用于吸入的大环内酯制剂和治疗支气管内感染的方法

专利名称：用于吸入的大环内酯制剂和治疗支气管内感染的方法
技术领域：
本发明涉及用于通过吸入传递新颖和改良的大环内酯制剂，例如氨基红霉素制剂，和治疗易感性急性或慢性支气管内感染的改良方法。具体说，本发明涉及制剂，它在生理学可接受的溶液中或以干粉形式含有至少一种浓缩的大环内酯抗生素。制剂适合对肺支气管内导气管空间传递液体气溶胶或干粉气溶胶形式的大环内酯抗生素药物，例如氨基红霉素，其中气溶胶液滴的主要部分或制剂颗粒具有1-5微米之间的质量中位空气动力直径。大环内酯配制和气溶胶传递的有效量能有效治疗和/或预防急性和慢性支气管内感染和肺炎，特别是那些由于肺炎链球菌(5treptococcus pneumoniae)、流感嗜血菌(Haemophilus influenzae)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、粘膜炎莫拉氏菌(Moraxellacatarrhalis)、肺炎军团菌(Legionella pneumophia)、肺炎衣原体(Chlamydiapneumoniae)、和肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae)引起的。新颖制剂体积小，但能将有效剂量的大环内酯抗生素传递到感染位点。在其它方面，本发明涉及新颖和改良的大环内酯单剂制剂，以通过气溶胶吸入传递。
背景技术：
肺炎链球菌和其它典型和不典型的病原体感染患有慢性阻塞性肺部疾病(COPD)的个体肺的支气管内空间[S.Chodosh等，Clinical Infectious Diseases1998；27730-738]。COPD最常见的是慢性支气管炎(CB)和肺气肿。
慢性支气管炎是一种肺部疾病，其特征是肺组织发炎和进行性破坏。CB病人中肺的虚弱与慢性咳嗽、每天产生的痰量增加和受损肺功能引起的慢性支气管内感染导致产生的脓痰聚集有关。慢性支气管炎的急性恶化(AECB)的特征通常为咳嗽增多，产生脓痰，和肺炎链球菌、流感嗜血菌和粘膜炎莫拉氏菌导致的临床衰退。肺炎还可能是由于这些生物再次或作为COPD的综合症被感染引起的。虽然对于CB，特别是CB急性恶化治疗的抗菌治疗是否适当有争论，Saint等(JAMA 1995；273957-960)证明当与不治疗比较时，口腔抗菌治疗提供了一些临床益处。另外，抗菌剂的剂量对于复发时间是重要的。因此，口腔抗菌剂剂量越高，无中等感染的间隔越长(S.Chodosh等，Clinical Infectious Diseases 1998；27730-738)。
目前，口腔施用对于典型和非典型病原体有活性的大环内酯和氟喹诺酮是对于CB所选的治疗方法。然而，大环内酯抗生素的口腔给药有不良副作用。与口腔/胃肠外大环内酯抗生素治疗有关的最常见的副作用是腹泻/丧失胃口、恶心、腹痛和呕吐(R.N.Brogden，D.Peters，Drugs，1994；48599-616和H.D.Langtry，R.N.Brogden Drugs 1997；53973-1004和其中引用的文献)。另外，假膜性结肠炎是与口腔抗生素治疗，包括口腔大环内酯治疗有关的严重副作用(S.H.Anmad等，Indian J.Pediatr.1993，60591-594)。口腔给药后大环内酯渗入肺组织随着剂量和组分变化(R.N.Brogden，D.Peters，Drugs，1994；48599-616和H.D.Langtry，R.N.Brogden Drugs 1997；53973-1004和其中引用的文献)。另外，大环内酯与无关药物，例如茶碱全身性浓度的改变有关，这是因为与肝脏基于细胞色素的代谢系统的相互作用。这种药物-药物相互作用常常需要剂量调节或从治疗方案中除去一种成分。
氨基红霉素是14元环大环内酯，属于抗生素的红霉素家族，在体外与红霉素A具有相似的抗生素谱，与红霉素A类似，是典型和非典型肺炎的有效治疗方法。氨基红霉素具有S-构形的C-9氨基功能，代替在红霉素A中发现的C-9羰基。氨基红霉素的一个重要限制是它缺乏口腔吸收性，因此为了实现有用的治疗浓度，开发前药地红霉素。氨基红霉素的前药是地红霉素，其特征是在C-9氨基和C-11羟基之间具有桥联的乙醛官能团(见

图1)。环状的乙醛在血浆内通过非酶性过程迅速水解(半衰期约30分钟)。地红霉素已显示能成功治疗CB病人中发生的恶化(M.Cazzola等，Respiratory Medicine；1998；92895-901)。氨基红霉素的主要优点是其长半衰期(30-44小时)(R.N.Brogden，D.Peters，Drugs，1994；48599-616)。不幸的是，地红霉素的口腔利用性在人中仅10-14％，大部分作为氨基红霉素在粪便中高度排出(62-81％)。由于氨基红霉素不被吸收，其前药地红霉素吸收很少，对于治疗典型和非典型细菌导致的肺部感染全身性可得的活性药物物质量很少。虽然该感染位点有足够的氨基红霉素浓度以提供疗效，药物的浓度有限。口腔剂量越高，或地红霉素给药越频繁提高了作用位点的药物浓度；然而，更容易发生不良事件，并可增加病人的辛苦和适应。
Lancet 221377-9(1981)中报道了用于治疗肺部感染的使用溶胶化抗生素的最早研究之一。对于20个CF病人的受控的双盲研究显示，羧苄青霉素和氨基葡萄糖庆大霉素的气溶胶给药可改善CF病人的健康。从那时开始，文献中分散的报道检测了一般的氨基糖苷气溶胶传递，特别是妥布拉霉素(见例如美国专利号5,580,269)。然而，这些研究的评估和比较通常较难，因为抗生素制剂、呼吸技术、喷雾器和压缩器不同。另外，气溶胶传递通常难于评估，因为制剂、气溶胶传递装置、剂量、颗粒大小、疗法等不同。当例如质量中位空气动力直径(MMAD)大于5微米，颗粒通常沉积在上呼吸道中，降低了传递到下呼吸道中的感染位点的量。Arch.Dis.Child.，68788(1993)中出版的文章着重描述了标准方法的需要和对CF病人气溶胶施用药物的改善。
由于缺乏无添加剂和生理学上相容的制剂，特别是由于一些喷雾器不能产生小而均一的颗粒大小，目前损害了有效气溶胶给药。将药物传递到支气管内空间和周围肺，感染位点所需的气溶胶颗粒的粒径范围是约1-5微米。许多气溶胶化治疗剂，包括氨基糖苷的喷雾器产生大量粒径小于1微米或大于5微米的气溶胶颗粒。为了有效治疗，大部分气溶胶化抗生素颗粒不能具有大于5微米的MMAD。当气溶胶含有大量MMAD大于5微米的颗粒时，较大粒径的颗粒保藏在上呼吸道中，减少了传递到下呼吸道的感染位点的抗生素量。
目前三类市售喷雾器，喷射喷雾器、振动多孔板喷雾器和超声喷雾器可产生并传递直径在1-5微米之间的气溶胶颗粒，该粒径对于肺的细菌感染治疗是优选的。因此，对于提供能在喷射、振动多孔板和超声喷雾器中有效气溶胶化的大环内酯制剂是非常有利的。另外，较新的气溶胶产生技术目前是可得的，包括机械挤出和被动和供能干粉吸入器，用于传递干粉形式的治疗剂。
可接受的制剂的另一个要求是适当的保藏期限。通常，抗生素和特定静脉给药的抗生素溶液含有苯酚或其它防腐剂，以维持药效并使降解产物的产生最小化。然而，苯酚和其它防腐剂当气溶胶化时，可诱导支气管痉挛，一种在患有肺病，例如慢性支气管炎的病人中不良的事件。
施用大环内酯抗生素，例如氨基红霉素，用于吸入液体或干粉形式的气溶胶，具有克服与前药有关的弱口腔生物利用性，同时对肺提供不能通过口腔或静脉内途径实现的抗生素的有效浓度的优点。氨基红霉素气溶胶传递另一个优点是其天然对于肺组织的高亲和力和血浆区室中的持久性(长血浆/组织半衰期)。高浓度气溶胶传递、长血浆/组织半衰期和高肺亲和力的组合将使大环内酯治疗更安全，能在施用单剂气溶胶后消除或大幅度地减少支气管内感染。
因此，非常有利的是提供大环内酯抗生素制剂，例如氨基红霉素，它不含防腐剂，调节到减慢或防止降解的pH水平，并对于病人耐受，提供适合商业分布、储藏和使用的合适半衰期。
因此，本发明的一个目的是提供大环内酯抗生素，例如氨基红霉素、红霉素A、罗红霉素、阿齐红霉素和甲红霉素的浓缩制剂，它含有能通过喷雾，例如通过使用喷射、振动多孔板或超声喷雾器或干粉吸入器有效气溶胶化，成为气溶胶颗粒的形式的有效浓度的大环内酯抗生素，该气溶胶颗粒粒径主要在1-5微米之间。
发明简述根据本发明，现在发现，可通过吸入适合气溶胶产生的溶液或干粉形式的抗菌有效量的大环内酯抗生素，例如氨基红霉素、红霉素A、罗红霉素、阿齐红霉素或甲红霉素施用给患者，有效和有效治疗患有或有危险患有支气管内感染，例如细菌肺炎链球菌、流感嗜血菌、金黄色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌和/或非典型病原体肺炎军团菌、肺炎衣原体，和/或肺炎支原体的感染的人和非人动物。
因此，本发明的一个方面涉及适合有效传递的浓缩制剂，该传递是通过吸入大环内酯抗生素药物，例如氨基红霉素、红霉素A、罗红霉素、阿齐红霉素或甲红霉素，使其进入患有或有危险患细菌性肺部感染的个体支气管内空间。
本发明的另一个方面提供了适合将大环内酯抗生素药物，例如氨基红霉素、红霉素A、罗红霉素、阿齐红霉素或甲红霉素，有效传递使其进入患有细菌性感染的个体的支气管内空间的制剂，这些细菌选自肺炎链球菌、流感嗜血菌、金黄色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌和/或非典型病原体肺炎军团菌、肺炎衣原体、和肺炎支原体。
本发明的另一个方面提供了适合将大环内酯抗生素药物，例如氨基红霉素、红霉素A、罗红霉素、阿齐红霉素或甲红霉素，有效传递使其进入个体的支气管空间，以预防或大幅降低有危险患者肺部感染的危险性的制剂，该肺部感染是由肺炎链球菌、流感嗜血菌、金黄色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌和/或非典型病原体肺炎军团菌、肺炎衣原体、和肺炎支原体引起的。
本发明的另一个方面提供了液体制剂，它含有50-750mg大环内酯抗生素药物，例如氨基红霉素、红霉素A、罗红霉素、阿齐红霉素或甲红霉素的等价物，该等价物包含在0.5-5毫升生理学上可接受的载体中，例如稀释成1/4生理盐水强度的盐水，其中所述制剂具有生理学耐受的克分子渗透压浓度、盐度和pH，适合以浓缩形式通过气溶胶吸入传递给个体。
本发明的另一个方面提供了干粉制剂，它含有25-250mg大环内酯抗生素药物，例如氨基红霉素、红霉素A、罗红霉素、阿齐红霉素或甲红霉素的等价物，该等价物包含在生理学上可接受的干粉载体中，用于以浓缩形式通过气溶胶吸入传递给个体，其中干粉制剂含有约50-90％重量的大环内酯抗生素药物。
本发明的另一个方面提供了治疗肺部感染的方法，该感染是由于易感细菌导致的，该方法是对需要所述治疗的个体通过吸入施用一种气溶胶制剂，该制剂含有抗菌有效量的大环内酯抗生素药物，例如氨基红霉素、红霉素A、罗红霉素、阿齐红霉素或甲红霉素，它配制成生理学上相容的溶液或干粉形式，其中气溶胶制剂中颗粒的质量中位空气动力直径(MMAD)主要在1-5微米之间。
在其它方面，本发明提供了单剂制剂和装置，适用于与高效吸入系统连接，单剂装置含有设计成装有并储藏相对小体积的本发明的大环内酯抗生素制剂，并将制剂传递给吸入装置，以气溶胶形式传递给个体的容器。在一个方面，本发明的单剂装置包括密封容器，例如安瓿，它含有少于约2.0ml的液体大环内酯抗生素制剂，该制剂含有在生理学上可接受的液体载体中的约50-150mg/ml大环内酯抗生素。另外，单剂装置的容器可含有少于约1.5ml，或少于约1.0ml液体大环内酯抗生素制剂，大环内酯抗生素制剂可含有约80-180mg/ml，或约90-120mg/ml大环内酯抗生素。在另一个方面，本发明的单剂装置含有密封容器，例如安瓿，它含有干粉大环内酯抗生素制剂，它该制剂含有在生理学上可接受的干粉载体中的约20-250mg大环内酯抗生素。本发明的密封单剂容器优选适应将大环内酯抗生素制剂传递到高效吸入装置，该装置用于气溶胶化并使个体吸入。
附图简述本发明的上述方面和许多伴随的优点将根据下列详述联合附图更容易被理解，其中图1说明氨基红霉素和地红霉素的化学结构；图2代表以60、100和150mg/mL和pH5.0、6.0和7.0，在4℃，如实施例4所述的水溶液中的氨基红霉素盐酸盐的稳定性；图3代表以60、100和150mg/mL和pH5.0、6.0和7.0，在25℃，如实施例4所述的水溶液中的氨基红霉素盐酸盐的稳定性；图4代表以60、100和150mg/mL和pH5.0、6.0和7.0，在40℃，如实施例4所述的水溶液中的氨基红霉素盐酸盐的稳定性；图5代表以60、100和150mg/mL和pH5.0、6.0和7.0，在60℃，如实施例4所述的水溶液中的氨基红霉素盐酸盐的稳定性；图6代表以60、100和150mg/mL和pH5.0、6.0和7.0，在60℃，如实施例4所述的水溶液中的硫酸氨基红霉素的稳定性；图7代表以60、100和150mg/mL和pH5.0、6.0和7.0，在60℃，如实施例4所述的水溶液中的乙酸氨基红霉素的稳定性；图8说明了大鼠(n＝3)中在一剂25mg/kg静脉给药，或一剂30或60mg/ml溶液吸入30分钟后，氨基红霉素的平均血浆浓度(0.7或1.77mg/kg肺剂量)，如实施例6所述。
图9说明了大鼠(n＝3)中在一剂25mg/kg静脉给药，或一剂30或60mg/ml溶液吸入30分钟后，氨基红霉素的平均肺部浓度(0.7或1.77mg/kg肺剂量)，如实施例6所述。
图10说明了大鼠(n＝3)中在3天内每天吸入给药30分钟后，肺炎链球菌肺部感染模型中的氨基红霉素效力，并与实施例7中所述的5mg/ml(0.13mg/kg)、25mg/ml(0.27mg/kg)和50mg/ml(1.3mg/kg)吸入剂量比较；和图11说明了大鼠(n＝3)中单剂给药30分钟后，肺炎链球菌肺部感染模型中的氨基红霉素效力，并与实施例8中所述的1mg/ml(0.03mg/kg)、5.5mg/ml(0.13mg/kg)、25mg/ml(0.27mg/kg)和50mg/ml(1.3mg/kg)吸入剂量比较。
图12说明了单剂、30分钟吸入施用60mg/ml硫酸溶液后，犬中的平均血浆和全肺氨基红霉素浓度，如实施例9所述。
图13说明了单剂、30分钟吸入施用60mg/ml硫酸溶液后，犬中各肺叶的平均肺氨基红霉素浓度，如实施例9所述。
优选例的详述氨基红霉素和地红霉素是具有图1所述的化学结构的大环内酯。地红霉素，氨基红霉素的前药，是用于治疗AECB和肺炎的广谱大环内酯抗生素。用于本发明的大环内酯抗生素包括例如氨基红霉素、地红霉素(氨基红霉素的前药)、红霉素A、甲红霉素(6-O-甲基红霉素)、阿齐红霉素或罗红霉素。其它更新的大环内酯，例如酮环内酯(例如ABT-773(39届ICAAC(1999)，9月26日-29日，摘要F-2133-2141和HMR-3647(Drugs of the Future，23，591(1998)，38届ICAAC(1998)，9月24日-27日，摘要A-49)))和醛环内酯(见J.Med.Chem.，1998，41，1651-1659和1660-1670)也可用于本发明的实施。在本发明的一个方面，本文所述的气溶胶制剂中所用的大环内酯抗生素是氨基红霉素或地红霉素。氨基红霉素和地红霉素具有图1所述的化学结构。
根据本发明，提供了治疗需要治疗的个体的方法，例如该个体患有支气管内感染，包括对个体通过吸入抗菌有效量的大环内酯抗生素制剂给药。本发明的该方面特别适用于配制浓缩的大环内酯，例如氨基红霉素，适用于通过小体积、呼吸推动的高输出速率和高效吸入的气溶胶化，以产生1-5微米之间的大环内酯气溶胶粒径，这是将大环内酯有效传递入支气管内空间，以治疗易感性微生物感染需要的。制剂优选含有极少，但有效量的配制在小体积生理学上可接受的溶液中的大环内酯。例如，一种盐度调节过的水溶液能够产生被病人良好耐受，但防止次要的不良副作用，例如支气管痉挛和咳嗽发生的大环内酯气溶胶颗粒。例如，1/4生理盐水溶液用于本目的。通过更有效施用本发明提供的大环内酯制剂，在足够更短的时间内施用比常规给药方案的体积更小的大环内酯，从而减少了给药成本和药物浪费，显著增强了病人适应的可能性。
因此，根据本发明的一个方面，提供了治疗需要治疗的个体，例如患有易感性支气管内感染的个体的方法，包括对个体通过吸入施用一剂喷雾化的气溶胶制剂，该制剂含有约50-750mg大环内酯和药物学上可接受的载体。在本发明的其它方面，在本发明的实施中施用的气溶胶可以是液体制剂，含有约50-150mg/ml大环内酯抗生素，优选约70-130mg/ml大环内酯抗生素，更优选约90-110mg/ml大环内酯抗生素。优选对个体施用小体积的气溶胶制剂。因此在该方面对个体施用一剂少于约2.0ml的喷雾化液态气溶胶制剂。在另一个方面，个体施用一剂少于约1.5ml的喷雾化液态气溶胶制剂。在另一个方面，个体施用一剂少于约1.0ml的喷雾化液态气溶胶制剂。
在其它方面，本发明的大环内酯化合物可配制成用于气溶胶传递的干粉形式。本文所用的术语“粉末”意味着一种组合物，它含有细分固态颗粒，它能够自由流动，并能够容易地分散在吸入装置中，随后由个体吸入，从而使颗粒达到肺部，渗透和沉积在周围导气管中。因此，本发明的粉末制剂被称为“可呼吸的”。优选粉末平均粒径小于10微米，具有较均匀的球形。更优选直径小于约7.5微米，最优选小于约5.0微米。通常粒径分布在约0.1-5微米之间，特别是约1-5微米。本发明的干粉制剂具有水分含量，使得颗粒能够容易地分散在吸入装置中形成气溶胶。该水分通常是约10％重量(％w)以下的水，通常少于约5％w的水和优选少于约3％w的水。
本发明的干粉制剂通常含有治疗有效量的本发明的大环内酯化合物和一种药物学上可接受的载体。本发明的干粉制剂可含有约25-250mg的大环内酯抗生素，优选约50-200mg的大环内酯抗生素，更优选约75-150mg的大环内酯抗生素。在本发明的该方面，干粉制剂可含有约50％-90％重量的大环内酯抗生素，优选约60％-88％重量的大环内酯抗生素，和更优选约75％-85％重量的大环内酯抗生素。
合适的药物学上可接受的载体包括可以进入病人肺部，而对于肺没有显著不良毒物学作用的载体包括例如稳定剂、填充剂、缓冲剂、盐等。使用足量的药物学上可接受的载体获得所需的稳定性，分散性，一致性和湿胀特征，以确保对需要的个体均匀肺部传递组合物。药物学上可接受的载体的实际量可以是约0.05％-99.5％w。更优选的是可使用约5％-95％w的药物学上可接受的载体。最优选的，可使用约10％-90％的药物学上可接受的载体。
本发明中用作载体的药物赋形剂包括稳定剂，例如人血清清蛋白(HAS)；填充剂，例如糖类、氨基酸和多肽；pH调节剂或缓冲剂；盐，例如氯化钠等。这些载体可以是晶体或无定形形式，或可以是两者的混合物。优选的填充剂包括相容的糖类、多肽、氨基酸或其组合。合适的糖类包括单糖，例如半乳糖、D-麦芽糖、山梨糖等；二糖，例如乳糖、海藻糖等；环糊精，例如2-羟丙基-β-环糊精；和多糖，例如棉子糖、麦芽糊精、葡聚糖等；醛醇，例如甘露醇、木糖醇等。一组优选的糖类包括乳糖、海藻糖、棉子糖、麦芽糊精和甘露醇。合适的多肽包括阿斯巴甜。氨基酸包括丙氨酸和甘氨酸，优选甘氨酸。可加入作为本发明干粉制剂的小成分的添加剂，使得在喷雾干燥过程中构象稳定，和改善粉末的分散性。这些添加剂包括疏水氨基酸，例如色氨酸、酪氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸等。合适的pH调节剂或缓冲剂包括从有机酸和碱制备的有机盐，例如柠檬酸钠、抗坏血酸钠等；优选柠檬酸钠。
在其它方面，本发明涉及浓缩的大环内酯制剂，例如浓缩的氨基红霉素制剂，适合通过气溶胶化将大环内酯有效传递入支气管内空间。本发明适合配制浓缩的氨基红霉素，用于通过喷射、振动多孔板、超声或干粉喷雾器气溶胶化，产生粒径为1-5微米之间的氨基红霉素气溶胶颗粒，它是将氨基红霉素有效传递到支气管内空间优选的，用于治疗肺炎链球菌、流感嗜血菌、金黄色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌和肺炎军团菌、肺炎衣原体，和肺炎支原体感染。制剂优选含有少量，但有效量的氨基红霉素，它配制在具有一定盐度的相对小体积的生理可接受的溶液中，或作为干粉，调节到允许产生病人良好耐受的氨基红霉素气溶胶，但防止产生次要不良副作用，例如支气管痉挛和咳嗽。
任何气溶胶化制剂的首要要求是其安全性和效力。其它优点是低治疗成本，使用的实用性，长保存期限，储藏和喷雾器的优化。
气溶胶制剂主要喷雾化成可传递到末梢和呼吸细支气管的粒径，其中肺炎链球菌、流感嗜血菌、金黄色葡萄球菌和粘膜炎莫拉氏菌，和非典型病原体肺炎军团菌、肺炎衣原体，和肺炎支原体或其它易感性细菌存在于患有慢性支气管炎和肺炎的病人中。肺炎链球菌、流感嗜血菌、金黄色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌、肺炎军团菌、肺炎衣原体和肺炎支原体存在于整个导气管，包括支气管、细支气管和肺薄壁组织中。然而，它们主要存在于末梢和呼吸细支气管中。在感染恶化时，细菌还可能存在于肺泡中。因此，在一个方面，本发明提供了一种制剂，它通过整个支气管内网络传递到末梢细支气管，最终传递到薄壁组织中。
配制气溶胶化氨基红霉素制剂，用于将氨基红霉素有效传递到肺支气管内空间。选择特定的喷射、振动多孔板或超声喷雾器，形成质量中位空气动力直径主要在1-5微米之间的氨基红霉素气溶胶颗粒。氨基红霉素的配制和传递的量能有效治疗和/或预防支气管内感染，特别是由于细菌肺炎链球菌、流感嗜血菌、金黄色葡萄球菌和粘膜炎莫拉氏菌，和非典型病原体肺炎军团菌、肺炎衣原体，和肺炎支原体导致的感染。制剂具有调节到允许产生病人良好耐受的氨基红霉素气溶胶的盐度。另外，制剂具有合适的克分子渗透压浓度。制剂具有小的可气溶胶化的体积，能将有效剂量的氨基红霉素传递给感染位点。另外，气溶胶化的制剂不通过引起不良副作用导致导气管功能损伤。
可用具有相对高速率气溶胶输出、高喷射剂量效力和限于病人实际吸气时期的喷射，施用抗生素制剂。因此，虽然常规空气喷射喷雾器显示3微升/秒疾病的气溶胶输出速率，本发明实施中所用的吸入装置通常显示不小于约5微升/秒，更优选不小于约6.5微升/秒，最优选不小于约8微升/秒的气溶胶输出速率。另外，常规空气-喷射喷雾器具有较低的喷射剂量效力，通常释放约55％(或以下)的作为气溶胶的标称剂量，用于本发明实施的吸入装置通常释放至少约75％、更优选至少约80％，最优选至少约85％的负荷剂量，作为病人吸入的气溶胶。在其它方面，常规空气-喷射喷雾器通常在整个传递期内持续释放气溶胶化的药物，不论病人是否在吸气、呼气或呼吸循环的静止状态，因此浪费了相当部分的负荷的药物剂量。相反，用于本发明的优选吸入装置是呼吸激活的，限于在病人实际吸气的时期传递大环内酯制剂的气溶胶颗粒。符合上述条件，并适用于本发明实施的代表性吸入装置是AerodoseTM及入器，购自Aerogen，Inc.，Sunnyvale，California。AerodoseTM吸入器用压电振动器驱动的多孔膜产生气溶胶。气溶胶传递是呼吸激活的，限于呼吸的吸气期，即不在乎吸循环的呼气期发生气溶胶化。与屏气吸入器相比，气流通道设计允许正常吸气-呼气呼吸。另外，AerodoseTM吸入器是手持的独立和容易运输的吸入器。虽然压电振动器气溶胶生成器，例如AerodoseTM吸入器是目前本发明实施中优选的，可使用符合上述性能条件，并能传递本发明的小剂量体积，在相对较短时间内具有相对高效沉积的其它吸入器和喷雾装置。
在本发明的其它方面，根据本发明上述的方法提供单剂制剂和装置，对病人用吸入器施用大环内酯抗生素制剂。优选单剂装置含有一个容器，它设计成盛有并储藏相对小体积的本发明的大环内酯抗生素制剂，和将制剂传递给吸入装置，用于对病人以气溶胶形式传递。在一个方面，本发明的单剂容器含有一个塑料安瓿，其中装有本发明的大环内酯制剂，并在无菌条件下密封。优选单剂安瓿配有拧开接头或其它容易打开的装置，用于打开安瓿，并将大环内酯抗生素制剂传递给吸入装置。含有药物制剂的安瓿是本领域技术人员熟知的(见例如美国专利号5,409,125、5,379,898、5,213,860、5,046,627、4,995,519、4,979,630、4,951,822、4,502,616和3,993,223，其公开内容在此引入以供参考)。本发明的单剂容器可设计成直接插入本发明的吸入装置，用于将所含的大环内酯抗生素制剂传递给吸入装置，并最终给病人。
根据本发明的该方面，提供了单剂装置，它是一个密封的容器，其中含有少于约5.0ml，优选少于约3.0ml，和最优选少于约2.0ml的液体大环内酯抗生素制剂，它在生理上可接受的载体中含有约50-150mg/ml大环内酯抗生素，密封的容器适合将大环内酯抗生素制剂传递给用于气溶胶化的吸入装置。本发明该方面使用的合适大环内酯抗生素包括上面详述的那些大环内酯抗生素。在目前的优选例中，在本发明的单剂装置中使用的大环内酯抗生素是氨基红霉素。在本发明的其它方面中，本发明的单剂装置可含有液体大环内酯抗生素制剂，它含有约70-130mg/ml的大环内酯抗生素。在本发明的其它方面，本发明的单剂装置可含有液体大环内酯抗生素制剂，它含有约90-110mg/ml的大环内酯抗生素。
在本发明优选的液体单剂制剂中，生理上可接受的载体可以是生理盐水溶液，例如1/4强度的生理盐水溶液，调节到能够产生病人良好耐受的氨基红霉素气溶胶，但基本防止发生次要的不良副作用(例如支气管痉挛和咳嗽)的盐度。
在本发明的另一个方面，将本发明的干粉制剂置于合适的单剂容器中，其量足够对病人提供本发明的大环内酯抗生素化合物，用于通过干粉吸入单剂治疗。优选装在合适的吸入装置中的干粉单剂容器能够气溶胶化基于大环内酯的干粉组合物，通过将其分散在气流中形成气溶胶，然后在一个室中捕获如此产生的气溶胶，该室结合有接口管，它用于让需要治疗的病人随后吸入。这种剂量容器包括任何密封本领域已知制剂的容器，例如明胶和塑料胶囊，具有可除去的部分，使得气流(例如空气)进入容器，以分散干粉制剂。这种容器的例子是美国专利号4,227,522、4,192,309和4,105,027中已知的那些。合适的容器还包括与Glaxo’sVentolin Rotohaler牌粉末吸入器或Fison’s Spinhaler牌粉末吸入器连接的那些。另一种提供卓越水分屏障的合适的单剂容器是用铝箔塑料片形成的。大环内酯粉末根据重量或体积填充入可成形箔的凹陷中，用覆盖的箔-塑料片密封。用于粉末吸入装置的这种容器在美国专利号4,778,054中有所描述，用于Glaxo’sDiskhaler RTM(美国专利号4,627,432、4,811,731；和5,035,237)。所有这些文献在此引入以供参考。
根据本发明的该方面，提供单剂装置，它含有一个密封容器，其中含有干粉制剂，该制剂含有约25-250mg大环内酯抗生素，优选约50-200mg大环内酯抗生素，更优选约75-150mg大环内酯抗生素，在生理上可接受的干粉载体中，密封的容器适用于将大环内酯抗生素制剂传递到吸入装置，用于气溶胶化。在本发明的该方面，干粉制剂可含有约50％-90％重量的大环内酯抗生素，优选约60％-88％重量的大环内酯抗生素，和更优选约75％-85％重量的大环内酯抗生素。
气溶胶氨基红霉素制剂为了评估氨基红霉素在水溶液中的稳定性，制备了三种抗生素的盐形式，并置于不同的温度、时间、浓度和pH条件下。氨基红霉素浓度是通过HPLC法确定的。这些稳定性研究的数据如图2-7所示，揭示了几个重要的发现。首先，如预期的，盐酸氨基红霉素的稳定性与溶液的温度成正比(见图2-5)。第二，氨基红霉素溶液在中性的pH7比在酸性pH5和6更稳定(图5)。该结果与已知的pH对大环内酯抗生素降解的效果一致。主要降解途径之一是丧失中性糖，红霉支糖(见J.Chrom.A，812m，1998，255-286)。第三，乙酸氨基红霉素溶液在pH6和7比对应的盐酸和硫酸盐在相同pH下更稳定(比较图7与图5和6)。
本发明的液体和干粉制剂每剂含有约50-750mg，优选约75-600mg，最优选约100-500mg大环内酯抗生素药物，例如乙酸氨基红霉素。这相当于最小但有效量的抑制支气管内空间中肺炎链球菌、流感嗜血菌、金黄色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌、肺炎军团菌、肺炎衣原体和肺炎支原体感染的氨基红霉素。
本发明目前优选的液态气溶胶氨基红霉素制剂在每1mL1/4生理盐水中含有约90-110mg硫酸氨基红霉素。这相当于抑制AECB细菌感染的代表性和有效量的氨基红霉素。
病人和气溶胶产生装置对于制剂的克分子渗透压浓度、pH和离子强度都是敏感的。现在已发现该问题可方便的由在1/4生理盐水，即含有0.225％氯化钠的盐水中配制氨基红霉素溶液解决。1/4生理盐水是将氨基红霉素传递到支气管内空间的合适载体。
慢性支气管炎病人和其它患有慢性支气管内感染的病人具有支气管痉挛或哮喘性导气管的高发病率。这些导气管对于低渗和高渗气溶胶，对于渗透性离子的浓度，特别是卤素，例如氯，和对于酸性或碱性的气溶胶是敏感的。刺激导气管的作用可临床表现为咳嗽或支气管痉挛。这两种情况都会阻止将气溶胶化的氨基红霉素有效传递到支气管内空间。
每毫升1/4生理盐水含有60-100mg氨基红霉素的乙酸、盐酸和硫酸氨基红霉素制剂具有130-400mOsm/kg的克分子渗透压浓度。这在对于慢性支气管炎病人施用气溶胶的安全范围内(表1)。
表1氨基红霉素溶液的克分子渗透压浓度作为盐形式、pH和浓度的函数实验和理论结果
制剂的pH对于气溶胶传递同样重要。如先前注意到的，当气溶胶是酸性或碱性时，它可导致支气管痉挛和咳嗽。pH的安全范围是相对的；一些病人将耐受适度的酸性的气溶胶，而在其它人中将导致支气管痉挛。在易感性个体中具有小于4.5的pH的任何气溶胶将导致支气管痉挛；具有4.5-5.0之间的pH的气溶胶偶尔会导致该问题。pH在5.0-7.0之间的气溶胶被认为是安全的。避免pH大于10.0的任何气溶胶，因为会发生导致支气管痉挛的刺激。气溶胶制剂最佳pH是pH5.0-7.0。
在一个方面，本发明的液体制剂优选主要喷雾化成为颗粒，该颗粒能够将药物传递到细菌所在的末端和呼吸细支气管和下呼吸道。为了通过气溶胶有效将氨基红霉素传递到肺支气管内导气管空间，必需形成质量中位空气动力直径在1-5微米之间的气溶胶颗粒。用于治疗和预防支气管内感染，特别是由于细菌肺炎链球菌、流感嗜血菌、金黄色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌、肺炎军团菌、肺炎衣原体，和肺炎支原体导致的感染的氨基红霉素的配制和传递量必需有效针对支气管内表面。传递的制剂剂量优选具有最小的实际气溶胶化体积，能将有效剂量的氨基红霉素传递到感染位点。优选的制剂还提供了不影响导气管功能的条件。因此，优选制剂含有足量的药物，在允许其有效传递，同时避免不良反应的条件下配制。本发明的新制剂符合这些要求。
根据本发明，氨基红霉素配制成用于慢性支气管炎和肺炎的病人吸入治疗的剂型。由于病人遍布全世界，需要制剂能有合理的长储藏期限。储藏条件和制剂稳定性因而变得重要。
如上所述，溶液的pH是重要的。5.0-7.0，优选约6.0的pH对于储藏和较长的储藏期限是最佳的。
制剂通常储藏在1毫升-2毫升低密度聚乙烯(LDPE)指管中。用吹-填充-密封过程无菌填充指管。用铝箔袋密封指管。
制剂对于氧化的稳定性是另一个非常重要的条件。如果药物在气溶胶化前被降解，少量药物被传递到肺，因此损害治疗并引起了可能导致对于氨基红霉素抗性发生的条件，因为传递的剂量太少。另外，氨基红霉素降解产物可引起支气管痉挛和咳嗽。为了防止氨基红霉素的氧化降解和提供可接受的稳定性，通过将LDPE指管包装在氧保护性包装(包括铝箔袋，每袋6支)中，产生具有低氧含量的产物。在指管装填前，混合罐中的溶液通氮气，环形袋头部消除氮气。以该方法，防止氨基红霉素的水解和氧化。
II.气溶胶化装置用于本发明实践的气溶胶化装置，例如喷射、振动多孔板或超声喷雾器通常能够将本发明的制剂喷雾形成气溶胶颗粒，其主要是1-5微米大小。在该申请中主要是指至少70％，但优选90％以上的所有产生的气溶胶颗粒在1-5微米范围内。
可产生和传递1-5微米之间粒径的颗粒，对于治疗肺炎链球菌、流感嗜血菌、金黄色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌、肺炎军团菌、肺炎衣原体、和肺炎支原体感染最佳的喷雾器，例如喷射、超声、振动多孔板和充能干粉吸入器，目前可购得，或用已知方法和材料产生。喷射喷雾器的运作是通过空气压力将溶液打碎成气溶胶液滴。振动多孔板喷雾器的运作是通过使用迅速振动的多孔板产生的超声真空，以将溶剂液滴挤过多孔板。超声喷雾器的运作是通过压电晶体，它将液体剪切成小气溶胶液滴。然而，仅一些氨基红霉素的制剂可有效被这三种喷雾器喷雾，因为这些装置对于制剂的pH和离子强度是敏感的。
虽然可使用各种装置，仅有限数量的喷雾器适用于本发明。用于本发明的优选喷雾器包括例如AeroNebTM和AeroDoseTM振动多孔板喷雾器(AeroGen，Inc.，Sunnyvale，California)，Sidestream喷雾器(Medic-Aid Ltd.，West Sussex，England)，Pari LC Plus和Pari LC Star喷射喷雾器(Pari RespiratoryEquipment，Inc.，Richmond，Virginia)和AerosonicTM(DeVilbiss MedizinischeProdukte(Deutschland)GmbH，Heiden，Germany)和UltraAire(OmronHealthcare，Inc.，Vernon Hills，Illinois)超声喷雾器。
III.气溶胶药物动力学通过IV和吸入途径对大鼠施用氨基红霉素溶液，测量血浆和肺中的药物浓度。这些研究的数据如图8和9所示。对于吸入传递途径选择两种剂量水平，1.7和0.7mg/kg，与单静脉剂量(25mg/kg)比较。
IV(25mg/kg)、吸入(1.7mg/kg)和(0.7mg/kg)的肺中氨基红霉素的剂量标定AUC分别是24.21、1067.84和848.34μg·h/g。因此，通过吸入途径直接对肺传递氨基红霉素，达到的肺药物水平在微克水平上比静脉途径给药高约40倍。因此，通过吸入抗生素治疗应比口腔或IV途径治疗更有效。
IV.气溶胶效力氨基红霉素静脉和气溶胶给药都非常有效。在测试的最低剂量(每天10mg/kg)静脉内施用氨基红霉素使得肺炎链球菌的肺负担下降到可检测极限以下(10CFU/每克肺)，如实施例7所示。气溶胶也是非常有效的(见图10)，用5mg/ml(计算剂量每天0.13mg/kg)气溶胶溶液肺炎链球菌仅有可检测的回收。另外，当以大于每天所需的剂量的浓度施用3天时，氨基红霉素非常有效。0.13mg/kg的单剂量(CFU/克减少不超过2个数量级)比0.13mg/kg(5个数量级的下降)连续施用3天效果稍差。然而，单剂0.67mg/kg实现从肺组织中几乎完全清除该微生物，与多剂效果相似，表明在该浓度，第二和三剂几乎没有额外的价值(见图11)。
气溶胶化氨基红霉素的药物动力学评估提示，其有效数据表明，与多剂每天IV、口腔或气溶胶剂量相当的肺浓度可通过单剂气溶胶实现，单剂应比三日剂量的类似效果所需的剂量大约3-5倍。
实用性本发明实用性的一个方面是可使用小体积高浓度的大环内酯抗生素，例如氨基红霉素制剂和合适的喷雾器，将有效剂量的氨基红霉素传递给患有慢性支气管炎、支气管扩张症和肺炎的人的支气管内空间，这些疾病是由于大环内酯易感性细菌或其它感染导致的。制剂安全而且成本非常低廉。另外，制剂可保藏在氮气环境中，控制pH以耐受，以提供商业分布合适的储藏期限。
实施例1制备氨基红霉素盐的一般方法乙酸氨基红霉素的合成在冰浴中冷却的10.0g(13.6mmol)氨基红霉素的100mL MeOH溶液中滴加1.56mL(27.2mmol，2.0当量)冰醋酸。溶液经30分钟温至环境温度，然后减压除去溶剂。加入Et2O(50ml)浓缩浆液。重复得到11.52g(96.9％)白色粉末状乙酸氨基红霉素一水合物；IR(KBr，cm-1)1718，1560，1406，1168，1080，1055，1012；1H NMR(400MHz，CD3OD)δ0.89(t，3H，J＝7.2Hz)，1.06-1.32(m，27H)，1.35-1.47(m，4H)，1.52-1.66(m，3H)，1.85-2.02(m，8H)，2.03-2.26(m，2H)，2.45-2.49(m，1H)，2.66-2.77(m，5H)，2.91-3.09(m，3H)，3.21-3.40(m，6H)，3.58(d，1H，J＝7.0Hz)，3.67(s，1H)，3.78-3.83(m，2H)，4.10-4.13(m，1H)，4.59(d，1H，J＝7.0Hz)，4.88-5.0 1(m，12H)；MS m/z 735.6(M-2AcOH-2H2O)；KF 2.33％H2O。
C41H80ON2O17的分析计算值C，56.40；H，9.24；N，3.21。实测值C，56.38；H，9.21；N，3.16。
实施例2硫酸氨基红霉素的合成在冰浴中冷却的10.0g(13.6mmol)氨基红霉素的100mL MeOH溶液中滴加0.73mL(13.6mmol，1.0当量)浓硫酸。溶液经30分钟温至环境温度，然后减压除去溶剂。加入Et2O(50ml)浓缩浆液。重复得到11.13g(96.1％)白色粉末状硫酸氨基红霉素一水合物；IR(KBr，cm-1)1718，1384，1168，1122，1078，1012；1HMR(400MHz，CD3OD)δ0.89(t，3H，J＝7.2Hz)，1.08-1.32(m，27H)，1.45-1.63(m，7H)，1.89-2.04(m，2H)，2.23-2.31(m，2H)，2.44-2.47(m，1H)，2.84-2.89(m，5H)，2.99-3.07(m，3H)，3.30-3.49(m，6H)，3.58(d，1H，J＝7.0Hz)，3.69(s，1H)，3.78-3.86(m，2H)，4.09-4.11(m，1H)，4.60(d，1H，J＝6.8Hz)，4.87-4.99(m，12H)；MS m/z 735.7(M+-H2SO4-2H2O)；KF 2.93％H2O。
C37H74N2O16S的分析计算值C，52.22；H，8.76；N，3.29。实测值C，52.55；H，8.91；N，3.27。
实施例3盐酸氨基红霉素的合成在冰浴中冷却的10.0g(13.6mmol)氨基红霉素的100mL MeOH溶液中滴加2.34mL(27.2mmol，2.0当量)37％盐酸。溶液经30分钟温至环境温度，然后减压除去溶剂。加入Et2O(50ml)浓缩浆液。重复得到11.24g(97.9％)白色粉末状盐酸氨基红霉素二水合物；IR(KBr，cm-1)1718，1466，1383，1170，1078，1055，1011；1H NMR(400MHz，CD3OD)δ0.87-0.91(m，3H)，1.10-1.31(m，27H)，1.43-1.65(m，7H)，1.89-2.01(m，2H)，2.25-2.27(m，2H)，2.45-2.48(m，1H)，2.82-3.10(m，8H)，3.34-3.42(m，8H)，3.57-3.58(m，1H)，3.67(s，1H)，3.80-3.82(m，2H)，4.08-4.11(m，1H)，4.61-5.00(m，13H)；MS m/z 735.6(M+-2HCl-2H2O)；KF4.38％H2O。
C37H76Cl2N2O12的分析计算值C，52.65；H，9.08；N，3.32。实测值C，52.21；H，9.18；N，3.20。
实施例4氨基红霉素盐的水相制剂和稳定性溶液制备将氨基红霉素(9.0g，12.2mM)游离碱加入配衡的100mL Erlenmeyer烧瓶。在烧瓶中加入去离子水(25mL)，用磁性搅拌器搅拌。逐渐加入1N硫酸(24.5ml，2当量)并一边搅拌。当溶液澄清时，从搅拌板中回收并重新称重。滴加去离子水，获得最终溶液重量62.9g。溶液分成3个20ml部分，通过滴加1N氢氧化钠或硫酸，一边用pH计监测，将pH调节到所需值(5.0、6.0或7.0)。通过调节氨基红霉素的重量(6.0g和3.6g)以及1N硫酸的体积(16.3和9.8ml)，用上述方法制备100mg/mL和60mg/mL的溶液。如上所述制备150、100和60mg/ml的氨基红霉素的乙酸和盐酸盐溶液，除了加入1N乙酸和1N盐酸(2当量)，以制备盐并调节pH。
各浓度和各pH下的各盐形式等份储藏在4、40和60℃和环境温度下。
稳定性测定所有溶液在制备后立即(t＝0)和24小时、48小时、8天、15天和22天分析，除了在8天时基本降解的样品省略以后的实验。
冷冻和加热的样品在样品制备前至少一小时平衡到环境温度。所有样品的最终稀释体积是10ml。所有样品的稀释物包括pH6.5的50mM磷酸缓冲液和乙腈80∶20(v/v)的混合物。
将适量样品(40微升对于150mg/ml溶液，50微升对于100mg/ml，100微升对于60mg/ml)转移到20ml闪烁指管中。在指管中加入10ml稀释剂并充分混合。
标准制备一式两份制备标准，并最多使用3天。将氨基红霉素的游离碱(30mg)转移给配衡的50ml体积的烧瓶，记录确切重量。加入样品稀释物并简单超声溶解。冷却标准并用稀释剂稀释到一定体积。
样品和标准分析用反相高效液相层析分析样品和标准。用250×4.6mmPhenomenex Luna CN柱(5微米粒径)用于进行分离。所有分析在Agilent Technologies HP1100层析系统上进行，获得数据并用Agilent Technologies ChemStation数据系统储存。分析物参数如下表2中所述。
表2
实施例5氨基红霉素盐溶液的克分子渗透压浓度在各10ml体积烧瓶中称取三份盐酸氨基红霉素(0.6g、1.0g和1.5g)。在各烧瓶中加入Easypure UV水(8ml)，并超声直到完全溶解，然后稀释到一定体积。用硫酸和乙酸氨基红霉素重复该过程。测定各溶液的pH和克分子渗透压浓度，并将测定的克分子渗透压浓度与理论值比较。
实施例4中制备的盐(4℃)平衡到室温，测定克分子渗透压浓度。表3显示了结果。
表3氨基红霉素盐克分子渗透压浓度研究盐酸氨基红霉素批号TEM-702-171二水合物，分子量＝843.91g/m
硫酸氨基红霉素批号TEM-702-169一水合物，分子量＝883.14g/m
乙酸氨基红霉素批号TEM-702-167一水合物，分子量＝873.08g/m
(((重量(g)/分子量wt)×物质数)/0.01L)×(1000mOsm/10sm)＝XmOsm实施例6对大鼠气溶胶传递氨基红霉素气溶胶药物动力学的特征IV药物动力学氨基红霉素(250mg)被溶于5ml双蒸水中，加入12ml浓硫酸。在溶液中逐渐加入稀硫酸(1∶10v/v)以完全溶解药物。逐渐加入稀释的硫酸溶液，使溶液pH达到6.8-7.2。通过加入双蒸水，溶液总体积达到8ml。将200微升硫酸氨基红霉素的溶液(25mg/kg)通过尾末端静脉静脉给药，传递给雄性Sprague-Dawley大鼠(Simonsen Laboratories，1180C Day Road，Gilroy，CA 95020)。用1-4％异氟醚麻醉动物，并在给药后0.083、0.25、0.5、1、2、4、6、8和24小时从3只大鼠收集肺和血样。通过用肝素作为抗凝血剂，用心脏穿刺收集血液样品。在收集血样后手术取出肺，除去支气管和气管，丢弃。剩余的肺组织如下处理。将肺和血液样品立即置于冰上，在收集后立即离心血样收集血样样品。将肺和血浆样品储藏在-80℃直到测试。
用有效的LC-MS法测定血浆和肺(每克肺组织)中的氨基红霉素浓度。在提取前用竹桃霉素(内标，1微克/毫升)脉冲(spike)血浆样品(100微克)。用3.3％三氯乙酸(TCA)去除血浆样品(100微升)中的蛋白质。离心样品(10,000rpm，10分钟)，将上清液转移到HPLC两段式滤器(centrifilter)，两段式过滤(10,000rpm，10min)。流动相含有0.1％乙酸-乙腈(70∶30，v/v，pH＝3.2)溶液，流速为0.5ml/min3分钟，然后流速为0.8ml/min的0.1％乙酸-乙腈3分钟。不锈钢分析柱(ZorbaxSB-C18，2.1mm ID×150.0mm，5微米，Phenomenex芯式保护柱)用作静止相。柱温度为50℃。用HP 1100 LC/MSD API-电喷系统进行氨基红霉素的定量。数据获得定为选择性离子监测模式。方法在0.01-50微克/毫升的浓度范围内是线性的(r＞0.9990)。绝对回收是95.0±2.19％。
用双蒸水匀化肺样品。在样品中加入竹桃霉素作为内标。用0.9M TCA去除匀化物中的蛋白。样品在10,000rpm离心10分钟，将上清液转移到HPLC两段式滤器(centrifilter)，两段式过滤(10,000rpm，10min)。流动相含有0.1％乙酸-乙腈(70∶30，v/v，pH＝3.2)溶液，流速为0.5ml/min3分钟，然后流速为0.8ml/min的0.1％乙酸-乙腈(60∶40，v/v)3分钟。不锈钢分析柱(Zorbax SB-C18，2.1mm ID×150.0mm，5微米，Phenomenex芯式保护柱)用作静止相。柱温度为50℃。用HP1100 LC/MSD API-电喷系统进行氨基红霉素的定量。数据获得定为选择性离子监测模式。方法在0.01-200微克/克的浓度范围内是线性的(r＞0.9990)。提取效率是93.8±2.54％。
根据统计矩理论，使用WinNonlinTMProfessional Version 2.0软件(Pharsight Corporation)估计药物动力学参数、曲线下面积和平均驻留时间。未估计但观察到峰浓度(Cmax)。
吸入药物动力学对于60mg/ml溶液，在50毫升体积烧瓶的43ml双蒸水和4.27ml(4.27mmol)1M硫酸中加入3.191g(4.08mmol)氨基红霉素(94％纯度)。然后通过加入额外的53微升(0.053mmol)1M硫酸，将溶液调节到pH6.5。将体积用双蒸水调节到50ml。在1/2生理盐水中稀释60mg/ml溶液，制备30mg/ml溶液。得到的溶液的克分子渗透压浓度如AdvancedTMMicro-Osmometer3300型(AdvancedInstruments，Inc.，Norwood Mass.)测定的为148mOsm。
在32-孔啮齿类仅鼻接触系统(Battelle，Richland，WA)中，大鼠通过吸入接触30或60mg/ml硫酸氨基红霉素溶液30分钟。Battle系统仅鼻啮齿类接触系统基于Cannon Flow-Past仅鼻系统(A.m.Ind Hyg Assoc J 1983 Dec；44(12)923-8)，由4个可层叠的不锈钢层构成，总共有32个孔。系统包括输入和输出气流监测和控制，用Battelle提供的NORES1.1.4版软件收集气溶胶数据。用PARI LC STARTM喷雾器气溶胶化氨基红霉素溶液。通过在开始接触后10和20分钟取得的滤器样品的比重分析，测定平均气溶胶浓度。对于30和60mg/ml溶液，平均气溶胶浓度分别为0.54±0.06和1.36±0.30mg/L。
从3只大鼠在如上所述给药后0.083、0.25、0.5、1、2。4、8和24小时收集肺和血液样品。吸入研究的样品收集和处理过程与静脉内研究相同。
吸入研究的生物分析方法与静脉内研究相同。肺中计算的沉淀剂量(肺剂量)在吸入30或60mg/ml氨基红霉素溶液30分钟后分别是约0.70或1.77mg/kg。肺中的肺剂量计算如下LDD＝MAC×MV×DE×FLD÷MBW其中LDD＝肺沉积剂量，MAC＝平均气溶胶浓度＝对于30和60mg/ml溶液，分别是0.54和1.36mg/L。
MV＝分钟体积＝0.1L/minDE＝接触持续时间＝30分钟FLD＝肺沉积的分数＝0.1MBW＝平均体重＝0.23kg静脉内和吸入施用氨基红霉素后肺中的药物动力学参数如表4总结的表4大鼠中一次静脉或两次吸入给药后肺中氨基红霉素的药物动力学参数(N＝3)。
1.给药后0-24小时估计的曲线下面积。
2.剂量标定到1mg/kg的曲线下面积。
3.给药后0-24小时估计的平均残留时间。
n.e.未估计。
实施例7氨基红霉素在肺炎链球菌感染的大鼠肺模型中的气溶胶和IV效力方法气管内施用用琼脂糖珠制备的50-100微升肺炎链球菌A66(菌株#PG04716)，感染雄性Sprague-Dawley大鼠。通过将PG04716的肉汤培养物悬浮在融化的琼脂糖中，制备接种物，将琼脂糖悬液悬浮在无菌矿物油中，一边混合，产生含有细菌的小琼脂糖珠。离心回收珠，重悬浮在无菌盐水中，并通过气管切口直接注射到肺中施给动物。
在无菌盐水中制备氨基红霉素溶液。通过在尾静脉中静脉内注射或通过气溶胶接触施用抗生素。用In-Tox Aerosol Exposure System(04-1100型)通过仅鼻接触实现气溶胶接触。该系统是设计成接触被关在塑料管中的啮齿类的密封气溶胶传递系统，它在一端向系统开放(鼻孔)，另一端密封以维持系统完整性。Pari LCStarTM空气-喷射喷雾器以约6.5升/分钟的气流产生气溶胶。真空定为9升/分钟，使用更稀的空气通过系统的总气流是7.5升/分钟。
治疗在感染后24小时开始，每天进行一次，进行3天。气溶胶每天施用30分钟。在感染后第4天和最后一次给药后12个小时，杀死动物，手术除下肺。除下以后，匀浆肺，稀释并在血液琼脂糖上定量铺板。平板保存24小时并计算肺炎链球菌菌落，以确定细菌负荷。结果如表5所示表5氨基红霉素对肺炎链球菌在大鼠肺炎模型中的效力
*BQL＝在定量极限以下实施例8氨基红霉素的一剂处理后，肺炎链球菌感染的大鼠肺模型中氨基红霉素的气溶胶效力如实施例7所述感染雄性Sprague-Dawley大鼠并接触气溶胶治疗。单剂治疗在感染后24小时开始，以指定的剂量施用气溶胶30分钟。不进行其它治疗，观察动物直到手术。在感染后第4天(给药后第3天)，杀死动物并手术取下它们的肺。取下后，匀浆肺，稀释并在血液琼脂糖上定量铺板。平板保存24小时并计算肺炎链球菌菌落，以确定细菌负荷。单剂给药后的结果如图11所示，进一步的结果如表6所示表6氨基红霉素对肺炎链球菌在大鼠肺炎模型中的效力
BQL＝在定量极限以下实施例9对犬气溶胶传递氨基红霉素气溶胶药物动力学的特征吸入药物动力学对于60mg/ml溶液，在50毫升体积烧瓶的43ml双蒸水和4.27ml(4.27mmol)1M硫酸中加入3.191g(4.08mmol)氨基红霉素(94％纯度)。然后将溶液调节到pH6.5，加入额外的53微升(0.053mmol)1M硫酸。将体积用双蒸水调节到50ml。在吸入面罩接触系统(Inveresk Research，Scotland UK)中，犬接触60mg/ml硫酸氨基红霉素溶液一次30分钟。
从犬饲养区中的栏中取出狗，将其转移到给药实验室中。在给药过程中让动物饲养员或吊带/挽具系统固定狗。用与在开始给药前确定合适特征的喷雾器连接的密封的面具进行吸入给药。给药装置包括一个面具和接口管，接口管与可弯曲的导管连接，该导管与喷雾器装置相连。接口管位于动物口内，在舌顶部，面具用橡胶套密封在犬口鼻部周围。面具的排出阀与抽提系统连接。当给药装置完全装配并固定在犬上后，通过气溶胶沿可弯曲管道移动到犬显示吸气。
在给药后2、24、48、72、96和120小时从两只犬收集肺样品。手术取下肺，分离各肺叶(右尾叶、左尾叶、右颅叶、左颅叶、右中叶和辅叶)用于分析。在2、24、48、72、96和120小时后从所有存活的动物收集血浆样品。
用LC-MS方法测定血浆和肺(每克肺组织)中的氨基红霉素浓度。在提取前用竹桃霉素(内标，1微克/毫升)脉冲(spike)血浆样品(100微克)。用3.3％三氯乙酸(TCA)去除血浆样品(100微升)中的蛋白质。离心样品(10,000rpm，10分钟)，将上清液转移到HPLC两段式滤器(centrifilter)，两段式过滤(10,000rpm，10min)。流动相含有0.1％乙酸-乙腈(70∶30，v/v，pH＝3.2)溶液，流速为0.5ml/min3分钟，然后流速为0.8ml/min的0.1％乙酸-乙腈(60∶40，v/v)3分钟。不锈钢分析柱(Zorbax SB-C18，2.1mm ID×150.0mm，5微米，Phenomenex芯式保护柱)用作静止相。柱温度为50℃。用HP 1100 LC/MSD API-电喷系统进行氨基红霉素的定量。数据获得定为选择性离子监测模式。方法在0.01-50微克/毫升的浓度范围内是线性的(r＞0.9990)。绝对回收大于90％。
用双蒸水匀化肺样品。在样品中加入竹桃霉素作为内标。用0.9M TCA去除匀化物中的蛋白。样品在10,000rpm离心10分钟，将上清液转移到HPLC两段式滤器(centrifilter)，两段式过滤(10,000rpm，10min)。流动相含有0.1％乙酸-乙腈(70∶30，v/v，pH＝3.2)溶液，流速为0.5ml/min3分钟，然后流速为0.8ml/min的0.1％乙酸-乙腈(60∶40，v/v)3分钟。不锈钢分析柱(Zorbax SB-C18，2.1mm ID×150.0mm，5微米，Phenomenex芯式保护柱)用作静止相。柱温度为50℃。用HP1100 LC/MSD API-电喷系统进行氨基红霉素的定量。数据获得定为选择性离子监测模式。方法对于肺在2-100微克/克的浓度范围内是线性的(r＞0.99)。提取效率大于90％。
根据统计矩理论，使用WinNonlinTMProfessional Version 3.1软件(Pharsight Corporation)估计药物动力学参数、曲线下面积(AUC)和平均驻留时间(MRT)以及半衰期(T1/2)。未估计但观察到峰浓度(Cmax)。
在犬中施用氨基红霉素后肺和血浆中的药物动力学参数如表7和图13和14所示。
表7犬中30分钟吸入施用60mg/ml溶液后肺中和血浆中氨基红霉素的药物动力学参数(N＝2)。
1.平均保留时间n.e.未估计。
实施例10氨基红霉素的液体气溶胶传递根据上述实施例的一般方法，制备硫酸氨基红霉素(100mg/ml)在1/4生理盐水(pH7.0)中的溶液。在少于10分钟内对患有慢性支气管炎(AECB)的急性恶化的病人，使用AeroGen AerodoseTM吸入器通过气溶胶吸入施用1.0ml剂量的溶液。观察到与AECB有关的细菌的减少和AECB的症状的减轻。
实施例10氨基红霉素的干粉气溶胶传递制备硫酸氨基红霉素(100mg)的干粉制剂和干粉载体(乳糖的相等部分，2-羟丙基-β-环葡聚糖，甘露醇和阿斯巴甜，总重量25mg)。在小于2分钟内对患有慢性支气管炎(AECB)的急性恶化的病人，使用Glaxo Ventolin RotohaleTM吸入器通过气溶胶吸入施用制剂。观察到与AECB有关的细菌的减少和AECB的症状的减轻。
虽然说明并描述的本发明的优选例，应理解本文中的各种改变不违背本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于抑制患有支气管内感染的个体支气管内空间中易感性细菌的气溶胶制剂，其特征在于，所述制剂含有约50-750mg大环内酯抗生素和药物学上可接受的载体，该制剂可以气溶胶形式用能产生质量中位空气动力直径在1-5微米之间的气溶胶颗粒的喷射喷雾器、超声喷雾器、振动多孔板喷雾器或干粉吸入器给药。
2.如权利要求1所述的气溶胶制剂，其特征在于，所述大环内酯抗生素选自氨基红霉素、地红霉素、红霉素A、甲红霉素、阿齐红霉素和罗红霉素。
3.如权利要求1所述的气溶胶制剂，其特征在于，所述大环内酯抗生素是氨基红霉素。
4.如权利要求1所述的气溶胶制剂，其特征在于，所述制剂具有5.0-7.0的pH。
5.如权利要求1所述的气溶胶制剂，其特征在于，所述喷雾器是喷射喷雾器。
6.如权利要求1所述的气溶胶制剂，其特征在于，所述喷雾器是超声喷雾器。
7.如权利要求1所述的气溶胶制剂，其特征在于，所述喷雾器是多孔板喷雾器。
8.如权利要求1所述的气溶胶制剂，其特征在于，所述易感性细菌选自肺炎链球菌、流感嗜血菌、金黄色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌、肺炎军团菌、肺炎衣原体、和肺炎支原体。
9.如权利要求8所述的气溶胶制剂，其特征在于，pH是6.0。
10.如权利要求9所述的气溶胶制剂，其特征在于，所述喷雾器是喷射喷雾器。
11.如权利要求9所述的气溶胶制剂，其特征在于，所述喷雾器是超声喷雾器。
12.如权利要求9所述的气溶胶制剂，其特征在于，所述喷雾器是多孔板喷雾器。
13.一种治疗易感性细菌支气管内感染的方法，其特征在于，该方法是对需要这种治疗的个体施用吸入的气溶胶制剂，所述制剂含有约50-750mg大环内酯抗生素和药物学上可接受的载体，该制剂可以气溶胶形式用能产生质量中位空气动力直径在1-5微米之间的气溶胶颗粒的喷射喷雾器、超声喷雾器、振动多孔板喷雾器或干粉吸入器给药。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述大环内酯抗生素选自氨基红霉素、地红霉素、红霉素A、甲红霉素、阿齐红霉素和罗红霉素。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述大环内酯抗生素是氨基红霉素。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述制剂具有5.0-7.0的pH。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，用于气溶胶制剂给药的所述喷雾器是喷射喷雾器。
18.如权利要求13所述的方法，其特征在于，用于气溶胶制剂给药的所述喷雾器是超声喷雾器。
19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，用于气溶胶制剂给药的所述喷雾器是振动多孔板喷雾器。
20.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述易感性细菌选自肺炎链球菌、流感嗜血菌、金黄色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌、肺炎军团菌、肺炎衣原体、和肺炎支原体。
21.如权利要求13所述的方法，其特征在于，对个体在少于约10分钟内施用含有约50-150mg/ml大环内酯抗生素的少于约2.0ml喷雾化的液体气溶胶制剂的剂量。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述剂量含有少于约1.5ml喷雾化的气溶胶制剂。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述剂量含有少于约1.0ml喷雾化的气溶胶制剂。
24.如权利要求20所述的方法，其特征在于，气溶胶制剂含有约70-130mg/ml大环内酯抗生素。
25.一种单剂装置，其特征在于，该装置包括一个容器，所述容器含有少于约2.0ml的大环内酯抗生素制剂，所述制剂在液态生理上可接受的载体中含有约50-150mg/ml大环内酯抗生素。
26.如权利要求25所述的单剂装置，其特征在于，所述单剂装置含有少于约1.5ml大环内酯抗生素制剂。
27.如权利要求25所述的单剂装置，其特征在于，所述单剂装置含有少于约1.0ml大环内酯抗生素制剂。
28.如权利要求25所述的单剂装置，其特征在于，所述大环内酯抗生素制剂含有约70-130mg/ml大环内酯抗生素。
29.如权利要求25所述的单剂装置，其特征在于，所述大环内酯抗生素制剂含有约90-110mg/ml大环内酯抗生素。
30.如权利要求25所述的单剂制剂，其特征在于，所述大环内酯抗生素选自氨基红霉素、地红霉素、红霉素A、甲红霉素、阿齐红霉素和罗红霉素。
31.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述大环内酯抗生素是氨基红霉素。
32.如权利要求25所述的单剂装置，其特征在于，所述装置含有少于约2.0ml大环内酯抗生素制剂，所述制剂含有约20-200mg/ml氨基红霉素。
33.一种单剂装置，其特征在于，该装置包括一个容器，所述容器含有大环内酯抗生素制剂，所述制剂在干粉生理学上可接受的载体中含有约25-250mg大环内酯抗生素。
34.如权利要求33所述的单剂装置，其特征在于，所述大环内酯抗生素制剂含有约50-200mg大环内酯抗生素。
35.如权利要求33所述的单剂装置，其特征在于，所述大环内酯抗生素制剂含有约75-150mg大环内酯抗生素。
36.如权利要求33所述的单剂装置，其特征在于，所述大环内酯抗生素选自氨基红霉素、地红霉素、红霉素A、甲红霉素、阿齐红霉素和罗红霉素。
37.如权利要求33所述的单剂装置，其特征在于，所述大环内酯抗生素是氨基红霉素。
38.如权利要求33所述的单剂装置，其特征在于，所述大环内酯抗生素制剂含有约50％-90％重量的大环内酯抗生素。
全文摘要
描述了用于通过气溶胶传递的大环内酯制剂，例如氨基红霉素制剂。浓缩的氨基红霉素制剂含有治疗易感性细菌导致的感染的有效量的氨基红霉素。还描述了具有容器的单剂装置，该容器中含有在生理可接受的载体内的大环内酯抗生素的制剂。还描述了治疗肺部感染的方法，该方法是通过作为质量中位空气动力直径为1－5微米的气溶胶传递的制剂。
文档编号A61KGK1471401SQ01814121
公开日2004年1月28日 申请日期2001年7月10日 优先权日2000年7月10日
发明者W·R·贝克, P·B·查洛纳, R·M·肖尔, K·K·许, D·M·里克曼, W R 贝克, 查洛纳, 肖尔, 许, 里克曼 申请人:希龙公司