JPH07503709A - 虚血及び再潅流による組織障害を改善する方法,及び組成物 - Google Patents

虚血及び再潅流による組織障害を改善する方法,及び組成物

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JPH07503709A JP5511679A JP51167993A JPH07503709A JP H07503709 A JPH07503709 A JP H07503709A JP 5511679 A JP5511679 A JP 5511679A JP 51167993 A JP51167993 A JP 51167993A JP H07503709 A JPH07503709 A JP H07503709A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 虚血及び再潅流による組織障害を改善する方法、及び組成物 発明の背景 有酸素臓器組織の細胞障害の原因は、よく知られているように、長期間にわたる 虚血である。これは、自発性冠状動脈閉塞の場合などの内因性虚血や、関心手術 、冠状動脈バイパス手術や肺龜 肝龜 腎臓や胃腸管などの移植手術などによる 医原性虚血のいずれについてもいえる。虚血の原因となる病変程度や期間は細胞 の死亡量及び/又は可逆的な細胞機能不全の量によって決まる。また、よく知ら れているように、実際、組織障害の多くは再潅流(すなわち、血流の回復)や、 もともとは無酸素の組織への再酸素付加の後に生じる。再潅流症と呼ばれるこの 現象は、特に心筋梗塞(M+)などの心筋疾患や、冠状動脈バイパスなどの関心 手術や臓器移植などの治療における茗しい進歩のために促進された最近の研究テ ーマになっている。
正常な呼吸活動の過程で、当然ではあるが、ミトコンドリアの電子輸送鎖から電 子が失われる。この電子は分子状酸素と反応して、反応性の遊離ラジカル超酸化 物を発生するか、この超酸化物は、過酸化水素及び鉄の存在下で別な反応により 反応性の非常に高い、また毒性のあるヒドロキシルラジカルを発生する。代謝活 性を示す有酸素組織は、これら反応性酸素種か細胞小器官、酵素あるいはDNA と相互作用する前に、毒性の遊離ラジカルを減成する防御機序をもっている。こ の防御機序がない場合、細胞が死ぬことになる。これら防御機序には、酵赦 超 酸化物を不均化する超酸化物ジスムターゼ(S。
D)、過酸化水素を減成するカタラーゼ、及び非特異性遊離ラジカルスカベンジ ャーであるペプチドグルタチオンが関与している。
現在の時点では十分に解明されていないが、代謝組織の長時間(20分以上)わ たる虚血やこれに続く再潅流には、複雑な現象が関与していると考えられる。虚 血期間の初期には、S OD、カタラーゼやグルタチオンを始めとする細胞内抗 酸化酵素の活性が低下する。また、同時に、虚血の腓 キサンチンオキシダーゼ 活性のレベルか血管内皮組織において高くなる。引き続き、血液、したがって酸 素かこれら細胞に潅流すると、 (高くなったキサンチンオキシダーゼ活性によ り)酸素を含まないラジカルを発生する強い活性と、 (低下したS OD、カ タラーゼ及びグルタチオン活性によって)低下した同じ酸素ラジカルを捕捉する 活性か一緒に虚血細胞に大きく感作して、酸化パース、従って障害を引き起こす 。この酸化バーストは再潅流後数秒から数分以内で生じるが、これが生しると、 虚血状態のため、再潅流臓器組織を構成する内皮細胞やその他の細胞に可逆的か つ非可逆的障害が生じる。例えば、ここで心臓を考えた場合、可逆的酸化障害は 心筋の機能停止(s t unn i ng)を引き起こすが、非可逆的障害は 直ちに心筋梗塞を意味する。この初期酸化バーストに伴い、細胞膜への酸化障害 が生じる。細胞膜内の脂質酸化は虚血後の部位への好中球走化性に関与している と考えられる。このような活性化好中球は血管内皮に癒着し、これら内皮細胞内 でキサンチンデヒドロゲナーゼをキサンチンオキシゲナーゼに転換し、内皮の完 全性を損なうものである。また、活性化好中球は血管系から、炎症細胞が筋細胞 を直接殺す心筋の間隙性空間に移行する。さらに、虚血−再潅流の結果生じる、 筋形質小網からの正常なカルシウム授動における変動によっても、心筋機能停止 と呼ばれる可逆的な心筋不全が起こる。
専門用語ではないが、ここで“機能停止(stunning)”とは心臓の場合 、ポンプ効率が可逆的ではあるが、低下することを指す。これが生じると、心拍 出量が低下する。つまり、この用語は最適以下の臓器潅流の総体的な症候を指す 。また、虚血性の心筋組織に再潅流が生じると、潜在的に致命的な不整脈を始め とする電気生理学的変化が生じる。
即ぢ、虚血−再潅流の結果は可逆的及び非可逆的細胞障害、細胞の死や、臓器機 能効率の低下である。特に、再潅流による心筋障害の場合、結果として心筋機能 停止、不整脈や心筋梗塞が生じ、また後遺症としてう金属性ショックや潜在的に t血性の心臓疾患か残る。
再潅流が必要な短期間の虚血性無酸素症に伴う細胞障害のパラドックスは、細胞 の障害や死が酸素剥奪から直接生じる可能性かあるだけてはなく、組織の再酸化 の結果、虚血時に酸化性の障害に対しても感作性が強くなることである。再潅流 による障害は再潅流直後に生じる初期酸化バーストから始まり、炎症か同じ虚血 後組織に発症するので、何時間も悪化し続ける。無酸素症後細胞の酸化バースト に対する感作性を抑える試みや、同じ組織における炎症反応を抑える試みのいず れも、無酸素症後の潅流臓器に対する可逆的及び非可逆的な障害を抑えることか できることを示(7ている。また、初期の酸化バーストを抑える治療法と、次の 炎症による障害を抑える治療法とを組み合わせて適用すると、再潅流による障害 に対して相乗的な防御を実現できることもわかっている。
現在Ml患者に共通して用いられている治療法は、ストレプトキナーゼやt−P A等の血栓崩壊剤の使用である。米国特許第4. 976、 959号公報に記 載されているように、 t−PAやSODを投与することよって、再潅流時にお ける組織障害及び/又は心臓発作時の経皮経管腔冠状血管形成が抑制さ札 局部 的な血流を回復できる。このように、多くの患者、特に心臓病患者は再潅流によ る障害やその後遺症の危険にさらされているのが現状である。
外因的に投与されたSODの場合、遊離ヒドロキシル基を破壊し、理論的には再 潅流後に生じる酸化バーストを改善することが知られているが、実際の臨床では 用途が広くなく、また効能も低い。従って、現状では、その臨床用途は虚血後の 再潅流による心臓等の臓器障害の改善に限られている。
このように、臨床用途が広く、また卓効を示す、虚血後の再潅流障害を改善する 治療法の確立が強くめられている。例えば、再潅流による障害に対して効能のあ る対処療法薬が使用できるMIのほか(ll−虚血後の再潅流(酸素の再付加) による障害を引き起こす多くの実例がある。例えば、臓器移植、外傷による四肢 切断及び再結合、CNS外豚 レイ症候法 腸閉寡 バイパス手術、弁交換や中 隔欠損症修復等の心臓手術等がそうである。
心臓以外の臓器の再潅流障害は一般に機能効率の低下として現へ この結果臓器 の早期変性が生じる。さら鳳臓器移植では、再潅流による大きな障害がある場合 、拒否反応率が高くなる。
簡単ではあるが上述したように、再潅流障害の正確な機序はまだ明確になっては いない力(蓄積されたデータは(その多くは種々の心臓モデルの研究を通じて得 られた)、再潅流にともなって分子状酸素が再導入された結臥 超酸化物アニオ ン(02)4、ヒドロキシル遊離ラジカル(OH)やH2O2等の酸素由来遊離 ラジカルが発生し、これらが組織の壊死に大きな役割を果していることを示して いる。これら酸素由来遊離ラジカルを減らす製剤(アロプリノールやデフェロキ サミン等)や、スーパーオキシドジスムターゼ、カタラーゼ、グルタチオン、及 び銅錯体等のこれらラジカルの異化作用を強める製剤は梗塞の大きさを制限する ようにみえ、また心筋機能停止からの左心室機能の回復を強めるものと考えられ る。
Brownなどの行った実験から、心室発生圧力収縮率(+d p/d B及び 弛緩率(−dp/dt)の測定によって調べた場合、虚血及び再潅流の24時間 前にエンドトキシンで予め処置したラットから摘出した心臓C転対照心臓と比較 した場合、心筋カタラーゼ活性及び心筋機能が高くなることがわかっている。こ れは障害改善の証拠である。Proc、Natl、Acad、Set。
USA、、Vol、86、pp、2516−2520゜April 1989、 PhysiologicalS c i e n c e s、及びB e n  s a r d、e t a 1. 。
Endogenous Ti5sue Antioxidant Enzyme  Activity、Journal of Surgical Re5ear ch。
Vol、48、No、6、June 1990参虱また、Berg等は、エンド トキシンで予め処置した高酸素症ラットの肺臓には障害が生じないことを発表し ている。また、血清中の腫瘍壊死率(TNF)及びインターロイキン−1(IL −1)のレベルが高くなることも観察している。 J、Appl、Physio l、68(2): 549−553.1990参虱上述したように、エンドトキ シンの防御作用が認められているにもかかわらす、S m it 11は実験を 行い、高酸素条件に連続的に暴露することにより発症させた致命的な胸内浮腫に 対するエンドトキシン、ジホスホリルリピト及びモノホスホリルリピドへの防御 作用を比較し九つまり、高酸素条件に暴露する72時間前に上記物質のひとつで Spraque−Dawleyラットを予め処置し九 毒性エンドトキシン及び 毒性ジホスホリルリピドAはラットを酸素毒性から保護したが、非毒性モノホス ホリルリピドAは実際には純性酸素毒性を強めtうRe5earch Comm unications inChemical Pathology and  Pha rma co I ogy、Vo 1. 62、NO12,1988年 11月号参虱 前臨床実験を通じて各種の製剤が同定されている力\いずれも再潅流障害につい てなんらかの作用を示す可能性をもつように思われたが、実際に臨床でヒトに投 与した場合、残念なことだか、いずれも結果は満足のいくものではなかつ九 S ODもまた、臨床段階では、心筋梗塞の大きさを抑える作用は低かっへ つまり 、半減期が短く、組織分布率が低く、また防御作用が主に血管皮下に限られてい るため、臨床用途か限られてい九 ポリエチレングリコール共役結合を形成する ことによってSODの半減期を改善する試みでも、防御活性を改善できなかっ總  アロプリノールはヒト腎臓移植を始めとする初期の研究ではそれ相応の効果を 示し總 ヒト臨床試験段階のその他の製剤には、好中球癒着分子CD18に対す る単りローン系抗朱 補体レセプタ拮抗久 フッ素化炭化水素瓜 及びアデノシ ンやアデノシン作用薬などがあるが、これら研究段階にあるいずれもまだ有効な 望ましい臨床特質を示すものではない。
再潅流障害の病原は非常に複雑であり、抗酸化性酵素の枯豚 キサンチンオキシ ダーゼ活性の変イし カルシウム授動(L 活性(L 走化性及び炎症細胞(好 中球)の限局化の変化などである。従って、本発明の実現前は、再潅流障害を有 効に治療するには、それぞれが一つの、あるいはよくてもいくつかの病原を緩和 する複数の治療薬を使用する必要があり九 つまり、SOD又はカタラーゼ投与 はこれら酵素の枯渇を補うものである。アロプリノールはキサンチンオキシダー ゼ抑制剤である。アデノシンは虚血後組織におけるATPレベルを回復するもの である。CD18に対する単りローン系抗朱 及び補体レセプタ拮抗薬は血管内 皮への好中球の癒着を抑制するものである。すなわち、再潅流障害の複数の病原 に同時に作用する本発明は大きな進展をもたらすものである。
従って、副作用を最小限に抑えた状態で再潅流の有害な作用を予防、あるいは緩 和するために広く適用できるうえ、安全で、しかも有効な組成物が必要である。
これを満足するのが本発明の第1目的である。
本発明の第2の目的は、長時間の虚血後に続く再潅流の有害な作用に対して、現 在利用されている治療技術に伴う副作用のない状態で、温血動物を有効に保護す る方法を提供することである。
大きな望ましくない副作用のない状態で、また抗原性または免疫刺激性に対する 悪影響のない状態で、本発明組成物を静脈投与できる薬学的に許容できる担体組 成物を提供することである。
以上の、及びこれら以外の本発明目的及び特徴は、以下の説明及び請求の範囲か ら当業者には明らかになるはずである。
図面の簡単な説明 図1は虚血24時間〜72時間前にモノホスホリルリビドA (MLA)で処置 した場合における、虚血−再潅流後のラット心臓の基線からの最大機能回復率を 示す。
図2及び3はMLA及び3−説アシル化MLA (3DMLA)処置群と対照処 置群の危険な状態にある面積と梗塞面積に関するデータを示す棒グラフである。
発明の要約 本発明は長時間の臓器虚血後の血液再潅流の有害な作用を予防、又は緩和する薬 剤組成懺 及びその使用方法を提供するものである。本発明組成物及び方法の場 合、モノホスホリルリビドA (MLA)及び3−説アシル化モノホスホリルリ ピドA(3DMLA)からなる群から選択される精製無毒化エンドトキシンの有 効量を適当な担体と共に、再潅流障害の危険がある部位に分散して、その防御活 性を発揮する十分な時間温血動物に投与する。
発明の詳細な説明 本発明によれば、温血動物の再潅流障害を最小限に抑える治療用活性化合物は、 モノホスホリルリピドA (MLA)及び3−説アシル化モノホスホリルリピド A(3MLA)からなる群から選択される精製無毒化エンドトキシンである。M LA及び3MLAはいずれも公知なので、詳しくは説明しない。例えば、モノホ スホリルリピドA及びその製造方法を開示している(RIBI 1mm u n  o Ch e m Re s e a r c hSI n c、に譲渡され ている)1984年3月13日発行の米国特許第4゜436.727号公報を参 虱 また、Mayer等を発明者とし、同じ<RIBI ImmunoCher r3ResearchS、Inc、 に譲渡されている米国特許第4、 912 . 094号公報には、3−説アシル化モノホスホリルリビドA及びその製造方 法が記載されている。
これらMLA及びMLA 3に関する各公報の記載は本開示に利用されている。
上記従来技術を詳細に検討するまでもなく、ここで使用するモノホスホリルリピ ドA(MLA)は、潜在的可能性は高いが毒性の強い免疫系刺激物質であるリピ ドA1つまり、腸内細菌のリボ多糖から誘導される。
もともとは精製無毒化エントドキン(RDE)と呼ばれていたモノホスホリルリ ピドA (MLA)を製造したのはEdgar Ribiと共同研究者である。
このML Aはグラム陰性細菌の、ヘプトースのない突然変異体のエントドキン 抽出物(LPS又はリビドA)を約30分間中強度の鉱酸溶液(0,1N HC I )に還流することによって製造する。この結果、還元性末端グルコサミンの 1位置にあるホスフェート部位が失われる。
この処理により同時に、中心の炭水化物が非還元性グルコサミンの6位置から取 り外される。生成物(MLA)は通常はエントドキン原料にみられるエントドキ ン活性、例えば、ニワトりの胚に関する50%致死量検定(CELI)so)に よって評価した発熱性、局部Shwa r zman反応性、及び毒性かかなり 低くなっている。ところが、予想もしなかったことだが、これはリピドAとLP Sの免疫刺激物質としての機能を保持している。モルホスホリルリビトAはMO ntana州、Hamilt。
nのRIBI 1mmunochem Re5earcl〕、 T n c、か ら入手できる。
本発明を実施するさいに利用できるもうひとつ無毒化エントドキンは3−説アシ ル化モノホスホリルリビドA(3D M L A )と呼ばれている。3DML Aは米国特許第4. 912. 094号公報に記載されているように公知であ り、これとMLAとの異なる点は、MLA分子から、4位置以外の位置にある基 に悪影響しない条件で、該4位置にある還元性末端グルコサミンにエステル結合 するB−ヒドロキシミリスチン酸アシル残基か選択的に離脱することである。
3DMLA分子は、脂肪酸鎖長が異なる、多数の脂肪酸置換パターン、すなわち 、ヘプタアシル、ヘキサアシル、ペンタアシル等の複合物あるいは混合物である 。これの代表的な構造は上記米国特許第4. 912. 094号公報に示され ている。このように、各種形態の3−脱アシル化物質は、これらの混合物を含め て、本発明の範囲にある。上記米国特許第4. 912. 094号公報に示さ れているリピドAの骨格はS、MinnesotaR595から得たヘキサアシ ルリピドAの脱−3−0−アシル化により得られた生成物に対応する。これら以 外の脂肪酸置換パターンも本発明の範囲にある。換言すれば、本質的なことは脱 −3−〇−アシル化である。
本発明で利用する変性3DMLAは、リピドA骨格の3位置からただ一つの脂肪 酸の離脱が生じる条件で化合物をアルカリ加水分解することによって得られる。
B−3位置にあるヒドロキシミリスチン酸はアルカリ媒体中で異常な程不安定で ある。従って、リビドAを完全に脱−3−0−アシル化するためには、アルカリ 性の極めて低い処理が必要である。加水分解前は、リピドAの他のエステル結合 には幾分強い条件が必要であり、こうすると、これらを3位置で選択的に脱アシ ル化でき、その他の分子部分に影響はない。3位置にあるエステル結合B−ヒド ロキシミリスチン酸かアルカリ媒体に対してなぜ極端に不安定なのかはまだわか っていない。
アルカリ加水分解法は公知である力(=アルカリ加水分解がエステル結合を越え て3位置にあるB−ヒドロキシミリスチン酸へ及ぶことかない条件を選択するこ とが大切である。
一般番へ 加水分解は水性媒体か有機媒体中で実施できる。後者の場合、溶剤は メタノール(アルコール類)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホ ルムアミド(DMF)、クロロホルム、ジクロロメタンやこれらの混合物であれ ばよい。また、水とこれら有機溶剤のひとつ以上との混合物も使用可能である。
アルカリ性塩基は各種水酸化檄 炭酸服 リン酸服及びアミンから選択できる。
例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、 炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等の無機塩基や、アルキルアミン(例示 のみを目的として挙げればジエチルアミン、 トリエチルアミンである)等の有 機塩基であればよい。
水性媒体のp Hは例えば約10〜14であるが、好ましいpH範囲は約12〜 約13.5である。加水分解反応温度は約り0℃〜約80’C,好ましくは約5 0℃〜60℃で、反応時間は約10分〜約30分である。例えば、加水分解は3 %のトリエチルアミン水溶液中室温(22℃〜25℃)で48時間行えばよい。
脱−〇−アシル化により3位置にあるB−ヒドロキシミリスチン酸のみを離脱す ることが、加水分解温度/時間の選択における唯一の条件である。
現実に特に望ましい加水分解方法の場合では、2:1(V/V)のクロロホルム : メタノールにリビドA又はモノホスホリルリビドAを溶解し、pH10,5 の0゜5 M N a 2 COzからなる緩衝水溶液でこの溶液を飽和してか ら、アスピレータを用い、45℃〜50℃で溶剤を減圧(約100mgHg)フ ラッシュ蒸発する。生成物は3位置で選択的に脱アシル化されている。この方法 は上記無機塩基のいずれかを使用して実施してもよい。場合によっては、緩衝水 溶液で飽和する前1:、有機溶液に臭化テトラブチルアンモニウム等の相転移触 媒を添加するのが望ましい。
MLA及び3DMLAを“安全な投与量”でヒトや動物に投与すると、これらは 腫瘍壊死ファクター(TNF)の血清への同化を誘発するのもである。TNFは 文献に報告されているように、細胞内超酸化二マンガンジスムターゼ(Mn 5 OD)の優れたインデューサと同定されている。この酵素は、有酸素呼吸の結果 、ミトコンドリアに産生ずる超酸化物の細胞毒性を抑制する細胞の能力にとって 非常に重要である。従って、MLAや3DMLAをヒトや動物に投与すると、活 性化マクロファージからのTNF同化に応答して、細胞内Mn5ODが間接的に 誘発されるのではないかと予想するのが現実に即したた考えである。
また、報告によれば、モノホスホリルリピドAは好中球を脱感作することによっ て、次のエンドトキシン暴象同様に、他の好中球アクチベータに応答して該好中 球の酸化バーストを発生する性質をなくすものである。モノホスホリルリピドA 及び3DMLAはまたD−ガラクトースアミン負荷マウスを、次に暴露される潜 在的に致命的なエンドトキシンから防御するものでもある。以肱本発明者はD− ガラクトースアミン負荷マウスにおけるエンドトキシンによる死亡率は一部は該 マウス内における超酸化物産生によるものと報告している。これから自然に起こ る疑問は、D−ガラクトースアミン負荷マウスが次にエンドトキシンに暴露され た場合、これから防御することか知られているMLA又は3DMLAでこれらマ ウスを処置すると、このエンドトキシンによる酸化バーストを抑制できるのでは ない力\ ということである。
しかし、以上の観察は、再潅流障害をMLA又は3DM L Aか抑制すること を実証するものではなく、再潅流障害に関する適切な動物モデル実験がMLA及 び3DMLAの防御活性を説明できた場合に、作用の潜在的な機序を明るみにだ すものであると考えるべきである。また、これら観察はMLA及び3DMLAに よる再潅流障害の防御機序は多重的であり、つまり、相乗的な効果を発揮するた め、従来技術よりも明らかに優れていることを示唆している。
すなわち、本発明の方法は、MLA及び3DMLAからなる群から選択される無 毒化エンドトキシンと、薬学的に有効な担体とからなる組成物を薬理学的に有効 な量で温血動散 特にヒトに投与することからなる。ここで“薬理学的に有効な 量”とは、明白な生体反収 すなわち、再潅流障害に対する部分的な、あるいは 完全な防御を実現するのに十分な組成物量を意味する。
好適な投与方法ならばいずれもでもよいが、非経口静脈投与や非経口筋肉投与が 好ましい。正確な投与量は使用する無毒化エンドトキシンや投与方法によって決 めればよい。ヒト(患者)に非経口投与する場合、本発明組成物の好ましい投与 量は体重基準で約1.0μg〜約100μgであるが、好適なのは体重基準で約 1.0μg〜約35μg1 最適なのは体重基準で約20μg未満である。 本 発明方法の場合、症状に応じて、投与回数を決めればよい。好適な投与方法や投 与量は症例に応じて、臨床実験を始めとする実験によって決定すればよい。
本明細書において薬学的に許容できる担体とは、活性成分の治療活性をさまたげ ず、また投与する患者に毒性を示さない媒体を意味する。例えば、静脈投与に好 適な担体は10%(米国薬局方)エタノール、40%(米国薬局方)プロピレン グリコール、残りが(米国薬局方)水からなる注射液担体である。別な許容でき る担体は10%(米国薬局方)エタノール及び(米国薬局方)水からなる注射液 担体である。さらに別な許容できる担体は0、01〜0.1%トリエタノールア ミン及び(米国薬局方)水からなる注射液担体である。さらに別な許容できる担 体は薬学的に許容できるリポソームと(米国薬局方)水からなる。また、植物油 の水乳液も静脈投与に使用できる担体である。担体についてζ転 通常の食塩水 は本発明の活性成分には使用できない点に留意すべきである。というのは、ML Aは通常の食塩水の場合には析出するからである。これら注射液は静脈にゆっく りと注射できる。また、これら注射液は5%デキストロール水溶液で希釈して、 静脈に投与してもよい。薬学的に許容できる非経口用溶剤は本発明の活性成分の 溶液や分散液を与えるもので、これらを5μのフィルターで投与しても、活性成 分が除去されることはない。
筋肉投与用の担体があると、上記注射薬の(米国薬局方)水のかわりに、5%デ ギストロース水溶液等の許容できる等偏性溶液を使用することができる。 リポ ソームにつつんだMLAあるいは3DMLAは通常の食塩水に溶かして、静脈投 与や筋肉投与の形で投与することができる。というのは、MLA又は3DMLA の溶解性がリポソームで安定化された場合、活性成分が食塩水に析出しないから である。
再潅流障害の酸化性バーストは可逆的な臓器不全から細胞の死にいたる形で連続 的に現れる。再潅流障害の臨床所見によれば、障害はおもに可逆的である。臓器 移植、関心手術、冠状動脈バイパス手術などが臨床症例であり、これらの症例で は、臓器全体に虚血が生じ、その後再潅流により酸化性の細胞障害が起きる結果 、明白な細胞壊死ではなく、可逆的な臓器不全が生じる。これらの場合には、臨 床医は細胞障害を局限する手段、例えGf、水冷心停止薬を使用したり、例えば 関心手術時の虚血期間を制限して、実質的な細胞の死を抑制している。これら症 例では、再潅流障害は最適以下の腎機能や心拍出量の低下する心筋機能停止を始 めとする可逆的臓器不全として現れる。術後期間における実質的な病的状態には この遷移状態が伴うので、医療費がかさむだけでなく、危険な術後合併症の恐れ がある。
他の臨床例では、可逆的不全の後に明白な細胞の死が続く。また、例えば心筋梗 塞 溺死状服 脳卒中や腸閉塞などが虚血後頁潅流の症例である。実際に細胞が どの位死ぬかは虚血時間や関与している組織の酸素要求量によってかわってくる 。理論的には、虚血時、再潅流後、及び再潅流後数時間に最終的に梗塞が生じる 虚血組織の割合は、その他のファクターがすべて一定ならば、虚血時間によって かわってくる。例えば、10分未満から15分の一過性虚血の場合、心筋機能停 止などの可逆的な不全が傾向としてみられるにせよ、虚血後部位内に細胞の死は それ程みれらない。虚血時間が長くなると、危険な状態にある部位に対する梗塞 の大きさが大きくなり続ける。そして、虚血が広がると、危険な状態にある部位 のほぼすべてが、最終的に再潅流があるかどうかに関係無く、梗塞することにな る。
例えば、心臓発作についていうと、虚血心臓組織の再潅流が虚血開始から約6時 間以内に起きる場合、梗塞の範囲を局限するのに有効な唯一の手段はt−PA又 はストレプトキナーゼ等の血栓崩壊剤治療である。虚血が約6時間以上も続くと 、非可逆性の障害、即ち虚血部位の梗塞が最大まで進むので、再潅流はむだであ る。再潅流後に梗塞が生じるかもしれないと予測できるが、梗塞の大きさが危険 な状態にある部位全体より実質的に小さい場合に認められるのは、可逆的な臓器 不全の後に梗塞が続くことである。梗塞部位の周辺にあるが、依然として虚血部 位内にある組織はこの場合通常機能停止する。心筋梗塞に関しては、再潅流後に 心筋機能をモニターした場合、数時間から最長で2日間にわたって機能がゆっく りと回復することがみられるはずであるが、回復率は虚血前を100%とすると 、それ未満である。機能のゆっくりとした回復は心筋機能停止の逆過程を反映す るものである。つまり、非可逆的な心臓の障害(梗塞)は機能が虚血前の基準に 戻らないことを意味するものである。
梗塞直後の病的状態は、従って、梗塞の可能性かある心筋の機能停止を反映する ものである。このような状態では、機能停止及び/又は梗塞の大きさを抑制する 試みはいずれも臨床的に意味をもつことになる。
おもに可逆的な臓器不全(機能停止)が結果として生じる虚血及び再潅流を含む 臨床状態が一般には医原性であり、従って関心手術、冠状動脈バイパス手術や臓 器移植の場合のように予測可能であるため、虚血発症の前に、再潅流による障害 を抑制する薬剤で予め処置しておくことは可能であり、また望ましいことである 。前処置は、薬剤効果が、例えば、抗酸化酵素導入や好中球脱感作であっても、 それを十分に発揮させるものである。また、前処置を行っておくと、血管閉塞や 臓器全体に虚血が及ぶ問題を避けることもできる。勿寡 前処置の場合、使用す る薬剤は防御効能が持続する必要が、理想的には少なくとも24時間持続する必 要がある。
明白な梗塞が予測できる虚血−再潅流状服 例えば、心臓発弧 脳卒中、腸閉塞 やある種の外傷による四肢切断はもちろん予測できない。これら自体には再潅流 虚血予防剤による前処置は不可能である。つまり、これら予防剤は再潅流直詠  再潅流時、あるいは再潅流直後に投与する必要がある。また、これら予防剤の使 用は虚血時間によっても制限を受ける。6時間をはるかに越える虚血は、この間 に既に梗塞の大きさが最大まで進んでいるので、虚血後組織を助けることは恐ら く不可能である。
本発明の方法では、再潅流の開始する前1.− ここに開示した組成物を患者の 体に、特に発症臓器に拡散するのに十分な時間を見込んで患者に投与する。これ によって、まだ十分には解明されていない複雑な一連の現象が起き、予防効果及 び治療効果を実現するものである。理想的には、虚血の約72時間前から、虚血 倹約6時間のうちに投与する必要がある。本発明組成物を虚血前に投与する場合 には、少なくとも虚血の24時間前に投与を終わらせておくのが好ましいが、心 臓発作などの予測できない虚血の場合には、本発明組成物の特徴を活かすために 、虚血後できるだけはやく投与する必要がある。また、虚血後は、再潅流前ので きるだけはやい段階で投与するのが好ましい。
予防効果が幾分落ちる可能性があるが、本発明組成物の投与と再潅流の開始との 間は短いほうがよい。というのは、効果の発現が非常にはやいと考えられるML A及び3DMLAの好中球失活作用による血餅溶解薬の投与に匹敵する予防効果 が本発明組成物によって実現できるからである。Monophosphoryl  Lipid A Inhibits Neutrophil Priming  by Lipopolysaccharide、J、Cl1n、Lab、Me d、116: 237.1990゜ 以下、本発明組成物及び方法を例示のみを目的として実施例によって説明する。
なお、ラット、イヌ、ブタ、ウサギモデルを温血動物の代表とするが、本発明は ヒトを始めとする他の温血動物にも合理的に当てはまるものである。
実施例■ 本実施例では、ラットから摘出した心臓モデルを利用して、梗塞や機能停止を始 めとする、全体的な虚血−再/Ii流によって生じた障害に対する3DMLAの 防御能力を実証する。
ラットから心臓を摘出する24時間前にラットに3DMLA5. 0mg/kg を腹腔に投与して前処置し總心臓を外科的に取出し、37℃で緩衝液に浸け、酸 素を付加した心臓停止液(Krebs−Hense Ie i を液)で潅流し 總 カテーテルを左心室に挿入して、心室圧力(dp/dt)及び心拍数を測定 し、鼓動する心臓を放置して平衡状態にし總 心臓収縮性の安定化後、心臓全体 に虚血を誘発させ、これを35分持続させた後、1時間再潅流し九 摘出の24時間前に3DMLAで前処置したラットの心臓は虚血前の対照基線の 約80%まで機能を回復し、そして心室圧は虚血前の対照基線の26%まで回復 した(図1)。興味を引く点は、基線心臓収縮Adp/dt1 及び心拍数は対 照と比較した場合、MLAで前処置したほうかいつかんして高かったことである 。ラットの摘出心臓に対する3DMLAのこの陽性の変力及び変時作用は、心筋 組織にこれが長時間直接作用することを示唆している。
別な研究で興味を引く点は、心臓摘出24時間又は72時間前に心臓を防御する 量で投与したリポ多糖はラットの摘出心臓に陽性の変力及び変時作用を示さなか ったことである。摘出後に再潅流したラットの心臓における最適なリポ多糖の防 御量は、事実、前処置期間内で心臓機能を直接抑制する投与量レベルであツt4 このモデルに防御作用を示した3DMLAの投与量は体重1kg基準で非常に高 かったので、これら結果を外挿して、ヒトへの防御投与量をめるへきではない。
実施例11 本実験は健全なブタモデルに虚血を起こしてから、再潅流した後の梗塞に対する 本発明組成物の防御作用を実証するために行っf島 実験プロトコル 体重か25−35kgで雌のYorksh i re種のブタを、評価を行う前 に、少なくとも1週間12時間の明暗サーイクルに順化し1. 明サイクルはほ ぼ0600時に開始し總 ブタに標準的な実験飼料及び水を随時に与え總 実験 の24時間前に、三角布で拘束した、意識のあるブタに耳静脈から15分にわた って賦形剤(通常食塩水の0. 5%トリエチルアミン溶液)又は薬剤(MLA 又は3 D M A L >を注入し總 投与に先立ち、賦形剤及び薬剤は激し くN盪しながら、はぼ50℃に加温し、5%デキストロース/95%殺菌水約5 0m1で希釈しt島 試験薬剤の投与量は体重1kgにつき0.3mg/であっ tら 一夜の絶食後、ケタミン(22m g / k g )、アセプロマンン(1, 1mg/kg)及びセロトール(最小有効N)で軽くブタを鎮静してから、挿管 し、レスピレータに接続し、1.5%のニスラン及び純酸素を吸入させ/島 深 麻酔後、カテーテルを右大腿動脈に挿入し、血圧を測定しt;Statham圧 変換器を使用して、血圧をモニターL?、、(米国薬局方)による2単位のへノ くリン/mlを含む殺菌食塩水を動脈カテーテルによりゆっくりした速度(はぼ 10 m l / h r )で注入して、カテーテルの開存性を維持しt島  また、右大腿静脈にもカテーテルを挿入しtム 動脈及び静脈カテーテルの挿入後、表面電極を取り付1九 誘導II心電図記録 を行つ總 左胸部造項術によって心膜腔を開い九 (この胸部造層術を行・5直 前に2mgのスクシニルコリンを投与した)。関心後、MIIlar圧変換器を 左心房を介して左心室の内腔に挿入し九左心室収縮脈 拡張脈 発生圧力、及び 圧力発生率(+dp/dt、、、)をこの変換器を使用して測定し九左回旋冠状 動脈の第1枝を次にその元の末端部から外し總 動脈を閉塞する1分前にリドカ イン(60mg)を静脈投与し總 スネア閉塞器を使用して、動脈を一時的に閉 塞し總 血流力学記録及び心電図記録を虚血誘発前と、虚血中15分間隔で実験 プロトコルに従って取つ總 60分の局部虚血の後に、閉塞を解除し、さらに300分間動脈を再潅流した( ただし、再潅流1分前に60mgのリドカインを投与した)。再潅流時30分間 隔で血流力学記録及び心電図記録を取つ總 再潅流最終段階で、心臓を電気的に原線維化し、切除し、水冷食塩水に浸けt: 、、J、Ca r d i o v a s c。
Pharmacol、4: 87.1982にRoms。
n等が記載しているin vitro2重染色法を使用して、心筋梗塞の大きさ をめtラ 閉塞部位の元まで、19gaカテーテルを左回旋冠状動脈の第1枝に 挿入した(カテーテルに近接した動脈はンルク縫合した)。0゜5cmのカニユ ーレを冠状動脈口上の大動脈に挿入し總左回旋冠状動脈床を20mMリン酸カリ ウム緩衝液の1゜5%トリフェニルテトラゾリウム(TPT)溶液で潅流しtl S、逆行的に0.25%エバンスブルーで大動脈を潅流し九 これら溶液はいず れも100mmHgの定圧で5分間間時潅流し總 潅流染色後、先端−基底軸に直角に心臓を1.0cmの切片にし總 梗塞の危険 がある左心室の部位を(染色されない梗塞組織を除いて)TPT染色の存在によ って確認し?、非虚血心筋組織はエバンスブルーで染色されてい總 各切片につ いて、非虚血面積、危険な状態にある面積及び梗塞面積を注意しながら、清潔な アセテートシートにトレースし總 これらシートをフォトコピーして、異なる部 位を切断し、計量し總 個々の切片について、上下面のトレースから得られた面 積の平均値をめtラ 以iiJ、J、Ca r d i o v a s c、 P h a r m a cof、4: 187.1982において、Roms onなどは、同様な方法(面積計方法)及び重量分析法の両方法で梗塞の大きさ を定量化した得た結果には便意味な相関関係があると報告している。
統計分析 心臓血管血流力学性能の変化を2つの方法で評価し總4つの処置群のそれぞれに ついて、虚血及び再潅流段階で得られた血流力学性能の指数をプロトコルの虚血 前段階で得られた値と比較(群内分析)シ九 さらIQ 各時間間隔についても 、薬剤前処置群それぞれで得られた血流力学性能の指数を賦形剤で前処置したブ タについて得られた値と比較(群間分析)L?= Ta1larida及びMu rray、Manual of Pharmacologic Ca1cula tions withComputer Programs、第2版、Spri nger−Verlag、New York、1.987に記載されている5t udentのt−testにより統計的有意味性を算出しt−6p<0. 05 のレベルに達した差を統計的に有意味とし總 図2から理解できるように、MLAで前処置したブタは梗塞の大きさが小さくな り、対照と比較した場合、全心筋層の63%であっ醜 30MLAで前処置した ブタは低下率は18%であっ總 また、予期しなかったことには、危険な状態に ある面積は、対照のブタと比較した場合、MLA又は3DMALで処置したブタ のほうがかなり小さかった(図3)。これらデータから、本発明に従ってMLA 又は3DMLAを投与すると、適温虚血後の再潅流に伴う組織壊死度が低下する ことがわかる。危険な状態にある部位も少なくなるが、これは、各種の形を取る 本発明組成物が心臓の“虚血”又は“虚血後”部位への副行血流を改善すること を示唆している。
実施例I11 本実施例は、虚血時間が梗塞を引き起こすほど長くない場合、可逆的な臓器不全 (機能停止)に対する本発明組成物の予防作用を実証するものである。
外科的処置を開始する24時間前に、雑種のイヌに35 u g / k gの 3DMLAを静脈投与し總 この開胸した、麻酔下にあるイヌの左内耳下行冠状 大動脈を15分間結紮しt、次に、3時間再潅流処置し總 血流力学測定値を実 験を通じて測定しt−2組のマイクロ聴力計を心臓壁に挿入し總 即ち、一方を 虚血部位に、他方を正常な潅流部位に設は總 虚血時、そして3時間の再潅流を 通じて基線収縮性を測定し總 虚血麻 虚血中、そして再潅流後に、放射線標識 化ミクロスフイアを使用して心内膜及び心外膜血流を評価し九 ラ・ノドの摘出 心臓モデルに認められたのと同じように、3DMLAで前処置したイヌの虚血前 心臓機能は対照のイヌよりもはるかに強かつ總 正常部位の心拍数、平均大動脈 圧dp/pt。
及び収縮期の短縮はいずれについても3DMLAで前処置したイヌには改善が認 められ?=3DMLAで前処置したイヌは虚血後の心筋機能停止が軽く、また虚 血時のンスキネシスも軽く、そして基線機能への回復速度は高かっ總 表1に示すように、3DMLAで前処置したイヌは180分以内で基線収縮性の ほぼ90%まで回復したが、同じ時間でみた場合、対照のイヌの回復率はわずか 50%であっ總 対照のイヌG飄 3DMLAで前処置したイヌが3時間で回復 した収縮性を回復するのにほぼ24時間を要することが経験かられかっている。
表1 イヌにおける一過性局部的虚血− 再潅流後の心筋機能停止 可逆的機能停止からの回復率 実施例IV 本実施例は、別なin vivoモデルに対する本発明組成物の防御作用を実証 するために行っへ方法 本例には、ニュージランド産のホワイトラビットの雄と雌を使用し總 実験開始 24時間前に、0.2%トリエチルアミン水溶液(対照)と試験組成物(3DM LA)の同じ水溶液をラビットの耳静脈から静脈注射し九 塩酸ケタミン(30 mg/kg)及び塩酸キシリジン(3m g / k、 g )を筋肉注射して 麻酔をかけ九 必要に応じて、麻酔剤をさらに注射して実験プロトコルの砥 麻 酔を維持し、これを反復トウーピンチ試験及び中央眼瞼反射によって確認し總  麻酔後、カテーテルを共通の頚動脈に挿入した状態で、気管開口手術を行っ九  通常の呼吸値(呼吸容積:5ml/kg、呼吸数= 50/分)以内でラビット を呼吸させ總 左側方胸部造痩手術によって関心し總 左内耳下行(LAD)冠 状動脈を心耳までシルク縫合術によって係蹄L l−さらに、小さなボタンと、 小さなプラスチック管(長さ5 c m、内径1 m m。
外径2mm)で係蹄部分を縫合し九 止血鉗子を用いて、プラスチック管の端部 に接する位置で係蹄部分に張力を加えて心筋虚血を発症させ總 基線測定後、こ の心筋虚血を90分維持しt= この最後で、止血鉗子を外し、係蹄部分からプ ラスチック管及びボタンを外し八 次1へ3時間ラビットを再潅流処置しへ こ の3時間の再潅流後、心臓内カテーテルによって過剰量の麻酔剤を投与して安楽 死処置しtも この実験プロトコルの間に測定【またパラメータは、心拍数、動脈血圧、左心室 圧(dp/pt)、誘導II心電図(EKG)、及びクレアチニンホスホキナー ゼ(CPK)であっ九 実験プロトコル及びラビット安楽死の後は、心臓を切除 し總i n v i t r o 2重潅流法によって虚血心筋面積及び心筋梗 塞の大きさをめt−LAD閉塞部位までカニユーレをLAD冠状動脈に挿入し、 冠状動脈洞のすぐ上の大動脈に挿入し?Q、LAD冠状動脈血管床を1,5%ト リフェニルテトラゾリウム(’TPT)の20mMリン酸カリウム緩衝液(pH 7,4,37℃)で潅流し九 大動脈については逆行的に0. 9%食塩水で潅 流しf、いずれの潅流の場合も、100mmHgの一定圧力で5分間間時にそれ ぞれカニユーレを使用して行っ總 次に、心臓を凍結し、切片化して、横断面を 写真によって評価し九 結果 35 u g / k gの3 D M L A、60 g u / k g  3 D ML A、及び1100u/kg3DMLA群について、対照に比較し て、基線、90分虚血、60分再潅籠 及び180分再潅流による血清CPKレ ベルを評価し總 それぞれ対照である基線値225±66.250±79.20 0±54、及び221±67単位/mlについて、3 D M L A 35  u g / k g’、60 u g / k g、及び100 u g /  k gの前処置群には有意味差はなか−)總表2から理解できるように、35. 60又は1100u/k gの投与量で3DMLAで前処M1−たラビットの血 清CPKレベルは、虚血及び再潅流後いつかんして低下する傾向を示し、虚血及 び再潅流を原因とする非可逆的な心臓障害(梗塞)に対する防御作用を示し九表 2 a D M L A前処置のCPK血清レベルへの作用2重積血流力学値(左心 室圧[LVDP]時間心拍数÷1000)を示した表3から、再潅流時間全体を 通じて対照ラビット群は2重積値が連続的に小さくなる、つまり、心臓機能が実 質的低下することがわかる。また、35又は60 u g / k gの3DM LAで処置したラビットは2重積値が高く、安定化(7てい九 つまり、対照ラ ビットと比較した場合、再潅流の隈 心臓機能不全の程度が低かっX+−、l、 90分再潅流と180分再潅流との間には、対照心臓とは異なり、 3DMLA 処置心臓の連続的な機能低下がみられないことも大きな発見であっ九表3 sDMLA前処置の血流力学への作用 さらに、対照ラビット服 及び3DMLA60ug/kgで前処置したラビット について危険な状態にある平均面積及び平均梗塞面積を測定し總 対照心臓の危 険な状態にある平均面積は全心筋の39.2%で、平均梗塞面積は全心筋の5. 2%であった力(3DMLAで前処置した心臓は危険な状態にある平均面積は3 0.9%で、平均梗塞面積は1.6%(梗塞の大きさが70%減少)であり、上 記CPK及び2重積値に一致してい九 つまり、本発明組成物の大きな防御作用 を実証するものである。
以上の実施例から、本発明組成物及び方法は虚血後の血流再潅流を原因とする有 害な作用を予防、あるいは緩和するのに有効であり、従って前に述べた目的を達 成できることがわかる。以上の実施例は本発明を説明するもので、可能なすべて の変更を排除するものではない。本発明組成物及び/又は方法を変更しても、発 明の目的を達成できるものである。つまり、これら変更はいずれも本発明の範囲 に包含されるものである。
補正書の写しく翻訳文)提出書 (特許法第184条の8の規定による書面)平成 6年 6月2弔回

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.虚血期間後の血流再潅流を原因とする温血動物における臓器障害を改善する 薬剤組成物において、本質的にモノホリルリピドA及び3−脱アシル化モノホリ ルリピドAからなる群から選択される精製無毒化エンドトキシンの有効量と、薬 学的に許容できる担体とからなる薬剤組成物。
  2. 2.精製無毒化エンドトキシンがモノホリルリピドAである請求の範囲第1項に 記載の組成物。
  3. 3.精製無毒化エンドトキシンが3−脱アシル化モノホリルリピドAである請求 の範囲第1項に記載の組成物。
  4. 4.静脈注射液である請求の範囲第1項に記載の組成物。
  5. 5.薬学的に許容できる担体が米国薬局方エタノール、プロピレングリコール、 及び米国薬局方注射液用水からなる請求の範囲第1項に記載の組成物。
  6. 6.薬学的に許容できる担体が米国薬局方エタノール、約1%〜5%のデキスト ロース、及び残部が米国薬局方注射液用水からなる請求の範囲第1項に記載の組 成物。
  7. 7.薬学的に許容できる担体が米国薬局方注射用水の0.01%〜約0.1%ト リエタノール溶液である請求の範囲第1項に記載の組成物。
  8. 8.薬学的許容できる担体が注射用水、注射用水の5%デキストロース、あるい は静脈用植物油の水乳液からなる群から選択される賦形液の薬学的に許容できる リポソーム溶液である請求の範囲第1項に記載の組成物。
  9. 9.虚血期間後の血流再潅流を原因とする温血動物における臓器障害を改善する 方法において、本質的にモノホリルリピドA及び3−脱アシル化モノホリルリピ ドAからなる群から選択される精製無毒化エンドトキシンの有効量と、薬学的に 許容できる担体とからなる薬剤組成物を該温血動物に投与することからなる方法 。
  10. 10.虚血開始約24時間前から虚血開始後約6時間の間に温血動物に該薬剤組 成物を投与する請求の範囲第9項に記載の方法。
  11. 11.精製無毒化エンドトキシンの投与量が体重1kgについて約1.0μg〜 約100μgとなるような重で薬剤組成物を温血動物に投与する請求の範囲第1 0項に記載の方法。
  12. 12.精製無毒化エンドトキシンの投与量が体重1kgについて約1.0μg〜 約35μgとなるような量で薬剤組成物を温血動物に投与する請求の範囲第10 項に記載の方法
  13. 13.精製無毒化エンドトキシンの投与量が体重1kgについて20μg未満と なるような量で薬剤組成物を温血動物に投与する請求の範囲第10項に記載の方 法。
  14. 14.精製無毒化エンドトキシンがモノホリルリピドAである請求の範囲第10 項に記載の方法。
  15. 15.精製無毒化エンドトキシンが3−脱アシル化モノホリルリピドAである請 求の範囲第10項に記載の方法。
  16. 16.薬剤組成物を静脈投与する請求の範囲第10項に記載の方法。
  17. 17.薬剤組成物を筋肉内投与する請求の範囲第10項に記載の方法。
  18. 18.一過性虚血を原因とする温血動物における可逆性臓器機能不全を改善する 方法において、本質的にモノホリルリピドA及び3−脱アシル化モノホリルリピ ドAからなる群から選択される精製無毒化エンドトキシンの有効量と、薬学的に 許容できる担体とからなる薬剤組成物を該温血動物に投与することからなる方法 。
  19. 19.精製無毒化エンドトキシンの投与量が体重1kgについて約1.0μg〜 約100μgとなるような量で薬剤組成物を温血動物に投与する請求の範囲第1 8項に記載の方法。
  20. 20.虚血開始約24時間前から虚血開始後約6時間の間に温血動物に該薬剤組 成物を投与する請求の範囲第18項に記載の方法。
  21. 21.精製無毒化エンドトキシンの投与量が体重1kgについて約1.0μg〜 約35μgとなるような量で薬剤組成物を温血動物に投与する請求の範囲第18 項に記載の方法。
  22. 22.精製無毒化エンドトキシンの投与量が体重1kgについて20μg未満と なるような量で薬剤組成物を温血動物に投与する請求の範囲第18項に記載の方 法。
  23. 23.精製無毒化エンドトキシンがモノホリルリピドAである請求の範囲第18 項に記載の方法。
  24. 24.精製無毒化エンドトキシンが3−脱アシル化モノホリルリピドAである請 求の範囲第18項に記載の方法。
  25. 25.薬剤組成物を静脈投与する請求の範囲第18項に記載の方法。
  26. 26.薬剤組成物を筋肉内投与する請求の範囲第18項に記載の方法。
JP5511679A 1991-12-31 1992-12-07 虚血及び再潅流による組織障害を改善する方法,及び組成物 Pending JPH07503709A (ja)

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