KR20180083841A - 베타글루칸 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는, 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 베타글루칸 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 치마 버섯(Schizophyllum commune)으로부터 분리된 베타글루칸 및 항결핵제를 병행 치료하기 위한 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.

Description

베타글루칸 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는, 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물{Composition for Preventing and Treating Tuberculosis Comprising beta-glucan and antituberculou drug}
본 발명은 베타글루칸 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 치마 버섯(Schizophyllum commune)으로부터 분리된 베타글루칸 및 항결핵제를 병행 치료하기 위한 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
결핵균은 증식속도가 매우 느린 막대 모양의 항산성 간균이다. 공기를 통해 폐에 감염된 결핵균은 대부분은 자연 소멸하지만 감염자 중 5~10%는 결핵환자로 발전하게 된다. 세계적으로 인구의 약 1/3(약 19억 명)이 결핵균(Mycobacterium tuberculosis) 보균자이며, 매년 약 800~1,000만 명의 결핵환자가 발생하고 약 300만 명의 결핵환자가 사망하는 것으로 추정된다. 결핵균은 감염 후 일정 기간 잠복기를 거친 후 발병되거나 또는 잠복기 없이 급성으로 발병하여 폐의 염증과 천식을 동반하는 합병증을 일으켜 감염자를 사망시킨다. 결핵균 단순 보균자는, 자각증상이 없으므로 결핵을 타인에게 쉽게 전염시킬 수 있어 결핵의 예방 및 치료에 큰 어려움이 있다.
현재 결핵에 대한 치료방법으로 화학요법(항결핵제)이 있다. 초기 결핵치료를 위한 1차 항결핵제는 약제의 병합요법(isoniazid, rifampin, pyrazinamide 및 ethambutol)으로 약 85% 정도의 결핵 치료율을 나타내는 매우 효과적인 결핵 치료 방법임에도 불구하고, 최소 6개월 이상 지속적인 투여가 필요하고, 상당한 부작용을 초래하며, 비용이 많이 들 뿐만 아니라 다약제 내성 결핵에 대해서는 효능이 불투명하다는 문제가 있다 특히 결핵균은 약 106 세포 분열마다 한개의 돌연변이주가 출현하기 때문에 최소한 2종 이상, 가능하면 4종 이상의 약제를 병용해야 하는데, 그럼에도, 하나의 약제에 대해 내성이 생기는 경우 특별한 대처방법이 없다는 것이 화학요법의 가장 큰 문제점이다.
따라서, 현재 전 세계적으로 약 5000만 명의 다약제 내성 결핵 환자가 있지만, 이에 대한 치료효율은 50% 정도밖에 되지 않는다 실제로 결핵으로 인한 사망률은 90년대 이후 다시 증가하고 있는데 이는 다약제내성(multi-drug resistant; MDR) 결핵균에 의한 감염 증가와 HIV/TB 동시감염의 증가가 주원인으로 판단된다(비특허문헌 001, 비특허문헌 002) 따라서 기존 약제와 작용기전이 다르고 부작용이 상대적으로 적은 새로운 항결핵제의 개발이 매우 시급한 과제이다.
베타글루칸은 포도당이 β-1,3 화학 결합을 중심으로 중합된 다당류로서, 버섯, 효모 등의 미생물의 세포벽 또는 세포의 다당류로부터 분리하여 생산되는 미생물 유래의 베타글루칸(β-1,3-글루칸 또는 β-1,3-1,6-글루칸)과, 보리, 귀리와 같은 곡물의 식이섬유에서 추출 생산되는 식물성 베타글루칸(β-1,3-1,4-글루칸)이 있다. 이들은 더욱 구체적인 포도당 결합 구조에 따라 다양한 생리활성을 나타낼 수 있으며, 또한 고부가가치의 생물 소재로 화장품의 첨가제, 건강보조식품, 식품첨가제, 콘크리트 혼화제, 사료 첨가제 등 다양하게 이용되고 있다.
특히, 치마 버섯(Schizophyllum commune)의 시조피란(Schizophyllan) 등에 존재하는 것으로 알려진 β-(1,6)-분지된 (1,3)-glucan의 형태의 베타글루칸(β-Glucan)은, 면역력을 증강시키는 동시에 내성이 없는 천연 면역조절제와 항암 및 항산화에 대한 생리활성 등에 대해 보고되어 있다(비특허문헌 003 내지 005). 베타글루칸은 인체의 면역시스템에 작용하여 인체의 면역력을 증강시켜 주는 이른바 BRM(biological response modifiers)으로 잘 알려졌으며, 특히 베타글루칸이 면역계 내의 대식세포(macrophage)의 기능을 활성화함으로써 이 대식세포가 다른 림프구나 백혈구의 증식인자인 인터페론 또는 인터루킨 등의 사이토카인을 분비시켜 면역계의 전반적인 기능을 강화시킨다고 보고된 바 있다. 또한, 병아리 사료에 첨가하면 면역 조절제로서 살모넬라 균(salmonella)을 예방할 수 있다(비특허문헌 006). 특히 효모 유래의 베타글루칸의 효능을 향상시키기 위한 일환으로 효모에 인위적 돌연변이를 유발하여 세포벽에 변이를 유도하는 연구가 이루어졌고, 변이로부터 얻어진 베타글루칸의 면역 및 항암에 관한 활성의 우수함이 밝혀졌다(비특허문헌 005, 비특허문헌 007, 비특허문헌 008).
결핵균에 대한 베타글루칸의 항균활성과 관련하여, 효모 유래의 상업적 베타글루칸(MacroGard, MG)가 미립자 형태(pMG)일 때 인간 병원성 결핵균인 M tuberculosis에 대하여 유의적인 항균 활성을 나타낼 수 있음이 보고된바 있으며(비특허문헌 009), 인간에 대하여 비병원성인 소결핵균(Mycobacterium bovis)에 대하여 베타글루칸이 유의적인 항균 활성을 나타낼 수 있음이 보고된바 있다(비특허문헌 010, 비특허문헌 011).
이에, 본 발명자들은 화학적인 항결핵제의 단점을 극복할 수 있는 안전한 항결핵제를 제공하기 위해 노력한 결과, 치마 버섯으로부터 분리 및 제조된 베타글루칸을 단독으로 투여하였을 때는 병원성 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)에 대하여 유의적인 항균 활성을 나타내지 않았으나, 기존 항결핵제와 함께 병행 치료하는 경우 대식세포 내에 감염된 결핵균의 생존 균수를 유의적으로 감소시켜 항결핵제를 단독 투여하는 것보다 증가된 항 결핵균 효과를 나타낼 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
KR 10-0892355 B1 (2009-04-01) KR 10-0909857 B1 (2009-07-29)
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이에, 본 발명자들은 치마 버섯 유래의 베타글루칸을 항결핵제와 함께 병용 투여하였을 때 항결핵제를 단독으로 투여하는 것보다 유의적으로 증가된 수준의 항결핵균 효과를 나타낼 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 항결핵제를 이용한 결핵 치료에서 나타나는 부작용을 극복할 수 있는, 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 베타글루칸(β-glucan) 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는, 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 베타글루칸 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는, 결핵 예방 및 개선용 건강기능식품을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 베타글루칸은 β-(1,6)-분지된 (1,3)-글루칸의 구조를 가지는 것일 수 있고, 보다 구체적으로 치마 버섯(Schizophyllum commune) 또는 이의 배양물로부터 분리된 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 항결핵제는 스트렙토마이신(streptomycin), 파라아미노살리실산(para-aminosalicylic acid), 이소니아지드(isoniazid), 리팜핀(rifampin), 네오마이신(neomycin), 바이오마이신(viomycin), 시테트라사이클린(oxytetracycline), 피라지나마이드(Pyrazinamide), 사이클로세린(cycloserine), 카나마이신(kanamycin), 카프레오마이신(capreomycin) 및 에탐부톨(ethambutol)로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 베타글루칸 및 항결핵제는 1:0.005(w/v:w/v) 내지 1:20(w/v:w/v)의 비율로 혼합하여 병행 치료할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 결핵은 안결핵, 피부 결핵, 부신 결핵, 신장결핵, 부고환 결핵, 림프선 결핵, 후두 결핵, 중이 결핵, 장결핵, 다제내성 결핵, 폐결핵, 담결핵, 골결핵, 인후결핵, 임파선 결핵, 폐허증, 유방 결핵 및 척추 결핵으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다.
이에, 본 발명은 베타글루칸(β-glucan) 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는, 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다. 본 발명의 베타글루칸은 치마 버섯으로부터 유래한 β-(1,6)-분지된 (1,3)-글루칸의 구조로서, 인간 병원성 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)에 대하여 단독 투여에 의한 항균 활성을 나타내지 않는다. 그러나, 상기 베타글루칸 및 종래 항결핵제를 병행 치료하는 경우 결핵균에 대하여 유의적인 항균 효과를 나타내어 대식세포 내 감염된 결핵균의 생존률이 감소하며, 특히 베타글루칸 및 항결핵제의 병행 치료는 항결핵제를 단독으로 투여하는 경우보다 항결핵균 효과가 유의적으로 증가될 수 있다.
따라서, 본 발명의 베타글루칸 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물은, 종래 화학적인 항결핵제가 가지는 치료 효과의 제한 및 장기 투여에 의한 부작용과 같은 단점을 보완하고, 생체에 안전하고 치료 효과가 증진된 결핵 치료가 가능하게 할 수 있어 유용하다.
도 1은 시험관 내(In vitro) 수준에서 결핵균의 세포 내 생존률에 대한 베타글루칸 및 저농도의 항결핵제 병행 처리에 의한 항결핵 효과를 확인한 결과이다:
도 1a는 대식세포에 결핵균을 MOI=1의 비율로 감염시킨 실험군에서 베타글루칸(SPG) 및 항결핵제(INH, PZA, RFP)의 단독 또는 병용 투여에 의한 세포 내 생존률 변화를 나타내며; 및
도 1b는 대식세포에 결핵균을 MOI=10의 비율로 감염시킨 실험군에서 베타글루칸 및 항결핵제의 단독 또는 병용 투여에 의한 세포 내 생존률 변화를 나타낸다.
도 2는 마우스 동물실험을 통한 베타글루칸 및 저농도의 항결핵제 병행 처리에 의한 항결핵 효능을 확인한 결과이다:
도 2a는 마우스 동물실험을 위한 결핵 감염 동물 모델의 제조 및 베타글루칸과 항결핵제의 투여 일정을 나타낸 모식도이고;
도 2b는 베타글루칸 및 항결핵제(INH)의 단독 또는 병행 투여에 의한 폐 조직 내 생존 결핵균 수 감소 효과를 나타내며; 및
도 2c는 베타글루칸 및 항결핵제(INH)의 단독 또는 병행 투여에 의한 폐 조직 내 육아종 형성 및 염증 반응 감소 효과를 나타낸다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같이, 결핵에 대한 치료방법으로 화학물질인 항결핵제를 사용하지만, 지속적인 투여가 필요하여 부작용을 초래하고 비용이 많이 들 뿐만 아니라 다약제 내성 결핵에 대해서는 효능이 불투명하다는 단점이 있어 생체에 안전하고 치료 효과가 증진된 결핵 치료제가 요구된다.
본 발명의 치마 버섯 유래 베타글루칸은 인간 병원성 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)에 대하여 단독 투여에 의한 항균 활성을 나타내지 않는다. 그러나, 상기 베타글루칸 및 종래 항결핵제를 병행 치료하는 경우 결핵균에 대하여 유의적인 항균 효과를 나타내어 대식세포 내 감염된 결핵균의 생존률이 감소하며, 특히 베타글루칸 및 항결핵제의 병행 치료는 항결핵제를 단독으로 투여하는 경우보다 항결핵균 효과가 유의적으로 증가될 수 있다.
따라서, 본 발명은 베타글루칸(β-glucan) 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는, 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 “베타글루칸”은 β-(1,6)-분지된 (1,3)-글루칸의 구조를 가지는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 “베타글루칸”은 미생물 균체, 효모 균체 또는 버섯 균사체 유래일 수 있고, 보다 구체적으로 치마 버섯(Schizophyllum commune) 또는 이의 배양물로부터 분리된 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 “베타글루칸”을 치마 버섯으로부터 분리하기 위해, 치마 버섯 균사체를 액상 배양한 배양물로부터 수득할 수 있다. 보다 구체적으로는 대한민국 등록특허 제 10-0892335호 또는 대한민국 등록특허 제 10-0909857호에서 공지된 바에 따라 치마 버섯을 배양하고, 이의 배양물로부터 베타글루칸을 분리 및 수득하는 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 “항결핵제”는 스트렙토마이신(streptomycin), 파라아미노살리실산(para-aminosalicylic acid), 이소니아지드(isoniazid), 리팜핀(rifampin), 네오마이신(neomycin), 바이오마이신(viomycin), 시테트라사이클린(oxytetracycline), 피라지나마이드(Pyrazinamide), 사이클로세린(cycloserine), 카나마이신(kanamycin), 카프레오마이신(capreomycin) 및 에탐부톨(ethambutol)로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않으며, 구체적으로 이소니아지드, 피라지나마이드 및 리팜핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 “베타글루칸” 및 “항결핵제”는 혼합하여 병행 치료에 사용한다. 상기 베타글루칸 및 항결핵제는 1:0.005(w/v:w/v) 내지 1:20(w/v:w/v)의 비율로 혼합하여 병행 치료하는 것이 바람직하며, 구체적으로 1:0.05(w/v:w/v) 내지 1:10(w/v:w/v)의 비율로 혼합하여 병행 치료하는 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 베타글루칸 및 항결핵제의 혼합 비율이 1:0.005(w/v:w/v) 미만의 비율로 혼합되는 경우에는 항결핵제의 농도가 낮아져 충분한 항균 효과가 나타나지 않을 수 있다. 또한, 베타글루칸 및 항결합제의 혼합 비율이 1:20(w/v:w/v)을 초과하는 경우, 화합물인 항결핵제의 농도가 높아져 종래 항결학제 단독 투여에 따라 나타났던 부작용이 다시 나타날 수 있으므로 베타글루칸으로 병행 치료하는 의미가 감소되므로, 효과적이지 않다.
본 발명의 “결핵”은 병원성 인간 결핵균(Mycobacterium tuberculosis) 또는 소결핵균(Mycobacterium bovis)의 감염에 의해 나타나는 감염성 지환으로서 당업계에 공지된 질병 모두를 포함할 수 있으며, 구체적으로 안결핵, 피부 결핵, 부신 결핵, 신장결핵, 부고환 결핵, 림프선 결핵, 후두 결핵, 중이 결핵, 장결핵, 다제내성 결핵, 폐결핵, 담결핵, 골결핵, 인후결핵, 임파선 결핵, 폐허증, 유방 결핵 및 척추 결핵으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 마우스의 골수로부터 분리되어 분화된 대식세포에 결핵균을 감염시킨 후, 치마 버섯 유래의 베타글루칸을 처리하였을 때에는 대식세포에 감염된 결핵균의 감소 효과가 유의적으로 나타나지 않았고, 항결핵제 약물을 처리하였을 때에는 유의적인 결핵균 억제 효과가 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 베타글루칸과 상기 항결핵제 약물을 혼합하여 병행 투여한 결과, 항결핵제를 단독으로 투여하였을 때보다 결핵균 억제 효과가 증가함을 확인하였다(도 1).
또한, 본 발명자들은 결핵 감염 마우스 모델을 제조하여 베타글루칸, 항결핵제 또는 이들을 혼합하여 투여한 결과(도 2a), 베타글루칸을 투여한 결핵 감염 마우스에서는 유의적인 결핵균 감소 효과가 나타나지 않았으며, 베타글루칸 및 항결핵제를 병행 투여하였을 때 항결핵제 단독 투여군에 비해 유의적으로 결핵 치료 효과가 증가하는 것을 확인하였다(도 2b 및 도 2c).
따라서, 본 발명의 베타글루칸은 인간 병원성 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)에 대하여 단독 투여에 의한 항균 활성을 나타내지 않는 반면, 상기 베타글루칸 및 종래 항결핵제를 병행 치료하는 경우 결핵균에 대하여 유의적인 항균 효과를 나타내어 대식세포 내 감염된 결핵균의 생존률이 감소하며, 특히 베타글루칸 및 항결핵제의 병행 치료는 항결핵제를 단독으로 투여하는 경우보다 항결핵균 효과가 유의적으로 증가될 수 있다. 즉, 본 발명의 베타글루칸 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물은, 종래 화학적인 항결핵제가 가지는 치료 효과의 제한 및 장기 투여에 의한 부작용과 같은 단점을 보완하고, 생체에 안전하고 치료 효과가 증진된 결핵 치료가 가능하게 할 수 있어 유용하다.
본 발명의 조성물은 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있다. 상기 조성물을 제형화할 경우에는 하나 이상의 완충제(예를 들어, 식염수 또는 PBS), 항산화제, 정균제, 킬레이트화제(예를 들어, EDTA 또는 글루타치온), 충진제, 증량제, 결합제, 아쥬반트(예를 들어, 알루미늄 하이드록사이드), 현탁제, 농후제 습윤제, 붕해제 또는 계면활성제, 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다.
경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분(옥수수 전분, 밀 전분, 쌀 전분, 감자 전분 등 포함), 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose), 락토오스(lactose), 덱스트로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨 말티톨, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오즈 및 하이드록시프로필메틸-셀룰로즈 또는 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 예컨대, 활성성분을 고체 부형제와 배합한 다음 이를 분쇄하고 적합한 보조제를 첨가한 후 과립 혼합물로 가공함으로써 정제 또는 당의 정제를 수득할 수 있다.
또한, 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 또는 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제 또는 보존제 등이 포함될 수 있다. 또한, 경우에 따라 가교결합 폴리비닐피롤리돈, 한천, 알긴산 또는 나트륨 알기네이트 등을 붕해제로 첨가할 수 있으며, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.
비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁용제, 유제, 동결건조제제 또는 좌제 등이 포함된다. 비수성용제 및 현탁용제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤, 젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물은 경구 또는 비경구로 투여될 수 있으며, 비경구 투여시 피부외용; 복강내, 직장, 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내 주사하는 주사제; 경피 투여제; 또는 비강 흡입제의 형태로 당업계에 공지된 방법에 따라 제형화할 수 있다.
상기 주사제의 경우에는 반드시 멸균되어야 하며 박테리아 및 진균과 같은 미생물의 오염으로부터 보호되어야 한다. 주사제의 경우 적합한 담체의 예로는 이에 한정되지는 않으나, 물, 에탄올, 폴리올(예를 들어, 글리세롤, 프로필렌 글리콜 및 액체 폴리에틸렌 글리콜 등), 이들의 혼합물 및/또는 식물유를 포함하는 용매 또는 분산매질일 수 있다. 보다 바람직하게는, 적합한 담체로는 행크스 용액, 링거 용액, 트리에탄올 아민이 함유된 PBS (phosphate buffered saline) 또는 주사용 멸균수, 10% 에탄올, 40% 프로필렌 글리콜 및 5% 덱스트로즈와 같은 등장 용액 등을 사용할 수 있다. 상기 주사제를 미생물 오염으로부터 보호하기 위해서는 파라벤, 클로로부탄올, 페놀, 소르빈산, 티메로살 등과 같은 다양한 항균제 및 항진균제를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 주사제는 대부분의 경우 당 또는 나트륨 클로라이드와 같은 등장화제를 추가로 포함할 수 있다.
경피 투여제의 경우 연고제, 크림제, 로션제, 겔제, 외용액제, 파스타제, 리니멘트제, 에어롤제 등의 형태가 포함된다. 상기에서 경피 투여는 약학 조성물을 국소적으로 피부에 투여하여 약학 조성물에 함유된 유효한 양의 활성성분이 피부 내로 전달되는 것을 의미한다.
흡입 투여제의 경우, 본 발명에 따라 사용되는 화합물은 적합한 추진제, 예를 들면, 디클로로플루오로메탄, 트리클로로플루오로메탄, 디클로로테트라플루오로에탄, 이산화탄소 또는 다른 적합한 기체를 사용하여, 가압 팩 또는 연무기로부터 에어로졸 스프레이 형태로 편리하게 전달 할 수 있다. 가압 에어로졸의 경우, 투약 단위는 계량된 양을 전달하는 밸브를 제공하여 결정할 수 있다. 예를 들면, 흡입기 또는 취입기에 사용되는 젤라틴 캡슐 및 카트리지는 화합물, 및 락토즈 또는 전분과 같은 적합한 분말 기제의 분말 혼합물을 함유하도록 제형화할 수 있다. 비경구 투여용 제형은 모든 제약 화학에 일반적으로 공지된 처방서인 문헌(Remington's Pharmaceutical Science, 15th Edition, 1975. Mack Publishing Company, Easton, Pennsylvania 18042, Chapter 87: Blaug, Seymour)에 기재되어 있다.
본 발명의 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에 있어서, "약제학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 즉, 본 발명의 조성물의 총 유효량은 단일 투여량(single dose)으로 환자에게 투여될 수 있으며, 다중 투여량(multiple dose)으로 장기간 투여되는 분할 치료 방법(fractionated treatment protocol)에 의해 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물의 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환의 중증도에 따라 그 범위가 다양하다. 일일 투여량으로는, 비경구 투여 시 베타글루칸 및 항결핵제의 혼합물을 기준으로 하루에 체중 1 kg당 바람직하게 0.01 내지 50 mg, 더 바람직하게는 0.1 내지 30 mg의 양으로 투여되도록, 그리고 경구 투여 시는 본 발명의 혼합물을 기준으로 하루에 체중 1 kg당 바람직하게 0.01 내지 100 mg, 더 바람직하게는 0.01 내지 10 mg의 양으로 투여되도록 1 내지 수회에 나누어 투여할 수 있다. 그러나 투여 경로, 비만의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 조성물은 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 또한 베타글루칸 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는 외용제의 제형으로 제공할 수 있다. 본 발명의 결핵 예방 및 치료용 약학 조성물을 피부외용제로 사용하는 경우, 추가로 지방 물질, 유기 용매, 용해제, 농축제 및 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제(foaming agent), 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 유화제, 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온봉쇄제, 킬레이트화제, 보존제, 비타민, 차단제, 습윤화제, 필수 오일, 염료, 안료, 친수성 활성제, 친유성 활성제 또는 지질 소낭 등 피부 외용제에 통상적으로 사용되는 임의의 다른 성분과 같은 피부 과학 분야에서 통상적으로 사용되는 보조제를 함유할 수 있다. 또한 상기 성분들은 피부 과학 분야에서 일반적으로 사용되는 양으로 도입될 수 있다.
본 발명의 결핵 예방 및 치료용 약학 조성물이 피부 외용제로 제공될 경우, 이에 제한되는 것은 아니나, 연고, 패취, 겔, 크림 또는 분무제 등의 제형일 수 있다.
또한, 본 발명은 베타글루칸(β-glucan) 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는, 결핵 예방 및 개선용 건강기능식품을 제공한다.
본 발명의 “베타글루칸”은 β-(1,6)-분지된 (1,3)-글루칸의 구조를 가지는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 “베타글루칸”은 미생물 균체, 효모 균체 또는 버섯 균사체 유래일 수 있고, 보다 구체적으로 치마 버섯(Schizophyllum commune) 또는 이의 배양물로부터 분리된 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 “베타글루칸”을 치마 버섯으로부터 분리하기 위해, 치마 버섯 균사체를 액상 배양한 배양물로부터 수득할 수 있다. 보다 구체적으로는 대한민국 등록특허 제 10-0892335호 또는 대한민국 등록특허 제 10-0909857호에서 공지된 바에 따라 치마 버섯을 배양하고, 이의 배양물로부터 베타글루칸을 분리 및 수득하는 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 “항결핵제”는 스트렙토마이신(streptomycin), 파라아미노살리실산(para-aminosalicylic acid), 이소니아지드(isoniazid), 리팜핀(rifampin), 네오마이신(neomycin), 바이오마이신(viomycin), 시테트라사이클린(oxytetracycline), 피라지나마이드(Pyrazinamide), 사이클로세린(cycloserine), 카나마이신(kanamycin), 카프레오마이신(capreomycin) 및 에탐부톨(ethambutol)로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않으며, 구체적으로 이소니아지드, 피라지나마이드 및 리팜핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 “베타글루칸” 및 “항결핵제”는 혼합하여 병행 치료에 사용한다. 상기 베타글루칸 및 항결핵제는 1:0.005(w/v:w/v) 내지 1:20(w/v:w/v)의 비율로 혼합하여 병행 치료하는 것이 바람직하며, 구체적으로 1:0.05(w/v:w/v) 내지 1:10(w/v:w/v)의 비율로 혼합하여 병행 치료하는 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 베타글루칸 및 항결핵제의 혼합 비율이 1:0.005(w/v:w/v) 미만의 비율로 혼합되는 경우에는 항결핵제의 농도가 낮아져 충분한 항균 효과가 나타나지 않을 수 있다. 또한, 베타글루칸 및 항결합제의 혼합 비율이 1:20(w/v:w/v)을 초과하는 경우, 화합물인 항결핵제의 농도가 높아져 종래 항결학제 단독 투여에 따라 나타났던 부작용이 다시 나타날 수 있으므로 베타글루칸으로 병행 치료하는 의미가 감소되므로, 효과적이지 않다.
본 발명의 “결핵”은 병원성 인간 결핵균(Mycobacterium tuberculosis) 또는 소결핵균(Mycobacterium bovis)의 감염에 의해 나타나는 감염성 지환으로서 당업계에 공지된 질병 모두를 포함할 수 있으며, 구체적으로 안결핵, 피부 결핵, 부신 결핵, 신장결핵, 부고환 결핵, 림프선 결핵, 후두 결핵, 중이 결핵, 장결핵, 다제내성 결핵, 폐결핵, 담결핵, 골결핵, 인후결핵, 임파선 결핵, 폐허증, 유방 결핵 및 척추 결핵으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 베타글루칸은 인간 병원성 결핵균에 대하여 단독 투여에 의한 항균 활성을 나타내지 않는 반면, 상기 베타글루칸 및 종래 항결핵제를 병행 치료하는 경우 결핵균에 대하여 유의적인 항균 효과를 나타내어 대식세포 내 감염된 결핵균의 생존률이 감소하며, 특히 베타글루칸 및 항결핵제의 병행 치료는 항결핵제를 단독으로 투여하는 경우보다 항결핵균 효과가 유의적으로 증가될 수 있다. 즉, 본 발명의 베타글루칸 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는 건강기능식품은, 종래 화학적인 항결핵제가 가지는 치료 효과의 제한 및 장기 투여에 의한 부작용과 같은 단점을 보완하고, 생체에 안전하고 치료 효과가 증진된 결핵 치료가 가능하게 할 수 있어 유용하다.
본 발명에 따른 식품 조성물은 당업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다. 일반 식품으로는 이에 한정되지 않지만 음료(알콜성 음료 포함), 과실 및 그의 가공식품(예: 과일통조림, 병조림, 잼, 마아말레이드 등), 어류, 육류 및 그 가공식품(예: 햄, 소시지 콘비이프 등), 빵류 및 면류(예: 우동, 메밀국수, 라면, 스파게이트, 마카로니 등), 과즙, 각종 드링크, 쿠키, 엿, 유제품(예: 버터, 치이즈 등), 식용식물 유지, 마아가린, 식물성 단백질, 레토르트 식품, 냉동식품, 각종 조미료(예: 된장, 간장, 소스 등) 등에 본 발명의 베타글루칸 및 항결핵제의 혼합물을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 영양보조제로는 이에 한정되지 않지만 캡슐, 타블렛, 환 등에 본 발명의 베타글루칸 및 항결핵제의 혼합물을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 건강기능식품으로는 이에 한정되지 않지만 예를 들면, 본 발명의 베타글루칸 및 항결핵제의 혼합물 자체를 차, 쥬스 및 드링크의 형태로 제조하여 음용(건강음료)할 수 있도록 액상화, 과립화, 캡슐화 및 분말화하여 섭취할 수 있다. 또한, 본 발명의 베타글루칸 및 항결핵제의 혼합물을 식품 첨가제의 형태로 사용하기 위해서는 분말 또는 농축액 형태로 제조하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 베타글루칸 및 항결핵제의 혼합물과 결핵 예방 및 개선 효과가 있다고 알려진 공지의 활성 성분과 함께 혼합하여 조성물의 형태로 제조할 수 있다.
본 발명의 베타글루칸 및 항결핵제의 혼합물을 건강음료로 이용하는 경우, 상기 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드; 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드; 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드; 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜일 수 있다. 감미제는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제; 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 mL 당 일반적으로 약 0.01 ~ 0.04 g, 바람직하게는 약 0.02 ~ 0.03 g 이다.
또한, 본 발명의 베타글루칸 및 항결핵제의 혼합물은 결핵 예방 및 개선용 식품 조성물의 유효성분으로 함유될 수 있는데, 그 양은 결핵 예방 및 개선 작용을 달성하기에 유효한 양으로 특별히 한정되는 것은 아니나, 전체 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 100 중량%인 것이 바람직하다. 본 발명의 식품 조성물은 베타글루칸 및 항결핵제의 혼합물과 함께 결핵 예방 및 개선용 조성물에 효과가 있는 것으로 알려진 다른 활성 성분과 함께 혼합하여 제조될 수 있다.
상기 외에 본 발명의 건강식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산, 펙트산의 염, 알긴산, 알긴산의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 또는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 건강식품은 천연 과일주스, 과일주스 음료, 또는 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부당 0.01 ~ 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
대식세포의 결핵균 감염 및 베타글루칸과 항결핵제 처리
<1-1> 대식세포 수집 및 배양
본 발명의 실시예를 수행하기 위해, 결핵균 감염 대상인 대식세포를 수집하고 배양하였다.
구체적으로, 8주령의 야생형 C57BL/6 마우스의 골수로부터 골수세포를 수집하였다. 수집한 골수세포는 1×105 세포/㎖의 농도로 10% 우태아혈청(FBS)(Gibco- BRL), 피루빈산 나트륨(sodium pyruvate), 비필수 아미노산, 100 IU/㎖ 페니실린 G 및 100 ㎎/㎖ 스트렙토마이신을 포함하는 DMEM 배지에 접종한 다음, 37℃, 5% CO2 조건에서 배양하여 10-cm 페트리 디쉬의 바닥에 부착시켰다. 2시간 후에 바닥에 부착된 세포를 분리하고 원심분리하여, 세포를 수득하였다. 그런 다음, 다시 세포를 접종한 배지에 대식세포 집락 인자(macrophage colony-stimulating factor, M-CSF)를 25 ng/㎖의 농도로 첨가하여 3 내지 4일 동안 배양하여 분화된 대식세포를 실험에 사용하였다. 분화된 대식세포가 아닌 림프구들은 기계적인 파괴로 제거하였다.
<1-2> 결핵균 감염 및 베타글루칸, 항결핵제 처리
상기 실시예 <1-1>에서 준비한 대식세포를 접종한 배지에 병원성 결핵균인 인간 결핵균(Mycobacterium tuberculosis, M. tuberculosis)을 배양 세포 1 개당 감염된 균의 개체 평균수(multiplicity of infection, MOI)가 1:1 또는 1:10이 되도록 첨가하고 2 내지 4 시간 동안 배양하여, 대식세포에 결핵균을 감염시켰다. 그런 다음, 치마버섯 유래의 베타글루칸(SPG)(제조사: 큐젠바이오텍)을 1, 10 또는 100 ㎍/㎖의 농도가 되도록 처리하였고, 이와 함께 항결핵제인 아이소나이아지드(isoniazid), 피라진아미드(pyrazinamide) 또는 리팜핀(Rifampin)을 하기 [표 1]과 같은 농도로 처리하여 배양하였다. 용매 대조군(solvent control, SC)으로는 0.1% DMSO를 처리하여 배양하였다.
본 발명에서 사용한 항결핵제의 처리 농도
항결핵제 isoniazid(INH) pyrazinamide(PZA) Rifampin(RFP)

처리농도
0.05 ㎍/㎖ 5 ㎍/㎖ 0.05 ㎍/㎖
0.10 ㎍/㎖ 10 ㎍/㎖ 0.10 ㎍/㎖
0.50 ㎍/㎖ 20 ㎍/㎖ 0.50 ㎍/㎖
결핵균 생존률에 대한 베타글루칸의 영향 분석
결핵균이 감염된 대식세포에서 베타글루칸을 처리함에 따라 항결핵제의 항균 효과가 변화하는지 여부를 확인하였다.
구체적으로, 상기 실시예 <1-2>에서 결핵균을 감염시킨 후 베타글루칸 및 항결핵제를 처리한 대식세포에 대하여, 베타글루칸의 처리 직전 및 처리 3일 후에 대식세포의 배양 배지를 제거한 후, 멸균 증류수를 가하여 대식세포를 융해하였다. 그런 다음, 대식세포 내에 존재하는 결핵균을 동정하기 위해, 상기 융해한 대식세포 융해액을 7H10 배지에 접종하여 37℃ incubator에서 14일 정도 배양한 후 집락형성단위(CFU)를 측정하여 세포내 균 생존율(intracellular survival, ICS)을 확인하였다.
그 결과, 도 1에서 나타난 바와 같이 베타글루칸(SPG)을 단독으로 처리했을 때는 베타글루칸의 처리 농도와 관계없이 결핵균의 생존 균수가 증가하는 것을 확인하였다. 또한 항결핵제인 INH, PZA 또는 RFP를 단독으로 처리한 경우에는 농도 의존적으로 대식세포 내 결핵균의 생존균수가 감소하였으나, 상기 항결핵제를 베타글루칸과 함께 병행 투여하였을 때 결핵균의 생존균수의 감소 수준이 증가하는 것을 확인하였다. 특히, 항결핵제 투여 농도가 동일한 조건에서 베타글루칸의 농도만 증가하였을 때 결핵균의 생존균수가 감소되는 수준이 증가하는 것을 확인하였다.
동물실험의 결핵균 감염 및 베타글루칸과 항결핵제 처리
베타글루칸과 항결핵제를 병행투여함을 통해 결핵균에 대한 항균 효과가 증가하는 것이 생체 내에서도 나타날 수 있는지 확인하기 위해, 결핵 동물 모델을 제조하고 베타글루칸 및 항결핵제를 병행 투여하였다.
구체적으로, 도 2a에 나타난 바와 같이 BALB/C 마우스를 구입하여 3 일 동안 사육하여 환경에 적응시킨 후, 1×104 CFU의 결핵균(Mtb)을 i.n.으로 주입하였다. 그런 다음, Mtb가 감염된 마우스를 3 주동안 사육한 다음 8 마리씩 총 5군으로 나누어 하기 [표 2] 및 도 2a에 나타난 바와 같이 베타글루칸 및 항결핵제를 경구투여하였다.
결핵 감염 모델군에 투여한 베타글루칸 및 항결핵제 투여 조건
실험군 투여 약물 주당 투여 횟수 총 투여기간
1 PBS 5회 1주
2 INH (15㎎/㎏) 5회 4주
3 INH (15㎎/㎏) 5회 2주
4 SPG (20㎎/㎏) 5회 4주
5 INH (15㎎/㎏) + SPG (20㎎/㎏) 5회 2주
동물실험의 결핵균 생존률에 대한 베타글루칸의 영향 분석
결핵에 걸린 동물 모델에서 베타글루칸을 처리함에 따라 결핵 치료 효과가 증가하는지 여부를 확인하였다.
구체적으로, 상기 <실시예 3>에서 제조한 결핵 감염 마우스 모델에 베타글루칸 및 항결핵제를 투여하고 2 주 또는 4 주 후에 마우스를 희생하고 폐를 수득하였다. 수득한 폐는 파쇄기로 분쇄한 후 멸균 증류수를 가하여 대식세포를 융해하여, 대식세포 융해액을 7H10 배지에 접종하여 37℃ incubator에서 14일 정도 배양한 후 집락형성단위(CFU)를 측정하여 세포내 균 생존율(intracellular survival, ICS)을 확인하였다. 또한, 폐 조직의 일부를 H&E 조직 염색하여 육아종 형성 및 염증 반응 정도를 확인하였다.
그 결과, 도 2b에서 나타난 바와 같이 대식세포에 감염된 결핵균은 항결핵제를 투여함에 따라 생존균수가 감소하였다. PBS를 투여한 용매 대조군과 비교하였을 때, SPG만을 단독으로 투여한 실험군(4군)은 4 주 동안 SPG를 투여하였음에도 유의적으로 결핵균의 감소 수준을 나타내지 않았고, INH을 2 주 또는 4 주 동안 투여한 실험군(2군 및 3군)에서는 대식 세포 내의 결핵균이 감소하여, 2 주 동안 투여하였을 때는 용매 대조군에 비해 생존 결핵균이 21.07% 감소되었고, 4 주 동안 투여하였을 때는 55.35% 수준이 감소되는 것을 확인하였다. 또한, INH 및 SPG를 병행 투여하였을 때 결핵균에 대한 항균 효과가 보다 증가하여, 용매 대조군에 비해 75.29% 감소된 수준을 나타내었다. 이는 INH 및 SPG를 2 주 동안 투여하였음에도 불구하고, INH를 4 주간 단독 투여한 경우보다 결핵균에 대항 항균 효과가 보다 증가되었음을 나타내었다.
또한, 도 2c에서 나타난 바와 같이 폐의 H&E 조직 염색을 통해, 결핵균의 마우스 폐 내 생존률은 INH 단독 투여군(MTB+INH)보다 INH 및 SPG를 병행 투여한 실험군에서 유의적으로 감소하였고, 육아종 및 염증 반응 정도 역시 통계적으로 유의하게 감소함을 확인하였다. 특히, INH의 농도를 일정하게 고정하고 SPG의 농도만 증가한 경우, 즉 MTB+INH+SPG1 실험군의 경우보다 MTB+INH+SPG2 실험군의 경우에서 유의적인 결핵균 감소 효과 및 염증 반응 정도의 감소를 나타낼 수 있음을 확인하였다.

Claims (7)

  1. 베타글루칸(β-glucan) 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는, 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물로서,
    상기 약학적 조성물은 경구 투여 제형인 약학적 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베타글루칸은 치마 버섯(Schizophyllum commune) 또는 이의 배양물로부터 분리된 것을 특징으로 하는, 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 베타글루칸은 β-(1,6)-분지된 (1,3)-글루칸의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는, 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 항결핵제는 스트렙토마이신(streptomycin), 파라아미노살리실산(para-aminosalicylic acid), 이소니아지드(isoniazid), 리팜핀(rifampin), 네오마이신(neomycin), 바이오마이신(viomycin), 시테트라사이클린(oxytetracycline), 피라지나마이드(Pyrazinamide), 사이클로세린(cycloserine), 카나마이신(kanamycin), 카프레오마이신(capreomycin) 및 에탐부톨(ethambutol)로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 베타글루칸 및 항결핵제는 1:0005(w/v:w/v) 내지 1:20(w/v:w/v)의 비율로 혼합하여 병행 치료하는 것을 특징으로 하는, 결핵 예방 및 치료용 약학적 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 결핵은 안결핵, 피부 결핵, 부신 결핵, 신장결핵, 부고환 결핵, 림프선 결핵, 후두 결핵, 중이 결핵, 장결핵, 다제내성 결핵, 폐결핵, 담결핵, 골결핵, 인후결핵, 임파선 결핵, 폐허증, 유방 결핵 및 척추 결핵으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 결행 예방 및 치료용 약학적 조성물.
  7. 베타글루칸(β-glucan) 및 항결핵제를 유효성분으로 포함하는, 결핵 예방 및 개선용 건강기능식품.
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