(57)【要約】本発明は、特に高齢被験者、悪性疾患および心肺疾患の治療において特に組織への酸素供給の減少を伴う老化に関連したまたは疾患に関連した症状の治療を目的として換気活性を増加させることによりおよび/または血液形成ホルモンであるエリトロポエチン(EPO)の産生を増加させることにより組織への酸素供給を増加させるためのシステイン、システイン前駆物質またはシステイン誘導体またはシステイン含有物質の使用に関する。
2005532989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織での酸素供給を増加させる薬剤の製造を目的とするシステインまたはシステイン誘導体の使用。
【請求項２】
換気活性を増加させる薬剤の製造を目的とするシステインまたはシステイン誘導体の使用。
【請求項３】
血漿エリトロポエチン濃度を増加させる薬剤の製造を目的とするシステインまたはシステイン誘導体の使用。
【請求項４】
換気活性と血漿エリトロポエチン濃度を同時に増加させる薬剤の製造を目的とするシステインまたはシステイン誘導体の使用。
【請求項５】
酸素供給の減少した症状を治療するための、請求項1-4のいずれか一項に記載の薬剤の製造を目的とするシステインまたはシステイン誘導体の使用。
【請求項６】
組織での酸素供給を増加させるためのシステインまたはシステイン誘導体の使用。
【請求項７】
換気活性を増加させるためのシステインまたはシステイン誘導体の使用。 
【請求項８】
血漿エリトロポエチン濃度を増加させるためのシステインまたはシステイン誘導体の使用。
【請求項９】
換気活性と血漿エリトロポエチン濃度を同時に増加させるためのシステインまたはシステイン誘導体の使用。
【請求項１０】
酸素供給の減少した症状の治療を目的とする、請求項6-9のいずれか一項に記載のシステインまたはシステイン誘導体の使用。
【請求項１１】
高齢患者での請求項5-10のいずれか一項に記載のシステインまたはシステイン誘導体の使用。
【請求項１２】
悪性疾患での請求項5-10のいずれか一項に記載のシステインまたはシステイン誘導体の使用。
【請求項１３】
心肺疾患での請求項5-10のいずれか一項に記載のシステインまたはシステイン誘導体の使用。
【請求項１４】
システイン誘導体であるN-アセチルシステインの使用を特徴とする、請求項1-13のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１５】
請求項1-14のいずれか一項に記載のシステインまたはシステイン誘導体を含む医薬組成物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、換気応答および血液形成ホルモンエリトロポエチン(EPO)の産生を増加させることによって組織への酸素送達を向上させ、特に組織への酸素供給の減少を伴う老化に関連したまたは疾患に関連した症状(conditions)の治療を目的とするシステイン、システイン前駆体、またはシステイン誘導体またはシステイン含有物質の使用に関する。
【０００２】
組織の酸素濃度は、総ての高等生物において重要な生理学的役割を演じている。適正な酸素供給は、主として血液中の適正な赤血球数と換気活性によって維持されている。若い健康な生体では、動脈酸素濃度の減少(低酸素症)によって酸素検知動脈化学受容器が活性化され、更に肝臓および腎臓細胞でのEPO産生が刺激される。
【０００３】
上記の機構によって通常の条件下では組織への適正な酸素供給を確保することができるが、酸素供給は高齢、悪性疾患および心肺疾患では低下する。
【０００４】
これらの症状は、現在は典型的には組換えDNA技術によって産生される合成EPOまたは換気活性を増加させる他の薬剤で治療されている。しかしながら、現在利用可能な治療方法は、価格が高く且つ望ましくない副作用を有するといった実質的な欠点を有する。また、入手可能な薬剤は、典型的には換気活性または血漿中のEPO濃度のいずれかを改良するが、両法を同時には改良しない。
【０００５】
本発明の目的は、特に高齢、および悪性または心肺疾患のようなある種の疾患症状において換気応答およびEPO濃度を増加させる薬剤を産生するための代替薬剤を提供することである。好ましいものは、副作用をほとんどまたは全く生じない「生理学的」薬剤である。
【０００６】
本発明は、システインまたはシステイン誘導体の使用に基づくこのような代替薬剤を提供して、組織への酸素供給、換気応答、および血漿中のEPO濃度を増加させることによってこの問題を解決する。
【０００７】
システイン、その生化学的前駆体、システイン誘導体、およびシステイン含有タンパク質のようなシステイン含有物質は、典型的には天然の代謝において通常は役割を演じている「生理学的」薬剤である。従って、システインまたは他のシステイン誘導体、特にN-アセチルシステインを用いる治療について知られている重大な副作用は見られない。
【０００８】
システイン、システイン誘導体、システイン前駆体、またはシステイン含有物質を用いて治療することによって、血漿中のチオール/ジスルフィドのレドックス状態は一層還元性条件へシフトする。これにより、低酸素換気活性(hypoxic ventilatory activity)および患者の血漿中のEPO濃度も増加する。最後に、この治療により、組織への酸素供給が改善される。
【０００９】
最終的に組織への酸素供給の改良を意味するシステイン誘導体N-アセチルシステイン(NAC)の低酸素症換気活性および血漿EPO濃度に対するこれらの効果は、プラシーボと比較する二重盲験臨床試験(placebo-controlled double-blind clinical trial)により本発明に関連して示された。
【００１０】
NACのチオール基(SH基)は血漿チオール/ジスルフィドレドックス状態の抗酸化性シフトに関与しているので、換気活性および血漿EPO濃度および組織への酸素供給に対するNACの上記効果はシステイン自身、システインの生理学的前駆物質、他のシステイン誘導体、またはシステイン含有ポリペプチド等の他の生理学的チオール含有物質によっても提供されると予想することは妥当である。
【００１１】
従って、一般的用語「システイン誘導体」は、本明細書では総ての置換システイン誘導体、生理学的システイン前駆体、官能性チオール基、特にN-アセチルシステイン、並びにシステイン含有タンパク質またはペプチド等のシステイン含有物質を記載するのに用いられる。
【００１２】
換気応答とEPOの産生を調節する酸素センサーの機構は、完全には理解されていない(Semenza GL, 「酸素感知の展望(Perspectives on oxygen-sensing)」; Cell, 1999; 98; 281- 284)。しかしながら、スーパーオキシドアニオンラジカルの生成が少なくとも幾つかの酸素センサーにおける第二のメッセンジャーとして働くことがあることが幾つか指摘されている。また、スーパーオキシドアニオンは、種々のレドックス感受性シグナル形成経路を活性化することがある(Acker et al.,「他のO2感知細胞と比較した頸動脈小体におけるO2感知の機構(Mechanisms of O2 sensing in the carotid body in comparison with other O2-sensing cells)」; NIPS; 1955; 10; 211-216; Acker et al.,「ラット頸動脈小体における可能性のあるpO2センサーとしてのNADPHオキシダーゼの適応(Indications for an NADPH oxidase as a possible pO2-sensor in the rat carotid body)」; FEBS Lett.; 1989; 256; 75-78; Prabhakar et al.,「頸動脈小体化学受容器による酸素感知(Oxygen sensing by the carotid body chemoreceptor)」; J. Appl. Physiol.; 2000; 88; 2287-2295; Fandrey et al.,「低酸素症によって誘発されるエリトロポエチン産生における過酸化水素の役割(Role of hydrogen peroxide in hypoxia-induced erythropoietin production)」; Biochem J.; 1994; 303; 507-510; Huang etal. , 「低酸素症によって誘発されうる転写因子の活性化は主としてそのα−サブユニットのレドックス感受性安定化によって変化する(Activation of hypoxia-inducible transcription factor depends primarily upon redox-sensitive stabilization of its α-subunit)」; J. Biol. Chem.; 1996; 271; 32253-32259)。
【００１３】
酸素センサーは酸素濃度の変化に関与していることは以前に知られていたが、本発明は、これらの酸素センサーが血漿チオール/ジスルフィドレドックス状態の変化にも応答するレドックスセンサーであるという推測に基づいている。
【００１４】
2群の無作為に選択された被験者のプラシーボと比較する二重盲験試験に関連して、血漿チオールレベルおよび/または血漿チオール/ジスルフィドレドックス状態(チオール2ジスルフィド-1)を増加させることが知られている物質であるN-アセチルシステイン(NAC)を投与すると、換気活性および血漿エリトロポエチン濃度が予想外に増加することが示された。
【００１５】
プラシーボと比較する二重盲験試験は、健康で正常緊張状態の男性非喫煙被験者で行った。被験者は、試験前の少なくとも過去24時間はアルコール、カフェイン、またはあらゆる投薬を受けなかった。また、被験者は、試験前の少なくとも12時間は多大な肉体運動に従事していなかった。28名の被験者を試験に採用し、NACまたはプラシーボによる治療について無作為化した。NAC(200mgカプセル)またはプラシーボを、1日当たり600mgの用量を3回午前8.00時、午後4.00時および午後11.00時に投与した。
【００１６】
酸可溶性チオール(主としてシステイン)およびシスチン(システインジスルフィド)の血漿濃度を、それぞれ光度分析法およびアミノ酸分析計によって肘静脈血で測定した。被験者の血漿チオール/ジスルフィドレドックス状態を、式: レドックス状態 =チオール2ジスルフィド-1(μM)によってこれらのデーターに基づいて計算した。血清中のEPO濃度は、市販のEPO ELISAキットを用いて測定した。
【００１７】
また、被験者の低酸素換気応答を、定量測定した。換気活性は、オキシコン-β(oxychon-beta)の装置を用いて2種類の異なる実験条件下で測定した。第一の測定であるいわゆる「等炭酸ガス(isocapnic)低酸素換気応答」(等炭酸ガスHVR)は、酸素正常状態の条件下、すなわち正常な酸素濃度および一定二酸化炭素濃度下で試験した。第二の測定であるいわゆる不規則炭酸ガス(poikilocapnic)低酸素換気応答(不規則炭酸ガスHVR)は、12%の一定FiO2の低酸素チャンバーで正常気圧条件下で測定した。
【００１８】
「不規則炭酸ガス」という用語は、呼気中の可変二酸化炭素濃度を特徴とする試験条件を表し、一方、「等炭酸ガス」という用語は、一定二酸化炭素濃度を有する条件を表す。
【００１９】
この検討の結果を、下図に示す。
【００２０】
図１は、低酸素チャンバー(Eh)に6時間暴露した血漿チオール濃度(T)、血漿レドックス状態(RS)、等炭酸ガス低酸素換気応答(H)、血漿EPO濃度(E)、および血漿EPO濃度の2時間後の相対変化(rc, %)を示す。N-アセチルシステイン投与群(N)とプラシーボ投与対照群(P)の差の有意性を、そのP値によって示す。
【００２１】
従って、図1は、NAC投与群は、血漿チオール濃度の有意な増加(P<0.01)および血漿チオール/ジスルフィドレドックス状態(チオール2ジスルフィド-1)の増加(P<0.05)のみならず、プラシーボ投与群と比較した場合の低酸素チャンバーに暴露の前後の換気活性の典型的な指標としての等炭酸ガス低酸素換気応答の有意な増加および血漿EPO濃度の増加（再びP<0.05）を有していた。
【００２２】
図２は、処置の開始前(時間1)および処置開始からそれぞれ4および5日後(時間2)の等炭酸ガス低酸素換気応答(H)および血漿EPO濃度(E)の絶対値を示す。
N-アセチルシステイン投与群(黒塗り記号)で見られる時間1と時間2の間の換気活性(H)と血漿EPO濃度(E)の増加は、プラシーボ投与対照群(白抜き記号)(それぞれ、P値<0.01および<0.05)とは有意差がある。
【００２３】
図３は、N-アセチルシステイン投与(黒塗り記号)またはプラシーボ投与(白抜き記号)の開始から5日後に低酸素チャンバーに6時間暴露した時点の不規則炭酸ガス低酸素換気応答Hの個々の値(単位は分-1%-1kg-1)と相当する被験者の平均血漿チオール濃度T(μM)との相関を示す。
【００２４】
相関係数(r)の値が高く且つP値が小さいことは、呼吸活性、すなわち被験者の不規則炭酸ガス低酸素換気応答と平均血漿チオール濃度の相関の有意性を示している(組合せ投与群についてはr=0.59およびP<0.01; N-アセチルシステイン群についてはr = 0.71およびP<0.01)。
【００２５】
従って、本発明は、組織への酸素供給、換気活性、および血漿EPO濃度を増加させるようにデザインされた薬剤を製造するためのシステインまたはシステイン誘導体の使用に関する。
【００２６】
本発明の好ましい用途は、呼吸活性を高め且つ同時に血漿エリトロポエチン濃度を増加させる薬剤を製造するためのシステインまたはシステイン誘導体の使用である。
【００２７】
換気活性と血漿エリトロポエチン濃度の両方によって決定される組織中の酸素濃度は、ある条件、特に高齢被験者、癌患者、または心肺疾患では異常に減少する。
【００２８】
従って、本発明の好ましい用途の一つは、特に高齢被験者、悪性疾患、特に進行期の悪性疾患、および心肺疾患において酸素供給が異常に低下した症状の治療を目的とする薬剤の製造におけるシステインまたはシステイン誘導体の使用に関する。
【００２９】
組織への酸素供給、換気活性、および血漿EPO濃度を増加させるための薬剤の製造におけるN-アセチルシステインの使用が好ましい。
【００３０】
システインまたはシステイン誘導体は、組織の酸素供給、呼吸活性または血漿EPO濃度を増加させる他の物質および薬剤と組み合わせて用いることもできる。システインまたはシステイン誘導体の一つは、粉末、溶液、錠剤、または「徐放性錠剤」として投与することができる。処方物は、味を改良する物質、安定剤、酸化防止剤、または同様な添加剤など通常の添加剤を含むこともできる。システインまたはシステイン誘導体は、典型的には経口投与される。しかしながら、任意の他の実際的方法によって、特に非経口または静脈内投与によって投与することもできる。
【００３１】
システインまたはシステイン誘導体、特にN-アセチルシステインは、典型的には組織への酸素供給、換気活性および血漿EPO濃度を増加させる目的で0.1g-20gの一日用量で、好ましくは0.1g-10gの一日用量で、更に好ましくは0.4g-3gの一日用量で適用される。しかしながら、最適用量は個々の患者の血漿チオール濃度および/または血漿チオール/ジスルフィドレドックス状態によって変化し、それに応じて選択すべきである。
【００３２】
従って、本発明のもう一つの処方物は、組織への酸素供給、換気活性および/または血漿EPO濃度を増加させるための薬剤の製造を目的とするシステインまたはシステイン誘導体を含む医薬組成物の使用を包含する。
【００３３】
本発明は、組織への酸素供給、呼吸活性および血漿EPO濃度を増加させ同時に換気活性および血漿EPO濃度を増加させるためのシステインまたはシステイン誘導体の使用にも関するものであり、システイン誘導体であるN-アセチルシステインの使用が好ましい。特に高齢被験者、悪性疾患、または心肺疾患において酸素供給の減少を有する症状の治療には、システインまたはシステイン誘導体の使用が更に好ましい。酸素供給、換気活性および/または血漿EPO濃度の増加を目的とするシステインまたはシステイン誘導体を含む医薬組成物の使用も、好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】低酸素チャンバー(Eh)に6時間暴露した血漿チオール濃度(T)、血漿レドックス状態(RS)、等炭酸ガス低酸素換気応答(H)、血漿EPO濃度(E)、および血漿EPO濃度の2時間後の相対変化(rc, %)。N-アセチルシステイン投与群(N)とプラシーボ投与対照群(P)の差の有意性を、そのP値によって示す。  従って、図1は、NAC投与群は、血漿チオール濃度の有意な増加(P<0.01)および血漿チオール/ジスルフィドレドックス状態(チオール2ジスルフィド-1)の増加(P<0.05)のみならず、プラシーボ投与群と比較した場合の低酸素チャンバーに暴露の前後の換気活性の典型的な指標としての等炭酸ガス低酸素換気応答の有意な増加および血漿EPO濃度の増加(P<0.05)を有していた。
【図２】処置の開始前(時間1)および処置開始からそれぞれ4および5日後(時間2)の等炭酸ガス低酸素換気応答(H)および血漿EPO濃度(E)の絶対値。  N-アセチルシステイン投与群(黒塗り記号)で見られる時間1と時間2の間の換気活性(H)と血漿EPO濃度(E)の増加は、プラシーボ投与対照群(白抜き記号)(それぞれ、P値<0.01および<0.05)とは有意差がある。
【図３】N-アセチルシステイン投与(黒塗り記号)またはプラシーボ投与(白抜き記号)の開始から5日後に低酸素チャンバーに6時間暴露した時点の不規則炭酸ガス低酸素換気応答Hの個々の値(単位は分-1%-1kg-1)と相当する被験者の平均血漿チオール濃度T(μM)との相関。  相関係数(r)の値が高く且つP値が小さいことは、呼吸活性、すなわち被験者の不規則炭酸ガス低酸素換気応答と平均血漿チオール濃度の相関の有意性を示している(組合せ投与群についてはr=0.59およびP<0.01; N-アセチルシステイン群についてはr = 0.71およびP<0.01)。
【図１】
2005532989.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005532989.tif 000005
【国際調査報告】
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2005532989.tif 000007
2005532989.tif 000008
2005532989.tif 000009
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