KR20210129579A

KR20210129579A - 사스 코로나바이러스 감염증 치료용 약학적 조성물

Info

Publication number: KR20210129579A
Application number: KR1020200186437A
Authority: KR
Inventors: 류왕식; 김승택; 고미현
Original assignee: 재단법인 한국파스퇴르연구소
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2021-10-28
Also published as: WO2021215798A1

Abstract

사스-코로나바이러스, 특히, 신종 코로나바이러스 질환 (COVID 19)에 대해 항바이러스 효과를 가지는 화합물들 및 이들의 의약 용도에 관한 것으로, 일 양상에 따른 나파모스타트에 의하면, 바이러스 감염 전의 전처리에서도 우수한 항바이러스 효과를 가질 뿐만 아니라, 세포 내 바이러스 감염 후, 세포 내에서 바이러스의 증식이 이루어진 상태에서도 현저한 효과를 가져 바이러스 감염증의 예방 또는 치료, 바이러스 감염에 의한 폐렴의 예방 또는 치료, 또는 바이러스 증식의 억제를 위한 약학적 조성물에 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있다.

Description

사스 코로나바이러스 감염증 치료용 약학적 조성물{Pharmaceutical compositions for treating a SARS coronavirus infection disease}

사스-코로나바이러스, 특히, 신종 코로나바이러스 질환 (COVID 19)에 대해 항바이러스 효과를 가지는 화합물들 및 이들의 의약 용도에 관한 것이다.

코로나바이러스(Coronavirus; CoV)는 사람을 포함한 동물에 광범위한 호흡계 및 소화계 감염을 일으키는 RNA 바이러스로, 표면을 현미경으로 관찰했을 때 특징적인 왕관 모양의 돌기 때문에 '코로나(왕관)'라는 이름이 붙었다. RNA 복제 및 전사 효소(RdRp)의 염기서열 차이에 따라 알파코로나바이러스(Alphacoronavirus), 베타코로나바이러스(Betacoronavirus), 감마코로나바이러스(Gammacoronavirus), 델타코로나바이러스(Deltacoronavirus))의 4가지 속(屬, genus)으로 세분된다.

제2형 중증급성호흡기증후군 코로나바이러스 (COVID-19, SARS-CoV-2, 2019-nCoV)는 2019년 12월 중국 우한에서 처음 발생한 이후 중국과 전 세계로 확산되었다. 이에 세계보건기구(WHO)는 COVID-19에 대하여 국제적공중보건비상사태(PHEIC)를 선포했고, 2020년 3월 11일에 COVID-19를 홍콩독감(1968), 신종플루(2009)에 이어 세계적 대유행병(pendemic)으로 선포하였다. COVID-19는 감염자의 비말(침방울)이 호흡기나 눈, 코, 입의 점막으로 침투될 때 전염된다. 감염되면 2~14일(추정)의 잠복기를 거친 후 발열 및 기침이나 호흡곤란 등 호흡기 증상, 폐렴 이 주 증상으로 나타나지만 무증상 감염 사례도 드물게 나오고 있다. COVID-19 바이러스는 SARS-CoV 및 MERS-CoV 바이러스와 함께 베타코로나바이러스(Betacoronavirus)군에 속하는 사람에게 감염되는 바이러스로 (Subunit Vaccines Against Emerging Pathogenic Human Coronaviruses.Wang N, Shang J, Jiang S, Du L. Front Microbiol. 2020 Feb 28;11:298.), COVID-19의 염기서열은 SARS-CoV, MERS-CoV 대하여 각각 80%, 50% 일치한다 (Wu C. et al. Analysis of therapeutic targets for SARS-CoV-2 and discovery of potential drugs by computational methods. 2020 Feb Acta Pharmaceutica Sinica B). 코로나바이러스는 길이가 26-32 kb인 양성 단일가닥 RNA 바이러스로서 숙주세포의 수용체를 통해 숙주에 들어가면 2개의 큰 다중단백질; pp1a(486 kDa), pp1ab(790 kDa)을 만든 후, 이로부터 바이러스 자신의 단백질분해효소; 3CL프로테아제(3CLpro, 또는 Mpro 라고 불리기도 함)를 이용하여 바이러스의 전사(transcription)와 복제(replication)에 필요한 효소; RdRp, Helicase, ribonucleoclease 및 3CLpro 등을 포함한 16개의 비구조단백질을 생성한다 (Autoprocessing mechanism of severe acute respiratory syndrome coronavirus 3C-like protease(SARS-CoV 3CLpro) from its polyproteins. Muramatsu T, Kim YT, Nishii W, Terada T, Shirouzu M, Yokoyama S. FEBS J. 2013 May;280(9):2002-13. doi: 10.1111).

2000년 이후로 코로나바이러스에 의한 감염병이 빈번히 발생하면서 지구촌을 위협하고 있다. 2003년 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV), 및 2019년 코로나 19 (SARS-CoV-2) 감염 사태가 대표적인 경우이다. 전체 국가의 코로나바이러스감염에 따른 인명피해 및 경제적 피해가 늘어나고 있는 상황에서, 코로나 바이러스에 대한 치료제의 개발이 시급한 상황이다.

본 발명의 하나의 목적은 나파모스타트(Nafamostat) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV) 감염증의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 나파모스타트(Nafamostat) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV) 감염에 의한 폐렴의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 나파모스타트(Nafamostat) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV) 감염에 의한 폐렴의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 약학적 유효량의 나파모스타트(Nafamostat), 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 입체이성질체, 유도체 또는 용매화물을 그를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV) 감염 관련 질환을 예방 또는 치료하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 약학적 유효량의 나파모스타트(Nafamostat), 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 입체이성질체, 유도체 또는 용매화물을 그를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV)의 증식을 억제하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 COVID 19에 대한 항바이러스 효과를 가진 약물을 확인하기 위하여, 대략 3,000개 FDA승인 약물 라이브러리를 평가하였으며, 이들 중 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 COVID 19에 대해 매우 뛰어난 항바이러스 효과를 가짐을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

일 양상은 나파모스타트(Nafamostat) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV) 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 나파모스타트(Nafamostat)는 하기 화학식 1로 표현될 수 있다.

[화학식 1]

본 발명에 있어서 "약학적으로 허용 가능한 염"은 본 명세서에서 언급한 화합물에서 발견되는 특정 치환체에 의존하는 비교적 비독성 산으로 제조된 활성 화합물의 염들을 포함한다. 본 발명의 화합물들은 상대적으로 염기성 기능성을 포함할 때, 산성 부가 염들은 충분한 양의 원하는 산, 순수한 또는 적당한 비활성(inert) 용매로 화합물의 중성 형태를 접촉하여 얻을 수 있다. 약학적으로 허용 가능한 산성 부가 염의 예들은 초산, 프로피온산, 이소부틸산, 옥살릭(oxalic), 마레익(maleic), 말로닉(malonic), 안식향산, 숙신산, 수버릭(suberic), 푸마릭(fumaric), 만데릭(mandelic), 프탈릭(phthalic), 벤젠설포닉(benzenesulfonic), p-토릴설포닉(tolylsulfonic), 구연산, 주석산, 메탄솔포닉(methanesulfonic), 및 그 유사체를 포함하는 상대적으로 비독성 유기산에서 유래한 염들 뿐만 아니라, 염화수소, 브롬화수소, 질산, 탄산, 일수소탄산(monohydrogencarbonic), 인산(phosphoric), 일수소인산, 이수소인산, 황산, 일수소황산, 요오드화수소 또는 아인산(phosphorous acid) 및 그 유사체를 포함한다. 또한 알긴네이트(arginate)와 그 유사체와 같은 아미노산의 염 및 글루쿠로닉(glucuronic) 또는 갈락투노릭(galactunoric) 산들과 그 유사체와 같은 유기산의 유사체를 포함한다. 바람직하게 상기 나파모스타트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은 나파모스타트 유리염기(free base) 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 나파모스타트의 약학적으로 허용가능한 염은 나파모스타트 메실레이트 (Nafamostat mesylate)를 포함하며, 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.

[화학식 2]

본 명세서에서 사용된 용어인 "본 발명의 화합물"은 상기 각각의 화합물들뿐만 아니라, 이들의 클라드레이트 (clathrates), 수화물, 용매화물, 또는 다형체를 포함하는 의미이다. 또한 용어 “본 발명의 화합물”은 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 언급되지 않을 경우 본 발명 화합물의 약학적으로 허용 가능한 염도 포함하는 의미이다.

일 실시예에 있어서 본 발명의 화합물은 입체이성질체적으로 순수한 화합물들(예를 들어, 다른 입체이성질체가 실질적으로 없는(예를 들어, 85% ee 이상, 90% ee 이상, 95% ee 이상, 97% ee 이상, 또는 99% ee 이상))로 존재할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 화합물 또는 그의 염이 호변이성적 (tautomeric) 이성질체 및/또는 입체이성질체 (예를 들어, 기하이성질체 (geometrical isomer) 및 배좌 이성질체 (conformational isomers))일 경우 그들의 분리된 이성질체 및 혼합물 각각 또한 본 발명의 화합물의 범주에 포함된다. 본 발명의 화합물 또는 그의 염이 구조 내에 비대칭 탄소 (asymmetric carbon)를 가지고 있는 경우에, 그들의 광학 활성 화합물 및 라세믹 혼합물들 또한 본 발명의 화합물의 범위에 포함된다.

본 명세서에서 사용될 경우, 용어 "결정다형(polymorph)"은 본 발명의 화합물의 고체 결정 형태 또는 그것의 복합체를 의미한다. 같은 화합물의 다른 결정다형은 다른 물리적, 화학적 그리고/또는 스펙트럼적 특성을 보인다. 물리적 특성 측면의 차이점으로는 안정성(예를 들어, 열 또는 빛 안정성), 압축성과 밀도(제제화 및 생산물 제조에 중요함), 그리고 용해율(생물학적 이용률에 영향을 줄 수 있음)을 포함하나, 이에 한정되지 아니한다. 안정성에서 차이는 화학반응성 변화들(예를 들어, 또 다른 다형으로 구성되었을 때보다 하나의 다형으로 구성되었을 때 더 빠르게 변색이 되는 것 같은 차별적 산화) 또는 기계적인 특징들(예를 들어 동역학적으로 선호된 다형체로서 저장된 정제 파편들이 열역학 적으로 더 안정된 다형으로 변환) 또는 둘 다(하나의 다형의 정제는 높은 습도에서 더 분해에 예민)를 야기한다. 결정다형의 다른 물리적 성질들은 그들의 가공에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 한 결정다형은 또 다른 결정다형에 비하여, 예를 들어, 그것의 형태 또는 입자의 크기 분포에 기인하여 용매화합물을 형성할 가능성이 많을 수 있거나, 여과 또는 세척이 더 어려울 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 "용매화물"은 비공유 분자간의 힘에 의해 결합된 화학량론적 또는 비-화학량론적인 양의 용매를 포함하는 본 발명의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 의미한다. 바람직한 용매들은 휘발성이고, 비독성이며, 인간에게 극소량 투여될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 "수화물 (hydrate)"은 비공유 분자간의 힘에 의해 결합된 화학량론적 또는 비-화학량론적인 양의 물을 포함하는 본 발명의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어 "클라드레이트 (clathrate)"은 게스트 분자(예를 들어, 용매 또는 물)를 가두어 놓은 공간 (예를 들어, 채널(channel))을 포함한 결정 격자의 형태의 본 발명의 화합물 또는 그것의 염을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 "사스 코로나 바이러스"는 코로나바이러스과(Coronaviridae)의 코로나바이러스아과(Coronavirinae)에 속하는 RNA 바이러스를 의미하며, 바람직하게는 사스 코로나바이러스 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus or SARS-CoV), 코로나 19 바이러스(COVID 19, Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2 or SARS-CoV-2) 및 이들의 변이 아형(subtype strain)들을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 "예방"은 상기 조성물의 투여로 사스 코로나바이러스 감염증의 발병을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미한다.

본 명세서에서 사용된 "치료"는 자연 치유에 비하여 단축된 시간에 바이러스 감염증 등이 치유되는 것을 의미할 수 있다. 상기 치료는 바이러스 감염증의 개선 및/또는 완화를 포함할 수 있다. 또한, 상기 치료는 바이러스 감염증으로부터 유발되는 증상의 치유 및/또는 회복을 의미할 수 있다.

일 구체예에 따른 상기 화합물은 숙주세포에 사스 코로나 바이러스를 감염 시키고 5 내지 8 시간 바람직하게는 6내지 7시간 후 투여했을 때, IC₅₀ 값이 0.001 내지 5 nM, 0.01 내지 5 nM, 0.001 내지 4.5 nM, 0.01 내지 4 nM, 0.001내지 3.5 nM, 0.01 내지 3 nM, 0.1 내지 3 nM, 1 내지 3 nM, 0.01 내지 2.5 nM, 0.001내지 2.5 nM, 0.01 내지 2.5 nM, 1 내지 2.5 nM, 0.01내지 2 nM, 0.1내지 2 nM, 0.1내지 2 nM, 1 내지 2 nM, 0.001 내지 2 nM, 0.1 내지 1 nM, 0.001 내지 1 nM 일 수 있고, 바람직하게는 2.5 nM 미만이다.

일 구체예에 따른 상기 숙주세포는 Calu-3 세포일 수 있다.

일 구체예에 따른 상기 조성물은 상기 나파모스타트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염이 0.01μM 내지 10,000μM, 0.1μM 내지 1000μM, 1μM 내지 100μM, 0.01μM 내지 1000μM, 0.01μM 내지 100μM, 0.01μM 내지 10μM, 또는 0.01μM 내지 1μM 의 용량으로 포함되어 있을 수 있다

본 발명에 따른 화합물들이 사스 코로나바이러스 항바이러스제로 사용될 경우의 투여량은 다음과 같다. 본 발명의 화합물은 임의의 적합한 경로에 의하여 이러한 경로에 적당한 약학 조성물의 형태, 그리고 의도된 치료를 위하여 효과적인 투여량으로 투여될 수 있다. 효과적인 투여량은 단일 또는 분할 투여로 일반적으로 약 0.001 내지 약 100 mg/체중kg/일이고, 바람직하게는 약 0.01 내지 약 30 mg/kg/일이다. 시간당 투여량은 0.0005 내지 5 mg/kg/hr, 0.005내지 0.4mg/kg/hr, 0.005 내지 1.5 mg/kg/hr, 0.07 내지 0.4 mg/kg/hr, 0.12 내지 0.4 mg/kg/hr, 0.15내지 0.5 mg/kg/hr, 0.15 내지 0.3 mg/kg/hr, 0.01 내지 0.18 mg/kg/hr이고 바람직하게는 0.1 내지 0.2 mg/kg/hr이다. 나이, 종, 및 치료될 질병 또는 상태(condition)에 따라 이 범위의 하한 미만의 투여량 수준이 적합할 수 있다. 다른 경우에는, 여전히 더 큰 투여량이 해로운 부작용없이 사용될 수 있다. 더 큰 투여량은 하루 동안 투여를 위하여, 여러 작은 투여량으로 분할될 수 있다. 적절한 투여량을 결정하기 위한 방법들이 본 발명이 속한 분야에 잘 알려져 있다.

구강 투여(Oral administration)

본 발명의 화합물은 구강으로 투여될 수 있으며, 구강은 연하(swallowing)를 포함하는 개념이다. 구강 투여에 의하여 본 발명의 화합물이 위장관(gastrointestinal tract)에 들어가거나, 예를 들어, 구강(buccal) 또는 설하(sublingual) 투여와 같이, 입으로부터 혈류로 직접적으로 흡수될 수 있다.

구강 투여를 위한 적합한 조성물은 고형상, 액상, 겔(gel), 또는 파우더 형상일 수 있으며, 정제(tablet), 로젠지(lozenge), 캡슐(capsule), 과립제, 산제 등의 제형을 가질 수 있다.

구강 투여를 위한 조성물은 선택적으로 장용 코팅(enteric coating)될 수 있으며, 장용 코팅을 통하여 지연된(delayed) 또는 지속된(sustained) 방출을 나타낼 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 구강 투여를 위한 조성물은 즉시 또는 변형된(modified) 방출 패턴을 가진 제형일 수 있다.

액체 제형은 용액, 시럽 및 현탁액을 포함할 수 있으며, 이러한 액상 조성물은 연질 또는 경질 캡슐 내에 함유된 형태일 수 있다. 이러한 제형은 약학적으로 허용 가능한 담체, 예를 들어, 물, 에탄올, 폴리에틸렌글리콜, 셀룰로오스, 또는 오일(oil)을 포함할 수 있다. 상기 제형은 또한 하나 이상의 유화제 및/또는 현탁제를 포함할 수 있다.

정제(tablet) 제형에서, 활성 성분인 약물의 양은 정제 총 중량 대비 약 0.05 중량% 내지 약 95 중량%, 더욱 일반적으로 제형의 약 2 중량% 내지 약 50 중량%로 존재할 수 있다. 또한, 정제는 약 0.5 중량% 내지 약 35 중량%, 더욱 일반적으로 제형의 약 2 중량% 내지 약 25 중량%를 포함하는 붕해제를 함유할 수 있다. 붕해제의 예로는 유당, 전분, 소디움스타치글리콜레이트, 크로스포비돈, 크로스카멜로스소디움(croscarmellose sodium), 말토덱스트린 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

정제로 제조하기 위해 포함되는 적합한 활택제는 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량% 양으로 존재할 수 있고, 탈크(talc), 이산화규소, 스테아린산, 칼슘, 아연 또는 마그네슘 스테아레이트, 소듐 스테아릴 푸마레이트 등이 활택제로 사용될 수 있으나, 본 발명은 이러한 첨가제들의 종류에 한정되는 것은 아니다.

정제로 제조하기 위한 결합제(binder)로는 젤라틴, 폴리에틸렌글리콜, 당(sugar), 검(gum), 녹말(starch), 폴리비닐피롤리돈, 하이드록시프로필셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스 등이 사용될 수 있으며, 정제로 제조하기 위한 적합한 희석제로는 만니톨, 자일리톨, 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 솔비톨, 녹말(starch), 미결정셀룰로오스 등이 사용될 수 있으나, 본 발명은 이러한 첨가제들의 종류에 한정되는 것은 아니다.

선택적으로 정제에 포함될 수 있는 가용화제는 정제 총 중량 대비 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량% 양이 사용될 수 있고, 예를 들어, 폴리소르베이트, 소디움 라우릴설페이트, 소디움 도데실설페이트, 프로필렌 카보네이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디메틸이소소르비드, 폴리옥시에틸렌글리콜화된 천연 또는 수소화 피마자유, HCOR^TM(Nikkol), 올레일에스테르, 젤루시어(Gelucire^TM), 카프릴릭/카프릴산 모노/디글리세리드, 소르비탄지방산에스테르, 솔루톨HS^TM 등이 본 발명에 따른 약학 조성물에 사용될 수 있으나, 본 발명은 이러한 가용화제의 구체적 종류에 한정되는 것은 아니다.

비경구 투여(Parenteral Administration)

본 발명의 화합물은 혈류, 근육, 또는 내장 내로 직접 투여될 수 있다. 비경구 투여를 위한 적합한 방법은 정맥내(intravenous), 근육내(intra-muscular), 피하 동맥내(subcutaneous intraarterial), 복강내(intraperitoneal), 척추강내(intrathecal), 두개내(intracranial) 주사 등을 포함한다. 비경구 투여를 위한 적합한 장치는 (바늘 및 바늘 없는 주사기를 포함하는) 주사기(injector) 및 주입 방법(infusion method)을 포함한다.

비경구 투여를 위한 조성물은 즉시 또는 변형된 방출 패턴을 가진 제형일 수 있으며, 변형된 방출 패턴은 지연된(delayed) 또는 지속된(sustained) 방출 패턴일 수 있다.

대부분의 비경구 제형은 액상 조성물이며, 이러한 액상 조성물은 본 발명에 따른 약효 성분, 염, 완충제, 등장화제 등을 포함하는 수용액이다.

비경구 제형은 또한 건조된 형태(예를 들어, 동결 건조) 또는 멸균 비-수용액으로서 제조될 수 있다. 이들 제형은 멸균수(sterile water)와 같은 적합한 비히클(vehicle)과 함께 사용될 수 있다. 용해도 증강제(solubility-enhancing agents) 또한 비경구 용액의 제조에 사용될 수 있다.

국소 투여(Topical Administration)

본 발명의 화합물은 피부 또는 경피로 국소적으로 투여될 수 있다. 이 국소 투여를 위한 제형은 로션, 용액, 크림, 젤, 하이드로젤, 연고, 폼(foam), 임플란트(implant), 패치 등을 포함한다. 국소 투여 제형을 위한 약학적으로 허용 가능한 담체는 물, 알코올, 미네랄 오일, 글리세린, 폴리에틸렌글리콜 등을 포함할 수 있다. 국소 투여는 또한 전기천공법(electroporation), 이온도입법(iontophoresis), 음파영동(phonophoresis) 등에 의하여 수행될 수 있다.

국소 투여를 위한 조성물은 즉시 또는 변형된 방출 패턴을 가진 제형일 수 있으며, 변형된 방출 패턴은 지연된(delayed) 또는 지속된(sustained) 방출 패턴일 수 있다.

일 구체예에 있어서, 상기 약학적 조성물은 사스 코로나바이러스의 증식 억제용 약학적 조성물일 수 있다.

본 명세서에서 사용된 "바이러스 증식 억제"는 바이러스의 증식에 필요한 요소들을 억제하여 바이러스의 증식이 억제되는 것을 의미할 수 있다. 상기 증식 억제는 바이러스의 부착, 세포막 융합 및 침투를 억제하는 감염의 억제와 또는 증식된 바이러스가 숙주세포 밖으로 나오는 것을 억제하는 방출의 억제와도 구분이 된다. 바이러스 증식 억제는 바이러스가 세포 분열하여 증식되는 것을 억제하는 것을 의미할 수 있다.

다른 양상은 나파모스타트(Nafamostat) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV) 감염에 의한 폐렴의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

이때, 상기 나파모스타트, 약학적으로 허용 가능한 염, 예방 및 치료의 정의는 상기에서 설명한 바와 같다.

다른 양상은 나파모스타트(Nafamostat) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV) 감염증 중증환자를 투여 대상으로 하는 치료용 약학적 조성물 을 제공한다.

이때, 상기 나파모스타트, 약학적으로 허용 가능한 염 및 치료의 정의는 상기에서 설명한 바와 같다.

일 구체예에 따른 상기 투여는 상기 투여량 및 투여 방법으로 투여할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 "중증 환자"는 2016년 1월 1일부터 시행된 「응급의료에 관한 법률 시행규칙」 제18조의3에 의한 「한국 응급환자 중증도 분류기준」 에 따라 중증으로 분류된 환자를 의미할 수 있다. 또한 2020년 「코로나바이러스감염증-19 대응 지침(7판)」 부록 7 환자의 중증도 분류 및 의료기관 병상 배정에 따른 중증환자를 의미할 수 있다. 해당 지침은 혈압 등을 측정할 수 없는 경우에는 의식이 떨어지거나, 의식이 명료하고 다음 조건 하나이상 충족 시 중증으로 분류했다. ① 해열제 복용해도 38도 초과 ②호흡곤란. 혈압, 체온 등을 측정할 수 있는 경우, 맥박, 수축기 혈압, 호흡수, 체온, 의식수준을 측정하여 각각 점수화 하여 총합이 7이상이 경우 중증으로 분류했다. 맥박이 131회/분 이상인 경우 3점, 40회/분 이하 또는 111 내지 130회/분 이하일 경우 2점, 41 내지 50회/분 또는 101 내지 110회/분인 경우 1점, 51 내지 100회/분인 경우 0점이다. 수축기 혈압은 70mmHg 이하인 경우 3점, 71 내지 80mmHg 또는 200mmHg 이상인 경우 2점, 81 내지 100mmHg인 경우 1점, 101 내지 199mmHg인 경우 0점이다. 호흡수는 30회/분 이상이면 3점, 8회/분 이하 또는 21 내지 29회/분이면 2점, 15 내지 20회/분이면 1점, 9 내지 14회/분이면 0점이다. 체온은 35℃이하이면 2점, 35.1 내지 36.0℃ 또는 37.5℃ 이상이면 1점, 36.1 내지 37.4℃이면 0점이다. 의식 수준은 무반응이면 3점, 통증 반응이면 2점, 목소리 반응이면 1점, 정상이면 0점이다.

또 다른 양상은 약학적 유효량의 나파모스타트(Nafamostat), 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 입체이성질체, 유도체 또는 용매화물을 그를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV) 감염 관련 질환을 예방 또는 치료하는 방법을 제공한다.

이때, 상기 나파모스타트, 약학적으로 허용 가능한 염, 용매화물, 개체, 사스 코로나 바이러스 및 증식 억제의 정의는 상기에서 설명한 바와 같다.

본 명세서에서 사용된 "유효량"은 상기 치료 효과를 나타내기에 충분한 본 발명의 화합물의 양을 말한다.

본 명세서에서 사용된 용어 "개체"는 포유동물을 포함하며, 바람직하게 인간을 포함한다.

또 다른 양상은 약학적 유효량의 나파모스타트(Nafamostat), 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 입체이성질체, 유도체 또는 용매화물을 그를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV)의 증식을 억제하는 방법을 제공한다.

또 다른 양상은 약학적 유효량의 나파모스타트(Nafamostat), 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 입체이성질체, 유도체 또는 용매화물을 그를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV)감염을 감쇠(attenuation)시키는 방법을 제공한다.

또 다른 양상은 약학적 유효량의 나파모스타트(Nafamostat), 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 입체이성질체, 유도체 또는 용매화물을 그를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV)의 부하(load)를 감소시키는 방법 제공한다.

또 다른 양상은 본 발명에 따른 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 치료적으로 유효한 양을 이를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하는 질병(disease) 또는 상태(condition)를 치료하는 방법이 제공되며, 상기 질병 또는 상태(condition)는 사스 코로나바이러스 감염으로 인해 야기된 질병 또는 상태이다.

이때, 상기 화합물, 약학적으로 허용 가능한 염, 치료, 유효량, 개체 및 사스 코로나 바이러스의 정의는 상기에서 설명한 바와 같다.

즉, 본 발명은 본 발명에 따른 본 발명 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효 성분으로 이용하는 것을 특징으로 하는 의약 용도를 제공한다. 일 양태에서, 본 발명의 의약 용도는 본 명세서에서 설명된 질병 또는 상태의 치료 또는 예방 용도이다.

일 양상에 따른 나파모스타트에 의하면, 바이러스 감염 전의 전처리에서도 우수한 항바이러스 효과를 가질 뿐만 아니라, 세포 내 바이러스 감염 후, 세포 내에서 바이러스의 증식이 이루어진 상태에서도 현저한 효과를 가져 바이러스 감염증의 예방 또는 치료, 바이러스 감염에 의한 폐렴의 예방 또는 치료, 또는 바이러스 증식의 억제를 위한 약학적 조성물에 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 나파모스타트 메실레이트 (Nafamostat mesylate) 농도에 따른 해당 화합물에 대한 SARS-CoV-2 저해율(푸른색 그래프) 및 음성대조군에 비교한 세포비율(붉은색 그래프)에 대한 결과를 보여준다.
도 2는 나파모스타트 유리염기 (Nafamostat free base) 농도에 따른 해당 화합물에 대한 SARS-CoV-2 저해율(푸른색 그래프) 및 음성대조군에 비교한 세포비율(붉은색 그래프)에 대한 결과를 보여준다.
도 3은 SARS-CoV-2 감염 후 경과 시간에 따른 처치(post-treat) 결과이다. Y축은 음성대조군 (0.5% DMSO 처리군)에 비교한 감염 저해율을 나타내며, 각각의 그래프는 감염 전후 시간에 따른 약물 처리 시간을 나타낸다 (1시간 전, 바이러스와 동시에 혹은 감염 1,3,6, 시간 후). 양성대조군으로 렘데시비르를 결과를 포함하였다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 본 발명이 속한 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

실험예 1: 나파모스타트의 SARS-CoV-2 항바이러스 효능 확인

나파모스타트의 SARS-CoV-2에 대한 항바이러스 효능을 확인하기 위해 나파모스타트 메실레이트 (Nafamostat mesylate, CAS No.: 82956-11-4) 및 나파모스타트 유리염기 (Nafamostat free base, CAS No.: 81525-10-2) 에 대하여 2.5nM 부터 2배 연속희석하여 0.005nM까지 10가지 농도로 SARS-CoV-2의 Dose response curve (DRC)를 확인하였다.

구체적으로, 먼저 Calu-3 세포를 Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM)에 10% FBS와 1X antibiotic-antimycotic을 첨가하여 37℃에서 5% 이산화탄소 하에서 배양하였다. 배양된 calu-3 세포를 EMEM 세포배양 배지를 이용하여 384-웰 조직배양 플레이트에 웰당 2.0x10⁴개 접종하였다. 이튿날 25 또는 50 μM 농도의 나파모스타트 메실레이트 및 나파모스타트 유리염기를 각각 4배 연속희석하여 calu-3 세포에 처리하였다. 곧이어, 나파모스타트 메실레이트 및 나파모스타트 유리염기가 각각 처리된 세포에 0.1moi SARS-CoV-2 (한국 질병관리본부(KCDC)에서 입수)를 감염하여 37℃에서 5% 이산화탄소 하에서 24시간 동안 배양하였다. 이후 4% Paraformaldehyde를 이용하여 세포를 고정한 뒤, 0.25% TritonX-100으로 permeabilization하고 anti-SARS-CoV-2 Nucleocapsid (N) (Sino Biological, Cat#: 40143-T62) 1차 항체를 37℃에서 1시간 처리한 뒤, Goat-anti-rabbit alexa-488 2차 항체 또한 37℃에서 1시간 처리하였다. 세포 핵은 Hoechst 33342으로 염색하여 확인하였으며, 형광 발현을 Operetta 대용량 이미지 분석 기기 (Perkin Elmer)를 이용하여 이미징 하였다. 결과 이미지는 내부 분석 프로그램인 Image Mining (IM) 소프트웨어를 이용하여 감염세포의 비율을 계산하여 약물의 효능을 측정하였다. 약물 농도에 따른 반응 곡선과 IC₅₀ 값은 Prism7 (Graphpad) 소프트웨어를 이용하여 도출하였다.

그 결과는 각각 도 1 및 도 2에 나타냈다. IC₅₀은 SARS-CoV-2 활성이 50% 억제되는 화합물의 농도를 의미하며, CC₅₀은 50%의 세포가 사멸하는 농도를 의미한다. 도 1은 Nafamostat mesylate를 이용한 실험결과이고 IC₅₀=0.0024 μM, CC₅₀>25 μM 이며, 도 2는 Nafamostat 유리 염기를 이용한 실험결과로 IC₅₀=0.0021 μM, CC₅₀>50 μM 의 결과를 보였다.

나파모스타트 메실레이트의 CC₅₀값은 25 μM보다 큰 값을 가지고 나파모스타트 유리염의 CC₅₀값은 50 μM보다 큰 값을 가진 가운데, 두 물질 모두 IC₅₀값은 2.5 nM 미만으로 확인 되었다. 이를 통해 세포독성이 낮은 범위에서 두 물질 모두 매우 적은 양으로도 뛰어난 항바이러스 효능을 보임을 확인했다. 이러한 결과는 일 구체예에 따른 나파모스타트 메실레이트 또는 나파모스타트 유리염을 숙주세포에는 영향을 끼치지 않고 바이러스에만 영향을 끼치는 뛰어난 항바이러스 효능을 지닌 약학적 조성물로서 이용가능함을 시사한다.

실험예 2. 나파모스타트의 SARS-CoV-2 에 대한 증식 억제 효능

상기 실험예 1은 바이러스 감염 전 약물을 먼저 투여한 전처리(pre-treat)에 의한 항바이러스 효능을 확인했다면, 반대로 바이러스 감염 후 약물을 투여하는 후처리(post-treat)를 통해서 사스 코로나 바이러스에 대한 증식 억제 효능을 확인해 보기 위해 하기 방법으로 실험 하였다.

상기 실험예1 과 동일한 방법으로 Calu-3 세포를 배양하였으며, 이를 EMEM 세포배양 배지를 이용하여 384-웰 조직배양 플레이트에 웰당 2.0x10⁴개 접종하였다. 37℃에서 5% 이산화탄소 하에서 24시간 배양 후, 0.1 moi SARS-CoV-2 (한국 질병관리본부(KCDC)에서 입수)를 감염하였다. 약물에 따른 바이러스 증식 억제 효능을 확인하기 위하여, 50 μM 농도의 나파모스타트 메실레이트 또는 렘데시비르를 각각 4배 또는 2배 연속희석하여 Calu-3 세포에 처리하였다. 이 때, 약물처리는 감염 시간을 기준으로 1시간 전, 감염과 동시, 감염 1시간 후, 감염 3시간 후 또는 감염 6시간 후에 시행했다. 그런 후에 37℃에서 5% 이산화탄소 하에서 24시간 배양하였다.

이후 4% Paraformaldehyde를 이용하여 세포를 고정한 뒤, 0.25% TritonX-100으로 permeabilization하고 anti-SARS-CoV-2 Nucleocapsid (N) (Sino Biological, Cat#: 40143-T62) 1차 항체를 37℃에서 1시간 처리한 뒤, Goat-anti-rabbit alexa-488 2차 항체 또한 37℃에서 1시간 처리하였다. 세포 핵은 Hoechst 33342으로 염색하여 확인하였으며, 형광 발현을 Operetta 대용량 이미지 분석 기기 (Perkin Elmer)를 이용하여 이미징 하였다. 결과 이미지는 Perkin Elmer에서 제공하는 프로그램인 Columbus로 감염세포의 비율을 계산하여 약물의 효능을 측정하였다. 약물 농도에 따른 반응 곡선과 IC₅₀ 값은 Prism7 (Graphpad) 소프트웨어를 이용하여 도출하였다.

그 결과는 도 3에 나타내었다. 나파모스타트의 SARS-CoV-2 억제를 위한 유효량은 감염 1시간 전에 투여한 경우 0.034 μM, 감염과 동시에 투여한 경우 0.029 μM, 감염 1시간 후에 투여한 경우 0.071 μM, 감염 3시간 후에 투여한 경우 0.068 μM, 감염 6시간 후에 투여한 경우 0.11 μM 였다. 렘데시비르의 SARS-CoV-2 억제를 위한 유효량은 감염 1시간 전에 투여한 경우 1.98 μM, 감염과 동시에 투여한 경우 2.03μM, 감염 1시간 후에 투여한 경우 1.78 μM, 감염 3시간 후에 투여한 경우 2.78 μM, 감염 6시간 후에 투여한 경우 13.4 μM 였다.

현재 코로나 치료제로 유명한 렘데시비르는 바이러스의 RNA 중합효소를 교란시키고 바이러스성 엑소뉴클레아제(ExoN)goog 효소의 교정을 방해하는 아데노신 뉴클레오타이드 유사체로 바이러스의 RNA 복제를 방해하여 바이러스의 증식을 억제한다. 실험 결과 나파모스타트는 렘데시비르과 비슷한 그래프 양상을 보였다. 다만, 두 물질의 유효량에서 큰 차이를 보였다. SARS-CoV-2 감염 6시간 경과 후 각 물질의 바이러스 억제를 위한 유효량은 감염전의 유효량과 비교하여 나파모스타트는 약 3배 증가하였고, 렘데시비르는 무려 약 6배가 증가하였다. 또한 전체적인 유효량이 나파모스타트는 렘데시비르의 약 1/70 수준이다. 이를 통해 나파모스타트가 양성대조군이 렘데시비르보다 매우 낮은 농도에서도 뛰어난 SARS-CoV-2 억제 효과를 보임을 확인했다. 또한 감염 6시간 후는 바이러스 생활사에 따라 바이러스의 증식이 본격적으로 개시되는 시점으로, 증식 억제에 중요한 지표가 될 수 있다. 상기 결과를 통해 나파모스타트는 바이러스 감염 6시간 후에도 뛰어난 SARS-CoV-2 억제효과를 보임을 확인 하였다. 이러한 결과는 일 구체예에 따른 나파모스타트가 바이러스 감염 후에도 뛰어난 항바이러스 효능을 보여 바이러스의 증식을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 바이러스 감염에 의해 나타나는 폐렴도 개선 또는 치료할 수 있다는 것을 의미한다.

Claims

나파모스타트(Nafamostat) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV) 감염증의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
청구항 1에 있어서, 사스 코로나바이러스의 증식 억제용인 것인 약학적 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 나파모스타트의 약학적으로 허용 가능한 염은 나파모스타트 메실레이트 또는 나파모스타트 유리염인 것인 약학적 조성물.
청구항 1에 있어서, Calu-3 세포에 SARS-CoV-2 감염 후 6시간 후, 상기 나파모스타트 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 처리 하였을 때 IC₅₀값이 2.5nM 미만인 약학적 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 나파모스타트 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 0.05 내지 0.4 mg/kg/hr의 용량으로 투여되는 것인 약학적 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 나파모스타트 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 정맥내 투여되는 것인 약학적 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 사스 코로나바이러스는 사스 코로나바이러스 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus or SARS-CoV), 또는 코로나 19 바이러스(COVID 19, Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2 or SARS-CoV-2)인 약학적 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 나파모스타트 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV) 감염증 중증환자를 투여 대상으로 하는 것인 약학적 조성물.
나파모스타트(Nafamostat) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 사스 코로나바이러스 (SARS-CoV) 감염에 의한 폐렴의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
청구항 9에 있어서, 사스 코로나바이러스 증식 억제에 의한 폐렴의 예방 또는 치료용인 것인 약학적 조성물.