KR100371082B1

KR100371082B1 - 폐혈관수축및천식치료방법

Info

Publication number: KR100371082B1
Application number: KR1019960705567A
Authority: KR
Inventors: 와렌 엠. 자폴
Original assignee: 더 제너럴 하스피털 코포레이션
Priority date: 1994-04-01
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 2003-06-19
Also published as: DE69534755D1; AU2205895A; DE69533190D1; EP1466641B1; WO1995026768A9; DK1466641T3; ATE316396T1; EP0754069A4; CA2186892A1; DE69534755T2; EP0754069B1; ATE269731T1; ES2255020T3; ES2224123T3; WO1995026768A1; US5570683A; EP0754069A1; AU688027B2; CA2186892C; JPH09512523A

Abstract

본 발명은 (a) 포유동물에게 치료유효량의 기체상 산화질소를 흡입시키는 단계 및 (b) 포유동물내에 치료유효량의 포스포디에스테라제 억제 화합물을 도입하는 단계를 포함하는 포유동물에서 기관지수축 또는 반전가능한 폐 혈관수축을 치료 또는 예방하는 방법 및 산화질소 기체 및 포스포디에스테라제 억제 화합물(106)을 포함하는 흡입 장치(10)이다.

Description

폐 혈관수축 및 천식 치료방법

발명의 배경

본 발명은 폐 혈관수축 치료방법 및 천식 치료방법에 관계한다. 본 발명은 미합중국 정부의 후원에 의한 연구과정에서 성안되었으므로, 미합중국 정부는 본 발명에 대하여 일정한 권리를 갖는다.

천식은 정상적인 폐에 대해서는 영향을 미치지 않는 여러가지 자극들중 임의의 자극에 반응하여일어나는 폐 기도의 간헐적이고, 가역적이며 광범위한 수축으로 특징지워지는 만성질병이다. 미국 인구 중의 이러한 질병의 이환율의 추정치는 3 내지 6 퍼센트 범위이다.

천식의 병인을 해명하기 위한 시도에서, 이 질병의 세 가지 중요한 특징에 대한 세포적 및 생화학적 기초(sic)가 탐구되었다 : 만성 기도 염증, 반전가능한 기류 폐색, 및 기관지 반응성항진. 이론들은 정상적인 기도와 천식성 기도를 구별하는 특징들로 기도 기능의 자율신경계 조절, 기관지 평활근 수축 특성, 또는 내피세포 내막의 보존상태에 있어서의 이상을 다양하게 지적한다. 증거는 정상적인 내피세포 내막이 단순한 장벽 이상의 기능을 한다는 사실을 암시해 준다 : 내피세포들은 평활근의 이완을 유발함으로써 능동적으로 기도 개방성을 유지하는 이완인자(relaxing factor)를 만들어낼 수 있다. 내피 박리는 더 적은 양의 이완인자들이 만들어지기 때문에 기관지 반응성항진에 기여할 수 있다.

("Asthma", Ch. 14-II in Scientific American Medicine, Vol. 2; Scientific American, Inc. : 1988, p. 2, 4)

천식 재료에 이용되는 약물들은 일반적으로 두 개의 카테고리로 분류할 수 있다 : 코르티코스테로이드 및-크로몰린 소디움과 같은 주로 염증 억제제로 작용하는 것들, 및 테오필린 및 그의 유도체들, 베타-아드레날린성 작동약 및 항콜린작용약과 같은 기본적으로 기관기관지 평활근 이완제로 기능하는 것들. 이들 기관지확장제들 중 일부는 경구적으로 투여될 수 있는 반면에, 다른 일부는 정맥내 또는 피하 주사에 의해 또는 에어로졸화 분말 (즉, 공기와 같은 기체에 분산된, 미세하게 분쇄된 고체의 형태로 배송된다) 또는 에어로졸화 점적 (미세한 연무 형태로 배송되는)과 같은 적정 형태의 약물 흡입에 의해 투여된다. 천식 환자들은 일반적으로 간헐적인 천식성 발병을 진정시키거나 예방하기 위해 요구되는 대로 휴대용, 계량-도스 흡입기에 의해 자가-투여 기관지확장제 약물을 이용하였다.

천식 발병에서 폐 기도가 좁아지는 것과 개념상으로 유사하게, 혈관 수축은 혈관의 평활근 수축에 기인하여 혈관이 가역적으로 좁아지는 것이다. 이러한 혈관수축은 순환계의 수축된 부분에서 비정상적으로 높은 혈압(고혈압)을 초래할 수 있다.

포유동물의 순환계는 체순환로와 폐순환로의 두 개의 서로 다른 시스템으로 구성되는데, 이들은 각각 심장의 좌측 및 우측에 의해 교대로 펌프된다. 폐순환은 폐를 통해 혈액을 운반하는데, 폐에서 폐포내 산소와 이산화탄소의 농도를 평형시킴으로써 산소를 취하고 이산화탄소를 배출한다. 이어서 산소가 풍부한 혈액은 심장의 좌측으로 되돌아가고, 거기서 부터 체순환을 통해 전신으로 배포된다.

사람 성인의 체순환 시스템은 일반적으로 80∼100 mm Hg의 평균 전신동맥압 ("SAP; Systemic Arterial Pressure")을 갖는 반면에, 전형적인 평균 폐동맥압 ("PAP; Pulmonary Arterial Pressure")은 대략 12∼15 mm Hg이다. 정상적인 폐 모세혈관압은 약 7∼10 mm Hg이다. 간질성 유리 유체압 (1∼8 mm Hg)은 물론 간질성 유체 콜로이드 삼투압(14 mm Hg) 및 혈장 콜로이드 콜로이드삼투압 (28 mm Hg)을 고려할 때, 정상적인 폐는 +1 mm Hg의 순수 평균 여과압을 갖는다 (Guyton, Textbook of Medical Physiology, 6th Ed.; W.B. Saunders Co., Philadelphia, PA (1981), p. 295). 이러한 거의 평형된 압력 경사는 건강한 폐로 하여금 유체를 포함하지 않도록 유지하는데, 이러한 유체는 그렇지않으면 순환계로 부터 폐내로 스며들 수 있다.

PAP의 정상 레벨 이상으로의 상승을 "폐고혈압증"이라 한다. 사람의 경우에는, PAP가 정상 레벨 보다 적어도 5 내지 10 mm Hg 정도 증가된 경우에 폐고혈압증이 존재한다고 한다: 정상 레벨 보다 50 내지 100 mm Hg 만큼 높은 PAP 시도(reading)가 보고되었다. PAP가 현저하게 증가할 때, 혈장은 모세혈관으로 부터 폐간극 및 폐포 속으로 달아날 수있다: 폐에서의 유체 증대(폐부종)은 몇몇 경우에 치명적일 수 있는 폐기능의 저하를 초래할 수 있다.

폐고혈압증은 급성이거나 또는 만성일 수 있다. 급성 폐고혈압증은 자주 폐혈관 평활근의 수축에 기인하는 반전가능한 현상으로, 이것은 저산소증(고산병과 같은), 아시도시스, 염증 또는 폐색전증과 같은 상태에 의해 시작될 수 있다. 만성폐고혈압증은 폐혈관의 단면적을 축소시키는 폐맥관계(pulmonary vasculature)에 있어서의 주된 구조적 변화를 특징으로 한다; 이것은, 예를 들어, 만성 저산소증, 혈전색전증, 또는 미지의 원인(특발성 또는 일차성 폐고혈압증)에 의해 유발될 수 있다.

폐고혈압증은 성인성호흡곤란증후군 ("ARDS") 및 신생아의 지속성 폐고혈압증("PPHN")과 같은 몇가지 생명을 위협하는 임상 상태에 관련된다. Zapol et al., Acute Respiratory Failure, p. 241-273, Marcel Dekker, New York (1985); Peckham, J. Ped. 93:1005 (1978). 일차적으로 산월의 유아들에게 걸리는 질병인 PPHN은, 높은 폐혈관저항, 폐동맥압항진, 및 신생아 심장의 개방된 동맥관 및 난원공을 통한 혈액의 좌우 단락에 의해 특징지워 진다. 사망률은 12∼50% 범위이다. Fox, Pediatrics 59:205 (1977); Dworetz, Pediatrics 84:1(1989). 폐고혈압증은 "폐성심"으로 알려진 치명적일 가능성이 있는 심장 상태 또는 폐심장 질환을 일으킬 수 있다. Fishman, "Pulmonary Diseases and Disorders" 2nd Ed. McGraw-Hill, New York (1988).

니트로프루시드, 히드랄라진, 및 칼슘 채널 봉쇄제와 같은 기지의 전신 혈관확장 효과를 갖는 약물들을 투여함으로써 폐고혈압증을 치료하기 위한 시도가 있었다. 이들 약물들이 폐혈압을 낮추는데는 성공적일지라도, 무차별적으로 효과를 발휘하여, 폐혈압 뿐만 아니라, 전신 혈압도 떨어뜨린다. 전신 혈관 저항의 대폭적인 감소는 정맥순환에서 위험한 혈액의 풀링, 말초성 저혈압(쇼크), 우심실 국소빈혈, 및 그에 뒤이은 심부전을 초래할 수 있다. Zapol (1985); Radermacher,Anaesthesiology 68:152(1988); Vlahakes, Circulation 63:87 (1981). 예를 들어, ARDS에서 기인하는 급성 폐고혈압증을 치료하기 위해 15명의 환자에게 정맥내로 니트로푸르시드가 투여되었을 때, 평균 PAP는 29.6 mm Hg로 부터 24.2mm Hg로 감소되고 폐혈관저항(PVR : Pulmonary vascular resistance)은 평균 32% 감소되었지만, 평균 전신동맥압(mean systemic arterial pressure)은 89.6 mm Hg에서 부터 허용할 수 없을 정도를 낮은 수준인 70 mm Hg로 감소되었다 (Zapol 등, 1985). 정액내 니트로프루시드는 "를 증가시킴으로써 (비정상적인 션트에 의해 정맥혈과 동맥혈을 혼합함으로써) 폐 기체교환을 현저하게 손상시키기" 때문에 폐고혈압증의 임상 치료용으로 권장되지 않았다. Radermacher (1988).

혈관의 생리적 이완은 혈관의 내면을 감싸는 내피세포들에 의한 매우 불안정한 비-프로스타노이드(non-prostanoid) 내피-유래 이완인자(endothelium-derived relaxing factor : EDRF)의 분비의 결과로 일어난다고 보고되어 있다. EDRF는 혈관 평활근 내에서 효소 구아닐레이트 싸이클라제(guanylate cyclase)를 자극하고, 이러한 근육의 이완을 유발하는 cGMP를 증가시켜 혈관 수축을 반전시킨다. Ignarro et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:9265 (1987) 및 Palmer et al., Nature 327:524(1987)는 동맥 및 정맥의 내피에 의해 분비되는 혈관 평활근 이완인자를 산화질소("NO")로 확인하였다. NO는 니트로푸르시드 및 니트로글리세린과 같은 유기 질산염들의 분해에 의해 생성되는 것으로 간주되기도 한다. Ignarro, Circ. Res. 65:1 (1989); Furchgott, FASEB J. 3:2007 (1989). 히겐보템(Higenbottam et al., Ann. Rev. Resp. Dis. Suppl. 137:107 (1988) 등은 일차성 폐고혈압증(primarypulmonary hypertension)으로 불리우는 만성적인 상태를 갖는 7명의 환자들에게서 흡입된 NO의 혈관확장 효과를 측정하였다. 40 ppm NO를 흡입할 때 이들 환자들의 평균 PAP는 56.7 mm Hg로, 이는 NO를 첨가하지 않은 공기를 호흡한 경우의 59.6 mm Hg에 비해 2.9 mm Hg의 차이를 나타내거나 또는 전처리 PAP와 정상인 PAP 사이에 약 6%의 PAP차 ("△PAP")를 나타내었다. 히겐보템 등은 NO의 흡입 중에 이들 환자들의 PVR이 평균 9% 감소된 것으로 보고하였다. SAP 상의 대응 감소는 관찰되지 않았다.

산소에 노출될 때, NO 기체는 불안정하고 자발적으로 산화되어 NO₂및 질소의 고급 산화물을 생성한다. 이들 고급 질소 산화물(higher nitrogen oxides)들은 폐에 대해 유독성이고, 고농도에서는 폐부종을 일으킬 수 있다. NO는 "현재 까지 발견된 헤모글로빈에 가장 빠르게 결합하는 리간드"이다. Meyer, Eur. Resp. J. 2:494 (1988). 산소에 노출된 묽은 수용액에서, 용해된 NO는 무기 아질산염 및 질산염으로의 신속한 산화 때문에 10초 미만의 반감기를 갖는다. Ignarro, FASEB J. 3:31 (1989). 노동안전위생국(OSHA)은 NO에 대한 시간-가중 평균 흡입 한계(time-weighted average inhalation limit)를 10 시간 동안 25 ppm으로 정하였다. "NIOSH Recommendations for Occupational Safety and Health Standards," Morbidity and Mortality Weekly Report, Vol. 37, No. S-7, p. 21 (1988).

발명의 요약

본 발명은 포유동물(특히, 사람)에 있어서, 천식발병 또는 다른 형태의 기관지수축, 급성 호흡부전, 또는 반전가능한 폐혈관수축(즉, 반전가능한 요소(reversible component)를 갖는 급성 폐혈관수축 또는 만성 폐혈관수축)을 예방 및 치료하는 방법을 특징으로 하는데, 상기 방법은 (1) 포유동물이 그러한 치료 또는 예방을 필요로 하는지 확인하는 단계 (예를 들어, 전통적인 진단방법에 의해); (2) 포유동물에게 치료유효농도의 기체상 산화질소(또는 치료 유효량의 산화질소-방출 화합물)를 흡입시키는 단계; 및 (3) NO-흡입 단계 이전에, 그 도중에, 또는 그 직후에, 치료유효량의 포스포디에스테라제 억제제, 바람직하게 eGMP-특이성 포스포디에스테라제에 대해 선택성인(즉 가장 큰 활성을 띄는) 억제제 (지프리나스트(Zaprinast^TM)와 같은)를 포유동물에 도입하는 단계들을 포함한다. 기관지수축을 앓는 환자와 관련하여, 기체상 산화질소 또는 산화질소-방출 화합물의 "치료유효량"은 폐 역학(pulmonary mechanics)의 표준방법으로 측정할 때 환자의 기도 저항(airway resistance)을 20% 이상 감소시키는 양이다. 폐혈관수축을 앓는 환자와 관련하여, 기체상 산화질소 또는 산화질소-방출 화합물의 "치료유효량"은 다음 중 하나 이상을 유발할 수 있는 양이다: (1) 폐혈관수축을 초래할 것으로 예상되는 부상(흡기 또는 외상)에 이어지는 폐혈관수축의 개시를 예방한다; (2) 환자의 △PVR (환자의 상승된 PVR과 "정상" PVR 사이의 차이, 일정한 환자에 대해 다르게 밝혀지지 않는한, 정상 PVR은 사람 성인의 경우 1 mmHgㆍmin/liter 미만으로 추정된다)를 20% 이상 감소시킨다; (3) 환자의 △PAP를 20% 이상 감소시킨다; (4) 급성 또는 만성 호흡부전(예컨대, 천식 또는 폐렴으로 부터 기인하는)을 앓는 성인에 있어, 동맥 산소압을 적어도 10 mm Hg 정도 증가시킨다; (5) 유아에 있어, 상체 (pre-ductal) 동맥 산소포화도의 10% 이상의 증가에 의해 측정될 때, 폐간 O₂운반을 증가시킨다. PVR은 평균 폐동맥압(PAP)에서 폐 모세혈관 웨지 압(PCWP: Pulmonary Capillary Weage Pressure)(또는 가능한 경우 좌심방압)을 감산하고, 심박출량(CO: Cardiac Output)으로 나눔으로써 계산된다. 심한 ARDS의 경우 6∼20 mmHgㆍmin/liter 만큼 높은 PVR 레벨이 관찰되었다 (Zapol et al., N. Engl. J. Med. 296:476-480 1977). 본원에서 포스포디에스테라제 억제제의 "치료유효량"은 NO 또는 NO-방출 화합물의 치료효과 지속시간[즉, 반감기)을 적어도 100% 증가시킬 수 있는 양으로 정의된다. 치료효과의 반감기는 NO (또는 NO-방출 화합물)에 의한 치료 중단 이후의 시간으로, 이러한 치료중에 달성되는 기준치와 최고치 사이의 중간치로 복귀하는 (혈관수축 또는 기관치수축을 반영하는)기능의 적절한 측정법이다. 바람직한 실시양태에 있어서, 포스포디에스테라제 억제제의 작용에 기인하는 치료효과 지속시간의 증가는 적어도 200%이고, 300%를 초과할 수도 있다.

본원에서 개시된 방법들은 폐렴, 외상성 부상, 흡기 또는 흡입 손상으로 부터 유래될 수 있는 급성 폐혈관수축, 폐에서의 지방색전증, 아시도시스, 폐의 염증, 성인성호흡곤란증후군, 급성 폐부종, 급성 고산병, 천식, 심장수술후의 급성 폐고혈압증, 신생아의 지속성 폐고혈압증, 분만시 흡인 증후군(perinatal aspiration syndrome), 초자막 질환(hyaline membrane disease), 급성 폐혈전색전증, 헤파린-프로타민 반응, 폐혈증, 천식, 천식 지속상태 또는 저산소증(단일 폐마취중에 일어날 수 있는 것을 포함)은 물론 만성 폐고혈압증, 기관지폐형성장애, 만성 폐혈전색전증, 특발성 또는 일차성 폐고혈압증 또는 만성 저산소증으로 부터 유래될 수 있는 것들과 같은 반전가능한 요소를 갖는 만성 폐혈관수축과 같은 케이스들을 예방 (증상의 개시 이전에 부여된다면) 또는 치료하는데 유용하다. 산화질소 기체는 다음 중 하나 이상에 따라 폐혈관수축 또는 천식을 앓는 포유동물에 바람직하게 투여된다 :

(a) 적어도 3분간 투여 (바람직하게 적어도 6분);

(b) 담배 연기 없는 조건하에서 투여;

(c) 산화질소의 흡입농도는 적어도 0.001 ppm, 바람직하게 적어도 0.01 ppm, 더욱 바람직하게 적어도 0.5 ppm, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 1 ppm (예컨대, 5, 10, 또는 20 ppm)이다. 농도는 바람직하게 180 ppm 산화질소를 초과하지 않을 것이다. (이러한 농도는 화학발광과 같은 기술에 의해 모니터된다);

(d) 산화질소는 산화질소, 산소(O₂), 및 질소(N₂) 기체를 포함하는 혼합물 형태로 흡입되며, 가장 바람직하게는 0.21∼0.99의 F_IO₂(즉, O₂기체의 비율, 부피로)를 갖고, 공기 중의 O₂비율은 0.21인 혼합물 형태로 흡입된다; 그리고

(e) NO₂의 농도는 모니터되고 안전 한계(예컨대, 1 ppm 미만)내로 유지된다.

기체상 산화질소의 흡입은, 기체가 호흡관으로 분산되거나 운반되는 입자 또는 점적을 포함하지 않기 때문에, 천식 치료법에 있어서의 중요한 진보를 의미한다. 기체는 긴 자유-확산 경로를 갖고 쉽게 폐색부분(수축된 기도와 같은)을 피해갈 수 있고, 압착 기관지경련을 일으키지 않고 조직내에 직접적으로 용해된다. 기관지 평활근 긴장에 대한 NO 기체의 유익한 효과는 흡입 직후에 관찰되는데, 이것이 NO를 기관지경련에 대해 유용한 일차적 방어수단이 되게 한다. 그러나, 이러한 효과는 일단 NO 흡입이 중단되면 단기간 동안만 지속되므로, 본 발명은 내인성 포스포디에스테라제에 의한 cGMP의 분해를 방지하여 평활근에 대하여 NO의 유익한 효과를 연장시키는 포스포디에스테라제 억제제에 의한 치료를 포함한다.

포스포디에스테라제 억제제는 경구로, 점막사이로, 정맥내로, 근육내로, 피하로 또는 복강내경로를 포함하는 임의의 적당한 방법에 의해 포유 동물에 투여될 수 있다. 대안으로, 억제제는 병에 걸린 폐내에 직접 투여하기 위해 포유동물에 의해 흡입될 수 있다. 이 경우에 억제제는 바람직하게 건조 분말 또는 에어로졸화 용액으로 제형화되고, 선택적으로 산화질소 기체를 포함하는 기체로 흡입될 수 있다.

흡입된 산화질소는 포유동물 (특히, 사람)에서 만성 폐혈관수축의 반전 가능성을 진단하는 편리한 수단을 제공하기도 한다: 병에 걸린 포유동물에게 기체상 산화질소를 흡입시키고, NO 흡입 이전 및 도중의 PAP 및 심박출량 상의 임의의 변화를 기록한다. 만약 NO 흡입시 심박출량은 일정하게 유지되거나 또는 증가하면서 PAP가 감소되거나 혹은 △PVR이 현저하게 감소한다면 (예를 들어, 적어도 20%, 바람직하게, 적어도 30%), 포유동물의 만성 폐혈관수축은 전신 또는 흡입치료법에 의해 투여된 기체상 NO 또는 NO-방출 화합물 (또는 다른 타입의 기관지확장제)에 의해 치료가능한 반전가능한 요소를 갖는 것으로 밝혀졌다.

본 발명의 방법 및 장치에 유용한 산화질소-방출 화합물들 (산화질소-공여자또는 산화질소-생성 화합물로도 불리우는)은 세 개의 카테고리로 구분될 수 있다 : (a) 폐에서 수득되는 것과 같은 생리적 조건하에서 자발적으로 방출되거나 그렇지않으면 화합물로 부터 전달되는 --NO 부분을 특징으로 하는, 니트로소 또는 니트로실 화합물들 (예컨대, S-니트로소-N-아세틸페니실아민, S-니트로소-L-시스테인, 및 니트로소구아니딘); (b) NO가 전이금속착물상의 리간드이고, 그와 같은 것이 생리적 조건하에서 용이하게 방출되거나 또는 화합물로 부터 전달되는 화합물들 (예컨대, 니트로프루시드, NO-페레독신, 또는 NO-헴 착물); 및 (c) 호흡계 및/또는 맥관계 내부로 부터 발생하는 효소들에 의해 대사되어 NO 래디컬을 생성하는 질소-함유 화합물들 (예컨대, 아르기닌, 니트로글리세린, 이소아밀 아질산염, 무기 아질산염, 아지드 및 히드록실아민). 이러한 유형의 산화질소 방출 화합물들 및 이들의 합성 방법들은 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려져 있다 (예를 들어, 각각 본원에 참고자료로 첨부된 이하의 간행물들 참조 : Edwards et al., Biochemical Phamacology 30:2531-2538, 1981; Schmidt and Kukovetz, Eur, J, Pharmacol. 122:75-79, 1986; Curran et al., FASEB J. 5:2085-2092, 1991; Southern et al., FEBS Lett. 276:42-44, 1990; Garg et. al., J. Clin. Invest. 83:1774-1777, 1989; Garg et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 171:474-479, 1990; Boje et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 253:20-26, 1990; Bruene et al., J. Biol. Chem. 264:8455-8458, 1989; 및 McNamara et al., Can. J. Physiol. Pharmacol. 58:1446-1456, 1980). 이와 같은 NO-방출 화합물로 알려 졌거나 간주되는 화합물들은 후술하는 생체내 검정법들 중 하나에 의해 동물 모델을 이용하여 본 발명의 방법에서의효능에 대해 직접적으로 시험될 수 있다. 대안으로 이러한 화합물을 우선 거기에 NO가 결합하여 생물학적 활성을 발휘하는 효소인 구아닐레이트 싸이클라제 촉진능력에 대해 Ishii et al., Am. J. Physiol. 261:H598-H603, 1991에 기술된 바와 같은 생체외 검정법으로 선별검사될 수 있다. 보관중인 화합물의 안정성은, 예를 들어, 보관된 화합물을 NO-함유 화합물의 특징 파장 (대개 595nm)에서 연속적으로 UV 광 흡광을 측정함으로써 확인될수 있다.

본 발명 방법에 이용하기 위해 선택되는 포스포디에스테라제 억제제 화합물 및 산화질소-방출 화합물은 분말 (즉, 미세하게 분쇄된 고체로, 순수한 형태로 제공되거나 또는 생물학적으로-적합한 담체 분말 또는 하나 이상의 추가 치료 화합물들과의 혼합물 형태로 제공된다)로 투여되거나 혹은 액체 (즉, 생물학적으로-적합한 액체 담체에 용해되거나 현탁되고, 선택적으로 하나 이상의 치료 화합물과 혼합된)로 투여될 수 있고, 편리하게 에어로졸화 형태 (바람직하게 10 ㎛ 미만의 직경을 갖는 입자 또는 점적을 포함하는)로 흡입될 수 있다. 흡입용으로 적합한 담체 액체 및 분말들은 전통적인 천식 흡입 치료법에서 흔히 이용되는 것이므로, 이러한 치료법을 개발하는 당업자들에게 잘 알려져 있다. 가장 적합한 용량 범위는 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련된 약리학자들에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, SNAP에 대해 유용한 용량 수준은, 필요 횟수는 환자의 필요에 따라 달라지지만, 흡입 도스 당 1 부터 500 μmole 까지 (바람직하게 1∼200 μmole)일 것이다.

본 발명에 속하는 다른 양상은 기관지수축 또는 폐혈관수축의 치료 또는 예방에 적합한 흡입장치 (바람직하게, 휴대용으로 생각될 만큼 충분히 경량인, 즉, 5kg 미만, 더욱 바람직하게 1 kg 미만)로서, 이 장치는 현재 시판되고 있는 천식 발병 치료용 흡입기와 유사한 디자인일 수 있고, 포스포디에스테라제 억제제와 (a) 가압 산화질소 기체 및 (b) 산화질소-방출 화합물 중 하나 또는 양자를 포함한다. 이러한 장치는 일반적으로 적어도 0.1 ppm (바람직하게 적어도 1 ppm, 더욱 바람직하게 적어도 5 ppm, 가장 바람직하게 적어도 20 ppm) 산화질소를 함유하는 가압 기체를 포함하는 용기; 루멘과 흡입가능한 포스포디에스테라제 억제제 화합물을 포함하고 루멘과 상통하는 쳄버를 한정하는 하우징; 및 밸브를 내림으로써 작동될 수 있는 방출밸브와 같은, 루멘 또는 쳄버 내로 기체를 조절 가능하도록 방출하는 (그리하여 약제학적-활성제를 방출된 기체 중에 현탁시키는) 메카니즘을 구비하고; 루멘은 방출된 기체(및 현탁된 제제, 있는경우) 를 환자의 호흡계로 보내기 위해 배치된다. 루멘은 튜브, 마스크, 또는 현재 시판되는 흡입장치에서 일반적으로 발견되는 것과 같은 재호흡 쳄버를 포함할 수 있다. 상기 장치는 쳄버내에 있는 화합물을 우회시켜 기체를 루멘속으로 선택적으로 방출하여, 환자가 우선 산화질소-함유 기체만에 의해서 치료되고, 이어서 필요할 경우 일정한 도스의 산화질소-함유 기체에 현탁된 포스포디에스테라제 억제제 화합물에 의해 치료되도록, 하는 메카니즘을 구비할 수도 있다. 장치는 액체 또는 고체 형태의 기관지확장제 화합물과 같은 다른 약제학적-활성제를 선택적으로 포함할 수 있다. 이러한 화합물은 현재 알려져 있거나 장차 기관지수축을 억제하는데 효과적인 것으로 밝혀질 임의의 화합물일 수 있다. 천식의 흡입치료에 유용한 것으로 알려진 약물의 유형들은 크로몰린 소디움;할콜린작용약 (아트로핀 및 이프라트로피움 브로마이드와 같은); β₂작용약 (아드레날린, 이소프로테레놀, 에페드린, 살부타몰, 테르부탈린, 오르시프레날린, 페노테롤, 및 이소에타린과 같은); 메틸크산틴 (테오필린과 같은); 칼슘-채널 봉쇄제(베라파밀과 같은); 및 글루코코르티코이드 (프레드니손, 프레드니솔론, 덱사메타손, 베클로메타손 디프로피오네이트, 및 베클로메타손 발러레이트와 같은)을 포함하는데, 이들은 본원에 참고자료로 첨부된, Principles of Medical Pharmacology, Fifth Edition, Kalant and Roschlau Ed. (B.C. Decker Inc., Philadelphia, 1989)의 39장에 기술된 바와 같다. 이들 및 흡입치료법에 유용한 다른 기관지 확장제 약물들의 용법 및 용량은 일상적으로 천식 환자들을 치료하는 개업의들에게 잘 알려져 있다.

상술한 기관지확장제 약물에 부가하여 또는 그 대신에, 본 발명의 흡입기 장치는 흡입 NO 기체에 의해 수득되는 즉각적인 효과를 보완하는 장기-지속성 기관지확장 효과를 제공할, NO-방출 화합물들(SNAP, S-니트로소시스테인, 니트로프루시드, 니트로소구아니딘, 니트로글리세린, 이소아밀아질산염, 무기 아질산염, 아지드 또는 히드록실아민 등)을 포함할 수도 있다. NO-방출 화합물들은 천식 발병 및/또는 반전가능한 폐혈관수축 상태를 위한 치료법들을 일상적으로 개발하는 개업의들에게 잘 알려져 있는, 생체외 및 생체내 검정법에 의해 천식 발병 및/또는 반전가능한 폐혈관수축 상태 치료에 대한 그들의 유용성에 대해 시험될 수 있다. 치료상- 유용한 NO-공여 화합물의 선별을 위한 기준은 흡입 이전의 보관중의 안정성 및 호흡관의 적정 부위에 놓여질 때 분해하여 치료상 유익한 속도로 NO를 방출하는 능력을 포함한다. 예를 들어, S-니트로소-N-아세틸페니실아민("SNAP")은 고체 형태에서 안정하지만, 생리적 조건 (기관세지 또는 페포내강의 표면상의 생리적 유체의 박막에서와 같은)하에서는 쉽게 분해되어 NO를 방출하는 것으로 입증되었다 (Ignarro, Circ. Res. (1989)). 산화 질소-방출 화합물은 분말 형태로 제공될 수 있고 혹은 생물학적으로-적합한 액체 담체내에 용해 또는 현탁될 수 있다. 본 발명의 장치는 질소 기체 (또는 다른 불활성 기체)와 산화질소 기체 (예컨대, 프레온과 같은 일례의 플루오로카본과 같은 불활성, 액화 추진제 대신에 또는 그에 부가하여)의 가압된 혼합물을 포함하는 것을 제외하고는, 천식에 걸린 사람들에 의해 일반적으로 이용되는 것과 유사한 휴대용 흡입기일 수 있다. 그렇지 않으면, 본 발명의 장치내에 선택적으로 포함된 약제학적-활성제는 항미생물제 또는 초자막 질환의 치료에 적합한 계면활성제일 수 있다.

다른 실시양태에 있어, 본 발명의 장치는

액화 추진제 내에 현탁된 포스포디에스테라제 억제 화합물 (예컨대, 액체 또는 고체 형태)을 포함하는 용기;

(a) 그 위에 상기 용기가 탑재되는 포트 및 (b) 포트와 상통하는 루멘을 한정하는 하우징; 및

용기로 부터 루멘으로 추진제를 조절가능하도록 방출하여, 화합물을 용기로 부터 루멘으로 방출하는 메카니즘을 포함하고; 이러한 루멘은 화합물을 사람의 호흡계로 보내기 위해 배치된다.

대안으로, 본 발명의 장치는

압축 또는 액화된 추진제 기체 (선택적으로 적어도 0.1 ppm 산화질소 기체를 포함하는)를 포함하는 용기;

(a) 포스포디에스테라제 억제 화합물을 포함하는 쳄버와 (b) 상기 쳄버와 상통하는 루멘을 한정하는 하우징; 및

용기로 부터 쳄버내로 기체를 조절가능하도록 방출하여 (예를 들어, 미리 맞춰진 도스로), 화합물을 기체에 현탁시키는 메카니즘을 포함하고; 루멘은 화합물을 사람의 호흡계로 보내기 위해 배치된다. 상기 장치는 바람직하게 현재 시판되는 여러 가지 디자인들중 하나와 유사한 계량-도스 흡입기일 수 있는데, 이러한 흡입기는 치료를 필요로 하는 환자에 의해 활성화될 때 설정된 양의 NO 기체 및 포스포디에스테라제 억제제를, 1회 또는 복수회의 호흡으로 흡입하도록 정해진 퍼프로 자동적으로 디스펜스한다. 하나의 장치는 환자의 소망에 따라 고체 또는 액체 포스포디에스테라제 억제 화합물 및/또는 다른 기관지확장제를 포함하거나 포함하지 않고 NO 기체 (N₂와 같은 불활성 기체에 희석된)를 배송하도록 선택적으로 설계될 수 있다. 이와 같은 "2-스테이지" 설계는 환자로 하여금 그의 또는 그녀의 기도가 기체상 NO/N₂의 퍼프에 의해 열릴 때까지 장기-작용성 고체 또는 액체 기관지확장제 물질의 이용을 보류하도록 하여, 오래 지속되는 이점을 수득하는데 필요한 고체 또는 액체 약품의 용량을 감소시킨다. 디스펜스될 NO 및/또는 NO-방출 화합물의 최적농도는 본원에 기술된 것과 같은 방법을 이용함으로써 약리학자에 의해 결정될 수 있다. 천식 치료를 위한 NO 기체의 유용한 흡입도스는분간 적어도 0.1 ppm이고, 바람직히게는 1분간 5 부터 300 ppm 까지일 것으로 예상되는데, 이것은, 예를 들어, 흡입기의 노즐로 부터 (또는 재호흡튜브 또는 마스크 내로) 방출될 압축 NO를 N₂와의 혼합물내에 적어도 1,000 ppm 패킹함으로써 달성될 수 있다. 폐혈관수축의 자가-투여 치료는, 환자의 폐에서 10 내지 300 ppm NO의 유효농도를 결과시키기 위해, 5 ㎖를 500 ㎖ 유출입 부피(tidal volume)내로 배송하는 노즐에서 1,000 내지 30,000 ppm NO/N₂의 농도를 요구할 수 있다.

NO 기체는 기관지확장을 위해 이용되어 흡입에 의해 투여되는 다른 제제의 분포를 향상시킬 수 있다. 자주 흡입에 의해 투여되는 이러한 제제들의 예들은 항생제 및 기타의 항미생물제 (예컨대, 뉴모시티스 폐렴의 치료를 위한 펜트아미딘) 그리고 초자막 질환을 앓고 있는 유아에게 주어지는 것과 같은 계면활성제들을 포함한다.

본원에 기술된 발명은 천식 발병, 급성 호흡부전 (예컨대, ARDS 또는 폐렴) 및 혈관수축성 폐고혈압증의 간단하고, 안전하며, 신속하고 효과적인 치료 및 예방 치료법을 제공한다. 본 발명의 하나의 실시양태에 있어서, 압축 NO의 카트리지 및 분말 또는 액체 형태의 포스포디에스테라제 억제 화합물의 에어로졸 용기가 취부된 휴대용 흡입기는 병원 설비 또는 긴급 야외 상황에서 천식 발병 또는 폐혈관수축에 대한 흡입 치료법 시술에 이용될 수 있다. 이러한 흡입기는, 예를 들어, 등산가와 같이 저산소증을 일으킬 위험이 있는 사람 또는 저산소성 폐부종을 일으킨 스키어에게 응급조치로 흡입요법을 시술할 수 있는 스키 패트롤에 의해 휴대될 수 있다. 기관지확장제를 포함하는 유사 흡입기들은 천식환자들에 의해 일상적으로 휴대된다. 본 발명의 다른 실시양태에 있어서, 압축 NO의 카트리지 및 포스포디에스테라제 억제제의 에어로졸 용기는 환기 써킷(ventilation circuit)에 연결될 수 있고 집중치료병동에서 가료되었던 PPHN에 걸린 신생아를 병원으로 부터 호송하는 중에 치료하고 안정시키기 위해 이용되거나 또는 병원에서 또는 응급실에서 마스크 요법 또는 기계적 환기장치에 의해 폐렴 및 ARDS를 치료하기 위해 이용된다.

포스포디에스테라제 억제 화합물 또는 NO-방출 화합물이 고체 또는 액체 형태로 흡입될 때, 큰 입자 또는 점적들은 입구 (즉, 입 또는 코에서)에서 가까운 곳에 놓이는 경향을 띄고, 작은 입자 또는 점적일수록 기관, 기관지, 및 최종적으로 폐포에 위치되기 전에 호흡계내에서 더 멀리 운반되는 경향으로 입자 또는 점적들은 호흡계 전체에 걸쳐 분포된다 (예컨대, Hounam & Morgas, "Particle Deposition", Ch. 5 in Respiratory Defense Mechanisms, Part 1, Marcel Dekker, Inc., NY; ed. Brain et al., 1977; p.125 참조). 본 발명의 방법에 이용하기 위해서는 10 ㎛ 미만의 입자/점적의 직경이 권장된다. 폐혈관수축이 표적이 되는 상태인 경우에는, 입자/점적의 크기는 폐포에서 분포되기에 적합한 크기 분포 (즉, 평균 5 ㎛ 미만, 이상적인 크기는 1-3㎛ 근방)인 반면에, 주로 기관지에 걸리는 천식 발병 치료의 경우는, 바람직하게 약 2-8 ㎛의 흡입 입자/점적의 크기를 이용함으로써 달성된다. 바람직한 담체 (있는 경우), 추진제(N₂와 같은 불활성 기체내에 희석된 NO를 포함할 수 있다), 흡입기의 디자인, 및 그의 담체내의 포스포디에스테라제 억제제의 제형화는 일상적으로 천식흡입요법을 연구하는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자들의 능력안에 있다. 휴대용 흡입기는 바람직하게 N₂와 같은 불할성 담체 기체안에 있는 압축된 NO의 캐니스터 또는 NO 기체를 제공하는 다른 대체 수단을 포함할 수 있다. 또한, 흡입기는 건조 형태로 추진제와 혼합되거나 또는 추진제와 분리된 별도의 쳄버에 담지되거나 혹은 적당한 점적 크기로 연무화될 수 있는 액체 담체와 혼합되거나 또는 휴대용 흡입기 기술분야의 당업자들에게 알려진 임의의 다른 배치로 되어 있는 포스포디에스테라제-억제 화합물을 포함할 수 있다. 오늘날 까지 개발된 흡입기 디자인의 몇가지 유형들 중 소수는, 예를들어, 미합중국특허 제 4, 667,668호; 제 4,592,348호; 제 4,534,343호; 및 제 4,852,561호에 언급되어 있는데, 이들 각 특허는 본원에 참고자료로 첨부된다. 다른 흡입기 디자인은 Physicians' Desk Reference, 45fh Edition, Edward R. Barnhart, Publisher (1991)에 기술되어 있다. 이들 각각 및 기타의 에어로졸-타입 흡입기들은 NO-기체 및/또는 NO-방출 화합물의 배송물을 수납하도록 개조될 수 있다.

건조 분말 형태로 제형화된 NO-방출 화합물의 배송에 유용한 또 다른 것은 Allen & Hanburys, Research Triangle Park, North Carolina에 의해 개발된 것과 같은 비-에어로졸-타입 흡입장치이다.

혈류 속으로 들어가는 NO 기체는 헤모글로빈과의 결합에 의해 신속하게 불활성화되기 때문에, 흡입된 NO의 기관지확장 효과는 환기된 기관지로 국한되고, 흡입된 NO의 혈관확장 효과는 NO가 혈류로 통과하는 부위 근처의 혈관으로 국한된다: 즉, 미세혈관, 따라서, 본 발명의 기관지 확장 및 폐혈관확장 방법 양자의 이점은 전신 혈압을 위험할 가능성이 있는 레벨까지 부수해서 저하시키는 일 없이 기관지경련 및/또는 폐고혈압증을 선택적으로 예방 또는 치료할 수 있다는 것이다. 본 발명은 전신 혈관확장에 수반될 수 있는 생명유지에 필요한 기관의 언더퍼퓨젼(underperfusion), 정맥 풀링(pooling), 국소빈혈 및 심부전의 위험 없이 폐고혈압증의 효과적인 반전을 가능케 한다. 이러한 분리된 폐혈관확장은 신생아의 PPHN의 치료에 있어서도 중요한데, 이는 전신 혈관확장이 신생아의 동맥관 또는 난원공을 통한 산소화된 혈액과 탈산소화된 혈액의 바람직하지 못한 혼합을 약화시키기 때문이다, 더욱이, 본 발명 방법은 부수적인 기관지 확장과 환기된 폐포로의 혈류의 증가에 의해 천식 또는 급성 호흡부전에 걸린 환자에 있어서 산소 운반을 촉진하여, 종래의 기관지확장요법에서는 찾아볼 수 없는 추가의 이점을 제공한다.

본 발명은 또한 NO 흡입 요법에 반응하게 될 형태의 만성 폐고혈압증의 간단하고, 빠르며, 비-침해성인 진단방법도 제공한다. 이러한 환자들은 본 발명 방법의 장기 흡입요법으로 부터 또는 니트로프루시드 및 니트로글리세린과 같은 NO-생성 혈관확장 약, 칼슘 채널 봉쇄제, 또는 다른 유형의 혈관확장제에 의한 만성 전신 치료로 부터 이익을 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 특징 및 이점들은 이하의 상세한 설명, 실험 자료 및 특허청구범위로 부터 자명해질 것이다.

도면의 간단한 설명

제 1도는 U46619- 유도 폐혈관수축에 걸린 새끼양의 NO 도스 반응곡선 그래프이다.

제 2도는 U46619가 지속적으로 주입된 새끼양의 PAP에 대한, NO 첨가 없이 60-70% O₂만 호흡하는 기간과 교대로 일어나는, O₂와 혼합된 여러가지 농도의 NO의 흡입의 효과를 도시한 그래프이다.

제 3도는 U46619-유도 폐혈관수축에 걸린 새끼양에게 6분간 80ppM NO를 흡입시킨 효과를 예시한 스트립 챠트 기록이다.

제 4도는 U46619가 지속적으로 주입된 새끼양의 폐혈관저항(PVR)에 대한, NO첨가 없이 60-70% O₂만 호흡하는 기간과 교대로 일어나는, O₂와 혼합된 여러가지 농도의 NO 흡입의 효과를 도시한 그래프이다.

제 5A도 및 제 5B도는 헤파린-프로타민 반응이 PAP 및 PVR을 상승시킨 양(sheep)의 PAP 및 PVR에 대한 180 ppm NO 흡입한 경우와 공기를 호흡한 비처리 대조군을 비교한 한 쌍의 그래프이다.

제 6도는 ARDS가 심한 성인에서 PGI₂에 의한 치료를 NO 흡입에 의한 치료와 비교한 스티립 챠트 기록이다.

제 7도는 기관지확장 실험중에 기니피그의 폐에 NO 기체를 배송하는데 이용된 장치 및 조건과 장치의 세 부분 각각에서 수집된 화학발광 데이타의 요약을 나타낸 것이다.

제 8도는 정상(즉, 기관지수축되지 않은)인 9마리의 기니피그 폐에 대한 300 ppm NO 기체 흡입의 효과를 도시한 그래프이다.

제 9도는 여러가지 농도의 NO 기체로 치료중인 실험적으로 기관지 수축된 9마리의 기니피그에서 관찰된 폐저항에 대한 효과를 도시한 그래프이다.

제 10도는 8마리의 실험적으로 기관지수축된 기니피그를 여러가지 농도의 NO 기체로 치료한 경우의 폐저항을 비교도시한 그래프이다.

제 11도 및 제 12도는 9마리의 실험적으로 기관지수축된 기니피그를 여러 농도의 NO 기체로 치료했을때 관찰된 도스-반응곡선을, 폐저항으로 (제 11도) 또는 관찰된 최고 폐저항의 백분율로(제 12도) 측정된 반응으로 도시한 그래프들이다.

제 13도는 8마리의 실험적으로 기관지수축된-기니피그 폐에 대한 100 ppm NO의 장기(한 시간) 흡입 또는 메타콜린만 흡입한 경우의 효과를 도시한 그래프이다.

제 14도는 세 마리의 실험적으로-기관지수축된 기니피그에서 폐저항에 대한 테르부탈린 및 NO 양자를 흡입한 경우의 부가적인 효과를 도시한 그래프이다.

제 15도는 세 마리의 실험적으로-기관지수축된 기니피그에서 폐컴플리이언스(lung compliance)에 대한 테르부탈린 및 NO 양자 흡입의 부가적인 효과를 도시한 그래프이다.

제 16도는 연무화된 S-니트로소-N-아세틸페니실아민(SNAP)를 흡입한 5마리의 실험적으로-기관지수축된 기니피그에서 관찰된 폐저항상의 변화를 도시한 그래프이다.

제 17도는 본 발명의 흡입장치의 하나의 실시양태의 단면도이다.

제 18도는 본 발명의 흡입장치의 두 번째 실시양태의 단면도이다.

제 19A도는 U46619 주입에 의해 유도된 폐고혈압증 중의 NO 흡입에 응한 평균 폐동맥압의 피크 감소 규모에 대한 자프리나스트(Zaprinast)(0.1- mg-kg^-1min^-1) 의 지속적인 정맥내 주입의 영향을 나타낸 그래프이다. 수치들은 평균±SE이다.

제 19B도는 U46619 주입에 의해 유도된 폐고혈압증 중의 NO 흡입에 응한 혈관확장 효과의 반감기에 대한 자프리나스트(0.1 mg-kg^-1min^-1)의 지속적인 정맥내 주입의 영향을 도시한 그래프이다 수치는 평균±SE이다. * 대조군과 현저하게 상이하다.

제 20도는 기준 조건(기준선), 2mg-kg^-1도스의 쟈프리나스트 로딩 후(Zaprinast), 기준 폐고혈압증(U46619), 및 6분간의 NO 흡입중의 혈장 cGMP 레벨에 대한 쟈프리나스트의 영향을 도시한 그래프이다. 수치들은 평균±SE이다. ** 대조군과 현저하게 다름. * 그의 기준선과 현저하게 다름.

제 21도는 기준 조건(기준선), U46619에 의해 유도된 안정한 폐고혈압증(U46619) 및 증가되는 농도의 NO 흡입 중에 혈장 cGMP 농도의 정맥-동맥 차에 대한 쟈프리나스트의 영향을 도시한 그래프이다. 수치들은 2 동물로 부터의 데이타의 평균치이다.

제 22도는 깨어있는 새끼양에서 U46619에 의해 유도된 폐고혈압증 중의 간헐적인 NO 흡입의 평균 PAP에 대한 효과를 도시한 그래프이다. 산화질소(40 ppm)는 쟈프리나스트와 동시에 주입하거나 주입하지 않고 4분 기간 동안 흡입되었다. 자프리나스트와 함께 각 시간에 4분 노출이 반복되었고 △PAP는 50% 감소하였다.

폐혈관수축에 대한 NO/포스포디에스테라제 억제제 치료법

본 발명은 환자의 전신 혈압을 저하시키지 않고 급성 및 특정 형태의 만성 폐고혈압증을 치료 또는 예방하는 간단하고, 빠르고, 선택적이며 효과적인 방법을 제공한다. 폐고혈압증은 다양한 그룹의 환자들을 괴롭히는 광범위한 임상적 증상이다. 포스포디에스테라제 억제제 (PDE 억제제) 치료와 결합된 흡입 NO의 이용은 현재 다음의 병에 걸리거나 걸릴 위험이 있는 환자에 적용될 수 있을 것으로 예상되나, 반드시 이들로 국한되는 것은 아니다 : ARDS, 폐렴, 천식, 급성 폐부종, 급성 또는 만성 저산소증, 폐포 호흡저하 상태, 고도 폐부종 (" 고산병"), PPHN, 초자막 질환, 아시도시스, 특발성 폐고혈압증, 패혈증, 폐 혈전색전증, 폐고혈증에 이어 발생하는 폐성심, 분만시 흡인 증후군, 및 헤파린 항응고의 프로타민 반전("헤파린-프로타민 반응")에 응한 급성 폐혈관 수축.

투여방법

압축된 NO 기체는 일반적으로 순수한 N₂기체내 200-800 ppm NO의 혼합물 형태로, Air Products and Chemicals, Inc. (Allentown, PA) 또는 Airco (Murray Hill, NJ)와 같은 판매원으로 부터 수득할 수 있다. 질소의 고급 산화물 (O₂와 NO의 반응에 의해 형성될 수 있는)은 폐조직에 해로울 가능성이 있기 때문에, NO는 오염시키는 O₂또는 질소의 고급 산화물이 없는 혼합물로 수득 및 보관하는 것이 중요하다. 바람직한 경우, NO의 순도는 환자에게 투여하기 전에, 공지의 방법을 이용하여 화학발광 분석으로 확인될 수 있다. 예를 들어 NO-N₂혼합물은 사전에 호흡측정계에 의해 확인된 검도된 회전식 유량계를 통해서 공기 또는 O₂와 혼합될 수 있다. 호흡 혼합물내 NO의 최종 농도는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자들에게 공지된 화학적 기술 또는 화학발광 기술에 의해 확인될 수 있다. (예를 들어, Fontijin et al., Anal. Chem. 42:575-579, 1970), NO₂와 같은 불순물들은 NaOH 용액, 바랄리메, 또는 소다라임에 노출시킴으로써 제거될 수 있다. 추가적인 컨트롤로서, 최종 기체 혼합물의 F_IO₂도 사정될 수 있다. 원하는 경우, 환기 장치는 상당량의 NO가 주변환경으로 달아나지 않도록 하기 위해 호기 출구에 부가된 기체 스캐빈저를 구비할 수 있다.

병원 또는 응급 야외 상황에서, NO 기체의 투여는, 예를 들어, 압축 NO 기체 /N₂의 탱크 및 산소 또는 산소/N₂혼합물의 제 2 탱크를 두 개의 소스를 혼합하도록 설계된 흡입기에 부착하고; 환자에 의해 흡입되는 NO의 농도를 최적 수준으로 유지할 수 있도록, 각 소스로 부터의 기체의 유량을 조절함으로써 이루어질 수 있다.

NO는 공기, 순수한 산소, 또는 다른 적합한 기체 또는 기체 혼합물 중에 0.001 ppm부터 40 ppm 까지의 농도로, 필요한 만큼 긴 시간동안, 급성 폐혈관수축에 걸린 것으로 의심되는 동물에 투여될 수 있다. 농도는 단기간 동안 80 내지 180 ppm으로 증가될 수 있다: 예컨대, 즉각적이고 극적인 효과가 소망되는 경우, 5분에180 ppm NO. PDE 억제제에 의한 부수 치료는 적당한 기간동안의 만족스러운 수준의 폐혈관 확장을 달성하는 데 필요한 NO의 총용량을 감소시킨다.

포스포디에스테라제(PDE) 억제제

본 발명의 바람직한 실시양태에 있어서, 치료유효량의 PDE 억제제는 NO 흡입 이전에, 도중에 또는 그 직후에 투여된다. 바람직하게, PDE 억제제는 평활근 세포내에서 cAMP의 분해에 대해서는 최소한의 영향을 미치면서, CGMP의 가수분해는 선택적으로 억제한다. PDE 억제제는 경구, 점막사이, 점막내, 근육내, 피하 또는 복강내 경로를 통하는 것을 포함하는 임의의 적당한 방법에 의해 동물에 도입될 수 있다. 그렇지 않으면, PDE 억제제는 동물에 의해 흡입될 수도 있다. 흡입을 위해 PDE 억제제는 바람직하게 폐포에 가장 적합하게 분포되기 위해 10㎍ 미만의 입도 또는 점적 크기를 갖는 건조 분말 또는 에어로졸화 용액으로 제형화될 수 있디. 선택적으로 PDE 억제제는 NO를 포함하는 기체로 흡입될 수 있다.

바람직한 PDE 억제제는 쟈프리나스트^TH(M&B 22948; 2-d.O-프로폭시페닐-8-아자퓨린-8-6-원; Rhone-Poulenc Rorer, Dagenham Essex, UK)이다. 본 발명의 실시에 이용될 수 있는 다른 PDE 억제제의 예들은 다음과 같다:

WIN 58237 (1-시클로펜틸-3-메틸-6-(4-피리딜) 피라졸로 [3,4-d] 피리미딘-4-(5H)-원), Silver et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 271:1143(1994) 참조:

SCH 48936 ((+)-6a-7,8,9,9a,10,11,11a-옥타히드로-2,5,-디메틸-3H-펜탈렌(6a,1,4,5,) 이미다조[2,1-b]퓨린-4-(5H)-원), 예컨대 Chantterjee et al., Circulation 90: I627 (abstract No. 3375) (1994) 참조:

KT₂-734 (2-페닐-8-에폭시시클로헵트이미다졸), 예컨대 Satake et al., Eur. J. Pharmacol. 251:1 (1994) 참조 : 및

E4021 (소디움 1-[6-클로로-4-(3,4-메틸렌디옥시벤질)-아미노퀴나졸린-2-y] 피페리딘-4-카르복실레이트 세스퀴하이드레이트), 예컨대 Saeki et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 272:825 (1995) 참조.

본 발명에 따라 쟈프리나스트 (Zaprinast^TM)를 이용할 때, 바람직한 투여 경로는 정맥내 투여 또는 경구 투여이다. 쟈프리나스트^TM또는 다른 PDE 억제제에 대한 적정한 도스 범위는 당업자들에 의해 결정될 수 있다.

폐 혈관 압력 및 유량의 평가

폐동맥압은 국소마취하에 환자의 정맥을 통해 경피에 위치된, 유량-지시 폐동맥(PA) 카테터에 의해 정확하게 모니터되고; PA 유량은 보통 이러한 PA 카테터를 통해 열희석(thermaldilution)을 이용함으로써 측정된다. 간접적이고 비침해적인 모니터링을 위한 대안의 방법들이 존재한다 : 예컨대, 심장 초음파, 심장 수축 시간간격의 모니터링 및 범위-게이트 도플러 기술(range-gated doppler techniques). 이러한 대안의 모니터링 방법들은 응급상황, 카테터 삽입법을 적용하기에 적합하지 않은 환자 또는 진행중인 치료 또는 확립된 프로토콜과 같이, 카테터삽입법을 실시할 수 없는 경우 언제라도 훌륭하게 이용될 수 있다.

산화질소의 약리학적 효과

흡입된 NO는 폐포에 인접한 혈관내 공간으로 확산함으로써 기능하고 폐혈관 평활근의 이완을 초래하여 폐 혈류 및 기체교환을 촉진할 것이다. 심한 급성 호흡부전에 걸린 5명의 사람으로 부터 수득된 예비적 증거들은 1개월 까지의 기간동안 기계적 환기 중에 흡입된 NO는 (대략 20ppm) 폐동맥압 및(좌우 단락 : 폐 산소 운반 비능률성의 측정)양자를 감소시킴으로써, 환자의 혈중 산소농도를 현저하게 증가시킨다는 것을 증명한다. 이것은 NO 혈관확장이 환기된 폐포에서만 일어나고, 환기되지 않은 폐포 또는 붕괴된 폐포에서는 일어나지 않는다는 것을 암시해 주는데, 이와 같은 사실은 니트로프루시드와 같은 정맥내로 투여된 혈관확장제에 의해 수득된 결과와 현격한 대조를 이룬다. NO를 기체 형태로 폐에 직접적으로 국부배송함으로써, 용해된 NO는 헤모글로빈에 대한 결합에 의한 불활성화 이전에 표적 혈관 평활근에 대해 그의 약리학적 효과를 즉시 발휘할 수 있다. 그와 동시에, 헤모글로빈에 대한 NO의 신속한 결합은 흡입된 NO의 혈관확장 작용이 폐의 혈관에 국부적으로 또는 선택적으로만 효과를 나타내고, 전신 순환에서 부수하는 혈관 확장 하류가 수반되지 않도록 보장한다.

만성 폐고혈압증의 진단 및 치료

만성 폐고혈압증은 폐 혈관의 폐색 또는 구조적인 협착을 특징으로 한다. 특정 환자의 만성적인 상태가 폐혈관 평활근의 경련성 수축 또는 기관지 수축에 의해 유발되거나 악화되는 정도까지는, NO의 흡입에 의해 적어도 부분적으로라도 개선될 수 있다: NO 및 전선 혈관확장제에 치료될 수 있는 이러한 케이스들은 PAP, PCWP및 심박출량 측정과 동시에 간단한 NO 흡입 테스트(예컨대, 6분간 80 ppm NO를 흡인시킨 다음 교대로 6분간 NO가 첨가되지 않은 공기를 흡인하는 것을, 2 내지 4회 반복)에 대한 이들의 반응에 의해 쉽게 확인될 수 있다. 이어서 반응성 케이스들(예컨대, PVR이 20% 이상 감소하는 케이스들)은 고체 또는 액체 형태의 NO-방출 화합물들, 또는 니트로글리세린과 같은 NO-방출성 전신 혈관확장제 약물 또는 기타의 비-특이성 전신 확장제(예컨대, 칼슘 채널 봉쇄제)의 흡입에 의해, 휴대용 NO 흡입요법으로 치료될 수 있다.

폐혈관 수축에 대한 NO-방출 화합물 흡입 요법

기체상 NO의 흡입이 특정 형태의 폐혈관 수축을 효과적으로 반전시킬 수 있다는 발견은 또 다른 양식의 폐혈관 수축에 대한 흡입 요법을 암시해 주는데, 이러한 치료법에서는 기체상 NO 대신에 NO-방출 화합물이 흡입된다. 이러한 방법은 놓여진 NO-방출 화합물이 비교적 긴 기간에 걸쳐서 NO를 서서히 방출할 것이므로, 기체상 NO의 간단한 흡입보다 오래-지속되는 유익한 효과를 제공할 것이다. 선택된 NO-방출 화합물의 제형화 및 용량은 당업자들에 의해 불필요한 실험을 거치지 않고도 결정될 수 있을 것이다. 일례로, 건조분말 형태의 S-니트로소-N-아세틸페닐실아민(SNAP) 또는 S-니트로소시스테인과 같은 NO-방출 화합물의 대표적인 1회 흡입 도스는 약 1 시간 동안의 확장을 위해, 60부터 650 ㎍의 활성 화합물(NO)/체중 1kg의 범위가 될 수 있다. 실험적으로 폐동맥압을 상승시킨 양에서, SNAP 1.3mg/kg의 흡입은 폐동맥압의 장기적인 감소를 초래하였다.

천식에 대한 흡입방법

폐혈관 수축과 마찬가지로, 천식 발병에서 일어나는 것과 같은 기도의 경련성 수축은 고체 또는 기체 형태의 기체상 NO-방출 화합물 중 하나의 흡입에 의해 반전될 수 있다. 기체상 NO는 입자들이 없어 빠르게 확신하는 이점을 갖고, 기관지확장 부위도 혈관확장시켜, 동맥 산소압을 증가시킬 것이다. PDE 억제제(흡입되거나 기타의 다른 허용 가능한 경로로 배송된)에 의한 부수 치료는 일정한 도스의 NO가 임상적으로 효과를 나타내는 시간의 길이를 증가시킨다. 투여는 상술한 바와 같고, 일반적으로 발병의 개시시에 또는 발병에 임박한 것으로 생각될 때 시작될 것이다. 특정 환자의 만성 기관지 확장이 요구된다면, 마스크 또는 텐트와 같은 것에 의해, 환자의 전체적인 주위 대기가 낮은 도스(높은 기체 전환율)의 NO 기체로 충전될 수 있다.

흡입장치

본 발명의 흡입요법은 바람직하게 본 발명의 흡입 장치들중 하나를 이용함으로써 시술될 수 있다. 이러한 장치(10)들 중 하나는 제 17도에 도시되었는데, 제 17도는 루멘(16)과 서로 통해 있는 쳄버(20)를 한정하는 하우징(14); 고체 또는 액체 PDE 억제제의 현탁액을 포함하는 액화 추진제 또는 가압 불활성 기체에 용해된 적어도 1 ppm의 산화질소를 포함하는 가압기체를 포함한 용기(12)로서, 상기 쳄버(20)에 미끄러질 수 있도록 탑재된 용기(12); 용기(12)의 가압된 내용물들을 루멘(16)내로 조절하여 방출하기 위한 압력-활성화 밸브 메카니즘(18); 및 루멘(16)의 일말단을 구성하는, 재호흡 쳄버(22)로서, 그것을 통해 공기(28)가 재호흡 쳄버(22) 속으로는 들어 가지만, 그것을 통해 치료 기체가 누설되지 않는 단방형 밸브(24)를 구비하는 재호흡 쳄버(22)를 도시한 것이다. 환자는 하우징(14)으로 부터 돌설되어 있는 용기(12)의 상부 말단(26)을 누름으로써, 용기(20)가 쳄버(20)속으로 미끄러져 들어가 밸브 메카니즘(18)을 강하 하도록 함으로써 장치를 이용한다. 이것은 용기(12)의 가압된 내용물들이 루멘(16) 및 재호흡 쳄버(22) 내에 방출되게 한다. 이어서 환자는 재호흡 쳄버(22)의 내용물의 일부를 흡입하고, 환자에 의해 흡입된 내용물을 대체하기 위해 단방향 밸브(24)에 의해 공기(28)를 재호흡 쳄버(22) 내로 끌어들인다. 용기(12)로 부터 재호흡 쳄버(22)내로 방출된 단일 도스의 치료제는 여러번의 호흡에 의해 환자에 의해 충분히 흡입될 수 있다. 이러한 장치의 총중량은 200 그램 미만이므로, 휴대하기 편리하다.

제 18도에 도시된 다른 바람직한 실시양태(100)에 있어, 하우징(102)은 (a)흡입가능한 PDE 억제제 화합물 (106)을 포함하는 제 1 쳄버(104)와 (b)제 1 쳄버(104)와 상통하는 루멘(108)을 한정한다. 적어도 0.1 ppm의 산화질소를 함유하는 가압 기체 또는 액화 추진제를 포함하는 용기(110)는 하우징(102)의 제2 쳄버(112)에 미끄러질 수 있도록 탑재되어, 용기(114)의 상부에 가해진 압력은 용기(116)의 하부에 위치된 압력-릴리스 밸브가 하우징(102)의 벽에 대해 강하되도록 하여, 밸브를 열고 용기(110)의 가압 내용물 중 일부를 제 1 쳄버(104)내로 방출한다. 이렇게 방출된 가압 기체는 제 1 쳄버(104)내에 있는 화합물(106)과 혼합되고 에어로졸화 연무로 현탁된다. 이어서 이러한 연무는 루멘(108)의 개방된 마우스피스 말단(118)을 통해 환자에 의해 흡입된다. 환자의 선택에 따라, 압력-릴리스 밸브(116)의 개방 이전에 또는 그 도중에 스프링-로드 힌지(122) 상의 탭(120)이 환자에 의해 수동으로 강하될 수 있다; 이것은 제 1 쳄버를 일시적으로 방출된 가압 기체의 경로로 부터 폐쇄되도록 하고, 이어서 가압 기체는 PDE 억제 화합물(106)이 담긴 제 1 쳄버(104)를 우회하여 루멘(108) 속으로 직접적으로 들어간다. 그 안에 현탁된 화합물(106) 없이 산화질소-함유 기체를 먼저 흡입함으로써, 환자의 기도는 그 다음의 PDE 억제 화합물(106)의 흡입의 효과를 최대화할 수 있도록 충분히 개방되므로, 이어서 환자는 탭(120)을 열고, 다시 용기(114)의 상부를 아래로 밀어 내려 밸브(116)를 연 다음, 루멘(108)의 개방된 말단 마우스 피스(118)로 부터 그와 같이 하여 방출된 가압기체에 현탁되어 있는 화합물(106)을 흡입한다.

실 험 자 료

본 출원인은 본 발명을 뒷받침하기 위해 실시예로서 이하의 동물 및 사람 실험 데이타 및 승인된 사람 연구를 위한 프로토콜을 제출한다.

1. 폐 혈관확장

A. 새끼양에 대한 기체상 산화질소의 투여

i. 방법

동물 모델의 외과수술 준비:

연구에 들어가기 3일 전에 할로테인/산소로 전신 기관내 마취한 상태하에서 25-35kg 체중의 8 마리의 서포크(suffolk) 새끼양에 대하여 좌심방 라인, 기관절개 및 대퇴동맥 라인을 위치시키기 위해 무균적으로 개흉을 행하였다. 새끼양이 회복한 후 3일이 경과한 후에 국소마취한 상태에서 7 프렌치 열희석 폐동맥 모니터용 카테터를 무균적으로 삽입하였다.

연구조건:

저산소성 혈관수축에 둔감할 수 있는 전신 마취를 피하기 위해 마취되지 않고 깨어 있는 새끼양들을 연구하였다. 새끼양들을 바브라함 케이지에 넣고 마음껏 먹고 마시도록 놓아 두었다. 6 마리의 새끼양들 각각에 대해 2일의 간격을 두고 2개의 연구를 행하였다. 연구가 종료된 후 새끼양들을 과잉 도스의 바르비투르산염으로 치사시켜 그들의 폐를 고정, 염색한 후 병리적 변화에 대해 광현미경법에 의해 조사하였다.

U46619에 의해 폐혈관 수축이 유도된 새끼양들에 대한 NO의 투여:

연구의 제 1 일에 60-70% 산소를 호흡하는 새끼양들에게 0.4-0.8㎛/kg/min 속도로, 트롬복산의 안정한 엔도퍼옥사이드 유사체 (5Z, 9α, 13E, 15S)-11,9-(에폭시메타노)프로스타-5,13-디엔-1-오익 애시드(u46619, The Upjohn Company, Kalamazoo, MI)인 강력한 폐혈관수축제를 주입하였다. 흡기 호기를 분리하기 위해 기관 절개(tracheostomy)를 5 리터 저장기 백과 단방향 밸브(one way valve)로 구성된 비-재호흡 써컷에 연결하였다. 호기는 배기하여 버렸다. 흡기는 정확한 흡기 농도를 만들기 위해 즉시 NO로 희석된 산소와 질소의 정확한 혼합물이었다. 체적측정으로 측정된 유량계를 이용하며, 목적 NO 흡기 농도가 0.6-0.7의 흡기 산소 농도(FiO₂)가 되도록 하기 위해 다양한 농도의 NO를 N₂와 흡합하였다. 각 레벨의 NO 흡입후 저장기 백을 비웠다. NO₂로의 전환을 최소화하기 위해 기체 저장기내에서의 NO의 체류 반감기는 15초 이하였다. NO는 순수한 N₂내 235 ppm NO의 혼합물 형태로 Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA로 부터 수득하였다. 화학발광 분석은 이 혼합물 내에 12 ppm 미만의 NO₂가 존재함을 증명해 주었다. Fontijin, Aral. Chem 27:1903(1981).

6분간 5, 10, 20, 40 및 80 ppm NO의 일련의 증가하는 NO/O₂혼합물을 호흡하는 8 마리의 새끼양들에 대해 U46619 주입중의 흡입된 NO 농도의 함수로 PAP 상의 변화를 플롯팅한 폐혈관 확장 도스 반응 곡선을 제작하였다 (제 1도). 각 농도의 NO 노출에 이어 6분간의 NO를 포함하지 않는 산소 혼합물 호흡이 이어졌다(제 2도). NO에 대한 두번째 노출을 같은 기간동안 조사하였다. 이어서, U 46619 주입 중단 6분 후 산소혼합물을 호흡하는 대조군 기간이 연구되었다. 연구중 NO 투여후 또는 NO 중단 후 각각의 3분 및 6분 기간에, 우리는 평균 및 상 폐동맥압(PAP), 좌심방압(LAP), 전신동맥압(SAP) 및 중심정맥압(CVP)을 측정하였다. 모든 압력들은 흉곽의 중간 지점에서 대기압으로 0점 보정된 변환기를 갖는 휴렛 팩커드 다중-채널 스트립 챠트 기록기로 기록하였다 (예컨대, 제 3 도 참조). 심박출량(CO)은 5ml의 0℃ 링거스 락테이트를 주입하였을 때의 2개의 측정치의 평균치로 열 희석에 의해 측정하였다. 폐혈관저항(PVR) 및 전신 혈관 저항(SVR)은 표준식에 의해 계산하였다; 각각의 흡입 NO 농도에서 측정된 PVR을 제 4도에 도시하였다. 적절한 통계 분석을 행하고 모든 데이타는 평균 ± 표준오차로 표현하였다.

저산소증에 의해 폐동맥 수축이 유도된 새끼양들에 대한 NO 의 투여:

급성 저산소성 폐고혈압증을 유발하기 위해 저산소성 기체 혼합물을 호흡하는 기간 중에 5 마리의 깨어 있는 새끼양들을 연구하였다. 세 마리의 새끼양들을 연구하였다. 세 마리의 새끼양들은 폐혈증 및 심부전 때문에 제외되었다. 상술한 것과 유사한 혈류동태 모니터 기술이 이용되었다. 우리는 30mmHg 부근의 P_aO₂에서 평균 PAP가 25 mmHg 부근의 값이 되도록 하기 위해 25리터 저장기 백을 갖고 [비-재호흡 써킷을 이용하였다] F_iO₂는 0.06-0.08로 낮춰진다. 이어서 흡기 기체 혼합물에 40 또는 80ppm NO 중 하나를 첨가하였다. 과잉환기에 의한 재호흡을 방지하기 의해 전체 기체유량은 35 l/min로 유지되었다. 흡기된 F_iO₂를 전극(모델 5590, Hudson Co., Temecala, CA)에 의해 모니터하였고 최종 유출입 CO₂농도를 4.5-6%로 유지하기 위해 순수 CO₂를 흡기 기체에 첨가하였다. 기준선에서, 저산소증중에, 저산소증 중 NO 흡입의 3분 및 6분에 중심 혈류동태 및 기체교환을 측정하였다. 쌍으로 된 t-테스트를 이용하여 비교하였다.

ii. 결과

약물이 주입되지 않은 두 마리의 대조군 새끼양들은 0.6-0.7의 F_iO₂에서 80 ppm NO를 호출하였다. 이들 새끼양들에 있어서는 평균 PAP, SAP, CO 또는 SVR 상의 변화는 없었다.

U46619 주입 중의 NO 농도 대 SVR, CO 또는 평균 SAP의 8 마리의 새끼양 퇴행 분석에서는 현저한 변화는 없었다. 그러나 모든 도스 레벨의 NO 흡입은 U46619 주입에 의해 유발된 폐혈관수축 및 폐고혈압증의 즉각적인 감소를 일으켰다(제 1,2도).

폐혈관확장의 개시는 NO 흡입 개시후 수초 이내에 일어난다. 혈관 확장 효과는 3분 이내에 거의 최고에 달하였다. (제 3 도). NO 흡입을 중단하면 3분 내지 6분 이내에 혈관수축의 이전 레벨로 복귀되었다. 8 마리의 새끼양들의 흡입된 NO 폐혈관 확장 반응곡선을 제 1 도에 도시하였다. 5 ppm NO (흡입 폐 도스는 0.89 ㎍/kg/min) 는 PA 압력을 현저하게 감소시켰고 거의 완전한 혈관확장 반응은 40 또는 80 ppm의 흡입에 의해 일어났다. U46619 주입 중의 기준선 PAP의 시간에 걸친 부차적인 감소를 살펴본 후에, 5, 10 및 20 ppm NO 호흡에 대한 2차 노출의 혈관확장 반응의 비교결과 이전의 일련의 노출들로 부터는 현저한 감소가 없다는 것을 입증해 주었다(제2도). U46619 주입 중에 1시간 동안 80 ppm NO를 흡입한 4 마리의 새끼양들에 대한 추가의 연구는 NO 흡입 후 정상 PAP로의 폐혈관확장이 다시 일어난다는 것을 증명하였다.

급성 저산소성 폐고혈압증이 유발된 5 마리의 새끼양들은 모두 현저한 심박출량의 증가를 시현하였다. 흡기 저산소성 기체 혼합물에 40 또는 80 ppm의 NO가 첨가된 각각의 경우, 심박출량이 높게 유지됨에도 불구하고 폐동맥압은 대조군 수준으로 복귀되었다 : 평균 PVR은 33% 저하 (표 1). NO를 포함하거나 포함하지 않는저산소증 중의 P_aO₂및 P_vO₂는 비슷하였다.

iii. 추가실험들

제 5A도 및 제 5B 도는 9 마리의 깨어 있는 양에서 헤파린-프로트아민 반응에 의해 유발된 높은 PAP 및 PVR 을 방지하는 180 ppm 의 흡입된 NO 의 능력을 대조군 공기-호흡양과 비교하여 나타낸 것이다. 이러한 9 마리의 양에서 헤파린-프로트아민 반응은 먼저 헤파린(200u/kg; Elkins-Sinn, Cherry Hill, NJ)을 투여한 후 5분 후에 프로트아민(2mg/kg: Elkins-Sinn)을 투여함으로써 유발되었다. 이들 각각의 양들은 대조군으로도 가능하였다. 추가 6마리의 양에는 공기를 호흡시키면서 소디움 니트로프루시드( 40㎍/kg/min 체중:Elkins-Sinn)를 정맥내로 주입하였다 (데이타는 도시하지 않았음). 180 ppm NO 흡입도스는 이러한 양 모델에서 헤파린-프로트아민-유도 PAP를 40㎍/kg/min SNP 주입에 상당하는 정도로 낮추면서도 현저한 전신 고혈압증을 유발하는 후자의 약물의 경향을 나타내지 않는 것으로 입증되었다.

NO 호흡에 의해 유발된 형태학적 변화에 대한 증거를 위해 180분간 80 ppm NO 를 호흡한 세 마리의 새끼양으로부터의 폐를 광 현미경에 의해 연구하였다. 이들 폐들과 대조군 폐 사이에는 현격한 차이가 관찰되지 않았다.

B. 신생아의 지속성 폐고혈압증에 걸린 유아에게 기체상 NO를 투입하는 프로토콜.

이하에서 메사츄세츠 종합병원에서 신생아에게 NO를 투여하는 승인된 실험적 프로토콜을 설명한다:

신생아의 지속성 폐 고혈압증(PPHN)에 걸린 10명의 환자들을 연구 대상으로 할 것이다.

a. 포함 기준

- 1 주 미만의 유아

- 관전(pre) 및 관후(post-ductal)에 동맥혈 샘플링 부위를 갖는 유아

- 기계적인 환기 보조 수단을 필요로 하는 유아

- Short, Clin. Perinatol. 14: 737-748, 1987의 기준에 의해 정의된 바와 같은 호흡부전.

- 전신 혈관확장제 및 /또는 버퍼(중탄산)를 주입받을 수 있는 유아

b. 배제 기준

- 모-태아 초음파 및 일수 조사로 임신 연령 37 주 미만으로 정의되는 조숙아

- 출생 체중 〈 2500 g

- 양수과소증, 선천성 횡경막 허니아, 선천성 척추외측만곡 또는 질식성 흉곽 디스트로피와 일치하는 특징들의 히스토리에 의해 제안된 바와 같은 폐형성부전.

- 흉부 튜브(chest tube)에도 불구하고 배기되지 않은 기흉.

- 저혈압증를 수반한 심낭기종 또는 기종격.

- 고정된 해부학적 심장 및 혈관 장애 (분리된 개방 동맥관 및 개방된 난원공 제외 )

활성 폐출혈 또는 혈소판 카운트 〈 50,600/㎣

- 연구 돌입 24 시간이내의 두개 초음파가 두개내 출혈의 증거제공

- 생후 24시간이내에 정맥 헤마토크리트≥70%로 정의되는 과정도.

- 병원성 유기체에 대한 양성 혈액 컬처에 의해 정의되는 패혈증.

- 부모 또는 법적 보호자로 부터 동의를 받지 못한 사람들.

연구방법 :

선발된 환자들을 반듯이 누운 자세로 유지하고 진정시키기 위해 8㎍/kg 펜타닐을 투여하고 근육이완을 위해 0.1mg/kg 판큐로내움 브로마이드를 투여할 것이다(이전의 시간에 그와 같이 처리되지 않았다면). 시술하는 소아과 마취전문의를 동행시켜 유아를 카테테를 삽입하는 방으로 옮겨, 거기서 국소 마취하에서 대퇴정맥을 통해 유량 지시 폐동맥 카테터를 경피에 삽입할 것이다. 카테터는 NO 흡입에 응한 폐고혈압증 및 혈관확장의 정도를 정확하게 평가하기 위해 직접적으로 폐동맥압을 측정할 것이다. Neonatal ICU로 복귀시, F_iO₂는 0.90으로 조정될 것이다. 환자를 모든 필요한 간호 및 의학적 조치가 종단된 후 20분간의 대조기 (control phase) 중에 평형화되도록 방치하였다. 이상에서 정의한 바와 같은 개선이 일어나지 않을 경우, 관후부 (post-ductal site)로 부터 혈액 샘플을 수득할 것이다. 이어서 계속적 흐름에 의해 질소내의 NO를 호흡써킷(breathing circut) 내에 넣을 것이다. 단방향 밸브(one way valve)는 산소가 NO 탱크로 역류하는 것을 방지할 것이다. 동일한 F_iO₂(0.90) 및 유량이 유지될 것이다. 흡기된 NO의 초기 농도는 20 ppm일 것이다. 개선은 P_aO₂＞ 100mm Hg 및 A-aDO₂＜ 570 mm Hg (관후 샘플)로 정의될 것이다. 아무런 변화가 나타나지 않으면 일정한 F_iO₂및 유량에서 흡입된 NO^A의 농도를 40 ppm 까지 상승시킬 것이다. 관후 동맥혈 기체(post-ductal arterial blood gas)를 다시 측정할 것이다. 만약 동일한 기준이 다시 충족되지 않는다면, NO 농도를 80ppm 으로 상승시키고 세 번째 동맥혈 기체를 샘플링할 것이다. 각 농도의 NO에 대한 호흡기간은 10분간 지속될 것이다.

치료기간이 종료되고 나서, 동맥혈 기체 분석을 위해 다시 혈액을 수득할 것이다. 메트헤모글로빈 및 헤모글로빈 농도 및 망상적 혈구 계수 분석을 위해 NO 노출 전후에 샘플을 취한다. 혈액 도말표본을 하인즈 소체의 증거에 대해 조사하였다. NO 호흡과 관련된 변화들을 평가하기 의하여 이것을 처리 후 24 시간 경과한 후에 반복할 것이다. 샘플링된 혈액의 총체적은 5 ml 미만일 것이다.

통계학적 방법론:

데이타는 상이한 그룹 크기의 반복 측정에 의해 변동의 분석으로 평가될 것이다. Winer, " Single factor experiments having repeated measures on the same elements", in Statistical Principles in Experimental Design, 2d Ed., NY, McGraw-Hill, (1971), pp. 261-308. 포스트 호크 테스트는 5% 수준의 Mann-Whitney U. Significance 에서 판단될 것이다.

C. 신생아의 지속성 폐고혈압증(PPHN)에 걸린 유아에 대한 NO 투여의 결과

첫번째 대상, 인도적 이용을 위해, 지속성 폐고혈압증 및 선천성 심장 질환에 걸린 유아에게 산화질소를 투여하였다. 장기간의 환기, 관전 동맥혈 샘플링 부위의 부재, 및 방실관 (artrial-ventricular (AV) canal)의 존재의 결과로, 환자는 위에서 언급한 PPHN 연구에 포함되지 않았다.

환자는 3225gm이었고 그의 심한 선천성 심장 질환 및 심한 저산소증 때문에 체외막 산소화 (extracorporeal membrance oxygenation: ECMO)에 의해 처리된 달이 차서 낳은 남자아이였다. 그는 ECMO를 중단하고 신생아 집중치료병동에서 삽관 및 환기되었다. 이어서 그는 그의 관후 펄스 산소 측정(post-ductal pulse oximetry (POX)치에 반영되는 바와 같이 진행성 저산소증으로 되었다. A-V관의 존재를 확인하고 어떤 긴급 심장 수술이 필요한지 여부를 결정하기 위해 카테터 삽입 실험실을 옮겨졌을 쯤에 그는 최고의 의학적 및 환기 생명 보조처리를 받았고 위험하게 저산소 상태로 유지되고 있었다. 이러한 상황하에서, 우리는 환자를 산화질소로 처리하는데 대하여 승낙을 받았다.

카테터 삽입 실험실에 도착했을 때, 환자는 심한 청색증을 나타내었다. 환자를 NO 투여전에 안정화시키기 위해 펜타닐, 산소, 환기증대, 및 정맥내 유체 환약에 의해 처리하였다. 표 2 에 나타낸 바와 같이, 카테터 삽입 결과 심한 폐고혈압증 및 A-V 관이 드러났다. 산소 또는 환기증대에 의한 치료로 보정하기 위하여 션트는 올바르지 않은 것으로 보였다.

우리는 혼합기로 들어가는 NO의 압력을 감소시키기 위해 조절기를 이용하였는데, 이 때문에 우리는 800 ppm NO/N₂및 100 % N₂공급의 상대적인 양으로 조정할 수 있었다. 환자를 순수한 산소로 처리하면서, 우리는 F_iO₂가 0.9가 될 때까지 호흡 써킷(breathing circuit)의 흡기써킷(inspiratory circuit)내로 유량 조절기를 통해 N₂의 유량을 증가시켰다. 그 효과는 표2에 나타내었다. 이것은 산화질소의 1:10 희석을 제공하였다. 이어서 우리는 0 내지 80ppm의 NO를 제공하기 위해 혼합기를 이용하여 N₂및 NO/NO₂의 상대적인 양을 조정하였다.

표2에 기술된 데이타는 NO에 대한 노출이 동맥 포화도, 펄스 산소측정치 및 산소의 동맥 부분압을 적당히 증가시키면서도 전신혈압에 대해서는 (" Mean Pressure Art ") 전혀 부작용을 일으키지 않는다는 것을 증명한다. 이것은 이 기간 중의 기체의 안정화 효과를 반영한다. 산화질소를 중단하고 중심 카테터를 제거한 후, 동맥 포화도 및 산소 기체 압력은 급강하하였다. RA 및 PA 값은 카테터가 제거되었기 때문에, 측정될 수 없었다. 환자를 소생시키기 위한 다른 시도들이 모두 실패했기 때문에, 아기의 상태를 개선시키기 위한 시도로 산화질소를 다시 시작하였다.

이것은 산소 포화도 및 혈액기체 압력을 개선시키는데 성공하였다. 환자로 부터 산화질소를 끊기 위한 시도에서, 다시 환자의 산소화 레벨은 위험할 정도로 낮은 수준으로 떨어졌다. 환자는 산화질소로 유지되었고 신생아 집중 치료 병동으로 복귀되었다.

집중치료병동에 있는 동안, 폐혈관을 확장시키기 위한 노력의 일환으로 환자에게 프로스타글란딘 EI을 주입하였다. 표준용량의 프로스타글란딘에도 불구하고, 산소포화도는 위험할 정도로 낮아졌다. [산화질소를 중단하면] 환자는 ECMO에 위치시킬 때까지 산화질소로 유지되었다. 이러한 시도는 폐고혈압증 및 선천성 심장 질환을 갖는 환자에 있어서 기체 교환을 개선하는 데 있어서의 산화질소의 효용을 입증해 주었다.

그 다음의 대상. PPHN에 걸린 두 명의 추가의 유아들을 NO 흡입에 의해 치료하였다. 둘 다 20-80 ppm NO 흡입에 대해 현저한 반응을 보였는데, 관전 산소화( preductal oxygenation ) 의 증가를 시현하였고 둘 다 오래 생존하였다. 유아들 중 한 명은 ECMO도 함께 회피될 정도로 NO 흡입에 의해 빠른 개선을 보였다.

D. 성인성 호흡곤란증후군에 걸린 성인에 대한 NO 투여의 결과.

첫번째 대상 환자는 흡인성 폐렴으로 인한 성인성호흡곤란증후군(ARDS) 으로 3주간 앓아온 42세의 여성이었다. 확산된 폐부종이 있었고 큰(30%)를 나타내었다. 21일간의 정맥정맥 체외막 산소공급기 서포트 ( 3 리터/분 혈류) 후에, 평균 PAP는 55mm Hg이었다.

흡입된 산화질소의 단기 효과를 정맥내 투여된 프로스타사이클린 (PGI₂; 5ng/kg/min)의 효과와 비교하였다. 평균 폐동맥압(PAP), 우심실 배출율(RVEF) 및 기체교환 변수를 측정하였다. RVEF는 열희석법에 의해 평가하였고, 기체 교환 변화는 다중 불활성 기체 배출 기술 (MIGET)을 이용하여 분석하였다. 두 가지 상이한 경우에 대해 MIGET 및 RVEF 데이타를 수득하였다. 환기장치 세팅은 유출입 체적6m/1kg 호흡률 14/min, F_iO₂0.4-0.48 그리고 5cm H₂O의 양종말호기압(PEEP: positive end expiratory pressure)이었다.

제 6 도 및 표 3 에 설명된 바와 같이, 흡입된 NO는 정맥내에 주입된 PGI₂가 그런 것과 마찬가지로 PAP를 낮추고 RVEF를 증가시켰지만, PGI₂와 대조적으로, NO는 P_aO₂를 증가시키고 좌우션트 및 V_D/V_T를 감소시켰다. 산소내 18ppm NO 의 흡입은 평균 PAP를 38-42 mm Hg 로 감소시켰고 (12-14 mm Hg 감소). PVR을 44% 정도 감소시켰으며, 웨지 압력은 일정하게 15 mm Hg 부근으로 유지하였고 심박출량은 7 리터/분 부근으로 변함없이 유지하였다. NO 농도를 36 ppm 까지 상승시키면 약간의 추가 혈관확장 (2-5 mm mg)이 유발되었다. 투여가 선택적으로 중단되었을 때 NO에 의한 기관지 확장은 약 1/2 시간동안 지속되었다. NO 흡입중에, 설퍼헥사플루 오리드에 의해 측정된는 38%부터 26%까지 (18 ppm NO) 및 33% (36 ppm NO)로 감소되었다. 흡입된 NO에 의해서 전신동맥압에는 아무런 변화도 나타나지 않았다 :를 57%로 증가시킨 전신 혈관확장제 PGI₂와 달리, 흡입된 NO는 환기된 폐부분의 맥관계를 우선적으로 확장시켰다. 이러한 시도는 심한 급성 폐손상 (ARDS)을 갖는 환자에 있어서 낮은 농도의 흡입된 NO (18-36 ppm)가 션트를 증가시키지 않고, 강력한 폐혈관확장제로 기능하는 선택적인 능력이 있음을 명백하게 입증해 준다.

그 다음의 대상. 9명의 추가의 환자들을 ARDS에 대해 28일 까지의 기간동안 NO 흡입법으로 치료하였다. 그들의 심한 호흡곤란증후군에도 불구하고 생존한 7명은, NO호흡 중에 현저한감소 및 PAP 감소를 나타내었다. 메트헤모글로빈농도상의 중요한 증가는 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 몇 주까지의 NO 흡입이 급성호흡부진에 대한 유망한 치료법이라는 것을 말해준다.

E. 정상(비-수축된)인 및 저산소증 수축된 폐를 갖는 사람들에 대한 NO 투여의 결과

10 분간 여러가지 기체 혼합물을 흡입한 5명의 깨어 있는 건강한 지원자 대상에서 40ppm NO 흡입의 효과를 연구하되, 6분에서 측정을 시작하였다. 표 4는 정상적인 (21% v/v) O₂농도를 갖는 공기를 호흡하여 그의 폐가 수축되지 않은 대상에서, NO는 폐 또는 전신 혈관 확장 효과를 갖지 않는다는 것을 보여준다.

대조적으로, 비교적 낮은 농도의 산소 (12% v/v )를 호흡한 대상은 PAP 및PVR이 상승된 저산소성증-유도 폐혈관수축을 시현하였는데, 이러한 영향은 흡입 기체 혼합물에 40 ppm NO를 첨가함으로써 완전하게 반전될 수 있었다.(표5)

2. 기도 평활근 확장

A. 방법

동물 준비

수컷 하트리종 기니 피그들 ( 300-440 g 체중 )을 α-클로랄로스 (50 mg/kg) 및 우레탄 (500 mg/kg)으로 마취시켰다(Drazen et al., J. Appl. Physiol. 48:613-618, 1980). 기관절개를 행하고 튜빙 어댑터(ID 1.65mm)로 삽관한 후 소형 동물 환기장치 (Harvard Apparatus, a division of Ealing Scientific, Natick, MA)를 이용하여 8ml/kg-및 60 호흡/분으로 환기시켰다. 약물을 정맥내로 투여하기 위해 경정맥에 캐뉼라를 삽입하였다. 폐가 대기압에 노출되도록 하기 위해 복측으로 늑골부분을 양쪽으로 절개하여 흉부를 개방하였다(Shore and Drazen, J. Appl. Physiol. 67:2504-2511, 1989).

이어서 양종물호기압(positive end expiratory pressure)는 3-4 cm H₂O로 확인되었다.

재료.

이어서 기니피그들을 체적변동기록계(Amdur and Mead, Am. J. Physiol. 192:363-368, 1958) 내에 넣고, 체적변동기록계를 등온으로 유지하기 위해 구리 메쉬를 구비하는 큰 저장기에 연결하였다. 체적변동기록계 압력은 시차 압력 변환기 (Celesco, Canogan Park, CA)로 측정되었다; 이러한 변환기의 반대쪽은 유사한 저장기에 연결되었다. 기도 개방시의 압력은 기관 캐뉼러에 있는 사이드 탭으로 부터측정하였다. 폐간 압력은 기도 개방 압력과 체적변동기록계 내부 압력 사이의 차이로 시차 압력 변환기 (Celesco)로 측정되었다. 유량은 체적(체적변동기록계 압력) 신호의 전기적 차이에 의해 수득되었다. 유출입 체적은 신체 체적변동 기록계로 압력 변화를 기록함으로써 측정되었다. 체적, 유량, 및 폐간 압력 (transpulmonary pressure) 신호를 스트립 챠트상에 기록하였다(General Scanning, Watertown, MA). 폐저항 및 동적 컴플라이언스(dynamic compliance)은 폰 니르가르드 및 위르쯔의 방법에 따라 컴퓨터 프로그램에 의해 계산되었다(Z. Klin. Med. 105: 35-50, 1927; Z. Klin. Med. 105:52-82, 1927).

이용된 장치 및 조건은 제 7 도에 도시하였다. 흡기된 기체는 Y피스 튜브에 의해 혼합되고 5 리터 기체 혼합물을 백내에 올바른 흡기 농도를 형성하기 위해 즉시 산화질소(NO)로 희석된 질소와 산소의 혼합물이었다. 0.30-0.32의 흡기 산소 농도 (F_iO₂)에서 목적하는 NO 농도를 수득하기 위해 체적 측정 유량계에 의해, N₂와 혼합된 다양한 양의 NO를 순수 N₂로 대체하였다. 총유입 기체 속도는 2.51/min으로 유지되었다.

이어서 기체 혼합물은 이산화질소를 배출하기 위해 90ml의 소다라임으로 채워진 3cm ID 튜브로 보내졌고 (Stavert and Lehnert, Inhal. Toxicol 2: 53-67, 1990 ), 이어서 환기 이전에 여과기를 통해 여과되었다. 환기 장치 유입 튜브 바로 다음에, 기체 혼합물 백이 거의 비어 있게 유지하고 계속적으로 새로운 기체를 환기써킷으로 보내도록 진공이 조절되었다. 환기장치로 부터의 호기 기체는 진공에의해 배출되고 양종말호기압(positive end expiratory pressure)가 3-4 cm H₂O로 유지되도록 설정되었다. NO는 순수 질소내 1.034 ppm NO의 혼합물 형태로 Air Products and Chemicals, Inc. (Allentown, Penn)으로 부터 수득되었다. 이산화질소 농도를 측정하고 상이한 농도의 NO 농도를 제공하도록 유량계를 조절하기 위해 소다라임 충전 튜브 전후 및 환기장치의 흡기밸브 직전(제 7도 참조) 에 화학발광 NOx 분석(Fontijin et al., Anal. Chem, 42: 575-579, 1970)을 행하였다.

프로토콜

24 마리의 기니피그들을 연구하였다. 세 종류의 연구를 세 개의 별개의 동물 그룹들에 대하여 행하였다.

그룹 A

9 마리의 기니피그들을 3 세트의 측정에 포함시켰다.

i. 정상 기관지 긴장(tone)에 대한 NO 효과. 유출입 체적(tidal volume), 폐저항 및 동작 컴플라이언스의 기준 측정 이후에, 기준 기관지 긴장에 대한 FIO₂0.30-0.32에서 6 내지 10분간 300ppm NO를 흡입한 효과를 평가하였다 (제8도).

ii. 메타콜린 주입 중의 간헐적인 NO 흡입의 도스-반응 연구. "기준 측정 이후에, 중간 정도의 기관지수축(기준 폐저항의 3-4배)에 도달하도록 하기 위해 동일한 기니피그들에게 2.5∼7.5㎍/kg/min의 속도로, 강력한 기관지 수축제인 메타콜린을 정맥내로 주입하였다. 안정기가 지난 후, 각 동물들을 일정한 FIO₂(0.30-0.32)에서 10분간 5, 10, 25, 50, 100 및 300ppm NO의 일련의 기체 혼합물들로 환기시켰다." 각 농도의 NO 노출 후, 기도 폐쇄 효과를 최소화하기 위해 폐는 최대한 팽창되었다. 10분간 10 및 50ppm NO에 두번째로 노출시키고, 각 기니피그들을 급성 내용력(acute tolerance)에 대해 조사하였다. 마지막 농도의 NO 환기 후에; 메타콜린 주입을 중단하고 도스-반응 연구를 위한 레퍼런스를 얻기 위해 폐 역학의 안정기 후에 측정하였다. 그런 후에만 폐는 총폐용(total lung capacity)적으로 팽창되어 안정한 새로운 기준치에 도달하였다(제 9도-12도 참조).

iii. 메타콜린 주입중의 1시간 NO 흡입에 대한 내용력 연구.

기관지 긴장을 3-4배 증가시키기 위해 기니피그들에게 메타콜린을 주입한 다음, FIO₂0.30-0.32에서 1시간 동안 동물들을 100ppm NO 기체 혼합물로 환기시켰다. 반복 기도 측정을 매 5분마다 그리고 NO 흡입 중단 후 5분 및 10분 후에 행하였다. 이어서 메타콜린 주입을 중단하고 폐 환기의 안정기 경과 후에 그리고 폐가 총폐용적으로 팽창한 후에 다시 한번 반복 측정을 행하였다. 외과수술시에 그리고 내용력 연구 후에 다시 메트헤모글로빈 농도를 측정하였다(Zwart et al., Clin. Chem. 27:1903-1907, 1981)(제 13도).

그룹 B

10 마리의 기니피그들을 2세트의 실험에 포함시켰다.

i. 80분간 메타콜린만의 주입에 대한 내용력 연구.

이러한 기관지수축 모델의 안정성을 평가하기 위해, 1시간 NO 흡입 연구에서와 같은 기관지수축 수준에 도달하도록 2.5-7.5 ㎍/kg/min의 속도로 기니피그들에게 메타콜린을 주입하였다(제 13도 참조). 동물들을 일정한 FIO₂(0.30-0.32)에서 산소/질소 기체 혼합물로 환기시켰다. 매 5분 마다 반복측정치를 구했다. 10분 및 70분에, NO 환기를 촉진하기 위해 유량계를 조절하였다. 이어서 메타콜린 주입을 중단하였다. 폐 역학의 안정기 후에 그리고 폐가 총폐용적 만큼 팽창한 후에 다시 한번 반복 측정치를 구하였다.

ii. cAMP 및 cGMP-의존성 메카니즘에 의한 기도 평활근 긴장의 공동-조절에 대한 연구.

기준 측정후, 기니피그들의 폐저항을 중간정도의 기관지수축으로 상승시키기 위해 5 마리의 기니피그들에게 메타콜린을 주입하였다. 일차로 테르부탈린 에어로졸을 받아들인 기니피그들을 10분후에 일정한 FIO₂(0.30∼0.32)를 유지하면서 6분간 100 ppm NO 흡입시켰다. 테르부탈린 에어로졸은 다음과 같이 부여되었다 : 4ml의 40 ㎍/ml 테르부탈린 용액을 분무기(Respigard II)의 저장기에 넣고 4 l/min 공기로 추진하였다. 분무기는 수톱콕을 통해 환기 써킷의 Y 피스 및 3∼4cm물에 침지된 튜브에 연결되었다. 분무시에는, 분무기 써킷이 기도에 연결되도록 환기 장치는 접속되지 않고 동일한 유출입 체적에서 테르부탈린의 20 분무 호흡(nebulized breath)이 주어진다. 이어서 환기장치는 다시 연결되고 분무기는 연결되지 않는다. 연구의 종반에, 메탈콜린 주입은 안정한 폐 역할이 회복될 때까지 중단되고, 이어서 최종 기준치에 도달하도록 폐는 폐 총용적까지 팽창된다. NO 및 테르부탈린 기간중에 매 2분마다 반복호흡 역학 측정치를 구하였다 (제 14도 및 제 15도).

그룹 C:

메타콜린 기관지 수축중의 S-니트로소-N-아세틸페니실아민(SNAP)의 연구.

SNAP는 Field et al., J. Chem. Soc. Chem. Comm. (1978), 249∼250에 기술된 방법에 따라 제조되어, 595nm에서 흡광도로 분석할 때 검출가능한 격하 없이 120일 까지 0℃에서 결정으로 보관되었다.

기준 호흡 측정치를 수득한 후에, 5 마리의 기니피그들을 그들의 폐저항을 중간정도의 기관지수축으로 상승시키기 위해 메타콜린을 주입하였다. 2분 경과후, 각 기니피그들에게 SNAP 에어로졸을 주었다. SNAP 에어로졸은 다음과 같이 부여되었다; 에탄올/물 혼합물에 용해된 200mM SNAP를 분무기(Respigard II)의 저장기에 넣고 4 ℓ/min 공기로 추진하였다. 분무기는 스톱콕을 통해 환기장치 써킷의 Y 피스 및 4cm 물에 침지된 튜브에 연결되었다. 분무시에, 분무기 써킷이 기도에 연결되도록 환기장치는 연결되지 않았고, 동일한 유출입 체적에서 20 분무 호흡이 부여되었다. 이어서 환기장치는 다시 연결되었고 분무기는 연결이 끊어졌다. 연구 종반 (15분)에, 안정한 폐 역학이 회복될 때 까지 메타콜린 주입은 중단되었다; 이어서 폐는 최종 기준치에 도달하기 위해 폐용적 까지 팽창되었다. 매 2분마다 반복 호흡역학 측정을 행하였다(제 16도).

B. 결과

산화질소-함유 기체 혼합물의 흡입은 폐저항의 지속적이고 신속하며 큰 감소를 초래하였고 폐 컴플라이언스를 증가시켰다(제 9도-제 12도). 확장의 개시는 신속하였는데, 흡입후 수초 이내에 시작되었다. 산화질소 흡입은 메타콜린 흡입에 의해 유발된 심한 기관지수축을 반전시켰을 뿐만 아니라, 메타콜린이 주입되지 않은 마취된 기니피그의 기준 기관지운동 긴장을 감소시켰다(제 8도). 산화질소 흡입은, 비록 100 또는 300ppm NO에서 더 크고 더 빠른 기도저항의 감소가 수득되기는 했지만, 매우 낮은 도스(5ppm)에서 기관지확장을 일으켰다(제 10, 11 및 12도). 메타콜린 기관지수축의 완전한 반전은 300ppm NO에서 일어났다. 100ppm NO의 호흡은 1시간 동안 효과적이고 안정하게 기도 저항을 감소시켰기 때문에, NO 호흡에 의해 내용력(tolerance)은 생기지 않았다(제 13도). 메트헤모글로빈 농도는 100ppm NO 호흡 1시간 후에 5% 미만으로 유지 되었다. 메타콜린 주입에 의한 기도 수축 형성의 이러한 모델은 1시간 까지 기도저항의 레벨을 안정하게 증가시켰고(제 13도 참조), 기관지확장제로서의 NO의 효능에 관한 상술한 연구의 신뢰성 및 재현성을 확립하였다.

메타콜린 주입 중에, NO의 기관지확장 효과는 일반적으로 분무되는 기관지확장에, β₂길항약, 테르부탈린 흡입의 효과에 부가되었다(제 14도). 우리는 이러한 부가적인 기관지확장 효과가 NO 기체가 테르부탈린 전에 (제 14도) 투여되든 혹은 후에 (제 15도) 투여되든 간에 일어난다는 것을 관찰하였다. 산화질소 공여 분자인, SNAP는 5 마리의 메타콜린-기관지수축된 기니피그들의 기도내에 20 호흡 동안 분무되었다. 각 동물에서 폐저항의 즉각적이고 현저한 감소가 일어났고, 이것은 약 15분간 지속되었다(제 16도). 따라서, NO 공여 화합물의 흡입도 기관지확장을 일으킬 수 있다.

3. PDE억제제에 의한 흡입 NO 작용의 연장

산화질소(NO) 및 내피 유래 이완인자(EDRF)는 산화질소 신타제(NOS)에 의해 L-아르기닌으로 부터 일단 내피세포로 부터 유래되면, NO는 가용성 구아닐레이트 싸이클라제를 활성화하여 인접한 평활근 세포내의 구아노신-3',5' 싸이클릭 모노포스페이트(cGMP)의 농도를 증가시켜 혈관이완을 초래하는 것으로 제안되어 있다. (Ignarro, Ann, Rev. Pharmacol. Toxicol. 30:535-60, 1990; Ignarro, Circ. Res. 65:1-21, 1989; Johns, J. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 5:69-79, 1991; Johns, (editorial) Anesthesiology 75:927-931, 1991; Ignarro, Biochem. Pharmacol. 41:485-490, 1991: Moncada et al., Pharmacol. Reviews 43:109-142, 1991). 자프리나스트^TM(M & B 22948; 2-o-프로폭시페닐-8-아자퓨린-6-원, Rhone-Poulenc Rorer, Dagenham Essex, UK)는 분리된 혈관 고리내의 혈관평활근세포의 아데노신-3' ,5' -싸이크릭 모노포스페이트(cMPA)의 분해시 최소의 효과로(GMP의 가수분해를 선택적으로 억제한다. (Trapani etal, J. Pharmacol. Exp. Ther. 258:269-274,1991; Harris et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 249:394-400, 1989; Lugnier et al., Biochem. Pharmacol. 35(10):1743-1751, 1986; Souness et al., Br. J. Pharmacol. 98:725-734, 1989). 따라서 그것은 동물에서 흡입된 NO의 약제학적 효과 연장을 위한 모델 PDE 억제제로 시험되었다.

재료 및 방법

본 조사는 보스톤 소재의 메사츄세츠 종합병원의 동물 치료 연구 분과위원써킷 부터 승인을 받았다.

동물 준비

20∼25kg의 9 마리의 서포크 새끼양들을 산소내 할로탄을 흡입시켜 마취하였다. 이들의 기관에 삽관하여 이들의 폐를 큰 동물 환기장치(Harvard Apparatus, Natick, MA)를 이용하여 15 호흡/분 및 15ml/kg 유출입 체적으로 기계적으로 환기하였다. 8F 도입기 (Cordis, Miami, FL)를 통해 우측 외부 경정맥을 통해 7F 열희석 폐동맥 카테터(Edwards Lab, Santa AnnA, CA)를 도입하였다. 지속적인 동맥압 모니터링 및 동맥혈 샘플링을 위해 대동맥 쪽으로 30cm 들어가게 대퇴동맥에 폴리비닐클로라이드 카테터(2mm ID)를 삽입하였다. 기관 절개를 행하여 자발적인 환기가 이루어지도록 8.0mm ID 커프 기관절개튜브(Portex, Keene, NH)를 삽입하였다. 연구는 이하의 배제 기준이 발생하지 않았을 때 마취로 부터 깨어난 후 3시간 뒤에 시작하였다: 말초 백혈구 카운트 4,000 미만 또는 12,000/㎥ 초과, 평균 PAP 20 mmHg 초과, 또는 코어 온도 40.1℃ 초과. 새끼양들을 먹이 및 물을 먹을 수 있도록 하여 바브라함 케이지내에 수용하였다.

혈류동태 측정

전신동맥압(SAP). 폐동맥압(PAP). 및 중심정맥압 (CVP)를 연속적으로 측정하고 중흉부 수준으로 0점 보정된 검도 압력 변환기 (calibrated pressure transducers) (Cobe Laboratories, Lakewood, CO)를 이용하여 간헐적으로 폐동맥 웨지 압력(PCWP)을 측정하였고, 열 챠트 기록기(Western Graphtec, Inc., Marck 10-1, Irvine, CA)를 이용하여 계속적으로 기록하였다. 5ml 0℃ 링거 락테이트를주입한 후 2개의 측정치의 평균으로 열희석 심박출량(CO)을 측정하였다. 폐혈관 저항(PVR) 및 전신혈관 저항(SVR)을 표준 식에 의해 계산하였다. U46619-유도 폐고혈압증의 기준 레벨로 부터의 평균 PAP의 변화(△PAP)는 기존 레벨 폐고혈압증으로 부터 NO 흡입중의 평균 PAP를 감산함으로써 계산되었다. 흡입된 NO에 대한 혈관확장 반응의 지속기간은 NO 흡입 중단으로 부터 평균 PAP가 그의 흡입전 기준치까지 복귀될 때까지 경과된 시간 측정에 의해 측정되었고, 우리는 반응의 반감기(t1/2)로 표현하였다.

NO 배송 및 측정

연구중에, 호기 기체와 흡기 기체를 분리하기 위해 기관절개를 5 리터 저장기 백과 양방향 비-호흡 밸브(Hans Rudolph, Inc, Kansas City, Mo)로 구성되는 써킷에 연결시켰다. 호기 기체는 배출시켜 버렸다. 산화질소 기체(800ppm in N₂, Arico, Riverton, NJ)를 저장기 백 직전의 호흡 써킷의 흡기 림(limb)내에 도입시켰다. FIO2는 NO-함유 기체들의 혼합된 후에 저장기 백에서 먼 곳에서 측정되었다(oxygen meter 제 5590, Hudson, Temecula, Calif.). NO 농도는 단방향 밸브의 흡기 측면에서 화학발광 (model 14A, Thermo Environmental Instruments, Inc., Franklin, Ma: Fontijin et al., Anal. Chem. 42:575-579,1970)에 의해 계속적으로 측정되었다. 화학발광 분석기로 부터 배출된 기체는 물론 호기된 기체는 실험실 중앙 진공 시스템에 의해 음의 대기압으로 유지된 벤츄럴 발산 트랩을 이용하여 배출되었다. 화학발광에 의해 간헐적으로 측정된 주위 NO/NO₂는 실험중에 증가되지 않았다.

혈장 cGMP 농도의 측정

cGMP 농도는 하퍼 및 브루커의 방법론(Harper et al., J. Cyclic Nucleotide Res. 1:207-218, 1975)에 따라¹²⁵I-방사선면역측정법(Biomedical Technologies, Inc., Stoughton, Mass.)을 이용하여 측정되었다. 간단히, 50 mM 이소부틸메틸크산틴(IBMX) 10μl를 1ml의 구연산염화 혈액에 첨가하고 혼합물을 0℃에서 10분간 2500×g로 원심분리하였다. 상청액을 아세테이트 버퍼로 희석하고 아세트산 무수물 및 트리에틸아민 혼합물로 아세틸화하였다. 이어서, 시료내의 cGMP농도를 특정한 항체에 대한 시료와 기지의 양의¹²⁵I-cGMP의 경쟁적 결합에 기초하여 측정하였다. 모든 측정은 2회 측정하였고 분석내 및 분석간 질은 기지의 양의 cGMP를 측정함으로써 조절되었다. 혈액 시료중 cGMP농도는 피코몰 cGMP/ml혈장으로 표현하였다.

프로토콜

A. 자프리나스르를 주입하거나 하지 않고 U46619 주입 중의 간헐적인 NO 흡입의 도스반응 연구. F1O₂0.6-0.7에서 자발적으로 호흡하는 동안에 여섯 마리의 새끼양들을 연구하였다. 기준 측정 이후에, 강력한 폐혈관수축제인 트롬복산(5Z=9α, 13E, 15S)-11, 9, -(에폭시메타노)프로스타-5, 13- 디엔-1-오익 애시드의 안정한 엔도퍼옥사이드 유사체(U46619, Upjohn and Cayman Chemical)를 외부 경정맥 카테터를 통해 주입하였다. 주입속도(0.5-1.0㎍-kg^-1mn^-1)를 30mmHg의 평균 PAP가 달성되도록 적정하였다. 고정 상태 폐고혈압 및 혈류동태 측정 10분 경과후에, 6 마리의 새끼양들 각각은 6분간 무작위의 순서로 5, 10 및 20 ppm NO의 일련의 NO/산소 혼합물을 호흡하였다. 각각의 NO 노출에 이어 평균 PAP가 이전의 기준 고혈압 값으로 복귀될 때 까지 NO 없이 호흡하는 기간이 이어졌다. 혈류동태 측정은 NO 흡입중에 3분 및 6분에 기록되었고 NO 흡입 중단후 매 3분마다 반복되었다. 혈장 cGMP 농도를 측정하기 위해 연구중에 매 6분마다 동맥 혈액시료를 채취하였다. 이어서 U46619 주입을 중지하고 새끼양들을 회복되도록 놓아 두었다. 30분의 회복기간이 경과된 후 기준 측정 반복후에, 로딩도스의 자프리나스트(5분에 걸쳐 2mg-kg^-1)를 투여한 다음 자프리나스트를 주입하였다 (0.1mg-kg^-1min^-1). 20분 경과후, U46619를 정맥내에 주입하여 다시 폐고혈압을 유발하였다. 일단고정상태 폐고혈압이 확립되고나서는, 두 약물의 주입속도를 연구가 끝날 때까지 일정하게 유지하였다. 자프리나스트 주입중에 동일한 정도의 폐고혈압증을 달성하는데 요구되는 U46619의 도스(1.1-3.6㎍-kg^-1min^-1)는 자프리나스트가 없는 경우 보다 많았다.

고정 상태로 10분이 경과된 후 혈류동태 측정을 반복하고나서, 상술한 대로 새끼양들을 NO 호흡시켰다. NO 흡입 순서는 자프리나스트 주입 이전 및 그도중이 같았다. 이러한 무작위화의 목적은 자프리나스트의 농도 변화 가능성의 효과를 배제하는 것이었다. 혈류동태 변수는 연구기간 내내 매 3분마다 측정되었다. cGMP의 혈장농도는 NO 흡입중 3분 및 6분에 그리고 회복기간중 6분마다 측정하였다.

B. 자프리나스트를 주입하거나 주입하지 않고 NO 흡입중의 혈장 cGMP 농도의폐간차이. NO 흡입중에 폐에서 생성되어 폐정맥혈로 방출되는 cGMP의 양을 측정하기 위하여 두 마리의 추가의 새끼양들에 대해 연구하였다. 새끼양들에게 U46619를 주입하여 안정한 폐골혈압증을 일으킨후 증가순으로 (0.1, 1.0, 5.0, 10 및 20 ppm NO/산소 혼합물을 제공하였다. 프로토콜 A에서 20 ppm의 NO 흡입의 경우에만 cGMP의 혈장농도의 현저한 증가가 발견되었기 때문에, 이러한 순서는 혈장 cGMP의 축적을 방지하기 위하여 채택된 것이다. 자프리나스트 주입중에 같은 순서로 NO 흡입이 반복되었다. 폐동맥 및 대동맥 혈액 샘플을 각각의 NO 흡입중에 그리고 기준 폐고혈압증중 다음번 NO 흡입 3분전에 채취하였다.

C. 간헐적인 NO 흡입의 데모. 또 한 마리의 추가의 새끼양에서, U46619-유도 폐고혈압 중에 자프리나스트를 포함하거나 포함하지 않는 간헐적인 NO 흡입의 효과를 연구하였다. U46619 주입에 의해 안정한 기준 폐고혈압증이 유발된 후에, 새끼양들은 4분간의 기간 동안 40ppm NO를 흡입하였다. 이어서 U46619주입은 중단되었다. 30분간의 회복 기간 경과후, 상술한 대로 자프리나스트를 투입하고 U46619 주입에 의해 다시 폐고혈압증을 유발하였다. 4분간 NO(40ppm)를 흡입시켰다. 이이서 4분 노출을 반복하였는데, 각 시점에서 △PAP는 50% 감소하였다.

화학약품

자프리나스트(2-o-프로폭시페닐-8-아자퓨린-6-원)는 Rhone-Poulenc Roler (Dagenham, Essex, UK)로 부터 관대하게 증정되었다. 자프리나스트의 스톡 용액을 0.05N NaOH내에 준비하였다. 이러한 스톡을 사용 직전에 최종농도가 8mg-m^-1가 되도록 링거 락테이트로 희석 하였다. 연구 직전에, 5mg의 U46619를 50ml의 링거 락테이트에 용해시켰다.

데이타 분석

평균 PAP 및 PVR의 변화는 안정한 기준 폐고혈압증 값과 각각의 NO 흡입중에 기록된 최저치 사이의 차이로 표현된다. 혈관확장 반응의 반감기는 각각의 NO 흡입 종결 시점에서 부터 NO 흡입 중에 기록된 최저 평균 PAP값과 기준 폐고혈압증 값 사이의 중간 값으로 평균 PAP가 복귀될 때 까지 경과된 시간을 측정함으로써 결정되었다. 모든 데이타는 평균±SE로 표현된다. 데이타들을 반복 측정에 의해 쌍으로 된 t-테스트 또는 분산의 분석(ANOVA)을 이용하여 분석되었다. P<0.05는 통계학적 유의 수준으로 이용되었다.

결과

A. 자프리나스트를 포함하거나 포함하지 않는 U46619 흡입 중의 간헐적인 NO 흡입의 도스반응 연구.

NO 흡입 중의 평균 PAP 변화(△PAP)는 제 19도에 도시하였다. 모든 도스 레벨에서, 자프리나스트를 포함하거나 포함하지 않는 NO 흡입 사이에 차이가 없었다. 흡입된 산화질소에 의한 혈관확장 반응의 지속시간(t1/2)은 모든 NO 도스에서 자프리나스트 주입에 의해 증가되었다.(제 1B도). 자프리나스트를 포함하거나 포함하지 않는 NO 흡입 사이에 SVR 또는 CO 사이에 현저한 차이는 없었다 (표 6). 대조군과 비교해 보면, PVR은 자프리나스트에 의해 약간 감소되었지만, 이러한 변화는 통계학적으로 유의할 만한 것은 되지 못했다(표 6). 이것은 아마도 자프리나스트 주입에 의해 CO가 약간 증가한데서 기인할 것인데(표 6), 왜냐하면 평균 PAP는 자프리나스트에 의해 감소되지 않았고 PCWP는 내내 안정했기 때문이다(데이타는 도시하지 않았음).

표6. 자프리나스트를 포함하거나 포함하지 않는 NO 흡입중의전신혈관저항(SVR), 폐혈관저항(PVR)및 심박출량(CO). PHTN : 폐고혈압증, 수치들은 평균±SE이다.

자프리나스트와 함께 또는 자프리나스트 없이 NO 흡입 중의 동맥 혈장 cGMP 농도는 제 20도에 나타내었다. 자프리나스트 주입은 그 자체만으로 혈장 cGMP 농도를 증가시키지 않았다. 그러나 자프리나스트 주입이 NO 흡입과 연계될 때, 혈장 cGMP 농도는 각각의 NO 농도에서 증가 되었다. 산화질소 흡입은 자프리나스트 주입 중에는 모든 NO 농도에서 혈장 cGMP 농도를 증가시켰지만, 자프리니스트 주입이 없는 경우에는 단지 20ppm NO만이 현저한 증가를 유발하였다. U46619 주입은 그 자체만으로는 혈장 cGMP 농도를 현저하게 변화시키지 않았다.

b. 자프리나스트를 포함하거나 포함하지 않는 NO 흡입 중의 혈장 cGMP 농도의 폐간 차이.

두 동물에서의 cGMP 농도의 폐간 차이를 제 21도에 도시하였다. cGMP 농도의 폐간 차이는 모든 NO 흡입농도에서 자프리나스트 주입에 의해 영향을 받지 않았다.

흡입된 산화질소의 최대 폐혈관확장 효과는 흡입 개시후 2분 이내에 일어나고 흡입 중단 후 2-3분이내에 사라진다(제 22도). 적혈구 세포내에 있는 헤모글로빈과의 신속한 결합은 폐혈관상에 대한 혈관확장을 제한 함으로써 흡입된 NO를 불활성화한다(Rimar et al., Circulation 88: 2884-2887, 1993). 이러한 선택성이 흡입된 NO의 독특한 특색이기는 하지만, 대부분의 폐고혈압증 환자들이 지속적인 치료법을 필요로 하기 때문에 단기간의 작용 기간은 약점이 될 수 있다. 고농도의 NO 및 NO2를 포함하는 기체 혼합물의 흡입은 폐부종 및 현저한 메트헤모글로빈혈증과함께 심각한 급성 폐 손상을 유발한다(Clutton-Brock, Br. J. Anaesth. 39: 345-350,1969). 쥐에서 급성 및 만성 노출에 대한 저농도(<100ppm)의 NO 독성에 대해서는 약간의 증거가 있지만, 사람의 경우에 장기 노출에 관한 입수가능한 데이타는 거의 없다. NO는 산소중에서 빠르게 NO₂로 산화되고, NO₂의 독성효과 (타입II 뉴모사이트 과형성, 및 피브린 축적과 같은 세포 독성 면역반응, 폐포내 다핵형성세포 및 대식세포)도 염려되는데, 특히 장기간 노출의 경우에 그러하다. 아마 NO의 혈관확장 효과를 강화하고/하거나 연장시키는 약리학적-제제가 장기 노출중에 NO 독성의 위험을 최소화할 수 있을 것이다.

현재의 연구에서, cGMP-특이성 PDE 억제제인, 자프리나스트의 부수적인 정맥내 투여에 의해 흡입된 NO의 폐혈관확장 효과가 폐 선택성에 변화를 초래하지 않고도 연장될 수 있다는 사실이 증명되었다. 자프리나스트 주입 중에, 폐혈관확장은 4분간의 NO 흡입에 의해 일어나고 NO 흡입 중단후 15-30분간 지속된다(제 22도). 이러한 상황하에서 NO의 간헐적인 흡입은 장기간 동안 폐동맥 고혈압증을 약화시킬 수 있다(제 22도).

심근, 혈관 평활근, 간 폐 및 혈소판을 포함하는 여러 조직에서 싸이클릭 뉴클레오티드 포스포디에스테라제의 복수의 분자형태들이 확인되었다. (Lugnier et al., Biochem. Pharmacol. 35(10):1743-1751, 1986; Souness et al., Br. J. Pharmacol. 98:725-734, 1989; Silver et al., 150:85-94, 1988; Weishaar et al, Biochem. Pharmacol. 35:787-800, 1986). 포유동물의 혈관 평활근에서, 세가지 서로 다른 형태의 PDE가 확인되었다: cGMP에 대한 기질 특이성을 시현하는 Ca⁺²/칼모듈린 무반응성 아이소폼, cCMP 및 cAMP 양자를 가수분해하는 Ca⁺²/칼모듈린 민감성 아이소폼[Ca⁺²PDE), cAMP-특이성 아이소폼[ccAMP PED) (Lugnier et al., Biochem. Pharmacol. 35(10):1743-1751, 1986; Souness et al., Br. J. Pharmacol. 98:725-734, 1989). 쟈프리나스트는 cGMP PDE를 선택적으로 억제함으로써 세포내 cGMP 농도를 도스-의존적으로 증가시키는 것으로 증명되었다. (Lugnier et al., Biochem. Pharmacol. 35(10):1743-1751, 1986; Souness et al., Br. J. Pharmacol. 98:725-734, 1989).

내피가 그대로 있는 쥐 대동맥의 자프리나스트-유도 이완은 메틸렌 블루 구아닐레이트 싸이클라제 억제제 또는 대동맥의 표피박락에 의해 크게 감소된다(Souness et al., Br. J. Pharmaco. 98:725-734, 1989). 이러한 결과는 자프리나스트 유도 혈관이완이 cGMP PDE 억제 및 기초 EDRF/NO 방출에 의해 생성된 cGMP의 그 결과 축적에 의존한다는 것을 말해준다.

본 발명의 다른 실시양태들은 이하의 청구범위내에 포괄된다.

Claims

산화 질소 또는 산화 질소 방출 화합물(nitric oxide-releasing compound)과 함께 투여시 포유 동물의 기관지 수축 또는 폐혈관수축을 치료 또는 예방하는 조성물로서, 상기 조성물이 치료 유효량의 포스포디에스테라제 억제제를 포함하는 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 조성물이 구강, 정맥내, 근육내, 피하 또는 복강내의 경로를 통하여 투여되는 데에 적합한 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 조성물이 흡입 방식(inhalation)으로 투여되는 데에 적합한 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제가 cGMP-특이적 포스포디에스테라제에 대하여 선택적인 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제가 2-0-프로폭시페닐-8-아자류린-6-원; 1-시클로펜틸-3-메틸-6-(4-피리딜)피라졸로[3,4-d]피리미딘-4-(5H)-원; (+)-6a,7,8,9,9a,10,11,11a-옥타히드로-2,5-디메틸-3H펜탈렌(6a,1,4,5)이미다조[2,1-b]퓨린-4(5H)-원; 2-페닐-8-에톡시시클로헵트이미다졸; 및 소디움 1-[6-클로로-4-(3,4-메틸렌디옥시벤질)-아미노퀴나졸린-2-y]피페리딘-4-카르복실레이트 세스퀴하이드레이트로 구성된 그룹으로부터 선택된 조성물.
포스포디에스테라제 억제제와 함께 투여시 포유 동물의 기관지 수축 또는 폐혈관수축을 치료 또는 예방하는 조성물로서, 상기 조성물이 치료 유효량의 산화 질소 또는 산화 질소 방출 화합물(nitric oxide releasing compound)을 포함하는 조성물.
제 6항에 있어서, 상기 조성물이 흡입 방식(inhalation)으로 투여되는 데에 적합한 조성물.
포스포디에스테라제 억제제 및 산화 질소 또는 산화 질소 방출 화합물(nitric oxide-releasing compound)을 포함하는 약제 조성물.
제 8항에 있어서, 상기 조성물이 추진제(propellant)를 추가로 포함하는 조성물.
제 9항에 있어서, 상기 추진제(propellant)가 산화 질소를 함유하는 조성물.
제 8항에 있어서, 상기 조성물이 흡입 방식(inhalation)으로 투여되는 데에적합한 조성물.
제 8항에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제가 cGMP-특이적 포스포디에스테라제에 대하여 선택적인 조성물.
제 8항에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제가 2-0-프로폭시페닐-8-아자퓨린-6-원; 1-시클로펜틸-3-메틸-6-(4-피리딜)피라졸로[3,4-d]피리미딘-4-(5H)-원; (+) (+)6a,7,8,9,9a,10,11,11a-옥타히드로-2,5-디메틸-3H펜탈렌(6a,1,4,5)이미다조[2,1-b]퓨린-4(5H)-원; 및 2-페닐-8-에톡시시클로헵트이미다졸; 및 소디움 1-[6-클로로-4-(3,4-에틸렌디옥시벤질)-아미노퀴나졸린-2-y]피페리딘-4-카르복실레이트 세스퀴하이드레이트로 구성된 그룹으로부터 선택된 조성물.
(a) 포스포디에스테라제 억제제를 포함하는 쳄버, 및 (b) 상기 쳄버와 상통해 있는 루멘을 한정하는 하우징; 및 적어도 0.1 ppm 산화질소를 포함하는 가압기체를 포함하고, 상기 기체를 상기 방출 기체내에 현탁시키는 용기를 포함하며; 상기 루멘이 상기 방출 기체를 환자의 호흡계내로 보내기 위해 배치된 흡입장치.
제 14항에 있어서, 상기 억제제가 cGMP 포스포디에스테라제에 대하여 선택적인 흡입 장치.
제 15항에 있어서, 상기 억제제가 2-0-프로폭시페닐-8-아자퓨린-6-원인 흡입 장치.
제 14항에 있어서, 상기 용기가 상기 기체를 상기 쳄버로 통과시켜 상기 루멘으로 조절가능하도록 방출시키는 메카니즘을 추가로 갖는 흡입 장치.
압축 또는 액화 추진제 기체 중에 현탁된 포스포디에스테라제 억제제 화합물을 포함하는 용기; (a) 그 위에 상기 용기가 탑재되는 포트 및 (b) 상기 포트와 상통하는 루멘을 한정하는 하우징; 및 상기 추진제를 상기 용기로 부터 상기 루멘내로 조절가능하도록 방출하여, 상기 현탁된 화합물을 상기 용기로 부터 상기 루멘내에 방출하는 메카니즘을 포함하고; 상기 루멘이 상기 방출된 추진제에 현탁되어 있는 상기 화합물을 사람의 호흡계로 보내기 위해 배치된 장치.
제 18항에 있어서, 상기 화합물이 분말형인 흡입 장치.
제 18항에 있어서, 상기 화합물이 생물학적으로 융화 가능한 액체 담체 내에 용해되어 있거나 또는 현탁되어 있는 흡입 장치.
압축 또는 액화된 추진제 기체를 포함하는 용기; (a) 포스포디에스테라제 억제제 화합물을 포함하는 쳄버 및 (b) 상기 쳄버와 상통하는 루멘을 한정하는 하우징; 상기 기체를 상기 용기로 부터 상기 쳄버내로 조절가능하도록 방출하여, 상기 화합물을 상기 기체중에 현탁시키는 메카니즘을 구비하며; 상기 루멘이 상기 화합물을 사람의 호흡계로 보내기 위해 배치된 장치.
제 21항에 있어서, 상기 기체가 산화 질소 기체를 포함하는 흡입 장치.
산화 질소 또는 산화 질소 방출 화합물(nitric oxide-releasing compound)을 포함하는 치료 유효량의 가압 기체를 함유하는 제 1 용기; 및

치료 유효량의 포스포디에스테라제 억제제를 함유하는 제 2 용기를 포함하는 제품.
제 23항에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제가 cGMP-특이적 포스포디에스테라제에 대하여 선택적인 제품.
제 23항에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제가 2-0-프로폭시페닐-8-아자퓨린-8-원; 1-시클로펜틸-3-메틸-6-(4-피리딜)피라졸로[3,4,-d]피리미딘-4-(5H)-원; (+)-6a, 7,8,9,9a,10,11,11a-옥타히드로-2,5-디메틸-3H펜탈렌(6a,1,4,5)이미다조[2,1-b]퓨린-4(5H)-원; 2-페닐-8-에톡시시클로헵트이미다졸; 및 소디움 1-[6-클로로-4-(3,4-메틸렌디옥시벤질)-아미노퀴나졸린-2-y]피페리딘-4-카르복실레이트 세스퀴하이드레이트로 구성된 그룹으로부터 선택된 제품.
제 1항에 있어서, 상기 포유동물이 폐렴, 외상성 부상, 흡인 또는 흡입 손상, 폐에서의 지방색전증, 아시도시스, 폐의 염증, 성인성 호흡곤란증후군, 급성 고산병, 심장수술후의 급성 폐고혈압증, 신생아의 지속성 폐고혈압증, 분만시 흡인 증후군(perinatal aspiration syndrome), 초자막 질환(hyaline membrane disease), 급성 폐혈전색전증, 급성 폐부종, 헤파린-프로타민 반응, 패혈증, 저산소증, 및 천식 지속상태(status asthmaticus)로 구성된 그룹으로부터 선택된 이환상태(clinical condition)를 앓고 있거나 또는 그러한 이환상태가 발병할 우려가 있는 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 포유동물이 천식을 앓고 있거나 또는 천식이 발병할 우려가 있는 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 포유동물이 만성 폐고혈압증, 기관지폐형성장애, 만성 폐혈전색전증, 특발성 폐고혈압증, 및 만성 저산소증으로 구성된 그룹으로부터 선택된 이환상태를 앓고 있거나 또는 그러한 이환상태가 발병할 우려가 있는 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 포유동물이 가역성 폐혈관수축을 앓고 있거나 또는 가역성 폐혈관수축이 발병할 우려가 있는 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 포유동물이 폐렴, 외상성 부상, 흡인 또는 흡입 손상, 폐에서의 지방색전증, 아시도시스, 폐의 염증, 성인성 호흡곤란증후군, 급성 고산병, 심장수술후의 급성 폐고혈압증, 신생아의 지속성 폐고혈압증, 분만시 흡인 증후군(perinatal aspiration syndrome), 초자막 질환(hyaline membrane disease), 급성 페혈전색전증, 급성 폐부종, 헤파린-프로타민 반응, 패혈증, 저산소증, 및 천식 지속상태(status asthmaticus)로 구성된 그룹으로부터 선택된 이환상태(clinical condition)를 앓고 있거나 또는 그러한 이환상태가 발병할 우려가 있는 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 포유동물이 천식을 앓고 있거나 또는 천식이 발병할 우려가 있는 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 포유동물이 만성 폐고혈압증, 기관지폐형성장애, 만성 폐혈전색전증, 특발성 폐고혈압증, 및 만성 저산소증으로 구성된 그룹으로부터 선택된 이환상태를 앓고 있거나 또는 그러한 이환상태가 발병할 우려가 있는 조성물.
제 6항에 있어서, 상기 포유동물이 가역성 폐혈관수축을 앓고 있거나 또는 가역성 폐혈관수축이 발병할 우려가 있는 조성물.