(57)【要約】【課題】低線量放射線被曝の有害な影響を軽減するための対費用効果が大きい方法に実質的な必要性がある。【解決手段】医用画像処理電離放射線への被曝前４８時間以内と被曝後１２時間以内のうちいずれかまたは両方において有効量のゲニステインをナノ懸濁物の形態でヒトに投与することにより、医用画像処理電離放射線被曝の長期的および短期的な有害な影響を軽減する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像処理電離放射線被曝の長期的で有害な影響を軽減するための方法であって、医用画像処理電離放射線への被曝前４８時間以内と被曝後１２時間以内のうちいずれかまたは両方において有効量のゲニステインをナノ懸濁物の形態で哺乳類に投与するステップを含む方法。
【請求項２】
医用画像処理電離放射線被曝からの短期的な生物学的損傷を軽減するための方法であって、医用画像処理電離放射線への被曝前４８時間以内と被曝後１２時間以内のうちいずれかまたは両方において有効量のゲニステインをナノ懸濁物の形態で哺乳類に投与するステップ含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、軽減される長期的で有害な影響が先天性異常、白内障、癌のうちの少なくとも１つである方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法であって、軽減される短期的で有害な影響がＤＮＡ二本鎖切断と８−ヒドロキシ−２’−デオキシグアノシン濃度の増加とのうちの少なくとも１つである方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、ゲニステインが医用画像処理を受ける計画のあるヒトに投与される方法。
【請求項６】
請求項２に記載の方法であって、ゲニステインが医用画像処理を受ける計画のあるヒトに投与される方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、ゲニステインが医用画像処理を受けたヒトに投与される方法。
【請求項８】
請求項２に記載の方法であって、ゲニステインが医用画像処理を受けたヒトに投与される方法。
【請求項９】
請求項５に記載の方法であって、計画されている医用画像処理の結果、１０から１００ｍＧｙの電離放射線被曝が生じることとなる方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の方法であって、計画されている医用画像処理の結果、１０から１００ｍＧｙの電離放射線被曝が生じることとなる方法。
【請求項１１】
請求項５に記載の方法であって、医用画像処理がコンピュータ断層撮影スキャンである方法。
【請求項１２】
請求項６に記載の方法であって、医用画像処理がコンピュータ断層撮影スキャンである方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、ゲニステインが医用画像処理電離放射線への被曝前後の両方において投与される方法。
【請求項１４】
請求項２に記載の方法であって、ゲニステインが医用画像処理電離放射線への被曝前後の両方において投与される方法。
【請求項１５】
請求項５に記載の方法であって、前記投与が、医用画像処理電離放射線への被曝前１日以内と被曝後８時間以内で実施される方法。
【請求項１６】
請求項６に記載の方法であって、前記投与が、医用画像処理電離放射線への被曝前８時間以内と被曝後４時間以内で実施される方法。
【請求項１７】
請求項５に記載の方法であって、前記投与が、医用画像処理電離放射線への被曝前４時間以内と被曝後２時間以内に実施される方法。
【請求項１８】
請求項６に記載の方法であって、前記投与が、医用画像処理電離放射線への被曝前２時間以内と被曝後１時間以内に実施される方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法であって、前記投与が経口により実施される方法。
【請求項２０】
請求項２に記載の方法であって、前記投与が経口により実施される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低線量放射線被曝後の生物学的損傷の形成を軽減する、あるいは損傷の修復を促進する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
毎年一人の個体は約６．２ｍＳｖの電離放射線に被曝しているが、その半分は医療の診断過程から来ている。Ｘ線機器、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）、核医学の手法など、病院ベースの標準的な診断用放射線装置に加え、心臓スキャン、仮想大腸内視鏡、全身スキャンを行う新しい電離放射線ベースの診断センターが世界中で、特に米国で続々と開設されている。
【０００３】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンは、電離放射線を用いて体内の臓器や構造の三次元画像を作成する。この形式の医用画像処理は、主として、急性、慢性両方の医学的状態の診断を支援するために使用される。ＣＴスキャンの使用は過去１０年間で急速に増加してきた。米国では１９８０年の約３００万回と比較して、２００６年には７０００万回近いＣＴスキャンが行われたと推定されている。処方されたＣＴスキャン数は増え続けており、米国では２０１５年までに年間１億回になると予想されている。
【０００４】
典型的な一回のＣＴスキャンは１０〜５０ｍＧｙの皮膚線量を与える。複数回のＣＴスキャンで受ける吸収線量は、低い発生率で癌の発生を誘発することが示されているレベルまで達する可能性がある。ＣＴ血管造影法では、一回のＣＴスキャンによる典型的な臓器線量が心臓と肺に対し１０〜２５ｍＧｙから１００ｍＧｙもの高さに及ぶ。米国での人数当たりのＣＴスキャン使用頻度は、１０００人当たりスキャン回数が約２２０回と推定されており、これは先進国では人数当たりで日本に次いで第２位である。スキャンの実施が増加すると、複数回のＣＴスキャンから来る累積的な影響と相まって、電離放射線への被曝量の増大によるリスクが生じる。
【０００５】
電離放射線はＤＮＡ二本鎖の切断を引き起こす。その有害な損傷の修復が不適当あるいは不充分であると、被曝の時点で個体が妊娠している場合には先天性異常のリスクが増大し、晩年には白内障と癌のいずれかまたは両方の発症するリスクが増大する可能性がある。推定によれば、一回のＣＴスキャンでの致死的な癌発症のリスクは、小児では約５００分の１、成人では約２０００分の１であることが示唆されてきた。このことはＣＴスキャン法の使用が増えることによってさらにひどくなり、将来の健康管理システムの負担が増大する可能性がある。
【０００６】
重大な懸念事項であるのは小児患者に対するＣＴスキャン使用の増加であって、小児患者は小児期の診断あるいは治療に伴う放射線被曝に起因する癌発症の大きなリスクを生涯を通じて負うこととなる。ある分析によると、１９９６年から１９９９年の間に１５歳未満の小児に実施された腹部および骨盤に対するＣＴスキャンの回数は９２％増加したことがわかった（下記非特許文献１参照）。
【０００７】
小児は放射線の影響に対し感受性が高いのみならず平均余命が長いため、これらが組み合さることによって成人期における癌のリスクはさらに増加する。ある後向き研究によると、ＣＴスキャンを受けた小児において、累積的に約５０ｍＧｙの線量で白血病のリスクがほぼ３倍になる可能性があり、約６０ｍＧｙの線量で脳癌のリスクが３倍となり得ることがわかった（下記非特許文献２参照）。
【０００８】
電離放射線の通路の正面にある細胞だけにリスクが生じるのではなく、周囲の細胞もまた放射線被曝によって影響を受ける。この「放射線誘発バイスタンダー効果」は低線量放射線被曝に対して重要な意味合いをもつ。ある研究では、バイスタンダー細胞の大半（４０〜６０％）にＤＮＡの二本鎖切断が起きることがわかった（下記非特許文献３参照）。低線量放射線のこうした直接的および間接的な生物学的効果は、総合的な癌リスクを評価する際に重要である。また、あるグル―プは、ＣＴスキャンによる検査後に測定した血中リンパ球内のＤＮＡ二本鎖切断数が線量と時間の積に対して正の相関があることを見出した（下記非特許文献４参照）。これらのデータは、放射線に直接被曝した細胞、さらに重要なことにはバイスタンダー細胞におけるＤＮＡ二本鎖切断等の生物学的損傷を解明するための有効な手段が、生体関連の有害な影響を軽減するのに重要であることを示唆している。
【０００９】
したがって、低線量放射線被曝の有害な影響を軽減するための対費用効果が大きい方法に実質的な必要性がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】ブレンナー（Brenner, D.）、エリストン（Elliston, C.）、ホール（Hall, E.）、ベルドン（Berdon,W.）著、Estimated Risks of Radiation-Induced Fatal Cancer from Pediatric CT（小児ＣＴによる放射線誘発性致死的癌の推定リスク）、「ＡＪＲ、アメリカン・ジャーナル・オブ・レントゲノロジー（American Journal of Rentogenology）」、２００１年、第１７６巻、ｐ．２８９−２９６
【非特許文献２】ピアース（Pearce, M.S.）、ザロッティ（Salotti, J.A.）、リトル（Little, M.P.）、マックヒュー（McHugh, K.）、リー（Lee, C.）、キム（Kim, K.P.）、ハウ（Howe, N.L.）、ロンカーズ（Ronckers, C.M.）、ラジャラマン（Rajaraman, P.）、サー・クラフト（Sir Craft, A.W.）ら著、Radiation Exposure from CT Scans in Childhood and Subsequent Risk of Leukaemia and Brain Tumours: a Retrospective Cohort Study（幼児期のＣＴスキャンからの放射線被曝とその後の白血病および脳腫瘍のリスク：後向きコホート研究）、「ランセット（Lancet）」、２０１２年、第３８０巻、ｐ．４９９−５０５
【非特許文献３】セデルニコワ（Sedernikova, O.A.）、ナカムラ（Nakamura, A.）、コバルチュク（Kovalchuk, O.）、コターバッシュ（Koturbash, I.）、ミッチェル（Mitchel, S.A.）、マリノ（Marino, S.A.）、ブレンナー（Brenner, D.J.）、ボナー（Bonner,W.M.）著、DNA Double-Strand Breaks Form in Bystander Cells after Microbeam Irradiation of Three-Dimensioal Human Tissue Model（三次元ヒト組織モデルへのマイクロビーム照射後のバイスタンダー細胞におけるＤＮＡ二本鎖切断の形成）、「キャンサー・リサーチ（Cancer Research）」、２００７年、第６７巻、ｐ．４２９５−４３０２
【非特許文献４】ロブリク（Lobrich, M.）、リーフ（Reif, N.）、キューネ（Kuhne, M.）、ヘックマン（Heckmann, M.）、フレッケンシュタイン（Fleckenstein, J.）、ルーブ（Rube, C.）、ウダー（Uder, M.）著、In Vivo Formation and Repair of DNA Double-Strand Breaks After Computed Tomography Examinations（コンピュータ断層撮影後の生体内でのＤＮＡ二本鎖切断の形成と修復）、「プロシーディングス・オブ・ザ・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンセズ・オブ・ザ・ユナイティッド・ステイツ・オブ・アメリカ（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）」、２００５年、第１０２巻、ｐ．８９８４−８９８９
【非特許文献５】ルドン（Redon, C.E.）、ディッキー（Dickey, J.S.）、ボナー（Bonner, W.M.）、セデルニコワ（Sedelnikova, O.A.）著、γ-H2AX as a biomarker of DNA damage induced by ionizing radiation in human peripheral blood lymphocytes and artificial skin（電離放射線によりヒト末梢血リンパ球および人口皮膚に誘発されたＤＮＡ損傷のバイオマーカーとしてのγ−Ｈ２ＡＸ）、「アドバンス・イン・スペース・リサーチ（Adv Space Res.）」、２００９年、第４３巻、第８号、ｐ．１１７１−１１７８
【非特許文献６】ワン（Wang, C.J.）、ヤン（Yang, N.H.）、チャン（Chang, C.C.）、リュー（Liou, S.H.）、リー（Lee, H.L.）著、Rapid and simple one-step membrane extraction for the determination of 8-hydroxy-2'-deoxyguanosin in human plasma by a combination of on-line solid phase extraction and LC-MS/MS（オンライン固相抽出とＬＣ−ＭＳ／ＭＳとの組み合わせによるヒト血漿中の８−ヒドロキシ−２’−デオキシグアノシン測定のための迅速かつ簡単なワンステップ膜抽出）、「ジャーナル・オブ・クロマトグラフィーＢ（J. Chromatogr B）」、２０１１年、第８７９巻、ｐ．３５３８−３５４３
【非特許文献７】プラサイン（Prasain, J.K.）、アラブシャヒ（Arabshahi, A.）、ムーア（Moore, D.R.）、グリーンデイル（Greendale, G.A.）、ウィス（Wyss, J.M.）、バーンズ（Barnes, S.）著、Simultaneus Determination of 11 Phytoestrogens in Human Serum Using a 2 min Liquid Chromatography/Tandem Mass Spectrometry Method（２分間の液体クロマトグラフィー／タンデム質量分析法を用いたヒト血清中の１１のフィトエストロゲンの同時測定）、「ジャーナル・オブ・クロマトグラフィーＢ（J. Chromatogr. B）」、２０１０年、第８７８巻、ｐ．９９４−１００２
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、医用画像処理電離放射線被曝の長期的および短期的な有害な影響を少なくとも１つ軽減する方法を対象とする。この方法は、医用画像処理電離放射線への被曝前４８時間以内と被曝後１２時間以内のうちいずれかまたは両方において有効量のゲニステインをナノ懸濁物の形態で哺乳類に投与するステップを含む。
【００１２】
このようにゲニステインを投与することによって軽減される具体的な長期的な有害な影響は癌である。またこのようにゲニステインを投与することによって軽減される具体的な短期的な有害な影響は、上記の非特許文献５に示されている方法によって測定されるＤＮＡ二本鎖切断と、上記の非特許文献６で示された方法よって測定される８−ヒドロキシ−２’−デオキシグアノシン濃度の増大である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
理論
電離放射線による直接の生物学的効果は主として水の放射線分解やオキシダント発生酵素の活性化によって生成するヒドロキシラジカルのＤＮＡ損傷効果に起因するもので、これらにより細胞高分子への恒久的な酸化ストレス状態とフリーラジカル損傷が生じる。マイクロモル濃度でのゲニステインには強力な抗酸化活性と抗炎症活性があり、細胞の死と生存に関与するシグナル伝達経路を調節するプロテインチロシンキナーゼの活性を阻害する能力がある。限定する意図はないが、低線量被曝の有害な影響を軽減するゲニステインの能力は、ゲニステインがＤＮＡ二本鎖切断の形成に直接関係する活性酸素種を除去する能力が媒介していると考えられている。
【００１４】
定義
特許請求の範囲を含めて本明細書で用いる場合の「医用画像処理」という用語は、臨床目的（例えば、疾患または障害を発見、診断、検査する医療手法のため）や医学（例えば通常の解剖学と生理学の研究）のために、身体やその一部とそれらの機能の画像を作成することを意味する。
【００１５】
特許請求の範囲を含めて本明細書で用いる場合の「医用画像処理電離放射線」という用語は、線量１００ｍＧｙ未満の一回の電離放射線であって、治療目的での照射を特に除き、診断目的で意図的に照射されたものを意味する。
【００１６】
説明
医用画像処理電離放射線への被曝前や被曝後にゲニステインを投与すると、放射線誘発ＤＮＡ損傷という細胞内における負担が軽減することより、放射線誘発性生物学的損傷の誘発と将来の癌のリスクとが低減される。ゲニステインには、その強力な抗酸化特性および抗炎症特性と結び付いた大きな放射線防護効果と、化学物質誘発性のＤＮＡ二本鎖切断の形成を軽減する能力と、細胞周期を調整しかつシグナル伝達経路を調節する能力とがある。
【００１７】
活性薬剤
ゲニステインは、薬理学的に、大豆イソフラボン、フラボノイド、ポリフェノール、フィトエストロゲンに分類される。またゲニステインは、５，７−ジヒドロキシ−３−（４−ヒドロキシフェニル）−クロメン−４−オン（ＩＵＰＡＣ）、５，７−ジヒドロキシ−３−（４−ヒドロキシフェニル）−４Ｈ−１−ベンゾピラン−４−オン、５，７，４’−トリヒドロキシイソフラボン、４’，５，７−トリヒドロキシイソフラボン、ゲネステイン（Genestein）、プルネトール（Prunetol）、ソフォリコール（Sophoricol）、ディフェレノールＡ（Differenol A）としても知られている。分子式はＣ15Ｈ10Ｏ5、分子量は２７０．２３７ｇ／ｍｏｌ（２７０．２４ダルトン）、ＣＡＳ（Chemical Abstructs Service）登録番号は４４６−７２−０、バイルシュタイン（Beilstein）登録番号は２６３８２３である。スイス、バーゼルのＤＳＭニュートリショナル・プロダクツ社（DSM Nutritional Products, Inc.）を含む多くの供給者からドラッグマスターファイル（ＤＭＦ）＃１９７４７−ＰＩＮＤ＃１０４，７０９で市販されている。
【００１８】
投与
投与経路
ゲニステインは医薬製剤の投与において一般に許容されている事実上いかなる手段によっても投与することができ、この手段には具体的に粘膜投与、経口摂取、眼投与、皮下注射、経皮投与、血管内投与、筋肉内投与などが含まれるが、これらに限定的しない。一般には経口投与が好ましい。
【００１９】
ゲニステインの粘膜投与には、頬側、気管内、鼻、咽頭、直腸、舌下、膣などといった投与経路を用いる。頬側／舌下／咽頭／気管内の粘膜を介した投与の場合、ゲニステインをエマルジョン、ガム、菓子錠剤、スプレー、錠剤として、あるいはシクロデキストリンなどの包摂化合物として製剤してもよい。鼻投与は、吸入粉末または鼻スプレーの使用によって行うのが簡便である。直腸投与と膣投与の場合、ゲニステインをクリーム、圧注器、浣腸、坐剤として製剤してもよい。
【００２０】
ゲニステインの経口摂取は、ゲニステインを食物または飲料中に混合することによって実施したり、あるいは咀嚼可能もしくは嚥下可能な錠剤またはカプセル内にゲニステインを配合することによって実施してもよい。ゲニステインは、米国特許出願公開第２０１２／０１６４１９０号および第２０１２／０１２１６５４号明細書（いずれも参照により本願に援用する）に従い、ナノ懸濁物として経口投与するのが好ましい。
【００２１】
ゲニステインはほとんど水に不溶であるため、経口投与の場合、その生物学的利用度は限定的である。米国特許出願公開第２０１２／０１６４１９０号および第２０１２／０１２１６５４号明細書に従ってゲニステインをナノ懸濁物として与えれば、生物学的利用度は有意に改善する。これにより医師の監督指導なしに投薬することが可能となり、医用画像処理電離放射線被曝を受けることがあらかじめわかっており計画されている場合にはその前に家庭で事前投与することが可能となる。経口の生物学的利用度をさらに改善するため、経口摂取可能な製剤中にゲニステインをサブミクロンサイズの粒子として混合してもよい。一般に、所望の防護効果を達成するには、ゲニステインをナノ懸濁物として約１０〜４０ｍｇ／ｋｇの用量で与えるのが有効であろう。
【００２２】
眼投与は、滴剤またはスプレーといった眼への付与に適合させた溶液または懸濁物中にゲニステインを混合することによって実施してもよい。
【００２３】
皮下投与、血管内投与、筋肉内投与には、薬学的に許容されかつ注射可能な担体中にゲニステインを混合する過程が伴う。
【００２４】
経皮投与の場合には、ゲニステインは親油性の担体中に混合し、局所用クリームまたは粘着性のパッチとして製剤するのが簡便である。
【００２５】
分量
医用画像処理電離放射線への被曝からの有害な効果を所望の程度まで軽減するために有効な用量と分量の範囲は、業界の標準的な実務にしたがって決定してもよい。ゲニステインは医用画像処理電離放射線への被曝前、被曝中、被曝後のいずれかまたはその複数において投与してもよいが、被曝前と被曝後の両方で投与するのが好ましい。被曝前に投与する場合は、被曝前４８時間以内、適切には２４時間以内、好ましくは８時間以内、最も好ましくは４時間以内、理想的には２時間以内に投与するとよい。被曝後に投与する場合は、被曝後１２時間以内、適切には８時間以内、好ましくは４時間以内、最も好ましくは２時間以内、理想的には１時間以内に投与するとよい。
【００２６】
ＤＮＡ二本鎖切断のピークは放射線被曝から３０分以内に起こる。一般的には、前記の非特許文献７に示された方法に従って測定した、遊離ゲニステインの血清中濃度が約１〜５μＭ（約３００〜１４００ｎｇ／ｍＬ）の間、細胞損傷を軽減するのに有効であるはずである。被曝時にこの有効な範囲を実現し、被曝後少なくとも１２時間その濃度を維持するのが好ましい。本発明者らは、被曝前２４時間以内と被曝後速やかに１回以上投与することで、ゲニステインの血清中濃度をこの望ましい濃度に持続させることができるものと考える。