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Die Erfindung betrifft die Verwendung des nichtsteroidalen entzündungshemmenden Wirkstoffes
Acetylsalicylsäure zur Herstellung eines antireaktiven antiasthmatischen Wirkstoffs, der durch
Inhalation verabreicht wird; sie betrifft auch diesen nichtsteroidalen entzündungshemmenden
Wirkstoff als zu inhalierendes Medikament zur Bekämpfung und Vorbeugung von Asthma.
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Bronchialentzündung spielt eine Schlüsselrolle bei den gegenwärtigen Ansichten über die
pathogenetischen Mechanismen von Bronchialasthma (Am. Rev. Respir, Dis. 1987; 136: 740 -
51). Trotz relativ breitem experimentellem Nachweis für die Beteiligung von
Arachidonsäuremetaboliten in diesen Mechanismen (J. Appl. Physiol. 1989, 66: 578-583) haben
einige vorherige Versuche zur Beeinflussung der Bronchialantwort unter Verwendung von
entzündungshemmenden Wirkstoffen mit Cyclooxygenase-inhibierender Aktivität keine klinisch
signifikanten und konsistenten Effekte dieser Wirkstoffe bei Asthma gezeigt (J. Allergy Clin.
Immunol. 1983, 71: 245-249). Einer der limitierenden Faktoren der Wirkung dieser Wirkstoffe
auf die Bronchialantwort kann die schlechte Verfügbarkeit dieser Wirkstoffe in der Lunge bei
systemischer Gabe sein. In der Tat wurde eine signifikante Reduktion der Bronchialantwort auf
durch Ultraschall vernebeltes Wasser (UNW) bei Asthmatikern nach oraler Gabe von relativ
hohen Dosen von Aspirin beobachtet (Progress in Biochemical Pharmacology (Karger, Basel)
1985, 20: 132-142.2, und Allergologie, zweite Auflage, J. Charpin, Herausgeber, Flammanion
Verlag, Paris 1986, Seiten 683-693, und Respiration 1988, 54 (suppl. 1): 100-107).
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Da eine gleiche Dosis der chemisch verwandten Verbindung, Natriumsalicylat, die keine
inhibitorische Wirkung auf Cyclooxygenase aufweist, keinen Effekt hat (L'acetilsalicilato di lisina
ma non il salicilato protegge dal broncospasmo da H&sub2;O. III Conferenza Italiana di Medicina
Respiratoria, Milano 1990, Abstract Seite 181) kann geschlossen werden, daß
Cyclooxygenaseinhibitoren eine Rolle bei der therapeutischen Kontrolle vom Asthma spielen, daß
jedoch relativ hohe Dosen zur Erzielung eines signifikanten protektiven Effektes verabreicht
werden müssen. Unglücklicherweise verursacht chronische Behandlung mit solchen oralen Dosen
von NSAas eine nicht akzeptable Rate von Nebenwirkungen, wie angegeben von zwei
kontrollierten Studien, die bezüglich der Wirkung einer Behandlung mit hohen Dosen (1,3 bis 2,6
g täglich) von Aspirin bei Asthmatikern verfügbar sind (J. Allergy. Clin. Immunol. 1984, 73: 500
- 507; und J. Allergy Clin. Immunol. 1990, 85: 59-65).
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Das Ziel dieser Erfindung war der Durchbruch bei der Behandlung von Asthma mit
akzeptablen Dosen eines nichtsteroidalen Medikaments.
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Dieses wurden durch Inhalieren des nichtsteroidalen entzündungshemmenden Wirkstoffs
(NSAa) Acetylslicylsäure (ASA) erreicht.
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Die Studien dieser Erfindung zeigen klar, daß inhalierte NSAas, insbesondere Lysin-
Acetylsalicylat (L-ASA), die lösliche Form von ASA eine deutliche Abschwächung der
Bronchialantwort sowohl auf nichtspezifische (UNW) als auch auf spezifische (sofortige und
späte Reaktionen auf Allergen) Stimuli bei Asthmatikern in Abwesenheit von Nebenwirkungen
induzieren.
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Geeignete pharmazeutische Zusammensetzungen für die Inhalation sind Aerosole mit einer
Partikelgröße von 0,5 um bis 7 um, die in die Kompartimente der Lungen eintreten. Wäßrige oder
wäßrig-organische Lösungen oder Suspensionen, die in Kombination mit Treibmitteln wie
Fluorochlorokohlenwasserstoffen, fluorierten Kohlenwasserstoffen, Dimethylether, Propan,
Butan, Stickstoff, Kohlendioxid, N&sub2;O vernebelt werden können, oder Mischungen von Pulvern
mit mikrofeinen Wirkstoffen, die unter Verwendung von Inhalatoren gegeben werden können,
sind besonders geeignet. Diese pharmazeutischen Zusammensetzungen können geeignete Additive
umfassen wie oberflächenaktive Substanzen, beispielsweise Phospholipide, Sorbitanester,
Polyoxysorbitanester oder Ölsäuren, Alkohole und Polyole wie Ethanol, Glycerin,
Polyethylenglykol, Glucose, Mannitol, Sorbitol, um ihre relevanten pharmazeutischen
Eigenschaften zu verbessern.
Patienten und Methoden
A) Studien bezüglich der nichtspezifischen Bronchial-Hyperreaktivität:
Patienten:
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Klinisch stabile Patienten mit entweder allergischem oder nicht allergischem Asthma mit
einem forcierten expiratorischen Volumen in einer Sekunde (FEV&sub1;) von mehr als 70% des
erwarteten, die während mindestens 4 Wochen frei waren von viraler oder bakterieller
Atemwegsinfektion, wurden untersucht. Keiner der Patienten hatte eine Geschichte von
L-ASA
induziertem Asthma. Alle Patienten wurden entweder mit inhalierten beta2-Simulantien oder mit
inhalierten beta2-Stimulantien und topischen Steroiden behandelt, die 10 Stunden vor Gabe des
Testwirkstoffs weggelassen wurden (J. Allergy Immunol. 1975; 56: 323-327).
Methoden:
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Die Bronchialreaktivität auf durch Ultraschall vernebeltes Wasser (UNW) wurde
gemessen wie zuvor beschrieben (Eur. J. Respir. Dis. 1980 (suppl. 106): 41- 9; und Pulmonary
Pharmacology 1989, 1: 187-191). Jede Testperson inhalierte ansteigende Verdopplungsdosen
von UNW, die mit einem Ultraschallvernebler produziert wurden (DeVilbiss Ultra-neb 99), der
auf einen Ausstoß von 2 ml/min. eingestellt war. Die Personen wurden angewiesen, ein
Atemzugvolumen (tidal volume) einzuatmen und dabei das Mundstück zwischen den Zähnen bei
halb geöffnetem Mund zu halten. Verdoppelungsdosen von UNW wurden durch schrittweise
Erhöhung der Expositionszeit von 30 Sekunden (1 ml) auf 240 Sekunden (15 ml) und falls
notwendig während weiterer 240 Sekunden gegeben, wobei der Ausstoß auf 4 ml/min. (31 ml)
eingestellt wurde. Die Atemfunktion wurde nach jeder Dosis überwacht, bis ein FEVI-Abfall von
20% oder größer, verglichen mit der Basislinie beobachtet wurde. In den Fällen, bei denen
spezifischer Atemwegswiderstand (sRaw) gemessen wurde, wurde dies während der normalen
Atmung unter Verwendung eines Konstantvolumen-Körper-Plethysmographen mit einem System
mit geschlossenen Beuteln zur Konditionierung der Luft auf Körpertemperatur-Drucksättigung
(BTPS) (Fenyves & Gut, Basel, Schweiz) vor und nach der Vorbehandlung und unmittelbar nach
jedem Test durchgeführt. FEV&sub1; wurde unter Verwendung eines Spirometers (Vitalograph)
gemessen. Der beste Wert der ersten drei technisch zufriedenstellenden Spirogramme wurde zur
Analyse ausgewählt. Die Dosis von UNW, die 20% FEV&sub1;-Abfall verursachte (PD&sub2;&sub0;) wurde dann
durch Interpolation auf der kumulativen Dosis-Antwort-Kurve berechnet.
Studienentwurf:
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Zum Test der Wirkung von L-ASA auf UNW-induzierte Bronchokonstriktion wurde bei
einer Gruppe von 7 Personen mit einer positiven Antwort auf eine vorherige UNW-Belastung der
Test zweimal wiederholt mit Intervallen von 3 bis 7 Tagen zwischen den Behandlungen, die
entweder in 5 ml L-ASA (180 mg/ml in Kochsalzlösung entsprechend 100 mg/ml ASA) oder
Placebo bestanden, entsprechend einem Zufallsprotokoll, mit Hilfe eines Vernebelers, der auf
Trockenlaufen in 30 Minuten eingestellt war. Die UNW-Belastung wurde 30 Minuten nach der
Behandlung und noch einmal am nächsten Tag 24 Stunden nach der Behandlung wiederholt. Die
klinischen Eigenschaften der Patienten in dieser Gruppe sind in Tabelle 1 angegeben.
B) Allergen-spezifische Bronchialbelastung:
Patienten:
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Freiwillige mit allergischem Asthma, die eine frühe obstruktive Antwort nach spezifischer
allergener Bronchialbelastung zeigten, wurden unter den Patienten einer Allergieklinik rekrutiert.
Alle Patienten hatten eine klinische Geschichte von allergischem Asthma und/oder Rhinitis,
zeigten eine positive sofortige Hautreaktion auf das klinisch relevante Allergen, waren entweder
asymptomatisch oder hatten sehr schwache respiratorische Symptome und einen Basislinien-FEV&sub1;
von mehr als 70% des erwarteten und waren während mindestens 4 Wochen frei von
Atemwegsinfektionen. Alle Patienten waren entweder unbehandelt oder unter gelegentlicher
topischer Therapie, die ausgesetzt wurde wie für den UNW-Test beschrieben. Gegen Pollen
allergische Patienten wurden außerhalb der Pollensaison untersucht.
Methoden:
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Die spezifische Bronchialbelastung wurde durchgeführt wie berichtet in N. Engl. J. Med.
1989, 321: 1069-1073.
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Bei einer Vorab-Bronchialbelastung wurde das Allergen (Frazioni Alfa, Dome/Hollister-
Stier, Bayropharm. Italiana, Milano, Italien) mit einem Dosimeter (MEFAR, Bovezza, Italien)
gegeben. Die Apparatur wurde vom Untersuchenden manuell betrieben und wurde so eingestellt,
daß sie 3,7 ul/Stoß in 0,6 Sekunden abgab, mit einer Pause von 6 Sekunden zwischen den Stößen.
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Das Allergen wurde in normaler Kochsalzlösung bei einer Konzentration von 40
Aktivitätseinheiten (AU) pro ml bei Dosen bis zu 2,4 AU (entsprechend einer abgegebenen Dosis
von 0,15 AU/Stoß) oder 160 AU/ml für Dosen bis zu 9,6 AU (0,6 AU/Stoß), oder 320 AU/ml
(1,2 AU/Stoß) für höhere Dosen gelöst. Die AU wurde vom Hersteller bestimmt unter
Verwendung des Radio Allergy Sorbant Test (RAST) Inhibierungs-Assay, verglichen mit einem
Referenzpräparat, das durch die Haut-Bioreaktivität charakterisiert ist. FEV&sub1; und die maximale
expiratorische Flußgeschwindigkeit (Peak Expiratory Flow Rate (PEFR)) wurden unter
Verwendung eines Trockenspirometers (Vitalograph, Buckingham, England) und eines Mini-
Wright-Peak-Flow-Meters (Clement Clarke International Ltd., London, England) vor und 10
Minuten nach Gabe einer ersten Dosis von 0,15 AU gemessen. Das Verfahren wurde dann durch
Verdopplung der Allergendosis bis zu einem 25%igen oder größeren Abfall von FEV&sub1; von der
Basislinie wiederholt, oder bis eine maximale Allergendosis von 19,2 AU erreicht wurde. Die
provokative Dosis von Allergen, die einen 25%igen FEV&sub1;-Abfall verursachte (PD25) wurde dann
durch Interpolation von der kumulativen Dosis-Antwort-Kurve, aufgetragen auf
semilogarithmischem Papier, berechnet.
Studienentwurf:
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Die Wirkung der Vorbehandlung mit inhalierten NSAID auf die Bronchialantwort gegen
Allergenbelastung wurde in drei verschiedenen Studien untersucht.
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In einer ersten Studie wurde die Wirkung der Vorbehandlung mit L-ASA auf die sofortige
allergische Bronchialantwort in einer Doppelblindkreuzstudie im Vergleich mit Placebo untersucht
unter Verwendung einer Zufallszahlentabelle zur Randomisierung.
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Die klinischen Eigenschaften entsprechend den obigen Kriterien der für die Studie
ausgewählten Patienten sind in Tabelle I dargestellt.
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Jeder Patient führte zwei Bronchialbelastungen in einem Intervall von 4 bis 14 Tagen
durch unter Verwendung einer Einzeldosis des Allergens, die der PD&sub2;&sub5; entsprach, die bei der
Vorab-Belastung bestimmt worden war. Vor jedem Test erhielten die Patienten entweder ein
Aerosol mit 4 ml L-ASA 180 mg/ml in Kochsalzlösung, entsprechend 100 mg/ml
Acetylsalicylsäure (Flectadol®, Maggioni-Winthrop, S. p. A., Mailand, Italien) oder ein Placebo
(normale Kochsalzlösung) in 15 Minuten, gegeben mit Hilfe eines Jet-Vernebelers (Modell Soffio,
Markos, Monza, Italien), der auf einen Ausstoß von 0,27 mumin. eingestellt war. Unmittelbar
danach wurde die ausgewählte Dosis des Allergens mit einem Dosimeter zugeführt. Der
spezifische Atemwegswiderstand (sRaw) wurde während der normalen Atmung unter
Verwendung eines Konstantvolumen-Körperplethysmographen mit einem System geschlossener
Beutel zur Konditionierung von Luft auf BTPS (Fenyves & Gut, Basel, Schweiz) vor und nach
der Vorbehandlung und 5, 10, 15, 20, 30, 45 und 60 Minuten nach der Belastung gemessen. Diese
Messungen wurden mindestens 5-fach durchgeführt und der Mittelwert berechnet. FEV&sub1; wurde
durch Integration der Flüsse erhalten, die mit einem Nr. 3-Fleish-Pneumatotachographen
gemessen wurden, der mit dem Körperplethysmographen verbunden war. Der beste Wert der
ersten drei technisch zufriedenstellenden Spirogramme wurde für die Analyse ausgewählt. Zur
Untersuchung der Wirkung der Vorbehandlung mit inhalierter L-ASA auf die späte Phase der
asthmatischen Reaktion wurden zwei Patienten, die eine doppelte asthmatische Antwort auf die
vorherige Belastung zeigten, und durch das Auftreten einer zweiten obstruktiven Antwort nach
Abklingen der sofortigen Antwort charakterisiert waren, zwischen der vierten und achten Stunde
nach der Belastung untersucht. Die Studie wurde entsprechend den vorherigen Verfahren
durchgeführt mit der Ausnahme, daß die Atemfunktion alle 60 Minuten bis zu 8 Stunden nach der
Belastung gemessen wurde.
Datenanalyse:
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Die Daten wurden als absolute Werte oder als Prozentsatz der Basislinienwerte zur Zeit 0
ausgedrückt, d. h. nach Behandlung mit dem aktiven Wirkstoffoder Placebo, und unmittelbar vor
der Belastung.
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Änderungen der UNW-Reaktivität wurden als Verdopplungsdosen von UNW PD&sub2;&sub0;
verglichen mit Placebo gemessen und als log&sub2; (PD&sub2;&sub0; nach Wirkstoff) - log&sub2; (PD&sub2;&sub0; nach Placebo)
berechnet.
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Ein Anstieg der PD&sub2;&sub0; durch eine Verdopplungsdosis entspricht dann einem 100%igen
Anstieg der kumulativen Dosis von vernebeltem Wasser, das einen 20%igen FEV&sub1;-Abfall
verursacht,
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Die prozentuale Schutzwirkung auf die spezifische asthmatische Antwort für FEV&sub1; und
sRaw wurden für jeden Patienten entsprechend der Formel
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((AUC Placebo - AUC Behandlung)/AUC Placebo) · 100
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berechnet, wobei AUC die Fläche unter der Zeit-Antwort-Kurve der absoluten Differenzen von
der Basislinie darstellt. Alle Daten wurden ohne Wissen der randomisierten Behandlung
berechnet.
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Eine Zwei-Wege-Analyse der Varianz und ein Paired-Student's-Test wurden zum
statischen Vergleich der normal verteilten Variablen verwendet, und die Methode der am
wenigsten signifikanten Differenz wurde für multiple Vergleiche verwendet (siehe Snedecor und
Cochran, Statistical methods, 7. Auflage, Ames, Iowa, University Press., 1980).
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Ein Spiegel von p von weniger als 0,05 (two-tailed) wurde als signifikant betrachtet.
Ergebnisse
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Studien der nicht spezifischen Bronchialreaktivität:
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Die Wirkung der Vorbehandlung mit L-ASA auf UNW-induzierte Bronchokonstriktion ist
in Fig. 1 dargestellt. Die Behandlung wurde gut vertragen, und keine signifikanten Änderungen
der Basislinien-Atemfunktions-Parameter wurden an den verschiedenen Studientagen beobachtet.
Die Bronchialantwort auf UNW nach Behandlung mit Placebo war gleich wie am vorherigen Tag.
Im Gegensatz dazu war die UNW PD&sub2;&sub0; nach inhaliertem L-ASA deutlich um 2,42 ± 0,20
Verdopplungsdosen erhöht (M ± SE) und war verglichen mit dem Placebo sogar nach 24 Stunden
noch deutlich erhöht (1,33 ± 0,16 Verdopplungsdosen).
Studien der Allergenbelastung:
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In einer ersten Studie wurde die Wirkung der Vorbehandlung mit inhaliertem L-ASA auf
die Bronchialantworten gegen Allergenbelastung an sechs Patienten untersucht. Die Basislinien-
FEV&sub1; an den Studientagen blieb gleich der, die während des Vorab-Belastungstests aufgezeichnet
war. Die Werte von FEV&sub1; und sRaw vor und unmittelbar nach der Behandlung an den
Studientagen waren ebenfalls nicht signifikant verschieden. Nach Behandlung mit Placebo zeigten
alle Patienten eine sofortige Antwort, die durch einen maximalen Abfall von FEV&sub1; von 24,5 ± 2, 3
% und einen maximalen Anstieg von sRaw von 291 ± 25% der Basislinienwerte charakterisiert
war (Fig. 2 und 3). Nach Behandlung mit inhaliertem L-ASA war die Bronchialantwort deutlich
reduziert, und die mittleren Nachbelastungs-FEV&sub1;-nderungen waren zu jedem Zeitpunkt
signifikant niedriger, verglichen mit dem Placebo (Fig. 2). Die Wirkung auf sRaw war weniger
deutlich, wahrscheinlich aufgrund der größeren Variabilität der Antwort. Dennoch war ein
deutlicher Unterschied nach 5 und 10 Minuten, verglichen mit dem Placebo sichtbar (Fig. 3). Der
maximale prozentuale Abfall von FEV&sub1; und Anstieg von sRaw (8,6 ± 1,0 bzw. 195 ± 31% der
Basislinie) waren ebenfalls signifikant kleiner, verglichen mit dem Placebo.
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Die Schutzwirkung von L-ASA auf die sofortige Phase der doppelten Bronchialreaktion
zwischen 0 und 60 Minuten war 68 ± 6% bei Berechnung aus FEV&sub1;-Änderungen und 56 ± 18%
bei Berechnung aus den Änderungen von sRaw. Keiner der Patienten zeigte klinische
Manifestation einer späten asthmatischen Antwort nach einer der Behandlungen.
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Keiner der in den obigen Studien teilnehmenden Personen hatte eine späte asthmatische
Reaktion auf die Allergenbelastung. Zur Beurteilung der Wirkung von inhalierten NSAIDs auf
diesen Phänomen wurden zwei weitere Patienten mit einer doppelten asthmatischen Reaktion
nach der Vorbelastung ausgewählt. Die Wirkung der Vorbehandlung mit L-ASA oder Placebo auf
die allergeninduzierte Reaktion bei diesen Personen ist in Fig. 4 und 5 dargestellt. Bei beiden
Personen war die späte Phase der Reaktion nach Behandlung mit inhaliertem L-ASA deutlich
abgeschwächt.
Diskussion:
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Diese Daten zeigen klar, daß die Probleme von hohen oralen Dosen, resultierend in
systemischen Nebenwirkungen, durch Gabe von ASA durch Inhalation gelöst werden können. In
der Tat zeigen sie, daß die Inhalation von ASA zur Inhibierung der Bronchialantwort auf
nichtspezifische und spezifische bronchiale Stimuli bei Asthmatikern in der Lage ist. Der
Inhalationsweg ist nicht nur bei der Reduktion der Nebenwirkungen in anderen Organen wirksam,
die durch die topische Behandlung umgangen werden, sondern auch bei der Erhöhung der lokalen
Aktivität der Wirkstoffe. Der Inhalationsweg nutzt auch den Vorteil eines verzögerten
Wirkstoffmetabolismus und zeigt den überraschend lang andauernden Effekt von inhaliertem L-
ASA auf UNW-induzierten Bronchospasmus (Fig. 1).
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Schließlich ist von besonderem Interesse, daß wir eine gute Schutzwirkung von
inhaliertem L-ASA auch auf die späte Phase der asthmatischen Antwort auf Allergen beobachtet
haben (Fig. 4 und 5).
Figurlegenden
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Fig. 1. Wirkung von inhaliertem L-ASA (100 mg/ml) auf die Bronchialreaktivität gegen
UNW 30 Minuten und 24 Stunden nach der Behandlung. Die Daten sind als M ± SE von UNW
PD&sub2;&sub0; ausgedrückt. Die klinischen Eigenschaften der Untersuchungsgruppe sind in Tabelle 1
wiedergegeben.
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Fig. 2. Zeitverlauf der FEV&sub1;-Änderungen, ausgedrückt als Prozentsatz des
Nachbehandlungswerts (Zeit 0), nach spezifischer Allergenbelastung. Die Balken stellen den
Mittelwert und SE nach Inhalation von Placebo (leere Kreise) und L-ASA (ausgefüllte Kreise)
dar. Basislinienwerte (Pfeil) waren 3,90 ± 0,21 (M ± SE) vor Placebo und 3,95 ± 0,20 vor L-
ASA. p < 0,05 verglichen mit Placebo zum selben Zeitpunkt, gepaarter t-Test.
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Fig. 3. Zeitverlauf der sRaw-Änderungen, ausgedrückt als Prozentanteil des
Nachbehandlungswerts (Zeit 0). Basislinien-sRaw waren 0,32 ± 0,32 kPa. s (M ± SE) vor Placebo
bzw. 0,35 ± 0,01 vor L-ASA. Symbole genauso wie in Fig. 2.
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Fig. 4. Wirkung von inhaliertem L-ASA auf die späte asthmatische Reaktion auf
Allergenbelastung in einem gegen Pollen empfindlichen Patienten (erwartetes FEV&sub1; 3,491),
gemessen als Änderungen von FEV&sub1; (links) und sRaw (rechts).
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Fig. 5. Wirkung von inhaliertem L-ASA auf die späte asthmatische Reaktion gegen
Allergenbelastung in einem allergischen Patienten (erwartetes FEV&sub1; 3,371), gemessen als
Änderungen von FEV&sub1; (links) und sRaw (rechts).
Tabelle I Wirkung von inhaliertem L-ASA auf UNW-induzierte Bronchialreaktionen
(Patienten-Eigenschaften)
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a) DP: Dermatophagoiden, GR: Graspollen
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b) B2: inhalierter beta2-Agonist, CS: inhalierte Steroide.