JPH10510807A - 選択的かつ非侵襲的な視覚化または脈管構造の処置 - Google Patents
選択的かつ非侵襲的な視覚化または脈管構造の処置Info
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Abstract
(57)【要約】
脈管構造を視覚化または処置するための方法および物質が開示される。本発明における方法および物質は、選択的かつ非侵襲的な視覚化、または哺乳動物の眼における脈管構造の処置(例えば、化学的閉塞)に関する。この方法は、予め決められた解剖学的な位置でその内容物を放出するために後で熱せられる熱感受性リポソームを用いてカプセルに入れられる蛍光色素および組織反応物質を利用する。本発明の方法は、活性化された場合、局所的組織損傷ならびに血管および/または血液洞の閉塞を引き起こすのに有効である組織反応性薬剤をさらに利用する。本発明の物質は、哺乳動物の血管または血液洞を視覚化または処置するための診断試薬およびキットに関する。
Description
【発明の詳細な説明】
選択的かつ非侵襲的な視覚化または脈管構造の処置
政府支援
本明細書中に記載された研究は、国立衛生研究所により援けられた、補助金番
号EY07768により全てまたは部分的に支援された。政府は本発明に一定の権利を
有する。
発明の分野
本発明は一般的に脈管構造の視覚化または処置のための方法および物質に関す
る。
発明の背景
1995年に65歳以上であると見積もられたアメリカ合衆国の3400万人のうち約17
0万人は、加齢関連性黄斑変性(ARMD)から生じるなんらかの視覚障害を有する。A
RMDを発症した人のうち約100,000人は、脈絡膜新血管形成(CNV)により破壊的で
急速な視覚損失を受ける。(例えば、U.S.Dept.Health and Human Serv.,(1994)N
ational Advisory Eye Council(1990-1992)を参照のこと)。ARMDは、50歳をこえ
る人々における最も一般的な視覚損失の原因であり、そして集団が加齢するにつ
れて、より多くの老齢者が緑内症および糖尿病性網膜症の組合せよりもARMDが原
因で盲目になる。Leibowitzら、(1980)24 Surg.Ophthalmol.(補充版)335-610;So
rsby(1972)Ministry of Health Reports on Public Health and Medical Subjec ts
(第128版、London);Ferris(1983)11 Am.J.Epidemiol.132-151。
臨床研究により、CNVのレーザー処置は、サイズにおいて限定された領域をカ
バーする十分に定義された予想可能なフルオレセイン血管造影パターンにより特
徴付けられるCNVの選択された症例において、広範な瘢痕を残す危険性を低下さ
せることが示された。不幸なことに、このような「典型的な(classic)」症例は
、CNVを有する群の25%のみを含み、患者の75%はレーザー処置の恩恵を得るこ
と
なく、黄斑疾患が原因で盲目になる危険にさらされたままである。さらに、CNV
の頻回の(54%)再発は、主として不完全な血管造影視覚化およびその後の不適
切なCNV処置に帰する。Macular Photocoagulation Study Group(1986)104 Arch. Opthalmol.
503-512。CNVを臨床的に検出することにおける実用的な困難さは、
臨床的かつ病理学的な30個の眼の試験に関する最近の研究において考証された。
この症例の57%において、CNVは組織学的に検出されたが、臨床的には検出され
なかった。Sarks(1973)75 Br.J.Ophthalmol.587-594。この結果は、他の組織病
理学的な研究(CNVが血管造影法では無認識の病変において検出された)と一致
する。Bresslerら、(1992)110 Arch. Ophthalmol.827-832;Smallら、(1976)94 A rch.
Ophthalmol.601-607。
現在行われるような、CNVを強調するフルオレセイン血管造影の能力は、多く
の因子により制限されている。第1に、色素は網膜血管および脈絡膜血管の両方
を急速に満たす。従って、小さな血管床(例えば、CNVに代表的なもの)の視覚
化は、大きな脈絡膜血管から出される明るい蛍光により生じるコントラストの欠
失によって、しばしば阻害される。第2に、CNVの視覚化は、組織への染料によ
る漏出および/または組織の染色に基づく。これは、特定の病理学的段階の間に
のみ起こる。疾患の特定の段階では、病的な血管が漏出または染色しないのでこ
のプロセスは信頼性がない。さらに、代謝の廃棄産物は病変の近傍に蓄積し、透
過性を減少させるか、または血管外組織への漏出を遅らせる。第3に、血管が漏
出した場合、色素はCNV病変周囲の組織に蓄積し、そして実際にその境界を遮閉
する。第4に、励起光および蛍光の両方が、網膜下血液、混濁液、色素、または
線維組織により吸収され得、それによりCNVから出される蛍光強度を減少させる
。Breslerら、(1988)32 Surg. Ophthalmol. 375-413;Bresslerら、(1991)109 Ar ch.
Ophthalmol.1242-1257。
インドシアニングリーン(ICG)血管造影法は、伝えられるところによるといく
つかの場合ににおいて有益である。Destroら、96 Ophthalmology 846-853。この
特定の染料の励起波長および発光波長は、フルオレセインのものより長く、この
光は混濁媒体をよりよく通過し、これにより上記の第4の制限を排除する。しか
し、一方で、ICG血管造影法における光の増強された通過は、第1に述べらたフ
ルオレセイン血管造影法の制限(すなわち、蛍光妨害)を悪化する。なぜなら、
大きな内在的な脈絡膜血管がより効率的に視覚化されるからである。さらに、IC
G血管造影法は、血管外組織への漏出および染色に依存する制限をフルオレセイ
ン血管造影法と共有する。この染料の染色および貯蓄機構の乏しい理解は、血管
造影図の解釈を妨げる。
血管造影的な視覚化の適切な方法がないことは不幸である。なぜなら臨床的な
調査により、レーザー処置は長期間において典型的なCNVにおける視覚の大規模
な損失の危険性を低下させ得ることが示されたからである。(例えば、Bressler
ら、(1991)109 Arch.Ophthalmol.1242-1257を参照のこと。)さらに、レーザー
光硬化の失敗は、CNVの全範囲および中心窩に関するその位置の不適切な同定に
帰していた。
記載されたように、CNVは、一般的にレーザー光硬化により処置され、ここで
熱瘢痕が産生される。この手順は中心窩が処置される場合、代表的に視覚の劇的
な損失を引き起こす。例えば、Macular Photocoagulation Study Group(1991)10
9 Arch.Ophthalmol.1220-1231を参照のこと。それにもかかわらず、この処置は
、進行性の視覚損失を妨げるために行われる。処置に適切な症例(CNVを有する
眼の25%のみを構成する)は、大きすぎない、十分に定義されたCNVの「典型的
な」型でなければならない。発症した眼の残る75%は処置されない。なぜならレ
ーザー光硬化は有用な視覚を提供しないからである。さらに、新しい血管がレー
ザー光硬化で処置された大部分の患者(54%)において再発し、それによりさらな
る瘢痕を残す処置を必要とする。上記のCNVの不完全な同定以外に、再発は、Bru
ch膜に対する損傷および瘢痕を残すこと、新血管成長へ組織をかかりやすくする
ことが知られている状態に帰する。
本発明の目的は、血管の選択的な閉塞のための方法および物質を提供すること
である。すなわち、本発明の目的は、血管の周囲にあり、そしてこの血管から供
給される組織に有意な、同時に生じる損傷を伴うことなく血管の閉塞を提供する
ことである。本発明の別の目的は、哺乳動物の眼における血管および血液洞(bl
ood sinus)(特に脈絡膜起源の血管および血液洞)の選択的かつ非侵襲的な化
学的閉塞のための方法および物質を提供することである。本発明のさらなる目的
は、哺乳動物の眼の血管異常を選択的かつ非侵襲的に閉塞する方法を提供するこ
とであり、このような異常は黄斑変性に関連し、そして新血管形成(例えば、脈
絡膜新血管形成)を含む臨床的状態に関連する。本発明のなおさらなる目的は、
脈絡毛細管板の病理(例えば、コロイデレミア、回転状萎縮(gyrate atrophy)、
および急性小板状多巣性網膜色素上皮症(placoid multifocal pigment epithel
iopathy)に関連する血管異常)、ならびに非脈絡膜性の血管異常(例えば、糖
尿病に関するもの)を非侵襲的に閉塞するための方法を提供することである。本
発明のなお別の目的は、選択的、非侵襲的な脈管構造の化学的閉塞のための診断
試薬および診断キットを提供することである。本発明のこれらのおよび他の目的
ならびに特性は、以下の明細書、図面、および請求の範囲から明らかである。
発明の要旨
本発明は、哺乳動物の眼における血管または血液洞(blood sinus)を化学的
に閉塞させる方法を提供する。この方法は、以下を含む:熱感受性リポソーム内
にカプセル化された蛍光染料と活性化後に化学的組織損傷を生じるのに効果的で
ある組織反応性薬剤とを静脈内に同時投与すること;眼内の予め決定された解剖
位置で組織を非侵襲的に加熱し、それにより熱感受性リポソームを漏出させ、そ
してそれらの内容物を予め決定された位置で血管または洞に放出すること;蛍光
染料を励起すること;予め決定した位置で発生した蛍光脈管構造のパターンを視
覚的に観察すること;および血管または洞の中に配置された組織反応性薬剤を活
性化して、血管または洞を閉塞させるに十分な程度まで血管または洞を化学的に
損傷させること。本明細書中で用いるように、本発明の方法の工程を、集合的に
「レーザー標的化閉塞」という。いくつかの場合、組織反応性薬剤の活性化に先
行する工程を、集合的に「レーザー標的化血管造影法」、「レーザー標的化送達
」、または「レーザー標的化視覚化」という。本発明は、投与後にリポソームが
全身に循環する時間の間、レーザー標的化閉塞法の工程が繰り返され得ることを
意図する。同様に、本発明は、投与後にリポソームが全身に循環する時間の間、
レーザー標的化血管造影法の工程が反復され得ることを意図する。
本発明の方法の別の実施態様では、哺乳動物の眼における血管または血液洞を
化学的に閉塞させる方法は、以下を含む:熱感受性リポソーム内に一緒にカプセ
ル化された蛍光染料と組織反応性薬剤とを同時に静脈内投与すること、ここで上
記組織特異的因子は、脈管構造の増殖または再生を損傷するに有効である;眼内
の予め決定された解剖位置で非侵襲的に組織を加熱し、それにより熱感受性リポ
ソームを漏出させ、そしてそれらの内容物を予め決定された位置の血管または洞
に放出すること;蛍光染料を励起すること;予め決定した位置で発生した蛍光脈
管構造のパターンを視覚的に観察すること;およびこの位置の血管または洞を、
血管または洞の中に配置された組織特異的因子に曝し、それにより血管または洞
の増殖または再生を損傷させること。
さらに別の実施態様では、本発明は、哺乳動物の眼における脈管構造を閉塞す
る方法を提供する。この方法は以下を含む:その中にカプセル化された蛍光染料
を有する熱感受性リポソームを静脈内に投与すること;眼内の予め決定された解
剖位置に第1のレーザー光線を照射し、それによりその位置の脈管構造を選択的
かつ非侵襲的に加熱し、その位置に蓄積したリポソームからその内容物をその位
置の脈管構造に放出させること;その位置の血管異常に血液を供給する供給血管
内の前進する血液/染料境界を視覚化することによって、脈管構造内の血流起源
を同定すること;および血管/染料境界に焦点を合わせた第2のレーザー光線で
、供給血管を閉塞すること。
別の局面では、本発明は、上記方法に使用される物質(例えば、それぞれ、熱
感受性リポソーム内にカプセル化された蛍光染料および組織反応性薬剤を含む、
診断試薬および診断キット)に関する。あるいは、診断試薬およびキットは、そ
れぞれ、熱感受性リポソーム内に蛍光染料と一緒にカプセル化された組織反応性
薬剤を含む。さらに別の実施態様では、本発明は、それぞれ、組織反応性薬剤で
ある蛍光染料を含む、診断試薬およびキットを意図する。本発明の診断キットは
、必要に応じて、単独または組織反応性試薬とともにのいずれかで、蛍光染料を
熱感受性リポソーム内にカプセル化する手段をさらに含む。
本発明のレーザー標的化血管造影法および閉塞法は、従来のフルオレセインま
たはICG血管造影法において遭遇する問題を解決する。例えば、本発明の方法に
よる蛍光染料の局所選択的放出は、上床または下床から出される蛍光と干渉する
ことなく予め決定された血管床を視覚化させる。第2に、本発明による視覚化は
、異常脈管構造の領域を囲む組織(例えば、脈絡膜新血管形成(CNV))への染料
の染色および漏出に無関係である。むしろ、血管腔における染料の存在のみに依
存する。従って、CNVは、それが開放性、すなわち、血流に対する開口している
限り可視化され得る。この特徴はまた、血管造影図の解釈を簡略化する。第3に
、カプセル化された染料の放出が起きる短い時間(迅速かつ最終的なそれらのク
リアランスを伴う)は、染料が血管の外側に蓄積せず、従って従来の物質および
方法が行うようには、CNVを遮蔽しないこと確実にする。第4に、本発明の方法
を用いて、染料の進行により描写されたCNVの血行動態は、CNVを養う血管の同定
を可能にする。このような同定は、臨床医に同定された供給血管を選択的に閉塞
することを可能にする。この様式で、CNVを覆う、より大きな領域の網膜は、危
害を与えられず、従って、先行技術の光凝固方法に代表的に関連する不必要な視
覚欠失を制限し得る。第5に、本発明に従って行われる血管造影は、リポソーム
が血中を循環する間、少なくとも45分間繰り返され得る。これは、光学的装置の
配置の誤りを修正し、そして1回の患者の来訪および/または1回の治療手順の
経過の間に両眼の血管造影を行うための機会を提供する。
上記の全ての利点は、典型的および隠れた(occult)CMVの良好な可視化を可
能にし、さらに瘢痕組織の存在下でさえも脈絡毛細管板の可視化を可能にする本
発明の方法および物質を用いて実証され得る。本明細書中に記載されるように、
レーザー標的化血管造影法は、CNVおよびCNV型損傷を効果的に検出し、そして表
す。これは、このような治療の恩恵を受け得る患者の数を増やし、現在適切な視
覚化がないことに起因する再発率を減少させ、そして処置面積を限定し、それに
より閉塞処置に伴う視覚損失の量を減少させる。
本明細書中に開示するように、瘢痕を生じず、そして上層網膜および隣接する
脈絡毛細管板に危害を与えない(spare)CNV閉塞法は、高度に望ましく、そして
本発明のレーザー標的化閉塞法に達成され得る。1つの実施態様では、本発明の
方法は、感光性薬剤の送達をCNVに標的化し、そしてこの薬剤の感光性によりCNV
を閉塞させることにより、レーザー標的化送達と光力学的治療とを組み合わせる
。このような方法は、全身的光力学治療の限界および従来の温熱性レーザー光凝
固
の限界の多くを解決する。従って、組織反応性薬剤は、脈絡膜において特異的に
放出され得、それにより網膜血管において放出されるのを避ける。同様に、薬剤
はまた、CNV内に放出され、一方、網膜内に放出されるのを防ぎ得る。次に、薬
剤が予め決定された解剖位置内に放出された後のみに照射することにより、組織
損傷は、薬剤により選択的に灌流される血管に本質的に限定され得る。間質組織
内に薬剤の蓄積がしないことは、その後の活性化の際のそれらの損傷を防ぐ。第
3に、本明細書中に開示するように、CNVが正常な脈絡毛細管板よりも遅い血流
により灌流されるという明白な徴候がある。それゆえ、薬剤は、放出され得、そ
して組織は、正常な脈絡毛細管板からのクリアランスを確実にするに十分な時間
が経過した後に照射される。この順序は、網膜色素上皮の維持に重大である脈絡
毛細管板への損傷を排除する。第4に、本発明のCNVのレーザー標的化閉塞は、
「典型的」および「隠れた」な病変の両方に処置を受けやすくする。そこで、当
業者は、いまや、CNVを選択的に閉塞するが、一方、網膜を閉塞せず、従って視
覚を保護する。第5に、レーザー標的化閉塞は、温熱性閉塞が生じるような瘢痕
を生じず、それによって新血管新生の再発の危険性を減らす。
本発明の上述のならびに他の目的、特徴、および利点は、以下の発明の好まし
い実施態様の詳細な説明によってより明かになる。
図面の簡単な説明
本発明の上述のならびに他の目的および特徴、ならびに本発明自体は、添付の
図面と共に読まれた場合、以下の記載からより完全に理解され得る。ここで:
図は、レーザー標的化血管造影および閉塞を行うために用いられる器具使用の
模式図である。
好適な実施態様の詳細な説明
より詳細には以下に記載されているが、本発明は、脈管構造を閉塞するための
方法および材料を提供する。詳細には、本発明の方法および材料は、哺乳動物の
眼における脈管構造の選択的かつ非侵襲的な、化学的閉塞に関する。本方法は、
熱感受性リポソーム内にカプセル化された螢光染料および組織反応性物質を利用
する。これらのリポソームは、所定の解剖学的位置でリポソームの内容物を放出
するためにその後加熱される。本発明の方法は、活性化した場合、血管および/
または血液洞の局所的な組織損傷および閉塞を引き起こすために効果的な組織反
応性薬剤をさらに利用する。本発明の材料は、哺乳動物の血管または血液洞を同
定および化学的に閉塞するための診断因子およびキットに関する。
本明細書中で使用される、用語「閉塞する」は、血管または血液洞中で血流を
遮断することを意味する。用語「閉塞」は、血管または血液洞を通る血液の経路
を遮断する、血管または血液洞における物理的封鎖または妨害を意味する。閉塞
は、処置の直接的な結果として即座に発達し得るか、またはより早い処置に続い
て徐々に発達し得る。閉塞は、存在する血管中または血液洞中に貫通不可能な封
鎖が存在する場合、または処置(これは、続いて血管または血液洞の成長または
再生を損う)の結果として生じる。脈管構造の閉塞は、所望のように、化学的ま
たは熱的に引き起こされ得る。本明細書中で使用する場合、閉塞は永久的か一時
的かのいずれかであり得る。
用語「化学的に閉鎖する」は、任意の非熱的に閉塞する手段を意味する。化学
的閉塞は、脈管構造に対して生理学的および/または構造的損傷を引き起こす化
学的、生物学的、薬学的、または薬理学的因子を用いる脈管構造の処置の結果で
ある。例えば、「化学的損傷」は、毒性ラジカル、架橋ラジカル、またはそれら
の等価物により引き起こされた損傷; または血管の完全性(integrity)に結合
するか、これと相互作用するかまたはこれに他の影響を及ぼし、そして/または
血管の成長または再生を調節する、生物的部分により引き起こされた損傷;また
は薬学的または薬理学的化合物(例えば、血管収縮剤または血管拡張剤)により
引き起こされる損傷を意味する。「組織損傷」は、管腔内(例えば、管腔の内皮
細胞内層(lining)内)で生じ、続いて閉塞に進行する血管組織または血液洞組織
への損傷をいう。組織損傷は、上記のように化学的に引き起こされ得るか、また
は例えば、レーザー光線を用いて熱的に引き起こされ得る。「間質組織」は、非
血管組織(例えば、血管により囲まれそして栄養を供給される網膜組織または網
膜下組織)をいう。
本明細書中で使用される用語「投与」または「同時投与」は、例えば、静脈内
注射または注入によるレシピエントの血液供給中への任意の形態の送達を意味す
ることを意図される。本発明においての使用から唯一排除される送達の様式は、
リポソームのカプセル完全性を損傷し、そして/またはリポソームの内容物の尚
早な(すなわち、本明細書中に記載されるような、加熱によるそれらの内容物の
意図的な放出の前の)放出を引き起こす様式である。
本明細書中で使用される「螢光染料」は、本発明での使用に適切な任意の螢光
物質を意味することを意図される。当業者に理解されるように、本発明での使用
に適切な螢光物質は、ヒトを含む哺乳動物への投与に適切な螢光物質を含む。カ
プセル化に対してなじみ易い螢光物質、またはカプセル化になじみ易くされ得る
螢光物質は、本発明での使用に適切であることがさらに理解される。さらに、本
明細書中に記載の適切な濃度でカプセル化された形態にある場合、その螢光がク
エンチされる物質もまた、本発明の方法および材料中での使用に適切である。従
って、6-カルボキシ-フルオレセインおよび類似のフルオレセイン誘導体のよう
な染料は、本明細書中での使用に適切である。特に有用な螢光物質は、不透明な
組織傷害、血液、および/または生物学的色素により強力に吸収されない波長の
光により励起され、そして発光し得る螢光物質である。このような物質は、傷害
、血液、または生物学的色素を有する眼組織において容易に検出され得る。これ
に関して、インドシアニングリーン(ICG)もまた、その励起光が不透明物、血液
、または生物学的色素により強力に吸収されないので、適切である。同様に、ア
ルミニウムフタロシアニンテトラスルホネート(AIPcS4)も、本明細書中下記の理
由のために例示的な螢光物質かつ組織反応性薬剤であるが、しかし他の等価な物
質もまた適切である。等価物の同定は、十分に当業者の技術の範囲内であり、そ
して通常の実験のみを必要とする。
本明細書中で使用される、用語「組織反応性薬剤」は、血管組織と有害に反応
し、その結果、血管組織を化学的に損傷する能力のある因子を意味することを意
図される。組織反応性薬剤は、活性化の際に、血管組織を生理学的におよび/ま
たは構造的に損傷する毒性ラジカルまたは架橋化物質を生じる能力を有する組織
反応性薬剤を含む。例えば、組織反応性薬剤は、好ましくは、哺乳動物脈管構造
の管腔内壁上に配置される組織成分と相互作用し得る;これらの管腔成分との相
互作用は、閉塞に進行する、関連する脈管構造に対して有害な効果を生じる。さ
らに、組織反応性薬剤は、光により活性化されて組織損傷を生じる光感受性因子
であり得る。本発明の方法において有用な1つのこのような光感受性因子の例は
、アルミニウムフタロシアニンテトラスルホネートである。「組織反応性副生成
物」は、活性化後脈管構造内で形成され、そして血管組織を損傷するために化学
的に作用し得る、組織反応性薬剤の活性化副生成物をいう。
本明細書中で使用される、用語「熱感受性リポソーム」は、当該分野で公知の
技術を用いて、哺乳動物の体温(つまり、37℃)を超える温度でそれらの内容物
を放出するリポソームの調製を可能にする生理学的に適合性の構成成分(例えば
、ジパルミトイルホスファチジルコリンおよびジパルミトイルホスファチジルグ
リセロールリン酸)を用いて処方されたリポソームを含む。哺乳動物の体温より
少なくとも約4℃高い温度に曝すと、リポソーム内容物の漏出または浸出により
、またはリポソームの実際の溶解(完全または不完全な)により「放出」が生じ
る。本発明は、取り扱い、投与、哺乳動物脈管構造を通じての進行、および副作
用(例えば、哺乳動物の血液凝固カスケードの妨害)の最小化を容易にするため
に、直径が約450nm未満の負に荷電した単層膜リポソームである熱感受性リポソ
ームの使用を企図する。
特定の実施態様において、本発明の方法は、クエンチ濃度の螢光染料を含有す
る熱感受性リポソームを特徴とする。用語「クエンチ濃度」は、適切な光源で照
らされた場合でさえ、螢光の検出をマスクまたは最小化するのに十分高い染料の
濃度をいう。螢光クエンチの物理的現象は、当該分野で周知であり、そして当業
者は、通常の実験のみにより任意の螢光染料に対するクエンチ濃度を同定し得る
。本発明の方法において使用される熱感受性リポソームが加熱された場合、血管
の管腔内にリポソームの内容物が漏出および/または放出され、内容物が血管管
腔に蓄積される。このことによって、血管内で血漿による螢光塗料の濃度が希釈
され、このことが染料の非クエンチ濃度(例えば、適切な光源を用いる十分な励
起の際に視覚可能に螢光を発する濃度)を生じる。
本明細書中で使用される、用語「非侵襲的加熱」は、傷跡を残すことまたは生
理学的な損傷を含む、実質的な損傷を組織に引き起こすことなく加熱することを
意味する。本発明により達成された非侵襲的加熱は、代表的には、波長およびパ
ルス持続時間を操作することにより、所定の深度でレーザー光線を用いて組織を
照射することを包含する。本発明の方法は、血液および眼色素により吸収される
波長を有する、非侵襲的加熱のためのレーザーを企図する。本発明の好適な実施
態様によれば、血管または血液洞は、血液により吸収される波長(例えば、488n
m)を有するレーザー光線を照射することにより、約41℃まで選択的かつ非侵襲
的に加熱される。適切なレーザー光線を用いて組織を照射することによるこのよ
うな非侵襲的加熱は、血管外組織その他の加熱を最小化しながら、組織部位また
は他の部位で、血管および血管外(間質)組織に実質的な損傷を引き起こすこと
なく、本発明の熱感受性リポソームが、組織部位で脈管構造中にその内容物を放
出するように、する。
本明細書中で使用される、句「脈管構造の螢光パターン」は、所定の解剖学的
部位での螢光染料の放出および励起の直後、この部位で発生する螢光の血行動態
分布を意味する。選択的な加熱に供する脈管構造は、この部位での脈管構造のト
ポロジーを正確に概説する螢光の分布を表示する。この表示は、螢光が下流に進
むにつれ、または放出の終わりにより変化する。なぜなら、放出された螢光を保
持しない新鮮な血液が、この部位に流入するからである。本発明により企図され
るパターンは、この時間に依存する特徴だけでなく、脈管構造に依存する特徴も
包含する。例示的な脈管構造依存性の特徴は、正常な血管と異常な血管における
異なる螢光の分布を包含する。螢光は、正常より下の血流を有する血管より早く
、正常血流を有する血管から取り除かれる。従って、螢光は、正常より下の血流
を有する血管に残存する。従って、このような異常血管は、放出された染料の遅
延したクリアランスを表示する。従って、本明細書中に記載の方法の実施により
発現した脈管構造の螢光パターンは、血管異常を同定するためおよび/またはこ
のような異常の閉塞を実行するために使用され得る。例えば、この方法に従って
発現する螢光パターンは、脈絡膜から生じる脈管構造のパターンであり得る。残
存する螢光を有する異常な血管または血液洞は、脈絡膜の血管新生に関連する異
常な脈絡膜血管または血液洞であり得る。本発明のパターンの別の重要な特徴は
、このパターンが、上にあるまたは下にある血管床から発する螢光により比較的
視
覚的に減少しないことである。これは、本発明の方法が、所定の解剖学上の位置
での螢光染料の選択的放出を可能にし、これにより、隣接する血管床中で螢光が
混同するのを回避するからである。脈絡膜から発するパターンの場合、網膜の血
管および大きな脈絡膜血管による妨害は、本発明の方法により実質的に除去され
る。
本発明の方法は、血管異常を閉塞するのに適切である。「血管異常」は、例え
ば、血行動態異常の上に構造的異常をも含む生理学的な不定形の血管の特徴をい
う。血管異常は、先天的なまたは発達の異常、負傷、疾病、新生物、または老化
の結果であり得る。これは、しばしば視力障害または視力消失に関係する。黄斑
変性は、本発明の方法または材料による閉塞に特に適切な血管異常である。特に
、典型的で隠れた脈絡膜血管新生を含む脈絡膜血管新生(CNV)は、本発明の方法
および材料を用いて閉塞され得る。さらに、血管異常は、脈絡毛細血管層の病状
(例えば、脈絡膜欠如、脳回転状萎縮、急性鱗状多病巣性網膜色素上皮症など)
をいう。さらに、本発明の方法および材料は、非脈絡膜脈管構造に影響する糖尿
病のような他の疾患に関係する血管異常の閉塞に適切である。
本明細書中で使用される、用語「活性化すること」または「活性化」は、組織
反応性薬剤が脈管構造の化学的損傷または閉塞をもたらすために誘導または刺激
されるプロセスを意味することを意図される。活性化された組織反応性薬剤が、
この化学的損傷および閉塞を達成する厳密な様式は、使用される組織反応性薬剤
のタイプに依存する。例えば、組織反応性薬剤は、それが、適切なレーザー光線
での照射のような活性化プロセスに曝露されるまで、化学的に不活性または非反
応性であり得る。本発明の1つの実施態様において、この組織反応性薬剤は、所
定の解剖学的位置で、レーザー光線を用いて、血管または血液洞を照射すること
により活性化される。このレーザー光線の波長は、因子を活性化するのに十分で
ある。本発明中での使用に適切な波長は、組織反応性薬剤を十分に活性化し、そ
してそれ自身では所定の解剖学的位置で組織に実質的な損傷を引き起こさない波
長である。例えば、CNV型脈管構造を閉塞するために、アンモニウムフタロシア
ニンテトラスルホネートが、本発明の方法における組織反応性薬剤として使用さ
れる場合、約675nmのレーザー波長での脈管構造の照射は、この因子の活性化を
引き起こすのに十分である。次いで、光活性化された因子は、閉塞を生じる化学
的組織損傷を引き起こす。従って、用語「活性化」は、その用語が本明細書中で
定義されたように、閉塞を導く特定の性質を明示するために、因子が選択的に刺
激されるかまたは誘導される任意のプロセスを企図する。本発明の方法に従って
、活性化は、好ましくは、正常血流を有する脈管構造からの螢光染料および因子
のクリアランス後で、かつ正常より下の血流を有する脈管構造からのその染料お
よび因子のクリアランス前に達成される。あるいは、この因子の活性化および放
出は、引き続いてというよりむしろ同時に起こり得る。この特定の実施態様にお
いて、活性化は、好ましくは、特定の血管または血液洞に隣接する組織中への観
察可能な染料または因子の漏出前、または加熱されたリポソームからの染料また
は因子の放出部位からのこの染料または因子の顕著な観察可能なクリアランスの
前に達成される。本明細書中で使用される、用語「正常血流」、「正常より下の
血流」、および「クリアランス」以下で定義される。
「正常血流」は、生理学的に正常な圧力および生理学的に正常な速度で妨害を
受けずそして進行している、哺乳動物脈管構造を通した血液の移動をいう。正常
血流は、成熟した直径を有する血管中に見いだされ得る。「正常より下の血流」
は、生理学的に正常な速度で進行しておらず、そしておそらく生理学的に正常な
圧力下でもまた進行していない、哺乳動物の脈管構造を通した血液の移動をいう
。正常より下の血流はまた、疾患により引き起こされた脈管構造中の狭窄から生
じ得るか、または隣接する脈管構造中の損傷または疾患と関連し得る。正常より
下の血流はまた、未成熟の直径、屈曲した経路、または過度の長さを有する血管
(例えば、新しく形成された血管)の結果であり得る。「クリアランス」は、特
定の解剖学的位置での血管および/または脈管構造中に放出される因子の消失ま
たは減少をいう。代表的には、クリアランスは、因子がより早く放出された血液
の、新たに満たされた血液による置換に関連する。例えば、クリアランスは、螢
光染料により発せられる螢光が減少する際に観察される。
本発明の方法の現在の好適な実施態様において、選択的で非侵襲的なレーザー
標的閉塞の方法は、以下の工程を包含する:組織反応性薬剤および螢光染料をカ
プセル化した熱感受性リポソームを静脈内に投与する工程;眼内の所定の解剖学
的位置で脈管構造が選択的かつ非侵襲的に加熱され、そしてその位置に蓄積され
た熱感受性リポソームが、その内容物をその位置の脈管構造に漏出および放出す
るよう、その所定の位置を第1のレーザー光線で放射する工程;放出された蛍光
染料を励起する工程;血管異常が所定の解剖学的位置で視覚化され得るよう、正
常より下の血流を有する血管内の染料の持続性を同時にモニターしながら、正常
血流を有する血管からの螢光染料のクリアランスをモニターする工程;および正
常より下の血流を有する血管にも残存する組織反応性薬剤が活性化され、その結
果正常より下の血流を有する血管に化学的損傷およびの閉塞を生じるよう、残存
する螢光染料を含む血管に第2のレーザーを集中させることにより、このような
血管に第2のレーザー光線を照射する工程。この好適な実施態様で使用される、
「第1のレーザー光線」は、血液および眼色素により吸収される波長を有するレ
ーザー光線をいう。さらに、第1のレーザー光線は、組織(その血管または血液
洞を含む)を、この組織または脈管構造に実質的な生理学的損傷を生じることな
く、約41℃の温度まで選択的に加熱するレーザー光線を企図する。この好適な実
施態様で使用される、「第2のレーザー光線」は、組織反応性薬剤が配置される
脈管構造に実質的な生理学的損傷を生じることのなく、組織反応性薬剤を活性化
するのに適切なレーザー光線をいう。さらに、この第2の活性化レーザー光線は
、隣接する血管外(間質性の)組織への損傷を最小にする。
本明細書中で使用される、用語「持続性」および「クリアランス」は、その検
出がすぐに無視してよくなる程度まで消失および/または減少する(時間依存様
式で、例えば、心臓のサイクルと同調して)螢光に対する、なかなか消えない検
出可能な螢光を意味することを意図される相対的な用語である。正常血流は、早
期のクリアランスを示す脈管構造に関係し得、一方、正常より下の血流は、なか
なか消えない、残存する螢光および遅延したクリアランスを示す、脈管構造に関
係し得る。上述のように、本発明の方法は、正常脈管構造および非正常な脈管構
造を同定するこの螢光の差を効果的に利用する。従って、組織反応性薬剤の活性
化に関する本発明の工程は、好ましくは、正常血流を有する血管からの染料およ
び因子のクリアランス後で、かつ正常より下の血流を有する血管からのクリアラ
ンスの前に達成される。
上記の実施態様に従うと、本発明の方法は、リポソームと呼ばれる人工的な脂
質小胞中に物質をカプセル化すること、それらを血管内に注入すること、および
選択された組織中の血管を非侵襲的に加熱することによってその組織中にその内
容物を放出させることを包含する。この方法のこれらの実施態様を使用して、例
えば、染料および組織反応性薬剤は、漏出にも、染色にも頼ることなく、網膜下
損傷の存在下でさえも脈絡毛細血管層の視覚化を可能にするために網膜下脈絡膜
脈管構造の特定の部分内に放出され得る。
脈絡膜の脈管構造への、染料および組織反応性薬剤の放出の特異性を上昇させ
るために、例えば、加熱は、目的の領域中に最大限に集中されなければならない
。この領域における加熱またはレーザーエネルギーを吸収する物質は、血液、老
廃物、場合によっては、溢血、網膜色素上皮(RPE)、および脈絡膜毛細血管層で
ある。CNVのような脈絡膜疾患の場合、このCNVは約20μmの厚さで、そして脈絡
膜毛細血管層は同様な厚さである。血液または眼色素の吸収ピークに加熱レーザ
ー波長をマッチさせることにより、目的の領域中にほとんどのエネルギーを配置
させる。約488nmでは、RPEは光の最初の40〜75%を吸収し、そしてCNVは残存す
る光の25%を吸収する。従って、老廃物の吸収を考慮に入れなくても、エネルギ
ーの55〜81%が吸収される。最小量の溢血(50μmの厚さ)の存在は、有意な量
のエネルギーがRPEを超えないようにするのに十分である。CNVを除く領域では、
例えば、RPEおよび脈絡膜毛細血管層は、エネルギーの55%〜81%を吸収し、従
って、光を脈絡膜中にほとんど通過させない。言い換えれば、ほとんどのエネル
ギーは、RPEの20μm以内に配置される。
加熱の際に、約4℃加熱されたRPEの領域に重層する網膜領域内の温度分布は
、十分に確立されている第1法則から計算され得る。直径800μmの加熱されたデ
ィスクについて、網膜温度の上昇は、150μmの距離(すなわち、第一の網膜毛細
血管が位置する)で約2.8℃である。これは、網膜血管の周囲の組織中での温度
上昇は、網膜毛細血管中で、リポソームの加熱およびそれからの放出を引き起こ
すには十分ではないことを示す。網膜血管(代表的には、中心斑で直径50μm以
下)は、いくらかの光を吸収するが、これは、約0.5℃未満の熱上昇を引き起こ
すのみである。
従って、CNVおよびその近傍はリポソームの放出温度に到達するが、網膜組織
は到達しない。その結果、脈絡膜における物質(例えば、染料および組織反応性
薬剤)の放出は、本発明の方法および材料を使用して達成され得るが、網膜にお
ける放出は達成されない。
本発明に従うと、CNVおよび脈絡膜毛細血管層内へ放出される螢光染料により
、例えば、所定の解剖学的位置において、脈管構造の視覚化を可能にするレーザ
ー標的血管造影図が得られる。放出の初期段階中、放出された物質がこの位置の
血管を満たす。続いて、約120〜240秒で、脈絡膜毛細血管層から螢光および組織
反応性薬剤が取り除かれる。本明細書中で記載されるように、CNVまたはCNV型の
損傷に関連する脈管構造からのクリアランスは遅延する。これは、部分的に、脈
絡膜毛細血管層のレベルからCNVまでそして脈絡膜毛細血管層に戻る経路が、下
および/または周囲の脈絡膜毛細血管層内の脈絡膜小葉の直径270μmより長い事
実に基づく。CNV中の血流の回路は、脈絡膜毛細血管層中の血流の回路に平行で
ある。従って、CNV型損傷に関連する脈管構造の遅延したクリアランスは、本発
明の方法および材料が利用される場合、螢光が下および周囲の脈絡膜毛細血管層
から取り除かれた後、この損傷の強調を可能にする。本質において、このことは
、螢光が、CNV型の損傷内により長い時間残存し、それにより、当業者がCNV損傷
の部位を正確に描写および位置決めし、そして例えば、その部位に残存する組織
反応性薬剤を活性化することにより脈管構造を閉塞することを可能にすることを
意味する。
本方法の1つの好適な実施態様は機器に依り、その結果、熱感受性リポソーム
からの螢光染色および組織反応性/光感受性因子の放出が、488nmのアルゴンレ
ーザーを用いて達成され、そして組織反応性薬剤の活性化が、675nmのレーザー
ダイオードを用いて達成される。2つの別個のレーザーの使用は、因子の放出後
でそして因子が脈絡膜毛細血管層から取り除かれるまでの活性化の遅延を可能に
する。これは、脈絡膜毛細血管層に対する効果を最小化しながら、CNVへの損傷
を増大させる。別の実施態様において、組織反応性薬剤の放出および活性化は、
同じレーザー光線で同時に達成され得る。レーザーのパワーを滴定するためおよ
びこの因子が放出されていることを確実にするために、本発明は、因子を同時に
注入されたリポソームにおける蛍光染料を企図する;本発明に従うレーザー標的
血管造影が、次いで、その因子の放出を視覚化するために使用される。活性化光
線によりカバーされる実際の解剖学上の領域は、因子により灌流されるCNVの解
剖学的領域に、サイズおよび深さを合わせられる。
図に示すように、組織反応性薬剤を活性化するための光は、約675nmで操作す
るダイオードレーザー(30)から発する。レーザー出力を、光学カプラー(15)によ
りファイバー(16)に集める。ファイバーの出力をレンズ(17)により平行化し、そ
して赤色で反射する二色性ミラー(10)により眼底(fundus)カメラ(31)の方に向き
を変える。次に、第2ミラー(18)は、光線をカメラの映像化経路に導く。所望の
大きさの光線は、ファイバーの開口数および平行化レンズの焦点距離を選択する
ことによって得られる。活性化パルスの強さおよび持続期間は、ダイオードレー
ザーコンソールのアナログ入力部を介してコンピューターから制御される。さら
に、コンピューターが故障したとしても、一定の遅延を有する接続されたシャッ
ター(14)は、限定された露出を確実にする。活性化光線の強さはまた、光センサ
ー(21)によりモニターされる。本発明の使用に適する装置のより詳細な説明、お
よび本発明の方法におけるその適用を、以下の実施例1に示す。
操作において、本発明によるレーザー標的化血管造影を、第2レーザーを使用
することなく、最初に実施し得る。好ましい映像の取得および処理ルーチンは、
CNVの位置に関して即時フィードバックを可能にする。正常な血管からの染料
のクリアランスを可能にするのに必要な時間は、血管造影図から、最初に手動で
、そして次に数値的に評価され得る。次に、その後の工程は、予め決定された遅
延の後、リポソームの内容物を放出する工程、および励起レーザーを点灯する工
程からなる。
本明細書中に記載の方法のなお別の実施態様は、血管または血液洞の増殖また
は再生を改善するに有効である、熱感受性リポソーム内にカプセル化された組織
特異的因子を同時投与する工程さらに包含する。好ましい実施態様において、本
発明は、蛍光染料および組織特異的因子(それらの両方ともが、熱感受性リポソ
ーム内にカプセル化される)を静脈内同時投与する工程を含む、血管または血液
洞を化学的に閉塞する方法を提供する。用語「組織特異的因子」は、血管組織お
よび/またはその個々の成分についての親和性を示し、そして、例えば、血管系
において、組織を損傷させ、組織増殖を阻害し、または組織後退を誘導すること
により、これらの組織に悪影響を及ぼす任意の部分を意味する。さらに、組織特
異的因子は、増殖または再生している血管または血液洞の内皮細胞レセプターに
結合する因子であることがさらに考えられる。本発明において、組織特異的因子
は、抗体(例えば、血管内皮細胞増殖因子または線維芽細胞増殖因子に対する抗
体)であり得る。増殖または再生を損なうことは、血管組織により通常示される
正常な増殖または修繕プロセスにおける崩壊をいう;崩壊は、永久的または一時
的であり得る。
さらに、本発明のレーザー標的化閉塞法は、熱感受性リポソーム内にカプセル
化された抗炎症剤または抗生物質を同時投与する工程を包含し得る。抗生物質は
、抗細菌性、抗真菌性、抗腫瘍性、および駆虫性の抗生物質を含むことが理解さ
れる。抗腫瘍性抗生物質は、アクラチノマイシン(aclcinomycin)、ブレオマシン
(bleomycin)、クロモマイシン(chromomycin)、マイトマイシン(mytomycin)、お
よびオリボマシン(olivomycin)(Merck Index、第11版、1989を参照のこと)を
含むが、これらに限定されない。
さらなる別の実施態様において、本発明は、哺乳動物の眼における血管系を閉
塞する方法を提供する。この方法は以下の工程を含む:蛍光染料をカプセル化さ
せた熱感受性リポソームを静脈内に投与する工程;選択的かつ非浸潤的に血管系
を加熱し、そしてリポソームをその場に蓄積させ、その内容物を放出させるため
に、第1のレーザー光線を用いて眼内の予め決定された解剖学的位置を照射する
工程;血液を血管異常に供給する供給血管内で高められる血液/染料境界を造影
的視覚化することにより、異常な血管系における異常な血管または血液洞および
血流の起源を同定する工程;および血液/染料境界に焦点をあわせた第2のレー
ザー光線で供給血管を閉塞する工程。用語「血液/染料」境界は、非蛍光剤充填
血液(すなわち、放出された染料を全く含まない新たに進入する血液)と排出す
る血液(すなわち、染料および/または組織反応性薬剤がより以前に放出されて
いるフルオレセイン血液)との間の界面(すなわち、際だって識別できる点)を
表す。血液/染料境界を首尾良く同定し、そして局在化するために、血液/染料
境界を明瞭に示す必要はない。この境界が充填血液および排出血液との相対的な
分離を示すことは、本明細書中に記載される方法の実行には十分である。「供給
血管」は、血管、または特定の解剖学的場所での特定の血管系に血液を供給する
血管の複合体をいう。供給血管は、正常な血管系に血液を供給し得る。あるいは
、供給血管は、異常な血管系に血液を供給し得る。本発明のこの特定の実施態様
は、第2のレーザー光線を使用する少なくとも2つの異なる方式の閉塞を意図す
る。第1の方式は、血管を凝固させて閉塞するように、供給血管に熱損傷を生じ
させるに有効な第2の加熱レーザー光線を包含する。「熱損傷」は、レーザー火
傷によるような熱的に誘導された損傷を意味する。「凝固した」または「凝固」
は、レーザー火傷後の熱損傷血管の生理学的状態をいう。この第1の方式におい
て、閉塞は、計画的な熱損傷の結果である。しかし、熱損傷は、血液/染料境界
に限定される。対照的に、閉塞の第2の方式は、この血液/染料境界上に焦点を
合わせた第2の活性化レーザー光線を用いて照射する際、血管系組織に化学的損
傷を生じさせ、その結果、閉塞する組織反応性薬剤を意図する。この特定の方式
は、熱損傷または凝固を生じさせない。
別の局面において、本発明は、哺乳動物における血管または血液洞を同定し、
そして化学的に閉塞するための診断試薬をさらに提供する。この診断試薬は、熱
感受性リポソーム内にカプセル化された蛍光染料、活性化して化学的損傷を組織
に生じさせるに有効な組織反応性薬剤;および、薬学的に受容可能なビヒクルを
含有する。「薬学的に受容可能なビヒクル」は、哺乳動物への全身投与、特に血
流内への投与に適切な任意のビヒクルをいう。従って、例えば、適切なビヒクル
は、生理学的に平衡化された水性塩溶液である。別の実施態様において、組織反
応性薬剤は、単独または蛍光染料と共にのいずれかで、熱感受性リポソーム内に
カプセル化される。さらに別の実施態様において、蛍光染料はまた、組織反応性
薬剤である。
本発明はまた、哺乳動物における血管または血液洞を同定し、そして化学的に
閉塞するための診断キットを提供する。本発明の診断キットは、蛍光染料、活性
化して化学的損傷を組織に生じさせるに有効な組織反応性薬剤、および熱感受性
リポソーム内にこの染料をカプセル化するための手段を含む。別の実施態様にお
いて、キットは、単独または蛍光染料と共にのいずれかで、熱感受性リポソーム
内にカプセル化するためのさらなる手段を含む。さらに別の実施態様において、
組織反応性薬剤および蛍光染料は同じである。本明細書中で使用される、用語「
カプセル化するための手段」は、本明細書中に規定されるように熱感受性リポソ
ーム内に上記の成分をカプセル化するために適切な任意の手段をいう。この手段
は、乾燥された形態、脱水された形態、またはそれ以外に非液体形態であり得る
。非液体手段が提供される場合、本発明の診断キットは、必要に応じて、適切な
再水和剤をさらに含有する。あるいは、この手段は、液体形態で、即座に使用し
得るか、または予備混合を必要とし得る。本発明において使用されるようなリポ
ソームを調製することは、当該分野で周知である。そして、当業者は、せいぜい
日常的な実験により、このようなカプセル化手段を工夫し得る。
本発明の実施は、以下の実施例からより十分に理解される。実施例は、例示の
ためのみに本明細書中に示され、そして本発明をいかなる点においても制限する
ものとして理解されるべきではない。
実施例1
装置、画像取得、および画像処理
実施例1.1
リポソーム放出光線の送達
最適な送達手段は、放出のためのアルゴンレーザーからなる。
放出光線は、眼底カメラ(Zeiss)の照射アームを介して送達される。このカ
メラにおいて、照射経路は、中心を光に曝らさず、そして造影的視覚化経路に保
持される瞳孔面で光の環を送達するように設計される。瞳孔が大きい場合、照射
経路は遮断されない。しかし、瞳孔が部分的に拡大される場合、または小さい動
物を調べる場合、光彩は照射の一部をブロックする。光彩による切り抜きは、放
出光線による一定で予想し得る強さの送達を妨げる。この制限を克服するために
、放出光線は、造影的視覚化経路を介して送達される。この構成は、瞳孔による
アライメントを容易にして信頼性を高める。信頼性は、眼底での画像を見て、そ
れ
を最適化することにより、造影的視覚化経路を瞳孔内に集中させるという事実か
ら生じる。
アルゴンレーザー(32)の眼底カメラ(31)への連結は、図に示すように、接眼レ
ンズについて本来使用される結合画像平面で達成される。アルゴンレーザー(32)
を、ファイバーカップラー(1)に対するレーザーによりファイバー内に導入され
る。このファイバーは、平行化レンズ(8)の方に出力の一部を入れる融合したフ
ァイバー光学カップラー(2)のアームのうちのひとつである。ファイバー出力を
平行化し、網膜の結合面に照射し、そして青色(488nm)を反射する二色性フィ
ルター(11)により造影的視覚化経路に向かわせる。平行化レンズ(8)の焦点距離
およびファイバーの開口数を選択して、網膜上に所望の光線スポットを得る。二
色性フィルター(11)は、眼に向かう光量を最大にする一方、電荷結合デバイス(
CCD)カメラ(33)に達する反射光を最小化する。CCDカメラ(33)に達する反射青色
光を、励起光をブロックし、そして蛍光を通過させるために蛍光血管造影におい
てもまた使用される緑色帯域フィルター(12)によりさらに減衰させる。眼底の画
像を縮小し、レンズアセンブリー(13)の補助を伴ってCCDカメラ(33)上に焦点を
合わせる。
アライメント中の光線を見るために、赤外線光源(6)を、融合したファイバー
光学カップラー(2)を介してファイバーに同軸的に加える。光線送達アセンブリ
ー(34)を出ていくの像をモニター上で見る。光線を、結合面上の送達アセンブリ
ー(34)の位置を動かすことにより眼底上の異なる領域に向ける。このアセンブリ
ーの位置を、眼底カメラ(31)の本体に取り付けたモーター駆動の移動ステージ(3
5)により調整し、そしてジョイスティックによりコンピューターを介して制御す
る。
レーザーの強さを、薄いガラス(19)により部分的に反射して焦点レンズ(20)お
よび光センサー(21)に向かう光により瞳孔の結合面で測定する。ミラーの大きさ
を、眼に向いている光線の一部に対して測定を限定するために開口部の直径に合
わせる。
リポソーム放出のためのレーザーパルスを、コンピューター制御のシャッター
(9)により制御する。接続された一定の遅延シャッター(22)は、コンピューター
が故障した場合の思いがけない長い露出を防止する。
実施例1.2
照射光線の送達
血管造影的視覚化に必要な青色光の照射は、現在、元来の発光ユニットを置き
換えるファイバーアセンブリーを介して送達される。この配置は大きな瞳孔に十
分であるが、光の環より狭い瞳孔を有するより小さな動物においては損失を生じ
させ得る。
照射光線は、アルゴンレーザー(32)により供給されるファイバーカップラース
リッター(2)の第2のアームから発する。パルスの維持期間は、コンピューター
の制御下でレーザーの内部シャッターにより決定される。ファイバーの出力は、
平行化レンズ(3)を介して、網膜の結合画像面を照射し、そして瞳孔に結合する
面に置かれる。瞳孔で小さなスポットを形成することにより、光線は瞳孔内への
アライメントを容易にする。
実施例1.3
システムの操作
システムの操作は、実際の器具使用ソフトウエアで書かれたプログラムの補助
を伴ってコンピューターにより同調される。カメラ信号を、同期化のために使用
する。足ペダルにより活動させる際、ビデオレーコーダーを起動し、テープ上の
位置をファイルに記録する。アルゴンレーザー(32)を点灯し、放出光線送達シャ
ッター(22)を所定期間の間開放し、そして前もって調節した遅延の後、照射を止
め、その後ビデオレコーダーを止める。
実施例1.4
画像取得
画像を、最初に、Betacamビデオレコーダー上に取得する。ビデオレコーダー
は、24メガバイトの画像を記録し得る画面取り込み機により置き換えられ得る。
これにより、16画像/秒の速度で3秒の系列の広がりを可能にする。各送達の後
、
データを圧縮して、光学ドライブ上に保存し得る。
画像をオンラインでデジタル化しない場合、ビデオテープから分析のために検
索され得る。ビデオレコーダーの録画再生は、コンピューターにより制御される
。実験中に記録された、テープ上のデジタル位置は、所定の系列の選択を可能に
し、4メガバイトのメモリーを備えた現在の画面取り込み機を用いて部分的にそ
の系列を数値化する。
実施例1.5
画像処理
最も基本的な日常作業は、リポソーム放出後の系列からその放出の直前の血管
造影図を差し引くことからなる。このことは、動的な変化の単離を可能にする。
系列中にはほとんど動きはなく、そして登録する必要はない。
一旦静止状態のバックグラウンドを差し引くと、多く画像増強アルゴリズムが
適用され得る。上記のように、CNVにおける流れは、正常組織における流れよ
り遅い。従って、正常な脈絡毛細管板におけるクリアランス速度とCNVにおけ
るクリアランス速度とを区別し得る。画像の異なる領域に置かれた、目的のウイ
ンドウを用いて、時間に対して強度をプロットし、そして減衰速度を測定する。
それによって、異なるウインドウにおける減衰速度の分布曲線(distribution cu
rve)が作成され得る。脈絡毛細管板のクリアランスは後極において比較的均一で
あるので、CNVによるより低い速度の分布から十分に分離された、正常領域に
対応する、高い値で鋭いピークを有するクリアランス速度の分布が得られ得る。
実験は、CNVクリアランス速度を単離するための信頼できるカットオフの同定
を可能にする。次に、これは、蛍光の残存が不活発な血管すなわちCNVにおい
てのみである後の系列における時間を与える。次に、この時間からの画面は、C
NVのマップを得るために組み合わされる。このアリゴリズムまたは代わりのア
ルゴリズムの信頼性は、組織学との比較により確認され得る。
実施例2
試薬調製
リポソームを、41℃の相転移を有するリポソームを生成するために、2つの脂
質、DPPC、およびDPPG(Avanti Polar Lipids,Pelhan,AL)をさらに精製する
ことなく用いて、標準的な技術に従い調製した。哺乳動物体内における物質の送
達のためのリポソームの使用に関連する例は、米国特許第4,310,506号、同第4,3
50,676号、同第4,515,736号、同第4,522,803号、同第4,610,868号、同第4,891,0
43号、同第5,257,970号に記載される。それらの開示は、参考として本明細書中
に援用される。大きな単層の(unilamellar)ベシクルを、例えば、Maginら、(1
984)34 Chem .Phys.Lipids 245-256により記載される技術のような当該分野で
認識される技術を用いて逆相蒸発により、またはHopeら(1985)812 Biochem .Bio phys.Acta
55-65により記載される凍結−解凍サイクル後の強制押し出しにより
得られた。リポソームの平均直径を光散乱(Nicomp,Goleta,CA)により測定し
た。リポソームは、調製物においてごく一部の容積を占めた。
6-カルボキシフルオレセイン(Molecular Probes,Junction City,OR)を、
例えば、Zeimerら(1988)29 Invest .Opthalmol.Vis.Sci. 1179-1183に記載さ
れるような、当該分野で認識される技術を用いて、疎水性カラムで精製し、そし
て約100mMに希釈した。体重が9〜12Kgのヒヒについての十分な用量は、約14mg/
Kgである。典型的には、濃度は13.3mMであった。これは、静脈内に投与されたリ
ポソーム懸濁液の1.5ml/Kgに相当する。リポソーム内にカプセル化された染料の
濃度を、界面活性剤での溶解の前後の透析調製物の蛍光を測定することにより試
験した。測定濃度は、リポソームがその容積の7分の1を占める場合、元の100m
M濃度の放出に匹敵する。この濃度は、蛍光をクエンチする濃度の十分な範囲内
である。血漿中に放出させると、染料は希釈され、そして強い蛍光を発した。
当業者により十分に理解されるように、本発明における使用に適する蛍光物質
は、哺乳動物(ヒトを含む)への投与に適する蛍光物質を含む。カプセル化しや
すい蛍光物質、またはカプセル化を容易にし得る蛍光物質は、本発明における使
用に適することがさらに理解される。さらに、本明細書中に記載されるように適
切な濃度でカプセル化された形態における場合、その蛍光をクエンチする物質は
また、本明細書発明の方法およびその材料における使用に適する。従って、例え
ば、6-カルボキシフルオレセインおよびそれより小さなフルオレセイン誘導体の
ような染料は、本明細書中における使用に適する。特に有用な蛍光物質は、不透
過性の組織病変、血液および/または生物学的色素により励起され得、そしてそ
れにより強く吸収されない波長の光を発し得る物質である。このような蛍光物質
は、生物学的不透過性体の存在下、インビボで検出され得る。この点に関して、
インドシアニングリーン(ICG)もまた適する。なぜなら、その励起が不透過体
、血液、または眼球の色素により強く吸収されないからである。同様に、アルミ
ニウムフタロシアニンテトラスルホネート(AlPcS4)は、本明細書中下記に議論
される理由により、例示的な蛍光物質および組織反応性薬剤である。しかし、他
の同等の物質もまた、適する。等価物の同定は、当業者の技術の十分な範囲内で
あり、そして日常的な実験以上のものを必要としない。
同様に、アルミニウムフタロシアニンテトラスルホネート(AlPcS4)を、本明
細書中下記に議論される理由により、例示的な蛍光物質および組織反応性薬剤と
して示す。しかし、他の同等の物質もまた、本発明の使用に適する。さらに、等
価物の同定は、当業者の技術の十分範囲内であり、そして日常的な実験以上のも
のを必要としない。
アルミニウムフタロシアニンテトラスルホネート(AlPcS4)は、当該分野では
周知であり(例えば、米国特許第5,166,197号を参照のこと。この開示は、参考
として本明細書中で援用される)、そして組織反応性薬剤として有用と考えられ
る。なぜなら、675nm付近のそのピーク吸収は、血液を通しての侵入を確実にす
るからである(100ミクロンにつき11%の吸収にすぎない)。さらに、これは、
水溶性であり、そして効率的にカプセル化され得る。これは、網膜上の最小の光
量での高い感度を保証する、最も高いと知られている吸収係数の1つを有する(
ヘマトポルフィリン誘導体の吸収係数より30倍高い)。これは、高純度で合成さ
れ得る十分に定義された化合物である。最後に、これは、血管から24時間以内除
去される。それにより、他の感光性薬の重大な制限である光感度の期間を減少す
る。この組織反応性感光性薬は、多数の種において非毒性であることが示されて
おり、そして少数の患者において腹腔内に使用された場合、副作用が報告されて
いない。
アルミニウムフタロシアニンテトラスルホネート(Porphyrin Products,Loga
n,UT)は、20℃で暗所にて粉末形態で保存され得る。これを注射用滅菌水中に
溶解し、そして0.2ミクロンのシリンジフィルターを通して濾過する。本明細書
発明のリポソームを、当該分野で周知の方法に従って調製する。これらは、例え
ば、Zeimerら(1988)29 Invest .Ophthalmol.Vis.Sci. 1179-1183、Zeimerら、
30 Invest .Ophthalmol.Vis.Sci. 660-667、およびHopeら(1985)812 Biochem. Biophys .Acta
55-65により、既に詳細に記載された技術である。ジパルミトイ
ルホスファチジルコリン(DPPC)およびジパルミトイルホスファチジルグリセロ
ール(DPPG)を、Avantil Polar Lipids(Pelham,AL)から入手し、そしてさら
に精製することなく使用した。
原料をその無菌性を確実にするために試験し、そしてガラス器具をオートクレ
ーブした。リポソームを、標準的な方法および無菌技術を用いて調製し、そして
標準的な物質および方法を使用して、72時間、血液寒天プレート上およびチオグ
リコレート培地中で37℃でそれらをインキュベートすることにより無菌性を試験
した。当該分野で認識されるカブトガニアメーバ様細胞溶解物(LAL)試験を用
いて、リポソームおよび水が実質的にパイロジェン、特にエンドトキシンを含ま
ないことを確実にした。リポソームのサイズ分布は、血流内でのその半減期に影
響し、そして5ミクロンより大きい粒子は凝固を生じさせ得るので、リポソーム
調製物を、標準的な物質および方法を用いて0.4ミクロンのポリカーボネートフ
ィルターを通して濾過した。リポソームの完全性を、非カプセル化物質の濃度が
、リポソームを界面活性剤に曝した後で、著しく増加することを確認することに
よりモニターした。
実施例3
霊長類網膜の微小循環の調節
網膜の微小循環の調節を理解することは重要である。なぜなら、多くの血管疾
患において、ごく初期の病理は毛細血管レベルで生じるという証拠が存在する。
窩に隣接する網膜における毛細血管床は、2つの基底層に組織化される;内部の
核層における深い層、および神経節細胞および神経繊維層におけるより浅い層。
より詳細な試験により、異なるニューロン層の厚さに密接に適合する4層にさら
に細分されることが示され、このことは代謝性要求と微小血管系の配置および密
度との間の連結を示唆する。多層配置は、1つの比較的大きな細動脈により供給
される多数の毛細血管叢を導く。従って、網膜の微小血管系は大きな圧力ヘッド
に供され、そしてその抵抗における変化は、血流調節における重要な役割を有す
るようである。
本発明のレーザー標的化血管造影法を適用して、生理学的チャレンジに対する
斑状循環の応答を研究する。局所的な代謝性要求を、光を点滅させること(血流
変化を誘導することが知られている刺激)により増加させる。照射を止め、そし
て点滅の終了後10秒以内に、一連の3つのレーザー標的化血管造影図を得た。3
頭のヒヒをこの研究において使用し、そして測定を各動物において2つの出来事
に関して行った。動脈通過時間、毛細血管通過時間および各毛細血管床の蛍光強
度を測定した。点滅に対する応答において、網膜動脈における血流は30%まで増
加した。微小循環の応答は均一ではなかった。神経細胞および神経繊維において
増加する中央窩周辺部(mid perifoveal region)において最大の増加を示した
。毛細血管血流を示す指標における最大の変化は、動脈における血流の変化を越
えた(p<0.08)。増加した代謝性要求に対する応答において、血液の再分布が
生じるようであり、それにより、さらに多くの血液が、その構成構造による明ら
かにより低い抵抗を提供する内部(浅部)毛細血管層に向けられる。この調節は
、脈絡膜から離れたニューロン組織からなる内部組織への供給を妨げることにお
いて有益である。
本発明の方法を用いて実施されるようにレーザー標的化血管造影の適用は、第
1に、網膜の微小循環の局所的な調節の研究を可能にした。その結果は、調節は
、それが灌流する組織の特異的要求に密に関連し、従って、黄斑および網膜の深
さで変化することを示唆する。
実施例4
非ヒト霊長類脈絡毛細管板の視覚化および血行力学
脈絡膜微小脈管系の生理学および病理生理学に関して入手可能な情報は、主に
それをインビボで視覚化することの困難さにより限られている。従来のフルオレ
セインおよび更にインドシアニングリーン血管造影は、血管造影像の大半を占め
、そしてより細い脈絡毛細管板からのかすかな蛍光の視覚化を妨げる大きな脈絡
血管から発せられる蛍光により制限される。連続的な動的血管造影図の減算に基
づく技術は、この大きなバックグラウンドを最小化する(Flower(1993)34 Inve st.
Ophthalmol. Vis. Sci. 2720-2729)が、視覚化は現在も脈管床の相対的な動
力学に関する漠然とした特徴に依存している。ゆっくりと灌流される脈管床は撮
像されないことがあり得るという事実は、有意な制限である。さらに、従来の静
脈内染料注射は、漠然とした染料前線を生成し、少数のボーラスに制限されなけ
ればならず、そして心臓サイクルと同期され得ない。
本発明の材料および方法を用いて、非ヒト霊長類における脈絡膜微小脈管系を
視覚化するレーザー標的血管造影が達成されている。脈絡膜動脈における熱感受
性リポソームからの局所的放出の染料が下流に運搬され、そして脈絡毛細管板に
達した染料前線を生成する。有意な網膜蛍光がない状態で、脈絡膜からの強力か
つ優勢な蛍光が観察された。画像に対する脈絡毛細管板の寄与は、深部の脈絡膜
血管のそれに比べて大きかった。特に留意すべきことは、網膜脈管系内における
放出された染料の欠如、および、深部の脈絡膜血管に比べて、血管造影像に対す
る脈絡毛細管板の大きな寄与であった。本発明の方法に従って得られた動的な血
管造影図は、脈絡毛細管板小葉を充たすことおよび空にすることとを明らかにし
た。染料はまず、多角形状領域の中心で除去されて、半径方向に消滅し、そして
多角形状の輪郭により囲まれる弱い蛍光(hypofluorescent)ゾーンを形成する。
脈絡膜微小循環を充たして空にするパターンは、心臓サイクルの異なる相の間に
変化しなかった。充満と除去とのこのパターンは、Hayreh(1974)Graefes Arch. Clin.
Exp. Ophthalmol. 165-179に記載されたものに似ている。このパターンが
、各々が細動脈により中央で供給され、そしてTorcyzynskiら、(1976)81 J.Op hthamol.
428-440およびYoneya(1987)105 Arch. Ophthamol. 681-687に記載さ
れた環状静脈チャネルにより排出される脈絡膜小葉という概念を実証する。脈絡
毛細管板は解剖学的には連続的な床を形成するため、本発明のレーザー標的血管
造影法により明らかになるセグメントパターンは、循環の動力学によるものにち
がいない。このパターンは、細動脈から小静脈への流れを強制しかつ隣接する
毛細管板ネットワークへの流れを妨げる周囲の小静脈と中央小動脈との間の圧力
勾配の存在により説明され得る。小葉の平均サイズ(n=76)は、直径が270±90μm
であった。隣接する動脈は、代表的には、ジグソーパズルのように互いに適合す
る隣接するクラスターを供給した。供給動脈は、しばしば、離れた島状の毛細管
板を供給した。あるいは、クラスターが、充たされていない領域で観察された。
染料の最小横方向拡散は、生理学的条件下で隣接クラスター間での動力学的な伝
達がないことを示している。
本発明の成功した視覚化の限界の更なる例として、後極の大きい領域(1ディ
スク直径)にわたってND:YAGレーザーパルスで高強度レーザーを送達することに
より脈絡網膜炎瘢痕を生成した。従来のフルオロセイン血管造影図は、病変の縁
においては強い蛍光(hyperfluorescence)によって占められ、瘢痕の中心におい
ては弱い蛍光により占められていた。血管造影図は、根元的な脈絡膜脈管系に関
する情報を提供しなかった。対照的に、本発明のレーザー標的血管造影図は、強
い蛍光の領域と瘢痕の中心との両方において脈絡毛細管板の灌流されたクラスタ
ーを明らかにした。結果は、脈絡毛細管板などの網膜下血管の薄いネットは、非
ヒト霊長類の場合、本発明のレーザー標的血管造影により視覚化され得るが、一
方、従来のフルオロセイン血管造影は、いかなる臨床的に有用な情報を提供しな
いことを示す。
実施例5
CNV の視覚化
CNV型病変のラットモデルを、Dobiら(1989)107 Arch. Ophthalmol. 264-269
により記載されたプロトコルのように、十分に確立されたプロトコルに従い重度
のレーザー火傷によって生成した。このようなプロトコルから得られる新しく形
成された血管の脈絡膜の性質は既に文献に記載されているが、新しい血管がヒト
CNVにおけるようにBruch膜上に位置することを確認するために組織学を行った。
新規な(patent)血管を強調するために、13 Bioelectro. 379-393(1992)に記載の
Kuesらの組織学的方法を用いた。この方法は、動物に西洋ワサビペルオキシダー
ゼ(HRP)を注入し、その後動物を屠殺し、標準的な技術を用いて眼の適切な部
分をプラスチック中に包埋し、その後当該分野で認識された組織学的プロトコル
を用いて2ミクロンの組織学切片においてジアミノベンジジンとHRPとを反応さ
せることを含む。これにより、新規な血管(すなわち、血流に対して開いている
血管)においてオレンジ色の染色を生ずる。火傷周辺の組織学は、新しいCNV型
血管は脈絡毛管板に近接し、その結果、ヒトCNVに似ていることを示す。網膜染
料上皮症(RPE)細胞がCNVを覆うのが観察された。これらの血管の脈絡膜の性質を
、同一の病変の別の切片において、Bruch膜を介した脈絡膜に対する連結を観察
することによりさらに確認した。本発明の実施態様において、レーザーパルスに
より光感受性薬剤を局所的に放出し、そして活性化によりフリーラジカルの放出
を引き起こした。
次いでCNV型病変を従来のフルオロセイン血管造影および本発明のレーザー標
的血管造影方法で調べた。従来のフルオロセイン血管造影上に染料で良好に描か
れた漏出により定義される「典型的」CNVの場合、レーザー標的血管造影は、CNV
型病変の遙かに優れた視覚化をもたらした。レーザー標的血管造影を用いると、
染料は正常な脈絡毛細管板およびCNV血管の異常パターンを強調した。正常な脈
絡毛細管板は急速にクリアーになり、他方CNVはゆっくりした流れを呈した。こ
れらの結果は、少なくともこのモデルにおいて、CNVは異常なゆっくりした流れ
を有するということの実験的な証明を提供する。ゆっくりとした流れはまた、染
料の希釈をほとんど生じさせず、従って明るい蛍光が得られた。正常な脈絡膜の
急速なクリアランスは、CNVを明確に描写したままにしておくという劇的な効果
を有した。CNVの描写に加えて、レーザー標的血管造影は、CNV内の流れの動力学
を明らかにした。流れの源(すなわち、局部供給血管の局在化)は、明確に同定
され得、そして周りの正常な脈絡膜への染料の排出は、これらの病理学的血管が
脈絡膜からのものであることの証拠を提供し、従ってこれらをCNVとして分類を
確認した。
最後に、データは、複数のリポソームの放出は、従来のフルオロセイン血管造
影上で漏れることが示されたCNVにおいても、視覚化が損なうような染料の蓄積
を引き起こさなかった。注射の14秒後および2分後に行われたフルオロセイン血
管造影は、「典型的な」CNVの典型である進行性漏出を有する病変の存在を明ら
かにした。CNVの鮮明な描写が観察されなかった。実況ビデオ画像は、漏出が神
経感知(neuro-sensory)網膜より下部にあることを示した。対照的に、レーザー
標的血管造影は、CNVを正確な位置および流れパターンで示した。染料放出の終
了から、それぞれ、17ミリ秒後、165ミリ秒後および560ミリ秒後に得られた血管
造影図は、明るい蛍光性の血管の異常パターンと散漫な蛍光性のパッチを描写し
た。明るい蛍光性の血管の異常パターンは、CNVの典型である。急速に展開した
散漫なパッチは、脈絡毛細管板に対応する。病変のない領域において、同一の小
葉パターンが観察された。2秒における得られた血管造影図は、蛍光染料は脈絡
毛細管板からクリアーになるがCNV中には残留したことを示した。このことは、
流れが遅いことを示す。染料の進行はCNV中の流れの方向を明確に描写した。CNV
の他の領域内のこれに続く放出は、同様の流れパターンを明らかにし、従ってそ
の解剖学的性質を示した。加えて、血管造影図は、5分以内に行われた前回の7
回の放出の後に得られたが、染料の有意な蓄積はなく、そして視覚化の劣化もな
かった。放出前の画像をその後の画像から減算することにより、動的な変化を強
調した。
漏出の欠如、または従来のフルオロセイン血管造影図上の漠然とした漏出領域
により定義された「隠れた(occult)」CNVの場合、レーザー標的血管造影は、CNV
およびその流れパターンを、上述の「典型的な」CNVの場合と同様な方式で明確
に描写した。注射から29秒後および78秒後に得られたフルオロセイン血管造影図
は、CNVの存在が示されない場合、経時的に展開しなかったむらのある蛍光の存
在を明らかにした。対照的に、レーザー標的血管造影は、CNVをその正確な位置
および流れパターンで明らかにした。染料放出の終了から、それぞれ、50ミリ秒
後、110ミリ秒後および430ミリ秒後に得られた血管造影図は、明るい蛍光性の血
管の異常パターンおよび蛍光性のパッチを描写した。明るい蛍光性の血管の異常
パターンは、CNVの典型である。パッチは、脈絡毛細管板に特徴的な小葉パター
ンに急速に展開した。1.2秒におけるレーザー標的血管造影は、蛍光ボーラスは
脈絡毛細管板からクリアーになるが、CNV中には残留したことを示した。このこ
とは、流れが遅いことを示す。CNVの他の領域における、これに続く放出は、同
様の流れパターンを明らかにし、従ってその解剖学的性質を示した。
このように、レーザー標的血管造影を脈絡膜内で染料を放出するために適用す
ることによって、脈絡毛細管板の特徴的な血管造影図が得られ、そしてレーザー
標的血管造影はこの血管組織の生理学的研究にとって有効なツールであることを
示した。レーザー標的血管造影は、コロイデレミア、脳回転状萎縮、および急性
小板性多病巣性網膜色素上皮症などの脈絡毛細管板の初期病理学によって引き起
こされ得る疾病の脈絡毛細管板の勢力または流れを研究するために選択できるツ
ールである。
これらの結果が示唆する最も有意なことは、本発明によるレーザー標的血管造
影は、ARMD関連CNVの診断に有用であることである。レーザー標的送達は、現在
入手不可能な情報を供給する。CNVは「典型的な」場合および「隠れた」場合と
も同様に描写され得、従ってレーザー標的血管造影は、従来の血管造影のように
CNVからの漏出に依存するものではないことを示す。加えて、流れの源の特定に
より、供給血管の治療が可能になる。
実施例6
血管の標的化閉塞
実施例6.1
虹彩血管におけるレーザー標的化閉塞:ゲッ歯類
レーザー標的化閉塞は、組織反応性薬剤または感光性薬剤が熱感受性リポソー
ムから放出される後に血管腔中に非常に短時間存在している間に活性化され得る
という、本明細書に開示される発見に依存している。本実施例では、感光性薬剤
であるアルミニウムフタロシアニンテトラスルホネート(ALPcS4)を用いた。なぜ
なら、680nm付近のそのピータ吸収により、血液を通った蛍光の貫通が確実にな
るからである(100gmの層によって11%の吸収のみ)。他の感光性薬剤に対するA
lPcS4のこの利点およびその他の利点については上記した。AlPcS4などの感光性
薬剤は、当該技術分野において周知である(例えば、米国特許第4,889,129号お
よび米国特許第5,166,197号を参照のこと。これらは本明細書に参考として援用
される)。
本発明のレーザー標的化閉塞方法が血管を閉塞し得ることを実証するために、
その有効性について当該分野において理解されかつ明白な証拠を与える通例のモ
デルを用いた。アルビノラットの虹彩血管は、容易に可視化され、そして未処理
の部分を明確に定義されかつ安定なコントロールとして用い得るので、選択すべ
きモデルであると考えられる。本明細書に記載されている実験条件を改変して、
本発明の方法を色素沈着した眼に展開することは当業者の技術範囲内である。ラ
ットモデルによって例示される原理は、非ヒト霊長類およびヒト被験体に適用可
能である。ここに記載されるプロトコルを、Use of Animals in Researchについ
てのARVO Resolutionに従って設計した。体重250〜300gmの6匹のアルビノ雄性
Sprague Dawleyラットに実験を行った。これらのラットをケタミン(50mg/kf)お
よびキシラジン(10mg/kg)を用いて筋肉内で麻酔した。
理想的には、光増感剤の活性化は、675nmの最大吸収で行われ得る。本実施例
においては、組織の温度を上昇させて、リポソームからの染料および薬剤の放出
を生じさせるために用いるのと同一のレーザーを、薬剤を活性化するために用い
た。染料レーザー(Coherent,Palo Alto,CA)(577nmで作動させた)を、この
波長での血液の高吸収に適合させるために選択し、それによって虹彩血管の温度
を効率的に上昇させた。眼レーザー送達システムの一部として、レーザーを細隙
灯生体顕微鏡に結合した。
透明媒体に包埋された血管を4℃まで温めるために必要な出力を得るために、
当業者が用いる計算に類似の計算に従ってレーザーの出力を設定した(例えば、
Bebieら(1974)、52 Acta Ophthalmol. 13-36を参照のこと)。この温度上昇は、
熱感受性リポソームの内容物を放出するために十分である。レーザースポットの
出力は50mWであり、そしてその直径は400mmであった。
注入前に、両眼の虹彩を画像化して、ベースラインを得た。リポソーム調製物
を、7.5mg/kgのAlPcS4の用量を得るように血管内注入した。虹彩の一部(時計の
2時間に相当する)を処理した。効果を得るために必要なパルス数を、パイロッ
ト実験により決定した。レーザー自体の影響についてコントロールをとるために
、感光性染料の注入前に左側の虹彩をレーザーに曝した。次いで、染料を注入し
、そして右側の虹彩を注入の5分以内に処理したが、処理は注入後実際上実施可
能
な限り早く行われ得る。
本発明の熱感受性リポソームは、体温でそれらの内容物の一部(10〜15%)を
放出し得る。このカプセル化されていない用量の部分の影響を評価するために、
第2のコントロールを行った。同じリポソーム調製物を、相転移点を超えて加熱
することによって溶解し、そして溶解した調製物の用量の20%を別のラットに投
与した。次いで、上記と同じレーザーパラーメーターを用いて注入の5分以内に
虹彩を処置した。血管中のあらゆる変化を検出するために、虹彩を15分間連続的
に可視化した。潜在的な個々の変動についてコントロールをとるために、処理の
20分後に、同一動物へのインタクトなリポソームの注入を行い、そして異なる4
分円を同一のレーザー送達プロトコルを用いて処理した。
細隙灯生体顕微鏡の観察アームの一つに結合されたCCD Camera(Texas Instru
ments)を用いて無赤色(red-free)ビデオ画像を得ることによって、眼を追跡
した。高周波数ビデオレコーダー(Sony,Tokyo,Japan)を用いて磁気テープにビ
デオ出力を記録し、その後フレームグラバー(Epix,Northbrook,IL)を用いてそ
れをディジタル化した。
4匹の動物を用いて、0.5秒の40回のパルスで可視結果が得られたことが確立
された。従って、これらのパラメータを残りの研究に適用した。
リポソーム注入後に右眼を閉塞すると、血管充血ならびにそれに続く血管痙縮
、出血および局所的虹彩組織膨張が、20回のパルスの送達の際に観察された。次
いで、40回のパルスの終了時に、局所的虹彩組織狭窄が生じた。対照的に、リポ
ソーム注入の前に処理した左側のコントロール眼においては、送達の間に血管中
または虹彩組織中に影響は見られなかった。
無赤色画像化を用いる追跡検査によって、処理された眼において出血が示され
た。この出血は1週間内に消え、虹彩組織は非潅流血管を有したままであった。
25日目には、処理領域における閉塞血管は、非潅流血管(ゴースト血管)として
見られ得た。8カ月の間に毎月行った追跡期間の間、閉塞血管の再潅流は観察さ
れなかった。対照的に、コントロール眼の追跡によって、あらゆる時点で眼に見
える病状は示されなかった。
2回目の実験において、カプセル化用量の20%での光増感剤の注入の後に、40
回の送達の完了後15分間の観察時に血管または瞳孔において反応は観察されなか
った。インタクトなリポソーム調製物を同一の動物に注入し、そして別の4分円
を処理すると、最初の20回のパルス後に上記の閉塞事象が観察された。
これらの結果により、本発明の方法に従って行われたレーザー標的化閉塞の成
功が実証される。コントロール実験は、リポソームから高濃度で感光性薬剤が放
出され、そして同時に照射したときに観察された効果を生じなかった。これによ
って、閉塞は、レーザーの組織に対する直接的影響または低用量の遊離の感光性
薬剤の活性化によるのではないことが確実にされる。対照的に、処理は、長時間
の追跡の間続いた閉塞を生じさせた。ゴースト血管が7日目以降見られたという
事実によって、潅流血管がないことの観察は、閉塞によるものであり、上に存在
する水腫性液体または滲出物などの人工産物によるものではないという決定的な
証拠を提供する。
これらの結果により、光増感剤が、血流内にそれらが存在する間に活性化され
ると、閉塞効果を生じ得ることが示される。薬剤の通過が短いために、活性化さ
れた感光性薬剤には、管腔から出るために十分な時間がなかった。組織または細
胞への感光性薬剤の貫通はその効果のために必要不可欠なものではないことを示
しているので、光力学的治療のメカニズムの一つがこれによって解明される。
しかし、最も重要なことに、本研究は、本発明のレーザー標的化閉塞方法を用
いた閉塞の成功を示している。虹彩の血管閉塞の成功は重要である。なぜなら、
これらの血管は高圧ヘッドに供されるからである。さらに、班変性において遭遇
するような異常な新たな血管は、それらの欠陥のある内皮内層により、なおさら
に損傷を受けやすいようである。
実施例6.2
脈絡膜血管内のレーザー標的化光閉塞:
齧歯類
脈絡膜を閉塞する一方で網膜を保存し得ることを示すために、色素投与した(p
igmented)ラットの脈絡膜において実験を行った。AlPcS4とともにリポソームを
注射し、その内容物をレーザーパルスによって局所的に放出し、その領域を同時
に照射してAlPcS4を活性化した。処置後の2時間以内にフルオレセイン血管造影
を行った。血管造影により、脈絡膜内の処置された血管がゆっくりと満たされそ
の後漏出することが明らかにされた。これらの徴候は、新しい閉塞が起こってい
ることを示す。対照的に、網膜の毛細管は、その潅流および漏出の不在から見て
、影響されていないことが明らかであった。実況ビデオ画像におけるカメラ移動
により深さ方向の解像度が得られ、漏出が脈絡膜レベルで局在化していたことが
明らかに示された。処置領域を覆う網膜毛細管は、未処置領域のものと同様であ
ったことから、損傷を受けなかった。この動物を処置の2 1/2時間後に屠殺し、
そして上述のように組織学を行った。脈絡毛細管板内の虚血後の2〜3日以内に
起こりやすいRPEおよび光レセプターに対する2次的な損傷の前になるように、
時間を選択した。処置部位における脈絡膜中のHRPの存在は、コントロール領域
における重度の染色と比較して、劇的に減少した。最も重要なことには、RPE、
光レセプターおよび神経網膜(neuro-retina)には全く損傷が存在しなかった。こ
れらの結果は明らかに、レーザー的化閉塞が、レーザー光凝固の直後に観測され
た著しい損傷を伴わないことを明らかに示している。
CNVを閉塞するための安全な方法の持つ臨床的重要性は大きい。高圧力ヘッド
にさらされた虹彩中の正常な血管を閉塞することの成功は、レーザー標的化光閉
塞が閉塞を成功させる方法であることを示す。さらに、血管造影的および組織学
に証明された、RPE、光レセプターおよび外側神経網膜を損傷することなしに正
常な脈絡膜を閉塞させることの成功は、本発明の方法が、レーザー光凝固により
誘導された著しい損傷を防ぎ得るアプローチを提供することを明らかに示す。
実施例6.3
レーザー標的化閉塞:霊長類
十分に確立され、そして当業者に周知の様々なプロトコルを用いて、CNVのモ
デルを創り得る。例えば、Ryan(1982)100 Arch .Ophthalmol. 1804-1809およびM
illerら(1993)111 Arch Ophthalmol. 855-869を参照のこと。CNVの存在を、レー
ザー標的化血管造影法で決定する。CNVによる2つ以上の病変を有する眼におい
て、一方の病変をコントロールとして放置し、そして他方をレーザー標的化光
閉塞を供する。独立した観察者によって、割り当てられる。
赤色のない(red-free)眼底画像、レーザー標的化血管造影、およびフルオレセ
イン血管造影による追跡を、コントロール領域内の血管が正常な復帰を開始する
まで、毎週行う。動物を次に屠殺し、そして眼に対して同様に組織学ーを行う。
レーザー標的化閉塞は、霊長類におけるCNVを閉塞するための安全な方法を提
供するものであり、そして、RPE、光レセプターおよび外側神経網膜に実質的な
損傷が無いことが、血管造影的および組織学的に証明されていると予想される。
本明細書中に記載したレーザー標的化閉塞は、様々な理由において、レーザー
光凝固および従来の光力学的治療を上回り得る治療法を提供し得る。例えば、脈
絡膜脈管の具体的な視覚化結果により、組織反応性あるいは光反応性の薬剤を、
網膜毛細管内に放出させることなしに網膜下の脈管内に放出し得る。従って、薬
剤を活性化するための照射中、これらの血管は損傷されない。さらに、リポソー
ムからの放出直後に照射することにより、損傷を潅流された血管に限定し得る。
間隙組織中の薬剤の蓄積、および、照射にともなうその後の損傷を避け得る。さ
らに、CNVを、正常の脈絡毛細管板よりも遅い流速で潅流する。組織反応性また
は光反応性の薬剤は放出され得、そして正常な脈絡毛細管板からのクリアランス
を確実にするために十分な時間が経過した後のみに、組織は照射され得る。この
ことにより、網膜色素上皮組織の維持に重要である脈絡毛細管板の保存が確実に
される。更に、非熱的閉塞は、新血管新生の再発リスクを高めると考えられるブ
ルーフ膜上の大きな瘢痕および破壊を避ける。最後に、レーザー標的化閉塞は、
視界をよりよく保存しながら選択的な閉塞を提供することにより、斑変性を有す
る集団の大部分に利益をもたらす。
均等物
本発明は、他の特定の形態においても、その精神および本質から逸脱すること
なく実施可能である。従って、上述の実施態様は、あらゆる面において例示的で
あり、本明細書中に記載された発明を限定するものではないと見なされるべきで
ある。例えば、脈管のレーザー標的化閉塞は、上記の方法に従って、哺乳動物の
眼以外の身体組織において実施され得る。よって、本発明の範囲は、上記の説明
によるものではなく、添付の請求の範囲に示される。従って、請求の範囲の意味
および均等範囲内にある全ての変化は、その範疇に包含されることを意図する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U
G),AL,AM,AU,BB,BG,BR,BY,C
A,CN,CZ,EE,FI,GE,HU,IS,JP
,KG,KP,KR,KZ,LK,LR,LS,LT,
LV,MD,MG,MK,MN,MX,NO,NZ,P
L,RO,RU,SG,SI,SK,TJ,TM,TT
,UA,UZ,VN
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.哺乳動物の眼において、血管、または血液洞を化学的に閉塞する方法であっ て: (a) 該哺乳動物に、熱感受性リポソーム内にカプセル化された蛍光染料、お よび組織反応性薬剤を静脈内に同時投与する工程であって、該組織反応性薬剤は 、活性化されると組織に化学損傷を引き起こすのに効果的である、工程; (b) 血管または血液洞を含有する該哺乳動物の眼中の予め決定した解剖位置 で、組織を非侵襲的に加熱する工程であって、これにより該熱感受性リポソーム から漏出を引き起こし、そして該位置で該リポソームの内容物を放出する、工程 ; (c) 該蛍光染料を励起する工程; (d) 該位置で発生する蛍光脈管構造のパターンを視覚的に観察する工程;お よび (e) 該位置で該血管または血液洞中に配置される該組織反応性薬剤を活性化 する工程であって、これにより該血管または血液洞に、該管または洞を閉塞する のに有効な化学的損傷をもたらす、工程 を包含する、方法。 2.前記組織反応性薬剤が熱感受性リポソーム内にカプセル化されている、請求 項1に記載の方法。 3.前記組織反応性薬剤および前記蛍光染料が、熱感受性リポソーム内に一緒に カプセル化されている、請求項2に記載の方法。 4.前記蛍光染料が前記組織反応性薬剤である、請求項1に記載の方法。 5.前記熱感受性リポソームが、前記蛍光染料の消光濃度を含有する、請求項1 に記載の方法。 6.前記血管または血液洞への前記染料の放出が、該染料が非消光濃度を達成す るように、該管または洞中に含まれる血漿による該染料の希釈をもたらす、請求 項5に記載の方法。 7.前記工程(d)のパターンが、上または下にある血管床から放射する蛍光によ り視覚的に弱められない、請求項1に記載の方法。 8.前記パターンが持続性の蛍光を有する血管または血液洞を含む、請求項7に 記載の方法。 9.非侵襲的加熱が、前記組織を第1のレーザー光線で照射することにより達成 される、請求項1に記載の方法。 10.前記非侵襲的加熱が、前記第1のレーザー光線の波長およびパルス持続時 間を操作することにより前記哺乳動物の眼内の予め決定した深さの前記組織を照 射することにより達成される、請求項9に記載の方法。 11.前記第1のレーザー光線が血液により吸収される波長を有する、請求項9 に記載の方法。 12.前記血管または血液洞が、前記第1のレーザー光線で照射することにより 41℃の温度に選択的に加熱される、請求項10に記載の方法。 13.工程(a)の完了の後、前記リポソームが、全身的に循環する時間の間、(b) から(d)の工程を反復することを包含する、請求項1に記載の方法。 14.工程(a)の完了の後、前記リポソームが、全身的に循環する時間の間、(b) から(e)の工程を反復することを包含する、請求項1に記載の方法。 15.前記組織反応性薬剤が光により活性化されて組織損傷を生じる感光性薬剤 である、請求項1に記載の方法。 16.前記組織反応性薬剤がアルミニウムフタロシアニンテトラスルホネートを 含有する、請求項1に記載の方法。 17.前記組織反応性薬剤の活性化が、該組織反応性薬剤を活性化するに十分な 波長の第2のレーザー光線で、前記血管または血液洞を照射することにより達成 される、請求項1に記載の方法。 18.前記第2のレーザー光線の波長が約675nmである、請求項17に記載の方 法。 19.持続性の蛍光を有する前記管または洞が正常より低い血流を有する、請求 項8に記載の方法。 20.前記薬剤を活性化する工程が、正常血流を有する血管からの前記染料およ び該薬剤のクリアランス後に達成され、そして正常より低い血流を有する該血管 からの該染料および該薬剤のクリアランス前に達成される、請求項19に記載の 方法。 21.前記薬剤を活性化する工程が、前記血管または血液洞に隣接する組織への 前記染料または該薬剤の観察可能な漏出の前に達成されるか、または前記リポソ ームの内容物の放出部位からの該染料または該薬剤の顕著に観察可能なクリアラ ンスの前に達成される、請求項19に記載の方法。 22.前記熱感受性リポソームが、直径約450nm未満の負に荷電した単一薄層リ ポソームを包含する、請求項1に記載の方法。 23.前記熱感受性リポソームが、ジパルミトイルホスファチジルコリンおよび ジパルミトイルホスファチジルグリセロールリン脂質をさらに含有する、請求項 1に記載の方法。 24.前記リポソームが注射または点滴により静脈内に投与される、請求項1に 記載の方法。 25.前記工程(d)のパターンが脈絡膜から生じる血管または血液洞を含む、請 求項7に記載の方法。 26.持続性の蛍光を有する前記管または洞が異常な脈絡膜血管または血液洞で ある、請求項19に記載の方法。 27.前記異常な脈絡膜血管または血液洞が脈絡膜の新血管新生と関連する、請 求項26に記載の方法。 28.工程(e)で閉塞された前記血管または血液洞が血管異常を含む、請求項1 に記載の方法。 29.前記血管異常が黄斑変性に関連する、請求項28に記載の方法。 30.前記血管異常が、典型的および隠れた脈絡膜の新血管新生を包含する、脈 絡膜の新血管新生である、請求項29に記載の方法。 31.前記血管異常が、脈絡毛細管板の病理であって、該病理が、コロイデレミ ア、脳回転状萎縮、および急性小板状多巣性網膜色素上皮症からなる群より選択 される、請求項28に記載の方法。 32.前記血管異常が糖尿病関連性である、請求項28に記載の方法。 33.前記工程(a)が、熱感受性リポソーム内にカプセル化された組織特異的因 子を同時投与する工程をさらに包含し、該組織特異的因子が血管または血液洞の 成長または再生を損傷するのに効果的である、請求項1に記載の方法。 34.前記組織特異的因子が、血管または血液洞の退行を引き起こすのに効果的 な因子を包含する、請求項33に記載の方法。 35.前記組織特異的因子が、成長または再生する血管あるいは血液洞の内皮細 胞レセプターに結合する因子を包含する、請求項33に記載の方法。 36.成長または再生を損傷するのに効果的な前記組織特異的因子が抗体である 、請求項33に記載の方法。 37.前記抗体が血管内皮成長因子に対する抗体である、請求項36に記載の方 法。 38.前記抗体が繊維芽細胞成長因子に対する抗体である、請求項36に記載の 方法。 39.前記工程(a)が、熱感受性リポソーム内にカプセル化された抗炎症剤を同 時投与する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 40.前記工程(a)が、熱感受性リポソーム内にカプセル化される抗生物質を同 時投与する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 41.前記抗生物質が、抗細菌性、抗真菌性、抗新生物性、または抗寄生体性の の抗生物質である、請求項40に記載の方法。 42.哺乳動物の眼において、血管、または血液洞を化学的に閉塞する方法であ って: (a) 哺乳動物に蛍光染料および組織特異的因子を静脈内に同時投与する工程 であって、該染料および該因子が熱感受性リポソーム内にカプセル化されており 、該因子が脈管構造の成長および再生を損傷するのに効果的である、工程; (b) 血管または血液洞を含有する該哺乳動物の眼中の予め決定した解剖位置 で組織を非侵襲的に加熱する工程であって、これにより該熱感受性リポソームを 溶解させ、そして該位置で該リポソームの内容物を放出する、工程; (c) 該蛍光染料を励起する工程; (d) 該位置で発生する蛍光脈管構造のパターンを視覚的に観察する工程;お よび (e) 該血管または血液洞中に配置される該組織特異的因子に該位置の該血管 または血液洞を曝す工程であって、これにより該血管または血液洞を閉塞するの に十分な成長または再生を損傷する、工程 を包含する方法。 43.前記組織特異的因子が、血管または血液洞の退行を引き起こすのに効果的 な因子を包含する、請求項42に記載の方法。 44.前記組織特異的因子が、成長または再生する血管または血液洞の内皮細胞 レセプターに結合する因子を包含する、請求項42に記載の方法。 45.成長または再生を損傷するのに効果的な前記組織特異的因子が抗体である 、請求項42に記載の方法。 46.前記抗体が血管内皮成長因子に対する抗体である、請求項45に記載の方 法。 47.前記抗体が繊維芽細胞成長因子に対する抗体である、請求項45に記載の 方法。 48.工程(a)が、熱感受性リポソーム内にカプセル化された抗炎症剤を同時投 与する工程をさらに包含する、請求項42に記載の方法。 49.工程(a)が、熱感受性リポソーム内にカプセル化された抗生物質を同時投 与する工程をさらに包含する、請求項42に記載の方法。 50.前記抗生物質が、抗細菌性、抗真菌性、抗新生物性、または抗寄生体性の 抗生物質である、請求項49に記載の方法。 51.哺乳動物の眼において、脈管構造を閉塞する方法であって: (a) 該哺乳動物に熱感受性のリポソームを静脈内に投与する工程であって、 該リポソームがその中にカプセル化された蛍光染料を有する、工程; (b) 眼中の予め決定した解剖位置に第1のレーザー光線を照射する工程であ って、該位置に蓄積される該熱感受性リポソームが溶解され、そして該蛍光染料 が該位置で脈管構造に放出されるように、該第1のレーザー光線が該予め決定し た解剖位置で脈管構造を選択的かつ非侵襲的に加熱する、工程; (c) 血管異常に血液を供給する供給血管中で前進する血液/染料境界を視覚 化することにより、該脈管構造中の血流源を同定する工程;および (d) 該供給血管を、該血液/染料境界に焦点を合わせた第2のレーザー光線 で閉塞する工程 を包含する、方法。 52.前記供給血管が凝固され、それにより閉塞されるように、前記第2の光線 が、該供給血管で熱損傷を引き起こすのに効果的である、請求項51に記載の方 法。 53.組織反応性副産生物がそこから生成し、そして前記供給血管がそれにより 閉塞されるように、前記第2の光線が、前記蛍光染料を活性化するのに効果的で ある、請求項51に記載の方法。 54.哺乳動物の眼において、血管異常を化学的に閉塞する方法であって: (a) 該哺乳動物に熱感受性リポソームを静脈内に投与する工程であって、該 リポソームがその中にカプセル化された組織反応性薬剤および蛍光染料を有する 、工程; (b) 眼中の予め決定した解剖位置に第1のレーザー光線を照射する工程であ って、該位置で蓄積される該熱感受性リポソームが溶解され、そして該組織反応 性蛍光染料が該位置で脈管構造に放出されるように該第1の光線が該予め決定し た解剖位置で脈管構造を選択的かつ非侵襲的に加熱する、工程; (c) 該予め決定した解剖位置の該脈管構造における異常が視覚化されるよう に、正常血流を有する血管からの該蛍光染料のクリアランスをモニターし、一方 で、正常より低い血流を有する血管内の該染料の持続性を同時にモニターする工 程;および、 (d) 持続性の蛍光染料を含有する管に第2のレーザー光線で焦点を合わせる ことにより、正常より低い血流を有する該血管を該第2のレーザー光線で照射す る工程であって、該管が化学的に損傷され、そしてそれにより閉塞されるように 、該第2の光線が、該管内に持続する組織反応性蛍光染料を活性化する、工程を 包含する方法。 55.前記蛍光染料が前記組織反応性薬剤である、請求項54に記載の方法。 56.哺乳動物において、血管または血液洞を同定し、そして化学的に閉塞する ための診断試薬であって: (a) 熱感受性リポソーム内にカプセル化された蛍光染料 (b) 活性化されると、組織に化学的損傷を引き起こすのに効果的な組織反応 性薬剤;および、 (c) 薬学的に受容可能なビヒクル、 を包含し、該試薬は該哺乳動物への全身投与に適している、試薬。 57.前記組織反応性薬剤が熱感受性リポソーム内にカプセル化されている、請 求項56に記載の試薬。 58.前記組織反応性薬剤および前記蛍光染料が一緒にカプセル化されている、 請求項57に記載の試薬。 59.前記組織反応性薬剤が蛍光染料である、請求項56に記載の試薬。 60.哺乳動物における血管または血液洞を同定し、かつ化学的に閉塞するため の診断キットであって、: (a) 蛍光染料; (b) 活性化されると組織に化学的損傷を引き起こすのに効果的な組織反応性 薬剤;および、 (c) 熱感受性リポソーム内に該染料をカプセル化するための手段 を含有する、キット。 61.前記組織反応性薬剤を熱感受性リポソームにカプセル化するためのさらな る手段をさらに含有する、請求項60に記載の診断キット。 62.前記組織反応性薬剤および蛍光染料を一緒にカプセル化するための手段を 含有する、請求項61に記載の診断キット。 63.前記蛍光染料が組織反応性薬剤である、請求項60に記載の診断キット。
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