KR100514009B1 - 1,2,4-벤조트리아진옥사이드제제 - Google Patents

Abstract

시트레이트 완충제중에 1,2,4-벤조트리아진-3-아민 1,4-디옥사이드를 포함하는 암종양 치료용 수성 비경구 제제 및 암종양 치료방법이 개시되어 있다.

Description

1,2,4-벤조트리아진 옥사이드 제제{1,2,4-BENZOTRIAZINE OXIDES FORMULATIONS}

본 발명은 암종양 치료분야에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 수성 완충 부형제중에 함유된 1,2,4-벤조트리아진 옥사이드로 암종양을 치료하는 방법에 관한 것이다.

1,2,4-벤조트리아진 옥사이드는 공지된 화합물이다. 미국 특허 제 3,980,779 호에는 항균 조성물로서 하기 일반식을 갖는 3-아미노-1,2,4-벤조트리아진-1,4-디옥사이드 조성물을 사용하여 가축성장을 촉진시키는 방법이 개시되어 있다:

상기 식에서,

R 및 R¹중 하나는 수소, 할로겐, 저급 알킬, 할로(저급 알킬), 저급 알콕시, 카바모일, 설폰아미도, 카복시 또는 카보(저급 알콕시)이고, R 및 R¹중 나머지는 할로게노, 저급 알킬, 할로(저급 알킬), 저급 알콕시, 카바모일, 설폰아미도, 카복시 또는 카보(저급 알콕시)이다.

1992년 12월 29일자로 허여된 미국 특허 제 5,175,287 호에는 종양 치료를 위해 1,2,4-벤조트리아진 옥사이드를 방사선과 함께 사용하는 방법이 개시되어 있다. 1,2,4-벤조트리아진 옥사이드는 방사선에 종양 세포를 감작시키고 이를 치료 요법에 더욱 적용되기 쉽도록 만든다.

홀든(Holden) 등의 문헌["Enhancement of Alkylating Agent Activity by SR-4233 in the FSaIIC Murine Fibrosarcoma" JNCI 84: 187-193 (1992)]에는 SR-4233, 즉 티라파자민으로도 공지되어 있고 이후 종종 이렇게 언급되는 3-아미노-1,2,4-벤조트리아진-1,4-디옥사이드를 항종양 알킬화제와 함께 사용하는 방법이 개시되어 있다. 4가지 항종양 알킬화제, 즉 시스플라틴, 사이클로포스파미드, 카르뮤스틴 및 멜팔란을 각각 시험하여 항종양 알킬화제에 대한 저산소 종양 세포의 내성을 극복하기 위한 티라파자민의 능력을 검사하였다. 티라파자민을 단독으로 및 다양한 양의 각각의 항종양 알킬화제와 함께 시험하였다. 사이클로포스파미드, 카르뮤스틴 또는 멜팔란으로 단일 투여 처리하기 직전에 SR-4233을 투여할 경우, 종양 세포에 대해 상승적인 세포독성 효과를 이끄는 현저한 투여 증진이 관찰되었다.

국제 특허원 제 PCT/US89/01037 호에는 방사선 감작제 및 선택적인 세포독성제로서의 1,2,4-벤조트리아진 옥사이드를 개시하고 있다. 그 밖의 관련된 특허인 미국 특허 제 3,868,372 호 및 제 4,001,410 호에는 1,2,4-벤조트리아진 옥사이드의 제조방법이 개시되어 있고; 미국 특허 제 3,991,189 호 및 제 3,957,799 호에는 1,2,4-벤조트리아진 옥사이드의 유도체가 개시되어 있다.

1,2,4-벤조트리아진 옥사이드류는 방사선 요법 및 화학 요법과 함께 사용될 때 암종양 치료에 효과적임이 밝혀졌다.

방사선 요법 및 화학 요법은 암 치료에 있어서 수술과 함께 세가지 기본적인 양식으로 존속하여 왔다. 방사선 요법 및 화학 요법은, 해부학적 고려에 의해 수술이 제한되는 각종 신생물의 일차적인 제어시 수술에 대한 대안으로서 기능한다. 종래의 기술지식은, 방사선 요법 및 화학 요법의 효율이 향상된다면 더 높은 치유율 및 더 큰 생존력이 암 환자에게 부여된다는 것을 나타낸다.

방사선 요법 또는 화학 요법의 효율을 향상시키기 위한 한 가지 방법은 종양에 존재하는 저산소 상태(정상 조직과 암조직 사이의 몇몇 이용할 수 있는 차이점중 하나임)를 이용하는 것이다. 혈관의 비정상적인 발달은 다수의 고체 종양의 특징이다. 이러한 비정상적인 모세관 시스템은 종종 일시적인 또는 영구적인 저산소 영역을 생성한다. 일반적으로, 저산소 상태는 치료에 대한 정상 또는 암성 세포의 내성을 증가시킨다. 저산소 종양 세포의 치사율을 증가시키는 방법(또는 정상 조직에 대한 방사선 손상을 제한하는 방법)으로 방사선 요법 또는 화학 요법의 치유율을 향상시킬 수 있다.

벤조트리아진 화합물은 종양의 이러한 비교적 저산소 상태를 이용하여 개발되었다. 종래의 벤조트리아진계중 가장 유망한 물질인 티라파자민은 저산소의 조건하에 활성 중간생성물로 생물학적으로 환원된다. 이러한 활성 중간생성물은 DNA 손상을 유도할 수 있고, 이는 방사선 요법 또는 화학 요법의 효과를 증진시키며 당연히 세포독성이다. 인접한 정상적인 조직이 저산소성이 아니기 때문에, 이러한 생물학적 환원은 저산소 종양 세포상에 선택적인 세포독성 효과를 미칠 수 있다.

조사결과는 하기 표 I에서와 같이 생체외에서 니트로이미다졸 방사선 감작제 및 그 밖의 생물학적 환원제와 비교하여 벤조트리아진의 실질적인 우수성을 보여주었다:

그러나, 티라파자민은 비경구 투여에 적절한 약리학적 부형제에 대한 불충분한 용해도 뿐만 아니라 이러한 부형제에서 불안정하다는 단점을 갖는다. 물속에서의 티라파자민의 용해도는 약 0.81 mg/㎖이고, 따라서 적절한 투여량을 제공하기 위해서 약 1ℓ의 다량의 용액이 환자에게 투여될 필요가 있는 것으로 밝혀졌다. 트윈(Tween) 80과 같은 계면활성제 및 플루로닉(Pluronic) F68, 포비돈(Povidone) 및 알부민(Albumin)과 같은 중합체를 사용한 용해도를 증진시키기 위한 시도는 용해도가 극히 미미하게 증가되어 성공적이지 않았다. 한편, 공동용매를 사용하여 용해도를 증진시키는 방법은 더 성공적이었으나, 티라파자민의 기대되는 최소의 허용 투여량을 용해시키기 위해 필요한 공동용매의 비율은 공동용매의 상당량(예를 들면 50체적% 프로필렌 글리콜/수용액으로서 프로필렌 글리콜 120 ㎖까지)의 주입을 의미한다. 이러한 다량의 공동용매는 주사가능한 제제에 바람직하지 않고 환자에게 예기치 않은 임상적인 영향을 미칠 위험이 있다.

티라파자민은 또한 저장안정성이 부족하다. 즉, 0.1N 수산화나트륨중에서 4시간 미만 동안 환류한 후 완전히 분해된다.

본 발명은 충분한 양의 항암 항종양제를 함유하고 저장안정성을 갖는 수성 주입가능한/주사가능한 제제를 제공하는 것을 주목적으로 한다. 이러한 티라파자민의 광범위한 임상 연구동안에, 충분한 용해도 및 안정성 없이는 이러한 매우 유용한 약물이 암종양을 앓는 무수한 환자에게 도움이 되지 못할 것이라는 것을 알게 되었다.

발명의 요약

본 발명은 약 0.001 내지 약 0.1M의 농도의 비경구적으로 허용가능한 완충제중에 하기 화학식 I의 화합물 또는 약리학적으로 허용가능한 이의 염을 암종양 치료에 효과적인 양으로 포함하는 암종양 치료용 수성 비경구 제제를 제공한다:

상기 식에서,

X는 H; C_1-4 하이드로카빌; OH, NH₂, NHR 또는 NRR로 치환된 C_1-4 하이드로카빌; 할로겐; OH; C_1-4 알콕시; NH₂; NHR; 또는 NRR이고, 이때 각각의 R은 C_1-4 저급 알킬; C_1-4 저급 아실; 및 OH, NH₂, C_1-4 알킬 2급 아미노, C_1-4 디알킬 3급 아미노, C_1-4 알콕시 또는 할로겐으로 치환된 C_1-4 저급 알킬 및 C_1-4 저급 아실로부터 독립적으로 선택되고, X가 NRR일 때, 두 R은 함께 직접적으로 또는 가교 산소(bridge oxygen)를 통해 모르폴리노 환, 피롤리디노 환 또는 피페리디노 환을 형성하고;

n은 0 또는 1이고;

Y¹ 및 Y²는 독립적으로 H; 니트로; 할로겐; 또는 환식 불포화 하이드로카빌을 포함하며 할로겐, 하이드록시, 에폭시, C_1-4 알콕시, C_1-4 알킬티오, 1급 아미노(NH₂), C_1-4 알킬 2급 아미노, C_1-4 디알킬 3급 아미노, C_1-4 디알킬 3급 아미노(2개의 알킬은 함께 결합하여 모르폴리노, 피롤리디노 또는 피페리디노를 형성함), C_1-4 아실옥시, C_1-4 아실아미도 및 이의 티오 유사체, C_1-4 아세틸아미노알킬, 카복시, C_1-4 알콕시카보닐, 카바밀, C_1-4 알킬카바밀, C_1-4 알킬설포닐 및 C_1-4 알킬포스포닐로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2개의 치환체로 선택적으로 치환된 C_1-14 하이드로카빌이고,

이때 하이드로카빌은 단일 에테르(-O-) 결합에 의해 선택적으로 차단될 수 있거나; 또는

Y¹ 및 Y²는 독립적으로 모르폴리노, 피롤리디노, 피페리디노, NH₂, NHR', NR'R'O(CO)R', NH(CO)R', O(SO)R' 또는 O(POR')R'이고, 이때 R'는 OH, NH₂, C_1-4 알킬 2급 아미노, C_1-4 디알킬 3급 아미노, 모르폴리노, 피롤리디노, 피페리디노, C_1-4 알콕시 또는 할로겐 치환체로 치환될 수 있는 C_1-4 하이드로카빌이다.

더욱 구체적으로, 본 발명의 암종양 치료용 비경구 제제는 pH가 3.0 내지 5.0이고, 화학식 I의 화합물 약 0.500 내지 약 0.810 g; 염화나트륨 약 0.100 내지 약 9.000 g; 시트르산 약 0.1 내지 약 10.00 g; 수산화나트륨 약 0.02 내지 약 3.00 g; 및 전체 1000 ㎖가 되도록 하는 양의 물을 포함한다.

본 발명의 바람직한 항암 항종양 화합물은 178.16의 분자량과 220℃의 융점(분해)을 갖는 하기 일반식의 티라파자민, 1,2,4-벤조트리아진-3-아민 1,4-디옥사이드이다:

가장 바람직한 정맥내 제제에서 용액의 1 ㎖는 약 3.7 내지 약 4.3의 pH를 갖는 등장 시트레이트 완충제중에 약 0.7 내지 약 0.81 mg/㎖ 티라파자민을 함유한다.

본 발명은 또한 암종양 치료 제제를 암종양 치료에 효과적인 양으로 암종양 치료가 필요한 환자에게 투여함을 포함하는 암종양 치료 방법에 관한 것이다.

항종양제

본 발명은 사람 암종양을 비롯한 포유류의 암종양, 특히 고형 종양을 치료하기 위한 조성물 및 방법을 제공한다. 본 발명의 이러한 양태에 있어서, 본원에서 정의한 바와 같이 시트레이트 완충용액중에 함유된 유효량의 화학식 I의 화합물을 암종양을 갖고 있고 이러한 치료를 필요로 하는 포유류에게, 종양이 영향을 쉽게 받는 유효량의 화학 요법제를 포유류에게 투여하기 약 30분 내지 약 24시간 전에 투여한다. 화학식 I의 화합물 및 시험 방법은 1993년 9월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제 125,609 호(이의 전문은 본원에서 참조로 인용됨)에 기술되어 있다.

본 발명의 제제의 제조에 있어서, 항암 항종양 화합물의 충분한 용해도를 제공하고 제제를 저장안정성으로 만들기 위해 광범위한 연구가 수행되었으며 이는 하기 내용으로부터 보다 분명해질 것이다.

본 발명을 특히 티라파자민 제제를 참조로 하여 기술할 것이나, 화학식 I의 그밖에 정의된 화합물도 본 발명의 청구의 범위에 포함됨은 물론이다.

티라파자민의 용해도

물 및 각종 부형제중 티라파자민의 용해도를 하기 표 II에 나타낸다:

0.81 mg/㎖의 제한된 용해도로 인해 1ℓ까지의 유체가 주입되어야 하였고, 따라서 유체 체적을 최소화하기 위해 용해도를 증가시킬 필요가 있었다. 계면활성제(트윈 80) 및 중합체(플루로닉 F68, 포비돈 및 알부민)를 사용하여 용해도를 증가시키는 시도는 용해도가 극히 미미하게 증가되어 성공적이지 못했다.

용해도 증대가 공동용매를 사용하여 달성되었지만, 트리파자민의 기대되는 최대 허용 투여량(약 700mg)을 용해시키는데 필요한 공동용매의 양은 공동용매의 상당량[예를 들면 50체적% 프로필렌 글리콜(PG)/수용액으로서 PG 120 ㎖까지]의 주입을 의미한다.

티라파자민의 물리화학적 성질은, 분자가 특성면에서 매우 극성이지도 않고 매우 친지질성이지도 않다는 것이다. 이는 (i) 0.15(logP-0.82)의 분배계수(옥탄/물) 및 (ii) 티라파자민의 200℃에서 용융시 관찰된 분해에 의해 설명되고, 이는 곧 티라파자민의 결정 구조가 분자간 힘에 의해 강하게 결합됨을 시사한다. 분자의 평면상 성질은 N-옥사이드의 질소 및 산소를 통해 각각의 평면 사이에 분자간 인력 작용(전하 이동 상호작용)에 따라 결정의 순차적인 적층을 용이하게 할 것이다. 물 분자가 산소 성분에 수소결합되는 경우 티라파자민의 수화된 형태가 존재할 수 있다.

수-용매 혼합물중 화합물의 용해도를 예견하기 위해, 여러 인자(예: 유전상수, 용해도 인자, 표면장력, 계면장력, 수소결합 공여체 및 수용체 밀도, 및 옥타놀-물 분배계수)를 사용하여 유기 용매를 분류하기 위한 각종 시도가 이루어졌다. 티라파자민 용해도 연구에 사용된 선택된 용매의 값들을 표 III에 나타낸다. 이러한 인자들을 실험 데이터로부터 작성된 용해도 그래프의 기울기와 관련지음으로써 수학적으로 사용하여 비극성 용질의 용해도를 예측하였다. 용해도 인자 및 계면장력과 같은 용매의 점착성을 반영하는 이러한 인자들은, 양성자 공여체 또는 양성자 수용체의 밀도로서 표현된 순수한 공동용매의 수소 결합 능력이 그러하듯이, 기울기와 가장 높은 상관관계를 나타낸다.

다량의 비양성자성 용매[예: 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF) 및 디메틸아세트아미드(DMA)]는 쌍극성 및 소수성 효과를 통해 물 구조를 파괴한다. 양쪽성 양성자성 용매(예: 글리세롤, PEG 400 및 프로필렌 글리콜(PG))는 모두 자체 결합될 수 있고 모두 물과 수소결합할 수 있으며, 결과적으로 이러한 용매는 수소결합에 참여할 수 없는 용질에 이상적으로 적절하지 않다. 용질의 분배계수는 공동용매가 효율적인지 아닌지 예상하기 위한 지시자이다. 하기 수학식 1이 각종 용매계에서 용해도를 성공적으로 예상하는데 사용되어 왔다:

상기 식에서,

C_s 및 C₀는 각각 용매 혼합물 및 물에서의 용해도이고;

f는 공동용매 분율이고;

R은 상대적인 용매 능력(일반적인 값은 DMF = 4, 글리세롤 = 0.5이다)이고;

P는 분배계수이다.

P는 수렴하는 경향이 있고(logP ⇒ 0), logC_s = logC₀이기 때문에, 용해도에서의 어떠한 변화도 가능하지 않다. 티라피자민에 대한 logP가 -0.8이기 때문에, 이러한 방정식으로 공동용매가 수성 용해도상에 상당한 효과를 나타내기가 힘들다는 것을 예상할 수 있다. 이러한 공동용매들로 수행된 실험으로 티라파자민의 용해도가 이러한 공동용매에 의해 상당히 증진되지는 않는다는 것을 알 수 있다.

안정도

응력 연구를 121℃에서 21분의 복합 오토클레이브 사이클을 사용하여 수행하였다. 이러한 연구는 티라파자민이 정상 식염수의 산성 용액에서 또는 0.05M 시트레이트 또는 0.1M 락테이트 완충제를 사용하여 pH 4로 완충된 용액에서 더욱 안정하다는 것을 나타내었다. 티라파자민은 pH 5.9에서 포스페이트 완충제의 존재하에 그리고 pH 6에서 시트레이트 완충제의 존재하에 불안정하였다. 정상적인 식염수 제제의 pH가 8회의 오토클레이브 사이클 후 4.5로부터 4.9까지 이동하였고, 따라서 제제가 어느 정도 완충을 필요로 하였다.

또한 제제를 121℃에서 21분의 단일 오토클레이브 사이클 후 50℃ 및 70℃의 승온에서 저장하면 변형되었다. 티라파자민은 70℃에서 저장한 후 락테이트 완충제의 존재하에 불안정한 것으로 밝혀졌다. 이러한 불안정성은 복합 오토클레이브 변형으로부터 명백하지 않았다. 가장 안정한 제제는 pH 4의 0.05 M 시트레이트인 것으로 밝혀졌다.

따라서 티라파자민의 제제는 시트레이트 완충제를 사용하여 전개되었다. 15℃에서 티라파자민의 용해에는 농도를 1 mg/㎖로부터 0.5 mg/㎖로 감소시킬 필요가 있었다. 또한 유사한 pH 한계를 결정하기 위해 시트레이트 완충제에 pH 3.5, 4.0 및 4.5로 변형을 가하였다. 이러한 연구에 기초한 데이타로부터 한계를 pH 4.0 ± 0.3으로 설정하였다.

수득한 안정성 데이타를 기초로 하여, 티라파자민 제제는 pH 4의 시트레이트 완충제중에서 가장 안정하였다. 시트레이트 완충제중 티라파자민의 용해도는 15℃에서 0.81 mg/㎖이었다. 따라서 주입되는 액체의 체적을 제한하기 위해 0.7 mg/㎖의 최대 농도를 추가의 제제 개발을 위해 사용하였다.

안정성에 미치는 완충제 농도(0.05 또는 0.005 M)의 영향은 pH 4.0의 시트레이트 완충제중에 티라파자민(0.7 mg/㎖)의 2 × 10 L 안정성 뱃치(batch)를 가혹실험함으로써 평가하였다.

티라파자민은 50℃에서 0.005 M 및 0.05 M 시트레이트 완충제중에서 2개월후 안정하였다. 70℃에서, 0.05 M 시트레이트 제제를 사용하여 불안정성이 증명되었고 따라서 더 낮은 시트레이트 농도(0.005 M)가 임상적 제제로서의 개발을 위해 선택되었다. 이후 논의되는 화학적 연구에 사용된 임상적 제제는 다음과 같다:

티라파자민을, 등장 시트레이트 완충제중에 티라파자민 0.7 mg/㎖(14 mg)을 함유하는 투명 유리 20 ㎖ 앰풀중에 저장한다. 앰풀을 15 내지 30℃에서 광차단 포장재중에 저장한다.

투여량

본 발명의 제제를 사용하여 마우스에 있어서의 급성내성 연구, 래트 및 개에서의 일회 및 다중 투여 연구 및 생체외 골수억제성 연구를 수행하였다.

마우스에 있어서의 급성내성 연구에서, 티라파자민에 대한 LD₁₀ 및 LD₅₀은 각각 98 mg/kg 및 101 mg/kg인 것으로 밝혀졌다.

일회 투여, 및 2주 및 2개월 다중 투여 연구를 래트 및 개에게서 수행하였다. 상기 두 종에서 각각의 요법에서 관찰된 임상적 신호 및 증상으로는 타액분비, 백혈구 측정치 감소(개에서의 림프구 수 포함), 및 적혈구 측정치에서의 감소가 포함되었다.

약리학

각종 호기성 및 저산소성 세포상에 티라파자민이 미치는 영향을 배양액중에서 연구하여 티라파자민의 세포독성의 선택성을 측정하였다. 티라파자민(20μM)은 생체외에서 저산소 세포의 유력하고 선택적인 치사제였으며, 햄스터, 마우스 및 사람 세포주에 대한 저산소 세포독성 비율은 각각 150, 119 및 52이었다(니트로이미다졸, 미토마이신 C 및 포르피로마이신과 같은 방사선 감작제보다 수십배 내지 수백배 크다). 이러한 세포독성은 또한 일정 범위의 산소압에서 관찰되었다(1 내지 20% O₂; 주로 1 내지 4% O₂에서).

생체내에서, 티라파자민을 분할된 방사선(2.5Gy × 8)과 함께 사용하면, 마우스 종양 모델에서 일회 0.30 mmol/kg(160 mg/㎡) 투여하거나 다중 0.08 mmol/kg(43 mg/㎡) 투여하거나 동등하게 효율적이었다. 티라파자민은 또한 일회 다량(20 Gy)의 방사선 투여와 함께 일회 0.30 mmol/kg(160 mg/㎡) 투여시에 효율적이었다. 티라파자민은 각각의 방사선 분할량 조사(2.5 Gy × 8) 전에 다중 0.08 mmol/kg(43 mg/㎡) 투여로서 마우스중 SCCVII 종양에 수회 치료하면 가장 효율적인 것으로 나타났으며; 티라파자민은 방사선 없이 투여되는 경우 효과가 가장 낮은 것으로 나타났으며, 일반적으로 세포 치사의 1log 미만이었다. 방사선을 분할하여 조사하면, 방사선이 호기성 세포에 작용하였을 때보다 티라파자민이 별도의 세포 군집(저산소성 세포)에 작용했을 때 예상되는 효과와 동등한 효과를 생성하였다.

티라파자민의 작용 기작을 상세히 연구하였고 이는 약물의 물질대사에 밀접하게 연결된다. 하기 반응식 1은 모노-N-옥사이드로 환원되는 동안(DNA에서 단일- 및 이중- 가닥이 파괴되도록 유도함) 자유 라디칼의 티라파자민에 대한 작용 및 생성을 위한 제안된 기작을 나타낸다. 저산소성 조건하에, 티라파자민은 2-전자 환원 생성물 WIN 64102(모노-N-옥사이드; SR 4317)로, 이어서 4-전자 환원 생성물 WIN 60109(제로-N-옥사이드; SR 4330)로 물질대사된다. 티라파자민으로 치료한 후 DNA 손상 치유를 검사하는 몇몇 연구에서는 DNA 손상 억제가 투여량과 관계있고 X-선에 의해 생성된 것과 유사한 것으로 나타났다.

벤조트리아진 디-N-옥사이드 티라파자민을 생체외 및 생체내에서 광범위하게 연구하여 그 효율성을 측정하고 정량화하였으며 작용 기작을 밝혀 내었다.

생체외

각종 호기성 및 저산소성 세포에 미치는 티라파자민의 영향을 배양액에서 연구하여 티라파자민 세포독성의 선택성을 측정하였다. 차이니즈 햄스터(Chinese hamster) 난소 세포(CHO-HA-1), 마우스 세포(C3H 10T1/2, RIF-1 및 SCCVII), 및 사람 세포주(HCT-8, AG 1522, A549 및 HT 1080)를 사용하였다. 티라파자민(20μM)은 하기 표 IV에 나타낸 바와 같이 생체외에서 저산소성 세포의 유력하고 선택적인 치사제였다:

생체내

티라파자민 단독

마우스의 생체내에서 단독으로 사용하면, 티라파자민(일회 투여량)은 저산소성인 종양 세포의 백분율에 상응하는 비교적 작은 세포 치사율을 나타낼 것으로 기대되었다. 많은 실험이 이러한 경우였고 세포 치사율은 일반적으로 log 1 미만이었다(생존율 ≥ 1·10^-1). 예를 들면, 하기 일회 투여에서 관찰된 최대 세포 치사율은 SCCVII 종양(생존율 = 5·10^-1)에서 였고 단지 3일의 짧은 종양 성장 지연이 FSaIIC 섬유육종에서 일어났다.

방사선없이 티라파자민을 다중 투여하면 더 낮은 티라파자민의 투여시에도 일회 투여보다 약간 많은 세포를 죽일 것으로 기대된다. 그러나, 4가지 상이한 마우스 종양에서 나타난 가장 낮은 생존율은 5·10^-1이었고 5번째의 마우스 종양(RIF-1 종양)에서 5·10^-2까지 떨어졌다.

방사선과 함께 사용한 티라파자민

하기 기재된 많은 모델 시스템에서, 티라파자민은 방사선의 항종양 활성을 높이고 세포를 사멸시키거나 또는 종양 성장을 지연시키는 것으로 평가되었다. 시험된 종양은 FSaIIC, SCCVII, RIF-1, EMT6 및 KHT를 포함한다. 티라파자민은 일회 또는 다중 투여 계획시 및 약물을 일회 선량 또는 분할된 방사선과 결합할 때 세포 치사율을 높인다.

한 연구에서, 티라파자민과 방사선의 항종양 효과를 합하면 이러한 두가지 치료의 부가적 효과를 초과한다. 티라파자민에 의한 활성의 증강은 약물을 방사선 조사 2.5 내지 0.5시간전 또는 조사한 6시간 이하 후에 투여할 때 발생한다. 티라파자민은, 저산소성 세포에 대한 활성 이외에, 만일 세포가 조사 전후에 저산소성 조건하에 약물에 노출되면 생체외에서 호기성 세균을 방사선 감작화한다.

한 연구에서, 티라파자민을 사용한 치료는 저산소성 세포 감작제 에타니다졸보다 큰 정도로 방사선의 항종양 활성을 증강시켰다.

티라파자민의 산소 농도/세포독성 그래프는 특히 방사선 요법과 조합되는 것이 적절한 것으로 보인다. 약 30torr(mmHg) 미만에서 세포는 방사선의 손상 작용에 대해 점점 저항성이다. 그러나, 니트로방향족 및 퀴논 항생성 방사선 감작제는 훨씬 낮은 산소량에서 가장 효과적이다. 따라서 이들은 종양중에 존재하는 정상적으로 저산소성인 방사선 내성 세포에 비독성이다. 반면, 티라파자민의 세포독성은 방사선 내성을 부여하는 산소 농도의 전체적인 범위에 걸쳐 비교적 일정하게 유지된다.

종래의 연구된 그 밖의 방사선 감작제와는 달리, 티라파자민의 독성은 높은 산소 농도(즉, 정상 조직에서 발견되는 농도)에서 감소한다. 생체외 시스템에서, 티라파자민의 독성은 100% 산소 증기하에서보다 저산소하에서 50 내지 2000배 이상 더 높았다. 이러한 티라파자민은 광범위한 방사선 내성 종양에 대해 활성이나 높은 산소 농도를 갖고 있는 정상 세포에는 비독성이기 때문에, 이는 저산소 종양 세포에 선택적으로 세포독성이다.

화학 요법과 함께 사용한 티라파자민

티라파자민(25 내지 75 mg/kg IP = 83.3 내지 250 mg/㎡)을 FSaIIC 섬유육종을 포함하는 마우스에게 투여하고, 몇몇 직접적인 종양 세포 치사율을 관찰하였다. 이러한 모델에서 티라파자민(50 mg/kg IP = 167 mg/㎡)을 사이클로포스파미드(150 mg/kg IP = 500 mg/㎡), 멜팔란(10 mg/kg IP = 33 mg/㎡) 또는 시스플라틴(10 mg/kg IP = 33 mg/㎡)에 첨가한 경우, 종양 성장 지연이 1.6 내지 5.3배 증가되었다.

정상 조직에 미치는 영향

암컷 C3H/Km 마우스를 사용하여 두 가지 시험 방법으로 티라파자민이 이온화 방사선에 대한 정상 조직 민감성에 영향을 미치는지를 평가하였다. 정상 피부 반응 및 다리(허벅지) 수축 시험을 분할된 방사선을 사용하여 수행하였다. 티라파자민은 어떠한 시험에서도 조직에 영향을 미치지 않았다.

티라파자민이 정상 조직에 영향을 미치는지 여부를 결정하기 위해, 암컷 C3H/Km 마우스의 오른쪽 뒷다리를 4일 동안 8회(12시간 마다 1회씩) 분할량(3, 4, 5 또는 6 Gy)의 방사선을 조사하였다. 마우스에 각각의 조사 30분전 또는 조사 직후에 식염수 또는 티라파자민(0.08 mmol/kg = 43 mg/㎡)을 주입하였다. 조사된 허벅지상의 피부 반응을 첫 번째 조사 후 제 10 일부터 제 32 일까지 매주 3회 평가하였다. 마우스를 이미 개발된 방법과 유사한 기준에 따라 이들의 처리군에 대한 지식이 전혀 없이 "맹검(blinded)"으로서 평가하였다(문헌[Brown JM, Goffinet DR, Cleaver JE, Kallman RF, "Prefrential radiosensitization of mouse sarcoma relative to normal mouse skin by chronic intra-arterial infusion of halogenated pyrimidine analogs", JNCl(1971) 47, 77-89] 참조). 피부 반응에 의해 측정했을 때 이 방사선 치료에 티라파자민을 부가함으로써 방사선 감작화 또는 추가의 독성이 전혀 생성되지 않았다.

바람직한 실시양태를 참조로 하여 본 발명을 기술하였지만, 본 발명의 범위 안에서 변형이 가능함을 당해 기술분야의 숙련자는 잘 알고 있을 것이다.

Claims (4)

1. 약 0.005 내지 약 0.05M의 농도를 갖는 시트레이트 완충제중에 1,2,4-벤조트리아진-3-아민 1,4-디옥사이드를 암종양 치료에 효과적인 양으로 포함하는, 상기 화합물에 민감성인 암종양을 치료하기 위한 수성 비경구 제제.
2. 제 1 항에 있어서,

   시트레이트 완충제가 약 3.7 내지 4.3의 pH를 갖는 수성 비경구 제제.
3. 1,2,4-벤조트리아진-3-아민 1,4-디옥사이드 약 0.500 내지 약 0.810 g; 염화나트륨 약 5.000 내지 약 9.000 g; 시트르산 약 0.9000 내지 약 10.00 g; 수산화나트륨 약 0.200 내지 약 3.000 g; 및 전체 1000 ㎖가 되도록 하는 양의 물을 포함하는, 상기 화합물에 민감성인 암종양을 치료하기 위한 pH 3.7 내지 4.3의 수성 비경구 제제.
4. 1,2,4-벤조트리아진-3-아민 1,4-디옥사이드 0.700 g; 염화나트륨 8.700 g; 시트르산 0.9605 g; 수산화나트륨 0.2500 g; 및 전체 1000 ㎖가 되도록 하는 양의 물을 포함하는, 상기 화합물에 민감성인 암종양을 치료하기 위한 pH 4의 수성 비경구 제제.