JPH10505587A

JPH10505587A - 固形腫瘍を処置するための化学療法薬剤の制御された局所送達

Info

Publication number: JPH10505587A
Application number: JP8506742A
Authority: JP
Inventors: ヘンリーブレム，; ロバートジェイ．ランガー，; ジェイ．ドンブ，アブラハム
Original assignee: Massachusetts Institute of Technology
Current assignee: Massachusetts Institute of Technology
Priority date: 1994-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1998-06-02
Also published as: EP0774964B1; US5626862A; US5651986A; US5846565A; DE69534080T2; CA2196304C; PT774964E; USRE37410E1; ATE290860T1; EP0774964A1; CA2196304A1; WO1996003984A1; ES2243940T3; DE69534080D1

Abstract

(57)【要約】固形腫瘍への化学療法薬剤の局所的送達のための方法およびデバイスを記載する。ここで、この薬剤は血液脳関門を横切らず、そしてバイオアベイラビリティーが乏しいことおよび／またはインビボでの短い半減期により特徴付けられる。このデバイスは長時間にわたって薬物を放出する一方で、同時に薬剤の生物活性およびバイオアベイラビリティーを保存するリザーバーからなる。最も好ましい実施態様では、このデバイスは生分解性ポリマーマトリックスからなるが、リザーバーはまた非生分解性ポリマーから処方され得るか、あるいはリザーバーは移植された注入ポンプに連絡され得る。このデバイスは処置すべき腫瘍または腫瘍が外科的に取り除かれた部位の中または直近に移植される。実施例は、生分解性および非生分解性のそれぞれのポリマーの圧縮成型により調製されたポリマーインプラントにおいて送達されるパクリタクセル、カンプトテシンおよびカルボプラチンの効力を立証する。この結果は統計的に非常に有意である。

Description

【発明の詳細な説明】固形腫瘍を処置するための化学療法薬剤の制御された局所送達発明の背景本発明は固形腫瘍への化学療法薬剤の局所送達の分野に関する。米国政府は、国立ガン研究所の助成金(協力合意番号(cooperative agreement number)U01 CA 52857)；およびHenry BremおよびRobert S．LangerへのN.I.H.助成金番号U01 CA52857およびT32 CA09574により本発明の権利を有する。米国だけで全個人の３分の１にガンが発生する。５年生存率は、早期診断および治療における進歩の結果として50％近くにまで劇的に上昇したが、ガンはいまだに心臓病に次いで米国での死因の第２位に留まっている。アメリカ人の20％がガンによって死亡し、その半分が肺ガン、乳ガン、結腸-直腸ガンである。ガン患者の効果的な処置の設計は主要な挑戦を意味する。外科的切除、外部ビームによる放射線治療、および/または全身的化学療法の現在の養生法はいくつかの種類の悪性腫瘍において部分的には成功したが、他のガンでは満足な結果が得られてはいない。脳悪性腫瘍のようないくつかの悪性腫瘍において、この養生法は１年未満の生存のメジアンを生じる。例えば、切除した悪性神経膠腫の90％が１年以内に元の腫瘍部位から２cm以内に再発する。いくつかの種類のガンにおいては有効であるけれども、全身的化学療法の使用は結腸-直腸ガン、食道ガン、肝臓ガン、膵臓ガン、および腎臓ガン、ならびに黒色腫の処置においては少ない成功しかおさめていない。これらのタイプのガンの処置に対する全身的化学療法の主要な問題点は、腫瘍増殖の制御を達成するのに必要とされる全身用量が、頻繁に受け入れ不可能な全身毒性をもたらすことである。化学療法剤の腫瘍部位への送達を改善する努力は、例えば、連続全身性注入によるような、器官指向性化学療法における進歩をもたらした。しかし、抗ガン薬物の連続注入は、一般的にパルス注入または短期間注入を超える明瞭な利益を示していない。自己シーリングシリコーン樹脂隔壁を有する移植可能なエラストーマーアクセスポートが、また連続注入のために試みられてきたが、溢出の問題を残している。携帯可能な注入ポンプが現在、送達デバイスとして利用可能であり、その効力について評価されている。(一般的総論については、Harrison's Principles of Internal Medicine 431〜446、E.Braunwaldら編、McGraw-Hill B ook Co．(1987)を参照のこと)。脳においては、中枢神経系の悪性新生物の患者の処置に効果的な抗腫瘍薬剤の設計および開発は２つの主な要因による影響を受けてきた：１)血液脳関門はこれらの腫瘍への薬剤の接近を制限する解剖学上の妨害を提供する；および２)高い全身レベルで与えられた薬物は一般に細胞障害性である。脳内の腫瘍床への薬物送達を改善する努力は、血液脳関門の一時的な浸透破壊、脳脊髄液の灌流、およびカテーテルを用いる脳腫瘍への直接注入を包含してきた。いずれの技術も重大な制約を有する。血液脳関門の破壊は、正常な脳への親水性物質の取り込みを増大させたが、腫瘍への物質移動を顕著に増大させなかった。脳脊髄液へ投与された薬剤は、実際には少量の部分しか脳実質へは浸透しなかった。注入による腫瘍の処置に使用されてきた薬物は不適当であるか、注入部位から適切な距離を拡散しなかったか、または持続的な拡散勾配を可能にする十分な濃度に維持し得なかった。カテーテルの使用は、詰まりのため、高い率の感染、閉塞、および機能不全により面倒であった。T.Tomita、「Interstitial chemotherapy for brain tumors：rewiew」J.Neuro-Oncology 10:57〜74(1991)を参照のこと。局所薬剤送達用の制御放出生体適合性ポリマーが、避妊、インシュリン療法、緑内症処置、喘息治療、う蝕の防止、および特定のタイプのガン化学療法に利用されてきた。(Langer,R.およびD.Wise編、Medical Applications of Controlled Release 、Vol.IおよびII、Boca Raton、CRC Press(1986))脳腫瘍はとりわけ化学療法に対して抗療性であるとされてきた。主な理由の一つが血液脳関門により課された制限である。神経膠腫のような特定の脳腫瘍に対してインビトロで活性であるように見える薬剤は、腫瘍への薬物の浸透が不十分なために臨床試験では失敗し得る。血液脳関門は腫瘍のコアにおいては破壊されるが、侵入に活発に関わる細胞が位置する末梢においては大部分インタクトである。実験的な腫瘍内養生法は、Tamita,T、J.Neuro-Oncol.10:57〜74(1991)によって記載されたように、外科的切除後の腫瘍床内への治療薬剤の注入または移植を包含する。脳腫瘍に直ぐ隣接して移植されたポリマーマトリックスにおける低分子量の脂質可溶性化学療法剤である1,3-ビス(2-クロロエチル)-1-ニトロソウレア(BCNU) の送達は、幾分効力を有する。このことは、Bremら、J.Neurosurg.74:441〜446( 1991)；Bremら、Eur.J.Pharm.Biopharm.39(1):2〜7(1993)；およびBremら、「In traoperative Chemotherapy using biodegradable polymers：Safety and Effec tiveness for Recurrent Glioma Evaluated by a Prospective，Multi-Institut ional Placebo-Controlled Clinical Trial」Proc.Amer.Soc.Clin.Oncology May 17,1994に報告されている。BCNUのポリマー媒介性送達は、頭蓋内の９L神経膠肉腫を有する動物の生存の延長において全身送達よりも優れており、そして臨床試験においていくらかの有効な結果を示した。しかし、BCNUは低分子量の薬剤であり、血液脳関門を通過し、そして以前から全身投与された場合、いくらかの効力を有することが示されていた。あいにく、化学療法薬剤の効力の予測可能性は低いままである。動物に全身投与した場合、効果的に見える薬物は、ヒトに全身投与した場合、その生理学的違いおよびバイオアベイラビリティーの問題のために、効果的でない可能性があり、そして、全身的に効果的である薬物が、局所投与の場合、効果的でない可能性がある。例えば、中国原産の樹木Camptotheca acuminataから単離された天然に存在するアルカロイドで、有望な化学療法薬剤の１つであるカンプトテシン(camptothe cin)は、DNA複製に密接に関わる酵素、トポイソメラーゼＩを不可逆的に阻害することによりその薬理学的効果を発揮する。これはインビトロでL1210およびラットWalker256ガン肉腫のような様々な実験的腫瘍に対し強い細胞障害性抗腫瘍活性を有することが示された(Venditti,J.M.およびB.J.Abbott、Lloydia 30:332 〜348(1967)；Moertel,C.G.ら、Cancer Chemother ．Rep. 56(1):95〜101(1972)) 。しかし、黒色腫および進行性胃腸ガンのヒト患者におけるカンプトテシンの第１相および第２相臨床試験は、予期しない重篤な全身毒性を伴う乏しい腫瘍応答しか示さず、そしてそれゆえ臨床試験は中止された。(Gottlieb,J.A.およびJ.K. Luce、Cancer Chemother ．Rep.56(1):103〜105(1972)；Moertel,C.G.ら、Cancer C hemother ．Rep. 56(1):95〜101(1972)；Muggia,F.M.ら、Cancer Chemother ．Rep. 56(4):515〜521(1972))。Gottliebら、Cancer Chemother．Rep.54(6):461〜470 (1970)およびSlichenmyerら、J.Clin.Pharmacol.30:770〜788(1990)によるさらなる薬理学的評価は、カンプトテシンのナトリウム塩処方物が強くタンパク質に結合し、そして活性にはラクトン構造への変換を必要とすることを明らかにした。アルカロイドである4-エチル-4-ヒドロキシ-1H-ピラノ-[3',4':6,7]-インドリジノ[1,2-b]キノリン-3,14(4H,12H)-ジオンは、分子量348を有し、水不溶性であるだけでなく、アセトニトリル-メタノールから結晶化さえし、そして酸と安定な塩を形成しない。乏しいバイオアベイラビリティーは、インビボでの効力の欠如を説明し得る。全身投与された場合、有効な他の多くの化学療法剤は、乏しいバイオアベイラビリティーに起因する毒性を避けるために、非常に高い投薬量で送達されねばならない。例えば、パクリタクセル(paclitaxel)(Taxol)は、卵巣ガン、乳ガン、および非小細胞肺ガンを包含するいくつかのヒト腫瘍の処置において効力を伴って全身的に使用された。しかし、この薬物の腫瘍の処置に十分な全身性レベルの維持は、SarosyおよびReed、J.Nat.Med.Assoc.85(6):427〜431(1993)によって報告されたように、重篤な、いくつかの場合には「生命を脅かす」毒性と関連した。パクリタクセルは高分子量(854)であり、西洋イチイTaxus brevifoliaから単離された、水に不溶性の高度に脂肪親和性のジテルペノイド(deterpenoid)である。これは、ポリオキシエチレン化されたひまし油に溶解または懸濁した薬物を生理食塩水に希釈することにより通常、静脈内投与される。このキャリアーは、アナフィラキシー反応を誘導することが多数の患者で報告されており(SarosyおよびReed(1993))、そのため、Alkan-Onyukselら、Pharm.Res.11(2),206〜212(19 94)により記載されたように、非経口投与用には混合ミセル処方物のような別のキャリアーが提案されてきた。この薬物が末梢で除去され、蓄積するという指摘があり、広い非腎臓クリアランスもまた存在する。臨床試験(Rowinsky,E.K.ら、Cancer Res. 49:4640〜4647(1989))および動物研究(Klecker,R.W.,Proc.Am.Assoc .CancerRes .43:381(1993))からの薬物動態学的証拠は、パクリタクセルはインタクトな血液脳関門を通過したとしても僅かであり、そして頭蓋内神経膠腫を有するラットへのパクリタクセルの全身性腹腔内注射からの生存の増大はないことを示す。 Jampelら、Opthalmic Surg.22,676〜680(1991)によって報告されたように、目における瘢痕形成を阻害するためにパクリタクセルがポリマーマトリックスに投与されてきたが、腫瘍増殖を阻害するための局所投与はなされなかった。それゆえ、水溶液中で安定または溶解性でもない化学療法剤、あるいは固形腫瘍の処置のためにインビボでのバイオアベイラビリティーが制限された化学療法薬剤の効果的な長期間放出を提供する化学療法組成物およびその使用方法を提供することが、本発明の目的である。本発明のさらなる目的は、化学療法薬剤を用いる固形腫瘍の処置のための組成物および使用方法であって、この薬剤の高い全身性レベルおよび関連する毒性を避ける組成物および使用方法を提供することである。発明の要旨固形腫瘍への化学療法薬剤の局所送達のための方法およびデバイスが記載されており、ここでこの薬剤は血液脳関門を通過せず、そしてバイオアベイラビリティーが乏しいことおよび/またはインビボでの半減期が短いことにより特徴付けられる。このデバイスは、長時間にわたって薬物を放出する一方で、同時にその薬剤の生物活性およびバイオアベイラビリティーを保存するリザーバーから成る。最も好適な実施態様においては、このデバイスは生分解性ポリマーマトリックスから成るが、リザーバーはまた非生分解性ポリマーから処方され得るか、またはリザーバーは移植された注入ポンプに連結される得る。この装置は、処置されるべき腫瘍または腫瘍が外科的に除去された部位の中あるいはすぐ近くに移植される。実施例は、インビトロおよびインビボ両方における、多数のヒト腫瘍細胞株に対する、生分解性および非生分解性ポリマーそれぞれの圧縮成形により調製されたポリマーインプラントに送達されるパクリタクセル、カンプトテシンおよびシスプラチン(cisplatin)の効力を証明する。その結果は統計的に非常に有意である。図面の簡単な説明図１は、１時間(LD₉₀=280nM、白四角形)、24時間(LD₉₀=29nM、黒丸形)および連続的に６日〜８日(LD₉₀=7.2nM、白丸形)、パクリタクセルへ曝露したヒト神経膠腫U373細胞株に対するクローン原性アッセイ(clonogenic assay)によって測定されるパクリタクセルの細胞障害を示すグラフであり、コロニー数(コントロールに対する％)対パクリタクセルの対数濃度(nM)として示される。図２は、20重量％(菱形)、30重量％(三角形)、または40重量％(四角形)のパクリタクセルをロードしたPCPP-SA(20:80)ポリマーディスク(10mg)についての時間 (時間)に対する累積放出パーセントのグラフである。図３は、０日目に９L神経膠肉腫の腫瘍インプラントを頭蓋内に与えられ、そして５日目に20、30、40重量％のパクリタクセルをロードされたPCPP-SA(20:80) の10mgディスクから成る腫瘍内インプラントで処置されたラットにおける時間( 日数)に対する生存パーセント(Kaplan-Meier生存曲線)のグラフである。コントロール動物には、薬物をロードしていない10mgのPCPP-SA(20:80)インプラントを与えた。図４は、20(三角形)、40(四角形)、および50(丸形)重量％のカンプトテシンを用いて処方された10mgのエチレンビニルアセテート(EVAc)ポリマーインプラントからの時間(日数)に対するインビトロ累積放出パーセントのグラフである。各点は３つの測定値の平均を表す。図５は、カンプトテシンの全身送達とEVAcポリマーからの局所送達とを比較した時間(日数)に対する生存パーセント(Kaplan-Meier生存曲線)のグラフである。ラットは９L神経膠肉腫のインプラントを頭蓋内に０日目に与えられ、そして処置は５日目に開始された。コントロール動物およびi.p.カンプトテシンで処置された動物は、薬物をロードしていない9.0mgEVAcポリマーインプラントを与えられた。20または40mg/kg/日での全身性カンプトテシンは５日目に始まり、４日間にわたりi.p.投与された。カンプトテシンポリマー群は、50重量％のカンプトテシンをロードされたEVAcの9.2mgの腫瘍内移植内インプラントを与えられた。発明の詳細な説明腫瘍の薬物への曝露の持続期間を延長する１つの方法は、その腫瘍の間質へ薬物を送達することである。制御注入ポンプおよび生分解性ポリマーデバイスは、中枢神経系の腫瘍へこのような持続的な様式で薬物を送達するために現在開発されている。間質送達は、全身の薬物レベルおよび薬剤の副作用を最小にする。化学療法薬物を腫瘍に局所的に送達することは、薬物への腫瘍の曝露を延長する一方で、薬物の用量を制限する全身性副作用(例えば、好中球減少症)を最小にする効果的な方法である。間質への薬物送達はまた、血液脳関門の制限をバイパスする。現在、パクリタクセルのようないくつかの薬物が如何にして巧妙に血液脳関門を通過するのかは不明である。本明細書に記載したように、水溶性でなくそしてインビボでの乏しいバイオアベイラビリティーを有する化学療法薬剤の組成物を処方する。この化学療法薬剤は、固形腫瘍の処置における使用のために、生体適合性のポリマーマトリックス、最も好ましくは生分解性のポリマーマトリックスにカプセル化される。この薬剤は、通常８時間から５年、好ましくは１週間から１年の治療有効時間にわたって、拡散および/または分解により放出される。ポリマー処方物理想的なポリマーマトリックスは、疎水性、安定性、有機溶解性、低融点、および適切な分解プロフィールの特性を組み合せる。そのポリマーは、身体のような水性環境に置かれた場合、適切な時間、その完全性を保持するように疎水性でなければならず、そして使用前に長期間、保存されるように十分安定でなければならない。理想的なポリマーはまた、砕けたり、断片化しないように十分に強く、さらに可撓性でなければならない。生体適合性ポリマーは、生分解性および非生分解性として分類され得る。生分解性ポリマーは、化学組成、製造方法、およびインプラントの構造の関数としてインビボで分解する。合成および天然のポリマーが使用され得るが、合成ポリマーがより均一で再現性のある分解および他の物理的特性のために好適である。合成ポリマーの例は、ポリ無水物、ポリヒドロキシ酸(例えば、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、およびそれらのコポリマー)、ポリエステル、ポリアミド、ポリオルトエステル、およびいくつかのポリホスファゼンを包含する。天然に存在するポリマーの例は、コラーゲン、ヒアルロン酸、アルブミンおよびゼラチンのようなタンパク質および多糖類を包含する。薬物は、インプラントの内部、全体、および/または表面でカプセル化され得る。薬物は拡散、ポリマーの分解またはそれらの組み合わせにより放出される。生分解性ポリマーには２つの一般的なクラスが存在する：バルク侵食(bulk erosion)により分解されるポリマーおよび表面侵食により分解されるポリマーである。後者のポリマーは、より線形な放出が必要とされる場合、好ましい。放出時間は化学組成を変化させること、例えは、セバシン酸(SA)のようなモノマーと共重合化させるp-カルボキシフェノキシプロパン(CPP)のような芳香族モノマーの量を増加させることによって操作され得る。特に好適なポリマーはCPP-SA(20:80)である。制御送達デバイスでのポリ無水物の使用は、Leongら、J.Med.Biomed.Mater.Re s. 19,941(1985)；J.Med.Biomed.Mater.Res. 20,51(1986)；およびRosenら、Bio materials 4,131(1983)によって報告された。インプラントへの加工に必要とされる放出および物理的特性は主に、疎水性および分子量によって決定される。より高分子量のポリマーがより望ましい物理的特性を有する。芳香族ポリ無水物は、０次(線形)に近い侵食および放出キネティクスを示すが、非常に遅い分解速度を有する。例えば、p-CPPから調製された送達デバイスは、インビボで完全に分解されるには３年以上かかることが見積もられた。直鎖状脂肪族二酸(aliphatic diacid)から調製されたポリマーは、バルク侵食により分解され、ポリマーマトリックスからのその薬物の迅速な放出を生じる親水性固体である。さらに、芳香族または直鎖状脂肪族ジカルボン酸をベースにした無水ホモポリマーは、高度に結晶性でありそして乏しいフィルム形成特性を有する。芳香族ポリ無水物はまた、高い融点および有機溶媒への低い溶解性を有する。例えば、ポリ1,3-(ビス(p- カルボフェノキシ)プロパン無水物(p-CPP)(芳香族ポリ無水物)とセバシン酸とのコポリマー(芳香族二酸と脂肪族二酸とのコポリマー)を形成するための直鎖状脂肪族二酸と芳香族二酸との共重合化は、適切な分解時間を有するポリマーを得るために使用され得る。DombおよびLangerの米国特許第4,757,128号に記載されるように、脂肪族ジカルボン酸と芳香族二酸との高分子量コポリマーは、芳香族または直鎖状脂肪族ポリ無水物よりも結晶性は低く、そしてそれらは可撓性フィルムを形成する。物質の制御送達のためのポリ無水物の使用を記載する米国特許は、 DombおよびLangerの米国特許第4,857,311号、Langerらの米国特許第4,888,176号、ならびにDombおよびLangerの米国特許第4,789,724号を包含する。ポリ乳酸、ポリグリコール酸、およびそれらのコポリマーのような他のポリマーは、何年もの間、縫合糸材料として市販されており、そして薬物送達用のデバイスに容易に形成され得る。非生分解性ポリマーは長期間(年)にわたりインビボでインタクトなままである。非生分解性ポリマーマトリックス中にロードされた薬物は、そのポリマーの微小孔の格子を通して、持続的および予測可能な様式で拡散によって放出され、そしてそれはロードする薬物のパーセント、マトリックスの有孔性およびインプラントの構造を変えることにより迅速なまたはより遅い放出速度を提供するように調整され得る。エチレンビニルアセテートコポリマー(EVAc)は、Langer,R.およびJ.Folkman,Nature(London)263:797-799(1976)によって報告されたように、タンパク質および他の高分子の局所送達システムとして使用されてきた非生分解性ポリマーの例である。他には、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、およびいくつかのポリホスファゼンが包含される。カプセル化される化合物化学療法薬剤様々な異なる化学療法薬剤がポリマーマトリックスに組み込まれ得る。一般的に、薬物は10と50％(w/w)との間まで添加されるが、その最適量は、薬物に依存して１％〜90％まで幅広く変化し得る。表１は、以下の実施例に記載したように、ラット神経膠腫モデルでの頭蓋内局所薬物送達に関する研究の要約である。好適な化学療法薬剤は、カンプトテシンおよびパクリタクセル(これらは水に不溶性であり、脂質に比較的不溶性であり(例えば、BCNUと比較して)、高分子量であり(すなわち、通常は血液脳関門を通過しない分子量)、インビボで急速な非腎臓クリアランスを示し、そして実質的に全身性毒性を有する)およびこれらの機能的に効果的な誘導体である。本明細書中で使用するパクリタクセルとは、パクリタクセルおよびその機能的に等価な誘導体をいい、カンプトテシンとは、カンプトテシンおよびその機能的に等価な誘導体をいう。有用であり得る他の化学療法薬剤としては、単独での、あるいは他の化学療法薬剤と組み合わせるプラチナをベースにした化学療法薬剤(カルボプラチナおよびシスプラチナ)が挙げられる。カンプトテシンおよびパクリタクセルの両方について、ポリマー中の好適な重量パーセントの範囲は１％から90％であり、そして好適な分解時間は１週間と１年との間である。用量は、インプラントのサイズ、処置すべき腫瘍の位置およびサイズ、ならびに薬物が送達されるべき期間に応じて最適化すべきである。これらの算定は、腫瘍患者に対し化学療法を施す当業者にとってルーチンである。一般に、長期放出により局部投与される化学療法薬剤の有効用量は、より短い期間投与される同じ薬物の用量よりはるかに少ない。例えば、図１、実旋例１および表３に示すように、１時間の注入により投与されるパクリタクセルのLD₉₀は280n Mであり；パクリタクセルの24時間注入の場合は29nMであり；連続した長期放出の場合、7.2nMである。アドリアマイシン(ドキソルビシン)は、利用し得るもう１つの化学療法剤である。神経膠腫はインピトロでこの薬物に対して非常に感受性であり、用量に関連する顕著な心臓毒性が存在し、そして腫瘍ワクチンおよび免疫をベースにした治療との相乗作用が存在する。ポリマーへの導入のために、薬物は、水、メタノール、および水性アルコールに可溶性である。これは、アセトン、ベンゼン、クロロホルム、エチルエーテル、および石油エーテルに不溶性である。理想的な放出プロフィールは、少なくとも１ヶ月以上の期間にわたる長期放出を有する。神経膠腫細胞株についてのLD₉₀に基づく用量は、10〜100ng/mlの範囲である。他の生物学的に活性な化合物との組み合わせこれらの化学療法薬剤はまた、互いに組み合わせて、あるいは放射線治療を含む他の化学療法薬剤と組み合わせて投与され得る。他の化学療法薬剤の例として、テルノゾールアミド(ternozolamide)のような細胞障害剤、シスプラチンのようなプラチナ薬、ブチレート誘導体のような分化剤、因子α-Pseudomonasエンドトキシン融合タンパク質のようなトランスフォーミング成長因子、およびモノクローナル抗体81C6のような、腫瘍抗原、特に神経膠腫抗原に対する抗体が挙げられる。治療免疫応答を、腫瘍に対する全身性炎症応答の誘起(generation)および増強ならびに腫瘍に対する局部的炎症応答の増強により改変し得る。顆粒球-マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)は、細胞障害性Ｔリンパ球を全身的に活性化するサイトカイン(CTL)の例である。CTLは、いくつかの骨髄細胞の増殖および活性を刺激し、そして樹状細胞(denriticcell)のような抗原提示専門細胞(profess ional antigen present cell)の移動および発達において重要な役割を果たすことにより、強力かつ特異的な様式で腫瘍細胞の除去を導くことが示されている。腫瘍特異的CTL誘導および腫瘍抗原投与からの全身性防御は、サイトカイン顆粒細胞-マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)を産生するように遺伝子的に改変された放射線照射腫瘍細胞の皮下注射により誘起し得る。１つの実施態様において、死腫瘍細胞を、GM-CSFをコードする遺伝子で形質導入し、そしてCTL活性化を刺激するためのワクチンとして投与し得る。これは、化学療法薬剤の移植または局部送達の前に、あるいはそれに組み合わせて行い得る。他のサイトカイン (例えば、インターロイキン２(IL-2)、腫瘍壊死因子(TNF)およびIL-4、ならびに IL-5、IL-6およびγインターフェロン(同程度ではないが))は、局所に作用して腫瘍応答を刺激する。IL-2は局部炎症応答を誘導し、T細胞のヘルパーおよび細胞障害性の両方のサブセットの活性化を導く。IL-4は広範な免疫調節特性を有する。TNF-αは、多数のサイトカイン(例えば、IL-6、IL-8、GM-CSFおよびG-CSF) の発生ならびに樹立された腫瘍細胞における出血性壊死の発生を包含する多様な範囲の生物学的特性を有する。これらは、化学療法薬物と共にポリマーマトリックス中で投与する場合、あるいは動物に同時投与されるIL-2を発現する形質導入細胞の形態で投与する場合、非常に効果的である。他のワクチンおよびイムノトキシンもまた、当業者に周知である。好適な組み合わせの例としては、細胞障害剤の組み合わせ、または細胞障害剤とインヒビターである4-HCとトポイソメラーゼインヒビターとの組み合わせ(例えば、カンプトテシン、4-HCおよびBCNU、BCNUおよびO6-BG、4-HCおよびノボビオシン(novobiocin)、ならびに4-HCおよびBSO)；細胞障害剤と他の薬剤(例えば、アルキル化剤および分化剤(4HCおよびフェニルブチレート))；および細胞障害剤と生物製剤(biologics)(抗体、イムノトキシン、または成長因子結合毒素)、および化学療法剤と、サイトカイン(インターロイキン)とフマギリン(fumagilli n)との組み合わせが挙げられる。導入し得る他の薬剤として、抗血管形成剤および放射線増感剤(radiosensitizer)が挙げられる(これらは当業者に公知である) 。例えば、パクリタクセルは放射線増感剤として効果的であることが知られている。文献中にBCNUの導入に関して記載され、そして本明細書中にカンプトテシンおよびパクリタクセルの導入に関して記載される同一の方法を用いて、これらの化合物をポリマーマトリックス中に導入し得る。例えば、Dombら、Polym．Prepr． 32(2):219-220(1991)(腫瘍処置のための、水可溶性化学療法薬剤であるカルボプラチン、シスプラチンのアナログ、および４-ヒドロペルオキシシクロホスファミドの生分解性ポリマーマトリックスへの導入(動物において有望な結果を有する)を報告している)を参照されたい。これらの実施例の変形において、他の薬学的に活性な化合物(例えば、抗炎症剤または腫張を減少させるために用いられるステロイド、抗生物質、抗ウイルス剤、または抗体)を含むことが望ましい。例えば、脳浮腫を制御するために全身に使用されるデキサメタゾン、合成コルチコステロイドが非生分解性ポリマーマトリックス中に導入され、そして脳浮腫の進行を後退させる効力について、ラット脳において、インビトロおよびインビボで試験されている。含まれ得る他の化合物は、保存剤、抗酸化剤、および賦形剤(filler)、コーティングまたはバルク剤であり、これらもまた、ポリマーの放出速度を変えるために利用し得る。ポリマー組成物の特性を変えるために使用する添加剤好適な実施態様において、ポリマーおよび放出される薬物のみが送達デバイス中に導入されるが、加工目的のための他の生体適合性、好ましくは生分解性または代謝可能な物質を含有し得る。緩衝液(酸性および塩基性)を用いて絹成物のpHを調整する。移植したポリマーから放出される薬剤の拡散距離を増加させる薬剤もまた含まれ得る。賦形剤は水溶性または水に不溶性の物質であり、かさを加えるために処方物中に導入する。賦形剤のタイプとしては、糖、澱粉およびセルロースが挙げられる。処方物中の賦形剤の量は、代表的には約１重量％と約90重量％との間の範囲である。球体化増強剤(spheronization enhancer)は球状インプラントの生産を容易にする。ゼイン、微結晶性セルロースまたはカルボキシメチルナトリウムセルロースと同時に処理される微結晶性セルロースのような物質は、処方物に可塑性を付与し、そしてインプラントの強度および完全性を付与する。固いが可塑性でない押し出し成形物は、球体化の間にダンベル形状のインプラントとなり、そして/ または高い割合の微細粒子が生じる。可塑性であるが固くない押し出し成型物は、塊状化し、そして過剰に大きなインプラントを形成する傾向がある。堅さと可塑性との間のバランスを維持すべきである。処方物中の球体化増強剤のパーセントは、他の賦形剤の特質に依存し、そして代表的には10〜90％(w/w)の範囲である。崩壊剤は、液体の存在下でインプラントの破壊を促進する物質である。崩壊剤の機能は、処方物中に使用される結合物質の効果を減弱または中和することである。崩壊の機構は、大部分において、水分吸収および不溶性物質による膨張を包含する。崩壊剤の例として、クロスカルメロースナトリウム(croscarmellose so dium)およびクロスポビドン(crospovidone)が挙げられ、これらは、代表的には総インプラント重量の１〜20％の範囲でインプラント中に導入される。多くの場合、糖のような可溶性賦形剤(マンニトールおよびラクトース)もまた添加され得、インプラントの崩壊を促進する。溶解性が乏しいかまたは疎水性の物質の湿潤性を増強するためにはインプラント処方物中に界面活性剤が必要となり得る。界面活性剤(ポリソルベート(polyso rbate)またはラウリル硫酸ナトリウム)は、必要な場合、一般には５％未満の低濃度で使用される。結合剤は、粉末を結合し、インプラントの完全性を維持するためにインプラント処方物中に導入される接着性物質である。結合剤は、乾燥粉末または溶液として加えられる。糖ならびに天然ポリマーおよび合成ポリマーは結合剤として作用し得る。一般的に、結合剤として特別に加える物質を、インプラント処方物の約 0.5％〜15％(w/w)の範囲で含める。球体化増強剤としても使用する特定の物質( 例えば、マイクロクリスタリンセルロース)もまた、さらなる結合特性を有する。種々のコーティングを塗布してインプラントの特性を改変し得る。３つのタイプのコーティングは、シール、光沢剤(gloss)および腸溶剤(enteric)である。シールコートは、水性ベースの溶腸コーティングの塗布の際のインプラントによる過剰の水分の取り込みを防ぐ。光沢コートは、最終製品の取り扱いを改善する。水溶性物質(例えば、ヒドロプロピルセルロース)をシールコートインプラントおよび光沢コートインプラントに使用し得る。シールコートおよび光沢コートは、一般的に、重量の増加が約0.5％と約５％との間になるまで(シールコートについては好ましくは約１％、光沢コートについては約３％)、インプラント上にスプレーされる。溶腸コートは、胃の低いpH(3.0未満)中では不溶性であるが、小腸の上昇したp マーを使用し得、そして水溶液または懸濁液からインプラント上に薄膜として重層する。一般に、溶腸コートを、約１％〜約30％、好ましくは約10％〜約15％の重量増になるまでスプレーする。そして溶腸コートは、コーティングアジュバント(例えば、コーティングの際のインプラントの粘着を低下させる可塑性化剤、界面活性剤、分離剤ならびにコーティング透過性アジュバント)を含有し得る。種々の溶解度または浸食特性を有する他のタイプのコーティングを用いて、インプラントの挙動をさらに改変し得る。このようなコーティングは当業者には容易に理解される。ポリマー−薬物組成物の調製制御された放出デバイスは、代表的には、いくつかの方法のうちの１つで調製される。例えば、ポリマーは、溶融され、送達される物質と混合され、次いで、冷却によって固化され得る。このような溶融加工プロセスは、送達される物質およびポリマーが分解または反応する温度より低い融点を有するポリマーを必要とする。あるいは、デバイスは、溶媒キャスティング法、すなわち、ポリマーを溶媒に溶解し、送達される物質をポリマー溶液に溶解または分散させることによって調製され得る。次いで、溶媒はエバポレートされ、物質をポリマーマトリックスに残す。溶媒キャスティング法は、ポリマーが、有機溶媒に可溶であり、カプセル化される薬物が溶媒に可溶または分散可能であることが必要である。類似のデバイスが、相分離または乳化あるいは噴霧乾燥技術によって行われ得る。また他の方法において、ポリマーの粉末が薬物と混合され、次いで、圧縮されインプラントを形成する。インプラントを生成する方法は、また、顆粒化、押出および球化を含む。乾燥粉末ブレンドが、所望の賦形剤およびマイクロスフィアを含んで生成される。乾燥粉末は、水またはマイクロスフィアのための他の非溶媒(例えば、オイル)で顆粒化され、押し出し成形機のふるいを通過するとき、湿った塊材料の「ストリング」または「ファイバー」を形成しながら、押し出し成形機を通過する。押し出されたストリングは、ストリングの破壊により球状の粒子を形成する整粒機に入れられ、粒子、整粒機の壁および回転している整粒機の基板の間で接触を繰り返す。インプラントは、乾燥されふるいにかけられ、凝集体および細粒子を除去する。これらの方法は、マイクロインプラント(微粒子、マイクロスフィアおよび放出される薬物をカプセル化しているマイクロカプセル)、スラブまたはシート、フィルム、チューブおよび他の構造を作るのに用いられる。注入または注射のための好適な形態は、マイクロインプラントである。患者への投与本明細書に記載される化学療法薬剤またはそれらの機能的に同等の誘導体が、他の化学療法または放射線療法あるいは外科手術による処置の前、同時またはそれ以後のいずれかに、単独または組み合わせて投与され得る。好適な実施形態は、化学療法剤がロードされた生体適合性のポリマーマトリックスの移植による、またはマイクロインプラントの注射/注入による、本明細書に記載のように決定された用量を用いての局所的投与である。機能的に同等の誘導体の用量は、インビトロおよびインビボデータから外挿され得る。組成物はまた、例えば、インシュリンまたは他の化学療法薬剤を特定の器官または腫瘍に送達するために用いられるタイプの注入ポンプを用いて局所的に投与され得るが、ポリマーデバイスは、特に、その有効な用量範囲が全身投与の用量範囲に比べてはるかに少ないという点を考慮して、ポンプ、さらに再充填可能なリザーバーを有する移植されたポンプの使用において、明らかな利点を有する。好適な投与方法において、ポリマーインプラントが、外科手術的除去または切除後に腫瘍の部位に移植されるか、あるいは、カテーテルまたはシリンジによって注射される、直径約100〜200ミクロンより小さい微粒子を用いる注射により腫瘍の部位に移植される。もし、生分解性ポリマーが用いられるなら、化学療法薬剤の放出に続いてインプラントを除去する必要はない。ポリマーインプラントはまた、放射線療法、全身または局所的に投与される他の化学的療法剤、および免疫療法を含む他の治療方法と組合せ得る。本発明は、以下の非制限的な実施例を参照してさらに理解される。実施例１：パクリタクセルのインビトロ効力細胞培養。ラット神経膠腫(9L、F98)、ヒト神経膠腫(H80、U87、U373)およびヒト髄芽腫(D324)細胞株を用いて、Rosenblumら、Cancer 41:2305-2314(1978)およびSalcmanら、Neurosurgery 29:529-531(1991)に記載されたクローン原性アッセイによって、パクリタクセルへの腫瘍の感受性を測定した。10％のウシ胎児血清、Ｌ−グルタミン、ペニシリンおよびストレプトマイシンを補充された最少必須培地(MEM)中において細胞を増殖および継代させ、そして５％CO₂を含有する雰囲気において37℃でインキュベートした。各アッセイの開始時に、Falcon 6-ウエル組織培養プレート(Becton-Dickenson、Lincoln Park、N.J.)に、２mlの培地中での600個の腫瘍細胞をプレートした。24時間インキュベートした後、その場所から培地を取り出し、パクリタクセルおよび0.1％ジメチルスルホキシド(DMSO)含有の２mlの培地と取り替えた。Royttaら、Prostate 11:95-106（1987 ）に記載されるように処置溶液を調製した。次いで、パクリタクセル処置溶液を、１または24時間後、0.1％DMSOを含有しパクリタクセルを含有しない新鮮な培地と取り替えるか、またはその場所で６〜８日間インキュベートした。インキュベーション期間の終了時に、プレートを0.63ｇのCoomassie blue(Sigma)、125ml のメタノール、87mlのH₂Oおよび38mlの酢酸(ascetic acid)を含有する溶液で染色した。各プレート上のコロニーを数え、その結果をパクリタクセルに曝されていないコントロールプレート上に形成されたコロニーの百分率として表した。コントロールプレートに対するプレート効率は20％〜25％の範囲であった。薬物濃度の範囲は、細胞の各組に適用された。パクリタクセル処置の細胞殺傷値の百分率が、使用された薬物濃度の関数としてグラフに表わされた。１ログの細胞殺傷 (LD₉₀)を生じるのに必要な薬物の濃度がグラフから内挿された。グラフは、Cric ket Graph v.1.3.2(Cricket Software、Malvern、PA)を用いて調製および分析された。各測定は３回で行われた。化学物質。 NCI(NSC 125973/44)によって提供された、これらの実験のためのパクリタクセルを、さらに精製することなく用い、４℃でバルク固体として貯蔵した。DMSO中のパクリタクセルの１mMストック溶液を調製し、使用のために解凍するまで−20℃で保管した。５年間保持されたF98神経膠腫細胞は、最初、Dr．J oseph Goodman(Department of Neurosurgery、Ohio State University、Columbu s、Ohio)によって提供された。８年間保持された91神経膠腫細胞は、もともと、 Dr．Marvin Barker(the University of California、San Francisco、Californi a)から得られた。Jacobsenら、J ．Neuropathol．Exp．Neurol.44:472-485(1985) に記載されたD324(DAOY)は、Dr．Henry Friedman(Division of Pediatric Hemat ology and Oncology、Department of Pediatrics、Duke University、Durham、N orth Carolina)によって提供された。U373、U87(Beckmanら、Hum ．Hered. 21:23 8-241(1971)に記載されている)および H80（U251）Bullardら、J ．Neuropathol ．Exp．Neurol. 40:410-427(1981))は、American Type Culture Collection(Roc kville、Maryland)から得られた。結果ラット神経膠腫(9L、F98)、ヒト神経膠腫(U87、U373、H80)およびヒト髄芽種( D324)腫瘍株におけるインビトロでのコロニー形成に対するパクリタクセルの効果を表３に示す。すべての細胞株はパクリタクセルに６〜８日間連続的に曝されると薬物に感受性であった。対数細胞殺傷(LD₉₀)は、3.9(D324)と4nM（9L）との間の範囲の値で起こった。ヒト腫瘍株は、均一に、ラット株よりもパクリタクセルからの影響を受けやすかった。対数細胞殺傷は、研究された４つのヒト株のうちの３つ(U87、U373、H80)において、ナノモル(nanomolecular)パクリタクセル濃度で起こったが、ラット株はこれらの量の４〜10倍を必要とした(9L、F98)。薬物に曝す期間は、インビトロでのパクリタクセルの効力に大きく影響した。細胞をパクリタクセルに１時間だけ曝した後、LD₉₀は、(６〜８日間)連続的に曝した後に記録された値に比べて、9L株では20倍以上、U373株では40倍以上増加した。パクリタクセルに24時間曝された細胞は、１時間後に得られたLD₉₀と連続して曝された後に得られたLD₉₀との間のLD₉₀値を示した。例えば、ヒトU373株において、図１は、１時間曝した後のLD₉₀は280nMであり、24時間曝した後では29nM 、および連続して曝した後では、ヒトU373株は7.2nMであったことを示している。パクリタクセルは、細胞培養培地において安定であることが、Ringelら、J.Ph armacol ．Exp．Ther． 242:692-698(1987)によって、以前から示されている。これは、その等効力のエピマーである７−エピタキソールと一致するが、不活性化合物へと有意な(10％以下)加水分解を受ける。従って、パクリタクセル溶液の効力は、６〜８日間のインキュベーションの期間中に減少されるべきではない。これらの結果は、パクリタクセルがインビトロにおいて実験されたラットおよびヒトの脳腫瘍細胞株に対して非常に強力であることを示している。対数細胞殺傷が、薬物のナノモル濃度で起こり、これは、インビトロで他の悪性腫瘍に対するパクリタクセルの活性についての報告と合致する。例えば、パクリタクセルのナノモル濃度は、Hanauskeら、Anticancer Drugs 3:121-124(1992); Rowinskyら、Cancer Res ．4093-4100(1988); Royttaら、Prostate 11:95-106(1987)によって報告されたように、インビトロで卵巣、乳房、肺および前立線ガンおよび黒色腫に対して細胞障害性であることがわかっている。さらに、パクリタクセルは、 Rothら、Pr ．Annu．Meet．Am．Soc．Clin．Oncol. 11: A598(1992); Rowinskyら (1990)によって報告されているように、臨床試験においてこれらの腫瘍のそれぞれに対して効力を示した。従って、脳腫瘍は、現在、臨床試験においてパクリタクセルで処置されている他の腫瘍株と同じように、インビトロでパクリタクセルに対して感受性があるようである。さらに、パクリタクセル濃度に対する細胞感受性は、インビトロでの薬物へ曝す期間(１時間から１週間)が増加するにつれて大幅に増加した。この結果は、他の悪性腫瘍に対するインビトロでのパクリタクセルの作用についてのこれまでの研究者の報告と合致する。パクリタクセルは、Ｇ₂後期またはＭ期中の細胞周期を停止させるが、Horwitzら、Ann ．NY Acad．Sc i． 466:733-744(1986)に記載されるように、細胞複製の前期段階を通じて細胞発達を遅らせない。パクリタクセルに曝す期間を増加させることにより、所定のサンプル中のより多くの細胞が、パクリタクセルが活性である間に細胞周期相に入ることが可能になる。薬物に曝す期間が短くなるにつれて、より多くの割合の細胞が、処置の間隔で完全にパクリタクセル感受性のＧ₂およびＭ期の外側に存在する。従って、パクリタクセルの臨床効果を最大にするために、長期間に高い薬物濃度を維持し得る薬物送達プロトコルが望ましい。現在までのところ、第Ｉ相臨床試験において開発されたプロトコルは、通常、２〜３週間ごとに繰り返される一回１〜24時間の注入または５日間の１日に１度の１〜６時間の注入を伴っていた。これらの研究において測定された半減期は、パクリタクセルが、1.3時間から8.6 時間の間の半減期ｔ１/２β(Rowinskyら、(1988))で比較的に速やかに除去されることを示す。薬物の93.5％が４つの半減期後に除去されるので、パクリタクセルのほとんどが、その投与の後５時間から26時間の間でこれらの養生法において消える。しかし、本明細書に記載の結果は、インビトロでのパクリタクセルの効力が、細胞をパクリタクセルに24時間以上曝す時に２〜４倍に増加することを示している。実施例２：パクリタクセルインプラントの調製 Napro Biotherapeutics(Boulder、CO)またはthe National Cancer Insutitue( Bethesda、MD)から得られた固体パクリタクセルを、その教示が本明細書で参考として援用されているDomb、A.J.およびR.Langer(J ．Polym．Sci. 25:3373-3386 (1987))の方法によって合成されたポリ[ビス(p-カルボキシフェノキシ)プロパン −セバシン酸]コポリマー(PCPP-SA)(20：80)と混合して、０、20、30または40重量％のパクリタクセルを含有する混合物を得た。パクリタクセルーポリマー混合物を塩化メチレン(Fluka、Switzerland)に溶解し、10％溶液(w：v)を得た。溶媒を窒素流でエバポレートし、乾燥粉末を生成した。Carver Pressからの200psiの軽い圧力下、ステンレス鋼鋳型(内径2.5mm)を用いて11mgのパクリタクセル−ポリマー粉末を圧縮成形することによって、パクリタクセル−ポリマーディスク( 最終重量10mg)を調製した。これらのディスクを紫外光線下で45分間滅菌した。実施例３：インビトロでの生分解性マトリックスから周囲の培地へのパクリタクセル送達の例示生分解性ポリマーに組み込まれたパクリタクセルの周囲の培地への送達の有効性が以下のようにインビトロで評価された。ポリマーディスクの調製。³Ｈ標識パクリタクセル(Atomic Energy Commissio n、Nuclear Research Center、Beer Sheva、Israel)をポリマー調製に用いた以外は上記と同様に、ポリマーディスクを調製した。³Ｈ標識パクリタクセルは、0 .019μCi/mgの最終比活性を有し、6.2Ci/mmolの³Ｈ標識パクリタクセルを100mg の未標識パクリタクセル(Napro Biotherapeutics、Boulder、CO;またはNational Cancer Institute、Bethesda、MD)とメタノールで混合し、次いで、溶媒をエバポレートすることにより得られた。プロトコル。パクリタクセル装填のポリマーディスクを微孔性ポリエチレン試料カプセル(内径および高さ８×８mm)に入れ、それを７mlの0.1Mリン酸塩緩衝液 (pH7.4)に浸漬した。その装置を37℃のインキュベータに入れた。45日(1000時間 )のインキュベーションの期間において、特定の時間に放出培地を交換し、回収した溶液をシンチレーションカウンターおよび高速液体クロマトグラフィー(HPL C)によって分析した。塩化メチレンで２mlの溶液を抽出し、乾燥状態にエバポレートすることによって、インタクトのパクリタクセルの放出を確認するためのHP LC分析を行った。次いで、生成物をメタノールに再溶解し、そしてL-4200UV-Vis 検出器、L-6200情報処理機能付ポンプおよびD-2500クロマト積分器からなるMerc k Hitachi systemの一部としてのＣ_1aHPLCカラム(Licosphere−100RP−18、5mm; E Merck、Darmstadt、Germany)に注入した。移動相は、メタノール：水(70：30 )からなり、そして検出は230nmで行った。メタノールに100mMパクリタクセルを含有するコントロール溶液を用いて、これらの条件下(6.73〜9.04分)でパクリタクセルの保持時間を測定した。容量比２：１のトルエンおよびLumax(Landgraat 、The Netherlands)シンチレーション混合物からなる４mlのシンチレーション混合物に200μlの放出緩衝溶液を混合することによって、パクリタクセル放出の量を定量するための放射性分析を行った。この溶液を1211 Rack β-液体シンチレーションカウンター(LKB-Wallac OY、Finland)でカウントした。各測定は、３つの独立したカウントの平均値を表す。放出期間の終了時に、ポリマー残余物を塩化メチレンに溶解し、そして上記の技術によって溶液をカウントすることによって、ディスクに残った薬物の量を定量した。20、30および40重量％のパクリタクセルを含有するディスクから、放出を経時的に測定した。結果。インビトロ薬物放出研究の結果を図２に示し、図２は、生分解性マトリックスから周囲の生理学的培地へのパクリタクセルの送達が効率的であったことを示す。HPLCは、緩衝液に放出されたパクリタクセルがインタクトなパクリタクセルに対応することを確認した。各ポリマーのローディングにおいて、溶液中の最初の数時間の薬物放出のバーストの後に、本質的に０次キネティック放出、実験の終了まで続いた。最も効率的な放出は、20％ロードされたディスクから得られ、それは、1000時間実験期間内にロードされたパクリタクセルの80％を放出した。しかし、各ディスクから放出されたパクリタクセルの全量は、ほぼ同じであった。すなわち、20％ディスクでは1.6mg、30％ディスクでは1.8mg、そして40 ％ディスクでは2.0ｍｇであった。これらの結果は、パクリタクセルが、初期のバースト相と、次のより緩やかな定常放出相という二相性によりポリマーから放出されることを示す。バースト相は、マトリックス表面内に埋め込まれたパクリタクセル粒子の急速な放出に対応し、一方、長引いた放出は、マトリックスの中央からパクリタクセルのより緩やかな放出を表すようである。ポリマーのロードは、実験期間の間に放出されたパクリタクセルの量と直接相関しないようである。40％ロードされたポリマーは、20％ロードされたディスクの二倍のパクリタクセルを含んでいたが、40％ロードされたディスクは、生理食塩水バス中で800時間後、20％ロードされたディスクの1.25倍のパクリタクセルを放出するのみであった。もし、ポリマー分解がパクリタクセル放出の唯一の決定要因であるなら、ロードが、放出された全薬物と直接相関することが予想される。相関関係は弱いようなので、別の要因が、ディスクからのパクリタクセル放出を少なくとも部分的に制御しているにちがいない。最も可能性があるのは、パクリタクセルの低い水溶性が、マトリックスの崩壊にもかかわらず、培地へのその摂取を制限する。あるいは、パクリタクセルの疎水性が、ポリ無水物マトリックスの加水分解を阻害し得る。このような相互作用は、この処方の臨床使用を妨げないが、インビボで移植される場合、局所的に適用されるかまたは全身に投与されるかに比べて、この調製物の薬物動力学をより複雑にし、結果の予想をより困難にする。実施例４：インビボでのポリマーマトリックスからの脳内パクリタクセル送達の例示ポリマーマトリックスから周囲の脳組織へのパクリタクセルの送達の有効性および脳内の活性なパクリタクセルの濃度を外科手術インプラント後１ヶ月まで測定すると、以下のように評価された。動物。体重200〜225gのオスFischerラット344匹をHarlan Sprague-Dawley、In c．(Indianapolis、IN)から得、標準的な動物施設に１ケージ４匹のラットを保管し、そしてCertified Rodent Chow番号5002号(Ralston Purina Co.、St．Loui s、MO)およびBaltimore水道水に自由なアクセスを与えた。麻酔。正常生理食塩水中の塩酸ケタミン(25mg/ml)、キシラジン(2.5mg/ml)および14.25％のエチルアルコールを含有するストック溶液を２〜４ml/kg腹膜内注射してラットに麻酔をかけた。すべての外科的手順後にラットをケージに戻した。安楽死。安楽死の前に、上記のようにラットに麻酔をかけた。安楽死は、0.3m lのEuthanasia-6 Solution CII^TM(Veterinary Laboratories、Inc.、Lenexa、KS )の心臓内注射によって行った。パクリタクセルをロードしたポリマーの調製。標識パクリタクセルを含有するポリマーディスクを、トルエン中の少量の³Ｈ−標識パクリタクセル(比活性、19 .3Ci/mmol; National Cancer Institute)を塩化メチレン中のポリマーおよびパクリタクセルの最初の溶液に添加する以外は上記のように調製した。次いで、ポリマー−パクリタクセル混合物を、真空デシケーターで乾燥し、ペレットを形成するために口径を測定したテーブルバイスを用いてディスクにプレスした。パクリタクセル−ポリマーの移植。ラットへのポリマー移植のための手順は、その教示が本明細書に参考として援用されているTamargo、R.J.ら(Cancer Res. 53:329-333(1993))によって記載されている。簡潔には、麻酔されたラットの頭を剃り、無菌状態で調製した。正中切開により頭蓋を曝し、ブレグマの５mm後方および３mm側方の頭蓋を通して３mmバーホールを開口した。マイクロ外科手術ナイフ(Edward Weck and Co.、Inc.、Research Triangle Park、NC)で硬膜を切開し、脳の柔組織にポリマーディスクを挿入した。傷を灌注し、外科手術クリップ (Clay Adams、Parsippany、NJ)で閉じた。脳内薬物分布のためのプロトコル。12匹のラットに40重量％のパクリタクセルおよびディスク重量１mg当たり0.60μCiを含有する10mgディスクのインプラントを与えた。移植後３、９、17および30日で、それぞれ３匹のラットの群を安楽死させた。頭蓋を開き、脳を曝した。ポリマーディスクをインサイチュで脳から取り出した。次いで、脳を頭蓋から取り出し、即座にドライアイスでヘプタン中に凍結させた。脳を正中でインプラントおよび対側の半球に区分した。各半球を、２mmの金属スペーサによって分離された平行に配列された個々の組織ブレードからなる組織ブレードグリッドを用いて、２mm間隔で冠状に区分した。各部分の重量を計り、15mlのSolvable均質溶液(New England Nuclear Dupont、Boston、MA) に溶解し、そして15mlのAtomlight^TMシンチレーション混合物(New England Nucl ear Dupont)と混合した。脳サンプルを、Beckman液体シンチレーションカウンターでカウントした。未処理のカウントをクエンチングのために修正し、一連のクエンチされた標準に基づき直線回帰を用いてdpmに変換した。 dpm/mg組織をパクリタクセル濃度に変換するために、第２の実験を行った。４匹のラットに40％ロードされたポリマーディスクのインプラントを0.39μCi/mg で与えた。各１匹のラットを３、９、17および30日で屠殺した。上記のように脳を取り出し凍結した。２mmの冠状部分をポリマーインプラントの部位を通して取り出した。その部分を細かく切り刻み、エタノールで抽出した。エタノール分画を２つに分割した。第１の半分を真空デシケーターで乾燥し、次いで、100μlのエタノールで再懸濁した。この溶液のサンプルをシリカ薄層クロマトグラフィープレート(Sigma、St．Louis、MO)にスポットした。エタノール中の非放射性パクリタクセルの溶液もまたプレート上のエタノール抽出物と離れた所に適用した。プレートを塩化メチレン：メタノール(95：５)で発色しヨードチャンバーにおいて曝した。パクリタクセルのＲ_f値を測定し、各レーンを４部分に切断した。すなわち、Ａ、起点；Ｂ、パクリタクセルスポットの起点；Ｃ、パクリタクセルスポット；およびＤ、溶媒フロントのパクリタクセルスポットである。クロマトグラフィー小片を、Atomlight^TM混合物と混合し、液体シンチレーションカウンターでカウントした。クロマトグラフィープレートにおける標識パクリタクセルの分布により、インタクト薬物に対応するシグナルの決定を可能にした。抽出の効率を測定するために、オリジナルの抽出物の残りの半分を混合物と混合しカウントし、残りの脳組織を均質化し、上記のようにカウントした。インタクトなパクリタクセルの百分率をdpm/mg脳によって乗算し、ポリマーディスクに存在するパクリタクセルの比活性で除算することによって、パクリタクセル濃度をng/mg脳組織で計算した。結果。脳内分布研究の結果は、インプラントが、ラット脳にわたって高い脳レベルのパクリタクセルを生じ得ることを示している。これらの結果は、パクリタクセルが、インビトロで理論的に殺腫瘍性濃度で脳柔組織を貫通すること、およびパクリタクセル濃度が、頭蓋内で長期間、高いままであり、治療期間を伸ばすことを示す。インプラントからのパクリタクセルはラット脳の中で広範囲に分布した。濃度は、インプラントの２〜３mm内で１mgの脳組織当たり100〜1000ngであったが、インプラントから４mm以上離れた脳組織および対側の半球においては１〜10ng/m gにすぎなかった。パクリタクセル濃度は、30日間でわずかに増加し、ポリマーディスクから放出されたさらなる薬物と相関していた。薄層クロマトグラフィーによって測定すると、インタクトなパクリタクセルに対応する各スライスの放射能の百分率は、実験の間に大きく変化しなかった。各時間のポイントにおいて、未処理のカウントの約５６±３％(平均値の標準誤差)が元の薬物を表した。13± ２％が極性代謝産物を表し、31±３％が組織結合であった。アッセイ全体の検出限界は、脳組織１mg当たり0.2ngであった。パクリタクセル濃度は、インプラント半球でインプラントの１〜３mm内の１mg (μM)の脳組織当たり100〜1000ngから、ラットの脳(７mm)の周辺および対側半球全体において１mg(μM)の脳組織当たり１〜10ngに急落したが、これらの低い濃度でさえ、インビトロでのいくつかのヒト(U87、U373、H80、D324)およびラット (9L、F98)神経膠腫株におけるパクリタクセルの90％致死量濃度より、２〜３オーダー高かった。パクリタクセルの疎水性を考慮すると、これらのレベルは、間質環境内でのパクリタクセルの飽和点を表す。特に、パクリタクセル濃度は、ラットの脳への移植の後少なくとも１ヶ月の間高いままであった。インビトロデータに基づくと、パクリタクセルに長時間曝すことにより、グリア細胞および他の腫瘍細胞の対数細胞殺傷を達成するのに必要なパクリタクセルの濃度を大幅に減少させる(Rowinsky、E.K.ら、Cancer Res. 4 8:4093-4100(1988))。従って、ポリマーインプラントは、パクリタクセルの抗腫瘍効果を最大にするようである。第Ｉ相臨床試験からの薬物動態研究は、パクリタクセルが、1.3時間から8.6時間の間のβ半減期で循環から比較的に速く除去されることを示す(Rowinsky、E.K.ら、J ．Matl．Cancer Inst. 82:1247-1259(1 990))。薬物の93.5％が４つの半減期後に除去されるので、全身投与は、このような高い頭蓋内パクリタクセル濃度を長期間維持することが不可能である。なぜなら、血液−脳関門が特に薬物の摂取を制限するからである。比較として、ウサギ脳においてPCPP-SA(20:80)ポリマーから送達されたニトロソ尿素(BCNU)の脳内分布を調べる研究は、BCNUが、最初に、ポリマーからインプラント部位から12mmまでの広範囲に８mMの平均濃度で分布したことを示した(Gro ssman、S.ら、J ．Neurosurg. 76:640-647(1992))。予備研究は、この濃度が、インビトロ測定におけるラット神経膠腫細胞に対するBCNUの90％致死量より２オーダー高いことを示した。BCNUへ曝された脳の量は、３日後に減少し始める。しかし、BCNUは移植後７日目にインプラントから40mmの半径内においてのみ、そして移植後２１日目に３mmの半径内においてのみ検出可能である。対照的に、かつ、驚くべきことに、パクリタクセル濃度は、インプラント後30日目に、ラット脳において、なお定常であるか、または上昇している。従って、パクリタクセルは、薬物動力学的ベースにおいて、間質化学療法を支えてきたBCNUよりも、より良い候補であるようである。実施例５：インプラント毒性量の実証脳内のパクリタクセルがロードされたポリマーインプラントに関連した毒性量を以下のように測定した。プロトコル。上述したように、動物を入手し、収容し、麻酔し、そして屠殺した。上述した技法によって、20、30および40重量%のパクリタクセルを含有するP CPP-SA(20:80)ディスク(10mg)をラットの頭蓋内に移植した。コントロール群のラットに、パクリタクセルを含有しないブランクPCPP-SAディスクのインプラントを与えた。グルーミング、驚愕刺激反応、および歩行に関する神経毒性の徴候について、ラットを１日に２回検査した。60日後、全ての生存ラットを屠殺し、それらの脳を取り出して、ホルマリン中で固定した。ポリマーインプラントの中心を通る１つの冠状脳切片を、各ラットから取り、ヘマトキシリンおよびエオシンで染色した。結果。インプラント毒性調査の結果を表４に示す。表４に示されるように、インプラントからの急性の臨床上の毒性は外見上無かった。全てのラットが移植手術から回復し、移動活動、刺激反応、およびグルーミングに関してコントロールと区別不可能であった。後に２匹のラットが運動失調症、その後インプラントの対側に片麻痺を発症し、体重が減少し、そして死んだ。１匹のラットが、前徴なしに自然に死んだ。他のラットの全てが、実験を通じて、神経的にはインタクトのままであった。パクリタクセル-ポリマーインプラント部位を通る脳組織切片の組織学的検査は、正常脳の領域が散在した核消耗性(karyorrhectic)核の散乱病巣(scattered foci)を示した。加えて、大きな、高色素性の、時折二裂の核を有する、散乱した細胞学的に異型性の細胞が存在した。これらの異型細胞は、インプラント部位のまわりにより多く存在し、両側で観察された。パクリタクセル-ポリマーインプラントを投与された全てのラットの脳内に異なる程度の変化が存在したが、ブランクPCPP-SAディスクを投与されたラットには存在せず、細胞学的変化がパクリタクセルに曝露された結果であることを示した。異なるパクリタクセル濃度インプラントを有する群の間、ならびに著しい神経行動毒性を示した動物と示さなかった動物との間で、パクリタクセルインプラントを有する動物に生じる視覚的な細胞学的変化に量的または質的な差異はみられなかった。つまり、細胞学的病状の程度は、異なるパクリタクセルポリマー調製物において均一に蔓延した。臨床的および組織学的な毒性の最少量は、ラット脳のパクリタクセル-ポリマーインプラントと関連した。腫瘍なしでインプラント(20%ロードされたポリマー )を受けた12匹のラットの内３匹が60日間の実験期間の間に死亡したが、その一方他のラットは、外見上臨床的な任意の症状なしに処置に耐えた。腫瘍移植の後に、パクリタクセル(20および30%ロードされたポリマー)を受けた２匹のラットも、目に見える腫瘍なしに死んだが、パクリタクセルインプラントを受けた全てのラットに異型性が見られた。これらの異型性変化は、広範な種類の化学療法薬剤によって生成される、類似する細胞改変と一致した。明白な毒性症状が、実験の後期、移植後30日以上たって現れ、急性毒性が主要な問題ではないことを示した。興味深いことに、パクリタクセルインプラントを受けたラットの全てが、顕微鏡検査において視覚的な細胞学的異常を有しており、異型の程度と、臨床的毒性の存在または重症度との間に相互関係はなかった。移植後の脳内薬物分布の薬物動力学的測定から、これらのデバイスがラット脳の全体に分布した高い薬物濃度を生成したことが明確である。これらの濃度は、移植後少なくとも１カ月、頭蓋内で維持された。従って、このような高いパクリタクセル濃度に長く曝露した後に、脳自体が影響を受けたことは驚くべきことではない。それでもなお、腫瘍 -ポリマーの調査における何匹かのラットは移植後120日以上生き、そして２匹のラットが１年間生きていた。比例してより小さなポリマーディスクまたはより低いパーセンテージのパクリタクセルをロードしたディスクからより少量のパクリタクセルが患者で用いられ得る。これらの用量は、臨床的に慢性治療のためにより良好に許容され得る。脳に細胞間質的に投与された他の薬剤は、臨床試験において測定可能な毒性を示すことなく、動物モデルにおいて毒性を示すことが報告されている。患者の処置のための適切な用量は、標準的方法およびルーチンの方法を用いて決定され得る。実施例６：頭蓋内9L神経膠肉腫を患うラットの延命生存におけるパクリタクセルがロードされたポリマーインプラントの効力の実証頭蓋内9L神経膠肉腫を患うラットの延命生存における、パクリタクセルがロードされたポリマーインプラントの効力が、以下のように測定された。腫瘍。1985年に、Marvin Barker、Brain Tumor Research Center、University of California、San Francisco、CA、から9L神経膠肉腫を入手し、雄のFischer 344ラットの側腹部の皮下に維持した。２〜３週間ごとに、腫瘍を継代した。継代および頭蓋内調査に腫瘍を収集するために、9L神経膠肉腫を患うラットの側腹部を剃り、70%エタノールおよびポビドンヨードで無菌的に調製した。側腹部を切開し、腫瘍をひとまとめで取り出し、1-mm³片に切り出し、移植手術の間(４時間)氷上の生理食塩水に保持した。頭蓋内効力調査のためのプロトコル。頭蓋内9L神経膠腫に対するパクリタクセル-ポリマーインプラントの効力を検査する２つの別個の実験が行われた。インビトロクローン原性アッセイに基づけば、9L神経膠腫は、ヒト神経膠腫細胞に比べて、パクリタクセルに対して相対的に耐性のようである。ラットへの頭蓋内腫瘍移植は、Tamargoら(1993)に記載されている技法に従って行われ、その教示は、本明細書に援用される。簡単に言えば、上述したように切開された硬膜にバーホールをドリルで開けた。皮質および白質を、脳幹の上部面が見えるまで吸引で切除した。この創傷を、滅菌ガーゼで10分間パックして、全ての出血をコントロールした。次いでガーゼを取り、9L神経膠肉腫の1-mm³片を、頭蓋欠損に導入して、脳幹上に置いた。創傷を洗浄し、創傷クリップで閉じた。ポリマー-化学療法デバイスを移植するための手術を５日後に行った。ラットを、処置またはコントロール群のいずれかに無作為に分けて体重を測定した。元の切開を無菌的に再び開き、腫瘍の配置を確認した。腫瘍の表面を十字型に切開し、ポリマーディスクを腫瘍内に進めた。処置ラットには、20、30または40重量%のパクリタクセルを含有する10mgのPCPP-SAディスクを投与し、コントロールラットには、パクリタクセルを含有しない10mgのブランクPCPP-SAディスクを投与した。Tamargoらは、ブランクPCPP-SAディスクで処置された頭蓋内9L神経膠腫を有するラットと、いかなるインプラントも投与されずに“偽”手術を受けたラットとの間に、生存の差異がないことを証明した。いかなる出血も自然に止むまで待ち、創傷を0.9% 生理食塩水で洗浄し、外科用ステープルで閉じた。ラットを、１日に２回検査し、死ぬまでの時間を記録した。長期生存個体は、移植120日後(実験１)または１年後 (実験２)のいずれかで屠殺された。死に際して、脳を取り出し、ホルマリン中に固定した。ポリマーインプラント部位を通じる冠状切片を得て、ヘマトキシリンおよびエオシンで染色した。この切片を検査し、腫瘍成長の有無を確認した。Za r、J.M.、Biostatistical Analysis、Prentice-Hall、Inc.、Englewood Cliffs 、N.J．(1984)に記載されるように(この教示は本明細書に参考として援用される )、Kaplan-Meier生存曲線上に生存をプロットし、分散のノンパラメトリックなK ruskal-Wallis分析、次いで多重比較のためのノンパラメトリックなNewman-Keul sのスチューデント検定によって統計的有意差を決定した。頭蓋内効力調査の結果を表５に示す。表５に示すように、２つの別個の実験は、パクリタクセルポリマーインプラントによって、9L神経膠肉腫を患うラットの生存が、コントロール動物と比較して有意に延長したことを立証した。生存は、1.5〜3.2倍(Ｐ値は、それぞれ＜0.05 から＜0.001、ノンパラメトリックなNewman-Keuls検定)に延長された。各ポリマー調製物は、いくつかの長期生存個体(腫瘍移植から120日以上)を生じた。実験２による２匹の長期生存個体は、屠殺するまで１年間生存させた。生存動物のいずれも、死体解剖に際して、ヘマトキシリンおよびエオシン染色切片において、肉眼的にも、顕微鏡的にも目に見える腫瘍を有していなかった。対照的に、コントロール群の動物は全て、大きな頭蓋内腫瘍を有して死亡した。各実験の処置用量の間には、有意な生存の差異はなかった(Ｐ＞0.05、ノンパラメトリックなNew man-Keuls)。さらに、実験１の２匹の動物(20%および30%ロードされたポリマー群)が、マクロまたは顕微鏡的に腫瘍増殖の形跡なしに、実験期間中に死亡した。腫瘍なしでパクリタクセルインプラントを投与したラットに見られる散乱病巣に類似した、異型かつ核消耗性細胞の散乱病巣が、これらの脳、および実験期間の最後まで生存したラットの脳に存在した。実験１のKaplan-Meier曲線を表３に示す。従って、パクリタクセルポリマーデバイスによって、頭蓋内腫瘍を患うラットの生存平均値が、コントロールと比較して1.5から３倍(P＜0.05から＜0.001)に延長された。実施例７：生体適合性ポリマーからのカンプトテシンの放出動力学の実証ポリマー調製。EVAc(40重量%ビニルアセテート；Elvax 40P)を、Dupont(Wilmi ngton、DE)から入手した。Langer，R.ら、J ．Biomed．Mater．Res. 15:267-277 （1981）に記載のように(この教示は本明細書に参考として援用される)、EVAcを、無水エチルアルコールで洗浄し、炎症性抗酸化剤ブチルヒドロキシトルエンを抽出した。Rhine、W.D.ら、J ．Pharm．Sci. 69:265-270(1980)に記載(この教示は本明細書に参考として援用される)の手順を改変して、National Cancer Insti tuteから入手したカンプトテシンナトリウムを、ポリマーマトリックスに取り込んだ。カンプトテシンおよびEVAcを組合せ、20重量%、40重量%、または50重量%ロードされたポリマーを得た。塩化メチレンを混合物に加え、EVAcおよび塩化メチレンの10%溶液を得、完全に溶解するまでボルテックスミキサーで撹拌した。次いでカンプトテシンEVAc塩化メチレンの溶液を、−70℃にてガラス鋳型に注いだ。20分後、固化したポリマーを、−30℃のフリーザに４日間移した。次いで、塩化メチレンの蒸発を容易にするために、ポリマーを真空デシケーター中に室温で４日間置き、その後４℃で貯蔵した。プロトコル。カンプトテシンをロードしたEVAcポリマーを、37℃インキュベータ中の3.0 mlの0.9% NaClに置いた。溶液を、種々の時点で取り出し、新鮮な0.9 %のNaClと置換して、放出媒体中のカンプトテシンの濃度を、無限浸透状態で維持した。以下に記載のように、溶液中に放出されたカンプトテシンの量をHPLCで測定した。各時点の放出値を合わせることによって、放出された蓄積用量を測定した。カンプトテシンを測定するためのHPLC法。507 Autosampler、126AA溶媒モジュール、166 Detector、およびSystem Goldデータシステムを備えた、Beckmanクロマトグラフシステムで定量分析を行った。カラムは、Uptight Precolumn(Upchur ch Scientific，Inc.)によって保護された、逆相マイクロボンドパックC18 Wate rsカラム(粒子サイズ10μm、3.9 x 300 mm)であった。このHPLCシステムは、メタノール：水(63：37；ｖ/ｖ)を用い室温にて無勾配で溶離した。移動相の流速は1.0 ml/分であり、サンプルは波長254 nmで測定した。濃度に対するピーク領域をプロットすることによって標準曲線を作成した。結果。EVAcポリマーを、20重量%、40重量%、および50重量%のカンプトテシンをロードして調製した。平均ポリマー重量は10 mgであった。従って、合計薬剤ロードは、それぞれ約2 mg、4 mg、および5 mgであった。放出動力学調査の結果を図４に示す。50%のロードでは、ポリマーからカンプトテシンの初期放出が起こり、そして定常状態放出が３日までに得られ、少なくとも21日持続した。20% および40%ロードでは、各時点においてより少ないカンプトテシンを生じた。従って、これらの特性に基づいてインビボでの効力の評価のために50%ロードされたポリマーを選択した。実施例８：インビトロの神経膠肉腫細胞処置におけるカンプトテシンの効力の実証腫瘍細胞株。9L神経膠肉腫は、1985年にUniversity of California、San Fran cisco、CaliforniaのDr．Marvin Barkerから入手した。F98神経膠腫細胞は、Dr. Joseph Goodman、Department of Neurosurgery、Ohio State University、Colum bus、Ohioにより提供された。ヒト神経膠腫細胞株U87およびU373は、Dr．O．Mic hael Colvin、Johns Hopkins University School of Medicine、Baltimore、Mar ylandにより提供された。JH1は、病理学的に確認された多形膠芽腫を有する患者からの生検標本から確立された細胞株である。新たに生検で得られた神経膠腫の細胞培養。生検サンプルを手術室から入手し、滅菌標本容器中で輸送した。標本を、ガラス乳棒を用いて、230μmメッシュのセレクターふるい(cellector screen)(Bellco Glass，Inc.，Vineland，NJ)で濾過した。標本を次いで、1000 rpmで10分間、遠心分離した。上清画分を捨て、細胞ペレットを、１mlの最小必須培地(Gibco BRL，Grand Island，NY)(10%のウシ胎児血清、0.5%のＬ-グルタミン、ペニシリン(ベース；80.5ユニット/ml)、およびストレプトマイシン(80.5μg/ml)を含む)中に再懸濁した。この懸濁液を、25 ゲージ針を容易に通過するまで、段々により小さな針を通過させ、その後、1000 rpmで５分間再び遠心分離した。上清画分を捨て、ペレットを５mlの培地中に再懸濁した。この懸濁液を、種々の希釈でT75培養フラスコに入れ、37℃でインキュベートした。培地を約３日ごとに変換した。初期培養が集密に達したとき、細胞をトリプシン処理して継代した。第２回目の継代から開始して、以下のクローン原性アッセイによって感受性を評価した。クローン原性アッセイ。各神経膠腫細胞株を、クローン原性アッセイで検定した。集密時に細胞をトリプシン処理し、60mmウェルあたり400の細胞を接種した。24時間後、カンプトテシンを含有する新鮮な培地を種々の濃度で加えた。短時間の曝露実験には、１時間後にカンプトテシンを取り出して、新鮮な培地で置換した；連続曝露には、培地を７日間そのままにした。７日目に、全てのプレートを固定し、そしてクーマシーブリリアントブルー(Bio Rad，Richmond，CA)で染色した。50より多い細胞を含有するコロニーを同定して、計数した。処理は３連で行った。生存は、未処理細胞によって形成されたコロニーの数に対する処置細胞によって形成されたコロニーの数として計算した。結果。細胞培養中のカンプトテシンへの神経膠腫の曝露の結果を表６に示す。実験を、短時間(１時間)曝露および連続(７日間)曝露に対するインビトロでの神経膠腫の感受性を評価するために設計した。１時間さらした場合、LD90は、9L 、F98、およびU87についての1.4μMから、U373細胞についての0.3μMの範囲であった。すべての細胞株について、７日間の連続曝露によって、LD90が10〜100倍減少した。ラットおよび確立されたヒト細胞株については、連続曝露後のLD90は約0.1μMまたはそれ以下であった。手術室で入手した腫瘍から直接確立されたヒト神経膠腫株JH1は、両方の曝露時間において、カンプトテシンに対して最も高い感受性を示した。JH1に対する全細胞殺傷は、１時間曝露後では0.14μMの濃度、そして連続曝露後では0.03μMの濃度で達成された。実施例９：インビボでの神経膠肉腫の処置におけるカンプトテシンの効力の実証動物：200〜250 gの重さのFisher344雄ラットを、Harlan Sprague Dawley，In c．(Indianapolis，IN)から入手した。動物を標準的な動物施設で飼育し、そしてCertified Rodent Chow 番号5002（Ralston Purina Co.，St．Louis，MO）およびボルティモアの水道水に自由に接触させた。神経膠肉腫9L頭蓋内モデル：9L神経膠肉腫をFisher344雄ラットの側腹部に保持した。頭蓋内移植用に、腫瘍をキャリア動物から手術して取り出し、そして１ ×２×２mmの小片に切断した。この小片を、移植手順の間、氷上の0.9％減菌NaC l中に保持した。 Fisher344雄ラットを、0.9％ NaCl中に2.5 mg/mlの塩酸ケタミン、2.5 mg/ml のキシラジン、および14.25％のエチルアルコールを含有するストック溶液を、３〜５ml/kgで、腹腔内注射して麻酔した。手術部位は、毛を剃り、そして70％エチルアルコールおよびPrepodyne^TM溶液で調製した。正中切開後に、冠状縫合の５mm後方で、および矢状縫合の３mmに側方を中心とする3 mmバーホールを作製した。硬膜を開き、そして穏やかな吸引によって、皮質および白質を、脳幹が見えるまで切除した。手術部位を、0.9％の滅菌NaClで鮮明になるまで灌注した。単一の腫瘍小片を、皮質切除の奥に置いた。皮膚を手術用針で閉じた。カンプトテシンの全身送達および局所送達のためのプロトコール：動物を４つの処置群に分け、腹腔内注射またはポリマー媒介性局所送達のいずれかによって、カンプトテシンを与えた。カンプトテシンの腹腔内注射を、腫瘍移植の５、６、７、および８日後に、４、10、20、および40 mg/kg/日の用量で与えた。ポリマーによる局所送達には、カンプトテシンを、50重量％の用量でEVAcに取り込ませた。１×３mmの大きさのポリマーシリンダーを作製し、そして移植の前に、滅菌のために紫外線下に１〜２時間置いた。ポリマーは、平均9.2 mgの重さであり、従って、各々は4.6 mgのカンプトテシンを含有した。ポリマーを、腫瘍移植の５日後に、もとのバーホールを通して腫瘍に直接に置いた。コントロール動物および全性身にカンプトテシンを与えた動物に、同じ大きさのブランク腫瘍内EVAcポリマーを与え、５日目に計量した。動物を、毒性の兆候、特に神経学的変化および挙動変化について、毎日評価した。死亡を毎日計数した。死亡時に、脳を取り出し、そして少なくとも１週間、10％ホルマリン中に置いた。その脳を、ヘマトキシリンおよびエオシン染色用に調製した。腫瘍の端から端までの切片を染色し、腫瘍の存在を確認した。統計学：動物効力の研究のために、生存数をKaplan-Meier生存曲線にプロットし、統計学的有意性を、Kruskal-Wallisノンパラメトリック分散分析、その後の Newman-Keulsの多重比較検定のノンパラメトリックな類似方法によって決定した。結果：カンプトテシンが、全身的か、またはポリマー媒介性局所送達によるかのいずれかで投与される場合の、ラット9L頭蓋内モデルにおける生存を延長する可能性についてカンプトテシンを評価した。表７は、異なる処置群についての生存データを示す。ポリマーによって送達されたカンプトテシンは、コントロールに比較して、有意に生存を延長し、59％の動物が長期間生存した（120日を超える、P＜0.001）。カンプトテシンの全身送達は、コントロールに比較して生存を増加させなかった。むしろ、テストされた最高用量（40 mg/kg/日で４日間）では、動物は、コントロールよりも前に死亡したが、この結果は統計学的に有意ではなかった。Ka plan-Meier生存曲線を図５に示す。どの動物にも、注目される神経学的異常および挙動異常の兆候はなかった。データは、カンプトテシンが、頭蓋内に9L神経膠肉腫を移植されたラットの生存を延長するために、ポリマーの放出を制御した局所送達によって効果的に利用され得ることを示す。さらに、データは、局所制御薬打つ放出が、その毒性および狭い治療領域(window)のために全身的には使用され得ないこの高度に有効な薬物の臨床使用を可能にすることを示す。実施例１０：持続性放出ポリマーから送達されるカルボプラチンの毒性および効力カルボプラチン（CBDCA）は、中枢神経系（CNS）の原発性腫瘍、および、しばしば脳に転移する数種の固形腫瘍の両方に対する抗新生物剤としての有望性を示している。不運なことに、CBDCAは、全身的な毒性および血液脳関門を介するわずかな浸透により、CNSにおける腫瘍に対するCNSの使用が制限される。この研究により、齧歯類動物での実験的神経膠腫の処置における、持続性放出ポリマーから送達されるカルボプラチンの毒性および効力を評価した。材料および方法ポリマー調製：２つの別個のポリ無水物ポリマー系、FAD:SAおよびpCPP:SAを、この研究において独立してテストした。FAD:SAポリマーディスクを、Scios Nova Inc．(Baltimore，MD)から得、そしてDombら、Polymer Preprints 32，219(199 1)に記載されているように調製した。20:80の比率で処方されたpCPP:SAポリマーを、Chasinら、Biopharm ．Manufact. 1，33(1988)に記載されてるように調製した。CBDCAを、Bristol Meyers Pharmaceutical Company（Syracuse，New York）から入手した。それを、混合融解によってpCPP:SAポリマーに取り込ませた。動物：200〜250 gの重さのFisher344雄ラットを、Harlan Sprague-Dawley（In dianapolis，IN）から得、そしてJohns Hopkins School of Medicine Animal Ca re and Use Committeeの方針に従って飼育した。 F-98神経膠腫接種：10,000 F98神経膠腫細胞を、Judyら、J ．Neurosurg. 82， 103(1995)に記載されているように、ラットの左頭頂葉に定位に注射した。ポリマー移植：３×１mmポリマーを、Judyら(1995)の記載のように、脳に置いた。毒性研究では、ポリマーを研究の１日目に移植した。効力試験では、ポリマーを、腫瘍注射の５日後に腫瘍床に移植した。実験計画：３つの実験を行った。第一は、FADポリマーから送達されるカルボプラチンの毒性を測定した。第二は、FAD:SAポリマーを利用して非毒性ポリマーの最高用量の効力、および、F-98頭蓋内神経膠腫に対する３つの全身用量の効力を評価した。第三は、pCCP:SAポリマーから放出されるCBDCAの３つの用量を比較した。３つ全ての研究において、動物を、神経学的毒性または全身的毒性の兆候、および生存について観察した。動物が死亡した際に、脳を直ちに取り出し、そして少なくとも５日間、緩衝化ホルマリン中に置いた。組織学的検査用に、標本をパラフィンに包埋し、切片にし、そしてヘマトキシリンおよびエオシンで染色した。毒性をテストするために、一群あたり５匹の動物に、上記に記載のように、０％、３％、５％、７％、および10％のロードの用量のカルボプラチンを含有する FAD:SAポリマーを、頭蓋内に与えた。 FAD:SAポリマーを利用する効力をテストするために、動物に、F-98神経膠腫を頭蓋内に与えた。手術後の５日目に、プロトコールのポリマーアーム(arm)の動物に、０％、１％、２％、または５％のカルボプラチンをロードしたFAD:SAポリマーを与えた。全身的化学療法アームの動物に、腫瘍接種の５日後に開始して、３週間の間、一週間に一度、カルボプラチンの腹腔内注射に加えて、ブランクのポリマーを頭蓋内に与えた。３つの全身用量は、10、30、および50 mg/kg/週であった。各群の動物数を表８に挙げる。 pCCP：SAポリマーからの効力をテストするために、32匹の動物に、F-98腫瘍の頭蓋内注射を行った。５日後に、動物を８匹の４つの群に、無作為に分けた。群１にはブランクpCCP:SAポリマーを与えた。群２、３、および４には、それぞれ2 ％、5％、および10％ CBDCAをロードしたpCCP:SAポリマーを頭蓋内に設置した。統計学的分析は、EGRETおよびSASソフトウエアーを使用して行った。Kaplan-M eier生存曲線を決定した。実験内の群間の比較を、危険率分析(hazard ratio an alysis)によって行った。結果毒性：FAD:SAポリマーから局所的に放出されたカルボプラチンの毒性を、ラットにおいて頭蓋内で評価した（表９）。FAD:SAポリマーのみが、毒性を示さなかった。３％および５％のカルボプラチンロードの各々で、移植の４日後に１匹が死亡した。生存動物は神経学的に正常であり、そして全身的に健常であるようである。組織学は、ポリマー設置部位で、線維症および神経膠症を示した。下部の視床は、ポリマー側で、ある部分変性を示したが、対側の視床では示さなかった。７％ロードポリマーを受けた５匹中４匹、および10％ロードポリマーを受けた全５匹は、ポリマー設置後の初めの５日間で死亡した。５％ロードポリマーが最大寛容ロード用量（80％長期生存）であり、この理由により、FAD:SA中５％ロード CBDCAを、効力研究の最高用量として選択した。頭蓋内F-98神経膠腫は、一様に、未処置の動物については16日目のメジアンで致命的であり、19日目までに全ての動物が死亡した。CBDCA（１％、２％、および５％）の３つのロード用量を頭蓋内F-98神経膠腫に対する局所治療として試験した。５％ロードのカルボプラチンは、延命に最も効果的であった（表８）。（生存メジアン＝53日。）９日目および10日目のそれぞれにおいて、（15匹中）一匹が死亡したので、初期に毒性が存在した。５％ロードは、統計的にコントロール（p＜0.001）よりも良好であり、そして延命においてより低いロード用量（p ＝0.007）よりもまた良好であった。FAD:SAの１％ロードおよび２％ロードはまた、初期毒性の徴候を有さずに有意に延命した。試験した３つの全身的用量の中で、中間の用量(30mg/kg)が最も有効であった（生存メヂアン＝36.5日、P＜0.001 コントロール比）。５％ロードポリマーは、F98神経膠腫（p＝0.027）を有するラットにおいて延命の最良の全身的用量よりも、有意に良好であった。組織学的試験は、ブランクポリマーまたは全身的な化学療法の無効用量物を与えられた動物は、注射部位で大きな湿潤性腫瘍を有することを明らかにした。。最も効果的な処置（５％ロードFAD:SAポリマー）を与えられた多くの動物は、注射部位において小さな腫瘍を有するか、または全く腫瘍を有しなかった。５％の局所群におけるいくつかの長期生存ラットは、死亡の時も脳に腫瘍を有しなかった。しかし索（cord）侵入を伴う脊髄索クモ膜下隙の大きな湿潤腫瘍は、これらの動物内でしばしば観察された。 F-98神経膠腫に対するpCCP:SAポリマーから放出されたCBDCAの効果ブランクpCCP:SAポリマーを与えられた動物についての生存メジアン（表10）は、23日であった。２％または５％ロードのpCCP:SAポリマーを与えられた動物は、それぞれ46.5日および86.5日に有意な延命を有した。10％ロードポリマーを受けた動物は、８日目の８匹の動物のうち５匹で、８日間の生存メヂアンを有した。このことは、毒性を示唆している。５％ロードポリマーを与えられた８匹の動物のうち２匹が、初期に死亡した（９日目および10日目にそれぞれ１匹）。２％ポリマー群では、初期の死亡はなかった。これらの初期の死以外は、死体解剖により、動物が、F98の注射部位において大きな頭蓋内腫瘍により死亡したことが示された。神経毒性は、両方のポリマー系でのCBDCAの間質性化学療法の高用量を与えられた動物で見られた。明確な用量応答曲線が、局所的化学療法の用量を増加することによる初期死の数の増加を伴って見られる。両方のポリマー系について、10 ％ロードポリマーを与えられた動物は、移植後すぐに死亡し；５％ロードポリマーは、いくらかの初期毒性を示したが、最大限寛容用量の近くで現れた。より低い用量は、初期毒性を全く示さなかったが、効果がより低かった。この研究では、ポリ無水物ポリマーのいずれかにおいても、５％ロードのCBDC Aは、F98神経膠腫を有するラットにおいて延命に明らかに効果的であった。いくつかの臨床研究において、ヒト神経膠腫は、全身性カルボプラチン治療への混合される応答度を示した。インビトロ観察とインビボ観察との間の効力の相違は、腫瘍内に血液脳関門を横切って薬物を十分に配置できないこと、用量を治療レベル未満に限定する全身性の毒性、および腫瘍細胞耐性を包含するいくつかの理由により説明され得る。生分解性ポリマーによる間質性化学療法は、３つのこれらのメカニズム全てにアドレス(address)することにより、効力を増加させ得る。第１に、プラチナ薬物の局所送達は、化学療法を腫瘍に直接送達することにより、血液脳関門を回避する。プラチナ薬物のような水溶性化合物は、CNSへの比較的弱い浸透を有する。結果として、それらの効力は、全身的に送達された場合、厳密に限定され得る。第２に、局所送達は、逆に、薬物の全身性の播種を防止するために血液脳関門 (BBB)を利用する場合、全身性の毒性を減少するようにし得る。実験的な研究において、全身送達に比較してポリマーによる局所送達では、CBDCAの最大の寛容用量(LD₅₀)は、４倍に増加し、および腫瘍内のCBDCAレベルは高かったが、一方、全身的レベルは低いままであった。結論カルボプラチンは、インビボでのヒト神経膠腫株に対し細胞障害性であり、臨床試験において神経膠腫を含むCNS悪性腫瘍に対する効力を示し、およびこの研究でのラットにおける腹膜腔内F98神経膠腫に対してポリマーから効果的に送達されると仮定すれば、ポリ無水物ポリマーから送達されるカルボプラチンは、ヒト第Ｉ相治験において評価され得る。持続的ポリマー放出を利用する脳腫瘍部位へのカルボプラチンの直接送達は、治療指数を向上させ得、そしてそれにより脳腫瘍に対する効果を増加させ得る。方法：２種類の生分解性ポリ無水物ポリマー系をCBDCAにロードし、そして独立して試験した。用量毒性の研究を、ラットの脳内のCBDCAロードポリマーの置換により行った。次いで、最も高い非致死用量を、F-98神経膠腫細胞の注射の５日後に、ラットの脳内に同じ部位で移植した。ポリマーを与えられた動物の生存を、CBDCAの全身的用量を受けた動物の生存と比較する。結果：CBDCAポリマーは、５％ロードまで用量において良好に寛容された。局所的に送達されたCBDCAは、F98神経膠腫を有するラットの延命に有効であった。最大の生存が、いずれものポリマーの５％ロードで見られ、生存メヂアンは、コントロールよりも２倍または３倍に増加した(p<0.004)。全身的なCBDCAの最適の用量により、有意に延命した。最良のポリマー用量は、最良の全身的用量よりも有効である。結論：持続的なポリ無水物のポリマー放出により送達される場合、カルボプラチンは、実験的神経膠腫を有する齧歯類における延命に有効である。局所的に送達カルボプラスチンは、神経膠腫モデルにおける延命において全身的なカルボプラチンよりも有効である。本発明の化合物および使用法の改変および変形は、前述の詳細な記載から当業者には明らかである。このような改変および変形は、添付の特許請求の範囲内にあることが意図される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＡ６１Ｋ 47/34 Ａ６１Ｋ 37/02 (72)発明者ブレム，ヘンリーアメリカ合衆国メリーランド 21093, ルーサービル，ファイブスプリングスロード 11201 (72)発明者ランガー，ロバートジェイ. アメリカ合衆国マサチューセッツ 02158，ニュートン，ロンバードストリート 77 (72)発明者ドンブ，アブラハムジェイ. イスラエル国エフラット 90435，ギッグドルエダーストリート 16

Claims

【特許請求の範囲】１．インビボにて、腫瘍の部位に放出された場合、該腫瘍の増殖を阻害するのに効果的な量の、水に比較的不溶で、脂質に比較的不溶の化学療法薬剤を取り込む生体適合性ポリマーマトリックスを含有する化学療法組成物であって、ここで、該化学療法薬剤は、全身に投与された場合、固形腫瘍の増殖を阻害するのに効果的な量が血液脳関門を横切らず、そしてパクリタクセルではない、化学療法組成物。２．前記化学療法薬剤が、カンプトテシンまたは機能的に効果的な誘導体である、請求項１に記載の組成物。３．前記ポリマーマトリックスが生分解性である、請求項１に記載の組成物。４．前記ポリマーマトリックスが、ポリ無水物、ポリヒドロキシ酸、ポリホスファゼン、ポリオルトエステル、ポリエステル、ポリアミド、多糖類、ポリタンパク質ならびにそれらのコポリマーおよびブレンドからなる群から選択されるポリマーから形成される、請求項３に記載の組成物。５．前記ポリマーマトリックスがエチレンビニルアセテートから形成される、請求項１に記載の組成物。６．他の化学療法剤、抗生物質、抗ウイルス剤、抗炎症剤、ターゲティング化合物、サイトカイン、イムノトキシン、抗腫瘍抗体、抗血管形成薬剤、抗浮腫薬剤、放射線増感剤、およびそれらの組合せからなる群から選択される生物学的に活性な化合物をさらに含有する、請求項１に記載の組成物。７．処置が必要な患者に、水に比較的不溶で、脂質に比較的不溶の化学療法薬剤を投与する方法であって、固形腫瘍の増殖を阻害するのに効果的な所定量の該化学療法薬剤を、該腫瘍の中または近くに局所的に投与する工程を包含し、ここで、同量の化学療法薬剤の全身への投与は腫瘍を処置するには効果的でなく、そして該化学療法薬剤は、全身に投与された場合、固形腫瘍の増殖を阻害するのに効果的な量が血液脳関門を横切らず、そしてパクリタクセルでない、方法。８．前記化学療法薬剤がカンプトテシンまたは機能的に効果的な誘導体である、請求項７に記載の方法。９．前記化学療法薬剤がリザーバーから前記腫瘍への直接注入によって局所的に送達される、請求項７に記載の方法。１０．前記化学療法薬剤が、該化学療法薬剤を取り込む生体適合性ポリマーマトリックスの移植によって局所的に送達される、請求項７に記載の方法。１１．前記ポリマーマトリックスが生分解性である、請求項１０に記載の方法。１２．前記ポリマーマトリックスが、ポリ無水物、ポリヒドロキシ酸、ポリホスファゼン、ポリオルトエステル、ポリエステル、ポリアミド、多糖類、ポリタンパク質、ならびにそれらのコポリマーおよびブレンドからなる群から選択されるポリマーから形成される、請求項１１に記載の方法。１３．前記ポリマーマトリックスがエチレンビニルアセテートから形成される、請求項１０に記載の方法。１４．前記組成物に組み合わせて、放射線を照射する工程をさらに包含する、請求項１０に記載の方法。１５．前記化学療法薬剤とともに、他の化学療法剤、抗生物質、抗ウイルス剤、抗炎症剤、ターゲティング化合物、サイトカイン、イムノトキシン、抗腫瘍抗体、抗血管形成薬剤、抗浮腫薬剤、放射線増感剤、およびそれらの組合せからなる群から選択される生物学的に活性な化合物を投与する工程をさらに包含する、請求項７に記載の方法。１６．前記組成物がマイクロインプラントの形態であり、そして注射または注入により投与される、請求項７に記載の方法。