KR20100016051A

KR20100016051A - 갈륨 화합물을 이용하는 감염성 질환의 예방 및 치료 방법

Info

Publication number: KR20100016051A
Application number: KR1020097022681A
Authority: KR
Inventors: 대니얼 피. 펄; 샤론 모아렘
Original assignee: 사이더로믹스, 엘엘씨
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2010-02-12
Also published as: EP2141996B1; PL2141996T3; PT2141996E; WO2009009171A2; JP2019135269A; JP2014193914A; US20080241275A1; US20160375056A1; JP2017114887A; EP2141996A4; US20150064284A1; EP2526773A1; CA2682745C; US20180028564A1; ES2401045T3; KR101217415B1; JP5559031B2; EP2141996A2; US8895077B2; US20150352148A1

Abstract

본 발명은 환자에게 갈륨을 포함하는 화합물을 전신적으로 투여함에 의한, 세포외 미생물, 예컨대 세균 및 진균에 의해 야기된 감염성 질환의 예방 또는 치료 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 의해 표적이 되는 세포외 미생물은 메티실린-내성 스타필로코커스 아우레우스(methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA), 반코마이신-내성 엔테로코커스 피칼리스(vancomycin-resistant Enterococcus faecalis, VRE), 대장균(E. coli) O157:H7, 플루오로퀴놀론-내성 살모넬라 타이피(Salmonella typhi) 등을 포함한다. 또한, 본 발명의 방법에서, 갈륨 화합물은 다중-약물 내성 병원체의 생성 위험성을 감소시키면서 감염성 질환을 치료하기 위해 하나 이상의 통상적인 항미생물제와 함께 공동-투여될(co-administered) 수 있다. 본 발명의 방법은 또한 궤양-유발 헬리코박터 파일로리(Heicobacter Pylori)와 같은 이들 미생물의 여지껏 달성하기 어려웠던 박멸을 완료하기 위해 적용가능하다.

Description

갈륨 화합물을 이용하는 감염성 질환의 예방 및 치료 방법 {METHODS FOR PREVENTING OR TREATING INFECTIOUS DISEASES USING GALLIUM COMPOUNDS}

본 건은 2007년 4월 2일에 출원된 미국 가출원 제 60/909,658호에 대해 35 U.S.C.§120 하의 우선권을 주장하는 PCT 국제특허출원으로, 그 전체가 본원에 참조로서 삽입된다.

본 발명은 갈륨 화합물을 사용하는, 세균 및 진균을 포함하는 여러 세포외 미생물에 의해 야기된 감염성 질환의 예방 또는 치료 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 갈륨 화합물의 전신 투여, 예컨대 경구 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여 등에 의한 감염성 질환의 예방 또는 치료에서의 갈륨 화합물의 약제학적 용도에 관한 것이다. 본 발명에 의해 예방가능한 또는 치료가능한 감염성 질환은 통상적인 항생제 및/또는 약물에 내성이 있는 것으로 알려진 미생물에 의해 야기된 감염성 질환을 포함한다.

통상적인 항생제 및 다른 항미생물제(antimicrobial agent)에 내성을 갖는 치명적인 병원성 미생물의 증가하는 수의 출현이 세계적으로 공중 위생에 큰 관심사가 되고 있다. 인간 및 가축에서의 항생제의 과처방(over-prescription)/과용(over-use)이 여러 미생물의 항생제-내성 균주(strain)의 급속한 발생에 기여하 였다. 예를 들어, 치료되지 않는다면 심장, 뼈, 폐, 및 혈류로 확산되어 치명적 결과를 낳을 수 있는 원내(hospital-acquired)("병원내(nosocomial)") 감염증의 일반적인 원인이 되는 것으로 알려진 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)는 1940년대 초기에는 페니실린에 의해 잘 제어되었다. 그러나, 1960년대 말, 80퍼센트를 초과하는 스타필로코커스 아우레우스가 페니실린에 대한 내성을 발생시켰으며, 1972년에, 2퍼센트의 스타필 로코커스 아우레우스가 메티실린-내성을 가지는 것으로 발견되었다. 메티실린-내성 세균의 퍼센트는 2002년에 57.1 퍼센트까지 계속 상승하였다 ("CDC(Centers for Disease Control)" NNIS(National Nosocomial Infections Surveillance System) (2003년 8월)를 기반으로 한, "IDSA(Infectious Diseases Society of America)"에 의한 "Bad Bugs, No Drug" (2004년 7월)).

유사하게, 심장내막염(endocarditis) 뿐만 아니라 요로(urinary tract) 및 상처 감염증 및 세균혈증(bacteremia)을 포함하는 다른 병원내 감염증의 중요한 요인인, 반코마이신에 내성을 갖는 엔테로코커스(VRE)인, 엔테로코커스의 퍼센트는 1980년대 후반부터 증가하였으며, 2002년에는, 중환자실로부터의 테스트된 엔테로코커스 샘플의 27퍼센트를 초과하는 것이 반코마이신에 대해 내성을 가졌다 (IDSA에 의함, 2004, supra). 발생된 항생물질 내성을 갖는 것으로 알려진 다른 세균은 메티실린 내성, 혈장응고효소-음성(coagulase-negative) 스타필로코커스("CNS"), 세프타지딤(ceftazidime)-내성 슈도모나스 아에루지노사(Pseudomonas aeruginosa), 암피실린-내성 에쉐리히아 콜리(Escherichia Coli), 세프타지딤 내성 클렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella Pneumoniae), 페니실린 내성 스트렙토코커스 뉴모니아 등을 포함한다. 게다가, 약물-내성은 더 이상 원내 감염증에 제한되지 않고, 예를 들어 2001년에서 2003년 사이에 조지아, 캘리포니아, 및 텍사스 내 교도소에서 발견된 총 12,000 케이스의 지역사회(community-acquired) 메티실린-내성 스타필로코커스 아우레우스(MRSA) 감염증으로 입증되는 바와 같이 지역사회 감염증으로 확산된다 (2004, IDSA, supra).

항생제-내성 미생물은 사회에 막대한 경제적 부담을 야기한다. 약물-내성 미생물에 의해 야기된 감염성 질환은 보다 긴 입원 기간, 대체적 약물치료를 위한 보다 높은 비용, 더 많은 근무일수의 상실 등을 필요로 하며, 종종 죽음을 초래한다. "IOM(Institute of Medicine)"의 보고 (1998, Antimicrobial Resistance : Issues and Options)에 따르면, MRSA에 의해 야기된 감염증은 치료하는데에 케이스 당 평균 $31,400가 소요되었다. 미국 사회의 약물-내성 미생물에 대한 총 비용은 매년 적어도 $4조 내지 $5조가 될 것으로 추정된다.

항미생물 내성을 제어하기 위한 새로운 약물에 대한 긴급한 요구에도 불구하고, 새로운 항생제의 개발은, 제약 분야에서의 상품 개발의 초점이 급성 질병, 예컨대 급성 세균 감염증에 대해서 보다는 만성 질환 쪽으로 점점 옮겨짐에 따라 근년 상당히 지체되었으며, 이는 만성 질환의 치료에 관한 보다 높은 수익성에 주로 기인한다 (2004년 3월, "FDA(U.S. Food and Drug Administration)"에 의한, Innovation/Stagnation: Challenge and Opportunity on the Critical Path to New Medical Products; 및 2003년 12월, Sellers, L.J.에 의한, "Big Pharma bails on anti-infectives research", Pharmaceutical Executive 22). IOM 및 FDA에 따르면, 지난 30년 동안, 오직 두 개의 신규한 클래스의 항생제, 2000년의 옥사졸리디논(oxazolidinone) 및 2003년의 리포펩타이드(lipopeptide)만이 개발되었으며, 옥사졸리디논에 대한 내성은 이미 보고되어있다.

갈륨은 Ⅲa족 반금속성 원소로서 다년간 핵의학 분야에서 신생물(neoplasm) 및 염증의 진단에 사용되어 왔다. 갈륨은 또한 암 (Adamson 등, 1975, Cancer Chemothe. Rept 59:599-610; Foster 등, 1986, Cancer Treat Rep 70:1311-1319; Chitambar 등, 1997, Am J Clin Oncol 20:173-178), 증상적 암-관련 고칼슘혈증(symptomatic cancer-related hypercalcemia) (Warrell 등, 1989, "Gallium in the treatment of hypercalcemia and bone metastasis"에서, Important Advances in Oncology, pp. 205-220, J.B. Lippincott, Philadelphia; Bockman 등, 1994, Semin Arthritis Rheum 23:268-269), 골 흡수(bone resorption) (Warrell 등, 1984, J Clin Invest 73:1487-1490; Warrell 등, 1989, supra), 자가면역 질환 및 동종이식 거부 (Matkovic 등, 1991, Curr Ther Res 50:255-267; Whitacre 등, 1992, J Newuro Immunol 39:175-182; Orosz C.G. 등, 1996, Transplantation 61:783-791; Lobanoff M.C. 등, 1997, Exp Eye Res 65:797-801), 상처 치유 및 조직 수복의 자극 (Bockman 등, 미국 특허 제5,556,645호; Bockman 등, 미국특허 제6,287,606호), 및 어떤 감염증, 예컨대 매독(syphilis) (Levaditi C. 등, 1931, C R Hebd Seances Acad Sci Ser D Sci Nat 192:1142-1143), 세포내 세균, 진균 또는 기생충 감염증, 예컨대 각각 결핵(tuberculosis), 히스토플라스마 증(histoplasmosis), 및 리슈만편모충증(leishmaniasis) (Olakanmi 등, 1997, J. Invest . Med . 45:234A; Schlesinger 등, 미국특허 제6,203,822호; Bernstein 등, 국제특허출원공개 제 WO 03/053347호), 슈도모나스 아에루지노사 감염 (Schlesinger 등, 미국특허 제6,203,822호), 및 파동편모충증(trypanosomiasis) (Levaditi C. 등 supra)의 치료에서 일부 효능을 나타낸다.

비록 골 흡수 및 고칼슘혈증에 대한 갈륨의 활성의 정확한 기전은 잘 알려지지 않았지만, 그의 암 세포에 대한 항증식 특성 및 항미생물 활성은 그의 암 세포 또는 미생물에 의해 섭취되기 위한 철 이온 (즉, Fe³ ⁺)과의 경쟁에 기인하는 것으로 추정된다 (Bernstein, 1998, Pharmacol Reviews 50(4):665-682). 철은 많은 병원체를 포함하는 대부분의 살아있는 유기체의 필수 원소이며, DNA 합성 및 여러 산화-환원 반응에 필요하다 (Byers 등, 1998, Metal Ions Bio syst 35:37-66; Guerinot 등, 1994, Annu Rev Microbiol 48:743-772; Howard, 1999, Clin Micobiol Reviews 12(3):394-404). Ga³ ⁺은 Fe³ ⁺ 의 용액- 및 배위-화학들과 유사한 것들을 가지는 것으로 알려져 있으며 (Shannon, 1976, Acta Crystallographica A32:751-767; Huheey 등, 1993, In Inorganic Chemistry : Principles of Structure and Reactivity Ⅰ, ed. 4, Harper Collins, NY; Hancock 등, 1980, In Org Chem 19:2709-2714), 철-수송 단백질 트랜스페린(transferrin)에 결합함으로써 생체 내에서 Fe³ ⁺와 매우 유사하게 행동한다 (Clausen 등, 1974, Cancer Res 34:1931-1937; Vallabhajosula 등, 1980, J Nucl Med 21:650-656). 갈륨이 그들의 철 수송 기전을 통해 미생물에 들 어가서 그들의 DNA 및 단백질 합성을 방해하는 것으로 추측된다.

미국특허 제5,997,912호는 정맥내로, 경구로 또는 에어로졸에 의해 갈륨 화합물을 투여함으로써 슈도모나스 아에루지노사의 성장을 억제하기 위한 방법을 개시하고, 미국특허출원공개 제2006/0018945호는 갈륨 화합물을 이용하는 바이오필름(biofilm) 성장 형성의 예방 또는 억제 방법을 개시한다.

미국특허 제6,203,822호 및 국제특허출원 제WO 03/053347호는 이 세균 클래스에 의해 감염된 환자에게 갈륨 화합물을 정맥내로 또는 경구로 투여함에 의한 세포내 세균, 특히, 마이코박테리움(Mycobacterium) 속의 종에 감염된 환자의 치료 방법을 개시한다 (Olakanmi 등, 2000, Infection and Immunity 68(10):5619-5627도 참조). 이들 유기체는 주로, 대량의 철을 저장하고 트랜스페린 수용체를 과발현하는 것으로 알려진 대식세포를 감염시킨다. 비경구로 또는 경구로 투여된 갈륨 화합물은 트랜스페린 수용체를 통해 대식세포에 의해 즉시 섭취되고 그 후, 이들 세포 내에서, 감염 유기체에 의해 섭취되고, 이에 의해 상기 유기체의 대사를 방해한다.

따라서 세포내 유기체 이외의 미생물에 대한 갈륨 화합물의 항미생물 활성은 대부분 조사되지 않았다.

또한, 다중-항생제 내성 미생물의 줄곧 증가하는 수에 대한 갈륨 화합물의 용도는 아직 조사되지 않았다.

3. 발명의 요약

본 발명은 갈륨 화합물이, 통상적인 항생제 및/또는 약물에 내성이 있는 것으로 알려진 것들을 포함하는 다수의 병원성, 세포외 미생물의 성장을 제어하는 데에 효과적이라는 본 발명자들의 발견을 기반으로 한 것이다.

따라서, 본 발명은 세포외 미생물에 의해 야기된 감염성 질환의 예방 및/또는 치료 방법을 제공하고, 상기 방법은 이를 필요로 하는 대상에 예방적 또는 치료적 유효량의 갈륨 화합물을 전신적으로 투여하는 것을 포함한다. 바람직한 구체예에서, 그러한 세포외 미생물은 슈도모나스 아에루지노사(Pseudomonas aeruginosa) 및 레지오넬라 종(Legionella spp .)은 제외하지만, 다른 철-의존(iron-dependent), 세포외, 병원성 미생물은 포함한다. 그러한 미생물은 세균 또는 진균일 수 있고, 이는 포유류 및 조류를 포함하는 숙주 유기체, 및 가장 두드러지게는 인간을 감염시킨다. 이들 미생물들은, 스타필로코커스(Staphylococcus), 엔테로코커스(Enterococcus), 에 쉐리히아(Escherichia), 스트렙토코커스(Streptococcus), 캠필로박터(Campylobacter), 살모넬라(Salmonella), 헬리코박터(Helicobacter), 바실러스(Bacillus), 클로스트리듐(Clostridium), 코리네박테리움(Corynebacterium), 클라미디아(Chlamydia), 콕실라(Coxilla), 에를리히아(Ehrlichia), 프란시셀 라(Francisella), 레지오넬라(Legionella), 파스튜렐라(Pasteurella), 브루셀라(Brucella), 프로테우스(Proteus), 클렙시엘라(Klebsiella), 엔테로박 터(Enterobacter), 트로페리마(Tropheryma), 아시네토박터(Acinetobacter), 에어로 모나스(Aeromonas), 알칼리게네스(Alcaligenes), 카프노사이토파가(Capnocytophaga), 에리시펠로트릭스(Erysipelothrix), 리스테리아(Listeria ), 여시니아( Yersinia) 속(genera) 등에 포함되는 세균; 및 칸디다 알비칸스(Candida albicans), 마이크로스포럼 카니스(Microsporum canis), 스포로트릭스 쉔키 이(Sporothrix schenckii), 트리코파이톤 루브럼(Trichophyton rubrum), 트리코파 이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes), 말라쎄지아 푸르푸르(Malassezia furfur), 피터러이어시스 버시컬러(Pityriasis versicolor), 엑소피 알라 웨르넥키(Exophiala werneckii), 트리코스포론 베이겔리(Trichosporon beigelii), 콕시디오이데스 임미티스(Coccidioides immitis), 블라스토마이세스 더마타이티디스(Blastomyces dermatitidis), 아스퍼질러스 푸미가투스(Aspergillus fumigatus), 에피더모파이톤의 종(Epidermophyton spp .), 푸사리움의 종(Fusarium spp.), 자이고마이세스의 종(Zygomyces spp .), 라이조푸스의 종(Rhizopus spp .) 뮤코의 종(Mucor spp .) 등과 같은 진균을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.

다른 바람직한 구체예에서, 본 발명에 의해 표적이 되는 미생물은 갈륨 화합물이 아닌 적어도 하나의 항생제 또는 항미생물 화합물에 내성을 갖는다. 특정 구체예에서, 그러한 약물-내성 미생물은 메티실린-내성 스타필로코커스 아우레우스 (MRSA), 반코마이신-내성 엔테로코커스 (VRE), 암피실린-내성 대장균(E. coli) (예컨대, 대장균 O157:H7), 플루오로퀴놀론-내성 살모넬라 타이피(Salmonella typhi), 세프타지딤-내성 클렙시엘라 뉴모니아, 및 플루오로퀴놀론-내성 나이세리아 고노레 아(Neisseria gonorrhoeae) 등을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.

다른 관점에서, 본 발명은 슈도모나스 아에루지노사 및 레지오넬라 종이 아닌 세포외 미생물에 의해 야기된 감염성 질환의 예방 및/또는 치료 방법을 제공하고, 상기 방법은 이를 필요로 하는 대상에 예방적 또는 치료적 유효량의 갈륨 화합물 및 적어도 하나의 추가적 항미생물제를 전신적으로 공동-투여하는 것(co-administering)을 포함한다. 그러한 추가적 항미생물제는 항세균제, 예컨대 통상적인 항생제, 항진균제, 및 항미생물 활성을 갖는 다른 천연적으로 또는 합성적으로 유도된 작용제(agent)를 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.

3.1. 정의

본원에서 사용된 바와 같은 용어 "대상(subject)"은 가금류 (예컨대, 닭, 칠면조 등), 및 비-영장류(예컨대, 소, 돼지, 말, 고양이, 개, 랫트 등) 및 영장류(예컨대, 원숭이 및 인간)와 같은 포유류를 포함하는 동물, 가장 바람직하게는 인간을 나타낸다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "전신적(systemic)" 또는 "전신적으로(systemically)"는, 갈륨 화합물이 주로 심장 및 혈관을 포함하는 심혈관계 및 림프절, 림프관 및 림프관(lymph vessel and duct)을 포함하는 림프계와 같은 순환계를 통해 대상의 전신 구석구석까지 분배되는 방식으로 대상에게 갈륨 화합물을 투여하는 것을 나타낸다. 따라서, 갈륨 화합물의 전신적 투여는 경구 투여 및 정맥내, 근육내, 피하, 및 복강내 투여를 포함하는 비경구 투여, 및 좌약 등을 포함한다. 어떤 상황에서는, 전신적 투여는 순환계를 통과하지 않고, 원인성 유기체와 상기 화합물의 직접 접촉의 이점을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 경구 투여된 갈륨 화합물은 전신적 분배를 통해서뿐만 아니라 소화관을 감염시킨 미생물과의 직접 접촉을 통해서도 그의 효과를 발휘한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "예방적 유효량(prophylactically effective amount)"은 병원성 미생물과 관련된 질환 또는 장애(disorder)를 예방하기에 충분한 갈륨 화합물의 양을 나타낸다. 예방적 유효량은 대상 내의 병원성 미생물을 살생하기에 또는 병원성 미생물의 성장을 예방 또는 억제하기에 충분한 갈륨 화합물의 양을 나타낼 수 있다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "치료적 유효량(therapeutically effective amount)"은 대상 내의 병원성 유기체에 의해 야기된 질환 또는 장애를 치료, 관리 또는 개선시키기에 충분한 갈륨 화합물의 양을 나타낸다. 치료적 유효량은 대상의 혈류 내 또는 침범(affected) 부위의 병원성 미생물의 수를 감소시키기에, 병원성 미생물의 성장을 억제(즉, 정체(stasis))시키기에, 또는 병원성 미생물을 살생하기에 충분한 갈륨 화합물의 양을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 갈륨 화합물의 치료적 유효량은, 질환 또는 장애의 치료, 관리, 또는 개선에 있어 치료적 이익을 제공하는 갈륨 화합물 단독의 양, 또는 다른 요법 및/또는 다른 약물과 조합된 양을 의미한다.

4. 발명의 상세한 설명

4.1. 철 수송 및 갈륨

일부(예컨대, 락토바실러스의 종(Lactobacillus spp .) --- Archibald, 1983, FEMS Microbiol Lett 19:29-32; Weinberg, 1997, Perspectives in Biology and Medicine 40(4)578-583 참조; 및 보렐리아 부르그도르페리(Borrelia burgdorferi) --- Posey 등, 2000, Science 288:1651-1653 참조)를 예외로 하고, 대부분의 미생물은 그들의 생존을 위해 철을 필요로 한다 (Weinberg, 1978, Microbiol Rev 42:45-66; Neilands, 1972, Struct Bond 11:145-170). 철이 가장 풍부한 금속 중 하나라는 사실에도 불구하고, 그의 미생물에 대한 유용성은 호기성 환경에서 불용성 화합물(산화물-수산화물)로서 존재하는 것에 의해 제한된다 (Guerinot, 1994, supra; Spiro 등, 1966, J Am Chem Soc 88:2721-2725; Vander Helm 등, 1994, In Metal ions in fungi vol. 11, pp. 39-98, Marcel Dekker, Inc. New York, NY). 따라서, 미생물, 예컨대 세균 및 진균은 상기 환경에서 그의 제한된 유용성에 대항하여 철을 취하기 위한 다양한 기전을 발달시켰다 (Howard, 1999, supra).

그러한 기전 중 하나는 사이드로포어(siderophore)로 불리는 강력한 철-킬레이팅(iron-chelating) 화합물의 합성이다. 미생물은 상기 환경에서 Fe³ ⁺에 결합하여 특정 수송 시스템을 통해 미생물의 세포 내로 수송되는 사이드로포어를 생산하는데, 여기서 Fe³ ⁺이 Fe² ⁺로서 방출되고 그 후 저장된다. 알려진 사이드로포어는 하이드록사메이트(hydroxamate), 예컨대 로도토룰산(rhodotorulic acid), 코프로겐(coprogen), 페리크롬(ferrichrome), 및 푸사리닌(fusarinine); 폴리카복실레이트(polycarboxylate); 페놀레이트-카테콜레이트(phenolate-catecholate) 및 데스페리옥사민(desferioxamine)을 포함한다 (Howard, 1999, supra). 다른 기전은 숙주 철 수송체(transporter)(예컨대, 트랜스페린 및 락토페린(lactoferrin) 또는 사이드로포어와 복합된 철의 직접 내재화(internalization), 막-결합된 환원효소 기전, 및 수용체-매개된 기전 및 막-매개된 직접-수송 기전을 포함한다 (Howard, 1999, supra; Crosa, 1997, Microbiol Mol Biol Rev 61:319-336; Payne, 1994, Methods Enzymol 235:329-344). 이들 기전을 통한 철의 유용성은 미생물의 발병력(virulence)과 밀접하게 연결되고 (Litwin 등, 1993, Clin Microbiol Reviews 6(2):137-149), 각 유기체는 그의 성장 및 생존을 유지하기 위해 철-부족 환경에서 철을 수득하기 위한 다중 대체 기전(multiple alternative mechanism)을 가질 수 있다 (예를 들어, Spatafora 등, 2001, Microbiology 147:1599-1610 참조).

갈륨 이온(Ga³ ⁺) 및 철 이온(ferric ion, Fe³ ⁺)은, 특히 단백질 및 킬레이터에 대한 그들의 결합에 대해, 강한 생화학적 유사성을 가지는 것이 보고되어 왔다. 이들 유사성은 그들의 유사한 이온 반경 및 결합에 대한 이온(정전(electrostatic)) 대 공유 기여도가 주로 기여한다 (검토를 위해, Bernstein, 1998, supra 참조). 이들 유사성때문에, Ga³ ⁺은 다양한 생물학적 과정에서 Fe³ ⁺를 흉내낼 수 있다. 예를 들어, Ga³ ⁺은 트랜스페린에 결합하고 (예를 들어, Clausen 등, 1974, Cancer Res 34:1931-1937; Vallabhajosula 등, 1980, J Nucl Med 21:650-656 참조), 트랜스페린-매개된 엔도사이토시스(endocytosis)를 통해 세포 내로 수송된다 (Chitambar, 1987, Cancer Res 47:3929-3934).

이론에 구속되는 것을 의도하지 않고, Ga³ ⁺는 사이드로포어에 경쟁적으로 결합하여 미생물에 의해 쉽게 섭취될 수 있는 것으로 여겨지며, 여기서 이는 DNA 및 단백질 합성을 파괴하거나 세균 단백질에 결합하여 미생물의 성장을 해칠 수 있고, 이에 의해 마침내 유기체의 정체 또는 사멸을 이끈다. 또는, Ga³ ⁺는 미생물의 막-환원효소를 점유할 수 있어 Fe³ ⁺가 환원될 환원효소에 결합하여 환원되어 Fe³ ⁺보다 생물학적으로 이용가능한 Fe² ⁺로 환원되는 것을 방지할 수 있다. 갈륨의 섭취는 미생물을 즉시 죽이지 않고 오히려 초기 정체(initial stasis)(즉, 미생물의 성장 또는 증식이 억제되는 상태)를 이끌기 때문에, 내성 미생물을 생성하는 위험은 감소된다. 또한, 철은 병원성 미생물의 생존을 위한 필수 원소이며 철과 갈륨 사이의 생화학적 유사성이 매우 가까우므로, 기전을 발달시킬 수 있는 미생물이 철을 갈륨과 구별하고 갈륨에 대해 내성을 가질 수 있게 될 가능성이 추가적으로 더 적다. 갈륨은 또한 미생물의 독소 효소 생산을 방해함으로써 미생물이 독소를 생산하는 것을 예방한다.

본 발명은 갈륨 화합물의 이들 특성의 이점을 가지며 갈륨이 아닌 적어도 하나의 항미생물제에 대해 내성을 갖는 것들을 포함하는 그러한 병원체에 의해 야기된 감염성 질환의 예방 또는 치료 방법을 제공한다.

4.2. 갈륨 화합물

본 발명에서 사용하기에 적합한 갈륨 화합물은 약제학적으로 허용가능하고 동물에의 사용, 예컨대 조류 및 포유류에의 사용, 특히 인간에의 사용에 안전한 모든 갈륨-함유 화합물을 포함한다. 갈륨 화합물은 인간에서 진단적으로 및 치료적으로 사용되어 왔으며 인간에의 사용에 안전한 것으로 알려져 있다 (Foster 등, 1986, supra; Todd 등, 1991, Drugs 42:261-273; Johnkoff 등, 1993, Br J Cancer 67:693-700 참조).

본 발명에서 사용하기에 적합한 약제학적으로 허용가능한 갈륨 화합물은 갈륨 나이트레이트(gallium nitrate), 갈륨 말톨레이트(gallium maltolate), 갈륨 시트레이트(gallium citrate), 갈륨 포스페이트(gallium phosphate), 갈륨 클로라이드(gallium chloride), 갈륨 플루오라이드(gallium fluoride), 갈륨 카보네이트(gallium carbonate), 갈륨 포르메이트(gallium formate), 갈륨 아세테이트(gallium acetate), 갈륨 설페이트(gallium sulfate), 갈륨 타트레이트(gallium tartrate), 갈륨 옥살레이트(gallium oxalate), 갈륨 옥사이드(gallium oxide), 및 여러 적용에서 효과적인 수준의 갈륨 원소를 안전하게 제공하는 임의의 다른 갈륨 화합물을 포함하나 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한, 갈륨 복합체, 예컨대 갈륨 파이론(gallium pyrone), 갈륨 피리돈(gallium pyridone), 및 갈륨 옥심(gallium oxime), 및 단백질에 결합된 갈륨, 예컨대 트랜스페린 및 락토페린, 또는 사이드로포어에 결합된 갈륨, 예컨대 하이드록사메이트, 폴리카복실레이트, 및 페놀레이트-카테콜레이트, 데스페리옥사민 및 다른 철-킬레이터, 예컨대 시스테인, α-케토산, 하이드록시산 및 피리독살 이소니코티닐 하이드라존 클래스 (Richardson 등, 1997, Antimicrobial Agents and Chemotherapy 41(9):2061-2063) 등도 본 발명에서 사용하기에 적합하다.

4.3. 갈륨 화합물의 약제학적 용도

본 발명은 감염성 질환의 예방 또는 치료를 필요로 하는 대상에게 예방적 또는 치료적 유효량의 갈륨 화합물을 전신적으로 투여함으로써 감염성 질환을 예방하거나 치료하는 방법을 가리킨다.

본 발명에 의해 치료가능한 감염성 질환의 예는, 치료될 대상이 갈륨 화합물의 전신적 투여로부터 이익을 얻을 수 있는 질환들 및 스타필로코커스 종, 예컨대 스타필로코커스 아우레우스, 스타필로코커스 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis) 등; 엔테로코커스 종, 예컨대 엔테로코커스 피칼리스(Enterococcus faecalis), 엔테로코커스 피시움(Enterococcus faecium) 등; 살모넬라 종, 예컨대 살모넬라 타이피, 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 살모넬라 엔테리카(Salmonella enterica) 등; 에쉐리히아 종, 예컨대 에쉐리히아 콜리 등; 스트렙 토코커스 종, 예컨대 스트렙토코커스 뉴모니아, 스트렙토코커스 피오게네스(Streptococcus pyogenes), 스트렙토코커스 아갈락티아(Streptococcus agalactiae) 등; 헬리코박터 종, 예컨대 헬리코박터 파일로리 등; 캠필로박터 종, 예컨대 캠필로박터 제주니(Campylobacter jejuni) 등; 및 여시니아, 클라미디아, 콕실라, 에를리히아, 프란시셀라, 레지오넬라, 파스튜렐라, 브루셀라, 프로테우스, 클렙시엘라, 엔테로박터, 트로페리마, 아시네토박터, 에어로모나스, 알칼리게네스, 카프노사이토파가, 바실러스, 클로스트리듐, 코리네박테리움, 에리시펠로트릭스, 리스테리아 속(genera)의 종 등의 세포외 세균에 의해 야기된 질환들을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 의해 치료가능한 감염성 질환의 예는 진균, 예컨대 칸디다 알비칸스, 마이크로스포럼 카니스, 스포로트릭스 쉔키이, 트리코파이톤 루브럼, 트리코파 이톤 멘타그로파이테스, 말라쎄지아 푸르푸르, 피터러이어시스 버시컬러, 엑소피알 라 웨르넥키, 트리코스포론 베이겔리, 콕시디오이데스 임미티스, 블라스토마이세스 더마타이티디스, 아스퍼질러스 푸미가투스, 에피더모파이톤 종, 푸사리움 종, 자이 고마이세스 종, 라이조푸스 종 뮤 코 종 등에 의해 야기된 감염증도 포함한다.

갈륨 화합물은 갈륨 화합물을 전신적 분배시키거나 전달시키고, 경구 투여 및 비경구 투여, 예컨대 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여, 복강내 투여 등을 포함하는 임의의 방법에 의해 투여될 수 있다. 어떤 감염증에서는, 갈륨 화합물의 경구 투여는 갈륨 화합물의 전신적 분배/침범 구역으로의 전달뿐만 아니라 침범 구역 내, 예컨대 소화관 내에서 원인성 미생물과 상기 화합물의 직접 접촉도 제공한다. 따라서, 갈륨 화합물의 경구 투여는 스타필로코커스 아우레우스, 엔테로코커스 피 칼리스, 엔테로코커스 피시움, 살모넬라 타이피, 살모넬라 티피무리움, 살모넬라 엔테리카, 에쉐리히아 콜리, 캠필로박터 제주니, 클로스트리듐 디피실리(Clostridium difficile), 클로스트리듐 퍼프린젠스(Clostridium perfringen) 등을 포함하나 이에 제한되는 것은 아닌 다양한 미생물에 의해 야기된 소화관 감염증의 예방 또는 치료에 특히 유용하다. 위 및 십이지장 궤양(gastric and duodenal ulcer), 위염(gastritis), 십이지장염(duodenitis) 및 위암(gastric cancer)을 야기하는 헬리코박터 파일로리 또한 본 발명의 방법에 있어 좋은 표적이다.

또한, 본 발명의 방법은 갈륨 화합물이 아닌 적어도 하나의 항미생물제에 내성이 있는 미생물에 의해 야기된 감염성 질환의 예방 또는 치료에 적용될 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "항미생물제(antimicrobial agent)"는 미생물을 죽이거나 이의 성장을 직접적으로 또는 간접적으로 억제하는 임의의 자연적으로 또는 합성적으로 유도된 작용제를 나타내며, 통상적인 항생제 및 합성 화학요법제, 예컨대 설폰아미드, 이소니아지드(isoniazid), 에탐부톨(ethambutol), AZT, 합성 펩티드 항생제 등을 포함한다. 따라서, 특정 구체예에서, 본 발명에 의해 예방가능한 또는 치료가능한 감염성 질환은 상기 언급한 미생물, 특히, 스타필로코커스 아우레우스, 엔테로코커스 피시움, 엔테로코커스 피칼리스, 대장균, 살모넬라 타이피, 캠필로박터 제주니, 클렙시엘라 뉴모니아, 나이세리아 고노레아, 칸디다 알비칸스 등의 항미생물-내성 균주에 의해 야기된다. 보다 특히, 그러한 항미생물-내성 유기체는 메티실린-내성 스타필로코커스 아우레우스 (MRSA), 반코마이신-내성 엔테로코커스 (VRE), 암피실린-내성 대장균 (예컨대, 대장균 O157:H7), 플루오로퀴놀론-내성 살모넬라 타이피, 세프타지딤-내성 클렙시엘라 뉴모니아, 플루오로퀴놀론-내성 나이세리아 고노레아 등을 포함한다. 본 발명의 방법은, 미생물이 그들의 성장 및 생존을 철에 의존하는 한, 갈륨이 아닌 항미생물제에 내성을 가지게 되는 임의의 다른 병원성 미생물에 적용될 수 있다.

본 발명에서 사용될 갈륨 화합물은 하나 이상의 약제학적으로 허용가능한 담체 또는 부형제를 이용하는 통상적인 방식으로 제형화될 수 있다. 본원에서 사용되는 구 "약제학적으로 허용가능한 담체 또는 부형제(pharmaceutically acceptable carriers or excipients)"는 모든 용매, 분산 매체, 코팅, 등장(isotonic) 및 흡수 지연제 등을 포함하는 것을 의미하며, 이는 약제학적 투여와 양립가능하다. 약제학적 활성 물질에 대해 다양한 약제학적으로 허용가능한 담체 또는 부형제의 사용은 당업계에 잘 알려져 있다. 갈륨 화합물에 대해, 갈륨 나이트레이트의 주사가능 제형(Ganite™)은 Genta Inc (Berkeley Heights, NJ)로부터 상업적으로 입수가능하다. Ganite™는 Ga(NO₃)ㆍ9H₂O 및 구연산 나트륨염 디하이드레이트(sodium citrate dehydrate)의 수용액이다. 타이탄 파마슈티컬스 인코포레이티드 (Titan Pharmaceuticals, Inc., San Francisco, CA)에 의해 개발된 갈륨 말톨레이트의 경구 제형은 현재 전이성 전립선암 및 불응성 다발골수종(refractory multiple myeloma)을 갖는 환자에서의 임상 시험 Ⅱ기 중이다.

갈륨 화합물의 치료적 유효량 (즉, 용량)은 치료될 감염의 중증도(severity) 및 성질, 원인(etiologic) 미생물의 유형, 침범된 영역의 위치, 투여 방법, 대상의 연령 및 면역 이력, 사용된 갈륨 화합물의 유형, 및 당업자에게 명백한 다른 인자를 기초로 하여 다양할 수 있다. 일반적으로, 갈륨 화합물의 치료적 유효량은, 혈장 내 또는 신체의 침범된 영역에 적어도 약 1 μM, 적어도 약 50 μM, 적어도 약 100 μM, 적어도 약 500 μM, 적어도 약 1 mM, 적어도 약 10 mM, 적어도 약 50 mM, 적어도 약 100 mM, 적어도 약 200 mM, 약 500 mM 이하의 갈륨 농도를 부여하는 양일 수 있다. 갈륨의 낮은 독성 때문에, 상기 양은 500 mM를 초과하나 임의의 독성을 유발하는 양 미만으로 자유롭게 증가될 수 있다. 참조로, 건강한 성인은 적어도 약 200 mg/m²/일의 갈륨 나이트레이트로의 적어도 7일간의 정맥내 주입에 견딜 수 있는 것으로 보고되어 왔다 (미국특허 제6,203,822호, supra 참조). 또한, 단일 작용제로 24시간 마다 100 mg 내지 1400 mg의 경구 투여는 난소암 환자 및 폐암 환자에서 두드러진 독성을 야기하지 않았다 (Collery 등, 2002, "Gallium in cancer treatment", Oncology /Hematology 42:283-296 참조). 따라서, 본 발명의 방법에 있어서, 적어도 약 10 mg/m²/일, 적어도 약 50 mg/m²/일, 적어도 약 100 mg/m²/일, 적어도 약 200 mg/m²/일, 적어도 약 300 mg/m²/일, 적어도 약 500 mg/m²/일, 적어도 약 600 mg/m²/일, 적어도 약 700 mg/m²/일, 또는 적어도 약 800 mg/m²/일의 용량이나, 임의의 독성을 야기하는 용량 미만으로의 갈륨 화합물의 투여가 고려된다.

갈륨 화합물의 예방적 유효량은 병원성 미생물과 관련된 질환 또는 장애를 예방하기에 충분한 양일 수 있고, 침범된 영역의 위치, 상기 영역 내 병원성 유기체의 유형 및 수, 사용될 갈륨 화합물의 유형, 및 당업자에게 명백한 적용 방법 및 다른 인자를 기초로 하여 다양할 수 있다. 일반적으로, 갈륨 화합물의 예방적 유효량은, 혈장 내 또는 신체의 침범된 영역에 적어도 약 0.1 μM, 적어도 약 50 μM, 적어도 약 100 μM, 적어도 약 500 μM, 적어도 약 1 mM, 적어도 약 10 mM, 적어도 약 50 mM, 적어도 약 100 mM, 약 200 mM 이하의 갈륨 농도를 부여하는 양일 수 있다. 다시 말하면, 예방 목적을 위한 갈륨 화합물의 양은 200 mM를 초과하나 임의의 독성을 유발하는 양 미만으로 자유롭게 증가될 수 있다.

다른 관점에서, 본 발명은 세포외 미생물에 의해 야기된 감염성 질환의 예방 및/또는 치료 방법을 제공하고, 상기 방법은 이를 필요로 하는 대상에 예방적 또는 치료적 유효량의 갈륨 화합물 및 적어도 하나의 추가적 항미생물제를 개별적으로 또는 공동으로(collectively) 공동-투여하는 것을 포함한다. 본원에서 사용된 용어 "공동-투여(co-administration)" 또는 "공동-투여하는 것(co-administering)"은 갈륨 화합물 및 적어도 하나의 추가적 항미생물제를 임의의 순서로 순차적으로 또는 동시에, 동일 투여 방법 또는 상이한 투여 방법의 조합에 의해, 예를 들어, 갈륨 화합물의 정맥내 투여 및 추가적 항미생물제의 경구 투여, 또는 그 반대로 투여하는 것을 나타낸다. 갈륨 화합물과 하나 이상의 추가적 항미생물제의 그러한 공동-투여는, 약물이 원인성 유기체를, 오버랩하지 않은(non-overlapping), 완전히 상이한 기전에 의해 공격하기 때문에, 및/또는 유기체에서의 항미생물 내성의 발생이 상이한 항미생물제에 대한 상이한 기전을 포함할 수 있기 때문에 특히 유익하며, 이에 의해 약물 그 자체에 의해 또는 숙주 자체의 면역계에 의한 작용과 조합하여 거의 완전한 유기체의 박멸을 야기하고, 원인성 유기체가 약물에 대한 내성을 발생시키는 기회를 감소시키거나 제거한다. 또한, 갈륨의 낮은 독성덕분에, 갈륨의 용량을 증가시킴으로써, 조합 요법은 추가적 항미생물제의 용량을 항미생물제가 단독으로 사용될 때 요구되는 양 미만으로 감소시킬 수 있으며, 이에 의해 항미생물제의 역효과(adverse effect)를 감소시킬 수 있다. 게다가, 갈륨 화합물 및 추가적 항미생물제의 공동-투여는 상승 효과(synergistic effect)를 야기할 수 있고, 따라서 각각 단독으로 사용될 때 요구되는 용량보다 낮은 용량을 요구한다.

갈륨 화합물과 공동-투여될 수 있는 추가적 항미생물제는 원인성 유기체의 유형에 따라 항세균제 또는 항진균제일 수 있다. 항세균제의 예는 암피실린(amipicillin), 플루클록사실린(flucloxacillin), 디클록사실린(dicloxacillin), 메티실린(methicillin), 티카르실린(ticarcillin), 피페라실린(piperacillin), 카르바페넴(carbapenem), 메실리남(mecillinam) 등을 포함하는 페니실린; 세팔로스포린(cephalosporin) 및 세파마이신(cephamycin) 등을 포함하는 세펨(cephem); 설폰아미드(sulfonamide); 아미카신(amikacin), 젠타마이신(gentamicin), 카나마이신(kanamycin), 네오마이신(neomycin), 네틸마이신(netilmicin), 파로모마이신(paromomycin), 스트렙토마이신(streptomycin), 토브라마이신(tobramycin), 아프라마이신(apramycin) 등을 포함하는 아미노글리코사이드(aminoglycoside); 클로람페니콜(chloramphenicol); 클로르테트라사이클린(chlortetracycline), 옥시테트라사이클린(oxytetracycline), 데메클로사이클린(demeclocycline), 독시사이클린(doxycycline), 라임사이클린(lymecycline), 메클로사이클린(meclocycline), 메타사이클린(methacycline), 미노사이클린(minocycline), 롤리테트라사이클린(rolitetracycline) 등을 포함하는 테트라사이클린(tetracycline); 에리트로마이신(erythromycin), 아지트로마이신(azithromycin), 클래리트로마이신(clarithromycin), 디리트로마이신(dirithromycin), 록시트로마이신(roxithromycin), 카보마이신 A(carbomycin A), 요사마이신(josamycin), 이크타사마이신(iktasamycin), 올레안도마이신(oleandomycin), 스피라마이신(spiramycin), 트롤레안도마이신(troleandomycin), 타일로신/타일로신(tylosin/tylocine), 텔리트로마이신(telithromycin), 세트로마이신(cethromycin), 안사마이신(ansamycin) 등의 매크로라이드(macrolide); 린코마이신(lincomycin), 클린다마이신(clindamycin) 등을 포함하는 린코사마이드(lincosamide); 미카마이신(mikamycin), 프리스티나마이신(pristinamycin), 오에스트레오마이신(oestreomycin), 버지니아마이신(virginiamycin) 등을 포함하는 스트렙토그라민(streptogramin); 아칸토마이신(acanthomycin), 악타플라닌(actaplanin), 아보파르신(avoparcin), 발히마이신(balhimycin), 블레오마이신 B(bleomycin B) (구리 블레오마이신), 클로로오리엔티신(chloroorienticin), 클로로폴리스포린(chloropolysporin), 데메틸반코마이신(demethylvancomycin), 엔듀라시딘(enduracidin), 갈라카르딘(galacardin), 구아니딜펀진(guanidylfungin), 하치마이신(hachimycin), 데메틸반코마이신(demethylvancomycin), N-노나노일-테이코플라닌(N-nonanoyl-teicoplanin), 플레오마이신(phleomycin), 플라토마이신(platomycin), 리소토세틴(ristocetin), 스타필로시딘(staphylocidin), 탈리소마이신(talisomycin), 테이코플라닌(teicoplanin), 반코마이신(vancomycin), 빅토마이신(victomycin), 자일로칸딘(xylocandin), 조르바마이신(zorbamycin) 등을 포함하는 글리코펩티드(glycopeptide); 리팜피신(rifampicin), 리파부틴(rifabutin), 리파펜틴(rifapentine) 등을 포함하는 리파마이신(rifamycin); 메트로니다졸(metronidazole), 니트로티아졸(nitrothiazole) 등을 포함하는 니트로이미다졸(nitroimidazole); 날리딕스산(nalidixic acid), 시녹사신(cinoxacin), 플루메퀸(flumequine), 옥솔린산(oxolinic acid), 피로미드산(piromidic acid), 피페미드산(pipemidic acid), 시프로플록사신(ciprofloxacin), 에녹사신(enoxacin), 플레록사신(fleroxacin), 로메플록사신(lomefloxacin), 나디플록사신(nadifloxacin), 노르플록사신(norfloxacin), 오플록사신(ofloxacin), 퍼플록사신(pefloxacin) 루플록사신(rufloxacin), 발로플록사신(balofloxacin), 그레파플록사신(grepafloxacin), 레보플록사신(levofloxacin), 파주플록사신 메실레이트(pazufloxacin mesilate), 스파르플록사신(sparfloxacin), 테마플록사신(temafloxacin), 토수플록사신(tosufloxacin), 클리나플록사신(clinafloxacin), 제미플록사신(gemifloxacin), 목시플록사신(moxifloxacin), 가티플록사신(gatifloxacin), 시타플록사신(sitafloxacin), 트로바플록사신(trovafloxacin) 등을 포함하는 퀴놀론(quinolone); 트리메토프림(trimethoprim)을 포함하는 디하이드로폴레이트 환원효소 억제제(dihydrofolate reductase inhibitor); 리네졸리드(linezolid), 에페레졸리드(eperezolid) 등을 포함하는 옥사졸리디논(oxazolidinone); 그라미시딘(gramicidin), 폴리믹신(polymyxin), 설팩틴(surfactin) 등을 포함하는 리포펩타이드의 클래스의 항세균제; 및 이의 유사체, 염 및 유도체를 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다. 항진균제의 예는 암포테리신(amphotericin), 나이스타틴(nystatin), 피마리신(pimaricin) 등과 같은 폴리엔(polyene); 플루코나졸(fluconazole), 이트라코나졸(itraconazole), 케토코(ketoco) 등과 같은 아졸(azole) 약물; 나프티핀(naftifine), 테르비나핀(terbinafine), 아모롤핀(amorolfine) 등과 같은 알릴아민(allylamine) 및 모르폴린(morpholine) 약물; 5-플루오로사이토신(5-fluorocytosine) 등과 같은 항대사물 항진균 약물(antimetabolite antifungal drug); 및 이의 유사체, 염 및 유도체를 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.

임의의 주어진 감염증에서 어떠한 항미생물제가 갈륨 화합물과 조합되어 사용되어야 하는지는 당업자에게 공지된 여러 간단하고 관례적인 방법에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 환자로부터 분리된 감염성 미생물은 표준화된 디스크-확산 방법 (예컨대, 커비-바우어(Kirby-Bauer) 디스크-확산 방법)을 이용하여 여러 항미생물제에 대한 그의 민감도에 대해 테스트될 수 있다. 간단히 말하면, 이 방법에서는, 적절한 아가 플레이트는 테스트 유기체로 균일하게 접종되며, 미리결정된 농도의 상이한 항생제로 함침된(impregnated) 종이 디스크가 상기 아가 표면 상에 배치된다. 배양 후, 상기 유기체의 성장이 저지된 상기 디스크 주변의 원형 구역(circular zone)의 직경을 측정한다. 상기 저지 구역의 직경은 상기 유기체의 항생제에 대한 민감도뿐만 아니라 상기 디스크 내 항생제 양의 함수이다. 유기체가 감수성을 나타내는 항생제는 갈륨 화합물과의 조합 치료에 사용될 수 있다. 항생제 감수성 테스트의 다른 예는, 주어진 유기체에 대해 주어진 항미생물제의 최소 저지 농도(Minimum Inhibitory Concentration, MIC) 및 최소 살균 농도(Minimum Bactericidal Concentration, MBC)를 측정하기 위한 브로스 튜브 희석 방법(broth tube dilution method)을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 방법은 이하의 6.1 단락에서 설명한다.

따라서, 특정 구체예에서, MRSA에 의해 야기된 감염증은 갈륨 화합물과 반코마이신 또는 리네졸리드(예컨대, Zyvox™, 화이자(Pfizer)사, NY)를 이를 필요로 하는 대상에 공동-투여함으로써 치료될 수 있다. 반코마이신 및 Zyvox™ 각각은 현재 MRSA 감염증을 치료하기 위해 선택된 항생제로서 사용된다. 마찬가지로, 다른 특정 구체예에서, VRE에 의해 야기된 감염증은 갈륨 화합물과 리네졸리드의 공동투여에 의해 치료될 수 있다. 또 다른 특정 구체예에서, 헬리코박터 파일로리에 의해 야기된 감염증 또는 질환/장애 (예컨대, 소화궤양, 위염, 십이지장염, 위암 등)은 갈륨 화합물과 클래리트로마이신, 아목시실린 및/또는 메트로니다졸의 공동투여에 의해 치료될 수 있다. 헬리코박터 파일로리의 성장을 직접적으로 또는 간접적으로 저지하는 또는 억제하는 다른 작용제는 갈륨 화합물과 공동-투여될 수도 있다. 그러한 작용제는, 현재 소화궤양의 삼중 요법(triple therapy)에서 클래리트로마이신 및 아목시실린과 함께 사용되고 있는 오메프라졸과 같은 양성자 펌프 억제제; 및 플루오로파마이드(fluorofamide), 아세토하이드록삼산(acetohydroxamic acid), Zn, Cu, Co, 및 Mn 등을 포함하는 어떤 2가 금속 이온과 같은 우레아제(urease) 억제제; 뿐만 아니라 위 라이닝(stomach lining)을 코팅에 의해 보호할 뿐만 아니라 H. 파일로리 성장을 억제하는 비스무트 화합물(예컨대, 비스무트 서브살리실레이트)과 같은 다른 작용제를 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다 (S. Wagner 등, 1992, "Bismuth subsalicylate in the treatment of H2 blocker resistant duodenal ulcers: role of Helicobacter pylori", Gut 33:179-183).

다른 관점에서, 본 발명은 갈륨 화합물 및 하나 이상의 추가적 항미생물제를 함유하는 하나 이상의 바이알(vial)을 포함하는 키트를 제공한다.

5. 실시예

이하의 실시예는 본 발명을 추가로 설명하기 위해 제공되는 것으로 어떤 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하고자 의도하는 것이 아니다.

5.1. 시험관 내 연구: 갈륨에 대한 미생물의 감수성

실시예 1

갈륨 나이트레이트를 사용하여 각 미생물에 대한 최소 저지 농도(minimum inhibitory concentration, MIC) 및 최소 살균 농도(minimum bactericidal concentration, MBC)를 측정함으로써 갈륨에 대한 여러 미생물의 감수성을 테스트하였다. 일반적으로, MIC는 (i) 각각 표준 수의 미생물을 함유하는 일련의 브로스(broth)를, 갈륨 화합물의 연속적으로 희석된 용액과 혼합함 ; 및 (ii) 배양 후, 미생물의 성장을 억제하는 갈륨 화합물의 가장 낮은 농도인 MIC를 측정함으로써 측정된다. MIC가 낮을수록, 유기체가 보다 민감한 것이다. MBC는 상기 MIC 테스트로부터의 각 샘플의 분취물을 갈륨 화합물을 함유하지 않는 적절한 아가 플레이트 상에서 서브배양(subculturing)함으로써 측정된다. 배양 후, MBC는 어떠한 성장도 관찰되지 않는 갈륨 화합물의 가장 낮은 농도인 것으로 측정된다.

특히, 본 실험에서는, 2 그램의 갈륨 나이트레이트 분말을 10 ml의 필터-멸균된 탈이온수에 용해시켜 그 결과물인 20% (w/v) (즉, 200 mg/ml) 용액을 한번 더 필터-멸균하였다. 대부분의 유기체에 대한 테스트를 위해 아래로 0.156% (즉, 1.56 mg/ml)에 이르는 2배수 연속 희석물을 멸균 탈이온수에서 준비하였으며, 칸디다 알비칸스에 대한 테스트에 대해서는 예외로 하는데, 여기서는 10%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05%, 0.01%, 0.005% 및 0.001%의 갈륨 나이트레이트 용액을 준비하였다.

표 1은 MIC 및 MBC에 대해 테스트된 미생물의 리스트를 나타낸다. 모든 유기체는 ATCC(American Type Culture Collection, Manassas, VA)로부터 수득하였다. 각 미생물은 시드(seed) 배양물로부터 찍어(pick) (표 1 참조) 적절한 유형의 브로스에 접종하여 0.5 McFarland 탁도 표준액(turbidity standard)을 수득하였다. 그 후 상기 미생물의 표준 현탁액을 브로스로 1:100으로 희석하여 테스트에 사용하였다.

표 1

a. 유기체의 항생제 내성은 CLSI(Clinical Laboratory Standards Institute) 옥사실린 디스크-확산 테스트에 의해 확인하였다. 저지 구역은 6 ㎜였다 (CLSI 옥사실린 내성 범위: ≤ 10 ㎜).

b. 유기체의 항생제 내성은 CLSI 반코마이신 디스크-확산 테스트에 의해 확인하였다. 저지 구역은 10 ㎜였다 (CLSI 반코마이신 내성 범위: ≤ 14 ㎜).

각 미생물은 이하와 같이 96-웰 플레이트에서의 미량희석(microdilution) 브로스 방법(즉, 0.1 ml의 미생물 현탁액과 혼합된 0.1 ml의 갈륨 나이트레이트 용액) 또는 테스트 튜브 내에서의 대량희석(macrodilution) 브로스 방법(즉, 1 ml의 미생물 현탁액과 혼합된 1 ml의 갈륨 나이트레이트 용액)에 의해 두 번 되풀이하여 테스트하였다:

미량희석 브로스 방법: 칸디다 알비칸스; 에쉐리히아 콜리 O157:H7; 및 캠필 로박터 제주니.

대량희석 브로스 방법: 메티실린-내성 스타필로코커스 아우레우스 (MRSA); 반코마이신-내성 엔테로코커스 피칼리스 (VRE); 및 살모넬라 타이피.

상기 미생물의 성장은 샘플 내 탁도를 눈으로 관찰하여 측정하였다.

이하의 대조군을 테스트 샘플과 함께 배양하였다:

생존능 대조군(Viability control): 탈이온수 및 테스트 미생물이 접종되었으나 갈륨 나이트레이트가 없는 적절한 브로스의 동일 부피의 혼합물; 및

무균 대조군(Sterility control): 탈이온수 및 미생물 또는 갈륨 나이트레이 트가 없는 적절한 브로스의 동일 부피의 혼합물.

각 미생물의 순도는 적절히 희석된 미생물 현탁액을 적절한 아가 플레이트 위에 스트리킹(streaking)하여 격리된 콜로니를 수득하고 콜로니 형태를 관찰함으로써 확인하였다.

MIC 테스트에서 사용된 현탁액 내 미생물의 농도는 상기 현탁액의 연속 희석물을 적절한 아가 플레이트 위에 접종하여 콜로니의 수를 계수함으로써 측정하였다.

MBC를 측정하기 위해, MIC에서 사용된 각 샘플의 10 ㎕를 적절한 아가 플레이트 위에 접종하고 배양하였다. 어떠한 성장도 나타내지 않은 갈륨 나이트레이트의 가장 낮은 농도가 MBC인 것으로 측정되었다.

그 결과를 이하의 표 2에 나타낸다.

표 2

5.2. 생체 내 연구: 동물 모델에서의 갈륨 나이트레이트의 효과

실시예 2

메티실린-내성 스타필로코커스 아우레우스 ( MRSA )

성체 BALBc 마우스에 1 X 10⁶ CFU/마우스의 스타필로코커스 아우레우스-MRSA 균주(예컨대, ATCC 33592)를 복강내 주사에 의해 접종하였다. 세균 주사 후 (접종 후 대략 8시간), 각 마우스는 0.9% 식염수 (대조군), 모두 0.9% 식염수에 녹여진, 30 mg/kg, 45 mg/kg, 또는 60 mg/kg의 갈륨 나이트레이트, 200 mg/kg의 반코마이신, 또는 45 mg/kg의 갈륨 나이트레이트 및 200 mg/kg의 반코마이신 중 하나의 단일 정맥내 주사를 받았다. 처음에, 6개 그룹 각각에 5마리의 마우스가 있다. 접종 후, 상기 마우스를 이환(morbidity)에 대해 하루 두번 모니터링하였다. 체온은 하루 두번 수득하였으며 체온이 4℃ 이상 떨어진 마우스는 빈사상태(moribund)인 것으로 고려될 것이며 안락사시켰다. 체중은 연구 지속기간 동안 하루 한번 수득하였다. 5일째, 남아있는 모든 동물을 안락사시켰다. 비장, 림프절 및 신장을 수집하여, 멸균 PBS에서 균질화하여 세균 정량을 위해 연속적으로 희석하였다.

실시예 3

반코마이신-내성 엔테로코커스 피칼리스 ( VRE )

성체 CF1 마우스를 우리에 개별적으로 넣고, 배설물 1그램 당 콜로니 형성 단위(CFU) 내 원래의(native) 엔테로코커스 및 가능한 VRE의 총 수를 각 마우스에 대한 기준선(baseline)으로서 측정하였다. 1일째, 각 마우스는 스테인리스 스틸 급식 튜브로의 급식을 통해 뮬러-힌톤 브로스(Muller-Hinton broth, MHB) 내 0.5 ml(약 10⁹ CFU/ml)의 VRE(예컨대, ATCC 51575) 현탁액, 또는 MHB 단독 (대조군)을 받았다. 그 후 지정된 간격에서 (예컨대, 1, 7, 14일 등), 각 마우스로부터 2개의 새로운 배설물 펠렛을 수집하고, 계량하고, MHB에서 유화하고, 배설물 1그램 당 VRE, 엔테로코커스, 및 그램-음성 장내 간균(gram-negative enteric bacillus)의 CFU의 수를 표준 연속 희석 및 플레이팅 기술에 의해 측정하였다. 예를 들어, 반코마이신 (50 ㎍/ml), 스트렙토마이신 (100 ㎍/ml), 폴리믹신 (100 ㎍/ml) 및 니스타틴 (2 ㎍/ml)을 함유하는 뮬러-힌톤 Ⅱ 아가로 VRE의 수를, MacConkey 아가로 장내 간균의 수를, 및 바일-에스큘린 아가(bile-esculin agar)로 총 엔테로코커스의 수를 측정할 수 있다 (M.S. Whitman 등, 1996, "Gastrointestinal tract colonization with vancomycin-resistant Enterococcus faecium in an animal model", Antimicrobial Agents and Chemotherapy 40(6):1526-1530 참조). 마우스의 그룹(적어도 5 마우스/그룹)은, 마우스의 접종 후 24시간부터 시작하여 10일까지, 멸균 음료수 (대조군) 또는 100 μg/ml, 200 μg/ml 또는 300 μg/ml의 갈륨 시트레이트, 250 μg/ml의 반코마이신, 250 μg/ml의 리네졸리드, 또는 200 μg/ml의 갈륨 시트레이트 및 250 μg/ml의 리네졸리드를 함유하는 음료수를 매일 받도록 할당하였다. 배설물 내 VRE 및 총 엔테로코커스의 수는 접종 후 40일까지 지정된 간격에 각 그룹에 대해 측정하여 기준선 수와 비교하였다.

실시예 4

헬리코박터 파일로리

C57BL/6 마우스는, 적절한 배지(예컨대, 브루셀라 브로스)로의 세균 현탁액 0.1 ml (대략 1-2 x 10⁹ 세균/ml)의 위내 전달(intragastric delivery)에 의해 마우스-적응된(mouse-adapted) 헬리코박터 파일로리 SS1 균주 (Lee A, O'Rouke 등, 1997, "A standardized mouse model of Helicobacter pylori infection: introducing Sydney strain", Gastroenterology 112:1386-97)로 접종하였다. 대조군 마우스는 세균 없는 0.1 ml의 배지를 받았다. 마우스는 세균 콜로니형성이 확립되도록 1-3주 동안 두었다. 마우스의 그룹 (적어도 5 마우스/그룹)은 위내 급식을 통해, 멸균 식염수 (대조군), 또는 식염수 용액 내 15 mg/kg의 오메프라졸과 함께 또는 오메프라졸 없이 60 mg/kg, 80 mg/kg 또는 100 mg/kg의 갈륨 말톨레이트를 14일 동안 매일 받도록 할당하였다. 마우스는 처리를 완료하고 24시간 후에 안락사시켰다. 위 조직(gastric tissue)의 세로단면(longitudinal section)을 떼어내어, 포르말린 용액에서 고정하고, 파라핀에 묻고, 8 μ로 절단하여 조직 절편을 제조하였다. 상기 절편은 김자 염색(Giemsa stain)으로 준비하고 위점막의 헬리코박터 파일로리 콜로니형성에 대해 현미경으로 검사하였다. 위 조직의 두번째 세로단면을 떼어내고, 계량하고, 1 ml의 브루셀라 브로스에서 균질화하였다. 상기 균질물을 인산염-완충 식염수로 희석하고 분취액을 선택 배지(예컨대, 5% 피브린제거 된(defibrinated) 양 혈액, 100 μg/ml 반코마이신, 3.3 μg/ml 폴리믹신 B, 200 g/ml 바시트라신, 10.7 μg/ml 날리딕스산 및 50 μg/ml 암포테리신 B로 보충된 혈액 아가) 상에, 두 배로(in duplicate), 플레이팅하였다 (J.I. Keena 등, 2004, "The effect of Helicobacter pylori infection and dietary iron deficiency on host iron homeostasis: A study in mice", Helicobacter 9(6):643-650 참조). 헬리코박터 파일로리의 성장은 그램 염색, 형태 및 우레아제 생산을 기반으로 하여 확인하였다. 조직 1그램 당 콜로니 형성 단위(CFU)의 수를 측정하여 그룹 사이에서 비교하였다.

6. 균등물

본 발명에 관련되는 당업자는 단지 관례적인 실험을 이용하여 본원에 기재된 본 발명의 특정 구체예에 대한 다수의 균등물을 인식하거나, 또는 확인할 수 있다. 그러한 균등물은 이하의 청구범위에 의해 포함되는 것을 의미한다.

본 명세서에서 언급된 모든 공개물, 특허 및 공개된 특허 출원은 본원에 참조문헌으로서 명세서 내에 삽입된다.

본원에서 참조문헌의 인용 또는 설명은 그것이 본 발명에 대한 종래기술인 것을 용인하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims

세포외 미생물에 의해 야기된 감염성 질환의 예방 또는 치료 방법으로서, 상기 방법은 이를 필요로 하는 대상에 예방적 또는 치료적 유효량의 갈륨 화합물을 전신적으로 투여하는 것을 포함하고, 여기서 상기 세포외 미생물은 슈도모나스 아에루 지노사(Pseudomonas aeruginosa) 및 레지오넬라 종(Legionella spp .)을 제외하는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 세포외 미생물이 세균 속인 스타필로코커스(Staphylococcus), 엔테로코커스(Enterococcus), 에쉐리히아(Escherichia), 스트렙토코커스(Streptococcus), 캠필로박터(Campylobacter), 살모넬라(Salmonella), 헬리코박터(Helicobacter), 바실러스(Bacillus), 클로스트리듐(Clostridium), 코리네박테리움(Corynebacterium), 클라미디아(Chlamydia), 콕실라(Coxilla), 에를리히아(Ehrlichia), 프란시셀 라(Francisella), 파스튜렐라(Pasteurella), 브루셀라(Brucella), 프로테우스(Proteus), 클렙시엘라(Klebsiella), 엔테로박터(Enterobacter), 트로페리마(Tropheryma), 아시네토박 터(Acinetobacter), 에어로모나스(Aeromonas), 알칼리게네스(Alcaligenes), 카프노사이토파가(Capnocytophaga), 에리시펠로트릭스(Erysipelothrix), 리스테리아(Listeria ), 및 여시니아(Yersinia), 및 진균 속인 칸디다(Candida)로 이루어지는 그룹에서 선택된 속(genus)의 종(species)인, 방법.
청구항 2에 있어서, 상기 종이 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 스타필로코커스 에피더미디스 ( Staphylococcus epidermidis), 엔테로코커 스 피칼리스 ( Enterococcus faecalis), 엔테로코커스 피시움( Enterococcus faecium), 살모넬라 타이피(Salmonella typhi), 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 살모넬라 엔테리카(Salmonella enterica), 에쉐리히아 콜리(Escherichia coli), 스트렙토코커스 뉴모니아(Streptococcus pneumoniae), 스트렙토코커스 피오게네스(Streptococcus pyogenes), 스트렙토코커스 아갈락티 아(Streptococcus agalactiae), 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori), 및 캠 필로박터 제주니(Campylobacter jejuni)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 세포외 미생물이 하나 이상의 항생제에 내성이 있는 균주(strain)인, 방법.
청구항 4에 있어서, 상기 균주가 메티실린-내성 스타필로코커스 아우레우스(methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA), 반코마이신-내성 엔테로코커스(vancomycin-resistant enterococcus, VRE), 대장균(E. coli) O157:H7, 플루오로퀴놀론-내성 살모넬라 타이피, 세프타지딤(ceftazidime)-내성 클렙시엘라 뉴모니 아(Klebsiella Pneumoniae), 및 플루오로퀴놀론-내성 나이세리아 고노레 아(Neisseria gonorrhoeae)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 갈륨 화합물이 갈륨 나이트레이트(gallium nitrate), 갈륨 말톨레이트(gallium maltolate), 갈륨 시트레이트(gallium citrate), 갈륨 포스페이트(gallium phosphate), 갈륨 클로라이드(gallium chloride), 갈륨 플루오라이드(gallium fluoride), 갈륨 카보네이트(gallium carbonate), 갈륨 포르메이트(gallium formate), 갈륨 아세테이트(gallium acetate), 갈륨 설페이트(gallium sulfate), 갈륨 타트레이트(gallium tartrate), 갈륨 옥살레이트(gallium oxalate), 및 갈륨 옥사이드(gallium oxide)로 이루어지는 그룹에서 선택되는, 방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 갈륨 화합물이 경구로 투여되는, 방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 갈륨 화합물이 정맥내로, 근육내로, 피하로, 복강내로, 또는 좌약에 의해 투여되는, 방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 예방적 또는 치료적 유효량의 하나 이상의 추가적 항미생물제(antimicrobial agent)를 전신적으로 공동-투여하는 것(co-administering)을 추가로 포함하는, 방법.
메티실린-내성 스타필로코커스 아우레우스(MRSA)에 의해 야기된 감염성 질환의 예방 또는 치료를 필요로 하는 대상에 예방적 또는 치료적 유효량의 갈륨 화합물 및 하나 이상의 추가적 항미생물제를, 개별적으로 또는 공동으로(collectively), 전신적으로 공동-투여하는 것을 포함하는, 메티실린-내성 스타필로코커스 아우레우스에 의해 야기된 감염성 질환의 예방 또는 치료 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 추가적 항미생물제는 반코마이신 및/또는 리네졸리드(linezolid)인, 방법.
반코마이신-내성 엔테로코커스(VRE)에 의해 야기된 감염성 질환의 예방 또는 치료를 필요로 하는 대상에 예방적 또는 치료적 유효량의 갈륨 화합물 및 하나 이상의 추가적 항미생물제를, 개별적으로 또는 공동으로, 전신적으로 공동-투여하는 것을 포함하는, 반코마이신-내성 엔테로코커스에 의해 야기된 감염성 질환의 예방 또는 치료 방법.
청구항 12에 있어서, 상기 추가적 항미생물제는 리네졸리드인, 방법.
헬리코박터 파일로리에 의해 야기된 소화궤양(peptic ulcer), 위염(gastritis), 또는 십이지장염(duodenitis)의 예방 또는 치료를 필요로 하는 대 상에 예방적 또는 치료적 유효량의 갈륨 화합물을 투여하는 것을 포함하는, 헬리코 박터 파일로리에 의해 야기된 소화궤양, 위염, 또는 십이지장염의 예방 또는 치료 방법.
청구항 14에 있어서, 상기 갈륨 화합물이 경구로 투여되는, 방법.
청구항 15에 있어서, 상기 갈륨 화합물이 갈륨 나이트레이트, 갈륨 말톨레이트, 갈륨 시트레이트, 갈륨 포스페이트, 갈륨 클로라이드, 갈륨 플루오라이드, 갈륨 카보네이트, 갈륨 포르메이트, 갈륨 아세테이트, 갈륨 설페이트, 갈륨 타트레이트, 갈륨 옥살레이트, 및 갈륨 옥사이드로 이루어지는 그룹에서 선택되는, 방법.
청구항 14에 있어서, 예방적 또는 치료적 유효량의 하나 이상의 추가적 항미생물제를 전신적으로 공동-투여하는 것을 추가로 포함하는, 방법.
청구항 17에 있어서, 상기 추가적 항미생물제는 클래리트로마이신(clarithromycin), 아목시실린(amoxicillin), 메트로니다졸(metronidazole), 오메프라졸(omeprazole) 및 비스무트 서브살리실레이트(bismuth subsalicylate)로 이루어지는 그룹에서 선택된 하나 이상의 작용제(agent)인, 방법.
갈륨 화합물 및 하나 이상의 추가적 항미생물제를 함유하는 하나 이상의 용 기(container)를 포함하는 키트.