(57)【要約】【課題】脳内Al3+毒性には、透析患者のアルミニウム脳症、および神経細胞内のＮＦ-ｋβの過剰発現による神経細胞損傷がある。本発明では、ニューキノロン抗菌薬とAl制酸剤との共投与による、腸管膜からのAl3+吸収および脳関門通過による脳機能障害の二仮説を建てた。【解決手段】上記仮説の妥当性を本出願に於いて初めて実証し、課題を明確にした。解決手段：ピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルプロドラッグ含有海馬歯状回の神経障害予防薬およびその投与による予防方法。【選択図】図５
2018062482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する、アルミニウムに起因する海馬歯状回の神経障害予防薬。
【請求項２】
前記神経障害が、アルミニウムイオン含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬との共投与に起因するアルミニウムイオンの腸管吸収を経由するものである、請求項１に記載の神経障害予防薬。
【請求項３】
前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｉ）
【化１】
2018062482.tif 000087
［式中、Ｚ１〜Ｚ３は置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基または含酸素炭化水素基であり、それらの隣接する二つは一緒になって置換されてよい炭化水素環、含窒素ヘテロ環、含酸素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を構成してもよく、Ｒ６はＨまたはＣ１〜Ｃ６のアルキルを表し、Ｒ７はＣ１〜Ｃ６のアルキルを表す。］で表される、請求項１または２に記載の神経障害予防薬。
【請求項４】
前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＩＩ）：
【化２】
2018062482.tif 000088
［式中、ｍは１または０を表し、Ｒ６及びＲ７は前記と同義であり、ＺはＣまたはＮを表し、Ｒ１はハロゲンで置換されてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル、ハロゲンで置換されてもよいＣ３〜Ｃ６シクロアルキルまたはハロゲンで置換されてもよいフェニルを表し、Ｒ３はＨ、ＮＨ２またはメチルを表し、Ｒ４は
【化３】
2018062482.tif 000089
を表し、Ｒ５はＨ、Ｆ、ＣｌまたはＯＣＨ３を表し、または、Ｒ５とＲ１は一緒になって１位のＮ及び８位のＺと共に置換されてよい含窒素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を形成してもよい（但し、Ｚ＝Ｎのときは、ｍ＝０である）。］で表される、請求項１または２に記載の神経障害予防薬。
【請求項５】
前記化学式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＩＩＩ）：
【化４】
2018062482.tif 000090
［式中、Ｒ３〜Ｒ４、及び、Ｒ６〜Ｒ７は前記と同義であり、Ｒ１１は
【化５】
2018062482.tif 000091
である。］で表される、請求項４に記載の神経障害予防薬。
【請求項６】
前記化学式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグに於けるＺがＣでありｍ＝１である化学式（ＩＩ−１）：
【化６】
2018062482.tif 000092
に於いて、各置換基Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の組み合わせが、
Ｒ１＝エチル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｈ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるノルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝エチル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−メチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｆ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるロメフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝４−メチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｆ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるフレロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝シクロプロピル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｈ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるシプロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝シクロプロピル、Ｒ３＝ＮＨ２、Ｒ４＝３，５−ジメチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｆ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるスパルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝シクロプロピル、Ｒ３＝ＣＨ３、Ｒ４＝３−メチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｈ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるグレパフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝シクロプロピル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−メチルアミノ−１−ピペリジノ、Ｒ５＝ＯＣＨ３、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるバロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝２，４−ジフルオロフェニル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−メチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｈ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるテマフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、及び
Ｒ１＝
【化７】
2018062482.tif 000093
、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝
【化８】
2018062482.tif 000094
、Ｒ５＝Ｃｌ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるシタフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、から選択された少なくとも１つのピリドンカルボン酸抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル（「ヘミアセタール型エステル体」と略すことあり。）プロドラッグである、請求項４に記載の神経障害予防薬。
【請求項７】
前記化学式（ＩＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、好ましくは、化学式（ＩＶ）：
【化９】
2018062482.tif 000095
［式中、Ｒ６及びＲ７は前記と同義である。］で表される、レボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、請求項５に記載の神経障害予防薬。
【請求項８】
前記化学式（ＩＶ）のレボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、更に好ましくは、化学式（Ｖ）：
【化１０】
2018062482.tif 000096
で表される、レボフロキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または化学式（ＶＩ）：
【化１１】
2018062482.tif 000097
で表されるレボフロキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、請求項７に記載の神経障害予防薬。
【請求項９】
前記化学式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於けるＺ＝Ｎ、ｍ＝０のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである化学式（ＶＩＩ）：
【化１２】
2018062482.tif 000098
に於いて、
Ｒ１＝エチル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝１−ピペラジニル、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、及びＲ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるエノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または、
Ｒ１＝２，４−ジフルオロフェニル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−アミノ−１−ピロリジニル、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、及びＲ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるトスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、請求項４に記載の神経障害予防薬。
【請求項１０】
前記エノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＶＩＩＩ）：
【化１３】
2018062482.tif 000099
で表されるエノキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または、化学式（ＩＸ）：
【化１４】
2018062482.tif 000100
で表されるエノキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、請求項９に記載の神経障害予防薬。
【請求項１１】
前記トスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｘ）：
【化１５】
2018062482.tif 000101
で表されるトスフロキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または化学式（ＸＩ）：
【化１６】
2018062482.tif 000102
で表されるトスフロキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、請求項９に記載の神経障害予防薬。
【請求項１２】
前記海馬障害が海馬歯状回中の神経発生である、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の神経障害予防薬。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムイオン（Al3+）に起因する海馬歯状回の神経障害予防薬及び同予防方法に関する。本発明で云う海馬歯状回の神経障害とは、海馬歯状回中の神経発生を含む神経障害を云う。
【０００２】
詳しくは、本発明は、アルミニウムイオンの腸管吸収を阻害し、及びアルミニウムイオンに起因する海馬歯状回の神経障害を予防する、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する海馬歯状回の神経障害予防薬に関する。本発明はまた、アルミニウムイオンの腸管吸収を阻害し、以て、アルミニウムイオンに起因する海馬歯状回の神経障害を予防する、ピリドンカルボン酸系抗菌薬をヘミアセタール型エステルプロドラッグとして投与する海馬歯状回の神経障害予防方法に関する。
【０００３】
更に詳しくは、本発明は、アルミニウムイオン（Al3+）含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬を共投与する場合に生じるアルミニウムイオンの腸管吸収を阻害し、及び、アルミニウムイオンに起因する海馬歯状回中の神経発生を予防する為の、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する海馬歯状回の神経障害予防薬に関する。本発明の別の側面は、アルミニウムイオン（Al3+）含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬を共投与する場合に生じるアルミニウムイオンの腸管吸収及びアルミニウムイオンに起因する海馬歯状回中の神経発生を予防する、ピリドンカルボン酸系抗菌薬をヘミアセタール型エステルプロドラッグとして投与する海馬歯状回の神経障害予防方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
アルミニウム(Al)とアルツハイマー病（ADと略す場合あり）の潜在的な関連性は、1965年に、Klatzo及び共同研者（非特許文献１）、並びにTerry及びPena（非特許文献２）によってなされた研究から始まった。これらの研究者または他の研究者らは（非特許文献３及び非特許文献４）、脳脊髄液へのアルミニウム塩類の導入直後に中枢神経系柔組織上でまたはニューロン周核体の中で発達した、主要で広範囲の神経線維性蓄積について記述した。その時以来、アルミニウムと様々な神経変性疾患、例えばアルツハイマー病（AD）、筋萎縮性側索硬化症（ALSと略す場合あり）及びパーキンソン症候群との関係が報告された（非特許文献５）。アルミニウムの脳に対する毒性を警告するこれらの多数の証拠にもかかわらず、アルミニウムを含有する様々な制酸剤は、アルミニウムが胃腸管での吸収を経由するほど十分に脂肪親和性が強くないとの確信の下、ここ日本ではまだ販売されている。
【０００５】
更に、脳におけるアルミニウムイオン（Al3+）の毒性については透析患者におけるアルミニウム脳症が古くから知られ、透析患者に対するアルミニウム製剤は禁忌である。近年、脳内に入ったAl3+は神経細胞内でサイトカイン類の転写因子ＮＦ-κＢを過剰に発現し、リウマチを悪化させる因子であるＴＮＦ-αやＴ細胞、Ｂ細胞の過剰活性化をもたらす結果、神経細胞がサイトカイン類により損傷することが明らかにされてきつつある（非特許文献６、及び非特許文献７）。
【０００６】
一方、ピリドンカルボン酸系抗菌薬には、多価金属含有医薬の併用時に於けるキレート形成による不溶化が、添付文書の併用注意の項に記載がある。その記載によると、多価金属含有制酸剤を同時に併用するとピリドンカルボン酸系抗菌薬の吸収が低下して効果が減少する為、アルミニウムなどの金属含有製剤の投与に際しては、ピリドンカルボン酸系抗菌薬の投与後２時間以上あけること等の記載がある。本併用注意は、高齢化に伴い近年繁用されている一包化調剤を阻むものとして問題とされている。しかしながら、これ等の注意書きは、ピリドンカルボン酸系抗菌薬の腸管吸収低下を防ぐ目的であり、アルミニウムイオンの腸管吸収による血中アルミニウムイオン濃度の増加やその有害性（例えば、脳海馬領域への取り込み）に関しては何の言及も無い。
【０００７】
この様に、ピリドンカルボン酸系抗菌薬をアルミニウム含有制酸剤と併用する場合に於けるアルミニウムイオンの腸管吸収可能性やその危険性に対する世間の認識は全く無いのが現状である。
【０００８】
さて、Burattiらは（非特許文献８）、8-ヒドロキシキノリンを使用してアルミニウムイオン（Al3+）とのキレート錯体を形成した後にトルエン油層へのアルミニウムイオンの抽出に成功した。一方、ピリドンカルボン酸系抗菌薬の内、オフロキサシン、フレロキサシン、ロメフロキサシン、レボフロキサシン及びシプロフロキサシンのような所謂ニューキノロン抗菌薬（NQと略す場合あり）と、アルミニウムイオン、ガドリニウムイオン及びイットリウムイオンなどとの錯体生成平衡が、Jakovljavicら（非特許文献９）によって電位差的及び分光学的方法によって水溶液中で検討された。それによると、上記3種類の金属中で、最も重要な数字がアルミニウムイオンによって得られた。さらに、各配位子に於ける血漿内アルミニウム移動能は、約10-4Mと同等またはより高い配位子の濃度レベルに於いて、計算上、レボフロキサシン(LVFX)＞モキシフロキサシン>シプロフロキサシンの順に従うとされた。
【０００９】
しかしながら、上述のとおり、アルミニウム制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬を共投与した場合に於けるアルミニウムイオンの腸管吸収の有無に言及した先行文献は皆無である。更には、アルミニウム制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬を共投与した場合に於けるアルミニウムイオンの脳関門移入に伴う海馬歯状回の神経障害（歯状回中の神経発生など）に言及した先行文献も皆無である。
【００１０】
仮に、アルミニウム制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬を共投与した場合に於けるアルミニウムイオンの腸管吸収、及び吸収されたアルミニウムイオンの脳関門移入に伴う海馬歯状回の神経障害が明らかになれば、ニューキノロンを含むピリドンカルボン酸系抗菌薬の投与処方に大きな制約が伴うという事態になる。
【００１１】
なお、本発明者等は、ニューキノロン（NQ）等のピリドンカルボン酸系抗菌薬とアルミニウム等を含有する制酸剤とのキレート形成防止及び経口投与における腸内菌交代副作用防止に有用なプロドラッグとして、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル（以下、「ヘミアセタール型エステル」と称することあり）を提案している（特許文献１）。しかしながら、そこでは、アルミニウムイオン（Al3+）の腸管吸収、及びそれに続く脳の海馬障害（歯状回中の神経発生など）については、何ら開示も示唆も無い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開：ＷＯ２０１５／０９８６９３
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】I. Klatzo, H. Wisniewski and E. Streicher; Experimental production of neurofibrillary degeneration. I. Light microscopic observations; J. Neurogath. Exptl. Neurol., 24: 200-210 (1965).
【非特許文献２】R. D. Terry and C. Pena. Experimental production of neurofibrillary degeneration. 2. Electron microscopy, phosphatase histochemistry and degeration electron probe analysis. J. Neuropath. Exptl. Neurol. 24, 200-210 (1965).
【非特許文献３】H. M. Wisnieski, O. Narkewics and K. Wisniewski. Topograhy and dynamics of neurofibrillary generation in aluminum encephalopathy. Acta. Neuropathol. 9, 127-133 (1967).
【非特許文献４】D. R. Crapper and A. J. Dalton. Alterations in short-term retention, conditioned avoidance response, acquisition and motivation following aluminum induced neurofibrillary degeneration.Physiol. Behav. 10, 925-933 (1973).
【非特許文献５】H. Shiraki and Y. Yase: Amyotrophic lateral sclerosis and Parkinsonism-dementia in Kii peninsula: camparison with the same disorders in Guam and with Alzheimer’s disease. Handbook of clinical Neurology, vol. 15, pp. 273-300, 1991.
【非特許文献６】Campbell A, Yang Y, Tsai-Turton M, Bondy SC. Aluminum induces reactive oxygen species formation and NF-kB activation in human glioblastoma cells. Brain Res. 2002; 933:60-2. [PubMed]
【非特許文献７】Altman J, Das GD, Postnatal neurogenesis in the guinea-pig. Nature, 1967 Jun 10; 214 (5093): 1098-1101.
【非特許文献８】M. Buratti, C. Valla, O. Pellegrino, F. M. Rubino and A. Colombi. Aluminum determination in biological fluids and dialysis concentrates via chelation with 8-hydroxyquinoline and solvent extraction/ fluorimetry. Anal. Biochem. 353, 63-68 (2006).
【非特許文献９】I. Jakovljevica, D. Petrovicb, L. Joksovica, I. Lazarevicc, M. J. Stankovd & P. D. Jakovljavic. Complex formation equilibria between aluminum (III), gadolinium (III) and yttrium (III) ions and some fluoroquinolone ligands. Potentiometric and spectroscopic study, Journal of Coordination Chemistry, 68, 4272-4295 (2015).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明の課題は、アルミニウム制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬を共投与した場合に於けるアルミニウムイオンの腸管吸収の有無、及び吸収されたアルミニウムイオンの脳内移行に伴う海馬の神経障害の有無を明らかにし、その対策を提供することである。
【００１５】
さて、本発明者らは前述のとおり、ニューキノロン（NQ）等のピリドンカルボン酸系抗菌薬とAl制酸剤とのキレート形成防止及び経口投与における腸内菌交代副作用防止に有用なプロドラッグとして、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルを提案した（特許文献１）。上記提案では、カルボン酸系抗菌薬とAl制酸剤とのキレート形成を防止することによって、カルボン酸系抗菌薬の腸管吸収を促進することが課題であった。
【００１６】
一方、アルミニウムが神経変性疾患、例えばアルツハイマー病(AD)との強い関連性を指摘されていることに鑑み、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルがアルミニウムの腸管吸収に対して如何なる効果を有するかと云う問題も潜在的には本発明者らの念頭にあった。
【００１７】
そこで本発明者らは、レボフロキサシン（LVFX）等のピリドンカルボン酸系抗菌薬がアルミニウムイオン（Al3+）との錯体形成によりアルミニウムイオンの親油性を増加させて、腸管薄膜からのアルミニウムイオンの吸収を促進するとの第一仮説を建てた。そして、その延長としてアルミニウムイオンの脳内移行により脳機能障害と云う副作用を起こすとの第二の大胆な仮説を建てた。従って、これら第一及び第二の仮説の妥当性を検証することが本発明の大前提である。そして、これ等の仮説が妥当であるとの立証に成功した場合は、その副作用を予防する手段を提供することこそが本発明の課題となる。
【００１８】
より具体的に説明すると、本発明者らは、レボフロキサシン（LVFX）等のピリドンカルボン酸系抗菌薬がAl3+と下記の模式図（図６）に示す３種の錯体を形成するとの仮説を建てた。
【００１９】
模式図中の（Ａ）は、LVFXとAl3+が１対１で錯体（キレート）を形成したケースで、この場合、極性の高い２価イオンのために消化管吸収はほとんど起こらないと想定される。一方、（Ｂ）のようにLVFXとAl3+が２対１のキレートを形成した場合、アルミニウムイオンの価数はワンプラスとなり、脂溶性が高い２モルのLVFXによる脂溶性の増加に伴い消化管吸収が生起すると想定される。さらに同キレートは更にそのまま血液脳関門を通過し、海馬歯状回におけるAl3+に起因する神経発生を惹起する可能性があると考えられる。さらに（Ｃ）では、LVFXとAl3+が３対１のキレートを形成し、価数がゼロになったケースで、この場合、消化管内で不溶性キレートを形成して、LVFXもAl3+も全く吸収されなくなると考えられる。（Ｃ）のケースに関してはLVFXの（商品名：クラビット）添付文書中に、「＜併用注意＞の２番目に、AlまたはMg含有の制酸剤等あるいは鉄剤との併用による、キレート形成に基づく本剤（LVFX）の吸収低下」という記載がなされている。LVFXに限らず全てのピリドンカルボン酸系抗菌薬において、構造式中のピリドンカルボン酸基が多価金属イオンとのキレート中心であることから、この注意は全てのピリドンカルボン酸系抗菌薬に共通である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
まず、上記仮説の妥当性を探るために、Al制酸剤とLVFXが共投与されたときのアルミニウムイオン（Al3+）の腸管吸収を詳細に研究した。その結果、驚くべきことに、アルミニウムイオンがニューキノロン（NQ）等のピリドンカルボン酸系抗菌薬と併用（共投与）されることによって腸管吸収されることを発見し、第一の仮説を立証した。更に驚くべきことには、吸収されたアルミニウムイオンが脳関門を通過して脳の海馬障害（具体的には、海馬歯状回中の神経発生）を誘発していることを発見し、第二の仮説を立証した。
【００２１】
そして、最も驚くべきことには、これら第一及び第二の課題を解決する手段として、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルがＡｌに起因する海馬歯状回の神経障害の優れた予防薬となることを見出し、本発明に到達した。
【００２２】
即ち本発明は、アルミニウムイオンの腸管吸収を阻害し、以て、アルミニウムイオンに起因する海馬歯状回の神経障害を予防する、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルプロドラッグ含有海馬歯状回の神経障害予防薬を提供する。本発明はまた、アルミニウムイオンの腸管吸収を阻害し、以て、アルミニウムイオンに起因する海馬歯状回の神経障害を予防する、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルプロドラッグを投与する海馬歯状回の神経障害予防方法を提供する。
【００２３】
更に詳しくは、本発明は、アルミニウムイオン（Al3+）含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬とを共投与する場合に生じるアルミニウムイオンの腸管吸収を阻害し、及び、アルミニウムイオンに起因する海馬歯状回中の神経発生を予防する為の、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルプロドラッグ含有海馬歯状回の神経障害予防薬を提供する。
【００２４】
本発明の別の側面は、アルミニウムイオン（Al3+）含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬とを共投与する場合に生じるアルミニウムイオンの腸管吸収及びアルミニウムイオンに起因する海馬歯状回中の神経発生を予防する、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルプロドラッグを投与する海馬歯状回の神経障害予防方法を提供する。
【００２５】
即ち、本発明では、ピリドンカルボン酸系抗菌薬の内、多価金属イオンと最もキレート能が高いと考えられているレボフロキサシンを対象に、水酸化アルミニウムとの併用で、Al3+の消化管吸収が増加したこと（第一仮説の立証）、さらにAl3+の脳移行性が増加したこと（第二仮説の立証）を初めて実証した。
【００２６】
そこで、本発明者らはこれ等の仮説に基づき、Al3+のレボフロキサシンへの配位（キレート化とも云う）を妨害するために、レボフロキサシンのカルボキシル基をプロキセチル基（イソプロポキシル基とも云う）で保護したレボフロキサシン−イソプロポキシル−１−エチルヘミアセタールエステル（LVFX-IHEと略称する）を用いて、水酸化アルミニウムと共投与（または、同時併用）実験を行なった。その結果、驚くべきことに、共投与しても血中アルミニウム濃度を増加することなく、さらに脳内の海馬歯状回における変化も認められないことを発見し、本発明に到達した。従って、本発明は、従来のピリドンカルボン酸系抗菌薬（特に、ニューキノロン系抗菌薬）のアルミニウム製剤と併用の脳への危険性を明らかにするとともに、その危険性を劇的に低下させるピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルプロドラッグを提示するものである。
【００２７】
即ち、本発明は、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のキレート中心であるカルボキシル基をヘミアセタールエステルで塞ぐことによって、消化管内でAl3+イオンとのキレート反応を阻止し、更にAl3+の消化管吸収を阻止するとともに脳へのアルミニウムイオンの悪影響を予防する手段を提起したものとして特筆できる。
【００２８】
以下、本発明に係るピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルプロドラッグを含む海馬歯状回の神経障害予防薬及び同予防方法について、発明の具体的態様を説明する。
【００２９】
即ち、本発明の第一の態様は、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する、アルミニウムに起因する海馬歯状回の神経障害予防薬である。
【００３０】
本発明の更なる態様は、前記神経障害が、アルミニウムイオン含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬との共投与に起因するアルミニウムイオンの腸管吸収を経由するものである、前記神経障害予防薬である。
【００３１】
本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｉ）
【化１】
2018062482.tif 000003
［式中、Ｚ１〜Ｚ３は置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基または含酸素炭化水素基であり、それらの隣接する二つは一緒になって置換されてよい炭化水素環、含窒素ヘテロ環、含酸素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を構成してもよく、Ｒ６はＨまたはＣ１〜Ｃ６のアルキルを表し、Ｒ７はＣ１〜Ｃ６のアルキルを表す。］で表される、前記神経障害予防薬である。
【００３２】
本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＩＩ）：
【化２】
2018062482.tif 000004
［式中、ｍは１または０を表し、Ｒ６及びＲ７は前記と同義であり、ＺはＣまたはＮを表し、Ｒ１はハロゲンで置換されてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル、ハロゲンで置換されてもよいＣ３〜Ｃ６シクロアルキルまたはハロゲンで置換されてもよいフェニルを表し、Ｒ３はＨ、ＮＨ２またはメチルを表し、Ｒ４は
【化３】
2018062482.tif 000005
を表し、Ｒ５はＨ、Ｆ、ＣｌまたはＯＣＨ３を表し、または、Ｒ５とＲ１は一緒になって１位のＮ及び８位のＺと共に置換されてよい含窒素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を形成してもよい（但し、Ｚ＝Ｎのときは、ｍ＝０である）。］で表される、前記神経障害予防薬である。
【００３３】
本発明の更なる態様は、前記化学式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＩＩＩ）：
【化４】
2018062482.tif 000006
［式中、Ｒ３〜Ｒ４、及び、Ｒ６〜Ｒ７は前記と同義であり、Ｒ１１は
【化５】
2018062482.tif 000007
である。］で表される、前記神経障害予防薬である。
【００３４】
前記化学式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグに於けるＺがＣでありｍ＝１である化学式（ＩＩ−１）：
【化６】
2018062482.tif 000008
に於いて、各置換基Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の組み合わせが、
Ｒ１＝エチル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｈ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるノルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝エチル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−メチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｆ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるロメフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝４−メチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｆ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるフレロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝シクロプロピル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｈ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるシプロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝シクロプロピル、Ｒ３＝ＮＨ２、Ｒ４＝３，５−ジメチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｆ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるスパルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝シクロプロピル、Ｒ３＝ＣＨ３、Ｒ４＝３−メチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｈ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるグレパフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝シクロプロピル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−メチルアミノ−１−ピペリジノ、Ｒ５＝ＯＣＨ３、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるバロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝２，４−ジフルオロフェニル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−メチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｈ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるテマフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、及び
Ｒ１＝
【化７】
2018062482.tif 000009
、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝
【化８】
2018062482.tif 000010
、Ｒ５＝Ｃｌ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるシタフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、から選択された少なくとも１つのピリドンカルボン酸抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル（「ヘミアセタール型エステル体」と略すことあり。）プロドラッグである、前記神経障害予防薬である。
【００３５】
本発明の更なる態様は、前記化学式（ＩＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、好ましくは、化学式（ＩＶ）：
【化９】
2018062482.tif 000011
［式中、Ｒ６及びＲ７は前記と同義である。］で表される、レボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、前記神経障害予防薬である。
【００３６】
本発明の更なる態様は、前記化学式（ＩＶ）のレボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、更に好ましくは、化学式（Ｖ）：
【化１０】
2018062482.tif 000012
で表される、レボフロキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または化学式（ＶＩ）：
【化１１】
2018062482.tif 000013
で表されるレボフロキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、前記神経障害予防薬である。
【００３７】
本発明の更なる態様は、前記化学式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於けるＺ＝Ｎ、ｍ＝０のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである化学式（ＶＩＩ）：
【化１２】
2018062482.tif 000014
に於いて、
Ｒ１＝エチル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝１−ピペラジニル、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、及びＲ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるエノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または、
Ｒ１＝２，４−ジフルオロフェニル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−アミノ−１−ピロリジニル、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、及びＲ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるトスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、前記神経障害予防薬である。
【００３８】
前記エノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＶＩＩＩ）：
【化１３】
2018062482.tif 000015
で表されるエノキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または、化学式（ＩＸ）：
【化１４】
2018062482.tif 000016
で表されるエノキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、前記神経障害予防薬である。
【００３９】
本発明の更なる態様は、前記トスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｘ）：
【化１５】
2018062482.tif 000017
で表されるトスフロキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または化学式（ＸＩ）：
【化１６】
2018062482.tif 000018
で表されるトスフロキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、前記神経障害予防薬である。
【００４０】
本発明の更なる態様は、前記海馬障害が海馬歯状回中の神経発生である、前記神経障害予防薬である。
【００４１】
本発明の更なる態様は、ピリドンカルボン酸系抗菌薬をアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグとして投与する、アルミニウムに起因する海馬歯状回の神経障害予防方法である。
【００４２】
本発明の更なる態様は、前記神経障害が、アルミニウムイオン含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬との共投与に起因するアルミニウムイオンの腸管吸収を経由するものである、前記神経障害予防方法である。
【００４３】
本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｉ）
【化１７】
2018062482.tif 000019
［式中、Ｚ１〜Ｚ３は置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基または含酸素炭化水素基であり、それらの隣接する二つは一緒になって置換されてよい炭化水素環、含窒素ヘテロ環、含酸素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を構成してもよく、Ｒ６はＨまたはＣ１〜Ｃ６のアルキルを表し、Ｒ７はＣ１〜Ｃ６のアルキルを表す。］で表される、前記神経障害予防方法である。
【００４４】
本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＩＩ）：
【化１８】
2018062482.tif 000020
［式中、ｍは１または０を表し、Ｒ６及びＲ７は前記と同義であり、ＺはＣまたはＮを表し、Ｒ１はハロゲンで置換されてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル、ハロゲンで置換されてもよいＣ３〜Ｃ６シクロアルキルまたはハロゲンで置換されてもよいフェニルを表し、Ｒ３はＨ、ＮＨ２またはメチルを表し、Ｒ４は
【化１９】
2018062482.tif 000021
を表し、Ｒ５はＨ、Ｆ、ＣｌまたはＯＣＨ３を表し、または、Ｒ５とＲ１は一緒になって１位のＮ及び８位のＺと共に置換されてよい含窒素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を形成してもよい（但し、Ｚ＝Ｎのときは、ｍ＝０である）。］で表される、前記神経障害予防方法である。
【００４５】
本発明の更なる態様は、前記化学式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＩＩＩ）：
【化２０】
2018062482.tif 000022
［式中、Ｒ３〜Ｒ４、及び、Ｒ６〜Ｒ７は前記と同義であり、Ｒ１１は
【化２１】
2018062482.tif 000023
である。］で表される、前記神経障害予防方法である。
【００４６】
本発明の更なる態様は、前記化学式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグに於けるＺがＣでありｍ＝１である化学式（ＩＩ−１）：
【化２２】
2018062482.tif 000024
に於いて、各置換基Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の組み合わせが、
Ｒ１＝エチル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｈ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるノルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝エチル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−メチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｆ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるロメフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝４−メチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｆ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるフレロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝シクロプロピル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｈ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるシプロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝シクロプロピル、Ｒ３＝ＮＨ２、Ｒ４＝３，５−ジメチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｆ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるスパルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝シクロプロピル、Ｒ３＝ＣＨ３、Ｒ４＝３−メチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｈ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるグレパフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝シクロプロピル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−メチルアミノ−１−ピペリジノ、Ｒ５＝ＯＣＨ３、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるバロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
Ｒ１＝２，４−ジフルオロフェニル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−メチル−１−ピペラジニル、Ｒ５＝Ｈ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるテマフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、及び
Ｒ１＝
【化２３】
2018062482.tif 000025
、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝
【化２４】
2018062482.tif 000026
、Ｒ５＝Ｃｌ、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｒ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるシタフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、から選択された少なくとも１つのピリドンカルボン酸抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル（「ヘミアセタール型エステル体」と略すことあり。）プロドラッグである、前記神経障害予防方法である。
【００４７】
本発明の更なる態様は、前記化学式（ＩＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、好ましくは、化学式（ＩＶ）：
【化２５】
2018062482.tif 000027
［式中、Ｒ６及びＲ７は前記と同義である。］で表される、レボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、前記神経障害予防方法である。
【００４８】
本発明の更なる態様は、前記化学式（ＩＶ）のレボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、更に好ましくは、化学式（Ｖ）：
【化２６】
2018062482.tif 000028
で表される、レボフロキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または化学式（ＶＩ）：
【化２７】
2018062482.tif 000029
で表されるレボフロキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、前記神経障害予防方法である。
【００４９】
本発明の更なる態様は、前記化学式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於けるＺ＝Ｎ、ｍ＝０のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである化学式（ＶＩＩ）：
【化２８】
2018062482.tif 000030
に於いて、
Ｒ１＝エチル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝１−ピペラジニル、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、及びＲ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるエノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または、
Ｒ１＝２，４−ジフルオロフェニル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−アミノ−１−ピロリジニル、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、及びＲ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるトスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、前記神経障害予防方法である。
【００５０】
本発明の更なる態様は、前記エノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＶＩＩＩ）：
【化２９】
2018062482.tif 000031
で表されるエノキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または、化学式（ＩＸ）：
【化３０】
2018062482.tif 000032
で表されるエノキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、前記神経障害予防方法である。
【００５１】
前記トスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｘ）：
【化３１】
2018062482.tif 000033
で表されるトスフロキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または化学式（ＸＩ）：
【化３２】
2018062482.tif 000034
で表されるトスフロキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグである、前記神経障害予防方法である。
【００５２】
本発明の更なる態様は、前記海馬障害が海馬歯状回中の神経発生である、前記神経障害予防方法である。
【００５３】
本発明の更なる態様は、化学式（Ｉ−１）：
【化３３】
2018062482.tif 000035
［式中、Ｚ１〜Ｚ３は前記と同義であり、ＹはＨ、アルカリ金属、アルカリ土類金属または有機塩基である。］で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬またはその塩を、化学式（ＸＩＩ）：
【化３４】
2018062482.tif 000036
［式中、Ｒ６及びＲ７は前記と同義であり、ＸはＣｌ、Ｂｒ及びＩから選択されるハロゲンである。］で表されるα−ハロゲン化ジアルキルカーボネートと反応させて、
化学式（Ｉ）
【化３５】
2018062482.tif 000037
［式中、Ｚ１〜Ｚ３、Ｒ６及びＲ７は前記と同義である。］で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグとして投与する、前記神経障害予防方法である。
【発明の効果】
【００５４】
まず、本発明の大前提となる第一仮説である「アルミニウムイオン（Al3+）含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬とを共投与すると、Al3+の腸管吸収が生じる点」及び第二仮説である「アルミニウムイオン（Al3+）含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬とを共投与すると、海馬障害を生じる点」の検証実験から、本発明者らは、後述するとおり、第一仮説及び第二仮説共に立証することに成功した。
【００５５】
そして、この様にして設定された本発明の課題が、驚くべきことに、ピリドンカルボン酸系抗菌薬をヘミアセタール型エステルプロドラッグとすることにより解決できることを、本発明者らは初めて見出した。
【００５６】
即ち、本発明のピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルプロドラッグを含む海馬歯状回の神経障害予防薬は、アルミニウムイオン（Al3+）含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬とを共投与する場合に生じるAl3+の腸管吸収を阻害し、及びAl3+に起因する海馬歯状回の神経障害（具体的には、歯状回中の神経発生）を予防する。
【００５７】
本発明の別の側面であるピリドンカルボン酸系抗菌薬をヘミアセタール型エステルプロドラッグとして投与する、海馬歯状回の神経障害予防方法は、アルミニウムイオン（Al3+）含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬とを共投与する場合に生じるAl3+の腸管吸収を阻害し、及びAl3+に起因する海馬歯状回の神経障害（具体的には、歯状回中の神経発生）を予防する。
【００５８】
また、先に本発明者らが提示したように（特許文献１）、本発明のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグは、アミニウム含有制酸剤と共投与しても、ピリドンカルボン酸系抗菌薬の血中濃度の低下を殆ど認めなかったことから、エステル体構造を保ったまま腸管からの吸収が良好であること、及び、キレート形成による吸収阻害が防止されることも確認された。更に、ピリドンカルボン酸系抗菌薬の血中濃度の上昇が速やかであったことから、本発明のプロドラッグは、腸管吸収後１時間以内に小腸刷子縁膜で速やかに加水分解されて原薬のピリドンカルボン酸系抗菌薬が再生され、プロドラッグとして有効に機能していることも確認された。
【００５９】
本発明は、キレート中心をヘミアセタールエステルで塞ぐことにより、消化管内でAlイオンとのキレート反応を阻止し、中でも前述した様にAl3+の消化管吸収を阻止すると共に、脳へのアルミニウムイオンの悪影響を予防する手段を提起したものとして特筆できる
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、本発明を適用するLVFX-IHEの共存下、または対照実験としてのLVFX共存下または非共存下での、Caco2細胞を使用したAl3+の浸透性の生体外実験結果を表す。  Caco-2単分子層を通過したAl3+の見かけ上の浸透性(Papp)に対するLVFXの影響が検討され、その結果、図1に示されるように、LVFXは0.3 mM Al3+のPappを175%、及び1 mMのそれを219%それぞれ増加させた。この生体外の浸透性実験は、Al3+の膜移動がLVFXの添加によって加速されると云う本発明の第一仮説を実証した。  しかしながら、本発明を適用する、キレート化中心であるカルボン酸基がブロックされたLVFX-IHEは、0.3 mM Al3+のPapp及び1 mM Al3+のPappの両方を増加させなかった。
【図２】図２は、対照実験としてラットにLVFX(22.5mg/kg)と共に、あるいはLVFX無しでAl(OH)3 (47mg/kg)を経口投与した後の血漿Al3+濃度を示す。  Al(OH)3単独の経口投与の後にAl3+の血漿濃度を比較すると、LVFXと共に投与された時に血漿Al3+濃度は著しく（p<0.05）増加した。更に、LVFXとAl3+との間のキレート形成が、0〜4hまでのAl3+の濃度曲線下面積を1.3倍増強するのに寄与した。この生体内の浸透性実験も、Al3+の膜移動がLVFXの添加によって加速されると云う本発明の第一仮説を実証した。
【図３】図３は、本発明を適用するLVFX-IHE (30.6mg/kg; LVFX(22.5mg/kg)と等価の投与量)と共に、あるいはLVFX-IHE無しで、ラットにAl(OH)3(47mg/kg)を経口投与した後の血漿Al3+濃度を示す。本発明を適用するLVFX-IHEは、Al3+の血漿濃度を増加させなかった。それは完全に生体外の実験結果と一致していた。この様に、生体内および生体外実験共に、LVFX-IHEプロドラッグが、Al3+の腸管吸収を抑制することを示している。
【図４】図４は、DCX（Doublecortin：新生ニューロンの分子マーカー）で染色後にスライスされたラットの海馬の断面図を示す。図４（ａ）は染色されたAl(OH)3単独投与の切片を表わし、図４（ｂ）は、対照実験としてのAl(OH)3及びLVFXの共投与の海馬断面図を示す。この結果から、DCX（DCX +細胞）で染色された未成熟神経細胞が観測されたことが判る。DCX +細胞は、Al(OH)3単独と比較して、Al(OH)3とLVFXとの組合せによって劇的に増加した。この生体内投与後の画像データは、Al3+の脳内移入による海馬の歯状回中の神経障害（神経発生）がLVFXの添加によって加速されると云う本発明の第二仮説を実証した。
【図５】図５（ｂ）は、本発明を適用する、Al(OH)3及びLVFX-IHEの共投与の後にDCXで染色され、スライスされたラットの海馬断面図を示す。図４（ａ）のAl(OH)3単独投与と比較すると、LVFX-IHEの共投与は、DCX +細胞を殆ど増加させないことが判る。即ち、海馬歯状回中の未成熟神経細胞を増加させなかった。この画像データは、本発明を適用するLVFX-IHEが、Al3+の脳内移入による海馬の歯状回中の神経障害（神経発生）の予防薬になることを示している。なお、念のため、図５（ａ）は、図５（ｂ）の対照実験として並行実施されたAl(OH)3及びLVFXの共投与の後にDCXで染色され、スライスされたラットの海馬断面図を示す。同様な対照実験である先に示した図４（ｂ）と同様に、DCX（DCX +細胞）で染色された未成熟神経細胞が多数観測された。
【図６】図６は、本発明者らが建てた、レボフロキサシン（LVFX）等のピリドンカルボン酸系抗菌薬がAl3+と３種の錯体を形成するとの仮説の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
本発明でピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルプロドラッグは、ピリドンカルボン酸系抗菌薬の３位のカルボキシル基がアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化（以下、単に「ヘミアセタール型エステル化」と称することあり）されたものである。本発明のプロドラッグは、アルミニウムイオン（Al3+）含有制酸剤と共投与する場合に、アルミニウムイオンの腸管吸収を阻害し、及び、アルミニウムイオンに起因する海馬歯状回中の神経発生を予防する。それに加えて、既に本発明者らが提示したように（特許文献１）、（１）このプロドラッグは腸管で吸収された後、速やかに加水分解されて原薬のピリドンカルボン酸系抗菌薬が再生され、（２）アルミニウムイオン含有制酸剤と実質的に同時経口投与されても腸内キレートが形成されないために、一包化調剤が可能であり、且つ抗菌活性の中心であるカルボン酸をヘミアセタール型エステル化したために、吸収されるまでは腸内細菌叢の常在菌には全く影響せず、偽膜性大腸炎を起こし難いなどの特徴がある。
【００６２】
ピリドンカルボン酸系抗菌薬は、化学式（Ｉ´）：
【化３６】
2018062482.tif 000038
［式中、Ｚ１１〜Ｚ１３は置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基または含酸素炭化水素基を示し、それらの隣接する二つは環を構成してもよい。］で表されるピリドンカルボン酸骨格を有する合成抗菌薬である。例えば、ナリジクス酸（下記化学式（１））、及びピペミド酸（下記化学式（２））等が知られている（以下、これ等を「キノロン系抗菌薬」と称することあり）。
【化３７】
2018062482.tif 000039
【００６３】
また、これらキノロン系抗菌薬の骨格にフッ素を導入することにより、緑膿菌を含むグラム陰性菌全般に対する抗菌力が高まり、且つ、抗菌スペクトルも広がる。これらフッ素含有キノロン系合菌薬は「ニューキノロン系抗菌薬（「ＮＱ」と称することあり）」とも称される。これらキノロン系及びニューキノロン系抗菌薬を総称して「ピリドンカルボン酸系抗菌薬」と云う。また、以下に於いて、キノロン系抗菌薬を「キノロンカルボン酸」と称し、ニューキノロン系抗菌薬を「ニューキノロンカルボン酸」と称することもある。
【００６４】
本発明で云うピリドンカルボン酸系抗菌薬に於けるカルボン酸のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルとは、以下の化学式で表されるエステル体を指す：
【化３８】
2018062482.tif 000040
［式中、Ａ１、Ａ２及びＡ３は、置換されてよい任意の炭化水素基またはヘテロ原子含有炭化水素基を表す］。以後、この「アルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル」を、単に、「ヘミアセタール型エステル」と略すことあり。
【００６５】
この中で、置換基の説明に於いて、「置換されてよい」とは、「無置換であってもよく、或いは、炭化水素基、含酸素、含窒素、含ハロゲン等のヘテロ原子含有基から選択される何れかの置換基で置換されていてもよい」ことを意味する。
【００６６】
本発明の第一の態様は、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する、アルミニウムに起因する海馬歯状回の神経障害予防薬である。
【００６７】
本発明の更なる態様は、前記神経障害が、アルミニウムイオン含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬との共投与に起因するアルミニウムイオンの腸管吸収を経由するものである、前記神経障害予防薬である。
【００６８】
本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｉ）
【化３９】
2018062482.tif 000041
［式中、Ｚ１〜Ｚ３は置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基または含酸素炭化水素基であり、それらの隣接する二つは一緒になって置換されてよい炭化水素環、含窒素ヘテロ環、含酸素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を構成してもよく、Ｒ６はＨまたはＣ１〜Ｃ６のアルキルを表し、Ｒ７はＣ１〜Ｃ６のアルキルを表す。］で表される、前記神経障害予防薬である。
【００６９】
即ち、本発明の好ましい態様は、アルミニウムイオン（Al3+）含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬とを共投与する場合に生じるAl3+の腸管吸収を阻害し、それによってAl3+に起因する海馬歯状回中の神経発生を予防する為の、化学式（Ｉ）
【化４０】
2018062482.tif 000042
［式中、Ｚ１〜Ｚ３は置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基または含酸素炭化水素基であり、それらの隣接する二つは一緒になって置換されてよい炭化水素環、含窒素ヘテロ環、含酸素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を構成してもよく、Ｒ６はＨまたはＣ１〜Ｃ６のアルキルを表し、Ｒ７はＣ１〜Ｃ６のアルキルを表す。］で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する海馬歯状回の神経障害予防薬である。
【００７０】
ここで云う「共投与する」とは、「実質的に同時に投与する」との意であり、先に投与した薬剤の影響が残存しているうちに、他の薬剤を投与することを云う。具体的には、アルミニウムイオン（Al3+）含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬とを一包剤化して同時投与する場合のみならず、いずれかを投与後に或る時間（例えば、１〜２時間、または４〜６時間）の時間差を置いて他剤を投与する場合も含む。
【００７１】
ここで云う海馬歯状回の神経障害は海馬歯状回中の神経発生を含む、海馬神経障害を指す。
【００７２】
本発明の更なる好ましい態様は、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＩＩ）：
【化４１】
2018062482.tif 000043
［式中、ｍは１または０を表し、Ｒ６及びＲ７は前記と同義であり、ＺはＣまたはＮを表し、Ｒ１はハロゲンで置換されてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル、ハロゲンで置換されてもよいＣ３〜Ｃ６シクロアルキルまたはハロゲンで置換されてもよいフェニルを表し、Ｒ３はＨ、ＮＨ２またはメチルを表し、Ｒ４は
【化４２】
2018062482.tif 000044
を表し、Ｒ５はＨ、Ｆ、ＣｌまたはＯＣＨ３を表し、または、Ｒ５とＲ１は一緒になって１位のＮ及び８位のＺと共に置換されてよい含窒素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を形成してもよい（但し、Ｚ＝Ｎのときは、ｍ＝０である）。］で表されるニューキノロンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する、前記海馬歯状回の神経障害予防薬である。
【００７３】
本発明の更なる好ましい態様は、前記式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＩＩＩ）：
【化４３】
2018062482.tif 000045
［式中、Ｒ３〜Ｒ４、及び、Ｒ６〜Ｒ７は前記と同義であり、Ｒ１１は
【化４４】
2018062482.tif 000046
である。］で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する、前記海馬歯状回の神経障害予防薬である。
【００７４】
本発明の更なる好ましい態様は、前記化学式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於けるＺがＣでありｍ＝１である化学式（ＩＩ−１）：
【化４５】
2018062482.tif 000047
に於いて、各置換基Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の組み合わせが表１に示されるニューキノロン系抗菌剤のアルコキシカルボニルヘミアセタール型プロドラッグを含有する、前記海馬歯状回の神経障害予防薬である：
【表１】
2018062482.tif 000048
【００７５】
本発明の更なる好ましい態様は、前記化学式（ＩＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於ける各置換基Ｒ１１、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ７及びＲ１１の組み合せが表２に示されるアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルから選択された少なくとも１つのピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する、前記海馬歯状回の神経障害予防薬である：
【表２】
2018062482.tif 000049
【００７６】
本発明の更なる好ましい態様は、前記化学式（ＩＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、好ましくは、化学式（ＩＶ）：
【化４６】
2018062482.tif 000050
［式中、Ｒ６及びＲ７は前記と同義である。］で表される、レボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであるエステルプロドラッグを含有する、前記海馬歯状回の神経障害予防薬である。
【００７７】
本発明の更なる好ましい態様は、前記化学式（ＩＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｖ）：
【化４７】
2018062482.tif 000051
で表される、レボフロキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステル、または化学式（ＶＩ）：
【化４８】
2018062482.tif 000052
で表されるレボフロキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する、前記海馬歯状回の神経障害予防薬である。
【００７８】
本発明の更なる好ましい態様は、前記化学式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於けるＺ＝Ｎ、ｍ＝０のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである化学式（ＶＩＩ）：
【化４９】
2018062482.tif 000053
に於いて、
Ｒ１＝エチル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝１−ピペラジニル、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、及びＲ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるエノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、または、
Ｒ１＝２，４−ジフルオロフェニル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−アミノ−１−ピロリジニル、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、及びＲ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるトスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する、前記海馬歯状回の神経障害予防薬である。
【００７９】
本発明の更なる好ましい態様は、前記エノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＶＩＩＩ）：
【化５０】
2018062482.tif 000054
で表されるエノキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステル、または、化学式（ＩＸ）：
【化５１】
2018062482.tif 000055
で表されるエノキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する、前記海馬歯状回の神経障害予防薬である。
【００８０】
本発明の更なる好ましい態様は、前記トスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｘ）：
【化５２】
2018062482.tif 000056
で表されるトスフロキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または化学式（ＸＩ）：
【化５３】
2018062482.tif 000057
で表されるトスフロキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する、前記海馬歯状回の神経障害予防薬である。
【００８１】
本発明の別の面の態様は、ピリドンカルボン酸系抗菌薬をアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグとして投与する、アルミニウムに起因する海馬歯状回の神経障害予防方法である。
【００８２】
本発明の更なる態様は、前記神経障害が、アルミニウムイオン含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬との共投与に起因するアルミニウムイオンの腸管吸収を経由するものである、前記神経障害予防方法である。
【００８３】
本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｉ）
【化５４】
2018062482.tif 000058
［式中、Ｚ１〜Ｚ３は置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基または含酸素炭化水素基であり、それらの隣接する二つは一緒になって置換されてよい炭化水素環、含窒素ヘテロ環、含酸素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を構成してもよく、Ｒ６はＨまたはＣ１〜Ｃ６のアルキルを表し、Ｒ７はＣ１〜Ｃ６のアルキルを表す。］で表される、前記神経障害予防方法である。
【００８４】
即ち、本発明の好ましい態様は、アルミニウムイオン（Al3+）含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬とを共投与する場合に生じるAl3+の腸管吸収を阻害し、それによってAl3+に起因する海馬歯状回中の神経発生を予防する為の、化学式（Ｉ）
【化５５】
2018062482.tif 000059
［式中、Ｚ１〜Ｚ３は置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基または含酸素炭化水素基であり、それらの隣接する二つは一緒になって置換されてよい炭化水素環、含窒素ヘテロ環、含酸素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を構成してもよく、Ｒ６はＨまたはＣ１〜Ｃ６のアルキルを表し、Ｒ７はＣ１〜Ｃ６のアルキルを表す。］で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを投与する海馬歯状回の神経障害予防方法である。
【００８５】
本発明の更なる好ましい態様は、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＩＩ）：
【化５６】
2018062482.tif 000060
［式中、ｍは１または０を表し、Ｒ６及びＲ７は前記と同義であり、ＺはＣまたはＮを表し、Ｒ１はハロゲンで置換されてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル、ハロゲンで置換されてもよいＣ３〜Ｃ６シクロアルキルまたはハロゲンで置換されてもよいフェニルを表し、Ｒ３はＨ、ＮＨ２またはメチルを表し、Ｒ４は
【化５７】
2018062482.tif 000061
を表し、Ｒ５はＨ、Ｆ、ＣｌまたはＯＣＨ３を表し、または、Ｒ５とＲ１は一緒になって１位のＮ及び８位のＺと共に置換されてよい含窒素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を形成してもよい（但し、Ｚ＝Ｎのときは、ｍ＝０である）。］で表されるニューキノロンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを投与する、前記海馬歯状回の神経障害予防方法である。
【００８６】
本発明の更なる好ましい態様は、前記式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＩＩＩ）：
【化５８】
2018062482.tif 000062
［式中、Ｒ３〜Ｒ４、及び、Ｒ６〜Ｒ７は前記と同義であり、Ｒ１１は
【化５９】
2018062482.tif 000063
である。］で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを投与する、前記海馬歯状回の神経障害予防方法である。
【００８７】
本発明の更なる好ましい態様は、前記化学式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於けるＺがＣでありｍ＝１である化学式（ＩＩ−１）：
【化６０】
2018062482.tif 000064
に於いて、各置換基Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の組み合わせが表３に示すものであるニューキノロン（ＮＱ）抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを投与する、前記海馬歯状回の神経障害予防方法である：
【表３】
2018062482.tif 000065
【００８８】
本発明の更なる好ましい態様は、前記化学式（ＩＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於ける各置換基Ｒ１１、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ６及びＲ７の組み合せが表４に示すものであるニューキノロン系（ＮＱ）抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを投与する、前記海馬歯状回の神経障害予防方法である：
【表４】
2018062482.tif 000066
【００８９】
本発明の更なる好ましい態様は、前記化学式（ＩＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、好ましくは、化学式（ＩＶ）：
【化６１】
2018062482.tif 000067
［式中、Ｒ６及びＲ７は前記と同義である。］で表される、レボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであるエステルプロドラッグを投与する、前記海馬歯状回の神経障害予防方法である。
【００９０】
本発明の更なる好ましい態様は、前記化学式（ＩＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｖ）：
【化６２】
2018062482.tif 000068
で表される、レボフロキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステル、または化学式（ＶＩ）：
【化６３】
2018062482.tif 000069
で表されるレボフロキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグを投与する、前記海馬歯状回の神経障害予防方法である。
【００９１】
本発明の更なる好ましい態様は、前記化学式（ＩＩ）のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於けるＺ＝Ｎ、ｍ＝０のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである化学式（ＶＩＩ）：
【化６４】
2018062482.tif 000070
に於いて、
Ｒ１＝エチル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝１−ピペラジニル、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、及びＲ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるエノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、または、
Ｒ１＝２，４−ジフルオロフェニル、Ｒ３＝Ｈ、Ｒ４＝３−アミノ−１−ピロリジニル、Ｒ６＝ＨまたはＣ１〜Ｃ６アルキル、及びＲ７＝Ｃ１〜Ｃ６アルキルであるトスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを投与する、前記海馬歯状回の神経障害予防方法である。
【００９２】
本発明の更なる好ましい態様は、前記エノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（ＶＩＩＩ）：
【化６５】
2018062482.tif 000071
で表されるエノキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステル、または、化学式（ＩＸ）：
【化６６】
2018062482.tif 000072
で表されるエノキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグを投与する、前記海馬歯状回の神経障害予防方法である。
【００９３】
本発明の更なる好ましい態様は、前記トスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｘ）：
【化６７】
2018062482.tif 000073
で表されるトスフロキサシンのエトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、または化学式（ＸＩ）：
【化６８】
2018062482.tif 000074
で表されるトスフロキサシンのイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグを投与する、前記海馬歯状回の神経障害予防方法である。
【００９４】
本発明の別の側面は、アルミニウムイオン（Al3+）含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬とを共投与する場合に生じるアルミニウムイオンの腸管吸収を阻害し、及びそれに起因する海馬歯状回中の神経発生と云う副作用を予防する為に、
化学式（Ｉ−１）：
【化６９】
2018062482.tif 000075
［式中、Ｚ１〜Ｚ３は前記と同義であり、ＹはＨ、アルカリ金属、アルカリ土類金属または有機塩基である。］で表されるピリドンカルボン酸またはその塩と、化学式（ＸＩＩ）：
【化７０】
2018062482.tif 000076
［式中、Ｒ６及びＲ７は前記と同義であり、ＸはＣｌ、Ｂｒ及びＩから選択されるハロゲンである。］で表されるα−ハロゲン化ジアルキルカーボネートを反応させて得られる、
化学式（Ｉ）
【化７１】
2018062482.tif 000077
［式中、Ｚ１〜Ｚ３、Ｒ６及びＲ７は前記と同義である。］で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを投与する海馬歯状回の神経障害予防方法である。
【００９５】
以下、本発明を実施する形態をより具体的に説明する。
【００９６】
まず、本発明の前提とした第一仮説及び第二仮説の検証及びその結果を説明する。
第一の仮説は、レボフロキサシン（LVFX）等のピリドンカルボン酸系抗菌薬がアルミニウムイオン（Al3+）との錯体形成によりアルミニウムイオンの親油性を増加させて、腸管薄膜からのアルミニウムイオンの吸収を促進する、というものである。そして、その延長としてアルミニウムイオンの脳内移行により脳機能障害と云う副作用が生じると云うのが、第二の仮説である。
【００９７】
さて、上記第一及び第二仮説に関連すると考えられる当該分野の知識水準は以下の通りである。即ち、アルミニウム塩類は、食品添加物、制酸剤などとして一般に使用されている。ヒトがAl3+に接触する最も一般的な形態は胃腸管による吸収であり、その吸収率がPriestらによっておよそ0.22%であると報告された（Priest ND, Talbot RJ, Newton D, Day JP, King SJ, Fifield LK. Uptake by man of aluminium in a public water supply. Hum Exp Toxicol. 1988;17: 296-301. [Pub.Med] S. C. Bondy. The neurotoxicity of environmental aluminum is still an issue. Neurotoxicol. 31(5):575-581 (2010))。Al3+はFeキャリア蛋白質の受容器を媒介としたエンドシトーシスによって脳血液関門を通ることができる。また、ラットでは、金属錯体のおよそ0.005%は脳に入る（R.A.Yokel, S,S,Rhineheimer, P.Shama, D.Elmore and P.J.McNamara; Entry half-life, and desferrioxamine-accelerated clearance of brain aluminum after a single (26)Al exposure. Toxicol Sci. 64(1):77-82, (2001).)。また、リン酸塩過剰血症のための水酸化アルミニウム(Al(OH)3)被投与者が、腎機能の障害に基づいたアルミニウムの蓄積に起因するアルミニウム脳症を時々引き起こすことは有名である。アルミニウム脳症を患った患者のアルミニウム負荷を減らすために有益なものとして、desferrioxamine（デフェロキサミン）を使用するキレート療法が報告された(McLachlan DRC, Dalton AJ, Kruck TPA, Bell MY, Smith WL, Kalow W, Andrews DF. Intramuscular desferrioxamine in patients with Alzheimer’s disease. Lancet. 1991;337:1304-8.)。そのことは、キレート化が脳血液関門を通ってAl3+の脳移動に重要な役割を果たすことを示唆する。今では、アルツハイマー病（AD）治療で使用される潜在力を有する新しいAl-特異的キレート化剤が、高度に発展した(Shin R W, Kruck T P, Murayama H, Kitamoto T. A novel trivalent cation chelator Feralex dissociates binding of aluminum and iron associated with hyperphosphorylated tau of Alzheimer’s disease. Brain Res. 2003;961:139-46. D. R. C. McLachlan, A. J. Dalton, T. P. A. Kruck, M. Y. Bell, W. L. Smith, W. Kalow and D. F. Andrews. Intramuscular desferrioxamine in patients with Alzheimer’s disease. Lancet 337:1304-1308 (1991).)。
一方、市販薬のキレート化特性に関して、レボフロキサシン（LVFX）のようなニューキノロン抗菌薬（NQ）は、先に述べた様にAl3+など3価金属イオンへの強いキレート化能力として有名である（I. Jakovljevica, D. Petrovicb, L. Joksovica, I. Lazarevicc, M. J. Stankovd & P. D. Jakovljavic. Complex formation equilibria between aluminum(III), gadolinium(III) and yttrium(III) ions and some fluoroquinolone ligands. Potentiometric and spectroscopic study, Journal of Coordination Chemistry, 68,4272-4295 (2015)）。
【００９８】
しかしながら、レボフロキサシン（LVFX）等のピリドンカルボン酸系抗菌薬がアルミニウムイオン（Al3+）との錯体形成によりアルミニウムイオンの親油性を増加させて、腸管薄膜からのアルミニウムイオンの吸収を促進するという第一の仮説は、未だ直接的には立証されていない。更に、その延長としてアルミニウムイオンの脳内移行により脳機能障害と云う副作用が生じると云う第二の仮説も未だ直接的には立証されていない。
【００９９】
そこで、本発明者等はまず、LVFXの共存あるいは非共存下、ヒト結腸癌細胞（Caco-2細胞）を使用したAl3+イオンの浸透性の生体外試験を行なった。即ち、ヒト結腸癌細胞株(Caco-2)単分子層細胞培養システムを用いて、単分子層膜を通過したAl3+の見かけ上の浸透性（Papp）に対するLVFXの影響を検討した。その結果、図１に示される様に、LVFXは0.3 mM Al3+のPappを175%、及び1 mMのPappを219%それぞれ増加させた。この様に、生体外の浸透性実験により、Al3+の膜移動がLVFXの添加によって加速されることが初めて実証された。
【０１００】
Al3+とLVFX間のキレート生成様式は図６（A）〜（C）で示されるような3つのタイプがあり得ると考えられる。最も広く知られている様式は、図６（C）に示される1:3のモル比でのキレーションタイプであり、アルミニウムイオンの価数がゼロとなり、Al3+とLVFXの間で不溶性析出物が形成されると考えられる。その析出によってAl3+及びLVFXの腸管吸収が低下し、LVFXの血中濃度も低下すると考えられる。実際、LVFX及びAl(OH)3が経口共投与された時、LVFXの血漿レベル低下は著しく、60%まで低下した(16)。
【０１０１】
それに反し、驚くべきことに、生体外の実験だけでなく生体内実験に於いても、Al(OH)3がLVFXと共投与されると、血漿Al3+が著しく増加すること（第一仮説）を我々は初めて実証した（図１および２）。これは、Al3+の胃腸管吸収が増強されたためと考えられる。この現象を説明するためには、図６(B)に示されるAl3+とLVFXの1:2モル比でのキレート錯体を想定することが適切と考えられる。このモデルのキレート形態では、アルミニウムの価数がワンプラスとなり、脂溶性が高い２モルのLVFXによる脂溶性の増加がこのAl3+の胃腸管吸収の増強に関係すると考えられる。更にこの1:2モル比のキレート錯体はそのまま脳関門を通過し、海馬歯状回におけるAl3+に起因する神経発生を惹起したこと（第二仮説）も、我々が初めて実証した。即ち、図４（ｂ）はAl(OH)3とLVFXを共投与されたラットの、DCX染色後にスライスされた海馬断面図を示す。図４（ｂ）では、DCX（DCX＋神経細胞）で染色された未成熟神経細胞を観測することができた。
【０１０２】
一方、図６（A）の1:1モル比のAl3+とLVFXのキレート化モデルの場合は、その低い脂質可溶性（極性の高い２価イオン）の故に、腸管透過はほとんど起こらないと考えられる。
【０１０３】
なお、血漿Al3+の著しい増加を上記キレート錯体モデル図６（B）で説明することの妥当性の当否は、本発明の課題設定に於ける第一仮説及び第二仮説の実証結果を左右するものではない。
【０１０４】
次に、設定された二つの課題の解決を通して本発明に至った説明をする。即ち、第一の課題は、Al(OH)3がLVFXと共投与されるとAl3+イオンの腸管吸収が促進され、血漿Al3+が著しく増加する現象の抑制であり、第二の課題は、増加した血漿Al3+が脳関門を通過して脳内に移入して、海馬歯状回におけるAl3+に起因する神経発生を惹起する現象の抑制である。
【０１０５】
まず、第一の課題であるAl(OH)3がLVFXと共投与されるとAl3+イオンの腸管吸収が促進され、血漿Al3+が著しく増加する現象の抑制を検討した。検討は、ヒト結腸癌細胞（Caco-2細胞）を使用したAl3+イオンの浸透性の生体外試験で行なった。即ち、血漿Al3+の著しい増加は、共投与されたAl(OH)3がLVFXと親油性の高い1:3のキレート錯体を形成するとの前述の考察に基づき、キレート中心のカルボキシル基をブロックする目的で合成したレボフロキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチル・ヘミアセタール・エステル（LVFX-IHEと略すことあり）プロドラッグをAl(OH)3と共投与してAl3+濃度の増加の有無を検討した。その結果、驚くべきことには、図３に示される様に、LVFX-IHEは、0.3 mM Al3+の見かけ上の透過係数(Papp)及び1 mM Al3+の見かけ上の透過係数(Papp)の両方共増加させないことを見出した。
【０１０６】
次に、同じ第一の課題について、ラットにAl(OH)3とLVFXとを経口で共投与するとAl3+イオンの腸管吸収が促進され、血漿Al3+が著しく増加する現象の抑制を検討した（生体内試験）。即ち、上記と同様に、血漿Al3+の著しい増加は、共投与されたAl(OH)3がLVFXと親油性の高い1:3のキレート錯体を形成するとの前述の考察に基づき、キレート中心のカルボキシル基をブロックする目的で合成したLVFX-IHEプロドラッグをAl(OH)3と共投与してAl3+濃度の増加の有無を検討した。その結果、図３に示される様に、LVFX-IHEはAl3+の血漿濃度を増加させないことを見出した。その結果は完全に生体外の試験結果と一致していた。この様に、本発明の第一の課題を解決することに成功した。
かくして、LVFX-IHEプロドラッグをAl(OH)3と共投与しても、Al3+の血漿濃度を増加させないことが見出され、本発明に到達したのである。
【０１０７】
次に、本発明の第二の課題である、Al(OH)3とLVFXを連続的に経口投与した後の海馬中の歯状回の神経発生を伴う形態変化の抑制を検討した（生体内試験）。Al(OH)3とLVFXを３週間にわたり連続的に経口投与した後には、前述のとおり、DCX（Doublecortin：新生ニューロンの分子マーカー）で染色された未成熟神経細胞が劇的に増加した像を観測したが（図４（ｂ）及び図５（ａ））、一方、本発明を適用するAl(OH)3及びLVFX-IHEプロドラッグを連続的に経口共投与した後の海馬画像には、Al(OH)3単独を連続的に経口投与した後の歯状回とほぼ同程度の画像が観測されるのみであり、未成熟神経発生は殆ど観測されなかった（図５（ｂ））。このことから、LVFX-IHEプロドラッグとすることにより、海馬中の歯状回の神経発生を抑制することが見出され、本発明に到達したのである。
【０１０８】
以上の通り、本発明は、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを含有する、アルミニウムに起因する海馬歯状回の神経障害予防薬を提供するものである。
【０１０９】
本発明は、前記神経障害が、アルミニウムイオン含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬との共投与に起因するアルミニウムイオンの腸管吸収を経由するものである、前記神経障害予防薬を提供するものである。
【０１１０】
本発明は更に、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｉ）
【化７２】
2018062482.tif 000078
［式中、Ｚ１〜Ｚ３は置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基または含酸素炭化水素基であり、それらの隣接する二つは一緒になって置換されてよい炭化水素環、含窒素ヘテロ環、含酸素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を構成してもよく、Ｒ６はＨまたはＣ１〜Ｃ６のアルキルを表し、Ｒ７はＣ１〜Ｃ６のアルキルを表す。］で表される、前記神経障害予防薬を提供するものである。
【０１１１】
更に本発明は、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグを投与する、アルミニウムに起因する海馬歯状回の神経障害予防方法を提供するものである。
【０１１２】
本発明は更に、前記神経障害が、アルミニウムイオン含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬との共投与に起因するアルミニウムイオンの腸管吸収を経由するものである、前記神経障害予防方法を提供するものである。
【０１１３】
本発明は更に、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式（Ｉ）
【化７３】
2018062482.tif 000079
［式中、Ｚ１〜Ｚ３は置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基または含酸素炭化水素基であり、それらの隣接する二つは一緒になって置換されてよい炭化水素環、含窒素ヘテロ環、含酸素ヘテロ環または含窒素・酸素ヘテロ環を構成してもよく、Ｒ６はＨまたはＣ１〜Ｃ６のアルキルを表し、Ｒ７はＣ１〜Ｃ６のアルキルを表す。］で表される、前記神経障害予防方法を提供するものである。
【０１１４】
本発明の更なる特徴の一つは、先の出願公開で既に提示したように（特許文献１）、ピリドンカルボン酸系抗菌薬（キノロンカルボン酸抗菌薬及びニューキノロンカルボン酸抗菌薬を包含する）のカルボキシル基をアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化してプロドラッグとすることにより、腸内滞在中は抗菌活性を発揮せずに、そのために善玉腸内細菌を殺すことなく偽膜性大腸炎等の副作用を防止し、腸管内部に吸収後は加水分解されて原薬を再生し、ピリドンカルボン酸系抗菌薬の抗菌活性を発現する点にある。
【０１１５】
本発明の更なる特徴は、先の出願公開で既に提示したように（特許文献１）、前記エステル化によりピリドンカルボン酸系抗菌薬と多価金属含有医薬（例えば、多価金属含有制酸剤や鉄剤等）を併用時のキレート形成によるピリドンカルボン酸系抗菌薬の不溶化を防止する点にある。従って、本発明のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグは、多価金属含有医薬と実質的に同時投与が可能である。
【０１１６】
次に、本発明に於いて、本発明の第一の課題となる第一の仮説の妥当性検討、第二の課題となる第二の仮説の妥当性検討、及び、それら二つの課題を解決するための検討に用いられた試験方法の概要を説明する。なお、試験方法の詳細は、実施例及び参考例等の試験方法を参照されたい。
【０１１７】
１．細胞培養
ヒト結腸癌細胞（Caco-2細胞とも称する）は5%CO2の調湿雰囲気下、37℃でDulbecco’s Modified Eagle’s 媒体中で培養する。
【０１１８】
２．Caco-2細胞を使用するAl3+の生体外浸透性実験
細胞単分子層を調製するために、Caco-2細胞をTranswellR上に接種する。細胞は、5%CO2で調湿された雰囲気下、37℃で最初に接種後、16〜21日間培養する。
【０１１９】
浸透性プロフィール
透過性試験は、以前に記述された今岡らのプロトコルに従って実施する（A. Imaoka, M. Hattori, T. Akiyoshi, and H. Ohtani:  Decrease in ciprofloxacin absorption by polyvalent metal cations is not fully attributable to chelation or absorption. Drug Metab. Pharmacokinet., 29, 414-418 (2014)）。
【０１２０】
蛍光分析法によるアルミニウム濃度の決定
蛍光色素ルモガリオン及びバッファー HEPES (pH 7.0)をサンプルに添加し、サンプルがキレート化合物を形成するまで室温で保持し、その後、分光蛍光計でアルミニウム濃度を決定する。
【０１２１】
見かけ上の透過係数(Papp)の計算
浸透速度を0分及び120分間で浸透したAl3+量の勾配から算出し、そして、最初のAl3+濃度と単分子層の表面積で割って、見かけ上のPappを計算する。
【０１２２】
３．動物実験
１）単回投与：各実験に先立って水へのフリー・アクセスで夜間断食させておいた5匹のオスのスピローグ・ドーリー・ラット(7週齢)を使用する。LVFXあるいはLVFX-水を備えた水酸化アルミニウム小粒と共に、または小粒無しのIHEを、経口投与し、血液サンプルを、薬投与の後、所定時間毎に採取する。
２）3つの連続する週管理：実験は3つのサイクルから成る。3つのサイクルのために物を食べて給水するために、5匹のオスのスピローグ・ドーリー・ラット(7週齢)がフリー・アクセスで続いた。含水・水酸化アルミニウム粒子と共に、または無しのLVFXを、月、火、水、木及び金曜日に経口投与し、土と日は休薬期間とする。血液サンプリング及び屠殺は、3番目のサイクルで水酸化アルミニウム及び／またはLVFX薬を飲んだ後に実行する。
【０１２３】
４．免疫蛍光染色
3番目のサイクルが終了した時、ラットを麻酔し、氷冷した生理食塩水で心臓内灌流し、続いてパラホルムアルデヒド(PFA)を含むリン酸緩衝液(PB)（pH 7.4）で心臓内灌流する。脳を摘出し、4℃で24時間、4%のPFAにポスト固定し、4℃で48時間、PB中の30%ショ糖に転送する。脳はドライアイスで凍結し、10μmの厚さで冠状にスライスし、PBS中4℃で1時間培養する。それらは一次抗ダブルコルチン(DCX)(ミリポア)中、4℃で48時間培養し、PBS-X中で1:2000に希釈する。リンスした後に、室温で2時間培養し、抗モルモットIgG(ジャクソン)でラベル付けし、PBS-X中で1:200に希釈する。その後、洗浄し、DAPIで染色する。それらをAqua-Poly/マウント(Polysciences社)に埋め込む。
海馬の歯状回(dentate gyrus: DG)(前頂部から後部の1.94mm)を、Franklin & Paxinos(定位の座標のTHE MOUSE BRAIN)の脳図表によって観察し特定する。チオニン染色を与えた隣接した切片は、脳の特定の分野で境界線を確認する。蛍光画像を、EVOS(Thermoフィッシャー)によって得る。
【０１２４】
５．薬物動態学分析
時間0から4h(AUC0〜4h)までのAl3+の血漿濃度カーブ下面積は、台形規則によって計算する(19)。統計分析はペアになったDunnettの多重比較テストを使用する。
【０１２５】
６．原子吸収分光測光法を使用するAl3+の血中濃度の分析
血液Al3+レベルを分光測光法で分析する。炉温度プログラムは、所定温度での乾燥、灰化、噴霧、クリーニング及び冷却から成る。
Al(OH)3単独またはAl(OH)3とLVFXの経口投与後の、所定時間の血漿サンプルを遠心分離し、トリトンX-100及びHClを含有する脱イオン化蒸留水を加えて希釈した血清標本を血液中のアルミニウムの濃度決定に使用する。その後、原子吸光を測定する。検体血液中のアルミニウムの濃度は校正曲線の使用により決定する。
【０１２６】
次に、本発明のプロドラッグ及び薬学的に許容される賦形剤を含有する海馬歯状回の神経障害予防薬及び予防方法について説明する。
【０１２７】
本発明の海馬歯状回の神経障害予防薬は、非毒性で、不活性の薬学的に許容しうる賦形剤、例えば固体状、半固体状もしくは液状の希釈剤、充填剤及び担体と混合することにより投与用として製剤化することができる。このような製剤の例は錠剤、トローチ剤、カプセル剤、顆粒剤、座剤、液剤、懸濁剤、乳剤等の形態である。
【０１２８】
錠剤、トローチ剤、カプセル剤及び顆粒剤の場合、本発明の予防薬は慣用の賦形剤例えば澱粉、ラクトース、スクロース、グルコースマンニトール等のような充填剤及び増量剤；カルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、ポリビニルピロリドン等のような結合剤；炭酸カルシウム、重炭酸ナトリウム等のような崩壊剤；第４アンモニウム化合物等のような吸収促進剤；セチルアルコール、グリセリンモノステアレート等のような湿潤剤；カオリン、ベントナイト等のような吸着剤；タルク、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固体ポリエチレングリコール等のような潤滑剤またはこれらの混合物と混合させることができる。錠剤、トローチ剤、カプセル剤、丸剤及び顆粒剤は慣用の被覆剤例えば何れかの不透明化剤（ｏｐａｃｉｆｉｅｒ）を用いて被覆することができる。
【０１２９】
経口的投与用液剤または乳剤は本発明の予防薬の他に慣用の溶媒、可溶化剤及び乳化剤等、例えば水、エチルアルコール、ベンジルベンゾエート、プロピレングルコール、綿実油、落花生油、トウモロコシ油、オリーブ油、脂肪エステル例えばグリセリン、ポリエチレングリコールもしくはソルビタン、またはこれらの混合物を含有してもよい。
【０１３０】
本発明の予防薬は、プロドラッグを約０．１〜９９．５重量％、好ましくは０．５〜９５重量％含有することができ、そしてさらに慣用的に許容しうる量の染料、保存剤、甘味剤及び添加剤を含んでもよい。
【０１３１】
本発明の予防薬は経口的に、または経腸的に投与することができる。一般に、活性成分（プロドラッグが加水分解された後のピリドンカルボン酸系抗菌薬として）を１回のまたは分割した投与量で１日あたり約０．１〜５００、好ましくは１〜１００ｍｇ／ｋｇ体重の量を投与することが有利であることがわかっている。約１〜２００ｍｇ／ｋｇ体重、特に１〜５０ｍｇ／ｋｇ体重の範囲の投与量が好ましい。しかしながら、実際に投与される化合物の量は関連する環境要因例えば製剤の形態、選択された投与経路、個々の患者の年令、体重及び応答（ｒｅｓｐｏｎｓｅ）、並びに患者の症状の程度の観点から調整されうることは理解されよう。
【０１３２】
本発明の組成物は、単位剤形で与えるのが好ましい。本明細書で用いる「単位剤形（ｕｎｉｔ  ｄｏｓａｇｅ  ｆｏｒｍ）」は、良好な医療の実施にしたがい、１回の投与用量に於いてヒトまたは下等動物の対象に投与するのに適しているピリドンカルボン酸系抗菌薬の量を含有する本発明の予防薬である。これらの予防薬は、約３０ｍｇから、好ましくは約５０ｍｇから、より好ましくは約１００ｍｇから、更に好ましくは約２００ｍｇから、約２０，０００ｍｇまで、好ましくは約７，０００ｍｇまで、更により好ましくは約１，０００ｍｇまで、更に好ましくは約５００ｍｇまでのピリドンカルボン酸系抗菌薬をヘミアセタール型エステルプロドラッグの形で含む。
【０１３３】
次に、本発明のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグの製造方法について説明する。
【０１３４】
該エステルの製造方法は、化学式（Ａ−１）で示されるニューキノロン系抗菌薬の３位のカルボキシル、または、化学式（Ｂ−１）で示されるオキサジン環含有ニューキノロン系抗菌薬の６位のカルボキシルを、化学式（ＸＩＩ）：
【化７４】
2018062482.tif 000080
［式中、Ｒ６及びＲ７は前記と同義であり、ＸはＣｌ、Ｂｒ及びＩから選択されるハロゲンである。］で表されるα−ハロジアルキルカーボネートと、反応式（２）：
【化７５】
2018062482.tif 000081
［式中、Ｒ１、Ｒ３〜Ｒ７は前記と同義であり、ＹはＨ、アルカリ金属、アルカリ土類金属または有機塩基であり、ＸはＣｌ、Ｂｒ及びＩから選択されたハロゲンを示す。但し、ＸがＣｌまたはＢｒの場合にＮａＩを共存させてもよい。］、特に好ましくは、反応式（３）：
【化７６】
2018062482.tif 000082
［式中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ１１、Ｙ及びＸは前記と同義である。］に従って反応させてアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル体（ＩＩ−１）または（ＩＩＩ）を得る方法である。
【０１３５】
α−ハロジアルキルカーボネートとしてはα−クロルジアルキルカーボネート、α−ブロモジアルキルカーボネートまたはα−ヨードジアルキルカーボネートが用いられ、好ましくは、α−クロルまたはα−ブロモジアルキルカーボネートが用いられる。α−ハロジアルキルカーボネート（ＸＩＩ）の置換基Ｒ６はＨまたはＣ１−Ｃ６のアルキルであり、Ｒ７はＣ１−Ｃ６のアルキルである。ここで、Ｃ１−Ｃ６のアルキルとは、メチル、エチル、１−プロピル、２−プロピル、１−ブチル、２−ブチル、１−ペンチル、２−ペンチル、３−ペンチル、１−ヘキシル、２−ヘキシル、３−ヘキシル及び４−ヘキシルから選択される。非限定的例示としては、α−クロルジメチルカーボネート、α−クロルジエチルカーボネート、α−クロルエチルメチルカーボネート、α−クロルエチル−ｎ−プロピルカーボネート、α−クロルエチル−ｉ−プロピルカーボネート、α−ジ−ｎ−プロピルカーボネート、並びにそれらのα−ブロモ体等が挙げられる。
【０１３６】
α−ハロジアルキルカーボネートの使用量は、反応条件によっても左右されるが、カルボキシ基に対して１当量以上、通常、１〜１０当量、好ましくは１．５〜８当量、更に好ましくは２〜７当量の範囲で用いられる。
【０１３７】
エステル化されるピリドンカルボン酸側である化学式（Ａ−１）及び（Ｂ−１）に於けるＹは、Ｈ（フリーのカルボン酸）或いは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の無機塩基または有機アミン等の有機塩基（カルボン酸塩）である。アルカリ金属としてはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓから選択されるが、通常、ＮａまたはＫが用いられる。アルカリ土類金属としてはＣａ、Ｍｇ、Ｓｒ及びＢａから選択されるが、通常、ＣａまたはＭｇが用いられる。無機塩基としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられ、有機塩基としては、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、ジメチルアミノピリジンまたはピリジン等が挙げられる。ＹがＨであるフリーのカルボン酸以外の無機または有機塩基である場合は、その場で塩を形成させた後に、エステル化を行ってもよい。
【０１３８】
エステル化反応は、触媒を用いても用いなくてもよいが、反応を加速させるためには、例えば四級アンモニウム塩（例えば、テトラブチルアンモニウムブロミド）、アルカリ金属の臭化物（例えば、ＮａＢｒ）またはヨウ化物（例えば、ＮａＩ）、または環状エーテルを触媒として使用することができる。この触媒の量は、α−ハロジアルキルカーボネート（ＸＩＩ）１当量当たり０．００５〜１．０当量、好ましくは、０．０１〜０．６当量、更に好ましくは、０．１〜０．４当量の範囲で用いることができる。
【０１３９】
エステル化反応は、好ましくは有機反応媒体、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、トルエン、キシレン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、クロロホルム、塩化メチレン、塩化エチレン、ベンゼン、酢酸エチル等、またはこれらの混合物中、０℃〜１００℃、好ましくは、１０℃〜８０℃、例えば７０℃程度の温度で実施される。
【０１４０】
エステル化反応に於いて、エステル化されるべきピリドンカルボン酸系抗菌薬が活性アミノ基を含む場合、活性アミノ基を保護してからエステル化することが好ましい。エステル化されるべきカルボキシル基と活性アミノ基との競合反応を抑えて、カルボキシル基のエステル化を優先させるためである。活性アミノ基の保護基として、従来はＢｏｃ基で保護した後にエステル化を行い、反応後にＢｏｃ基を加水分解除去する方法が採られてきたが、本発明のヘミアセタール型エステル体は極めて加水分解され易いので、このＢｏｃ基を加水分解する過程で同エステルも加水分解されてしまい、合成は不可能であった。本発明方法は、活性アミノ基をベンジルオキシカルボニル基（Ｚ基）で保護した後に、カルボン酸をヘミアセタール型エステル化して、その後、Ｚ基の脱離を接触還元法で行うことで、高収率にカルボン酸のヘミアセタール型エステル体を得ることができる。
【０１４１】
エステル化反応を、レボフロキサシンイソプロポキシカルボニル−１−エチルヘミアセタールエステル(LVFX-IHE)の合成例について、以下の反応スキームで示す。
【化７７】
2018062482.tif 000083
即ち、レボフロキサシンとα−クロルエチル−ｉ−プロピルカーボネートとを、ＤＭＦ溶媒中でヨウ化ナトリウム及び炭酸カリウム塩基の共存下、７０℃で３時間反応後、カラムクロマトグラフィーで精製することにより、レボフロキサシンイソプロポキシカルボニル-1-エチル・ヘミアセタールエステル(LVFX-IHE)を単離収率５８％で得ることができる。
【０１４２】
更に、活性アミノ基を有するニューキノロン系抗菌薬の一つであるエノキサシン（以下、「ＥＮＯＸ」と略すことあり。）の場合のエステル化について、以下説明する。
【化７８】
2018062482.tif 000084
【０１４３】
即ち、エノキサシンのジオキサン溶液にＺ−Ｃｌと２Ｍ−ＮａＯＨを交互に温度が１０℃を超えないように注意して加え、室温で１４時間攪拌する。弱酸性にｐＨを調節し、沈殿物のろ取、水による洗浄、乾燥によりＺ−エノキサシンを高収率（８６％）で得ることができる。次いで、１−クロロエチルエチルカーボネートを塩基（Ｋ２ＣＯ３、ＤＢＵ、Ｈｕｎｉｇ塩基等）存在下にヨウ化ナトリウムと共に反応し、Ｚ−エノキサシン−エトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルをカラムクロマトグラフで精製の後、中程度（〜６０％）の化学収率で得ることができる。さらに、Ｚ基の除去として、大気圧中でＰｄ−Ｃを触媒としてメタノール中で接触水素化分解すると、目的のエノキサシン−エトキシカルボニル−１−エチルヘミアセタール型エステルが高収率（８４％）で得ることができる。
【０１４４】
ここで云う活性アミノ基とは、親核反応性が高いアミノ基を指し、例えば、環状二級アミノ基が挙げられる。具体的には、シクロヘキシルアミノ基、シクロペンチルアミノ基等が挙げられる。ピリドンカルボン酸系抗菌剤で用いられている活性アミノ基としては、
【化７９】
2018062482.tif 000085
等が挙げられる。
【０１４５】
エステル化反応終了後、常法により後処理を経て単離、精製される。例えば、加温を止めて、水と氷（適量）を加えて反応をクエンチし、抽出溶媒（例えばAcOET）を加えて抽出し、有機層を水層から分離する。水層を新たな抽出溶媒で数回抽出操作を行い、合わせた有機層を水洗、１％チオ硫酸ナトリウム溶液洗浄、及び飽和食塩水洗浄の後、例えばMgSO4で脱水し、ろ過した溶液を減圧濃縮する。得られた粗生成物を、例えばシリカゲルカラムクロマトグラフにより精製して、目的のピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステル体が高純度で得られる。
【０１４６】
活性アミノ基をＺ基で保護した後にエステル化反応を行った場合には、精製したエステル体を、或いは、未精製のエステル体を用いて、Ｚ基を接触水素化分解により除去して、目的のエステル体を得ることができる。
【０１４７】
得られた目的化合物の同定は、１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）、１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）、ＨＲ−ＭＳ及び結晶の場合は融点測定などによって行うことができる。
【実施例】
【０１４８】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１４９】
１．原料
LVFXは日本の東京化学工業会社から、乾燥水酸化アルミニウムゲル細粒(AlumigelR)は、日本の中外製薬から購入した。ヒト結腸癌細胞（Caco-2細胞とも称する）はRIKEN Bioresource Center細胞バンク(茨城・日本)から購入した。
【０１５０】
２．細胞培養
ヒト結腸癌細胞（Caco-2細胞とも称する）は5%CO2の調湿雰囲気下、37℃で10%のウシ胎仔血清、1%の非必須アミノ酸、及び1%のペニシリン・ストレプトマイシン溶液が添加されたDulbecco’s Modified Eagle’s 媒体中で培養された。
【０１５１】
３．Caco-2細胞を使用するAl3+の生体外浸透性実験
細胞単分子層を調製するために、Caco-2細胞が6.3×104  セル/cm2の密度でTranswellR上に接種した（細胞培養挿入物表面4.67cm2、3μm ポアサイズ；コーニング（東京、日本））。細胞は、5%CO2で調湿された雰囲気下、37℃で最初に接種後、16〜21日間培養した。800Ω・cm2以上の経上皮電気抵抗値（上皮細胞の密着性を評価する指標）を有する単分子層を使用した。
【０１５２】
浸透性プロフィール
透過性試験は、以前に記述された今岡らのプロトコルに従って実施された（A. Imaoka, M. Hattori, T. Akiyoshi, and H. Ohtani:  Decrease in ciprofloxacin absorption by polyvalent metal cations is not fully attributable to chelation or absorption. Drug Metab. Pharmacokinet., 29, 414-418 (2014)）。
簡単に言えば、頂膜側および基底膜側チャンバーを低Mg/Ca HEPES-Tris 緩衝液（140 mM NaCl、5 mM KCl、0.25 mM CaCl2、0.1 mM MgCl2、10 mM D-グルコース、10 mM HEPES、10 mM Tris、pH 6.8）で満たし、37℃で15分間安定化した後、頂膜側に Al3+ 及びLVFX またはLVFX-IHEを添加することで、透過性試験を開始した。開始後0〜120分の間、15分間隔で基底膜側の緩衝液75μＬをサンプリングし、HPLC 法により定量した。
【０１５３】
蛍光分析法によるアルミニウム濃度の決定
1 mM の蛍光色素ルモガリオンの10μL及び100 mMのバッファー HEPES (pH 7.0)の120μLをサンプル(60μL)に添加し、サンプルがキレート化合物を形成するまで5時間室温で保持し、その後、分光蛍光計(Infinite M1000、Tecan Japan社、神奈川、日本)でアルミニウム濃度を決定した。 
【０１５４】
見かけ上の透過係数(Papp)の計算
浸透速度を0分及び120分間で浸透したAl3+量の勾配から算出し、そして、最初のAl3+濃度と単分子層の表面積で割って、見かけ上のPappを計算した。
【０１５５】
４．動物実験 
１）単回投与：各実験に先立って水へのフリー・アクセスで夜間断食させておいた5匹のオスのスピローグ・ドーリー・ラット(7週齢)を使用した。LVFX(22.5mg/kg)あるいはLVFX-水を備えた47mg/kgの水酸化アルミニウム小粒と共に、または小粒無しのIHE(30.6mg/kg(22.5mg/kgのLVFXへの線量当量))を、経口投与した。100マイクロリットルの血液サンプルを、薬投与の後に0、0.25、0.5、0.75、1、1.5、2、3及び4hで採取した。
【０１５６】
２）3つの連続する週管理：実験は3つのサイクルから成る。3つのサイクルのために物を食べて給水するために、5匹のオスのスピローグ・ドーリー・ラット(7週齢)がフリー・アクセスで続いた。47mg/kgの含水・水酸化アルミニウム粒子と共に、または無しのLVFX（22.5mg/kg）を、月、火、水、木及び金曜日に経口投与した。土曜と日曜は休薬期間とした。血液サンプリング及び屠殺は、3番目のサイクルで水酸化アルミニウム及び／またはLVFX薬を飲んだ後の3hで実行された。
【０１５７】
５．免疫蛍光染色
3番目のサイクルが終了した時、ラットをイソフルランによって深く麻酔をかけ、氷冷した生理食塩水50mLで心臓内灌流し、続いて4%のパラホルムアルデヒド(PFA)を含む0.1mol/Lのリン酸緩衝液(PB)、pH 7.4の100mLによって心臓内灌流した。脳を摘出し、4℃で24時間、4%のPFAにポスト固定され、4℃で48時間のPBの中の30%のショ糖に転送された。脳はドライアイスによって凍結し、10μmの厚さでCM1510S(ライカ)で冠状に区分けした。各部分は、0.02mol/Lのリン酸緩衝液食塩水(PBS)、pH 7.4で数回リンスし、毎回10分間、PBS-Xと0.3%のトリトンX-100(PBS-X)で３回リンスし、PBS中4℃で1時間培養した。それらは一次抗ダブルコルチン(DCX)(ミリポア)中、4℃で48時間培養し、PBS-X中で1:2000に希釈した。PBS-Xでリンスした後に、各部分をアレクサ488中、室温で2時間培養し、抗モルモットIgG(ジャクソン)でラベル付けし、PBS-X中で1:200に希釈した。その後、それらは、PBS-Xで3回10分間、各々洗浄し、室温で15分間、DAPI(和光ピュア・ケミカル)で染色した。それらはAqua-Poly/マウント(Polysciences社)に埋め込んだ。
【０１５８】
海馬の歯状回(dentate gyrus: DG)(前頂部から後部の1.94mm)を、Franklin & Paxinos(定位の座標のTHE MOUSE BRAIN)の脳図表によって観察し特定した。チオニン染色を与えた隣接した切片は、脳の特定の分野で境界線を確認した。蛍光画像を、EVOS(Thermoフィッシャー)によって得た。
【０１５９】
６．薬物動態学分析
時間0から4h(AUC0〜4h)までのAl3+の血漿濃度カーブ下領域は、台形規則によって計算した(19)。統計分析はペアになったDunnettの多重比較テストを使用して行なった。
【０１６０】
７．原子吸収分光測光法を使用するAl3+の血中濃度の分析
血液Al3+レベルを分光測光法で分析した（原子吸光器：Z-5010、Hitachi High-Tech Fielding Corporation, Japan）。光源として、中空陰極ランプＡＬ(Hitachi High-Tech Fielding Corporation, Japan)を使用した。炉温度プログラムは、60〜120℃で 60秒間、120℃で30秒間の乾燥、120〜850℃で20秒間、及び850℃で30 秒間の灰化、2400℃で5秒間の噴霧、2600℃で5秒間のクリーニング及び20秒間の冷却から成っていた。
【０１６１】
Al(OH)3単独またはAl(OH)3とLVFXの経口投与後の、0、30、120及び240分でのプラズマ・サンプルを、3000rpmで遠心分離にかけた。0.01%(v/v)のトリトンX-100及び0.1mol/LのHClを含有する脱イオン化蒸留水を加えて希釈した血清標本を、血液中のアルミニウムの濃度決定に使用した。その後、原子吸光は、標準溶液の濃度範囲内のサンプル標本により測定した。標準溶液は0.5mol/LのHNO3の中のAl(NO3)3から成った。検体血液中のアルミニウムの濃度は校正曲線の使用により決定した。
【０１６２】
［実施例１］
１−１．レボフロキサシンイソプロポキシ・カルボニル−１−エチルヘミアセタールエステル(LVFX-IHE)の合成
【化８０】
2018062482.tif 000086
【０１６３】
丸底フラスコ中のN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)(110 mL)に溶解されたLVFX(10g、27.6 mmol)に、激しく撹拌しながら沃化ナトリウム(10g、66.2 mmol、2.4 eq)及び炭酸カリウム(18.3g、132 mmol、4.8 eq)を添加した。その後、1-クロロエチル・イソプロピル炭酸塩(27 mL、177 mmol、6.4 eq)がアルゴン雰囲気下、70℃にて3h間で加えられ撹拌された。砕氷及び水(70 mL)が反応混合物に徐々に加えられて冷却され、反応混合物が酢酸エチル(50mL x 3)で3回抽出された。合体した有機層は、水、1% Na2S2O水溶液及び食塩水で洗浄され、MgSO4上で乾燥された。ろ過後、ろ液は減圧下に濃縮された。粗残渣(4.0g)は、クロロホルム/メタノール2/1で溶出させるシリカゲルカラム・クロマトグラフィによって精製され、2.58gの表題化合物(54%)が得られた。
【０１６４】
m.p. 132-133℃。1H-NMR(400MHz及びCDCl3)?1.30*、1.32*、1.53*(1.54*(d、3H、J = 4.0Hz))、1.65、2.36、2.54、3.35、4.30-4.41、4.91(sept, 1H、J = 6.2Hz)(m、3H)(m、4H)(m、4H)(s、3H)(d、3H、J = 5.5Hz)(d、6H、J = 6.2Hz)、 7.00*、7.01(q、1H、J = 5.5Hz)、7.56*、7.59*(d、1H、J = 13.0Hz)、8.24*、8.25*(s、1H)。 星印は、表題合成物のジアステレオマー混合物それぞれの信号を示す。13C-NMR(100MHz及びCDCl3) 50.5*、50.6*、54.8、55.7、64.3*、64.4*、68.1、91.6*、91.7*、105.4*、105.5*、105.6*、105.7*、108.2*、108.4*、123.28*、123.30*、123.36*、123.38*、123.53、123.56*、123.58*、131.80*、131.84*、131.95*、131.98*、139.65*、139.71*、145.46*、145.72*、153.06*、153.17*、154.61*、154.69*、157.08*、157.16*、162.72*、163.27*、172.46*、172.48*。172.64) 星印は、表題化合物のジアステレオマー混合物それぞれの信号を示す。C24H30FN3O7に対するHR-MS 計算値：491.2068；実測値：491.2069．
【０１６５】
１−２．LVFXまたはLVFX-IHEの共存あるいは非共存下、Caco-2細胞を使用したAl3+の腸管膜浸透性の生体外試験
Caco-2単分子膜を通過するAl3+の透過性に及ぼすLVFX又はLVFX-IHEの効果を図１に示す。各カラムは、独立した５つの実験からのAl+3 (±S.D)の平均Papp値を示す。白抜きカラムはAl+3 単独のPappを表す。グレーと黒色カラムは、それぞれLVFX及びLVFX-IHE存在下に於けるAl+3のPappを示す。
（１）本発明の第一仮説である「Al3+の腸管膜移動がLVFXの添加によって加速される」ことの検証を、Caco-2単分子層を通過したAl3+の見かけ上の浸透性(Papp)に対するLVFXの影響の検討により行なった。
【０１６６】
その結果、図1に示されるように、LVFXは0.3 mM Al3+のPappを175%、及び1 mMのそれを219%それぞれ増加させた。この生体外の浸透性実験は、本発明に着手する際の第一仮説であり、且つ、本発明の第一課題でもある「Al3+の腸管膜移動がLVFXの添加によって加速される」ことを初めて実証したものである。
（２）そこで、本発明者らはこの実証された仮説に基づき、Al3+のレボフロキサシンへの配位（キレート化とも云う）を妨害するために、レボフロキサシンのカルボキシル基をプロキセチル基（イソプロポキシル基とも云う）で保護したレボフロキサシン−イソプロポキシル−１−エチルヘミアセタールエステル（LVFX-IHEと略称する）を用いて、水酸化アルミニウムとの共存下での透過性試験を行なった。その結果、驚くべきことには、図１に示すように、LVFX-IHEが水酸化アルミニウムと共存しても、0.3 mM Al3+のPapp及び1 mMのPappを増加させないことを発見し、本発明に到達した。
【０１６７】
１−３．LVFXと共に、Al(OH)3を経口共投与した後の血漿Al3+濃度変化の生体内試験
（１）本発明の第一仮説である「Al3+の腸管膜移動がLVFXの添加によって加速される」ことの検証を、ラットにLVFX(22.5mg/kg)と共にまたはLVFX無しでAl(OH)3 (47mg/kg)を経口投与した後の血漿Al3+濃度変化の生体内試験により行なった。
その結果、図２に示されるように、Al(OH)3単独の経口投与の後にAl3+の血漿濃度を比較すると、LVFXと共に投与された時にそれは著しく（p<0.05）増加した。更に、LVFXとAl3+との間のキレート形成が、0〜4hまでのAl3+の濃度曲線下面積を1.3倍増強するのに寄与した。この生体内試験は、本発明に着手する際の第一仮説であり、且つ、本発明の第一課題でもある「Al3+の腸管吸収がLVFXの添加によって加速される」ことを、先に説明した生体外試験と共に、初めて実証したものである。
【０１６８】
１−４．LVFX-IHEと共に、Al(OH)3を経口共投与した後の血漿Al3+濃度変化の生体内試験
（１）そこで、本発明者らはこの実証された仮説に基づき、Al3+のレボフロキサシンへの配位（キレート化とも云う）を妨害するために、レボフロキサシンのカルボキシル基をプロキセチル基（イソプロポキシル基とも云う）で保護したLVFX-IHEを用いて、水酸化アルミニウムとの共投与試験を行なった。その結果、驚くべきことには、図３に示す様に、LVFX-IHE (30.6mg/kg; LVFX(22.5mg/kg)と等価の投与量)と共に、あるいはLVFX-IHE無しでAl(OH)3 (47mg/kg)を経口投与した後の血漿Al3+濃度は変化が無かった。即ち、LVFX-IHEの共投与は、Al3+の血漿濃度を増加させなかった。それは完全に生体外の試験結果と一致していた。
【０１６９】
（２）かくして、生体外試験及び生体内試験の双方において、LVFXはAl3+イオンの腸管吸収を促進するが、LVFXのイソプロピルヘミアセタール型エステルプロドラッグであるLVFX-IHEはAl3+イオンの腸管吸収を防ぐと云う本発明の第一課題が達成された。
【０１７０】
１−５．Al(OH)3とLVFXの連続的経口投与後の海馬中の歯状回の形態変化
（１）次いで、本発明の第二の前提である第二仮説、即ち、「LVFXの添加によって腸管吸収されたAl3+イオンの脳内移行が、海馬歯状回の神経障害を誘発する」との検証を、ラットにLVFX(22.5mg/kg)と共にまたはLVFX無しでAl(OH)3 (47mg/kg)を経口投与した後の海馬歯状回の形態観察により行なった。
【０１７１】
（２）得られた結果を図４（ａ）及び（ｂ）に示す。図４は、DCX（ダブルコルチン：新生ニューロンの分子マーカー）で染色後にスライスされたラットの海馬断面画像を示す。画像４（ａ）はAl(OH)3 単独投与の場合の染色された断面画像であり、画像４（ｂ）は、Al(OH)3及びLVFXを共投与した場合の染色された断面画像である。図４（ｂ）中の輝点の繋がりは新生ニューロンの分子マーカーであるダブルコルチン（DCX）を表し、Al(OH)3及びLVFXを共投与した場合は、DCX（DCX +細胞）で染色された未成熟神経細胞を観測することができた。この様に、DCX +細胞は、Al(OH)3単独投与の場合と比較して、Al(OH)3とLVFXとの共投与によって劇的に増加した。このことは、Al(OH)3とLVFXとの共投与によって腸管吸収されたAl3+イオンが脳関門を通過して海馬に入り、歯状回中の神経発生と云う海馬障害を引き起こしたことを示す驚くべき発見である。かくして、「LVFXの添加によって腸管吸収されたAl3+イオンの脳内移行が、海馬歯状回の神経障害を誘発する」と云う本発明の第二仮説がここに初めて実証された。
【０１７２】
１−６．Al(OH)3及びLVFX-IHEの連続的経口投与後の海馬中の歯状回の形態変化
（１）そこで、この実証された仮説に基づき、Al3+のレボフロキサシンへの配位（キレート化とも云う）を妨害するために、レボフロキサシンのカルボキシル基をプロキセチル基（イソプロポキシル基とも云う）で保護したLVFX-IHEを用いて、水酸化アルミニウムとのラットへの３週間にわたる共投与試験を行なった。その結果、驚くべきことには、LVFX-IHE (30.6mg/kg; LVFX(22.5mg/kg)と等価の投与量)と共に、Al(OH)3 (47mg/kg)を経口共投与した後の海馬歯状回の画像（図５（ｂ））には、神経発生を示すマーカーは殆ど観察されなかった。即ち、LVFX-IHEの共投与は、海馬の歯状回の神経障害（神経発生）を予防すると云う驚くべき事実が見出され、本発明に到達した。なお、念のため、図５（ａ）は、図５（ｂ）の対照実験として並行実施されたAl(OH)3及びLVFXの共投与の後にDCXで染色され、スライスされたラットの海馬断面図を示す。同様な対照実験である図４（ｂ）と同様に、DCX（DCX +細胞）で染色された未成熟神経発生が多数観測された。
【０１７３】
１−７．以上のとおり、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、アルミニウムイオン含有制酸剤とピリドンカルボン酸系抗菌薬との共投与に起因するアルミニウムイオンの腸管吸収を阻害し、及びアルミニウムイオンに起因する海馬歯状回の神経障害（神経発生）を予防する本発明が、ここに達成された。
【０１７４】
１−８．考察：以上の実施例により、Al(OH)3単独のみの投与と比較して、LVFXとAl(OH)3との共投与は、海馬歯状回中に未熟な神経細胞の高い発現を誘引した。このことは、LVFXに代表されるニューキノロン（NQ）を含むピリドンカルボン酸系抗菌薬が、Al3+の胃腸吸収、及び脳血液関門中へのAl3+の通過の両方を促進して継続的な神経学的疾病を生じさせるので、患者が制酸剤またはワクチンを受け取った時、LVFXを含むピリドンカルボン酸系抗菌薬が回避されるべきことは現在の試験から強調されるべきである。Campbellらは、ヒトの膠芽腫細胞中に於いて、アルミニウムが細胞増殖、サイトカイン分泌及びNF-κB活性化を増加させることを見出した(Campbell A, Yang Y, Tsai-Turton M, Bondy SC. Aluminum induces reactive oxygen species formation and NF-κB activation in human glioblastoma cells. Brain Res. 2002;933:60-2)。活性化されたNF-κBレベルが、飲料水中のAl乳酸塩の消費に続いてマウスの脳中で増加した(Altman J, Das GD ,Postnatal neurogenesis in the guinea-pig. Nature. 1967 Jun 10;214(5093):1098-1101)。これらの研究から判断して、LVFXによる脳Al3+の増加したレベルは、NF-κBのレベルを上げることによりサイトカインストームを引き起こし、神経発生に恐らく帰着すると想像される。神経発生は、いくつかの未知のステップによってアルミニウム脳症を引き起こすのかも知れない。
【産業上の利用可能性】
【０１７５】
本発明のピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステルプロドラッグ含有海馬歯状回の神経障害予防薬は、Al制酸剤と同時併用した場合でも、アルミニウムイオン（Al3+）の腸管吸収を阻害し、それによってAl3+イオンに起因する海馬歯状回中の神経発生を予防する安全性に優れたハイブリッドニューキノンとして利用可能である。将来的には、ピリドンカルボン酸系抗菌薬とAl制酸剤を共投与する場合に懸念されるAlに係る様々な神経変性疾患、例えばアルツハイマー病(AD)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)及びパーキンソン症候群等の副作用予防薬としての利用可能性も有する。
【図１】
2018062482.tif 000103
【図２】
2018062482.tif 000104
【図３】
2018062482.tif 000105
【図４】
2018062482.tif 000106
【図５】
2018062482.tif 000107
【図６】
2018062482.tif 000108