適合于吸入的氧化抗生物素蛋白的藥物組合物的制作方法

適合于吸入的氧化抗生物素蛋白的藥物組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了適合于吸入的氧化抗生物素蛋白，所述氧化抗生物素蛋白用于使受不宜手術(shù)/彌漫性疾病影響的肺條件化，從而使生物素化治療試劑能夠靶向遞送至肺。
【專利說明】適合于吸入的氧化抗生物素蛋白的藥物組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文描述的本發(fā)明涉及用于通過吸入使用的氧化抗生物素蛋白或生物素化治療試劑/氧化抗生物素蛋白復(fù)合物的新藥物制劑。它還涉及用于靶向受不宜手術(shù)和/或彌漫性疾病影響的哺乳動(dòng)物的預(yù)條件化(preconditioned)肺的生物素化治療劑。
【背景技術(shù)】 [0002]霧化治療劑的吸入已變成用于治療肺疾病例如哮喘或肺感染及其他呼吸性疾病的常見藥物遞送方法。然而，此類施用方式通常需要每天重復(fù)治療若干次，然而，取決于患者患有的疾病或疾病自身的嚴(yán)重性級(jí)別，這可能不總是順應(yīng)他的健康狀況。治療試劑的頻繁吸入還構(gòu)成嚴(yán)重的限制生活的壓力。β 2激動(dòng)劑的連續(xù)霧化療法已證明為用于患有嚴(yán)重哮喘的患者的可用替代療法(Raabe 0.G.,等人，Ann.Allergy AsthmaImmunol.，1998，80，499)。然而，即使在這種情況下，該療法也是非常耗時(shí)的并且致使患者的生活不舒適。
[0003]嚴(yán)重的肺疾病例如肺癌或囊性纖維化無論如何在很大程度上仍通過全身療法進(jìn)行治療，所述全身療法不幸與嚴(yán)重副作用相關(guān)。
[0004]肺的解剖學(xué)與生理學(xué)非常適合處理外源霧化物質(zhì)從而清除，以便保護(hù)該器官。還認(rèn)識(shí)到另外在通過吸入治療試劑的志愿者治療暴露的情況下，治療試劑被快速清除，因此有負(fù)面影響且從而限制吸入療法的益處。
[0005]還眾所周知的是旨在使器官解毒不受外部侵犯的酶也存在于肺中。在肺中起重要作用的所述酶中的一些屬于蛋白質(zhì)超家族(即AKR)。AKR和短鏈脫氫酶/還原酶(即SDR)為催化涉及異生物質(zhì)羰基的氧化還原反應(yīng)的主要酶。在SDR超家族中，羰基還原酶(即CBR)顯示出對(duì)于具有羰基的異生物質(zhì)的廣泛底物特異性(Matsunaga T.，等人，Drug Metab.Pharmacokinet., 2006, 21,1, I)。
[0006]化學(xué)治療劑通過氣溶膠的局部遞送的嘗試近期已在肺癌臨床前模型中報(bào)道，顯示與全身施用相比較減少的毒性(Fulzele, S.V.，等人,J.Pharm.Pharmacol., 2006, 58, 3, 327)。
[0007]用于吸入替莫唑胺的干粉制劑近期已得到報(bào)道。后者要求粒度減少以使51%施用劑量能夠釋放(Wauthoz N.，等人，Pharm.Res.，2011，28，762)，以及生物相容的和生物可降解的磷脂作為表面活性劑的存在，以穩(wěn)定水性替莫唑胺懸浮液(Wauthoz N.,等人，Eur.J.Pharm.Sc1., 2010, 39, 402)。
[0008]積極進(jìn)行涉及順鉬的I期臨床試驗(yàn)，以便研究霧狀持續(xù)釋放脂質(zhì)吸入靶向(SLIT)順鉬在具有肺癌的患者中的安全和藥物代謝動(dòng)力學(xué)。然而，在該研究中仍遇到相當(dāng)多的副作用(即惡心、嘔吐、呼吸困難、疲乏和聲撕)(Wittgen B.P.H.,等人，Clin.CancerRes.，2007, 13，2414)。
[0009]5-氟尿嘧啶在犬中的霧化證實(shí)該藥物主要在氣管中能夠達(dá)到極高濃度，在支氣管和食道中程度較少但仍很重要，在支氣管水平上的淋巴結(jié)內(nèi)的減少濃度(即氣管中遇到的濃度的五分之一)(Tatsumura T.,等人，Br.J.Cancer, 1993, 68, 1146)。
[0010]然而，這些霧狀小化學(xué)藥品擴(kuò)散至血液連同由于這些分子的短肺半衰期而需要反復(fù)施用仍是有關(guān)問題。
[0011]氣溶膠基因遞送是肺疾病靶向治療長(zhǎng)期追求的另一應(yīng)用。在囊性纖維化基因克隆后，在基因通過氣溶膠直接非侵入性遞送至肺表面中存在極大興趣。這種方法同樣可具有對(duì)不宜手術(shù)的肺癌的應(yīng)用，并且大多數(shù)早期努力主要集中于非病毒載體的使用，所述非病毒載體主要是陽離子脂質(zhì)及其他制劑賦形劑(Densmore C.L.,等人，J.GeneMed.，1999，I, 4, 251 ；Densmore C.L.，等人，Mol.Ther.，2000，I, 2, 180)。不幸的是，霧化剪切力和與基因載體的低表達(dá)偶聯(lián)的霧狀蛋白質(zhì)治療劑的無效肺攝取和停留一般已導(dǎo)致弱療效(Schwarz, L.A.，等人，Hum.Gene Ther.，1996，7，731 )。隨后,在含蛋白質(zhì)生物活性衍生物通過氣溶膠的肺遞送中的興趣近年來已減小。
[0012]如果治療蛋白質(zhì)的吸入已尋求作為用于肺的靶向治療的有吸引力的解決方案，則待霧化的蛋白質(zhì)制劑仍是有挑戰(zhàn)性的。事實(shí)上，為了使霧化物質(zhì)深入穿透肺，需要小心選擇添加劑和粒度(即最高達(dá)3 μ m)的制劑必須謹(jǐn)慎地進(jìn)行調(diào)整(Choi ff.S.，等人，Proc.Natl.Acad.Sc1.,98,20, 11103)。此外，蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)，以及二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)可通過霧化過程改變。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，Arakawa T.等人公開了聚乙二醇和/或表面活性劑的使用，以在霧化前保存所述結(jié)構(gòu)構(gòu)象(W0199503034)。
[0013]設(shè)計(jì)用于氣溶膠施用以靶向肺且可截留不同抗癌藥物的多種接枝納米顆粒最近也已得到描述，但據(jù)報(bào)道存在一些炎性缺點(diǎn)(Dailey L.A.，等人，Toxicol.Appl.Pharmacol., 2006, 215, I, 100)。
[0014]用于吸入的基于聚合物的納米顆粒遞送系統(tǒng)近期已得到公開(W02009121631)，其中顆粒通過氣管內(nèi)滴注施用于小鼠。
[0015]Borlak J.等人(EP2106806)描述了由下述組成的改善的對(duì)肺的藥物遞送系統(tǒng):
[0016]V基于聚合物的納米顆粒，
[0017]V基于馬來酰亞胺的分子接頭，
[0018]V祀向試劑例如抗體、低分子量化合物或蛋白質(zhì)(優(yōu)選共價(jià)連接至接頭)，
[0019]V 藥物。
[0020]此類納米顆粒具有150_180nm的平均大小。根據(jù)本發(fā)明，此類遞送系統(tǒng)利用具有親脂部分和第二部分的分子接頭，所述親脂部分非共價(jià)錨定至顆粒的聚合物基質(zhì)，所述第二部分包含能夠與靶向試劑結(jié)合的馬來酰亞胺化合物。再根據(jù)本發(fā)明，靶向試劑可以是結(jié)合對(duì)例如抗生物素蛋白-生物素的成員。然而，涉及抗生物素蛋白-生物素的特定實(shí)施例在本文件中未以實(shí)現(xiàn)方式描述。
[0021] 基于乙醇的制劑先前已報(bào)道適合于具有生物活性的蛋白質(zhì)包括酶的霧化(Choiff.S.，等人，Proc.Natl.Acad.Sc1.，2001，98，20, 11103)。然而，公開了對(duì)吸入乙醇的非常有限的暴露(即10分鐘)，因?yàn)檩^長(zhǎng)的吸入期可引起炎性副作用。
[0022]因此且如上文提到的，與大面積氣-水界面形成偶聯(lián)的霧化固有的生理應(yīng)激可使許多蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。
[0023]通過胸膜途徑的[111In]-抗生物素蛋白和[99mTc]-生物素-脂質(zhì)體施用已得到公開，并且證明是比腹膜內(nèi)途徑更好的靶向肺縱隔結(jié)節(jié)的途徑(Medina L.A.，等人，Nucl.Med.Biol.，2004, 31，1，41)。然而，在胸膜腔中的注射暗示侵入性操作，并且不足以獲得肺組織中的均勻分布。事實(shí)上，Medina的工作意圖為靶向縱隔淋巴結(jié)。此外，放射標(biāo)記的生物素需要在脂質(zhì)體中配制，以改善藥物代謝動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)特征。
[0024]因此，存在提供特定施用方式以將有效量的治療試劑直接遞送至患病肺的強(qiáng)烈醫(yī)學(xué)需要，以便避免與下述相關(guān)的瓶頸:
[0025]ο經(jīng)口遞送(例如藥物滲透性問題、首過效應(yīng))；和/或
[0026]ο可與嚴(yán)重(如果未妥協(xié))毒性副作用和/或高清除率問題關(guān)聯(lián)的其他全身藥物遞送途徑；和/或
[0027]ο根據(jù)其施用途徑和/或代謝過程的治療劑的不穩(wěn)定性；和/或
[0028]ο治療劑每天的多重施用
[0029]目前已驚訝地發(fā)現(xiàn)通過吸入施用的氧化抗生物素蛋白與均勻地下至肺泡的肺上皮細(xì)胞表面連接，并 且它并不令人驚訝地與上呼吸道(例如氣管)結(jié)合。這個(gè)發(fā)現(xiàn)是完全出乎意料的，因?yàn)檠趸股锼氐鞍撞慌c組織表面如皮膚、眼或膀胱結(jié)合，除非所述表面獲得損傷。還令人驚訝的是，此類施用方式保存蛋白質(zhì)的化學(xué)完整性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0030]本發(fā)明涉及用于將生物素化治療劑通過吸入至肺的靶向遞送的可吸入藥物組合物，其包含氧化抗生物素蛋白或生物素化的治療試劑/氧化抗生物素蛋白復(fù)合物。它還涉及氧化抗生物素蛋白作為工具的氣溶膠遞送，用于使肺條件化以接受可用于治療肺癌、哮喘、肺結(jié)核、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、肺泡炎、囊性纖維化和α-1-抗胰蛋白酶缺乏癥的生物素化治療劑的穩(wěn)定連接。
[0031]蛋白質(zhì)、細(xì)胞和核酸的生物素化是本領(lǐng)域眾所周知的生物化學(xué)操作。它可通過許多不同的商購可得的試劑與不同基團(tuán)(即伯胺和仲胺，巰基和羧基等)反應(yīng)形成。生物素化試劑設(shè)計(jì)為非常靈活的(長(zhǎng)間隔物以減少立體阻礙)或能釋放的(以釋放活性部分)，并且已廣泛用于靶向抗生物素蛋白家族蛋白質(zhì)的功能生物素化部分。特別地，蛋白質(zhì)生物素化已廣泛應(yīng)用于單克隆抗體及其他功能蛋白質(zhì)(Bayer E.A.，等人，MethodsEnzymoI, 1990b, 184, 138)。
[0032]合適的生物素化抗癌治療劑例如選自與表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)特異性結(jié)合的IgGl單克隆抗體，例如生物素化的西妥昔單抗(Hama Y.，等人，CancerRes.，2007，67，3809)。更多的生物素化抗癌治療劑例如為下述的生物素化加合物:抗c-Met 抗體(Stella G.Μ.,等人，Expert.0pin.1nvestig.Drugs, 2010, 19, ?, 1381)；抗HGF (Okamoto ff.,等人，Mol.Cancer Ther.，2010，9，10, 2785)；抗 CTLA4 (Di GiacomoA.Μ.,Cancer Tmmunol.1mmunother., 2009, 58, 8, 1297)；抗 VEGF (Ferrara N.,等人，Biochem.Biophys.Res.Commun., 2005, 333, 2, 328)；抗 EpCAM (Kurtz J.E.,等人，Expert.0pin.Biol.Ther.，2010，10, 6, 951);抗 HER2 單克隆抗體(Smith B.L.,等人，Br.J.Cancer, 2004, 91, 6, 1190) ；TNF (Balkwill F., Nat.Rev.Cancer, 2009, 9, 5, 361),TRAIL (Kim T.H.,等人，Bioconjug.Chem., 2011,);或其他細(xì)胞因子如 IL-2 (HerbermanR.，Cancer Invest.，1989，7，5, 515 ；Koten J.ff.,等人，Cytokine, 2003，24，3, 57) ;G_CSF(Caval1ni G.,等人，Anticancer Drugs, 2008, 19, 7, 689) ；GM-CSF (He Q.,等人，CancerTmmunol.1mmunother., 2011, 60, 5, 715) ；IL-12 (Penichet M.L.,等人，J.1mmunol.Methods, 2001，248.1~2.91 ；Adris S.，等人，Cancer Res.，2000，60, 23, 6696) ； y 干擾素(Weiner L.M., Mol.Biother., 1991, 3, 4, 186)。此類治療劑已知阻斷腫瘤細(xì)胞復(fù)制，誘導(dǎo)腫
瘤細(xì)胞死亡和/或刺激抗癌免疫應(yīng)答。然而，毒性副作用與其全身使用相關(guān)。因此，在下述后生物素化治療劑在肺內(nèi)的穩(wěn)定定位將允許減少其治療劑量且最小化全身暴露，因此改善其治療指數(shù):
[0033]ο其在氧化抗生物素蛋白吸入后的氣溶膠遞送，或
[0034]ο每當(dāng)霧化與治療試劑自身或復(fù)合物的完整性和生物功能相容時(shí)，生物素化治療試劑/氧化抗生物素蛋白復(fù)合物的吸入；或
[0035]ο其在氧化抗生物素蛋白吸入后的全身遞送(例如腸胃外施用)。
[0036]本發(fā)明還涉及用于在生物素化抗癌效應(yīng)細(xì)胞、病毒或質(zhì)粒載體的肺靶向中使用的霧化氧化抗生物素蛋白(D，Atri S.,等人，Immunopharmaco1., 1991, 21, 3, 199 ；DensmoreC.L., Curr.Cancer Drug Targets, 2003, 3, 4, 275)。[0037]本發(fā)明還涉及氧化抗生物素蛋白作為有用工具的氣溶膠遞送，用于使肺條件化以接受抗炎生物素化治療劑的穩(wěn)定連接。合適的抗炎生物素化治療劑包括例如用于治療哮喘或肺泡炎或其他形式的肺慢性炎癥的下述的生物素化加合物:抗TNF、抗Tweak、抗IL-6、抗IL-23、抗IL-17單克隆抗體；IL-10或其他抗炎細(xì)胞因子(Marchi E.，等人，Chest, 2011)或趨化因子(Farberman Μ.M.,等人，Am.J.Respir.Cell Mol.Biol., 2010 ；Tauler J.,等Α? Curr.0pin.Pharmacol., 2009, 9, 4, 384 ；Hartl D.,等人，Curr.0pin.Allergy Clin.1mmunol.，2009，9，丄，60 ；Brennan S.,等人，Eur.Respir.J.，2009，34，2，655)。另外設(shè)想了生物素化酶如α -1-抗胰蛋白酶經(jīng)由氧化抗生物素蛋白霧化對(duì)肺的遞送，以治愈原發(fā)性遺傳缺陷(Brand P.,等人，Eur.Respir.J., 2009, 34, 2, 354 ；Geller D.E.,等人，J.AerosolMed.Pulm.Drug Deliv.，2010, 23Suppll, S55)，和囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)(CFTCR)蛋白質(zhì)的遞送，以治愈囊性纖維化(Sloane P.A.,等人，Curr.0pin.Pulm.Med., 2010, 16, 6, 591 ；Frizzell R.A., Am.J.Respir.Crit.Care Med., 1995, 151, S54)。
[0038]抗生物素蛋白-生物素系統(tǒng)多年來已知作為用于小分子和生物受體之間的相互作用的定性和定量研究的罕見工具(Wilchek, M., Methods Enzymol., 1990, 184, 14)。
[0039]抗生物素蛋白是存在于家禽蛋白中的約68kDa的糖蛋白，并且顯示對(duì)于維生素H生物素的高親和力。它的解離常數(shù)(Kd~I(T15M)是自然界中已知最低的(Green, N.M., Adv.Protein Chem., 1975, 29, 85 ；Hytonen V.P.,等人，Biochem.J., 2003, 372, Ptl, 219)。它由具有相同氨基酸序列的四個(gè)亞基組成，所述亞基各自可潛在結(jié)合一個(gè)生物素分子。糖基化占其分子量的約10%，具有四到五個(gè)甘露糖和三個(gè)N-乙酰葡糖胺殘基/亞基的平均值(Bruch R.C.,等人，Biochemistry, 1982, 21, 21, 5334)。
[0040]在以本 申請(qǐng)人:名義的W02009016031中，首次報(bào)道了命名為OXavidin-A (本文命名為氧化抗生物素蛋白)的化學(xué)氧化抗生物素蛋白，由于氧化抗生物素蛋白醛基和組織蛋白質(zhì)氨基之間的化學(xué)連接的形成，與野生型抗生物素蛋白相比較，所述化學(xué)氧化抗生物素蛋白在注射的組織中具有更高的持久性。所述氧化抗生物素蛋白可單獨(dú)或作為具有治療試劑的復(fù)合物直接施用到患病組織內(nèi)，在單獨(dú)施用的情況下，需要用于遞送生物素化活性治療試劑的第二步。必須指出在所述文件中，氧化抗生物素蛋白借助于注射局部施用，致使均勻的全肺條件化不實(shí)際。該專利申請(qǐng)通過公開了新解決方案而打開了新紀(jì)元，所述新解決方案可用于實(shí)體瘤癌癥和變性疾病或遺傳疾病的局限性治療。近期還報(bào)道了氧化抗生物素蛋白的耐受性(Petronzelli F.，等人，Basic Clin.Pharmacol.Toxicol., 2011, 233)0
[0041]然而，即使這種新工具也不允許解決廣泛彌漫性疾病和/或不宜手術(shù)的肺疾病，主要是由于不容易通過注射治療的肺組織特性和由于到達(dá)患病組織的難以接近區(qū)域的外科手術(shù)的不足。特別地，細(xì)支氣管肺泡癌(BAC)，也稱為鱗片狀肺癌，為影響支氣管和肺泡表面的贅生物形式，所述贅生物形式可獲益于通過氣溶膠遞送的局部治療(Anami Y.,等人，J.Thorac.0ncol., 2009, 4, 8, 951 )?
[0042]如上所述，目前已發(fā)現(xiàn)氧化抗生物素蛋白可通過氣溶膠施用有效到達(dá)且連接肺組織。這個(gè)結(jié)果并非基于W02009016031的數(shù)據(jù)可預(yù)料的，并且更多研究顯示組織內(nèi)注射是氧化抗生物素蛋白與組織連接的必要條件。事實(shí)上，氧化抗生物素蛋白在完整皮膚或眼上的沉積不足以觀察到連接(圖1)。氧化抗生物素蛋白的連接被證實(shí)僅在通過手術(shù)暴露的組織蛋白質(zhì)上以及豬膀胱中發(fā)生(圖2)。此外，發(fā)現(xiàn)霧化氧化抗生物素蛋白與肺結(jié)合，但不與氣管結(jié)合，因此指示在該器官中的特異性和未預(yù)料到的連接事件(表1)。
[0043]術(shù)語“AvidinOX” 或 “AvidinOX?”或 “OXavidirin^” 是指根據(jù) W02009016031 的實(shí)例I的化學(xué)氧化抗生物素蛋白。表達(dá)“氧化抗生物素蛋白”是指如W02009016031中請(qǐng)求保護(hù)的化學(xué)氧化抗生物素蛋白(即其中至少一個(gè)甘露糖殘基/抗生物素蛋白分子替換為下式的殘基的氧化抗生物素蛋白
[0044]
【權(quán)利要求】
1.一種氧化抗生物素蛋白，所述氧化抗生物素蛋白用于通過吸入用作肺條件化試劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化抗生物素蛋白，所述氧化抗生物素蛋白用于使肺基本上完全條件化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述吸入步驟隨后為生物素化治療試劑的施用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述生物素化治療試劑選自放射性試劑、單克隆抗體、細(xì)胞因子、趨化因子、酶、化學(xué)治療劑、病毒載體或質(zhì)粒載體和細(xì)胞。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述單克隆抗體是選自下述的單克隆抗體的生物素化衍生物:抗EGFR、抗CEA、抗MUC1、抗EpCAM、抗cMET、抗CTL4、抗TNF、抗Tweak、抗 IL-17、抗 IL-23、抗 IL-6、抗 IL-1、抗 TNF、抗 Tweak 單克隆抗體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述生物素化細(xì)胞因子是選自下述的細(xì)胞因子的生物素化加合物:TNF、Tweak、TRAIL、Y干擾素、G_CSF、GM_CSF、IL-2、IL-12。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述生物素化趨化因子是選自CXC和CC趨化因子家族的趨化因子的生物素化加合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述生物素化酶為囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述生物素化放射性試劑是用選自下述的放射性同位素標(biāo)記的生物素-DOTA =52Fe, 52mMn、55Co、64Cu、67Cu、67Ga、68Ga、99mTc、1111 η、1231、1251、1311、32P、47SC、9°Y、1(l9Pd、mAg、149Pm、186Re、188Re、211At、212Pb、212Bi 和 177Lu0
10.一種可吸入藥物組合物，所述可吸入藥物組合物包含: a)根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氧化抗生物素蛋白， b)在酸性pH下的無菌緩沖溶液，其中所述緩沖劑優(yōu)選為乙酸鈉，和任選的 c)選自甘露醇、甘油、葡萄糖、乳糖、海藻糖、蔗糖、丙二醇、山梨糖醇、木糖醇、聚乙二醇、乙醇和異丙醇的非離子型試劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可吸入藥物組合物，所述可吸入藥物組合物是冷凍干燥的。
12.—種試劑盒，所述試劑盒包括根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的可吸入藥物組合物。
13.—種試劑盒，所述試劑盒包括根據(jù)權(quán)利要求10所述的可吸入藥物組合物和霧化器。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的可吸入藥物組合物，所述可吸入藥物組合物用于在治療肺癌疾病，選自C0PD、哮喘、肺泡炎和囊性纖維化的肺炎性疾病和α-1-抗胰蛋白酶缺乏癥中使用。
【文檔編號(hào)】A61K47/42GK103717239SQ201280037217
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月2日
【發(fā)明者】R·德·桑德斯 申請(qǐng)人:希格馬托制藥工業(yè)公司