KR101378484B1 - 알부민 결합성 약물의 안전성 및 효능을 증가시키는 방법및 조성물 - Google Patents

알부민 결합성 약물의 안전성 및 효능을 증가시키는 방법및 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일반적으로 항암제, 항감염제 또는 항고혈압제와 같은 알부민 결합성 약물, 또는 그외 수많은 증상에 대한 안정성 및 효능을 증가시키는 방법을 제공한다. 바람직한 방법으로, 본 발명은 약물의 안전성 및 효능을 증가시키기 위해 알부민 결합성 약물과 경쟁적으로 IB 결합부위에 결합할 수 있으며 인간에서 허용성이 높은 화합물의 공동-투여에 의해, 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 결합하는 약물을 조절한다. 본 발명은 타겟화된 약물과 경쟁하기에 충분한 함량으로 허용성이 높은 화합물을 투여함으로써, 상기 약물을 그 효능을 유지 또는 배가시키면서 매우 낮은 투여량으로 투여할 수 있다는 점에 있어 유용하다. 또한, 본 발명은 허용성이 높은 화합물과 알부민 결합성 약물의 조합을 포함하는 조성물을 제공한다.

Description

알부민 결합성 약물의 안전성 및 효능을 증가시키는 방법 및 조성물{METHODS AND COMPOSITIONS FOR INCREASING THE SAFETY AND EFFICACY OF ALBUMIN-BINDING DRUGS}
본 발명은 2005년 3월 2일자 미국 가출원 제 60/657,427호에 기초한 우선권을 주장하며, 이는 원용에 의해 본원에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 항암제, 항감염제 또는 항고혈압제로서 사용되는 약물과 같은 알부민 결합성 약물의 안정성 및 효능을 증가시키는 방법과, 보다 상세하게는, 약물의 안전성 및 원하는 효과에 대한 효능을 증가시키기 위하여, Salus™ 화합물, 즉 인간 혈청 알부민 결합성 화합물의 IB 결합부위에 대하여 알부민 결합성 약물과 경쟁적으로 결합하는 화합물을, 알부민 결합성 약물과 함께 이용하는 방법에 관한 것이다. IB 결합부위에 대하여 알부민 결합성 약물과 경쟁적으로 결합하는데 유용한 함량으로 Salus™ 화합물을 투여함으로써, 상기 약물의 효능은 실질적으로 증가될 것이며, 또한 약물은 훨씬 감소된 투여량으로도 유효할 것이므로, 이의 안전성 역시 최대화될 것이다. 본 발명은 또한 Salus™ 약물 및 알부민 결합성 약물의 조합을 포함하는 조성물에 관한 것이다.
인간 혈청 알부민(HSA)은 순환계에서 30 내지 50 mg/ml(약 0.6 mM)의 혈중 농도를 가지는, 주된 단백질이다. 이것은 순환계에서의 기본적인 기능 뿐만 아니라, 총 알부민의 40% 이상은 혈관외에서 작용한다. 이것은 구조적으로 상동한 반복 도메인들 I, II 및 III으로 이루어져 있으며, 그 각각은 2개의 서브도메인들((IA, IB, IIA, IIB, IIIA, IIIB))로 구성되어 있는 66,500 MW의 큰 단백질이다. 알부민은 혈액 교질 삼투압(colloidal osmotic blood pressure)과 혈액 pH 유지에 80% 기여하며, 과잉의 생물학적 및 약학적 화합물에 결합하여 이동시키는 특별한 능력을 가지고 있다. 알부민은 이의 약물 결합 활성을 통한, 제제의 흡착, 배분, 대사 및 배출(ADME)의 주요 결정인자로서 인식되고 있다. 알부민의 원자 구조 및 결합 친화성과 이러한 결합 특성에 우선적으로 기여하는 특정 부위에 대한 구체적인 사항은, 예컨대 1993년 5월 25일자 미국 특허 출원 08/448,196, 미국 특허 5,780,594, 1997년 12월 3일자 미국 특허 출원 08/984,176, 미국 특허 5,948,609, 2005년 4월 5일자 미국 특허 출원 10/506,043, 미국 특허 공개공보 2005/0182246 또는 WO 2003/074128에 이미 언급되어 있으며, 이들 모두 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
혈류에서의 알부민의 작용과, 다른 약물과의 상호작용으로 인해, 타겟에 대한 약물 특이성과, 최소한의 부작용과 원하는 유리한 효과를 갖는 치료제를 수립하고자하는 바람직한 유익한 목적에 영향을 미치는 대사, 생체이용성 등과 같은 다양한 생리과정 사이의 상호작용으로 인한, 약물과 인간 혈청 알부민의 상호작용을 조절할 필요성이 있음을 이해하는 것이 중요하다. 최근, 알부민과 캄프토테신(camptothecin)과 같은 특정 약물 사이의 관계를 조사하고자 하는 일부 시도가 있었지만, 이러한 시도는 인간 혈청 알부민의 특정 결합 영역에 초점이 맞추어지지 않아, 특정 약물의 효능과, 환자에게서 보다 소량의 허용성이 향상된 투여량 수준으로 효과적인 치료를 수행하는 능력을 매우 향상시킬 수 있는 치료 요법 개발로 귀착되지 못하였다. 이러한 연구는 J. Med. Chem. 1994, 37:40-46; J. Med. Chem. 2000, 43:3970-3980; Biochemistry 1994, 33, 10325-10336; Analytical Biochemistry 212:285-287(1993) 및 미국 특허 공개공보 2002/0193318와 같은 문헌에 나와 있으며, 이들 문헌은 본 명세서에 원용에 의해 포함된다.
따라서, 약물과 HSA 사이의 상호작용의 중요한 측면이 약학 분야에서 대부분의 약물 설계 및 개발에 고려되지 않고 있으며, 그 결과 동물 실험에서는 전망이 밝은 것으로 보였던 많은 약물들이 인간 임상 실험에서는 실패하였다. 약물 전달 분야를 선도하는 전문가가 언급한 바와 같이, "우수한 생물학적 활성을 가진 화합물의 비율이 바람직하지 않으면, 부적절한 약물동태 및 약효 특성으로 인해 약물 개발의 후속 단계 진행에 실패한다. 약물동태학의 4가지 측면(흡착, 배분, 대사, 배출) 중에서, 대부분의 약물은 혈장에서 이동하여 상기 단백질(알부민)이 결합되어 있는 그것의 타겟에 도착하기 때문에, 상기 단백질에 의해 조절되는 것은 배분이다." G. Colmenarejo, Medicinal Research Reviews, Vol 23, No. 3, 275-301, 2003. 알부민의 중요한 특징을 고려하지 못한 결과, 인간 혈류에 투여하기 전 동물 실험에서 전망이 보였던 약물이 인간 혈청 알부민의 특정 특징을 고려하지 못하고 이것이 인간에 있어 약물 전달에 어떻게 작용할 수 있는지를 고려하지 못하였기 때문에, 수백만 달러에 달하는 연구비가 낭비 되었다.
따라서, 약물-알부민 상호 작용에 대한 추가적인 이해를 획득하고, 약물 개발 및 전달 과정을 개선시키기 위하여 이러한 상호작용을 조절할 수 있는 것이 가장 바람직하다. 이러한 방식은 타겟에 대한 약물 특이성과, 최소한의 부작용으로 원하는 유리한 효과를 갖는 치료제를 수립하고자하는 바람직한 유익한 목적에 기여하는 대사, 생체이용성 등과 같은 다양한 생리 과정 사이의 상호작용 때문에, 중요하다.
발명의 개요
따라서, 본 발명의 목적은, 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 결합하는 약물과 함께 투여할 수 있으며, 이를 이용하여 보다 낮은 투여량으로도 더욱 효과적이 될 수 있는 상기 약물의 안전성 및 효능을 증가시킬 수 있는, Salus™ 제제를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 낮은 투여량으로도 더욱 효과적일 수 있는 약물의 안전성 및 효능을 증가시키는 Salus 제제의 존재하에, 상기 약물을 투여함으로써, 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 결합하는 약물의 치료 효능을 최대화하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 암, 고혈압, 감염과 같은 증상을 포함하여 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 결합하는 약물 및 약물의 효능이 IB 부위에 알부민과의 결합으로인해 제한되는 다른 수많은 치료제에 의해 치료되는 질병 및 증상의 치료 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적은, 항암제, 항감염제 또는 항고혈압제와 같은 알부민 결합성 약물과, 알부민 결합성 약물과 동일한 부위에서 경쟁적으로 알부민과 결합할 수 있는 허용성이 향상된 화합물의 공동-투여를 통해, 투여중에 또는 다수의 다른 증상에 있어, 증가된 안전성 및 효능을 제공하는 방법을 포함하는, 본 발명에 의해 수득된다. 특히, 본 발명의 방법은, 약물의 안전성 및/또는 효능을 증가시키기 위하여, 상기 알부민 결합성 약물과 경쟁적으로 IB 결합부위에 결합할 수 있으며 인간에게 허용성이 높은, "Salus™"로 명기되는 화합물의 공동-투여에 의해, 인간 알부민 혈청의 IB 부위에 결합하는 이러한 약물의 약물동태를 조절하는 것이다. 본 발명은 허용성이 높은 Salus™ 화합물을 타겟화된 약물과 경쟁하기에 충분한 양으로 투여함으로써, 상기 타겟화된 약물은 그것의 효능을 유지 또는 배가시키면서 훨씬 낮은 투여량으로 투여할 수 있다는 점에서 유용하다. 게다가, 특정 이용에 있어서의 약물의 치료 효능을 최대화하는 특이적인 방법은, 허용성이 높은 Salus™ 화합물과 HSA의 IB 부위에 결합하는 약물의 조합을 포함하는 조성물과 함께 제공된다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 IB 부위에 결합하는 약물과 함께 "Salus™" 제제를 투여하는 단계를 포함하는, IB 부위에서 인간 혈청 알부민과 결합하는 약물의 효능을 증가시키는 방법 및 조성물을 제공한다. 후술한 바와 같이, Salus™ 제제는 인간에게 매우 허용적이며, 상기 약물의 치료 효능을 최대화하기 위해 즉, 낮은 투여량 수준에서도 유효하거나 더욱 유효하거나, 또는 정상적인 지정 투여량으로 사용하였을때 증가된 효능을 가질만한 방식으로, 알부민 결합성 약물과 경쟁적으로 IB 결합부위에 결합하는 화합물이다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 치료 효능은 주어진 치료에 대한 효능을 평가하기 위한 정상적인 파라미터에 의해 결정된 바에 따라, 약리 또는 약물동태 개선, 안전성 증가 및 치료하기 위하여 투여되는 약물의 설정된 증상을 치료하는 능력 증가 등을 의미한다. 예컨대, 항암제의 최상의 치료 효능은 빠르게 분열하는 세포 비 감소 측면에서 결정될 수 있으며, 항고혈압제는 고혈압 강하에 보다 유효할 것이며, 항감염제는 특정 박테리아 감염 등에 대한 효능 측면에서 측정되어야하며, 모든 파라미터는 당업자들이라면 쉽게 이해할 것이며, 특정 분야에 사용되는 통상적인 수단을 통해 쉽게 검출 및 결정할 수 있다.
따라서, 본 발명에 있어서, Salus™ 제제는 IB 결합성 약물과 경쟁적으로 결합하게 되는 화합물일 것이며, 환자에게 일반적으로 허용성이 높은 화합물일 것이다. 대개, 인간 혈청 알부민의 IB 결합부위에서의 결합 뿐만 아니라, 바람직한 Salus™ 제제의 선별에서는 4가지의 주된 고려사항, 즉 특이성, 친화성, 혈장 투여 농도(dosable plasma concentration) 및 치료 증상이 있다. 특이성의 경우, IB 부위에 알부민 결합 포켓을 포함하는 인간 혈청 알부민의 결합 위치에 특이성을 가지는 것이 바람직하다. 친화성의 경우, 제제는 IB 결합 포켓에 대해 상당히 높은 친화성을 가져야하며, 바람직하기로는 안전성 및/또는 효능이 개선될, Salus™ 제제와 타겟 치료제가 함께 사용되는 IB 부위에 대해 제제는 증가된 친화성을 가질 것이다. 일반적으로, Kd 105 또는 그보다 높은 화합물이 특히 바람직하지만, 보다 높은 mM 농도를 실현가능한 경우에 Kd가 낮은 허용성이 높은 약물을 이용할 수 있다. 또한, Salus™ 제제는, 본원에 나타낸 바와 같이 본 발명의 Salus™ 화합물은 본원의 특정 화합물의 생리적으로 허용가능한 염 및 에스테르 뿐만 아니라, 전술한 바와 같이 화합물의 특성을 또한 보이는 이러한 화합물의 대사산물 또는 거울상 이성체를 포함하는 것을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
투여량의 경우, 달성가능한 투여 농도 또는 혈액 농도가 밀리몰(mM) 또는 그 이상의 범위인 것이 적합하다. 알부민은 약 0.6 mM로 순환계에 존재하므로, 0.1 mM에서 23 mM 이상의 범위로 투여되는 것이 바람직하다. 또한, Salus™ 제제의 치료 지시는 타겟 치료제의 생물학적 작용을 간섭하지 않는 것이 바람직하다. 가능한 경우, 제제는 타겟 치료제의 작용을 보완하도록 선택되어야 한다. 추가적인 고려사항은, 높은 치료 인덱스, 필수 유효량에서의 안전적인 사용 병력, 및 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 결합하는 현재 이용가능한 약물을 이용한 다양한 치료 요법에 Salus™ 제제의 용이한 사용을 허용하는 현 FDA 승인을 포함하는 것이 바람직하다. 현재 사용되는 약제 뿐만 아니라, 제제는 근래 승인받은 약제, 영양분(지방상 및 펩티드 포함), 대사산물 및 신규 설계 화합물, 바람직하기로는 Salus™ 제제에 의해 개선되는 타겟 약물의 경로를 간섭하지 않는 대사 경로를 이용하는 화합물을 포함하는, 화합물 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명에 이용가능한 Salus™의 예는 하기 표 2에 있다.
본 발명에 있어서, Salus™ 제제는 전술한 바와 같이, IB 결합성 약물을 투여하기 전에, 동시에 또는 투여한 후의 투여를 포함하여, 약물과 유효량의 Salus™ 제제를 공동-투여함으로써, IB 부위에 결합하는 약물과 함께 이용될 것이다. 당업자에게 인지되는 바와 같이, 타겟 약물의 최상의 치료 효능을 달성하기 위한 임의 Salus™ 제제의 필수량은, 환자의 체격, 증상, 특정 제제 및 선택 약물에 따라 변경될 것이며, 이러한 유효량은 치료 상황에 따라 적합한 의사 또는 그외 건강 관리 전문가에 의해 결정될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 특정 IB 결합성 약물과 함께 사용되는 제제의 유효량은 환자마다 다양할 것이며, 전술한 바와 같이 치료하도록 설정된 증상 치료에 있어 약물의 안전성 및/또는 효능 개선 획득에 필요한 함량일 것이다.
이런 점에서, 본 발명에 사용가능한 IB 결합성 약물은 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 특이적으로 결합하는 약물일 수 있으며, 환자의 다양한 질환 및 증상 치료에 사용되는 약물일 수 있다. 이들 약물은 또한 주어진 Salus 제제와 혼용가능한 것이 바람직할 것이며, 일반적으로 함께 사용되는 Salus 제제 보다 IB 부위에 대해 친화성이 낮다. IB 부위에서 알부민과 결합하며 본 발명에 이용가능할 수 있는 약물의 비제한적인 리스트는 하기 표 1에 나타낸다.
따라서, 본 발명의 Salus 제제는 IB 부위에 경쟁적으로 결합하는 다양한 IB 결합성 약물과 함께 사용될 것이며, 일반적으로 Salus 제제는 IB 결합성 약물 보다 높은 친화성을 갖는 것이 바람직하다. 이런 점에서, Salus 제제는 또한 이들 화합물이 혈류에 있을 때 인간 혈청 알부민의 IB 부위를 차단하거나 또는 IB 결합성 약물을 대체할 수 있는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명은 유효량의 Salus 제제와 정상 투여량 또는 그 이하의 양으로 일반적으로 사용될 IB 결합성 약물의 조합을 포함하는 조성물을 포함한다. 필요에 따라 Salus 제제 및 IB 결합성 약물은 단일 단위로 함께 투여될 수 있으며, 이러한 조성물은 당업계에 일반적으로 공지된 바와 같은 생리학적으로 허용가능한 비히클, 담체 또는 부형제를 포함할 것이다.
예컨대, Salus 제제는, 항암제로서 사용되는 치료학적 IB 결합성 약물, 예컨대 이를 필요로하는 환자에게서 신속하게 분열하는 세포의 비율을 감소시키는 것과 함께 상기 제제를 공동-투여함으로써 사용될 수 있어, 본 발명에 따라 유효한 조성물은 환자에서 신속하게 분열하는 세포의 비율을 감소시키며 IB 부위에서 인간 혈청 알부민과 결합하는 약물, 및 필요한 환자의 혈류내 약물의 유리 농도를 증가시키는데 유효한 양으로 인간 혈청 알부민에 경쟁적으로 결합하는 화합물을 포함할 수 있다. 본원에서, 적합한 Salus 제제는 클로피브레이트(clofibrate), 클로피브르산(clofibric acid), 톨메틴(Tolmatin), 페노프로펜(Fenoprofen), 디플루니살(Diflunisal), 에토돌락(Etodolac), 나프록센(Naproxen), 남부톤(Nambutone), 이부프로펜(Ibuprofen), 클로로티아자이드(Clorothiazide), 젬피브로질(Gemfibrozil), 날리딕산(Nalidixic Acid), 메틸도페이트(Methyldopate), 암피실린(Ampicillin), 세파만돌 나페이트(Cefamandole Nafate), N-(2-니트로페닐)-안트라닐산, N-페닐안트라닐산 및 퀴니딘 글루코네이트를 포함할 수 있으며, IB 부위에 결합하는 적합한 항암제로는, 캄프토테신, 10-하이드록시캄프토테신, 9-아미노캄프토테신, 토포테칸 및 이리노테칸을 비제한적으로 포함하는 캄프토테신 패밀리 약물, 비제한적으로 독소루비신 및 에피루비신을 포함하는 안트라사이클린 패밀리 약물, 비제한적으로 파클리탁솔을 포함하는 탁솔 패밀리 약물, 에토포시드 패밀리 약물 및 테니포시드 패밀리 약물을 포함할 수 있다. 당업자라면 전술한 바와 같은 특성을 가진 다른 특정 화합물 또는 약물을 용이하게 결정할 수 있을 것이며, 이는 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명에 있어서, 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 결합하는 약물의 치료 효과는, IB 부위에서 IB 결합성 약물과 경쟁적인, 환자에게 허용성이 높은 화합물의 유효량을, 약물과 공동-투여함으로써 증강될 것이며, IB 결합성 약물은, IB 결합성 약물에 비해 IB 부위에 대한 높은 친화성을 가지며 상기 부위로부터 IB 결합성 약물을 차단 또는 대체하는 경쟁 화합물로 인해, 보다 유효하게 될 것이다. 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 대해서는 잘 알려져 있으며, 당업자라면 쉽게 이해할 것이며, 상기 부위는 상기 환자 1명 이상에서 HSA 서열을 따라 지도가 작성되어있다. 하기 표 1은 IB 부위에 결합하는 것으로 공지된 약물 리스트를 제공하며, 본 발명은 사용되는 투여량 수준에서 이들을 보다 유효하게 만들거나, 또는 보다 낮은 수준으로 사용하였을때 특정 약물의 동일한 유효 세기(effective strength)를 가능하게 함으로써, IB 결합성 약물의 효능을 증강시키는데 사용가능할 것이다. 전술한 바와 같이, 이러한 치료 방법은 특정 약물이 고투여량에서 세포독성일 수 있는 경우나 또는 장기간 약물을 투여하여야 하는 경우에, 약물을 용인하는 힘든 시기를 겪는 환자에게 특히 이용가능할 것이다.
표 1 및 본원에 개시된 바와 같이, 본 발명의 Salus™ 제제의 한가지 특별한 적용은 항암제에 관한 것이다. 이런 점에서, 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 특이적으로 결합하는 다수의 항암제가 있으며, 이러한 약물은 본 발명의 Salus™ 제제와 조합하여, 상기 약물의 낮은 투여량으로도 정상적인 투여량으로 약물을 Salus™ 부재하에 투여할 때와 동일한 효과를 가질 수 있다는 점에서 안전하고 보다 유효하게 할 수 있다. 항암제에, 본 발명에 사용될 수 있는, 캄프토테신, 10-하이드록시캄포토테신, 9-아미노캄프토테신, 토포테칸 및 이리노테칸을 비제한적으로 포함하는 캄프토테신 패밀리 약물, 독소루비신 및 에피루비신을 비제한적으로 포함하는 안트라사이클린 패밀리 약물, 비제한적으로 파클리탁솔을 포함하는 탁솔 패밀리 약물, 에토포시드 패밀리 약물 및 테니포시드 패밀리 약물이 포함된다. 약물이 항암제인 경우에, 신속하게 분열하는 세포 비율 감소, Salus™ 제제 투여시에 IB 결합성 약물의 치료 인덱스 증가, IB 결합성 약물의 유리 농도 증가, 약리 또는 약물동태 향상, 안전성 증가 등을 포함하여, Salus™ 제제 존재시에 치료 효과 최대화를 결정하는 여러가지 방법들이 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 측면에 있어서, 경쟁적인 Salus™ 화합물은 IB 결합성 약물에 의해 부여되는 치료 효과 증가를 야기시키는데 유효한 양으로 투여될 것이다. 이들 약물 및 경쟁적인 화합물은 경구, 정맥내, 비경구 또는 내복용으로 의도된 약물 및 다른 제제의 전달에 통상적으로 사용되는 다른 여러가지 방식으로 투여하는 것을 포함하여, 건강관리 분야의 전문가가 이용가능한 임의 적정 형태를 취할 수 있다. 전술한 바와 같이, 적합한 Salus™ 제제 다수는 본 발명에 따라 IB 결합성 항암제와 함께 사용될 수 있으며, 그 예로는 클로피브레이트, 클로피브르산, 톨메틴, 페노프로펜, 디플루니살, 에토돌락, 나프록센, 남부톤, 이부프로펜, 클로로티아자이드, 젬피브로질, 날리딕스산, 메틸도페이트, 암피실린, 세파만돌 나페이트, N-(2-니트로페닐)-안트라닐산, N-페닐안트라닐산 및 퀴니딘 글루코네이트를 포함한다.
전형적인 예로, 약물 및 경쟁적인 화합물이 동시에 혈류에서 발견된다면, 경쟁적인 Salus™ 화합물은 환자의 혈장 농도가 약 0.1 mM 내지 25.0 mM 범위가 되도록하는 수준으로 사용될 수 있으며, 이의 사용은 IB 결합성 약물을 투여하기 전에, 동시에 또는 이후에 실시할 수 있다. 또한, Salus 화합물은 함께 투여되는 IB 결합성 약물처럼 그 자체가 가지는 특정 질환 또는 증상에 대한 동일한 치료 효과에 의해, 치료 효능을 보조할 수 있는 다른 경우도 있다. 예를 들면, 항암제와 함께 도입되는 Salus 화합물은 그 자체가 항암 특징을 가지는 것이 가능하며, 즉, 종양의 크기 또는 수 감소를 유도할 수 있으며, 환자에서 신속하게 분열하는 세포의 비율을 감소시킬 수 있으며, 및/또는 IB 결합성 약물의 치료 인덱스 증가, 혈류내 이의 유리 농도 증가 등과 같은 다른 작용을 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일측면에서, 이러한 방법은 이를 필요로하는 환자에서 신속하게 분열하는 세포의 비율을 감소시키고 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 결합하는 약물의 유리 농도 증가를 제공하며, 상기 방법은 환자의 혈류내 상기 약물의 유리 농도를 증가시키는데 유효한 양으로 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 대해 상기 약물과 경쟁적으로 결합하는 화합물의 존재하에 약물을 투여하는 단계를 포함한다.
전술한 바와 같이, IB 결합성 약물을 Salus 화합물과 공동-투여하는 방법 뿐만 아니라, 항암제와 같은 치료제와 Salus 제제의 조합을 갖는 조성물을 제공하는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 본 발명의 조성물은 이를 필요로하는 환자에게서 신속하게 분열하는 세포의 비율을 감소시킬 수 있을 것이며, 환자에서 신속하게 분열하는 세포의 비율을 감소시키고 IB 부위에서 인간 혈청 알부민에 결합하는 약물과, 필요로하는 환자의 혈류에서 약물의 유리 농도를 증가시키는데 유효한 함량으로 인간 혈청 알부민에 경쟁적으로 결합하는 화합물을 포함할 것이다. 본 발명의 조성물에 사용가능한 Salus 제제 및 항암제는 상기에 언급되어 있다. 이러한 조성물은 또한 약학적으로 허용가능한 비히클, 담체 또는 부형제와 같은, 약물에 일반적인 통상적인 성분을 일반적으로 포함할 것이다.
이와 유사하게, 인간 혈청 알부민의 BI 부위에 결합하는 다른 타입의 다수 약물은, 공동-투여 방법에 의한 것과 같이 상기에서 언급한 Salus 제제와의 투여에 의해, 또는 유효량의 Salus 제제를 IB 결합성 약물의 주어진 투여량에 첨가한 조성물에서, 안전성 및/또는 효능을 개선시킬 수 있다. 예를 들면, 환자에서 고혈압 강하를 관리하는데 유효한 양으로 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 대해 상기 약물과 경쟁적으로 결합하는 화합물과 함께, 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 결합하는 항고혈압제를 투여하는 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 고혈압을 강하하는 약물의 효능을 증가시키는 방법을 제공한다. 이러한 방법에 사용하기에 적합한 Salus 제제는 하기 표 2의 제제와 같은 제제를 포함한 전술한 것이며, 항고혈압제는 IB 부위에 결합하는 임의의 적합한 항고혈압제일 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 약물로는 프라조신(Prazosin), 라마프릴(Ramapril), 퀴나프릴(Quinapril), 테라조신(Terazosin), 하이드랄라진(Hydralazine), 메틸도페이트(Methyldopate). 발사르탄(Valsartan), 이르베사르탄(Irbesartan), 알프레놀롤(Alprenolol), 클로로티아자이드(Chlorothiazide) 및 독사조신(Doxazosin)을 포함한다. 항고혈압에 있어 Salus 약물의 효과는 일반적으로 환자에게서 항고혈압제의 유리 농도를 조절하고, 고혈압 강하가 효과적이도록 하는 것이다.
안전성 및 효능 측면에서 개선될 또다른 타입의 약물은, 본 발명을 이용하여 환자에게서 박테리아, 진균 또는 다른 감염증 감소 또는 소거 능력 증가를 보이는, IB 부위에서 인간 혈청 알부민과 결합하는 항감염제일 것이다. 따라서, 본 발명의 이러한 측면은 항감염제의 치료 효능, 예컨대 환자에게서 감염을 경감 또는 소거시키는 것과 같은 치료 효능을 최대화하는데 유효한 양으로, 인간 혈청 알부민의 IB 부위에서 상기 약물과 경쟁적으로 결합하는 화합물과 함께, IB 부위에서 인간 혈청 알부민과 결합하는 항감염제를 투여하는 단계를 포함하는, 항감염제의 효능을 증가시키는 방법을 제공한다. 상기 방법에 사용하기에 적합한 Salus 제제는 하기 표 2에 기재된 것과 같은 제제를 포함하여, 전술한 것이며, 항감염제는 IB 부위로 알부민에 결합하는 임의의 적합한 항감염제일 수 있다. 본 발명의 이러한 측면에 사용하기에 적합한 약물로는 설피속사졸 및 세파만돌 나페이트가 있으며, 본 발명의 항감염제와 함께 사용가능한 Salus 제제는, 일반적으로 환자에게서 항감염제의 유리 농도를 조절하며 감염 경감 또는 소거에 보다 유효하도록 하는 것일 것이다.
간략하게는, 본 발명의 Salus™ 제제는 인간 혈청 알부민의 IB 부위에 결합하는 약물의 치료 특성 개선에 유용할 수 있으며, 후술한 바와 같이 IB에 결합하는 항암제에 대하여 테스트한 모든 제제의 치료 인덱스(TI)는 많은 사례들에서 실질적으로 증가된다. 게다가, 본 발명의 Salus 제제는 본 발명에 사용되는 IB 결합성 약물의 유리 약물 농도를 개선시키는 경향이 있으며, 이러한 개선된 효능은 새로운 치료 징후와 관련 있으며, 예컨대 생체이용성이 높은 유리 약물 농도는 특정 기관 순환 경계, 특히 뇌를 통한 약물 생체이용성을 촉진시킬 수 있다. 본 발명의 Salus 제제는 또한 효능 증가로 수반되는 유효량 감소에 의해 약물이 환자에게 더 잘 허용되거나 또는 환자에게서 세포독성과 관련있는 부작용없이 장기간 부여할 수 있게 되어, IB 결합성 약물, 특히 항암제 및 항감염제와 같은 세포 독성이 높은 약물의 안전성을 개선시킬 것이다. 이는, 난치 사례나 또는 전통적인 투약에 허용적이지 않은 건강한 개체에 대한 대언적인 치료 모드로서 특히 효과적일 것이다.
따라서, 타겟 화합물 또는 화합물(또는 이들 둘다의 활성이 원하는 치료 효과인 경우 이들 모두)의 약물동태를 조절하는 본 발명의 Salus 제제에 대한 신중하고 지능적인 사용에 의해 약물의 약물동태를 조율하는 능력은, 세포독성이 높은 약물을 다루는 치료법, 종양학에 사용되는 치료법 또는 환자에게 정상적으로 허용되기 어려울 수 있는 항감염제로 사용되는 치료법을 포함하여, 수많은 약물 치료 수단에 있어 매우 중요할 것이다.
대개, 본 발명은 이를 필요로하는 환자에서 신속하는 분열하는 세포의 비율을 감소시키고 인간 혈청 알부민에 결합하는 것과 같은 약물의 치료 효능, 및 알부민의 IB 부위에 결합하는 Salus™ 화합물에 의해 영향을 받고/감소되는 결합을, 증가 또는 최대화시키는 방법을 제공할 수 있다. Salus™ IB 결합 화합물은 2가지의 가능한 방식으로 상기 약물의 알부민 결합에 영향을 미칠 수 있다. 우선, 약물은 알부민의 IB 부위에 결합하므로, Salus™ 화합물은 상기 약물과 경쟁적으로 알부민에 결합하거나; 또는 알부민의 IB 부위에 Salus™ 화합물 결합에 의해, 다른 결합부위에 대한 친화성 감소를 발생시킬 수 있는 알로스테릭 효과(allosteric effect)를 통해 상기 약물의 결합이 영향을 받도록 알부민이 구조적으로 변화한다. 본 발명에 따라 유효량으로 Salus™ 화합물을 공동-투여함으로써, IB 결합성 약물의 결합에 대한 이러한 효과는 본 발명이 환자에게서 상기 약물의 치료 효과를 최대화하도록 할 것이다.
본 발명은 바람직한 예를 들어 상기에 설명하였지만, 상기에서 상세하게 언급되어 있지 않은 본 발명의 범위에 포함되는 추가적인 구현예, 조성물 및 방법이 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명은 도면을 들어 추가적으로 설명한다.
도 1은 캄프토테신의 열린 락톤 고리를 모식도이다.
도 2는 인간 혈청 알부민의 결합부위에서 캄프토테신의 입체적인 차이 지도(difference map)이다.
도 3은 인간 혈청 알부민 30 mg/ml의 존재하에 캄프토테신의 활성 락톤형 %를 나타낸 것이다. 3시간 후에, 활성 캄프토테신의 수준은 본 발명에 따라 Salus™ 제제 존재하(▲)에서는 20%였고, 제제 부재시(■)에는 실질적으로 0이었다.
도 4는 인간 혈청 알부민 30 mg/ml 존재하에 9-니트로-캄프토테신의 활성 락톤형의 비율을 나타낸 것이다.
도 5는 인간 혈청 알부민 30 mg/ml 존재하에 10-하이드록시-캄프토테신의 활성 락톤형의 비율을 나타낸 것이다.
도 6은 인간 혈청 알부민 30 mg/ml 존재하에 테니포시드의 유리 농도를 나타낸 것이다.
도 7은 인간 혈청 알부민 30 mg/ml 존재하에 퀴나프릴의 유리 농도를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 Salus™ 화합물의 존재시에 설피속사졸의 생체이용성을 나타낸 것이다.
도 9-13은 본 발명에 따른 10-하이드록시 캄프토테신(도 9), 독소루비신(도 10), 에피루비신(도 11), 토포테칸(도 12) 및 테니포시드(도 13)를 포함한 Salus™ 화합물의 존재하에, 항암제의 유방암 세포 사멸력 증가를 나타낸 것이며, 301은 Salus™ 제제이다.
본 발명에 따른 바람직한 구현예의 측면을 설명하는 하기 실시예를 제공한다. 그러나, 하기 실시예에 언급된 기술은 본 발명의 실시에 잘 작동하는 것으로 본 발명에 의해 밝혀진 기술이며, 따라서 실시에 있어 바람직한 모드를 구성하는 것으로 간주할 수 있음을, 당업자는 이해할 것이다. 아울러, 본 명세서에서, 개시된 구체적인 구현예에 수많은 변화를 가할 수 있으며, 이는 여전히 본 발명의 사상 및 범위에서 이탈하지 않으면서 유사한 동일 결과를 얻을 수 있다는 것을, 당업자는 이해할 것이다.
실시예 1: 본 발명에 따른 Salus™ 약물 제형
CADEX™ 지식 베이스의 중요한 활용은 Salus™ 약물 제형의 설정이다. 본 발명자들은 적어도 수종의 미정의 약물의 치료 프로파일이, 알부민-관련 제1 약물동태를 조절하는 특별히 선별된 이차 화합물을 공동-투여함으로써, 급격하게 향상될 수 있다는 것을 입증하였다. 상기 치료 약물의 대체 기법은 정확한 약물 상호작용 동정 및 적절한 속성을 가진 대체 제제의 신중한 선별을 기초로 한다. (이러한 약물 상호작용은 원소 구조에 수년간 수백만 달러를 투자하여, NCP 과학자들이 이미 특이한 방식으로 결정하였다. 이들 IB 결합성 약물은 표 1에 나타나있다) NCP Salus™(Salus: "안전성", "완전성", "구제"의 라틴어) 약물 제형을 기초로, 동정한 약물 조합은 하기 이점을 갖는다:
- 정확한 결합 조절/대체
- 낮은 필수 투여량의 높은 효능
- FDA 승인받은 약제 이용
- 수많은 독성 치료제의 필수 투여량을 낮춤으로써 허용성 및 안전성 개선
- 모든 치료 분야에 폭넓게 이용가능
- 혈청 알부민에 강하게 결합하는 다수의 신규 및 기존 약제의 효능 증가
- 많은 경우에, 신속한 시장 진입 및 승인 가능성
IB 결합성 치료제를 검토한 후, 1) IB에 대한 고친화성; 2) 약제로서의 저독성 및 안전성 병력; 3) 제품을 간섭하지 않는 Salus의 치료 사항; 및 4) 획득가능하며, 편리하며, 약물동태를 개선시키기 위한 투약으로 FDA 승인과 같은 속성을 갖 는 적절한 Salus 후보물을 선별하였다. 이러한 기준으로, 타겟 치료제의 약물 약물동태를 개선시키기 위한 Salus 후보물로서 지질 강하 약물인 클로피브레이트를 선별하였다. 프로젝트의 초기에는 캄프토테신 패밀리의 항암제 화학과 관련하여, 하기에 초기 테스트를 나타낸다.
캄프토테신 유사체: 약물 효능 % 안정성 향상 기회
식물 유래 알카로이드 화합물인 캄프토테신은 면역결핍(누드) 마우스(2, 3)에 있는 13종 이상의 인간 암 이종 이식 세포주에 효과적인 항암 활성을 가지는 것으로 1960년대에 발견되었다. 이의 암세포에 대한 강력한 활성으로 인해, 이것을 발견한 후 바로 임상 실험에 착수하였다. 그러나, 이종 이식에서 종양 세포에 대한 탁월한 활성에도 불구하고, 인간에 대해서는 매우 실망스러운 결과를 보여, 곧 모든 실험은 중지되었다(4-6). 최근, 캄프토테신은 DNA 및 토포이소머라제와 공유결합 복합체를 형성함으로써 토포이소머라제의 저해제로서 확인된 후, 이에 대한 관심이 다시 생겼다. 이러한 범주의 화합물은 정상 세포보다 암세포가 훨씬 자주 겪는 과정인 DNA 복제를 겪는 세포에 대한 이들의 특이적인 독성으로 인해 관심을 받고 있다.
인간에게서 불활성인 주된 이유는, 혈액내 인간 혈청 알부민과 관련있는 것으로 확인되었다. 일반적으로, 캄프토테신 및 이의 유도체는 2가지 형태, 열린 카르복실레이트(불활성형) 및 닫힌 락톤(활성형)을 갖는다. pH 7.0 보다 높을때, 상기 2가지 형태는 수용액중에서 50:50으로 존재한다. 전혈액에서는, 인간 알부민이 결합 친화도 ~106 M-1로 카르복실레이트 형태와 선호적으로 결합하며, 이용가능한 락톤 형태는 혈류에서 빠르게 감소된다(7-9). 한편, 마우스 알부민은 이들 화합물에 대해 감소된 친화성을 가져, 활성형의 농도는 약 50%이다. 마우스와 인간에 있어 유리 농도 차이는, 캄프토테신 및 유도체가 누드 마우스에 도입된 모든 인간 암 세포를 소거시키는 것으로 입증된 사실과 직접적으로 관련있다.
CADEX™ 기술을 이용하여, 캄프토테신 및 수종의 유도체와 복합체를 이룬 인간 혈청 알부민의 X-레이 구조를 확인하였다. 비편향 밀도 차이(difference density)는, 결합부위에 열린 카르복실레이트 형태를 분명하게 나타내었다(도 2). 잔기와 캄프토테신 사이의 세세한 상호작용은 2종의 상이한 형태에 대한 선택성(독점) 및 마우스에서의 활성 증강을 설명한다.
Salus™ 약물 조합 제제를 CADEX 지식 베이스를 이용하여 동정하였다. 선별한 Salus™ 제제는 캄프토테신 및 이의 수종의 유도체의 알부민 결합을 경쟁적으로 저해하는 것으로 입증되었으며, 혈액에서 활성 성분의 유리 농도를 보다 높게 형성한다. 예로, 선별 제제의 존재하에, 캄프토테신의 활성형인 락톤 형태의 백분율은, 인간 혈청 알부민 30 mg/ml을 포함하고 있는 용액(도 3) 및 혈장 또는 전혈액(데이타 미기재)에서 현저하게 증가하여, FDA 승인받은 항암제인 토포테칸(12%) 보다 훨씬 높은 비율(20%)로 남게 된다. 9-니트로-캄프토테신 및 10-하이드록시-캄프토테신으로 수득한 동일한 놀라운 결과는, 선별한 Salus 제제가 일반적으로 캄프토테신 패밀리에 적용가능함을 시사한다. 다른 연구와 치료 수치에 대한 추가적인 검정에서, 인간 혈장내 활성형 증가는 시험관내 토포이소머라제 I의 저해 증가와 직접 관련있다.
하기 실시예는 Salus™ 기술의 성능을 검증하며, 상기 기술은 임상 암 치료법에 크게 관여한다. 오직 S-단계의 세포에만 독성인 캄프토테신은 유효한 높은 농도로 장기간동안 암 세포에 노출되어야 한다. 확인된 결과는, 확인된 캄프토텍신 부위에 강하게 결합하는 Salus™ 제제(들)의 공동-투여로 이러한 패밀리 약물에 대해 현저하게 증강된 치료 프로파일을 수득할 수 있는 것으로, 명확하게 나타낸다. 바람직한 Salus™ 제제는 매우 안전한 FDA 승인받은 약제이므로, 임상 연구를 가속화할 수 있다.
개념을 추가적으로 검증하기 위하여, 인간 유방 세포 종양주와 임상 승인된 혈액 농도의 클로피브레이트(301) 및 10-하이드록시-캄프토테신 둘다를 이용한 시험관내 연구를 수행하였다. 도 9는 GI 50 이하의 결과 그래프이다. 이 그래프는 GI 50 값의 약 16배 증가를 보인다. Salus 없이, 혈중 농도의 인간 혈청 알부민 존재하에 임상 승인된 농도로 2종의 약물을 부가하면, 약 2% 대비 세포의 약 33%는 테스트 종료시점에 생존한다.
시험관내 세포 분석을 기본으로한 치료 인덱스 결정
치료 인덱스는 중간 치사 투여량(median lethal dose, LD50) 대 중간 유효량(median effective dose, ED50)의 비로서 정의된다. 최근 Dr. Bjorn Ekwall와 동료들은(Multicenter Evaluation of In-Vitro cytotoxicity trial based in Uppsala, Sweden), 비-동물성 인간 세포주 시험으로 생체내(동물) 데이타에 비해 인간 독성을 더 잘 예측하는 것으로 입증하였다. 반면, 동물 테스트의 인간 급성 독성 추정율은 최대 약 65%이지만, 4종의 세포 조합 시험은 80% 이상의 정확도로 인간에게 위험한 물질을 결정할 수 있다.
Salus™ 301의 부재 및 존재하에, 10-하이드록시-캄프토테신(10-HC)의 IC50을 시험하기 위해 인간 MRC-0 폐 섬유모세포주를 이용하여 결정하였다. ED50 값은 인간 MDA-MB-435S 유방 종양 세포주로 결정하였다.
하기 표는 최상의 시나리오로부터 수득한 결과이다:
실험 ED50(nM) IC50(nM) 치료 인덱스
10-HC, 301 무첨가 698.4 6782.6 9.7
10-HC, 0.5 mM의 301 첨가 126.98 6000.0 47.3
10-HC, 1.0 mM의 301 첨가 23.81 3304.3 138.8
Salus의 원리는 수종의 항암제 및 항감염제로 입증되었다. 인간 유방 세포 종양에 대한 시험관내 활성은 도 9-13에 나타나 있다. 각 경우에, Salus 기법을 이용하여 항암 활성에 현저한 향상이 있었다. 이들 테스트는 캄프토테신, 10-하이드록시캄프토테신, 토포테칸, 이리노테칸*, 에토피시드, 독소루비신, 에피루비신, 테니포시드 및 파클리탁솔*(*은 일분 분석들이 여전히 진행 중임을 의미함)을 포함하여, 항암 치료법에 대한 시험관내 연구를 포함한다.
일반적으로, 본 발명의 Salus 제제는 IB에 결합하는 항암제에 대해 테스트한 모든 제제의 치료 인덱스(TI)를 개선시키는데 유용할 수 있다. TI 개선은 최대 10 내지 30배 증가를 포함하여 실질적일 수 있다. 게다가, 본 발명의 Salus 제제는 본 발명에 사용되는 IB 결합제의 유리 약물 농도를 개선시키는 경향을 나타낼 것이며, 이러한 개선된 효능은 특정 기관의 순환성 경계, 특히 뇌를 통한 약물 생체이용성을 촉진시킬 수 있다. 본 발명의 Salus 제제는 또한 약물, 특히 효능 증가에 수반하는 유효 투여량을 감소시킴으로써, 항암제 및 항감염제와 같은 세포 독성이 높은 약물의 안전성을 증가시킬 것이며, 약물은 환자에게 더욱 잘 허용되거나, 또는 환자에게서 세포 독성 관련 부작용 없이 장기간 투여될 수 있을 것이다. 이는 난치병이나 또는 개체의 건강이 전통적인 투여에 허용적이지 않은 경우의 대안적인 치료제로서 특히 유효할 것이다.
따라서, 타겟 화합물 (또는 두가지 활성이 원하는 치료에 유용하다면 두가지 약물)의 약물동태를 조절하는, 본 발명의 Salus 제제에 대한 신중하고 지능적인 사용에 의해 약물의 약물동태를 조율하는 능력은, 세포독성이 높은 약물을 다루는 치료법, 종양학에 사용되는 치료법 또는 환자에게 정상적으로 허용되기 어려울 수 있는 항감염제로 사용되는 치료법을 포함하여, 수많은 약물 치료법에 있어 매우 중요할 것이다.
상기와 관련된 하기 문헌들은 그 전체가 본원에 언급된 것과 같이 본 명세서에 병합된다:
1. Horton, J. and Bushwick, B. 1999. Am. Family Physician 59: 635-647.
2. Wall, M. E., Wani, M. C., Cook, C. E., et al. 1966. J. Am. Chem. Soc. 88: 3888- 3890.
3. Dewys, W. D., Humphreys, S. R., and Goldin, A. 1968. Cancer Chemother. Rep. 52: 229-242.
4. Gottlieb, J. A. and Luce, J. K. 1972. Cancer Chemother. Rep. Part I 56: 515-521.
5. Muggia, F. M. Creaven, P. J., Hanson, H. H., et al. 1972. Cancer Chemother. Rep. Part I 56: 515-521.
6. Moertel, C. G., Schutt, A. J., Reitemerer, R. C, and Hahn, R. G. 1972. Cancer Chemother. Rep. Part I 56: 95.
7. Giovanella, B. C, Stehlin, J. S., Wall, M. E., et al. 1989. Science 246: 1046-1048.
8. Mi, Z. and Burke, T. G. 1994. Biochemistry 33: 10325-10336.
9. Mi, Z. and Burke, T. G. 1994. Biochemistry 33: 12540-12545.
실시예 2: 본 발명에 따른 Salus ™ 약물 제형에 대한 추가적인 연구
캄프토테신(CPT)는 동물 및 인간의 다양한 종양의 증식을 저해하는 것으로 알려져 있다. 캄프토테신 및 이와 관련된 동종체(congener)는 고유 작용 기전을 보인다: 이들은 효소, 토포이소머라제I(topoI), 다양한 종양 세포주에서 과다 발현되는 핵내(intranuclear) 효소의 DNA 공유 결합을 안정화시킨다. 이러한 약물/효소/DNA 복합체는, 포크 충돌 모델에 따라 복제중에 비가역적이며 치명적인 이중가닥 DNA 파괴로 변환되는, 가역적인 단일가닥의 닉(nick)을 이끈다. 따라서, 이러한 세포독성 기전으로 인해, CPT는 S-단계에 특이적이며, DNA 합성을 진행중인 세포에만 오직 독성을 나타냄을 의미한다. 암성 세포와 같이 신속하게 복제하는 세 포는 건강한 조직에 비해 상대적으로 S-단계에서 더욱 많을 시간을 보낸다. 따라서, 보다 빠른 속도의 세포 복제와 조합되어 있는 topoI의 과다 발현은, 캄프토테신이 건강한 숙주 조직 보다는 암성 세포에 대한 세포 독성으로 선택적으로 작용할 수 있는다는 근거를 제공한다. 캄프토테신의 S-단계 특이성으로 인해, 최적의 topoI 저해를 위해 캄프토테신 제제에 계속적으로 노출될 필요가 있다는 것이 중요하다.
CPT의 닫힌 알파-하이드록시 락톤(E) 고리는 본질적인 구조 특징이다. 완전한 고리(intact ring)는 수동적인 수송에 의해 막 경계를 투과하여 세포로 약물의 전기적 중성 형태를 확산시키는데 필수적이며, 토포이소머라제 I 타겟과의 CPT의 성공적인 상호작용에는 생체내 항종양 효능에서 이의 직접적인 관계가 필요하다. 상기 본질적인 락톤 약물 작용단(pharmacophore)은 생리 조건(pH 7 또는 그 이상)하에서 가수분해되어, 따라서 약물은 두가지 다른 형태, 1) 모체 약물의 생리 활성인 고리-닫힌 락톤형, 및 2) 생리 무활성인 고리-열린 카르복실레이트형으로 존재할 수 있다(도 1).
공교롭게도, 생리 조건하에서, 약물 평형은 가수분해에 우호적이어서, 따라서, 캄프토테신 약물의 카르복실레이트형이 남게된다. 활성의 락톤형에 계속적인 노출은 효능에 필수적이므로, 상기 알파-하이드록시 락톤 약물 작용단의 불안정한 특성은 카프토테신의 임상 활성을 현저히 손상시킨다.
인간 혈액 및 조직에서, 캄프토테신은 활성 락톤형 : 무활성 카르복실레이트형이 평형 상태로 존재하며, 이 평형 상태의 방향성은 인간 혈청 알부민(HSA)의 존 재에 의해 크게 영향을 받을 수 있다. 강렬한 형광성 캄프토테신 락톤 및 캄프토테신 카르복실레이트 종에서 취한 시간-분해 형광 스펙트로스코피 측정(Time-resolved fluorescence spectroscopic measurement)은, HSA과의 이들의 상호작용의 차별적인 특성에 대한 직접적인 정보를 제공한다. 락톤형의 캄포토테신은 중간 정도의 친화성으로 HSA에 결합하지만, 카프복실레이트형의 캄프토테신은 HSA에 강하게 결합하여, 매우 풍부한 혈청 단백질에 대한 그것의 친화성에 150배 증강을 보인다. 그러므로, 락톤형의 캄프토테신은 HSA를 포함하는 용액에 첨가되었을때, 카르복실레이트형의 HSA에 대한 우선적인 결합성으로 인해 화학적 평형이 우측으로 향하게 되어, 결과적으로 캄프토테신이 HSA 없는 수용액 중에 있을 때 보다 더욱 신속하고 완전하게 락톤 고리를 가수분해시킨다. 순차적으로, 이러한 작용은 수많은 캄프토테신의 토포이소머라제 I 저해 활성에 부정적으로 작용하게 되고, 확장되어 그것의 임상적인 활성에 부정적인 영향을 준다.
HSA가 캄프토테신의 안정성에 작용하는 주된 역할은, 약물 구조에 대응하여 변한다. 캄프토테신 및 9-아미노캄프토테신과 같은 약물의 경우, HSA는 카르복실레이트형에 대한 생물학적 싱크(sink)로서 기능한다. 그 결과, 인간 전 혈액에서, 캄프토테신 5.3% 및 9-아미노캄프토테신 0.5%만 평형에서 락톤형으로 남는다. 대조적으로, 특히 7- 및 10-위치에서의 CPT의 A,B-고리 치환은 캄프토테신 카르복실레이트와 HSA 사이의 선호적인 결합 상호작용을 저해할 수 있다. 따라서, 토포테칸 및 생리 활성형의 프로드럭 CPT-11과 같은 캄프토테신 동종체인 SN-38은, 평형상태에서 락톤 수준이 각각 11.9% 및 19.5%이다. 궁극적으로, 유리 및 활성 캄프 토테신 약물의 순환성 및 조직 농도를 조절함으로써, HSA는 캄프토테신 제제의 항암 효과에 부정적으로 작용할 수 있다.
캄프토테신에 대한 혈청 알부민의 작용은 또한 하등 척추동물과 인간 사이에서 특히 상이하며, 이러한 차이는 임상 실험 전진에 있어 현명한 유사체 선별을 애매하게 한다. 이러한 종간 차이는, 동물 모델 및 임상 연구로부터 수득한 데이타를 비교하였을때 유의한 예외를 도출한다. 특히, 9-아미노캄프토테신은 뇌 종양이 있는 뮤라인 모델에서 두드러진 활성을 나타낸다. 그러나, 마우스에서의 9-아미노캄프토테신의 약물동태는 인간에서와는 매우 상이하며; 특히 9-아미노캄프토테신 락톤 수준은 인간 혈액에 비해 뮤라인 혈액에서 약 100배 높다. 이러한 모순은 카르복실레이트형의 9-아미노캄프토테신의 뮤라인 알부민에 대한 결합 감소로 인한 것이다. 이러한 사실을 논리적으로 확장시키면, 세포막 또는 혈액-뇌 경계를 통과할 수 있는 약 100배 이상의 유리 락톤이 인간이 아닌 마우스에 존재한다는 것이다. 이러한 종간 차이의 임상적인 관련성은 최근 연구에서 분명해졌다: 99명의 뇌암 환자에게 9-아미노캄프토테신을 정맥내 처리하였을때; 약물의 99.5%가 HSA에 결합되어 혈액-뇌 경계를 횡단할 수 없는 카르복실레이트형일 가능성으로 인해, 치료법은 거의 효과가 없다(1명의 부분 반응자(partial responder)).
캄프토테신의 유전적인 혈액 불안정성은 문제를 극복하기 위한 막대한 연구 노력을 초래하였다. 강력한 항-종양 활성을 갖은 혈액에 안정적인 캄프토테신 제제를 실현시키고자 하는 노력은, 우선 약물의 림포좀 조제물과 같은 제형과 호모캄프토테신으로 알려져 있는 베타-하이드록시 락톤 캄프토테신 클래스 개발과 같은 합리적인 약물 설계에 집중되었다. 본원에 개시된 연구는 강력하며 혈액 안정성이 보다 높은 캄프토테신 동종체를 유지시키기 위한 제 3의 방법: 또는 HSA에 결합하는 경쟁 분자를 개선함으로써 HSA에 대한 캄프토테신 약물의 결합성을 조절하는 방법을 제공한다.
다양한 소형 분자가 이러한 단백질과 상호작용하기 때문에, 캄프토테신의 알부민 결합력은 고유한 것은 아니다. 상대적으로 큰 단백질인 67 kD의 알부민은 혈장 및 간질액 모두에 분포되어 있다. 이것은 가장 많은 혈장 단백질 중 하나이며, 순환 비율은 35 내지 50 mg/ml (약 0.6 mM)이다. HSA의 기본적인 생리 기능은 혈관계에서 교질 삼투압을 유지시키고 지방산과 빌리루빈을 수송하는 것이다. 그러나, 소수성 및/또는 이온성 상호작용에 의해, 다양한 소형 분자가 알부민에 강하게 결합하게 된다. 전기적 중성 약물 및 염기성은 소수성 결합 상호작용에 의해 알부민에 결합할 수 있으며, 알부민은 순 양전하(net cationic charge)를 가지기 때문에, 양성 약물은 정전기적 상호작용을 통해 알부민에 열성적으로 결합한다. 최근, 본 발명에 의해 수득한 X-레이 크리스탈로그래피 및 경쟁 결과를 통해, 캄프토테신 카르복실레이트가, 수많은 약제에 대한 우세적인 결합부위로서 이전 연구에서 동정된 서브도메인 IB의 새롭게 특정화된 약물 결합부위와 선호적으로 조합한다는 것이 밝혀졌다.
인간 혈청 알부민에 다양한 소형 분자가 열성적으로 결합하는 능력은, 인간 혈청 알부민에 대해 높은 결합 친화성을 가지는 캄프토테신 화합물 및 수많은 그외 화합물의, 생체내 항암 및/또는 항-HIV 활성에 대한 인간 혈청 알부민의 부정적인 영향을 경쟁적으로 약화시킬 가능성을 제공한다. 이러한 치료 약물 대체법은 약물 상호작용의 정확한 동정 및 적절한 속성을 가진 대체 제제의 신중한 선별을 토대로 한다. 전술한 바와 같이, Salus 제제를 이용한 NCP Salus™ 약물 제형을 기초로 동정한 약물 조합은, 따라서 이들 약물 제형의 성능 향상에 유용할 것이다. 종래 방법들은 인간 혈청 알부민 결합 활성에 의해 초래되는 문제점을 다룰려고 인식하거나 시도하지 않아, 캄프토테신 화합물과 같은 화합물, 예컨대 캄프토테신 또는 9-아미노캄프토테신, 및 인간 혈청 알부민에 대해 친화성이 높은 항암제 및 ACE 저해제와 같은 다른 화합물, 또는 약물의 안정성에 있어 인간 혈청 알부민의 부정적인 효과를 약화시킬 수 있는 방법 및 조성물이 필요하기 때문에, 이것은 매우 중요하다.
본 발명에 의한 X-레이 구조 연구로 인간 혈청 알부민의 IB 서브도메인내 별도의 포켓에서 결합하는 캄프토테신을 동정하였다. 비편향 밀도차(unbiased difference density)는 결합부위에서 열린 카르복실레이트형을 명확하게 나타내었다(도 2).
잔기와 캄프토테신간의 구체적인 상호작용은 2가지 다른 형태에 대한 선택성과 마우스에서의 활성 증가를 해명한다. 이러한 사실은, 동일한 부위에 결합하는 다른 화합물을 선별하여 캄프토테신 및 수종의 이의 유사체의 알부민 결합을 경쟁적으로 저해함으로써, 혈액에서 활성 성분의 유래 농도를 보다 높게 형성시키는 방법 및 제형을 제공한다.
선택 Salus™ 제제는 캄프토테신, 수종의 이의 유사체 및 그외 치료제의 알 부민 결합을 경쟁적으로 저해하는 것으로 알려져 있으며, 혈액에서 활성 성분의 유리 농도를 증가시킨다. 일부 바람직한 고친화성의 Salus IB 대체 제제로는, 바이칼루타마이드(bicalutamide), 클로피브레이트, 글리피자이드(glipizide), 라미프릴(ramipril) 및 테니포시드를 포함할 수 있다.
예컨대, 본 발명자들이 동정한 인간 혈청 알부민의 동일한 IB 부위에 대한 높은 결합 상수 및 높은 치료 투여량으로 결합하는 Salus 제제의 존재하에, 인간 혈청 알부민 30 mg/ml이 포함된 용액 중에 활성 락톤형의 캄프토테신 %가 현저하게 증가하였으며(도 3), 잔류 농도는 FDA 승인받은 항암제인 토포테칸(12%) 보다 훨씬 높았다(20%). 9-니트로-캄프토테신(도 4) 및 10-하이드록시-캄프토테신(도 5)로부터 수득한 동일한 놀라운 결과는, 선택한 Salus™ 제제가 일반적으로 캄프토테신 패밀리에 적용가능함을 시사한다. 다른 연구와 추가적인 치료 수치 검증에서, 인간 혈장의 활성형 증가는 토포이소머라제 I의 시험관내 저해 증가와 직접적으로 관련있다.
이러한 방법으로 다른 치료제의 순환성 생체이용성도 개선시킬 수 있는지를 검증하기 위하여, 인간 혈청 알부민의 IB 포켓에 결합하는 2종의 다른 약물, 항암제인 테니포시드(도 6), 항고혈압제인 퀴나프릴(도 7) 및 항생제 또는 항감염제인 설피속사졸(도 8)에 대한 유리 농도를 측정하였다. 예측한 바와 같이, 인큐베이션 3시간 후에, 이들 약물 모두의 유리 농도는 대체 제제의 부재시와 비교하여, 클로피브레이트와 같은 0.5 mM 및 1 mM Salus 제제의 존재하에 현저하게 높았다.
상기 언급한 실시예들은 Salus™ 기술력을 다시 입증하였으며, 임상 암 치료 법과 현저한 관련성을 보였다. S-단계의 세포에 대해서만 독성인 캄프토테신은 유효한 높은 수준으로 장기간 암 세포에 노출되어야 한다. 동정한 캄프토테신 부위에 강하게 결합되는 Salus™ 제제의 공동-투여로, 이러한 약물 패밀리에 대해 현저하게 증강된 치료 프로파일을 수득할 수 있다는 것이 명확해졌다. 바람직한 Salus™ 제제는 FDA 승인받은 매우 안전한 약제이므로, 임상 연구는 가속화될 것이다.
부록 1: 하기는 세포독성 연구를 위한 시험 프로토콜이다:
유방암 세포에 대한 약물의 세포 독성( MDA - MB -435S)
초기 설정:
1. 플라스크내 세포 수 측정. 각 웰내 세포의 최종 농도는 5000-40000 세포/웰(100,000-800,000 cells/ml)이어야 한다. 10% FBS 및 0.1% 인슐린이 보충된 Leibovitz's L-15를 이용하여 세포를 적정 농도로 희석한다. 피펫팅을 반복하여 세포 100 ㎕을 각 마이크로플레이트에 넣는다. 플레이트에 넣기 전에 튜브를 볼텍스한다. 증발을 위해 플레이트는 24시간 동안 37 ℃에서 인큐베이션한다(주의: 웰 A1-H1, A11-H11은 증발을 목적으로 오직 배지만 함유시킨다. 웰 A2에는 세포를 넣지 않고 배지만 넣어, 실험에 사용한다.)
배지: Leibovitz's L-15 배지.
2. 알부민:
- HSA 중에 60 mg/ml로 만든다(900 mg HSA + 13.3 ml 배지). Sigma HSA A- 8763 사용
- 2 mM 301이 첨가된 60 mg/ml HSA 5 ml을 제조한다(5.4 ml HSA에 대해 2.33 mg 301).
- 배지 중의 2 mM 301 1 ml을 제조한다(1.23 ml 배지 중의 0.53 mg). 배지 200 ㎕ 중에 200 ㎕을 희석하여, 1 mM 301을 제조한다.
- DMSO 스톡중에 약물 스톡을 제조한다. 스톡 몰 농도 = 1000 x 테스트 샘플의 최고 농도(예, 2 μM이 필요하다면, 스톡은 2 mM 이어야 함). 이는 약물 투여 량에 따라 각 약물에 따라 변경된다. 암 세포의 경우, 최고 농도는 약물 농도 보다 1-2 배 높아야 한다.
3. 테스트하기 전에 테스트 농도를 만든다(테스트하기 전 5-24시간): 테스트 농도는 2배 농도로 만들며, 100 ㎕을 세포 100 ㎕에 첨가하여 최종 농도를 마이크로플레이트 차트와 동일하게 만든다. 테스트 농도를 로딩하기 전에 플레이트의 배지를 (10% FBS 및 0.1% 인슐린이 보충된 L-14를 이용하여) 교체한다.
- 100% 세포: 배지 100 ㎕
- 배지: 배지 100 ㎕
- 0.5 mM 301: 배지 중에 1 mM 301 100 ㎕ 첨가
- HSA가 첨가된 0.5 mM 301: 1 mM 301 100 ㎕ 첨가
- 1 mM 301: 배지중의 2 mM 301 100 ㎕
- HSA가 첨가된 1 mM 301: 30 mg/ml HSA가 첨가된 2 mM 301 100 ㎕
- 30 mg/ml HSA: 배지중의 60 mg/ml HSA 100 ㎕(웰 2개)
- 약물의 투여량: 희석제로 배지를 이용하여 1 :500 희석한다. 배지 300 ㎕으로 2배 연속 희석한다(총 부피 600 ㎕). 웰에 첨가하기 전에 희석한다.
- 3OX HSA & 약물 투여량: 약물을 전술한 바와 같이 동일하게 연속 희석하고, 희석제는 배지 + 60 mg/ml HSA이다.
- 3OX HSA, 0.5 mM 301 & 약물: 약물을 전술한 바와 같이 동일하게 연속 희석하고, 희석제는 1 mM 301가 가미된 배지 + 60 mg/ml HSA이다.
- 3OX HSA, 1 mM 301 & 2 μM 약물: 약물을 전술한 바와 같이 동일하게 연속 희석하고, 희석제는 2 mM 301가 가미된 배지 + 60 mg/ml HSA이다.
이들을 37 ℃에서 밤새 인큐베이션한다. 마이크로플레이트를 24시간 인큐베이션한 다음, 상기 테스트 농도를 적정 웰에 첨가한다(마이크로플레이트 농도에 대한 차트 참조). 플레이트를 48시간 더 인큐베이션한다.
48시간 후:
4. 무균 후드하에, 배지 5 ml로 XTT 바이얼을 재구성한다.
5. 웰에서 모든 액체를 제거한다. 배지로 세정 및 제거한 다음 새로운 배지 200 ㎕을 웰에 넣는다.
6. 모든 웰에 XTT 40 ㎕을 넣는다.
7. 웰을 2시간 인큐베이션한다.
8. 기준 파장으로 655 nm을 이용하여 마이크로플레이트 리더에서 플레이트를 판독한다. 450 nm에서 판독한다. 450 판독에서 655 nm 판독을 뺀다.
세포 독성 연구를 위한 트레이 초기 설정에는 하기가 포함된다.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
A 배지 배지 약물 농도 약물 농도 30X HSA & 약물 농도 30X HSA & 약물 농도 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 농도 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 농도 30X HSA, 1mM 301 & 약물 농도 30X HSA, 1mM 301 & 약물 농도
블랭크
B 배지 세포 100% 약물 A3의 농도 절반 약물 A4의 농도 절반 30X HSA & 약물 A5의 농도 절반 30X HSA & 약물 A6의 농도 절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 A7의 농도 절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 A8의 농도 절반 30X HSA, 1mM 301 & A9의 농도 절반 30X HSA,
1mM 301 & A10의 농도 절반

블랭크
C 배지 0.5mM 301 약물 B3의 농도 절반 약물 B4의 농도 절반 30X HSA & 약물 B5의 농도 절반 30X HSA & 약물 B6의 농도 절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 B7의 농도 절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 B8의 농도 절반 30X HSA, 1mM 301 & B9의 농도 절반 30X HSA,
1mM 301 & B10의 농도 절반

블랭크
D 배지 1mM 301 약물 C3의 농도 절반 약물 C4의 농도 절반 30X HSA & 약물 C5의 농도 절반 30X HSA & 약물 C6의 농도 절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 C7의 농도 절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 C8의 농도 절반 30X HSA, 1mM 301 & C9의 농도 절반 30X HSA,
1mM 301 & C10의 농도 절반

블랭크
E 배지 0.5mM 301
&30X HSA
약물 D3의 농도 절반 약물 D4의 농도 절반 30X HSA & 약물 D5의 농도 절반 30X HSA & 약물 D6의 농도 절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 D7의 농도 절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 D8의 농도 절반 30X HSA, 1mM 301 & D9의 농도 절반 30X HSA,
1mM 301 & D10의 농도 절반

블랭크
F 배지 1mM 301&30X HSA 약물 E3의 농도 절반 약물 E4의 농도절반 30X HSA & 약물 E5의 농도절반 30X HSA & 약물 E6의 농도절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 E7의 농도절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 E8의 농도절반 30X HSA, 1mM 301 & E9의 농도 절반 30X HSA,
1mM 301 & E10의 농도 절반

블랭크
G 배지 30X HSA 약물 F3의 농도 절반 약물 F4의 농도 절반 30X HSA & 약물 F5의 농도 절반 30X HSA & 약물 F6의 농도 절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 F7의 농도 절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 F8의 농도 절반 30X HSA, 1mM 301 & F9의 농도 절반 30X HSA,
1mM 301 & F10의 농도 절반

블랭크
H 배지 세포 100% 약물 G3의 농도 절반 약물 G4의 농도 절반 30X HSA & 약물 G5의 농도 절반 30X HSA & 약물 G6의 농도 절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 G7의 농도 절반 30X HSA, 0.5mM 301 & 약물 G8의 농도 절반 30X HSA, 1mM 301 & G9의 농도 절반 30X HSA, 1mM 301 & G10의 농도 절반
블랭크
표 1. 크리스탈로그래피를 이용한 IB 특이성을 포함하는 화합물의 결정
증상 약물
항-(전립선) 암, NSAID
항-근위축성 측삭경화증, 항경련제
항부정맥제 및/또는 마취제

항생제


항암



항-응고
항-경련
항-우울
항-당뇨



항-히스타민
항-고혈압 및/또는 ACE 저해제











항-감염

항-염증

항-지방혼탁(Anti-lipemic)
항-포르피린증
항-정신병
콜레스테롤 강하


피임 스테로이드
색소(Dye)
에스트로겐 애체
간기능 진단 보조
NSAID 및/또는 진통제

바이칼루타미드
릴루졸
린도카인
퀴니딘 글루코네이트
암피실린
메탐피실린
설피속사졸
9-아미노캄프토테신
캄프토테신
이다루비신
테니포시드
디쿠마롤
메트숙시미드
트라조돈
돌부타미드
글리메피리드
글리피지드
글리부리드
페소페나딘
알프레놀롤
클로로티아자이드
독사조신
하이드랄라진
이르베사르탄
메틸도페이트
프라조신
퀴나프릴
라미프릴
텔미사르탄
테라조신
발사르탄
세파만돌 나페이트
날리딕스산
부데소니드
케오롤락
페노피브르산
헤민
지프라시돈
세리바스타틴
클로피브르산
젬피브로질
노레틴드론
레사주린
에티닐 에스타디올
설포브로모프탈레인
디플루니살
에토돌락
페노프로펜
증상 약물
NSAID 및/또는 진통제






근골격 이완

자극제
기타
이부프로펜
케토프로펜
N-(2-니트로페닐)-안트라닐산
남부톤
나프록센
N-페닐안트라닐산
톨메틴
클로르조사존
사이클로벤자프린
카페인
아라키돈산
리놀레익산
팔미트산
팔미톨레익산
스테아르산
표 2. 본 발명의 Salus IB 제제
증상 약물 투여량 MN
NSAID 및/또는 진통제








콜레스테롤 강하

항-감염제


항-고혈압 및/또는 이뇨제

항-부정맥 및/또는 항-말라리아
디플루니살(Diflunisal)
에토돌락
펜프로펜
이부프로펜
N-(2-니트로페닐)안트라날산
남부톤§
나프록센
N-페닐안트라날산
톨메틴
클로피브르산*
젬피브로질
암피실린
세파만돌 나페이트
날리딕스산(Nalidixic Acid)
클로로티아자이드
메틸도네이트
퀴니딘 글루코네이트
(500mg-1000mg/day)
(1000mg/day)
(900mg-2400mg/day)
(1200mg-3200mg/day)

(2000mg/day)
(1000mg/day)

(600mg-1800mg/day)
(2000mg/day)
(1200mg/day)
(2000mg-3500mg/day)
(12g/day max)
(4000mg/day)
(1000mg-2000mg/day)
(500mg-2000mg/day)
(648mg/8hrs)
250.2
287.4
522
228.3

216.2
252.25
213.24
315.3
214.65
250.3
371.4
512.5
232.2
295.7
275.73
520.6
§남부톤 또는 6-메톡시-2-나프틸아세트산(6MNA)은 투여 경로에 따라 의존적이다(활성형 6MNA).
* 클로피브레이트 또는 클로피브르산은 투여 경로에 따라 의존적이다(활성형 클로피브르산)

Claims (28)

  1. 독소루비신 및 에피루비신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의, IB 부위에서 인간 혈청 알부민과 결합하는 안트라사이클린 패밀리 항암제, 및
    인간 혈청 알부민의 IB 부위에서 상기 항암제와 경쟁적으로 결합하는 화합물을 포함하는, 상기 항암제의 유효량을 감소시키기 위한 치료 조성물로서,
    상기 화합물이 클로피브레이트(clofibrate) 및 클로피브르산(clofibric acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이고,
    상기 화합물을, 상기 항암제의 유효량을 감소시키는데 유효한 양으로 포함하는 치료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화합물을, 혈액 중의 혈장 농도가 0.1 mM ~ 25 mM 범위가 되도록 하는 수준으로 포함하는, 치료 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    약학적으로 허용되는 비히클, 담체 또는 부형제를 더 포함하는 치료 조성물.
  4. 독소루비신 및 에피루비신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의, IB 부위에서 인간 혈청 알부민과 결합하는 안트라사이클린 패밀리 항암제, 및
    인간 혈청 알부민의 IB 부위에서 상기 항암제와 경쟁적으로 결합하는 화합물을 포함하는, 상기 항암제의 혈중 유리 농도를 증가시키기 위한 치료 조성물로서,
    상기 화합물이 클로피브레이트(clofibrate) 및 클로피브르산(clofibric acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이고,
    상기 화합물을, 상기 항암제의 혈중 유리 농도를 증가시키는데 유효한 양으로 포함하는 치료 조성물.
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