适合于吸入的氧化抗生物素蛋白的药物组合物的利记博彩app
【专利摘要】本发明描述了适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术/弥漫性疾病影响的肺条件化，从而使生物素化治疗试剂能够靶向递送至肺。
【专利说明】适合于吸入的氧化抗生物素蛋白的药物组合物
【技术领域】
[0001]本文描述的本发明涉及用于通过吸入使用的氧化抗生物素蛋白或生物素化治疗试剂/氧化抗生物素蛋白复合物的新药物制剂。它还涉及用于靶向受不宜手术和/或弥漫性疾病影响的哺乳动物的预条件化(preconditioned)肺的生物素化治疗剂。
【背景技术】 [0002]雾化治疗剂的吸入已变成用于治疗肺疾病例如哮喘或肺感染及其他呼吸性疾病的常见药物递送方法。然而，此类施用方式通常需要每天重复治疗若干次，然而，取决于患者患有的疾病或疾病自身的严重性级别，这可能不总是顺应他的健康状况。治疗试剂的频繁吸入还构成严重的限制生活的压力。β 2激动剂的连续雾化疗法已证明为用于患有严重哮喘的患者的可用替代疗法(Raabe 0.G.,等人，Ann.Allergy AsthmaImmunol.，1998，80，499)。然而，即使在这种情况下，该疗法也是非常耗时的并且致使患者的生活不舒适。
[0003]严重的肺疾病例如肺癌或囊性纤维化无论如何在很大程度上仍通过全身疗法进行治疗，所述全身疗法不幸与严重副作用相关。
[0004]肺的解剖学与生理学非常适合处理外源雾化物质从而清除，以便保护该器官。还认识到另外在通过吸入治疗试剂的志愿者治疗暴露的情况下，治疗试剂被快速清除，因此有负面影响且从而限制吸入疗法的益处。
[0005]还众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属于蛋白质超家族(即AKR)。AKR和短链脱氢酶/还原酶(即SDR)为催化涉及异生物质羰基的氧化还原反应的主要酶。在SDR超家族中，羰基还原酶(即CBR)显示出对于具有羰基的异生物质的广泛底物特异性(Matsunaga T.，等人，Drug Metab.Pharmacokinet., 2006, 21,1, I)。
[0006]化学治疗剂通过气溶胶的局部递送的尝试近期已在肺癌临床前模型中报道，显示与全身施用相比较减少的毒性(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剂近期已得到报道。后者要求粒度减少以使51%施用剂量能够释放(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为表面活性剂的存在，以稳定水性替莫唑胺悬浮液(Wauthoz N.,等人，Eur.J.Pharm.Sc1., 2010, 39, 402)。
[0008]积极进行涉及顺钼的I期临床试验，以便研究雾状持续释放脂质吸入靶向(SLIT)顺钼在具有肺癌的患者中的安全和药物代谢动力学。然而，在该研究中仍遇到相当多的副作用(即恶心、呕吐、呼吸困难、疲乏和声撕)(Wittgen B.P.H.,等人，Clin.CancerRes.，2007, 13，2414)。
[0009]5-氟尿嘧啶在犬中的雾化证实该药物主要在气管中能够达到极高浓度，在支气管和食道中程度较少但仍很重要，在支气管水平上的淋巴结内的减少浓度(即气管中遇到的浓度的五分之一)(Tatsumura T.,等人，Br.J.Cancer, 1993, 68, 1146)。
[0010]然而，这些雾状小化学药品扩散至血液连同由于这些分子的短肺半衰期而需要反复施用仍是有关问题。
[0011]气溶胶基因递送是肺疾病靶向治疗长期追求的另一应用。在囊性纤维化基因克隆后，在基因通过气溶胶直接非侵入性递送至肺表面中存在极大兴趣。这种方法同样可具有对不宜手术的肺癌的应用，并且大多数早期努力主要集中于非病毒载体的使用，所述非病毒载体主要是阳离子脂质及其他制剂赋形剂(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，雾化剪切力和与基因载体的低表达偶联的雾状蛋白质治疗剂的无效肺摄取和停留一般已导致弱疗效(Schwarz, L.A.，等人，Hum.Gene Ther.，1996，7，731 )。随后,在含蛋白质生物活性衍生物通过气溶胶的肺递送中的兴趣近年来已减小。
[0012]如果治疗蛋白质的吸入已寻求作为用于肺的靶向治疗的有吸引力的解决方案，则待雾化的蛋白质制剂仍是有挑战性的。事实上，为了使雾化物质深入穿透肺，需要小心选择添加剂和粒度(即最高达3 μ m)的制剂必须谨慎地进行调整(Choi ff.S.，等人，Proc.Natl.Acad.Sc1.,98,20, 11103)。此外，蛋白质的四级结构，以及二级结构和三级结构可通过雾化过程改变。为了克服这个缺点，Arakawa T.等人公开了聚乙二醇和/或表面活性剂的使用，以在雾化前保存所述结构构象(W0199503034)。
[0013]设计用于气溶胶施用以靶向肺且可截留不同抗癌药物的多种接枝纳米颗粒最近也已得到描述，但据报道存在一些炎性缺点(Dailey L.A.，等人，Toxicol.Appl.Pharmacol., 2006, 215, I, 100)。
[0014]用于吸入的基于聚合物的纳米颗粒递送系统近期已得到公开(W02009121631)，其中颗粒通过气管内滴注施用于小鼠。
[0015]Borlak J.等人(EP2106806)描述了由下述组成的改善的对肺的药物递送系统:
[0016]V基于聚合物的纳米颗粒，
[0017]V基于马来酰亚胺的分子接头，
[0018]V祀向试剂例如抗体、低分子量化合物或蛋白质(优选共价连接至接头)，
[0019]V 药物。
[0020]此类纳米颗粒具有150_180nm的平均大小。根据本发明，此类递送系统利用具有亲脂部分和第二部分的分子接头，所述亲脂部分非共价锚定至颗粒的聚合物基质，所述第二部分包含能够与靶向试剂结合的马来酰亚胺化合物。再根据本发明，靶向试剂可以是结合对例如抗生物素蛋白-生物素的成员。然而，涉及抗生物素蛋白-生物素的特定实施例在本文件中未以实现方式描述。
[0021] 基于乙醇的制剂先前已报道适合于具有生物活性的蛋白质包括酶的雾化(Choiff.S.，等人，Proc.Natl.Acad.Sc1.，2001，98，20, 11103)。然而，公开了对吸入乙醇的非常有限的暴露(即10分钟)，因为较长的吸入期可引起炎性副作用。
[0022]因此且如上文提到的，与大面积气-水界面形成偶联的雾化固有的生理应激可使许多蛋白质的结构失稳。
[0023]通过胸膜途径的[111In]-抗生物素蛋白和[99mTc]-生物素-脂质体施用已得到公开，并且证明是比腹膜内途径更好的靶向肺纵隔结节的途径(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，并且不足以获得肺组织中的均匀分布。事实上，Medina的工作意图为靶向纵隔淋巴结。此外，放射标记的生物素需要在脂质体中配制，以改善药物代谢动力学和药效学特征。
[0024]因此，存在提供特定施用方式以将有效量的治疗试剂直接递送至患病肺的强烈医学需要，以便避免与下述相关的瓶颈:
[0025]ο经口递送(例如药物渗透性问题、首过效应)；和/或
[0026]ο可与严重(如果未妥协)毒性副作用和/或高清除率问题关联的其他全身药物递送途径；和/或
[0027]ο根据其施用途径和/或代谢过程的治疗剂的不稳定性；和/或
[0028]ο治疗剂每天的多重施用
[0029]目前已惊讶地发现通过吸入施用的氧化抗生物素蛋白与均匀地下至肺泡的肺上皮细胞表面连接，并 且它并不令人惊讶地与上呼吸道(例如气管)结合。这个发现是完全出乎意料的，因为氧化抗生物素蛋白不与组织表面如皮肤、眼或膀胱结合，除非所述表面获得损伤。还令人惊讶的是，此类施用方式保存蛋白质的化学完整性。
【发明内容】
[0030]本发明涉及用于将生物素化治疗剂通过吸入至肺的靶向递送的可吸入药物组合物，其包含氧化抗生物素蛋白或生物素化的治疗试剂/氧化抗生物素蛋白复合物。它还涉及氧化抗生物素蛋白作为工具的气溶胶递送，用于使肺条件化以接受可用于治疗肺癌、哮喘、肺结核、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、肺泡炎、囊性纤维化和α-1-抗胰蛋白酶缺乏症的生物素化治疗剂的稳定连接。
[0031]蛋白质、细胞和核酸的生物素化是本领域众所周知的生物化学操作。它可通过许多不同的商购可得的试剂与不同基团(即伯胺和仲胺，巯基和羧基等)反应形成。生物素化试剂设计为非常灵活的(长间隔物以减少立体阻碍)或能释放的(以释放活性部分)，并且已广泛用于靶向抗生物素蛋白家族蛋白质的功能生物素化部分。特别地，蛋白质生物素化已广泛应用于单克隆抗体及其他功能蛋白质(Bayer E.A.，等人，MethodsEnzymoI, 1990b, 184, 138)。
[0032]合适的生物素化抗癌治疗剂例如选自与表皮生长因子受体(EGFR)特异性结合的IgGl单克隆抗体，例如生物素化的西妥昔单抗(Hama Y.，等人，CancerRes.，2007，67，3809)。更多的生物素化抗癌治疗剂例如为下述的生物素化加合物:抗c-Met 抗体(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 单克隆抗体(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,);或其他细胞因子如 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 干扰素(Weiner L.M., Mol.Biother., 1991, 3, 4, 186)。此类治疗剂已知阻断肿瘤细胞复制，诱导肿
瘤细胞死亡和/或刺激抗癌免疫应答。然而，毒性副作用与其全身使用相关。因此，在下述后生物素化治疗剂在肺内的稳定定位将允许减少其治疗剂量且最小化全身暴露，因此改善其治疗指数:
[0033]ο其在氧化抗生物素蛋白吸入后的气溶胶递送，或
[0034]ο每当雾化与治疗试剂自身或复合物的完整性和生物功能相容时，生物素化治疗试剂/氧化抗生物素蛋白复合物的吸入；或
[0035]ο其在氧化抗生物素蛋白吸入后的全身递送(例如肠胃外施用)。
[0036]本发明还涉及用于在生物素化抗癌效应细胞、病毒或质粒载体的肺靶向中使用的雾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]本发明还涉及氧化抗生物素蛋白作为有用工具的气溶胶递送，用于使肺条件化以接受抗炎生物素化治疗剂的稳定连接。合适的抗炎生物素化治疗剂包括例如用于治疗哮喘或肺泡炎或其他形式的肺慢性炎症的下述的生物素化加合物:抗TNF、抗Tweak、抗IL-6、抗IL-23、抗IL-17单克隆抗体；IL-10或其他抗炎细胞因子(Marchi E.，等人，Chest, 2011)或趋化因子(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)。另外设想了生物素化酶如α -1-抗胰蛋白酶经由氧化抗生物素蛋白雾化对肺的递送，以治愈原发性遗传缺陷(Brand P.,等人，Eur.Respir.J., 2009, 34, 2, 354 ；Geller D.E.,等人，J.AerosolMed.Pulm.Drug Deliv.，2010, 23Suppll, S55)，和囊性纤维化跨膜传导调节(CFTCR)蛋白质的递送，以治愈囊性纤维化(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-生物素系统多年来已知作为用于小分子和生物受体之间的相互作用的定性和定量研究的罕见工具(Wilchek, M., Methods Enzymol., 1990, 184, 14)。
[0039]抗生物素蛋白是存在于家禽蛋白中的约68kDa的糖蛋白，并且显示对于维生素H生物素的高亲和力。它的解离常数(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个亚基组成，所述亚基各自可潜在结合一个生物素分子。糖基化占其分子量的约10%，具有四到五个甘露糖和三个N-乙酰葡糖胺残基/亚基的平均值(Bruch R.C.,等人，Biochemistry, 1982, 21, 21, 5334)。
[0040]在以本 申请人:名义的W02009016031中，首次报道了命名为OXavidin-A (本文命名为氧化抗生物素蛋白)的化学氧化抗生物素蛋白，由于氧化抗生物素蛋白醛基和组织蛋白质氨基之间的化学连接的形成，与野生型抗生物素蛋白相比较，所述化学氧化抗生物素蛋白在注射的组织中具有更高的持久性。所述氧化抗生物素蛋白可单独或作为具有治疗试剂的复合物直接施用到患病组织内，在单独施用的情况下，需要用于递送生物素化活性治疗试剂的第二步。必须指出在所述文件中，氧化抗生物素蛋白借助于注射局部施用，致使均匀的全肺条件化不实际。该专利申请通过公开了新解决方案而打开了新纪元，所述新解决方案可用于实体瘤癌症和变性疾病或遗传疾病的局限性治疗。近期还报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，即使这种新工具也不允许解决广泛弥漫性疾病和/或不宜手术的肺疾病，主要是由于不容易通过注射治疗的肺组织特性和由于到达患病组织的难以接近区域的外科手术的不足。特别地，细支气管肺泡癌(BAC)，也称为鳞片状肺癌，为影响支气管和肺泡表面的赘生物形式，所述赘生物形式可获益于通过气溶胶递送的局部治疗(Anami Y.,等人，J.Thorac.0ncol., 2009, 4, 8, 951 )?
[0042]如上所述，目前已发现氧化抗生物素蛋白可通过气溶胶施用有效到达且连接肺组织。这个结果并非基于W02009016031的数据可预料的，并且更多研究显示组织内注射是氧化抗生物素蛋白与组织连接的必要条件。事实上，氧化抗生物素蛋白在完整皮肤或眼上的沉积不足以观察到连接(图1)。氧化抗生物素蛋白的连接被证实仅在通过手术暴露的组织蛋白质上以及猪膀胱中发生(图2)。此外，发现雾化氧化抗生物素蛋白与肺结合，但不与气管结合，因此指示在该器官中的特异性和未预料到的连接事件(表1)。
[0043]术语“AvidinOX” 或 “AvidinOX?”或 “OXavidirin^” 是指根据 W02009016031 的实例I的化学氧化抗生物素蛋白。表达“氧化抗生物素蛋白”是指如W02009016031中请求保护的化学氧化抗生物素蛋白(即其中至少一个甘露糖残基/抗生物素蛋白分子替换为下式的残基的氧化抗生物素蛋白
[0044]
【权利要求】
1.一种氧化抗生物素蛋白，所述氧化抗生物素蛋白用于通过吸入用作肺条件化试剂。
2.根据权利要求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条件化。
3.根据权利要求1或2所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述吸入步骤随后为生物素化治疗试剂的施用。
4.根据权利要求3所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述生物素化治疗试剂选自放射性试剂、单克隆抗体、细胞因子、趋化因子、酶、化学治疗剂、病毒载体或质粒载体和细胞。
5.根据权利要求4所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述单克隆抗体是选自下述的单克隆抗体的生物素化衍生物: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 单克隆抗体。
6.根据权利要求4所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述生物素化细胞因子是选自下述的细胞因子的生物素化加合物:TNF、Tweak、TRAIL、Y干扰素、G_CSF、GM_CSF、IL-2、IL-12。
7.根据权利要求4所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述生物素化趋化因子是选自CXC和CC趋化因子家族的趋化因子的生物素化加合物。
8.根据权利要求4所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述生物素化酶为囊性纤维化跨膜传导调节蛋白质。
9.根据权利要求4所述的氧化抗生物素蛋白，其中所述生物素化放射性试剂是用选自下述的放射性同位素标记的生物素-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
10.一种可吸入药物组合物，所述可吸入药物组合物包含: a)根据权利要求1或2所述的氧化抗生物素蛋白， b)在酸性pH下的无菌缓冲溶液，其中所述缓冲剂优选为乙酸钠，和任选的 c)选自甘露醇、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、乙醇和异丙醇的非离子型试剂。
11.根据权利要求10所述的可吸入药物组合物，所述可吸入药物组合物是冷冻干燥的。
12.—种试剂盒，所述试剂盒包括根据权利要求10或11所述的可吸入药物组合物。
13.—种试剂盒，所述试剂盒包括根据权利要求10所述的可吸入药物组合物和雾化器。
14.根据权利要求10或11所述的可吸入药物组合物，所述可吸入药物组合物用于在治疗肺癌疾病，选自C0PD、哮喘、肺泡炎和囊性纤维化的肺炎性疾病和α-1-抗胰蛋白酶缺乏症中使用。
【文档编号】A61K47/42GK103717239SQ201280037217
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年7月25日 优先权日:2011年8月2日
【发明者】R·德·桑德斯 申请人:希格马托制药工业公司