KR20130114240A - 화학요법적 항종양 약물을 함유하는 나노입자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학요법적 항종양제를 함유하는 나노입자에 의하는 암, 특히 간세포 암종을 치료하기 위한 새로운 치료적 접근법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 독성학적 부작용을 방지하고 치료의 유익/위험 비를 증가시키기 위해 2 시간 이상 동안의 정맥내 주입에 의한 상기 나노입자의 투여에 의하는 암의 치료에 관한 것이다.

Description

화학요법적 항종양 약물을 함유하는 나노입자 {NANOPARTICLES LOADED WITH CHEMOTHERAPEUTIC ANTITUMORAL DRUG}
본 발명은 의학, 특히 종양학 분야에 관한 것이다. 본 발명은 하나 이상의 화학요법적 항종양 약물을 함유하는 나노입자에 의한 암, 특히 간세포 암종의 치료에 관한 것이다.
암은 악성 거동 즉, 침입 및 전이와 결부된 세포의 제어되지 않는 성장이 특징이다. 암은 대부분의 산업화된 국가에서 사망의 주요 원인이다. 상이한 방식의 암 치료법 즉, 화학요법, 방사선요법, 수술, 면역요법 및 호르몬요법이 사용될 수 있다.
화학요법은 암을 치료하기 위한 화학요법적 항종양제 (chemotherapeutic antitumoral agent) 의 사용으로서 정의될 수 있다. 대략적으로, 대부분의 화학요법적 항종양제는 유사분열 (세포 분열) 또는 DNA 합성을 손상시켜, 빠르게 분열하는 세포를 효과적으로 표적화함으로써 작용한다.
화학요법적 항종양제는 가장 흔히 비경구적으로, 특히 정맥내로 (intravenously: IV) 또는 동맥내로 (intra-arterially: IA) 전달된다. IV 또는 IA 화학요법은 약물 및 치료될 암의 유형에 따라, 상이한 양의 시간에 걸쳐 제공될 수 있다.
간세포 암종 (hepatocellular carcinoma: HCC) 은 남성 (전세계적으로 523,000 케이스) 에서 다섯번째로, 여성 (전세계적으로 226,000 케이스) 에서 일곱번째로 흔한 암이고, 가장 큰 부담은 개발도상국에 있으며, 개발도상국에서 케이스의 거의 85% 가, 특히 남성에서, 발생한다: 전체적 남성/여성 비는 약 4/1 이다. 발생률이 높은 지역은 동부 및 남동부 아시아, 중앙 및 서부 아프리카, 그러나 또한 멜라네시아 및 미크로네시아/폴리네시아이다. 낮은 비율이 선진국에서 추정되나, 남부 유럽은 예외이며, 남부 유럽에서는 남성에서의 발생률 (ASR: 100,000 명 당 10.5 명) 이 기타 선진국에서보다 상당히 더 높다 (Globocan 2008, WHO, International Agency for Research on Cancer -IARC -, Cancer Incidence and Mortality Worldwide 2008).
2008 년도에 간 암으로 인해 694,000 명이 사망한 것으로 추정되며 (남성에서 477,000 명, 여성에서 217,000 명), 그것의 높은 치사율 때문에 (사망률 대 발생률의 전체적 비 0.93), 간 암은 전세계적으로 암으로 인한 사망의 세번째로 가장 흔한 원인이다. 사망률의 지리적 분포는 발생률에 대해 관찰된 것과 유사하다 (Globocan 2008, WHO, International Agency for Research on Cancer -IARC -, Cancer Incidence and Mortality Worldwide 2008).
HCC 은 통상적으로 간경변 또는 만성 간 질환 (chronic liver disease: CLD) 을 앓는 사람에서 발생한다. CLD 또는 간경변의 발달을 촉진하는 모든 인자는 결과적으로 HCC 에 대한 위험 인자이다. 주된 병인 인자는 간염 B 바이러스 감염 (hepatitis B virus infection: HBV; 53%), 간염 C 바이러스 감염 (hepatitis C virus infection: HCV; 25%), 알코올성 간 질환 (alcoholic liver diseases: ALD; 15-43%) 또는 대사이상 장애 예컨대 비 알코올성 지방-간염 (Non Alcoholic Steato-Hepatitis: NASH; 20%) 비만 및 당뇨병이다. 하기 기타 인자는 덜 빈번하다: 혈색소증, 기타 만성 담즙성 또는 염증성 간 질환. 곡물, 땅콩, 및 기타 식품에서 성장하는 곰팡이 아스페르질루스 플라부스 (Aspergillus flavus) 및 아스페르질루스 파라시티쿠스 (Aspergillus parasiticus) 에 의해 생성되는, 아플라톡신은 간독성 작용제이고, 이러한 균독소에의 만성 노출은 HCC 의 발달을 초래한다. 화학물질의 효과는 여전히 논의 중이고 현저하지 않다.
HCC 에 대한 현재의 치료 전략은 치유적 치료법 예컨대 수술적 개입 (종양 절제 및 간 이식), 경피적 개입 (에탄올 주사, 고주파 열 삭마), 또는 완화적 치료법 예컨대 경동맥 개입 [주로 경동맥 화학색전술 (transarterial chmoembolization: TACE)], 전신 요법 및 실험적 전략으로 분류될 수 있다 (H.C. Spangenberg, R. Thimine, H.E. Blum, Biologies: Targets & Therapy, 2008, 2(3), 453). 주의 깊게 선별된 환자에서, 절제 및 간 이식은 60% ~ 70% 의 5-년 생존율을 허용한다. 불행히도, 서방 국가에서의 대부분의 환자는 진단시 중간 또는 진행 HCC (intermediate or advanced HCC) 를 나타내며, 결과적으로 이들 치유적 치료법을 사용할 수 없다 (L. Faloppi, M. Scartozzi, E. Maccaroni, P.M. Di Pietro, R. Berardi, M. Del Prete, S. Cascinu, Cancer Treat. Rev., 2011, 37(3), 169).
완화적 치료법 중에서, 화학색전술에 의한 동맥내 접근법 (TACE) 은 환자의 16-55% 에서 객관적 반응을 유도하는 것으로 밝혀졌지만, 많은 무작위 시험들은 어떠한 생존율 유익도 밝히지 않았다. 불행히도, TACE 은 종종 심각한 부작용 예컨대 간 부전 또는 신장 기능장애를 동반하는 것으로 알려져 있다 (K. Kamada, T. Nakanishi, M. Kitamoto, H. Aikata, Y. Kawakami, K. Ito, T. Asahara, G. Kajiyama, J. Vase. Interv. Radiol, 2001, 12(7), 847).
최근까지, 진행 HCC 을 앓는 환자에 대해 전체 생존기간 (overall survival: OS) 을 연장하는 요법이 이용가능하지 않았으며, 이는 새로운 표적화 요법에 대한 필요를 시사한다 (H.C. Spangenberg, R. Thimine, H.E. Blum, Biologies: Targets & Therapy, 2008, 2(3), 453). 2007 년도에 최초로, 멀티키나제 저해제인, 소라페닙 (Nexavar®) 이 절제불가능한 HCC 을 앓는 환자에서 플라시보에 비해 전체 생존기간의, 비록 작지만 증가를 나타냈다. 이러한 작용제 외에도, 다양한 상이한 분자들이 현재 진행 단계 HCC 에서 시험 중이며, 그 중에서 또다른 경구 멀티키나제 저해제인, 브리바닙은 현재 여러 제 III 상 연구에서 시험 중이다 (H.C. Spangenberg, R. Thimine, H.E. Blum, Biologies: Targets & Therapy, 2008, 2(3), 453 - K. Almhanna, PA Philip, Onco. Targets Then, 2009, 18(2), 261).
소라페닙이 진행 단계 HCC 에 대한 관리의 표준이고 유럽 의약청 (EMA) 및 식품의약청 (FDA) 에 의한 규제가 없는 HCC 의 치료제로 등록되어 있음에도 불구하고, 임상 시험의 좁은 포함 기준은 많은 환자들을 그들의 질환 상태에 관해 입증된 효과적 치료법 없이 방치한다. 더욱이, 소라페닙을 수령한 일부 환자에서 치료 실패가 발생하므로, 그러한 환자가 치료 효능, 약물 섭생 및 전체적 관용 (tolerance) 을 개선하고 저항성을 극복할 의학적 필요가 여전히 존재한다 (M. Peck-Radosavljevic, Therap. Adv. Gastroenterol. 2010, 3(4), 259).
HCC 은 높은 정도의 약물 저항성이 특징인 과다혈관 고형 암으로서 알려져 있다 (T. Wakamatsu, Y. Nakahashi, D. Hachimine, T. Seki, K. Okazaki, Int. J. Oncol, 2007, 31(6), 1465). HCC 에서 이러한 화학저항성의 메카니즘은 복합적이다. 그러나, 더욱 흔한 메카니즘은 다중약물 저항성 (multidrug resistance: MDR) 수송체, P-gp 및 MRP 펌프와 관련된다 (D.M. Bradshaw, R.J. Arceci, J. Clin. Oncol, 1998, 16(11), 3674. Review. Erratum in: J. Clin. Oncol, 1999, 17(4), 1330). 이들 펌프는 종양 세포가 상이한 유형의 화학요법제를 세포외 환경 내로 유출하는 것을 허용한다 (Y. Chen, S.M. Simon, J. Cell Biol. 2000, 148(5), 863). MDR 표현형과 관련된 화학저항성은 내인성이거나 또는 화학요법 동안 획득될 수 있다. 화학저항성은, 자발적이든 또는 획득된 것이든지 간에 암 치료에서 심각한 우려 요인이다. HCC 은 종종 내인성으로 화학저항성이며, 이는 그것의 요법의 실패에 대한 주요 원인이다 (R. Perez-Tomas, Curr Med Chem., 2006, 13(16), 1859, Review). 더 많은 투여량의 약물이 투여될 필요가 있어서 결과적으로 심각한 유해 효과 (adverse effect) 를 야기할 수 있기 때문에 이는 암에 대한 화학요법에서 큰 장애가 된다 (F.Yan, X.M. Wang, Z.C. Liu, C. Pan, S.B. Yuan, Q.M. Ma, Hepatobiliary Pancreat. Dis. Int. 2010, 9(3), 287). 화학저항성은 주요 화학요법제, 특히 안트라사이클린 (예컨대 독소루비신), 빈카-알칼로이드, 에피포도필로톡신 또는 탁산에 영향을 미친다. MDR 유전자의 과발현에 기인하는 화학요법제의 불량한 효능은, 저항성 문제를 고려할 수 있는, HCC 에 대한 새로운 치료 전략을 개발할 필요를 강조한다.
독소루비신은 화학요법적 화합물로서, 그것의 효능은 HCC 를 포함하는 여러 암에서 밝혀졌다. 그러나, HCC 에서 독소루비신의 IV 주입은 객관적 반응율이 5-10% 로 보통이다. 거대, 무작위, 다중심 임상 시험은 IV 경로를 통해 투여된 독소루비신 60 ㎎/㎡ 및 직접적 티미딜레이트 (thymidilate) 신타제 저해제인, 티미타크 (thymitaq) 의 효능을 비교했다 (Porta C, 2006). 절제불가능한 HCC 를 앓는 446 명의 무작위화된 환자에서, 독소루비신의 효과는 보통인 것으로 밝혀졌다. HCC 환자에서 독소루비신의 보통의 효과는 PgP 및 MRP 세포 펌프의 과활성과 관련된 다중약물 저항성 (MDR) 메카니즘에서 기인하는 것으로 추정된다. Pgp 및 MRP 저해제의 사용을 포함하는, 다수의 전략이 저항성 문제를 극복하는 것으로 평가되었다. 이들 약물의 개발은 그들의 안전성 프로파일로 인해 중단되었다.
HCC 에서, 전신 독성을 감소시키고, 중대한 간 종양 괴사를 유도하고, 건강한 간 실질을 구하기 위해 간 동맥내 (IA) 주사에 의하는 세포독성제를 사용하는 새로운 치료적 전략이 개발되었다.
특허 EP1056477, 및 그것의 US 대응 US6881421 에 기재된 기술은, 폴리알킬시아노아크릴레이트 (polyalkylcyanoacrylate: PACA) 중합체를 사용하여 활성 성분을 나노입자 내로 제형화한다. EP1056477, 및 그것의 US 대응 US6881421 은, 입자의 제형화에 필수적인 화학 반응에 대항해 활성 성분을 보호하도록 나노입자의 제조 동안 활성 성분을 착화시키는 착화제의 사용을 보여준다. 그러므로, 활성 성분은 유리하게는 입자와 비-공유적 방식으로 연합되고 반응 또는 붕괴로부터 보호된다. 제약적 활성 성분, 중합체 예컨대 폴리(알킬시아노아크릴레이트) 및 착화제 예컨대 사이클로덱스트린을 포함하는 나노입자가 이에 따라 EP1056477, 및 그것의 US 대응 US6881421 에서 교수된다.
상기 나노입자에 함유된 독소루비신 (이후 "독소루비신을 함유하는 나노입자" 로 언급됨) 은 PACA 의 일종인, 폴리이소헥실시아노아크릴레이트 (polyisohexylcyanoacrylate: PIHCA), 나노입자와 화학요법제 독소루비신을 연합시키는 약물 제형이다.
상기 나노입자는 다음과 같이 요약될 수 있는 MDR 을 우회하는 원래의 메카니즘을 나타낸다:
독소루비신을 함유하는 나노입자가 종양 세포의 표면에 흡착하고, 포함된 독소루비신을 세포막 가까이에서 방출하며, 이는 높은 국소적 기울기 농도를 초래한다 (Colin de Verdiere A, Cancer Chemother Pharmacol. 1994;33(6):504-8).
나노입자가 붕괴하고 가용성 폴리시아노아크릴산을 방출하며, 이는 원형질 막과 상호작용하여 독소루비신의 세포내 전달을 개선하는데 기여할 수 있다 (De Verdiere AC, Br J Cancer. 1997;76(2): 198-205).
가용성 중합체도 또한 임의의 공유적 연결 없이 이온 쌍으로서 작용하여, 독소루비신의 양전하를 차폐할 수 있으며, 이에 따라 Pgp 에 의한 그것의 유출을 방지한다 (De Verdiere 1997, Br J Cancer. 1997;76(2): 198-205). MDR 펌프 (Pgp 및 MRP) 와의 직접적 상호작용이 이와 같이 회피된다.
남성에서, 간 동맥내 경로를 통하는 독소루비신을 함유하는 나노입자의 효능 및 안전성이 2 개의 임상 시험에서 평가되었다: 하나는 개방 제 I - II 상 임상 시험이고, 하나는 무작위 제 II 상 임상 시험이다 (표 1).
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표 1: 독소루비신을 함유하는 나노입자의 임상적 개발에 대한 연구 디자인의 요약
연구 BA2002/03/02 (진행 간세포 암종을 앓는 환자에서의 제 I/II 상 연구) 는 HCC 를 앓는 환자에서 다중심, 개방, 투여량-증가 디자인에 따라 수행되었다. 독소루비신을 함유하는 나노입자를 간 동맥내 (IA) 경로를 통해 볼러스 (bolus) 로서 주사했다. 연속적 코호트의 3 명의 환자에게 독소루비신을 함유하는 나노입자의 단일 투여량 10, 20 및 30 ㎎/㎡ 을 주사했다. 투여량 30 ㎎/㎡ 이 잘 관용되었으므로, 프로토콜을 수정하여 40 ㎎/㎡ 및 그 후 35 ㎎/㎡ 를 평가했다. 이들 2 가지 투여량이 독성으로 여겨졌으므로, 부가적 환자에게 독소루비신을 함유하는 나노입자의 투여량 30 ㎎/㎡ 을 15 분 내에 제공했다. 2 명의 환자는 독소루비신을 함유하는 나노입자의 두번째 IA 투여량을 수령했고, 1 명의 환자는 3 회의 IA 주입을 수령했다.
20 명의 환자를 이 연구에 포함시켰다. 35 및 40 ㎎/㎡ 에서 보고된 중증 호흡기 TEAE (Treatment Emergent Adverse Events: 치료 유발 유해 사건) 외에, 관용이 수용가능했다; 대부분의 TEAE 는 단기 지속성이었고 중증도가 경도였다. 모두 후유증 없이 원상회복가능했다. 전체적으로, 이미 자유 독소루비신에 대해 보고된 바와 같이 50% 의 중증이 아닌 TEAE 가 예상되었다. 가장 빈번한 TEAE 는 백혈구감소증 (n=13; 65%), 호중구감소증 (n=12; 60%), 구역질 (n=10; 50%), 빈혈 및 복통 (n=9; 45%), 무력증, 열병, 탈모증 (n=6; 30%) 및 기침 (n=5; 25%) 이었다. 트랜스아미나제의 증가가 11 명의 환자 (55%) 에서 보고되었고, 치료 효능과 관련될 가능성이 있는 것으로 예상되었다. 2 명의 환자가 독소루비신을 함유하는 나노입자의 투여량 35 ㎎/㎡ 에서 중증 급성 호흡 곤란 증후군 (Acute Respiratory Distress Syndrome: ARDS) 을 가졌다.
효능 데이타는 평균 및 중간 생존기간 각각 548 및 315 일, 임상적 연구 기준에 따른 객관적 반응율 65 ~ 80% 로 효능의 신호를 명백히 입증했다.
이들 데이타에 근거하여, 독소루비신을 함유하는 나노입자의 간 IA 15-분 주입의 효능 및 안전성을 관리 치료의 표준의 경우와 비교했다.
두번째 연구 BA2006/03/03 (진행 HCC 를 앓는 환자에서의 제 II 상/III 연구) 는 진행 HCC 를 앓는 환자에서 다중심, 비교, 개방, 무작위 (2/1 비) 디자인에 따라 수행되었다. 독소루비신을 함유하는 나노입자를 IA 경로를 통해 투여량 30 ㎎/㎡ 에서의 15-분 주입으로서 주사했고, 메틸프레드니손의 경구 예비투약이 선행 및 후행했다. 50 명의 환자를 연구의 제 1 파트에 포함시켰다. 33 명의 환자는 독소루비신을 함유하는 나노입자의 3 회의 주입을 4-주 간격으로 수령했고, 나머지 17 명의 환자 각각은 질환의 중증도에 맞춰 조정된 관리 치료의 최선의 표준을 수령했다. 이러한 제 1 상의 마지막에, 독소루비신을 함유하는 나노입자가 환자 (3 개월에서 국소적 진행이 없는 환자) 의 2/3 에서 활성으로 여겨진 경우, 그 후 150 명의 부가적 환자를 등록시켰다.
이 연구는 독소루비신을 함유하는 나노입자로 처리된 2 명의 환자에서 사망을 초래한 ARDS 의 발생 때문에 28 명의 환자가 등록되었을 때 조기에 중단되었다. 17 명의 환자가 독소루비신을 함유하는 나노입자의 39 회의 주입을 수령했고, 11 명은 대조군에서 무작위화되었다. 대조군에서는 환자가 ARDS 로 사망하지 않았다.
시험의 조기 중단 때문에 독소루비신을 함유하는 나노입자 군에서 많은 환자가 프로토콜에 따른 치료 (4-주 간격으로 3 회 주입) 를 완료하지 않았음에도 불구하고, 독소루비신을 함유하는 나노입자 군에서 환자의 63% 가 3 개월에서 국소적 진행이 없었다 (이와 대조적으로 대조군에서는 75% 가 국소적 진행을 보임). 등록된 환자를 2011 년 2 월까지 모니터링하고 생존기간을 기록했다. 전체 생존기간은 대조군에서보다 독소루비신을 함유하는 나노입자 군에서 유의하게 더 길었다. 이 시점에서, 평균 및 중간 전체 생존기간은 독소루비신을 함유하는 나노입자 군에서 952 일이었고, 이와 비교되게 대조군에서 449 일이었다.
게다가, 생존기간은 프로토콜에서 요청된 대로 독소루비신을 함유하는 나노입자의 3 코스를 완료한 환자에서 유의하게 훨씬 더 길었다. 평균 및 중간 전체 생존기간은 대조군에서보다 3 회 IA 주사를 수령한 독소루비신을 함유하는 나노입자 군에서 2 배 더 길었다. 마찬가지로 생존기간은 독소루비신을 함유하는 나노입자 30 ㎎/㎡ 의 오직 1 또는 2 회 IA 주사를 수령한 환자에서보다 독소루비신을 함유하는 나노입자의 3 코스를 완료한 환자에서 훨씬 더 길었다. 이들 데이타는 진행 HCC 를 앓는 환자의 치료에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 효능의 강한 신호를 확인시켜 줬다.
그러므로, 비록 효능의 면에서 매우 유망하기는 하나, 암 치료, 특히 HCC 치료에 있어서, 화학요법적 약물을 함유하는 나노입자, 예컨대 독소루비신을 함유하는 나노입자의 사용은 현재 그것의 중증 폐 유해 사건 때문에 가능하지 않다. 더 안전한 사용을 허용하고, 폐 유해 사건의 발생 확률 및 그의 중증도를 유익/위험 비로 인한 허용 한계 미만으로 감소시키는 새로운 접근법이 이제 필요하다. 특히, 이러한 나노입자에 의해 유도되는 폐 유해 사건을 감소시키는 동시에 이미 관찰된 양호한 효능을 유지하는 것이 매우 유리할 것이다.
발명자들은 중증 폐 유해 사건에 대한 적합한 동물 모델을 얻는데 성공했고, 그 후 놀랍게도 화학요법제를 함유하는 나노입자의 동맥내 또는 정맥내 투여와 연관되는 중증 독성학적 부작용, 특히 폐 손상이 여러 시간 동안의 상기 나노입자의 정맥내 또는 동맥내 주입에 의해 방지될 수 있음을 발견했다.
이를 근거로, 본 발명은, 2 시간 이상 동안 정맥내 또는 동맥내 주입에 의해 투여되는, 암 치료를 위해 사용되는, 하나 이상의 화학요법적 항종양제, 하나 이상의 폴리(알킬시아노아크릴레이트) 및 하나 이상의 사이클로덱스트린을 포함하는 나노입자에 관한 것이다. 특히, 나노입자는 2 ~ 24 시간 동안, 더욱 특히 4 ~ 12 시간 동안, 더더욱 특히 약 6 시간 동안 정맥내 또는 동맥내 주입에 의해 투여될 수 있다. 특정 구현예에서, 투여는 정맥내 주입에 의한다.
바람직하게는, 나노입자에 포함된 폴리(알킬시아노아크릴레이트) 중합체는 폴리이소헥실시아노아크릴레이트 중합체이다.
본 발명에서 사용되는 나노입자는 농도 0.01 ~ 200 ㎎/(나노입자의 g) 의 상기 하나 이상의 화학요법제, 0.1 ~ 70 % w/w 의 상기 하나 이상의 사이클로덱스트린 및 1 ~ 25 % w/w 의 상기 하나 이상의 폴리(알킬시아노아크릴레이트)를 포함할 수 있다.
나노입자에 포함된 화학요법적 항종양제는 안트라사이클린 (anthracycline), 토포이소머라제 저해제 (topoisomerase inhibitor), 방추체 독 식물 알칼로이드 (spindle poison plant alkaloid), 알킬화제 (alkylating agent), 항-대사물질 (anti-metabolite), 엘립티신 (ellipticine) 및 하르민 (harmine), 및 그들의 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 화학요법적 항종양제는 안트라사이클린이다. 더욱 바람직하게는, 화학요법제는 독소루비신 (doxorubicin), 다우노루비신 (daunorubicin), 에피루비신 (epirubicin), 이다루비신 (idarubicin), 발루비신 (valrubicin), 피라루비신 (pirarubicin), 조루비신 (zorubicin), 아클라루비신 (aclarubicin), 데토루비신 (detorubicin), 카르미노마이신 (carminomycin), 모르폴리노독소루비신 (morpholinodoxorubicin), 모르폴리노다우노루비신 (morpholinodaunorubicin), 메톡시모르폴리닐독소루비신 (methoxymorpholinyldoxorubicin), 그의 임의의 제약적으로 수용가능한 염, 및 그들의 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 특히 바람직한 구현예에서, 화학요법적 항종양제는 독소루비신 또는 그의 임의의 제약적으로 수용가능한 염이다. 이 구현예에서, 독소루비신의 투여량은 약 10 ~ 약 75 ㎎/㎡, 약 10 ~ 약 60 ㎎/㎡, 약 10 ~ 약 45 ㎎/㎡, 약 10 ~ 약 30 ㎎/㎡, 약 20 ~ 약 30 ㎎/㎡ 일 수 있다. 특정 구현예에서, 독소루비신의 투여량은 약 20 ㎎/㎡ 또는 30 ㎎/㎡ 일 수 있다.
나노입자로 처리되는 암은, 바람직하게는 간세포 암종, 급성 림프모세포성 백혈병, 급성 골수모세포성 백혈병, 만성 골수성 백혈병, 호지킨병, 미만성 거대 B-세포 림프종, 소세포 폐 암, 대장 암, 췌장 암, 유방 암, 난소 암, 자궁 암, 자궁경부 암, 두경부 암, 뇌 암, 견갑골 암 (blade cancer), 다발성 골수종, 신경모세포종, 유잉 육종, 골육종, 연조직 육종, 갑상선 암, 전립선 암, 위 암, 콩팥모세포종, 카포시 육종, 및 비-호지킨 림프종으로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 조혈계통 종양 (hematopoietic tumor) 또는 고형 종양일 수 있다. 특히 바람직한 구현예에서, 암은 간세포 암종이다.
또다른 양상에서, 본 발명은 암 치료 방법으로서, 그러한 치료가 필요한 환자에게 하나 이상의 화학요법제, 하나 이상의 폴리(알킬시아노아크릴레이트) 및 하나 이상의 사이클로덱스트린을 포함하는 나노입자의 치료적 유효량을 2 시간 이상 동안 정맥내 또는 동맥내 주입에 의해 투여하는 것을 포함하는 암 치료 방법에 관한 것이다. 바람직하게는, 나노입자는 상기와 같은 제약적 조성물의 형태로 투여된다. 나노입자에 대해 위에 공개된 모든 구현예는 이러한 양상에 포함된다. 특정 구현예에서, 투여는 정맥내 주입에 의한다.
추가의 양상에서, 본 발명은 2 시간 이상 동안 정맥내 또는 동맥내 주입에 의해 투여되는, 하나 이상의 화학요법제, 하나 이상의 폴리(알킬시아노아크릴레이트) 및 하나 이상의 사이클로덱스트린을 포함하는 나노입자의, 암의 치료를 위한 용도에 관한 것이다. 나노입자에 대해 위에 공개된 모든 구현예는 이러한 양상에 포함된다. 특정 구현예에서, 투여는 정맥내 주입에 의한다.
마지막 양상에서, 본 발명은 2 시간 이상 동안 정맥내 또는 동맥내 주입에 의해 투여되는 암 치료용 제약적 제제의 제조를 위한, 하나 이상의 화학요법제, 하나 이상의 폴리(알킬시아노아크릴레이트) 및 하나 이상의 사이클로덱스트린을 포함하는 나노입자의 용도에 관한 것이다. 나노입자에 대해 위에 공개된 모든 구현예는 이러한 양상에 포함된다. 특정 구현예에서, 투여는 정맥내 주입에 의한다.
본 발명에 대한 예비 작업으로서, 발명자들은 폴리(알킬시아노아크릴레이트) 중합체 및 사이클로덱스트린을 포함하는 나노입자 내로 제형화된 독소루비신 (이후 "독소루비신을 함유하는 나노입자" 로 언급됨) 의 간 동맥내 주입에 의한 간세포 암종의 치료에 대한 이전 임상 시험에서 관찰된 호흡기 유해 사건을 조사하기 위해 랫트 모델을 확립하고 평가했다. 이러한 모델을 사용하여, 발명자들은 본원에서 2 시간 이상 동안의 상기 나노입자의 정맥내 주입이 동일한 투여량에서의 볼러스 정맥내 주사에 비해 독성학적 부작용, 특히 폐 손상을 크게 감소시키는 것을 허용함을 입증했다. 이러한 새로운 치료적 접근법은 나노입자의 더 안전한 사용을 허용하고, 그 후 유익/위험 비를 극적으로 증가시킨다.
따라서, 첫번째 양상에서, 본 발명은 2 시간 이상 동안 정맥내 또는 동맥내 주입에 의해 투여되는, 암 치료를 위해 사용되는 하나 이상의 화학요법적 항종양제를 포함하는 나노입자에 관한 것이다.
통상의 기술자는, 2 시간 이상 동안의 정맥내 주입으로 인한 상기 나노입자에 의해 유도되는 폐 독성의 감소를 고려하여 2 시간 이상 동안의 동맥내 주입에서도 유사한 감소를 예상할 것이다.
실제로, 독소루비신의 동맥내 대 정맥내 주입에 대한 분석적 모델이 최신 기술에서 알려져 있고, 2 개의 독소루비신 농도 붕괴 곡선이 유사함을 보여준다. 이런 이유로, 양자의 경우에 동일한 이론적 곡선이 근사화되고 (fitted) 사용된다 ("An analytical model for intra-arterial versus intravenous infusion of Adriamycin", Logan SE et al, Biomed Sci Instrum. 1989;25:239-46). 이 논문은 비록 이들 관찰이 볼러스 주사에 대해 이루어졌긴 하지만 연속적 주입에서도 유사한 관계가 존재함을 시사한다. 실제로, 연속적 주입은 각각의 하나가 상기 분석적 모델에서 기재된 바와 같이 거동하는, 일련의 극소량의 볼러스 주사로서 이해될 수 있다.
더욱이, 최신 기술은 전신 정맥을 통해 독소루비신을 수령한 환자에서, 말초 혈액 중 약물 수준이 동맥내로 독소루비신을 수령한 환자의 말초 혈액으로부터 수득된 것과 비슷했음을 확인한다 (comparison of Regional versus 시스템ic Chemotherapy with Adriamycin, Didolkar et al, Ann. Surg., March 1978, Vol. 187, No.3, p. 332-336).
본 발명에서 사용되는 나노입자는 하나 이상의 화학요법적 항종양제, 하나 이상의 폴리(알킬시아노아크릴레이트) 중합체, 및, 바람직하게는 환형 올리고당으로부터, 특히 사이클로덱스트린으로부터 선택되는, 화학요법적 항종양제와 착물을 형성할 수 있는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 그러한 나노입자는 본원에 참조로 포함되는 유럽 특허 EP 1 056 477 및 그것의 US 대응 US6881421 에서 이전에 기재된 바 있다.
폴리(알킬시아노아크릴레이트) 중합체는 선형 또는 분지형, 바람직하게는 분지형일 수 있다. 폴리(알킬시아노아크릴레이트)의 알킬 기는 선형 또는 분지형, 바람직하게는 분지형일 수 있다. 특정 구현예에서, 폴리(알킬시아노아크릴레이트) 중합체는 폴리(C1-C12 알킬시아노아크릴레이트), 바람직하게는 폴리(C4-C10 알킬시아노아크릴레이트), 더욱 바람직하게는 폴리(C6-C8 알킬시아노아크릴레이트) 이다. 바람직한 구현예에서, 폴리(알킬시아노아크릴레이트) 중합체는 폴리이소헥실시아노아크릴레이트이다. 후자의 중합체에 상응하는 단량체는, 예를 들어 상표 Monorex® 하에 Bioalliance Pharma (France) 에 의해 입수가능하다.
사이클로덱스트린은 중성이거나 또는 하전될 수 있고, 천연형 (사이클로덱스트린 α, β, γ, δ, ε), 분지형 또는 중합형일 수 있고, 또는 심지어는, 예를 들어, 알킬, 아릴, 아릴알킬, 글리코시드와 같은 기에 의해 하나 이상의 히드록시프로필이 치환되거나, 또는 알코올 또는 지방족 산에 의해 에테르화, 에스테르화되어, 화학적으로 개질될 수 있다. 상기 기 중에서, 특히 바람직한 것은 히드록시프로필, 메틸-m 및 술포부틸에테르 기, 및 그들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이다. 바람직한 구현예에서, 사이클로덱스트린은 히드록시프로필-베타-사이클로덱스트린 및/또는 무작위로 메틸화된-베타 사이클로덱스트린, 및 그들의 혼합물으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본원에서 사용되는 용어 "화학요법제 (chemotherapeutic agent)" 또는 "화학요법적 항종양제 (chemotherapeutic antitumoral agent)" 는 암 세포 또는 미성숙 전-암 세포의 성장을 저해 또는 중단시키고/거나, 암 세포 또는 미성숙 전-암 세포를 죽이고/거나, 기타 화학요법제에 대한 암 또는 전-암 세포의 감수성을 증가시키고/거나, 암 세포의 전이를 저해하는 항-암 활성을 갖는 임의의 화학적 화합물 또는 약물을 언급한다.
특정 구현예에서, 화학요법제는 안트라사이클린, 토포이소머라제 I 및/또는 II 저해제, 방추체 독 식물 알칼로이드, 알킬화제, 항-대사물질, 엘립티신 및 하르민으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
안트라사이클린 (또는 안트라사이클린 항생제) 은 스트렙토마이세스 박테리아로부터 유래된다. 이러한 화합물은 예를 들어 간세포 암종, 백혈병, 림프종, 및 유방, 자궁, 난소, 및 폐 암을 포함하는 다양한 암을 치료하는데 사용된다. 안트라사이클린은 하기 3 가지 작용 메카니즘을 갖는다: (i) DNA/RNA 가닥의 염기 쌍 사이에 개재하여 DNA 및 RNA 합성을 저해함으로써, 빠르게 성장하는 암 세포의 복제를 방지함; (ii) 토포이소머라제 II 효소를 저해하여, 슈퍼코일드 (supercoiled) DNA 의 풀림을 방지함으로써 DNA 전사 및 복제를 차단함; 및 (iii) DNA 및 세포막을 손상시키는 철-매개성 자유 산소 라디칼의 생성. 안트라사이클린은 독소루비신 (또한 아드리아마이신으로 명명됨), 다우노루비신, 에피루비신, 이다루비신, 발루비신, 피라루비신, 조루비신, 아클라루비신, 데토루비신, 카르미노마이신, 모르폴리노독소루비신, 모르폴리노다우노루비신, 메톡시모르폴리닐독소루비신, 및 그들의 그의 제약적으로 수용가능한 염을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 안트라사이클린은 독소루비신, 다우노루비신, 에피루비신, 피라루비신, 조루비신 및 아클라루비신, 및 그의 임의의 제약적으로 수용가능한 염으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 바람직한 구현예에서, 안트라사이클린은 독소루비신 또는 그의 임의의 제약적으로 수용가능한 염이다.
토포이소머라제는 DNA 의 위상구조 (topology) 를 유지하는 본질적 효소이다.
유형 I 또는 유형 II 토포이소머라제의 저해는 적절한 DNA 슈퍼코일링을 혼란시킴으로써 DNA 의 전사 및 복제를 둘다 간섭한다. 일부 유형 I 토포이소머라제 저해제는 캄프토테신 유도체를 포함한다. 캄프토테신 유도체는 캄프토테신 유사체 예컨대 이리노테칸, 토포테칸, 헥사테칸, 실라테칸, 루토르테칸, 카레니테신 (BNP1350), 김마테칸 (ST1481), 벨로테칸 (CKD602), 또는 그들의 제약적으로 수용가능한 염을 언급한다. 유형 II 토포이소머라제 저해제의 예는 암사크린, 에토포시드, 에토포시드 포스페이트 및 테니포시드를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 그들은 아메리칸 메이애플 (American Mayapple) (포도필럼 펠타텀 (Podophyllum peltatum)) 의 뿌리에서 자연적으로 발생하는 알칼로이드인, 에피포도필로톡신의 반합성 유도체이다. 특정 구현예에서, 토포이소머라제 저해제는 이리노테칸, 그것의 활성 대사물질 SN38 및 토포테칸, 및 그의 임의의 제약적으로 수용가능한 염으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 바람직한 구현예에서, 토포이소머라제 저해제는 이리노테칸이다.
방추체 독 식물 알칼로이드는 식물로부터 유래되고, 세포 분열에 필수적인, 미소관 기능을 방지함으로써 세포 분열을 차단한다. 이러한 알칼로이드는 빈카 알칼로이드 (예컨대 빈블라스틴, 빈크리스틴, 빈데신, 비노렐빈 및 빈포세틴) 및 탁산을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 탁산은 파클리탁셀, 도세탁셀, 라로탁셀, 카바지탁셀, 오르타탁셀, 테세탁셀, 및 그들의 제약적으로 수용가능한 염을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 탁산은 파클리탁셀 및 도세탁셀, 및 그의 임의의 제약적으로 수용가능한 염으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 파클리탁셀은 본래 퍼시픽 유 나무 (Pacific yew tree) 로부터 유래되었다. 도세탁셀은 파클리탁셀의 반-합성 유사체이다. 탁산과 대조적으로, 빈카 알칼로이드는 유사분열 방추체를 파괴한다. 그러므로 탁산 및 빈카 알칼로이드는 둘다 방추체 독 또는 유사분열 독으로 명명되나, 그들은 상이한 방식으로 작용한다.
알킬화제는 세포에 존재하는 조건 하에 많은 음전기 기에 알킬 기를 첨가하는 능력 때문에 그렇게 명명된다. 그들은 생물학적으로 중요한 분자 중 아미노, 카르복실, 술프히드릴, 및 포스페이트 기와 공유 결합을 형성함으로써 세포 기능을 손상시킨다. 특히, 그들의 세포독성은 DNA 합성의 저해로부터 초래되는 것으로 여겨진다. 알킬화제는 메클로레타민, 시클로포스파미드, 클로람부실, 이포스파미드 및 백금 화합물 예컨대 옥살리플라틴, 시스플라틴 또는 카르보플라틴을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
항-대사물질은 정상적 대사의 일부인 대사물질의 사용을 저해하는 화학물질이다. 그러한 물질은 구조에 있어서 종종 그들의 간섭하는 대사물질과 유사하다. 항-대사물질의 존재는 세포 성장 및 세포 분열을 중단시킨다.
퓨린 또는 피리미딘 유사체는 뉴클레오티드가 DNA 내로 통합되는 것을 방지하여, DNA 합성 및 그에 따라 세포 분열을 중단시킨다. 그들은 또한 RNA 합성에 영향을 미친다. 퓨린 유사체의 예는 아자티오프린, 메르캅토퓨린, 티오구아닌, 플루다라빈, 펜토스타틴 및 클라드리빈을 포함한다. 피리미딘 유사체의 예는 티미딜레이트 신타제를 저해하는 5-플루오로우라실 (5-fluorouracil: 5FU), 플록스우리딘 (floxuridine: FUDR) 및 시토신 아라비노시드 (시타라빈) 를 포함한다.
항엽산제는 엽산을 기능을 손상시키는 약물이다. 다수는 암 화학요법에서 사용되고, 일부는 항생제 또는 항원충제로서 사용된다. 잘 알려진 예는 메토트렉세이트이다. 이것은 엽산 유사체이고, 그와의 구조적 유사성 때문에 효소 디히드로폴레이트 리덕타제 (DHFR) 에 결합하여 저해함으로써, 테트라히드로폴레이트의 형성을 방지한다. 테트라히드로폴레이트는 퓨린 및 피리미딘 합성에 필수적이고, 이는 DNA, RNA 및 단백질의 저해된 생성을 초래한다 (테트라히드로폴레이트는 또한 아미노산 세린 및 메티오닌의 합성에도 관여한다). 기타 항엽산제는 트리메토프림, 랄티트렉세드, 피리메타민 및 페메트렉세드를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 화학요법제의 예는 제한적이 아니고, 기타 작용제가 나노입자에 함유될 수 있다. 그 중에서도, 엘립티신 및 하르민이 언급될 수 있다.
엘립티신은 협죽도 (Apocynaceae) 과의 상록수로부터 단리된 자연 식물 알칼로이드 산물이다. 엘립티신은 세포독성 및 항암 활성을 갖는 것으로 밝혀졌다 (Dalton et al., Aust. J. Chem., 1967. 20, 2715). 위치 9 에서 히드록실화된 엘립티신 유도체 (9-히드록시엘립티시늄) 는 많은 실험적 종양에 대해 엘립티신보다 더 큰 항종양 활성을 갖는 것으로 밝혀졌다 (Le Pecq et al., Proc. Natl. Acad, Sci., USA, 1974, 71, 5078-5082). 인간 치료제에 적당한 엘립티신 유도체를 동정하기 위한 연구가 수행되었고, 일부 일간 암의 치료, 특히 유방 암의 뼈 전이의 치료에 사용되어 온, N2-메틸-9-히드록시엘립티시늄 (NMHE), 또는 셀립튬의 제조를 초래했다. 기타 9-히드록시 엘립티신 유도체, 예컨대 2-(디에틸아미노-2-에틸)9-히드록시엘립티시늄 아세테이트, 2-(디이소프로필아미노-에틸)9-히드록시-엘립티시늄 아세테이트 및 2-(베타 피페리디노-2-에틸)9-히드록시엘립티시늄이, 예를 들어 US 특허 US 4,310,667 에서 기재되었다.
하르민은 페가눔 하르말라 (Peganum harmala) 종자로부터 단리된 자연 식물 알칼로이드 산물이다. 페가눔 하르말라 (남가새과 (Zygophyllaceae)) 는 중앙 아시아, 북부 아프리카, 중동 및 호주에서 반 건조 방목지대에서 널리 분포된 식물이다. 페가눔 하르말라의 약리학적 활성 화합물은 특히 종자 및 뿌리에서 발견되는 여러 알칼로이드이다. 이들은 3-카르볼린 예컨대 하르민, 하르말린, 하르몰, 하르말올 및 하르만, 및 퀴나졸린 유도체; 바시신 및 바시시논을 포함한다. 페가눔 하르말라 알칼로이드는 유의한 항종양 잠재력을 보유하는 것으로 밝혀졌다 (Lamchouri and al., Therapie, 1999, 54(6):753-8). 종양 세포주의 증식이 유의하게 감소되었다. 하르민은 다수의 인간 종양 세포주에 대항해 강한 세포독성을 나타내는 것으로 보고되었다 (Ishida and al, Bioorg Mad Chem Lett, 1999, 9(23):3319-24). 하르몰 이량체의 항암 활성은 또한 예를 들어 국제 특허 WO2009047298 에 기재된 바 있다.
바람직한 구현예에서, 화학요법제는, 바람직하게는 독소루비신, 다우노루비신, 에피루비신, 이다루비신, 발루비신, 피라루비신, 조루비신, 아클라루비신, 데토루비신, 카르미노마이신, 모르폴리노독소루비신, 모르폴리노다우노루비신, 메톡시모르폴리닐독소루비신, 그의 임의의 제약적으로 수용가능한 염, 및 그들의 임의의 조합, 더욱 바람직하게는 독소루비신 또는 그의 임의의 제약적으로 수용가능한 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 안트라사이클린이다.
본원에서 사용되는, "제약적으로 수용가능한 염 (pharmaceutically acceptable salts)" 은 부모 화합물이 산 또는 염기를 그의 염으로 만들어서 개질되는 공개된 화합물의 유도체를 언급한다. 제약적으로 수용가능한 염은, 예를 들어, 비-독성 무기 또는 유기 산으로부터, 형성되는 부모 화합물의 관습적 비-독성 염 또는 사차 암모늄 염을 포함한다. 예를 들어, 그러한 관습적 비-독성 염은 무기 산 예컨대 염산, 브롬화수소산, 황산, 술팜산, 인산, 질산 등으로부터 유래되는 것; 및 유기 산 예컨대 아세트산, 프로피온산, 숙신산, 타르타르산, 시트르산, 메탄술폰산, 벤젠술폰산, 글루코론산, 글루탐산, 벤조산, 살리실산, 톨루엔술폰산, 옥살산, 푸마르산, 말레산, 락트산 등으로부터 제조되는 염을 포함한다. 추가의 부가 염은 암모늄 염 예컨대 트로메타민, 메글루민 또는 에폴라민, 금속 염 예컨대 나트륨, 칼륨, 칼슘, 아연 또는 마그네슘을 포함한다. 예를 들어, 독소루비신의 적합한 염은 독소루비신 염산염이다.
특정 구현예에서, 본 발명에서 사용되는 나노입자는, 바람직하게는 안트라사이클린으로부터 선택되는, 하나 이상의 화학요법제, 하나 이상의 폴리(C1-C12 알킬시아노아크릴레이트), 바람직하게는 폴리이소헥실시아노아크릴레이트, 및, 바람직하게는 히드록시프로필-베타-사이클로덱스트린 및 무작위로 메틸화된-베타 사이클로덱스트린, 및 그들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 하나 이상의 사이클로덱스트린을 포함한다. 특히 바람직한 구현예에서, 나노입자는 독소루비신, 폴리이소헥실시아노아크릴레이트 및 히드록시프로필-베타-사이클로덱스트린을 포함한다.
화학요법제는 일반적으로 약 0.01 ~ 약 200 ㎎/(나노입자의 g), 바람직하게는 약 1 ~ 약 50 ㎎/g 의 농도로 존재한다.
사이클로덱스트린의 비율은 일반적으로 나노입자의 약 0.1 ~ 약 70 중량%, 바람직하게는 약 1 ~ 약 30 중량%, 더욱 바람직하게는 약 5 ~ 약 20 중량% 이다. 화학요법제의 비율 및 사이클로덱스트린의 비율은 서로 독립적이다.
폴리(알킬시아노아크릴레이트) 중합체의 비율은 일반적으로 나노입자의 약 1 ~ 약 25 중량%, 바람직하게는 약 5 ~ 약 15 중량% 이다.
특정 구현예에서, 나노입자는 농도 0.01 ~ 200 ㎎/(나노입자의 g) 의 화학요법제, 0.1 ~ 70 % w/w 의 사이클로덱스트린 및 1 ~ 25 % w/w 의 폴리(알킬시아노아크릴레이트), 바람직하게는 폴리이소헥실시아노아크릴레이트를 포함한다.
이 명세서에서 사용되는 용어 "약 (about)" 은 값 ± 명시된 값의 10% 의 범위를 언급한다. 예를 들어, "약 1" 은 10% 가 고려될 때 0.9 ~ 1.1 이고, 5 % 가 고려될 때 0.95 ~ 1.05 이다. "약" 이, 예를 들어 "약 1 ~ 약 3", 또는 "약 1 과 약 3 사이" 와 같이, 수치 범위와 관련되어 사용되는 경우 바람직하게는 수치에 대해 위에서 제공된 "약" 의 정의가 범위의 시작 및 끝을 한정하는 각각의 수치에 별도로 적용된다. 바람직하게는, "약" 이 임의의 수치 값과 관련되어 사용되는 경우, "약" 이 생략될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 나노입자는 통상의 기술자에게 알려진 임의의 방법에 따라 제조될 수 있다. 그러한 방법은, 예를 들어, 유럽 특허 EP 1 056 477 및 그것의 US 대응 US6881421 에 공개되어 있다.
특히, 나노입자는 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다
a) 산 수성에서, 화학요법제와 사이클로덱스트린의 착물을 제조하는 단계;
b) 단계 (a) 에서 수득된 용액에서, 알킬시아노아크릴레이트 단량체, 바람직하게는 이소헥실시아노아크릴레이트 단량체를 점진적으로 첨가하는 단계; 및
c) 임의로 하나 이상의 계면활성제 및/또는 안정화제의 존재 하에, 이러한 단량체의 중합을 실시하는 단계.
바람직하게는, 중합은 음이온성이나 또한 기타 작용제, 특히 광화학적 작용제에 의해 유도가능할 수 있다. 특정 구현예에서, 중합은 계면활성제 예컨대 폴록사머 또는 덱스트란 (예컨대 덱스트란 70,000) 또는 기타 비이온성 계면활성제 (예컨대 폴리소르베이트, 소르비탄 에스테르 등) 의 존재 하에 수행된다. 폴록사머, 예컨대 폴록사머 407, 폴록사머 401, 폴록사머 237, 폴록사머 338, 폴록사머 331, 폴록사머 231, 또는 폴록사머 188 (또한 Pluronic® F68 로 명명됨) 이 바람직하다. 폴록사머 188 이 더욱 바람직하다.
나노입자의 크기는 약 50 ~ 약 300 ㎚, 바람직하게는 약 100 ~ 약 300 ㎚, 더욱 바람직하게는 약 200 ㎚ 이다. 이러한 나노입자의 크기는 본질적으로 사이클로덱스트린의 농도와 관련된다.
상기와 같은 나노입자는 상기 나노입자 및 하나 이상의 제약적으로 수용가능한 부형제를 포함하는 제약적 조성물의 형태로 투여된다.
본원에서 사용되는 용어 "제약적으로 수용가능한 (pharmaceutically acceptable)" 은, 타당한 의료적 판단의 범위 안에서, 합리적인 유익/위험 비에 상응하는 과도한 독성, 자극, 알레르기 반응 또는 기타 합병증 문제 없이 인간 및 동물의 조직과의 접촉에 적합한 화합물, 물질, 부형제, 조성물 또는 투여 형태를 언급한다.
상기 나노입자를 포함하는 제약적 조성물은 통상의 기술자에 의해 알려진 표준 제약적 관행에 따라 제형화된다 (참고, 예를 들어, Remington: The Science and Practice of Pharmacy (20th ed.), ed. A. R. Gennaro, Lippincott Williams & Wilkins, 2000 and Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, eds. J. Swarbrick and J. C. Boylan, 1988-1999, Marcel Dekker, New York). 특히, 가능한 제약적 조성물은 정맥내, 동맥내 및 종양내 투여에 적합한 것을 포함한다. 이러한 제형에 대해, 관습적 부형제가 통상의 기술자에게 잘 알려진 기술에 따라 사용될 수 있다. 비경구 투여를 위한 그러한 조성물은 일반적으로 고체 또는 동결건조된 형태로부터 사용 직전에 임의의 제조될 수 있는 생리적으로 적합성인 멸균 용액 또는 현탁액이다. 보조제 예컨대 국소 마취제, 보존제 및 완충제가 비히클에 용해될 수 있고, 계면활성제 또는 습윤제가 조성물에 포함되어 나노입자의 균일한 분포를 촉진할 수 있다.
제약적 조성물은, 하나의 또는 여러 상이한 화학요법제를 포함하는, 하나의 또는 여러 유형의 나노입자를 포함할 수 있다.
상기와 같은 나노입자에 더하여, 제약적 조성물은 하나 이상의 부가적 활성 물질, 예컨대 나노입자에 포함된 또다른 화학요법제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 나노입자는 그것이 필요한 환자에게 투여되어 화학요법제(들)의 치료적 유효량을 제공할 것이다.
본원에서 사용되는 용어 "환자 (patient)" 는, 암으로 고통받거나, 고통받을 잠재성을 갖는 동물, 예컨대 사육, 반려 또는 보존 목적의 가치 있는 동물, 또는 바람직하게는 인간 또는 인간 어린이를 언급한다.
본원에서 사용되는, "치료적 유효량 (therapeutically effective amount)" 은 본원에 기재된 질환 및 상태의 증상을 방지, 감소, 제거, 치료 또는 제어하는데 효과적인 화합물의 양을 언급한다. 용어 "제어 (controlling)" 는 본원에 기재된 질환 및 상태의 진행의 둔화, 방해, 저지, 또는 중단이 있을 수 있는 모든 과정을 언급하는 것으로 의도되나, 반드시 모든 질환 및 상태 증상의 완전한 제거를 나타내지는 않고, 예방적 치료를 포함하는 것으로 의도된다. 투여될 나노입자의 양은 통상의 기술자에게 잘 알려진 표준 절차에 의해 결정되어야 한다. 특히, 환자의 생리적 데이타 (예를 들어 연령, 크기 및 중량), 암의 유형 및 부위, 화학요법제의 성질을 고려하여 적당한 투여량을 결정해야 한다.
특정 구현예에서, 화학요법제는 독소루비신이고, 나노입자는 약 10 ~ 약 75 ㎎/㎡, 바람직하게는 약 10 ~ 약 60 ㎎/㎡, 바람직하게는 약 10 ~ 약 45 ㎎/㎡, 더욱 바람직하게는 약 10 ~ 약 30 ㎎/㎡, 약 20 ~ 약 30 ㎎/㎡ 의 독소루비신의 투여량을 제공하는 양으로 투여될 것이다. 더욱 바람직하게는, 독소루비신의 투여량은 약 20㎎/㎡ 또는 30 ㎎/㎡ 일 수 있다.
환자의 체표면적은 통상의 기술자에 의해 환자의 체중 및 신장으로부터 용이하게 계산될 수 있다 (예를 들어 체중 약 65 ㎏ 은 체표면적 약 1.8 ㎡ 에 상응한다).
발명자들은 본원에서 2 시간 이상 동안의 나노입자의 정맥내 또는 동맥내 주입이 치료의 독성학적 부작용을 크게 감소시키는 것을 허용하고 그때 유익/위험 비를 극적으로 증가시킴을 입증했다.
따라서, 상기와 같은 나노입자는 2 시간 이상 동안, 바람직하게는 2 ~ 24 시간 동안, 더욱 바람직하게는 4 ~ 12 시간 동안, 더더욱 바람직하게는 약 6 시간 동안 정맥내 또는 동맥내 주입에 의해 투여될 것이다. 2 시간 이상 안에 나노입자의 치료적 유효량을 주입하기 위해 투여될 부피 및 흐름 속도가 통상의 기술자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
나노입자는 1 회 초과의 치료에서 투여될 수 있다. 나노입자는 하나의 또는 여러 추가의 치료 사이클 (초기 치료, 즉 첫번째 주입 후) 에서 치료 사이에 약 2 ~ 약 8 주, 바람직하게는 약 3 ~ 약 4 주, 더욱 바람직하게는 약 4 주의 간격으로 투여될 수 있다. 하나의 구현예에서, 나노입자의 투여는 2-주 ~ 8-주 사이클의 첫날에 실시된다. 특정 구현예에서, 나노입자는 2 또는 3 회 치료에서 각각의 치료 사이에 2 ~ 약 8 주, 바람직하게는 약 4 주의 간격으로 투여된다. 각각의 치료 사이클에서 투여되는 투여량은 동일 또는 상이할 수 있다. 치료 사이클의 수 및 투여될 투여량은 의사에 의해 환자의 생리적 상태, 및 질환의 진전에 따라 결정될 수 있다. 또다른 바람직한 구현예에서, 상기와 같은 하나의 또는 여러 추가의 치료 사이클은 1 ~ 28 개월 동안 제공된다.
본원에서 사용되는 용어 "정맥내 투여" (intravenous administration: "IV") 는 액체 물질의 정맥 내로의 직접 주입을 언급한다.
이 용어는 임의의 유형의 정맥내 접근 장치를 언급한다. 특히, 이 용어는 피하 주사바늘을 언급한다. 그것은 중공 주사바늘을 피부를 통해 직접 정맥 내로 통과시키는 것에 의하는 가장 단순한 형태의 정맥내 접근이다. 이 주사바늘은 직접 주사기에 연결될 수 있거나, 또는 일정한 길이의 관 및 그 뒤에 수집 또는 주입 시스템 중 어느 것이든 원하는 것에 연결될 수 있다.
가장 편리한 자리는 종종 팔, 특히 손등의 정맥, 또는 팔꿈치에서의 팔오금 중간 정맥이나, 임의의 인식가능한 정맥이 사용될 수 있다.
그것은 또한 말초 캐뉼라 (peripheral cannula) 를 언급한다. 말초 IV 라인 (peripheral IV line) (PVC 또는 PIV) 은 피부를 통해 말초 정맥 (흉부 또는 복부 내부가 아닌 임의의 정맥) 내로 삽입된 짧은 카테터 (몇 센티미터 길이) 로 이루어진다. 이는 통상적으로 가요성 플라스틱 캐뉼라가 금속 투관침 위에 올려져 있는 주사바늘-위-캐뉼라 (cannula-over-needle) 장치의 형태이다. 일단 주사바늘 및 캐뉼라의 끝부분이 정맥 내에 위치하면, 투관침은 빼내지고 폐기되고, 캐뉼라는 정맥 내부에 적당한 위치로 진행되고 고정된다.
임의의 접근가능한 정맥이 사용될 수 있지만 팔 및 손 정맥이 가장 흔히 사용되며, 다리 및 발 정맥은 훨씬 더 적은 정도로 사용된다.
이 용어는 또한 끝부분이 거대 정맥, 통상적으로 상대정맥 또는 하대정맥 내에, 또는 심장의 우심방 내에 위치하는 카테터를 통한 중심 IV 라인 (central IV line) 흐름을 언급할 수 있다. 이는 말초 IV 에 비해 하기와 같은 여러 장점을 갖는다:
- 그것은 농도 또는 화학적 조성 때문에 말초 정맥에 지나치게 자극적일 수 있는 유체 및 약제를 전달할 수 있다. 이들은 일부 화학요법 약물 및 완전 비경구 영양을 포함한다.
- 약제가 심장에 즉시 도달하고, 신체의 다른 부위로 신속히 분포된다.
카테터가 신체의 외부로부터 정맥으로 가는 경로에 따라, 여러 유형의 중심 IV 가 존재한다.
그것은 또한 말초에 삽입된 중심 카테터 (peripherally inserted central catheter: PICC) 를 언급할 수 있으며, 이는 정맥내 접근이 장기간에 걸쳐 요구될 때 또는 주입될 물질이 말초 IV 의 신속한 손상 및 조기 실패를 야기할 것 같을 때 및 관습적 중심 라인을 시도하는 것이 너무 위험할 수 있을 때 사용된다. PICC 의 전형적 용도는 하기를 포함한다: 긴 화학요법 섭생, 연장된 항생제 요법, 또는 완전 비경구 영양.
PICC 라인은, 통상적으로 팔에 있는, 말초 정맥 내로 초 (sheath) 를 통해 삽입된 후, 카테터가 상대정맥 또는 우심방 내에 도달할 때까지 조심스럽게 상향으로 진행된다.
정맥내 접근 장치는 또한 중심 정맥 라인 (central venous line) 일 수 있다. 중심 정맥 내로 저욱 직접적인 경로를 취하는 여러 유형의 카테터가 존재한다. 이들은 집합적으로 중심 정맥 라인으로 호칭된다. 중심 정맥 접근의 가장 단순한 유형에서, 카테터는 쇄골하, 속목정맥, 또는 (덜 흔하게) 대퇴 정맥 내로 삽입되고, 상대정맥 또는 우심방에 도달할 때까지 심장을 향해 진행된다.
이 용어는 또한 외부 커넥터를 갖지 않는 대신에, 실리콘 고무로 피복되고 피부 밑에 이식되는 소형 저장소를 갖는 중심 정맥 라인인 이식가능한 포트 (port) (종종 브랜드명 예컨대 Port-a-Cath 또는 MediPort 로 언급됨) 를 언급한다. 소형 주사바늘을 피부를 통해, 실리콘을 뚫어, 저장소 내로 배치함으로써 약제가 간헐적으로 투여된다. 환자의 신체 내에 포트를 수년간 놔두는 것도 가능하다; 그러나, 이것이 실시되는 경우, 포트는 매월 접근되어야 한다.
치료제의 동맥내로의 전달은 선별적 맥관 카테터삽입을 요구하며, 이는 카테터 형상을 맥관 해부학적 구조에 맞춤으로써 달성된다.
본원에서 사용되는 용어 "동맥내 투여 (intra-arterial administration)" 는 액체 물질의 동맥 내로의 직접 주입을 언급한다. 이 용어는 임의의 유형의 동맥내 접근 장치를 언급한다.
이 용어는 동맥 내로 삽입된 얇은 카테터인, 동맥 라인 (또는 art-line, 또는 a-line) 을 언급할 수 있다. 동맥 라인은 통상적으로 손목 (요골 동맥) 내에 삽입되나; 또한 팔꿈치 (상완 동맥), 사타구니 (대퇴 동맥), 발 (발등 동맥) 내로 삽입될 수 있다.
이 용어는 소량의 유체를 환자에게 점진적으로 투여하는데 사용되거나 또는 화학 및 생물의학 연구에서 사용하기 위한 소형 주입 펌프 (일부는 주입 및 철수 능력을 포함함) 인 주사기 드라이버 (syringe driver) 또는 주사기 펌프 (syringe pump) 를 언급할 수 있다. 주사기 드라이버는 또한 약제를 몇 분에 걸쳐 전달하는데 유용하다. 몇 분 동안 서서히 밀어 넣어져야 하는 약제의 경우에, 이러한 장치는 직원의 시간을 절약해주고 오류를 감소시킨다.
이 용어는 또한 카테터-포트 시스템을 언급한다. 화학요법제의 장기 투여를 용이하게 하도록, 장기 사용을 위한 경피적으로 이식가능한 카테터-포트 시스템이 개발되었다. 이러한 시스템은 주입 요법에서 맥관에 큰 해를 야기하지 않으면서 용이하고 반복적인 천자를 허용하고, 그의 사용은 환자에게 편안하다. 카테터 시스템은 위 십이지장 동맥 내에 또는 쇄골하, 액와, 또는 상완 동맥을 통해 총 간 동맥 내로 또는 대퇴 동맥 내에 수술적으로 이식될 수 있다. 사용되는 카테터의 형상은 환자의 맥관 해부학적구조에 의존했다. 표준 카테터-포트 장치는 천자 자리에 실리콘 고무 막이 있는 티탄 포트 저장소 및 실리콘 카테터를 미끌어뜨리는 측면 스템 (lateral stem) 으로 구성되었다. 실리콘 카테터와 진단 혈관조영 카테터 사이의 연결은 소형 금속 캐뉼라로 강화되었다 (Liver Intraarterial Chemotherapy: Use of the Femoral Artery for Percutaneous Implantation of Catheter-Port Systems, Karin Anna Herrmann et al. April 2000 Radiology, 215, 294-299).
이 용어는 또한 간 암, 뿐만 아니라 간으로 전파된 암, 예컨대 전이성 췌장 암을 치료하는데 사용되는 혁신적 화학요법 방법인 동맥내 화학요법 (intra-arterial chemotherapy: IAC) 을 언급할 수 있다. IAC 는 동맥 내에 배치된 카테터를 통해 종양 내로 직접 화학치료제를 전달하는데 사용된다. IAC 의 목적은 약물을 종양 내부에 집중시키고, 건강한 조직에의 노출을 최소화하는 것이다. IAC 동안, 얇은 카테터가 대퇴 동맥을 통해 오른쪽 다리 내에 삽입된다. 혈관조영을 실시하여 동맥의 "로드맵 (roadmap)" 을 얻는다. 그 후 이러한 로드맵을 사용하여 라인을 간 동맥 내로 삽입하는데, 간 동맥은 혈액을 간으로 전달하는 주된 혈관이다. 주사기로부터 염료를 사용하여 라인이 올바른 위치에 확실히 위치하도록 하여, 화학요법 약물 또는 약물들이 동맥 내로 직접 주사된다.
본원에서 사용되는 용어 "암 (cancer)" 은 암-야기 세포의 전형적인 특징, 예컨대 제어되지 않는 증식, 불멸, 전이 능력, 빠른 성장 및 증식 속도, 및 특징적 형태 특색을 보유하는 세포의 존재를 언급힌다. 이 용어는 임의의 유형의 악성종양 (원발 또는 전이) 을 언급한다. 특히, 이 용어는 임의의 악성 증식성 세포 장애 예컨대 고형 종양 또는 조혈계통 종양, 예를 들어 암종, 육종, 림프종, 줄기 세포 종양, 아세포종을 언급한다. 바람직하게는, 암은 간 암, 특히 간세포 암종, 급성 림프모세포성 백혈병, 급성 골수모세포성 백혈병, 만성 골수성 백혈병, 호지킨병, 미만성 거대 B-세포 림프종, 폐 암, 특히 소세포 폐 암, 대장 암, 췌장 암, 유방 암, 난소 암, 자궁 암, 자궁경부 암, 두경부 암, 뇌 암, 견갑골 암, 다발성 골수종, 신경모세포종, 유잉 육종, 골육종, 연조직 육종, 갑상선 암, 전립선 암, 위 암, 콩팥모세포종, 카포시 육종, 및 비-호지킨 림프종으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, 암은 간세포 암종, 급성 림프모세포성 백혈병, 급성 골수모세포성 백혈병, 만성 골수성 백혈병, 호지킨병, 미만성 거대 B-세포 림프종, 소세포 폐 암, 유방 암, 난소 암, 견갑골 암, 다발성 골수종, 신경모세포종, 유잉 육종, 골육종, 연조직 육종, 갑상선 암, 전립선 암, 위 암, 콩팥모세포종, 카포시 육종, 및 비-호지킨 림프종으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 바람직한 구현예에서, 암은 간 암, 바람직하게는 간세포 암종이다.
특정 구현예에서, 2 시간 이상 동안 정맥내 또는 동맥내 주입에 의해 투여되는, 간세포 암종을 치료하기 위한 용도의, 나노입자는 독소루비신, 폴리이소헥실시아노아크릴레이트, 히드록시프로필-베타-사이클로덱스트린 및/또는 무작위로 메틸화된-베타 사이클로덱스트린을 포함한다.
하기 실시예는 설명을 목적으로 제시되며 제한을 목적으로 하지 않는다.
실시예
실시예 1 : 독소루비신을 함유하는 나노입자의 제조 (독소루비신을 함유하는 나노입자)
개발된 독소루비신을 함유하는 나노입자 제품은 활성 성분으로서의 독소루비신 염산염 및 기타 부형제 예를 들어 나노입자 중합체, PIHCA 를 함유하는 주사가능한 현탁액용 멸균 동결건조물로서 제공된다. 약물-함유 나노입자는 활성 성분 독소루비신 및 기타 부형제를 함유하는 벌크 용액 중에 떨어지는 이소헥실시아노아크릴레이트 (isohexylcyanoacrylate: IHCA) 단량체의 수성 에멀전 중합에 의해 수득된다 (P. Couvreur, B. Kante, M. Roland, P. Guiot, P. Baudhuin, P. Speiser, J. Pharm. Pharmacol., 1979, 31, 331). 중합의 마지막에, 독소루비신을 포함하는 나노입자의 안정적 현탁액이 수득된다. 나노입자 평균 크기는 100 ㎚ ~ 300 ㎚ 에 포함된다. 나노입자 현탁액은 그 후 여과되고, 동결 건조 전에 유리 바이알 내에 무균 충전된다. 독소루비신을 함유하는 나노입자 동결 건조된 제품은 안정성을 목적으로 빛 및 습기로부터 보호되고 2℃ ~ 8℃ 의 냉장고 내에 저장되어야 한다.
원료
중합 매질의 총 부피 100 ㎖ 에 대해:
Figure pct00002
100 ㎖ 의 중합 매질 (pH 3 ~ 4) 의 제조 방법
ㆍ부형제를 약 75 ㎖ 의 H20 에 첨가한다.
ㆍ부형제를 자기 교반 막대로 용해시킨다.
ㆍ100 ㎖ 부피를 얻을 때까지 H20 로 완료.
ㆍpH 를 최종적으로 시트르산 1M 으로 조정한다.
독소루비신을 함유하는 나노입자 (5 ㎖ 뱃치 (batch)) 의 제조 방법
- 10 ㎖ 플라스크 내에:
- 4,625 ㎖ 의 중합 매질을 첨가한다.
- 375 ㎕ 의 독소루비신 용액 (10 ㎎/㎖) 을 첨가한다.
- 자기 교반 막대로 혼합한다.
- 50 ㎕ 의 순수한 IHCA 용액 (IHCA 의 밀도 = 0,980) 을 첨가한다.
- 자기 교반 및 실온 하에, 2h30 시간 이상까지 중합이 일어나게 둔다.
- 2 ㎛ 필터로 여과한다.
실시예 2 : 건강한 위스타 랫트 (Wistar rat) 에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 단일 iv 볼러스 주사 후에 유도된 유해 효과에 대한 모델의 평가
동맥내 경로에 의해 진행 간세포 암종에서 독소루비신을 함유하는 나노입자를 평가하는 앞서 기재된 무작위, 다중심 제 2-3 상은, 처리된 환자에서 중증 내지 치명적 호흡 곤란으로 2008 년도에 중단되었다.
본 생체내 연구의 목적은 상기 임상 시험에서 관찰된 중증 폐 유해 사건과 유사한 독성학적 신호 및 폐 손상을 유도할 수 있는 랫트 모델을 확립하고 평가하는 것이었다. 발명자들은 이른 (24h, 48h, 72h) 및 늦은 (7 일) 모니터링 시점에서 건강한 위스타 랫트에 대해 독소루비신을 함유하는 나노입자의 임상적 뱃치의 단일 볼러스 IV 주사의 독성학적 효과를 연구했다.
이전 생체내 연구에 따라 5, 7.5 및 10 ㎎/㎏ 의 투여량 수준을 선택했는데, 그들은 각각 30 ㎎/㎡, 45 ㎎/㎡ 및 60 ㎎/㎡ 의 인간 투여량에 상응한다.
약물 투여
연구는 최종적으로 123 마리의 수컷 위스타 랫트를 수반했다.
IV 처리일에 랫트를 칭량하고 그들의 개별 체중에 따라 분배하여 24 마리의 랫트의 5 개의 군을 형성했다.
IV 투여량을 볼러스로서 약 1000 ㎕/min 또는 3700 ㎍ 독소루비신-HCl/min 의 속도로 음경 정맥 내에 가벼운 이소플루란 마취 하에 투여했다.
ㆍ군 1 ~ 4 로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 주사를 5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다 (Q1Dx1). 약물 현탁액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 340 ㎕ 의 3.71 ㎎/㎖ 현탁액을 250 g 랫트에게 투여했다.
ㆍ군 5 ~ 8 로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 주사를 7.5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다 (Q1Dx1). 약물 현탁액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 510 ㎕ 의 3.71 ㎎/㎖ 현탁액을 250 g 랫트에게 투여했다.
ㆍ군 9 ~ 12 로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 주사를 10 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다 (Q1Dx1). 약물 현탁액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 670 ㎕ 의 3.71 ㎎/㎖ 현탁액을 250 g 랫트에게 투여했다.
ㆍ군 13 ~ 16 으로부터의 랫트는 독소루비신의 단일 IV 주사를 7.5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다 (Q1Dx1). 용액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 530 ㎕ 의 3.55 ㎎/㎖ 현탁액을 250 g 랫트에게 투여했다.
ㆍ군 17 ~ 20 (부형제 대조군) 으로부터의 랫트는 10 ㎎/㎏ 의 독소루비신을 함유하는 나노입자 처리군과 동일한 부피의 부형제 용액의 단일 IV 투여를 수령했다. 용액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 670 ㎕ 의 용액을 250 g 랫트에게 투여했다.
ㆍ군 21 (미처리 대조군) 로부터의 랫트는 처리를 수령하지 않았다.
처리 배정 (treatment allocation) 을 무작위로 결정했고, 하기 표 2 에 나타냈다.
표 2: D0 에서 랫트의 처리 배정
Figure pct00003
결과
첫째로, 추적의 처음 2 일 동안 발명자들은 독소루비신을 함유하는 나노입자의 최고 투여량 (7.5 ㎎/㎏ 및 10 ㎎/㎏) 에서 큰 수의 사망을 관찰했다. 이들 사망은 하기를 특징으로 하는 폐 손상과 밀접하게 연관되었다:
- 폐의 거시적 변화,
- 삼출물의 존재,
- 폐 중량의 증가,
- 부종, 폐포염.
독소루비신을 함유하는 나노입자 5 ㎎/㎏, 자유 독소루비신 7.5 ㎎/㎏ 또는 나노입자 부형제의 IV 볼러스 주사로 처리된 군에서는 사망도, 폐 손상도 관찰되지 않았다.
따라서, 이 연구는 독소루비신을 함유하는 나노입자의 IV 볼러스 투여 후 폐 손상의 랫트 모델을 확립하고 이들 심각한 유해 사건의 방지를 연구하는 것을 허용한다.
이들 유해 사건의 방지에서 추가의 조사를 위해, 투여량 7.5 ㎎/㎏ 을 제 2 일까지 폐 손상을 따르지만 10 ㎎/㎏ 투여량에 비해 제한된 예정되지 않은 사망을 허용하는 투여량으로서 선택했다.
실시예 3 : 건강한 위스타 랫트에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 단일 IV 주사의 관용에 대한 투여 속도의 영향의 조사
독소루비신을 함유하는 나노입자에 의한 임상 시험에서 관찰된 호흡기 유해 사건을 조사하기 위해, 폐 손상의 랫트 모델을 확립했다. 이전 연구 (실시예 2) 는 건강한 위스타 랫트에게 7.5 ㎎/㎏ 의 투여량에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 IV 볼러스 투여가 주요 독성학적 효과로 폐 손상 및 호흡 곤란을 유도했음을 보여줬다. 더욱이, 주사 후 48h 에, 주사된 랫트의 63% 에서, 주요 폐 손상과 연관된 사망이 관찰되었다.
본 연구의 목적은 단일 볼러스 주사 (1000 ㎕/min 또는 3660 ㎍ 독소루비신- HCl/min) 에 의해 또는 2 시간 관류 (4.3 ㎕/min 또는 15.6 ㎍ 독소루비신-HCl/min) 에 의해 정맥내로 주사된 7.5 ㎎/㎏ 의 동일한 투여량 수준에서 독소루비신을 함유하는 나노입자 (임상적 뱃치 BA003-07C001PH) 의 관용을 비교하는 것이었다. 단일 볼러스 IV 주사 (1000 ㎕/min 또는 3660 ㎍ 독소루비신-HCl/min) 에 의해 투여된 5 ㎎/㎏ (인간에서의 30 ㎎/㎡ 에 상응함) 의 투여량 수준이 이전 연구의 결과에 근거하여 안전한 볼러스 투여량으로서 선택되었다: 이 투여량에서 사망 및 폐 손상이 관찰되지 않았다. 이전 연구에서 관찰된 독성학적 효과의 스킴 어피어런스 (scheme appearance) 에 따라, 처리 후 48h 에 랫트 안락사를 실시했다.
약물 투여
연구는 32 마리의 수컷 위스타 랫트를 수반했다.
첫번째 IV 처리일에 랫트를 칭량하고 그들의 개별 체중에 따라 분배하여 IV 볼러스에 대해 6 마리의 랫트 또는 IV 관류에 대해 8 마리의 랫트의 5 개의 군을 형성했다.
IV 주사를 가벼운 이소플루란 마취 하에 관류의 경우 대퇴 정맥을 통해 250 g 랫트 (3.66 ㎎/㎖ 현탁액) 에 대해 4.3 ㎕/min (15.6 ㎍ (Dox-HCl)/min 에 상응함) 의 속도에서 및 볼러스 주사의 경우 음경 정맥에 의해 약 1000 ㎕/min (3660 ㎍ (Dox-HCl)/min 에 상응함) 의 속도에서 실시했다.
실제 투여된 투여량을 측정하기 위해, 각각의 주사기 및 카테터를 처리 전 및 후에 칭량했다.
ㆍ군 1 로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 관류 주사를 7.5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다 (Q1Dx1). 약물 현탁액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 2.05 ㎖/㎏ 의 3.66 ㎎/㎖ 현탁액을 투여했다. 관류 속도는 250g 랫트 (2h 관류) 에 대해 4.3 ㎕/min (15.6 ㎍ (Dox-HCl)/min) 로서 규정되었다.
ㆍ군 2 로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 볼러스 IV 주사를 7.5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다 (Q1Dx1). 약물 현탁액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 2.05 ㎖/㎏ 의 3.66 ㎎/㎖ 현탁액을 투여했다. 주사 속도는 1000 ㎕/min (3660 ㎍ (Dox-HCl)/min) 로서 규정되었다,
ㆍ군 3 으로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 볼러스 주사를 5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다 (Q1Dx1). 약물 현탁액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 1.37 ㎖/㎏ 의 3.66 ㎎/㎖ 현탁액을 투여했다. 주사 속도는 1000 ㎕/min (3660 ㎍ (Dox-HCl)/min) 로서 규정되었다.
ㆍ군 4 (부형제 대조군) 로부터의 랫트는 7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 처리군과 동일한 부피의 부형제 용액의 단일 IV 투여를 수령했다. 용액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 2.05 ㎖/㎏ 을 투여했다.
ㆍ군 5 (마취/수술 대조군) 로부터의 랫트를 마취시키고, 식염수로 충전되고 식염수의 주사기에 연결된 카테터를 대퇴 정맥 내에 삽입했다. 랫트를 수술 후 2 시간 동안 마취 하에 유지했다. 처리 배정을 그들의 개별 체중에 따라 하기와 같이 결정했다:
Figure pct00004
표 3 : 투여일에 랫트의 처리 배정
결과
ㆍ사망
7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 IV 볼러스 군에서, 6 마리 중 2 마리의 랫트가 볼러스 주사 후 D1 에 죽은채 발견되고, 2 마리의 랫트가 D2 에 죽은채 발견되어, 연구의 마지막에 4/6 처리된 랫트 (66.7%) 의 사망률에 해당한다.
7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 IV 관류 군에서, 첫번째 처리된 랫트가 처리 후 D2 에 죽은채 발견되어, 연구의 마지막에 1/8 처리된 랫트 (12.5%) 의 사망률에 해당한다.
5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 IV 볼러스 군에서, 연구의 마지막까지 사망이 관찰되지 않았다.
부형제 대조군에서 및 마취/수술 대조군에서, 연구의 마지막까지 사망이 관찰되지 않았다.
Figure pct00005
표 4: 사망률 추적
ㆍ폐 검사
7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 IV 볼러스 처리군에서 사망한 랫트 (2/2) 이든 안락사한 랫트 (3/4) 이든 주요 폐 손상이 관찰되었다.
이러한 생리적 변화는 흉강 내 삼출물의 존재, 폐 중량의 증가 및 어두운 점이 있는 출혈성 폐를 특징으로 했다.
7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 IV 관류 처리군에서, 발명자들은 1 마리의 랫트 (D2 에 죽은채 발견되었던 랫트 N°1) 의 흉강 내에서 삼출물을 관찰했다. 더욱이, 이 랫트는 출혈성 폐를 보였다. 발명자들은 이 군의 다른 랫트에 대해 흉강 내 삼출물을 관찰하지 않았다. 그러나, 발명자들은 안락사 전 그것의 일반적 건강 상태의 감소를 보였던 랫트 N°2 에 대해 출혈성 폐를 관찰했다. 랫트 N°3 및 N°4 의 폐의 색상이 균일하지 않았다는 점에 주목해야 한다. 8 마리 동물의 이 관류 군의 나머지 4 마리 랫트는 어떠한 폐 변화도 보이지 않았다.
발명자들은 5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 IV 볼러스 처리군, 부형제 대조군 및 마취/수술 대조군에서 흉강 내 삼출물 및 거시적 폐 변화를 전혀 관찰하지 않았다.
Figure pct00006
표 5: 거시적 폐 손상의 요약
결론
발명자들은 7.5 ㎎/㎏ (등가 인간 투여량 -EHD- = 45 ㎎/㎡) 의 투여량 수준에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 IV 볼러스 주사 (1000 ㎕/min 또는 3660 ㎍ 독소루비신-HCl/min) 후 폐 손상의 랫트 모델을 이전에 기재했다. 발명자들은, 처리 후 48h 에 높은 사망률 (처리된 동물의 62.5%) 및 강한 폐 손상으로 흉강 내 삼출물, 어두운 점이 있는 출혈성 폐 및 유의한 폐 중량의 증가 (98% vs 대조군) 를 관찰했다.
이 연구에서, 발명자들은 첫째로 7.5 ㎎/㎏ 의 투여량 수준에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 IV 볼러스 주사 (1000 ㎕/min 또는 3660 ㎍ 독소루비신-HCl/min) 의 폐 독성으로, 유사한 폐 거시적 관찰 (흉강 내 삼출물, 어두운 점이 있는 출혈성 폐), 폐 중량의 증가 (116.6% vs 대조군, p=0.0038) 및 연관된 사망률 (처리된 동물의 66.7%) 를 확인했다.
더욱이, 본 연구는 놀랍게도 투여 후 48h 에, 7.5 ㎎/㎏ 의 투여량 수준에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 느린 관류 속도 (2h 관류, 4.3 ㎕/min 또는 15.6 ㎍ 독소루비신-HCl/min) 가 동일한 투여량에서의 볼러스 IV 주사에 비해 이들 독성학적 부작용을 크게 감소시켰음을 보여줬다. 실제로, 사망률이 관류 군에서 현저히 감소되어 랫트의 87.5% 가 처리 후 48h 에 여전히 살아 있었으며, 이는 동일한 투여량 수준에서의 볼러스 군에서의 33.3% 와 비교된다. 또한 거시적 폐 손상이 관류 군에서 감소되어 오직 2/8 랫트만 출혈성 폐를 보였지만, 동일한 투여량 수준에서의 볼러스 군에서는 5/6 랫트가 정상적 폐를 보였다. 마찬가지로, 폐 중량의 증가도 볼러스 군 (75.4%) 과 비교되게, 관류 군에서 더 약했고 현저하지 않았다.
실시예 4 : 독소루비신을 함유하는 나노입자의 단일 정맥내 주사 후 건강한 랫트의 폐 및 심장의 조직학적 평가. IV 볼러스 및 관류 투여 사이의 비교 연구
이전 연구는 건강한 위스타 랫트에게 7.5 ㎎/㎏ 의 투여량에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 IV 볼러스 투여가 주요 독성학적 효과로, 폐 손상 및 호흡 곤란을 유도했음을 보여줬다. 더욱이, 처리된 랫트의 63-67% 에서, 사망이 주사 후 48h 내에 관찰되었고 주요 폐 손상과 연관되었다 (실시예 2). 추가의 조사는 7.5 ㎎/㎏ 의 투여량 수준에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 느린 IV 투여가 동일한 투여량에서의 볼러스 IV 주사에 비해 독성학적 부작용을 크게 감소시켰음을 입증했다. 처리 후 48h 에 볼러스 군 (87.5% 의 사망 및 폐 손상) 과 비교되게 관류 군에서는 사망도 거시적 폐 손상도 관찰되지 않았다. 또한 폐 중량의 증가도 볼러스 군 (166%) 에 비해 관류 군에서 (12%) 유의하게 더 약했다. 이들 연구는 또한 5 ㎎/㎏ 의 더 낮은 투여량 수준에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 IV 볼러스 주사가 안전하고 사망 또는 폐 손상 없이 잘 관용됨을 입증했다 (실시예 3).
약물-유도된 폐 독성의 분야에서 보고된 주요 유해 효과는 폐 실질, 흉막, 기도, 폐 맥관계, 및 종격의 조직학적 변화이다. 조직학적 병변은 폐포 손상, 섬유증 및 염증성 침윤물과 같은 폐 변화로 이루어진다 (Pereverzeva E et al, Influence of the formulation on the tolerance profile of nanoparticle-bound doxorubicin in healthy rats: focus on cardio- and testicular toxicity. Int J Pharm. 2007, 337(1-2):346-56). 혈관주위 부종은 폐 독성의 평가에서, 특히 과민성에서 주요 파라미터인 것으로 알려져 있다 (Tigani B et al., Resolution of the oedema associated with allergic pulmonary inflammation in rats assessed noninvasively by magnetic resonance imaging. British Journal of Pharmacology. 2003, 140, 2, 239-246). 독소루비신의 폐 독성에 대해 문헌에서 적은 데이타가 입수가능하다.
관찰된 폐 손상을 추가로 조사하기 위해, 건강한 위스타 랫트에서 정맥내로 주사된 독소루비신을 함유하는 나노입자의 폐 및 심장의 HES (Hematoxyline-Erythrosine-Safran) 염색 후 조직학적 평가를 수행했다. 연구된 조직학적 변화는 특히 폐 혈관주위 부종, 폐포 손상, 흉막 염증 및 세포 침윤물이었다.
처리 / 약물 투여
2 개의 실험을 이러한 조직학적 연구를 위해 수행했다.
2 개의 실험에 대해, IV 주사를 가벼운 이소플루란 마취 하에 관류의 경우 대퇴 정맥을 통해 4.3 ㎕/min 의 속도에서 및 볼러스 주사의 경우 음경 정맥에 의해 약 1000 ㎕/min 의 속도에서 실시했다. 실제 투여된 투여량을 측정하기 위해, 각각의 주사기 및 카테터를 처리 전 및 후에 칭량했다.
첫번째 실험 (BA003-PKT-010Rv01)
첫번째 실험은 16 마리의 수컷 위스타 랫트를 수반했다. 랫트를 칭량하고 그들의 개별 체중에 따라 분배하여 IV 볼러스에 대해 3 마리의 랫트, 및 IV 관류에 대해 4 마리의 랫트의 5 개의 군을 형성했다.
ㆍ군 1 로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (임상적 뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 볼러스 IV 주사를 7.5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다. 주사 속도는 1000 ㎕/min (3660 ㎍ (Dox-HCl)/min) 로서 규정되었다.
ㆍ군 2 로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (임상적 뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 관류 주사를 7.5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다. 관류 속도는 4.3 ㎕/min (15.6 ㎍ (Dox-HCl)/min) (2h 관류) 로서 규정되었다.
ㆍ군 3 으로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (임상적 뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 볼러스 주사를 5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다. 주사 속도는 1000 ㎕/min (3660 ㎍ (Dox-HCl)/min) 로서 규정되었다.
ㆍ군 4 (마취/수술 대조군) 로부터의 랫트를 마취시키고, 식염수로 충전되고 식염수의 주사기에 연결된 카테터를 대퇴 정맥 내에 삽입했다. 랫트를 수술 후 2 시간 동안 마취 하에 유지했다.
ㆍ군 5 (부형제 대조군) 로부터의 랫트는 7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 처리군과 동일한 부피의 부형제 용액의 단일 IV 투여를 수령했다.
처리 배정을 하기와 같이 수행했다:
Figure pct00007
표 6: 투여일에 랫트의 처리 배정
두번째 실험 (BA003-PKT-01 IRvOl)
두번째 실험은 14 마리의 수컷 위스타 랫트를 수반했다. 랫트를 칭량하고 그들의 개별 체중에 따라 분배하여 IV 볼러스에 대해 4 마리의 랫트, 및 IV 관류에 대해 3 마리의 랫트의 4 개의 군을 형성했다.
ㆍ군 1 로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (임상적 뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 볼러스 IV 주사를 7.5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다. 주사 속도는 1000 ㎕/min (3660 ㎍ (Dox-HCl)/min) 로서 규정되었다,
ㆍ군 2 로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (임상적 뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 관류 주사를 7.5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다. 관류 속도는 4.3 ㎕/min (15.6 ㎍ (Dox-HCl)/min) (2h 관류) 로서 규정되었다.
ㆍ군 3 으로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (임상적 뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 볼러스 주사를 5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다. 주사 속도는 1000 ㎕/min (3660 ㎍ (Dox-HCl)/min) 로서 규정되었다.
ㆍ군 4 (부형제 대조군) 로부터의 랫트는 7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 처리군과 동일한 부피의 부형제 용액의 단일 IV 투여를 수령했다.
처리 배정을 하기와 같이 수행했다:
Figure pct00008
표 7: 투여일에 랫트의 처리 배정
결과
2 개의 실험에서, 랫트를 펜토바르비탈의 과잉투여량의 IV 정맥내 주사에 의한 제품의 투여 후 48 시간에 안락사시켰다.
첫번째 실험에서, 독소루비신을 함유하는 나노입자의 7.5 ㎎/㎏ IV 볼러스 투여 후 24h 에 1/3 랫트가 죽은채 발견되었고, 두번째 실험에서, 독소루비신을 함유하는 나노입자의 7.5 ㎎/㎏ IV 볼러스 투여 후 24 시간 또는 48 시간에 3/4 랫트가 죽은채 발견되었다. 이들 관찰은 하기 조직학적 관찰의 해석에서 고려되어야 한다.
건강한 위스타 랫트에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 임상적 뱃치의 정맥내 주사를 시험하는 이들 2 개의 실험에서, 가변 강도의 폐 혈관주위 부종, 간헐성 폐포 손상 및 경미한 흉막 염증으로 이루어지는 조직학적 변화가 관찰되었다. 처리된 동물에서 관찰된 주된 특색은 부종 양상으로 이루어지는 혈관주위 영역의 확대였다.
주요 폐 및 심장 손상이, 동물의 사망을 야기한 약 1000 ㎕/min (또는 3700 ㎍ 독소루비신-HCl/min) 의 볼러스 속도에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 7.5 ㎎/㎏ 을 수령하는 군에서 관찰되었다. 주요 혈관주위 부종이 7.5 ㎎/㎏ 볼러스 처리군에서 관찰되었다: 대조군에 비해 이 군에서 21.8 (p=0.0065) 의 비의 증가가 관찰되었다.
7.5 ㎎/㎏ 투여량은, 약 4.3 ㎕/min (또는 15.6 ㎍ 독소루비신-HCl/min) 의 속도에서 관류 절차를 통해 투여될 때, 동일한 투여량 수준에서 볼러스 주사로서 투여될 때와 대조적으로 경도 또는 중도의 폐 조직학적 병변을 유도했고 심장 병변은 유도하지 않았다.
5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 IV 볼러스 군 내의 동물은 오직 경도의 폐 병변을 보였다. 폐 혈관주위 부종은 5 ㎎/㎏ 볼러스 군 및 7.5 ㎎/㎏ 관류 군에서 유사했고, 7.5 ㎎/㎏ 볼러스 처리군에 비해 크게 감소되었다.
종합하면, 이들 결과는 건강한 랫트에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 주입 속도의 감소가 폐 혈관주위 부종을 주된 특징으로 하는 치명적 호흡 곤란의 발생률을 현저히 감소시켰음을 입증했다.
실시예 5 : 건강한 위스타 랫트에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 단일 iv 관류의 잠재적 지연 독성학적 효과의 조사.
독소루비신을 함유하는 나노입자의 2-시간 IV 관류 (3.7 ㎎/㎖ 현탁액에 대해 4.2 ㎕/min 또는 15.6 ㎍ 독소루비신-HCl/min) 는, 단일 볼러스 IV 주사와 비교할 때, 이러한 투여량 수준에서 독성학적 효과의 큰 감소를 유도하는 것으로 드러났다. 처리 후 2 일에 사망한 랫트가 볼러스 군에서의 79% 와 비교되게, 관류 군에서는 6.7% 로 사망률의 감소가 관찰되었다. 더욱이, 관류 처리 후 2 일에 폐 손상의 현저한 감소가 관찰되었다 (실시예 3 및 4).
이들 연구에서, 볼러스 처리군에서든 관류 처리군에서든 독소루비신을 함유하는 나노입자의 투여 후 2 일에 안락사를 항상 실시했다.
본 연구의 목적은 독소루비신을 함유하는 나노입자의 2h-관류 후 잠재적 지연 독성학적 효과를 조사하는 것이다. 이리하여, 7.5 ㎎/㎏ 의 투여량 수준에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 관류로 처리된 랫트는 처리 후 7 일에 안락사될 것이며, 이는 이전 연구에서 48h 후 랫트 안락사를 실시한 것과 비교된다.
처리 약물 / 투여
연구는 34 마리의 수컷 위스타 랫트를 수반했다.
랫트를 칭량하고 분배하여 6 ~ 8 마리의 랫트의 5 개의 군을 형성했다. IV 주사를 가벼운 이소플루란 마취 하에 3.69 ㎎/㎖ 현탁액의 2 h 관류의 경우 대퇴 정맥을 통해 250 g 랫트에 대해 4.2 ㎕/min 또는 15.6 ㎍ 독소루비신 HCl/min 의 속도에서 실시했다. 음경 정맥을 통한 볼러스 주사의 경우, 주사 속도는 약 1000 ㎕/min 또는 3660 ㎍ 독소루비신 HCl/min 이었다.
실제 투여된 투여량을 측정하기 위해, 각각의 주사기 및 카테터를 처리 전 및 후에 칭량했다.
ㆍ군 1 로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 볼러스 주사를 7.5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령할 것이다. 약물 현탁액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 2.04 ㎖/㎏ 의 3.69 ㎎/㎖ 현탁액을 투여했다. 주사 속도는 1000 ㎕/min 또는 3660 ㎍ 독소루비신 HCl/min 로서 규정되었다.
ㆍ군 2 로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 관류를 7.5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다. 약물 현탁액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 2.04 ㎖/㎏ 의 3.69 ㎎/㎖ 현탁액을 투여했다. 관류 속도는 250g 랫트 (2 h 관류) 에 대해 4.2 ㎕/min 또는 15.6 ㎍ 독소루비신 HCl/min 로서 규정되었다. 랫트를 처리 후 48h 에 안락사시켰다.
ㆍ군 3 으로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 관류를 7.5 ㎎/㎏ 등가 독소루비신 HCl 에서 수령했다. 약물 현탁액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 2.04 ㎖/㎏ 의 3.69 ㎎/㎖ 현탁액을 투여했다. 관류 속도는 250g 랫트 (2 h 관류) 에 대해 4.2 ㎕/min 또는 15.6 ㎍ 독소루비신 HCl/min 로서 규정되었다. 랫트를 처리 후 7 일에 안락사시켰다.
ㆍ군 4 (부형제 대조군) 로부터의 랫트는 7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 처리군과 동일한 부피의 부형제 용액의 단일 IV 투여를 수령했다. 용액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 2.04 ㎖/㎏ 을 투여했다. 주사 속도는 1000 ㎕/min 로서 규정되었다. 랫트를 처리 후 48 h 에 안락사시켰다.
ㆍ군 5 (부형제 대조군) 로부터의 랫트는 7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 처리군과 동일한 부피의 부형제 용액의 단일 IV 투여를 수령했다. 용액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 2.04 ㎖/㎏ 을 투여했다. 주사 속도는 1000 ㎕/min 로서 규정되었다. 랫트를 처리 후 7 일에 안락사시켰다.
처리 배정을 하기와 같이 수행했다:
Figure pct00009
표 8: 투여일에 랫트의 처리 배정
ㆍ사망률
볼러스 군에서, 3 마리의 랫트가 처리 후 24 h 에 죽었고 (주사된 랫트의 50 %), 1 마리의 랫트가 처리 후 48 h 에 죽은채 발견되어, 모니터링의 마지막에 66.7 % 의 사망률에 해당한다.
관류 군에서, 2 마리의 랫트가 관류의 마지막에 죽었고, 1 마리의 랫트가 처리 후 24 h 에 죽은채 발견되었다. 사망률은 DO 에서 주입된 모든 랫트를 고려할 때 D7 에서 모니터링의 마지막에 약 20% 였다.
부형제 대조군에서는 사망이 관찰되지 않았다.
Figure pct00010
표 9: 독소루비신을 함유하는 나노입자 처리군에 대한 연구 동안의 사망률 추적 (NA = 해당 없음)
* D0 에서 주입 시간 동안 카테터로부터의 약물 유출 때문에 독소루비신을 함유하는 나노입자 관류 군의 랫트 n°13 을 추적으로부터 철수함.
ㆍ거시적 폐 검사
7.5 ㎎/㎏ IV 볼러스 처리군에서 사망한 랫트이든 또는 2 마리의 생존한 랫트 중 1 마리이든 (5/6 랫트) 주요 폐 손상이 관찰되었다. 이러한 생리적 변화는 흉강 내 유체의 존재, 폐 중량의 증가, 출혈성 폐 및/또는 어두운 점이 있는 폐를 특징으로 했다.
우리는 7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 IV 관류 군에서 흉강 내 삼출물을 전혀 관찰하지 않았다. 그럼에도 불구하고, 2 마리의 랫트, 즉, D1 에 죽은 랫트 N°12 (어두운 출혈성 폐) 및 D7 에 안락사한 랫트 N°4 (어두운 점이 있는 투명한 폐) 는 폐 색상의 변화를 보였다.
부형제 대조군에서의 랫트가 이전 연구에 비해 균일하지 않은 색상의 폐를 보였음에 주목해야 한다.
Figure pct00011
표 10: 거시적 폐 손상의 발생률의 요약
ㆍ폐 중량
각각의 독소루비신을 함유하는 나노입자 처리군의 평균 폐 중량을 부형제 대조군의 평균 폐 중량에 비교했다.
7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 IV 볼러스 군에서 폐 중량의 증가는 부형제 대조군에 비해 컸고 통계적으로 유의했다 (131%, p=0.003).
D2 에 7.5 ㎎/㎏ IV 관류 군에서 폐 중량의 증가는 대조군에 비해 더 낮았고 유의하지 않았다 (31%, p=0.154). D7 에, 대조군과 비교되는 관류 군에서의 이러한 폐 중량의 증가는 D2 에 관찰된 것과 유사했다 (40%, p=0.178).
결론
본 연구에서, 우리는 7.5 ㎎/㎏ 의 투여량 수준에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 2-시간 관류가 처리 후 7 일에 지연 독성학적 효과를 유도하지 않았음을 보였다. 실제로, 처리 후 7 일에 관류 군에서 대부분의 랫트는 폐 손상을 보이지 않았다 (주사된 랫트의 86%). 더욱이, 관류에 의한 투여 처리 후 2 일 또는 7 일에 다양한 관찰된 기관에서 차이가 관찰되지 않았다.
실시예 6 : 건강한 위스타 랫트에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 150 min 의 단일 IV 관류 후 독성학적 효과의 조사
우리는 독소루비신을 함유하는 나노입자의 약 120 min 의 느린 관류 속도 (4.3 ㎕/min 또는 15.6 ㎍ Doxo HCl/min) 가 동일한 투여량 수준에서의 IV 볼러스 주사에 비해 독성학적 부작용을 크게 감소시켰음을 이전에 기재했다 (실시예 3).
본 연구의 목적은 7.5 ㎎/㎏ 의 투여량 수준에서 독소루비신을 함유하는 나노입자 현탁액의 관류 속도의 관용 및 폐 독성에 대한 영향을 비교하는 것이었다.
이리하여, 독소루비신을 함유하는 나노입자를 IV 관류에 의해 12.5 ㎍/min (3.7 ㎎/㎖ Doxo HCl 등가에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 현탁액에 대한 및 250 g 랫트에 대한 150 min 의 관류에 해당함) 의 속도에서 투여했다. 이전 연구에서 관찰된 독성학적 효과의 스킴 어피어런스에 따라, 처리 후 48h 에 랫트 안락사를 실시했다.
약물 투여
연구는 41 마리의 수컷 위스타 랫트를 수반했다.
첫번째 IV 처리일에 랫트를 무작위로 분배하여 6 마리의 랫트 (볼러스 주사 군), 12 마리의 랫트 (독소루비신을 함유하는 나노입자 관류 군) 및 4 마리의 랫트 (부형제 용액 관류) 의 6 개의 군을 형성했다.
IV 주사를 가벼운 이소플루란 마취 하에 150 min 관류의 경우 대퇴 정맥을 통해 250 g 랫트 및 3.70 ㎎/㎖ 현탁액에 대해 12.5 ㎍ Doxo HCl/min 또는 3.4 ㎕/min 의 속도에서의 실시했다. 음경 정맥을 통한 볼러스 주사의 경우, 주사 속도는 약 1000 ㎕/min 또는 3660 ㎍ Doxo HCl/min 이었다.
실제 투여된 투여량을 측정하기 위해, 각각의 주사기 및 카테터를 처리 전 및 후에 칭량했다.
ㆍ군 1 로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 관류 주사를 7.5 ㎎/㎏ 등가 Doxo HCl 에서 수령했다 (Q1Dx1). 약물 현탁액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 2.02 ㎖/㎏ 의 3.70 ㎎/㎖ 현탁액을 투여했다. 관류 속도는 250g 랫트 (150 min 관류) 에 대해 3.4 ㎕/min 또는 12.5 ㎍ Doxo HCl/min 로서 규정되었다.
ㆍ군 2 로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 볼러스 IV 주사를 7.5 ㎎/㎏ 등가 Doxo HCl 에서 수령했다 (Q1Dx1). 약물 현탁액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 2.02 ㎖/㎏ 의 3.70 ㎎/㎖ 현탁액을 투여했다. 주사 속도는 1000 ㎕/min 또는 3660 ㎍ Doxo HCl/min 로서 규정되었다.
ㆍ군 3 으로부터의 랫트는 독소루비신을 함유하는 나노입자 (뱃치 BA003-07C001PH) 의 단일 IV 볼러스 주사를 5 ㎎/㎏ 등가 Doxo HCl 에서 수령했다 (Q1Dx1). 약물 현탁액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 1.34 ㎖/㎏ 의 3.70 ㎎/㎖ 현탁액을 투여했다. 주사 속도는 1000 ㎕/min 또는 3660 ㎍ Doxo HCl/min 로서 규정되었다.
ㆍ군 4 (나노입자 군) 로부터의 랫트는 7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 처리군과 동일한 부피의 나노입자의 단일 IV 투여를 수령했다. 현탁액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여하여, 투여 부피 2.02 ㎖/㎏ 을 투여했다. 주사 속도는 1000 ㎕/min 로서 규정되었다.
ㆍ군 5 및 6 으로부터의 랫트는 7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 처리군과 동일한 부피의 부형제 용액의 단일 IV 투여를 볼러스 속도 1000 ㎕/min (부형제 볼러스 대조군) 및 관류 속도 3.4 및 4.2 ㎕/min (부형제 관류 대조군) 에서 수령했다. 용액을 투여 직전에 측정된 랫트의 체중에 따라 투여했다.
처리 배정을 하기와 같이 수행했다:
Figure pct00012
표 11 : 투여일에 랫트의 처리 배정
ㆍ사망률
사망이 오직 7.5 ㎎/㎏ IV 볼러스 처리군에서만 관찰되었다. 4 마리의 랫트가 처리 후 48h 에 죽은채 발견되었다 (주사된 랫트의 66.7%).
부형제 대조군, 7.5 ㎎/㎏ IV 관류 군, 5 ㎎/㎏ 볼러스 군 및 나노입자 군 사이에 생존율에서 차이가 존재하지 않았다.
Figure pct00013
표 12: 사망률 추적
ㆍ거시적 폐 검사
주요 폐 손상이 7.5 ㎎/㎏ IV 볼러스 처리군에서 관찰되었다. 이러한 생리적 변화는 사망한 랫트에 대해 흉강 내 유체의 존재, 폐 중량의 증가 및 출혈성 폐를 특징으로 했다. 색상이 균일하지 않고 검은 점이 있는 폐가 1 마리의 생존한 랫트/2 에서 관찰되었다. 우리는 7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 IV 관류 군, 5 ㎎/㎏ IV 볼러스 처리군, 나노입자 군 및 부형제 대조 볼러스 군에서 흉강 내 삼출물 및 거시적 폐 변화를 전혀 관찰하지 않았다. 이들 군에서 폐가 균일하지 않은 색상을 나타낼 수 있었다는 점에 주목해야 한다.
처리 직후 안락사된 부형제 대조 관류 군 (3.4 또는 4.2 ㎕/min) 에서 거시적 폐 변화가 관찰되지 않았다.
Figure pct00014
표 13 : 거시적 폐 손상의 발생률의 요약
ㆍ폐 중량
각각의 독소루비신을 함유하는 나노입자의 평균 폐 중량을 부형제 볼러스 대조군의 평균 폐 중량과 비교했다.
7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 IV 볼러스 군에서 폐 중량의 증가는 부형제 볼러스 대조군에 비해 컸다 (124.2%, p=0.007). 7.5 ㎎/㎏ 독소루비신을 함유하는 나노입자 관류 군에서 대조군과 비교되는 폐 중량의 증가가 관찰되지 않았다 (2.1%, p=0.472). 더욱이, 5 ㎎/㎏ 및 나노입자 군에서 폐 중량의 증가는 각각 5.4% (p=0.349) 및 7.9% (p=0.051) 로, 부형제 볼러스 대조군에 비해 작았다.
결론
본 연구는 관류 속도를 15.6 ㎍ Doxo HCl/min 으로부터 12.5 ㎍/min 으로 감소시켰을 때 관류 군에서 사망이 관찰되지 않았고 평균 폐 중량이 대조 부형제 군과 유사했으므로 폐에 대한 처리의 영향이 더욱 감소되었음을 보였다. 이에 비해, 7.5 ㎎/㎏ 볼러스 군에서 평균 폐 중량은 124% 증가했다.
실시예 7 : 임상 연구 제 III 상
이 연구의 주된 목적은 진행 HCC 를 앓는 환자에서 독소루비신을 함유하는 나노입자의 느린 IV 주입의 효능을 입증하는 것이다.
시험 디자인
이 연구는 진행 간세포 암종 (HCC) 을 앓는 환자에서 소라페닙에 대한 불관용 또는 실패 후 독소루비신을 함유하는 나노입자의 2 가지 투여량 (20 ㎎/㎡ 및 30 ㎎/㎡) 의 느린 반복 정맥내 주입의 효능 및 안전성을 최적 지지 요법 (Best Supportive Care: BSC) 의 경우와 비교하는 다중심, 무작위, 대조, 개방-표지 연구이다. 이 연구는 간경변 유무에 상관 없이 HCC 를 앓는 환자를 관리하는 다수의 간장학 또는 종양학 센터에서 수행될 것이다. 제 II 상 임상 시험에서 수득된 생존기간 데이타에 기초하여, 독소루비신을 함유하는 나노입자 20 ㎎/㎡ 및 독소루비신을 함유하는 나노입자 30 ㎎/㎡ 의 효능을 BSC 의 효능과 적절히 비교하기 위해 390 명의 환자가 포함되어야 한다고 계산되었다. 안전성 평가는 정기적으로 1 년에 2 회 이상 데이타 안전성 모니터링 위원회 (DSMB) 에 의해 그리고 매 25 명의 환자마다 또는 독소루비신을 함유하는 나노입자의 매 50 주입마다 중 어느 쪽이든 먼저 오는 것에 따라 실시될 것이다. 포함/배제 기준을 충족시키는 환자는 1 : 1 : 1 비로 무작위화되어 독소루비신을 함유하는 나노입자 20 ㎎/㎡ 또는 독소루비신을 함유하는 나노입자 30 ㎎/㎡, 또는 최적 지지 요법 (BSC) 을 수령할 것이다. 예상 생존기간이 2 개월보다 길고 독소루비신을 함유하는 나노입자 주입을 1 회 초과로 수령할 수 있는 환자들만이 포함될 수 있었다.
각각의 환자의 연구 지속기간은 무작위화 전 최대 28 일의 스크리닝 기간을 포함한다. 환자는 그 후 무작위화되고, 독소루비신을 함유하는 나노입자 20 ㎎/㎡ 또는 독소루비신을 함유하는 나노입자 30 ㎎/㎡ 를 6 시간에 걸쳐 IV 경로를 통해 주입받거나 또는 BSC 를 제공받을 것이다. 환자는 명백한 종양 진행 (조사자에 의해 평가됨), 치유 또는 수용불가능한 독성의 발생 전까지 가능한 한 많은 사이클을 수령할 것이다. 환자는 효능 평가를 위해 매 2 개월마다 평가될 것이다.
독소루비신을 함유하는 나노입자 군에 무작위화된 환자는 각각의 처리 사이클의 제 0 일로부터 입원될 것이고, 제 3 일에 퇴원할 것이다. 연구 처리 (독소루비신을 함유하는 나노입자 20 또는 30 ㎎/㎡) 는 주입에 의해 6 시간에 걸쳐 정맥내 경로를 통해 제 1 일에 투여될 것이고, 매 4 주 마다 명백한 진행 (조사자에 의해 평가됨) 또는 독성의 발생 전까지 반복될 것이다. 연구 방문은 각각의 사이클의 제 14 일에 실시될 것이다. 마지막 연구 약물 투여 후 2 개월에, 연구 방문의 마지막이 실시될 것이다.
대조군 ("최적 지지 요법" 군) 에 무작위화된 환자는 통상적 처리를 수령할 것이고, 그 후 센터의 통례에 따를 것이다. 각각의 사이클의 제 1 일 및 제 14 일에 연구 방문은 의무적일 것이다.
독소루비신을 함유하는 나노입자 군에 무작위화된 환자에 대해, 독소루비신의 총 투여량은 450 ㎎/㎡ 를 초과하지 않을 것이다.
모든 환자 (조기에 철수한 환자를 포함함) 의 생존 상태 추적은 사망 전까지 매 3 개월마다 유지될 것이다.
대상 선별
포함 기준
연구에 포함되는 모든 환자는 하기와 같은 연구 포함 기준을 충족시켜야 한다:
1. 남성 또는 비-임신, 비-모유 수유 여성
2. 연령 ≥ 18 세;
3. 하기와 같은 환자
- 소라페닙에 불관용인 또는 소라페닙 요법 하에 진행된 (RECIST 기준) 진행 HCC (BCLC 단계 분류에 따라 BCLC-C) 를 앓는 환자, 또는;
- 경동맥 화학색전술 (TACE) 에 대해 부적격 또는 무반응자이고, 소라페닙 요법에 불관용인 또는 소라페닙 요법 하에 진행된 중간 HCC (BCLC-B) 를 앓는 환자;
4. AASLD 기준에 따라 진단된 HCC:
- 세포조직학 기준;
- 비침습적 기준:
- 결절 ≥ 20 ㎜: 동맥 증강을 보이는 MRI 및 CT 스캔 중 하나의 영상화 기술;
- 결절 10-20 ㎜: 동맥 증강 및 문맥 세척 (portal wash-out) 을 보이는 2 가지 영상화 기술;
5. 간경변을 앓지 않거나 비 보상부전 간경변을 앓고 차일드 푸 점수 (Child-Pugh score) A5 ~ B7 포함
6. ECOG 활동 상태 (Performance Status) 0 또는 1;
7. 하기와 같은 실험실 시험:
- 혈소판 ≥ 50,000 /㎣
- 호중성 계수 ≥ 1000/㎣
- 헤모글로빈 ≥ 10 g/dL
- 혈청 트랜스아미나제 < 5 ULN (NCI/CTC 등급 0, 1, 또는 2)
- 알칼리성 포스파타제 < 5 ULN (NCI/CTC 등급 0, 1, 또는 2)
- 혈청 빌리루빈 < 35 μM/L (또는 2.0 ㎎/dL);
8. 서명되고 날짜가 적힌 고지된 동의서.

Claims (15)

  1. 2 시간 이상 동안 정맥내 또는 동맥내 주입에 의해 투여되는, 암 치료를 위해 사용되는, 하나 이상의 화학요법적 항종양제, 하나 이상의 폴리(알킬시아노아크릴레이트) 및 하나 이상의 사이클로덱스트린을 포함하는 나노입자.
  2. 제 1 항에 있어서, 2 ~ 24 시간 동안 정맥내 또는 동맥내 주입에 의해 투여되는 나노입자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 4 ~ 12 시간 동안 정맥내 또는 동맥내 주입에 의해 투여되는 나노입자.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 약 6 시간 동안 정맥내 또는 동맥내 주입에 의해 투여되는 나노입자.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 폴리(알킬시아노아크릴레이트)가 폴리이소헥실시아노아크릴레이트인 나노입자.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 농도 0.01 ~ 200 ㎎/(나노입자의 g) 의 상기 하나 이상의 화학요법제, 0.1 ~ 70 % w/w 의 상기 하나 이상의 사이클로덱스트린 및 1 ~ 25 % w/w 의 상기 하나 이상의 폴리(알킬시아노아크릴레이트)를 포함하는 나노입자.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 화학요법적 항종양제가 안트라사이클린, 토포이소머라제 I 및/또는 II 저해제, 방추체 독 식물 알칼로이드, 알킬화제, 항-대사물질, 엘립티신 및 하르민, 및 그들의 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 나노입자.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 하나 이상의 화학요법적 항종양제가, 바람직하게는 독소루비신, 다우노루비신, 에피루비신, 이다루비신, 발루비신, 피라루비신, 조루비신, 아클라루비신, 데토루비신, 카르미노마이신, 모르폴리노독소루비신, 모르폴리노다우노루비신, 메톡시모르폴리닐독소루비신, 그의 임의의 제약적으로 수용가능한 염, 및 그들의 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 안트라사이클린인 나노입자.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 하나 이상의 화학요법적 항종양제가 독소루비신 또는 그의 임의의 제약적으로 수용가능한 염인 나노입자.
  10. 제 9 항에 있어서, 독소루비신의 투여량이 약 10 ~ 약 75 ㎎/㎡ 인 나노입자.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 독소루비신의 투여량이 약 10 ~ 약 45 ㎎/㎡ 인 나노입자.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 독소루비신의 투여량이 약 10 ~ 약 30 ㎎/㎡ 인 나노입자.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 독소루비신의 투여량이 약 20 ~ 약 30 ㎎/㎡ 인 나노입자.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 암이, 바람직하게는 간세포 암종, 급성 림프모세포성 백혈병, 급성 골수모세포성 백혈병, 만성 골수성 백혈병, 호지킨병, 미만성 거대 B-세포 림프종, 소세포 폐 암, 대장 암, 췌장 암, 유방 암, 난소 암, 자궁 암, 자궁경부 암, 두경부 암, 뇌 암, 견갑골 암, 다발성 골수종, 신경모세포종, 유잉 육종, 골육종, 연조직 육종, 갑상선 암, 전립선 암, 위 암, 콩팥모세포종, 카포시 육종, 및 비-호지킨 림프종으로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 조혈계통 종양 또는 고형 종양인 나노입자.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 암이 간세포 암종인 나노입자.
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