通过离子电渗疗法递送siRNA的方法

专利名称：通过离子电渗疗法递送siRNA的方法
通过离子电渗疗法递送siRNA的方法相关申请本申请要求2007年12月5日申请的美国临时申请61/005，635的权益，所述申请 的全部内容通过引用结合到本文中。
背景技术：
寡核苷酸已被用来治疗各种眼病。全身用制剂、局部用制剂和注射用制剂被用于 各种眼科疾病。特别是局部应用构成眼病无创递送寡核苷酸中的最广泛应用。然而，该方 法受生物利用度低所困，因此功效有限。小干扰RNA(SiRNA)是一类用于治疗各种眼病的双链RNA寡核苷酸。然而，使用的 是可供siRNA扩散透过眼膜的眼用制剂，这类局部制剂受摄取慢、摄取量不足和摄取不均 勻的困扰。由于目前的眼部递送方法只达到低的眼部暴露，因此需要频率使用，而且组织顺 应性十分重要。发明概述本发明涉及siRNA制剂以及用来使药物递送和患者安全最大化的方法。本发明涉 及适于眼部离子电渗疗法(ocular iontophoresis)的siRNA制剂。这些新型制剂可用于治 疗各种眼病。所述制剂能够以不同的离子电渗剂量(例如电流水平和施用时间)使用。这 些溶液剂可以例如(1)适当缓冲以控制初始PH和终末pH，(2)使之稳定以控制保存期限 (化学稳定性)，和/或⑶包括调节摩尔渗透压浓度的其它赋形剂。此外，精心制备siRNA 溶液剂以使存在的竞争离子降到最低。这些独特的剂型可以满足各种治疗需要。眼部离子电渗疗法是一种用于将有效量 的siRNA递送到眼部组织的用于门诊患者的新的无创方法。这种无创方法产生的结果与眼 部注射所达到的结果相当或更好。涉及眼部离子电渗疗法的局部SiRNA应用已有记载。根据市售的局部应用于皮肤 的各种治疗药的铌控离子电渗疗法(columbie-controlled iontophoresis)，清楚了解到 即使对充分认识的药品，用于离子电渗疗法时也需要定制的制剂。这些改变使剂量疗效最 大化，提高安全性，并且控制商业挑战。已知的由皮肤病学应用提出的工艺制剂挑战可转移 到眼部递送中。然而，眼部离子电渗疗法提出了额外的制剂需要。因此，需要开发理想的适 于siRNA眼部离子电渗递送的新型制剂。开发适于无创局部眼部递送的siRNA将极大地拓 宽眼科医师的治疗选择。一个实施方案涉及将治疗上相关的寡核苷酸即小干扰RNA(SiRNA)透巩膜离子 电渗疗法递送至受治疗者眼内的方法，所述方法包括下列步骤制备装有寡核苷酸的含水 组合物的眼部离子电渗疗法装置；b.将所述装置放置在眼球表面中部，与直流电发生器连 接，使得应用表面至少部分受到面向眼球光轴的外边线凹面的限制，且其中该装置的外壁 相对于光轴从外边线向外延伸；和c.通过执行离子电渗疗法将寡核苷酸给予受治疗者眼 内，从而将寡核苷酸递送到眼内。一个实施方案涉及通过透巩膜离子电渗疗法将有效量的SiRNA递送至受治疗者 眼内的方法，所述方法包括a)将装置放置在受治疗者眼球表面的中部，使得在该装置和眼球间形成应用表面，其中所述装置包含贮器，所述贮器装有含有一种或多种siRNA分 子或其制剂的水溶液，且其中所述装置与电发生器连接；和b)通过执行离子电渗疗法将 siRNA给予受治疗者眼内，从而将siRNA递送至眼内。在一个具体的实施方案中，将装置应 用于眼球表面至少部分受到面向眼球光轴的外边线凹面的限制，且其中该装置的外壁相对 于光轴从外边线向外延伸。在一个具体的实施方案中，siRNA的长度介于约15个和约30个 核苷酸之间。在一个具体的实施方案中，siRNA的长度介于约21个和约23个核苷酸之间。 在一个具体的实施方案中，贮器装有治疗组合物，所述治疗组合物包含在适于眼部离子电 渗疗法的水溶液中配制的至少一种寡核苷酸化合物。在一个具体的实施方案中，治疗组合 物包含选自以下的至少一种物质缓冲剂、渗透剂、渗透促进剂、螯合剂、抗氧化剂和抗微生 物防腐剂(antimicrobial preservative)。在一个具体的实施方案中，在重配用于离子电 渗疗法应用之前将治疗组合物冻干。在一个具体的实施方案中，所述贮器装有纳米微粒形 式的siRNA制剂。在一个具体的实施方案中，纳米微粒包含选自以下的至少一种物质缓冲 剂、渗透剂、渗透促进剂、螯合剂、抗氧化剂和抗微生物防腐剂。在一个具体的实施方案中， 纳米微粒的直径介于约20nm和约400nm之间。在一个具体的实施方案中，纳米微粒的水动 力学直径介于约40nm和约200nm之间。在一个具体的实施方案中，纳米微粒的ζ电位介 于约+5mV和约+IOOmV之间。在一个具体的实施方案中，纳米微粒的ζ电位介于约+20mV 和约+80mV之间。在一个具体的实施方案中，纳米微粒的ζ电位介于约-5mV和约-IOOmV 之间。在一个具体的实施方案中，纳米微粒的ζ电位介于约_20mV和约-80mV之间。在一 个具体的实施方案中，纳米微粒通过介于约+0. 25mA和约+IOmA之间的离子电渗电流递送。 在一个具体的实施方案中，纳米微粒通过介于约+0. 5mA和约+5mA的离子电渗电流递送。在 一个具体的实施方案中，贮器保存介于约50μ L 约500μ L之间的siRNA制剂。在一个具 体的实施方案中，贮器保存介于约150 μ L 约400 μ L之间的siRNA制剂。在一个具体的实 施方案中，给药时间介于约1分钟和约20分钟之间。在一个具体的实施方案中，给药时间 介于约2分钟和约10分钟之间。在一个具体的实施方案中，给药时间介于约3分钟和约5 分钟之间。在一个具体的实施方案中，siRNA的溶液通过介于约-0. 25mA和约-IOmA之间的 离子电渗电流递送。在一个具体的实施方案中，siRNA的溶液通过介于约-0. 5mA和约_5mA 之间的离子电渗电流递送。在一个具体的实施方案中，以单剂量给予siRNA。在一个具体 的实施方案中，以多剂量给予siRNA。在一个具体的实施方案中，寡核苷酸在离子电渗疗法 之前通过注射递送。在一个具体的实施方案中，注射的方法选自眼房内注射、角膜内注射、 结膜下注射、筋膜下注射(subtenon injection)、视网膜下注射、玻璃体内注射和注射入前 房。在一个具体的实施方案中，在离子电渗疗法之前局部给予寡核苷酸。在一个具体的实 施方案中，眼部离子电渗疗法的步骤在给予寡核苷酸的步骤之前、期间或之后进行。一个实施方案涉及用于治疗哺乳动物眼病的方法，所述方法包括通过眼部离子电 渗疗法给予有效量的siRNA。一个实施方案涉及适于眼部离子电渗递送至受治疗者眼内的SiRNA制剂，所述制 剂包含含有siRNA的纳米微粒组合物。一个实施方案涉及用于递送siRNA至受治疗者眼内的装置，所述装置包括a)装 有至少一种介质的贮器，所述介质包含siRNA制剂，所述贮器沿欲覆盖眼球一部分的表面 展开；和b)与贮器连接的电极，其中当将贮器与眼球接触放置时，电极可供应定向穿过介质并指向眼表面的电场，因此引起SiRNA移到眼内，从而通过离子电渗疗法经由眼睛表面 递送SiRNA制剂。在一个具体的实施方案中，贮器装有a)用于容纳至少一种介质的第一 容器，所述介质包含SiRNA制剂；b)用于容纳导电介质的第二容器，所述导电介质包含导电 元件；和c)位于第一容器和第二容器之间的半透膜，半透膜对于导电元件是可渗透的而对 于活性物质是不可渗透的。附图简述

图1是用于将寡核苷酸(例如SiRNA分子)递送到需要的眼部组织的眼部离子电 渗疗法系统的示意图。图2A和图2B是以lmg/mL的浓度用单链寡核苷酸(ss-oligo)经离子电渗法治疗 的兔眼结膜和巩膜的荧光显微照片(图2A)和同时期的被动扩散的作用(图2B)。动物用 15mA·分钟的离子电渗电流(图2A)或无电流(图2B)治疗。比例尺表示25微米，并同时 适用于图A和图B。图3A和图3B是从图2所见图像中形成的强度分布图。图3A显示在离子电渗治疗 后ss-oligo的强度分布图，而图3B表示被动扩散5分钟后ss-oligo的分布。这些图像显示 较高的强度以及较广的分布，这就表明与被动扩散相比，在离子电渗治疗后较多ss-oligo 渗入组织中。图4A-C是在离子电渗递送(图4A)以及被动扩散(图4B和图4C)后ss-oligo 分布的荧光显微照片。这些图像显示与被动扩散相比，在离子电渗治疗后，ss-oligo被递 送到眼内的较大区域。图5A和图5B是在离子电渗治疗后兔视网膜的荧光显微照片。图5A显示ss-oligo 在整个视网膜层中的分布。图5B显示在该视网膜区域中观察到的自身荧光，这表明了图5A 中记录的信号是由于存在ss-oligo所致。红色=Cy5标记的ss-0lig0，蓝色=核，绿色= 存在于视网膜组织内的自身荧光信号。图6显示在用-4mA电流治疗的动物的水状液中检测到的ss-oligo (泳道5_8)，而 在被动治疗的兔的水状液中未能检测出ss-oligo (泳道1-4)。泳道9显示检测出掺加入水 中的已知量的ss-oligo的大小与实验样品的相同，这就支持ss-oligo的离子电渗递送不 会影响分子的完整性的断言。浓度lmg/mL ；持续时间5分钟；电流为OmA或-3. OmA ；对照 泳道为Ing/mL单链oligo。图7A-D是用Cy5标记的双链VEGF siRNA (lmg/mL)经离子电渗治疗的兔眼的结膜 和巩膜(图7B和图7D)以及经无电流治疗的眼(图7A和7C)的荧光显微照片(图7A和 图7B)及强度分布图(图7C和图7D)。动物用无电流治疗5分钟或用20mA ·分钟离子电 渗电流治疗(_4mA达5分钟)。比例尺表示25微米并适用于图7A和图7B。图8A-B是在被动扩散(图8A)或离子电渗治疗(图8B)后兔眼缘区的荧光显微 照片，表明在离子电渗治疗后siRNA递送的区域扩大。图8C是比较被动扩散和离子电渗治 疗后siRNA分布差异的图。比例尺表示250微米并同时适用于图A和图B。图9A和9B是用Cy5标记的双链VEGF siRNA (lmg/mL)经离子电渗治疗的兔眼的 结膜(图9A)和固有层(lamina propria)(图9A和图9B)的荧光显微照片。这些图像显 示在离子电渗治疗后有大量的细胞摄取。比例尺表示10微米并同时适用于图9A和图9B。 红色=Cy5标记的VEGF siRNA，蓝色=核。
图10显示在用-4mA电流治疗的动物水状液中检测到的siRNA (泳道1_4)，而被动 治疗的兔水状液中未能检出siRNA(泳道5-8)。泳道11显示检测出掺加入水状液中已知 量的siRNA的大小与实验样品的相同，这就支持siRNA的离子电渗递送不会影响分子的完 整性的断言。浓度lmg/mL ；持续时间10分钟；电流为-4. OmA或OmA ；对照泳道9、10和11 是分别以0. 5ng/mL、lng/mL和5ng/mL掺加入水状液中的siRNA。发明详述本文所描述的是用于将SiRNA递送到受治疗者眼内的组合物和方法。例如，递送 的siRNA可用于治疗各种疾病(例如青光眼、糖尿病性视网膜病、增殖性玻璃体视网膜病、 年龄相关性黄斑变性(AMD)、干性AMD、湿性AMD、干眼症等)。本文所述实施方案涉及预料 不到的发现，即可以通过眼部离子电渗疗法递送有效量的siRNA。例如，所述递送允许下调 一种或多种特定基因，这就使得例如可治疗特定的疾病或病症。本文所使用的术语“小干扰RNA”是指一类约18-25个核苷酸长的双链RNA分子。 标准siRNA分子的平均长度为21或23nt。siRNA在生物学中发挥各种各样的作用。本发 明利用siRNA的RNA干扰(RNAi)作用，特异性下调基因表达，以用于治疗各种眼病。虽然 RNAi的机制涉及双链RNA分子，但是可以将单链或部分双链RNA分子递送到需要的组织中， 然后单链或部分双链RNA分子转变成预期下调靶基因表达的双链RNA分子。本文所使用的 术语“受治疗者”是指动物，特别是哺乳动物，例如人。眼部离子电渗疗法是一项眼科疗法技术，可以克服将药物递送到眼前部和眼后 部两者中的常规方法在实践中的局限性(Eljarrat-Binstock, Ε.和Domb，Α.，J. Control Release，110 :479_489，2006)。离子电渗疗法是无创技术，其中施以弱电流以促进电离 药物或带电药物载体渗入机体组织中。可通过在正极上的电斥力驱动带正电的物质进 入组织中，而带负电的物质被则阴极排斥。该法使用简单，不良副作用小，递送至靶定区 域的药物增多，使得离子电渗疗法主要在经皮给药领域中广泛用于临床。已对用眼部离 子电渗疗法递送不同的活性化合物进行了广泛深入的研究，包括抗生素(Barza，Μ.等， Ophthalmology, 93 133-139，1986 ；Rootman,D.等，Arch. Ophthalmol，106 -.262-265,1988 ； Yoshizumi， M.等，J. Ocul. Pharmacol, : 163—167，1991 ；Frucht-Pery, J.等，J. Ocul. Pharmacol. Ther, 15 :251_256，1999 ；Vollmer, D.等，J. Ocul Pharmacol. Ther.，18 549-558, 2002 ；Eljarrat-Binstock, Ε.等，Invest. Ophthalmol Vis, Sci,45 2543-2548, 2004 ；Frucht-Pery, J.等，Exp. Eye Res. ,78 :745_749，2004)；抗病毒药(Lam，Τ.等，J. Ocul. Pharmacol，10 :571-575，1994)；皮质类固醇(Behar-Cohen,F.等，Exp. Eye Res. ,65 533-545,1997 ；Behar-Cohen, F.等，Exp. Eye Res. ,74 :51_59，2002 ；Eljarrat-Binstock, E.等，J. Control Release, 106 :386_390，2005)；化疗药物(Kondo, Μ.和 Araie, Μ.， Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. , 30 :583_585,1989 ；Hayden, B.等，Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. ,45 3644-3649,2004 ；Eljarrat-Binstock, E 等，Curr. Eye Res. ,32 :639-646, 2007 ；Eljarrat-Binstock, E 等，Curr.Eye Res. ,33 :269_275，2008)；以及寡核苷酸 (Asahara, Τ.等，Jpn.J. Ophthalmol, 45 :31_39, 2001 ；Voigt,M 等，Biochem. Biophys. Res. Commun.，295 =336-341,2002)。离子电渗疗法的过程包括给可电离物质(例如药品)施加 电流，以提高其穿过表面的移动性。三种主要的力控制着由电流引起的流量，其中主要的力 是电化学斥力，其驱使诸如带电类物质通过表面(组织)。
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当电流通过含有电解质的水溶液和带电物质(例如活性药物成分或者API或包含 API的制剂)时，会发生若干事件(1)电极产生离子，(2)新产生的离子接近诸如带电粒子 (通常为被递送的药物)/与之碰撞，和(3)新产生的离子之间的电斥力迫使溶解/悬浮的 带电粒子(API)进入和/或穿过靠近电极的表面(组织)。比起只是用简单的局部给药达 到的效果，连续施加电流驱动API显著更多地进入组织。离子电渗疗法的程度与所施加的 电流和治疗时间成比例。离子电渗疗法发生在基于水的制备物中，其中可容易地通过电极产生离子。可以 使用两种类型的电极来产生离子(1)惰性电极，和⑵作用电极。每种类型的电极都需要 含有电解质的含水介质。使用惰性电极的离子电渗疗法受施加电流可产生的水解程度的控 制。电解反应产生氢氧根离子(阴极)或水合氢离子(阳极)。一些制剂含有缓冲剂，可减 缓由这些离子引起的PH改变。某些缓冲剂可带入诸如带电离子，这些离子可能与药品(即 待被离子电渗导入的承载物(例如siRNA))因电解而产生的离子竞争，这可能降低药品的 递送。药物递送电极的极性取决于药品的化学性质，尤其是药品的PKa/等电点和初始给药 溶液PH。重要的是通过电解产生的离子和药品电荷(或包含活性剂的组合物的电荷，例如 纳米微粒制剂)之间的电化学斥力驱使药品进入组织。因此，离子电渗疗法提供优于局部 用药的重要优势，因为它增加药物递送。可按本领域技术人员所确定的一样，通过改变所施 加的电流来调节递药率。用于离子电渗递送的装置包括例如EyeGate II涂药器(applicator)和相关技 术。当与其它装置相比时，采用EyeGate Ii涂药器和技术导致使用较少的药物，从而使每 次治疗的成本降低。本文所述组合物和方法利用EyeGate Ii涂药器和相关技术将治疗上 相关的寡核苷酸递送进并完整地通过眼部组织并使之发挥随后功能的能力。本文所述组合物和方法由于用EyeGate Ii涂药器和技术进行离子电渗治疗，因 此可供提高细胞对所得到的寡核苷酸的摄取。与局部递送方法相比，使用将寡核苷酸递送 至眼部组织的EyeGate Ii涂药器和技术增加细胞对该分子的通透性。另外，通过例如产 生所需要的荷质比，可供更有效地递送特定组合物(例如经特殊改造的纳米微粒)，以及通 过例如结合摄取纳米微粒表面上的因子，可供更有效使细胞摄取特定组合物。使用双链RNA(例如siRNA)以定向抑制基因表达的方法是本领域技术人员已知 的。本领域技术人员会了解如何设计与要下调的内源基因(例如异常表达引起疾病的基 因)同源的siRNA分子。按照已知的碱基配对原则选择序列。本文所述的方法和组合物可 用于将siRNA分子递送至特定的眼部组织，因为其它的递送和摄取已被证实不能产生预期 效果。得自之前的siRNA方法的不一致结果涉及递送和摄取，以及在递送至并摄入特定组 织后siRNA分子的无效性。因此，本文所述方法促进siRNA分子递送至并摄入需要的特定 组织中，其中特定分子的siRNA的功能可供下调预期的基因产物，因此有效用于治疗与基 因产物相关的疾病。本领域技术人员所确定的有效量的特定siRNA足以产生特定基因在临 床上相关的下调。本文所使用的术语“有效量”是指需要达到所需效果的siRNA的剂量，例 如下调特定基因靶直到达到所需效果的程度。术语“有效量”也是缓解或减轻一种或多种 与眼病相关的症状或临床事件。对于本文所述的组合物和方法，siRNA的长度介于约15 约30个核苷酸，例如介于22 23个核苷酸长度。SiRNA分子可以是完全双链、部分双链或单链，因为本领域技术 人员应能够产生开始时作为双链RNA分子或者在摄入需要的组织或细胞后体内转化成双 链RNA分子的分子。本领域技术人员应理解的是，至少对于递送和摄取，由于本文所述方法 取决于RNA或普遍含有RNA的制剂的物理性质(例如荷质比)，所以所述方法和组合物是不 依赖于序列的(Brand，R.等，J. Pharm. Sci.，49-52，1998)。在递送并由经需要的眼部组织摄取后，SiRNA分子有效地下调预期靶基因的内源 基因表达。靶基因的具体实例包括但不限于例如β肾上腺素能受体1和/或2、碳酸酐酶 II、C0Chlin、骨形态发生素蛋白受体l/2、gremlin、血管紧张素转化酶、血管紧张素II 1型 受体(ATI)、血管紧张素原仏呢)、肾素、补体0、补体03、补体05、补体05^补体0513、补体因 子H、VEGF、VEGF受体(1、2或两者)、整联蛋白avi33、PDGF受体β、蛋白激酶C、c-JUN转 录因子、IL-I a、IL-I β、TNFa、MMP, ICAM-1、胰岛素样生长因子_1、胰岛素样生长因子_1 受体、生长激素受体 GHr、整联蛋白 av35、TNFa、ICAM-1、MMP-10、MMP-2、MMP-9 等。本发明的SiRNA可以纳米微粒的形式包封。在某些实施方案中，当将API包封在 纳米微粒中时，可达到特定的均一荷质比，这取决于纳米微粒的确切性质。将API包封在纳 米微粒中还可供例如延长API的停留时间，提高特定细胞的摄取，使API分子靶向预期组织 或细胞内的特定靶标，提高API的稳定性，以及其它与具体纳米微粒有关的有利性质。例如，SiRNA制剂或组合物可包含在溶液中，例如用于保护制剂的完整性和/或用 作合适离子电渗疗法缓冲剂的溶液。例如，采用EyeGate Ii涂药器和技术，可使溶液最优 化以将寡核苷酸离子电渗递送至眼部组织，同时确保在离子电渗递送之前和期间寡核苷酸 的稳定性。还可以设计与其将遇到的眼部组织相容的制剂和/或溶液。通过改进涂药器，可进一步提高递送寡核苷酸或装载寡核苷酸的纳米微粒的 EyeGate Ii涂药器和技术的利用，以确保溶液得到不断缓冲并使成功完成离子电渗治疗 所需要的溶液的体积降至最低。这两个目的可通过向涂药器中加入缓冲系统来完成。在涂 药器中使用缓冲系统，确保在离子电渗治疗期间患者的安全，并维持寡核苷酸的完整性。向 EyeGate II涂药器中加入成膜缓冲系统(membrane-shapedbuffering system)还可减 小用作含药物溶液的贮器的泡沫衬垫(foam insert)体积。泡沫衬垫由快速溶胀的吸水聚 氨酯型泡沫基质制成，其形状是空心圆筒，尺寸大致为6mm(长度)xl4mm(内径)xl7mm(外
径)。因此，使泡沫衬垫水合所需的含药物溶液的总体积减小。例如，与标准EyeGate 11
涂药器所需量相比，加入3mm厚的水凝胶/膜缓冲剂系统可使总的含药物溶液减少50%。 从涂药器中每移动Imm泡沫衬垫，就相当于使充满贮器所需含药物溶液减少大致16%。因 此，可以调整含药物溶液的量以满足各治疗方案的特殊要求。EyeGate Ii涂药器和技术 可用来将治疗上相关的寡核苷酸的纳米微粒制备物递送至眼部组织和通过眼部组织。然后 纳米微粒可以控时和/或控速的方式，释放出其有效负荷(例如活性剂、SiRNA寡核苷酸)， 以递送完整状态的寡核苷酸，因此可供其细胞摄取和随后的功能。不论寡核苷酸大小、核苷 酸组成成分和/或寡核苷酸的修饰怎样，EyeGate Ii涂药器和技术都不会影响寡核苷酸 的完整性。通过离子电渗疗法，可使用预制备的荷载寡核苷酸的纳米微粒将SiRNA分子递送至需要的眼部组织。可参考有关眼药递送的纳米微粒的综述(Zimmer，A.和Kreuter.J.， Adv. Drug Delivery Reviews, 16 :61_73,1995 ；Amrite 禾口 Kompella, Nanoparticles for Ocular Drug Delivery(用于递送眼药的纳米微粒)，载于Nanoparticle Technology for DrugDelivery，第 159 卷，Gupta 和 Kompella(编辑)，2006 ；Kothuri 等，Microparticles and Nanoparticles in Ocular Drug Delivery (眼药递送中的微粒和纳米微粒)，载于 Ophthalmic Drug Delivery Systems，第 130 卷，Ashim K. Mitra (主编)，第 2 版，2008)。用于制备眼部递药的纳米微粒的材料包括但不限于聚烷基氰基丙烯酸酯，例如聚 (乙基氰基丙烯酸酯)、聚(丁基氰基丙烯酸酯)、聚(异丁基氰基丙烯酸酯)、聚(己基氰基 丙烯酸酯)、聚(十六烷基氰基丙烯酸酯)或烷基氰基丙烯酸酯和乙二醇的共聚物；选自聚 (DL-丙交酯)、聚(L-丙交酯)、聚(DL-丙交酯-共-乙交酯)、聚(ε -己内酯)和聚(DL-丙 交酯-共-ε-己内酯)；或选自Eudragit 聚合物，例如Eudragit RL lOO.Eudragit RS lOO.Eudragit E 100、Eudragit L 100、Eudragit L 100-55 和Eudragit S 100。纳米 微粒也可自以下成分制备例如聚醋酸乙烯邻苯二甲酸酯、醋酸纤维素邻苯二甲酸酯、羟 丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯或醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯。所述材料可包括例如 天然多糖，例如脱乙酰壳多糖、藻酸盐或其组合；藻酸盐和聚(1-赖氨酸)的复合物；聚乙 二醇化脱乙酰壳多糖；天然蛋白，例如白蛋白；脂质和磷脂，例如脂质体；或者硅。其它材 料包括例如聚乙二醇、透明质酸、聚(1-赖氨酸)、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrollidone)、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、聚(N-异丙基丙烯酰胺)。实例实施例1.图ι表示眼部离子电渗疗法装置EyeGate Ii涂药器的纵切面，由用寡核苷酸水 溶液饱和的泡沫衬垫和含有缓冲组合物的水凝胶基质膜组成。示图中装置元件的形状、大 小和相对位置不必精确或按比例描绘。所绘元件的具体形状无意表达有关该具体元件实际 形状的任何信息，仅仅是选来便于在图中识别。药物制剂贮器由以下部分组成(i)用液体 制备物饱和的泡沫衬垫，所述液体制备物包含一种或多种治疗性寡核苷酸化合物、任选缓 冲组合物及用于眼部递药的药学上可接受的任选无活性成分；和任选(ii)含有缓冲组合 物的水凝胶基质/膜。至少一种治疗性化合物溶于溶液中。所述缓冲组合物是(i)大量 的包括阳离子和/或阴离子交换树脂的离子交换树脂颗粒；(ii)大量的包括阳离子和/或 阴离子颗粒的聚合物颗粒；(iii)阳离子和/或阴离子聚合物；(iv)生物缓冲剂；或(ν)无 机缓冲剂。颗粒可具有规则形状(例如圆形、球形、立方形、圆柱形、纤维状和针状)或不规 则形状。涂药器(10)由以下主要元件构成11.近端部件，为装置提供稳固支持并将药物制剂传递至贮器的工具；12.源连接器插针，在电流发生器和电极之间提供连接点；13.电极，将电流传输到制剂贮器；14.贮器，装有要递送的药物制剂；15.远端部件，这是一个与眼睛对接的软塑料；和16.治疗性寡核苷酸化合物，溶于饱和泡沫衬垫的液体溶液中。实施例2.抗VEGF siRNA的体内递送
在治疗前，将重量约为3kg的雌性新西兰白兔各关养至少三天，以便从运送中恢 复，并适应设施环境条件。在治疗前至少24小时，用脱毛膏脱去两耳后的毛发。在治疗前 20分钟用氯胺酮(35mg/kg)和赛拉嗪(5mg/kg)进行肌内注射使动物麻醉。一旦动物被麻 醉，便将返回电极放置在耳朵裸露的皮肤上(每耳一片)，并与发生器连接。使用ImL 27号 针头注射器，按需要，将约0. 25mL 约0. 50mL含有siRNA的溶液加到多套EyeGate II涂 药器的泡沫衬垫中。目视检查每个涂药器以确保泡沫完全水合。以机械法除去任何气泡或 未水合区。然后将EyeGate II涂药器与发生器连接，并在滴上一滴局部麻醉药后放置在右 眼上。给予适当治疗后，从眼上取下该装置，然后将动物调转，在左眼上重复该步骤。其余 的兔以同样的方法，各用新的涂药器接受离子电渗剂量的siRNA。兔的每只眼可接受4mA电流治疗，持续10分钟(总离子电渗剂量为40mA 分钟)， 从右眼开始。每只动物的左眼治疗完成后，立即取出ImL血液，离心收集血浆样品。在采集 血样后，使动物安乐死。所有动物用4mL过量的Euthasol，经静脉内注射入耳缘静脉处以安 乐死。通过不存在心搏和没有呼吸证实死亡。一旦确认死亡，使用0.33mL胰岛素注射器从 每只眼内取出水状液，放入无DNA酶和RNA酶的管中，保存在-80°C下直到进行分析。然后 摘取眼球，解剖成其具有各种组织类型的构成组分，单独放入无DNA酶和RNA酶的管中，保 存在-80°C下直到用质谱法进行定量和完整性测定分析。实施例3.透巩膜递送7.5kDa单 链寡核苷酸在眼部组织中进行了体内单链RNA分子的离子电渗移动性分析。给予新西兰兔(约3kg)单剂量的单链RNA寡核苷酸，浓度为lmg/mL，使用 EyeGate II装置，电流为3mA达5分钟，产生总离子电渗剂量为15mA ·分钟。与被动扩散相比，使用EyeGate Ii装置，将单链寡核苷酸经离子电渗疗法导入 兔眼内会增加运送至眼部组织的寡核苷酸的量(图2、图3和图5)。与被动扩散相比，离子 电渗治疗还增大递送寡核苷酸的面积(图4)。在离子电渗治疗后，寡核苷酸的完整性不受 影响(图6)。实施例4.透巩膜递送15kDa双链siRNA对15kDa双链血管内皮生长因子(VEGF) siRNA分子在治疗年龄相关性黄斑变性的 功效进行了测试。采用EyeGate Ii装置，通过离子电渗疗法将抗VEGF siRNA分子(用 Cy5标记，用于通过荧光显微术检测)递送至新西兰兔眼内(图7-10)。正如用单链寡核苷 酸所见，与被动扩散相比，使用EyeGate Ii装置的离子电渗疗法增加递送至各种眼部组 织的oligo的量(图7)，而且向其中递送siRNA的总面积也增大(FIG-8)。与被动扩散相 比，使用EyeGate II装置的离子电渗治疗还导致所观察到的抗VEGF siRNA的细胞摄取量 增加(图9)。另外，在离子电渗治疗后，SiRNA寡核苷酸的完整性也未改变(图10)。其它疾病和基因靶标归纳列表于表1中。表 1.
权利要求
一种通过透巩膜离子电渗疗法将有效量的siRNA递送至受治疗者眼内的方法，所述方法包括a)将一种装置放置在受治疗者的眼球表面中心，使得在所述装置和眼球间形成应用表面，其中所述装置包含贮器，所述贮器装有含有一种或多种siRNA分子或其制剂的水溶液，且其中所述装置与电发生器连接；和b)通过执行离子电渗疗法，将siRNA给予受治疗者眼，从而将siRNA递送至眼内。
2.权利要求1的方法，其中将所述装置应用于眼球表面上至少部分受到面向眼球光轴 的外边线凹面的限制，且其中该装置的外壁相对于光轴从外边线向外延伸。
3.权利要求1的方法，其中siRNA的长度介于约15个和约30个核苷酸之间。
4.权利要求1的方法，其中siRNA的长度介于约21个和约23个核苷酸之间。
5.权利要求1的方法，其中所述贮器装有治疗组合物，所述治疗组合物包含至少一种 配制于适于眼部离子电渗疗法的水溶液中的寡核苷酸化合物。
6.权利要求5的方法，其中所述治疗组合物包含选自以下的至少一种物质缓冲剂、渗 透剂、渗透促进剂、螯合剂、抗氧化剂和抗微生物防腐剂。
7.权利要求5的方法，其中在重配用于离子电渗疗法应用之前将治疗组合物冻干。
8.权利要求1的方法，其中所述贮器装有纳米微粒形式的siRNA制剂。
9.权利要求8的方法，其中所述纳米微粒包含选自以下的至少一种物质缓冲剂、渗透 剂、渗透促进剂、螯合剂、抗氧化剂和抗微生物防腐剂。
10.权利要求8的方法，其中所述纳米微粒的直径介于约20nm和约400nm之间。
11.权利要求8的方法，其中所述纳米微粒的水动力学直径介于约40nm和约200nm之间。
12.权利要求8的方法，其中所述纳米微粒的ζ电位介于约+5mV和约+IOOmV之间。
13.权利要求8的方法，其中所述纳米微粒的ζ电位介于约+20mV和约+80mV之间。
14.权利要求8的方法，其中所述纳米微粒的ζ电位介于约-5mV和约-IOOmV之间。
15.权利要求8的方法，其中所述纳米微粒的ζ电位介于约-20mV和约-80mV之间。
16.权利要求8的方法，其中所述纳米微粒通过介于约+0.25mA和约+IOmA之间的离子 电渗电流递送。
17.权利要求8的方法，其中所述纳米微粒通过介于约+0.5mA和约+5mA的离子电渗电流递送。
18.权利要求1的方法，其中所述贮器保存介于约50μ L 约500 μ L之间的siRNA制剂。
19.权利要求1的方法，其中所述贮器保存约150μ L 约400 μ L的siRNA制剂。
20.权利要求1的方法，其中所述给药时间介于约1分钟和约20分钟之间。
21.权利要求1的方法，其中所述给药时间介于约2分钟和约10分钟之间。
22.权利要求1的方法，其中所述给药时间介于约3分钟和约5分钟之间。
23.权利要求1的方法，其中siRNA的溶液通过介于约-0.25mA和约-IOmA之间的离子 电渗电流递送。
24.权利要求的方法23，其中siRNA的溶液通过介于约_0.5mA和约_5mA之间的离子 电渗电流递送。
25.权利要求1的方法，其中以单剂量给予siRNA。
26.权利要求1的方法，其中以多剂量给予siRNA。
27.权利要求1的方法，其中所述寡核苷酸在离子电渗疗法之前通过注射递送。
28.权利要求27的方法，其中注射方法选自眼房内注射、角膜内注射、结膜下注射、筋 膜下注射、视网膜下注射、玻璃体内注射和注射入前房。
29.权利要求1的方法，其中所述寡核苷酸在离子电渗疗法之前局部给予。
30.权利要求1的方法，其中所述眼部离子电渗疗法的步骤在给予寡核苷酸的步骤之 前、期间或之后进行。
31.一种用于治疗哺乳动物眼病的方法，所述方法包括通过眼部离子电渗疗法给予有 效量的siRNA。
32.一种适于眼部离子电渗递送至受治疗者眼内的siRNA制剂。
33.权利要求32的siRNA制剂，其中所述制剂包含含有siRNA的纳米微粒组合物。
34.一种用于递送siRNA至受治疗者眼内的装置，所述装置包括a)装有至少一种介质的贮器，所述介质包含siRNA制剂，所述贮器沿欲覆盖眼球一部 分的表面展开；和b)与贮器连接的电极，其中当将贮器与眼球接触放置时，电极可供应定向穿过介质并 指向眼表面的电场，因此引起siRNA移到眼内，从而通过离子电渗疗法通过眼睛表面递送 siRNA制剂。
35.权利要求34的装置，其中所述贮器装有a)用于容纳至少一种介质的第一容器，所述介质包含siRNA制剂的；b)用于容纳导电介质的第二容器，所述导电介质包含导电元件；和c)位于第一容器和第二容器之间的半透膜，所述半透膜对于导电元件是可渗透的而对 于活性物质是不可渗透的。
全文摘要
本文公开了适于通过眼部离子电渗疗法递送的siRNA制剂、用于经离子电渗递送siRNA的装置及其使用方法。
文档编号A61N1/30GK101965212SQ200880126631
公开日2011年2月2日 申请日期2008年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者M·佩坦, P·伊索姆, P·莫斯莱米, W·舒伯特 申请人:眼门药品公司