[發明專利]液體胰島素制劑及與其相關的方法

在審

• 申請號: 201580079167.4
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN107530372A
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 布萊恩·比希;郭美彰;約翰·S·巴頓;馬修·桑德
• 申請（專利權）人: 當斯生物制藥有限公司
• 主分類號: A61K33/30
• 分類號: A61K33/30;A61K38/28;C07K14/62
• 代理公司: 上海和躍知識產權代理事務所(普通合伙)31239
• 代理人: 尹洪波

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年2月25日提交的序列號62/120,573的美國臨時專利申請的權益，該專利申請的全部內容以參考的方式并入本文中。

背景技術

糖尿病是一種其中個體對胰島素做出反應使血糖水平適度的能力喪失的代謝疾病。胰島素是由胰腺分泌進入血液并引發細胞吸收葡萄糖的一種激素。當身體不能產生胰島素(如在1型糖尿病中所發生的)、或者不再對胰島素做出反應并且/或者產生較少的胰島素(如在2型糖尿病中所發生的)時，血糖水平升高。糖尿病的并發癥包括患上心血管疾病、神經病變、腎病、視網膜病變、足損傷、皮膚病、聽力損傷、和阿爾茨海默氏病的危險性增加。1型糖尿病的治療包括胰島素注射或者胰島素泵的使用。2型糖尿病也經常用胰島素注射或胰島素泵進行治療。

人胰島素蛋白質是由51個氨基酸所組成并且具有5808Da的分子量。在無脊椎動物中，氨基酸序列是非常保守的。雖然最初被合成為單個多肽鏈，但該多肽鏈被切斷從而形成由二硫鍵連接到一起的A-鏈和B-鏈。在身體中胰島素是以鋅穩定化無活性六聚體(六個胰島素分子的單位)的形式而產生并儲存，雖然活性形式為單體。六聚體胰島素是非常穩定的，從而起到將高度反應性胰島素保持在被保護狀態的作用，但在血液中仍然可容易地被利用。六聚體的形成和分解導致以下的平衡：

超過1μm濃度的胰島素單體可以形成非共價二聚體(In₂)。兩個鋅分子的結合促進3個二聚體(In₂)組裝成為六聚體形式。六聚體胰島素可以在兩種原生狀態：T₆和R₆之間轉換。在T形式→R形式之間的轉換與在B鏈的N’末端部(B1-B8)中的構象易變性有關。在T狀態中，B1-B8區處于拉伸線性狀態，當處于R狀態時，B1-B8區是α-螺旋(Kim和Shield(1992年)，Biochem.Biophys.Res.Comm.186(2):1115-120)。B1-B8區的α-螺旋形式可以使六聚體穩定化。在胰島素六聚體的T₆與R₆構象之間的互換可通過與T₆和R₆形式的配體結合而進行調節。這種配體可包括離子、防腐劑、和穩定劑。例如，酚類防腐劑和穩定劑結合到位于胰島素表面附近的疏水性凹部從而促進R₆狀態(Derewenda等人(1989年)，Nature 338(6216):594-596；Brzovic等人(1994年),Biochemistry 33:13057-13069)。

當開發市售的液體胰島素制劑時在貯存期間的胰島素降解是一個挑戰。胰島素制劑通過一些物理過程和化學反應而發生降解或失去效力，包括(a)沉淀(晶體形成)；(b)原纖維形成(蛋白質變性)；(c)水解反應，特別是在某個氨基酸位置(包括A18、A21和B3)的脫酰胺；(d)通過轉酰氨基作用或席夫堿形成的共價二聚化；和(e)二硫鍵交換反應(Strickley和Anderson(1997)，J.Pharma.Sci.86(6):645-53)。

當通過搖動或剪切力使兩個或更多的部分去折疊的胰島素單體結合在一起時(例如，在裝運期間)，通常發生原纖維形成(聚集)。胰島素分子的疏水性表面結合到一起，從而不可逆地形成胰島素纖維。胰島素單體繼續結合，并且纖維延長直到它變得在水溶液中不溶解。這些無活性胰島素纖維的形成導致胰島素制劑中的可見的混沌和效力損失。

市售的胰島素制劑經常包含六聚體構型的胰島素和輔料(例如防腐劑或穩定劑，例如酚類化合物)，這導致蛋白質復合物的剛性并且有助于六聚體的穩定性。在B鏈的B1-B8區中的構象易變性似乎是胰島素化學穩定性中的一個因素。通過增加的相互作用(促進六聚體形式)或者通過添加導致在B1-B8區中的螺旋結構的輔料(例如酚類化合物)所造成的N’末端B鏈的剛性增加可減少脫酰胺和共價二聚體反應(Berchtold和Hilgenfeld(1999年)，Biopolymers 51(2):165-72；Derewenda等人(1989年)，Nature 338(6216):594-96；Darrington和Anderson(1994年),Pharma.Res.11(6):784-793；Brange等人(1994年)《胰島素的穩定性：對藥物制劑中胰島素的物理和化學穩定性的研究》。荷蘭多德雷赫特：Kluwer學術出版社)。