KR100234520B1

KR100234520B1 - 종양괴사인자 매개병 치료용 의약품 조성물

Info

Publication number: KR100234520B1
Application number: KR1019930702129A
Authority: KR
Inventors: 데이비드에프.카마이클; 크리스토퍼지.스미스; 로버트씨.톰슨; 데보라러셀; 타다히코코노
Original assignee: 그레고리 아보트; 시너겐, 인크
Priority date: 1991-01-18
Filing date: 1992-01-17
Publication date: 1999-12-15
Also published as: AU702466B2; DK0567566T3; JP2864434B2; EP0567566B1; DE69230789T2; SG63617A1; DE69230789D1; WO1992013095A1; NO316310B1; CA2100329A1; CA2100329C; ES2145744T5; GR3033327T3; JPH06506446A; EP0567566A1; JPH11199505A; AU1235692A; EP0567566A4; AU4228896A; DE69230789T3

Abstract

TNF 매개병 의약품 조성물을 제공한다. 또 해당하는 병의 환자에게 치료적으로 유효한 양의 TNF 억제제를 투여하는 것을 포함한다. 바람직한 구체예에서, TNF 억제제는 30kDa TNF 억제제, C105-PEG 3400 db 및 40kDa TNF 억제제로 구성되어 있는 군으로부터 선택되며, 40kDa TNF 억제제는 전장의 40kDa TNF 억제제 △51 및 40kDa TNF 억제제 △53으로 구성되어 있는 군으로부터 선택된다. 바람직한 하나의 TNF 억제제 제조방법은 재조합 DNA 방법이다.

Description

[발명의 명칭]

종양괴사인자 매개병의 치료용 의약품 조성물

[발명의 상세한 설명]

[발명의 배경]

본 발명은 일반적으로 질병의 치료용 의약품 조성물에 관한 것인데, 구체적으로는, 종양괴사인자(Tumor Necrosis Factor) 매개병인 성인 호흡장해 증후군, 관절염, 패혈증성 쇼크의 치료용 의약품 조성물에 관한 것이다.

종양괴사인자(TNF)는, 단핵세포 및 대식세포를 포함하여, 다양한 형태의 세포에 의하여 생성되는 일종의 단백질이다. 최소한 2개의 TNF, 특히 TNF 알파 및 TNF 베타(림포톡신(lymphotoxin))가 종전에 기술되어 왔다.

이들 공지의 TNF는, 염증성 반응에 내포된 수 많은 상이한 표적세포에 중요한 병리학적 효과를 갖고 있다. 단백질은 섬유아세포 및 활막세포들이 잠복성 콜라게나제(collagenase) 및 프로스타글라딘 E2(prostagladin E2)를 분비하게 되며, 성골세포가 골흡수를 이행하게 한다. 이들 단백질은 중성 친화성을 위한 내피세포의 표면접착성을 증가시킨다. 이들은 또한 내피세포가 혈액응고활성을 분비하도록 하여 응혈괴를 융해하는 능력을 감소시킨다. 또한 이들은 효소 리포단백질 리파제의 발현을 억제하여 저장된 리피드로부터 지방세포의 활성을 멀어지게 한다.

TNF는 간세포로 하여금 "급성기 반응체("acute phase reactants")"로 알려진 일종의 단백질을 합성시키게 하며, 그들은 시상하부(hypothalamus)에 발열인자로 작용한다. 이들 활성을 통하여, TNF는 스트레스, 감염 및 상해에 대한 유기체의 반응에 있어서 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 참조, 예를 들면, Lancet, 1998년 2월 27일판, 483페이지의 P.J. Selby 등; J.Clin. Invest. 82:1321(1998)의 H.F. Starnes, Jr. 등; 세포(Cell)50:553(1987)의 A. Oliff등; 및 Lancet, 1987년 2월 14일판, 355페이지의 A. Waage 등에 의한 논문들.

자연발생적 또는 경험적 질병이 체액내 또는 체내에 질병이나 중상이 나타나는 중심부위와 인접한 장소의 TNF량의 증가와 관련이 되는 경우에는, 그 질병은 "TNF 매개병"으로 간주된다. 많은 경우에 있어서, 이와 같은 TNF 매개병은 다음의 또 다른 2가지 조건에 의하여 확인된다: (1) 동물에 TNF를 투여함으로써 질병과 관련된 병리학적 발견을 실험적으로 모방할 수 있는 경우 및 (2) 실험적 질병 모델동물에 유도된 병리현상이 TNF의 작용을 억제하는 제제에 의한 치료에 의하여 억제되거나 사라질 수 있는 경우, 대부분의 "TNF 매개병"을 3개의 조건중 2개의 경우와 일치하며, 많은 경우의 "TNF 매개병"은 3개의 모든 조건과 일치한다.

이것만에 극한되는 것은 아니나, 이들 기준을 만족하는 질병 목록에는 다음과 같은 것이 있다.

1) 성인 호흡장해 증후군(Adult Respiratory Distress Syndrome)

2) 페선유증

3) 관절염

4) 염증성 장질환

5) 패형증성 쇼크

이들 5가지 질병의 TNF 매개에 관한 증거를 제시한다. 패혈증성 쇼크, 관절염 및 성인 호흡장해 증후군의 동물모델은 잘 알려져 있으며, 여기서 TNF 매개병을 치료하기 위한 TNF 억제제의 성능을 입증하는데 이용한다.

성인 호흡장해 증후군(ARDS)은, 호흡곤란, 호흡촉박, 치아노제, 심각한 저산소혈증, 폐암축율 감소현상 및 폐혈관 투과율의 증가현상이 신속히 개시되는 특색이 있다. ARDS의 사망률은 50%를 넘는다. ARDS의 진전과 관련된 위험요소에는 외상(外傷), 대량 수혈, 파종성 혈관내 응고증, 산소중독, 독소와 자극제의 흡입 및 패혈증, 출혈성 췌염, 열상 및 복부수술의 병발증에 대한 전신반응이 포함된다. 프로스타글라딘(prostagladin), 루우코트리엔(leukortien), 보체 및 유리 산소라디칼과 같은 다양한 매개체가 증후군의 원인과 관련되나, 특정 매개체의 작용을 억제하기 위하여 고안된 다양한 치료법도 ARDS의 임상적 방법을 개선시키지는 못했다. 동물실험결과는, TNF가 ARDS의 매개체라는 가설을 다음과 같이 뒷받침하고 있다.

1. 쥐에 TNF를 주입하면 ARDS가 나타난다. TNF를 주입한 후, 폐압축율이 감소되고, 폐수분함량 및 세포충실도가 증가되며, 점상출혈현상이 일괄적으로 보이며, 중성호성 트롬빈의 조직학적 증거 및 확산 폐세포 손상현상이 나타난다. E. Ferrari-Baliviera 등의 Arch. Surg, 124권, 1400-1405페이지(1989); 트레이시(Tracey)등의 Science 234권, 470-474페이지(1986)를 참조할 것.

2. 항-TNF 항혈청으로 미리 쥐를 처리하면 ARDS 동물모델의 유도를 억제한다. ARDS는 간성 빈혈후에 뒤따르는 간의 재관류에 의하여 유도되었다. 재관류후에 증가된 TNF의 순화량은 다량의 고정괸 간성 대식세포로부터 발생하는 것으로 추정되었다. TNF-차단성이 없는 혈청이 투여된 쥐에 비하여, 처리된 쥐에서는 폐모세혈관 누출현상이 감소되었다. 콜렛티(L. M. Colletti) 등의, Ttansplantion, 49권 268-272페이지 (1990)를 참조할 것.

3. 2가지 임상연구에서, ARDS 환자의 기관지폐 분비물에서 TNF의 농도를 측정하였다. 다섯 환자에 대한 제1연구에서, TNF의 농도는 12.5㎎/ml을 초과하였다. 대비 샘플에서는 TNF가 전혀 검출되지 않았다. 제2연구에서는, ARDS 환자 넷중 세환자의 기관지폐포세정액에서 상당한 TNF량이 측정되었으나, 조절 샘플레서 검출한계치 이하이었다. 밀러(A.B. Miller)등의, Lancet, 2권 712-714페이지(1989); 로버츠(D.J. Roberts)등의, Lancet, 2권 1043-1044페이지(1989)를 참조할 것.

폐선유증은 다양한 폐질병의 마지막 단계에서 발생한다. 선유증은 선유아세포의 성장 및 폐포벽내에 콜라겐의 축적량이 증가함으로써 발생한다. TNF는 명백히 폐선유즈의 진전에 있어서 중심역할을 한다. TNF는 피코몰 농도로 정상 2배체 선유아세포의 성장인자가 된다. 슈가맨(B.J. Sugarman)등, Science, 230권, 943-945페이지(1985)를 참조할 것. 암의 화학요법 약인 블레오마이신에 의하여 유도된 폐장해와 관련되는 도울실험결과는 상기 가설을 지지하는 증거를 제시하였다. 폐선유증의 TNF 매개현상은 다음에 의하여 지지된다.

1. TNF를 정맥내 주사하면, 현저한 폐포상피 및 내피세포의 괴사현상 및 폐포막이 두꺼워지는 현상을 나타내며, 확산 폐세포 손상현상이 유도된다. 쥐에 TNF를 피하주사하면 선유아세포 증식 및 콜라겐 축적현상이 현저하게 증가한다. K.J. Tracey 등의, Science 234권, 470-474페이지(1986); 피그엣(P.F. Piguet) 등, Int. Arch. Allerg. Apol. Immunol., 83권, 18페이지(1986)를 참조할 것.

2. 생쥐에 토끼 항-TNF 항체를 투여하여 블레오마이신-유도 폐세포 손상, 폐선유아세포의 성장 및 콜라겐 축적을 방지하였다. Pierre F. Piguet등의, I. Exp. Med., 170권, 655-663페이지(1989)를 참조할 것.

3. ARDS 환자의 통상의 후유증은 폐선유증이다. ARDS의 급성기중에, TNF는 기관지폐포액내에 상당량 존재한다.

관절염은, 관절의 만성염증을 특징으로 하는 다양한 증상을 나타내는데 사용되는 용어이다. 관절염이라는 용어의 정의에 포함되는 것에서 다음과 같은 것이 있다; 류마티스성 관절염, 골관절염, 강직성 척추염, 홍반성 낭창, 임균성 관절염, 라이터(Reiter) 질병 관절염 및 통풍이 있다. 아래에 류마티스 관절염에 있어서 TNF의 매개역할에 관한 증거를 제시한다.

류마티스성 관절염은 관절내의 관절연골을 파괴시키는 만성 자기면역증이다. 활막은 만성적으로 염증을 일으키며 점진적으로 선유증이 성장하는 것을 겪게 된다. 시험관내에서, TNF는 내피 및 백혈구 모두를 활성화하여 백혈구 부착을 촉진하며, 흡수를 자극하고 연골에서 프로테오글리칸의 합성을 억제한다. 갬블(J.R. Gamble)등의, Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 82권, 8667-8673페이지(1985); J. Saklatvala, Nature, 322권, 547-552페이지(1986)를 참조할 것. 시험관내에서의 이와 같은 활성은 TNF가 류마티스성 관절염에 있어서 관절병의 매개체일 수 있다는 것을 강력하게 암시한다. 류마티스성 관절염의 TNF 매개현상을 다음에 의하여 지지된다;

1. 토끼의 관절에 TNF를 관절내 주사하면 관절에 백혈구의 침윤현상이 일어나나, 연골로부터 프로테오글리칸은 상실되지 않는다. 관절에 TNF 및 인터루킨-1(IL-1)을 주사하면 중성호성 백혈구가 상승작용적으로 축적된다. 헨더슨(B. Henderson)등의, Clin. Exp. Immunol., 75권, 306-310페이지(1989)를 참조할 것. 이와는 대조적으로, 토끼를 이용하는 다른 일련의 실험에서, TNFα만을 관절내 주사하면 세포침윤현상 및 연골 프로테오글리칸 상실현상이 모두 일어났다. 염증 뉴로펩티드인, 물질 P의 양은 활액내에 증가되었다. 루빈(A.S. Rubin)등의, 관절염 및 류마티스(Arthritis and Rheumatism), 33권, 1023-1028페이지(1990)를 참조할것.

2. 활막세포 IL-1 제조에 있어서의 TNF의 효과를 류마티스성 관절염 환자에게서 관찰하였다. 류마티스성 관절의 활액막 또는 활액으로부터 추된 단핵세포의 배양물은, 외부로부터의 자극이 없이 6일 동안까지 사이토킨을 생성한다. 류마티스성 관절염 환자에 있어서, 배양물에서의 활막세포 IL-1 생성은 항-TNF 항체에 의하여 현저하게 감소되었다. 이들 결과는, TNF가 류마티스성 관절에서의 IL-1 유도에 중추적 역할을 한다는 것을 나타낸다. 브레나(F.M. Brennan) 등의, Lancet, 2권(8657), 244-247페이지(1989)를 참조할 것.

3. TNF는 류마티스성 활액에 검출가능한 양으로 존재한다. F.S. DiGiovine 등, Ann. Rheum. Dis., 47권, 768-776페이지(1988)를 참조할 것.

특발성 염증성 장질환(IBD, Inflammatory Bowel Disease)은 2가지 증후군, 궤양성 대장염 및 크로온 병(Crohn's disease)을 포함한다. 크로온 병은 말단회장 또는 결장의 전 두께에 연관되는 육아성 염증반응을 특징으로 하는 반면에, 궤양성 대장염은 결장의 점막 또는 점막하 조직에 한정된 비특정 염증반응이다. 상기 2가지 증후군에 병리학상 차이가 있으며 양자의 병인론이 아직 모호한 상태이기는 하나, 2개의 질병이 공통의 병원체에 대하여 다양한 조직 또는 면역반응을 나타낸다는 확신이 있다. 다양한 면역학적 질병이 IBD 환자에게서 확인되었다. 하나의 가설은 환자의 면역 시스템이, 모든 사람들이 통상적으로 노출되는, 세균생성물과 같은 항원과 비정상적으로 즉 부적절하게 반응하고 있다는 것이다. 장(腸)에서 다량의 TNF가 합성되면, IBD에 있어서 염증성 세포침윤현상에 기여할 수도 있다. IBD에서의 TNF-매개현상은 다음으로 뒷받침된다.;

1) 쥐로서 수행한 2건의 연구에서, TNF를 정맥내 보러스(bolus)투여함으로써, 소화관의 괴사현상이 유도되었다. TNF의 영향은 투여량과 관련이 있는 것으로 보였다. 투여량이 0.6㎎/㎏을 초과하면, 총체적이며 현미적인 작은 창자의 괴사현상이 유도되었다. 장은 명백한 출혈 또는 괴사현상의 부위와 함께 분절성(segmental)빈혈현상을 나타냈다. TNF에 대하여 맹장이 특히 민감한 것으로 나타났다. 비괴사성 장관(腸管)의 조직학적 부위는 다형핵 백혈구에 의한 점막하조직 및 점막근층의 침입과 함께 염증성 변화도 보였다. 상피세포는 장 전체를 통하여 노출되었다. 선(X.M. Sun)등, J.Clin. Invest. 81권, 1328-1331페이지(1988); 및 트레이시(K.J. Tracey)등, Science, 234권, 470-474페이지(1986)를 참조할 것.

2) 트레이시 등의 연구에서, TNF를 주입하기 1시간 전에, 4㎎의 인체TNF에 대한 중화작용 생쥐 단일클론성 항체를 주입하면, 치사량의 TNF로부터 동물을 보호할 뿐만 아니라, TNF에 의하여 유도된 장해현상의 진전을 현저하게 방지한다.

3) 크로온병 어린아이의 생체조직검사페의 유리물은, 스폿트 ELISA법(산소결합면역흡착 검사법)으로 조사한 모든 개별 어린이에게서 TNFα 분비세포의 빈도가 증가되었음을 나타내었다. 정상적인 어린아이의 유기물은 이와 같은 증가현상을 보이지 않았다. 궤양성 대장염에 있어서, 8명중 4명의 어린이가 TNFα의 생성량이 증가되었다. 이들 결과는, TNFα가 인체 장관의 염증에 중요한 매개체라는 것을 의미한다. 맥도날드(T.T. MacDonald)등, clin. Exp. Immunol., (영국) 81권, 301-305페이지(199)를 참조할 것.

패혈증성 쇼크는 대량의 세균침입과 연관된 하나의 상태이다. 그람음 성감염에 의한 쇼크는, 적어도 부분적으로는, 세균내독소(리포다당류)의 존재에 의하여 초래된다고 보통 믿어진다. 패혈증성 쇼크는 병우너에 있어서 비교적 흔한 치사원인으로 되어 있다. 현재 패혈증성 쇼크 환자의 치료방법은 몇가지 안되며, 그 방법도 일반적으로는 자연적인 치료방법이다.

패혈증성 쇼크는, 평균동맥혈압(MSP, Mean Arterial blood Pressure)의 강하, 심박출량의 감소, 심박급속증, 호흡축박증, 유산혈증 및 백혈구 감소증을 포함하는, 다양한 증상의 특징이 있다. 구체적인 질병의 원인이 완전히 이해되는 것이 아니긴 하나, TNF를 포함하는 다양한 사이토킨(cytokine)이 패혈증성 쇼크의 매개에 관련된다.

TNF가 패혈증성 쇼크의 매개에 있어서 하나의 역할을 할 수도 있다는 것을 암시하는 다음과 같은 몇가지 증거가 있다;

1. 동물에 TNF를 투여하면, 쇼크 유사 상태가 유도되는 것으로 나타난다. Everhaerdt 등의, Biochem. Biophys. Res. Commun., 163권, 378페이지(1989)를 참조할 것. 생쥐에 리포다당류를 투여하면 동물에 패혈증성 쇼크증상이 나타나는 것으로 알려져 있다. 이와 같이 처리된 동물에는 순환되는 TNFα량이 증가되는 현상을 발견하였다. 파릴도(Parillo)등, Ann. Intern. Med., 9권, 28-31페이지(1988); 및 카스웰(Carswell)등, Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 72권, 3666-3670페이지(1975)를 참조할 것.

2. TNFα에 대한 항체를 투여하면 생쥐 및 원숭이에게서, 높은 내독소복용량에 의한 치사효과가 감소되는 것으로 나타났다. 트레이시 등의, Nature, 330권, 662-664페이지(1987); 뷰틀러(Buetler)등의, Science, 229권, 369-371페이지(1985)를 참조할 것.

3. 별도의 연구를 수행하며, 그람음성패혈증 어린이의 혈청에서 TNFα농도를 분석하였다. 이 연구결과, 검사받은 환자의 91%에서 TNFα의 양이 증가된 것으로 나타났다. 또한 TNFα 혈청량이 생존자보다도 죽은 환자에게서 현저하게 높았다. 퍼라딘(Firardin)등, New England J. of Med., 319권, 397-400페이지(1988)를 참조할 것.

본 발명자들은, TNF의 활성을 차단하는 물질은, 위에서 규정한 바와 같이, TNF 매개병의 치료에 유효한 화합물이라는 제안을 하게 되었다.

본 발명의 발명자들은 TNF 매개병을 예방 및 치료하는, 여기서 TNF 억제제라고 부르는, 화합물류를 확인하였다. 여기서 구체적으로 참고로 인용하는, 1990년 7월 19일 출원되어 현재 계류중인 미합중국 특허출원 번호 제555, 274호에, 바람직한 자연발생 단백성 TNF 억제제류 및 그 물질을 고순도로 상당량 제조할 수 있는 방법이 기술되어 있다. 특히, 상기 출원은 30KDa 및 40KDa TNF 억제제라고 명명한 2조(組)의 TNF 억제제에 대하여 상세히 설명하고 있다. 전장(全長)의 40KDa TNF 억제제 단백질의에, 절단은 되었으나 생물학적으로 활성형인 40KDa TNF 억제제도 생성되었다. 전장의 40KDa TNF 억제제는, 인체 U937 세포에 의하여 조절된 매질 또는 오줌으로부터 유리될 수 있는 SDS-PAGE 상에 약 40KDa의 분자량을 갖는 TNF 억제제이다. 전장의 40KDa TNF 억제제는 자연발생 단백질과 같이 글리코실화 될수도 있으며; 박테리아 발현 시스템으로부터 재조합 형식으로 발현된 단백질과 같이 글리코실화가 되지 않을 수도 있다. 51 및 53 카르복실 말단 아미노산이 전장 단백질로부터 제거된, 절단 단백질은 각각 40KDa TNF 억제제 △51 및 40KDa TNF 억제제 △53으로 명명되었다.

30KDa TNF 억제제는 TNFα에 대하여 억제작용을 보이는 것으로 나타났다. 전장의 40KDa TNF 억제제, 40KDa TNF 억제제 △51 및 40KDa TNF 억제제 △53을 포함하는, 40KDa TNF 억제제는 TNFα 및 TNFβ 양방에 대하여 억제활성을 나타내는 것으로 알려졌다.

여기서 특별히 참고로 인용하는, 1991년 3월 15일에 출원되어 현재 계류중인 미합중국 특허출원번호 제 07/669,862호는, 다수의 수식된 TNF 억제제류를 기술하고 있다. 선별된 아미노산 잔기가 시스테인 잔기로 대치되어, TNF 억제제의 돌연변이 단백질이 제조된다. 이와같은 돌연변이 단백질은 다음에, 기능화된 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 단위가 부위 선택적 반응을 하여 TNF 억제제 PEG류를 생성한다. 특히, C105로 명명된 30KDa TNF 억제제 돌연변이 단백질이 기술되어 있는데, 여기서 30KDa TNF 억제제의 105위치에 있는 아스파라긴이 시스테인으로 대치된다. 또 다른 하나의 구체예에서, 돌연변이 단백질은 2원 기능화 PEG 단위와 반응하여, 2개의 TNF 억제제 돌연변이 단백질이 단일 PEG 사슬을 통하여 부착된 2가의 "덤벨"류를 형성 할 수도 있다.

[발명의 요약]

본 발명은 TNF 매개병 환자에게 치료제를 투여함으로써 TNF 매개병을 예방 및 치료하는 것을 개시한다. 구체적으로 본 발명은, TNF 매개 패혈증성 쇼크 환자에게 치료제를 투여함으로써 TNF 매개 패혈증성 쇼크를 치료하는 것을 제공한다. 또한 각각의 해당 환자에게 해당 치료제를 투여함으로써 TNF 매개 관절염 및 TNF 매개 성인 호흡장해 증후군의 치료하는 것이 포함된다.

본 발명에 따라서, TNF 매개병, 구체적으로는 TNF 매개 패혈증 쇼크, TNF 매개 관절염 및 TNF 매개 성인 호흡장해 증후군을 치료적으로 유효한량의 TNF 억제로 치료 및 예방하는 것이 개시된다.

본 발명의 바람직한 TNF 억제제는 자연발생 단백질 및 절단된 형태의 자연발생 단백질이다. 자연발생 단백질은, 치료된 환자들에게 의외의 부작용을 일으킬 위험부담이 비교적 낮기 때문에 바람직하다. 본 발명의 일부 구체예에서는, 단지 소수의 아미노산 잔기만이 천연 단백질 배열과 상이한 돌연변이 단백질 TNF 억제제도 바람직한 TNF 억제제이다.

바람직한 TNF 억제제류는 인체 TNF 결합 단백질이다. 바람직한 TNF 억제제는 TNF 리셉터 단백질의 가용성 단편이라고 생각된다. 본 발명의 실시에 바람직한 이들 TNF 억제제는 30KDa TNF 억제제 및 40KDa TNF 억제제로 구성되어 있는 군으로부터 선택되며, 상기 40KDa TNF 억제제는 다시 전장의 40KDa TNF 억제제, 40KDa TNF 억제제 △51 및 40KDa TNF 억제제 △53으로 구성되어 있는 군으로부터 선택된다. 또한 바람직한것은, 예를들면, 순환반감기를 증가시키기 위하여 및 /또는 면역원성을 감소시키기 위하여 폴리에틸렌 글리콜(PEG)또는 기타 임의의 반복 폴리마(repeat polymer)를 첨가하여 수식된 단백질이다. TNF에 대하여 리셉터 길항작용 물질 역할을 하는 TNF 억제제도 본 발명의 범위에 속한다.

인체 오줌으로부터 유리하는 것과 같이, TNF 억제제의 제조는 자연적으로 얻을 수 있는 공급원으로부터의 추출에 의하여 달성될 수는 있으나, 바람직한 TNF 억제제의 제조방법은 재조합 DNA 기술이다. 재조합 DNA방법은 보다 높은 순도로 비교적 다량을 제조랑 수 있다는 점 때문에 바람직한 것이다.

또 다른 바람직한 TNF 억제제에는 30KDa TNF 억제제의 돌연변이 단백질이 포함되는데, 여기서는 30KDa TNF 억제제의 아미노산이 시스테인으로 대치되어 있다. 이와같은 돌연변이 단백질은 TNF 억제제로서 사용되거나, 또는 폴리에틸렌글리콜(PEG)과 반응하여, 분자당 1 또는 2개의 TNF 억제제를 함유하는, TNF 억제제 PEG 화합물을 형성할 수도 있다. 가장 바람직한 구체예에서, TNF 억제제는 돌연변이 단백질 30KDa TNF 억제제 및 2원 기능화 PEG 전구체 사이의 반응에 의하여 형성된 2가의 종류들이다. 바람직한 돌연변이 단백질은 C105 30KDa TNF 억제제인데, 여기서 30KDa TNF 억제제의 잔기 C105는 시스테인 잔기로 대치된다.

상술한 일반적 설명 및 후술하는 상세한 설명은 단지 예시적이며 설명을 위한 것으로 특허청구의 범위와 같은 본 발명을 제한하는 것은 아니라는 점을 이해하여야 한다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 일정량 300㎍㎏의 인체 재조합 종양궤사인자 알파(hrTNFa)와 함께 투여한 인체 제조합 인터루킨-1베타(hrIL-1β)량의 함수로서의 사망률을 나타낸 것이다. 6마리 생쥐 그룹에 상이한 양의 hrIL-1β을 투여하였다. 사이토킨 화합물을 피하지수한지 72시간 후에 사망률을 평가하였다. 얻어진 값은 3개의 실험에 대한 평균치±표준오차(S.E.M)이다.

제2도는 제로 시점에서 300㎍㎏의 hr TNFα 및 2,500㎍㎏의 hrIL-1β를 피하주사한 후의 시간 함수로서 표면온도를 나타낸 것이다.

제3도는 제2도에서와 같은 시간 함수로서의 표면온도를 나타내는데, 여기서 -·-·-는 사이토킨 혼합물 피하주사 30분 전후에 두 번 40KDa TNF 억제제 △53을 복강내 주사한 생쥐를 나타낸다. 투여된 총 40KDa TNF 억제제△53은 200㎎/㎏이었다. *는 쌍을 이루지 않는 t-시험(p〈0.05)으로 평가할 때, TNF 억제제 처리 및 미처리된 사이토킨 주사 생쥐 사이의 통계학적으로 중요한 차이를 표지한다.

제4도는 제3도에서 설명한 실험에서 시간에 대한 함수로서의 사망률을 나타낸다.

제5도는 제2도에서와 같이 시간에 대한 함수로서의 표면온도를 나타내는데, 여기서는 사이토킨 혼합물 피하주사 30분전 및 30분, 3시간, 6시간, 9시간 및 12시간 후에 6번 40KDa TNF 억제제 △53을 복강내 주사한 생쥐를 나타낸다. 투여된 총 40KDa TNF 억제제 △53은 100㎎/㎏이었다. *는 쌍을 이루지 않는 t-시험(p〈0.001)으로 평가할 때 TNF 억제제처리 및 PBS 주사 생쥐 사이의 통계학적으로 중요한 차이를 나타낸다.

제6도는 제5도에서 설명한 실험에서 시간에 대한 함수로서의 사망률을 나타낸다.

제7도는 제2도에서와 같이 시간에 대한 함수로서의 표면온도를 나타내는데, 여기서 -·-·-는 사이토킨 혼합물 피하주사 30분전 및 30분, 3시간, 6시간, 9시간, 12시간, 15시간, 18시간 및 24시간 후에 10번 40KDa TNF 억제제 △53을 복강내 주사한 생쥐를 나타낸다. 투여된 총 40KDa TNF 억제제 △53은 1,000㎎/㎏이었다.

제8도는 제7도에서 설명한 실험에서 시간에 대한 함수로서의 사망률을 나타낸다.

제9도는 제7도에서 설명한 실험에서 시간에 대한 함수로서의 체중을 나타낸다.

제10도는 제2도에서와 같이 시간에 대한 함수로서의 표면온도를 나타내는데, 여기서 -□-□-는 사이토킨 혼합물 피하주사 30분전 및 30분, 3시간, 6시간, 9시간 및 12시간 후에 6번 30KDa TNF 억제제를 복강내 주사(총 240㎎/㎏)한 생쥐를; --△-△--는 사이토킨 혼합물 피하주사 30분전 및 30분, 3시간, 6시간, 9시간, 12시간, 15시간, 18시간, 21시간 및 24시간 후에 10번 30KDa TNF 억제제를 복강내 주사(총 40㎎/㎏)한 생쥐를; 및 --○--○--는 사이토킨 혼합물 피하주사 30분전 및 30분, 3시간, 6시간, 9시간, 12시간, 15시간, 18시간, 21시간, 24시간, 27시간, 30시간, 33시간, 36시간 및 39시간 후에 30KDa TNF 억제제를 복강내 주사(총 600㎎/㎏)한 생쥐를 나타낸다.

제11도는 제10도에서 설명한 실험에서 시간에 대한 함수로서의 사망률을 나타낸다.

제12도는 제10도에서 설명한 실험에서 시간에 대한 함수로서의 체중을 나타낸다.

제13도는 하기 실시예 3의 방법 1을 따라서, 21일에 연쇄구균세포벽(SCW, Streptococcal Cell Wall)과의 반응 후, 시간에 대한 함수로서의 관절 직경 증가상태를 나타낸다.

제14도는 제13도에서 설명한 실험에서 SCW와의 반응 후 72시간 간격 동안의 관절 직경의 최대 변화를 나타낸다. *는 쌍을 이루지 않는 t시험(t=4.36, p〈0.001)으로 PEG 3400 조절 그룹과 비교한 통계학적인 중요한 차이를 나타낸다.

제15도는 하기 실시예 3의 방법 2에 따라서, SCW와의 반응 후 72시간 간격 동안의 관절직경 최대 변화를 나타낸다.

제16도는 하기 실시예 4에서 설명한 바와 같이, 30KDa TNF 억제제 처리 쥐의 폐포기관지공간으로의, 내독소 자극 중성호성 백혈구 유입의 억제 현상 백분율을 나타낸다.

제17도는 제16도에서 설명한 실험의 내독소 감염에 반응하여 폐포강속으로 이동하는 중성 호성 백혈구의 수에 대한 30KDa TNF 억제제의 기관내(氣管內) 점액주입효과를 나타낸다. *는 쌍을 이루지 않는 t시험(p〈0.01)으로 평가한, 미처리 대비 쥐와의 통계학적으로 중요한 차이를 나타낸다.

[바람직한 구체예의 상세한 설명]

본 발명의 바람직한 구체예에 관하여 기술하고자 하는데, 이는 하기 실시예와 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

위에서 지적한 바와 같이, 본 발명은 TNF 매개병 환자의 예방 및 치료용 의약품 조성물에 관한 것이다. 이것은 TNF 매개병 환자에서 치료적으로 유효한량의 TNF 억제제를 투여하는 것을 포함한다. 본 발명의 우선적인 목표가 인체의 질병을 예방 및 치료하는 것을 제공하는 것이기는 하나, 여기에 개시되는 것은 일반적인 생리학적 용도를 제시하며 그 수의학적 용도도 본 발명의 범위에 속한다.

자연발생적 또는 경험적 질병이 체액내 또는 체내에 질병이나 증상이 나타나는 중심부위와 인접한 장소의 TNF량의 증가와 관련이 되는 경우에는 그 질병 EH는 의학적 증상을 TNF 매개병으로 간주된다. TNF 매개병은 다음의 2가지 조건에 의하여도 인식될 수 있다; (1) 동물에 TNF를 투여함으로써 질병과 관련된 병리학적 발견을 실험적으로 모방할 수 있는 경우 및 (2) 실험적 질병 모델동물에 유도된 병리현상이 TNF의 작용을 억제하는 제제에 의한 치료에 의하여 억제되거나 사라질 수 있는 경우. 많은 경우의 TNF 매개병이 이들 3개의 조건중 2가지를 만족하며, 3개 모두를 만족하는 것도 있다. 통상적인 TNF 매개병의 목록에는 성인 호흡장해 증후군, 폐선유증, 관절염, 염증성 장질환 및 폐혈증성 쇼크가 포함된다.

하나의 구체예에서, 본 발명의 바람직한 TNF 억제제는 TNF 결합 단백질 역할을 하는 자연발생 단백질이다. 자연발생 단백질은, 그들로 치료된 환자에게 의회의 불필요한 생리학적 부작용을 일으킬 위험부담이 비교적 낮기 때문에 바람직하다.

본 명세서 및 특허청구의 범위에 있어서, 하나의 단백질 또는 실질적으로 균등한 단백질이 건강한 인체에 정상적으로 존재한다는 것을 발견할 수 있는 경우에는, 그 단백질은 "자연발생"된 것으로 간주된다. "자연발생" 단백질은 구체적으로는, 단백질의 카르복실 말단에서 부분적으로 절단된 형태의, 건강한 인체에 존재하는 것으로 알려진 단백질 및 건강한 인체에 글리코실화 형태로 존재하는 글리코실화형 단백질을 포함한다. "자연발생" 단백질은 재조합 DNA 방법 및 통상적으로 그들을 생성하는 세포로부터의 유리에 의하여 얻을 수 있다. "자연발생" 단백질은 또한, 대장균에서의 발현 결과로서 N-말단 메티오닐 그룹을 함유하는 단백질도 포함한다.

명세 및 특허청구의 범위 전반을 통하여 사용된 "실질적으로 균등한" 이라는 것은 아미노산 잔기의 상동관계정도가 매우 높다는 것(여기서 참고로 구체적으로 인용하는, 데이호프(M. Dayhoff)의, 단백질 배열 및 구조도(Atlas of Protein Sequence and Structure), 5권, 124페이지(1972), Biochemical Research Foundation, 춰싱통, 디.씨.를 참조할 것)과 대등한 생물학적 활성을 지니고 있다는 것을 의미하기 위하여 정의된다.

본 발명의 바람직한 TNF 억제제중에는, 현재 계류중인 미합중국 특허출원에 이미 기술되어 있는 TNF의 단백질과 같은 생체내에 존재하는 자연발생 단백질이 있다. 상기 출원은 브류어(Brewer)등에 의하여 1990년 7월 19일 출원된 미합중국 특허출원 제 07/555,274호인데, 발명의 명칭은 "종양괴사인자 억제제 및 그 제조방법"("Tumor Necrosis Factor(TNF) Inhibitor and Method for Obtaining the same")이다. 이 미합중국 특허출원을 여기서 참고로 구체적으로 인용한다.

바람직한 TNF 억제제에는 2가지 구별되는 형태가 있는데, 각각이 상기 브류어 등의 출원에 개시되어 기술되어 있다. 이들 중 첫째는 30KDa TNF 억제제인데, 이것은 적어도 인체 U937 세포에 의하여 조정된 배지 및 인체 오줌으로부터 유리되고 확인된다. 30KDa TNF 억제제는 SDS-PAGE 상 약 30KDa이며, 약 80밀리몰 NaCl 트리스 완충액, pH 7.5의 DEAE CL6B칼럼으로부터 용출한다. 30KDa TNF 억제제는 TNFα의 활성을 억제하는 것으로 나타났으나 TNFβ의 활성에 대하여는 거의 영향이 없다. 자연발생 단백질은 글리코실화된다. 비글리코실화 30KDa TNF 억제제도 TNF 억제활성을 나타낸다.

바람직한 TNF 억제제의 둘째 형태는 40KDa TNF 억제제인데, 이것도 적어도 인체 U937 세포에 의하여 조정된 배지 및 인체오줌으로부터 유리되고 확인된다. 40KDa TNF 억제제는 SDS-PAGE 상 약 40KDa이며, 약 100밀리몰 NaCl 트리스 완충액, pH7.5의 DEAE 칼럼으로부터 용출한다. 40KDa TNF 억제제는 TNFα 및 TNFβ 모두의 활성을 억제하는 것으로 밝혀졌다. 40KDa TNF 억제제도 글리코단백질이며, 비글리코실화 단백질은 TNF 억제제 활성을 나타낸다.

30KDa TNF 억제제와 40KDa TNF 억제제를 코드화하는 핵산배열 및 양 단백질의 아미노산 배열이 상기 브류어 등의 출원에 제시되어 있다. 본 발명은 TNF 억제제의 비글리코실화 형태 및 후술하는 바와 같은 자연발생 단백질의 소정의 절단형을 포함한다. 또 다른 구체예에서, TNF 억제제는 하나 이상의 폴리에틸렌 글리콜 또는 기타의 반복 폴리마 성분을 부착시킴으로써 수식된다.

3가지 형태의 40KDa TNF 억제제가 대장균에서의 발현에 의하여 재조합식으로 제조된다. 전장 40KDa TNF 억제제, 40KDa TNF 억제제 △51 및 40KDa TNF 억제제 △53(인체 U937 세포에 의하여 조정된 배지 및 인체오줌으로부터 유리된, 글리코실화 및 비글리코실화 형태의 전장 40KDa TNF 억제제라고 명명한다.) 이 상기 브류어 등의 출원에 기술되어 있다. △51 단백질은 자연단백질이 절단된 형태인데, 여기서 돌연변이 단백질의 카르복실 말단에 있는 51 아미노산 잔기가 제거된다. △53 단백질은 자연단백질이 절단된 형태인데, 여기서 돌연변이 단백질의 카르복실 말단에 있는 53 아미노산 잔기가 제거된다. 자연발생 40KDa TNF 억제제(글리코실화된), 및 비글리코실화 억제제(천연적인 △51 및 △53)는 실질적으로 동일 TNF 억제제 활성을 갖는다.

상술한 출원서에는 브류어 등의 억제제의 제조방법도 개시되어 있다. 개시된 하나의 방법은 인체오줌 및 인체 U937 세포로 조절된 배지와 같은 다양한 공급원으로부터 억제제는 유리하는 것으로 구성되어 있다. 두 번째로 개시된 방법은 억제제를 코드화할 수 있는 유전자를 유리하고, 유전자를 적절한 벡터 및 세포형태에 클론화하고 및 억제제를 생성하도록 유전자를 발현하는 것을 포함한다. 일반적인 재조합 DNA 방법인 후자는 본 발명의 바람직한 하나의 방법이다. 재조합 DNA 방법은 고순도로 비교적 다량을 제조할 수 있다는 점에서 바람직하다.

본 발명의 범위에 또한 포함되는 것은 TNF 억제제 돌연변이 단백질 및 1991년 3월 15일 출원된 미합중국 특허출원 제07/669,862호에 기술된 바와 같이 수식된 돌연변이 단백질인데, 여기서 참고로 구체적으로 인용한다. 하나의 바람직한 돌연변이 단백질은 30KDa TNF 억제제인데, 여기서 위치 105는 시스테인이다. 바람직한 TNF 억제제는 "덤벨"류인데, 여기서 2개의 C105 30KDa TNF 억제제는 폴리애틸렌 글리콜(PEG) 성분에 부착되어 있다. 가장 바람직한 구체예에서, PEG 사슬의 분자량은 20,000이다. 덤벨 화합물의 제조에 관하여는 하기 실시예 5에 기술된다.

바람직하게는 상술한 TNF 억제제는 "실질적으로 순수한"형태로 전술한 방법으로 제조된다. "실질적으로 순수한"이라는 의미는, 억제제가, 수식되지 않은 형태에서, 비교적 높은 비활성을 갖는다는 것이다. 그러나, TNF 억제제의 유도체는 상이한 비활성을 가질 수 있다는 점을 인식하여야 한다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 30KDa TNF 억제제 또는 40KDa TNF 억제제중에서 적어도 하나를 포함하는 치료제 조성물을 TNF 매개병 환자에게 유효한 양으로 투여하였다.

또 다른 TNF 억제제는, TNF 리셉터 부위에 대하여 TNF와 경합할 수 있는 화합물을 포함한다. 그와 같은 화합물에는 리셉터 길항물질이 포함된다. 기타의 TNF 억제제는 TNF의 생체내 합성 또는 세포외 방출을 차단하는 화합물 미치 단백질을 포함한다. 이와 같은 화합물에는 TNF 유전자의 전사 또는 번역 또는 TNF 프리단백질의 처리에 영향을 미치는 물질이 포함된다.

바람직한 억제제의 억제기능이 하나 이상의 분리된 및 분리될 수 있는 부분에 의하여 부여될 수 있기 때문에, 활성성분이 TNF 억제작용을 조절하는 억제제의 해당 부분(또는 부분들)으로 구성되어 있는 치료제 조성물을 투여함으로써, 본 발명의 방법이 실시될 수 있다는 것도 가정할 수 있다.

관절내 주사, 흡입성 미스트(mist), 구강 활성제제, 경피흡수 이온도입법 또는 좌약과 같은 기타 유효한 투여형태로 생각할 수 있으나, 본 발명의 치료제 조성물은 주사에 의하여 비경구적으로 바람직하게 투여된다. 하나의 바람직한 캐리어는 생리학적 식염액인데, 기타의 약리학적으로 수용 가능한 캐리어도 사용될 수 있다. 하나의 바람직한 구체예에서, 캐리어 및 TNF 억제제가 생리학적으로 양립할 수 있는, 완속 방출 배합제를 구성하는 것도 고려할 수 있다. 이와 같은 캐리어의 1차 용매는 수성이나 비수성 모두가 될 수 있다. 또한 캐리어는, 제제의 pH, 중량물농도, 점도, 토명도, 색상, 무균성, 안정성, 용해도, 또는 냄새를 조절하거나 유지하기 위하여, 기타의 약리적으로 수용가능한 첨가제를 함유할 수 있다. 마찬가지로, 캐리어는, TNF 억제제의 안정성, 용해도, 방출 또는 흡수를 조절하거나 유지하기 위하여 기타의 약리적으로 수용가능한 첨가제를 함유할 수 있다. 이와 같은 첨가제는 단일 복용 또는 다수의 복용형태로 비경구적으로 투여되는 투약의 제조에 통상적으로 이용되는 물질들이다.

일단 치료제 조성물이 제조되면, 용액, 현탁액, 겔, 에멀죤, 고체, 또는 탈수소 또는 동결건조된 분말로서 무균병에 저장된다. 이와 같은 제제는 즉시 사용형태로 또는 투여직전에 재구성이 요구되는 형태로 저장될 수 있다. 이와 같은 제제는 적어도 4℃ 이하 및 바람직하게는 -70℃에서 저장 하는 것이 바람직하다. TNF 억제제를 함유하고 있는 이와 같은 제제는 생리학적 pH 부근에서 저장 및 투여하는 것이 또한 바람직하다. 높은 pH(즉 8 이상) 또는 낮은 pH(즉 5 이하)에서 제제를 투여하는 것은 요망스럽지 않는 것으로 현재 믿어진다.

바람직하게는, TNF 억제제를 함유하고 있는 제제의 투여방법은, 관절내 피하, 비강내, 또는 근육내 루우트를 경유하는 것이다. 소정 투여량의 TNF 억제제를 달성 유지하기 위하여는, 피하 또는 비강내 주사를 반복할 수 있다.

특정 구체예에서 이들 양방법은, 환자의 혈류에 미리 설정된 TNF 억제제의 농도 범위를 유지하기 위하여 고안된 것이다. TNF 억제제의 순환농도가 혈장 ml당 0.01ng 이하로 유지되면 유효한 조성이 되지 않을 수도 있으며, 순환량이 ml당 10㎍을 초과하여 장시간 유지되면 불필요한 부작용이 일어날 수 있다.

TNF 매개병이 치료 및 좀더 구체적으로는 TNF 매개 패혈증 쇼크의 치료를 위한 바람직한 투여량의 범위는 24시간 동안 약 4∼15회로 동일량씩 투여하여, 24시간에 환자체중 ㎏당 약 0.1∼200㎎이다. 좀더 바람직한 구체에서, 투여량은 3시간 마다 동일량씩 투여하여, 24시간에 환자체중 ㎏당 약 0.1∼100㎎이다. 가장 바람직한 구체예에서, 투여는 적어도 24시간 계속된다. 투여의 빈도 및 최적 투여량은 사용된 제제내의 TNF 억제제의 약물 동태학적 매개변수에 좌우된다.

TNF 매개병의 치료 및 좀더 구체적으로는 TNF 매개 패혈증성 쇼크의 치료에 대한 또 하나의 바람직한 양태에 있어서, 처음 TNF가 정맥내 보러스 주사로 투여된 후 순환되는 TNF량이 더 이상 증가하지 않을 때 까지 계속 TNF 억제제를 정맥내 주사한다. 형청 TNFα량은 시중에 유통되는 면역학적 검정시험 기구에 의하여 확인될 수 있다. TNF 매개 패혈증성 쇼크에 대한 치료의 착수는, 패혈증 또는 패혈증 증세가 있다고 진단되면 가능한 조속히 개시하여야 한다. 예를들면, 외과수술후, 또는 패혈증성 쇼크를 가져올 수도 있는 사고나 사건후에 즉시 치료를 개시할 수 있다.

TNF 매개병의 치료 및 좀더 구체적으로는 TNF 매개 관절염의 치료에 대한 바람직한 양태는; 1) 관절염의 예방 및 재발을 치료하기 위하여 주기적으로 TNF 억제제를 관절내 주사; 및 2) 주기적으로 TNF 억제제를 피하주사하는 방법을 포함한다.

TNF 매개병의 치료 및 좀더 구체적으로는 TNF 매개 성인 호흡장해 증후군의 치료에 대한 바람직한 양태는: 1) TNF 억제제를 1회 또는 다수 기관 내 주사; 및 2) TNF 억제제의 보러스 또는 계속적인 정맥내 주입하는 방법을 포함한다.

TNF 억제제를 함유하는 특정 제제를 구강 투여하는 방법도 고려될 수 있다. 바람직하게는, 이와같은 형태로 투여되는 TNF 억제제는 캡슐화되어 있다. 캡슐화 TNF 억제제는 고체 투약 형태의 제조에 통상적으로 사용되는 캐리어와 함께 또는 없이 제조될 수 있다. 바람직하게는, 소화관에서 생물학적 유효성이 최대가 되는 시점에서 제제의 활성부분이 방출되도록 캡슐은 고안된다. TNF 억제제의 흡수를 촉진시키기 위하여 별도의 첨가제가 포함될 수 있다. 희석제, 방향제, 저융점 왁스, 식물유, 윤활제, 침전방지제, 정제분해방지제 및 결합제도 채용될 수 있다.

투여방법에 관계없이, 환자의 대략적인 체중에 따라 소정의 투여량이 결정된다. 상술한 각각의 제제와 관련하여, 치료에 필요한 적절한 투여량을 결정하는데 필요한 보다 상세한 계산은 당 분야의 통상적인 숙련자에 의하여 관례대로 수행되며, 특히 여기에 개시된 투여에 관한 정보 및 분석평가 방법에 있어서, 별도의 과도한 실험이 없이도 수행되는 일상 업무의 범위에 속하는 것이다. 이들 투여량은, 적절한 투여-반등 데이터와 함께 이용되는 투여량을 결정하기 위하여 작성된 평가방법을 이용하여, 확인될 수 있다.

여기에 기술된 TNF 억제제 제제는 인체에는 물론 가축병 치료에도 이용될 수 있으며, "환자"라는 용어가 제한되는 방법으로 구성되어서는 안된다는 점을 유의하여야 한다. 수의학적으로 적용되는 경우에 있어서, 그 투여량 범위는 위에서 규정된 바와 같다.

소정의 문제 또는 환경에 대한 본 발명을 적용하는 문제는, 여기에 개시된 내용면에 있어서 당 분야의 통상적인 숙련자의 능력 범위에 있다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명의 대표적인 사용에는 하기 실시예에 나타난다.

하기 실시예는 여기에 기술된 TNF 매개병중 하나에 본 발명을 적용하는 방법을 설명한다. TNF 매개 패혈증성 쇼크 환자의 치료와 기타 TNF 매개병환자의 치료 사이에 만일 차이점이 있다면, 그 차이는 당 분야의 통상적인 숙련자에 의하여 용이하게 관례대로 식별된다. 하기 실시예에서 나타나는 바와 같이, TNF 억제제의 투여에 의한 TNF 매개 패혈증성 쇼크 증세의 완화능력은, 여기서 규정된 바와 같이, TNF에 의하여 매개되는 모든 질병을 치료하는데 있어서도 동일 효과를 갖게 된다.

[실시예 1]

사이토킨 유도 패혈증성 쇼크 생쥐 모델에 대한 인체 재조합 40KDa TNF 억제제 △53의 예방효과의 증명

A. 생쥐에 패형증성 쇼크를 유도하기 위한 프로토콜.

패혈증성 쇼크에 대한 TNF 억제제의 치료효과를 증명하기 위하여, 에버에르드트(Everaerdt)등에 의하여 개발된 패혈증성 쇼크 생쥐 모델의 수식된 형태가 본 실시예에서 이용되었다. 여기서 에버에르드트 등의 Biochem. Biophys. Res. Commun., 163권, 378페이지(1989)를 참고로 구체적으로 인용한다. 이 모델에서, 사이토킨, 인체 재조합 종양괴사인자 알파(hrTNFα) 및 인체 재조합 인터루킨-1β(hrIL-1β)의 조합에 의한 상승작용으로 심한 저체온증후에 사망되는 특징이 있는 패혈증성 쇼크가 생쥐에 일어난다.

hrTNFα 및 hrIL-1β를 투여함으로써, 체중이 18-21그람, 8-12주된 C57B1/6 암생쥐에 치명적인 패혈증성 쇼크가 유도되었다. 인체 재조합 종양괴사인자는, 여기서 참고로 구체적으로 인용하는, 쉬라이(Shirai)등의 Nature(1985) 313권, 803-806페이지에 기술된 방법에 따라 일반적으로 제조되었는데, 브류어 등의 특허출원도 참고하기 바란다. 인체 재조합 인터루킨-1β는 일반적으로, 여기서 참고로 구체적으로 인용하는, 크론헤임(Kronheim)등의, Biotechonology(1986) 4권, 1078-1082페이지에 기술된 방법에 따라 제조되었다. 미합중국 약국방(United States Pharmacopia) ⅩⅤⅡ, 1990년 1월 1일, 1493-1495페이지에 따라서 LPS에 대하여 사이토킨을 시험하였다. 사이토킨 주사는 단일 보러스로서, 생쥐의 투여표면에 100μl 용적미만으로, 복강내에 투여되었다.

100%의 사망률을 유도하는데 요구되는 hrTNFα에 대한 hrIL-1β의 비율을 정하기 위하여 예비실험을 수행하였다(제1도). 투여량은 ㎍/㎏ 체중으로 표현된다. hrTNFα 투여량을 300㎍/㎏으로 일정하게 유지하면서, 주입 보러스에 hrIL-1β의 량을 증가시키며 첨가하였다. ㎍hrIL-1β/㎏ : 사망률 %로 얻어진 결과는 다음과 같다; 250 : 0, 500 : 10, 1,500 : 50, 2,000 : 67, 2,500 : 100. 2,500㎍/㎏ 이상의 모든 투여량은 100% 치사율을 나타내었다. 모든 후속 실험에서, 사이토킨을 2,500㎍/㎏ hrIL-1β 및 300㎍/㎏ hrTNFα로 사용되었으며, 주입되는 표면에 단일 피하 보러스로 투여되었다.

hrTNFα 및 hrIL-1β를 함께 투여한 결과 생쥐에 심각한 저체온증이 일어나고(제2도) 다음에 주사 후 약 18-30시간 후에 사망하였다(제4도). 이 실시예에서, 체온의 저하를, 유도된 쇼크 증상의 정도를 측정할 수 있는 지침으로서 이용하였다. 체온은 퍼스트 템프 적외선 손잡이 스캐너(First Tempinfrared hand hold scamer)(Intelligent Medical Systems, Carlsbad, CA)를 사용하여 측정하였다. 저체온증의 정도는 기타의 임상증상(예를들면, 전율, 혼수상태, 피부탄력성의 상실, 등이 굽은 자세)과 직접 관련되었다. 동물의 체온은 주사후 약 15시간 만에 정상치 39℃로부터 28℃까지 낮게 저하하였다.

대표적으로, 사이토킨만을 주사한 것은 유사한 정도의 저체온증은 일으키지 않았으며(제2도) 치사효과도 없었다. hrIL-1β를 2,500㎍/㎏으로 단일 보러스 피하주사하면 12-16시간 후에 체온이 최하로 도달하여 잠정적으로 34℃까지 떨어진다. 사망현상은 발견되지 않았다. 300㎍/㎏의 hrTNFα 주사로는 생쥐의 체온에 별다른 영향을 주지 못했고 사망현상도 관측되지 않았다.

B. 사이토킨 유도 쇼크에 대한 40KDa TNF 억제제 △53의 효과.

사이토킨 혼합물(상술한 양의 hrIL-1β 및 hrTNFα)을 주사한 생쥐에 40KDa TNF 억제제 △53을 투여하였다. 일련의 실험을 수행하여, 6마리의 생쥐 그룹에, 기간을 늘려가면서, 억제제 단백질(본 실험에서는 40KDa TNF 억제제 △53)로 처리하였다. 1회 주사당 억제제 단백질의 양은 일정하게 고정시킨 반면에, 총 주사회수를 증가시켰다. 따라서 3개의 실험에서 사용된 억제제 단백질의 절대량은 치료기간에 따라 변하였다. 각 실험에서 체온 및 사망률을 분석평가하였다.

제1실험에서, 사이토킨 보러스 30분 전후에 억제제 단백질을 복강내 주사하였다(제3도). 1회 주사는 300μl 용적에 100㎎/㎏의 억제제 단백질이 함유되어, 총 200㎍/㎏이 되었다. 사이토킨-쇼크 생쥐 중에서, 억제제 단백질이 투여된 것들은, 투여되지 않은 것들에 비하여, 사이토킨 투여후 4∼6시간 동안에 저체온증이 현저하게 감소하는 현상을 나타내었다(제3도). 처리된 그룹에서는 사망 개시시간이 약 12시간 지연되었다(제4도). 그러나, 양 그룹에서 주사후 48시간에서의 사망률을 모두 100%였다.

제2실험에서, 주사후 총 12시간 동안 치료를 계속하였다(제5도). 사이토킨 주사시간에 대한 상대적인 주사시간은; -30분, +30분, 3시간, 6시간, 9시간 및 12시간이었다. 이 결과, 억제제 단백질의 총 투여량은 600㎎/㎏이 되었다. 사이토킨 주사후, 미처리 그룹은 15시간에서 최저 26℃와 함께 특징적인 저체온증의 진전이 있었다. 첫 사망현상은 36시간에서 나타났다(제6도). 43시간에서 사망률이 100%였다. 이와는 대조적으로, 억제제 단백질로 처리된 그룹은, 사이토킨 혼합물의 주사후 약 24시간 동안 심각한 저체온증으로부터 보호되었다. 체온은 12시간에 초기 최저온 35.5℃에 도달하였다. 이때 억제제 단백질에 의한 치료를 종결하였다. 체온은 다음 6시간 동안 약간 상승한 후, 36시간에 직하하여 26℃로 되었다. 미처리 그룹과는 상대적으로, 처리그룹에서는 사망 개시 현상이 저하되었다. 첫 사망현상은 주사후 42시간에 관측되었으며 44시간에 100% 사망률에 도달하였다.

제3실험은, 사이토킨 주사후, 상기 방법을 12시간에서 24시간으로 연장하였다(제7도). 사이토킨 혼합물 주사후 15, 18, 21 및 24시간에 별도의 복강내 주사를 투여하였다. 결과적으로 총 투여량은 1,000㎎/㎏이었다. hrIL-1β 및 hrTNFα가 투여된 미처리그룹은 제2실험과 같은 과정을 따랐다. 체온은 12시간에 최저 27℃에 도달하였다. 사망은 주사후 18시간에 개시되었으며, 42시간에 100%가 되었다(제8도). 이와는 대조적으로, 억제제 단백질이 투여된 그룹은 심각한 저체온증 및 치사현상으로부터 보호되었다. 평균 체온은 사이토킨 주사후 10시간에 단지 33.5℃로 떨어졌을 뿐, 뒤이어 억제제 단백질 치료의 정지 24시간에, 거의 정상적으로 상승하였다(제7도). 42시간(치료정지후 18시간)에 체온이 잠정적으로 34.5℃로 떨어져서 사이토킨 주사후 90시간 까지 약간 정사아 이하로 유지되었다. 이 그룹의 사먕률은 여섯중 하나였다. 한 마리의 치사는 설명되지 않았다. 그러나, 동물들이 실험전반을 통하여 비정상적으로 보였는데, 아마도 복강내 주사의 위치가 잘못된 때문인 것 같다. 사이토킨 유토 쇼크로부터의 완전한 회복을 분석평가하기 위하여, 이들 동물의 체중을 기록하였다(제9도). 억제제 단백질로 처리된 그룹에서, 평균 체중이 62시간에 원래 체중의 79%로 떨어졌다. 그러나 사이토킨 주사후 200시간에, 평균 체중이 인산염 완충작용 식염수(PBS, Phosphate Buffered Saline)가 주사된 조절그룹의 체중으로 회복되었다. 동물들은 행동 및 외관에 있어서 정상으로 보였다. 억제제 단백질에 의한 치료를 24시가나 연장하여, 생쥐에서의 사이토킨 유도 패혈증성 쇼크 모델에서 볼 수 있는 심각한 저체온증 및 치사현상을 역전시킬 수 있었다. 억제제 투여 기간 및 빈도는 패혈증성 쇼크 환자에 대한 치료의 집중정도와 양립한다.

C. 보액요법의 비효과 및 억제제만의 비독성을 나타내는 조절.

상술한 3개의 마지막 실험에서, 1회 주사당 200∼300㎕ 용적의 억제제 단백질(40KDa TNF 억제제 △53)이 투여되었다. 억제제 단백질의 용적은 치료에 효과를 줄 가능성이 있었다. 그 가능성을 시험하기 위하여, 사이토킨만이 투여된 제1그룹의 생쥐와, 사이토킨 다량의 PBS를 억제제 단백질 처리그룹과 동일한 용적 및 빈도로 복강내 주사한 제2그룹에 대하여 저체온증 및 치사율을 비교하였다(제5도). 저체온증 또는 사망율에 있어서 현저한 차이는 발견되지 않았다. 후속 시험에서, PBS를 미처리 사이토킨 쇼크 생쥐 그룹에 복강내 투여하였다.

억제제 단백질만의 효과를 분석평가하기 위하여 별도의 조절을 하였다. 모든 실험에서, 처리된 사이토킨 쇼크 그룹과 동일한 용적 및 빈도로, 한 그룹의 생쥐에 억제제 단백질 만을 투여하였다. 억제제 단백질 조절 그룹에서는 사망현상이나 체온의 변화가 관측되지 않았다(제3, 5, 7도)

[실시예 2]

사이토킨 유도 패혈성증성 쇼크의 생쥐 모델에 있어서, 인체 재조합 30KDa TNF 억제제의 예방작용의 증명.

A. 생쥐 패혈증성 쇼크의 유도를 위한 프로토콜.

30KDa TNF 억제제의 치료효과를 증명하기 위하여 실시예 1에서 기술한 동일한 패혈증성 쇼크 생쥐 모델을 이용하였다. 8-12주된, 18-21그림의 C57B1/6 암쥐에, hrTNFα, 300㎍/㎏ 및 hrIL-1β, 2,500㎍/㎏을 피하주사하여 치사쇼크를 유도하였다. 이들 투여량에서 사망률은 100%였다. 사이토킨은 목뒤에 단일 피하 보러스로서 투여되었다.

이 실시예에서, 체온저하를, 유도된 쇼크의 정도를 측정할 수 있는 지표로서 이용하였다. 저체온증의 정도는 임상증상(예를들면, 전율, 혼수상태, 피부탄력성의 상실, 등이 굽은 자세)과 직접 관련이 있었다. hrTNFα 및 hrIL-1β를 함께 투여한 후, 약 15시간 후에 체온이 39℃의 정상온도에서 28℃까지 낮게 떨어졌다. 체온은 "First Temp"(등록상표) 적외선 손잡이 스캐너(Intelligent Medical Systems, Carlsbad, CA)로서 측정하였다. 대조적으로, hrTNFα 또는 hrIL-1β만을 주사한 것은 유사한 정도의 저체온증을 일으키지 않았으며 치사효과도 없었다(제2도). 이 실험에서 이용된 인체 재조합 30KDa TNF 억제제는, 브류어 등의 특허출원에 기술된 방법에 따라 제조되었다.

B. 사이토킨 유도 패혈증성 쇼크에 대한 30KDa TNF 억제제의 효과.

억제제 단백질(본 실시예에서는 30KDa TNF 억제제)를, 8마리의 생쥐 그룹에, hrTNFα 및 hrIL-1β의 피하주사후, 12, 24 또는 39시간 동안, 주사당 40㎎/㎏으로 복강내 주사하였다. 1마리가 있는 제1그룹을, 사이토킨 주사후 30분전 및 30분, 3시간, 6시간, 9시간 및 12시간 후에, 억제제 단백질로 처리하였다. 이 생쥐는 6회의 주사로 총 240㎎/㎏의 억제제 단백질을 받았다. 다음 그룹에서는, 다시 12시간을 연장하여 3시간 간격으로 다시 억제제로 처리되었다. 이 그룹에 속하는 3마리의 생쥐는 24시간 동안에 각각 10회의 주사로 총 40㎎/㎏의 억제제 단백질을 받았다. 다음 그룹에서는, 다시 15시간을 연장하여 3시간 간격으로 다시 주사하여 억제제로 처리하였다. 이 그룹에 속하는 4마리의 생쥐는 39시간 동안에 각각 15회의 주사로 총 600㎎/㎏을 받았다.

처리 및 미처리 생쥐에게서 체온(제10도) 및 사망현상(제11도)이 뒤따랐다. 미처리 생쥐의 평균 체온은 12시간에서 27℃로 떨어져, 사이토킨 투여 후 36∼42시간 사이에서 생쥐가 죽을 때까지, 그 상태의 저온을 유지하였다. 대조적으로, 처리된 3개의 모든 그룹에서는, 생쥐의 체온이 단지 약간 저하하였을 뿐, 모든 생쥐가 사이토킨 유도 쇼크를 이겨내었다. 사이토킨 투여후 최초 24시간 동안, 3개의 모든 그룹에서 체온이 12시간에 2∼4℃ 떨어진 후 24시간에 정상적으로 상승하였다. 그후 체온은, 억제제 단백질을 24시간 이나 39시간 처리한 어느 그룹에서도 정상수준을 유지한 반면에, 단지 12시간 처리된 단 한 마리는 39시간에서 3℃ 강하한 후, 사이토킨 주사 100시간 후 정상치를 회복하였다.

체중이 제로시간 값으로 회복되는 데 필요한 시간도 사이토킨 유도 쇼크후의 회복을 나타내는 지표로서 이용되었다(제12도). 억제제 단백질로 24시간이나 39시간 처리된 생쥐의 체중은 모두 60시간에 제로 시간값의 86%로 감소된 후, 140시간에 정상으로 회복되었다. 억제제로 12시간 처리된 1마리 생쥐의 체중은 약간 늦은 75시간에 낮은 81%로 저하하였으나, 다른 2개의 그룹과 같은 시점인 약 140시간에서 제로시간 값을 얻었다.

30KDa TNF 억제제는, 사이토킨 혼합물 주사후 12, 24 또는 39시간 동안에 3시간 간격으로 치료가 유지될 때, 사이토킨 유도 치사 패혈증성 쇼크 증후군에 대하여 생쥐를 예방하는 효과가 있다. 집중적인 치료방법이 요구되는 패혈증성 쇼크 환자에게 유사한 치료방법을 용이하게 적용할 수 있다.

[실시예 3]

쥐에 있어서, SCW 유도 관절염의 연쇄구균성 세포벽(SCW)의 회복에 대한 인체 재조합 30KDa TNF 억제제 효과의 증명

본 실험은, 여기서 참고로 구체적으로 인용하는, 에써(Esser)등의 관절염 및 류마티스(Arthritis and Rheumatism), 28:1401-1411(1985)에 개시된 모델을 채택한다. 이 모델을 간단히 요약하면 다음과 같다: 연쇄구균성 세포벽(SCW)이 루이스 쥐의 족근관절속으로 관절내 주사된다. 대비하기 위하여 맞은편 관절에 심염수가 주입된다. 초기 염증이 사라지는 20일 후, 다시 SCW를 투여하는데, 이 때는 정맥내 주사한다. 이와 같은 SCW의 투여는 스스로는 관절염증을 일으키기에 불충분하여, 식염수 주사 족근에는 거의 영향이 없다. 그러나 대조적으로, 이와같은 투여는, 미리 SCW로 주사된 족근의 염증 및 관절파괴를 발생 시킬 수 있다. SCW를 2차로 투여한 후에 일어나는 염증의 정도를 분석평가하기 위하여, 매일 족근관절의 칫수를 측정하였다.

연쇄구균성 세포벽 유도 관절염에 관하여, 윌더(R.L.Wilder)는, 관절염의 면역병리 유전학적 메카니즘(Immunopathogenetic Mechanism of Arthrits) 9장, 제목 "만성관절염의 실험적 동물 모델"("Experimental Animal Models of Chronic Arthritis")에서, "실험적 관절병의 임상적, 조직학적 및 방사선 의학적 특징은 성인 및 유아 류마티스성 관절염에서 관측되는 것과 매우 유사하다"라고 언급하고 있다.

SCW 유도 관절염의 설치동물 모델을 이용하여 관절염을 치료하는 2가지 방법을 수행하였다.

제1방법 제1실험에서, SCW유도 관절염 모델을 이용하여, 관절염 쥐에, 인삼염 완충작용 식염수(PBS)내의 TNF 억제제를 1회 투여하였다. 제로일에 각 쥐의 좌측 족근에 SCW(1.8㎍ 람노스 당량)를 주사하여 관절염을 유도하였다. 우측 족근에는 동일 용적의, 발열물질이 함유되지 않은 식염수를 주사하였다. 0, 1, 2 및 7일에 족근의 칫수를 측정하였다. 1 및 2일의 족근의 팽창(표1)은 급성상태의 SCW 유도 관절염을 나타낸다. 관절내 주사와 관련된 기계적 상해에 대한 대조역할을 하는 우측족근은 별다른 팽창형상을 나타내지 않았다(데이터가 없음).

관절염의 급성 상태가 가라앉은 후 21일 날, 쥐들을 각각 9∼10마리씩 4그룹으로 무작위로 나누고, 마취시켜서, 후술하는 방법에 따라 주사하였다. C105는, 폴리에틸렌 글리콜(PEG)의 공유결합식 부착을 위한 부위를 생성하기 위한 목적으로 아미노산 치환이 이루어진, 30KDa TNF 억제제의 돌연변이 단백질이다. C105에서, 아스피라긴이 30KDa TNF 억제제의 위치 105에서 시스테인으로 대치된다. C105-PEG 3400 덤벨(db)분자에서, C105의 2개의 분자가, 분자량이 대략 3,400 달톤인 단일 PEG 분자에 의하여 교차결합된다. 덤벨분자 및 PEG화 방법은 1991년 3월 15일 출원된 미합중국 특허출원 제07/669,862호, 발명의 명칭, "폴리펩티드의 부위 특정 PEG화"("Site Specific Pegylation of Polypeptides")에 보다 완전하게 기술되어 있다. 이 출원을 여기서 참고로 구체적으로 인용한다. C105-PEG 3400 db의 제조 방법을 하기 실시예5에서 기술한다.

그룹 좌측 족근 우측

족근

Ⅰ-PBS 조절 PBS PBS

Ⅱ-PEG 3400조절 PEG 3400 PEG 3400

(0.9㎍/관절) (0.9㎍/관절)

Ⅲ-C105-PEG 3400db C105-PEG 3400db PEG 3400

(10㎍/관절)

Ⅳ-105 C105 C105

(2㎍/관절)

그룹Ⅰ은 C105 처리 그룹 Ⅳ에 대한 운반체 조절 역할을 한다. 그룹 Ⅱ는 C105-PEG 3400 db 처리 그룹 Ⅲ에 대한 운반체 그룹의 역할을 한다. 자동 피펫터에 부착된 25게이지 바늘을 통하여 총 10㎕ 용량을 관절내 주사하였다. 다양한 처리제로 관절내 주사한 직후, 관절염을 발생시키기 위하여 각 쥐에 SCW(150㎍ 람노스 당량)를 정맥내 주사하였다. 다른 처리제는 쥐에게 투여하지 않았다. 21, 22, 23 및 24일에 족근 관절의 직경을 측정하였다.

예상한 바와 같이, 모든 그룹에 있어서 쥐의 좌측족근은, 21일의 SCW 정맥내 주사에 반응하여 팽창하였다(표1 및 제13도). 그러나, 그 반응은 처리 그룹간에 현저하게 차이가 있었다. 조절 그룹 Ⅰ 및 Ⅱ에 있는 쥐의 관절은 각각 그들 원래의 칫수보다 30% 및 32% 팽창한 반면에, C105-PEG 3400 db 처리그룹 Ⅲ의 해당 관절은 단지 15% 및 C105 처리 그룹 Ⅳ에서는 25%가 팽창하였다. 제14도에서, SCW 유도 발생현상후 72시간 간격 동안의 관절 직경의 최대증가를 그룹 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 및 Ⅳ에 대하여 그라프화 하였다. C105-PEG 3400 db의 단일 관절내 주사는 통계적으로 관절의 팽창을 현저하게 감소시켰다.

제2방법 제2실험에서, 동일한 관절염 SCW 모델을 이용하여, 관절염의 쥐에게 안산염 완충작용 식염수(PBS)내의 30KDa TNF 억제제를 여러번 피하 주사 하였다. 1일날 각 쥐의 좌측 족근에 SCW(1.8㎍ 람노스 당량)를 주사하여 관절염을 유도하고 우측 족근에는 동일량의 발열물질이 없는 식염수를 주사하였다.

급성 관절염 현상이 가라앉은 후 21일날, SCW 주사 3분후, 조절 글부Ⅰ의 9마리 쥐를 PBS로 처리하고, 그룹 Ⅱ, Ⅲ 및 Ⅳ의 각각에 있는 5마리씩의 쥐를 체중 ㎏당 각각 1, 3 및 9㎎의, PBS내의 30KDa TNF 억제제로 처리하였다. SCW투여후 2시간 및 6시간에 다시 그룹 Ⅰ에는 PBS를 또는 그룹 Ⅱ, Ⅲ 및 Ⅳ에는 30KDa TNF 억제제(각각 1, 3 및 9㎎/㎏)를 피하주사하고, 그후 42시간 동안 6시간 마다 반복하였다. SCW 정맥내 주사후 0, 24, 39, 48, 60 및 72시간에 족근관절의 직경을 측정하였다.

제15도 및 표2는 4개의 실험 그룹에 있어서, SCW 유도 관절염 발생 후 72시간 동안의 관절직경의 최대 변화를 나타내고 있다. 예상한 바와 같이, 식염수 처리그룹 Ⅰ의 족근은 SCW 정맥내 주사에 반응하여 팽창하였다. 그러나 그룹 Ⅱ, Ⅲ 및 Ⅳ에 있어서의 최대 팽창현상은 각각 58%, 85% 및 75%로 감소하였다. 표2는, 대수변환되는 평균치로 t-시험을 이용하여 제15도로부터의 데이터를 통계적으로 분석한 결과를 나타낸다.

[실시예 4]

성인 호흡장애 증후군(ARDS)의 치료방법으로서, 쥐의 있어서 내독소에 의하여 유도된 급성 폐장해에 대한 인체 재조합 30KDa TNF 억제제 효과의 증명.

이 실험은, 여기서 참고로 구체적으로 인용하는, 울리치(Ulich)등의, American Journal of Pathology 138:1485-1496페이지(1991)에 개시되어 있는 모델에 따라, 급성의 중성호성 백혈구 매개 폐장해를 유도하기 위하여, 패혈증성 자극 및 내독소를 채택하고 있다. 이 모델을 간단히 요약하면 다음과 같다: 마취된 쥐의 기관(氣管)의 중앙경부(midcervical portion)로 내독소를 기관내(氣管內) 주사하였다. 6시간이 잠복기간후, 마무리 공정으로서 폐의 기관지폐포 세정(BAL, Bronchoalveolar Levage)을 수행하였다. BAL액 상에서 백혈구를 분류하였다. 발열물질이 없는 식염수를 기관내 주사하여, 적은 수로 폐포대식세포가 주종을 이루는 (약 99%) BAL액이 생성되었다. 내독소를 기관내 주사하면 BAL 세포를 수량적으로 증가시키며, 중성호성 백혈구가 주종을 이루게 된다. 폐포강내로의 급성 중성호성 백혈구 유입은 6∼12시에 절정을 이루며, 폐포강 속으로 단백질 함유 부종성액이 축적되는 현상을 수반한다. TNF는 일정의 내독소 유도 페포염 매개체로 믿어진다. TNF는 내독소로 자극후에 BAL액내에 존재한다. 페포대식세포는 그 합성원으로 믿어진다. 또한, 외래성 TNF를 기관내 주사하면, 내독소에 의하여 유도되는 것과 질적으로 유사한 급성 폐포내 중성호성 백혈구 침출액을 유도한다.

동물모델이 인체의 질병, 구체적으로는 ARDS의 급성상태에서 만성상태로의 진화과정을 신빙성있게 복사하는 것으로는 생각되지 않으나, 많은 동물 모델을 사용하여 ARDS중의 페실질장해의 급성상태 기간동안에, 병경된 페부종, 백혈구의 격리, 및 저산소혈증을 모방하였다. 머레이(J. F. Murray)등의, Am, Rev. of Respirator Disease 138권, 720-723페이지(1991) 참조. ARDS의 급성상태는, 패혈증, 흡인 또는 다수의 수혈과 같은 소정의 위험요소의 존재하에 발생한다. 현재의 조사결과는, ARDS의 병리생리학에 있어서, 중성호성 백혈구 매개 장해의 중심적 역할을 강조한다(Tate, R.M.Am. Rev. Resp. Dis. 128:552-559(1983)). 활성화된 중성호성 백혈구는 폐포모세관막을 손상시키는 것으로 믿어진다. 손상된 막의 투과성은 플라스마 단백질 및 염증세포가 폐포강 속으로 이동하는 것을 매우 증가된 상태로 자극한다. 패혈증성의 ARDS의 실험적 양(羊) 모델에서, 중성호성 백혈구의 제거로 폐장해의 진전을 예방하였다(Heflin, A.C. J. Clin. Invest. 68:1253-1260(1981)).

PBS 내의 30KDa TNF 억제제를 기관내 주사하여 쥐의 중성호성 폐포염을 치료하는 방법을 수행하였다. 외과수술로 노출된, 기관의 중경부(中頸部)에 있는 기관의 고리 사이에 삽입된 27게이지 1/2인치 바늘을 통하여, 총 용적 0.5ml의 무균성 PBS내의 내독소(쥐 1마리당 5㎍)를 투여하여 폐장해를 유도하였다. 쥐의 호흡속도 및 깊이를 관찰하면서, 기관속으로 접종물을 투여하였다. 6시간 후, 쥐를 이소플루란으로 마취하여, 폐의 세척을 용이하게 할 수 있도록 개복수술을 하였다. 폐의 혈량을 감소시키기 위하여 꼬리쪽의 대정맥을 절단하였다. 횡경막을 열어서 세척중에 폐가 확대되도록 하였다. 중경부 기관절개 부위에 삽입되어 고정되어 있는 혈관심장 도뇨관(angiocath catheter)을 통하여 기관지폐포 공간에 40㎖의 한크스액(Hank's balanced salt solution)을 주사하여 BAL을 수행하였다. BAL액을 15분간 1,500rpm으로 원심분리하여 얻은 펠렛으로부터 염증성 세포유입을 회수하였다. 백혈구의 총 개수를 쿨터 계산기로 계산하였다. 염색세포의 슬라이드상에서 수동으로 세포분류를 수행함으로써, 다형핵 중성호성 백혈구의 백분율을 측정하였다.

내독소를 기관내에 적하함과 동시에 30KDa TNF 억제제를 투여함으로써, 내독소 자극에 의한 기관지 폐포공간으로의 세포유입에 대한 30KDa TNF 억제제의 효과를 측정하였다. 30KDa TNF 억제제는 1마리 쥐당 1∼10㎍범위의 투여량으로 시험되었다. 1㎍/쥐인 투여량의 30KDa TNF 억제제는 폐포속으로의 중성호성 백혈구의 유입을 감소시키지 못했다. 그러나, 쥐당 30KDa TNF 억제제를 2.5㎍∼10㎍으로 투여하면 폐포속으로의 중성호성 백혈구의 유입이 최대로 감소되었다. 미처리 쥐에서의 중성호성 백혈구 유입과 비교하면, 이들 30KDa TNF 억제제 처리 쥐들에서의 세포 유입 억제 백분율은 약 35%였다(제16도). 기관지 폐포공간에 존재하는 총 중성호성 백혈구의 수는, 쥐당 2.5㎍∼10㎍의 30KDa TNF 억제제로 처리된 쥐들에게서 현저하게 감소되었다.

[실시예 5]

C105-PEG 3400 db의 제조

시스테인 함유 돌연변이 단백질인 30KDa TNF 억제제 C105와 PEG-비스-말레이미드(PEG-bis-maleimide)의 반응에 의하여, C105-PEG db 화합물을 제조하였다. PEG-비스-말레이미드를 제조하기 위하여, 닐손(Nilson)및 모스바크(Mosbach)의, 효소화학적 방법론(Mothods in Enzymology), 104권, 56-69페이지, 아카데미 출판사, 뉴욕(1984)에 기술된 바와같이 PEG-비스-디올로부터 PEG-트레실레이트를 제조하였다. 불소에 대한 원소 분석에 의하여 술폰화 중간체의 양을 측정하였다. 이 중간체는 프탈이미드 유도체로 전환되었는데, 프탈이미드 유도체는 계속하여 히드라진 수화물로 환원되어 PEG-비스-아민중간체로 되었다. 이들 두 반응은, 필라이(Pillai)등의, J.Org. Chem., 45권 5364-5370페이지(1980)에 기술된 방법으로 수행되었다. 질소에 대한 원소분석에 의하여 각 중간체의 양을 측정하였다. 또한 2, 4, 6-트리니트로 벤젠 술폰산과의 반응에 의하여, PEG-비스-아민의 양을 측정하였다. PEG-비스-아민 유도체는, 효소화학적 방법론, ⅩⅩⅤ권, 191-199페이지, 아카데미 출판사, 뉴욕(1982)에 기술된 버틀러(Butler)및 하틀레이(Hartley)의 방법의 적용 및, 분쉬(Wunsch)등의 Biol. Chem. Hoppe-Seyler, 366권, 56-61페이지(1985)에 기술된 방법을 이용하는 중간체의 순환화에 의한, 무수 말레인산과의 반응에 의하여 대응하는 비스-말레이미드 생성물로 전환되었다.

돌연변이 단백질 C105 30KDa TNF 억제제는, 1991년 3월 15일 출원된 미합중국 특허출원 제07/6669,862호에 기술된 바와 같이 제조된다. C105 30KDa TNF 억제제, 2∼3㎎/ml를 주위온도에서 2시간 동안 4배 몰의 디티오트레이톨(DTT)로 처리하였다. 다음에 돌연변이 단백질은 4℃에서 3시간 동안 ph7.0의 탈가스된 50mM HEPES에 대하여 투석된다. 폴리에틸렌 글리콜(PEG)결합 다이머로 생각되는 덤벨 화합물로 생성하기 위하여, 투석된 돌연변이 단백질을 PEG-비스-말레이미드류와 반응시킨다. PEG-비스-말레이미드에 대한 돌연변이 단백질의 비율은 PEG 화합물의 분자량에 따라 변한다. 분자량이 약 1,900인 PEG-비스-말레이미드에 있어서는 1대 1 몰 비율이 이용되는 한편, 분자량이 3,400 또는 2,000인 PEG 화합물에 있어서는 PEG 화합물에 대한 돌연변이 단백질의 몰비율 2대1이 이용된다. 반응은 주위온도에서 3-12시간 동안 항온처리된다.

항온처리후, PEG 결합 다이머는 260mM, 310mM 및 350mM NaCl 단계조사도(NaCl step(아아)를 이용하여 50mM HoAC ph4.0의 MONO-SFPLC를 이용하여 PEG화 돌연변이 단백질 및 PEG-돌연변이 단백질 단량체로부터, PEG-결합다이머를 정제하였다. 덤벨형 화합물은 310mM NaCl 단계에서 용출되었다. 잔류하는 미 PEG화 돌연변이 단백질은 수퍼덱스(superdex) 75상에서 크로마토그라피에 의하여 제거되었다. C105-PEG 3,400 db는, TNF 억제제가 30KDa TNF 억제제의 C105 돌연변이 단백질이며, PEG단위의 분자량이 약 3,400 달톤인, 덤벨형 화합물(TNF 억제제 PEG-결합 다이머)를 가르킨다.

본 발명을 바람직한 구체예와 관련하여 설명하였으나, 당 분야의 숙련자들은 본 발명의 취지 및 범위를 벗어남이 없이 수식 및 변경을 할 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 따라서, 앞의 바람직한 구체예에 관한 설명은 발명의 범위를 제한하려는 것이 목적이 아니며, 본 발명은 후술하는 특허청구의 범위 및 그 균등범위에 의하여 최상으로 정의된다.

측정치는 평균 ± 표준오차로 표시된다.

※ 대수변화되는 평균치로 수행되는 쌍을 이루지 않은 t 시험으로 분석 평가 할 때, 조절 그룹 Ⅰ에 비교한 통계학적인 중요한 차이

그룹 Ⅰ 대 그룹 Ⅱ t=1.43 p=0.177

그룹 Ⅰ 대 그룹 Ⅲ t=3.20 p=0.008

그룹 Ⅰ 대 그룹 Ⅳ t=2.19 p=0.049

그룹 Ⅰ 대 그룹 Ⅲ 및 Ⅳ t=3.19 p=0.005

그룹 Ⅰ 대 그룹 Ⅱ, Ⅲ 및 Ⅳ t=2.88 p=0.009

※ 쌍을 이루지 않는 t 시험으로 평가할 때의 미처리된 조절그룹과의 중요한 차이.

Claims

종양괴사인자(TNF) 억제제 및 생리학적으로 양립성인, 지효성 배합물을 포함하는 TNF 매개 성인 호흡장해 증후군, 관절염, 패혈증성 쇼크 치료용 의약품 조성물, 여기서 상기 TNF 억제제는 하기 (ⅰ)∼(ⅲ)의 아미노산 서열을 포함하는 재조합 폴리펩티드이다.

(ⅰ) TNF 억제 활성을 지니는 40KDa TNF 억제제, 또는 그 돌연변이 단백질; (ⅱ) TNF 억제 활성을 지니는 40KDa TNF 억제제 △51, 또는 그 돌연변이 단백질; 또는(ⅲ) TNF 억제 활성을 지니는 40KDa TNF 억제제 △53, 또는 그 돌연변이 단백질.
제1항에 있어서, TNF 억제제가 TNF 억제 활성을 지니는 40KDa TNF 억제제, 또는 그 돌연변이 단백질의 아미노산 서열을 포함하는 재조합 폴리펩티드인 조성물.
제1항 및 2항 중 임의의 한 항에 있어서, TNF 억제제가 비자연 발생 시스테인 잔기를 지니는 조성물.
제3항에 있어서, 비자연 발생 시스테인이 TNF 억제제의 C-말단, N-말단 또는 글리코실화 부위(30KDa TNF 억제제의 잔기 105)에 존재하는 조성물.
제1항, 2항 및 4항중 임의의 한 항에 있어서, TNF 억제제가 N-말단에 메티오닌 잔기를 지니는 조성물.
제3항에 있어서, TNF 억제제가 N-말단에 메티오닌 잔기를 지니는 조성물.
제1항, 2항, 4항 및 6항중 임의의 한 항에 있어서, TNF 억제제가 순수한 조성물.
제3항에 있어서, TNF 억제제가 순수한 조성물.
제5항에 있어서, TNF 억제제가 순수한 조성물.
제1항, 2항, 4항, 6항, 8항 및 9항 중 임의의 한 항에 있어서, TNF 억제제가 반복되는 중합성 성분에 부착되는 조성물.
제3항에 있어서, TNF 억제제가 반복되는 중합성 성분에 부착되는 조성물.
제5항에 있어서, TNF 억제제가 반복되는 중합성 성분에 부착되는 조성물.
제7항에 있어서, TNF 억제제가 반복되는 중합성 성분에 부착되는 조성물.
제10항에 있어서, 반복되는 중합성 성분이 폴리에틸렌 글리콜인 조성물.
제11항 내지 제13항 중 임의의 한 항에 있어서, 반복되는 중합성 성분이 폴리에틸렌 글리콜인 조성물.
제14항에 있어서, TNF 억제제가 C105-PEG 3400 db인 조성물.
제15항에 있어서, TNF 억제제가 C105-PEG 3400 db인 조성물.
제1, 2, 4, 6, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 16 및 17항 중 임의의 한 항에 있어서, 조성물이 동결건조된 분말형태인 조성물.
제3항에 있어서, 조성물이 동결건조된 분말형태인 조성물.
제5항에 있어서, 조성물이 동결건조된 분말형태인 조성물.
제7항에 있어서, 조성물이 동결건조된 분말형태인 조성물.
제10항에 있어서, 조성물이 동결건조된 분말형태인 조성물.
제15항에 있어서, 조성물이 동결건조된 분말형태인 조성물.
제18항 내지 제23항에 의한 동결건조 분말 및 생리학적으로 수용 가능한 용매를 포함하는 수성 의약품 배합물 제조용 키트.