KR20240040592A - 락토바실러스 플란타룸 균주의 병용 요법 및 이를 이용한 암 치료 방법 - Google Patents

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Abstract

락토바실러스 플란타룸 균주 및 항암제를 병용 투여하는 암 치료용 약학적 조성물에 관한 것으로, 락토바실러스 플란타룸 균주, 또는 상기 균주의 배양액은 암세포의 증식을 억제하거나 암세포의 사멸을 유도할 수 있을 뿐만 아니라, 항암제와 병용 투여할 경우, 암세포 및 종양의 증식 억제에 대해 시너지 효과가 나타나 약학적 조성물 또는 건강기능식품의 형태로 암 예방, 치료 또는 개선에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

락토바실러스 플란타룸 균주의 병용 요법 및 이를 이용한 암 치료 방법{Combination therapy of Lactobacillus plantarum strain and method of treating cancer using the same}
락토바실러스 플란타룸 균주 및 항암제를 포함하는 병용 요법을 이용한 암 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
마이크로바이옴(microbiome)은 미생물(microbe)과 지놈(genome)의 합성어로, 인간 마이크로바이옴(human microbiome)은 인체에 서식하는 모든 미생물의 유전체를 의미한다. 인체의 몇몇 부위에 다양한 미생물 종류로 구성되는데, 인간 마이크로바이옴의 70%는 소화관에 분포하며 그중 대장에 가장 많은 미생물이 서식하고 있다. 마이크로바이옴은 인간의 면역 체계 및 신체 발달과 밀접하게 관련되어 있어 비만, 당뇨 등 대사질환, 염증성 장 질환, 우울증 등 다양한 질병과 높은 연관성이 꾸준히 보고되고 있다. 2002년 인간 유전체 프로젝트 (Human genome project)가 일차적으로 완료된 후, 유전자들과 난치성 질병들과의 연관성을 확인하려 하였지만, 질병에 미치는 환경적 요인, 특히 마이크로바이옴 환경의 영향이 더 클 수 있음을 확인하였다. 마이크로바이옴 치료제는 살아있는 생명체로서 장내에서 증식하면서 인체의 세포와 상호작용을 통하여 인체에 영향을 미친다. 이러한 이유로 난치성 질병들의 기존 약물들의 대한 낮은 효능 및 높은 재발율을 개선할 수 있는 혁신 신약으로서의 가치가 크게 주목받고 있다. 또한, 2022년 12월 미국 FDA가 최초의 마이크로바이옴 기반 C. 디피실 감염(Clostridium difficile infection, CDI) 치료제인 페링사(Ferring Pharmaceuticals)의 레비요타(REBYOTA®)를 승인함에 따라 마이크로바이옴 치료제의 상용화가 시작되었으며, 세레스사(Seres Therapeutics)의 'SER-109'또한 최초의 경구용 마이크로바이옴 치료제로서 FDA 심사중에 있다.
전 세계적으로 암은 주요 건강 문제 중 하나로 간주되고 있다. 암은 전 세계적 사망원인 중 두 번째로 꼽히고 있으며 발병할 경우 강도 높은 치료와 꾸준한 관리가 필요하여 개인과 사회경제적으로 미치는 부담이 매우 높은 질환이다. 2021년 기준으로, 전 세계 항암제 시장은 약 225조 원 규모이며 환자 수 증가 및 면역항암제의 성장 견인, 새로운 치료법의 등장 등으로 인해 향후 연평균 11%로 성장하여 2028년에는 약 470조 원 규모에 이를 것으로 전망된다.
종래의 암 치료는 환자의 신생물 세포를 제거하기 위한 화학요법, 수술, 호르몬 요법 및/또는 방사선 치료의 조합을 수반한다. 암 화학요법은 바람직하게는 제제가 환자의 정상 세포를 죽이는 것보다 빠르게 복제중인 세포를 죽이는 약물의 사용에 기반한다. 항암제는 암세포의 대사경로에 개입하여 DNA와 직접 작용하여 DNA의 복제, 전사, 번역과정을 차단하거나, 핵산전구체의 합성을 방해하고, 세포의 분열을 저해함으로써 세포에 대한 세포독성을 나타낸다. 따라서 이들 항암제는 암세포에만 선택적으로 작용하는 것이 아니라 정상세포, 특히 세포분열이 활발한 조직세포에도 치명적인 손상을 입히기 때문에 구토, 골수기능저하, 위장장애, 탈모증, 설사, 간·신장독성 등의 여러 가지 심각한 부작용을 초래한다. 이에 대안점으로, 면역 항암제(또는 면역 관문억제제)는 3세대 항암제로 큰 각광을 받고 있지만 쓸 수 있는 요건이 굉장히 제한적이다. 치료 효과 또한 일반적으로 30% 미만에서만 나타난다. 그 때문에 암이라는 질환에 대한 완전한 정복을 위해서는 장내미생물들의 면역항암제 효능 증진 기전에 대한 연구들에 더욱 주목할 필요가 있다.
최근 질병에 대한 치료의 유효성을 증진시키는 병용요법이 대두되고 있다. 병용요법은 2 개 또는 그 이상의 약물 또는 방법을 동시에 또는 비교적 빨리 연속적으로 사용하는 것이다. 병용요법에서 사용된 2 개 또는 그 이상의 치료방법의 부작용은 상가적이거나, 상가적인 것보다 작을 수 있는 반면에 치료학적 효과는 상가적이거나, 상가적인 것보다 더 클 수 있다. 병용 투여 시 각 성분이 병용 투여될 때 발생하는 효과는 단일 성분으로서 단독으로 투여될 때 발생하는 효과의 합보다 더 큰 상승작용을 기대할 수 있다. 따라서, 단일 성분을 이용한 치료의 효과를 상승적(synergistic)으로 증가시킬 수 있는 병용 요법의 개발의 필요한 실정이다.
일 양상은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 제1 활성물질 및 항암제를 포함하는 제2 활성물질을 유효성분으로 포함하거나; 또는 상기 제1 활성물질을 유효성분으로 포함하고, 상기 제2 활성물질이 병용투여 되는 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
다른 양상은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 제1 활성물질 및 항암제를 포함하는 제2 활성물질을 유효성분으로 포함하거나; 또는 상기 제1 활성물질을 유효성분으로 포함하고, 상기 제2 활성물질이 병용투여 되는 것인 암 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공하는 것이다.
또 다른 양상은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 제1 활성물질 및 항암제를 포함하는 제2 활성물질을 유효성분으로 포함하거나; 또는 상기 제1 활성물질을 유효성분으로 포함하고, 상기 제2 활성물질이 병용투여 되는 것인 암 예방 또는 치료용 키트를 제공하는 것이다.
또 다른 양상은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 제1 활성물질 및 항암제를 포함하는 제2 활성물질을 유효성분으로 포함하거나; 또는 상기 제1 활성물질을 유효성분으로 포함하고, 상기 제2 활성물질이 병용투여 되는 조성물을 그를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는 개체 내 약물을 전달하는 방법을 제공하는 것이다.
또 다른 양상은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 제1 활성물질 및 항암제를 포함하는 제2 활성물질을 유효성분으로 포함하거나; 또는 상기 제1 활성물질을 유효성분으로 포함하고, 상기 제2 활성물질이 병용투여 되는 조성물을 그를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는 암을 예방하거나 치료하는 방법을 제공하는 것이다.
일 양상은 항암활성, 예를 들면 대장암에 대한 항암 활성을 갖는 락토바실러스 속 균주, 구체적으로 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주를 제공한다.
락토바실러스(Lactobacillus)는 자연계에 널리 분포하는 호기성 또는 통성 혐기성의 그람 양성 간균 속 미생물이다. 락토바실러스 속에 속하는 미생물에는 락토바실러스 플란타룸, 사케이 등이 있다. 본 발명자들은 항암 효과가 우수한 새로운 균주를 개발하기 위해 연구한 결과, 항암 후보 균주로서 Lactobacillus plantarum GB104를 선별하였다. 상기 균주는 한국생명공학연구원 생물자원센터에 2020년 1월 14일자로 기탁번호 KCTC14107BP로 기탁되었다. 상기 균주는 프로바이오틱 균주에 해당하며, 인체에 무해하며, 부작용 없이 사용될 수 있다.
상기 락토바실러스(Lactobacillus)는 리모시락토바실러스(Limosilactobacillus) 또는 락티플랜티바실러스(Lactiplantibacillus)로 명칭이 변경되었으며, 본 명세서에서 변경된 균주명을 상호 호환적으로 사용할 수 있다. 예를 들면, 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)은 락티플랜티바실러스 플란타룸(Lactiplantibacillus plantarum)으로 균주명이 변경되었다.
본 명세서에서 용어, "Lactobacillus plantarum GB104"는 L. Plantarum GB104 균주 또는 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주(기탁번호: KCTC14107BP)로 병용 기재될 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 균주는 수탁번호 KCTC14107BP로 기탁된 균주일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 균주는 서열번호 1의 뉴클레오타이드 서열로 이루어지는 16S rRNA유전자를 포함하는 균주일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 균주는 서열번호 1의 뉴클레오타이드 서열로 이루어지는 16S rRNA 또는 이와 뉴클레오타이드 서열 동일성이 97%이상인 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 16s rRNA을 가지는 균주일 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 서열번호 1로 이루어진 뉴클레오티드 서열과 적어도 93%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.8%, 99.9% 또는 100%의 상동성을 가진다.
일 구체예에 있어서, 상기 균주는 자연적으로 일어난 균주의 돌연변이인 균주일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 균주는 생균, 사균 또는 균주를 파쇄하여 얻은 세포질 분획물(cytoplasmic fraction)일 수 있으며, 바람직하게는 생균일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "배양물"은 "배양 상층액", "배양물 상등액", "조건 배양액" 또는 "조정 배지"와 호환적으로 사용될 수 있고, 락토바실러스 속 균주가 시험관 내에서 성장 및 생존할 수 있도록 영양분을 공급할 수 있는 배지에 상기 균주를 일정기간 배양하여 얻는 상기 균주, 이의 대사물, 여분의 영양분 등을 포함하는 전체 배지를 의미할 수 있다. 상기 배양물은 프로바이오틱스 균주를 공지의 배지에서 배양시켜 수득한 산물을 의미하며, 상기 산물은 균주 자체가 포함되거나 포함되지 않을 수 있다. 상기 배지는 공지의 액체 배지 또는 고체 배지에서 선택될 수 있으며, 예를 들어 MRS 액체 배지, GAM 액체 배지, MRS 한천 배지, GAM 한천 배지, BL 한천 배지일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 용어 "파쇄물(lysate)"는 "용해물"과 호환적으로 사용될 수 있고, 이는 깨진 락토바실러스 플란타룸과 같은 미생물의 세포의 수성 배지의 용액 또는 현탁액을 의미한다. 세포 용해물은, 예를 들어 DNA, RNA, 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 지질 등과 같은 거대 분자 및/또는 아미노산, 당, 지방산 등과 같은 미소분자, 또는 그의 분획을 포함한다. 또한, 상기 용해물은 매끈하거나 과립 구조일 수 있는 세포 잔해를 포함한다.
상기 배양액은 균주를 배양하여 수득된 배양액 자체, 그의 농축물, 또는 동결건조물 또는 배양액으로부터 균주를 제거하여 수득된 배양 상등액, 그의 농축물 또는 동결건조물을 포함할 수 있다.
상기 배양액은 락토바실러스 플란타룸을 적절한 배지(예를 들면, MRS 평판 배지)에서 10℃ 초과 또는 40℃ 미만 중 어느 온도에서 일정시간, 예를 들면 4 내지 50시간 동안 배양하여 수득된 것일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 상기 균체, 배양물 및 파쇄물 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제1 활성물질은 항암 활성을 갖는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 항암 활성은 종양의 발생을 지연 또는 종양의 성장 속도를 저해하는 활성일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 제1 활성물질은 종양 성장 억제 활성을 갖는 것일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 제1 활성물질은 암세포의 세포 사멸을 유도하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 항암활성은 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 상등액을 대장암세포 HCT116에 처리하였을 때, 암세포 생존율이 90% 내지 98% 감소하는 암세포의 성장 억제 활성, 또는 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주는 MC-38 또는 HT-29암세포주를 피하 이식한 마우스에 투여하였을 때, 상기 균주를 투여하지 않은 대조군에 비해 종양 부피가 10% 내지 90%인 활성인 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 항암 활성은 암세포의 세포 사멸을 유도하는 활성이며, 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 상등액을 대장암세포 HCT116에 처리하였을 때, 암세포의 초기 세포 사멸 유도가 상기 균주를 투여하지 않은 대조군에 비해 5내지 9배 증가된 활성인 것일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 제1 활성물질은 항암 활성을 가지는 것, 구체적으로 대장암에 대한 항암 활성을 가지는 것일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "암"은 전형적으로 비정상적 또는 제어되지 않은 세포 성장의 특징을 가지는, 동물에서의 생리학적 상태를 의미한다. 암 및 암 병리는 예를 들어, 전이, 정상적으로 기능하는 주변 세포에 대한 간섭, 비정상 레벨에서 싸이토카인 또는 다른 분비 산물의 방출, 염증성 또는 면역학적 반응의 억제 또는 증대, 종양 형성(neoplasia), 전암(premalignancy), 악성 종양(malignancy), 주위 또는 거리가 있는 조직 또는 기관, 예를 들어 림프절 침범(invasion) 등과 연관될 수 있다.
상기 암은 위장관암(gastrointestinal cancer) 또는 비위장관암일 수 있다.
상기 위장관암은 식도, 위, 소장 또는 대장 등 위장관에 발생하는 악성 종양으로서, 상기 위장관암은 예를 들어 식도암, 담낭암, 간암, 담도암, 췌장암, 위암, 소장암, 대장암, 결장암, 항문암 및 직장암으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 암일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 일 예에서, 대장암일 수 있다.
상기 비위장관암은 위장관 또는 소화기관계 외의 기관에 발생하는 악성 종양을 제한 없이 포함하며, 예를 들어 백혈병, 급성 골수성 백혈병, 신경모세포종, 망막모세포종, 폐암, 두경부암, 침샘암, 흑색종, 후두암, 전립선암, 유방암, 방광암, 신장암, 다발성골수종, 자궁경부암, 갑상선암, 난소암, 요도암, 피부암, 골육종, 교모세포종, 뇌종양 또는 림프종일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 예에서, 상기 암은 대장암일 수 있으며, 상기 대장암은 상행결장, 횡행결장, 하행결장, S자 결장 및 직장 점막으로부터 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 부위에 발생하는 악성종양을 포함한다. 상기 대장암은 선암, 림프종, 악성 유암종, 평활근육종, 카포시 육종 및 편평상피암으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 종류일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에 있어서, 상기 제1 활성물질은 락토바실러스 플란타룸 균주를 유효성분으로 단독으로 포함하거나, 하나 이상의 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 제2 활성물질은 항암제를 포함하는 것일 수 있다.
상기 항암제는 병용 가능한 종래 치료법은 화학 요법(Chemotherapy)을 위한 화학항암제, 표적항암제, 항암 바이러스, 항체치료제, 면역항암제(이하, “면역관문 억제제”와 상호호환적으로 사용될 수 있다.) 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 구체적으로, 상기 항암제는 항체, 항원 결합 단편, 또는 하나 이상의 단일 도메인 항체, 또는 이의 항원 결합 단편 및 하나 이상의 추가의 폴리펩타이드를 포함하는 융합 단백질을 포함하는 것일 수 있다. 예컨대, 상기 융합 단백질은 하나 이상의 단일 도메인 항체 및 불변 영역 또는 Fc 영역을 포함하는 것일 수 있고, 상기 하나 이상의 단일 도메인 항체, 또는 이의 항원 결합 단편은 항원에 비공유적으로 또는 공유적으로 접합되는 것일 수 있다.
본 명세서에서 “항체 (antibody)”는 온전한 면역글로불린 (immunoglobulin)의 임의의 이소타입 (isotype) 또는 타겟 항원에 결합하기 위해 온전한 항체와 경쟁할 수 있는 항원 결합 단편을 의미한다. 예컨대, 키메라(chimeric), 인간화 (humanized), 완전한 인간 및 이중 특이적 항체 또는 이들의 항원 결합 단편을 포함한다. 상기 항체는 그 자체로 항원 결합 단백질의 한 종류이다. 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 단 하나의 공급원 또는 키메라로부터 유래될 수 있다. 상기 키메라 항체는 두 종류의 다른 항체에서 유래된 부분을 포함하고, 하기에 더 상세히 설명한다. 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 하이브리도마 (hybridoma), 재조합 DNA 기술 또는 온전한 항체의 효소적 또는 화학적 절단에 의해 생성될 수 있다. 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서의 용어 항체는 두 개의 전장 중쇄 및 두 개의 전장 경쇄를 포함하는 항체 및 이의 유도체, 변이체, 단편 및 돌연변이체를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 “경쇄 (light chain)”는 항원 또는 에피토프 (epitope) 및 이의 단편에 대한 결합 특이성을 제공하기에 충분한 가변 영역 서열을 갖는 전장 경쇄를 포함한다. 상기 전장 경쇄는 가변 영역 도메인 VL 및 불변영역 도메인 CL을 포함한다. 상기 경쇄 가변 영역 도메인은 경쇄 폴리펩타이드의 아미노 말단에 존재한다. 상기 경쇄의 종류에는 카파 (kappa) 및 람다 (lambda) 사슬이 포함된다.
본 명세서에서 “중쇄 (heavy chain)”는 항원 또는 에피토프 (epitope) 및 이의 단편에 대한 결합 특이성을 제공하기에 충분한 가변 영역 서열을 갖는 전장 중쇄를 포함한다. 상기 전장 중쇄는 가변 영역 도메인 VH 및 3개의 불변 영역 도메인 CH1, CH2 및 CH3을 포함한다. 상기 VH 도메인은 중쇄 폴리펩타이드의 아미노 말단에 존재하고 CH 도메인은 카르복실 말단에 존재하며 CH3은 카르복실 말단에 가장 가깝게 위치한다. 상기 중쇄는 IgG(IgG1, IgG2, IgG3 및 IgG4 서브타입 (subtype) 포함), IgA (IgA1 및 IgA2 서브타입 포함) 및 IgM 및 IgE의 이소타입을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 항체 또는 면역글로불린의 사슬 (중쇄 또는 경쇄)의 “항원 결합 단편 (antigenbinding fragment)”은 전장 사슬에 비해 일부 아미노산이 부족하지만 항원에 특이적으로 결합할 수 있는 항체의 일부를 포함한다. 이 단편은 타겟 항원에 특이적으로 결합할 수 있거나 특정 에피토프 (epitope)에 결합하기 위해 다른 항체 또는 항원 결합 단편과 경쟁할 수 있는 측면에서 생물학적 활성을 갖는 것으로 간주될 수 있다. 일 측면에서, 이 단편은 전장 경쇄 또는 중쇄에 존재하는 적어도 하나의 CDR을 포함하고, 일부 구현예에서, 단쇄 중쇄 및/또는 경쇄 또는 이의 일부를 포함한다. 이 생물학적 활성 단편은 재조합 DNA 기술에 의해 생성될 수 있고, 예컨대, 온전한 항체를 효소적으로 또는 화학적으로 절단되어 생성될 수 있다. 면역학적 기능성 면역글로불린 단편은 Fab, Fab', F(ab')2, scFab, dsFv, Fv, scFV, scFV-Fc, 디아바디 (diabody), 미니바디(minibody), scAb 및 dAb를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니고, 인간, 마우스, 랫트, 낙타류 또는 토끼를 포함하는 임의의 포유류로부터 유래되는 것일 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 “Fc”영역은 항체의 CH2 및 CH3 도메인을 포함하는 두 개의 중쇄 단편을 포함한다. 이 두 개의 중쇄 단편은 두 개 이상의 이황화 결합 (disulfide bonds) 및 CH3 도메인의 소수성 상호 작용에 의해 서로 결합된다.
본 명세서에서 “Fab 단편 (fragment)”은 가변 영역 및 CH1만을 포함하는 1개의 경쇄 및 1개의 중쇄로 구성된다. Fab 분자의 중쇄는 다른 중쇄 분자와 이황화 결합을 형성할 수 없다. scFab는 Fab의 두 분자가 유연한 링커에 의해 연결된 것이다.
본 명세서에서 “Fab' 단편 (fragment)”는 Fab 단편 이외에 중쇄의 CH1 및 CH2 도메인 사이의 영역을 포함하며, F(ab')2 분자 생성을 하는 Fab' 단편의 두 분자의 두 중쇄 사이에 이황화 결합을 형성할 수 있다.
본 명세서에서 “F(ab')2” 단편(fragment)”은 두 개의 경쇄 및 상기 언급된 바와 같이 가변 영역, CH1 및CH1과 CH2 도메인 사이의 불변 영역의 일부를 포함하는 두 개의 중쇄를 포함하고, 이에 따라 두 개의 사슬 내 이황화 결합을 포함한다. 따라서, 상기 F(ab')2 단편은 두 개의 Fab' 단편으로 구성되고 두 개의 Fab' 단편은 그들 사이의 이황화 결합에 의해 서로 만나고 있다.
본 명세서에서 “Fv 영역 (region)”은 중쇄 및 경쇄의 각 가변 영역을 포함하지만, 불변 영역을 포함하지 않는 항체의 단편이다. sdFV는 중쇄 및 경쇄가 이황화 결합에 의해 연결된 것이다. scFc는 중쇄 및 경쇄의 단일 가닥 가변 영역 (single stranded variable regions, Fv)이 유연한 링커 (linker)를 통해 연결된 것이다. scFv-Fc는 Fc가 scFV에 연결된 것이다. 상기 미니바디는 CH3가 scFV에 연결된 것이다. 상기 디아바디는 두 분자의 scFV를 포함한다.
본 명세서에서 “단쇄 항체 (short-chain antibody, scAb)”는 유연한 링커에 의해 중쇄 및 경쇄 가변 영역이 연결된 중쇄 또는 경쇄 불변 영역의 하나의 가변 영역을 포함하는 단일 폴리펩타이드 사슬이다.
본 명세서에서 “도메인 항체 (domain antibody, dAb)”는 중쇄의 가변 영역 또는 경쇄의 가변 영역만을 포함하는 면역학적 기능성 면역 글로불린 단편이다.
본 명세서에서 “2가 항원 결합 단백질 (bivalent antigen-binding protein)” 또는 “2가 항체 (bivalentantibody)”는 두 개의 항원 결합 부위를 포함한다. 이러한 2가 항체에 포함된 두 개의 항원 결합 부위는 동일한 항원 특이성을 가질 수 있거나 개별적으로 상이한 항원에 결합하는 이중 특이 항체일 수 있다.
본 명세서에서 “다중 특이적 항원 결합 단백질 (multi-specific antigen-binding protein)” 또는 “다중 특이적 항체 (multi-specific antibody)”는 두 개 이상의 항원 또는 에피토프를 타겟으로 하는 것이다.
본 명세서에서 “이중 특이적 (bispecific)”, “이중 특이적 (dual-specific)” 항원 결합 단백질 또는 항체는 두 개의 상이한 항원 결합 부위를 가지는 하이브리드 항원 결합 단백질 또는 항체이다. 이러한 이중 특이적 항체는 다중 특이성 항원 결합 단백질 또는 다중 특이적 항체의 일종으로, 공지된 다양한 방법, 예컨대, 하이브리도마의 융합 또는 Fab' 단편의 연결 등의 방법으로 생성할 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 추가의 폴리펩타이드는 추가의 항체 또는 이의 단편을 포함한다. 추가의 추가의 항체는, 예를 들면, 온전한 IgG, IgE 및 IgM, 이중특이적 또는 다중특이적 항체 (예를들면, Zybodies® 등), 단일 쇄 Fv, 폴리펩타이드-Fc 융합물, Fab, 카멜로이드 항체, 마스킹된 항체 (예를들면, Probodies®), 소형 모듈 면역약학제 (Small Modular ImmunoPharmaceuticals; "SMIPsTM"), 단일쇄 또는 탠덤 디아바디 (Tandem diabodies; TandAb®), VHH (비제한적으로 본 개시내용에서 기재된 것들 포함), Anticalins®, Nanobodies®, 미니바디, BiTE®, 안키린 반복 단백질 또는 DARPIN®, Avimers®, DART, TCR-유사 항체, Adnectins®, Affilins®, Trans-bodies®, Affibodies®, TrimerX®, MicroProteins, Fynomers®, Centyrins®, 및 KALBITOR®를 포함한다. 또한, 추가의 항체는 PD-1, TIM-3, LAG-3, IDO, A2AR, TGF베타, CD47, 또는 면역억제 경로에서 관여된 또 다른 단백질을 표적한다.
일 구체예에 있어서, 상기 추가의 폴리펩타이드는 종양 연관된 항원 (TAA) 또는 종양 특이적 항원 (TSA)의 한 부분 또는 전부를 포함하거나 상기로 이루어진다. TSA 또는 TAA 항원의 비-제한 예는 분화 항원 예컨대 MART-1/MelanA(MART-I), gp100 (Pmel 17), 티로시나제, TRP-1, TRP-2 및 종양-특이적 다계통 항원 예컨대 MAGE-1, MAGE-3, BAGE, GAGE-1, GAGE-2, p15; 과발현된 배아 항원 예컨대 CEA; 과발현된 종양유전자 및 돌연변이된 종양-억압제 유전자 예컨대 p53, Ras, HER-2/neu; 염색체 전위에서 비롯하는 고유 종양 항원 예컨대 BCR-ABL, E2A-PRL, H4-RET, IGH-IGK, MYL-RAR; 및 바이러스성 항원, 예컨대 엡스타인 바 바이러스 항원 EBVA 및 인유두종바이러스(HPV) 항원 E6 및 E7을 포함한다. 기타 종양 항원은 TSP-180, MAGE-4, MAGE-5, MAGE-6, RAGE, NY-ESO, erbB, p185erbB2, p180erbB-3, c-met, nm-23H1, PSA, TAG-72, CA 19-9, CA 72-4, CAM 17.1, NuMa, K-ras, 베타-카테닌, CDK4, Mum-1, p 15, p 16, 43-9F, 5T4, 791Tgp72, 알파-태아단백질, 베타-HCG, BCA225, BTAA, CA 125, CA15-3＼CA 27.29＼BCAA, CA 195, CA 242, CA-50, CAM43, CD68＼P1, CO-029, FGF-5, G250, Ga733＼EpCAM, HTgp-175, M344, MA-50, MG7-Ag, MOV18, NB/70K, NY-CO-1, RCAS1, SDCCAG16, TA-90＼Mac-2 결합 단백질＼사이클로필린 C-연관된 단백질, TAAL6, TAG72, TLP, MUC16, IL13Rα2, FRα, VEGFR2, 루이스 Y, FAP, EphA2, CEACAM5, EGFR, CA6, CA9, GPNMB, EGP1, FOLR1, 내피 수용체, STEAP1, SLC44A4, 넥틴-4, AGS-16, 구아날릴 시클라제 C, MUC-1, CFC1B, 인테그린 알파 3 쇄 (a3b1의, 라미닌 수용체 쇄), 및 TPS를 포함한다.
일 구체예에 있어서, 추가의 폴리펩타이드는 CD19, CD20, CD22, CD30, CD72, CD180, CD171 (L1CAM), CD123, CD133, CD138, CD37, CD70, CD79a, CD79b, CD56, CD74, CD166, CD71, CLL-1/CLECK12A, ROR1, 글리피칸 3(GPC3), 메소텔린 CD33/IL3Ra, c-Met, PSCA, PSMA, 당지질 F77, EGFRvIII, GD-2, MY-ESO-1, 및 MAGE A3으로부터 선택된 종양 항원의 한 부분 또는 전부를 포함하거나 상기로 이루어진다.
본 명세서에서 용어 "화학항암제"는 항종양 약물(Antineoplastic agent) 또는 세포독성 약물(Cytotoxic agent)라고도 한다. 주로 DNA에 직접 작용하여 DNA의 복제, 전사, 번역과정을 차단하거나 대사경로에 핵산 전구체의 합성을 방해하고 세포분열을 저해함으로써 항암활성을 나타내는 약물을 총칭하는 것이다. 상기 항종양 약물은 종양세포 뿐 아니라, 정상세포에도 작용하여 세포독성을 나타낸다. 화학항암제는 유지요법(Maintenance therapy)에 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 용어 "유지요법"은 초기 항암치료 후 약물로 암을 치료하는 것으로, 암의 재발을 예방하거나 지연시키기 위하여 실시하는 치료방법을 의미한다.
구체적으로, 화학항암제는 Alkylating Agent, Microtubule Inhibitor, Anti metabolite 및 Topoisomerase Inhibitor으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. Alkylating Agent는 Mechlorethamine, Cyclophosphamide, Ifosfamide, Melphalan, Chlorambucil, Thiotepa, Altretamine, Procarbazine, Busulfan, Streptozotocin, Carmustine, Lomustine, Dacarbazine, Cisplatin, Carboplatin 및 Oxaliplatin으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 일 수 있다. Microtubule Inhibitor는 Docetaxel, Velban, Oncovin 및 Navelbine으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 일 수 있다. Anti-metabolite은 Fluorouracil, Capecitabine, Cytarabine, Gemcitabine, Fludarabine, Methotrexate, Pemetrexed 및 Mercaptopurine으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 일 수 있다. Topoisomerase Inhibitor는 Hycamtin, Camptosar, Vepesid, Paclitaxel, Blenoxane, Adriamycin 및 Cerubidine으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "표적항암제"는 암세포에만 많이 나타나는 특정 단백질이나 특정 유전자 변화를 표적으로 암의 성장과 발생에 관여하는 신호를 차단하여 암세포 특이적으로 사멸시키는 치료제이다. 세포 외부에서 반응하는 단일클론항체와 세포 내부에서 작용하는 저분자(Small molecule) 물질로 분류된다. 단일 클론항체는 세포 외부에 전달되는 암세포 유도신호를 차단하는 항암제로 증식, 사멸 등과 관련된 개시 신호에 작용하며, 저분자 물질은 세포 내부에서 발생하는 복잡한 신호전달에 작용한다.
구체적으로, 표적이 되는 단백질은 EGFR, VEGFR, CD20, CD38, RNAK-L, BTK, Bcr-abl, PDGFR/FGFR 계열, MEK/RAF, HER2/Neu, Ubiquitin, JAK, MAP2K, ALK, PARP, TGFβRI, Proteasome, Bcl-2, C-Met, VR1, VR2, VR3, c-kit, AXL, RET, Braf, DNMT, CDK4/6, STING 등 일 수 있다.
상기 표적항암제는 압식시맙(abciximab). 아달리무맙(adalimumab), 바실릭시맙(basiliximab), 베트로토주맙(bezlotoxumab), 카나키뉴맙(canakinumab), 다클리주맙(daclizumab), 데노스주맙(denosumab), 이팔리주맙(efalizumab), 골리무맙(golimumab), 인플렉트라(inflectra), 나탈리주맙(natalizumab), 올라라투맙(olaratumab). 오말리주맙(omalizumab), 팔리피주맙(palivizumab), 파니투무맙(panitumumab), 트라스투주맙(trastuzumab), 퍼투주맙(pertuzumab), 세툭시맙(cetuximab), 리툭시맙(rituximab), 토실리주맙(tocilizumab), 시쿠키누맙(secukinumab), 우스테키누무맙(ustekinumab), 베바시주맙(Bevacizumab), 아벨루맙(Avelumab), CDNs, SB11285 및 DMXAA로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "표피생장인자 수용체(Epidermal growth factor receptor, EGFR)"은 세포의 성장, 분열, 생존 및 사멸을 조절하는 세포막 수용체로서, 다양한 암에서 종양 조직 내에 EGFR의 발현이 증가되어 있다. 상기 EGFR이 증가된 종양조직은 침습, 전이 및 항암제 내성이 높은 것으로 알려져 있다. EGFR 억제제는 상기 EGFR을 저해하는 물질은, 일 구체예로 Cetuximab, Trastuzumab, Pertuzumab, Gefitinib, Erlotinib 또는 Panitumumab 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "혈관생성인자수용체(Vascular Endothelial Growth Factor Receptor, VEGFR)"는 혈관신생을 유도하는 혈관생성인자의 세포막 수용체로서, VEGFR 억제제는 상기 혈관신생을 저해하여 종양의 성장 및 전이를 억제한다. VEGF 억제제 또는 VEGFR 억제제의 일 구체예로, Axitinib, Lenvatinib, Bevacizumab, Ramucirumab 또는 Aflibercept 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "CD20(B lymphocyte antigen CD20)"은 B 세포 표면에 발현된 단백질로서 B 세포 림프종 치료를 위한 표적 단백질로 사용되고 있다. CD20 표적억제제는 Rituximab 또는 Obinutuzumab 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "CD38(Cluster of differentiation 38)"은 면역세포에서 신호전달계 수용체 역할을 하면서 세포의 증식 및 사멸을 조절하는 단백질로서, 이를 표적으로 하는 억제제는 Daratumumab 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "RNAK-L(Receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand)"은 파골세포의 표면에서 발현되는 RANK 수용체로, 리간드와 결합하여 활성화되면 뼈의 파괴를 일으키는 작용을 한다. RANK-L 억제제는 골전이나 골다공증에 의해 고통받는 암환자에게 주로 사용하며, 구체적으로 Denosumab 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "BTK(Bruton's tyrosine kinase)"는 B 세포의 증식에 관여하는 효소로서 과발현시 혈액암으로 발전할 수 있다. BTK 표적억제제의 일 구체예는 Ibrutinib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "Bcr-abl"은 만성골수성백혈병 환자에서 많이 발현되는 융합 단백질로서, 혈액 세포의 비정상적인 증식을 유도하는 것으로 알려져 있다. 구체적으로, 상기 단백질의 억제제는 Dasatinib, Nilotinib, Imatinib 또는 Bosutinib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "종양성장인자β수용체(Tumor growth factor β receptor, TGFβR)"는 종양성장인자의 세포막 수용체로서, 상피세포와 조혈세포의 성장, 이동, 분화 및 사멸 등을 조절한다. 상기 TGFβR 표적억제제에는 Galunisertib 또는 Vactosertib 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 명세서에서 용어 "PDGFR(Platelet derived growth factor)"는 암세포에서 빈도 높게 발현되는 PDGF의 세포막 수용체로서, 혈관 신생에 관여하여 암의 성장, 전이, 약물 내성을 조절하는 것으로 알려져 있다. FGFR(Fibroblast growth factor receptor)은 섬유아세포 성장인자(FGF)의 수용체로서, 세포성장, 분화 및 이동 등을 포함한 다양한 생물 과정들을 조절한다. FGFR 유전자는 돌연변이가 잘 일어나며, 이러한 변이체는 유방암, 자궁암, 난소암, 자궁경부암 등에서 흔히 관찰된다. PDGFR 또는 FGFR을 표적으로 하는 억제제는 Nintedanib, Sunitinib, Sorafenib, Cabozantinib, Lenvatinib, Regorafenib, Masitinib, Semaxanib, Tivozanib, Vandetanib, Axitinib, 또는 Pazopanib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "MEK/RAF"는 세포증식, 세포주기 조절, 세포생존, 혈관신생, 세포의 이동 등에 관여하는 세포내 신호전달 매개체로, 암세포에서 과활성 되어있다. MEK/RAF를 표적으로 억제제는 Trametinib 또는 Dabrafenib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "HER-2/neu(Human epidermal growth factor receptor 2)는 PI3K/AkT를 활성화를 통해 세포 증식을 조절한다. 전이성 유방암 및 난소암 등에서 과발현 되어 있고 항암제 내성을 유발하는 것으로 알려져 있다. Her2/neu 표적항암제는 Trastuzumab, Afatinib, Lapatinib 또는 Neratinib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "유비퀴틴(Ubiquitin)"은 다른 단백질에 결합하여 단백질 분해효소인 프로테아좀(Proteasome)에 의한 단백질 분해(Ubiquitin-proteasome system, UPS)를 유도함으로써 세포 항상성을 유지시킨다. 상기 UPS의 비정상적인 발현 또는 활성이 다양한 종양에서 관찰되며, 이들의 억제제는 항암활성을 나타낸다. 구체적으로 유비퀴틴 또는 프로테아좀을 표적으로 하는 억제제는 Lenalidomide 또는 Ixazomib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "JAK(Janus kinase)"은 세포증식, 세포생존, 세포의 이동 및 면역반응를 조절하는 전사인자인 STAT의 상위 단백질로서, JAK의 억제제는 STAT의 활성 억제를 통해 세포증식을 감소시키고 세포사멸을 유도하는 것으로 알려져있다. 상기 JAK 표적억제제는 Ruxolitinib, Lestaurtinib 또는 Pacritinib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "MAP2K(Mitogen-activated protein kinase kinase)"는 MAPK를 인산화시켜 세포증식, 세포주기 조절, 세포생존, 혈관신생, 세포의 이동 등에 관여하는 세포내 신호전달 매개체로, 암세포에서 과활성 되어있다. MAP2K 표적억제제는 Cobimetinib, Selumetinib, Trametinib 또는 Binimetinib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "ALK(Anaplastic lymphoma kinase, 역형성림프종 키나제)"는 세포증식, 세포의 이동, 혈관신생성을 촉진하고, 세포사멸을 억제하는 신호 전달 메개체로 다양한 암조직에서 과활성 되어있다. ALK 표적억제제는 Alectinib 또는 Crizotinib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "Bcl-2"는 세포사를 억제하는 단백질로, 다양한 암조직에서 과발현 또는 과활성 되어 있다. Bcl-2를 표적으로 하는 억제제는 Venetoclax 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "C-Met"은 간세포성장인자(Hepatocyte growth factor, HGF)의 수용체로서, 세포성장, 형성, 운동성, 생존 및 혈관 신생 등에 관련된 신호전달을 활성화한다. C-Met 표적항암제는 Crizotinib 또는 Cabozantinib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "VR(Vanilloid receptor)는 TRPV(Transient receptor potential vanilloid)로도 알려져 있으며, VR1, VR2, VR3, VR4, VR5 및 VR6 형태로 존재한다. VR은 암 진행 과정에서 각 단계별로 암세포의 증식, 사멸, 이동, 침윤 및 혈관신생을 조절하는 것으로 알려져 있다.
본 명세서에서 용어 "c-kit"는 CD117로도 알려져 있으며, 세포생존, 증식 및 분화를 활성화하는 신호 전달을 유도한다. c-kit은 원종양 유전자(proto-oncogene)로 상기 유전자의 과발현 또는 돌연변이는 암 발병과 관련이 있다.
본 명세서에서 용어 "AXL(Yyrosin-protein kinase receptor UFO)"는 세포표면에 존재하는 티로신 키나아제 수용체로서, 세포증식 및 생존에 관여하는 신호 전달을 매개한다. 항암치료에 있어 항암제 내성에 관여하는 것으로 알려져있다. AXL 표적항암제의 일 구체예는 Bemcentinib 또는 Gilteritinib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "RET(Rearragned during transfection)"는 세포증식, 세포사멸 및 생존에 관여하는 신호를 매개하는 수용체로, RET의 돌연변이는 암발생에 관여하는 것으로 알려져 있다. RET의 표적 억제제는 Selpercatinib 또는 Pralsetinib 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 명세서에서 용어 "Braf"는 세포증식, 세포주기 조절, 세포생존, 혈관신생, 세포의 이동 등에 관여하는 MAPK 신호 전달 매개체로서, 암세포에서 유전적 변이가 관찰된다. Braf를 표적으로 하는 억제제는 Vemurafenib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "PARP(Poly[ADP-ribose]polymerase)"는 핵에서 손상된 DNA를 인지해 활성화된 후 DNA 수선 관련 단백질을 활성화시키는 단백질이다. PARP 표적억제제는 암세포의 DNA 수선을 저해하여 암세포의 증식을 억제한다. 상기 PARP 표적억제제의 일 구체예는 Olaparib, Talazoparib, Niraparib 또는 Rucaparib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "DNA 메틸 전이효소(DNA methyltransferase, DNMT)"는 DNA를 감고 있는 히스톤 단백질에 메틸기를 붙이는 효소로, 상기 과정을 통해 유전자의 발현이 억제된다. 상기 DMNT 표적억제제는 암 억제 유전자 과메틸화를 저해해 암 억제 유전자의 정상적 발현을 유도함으로써 항암활성을 나타낸다. DNMT 표적억제제의 일 구체예는 Azacitidine, Decitabine, Guadecitabine 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "CDK(Cyclin dependent kinase) 4/6"는 세포주기를 조절하여 세포 성장을 촉진시키는 단백질로서, 다양한 악성 종양의 발생 및 진행 단계에서 과활성 되어있다. CDK4/6 표적억제제는 암세포의 세포주기를 저해하여 세포 증식을 억제하고 세포사멸을 유도함으로써 항암 활성을 나타낸다. CDK4/6 표적억제제는 Abemaciclib 또는 Palbociclib 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "STING(Stimulator of Interferon Genes)"은 암세포에서 나오는 DNA 조각들을 인식하는 생체 내 센서로, 인터페론 유전자를 자극시켜 수지상세포와 같은 체내 면역세포를 활성화시킨다. 상기 STING의 작용제(agonist)는 면역 증강효과 및 암혈관신생 억제 효과를 나타내며, 예를 들어, STING agonist는 CDNs, SB11285, DMXAA 등 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "항체 치료제"는 암세포의 특이적 단백질을 항원으로 인식하는 항체를 이용하여 항암효과를 나타내는 치료제이다. 항체치료제는 Cetuximab, Trastuzumab, Emtansine, Emtansine, Rituximab, Ibritumomab, Tositumomab, Brentuximab, Ofatumumab, Obinutuzumab, Necitumumab, Bevacizumab, Ramucirumab, Nivolumab, Pembrolizumab, Atezolizumab, Durvalumab, Ipilimumab 등 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "면역 항암제"는 면역세포의 분화, 증식, 활성을 억제하는 면역관문 단백질(Immune checkpoint protein)의 활성을 저해하는 하는 물질로, 암세포가 면역시스템을 회피하는 기능을 발휘하는 것을 막음으로써 암세포를 제거하는 것으로 알려져 있다. 상기 면역 항암제는 항 CTLA-4 항체, 항 PD-1 항체, 항 PD-L1 항체, 항체 PD-L2 항체, 항 B7-H4 항체, 항 HVEM 항체, 항 TIM3 항체, 항 GAL9 항체, 항 LAG3 항체, 항 VISTA 항체, 항 KIR 항체, 항 BTLA 항체 및 항 TIGIT 항체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다. 일 구체예로, 상기 면역항암제는 Ipilimumab, Pembrolizumab, Nivolumab, Cemiplimab, Atezolizumab, Avelumab 및 Durvalumab 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 명세서에서 용어 "ADC(Antibody drug conjugate)"는 항체와 세포 독성 약물을 화학적으로 결합하여 표적 전달을 통해 높은 항암 효과를 보이는 치료제이다. Gemtuzumab-Ozogamicin, Brentuximab-Vedotin, Trastuzumab-Emtansine, Inotuzumab-Ozogamicin 및 Eribulin-Mesylate 등 일 수 있다.
상기 항암제는 Cisplatin, Oxaliplatin, ALTIMA, Axitinib(VR1,2,3, PDGFR, c-kit),Galunisertib(TGFβRI), Lenvatinib(VR1,2,3), Ramucirumab(VR2), Cabozatinib(c-Met, VR2, AXL, RET), Olaparib(PARP), Guadecitabine(DNMT), Docetaxel, Paclitaxel, Pemetrexed, Vemurafenib(Braf), Abemaciclib(CDK4/6), Cetuximab(EGFR), Durvalumab(PD-L1), Trastuzumab(Her2), DMXAA, 및 Keytruda(PD-1)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 일 수 있다.
상기 항암제는 하나 이상의 항암제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 항암제는 화학 항암제, 표적 항암제, 면역 항암제, 및 항체치료제 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 하나 이상 선택된 것일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주는 서로 상이한 2종(예를 들면, 제1 항암제, 및 제2 항암제) 이상의 항암제와 함께 병용될 수 있다. 예를 들면, 상기 2종의 항암제(예를 들면, 제1 항암제, 및 제2 항암제)는 화학 항암제 및 표적항암제; 화학 항암제 및 항암 바이러스; 표적 항암제 및 항체 치료제; 화학 항암제 및 세포 치료제; 및 화학 항암제 및 면역항암제일 수 있다. 또한, 표적항암제 및 항암 바이러스; 표적 항암제 및 항체 치료제; 표적 항암제 및 세포치료제; 표적항암제 및 면역항암제일 수 있다. 또한, 항암 바이러스 및 항체 치료제; 항암 바이러스 및 세포 치료제; 및 항암 바이러스 및 면역항암제 일 수 있다. 또한, 항체 치료제 및 세포 치료제; 및 항체 치료제 및 면역항암제일 수 있다.
상기 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주는 3개의 항암제와 함께 사용될 수 있다. 상기 2개의 항암제에 상이한 항암제를 추가로 더 포함하여 사용될 수 있다.
상기 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주는 4개의 항암제와 함께 사용될 수 있다. 상기 3개의 항암제에 상이한 항암제를 추가로 더 포함하여 사용될 수 있다.
일 구체예에 있어서, 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주와 병용투여되는 항암제는 5-fluorouracil, anti-PD-1, Bevacizumab, 및 Cetuximab으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것일 수 있다.
상기 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주는 상기 항암제 및 항암 백신과 병행하여 이용할 수 있다. 여기서, 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 및 항암제는 상술한 바와 동일하다.
본 명세서에서 용어 "항암 백신"은 암세포가 지니는 암특이항원(tumor-specific antigen; TSA)을 암환자에게 투여하여 면역시스템을 활성화시킴으로써 생체 내 면역기능을 강화하여 암세포를 제거하는 능동적 면역치료법이다. 항암백신은 항원의 종류 및 항원 전달방법에 따라 DNA 백신, peptide 백신, 세포 백신 등이 있으며, 현재 항원을 도입시켜 개발하는 세포 백신 및 DNA 백신이 대표적으로 개발되고 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 제2 활성물질은 항암제를 유효성분으로 단독으로 포함하거나, 하나 이상의 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 항암제는 본 발명의 조성물과 병용 투여되기 위해 별도의 제형으로 제조될 수 있다. 상기 항암제는 이를 포함하는 주사제, 바람직하게는 종양내로, 동맥내로, 정맥내로, 혈관내로, 흉막내로, 복강내로, 기관내로, 경막내로, 근육내로, 내시경적으로(endoscopically), 병변내로, 경피로, 피하로, 국지적으로(regionally), 정위적으로(stereotactically), 경구로, 직접 주사 또는 관류에 의해 투여 되는 제형으로 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 용어 "유효성분으로 포함"은 락토바실러스 속 균주, 상기 균주의 파쇄액, 배양액, 또는 이의 배양액의 추출물이 첨가되는 것을 의미하고, 약물전달 및 안정화 등을 위하여 다양한 성분을 부성분으로 첨가하여 다양한 형태로 포뮬레이션(formulation)되는 것을 포함하는 의미이다.
일 구체예에 있어서, 상기 제1 활성물질, 및 제2 활성물질은 동시, 순차적 또는 역순으로 병용투여 되는 것일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "병용 요법" 또는 "병용 투여" 또는 "병용하여(in combination)"는 적어도 2개의 별개의 치료제들을 사용한 임의 형태의 동시 또는 병행 치료를 지칭한다. 병용 요법의 성분들은 동시에, 순차적으로 또는 임의의 순서로 투여될 수 있다. 성분들은 상이한 복용량으로 또는 상이한 투여 빈도로 또는 상이한 경로를 통해 적절한 방식으로 투여될 수 있다.
구체적으로, 상기 병용 투여는 락토바실러스 플란타룸 균주 및 항암제를 동시에 투여하거나, 락토바실러스 플란타룸 균주를 투여한 후 항암제를 투여하는 것일 수 있다. 본 발명에 따른 병용 치료법은 예를 들어, 반응 정도, 반응 속도, 질병 진행까지의 기간 또는 생존 기간을 통해 측정된 효능이 병용 치료법의 성분 중 하나 또는 나머지를 통상적인 용량으로 투약하여 얻을 수 있는 효능보다 치료학적으로 우수하면 상승 효과를 제공할 수 있는 것으로 정의될 수 있다. 예를 들면, 상기 각각을 단독으로 사용하여 얻어지는 효능보다 치료학적으로 그 효능이 우수하면 병용 치료법의 효능은 상승적이다. 특히, 반응 정도, 반응 속도, 질병 진행까지의 기간 및 생존 데이타 중 하나 이상에 해를 주지 않으면서, 특히 반응 지속기간에 해를 주지 않고, 각 성분을 통상적인 용량으로 사용했을 때 발생하는 것보다, 문제가 되는 부작용이 줄고/줄거나 적으면서 락토바실러스 플란타룸 균주 및 항암제의 통상적인 용량을 감소시킬 수 있으면 상승 효과가 존재하는 것으로 간주한다.
일 구체예에 있어서, 상기 병용 투여에 의한 상승 효과는 기존의 항암제의 투여량 또는 투여 횟수를 줄이는 것일 수 있다. 구체적으로, 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주를 항암제(예를 들어, 5-fluorouracil)와 병용 투여 시, 항암제(예를 들어, 5-fluorouracil)의 단독 투여 용량보다 낮은 용량 또는 적은 투여 횟수에서 동일하거나 유사한 항암 활성을 나타낼 수 있다. 일 실시예에 있어서, 항암제 단독투여시 투여 간격이 1일의 경우 항암 활성과 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 및 항암제 병용 투여시 투여 간격이 5일 내지 10일(예컨대, 7일)인 경우 항암 활성이 동일하거나 유사하게 나타났다. 일 실시예에 있어서, 항암제 단독투여시 25mg/kg의 투여 용량에서 나타난 항암 활성과 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 및 항암제 병용 투여시 투여 용량이 5 내지 15mg/kg(예컨대, 10mg/kg)에서 항암 활성이 동일하거나 유사하게 나타났다. 따라서, 락토바실러스 플란타룸 GB104의 병용 투여는 항암제의 통상적인 용량 및 횟수를 감소시킬 수 있는 상승 효과를 가지는 것이다.
본 명세서에서 용어 "동시에 투여되는"은 특별히 제한되지 않으며, 병용 요법의 성분들이 예를 들면 혼합물로서 또는 즉시 이어지는 순서로 실질적으로 동시에 투여되는 것을 의미한다.
본 명세서에서 용어 "순차적으로 투여되는"은 특별히 제한되지 않으며, 병용 요법의 성분들이 동시에 투여되지 않고, 투여 사이에 특정한 시간 간격을 두고 하나씩 차례로 또는 무리지어 투여됨을 의미한다. 시간 간격은 병용 요법의 성분들의 각각의 투여 사이에서 동일하거나 상이할 수 있으며, 예를 들면, 2분 내지 96시간, 1일 내지 7일 또는 1주, 2주 또는 3주의 범위에서 선택될 수 있다. 일반적으로, 투여 사이의 시간 간격은 수 분 내지 수 시간, 예를 들면 2분 내지 72시간, 30분 내지 24시간, 또는 1 내지 12시간 범위일 수 있다. 추가의 예는 24 내지96시간, 12 내지 36시간, 8 내지 24시간, 및 6 내지 12시간 범위의 시간 간격을 포함한다.
일 구체예에 있어서, 상기 제1 활성물질 및 제2 활성물질은 독립적인 경로를 통해 투여되는 것일 수 있다. 각각의 유효성분은 독립적으로 통상의 기술자에 의해 적합한 투여용법 및 용량으로 투여될 수 있다. 구체적으로, 상기 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 및 항암제는 종양내로, 동맥내로, 정맥내로, 혈관내로, 흉막내로, 복강내로, 기관내로, 경막내로, 근육내로, 내시경적으로(endoscopically), 병변내로, 경피로, 피하로, 국지적으로(regionally), 정위적으로(stereotactically), 경구로, 직접 주사 또는 관류에 의해 투여되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 락토바실러스 플란타룸 균주는 경구 투여되고, 상기 항암제는 정맥 투여 또는 피하 투여되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 양상은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 상기 균체, 배양물 및 파쇄물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제1 활성물질 및 항암제를 포함하는 제2 활성물질을 유효성분으로 포함하거나; 또는 상기 제1 활성물질을 유효성분으로 포함하고, 상기 제2 활성물질이 병용투여 되는 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
상기 "균주", "제1 활성물질", "항암제", "제2 활성물질", "항암 활성", 및 "병용 투여"는 상기한 바와 같다.
일 구체예에 있어서, 약학적 조성물은 인간을 포함하는 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여 방식은 통상적으로 사용되는 모든 방식일 수 있으며, 예컨대, 경구, 피부, 정맥, 근육 또는 피하 등의 경로로 투여될 수 있으며, 바람직하게는 경구로 투여될 수 있다.
일 구체예에 있어서, 제1 활성물질을 포함하는 제1 경구제제, 및 제2 활성물질을 포함하는 제2 경구제제를 포함하고, 상기 제1, 및 2 경구제제는 경구 투여되는 것일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "예방"은 일 양상에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 개체의 질환 상태를 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 용어 "치료"는 일 양상에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 개체의 질환 상태에 대한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미할 수 있다.
일 구체예에 따른 상기 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 0.001 중량% 내지 80 중량%의 락토바실러스 플란타룸 균주를 포함할 수 있다. 또한, 락토바실러스 플란타룸 균주의 투여 용량은 0.01mg 내지10,000mg, 0.1mg 내지 1000mg, 1mg 내지 100mg, 0.01mg 내지 1000mg, 0.01mg 내지 100mg, 0.01mg 내지 10mg, 또는 0.01mg 내지 1mg일 수 있다. 상기 균주는 치료적 유효량 또는 영양적으로 유효한 농도로 조성물에 포함되는데, 예를 들면, 상기 균주가 103 내지 1016 CFU/g, 103 내지 1015 CFU/g, 103 내지 1014 CFU/g, 103 내지 1013 CFU/g, 103 내지 1012 CFU/g, 104 내지 1016 CFU/g, 104 내지 1015 CFU/g, 104 내지 1014 CFU/g, 104 내지 1013 CFU/g, 104 내지 1012 CFU/g, 105 내지 1016 CFU/g, 105 내지 1015 CFU/g, 105 내지 1014 CFU/g, 105 내지 1013 CFU/g, 105 내지 1012 CFU/g, 106내지 1013 CFU/g, 106 내지 1012 CFU/g, 107 내지 1013 CFU/g, 107 내지 1012 CFU/g, 108 내지 1013 CFU/g 또는 108 내지 1012 CFU/g 의 함량으로 포함되거나, 동등한 수의 생균 또는 사균의 배양물로 조성물에 포함될 수 있다. 구체적으로 성인 환자의 경우 1X103 내지 1X1016 CFU/g의 생균 또는 사균이 한 번 또는 여러 번에 걸쳐서 나누어 투여될 수 있다. 다만, 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성별, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있고, 당업자라면 이러한 요인들을 고려하여 투여량을 적절히 조절할 수 있다. 투여 횟수는 1회 또는 임상적으로 용인가능한 부작용의 범위 내에서 2회 이상이 가능하고, 투여 부위에 대해서도 1개소 또는 2개소 이상에 투여할 수 있다. 인간 이외의 동물에 대해서도, kg(체중)당 인간과 동일한 투여량으로 하거나, 또는 예를 들면 목적의 동물과 인간과의 기관(심장 등)의 용적비(예를 들면, 평균값) 등으로 상기의 투여량을 환산한 양을 투여할 수 있다. 가능한 투여 경로에는 경구, 설하, 비경구 (예를 들어, 피하, 근육내, 동맥내, 복강내, 경막내, 또는 정맥내), 직장, 국소 (경피 포함), 흡입, 및 주사, 또는 이식성 장치 또는 물질의 삽입을 포함할 수 있다. 일 구체예에 따른 치료의 대상동물로서는, 인간 및 그 밖의 목적으로 하는 포유동물을 예로 들 수 있고, 구체적으로는 인간, 원숭이, 마우스, 래트, 토끼, 양, 소, 개, 말, 돼지 등이 포함된다. 일 실시예에 따르면 상기 조성물은 사멸화 건조 균주를 포함하며, 1회 1g 내지 10g, 0.5g 내지1.5g, 2.5g 내지 3.5g, 또는 4.5g 내지 5.5g 투여 가능하고, 1일 1회 내지 3회 투여될 수 있다.
본 명세서에서 용어 "치료적 유효량"은 연구자, 의사 또는 기타 임상의가 얻고자 하는 환자에서의 생물학적 또는 의학적 반응 또는 원하는 치료 효과를 도출하게 되는 본 발명의 방법 및 용도를 위한 항암제 또는 본 발명의 방법 및 용도를 위한 항암제를 포함하는 제약 조성물의 양을 의미한다. 항암제의 치료적 유효량은 개체의 질환 상태, 연령, 성 및 체중, 그리고 개체에서 원하는 반응을 도출하는 항암제의 능력과 같은 인자들에 따라 가변적일 수 있다. 치료적 유효량은 치료적으로 유익한 효과가 어떠한 독성이거나 유해한 효과도 능가하는 양이기도 하다.
일 구체예에 따른 약학적 조성물은 약학적으로 허용가능한 담체 및/또는 첨가물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 멸균수, 생리식염수, 관용의 완충제(인산, 구연산, 그 밖의 유기산 등), 안정제, 염, 산화방지제(아스코르브산 등), 계면 활성제, 현탁제, 등장화제, 또는 보존제 등을 포함할 수 있다. 국소 투여를 위해, 생체고분자(biopolymer) 등의 유기물, 하이드록시아파타이트 등의 무기물, 구체적으로는 콜라겐 매트릭스, 폴리락트산 중합체 또는 공중합체, 폴리에틸렌글리콜 중합체 또는 공중합체 및 그의 화학적 유도체 등과 조합시키는 것도 포함할 수 있다.
일 구체예에 따른 약학적 조성물이 주사에 적당한 제형으로 조제되는 경우에는, 락토바실러스 속 균체가 약학적으로 허용가능한 담체 중에 용해 또는 분산되어 있거나 또는 용해 또는 분산되어 있는 용액 상태로 동결된 것일 수 있다.
일 구체예에 따른 약학적 조성물은 그 투여방법이나 제형에 따라 필요한 경우, 현탁제, 용해보조제, 안정화제, 등장화제, 보존제, 흡착방지제, 계면활성화제, 희석제, 부형제, pH 조정제, 무통화제, 완충제, 환원제, 산화방지제 등을 적절히 포함할 수 있다. 상기에 예시된 것들을 비롯하여 본 발명에 적합한 약학적으로 허용되는 담체 및 제제는 문헌[Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., 1995]에 상세히 기재되어 있다. 일 구체예에 따른 약학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질 중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 분말, 과립, 정제 또는 캡슐 형태일 수 있다.
상기 약학적 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 명세서에서 용어 "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고, 종래의 치료제와 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여, 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 제1 활성물질의 항암 활성은 제2 활성물질과 병용투여시에 더욱 효과적일 수 있다.
일 실시예에서, 마우스 대장암 세포주 MC-38을 이식한 종양동물모델에 상기 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 및 화학항암제 5-fluorouracil을 병용 투여하였을 경우, 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 단독투여 하였을 경우 대비 상승된 항암 효과를 나타냈다. 구체적으로, 대장암 종양의 성장 및 진행을 억제하는 효과를 확인하였다. 평균적으로 대조군에 비해 GB104 및 화학항암제를 병용투여한 실험군에서 종양의 부피가 10% 내지 90%로 감소하는 효과를 보였다.
일 구체예에 있어서, 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 및 화학항암제를 병용하여 투여하였을 때, 상기 균주 및 항암제를 투여하지 않은 음성 대조군의 대장암 종양 부피 100%을 기준으로, 대장암 종양 부피가 90% 이하, 80% 이하, 70%이하, 67% 이하, 10 내지 90%, 10 내지 80%, 10 내지 70%, 10 내지 67%, 20 내지 90%, 20 내지 80%, 20 내지70%, 20 내지 67%, 30 내지 90%, 30 내지 80%, 30 내지 70%, 30 내지 67%, 40 내지 90%, 40 내지 80%, 40 내지70%, 40 내지 67%, 50 내지 90%, 50 내지 80%, 50 내지 70%, 50 내지 67% 또는 60 내지 67% 수준으로 감소하는 활성을 가지는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 마우스 대장암 세포주 MC-38을 이식한 종양동물모델에 상기 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 및 면역항암제인 anti-PD-1을 병용 투여하였을 경우, 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 단독투여 하였을 경우 대비 상승된 항암 효과를 나타냈다. 구체적으로, 대장암 종양의 성장 및 진행을 억제하는 효과를 확인하였다. 평균적으로 대조군에 비해 GB104 및 면역항암제를 병용투여한 실험군에서 종양의 부피가 10% 내지 90%로 감소하는 효과를 보였다.
일 구체예에 있어서, 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 및 면역항암제를 병용하여 투여하였을 때, 상기 균주 및 항암제를 투여하지 않은 음성 대조군의 대장암 종양 부피 100%을 기준으로, 대장암 종양 부피가 90% 이하, 80% 이하, 70%이하, 67% 이하, 10 내지 90%, 10 내지 80%, 10 내지 70%, 10 내지 67%, 20 내지 90%, 20 내지 80%, 20 내지70%, 20 내지 67%, 30 내지 90%, 30 내지 80%, 30 내지 70%, 30 내지 67%, 40 내지 90%, 40 내지 80%, 40 내지70%, 40 내지 67%, 50 내지 90%, 50 내지 80%, 50 내지 70%, 50 내지 67% 또는 60 내지 67% 수준으로 감소하는 활성을 가지는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 마우스 대장암 세포주 MC-38을 이식한 종양동물모델에 상기 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 및 표적항암제인 Cetuximab 또는 Bevacizumab을 병용 투여하였을 경우, 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 단독투여 하였을 경우 대비 상승된 항암 효과를 나타냈다. 구체적으로, 대장암 종양의 성장 및 진행을 억제하는 효과를 확인하였다. 평균적으로 대조군에 비해 GB104 및 표적항암제를 병용투여한 실험군에서 종양의 부피가 10% 내지 90%로 감소하는 효과를 보였다.
일 구체예에 있어서, 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 및 표적항암제를 병용하여 투여하였을 때, 상기 균주 및 항암제를 투여하지 않은 음성 대조군의 대장암 종양 부피 100%을 기준으로, 대장암 종양 부피가 90% 이하, 80% 이하, 70%이하, 67% 이하, 10 내지 90%, 10 내지 80%, 10 내지 70%, 10 내지 67%, 20 내지 90%, 20 내지 80%, 20 내지70%, 20 내지 67%, 30 내지 90%, 30 내지 80%, 30 내지 70%, 30 내지 67%, 40 내지 90%, 40 내지 80%, 40 내지70%, 40 내지 67%, 50 내지 90%, 50 내지 80%, 50 내지 70%, 50 내지 67% 또는 60 내지 67% 수준으로 감소하는 활성을 가지는 것일 수 있다.
또 다른 양상은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 상기 균체, 배양물 및 파쇄물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제1 활성물질 및 항암제를 포함하는 제2 활성물질을 유효성분으로 포함하거나; 또는 상기 제1 활성물질을 유효성분으로 포함하고, 상기 제2 활성물질이 병용투여 되는 것인 암 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공하는 것이다.
또 다른 양상은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 상기 균체, 배양물 및 파쇄물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제1 활성물질 및 항암제를 포함하는 제2 활성물질을 유효성분으로 포함하거나; 또는 상기 제1 활성물질을 유효성분으로 포함하고, 상기 제2 활성물질이 병용투여 되는 것인 암 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
상기 "균주", "제1 활성물질", "항암제", "제2 활성물질", "항암 활성", 및 "병용 투여"는 상기한 바와 같다.
일 구체예에 있어서, 식품 조성물은 인간을 포함하는 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여 방식은 통상적으로 사용되는 모든 방식일 수 있으며, 예컨대, 경구, 피부, 정맥, 근육 또는 피하 등의 경로로 투여될 수 있으며, 바람직하게는 경구로 투여될 수 있다.
일 구체예에 있어서, 제1 활성물질을 포함하는 제1 경구제제, 및 제2 활성물질을 포함하는 제2 경구제제를 포함하고, 상기 제1, 및 2 경구제제는 경구 투여되는 것일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 건강기능식품은 식품학적으로 허용가능한 담체를 추가로 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "식품학적으로 허용 가능한"은 상기 화합물에 노출되는 세포나 인간에게 독성이 없는 특성을 나타내는 것을 의미한다.
본 명세서에서 용어 "개선"은 치료되는 상태와 관련된 파라미터, 예를 들어, 증상의 정도를 적어도 감소시키는 모든 행위를 의미할 수 있다. 이때, 상기 건강기능식품은 암의 예방 또는 개선을 위하여 해당 질의 발병 단계 이전 또는 발병 후, 치료를 위한 약제와 동시에 또는 별개로서 사용될 수 있다.
상기 건강기능식품에서, 유효성분은 식품에 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합량은 그의 사용 목적(예방 또는 개선용)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조 시에 상기 건강기능식품은 원료에 대하여 구체적으로 약 15 중량% 이하, 보다 구체적으로 약 10 중량% 이하의 양으로 첨가될 수 있다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있다.
상기 건강기능식품은 담체, 희석제, 부형제 및 첨가제 중 하나 이상을 더 포함하여 정제, 환제, 산제, 과립제, 분말제, 캡슐제 및 액제 제형으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 제형될 수 있다. 일 양상에 따른 화합물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 각종 식품류, 분말, 과립, 정제, 캡슐, 시럽제, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강기능성 식품류 등이 있다.
상기 담체, 부형제, 희석제 및 첨가제의 구체적인 예로는 락토즈, 덱스트로즈, 슈크로즈, 솔비톨, 만니톨, 에리스리톨, 전분, 아카시아 고무, 인산칼슘, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 미세결정성 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 메틸셀룰로즈, 물, 설탕시럽, 메틸셀룰로즈, 메틸하이드록시 벤조에이트, 프로필하이드록시 벤조에이트, 활석, 스테아트산 마그네슘 및 미네랄 오일로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
상기 건강기능식품은 상기 유효성분을 함유하는 것 외에 특별한 제한없이 다른 성분들을 필수 성분으로서 함유할 수 있다. 예를 들어, 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 단당류, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 이당류, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 다당류, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당 알코올일 수 있다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제 (타우마틴, 스테비아 추출물 (예를 들어, 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등)) 및 합성 향미제 (사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 당업자의 선택에 의해 적절하게 결정될 수 있다.
상기 외에도, 일 양상에 따른 건강기능식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물 (전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제 (치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있으며, 이러한 첨가제의 비율 또한 당업자에 의해 적절히 선택될 수 있다.
상기 건강기능식품은 종래에 알려져 있는 암의 예방 또는 개선용 건강기능식품 또는 기존의 다른 건강기능식품과 혼합되어 제공될 수 있고, 상기 암의 예방 또는 개선용 건강기능식품은 종래에 알려져 있는 대사질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품, 기존의 건강기능식품 또는 새롭게 개발되는 건강기능식품일 수 있다.
상기 건강기능식품이 암의 예방 또는 개선 효과를 가지는 다른 건강기능식품을 포함하는 경우, 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양이 혼합되는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
상기 암 예방 또는 개선용 식품 조성물은 기능성 식품(functional food), 영양 보조제(nutritional supplement), 건강 식품(health food) 및 식품 첨가제(food additives)등의 모든 형태를 포함하여, 상기 유형의 식품 조성물은 당업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다.
본 명세서의 조성물은 식품 보조제(food supplements)로 간주될 수 있다. 식이 보충제(dietary supplement) 또는 영양 보충제(nutritional supplement)로도 알려진 식품 보조제는 또 다른 특정 의약품(pharmaceutical product)으로 간주될 수 있다. 이것은 식단을 보충하기 위한 용도로 준비된 것이며, 정상적인 식단에서 섭취가 되지 않거나 충분한 양으로 섭취되지 않을 수 있는 영양소(nutrients) 또는 유익한 성분(beneficial ingredients)을 제공하기 위한 것이다. 대부분 식품 보조제는 식품으로 간주되지만 때로는 약물(drugs), 천연건강제품(natural health products) 또는 건강기능식품 (nutraceutical products)으로 간주된다. 본 발명의 의미에서, 식품 보조제는 건강기능식품을 포함한다. 식품 보조제는 일반적으로 처방전 없이(without prescription) 카운터에서 판매된다. 식품 보조제가 알약(pill) 또는 캡슐(capsule) 형태를 채택하는 경우, 의약품에 사용되는 동일한 첨가제(excipients)를 포함한다. 그러나 식품 보조제는 일부 영양소로 강화된 식품형태(예: 유아용 조제분유)를 채택할 수도 있다. 따라서, 특정실시예에서, 본 발명의 조성물은 식품 보조제(food supplement)이다.
본 발명에 따른 조성물은 그대로 투여되거나 또는 적절한 식용 액체 또는 고체와 혼합되어 투여되거나 또는 정제(tablets), 알약(pills), 캡슐(capsules), 로젠지(lozenges), 과립(granules), 분말 (powders), 현탁액(suspensions), 사쳇(sachets), 시럽(syrups)의 형태 또는 단위용량(unit dose)의 형태로 동결 건조(freeze-dried)될 수 있다. 또한 투여 전 함께 제공된 별도의 액체 용기(separate liquid container)에 혼합되어지는 동결 건조된 조성물의 단일용량(monodoses)의 형태일 수 있다.
본 발명의 조성물은 유아의 경우 우유제품과 같은 다양한 식용식품 및 식품에 포함될 수도 있다. 본 문서에서 사용된 "식용식품(edible product)"이라는 용어는 광범위한 의미에서 어떠한 형태로든, 동물에 의해 섭취될 수 있는 임의의 형태의 제품을 포함한다(예를 들어, 제품은 감각기관에 의해 받아들여질 수 있는 제품). "식품(food product)"이라는 용어는 체내에 영양지원(nutritional support)을 공급하는 식용제품으로 이해된다. 특히, 흥미로운 식품은 식품보조제(food supplements)와 유아용 조제분유(infant formulas)이다. 식품은 바람직하게는, 귀리가루죽(oatmeal gruel), 젖산발효식품(lactic acid fermented foods), 저항성 전분(resistant starch), 식이섬유(dietary fibers), 탄수화물(carbohydrates), 단백질(proteins) 그리고 당화단백질(glycosylated proteins)과 같은 담체 물질(carrier material)을 포함한다. 특정 실시예에서, 본 발명의 박테리아 세포는 유아용 제조분유를 구성하기 위해 곡물(cereals) 또는 분유(powdered milk)와 같은 다른 성분과 균질화된다.
또 다른 양상은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 상기 균체, 배양물 및 파쇄물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제1 활성물질 및 항암제를 포함하는 제2 활성물질을 유효성분으로 포함하거나; 또는 상기 제1 활성물질을 유효성분으로 포함하고, 상기 제2 활성물질이 병용투여 되는 것인 암 예방 또는 치료용 키트를 제공하는 것이다.
또 다른 양상은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 상기 균체, 배양물 및 파쇄물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제1 활성물질 및 항암제를 포함하는 제2 활성물질을 유효성분으로 포함하거나; 또는 상기 제1 활성물질을 유효성분으로 포함하고, 상기 제2 활성물질이 병용투여 되는 조성물을 그를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는 개체 내 약물을 전달하는 방법을 제공하는 것이다.
또 다른 양상은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 상기 균체, 배양물 및 파쇄물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제1 활성물질 및 항암제를 포함하는 제2 활성물질을 유효성분으로 포함하거나; 또는 상기 제1 활성물질을 유효성분으로 포함하고, 상기 제2 활성물질이 병용투여 되는 조성물을 그를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는 암을 예방하거나 치료하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 "균주", "제1 활성물질", "항암제", "제2 활성물질", "항암 활성", 및 "병용 투여"는 상기한 바와 같다.
상기 개체는 암을 앓고 있는 개체일 수 있다. 또한 상기 개체는 포유동물일 수 있으며, 바람직하게는 인간일 수 있다.
상기 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주 및 항암제의 투여경로, 투여량 및 투여횟수는 환자의 상태 및 부작용의 유무에 따라 다양한 방법 및 양으로 대상에게 투여될 수 있고, 최적의 투여방법, 투여량 및 투여횟수는 통상의 기술자가 적절한 범위로 선택할 수 있다. 또한, 상기 유효성분 이외에 암 질환에 대하여 치료효과가 공지된 다른 약물(예를 들어, 상술한 항암제) 또는 생리학적 활성물질과 병용하여 투여되거나, 다른 약물과의 조합 제제 형태로 제형화될 수 있다.
락토바실러스 플란타룸 균주의 균체, 또는 상기 균주의 배양액은 암세포의 증식을 억제하거나 암세포의 사멸을 유도할 수 있을 뿐만 아니라, 항암제와 병용 투여할 경우, 암세포 및 종양의 증식 억제에 대해 시너지 효과가 나타나 약학적 조성물 또는 건강기능식품의 형태로 암 예방, 치료 또는 개선에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 인체 대장암 세포주 HCT116에 각각 GB104와 다른 균주의 배양 상등액을 처리한 후 세포의 생존율을 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 인체 대장암 세포주 HCT116에 각각 GB104와 비교 균주(WCFS1)의 배양 상등액을 처리한 후 세포 주기를 확인한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 인체 대장암 세포주 HCT116 또는 인체 유방암 세포주 MDA-MB-231에 각각 GB104와 비교 균주(WCFS1)의 배양 상등액을 처리한 후 암세포 사멸 효과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 마우스 MC-38 대장암 암세포주, LLC1 폐암 암세포주, 및 4T1 유방암 암세포주에 GB104의 배양 상등액을 처리한 후 종양 형성 억제 효과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 동종이식된 MC-38 마우스 대장암종 모델에서 GB104와 5-FU 병용투여 후 종양 부피를 측정하여 시너지 효과를 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 동종이식된 MC-38 마우스 대장암종 모델에서 GB104와 5-FU의 단독투여 및 병용투여 후 종양 부피를 측정하여 비교 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 동종이식된 MC-38 마우스 대장암종 모델에서 GB104와 anti-PD-1 병용투여 후 종양 부피를 측정하여 시너지 효과를 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 동종이식된 MC-38 마우스 대장암종 모델에서 GB104와 anti-PD-1 단독투여 및 병용투여 후 종양 부피를 측정하여 비교 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 이종이식된 HT-29마우스 대장암종 모델에서 GB104와 Bevacizumab 병용처리 후 종양 부피를 측정하여 시너지 효과를 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10은 이종이식된 HT-29마우스 대장암종 모델에서 GB104와 Bevacizumab 단독투여 및 병용투여 후 종양 부피를 측정하여 비교 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 이종이식된 HT-29마우스 대장암종 모델에서 GB104와 Cetuximab 병용처리 후 종양 부피를 측정하여 시너지 효과를 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12는 이종이식된 HT-29마우스 대장암종 모델에서 GB104와 Cetuximab 단독투여 및 병용투여 후 종양 부피를 측정하여 비교 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다. 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
실시예 1. 락토바실러스 플란타룸( Lactobacillus plantarum ) GB104 균주의 분리 및 동정
락토바실러스 플란타룸 GB104 균주의 분리 및 동정은 대한민국 특허출원 제10-2020-0186738호, 및 대한민국 특허출원 제10-2022-0080567호에 기재된 방법으로 수행하였다. 상기 문헌은 그 전체가 참조로서 본 명세서에 포함된다.
간략하게, 락토바실러스 플란타룸 GB104 건강검진을 목적으로 병원에 방문한 건강한 여성의 질 샘플로부터 분리하였다. 먼저, 질 내부 샘플을 면봉으로 채취하여 Rogosa SL(MRS) 평판 배지에 선조 접종하여 37℃의 혐기 챔버에서 48시간동안 배양하였다. 박테리아의 집락이 자라면 순수분리를 위해 단일 집락들을 새로운 MRS 평판배지에 계대배양을 하였다. 순수 분리된 후, MRS 배지를 이용하여 균주 배양을 하였다. 다음으로 상기 배양된 균주 중 지방 세포의 축적 억제 효과 및 세포 독성이 낮은 락토바실러스 플란타룸 GB104균주를 최종 선별하였다. 상기 최종 선별한 락토바실러스 플란타룸 GB104 균주의 동정을 위하여 16S rRNA 유전자를 타겟하는 프라이머를 이용하여 PCR을 통해 얻은 16S rRNA 유전자 서열을 Sanger 서열분석 방법으로 분석하였고, 락토바실러스 플란타룸 GB104의 16s rRNA 서열을 서열번호 1로 나타내었다. 본 발명자들은 GB104균을 "락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) GB104" (기탁번호: KCTC 14107BP)로 명명하고 이를 한국생명공학 연구원 소재 한국세포주은행 (Korean collection for type cultures, KCTC)에 2020년 1월 14일자에 기탁하였다. 또한, 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)은 락티플랜티바실러스 플란타룸(Lactiplantibacillus plantarum)으로 균주명이 변경되었다. 이하의 실시예에서는 기존의 균주의 변경된 균주명을 상호 호환적으로 기재하였다.
실험예 1. GB104 균주 배양 상등액 처리에 따른 암세포 생존률 및 암세포 사멸 효과 확인
1.1. GB104 균주 배양 상등액 처리에 따른 암세포 생존률 확인
본 실험예에서는 인체 대장암 세포주를 이용하여 L. Plantarum GB104 균주를 포함한 다양한 L. Plantarum 배양 상등액을 각각 처리하고, MTT 분석을 통해 세포 생존율을 스크리닝하였다.
인체 대장암 세포주 HCT116 세포를 96-웰 플레이트에는 2Х103세포가 되도록 각 웰에 분주하여 24시간 동안 배양한 후, 다양한 L. Plantarum 균주의 배양 상등액을 10% 농도로 처리하고 37℃ 5% CO2의 조건에서 72시간 배양하였다. 배양 상등액은 MRS 배지에 L. Plantarum 균주를 배양한 후, 원심분리로 균주를 침전시켜 상등액만 취한 뒤 0.22 μm 필터로 여과하여 상등액을 얻었다. Cell Proliferation Kit I (MTT) (Roche)을 사용하여 MTT 용액을 0.5 mg/mL이 되도록 처리한 후 4시간을 더 배양하여 대사 활성에 의해 살아있는 세포에서 생성되는 보라색 포르마잔 결정을 solubilization 용액으로 용해하고 570 nm에서 흡광도를 측정하였고, 도 1에 나타내었다.
도 1은 인체 대장암 세포주 HCT116에 각각 GB104와 다른 균주의 배양 상등액을 처리한 후 세포의 생존율을 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 다양한 L. Plantarum 배양 상등액에서 동일한 암세포 성장 억제 효과를 나타내지는 않았으며, 특히 GB104 배양 상등액에서 암세포 생존율이 약 95% 감소하는 효과를 나타내어 암세포의 성장 억제에 가장 효과가 있음을 확인하였다.
1.2. GB104 균주 배양 상등액 처리에 따른 인체 암세포주 세포 생존률 확인
본 실험예에서는 다양한 인체 암세포주를 이용하여 L. Plantarum GB104 균주 배양 상등액을 각각 처리하고, MTT 분석을 통해 세포 생존율을 스크리닝하였다.
96-웰 플레이트에 인체 암세포주 0.8-1.5Х104 세포가 되도록 각 웰에 분주하여 24시간 동안 배양한 후, L. Plantarum GB104 균주의 배양 상등액을 10% 농도로 처리하고 37℃ 5% CO2의 조건에서 48시간 배양하였고, 상기 실험예 1.1과 동일한 방법으로 세포 생존율을 측정하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
암종 세포주명 세포생존률
(MRS 100% 기준)
대장암 HCT116 6.185±0.346
폐암 A546 9.761±3.399
위암 MKN-45 58.161±6.069
유방암 MDA-MB-231 66.969±4.102
간암 HepG2 75.931±5.011
그 결과, 암세포가 갖는 특성에 따라 세포 생존율에 차이가 있기는 하지만, L. Plantarum GB104 배양 상등액이 처리된 모든 인체 암세포주에서 처리되지 않은 대조군(MRS)에 비하여 세포 생존율이 감소되어 있음을 확인하였다.
1.3. GB104 균주 배양 상등액 처리에 따른 암세포 주기 확인
본 실험예에서는 인체 대장암 세포주를 이용하여 L. Plantarum GB104 배양 상등액을 처리하고, 유세포측정기를 통해 암세포 주기의 변화를 확인하였다.
인체 대장암 세포주 HCT116 세포를 6-웰 플레이트에는 5Х104세포가 되도록 각 웰에 분주하여 24시간 동안 배양한 후, L. Plantarum GB104 균주의 배양 상등액을 10% 농도로 처리하고 37℃ 5% CO2의 조건에서 48시간 배양하였다. 배양 상등액은 MRS 배지에 L. Plantarum 균주를 배양한 후, 원심분리로 균주를 침전시켜 상등액만 취한 뒤 0.22 μm 필터로 여과하여 상등액을 얻었다. 48시간 후, trypsin-EDTA를 처리하여 세포를 떼어낸 다음 원심분리하여 세포를 수확하고, 70% 에탄올로 세포를 고정시켜 4℃에서 1시간 이상 보관하였다. RNase A를 처리하고 PI(Propidium Iodine)로 염색한 후 유세포측정기(BD FACSymphony A3 Cell Analyzer)를 이용하여 암세포의 사멸정도를 DNA 함량분석을 통해 확인하였고, 이를 도 2에 나타내었다.
도 2는 인체 대장암 세포주 HCT116에 각각 GB104와 비교 균주(WCFS1)의 배양 상등액을 처리한 후 세포 주기를 확인한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, L. Plantarum GB104 배양 상등액을 처리한 세포의 sub-G1 영역이 MRS를 처리한 대조군 세포와 비교하여 약 9.8배 증가된 것을 확인하였다. 이를 통해 GB104가 암세포의 사멸을 유도시킨다는 사실을 확인하였다.
1.4. 인체 암세포주에 GB104 배양 상등액 처리에 따른 초기 및 후기 암세포 사멸 효과
본 실험예에서는 인체 암세포주를 이용하여 L. Plantarum GB104 배양 상등액을 처리하고, 유세포측정기를 통해 암세포 사멸 효과를 확인하였다.
6-웰 플레이트에 인체 암세포주 0.5-1Х105 세포가 되도록 각 웰에 분주하여 24시간 동안 배양한 후, L. Plantarum GB104 균주의 배양 상등액을 10% 농도로 처리하고 37℃ 5% CO2의 조건에서 24시간 배양하였다. 배양 상등액은 MRS 배지에 L. Plantarum 균주를 배양한 후, 원심분리로 균주를 침전시켜 상등액만 취한 뒤 0.22 μm 필터로 여과하여 상등액을 얻었다. 24시간 후, trypsin-EDTA를 처리하여 세포를 떼어낸 다음 원심분리하여 세포를 수확하였다. FITC Annexin V Apoptosis Detection Kit with 7-AAD (BioLegend)를 사용하여 100 μL 결합용액으로 세포를 혼합한 후 5 μL FITC Annexin V와 5 μL 7-AAD를 첨가하여 실온에서 차광하고 15분간 반응시켰다. 암세포 사멸 확인을 위한 형광 측정은 유세포측정기(BD FACSymphony A3 Cell Analyzer)를 이용하여 확인하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다. 정상적으로 살아있는 세포는 Annexin V 및 7-AAD에 표지되지 않고, 초기 세포 사멸 과정의 세포는 Annexin V에는 표지되며 7-AAD에는 표지되지 않는다. 후기 세포 사멸 과정의 세포는 Annexin V 및 7-AAD 모두에 표지되는 것으로 구분하여 확인할 수 있다.
도 3은 인체 대장암 세포주 HCT116 또는 인체 유방암 세포주 MDA-MB-231에 각각 GB104와 비교 균주(WCFS1)의 배양 상등액을 처리한 후 암세포 사멸 효과를 나타낸 그래프이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, L. Plantarum GB104 배양 상등액이 처리된 대장암 및 유방암 세포주에서 처리되지 않은 대조군(MRS)에 비하여 초기 및 후기 세포 사멸이 현저하게 증가된 것을 확인하였다.
이를 통해, GB104가 암세포의 사멸 유도에 관여한다는 사실을 확인하였다.
실험예 2. GB104 배양 상등액 처리에 따른 종양 형성 억제 효과
본 실시예에서는 다양한 마우스 암세포주에서 L. Plantarum GB104 균주 처리에 의한 종양 형성 억제 효과를 확인하였다.
배양 상등액은 MRS 배지에 L. Plantarum 균주를 배양한 후, 원심분리로 균주를 침전시켜 상등액만 취한 뒤 0.22 μm 필터로 여과하여 상등액을 얻었다. 구체적으로, 마우스 대장암세포주 MC-38, 마우스 폐암 암세포주 LLC1, 및 마우스 유방암 암세포주 4T1 각각을 6-웰 플레이트에 0.5-2 x 103 세포가 되도록 배지 2 mL에 희석하여 각 웰에 분주하고 24시간동안 안정화를 시켰다. 24시간 후, 배지를 제거하고 새로운 배지로 갈아주면서 L. Plantarum GB104 균주의 배양 상등액을 1% 농도로 처리하였다. 2-3일 간격으로 균주 배양 상등액이 포함된 새로운 배지로 교환해주었으며, 7일간 배양하였다. 배양된 플레이트를 DPBS로 두 번 세척하고 4% 포르말린을 처리하여 고정시켰다. 고정된 세포를 DPBS로 두 번 세척하고 0.5% crystal violet 용액으로 5분간 염색한 후 증류수로 세척하여 콜로니 형성능을 확인한 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4는 마우스 MC-38 대장암 암세포주, LLC1 폐암 암세포주, 및 4T1 유방암 암세포주에 GB104의 배양 상등액을 처리한 후 종양 형성 억제 효과를 나타낸 그래프이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 암세포가 갖는 특성에 따라 종양 형성 억제능에 차이가 있기는 하지만, L. Plantarum GB104 배양 상등액이 처리된 모든 마우스 암세포주에서 처리되지 않은 대조군(MRS)에 비하여 종양 형성이 억제됨을 확인하였다.
실험예 3. GB104 균주와 화학항암제 5-fluorouracil의 병용투여에 따른 종양 증식 억제 효과 확인
본 실험예에서는 대장암종 MC-38 동종이식 모델에서 L. Plantarum GB104 균주와 5-fluorouracil(5-FU) 병용 투여에 의한 종양 치료 효과를 확인하였다. 6주령의 c57BL/6 mouse를 입고하여 1주일 순화 기간을 거쳐, 오른쪽 옆구리 주변을 제모 후 7주령에 실험을 진행하였다. Mouse의 오른쪽 옆구리에 c57BL/6 유래 대장암 세포주 MC-38을 한 마리 당 2 x 105 세포/100 μL로 피하주사 함으로써 종양 모델을 확립하였다. 종양 크기는 디지털 캘리퍼(digital calliper)를 이용해 측정하여 Tumor volume (mm3)= (width2 x length)/2에 의해서 크기를 계산하였다. 종양 세포 주입 5일차에 종양 크기가 일정한 범위 내에 해당하는 마우스만을 선택하여 각 그룹군의 종양 크기 평균값이 같도록 분류한 후, L. Plantarum GB104 균주를 상기 동물 모델에 마우스 한 마리 당 1x109 CFU로 6일차부터 시험 종료 직전까지 매일 경구투여 하였다. 화학항암제 5-FU (10 mg/kg)을 주 1회 단독 또는 GB104와 병용으로 복강 투여하였다.
도 5는 동종이식된 MC-38 마우스 대장암종 모델에서 GB104와 5-FU 병용투여 후 종양 부피를 측정하여 시너지 효과를 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 동종이식된 MC-38 마우스 대장암종 모델에서 GB104와 5-FU의 단독투여 및 병용투여 후 종양 부피를 측정하여 비교 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, L. Plantarum GB104를 투여한 그룹에서 음성대조군 (Control) 그룹과 비교하여 종양 성장 속도가 크게 억제되는 것을 확인하였다. 또한 L. Plantarum GB104 또는 5-FU를 단독으로 투여한 그룹보다 L. Plantarum GB104와 5-FU를 병용 투여한 그룹에서 시너지 현상에 의한 종양 크기의 유의성 있는 감소 효과를 확인할 수 있었다.
실험예 4. GB104 균주와 면역항암제 anti-PD-1의 병용투여에 따른 종양 증식 억제 효과 확인
본 실험예에서는 대장암종 MC-38 동종이식 모델에서 L. Plantarum GB104 균주와 anti-PD-1 병용 투여에 의한 종양 치료 효과를 확인하였다. 6 주령의 c57BL/6 mouse를 입고하여 1주일 순화 기간을 거쳐, 오른쪽 옆구리 주변을 제모 후 7주령에 실험을 진행하였다. Mouse의 오른쪽 옆구리에 c57BL/6 유래 대장암 세포주 MC-38을 한 마리당 2 x 105 세포/100 μL로 피하주사 함으로써 종양 모델을 확립하였다. 종양 크기는 디지털 캘리퍼(digital calliper)를 이용해 측정하여 Tumor volume (mm3)= (width2 x length)/2에 의해서 크기를 계산하였다. 종양 세포 주입 5일차에 종양 크기가 10-30 mm3 범위 내에 해당하는 마우스만을 선택하여 각 그룹군을 무작위로 설정한 후, L. Plantarum GB104 균주를 상기 동물 모델에 마우스 한 마리 당 1x109 CFU로 5일차부터 시험 종료 직전까지 매일 경구투여 하였다. 면역항암제 anti-PD-1 (5 mg/kg)을 주 2회 단독 또는 GB104와 병용으로 복강 투여하였다.
도 7은 동종이식된 MC-38 마우스 대장암종 모델에서 GB104와 anti-PD-1 병용투여 후 종양 부피를 측정하여 시너지 효과를 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 동종이식된 MC-38 마우스 대장암종 모델에서 GB104와 anti-PD-1 단독투여 및 병용투여 후 종양 부피를 측정하여 비교 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7 및 8에 나타낸 바와 같이, 음성대조군 (Control) 그룹과 비교하여 L. Plantarum GB104 또는 anti-PD-1을 단독으로 투여한 그룹보다 L. Plantarum GB104와 anti-PD-1을 병용 투여한 그룹에서 시너지 현상에 의한 종양 크기의 유의성 있는 감소 효과를 확인하였다.
실험예 5. GB104 균주와 표적항암제 Bevacizumab의 병용투여에 따른 종양 증식 억제 효과 확인
본 실험예에서는 면역결핍마우스를 이용한 이종이식 모델에서 L. Plantarum GB104 균주와 Bevacizumab(anti-VEGF) 병용 투여에 의한 종양 치료 효과를 확인하였다. 6주령의 NOG mouse를 입고하여 1주일 순화 기간을 거쳐, 오른쪽 옆구리 주변을 제모 후 7주령에 실험을 진행하였다. Mouse의 오른쪽 옆구리에 인체 유래 대장암 세포주 HT-29를 한 마리 당 3 x 106 세포/100 μL로 피하주사 함으로써 종양 모델을 확립하였다. 종양 크기는 디지털 캘리퍼(digital calliper)를 이용해 측정하여 Tumor volume (mm3)= (width2 x length)/2에 의해서 크기를 계산하였다. 종양 세포 주입 3일차에 종양 크기가 일정한 범위 내에 해당하는 마우스만을 선택하여 각 그룹군의 종양 크기 평균값이 같도록 분류한 후, L. Plantarum GB104 균주를 상기 동물 모델에 마우스 한 마리 당 1x109 CFU로 4일차부터 시험 종료 직전까지 매일 경구투여 하였다. 표적항암제 Bevacizumab (10 mg/kg)을 주 1회 단독 또는 GB104와 병용으로 복강 투여하였다.
도 9는 이종이식된 HT-29 마우스 대장암종 모델에서 GB104와 Bevacizumab 병용처리 후 종양 부피를 측정하여 시너지 효과를 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10은 이종이식된 HT-29 마우스 대장암종 모델에서 GB104와 Bevacizumab 단독투여 및 병용투여 후 종양 부피를 측정하여 비교 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, L. Plantarum GB104를 투여한 그룹에서 음성대조군 (Control) 대비 종양 성장 속도가 억제되는 것을 확인하였다. 또한, L. Plantarum GB104 또는 Bevacizumab을 단독으로 투여한 그룹보다 L. Plantarum GB104와 Bevacizumab을 병용 투여한 그룹에서 시너지 현상에 의한 종양 크기의 유의성 있는 감소 효과를 확인할 수 있었다.
실험예 6. GB104 균주와 표적항암제 Cetuximab의 병용투여에 따른 종양 증식 억제 효과 확인
본 실험예에서는 면역결핍마우스를 이용한 이종이식 모델에서 L. Plantarum GB104 균주와 Cetuximab(anti-EGFR) 병용 투여에 의한 종양 치료 효과를 확인하였다. 6주령의 NSG mouse를 입고하여 1주일 순화 기간을 거쳐, 오른쪽 옆구리 주변을 제모 후 7주령에 실험을 진행하였다. Mouse의 오른쪽 옆구리에 인체 유래 대장암 세포주 HT-29를 한 마리 당 3 x 106 세포/100 μL로 피하주사 함으로써 종양 모델을 확립하였다. 종양 크기는 디지털 캘리퍼(digital calliper)를 이용해 측정하여 Tumor volume (mm3)= (width2 x length)/2에 의해서 크기를 계산하였다. 종양 세포 주입 3일차에 종양 크기가 일정한 범위 내에 해당하는 마우스만을 선택하여 각 그룹군의 종양 크기 평균값이 같도록 분류한 후, L. Plantarum GB104 균주를 상기 동물 모델에 마우스 한 마리 당 1x109 CFU로 4일차부터 시험 종료 직전까지 매일 경구투여 하였다. 표적항암제 Cetuximab (40 mg/kg)을 주 2회 단독 또는 GB104와 병용으로 복강 투여하였다.
도 11은 이종이식된 HT-29 마우스 대장암종 모델에서 GB104와 Cetuximab 병용처리 후 종양 부피를 측정하여 시너지 효과를 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12는 이종이식된 HT-29 마우스 대장암종 모델에서 GB104와 Cetuximab 단독투여 및 병용투여 후 종양 부피를 측정하여 비교 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, L. Plantarum GB104를 투여한 그룹에서 음성대조군 (Control) 그룹과 비교하여 상당한 종양 성장 억제 효과를 확인하였다. 또한, Cetuximab을 단독으로 투여한 그룹보다 L. Plantarum GB104와 Cetuximab을 병용 투여한 그룹에서 시너지 현상에 의한 종양 크기의 감소 효과를 확인할 수 있었다.
한국생명공학연구원 KCTC14107BP 20200114

Claims (28)

  1. 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 제1 활성물질 및 항암제를 포함하는 제2 활성물질을 유효성분으로 포함하거나; 또는
    상기 제1 활성물질을 유효성분으로 포함하고, 상기 제2 활성물질이 병용투여 되는 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 활성물질은 종양 성장 억제 활성을 갖는 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 활성물질은 암세포의 세포 사멸을 유도하는 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 균주는 서열번호 1의 16S rRNA를 포함하는 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 균주는 수탁번호 KCTC14107BP로 기탁된 균주인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 균주는 자연적으로 일어난 락토바실러스 플란타룸 균주의 돌연변이를 포함하는 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 항암제는 제1 항암제 및 제2 항암제를 포함하고, 제1 및 제2 항암제는 서로 상이한 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 항암제는 화학항암제, 표적항암제, 및 면역항암제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 화학항암제는 알킬화제(Alkylating agent), 미세관 억제제(Microtubule inhibitor), 항대사제(Antimetabolite) 및 토포아이소머라아제 억제제(Topoisomerase inhibitor)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 화학항암제는 메클로레타민, 클로람부실, 이포스파마이드, 멜팔란, 클로람부실, 티오테파, 알트레타민, 프로카바진, 부설판, 스트렙토조신, 카무스틴, 로무스틴, 다카바진, 시스플라틴, 카보플라틴, 옥살리플라틴, 도세탁셀, 벨반, 온코빈, 나벨빈, 5-플루오로우라실, 카페시타빈, 사이타라빈, 겜시타빈, 플루다라빈, 메토트렉세이트, 페메트렉시드, 머캅토퓨린, 하이캄틴, 캄토사, 베페시드, 파클리탁셀, 블레오세인, 아드리아마이신 및 세루비딘으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 표적항암제는 표피성장인자 수용체(EGFR), 혈관성장인자 수용체(VEGFR), CD20, CD38, RNAK-L, BTK, Bcr-abl, PDGFR/FGFR 계열, MEK/RAF, HER2/Neu, 유비퀴틴, JAK, MAP2K, ALK, PARP, 종양성장인자β 수용체(TGFβR), Proteasome, Bcl-2, C-Met, VR1, VR2, VR3, c-kit, AXL, RET, Braf, DNA 메틸 전이효소(DNMT), CDK4/6, STING으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 단백질을 표적으로 하는 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 표적항암제는 압식시맙. 아달리무맙, 바실릭시맙, 베트로토주맙, 카나키뉴맙, 다클리주맙, 데노스주맙, 이팔리주맙, 골리무맙, 인플렉트라, 나탈리주맙, 올라라투맙, 오말리주맙, 팔리피주맙, 파니투무맙, 트라스투주맙, 퍼투주맙, 세툭시맙, 리툭시맙, 토실리주맙, 시쿠키누맙, 우스테키누무맙, 베바시주맙, 아벨루맙, 및 DMXAA로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  13. 청구항 8에 있어서, 상기 면역항암제는 2B4, 4-1BB (CD137), AaR, B7-H3, B7-H4, BAFFR, BTLA, CD2, CD7, CD27, CD28, CD30, CD40, CD80, CD83 리간드, CD86, CD160, CD200, CDS, CEACAM, CTLA-4, GITR, HVEM, ICAM-1, KIR, LAG-3, LAIR1, LFA-1 (CD 11 a/CD 18), LIGHT, NKG2C, NKp80, OX40, PD-1, PD-L1, PD-L2, SLAMF7, TGFRp, TIGIT, Tim3 및 VISTA로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나에 대한 항체인 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  14. 청구항 8에 있어서, 상기 면역항암제는 아테졸리주맙, 아벨루맙, 둘발루맙, 니볼루맙, 펨브롤리주맙, 아바고보맙, 아데카투무맙, 아테졸리주맙, 아푸투주맙, 알렘투주맙, 아나투모맙 마페나톡스, 아폴리주맙, 블리나투모맙, BMS-936559, 카투막소맙, 세미플리맙, 에파카도스타트, 에프라투주맙, 인독시모드, 이노투주맙, 오조가미신, 인텔루무맙, 이필리무맙, 이사툭시맙, 람브롤리주맙, MED 14736, MPDL3280A, 오비누투주맙, 오카라투주맙, 오파투무맙, 올라타투맙, 피딜리주맙, 리툭시맙, 티실리무맙, 사말리주맙, 및 트레멜리무맙 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 암은 위암, 간암, 폐암, 대장암, 유방암, 전립선암, 난소암, 췌장암, 당남암, 담도암, 자궁경부암, 갑상선암, 후두암, 급성 골수성 백혈병, 뇌종양, 신경모세포종, 망막모세포종, 침샘암, 흑색종, 방광암, 식도암, 두경부암, 피부암, 소장암, 항문암, 결장암, 직장암 및 림프종으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 대장암은 상행결장, 횡행결장, 하행결장, S자 결장 및 직장 점막으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 활성물질 및 제2 활성물질은 동시, 순차적 또는 역순으로 병용투여 되는 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 활성물질 및 제2 활성물질은 경구 투여, 정맥 투여, 또는 피하 투여되는 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  19. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 활성물질은 경구 투여되고, 제2 활성물질은 정맥 투여 또는 피하 투여되는 것인 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  20. 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 제1 활성물질 및 항암제를 포함하는 제2 활성물질을 유효성분으로 포함하거나; 또는
    상기 제1 활성물질을 유효성분으로 포함하고, 상기 제2 활성물질이 병용투여 되는 것인 암 예방 또는 개선용 건강기능식품.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 균주는 수탁번호 KCTC14107BP로 기탁된 균주인 암 예방 또는 개선용 건강기능식품.
  22. 청구항 20에 있어서, 상기 항암제는 제1 항암제 및 제2 항암제를 포함하고, 제1 및 제2 항암제는 서로 상이한 것인 암 예방 또는 개선용 건강기능식품.
  23. 청구항 20에 있어서, 상기 항암제는 화학항암제, 표적항암제, 및 면역항암제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 암 예방 또는 개선용 건강기능식품.
  24. 청구항 20에 있어서, 상기 암은 위암, 간암, 폐암, 대장암, 유방암, 전립선암, 난소암, 췌장암, 당남암, 담도암, 자궁경부암, 갑상선암, 후두암, 급성 골수성 백혈병, 뇌종양, 신경모세포종, 망막모세포종, 침샘암, 흑색종, 방광암, 식도암, 두경부암, 피부암, 소장암, 항문암, 결장암, 직장암 및 림프종으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나인 암 예방 또는 개선용 건강기능식품.
  25. 청구항 24에 있어서, 상기 대장암은 상행결장, 횡행결장, 하행결장, S자 결장 및 직장 점막으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나인 암 예방 또는 개선용 건강기능식품.
  26. 청구항 20에 있어서, 상기 제1 활성물질 및 제2 활성물질은 동시, 순차적 또는 역순으로 병용투여 되는 것인 암 예방 또는 개선용 건강기능식품.
  27. 청구항 20에 있어서, 상기 제1 활성물질 및 제2 활성물질은 경구 투여, 정맥투여 또는 피하 투여되는 것인 암 예방 또는 개선용 건강기능식품.
  28. 청구항 20에 있어서, 상기 제1 활성물질은 경구 투여되고, 제2 활성물질은 정맥 투여 또는 피하 투여되는 것인 암 예방 또는 개선용 건강기능식품.
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