肉毒杆菌毒素药物组合物的制作方法

专利名称：肉毒杆菌毒素药物组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及药物组合物。尤其是，本发明涉及含有肉毒杆菌毒素的药物组合物和制备该药物组合物的方法。
背景技术：
药物组合物是含有一种或多种活性成分以及一种或多种赋形剂、载体、稳定剂或膨胀剂的制剂，适合给予患者以期望的诊断结果或治疗效果。
为了贮存稳定性和便于操作，药物组合物可以配制成冻干(即冷冻干燥)或真空干燥粉剂，在给予患者前用盐水或水重新组成。可供选择地，药物组合物可以配制成水溶液。药物组合物可以含有蛋白质活性成分。不幸的是，蛋白可能很难稳定，使含蛋白的药物组合物使用前在配制、重新组成(如果需要)过程中和贮存期间，导致蛋白损失和/或蛋白活性损失。由于蛋白变性、降解、二聚和/或聚合可能产生稳定性问题。各种赋形剂，如白蛋白和明胶已经被不同程度地成功用于尝试和稳定药物组合物中的蛋白活性成分。此外，冷冻保护剂如乙醇已被用于在冻干的冷冻条件下降低蛋白变性。
白蛋白白蛋白是小的血浆中富含的蛋白。人血清白蛋白具有大约69千道尔顿(kD)的分子量，已被用作药物组合物中的非活性成分，其中它可用作药物组合物中大块的载体和某些蛋白活性成分的稳定剂。
在药物组合物的多步配制过程中以及配成的药物组合物后期重新组成期间，均可呈现白蛋白在药物组合物中的稳定功能。因此，白蛋白可赋予药物组合物中蛋白质活性成分以稳定性，通过例如，(1)减少蛋白活性成分与表面的粘附(通常称作“粘性”)，如实验室玻璃器皿、容器的表面，重新组成药物组合物的小瓶和用于注射药物组合物的注射器的内表面。蛋白活性成分与表面的粘附能导致活性成分损失和剩余的存留蛋白活性成分变性，二者均降低药物组合物中存在的活性成分的总活性，和；(2)减少活性成分低稀释度溶液制备过程中可发生的活性成分变性。
除了能够稳定药物组合物中的蛋白活性成分，白蛋白还具有注射给患者时，通常可忽略的免疫原性的优点。具有可知的免疫原性的化合物可使对抗它的抗体产生，能导致过敏反应和/或发展为耐药性，因此含免疫原成分的药物组合物使待治疗的疾病或紊乱变得潜在难于治疗。
不幸的是，尽管已知其稳定作用，白蛋白用于药物组合物中存在着明显的缺点。例如，白蛋白昂贵且越来越难以获得。而且，血液制品如白蛋白，给予患者时可给患者带来接受来自血液的病原体或传染物的潜在危险。因此，已知存在药物组合物中白蛋白的存在可使传染性物质无意掺入到药物组合物中的可能性。例如，有报道使用白蛋白可将朊病毒传输到药物组合物中。朊病毒是一种蛋白质传染性颗粒，猜测它是产生正常蛋白的相同核酸序列的构象异常同型。进一步猜测传染性存在于对翻译后水平朊病毒蛋白同型的正常同型蛋白的“募集反应”中。正常内源性细胞蛋白明显被诱导错误折叠为致病性朊病毒构象。几种人血清白蛋白已从确定向白蛋白制备库中捐献血液的供体是克罗伊茨费尔特-雅各布(Creutzfeldt-Jacob)病患者的分配中撤回。
克罗伊茨费尔特-雅各布病(有时以快速向前阿尔茨海默氏病为特征)是一种罕见的传导海绵状脑病的神经变性紊乱，其中传导物质明显是朊病毒蛋白的异常同型。一个克罗伊茨费尔特-雅各布病患者在六个月内从明显非常健康恶化为肌肉不能运动症。
已经报道白蛋白输液可能导致克罗伊茨费尔特-雅各布病的医源性传播。推测常规白蛋白的制备方法不能对克罗伊茨费尔特-雅各布病的传播提供足够的保护，该方法包括血细胞成分的处理和加热到60℃10分钟。因此给予含有人血浆蛋白浓缩物如血清白蛋白的药物组合物，可能存在罹患朊病毒介导疾病，如克罗伊茨费尔特-雅各布病的潜在危险。
明胶已经在一些蛋白活性成分药物组合物中用作白蛋白取代物。值得注意的是，明胶是来源于动物的蛋白，因此伴随着白蛋白可能具有的相同潜在风险。因此，期望找到一种白蛋白的取代物，它不是血液成分，并且特别是，白蛋白取代物不是明胶且不来源于任何动物。
肉毒杆菌毒素厌氧革兰氏阳性细菌肉毒梭状芽孢杆菌可产生有力的多肽神经毒素、肉毒杆菌毒素，引起人和动物神经麻痹病变，称作肉毒杆菌中毒。通常在土壤中可发现肉毒梭状芽孢杆菌及其芽孢，该细菌能在家庭罐头厂未完全消毒和密封的食品容器中生长，其是多种肉毒杆菌中毒事件的原因。典型的肉毒杆菌中毒作用出现在食用肉毒梭状芽孢杆菌培养或芽孢感染的食品后18至36小时。肉毒杆菌毒素可明显不被减毒通过肠内层并攻击外周运动神经元。肉毒杆菌毒素中毒症状可由步行困难、呼吸肌麻痹造成的吞咽和发音困难发展到死亡。
肉毒杆菌毒素A型是人们所知的最致命的天然生物学物质。小鼠的LD50是大约50pg的肉毒杆菌毒素(纯化的神经毒素复合体)A型。有趣的是，在摩尔基础上，肉毒杆菌毒素A型比白喉致命18亿倍，比氰化钠致命6亿倍，比眼镜蛇毒素致命3千万倍，比霍乱致命1.2千万倍。Singh，Critical Aspects of Bacterial Protein Toxins，63-84页(第4章)，Natural Toxins II，B.R.Singh等主编，PlenumPress，纽约(1976)(其中所述肉毒杆菌毒素A型的LD50是0.3ng等于1U纠正为大约0.05ng BOTOX等于1U)。一个单位(U)肉毒杆菌毒素定义是给每只体重18-20克的雌性Swiss Webster小鼠腹膜内注射后的LD50。已鉴定七种免疫学不同的肉毒杆菌毒素的特性，它们分别是肉毒杆菌毒素血清型A、B、C1、D、E、F和G，每种以与特殊类型的抗体中和而区分。不同的肉毒杆菌毒素血清型随它们影响的动物物种而不同，它们引起麻痹的严重性和持续时间也不同。例如，测定对小鼠产生麻痹的比例已经确定肉毒杆菌毒素A型比肉毒杆菌毒素B型强500倍。而且，已确定480U/kg剂量的肉毒杆菌毒素B型对灵长目无毒，该剂量是肉毒杆菌毒素A型对灵长目LD50的12倍。肉毒杆菌毒素与胆碱能运动神经元结合的亲和力明显高，移位到神经元并阻断突触前乙酰胆碱的释放。
肉毒杆菌毒素已被用于治疗以骨骼肌运动过度为特征的神经肌肉紊乱的临床处置中。肉毒杆菌毒素A型1989年被美国食品和药物管理局批准用于12岁以上essential睑痉挛、斜视和半穹隆痉挛患者的治疗。外周肌肉内注射肉毒杆菌毒素A型的临床效果常常在注射后一周内见到。单独肌肉内注射肉毒杆菌毒素A型后症状减轻(即弛缓型肌麻痹)典型的持续时间可为大约三个月。
尽管所有肉毒杆菌毒素血清型明显抑制神经肌肉接合处的神经递质乙酰胆碱的释放，这是它们通过影响不同的神经分泌蛋白和/或在不同位点切割这些蛋白来进行的。肉毒杆菌毒素A是能特异性水解细胞内小泡相关蛋白SNAP-25的肽键的锌内肽酶。肉毒杆菌E型也切割25千道尔顿(kD)的突触小体相关蛋白(SNAP-25)，但与肉毒杆菌毒素A型相比，指向这个蛋白内的不同氨基酸序列。肉毒杆菌毒素B、D、F和G型作用于小泡相关蛋白(VAMP，也称作小突触小泡蛋白)，每个血清型在不同的位点切割该蛋白。最后，已表明肉毒杆菌毒素C1型切割syntaxin和SNAP-25。这些作用机制的差异可影响各种肉毒杆菌毒素血清型作用的相对效能和/或持续时间。
对于七个已知的肉毒杆菌毒素血清型，肉毒杆菌毒素蛋白分子的分子量是大约150kD。有趣的是，肉毒杆菌毒素是由肉毒梭状芽孢杆菌以包含150kD肉毒杆菌毒素蛋白分子和关联的无毒蛋白的复合体形式释放的。因此，肉毒梭状芽孢杆菌能产生900kD、500kD和300kD肉毒杆菌毒素A型复合体。肉毒杆菌毒素B和C1型看来产生仅仅500kD复合体形式。肉毒杆菌毒素D型以300kD和500kD复合体形式产生。最后，肉毒杆菌毒素E和F型以仅近300kD复合体形式产生。认为复合体(即分子量超过大约150kD)含有无毒血凝素蛋白和无毒和无毒非血凝素蛋白。这两个无毒蛋白(与肉毒杆菌毒素分子一起可包含相关神经毒素复合体)可在接纳毒素时，提供对抗肉毒杆菌毒素变性的稳定性并保护对抗消化酸。而且，可能较大的(分子量大于大约150kD)肉毒杆菌毒素复合体可使肉毒杆菌毒素从肌肉内注射肉毒杆菌毒素复合体的部位扩散的速率减慢。用红血细胞在pH7.3时处理复合体可使毒素复合体分为毒素蛋白和血凝素蛋白。血凝素蛋白去除后毒素蛋白具有明显的不稳定性。
肉毒梭状芽孢杆菌产生的所有肉毒杆菌毒素血清型是无活性的单链蛋白，被蛋白酶切割或切口而变得具有神经活性。产生血清型A和G的菌株具有内源性蛋白酶，因此可从细菌培养物中回收大部分是活性形式的血清型A和G。相比之下，肉毒杆菌毒素血清型C1、D和E由无水解蛋白株合成，因此当从培养物中回收时是典型失活的失活状态。血清型B和F由水解蛋白和无水解蛋白株产生，因此可以活性或非活性形式回收。然而，即使是水解蛋白株产生的，例如肉毒杆菌毒素B型血清型仅切割产生的毒素的一部分。有切口和无切口分子的确切比例依赖于孵育时间和培养温度。因此，任何制剂的某些部分，如肉毒杆菌毒素B型可能是非活性的，这可能是由于已知与肉毒杆菌毒素A型相比，肉毒杆菌毒素B型的效能明显低的原因。临床制剂中存在非活性肉毒杆菌毒素分子将助于制剂的全部蛋白负载，与抗原性增加关联，无助于其临床功效。而且，已知肌肉内注射肉毒杆菌毒素B型，活性持续时间变短，且比相同剂量水平下肉毒杆菌毒素A型的效能低。
高质量结晶状肉毒杆菌毒素A型可由肉毒梭状芽孢杆菌Hall A株产生，特性是≥3×107U/mg，A260/A278小于0.60和凝胶电泳上不同模式的模式带。已知的Shantz方法可用于获得结晶状肉毒杆菌毒素A型，如Shantz，E.J.等，Properties and use of Botulinum toxinand Other Microbial Neurotoxins in Medicine，Microbiol Rev.5680-99(1992)中阐述。一般来说，通过在合适培养基中培养肉毒梭状芽孢杆菌A型，厌氧发酵可分离和制备肉毒杆菌毒素A型复合体。用硫酸沉淀可收获粗毒素，通过超微过滤浓缩。将酸沉淀溶于氯化钙进行纯化。然后用冷乙醇沉淀毒素。沉淀可溶于磷酸钠缓冲液并离心。干燥后可获得具有3×107LD50U/mg或更高特定潜能的近900kD结晶状肉毒杆菌毒素A型复合体。也可使用已知的方法，将无毒蛋白分离出去，得到纯的肉毒杆菌毒素，例如分子量近150kD，1-2×108LD50U/mg或更高特定潜能的纯化肉毒杆菌毒素A型；分子量近156kD，1-2×108LD50U/mg或更高特定潜能的纯化肉毒杆菌毒素B型，和；分子量近155kD，1-2×107LD50U/mg或更高特定潜能的纯化肉毒杆菌毒素F型。
从List Biological Laboratories，Inc.，Campbell，加利福尼亚；the Centre for Applied Microbiology and Research，PortonDown，U.K.；Wako(大阪，日本)和Sigma Chemicals of StLouis，密苏里州可获得已经制备且纯化的适合制备药物制剂的肉毒杆菌毒素和毒素复合体。
纯肉毒杆菌毒素如此不稳定以致在制备药物组合物中的工业实用性很有限。而且，肉毒杆菌毒素复合体，如毒素A型复合体，也由于表面变性、加热和碱性环境而极其容易变性。非活性毒素形式的类毒素蛋白可能具有免疫原性。所得抗体能使毒素注射患者难以治疗。
一般对于所带的酶来讲，肉毒杆菌毒素的生物活性(细胞内肽酶)依赖于，或至少部分依赖于它们的三维构象。因此，加热、各种化学表面延伸和表面干燥可使肉毒杆菌毒素A型解毒。而且，已知的培养、发酵和纯化至浓度非常非常低的毒素得到的毒素复合体稀释物用于药物组合物制剂，可使毒素快速解毒，除非存在合适的稳定剂。毒素从毫克量稀释到每毫升含纳克的溶液明显困难，因为这种大大稀释使特殊毒性快速损失。由于配制成含毒素的药物组合物后，毒素可能使用数月或数年，因此应该使用稳定剂稳定毒素。用于此目的的唯一成功的稳定剂是来源于动物的蛋白白蛋白和明胶。正如指出的，最终的制剂中存在来源于动物的蛋白存在潜在的问题，即从供体携带的某些稳定的病毒、朊病毒或其它传染性或致病性化合物可能污染毒素。
而且，冻干(冷冻干燥)或真空干燥含肉毒杆菌毒素的药物组合物制成毒素运输和贮存规格(内科医生易于使用或重新组成)所需的任一苛刻的pH、温度和浓度范围条件可使毒素解毒。因此，来源于动物或供体库的蛋白如明胶和血清白蛋白已经些许成功地用于稳定肉毒杆菌毒素。
以商标BOTOX(可从Allergan，Inc.，Irvine，加利福尼亚得到)可购买得到含肉毒杆菌毒素的药物组合物。BOTOX由纯化肉毒杆菌毒素A型复合体、白蛋白和氯化钠组成，为无菌包装，真空干燥的形式。肉毒杆菌毒素A型是由含N-Z胺和酵母提取物的培养基中生长的肉毒梭状芽孢杆菌Hall株培养物制备的。通过一系列酸沉淀达到由活性高分子量毒素蛋白和相关血凝素蛋白组成的结晶状复合体，从培养溶液中纯化肉毒杆菌毒素A型复合体。结晶状复合体再次溶解于含盐水和白蛋白和真空干燥前无菌过滤(0.2微米)的溶液中。BOTOX可在注射前与无菌无防腐剂的盐水重新组合。每小瓶BOTOX在无菌真空干燥无防腐剂的溶液中含大约100单位(U)肉毒梭状芽孢杆菌毒素A型复合体、0.5毫克人血清白蛋白和0.9毫克氯化钠。
为了重新组成真空干燥的BOTOX无菌无防腐剂的正常盐水，在适当大小的注射器中拟定适当量的0.9％氯化钠注射液。由于起泡或类似的剧烈振荡可使BOTOX变性，因此要轻轻将稀释物注射到小瓶中。应当在重新组成后四小时内给药BOTOX。在此期间，重新组成的BOTOX贮存在冰箱中(2℃至8℃)。重新组成的BOTOX澄清、无色且不含微粒物质。真空干燥产物贮存在冰箱中或5℃下。在从冰箱中取出小瓶并重新组成后四小时内给药BOTOX。在这四个小时期间，重新组成的BOTOX可贮存在冰箱中(2℃至8℃)。
有报道合适的替代白蛋白作为肉毒杆菌毒素稳定剂的可以是另外的蛋白或可替换的低分子量(非蛋白)化合物。Carpender等，Interactions of Stabilizing Additives with Proteins DuringFreeze-Thawing and Freeze-Drying，International Symposium onBiological Product freeze-Drying and Formulation，24-26，1990年10月；Karger(1992)，225-239。
已证明通常在药物组合物中用作载体和膨胀剂的许多物质不适合作为含神经毒素的药物组合物中的白蛋白取代物。例如，发现二糖纤维二糖不适合作为毒素稳定剂。因此，已知纤维二糖用作与白蛋白和氯化钠联合的赋形剂，使得与仅有白蛋白冻干后的毒性相比(恢复率＞75％至＞95％)，有这些赋形剂的结晶状肉毒杆菌毒素A型冻干后的毒性水平很低(恢复率10％)。Goodnough等，Stabilization ofBotulinum Toxin Type A During Lyophilization，App & Envir.Micro.58(10)3426-3428(1992)。
此外，糖类，包括多糖一般是用作蛋白稳定剂的低劣候选者。因此，已知如果蛋白制剂中包含糖类(如葡萄糖或葡萄糖聚合物)或碳水化合物，含蛋白活性成分的药物组合物固有不稳定，因为已知蛋白和葡萄糖在一起相互作用并产生详细描述的美拉德反应，即由于葡萄糖和葡萄糖聚合物的还原性质。许多工作致力于通过例如降低湿度或使用非还原糖来防止蛋白-糖类反应，大多数尝试不成功。值得注意的是，美拉德反应的降解途径可导致蛋白活性成分的治疗不充分。因此，包含蛋白和还原性糖类、碳水化合物或糖，如葡萄糖聚合物的药物制剂固有不稳定，不能长期贮存而不发生活性成分蛋白期望的生物活性的明显损失。
值得注意的是，人血清白蛋白可有效作为药物组合物中蛋白活性成分的稳定剂的一个原因是因为白蛋白作为一种蛋白，不与药物组合物中的蛋白活性成分发生美拉德反应。因此，人们将期望在其它蛋白中发现和寻找白蛋白的取代物。
发现作为药物组合物中肉毒杆菌毒素稳定剂的白蛋白的合适取代物困难且存在着问题，因为认为白蛋白在药物组合物中不仅仅起膨胀剂的作用。因此，白蛋白明显能与肉毒杆菌毒素相互作用以增加神经毒素的效力。例如，已知牛血清白蛋白可不仅仅作为肉毒杆菌毒素A型的稳定赋形剂，因为牛血清白蛋白也明显加速合成肽底物的催化速度，该底物与肉毒杆菌毒素A型SNAP-25神经元内底物类似。Schmidt等，Endoproteinase Activity of Type A Botulinum NeurotoxinSubstrate Requirements and Activation by Serum Albumin，J.ofProtein Chemistry，16(1)，19-26(1997)。因此，白蛋白可能具有加强作用，明显是通过影响肉毒杆菌毒素对肉毒杆菌毒素底物的细胞内水解蛋白作用的动力学速度。这种加强作用可能是由于肉毒杆菌毒素将毒素胞吞到靶神经元中伴随着的白蛋白，或者加强作用可能由于肉毒杆菌毒素胞吞前在神经元蛋白内预先存在的胞质白蛋白。
牛血清白蛋白对肉毒杆菌毒素A型的水解蛋白活性引起动力学速度刺激作用的存在，这一发现使寻求含肉毒杆菌毒素的药物制剂中白蛋白的合适取代物尤其成为问题。因此，具有期望的毒素稳定特性的白蛋白取代物可能对毒素催化底物的速度有未知和可能的有害作用，因为至少对于牛血清白蛋白，两个特性(稳定毒素和加强毒素底物催化)是相同白蛋白赋形剂明显固有的。这种白蛋白的加强作用表明白蛋白在制剂中不仅仅起赋形剂的作用，因此使寻求合适的白蛋白取代物更加困难。
此外，肉毒杆菌毒素及其配制到合适的药物组合物中具有许多限制和阻碍的独特特性，使得寻求用于当前含肉毒杆菌毒素的药物制剂中的白蛋白取代物更加成为问题。四个这种独特特性的例子如下。第一，肉毒杆菌毒素对于掺入到药物制剂中来说是相对大的蛋白(肉毒杆菌毒素A型复合体的分子量是900kD)，因此其固有易碎和不稳定。毒素复合体的大小使得它比更小的不太复杂的蛋白更加易碎和不稳定，因此如果维持毒素稳定性，组合该制剂和处理都困难。因此，白蛋白取代物应该能够与毒素以一种模式相互作用，该模式不变性、片段化或否则解毒毒素分子或不与毒素复合体中存在的无毒蛋白分离。第二，作为已知的最致命生物学产物，配制含肉毒杆菌毒素的药物组合物的所有步骤都要求特别安全、精确和准确。因此，优选的有效白蛋白取代物本身不应该有毒或难于处理，以使其不使含肉毒杆菌毒素药物组合物配制所需的已经非常严格的条件恶化。
第三，由于肉毒杆菌毒素是第一个批准注射治疗人类疾病的微生物毒素，不得不开发具体方案和允许培养、大规模生产和配制到药物中和肉毒杆菌毒素使用的具体方案。重要的考虑因素是毒素纯度和注射剂量。培养和纯化的制造应使毒素不接触可能在甚至微量下污染最终产物和引起患者不适当反应的任何物质。这些限制需要在简单化培养基中培养，不使用动物肉类产物，和采用无合成溶剂或树脂参与的步骤纯化。使用酶、各种交换器，如存在于层析柱中的和合成溶剂制备毒素可引入污染，因此从优选的配制步骤中排除。而且，肉毒杆菌毒素A型在40℃以上的温度下容易变性，在气/液交界面上形成气泡损失毒性，在氮或碳二氧化物存在下变性。
第四，稳定肉毒杆菌毒素A型特别困难，因为A型由大约150kD的毒素分子和非共价结合的大约750kD无毒蛋白组成。认为无毒蛋白保护或有助于稳定毒性依赖的二级和三级结构。适用于稳定非蛋白或相对小的蛋白的步骤或方案不适用于稳定肉毒杆菌毒素复合体如900kD的肉毒杆菌毒素A型复合体固有的问题。因此从pH3.5至6.8，A型毒素和无毒蛋白非共价结合在一起，在轻度碱性条件下(pH＞7.1)，非常不稳定的毒素从毒素复合体中脱离。由于其不稳定性，纯毒素不具有或具有有限的医疗给药实用性。
根据肉毒杆菌毒素的独特性质和上面阐明的需要，现实地看到发现用于当前含肉毒杆菌毒素的药物组合物的合适的白蛋白取代物的可能性接近于零。在本发明之前，已知只有来源于动物的蛋白白蛋白和明胶可用作药物组合物中存在的肉毒杆菌毒素的合适稳定剂。因此，已知白蛋白，本身或与一种或另外的物质如磷酸钠，或柠檬酸钠允许在冻干后肉毒杆菌毒素A型的毒性高恢复率。不幸的是，如已经阐明的，白蛋白作为混合的血液产品，当存在于药物组合物中时，可能至少潜在携带传染性或致病元素。事实上，任何动物产品或蛋白如明胶也可潜在携带热原或其它可对注射的患者引起不利反应的物质。
中国专利申请CN 1215084A讨论了无白蛋白的肉毒杆菌毒素A型与来源于动物的蛋白明胶共同配制。因此这种制剂不能消除传播来源于动物的蛋白或伴随的传染性元素的风险。
羟乙基淀粉多糖可以由成百或甚至上千个单糖单元通过糖苷(醚)键连接在一起而组成。两个重要的多糖是纤维素和淀粉。纤维素是植物中主要的结构物质，给植物提供硬度和形状。淀粉组成储备植物食品供应，主要在各种种子和块茎中发现。
淀粉以颗粒存在，该颗粒的大小和形状是得到该淀粉的植物的特征。一般大约80％的淀粉是称为支链淀粉的不溶于水片段。支链淀粉由D-葡萄糖(如吡喃葡萄糖)链单元组成，每个单元通过α糖苷键与下个单元的C-4连接起来。如淀粉一样，纤维素也由D-葡萄糖单元链组成，其中每个单元通过糖苷键与下个单元的C-4连接。然而与淀粉不同，纤维素中的糖苷键是β键。用硫酸和醋酸酐处理纤维素得到二糖纤维二糖。如前阐述，使用纤维二糖稳定肉毒杆菌毒素的尝试不成功。
一种用吡啶和乙烯氯醇处理淀粉可得到的特殊淀粉衍生物是2-羟乙基淀粉，也称作淀粉代血浆。美国专利4,457,916公开了非离子表面活性剂和羟乙基淀粉联合来稳定肿瘤坏死因子(TNF)水溶液。另外，2-羟乙基淀粉(淀粉代血浆)(Du Pont Pharma，Wilmington，特拉华，商标HESPAN，0.9％氯化钠注射液中含6％淀粉代血浆)的6％水溶液是已知的。已知白蛋白静脉内给药患者起血浆扩容剂的作用。HESPAN已给药患者达到血浆扩容作用，在这种意义上，认为静脉内HESPAN是静脉内白蛋白的取代物。
淀粉代血浆是来源于蜡状淀粉的人工胶体，几乎完全由支链淀粉组成。将羟乙基醚基团引入淀粉的葡萄糖单元上可得到淀粉代血浆，然后所得物质可水解产生分子量适合用作血浆扩容剂的产物。淀粉代血浆以其摩尔取代及其分子量为特征。摩尔取代可以是大约0.75，意思是淀粉代血浆醚化至淀粉代血浆的每100个葡萄糖单元上具有平均大约75个羟乙基取代基团的程度。淀粉代血浆的重均分子量大约670kD，范围从450kD至800kD，至少80％的聚合物单元落在20kD至2500kD的范围内。醚键连接的羟乙基基团主要在葡萄糖单元的C-2，较少部分在C-3和C-6。聚合物与糖原类似，聚合的D-葡萄糖单元主要通过α-1，4键连接，偶尔通过α-1，6支键连接。支化的程度大约1∶20，意思是每20个葡萄糖单体单元平均大约一个α-1，6支键。淀粉代血浆90％以上由支链淀粉组成。
HESPAN产生的血浆扩容作用可与白蛋白得到的近似。分子量50kD以下的淀粉代血浆分子被肾脏排泄快速清除，大约500ml单一剂量的HESPAN(大约30g)在约24小时内从尿中排出大约33％给予的HESPAN。羟乙基淀粉的羟乙基基团在体内不被切割，而在分泌时保持完整并与葡萄糖单元相连。大量葡萄糖不以羟乙基化形式产生，可防止较小的羟乙基淀粉聚合物的完全代谢。
纤维素可同样转换为羟乙基纤维素。2-羟乙基纤维素(纤维素的2-羟乙基醚)的平均分子量是大约90kD。不幸的是，羟乙基纤维素不象羟乙基淀粉，它反应性高，因此不适合用作药物制剂中蛋白活性成分的稳定剂。
因此所需要的是用于含神经毒素的药物组合物的来源于动物的蛋白或供体库白蛋白稳定剂的合适取代物。

发明内容
本发明满足了这种需要并提供了用可稳定药物组合物中存在的肉毒杆菌毒素的化合物作为药物组合物中存在的白蛋白的取代物。白蛋白取代化合物注射给人患者时具有低的，且优选可忽略的免疫原性。另外，优选的白蛋白取代物在注射药物组合物后从体内清除的速度快。
定义这里使用的，下面阐明的词或术语具有下列定义。
词“大约”是指能够包含所述的项目、参数或术语向上和向下加或减百分之十的范围的项目、参数或术语。
短语“氨基酸”包括聚氨基酸。
词“多糖”是指两个以上糖类分子单体的聚合体，其中单体可以等同或不同。
短语“药物组合物”是指活性成分是神经毒素如肉毒梭状芽孢杆菌的制剂。词“制剂”是指在药物组合物中至少存在一个除神经毒素活性成分之外的另外成分。因此，药物组合物是一种适合诊断或治疗给予(即通过肌肉内或皮下注射)人患者的制剂。药物组合物可以是在冻干或真空干燥条件下；冻干或真空干燥的药物组合物用盐水或水重新组成后形成的溶液，或；作为不需要重新组成的溶液。神经毒素活性成分可以是肉毒杆菌毒素血清型A、B、C1、D、E、F或G或破伤风毒素中的一种，所有的都由肉毒梭状芽孢杆菌制备。
短语“治疗制剂”是指可用于治疗和因此可减轻紊乱或疾病，如以外周肌肉机能亢进(即痉挛)为特征的紊乱或疾病的制剂。
词“稳定”、“稳定化”是指用盐水或水对已在约-2℃以下贮存六个月到四年之间的冻干或真空干燥的含肉毒杆菌毒素的药物组合物重新组成后，或对于已在约2℃和约8℃之间贮存六个月到四年的含肉毒杆菌毒素药物组合物的水溶液，重新组成的和药物组合物水溶液中存在的肉毒杆菌毒素具有超过大约20％和直到大约100％的毒性，基于先前已经掺入到药物组合物中的生物活性肉毒杆菌毒素。
本发明范围内的药物组合物可包括神经毒素和多糖。多糖稳定神经毒素。这里公开的药物组合物重新组成或注射时，pH可在约5和7.3之间。优选多糖的二糖单元的平均分子量在大约345D和大约2,000D之间。在一个更优选方案中，多糖的二糖单元的平均分子量在大约350kD和大约1,000kD之间，最优选方案在大约375D和大约700D之间。另外，多糖可包括至少大约70％支链淀粉。而且，多糖本身的重均分子量在大约20kD和大约2,500kD之间。
优选，基本上所有多糖的二糖单元都包括醚连接的吡喃葡萄糖分子。多糖中每10个吡喃葡萄糖中有平均大约4至大约10的羟基通过醚键被分子式为(CH2)n-OH的化合物取代，其中n可以是从1到10的整数。更优选，n是1和3之间的整数。
在特别优选的方案中，多糖中每10个吡喃葡萄糖中有平均大约6至大约9的羟基通过醚键被分子式为(CH2)n-OH的化合物取代，其中n可以是从1到10的整数。以及在最优选的方案中，多糖中每10个吡喃葡萄糖中有平均大约7至大约8的羟基通过醚键被分子式为(CH2)n-OH的化合物取代，其中n可以是从1到10的整数。
本发明的详细方案可以是适合注射给人患者的包括肉毒杆菌毒素和多糖的药物组合物。多糖可包括大量连接起来的吡喃葡萄糖单元，每个吡喃葡萄糖单元具有大量羟基，其中多糖中每10个吡喃葡萄糖中有平均大约6至大约9的羟基通过醚键被分子式为(CH2)n-OH的化合物取代，其中n可以是从1到4的整数。多糖可以是乙基醚取代的多糖。
该药物组合物适合给予人患者达到治疗效果，神经毒素可以是肉毒杆菌毒素血清型A、B、C1、D、E、F和G中的一个。在本发明的优选方案中，该药物组合物包含肉毒杆菌毒素和羟乙基淀粉。
本发明的另一个方案可包括含肉毒杆菌毒素、多糖和氨基酸或聚氨基酸的药物组合物。
无论该药物组合物除神经毒素活性成分外，只包含多糖稳定剂，只包含氨基酸稳定剂或多糖和氨基酸稳定剂都包括，该药物组合物在大约-1℃和大约-15℃之间的温度下贮存，在六个月、一年、两年、三年和/或四年期间基本保持不发生变化的能力。另外，指出的药物组合物重新组成时可具有大约20％和大约100％之间的效能或恢复百分比。可供选择地或另外地，该药物组合物重新组成时可具有大约10U/mg和大约30U/mg之间的效能，如重新组成时大约20U/mg的效能。值得注意的是，该药物组合物不含任何白蛋白。因此，该药物组合物可以基本上不含任何无毒复合体蛋白。值得注意的是，氨基酸可以以每100单位肉毒杆菌毒素中大约0.5mg和大约1.5mg之间的氨基酸量存在。
多糖可以是淀粉如羟乙基淀粉，当该药物组合物包含大约100单位肉毒杆菌毒素时，可存在大约500μg和大约700μg之间的羟乙基淀粉。优选，肉毒杆菌毒素是肉毒杆菌毒素A型，和当存在氨基酸时，氨基酸选自赖氨酸、甘氨酸、组氨酸和精氨酸。
本发明进一步详细的方案可以是稳定、高效能、无致热源、真空干燥的肉毒杆菌毒素A型药物组合物，包含肉毒杆菌毒素A型复合体、多糖，和氨基酸或聚氨基酸。该药物组合物可以不含白蛋白，在-5℃下具有1年保存期，用盐水或水重新组成的当时具有大约90％的效能和重新组成，贮存在2℃下，72小时后具有大约80％效能。另外，重新组成时，该药物组合物可以具有至少大约18U/mg的专一毒性。
本发明也包括主要由高分子量多糖和肉毒杆菌毒素组成的冻干或真空干燥的药物组合物，其中高分子量多糖稳定肉毒杆菌毒素。高分子量多糖可选自羟甲基淀粉、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉、羟丁基淀粉和羟戊基淀粉，肉毒杆菌毒素可选自肉毒杆菌毒素A、B、C1、D、E、F和G型。
药物组合物中多糖可以以每单位肉毒杆菌毒素大约1×10-9摩尔多糖和每单位肉毒杆菌毒素大约2×10-12摩尔多糖之间的量存在。
本发明也包括(a)制备药物组合物的方法，包括制备肉毒杆菌毒素和由共价连接的重复单体组成的多糖的混合物的步骤，其中单体平均分子量在大约350D和大约1,000D之间，和(b)稳定梭状芽孢杆菌神经毒素对抗变性或聚集的方法，该方法包括梭状芽孢杆菌神经毒素接触包含多糖的稳定性组合物的步骤。后一种方法中的接触步骤可包括向含梭状芽孢杆菌神经毒素的水溶液或冻干或真空干燥粉剂中添加有效量多糖的步骤。
本发明进一步的方面是一种药物组合物，包含肉毒杆菌毒素和重组制备的白蛋白。优选该组合物也包括乙酰色氨酸酯和盐和其衍生物。
本发明另外的方案是注射药物组合物的装置，包括双腔预灌注注射器，注射器的一个腔含有肉毒杆菌毒素，注射器第二个腔含有稀释剂或缓冲液。
本发明进一步的方案是使用药物组合物的方法，该方法包括将该药物组合物局部给予患者达到治疗效果的步骤，其中该药物组合物包括肉毒杆菌毒素、多糖和氨基酸。
值得注意的是，我的发明也包括一种药物组合物，它包含肉毒杆菌毒素和氨基酸。我的发明也包括稳定的药物组合物，主要由肉毒杆菌毒素和氨基酸组成。这些药物组合物可以不含白蛋白，不含多糖，在-5℃下具有1年的保存期，用盐水或水重新组成时具有至少大约90％的效能，和重新组成贮存在2℃时，72小时后具有大约80％的效能。
详述本发明基于发现了通过将多糖和/或氨基酸掺入药物组合物中，可以配制成不含任何来源于动物的蛋白和/或供体库白蛋白的稳定的含神经毒素药物组合物。特别是，本发明基于发现了用来源于淀粉的高分子量多糖和/或某些反应性氨基酸取代存在于已知含肉毒杆菌毒素的药物组合物中的供体库白蛋白，可制备适合给予人患者达到治疗效果的稳定的含肉毒杆菌毒素的药物组合物。
令人惊奇的是，我发现合适的白蛋白取代物是一种既不是另一种蛋白，也不是低分子量非蛋白的化合物。因此，我发现特定的高分子量多糖在药物组合物中可起神经毒素稳定剂的作用。如下阐明，氨基酸也可，或可供选择地，加入到药物组合物中以增加药物组合物的稳定性和有效的保存期。
本发明中使用的多糖可赋予药物组合物中存在的神经毒素活性成分以稳定性，如肉毒杆菌毒素，这是通过(1)减少肉毒杆菌毒素与表面的粘附(通常称作“粘性”)，如实验室玻璃器皿、容器的表面，重新组成药物组合物的小瓶和用于注射药物组合物的注射器的内表面。肉毒杆菌毒素与表面的粘附能导致肉毒杆菌毒素损失和剩余肉毒杆菌毒素变性，二者均降低药物组合物中存在的肉毒杆菌毒素的毒性。(2)减少肉毒杆菌毒素变性和/或肉毒杆菌毒素与肉毒杆菌毒素复合体中存在的其它无毒蛋白分离，由于药物组合物中肉毒杆菌毒素的稀释度低(即在冻干或真空干燥前)和在重新组成的药物组合物中可发生变性和/或分离活动。(3)减少在药物组合物的制备、加工和重新组成过程中发生的重要pH和浓度下肉毒杆菌毒素的损失(即由于变性或与复合体中无毒蛋白分离)。
多糖糖剂提供三种类型的肉毒杆菌毒素稳定化，在药物组合物注射前，保持肉毒杆菌毒素的天然毒性。
用于本发明的优选多糖包括在大部分葡萄糖单体上有一个或多个取代基的大量葡萄糖单体(摩尔分子量180)，使优选多糖分子量在大约20kD和大约800kD之间的范围。令人惊奇的是，这种多糖可稳定药物组合物中存在的神经毒素成分。本发明排除平均分子量小于大约20kD的二糖寡糖的范围。本发明也排除环状聚合物如环糊精的范围。后两类化合物排除在本发明的范围外，因为需要相对高分子量化合物(即分子量超过20kD)的优选多糖期望的稳定化特性不需要环糊精的小亲脂性腔特性，而且事实上环糊精的小亲脂性腔特性没有意义，因为环糊精亲脂性腔的大小比本发明优选多糖稳定的神经毒素的大小小得多。另外，环糊精是仅包含大约6至8个葡萄糖单体的低分子量化合物。
本发明也包括用多糖稳定含有梭状芽孢杆菌毒素的药物组合物的方法。该稳定方法是通过使梭状芽孢杆菌毒素接触多糖而达到的。我的发明范围内的合适多糖的例子包括某些淀粉和淀粉衍生物。如指出的，多糖对梭状芽孢杆菌毒素显示出稳定作用。而且，加入氨基酸可增强多糖稳定梭状芽孢杆菌毒素的作用。
出乎意料的是，我发现2-羟乙基淀粉显示出独特的稳定存在于含肉毒杆菌毒素的药物组合物中的肉毒杆菌毒素的作用，因此提供了一种药物组合物，它不存在携带来自人血液或血液部分供体库或来源于动物的蛋白如明胶的可传播疾病的可能性。
因此，我发现特别高分子量的多糖、羟乙基淀粉可在配制、干燥、贮存和重新组成期间稳定毒素。优选，为了进一步稳定蛋白活性成分，含多糖的制剂中也包括氨基酸。
优选药物组合物中的多糖以每单位肉毒杆菌毒素大约1μg多糖至每单位肉毒杆菌毒素大约10μg多糖的量与梭状芽孢杆菌神经毒素混合。更优选药物组合物中的多糖以每单位肉毒杆菌毒素大约4μg多糖至每单位肉毒杆菌毒素大约8μg多糖的量与梭状芽孢杆菌神经毒素混合。最有选的方案中，其中多糖是羟乙基淀粉，药物组合物中羟乙基淀粉以每单位肉毒杆菌毒素大约5μg羟乙基淀粉至每单位肉毒杆菌毒素大约7μg羟乙基淀粉的量与肉毒杆菌毒素A型复合体混合。最优选，药物组合物中羟乙基淀粉以每单位肉毒杆菌毒素大约6μg羟乙基淀粉的量与肉毒杆菌毒素A型复合体混合。由于BOTOX每小瓶含有大约100单位肉毒杆菌毒素A型复合体，一般认为羟乙基淀粉的平均分子量在大约20kD和大约2,500kD之间，最优选羟乙基淀粉的浓度在每单位肉毒杆菌毒素(M/U)大约1×10-9摩尔至每单位肉毒杆菌毒素大约2×10-12摩尔之间。在另一个优选方案中，对于100U的肉毒杆菌毒素A型复合体药物组合物，制剂中包括大约600μg羟乙基淀粉和大约1mg氨基酸，如赖氨酸、甘氨酸、组氨酸或精氨酸。因此，我的发明包括使用多糖和氨基酸或聚氨基酸稳定药物组合物中神经毒素活性成分。
另外，我的发明也包括制剂中存在或排除任何多糖的情况下，使用足够量的合适氨基酸稳定药物组合物中的蛋白活性成分。因此，我惊奇地发现含神经毒素的药物组合物制剂中包含某些氨基酸可延长这种药物组合物的有效保存期。因此，我的发明包括含神经毒素的药物组合物，它包括氨基酸和这种药物组合物的使用。不受理论的限制，我可假定由于神经毒素，如肉毒杆菌毒素由于在毒素复合体中存在二硫键，因而易于氧化，所以包含可氧化氨基酸可降低氧化剂，如过氧化物和自由基与神经毒素反应的可能性。因此，包含可减弱氧化的作为氧化化合物净化剂的可氧化氨基酸可降低可氧化神经毒素二硫键被氧化剂如过氧化物和自由基氧化的可能性。合适的氨基酸是发生氧化的氨基酸。优选的氨基酸例子是甲硫氨酸、半胱氨酸、色氨酸和酪氨酸。特别优选的氨基酸是甲硫氨酸。
我的发明优选的方案也可包括两种或多种氨基酸单独或与多糖联合使用来稳定药物组合物中蛋白活性成分。因此，对于含100U的肉毒杆菌毒素A型的药物组合物，可使用大约0.5mg赖氨酸和大约0.5mg甘氨酸，含有或不含有大约500μg和大约700μg之间的淀粉代血浆。
因此，如上阐明，我的发明包括含蛋白的药物组合物，它包括多糖。该多糖起稳定药物组合物中蛋白活性成分的作用。另外，我的发明也包括含蛋白的药物组合物，它包括多糖和氨基酸。令人惊奇的是，我发现包括碳水化合物的含神经毒素药物组合物制剂中包含某些氨基酸，可延长这种药物组合物的有效保存期。因此，我的发明包括含神经毒素药物组合物，它包括多糖和氨基酸和这种药物组合物的使用。而且，我的发明也包括在不含任何多糖的蛋白活性成分药物组合物中使用氨基酸。
已知也含有糖、多糖和/和碳水化合物(此后称作“反应性化合物”)的含蛋白药物组合物固有不稳定性，这是由于蛋白和三个指出的反应性化合物可发生详细描述的美拉德反应的事实。已进行了多方面的大多无结果的研究，通过降低湿度或通过在制剂中使用非还原性糖来尝试和降低这种(例如)蛋白-多糖美拉德反应的发生或成为主流。我的发现基于观察到含有高浓度的高反应性氨基酸助长稳定性多糖和加入的氨基酸之间发生美拉德反应。通过为碳水化合物提供丰富的胺来源进行反应，降低蛋白药物参与美拉德反应的可能性，因此减少了该蛋白活性成分的降解途径，并且因此以这种方式稳定药物组合物中的蛋白活性成分。
优选，使用含有伯和仲胺的任何化合物用于此目的。最优选的是氨基酸，如赖氨酸、甘氨酸、精氨酸。聚氨基酸，如聚赖氨酸也可合适。阳离子氨基酸如赖氨酸可以进行离子吸引，结合酸性蛋白(如肉毒杆菌毒素)，保护活性蛋白不接触糖。聚赖氨酸，除了较大和因此更可能作为屏障外，还提供了作为抗菌剂的另外优点。
我的发明的另一个方面是在活性蛋白成分(肉毒杆菌毒素)加入到糖和氨基酸制剂成分前，使糖和氨基酸成分预先反应，从而耗尽美拉德反应的潜能，因此基本上限制活性蛋白发生美拉德反应。
因此，我的发明包括药物组合物，其中含有和使用氨基酸和聚氨基酸作为含淀粉、糖和/或多糖的蛋白(即肉毒杆菌毒素)药物制剂中的美拉德反应抑制剂。
本发明具体表现了活性蛋白(如肉毒杆菌毒素)与稳定性淀粉、糖或多糖，或这些和氨基酸如赖氨酸联合的制剂。
值得注意的是，我发现羟乙基淀粉与其它多糖或碳水化合物相比，羟乙基淀粉与蛋白，如肉毒杆菌毒素不发生或发生美拉德反应的速度或水平大大减少。另外，我发现包含氨基酸可增强羟乙基淀粉的保护作用，可能是通过作为竞争性抑制剂，那是通过与毒素竞争美拉德反应的反应性糖。为了这个目的，氨基酸如赖氨酸、甘氨酸、精氨酸和组氨酸是优选的氨基酸。也可使用显示出期望的竞争性抑制行为的聚氨基酸，如聚赖氨酸。值得注意的是，具体的氨基酸和聚氨基酸也可显示出抗菌特性，因此提供了降低药物组合物中细菌污染的额外益处。
还原性糖，如葡萄糖和葡萄糖聚合物，与蛋白发生美拉德反应。即使糖醇如甘露醇也可反应，尽管有时通过污染物或降解产物。因此多糖可使毒素稳定一段时间，仅仅推迟化学反应，因此使贮存稳定性降低。很明显，多糖的选择是关键的。我发现羟乙基淀粉在美拉德反应中的沉淀速度很低。另外，我发现尽管羟乙基纤维素结构与羟乙基淀粉非常相似，它不适合用作稳定剂，因为我发现羟乙基纤维素可与赖氨酸以模式系统发生快速反应。这不仅仅意味着羟乙基淀粉比其它糖(即多糖)稳定剂具有明显的优点，而且甚至与羟乙基淀粉类似的赋形剂，如羟乙基纤维素也不适合用作药物组合物中蛋白活性成分的稳定剂。
如指出的，羟乙基淀粉可在至少部分程度上参与美拉德反应。因此，如上阐述，单独多糖可能不足以提供最佳的毒素稳定作用。因此，我发现包含氨基酸作为竞争性抑制剂的优点。不受理论的限制，假设通过提供另一种胺来源，其浓度与毒素相比较高，与毒素发生美拉德反应的可能性降低了，从而稳定毒素。可以使用任何氨基酸，然而，赖氨酸具有高度反应性，是优选的氨基酸。
我的发明也包括向含肉毒杆菌毒素的药物制剂中添加锌离子来源。有报道，金属特别是二价阳离子，大大影响冷冻干燥制剂的成功，这是由于各种冰-性能包括所形成的冰的点阵结构。外来金属如铜和铁引导它们自身发生基团氧化，通常要避免。更特别的是肉毒杆菌A型毒素的活性依赖于与锌结合。许多建议的赋形剂或赋形剂的反应产物会螯合金属。这可导致不稳定的冰和/或非活化毒素形成。通过向制剂中提供丰富的锌确保期望的二价阳离子的存在，毒素造成锌损失的可能性降低，稳定性增强。这可通过向肉毒杆菌毒素药物组合物中添加ZnSO4来完成。
已知使用甲醇酵母表达株Pichia pastoris可高生产率地制备重组人血清白蛋白(rHSA)产品。可制备包含稳定性rHSA的含肉毒杆菌毒素的药物组合物。遗传学改变的酵母宿主细胞表达的rHSA，尽管具有相同的主氨基酸序列，与血浆来源的HSA在其它方面不同。因此，真核，酵母，缺乏许多在哺乳动物中发现的细胞内加工。另外，pHSA(来源于血浆的人血清白蛋白)以非糖基化形式制备且添加了细胞外，非酶学添加的葡萄糖。因此，pHSA和rHSA的碳水化合物部分不同。而且，已知rHSA中存在的棕榈酸和硬脂酸的量大大低于pHSA中的量。可期望这些差异引起rHSA和pHSA的尤其配体结合、构象稳定性和分子电荷的不同。因此惊奇地发现rHSA可用于稳定肉毒杆菌毒素，特别是根据已知的pHSA对肉毒杆菌毒素的动力学速度作用。rHSA的优点是不含来源于血液的病原体。因此，我的发明的另一个方面包括用rHSA取代药物组合物中来源于血液的人血清白蛋白。优选，rHSA以乙酰色氨酸盐的形式存在于含肉毒杆菌毒素的药物制剂中，如下阐述。
可购买得到的人血清白蛋白在60℃加热十小时作为清除来源于人血库的潜在传染性物质的需要。为了防止这个处理过程中严重的变性，加入两种稳定剂乙酰色氨酸钠和辛酸钠。有rHA时，不需要添加这些成分，因为不存在疾病风险，不需要加热步骤。我发现向rHA中添加乙酰色氨酸钠可增强超过单独使用辛酸钠所显示的热稳定性，甚至当辛酸钠浓度加倍时亦然。不受理论的限制，我认为可能是由于辛酸盐可能只结合一个位点，而乙酰色氨酸盐结合两个位点。结合第二个位点看来可增强对热搅拌的抵抗力。我可进一步假设添加乙酰色氨酸钠可以某些方式增强肉毒杆菌毒素制剂的稳定性，可能是通过保持分子热动力学有利的构象，结合毒素，或通过防止人血清白蛋白本身变性。
我的发明也包括添加防腐剂，或在稀释剂中或制剂本身，允许延长保存。优选的防腐剂是含苄醇的保存盐水。
液体制剂有优势。单步给药(如预灌注注射器)或用户构思作为单步给药的产品结构(如双腔注射器)将提供消除重新组成步骤的方便。冷冻干燥是复杂、昂贵和困难的方法。液体制剂常常易于生产且生产廉价。另一方面，液体制剂是动态系统，因此比冷冻干燥制剂更容易与赋形剂相互作用，快速作用，细菌生长和氧化。可能需要相容性保护剂。抗氧化剂如甲硫氨酸也可有效作为净化剂，特别是当用表面活性剂降低吸附，因为这些化合物中许多都含有或产生过氧化物。可调整可用于冷冻干燥制剂的任何稳定性赋形剂(如羟乙基淀粉或类似氨基酸，赖氨酸)，用于液体制剂促进降低吸附和稳定毒素。合适的选择还有类似于为胰岛素开发的那些的悬浮剂。另外，稳定液体载体中的肉毒杆菌毒素可能需要低pH载体，因为报道在pH7以上毒素不稳定。酸性可对注射产生灼热和刺痛。可使用二部分的注射器。包含足够使pH增加到生理条件的协助分散缓冲液可减轻低pH注射的不适，同时保护在低pH贮存的毒素。另一个双腔注射器选择可包括分离腔中分隔开的稀释剂和冻干材料，仅在使用时混合。这个选择提供了不需额外来源和时间的液体制剂的优点。
因此，可在低pH制备肉毒杆菌毒素，在注射时用缓冲液协助分散，缓冲液增加pH达到或接近生理pH。双腔或两部分的注射器在第一个腔(邻近活塞)可含有肉毒杆菌毒素液体制剂，pH在3至6之间(即在pH4.0)。第二个腔(邻近针尖)可含有合适的缓冲液，如较高pH(即pH7.0)的磷酸缓冲盐水。可供选择地，第一个腔可含有盐水稀释剂和第二个腔可含有冷冻干燥或冻干的神经毒素制剂。这两个腔可以这种方式连接，缓冲成分以这种方式选择，即溶液在针头处或接近针头处混合，因此输送生理pH的最终溶液。为了这里阐述的目的的适合用作预灌注注射器的双腔注射器可从Vetter Pharma-Fertigung，Yardley，Pennsylvania得到。
在低pH配制肉毒杆菌毒素具有明显的优点。毒素等电点(p1)低，在接近其p1配制蛋白是已知的稳定蛋白的方法。另外，使用很低浓度的毒素使得表面吸附成为问题。使用低pH溶液可抑制毒素可能与表面相互作用的位点离子化。注射器和活塞材料是降低毒素引起的表面吸附的材料。合适的这种材料是聚丙烯。
具体实施例方式
实施例实施例1肉毒杆菌毒素药物组合物如前阐述，肉毒杆菌毒素A型复合体可从在含N-Z胺和酵母提取物的培养基生长的肉毒梭状芽孢杆菌Hall株培养物中得到。通过一系列酸沉淀产生由活性高分子量毒素蛋白和相关血凝素蛋白组成的结晶状复合体，而从培养溶液中纯化肉毒杆菌毒素A型复合体。然后结晶状复合体再次溶于含盐水和白蛋白的溶液中，真空干燥前无菌过滤(0.2微米)。接着，肌肉内注射前用无菌无防腐剂盐水重新组成BOTOX。每个BOTOX小瓶含有大约100单位(U)肉毒梭状芽孢杆菌毒素A型复合体，0.5毫克人血清白蛋白和0.9毫克氯化钠，其为无菌真空干燥形式且不含防腐剂。可供选择地，人血清白蛋白可用重组制备的白蛋白代替。
实施例2含2-羟乙基淀粉的肉毒杆菌毒素药物组合物用与上面实施例1中阐述的相同方式制备肉毒杆菌毒素A型纯化神经毒素复合体药物制剂，除了用500μg或600μg淀粉代血浆代替0.5毫克白蛋白。确定在制备含淀粉代血浆的制剂过程中，保持全部效能。因此，在重新组成冻干的100U(±20U)肉毒杆菌毒素A型复合体的同时测定，含淀粉代血浆制剂和无白蛋白的含淀粉代血浆的组合物的效能都是96至128单位。在重新组成的同时测定，三个独立的淀粉代血浆、肉毒杆菌毒素A型复合药物组合物具有的效能分别是105、111和128单位。使用标准给药小鼠毒素效能实验测定效能。
实施例3含甘氨酸的肉毒杆菌毒素药物组合物用与上面实施例1中阐述的相同方式制备肉毒杆菌毒素A型纯化神经毒素复合体药物制剂，除了用500μg或600μg淀粉代血浆代替0.5毫克白蛋白。此外，向制剂中添加1mg甘氨酸。冻干，淀粉代血浆加甘氨酸，无白蛋白的100U肉毒杆菌毒素A型复合体药物组合物在-5℃贮存七个月。这七个月期限末，使用小鼠给药实验测定淀粉代血浆加甘氨酸毒素制剂的效能，其基本无改变(即与最初效能的差异少于5％)。
实施例4含赖氨酸的肉毒杆菌毒素药物组合物用与上面实施例1中阐述的相同方式制备100U肉毒杆菌毒素A型纯化神经毒素复合体药物制剂，除了用600μg淀粉代血浆代替0.5毫克白蛋白。此外，向制剂中添加1mg赖氨酸。冻干，淀粉代血浆加赖氨酸，无白蛋白的100U肉毒杆菌毒素A型复合体药物组合物在-5℃贮存一年。这一年期限末，使用小鼠给药实验测定淀粉代血浆加赖氨酸毒素制剂的效能，其基本无改变(即与最初效能的差异少于5％)。
实施例5含组氨酸的肉毒杆菌毒素药物组合物用与上面实施例1中阐述的相同方式制备100U肉毒杆菌毒素A型纯化神经毒素复合体药物制剂，除了用600μg淀粉代血浆代替0.5毫克白蛋白。此外，向制剂中添加1mg组氨酸。冻干，淀粉代血浆加组氨酸，无白蛋白的100U肉毒杆菌毒素A型复合体药物组合物在-5℃贮存一年。这一年期限末，使用小鼠给药实验测定淀粉代血浆加组氨酸毒素制剂的效能，其基本无改变(即与最初效能的差异少于5％)。
实施例6含精氨酸的肉毒杆菌毒素药物组合物用与上面实施例1中阐述的相同方式制备100U肉毒杆菌毒素A型纯化神经毒素复合体药物制剂，除了用600μg淀粉代血浆代替0.5毫克白蛋白。此外，向制剂中添加1mg精氨酸。冻干，淀粉代血浆加精氨酸，无白蛋白的100U肉毒杆菌毒素A型复合体药物组合物在-5℃贮存一年。这一年期限末，使用小鼠给药实验测定淀粉代血浆加精氨酸毒素制剂的效能，其基本无改变(即与最初效能的差异少于5％)。
实施例7含氨基酸的肉毒杆菌毒素药物组合物用与上面实施例1中阐述的相同方式制备肉毒杆菌毒素A型纯化神经毒素复合体药物制剂，除了可用大约1mg氨基酸如赖氨酸、甘氨酸、组氨酸或精氨酸代替0.5毫克白蛋白。冻干，无多糖，无白蛋白加甘氨酸、无白蛋白的100U肉毒杆菌毒素A型复合体药物组合物可在-5℃贮存至少一年。这一年期限末的效能基本无改变(即与最初效能的差异少于5％)。
实施例8肉毒杆菌毒素药物组合物的使用一名48岁男性被诊断为肌痉挛病，如颈张力障碍。给患者肌肉内注射大约10-3U/kg和大约35U/kg之间的含600μg淀粉代血浆和1mg氨基酸，如赖氨酸的肉毒杆菌毒素A型药物组合物。1-7天内，肌痉挛病的症状减轻，症状减轻持续至少大约2个月至大约6个月。
这里公开的根据本发明的药物组合物具有许多优点，包括下列1.可制备不含任何血液产物，如白蛋白的药物组合物，因此不含任何血液产物传染性元素如朊病毒。
2.该药物组合物具有与当前可得到药物组合物可比的或优于之的稳定性和高毒素潜能恢复百分比。
尽管本发明已经详细描述了关于某些优选的方法，仍可能在本发明范围内进行其它方案，变型和修改。例如，广泛的稳定性多糖和氨基酸也在本发明的范围内。
因此，下列权利要求的精神和范围不应该限于上面阐述的优选方案的描述。
权利要求
1.一种适合注射给人患者的药物组合物，包含(a)肉毒杆菌毒素，和；(b)多糖，包括大量连接起来的吡喃葡萄糖单元，每个吡喃葡萄糖单元具有大量羟基，其中多糖中每10个吡喃葡萄糖中有平均大约6至大约9的羟基通过醚键被分子式为(CH2)n-OH的化合物取代，其中n可以是从1到4的整数，其中多糖的二糖单元的平均分子量在大约345D和大约1,000D之间。
2.权利要求1的药物组合物，其中多糖是乙基醚取代的多糖。
3.权利要求1的药物组合物，其中药物组合物适合给药人患者达到治疗效果。
4.权利要求1的药物组合物，其中肉毒杆菌毒素选自肉毒杆菌毒素型A、B、C1、D、E、F和G。
5.一种药物组合物，包含(a)肉毒杆菌毒素，和；(b)羟乙基淀粉，其中该药物组合物适合给药人患者达到治疗效果。
全文摘要
一种肉毒杆菌毒素药物组合物，其不含来自血液的白蛋白，包含肉毒杆菌毒素、氯化钠或水和多糖例如羟乙基淀粉和/或氨基酸，该药物组合物适于治疗给药至人类患者。可选择地，多糖和氨基酸可被重组白蛋白替代。
文档编号A61P21/00GK1616084SQ20041001175
公开日2005年5月18日 申请日期2001年2月5日 优先权日2000年2月8日
发明者T·J·亨特 申请人:阿勒根公司