(57)【要約】本発明は、癌のリスクまたは前悪性形成異常の高いリスクファクターを有する被験体に治療的有効量のプロスタサイクリンアナログを投与することにより、癌のリスクまたは前悪性形成異常を予防または減少させるための方法を提供する。本方法において、肺癌、肝臓癌、脳の癌、膵臓癌、腎臓癌、前立腺癌、乳癌、結腸癌、膀胱癌、卵巣癌ならびに頭頚部の癌を含む種々の癌が予防され得るが、これらに限定されない。代表的には、高いリスクファクターを有する被験体において、癌を発症するリスクを少なくとも約１０％減少させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
癌を発症するリスクファクターを有していない個体に比べ、より高い同様なリスクファクターを有する被験体において、癌を発症するリスクを減少させる方法であって、該方法は、治療的有効量のプロスタサイクリンアナログを該被験体に投与する工程を包含し、該被験体において該癌を発症するリスクを、該同様なリスクファクターを有するコントロール群に比べ、少なくとも１０％減少させる、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記癌が肺癌、肝臓癌、脳の癌、膵臓癌、腎臓癌、前立腺癌、乳癌、結腸癌および頭頚部の癌からなる群から選択される、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記より高い癌を発症するリスクファクターが、少なくとも５年間の、１日あたり平均少なくとも１パックのタバコへの曝露である、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記プロスタサイクリンアナログが、Ｉｌｏｐｒｏｓｔ、Ｂｅｒａｐｒｏｓｔ、トレプロステニルおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、被験体において、前記癌を発症するリスクが、前記コントロール群に比べ少なくとも２０％減少される、方法。
【請求項６】
癌を発症するリスクファクターを有していない個体に比べ、より高い同様なリスクファクターを有する被験体において、癌を予防する方法であって、該方法は、治療的有効量のプロスタサイクリンアナログを該被験体に投与する工程を包含し、該被験体において癌の発生率を、該同様なリスクファクター有するコントロール群に比べ少なくとも１０％減少させ、ここで該癌が肺癌、肝臓癌、脳の癌、膵臓癌、腎臓癌、前立腺癌、乳癌、結腸癌および頭頚部の癌からなる群から選択される、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記より高い癌を発症するリスクファクターが、少なくとも５年間、１日あたり平均少なくとも１パックのタバコへの曝露である、方法。
【請求項８】
請求項６に記載の方法であって、前記プロスタサイクリンアナログが、Ｉｌｏｐｒｏｓｔ、Ｂｅｒａｐｒｏｓｔ、トレプロステニルおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、方法。
【請求項９】
請求項６に記載の方法であって、前記被験体において、前記癌を発症するリスクが、前記コントロール群に比べ少なくとも２０％減少される、方法。
【請求項１０】
前悪性形成異常を発症するリスクファクターを有していない個体に比べ、より高い同様なリスクファクターを有する被験体において、前悪性形成異常を発症するリスクを減少させる方法であって、該方法は、治療的有効量のプロスタサイクリンアナログを該被験体に投与する工程を包含し、該被験体において該前悪性形成異常の進行のリスクを、該同様なリスクファクター有するコントロール群に比べ少なくとも１０％減少させる、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記プロスタサイクリンアナログが、Ｉｌｏｐｒｏｓｔ、Ｂｅｒａｐｒｏｓｔ、トレプロステニルおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法であって、前記被験体における前悪性形成異常の前記進行が、前記コントロール群に比べ少なくとも２０％減少される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、プロスタサイクリンアナログの使用に関し、癌を発症するリスクまたは前悪性形成異常の進行を減少させることを含むが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
癌は、死の主要な原因の１つである。特に肺癌は、米国のみならず世界的に、男性および女性において癌による死の第１の原因である。肺癌は、一般の人々におけるタバコの常用およびタバコ製品への曝露の高い割合に起因して、医学的に重要なことである。さらに肺癌は、エージェントオレンジのような化学物質ならびに炭塵、アスベストおよび放射線のような他の発癌物質に曝露された被験体において生じる。
【０００３】
たとえ現在すべての喫煙者がタバコを絶ったとしても、肺癌は数年間多発したままである。実際に、肺癌の大部分は、現在、元喫煙者において診断される。近年、肺癌の早期発見のためのスクリーニング試験は確立されておらず、外科的に治癒できる疾患患者は２５％に満たない。肺癌に関して累積５年間の生存率は、ほんの約１５％にすぎない。生存率が非常に低いので、患者が肺癌を発症した後に肺癌を処置しようとするよりも、むしろ肺癌を発症から予防することがより効果的である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（発明の要旨）
１つの局面において、本発明は、被験体の癌を発症するリスクを減少させる方法を提供する。この方法は特に、癌を発症するリスクファクターを有していない個体に比べ、より高い同様なリスクファクターを有する被験体において有用である。この方法は、治療的有効量のプロスタサイクリンアナログを被験体に投与する工程を包含する。本方法において、肺癌、肝臓癌、脳の癌、膵臓癌、腎臓癌、前立腺癌、乳癌、結腸癌、膀胱癌、卵巣癌ならびに頭頚部の癌を含む種々の癌が予防され得るが、これらに限定されない。代表的には、高いリスクファクターを有する被験体において、癌を発症するリスクを少なくとも約１０％減少させる。
【０００５】
本発明の別の局面は、被験体において進行した前悪性形成異常を発症するリスクを減少させるための方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（発明の詳細な説明）
ヘルスケアのコストの上昇および癌の発生率の上昇にともない、ヘルスケア提供者は、癌の予防のための容易に管理されるアプローチを必要とする。癌の発症が遅らされるかまたは予防されると、この疾患の結果としての化学療法のような処置は避けられる。いくつかの化学的防御（ｃｈｅｍｏｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）または化学的予防の取り組みは、ビタミンおよび微量養分のような食事性の因子に焦点をあててきた。ビタミンのサプリメントは、癌のリスクを予防するかまたは減少し得るが、いくつかの研究において、反対の事が見出された。何人かの研究者はまた、果物および野菜に富んだ食事と肺癌の発生率との間の負の相関を見出した。例えばβ−カロチンは、一般的に癌の発生率の減少において正の効果を有すると考えられている；しかしながらある研究は、ヒトにおいて肺癌を増加させることを示した。動物における別の研究は、ビタミンＡおよびβ−カロチンの両方のサプリメントが肺の腺腫を増加させることを示すことを明らかにした。これらの見かけ上矛盾する結果により、他の効果的なアプローチが癌の発症を予防するために必要とされることが明らかである。
【０００７】
肺癌は、米国において重要な健康問題であり、米国および全世界の両方において、男性および女性両方において癌による死の一番の原因である。約１６０，０００の死が、１年につき肺癌により起こっていると考えられる。これら肺癌の原因の半分以上は、元喫煙者である。
【０００８】
１つの局面において、本発明は、被験体において癌を発症するリスクを減少させるため、または癌の発症を予防するための方法を提供する。本発明の方法は、肺癌、肝臓癌、脳の癌、膵臓癌、腎臓癌、前立腺癌、乳癌、結腸癌、または頭頚部の癌を発症するリスクを減少させることに適しているが、これらに限定されない。１つの具体的な実施形態において、本発明の方法は、肺癌を発症するリスクを減少させるために使用される。代表的には、本発明の方法は、治療的有効量のプロスタサイクリンアナログを、高いリスクファクターを有する被験体に投与する工程を包含する。
【０００９】
癌を発症する「リスクを減少させる」とは、類似の高いリスクファクター有するがプロスタサイクリンアナログで処置されていないかまたはプラセボで処置されたコントロール群に比べ、被験体が癌を発症する確率を減少させることをいう。当業者は容易にリスク減少の効果を決定し得る。このような解析は、代表的に癌を発症する高いリスクを有する群の何人かをプロスタサイクリンアナログで処置し（ケース群）、一方同じ群内の他の何人かを処置しないかプラセボを与える（コントロール群）ケースコントロール研究を必要とする。発癌の発生率（またはリスク）を減少させることにおけるプロスタサイクリンアナログの有効性を決定するために、ケースコントロール群は、統計学的に有意な解析を提供するのに十分であると考えられる期間観察される。明らかであるように、ケースコントロールにおける被験体の数は、統計学的に有意な結果を提供するために十分な数にすべきである。さらに、動物モデル研究が、癌のリスクを減少させるプロスタサイクリンアナログの有効性を決定するために使用され得る。
【００１０】
リスクの減少は、代表的にある期間後、コントロール群とケース群との間で癌発症の発生率または前悪性形成異常の進行における差を比較することにより決定される。比較として、組織サンプル、細胞サンプル、喀痰サンプル、Ｘ線、血液サンプルなどを比較する工程が挙げられ得るが、これらに限定されない。これらタイプの細胞サンプルの比較に関する任意の公知の方法は、癌を発症するリスクにおける相対的な変化を評価するために使用され得る。
【００１１】
本明細書中に使用される場合、「高いリスクファクター」とは、被験体が癌を発症する可能性を増加させる因子をいう。代表的な高いリスクファクターとして、環境因子、病気にかかりやすい遺伝的因子、タバコ製品への曝露、化学物質への曝露、放射線またはアスベスト、ならびに種々の癌のリスクを増加させることが公知である他の因子が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、喫煙者は、非喫煙者に比べ肺癌を発症するリスクがより高い。１つの特定の実施形態において、高いリスクファクターとは、少なくとも１年間、好ましくは少なくとも３年間、より好ましくは少なくとも５年、さらにより好ましくは少なくとも１０年、そして最も好ましくは少なくとも２０年間、１日あたり１／２パック〜１パックのタバコを吸っている被験体をいう。１つの特定の実施形態において、高いリスクファクターとは、少なくとも１年間、好ましくは少なくとも３年間、より好ましくは少なくとも５年間、さらにより好ましくは少なくとも１０年間、そして最も好ましくは少なくとも２０年間、１日あたり少なくとも１／２パック〜１パックのタバコを吸っている被験体をいう。簡潔かつ明解にするために、本発明は、高いリスクファクターとしてタバコの煙への曝露を参考にして、本明細書中で説明される；しかしながら、本発明の範囲は、上に開示されたような、他の高いリスクファクターを含むことが認識されるべきである。
【００１２】
代表的に、本発明の方法は、癌を発症するリスクファクターを有するコントロール群に比べ、被験体において、少なくとも１０％癌を発症するリスクを減少させるかまたは縮小する。好ましくは、このリスクは少なくとも１５％、より好ましくは２０％、そして最も好ましくは３０％減少される。
【００１３】
プロスタサイクリンアナログとは、プロスタサイクリン（プロスタグランジンＩ２、ＰＧＩ２）と同様な様式で作用する化合物またはその薬学的に受容可能な塩をいう。具体的には、プロスタサイクリンアナログとは、ＰＧＩ２のインビボ作用とよく似た化合物またはＰＧＩ２と同じ酵素を調節する化合物をいう。ある特定の化合物がプロスタサイクリンアナログとみなされ得るかどうかを決定することができる種々のインビトロアッセイが存在する。現在のところ入手可能な任意の公知のプロスタサイクリンアナログが、本発明の方法において使用され得る。１つの特定の実施形態において、プロスタサイクリンアナログは、Ｉｌｏｐｒｏｓｔ、Ｂｅｒａｐｒｏｓｔ、トレプロステニル（ｔｒｅｐｒｏｓｔｅｎｉｌ）（Ｒｅｍｏｄｕｌｉｎ）およびそれらの組み合わせから選択される。特に好ましいプロスタサイクリンアナログは、Ｉｌｏｐｒｏｓｔである。興味深いことに、マウスへのＩｌｏｐｒｏｓｔの投与は、肺への癌の転移を防がなかったことが見出されている。例えば、米国特許第５，５４５，６７１号を参照のこと。しかしながら、以前の研究とは違い、本発明は転移を予防することではなく、第一の場所において癌が発症することを予防することを目的としている。
【００１４】
Ｉｌｏｐｒｏｓｔは、化学的に安定で、天然に生じる物質より長い半減期を有するプロスタサイクリンの合成アナログ（ＰＧＩ２）である。Ｉｌｏｐｒｏｓｔは、Ｓｃｈｅｒｉｎｇ  ＡＧ（米国のＢｅｒｌｅｘ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）によって製造される。Ｉｌｏｐｒｏｓｔは、経口的、非経口的、または吸入により投与され得る。Ｉｌｏｐｒｏｓｔは、Ｉｌｏｐｒｏｓｔの酸、Ｉｌｏｐｒｏｓｔの塩およびＩｌｏｐｒｏｓｔの包接体、そして即時放出型錠剤およびカプセル、ならびに遅延放出型カプセルとして、経口投与に利用可能である。
【００１５】
本発明の方法はまた、前悪性形成異常を発症する高いリスクファクターを有する被験体において、同様なリスクファクターを有さない個体に比べ、前悪性形成異常の進行を減少させるために使用され得る。
【００１６】
プロスタサイクリンアナログは、他の治療的に有用な薬物（例えば、シクロオキシゲナーゼ（ＣＯＸ）阻害剤およびペルオキシソーム増殖因子活性化受容体（ＰＰＡＲ）γアゴニスト（例えば、ロジグリタゾン、ピオグリタゾンおよびシグリタゾンのようなチアゾリジンジオン類）と組み合わせて投与され得る。
【００１７】
（処方物）
プロスタサイクリンアナログは、所望される生理学的効果を達成するように被験体に投与され得る。好ましくは、この被験体は動物であり、さらに好ましくは哺乳動物であり、最も好ましくはヒトである。上記プロスタサイクリンアナログは、選択した投与経路に適した種々の形態（例えば、経口的または非経口的）で投与され得る。この点に関して、非経口的投与として、以下の経路による投与が挙げられる：静脈内；筋肉内；皮下；眼内；滑液包内；経皮、眼、舌下および頬内を含む経上皮；眼、皮内、眼球、直腸内および吸入剤およびエアロゾールを介した鼻内吸入、を含む局所；腹腔内；および全身性直腸。
【００１８】
上記プロスタサイクリンアナログは、例えば不活性な希釈剤または吸収可能は食用のキャリアを用いて経口的に投与され得るか、または硬い外殻または軟らかい外殻のゼラチンカプセルに封入され得るか、錠剤に圧縮され得るか、あるいは直接食事の食品中に組み入れられ得る。経口的治療投与に関して、プロスタサイクリンアナログは、賦形剤と混合され、摂取可能な錠剤、バッカル錠、トローチ、カプセル、エリキシル剤、懸濁剤、シロップ剤、オブラート（ｗａｆｅｒ）などの形態で使用され得る。そのような組成物および調製物は、少なくとも０．１％の活性プロスタサイクリンアナログを含み得る。この組成物および調製物中のパーセンテージは、もちろん変更され得、好都合には、約１重量％〜約１０重量％の間の単位であり得る。このような治療的に有用な組成物中の活性プロスタサイクリンアナログの量は、適した投薬量が得られるものである。本発明に従う好ましい組成物または調製物は、経口投薬単位形態として約１ｍｇ〜約１０００ｍｇの活性プロスタサイクリンアナログ含むように調製される。１つの特定の実施形態において、プロスタサイクリンアナログは、経口的またはエアロゾール送達システムによって投与される。
【００１９】
錠剤、トローチ、丸剤、カプセルなどはまた、以下のものを含み得る：トラガカントゴム、アカシア、トウモロコシデンプンまたはゼラチンのような結合剤；リン酸二カルシウムのような賦形剤；トウモロコシデンプン、ジャガイモデンプン、アルギン酸などのような崩壊剤；ステアリン酸マグネシウムのような潤滑剤；およびショ糖、乳糖またはサッカリンのような甘味剤が添加され得るか、あるいはペパーミント、ウインターグリーン油またはチェリー香味料のような香味剤が添加され得る。投薬単位形態がカプセルである場合、上記タイプの材料に加え、液体キャリアを含み得る。他の種々の材料は、コーティング剤として存在するか、そうでなければ投薬単位の物理的形態を改変するために存在し得る。例えば、錠剤、丸剤またはカプセルは、シェラック、糖またはその両方でコーティングされ得る。シロップ剤またはエリキシル剤は、プロスタサイクリンアナログ、甘味剤としてショ糖、保存剤としてメチルパラベンおよびプロピルパラベン、色素およびチェリー香料またはオレンジ香料のような香味料を含み得る。もちろん、任意の投薬単位形態の調製に使用される任意の材料は、薬学的に純粋であり、使用される量で実質的に非毒性であるはずである。さらに、プロスタサイクリンアナログは、持続放出調製物および処方物に組み入れられ得る。
【００２０】
プロスタサイクリンアナログはまた、非経口的に投与され得る。プロスタサイクリンアナログの溶液は、水中においてヒドロキシプロピルセルロースのような界面活性剤と適切に混合され調製され得る。分散物はまた、グリセロール、液体ポリエチレングリコールおよびその混合物中、ならびに油中において調製され得る。通常の貯蔵および使用条件下において、これらの調製物は、微生物の成長を防ぐために保存剤を含む。
【００２１】
注射可能な使用に適した薬学的形態は、滅菌水溶液または滅菌分散剤および滅菌注射用溶液または滅菌分散剤の即時調製のための滅菌粉末を含む。すべての場合において、この形態は滅菌でなければならず、そして容易な注射能力が存在する範囲で流体でなければならない。この形態は、製品および貯蔵の条件下で安定であり得、細菌および真菌のような微生物の汚染作用から防いで保存されなければならない。キャリアは分散媒体の溶媒であり得、例えば、水、エタノール、ポリオール（例えば、グリセロール、プロピレングリコールおよび液体ポリエチレングリコールなど）、その適した混合物、および植物油を含む。適した流動率は、例えば、レシチンのようなコーティングの使用により、分散物の場合必要とされる粒子経を維持することにより、そして界面活性剤の使用により維持され得る。微生物の作用を防ぐことは、種々の抗菌薬および抗真菌薬（例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサールなど）によりもたらされ得る。多くの場合において、等張化剤（例えば、糖または塩化ナトリウム）を含むことが好ましい。吸収を遅延させる因子（例えば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチン）を含む注射可能組成物の吸収は、延長される。
【００２２】
滅菌注射可能溶液は、必要とされる量のプロスタサイクリンアナログを、必要に応じて上に列挙される種々の他の成分とともに適切な溶媒に、組み入れることにより調製され、その後滅菌濾過される。一般に、分散物は、種々の滅菌活性成分を、基本的な分散媒体および上に列挙されるもののなかから必要とされる他の成分を含む滅菌ビヒクルに組み入れることにより、調製される。滅菌注射可能溶液の調製のための滅菌粉末の場合において、好ましい調製方法は、活性成分と、既に滅菌濾過された溶液に由来する任意の追加の所望される成分との粉末を生じる、真空乾燥技術および凍結乾燥技術である。
【００２３】
プロスタサイクリンアナログは、単独で、または薬学的に受容可能なキャリアとの組合せで哺乳動物に投与され得、上に記載されるように、その比率は、プロスタサイクリンアナログの溶解性および化学的性質、選択される投与経路および標準的な薬学的実施により決定される。
【００２４】
医師は、プロスタサイクリンアナログの投与量を決定する。この投与量は、予防または処置に最も適しており、そして投与形態および選択された具体的なプロスタサイクリンアナログによって変更され、そしてまた、処置下にある具体的な患者によって変更される。医師は、低用量を用いて処置を始め、その状況下での至適効果に到達するまで、少しずつ増加させることを一般的に望む。治療用量は、一般的に、約０．１ｍｇ／日〜約１０００ｍｇ／日、好ましくは約１０ｍｇ／日〜約１００ｍｇ／日、または体重１ｋｇあたり約０．１ｍｇ／日〜約５０ｍｇ／日、好ましくは体重１ｋｇあたり約０．１ｍｇ／日〜約２０ｍｇ／日であり、いくつかの異なる投薬単位で投与され得る。だいたい約２倍〜約４倍の高い用量が経口投与に必要とされ得る。
【００２５】
本発明のさらなる目的、利点および新規の特徴は、以下の実施例の試験において当業者に明らかになるが、以下の実施例は、本発明を制限することを意図されない。実施のために建設的に減らされた工程は現在形で記載されており、研究室において実施された工程は、過去形で記載されている。
【実施例】
【００２６】
肺癌の約２０％は、小細胞肺癌（ＳＣＬＣ）である。これらは、すべての肺癌のうちで、最も攻撃的かつ急速に成長する。ＳＣＬＣはタバコの煙と非常に関連しており、非喫煙者において生じるこれらの腫瘍は１％のみである。ＳＣＬＣは、体内の多くの部位に急速に転移し、広範囲に広がった後に最もよく発見される。ＳＣＬＣにしばしばみられる特異的な細胞型に関連して、これら癌は時々えん麦細胞癌と称される。
【００２７】
非小細胞肺癌（ＮＳＣＬＣ）は、最も一般的な肺癌であり、すべての肺癌の約８０％を占める。ＮＳＣＬＣは、３つの主要な型を有し、腫瘍に見いだされた細胞の型に基づいて、つまり腺癌、扁平上皮癌および大細胞癌と呼ばれる。
【００２８】
腺癌は、米国において一般的に最もよくみられるタイプのＮＳＣＬＣであり、ＮＳＣＬＣの約５０％を含む。腺癌は他の肺癌のように喫煙と関連づけられるが、このタイプは、特に肺癌を発症する非喫煙者において観察される。ほとんどの腺癌は、肺の外側または末端の領域に生じる。細気管支肺胞上皮癌は、腺癌のサブタイプであり、肺の複数の部位でしばしば発症し、先在する肺胞壁にそって広がる。扁平上皮癌は、以前は腺癌より一般的であった；現在では、ＮＳＣＬＣの約３０％を占める。また類表皮癌として公知の扁平上皮癌は、気管支の中心胸部領域において最もよく生じ、タバコの煙への曝露と非常に関連する。
【００２９】
時には未分化癌といわれる大細胞癌は、ＮＳＣＬＣの最も一般的ではないタイプである。ＮＳＣＬＣの異なるタイプの混合もまたみられる。他のタイプの癌が、肺に生じ得る。これらのタイプは、ＮＳＣＬＣおよびＳＣＬＣよりはるかに一般的ではなく、肺癌の約５〜１０％を含む。
【００３０】
タバコの喫煙は、肺癌に関する主要なリスクファクターである。気流閉塞、慢性気管支炎または慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）は、約２５％の喫煙者で起こる。このサブグループは、同様な喫煙歴を有するが気流閉塞のない喫煙者に比較して、肺癌の発生率を有意に上昇させる。肺癌を生じる増加したリスクがある気流閉塞、慢性気管支炎またはＣＯＰＤを有する被験者は、プロスタサイクリンアナログを用いて処置され、肺癌を発症するリスクの減少を評価するため、同様な気流閉塞、慢性気管支炎またはＣＯＰＤを有するコントロールの被験者と比較される。
【００３１】
化学物質への曝露は、鼻の通路（ｎａｓａｌ  ｐａｓｓａｇｅ）、咽頭鼻部、気管、気管支および肺からなる呼吸器系に有害作用を引き起こし得る。呼吸毒性として、局所過敏、気管支炎、肺水腫、肺気腫および肺癌を含む種々の急性および慢性肺性症状が挙げられ得る。環境化学物質および工業化学物質への曝露は、呼吸器機能を損ない得る（肺癌を引き起こすことを含む）ことが周知である。基底レベルのオゾンは、スモッグの主要成分であり、呼吸に問題を引き起こし、喘息を悪化させ、そして呼吸器感染の重症度および発生率を増加させる。呼吸性毒物への急性曝露は、軽い過敏から窒息による死に至る範囲の影響を引き起こし得る。呼吸器性毒物への長期間の曝露は、肺に構造的損傷を引き起こし得、結果として肺線維症、肺気腫および肺癌のような慢性疾患となる。肺線維症は、気道が狭窄するか、または炎症し、呼吸困難につながる重篤な肺疾患である。肺線維症は、灰塵、アルミニウム、ベリリウムおよびタングステンの炭化物への曝露により引き起こされ得る。
【００３２】
変性疾患および潜在的に致命的な疾患である気腫は、肺が完全に拡張および収縮できなくなることにより特徴づけられる。気腫の最も一般的な原因は、大量の喫煙であるが、この疾患はアルミニウム、酸化カドミウム、オゾンおよび一酸化窒素への曝露によっても誘導され得る。さらにいくつかの毒物が、呼吸器癌を引き起こすことが公知である。よく確立されたヒト肺の発癌物質の例として、タバコの煙、アスベスト、ヒ素およびニッケルがある。タバコの煙は、４，０００より多い異なる化学物質を含み、それらの多くが、癌を引き起こす物質、または発癌物質として立証されている。タバコまたはパイプを吸うことはまた、肺癌のリスクを増加させる。
【００３３】
ラドンは、現在米国において肺癌の第２の主要な原因であると考えられている。ラドンガスは、家または建物の下の土壌を通して上昇し、土台または断熱材の隙間および亀裂、ならびにパイプ、排水管、壁または他の開口部を通って入る。ラドンは、米国において毎年かなりの数の肺癌死を引き起こす。ラドンの問題は、すべての州で見出されている。ラドンは、学校および職場においても問題であり得る。喫煙と組み合わせたラドンへの曝露は、非常に肺癌のリスクを増加させる。これは、喫煙者にとって、ラドンへの曝露がさらに大きな健康リスクであることを意味している。
【００３４】
肺癌の別の主要な原因は、癌を引き起こす物質または発癌物質への仕事中の曝露である。アスベストは、肺癌を引き起こし得る周知の職業関連性物質であるが、ウラン、ヒ素およびある石油製品を含む多くの他の物質がある。曝露をともない得る多くの異なる仕事がある。いくつかの例として、あるタイプの断熱材を用いる仕事、コークス炉での仕事、およびブレーキの修理がある。職業関連性の発癌物質への曝露が喫煙と組み合わされた場合、肺癌になるリスクは急激に増加する。肺癌は、何年かかけて発症するが、肺における変化は、個体が癌を引き起こす物質に曝露されるのとほぼ同時に始まり得る。
【００３５】
ビスクロロメチルエーテルおよびラドンへの職業的な曝露は、優先的に小細胞癌に影響を及ぼす。食事に関して、いくつかの明確な関連が、脂質消費、脂肪およびコレステロールでみられ、逆の関連が種々のカロチノイド、ビタミンＣおよびレチノール、グループとしてフルーツおよび野菜でみられる。免疫学的ファクターおよびホルモン性ファクターもまた、腺癌のリスクに影響を与えると考えられる。
【００３６】
（ネズミ肺の発癌の化学的予防）
肺のプロスタサイクリンシンターゼ（ＰＧＩＳ）を過剰発現するトランスジェニックマウスを、ヒトのサーファクタントタンパクＣ（ＳＰＣ）プロモーターおよびラットのＰＧＩＳ  ｃＤＮＡの構築物を使用して作製した。ヒトＳＰＣプロモーターは、ヒトおよびマウスの肺腺癌の元の細胞である考えられる、肺胞ＩＩ型細胞およびクラーラ細胞で導入遺伝子の発現を導くと考えられる。遺伝子導入（ｇｅｎｅ−ｄｏｓｉｎｇ）の効果を決定するために、２つの異なるトランスジェニック株を開発し、そして発癌物質を曝露した（肺のＰＧＩＳ活性において５０％の増加を有する低発現マウス（野生型同腹子に比べＰＧＩ２の１．５倍の増加により示される）および肺のＰＧＩ２において３倍の増加を有する高発現株）。
【００３７】
８〜１２週齢のトランスジェニックマウス（Ｔｇ＋）および野生型同腹子（Ｔｇ−）に、２つの異なる肺の発癌プロトコールを受けさせた。第１のモデルでは、癌遺伝子ｒａｓにおける遺伝子突然変異を通して肺腺腫を選択的に誘導する発癌物質であるウレタン（カルバミン酸エチル）を、単回腹腔内（ｉｐ）投与量で投与した。イニシエーション／プロモーションモデルでは、ネズミの肺腫瘍の用量依存的なイニシエーションを示すタバコの煙中に見出された多環式芳香族炭化水素である３−メチルコラントレン（ＭＣＡ）を、単回ｉｐ投与量で与え、その後ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）での毎週のｉｐ処置を６回行った。ＢＨＴは腫瘍プロモーターであり、肺胞Ｉ型細胞壊死、選択的な肺の炎症および肺胞ＩＩ型細胞の過形成により特徴づけられる可逆的な肺の損傷を誘導する。両モデルのコントロールは、ビヒクルのみを注射したマウスとした。
【００３８】
ＰＧＩＳのトランスジェニック過剰発現は、両発癌モデルにおいて、有意に腫瘍の多発性（ｔｕｍｏｒ  ｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙ）および腫瘍発生率を減少させた。低レベルのＰＧＩＳを発現しているＴｇ＋マウスは、ウレタン誘導性の腫瘍の多発性の５０％の減少（３．４対６．８腫瘍／マウス、ｐ＜０．００１）およびＭＣＡ／ＢＨＴモデルにおいて６６％の減少（２．５対７．５腫瘍／マウス、ｐ＜０．００１）を示した。未処置のマウスは、腫瘍を発現しなかった。高レベルのＰＧＩＳを発現しているＴｇ＋マウスは、さらに大きな化学的防御を示し、Ｔｇ−同腹子に比較して腫瘍の多発性の８５％の減少を証明した（０．８対５．２腫瘍／マウス、ｐ＜０．０００１）。肺腫瘍の発生率はまた、これらの高発現マウスにおいて減少し、Ｔｇ−マウスの１００％発生率に比べ、４４％（８／１８）のＴｇ＋マウスが腫瘍のないままであった（ｐ＝０．０１、Ｆｉｓｈｅｒの正確試験）。
【００３９】
（タバコの煙曝露モデルにおける化学的予防）
肺腺癌を誘導する確立したモデルとして、タバコの煙へのネズミの曝露が使用され得る。肺の発癌モデルは、ヒトの疾患に非常に相似すると考えられる。ＰＧＩＳの過剰発現を、タバコの主流煙に２２週間曝露し、次いでさらに２０週間曝露せずに維持する。煙を曝露したＴｇ−同腹子と比べた場合、Ｔｇ＋マウスは、腫瘍発生率および腫瘍の多発性を有意に減少させた。野生型同腹子における腫瘍発生率（１６／１９、８４％）に比べ、腫瘍を発現したトランスジェニックは有意に少なかった（６／１５、４０％）（Ｆｉｓｈｅｒの正確試験、ｐ＝０．０１２）。腫瘍の多発性はまた、トランスジェニック動物で有意に減少した（ｔｇ＋＝０．４＋／−０．５対ｗｔ＝１．２＋／−０．８６腫瘍／マウス、ｐ＜０．００１）。
【００４０】
これら別個の発癌モデルにおけるＰＧＩＳ過剰発現による防御は、化学的予防の普遍性を実証している。これらの研究は、ＣＯＸに対して遠位のプロスタグランジン代謝の操作が、ＣＯＸ阻害剤単独より重大な肺癌の減少を生じることを説明する。
【００４１】
（上昇したＰＧＩ２レベル）
ベースラインの６−ケトＰＧＦ１a（ＰＧＩ２の安定な分解産物）レベルをＴｇ＋動物について決定し、両発癌プロトコールの終わりで、同時に６−ケトＰＧＦ１aおよびＰＧＥ２レベルを測定した。両発癌モデルにおいて、ベースラインと比べて有意な６−ケトＰＧＦ１aの上昇が屠殺時点で持続している一方で、減少したＰＧＥ２レベルはＭＣＡ／ＢＨＴモデルにおいて観察されなかった。ＰＧＩＳ過剰発現因子に適用した多くの発癌モデルにおいて、ＰＧＩ２の上昇（ＰＧＥ２を減少させない）が観察され、化学的予防が見出される。
【００４２】
（肺の腫瘍形成予防）
Ｉｌｏｐｒｏｓｔの経口投与を調査し、ＰＧＩＳ過剰発現に対して同様な有益な効果を有することを見出した。ＦＶＢ／Ｎマウスに、低用量（０．１％）または高用量（３．０％）のＩｌｏｐｒｏｓｔを含んだ飼料を、実験を通して継続的に与え、次いでウレタンまたはＭＣＡ／ＢＨＴのいずれかを用いて腫瘍形成プロトコールを受けさせた。この実験の終わりに、動物を安楽死させ、腫瘍を数えた。両発癌プロトコールにおいて、動物は、腫瘍の多発性において有意な減少を有した。３．０％のＩｌｏｐｒｏｓｔで観察された多発性において大きな減少があった。
【００４３】
（肺癌に対して高リスクである患者における、Ｉｌｏｐｒｏｓｔの化学的予防研究）
Ｉｌｏｐｒｏｓｔは、長時間作用する、経口的に摂取可能なプロスタサイクリンアナログである。経口Ｉｌｏｐｒｏｓｔの長期安全性は、６ヶ月以上の間、本薬物を投与された種々の状態（一次性肺性高血圧、レイノー現象をともなう強皮症、下肢（ｌｏｗｅｒ  ｅｘｔｒｅｍｉｔｙ）の潰瘍をともなう抹消血管疾患／アテローム性硬化症、およびビュルガー病（閉塞性血栓性血管炎）を含む）にある被験体において確立されている。
【００４４】
肺の扁平上皮癌（ＳＣＣ）は、肺癌の４つの主要なサブタイプのうちの１つであり、腺癌に次いで２番目に最もよくあるＮＳＣＬＣの形態である。ＳＣＣは、代表的に中枢気道（気管、気管支の主流および気管支の副領域）から発生し、組織学的／細胞学的研究により、最終的に気管支原性の癌に進行し得る一連の予想可能な病原性変化が明らかに示された。蛍光気管支鏡検査は、気管支上皮病変を検出するために利用され得る。蛍光気管支鏡検査は、自己蛍光により中枢気道における前悪性病巣を検出する。ＬＩＦＥ（レーザー励起蛍光内視鏡検査）は、前悪性形成異常の検出を改善するために開発された。形成異常病巣は、白色光気管支鏡検査（ｗｈｉｔｅ  ｌｉｇｈｔ  ｂｒｏｎｃｈｏｓｃｏｐｙ）の間に信頼性に乏しく視覚化される。ＬＩＦＥ気管支鏡検査は、中程度または重大な形質異常を検出するのに白色光気管支鏡検査に比べ約６倍高い感度を有する。ＬＩＦＥ気管支鏡検査は、脈管原性扁平形成異常（ａｎｇｉｏｇｅｎｉｃ  ｓｑｕａｍｏｕｓ  ｄｙｓｐｌａｓｉａ）（ＡＳＤ）、化生または形成異常の扁平気管支上皮中への毛細血管の投影により特徴付けられる中枢気道の病巣を検出するのに好ましい様式である。ＡＳＤの経過記録に関する研究は、扁平上皮細胞肺癌を発生する患者においてより多く生じ得ることを示唆する。
【００４５】
本臨床試験は、肺癌に関して高リスクにある患者（痰の細胞構造異形成およびＰＹ値に基づいて）に対して、二重盲検でＩｌｏｐｒｏｓｔまたはプラセボを投与する、６ヶ月間の無作為化予測試験からなる。適格な患者を、各段階内で無作為に積極的処置またはプラセボ処置に割り当てる。反応性の測定として：世界保健機構（ＷＨＯ）の分類を使用する気管支上皮の処置前後の組織学（第１のエンドポイント）；Ｋｉ−６７標識インデックス（第２のエンドポイント）；および一連のバイオマーカー（ＰＧＩＳ、ＣＯＸ−２、ＰＰＡＲd、ＰＰＡＲg、ＭＣＭ２、ｐ５３、チロシンキナーゼ受容体タンパク質［ＥＧＦＲ、ＨＥＲ２／ｎｅｕ、ＥｒｂＢ３、ＥｒｂＢ４、Ａｋｔ］についての免疫組織化学および定量的ポリメラーゼ連鎖反応（ｑＰＣＲ）ならびにＣＤ−３１染色による微小血管密度を含む）。
【００４６】
（インビトロアッセイ法）
プロスタサイクリンアナログは、プロスタサイクリンアナログの阻害特性を試験するために、培養した扁平上皮細胞肺癌細胞株のような細胞に投与され得る。別の代表的な方法において、プロスタサイクリンアナログはマウスに投与され得、肺の発癌の発症のように発達の可能性のある癌に対する化学的予防能力を、記載される扁平上皮細胞肺癌のネズミモデルにおいて評価する。これら研究の結果は、プロスタサイクリンアナログ単独または癌の発症を阻害するための他の処置との組み合わせの効果を、動物またはヒトの被験体において評価するために使用され得る。
【００４７】
（ＰＧＩＳ過剰発現の防御効果）
化学的予防におけるプロスタサイクリン膜受容体の作用を明らかにするために、二重トランスジェニックマウス（ｂｉ−ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ  ｍｉｃｅ）を作製した。第１に、ＰＧＩＳ  Ｔｇ＋動物と類遺伝子性にするために、プロスタサイクリン受容体（ＰＧＩＲ）の標的破壊を有するマウスを、ＦＶＢ／Ｎ系統において１０代戻し交配した。次いで、一連の交配を、二重トランスジェニック動物（すなわち、ＰＧＩＳ過剰発現ＰＧＩＲノックアウト動物）を作製するために実施した。本ストラテジーにおいて、ＰＧＩＲを介したシグナル伝達の寄与が決定され得た。次いで、動物にウレタン発癌プロトコールを実施した。化学的予防は、ＰＧＩＲとは独立であった。ＰＧＩＲ−／−またはＰＧＩＲ−／＋を有する動物は、野生型と同じ腫瘍の多発性を有した。さらに、ＰＧＩＳ導入遺伝子は、ＰＧＩＲの非存在下でさえ防御した。いずれの理論にも束縛されることはないが、本観察は、化学的予防が細胞膜ＰＧＩ２受容体とは独立であることを示唆すると考えられる。
【００４８】
（癌の化学的予防および前悪性気管支形成異常の減少）
マウス肺の腫瘍形成モデルはネズミの系統に依存し、多くの系統を、ＮＴＣＵモデルを用いて評価した。遺伝的に改変されたマウスの系統であるＦＶＢマウスを試験し、以下の発生率をもとに「中間の感受性」に分類した；肺の扁平上皮癌（ＳＣＣ）（４／９、４４％）；ＳＣＣ  ｉｎ  ｓｉｔｕ（７／９、７８％）；気管支の化生（９／９、１００％）；および細気管支の過形成（８／９、８９％）。これは、現喫煙者および元喫煙者の気道において見いだされる種々の病理学的病巣によく似ている。従って、ＳＣＣの本モデルは、ＳＣＣおよび前悪性気管支形成異常の両方の発生におけるＰＧＩＳ過剰発現および／またはＩｌｏｐｒｏｓｔの効果に関する評価を可能にする。
【００４９】
プロスタサイクリンが前悪性のネズミ病変およびネズミのＳＣＣの発症に影響し得るか否かを決定するための１つの代表的な方法は、ＮＴＣＵモデルを、経口Ｉｌｏｐｒｏｓｔを投与しているＦＶＢ／Ｎ  ＰＧＩＳ過剰発現マウスおよび野生型ＦＶＢ／Ｎ  マウスに適用したものである。Ｉｌｏｐｒｏｓｔ処置は、発癌プロトコールのイニシエーション１週間前に開始され、実験を通して継続される。
【００５０】
【化１】
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実験群（ＦＶＢ／Ｎ  マウス２０匹／群）は：
１．ＮＴＣＵで処置されたＰＧＩＳ過剰発現マウス
２．アセトン（ＮＴＣＵの送達ビヒクル）で処置されたＰＧＩＳ過剰発現マウス
３．ＮＴＣＵで処置された野生型同腹子
４．アセトンで処置された野生型同腹子
５．ＮＴＣＵで処置された３．０％Ｉｌｏｐｒｏｓｔの飼料を与えられている野生型動物
６．ＮＴＣＵで処置されたコントロール飼料を与えられている野生型動物
実験スキームを、以下に概説する：ＮＴＣＵ  ＳＣＣモデル：８〜１０週齢の動物の背面皮膚を、始めの処置の４８時間前に剃る。１つのマウス群を、局所ＮＴＣＵ（０．０４Ｍの２５μｌ滴、処置の間に３日の間隔をおいて１週間に２回）で処置する。コントロール動物を、アセトン１滴（この溶媒はＮＴＣＵを溶解するために使用した）で処置する。ＮＴＣＵによる始めの処置の８ヶ月後、動物をペントバルビタールの過剰投薬によって安楽死させ、腫瘍の発生率、多発性、およびＳＣＣ  ｉｎ  ｓｉｔｕの存在および気管支形成異常を決定するために摘出する。腫瘍およびその周囲の肺の両方を、慣習的なＨ＆Ｅ染色のために１０％ホルマリン中に保存する。連続切片（各５μｍ）をホルマリン固定した組織から作製し、２０切片ごとに１枚をＨ＆Ｅを用いて染色し、光学顕微鏡を用いて調べる。さらなる腫瘍およびその周囲の肺の標本は、液体窒素中で瞬間凍結し、その後のＤＮＡ解析およびタンパク質解析のために貯蔵するか、将来の潜在的遺伝子発現研究のためにＲＮＡ保存液中（ＲＮＡｌａｔｅｒ）に置くかのいずれかである。
【００５１】
発癌プロトコールに関して、２０匹の動物のサンプルサイズは、両側独立標本Ｔ検定を使用してα＝０．０５の有意レベルについて決定する。検出力解析は、各実験群において２０匹のマウスを含むことにより腫瘍の数における有意差を＞９０％の可能性で検出することを示している。このデータを、片側Ｔ検定およびＰｅａｒｓｏｎ検定（腫瘍数、腫瘍容積）にかけ、有意性を確認する。腫瘍数における統計学的有意差を、スチューデントＴ検定により試験する。１つの群において５〜６の腫瘍数の増加を検出する検出力は、他と比べてｐ値０．０５で計算され、各群において標準偏差１であり、２０匹のサンプルサイズで０．８６である。
【００５２】
（成長比）
Ｉｌｏｐｒｏｓｔにより影響される経路の共通のエンドポイントは細胞増殖である。Ｋｉ−６７標識は、増殖性インデックスの１つのインジケーターであり、気管支の剖検材料において容易に検出され得る。Ｋｉ−６７標識スコアは、気管支形成異常のグレードに応じて増加し、正常サンプルにおいて平均４％であり、そして剖検において３８％まで増加する過形成サンプルは、中程度または重篤な形成異常である。表１を参照のこと。さらに、現喫煙者は、元喫煙者（平均１８％）に比べ高いＫｉ−６７標識スコア（平均３１％）を有する。一連の対応する剖検を、時間の経過による変化について試験すると、組織学的変化とＫｉ−６７標識スコアとの間に相関があった。従って、治療的に処置された被験体において癌を発症するリスクの減少を評価するための１つの方法は、Ｋｉ−６７成長比を解析することである。
【００５３】
表１．高リスクの被験体の気管支上皮における組織学
【００５４】
【化２】
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このように、Ｋｉ−６７は、本実験における第１のエンドポイントである増殖インデックスを容易に実施する。
【００５５】
（細胞接着および細胞増殖）
等しい数の細胞を、９６ウェルプレートにプレーティングする（５０００／ウェル）。種々の時間でプレートを、Ｈａｎｋｓを用いてリンスし、細胞接着をＭＴＴ細胞生存アッセイにより定量する。最初の研究は、コーティングされていない標準的な組織培養ディッシュを使用して行う。特異的な細胞外マトリックスへの接着を試験する。ディッシュを、Ｉ型コラーゲン、フィブロネクチンまたはＭａｔｒｉｇｅｌを用いてコートし、接着を決定する。成長を、時間の関数として、標準組織培養条件（プラスチックディッシュ上にプレーティングされた細胞）下の細胞数の変化として測定する。実験は、完全培地［１０％胎児ウシ血清（ＦＣＳ）］および成長因子を枯渇させた培地で行い、自律性の成長を決定する。プレートを、７２時間後、ＣｅｌｌＴｉｔｅｒ  ９６  Ａｑｕｅｏｕｓ  Ｏｎｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｃｅｌｌ  Ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ  Ａｓｓａｙ（Ｐｒｏｍｅｇａ；ＭＴＴ  Ａｓｓａｙ）により生存細胞をアッセイする。結果を、生存細胞の割合として計算する。
【００５６】
（移動）
細胞移動を、トランスウェルアッセイを使用するフィブロネクチン運動性アッセイにおいて測定する。２４ウェルプレートにおいて、８μｍの穴を含むインサート（Ｆａｌｃｏｎ）を、１０μｇ／ｍｌストックのうちの３０μｌを使用してフィブロネクチンでコートする。ＰＰＡＲγ、ＰＧＩＳまたは空のベクターを安定に過剰発現している等しい数（約３０，０００）の各ＮＳＣＬＣ細胞を、トランスウェル上にプレーティングし、種々の長さの時間でインキュベートする。各時間点でこれらトランスウェルを取り出し、４％パラホルムアルデヒドで固定する。トランスウェルの上部に接着した細胞を綿棒で取り除き、トランスウェルの下部側の細胞をクリスタルバイオレットで染色する。移動している細胞を、１ウェルあたり少なくとも３つの独立した領域を数えることにより定量する。最初の実験において、トランスウェルの下部は、０．５％ＦＣＳ添加培地を含む。Ｉｌｏｐｒｏｓｔを、濃度を増加させながら下部のチャンバーに添加する（１μＭで開始し、５μＭまで増加する）。
【００５７】
（浸潤）
Ｍａｔｒｉｇｅｌへの細胞浸潤を、Ｍａｔｒｉｇｅｌ浸潤チャンバーアッセイ（ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）を使用して決定する。本アッセイにおいて、細胞を、Ｍａｔｒｉｇｅｌでコーティングされたトランスウェル、またはウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）でコーティングされたトランスウェル（コントロール）上にプレーティングする。細胞の定量を、移動アッセイにおいて記載されるとおりに実施する。各細胞株について、浸潤の％を、Ｍａｔｒｉｇｅｌ膜を通って移動する細胞数を、コントロール膜を通って移動する細胞数で除算する比として計算する。ＰＰＡＲγまたはＰＧＩＳを過剰発現する細胞に関して、次いで浸潤インデックスを、ＰＰＡＲを過剰発現している細胞の％浸潤／空のベクターで形質転換された細胞の％浸潤として計算する。
【００５８】
（スクラッチアッセイ）
トランスウェル移動アッセイの代替として、細胞移動は、培養ディッシュ上のスクラッチを埋める細胞の能力により試験され得る。細胞をコンフルエントまで増殖させ、ＦＣＳなしの培地中でインキュベーションすることにより静止するようにさせる。３０〜１００μｍのスクラッチを、ピペットの先端を使用して培養物に作る。ピペットの先端により作られた隙間を埋める細胞の能力を、同じ領域の細胞の写真を撮ることにより、時間の関数として決定する。ＰＰＡＲγまたはＰＧＩＳを過剰発現している細胞の接着率において有意差がある場合、トランスウェルアッセイの結果は、接着および移動の両方の差を反映し、このことが解釈をより難しくする。
【００５９】
本発明の上述の考察は、例証および説明を目的として示された。上述は、本明細書に開示される形態に本発明を制限することを意図するものではない。本発明の説明は、１つ以上の実施形態ならびにある変化および改変の説明を含むが、本開示を理解した後、他の変化および改変は、本発明の範囲内（例えば、当業者の技術および知識内であり得る場合）である。許容される範囲で替の実施形態を含む権利を得ること意味する。これは、代替物、交換可能な構造および／または等価な構造、作用、特許請求の範囲または工程が本明細書中に開示されようと開示されてなかろうと、かつ任意の特許可能な主題を公に開示することを意図せずに、そのような代替物、交換可能な構造および／または等価な構造、作用、特許請求の範囲または工程を含む。
【国際調査報告】
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