KR20000006553A - Ｈｉｖ감염차단용변형ｃ1에스테라제억제제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한쪽은 사람 면역결핍성 바이러스(human immunodeficiency virus: HIV)의 표면에 결합하나, 다른 쪽은 사람 세포막에 결합하지 않는 변형 C1 에스테라제 억제제에 관한 것이다. 이러한 변형 C1 에스테라제 억제제는 생체내 및 실험관내에서 HIV 감염 차단용으로 사용될 수 있다.

Description

ＨＩＶ 감염 차단용 변형 Ｃ1 에스테라제 억제제{Modified C1 esterase inhibitor for blocking the infectiousness of HIV}

본 발명은 사람 면역결핍성 바이러스(human immunodeficiency virus: HIV) 감염을 생체내 또는 실험관내에서 차단하는데 사용될 수 있는 변형 C1 에스테라제 억제제에 관한 것이다.

생물학적 유액, 그러나 특히 혈액, 혈장 또는 혈청으로부터 HIV의 제거는 모든 종류의 의학적 목적에 있어 안전한 사용을 위해 중요한 필수적인 사항이다. 따라서, 생물학적 유액으로부터 HIV의 제거가 달성되어야 하는 다수의 방법들이 제안되어 있다. 즉 이 방법은 국제 특허 출원 제WO 97/07674호에 제안되어 있으며, 이 방법을 사용함으로써 HIV를 특정의 에틸렌이민 올리고머로 처리함으로써 불활성화시키거나 HIV를 생물학적 유액으로부터 제거할 수 있다. 이 경우, 혈액의 다른 성분들, 특히 세포 성분(예: 적혈구)들이 이러한 유형의 처리에 의해 손상되지 않아야 하고 HIV의 제거가 단순한 방법으로 단시간에 수행됨으로써 충분한 다량의 정제된 혈액이 경제적으로 타당한 방법으로 수득될 수 있도록 하는 것이 중요하다.

또한 C1 억제제가 포함된 물질을 통과시키는 여과에 의해 생물학적 유액으로부터 HIV를 흡착적으로 제거하는 것이 이미 제안되어 있다.

C1 에스테라제 억제제라고 불리는 C1 억제제는 혈액중에 존재하는 단백질이며 보충 시스템 및 접촉 시스템의 전통적인 경로의 주요 억제제이다. C1 억제제는 인자 XII 및 칼리크레인(kallikrein)의 활성화형을 억제할 수 있다(참조: Schapira M. et al., 1985, Complement 2: 111; Davis A.E., 1988, Ann Rev Immunol 6: 595; Sim R.B. et al., 1979, FEBS Lett 97: 111; De Agostini A. et al., 1984, J Clin Invest 73: 1542; Pixley R.A. et al., 1985, J Biol Chem 260: 1723; Schapira M. et al., 1982, J Clin Invest 69: 462; Van der Graaf F. et al., 1983, J Clin Invest 71: 149; Harpel P.C. et al., 1975, J clin Invest 55: 593). 즉, C1 억제제는 2개의 혈장 캐스케이드(plasma cascade), 다시 말하면 보충 시스템 및 접촉 시스템의 활성을 조절함으로써 생물학적으로 활성인 펩타이드를 생성한다. 따라서, C1 억제제는 염증 시스템의 중요한 조절인자이다. 더우기, C1 억제제는 활성화 인자 XI를 억제한다(참조: Meijers J.C.M. et al., 1988, Biochemistry 27: 959; Wuillemin W.A. et al., 1995, Blood 85: 1517). 이러한 사실로부터 C1 억제제는 응집 억제제인 것으로 고려될 수 있다. 조직 플라스미노겐 활성인자 및 플라스민은 또한 C1 자체의 주요 기능은 아니라고 해도 C1 억제제에 의해 어느 정도 억제된다(참조: Harpel P.C. et al., 1975, J Clin Invest 55: 149; Booth N.A. et al., 1987, Blood 69: 1600).

C1 억제제는 정제에 의해 혈장으로부터 현저한 정도로 수득되어 임상 적용,특히, 유전적으로 관련된 C1 억제제의 결핍으로 유발되는 질병인 유전성 혈관부종(hereditary angioedema)의 치료에 사용된다. 또한, 전신계적 염증[참조: 국제 특허 출원 제 WO 92/22320호(Genentech Inc.)], 심한 화상, 췌장염, 골수 이식, 사이토킨 치료요법 및 체외 혈액 순환[참조: DE-A-4 227 762(Behringwerke AG)]에 있어 C1 억제제를 투여함으로써 우수한 치료 결과가 달성됨이 이미 기술되어 있다.

C1 억제제를 암호화하는 완전한 게놈성 및 cDNA는 이미 클로닝되어 있다(참조: Bock S.C. et al., 1986, Biochemistry 25: 4292; Carter P.E. et al., 1988, Eur J Biochem 173: 163). 반응성 중심의 P1 및 P3 및/또는 P5 위치에 아미노산 돌연변이를 지닌 재조합 C1 억제제의 각종 변이체 및 유전성 혈관부종 환자로부터 분리된 변이체는 이미 제조합적으로 제조되고 있다(참조: Eldering E. et al., 1988, J Biol Chem 263: 11776; Eldering E. et al., 1993, J Biol Chem 267: 7013; Eldering E. et al., 1993, J Clin Invest 91: 1035; 미국 특허 제5,622,930호; Davis A.E. et al., 1992, Nature Genetics 1: 354; Eldering E. et al., 1995, J Biol Chem 270: 2579; Verpy et al., 1995, J Clin Invest 95: 350).

C1 억제제는 세르핀이라고 또한 칭하는 큰 과의 세린 프로테인아제 억제제에 속한다(참조: Travis J. et al., 1983, Ann Rev Biochem 52: 655; Carrel R.W. et al., 1985, Trends Bioch Sci 10: 20). SDS 폴리아크릴아미드 겔상에서, C1 억제제의 분자량은 대략 105KD이다. 이의 혈장 농도는 대략 270mg/l이다(참조: Schapira M et al., 1985, Complement 2: 111; Nuijens JH et al., 1989, J ClinInvest 84: 443). C1 억제제는 복잡하지 않은 감염 및 기타 염증에 있어 이의 혈장 수준이 2배까지 증가할 수 있는 단백질이다(참조: Kalter ES et al., 1985, J Infect Dis 151: 1019). 염증에 있어 C1 억제제의 증가된 형성은 아마도 급성 반응동안에 보충 시스템 및 접촉 시스템의 혈관내 활성화의 유해 효과에 대해 신체를 보호하기 위해 제공된다.

세르핀은 억제될 프로테인아제와의 이분자 착물을 형성함으로써 억제제로서 반응한다. 이러한 착물에 있어서, 프로테인아제의 활성 중심은 세프린의 활성 중심에 의해 결합됨으로써 불활성화된다(참조: Travis J. et al., 1983, Ann Rev Biochem 52: 655). 세르핀은 특정 프로테인아제와 특이적으로 반응하며, 이러한 특이성은 반응성 중심의 아미노산 서열에 의해 측정된다.

본 발명은 HIV 감염이 C1 억제제의 투여에 의해 차단될 수 있다는 관측으로부터 출발한다.

알려진 바와 같이, HIV 감염에 있어 첫번째 단계는 면역 시스템의 헬퍼 T 임파구(T_H세포)로 이루어지며, 이는 자체의 표면에 CD4 수용체를 지니고 있어 HIV의 표면 단백질과 상호작용하게 된다. CD4에 대한 항체는 실험관내에서 T_H세포의 HIV 감염을 차단한다. 심지어 과량의 유리 CD4 단백질을 사용하는 경우에도, 감염율은 실험관내에서 감소된다. 이들 치료 모두는 감염을 명백하게 차단하지만, 바이러스를 파괴하지는 못한다. 유사하게, HIV의 표면 단백질과 T_H세포의 CD4 수용체간의 직접적인 상호작용은 C1 억제제에 대한 HIV의 결합에 의해 본 발명에 따라 억제될 수 있다.

그러나, 사람 C1 억제제는 HIV의 피복 단백질에 대해 친화성이 클뿐 아니라, 임파구의 표면 단백질에 대해서도 친화성이 크다. C1 억제제에 의해, 브릿지-유사 연결이 HIV와 T_H세포사이에 스페이서(spacer)에 의해 생성될 수 있다. 그러나, HIV 감염은 이러한 방법에 의해 여전히 현저하게 감소될 수 없다. 그러나, 한쪽은 HIV의 피복 단백질에 대해 결합 친화성이 높지만, 다른 한쪽은 사람 세포막에 결합하지 않는 변형 C1 에스테라제 억제제가 사용될 경우, HIV 감염을 감소시킬 수 있다.

변형 C1 에스테라제 억제제는 상이한 공급원으로부터 시판된다. 즉, 가축 또는 기타 포유동물의 혈액으로부터 입수된 C1 에스테라제 억제제는 사람 세포막, 특히 사람 T_H세포의 CD4 수용체에 대해 친화성을 나타내지 않는다. 그러나, HIV의 표면 단백질(gp120 및 gp41)에 대한 이들의 친화성은 사람 C1 에스테라제 억제제의 것과 비교가능하다. 따라서, 동물 C1 에스테라제 억제제는 HIV의 표면 단백질에 결합할 수 있으나, C1 억제제가 T_H세포의 표면에 부착하지 않으므로, 사람 CD4 수용체와 HIV의 어떠한 접촉도 방지한다.

그러나, 유전 공학 방법에 의해 사람 C1 억제제의 변형된 변이체를 제조할 가능성도 존재한다. 사람 C1 억제제의 정확한 아미노산 서열 및 사람 C1 억제제를 암호화하는 DNA 서열은 보크(Bock) 등의 문헌(참조: Biochemistry 25: 4292-4301, 1986) 및 데이비스(Davis) 등의 문헌(참조: PNAS 83: 3161-3165, 1986)에 기술되어 있다. C1 에스테라제 억제제의 생물학적으로 활성인 변이체는 국제 특허 출원 제WO 91/06650호로부터 공지되어 있다. 이들 변이체는 재조합 발현 방법, 뉴클레오타이드의 특이적인 결실, 삽입 또는 치환을 갖는 C1 에스테라제 억제제를 암호화하는 DNA에 의해 제조될 수 있다.

근본적으로, 임파구에 결합하지 않는 모든 비-사람 C1 에스테라제 억제제는 HIV 감염을 차단하기 위해 사용될 수 있다. 이들은 천연 물질 또는 재조합적으로 제조된 동물 C1 에스테라제 억제제로 부터 분리된 동물 C1 에스테라제 억제제이다. 더욱이, T-헬퍼 세포의 CD4 수용체에 대한 결합능이 제거된, 재조합적으로 변형된 사람 C1 에스테라제 억제제는 HIV 감염을 차단할 수 있다. 이를 위해, 특히 국제 특허 출원 제WO 92/22320호에 기술되어 있고 공지되어 있는 재조합 방법으로 수행할 수 있는, CD4 수용체에 대한 결합을 유발시키는 C1 억제제의 아미노산 서열의 변형이 필수적이다.

상술한 비-사람 C1 에스테라제 억제제 및 재조합적으로 변형된, 사람 C1 에스테라제 억제제는 치료 작용에 충분한 양으로 주로 비경구적으로 투여된다. 일반적으로, 이들은 생리학적 염수 용액, 링거액 또는 주사 목적에 적합한 다른 부형제중에 포함되어 환자에게 투여된다.

본 발명에 의해 제공되는, 재조합적으로 변형된 C1 에스테라제 억제제는 생체내 및 실험관내에서 HIV 감염 차단용으로 사용될 수 있다.

Claims (6)

1. 한쪽은 HIV의 표면 단백질에 결합하나 다른 쪽은 사람 세포막에 결합하지 않는 변형 C1 에스테라제 억제제.
2. 제1항에 있어서, 동물 기원의 C1 에스테라제 억제제.
3. 제1항에 있어서, 재조합 기원의 C1 에스테라제 억제제.
4. 한쪽은 HIV에 결합하나 다른 쪽은 사람 세포막에 결합하지 않는 변형 C1 에스테라제 억제제를 HIV와 접촉시킴을 포함하는, HIV 감염의 차단 방법.
5. 치료학적 유효량의 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 C1 에스테라제 억제제를 포함하는 약제학적 제제.
6. 생체내 또는 실험관내에서 HIV 감염을 차단하기 위해 사용되는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 C1 에스테라제 억제제의 용도.