(57)【要約】  1種または複数のサイトカインを含む組成物、ならびにそれを必要とする対象における放射線療法および/もしくは化学療法の影響ならびに/または急性放射線症候群の抑制および/または緩和でのそれらの使用方法が提供される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線により誘発されるまたは化学療法により誘発される肺機能不全の治療、予防または緩和で使用するための、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)またはその機能的バリアントもしくは相同体を含む組成物であって、前記サイトカインが経肺投与により局所的に投与される、組成物。
【請求項２】
放射線により誘発される肺機能不全の治療、予防または緩和で使用される、請求項1に記載の使用するための組成物。
【請求項３】
化学療法により誘発される肺機能不全の治療、予防または緩和で使用される、請求項1または2に記載の使用するための組成物。
【請求項４】
前記GM-CSFまたはその機能的バリアントもしくは相同体が気管内投与、気管支内投与、肺胞内投与または気管支肺胞上皮投与により投与される、請求項1から3のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項５】
前記GM-CSFまたはその機能的バリアントもしくは相同体が溶液、懸濁液、エアロゾル、噴霧化溶液または噴霧化懸濁液として投与される、請求項1から4のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項６】
前記GM-CSFまたはその機能的バリアントもしくは相同体が粉末として投与される、請求項1から5のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項７】
前記GM-CSFまたはその機能的バリアントもしくは相同体が気管支肺胞洗浄、盲目的気管洗浄または気管支鏡検査中の直接適用により投与される、請求項1から6のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項８】
前記GM-CSFまたはその機能的バリアントもしくは相同体が吸入により投与される、請求項1から7のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項９】
前記GM-CSFまたはその機能的バリアントもしくは相同体が、ペグ化した、リポソームのまたはナノ粒子の調製形態で投与される、請求項1から8のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項１０】
前記経肺投与されるGM-CSFまたはその機能的バリアントもしくは相同体がGM-CSFの全身投与および/または皮下投与と併用投与される、請求項1から9のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項１１】
前記肺機能不全が急性肺機能不全である、請求項1から10のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項１２】
前記放射線により誘発される肺機能不全が肺感染に対する肺の免疫学的宿主防御の低下を引き起こす、請求項1から11のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項１３】
前記肺感染が、肺の細菌、真菌および/またはウイルスの感染および/またはコロニー形成と関連する、請求項1から12のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項１４】
前記肺感染が、任意の種類の肺炎、ニューモシスティスカリニ肺炎、院外感染性肺炎、院内肺炎または人工呼吸器関連肺炎を含むがそれらに限定されない細菌、真菌および/またはウイルスの感染またはコロニー形成による肺炎;細菌、真菌および/またはウイルスの感染またはコロニー形成による嚢胞性線維症;細菌、真菌および/またはウイルスの感染またはコロニー形成による気管支炎;細菌、真菌および/またはウイルスの感染またはコロニー形成による気管支拡張症;細菌、真菌および/またはウイルスの感染またはコロニー形成によるびまん性汎細気管支炎、閉塞性細気管支炎、閉塞性細気管支炎性器質化肺炎(BOOP)を含む細菌、真菌および/またはウイルスの感染またはコロニー形成による細気管支炎からなる群から選択される、請求項1から13のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項１５】
前記放射線により誘発される肺機能不全が急性放射線症候群(ARS)に起因する、請求項1から14のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項１６】
前記放射線により誘発される肺機能不全が放射線療法に起因する、請求項1から15のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項１７】
前記放射線療法が胸部および/もしくは肺を対象とし、ならびに/または前記放射線療法が胸部および/もしくは肺の癌組織を標的とする、請求項16に記載の使用するための組成物。
【請求項１８】
前記GM-CSFまたはその機能的バリアントもしくは相同体が、放射線療法の前におよび/または最中におよび/または後に投与される、請求項1から17のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項１９】
前記GM-CSFまたはその機能的バリアントもしくは相同体が、化学療法の前におよび/または最中におよび/または後に投与される、請求項1から18のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項２０】
前記GM-CSFまたはその機能的バリアントもしくは相同体が、10〜1000マイクログラム/kg体重/用量等の有効量で投与される、請求項1から19のいずれか一項に記載の使用するための組成物。
【請求項２１】
前記用量が1日当たり1回、2回、3回または4回投与される、請求項20に記載の使用するための組成物。
【請求項２２】
前記1回または複数回の用量が1日にわたって、または1〜3日、3〜5日、5〜7日、7〜10日、10〜14日等の1〜14日にわたって投与される、請求項20または21に記載の使用するための組成物。
【請求項２３】
それを必要とする対象において放射線により誘発されるまたは化学療法により誘発される肺機能不全を治療する、予防する、前記肺機能不全のリスクを低減するまたは前記肺機能不全を緩和する方法であって、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)またはその機能的バリアントもしくは相同体を含む組成物の有効量を対象に投与するステップを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、選択されるサイトカインの組成物、ならびにそれを必要とする対象における放射線療法および/もしくは化学療法の影響ならびに/または急性放射線症候群の抑制および/または緩和でのそれらの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
福島の発電所事故による現在の放射線の脅威により、急性放射線症候群(ARS)の予防および治療のためのコンティンジェンシープランの再検討が促されている。
【０００３】
高線量放射線による被爆により、いわゆる急性放射線症候群(ARS)、続いて幹細胞、器官および組織への深刻な損傷が誘発される(Fauci他、Radiation Injury. In: Harrison's Principles of Internal Medicine, 17th Edition.  第17版、McGraw-Hill Professional; 2008:2559頁)。深刻な影響を受けた患者はその後、感染および炎症等の外因性因子および内因性因子に対する免疫学的防御の低下を経験し、その結果として、侵襲性感染および臓器機能不全を患い、骨髄形成不全に至る。骨髄形成不全はヒト幹細胞移植(HSCT)により緩和される可能性がある(Hall EJ. Acute effects of total-body irradiation. In: Radiobiology for the Radiologist. Fifth. Lippincott Williams & Wilkins; 2000: 124-135頁; Cerveny他、Acute Radiation Syndrome in Humans. In: Medical Consequences of Nuclear Warfare.第1989巻. Nuclear Agency/Falls Church: TMM Publicationes, Office of the Surgeon General; Anno他、Gy. Health Phys. 1989; 56(6): 821-838頁)。極端な場合には、放射線損傷が被爆者にとって致命的である可能性がある(Anno他、Gy. Health Phys. 1989;56(6):821-838頁; Mettler他、Health Phys. 2007;93(5):462-469頁; Thongpraparn他、Australas Phys Eng Sci Med. 2002;25(4): 172-174頁; Liu他、J. Radial Res. 2008;49(1):63-69頁)。
【０００４】
全ての器官が影響を受けて損傷する可能性がある。しかしながら、感染の徴候および症状の発生率は気道で最も高いことが報告されている。なぜならば、身体の他の箇所と同様のガンマ線照射への暴露と、吸入した放射性ダスト粒子からの更なる潜在的放射線との両方を肺が受けることから、気道は二重の損傷に曝されるからである。宿主防御が低下するだけでなく、皮膚が熱傷のような別の損傷を負い、合併症および治療は、放射線量に応じて軽度から第3度の熱傷の治療と同等である(Anno他、Gy. Health Phys. 1989;56(6):821-838頁; Mettler他、Health Phys. 2007;93(5):462-469頁; Friesecke他、Radiat Environ Biophys. 2000;39(3):213-217頁; Junk他、Klin Monbl Augenheilkd. 1999;215(6):355-360頁; Belyi他、Health Phys. 2010;98(6):876-884頁)。
【０００５】
ARSを患う患者の管理には、造血サイトカイン、抗菌剤および輸血サポートの早期使用が含まれる。造血症候群を治療するために放射線量および生理反応に基づいて勧告がなされ、療法には造血サイトカインによる全身治療、輸血および特定の場合には幹細胞移植が含まれる(Waselenko他、Ann. Intern. Med. 2004; 140(12): 1037-1051頁; Gourmelon他、Health Phys. 2010;98(6):825-832頁; Weisdorf他、Biol. Blood Marrow Transplant. 2006; 12(6):672-682頁)。
【０００６】
臨床上の徴候および症状の発症に基づくさらなる医療管理には、抗菌剤(キノロン剤、抗ウイルス治療剤および抗真菌剤)、制吐剤ならびに鎮痛剤の使用が含まれる。放射線被曝の可能性による強い心理的影響のために、線量にかかわらず、これらの被爆に対する心理社会的なサポートが求められるだろう(Gourmelon他、Health Phys. 2010;98(6):825-832頁; Weisdorf他、Biol. Blood Marrow Transplant. 2006; 12(6):672-682頁)。
【０００７】
治療の中心は感染の予防および管理である。好中球減少の程度と感染合併症のリスクの増大との間には量的関係がある(Waselenko他、Ann. Intern. Med. 2004; 140(12): 1037-1051頁; Gourmelon他、Health Phys. 2010;98(6):825-832頁; Weisdorf他、Biol. Blood Marrow Transplant. 2006; 12(6):672-682頁)。好中球減少の継続時間、残存する好中球の殺菌機能性、物理的防御障壁の変化、患者の内因性微生物相ならびに病院およびコミュニティに固有の生物等の別の因子も治療の選択に影響を及ぼす。好中球減少の持続時間が増加するにつれて、侵襲性真菌症等の二次感染のリスクも増加する(Fliedner他、Blood. 1964;23:471-487頁)。
【０００８】
成長因子は、治療が速やかに実施されるという条件で予防および生存に関して重大な影響を及ぼす(Butturini他、Lancet. 1988;2(8609):471-475頁)。成長因子顆粒球刺激因子(growth factor granulocyte stimulating factor、GM-CSF)は顆粒球の数および機能を高めることから、急性放射線損傷におけるGM-CSFの全身投与または皮下投与は米国においてARSに対する標準的な治療になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第5,229,496号
【特許文献２】米国特許第5,393,870号
【特許文献３】米国特許第5,391,485号
【特許文献４】米国特許第4,235,871号
【特許文献５】米国特許第4,501,728号
【特許文献６】米国特許第4,837,028号
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Fauci他、Radiation Injury. In: Harrison's Principles of Internal Medicine, 17th Edition.  第17版、McGraw-Hill Professional; 2008:2559頁
【非特許文献２】Hall EJ. Acute effects of total-body irradiation. In: Radiobiology for the Radiologist. Fifth. Lippincott Williams & Wilkins; 2000: 124-135頁
【非特許文献３】Cerveny他、Acute Radiation Syndrome in Humans. In: Medical Consequences of Nuclear Warfare.第1989巻. Nuclear Agency/Falls Church: TMM Publicationes, Office of the Surgeon General
【非特許文献４】Anno他、Gy. Health Phys. 1989; 56(6): 821-838頁
【非特許文献５】Mettler他、Health Phys. 2007;93(5):462-469頁
【非特許文献６】Thongpraparn他、Australas Phys Eng Sci Med. 2002;25(4): 172-174頁
【非特許文献７】Liu他、J. Radial Res. 2008;49(1):63-69頁
【非特許文献８】Friesecke他、Radiat Environ Biophys. 2000;39(3):213-217頁
【非特許文献９】Junk他、Klin Monbl Augenheilkd. 1999;215(6):355-360頁
【非特許文献１０】Belyi他、Health Phys. 2010;98(6):876-884頁
【非特許文献１１】Waselenko他、Ann. Intern. Med. 2004; 140(12): 1037-1051頁
【非特許文献１２】Gourmelon他、Health Phys. 2010;98(6):825-832頁
【非特許文献１３】Weisdorf他、Biol. Blood Marrow Transplant. 2006; 12(6):672-682頁
【非特許文献１４】Fliedner他、Blood. 1964;23:471-487頁
【非特許文献１５】Butturini他、Lancet. 1988;2(8609):471-475頁
【非特許文献１６】Wong他、Science  第228巻、810-815頁(1985)
【非特許文献１７】Kaushansky他、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、第83巻、3101-3105頁(1986)
【非特許文献１８】Burgess他、Blood、第69巻、43-51頁(1987)
【非特許文献１９】Trapnell BCおよびWhitsett JA. GM-CSF regulates pulmonary surfactant homeostasis and alveolar macrophage-mediated innate host defense. Annu. Rev. Physiol. 2002.64:775-802頁
【非特許文献２０】Chen GH、Olszewski MA、McDonald RA、Wells JC、Paine R 3rd、Huffnagle GB、Toews GB. Role of granulocyte macrophage colony-stimulating factor in host defense against pulmonary Cryptococcus neoformans infection during murine allergic bronchopulmonary mycosis. Am J Pathol. 2007 Mar; 170(3): 1028-40頁
【非特許文献２１】Altemeier WA、Sinclair SE. Hyperoxia in the intensive care unit: why more is not always better. Curr Opin Crit Care. 2007 Feb; 13(1):73-8頁
【非特許文献２２】Baleeiro CE、Christensen PJ、Morris SB、Mendez MP、Wilcoxen SE、Paine R. GM-CSF and the impaired pulmonary innate immune response following hyperoxic stress. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2006 Dec;291 (6): L1246-55頁. Epub 2006 Aug 4
【非特許文献２３】Zobywalski A、Javorovic M、Frankenberger B、Pohla H、Kremmer E、Bigalke I、Schendel DJ. Generation of clinical grade dendritic cells with capacity to produce biologically active IL-12 70頁. J Transl Med. 2007 Apr 12;5: 18
【非特許文献２４】Szoka他、Ann. Rev. Biophys. Bioeng. 9:467頁(1980)
【発明の概要】
【００１１】
本発明のある態様は、それを必要とする対象における放射線療法および/もしくは化学療法の影響ならびに/または急性放射線症候群を抑制するおよび/または緩和する方法であって、選択されるサイトカインまたはその組み合わせを含む組成物を肺に投与するステップを含む方法に関する。
【００１２】
一実施形態において、サイトカインは、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、幹細胞因子(SCF)および/またはインターロイキンシリーズ(IL-1からIL-16)を含む。
【００１３】
一実施形態において、組成物は局所的に投与される。
【００１４】
一実施形態において、サイトカインはペグ化されている。
【００１５】
一実施形態において、組成物はリポソーム製剤として投与される。
【００１６】
一実施形態において、組成物は、急性放射線症候群を患っている対象に投与される。
【００１７】
一実施形態において、組成物は、放射線療法の前におよび/または最中に対象に投与される。
【００１８】
一実施形態において、組成物は、化学療法の前におよび/または最中に対象に投与される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】注入または皮下投与のいずれかによる全身投与後のGM-CSFの作用機序を示す図である。GM-CSFは、好中球およびマクロファージ/単球の幹細胞を活性化させる。その結果として、この細胞株は成熟して増殖する(1)。循環単球(2)は組織マクロファージになり、組織マクロファージは、骨髄中および肺等の末梢器官中の両方に存在する。単球は、組織中における組織マクロファージへ形質転換する(3)。刺激後にGM-CSF受容体は、休止肺胞マクロファージを、局所的な自己分泌(autocrinic)GM-CSF反応に対応する免疫応答性樹状細胞へ形質転換させ(4)、このプロセス中に、T-リンパ球および顆粒球の両方は循環から動員される(5)。
【図２】GM-CSFの全身投与(図2A;la)対局所投与(図2B;lb)を示す図である。二重の放射線被曝により、即ち吸入粒子(P)および身体の他の箇所(A)と同様のガンマ線(γ)からの複合被爆により、急性放射線照射に曝された際に肺は特に脆弱な重要器官である。肺の宿主防御はその局所的なGM-CSFに依存しており、該GM-CSFは肺胞細胞により発現している。静脈投与または皮下投与の後、肺胞腔においてGM-CSFはその標的に到達しない。それどころか、GM-CSFの水溶性および分子サイズに起因して、GM-CSFは気腔から遮られている。休止肺胞マクロファージの活性化によって肺の宿主防御を上方制御するために、GM-CSFが吸入される必要がある。放射線損傷に起因して、肺はそれに応じて重度の機能不全に曝される。示すように、GM-CSFは、血管側から気腔側へまたは逆方向へのいずれかで肺胞血管膜を透過しない。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
肺胞マクロファージに基づき、肺はそれ自体の宿主防御系を有する。肺の放射線被曝後、G-CSF/GM-CSFは肺胞を透過しないことから、成長因子/サイトカインの全身投与中でさえも、休止マクロファージを形質転換させることができない。正常な状況下では、遮断された肺区画において、局所的に産生されたGM-CSF受容体が休止マクロファージを完全な免疫応答性樹状細胞へ形質転換させる。しかしながら、マクロファージの下熱期のために、放射線損傷した組織中ではGM-CSFは発現しない。
【００２１】
放射線被曝後に宿主防御でのマクロファージの重要な役割を維持するために、外因性および内因性の感染に対する障壁を維持すべく、場合によっては致死的となり得る全身性感染を予防すべくサイトカインを体外から投与する必要があり、全身性感染はARSでの主な死因である。
【００２２】
ARSは、身体の十分大きな部分が高線量の電離放射線に被爆した後に生じる複数の急性損傷の顕在化の組み合わせである。ARSは、比較的高線量率で急性的にもたらされる1Gyより多い全線量での全身または身体の大きな部分(60%)の被爆後に生じる徴候および症状と定義される。そのような放射線損傷は、最初はある程度まで全ての器官に影響を及ぼすが、損傷顕在化の時期および程度は、浴びた放射線の種類、割合および線量に依存する。損傷した身体の割合、線量均一性および被爆者固有の放射線感受性も顕在化に影響を及ぼす。異なる範囲の全身線量により異なる損傷の顕在化が引き起こされる。最も特徴的な顕在化をもたらす3つの主な種類は、血液学的症候群、胃腸症候群および神経血管症候群と見なされる。これらの症候群は概して、光子放射線または混合型光子/中性子放射線(mixed photon/neutron radiation)による全身放射線照射またはほぼ全身放射線照射によってのみ引き起こされる。身体のより小さな割合の高線量損傷は局所的損傷作用を引き起こすが、ARSを生じない可能性がある。
【００２３】
放射線損傷は主に増殖性細胞に影響を及ぼし、これは、増殖性細胞が急性作用に最も感受性であるからである。そのため、複数の組織は、放射線照射後の臨床症状の放出に関する異なる感覚閾値を有する。骨髄および腸は細胞の早い代謝回転に起因して低い閾値を有するが、筋肉および脳細胞は増殖が遅く、放射線に対してより耐性がある。ARSの臨床成分として、血液学的症候群、胃腸症候群、脳血管症候群および多臓器/肺機能不全症候群のような臨床症状の放出に関する特異的なトリガー感覚閾値を有するいくつかの亜症候群が挙げられる。
【００２４】
急性放射線作用に対して最も感受性のある細胞は骨髄中に存在する。しかしながら、見過ごされた事実は、別の重要な複製細胞、即ち組織および生命の維持に重要な器官中における固定化組織マクロファージが存在するということである。吸収した放射線量に応じて、予測可能な臨床経過後に数時間から数週間以内に症状が現れる。4つの主要な器官の下位系、即ち胃腸系、神経血管系、血液系および肺系がARSの発症において臨床的に重要であることが知られている。系特異的な徴候および症状の評価が被害者の重症度判定検査、治療の選択および予後の判定に必要である。
【００２５】
本発明は、それを必要とする対象における放射線療法および/もしくは化学療法の影響ならびに/または急性放射線症候群を抑制および/または緩和するための組成物および方法を提供する。
【００２６】
本発明の組成物は、選択されるサイトカイン、例えば顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CFS)、マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、幹細胞因子(SCF)および/またはインターロイキンシリーズ(IL-1からIL-16)ならびにそれらの組み合わせを含む。一実施形態において、組成物はGM-CSFを含む。一実施形態において、組成物はM-CSFを含む。一実施形態において、組成物はG-CSFを含む。一実施形態において、サイトカインはペグ化されている。
【００２７】
急性放射線症候群を患っている対象のために、組成物は、好ましくは吸入により投与される。さらに、組成物は、例えばGM-CSFが挙げられるがそれに限定されない選択されるサイトカインの全身投与または皮下投与と併用して好ましくは投与される。
【００２８】
GM-CSFの全身投与により、肺は炎症性および感染性の攻撃に特異的に曝される。このことは、次に、急性肺機能不全、それ自体が非常に高い死亡率である疾患をもたらす。さらに、肺の宿主防御が別の循環から分離されているという事実に基づいて、肺は放射線被曝に対して特に脆弱である。図2に示すように、肺胞血管膜は、タンパク質様医薬に関して薬剤の全身性プールから「遮断」されている。また、タンパク質は可溶性であり、膜を透過するには大きすぎる。このことは、急性放射線被曝後の急性肺損傷に関する説明であり、放射性粒子の吸入およびガンマ放射線の両方において実証されている。
【００２９】
本発明の新規の二重治療計画は、肺系等の全身における血液学的反応を確かにするために、全身投与したおよび吸入した十分な用量のGM-CSFの両方による予防的治療の重要性を重視する。最終的には、血液幹細胞移植(HSCT)は、好中球の数に反応がなく、即ち残留造血がなく、高用量のGM-CSFによる3週間の治療後に骨髄形成不全が持続するという条件でのみ考慮されるべきである。
【００３０】
本明細書において発明者らは、吸入組成物は、肺の宿主防御を維持するための、従ってウイルス、細菌および真菌のような内因性微生物病原体による重度の肺炎を予防するための抗放射線介入の不可欠な要素であるだろうと考える。例えばGM-CSFを含む吸入組成物は、抗放射線療法計画において速やかに導入されるべきであり、および全身介入と同時に導入されるべきである。一実施形態において、それを必要とする対象に1日当たり300マイクログラム/m2の吸入高用量が投与される。薬剤の既知の有効性研究ならびに既知の安全性および低毒性に基づく代替の用量を、本開示に基づいて当業者により常法に従って決定することができる。
【００３１】
本発明で使用するGM-CSFは様々な商業ベンダーから入手可能である。
【００３２】
一実施形態において、GM-CSFは組み換えGM-CSFである。この施形態において、吸入により投与されるGM-CSFの用量は約50μg/用量/日から500μg bid/m2体表面の範囲とすることができる。一実施形態において、投与される組み換えGM-CSFの用量は300μg/日である。
【００３３】
代替の選択されるサイトカインに関して投与される用量を、選択されたサイトカインの既知の有効性研究ならびに既知の安全性および毒性に基づいて当業者により常法に従って決定することができる。
【００３４】
放射線療法および/または化学療法を受けている対象のために、本発明の組成物を皮下投与または局所投与することができる。放射線療法および/または化学療法の前に、最中におよび/または後に組成物を投与して放射線療法および/または化学療法の影響を抑制するおよび/または緩和することができる。
【００３５】
一実施形態において、組成物はリポソーム製剤として投与される。
【００３６】
一実施形態において、対象は哺乳動物である。一実施形態において、哺乳動物はヒトである。一実施形態において、ヒトは15歳未満の小児である。一実施形態において、ヒトは15歳以上の成人である。
【００３７】
本発明のサイトカイン
本発明は、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)、幹細胞因子(SCF)および/もしくはインターロイキンシリーズ(IL-1からIL-16)ならびにそれらの組み合わせ、またはそれらの機能的バリアントもしくは相同体であるが調製されたもの(本明細書においてまとめて「サイトカイン」と示される)の経肺投与に関する。
【００３８】
サイトカインは商業的に入手可能であり得、例えばサルグラモスチム(GM-CSF [Leukine(登録商標); Immunex, Seattle, WA])、フィルグラスチム(G-CSF [Neupogen(登録商標); Amgen, Inc, Thousand Oaks, CA])およびペグフィルグラスチム(ペグ化G-CSF)であってよい。
【００３９】
一実施形態において、本発明の組成物は、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、幹細胞因子(SCF)およびインターロイキン(IL-1からIL-16)からなる群から選択される1種または複数のサイトカインを含む。この点に関して、1種または複数は1種、2種、3種、4種または5種のサイトカインであってよい。
【００４０】
GM-CSF
コロニー刺激因子は、造血前駆細胞の増殖を刺激し、成熟エフェクター細胞の機能活性を高める糖タンパク質である。即ち、未成熟の細胞のレベルでは、CSFはスタミナプールの自己再生を確実にし、造血分化の第一段階を活性化し、中間段階では、細胞増殖が成熟細胞の特徴的な進行獲得に関連する場合にはCSFは分化細胞の数を大きく増加させ、最終段階では、CSFは成熟細胞の循環および活性化を制御する。
【００４１】
本発明の好ましい実施形態において、使用されるサイトカインはGM-CSFである。成熟GM-CSFは、いくつかの潜在的グリコシル化部位を含む127個のアミノ酸の単量体タンパク質である。様々な程度のグリコシル化により、14kDaから35kDaの分子量範囲となる。非グリコシル化GM-CSFおよびグリコシル化GM-CSFは、インビトロで同様の活性を示す(Cebon他、1990)。GM-CSFの結晶分析により、4つの短いアルファヘリックスで構成される樽型の構造が明らかとなった(Diederichs他、1991)。GM-CSFの2つの既知の配列バリアントが存在する。GM-CSFタンパク質の活性型がインビボでホモ二量体として細胞外において発見されている。
【００４２】
GM-CSFは、その受容体に結合することによりGM-CSFの生物活性を発揮する。GM-CSF受容体(GM-CSF-R)の発現に関する最も重要な部位は、骨髄細胞、肺胞様マクロファージタイプI&II、上皮の肺の細胞および内皮細胞の細胞表面上にあるが、リンパ球はGM-CSF-Rネガティブである。天然の受容体は少なくとも2つのサブユニット、即ちアルファおよびベータで構成される。アルファサブユニットはリガンド特異性を与え、ナノモル親和性によりGM-CSFに結合する(Gearing他、1989; Gasson他、1986)。ベータサブユニットはインターロイキン-3およびインターロイキン-5受容体複合体の一部でもあり、GM-CSF受容体アルファサブユニットおよびGM-CSFに関連して、ピコモル結合親和性により複合体を形成する(Hayashida他、1990)。受容体に対するGM-CSF上の結合ドメインがマッピングされている:GM-CSFの第1アルファヘリックスにおける非常に制限された領域を介して、GM-CSFはその受容体のベータサブユニットと相互作用する(Shanafelt他、1991 b; Shanafelt他、1991 a; Lopez他、1991)。アルファサブユニットへの結合を、第3アルファヘリックス、ヘリックスC、ループ連結ヘリックスCおよびDの最初の残基ならびにGM-CSFのカルボキシ末端にマッピングすることができる(Brown他、1994)。
【００４３】
GM-CSF三量体受容体複合体の形成により、JAK/STATファミリ、即ちShe、Ras、Raf、MAPキナーゼ、ホスファチジルイノシトール-3-キナーゼおよびNFkBの分子等の複雑なシグナル伝達カスケードが活性化され、最終的にはc-myc、c-fosおよびc-junが転写される。活性化は、受容体のベータサブユニットにより主に誘発される(Hayashida他、1990; Kitamura他、1991 ; Sato他、1993)。共有されたベータサブユニットはまた、IL-3、L-5およびGM-CSFによりもたらされるオーバーラップ機能にも関与する(概説を参照: de Groot他、1998)。
【００４４】
GM-CSFの造血増殖および分化刺激活性とは別に、GM-CSFは特に炎症性サイトカインとして機能する。マクロファージ、例えば肺胞マクロファージタイプI&IIおよび単球ならびに好中球および好酸球はGM-CSFにより活性となり、別のサイトカインおよびケモカイン、マトリックス分解プロテーゼの放出をもたらし、HLA発現を増加させ、細胞付着分子またはCC-ケモカインに対する受容体の発現を増加させ、続いて炎症組織中への炎症細胞の走化性を高める。
【００４５】
Wong他、Science  第228巻、810-815頁(1985)およびKaushansky他、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、第83巻、3101-3105頁(1986)は、哺乳動物の細胞における組み換えGM-CSFの生成を説明している。Burgess他、Blood、第69巻、43-51頁(1987)は、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)で産生されたGM-CSFの精製を説明する。
【００４６】
GM-CSFの機能的相同体
GM-CSFの機能的相同体は、既知であると共に天然に存在するGM-CSFの配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドであり、1種または複数のGM-CSF機能、例えば顆粒球、マクロファージ、好酸球および赤血球等の様々な系統由来の造血前駆細胞の増殖および分化の刺激を有する。
【００４７】
GM-CSFは、肺胞マクロファージ(AM)の複数の機能を調節する。AMのGM-CSF刺激により、有毒な経口摂取物に選択的に反応する肺胞マクロファージが増強されること(即ち細菌貪食中の炎症刺激)が実証されており、無毒な経口摂取物は通常、和らげられる(即ちアポトーシス細胞の貪食中の抗炎症反応)。さらにAM機能は、GM-CSF刺激、それに続く増殖、分化、蓄積および活性化により増強される。さらにこれらのGM-CSF作用により、細胞付着、走化性の改善、Fc受容体の発現、補体媒介性食作用および抗体媒介性食作用、酸化的代謝、細菌、真菌、原性動物およびウイルスの細胞内殺滅、サイトカインのシグナル伝達ならびに抗原の提示ももたらされる。さらにGM-CSFは、AMの細胞付着における欠損、Toll様受容体のような病原体関連分子パターン受容体、およびTLR膜貫通シグナル伝達、サーファクトタンパク質ならびに脂質の摂取および分解を増強させる(Trapnell BCおよびWhitsett JA. GM-CSF regulates pulmonary surfactant homeostasis and alveolar macrophage-mediated innate host defense. Annu. Rev. Physiol. 2002.64:775-802頁)。
【００４８】
さらにGM-CSFは、AMの認識受容体、即ちいわゆるToll様受容体(TLR)と相互作用する。GM-CSFは、GM-CSFと原因微生物のクリアランスの増強をもたらす宿主防御でのTLRの関与との相互作用に起因して、肺炎での肺の宿主防御において重要である(Chen GH、Olszewski MA、McDonald RA、Wells JC、Paine R 3rd、Huffnagle GB、Toews GB. Role of granulocyte macrophage colony-stimulating factor in host defense against pulmonary Cryptococcus neoformans infection during murine allergic bronchopulmonary mycosis. Am J Pathol. 2007 Mar; 170(3): 1028-40頁)。肺は、肺炎および酸素過剰症(例えば感染への反応が弱いことからアポトーシスへの二次的な宿主防御の機能障害をもたらす人工呼吸器関連肺炎(VAP)で見られる高O2暴露に関連する)において低下する、肺自体の先天的なGM-CSF産生を有する。高酸素損傷は、GM-CSFによる(Altemeier WA、Sinclair SE. Hyperoxia in the intensive care unit: why more is not always better. Curr Opin Crit Care. 2007 Feb; 13(1):73-8頁およびBaleeiro CE、Christensen PJ、Morris SB、Mendez MP、Wilcoxen SE、Paine R. GM-CSF and the impaired pulmonary innate immune response following hyperoxic stress. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2006 Dec;291 (6): L1246-55頁. Epub 2006 Aug 4)、それに続くTLRシグナル伝達経路の発現を介したP.イルージノウザ(P. aeruginosa)のクリアランスによる(Baleeiro CE、Chr
istensen PJ、Morris SB、Mendez MP、Wilcoxen SE、Paine R. GM-CSF and the impaired pulmonary innate immune response following hyperoxic stress. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2006 Dec;291 (6): L1246-55頁. Epub 2006 Aug 4)肺胞マクロファージの活性化により弱められると考えられる。
【００４９】
最後にGM-CSFは、未成熟の樹状細胞(DC)中へのAMのインビトロでの変換をもたらし、特定の受容体または標的への成熟DCのホーミングを活性化することに関して、特定の薬剤を用いて未成熟のDCをさらに成熟させることができる(Zobywalski A、Javorovic M、Frankenberger B、Pohla H、Kremmer E、Bigalke I、Schendel DJ. Generation of clinical grade dendritic cells with capacity to produce biologically active IL-12 70頁. J Transl Med. 2007 Apr 12;5: 18)。
【００５０】
好ましくは、様々な近縁の種、例えば配列アライメントにより評価された近縁の種のGM-CSF間の進化的保存を用いて、個々の残基に対する進化圧の程度を特定することができる。好ましくは、GM-CSF配列は、GM-CSF機能が保存されている種間、例えば齧歯動物、サルおよび類人猿等の哺乳動物の間で比較されるがこれに限定されない。高い選択圧下の残基は、種間で変化する残基よりも容易に置換することができない必須アミノ酸を示す傾向にある。ヒトGM-CSF配列の十分な数の修正または変更が本発明に係るGM-CSF分子の活性を妨げないことは前記から明白である。そのようなGM-CSF分子は、本明細書においてヒトGM-CSFの機能的等価物として称されており、例えば以下に記載するように天然のヒトGM-CSFのバリアントおよびフラグメントであってよい。
【００５１】
本明細書で使用するとき、語句「バリアント」は、基本のタンパク質に相同であるポリペプチドまたはタンパク質を指し、基本のタンパク質は好適にはヒトGM-CSFであるが、基本のタンパク質は、前記ポリペプチドおよびタンパク質が得られる塩基配列とは異なる、即ち配列内の1個または複数のアミノ酸が別のアミノ酸に置換されている。アミノ酸置換を「保存的」と考えることができ、アミノ酸は広範囲に類似した特性を有する異なるアミノ酸で置き換えられる。非保存的置換とは、アミノ酸が異なる種類のアミノ酸で置き換えられる部分である。概して、ポリペプチドの生物学的活性を変更することなく、少数の非保存的置換が可能であるだろう。
【００５２】
「保存的」アミノ酸置換のさせ方および評価の仕方は当業者に既知であり、「保存的」アミノ酸置換により、1個のアミノ酸は、1個または複数の共通する化学的特徴および/または物理的特徴を有する別のものに置換される。保存的アミノ酸置換は、タンパク質の機能にあまり影響を及ぼさない。アミノ酸を共通する特徴に従ってグループ化することができる。保存的アミノ酸置換は、アミノ酸の予め決められたグループ内の1個のアミノ酸を同じグループ内の別のアミノ酸に置換することであり、予め決められたグループ内のアミノ酸は、類似したまたは実質的に類似した特徴を示す。本明細書で用いる場合、用語「保存的アミノ酸置換」の意味では、1個のアミノ酸を、以下のものを有することにより特徴付けられるアミノ酸のグループ内の別のものに置換することができる、
i)極性側鎖(Asp、Glu、Lys、Arg、His、Asn、Gln、Ser、Thr、TyrおよびCys)
ii)非極性側鎖(Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Trp、ProおよびMet)
iii)脂肪族側鎖(Gly、Ala、Val、Leu、Ile)
iv)環式側鎖(Phe、Tyr、Trp、His、Pro)
v)芳香族側鎖(Phe、Tyr、Trp)
vi)酸性側鎖(Asp、Glu)
vii)塩基性側鎖(Lys、Arg、His)
viii)アミド側鎖(Asn、Gln)
ix)ヒドロキシ側鎖(Ser、Thr)
x)硫黄含有側鎖(Cys、Met)ならびに/または
xi)モノアミノ-ジカルボン酸もしくはモノアミノ-モノカルボン酸-モノアミドカルボン酸であるアミノ酸(Asp、Glu、Asn、Gln)。
【００５３】
本発明の範囲内の機能的相同体は、ヒトGM-CSFと少なくとも50%の配列同一性を示すポリペプチドであり、好ましくは少なくとも60%、70%の配列同一性を示すポリペプチドであり、好ましくは、機能的相同体は、ヒトGM-CSFと少なくとも75%の配列同一性を有し、例えば少なくとも80%の配列同一性を有し、例えば少なくとも85%の配列同一性を有し、例えば少なくとも90%の配列同一性を有し、例えば少なくとも91%の配列同一性を有し、例えば少なくとも91%の配列同一性を有し、例えば少なくとも92%の配列同一性を有し、例えば少なくとも93%の配列同一性を有し、例えば少なくとも94%の配列同一性を有し、例えば少なくとも95%の配列同一性を有し、例えば少なくとも96%の配列同一性を有し、例えば少なくとも97%の配列同一性を有し、例えば少なくとも98%の配列同一性を有し、例えば99%の配列同一性を有する。
【００５４】
多くの公知のアルゴリズムを用いて、および多くの異なるギャップペナルティを適用して配列同一性を算出することができる。相同体を探索するためにおよび配列同一性を算出するために、任意の配列アライメントアルゴリズム、例えばこれらに限定されないがFASTA、BLASTまたはQETSEQを使用することができる。さらに、適切な任意の公知の置換マトリックスの場合には、例えばこれらに限定されないがPAM、BLOSSUMまたはPSSMマトリックスを探索アルゴリズムと共に適用することができる。例えば、PSI-BLASTプログラムを介してPSSM(位置特異的スコアリングマトリックス)を適用することができる。さらに、ギャップの開口および伸長に関するペナルティの範囲を用いて配列アライメントを行なうことができる。例えば、5〜12の範囲内でのギャップ開口ペナルティおよび1〜2の範囲内でのギャップ伸長ペナルティと共にBLASTアルゴリズムを使用することができる。
【００５５】
従って、本発明に係るそのバリアントまたはフラグメントは、その配列またはフラグメントの同じバリアント内に、またはその配列またはフラグメントの異なるバリアント間に、少なくとも1つの置換、例えば1個の別のものが独立して導入された複数の置換を含むことができる。
【００５６】
その同じバリアントまたはフラグメントが、本明細書で前記に定義した保存的アミノ酸の1つ以上のグループ由来の1つ以上の保存的アミノ酸置換を含むことができることは、前記概説から明らかである。
【００５７】
20個の標準的アミノ酸および2個の特異的アミノ酸、即ちセレノシステインおよびピロリシンに加えて、インビボではタンパク質中に導入されない膨大な数の「非標準的アミノ酸」が存在する。非標準的アミノ酸の例として、硫黄含有タウリンおよび神経伝達物質GABAおよびドーパミンが挙げられる。別の例として、ランチオニン、2-アミノイソ酪酸およびデヒドロアラニンが挙げられる。さらに非標準的アミノ酸としてオルニチンおよびシトルリンが挙げられる。
【００５８】
非標準的アミノ酸は通常、修飾により標準的アミノ酸に形成される。例えば、システインの脱カルボキシル化によりタウリンを形成することができ、チロシンからドーパミンが合成され、プロリンの翻訳後修飾によりヒドロキシプロリンが作られる(コラーゲンにおいてよく見られる)。非天然アミノ酸の例として例えば37 C.F.R. section 1.822(b)(4)に列挙されているものが挙げられ、これら全ては参照により本明細書に組み込まれる。
【００５９】
本明細書で説明した標準的アミノ酸残基および非標準的アミノ酸残基の両方が「D」または「L」の異性型で存在することができる。
【００６０】
本発明に係る機能的等価物が非標準的アミノ酸等の任意のアミノ酸を含むことができると考えられる。好ましい実施形態において、機能的等価物は標準的アミノ酸のみを含む。
【００６１】
ペプチド結合によりまたは非ペプチド結合により複数の標準的アミノ酸および/または非標準的アミノ酸を連結することができる。用語ペプチドはまた、当分野で既知である化学反応または酵素触媒反応により導入された翻訳後修飾も包含する。必要に応じて、そのような翻訳後修飾を分割前に導入することができる。本明細書で特定したアミノ酸は、L-立体異性型で優先的に存在するだろう。20個の天然に存在するアミノ酸の代わりにアミノ酸類似体を用いることができる。そのような類似体のいくつかは既知であり、フルオロフェニルアラニン、ノルロイシン、アゼチジン-2-カルボン酸、S-アミノエチルシステイン、4-メチルトリプトファン等が挙げられる。
【００６２】
好適なバリアントは少なくとも60%同一であり、好ましくは少なくとも70%であり、従って好ましくは、バリアントは、ヒトGM-CSFの予め決定した配列と少なくとも75%の配列同一性を有し、例えば少なくとも80%の配列同一性、例えば少なくとも85%の配列同一性、例えば少なくとも90%の配列同一性、例えば少なくとも91%の配列同一性、例えば少なくとも91%の配列同一性、例えば少なくとも92%の配列同一性、例えば少なくとも93%の配列同一性、例えば少なくとも94%の配列同一性、例えば少なくとも95%の配列同一性、例えば少なくとも96%の配列同一性、例えば少なくとも97%の配列同一性、例えば少なくとも98%の配列同一性、例えば99%の配列同一性を有する。
【００６３】
機能的等価物は化学的修飾、例えばユビキチン化、(例えば放射性核種、様々な酵素等による)標識化、ペグ化(ポリエチレングリコールによる誘導体化)、またはヒトタンパク質において天然に生じないオルニチン等アミノ酸の挿入(または化学合成による置換)をさらに含むことができる。
【００６４】
本明細書で説明したペプチジル化合物に加えて、ペプチド構造の重要な部分を模倣するために立体的に類似する化合物を製剤化することができ、そのような化合物を本発明のペプチドと同じように使用することもできる。このことを、当業者に既知のモデリングおよび化学的設計の技術により達成することができる。例えば、テトラペプチド構造を模倣すべくアミノ末端、例えばジアルギニンペプチドの主鎖のアミノ末端を修飾するために、エステル化および別のアルキル化を用いることができる。そのような立体的に類似する構築体の全てが本発明の範囲に含まれることが理解されるだろう。
【００６５】
N末端アルキル化およびC末端エステル化を有するペプチドも本発明に包含される。機能的等価物は、グリコシル化した、および二量体または非関連化学的部分を含む同じ分子により形成された共有結合性のまたは凝集性の結合体も含む。そのような機能的等価物は、当分野で既知の手段により、官能基とN末端およびC末端のいずれか一方または両方に含まれるフラグメントに見られる基とを連結することにより調製される。
【００６６】
用語「そのフラグメント」は、所定のアミノ酸配列の任意の部分を指すことができる。フラグメントは、共に連結された完全長タンパク質内からの1つ以上の部分を含むことができる。好適なフラグメントは、欠失変異体または付加変異体であってよい。少なくとも1個のアミノ酸の付加は、好ましくは2〜250個のアミノ酸の付加であり、例えば10〜20個のアミノ酸の付加であり、例えば20〜30個のアミノ酸の付加であり、例えば40〜50個のアミノ酸の付加であってよい。フラグメントは、タンパク質からの複数の小領域またはそれらの組み合わせを含むことができる。
【００６７】
好適なフラグメントは、欠失変異体または付加変異体であってよい。少なくとも1個のアミノ酸の付加または欠失は、好ましくは2〜250個のアミノ酸の付加または欠失であってよく、例えば10〜20個のアミノ酸の付加または欠失であってよく、例えば20〜30個のアミノ酸の付加または欠失であってよく、例えば40〜50個のアミノ酸の付加または欠失であってよい。欠失および/または付加は、互いに独立して、配列内のおよび/または配列の末端での欠失および/または付加であってよい。
【００６８】
欠失変異体は、長さにおいて、少なくとも20個または40個の連続したアミノ酸を好適には含み、より好ましくは少なくとも80個または100個の連続したアミノ酸を含む。従って、そのようなフラグメントは、少なくとも20個の連続したアミノ酸、例えば少なくとも30個の連続したアミノ酸、例えば少なくとも40個の連続したアミノ酸、例えば少なくとも50個の連続したアミノ酸、例えば少なくとも60個の連続したアミノ酸、例えば少なくとも70個の連続したアミノ酸、例えば少なくとも80個の連続したアミノ酸、例えば少なくとも90個の連続したアミノ酸、例えば少なくとも95個の連続したアミノ酸、例えば少なくとも100個の連続したアミノ酸、例えば少なくとも105個のアミノ酸、例えば少なくとも110個の連続したアミノ酸、例えば少なくとも115個の連続したアミノ酸、例えば少なくとも120個の連続したアミノ酸を含むヒトGM-CSFの配列のより短い配列であってよく、前記欠失変異体は好ましくは、ヒトGM-CSFと少なくとも75%の配列同一性を有し、例えば少なくとも80%の配列同一性、例えば少なくとも85%の配列同一性、例えば少なくとも90%の配列同一性、例えば少なくとも91%の配列同一性、例えば少なくとも91%の配列同一性、例えば少なくとも92%の配列同一性、例えば少なくとも93%の配列同一性、例えば少なくとも94%の配列同一性、例えば少なくとも95%の配列同一性、例えば少なくとも96%の配列同一性、例えば少なくとも97%の配列同一性、例えば少なくとも98%の配列同一性例えば99%の配列同一性を有する。
【００６９】
GM-CSFの機能的相同体が500個以下、より好ましくは400個以下、さらにより好ましくは300個以下、さらにより好ましくは200個以下、例えば175個以下、例えば160個以下、例えば150個以下のアミノ酸、例えば144個以下のアミノ酸を含むことが好ましい。
【００７０】
用語「そのフラグメント」は、所定のアミノ酸配列の任意の部分を指すことができる。フラグメントは、共に連結された完全長タンパク質内からの1つ以上の部分を含むことができる。一部分は、基本の配列から少なくとも5個、好ましくは少なくとも10個の連続したアミノ酸を好適には含むだろう。フラグメントは、タンパク質からの複数の小領域またはそれらの組み合わせを含むことができる。
【００７１】
ヒトGM-CSFの2個の既知のバリアントが存在する;バリアント1におけるT115I置換およびバリアント2におけるI117T置換。従って、本発明の一実施形態において、GM-CSFの機能的相同体は、ヒトGM-CSF番号1または任意のスプライスバリアントと高い配列同一性を備える配列を含む。
【００７２】
GM-CSFの相同体は、例えばDeely他の米国特許第5,229,496号、米国特許第5,393,870号および米国特許第5,391,485号に説明されている。そのような相同体はまた、本発明に含まれる機能的等価物でもある。
【００７３】
一実施形態において、GM-CSFは、ホモマーのまたはヘテロマーの形態で本発明に従って使用される。GM-CSFのホモマーのおよびヘテロマーの形態は、本明細書において前記に定義した1個または複数のGM-CSF単量体またはGM-CSFの機能的相同体を含むことができる。ホモマーおよびヘテロマーとして、二量体、三量体、四量体、五量体、六量体、七量体、八量体、九量体および十量体が挙げられる。
【００７４】
一実施形態において、GM-CSFのホモ二量体、三量体または四量体が使用される。
【００７５】
ホモサピエンスのGM-CSFのタンパク質配列(配列番号1):
【００７６】
【化１】
2014529614.tif 000002
【００７７】
G-CSF
顆粒球コロニー刺激因子(G-CSFまたはGCSF)はコロニー刺激因子ホルモンである。G-CSFはコロニー刺激因子3(CSF3)としても知られている。G-CSFは、顆粒球および幹細胞を産生すべく骨髄を刺激するために多くの異なる組織で産生される糖タンパク質、成長因子およびサイトカインである。次いで、G-CSFは、それらを血液中に放出するために骨髄を刺激する。
【００７８】
G-CSF受容体は骨髄中の前駆細胞上に存在しており、G-CSFによる刺激に応じて増殖および成熟顆粒球への分化を開始する。G-CSFは、好中球前駆体および成熟好中球の生存、増殖、分化および機能を刺激する。G-CSFは内皮、マクロファージおよび多くの別の免疫細胞により産生される。天然のヒト糖タンパク質は2つの形態、即ちモル当たり分子量19,600グラムの174個のおよび180個のアミノ酸の長さのタンパク質で存在する。組み換えDNA(rDNA)技術による医薬品の開発において、より十分でより活性の174個のアミノ酸の形態が使用されている。
【００７９】
大腸菌(E. coli)発現系中で合成された組み換えヒトG-CSFはフィルグラスチムと呼ばれる。フィルグラスチムの構造は、天然の糖タンパク質の構造とはわずかに異なる。フィルグラスチム(Neupogen)およびPEG-フィルグラスチム(Neulasta)は、rhG-CSF(組み換えヒトG-CSF)の2つの商業的に入手可能な形態である。PEG(ポリエチレングリコール)型は、非常に長い半減期を有しており、毎日の注射の必要性を低減する。
【００８０】
レノグラスチムと呼ばれる組み換えヒトG-CSFの別の形態は、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO細胞)中で合成される。これは哺乳動物細胞の発現系であることから、レノグラスチムは174個のアミノ酸の天然ヒトG-CSFと区別することができない。
【００８１】
組み換え生成
本発明の1種または複数のサイトカイン、例えば顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)、幹細胞因子(SCF)および/もしくはインターロイキンシリーズ(IL-1からIL-16)ならびにそれらの組み合わせ、またはそれらの機能的バリアントもしくは相同体等を、様々な方法で、例えばヒトもしくは動物の血清からの単離で、または細胞中での発現で、例えば原核細胞、酵母細胞、昆虫細胞、哺乳動物細胞中での発現で、または無細胞系で生成することができる。GM-CSFが好ましい。
【００８２】
本発明の一実施形態において、サイトカインは宿主細胞により組み換え生成される。従って、本発明の一態様において、サイトカインは、宿主細胞中において発現させることができる第2の核酸と作動可能に連結されたサイトカインをコードする第1の核酸配列を含む前記宿主細胞により産生される。従って、第2の核酸配列は、前記細胞中において目的のタンパク質を発現させるであろうプロモーターを含んでもよく、またはさらには前記プロモーターからなってもよい。当業者は、所定の宿主細胞中で使用するための有用な第2の核酸配列を容易に特定することができるだろう。
【００８３】
組み換えサイトカインの生成方法は下記のステップを一般的には含む:
-宿主細胞を準備するステップ、
-宿主細胞中の目的の前記タンパク質を発現させることができる第2の核酸と作動可能に連結されたサイトカインをコードする第1の核酸を含む遺伝子発現構築物を調製するステップ、
-構築物により宿主細胞を形質転換させるステップ、
-宿主細胞を培養し、それによりサイトカインの発現を得るステップ。
【００８４】
このようにして生成した組み換えサイトカインを、従来の任意の方法、例えば本明細書において下記で説明する任意のタンパク質単離方法により単離することができる。当業者は、サイトカインを精製するのに適したタンパク質単離ステップを特定することができるだろう。
【００８５】
本発明の一実施形態において、組み換え生成したサイトカインは宿主細胞により分泌される。サイトカインが分泌される場合、目的とする組み換えタンパク質を生成するプロセスは以下のステップを含むことができる、
-宿主細胞を準備するステップ、
-宿主細胞において目的の前記タンパク質を発現させることができる第2の核酸に作動可能に連結されたサイトカインをコードする第1の核酸を含む遺伝子発現構築物を調製するステップ、
-構築物により前記宿主細胞を形質転換させるステップ、
-宿主細胞を培養し、それによりサイトカインの発現および培地中へのサイトカインの分泌を得るステップ、
-それによりサイトカインを含む培地を得るステップ。
【００８６】
このように本発明の本実施形態において、サイトカインおよび核酸を含む組成物は培地であってよく、または培地から調製された組成物であってよい。
【００８７】
本発明の別の実施形態において、前記組成物は、動物、その一部もしくは細胞から調製された抽出物またはそのような抽出物の単離画分である。
【００８８】
本発明のある実施形態において、サイトカインは、宿主細胞中においてインビトロで組み換え生成され、細胞溶解物、細胞抽出物から単離され、または組織培養物の上清から単離される。より好ましい実施形態において、サイトカインは、関連したサイトカインを発現するように改変されている宿主細胞により産生される。本発明のさらにより好ましい実施形態において、前記宿主細胞は、関連したサイトカインを産生するようにおよび分泌するように形質転換される。
【００８９】
投与
本発明に係る有効量のサイトカイン、即ち顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)、幹細胞因子(SCF)および/もしくはインターロイキンシリーズ(IL-1からIL-16)ならびにそれらの組み合わせ、またはそれらの機能的バリアントもしくは相同体等は、気管内投与、気管支内投与、気管支肺胞上皮（bronchio-alveolar）投与等の経肺投与または気道投与により好ましくは投与される。
【００９０】
気管内投与、気管支内投与または気管支肺胞上皮投与の方法として、サイトカインが溶解している生理学的に許容される組成物を流体として用いる噴霧、洗浄、吸入、フラッシングまたは滴下注入が挙げられるがそれらに限定されない。本明細書で用いる場合、用語「気管内投与、気管支内投与または肺胞内投与」は、そのような投与の全ての形態を含み、それによりサイトカインは、安定化剤または別の賦形剤を添加してまたは添加することなく、サイトカインの溶液の滴下注入により、粉末形態でのサイトカインにより、またはエアロゾル化されるもしくは噴霧される溶液もしくは懸濁液または吸入粉末もしくはゲルとしてサイトカインを吸入して気道の要部にGM-CSFを到達させることにより、気管中、気管支中または肺胞中にそれぞれ適用される。
【００９１】
気管支内/肺胞投与方法として、生理学的に許容される組成物を洗浄液として用いる、当業者に公知である方法に係る気管支肺胞洗浄(BAL)、または気管支鏡検査中に溶液もしくは懸濁液または粉末形態でのサイトカインの直接適用が挙げられるがこれらに限定されず、前記組成物ではサイトカインが溶解しており、または実際には賦形剤を含むか該賦形剤を含まない乾燥形態でサイトカインを含有する吸入粉末の使用等の気管支内投与の任意の別の有効な形態によりサイトカインが溶解している。気管内投与のための方法として、溶解したサイトカインの類似の溶液もしくはサイトカイン懸濁液による盲目的気管洗浄、またはこの目的に適した任意の噴霧装置の使用により得られる溶解したサイトカインまたはサイトカイン懸濁液を含有する噴霧液滴の吸入が挙げられるがこれらに限定されない。
【００９２】
好ましくは、前記サイトカインは肺の空気で満たされた空間に投与される。
【００９３】
別の実施形態において、気管内投与、気管支内投与または肺胞内投与に製品の吸入は含まれないが、サイトカインの溶液またはサイトカインを含有する粉末もしくはゲルの気管または下気道中への滴下注入または適用が含まれる。
【００９４】
投与の別の好ましい方法として、以下の装置の使用を挙げることができる:
1.圧縮空気/酸素混合物を使用する加熱式噴霧器、
2.超音波噴霧器、
3.電子マイクロポンプ噴霧器(例えばAeroneb Professional Nebulizer)、
4.定量吸入器(MDI)、
5.乾燥粉末吸入システム(DPI)。
【００９５】
人工呼吸(装置1、2および3)中に、a)フェイスマスクを介して、またはb)挿管された患者における気管内チューブを介してエアロゾルを送達することができる。患者が自主的に噴霧装置を作動させることができるという条件で、補助なしに患者が装置4および5を使用することもできる。
【００９６】
本発明に係るサイトカインおよび/またはその機能的相同体または機能的バリアントを含む溶液の好ましい濃度は、0.1μg〜10000μg有効成分/ml溶液の範囲である。好適な濃度は0.1μg〜5000μg/ml溶液の範囲であることが多く、例えば約0.1〜30000μg/ml溶液の範囲であり、特に約0.1μg〜1000μg/ml溶液の範囲であり、例えば約0.1μg〜250μg/ml溶液の範囲である。好ましい濃度は約0.1〜約5.0mg/ml溶液であり、好ましくは約0.3mg〜約3.0mg/ml溶液であり、例えば約0.5〜約1.5mg/ml溶液であり、特に0.8〜1.0mg/ml溶液の範囲であるだろう。
【００９７】
医薬組成物
本発明で使用するための医薬組成物または医薬製剤は、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)、幹細胞因子(SCF)および/もしくはインターロイキンシリーズ(IL-1からIL-16)ならびにそれらの組み合わせ、またはそれらの機能的バリアントもしくは相同体から選択される本発明に係るサイトカインを含み、サイトカインは、好ましくは薬学的に許容される担体、好ましくは水性担体もしくは希釈剤に溶解されており、またはペグ化した調製物として、または吸入によるエアロゾルとして投与されるリポソームもしくはナノ粒子の調製物として、または気管支肺胞洗浄としてもしくは盲目的気管内洗浄(blind intratracheal wash)もしくは洗浄(lavage)として気管支鏡を介して投与される洗浄液として下気道に運ばれる。様々な水性担体を使用することができ、水性担体として0.9%生理食塩水、緩衝生理食塩水、生理学的に適合した緩衝液等が挙げられるがこれらに限定されない。当業者に公知の従来技術により組成物を滅菌することができる。得られる水溶液を使用するために包装することができ、または無菌条件下で濾過することでき、凍結乾燥することができ、凍結乾燥した調製物は投与前に滅菌水溶液中に溶解される。
【００９８】
一実施形態において、凍結乾燥したサイトカイン調製物を例えば単回用量単位で予め包装することができる。さらにより好ましい実施形態において、単回用量単位は患者に対して調整される。
【００９９】
組成物は、薬学的に許容される助剤またはアジュバンドを含有することができ、該助剤またはアジュバンドとして、pH調整剤および緩衝剤ならびに/または等張化剤、例えば酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム等が挙げられるがそれらに限定されない。
【０１００】
製剤は、薬学的に許容される担体および賦形剤を含有することができ、該担体および賦形剤として、ミクロスフィア、リポソーム、マイクロカプセル、ナノ粒子等が挙げられる。
【０１０１】
従来のリポソームは概して、(中性のまたは負に帯電した)リン脂質および/またはコレステロールで構成される。リポソームは、水性区画を囲む脂質二重層に基づく小胞構造体である。リポソームは、その生理化学的特性、例えばリン脂質二重層のサイズ、脂質組成、表面電荷および数ならびに流動性が変化することができる。リポソーム形成に最も頻繁に使用される脂質は以下のものである: 1,2-ジラウロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DLPC)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DMPC)、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DPPC)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DSPC)、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DOPC)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DMPE)、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DPPE)、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DOPE)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスフェート(一ナトリウム塩)(DMPA)、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスフェート(一ナトリウム塩)(DPPA)、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスフェート(一ナトリウム塩)(DOPA)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-[ホスホ-rac-(1-グリセリン)](ナトリウム塩)(DMPG)、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-[ホスホ-rac-(1-グリセリン)](ナトリウム塩)(DPPG)、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-[ホスホ-rac-(1-グリセリン)](ナトリウム塩)(DOPG)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-[ホスホ-L-セリン](ナトリウム塩)(DMPS)、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-[ホスホ-L-セリン)(ナトリウム塩)(DPPS)、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-[ホスホ-L-セリン](ナトリウム塩)(DOPS)、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-(グルタリル)(ナトリウム塩)および1,1',2,2'-テトラミリストイルカルジオリピン(アンモニウム塩)。別の脂質またはリポソームの修飾剤と組み合わされたDPPCで構成される製剤は、例えばコレステロールおよび/またはホスファチジルコリンとの組み合わせであることが好ましい。
【０１０２】
長期循環型リポソームは、血管壁の透過性が増加している身体部位で血管外遊出する能力で特徴付けられる。長期循環型リポソームを生成する最も一般的な方法は、親水性ポリマーポリエチレングリコール(PEG)をリポソームの外表面に共有結合させることである。好ましい脂質のいくつかは以下のものである: 1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-[メトキシ(ポリエチレングリコール)-2000](アンモニウム塩)、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-[メトキシ(ポリエチレングリコール)-5000](アンモニウム塩)、1,2-ジオレオイル-3-トリメチルアンモニウム-プロパン(塩化物塩)(DOTAP)。
【０１０３】
リポソームに適用可能で有り得る脂質は、Avanti, Polar Lipids, Inc, Alabaster, ALにより供給される。さらに、リポソーム懸濁液は、貯蔵時にフリーラジカルおよび脂質過酸化的障害に対して脂質を保護する脂質保護剤を含むことができる。アルファ-トコフェロール等の脂溶性のフリーラジカル失活剤およびフェリオキサミン(ferrioxianine)等の水溶性の鉄特異的キレート剤が好ましい。
【０１０４】
例えばSzoka他、Ann. Rev. Biophys. Bioeng. 9:467頁(1980)、米国特許第4,235,871号、米国特許第4,501,728号および米国特許第4,837,028号で説明されているように、リポソームの調製に様々な方法を使用することができ、これら全ては参照により本願に組み込まれる。別の方法により、サイズが不均一である複数の多重膜小胞が生成される。この方法では、小胞形成脂質を適切な有機溶媒または溶媒系中に溶解し、真空下または不活性ガス下で乾燥させて薄い脂質膜を形成する。必要に応じて、膜を適切な溶媒、例えば第3級ブタノールに再溶解し、次いで凍結乾燥させて、より容易に水和される粉末様形態であるより均一な脂質混合物を形成することができる。この膜は標的薬剤および標的化成分の水溶液で覆われており、通常は撹拌しつつ15〜60分の期間にわたって膜を水和することができる。得られる多重膜小胞のサイズ分布を、より激しい撹拌条件下で脂質を水和させることにより、またはデオキシコール酸塩等の可溶化洗浄剤を添加することにより、より小さいサイズにシフトさせることができる。
【０１０５】
ミセルは、水溶液中において界面活性剤(疎水性部分および1つまたは複数のイオン性基または強親水性基を含有する分子)により形成される。
【０１０６】
当業者に公知の一般的な界面活性剤を本発明のミセルに使用することができる。好適な界面活性剤として、ラウリン酸ナトリウム(sodium laureate)、オレイン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、オクタオキシエチレングリコールモノドデシルエーテル、オクトキシノール9およびPLURONIC F-127 (Wyandotte Chemicals Corp.)が挙げられる。好ましい界面活性剤は、IV注射に適合する非イオン性のポリオキシエチレン洗浄剤およびポリオキシプロピレン洗浄剤であり、例えばTWEEN-80、PLURONIC F-68、n-オクチル-ベータ-D-グルコピラノシド等である。さらに、リポソームの製品で使用するために説明されているもの等のリン脂質をミセル形成のために使用することもできる。
【０１０７】
いくつかの場合において、その標的に対する有効成分の送達を促進する化合物を含むことが有利であるだろう。
【０１０８】
用量
顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)、幹細胞因子(SCF)および/もしくはインターロイキンシリーズ(IL-1からIL-16)ならびにそれらの組み合わせ、またはそれらの機能的バリアントもしくは相同体から選択される、本発明に係るサイトカインの「有効量」は、それを必要とする患者に経肺投与により投与された際に、例えば特に肺において放射線の症状を緩和するおよび/または予防することにより、放射線のまたは化学療法の影響への有益な効果を有する、対象の気道中の濃度を達成する用量を意味する。
【０１０９】
調製物は投与製剤に適合する形で投与され、治療上有効であるような量で存在する。投与される量は、例えば対象の重量および年齢、治療される疾患および疾患のステージ等の治療される対象によって決まる。好適な投与量の範囲は、1キロ体重当たり、通常、投与1回当たり有効成分数百μg程度であり、好ましい範囲は約0.1μg〜10000μg/キロ体重である。有効量の関連サイトカインをもたらすと考えられる用量は、1日当たり1回、2回または3回の吸入により投与される、0.1μg〜5000μg/キロ体重の範囲であることが多く、例えばキロ体重当たり約0.1μg〜3000μg/キロ体重の範囲であり、特に約0.1μg〜1000μg/キロ体重の範囲であり、好ましくは5μg〜1000μgの範囲であり、さらにより好ましくは約100μg〜約800μgである。
【０１１０】
好適な1日当たりの投与量の範囲は、1日当たり1キロ体重当たり、通常、1日当たり数百μg有効成分程度であり、好ましい範囲は約0.1μg〜1000μg/キロ体重/日である。好適な投与量は0.1μg〜5000μg/キロ体重/日の範囲であることが多く、例えば約0.1μg〜3000μg/キロ体重/日の範囲であり、特に約0.1μg〜1000μg/キロ体重/日の範囲である。
【０１１１】
約10〜1000μg/用量、例えば50〜100μg/用量、100〜200μg/用量、200〜300μg/用量、300〜400μg/用量、400〜500μg/用量、500〜600μg/用量、600〜700μg/用量、700〜800μg/用量、800〜900μg/用量、900〜1000μg/用量の範囲の用量で中程度から重度のぜんそくを患っている患者への吸入によりGM-CSFを例えば投与することができ、各用量は1日に1回、1日に2回、1日に3回、1日に4回、1日に5回または1日に6回で投与される。
【０１１２】
投与の継続期間は概して、1日〜約4カ月の範囲であり、例えば1日〜2日の範囲であり、例えば2日〜3日であり、例えば3日〜4日の範囲であり、例えば4〜5日であり、例えば5〜6日であり、例えば6〜7日であり、例えば1週〜2週であり、例えば2〜4週であり、例えば1カ月〜2カ月であり、例えば2〜4カ月である。
【０１１３】
医薬包装物
本発明で使用する化合物を、単回用量または複数回用量のいずれかで、単独でまたは薬学的に許容される担体もしくは賦形剤と組み合わせて投与することができる。製剤を当業者に既知の方法により単位剤形で便宜的に提供することができる。
【０１１４】
本発明に係る化合物がキットで提供されることが好ましい。そのようなキットは概して、投与のための剤形で活性化合物を含有する。剤形は十分な量の活性化合物を含有し、その結果、対象に投与された場合に所望の効果を得ることができる。
【０１１５】
従って、関連した投与計画に対応する投与単位の量を医薬包装物が含むことが好ましい。従って、一実施形態において、医薬包装物は、前記に定義した化合物またはその薬学的に許容される塩と、薬学的に許容される担体、ビヒクルおよび/または賦形剤とを含む医薬組成物を含み、前記包装物は、1〜7投与単位を含み、それにより1日または複数日用の投与単位を有し、または7〜21投与単位もしくはその複数回分を有し、それにより1週間の投与または数週間の投与のための投与単位を有する。
【０１１６】
投与単位を前記のように定義することができる。医薬包装物は、気管内投与、気管支内投与または肺胞内投与のための任意の適切な形態で存在することができる。好ましい実施形態において、包装物は、バイアル、アンプル、チューブ、ブリスター包装、カートリッジまたはカプセルの形態で存在する。
【０１１７】
医薬包装物が複数の投与単位を含む場合、医薬包装物は、1つの投与量単位のみに対して各投与を調整する構造で提供されることが好ましい。
【０１１８】
好ましくは、キットは、特定の期間にわたって服用される剤形の所望の効果および量を達成するための剤形の使用を指示する指示書を含有する。従って、一実施形態において、医薬包装物は、医薬組成物を投与するための指示書を含む。
【０１１９】
さらにより好ましくは、凍結乾燥した調製物を例えば単回用量単位で予め包装することができる。さらにより好ましい実施形態において、単回用量単位は患者に対して調整される。
【０１２０】
適応
本発明の一態様では、放射線により誘発されるまたは化学療法により誘発される肺機能不全の治療、予防または緩和で使用するための、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)またはその機能的バリアントもしくは相同体を含む組成物であって、前記サイトカインが経肺投与により局所的に投与される組成物が提供される。
【０１２１】
本発明の一態様ではまた、放射線により誘発されるまたは化学療法により誘発される肺機能不全の治療、予防または緩和のための医薬の製造用の、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)またはその機能的バリアントもしくは相同体を含む組成物の使用であって、前記サイトカインが経肺投与により局所的に投与される組成物の使用が提供される。
【０１２２】
予防は、患うリスクを低減することと等価であり得る。
【０１２３】
一実施形態において、放射線により誘発されるまたは化学療法により誘発される肺機能不全は、肺感染に対する肺の免疫学的宿主防御の低下と等価であり、および/または該低下を引き起こす。
【０１２４】
一実施形態において、経肺投与されたGM-CSFまたはその機能的バリアントもしくは機能的相同体は、GM-CSFの全身投与および/または皮下投与と組み合わせて投与される。
【０１２５】
肺機能不全の原因-放射線照射
一実施形態において、放射線により誘発される肺機能不全の治療、予防または緩和で使用するための、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)またはその機能的バリアントもしくは相同体を含む組成物であって、前記サイトカインが経肺投与により局所的に投与され、前記放射線により誘発される肺機能不全が急性放射線症候群(ARS)に起因する組成物が提供される。
【０１２６】
別の実施形態において、本発明は、放射線により誘発される肺機能不全の治療、予防または緩和で使用するための、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)またはその機能的バリアントもしくは相同体を含む組成物であって、前記サイトカインが経肺投与により局所的に投与され、前記放射線により誘発される肺機能不全が放射線療法に起因する組成物を提供する。
【０１２７】
放射線療法、放射線腫瘍学、治療用放射線またはラジオセラピーは、一般に悪性細胞を制御するまたは死滅させるための癌治療の一部としての電離放射線の医学的利用である。放射線療法は、癌が身体の一領域に局在化している場合には多くの種類の癌における治療法であり得る。放射線療法を、原発性悪性腫瘍(例えば早期乳癌)を除去するための手術後での腫瘍の再発を防ぐための根治療法の一部として使用することもできる。放射線療法は化学療法と相乗的であり、感受性癌における化学療法の前、最中および後に使用されている。
【０１２８】
放射線療法は通常、その細胞増殖を制御する能力により、癌性腫瘍に適用される。電離放射線は、照射された組織のDNAを損傷させることにより作用し、該損傷は細胞死の原因となる。正常な組織(例えば腫瘍を治療するために放射線が通過しなくてはならない皮膚または器官)を残すために、腫瘍で交差するように様々な方向の照射から成形放射線ビームが向けられ、腫瘍で吸収された線量は周囲の健常組織に比べてより大きくなる。流入領域リンパ節が腫瘍と臨床的にまたは放射線学的に関連する場合には、または不顕性悪性拡散のリスクがあると思われる場合には、腫瘍自体に加えて、放射線場は流入領域リンパ節も含むことができる。毎日のセットアップおよび体内の腫瘍の移動における不確実性を考慮するために、腫瘍の周囲にある正常組織の周縁部を含める必要がある。これらの不確実性は、内部の移動(例えば呼吸および膀胱注入)および腫瘍の位置に関する外皮の印の移動により引き起こされる可能性がある。
【０１２９】
放射線腫瘍学は放射線の処方に関する医学専門領域であり、放射線学、医用画像および診断での放射線の使用とは異なる。治癒(「治癒的」)目的で、またはアジュバント療法のために、放射線腫瘍医により放射線を処方することができる。放射線腫瘍学を、緩和医療(治療は不可能であり、局所性疾患の制御または症状の改善を目的とする)として、または療法治療(療法は延命効果を有し、治癒的であり得る)としても用いることもできる。放射線腫瘍学は、放射線療法と、手術、化学療法、ホルモン療法、免疫療法または4つの内のいくつかの混合との併用と同一でもある。最も一般的な癌の種類を何らかの方法で放射線療法を用いて治療することができる。正確な治療意図(治癒、アジュバント、ネオアジュバント、治療または緩和)は、腫瘍の種類、位置およびステージならびに患者の全体的な健康状態によって決まるだろう。
【０１３０】
光子放射線療法で用いられる放射線量はグレイ(Gy)で求められており、治療される癌の種類およびステージによって変化する。治癒症例に関して、固体上皮腫瘍のための典型的な線量は60〜80Gyの範囲であり、リンパ腫は20〜40Gyで治療される。予防(アジュバント)線量は、(乳癌、頭部癌および頸部癌に関して)概して1.8〜2Gy画分で約45〜60Gyである。線量の選択時に放射線腫瘍学により多くの別の因子が考慮され、別の因子として、患者が化学療法、患者の共存症を受けているかどうか、手術の前後に放射線療法が施されているかどうか、および手術の成功度が挙げられる。
【０１３１】
全身放射線照射(TBI)は、骨髄移植を受けるための身体の準備に用いられる放射線療法技術である。放射線源が治療を必要とする領域内または該領域に接して配置される近接照射療法は、胸部、前立腺および別の器官の癌を治療するための処置中に健常組織への照射線量を最小化する放射線療法の別の形態である。
【０１３２】
放射線療法は、例えば三叉神経痛、聴神経腫瘍、重度の甲状腺眼症、翼状片、色素性絨毛結節性滑膜炎の治療ならびにケロイド瘢痕増殖、血管再狭窄および異所性骨化の予防等、非悪性状態においていくつか適用されている。非悪性疾患での放射線療法の使用は、放射線により誘発される癌のリスクについての心配により一部では制限されている。
【０１３３】
歴史的に、放射線療法の3つの主要な分類は、体外照射療法(EBRTもしくはXRT)または遠隔放射線療法、近接照射療法または密封線源放射線療法、および全身放射性同位体療法または非密封線源ラジオセラピーである。
【０１３４】
一実施形態において、前記放射線療法は胸部および/または肺を標的とする。一実施形態において、前記放射線療法は身体の癌組織、例えば胸部および/または肺の癌を標的とする。
【０１３５】
一実施形態において、前記放射線療法は、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、別の癌(乳癌、前立腺癌)の肺転移、ホジキンリンパ腫および非ホジキンリンパ腫(濾胞性リンパ腫)等のリンパ腫、肺胸膜の癌(中皮腫)ならびに/または胸郭における別の癌を含む任意の種類の肺癌を標的とする。
【０１３６】
肺機能不全の原因-化学療法
別の実施形態において、化学療法により誘発される肺機能不全の治療、予防または緩和で使用するための、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)またはその機能的バリアントもしくは相同体を含む組成物であって、前記サイトカインは経肺投与により局所的に投与される組成物が提供される。
【０１３７】
化学療法は、抗悪性腫瘍剤を用いた、または標準化治療計画へのそのような薬剤の組み合わせを用いた癌の治療である。特定の化学療法薬剤は、強直性脊椎炎、多発性硬化症、クローン病、乾癬、乾癬性関節炎、リウマチ性関節炎および強皮症を含む別の疾患の治療でも有効である。最も一般的な化学療法薬剤は、ほとんどの癌細胞の主な特性の内の1つである急速に分裂する細胞を死滅させて作用する。このことは、化学療法は通常の状況下で急速に分裂する細胞、即ち骨髄、消化管および毛包中の細胞も傷つけることを意味する。
【０１３８】
本発明に係る化学療法化合物は、アルキル化剤、代謝拮抗薬、植物性アルカロイド、テルペノイド、トポイソメラーゼ阻害薬(I型およびII型)ならびに細胞毒性抗生物質の内のいずれか1つであってよい。
【０１３９】
全身投与された化学療法剤は肺系に入り、肺への局所損傷、特に本明細書の別の箇所で説明した肺の宿主防御系の損傷の観点で肺への局所損傷を引き起こす可能性があることが知られている。
【０１４０】
肺機能不全の転帰
本発明は、放射線により誘発されるまたは化学療法により誘発される肺機能不全の治療、予防または緩和のための、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)またはその機能的バリアントもしくは相同体の使用を提供する。
【０１４１】
一実施形態において、放射線により誘発されるまたは化学療法により誘発される肺機能不全は急性肺機能不全を引き起こす。
【０１４２】
一実施形態において、放射線により誘発されるまたは化学療法により誘発される肺機能不全は肺組織損傷を引き起こす、または肺組織損傷により引き起こされる。
【０１４３】
放射線照射または化学療法に反応して、肺感染に対する肺の免疫学的宿主防御の低下が起こる。
【０１４４】
従って、肺の宿主防御を増加させ、その結果として放射線照射および/または化学療法による治療に関連する肺感染を予防し、治療し、および/または該肺感染のリスクを低減するために、GM-CSFまたはその機能的バリアントもしくは相同体を提供することが目的である。
【０１４５】
一実施形態において、前記肺の免疫学的宿主防御の低下により、肺の細菌、真菌および/またはウイルスの感染またはコロニー形成による肺感染が引き起こされる、または該肺感染を患うリスクが増加する。
【０１４６】
従って、本発明は、放射線照射および/または化学療法に関連する肺感染の治療、予防または緩和で使用するためのGM-CSFまたはその機能的バリアントもしくは相同体を提供する。前記肺感染を、任意の種類の肺炎、ニューモシスティスカリニ肺炎、院外感染性肺炎、院内肺炎または人工呼吸器関連肺炎を含むがそれらに限定されない細菌、真菌および/またはウイルスの感染またはコロニー形成による肺炎;細菌、真菌および/またはウイルスの感染またはコロニー形成による嚢胞性線維症;細菌、真菌および/またはウイルスの感染またはコロニー形成による気管支炎;細菌、真菌および/またはウイルスの感染またはコロニー形成による気管支拡張症;細菌、真菌および/またはウイルスの感染またはコロニー形成によるびまん性汎細気管支炎、閉塞性細気管支炎、閉塞性細気管支炎性器質化肺炎(BOOP)を含む細菌、真菌および/またはウイルスの感染またはコロニー形成による細気管支炎からなる群から選択することができる。
【０１４７】
(実施例)
(実施例1)
予防的療法
非ホジキンリンパ腫を伴う64歳の患者を、高用量の化学療法およびその後の同種骨髄移植により早期に治療した。患者には現在、縦隔に対する放射線療法を適用している。放射線療法時に、湿性咳嗽および膿性痰があった。マイクロポンプ噴霧器を用いた早期介入として4日にわたり300マイクログラムの1日用量の吸入(朝および夜)によりGM-CSFを投与することを決定する。患者に抗生物質も全身投与した。放射線療法の完了後に肺炎の徴候および症状がなかったことから、GM-CSFの吸入および全身投与した抗生物質療法の併用は成功した。
【０１４８】
(実施例2)
治療的療法
肺への放射線療法後の細菌感染による肺炎を伴う肺癌と診断された中年の患者。14日にわたり1日当たり300マイクログラム×1回の用量でマイクロポンプ噴霧器を用いたGM-CSFの吸入。肺胞マクロファージの数の増加により、および休止肺胞マクロファージを完全な免疫応答性細胞に形質転換するために肺胞マクロファージに関する自己分泌機能を強化することにより、肺の宿主防御が増加する。肺炎の初期および顕性の徴候および症状が効果的に治療される。
【０１４９】
(実施例3)
少なくとも2Gy未満の放射線量の被爆を疑った後に、250〜400μgGM-CSF/m2の速やかな投与により、または5μg/kgG-CSF全身投与および少なくとも14〜21日にわたる300mcg未満/日のGM-CSFの併用吸入により、早期治療を開始しなくてはならない。
【０１５０】
ARS標準介入の予防および治療に関する現在のアメリカ合衆国の標準は結果的に、持続性の全身のおよび肺の宿主防御を確保し、そのようにして肺機能不全を予防するために、成長因子の全身投与および吸入GM-CSFの併用に修正されるべきである。
【０１５１】
項目
1.それを必要とする対象において放射線により誘発されるまたは化学療法により誘発される影響を抑制または緩和する方法であって、選択されるサイトカインを含む組成物を対象に投与するステップを含む方法。
【０１５２】
2.サイトカインが顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、幹細胞因子(SCF)および/またはインターロイキンシリーズ(IL-1〜IL-16)を含む、項目1に記載の方法。
【０１５３】
3.組成物がGM-CSFを含む、項目2に記載の方法。
【０１５４】
4.組成物がM-CSFを含む、項目2に記載の方法。
【０１５５】
5.組成物がG-CSFを含む、項目2に記載の方法。
【０１５６】
6.組成物が局所的に投与される、項目1から5のいずれか一項目に記載の方法。
【０１５７】
7.GM-CSFおよび/またはM-CSFがペグ化されている、項目1から6のいずれか一項目に記載の方法。
【０１５８】
8.組成物がリポソーム製剤として投与される、項目1から7のいずれか一項目に記載の方法。
【０１５９】
9.組成物が急性放射線症候群を患っている対象に投与される、項目1から8のいずれか一項目に記載の方法。
【０１６０】
10.組成物が吸入により投与される、項目1から9のいずれか一項目に記載の方法。
【０１６１】
11.組成物が放射線療法の前におよび/または最中に対象に投与される、項目1から10のいずれか一項目に記載の方法。
【０１６２】
12.組成物が化学療法の前におよび/または最中に対象に投与される、項目1から11のいずれか一項目に記載の方法。
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図１】
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【配列表】
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【国際調査報告】
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