(57)【要約】  本発明は、特に、耐性病原体および癌細胞の問題に対処する。ヒトもしくは非ヒト個体または物体または表面領域に組成物を適用する方法と、ヒトもしくは非ヒト個体に投与されるレジメンを有する医薬組成物とが提供される。該組成物は、病原体、感染細胞および癌細胞を含む標的細胞を死滅またはその増殖を遅延させるための化学活性成分を含む。組成物の適用および組成物の投与のレジメンは、ある波長範囲内の電磁放射線に少なくとも１回曝露することを伴い、化学活性成分は、該波長範囲内で吸収し、１９０ｎｍの下限値を有することによって活性成分を光活性化する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒトまたは非ヒト個体の感染症または腫瘍の予防処置または治療処置のための、標的細胞を死滅またはその増殖を遅延させ、かつ１９０ｎｍの下限値を超える波長の電磁放射線を吸収する活性成分を含む医薬組成物であって、前記医薬組成物は、前記医薬組成物の投与中または投与後に、前記活性成分によって一部が吸収される波長または波長範囲を有する電磁放射線に、前記個体を少なくとも１回曝露することを含むレジメンにより投与されることを特徴とする、医薬組成物。
【請求項２】
物体、表面領域、またはヒトもしくは非ヒト組織もしくは個体に組成物を適用または投与する方法であって、前記組成物は、標的細胞を死滅またはその増殖を遅延させ、かつ１９０ｎｍの下限値を超える波長の電磁放射線を吸収する活性成分を含み、前記組成物を適用もしくは投与した後または適用もしくは投与と同時に、前記物体、前記表面領域、または前記ヒトもしくは非ヒト組織もしくは個体は、前記活性成分によって少なくとも一部が吸収される波長または波長範囲の電磁放射線に少なくとも１回曝露される、方法。
【請求項３】
前記方法は、前記方法に供されるヒトまたは非ヒト個体の医療処置として作用しない、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
組成物によるヒトまたは非ヒト個体の処置の方法であって、前記組成物は、標的細胞の死滅のためまたはその増殖を遅延させるための活性成分を含み、前記活性成分は、１９０ｎｍの下限値を超える波長の電磁放射線を吸収し、前記活性成分を適用もしくは投与した後または適用もしくは投与と同時に、ヒトまたは非ヒト組織または個体は、前記活性成分によって一部が吸収される波長または波長範囲を有する電磁放射線に少なくとも１回曝露される、方法。
【請求項５】
前記標的細胞は、特に、前記標的細胞中の前記活性成分の蓄積を防止するもしくは減少させるポンプによって、または、特に、前記活性成分を分解する酵素によって、または、特に、前記標的細胞の標的分子の親和性を低下させることによって、前記活性成分に対する耐性を既に獲得している、請求項１に記載の医薬組成物または請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記活性成分に対して耐性でないが、耐性機構を獲得しやすい標的細胞を含む、請求項１もしくは５に記載の医薬組成物または請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記標的細胞は、細菌細胞、真菌細胞、寄生細胞および感染細胞を含む１つ以上の病原体からなる、または、前記標的細胞は、腫瘍であり、特に癌細胞である、請求項１、５もしくは６に記載の医薬組成物または請求項２〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記電磁放射線は、１９３ｎｍ、２００ｎｍ、２４０ｎｍ、２８０ｎｍ、３５０ｎｍ、または３６５ｎｍの下限値を有する波長範囲を有する、請求項１もしくは５〜７に記載の医薬組成物または請求項２〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記電磁放射線は、８００ｎｍ、７００ｎｍ、６００ｎｍ、５００ｎｍまたは４５０ｎｍの上限値を有する波長範囲を有する、請求項１、５〜８のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記電磁放射線は、２００ｎｍ〜５００ｎｍの波長、または特に、２００ｎｍ〜２４０ｎｍもしくは２００ｎｍ〜２８０ｎｍの下限値を有し、かつ、４５０ｎｍ〜５００ｎｍの上限値を有する範囲、または特に、約３５０ｎｍ、３６５ｎｍもしくは３７０ｎｍの下限値および約４５０ｎｍの上限値を有する範囲の波長を有する、請求項１もしくは５〜９のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記電磁放射線は、２光子過程または多光子過程を含む、請求項１もしくは５〜１０のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記電磁放射線は、特に、０．１ｆｓ〜２００ｍｓの範囲、または０．１ｆｓ〜１ｆｓの下限値および１００ｆｓまでもしくは１ｐｓまでもしくは１ｍｓまでの上限値を有する範囲の短パルスで繰返し照射される、および／または照射される、請求項１もしくは５〜１１のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
連続的またはパルス状の前記電磁放射線への曝露時間の継続時間は、１秒〜３０秒または１秒〜２分の下限値および３分までの上限値または１分〜３０分の上限値を有し、特に、１分〜１０分の上限値または１分〜３分の上限値を有する継続時間範囲内で調整可能である、請求項１もしくは５〜１２のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
連続的またはパルス状の前記電磁放射線への曝露時間の継続時間は、１時間以上、１日以上、および１週間または１カ月以上の順の継続時間の範囲内で調整可能である、請求項１もしくは５〜１２のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
実際の曝露の１秒中に放射線源の出力から得られる放射線強度のエネルギーの全量は、前記実際の曝露の時間について、電磁放射線のパルス状照射においてＯＮ時間のみを合計すると、０．１ｍＷ／ｃｍ２〜０．１Ｗ／ｃｍ２の下限値を有し、かつ、たとえば、１０Ｗ／ｃｍ２まで、５０Ｗ／ｃｍ２まで、もしくは５００Ｗ／ｃｍ２までの上限値を有する範囲、または特に、約５Ｗ／ｃｍ２〜２５Ｗ／ｃｍ２もしくは１０Ｗ／ｃｍ２〜２０Ｗ／ｃｍ２の範囲で選択される、請求項１もしくは５〜１４のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
電磁放射線に曝露された前記組織の温度は、摂氏２度、３度、４度または５度を超えて上昇せず、ヒト個体において４０℃を超えて上昇しない、請求項１もしくは５〜１５のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記活性成分の投与量は、電磁放射線による処置の非存在下での通常所定投与量と比較して、２倍、１０倍まで、１００倍まで、または１０００倍まで低下する、請求項１もしくは５〜１６のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記組成物の前記活性成分は、芳香族基または少なくとも１つの共役二重結合を有する有機化合物を含む、請求項１もしくは５〜１７のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記組成物の前記活性成分は、次の式Ｉ：
【化１】
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もしくは次の式ＩＩ：
【化２】
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に従うキノロンを含むもしくはからなる、または、前記活性成分は、次の式ＩＩＩ：
【化３】
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もしくは次の式ＩＶ：
【化４】
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に従う、多環式ナフタセンカルボキサミドの誘導体、特に、テトラサイクリンの群に属する活性成分を含むもしくはからなる、または、前記活性成分は、特に次の式Ｖ：
【化５】
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に従う平面５員環構造を含むもしくはからなる、または、前記活性成分は、特に次の式ＶＩ：
【化６】
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に従うアントラサイクリンの群の誘導体を含むもしくはからなる、または、前記活性成分は、次の式ＶＩＩ：
【化７】
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に従うアクリジンの誘導体を含むもしくはからなる、請求項１もしくは５〜１７のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
次のリストの１つ以上から選択される１つ以上の活性成分：
シノキサシン、ナリジクス酸、オキソリン酸、ピロミド酸、ピペミド酸、ロソクサシンなどの第１世代キノロン；
シプロフロキサシン、エノキサシン、フレロキサシン、ロメフロキサシン、ナジフロキサシン、ノルフロキサシン、オフロキサシン、ペフロキサシン、ルフロキサシンなどの第２世代キノロン；
バロフロキサシン、グレパフロキサシン、レボフロキサシン、パズフロキサシン、スパルフロキサシン、テマフロキサシン、トスフロキサシンなどの第３世代キノロン；
クリナフロキサシン、ガチフロキサシン、ゲミフロキサシン、モキシフロキサシン、シタフロキサシン、トロバフロキサシン、プルリフロキサシンなどの第４世代キノロン；
デラフロキサシン、ＪＮＪ−Ｑ２などの未だ開発段階にあるキノロン；
ダノフロキサシン、ジフロキサシン、エンロフロキサシン、イバフロキサシン、マルボフロキサシン、オルビフロキサシン、サラフロキサシンなど、特に獣医用途のために現在使用されているキノロン；
テトラサイクリン、デメクロサイクリン、ドキシサイクリン、ミノサイクリン、オキシテトラサイクリン、テトラサイクリン、メタサイクリン、リメサイクリン、チゲサイクリンなどのサイクリン；
クロファジミン、エチオナミド、リファンピシン（リファンピン）、リファブチン、リファペンチンなどのマイコバクテリアに対する薬剤；
アンホテリシンＢ；
オフロキサシン、モキシフロキサシン、シプロフロキサシン、レボフロキサシン、テトラサイクリン、ドキシサイクリンを含むリストＡ；
ガチフロキサシン、ノルフロキサシン、ミノサイクリン、オキシテトラサイクリン、アントラサイクリン、特にダウノルビシン、ドキソルビシン、エピルビシン、イダルビシン、バルルビシンを含むリストＢ；
カンプトテシン誘導体、特にトポテカン、イリノテカン；
アムサクリン；を含む、請求項１もしくは５〜１７のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記活性成分は、前記活性成分が安定なままとなる、または前記活性成分が適用もしくは投与された前記活性成分の１０％、３０％または５０％未満に分解する継続時間および強度レベルで、ある波長範囲に曝露される、請求項１もしくは５〜２０のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
特に、外科手術中または外科手術後の局所適用のため、眼、口、耳、皮膚病および性病の処置のため、歯科医学のため、術前処置のため、外科手術中、骨および関節の感染症または腫瘍の処置のための、請求項１もしくは５〜２１のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記電磁放射線は、低侵襲器具によって照射される、請求項１もしくは５〜２２のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
局部腫瘍または局部感染源のための、請求項１もしくは５〜２３のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記活性成分は、抗感染症剤である、請求項１もしくは５〜２４のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記活性成分は、抗菌物質である、請求項２５に記載の医薬組成物または方法。
【請求項２７】
前記活性成分は、前記標的細胞内から前記標的細胞に対する死滅および／または増殖遅延効果を発揮する、請求項１もしくは５〜２６のいずれか一項に記載の医薬組成物または請求項２〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
特に医療分野、食品産業または農業における、衛生用途のため、消毒のため、またはペストコントロールのための、請求項２または３または５〜２４のいずれか一項に記載の病原菌およびペストを含まない環境を得るための標的細胞を死滅またはその増殖を減少させる方法。
【請求項２９】
医療装置であって、前記医療装置は、１９０ｎｍの下限値を超える波長の放射線部分を含む分光組成の少なくとも１つの電磁放射線源を備え、前記電磁放射線源は、感染組織または癌組織に照射するよう配置可能であって、前記医療装置はさらに、医薬組成物についての情報を備え、前記医薬組成物は、標的細胞を死滅またはその増殖を遅延させ、かつ前記分光組成の放射線を吸収する活性成分を含む、医療装置。
【請求項３０】
前記電磁放射線源は、たとえば０．１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚのパルス繰返し周波数を有するパルス状放射線源である、請求項２９に記載の医療装置。
【請求項３１】
パルス長は、０．５μｓ〜１０ｍｓである、請求項２９または３０に記載の医療装置。
【請求項３２】
前記放射線源は、非干渉性放射線源である、請求項２９または３０に記載の医療装置。
【請求項３３】
前記放射線源は、発光ダイオードを含む、請求項３２に記載の医療装置。
【請求項３４】
制御部および前記組織の温度を検知するための温度センサをさらに含み、前記制御部は、最大組織温度に達した場合、警告信号を発することまたは前記放射線源をオフに切換えることまたはその両方が可能である、請求項２９〜３３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項３５】
少なくとも前記放射線源を冷却するよう配置された冷却器をさらに含む、請求項２９〜３４のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項３６】
前記医療装置は、前記組織の表面の領域を広範囲に同等に照射するよう備えられており、前記表面は、ヒトまたは非ヒト個体の身体上の表面である、または外科的に露出されている、請求項２９〜３５のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項３７】
前記分光組成は、最大でも３００ｎｍの波長下限値を有する、請求項２９〜３４のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項３８】
前記分光組成の分光重量の少なくとも８０％は、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍである、請求項３６に記載の医療装置。
【請求項３９】
ヒトの眼の角膜に照射するよう備えられたアプリケータと、前記ヒトの眼の角膜組織と異なる組織の照射を防止するまたは減少させるための手段とを含む、請求項２９〜３８のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項４０】
非垂直角度から前記眼に光を当てるよう配置された放射線源のアレイと、前記眼の表面上に前記アレイを結像するよう配置された光学系とを含み、前記光学系および前記アレイは、前記表面に対してシャインプルーフの条件を満たす、請求項３９に記載の医療装置。
【請求項４１】
処置中に前記角膜を監視するよう設置されたカメラをさらに含む、請求項３９または４０に記載の医療装置。
【請求項４２】
前記カメラは、ＵＶＡ放射線によって光を当てるとリボフラビンが蛍光放射線を発する周波数で放射線に感受性である、請求項４１に記載の医療装置。
【請求項４３】
前記カメラは、非垂直角度から前記眼を監視するよう配置され、カメラセンサアレイおよびカメラ光学系は、前記眼の表面に対してシャインプルーフの条件を満たす、請求項４１または４２に記載の医療装置。
【請求項４４】
前記カメラは、非垂直角度から前記眼を監視するよう配置されている、請求項４１または４２に記載の医療装置。
【請求項４５】
前記放射線源に接続された光ファイバを含むカテーテルを含み、前記医療装置は、前記活性成分および前記電磁放射線の併用送達のために備えられている、請求項２９〜３８のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項４６】
請求項２９〜４５のいずれか一項に記載の医療装置を備え、さらに、ヒトまたは非ヒト個体の感染症または腫瘍の予防処置または治療処置のために、標的細胞を死滅またはその増殖を遅延させる活性成分を含む医薬組成物を少なくとも１回分備え、前記活性成分は、前記放射線部分の分光組成の放射線を吸収する、パーツのキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒトもしくは非ヒト個体または物体または表面領域に組成物を適用する方法と、ヒトもしくは非ヒト個体に投与されるレジメンを有する医薬組成物とに関する。特に、本発明は、生細胞および生物を死滅またはその増殖を遅延させる効力を部分的または完全に損失した薬剤および化学薬品の耐性の課題に関する。該方法および医薬品は、ヒトおよび獣医学などのさまざまな技術分野ならびに、衛生、食品、農業および他の技術を含む産業における用途に適用される。
【背景技術】
【０００２】
抗菌処置、消毒およびペストコントロールは、細胞、ウイルスおよび生物が特に繰返しまたは長期使用されると、使用された薬剤および化学薬品に対して耐性のある細胞、ウイルスおよび生物の発生を誘発してしまうことが周知である。一部の多剤耐性細菌および他の病原体は、現在利用可能な抗生物質および抗菌剤のほとんどすべてに対する耐性を獲得しており、感染症の処置に対する脅威となっている。同様に、抗腫瘍薬に耐性のある癌細胞も知られており、癌の処置の成功を妨げることも多い。さらに、農業、食品加工および包装産業などを含む産業において使用される農薬および／または消毒剤に耐性のある多数の微生物、真菌、雑草、昆虫および他のペストも知られている。
【０００３】
生細胞が消毒剤または農薬などの薬剤および化学薬品に対する耐性を獲得し得る数多くのさまざまな機構が説明されてきた。このような耐性機構の１つは、標的細胞の細胞膜内に位置する１つおよび／または複数のポンプに関与しており、このポンプは、薬剤分子が標的の病原性細胞、感染細胞または腫瘍形成標的細胞に入るとすぐに該薬剤分子を効率よく排出してしまう。更なる機構は、たとえば、細胞内への薬剤取込に関与する受容体または輸送タンパク質の改変による薬剤取込の減少に関与している。また更なる機構は、標的細胞内の酵素による薬剤の活性成分の改変または分解に関与している。また更なる機構は、抗生物質が標的とする分子の親和性の低下に関与しており、これは、たとえば、標的細胞の突然変異の結果、抗生物質に対して低下した親和性を有する標的分子が生じるためである。
【０００４】
病原体および腫瘍形成細胞または感染細胞の薬剤耐性は、感染症および癌を患う個体の治癒を防止または引延ばしてしまう。さらに、耐性病原体は、制御しにくく、新たな宿主個体への拡がりを防止しにくいため、公衆衛生に危険をもたらす。薬剤耐性は、生命の損失だけでなく物質的損失も招く。たとえば、多剤耐性病原体は、手術中または手術後の病院内での病気および感染症の院内感染を引き起こすことにより、ヒトを苦しめるだけでなく、病院での長期医療処置によるより高額な費用も招いてしまう。物質的損失の他の例としては、農薬耐性生物により損失した作物および耐性微生物により傷んだ食品が含まれる。したがって、多剤耐性ウイルス、生細胞および生物との戦いにおいて、医療処置、消毒およびペストコントロールのための新たな活性成分の開発のために、継続的な高額の研究労力が向けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の技術的目的は、ヒトおよび動物の生命の損失の減少、ならびに薬剤および他の化学薬品に対する耐性による物質的損失の減少である。特に、本発明の目的は、薬剤または化学薬品に対する耐性を獲得している生細胞および生物を死滅またはその増殖を遅延させることである。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、薬剤耐性病原体および癌細胞によって引き起こされる病気の処置のための医薬品の有効な治療レジメンを提供することである。特に、本発明のこの局面の目的は、薬剤耐性を克服するまたは減少させる医薬品のための治療レジメンを提供することである。
【０００７】
本発明の更なる局面の目的は、特に、化学薬品が、そうでなければ病原体、ペストまたは癌細胞の排除の効果を損失しているまたはより低い効果を有する場合に、該病原体、ペストおよび腫瘍細胞に対する化学薬品の適用の方法を提供することである。このような方法としては、本発明のこの局面に従うと、以下に限定されないが、消毒、殺菌、衛生およびペストコントロール方法が含まれ、該方法は、以下に限定されないが、たとえば、医療、農業、食品および包装産業などを含む技術分野に関する。
【０００８】
更に別の局面の目的は、医薬品のための治療レジメンにおいて使用可能な機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
技術的課題は、独立クレームに従って解決される。従属クレームは、発明のいくつかの実施形態に関する。
【００１０】
ヒトもしくは非ヒト個体または物体または表面領域に組成物を適用する方法と、ヒトもしくは非ヒト個体に投与されるレジメンを有する医薬組成物とが提供され、該組成物は、病原体、感染細胞および癌細胞を含む標的細胞を死滅またはその増殖を遅延させるための化学活性成分を含む。組成物の適用および組成物の投与のレジメンは、ある波長範囲内の電磁放射線に少なくとも１回曝露することを伴い、化学活性成分は、該波長範囲内で吸収し、１９０ｎｍの下限値を有する。活性成分によるこの電磁波長の吸収により、その光活性化が生じる。
【００１１】
１９０ｎｍの下限値を有する波長範囲における電磁波範囲の吸収という条件は、当然ながら、１９０ｎｍ未満の放射線も吸収する成分を除外するものではない。また、この条件は、成分が１９０ｎｍで吸収する必要があることを暗示するものでもない。むしろ、この条件は、化学活性成分の吸収スペクトルが、１９０ｎｍより長い波長で実質的な吸収を含み、曝露が、１９０ｎｍを超える波長を有し、かつ、化学活性成分が実質的な吸収を示すスペクトルの部分内に存在する放射線部分を含む放射線によって行われることを意味している。
【００１２】
実質的な吸収は、化学活性成分分子のエネルギー状態間のエネルギー差に対応するエネルギー（または、多光子過程の場合、その明確に規定される画分）に対応する波長で行われる。「実質的な吸収」とは、不純物、容器などによる吸収でなく、分子自体による吸収に限定される。
【００１３】
放射線への曝露とは、一般的に、能動的に制御される、標的にされる、たとえば電動式の放射線源による曝露を意味し、この意味で、単なる周囲光への曝露とは異なっている。一般的に、該曝露は、対応する周囲光の分光部分への曝露よりも、たとえば、少なくとも２倍、少なくとも１０倍、または少なくとも１００倍実質的に高くなる。しかしながら、一定の状況下では、たとえば、曝露が人体または非人体内部で行われる場合には、放射線強度が非常に低くなることもあり得るが、それでもこの条件を満たす。
【００１４】
実施形態では、組成物を放射線に曝露するステップは、以下により詳しく規定し、説明するような放射線源を使用することを含む。
【００１５】
発明の一局面に従うと、化学活性成分を含む医薬組成物が提供され、該組成物は、病原体、感染細胞または腫瘍形成腫瘍細胞を含むが、これらに限定されない標的細胞を死滅またはその増殖を遅延させ、該組成物は、ヒトまたは非ヒト個体の感染症および／または腫瘍の治療処置または予防処置のために、１９０ｎｍの下限値を有する波長範囲内の電磁放射線を吸収する。該処置は、化学活性成分によって少なくともその一部が吸収される波長または波長範囲の電磁放射線に、個体を少なくとも１回曝露することを伴う。
【００１６】
本文における「医薬組成物」という用語は、電磁放射線への曝露を含むこの処置レジメンにより投与される医薬組成物に関する。医療処置のレジメンは、治療、予防および外科用途を含む。
【００１７】
発明の更なる局面に従うと、物体、表面領域、またはヒトもしくは非ヒト組織もしくは個体に組成物を適用する方法が提供され、該組成物は、標的細胞を死滅またはその増殖を遅延させるための化学活性成分を含み、組成物の適用または投与は、ある波長範囲内の電磁放射線への少なくとも１回の曝露を伴い、該波長範囲内では、化学活性成分が吸収し、波長または波長範囲が１９０ｎｍの下限値を有する。
【００１８】
組成物を物体、表面領域またはヒトもしくは非ヒト個体に適用する方法のいくつかの実施形態においては、該方法は、標的細胞を死滅またはその増殖を遅延させることによって病原菌およびペストを含まない環境を得るための産業目的を果たし、該目的は、限定されないが、特に、医療の分野、食品産業または農業における、衛生目的または消毒のための用途を含む。
【００１９】
組成物の活性成分の光活性化のステップを含む、組成物を適用する方法のいくつかの実施形態に従うと、該組成物は、ヒトまたは非ヒト個体に投与されるが、該方法に供されるヒトまたは非ヒト個体の医療処置としては作用しない。たとえば、これらの実施形態のいくつかにおいては、該方法は、たとえば病院内スタッフなどのヒト個体の消毒のため、または、病原菌を含まない環境が望まれる他の産業、または、たとえばミルクもしくは羊毛などの畜産品を収穫する前の動物の消毒のために農業などにおいて使用される。例示的な一実施形態では、病気および感染症の院内感染の原因となる多剤耐性病原体が、病院環境内で死滅または減少される。
【００２０】
活性成分の光活性化のステップを含む、組成物を適用する方法のいくつかの実施形態に従うと、該組成物は、個体でなく、物体、特に物体の表面に適用される。該方法のいくつかの更なる実施形態に従うと、組成物は、外面および物体に適用され、これらには、たとえば、用地および他の農地、運動場、公園、街路などの物体の外面、ならびに、たとえば建物および車両などの内面を含む内面が含まれる。
【００２１】
活性成分の光活性化のステップを含む、組成物を適用する方法のいくつかの実施形態に従うと、該方法は、予防および治療用途ならびに手術中の用途を含むヒトまたは非ヒト個体の医療処置として作用する。
【００２２】
本文においては、特に別段の記載がない限り、「方法」という用語は、医薬品または別の組成物であり得る組成物を適用する方法を指し、医療および非医療方法に該当する。同様に、本文においては、特に別段の記載がない限り、「組成物」という用語は、医薬組成物および農薬、消毒剤などとして使用される化学薬品など、本方法において使用される更なる組成物の両方を指す。したがって、組成物は、医療目的または非医療目的またはこれらの両方のために使用可能である。本文においては、本方法の医療用途を強調するために、「医薬組成物」または「医薬品」という用語を使用することもある。
【００２３】
投与される医薬組成物または適用される組成物の「活性成分」という用語は、標的細胞と相互作用する組成物の少なくとも１つの活性成分を指す。したがって、標的細胞、または、より詳しくは標的分子、すなわち、標的細胞の分子成分と相互作用することにより、標的細胞を死滅またはその増殖を遅延させるのは、個体に投与される医薬品または物体もしくは表面もしくは個体に適用される組成物の活性成分である。いくつかの特定の実施形態においては、活性成分は、たとえばピオシアニン分泌シュードモナスなどの細菌によって分泌される毒素であり得る。これらの実施形態においては、細菌毒素は、耐性標的細胞を攻撃する。
【００２４】
活性成分の「光活性化」という用語は、組成物をヒトもしくは非ヒト個体にまたは物体または表面領域に適用する方法のステップおよび／または医薬組成物を投与するレジメンのステップを指し、該ステップは、化学活性成分が吸収し（実質的に非ゼロの吸収を示す）、かつ、１９０ｎｍの下限値を有する波長範囲内の電磁放射線に曝露することを含む。活性成分によるこの電磁波長の吸収により、その光活性化が生じ、したがって、投与される医薬組成物または適用される組成物の「光活性化された活性成分」という用語は、医薬組成物の治療レジメン中または組成物を適用する方法中に、活性成分が曝露された電磁放射線の少なくとも一部を吸収した活性成分を指す。
【００２５】
本文においては、「標的細胞」という用語は、特定の医薬剤または特定の化学組成物が標的とする単細胞生物または多細胞生物の細胞を指す。標的細胞としては、薬剤によって標的とされるヒトまたは動物の個体の病原体および細胞が含まれる。標的細胞としては、病原性であり得る細菌細胞、真菌細胞、寄生細胞および感染細胞など、さらに、たとえば、腫瘍形成腫瘍細胞、特に、癌細胞が含まれる。「病原体」という用語は、ウイルス、ならびに細菌細胞および生物の真核細胞などの生細胞および生物を指し、これらには、原生生物、真菌、植物、または、たとえば昆虫もしくは蠕虫類などの動物が含まれる。「感染細胞」という用語は、方法または医薬組成物に供されるヒトまたは非ヒト個体の細胞を指し、該細胞は、ウイルスまたは別の感染性、特に病原性の物質、たとえば、プリオンまたは原生生物などによって感染される。「抗感染症剤」という用語は、感染性物質の拡がりを阻害することによって、または感染性物質を死滅させることによって、感染に対して作用する医薬剤、特定の化学化合物または特定の化学組成物を指す。抗感染症剤という用語は、抗生物質（抗菌剤、抗真菌剤および抗原虫剤を含む）、および抗ウイルス剤を包含する。
【００２６】
「抗生物質」という用語は、細菌、真菌または原虫などの微生物の成長を阻害または消滅させる天然、半合成または合成由来の低分子量物質を表す。抗生物質はさらに、腫瘍または癌細胞の処置のためにも投与され得る。
【００２７】
本発明の一実施形態は、たとえば、標的細胞に抗感染症剤などの医薬化合物または組成物を投与することを含み、標的細胞は、たとえば、上記のように、細菌細胞、真菌細胞、寄生細胞または感染細胞である。実施形態においては、組成物の活性成分は、抗感染症剤である。特定の実施形態では、活性成分は、抗生物質、特に抗菌物質である。
【００２８】
一つの特定の実施形態では、抗生物質は、上記に規定されるような標的細胞に投与される。
【００２９】
本発明の更なる実施形態においては、細胞増殖抑止性化合物または組成物は、腫瘍細胞、感染細胞、細菌細胞、真菌細胞または寄生細胞を処置するために、上記に規定されるような標的細胞に投与され得る。細胞増殖抑止剤は、細胞成長および細胞増殖を阻害する。
【００３０】
実施形態の別の群においては、活性成分は、細胞内からその効果を発揮することが実証されている。一例として、活性成分は、その実証された効果が、有糸分裂および／もしくは減数分裂の阻害、または、標的細胞内での一定の酵素の機能もしくは合成の阻害、または、遺伝物質（たとえば、ＤＮＡ、もしくはＲＮＡ）もしくは標的細胞内の酵素などのアミノ酸もしくはタンパク質などの他の必須分子の構造を変更もしくは破壊することである成分である。
【００３１】
医薬品および方法のいくつかの実施形態は、１つのタイプの標的細胞のみに向けられ、いくつかの実施形態は、たとえば、多重感染の処置のために、同時にいくつかのタイプの標的細胞に対して向けられる。
【００３２】
「耐性標的細胞」という用語は、少なくとも１つの活性成分の有害な効果を回避するための耐性機構が発達した標的細胞を指し、該有害な効果は、薬剤が、非耐性標的細胞、すなわち、耐性機構の獲得以前の同じ細胞に対して及ぼし得る効果である。
【００３３】
特に、医薬品および方法はさらに、多剤耐性細菌または多剤耐性微生物を含むが、これらに限定されない多剤耐性標的細胞と戦うことにも適用可能である。特に、いくつかの実施形態は、耐性標的細胞の耐性を克服するための医薬組成物または組成物を含む方法に関する。これらの実施形態のいくつかにおいては、医薬品または方法のレジメンは、耐性標的細胞の耐性を克服し、該耐性は、特に、活性成分の標的細胞内への取込を防止または減少させるポンプによって媒介され、または、活性成分を分解する酵素によって媒介され、該酵素は、耐性標的細胞の細胞内酵素もしくは耐性標的細胞によって分泌される酵素であり得て、または、標的細胞の標的分子の親和性を低下させることによって媒介される。
【００３４】
一般的に、抗感染症剤などの化合物または組成物の効力は、その標的細胞の位置、上記抗感染症剤が上記標的細胞に達する能力、および標的細胞（たとえば、腫瘍細胞または微生物）の薬剤を不活性化するまたは分泌する能力とともに変わる。
【００３５】
上記に規定されるような医薬化合物または組成物の細胞内へのアクセスは、通常、受動拡散もしくは促進拡散によって、または能動輸送過程によって達成される。追加の外膜を有する微生物（たとえば、グラム陰性細菌）の場合には、上記微生物へのアクセスを得るために、いわゆるポリンと呼ばれる水性膜貫通チャネルが、たとえば、抗生物質によって使用されてもよい。
【００３６】
細胞または微生物の外的環境への上記化合物または組成物の排泄または排出は、他の可能性の中でも、標的細胞の膜内のいわゆる輸送タンパク質によって実施され得る。これらの輸送タンパク質は、一定の化合物または組成物に特異的な、上述の種類のポンプとして作用し得る、または、ある範囲の構造上相違する化合物もしくは組成物を輸送し得る。これらの輸送タンパク質は、たとえば、細胞増殖抑止剤については腫瘍または癌細胞、抗生物質については微生物など、一般的に適用される化合物および組成物の文脈における耐性と関連付けられ得る。
【００３７】
医薬品および方法のいくつかの実施形態は、耐性標的細胞、および耐性機構を獲得しやすい標的細胞の両方に適用可能である。
【００３８】
医薬組成物および組成物を適用する方法は、標的細胞によって獲得された耐性により役に立たなくなった化学薬品および薬剤の既知の現在利用可能な組成物にも適用可能であることは、いくつかの実施形態の重要な利点である。いくつかの実施形態に従う抗生物質、抗菌剤、抗真菌剤および抗腫瘍形成組成物などの以前は有用であった組成物の投与、および、更なる実施形態に従うたとえばペストコントロール剤などの化学薬品の適用により、そうでなければ役に立たない組成物は、標的細胞を死滅またはその増殖を減少させるのに有効となる。これは、新たな組成物および薬剤の開発と比較して非常に費用効率が高いことは明らかである。さらに、このような既知の組成物は、既に試験されており、特性が明らかであり、たとえば、副作用、以前の非耐性標的細胞における所望の医療効果の投薬レジメン、最大無毒レベルまたは環境効果が既に知られており、それらは市場に認められている。
【００３９】
組成物の活性成分は、その光活性化のためには、個体、物体または表面が曝露される電磁放射線の波長範囲内で吸収する必要がある。いくつかの実施形態においては、光活性化は、２光子または多光子吸収過程に関与する。照射される電磁放射線は、必ずしも活性成分の吸収ピークを含む必要はない。芳香族基および共役二重結合を有さない活性成分を含む医薬品または組成物は、１９０ｎｍの下限値を有する波長のＵＶおよび可視光領域内の電磁放射線をあまり吸収しないため、好適でない。２光子または多光子吸収過程に関与するいくつかの実施形態においては、活性化合物の光活性化が、たとえば２０００ｎｍまでの波長の電磁放射線によって達成され得る。
【００４０】
ＵＶ／Ｖｉｓ分光法は、生化学および分析化学の分野で通常使用されている。芳香族および共役有機化合物ならびに生化学高分子の吸収が容易に測定され、一般的に、化学化合物の構造式から明らかに予測可能である。芳香族系の高い化学安定性のため、少なくとも１つの芳香族系およびまたは共役二重結合を有する化学化合物が非常に望ましい。特に、非局在化電子を有する能力により、たとえば、分子の離れた部分に局在化する２つのラジカルによる酸化反応および還元反応の両方など、さまざまなタイプの化学反応が可能になる。したがって、たとえば、キノロンおよびテトラサイクリンは、本発明のいくつかの実施形態の投薬レジメンに従う投与のための医薬品における活性成分の非常に良い例であるが、ほとんどのペニシリンは、芳香族環および共役二重結合を有しておらず、それと同時に、１９０ｎｍ辺りを超える波長の電磁放射線の吸収をあまり有しておらず、特に、１９０ｎｍ〜７９０ｎｍの波長範囲内での吸収を有していないため、好適でないことが容易に判定される。
【００４１】
一部の耐性標的細胞は、該光活性化された活性成分によって克服されない耐性機構によって耐性となるよう進化しているため、現時点では、光活性化された活性成分を含む医薬組成物または組成物に感受性でない可能性もある。このような非感受性機構の一例は、活性成分の細胞内への受動輸送を媒介する受容体を無効にする遺伝子改変による耐性であり、または、別の例は、活性成分の取込を阻止する細菌細胞壁の透過性の変化である。しかしながら、同じ活性成分に耐性であるものの、１つ以上の機構により、医薬組成物および組成物を適用する方法の光活性化された活性成分によって克服されることに感受性の他の標的細胞がある。このような感受性の耐性標的細胞は、たとえば、活性成分を標的細胞外に輸送することにより、活性成分が耐性標的細胞の死滅またはその増殖を減少させることができない程にその細胞内濃度を低下させてしまうポンプを所有する。後者の耐性標的細胞は、同じ活性化成分の方法およびレジメンに感受性である。なぜなら、活性化成分がポンプに共有結合することによって、ポンプが活性成分の更なる分子を細胞外に輸送することを防止するためである。しばらくすると、活性成分の細胞内濃度が十分に高くなり、標的細胞が成長するのを停止し、その結果、標的細胞の増殖の減少および／または死滅が得られる。
【００４２】
最先端技術においては、抗生物質処置と組合されるＵＶ光処置は、フリーラジカルの生成による光毒性効果、特に、殺菌効果を有することが説明されている。フリーラジカルは、核酸を攻撃的に改変させることにより、病原菌の複製を妨げる。たとえば、D.Trisciuoglio et al. (2002): Phototoxic effect of fluoroquinolones on two human cell lines, Toxicology in vitro 16, 449-456、または、Umezawa et al. (1997) Archives of Biochem. and Biophys, 342, 275-281、または、M.H. Cruz de Carvalho (2008): Drought stress and reactive oxygen specie, Plant Signalling & Behaviour, 156-165を参照。この酸化効果は短命であり、標的細胞が抗生物質および放射線の両方に曝露されている間だけ持続する。ＵＶ光活性化された抗生物質による核酸へのフリーラジカル損傷は、抗生物質分子が分解してフリーラジカル化合物を生成した結果であり、大部分の化学結合を分解するためには、電磁放射線によって照射される高レベルのエネルギー、すなわち、４００ｎｍ未満の波長に対応するエネルギーが必要となる。さらに、高濃度のＵＶ光活性化された抗生物質分子が必要となるのは、それらが非常に短命であるため、多くの励起分子は、鎖切断により核酸に損傷を生じる前に消失してしまうためである。
【００４３】
反対に、たとえば、ポンプなどの耐性付与分子への活性化合物の共有結合による、光活性化された活性化合物によって耐性を克服する効果は、よりずっと長く持続し、電磁放射線への曝露後でも効果を有し続ける。方法および医薬品のいくつかの実施形態においては、耐性機構を克服する効果に加えて、電磁放射線への曝露がフリーラジカル効果を付加してもよい。他の実施形態においては、フリーラジカル効果は、たとえば、電磁放射線の波長を調整することによって、および／または、抗生物質の濃度を低下させることによって、および／または、標的細胞に送達される全エネルギー量を低下させることによって、除外されてもよい。
【００４４】
医薬組成物のために、かつ、組成物を適用する方法のために、活性成分の光活性化中に送達されるエネルギーは、標的細胞の周囲の組織損傷を限定するまたは防止するように、たとえば、電磁放射線の波長範囲の調整によって、放射線強度の調整によって、および／または、たとえば、電磁放射線をパルス印加するなどによる、電磁放射線への曝露の時間の調整によって、投与可能である。たとえば、各単位時間当たりのパルス数、各パルス当たりのエネルギー、各パルスの継続時間、パルス間のオフ切替時間、およびパルスによる処置の全継続時間は、特定の用途に好適となるよう可変に投与可能である。
【００４５】
２４０ｎｍ未満の波長のＵＶ光は、医薬品または化学薬品の活性成分の非存在下であっても単独で細菌を死滅させることが知られている。これは、２４０ｎｍ未満の波長の光は、ＤＮＡを損傷させる能力を有しているためである。しかしながら、細菌は、ＵＶ光によって損傷されるＤＮＡを修復するのにかなり有能であるため、ＵＶ処置単独での効力には限界がある。そのため、生存細菌により、ＵＶ殺菌単独では十分でないことが多い。さらに、２４０ｎｍ未満の波長の放射線は、損傷されないままであるべき組織に対して大きな毒性を有しており、ほとんどの処置にとって、このような放射線の照射は選択肢とならない。２４０ｎｍの波長下限値を有する放射線が照射され得ることは、発明の多くの実施形態の重要な利点である。
【００４６】
さらに、最先端技術においては、血液製剤中の病原体の排除または減少のための献血または血液成分のＵＶ光処置が知られている。この処置は、血液の天然成分であるリボフラビンに基づいている。血液製剤は、リボフラビンの吸収ピークである３６５ｎｍ辺りの波長の放射線を含む必要のあるＵＶ光に曝露され、これにより、その励起および核酸を化学改変させる能力が得られる。核酸の改変は、ウイルスおよび生細胞の複製を妨げるため、血液製剤中の病原体は、３６５ｎｍの範囲内の波長においてリボフラビンの存在下でＵＶ光に曝露されることによって不活性化される。したがって、３６５ｎｍ辺りの波長範囲を含むいくつかの実施形態は、リボフラビンに基づく機構と、光活性化された活性成分によって耐性を克服することに基づく機構との、標的細胞を死滅またはその増殖を減少させる二重機構により利益を得てもよい。
【００４７】
リボフラビン効果から独立して、活性成分が偶然にリボフラビンと同じ波長のみで吸収し、活性化されない限り、活性成分の光活性化を含む組成物および方法は、３６５ｎｍと異なり、かつ３６５ｎｍ辺りの範囲と異なる波長での電磁放射線により容易に作用する。したがって、本発明に従う医薬組成物および方法による標的細胞を死滅またはその増殖を減少させる効果は、このような活性化されたリボフラビンに基づく既知の機構から独立して機能する。
【００４８】
医薬品および方法は、標的細胞の活性成分と電磁放射線との組合せへの同時の曝露により、および／または、活性成分への曝露後の電磁放射線への曝露により、上述のような機構を含む耐性の機構を克服することによって、生細胞および生物の薬剤および化学薬品に対する耐性を減少させるまたは破壊するのに有効となることが想定される。
【００４９】
想定される例示的な機構は、上記のように、標的細胞から抗感染症剤または細胞増殖抑止剤などの医薬化合物または組成物の排泄を阻害する。これにより、想定される機構は、細菌細胞、真菌細胞、寄生細胞もしくは感染細胞、またはさらには腫瘍もしくは癌細胞などの標的細胞からの医薬化合物または組成物の望ましくない排泄を克服する。
【００５０】
より詳しくは、たとえば、一つのこのような想定される例示的機構においては、微生物菌株は、耐性微生物が薬剤分子を微生物の細胞内部から細胞の外部に効率よく連続的に排出するポンプにより、特定の抗菌薬剤に対して耐性がある。これにより、耐性微生物は、このようなポンプ活性を有さない非耐性菌株においては有効となり得る薬剤によって引起される死滅または有害効果を回避する。医薬組成物または方法の適用中、組成物の活性成分は、電磁放射線を吸収することによってエネルギー的により高いレベルにまで活性化される。この活性化により、活性成分が、活性成分を耐性微生物外に輸送する原因となるポンプに共有結合することによりポンプを妨げることが可能となる。このような薬剤または活性成分のポンプへの不可逆的な結合により、活性成分のたった１つのこのような分子しかポンプによって不活性化されず、耐性微生物の外膜におけるポンプに結合されていないすべての他の分子は、標的微生物内部の薬剤の意図する効果を発揮して、その死滅を招くまたはその増殖を減衰させるよう未だ利用可能である。したがって、電磁放射線の存在下での標的細胞の活性成分への曝露により、標的細胞の耐性が克服され、医薬品または組成物の適用の方法の治療レジメンが有効となる。
【００５１】
薬剤耐性を克服する更なる想定される機構に従うと、活性化された活性成分は、活性成分の改変または分解によって耐性を生成することにより、耐性標的細胞における薬剤の不活性化を招く酵素に共有結合する。ここでもまた、すべての酵素分子がそれぞれ１つの薬剤分子に長時間結合されるとすぐに、該酵素は、すべての他の薬剤分子の有害な効果から細胞を保護することができなくなる。
【００５２】
耐性標的細胞のほとんどが、たとえば、活性成分を標的細胞外に排出することによりその細胞内濃度を低下させるポンプ、さらに、たとえば、活性成分による親和性を低下させるための標的細胞の遺伝子突然変異による改変など、複数の耐性機構を使用している。光活性化された活性化合物を含む方法および医薬品は、まず、光活性化された活性成分の共有結合によりポンプを阻止することにより、活性成分の細胞内濃度を増加させる。このため、突然変異した標的分子が活性成分に対して低い親和性を有していても、その光活性化により、一旦活性成分が標的分子と接触すると共有結合する。したがって、いくつかの用途においては、光活性化の効果は、第１の耐性機構が克服される時間中に少しだけ遅れて見受けられる。
【００５３】
さらに、次の有利な効果がある。すなわち、耐性標的細胞は、活性成分と、同時の電磁放射線への曝露との組合される作用を容易に回避できない。これは、ポンプおよび細胞内酵素の両方に基づく耐性機構が、活性成分と活性成分に対する耐性を媒介するポンプまたは酵素との特異的結合親和性を利用しているためである。進化の法則により知られるように、いかなる回避戦略も、活性成分に対するポンプまたは酵素の親和性を減少させることにより、電磁放射線による活性化成分の活性化によって引き起こされる長期結合を回避し、さらに、このように減少した活性は、同時に、薬剤を放出するまたは分解するためのポンプまたは酵素の活性を減少させることにより、必然的に元の薬剤耐性を低下させるまたは排除するであろう。
【００５４】
本発明の範囲は、見受けられた効果の一定の説明によって限定または縛られないが、想定される構想は、本明細書に記載される医薬品および方法が、細胞外部から作用する薬剤または活性成分に対する耐性を克服する可能性はより低いと予測する。たとえば、細菌細胞を外部から攻撃する抗生物質または細菌細胞壁を攻撃する抗生物質（たとえば、ペニシリンおよびセファロスポリン）または細胞膜を攻撃する抗生物質（ポリミキシン）がある。しかしながら、想定される構想は、本明細書に記載される医薬品および方法が、抗生物質の透過性の低下を生じる細菌の構造改変による耐性を克服する可能性はより低いと予測する。
【００５５】
医薬組成物および組成物を適用する方法のいくつかの実施形態は、活性成分の光活性化を含み、電磁放射線は、１９３ｎｍ、２００ｎｍ、２４０ｎｍ、２８０ｎｍ、３５０ｎｍ、または３６５ｎｍの下限値を有する波長範囲を有する。
【００５６】
本発明の方法および医薬品のいくつかの例示的な実施形態においては、電磁放射線は、約２４０ｎｍまでの波長範囲を含み、該波長範囲内では、ＵＶ光自体による光毒性効果と、抗生物質とＵＶ光との組合せの一般的機構によって引起されるフリーラジカル損傷の効果と、そうでなければ活性成分に耐性を付与するポンプまたは酵素などの分子に活性化された活性化合物が結合する特定の効果によるさらなる死滅効果とのすべての組合せが、標的細胞の死滅およびその増殖の減少に貢献し得る。方法または医薬品のいくつかの実施形態においては、表面、物体または個体が、活性成分の光活性化のために、１８０ｎｍ〜２００ｎｍ辺り、または特に、１９０ｎｍの下限値を有する波長範囲を含む電磁放射線に曝露され、これらの実施形態は、上記のＵＶ放射線の効果も含む。本発明のいくつかの実施形態は、特に、２４０ｎｍの下限値を有する、または特に、２４０ｎｍ辺りの波長範囲を含む波長範囲による光活性化を含み、該波長範囲では、すべての芳香族有機化合物が吸収するものの、ＵＶ曝露による細胞損傷がないまたは非常に減少される。
【００５７】
いくつかの実施形態においては、放射線曝露は、２４０ｎｍ超、たとえば、２６０ｎｍ、２８０ｎｍ、３００ｎｍ、３２０ｎｍ、３３０ｎｍ、３４０ｎｍ、３５０ｎｍまたは３６０ｎｍの下限値を有する波長範囲を照射することによって、標的細胞の周囲の隣接組織に対する損傷を最小限に抑えるよう選ばれる。特に、３５０ｎｍを超える可視スペクトルおよびＵＶＡにおいては、原子または電子価電子は、励起されないか、かろうじて励起されるに過ぎない。しかしながら、３５０ｎｍ辺りの下限値を有する波長範囲内の放射線への曝露を有する実施形態についてさえも、眼は未だ放射線への曝露から遮蔽され、色素分子の分子電子励起による網膜の損傷が防止されるべきである。
【００５８】
いくつかの例示的な実施形態においては、照射される放射線の強度レベルは、より長い波長範囲内のよりエネルギーの少ない放射線の照射を補償するよう増大される。本発明のすべての実施形態において、個体、物体または表面、特に標的細胞が曝露される、選択される波長範囲は、標的細胞を攻撃する活性成分が吸収する電磁波長範囲を含む必要がある。活性成分による吸収のピークは、この波長範囲内に含まれる必要はない。むしろ、活性成分の分子吸収スペクトルが、使用される放射線源の発光スペクトルと重複することが要件である。医薬品および方法のいくつかの例示的な実施形態においては、標的細胞が曝露される波長範囲の下限値は、１９０ｎｍと低く、これは、エクシプレックスレーザとも呼ばれるエキシマレーザによって発される放射線の下限値に相当する。これらおよび他の実施形態のいくつかにおいては、２００ｎｍ未満のＵＶ光は特に攻撃的で、細胞損傷を引起しやすいため、下限値は、２００ｎｍ超に保たれる。いくつかの実施形態においては、曝露される標的細胞の宿主組織の生理的感受性に伝達される波長およびエネルギーを調整するために、下限値は、たとえば、２２０ｎｍ、２４０ｎｍ、または２６０ｎｍなどの２００ｎｍを超える別の値に上げられる。
【００５９】
いくつのかの例示的な実施形態においては、波長範囲の下限値は２８０ｎｍに保たれ、これは、核酸による大きなＵＶ光吸収の上限値であることが知られている。２８０ｎｍ未満では、電磁放射線は発癌性であることが知られている。波長の下限値を２８０ｎｍまたは２９０ｎｍ辺りに保つことによって、核酸、特に宿主細胞のＤＮＡへのあり得る損傷が避けられる。したがって、いくつかの実施形態においては、突然変異および癌を引き起こし得るＤＮＡへの損傷を避けるために、波長の下限値は、２８０ｎｍに保たれるか、または２９０ｎｍもしくは３００ｎｍ超に保たれる。
【００６０】
医薬組成物および組成物を適用する方法のいくつかの実施形態は、光活性化を含み、電磁放射線は、８００ｎｍ、７００ｎｍ、６００ｎｍ、５００ｎｍまたは４５０ｎｍの上限値を有する波長範囲を有する。
【００６１】
電磁放射線への曝露のために選択される波長範囲の増加、特に、範囲の下限値の増加は、標的細胞および個体、物体または表面領域に伝達されるエネルギー量を減少させる。特に、活性化合物、標的細胞および生個体、組織または物体の周囲領域に対する電磁放射線の影響は、波長の下限値の調整によって影響を受け得る。なぜなら、以下により詳しく説明するように、一定の細胞または化学プロセスは、電磁曝露の波長および／または伝達される全エネルギーに依存性であるためである。
【００６２】
医薬組成物および組成物を適用する方法のいくつかの実施形態は、活性成分の光活性化を含み、ＤＮＡによる実質的な吸収を避けるために、電磁放射線は、２００ｎｍ〜５００ｎｍ、または特に、２００ｎｍ〜２４０ｎｍもしくは２００ｎｍ〜２８０ｎｍの下限値を有する範囲、２８０ｎｍ、または２８０ｎｍ〜４００ｎｍの値、特に、３００ｎｍ以上の波長を有する。放射線の上限値は必ずしも存在するわけではないが、多くの場合、より長い波長の放射線は不十分となる傾向があり、非常に高い強度の必要性が生じる。そのため、実用性のためには、上限値は、ＩＲ閾値（７００ｎｍ）以下、たとえば、４５０ｎｍ〜５００ｎｍに選択され得る。特定の例においては、約３５０ｎｍ、３６５ｎｍまたは３７０ｎｍの下限値および約４５０ｎｍの上限値が選ばれ得る。
【００６３】
いくつかの例示的な実施形態においては、波長範囲の上限値は、分子発振を誘発し得る波長を含まないように、７９０、７００ｎｍまたは６００ｎｍ辺りに選択される。いくつかの実施形態においては、波長範囲の上限値は、５００ｎｍ辺り、または特に４５０ｎｍ辺りである。医薬組成物のいくつかの実施形態については、特に、個体は、２００ｎｍ〜２４０ｎｍまたは２８０ｎｍ、特にこれらの値のいずれか１つ、または３００ｎｍまたは３２０ｎｍの下限値を有し、４５０ｎｍ〜５００ｎｍの上限値を有し、より特定的には、約３５０ｎｍの下限値および約４５０ｎｍの上限値を有する波長範囲、または特に、４００ｎｍ辺りの範囲（したがって、スペクトルのＵＶ／青色遷移の領域内）の電磁放射線に曝露される。
【００６４】
医薬組成物および組成物を適用する方法のいくつかの実施形態は、多光子吸収過程を含む光活性化を含む。これらの実施形態においては、活性成分は、複数の光子に関与する形で活性化される。活性化合物による複数の光子の吸収を有するこれらの実施形態のいくつかは、過渡的中間レベルの活性化合物を含み得る。活性成分による複数の光子の吸収を有する更なる実施形態は、活性化成分による複数の光子の並列または同時吸収（非線形過程；２光子または多光子吸収）に関与する。
【００６５】
多光子過程に関与する光活性化を有するこれらの実施形態のいくつかにおいては、電磁放射線の波長範囲は、２０００ｎｍまでの上限値を有し、特に、該範囲は、８００ｎｍの下限値および２０００ｎｍの上限値を有し、より特定的には、８００〜１７００ｎｍの範囲内である。多光子過程を含む光活性化を有するこれらの実施形態のいくつかにおいては、電磁放射線への曝露がパルス印加され、特に、１ｐｓ未満のパルス長、たとえば、０．１ｆｓまたは１ｆｓの下限値および１ｐｓの上限値を有する範囲のパルス長を有する、非常に短い放射線パルスが印加される。
【００６６】
より一般的には、多光子過程が重要な役割を果たさない実施形態を含む、すべての実施形態について、パルス状放射線源が光活性化のために使用され得る。医薬組成物および組成物を適用する方法のいくつかの実施形態においては、電磁放射線は、０．１ｆｓ〜２００ｍｓの範囲、より特定的には、１ｆｓ〜１００ｆｓまでの範囲または１ｆｓ〜１ｍｓまでの範囲の長さのパルスで印加される。電磁放射線のパルス状投与の有利な効果は、高いピーク強度を有しながらも被処置個体および物体に加えられる熱量を限定すること、特に、たとえば、哺乳類において４０℃を超えないように、標的細胞周囲の組織の温度上昇を制御することができることである。いくつかの例示的な実施形態においては、周囲組織の昇温を制御するために、直接フィードバック赤外線カメラが使用される。実施形態におけるこのようなカメラは、反射される放射線が温度測定を歪ませないことを確実にするように、パルスを交互にして、断続的に動作するよう制御され得る。
【００６７】
より特定的には、少なくともいくつかのセットアップにおいては、耐性を克服する際のパルス状放射線の効果は、標的細胞におけるパルスピークエネルギー密度がさほど高い確率で多光子過程を生じなくても、同じ平均強度の連続的放射線の効果より高い。この現象はまだ十分に分かっていないが、現在は、標的細胞内の生化学過程の過程速度および時定数、特に、上述のポンピング効果に結び付られる生化学過程の過程速度および時定数と関連性があると考えられている。たとえば、この効果は、第１の光子が入射したとき、輸送タンパク質および活性成分分子を含む系がどのような状態にあるかに依存し、さらに、第２の光子が入射したときの該系の状態にも依存し得ると考えられ得る。たとえば、（第１の）光子が入射したときに輸送タンパク質および分子が強い相互作用の状態にあることが重要であり得、最終的にポンプを阻止するためには、励起状態にある系に入射した第２の光子が必要となる可能性は除外できない。強度が高い程、第２の光子が励起状態の系に出会う確率は高くなり、これは、所与の平均強度（組織が、たとえば４２℃または４０℃を超えて加熱されないという条件によって限定される）について、この確率はパルス状放射線についてはより高い。
【００６８】
この種のパルス状放射線（多光子過程、すなわち、いくつかの光子が同時に作用する過程に依拠しない）の効果は、０．１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの繰返し周波数および１００ｎｓ〜５００マイクロ秒のマイクロ秒領域のパルス長を有するパルスについては、少なくとも存在することが分かっている。より一般的には、パルス状放射線のオン時間とオフ時間との比率は、少なくとも１０であるべきであり、多くの場合、少なくとも５０、少なくとも１００、または少なくとも２００がより好ましく、上限値はないか、または１０６の上限値を有する。
【００６９】
標的細胞に、および個体、物体または表面領域に伝達される全エネルギー量は、たとえば、標的細胞の周囲の組織損傷を限定または防止するために、たとえば、電磁放射線をパルス印加することによって、電磁放射線への曝露時間によってさらに投与可能である。たとえば、パルスエネルギー、各単位時間当たりのパルス数、各パルスの継続時間、パルス間のオフ切替時間、およびパルスによる処置の全継続時間は、特定の用途に好適となるよう可変に投与可能である。
【００７０】
医薬組成物および組成物を適用する方法のいくつかの実施形態においては、連続的またはパルス状の電磁放射線への曝露の継続時間は、１秒〜３０秒または１秒〜３分の下限値および１分〜３０分の上限値、特に、１分〜１０分の上限値または１分〜３分の上限値（または、本文中常にそうであるように、これらの限界値のいずれか１つ）を有する。
【００７１】
いくつかの実施形態においては、１、２、６、１２または２４時間を超えて継続する、長期処置が適用される。長期処置のいくつかの実施形態においては、連続的またはパルス状に印加される電磁放射線への曝露時間の継続時間は、１時間以上、１日以上、１週間以上または１カ月以上であり得る。長期処置のいくつかの実施形態は、たとえば、０．０００１または０．００１Ｗ／ｃｍ２の下限値および１Ｗ／ｃｍ２または１０Ｗ／ｃｍ２の上限値を有する範囲内の放射線曝露を有するレジメンまたは方法を含み、電磁放射線源への曝露のパルス状照射またはレジメンの場合、曝露中のＯＦＦ時間は計測せずＯＮ時間のみが計測される。印加されるエネルギー量は、標的細胞外部の生組織または生物を損傷しないように調整されなければならない。長期処置の例示的な用途としては、たとえば、カテーテル、管材料などの静脈内装置により、たとえば、耐性細菌による該カテーテルのコロニー形成を阻止する該カテーテルまたはＩＶ装置のアブレーションまで、光活性化された活性成分を投与すること、または、たとえば、慢性骨感染症のために、低い代謝活性を有する細菌に対する活性成分の影響を増加させる光移植可能な送達システムにより、光活性化された活性成分を投与することが含まれる。長期処置は、移植可能な医療装置を伴うだけでなく、たとえば、植物、家畜の長期処置または医薬品および方法の産業用途も含み、これらのすべては能動的かつ制御可能な照明光源によるものである。
【００７２】
方法および医薬組成物のいくつかの例示的な実施形態においては、電磁放射線は、ランプまたはレーザなどの放射線源から発される放射線の放射線曝露の継続時間および強度を調整することによって、周囲組織に伝達されるエネルギーの量を慎重に監視しながら照射される。方法および医薬組成物のいくつかの例示的な実施形態においては、電磁放射線源に曝露中のヒトもしくは非ヒト個体の材料もしくは組織または生個体の外部の組織または物体の材料の１分間当たりおよび体積当たりに吸収される全エネルギー量は、生個体の組織については、１分間当たり、１ｃｍ３当たり約３０Ｊまたは１ｃｍ３当たり１００Ｊまたは１ｃｍ３当たり３００Ｊを超えない、および／または、生個体の外部の組織の体積当たりまたは物体の材料の体積当たりでは１分間当たり１ｃｍ３当たり約１５０Ｊまたは１ｃｍ３当たり３００Ｊまたは１ｃｍ３当たり６００Ｊを超えない。組織または材料の体積当たりに吸収されるエネルギーは、たとえば、材料の熱容量、組織の水分、熱を放散する表面の容量、冷却システムの存在および効力に依存し、いくつかの実施形態においては、３℃、４℃または５℃を超える温度上昇を引起さないように選択される。温度上昇は、当該技術分野で既知の方法に従って、赤外線カメラなどの温度フィードバックシステムによって測定可能である。これらおよび他の実施形態のいくつかにおいては、パルス状照射またはレジメンの場合、実際の曝露の１秒中、すなわち、該曝露中のＯＦＦ時間は計測せずＯＮ時間のみを計測すると、レーザの出力から得られる放射線強度は、０．１ｍＷ／ｃｍ２〜０．１Ｗ／ｃｍ２の下限値を有し、たとえば、１０Ｗ／ｃｍ２まで、５０Ｗ／ｃｍ２まで、もしくは５００Ｗ／ｃｍ２までの上限値を有する範囲、または特に、約５Ｗ／ｃｍ２〜２５Ｗ／ｃｍ２もしくは１０Ｗ／ｃｍ２〜２０Ｗ／ｃｍ２の範囲で選択される。３００ｎｍ未満または３５０ｎｍ未満の下限値を有する波長範囲内の放射線の照射を有する医薬品および方法のいくつかの実施形態については、強度は、標的細胞の周囲の組織に対してあり得る損傷効果を有することが知られている放射線のより高いエネルギーを補償するために、ややより低い範囲内で選択される。他の実施形態においては、特に、放射線が３００ｎｍ超、３５０ｎｍ超または４００ｎｍの下限値を有する波長範囲を含むとき、放射線強度は、５〜５００Ｗ／ｃｍ２、１０〜３５０Ｗ／ｃｍ２または１０〜２５０Ｗ／ｃｍ２の範囲で選択される。
【００７３】
したがって、本発明の特定の実施形態についての放射線曝露の波長範囲、強度および継続時間は、個体の組織もしくは表面または標的細胞まわりの物体に伝達されるエネルギー量、および、投与または適用される活性成分の吸収スペクトルに基づいて選択される。
【００７４】
いくつかの例示的な実施形態においては、放射線強度および照射の継続時間は、周囲組織、表面または物体の温度が、たとえば１℃、２℃または５℃を超えて上昇しないように監視、調整される。
【００７５】
いくつかの実施形態では、医薬品および方法の活性成分は、活性成分が安定なままとなる、または、活性成分が適用もしくは投与された活性成分の１０％、３０％または５０％未満に分解する継続時間および強度レベルで、活性成分がその一部を吸収する波長範囲の放射線に曝露される。これを試験するためには、いくつかの活性成分については、医薬品のレジメンまたは方法と同様に、同じ強度レベルおよび同じ継続時間で、同じ波長範囲に同等の条件下でインビトロで曝露されると、吸収される放射線の百分率は、１０％、３０％または５０％を超えて減少しない。
【００７６】
医薬品および他の組成物の活性成分の光活性化の別の大きな利点は、それらが、低濃度の活性成分でも耐性標的細胞の耐性を克服するのに効果的であることであり、この濃度は、最先端技術において知られるような活性成分の濃度を超えて上昇されず、特に、関連文献においてまたは標準的な薬剤処方に従って、同じ活性成分について記載される標準に従った、電磁放射線への同時曝露なしでの組成物の比較医薬処置または適用の比較方法におけるよりも高い濃度ではない。
【００７７】
いくつかの実施形態では、標的細胞の成長率を減少させる活性成分の有効濃度は、所望の医療効果を得るために必要な最先端技術において既知の濃度と比較したとき、２倍まで、５倍まで、１０倍まで、１００倍まで、または１０００倍まで低い。このような低い有効濃度は、特に個体の全身処置において、副作用を減少させる。たとえば、いくつかの抗生物質をたとえば４ｍｇ／Ｌなど低濃度の細胞培養液に加えて、その後電磁放射線に曝露したインビトロの分析により、標準試験に従った細菌成長率が１００倍減少したことが明らかになった。同時に、繊維芽細胞、肺の上皮細胞または内皮細胞（たとえば、ＨＵＶＥＣ（ヒト臍静脈内皮細胞））などの細菌周囲の他の細胞は、１％を超えて減少しなかった。
【００７８】
いくつかの実施形態においては、組成物の活性成分は、芳香族基または少なくとも１つの共役二重結合を有する有機化合物を含む。本発明のすべての実施形態は、少なくとも１９０ｎｍの下限値を有する波長範囲内の電磁放射線を吸収する１つ以上の活性成分を含む。吸収は、特に、非局在化電子の共役系を含む活性成分の化学構造に基づいている。活性化合物の化学構造は、環状であり得て、特に、芳香族、非環式、直鎖または混合であり得る。いくつかの実施形態においては、活性成分は、直鎖構造中に、芳香族、または少なくとも１対の共役二重結合、またはこれらの両方を含む。非局在化電子の共役系を有する化合物は、一般的に、電磁放射線のＵＶ−可視スペクトルで吸収するため、化学化合物の構造分析は、本発明の医薬品および方法に好適な活性成分の同定に有用である。
【００７９】
いくつかの例示的な実施形態においては、特に、細菌および他の病原体またはペストを死滅またはその増殖を減少させるために、活性成分は、特に、次の式Ｉまたは式ＩＩ：
【００８０】
【化１】
2016520623.tif 000003
【００８１】
に従うキノロンを含むまたはからなる。
いくつかの更なる例示的な実施形態においては、活性成分は、特に、次の式ＩＩＩまたは式ＩＶ：
【００８２】
【化２】
2016520623.tif 000004
【００８３】
に従う、多環式ナフタセンカルボキサミドであるテトラサイクリンの群の誘導体を含むまたはからなる。
【００８４】
いくつかの更なる例示的な実施形態においては、活性成分は、たとえば、不飽和炭素テールなどの共役二重結合系を含む。該共役二重結合系は、２〜たとえば１２個以上の共役二重結合を含み、特に、少なくとも３、４、５、６または７個の共役二重結合を含む。
【００８５】
いくつかの例示的な実施形態においては、１つ以上の活性成分は、次の既知の医薬品のリストの１つから選択される：
−  シノキサシン、ナリジクス酸、オキソリン酸、ピロミド酸、ピペミド酸、ロソクサシンなどの第１世代キノロン；
−  シプロフロキサシン、エノキサシン、フレロキサシン、ロメフロキサシン、ナジフロキサシン、ノルフロキサシン、オフロキサシン、ペフロキサシン、ルフロキサシンなどの第２世代キノロン；
−  バロフロキサシン、グレパフロキサシン、レボフロキサシン、パズフロキサシン、スパルフロキサシン、テマフロキサシン、トスフロキサシンなどの第３世代キノロン；
−  クリナフロキサシン、ガチフロキサシン、ゲミフロキサシン、モキシフロキサシン、シタフロキサシン、トロバフロキサシン、プルリフロキサシンなどの第４世代キノロン；
−  デラフロキサシン、ＪＮＪ−Ｑ２などの未だ開発段階にあるキノロン；
−  ダノフロキサシン、ジフロキサシン、エンロフロキサシン、イバフロキサシン、マルボフロキサシン、オルビフロキサシン、サラフロキサシンなど、特に獣医用途のために現在使用されているキノロン；
−  テトラサイクリン、デメクロサイクリン、ドキシサイクリン、ミノサイクリン、オキシテトラサイクリン、テトラサイクリン、メタサイクリン、リメサイクリン、チゲサイクリンなどのサイクリン；
−  クロファジミン、エチオナミド、リファンピシン（リファンピン）、リファブチン、リファペンチンなどのマイコバクテリアに対する薬剤；
−  アムホテリシンＢなどの他の薬剤。
【００８６】
いくつかの例示的な実施形態においては、組成物は、次のリストＡ、すなわち、オフロキサシン、モキシフロキサシン、シプロフロキサシン、レボフロキサシン、テトラサイクリン、ドキシサイクリンから選択される１つ以上のキノロンまたはテトラサイクリンを含む。更なる例示的な実施形態においては、組成物は、次のリストＢ、すなわち、ガチフロキサシン、ノルフロキサシン、ミノサイクリン、オキシテトラサイクリンから選択される１つ以上のキノロンまたはテトラサイクリンを含む。更なる実施形態においては、組成物は、上記のリストＡおよび／またはＢから選択される少なくとも２つの活性成分を含む。
【００８７】
いくつかの例示的な実施形態においては、特に、腫瘍形成細胞の死滅およびその増殖の減少のために、活性成分は、特に、次の式Ｖ：
【００８８】
【化３】
2016520623.tif 000005
【００８９】
に従う平面５員環構造を含むまたはからなる。
いくつかの更なる例示的な実施形態においては、特に、腫瘍形成細胞の死滅およびその増殖の減少のために、活性成分は、特に、次の式ＶＩ：
【００９０】
【化４】
2016520623.tif 000006
【００９１】
に従うアントラサイクリンの群の誘導体を含むまたはからなる。
いくつかの更なる例示的な実施形態においては、特に、腫瘍形成細胞の死滅およびその増殖の減少のために、活性成分は、次の式ＶＩＩ：
【００９２】
【化５】
2016520623.tif 000007
【００９３】
に従うアクリジンの誘導体を含むまたはからなる。
方法および医薬品のいくつかの例示的な実施形態においては、１つ以上の活性成分は、次の既知の医薬品のリストから選択される：
−  ダウノルビシン、ドキソルビシン、エピルビシン、イダルビシン、バルルビシンなどのアントラサイクリン；
−  トポテカン、イリノテカンなどのカンプトテシン誘導体；
−  アムサクリン。
【００９４】
方法および医薬品のいくつかの実施形態においては、活性成分は、たとえば、不飽和炭素テールなどの共役二重結合系を含む。該共役二重結合系は、２〜たとえば１２個以上の共役二重結合を含み、特に、少なくとも３、４、５、６または７個の共役二重結合を含む。
【００９５】
医薬組成物および組成物を適用する方法のいくつかの実施形態においては、該組成物は、生物の外面または内面、たとえば、皮膚、肺、腸管、耳、骨または膀胱などに適用される。いくつかの実施形態においては、組成物は、たとえば、経口投与、薬剤送達システムまたは静脈内投与などによって個体に全身的に投与され、電磁放射線への局所的曝露と組合わされる。いくつかの実施形態においては、組成物の適用および電磁放射線への曝露の両方が局所的である。いくつかの実施形態においては、電磁放射線への曝露は、侵襲性、特に低侵襲手術、たとえば光ファイバ投与中に投与される。
【００９６】
医薬品および方法のいくつかの例示的な実施形態においては、組成物は、特に、外科手術中または後の、予防または治療局所適用のために個体に適用され、および／または、これは、たとえば、角膜感染症などの眼の処置、耳、鼻、皮膚、口、喉、および他の内側上皮組織表面の感染症の処置、ならびに、たとえば、皮膚病および性病の局所処置および歯科医学における用途を含み、また更なる例として、外科切開前の皮膚の局所適用の術前処置のため、ならびに、外科手術中の該外科手術の部位における処置のため、および骨および関節の感染症または腫瘍の処置のためである。特に、個体の外面への組成物または方法の局所適用においては、標的細胞の電磁放射線への曝露が特に簡便であることは明らかである。
【００９７】
本発明の医薬品および方法は、院内病原体の感染を防止するなど、病院環境内での更なる用途に好適であり、たとえば、手術の前後および手術中、さらに、創傷感染症の予防または処置のため、ならびに、たとえば手術道具および手術室などを含む消毒目的のためなどがある。
【００９８】
標的細胞が外部放射線源にさほど容易にアクセス可能でない医薬品または方法のいくつかの例示的な実施形態においては、電磁放射線への曝露は、標的細胞の近傍に電磁放射線を伝達する低侵襲器具によって達成される。たとえば、局部腫瘍または局部感染源の処置のための医薬組成物のいくつかの実施形態においては、標的細胞を含む組織は、低侵襲レーザ光によって照射される。たとえば、骨または関節の感染症は、活性成分および電磁放射線の内視鏡送達によって処置され得る。さらに、医薬品および方法の用途には、以下に限定されないが、特に、呼吸器系、生殖器系、尿管および胃腸管における用途が含まれる。
【００９９】
本発明の更なる局面に従うと、医療装置が提供され、該医療装置は、１９０ｎｍを超える波長の分光成分を含む分光組成の電磁放射線源を含み、該分光組成は、活性成分の吸収スペクトル内にあるという点で本発明の医薬組成物と一致している。該医療装置は、本発明の医薬組成物によって（注射を含む、表面適用または摂取により）処置された組織の組織部分に照射するよう構成されている。この目的のために、装置は、特定の状況に適合され得る。
【０１００】
−  たとえば、開いた傷口の処置のために、装置は、典型的には１０〜１００ｍｍの距離から比較的大きい面積に均一に照射するよう適合され得る。
【０１０１】
−  別の例では、開口部の組織または露出していない組織の処置のために、装置は、開口部／体内に導入可能なアプリケータを含み得る。該アプリケータ（アプリケータヘッド／カテーテルなど）は、殺菌可能であっても、もしくは一回の使用のために殺菌されてもよく、または、殺菌可能なもしくは一回の使用のための殺菌外側カバーを有していてもよい。
【０１０２】
−  また更なる例では、眼処置のために、装置は、他の組織を放射線に最小限にのみ曝露しつつ、標準眼用機器に適合性であり、および／または、ヒト角膜に特異的に照射するのに好適となるよう設計されたアプリケータを含み得る。
【０１０３】
この例の実施形態においては、装置は、適切な取付システム（標準機器など）によって保持されるよう適合され得る。たとえば、装置またはそのアプリケータは、標準Ｇｏｌｄｍａｎｎ圧平眼圧計のマウントと協働するよう形状付けられ得る。
【０１０４】
眼適用のためのこのような実施形態においては、または他の実施形態においても、装置は、処置中に角膜を監視するよう設置されたカメラを含み得る。このようなカメラまたは他のセンサ装置は、特別な実施形態においては、ＵＶＡ放射線によって光を当てるとリボフラビンが蛍光放射線を発する周波数で放射線に感受性であり得る。これらの実施形態においては、放射線源は、リボフラビンが吸収する３６５ｎｍ辺りのＵＶＡ領域内の（ＵＶＡ領域も含む）放射線を発するよう選ばれ得る。１回分のリボフラビンが、これらの実施形態においては、角膜に適用され得る。これにより、まず、放射線が十分に吸収され、網膜などの眼の他の部分に悪影響を及ぼさないことが確実となる。次に、カメラまたは他の装置と組合されて、照射さえも制御可能になる。
【０１０５】
眼適用のための実施形態におけるカメラは、該カメラが非垂直角度から眼を監視する配置に設置され得る。この場合、カメラは、任意に、眼の表面に対してシャインプルーフの条件を満たすよう構成されてもよい。代替案に従うと、カメラは、垂直角度から眼を監視するよう配置され得る。
【０１０６】
追加的にまたは代替的には、たとえば複数の放射線源を含む照明機器もまた、シャインプルーフの条件を満たすように配置され得る。
【０１０７】
放射線源自体は、標準放射線源、特に、スペクトルのＵＶＡおよび／または可視（特に青色）領域内の波長で発光するＬＥＤ（本明細書で用いられるＬＥＤの定義は、ＯＬＥＤ源を含む）またはスーパールミネセントダイオード（ＳＬＥＤ）であってもよく、より一般的には、本発明のレジメン／方法に使用される電磁放射線について成立する上記および下記の条件を満たすが、装置は、本明細書に記載される目的のために特別に適合される。この目的で、装置は、放射線と活性成分との相互作用についての情報をさらに含み、より具体的には、放射線を吸収する医薬組成物／活性成分を明示する。
【０１０８】
一般的に、該情報は、リーフレットもしくはユーザマニュアル、または電子的に記載されるなど、任意の形態で存在し得る。
【０１０９】
特別な実施形態においては、装置によって出力される放射線は、同調可能であってもよく、装置は、選ばれた物質に依存して放射線出力を選択することを可能にする。たとえば、装置は、ユーザが活性成分としてさまざまな物質または物質の群から選択し、該選択に合わせて放射線出力を調整することを可能にするユーザインタフェースを含み得る。
【０１１０】
実施形態においては、放射線源は、パルス状放射線源であり得る。この場合、放射線パルスは、０．１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、特に、０５ｋＨｚ〜４０ｋＨｚのパルス繰返し周波数を有し得る。
【０１１１】
より一般的には、放射線源は、方法およびレジメンについて本文中に説明される種類のパルスおよび／または他の特性を有する放射線を出力するよう構成され得る。
【０１１２】
実施形態の群においては、放射線源は、非干渉性放射線源であり、レーザではない。これは、いくつかの用途では、特に照射が望ましい場合であっても、干渉は望ましくないためである。さらに、干渉性レーザ放射線とは異なり、非干渉性放射線は、手術をする人にとっても危険性が少ない。
【０１１３】
装置はまた、放射線源の励起を制御する制御部も含む。
装置はさらに、被照射組織または被照射組織のすぐ隣の組織の温度を検知するための赤外線センサなどの温度センサを含む。制御部は、放射線による加熱によって上昇し得る温度が、たとえば４２℃、４１℃、または４０℃などの一定の限界値を超えて上昇しないように放射線源を制御するよう構成され得る。
【０１１４】
装置はさらに、能動冷却器などの冷却器を含み得る。該冷却器は、放射線源を冷却するよう取付られ得る。装置は、流動する冷却剤（冷却水など）を含み得る、または、Ｐｅｌｔｉｅｒ冷却器もしくは他の好適な冷却手段を含み得る。冷却器は、放射線源を冷却し得る。これはまず、当該技術分野で知られるように、半導体系放射線源は、一定の最大動作温度を超えて作動されてはならないためである。次に、冷却は、組織上への放射線源およびそのマウントからの実質的な赤外線照射を防止し得るためであり、該赤外線照射は、特に放射線源が組織に近いと、組織に対してさらなる熱影響を引起し得る。したがって、実施形態においては、冷却器は、放射線源を、実質的に放射線源の通常動作温度未満に冷却するよう構成され得る。
【０１１５】
実施形態においては、放射線源配置の一部として光ファイバを含む医療装置は、特に、上記の医薬組成物および方法に従うと、活性成分および電磁放射線の併用送達のために備えられている。このような装置の例としては、薬剤送達装置、特に、光ファイバまたは電磁放射線放射源を直接含むカテーテルが含まれる。本発明のこの局面に従う医療装置は、耐性標的細胞による医療装置のコロニー形成を防止することができるため、該医療装置は、対応する光ファイバを有さない医療装置より長い期間、個体の体内に留まることができるという利点を有している。光ファイバを含むカテーテルの例示的な実施形態の利点は、該カテーテルが、個体の処置中に変更される必要がない、または、光ファイバを含まず、さらに、光活性化された活性成分の投与を伴わない現在利用可能なカテーテルと比較して、少なくともそれ程頻繁に変更される必要がないという点である。
【０１１６】
これらの実施形態の下位群においては、装置は、その遠位端に配置された医薬組成物分注ユニットを有するカテーテルを有することにより、装置は、組成物の標的分注のため、かつ、あり得る耐性を克服する照射のためのアプリケータとして両方機能する。この下位群の実施形態は、たとえば、医薬組成物が細胞増殖抑止剤を含み、患者の全身を組成物で満たさないよう望まれる腫瘍学用途の対象となり得る。特にこの種の装置の対象となる用途は、子宮癌、腸管の癌、または身体の開口部からアクセス可能な他の領域の処置である。
【０１１７】
本発明はまた、医薬組成物による処置後に放射線装置を使用する非侵襲方法に関し、該方法は、処理されていない生細胞に実質的に影響を与えず、さらに、組織を４２℃を超える温度に加熱しない分光組成および用量による放射線を、被処置組織に照射するステップを含む。
【０１１８】
本発明はまた、１９０ｎｍの下限値を超える波長の放射線部分を含む分光組成の少なくとも１つの電磁放射線源を有する医療装置の使用に関し、該装置は、組織部分内の標的細胞を死滅またはその増殖を遅延させる活性成分を含む医薬組成物により処置された組織部分に照射するためのものであって、該組織部分は、放射線部分の電磁放射線を吸収する。
【０１１９】
特に、この場合、照射は、処理されていない生細胞に実質的に影響を与えず、さらに、組織を４２℃を超える温度に加熱しない分光組成および用量により行われる。
【０１２０】
より具体的には、非侵襲方法および使用は、本文において記載される本発明のレジメンおよび方法について記載されるたような形で実施され得る。
【０１２１】
方法および医薬品のいくつかの例示的な実施形態が以下にさらに説明され、いくつかの実験を示して、以下の図面をさらに含む、本発明のいくつかの実施形態をさらに記載する。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１−１】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−２】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−３】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−４】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−５】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−６】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−７】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−８】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−９】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−１０】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−１１】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−１２】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−１３】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−１４】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−１５】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−１６】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−１７】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−１８】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−１９】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−２０】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図１−２１】本発明の医薬品および方法のための例示的な活性成分の吸収スペクトルの図である。
【図２】ＵＶ／Ｖｉｓ領域の電磁放射線への例示的な曝露後のヒトの皮膚を示す毒性試験の結果の図である。
【図３．１】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験７の結果の図である。
【図３．２】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験７の結果の図である。
【図３．３】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験７の結果の図である。
【図３．４】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験７の結果の図である。
【図３．５】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験７の結果の図である。
【図３．６】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験７の結果の図である。
【図３．７】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験７の結果の図である。
【図３．８】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験７の結果の図である。
【図３．９】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験７の結果の図である。
【図３．１０】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験７の結果の図である。
【図４．１】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験８の結果の図である。
【図４．２】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験８の結果の図である。
【図４．３】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験８の結果の図である。
【図４．４】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験８の結果の図である。
【図４．５】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験８の結果の図である。
【図４．６】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験８の結果の図である。
【図４．７】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験８の結果の図である。
【図４．８】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験８の結果の図である。
【図４．９】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験８の結果の図である。
【図５．１】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験９の結果の図である。
【図５．２】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験９の結果の図である。
【図５．３】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験９の結果の図である。
【図５．４】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験９の結果の図である。
【図５．５】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験９の結果の図である。
【図５．６】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験９の結果の図である。
【図５．７】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験９の結果の図である。
【図５．８】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験９の結果の図である。
【図５．９】２つの異なる多剤耐性細菌株に対するいくつかの例示的な光活性化抗生物質の影響を試験した実験９の結果の図である。
【図６】医療装置の一例の図である。
【図７】医療装置の一例の図である。
【図８】医療装置の一例の図である。
【発明を実施するための形態】
【０１２３】
例示的な活性成分の吸収スペクトルの例は、次の通りである。
図１に、非局在化電子の共役系を含むいくつかの例示的な抗生物質活性成分の吸収スペクトルが示される：オフロキサシン図１−１、モキシフロキサシン図１−２、ノルフロキサシン図１−３、テトラサイクリン図１−４、ガチフロキサシン図１−５、ドキシサイクリン図１−６、クラリスロマイシン図１−７、リファンピシン図１−８、レボフロキサシン図１−９、アンホテリシンＢ図１−１０、シプロフロキサシン図１−１１、さらに、比較のために、上記の吸収性ビタミンＢ２であるリボフラビン図１−１２も示される。さらに、４つの例示的な抗悪性腫瘍薬剤である、カンプトテシン図１−１３、トポテカン図１−１４、イリノテカン図１−１５、およびドキソルビシン図１−１６の吸収スペクトルが示される。
【０１２４】
さらに、図１−１７はリメサイクリン、図１−１８はミノサイクリン、図１−１９はオキシテトラサイクリン、図１−２０はチゲサイクリン、および図１−２１はトブラマイシンの吸収スペクトルを示す。トブラマイシンは、調査した周波数範囲内では実質的な吸収を一切示さない。
【０１２５】
すべての吸収スペクトルは、市販の測定装置である、ＢＭＧ  ＬＡＢＴＥＣＨによるＦＬＵＯｓｔａｒ  Ｏｍｅｇａによって得られた。（百分率値が示された）いくつかの測定結果は、正規化単位で示されている。
【０１２６】
例示のために、本発明の方法および医薬品のいくつかの実施形態に好適な次の例示的な活性成分について、構造式が示される。
【０１２７】
次の例示的な活性成分は、たとえば、少なくとも１つの芳香族環を含むキノロン基またはテトラサイクリン基に属する例示的な抗生物質のいくつかについて、以下の構造に示されるように、非局在化電子の共役系を含む。
【０１２８】
１）  オフロキサシン
【０１２９】
【化６】
2016520623.tif 000008
【０１３０】
２）  テトラサイクリン
【０１３１】
【化７】
2016520623.tif 000009
【０１３２】
３）  ドキシサイクリン
【０１３３】
【化８】
2016520623.tif 000010
【０１３４】
または、共役二重結合を含む不飽和炭素テールを含む。
４）  アンホテリシンＢ
【０１３５】
【化９】
2016520623.tif 000011
【０１３６】
または、次のような抗生物質のリファマイシン群に属する。
５）  リファンピシン
【０１３７】
【化１０】
2016520623.tif 000012
【０１３８】
または、たとえばアントラサイクリン由来サイクリンなどの抗悪性腫瘍剤である。
６）  ドキソルビシン
【０１３９】
【化１１】
2016520623.tif 000013
【０１４０】
７）  ダウノルビシン
【０１４１】
【化１２】
2016520623.tif 000014
【０１４２】
８）  エピルビシン
【０１４３】
【化１３】
2016520623.tif 000015
【０１４４】
９）  イダルビシン
【０１４５】
【化１４】
2016520623.tif 000016
【０１４６】
１０）  バルルビシン
【０１４７】
【化１５】
2016520623.tif 000017
【０１４８】
または、次のようなキノロンと構造類似性を有する抗悪性腫瘍剤である。
１１）  イリノテカン
【０１４９】
【化１６】
2016520623.tif 000018
【０１５０】
１２）  トポテカン
【０１５１】
【化１７】
2016520623.tif 000019
【０１５２】
１３）  カンプトテシン
【０１５３】
【化１８】
2016520623.tif 000020
【０１５４】
１４）  アムサクリン
【０１５５】
【化１９】
2016520623.tif 000021
【０１５６】
上に示した構造は、特にＵＶ／ＶＩＳスペクトル内の電磁放射線を吸収し、本発明の方法または医薬品のいくつかの実施形態に好適な、活性成分のほんの数例を示したに過ぎない。電磁放射線の強度および曝露の継続時間は、用途に従って調整可能である。
【０１５７】
４００〜７９０ｎｍの波長範囲内の電磁放射線のイオン化エネルギーは、ほとんどのタイプの化学結合を分解するのに十分ではない。化学結合を分解するために必要なｎｍ単位（波長）での１つの光子のエネルギーは、式Ｅ＝ｈｖ（ｈ＝プランク定数、ｖ＝周波数）に従って計算され得る。したがって、４００ｎｍを超える波長の光子は、約３ｅＶ＝４０８．３１ｎｍ以下のエネルギーしか有さない。以下の表に、一般的な化学結合の結合エネルギーをｎｍ単位での１つの光子エネルギーで示す。
【０１５８】
【表１】
2016520623.tif 000022
【０１５９】
これは、結合のほとんどを分解するためには、４００ｎｍ未満の波長を有する光子が必要であることを示している。本発明の医薬品および方法は、４００ｎｍを超える波長でも非常によく作用するため、本発明の効果は、抗生物質およびＵＶ光によるフリーラジカル生成の既知の機構の範囲を明らかに超える。
【０１６０】
以下に、電磁放射線への曝露により光活性化される例示的な活性成分として、抗生物質の一例であるオフロキサシンを挙げて、組成物を適用する方法が非常に低い濃度の活性成分しか必要としない理由を説明して、さらなる計算を示す。抗生物質処置中の体液内の一般的な濃度は、４ｍｇ／ｌである。オフロキサシンの分子量は３６１ｇ／ｍｏｌ（→４ｍｇは約０．００００１ｍｏｌ）であるため、オフロキサシンの濃度は、約０．００００１ｍｏｌ／Ｌとなり、これは、体液１リットル当たり約６×１０１８のオフロキサシンの分子と同等である。本発明の方法および医薬品の例示的な実施形態は、０．００１μｍｏｌ／Ｌ〜最大０．０１ｍｏｌ／Ｌの範囲内の活性成分の濃度を含む。
【０１６１】
たとえばオフロキサシンなどの活性成分の濃度から、その２つの隣接分子間の距離についての理論近似値は、次のように計算され得る。すなわち、分子間の距離は常に同じであるとすると、該距離は、体液１リットル当たり（＝ｄｍ３）６×１０１８のオフロキサシンの分子の立方根に相当するため、１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍ当たり１．８２  １０６×１．８２  １０６×１．８２  １０６となる。したがって、１マイクロメートルの距離にわたり→１８個のオフロキサシンの分子が分散されることになり、これは、５５ｎｍ毎に１個の分子に相当する。オフロキサシンは、約０．４４ｎｍのおおよそスクロース分子くらいのサイズを有しており、このことから、オフロキサシンの２つの分子間の距離の大まかな概算は、両方の方向における１つの分子のサイズより約１００倍大きい。
【０１６２】
したがって、１つの活性化分子が標的分子にぶつかって攻撃するまでに標的細胞内で拡散する距離は、約５０ｎｍの範囲内である。光毒性効果により、このような活性化抗生物質のフリーラジカル攻撃で損傷を受けるＤＮＡに対する抗生物質の選択的な親和性は存在しないことを考慮すると、抗生物質分子が実際にこのように低い抗生物質の濃度でＤＮＡと接触し、まさにこの瞬間に光子を捕えてフリーラジカルを生成し、ＤＮＡに損傷を与える確率は、極めて低いと考えられる。
【０１６３】
反対に、本発明に従う医薬品および方法によれば、たとえば耐性標的細胞におけるポンプなどの標的分子間、または標的細胞の標的分子間には非常に高い親和性および強固な接触が存在している。そのため、オフロキサシンなどの活性成分の光活性化は、ポンプなどの標的分子と相互作用し、共有結合する確率がよりずっと高い。
【０１６４】
上記の０．０１ｍｏｌ／Ｌのオフロキサシンの例では、分子間の距離は、１つの分子のサイズの約１０倍に減少される。そのため、光毒性フリーラジカル効果の確率はよりずっと高い。本発明のいくつかの実施形態においては、ＤＮＡのフリーラジカル攻撃と、標的分子およびポンプまたは耐性標的細胞の耐性を媒介する他の分子への共有結合との両方を達成するように、抗生物質の濃度が上げられる。
【０１６５】
実験
実験試験のいくつかについて、ＭＵ５０菌を使用した。ＭＵ５０は、多剤耐性黄色ブドウ球菌株（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ  ｓｔｒａｉｎ：ＭＲＳＡ）である。ＭＲＳＡは、抗生物質淘汰圧下で自然に進化し、ペニシリン（メチシリン、ジクロキサシリン、ナフシリン、オキサシリンなど）およびセファロスポリンを含む抗生物質に対して耐性があることが知られている菌である。ＭＵ５０はさらに、マクロライド、キノロンおよびアミノグリコシドに対しても耐性を有する。
【０１６６】
実験１〜３について、１×１０８細菌細胞／ｍｌの細胞密度に相当する、０．５マクファーランドの力価でミューラー・ヒントン寒天培地上で成長された新鮮な継代培地からＭＵ５０菌種を調製した。次の抗生物質について、１晩のインキュベーション後の微生物の可視成長を阻害する最小阻止濃度（ｍｉｎｉｍｕｍ  ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ：ＭＩＣ）を判定した。
【０１６７】
【表２】
2016520623.tif 000023
【０１６８】
実験１：第１の実験においては、３６５ｎｍのＵＶＡ光への曝露を伴う、多剤耐性ＭＵ５０細菌細胞とインキュベートされた２つの抗生物質の効果を比較する。この使用した第１の抗生物質は、ＵＶ／Ｖｉｓ領域で吸収するキノロンであるオフロキサシンであり、使用した第２の抗生物質は、ＵＶ／Ｖｉｓ領域で吸収しないアミノグリコシドであるトブラマイシンであった。さらに、リボフラビンのフリーラジカル効果を試験するために、リボフラビンの存在下および非存在下で抗生物質を投与した。
【０１６９】
方法
１×１０８細菌細胞／ｍｌの細胞密度を有するＭＵ５０菌種を１×１０７細胞／ｍｌに１０倍希釈し、次のスキームに従って、厚さ１ｍｍのＵＶ透明チャンバにおいて、細菌、抗生物質および任意にリボフラビンを含むサンプルと、抗生物質を含まない陰性コントロールとを調製した。
【０１７０】
【表３】
2016520623.tif 000024
【０１７１】
抗生物質および任意にリボフラビンを細菌サンプルに加えた後、実験１Ａにおいては１分間または３０分間インキュベートし、実験１Ｂにおいては３０分間インキュベートし、その後、１０分間９ｍＷ／ｃｍ２により３６５ｎｍでＵＶ−Ａ曝露した。
【０１７２】
実験１Ａでは、加えた抗生物質は、２４０μｇ／ｍｌの濃度のオフロキサシンであった。実験１Ｂでは、加えた抗生物質は、１３５μｇ／ｍｌの濃度のトブラマイシンであった。
【０１７３】
実験１Ａの結果を以下の表に示す。
【０１７４】
【表４】
2016520623.tif 000025
【０１７５】
３６５ｎｍにＵＶ−Ａ吸収ピークを有するリボフラビンと同じ波長でない、３３５ｎｍにＵＶ−Ａ吸収ピークを有するオフロキサシンを用いた実験１Ａによる結論は、次の通りである。
【０１７６】
−  使用した放射線源が３３５ｎｍのオフロキサシンのピークでなく、３６５ｎｍのリボフラビン吸光度のピークであっても、リボフラビンの非存在下で、３６５ｎｍでのＵＶ−Ａへの曝露により、オフロキサシンの存在下で９８％の最大死滅効果が生じる（サンプルＮｏ．３）。
【０１７７】
−  リボフラビンおよびオフロキサシンの存在下での３６５ｎｍでのＵＶ−Ａへの曝露によれば、７５％および７６％の死滅効果しか得られない（サンプルＮｏ．２）。
【０１７８】
−  ３６５ｎｍでのＵＶ−Ａへの曝露の非存在下では、死滅効果は、第１回目および第２回目の実施において、それぞれ１２％および１４％に減少する（サンプルＮｏ．５）。
【０１７９】
−  リボフラビンおよびオフロキサシンの存在下で、３６５ｎｍでのＵＶ−Ａへの曝露なしでは、死滅効果はたったの０％および４％にまで減少する（サンプルＮｏ．４）。
【０１８０】
明らかに、実験１Ａは、多剤耐性ＭＵ５０細菌細胞を効果的に死滅させるためには、ＵＶ−Ａへの曝露が必須であることを証明している。さらに、実験１Ａは、フリーラジカルの生成において非常に有能であり、ＤＮＡ損傷を引き起こすことが知られているリボフラビンは、オフロキサシンの死滅率を低下させることを示している。この作用は、リボフラビンについては３６５ｎｍのピーク、オフロキサシンについては約３４０ｎｍのピークを有する同じ範囲内での電磁放射線の吸収の競合に起因している。重要なことに、本実験は、光活性化リボフラビンより光活性化オフロキサシン単独の方が、ＭＵ５０細胞を死滅させ、増殖を減少させるのにより効果的であることを証明している。これは、オフロキサシンの光活性化による方法が、フリーラジカル効果と別の機構によって作用していることをさらに示すものである。
【０１８１】
リボフラビンの存在下でのＵＶ−Ａ曝露によるオフロキサシンの死滅効果の減少は、３６５ｎｍでのＵＶＡ吸収についてリボフラビンがオフロキサシンと競合した結果である。このため、リボフラビンは、抗生物質のＵＶＡへの曝露を有効に減少させることによって、抗生物質の活性を減衰させることにより、多剤耐性ＭＵ５０細胞の死滅を９８％から約７５％へと減少させてしまう。
【０１８２】
実験１Ｂの結果を次の表に示す。
【０１８３】
【表５】
2016520623.tif 000026
【０１８４】
リボフラビンが吸収する波長である３６５ｎｍでＵＶ−Ａを吸収しないトブラマイシンを用いた実験１Ｂによる結論は、次の通りである。
【０１８５】
−  トブラマイシンおよびリボフラビンの存在下での３６５ｎｍでのＵＶ−Ａへの曝露によれば、活性化リボフラビンにより、７８％および７５％の最大死滅効果が生じる（サンプルＮｏ．１２）。
【０１８６】
したがって、オフロキサシンを用いた上記に見られる結果と異なり、ＵＶ−Ａへの曝露によるトブラマイシンの死滅効果は、リボフラビンの非存在下よりもリボフラビンの存在下の方が高い。トブラマイシンはＵＶ−Ａを吸収しないため、標的細菌をＵＶ−Ａに曝露しても、リボフラビンの活性化によって貢献される死滅効果が向上されるだけである。さらに、サンプルＮｏ．３とサンプルＮｏ．１２との比較により、活性化リボフラビンは、活性化キノロンほどＭＵ５０細胞の死滅において有能でないことが分かる。ＵＶ−Ａ曝露と組合されたオフロキサシンは、抗生物質オフロキサシンに対する特異的耐性機構を克服するが、ＵＶ−Ａ曝露と組合されたリボフラビンは、活性化リボフラビンによるフリーラジカル生成による核酸の改変という既知の機構によって多剤耐性細菌を死滅させることが想定される。このため、死滅効果は、キノロン抗生物質に対する特異的耐性を克服するのと異なる機構から生じている。
【０１８７】
さらに、ＵＶ曝露によるトブラマイシンおよびリボフラビンの死滅効果は付加的である。このため、ＵＶ曝露されたトブラマイシンによるＵＶ曝露されたリボフラビンの死滅効果への貢献がある。この効果は、ＵＶ光に曝露された抗生物質について知られている非特異的フリーラジカル生成によって引起されると考えられる。
【０１８８】
実験２
方法
−  １×１０８細菌細胞／ｍｌの細胞密度を有するＭＵ５０菌種を１×１０６細胞／ｍｌに１００倍希釈して、サンプル１および２を調製した。
【０１８９】
−  ５μｇ／ｍｌ濃度の抗生物質モキシフロキサシンの存在下または非存在下のいずれかで、厚さ１ｍｍのＵＶ透明チャンバにおいて、サンプル１および２を３６５ｎｍおよび１０ｍＷ／ｃｍ２でＵＶ−Ａに１０分間曝露した。この低濃度は、抗生物質のちょうどぎりぎりの有効濃度レベルの下限で閾値効果を検出するように選ばれた。
【０１９０】
−  ＵＶ−Ａへの曝露後、モキシフロキサシン（サンプル１Ａ）またはＮａＣｌ（コントロールとしてのサンプル１Ｂ）を加えて２時間インキュベートし、その後、ミューラー・ヒントン寒天培地（Ｂｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ）上でアリコートを平板培養した。
【０１９１】
−  ３７℃での２４時間のインキュベーション後、コロニー形成単位（ＣＦＵ）の数を判定した。
【０１９２】
結果を次に示す。
【０１９３】
【表６】
2016520623.tif 000027
【０１９４】
結論
驚くべきことに、ＵＶ−Ａ曝露と組合されると、たったの５μｇ／ｍｌと低いモキシフロキサシン濃度で、ＭＵ５０多剤耐性細菌細胞の細胞増殖が効果的に解消されるまたは劇的に減少される。反対に、ＵＶ−Ａ曝露なしのコントロールでは、予想通りに、モキシフロキサシンが多剤耐性ＭＵ５０細胞に対してあまり効果を有さないことが確認された。
【０１９５】
しかしながら、ＵＶ処置中に５μｇ／ｍｌのモキシフロキサシンおよびＵＶ処置後に２．５μｇ／ｍｌのモキシフロキサシンの存在下でのＵＶ−Ａ曝露により、３０％のＭＵ５０細胞が抗生物質に対して感受性となった（サンプル１Ｂ）。
【０１９６】
とりわけ、ＵＶ曝露後さらにたったの７．５μｇ／ｍｌの濃度のモキシフロキサシンで更なる処置を２時間行うと、ＭＵ５０細胞の死滅が０〜１％の生存率に大きく増加される（サンプル１Ａ）。
【０１９７】
サンプル１Ａによるこの結果により、１０分間のＵＶ−Ａによる活性化中のモキシフロキサシンの初期効果後、ＵＶ−Ａ処置後に加えられるさらなるモキシフロキサシンにより、死滅効果が大きく増加されることがわかる。これは、元は抗生物質耐性のＭＵ５０標的細胞の死滅の２つの別個の機構が存在していることを暗示している。
【０１９８】
１０ｍＷ／ｃｍ２での３６５ｎｍのＵＶ−Ａへの１０分間の曝露中、モキシフロキサシンが活性化された。これには２つの効果があった。まず、励起されたモキシフロキサシンがフリーラジカルを生成した。これらのフリーラジカルは、最先端技術において光活性化抗生物質に既知の核酸の非特異的損傷を引き起こし、ＭＵ５０標的細胞の一部を破壊したまたは少なくともそれらの増殖を減速させた。フリーラジカルは極めて反応性が高いため、この死滅効果はＵＶ−Ａへの曝露中に瞬間的に生じ、効果は短命である。たとえば、Cruz de Carvalho, M. H. Drought stress and reactive oxygen species: Production, scavenging and signaling. Plant Signal Behav 3, 156-165 (2008)を参照。
【０１９９】
１０ｍＷ／ｃｍ２での３６５ｎｍのＵＶ−Ａへの曝露の第２の効果は、モキシフロキサシン分子の活性化により、モキシフロキサシン分子がＭＵ５０細胞の細胞膜内のポンプタンパク質と特異的な共有結合を形成することを可能にすることと一貫している。このモキシフロキサシンの永続的な結合は、ＵＶ−Ａへの同時曝露の非存在下ではＭＵ５０細胞のモキシフロキサシンへの耐性を付与するポンプ分子を永続的に破壊した。したがって、この第２の効果は、さほど短命ではなく、さらに、ＵＶ−Ａへの継続曝露に依存しておらず、むしろ、ＭＵ５０標的細胞に抗生物質モキシフロキサシンに対する感受性を再び付与する。この想定される機構は、ＵＶ−Ａへの曝露後２時間のインキュベーション中のＭＵ５０細胞の死滅の大きな増加を説明する。
【０２００】
実験３
方法
−  １×１０８細菌細胞／ｍｌの細胞密度を有するＭＵ５０菌種を１×１０６細胞／ｍｌに１００倍希釈した。
【０２０１】
−  同量の細菌細胞および抗生物質溶液（２μｇ／ｍｌシプロフロキサシンまたは２０μｇ／ｍｌテトラサイクリン）または０．９％ＮａＣｌを室温で３０分間インキュベートした。
【０２０２】
−  インキュベーション後、厚さ１ｍｍのＵＶ透明石英キュベット内に２２μｌのアリコートを入れ、次の１つを行った：
Ａ）  １８ｍＷ／ｃｍ２でＣＸＬ  ＵＶランプに５分間曝露、
Ｂ）  ３００ｍＷ／ｃｍ２で４０５ｎｍのレーザに１分間曝露、または
Ｃ）  ＵＶ−Ａ曝露なし。
【０２０３】
−  Ａ〜Ｃの１つに曝露後、１０μｌの細胞ミックスを同量の抗生物質（２μｇ／ｍｌのシプロフロキサシンまたは２０μｇ／ｍｌのテトラサイクリン）またはコントロールとして０．９％ＮａＣｌと混合し、２時間インキュベートした。
【０２０４】
−  細胞ミックスの１０μｌのアリコートを３９０μｌの０．９％ＮａＣｌ内に希釈し、その後、１００μｌのアリコートをミューラー・ヒントン寒天培地（Ｂｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ）上で平板培養した。
【０２０５】
−  ３７℃での２４時間のインキュベーション後、コロニー形成単位（ＣＦＵ）の数を判定した。
【０２０６】
結果を以下の表に示す。
【０２０７】
【表７】
2016520623.tif 000028
【０２０８】
結論
第３の実験により、ＵＶ領域内および可視領域内の電磁放射線への曝露の両方によって、抗生物質処置の死滅効果が非常に増加することがわかる。特に、シプロフロキサシンの活性化により、多剤耐性ＭＵ５０細菌細胞の死滅が得られた。ＵＶ−Ａまたは光への曝露によるテトラサイクリンは、シプロフロキサシンより有能でないと思われる。一つの説明としては、テトラサイクリンはさほど効率的に光活性化されない、すなわち、それほど多くの光を吸収しないため、耐性を媒介する耐性標的細胞のポンプまたは他の分子に結合して破壊するためのそれほど多くのエネルギーを放射しないことであり得る。
【０２０９】
実験Ｎｏ．４：第１の毒性試験
方法
−  従来のインビトロ細胞培養プロトコルに従ってマウス繊維芽細胞を成長させた。
【０２１０】
−  培地を次の溶液の１つに交換した。
１：７５μｇ／ｍｌのトブラマイシンのＮａＣｌ０．９％溶液
２：１０μｇ／ｍｌのテトラサイクリンのＮａＣｌ０．９％溶液
３：１μｇ／ｍｌのシプロフロキサシンのＮａＣｌ０．９％溶液
４：ＮａＣｌ０．９％
−  ３０分間のプレインキュベーション後、培地を次に曝露した：
Ａ：無処置
Ｂ：ＣＸＬに１８ｍＷ／ｃｍ２で５分間
Ｃ：６ｍｍに３００ｍＷで４０５ｎｍのレーザを１分間照射。
【０２１１】
照射した領域の同定のためにペトリ皿に青色マークを付与した。
−  溶液１〜４を培地と交換し、３７℃で２４時間インキュベートした。
【０２１２】
−  平板を目視検査して、写真で記録した（図示せず）。３７℃での２４時間のインキュベーション後、コロニー形成単位（ＣＦＵ）の数を判定した。ネクローシスおよびアポトーシスについての毒性は存在しなかった。
【０２１３】
結論
成長の減少の領域は同定され得ず、ネクローシスおよびアポトーシスについての毒性は示されなかった。
【０２１４】
実験Ｎｏ．５：第２の毒性試験
第２の毒性試験においては、１０％ウシ胎仔血清および１％のペニシリン−ストレプトマイシン−ファンギゾン（１００倍）を含有するＲＰＭＩ細胞培地で繊維芽細胞を成長させた。
【０２１５】
１５０μｌの細胞をウェルプレートに加えて、抗生物質を次の表に列挙されるような最終濃度になるよう加えた。
【０２１６】
【表８】
2016520623.tif 000029
【０２１７】
１２時間のインキュベーション後、４０５ｎｍを有する電磁放射線のパルスに曝露した。
【０２１８】
Ａ：１０ｍｓＯＮおよび９０ｍｓＯＦＦで１０分間パルス印加する、
Ｂ：５ｍｓＯＮおよび４５ｍｓＯＦＦで１０分間パルス印加する、
Ｃ：電磁放射線への曝露なし。
【０２１９】
結果は、１００％の生存度を各ウェルに送達された細胞の数と同等として、生細胞の百分率の判定のために生細胞を計数することによって得られた。すべてのウェルからの細胞の写真の目視分析により、細胞に対する毒性の兆候は一切見られなかった。
【０２２０】
結果を次の表に示す。
【０２２１】
【表９】
2016520623.tif 000030
【０２２２】
結論
結果により、毒性は使用される抗生物質に依存し、光処置は繊維芽細胞に対して小さい毒性しか有さないことがわかる。
【０２２３】
実験Ｎｏ．６：第３の毒性試験
本実験では、ヒトの内側前腕の皮膚を、皮膚に光源を直接接触させ、１０Ｗ  ＬＥＤにより４０５ｎｍに曝露し、１０分間の継続時間１０ｍｓＯＮおよび９０ｍｓＯＦＦのパルスを印加したことによる反応を監視することによって、電磁放射線への曝露の毒性を試験した。
【０２２４】
結果：図２に示すように、電磁放射線への曝露前ＴＴＴ、１０分間曝露の終わり（Ｔ＝０）、Ｔ＝７分、２０分および１４０分に撮られた写真上で反応を分析した。示される時間に撮られたこれらの皮膚の画像における左側および右側の円形反応は、２つの同一のＬＥＤランプによる同一の処置に対する反応である。
【０２２５】
結論
写真に見られるように、上記の画像において曝露の円内に暗く見える小さな血管拡張効果がある。しかしながら、この結果は１４０分以内に消失する。曝露は痛みを伴わず、皮膚組織ネクローシスも皮膚の日焼けも引起さなかった。
【０２２６】
実験７、８および９
実験７〜９においては、いくつかの例示的な光活性化抗生物質の２つの異なる多剤耐性細菌株に対する効果を試験した。
【０２２７】
実験７においては、実験１〜３について上記したＭＵ５０多剤耐性細菌を試験した。
実験８および９においては、ＰＡ０１緑膿菌多剤耐性遺伝子組換え菌を試験した。このＰＡ０１株は、キノロンポンプにより遺伝子組換えされており、抗生物質のキノロン群の抗生物質に対する耐性が付与されている。
【０２２８】
次の実験セットアップを行った。
実験７および８について
Ａ→１０分間中パルスＯＮ１０ｍｓ、エネルギー０．１Ｊ、オフ９０ｍｓ
Ｄ→コントロール、パルスなし
Ｇ→１０分間中パルスＯＮ５ｍｓ、エネルギー０．０５Ｊ、オフ４５ｍｓ
実験９について
Ａ→１０分間中パルスＯＮ３ｍｓ、エネルギー０．０３Ｊ、オフ２７ｍｓ
Ｄ→コントロール、パルスなし
Ｇ→１０分間中パルスＯＮ１ｍｓ、エネルギー０．０１Ｊ、オフ９ｍｓ
次の実験手順は、実験７、８および９について同じである。細菌細胞を、マクファーランド標準に従って濁度１（＝３×１０８細菌／ｍｌ）に到達するまで、次の表に従った濃度で抗生物質の存在下でミューラー・ヒントンブロスで成長させた。
【０２２９】
次の表に従って、さまざまな活性成分および濃度でサンプルを処置した。
実験７について
【０２３０】
【表１０】
2016520623.tif 000031
【０２３１】
実験８について
【０２３２】
【表１１】
2016520623.tif 000032
【０２３３】
実験９について
【０２３４】
【表１２】
2016520623.tif 000033
【０２３５】
開始時間ｔ１＝０において、細菌細胞をウェルプレートに移し、培地により１００倍希釈し、これにより、抗生物質濃度も１００倍低下した。各抗生物質毎に、光活性化のための２つのパターンのパルス状曝露を照射し、コントロールには放射線への曝露を行わなかった。たとえば、実験７および８においては、１０分間中パルスＯＮ１０ｍｓ、エネルギー０．１Ｊ、ＯＦＦ９０ｍｓ、および、パルスＯＮ５ｍｓ、エネルギー０．０５Ｊ、ＯＦＦ４５ｍｓとし、すなわち、いずれの処置においても、１０分の継続時間中１０％ＯＮおよび９０％ＯＦＦのパターンとした。
【０２３６】
細胞成長は、ＢＭＧ  Ｌａｂｔｅｃｈ製分光光度計ＦＬＵＯｓｔａｒ  Ｏｍｅｇａにより、５９５〜６００ｎｍの光吸収を分析することによって定期的に測定した。時間＝ｔ２となるまで３７℃で２〜３６時間までインキュベートした。
【０２３７】
時間＝ｔ２において、上記の表に列挙される時間ｔ１＝０以前の元の成長段階中と同じ抗生物質の濃度を得るように、抗生物質の１つを加える。
【０２３８】
時間＝ｔ３まで抗生物質の存在下で３７℃でさらに２〜４時間インキュベートした。多剤耐性細菌株について予想した通り、細菌は、抗生物質の存在下でも同じ率で成長し続けた。
【０２３９】
時間＝ｔ３において、ウェルプレート中の細菌細胞を、先のパターンに従って４００ｎｍ  ＬＥＤにより電磁放射線パルスに曝露する。すなわち、１０分間の曝露中ＯＮ時間は１サイクルの全時間の１０％である。
【０２４０】
５９５〜６００ｎｍの光吸収を測定することによって、ｔ３からｔ４まで約１０時間細胞成長を分析した。吸収値は、サンプル中のコロイド効果および細菌数に相互関連する。
【０２４１】
図３、図４および図５のグラフに、実験７、８および９に従って処置された細菌サンプルの成長曲線をそれぞれ示す。
【０２４２】
これらの以下の表には、各細菌サンプル毎に、時間ｔ３における光による処置前の最後の吸収値から、図３〜図５に示す成長曲線の最後の測定であるｔ４における吸収値を引くことによる、各サンプルに存在する細菌数の差を表す吸収値の差が列挙される。ＡおよびＧの値は、上記のように抗生物質の活性のための２つの異なる光パターンによる細菌サンプルの処置の効果を表す。Ｄの値は、抗生物質の光活性化なしのコントロールサンプルに対応する。
【０２４３】
実験７
【０２４４】
【表１３】
2016520623.tif 000034
【０２４５】
実験８
【０２４６】
【表１４】
2016520623.tif 000035
【０２４７】
実験９
【０２４８】
【表１５】
2016520623.tif 000036
【０２４９】
これらの結果を見ると、たとえば、モキシフロキサシンにより処置されたＭＵ５０細胞に対応する実験７のサンプルについては、パターンＡおよびＧに従う放射線処置によりいずれも細菌数の減少が得られ、パルスパターンＡに従う処置の方がパターンＧに従う処置より効果的であると思われることがわかる。
【０２５０】
反対に、光活性化なしのモキシフロキサシンの存在下でのコントロールサンプルＤは、細菌数の増加を示している。
【０２５１】
実験７〜９に従って処置された細菌サンプルの成長曲線は、図３、図４および図５のグラフに示される。
【０２５２】
図３
図３．１〜図３．１０は、実験７に従って処置された細菌サンプルの成長曲線を示し、図３．１はサンプル１に対応し、図３．２はサンプル２に対応し、以下同様である。グラフ中、ｘ−軸上の時間単位の時間に対してｙ−軸上に５９５〜６００ｎｍでの光学濃度の値がプロットされる。三角形は、パターンＡ（上向き三角形）およびパターンＧ（下向き三角形）に従って処置されたサンプルを示し、三角形なしの線は、コントロールである（Ｄ＝照射なし）。サンプル番号１０は、抗生物質なしのコントロールサンプル（ＮａＣｌ）である。
【０２５３】
結論：時間ｔ４において見られるように、抗生物質のすべてについて、放射線処置ありのサンプルの吸収は、放射線処置なしのコントロールサンプルと比較して大きく低下している。さらに、抗生物質が加えられる前の時間ｔ２以前は、細菌細胞は指数成長期においてよく成長しており、時間ｔ２における抗生物質の添加は成長率に影響を及ぼさなかった。時間ｔ３における電磁放射線への曝露後初めて、さらに、抗生物質を用いたサンプルにおいてのみ、成長率が低下した。
【０２５４】
図４
図４．１〜図４．９は、実験８に従って処置された細菌サンプルの成長曲線を示し、図４．１はサンプル１に対応し、図４．２はサンプル２に対応し、以下同様である。グラフ中、ｘ−軸上の時間単位の時間に対してｙ−軸上に５９５〜６００ｎｍでの光学濃度の値がプロットされる。三角形は、パターンＡ（上向き三角形）およびパターンＧ（下向き三角形）に従って処置されたサンプルを示し、三角形なしの線は、コントロールの測定を表す（Ｄ＝照射なし）。サンプル番号６は、抗生物質なしのコントロールサンプル（ＮａＣｌ）である。実験７について上述したのと同じ結論が引き出され得るが、さらに、次の興味深い所見も得られる。サンプル番号６（コントロール）においては、成長率低下の効果が見られ得る。この現象は、シュードモナスによる毒素であるピオシアニンの分泌により説明され得る。電磁放射線による処置後、シュードモナス自体さえもそれらが分泌した毒素であるピオシアニンに感受性となる。ピオシアニンは、非局在化電子を含む構造を有しているため、電磁放射線への曝露によって光活性化されることが可能である。
【０２５５】
ピオシアニンの構造式：
【０２５６】
【化２０】
2016520623.tif 000037
【０２５７】
図５
図５．１〜図５．９は、実験９に従って処置された細菌サンプルの成長曲線を示し、図５．１はサンプル１に対応し、図５．２はサンプル２に対応し、以下同様である。グラフ中、ｘ−軸上の時間単位の時間に対してｙ−軸上に５９５〜６００ｎｍでの光学濃度の値がプロットされる。三角形は、パターンＡ（上向き三角形）およびパターンＧ（下向き三角形）に従って処置されたサンプルを示し、三角形なしの線は、コントロールの測定を表す（Ｄ＝照射なし）。サンプル番号９は、抗生物質なしのコントロールサンプル（ＮａＣｌ）である。ピオシアニン効果を含み、実験８について上述したのと同じ結論が引き出され得る。
【０２５８】
実験１０
実験１０では、いくつかの例示的な光活性化腫瘍学（抗悪性腫瘍）薬剤の効果を、化学療法耐性腫瘍形成細胞、すなわち、ステージ４（転移）肺小細胞癌細胞の死滅または増殖の減少のための方法の活性成分として、インビトロで試験した。
【０２５９】
次の処置Ａ〜Ｆをサンプルに適用した。
Ａ→１０分間中パルスＯＮ１０ｍｓ、エネルギー０．１Ｊ、オフ９０ｍｓ
Ｂ→１０分間中パルスＯＮ１０ｍｓ、エネルギー０．０１〜０．００１Ｊ、オフ９０ｍｓ
Ｃ→コントロール、パルスなし
Ｄ→コントロール、パルスなし
Ｅ→５分間中パルスＯＮ１０ｍｓ、エネルギー０．０１〜０．００１Ｊ、オフ９０ｍｓ
Ｆ→５分間中パルスＯＮ１０ｍｓ、エネルギー０．１Ｊ、オフ９０ｍｓ
ＲＥＤフェノール＋２０％ウシ胎仔血清を含有しないＲＰＭＩ培地で、腫瘍形成試験細胞を成長させた。
【０２６０】
腫瘍学薬剤を次の表に従う濃度でサンプルに加えた。
【０２６１】
【表１６】
2016520623.tif 000038
【０２６２】
腫瘍形成細胞を培地および化学療法薬剤を含むウェルプレートに移した。実験は、６つのウェルプレート中で各サンプル毎に行い、すべてのサンプル１〜６を、２つのコントロールを含む、２つの異なる時間および２つの異なる強度で処置した。
【０２６３】
ウェルプレート中の腫瘍形成細胞は、上記のようなプロトコルに従って４００ｎｍ  ＬＥＤにより電磁放射線のパルスに曝露する。電磁放射線への曝露の１０分間または５分間中、ＯＮ時間は、１サイクルの全時間の１０％である。１０％ＯＮおよび９０％ＯＦＦは、本発明の方法および医薬品のいくつかの実施形態に一般的に有用なパルスパターンである。
【０２６４】
処置から２４時間後、細胞代謝活性をルミネセンスにより分析する（Ｐｒｏｍｅｇａ製ＣｅｌｌＴｉｔｅｒ−Ｇｌｏ（登録商標）およびＢＭＧ  Ｌａｂｔｅｃｈ製ＦＬＵＯｓｔａｒ  Ｏｍｅｇａによる光発生の分析）。
【０２６５】
コントロールによる正規化後の％単位の結果を以下の表に示す。
実験１０の結果を次の表に示す。
【０２６６】
【表１７】
2016520623.tif 000039
【０２６７】
結論
コントロール結果は、光処置非存在下での光発生を正規化するＣ行およびＤ行で、１００％である（光処置なし→ＡＴＰ＝１００％）。結果により、処置後２４時間で、４％までの腫瘍形成細胞の代謝活性の低下が見られ得ることがわかる（ドキソルビシンによるサンプル１）（行Ａおよび行Ｆ）。また、非常に低い光出力であっても（行Ｂおよび行Ｅ）、１７％までの代謝活性の低下が見受けられ得る（ドキソルビシンによるサンプル１）。
【０２６８】
実験１１
実験１１は、実験１０と同じプロトコルに従って行ったが、実験１１においてはアポトーシスの可能な次の２つの細胞株が使用された。
【０２６９】
−  ３Ｔ３細胞（繊維芽細胞）
−  ＡＲＰＥ細胞（上皮細胞）
これらの細胞は、ＲＥＤフェノール＋１％ウシ胎仔血清（ＦＢＳ）を含有しないＤＭＥＭ培地で成長される。１％のＦＢＳを添加すると細胞は休止状態になる。
【０２７０】
上記と同じプロトコルに従った処置後２４時間で、細胞を次の基準（密度、形態、アポトーシス）について光学的に分析した。結果（示さず）は、細胞は腫瘍形成薬剤の毒性によって影響を受けたが、電磁放射線への曝露後に細胞に対する悪影響の増加はなかった。
【０２７１】
実験１２
１５’０００’０００の多剤耐性細菌（マクファーランド１の０．０５０ｍｌ）を直径４０ｍｍのペトリ皿上に載せた。ペトリ皿は、抗生物質を含むＭＨ寒天または含まないＭＨ寒天を含んでいた。
【０２７２】
４００ｎｍのピーク発光を有するＬＥＤ放射線源を使用し、周波数発生器（３２．２Ｖ、２．６Ａ入力パワー）により、０．０２ｍｓの継続時間および１ｋＨｚのパルス繰返し周波数のパルスによりパルス状モードで励起した。０．０２ｍｓ中のＬＥＤ出力を２．２×２．２ｍｍの表面積を有するＴｈｏｒｌａｂｓパワーセンサにより測定したところ０．６３Ｗであり、これは、１３ｍＷ／ｃｍ２のパワーを表す。
【０２７３】
すべての抗生物質の濃度は１０ｍｇ／ｌであった。
照射は、１０分の全時間で行われた。
【０２７４】
照射後、細菌をインキュベーションのために２４時間放置し、その後、コロニー形成単位数を判定した。
【０２７５】
−  多数（１’０００超）のコロニー形成単位が存在し得た場合、これは、細菌が複製し得ることの示唆として解釈された。
【０２７６】
−  しかしながら、１００未満（計数可能）が存在した場合、細菌は複製不可能であると考えられた（９９．９９９％の死滅）。
【０２７７】
−  １００〜１０００の値（大きな細菌コロニーオーバーラップなし）が存在した場合、細菌は部分的に複製可能であると考えられた（９９．９９％の死滅）。
【０２７８】
【表１８】
2016520623.tif 000040
【０２７９】
Ａ：緑膿菌（照射なし）
Ｂ：緑膿菌（照射あり）
Ｃ：アシネトバクター属（照射なし）
Ｄ：アシネトバクター属（照射あり）
Ｅ：黄色ブドウ球菌ＭＵ５００（照射なし）
Ｆ：黄色ブドウ球菌ＭＵ５００（照射あり）
１：ＭＨ寒天（抗生物質なし、コントロール）
２：モキシフロキサシン
３：レボフロキサシン
４：オフロキサシン
５：シプロフロキサシン
６：ノルフロキサシン
７：トブラマイシン
８：クラリスロマイシン
９：テトラサイクリン
１０：ドキシサイクリン
１１：ミノサイクリン
１２：リメサイクリン
１３：ガチフロキサシン（現在市場から一部撤退されている、点眼薬用ではない。）
１４：オキシテトラサイクリン
１５：チゲサイクリン
値の意味は次のとおりである。Ｒ：細菌は処置後に複製可能、ＮＲ：複製なし、ＰＲ：細菌は部分的に複製可能。
【０２８０】
トブラマイシン（放射線を吸収せず、効果が一切期待されない物質）およびクラリスロマイシン（黄色ブドウ球菌用）を例外として、このような結果により、本発明に従うレジメンおよび方法によって、耐性アシネトバクター属菌および黄色ブドウ球菌が複製することを防止し得ることがわかる。
【０２８１】
緑膿菌サンプルについては、照射は、抗生物質から独立して効果的であることが見受けられ、これは、トブラマイシン（実質的な吸収を一切示さない）および抗生物質を含まない試験群１においても同様である。上に説明したように、複製の防止は、シュードモナスによって分泌された抗生物質（ピオシアニン）の存在によるべきものである（パルスにより光活性化されたときのシュードモナスに対するピオシアニンの高い毒性が本発明によって説明される。シュードモナスは、他の細菌を死滅されるためのピオシアニンを分泌するが、シュードモナスは、抗生物質耐性と同じ過程によりピオシアニンに対して耐性である。）。
【０２８２】
実験１３
実験１２に従った照射処置後、残存細菌を増殖させ、その後、処置に対するあり得る新たな耐性について試験するために、実験１２に従った処置に再度供した。次の表中の値を実験１２と同様に示す。
【０２８３】
【表１９】
2016520623.tif 000041
【０２８４】
アシネトバクター属およびブドウ球菌に対するレボフロキサシン、シプロフロキサシン、ドキシサイクリンおよびテトラサイクリンについての結果により、第２世代耐性細菌の処置に対する耐性は一切見受けられ得ず、細菌は、未だ複製することを防止され得ることがわかる。
【０２８５】
本発明の局面に従う医療装置の一例を図６に示す。装置は、ＬＥＤチップである複数の放射線源１を含む。装置は、たとえば光学系（たとえばレンズまたはレンズ系）３を介して、たとえば表面により、摂取により、またはこれらの両方により医薬組成物によって既に処置された組織に照射することが可能である。放射線源１は、冷却器６上に取付けられている。制御ユニット５は、放射線源を励起し、制御する。
【０２８６】
装置は温度センサ７をさらに含み、これは、たとえば、被照射組織または被照射領域のすぐ隣の組織の温度を制御するＩＲセンサである。制御ユニット５は、センサ７に接続されており、温度が、たとえば４０℃辺りなどの一定の予め規定されたまたはプログラム可能な限界値を超えて上昇しないことを確かにするようプログラミングされていてもよい。この温度に達すると、装置は、警告を発してもよい、および／または、放射線源をオフに切換えるもしくは出力を減少させてもよい。
【０２８７】
装置はさらに、放射線と活性成分との相互作用についての情報９を含む。該情報は、リーフレットもしくはユーザマニュアルに記載されていてもよく、または、装置の電子機器もしくは電子マニュアルなどに格納されていてもよい。情報は、どの活性成分が装置によって発生される放射線に好適であり、放射線を吸収するかについての情報を含む。
【０２８８】
−  第１の可能性に従うと、放射線源によって発生される放射線の分光組成は決められていてもよく、情報は、活性成分として予め規定の物質または好適な物質のリストの表示を含んでいてもよい。
【０２８９】
−  第２の可能性に従うと、医療装置は、波長同調可能出力を含んでいてもよい。たとえば、医療装置は、異なる出力スペクトルを有する異なる放射線源を含んでいてもよく、異なる放射線源は、個々に制御され得る。追加的にまたは代替的には、放射線源はそれら自体が同調可能であってもよい。この第２の可能性に従うと、制御ユニットは、出力スペクトルが、選ばれた活性成分に依存して選択されることを可能にしてもよい。たとえば、医療装置は、第１の設定を、装置が該第１の設定で作動されると発生される放射線を吸収する物質のリストとともに含んでいてもよく、さらに、第２の一致するリストとともに第２の設定を含んでいてもよい。または、装置は、ディスプレイを含んでいてもよく（または、たとえば、ディスプレイにより装置を介して遠隔制御され得る）、該ディスプレイ上で活性成分が選択されてもよく、制御部は、一致する出力を選択する。
【０２９０】
図７の変形例においては、装置は、ヒトの眼の処置のために特別に作られている。該装置は、眼のすぐ近くに動かすことのできるアプリケータヘッド１０を含んでいる。一つの可能性に従うと、アプリケータヘッド１０は、それ自体は放射線源１を収容していないが、放射線源は少なくとも１つ（図示する構成では２つ）の光ファイバケーブル１４に接続されており、光ファイバケーブル１４の端部は、アプリケータヘッドの遠位端またはその近傍にある。光ファイバケーブル１４は、少なくとも１つの放射線源１によって発される放射線をアプリケータヘッドに導き、アプリケータヘッドが設置されると、たとえば、光学系１２を介して、角膜上に放射線を照射する。放射線発生素子は、特に、制御ユニット５内に配置されていてもよい。
【０２９１】
図７の実施形態は、使い捨て外側カバー１３（または「一回の使用のための先端」）をさらに示しており、これは、アプリケータヘッドに取付られて、角膜を殺菌されていない部品から保護することができる。外側カバー１３は、少なくとも遠位端側の領域において、可視および近紫外放射線に対して透過性であり、図示する実施形態では、レンズ１２の形態の光学系を含む。
【０２９２】
ハウジング内では、アプリケータは、角膜の画像を（連続的にまたは一定の事象によってトリガされて）取込むよう設置されたカメラ１５を含む。カメラは、実施形態においては、リボフラビンによって発される蛍光放射線を選択するフィルタを含む。自動化分析により、または、操作者により手動で、この実施形態では３６０ｎｍ辺りの波長を有するＵＶＡ放射線であってもよく、網膜または他の組織に対して毒性となり得る放射線が、たとえば、感染している（かつ抗生物質により処置されている）隔膜の表面においてのみ十分に吸収され、効果的となるように、隔膜が十分なリボフラビンを含んでいることを確実にしてもよい。
【０２９３】
図７および他の図においては、制御ユニット５とアプリケータヘッド１０との接続および制御ユニット５とコンピュータ１７との接続は、概略的に図示されているに過ぎず、当業者であれば、該接続は、アプリケータヘッド内の部品の電源供給および制御の両方のため、さらに、カメラ１５および／または他の光学センサから制御ユニット５および最終的には（存在する場合には）コンピュータ１７へのデータ伝送のために、電気接続または、場合によっては光接続を含んでいてもよいことを理解されるであろう。
【０２９４】
図８の装置は、患者の身体内の放射線の照射に特に好適である。該装置は、たとえば、静脈、食道および／または胃腸管、尿道、膣／子宮、気管など、人体内の適切なチャネルを介して導入可能なカテーテル３５を含む。カテーテルは、体内での操縦のための操縦手段を含んでいてもよい。たとえば、低侵襲手術のためのカテーテルシステムは、当該技術分野で既知であり、本文では説明しない。
【０２９５】
放射線源配置は、放射線を放射線源１からカテーテルを通して所望の位置に導くための光ファイバもしくはシステムまたは複数の光ファイバ１４を含む。センサ７は、カテーテルの遠位端において局所的に存在していてもよく、または、制御ユニット５内に配置され、光ファイバシステムによって遠位端に接続されてもよい。
【０２９６】
放射線源配置に加えて、装置は、医薬組成物を局所的に分注することの可能な投薬機構３５を含んでいてもよい。この目的のために、カテーテル自体が、たとえば遠位端近くに、医薬組成物のためのコンパートメントと、カテーテルが所望の目的地に達するとすぐに分注するための機構とを含んでいてもよい。追加的にまたは代替的には、カテーテルは、医薬組成物が外部からそれを通して適用される管腔を含んでいてもよい。
【０２９７】
この装置を使用する方法は、たとえば、腫瘍学処置のための１回分の医薬組成物を適用するステップと、次に、医薬組成物の活性成分によって吸収される放射線で局所的に照射するステップとを含む。
【０２９８】
任意の実施形態に従う装置は、キットのパーツとして提供されてもよく、該キットのパーツは、
−  殺菌取換カバーなどの取換機器と、
−  放射線源によって発生される放射線の分光組成に対応する分光組成の放射線を吸収するフィルタを有する保護ガラスを特に含んでいてもよい、操作者を保護する保護機器と、
−  少なくとも１回分の医薬組成物と、の少なくとも１つを含んでいてもよい。
【図１−１】
2016520623.tif 000049
【図１−２】
2016520623.tif 000050
【図１−３】
2016520623.tif 000051
【図１−４】
2016520623.tif 000052
【図１−５】
2016520623.tif 000053
【図１−６】
2016520623.tif 000054
【図１−７】
2016520623.tif 000055
【図１−８】
2016520623.tif 000056
【図１−９】
2016520623.tif 000057
【図１−１０】
2016520623.tif 000058
【図１−１１】
2016520623.tif 000059
【図１−１２】
2016520623.tif 000060
【図１−１３】
2016520623.tif 000061
【図１−１４】
2016520623.tif 000062
【図１−１５】
2016520623.tif 000063
【図１−１６】
2016520623.tif 000064
【図１−１７】
2016520623.tif 000065
【図１−１８】
2016520623.tif 000066
【図１−１９】
2016520623.tif 000067
【図１−２０】
2016520623.tif 000068
【図１−２１】
2016520623.tif 000069
【図３．１】
2016520623.tif 000070
【図３．２】
2016520623.tif 000071
【図３．３】
2016520623.tif 000072
【図３．４】
2016520623.tif 000073
【図３．５】
2016520623.tif 000074
【図３．６】
2016520623.tif 000075
【図３．７】
2016520623.tif 000076
【図３．８】
2016520623.tif 000077
【図３．９】
2016520623.tif 000078
【図３．１０】
2016520623.tif 000079
【図４．１】
2016520623.tif 000080
【図４．２】
2016520623.tif 000081
【図４．３】
2016520623.tif 000082
【図４．４】
2016520623.tif 000083
【図４．５】
2016520623.tif 000084
【図４．６】
2016520623.tif 000085
【図４．７】
2016520623.tif 000086
【図４．８】
2016520623.tif 000087
【図４．９】
2016520623.tif 000088
【図５．１】
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【図５．２】
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【図５．３】
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【図５．４】
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【図５．５】
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【図５．６】
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【図５．７】
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【図５．８】
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【図５．９】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図２】
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【国際調査報告】
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