(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膵臓に局所投与することによって２型糖尿病の高インスリン症または低インスリン症を治療するための医薬組成物であって、Ａ、Ｂ、Ｃ1、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧ型ボツリヌム毒素からなる群から選択されるボツリヌム毒素を有効成分として含んでなる組成物。
【請求項２】
ボツリヌム毒素を、１０-3Ｕ／ｋｇ〜３５Ｕ／ｋｇの量で投与するための請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
ボツリヌム毒素を、１０-2Ｕ／ｋｇ〜２５Ｕ／ｋｇの量で投与するための請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
ボツリヌム毒素を、１０-2Ｕ／ｋｇ〜１５Ｕ／ｋｇの量で投与するための請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
ボツリヌム毒素を、１Ｕ／ｋｇ〜１０Ｕ／ｋｇの量で投与するための請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
糖尿病が、第１相の２型糖尿病である請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
膵臓からのインスリン分泌を減少させるように作用する請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
ボツリヌム毒素がＡ型ボツリヌム毒素である請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
膵臓への直接注入によって局所投与する請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
インスリン耐性を低下させるための薬剤の投与の後またはそれと同時に投与される請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
コリン作動性の神経支配を受けた膵臓島Ｂ細胞からのインスリン分泌を減少させる請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
２型糖尿病が高インスリン症を伴っている請求項１１に記載の組成物。
【請求項１３】
インスリン分泌が、コリン作動性の影響を受けるインスリン分泌である請求項１１に記載の組成物。
【請求項１４】
ボツリヌム毒素がＡ型ボツリヌム毒素である請求項１１に記載の組成物。
【請求項１５】
ボツリヌム毒素がＡ型ボツリヌム毒素であり、コリン作動性の影響を受ける島Ｂ細胞を含むヒト患者の膵臓組織に局所投与され、それによって膵臓組織からのコリン作動性の影響を受ける過剰インスリン分泌を低下させる請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】
２型糖尿病が第２相のＮＩＤＤＭである請求項１に記載の組成物。
【請求項１７】
患者の交感神経系に投与することによって２型糖尿病の高インスリン症または低インスリン症を治療するための医薬組成物であって、Ａ、Ｂ、Ｃ1、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧ型ボツリヌム毒素からなる群から選択されるボツリヌム毒素を有効成分として含んでなる組成物。
【請求項１８】
Ｂ細胞を神経支配する交感神経節に局所投与する請求項１７に記載の組成物。
【請求項１９】
２型糖尿病が低インスリン症を伴っている請求項１７に記載の組成物。
【請求項２０】
ボツリヌム毒素がＡ型ボツリヌム毒素である請求項１７に記載の組成物。
【請求項２１】
患者の膵臓島Ｂ細胞を神経支配する交感神経節にインビボで局所投与して、膵臓島Ｂ細胞からの不足インスリン分泌を増加させることによってヒト患者の２型糖尿病の低インスリン症を治療するための医薬組成物であって、Ａ、Ｂ、Ｃ1、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧ型ボツリヌム毒素からなる群から選択されるボツリヌム毒素を有効成分として含んでなる組成物。
【請求項２２】
患者の膵臓または膵臓島Ｂ細胞を神経支配する交感神経節に局所投与することによって患者の２型糖尿病の高インスリン症または低インスリン症を治療するための医薬組成物であって、Ａ、Ｂ、Ｃ1、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧ型ボツリヌム毒素からなる群から選択されるボツリヌム毒素を有効成分として含んでなる医薬組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
(技術分野)
本願は、２０００年１月１１日に米国特許商標庁に出願された「膵臓障害の治療方法」と題する出願の部分継続出願である。
本発明は、糖尿病の治療方法に関する。具体的には、本発明は、神経毒を患者に投与することによる糖尿病の治療方法に関する。
【０００２】
(背景技術)
糖尿病
ヒト膵臓は、外分泌および内分泌組織の両方からなる腺である。外分泌膵臓の腺房細胞は消化酵素を分泌し、一方、外分泌膵臓の管細胞は電解質溶液を分泌する。
【０００３】
内分泌膵臓は膵臓ランゲルハン(Langerhan)島を含んでなり、これは、腺房組織全体に広く散らばったポリペプチドホルモン産生細胞の集合体であり、膵臓の尾部に最も多く存在している。通常、合計した島組織は、膵臓塊の約１または２％を構成するにすぎない。
【０００４】
島組織は、少なくとも３種類の機能的に異なる種類の細胞を含有する。これら３種類の細胞種は、グルカゴンを作ることができるＡ細胞、インスリンを作ることができるＢ(またはβ)細胞、ならびに、第３の島ホルモンであるソマトスタチンを作ることができるＤ細胞である。Ｂ細胞が、３種類の島細胞の中で最も多量に存在する。インスリンは、細胞(特に筋細胞)によるグルコースの取込みを促進し、肝臓および筋肉に貯蔵されたグリコーゲンの過度の分解を妨げる。血糖を低下させるために必須である抗糖尿病ホルモンとして、インスリンは強力な低血糖剤である。ほとんどの場合に、グルカゴンの作用はインスリンの作用とは逆である。即ち、グルカゴンは、血糖を増加させる高血糖因子である。
【０００５】
グルコースは、島Ｂ細胞からのインスリンの放出を促進する主因子である。また、グルコースは、島Ａ細胞からのグルカゴン分泌を減少させる。また、グルコースと同様に、グルカゴン(島Ａ細胞由来)は、島Ｂ細胞からのインスリン分泌を促進する。
【０００６】
糖尿病は、最も普通の内分泌障害であり、慢性的な状態である。１９９９年には世界中で１億の人々が糖尿病に罹患していると概算され、糖尿病患者の数は、次の１０年以内に、即ち２００９年までに世界中で３億人に達すると予想されている["Type 2 Diabetes Prediction and Prevention", Graham A.Hitman編, John Wiley & Sons出版, 序文 (1999)；この出版物の全内容は本明細書の一部を構成する]。あいにく、糖尿病性網膜症は盲目の主原因であり、糖尿病の他の合併症には、腎臓病、足の障害および神経障害が含まれる。糖尿病の主な形態の中で、２型糖尿病の症例は、１型糖尿病の症例に比べ、数の上で約１０：１の比で優っている。
【０００７】
１型またはインスリン依存性糖尿病(ＩＤＤＭ)においては、膵臓のＢ細胞、従ってインスリンを作る能力が、恐らくは自己免疫疾患によって破壊される。インスリン補充が好ましい治療法である。糖尿病の症例の多くとも約２０％が１型またはＩＤＤＭであるが、糖尿病の症例の通常約８０〜９０％は、２型または非インスリン依存性糖尿病(ＮＩＤＤＭ)である。ＮＩＤＤＭはＩＤＤＭよりもその数が多いが、その病因はよくわかっていない。それでも、ＮＩＤＤＭは、β細胞欠損およびインスリン耐性の両方の結果であると考えられている。即ち、２型ＮＩＤＤＭを有する患者は、インスリンの高分泌(２型糖尿病の少なくとも初期相において)および標的組織におけるインスリンに対する耐性という２つの生理学的欠陥を有している。高インスリン血症が一次的な欠陥であるということを信ずるに足る裏付けが存在し、２型糖尿病の初期段階においてはＢ細胞のインスリン産生が増大することが知られている["Type 2 Diabetes Prediction and Prevention", 上記, 199頁および311頁]。即ち、ＮＩＤＤＭの第１相(新たな開始)においては、血漿グルコースレベルは正常であるが、明らかなインスリン耐性を示し、高インスリンレベルを伴う。第２相において、インスリン耐性は悪化するので、高インスリンであるにもかかわらず食後高血糖症が現れる。糖尿病の第３相または後期相においては、インスリン耐性は変化しないが、インスリン分泌の減衰が絶食時の高血糖症および明白な糖尿病を引き起こす。初期相のインスリン高分泌がインスリン耐性を引き起こしうる。即ち、一次的な欠陥は、非機能的な島細胞がインスリンの高分泌を引き起こし、これがインスリン耐性を導いたことによるものであるとすることができる。この理論の裏付けにおいて、Ｂ細胞塊は２型ＮＩＤＤＭにおいては無傷であるが、ほとんどのβ細胞が１型ＩＤＤＭにおいて破壊されることに気づくであろう。興味あることに、α細胞集団は２型ＮＩＤＤＭにおいて増加し、その結果として、α／β細胞比が高くなり、過剰のグルカゴンが産生されることになる["Harrison's Principles of Internal Medicine", 第14版 (1998), 2064-65頁]。
【０００８】
あいにく、高インスリンレベル(初期相の２型糖尿病において生じうるようなレベル)は、血餅の危険の増加に関係している。即ち、高インスリンの患者は、血餅を溶解する能力の損傷(線維素溶解の損傷)をも有している。重要なことは、血餅の形成が心臓発作の主原因であり、最も普通の種類の発作の原因であることである[J.Am.Med.Assoc., 2000; 283: 221-228]。
【０００９】
従って、少なくとも初期相の２型糖尿病において起こりうるような高インスリン血症を治療する必要性が明らかに存在している。あいにく、２型ＮＩＤＤＭの既知の治療法には多くの欠点および欠陥が存在する。即ち、２型ＮＩＤＤＭの現在の治療法には、初期相の２型糖尿病のインスリン耐性を克服するため、または、後期相の２型糖尿病におけるＢ細胞によるインスリン産生の減衰に指向させるための試みにおける、Ｂ細胞のインスリン分泌を刺激することによって作用するスルホニル尿素(例えば、アセトヘキサミド、クロロプロパミド、トラザミド、グリメリピリド、グリブリドまたはグリボルヌリド)などの経口剤の投与が含まれる。あいにく、スルホニル尿素は、膵臓外インスリン受容体を増加させる。さらに、重篤かつ長期の低血糖症がスルホニル尿素投与の後に起こることがあり、これが、大量のグルコース注入の必要性を生じさせることがある。さらに、経口スルホニル尿素は、望ましくない全身性作用を有することもある。最後に、スルホニル尿素は、スルホニル尿素の投与あたり、わずか約１２〜６０時間の作用期間を持つのが普通である。即ち、より効果的な抗糖尿病薬物が必要とされている。
【００１０】
ランゲルハン島の内分泌膵臓神経支配は、島細胞またはその近くを末端とする交感および副交感神経線維の両方によっている。即ち、交感神経線維は、恐らくはＢ島細胞上のα2アドレナリン作動性受容体を介して作用することにより、インスリンの分泌を抑制するのであろう。反対に、迷走神経(副交感神経)の刺激は、Ｂ細胞からのインスリンの放出を引き起こす[Bergerら, "The Pancreas", 第1巻, 110頁, Blackwell Science出版 (1998)；この出版物(２巻)の全内容は本明細書の一部を構成する]。即ち、背部迷走神経または膵臓神経を刺激すると、インスリンおよびグルカゴンの産生量が増加するが、この反応は、アトロピン(即ち、ムスカリン様のアセチルコリン受容体アンタゴニスト)によって停止する。さらに、副交感神経伝達物質であるアセチルコリンは、インビボおよびインビトロでＢ細胞からのインスリンの放出を刺激する。
【００１１】
このように、内分泌膵臓活性は、コリン作動性線維によって刺激されるようである。その理由は、示されているように、島細胞の副交感神経支配が、明らかにインスリン分泌を高めることができ、程度は比較的低いがグルカゴン分泌をも高めることができるためである[例えば、Amer J.Physiol 1999 Jul; 277(1 Pt 1): E93-102, Regul Pept 1999 Jun 30; 82(1-3): 71-9, J Physiol(Lond) 1999 Mar 1; 515(Pt 2): 463-73, Pflugers Arch 1996 Aug; 432(4): 589-96, およびJ Surg Res 1990 Apr; 48(4): 273-8を参照]。
【００１２】
インスリン分泌に関係するコリン作動性の系の可能な生理学的機能は、食物摂取後の頭部(cephalic)相において見られる急速インスリン放出に寄与することである。Ｂ島細胞が、Ａ島細胞よりもコリン作動性刺激に対して感受性であることが重要であるが、その理由は、コリン作動性の制御は、グルカゴン分泌に対するよりもインスリン分泌に対する方がより重要であるためである[J Surg Res 1990 Apr; 48(4): 273-8, 特に277]。
【００１３】
ボツリヌム毒素
嫌気性のグラム陽性細菌であるクロストリジウム・ボツリヌム(Clostridium botulinum)は、強力なポリペプチド神経毒であるボツリヌム毒素を産生する。この毒素は、ボツリスムと称されるヒトおよび動物における神経麻痺疾患を引き起こす。クロストリジウム・ボツリヌムの胞子は土壌中に見い出され、缶詰工場の不適切に滅菌およびシールされた食品容器において増殖することができ、これが多くのボツリスム症例の原因となる。通常、ボツリスム作用は、クロストリジウム・ボツリヌムの培養物または胞子に感染した食品を喫食して１８〜３６時間後に現れる。ボツリヌム毒素は、明らかに消化管の内層を弱毒化されずに通過することができ、末梢運動ニューロンを攻撃することができる。ボツリヌム毒素中毒の症状は、歩行障害、燕下障害および会話障害から、呼吸筋の麻痺および死まで進行することができる。
【００１４】
Ａ型ボツリヌム毒素は、人に知られている最も致死性の高い天然の生物学的物質である。約５０ｐｇ(ピコグラム)の市販のＡ型ボツリヌム毒素(精製された神経毒複合体)(California州Irvineのアラーガン社から、商標名ＢＯＴＯＸRのもと、１００単位バイアルにおいて入手することができる；１単位のＢＯＴＯＸRは約５０ｐｇのＡ型ボツリヌム毒素複合体を含有する)が、マウスにおけるＬＤ50(即ち１単位)である。興味あることに、モルに基づくと、Ａ型ボツリヌム毒素は、ジフテリアよりも１８億倍致死性が高く、シアン化ナトリウムよりも６億倍致死性が高く、コブロトキシンよりも３０００万倍致死性が高く、コレラよりも１２００万倍致死性が高い[Singh, "Critical Aspects of Bacterial Protein Toxins", 63-84頁(第4章)のNatural Toxins II, B.R.Singhら, Plenum Press, New York (1976)；ここでは、１Ｕに等しい０.３ｎｇのＡ型ボツリヌム毒素の表記されたＬＤ50を、約０.０５ｎｇのＢＯＴＯＸRが１単位に等しいという事実に対して補正する]。１単位(Ｕ)のボツリヌム毒素は、体重がそれぞれ１８〜２０ｇの雌性Swiss Websterマウスに腹腔内注入したときのＬＤ50と定義される。
【００１５】
７種類の免疫学的に異なるボツリヌム神経毒が特徴付けられている。これらはそれぞれボツリヌム神経毒の血清型Ａ、Ｂ、Ｃ1、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧであり、これらのそれぞれは型特異的な抗体による中和によって区別されている。ボツリヌム毒素の異なる血清型は、それらが影響を及ぼす動物種において、また、それらが引き起こす麻痺の重篤性および期間において異なっている。例えば、Ａ型ボツリヌム毒素は、ラットにおいて生じる麻痺の割合によって測定すると、Ｂ型ボツリヌム毒素よりも５００倍強力であることがわかっている。さらに、Ｂ型ボツリヌム毒素は、４８０Ｕ／ｋｇの用量では霊長類において非毒性であり、この用量は、Ａ型ボツリヌム毒素に対する霊長類ＬＤ50の約１２倍である。ボツリヌム毒素は、明らかに、高親和性でコリン作動性運動ニューロンに結合し、ニューロン中に位置を移し、アセチルコリンの放出をブロックする。
【００１６】
ボツリヌム毒素は、機能亢進した骨格筋によって特徴付けられる神経筋障害の治療のための臨床的環境において使用されている。Ａ型ボツリヌム毒素は、眼瞼痙攣、斜視および片側顔面痙攣の治療に対して、U.S.Food and Drug Administrationにより認められている。非Ａ型ボツリヌム毒素血清型は、Ａ型ボツリヌム毒素と比較したときに、明らかに活性の強さが低く、活性の期間が短い。末梢筋肉内Ａ型ボツリヌム毒素の臨床的作用は、注入から１週間以内に観察されるのが普通である。Ａ型ボツリヌム毒素の１回の筋肉内注入に由来する症状軽減の通常の期間は、平均して約３カ月である。
【００１７】
全てのボツリヌム毒素血清型は、明らかに神経筋接合部において神経伝達物質アセチルコリンの放出を抑制するが、これらは、異なる神経分泌タンパク質に影響を及ぼすことにより、および／または、異なる部位でこれらタンパク質を切断することにより作用する。例えば、Ａ型およびＥ型のボツリヌムは、２５ｋＤ(キロダルトン)のシナプトソーム関連タンパク質(ＳＮＡＰ-２５)を切断するが、これらはこのタンパク質中の異なるアミノ酸配列を標的とする。Ｂ型、Ｄ型、Ｆ型およびＧ型のボツリヌム毒素は、小胞関連タンパク質(ＶＡＭＰ；シナプトブレビンとも称される)に作用するが、それぞれの血清型は、このタンパク質を異なる部位で切断する。最後に、Ｃ1型ボツリヌム毒素は、シンタキシンおよびＳＮＡＰ-２５の両方を切断することが示されている。これらの作用機構の相違は、種々のボツリヌム毒素血清型の相対的な作用の強さおよび／または期間に影響を及ぼしうる。重要なことは、膵臓島Ｂ細胞の細胞質ゾルが少なくともＳＮＡＰ-２５[Biochem J 1; 339(pt 1): 159-65(April 1999)]およびシナプトブレビン[Mov Disord 1995 May; 10(3): 376]を含有することが知られていることである。
【００１８】
膵臓に関係する疾患を治療するためにボツリヌム毒素を使用することについては、ボツリヌム毒素を小十二指腸乳頭(小乳頭が膵管に近接しているため)中に注入し、これにより、狭窄した膵管を弛緩させ、膵管から十二指腸への膵液の流れを増加させることにより、ある形態の膵炎を治療することが知られている[Gastrointest Endosc 1999 Oct; 50(4): 545-548]。
【００１９】
ボツリヌム毒素タンパク質分子の分子量は、７種の既知のボツリヌム毒素血清型の全てについて、約１５０ｋＤである。興味あることに、このボツリヌム毒素は、関連の非毒性タンパク質と共に１５０ｋＤのボツリヌム毒素タンパク質分子を含んでなる複合体として、クロストリジウム細菌により放出される。即ち、Ａ型ボツリヌム毒素複合体は、９００ｋＤ、５００ｋＤおよび３００ｋＤの形態でクロストリジウム細菌により産生されうる。Ｂ型およびＣ1型のボツリヌム毒素は、明らかに、唯一の５００ｋＤ複合体として産生される。Ｄ型のボツリヌム毒素は、３００ｋＤおよび５００ｋＤの複合体として産生される。最後に、Ｅ型およびＦ型のボツリヌム毒素は、唯一の約３００ｋＤ複合体として産生される。これらの複合体(即ち、約１５０ｋＤを越える分子量)は、非毒素のヘマグルチニンタンパク質および非毒素かつ非毒性の非ヘマグルチニンタンパク質を含有すると考えられている。これら２種類の非毒素タンパク質(これらはボツリヌム毒素分子と共に関連の神経毒複合体を構成する)は、ボツリヌム毒素分子の変性に対する安定性ならびに毒素が摂取されたときの消化酸に対する保護を与えるように作用するのであろう。さらに、比較的大きい(約１５０ｋＤを越える分子量の)ボツリヌム毒素複合体は、ボツリヌム毒素複合体の筋肉内注入の部位からのボツリヌム毒素の拡散の速度を遅くする結果を与えることができる。
【００２０】
インビトロの研究において、ボツリヌム毒素は、脳幹組織の一次細胞培養物からのアセチルコリンおよびノルエピネフリンのカリウム陽イオン誘導放出を抑制することが示されている。さらに、ボツリヌム毒素が、脊髄ニューロンの一次培養物におけるグリシンおよびグルタメートの誘導放出を抑制すること、ならびに、ボツリヌム毒素が、脳シナプトソーム調製物において、神経伝達物質であるアセチルコリン、ドーパミン、ノルエピネフリン、ＣＧＲＰおよびグルタメートのそれぞれの放出を抑制することが報告されている。
【００２１】
Ａ型ボツリヌム毒素は、発酵槽においてクロストリジウム・ボツリヌムの培養物を確立および増殖させ、次いで、既知の操作に従って発酵混合物を収穫および精製することによって得ることができる。全てのボツリヌム毒素血清型が、不活性な１本鎖タンパク質として最初に合成される。このタンパク質は、プロテアーゼによって切断されるかまたは切れ目が入って、神経活性にならなければならない。ボツリヌム毒素の血清型ＡおよびＧを作る細菌株は内因生のプロテアーゼを持っており、従って、血清型ＡおよびＧは、多くがその活性形態で細菌培養物から回収することができる。対照的に、ボツリヌム毒素の血清型Ｃ1、ＤおよびＥは、非タンパク質加水分解株によって合成され、従って、培養物から回収されたときには活性化されていないのが普通である。血清型ＢおよびＦは、タンパク質加水分解株および非タンパク質加水分解株の両方によって産生され、従って、活性形態または不活性形態のどちらかで回収することができる。しかし、例えばボツリヌム毒素のＢ血清型を産生するタンパク質加水分解株であっても、産生された毒素の一部だけを切断する。切れ目の入った分子と切れ目の入っていない分子の正確な比率は、インキュベーション長さおよび培養温度に依存する。従って、例えばＢ型ボツリヌム毒素のいずれかの調製の一定割合(％)は、不活性のようであり、このことが恐らくは、Ａ型ボツリヌム毒素と比較したときのＢ型ボツリヌム毒素の既知の有意に低い強さを説明するものであろう。臨床用調製物中の不活性なボツリヌム毒素分子の存在は、調製物の臨床的効率に寄与することなく、調製物の全体的なタンパク質負荷(これは抗原性に関係している)に寄与するであろう。さらに、Ｂ型ボツリヌム毒素は、筋肉内注入したときに活性の期間が比較的短く、また、同じ用量レベルでＡ型ボツリヌム毒素よりも強さが低い。
【００２２】
Ａ型ボツリヌム毒素は臨床環境で次のように使用されていることが報告されている：
(１)頸部ジストニーを処置するために、筋肉内注入あたり約７５〜１２５単位のＢＯＴＯＸR(複数の筋肉)；
(２)眉間線(前頭溝)を処置するために、筋肉内注入あたり５〜１０単位のＢＯＴＯＸR(鼻根筋に５単位を筋肉内注入およびそれぞれの皺眉筋に１０単位を筋肉内注入)；
(３)恥骨直腸筋の括約筋内注入によって便秘を処置するために、約３０〜８０単位のＢＯＴＯＸR；
(４)上部眼瞼の外側瞼板前部眼輪筋および下部眼瞼の外側瞼板前部眼輪筋に注入することによって眼瞼痙攣を処置するために、筋肉あたり約１〜５単位の筋肉内注入されたＢＯＴＯＸR；
(５)斜視を処置するために、眼球外筋に約１〜５単位のＢＯＴＯＸRを筋肉内注入[注入される量は、注入される筋肉の大きさおよび所望の筋肉麻痺の程度(即ち、所望のジオプトリ補正の量)の両方に依存して変化する]；
(６)発作後の上肢痙性を処置するために、以下の５つの異なる上肢屈筋にＢＯＴＯＸRを筋肉内注入(同じ処置期間において、これら５つの表示した筋肉のそれぞれに注入して、それぞれの処置期間において筋肉内注入により患者に９０〜３６０Ｕの上肢屈筋ＢＯＴＯＸRを投与する)：
(ａ)深指屈筋：７.５〜３０Ｕ；
(ｂ)浅指屈筋：７.５〜３０Ｕ；
(ｃ)尺側手根屈筋：１０〜４０Ｕ；
(ｄ)橈側手根屈筋：１５〜６０Ｕ；
(ｅ)上腕二頭筋：５０〜２００Ｕ。
【００２３】
種々の臨床症状を治療するためのＡ型ボツリヌム毒素の成功は、他のボツリヌム毒素血清型への興味を導いた。２種類の市販されているＡ型ボツリヌム調製物(ＢＯＴＯＸRおよびＤysportR)ならびにＢおよびＦ型ボツリヌム毒素の調製物(両方とも和光化学から入手した)の研究を、局所筋肉の弱化効果、安全性および抗原の潜在性を調べるために行った。ボツリヌム毒素調製物を右腓腹筋の頭部に注入し(０.５〜２００.０単位／ｋｇ)、筋肉の弱さを、マウスの指外転評点検定(ＤＡＳ)を用いて評価した。ＥＤ50値を、用量応答曲線から算出した。別のマウスに筋肉内注入を行ってＬＤ50用量を測定した。治療指数をＬＤ50／ＥＤ50として算出した。別の群のマウスに、ＢＯＴＯＸR(５.０〜１０.０単位／ｋｇ)またはＢ型ボツリヌム毒素(５０.０〜４００.０単位／ｋｇ)を後肢注入し、筋肉の弱さおよび水消費の増加を試験した(この後者は、口の渇きの推定モデルである)。抗原の潜在性は、毎月１回のウサギへの筋肉内注入によって評価した(１.５または６.５ｎｇ／ｋｇのＢ型ボツリヌム毒素または０.１５ｎｇ／ｋｇのＢＯＴＯＸR)。ピーク筋肉弱さおよび期間は、全ての血清型に対して関連する用量であった。ＤＡＳ ＥＤ50値(単位／ｋｇ)は次のようであった：ＢＯＴＯＸR：６.７、ＤysportR：２４.７、Ｂ型ボツリヌム毒素：２７.０〜２４４.０、Ｆ型ボツリヌム毒素：４.３。ＢＯＴＯＸRは、Ｂ型ボツリヌム毒素またはＦ型ボツリヌム毒素よりも長い作用期間を有していた。治療指数値は次のようであった：ＢＯＴＯＸR：１０.５、ＤysportR：６.３、Ｂ型ボツリヌム毒素：３.２。水消費は、ＢＯＴＯＸRを注入したマウスよりもＢ型ボツリヌム毒素を注入したマウスの方が多かったが、Ｂ型ボツリヌム毒素は、筋肉の弱化において効果が低かった。４カ月の注入の後、２／４匹(１.５ｎｇ／ｋｇで処置したとき)および４／４匹(６.５ｎｇ／ｋｇで処置したとき)のウサギが、Ｂ型ボツリヌム毒素に対して抗体を生じた。別の研究において、０／９匹のＢＯＴＯＸR処置したウサギが、Ａ型ボツリヌム毒素に対して抗体を生じた。ＤＡＳの結果は、Ａ型ボツリヌム毒素がＦ型ボツリヌム毒素に等しく、かつ、Ｆ型ボツリヌム毒素がＢ型ボツリヌムよりも高いという相対ピーク強度を示す。作用期間については、Ａ型ボツリヌム毒素はＢ型ボツリヌム毒素よりも長く、Ｂ型ボツリヌム毒素の作用期間はＦ型ボツリヌム毒素の期間よりも長い。治療指数値によって示されるように、２種類の市販のＡ型ボツリヌム毒素の調製物(ＢＯＴＯＸRおよびＤysportR)は異なっている。Ｂ型ボツリヌム毒素の後肢注入の後に観察される水消費が増加するという挙動は、臨床的に有意な量のこの血清型が、ネズミの全身循環中に入ったことを示している。また、これらの結果は、Ａ型ボツリヌム毒素と同等の効果を達成するためには、試験した他の血清型の用量を増加させることが必要であることを示している。用量の増加は安全性を構成することができる。さらに、ウサギにおいて、Ｂ型はＢＯＴＯＸRよりも抗原性が高かった。これは、恐らくは、Ｂ型ボツリヌム毒素の有効用量を達成するために注入されるタンパク質の負荷量が高いためであろう[Eur J Neurol 1999 Nov; 6(Suppl 4): S3-S10]。
【００２４】
アセチルコリン
通常、唯一の単一種の小分子神経伝達物質が、哺乳動物神経系において各ニューロン種により放出される。神経伝達物質であるアセチルコリンは、脳の多くの領域においてニューロンにより分泌される。具体的には、運動皮質の大錐体細胞によって、脳幹神経節中のいくつかの異なるニューロンによって、骨格筋を支配する運動ニューロンによって、自律神経系(交感神経および副交感神経の両方)の神経節前ニューロンによって、副交感神経系の神経節後ニューロンによって、および、交感神経系の神経節後ニューロンの一部によって分泌される。本質的に、汗腺、立毛筋および数種の血管への神経節後交感神経線維だけがコリン作動性である(交感神経系の神経節後ニューロンの大部分が神経伝達物質ノルエピネフリンを分泌するため)。ほとんどの場合、アセチルコリンは興奮性の作用を有する。しかし、アセチルコリンは、末梢の副交感神経終末の一部において抑制作用(例えば、迷走神経による心拍数の抑制)を有することが知られている。
【００２５】
自律神経系の輸出性シグナルが、交感神経系または副交感神経系のいずれかによって身体に伝達される。交感神経系の神経節前ニューロンは、脊髄の中間外側角に位置する神経節前交感ニューロン細胞体から伸びている。細胞体から伸びる神経節前交感神経線維は、脊椎傍交感神経節または脊椎前神経節のいずれかに位置する神経節後ニューロンと接合する。交感および副交感の両神経系の神経節前ニューロンはコリン作動性であるので、神経節へのアセチルコリンの適用は、交感および副交感神経の神経節後ニューロンの両方を興奮させるであろう。
【００２６】
アセチルコリンは、２種類の受容体、即ちムスカリン様およびニコチン様の受容体を活性化する。ムスカリン様受容体は、副交感神経系の神経節後ニューロンによって刺激された全ての効果細胞において、ならびに、交感神経系の神経節後コリン作動性ニューロンによって刺激された全ての効果細胞において見い出される。ニコチン様受容体は、交感神経および副交感神経の両方の神経節前および神経節後ニューロンの間のシナプスにおいて見い出される。また、ニコチン様受容体は、神経筋肉接合部の骨格筋線維の多くの膜中にも存在する。
【００２７】
アセチルコリンは、小さく透明な細胞内小胞がシナプス前ニューロン細胞膜と融合したときに、コリン作動性ニューロンから放出される。多種多様の非ニューロン性の分泌細胞、例えば、副腎髄質(ならびにＰＣ１２セルライン)および膵臓島細胞が、大きな濃染される芯をもつ小胞から、カテコールアミンおよびインスリンをそれぞれ放出する。ＰＣ１２セルラインは、交感神経副腎の発生の研究のための組織培養モデルとして広く使用されているラット褐色細胞腫細胞のクローンである。ボツリヌム毒素は、神経除去細胞中に毒素を直接注入することによって、または、電気穿孔法などにより透過性にされた、両種類の細胞からの両種類の化合物の放出をインビトロで抑制する。また、ボツリヌム毒素は、皮質シナプトソーム細胞培養物からの神経伝達物質グルタメートの放出をブロックすることが知られている。
【００２８】
従って、必要とされているのは、効果的な、長く持続する、手術によらない、放射線療法によらない、全身薬物投与によらない、２型糖尿病(ＮＩＤＤＭ)の治療方法である。
【００２９】
(発明の開示)
本発明は、この必要性を満たすものであり、効果的な、手術によらない、比較的長期間の、放射線療法によらない、全身薬物投与によらない、２型糖尿病の治療方法を提供するものである。
【００３０】
本発明の糖尿病の治療方法は、膵臓に神経毒を局所投与することにより実施することができる。神経毒は、約１０-3〜３５Ｕ／ｋｇの量で投与することができる。好ましくは、神経毒は、約１０-2〜２５Ｕ／ｋｇの量で投与する。より好ましくは、神経毒は、約１０-1〜１５Ｕ／ｋｇの量で投与する。最も好ましくは、神経毒は、約１〜１０Ｕ／ｋｇの量で投与する。多くの場合に、約１〜５００単位の神経毒(例えば、Ａ型ボツリヌム毒素)の投与が、有効かつ長く持続する治療法を与える。より好ましくは、約５〜２００単位の神経毒(例えば、Ａ型ボツリヌム毒素)を使用することができ、最も好ましくは、約１０〜１００単位の神経毒(例えば、Ａ型ボツリヌム毒素)を、標的組織(例えば、膵臓または交感神経節)に有効な結果を伴って局所投与することができる。
【００３１】
神経毒は、クロストリジウム細菌、例えばクロストリジウム・ボツリヌム(Clostridium botulinum)、クロストリジウム・ブチリクム(Clostridium butyricum)、またはクロストリジウム・ベラッチ(Clostridium beratti)細菌によって作らせることができる。さらに、神経毒は、修飾された神経毒、即ち、天然または野生型の神経毒と比較して少なくとも１つのアミノ酸が削除、修飾または置換された神経毒であることができる。さらに、神経毒は、組換えによって調製された神経毒またはその誘導体もしくは断片であることができる。
【００３２】
本発明の方法を用いて、２型糖尿病、例えば、(初期)第１相、中期または後期相の２型糖尿病を治療することができる。特に、神経毒は、膵臓に注入されたときに、膵臓からのグルカゴン分泌を減少させるように、また、インスリン分泌を減少させるように作用することができる。
【００３３】
神経毒は、ボツリヌム毒素、例えばボツリヌム毒素の血清型Ａ、Ｂ、Ｃ1、Ｄ、Ｅ、ＦまたはＧのいずれかであることができる。好ましくは、神経毒はＡ型ボツリヌム毒素であり、この神経毒が膵臓に神経毒の直接注入によって局所投与される(高インスリン性糖尿病を治療しようとするとき)。
【００３４】
また、本発明の範囲内にある別の方法は、膵臓への神経毒の局所投与の前に、またはそれと同時に、インスリン耐性を低下させるための薬剤を投与することを含むことができる。
【００３５】
２型糖尿病を治療するための本発明の範囲内にある方法の詳細な態様は、ヒト患者の膵臓に治療学的有効量のボツリヌム毒素を注入し、これにより、島Ｂ細胞からのインスリン分泌を減少させ、２型糖尿病を治療する工程を含むことができる。この方法においては、２型糖尿病は高インスリン症を伴っており、インスリン分泌はコリン作動性の影響を受けるインスリン分泌である。
【００３６】
ヒト患者の２型糖尿病を治療するための本発明の範囲内にある方法の別の詳細な態様は、ヒト患者のコリン作動性の影響を受ける島Ｂ細胞含有の膵臓組織に、治療学的有効量のＡ型ボツリヌム毒素を局所投与し、これにより、膵臓島Ｂ細胞からのコリン作動性の影響を受ける過剰インスリン分泌を減少させ、２型糖尿病を治療する工程を含むことができる。
【００３７】
本発明の範囲内にある別の方法は、治療学的有効量のボツリヌム毒素をヒト患者の膵臓に注入し、これにより、島Ａ細胞からのグルカゴン分泌を減少させることによる、過剰グルカゴン分泌を処置するための方法である。
【００３８】
本発明に従う第２相のＮＩＤＤＭを治療するための方法は、治療学的有効量のボツリヌム毒素をヒト患者の膵臓に注入することによって実施することができる。
【００３９】
本発明の範囲内にある別の方法は、患者の交感神経系に神経毒を投与することによる、２型糖尿病の治療方法である。この方法においては、神経毒を、Ｂ細胞を支配する交感神経節に局所投与し、２型糖尿病には高インスリン症が伴われている。
【００４０】
ヒト患者の２型糖尿病を治療するための本発明の範囲内にある方法の詳細な態様は、患者の膵臓島Ｂ細胞を支配する交感神経節に、治療学的有効量のボツリヌム毒素をインビボで局所投与し、これにより、膵臓組織からの不足インスリン分泌を増大させ、２型糖尿病を治療する工程を含むことができる。
【００４１】
従って、本発明はその範囲内に、膵臓または交感神経節に神経毒を局所投与し、それによって糖尿病を治療することによる、最も多い形態の糖尿病(２型またはＮＩＤＤＭ)の治療方法を包含する。
【００４２】
本発明の詳細な態様は、ヒト患者の膵臓に治療学的有効量のボツリヌム毒素を注入し、これにより、膵臓細胞からの分泌を減少させ、糖尿病を治療することによる、糖尿病の治療方法である。処置される分泌はインスリン分泌であってよく、膵臓疾患はＮＩＤＤＭであってよい。好ましくは、処置される分泌はコリン作動性の影響を受ける分泌であり、使用されるボツリヌム毒素はＡ型ボツリヌム毒素であるが、このボツリヌム毒素は、Ａ、Ｂ、Ｃ(即ちＣ1)、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧ型のボツリヌム毒素からなる群から選択することができる。
【００４３】
本明細書において使用する「局所投与」は、膵臓または交感神経節への神経毒の直接注入を意味する。全身的な投与経路、例えば経口および静脈内の投与経路は、本発明の範囲から除外される。
【００４４】
(発明を実施するための最良の形態)
本発明は、糖尿病(例えば、初期相、２型糖尿病)を、患者の膵臓に神経毒をインビボ投与することにより治療しうるという発見に基づくものである。膵臓に投与された神経毒の一次効果は、高インスリン血症の過剰インスリン分泌を低下させることである。神経毒の投与に由来する二次効果は、インスリン耐性の低下である。
【００４５】
また、本発明は、糖尿病(例えば、中期または後期相、２型糖尿病)を、患者の膵臓島Ｂ細胞を支配する交感神経節に神経毒をインビボ投与することにより治療しうるという発見に基づくものである。交感神経節に投与された神経毒の効果は、インスリン分泌に対する抑制作用を除去し、インスリン分泌を促進することによって低インスリン血症を軽減することである。
【００４６】
このように、患者の(ａ)膵臓への神経毒の局所投与、または(ｂ)交感神経節への神経毒の局所投与(これらにより、それぞれ、膵臓内分泌細胞からの分泌の減少、あるいは、膵臓内分泌細胞からの分泌の増大という結果が得られる)という択一療法により、本発明に従って２型ＮＩＤＤＭを治療することができる。
【００４７】
特定の神経毒(ボツリヌム毒素)を用いて、劇的な改善効果を伴って２型糖尿病を治療することができ、これにより、現在の治療処方(例えば、経口インスリンまたはスルホニル尿素)を置換しうることを発見した。重要なことは、本発明に従う神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)の１回の局所膵臓投与は、初期相の２型糖尿病の症状を、少なくとも約２〜６カ月にわたり、大きく減少または逆転しうるということである。注目すべきことに、ボツリヌム毒素によって処置された腺組織は、毒素の注入後の２７カ月もの長期にわたり、分泌活性の減少を示しうることが報告されている[Laryngoscope 1999; 109: 1344-1346、Laryngoscope 1998; 108: 381-384]。同様に、本発明に従う神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)の１回の局所交感神経節投与は、中期または後期相の２型糖尿病の症状を、少なくとも約２〜６カ月にわたり、大きく減少または逆転することができる。通常、初期相の２型糖尿病においては高インスリン血症が存在し、一方、中期および後期相の２型糖尿病においては低インスリン血症が現れる。
【００４８】
膵臓への神経毒の局所投与
本発明の好ましい態様は、患者の膵臓に、１〜５００単位、より好ましくは１０〜２００単位、最も好ましくは２０〜１００単位の神経毒(例えば、Ａ型ボツリヌム毒素)を注入し、それにより、島細胞のインスリン分泌を低下させることである。インスリン分泌の低下に続いて、インスリン耐性の低下が生じる(インスリン耐性が高インスリン血症に対する可逆的な反応であるため)。本発明の特に好ましい態様においては、神経毒の局所投与に伴って、所望のインスリン耐性の低下を容易にするように作用する薬剤を投与する(神経毒投与と共にまたはその直前に)。インスリン耐性を低下させるのに適する薬剤には、チアゾリジンジオン、例えばシグリタゾン、トログリタゾン、ピオグリタゾンおよびエングリタゾンが含まれる。これらのインスリン耐性低下薬剤は、血中グルコースを低下させ、基礎のグルコース代謝速度を増大させ、脂質生成を増大させ、インスリン受容体の数およびインスリンに対する受容体後の反応を増大させることができる。
【００４９】
患者の膵臓への治療用量の神経毒の直接投与は、高インスリン血症が存在している状態に対して、例えば初期相の２型(ＮＩＤＤＭ)糖尿病に対して最も適している。また、本発明はその範囲内に、過形成、緊張過度または肥大性のＢ細胞による２型糖尿病の治療を含んでいる。機能障害の過分泌Ｂ細胞を支配しているコリン作動性の神経節後の副交感神経ニューロンに、神経毒(例えば、１０〜５００単位のＡ型ボツリヌム毒素)を局所投与することによって、糖尿病が効果的に治療される。理論によって拘束されることを望むものではないが、ボツリヌム毒素は、膵臓島Ｂ細胞を支配しているコリン作動性の神経節後の副交感神経線維からのアセチルコリン神経伝達物質の放出を抑制することによって作用しているものと考えられる。
【００５０】
膵臓にインビボで局所投与された神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)は、島分泌細胞の分泌活性を低下させる。このアプローチを用いると、標的組織が、コリン作動的に支配されるかまたは高い毒素用量に感受性になり、毒素のタンパク質加水分解性の軽鎖が、コリン作動性ニューロン(これは、膵臓島細胞の分泌活性に影響を与える)によって内在化される。
【００５１】
このように、コリン作動的に支配された膵臓島細胞を、神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)の局所投与によって処置することができる。局所投与とは、神経毒を、処置しようとする膵臓島組織に直接的にまたはそのすぐ近くに投与することを意味する。
【００５２】
投与に適する特定用量は、上記した因子に従って当業者により容易に決定される。また、この用量は、処置または神経麻痺させようとする膵臓組織塊の大きさ、ならびに、毒素の市販調製物に依存することができる。さらに、ヒトにおける適切用量の概算は、他の組織の有効な神経麻痺に必要なボツリヌム量の測定値から推定することができる。即ち、注入すべきボツリヌムＡの量は、処置すべき膵臓組織の活性レベルおよび大きさに比例する。通常は、約０.０１〜３５単位／ｋｇ患者体重のボツリヌム毒素(例えば、Ａ型ボツリヌム毒素)を投与して、膵臓に神経毒を投与したときに、毒素誘導の膵臓内分泌組織の分泌下方調節を効果的に達成することができる。約０.０１Ｕ／ｋｇ未満のボツリヌム毒素は、膵臓細胞の分泌活性に対して有意の治療効果を持たず、一方、約３５Ｕ／ｋｇを越えるボツリヌム毒素は、神経毒の毒性用量に近づく。注入針の注意深い設置および神経毒の低使用量は、有意量のボツリヌム毒素が全身的に現れるのを防止する。より好ましい用量範囲は、約０.０１〜２５Ｕ／ｋｇのボツリヌム毒素(例えば、ＢＯＴＯＸRとして配合された毒素)である。投与されるボツリヌム毒素の実際の量(Ｕ／ｋｇ)は、選択した投与経路ならびに処置すべき膵臓組織の活性レベルおよび程度(大きさ)などの因子に依存する。Ａ型ボツリヌム毒素が、本発明の方法において使用するための好ましいボツリヌム毒素血清型である。
【００５３】
クロストリジウム神経毒のニューロン選択性は、極めて選択的な結合および細胞侵入機構の結果であると報告されている。ボツリヌム毒素の作用部位は神経筋肉の接合点であり、ここでこの毒素は迅速に結合し、コリン作動性ニューロンからのアセチルコリンの放出を妨げるが、クロストリジウム神経毒は、低親和性の受容体を介して、ある種の神経分泌細胞(例えば、ＰＣ１２細胞)に侵入しうることが知られている(高濃度の該神経毒を長期間にわたり該細胞と共にインキュベートしたとき)。この過程は、神経筋肉接合点に存在する高特異性および高親和性の受容体とは別個の受容体を介する経路を利用するようである。さらに、ある種のクロストリジウム毒素は、食細胞(例えば、マクロファージ)に作用を有しており、細胞への侵入がこれら細胞の特異的な食細胞活性によるものであると推定されることが報告されている。さらに、ある種の脂肪細胞とＡ型ボツリヌム毒素とをインキュベートすると、脂肪細胞によるグルコースの取込みが抑制されることが報告されている。このグルコース取込み抑制の機構は、明らかに、細胞質ゾルの再利用可能な膜小胞(ＲＭＶ；これらＲＭＶはグルコース輸送タンパク質を含む)の形質膜融合またはドッキングの毒素阻害によるものである[ＰＣＴ公開ＷＯ９４／２１３００]。
【００５４】
このように、ボツリヌム毒素は、コリン作動性のシナプス前の末梢運動ニューロンに対して既知の結合親和性を有することが知られているが、ボツリヌム毒素は、種々の非ニューロン分泌細胞に結合し、その中に移動することができ、そこでこの毒素は、そのそれぞれの分泌性の血管-膜ドッキングタンパク質に対してエンドプロテアーゼとして既知のように作用することも報告されている。膵臓細胞を支配するコリン作動性ニューロンに対するボツリヌム毒素の親和性と比較したときの、分泌細胞(例えば、膵臓細胞)に対するボツリヌム毒素の比較的低い親和性のゆえに、ボツリヌム毒素を分泌組織または腺組織に注入して、毒素の高い局所濃度を得ることができ、これにより、膵臓分泌細胞に対する直接的な、およびコリン作動性ニューロンに対する毒素の作用を高めることができる。即ち、本発明は、標的の内分泌膵臓細胞がコリン作動性の支配を受けないかまたはほとんど受けない膵臓障害の治療に適用することができる。
【００５５】
好ましくは、本発明の範囲内にある方法の実施に使用される神経毒は、ボツリヌム毒素、例えば血清型Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦまたはＧのボツリヌム毒素のいずれかである。好ましくは、使用するボツリヌム毒素は、Ａ型ボツリヌム毒素である。その理由は、それがヒトにおいて効果が高く、入手が容易であり、骨格筋および平滑筋障害の治療に対する安全かつ効果的な使用(筋肉内注入によって局所投与したとき)が知られているためである。
【００５６】
本発明は、その範囲内に、患者の膵臓島細胞障害を治療するために局所適用したときに長期の治療効果を有する、任意の神経毒の使用を包含する。例えば、毒素産生クロストリジウム細菌の任意の種、例えばクロストリジウム・ボツリヌム(Clostridium botulinum)、クロストリジウム・ブチリクム(Clostridium butyricum)、およびクロストリジウム・ベラッチ(Clostridium beratti)によって作られた神経毒を、本発明の方法において使用するために利用または適合させることができる。さらに、全てのボツリヌム血清型Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧを、本発明の実施において有利に使用することができるが、上で説明したようにＡ型が最も好ましい血清型である。本発明の実施により、ヒトにおいて２〜２７カ月またはそれ以上にわたり、糖尿病の効果的な軽減を得ることができる。
【００５７】
電気穿孔法などにより透過性にしたインスリン分泌細胞からのインスリンの放出を、ボツリヌム毒素によって抑制しうることが知られている。インビトロであるときに、これらの非神経細胞の細胞膜を透過性にして、細胞質ゾルへのボツリヌム毒素の導入を助けることができる(ボツリヌム毒素のための細胞表面受容体の欠如のゆえ)。即ち、Ｂ型ボツリヌム毒素は、明らかに、インスリン分泌セルラインＨＩＴ-１５中に存在するシナプトブレビンを切断することによってインスリン分泌を抑制する[Boyd R.S.ら, "The Effect of Botulinum Neurotoxin-B On Insulin Release From a Beta Cell", Mov Disord 10(3): 376 (1995)]。従って、ボツリヌム毒素は、ボツリヌム毒素の軽鎖が細胞内媒体中に移動する限りにおいて、あらゆる分泌細胞種(即ち、ニューロン、腺、分泌、クロム親和性細胞種)からのあらゆる小胞媒介エキソサイトーシスの放出をブロックすることができるのかもしれない。例えば、細胞内タンパク質ＳＮＡＰ-２５はニューロンおよび非ニューロン分泌細胞の両方に広く分布しており、Ａ型ボツリヌム毒素はエンドペプチダーゼ(その特異的な基質はＳＮＡＰ-２５である)になる。即ち、コリン作動性ニューロンは、毒素濃度が高くなるにつれて、ボツリヌムおよび破傷風毒素のための高親和性受容体を有するが(従って、分泌化合物の小胞媒介エキソサイトーシスの抑制に対して、他のニューロンおよび他の細胞よりも感受性になるが)、非コリン作動性の交感ニューロン、クロム親和性細胞および他の細胞種は、ボツリヌム毒素を取込むことができ、エキソサイトーシスの減少を示すことができる。
【００５８】
従って、ここに開示した本発明を実施することによって、非コリン作動性の神経線維ならびに支配されていないかまたは支配が弱い膵臓内分泌細胞を、適度に高い濃度のボツリヌム毒素の使用によって処置して、糖尿病高インスリン血症(二次障害インスリン耐性として)からの治療的軽減をもたらすことができる。
【００５９】
交感神経節への神経毒の局所投与
重要なことに、不足インスリン分泌を増加させるための本発明の範囲内にある方法は、交感神経系に神経毒を局所投与する工程を含んでなる。内分泌膵臓の交感神経支配が存在することが知られている。即ち、交感神経線維は、Ｂ島細胞上のα2アドレナリン作動性受容体を介して作用することにより、インスリン分泌を抑制することができる。従って、本発明の範囲内にある方法を、コリン作動性の神経節前交感ニューロンに神経毒を局所投与することによって実施することができる。アドレナリン作動性の神経節後交感線維と連接しているコリン作動性の神経節前交感ニューロン、およびこれらの後の交感ニューロンは、膵臓島Ｂ細胞によるインスリン分泌に対して抑制作用を有している。
【００６０】
腹腔神経節は、腹腔動脈の起点のどちらかの側の腹部大動脈の上部に位置する脊椎前交感神経節の最大かつ最高の群である。腹腔神経節は腹腔神経叢内に位置し、アドレナリン作動性の交感神経節後の神経に連接しているコリン作動性の交感神経節前線維からなる。この腹腔神経節は背側膵臓を支配し、一方、上部腸間膜神経節は腹側膵臓を支配する。本発明の腹腔神経節ブロックは、腹腔神経叢ブロックと同じようにして行うことができる。
【００６１】
即ち、神経溶解性の腹腔神経叢ブロックは、上腹部内蔵癌に起因する難治性の痛みを処置するための既知の方法である[Reg Anest Pain Med 1998; 23(1): 37-48]。腹腔神経叢は、輸入および輸出の両方の内蔵線維を含み、少ない迷走神経寄与を有する[Anest 1997; 87(6): 1301-1308]。即ち、膵臓癌または膵炎に起因する痛みからの軽減を得るために、腹腔神経叢にエタノールまたはフェノールを注入することが知られている[AJG 1999; 94(4): 872-874]。抗侵害受容性の注入を、開放(手術内)注入として、または、経皮法のいずれかとして行うことができる。経皮(閉鎖)法は、極めて薄い針(２２ゲージ)を用い、腹側アプローチを用いて行うことができる。腹腔神経叢ブロックは、コンピューター連動断層撮影(ＣＴ)(透視検査とは対照的)の針誘導[Reg Anest Pain Med 1999; 24(5); 483-484]を用いて行うのが好ましく、大動脈の腹側に位置取りさせた針先端を用いて行うことができる。この操作は、単一の薄い針を用いて腹側アプローチにより行うことができ、患者は仰臥位にあってよい。
【００６２】
Ｂ細胞に対する交感神経抑制の除去によりインスリン分泌を増加させるための本発明の範囲内にある好ましい方法は、腹腔神経節および／または上部腸間膜神経節の一方または両方に神経毒を局所投与することによって行うことができる。
【００６３】
さらに、本発明の範囲内にある方法は、患者の機能の改善を与えることができる。「患者の機能の改善」は、正常な筋肉状態によって可能となる、痛みの減少、ベッドで過ごす時間の減少、移動の増加、より健康なふるまい、より多様なライフスタイルおよび／または治癒などの因子によって測定される改善と定義することができる。患者の機能の改善は、生活の質(ＱＯＬ)の改善と同義である。ＱＯＬは、例えば、既知のＳＦ-１２またはＳＦ-３６健康調査評点法を用いて評価することができる。ＳＦ-３６は、身体機能、身体的な問題による役割制限、社会機能、身体の痛み、全般的な精神的健康、情緒的な問題による役割制限、バイタリティー、および全般的な健康認識からなる８つの領域において、患者の身体的および精神的な健康を評価する。得られた評点を、種々の一般集団および患者集団について利用しうる公表値と比較することができる。
【００６４】
上記したように、膵臓またはヒト患者の膵臓を支配する交感神経節に神経毒を局所投与することによって、驚くほど効果的かつ長期の治療効果が達成されうることを発見した。その最も好ましい態様において、本発明は、Ａ型ボツリヌム毒素を膵臓または交感神経節に直接注入することによって実施される。神経腺接合部におけるボツリヌム毒素(例えば、Ａ型ボツリヌム毒素)の化学的な神経麻痺作用は、長期作用、即ち２７カ月と３カ月の作用を有することが報告されている。
【００６５】
理論に拘束されることを望むものではないが、本発明者は、２型糖尿病の高インスリン症が初めに生じ、これに続いて保護反応が生じるものと仮定している。従って、高インスリン血症が存在しているときの適当な治療ゴールは、過剰のＢ細胞インスリン分泌(および同時に存在する過剰のＡ細胞グルカゴン分泌)を低下させて、インスリン耐性を逆転させることである。即ち、少なくとも第１相の２型ＮＩＤＤＭのための適当な治療は、過剰のインスリン分泌の低下または抑制に向けてよい。高血糖症が治療投与時に生じないことが明らかである。その理由は、本明細書において開示したように神経毒を局所膵臓投与したときに、インスリン分泌の低下に続いて、同時にインスリン耐性が低下し、グルコース利用が改善されるためである。
【００６６】
このように、インスリンの過分泌は２型糖尿病の病因における最初の病変であり、この一次病変がＢ細胞の過度のコリン作動性刺激の結果であると合理的に仮定することができる[例えば、Pflugers Arch, Eur J Physiol (1996) 432: 589-596 (595)を参照]。従って、インスリン耐性は、最初の病変である高インスリン血症の二次作用かつ保護結果になる。２型糖尿病におけるインスリン耐性の直接的な原因は、インスリン受容体の結合の問題によるのではなく、結合後の異常に由来するものと考えられる。即ち、高インスリン血症がインスリン受容体の数の下方調節を引き起こし、受容体欠損へのインスリン後結合を導く["Medical Management of Type 2 Diabetes", David Kelley編, 25頁 (1998)；この出版物の全内容は本明細書の一部を構成する]。
【００６７】
Ｂ島細胞は、インスリン耐性が存在するときにコリン作動性刺激に対する感受性の増加を示すことが報告されている[Amer J.Physiol, Jul 1999; 277 (1 Pt 1): E93-102]。さらに、Ｂ細胞のコリン作動性刺激はグルコースに対するＢ細胞感受性に大きな作用を有しており、かつ、迷走神経により放出されたアセチルコリンの刺激作用が高インスリン血症およびインスリン耐性の発症における主要な原因因子であると考えられている[Pflugers Arch, Eur J Physiol (1996) 432: 589-596]。重要なことは、本明細書中に開示した本発明によりＢ細胞活性の下方調節を行うと、インスリンの過分泌およびその結果としての高インスリン血症を低下させうるだけでなく、コリン作動性刺激に対するＢ細胞の感受性を同時に低下させつつインスリン耐性を抑えうることを発見したことである。
【００６８】
さらに、高インスリン血症に反応して、全体のインスリン受容体の数がインスリン標的組織において減少するものと考えられ["Type 2 Diabetes Prediction and Prevention", Hitman編, 199頁, 上記]、従って、Ｂ細胞によるインスリン分泌レベルの低下が、インスリン受容体の数の同時増加を可能にし、その結果として比較的高いグルコース利用を伴うと結論するのが妥当である。
【００６９】
即ち、インスリン耐性が一次的および前期に生じる高インスリン分泌の結果にすぎないので、インスリン耐性を克服する試みにおいてＢ細胞を刺激するのは、初期相の２型糖尿病を治療するための不適切な治療方法論であるというのが本発明者の前提である。本明細書中に記載した適切な治療方法論は、結果としての症状(インスリン耐性)ではなく原因因子(Ｂ細胞機能障害)を処置することである。カルバコールはインスリン放出の急性刺激を引き起こすが、カルバコールへの長期曝露は実際にインスリン放出を抑制する[Pflugers Arch, Eur J Physiol (1996) 432: 589-596 (594)]。
【００７０】
従って、２型糖尿病の慢性高インスリン症を治療するためにカルバコールまたは同様の明らかにコリン作動性のアゴニストを投与することの治療効果は、Ｂ細胞による過剰インスリン分泌のレベルの長期低下に帰するようである。２型糖尿病の慢性高インスリン症を治療するために神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)を局所投与することの効果(Ｂ細胞コリン作動性刺激の長期低下)に対して本発明者が提案する機構は、少なくともコリン作動性アゴニストであるカルバコールがインスリン耐性を軽減するという機構によって裏付けされているようである(長期インスリン分泌を低下させ、それによって同時存在するインスリン耐性を抑えることによる)。
【００７１】
本発明は、その範囲内に、(ａ)細菌培養、毒素抽出、濃縮、保存、凍結乾燥および／または復元によって得られたかまたは加工された純粋な神経毒ならびに神経毒複合体、(ｂ)修飾された神経毒または組換え神経毒、即ち、１またはそれ以上のアミノ酸もしくはアミノ酸配列が、既知の化学的／生化学的アミノ酸修飾法または既知の宿主細胞／組換えベクター組換え法の使用により、意図的に削除、修飾または置換された神経毒、ならびに、そのように調製された神経毒の誘導体もしくは断片を包含し、さらに、内分泌膵臓細胞上に存在する細胞表面受容体に対する、１またはそれ以上の結合した標的指向部分を有する神経毒を包含する。
【００７２】
本発明に従って使用するためのボツリヌム毒素は、真空圧力下の容器内で凍結乾燥または真空乾燥された形態で貯蔵することができる。凍結乾燥の前に、ボツリヌム毒素を、薬学的に許容しうる賦形剤、安定剤および／または担体(例えばアルブミン)と混合することができる。凍結乾燥または真空乾燥した物質を、食塩水または水により復元することができる。
【００７３】
糖尿病を治療するために本発明に従って投与される神経毒(例えば、ボツリヌム毒素の血清型Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦまたはＧ)の量および投与経路は、種々の患者の変数(サイズ、体重、年齢、病気の重篤性、治療に対する反応、ならびに、選択した神経毒の溶解および拡散特性を含む)に従って広く変化することができる。さらに、影響を受ける膵臓または神経節組織の大きさは、注入した神経毒の量に比例すると考えられ、一方、神経麻痺の量は、ほとんどの投与範囲について、注入した神経毒の濃度に比例すると考えられる。
【００７４】
適切な投与経路および投与量を決定するための方法は、主治医によりケースバイケースで決められるのが一般的である。このような決定は、当業者にとっては普通のことである[例えば、"Harrison's Principles of Internal Medicine" (1998), Anthony Fauciら編, 第14版, McGraw Hill出版を参照]。例えば、初期相の２型糖尿病を治療するためには、Ａ型ボツリヌム毒素複合体の溶液を、膵臓組織中に内視鏡または腹腔内により直接注入することができ、これにより、全身循環系に毒素が入るのを実質的に回避することができる。
【００７５】
(実施例)
以下に挙げる実施例は、当業者に、本発明を実施するための本発明の範囲内にある特定の好ましい方法を供するものであり、本発明の範囲の限定を意図するものではない。
実施例１  内分泌膵臓への神経毒の局所投与
膵臓内分泌細胞への、またはその近くへの神経毒の局所投与は、いくつかの方法によって行うことができる。例えば、診断および治療目的のための膵臓内視鏡が周知である。治療用の膵臓内視鏡法には、膵臓括約筋切開、狭窄拡張、ステント処理、偽嚢胞ドレナージおよび内視鏡的逆行性胆道膵管造影(ＥＲＣＰ)(膵臓胆管系の可視化および処置を可能にする)が含まれる。膵臓治療に使用される内視鏡に修飾を加えて、膵臓組織中に神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)を直接注入するために使用しうるようにすることができる。例えば、米国特許Ｎo.５,６７４,２０５を参照。本発明の目的のために、内視鏡を、中咽頭から胃、十二指腸を経て、最後に膵管に移動させる。必要なら、管内に内視鏡を滞留させるために、管の減圧を予め行う(例えば、拡張またはステント処理による)。このように配置したなら、中空の針先端を内視鏡から膵臓組織に伸ばすことができ、この針を通って神経毒を膵臓組織に注入することができる。
【００７６】
膵管に接近できないとき、または膵管が減圧しないときには、画像ガイドされた(即ち、超音波またはコンピューター連動断層撮影により画像ガイドされた)経皮針を、膵臓組織への直接的な神経毒の経腹注入のために使用することもできる。即ち、膵臓生検のための経皮針吸引は既知の方法であり、吸引を所望の毒素注入を行うために逆にすることができる。
【００７７】
以下の実施例のそれぞれにおいて、投与されるボツリヌム毒素の特定の量は、主治医の判断の範囲内で考慮され、重要とみなされる種々の因子に依存する。実施例のそれぞれにおいて、わずかの量のボツリヌム毒素しか全身に入らず、有意の副作用は伴われない。以下のボツリヌム毒素の注入単位／キログラム(Ｕ／ｋｇ)は、患者の全体重(ｋｇ)に対する量である。例えば、７０ｋｇの患者に対する３Ｕ／ｋｇは、２１０単位のボツリヌム毒素の注入に当たる。
【００７８】
実施例２  Ａ型ボツリヌム毒素による２型糖尿病の治療
４８歳の肥満男性は、初期相の２型糖尿病(ＮＩＤＤＭ)と診断された。約１０-3Ｕ／ｋｇ〜約３５Ｕ／ｋｇのＡ型ボツリヌム毒素調製物(例えば、約１０〜５００単位のＢＯＴＯＸR)を、実施例１に記載した方法のいずれかを用いて、膵臓に直接注入した。１〜７日以内に糖尿病の症状が軽減された。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、少なくとも約２〜６カ月にわたり持続した。
【００７９】
実施例３  Ｂ型ボツリヌム毒素による２型糖尿病の治療
４８歳の肥満男性は、初期相の２型糖尿病(ＮＩＤＤＭ)と診断された。約１０-3Ｕ／ｋｇ〜約３５Ｕ／ｋｇのＢ型ボツリヌム毒素調製物(例えば、約１０００〜２０,０００単位のＢ型ボツリヌム調製物)を、実施例１に記載した方法のいずれかを用いて、膵臓に直接注入した。１〜７日以内に糖尿病の症状が軽減された。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、少なくとも２〜６カ月にわたり持続した。
【００８０】
実施例４  Ｃ型ボツリヌム毒素による２型糖尿病の治療
４８歳の肥満男性は、初期相の２型糖尿病(ＮＩＤＤＭ)と診断された。約１０〜１０,０００単位のＣ1型ボツリヌム調製物を、実施例１に記載した方法のいずれかを用いて、膵臓に直接注入した。１〜７日以内に糖尿病の症状が軽減された。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、少なくとも２〜６カ月にわたり持続した。
【００８１】
実施例５  Ｄ型ボツリヌム毒素による２型糖尿病の治療
４８歳の肥満男性は、初期相の２型糖尿病(ＮＩＤＤＭ)と診断された。約１０〜１０,０００単位のＤ型ボツリヌム調製物を、実施例１に記載した方法のいずれかを用いて、膵臓に直接注入した。１〜７日以内に糖尿病の症状が軽減された。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、少なくとも２〜６カ月にわたり持続した。
【００８２】
実施例６  Ｅ型ボツリヌム毒素による２型糖尿病の治療
４８歳の肥満男性は、初期相の２型糖尿病(ＮＩＤＤＭ)と診断された。約１０〜１０,０００単位のＥ型ボツリヌム調製物を、実施例１に記載した方法のいずれかを用いて、膵臓に直接注入した。１〜７日以内に糖尿病の症状が軽減された。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、少なくとも２〜６カ月にわたり持続した。
【００８３】
実施例７  Ｆ型ボツリヌム毒素による２型糖尿病の治療
４８歳の肥満男性は、初期相の２型糖尿病(ＮＩＤＤＭ)と診断された。約１０〜１０,０００単位のＦ型ボツリヌム調製物を、実施例１に記載した方法のいずれかを用いて、膵臓に直接注入した。１〜７日以内に糖尿病の症状が軽減された。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、少なくとも２〜６カ月にわたり持続した。
【００８４】
実施例８  Ｇ型ボツリヌム毒素による２型糖尿病の治療
４８歳の肥満男性は、初期相の２型糖尿病(ＮＩＤＤＭ)と診断された。約１０〜１０,０００単位のＧ型ボツリヌム調製物を、実施例１に記載した方法のいずれかを用いて、膵臓に直接注入した。１〜７日以内に糖尿病の症状が軽減された。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、少なくとも２〜６カ月にわたり持続した。
【００８５】
実施例９  Ａ型ボツリヌム毒素による糖尿病治療のための２工程法
３４歳の女性は、初期相の２型糖尿病(ＮＩＤＤＭ)と診断された。約１０〜５００単位のＡ型ボツリヌム毒素調製物(即ち、ＢＯＴＯＸR)を、実施例１に記載した方法のいずれかを用いて、患者の膵臓に注入した。ボツリヌム毒素の注入前または注入と同時に、治療用量のチアゾリジンジオンを投与してインスリン耐性を軽減した。１〜７日以内に糖尿病の症状が軽減された。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、少なくとも２〜６カ月にわたり持続した。
【００８６】
実施例１０  Ｂ〜Ｇ型ボツリヌム毒素による糖尿病治療のための２工程法
３４歳の女性は、初期相の２型糖尿病(ＮＩＤＤＭ)と診断された。約１０〜１０,０００単位の血清型Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦまたはＧのいずれかのボツリヌム毒素を、実施例１に記載した方法のいずれかを用いて、患者の膵臓に注入した。ボツリヌム毒素の注入前または注入と同時に、治療用量のチアゾリジンジオンを投与してインスリン耐性を軽減した。１〜７日以内に糖尿病の症状が軽減された。高血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った。糖尿病の軽減は、少なくとも２〜６カ月にわたり持続した。
【００８７】
実施例１１  Ａ型ボツリヌム毒素による２型糖尿病の治療
５３歳の男性は、中期相または後期相の２型糖尿病(ＮＩＤＤＭ)と診断された。約１０-3Ｕ／ｋｇ〜約３５Ｕ／ｋｇのＡ型ボツリヌム毒素調製物(例えば、約１０〜５００単位のＢＯＴＯＸR)を、次のように腹腔神経節に直接注入した。腹腔神経節に到達するためにコンピューター連動断層撮影針誘導を用い、極めて薄い針(２２ゲージ)を用い、仰臥位にある患者で前部アプローチを用いて、経皮法を行った。１〜７日以内に糖尿病の症状が軽減された。低血糖症を伴うことなくインスリンレベルが正常に戻った(上昇した)。糖尿病の軽減は、少なくとも２〜６カ月にわたり持続した。
【００８８】
本明細書中に開示した本発明の方法は、多くの利点を有しているが、それらには次のものが含まれる：
(１)本発明は、２型糖尿病の効果的治療のための多くの外科操作を不要なものにする；
(２)本発明に従う神経毒の直接的な局所適用によって、全身的な薬物作用を回避することができる；
(３)本発明の改善効果が、本明細書中に記載したような神経毒の１回の局所投与から、平均して２〜６カ月にわたり持続することができる。
【００８９】
ある種の好ましい方法に関連して本発明を詳しく説明したが、本発明の範囲内で他の態様、修正および修飾が可能である。例えば、多種多様の神経毒を、本発明の方法において効果的に使用することができる。さらに、本発明は、２またはそれ以上の神経毒(例えば、２またはそれ以上のボツリヌム毒素)を同時または連続して投与する局所膵臓投与法を包含する。例えば、Ａ型ボツリヌム毒素を、臨床反応の喪失または中和抗体の出現まで投与し、それに続いてＥ型ボツリヌム毒素を投与することができる。また、任意の２またはそれ以上のボツリヌム血清型Ａ〜Ｇの組合せを局所投与して、所望の治療成果の開始および期間を制御することができる。さらに、非神経毒化合物を、神経毒の投与前、投与と同時、または投与後に投与して、神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)がその治療効果を発揮し始める前に、神経麻痺の増強またはより迅速な開始などの補助作用を発揮させることができる。
【００９０】
また、本発明はその範囲内に、神経毒の局所投与によって糖尿病を治療するための薬剤の製造において神経毒(例えば、ボツリヌム毒素)を使用することを包含する。
【００９１】
即ち、特許請求の範囲に記載された思想および範囲は、上記の好ましい態様の記載に限定されるべきではない。