JPH11513703A - 医薬として用いられる一酸化窒素に基づく組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 虚血の血管内治療または予防のために有用である薬物を調製するための一酸化窒素（ＮＯ）および二酸化炭素（ＣＯ₂）を含む気体組成物の使用が開示される。

Description

【発明の詳細な説明】 医薬として用いられる一酸化窒素に基づく組成物 本発明は、虚血および特に塞栓症を血管内的手段により治療または予防するこ とを意図した気体状医薬をつくるための一酸化窒素(ＮＯ)および二酸化炭素(Ｃ Ｏ₂)に基づく安定な気体状組成物の使用に関する。 一酸化窒素は、内皮細胞、血小板および中枢および末梢神経系によりその構成 により発現されるＮＯ−シンターゼと呼ばれる酵素により哺乳動物において天然 に作り出される。カルシウム独立ＮＯ−シンターゼのもう一つの形態は、マクロ ファージ、リンパ球、心筋細胞、内皮細胞、および平滑筋細胞のような多数の細 胞において、異なる刺激（特にリポ糖類）により誘導され得る。 一酸化窒素は哺乳動物において重要な生物学的メッセンジャーであり、この分 子は血液動力学の局所制御において決定的な役割を果たす。 血液流動における変化の場合において内皮細胞によりＮＯが放出されることを 立証することは可能である。一酸化窒素は特に、血液灌流にとって血管直径の生 理学的適応の主要要素として出現する。すなわち、それゆえ、冠状動脈レベルお いて、きわめて顕著な様式で反応性充血が減少する。逆に、動静脈瘻により作り 出される血液流動における慢性増加は、内皮の依存性弛緩を増加させる。 血流の適合により血管の緊張状態を正確に調節する、血管壁および隣接する組 織におけるレベルで作られる一酸化窒素の能力は注目すべきである。同様に、ニ ューロンの活動に間に放出されるＮＯは脳の微小循環の緊張状態を調節し得るも のであり、このように活動と脳の血流を結合させるとみなされる。血管のコンプ ライアンスにおいて決定的な要因である血管平滑筋の増殖を調節することにおけ るＮＯにより果たされる役割をもまた思い起こされる。 一酸化窒素は更に、毛細血管後の細静脈の透過性を制御する。 一酸化窒素は、レニンの放出を阻害することにより腎臓のレベルで、および心 房性ナトリウム排泄増加性因子（ＡＮＦ）の放出と拮抗することにより心臓血管 レベルでホルモンでの調節メカニズムにもまた関与する。 最後的に、インビボで、血小板の活性化は内皮の一酸化窒素の恒久的制御下に あり、より低い程度に、血小板ＮＯ−シンターゼそれ自体の制御下にある。凝集 の間に、血小板はヌクレオチド（ＡＴＰ、ＡＤＰ）、セロトニン、血小板活性化 因子（ＰＡＦ）、トロンボキサンＡ２、およびバソプレッシンを放出する。それ らはトロンビンを放出することにより凝血の激発を開始させることもまたできる 。ＡＴＰ、ＡＤＰ、セロトニン、ＰＡＦおよびトロンビンに応答して、内皮細胞 は、血小板凝集のプロセスを回避しそれに対抗するようにともに働くＮＯおよび プロスタサイクリンを放出する。 多くの疾患の場合において観察される一酸化窒素比率の異常な減退は、生物に おけるその役割の重要性を確認するものと思われる。そのような減退は、高血圧 、高コレステロール血症、アテローム硬化症および糖尿病について特徴的である 。 同様に、ＮＯの基礎放出のきわめて初期の減少も、冠状動脈血栓症および血管 痙攣のような、虚血の領域の再灌流に関連した問題の原因ではないであろう。 さまざまな血管拡張剤が、今までのところでは、これらの発見に基づいて開発 されてきた。これらの物質は、窒素性血管拡張剤として知られ、インビボでＮＯ を作り、このようにして内生のＮＯの欠乏を補償する。例として、血小板粘着お よび凝集の現象を防止することを可能とするモルシドミンまたはニトロ青酸ナト リウムをあげられるであろう。 ＮＯの不十分な産生を補うために、Ｌ−アルギニンはＮＯ−シンターゼの基質 として一酸化窒素の生合成において直接関与するので、Ｌ−アルギニンまたはＬ −アルギニンの類似化合物を投与することもまた提案されさえした。 低い肺循環圧の維持についての一酸化窒素によりなされる顕著な寄与およびそ の結果である局所血管拡張効果の重要性から考えて、急性肺動脈高血圧の治療に おいて吸入によりＮＯを直接に投与することもまた示唆される。それらの線にそ ってなされた広範な研究は、急性呼吸器疾患を病んでいる患者において、１ない し２０ｐｐｍのＮＯの投与での一酸化窒素および吸入される窒素の気体混合物の 治療上の有効性を証明した。すなわち、実際に、肺内吻合による換気−灌流比の 改善を伴い得る肺動脈高血圧の減少が観察された。 それにもかかわらず、吸入によるこのタイプの投与は、吸入されたＮＯと肺胞 のレベルで存在する酸素との反応によるＮＯ₂の形成という大きな不都合を伴う 。ここで、二酸化窒素は肺にとって極めて有毒である物質である。この方法のも う一つの不利な点は、ＮＯとＯ₂の間の接触の時間が可能な限り短くなければな らないので、即席の形式において、一酸化窒素、窒素および酸素からなる混合物 を作る必要に関する。 さらにその上、すべての証拠によれば、吸入による投与は、肺の換気された領 域について外因性である一酸化窒素の活動を制限する。 窒素およびＮＯからなり、用いられる混合物の血管内注射は、実際は、気体性 塞栓症に導き得るので、ここでは考えることができない。 この発明がなされたのはこの文脈においてである。 本発明はこのように、ヒトまたは動物において、血管内経路により虚血を治療 し、または予防することを意図した気体状医薬を作るための一酸化窒素（ＮＯ） および二酸化炭素（ＣＯ₂）を含む気体状組成物の使用に関する。 より正確には、本発明は、ヒトまたは動物において、血管内経路により塞栓症 を治療し、または予防することを意図した気体状医薬を作るための一酸化窒素( ＮＯ)および二酸化炭素（ＣＯ₂）を含む気体状組成物の使用に関する。 本発明の文脈において、 −虚血という術語はヒトまたは動物の局所領域における血液循環の全体的また は部分的な閉塞を指称し、 −および塞栓症という術語は、そういうものとして、血管の直径がその通過を 許容するのに不十分であるところまで血液により移動した、凝血塊または外界の 物体による血管の閉塞を指称する。 したがって、塞栓症は虚血の特別の形態である。 本発明に含まれる気体状医薬は、二酸化炭素と一酸化窒素との単一混合物から なることが好ましい。しかしながら、ＣＯ₂とＮＯとの前記混合物への、キセノ ン、クリプトン、窒素第一酸化物（ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｐｒｏｔｏｘｉｄｅ）ま たはそれらの混合物からなる群についての少なくとも１つの気体の添加もまた、 本発明の文脈において考えられる。 ＮＯ＋ＣＯ₂の気体混合物におけるＮＯの濃度は有効濃度であり、好ましくは １ないし１００ｐｐｍである。１ｐｐｍ未満の濃度は望ましくない。と言うのは 、健常な哺乳動物の血漿において、２ｎＭのＮＯの最少濃度が検出されているか らである。１００ｐｐｍを超える濃度は、治療上の効果の漸進的な消失に導く。 そのような濃度で観察される低活性レベルについての理由はいまだ未知であるが 、しかし、局所的毒性またはおそらく一酸化窒素レセプターの飽和に関係し得る だろう。 好ましい態様によれば、医薬混合物におけるＮＯの濃度は１５ないし３０ｐｐ ｍである。 本発明における気体状医薬の安定性により、スチールまたはアルミニウム系軽 合金で作られたボトルにおいて通常の条件下で圧力下でこれを貯蔵することが可 能となる。 汚染のいかなるリスクも回避するためには、アルミニウム系軽合金で作られた ボトルが好ましい。２年を超える安定性を保証する好ましい貯蔵条件は、１５な いし３０℃、好ましくは２０ないし２５℃の温度、および２０ないし３０バール の圧力である。 本発明の気体状医薬では、気体塞栓症の危険なしに、例えば、動脈内経路、心 臓内経路、または静脈内経路により血管内経路により投与し得る。 静脈内投与の場合においては、治療される血管のレベルで導入されるカテーテ ルが好ましいであろう。この目的のために用いられ得るカテーテルは、当該技術 において通常に用いられるものである。カテーテルを構成する材料の性質は、そ れ自体厳格ではない。それにもかかわらず、シラステン（ｓｉｌａｓｔｅｎｅ） のような可撓性材料が推奨される。例えば局部麻酔および切開の後に、既知の様 式でそれは血管内に差し込まれる。よりよく容易なことに、カテーテルは結紮糸 により保持することができ、それから、切開を再び完全にふさいでもふさがなく ともよい。 注入の間、開口部のレベルで血小板の凝集および凝血を回避するために通常の 必要な予防策は取られねばならない。 この点について、本発明において含まれる気体状医薬の注入の前後に、ヘパリ ン処理された生理学的溶液を投与することもまた可能であろう。 注入流量については、当該分野におけるエキスパートにより容易に決定され得 る。と言うのは、その投与に加えて、次第に、気体状医薬の即時の可溶化はもっ とも望ましいと理解されるからである。すなわち、そのようにすることにより、 気泡の形成が回避され得る。ヒトにおいては、２０ml／ｍｎ未満、好ましくは１ ０ml／ｍｎ未満、よりよくは８ml／ｍｎの流量が最適の効果に導くであろう。し かしながら、これらの数字はいかなる点においても本発明を限定する事を意図し ない。実際は、注入の流量は、治療される血管の血液流量の関数であることがま ったく明らかである。 しかしながら、投与される医薬組成物の量は、患者の年齢、患者が病んでいる 疾患の重度、および注入される気体組成物のＮＯ濃度に依存する。 本発明によれば、動脈のレベルで投与することが好ましいであろう。実際、動 脈においては、オキシヘモグロビンの濃度が、ヘモグロビンへの一酸化窒素の定 着が明確に好ましくない事であることが見出された。この事実により、ヘモグロ ビンへの一酸化窒素の結合によるメトヘモグロビンの形成が、一酸化窒素の治療 効果および特にその血管拡張作用および血小板抗凝集効果の可能な阻害の原因と なるのに不十分であろう量においてのみ起こるであろう。 近年の研究は、一酸化窒素は、アルブミンのような蛋白質ともまた反応して、 その寿命が遊離のＮＯより長いＳ−ニトロソチオールを形成し得ることを示す。 これらの種類は、遊離のＮＯのそれに匹敵する生物学的活性を表す。したがって 、本発明に含まれる医薬組成物の効果は減衰しないであろう。 本発明の医薬組成物は、血管内、動脈内、心臓内、または静脈内注入により投 与されるとき、虚血および塞栓症の治療について完全に適切である。 以下の例１ないし３は、付け加えられた図１および２を参照にして、本発明に 含まれる組成物の安定性ならびにその治療上の有用性を例証する。 例１ 一酸化窒素と二酸化炭素とのさまざまな混合物が調製され、２４バールの圧力 で、Ｓ．Ｍ．ＧＥＲＺＡＴを通して販売されているアルミニウム系軽合金からな るＢ５型のボトルにつめられた。これらの混合物において、一酸化窒素の最初の 濃度は２０ｐｐｍに設定された。ＮＯに関する濃度の安定性は、３本のボトルに ついて周囲温度に維持して１６ヶ月の期間にわたって調べられた。 ＮＯ濃度の値は、９０ｐｐｍの標準ＮＯ／Ｎ₂混合物を用いてそれぞれの測定 の前に校正された、０ないし１００ｐｐｍの範囲においてケミルミネッセンスに よる分析器により測定される。用いられるケミルミネッセンス分析器は、ＣＯＳ ＭＡにより作られたＴＯＰＡＺＥ２０２０である。 １６ケ月の期間の終わりに、周囲温度で維持されたＮＯ／ＣＯ₂混合物におけ る一酸化窒素の分解は検出されなかった。実際、ＮＯの濃度の値において計測さ れた変動は、分析の精度を下回るにとどまるのみである。 これらの結果により、本発明に含まれる医薬組成物の安定性が確認される。 例２ 本発明の医薬組成物の治療上の有用性は、実験モデルにおいて証明された。特 に、この例は、ラットにおける多焦点心筋虚血のモデルを用いて、冠状動脈レベ ルにおけるＣＯ₂およびＮＯの混合物から成り立っている気体組成物のインビボ での血管拡張剤特質の証拠を提供することを意図する。 この試験は、３月齢の２６０／２８０ｇの平均重量を有するオス・ワイスター （Ｗｉｓｔａｒ）ラットについて実施された。 本発明における組成物を投与するために、左心室に至る可撓性カテーテルが取 り付けられた。 ラットは、実験の前の午後２０時間にわたって断食させられた。 クロラール麻酔が３６０ｍｇ／ｋｇの麻酔で腹腔内投与でなされた。左頸動脈 が分離され、筋肉面を損傷することなしに固定された。２％ヘパリン処理された 生理学的血清で満たされた可撓性シラステンカテーテルが、左心室まで（約５ｃ ｍのカテーテル）逆行的な進路により導入された。カテーテルは、２つの縫合糸 により適当なところに保持され、頭の背面部分のレベルで皮膚の下を再び出てい った。切開は再び閉ざされた。動物は、６０ないし９０分以内に麻酔をとかれた 。カテーテルの透過性が検査され、カテーテル内にはヘパリン処理された生理学 的血清が残った。 覚醒後３時間で、動物は正常な自発的活動性を回復した。カテーテルの末端は 、続く注入において用いるために、６００μの内部直径および３０ｃｍの長さを 有 する通常のカテーテル（バイオトロール（Ｂｉｏｔｒｏｌ））により伸長される 。 さまざまな実験が、健常ラットの群および塞栓症化されたラットの群について 実施された。 多焦点心筋虚血を誘発するために適用された手術記録が下に記載される。 塞栓症化は、健常ラットについて、攪拌により懸濁状態に維持された、４０， ０００の５０μのマイクロタイムの（ｍｉｃｒｏｔｉｍｅｄ）アルブミンのマイ クロスフェアを含む０．４mlの２０％デキストランの投与により引き起こされた 。注入は、心室内カテーテルにより１分投与される。 次いで、心室にマイクロスフェアの集合を押し入れるために、同じ経路により ０．２mlの生理学的血清を投与する。これらのマイクロスフェアは、心臓流動の 比の関数として生物に分布し、特に、心筋に分布する。それぞれのマイクロスフ ェアは１つの細動脈を閉塞し、１つの微小塞栓症をもたらす。マイクロスフェア の投与後、浮腫の出現の前に、虚血の発生のために３０分のインターバルが存在 する。群の他の半分におけるラットは塞栓症化されなかった。 カテーテルは次いで、注入される気体の供給源に接続された気体流量調節器に 接続された。 生理学的血清の動きを視覚的に表示するために、インドシアニングリーン（１ ０μｌ）がカテーテルに入れられる。気体流動調節器が開放され、気体が定常流 量でカテーテルに１分間押し入れられる。 １分のこのインターバルの後、カテーテルは調節器との接続から外され、カテ ーテルに局在する気体の残りは、０．２mlの生理学的血清により押し出される。 その後直ちに（１０秒）、０．２ml体積の１２５ヨウ素で標識されたイソプロ ピルヨードアンフェタミン（ＩＡＭＰ）の溶液が同じ経路により投与され、０． ２mlの生理学的血清により押し出される。この後の投与の５分後に、ラットを断 頭により屠殺する。血液はヘパリン上で試料化され、血漿と血球を単離するため に急いで遠心分離された。２００ｍｇ近くの肝臓が試料とされる。心臓は取出さ れ、解体により心内膜および心外膜に分離される。 ４つの組織、血漿、肝臓、心外膜および心内膜の放射能が、１２５ヨウ素のチ ップ上のＡチャンネルに調製して、ガンマスペクトロメトリー（アパレイル・イ ンターテクニック（Ａｐｐａｒｅｉｌ Ｉｎｔｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅ））によ り次いでカウントされた。 得られた結果は、分当りのビート（ｂｅａｔ）の数および組織のグラムにおい て表現される。 ラットにおいては１８０ml／ｍｎである平均心臓流量を考慮して、血漿の放射 能は、それぞれの組織における血液流量の計算を可能とする。 組織流量は、ml／ｍｎ／（１００ｇの組織）として表現される。 例２Ａ 第１のシリーズの実験は、気体の注入なしで、６健常体および６塞栓症体を含 む１２のラットを用いて、上記の一般的な手順によりなされた。 血液流量についての対応する対照値は下記の表Ａにおいて示される。 ｎ＝６、ｍ＋／−ＥＳＭ、＊＊ｐ＝０．０１（スチューデントのｔ検定）塞栓 症化されたものと塞栓症化されないものとの比較。 心内膜の基礎流量は、心外膜のそれより大きく、それで、心外膜に対する心内 膜の比は１より大きい。塞栓症化は、心外膜においてよりも心内膜において影響 を有する。したがって、比の有意な反転が存在する。塞栓症化は心臓流量におい て有意な減退を導く、だが一方、参照として取られた器官である肝臓のレベルで 、観察される減少は極めて小さい。 例２Ｂ ＮＯおよびＣＯ₂の混合物が投与された６体の健常ラットの群を用いて、例２ に関連して記述された一般的な方法により、第２のシリーズの実験が実施された 。 ＮＯを、それぞれ、０．４、０．６、０．８ml／ｍｎの流量で２０ｐｐｍの投 与量ならびに０．６ml／ｍｎの流量で２００ｐｐｍの投与量で１分間灌流した。 下記の表Ｂは得られたすべての結果を示す。 ｎ＝６、ｍ＋／−ＥＳＭ。 １：Ｃは投与された気体におけるＮＯの濃度を示す。 ２：ｄは注入の間の気体の流量を表す。 心内膜および心外膜のレベルでの流動は、ＮＯの少量の投与により有意に増加 する。 添付された図１は、例２Ａおよび２Ｂから得られた結果に基づいてプロットさ れた。それは、健常ラットにおける灌流流動の関数として心内膜および心外膜の レベルでの血液流動における変化を示す。組織血液流動が灌流流動、すなわち注 入されたＮＯの総量に比例して増加することはこの曲線から明らかである。 それにもかかわらず、投与される気体におけるＮＯ濃度の大きな増加（１０を 因数とすることによる）により、血液流動において一定の下落が見出される。 例２Ｃ ＮＯおよびＣＯ₂の混合物が投与された６体の塞栓症化されたラットの群を用 いて、例２において記載された一般的な方法に沿って第３のシリーズの実験が実 施された。 ＮＯを、それぞれ、０．４、０．６、０．８ml／ｍｎの流動で２０ｐｐｍ、０ ．６ml／ｍｎの流量で２００ｐｐｍの投与量で１分間灌流した。 ｎ＝６、ｍ＋／−ＥＳＭ。 １：Ｃは投与された気体におけるＮＯの濃度を示す。 ２：ｄは注入の間の気体の流量を表す。 投与量の関数として、ＮＯは心内膜のレベルでの流動の増大をもたらす。はる かに低い程度に、心外膜のレベルについて同一の効果が観察できる。このことは 、コントロールにおけるもののようにＲ比の回復により表現される。 図２は、この例について得られた結果および例２Ａのそれらを結合させ、いず れの気体の投与も受けなかった塞栓症化された動物を含む。特に、図２における 曲線は、注入された気体の流動の関数として心外膜および心内膜のレベルでの血 液流動の変化をトレースする。 塞栓症化されていない動物に比較して、実際、少量の投与におけるＮＯは、も っとも虚血の進んだ領域である心内膜に向けて流動の再分布をもたらす。この効 果は、流動における総体的な増大と関連する。 ＮＯはこのように、最も重く塞栓症化された領域に向けて血液を再分布させ、 したがって、本発明の組成物の有用性は、急性梗塞の治療におけるものである。 この経験はさらに、一酸化窒素の局所活動をこのように確認して、肝臓のレベ ルで投与されたＮＯの部分における活性の欠如を立証する。さらにその上、注入 された気体におけるＮＯの濃度が高すぎる（２００ｐｐｍ）場合において、治療 効果が消失することがもう一度見出される。 それぞれの気体の投与（例２Ｂおよび２Ｃ）の後、血液をそれぞれのラットか ら採取した。血漿から分離された赤血球を溶血させ、ヘモグロビンに対する比較 により、メトヘモグロビンのパーセンテージを、ＵＮＩＣＡＭインストルメント を用いて紫外線スペクトロメトリーにより定量した。対照ラットから取られた血 液試料と比較したとき、メトヘモグロビン比率においていかなる変化も立証し得 なかった。 例３ この例は、心臓内に投与された気体ＮＯの可能な毒性の研究である。例２Ａに 関連して表明されたのと同様の投与手順を用いて、次の３つの実験が実施された 。 例３Ａ ２体のラットが、２００ｐｐｍの濃度で、０．８ml／ｍｎの流量のＮＯ＋ＣＯ₂ の灌流を１５分間受けた。灌流の間および終わりに、一時的な動作の不調が観 察された。次いで、ラットは平常の行動を回復した（８日後に死亡なし）。 例３Ｂ ４体のラットが２００ｐｐｍの濃度で１．２ml／ｍｎの流量のＮＯ＋ＣＯ₂の 灌流を１５分間受けた。痙攣の後、動物に下半身の麻痺が発生した。４体の動物 の２体が灌流の終わりの後１時間の間に死亡した。他の２体は生き残ったが部分 的に麻痺が残った。 例３Ｃ ２体のラットが１．２ml／ｍｎの流量で１５分間ＣＯ₂の灌流を受けた。下半 身の麻痺は観察されたが死亡はなかった。 ２００ｐｐｍの濃度で１．２ml／ｍｎの流量で１５分間のＮＯ＋ＣＯ₂の灌流 は、５０％の動物の死亡率を導いたが、一方、０．８ml／ｍｎの流量ではまった く死亡は示されなかった。しかしながら、灌流の速度が決定的であろう様に思わ れる。というのは、ＣＯ₂がほとんど有毒でもあることが判明したからである。 このように、有毒な投与量は、活性な投与量より、明確により高いように思わ れる。このことから、いずれの重大な危険性もなしに、本発明の組成物の治療的 な使用が可能となる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．血管内経路により虚血を治療または予防することを意図する気体状医薬を 製造するための一酸化窒素（ＮＯ）および二酸化炭素（ＣＯ₂）を含む気体組成 物の使用。 ２．血管内経路により塞栓症を治療または予防することを意図する気体状医薬 を製造するための一酸化窒素（ＮＯ）および二酸化炭素（ＣＯ₂）を含む気体組 成物の使用。 ３．前記気体状医薬が更に、窒素第一酸化物（ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｐｒｏｔｏ ｘｉｄｅ）、キセノン、クリプトン、およびそれらの混合物からなる群より選択 される少なくとも１つの気体を含むことを特徴とする請求項１または２のいずれ か１項記載の使用。 ４．前記気体状医薬がさらに有効濃度のＮＯを含むことを特徴とする請求項１ ないし３のいずれか１項記載の使用。 ５．前記気体状医薬が１ないし１００ｐｐｍの濃度のＮＯを含むことを特徴と する請求項１ないし４のいずれか１項記載の使用。 ６．前記気体状医薬が１５ないし３０ｐｐｍの濃度のＮＯを含むことを特徴と する請求項１ないし５のいずれか１項記載の使用。 ７．血管内経路が動脈内経路であることを特徴とする請求項１または２記載の 使用。 ８．血管内経路が心臓内経路であることを特徴とする請求項１または２記載の 使用。 ９．血管内経路が静脈内経路であることを特徴とする請求項１または２記載の 使用。