器保存および動物におけるｉｎ ｖｉｖｏ投与にて有効である（Hauetら、2001年；Shiら、1999年、BorgensおよびBohnert、2001年；Borgensら、2004年）。

生物活性剤
上記に論じたように、発明者は、生体膜シーリング剤とマグネシウム化合物との組み合わせがニューロン外傷および疼痛状態の治療に有用であることを見いだした。したがって、本発明の一態様では、少なくとも１種の生物活性剤はマグネシウム化合物を含んでなる。マグネシウムは、細胞機能の広範な多様性に重要な役割を果たしている。例えば、マグネシウムは、細胞におけるエネルギー産生およびエネルギー消費反応を補助する解糖および酸化的リン酸化に必要である。タンパク質合成ならびに膜の構造および機能もまたマグネシウムに依存的である。マグネシウムのレベルは、グルタメートおよびアセチルコリン放出を含む神経伝達物質の放出に影響を及ぼすであろう。それはまた、カルシウム輸送体の活性およびノン−メチル−Ｄ−アスパラギン酸（ＮＭＤＡ）グルタメート受容体の開口も制御する。マグネシウムは、抗酸化抗アポトーシス作用を有し、かつ脂質の形成および輸送を調節することが知られている。細胞での作用に加えて、マグネシウムは、血流および浮腫発現の制御に関与する生理学的機能を調節することが可能である。

この十年間、多数の研究が、動物モデルおよび臨床現場において遊離マグネシウムの脳レベルがＴＢＩ後に低下することを報告している。遊離マグネシウムの脳レベルの４０％〜６０％の減少は、液体圧衝撃（fluid percussion）モデル（Vinkら、1991年；Headrickら、1994年）、局所衝撃（focal impact）モデル（Suzukiら、1997年）、ならびによりびまん性の脳損傷モデル（HeathおよびVink、1996年；Smithら、1998年）を含む種々のＴＢＩ動物モデルにおいて観察されている。さらに、げっ歯類液体圧衝撃（fluid percussion）ＴＢＩモデルでは、脳遊離マグネシウムレベルの変化、エネルギー電位（リン酸化電位）および機能的（運動）予後の間に線形的な相関関係が確立された（VinkおよびCernak、2000年による総説）。マグネシウムレベルの減少は、脊髄損傷実験においても報告されている（Vinkら、1989年）。

ＴＢＩ患者において、このバイオマーカー、すなわちマグネシウムレベルと回復のレベルとの間でも、直接的な相関関係が確立された（Mendezら、2005年）。ＴＢＩ患者ならびに急性虚血性および／もしくは脳血管性事象を患うヒトは、遊離マグネシウムの能が損なわれる低マグネシウム血症と称される状態を発現しやすい（Poldermanら、2000年）。低マグネシウム血症はまた、一般に集中治療室での手当てを必要とする患者の死亡率増加とも関連している（Chernowら、1989年；Rubeizら、1993年）。

ＣＮＳ外傷発症後数分から数時間に開始されるマグネシウム補給は、ＴＢＩ（HeathおよびVink、1999年；Esenら、2003年；Vinkら、2003年；Fengら、2004年およびTurnerら、2004年）、脊髄損傷（Suzerら、1999年；Kaptanogluら、2003年）および脳卒中（Yangら、2000年；Westermaierら、2003年および2005年）の動物モデルにおいて神経保護作用を示した。

２５８９名の患者を含む多施設治験において、脳卒中発症後１２時間までの硫酸マグネシウムの静脈内投与の臨床評価は、有意な改善を示さなかった（Muirら、2004年）。硫酸マグネシウムを脳卒中発症後２時間以内に投与することになる、より早期の介入の潜在的な作用を調べるためのフォローアップ試験が、開始されている（Saverら、2004年）。1999年にワシントン大学（シアトル）で開始された別の臨床治験では、ＴＢＩ患者への硫酸マグネシウム療法が評価され、そして、本治験においても予備データは否定的であった。

マグネシウム補給はまた、急性および慢性疼痛を低減する能力に関しても、動物およびヒトにおいて広範に研究されている。しかしながら、種々の外科的手順（Bolcalら、2005年；Apanら、2004年；Bathiaら、2004年；McCartneyら、2004年）、頭痛および急性偏頭痛発作（Ceteら、2005年；Corboら、2001年；Bigalら、2002年）、末梢神経障害（Brillら、2002年；Felsbyら、1996年）、癌（Crosbyら、2000年）、原発性線維筋痛症候群（Moulin、2001年；Russelら、1995年）ならびに慢性肢痛（TramerおよびGlynn、2002年）に関連する疼痛の低減におけるマグネシウム（単独または併用）の有効性を評価する臨床治験からは、混合した結果が報告されている。加えて、マグネシウムの鎮痛作用は、４時間以下のような短期間であると思われる（Crosbyら、2000年）。マグネシウムはまた、その治療域を減少させ得る発赤および痛みなどの副作用を誘発する可能性もある（TramerおよびGlynn、2002年）。マグネシウム補給療法を、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、グルコン酸マグネシウムおよびマグネシウム−ＡＴＰを含む種々の塩を用いることにより成し遂げ、ＣＮＳ損傷の動物モデルにおいて同様の神経保護作用を導くことが可能である（McIntoshら、1989年；Izumiら、1991年；Hoaneら、2003年；Turnerら、2004年；VinkおよびMcIntoshによる総説、1990年）。

ＰＥＧ単独またはマグネシウム単独投与では、脳損傷後の認知機能の消失に対する作用はないが、ＰＥＧおよびマグネシウム溶液の両方で治療された動物では、認知機能、またはより正確には新たな空間課題を学ぶ能力が３０％を超えて改善されることを、発明者は見いだした。ＰＥＧおよびマグネシウムの併用治療はまた、ＳＣＩ動物モデルにおいて、いずれかの構成要素単独での治療よりも有意に強力であり、病変サイズを半減させ、自発運動回復を改善し、かつ神経障害性疼痛の出現を低減した。組織炎症の急性モデルにおいては、ＰＥＧおよびマグネシウムを組み合わせた溶液は、症候性疼痛の低減においてもＰＥＧまたはマグネシウム単独より有効であった。生体膜シーリング剤であるＰＥＧとマグネシウムの間の相乗効果の発見は、ニューロン外傷、炎症状態および疼痛状態の治療に対する有効性が改善された治療用製剤の開発を導き得ることから、非常に意義深い。

これらの結果は、例えばＰＥＧなどの生体膜シーリング剤が他の治療剤の有益な作用を増強する可能性もあることを示唆している。異なる態様において、このような生物活性剤としては、神経伝達物質および受容体モジュレーター、抗炎症剤、抗酸化剤、抗アポトーシス剤、向知性剤および成長剤；脂質形成および輸送モジュレーター、電気刺激、血流モジュレーター、ならびにそれらの任意の組み合わせが挙げられる。

抗酸化剤の適切な例としては、これに限定されないが、フリーラジカル捕捉剤およびキレート剤酵素、補酵素、スピントラップ剤、イオンおよび金属キレート剤、フラビノイド類などの脂質過酸化阻害剤、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−アルファ−フェニルニトロン、ＮＸＹ−０５９、エダラボン、グルタチオンおよびその誘導体、ならびにそれらの任意の組み合わせが挙げられる。

抗炎症剤の適切な例としては、これに限定されないが、メチルプレドニゾロンなどのステロイド類、トリアムシノロン、ＩＬ−１０、ＩＬ−１、ＩＬ−８、ＴＮＦ−アルファなどの炎症性サイトカイン類およびそれらの受容体のモジュレーター、ＤＦＵなどのＣＯＸ阻害剤、ならびにＣＤ１１ｂ／ＣＤ１８抗体などの免疫細胞機能のモジュレーターが挙げられる。

神経伝達物質および受容体モジュレーターの適切な例としては、これに限定されないが、グルタメート受容体モジュレーター、カンナビノイド受容体モジュレーター、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられる。当業者は、受容体モジュレーターの１種は対象の体内に自然に生じるリガンドであることを認識するであろう。例えば、グルタメート受容体モジュレーターにはグルタメートが含まれる。

別の態様では、少なくとも１種の生物活性剤が、（１Ｓ，２Ｓ）−１−（４−ヒドロキシフェニル）−２−（４−ヒドロキシ−４−フェニルピペリジノ）−１−プロパノール（ＣＰ−１０１，６０６としても公知）、リルゾール（リルテック（登録商標））、トピラマート、アマンタジン、ガシクリジン、ＢＡＹ−３８−７２７１、Ｓ−１７４９、ＹＭ８７２およびＲＰＲ１１７８２４などの、グルタメート伝達のモジュレーターである。

別の態様では、少なくとも１種の生物活性剤が、デキサナビノール（ファーモス・コーポレーション、イセリン、ニュージャージー州、米国）などのカンナビノイド受容体である。

抗アポトーシス剤としては、これに限定されないが、プロアポトーシスシグナルの阻害剤（例えば、カスパーゼ類、プロテアーゼ類、キナーゼ類、ＣＤ−９５などの死受容体、シトクロムＣ放出のモジュレーター、ミトコンドリア開口および膨潤の阻害剤）；細胞周期のモジュレーター；抗アポトーシス化合物（例えば、ｂｃｌ−２）；シクロスポリンＡ、ミノサイクリンおよびＲｈｏキナーゼモジュレーターを含むイムノフィリン類、ならびにそれらの任意の組み合わせが挙げられる。Ｒｈｏ経路モジュレーターの適切な非限定例としては、修飾された細菌Ｃ３細胞外酵素であるＣｅｔｈｒｉｎ（BioAxone Therapeutics,Inc.、セントローレン、ケベック州、カナダ）、およびヘキサヒドロ−１−（５−イソキノリニルスルホニル）−１Ｈ−１，４−ジアゼピン（Fasudilとしても公知、旭化成株式会社、東京、日本から入手可能）が挙げられる。

向知性剤および成長剤としては、これに限定されないが、成長因子；イノシン、クレアチン、コリン、ＣＤＰ−コリン、ＩＧＦ、ＧＤＮＦ、ＡＩＴ−０８２、エリスロポエチン、ＦＫ−５０６としても公知のフジマイシン（ＩＵＰＡＣ名［３Ｓ−［３Ｒ^＊［Ｅ（１Ｓ^＊，３Ｓ^＊，４Ｓ^＊）］，４Ｓ^＊，５Ｒ^＊，８Ｓ^＊，９Ｅ，１２Ｒ^＊，１４Ｒ^＊，１５Ｓ^＊，１６Ｒ^＊，１８Ｓ^＊，１９Ｓ^＊，２６ａＲ^＊］］−５，６，８，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２４，２５，２６，２６ａ−ヘキサデカヒドロ−５，１９−ジヒドロキシ−３−［２−（４−ヒドロキシ−３−メトキシシクロヘキシル）−１−メチルエテニル］−１４，１６−ジメトキシ−４，１０，１２，１８−テトラメチル−８−（２−プロペニル）−１５，１９−エポキシ−３Ｈ−ピリド［２，１−ｃ］［１，４］オキサアザシクロトリコシン−１，７，２０，２１（４Ｈ，２３Ｈ）−テトロン、一水和物）、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられる。

脂質形成、貯蔵および放出経路のモジュレーターの適切な非限定例としては、アポリポタンパク質；スタチン類；およびそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
血流モジュレーターの適切な非限定例は、ＡＴＬ−１４６ｅなどのアデノシン受容体モジュレーター、およびＣＭ１０１などの新規血管形成の調節剤である。

さらに別の態様では、少なくとも１種の生物活性剤は、電気もしくは磁気刺激である。電気もしくは磁気刺激は、病的状態（例えば外傷）部位に隣接した部位から送達されてもよい。例えば、病的状態がＣ−６のレベルにある脊髄損傷であるならば、電気もしくは磁気刺激を、外傷の１セグメント上部および１セグメント下部（すなわち、Ｃ−５およびＣ−７）に送達してもよい。

当業者は、電気もしくは磁気刺激を送達するために複数の供与源が存在することを認識するであろう。一態様において、該供与源は、例えばShapiro、J.Neurosurg.Spine, 2:3-10（2005年）に記載の振動磁場刺激装置（Oscillating field Stimulator、ＯＦＳ）であり、該文献はその全体が参照により本明細書に援用される。簡潔には、ＯＦＳの外側ケースは、例えばフルオロポリマーおよびシリコン充填剤などの、ヒトへの適用に対して安全であることが公知の材料から作ることが可能である。ケースの内側には、電力ブロック、タイミング／スイッチングブロック、電流制御ブロックおよびフェイルセーフデバイスがある。電力ブロックは、定格容量２４００ｍＡｍｐ／時間の３．６Ｖ有機リチウム電池１個を伴う、ユニットへの直流電源を供給する。タイミング／スイッチングブロックは、単極双投アナログスイッチの付いた、１５分間隔に作動する内蔵発振器を持つ相補型金属酸化物半導体１４段階バイナリリップルカウンターデバイスを含む。フェイルセーフ半導体チップは、電力が２．６Ｖに低下する場合、振動できない場合、または内部ショートを示唆する電流の変化がある場合に、ＯＦＳをシャットダウンするようにプログラムされている。電流制御は、２００μＡｍｐを各電極対に総電流６００μＡｍｐで送達する別の半導体デバイスによって行うことが可能である。電極は、標準的なペースメーカーケーブルおよび表面積４．７２ｍｍ^２のプラチナ／イリジウムチップから作製することが可能である。磁石により調節されるリードスイッチを用いて、デバイスをオンまたはオフにすることが可能である。磁石がスイッチ上にあるとき、デバイスはオフになる。ユニットがオンになっているとき、それは、５００〜６００μＶ／ｍｍの電場および４２．４μＡｍｐ／ｍｍ^２の電流密度を各電極に送達する。

このように、一態様では、電気もしくは磁気刺激の総電流は、約４００μＡｍｐ〜約７００μＡｍｐ、または約４５０μＡｍｐ〜約６５０μＡｍｐ、または約５００μＡｍｐ〜約６００μＡｍｐであってもよい。電機もしくは磁気刺激の電流密度は、約３０μＡｍｐ／ｍｍ^２〜約５０μＡｍｐ／ｍｍ^２、約４０μＡｍｐ／ｍｍ^２〜約４５μＡｍｐ／ｍｍ^２、または約４３μＡｍｐ／ｍｍ^２であってもよい。

別の態様では、経皮電気神経刺激（ＴＥＮＳ）を少なくとも１種の生物活性剤として用いてもよい。当業者は、ＴＥＮＳの１つの利点が、非侵襲的であること、およびＴＥＮＳのガイドラインが例えばResendeら、Eur.J.Pharmacol. 504:217-222（2004年）に提供されていることであると認識するであろう。該文献は、その全体が参照により本明細書に援用される。好都合には、専門家は、例えばＮｅｕｒｏｄｙｎ ＩＩＩ装置（ＩＢＲＡＭＥＤ、ブラジル）などの市販されている機器を用いてもよい。

ＴＥＮＳが最適な少なくとも１種の生物活性剤として選択される場合、異なる態様では、電気刺激が約４Ｈｚ〜約１３０Ｈｚの周波数で放出されてもよく、ここで個々の電気刺激の持続時間は約６０〜約２００□ｓ、または約１００〜約１６０□ｓ、または約１２５〜約１３５□ｓである。

このように、例えば上記に開示したポリマーの１種などの生体膜シーリング剤と、例えばマグネシウム化合物などの少なくとも１種の生物活性剤の投与を含んでなる組み合わせた治療には、ニューロン外傷後に病変サイズを低減させ、機能回復を改善し、そして慢性疼痛を低減させること、ならびに組織炎症に連結する急性疼痛を低減させることにおいて、正かつ相乗的な効果がある。

したがって、一側面において、医薬組成物には、少なくとも１種の生体膜シーリング剤および少なくとも１種の生物活性剤が含まれる。上記に論じるように、一態様では、少なくとも１種の活性剤は、少なくとも１種のマグネシウム化合物を含んでなる。

当業者は、少なくとも１種のマグネシウム化合物が、例えばマグネシウム塩などのマグネシウムイオンの供与源を提供するほぼ任意の分子であってもよいことを、疑う余地なく認識するであろう。好ましい態様では、マグネシウム塩は非毒性である。少なくとも１種のマグネシウム化合物の適切な非限定例としては、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、ＡＴＰマグネシウムおよびそれらの任意の組み合わせが挙げられる。

治療用製剤
本態様の医薬組成物を含んでなる治療用製剤を、少なくとも１種の生体膜シーリング剤と少なくとも１種の生物活性剤とを、所望により生理学的に許容可能なキャリア、賦形剤または安定化剤とともに混合することによって（例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences、第16版、Osol,A.編（1980年））、凍結乾燥製剤または水溶液の形態で貯蔵用に製造することが可能である。許容可能なキャリア、賦形剤または安定化剤は、使用される投与量および濃度ではレシピエントに対して非毒性であり、かつ、リン酸、クエン酸および他の有機酸などのバッファー；アスコルビン酸およびメチオニンを含む抗酸化剤；保存剤（塩化オクタデシルジメチルベンジルアンモニウム；塩化ヘキサメトニウム；塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム；フェニル、ブチルもしくはベンジルアルコール；メチルもしくはプロピルパラベンなどのアルキルパラベン類；カテコール；レソルシノール；シクロヘキサノール；３−ペンタノール；およびｍ−クレゾールなど）；低分子量（約１０残基未満）ポリペプチド；血清アルブミン、ゼラチンまたはイムノグロブリン類などのタンパク質；グリシン、グルタミン、アスパラギン、ヒスチジン、アルギニンまたはリジンなどのアミノ酸；グルコース、マンノースまたはデキストリン類を含む単糖類、二糖類およびその他の炭水化物；ＥＤＴＡなどのキレート剤；ショ糖、マンニトール、トレハロースまたはソルビトールなどの糖類；ナトリウムなどの塩形成カウンターイオン；ならびに／あるいは金属錯体（例えば、Ｚｎ−タンパク質錯体）を含む。

本明細書での製剤はまた、治療されている特定の徴候に必要な１より多くの活性化合物、好ましくは互いに悪影響を及ぼさない相補的な活性を有するものを含有してもよい。このような分子は、意図した目的に有効な量で組み合わされて適切に存在する。

少なくとも１種の生物活性剤および／または少なくとも１種の生体膜シーリング剤はまた、例えばコアセルベーション技術または界面重合によりそれぞれ製造された、例えばヒドロキシメチルセルロースもしくはゼラチン−マイクロカプセルおよびポリ−（メチルメタシレート）マイクロカプセルなどのマイクロカプセル内、コロイド薬物送達システム（例えば、リポソーム、アルブミンマイクロスフェア、マイクロエマルジョン、ナノ粒子およびナノカプセル内）、あるいはマクロエマルジョン内に封入されてもよい。このような技術は、Remington’s Pharmaceutical Sciences第16版、Osol,A.編（1980年）に開示されている。

また、徐放性製剤が製造されてもよい。徐放性製剤の適切な例としては、少なくとも１種の生体膜シーリング剤および／または少なくとも１種の生物活性剤を含有する固体ポリマーの半透性マトリックスが挙げられ、ここで、該マトリックスは、例えばフィルムまたはマイクロカプセルなどの、成形品の形状である。徐放性マトリックスの例としては、これに限定されないが、ポリエステル類、ヒドロゲル類（例えば、ポリ（２−ヒドロキシエチル−メタクリレート）またはポリ（ビニルアルコール））、ポリラクチド類（例えば、米国特許第3,773,919を参照されたい）、Ｌ−グルタミン酸とｙエチル−Ｌ−グルタメートのコポリマー、非分解性エチレン−酢酸ビニル、ＬＵＰＲＯＮ ＤＥＰＯＴ（登録商標）（乳酸−グリコール酸コポリマーおよび酢酸ロイプロリドから構成される注射用マイクロスフェア）などの分解性乳酸−グリコール酸コポリマー、およびポリ−Ｄ−（−）−３−ヒドロキシ酪酸が挙げられる。エチレン−酢酸ビニルおよび乳酸−グリコール酸などのポリマーは、１００日間にわたる分子の放出を可能にする。

当業者は、少なくとも１種の生体膜シーリング剤が半透性マトリックス内に含まれるか、または半透性マトリックスとして用いられてもよいことを、疑う余地なく認識するであろう。この態様では、半透性マトリックスが分解するにつれて、少なくとも１種の生体膜シーリング剤と少なくとも１種の生物活性剤の両方が放出される。

さらに、当業者は、少なくとも１種の生体膜シーリング剤および／または少なくとも１種の生物活性剤が、例えばポンプまたはデポーの形態で、対象に埋め込まれてもよいことを認識するであろう。デポーインプラントの適切な非限定的設計は、2006年4月13日に出願されたDrug Depot Implant Designs And Methods Of Implantationという表題の同時係属中の米国特許出願第11/403,373において、詳細に論じられている。

別の態様では、少なくとも１種の生体膜シーリング剤および／または少なくとも１種の生物活性剤は、例えばニューロン損傷などの病的状態の部位またはその近傍に配置されたカテーテルを介して局所的に投与されてもよい。この態様では、カテーテルは近位端および遠位端を有し、近位端は少なくとも１種の生体膜シーリング剤および／または少なくとも１種の生物活性剤をｉｎ ｓｉｔｕで送達するための開口部を有し、遠位端は医薬送達ポンプに流体連結されている。例えば、カテーテルの近位端は、少なくとも１種の生体膜シーリング剤および／または少なくとも１種の生物活性剤を病的状態の部位から１０ｃｍ以内、より詳細には病的状態の部位から５ｃｍ以内、そしてよりいっそう詳細には病的状態の部位から１ｃｍ以内に送達する。カテーテルは、例えば、病的状態の部位に隣接する血管にアクセスするか、または病的状態の部位に血液を供給することによるなどのできる限り侵襲的でない手順により、配置されてもよい。

少なくとも１種の生体膜シーリング剤および少なくとも１種の生物活性剤が互いに独立して送達されてもよいことを認識することは、当業者の専門知識の範囲内であろう。非限定的な一例において、少なくとも１種の生体膜シーリング剤は筋肉内注射により送達されてもよく、そして、少なくとも１種の生物活性剤はインプラントにより送達される。当業者は、多数の組み合わせが可能であることを疑う余地なく認識するであろう。

一部の場合において、少なくとも１種の生体膜シーリング剤および少なくとも１種の生物活性剤を別々に輸送および保存し、そして、例えば投与前１時間などの所望の時点にこれらの化合物をプレ混合するか、またはプレ混合せずにこれらの化合物を投与することさえも好都合であり得ることを、当業者はさらに認識するであろう。したがって、別の側面では、本態様のキットは、少なくとも１種の生体膜シーリング剤、少なくとも１種の生物活性剤、およびバイオマーカーのアッセイを含んでなる。本発明の一態様では、生体膜シーリング剤および生物活性剤により形成される組成物は、ゲルを形成することが不可能である。

少なくとも１種の生体膜剤と少なくとも１種の生物活性剤の比率を選択する場合に、キットが好都合な融通性を専門家に提供することを、当業者はさらに認識するであろう。
別の側面では、病的状態を治療する方法が提供され、該方法は、病的状態に関連するバイオマーカーを測定し、治療有効量の少なくとも１種の生体膜シーリング剤および治療有効量の少なくとも１種の生物活性剤をそれを必要とする対象に送達し、その後再びバイオマーカーを測定し、そして次いで測定手順の結果を比較して治療を評価することを含んでなる。異なる態様では、病的状態は、ニューロン損傷、組織損傷、外科的介入、炎症およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。

適切な病的状態の例としては、これに限定されないが、糖尿病性およびアルコール性神経障害などの代謝性神経障害、帯状疱疹後神経痛、脳卒中、外傷性脳、脊髄もしくは馬尾損傷などの中枢神経系の外傷、手根管症候群などの機械的もしくは生化学的ニューロン傷害に由来する疼痛、多発性硬化症、関節炎および他の関節疾患などの変性状態に関連する幻肢痛および症候性疼痛、外科的もしくは他の侵襲的介入に由来する持続性の症候性疼痛、ならびに末梢ニューロン組織もしくは非神経組織の損傷に由来する慢性疼痛が挙げられる。

治療有効量の少なくとも１種の生体膜シーリング剤および治療有効量の少なくとも１種の生物活性剤は、静脈内投与、筋肉内投与、髄腔内投与、皮下投与、硬膜外投与、関節内投与、非経口投与、病的状態の部位もしくは隣接する部位への直接適用、およびそれらの任意の組み合わせによって、互いに独立して送達されてもよい。個々の治療の開始を、例えば約２４時間まで、またはより好ましくは約１６時間まで、またはより好ましくは約８時間まで、またはよりいっそう好ましくは４時間までの数時間によって隔てることが可能である。このように、少なくとも１種の生体膜シーリング剤および少なくとも１種の生物活性剤は、独立した供与源から、かつ／または異なる方法によって送達されてもよく、あるいは、送達前に混合されてもよい。

例えば脳または脊髄の外科手術などの特定の侵襲的手順が、対象にニューロン損傷を残すことを、当業者はさらに認識するであろう。したがって、本発明の一態様では、少なくとも１種の生体膜シーリング剤および／または少なくとも１種の生物活性剤を、病的状態の出現を引き起こす事象の前に対象に送達する。非限定的な一例において、該事象は脳外科手術であり、かつ病的状態はＣＮＳニューロンの損傷である。

バイオマーカーおよび治療的介入
病的状態を治療するための手順を、特定の状態に関連する特定のバイオマーカーをまず同定することにより、実施してもよい。次いで、該バイオマーカーを測定し、そして定量する。治療的介入を行い、そして次いで、同定されたバイオマーカー（単数もしくは複数）を再び定量して、疾患の進行期または回復期を決定する。介入前のバイオマーカーのレベルを、治療後のレベルと比較する。治療的介入は、非経口投与によるポリマー溶液中マグネシウムの適用を含んでなってもよく、ここで、マグネシウムは、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、グルコン酸マグネシウムまたはＡＴＰマグネシウムの１またはそれより多くを含んでなる塩の形態である。

バイオマーカー（単数もしくは複数）を、血液、脳脊髄液、細胞間液、細胞もしくは組織試料の１またはそれより多くから検出してもよい。組織試料は、特定の病的状態に関連する選択されたバイオマーカー（単数もしくは複数）を供する、ニューロン組織または任意の他の適切な生体組織を含んでなることが可能である。

一部の状況において、標的組織を評価する特定のバイオマーカーを体内に導入し、そして次いで、病的状態を外因性物質によりモニターするための手段が提供されてもよい。
治療的介入前のバイオマーカーの測定が第一の測定手順であり、そして、第二の測定手順は、バイオマーカー、もしくはバイオマーカーと相互作用する分子の構造、活性またはレベルの少なくとも１つを検出することを含んでなる。第一と第二の測定手順を比較し、そしてバイオマーカーを定量的または定性的に評価してもよく、次いで、有効性、または介入により引き起こされた病的状態の変化の示差尺度が提供される。介入後に順次実施されるバイオマーカーのさらなる測定手順は、病的状態の進行または退縮をもたらすさらなる時間関係測定値を提供するであろう。あるいは、患者におけるバイオマーカーのレベルを、ホメオスタシスまたは病的状態の参照標準値指標と比較することが可能である。

バイオマーカーの情報に応じて、治療またはインターベンションを、病的状態の管理を改善するために変更してもよい。治療有効量の治療用化合物、例えばマグネシウム塩を投与し、そして、バイオマーカーをこのような介入の前および後に評価する。

キットは、マグネシウム、ポリマーまたはそれらの組み合わせなどの治療有効量の治療用化合物、および、病的状態に関連する特定のバイオマーカーを測定するためのアッセイを含んでなってもよい。さらに、いくつかのキットは、マグネシウムに加えて、介入の治療有効性を促進する追加の活性成分も含有してよい。

１またはそれより多くのバイオマーカーが同定かつ選択されると、産業用の標準的アッセイ手順を用いてバイオマーカーを測定することが可能である。該アッセイ手順は、バイオマーカー測定用キットの一部であってもよい。

例として、患者は、疼痛、炎症、ニューロン損傷または血管損傷などの病的状態の症状を示してもよいし、あるいは該病的状態に悩まされていることが知られていてもよい。開示された新規組成物による治療が考えられるが、ただし新規組成物の投与前である場合、体液もしくは組織試料を回収し、そして第一の測定手順を実施して、病的状態に関連する１またはそれより多くのバイオマーカーを測定する。この第一の測定のために実施される特定の手順は、測定されているバイオマーカーのタイプに応じて決まる。例えば、第一の測定手順は、ＤＮＡもしくはＲＮＡ増幅などの測定されるバイオマーカーの増幅工程、あるいは抗体、基質およびシグナリング分子などのリンカー因子の使用、あるいは核磁気共鳴法または磁気共鳴法などの特定の画像診断技術に連結した増幅工程を伴ってもよい。あるいは、該測定手順は、患者に外因性バイオマーカーを投与し、次いで引き続きそれを測定することを含んでもよい。例えば、ポジトロン放出断層撮影および他の画像診断技術を用いる場合、例えば基質、リガンドまたは抗体などのバイオマーカーと相互作用する分子の投与を用いて、病的状態に関連するバイオマーカーの存在およびレベルが明らかにされる。

測定されるバイオマーカーは、理想的には、治療される病的状態に関連している。好ましい態様では、例えば、病的状態はニューロンの状態であってもよく、そして、測定されるバイオマーカーは、一次もしくは二次損傷の時点または回復期間中に、損傷したニューロン組織により放出されてもよい。１またはそれより多くのバイオマーカーとしては、マグネシウム、カルシウム、グルタメート、グルタミン、コリン、アセチルコリンエステラーゼ、タウ、ｃ−タウ、ニューロン特異的エノラーゼ、ユビキチン、およびユビキチン加水分解酵素などのユビキチン酵素、ｎ−アセチルアスパルテート、抗酸化分子もしくは酵素、ニューロン線維、ミオ−イノシトール、Ｓ１００Ｂ、インターロイキン類、ＰＥＧに対する抗体などのポリマーに対する抗体が挙げられる。他の態様では、バイオマーカーは、イオン、アミノ酸、糖、脂質、タンパク質、ペプチド、受容体、神経伝達物質、遺伝子またはリボヌクレオチドの１またはそれより多くであってもよい。治療に対して期待される応答をもたらすであろう病的状態のタイプ、治療レジメンまたは患者を予測するそれらの能に基づいて、１またはそれより多くのバイオマーカーが選択されるであろう。例えば、治療が、中等度〜重度のニューロン損傷の治療に対するマグネシウムおよびＰＥＧを含んでなる組成物の投与を含むならば、ニューロン損傷の重症度を確認するために、バイオマーカーは、ニューロン線維などのダメージを受けたニューロン組織により放出される治療前のレベルの分子、およびマグネシウムを体液中に含んでなってもよい。あるいは、治療前のレベルのＰＥＧ抗体を、患者がＰＥＧにアレルギー性でないことを保証するために加えることが可能である。これらのバイオマーカーは、バイオマーカーの特定の治療前のレベルが積極的治療に関係する回復と関連している、動物およびヒト試験に基づいて選択される。

治療前と治療後に評価される１またはそれより多くのバイオマーカーは、異なっていてもよい。例えば、治療後の回復を評価するために、血清中ＰＥＧ抗体の測定はその時点では関連がない可能性のあることから、ニューロン線維などのニューロンのダメージの指標およびマグネシウムを評価してもよい。治療後の評価は、新規組成物の追加用量が必要かどうか、または用量を修正すべきかどうか（すなわち、低用量もしくは高用量）を決定するために、新規組成物の投与後数分〜数時間に実施することが可能である。治療後の評価は、ニューロン損傷からの回復を評価し、かつ最善のリハビリテーション戦略を決定するために、新規組成物の投与後数時間〜数週間もしくは数カ月に実施することが可能である。

バイオマーカーの測定は、バイオマーカーの構造、活性またはレベルを検出する場合のように直接的であってもよいし、あるいは、バイオマーカーと相互作用する分子の検出によるように間接的であってもよい。磁気共鳴法および核磁気共鳴画像診断技術などの画像診断技術は、特定の分子およびイオンを直接明らかにすることが可能であるが、ポジトロン放出断層撮影およびｉｎ ｖｉｔｒｏ技術の大半などの他の画像診断技術は、病的状態に関連するバイオマーカーの存在およびレベルを明らかにするために、例えば基質、リガンドまたは抗体などのバイオマーカーと相互作用する分子を利用してもよい。好ましい測定は、妊娠検査に用いられるものなどの、簡便かつ迅速なｉｎ ｖｉｔｒｏ検出検査を利用するであろう。バイオマーカーの直接的および間接的測定はともに、患者から得た体液もしくは組織試料の抽出を典型的には伴うであろう。例えば、血液、脳脊髄液、細胞間液、細胞もしくは組織試料の１またはそれより多くを患者から得てもよく、次いでバイオマーカーを検出するために分析する。特定の態様では、組織試料は脊髄から抽出されてもよいし、あるいは、血液の血清試料であってもよく、次いで、それを分析して必要なバイオマーカーを検出する。一例として、バイオマーカーを検出するために、ＥＬＩＳＡ検査を体液もしくは組織試料に対して実施してもよい。

第一の測定手順が実施され、そしてバイオマーカーの検出結果が得られたならば、これらの結果を用いて、例えば、どの治療剤を投与してもよいか、あるいは治療を実施すべきかどうかさえも決定してよい。結果は、ニューロン損傷に冒されていない患者、またはニューロン損傷はあるが、ただし記載の新規組成物に対して期待される応答をしない可能性のある患者において通常は認められないバイオマーカーの有無またはレベルまたは構造的修飾を明らかにすることが可能である。例えば、軽度の損傷ならびにちょうど正常レベルの神経細線維およびマグネシウムを伴う患者、または、治療前のＰＥＧ抗体レベルが高く、かつアレルギー性応答を示す可能性のある患者；双方の場合、バイオマーカーは、これらの患者が新規組成物に対して期待される治療に関係する応答をしないであろうということを示唆する。別の例では、ヒト患者における用量漸増試験中に、治療前および治療後のバイオマーカーレベルを、本出願において記載の新規組成物の最適な用量を決定するために用いる。バイオマーカーの正常レベルまたはホメオスタシスに関連するレベル、および治療に対する正もしくは負の応答または応答なしに関連するバイオマーカーのレベルを、動物試験およびヒト臨床治験中に決定することが可能である。
第一の測定手順から得た結果は、例えば、療法に用いられるべき投薬およびレジメンを示し得る。あるいは、該結果は、特定の治療剤による治療が患者に有益でないだろうということを示し得る。

好ましい態様では、治療は、実施される際に、マグネシウムをニューロンの状態を治療するための活性成分として含む治療用化合物の投与を伴う。マグネシウムは、例えば、マグネシウム塩の形態であってもよい。他の態様では、マグネシウムは、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、グルコン酸マグネシウムまたはＡＴＰマグネシウムの１またはそれより多くの形態であってもよい。マグネシウムは、好ましくは、ＰＥＧを含んでなる溶液などのポリマー溶液中に含有される。バイオマーカーレベルを、ＰＥＧ溶液中マグネシウムの初回用量を投与する前に評価する。初回用量後にバイオマーカーレベルを再び評価して、２回目の用量を修正すべきかどうかを決定する。さらに、最終回用量の投与後にバイオマーカーレベルを評価して、最適な用量、および長期的機能回復のサロゲートマーカーとして決定する。

病的状態を治療した後、第二の測定手順を、生物学的マーカーを再び測定するために実施する。最適な用量および治療レジメンを決定するために、バイオマーカーを、新規組成物の活性構成要素の７半減期に等しい期間内、そしてより好ましくは３半減期内に評価してもよい。長期回復の初期の指標として用いる場合は、バイオマーカーレベルを、治療後数週間〜数カ月以内、好ましくは治療後１〜１２週間以内、そしてより好ましくは治療後１〜６週間以内に評価する。第二の測定手順は、好ましくは、第一の測定手順と同じ方法で実施される。あるいは、治療前と治療後に評価されるバイオマーカーは、異なっていてもよい。例えば、ＰＥＧ抗体の血清中レベルの評価は、潜在的なアレルギー性応答を防ぐために治療開始前には有用であろうが、しかし治療後は有用でない可能性がある。加えて、患者が治療に対して予測される応答を示すかどうかを治療前に判断するために最も有用なバイオマーカーは、長期回復の初期の指標として最も有用なバイオマーカーとは異なる可能性がある。例えば、ダメージを受けたニューロンから放出されるが、しかし血液脳関門を通過することのできないバイオマーカーは、血液脳関門が損傷後に障害される限りにおいてのみ血中にて測定可能となり、通常は損傷後数時間から数日間続く。これらのバイオマーカーは、中枢神経系の損傷タイプおよび重症度を同定するために非常に有用であるが、しかし、潜在的な機能回復の指標としては有用でない可能性がある。一方、ダメージを受けたニューロンにより放出されるか、または修復メカニズムに関わるバイオマーカーは、治療後１〜１２週間などの後の時点に測定される場合により有用である可能性がある。治療前のバイオマーカーレベルが利用可能でない場合、治療への応答（すなわち、正、負または応答なし）に関連する特定のレベルを、非臨床および臨床試験前に決定する。次いで、第一および第二の測定手順の結果を比較して、患者の治療がどのように進行しているのかを評価する。

特定の態様では、病的状態のさらなる治療を、第一と第二の測定手順の結果を比較した結果によって変更してもよい。例えば、新規組成物の初回用量後に患者が治療への応答なしを示すバイオマーカーレベルを示したならば、新規組成物の２回目の用量を増加させてもよい。他の態様では、患者における用量漸増パラダイムの一部として、治療前および治療後のバイオマーカーレベルが、治療レジメンが修正されなければならないことを示してもよい。また、種々の態様は、２のみよりも多くの測定手順を実施してもよい。例えば、一連のバイオマーカー測定手順およびそれぞれの治療プロトコールを、病的状態の進行およびその治療を追跡するために実施してもよい。各新たな一連の測定結果を用いて病的状態を追跡し、そしてそれにしたがって治療プロトコールを調整してもよい。

生物学的マーカーの測定が常に初回の治療プロトコール前に実施される必要はない。逆に、特定の態様では、病的状態をマグネシウム含有治療剤を投与することによってまず治療し、そして次いで、バイオマーカーをそれに続き測定する。この測定手順の結果を用いて、治療の有効性を評価してもよい。例えば、結果を公知のベースラインと比較してもよい。さらなる一連の測定および治療を、それぞれ病的状態を評価および治療するために実施してもよく、各新たな一連の治療を、前の一連のバイオマーカー測定値からの結果に基づいて調整してもよい。

本開示において引用されるすべての特許および非特許公報は、これらの特許および非特許公報のそれぞれがその全体を参照によって本明細書に援用されるような範囲で、本明細書に援用される。さらに、本明細書における発明が特定の実施例および態様に関して記載されているとしても、これらの実施例および態様は本発明の原理および適用を単に例示しているにすぎないことが理解されよう。したがって、多数の修飾が例示的な態様に対して行われてもよく、かつ、以下の特許請求の範囲に定義されるような本発明の精神および範囲を逸脱することなく他の取り決めが考案されてもよいことが、理解されよう。

Claims (20)

1. 病的状態を治療するための医薬組成物であって、ポリマー溶液中、硫酸マグネシウムまたは塩化マグネシウムからなる生物活性剤を含む治療用化合物を含み、治療が、以下の工程
   病的状態に関連するバイオマーカーを測定するための第一の測定手順を実施すること；
   ポリマー溶液中マグネシウムを含む治療有効量の治療用化合物を投与することにより、病的状態を治療すること；
   病的状態に関連するバイオマーカーを測定するための第二の測定手順を実施すること；および、
   少なくとも第一の測定手順の結果と少なくとも第二の測定手順の結果とを比較して、病的状態の治療を評価すること；
   を含むことにより行われ、ここで当該ポリマー溶液はPEGを含み、当該病的状態はニューロン損傷、虚血性および出血性脳卒中、脊髄損傷、脳損傷、脳神経損傷、または末梢神経損傷である、前記医薬組成物。
2. 第一および第二の測定手順が、血液、脳脊髄液、細胞間液、細胞もしくは組織試料の１またはそれより多くから得られた試料においてバイオマーカーを検出することを含む、請求項１に記載の医薬組成物。
3. バイオマーカーが、マグネシウム、カルシウム、グルタメート、グルタミン、コリン、アセチルコリンエステラーゼ、タウ、c-タウ、ニューロン特異的エノラーゼ、ユビキチンおよびユビキチン加水分解酵素、n-アセチルアスパルテート、ニューロンフィラメント、ミオ-イノシトール、S100B、インターロイキン類、抗酸化剤、PEGに対する抗体などのポリマーに対する抗体の少なくとも１種である、請求項１に記載の医薬組成物。
4. バイオマーカーが、イオン、アミノ酸、糖、脂質、タンパク質、ペプチド、受容体、神経伝達物質、酵素、遺伝子またはリボヌクレオチドの少なくとも１種である、請求項１に記載の医薬組成物。
5. 第一の測定手順または第二の測定手順が、バイオマーカーのもしくはバイオマーカーと相互作用する分子の、構造、活性またはレベルの少なくとも１種を検出することを含む、請求項１に記載の医薬組成物。
6. 治療が、病的状態に関連するバイオマーカーを検出するための第三の測定手順を実施すること、ならびに、少なくとも第二の測定手順の少なくとも結果を少なくとも第三の測定手順の少なくとも結果と比較して病的状態の治療を評価することをさらに含む、請求項１に記載の医薬組成物。
7. 治療が、少なくとも第二の測定手順の少なくとも結果と少なくとも第三の測定手順の少なくとも結果または予め決定された参照基準の結果との比較に応じて病的状態の治療を変更することをさらに含む、請求項６に記載の医薬組成物。
8. 硫酸マグネシウムまたは塩化マグネシウムからなる生物活性剤を含む治療有効量の治療用化合物を投与することによる病的状態の治療が、第一の測定工程の少なくとも結果または予め決定された参照基準にしたがって実施される、請求項１に記載の医薬組成物。
9. 病的状態を治療するための医薬組成物であって、PEG溶液中、硫酸マグネシウムまたは塩化マグネシウムからなる生物活性剤を含む治療用化合物を含み、治療が、以下の工程
   病的状態または病的状態に対する治療に関連する生物学的マーカーを測定するための第一の測定手順を実施すること；および、
   第一の測定手順の１またはそれより多くの結果にしたがって、PEG溶液中マグネシウムを含む治療有効量の治療用化合物を投与することにより、病的状態を治療すること；
   を含むことにより行われ、ここで、当該病的状態はニューロン損傷、虚血性および出血性脳卒中、脊髄損傷、脳損傷、脳神経損傷、または末梢神経損傷である、前記医薬組成物。
10. バイオマーカーが、マグネシウム、カルシウム、グルタメート、グルタミン、コリン、アセチルコリンエステラーゼ、タウ、c-タウ、ニューロン特異的エノラーゼ、ユビキチンおよびユビキチン加水分解酵素、n-アセチルアスパルテート、ニューロンフィラメント、ミオ-イノシトール、S100B、インターロイキン類、抗酸化剤ならびにポリマーに対する抗体の少なくとも１種である、請求項９に記載の医薬組成物。
11. 病的状態を治療するための医薬組成物であって、PEG溶液中、硫酸マグネシウムまたは塩化マグネシウムからなる生物活性剤を含む治療用化合物を含み、治療が、以下の工程
    PEG溶液中マグネシウムを含む治療有効量の治療用化合物を投与することにより、病的状態を治療すること；
    病的状態または病的状態に対する治療に関連する生物学的マーカーを測定するための第一の測定手順を実施すること；および、
    第一の測定手順の結果を病的状態の治療を評価するために利用すること；
    を含むことにより行われ、ここで、バイオマーカーがマグネシウム、カルシウム、グルタメート、グルタミン、コリン、アセチルコリンエステラーゼ、タウ、c-タウ、ニューロン特異的エノラーゼ、ユビキチンおよびユビキチン加水分解酵素、n-アセチルアスパルテート、ニューロンフィラメント、抗酸化剤、ミオ-イノシトール、S100B、インターロイキン類、ならびにポリマーに対する抗体の少なくとも１種であり、ここで、当該病的状態はニューロン損傷、虚血性および出血性脳卒中、脊髄損傷、脳損傷、脳神経損傷、または末梢神経損傷である、前記医薬組成物。
12. 病的状態が、脊髄損傷である、請求項１に記載の医薬組成物。
13. 病的状態が、虚血性脳卒中である、請求項１に記載の医薬組成物。
14. 病的状態が、出血性脳卒中である、請求項１に記載の医薬組成物。
15. 病的状態が、脳損傷である、請求項１に記載の医薬組成物。
16. 病的状態が、脳神経損傷である、請求項１に記載の医薬組成物。
17. 病的状態が、末梢神経損傷である、請求項１に記載の医薬組成物。
18. 病的状態が、ニューロン損傷である、請求項１に記載の医薬組成物。
19. PEGが1,400〜20,000 Daの分子量を有する、請求項１に記載の医薬組成物。
20. PEGが組成物の30％〜50％を構成する、請求項１に記載の医薬組成物。