含有甲硫氨酸的水性胰島素制備物的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】含有甲硫氨酸的水性胰島素制備物
[00011 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年07月02日、中國(guó)申請(qǐng)?zhí)枮?01080039488.9、發(fā)明名稱(chēng)為 "含有甲硫氨酸的水性胰島素制備物"的發(fā)明申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002] 本發(fā)明涉及具有胰島素、胰島素類(lèi)似物或胰島素衍生物、以及甲硫氨酸的含水藥 物制劑;并且還涉及其制備、用于治療糖尿病的用途，還涉及用于治療糖尿病的藥劑。
[0003] 全世界罹患糖尿病的人的數(shù)量逐漸增長(zhǎng)。他們中很多被稱(chēng)為1型糖尿病患者，對(duì)于 這些人對(duì)缺乏的內(nèi)分泌胰島素分泌的代替是目前唯一有可能的療法。那些受累者依賴于胰 島素注射維持生命，通常一天數(shù)次。2型糖尿病與1型糖尿病形成對(duì)比，其在于不總是有胰島 素的缺乏，但是在大量病例中，特別是在晚期，認(rèn)為用胰島素(在適當(dāng)?shù)那闆r中與口服抗糖 尿病藥組合)治療是最有利的治療形式。
[0004] 在健康個(gè)體中，胰的胰島素釋放與血糖濃度嚴(yán)格偶聯(lián)。血糖水平升高(如那些在餐 后發(fā)生的)被胰島素分泌的相應(yīng)升高快速補(bǔ)償。在禁食狀態(tài)中，血漿胰島素水平下降至基線 數(shù)值，其足以確保向胰島素敏感性器官和組織持續(xù)供應(yīng)葡萄糖，并在夜間保持低的肝葡萄 糖生成。用外源的，通常皮下施用的胰島素代替內(nèi)源胰島素分泌一般不能接近上文所描述 的血糖生理學(xué)調(diào)節(jié)的質(zhì)量。經(jīng)常有血糖向上或向下偏離軌道(throw off-track)的例子，并 且在其最嚴(yán)重形式中，這些情況可能是危及生命的。然而，另外，沒(méi)有初始癥狀的在數(shù)年里 升高的血糖水平構(gòu)成相當(dāng)大的健康風(fēng)險(xiǎn)。在美國(guó)的大規(guī)模DCCT研究(糖尿病控制和并發(fā)癥 試驗(yàn)研究組（The Diabetes Control and Complications Trial Research Group) (1993) N. Engl. J.Med. 329，977-986)明確顯示了，慢性升高的血糖水平造成晚期糖尿病并發(fā)癥的 形成。晚期糖尿病并發(fā)癥是微血管和大血管損害，其在某些情況中顯示為視網(wǎng)膜病變、腎 病、或神經(jīng)病，而且導(dǎo)致盲、腎衰竭、和肢體損失（loss of extremities)，而且另外還與心 血管病癥的風(fēng)險(xiǎn)升高有關(guān)。從這點(diǎn)看，可以推斷糖尿病療法的改善必須主要瞄準(zhǔn)于盡可能 緊密地保持血糖在生理學(xué)范圍內(nèi)。依照強(qiáng)化胰島素療法的概念，這要依靠一天數(shù)次注射快 速作用性和緩慢作用性胰島素制備物來(lái)實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)餐時(shí)間時(shí)給予快速作用性制劑，以補(bǔ)償 餐后的血糖升高。緩慢作用性基礎(chǔ)胰島素旨在確保胰島素基礎(chǔ)供應(yīng)(特別是在夜間），而不 導(dǎo)致低血糖癥。
[0005] 胰島素是一種由51個(gè)氨基酸構(gòu)成的多肽，這些氨基酸分成兩條氨基酸鏈:A鏈(具 有21個(gè)氨基酸)和B鏈(具有30個(gè)氨基酸）。所述鏈通過(guò)兩個(gè)二硫橋連接在一起。已經(jīng)采用胰 島素制備物進(jìn)行了多年的糖尿病治療。此類(lèi)制備物不僅使用天然存在的胰島素，而且新近 還使用胰島素衍生物和胰島素類(lèi)似物。
[0006] 胰島素類(lèi)似物是天然存在的胰島素，即人胰島素或動(dòng)物胰島素的類(lèi)似物，其通過(guò) 用其它氨基酸替換至少一個(gè)天然存在的氨基酸殘基和/或從相應(yīng)的、在其它方面相同的天 然存在的胰島素添加/刪除至少一個(gè)氨基酸殘基而有所不同。所討論的氨基酸也可以是非 天然存在的氨基酸。
[0007] 胰島素衍生物是通過(guò)化學(xué)修飾獲得的天然存在的胰島素或胰島素類(lèi)似物的衍生 物。例如，化學(xué)修飾可以在于將一個(gè)或多個(gè)限定的化學(xué)基團(tuán)添加至一個(gè)或多個(gè)氨基酸。一般 而言，與人胰島素相比，胰島素衍生物和胰島素類(lèi)似物的活性有某種程度的改變。
[0008] 具有加速開(kāi)始的作用的胰島素類(lèi)似物記載于EP 0 214 826、EP 0 375437、和EP 0 678 522AP 0 214 826涉及替換B27和B28等。EP 0 678 522描述了在位置B29中具有不同 氨基酸，優(yōu)選脯氨酸，但非谷氨酸的胰島素類(lèi)似物。EP 0 375 437涵蓋在B28處具有賴氨酸 或精氨酸的胰島素類(lèi)似物，其任選地也可以在B3和/或六21處修飾。
[0009] EP 0 419 504披露了通過(guò)修飾B3中的天冬酰胺和位置A5、A15、A18或A21中的至少 一個(gè)別的氨基酸來(lái)保護(hù)胰島素類(lèi)似物免于化學(xué)修飾。
[0010] -般而言，與人胰島素相比，胰島素衍生物和胰島素類(lèi)似物具有在某種程度上改 變的作用。
[0011] WO 92/00321描述了位置B1-B6中的至少一個(gè)氨基酸已經(jīng)用賴氨酸或精氨酸替換 的胰島素類(lèi)似物。依照WO 92/00321的此類(lèi)胰島素具有延長(zhǎng)的效果。EP-A 0 368 187中所描 述的胰島素類(lèi)似物也展現(xiàn)出延遲的效果。強(qiáng)化胰島素治療的概念試圖通過(guò)以借助于早期施 用基礎(chǔ)胰島素來(lái)穩(wěn)定控制血糖水平為目的從而減少健康風(fēng)險(xiǎn)。常見(jiàn)的基礎(chǔ)胰島素的一個(gè)實(shí) 例是藥物 LantusK (活性成分:甘精胰島素 （insulin glargine)=Gly(A2l)，Arg(B31) ,Arg (B32)人胰島素）。一般而言，開(kāi)發(fā)新的、改進(jìn)的基礎(chǔ)胰島素的目的在于使低血糖事件的數(shù)量 最小化。理想的基礎(chǔ)胰島素在每個(gè)患者中安全地作用至少24小時(shí)。理想地，胰島素作用的開(kāi) 始被延遲，并且具有相當(dāng)平坦的時(shí)間/活性概況(profile)，從而可以顯著地使短期糖供應(yīng) 不足的風(fēng)險(xiǎn)盡可能地小，并使得甚至可以在預(yù)先未進(jìn)食的條件下給藥。當(dāng)胰島素的活性盡 可能長(zhǎng)地保持一致（即，向身體提供恒定量的胰島素）時(shí)，基礎(chǔ)胰島素的供應(yīng)是有效的。結(jié) 果，低血糖事件的風(fēng)險(xiǎn)低，并且患者特異性和時(shí)間特異性(day-specific)變化被最小化。然 后，理想的基礎(chǔ)胰島素的藥物動(dòng)力學(xué)概況的特征應(yīng)當(dāng)在于作用的延遲開(kāi)始以及延遲地作 用，即長(zhǎng)期持續(xù)和均衡的作用。
[0012] 市售的供胰島素代替用的天然存在胰島素的胰島素制備物在胰島素來(lái)源（例如 牛、豬、人胰島素)方面以及其組成上有所不同，如此在活性概況上有所不同（作用的開(kāi)始和 作用的持續(xù)時(shí)間）。通過(guò)組合不同胰島素產(chǎn)品，有可能獲得極其多種活性概況中的任一種， 并產(chǎn)生很大程度上為生理學(xué)血糖的水平。如今，重組DNA技術(shù)容許制備此類(lèi)經(jīng)修飾的胰島 素。這些包括具有延長(zhǎng)的作用持續(xù)時(shí)間的甘精胰島素(Gly(A21)-Arg(B31)-Arg(B32)人胰 島素）。甘精胰島素以酸性澄清溶液注射，并且由于其在皮下組織的生理學(xué)PH范圍中的溶解 特性而以穩(wěn)定的六聚體聯(lián)合沉淀。甘精胰島素每天注射一次，而且相對(duì)于其它長(zhǎng)活性胰島 素，在其平坦的血清概況及相關(guān)的夜間低血糖癥風(fēng)險(xiǎn)降低方面是引人注目的（Schubert-Zsilavecz等，2:125-130(2001))。與迄今為止描述的制備物相比，導(dǎo)致作用持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng) 的特定甘精胰島素制備物的特征在于具有酸性PH的澄清溶液。然而，特別是在酸性pH，在熱 和物理機(jī)械負(fù)載(physico-mechanical load)下，胰島素顯示降低的穩(wěn)定性以及增加的聚 集趨勢(shì)，其將以混濁和沉淀（顆粒形成）的形式呈現(xiàn)（Brange等，J. Ph. Sci86: 517-525 (1997))〇
[0013]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)胰島素類(lèi)似物具有以下特征時(shí)，這類(lèi)胰島素類(lèi)似物導(dǎo)致上述期望的基 礎(chǔ)時(shí)間/活性概況：
[0014] ?所述B鏈末端包括(composed of)酰胺化的堿性氨基酸殘基例如賴氨酸或精氨 酸酰胺，即在B鏈末端的酰胺化的堿性氨基酸殘基中，所述末端氨基酸的羧基基團(tuán)為其酰胺 化的形式，以及
[0015] ?胰島素 A鏈的N-末端氨基酸殘基是賴氨酸或精氨酸殘基，以及
[0016] ?位置A8的氨基酸被組氨酸殘基占據(jù)，以及
[0017] ?位置A21的氨基酸被甘氨酸殘基占據(jù)，以及
[0018] ?在位置六5、六15、六18、8-1、80、81、82、83和財(cái)中的每一個(gè)中，存在兩個(gè)中性氨基酸 被酸性氨基酸替代，添加兩個(gè)帶負(fù)電的氨基酸殘基，或者一個(gè)這樣的替代以及一個(gè)這樣的 添加。
[0019] 對(duì)于所有胰島素、胰島素類(lèi)似物和胰島素衍生物的含水制劑來(lái)說(shuō)共同的是上述蛋 白質(zhì)不是完全化學(xué)穩(wěn)定的，而是作為時(shí)間、儲(chǔ)存溫度、以及制劑經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)、等等的函數(shù)，存 在一系列可能出現(xiàn)的分子過(guò)程，其影響所述胰島素、胰島素類(lèi)似物和胰島素衍生物，這對(duì)于 制劑的質(zhì)量來(lái)說(shuō)是有害的。損害胰島素、胰島素類(lèi)似物以及胰島素衍生物的化學(xué)穩(wěn)定性的 一種物質(zhì)是氧，由于氧存在與空氣中，其與所討論的制劑的接觸是不可避免的，尤其是包裝 中的制劑用于多次給藥的情況下。假設(shè)氧的氧化能力等給化學(xué)穩(wěn)定性帶來(lái)?yè)p害。
[0020] 令人驚奇的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)向胰島素、胰島素類(lèi)似物和胰島素衍生物的制劑添加氨 基酸甲硫氨酸致使這些蛋白質(zhì)的一部分的穩(wěn)定性改善。
[0021] 據(jù)此，本發(fā)明提供一種含水藥物制劑，其包含胰島素、胰島素類(lèi)似物或胰島素衍生 物、或其藥理學(xué)可容忍鹽，以及甲硫氨酸。
[0022] 本發(fā)明還提供如上所述的藥物制劑，所述胰島素選自含有人胰島素、豬胰島素、和 牛胰島素的組。
[0023] 本發(fā)明還提供如上所述的藥物制劑，所述胰島素類(lèi)似物選自含有Gly(A21)，Arg (B31)，Arg(B32)人胰島素、Lys(B3)，Glu(B29)人胰島素、Asp(B28)人胰島素、Lys(B28)Pro (B29)人胰島素、Des(B30)人胰島素以及式I的胰島素類(lèi)似物的組，
[0025] 其中，
[0026] AO 是 Lys 或 Arg;
[0027] A5 是 Asp、Gln 或 Glu;
[0028] A15 是 Asp、Glu 或 Gln;
[0029] A18 是 Asp、Glu 或 Asn;
[0030] B-I 是 Asp、Glu 或氨基；
[0031] BO 是 Asp、Glu 或化學(xué)鍵；
[0032] Bl是Asp、Glu或Phe;
[0033] B2是Asp、Glu或Val;
[0034] B3 是 Asp、GluSAsn;
[0035] B4 是 Asp、Glu 或 Gin;
[0036] B29是Lys或化學(xué)鍵；
[0037] B30是Thr或化學(xué)鍵；
[0038] B31 是 Arg、Lys 或化學(xué)鍵；
[0039] B32是Arg-酰胺、Ly S-酰胺或氨基，
[0040] 其中，含有六5^15)18、8-1、80、81、82、83和財(cái)?shù)慕M中的兩個(gè)氨基酸殘基同時(shí)且彼 此分別為Asp或Glu，尤其是其中所述胰島素類(lèi)似物選自下組：
[0076] Arg(AO)，His(A8)，Asp(A18)，Gly(A21)，Asp(B3)，Arg(B30)，Lys(B31)-NH 2人胰島 素。
[0077] 本發(fā)明還提供如上所述的藥物制劑，所述胰島素類(lèi)似物選自含有式II的胰島素類(lèi) 似物的組，
[0079] 其中，
[0080] A-I 是 Lys、Arg 或氨基；
[0081 ] AO 是 Lys、Arg 或化學(xué)鍵；
[0082] Al 是 Arg 或 Gly;
[0083] A5 是 Asp、Glu 或 Gln;
[0084] A15 是 Asp、Glu 或 Gln;
[0085] A18 是 Asp、Glu 或 Asn;
[0086] A21是Ala、Ser、Thr或Gly;
[0087] B-I 是 Asp、Glu 或氨基；
[0088] BO 是 Asp、Glu 或化學(xué)鍵；
[0089] Bl 是 Asp、Glu、Phe 或化學(xué)鍵；
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