JPH07316059A - 細菌バイオフィルム形成阻害剤 - Google Patents

細菌バイオフィルム形成阻害剤

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JPH07316059A
JPH07316059A JP11236394A JP11236394A JPH07316059A JP H07316059 A JPH07316059 A JP H07316059A JP 11236394 A JP11236394 A JP 11236394A JP 11236394 A JP11236394 A JP 11236394A JP H07316059 A JPH07316059 A JP H07316059A
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Hiroyuki Kobayashi
宏行 小林
Minako Araaki
美奈子 荒明
Osamu Hara
修 原
Masayuki Shibahara
聖至 柴原
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 新規な細菌バイオフィルム形成阻害剤、とり
わけ緑膿菌に対して優れた作用を示すバイオフィルム形
成阻害剤を提供する。 【構成】 一般式(I)で表される化合物、又はその薬
理学的に許容される塩類が、緑膿菌のアルジネート生合
成の鍵酵素グアノシンジホスホDーマンノースデヒドロゲ
ナーゼを阻害することから、細菌バイオフィルム形成阻
害剤、特に緑膿菌バイオフィルム形成阻害剤として、難
治性感染症、特に緑膿菌によるびまん性汎細気管支炎の
治療剤としての用途が期待できる。 [式中、R1は水素原子、炭素数1〜5の直鎖又は分枝
鎖のアルキル基、又は12〜16員環マクロライドのア
グリコン部であり、R2は水素原子又は水酸基]

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、細菌バイオフィルム形
成阻害剤、とりわけ緑膿菌に対して優れた作用を示すバ
イオフィルム形成阻害剤に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、抗菌剤の進歩は目ざましいものが
あるが、試験管内で見られる抗菌力と実際にそれが使わ
れた時の臨床的な除菌率の間には大きな狭間がある。そ
の狭間を埋めるものの一つがバイオフィルム(微生物
膜)の存在である。栄養に乏しい流水中のパイプ内面、
岩石表面に細菌が固着、増殖してバイオフィルムが形成
されることが観察されて以来(アニュアル・レビュー・
オブ・マイクロバイオロジー, 35, 299(1981))、生体
組織表面でも細菌がつくるバイオフィルムが観察された
(インフェクション・アンド・イミュニティ, 43, 359
(1984))。一方、医療機器の領域でも血管内カテーテル
等において細菌バイオフィルムが観察されている(キド
ニー・インターナショナル, 35, 614(1989))。これら
の細菌は周辺に多糖体を主成分とするアルジネート(al
ginate)を産生し、さらにバイオフィルムを形成して、
薬が膜を通らないようにして生き延びていく(アニュア
ル・レビュー・オブ・マイクロバイオロジー, 41, 435
(1987))。
【0003】最近、生体内での細菌バイオフィルム形成
を感染症の難治化要因の一つとして捉えるようになって
きて、バイオフィルムと各種抗菌剤との相互作用が観察
されているが、今日の時点では、細菌バイオフィルムに
対し、高い透過性を有し、中の菌を完全に殺菌できうる
抗菌剤はまだ見つかっていない。又、バイオフィルムを
破壊するという補助的療法も完全なものではない。一
方、緑膿菌性びまん性汎細気管支炎に対し、マクロライ
ド抗生物質であるエリスロマイシン、クラリスロマイシ
ンを長期投与することによる効果が報告され(感染症学
雑誌, 60, 45(1986))、クラリスロマイシンは低濃度で
グリコカリックス(glycocalyx)の産生を抑制し、組織
への付着をも抑制することが観察されている(感染症,
21, 161(1991))が、その作用機構は不明である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】難治性感染症の治療に
各種抗菌剤が単独あるいは併用で使われているが、必ず
しも充分な効果が認められているわけではない。エリス
ロマイシンを中心としたマクロライドの長期投与におい
ても、全ての症例において満足すべきQOL(Quality
of Life)が得られているわけではない。そこで、従来
の抗菌力を主眼においた新薬の開発の視点とは異なり、
難治性感染症の原因でもある細菌バイオフィルム形成の
阻害を目的とした、長期に安全に投薬ができ、より高い
QOLが与えられる薬剤が望まれている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべくマクロライド抗生物質及びその部分構造に
注目し鋭意研究を重ねた結果、構成成分の一つであるア
ミノ糖が細菌バイオフィルム形成を阻害することを見い
出し、本発明を完成した。
【0006】すなわち、本発明は一般式(I)
【化3】
【0007】[式中、R1は水素原子、炭素数1〜5の
直鎖又は分枝鎖のアルキル基、又は12〜16員環マク
ロライドのアグリコン部であり、R2は水素原子又は水
酸基]で表される化合物、又はその薬理学的に許容され
る塩類を有効成分とする細菌バイオフィルム形成阻害剤
に関するものである。
【0008】本発明の細菌バイオフィルム形成阻害剤
は、細菌とりわけ緑膿菌に対して優れた作用を示し、難
治性感染症、特に緑膿菌によるびまん性汎細気管支炎に
対して有効である。従って、上記感染症の治療法を提供
し、その方法は有効量の一般式(I)により表される化
合物、又はその薬理学的に許容される塩類を投与するこ
とを特徴とする。
【0009】一般式(I)で表される化合物のうち、R1
がメチル基であり、R2が水素原子である化合物(1)
(メチルデソサミナイド)は純合成によっても得ること
ができるが、アミノ糖であるデソサミンを有するマクロ
ライド抗生物質、例えばエリスロマイシンから得られる
デソサミンをメチル化して容易に得ることがができる
(ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソシエチ
ー, 76, 3121(1954))。又、一般式(I)で表される化
合物のうち、R1がメチル基であり、R2が水酸基である
化合物(2)(メチルマイカミノサイド)は純合成によ
っても得ることができるが、アミノ糖であるマイカミノ
ースを有するマクロライド抗生物質、例えばミデカマイ
シンより得られるマイカミノース(ジャーナル・オブ・
アメリカン・ケミカル・ソシエチー, 76, 5080(1954))
をメチル化して容易に得ることができる(ジャーナル・
オブ・アメリカン・ケミカル・ソシエチー, 77, 3353(1
955))。さらに、一般式(I)で表される化合物のう
ち、R1が16員環マクロライドのアグリコン部であ
り、R2が水酸基で表される化合物(3)(9-デヒドロ
デマイカロシルプラテノマイシン)は16員環マクロラ
イド抗生物質であるプラテノマイシンの生合成中間体
(ジャーナル・オブ・アンチビオチックス, 28, 775(19
75))である。又、16員環マクロライドであるミデカ
マイシンA3よりアシル化されたマイカロースを切断す
ることにより容易に調製できる。今回、本発明者らは新
たに一般式(I)で表される化合物(1)、(2)、
(3)にムコイド型緑膿菌グリコカリックスすなわちア
ルジネートの産生を抑制する作用があることを見いだ
し、本発明を完成させた。本発明では、一般式(I)で
表される化合物の投与量は経口投与及び非経口の場合、
成人1日当たり約0.01mg/kg〜30mg/kg、好ましく
は0.1mg/kg〜10mg/kgであるが、患者の症状、年齢
等によって変わりうるものであることは言うまでもな
い。尚、化合物(1)、(2)、(3)の0.2%CMC懸
濁液を250mg/kgになるようにICRマウス(n=
3)に経口投与し、7日間観察したが、死亡例は全く認
められなかった。
【0010】本発明の一般式(I)で表される化合物の
薬理学的に許容される塩類としては、アルカリ金属塩
(例えばナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類
金属塩(例えばカルシウム塩、マグネシウム塩等)、ア
ンモニウム塩等の無機塩基との塩、有機塩基との塩(例
えばトリエチルアミン塩、ピリジン塩、ピコリン塩等)
が含まれる。
【0011】本発明の活性成分を経口投与する場合には
種々の形態があり、例えば錠剤、顆粒、細粒、粉末、シ
ロップ、エリキシル等とすればよく、特に顆粒及び粉末
は必要に応じてカプセルに封入して単位量投与形態とす
ることができる。これら経口投与剤のうち固形剤は通常
用いられる賦形剤、例えば無水珪酸、メタ珪酸、アルミ
ン酸、マグネシウム、合成珪酸アルミニウム、乳糖、砂
糖、とうもろこし澱粉、微晶質セルロース、ヒドロキシ
プロピルスターチ又はグリシン;結合剤、例えばアラビ
アゴム、ゼラチン、トラガント、ヒドロキシプロピルセ
ルロース又はポリビニルピロリドン;滑沢剤、例えばタ
ルク又はステアリン酸マグネシウム;崩壊剤、例えばカ
ルボキシルメチルセルロースカルシウム又は馬鈴薯澱
粉;湿潤剤、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリエ
チレングリコール、ソルビタンモノオレート等を含有し
てもよい。
【0012】経口投与剤のうち液剤は水性又は油性の乳
濁液、シロップ剤等にすればよく、あるいは使用する前
に適当なビヒクルで再溶解し得る乾燥生成物にしてもよ
い。このような液剤は普通に用いられる添加剤、例えば
乳化補助剤であるソルビットシロップ、メチルセルロー
ス、ゼラチン、ヒドロキシエチルセルロース等;又乳化
剤、例えば、レシチンソルビタンモノオレート、ポリオ
キシエチレン硬化ひまし油;非水性ビヒクル、例えばア
ーモンド油、落花生油;防腐剤、例えばソルビン酸、P-
ヒドロキシ安息香酸メチル、P-ヒドロキシ安息香酸プロ
ピル等を添加してもよい。更に、これらの経口投与剤に
は必要に応じて安定化剤、保存剤等を含有してもよい。
【0013】又、本発明の活性成分を注射剤にする場合
には、水溶液、油溶液、乳化液のような形態にすればよ
く、これらの液体には通常用いられる乳化剤、安定化剤
等を含有してもよい。これらの薬剤は投与方法により活
性成分を1重量%以上、好ましくは5〜50重量%含有
することができる。
【0014】次に本発明化合物の有用性について述べ
る。緑膿菌におけるフルクトース6リン酸からアルジネ
ートへの生合成には、少なくてもホスホマンノースイソ
メラーゼ(phosphomannose isomerase)、ホスホマンノ
ムターゼ(phosphomannomutase)、グアノシンジホスホ
Dーマンノースピロホスホリラーゼ(guanosine diphosph
oD-mannose pyrophosphorylase)、グアノシンジホスホ
Dーマンノースデヒドロゲナーゼ(guanosine diphospho
D-mannose dehydrogenase)の4つの酵素が関与してい
る(ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・アプライド・マ
イクロバイオロジー, 13, 179(1981))。この中でもグ
アノシンジホスホDーマンノースデヒドロゲナーゼはアル
ジネート生合成の鍵酵素である。そこで、本発明の化合
物がグアノシンジホスホDーマンノースデヒドロゲナーゼ
に対して阻害活性を有していればバイオフィルムの形成
が阻害されることになる。後記の試験例で明らかなよう
に本発明化合物はグアノシンジホスホDーマンノースデヒ
ドロゲナーゼに対して濃度依存的に酵素活性を阻害して
いることが明らかになった。
【0015】
【実施例】次に実施例を示すが、これは単なる例示であ
って、本発明を限定するものではない。ここに例示しな
かった多くの変法あるいは修飾手段を持ちうることは勿
論のことである。又、化合物(1)、(2)、(3)の
製造法を参考例に示す。
【0016】参考例1化合物(1)(メチルデソサミナイド)の製造法 エリスロマイシン 10 gをエタノール 50 mlに溶解した
後、6N塩酸 160 mlを加え、4時間加熱還流した。反
応液をクロロホルム 12.5 mlで5度洗浄した。水層を減
圧濃縮しエタノールを除去した後、エーテル 50 mlで5
度洗浄し、水層を減圧濃縮して残さ 2.92 gを得た。こ
の内 1.0 gを飽和塩酸メタノール 37.5 mlに溶解し、2
7時間加熱還流した。反応液を減圧濃縮後、10 mlの冷
水に溶解した。これを20%水酸化ナトリウムでpH11
にし、クロロホルム 25 mlで3度抽出した。クロロホル
ム層を無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥後、これを濾過
し、濾液を減圧濃縮して得られた粗化合物(1) 766 m
gをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(100 g:クロ
ロホルムーメタノール(5:1))で精製し、化合物(1)
647 mgを得た。
【0017】参考例2化合物(2)(メチルマイカミノサイド)の製造法 ミデカマイシン 10 gをエタノール 50 mlに溶解した
後、6N塩酸 160 mlを加え、4時間加熱還流した。反
応液をクロロホルム 12.5 mlで5度洗浄した。水層を減
圧濃縮しエタノールを除去した後、エーテル 50 mlで5
度洗浄し、水層を減圧濃縮して残さ 2.45 gを得た。こ
の内 1.0 gを飽和塩酸メタノール 37.5 mlに溶解し、2
7時間加熱還流した。反応液を減圧濃縮後、10 mlの冷
水に溶解した。これを20%水酸化ナトリウムでpH11
にし、クロロホルム 25 mlで3度抽出した。クロロホル
ムを無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥後、これを濾過
し、濾液を減圧濃縮して得られた粗化合物(2) 542 m
gをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(50 g:クロロ
ホルムーメタノール(5:1))で精製し、化合物(2) 45
6mgを得た。
【0018】参考例3化合物(3)(9-デヒドロデマイカロシルプラテノマイ
シン)の製造法 ミデカマイシンA3 2.0 gをアセトニトリル 32 mlに溶
解し、1N塩酸 32 mlを加え室温で17時間反応させ
た。反応液を8%炭酸水素ナトリウム水溶液 320 mlに加
え、クロロホルム 260 mlで2度抽出した。クロロホル
ム層を無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥した後、減圧濃
縮して得られた残さ 2.35 gをシリカゲルカラムクロマ
トグラフィー(230 g:クロロホルムーメタノール(12:1)
→(6:1))で精製し、化合物(3) 1.06 gを得た。
【0019】実施例1 有効成分20mg含有錠剤は以下の組成にて調製した。
【0020】実施例2 有効成分20mg含有カプセル剤は以下の組成にて調製し
た。
【0021】試験例 化合物(1)、(2)、(3)のグアノシンジホスホDー
マンノースデヒドロゲナーゼ活性に対する阻害効果を調
べた。まず、緑膿菌よりグアノシンジホスホDーマンノー
スデヒドロゲナーゼを抽出し、粗酵素液を得た(ザ・ジ
ャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー, 264,
9380(1989))。この粗酵素液と化合物(1)、
(2)、(3)を30℃で5分反応させ、残存するグアノ
シンジホスホDーマンノースデヒドロゲナーゼ活性を測定
した(ザ・ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミス
トリー, 264, 9380(1989))。その結果を図1に示す。
化合物(1)、(2)、(3)ともに濃度依存的に酵素
活性を阻害した。
【0022】
【発明の効果】一般式(I)で表される化合物は、緑膿
菌のアルジネート生合成の鍵酵素グアノシンジホスホDー
マンノースデヒドロゲナーゼを阻害することから、細菌
バイオフィルム形成阻害剤、特に緑膿菌バイオフィルム
形成阻害剤として、難治性感染症、特に緑膿菌によるび
まん性汎細気管支炎の治療剤として有効である。
【0023】
【図面の簡単な説明】
【図1】 化合物(1)、(2)、(3)のグアノシン
ジホスホDーマンノースデヒドロゲナーゼ活性に対する阻
害効果を表す。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年8月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項4
【補正方法】変更
【補正内容】
【化2】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の式(I) 【化1】 [式中、R1は水素原子、炭素数1〜5の直鎖又は分枝
    鎖のアルキル基、又は12〜16員環マクロライドのア
    グリコン部であり、R2は水素原子又は水酸基]で表さ
    れる化合物、又はその薬理学的に許容される塩類を有効
    成分とする細菌バイオフィルム形成阻害剤。
  2. 【請求項2】 請求項1の式(I)において、R1はメチ
    ル基であり、R2は水素原子で表される化合物、又はそ
    の薬理学的に許容される塩類を有効成分とする細菌バイ
    オフィルム形成阻害剤。
  3. 【請求項3】 請求項1の式(I)において、R1はメチ
    ル基であり、R2は水酸基で表される化合物、又はその
    薬理学的に許容される塩類を有効成分とする細菌バイオ
    フィルム形成阻害剤。
  4. 【請求項4】 請求項1の式(I)において、R1は式
    (II)に示す基であり、R2は水酸基で表される化合
    物、又はその薬理学的に許容される塩類を有効成分とす
    る細菌バイオフィルム形成阻害剤。 【化2】
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006347941A (ja) * 2005-06-15 2006-12-28 Kao Corp バイオフィルム抑制・除去剤
JP2020508305A (ja) * 2017-02-22 2020-03-19 イミューン システム レギュレェイション ホールディング エービー 新規免疫刺激化合物
JP2020516584A (ja) * 2017-02-22 2020-06-11 イミューン システム レギュレェイション ホールディング エービー 新規な免疫刺激マクロライド

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