초록 ▼

본 연구의 일차적인 목적은 임상시험을 통하여 간독성과 상관성이 있는 내인성 생체지표를 대사체학 기술을 이용하여 개발하는 것이다. 임상에서 사용한 약물은 비스테로이드계 항염증제인 아세트아미노펜을 사용하였다. 아세트아미노펜은 우수한 소염진통 작용을 나타내지만, 과량을 사용할 경우 동물과 사람에서 급성 간독성을 유발할 수도 있다. 본 연구에서는 건강한 남성 자원자(나이: 24.5± 1.21세)에게 타이레놀 500밀리그람 2정을 1일 3회 8시간 간격으로 7일간 반복 투여하였다. 혈액은 스크리닝 단계에서 1회 채혈하였으며, 최초 투여전 2

본 연구의 일차적인 목적은 임상시험을 통하여 간독성과 상관성이 있는 내인성 생체지표를 대사체학 기술을 이용하여 개발하는 것이다. 임상에서 사용한 약물은 비스테로이드계 항염증제인 아세트아미노펜을 사용하였다. 아세트아미노펜은 우수한 소염진통 작용을 나타내지만, 과량을 사용할 경우 동물과 사람에서 급성 간독성을 유발할 수도 있다. 본 연구에서는 건강한 남성 자원자(나이: 24.5± 1.21세)에게 타이레놀 500밀리그람 2정을 1일 3회 8시간 간격으로 7일간 반복 투여하였다. 혈액은 스크리닝 단계에서 1회 채혈하였으며, 최초 투여전 24 시간(-1D), 투여 3일(3D), 7일(7D0)째에 채혈하였으며, 7일째 마지막 투여후 15분, 30분, 1시간, 1시간30분, 2시간, 4시간, 6시간, 8시간, 12시간에 채혈 하여, 아세트아미노펜의 혈액학적 및 체내동태를 분석하였다. 또한, 1H NMR을 이용한 대사체 분석을 위하여, 아세트아미노펜 첫 투약 전일 (-1D), 투약 3일 (3D)째 및 7일간 (7D) 반복 투여 후, 0, 1, 12 시간에 채혈이 이루어졌으며, 마지막 투여일로부터 7 ± 1 일째 되는 날에 채혈하였다. 뇨분석을 위하여, 아세트아미노펜 첫 투여 전날 (-1D) 12시간 동안 축뇨를 하였으며, 아세트아미노펜 투여후 1, 2, 4, 5, 6, 7 일에 아침 첫 뇨를 채취하였으며, 투여 3일 (3D)째 되는 날은 투약 직전에 뇨를 채취하였다. 또한, 마지막 투여일로부터 7 ± 1일 째 되는날 (13D)에 뇨를 채취하였다. 간독성을 평가하기 위하여 AST, ALT, LDH, ALP, total bilirubin, γ-GTP 를 측정하였으나, 모든 수치가 정상수치 범위 내에 있었다. 따라서, 전통적인 방법으로 간독성을 확인할 수는 없었다. Global profiling을 위한, 뇨 시료 내인성 대사체의 PCA분석 결과, 아세트아미노펜 투여전 (-1D), 투여후 1일 (1D), 투여 종료후 7일 (13D)와 투여후 2일 (2D)에서 7일 (7D)의 클러스터가 분명히 분리되었으며, 이러한 경향은 PLS-DA에서도 학인되었다. 전체 피험자에서 투여일에 따른 변화 추이 분석 결과, 아세트아미노펜의 투여에 따라 투여전과 점점 멀어지다가, 13D에는 다시 -1D로 돌아오는 경향을 보였다. Target profiling을 위하여 56개의 내인성 대사체가 분석되었다. PCA와 PLS-DA분석결과, 투여 일에 따른 구분을 나타냈지만, global profiling처럼 뚜렷하지는 않았다. Variable important plot (VIP)분석 결과 (VIP> 1), trimethylamine, 3-chlorotyrosine, citrate, glycine, phenylalanine, glutarate, betaine, hippurate, creatine, dimethylamine, taurine, glutamine이 아세트아미노펜에 의하여 주요하게 변화한 내인성 대사체들이었다. 이 결과를 ‘07년도 랫드를 이용한 간독성 내인성 생체지표 발굴 연구 결과와 비교하면, citrate, taurine, hippurate가 유사한 결과를 나타내어 비임상 및 임상에서 간독성과 상관성 있는 내인성 생체지표로 제시할 만하였다. 또한, 임상에서 글로벌 프로파일 결과를 비임상의 글로벌 프로파일과 비교 분석한 결과, 아세트아미노펜의 투여는 간독성을 나타내는 클러스터링으로 이동하다가 13D에는 다시 투여 전의 클러스터링으로 돌아오는 경향을 보여 임상에서 아세트아미노펜의 간에 대한 영향을 파악할 수 있다고 판단되었다.
혈장에서 내인성 대사체의 분석 결과, global PCA분석은 뇨에서와 같은 분명한 클러스터링을 보여주지는 않았지만, 투여전 (-1D)과 투여후 7일 (7D-12h)은 분명한 클러스터링 분리를 나타내어 약물에 따른 내인성 변화를 확인 할 수 있었다. Target profiling을 위한 내인성 대사체들의 정성 정량은 36개의 대사체들이 결정되었다. 전체 피험자들에 대한 PLS-DA후 VIP분석 결과, 3-hydroxyisovalerate, lactate, glucose, ethanol, isoleucine, alanine, acetone, N-acetylglycine, choline, glutamine, isobutyrate, creatine의 대사체들이 아세트아미노펜의 영향과 상관성이 있었다.
특히, 크레아틴의 경우, 아세트아미노펜의 독성대사체인 N-acetyl-p-benzoquinone imine (NAPQI)와 반응하기 위하여 증가하는 대사체로 잘 알려져 있는데, 본 연구 결과와 일치하는 결과를 보였다.
본 연구 결과는 ‘07년도 수행되었던 연구 결과와 정확히 일치하지는 않았다. 그 이유는, 비임상시험의 경우, 충분한 간독성 유발을 혈액 및 조직병리 결과를 통하여 확인할 수 있었으나, 임상시험의 경우 윤리적인 고려로 아세트아미노펜을 임상 허용 용량 이상으로 투여할 수 없어서 임상시험에서 간독성을 충분히 확인할 수 없었기 때문인 것으로 사료된다. 간독성 지표인 ALT 및 AST가 아세트아미노펜 투여전의 수치보다 투여시 1.5배 이상 증가한 민감군의 경우를 따로 분석하였으나, 전체 피험자 군과 유사한 결과를 얻었다. 그러나, 임상에서의 제한점을 고려한다면, 비임상과 임상시험에서 공통적으로 분석된 뇨에서의 citrate, taurine, hippurate은 아세트아미노펜으로 인한 간독성과 상관성이 있는 내인성 생체지표로 제시할 만하다고 사료된다.

Abstract ▼

The primary objective of this study was to discover surrogate biomarkers which are correlated with hepatotoxicity induced by acetaminophen (APAP) using urinary and plasma proton nuclear magnetic resonance (1H NMR) spectral data in Korean healthy male volunteers. A procedure of 1H NMR urinalysis usin

The primary objective of this study was to discover surrogate biomarkers which are correlated with hepatotoxicity induced by acetaminophen (APAP) using urinary and plasma proton nuclear magnetic resonance (1H NMR) spectral data in Korean healthy male volunteers. A procedure of 1H NMR urinalysis using pattern recognition was proposed for early screening of the hepatotoxicity of APAP in humans. The hepatotoxicity occurrence was tested through clinical chemistry. APAP (3 g/day, two 500-mg tablets every 8 h) was administered to 20 healthy males (20-29 yr) for 7 days consecutively and urine was collected daily before and during dosing and 7 days after final dosing. All the subjects didn’t show significant changes in alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), alkaline phosphatase(ALP), γ-glutamyl transpeptidase (γ-GTP), and lactate dehydrogenase (LDH) by APAP compared to before treatment. However, urinary metabolite profiles were obtained from subjects showing mild liver injury, as indicated by increase in ALT or AST to a level more than 1.5-fold the before treatment. 1H NMR spectroscopy revealed evidently different clustering between pre-dosing and APAP treatment in global metabolomic profiling through principal component analysis (PCA) and partial least square (PLS)-discrimination analysis (DA). In targeted profiling, urinary endogenous metabolites of trimethylamine, citrate, 3-chlorotyrosine, phenylalanine, malonate, glycine, creatine, taurine, betaine, glutamate, glutamine, and dimethylamine were selected as predictive metabolites for APAP-hepatotoxicity. In targeted profiling from all subjects, urinary endogenous metabolites of trimethylamine, 3-chlorotyrosine, citrate, glycine, phenylalanie, glutarate, betaine, hippurate, creatine, dimethylamine, taurine, glutamine were meaningful to discriminate the clustering of APAP treatment from pre-treatment using variable important plot (VIP) (VIP> 1). When we compare these metabolites with those from the result of non-clinical study done in ' 07, citrate, taurine, and hippurate were related to APAP-induced hepatotoxicity in both clinical and non-clinical studies. These results might be applied to predict or screen other potentially hepatotoxicity caused by drugs using urinary 1H NMR analysis.
Although plasma PCA of global profiling did not show evidently separation of clustering among various collecting times, clustering of -1D was completely separated from the clustering of 7D-12h. This result shows that plasma metabolites also responded to the APAP effect assuming hepatotoxicity. Through target profiling, 3-hydroxyisovalerate, lactate, glucose, ethanol, isoleucine, alanine, acetone, N-acetylglycine, choline, glutamine, isobutyrate, creatine were selected to be correlated to the effect (or toxicity) of APAP.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 목차 ... 4
• 그림 목차 ... 5
• 표 목차 ... 7
• Ⅰ. 총괄연구개발과제 요약문 ... 9
• 1. 국문요약문 ... 9
• 2. 영문요약문 ... 12
• Ⅱ. 총괄연구개발과제 연구결과 ... 15
• 제1장 총괄연구개발과제의 목적 및 필요성 ... 15
• 제2장 총괄연구개발과제의 내용 및 방법 ... 24
• 제3장 총괄연구개발과제의 최종결과 및 고찰 ... 32
• 제4장 총괄연구개발과제의 연구성과 ... 98
• 제5장 총괄주요연구 변경사항 ... 100
• 제6장 총괄참고문헌 ... 101
• 제7장 총괄첨부서류 ... 106
• Ⅲ. 제(1)세부연구개발과제 연구결과 ... 108
• 제1장 제(1)세부 연구개발과제 요약문 ... 108
• 제2장 세부연구개발과제의 목적 ... 110
• 제3장 세부연구개발과제의 내용 및 방법 ... 114
• 제4장 세부연구개발과제의 결과 및 고찰 ... 118
• 제5장 세부참고문헌 ... 165
• Ⅲ. 제(2)세부연구개발과제 연구결과 ... 171
• 제1장 제(2)세부 연구개발과제 요약문 ... 171
• 제2장 세부연구개발과제의 목적 ... 173
• 제3장 세부연구개발과제의 내용 및 방법 ... 175
• 제4장 세부연구개발과제의 결과 및 고찰 ... 179
• 제5장 세부참고문헌 ... 198