KR20140098216A

KR20140098216A - 암 치료를 위한 할로피루베이트의 효과적이고 안전한 투여 방법 및 이를 위한 조성물

Info

Publication number: KR20140098216A
Application number: KR1020147017776A
Authority: KR
Inventors: 영희 고
Original assignee: 영희 고
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2014-08-07
Also published as: US20070203074A1; WO2007097989A3; KR20150103329A; EP2063881A2; PL2063881T3; HUE045796T2; US7754693B2; EP2063881B1; WO2007097989A2; DK2063881T3; ES2738983T3; KR20090005297A; EP2063881A4; PT2063881T; SI2063881T1

Abstract

본 발명은 암 치료방법 및 조성물을 제공한다. 저해물질 칵테일 완충액에는 최소한 한가지 당, 칼륨을 포함하지 않은 완충액, 다음의 화학식을 가지는 저해물질이 포함된다. 이와 같은 저해물질 칵테일 완충액으로 사람의 암 환자에 다양한 화합물 가령 할로피루베이트 및 이의 유도체를 효과적이고 안전하게 운반할 수 있게 한다.
화학식 1

Description

암 치료를 위한 할로피루베이트의 효과적이고 안전한 투여 방법 및 이를 위한 조성물{A COMPOSITION AND METHOD FOR THE EFFICACIOUS AND SAFE ADMINISTRATION OF HALOPYRUVATE FOR THE TREATMENT OF CANCER}

본 출원은 “암 치료를 위한 할로피루베이트의 효과적이고 안전한 투여 방법 및 이를 위한 조성물”의 제목을 가진 예비 출원 60/773,653, (2006년 2월 16일자 출원)의 우선권을 가진다.

할로피루베이트를 이용한 여러 암 치료를 위한 조성물 및 방법을 설명한다. 화학, 약리학, 생물학 분야에 관계한다.

암 환자가 느끼는 충격이 아마도 가장 클 것이다. 매년, 미국에서 수백만의 남녀노소가 다양한 암으로 사망하고, 세계적으로는 수백만명이 골, 방광, 혈액(백혈병), 뇌, 유방, 결장, 경부, 식도, 장, 신장, 폐, 간, 구강, 비강, 신경, 난소, 췌장, 피부, 위, 전립선, 목, 자궁, 질을 포함하는 다양한 암으로 사망한다.

수년간, 암을 치료하기 위해 방사능 및 화학요법을 포함한 여러 방법을 이용하였다. 그러나, 치료가 환자를 죽이기 전에 암세포를 죽이기 위해 많은 건강한 세포들이 늘 파괴된다. 현재까지 방사능 및 화학요법을 이용한 경우에 병을 유발하고 일부 환자들이 죽기까지 한다. 동시에, 특정 암의 경우에는 악성 세포는 치료가 힘들 정도로 남아 있다. 결과적으로, 암 세포의 생리학 또는 표현형을 광범위하게 연구하여 환자의 건강한 세포에는 부작용을 주지 않으면서 암 세포를 선택적으로 죽이는 새로운 표적을 확인해야 한다.

U.S. 특허 5,759,837에서 나쁜 예후를 가진 암종에서 지방산 합성효소 ("FAS")가 과다 발현되나, 정상 조직에서는 FAS가 적게 발현된다는 것이 제시되었다. U.S. 특허 5,759,837에서는 지방산 합성을 저해하면 암 세포에는 선택적으로 독성을 주지만, FAS 활성이 낮은 정상 세포는 저항성을 가진다는 것을 설명하고 있다. 암 환자를 치료하는 가망 방법은 환자의 종양 세포에 의한 지방산 합성을 저해하여 질병 진행을 결과적으로 차단시키는 것이다. 한 가지 제안된 저해물질 중에 하나가 3-브로모피루베이트 ("3-BrPA")이나, 암 치료를 위해 동물에서 3-BrPA을 이용한 실험은 없었으며, 사람에 이용할 경우에 어떻게 이를 조제할 지에 대해서도 언급된 바 없다.

중요한 것은 70년 이상 알려진 가장 흔하게 호기심을 자극하는 것은 매우 악성이 큰 종양의 표현형이 종양 생장에 에너지를 제공하기 위해 높은 수준의 ATP를 합성하도록 포도당을 대사하는 능력이다. 호기성 조건에서, 이와 같은 종양 세포에서 만들어지는 절반이상의 ATP가 해당(glycolysis)을 통하여 유도되는데, 이는 정상 세포에서는 10% 미만이며, 산화 포스포릴화 반응이 ATP 생산을 위한 주요 방법이 되는 정상 세포와는 상당히 대조적이다. 종양 세포에서 흔히 있는 저산소 상태(산소 응력이 낮은)에서, 이미 높아진 당화율이 두배가 되어, 종양세포는 번성하고, 주변 세포는 생장이 결핍된다. 이는 대부분의 동물 및 사람 종양에서 나타나는 특징이며 암 진행시에 매우 분화가 안 된 단계에서 흔히 발생한다. 사실, 종양의 분화, 생장속도, 포도당 대사 정도에는 밀접한 관계가 있으며, 가장 분화가 안된 경우에 가장 신속한 생장 및 최대 해당(glycolytic) 속도를 가지는 것으로 공지되어 있다. 주목할 만한 것은 양전자방출 단층촬영(Positron Emission Tomography ("PET"))에 이와 같은 특유의 “높은 해당”표현형을 임상적으로 이용하여 종양 감지, 이들의 악성 정도 평가, 생존 기간 예측 및 다양한 치료의 관련 효과를 평가한다는 점이다.

높은 해당 표현형의 공통성 및 이를 진단 도구로써 임상에 널리 이용하는 것에도 불구하고, 최근에야 암 세포 생장을 늦추거나 중지시키는 주요 표적으로 연구하게 되었다. 그 이유는 미토콘드리아-해당 상호 작용의 일부 타입 유관성에 대한 오랫동안 의심한 높은 해당 표현형의 분자 기전이 최근에 비로소 이해되었기 때문이다. 따라서, 현재 타입 II 헥소카이나제(hexokinase)로 동정된 과다발현된 미토콘드리아에 결합된 헥소카이나제의 요구성을 설명하였다.

미국 특허 출원 공보 20030087961 (Ko et al.)에서는 3-BrPA이 강력한 에너지 차단물질로써 in vitro에서 종양 세포의 ATP 생산 소스(해당과정 및 미토콘드리아)을 저해하고, 실험 동물(토끼)의 간내에 종양 부위에 동맥으로 직접 운반하면 단일 주사하면 상당한 치사율(종양 세포의 10-16%만이 생존)을 가진다.

암 치료를 위한 약학 조성물에서 매우 효과적인 주요 성분으로 할로피루베이트를 이용하는 것을 제시한 공보가 있다. 특히 Ko (Ko, Y.H. et al., Biochemical Biophysical Research Communications 324, 269-275, 2004, 참고문헌으로 첨부됨)는 3-BrPA 요법을 이용하여 쥐 모델에서 “PET 양성”의 진행된 간세포 암종("HCCs")을 완전히 제거하였다고 설명하고 있다. 2mM IX PBS 용액(인산칼륨염 완충액 pH 7.5)을 종양 부위에 바로 반복 주사한다. 정상 조직은 3-BrPA의 취입에 거의 관심을 보이지 않아 영향을 받지 않았으나 PET 양성 암은 3-BrPA을 취입하여 세포 ATP가 고갈되어 세포가 사멸된다(PET 양성 종양은 PET 스캔에 양성을 나타내는데, 이는 당이 락트산으로 전환되는 해당 속도가 빠르며, 여기에서 “락트산 운반물질”로 정의한 특정 운반물질에 의해 암 세포 밖으로 운반된다는 것을 말한다. 3-BrPA 는 락테이트와 매우 구조적으로 유사하기 때문에 출원인 등은 3-BrPA가 “락트산 운반물질”을 통하여 암세포로 쉽게 들어가며, 해당 및 미토콘드리아 기능을 저해하는 일반 강력한 알킬화반응 성질로 인하여 거의 세포내 ATP를 고갈시키고 세포를 신속하게 사멸되게 한다).

Ko (2004)에서, 종양 세포는 외부 또는 복부강에 이식되었다. 따라서, 새로 준비된 용액(가령, 인산염 완충액)에서 3-BrPA가 종양 부위 또는 부근에 직접적으로 공급될 가능성이 있었다. 그러나, 대부분의 PET 양성인 사람 암들은 신체 내부에 위치한 기관들에서 나타나고, 이는 사람에게 제공을 하기 위한 치료요법적 칵테일의 필요성을 강조하는 것이다.

항암제로써 3-브로모피루베이트를 이용한 상기 동물 연구에서 얻은 놀라운 성공에도 불구하고, 발명자는 다음의 사항을 평가하기 위해 사람에 치료전에 치료요법적 칵테일에 변형을 만드는 것이 매우 중요하다는 것을 인지하였다; 1) 3-BrPA가 임상 세팅에서 안정적인가; 2) 주사시에 3-BrPA가 통증(자극)을 주지 않는가; 3) 주사된 치료 칵테일이 환자에서 독성에 관련된 문제점이 없거나 거의 없는지. 상기에서 언급한 3-BrPA와 관련된 문제점을 극복하기 위해 우선 이 문제들의 특징을 이해하는 것이 중요하다. 첫째, 3-BrPA는 수용액에서 할로겐 이온을 제거하여 물질이 효과를 가지지 못하도록 하는 가용매분해(solvolysis)로 인하여 잠재적으로 불안정하다. 둘째, 3-BrPA는 산이기 때문에 주사시에 자극 또는 통증을 유발할 가능성이 있다. 마지막으로 상기 동물 연구에서 이용된 3-BrPA를 포함하는 주사용 칵테일은 동물 연구에서 눈에 띄는 성공을 얻었지만, 인산칼륨 완충용액으로 이용할 경우 일부 사람 연구에서 독성(칼륨과잉혈증)을 보여주었기 때문에 사람에 사용하기에는 부적절할 수 있다(Wetli, CV. and Davis, J. H., J. American Medical Association, 240, 1339, 1978; Restuccio, A., American Journal of Emergency Medicine, 10, 171-173, 1992).

본 발명에서는 암 치료, 특히 "PET" 양성으로 진단받은 사람에서 암 치료용으로 안전하고, 비자극적이며, 안정적이고 매우 효과적인 할로피루베이트 치료요법적 “원액” 칵테일을 제공한다. 여기에는 다양한 사람의 암이 포함되는데 특히 진행된 암도 포함된다. 가용매분해 및 할로피루베이트의 비활성화 및 이의 통증/자극과 같은 산성이 여기에서 설명하는 치료용 칵테일(대부분의 물을 당/당과 유사한 분자 솔비톨, 이노시콜, 글리세롤 및 기존에 사용한 것보다 더 높은 농도의 완충액으로 대체하여)을 이용하여 최소화될 수 있다. 임상/병원 세팅에서 환자에 주사전후에 장시간 동안 할로피루베이트가 안정성을 유지하고, 더 많은 수의 고유 할로피루베이트 분자가 이들의 종양 표적에 도달하여 확인할 수 있다. 또한 주사시에 통증/자극가능성을 감소시킨다. 또한, 칼륨이 없는 완충액, 예를 들면, 인산나트륨 완충액을 이용함으로 칼륨 독성과 관련된 심장 및 다른 문제점을 제거하였다.

매우 놀라운 것은 신규한 치료요법 칵테일은 상기에서 언급한 세가지 문제점을 극복하도록 신중히 고안 제조된 것이다. 특히, 물은 당/당과 유사한 분자 솔비톨, 이노시콜, 글리세롤로 대체되어, 임의 의료처치에서 있을 수 있는 적정 장점/위험요소 비율에서 동물 세포의 하집단에서 물에 의해 유도되는 가용매분해를 억제하였다.

개체에서 질환의 "치료(Treating)" 또는 질병을 가진 개체의 “치료”는 개체에 약리학적 처리를 하여, 질환의 최소한 한가지 증상을 감소 또는 예방하는 것을 말한다.

여기에서 사용된 약(“about")은 주어진 수치에서 끝점에서“약간 낮은” 또는 “약간 높은”정도를 가질 수 있도록 숫자 범위에 유연성을 제공한다는 의미이다. 이 용어에서 유연성 범위는 특정 변수로 나타내며, 당업자는 여기에서 제공하는 실험 및 설명에 근거하여 그 범위를 정할 수 있다.

명세서에서 설명하는 다른 특징 및 장점들은 다음의 명세서 및 청구범위에서 명백해질 것이다.

ATP 생산의 저해물질은 다음의 일반식으로 나타낼 수 있다:

이때 X는 할로겐화물, 설폰산염, 카르복실레이트, 알콕시드, 또는 아민 옥시드를 나타낸다.

특정 구체예에서, X는 플로오르화물, 브롬화물, 염화물, 요오드화물에서 선택된 할로겐화물이다. 한 구체예에서, 저해물질은 3-할로피루베이트가 될 수 있다. 특정 구체예에서, 3-할로피루베이트는 3-플로오르피루베이트, 3-클로로피루베이트, 3-브로모피루베이트, 3-요오드피루베이트에서 선택될 수 있다. 한 구체예에서, 3-할로피루베이트는 3-브로모피루베이트가 될 수 있다. 또 다른 구체예에서, X는 트리플레이트(triflate), 메실레이트(mesylate) 및 토실레이트(tosylate)에서 선택된 설폰산염이 될 수 있다. 또 다른 구체예에서, X 는 아민 옥시드가 될 수 있다. 한 구체예에서, X는 디메틸아민 옥시드이다.

또 다른 측면에서, 다음의 일반식을 가지는 ATP 생산의 선택적 저해물질을 제공한다:

이때 X는 할로겐화물, 설폰산염, 카르복실레이트, 알콕시드, 또는 아민 옥시드를 나타내고, R은 OR′, H, N(R")₂, C1-C6알킬, C6-C12아릴, C1-C6 헤테로알킬, 또는 C6-C12 헤테로아릴을 나타낸다. 독립적으로, 다른 구체예에서, R"는 H, C1-C6알킬, 또는 C6-C12아릴을 나타낸다. 다른 구체예에서 R 또는 R′는 H, 알카리 금속, C1-C6알킬, C6-C12아릴 또는 C(O)R; 그리고 R는 H, C1-C20알킬 또는 C6-C12아릴을 나타낸다.

본 발명은 상기 저해물질을 포함하는 약학 조성물을 제공한다. 특정 구체예에서 약학 조성물은 하나 또는 그 이상의 저해물질을 포함한다.

다른 구체예에서, 약학 조성물은 상기 하나 또는 그 이상의 저해물질과 제2의 화학요법제를 포함한다. 또 다른 구체예에서, 약학 조성물은 하나 또는 그 이상의 저해물질과 스캐빈저(scavenger) 화합물을 포함한다.

본 발명은 암 치료를 위한 신규한 방법을 제공하는데, 개체에 선택적 ATP 합성 저해물질을 포함하는 약학 조성물을 투여하는 것으로 구성된다. 특정 구체예에서, 이 방법은 개체에 상기 대상 조성물을 비경구(parenterally)로 투여하는 것으로 구성된다. 한 구체예에서, 이 방법은 개체에 상기 대상 조성물을 동맥내( intraarterial)로 투여하는 것으로 구성된다. 한 구체예에서, 방법은 종양의 동액 혈액 공급물에 직접적으로 조성물의 효과량을 투여하는 것으로 구성된다. 종양의 혈액 공급에 직접적으로 동맥 주사를 통한 ATP 합성 저해물질을 운반하면 종양의 색전에 의한 폐색(embolization)[가령, 폐색(막힘) 또는 종양으로 공급되는 하나 또는 그 이상의 혈관으로의 혈류의 급격한 감소] “화학색전술(chemoembolization)과 함께 실행된다. ATP 합성 저해물질은 종양의 폐색없이 종양의 혈액 공급에 바로 투여될 수도 있다. 저해물질 칵테일 완충액의 희석이 필수적인 경우에 완충액은할로겐화물의 해리를 저해하거나 제한시킬 수 있다.

다른 적절한 구체예에서 암 종양은 간 종양이 될 수 있다. 다른 구체예에서, 방법은 개체에 상기 대상 조성물의 전신(systemic) 투여로 구성된다. 특정 구체예에서, 암을 치료하는 방법은 개체에 대상 저해물질을 투여하고, 두 번째 물질을 투여하는 것으로 구성된다. 이와 같은 투여는 동시에 또는 연속하여 일어날 수 있다. 한 구체예에서, 두 번째 물질은 치료요법제가 될 수 있다. 다른 구체예에서, 두 번째 물질은 스캐빈저 화합물이 될 수 있다. 특정 구체예에서, 두 번째 물질은 별도의 약학 조성물에 포함 조제될 수 있다. 다른 구체예에서, 저해물질 및 두 번째 물질은 약학 조성물에 동시 조제될 수 있다.

다른 구체예에서, 완충액을 포함하는 약학 조성물, 이의 사용 방법이 선택적으로 포함된 키트를 고려할 수 있다. 이와 같은 치료는 치료에 이용될 수 있다. 특정 구체예에서, 임의 키트에 포함된 본 발명의 조성물을 동결건조시키고 사용전에 재수화할 수 있다. 다른 구체예에서, 필수 완충액 또는 멸균수를 제외한 다양한 성분은 건조 멸균형태로 유지된다.

용어 및 명세서에서의 이들 용어의 이용에 대해 정의할 필요가 있다:

여기에서 사용된 “하나”("a" 및 "an")는 목적물이 하나 또는 그 이상(최소 하나)을 의미한다. 예를 들면, “원소”는 하나 이상의 원소를 말한다.

라이브러리("library") 또는 복합라이브러리("combinatorial library")는 라이브러리에서 각 반응 조건 또는 동일한 또는 상이한 반응물을 이용하여 하나 또는 그 이상의 출발물질에서 준비된 또는 합성된 “구성원(members)”으로 정의된 다수의 분자들을 말한다. 일반적으로 임의 라이브러리의 구성원은 최소한 어느 정도의 구조적 다양성을 가지는데, 이로 인하여 화학적 그리고 생물학적 다양성이 나타나기도 한다. 이와 같이 배위(coordination) 분자 라이브러리를 준비함에 있어서 이와같은 구조적 다양성,, 예를 들면, 금속 이온 다양성, 리간드 다양성 또는 카운터 이온 다양성이 포함될 수 있다. 라이브러리에는 상이한 수의 구성원이 포함될 수 있는데 가령, 두 개의 상이한 구성원에서부터 10⁸개 구성원을 포함한다. 특정 구체예에서, 본 발명의 라이브러리에는 약 12, 50개 및 90개 구성원을 가진다. 본 발명의 특정 구체예에서, 출발 물질 및 특정 반응물이 동밀하고, 이와 같은 라이브러리에서 화학적 다양성은 라이브러리를 준비하는 동안 반응물질 또는 반응 조건들중 최소한 한 가지를 변화시켜 얻을 수 있다. 본 명세서에서 복합 라이브러리는 용액 또는 고형상에서 준비될 수 있다. 본 발명의 라이브러리에 대해서는 하기에서 설명한다.

조정("Modulation")은 반응의 상위 조정(가령, 활성화 또는 자극), 하위 조정(예를 들면, 저해 또는 억제) 또는 이를 복합한 것을 말한다.

여기에서 비경구 투여("parenteral administration"와 "administered parenterally")는 장 및 국소 투여이외의 투여 방법을 말하는데, 통상 주사에 의한 투여를 말하고, 제한은 두지 않지만, 정맥, 근육내, 동맥내, 협막내(intrathecal), 관절낭내(intracapsular), 안구내(intraorbital), 흉부내(intracardiac), 경피내(intradermal), 복막내(intraperitoneal), 기관지(transtracheal), 경피(subcutaneous), 피하음낭(subcuticular), 관절내(intraarticulare), 피막하부(subcapsular), 지주막하부(subarachnoid), 척수내(intraspinal) 및 흉골내( intrasternal) 주사 및 주입을 포함한다.

“환자” 또는 “개체” 또는 “숙주”는 사람 또는 사람이 아닌 동물을 말한다. 명세서에서 사람이 아닌 동물은 대상 유전자 및 유전자 산물을 발현시킬 수 있는 사람이 아닌 동물을 말한다. 이와 같은 사람이 아닌 동물에는 설치류, 사람이 아닌 영장류, 양, 소, 반추동물, 토끼목 돼지, 포유동물, 염소, 말, 개, 고양이, 조류, piscines 등이 포함된다. 특정 구체예에서 동물은 포유동물이다. 가령, 사람이 아닌 동물은 돼지류(가령, 돼지), 뮤린(가령, 들쥐, 생쥐 및 토끼목 돼지(가령 토끼), 사람이 아닌 영장류(가령 원숭이, 꼬리없는 원숭이)등이다.

약학적으로 수용가능한은 건전한 의학적 판단 범위내에서 과도한 독성, 자극, 알레르기 반응 또는 장점/위험의 적절한 비율에 적합한 다른 문제나 합병증 없이 사람 및 동물의 조직에 접촉시킬 수 있는 화합물, 물질, 조성물 또는 약형을 말한다.

“약리학적으로 수용가능한 캐리어”는 신체의 일부 또는 기관으로부터 신체의 다른 일부 또는 기관으로 대상 화합물은 운반하는데 관련된 액체 또는 고체 필러, 희석제, 부형제 또는 물질을 포집시키는 용매와 같은 약학적으로 사용가능한 물질, 조성물 또는 비이클을 말한다.

약학적으로 수용가능한 염("Pharmaceutically-acceptable salts")은 화합물의 상대적으로 비독성, 유기 및 무기추가염을 말한다.

“ATP 생산의 선택적 저해물질”은 암의 신속한 생산을 위해 신속한 ATP 생산에 요구되는 헥소카이나제 또는 다른 효소(가령, 해당 또는 미토콘드리아)의 활성을 특이적으로 조절할 수 있는 임의 화합물을 말한다. 가령, 이와 같은 대사 경로에는 해당 및 산화성 포스포릴화반응이 포함된다.

전신투여("systemic administration," "administered systemically,") 말초투여("peripheral administration" and "administered peripherally")는 화합물, 약물 또는 다른 물질을 환자의 중추 신경계로 직접투여하기보다는 환자의 시스템에 투여하여 대사 및 처리되는 것을 말하는데, 예를 들면, 피하투여가 된다.

치료제("Therapeutic agent") 또는 치료요법제("therapeutic")은 숙주에서 원하는 생물학적 효과를 가지는 물질을 말한다. 화학요법 및 유전자요법은 생물학적인 것과는 상반대는 것으로 알려진 치료요법제로써 특정 작용 기전에 의해 치료 효과를 일으킨다. 생물학적 기원의 치료제, 예를 들면, 생장인자, 호르몬 및 사이토킨이 포함된다. 다양한 치료제가 당분야에 공지되어 있고 이들의 효과를 확인할 수 있다. 특정 치료제는 적세포 분화 및 증식을 조절할 수 있다. 가령, 화학요법적 뉴클레오티드, 호르몬, 비특이적(비-항체) 단백질, 올리고뉴클레오티드(예를 들면, 표적 핵산 서열(가령 mRNA 서열)에 결합하는 안티센스 올리고뉴클레오티드, 펩티드, 펩티드유사체등이 있다.

치료요법적 효과("Therapeutic effect")는 약리학적 활성 물질에 의한 동물 특히 포유동물 그리고 특히 사람에서 나타나는 국소 또는 전신 효과를 말한다. 이 용어는 사람 또는 동물에서 질병의 진단, 치료, 경감 또는 예방 또는 원하는 신체적 또는 정신적 발달 및 상태를 유도하는데 임의 물질 사용을 의미한다. 치료요법적 효과량은 임의 치료에 이용할 수 있는 적절한 장점/위험 비율에서 일부 원하는 국소 또는 전신 효과를 만드는 물질의 양을 말한다. 특정 구체예에서, 화합물의 치료요법적 효과량은 이들의 치료 지수, 용해도 등에 따라 달라진다. 가령, 치료에 이용되는 적정 장점/위험 비율에서 원하는 국소 또는 전신 효과를 얻기 위해, 본 발명의 방법에 의해 발견된 특정 화합물의 충분량을 투여할 수 있다.

여기에서 언급하는 “치료요법적 효과량”은 3-BrPA의 안정성을 강화시키고 일부 원하는 치료효과를 생산하는데 효과적인 본 발명의 화합물, 물질 또는 조성물의 양을 말한다(표 1). 또한, 주사시에 산성을 줄여 자극/통증을 감소시키기 위해 완충액의 농도를 증가시켰다. 끝으로, 원래의 인산칼륨 완충액을 나트륨 완충액으로 대체하여 주사된 칼륨으로 인한 독성 가능성을 배제시켰다. 신규한 치료제 칵테일에 포함된 3-BrPA는 현재까지 조직 배양물에서 테스트한 7가지 상이한 사람의 암세포를 포함한 대부분의 암을 죽이는데 상당한 효과가 있는 것으로 나타났다. 사실, 신규한 치료요법적 칵테일에 3-BrPA는 사람의 암을 임상적으로 치료하는데 일반적으로 이용되는 여러 종류의 다른 항암제(카르보플라틴, 사이클로포스파미드, 독소루비딘, 5-플로오르우라실, 메토트렉세이트 및 탁솔)에 비교하여 능력이 훨씬 우수한 것으로 나타났다. (표 2).

다른 구체예에서 할로피루베이트 치료요법적 원액 칵테일 용액에는 높은 비율의 솔비톨 및 또는 다른 당(sugar)이 포함된다. 용액에서 당의 비율은 50%이상이다.

다른 구체예에서, 할로피루베이트 원액 칵테일에는 글리세롤 및 제2당이 포함될 수 있다.

또 다른 구체예에서, 3 -할로피루베이트 치료요법적 원액(“stock")의 농도는 0.5M이상이다. 할로피루베이트가 약리학적 캐리어 또는 희석된 용액에 첨가될 때 할로겐화물의 분해가 느려진다. 이는 더 많은 할로피루베이트를 표적 암 세포에 도달하게 하기 때문에 좀더 효과적이다.

또 다른 구체예에서 암세포의 ATP 생산 저해제는 다음의 식으로 나타낼 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명은 다음의 식으로 나타낼 수 있는 ATP 생산의 선택적 저해물질을 제공한다;

이때, X는 할로겐화물, 설폰산염, 카르복실레이트, 알콕시드, 또는 아민 옥시드를 나타낸다. 특정 구체예에서, X는 플로오르화물, 브롬화물, 염화물, 요오드화물에서 선택된 할로겐화물이다. 다른 구체예에서, X는 할로겐화물, 설폰산염, 카르복실레이트, 알콕시드, 또는 아민 옥시드를 나타낸다. 특정 구체예에서, X는 트리플레이트(triflate), 메실레이트(mesylate) 및 토실레이트(tosylate)에서 선택된 설폰산염이 될 수 있다. 또 다른 구체예에서, X는 아민 옥시드가 될 수 있다. 한 구체예에서, X는 디메틸아민 옥시드이다. 특정 구체예에서, R은 OR′, H, N(R")₂, C1-C6알킬, C6-C12아릴, C1-C6 헤테로알킬, 또는 C6-C12 헤테로아릴을 나타낸다. 독립적으로, 다른 구체예에서, R"는 H, C1-C6알킬, 또는 C6-C12아릴을 나타낸다. 다른 구체예에서 R 또는 R′는 H, 알카리 금속, C1-C6알킬, C6-C12아릴 또는 C(O)R; 그리고 R는 H, C1-C20알킬 또는 C6-C12아릴을 나타낸다.

상기 많은 또는 대부분의 저해물질은 피루브산 또는 피루베이트에 유사한 기능을 한다. 3-BrPA와 유사하게, 이들은 세포에서 ATP 생산을 저해한다. 좀더 특별히, 이들은 ATP 생산의 선택적 저해물질로 작용하여 해당 경로 및 산화성 포스포릴화반응에 영향을 준다. 일단 해당 및 산화성 포스포릴화 반응이 차단되면 ATP 생산이 중단되고, 세포는 용해되어 사멸된다. 환자가 상기 하나 또는 그 이상의 저해물로 치료를 받으면 생장 속도 및 대사가 증가된 암 세포의 사멸이 증가될 것이다.

3-플로오르피루베이트 또는 3 설폰산염 피루베이트와 같은 일부 저해물질은 더 낮은 분해속도(가령, 플로오르화물 또는 설폰산염)를 가지며, 3-브로모피루베이트, 3-클로로피루베이트, 또는 3-아민 옥시드 피루베이트와 같은 다른 화합물은 매우 높은 분해속도(가령, 브롬화물, 염화물, 또는 3-아민 옥시드)를 가진다. 대부분의 조건하에서 3차 탄소상에 구조가 해리되면, 나머지 화학구조는 피루베이트로 복귀된다.

선택된 저해물질을 칵테일 완충액에 첨가되어 소위 저해물질 칵테일 완충액 또는 “치료요법적 칵테일”을 형성한다. 칵테일 완충액을 형성하는 성분은 저해물질 화합물의 해리를 상당히 제한하거나 방해하여, 예로써, 브롬화물 또는 다른 할로겐화물 또는 설폰산염 또는 3-아민-옥시드기의 제거를 방해한다.

칵테일은 다음과 같이 만들 수 있다:

우선, 0.1 내지 약 0.75M 범위의 0.5 M 인산나트륨염, 적절하게는 약 0.5M을 실온에서 만든다. 용액의 pH는 약 6.8 내지 약 7.8, 적절하게는 약 7.4가 된다. 다른 구체예에서 탄산나트륨염을 인산나트륨염 대신 사용하였으나 인산나트륨염이 더 생리학적으로 더 적절하다.

추가로, 글리세롤이 용액에 일부 포함될 수 있다. 용액에서 글리세롤의 양은 약 0% 내지 약 3% 범위가 되나 약 1%가 최적의 양이 된다. 한 구체예에서, 용액에서 글리세롤의 양은 약 0.1% 내지 약 3%이다. 물을 글리세롤로 대체하면 3-브로모피루베이트 및 유사한 구조적 저해물질의 가용매분해를 제한하는 작용을 한다. 글리세롤의 최종 농도는 독성 수준이하의 농도이다.

용액에는 또한 약 1 내지 약 5% 이노시톨 및 약 30 내지 약 55%의 솔비톨을 포함한다. 당 비율에서 상위 범위 전체는 각 당 알코올에서 최대 용해도를 나타낸다. 또한, 6개 탄소당(육탄당)과는 반대로 5개 탄소 당(오탄당)을 이용하면 암 생장을 촉진시킬 수 있는 인슐린 반응을 유도하지 않기 때문에 더 바람직할 수 있다.

큰 용적의 당은 인산염 용액에서 일반적으로 물이 되는 용적을 취하여 다시 가용매분해가 된다. 큰 용적의 당을 가짐으로써 물의 양이 감소되어, 가용매분해가 감소된다.

적절한 구체예에서, 할로피루베이트 치료요법적 "원액" 칵테일은 가용매분해 속도를 감소시키고 안정성을 증가시키기 위해 용액을 얼음위에서 차갑게 한 후에 실온(25℃)에서 0.5 M 인산나트륨염(pH 7.4), 1% 글리세롤, 4% 이노시톨, 55% 솔비톨을 포함한다.

일단 칵테일이 냉각되면, 저해물질(가령 3-브로모피루베이트를 충분한 양으로 첨가하여 저해물질의 농도가 약 0.1 내지 약 0.75M이 되게 하고, 적절하게는 약 0.5M이 되게 한다. 용액을 활발하게 교반시켜, 모든 3-브로모피루베이트가 용해되도록 한다.

원액 용액을 멸균하는데, 적절하게는 .22미크론 필터 유닉을 이용하고 적절하게 냉각시켜 가용매분해를 방지한다.

이와 같은 원액 용액을 실온에서 염용액으로 약 500 내지 1000배 신속하게 희석시킨다. 용액은 개체에 바로 주사할 수 있는데(가령, i.v., s.c., i.t.), 이때 i.p.는 복막내 주사를 말하고, i.v.는 정맥주사를 말하며; s.c.는 피하 주사를 말하며, i.t. 는 종양내 주사를 말한다.

저해물질은 한시간 내지 세시간 가용매분해에 저항을 할 수 있다. 이 시간내에, 바람직하게는, 처음 20분내에 용액을 개체로 주사한다(i.p., i.v., s.c., i.t.) 한 구체예에서, 저해물질의 50%는 두시간 동안 가용매분해에 저항할 수 있다. 다른 구체예에서 저해물질의 95%는 두시간 동안 가용매분해에 저항성을 가진다.

표 1에서 보여준 실시예에서, 0.5M 인산나트륨염(pH 7.4), 1% 글리세롤, 4% 이노시톨, 55% 솔비톨로 구성된 칵테일 용액은 37℃에서 2시간 동안 3-브로모피루베이트 100%가 유지되었다. 표 1에서는 칵테일 완충액의 개별 성분 각각의 상대적인 안정성 지수와 예시 칵테일 완충액의 상대적인 안정성 지수를 나타낸다. 비교를 위해 물의 상대적 안정성 지수도 함께 나타내었다.

매체에서 상이한 물질을 이용하여 3-브로모피루베이트의 상대적인 안정성 지수

조건 #	물질, 농도	상대적 안정성 지수
1	물	0.33
2	글리세롤, 1%	0.34
3	이노시톨, 4%	0.44
4	솔비톨 55%	0.47
5	인산나트륨염, pH7.4, 0.5M	0.17
6	상기 네가지 성분 모두	1.00

여기에서 사용된 바와 같이, 상대적인 안정성 지수는 37℃에서 2시간 후에 배지에 남아있는 3-브로모피루베이트의 부분을 말한다. 실시예에 네가지 성분 모두의 존재하면, 고유의 매우 반응성이 높은 분자로써의 3-브로모피루베이트를 유지시킨다는 것을 말한다. 이는 이와 같은 많은 분자들이 암세포(PET양성)로 유입되어 이들을 신속하게 죽일 수 있도록 한다. 3-브로모피루베이트가 정상 세포로 들어가거나 매우 느리게 또는 유입 정도가 매우 낮기 때문에, 정상세포는 살아있으면서 암 세포는 죽게된다. 3-브로모피루베이트를 안정화시키는데 이용된 물질들은 흔히 이용되는 상대적으로 저렴하고 매우 낮은 농도에서는 사람에 비독성이다.

본 발명의 또 다른 구체예에서, 대체될 수 있는 다른 당 알코올에는 에리트리톨(erythritol), 이소말트(isomalt), 락티톨(lactitol), 말티톨(maltitol), 자이리톨(xylitol), 둘시톨(dulcitol), 리비톨(ribitol), 이노시톨(inositol) 및 이들의 복합이 포함되나 이에 제한시키지는 않는다.

본 발명의 저해물질들은 매우 강력한 항암제로 밝혀졌다. 가령, 24시간내에 사람의 폐 세포 증식을 저해하는 있어서 흔히 인간의 암치료에 사용되는 공지의 다른 항암제와 비교한 3-브로모피루베이트의 능력을 표 2에 나타내었다. 3-브로모피루베이트는 표1에서 언급된 칵테일 완충액, 조건 #6을 이용하는데, 즉, 0.5 M 인산나트륨염(pH 7.4), 1% 글리세롤, 4% 이노시톨, 55% 솔비톨로 구성된 칵테일 완충액.

인간의 암치료에 사용되는 공지의 다른 항암제와 비교한 24시간내에 사람의 폐 세포 증식을 저해하는 있어서 흔히 3-브로모피루베이트의 능력

조건 #	50μM, 24시간 동안, 항암제	세포 증식 저해, %
1	없음(대조군)	0
2	3-브로모피루베이트	92.5
3	카르보플라틴	4.5
4	사이클로포스파미드	0
5	독소루비신	39.6
6	5-플로오르우라실	17.8
7	메토트렉세이트	28
8	파클리탁셀	0*

표 2에서 볼 수 있는 것과 같이, 이용된 조건하에서, 3-브로모피루베이트가 사람 암을 치료하는데 이용되는 6가지 다른 항암제보다 훨씬 효과적이라는 것을 볼 수 있을 것이다( 다른 사람의 암 세포라인을 이용한 유사한 연구들이 실행되었다). 흥미로운 것은 이 실험에 이용된 조건하에 파클리탁셀이 사람 폐암 세포 증식을 족진시켜, 통상의 전이 부위가 폐인 유방암 여성을 치료하는데 이 물질이 광범위하게 이용되는 점을 고려하면 참으로 혼란스런 발견이다.

본 발명의 특정 구체예에서, 상기 설명하는 약학 조성물은 하나 또는 그 이상의 저해물질과 제2 화학요법제를 포함할 수 있다.

치료요법제에는 플라티늄계 물질, 예를 들면, 카르보플라틴, 시스플라틴, 질소 무스타드 알킬화 물질; 니트로조우레아 알킬화 물질, 가령 카르무스틴(BCNU) 및 다른 알킬화 물질; 메토트렉세이트와 같은 항대사물질; 퓨린 유사체 항대사물질; 피리미딘 유사체 항대사물질 가령, 플로오르우리실(5-FU) 및 젬시타빈; 체액성 항신조직형성제, 예를 들면, 고세레린(goserelin), 루프로라이드(leuprolide), 타모시펜(tamoxifen); 자연 항신형성억제제 가령, 탁센(가령, 도세탁셀 및 파클리탁셀), 알데스루킨, 인터루킨-2, 에토폭시드(VP- 16), 인터페론 알파, 트레티노인(ATRA); 항생제 자연 항신형성억제제(antineoplastic agent), 예를 들면, 블레오마이신, 닥티노마이신, 다우노루비신, 독소루비신 및 미토마이신; 빈카 알칼로이드 자연 항신형성억제제, 예를 들면, 빈블라스틴 및 빈크리스틴이 포함되나 이에 국한되지는 않는다.

또한, 다음의 추가 약물을 항신형성억제제(비록 이들 자체가 항신형성억제제가 아니더라도)와 복합하여 사용할 수 있는데, 닥티노마이신; 다우노루비신 HCl; 도세탁셀; 독소루비신 HCl; 에포에틴 알파; 에토포시드(VP-16); 강시클로비어 나트륨; 젠타마이신 설페이트; 인터페론 알파; 루프로리드 아세테이트; 메페리딘HCl; 메타돈 HCl; 라니티딘 HCl; 빈블라스틴 설페이트; 지도부딘(AZT). 가령, 플로오르 우라실은 에피네프린과 소 콜라겐과 함께 최근에 조제하면 특정 복합 효과를 가진다.

또한, 다음의 아미노산, 펩티드, 폴리펩티드, 단백질, 폴리사카라이드 및 다른 거대 분자들을 이용할 수도 있다: 인터루킨 1부터 18(돌연변이 및 유사체 포함); 인터페론 또는 사이토킨, 예를 들면, 인터페론 α, β,γ; 호르몬, 예를 들면, 황체화 호르몬 방출 호르몬(LHRH) 및 이의 유사체, 고나도트로핀 방출 호르몬(GnRH); 생장인자, 가령, 형질변형 생장 인자-β (TGF-β), 섬유아세포 생장인자(FGF), 신경 생장 인자(NGF), 생장 호르몬 방출인자(GHRF), 상피 생장 인자(EGF), 섬유아세포 생장인자 유사 인자(FGFHF), 간세포 생장인자(HGF), 인슐린 생장인자(IGF); 종양 괴사 인자-α & β (TNF-α & β); 침투 저해 인자-2 (IIF- 2); 골 형성 단백질 1-7 (BMP 1-7); 소마토스타틴; 리모신-α-1; γ-글로블린; 슈퍼옥시드 디스무타제(SOD); 보체 인자(complement); 항-맥관형성 인자; 항원성 물질 및 프로드러그.

본 명세서에 기술된 치료 조성물과 방법에 병용하기 적합한 화학치료제에는 알트레타민(altretamine), 아스파라기나아제(asparaginase), BCG, 블레오마이신 설페이트(bleomycin sulfate), 부설판(busulfan), 카르보플라틴(carboplatin), 카르무스틴(carmusine), 클로람부실(chlorambucil), 시스플라틴(cisplatin), 클라라드리빈(claladribine_, 2-클로로데옥시아데노신(chlorodeoxyadenosine), 사이클로포스파미드(cyclophosphamide), 시타라빈(cytarabine), 다카르바진 이미다졸(dacarbazine imidazole), 카르복사미드(carboxamide), 닥티노마이신(dactinomycin), 다우노루비신(daunorubicin), 두노마이신(dunomycin), 덱사메타손(dexamethosone), 독소루비신(doxurubicin), 에토포시드(etoposide), 플록수리딘(floxuridine), 플로오르우라실(fluorouracil), 플루옥시메스테론(fluoxymesterone), 플루타미드(flutamide), 플루다라빈(fludarabine), 고세렐린(goserelin), 하이드록시우레아(hydroxyurea), 이다루비신(idarubicin HCL, 이포스파미드(ifosfamide), 인터페론 알파(interferon alfa), 인터페론 알파 2a, 인터페론 알파 2b, 인터페론 알파 n3, 이리노테칸(irinotecan), 레우코보린칼슘(leucovorincalcium), 레우프롤리드(leuprolide), 레바미솔(levamisole), 로무스틴(lomustine), 메게스트롤(megestrol), 멜팔란(melphalan), L-사르코실린(L-sarcosylin), 멜팔란 염산염, MESNA, 메클로레타민(mechlorethamine), 메토트렉세이트(methotrexate), 미토마이신(mitomycin), 미톡산트론(mitoxantrone), 메르캅토퓨린(mercaptopurine), 파실리탁셀(paclitaxel), 플리카마이신(plicamycin), 프레드니손(prednisone), 프로카르바진(procarbazine), 스트렙토조신(streptozocin), 타목시펜(tamoxifen), 6-티오구아닌(thioguanine),티오테파(thiotepa), 빈블라스틴(vinblastine), 빈크리스틴(vincristine), 비노렐빈 주석산염이 포함되지만 이들에 국한되지 않는다.

상기 약물과 첨가제 모두 다양한 약물 간에 부정적인 상호작용이 없다면, 개별적으로 또는 조합으로 추가될 수 있다.

항암 약물은 칵테일 완충액(cocktail buffer)이 염수 용액에 추가되기 이전에 또는 추가된 이후에 상기 염수 용액에 추가될 수 있다. 대안으로, 항암 약물은 ATP 생산 저해물질이 칵테일 완충액에 추가되기 이전에 또는 추가된 이후에 상기 완충에 추가될 수 있다.

다른 바람직한 구체예에서, 본 발명의 조성물은 다른 생물학적 활성 물질, 바람직하게는, 치료 약물 또는 프로드러그, 예를 들면, 다른 치료제, 스캐빈저(scavenger) 화합물, 항생제, 항바이러스제, 항-진균제, 항-염증제, 혈관수축제(vasoconstrictor)와 항응고제(anticoagulant), 암 백신 적용에 유용한 항원, 또는 상응하는 프로드러그를 함유할 수 있다.

전형적인 스캐빈저 화합물에는 글루타티온(glutathione), 티오우레아(thiourea)와 시스테인(cysteine)과 같은 티올-포함 화합물; 만니톨(mannitol), 치환된 페놀과 같은 알코올; 퀴논(quinone), 치환된 페놀, 아릴 아민과 니트로 화합물이 포함되지만 이들에 국한되지 않는다.

다양한 형태의 화학치료제 및/또는 다른 생물학적 활성제가 이용될 수 있다. 이들에는 제한 없이, 종양 내로 이식, 주입 또는 달리 삽입될 때 생물학적으로 활성화되는 충전되지 않은 분자, 분자 복합체, 염, 에테르, 에스테르, 아마이드 등과 같은 형태가 포함된다.

본 발명의 방법은 PET 양성이고, 따라서 높은 해당 속도(glycolytic rate)를 나타낼 것으로 예상되는 암성 종양을 치료하는데 이용될 수 있다. 높은 해당 종양은 예로써, 뇌(brain), 결장(colon), 비뇨생식기(urogenital), 폐(lung), 신장(renal), 전립선(prostate), 췌장(pancreas), 간(liver), 식도(esophagus), 위(stomach), 조혈(hematopoietic), 유방(breast), 흉선(thymus), 고환(testis), 난소(ovarian), 피부(skin), 골수(bone marrow) 또는 자궁(uterine) 조직을 비롯한 거의 모든 조직 내에 존재할 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물은 하기 투여에 적합한 고형 또는 액상 형태로 제제화된다: (1) 예로써, 드렌치(drench)(수성이나 비-수성 용액이나 현탁액), 혀에 적용을 위한 페이스트(paste)로서 경구 투여(oral administration); (2) 무균 용액 또는 현탁액, 또는 서방 제제(sustained-release formulation)로서 비경구 투여, 예를 들면, 피하, 근육내, 정맥내 또는 경뇌막외 주사; (3) 예로써, 크림, 연고, 또는 피부에 적용된 통제된-방출 패치 또는 스프레이로서 국소 투여; (4) 페서리, 크림 또는 거품으로서 질내 또는 직장내 투여; (5) 설하 투여; (6) 눈 투여; (7) 경피 투여; 또는 (8) 비강 투여.

당연히, 신체의 상이한 부분에 제안된 저해물질을 이용할 때 이러한 용액 또는 저해물질은 적절하게 조절되어야 한다. 가령, 이들 저해물질의 국소 적용은 본 명세서에 기술된 방법과 일치하는 상이한 칵테일 조성물(cocktail composition)을 포함할 수도 있다.

특정 구체예에서, 본 발명의 방법은 본 발명의 제약학적 조성물의 효과량을 개체에 비경구 투여하는 단계를 포함한다. 한 구체예에서, 상기 방법은 개체에 본 발명의 조성물의 동맥내 투여(intraarterial administration)를 포함한다. 한 구체예에서, 상기 방법은 개체에 본 발명의 조성물의 정맥내(전신) 투여를 포함한다. 다른 구체예에서, 상기 방법은 개체 내에서 암성 종양의 동맥 혈액 공급(arterial blood supply)에 직접적으로, 또는 종양에 직접적으로 본 발명의 조성물의 효과량을 투여하는 단계를 포함한다. 한 구체예에서, 상기 방법은 카테터(catheter)를 이용하여 암성 종양의 동맥 혈액 공급에 직접적으로 본 발명의 조성물의 효과량을 투여하는 단계를 포함한다. 본 발명의 조성물을 투여하는데 카테터가 이용되는 구체예에서, 카테터의 삽입은 카테터 삽입이 관찰되고 및/또는 인도될 수 있는 형광투시법(fluoroscopy) 또는 당분야에 공지된 다른 방법에 의해 인도되거나 관찰될 수 있다. 다른 구체예에서, 상기 방법은 화학색전술(chemoembolization)을 포함한다. 가령, 화학색전술 방법은 오일 기부(oil base)(가령, 에티오돌(Ethiodol)에 녹인 폴리비닐 알코올)와 혼합된 수지-유사 물질 및 한가지이상의 화학치료제로 구성되는 조성물로 암성 종양에 영양을 공급하는 혈관을 차단하는 단계를 포함한다. 또 다른 구체예에서, 상기 방법은 개체에 복강내 또는 피하 투여를 포함한다.

특정 구체예에서, 앞서 기술된 바와 같이, 암성 종양을 치료하는 방법은 두 번째 작용제와 공동으로 본 발명의 한가지이상의 선택적 저해물질을 개체에 투여하는 단계를 포함한다. 특정 구체예에서 이들 방법은 다른 화학치료제 또는 스캐빈저 화합물과 공동으로 한가지이상의 저해물질을 함유하는 약학적 조성물을 투여하는 단계를 포함한다. 복합 요법(conjunctive therapy)은 첫 번째 투여된 화합물의 치료 효능이 후속 치료제가 투여될 때 완전히 소멸되지 않도록 하는 방식으로 활성 화합물의 순차적 투여, 동시적이고 개별적 투여, 또는 공동-투여를 포함한다. 한 구체예에서, 두 번째 작용제는 화학치료제일 수 있다. 다른 구체예에서, 두 번째 작용제는 스캐빈저 화합물일 수 있다. 특정 구체예에서, 두 번째 작용제는 별개의 약학적 조성물로 제제화된다. 다른 구체예에서, 약학적 조성물은 저해물질 및 두 번째 작용제를 모두 포함한다.

다른 구체예에서, 암성 종양을 치료하는 방법은 간, 머리, 목, 선(gland), 또는 뼈 내에서 혈관에 직접적으로 본 발명의 조성물의 효과량을 투여하는 단계를 포함한다. 가령, 간 동맥, 대퇴 동맥, 뇌동맥, 경동맥 또는 척추 동맥과 같은 혈관은 암성 종양에 본 발명의 조성물을 투여하기 위하여 주입되거나, 주사되거나, 화학색전되거나, 또는 카테터화된다. 다른 구체예에서, 이들 방법은 머리, 목 또는 뼈 내에 암성 종양에서 혈관에 직접적으로 본 발명의 조성물의 효과량을 투여하는 단계를 포함한다. 이들 방법은 당분야에 널리 공지되어 있다. 가령, Gobin, Y. P, et at. (2001) Radiology 218:724-732에서는 뇌 종양에 대한 동맥내 화학요법(interarterial chemotherapy)의 방법을 교시한다. Moser, et al. (2002) Head Neck 24:566-74에서는 두경부암에서 화학치료 요법을 위한 동맥내 카테터(intraarterial catheter)의 이용을 검토한다. Wang, M. Q., et al. (2001) J. Vase. Interv. Radiol. 12:731-7에서는 골육종(osteosarcoma)을 치료하기 위하여 대퇴 동맥을 주사하는 방법과 화학색전술 방법을 교시한다. Kato, T., et al. (1996) Cancer Chemother Pharmacol 37(4):289-96에서는 간, 신장, 골반내(intrapelvic) 장기, 폐, 두경부와 뼈 내에서 암성 종양을 치료하기 위한 미소캡슐화된 항암 약물의 동맥내 주입(화학색전술)의 이용을 검토한다. Hermann, K., et al. (2000) Radiology 215:294-9; Kemeny, N. E., (1999) Baillieres Best Pract Res Clin Gastroenterol 13:593-610에서는 간암의 치료를 위한 전형적인 동맥내 방법과 색전술(embolization) 방법을 기술한다.

일반적으로, 본 발명의 약학적 조성물을 이용한 화학색전술, 또는 직접적인 동맥내 또는 정맥내 주사 요법은 전형적으로, 부위에 상관없이 유사한 방식으로 수행될 수 있다. 간단히 말하면, 색전되는 부위의 혈관조영술(angiography)(혈관의 로드맵(road map)), 또는 더욱 구체적으로, 특정 구체예에서, 동맥조영술(arteriography)은 먼저, X-레이 촬영 동안, 동맥 또는 정맥(색전되는 또는 주사되는 부위에 따라) 내로 삽입된 카테터를 통하여 불투명성 조영제(radiopaque contrast)를 주사함으로써 수행된다. 카테터는 피부를 통하여 또는 수술에 의해 삽입된다. 이후, 혈관은 흐름 중단이 관찰될 때까지, 카테터를 통하여 본 발명의 약학적 조성물을 환류시킴으로써 색전된다. 폐쇄(occlusion)는 혈관조영(angiogram)을 반복함으로써 확인된다. 직접 주사가 이용되는 구체예에서, 혈관은 이후, 원하는 양으로 본 발명의 약학적 조성물이 주입된다.

색전술 요법(embolization therapy)은 일반적으로, 치료되는 종양이나 혈관 덩어리의 간극(interstice) 전체에, 저해물질을 함유하는 조성물의 분포를 결과한다. 동맥 강(arterial lumen)을 방해하는 색전 입자(embolic particle)의 물리적 크기(physical bulk)는 혈액 공급의 폐쇄를 유발한다. 이러한 효과 이외에, 항-혈관신생 인자(anti-angiogenic factor)의 존재는 종양이나 혈관 덩어리를 공급하는 새로운 혈관의 형성을 예방하고, 혈액 공급을 차단하는 활력약화 효과(devitalizing effect)를 강화시킨다. 직접적인 동맥내 또는 정맥내 요법 역시 치료되는 종양이나 혈관 덩어리의 간극(interstice) 전체에, 저해물질을 함유하는 조성물의 분포를 결과한다. 하지만, 전체적인 혈액 공급은 이러한 방법으로 폐쇄되지 않는다.

본 발명의 한 측면에서, 간이나 다른 조직의 일차 종양과 이차 종양은 색전술, 또는 직접적인 동맥내 또는 정맥내 주사 요법을 이용하여 치료될 수 있다. 간단히 말하면, 카테터가 대퇴 동맥 또는 상완 동맥(brachial artery)을 통하여 삽입되고 간 동맥내로 형광투시 인도 하에 동맥계(arterial system)를 통하여 전진된다. 카테터는 필요한 만큼 간 동맥 트리(hepatic arterial tree) 내로 전진되어 종양을 공급하는 혈관을 완전히 차단하고 정상 구조를 공급하는 가능한 많은 동맥 분지지(arterial branch)를 보존한다. 이상적으로, 이는 간 동맥의 구획 분지(segmental branch)이지만, 위십이지장 동맥(gastroduodenal artery)의 기원에서 원부에 전체 간 동맥, 또는 심지어 복수의 개별 동맥이 종양의 정도 및 이의 개별적인 혈액 공급에 따라 차단될 필요가 있다. 원하는 카테터 위치가 달성되면, 동맥은 차단되는 동맥내에서 흐름이 중단될 때까지, 바람직하게는, 5분 동안 관찰 이후에도 동맥 카테터를 통하여 조성물(앞서 기술된 바와 같음)을 주사함으로써 색전된다. 동맥의 폐쇄는 카테터를 통하여 불투명 조영제를 주사하고, 조영제로 미리 충전된 혈관이 더 이상 그러하지 못함을 형광투시법 또는 X-레이 필름으로 확증함으로써 확인된다. 직접 주사가 이용되는 구체예에서, 동맥은 원하는 양으로 동맥 카테터를 통하여 조성물(앞서 기술된 바와 같음)을 주사함으로써 주입된다. 폐쇄되는 각 공급 동맥(feeding artery)에 동일한 절차가 반복될 수 있다.

색전술 요법에 이용을 위하여, 본 발명의 조성물은 가급적, 비독성이고, 혈전성(thrombogenic)이고, 혈관 카테터(vascular catheter)를 통하여 주사하기 용이하고, 불투명하고, 효과 면에서 신속하고 영구적이며, 무균이고, 절차의 시점에서 상이한 형상 또는 크기로 편의하게 가용될 수 있다. 이에 더하여, 조성물은 가급적, 저해물질 및/또는 두 번째 작용제의 완만한(이상적으로, 수주 내지 수개월 동안) 방출을 결과한다. 특히 바람직한 조성물은 혈관계 내로 주사된 이후에 15-200 마이크론의 예측가능 크기를 가질 수 있다. 적절하게는, 이들은 용액 내에서 또는 주사된 이후에 더욱 큰 입자로 응집하지 않아야 한다. 이에 더하여, 바람직한 조성물은 형상 또는 물리학적 특성을 변화시키지 않아야 한다.

대부분의 구체예에서, 본 발명의 약학적 조성물은 예방적 또는 치료적 요법의 일부로서 통합된 치료제 또는 다른 물질의 치료 효과량을 환자에 전달할 만큼 충분한 양으로 전달되는 물질을 통합한다. 입자 내에서 활성 화합물의 바람직한 농도는 약물의 흡수(absorption), 불활성화(inactivation)와 배출 속도(excretion rate) 및 화합물의 전달 속도(delivery rate)에 좌우된다. 용량 수치(dosage value) 역시 호전되는 질환의 심각도에 따라 달라진다. 게다가, 임의의 특정 개체에서, 특정 투약 섭생(dosage regimen)은 개체의 필요 및 이들 조성물을 투여하거나 이러한 투여를 감독하는 사람의 전문적인 판단에 따라, 시간에 따라 조정될 수 있다. 전형적으로, 용량은 당업자에게 공지된 기술을 이용하여 결정될 것이다.

본 발명의 조성물의 경우에, 용량 범위가 본 발명에서 계획된다. 본 발명에서는 3주 동안 최소한 이들 양, 6주 동안 이들 양의 최소한 2배 등(즉, 다른 적절한 방출 빈도)을 방출하는 구체예를 계획한다.

용량은 환자의 체중 ㎏당 조성물의 양에 기초한다. 가령, 환자의 체중 ㎏당 대략 0.001, 0.01, 0.1, 0.5, 1, 10, 15, 20, 25, 50 ㎎ 또는 그 이상의 조성물을 비롯한 조성물의 용량 범위가 계획된다.

다른 양은 당업자에게 공지되어 있고 용이하게 결정될 수 있다.

특정 구체예에서, 본 발명의 화합물의 용량 범위는 일반적으로, 체중 ㎏당 대략 0.001 ㎎ 내지 10 ㎎, 구체적으로, 체중 ㎏당 대략 0.1 ㎎ 내지 10 ㎎, 더욱 구체적으로, 체중 ㎏당 대략 0.1 ㎎ 내지 1 ㎎이다. 한 구체예에서, 용량은 체중 ㎏당 대략 0.3 ㎎ 내지 0.6 ㎎이다. 다른 구체예에서, 용량 범위는 체중 ㎏당 대략 0.4 ㎎ 내지 0.5 ㎎이다.

대안으로, 본 발명의 용량은 조성물의 혈중 농도(plasma concentration)를 참조하여 결정된다. 가령, 최대 혈중 농도(maximum plasma concentration)(Cmax) 및 혈중 농도-시간(plasma concentration-time) 곡선 아래 영역(0 내지 무한(AUC (0-4))이 이용된다. 본 발명의 용량에는 Cmax와 AUC(0-4)에 대한 상기 수치를 산출하는 용량 및 이들 매개변수(parameter)에 대한 더욱 큰 또는 더욱 작은 수치를 결과하는 다른 용량이 포함된다.

본 발명의 약학적 조성물 내에서 활성 성분의 실제 용량 수준은 환자에 대한 독성 없이, 특정 환자, 조성물 및 투여 방식에 대한 바람직한 치료 반응(therapeutic response)을 달성하는데 효과적인 활성 성분의 양을 달성하기 위하여 변경될 수 있다.

선택된 용량 수준은 이용된 본 발명의 특정 화합물, 또는 이의 에스테르, 염 또는 아마이드의 활성, 투여 경로, 투여 시간, 이용된 특정 화합물의 배출 또는 물질대사 속도, 치료 기간, 이용된 특정 화합물과 병용되는 다른 약물, 화합물 및/또는 물질, 치료되는 환자의 연령, 성별, 체중, 상태, 전반적인 건강과 이전 병력(medical history) 및 의학 분야에 널리 공지된 유사 인자를 비롯한 다양한 인자에 좌우될 것이다.

당분야에 통상적인 지식을 가진 의사 또는 수의사는 필요한 약학적 조성물의 효과량을 용이하게 결정하고 처방할 수 있을 것이다. 가령, 의사 또는 수의사는 원하는 치료 효과를 달성하기 위하여 필요한 수준보다 낮은 수준으로, 약학적 조성물에 이용되는 본 발명의 화합물의 용량을 시작하고, 원하는 효과가 달성될 때까지 점진적으로 용량을 증가시킬 수 있다.

일반적으로, 본 발명의 화합물의 적절한 일일 용량(daily dose)은 치료 효과를 달성하는데 효과적인 최소량이다. 이런 효과량은 일반적으로, 앞서 기술된 인자에 좌우된다.

원하는 경우에, 활성 화합물의 효과량은 임의적으로, 단위 투약 형태(unit dosage form)로 하루 동안 적절한 간격으로 분리 투여되는 2회, 3회, 4회, 5회, 6회 또는 그 이상의 분량(sub-dose)으로 투여될 수 있다.

소정의 환자에서 가장 효과적인 치료를 산출하는 임의의 특정 화합물의 투여의 정확한 시점과 투여량은 특정 화합물의 활성, 약물동력학(pharmacokinetics)과 생체이용효율(bioavailability), 환자의 생리 상태(연령, 성별, 질환 유형과 단계, 전반적인 신체 상태, 일정한 용량에 반응성 및 약물치료의 유형), 투여 경로 등에 좌우된다. 본 명세서에 제시된 보도는 치료를 최적화하는데, 예를 들면, 투여의 최적 시간 및/또는 양을 결정하는데 이용되는데, 이는 개체를 모니터하고 용량 및/또는 시간을 조절하는 것으로 구성되는 통상적인 실험 정도를 요한다.

개체가 치료되는 동안, 환자의 건강은 24-시간 기간 동안 미리 결정된 시점에 한가지이상의 관련된 지수를 측정함으로써 모니터될 수 있다. 보충을 비롯한 치료, 양, 투여 기간 및 제제화는 이런 모니터링의 결과에 따라 최적화될 수 있다. 환자는 동일한 매개변수를 측정하여 향상의 정도를 결정함으로써 주기적으로 재평가되는데, 첫 번째 이와 같은 재평가는 전형적으로, 요법의 시작으로부터 4주의 종결 시점에 진행되고, 후속 재평가는 요법 동안 4주 내지 8주 마다 진행되고, 이후 3개월 마다 진행된다. 요법은 수개월 또는 수년 동안 지속되는데, 인간의 경우에 요법의 전형적인 길이는 최소 1개월이다. 이들 재평가에 기초하여, 투여되는 작용제의 양 및 가능하면, 투여 기간에 조정이 이루어진다.

치료는 화합물의 최적량 이하의 용량으로 시작된다. 이후, 용량은 최적 치료 효과가 달성될 때까지 점진적으로 증가된다.

본 발명의 여러 화합물, 또는 대안으로, 다른 화학치료제의 병용은 임의의 개별 성분의 필요 용량을 감소시킬 수 있는데, 그 이유는 상이한 성분의 효과의 시작과 지속이 상보성이기 때문이다. 이런 복합 요법에서, 상이한 활성 작용제는 통합적으로 또는 개별적으로, 그리고 하루 동안 동시에 또는 상이한 시점에 전달될 수 있다. 본 발명의 화합물의 독성과 치료 효능은 예로써, LD₅₀(50% 사멸 용량) 및 ED₅₀(중간 효과 용량)을 결정하기 위하여 세포 배양액 또는 실험 동물 내에서 표준 약학 절차에 의해 결정될 수 있다. 큰 치료 지수를 나타내는 화합물이 선호된다. 독성 부작용을 나타내는 화합물이 이용될 수 있긴 하지만, 부작용을 감소시키기 위하여 화합물을 원하는 부위로 표적시키는 전달 시스템을 설계하도록 주의가 요구된다.

세포 배양액 검사와 동물 연구로부터 획득된 데이터는 인간에서 이용을 위한 용량 범위를 공식화하는데 이용될 수 있다. 임의의 보충제, 또는 대안으로, 여기에 내포된 임의의 성분의 용량은 독성 없이 ED₅₀을 포함하는 순환 농도(circulating concentration)의 범위 내에 존재한다. 용량은 이용된 제형(dosage form) 및 이용된 투여 경로에 따라 상기 범위 내에서 변한다. 본 발명의 작용제의 경우에, 치료 효과량은 먼저, 세포 배양액 검사로부터 산정된다. 용량은 동물 모형 내에서, 세포 배양액 내에서 결정된 바와 같이 IC₅₀(증상의 반극대 저해를 달성하는 검사 화합물의 농도)을 포함하는 순환 혈중 농도 범위가 달성되도록 공식화된다. 이런 정보는 인간에서 유용한 용량을 더욱 정확하게 졀정하는데 이용된다. 혈중 수준은 예로써, 고성능 액체 크로마토그래피(high performance liquid chromatography)에 의해 측정될 수 있다.

*저해물질에 대한 칵테일은 이용 직전에 제조되거나, 또는 키트의 일부일 수 있다. 액상 칵테일 또는 완충액이 필터와 저해물질과 함께 “건조 형태(dry form)”로 판매되거나, 또는 완충액의 액상 무균 이형이 추가된 저해물질과 함께 또는 이러한 저해물질 없이 판매될 수 있다. 희석은 이용 시점에 수행된다.

완충액을 요구하는 한가지이상의 저해물질이 이용되면, 추가의 저해물질은 첫 번째 저해물질이 추가되는 동일한 시점에 칵테일에 추가될 수 있다. 추가의 암 억제 약물이 이용되면, 이들 약물은 이용 직전에, 희석된 혼합물에 추가될 수 있다.

본 발명은 특정 구체예와 관련하여 기술되었지만, 당업자가 인지하는 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상과 범위를 벗어나지 않는 다양한 개변이 가능하고, 예시의 목적으로 본 명세서에 기술된 본 발명의 기술적 사상과 범위를 벗어나지 않는 모든 개변은 본 발명에 포섭된다.

Claims

다음의 단계를 포함하는, 인간을 제외한 대상에서 암을 치료하는 방법.
a) 최소한 한 가지 당과 완충액을 포함하는 칵테일 완충액을 준비하는 단계;
b) 다음의 화학식을 가지는 최소한 한 개의 저해물질을 칵테일 완충액에 첨가하여 저해물질 칵테일 완충액을 만드는 단계;

이때, X는 할로겐화물이며; R은 OR′, N(R")₂, C(O)R''', C1-C6 알킬, C6-C12 아릴, C1-C6 헤테로알킬, C6-C12 헤테로아릴, H, 알칼리 금속으로 구성된 군에서 선택되고; R'는 H, 알칼리 금속, C1-C6 알킬, C6-C12 아릴 또는 C(O)R'''을 나타내고; R"는 H, C1-C6 알킬, 또는 C6-C12 아릴을 나타내고, R'''는 H, C1-C20 알킬 또는 C6-C12 아릴을 나타낸다.
c) 완충액을 염 용액에 첨가하여 저해물질-칵테일 완충액을 희석시키는 단계; 그리고
d) 희석된 저해물질-칵테일 완충액을 대상에 투여하는 단계를 포함하고,
이때 최소한 두 가지 당과 칼륨이 포함안된 완충액은 상기 조성물의 안전하고 효과적인 투여를 위한 저해물질을 안정화시키고, 상기 조성물은 경구, 비경구, 국소, 질내, 동맥내, 설하, 안구, 경피, 또는 비강 경로에 의해 투여되는 것을 특징으로 하는 방법.