专利名称：艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶的cns递送的方法和组合物的制作方法
艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶的CNS递送的方法和组合物相关申请的交叉引用本申请要求美国临时申请序列号61/358，857 (2010年06月25日提交)；61/360，786(2010年 7 月 I 日提交)；61/387，862 (2010 年9 月 29 日提交)；61/435，710(2011年I 月 24 日提交);61/442，115(2011 年2 月 11 日提交);61/476，210 (2011 年 4 月 15 日提交)；以及61/495，268(2011年6月9日提交)的优先权；其中每个的整体通过参考的方式并入本文。与该申请相关的美国申请:名称为“治疗试剂的CNS递送，”于同日提交；“乙酰肝素N-硫酸酯酶CNS递送的方法和组合物，”于同日提交；“芳基硫酸酯酶A的CNS递送的方法和组合物，”于同日提交；“ β -半乳糖脑苷脂酶CNS递送的方法和组合物，”于同日提交；"Sanfilippo综合症类型B的治疗，”于同日提交；其中每个的整体通过参考的方式并入本文。
背景技术：
酶替代治疗(ERT)涉及全身施用天然或者重组来源的蛋白质和/或酶至受试者。批准的疗法通常是通过静脉向受试者施用，并且对于治疗潜在的酶缺乏症的躯体症状有效。由于所述静脉施用的蛋白质和/或酶在进入所述中枢神经系统(CNS)的细胞和组织内的有限分布，具有CNS病因学的所述疾病的治疗尤其具有挑战性，因为所述静脉施用的蛋白质和/或酶没有充分穿过血-脑屏障(BBB)。所述血-脑屏障(BBB)是由内皮细胞构成的体系，其功能是保护所述中枢神经系统(CNS)使免于遭受在所述血流中的有害物质，例如细菌、大分子(例如蛋白质)和其它亲水性分子，通过限制这种物质穿过所述BBB的扩散并进入所述潜在的脑脊髓液(CSF)和CNS。有几种绕过所述BBB的方式，以增强治疗试剂的脑递送，包括直接的颅内注射、所述BBB的短暂通透性、以及修饰活性剂以改变组织分布。治疗试剂完全绕过所述血管直接注射进入脑组织，但是主要有患并发症(传染、组织损伤、免疫应答)的风险，所述并发症由颅内注射、以及所述活性剂从所述施用位点的轻度扩散所引起。到目前为止，蛋白质直接施用进所述脑物质中不能实现显著的治疗效果，因为扩散障碍和可以被施用的治疗体积有限。对流协助扩散已经通过放置在所述脑实质中的导管研究，使用缓慢的、长期的输液(Bobo,等，Proc.Natl.Acad.Sc1.U.S.A91, 2076-2080 (1994) ；Nguyen,等 J.Neurosurg.98,584-590(2003))，但是没有使用这种方法进行长期治疗的批准疗法。另外，大脑内导管的放置是非常侵入性的，并且作为临床替代不太理想。鞘内(IT)注射，或者施用蛋白质到所述脑脊髓液(CSF)，也已经被尝试，但是没有产生成功的治疗。在这种治疗方法中的主要的挑战是所述活性剂倾向于非常紧密地绑定在脑室室管膜衬里，其阻止了随后的扩散。目前，通过直接施用到所述CSF以治疗脑遗传性疾病，还没有批准的产品 。事实上，很多人都认为在大脑表面扩散的障碍、以及缺乏有效和便捷的递送方式，极大地妨碍了在大脑中任何疾病达到足够的治疗效果。许多溶酶体贮积症影响神经系统，从而在用传统治疗方法治疗这些疾病中表现出独特的挑战。在受影响的个体的神经元和脑膜中往往在大量聚集糖胺聚糖(GAG)，导致各种形式的CNS症状。迄今为止，还没有成功地以任何方式治疗由溶酶体疾病导致的CNS症状。因此，仍然非常需要有效地将治疗试剂递送到大脑。更具体地讲，非常需要更有效地递送活性剂到中枢神经系统，用于治疗溶酶体贮积症。发明概述本发明提供了有效和较少侵入性的直接递送治疗试剂到中枢神经系统(CNS)的方法。部分上，本发明基于意外发现的基础上，即溶酶体贮积症(例如，Hunters综合症)的替代酶(例如艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S))可以直接以高浓度(例如，大于约3mg/ml，4mg/ml，5mg/ml，10mg/ml或更多)引入到有需要治疗的受试者的脑脊髓液(CSF)中，使得所述酶有效和广泛地在各表面之间扩散并在所述脑的各区域之间贯通，包括深部脑区域。更令人惊讶的是，本发明人已经证明可以使用简单的生理盐水或缓冲液为基础的制剂会达到如此高浓度蛋白的递送，而不诱发实质性的不利影响，如在所述受试者中严重的免疫反应。因此，本发明提供了高效、临床可取的和患者友好型的方法，用于直接CNS递送以治疗具有CNS组分，特别是溶酶体贮积症的各种疾病和紊乱。本发明在CNS靶向领域和酶替代疗法中代表了显著的进步。如下文详细描述的，本发明人已经成功开发了稳定制剂，以有效鞘内(IT)施用艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)蛋白质。可以设想，但是下文描述的多种稳定制剂通常适合于治疗试剂的CNS递送，包括多种其它溶酶体酶。的确，根据本发明的稳定制剂可以通过多种技术和途径，用于CNS递送，包括但不限于，脑实质内的、大脑内的、脑室内的(ICV)、鞘内的(例如，IT-腰椎、IT-小脑延髓池)施用，以及其它直接或间接注射入所述CNS技术和/或CSF的技术和途径。还可以设想，下文描述的多种稳定制剂通常适合于其它治疗试剂的CNS递送，例如治疗性蛋白质，包括用于溶酶体贮积症的多种替代酶。在一些实施方案中，替代酶可以是合成的、重组的、基因活化的或者天然的酶。在多种实施方案中，本发明包括直接CNS鞘内施用的稳定制剂，所述稳定制剂包括艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)蛋白质、盐和聚山梨醇酯表面活性剂。在一些实施方案中，所述I2S蛋白质存在的浓度范围从大约l-300mg/ml (例如，l-250mg/ml, l-200mg/ml,
l-150mg/ml, l-100mg/ml,或者l_50mg/ml)。在一些实施方案中，所述I2S蛋白质存在的浓度为或者至多选自 2mg/ml, 3mg/ml, 4mg/ml, 5mg/ml, lOmg/ml, 15mg/ml, 20mg/ml, 25mg/ml, 30mg/ml,35mg/ml,40mg/ml,45mg/ml,50mg/ml,60mg/ml,70mg/ml,80mg/ml,90mg/ml,lOOmg/ml, 150mg/ml, 200mg/ml, 250mg/ml,或者 300mg/ml。在多种实施方案中，本发明包括下文描述的任意实施方案的稳定制剂，其中所述I2S蛋白质包括氨基酸序列SEQ ID N0:1。在一些实施方案中，所述I2S蛋白质包括的氨基酸序列与 SEQ ID NO:1 至少 60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或者 98%地一致。在一些实施方案中，所述下文描述的任意实施方案的稳定制剂包括盐。在一些实施方案中，所述盐是NaCl。在一些实施方案中，所述NaCl存在的浓度范围从大约0_300mM(例如，0-250mM，0-200mM, 0-150mM, O-1OOm M, 0-75mM, 0-50mM,或者 0_30mM)。在一些实施方案中，所述NaCl存在的浓度范围从大约137-154mM。在一些实施方案中，所述NaCl存在的浓度大约154mM。在多种实施方案中，本发明包括下文描述的任意实施方案的稳定制剂，其中所述聚山梨醇酯表面活性剂选自:聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯80及其组合。在一些实施方案中，所述聚山梨醇酯表面活性剂为聚山梨醇酯20。在一些实施方案中，所述聚山梨醇酯20存在的浓度范围大约0-0.02%。在一些实施方案中，所述聚山梨醇酯20以大约0.005%的浓度存在。在多种实施方案中，本发明包括下文描述的任意实施方案的稳定制剂，其中所述制剂进一步包括缓冲剂。在一些实施方案中，所述缓冲剂选自:磷酸盐、醋酸盐、组氨酸、琥珀酸盐、Tris、及其组合。在一些实施方案中，所述缓冲剂为磷酸盐。在一些实施方案中，所述磷酸盐存在的浓度不大于50mM(例如，不大于45mM、40mM、35mM、30mM、25mM、20mM、15mM、10mM、或者5mM)。在一些实施方案中，所述磷酸盐存在的浓度不大于20mM。在多个方面中本发明包括下文描述的任意实施方案的稳定制剂，其中所述制剂具有PH大约3-8 (例如，大约
4-7.5、5-8、5-7.5,5-6.5,5-7.0,5.5-8.0,5.5-7.7,5.5-6.5,6-7.5、或者 6-7.0)。在一些实施方案中，所述制剂具有PH大约5.5-6.5 (例如，5.5,6.0,6.1,6.2,6.3,6.4或者6.5)。在一些实施方案中，所述制剂具有pH大约6.0。在多种实施方案中，本发明包括本文描述的任意实施方案的稳定制剂，其中所述制剂为液体制剂。在多种实施方案中，本发明包括下文描述的任意实施方案的稳定制剂，其中所述制剂配制成冻干干粉。在一些实施方案中，本发明包括鞘内施用的稳定制剂，所述稳定制剂包括浓度范围从大约l_300mg/ml的艾杜糖醛酸_2_硫酸酯酶(I2S)蛋白质，在大约154mM浓度的NaCl，在大约0.005%浓度的聚山梨醇酯20，以及大约6.0的`pH。在一些实施方案中，所述I2S蛋白质的浓度大约10mg/ml。在一些实施方案中，所述I2S蛋白质的浓度为大约30mg/ml,40mg/ml, 50mg/ml, 75mg/ml, lOOmg/ml, 150mg/ml, 200mg/ml, 250mg/ml,或者 300mg/mlo在多个方面中，本发明包括容器，在本文描述的多种实施方案中，所述容器包括单剂型的稳定制剂。在一些实施方案中，所述容器选自:安瓿、小药瓶、瓶子、药筒、贮液囊、(装有冻干粉和稀释剂的)二室注射器给药系统、或预填充的注射器。在一些实施方案中，所述容器为预填充的注射器。在一些实施方案中，所述预填充的注射器选自:具有烘干的硅树脂涂层的硼硅酸盐玻璃注射器，喷涂硅树脂的硼硅酸盐玻璃注射器，或者无硅树脂的塑料树脂注射器。在一些实施方案中，所述稳定制剂存在的体积小于约50mL(例如，小于约45ml,40ml,35ml,30ml,25ml,20ml,15ml,IOml,5m1,4m1,3m1,2.5m1,2.0ml, 1.5mI, 1.0ml,或者0.5ml)。在一些实施方案中，所述稳定制剂存在的体积小于约3.0mL。在多个方面中，本发明包括治疗Hunters综合症的方法，所述方法包括根据本文描述的任意实施方案，向需要治疗的受试者鞘内施用制剂的步骤。在一些实施方案中，本发明包括治疗Hunters综合症的方法,所述方法包括向需要治疗的受试者鞘内施用制剂的步骤，所述制剂包括浓度范围从大约l-300mg/ml的艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)蛋白质，在大约154mM浓度的NaCl，在大约0.005%浓度的聚山梨醇酯20，以及大约6的pH。在一些实施方案中，所述鞘内施用在所述受试者中没有导致实质性副作用(例如，严重的免疫应答)。在一些实施方案中，所述鞘内施用在所述受试者中没有导致实质性适应性T-细胞介导的免疫应答。在一些实施方案中，所述制剂的所述鞘内施用导致递送所述I2S蛋白质至在所述脑、所述脊髓和/或外周器官中的多个靶组织。在一些实施方案中，所述制剂的所述鞘内施用导致递送所述I2S蛋白质至靶脑组织。在一些实施方案中，所述脑靶组织包括白质和/或在所述灰质中的神经元。在一些实施方案中，所述I2S蛋白质被递送至神经元、胶质细胞、血管周细胞和/或脑膜细胞。在一些实施方案中，所述I2S蛋白质被进一步递送至在所述脊髓中的神经元。在一些实施方案中，所述制剂的所述鞘内施用进一步导致全身递送所述I2S蛋白质至外周靶组织。在一些实施方案中，所述外周靶组织选自:肝脏、肾脏、脾脏和/或心脏。在一些实施方案中，所述制剂的所述鞘内施用导致在脑靶组织、脊髓神经元和/或外周靶组织中的细胞溶酶 体定位。在一些实施方案中，所述制剂的所述鞘内施用导致GAG储存在所述脑靶组织、脊髓神经元和/或外周靶组织中减少。在一些实施方案中，所述GAG 储存与对照相比，以至少 10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、1-倍、
1.5-倍、或者2-倍地减少(例如,在所述受试者中的所述预处理GAG储存)。在一些实施方案中，所述制剂的所述鞘内施用导致在神经元中液泡化减少(例如，与对照相比，以至少20%，40%、50%、60%、80%、90%、1_倍、1.5-倍、或者2-倍)。在一些实施方案中，所述神经元包括浦肯野细胞。在一些实施方案中，所述制剂的所述鞘内施用导致在脑靶组织、脊髓神经元和/或外周靶组织中I2S酶活性增加。在一些实施方案中，所述I2S酶活性与对照相比，以至少1-倍、2-倍、3-倍、4-倍、5-倍、6-倍、7-倍、8-倍、9-倍或者10-倍地增加(例如，在所述受试者中的所述预处理内源性酶活性)。在一些实施方案中，所述增加的I2S酶活性为至少大约 10nmol/hr/mg, 20nmol/hr/mg, 40nmol/hr/mg, 50nmol/hr/mg, 60nmol/hr/mg,70nmol/hr/mg,80nmol/hr/mg,90nmol/hr/mg,lOOnmol/hr/mg,150nmol/hr/mg,200nmol/hr/mg,250nmol/hr/mg,300nmol/hr/mg,350nmol/hr/mg,400nmol/hr/mg,450nmol/hr/mg,500nmol/hr/mg, 550nmol/hr/mg 或者 600nmol/hr/mgo在一些实施方案中，所述I2S酶活性在所述腰椎区域中增加。在一些实施方案中，在所述腰椎区域中，所述增加的I2S酶活性为至少大约2000nmol/hr/mg, 3000nmol/hr/mg,4000nmol/hr/mg,5000nmol/hr/mg,6000nmol/hr/mg,7000nmol/hr/mg,8000nmol/hr/mg,9000nmol/hr/mg 或者 10，OOOnmo I/hr/mg。在一些实施方案中，所述制剂的所述鞘内施用导致所述Hunters综合症的至少一种症状或者特征在强度、严重程度、或者频率方面减少，或者延缓发生。在一些实施方案中，所述Hunters综合症的至少一种症状或者特征为认知障碍；白质病变；在所述脑实质中扩大的血管周围间隙、神经节、胼胝体、和/或脑干；萎缩症；和/或巨脑室。在一些实施方案中，所述鞘内施用的发生每两个星期一次。在一些实施方案中，所述鞘内施用的发生每月一次。在一些实施方案中，所述鞘内施用的发生每两个月一次。在一些实施方案中，所述施用间隔为每月两次。在一些实施方案中，所述施用间隔为每星期一次。在一些实施方案中，所述施用间隔为每星期两次或者几次。在一些实施方案中，所述施用是持续的，例如通过持续灌注泵。在一些实施方案中，所述鞘内施用被用于连同静脉施用。在一些实施方案中，所述静脉施用频率没有比每隔一周更频繁。在一些实施方案中，所述静脉施用没有比每两个星期一次更频繁。在一些实施方案中，所述静脉施用没有比每月一次更频繁。在一些实施方案中，所述静脉施用没有比每两个月一次更频繁。在某些实施方案中，所述静脉施用比每月一次施用更频繁，例如每周两次、每周一次、每隔一周一次或者每月两次。在一些实施方案中，静脉和鞘内施用在同一天进行。在一些实施方案中，所述静脉和鞘内施用不在彼此的一定时间内执行，例如不执行:在至少2天以内，在至少3天以内，在至少4天以内，在至少5天以内，在至少6天以内，在至少7天以内，或者在至少一周以内。在一些实施方案中，静脉和鞘内施用按照交替的时间表执行，例如每周一次、每隔一周、每月两次或者每月一次交替施用。在一些实施方案中，鞘内施用替代在施用时间表上的静脉施用，例如在每周一次、每隔一周、每月两次或者每月一次的静脉施用时间表上，在该时间表中的每第三次或第四次或第五次施用可以用鞘内施用代替静脉施用。在一些实施方案中，静脉和鞘内施用是连续地执行的，例如首先执行静脉施用(例如，每周一次、每隔一周、每月两次或者每月一次给药为期两周、一个月、二个月、三个月、四个月、五个月、六个月或者一年或者更久)，然后鞘内施用(例如每周一次、每隔一周、每月两次或者每月一次给药为期多于两周、一个月、二个月、三个月、四个月、五个月、六个月或者一年或者更久)。在一些实施方案中，首先执行鞘内施用(例如，每周一次、每隔一周、每月两次、每月一次、每两个月一次、每隔三个月一次给药为期两周、一个月、二个月、三个月、四个月、五个月、六个月或者一年或者更久)，然后静脉施用(例如每周一次、每隔一周、每月两次或者每月一次给药为期多于两周、一个月、二个月、三个月、四个月、五个月、六个月或者一年或者更久)。在一些实施方案中，所述鞘内施用在缺乏静脉施用时使用。在一些实施方案中，所述鞘内施用在缺乏并发免疫抑制疗法时使用。附图简述所述附图仅仅是解释的目的，而不是为了限制。
图1是示例性的图解，其显示了:在鞘内注射3剂量的I2S后，在所述大脑皮层和小脑皮质(包括覆盖所述脑(箭头头部)表面的一层脑膜细胞)中的神经元(箭头)中检测到IT-递送的I2S。在2剂量注射的脑中，I2S IHC染色较弱(照片未显示)。在媒介物对照动物的所述脑中，对于任何类型的细胞，没有观察到阳性I2S染色，40X。
图2为示例性的图解，其显示了:在鞘内-腰椎I2S注射后，在I2S基因敲除(IKO)小鼠的脑中的病理。H&E染色的脑组织显示了(在所述媒介物对照动物中)大量的细胞储存液泡(箭头)。在2剂量(照片未显示)和3剂量注射小鼠中，在整个脑中，细胞液泡化都减少。在所述3剂量注射小鼠中，发现显著的减少(40X)。图3为示例性的图解，其显示了 LAMP-1的免疫组织化学染色，在2剂量(照片未显示)和3剂量的I2S治疗之后，在所述脑中，溶酶体活性有显著的减少(与媒介物对照小鼠相比)。所述减少的特征为:在所述整个脑所述区域中，LAMP-1阳性细胞的数量较少、以及染色强度变较轻(40X)。图4为示例性的图解，其显示了通过比较在野生型(WT)、媒介物未处理的、以及I2S(2和3剂量)的小鼠之间的平均LAMP-1阳性区域(在所述大脑皮层(皮层)、尾状核(CP)、丘脑(TH)、白质(WM)和小脑(CBL)中)的形态计量结果，证实了:在被评估脑的所有区域中的所述LAMP-1阳性染色中，有显著的减少。数据以平均值土s.d显示。# = P
<0.05 ;* = P < 0.01 ;** = P < 0.001。图5描述了脑细胞示例性的电子显微照片，其示出了在超微结构水平的病理改善。媒介物处理小鼠神经元具有层状的内含物、斑马体样结构和含有贮存颗粒材料(插入)的液泡，其在I2S注射的小鼠中减少。媒介物处理小鼠的少突胶质细胞示出了大的低电子密度贮存粒(箭头)，并且I2S-注射小鼠的少突胶质细胞具有最小的液泡化。比例尺:在神经元中，2 μ m ;在少突胶质细胞中，500nm。图6描述了示例性免疫组织化学结构，证明:在鞘内注射3剂量的I2S后，在所述肝脏的窦状腺细胞中，检测到I2S。在2剂量注射的肝脏中，2S IHC染色较弱(照片未显示)。在媒介物对照动物的所述肝脏中，没有阳性I2S染色(40X)。图7描述了来自肝脏的示例性组织。通过H&E染色揭示了严重的细胞液泡化和异常高的溶酶体活性，并且在媒介物对照动物中发现强烈的LAMP-1免疫染色(与WT类型相比)。在用2照片未显示)或者3剂量的I2S治疗进行鞘内治疗后，发现细胞液泡化和LAMP-1免疫染色显著减少。H&E染色揭示了细胞质内液泡化几乎完全消失，伴随接近正常的肝脏细胞结构(H&E，40X ；LAMP-1,20X)。图8A-F图解了示例性的数据，其通过SEC-HPLC对生理盐水和磷酸盐制剂(所有都具有0.01%聚山梨醇酯-20)的聚集进行了比较:1个月，在< -65°c以及40°C。图9图解了示例性的数据，其通过SEC-HPLC方法对生理盐水和磷酸盐制剂(所有都具有0.01%聚山 梨醇酯-20)的聚集进行了比较:6个月，在< -65°c以及25°C。图10A-F图解了示例性的数据，其通过SEC-HPLC方法对生理盐水和磷酸盐制剂(所有都具有0.01 %聚山梨醇酯-20)的聚集进行了比较:24个月，在< -65°c以及2至8V。图11图解了示例性的数据，其通过SAX-HPLC方法对生理盐水和磷酸盐制剂(所有都具有0.01%聚山梨醇酯-20)的聚集进行了比较:基线相对于I个月，在40°C。图12图解了示例性的数据，其通过SAX-HPLC方法对生理盐水和磷酸盐制剂(所有都具有0.01%聚山梨醇酯-20)的电荷进行了比较:基线相对于6个月，在25°C。图13图解了示例性的数据，其通过SAX-HPLC方法对生理盐水和磷酸盐制剂(所有都具有0.01%聚山梨醇酯-20)的电荷进行了比较:基线相对于24个月，在2至8°C。图14图解了示例性的数据，其比较了 SDS-PAGE，对于生理盐水和磷酸盐制剂(所有都具有0.01%聚山梨醇酯-20)的Coomassie染色，在基线和I个月@40°C。图15A和B图解了示例性的数据，其比较了 SDS-PAGE，对于生理盐水和磷酸盐制剂(所有都具有0.01%聚山梨醇酯-20)的Coomassie染色:在6个月、25°C，以及超过16个月，在 2-8°C。图16描述示例性的组织，示出了 3mg治疗组动物的大脑。在脑膜细胞中观察到阳性I2S染色(4X)。图17描述了示例性的组织，示出了 30mg治疗组动物的大脑。在神经元和脑膜细胞中观察到阳性I2S染色(4X)。图18描述了示例性的的组织，示出了 IOOmg治疗组动物的大脑。在神经元和脑膜细胞中观察到阳性I2S染色比在3和30mg处理动物中更强(4X)。图19描述了示例性的的组织，示出了 150mg治疗组动物的大脑。大群体的神经元是I2S阳性，伴随强烈阳性脑膜细胞。图20描述了示例性的组织，示出了 I2S阳性的神经元和胶质细胞、以及脑膜细胞(在所述大脑的层I以内)，在30mg治疗组动物中(40X)。图21描述了示例性的组织，示出了 I2S阳性的神经元和胶质细胞、以及血管周细胞(在所述大脑的层III以内)，在30mg治疗组动物中(40X)。图22描述了示例性的组织，示出了 I2S阳性的神经元和胶质细胞(在所述大脑的层VI以内，靠近白质)，在30mg治疗组动物中(40X)。图23描述了示例性的组织，示出了强烈阳性的I2S染色，在150mg治疗组动物的神经元中(100X)。图24描述了示例性的组织，示出了颈部脊髓的I2S免疫染色，在150mg治疗中(4X)。图25描述了示例性的组织，示出了腰椎脊髓的I2S免疫染色，在150mg治疗组动物中(4X)。图26描述了示例性的组织，示出了脑膜细胞、胶质细胞和外延的/周边的/神经内膜(结缔组织细胞)的强烈阳性I2S免疫染色在150mg治疗组动物的所述腰椎切片中(40X)中发现。图27:在150mg治疗组动物的腰椎脊髓中的神经元为强烈的I2S阳性(40X)。图28描述来自肝脏的示例性结果(从3mg治疗组动物)。只有窦状腺细胞为I2S阳性(40X)。图29描述来自肝脏的示例性结果(从30mg治疗组动物)。窦状腺细胞和肝细胞为I2S阳性(40X)。图30描述来自肝脏的示例性结果(从IOOmg治疗组动物)。在窦状腺细胞和肝细胞中，I2S免疫染色为更加强烈(40X)。图31描述来自肝脏的示例性结果(从150mg治疗组动物)。在窦状腺细胞和肝细胞中，识别I2S染色为强烈阳性(40X)。图32描述来自心脏的示例性结果(从3mg治疗组动物)。I2S免疫染色为阴性(40X)。图33描述来自心脏的示例性结果(从30mg治疗组动物)。间质细胞为I2S阳性(40X)。图34描述来自心脏的示例性结果(从IOOmg治疗组动物)。观察到I2S的阳性间质细胞染色(40X)。图35描述来自心脏的示例性结果(从150mg治疗组动物)。观察到I2S的阳性间质细胞染色(40X)。
图36描述来自肾脏的示例性结果(从3mg治疗组动物)。I2S免疫染色为阴性(40X)。图37描述来自肾脏的示例性结果(从30mg治疗组动物)。血管小球和间质细胞为I2S阳性。
图38描述来自肾脏的示例性结果(从IOOmg治疗组动物)。观察到血管小球和间质细胞I2S染色增加(40X)。图39描述来自肾脏的示例性结果(从150mg治疗组动物)。观察到近端肾小管、血管小球和间质细胞的阳性I2S染色(40X)。图40图解了免疫组织化学(IHC)研究的结果，其评估了每周施用剂量的艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)的食蟹猴CNS组织。正如根据(IHC)所测定的，I2S在整个所述CNS中有广泛的细胞沉积。在所述灰质中I2S被检测到，以剂量依赖型的方式，在所有组的(大脑、小脑、脑干和脊髓的)所述神经元中。在所述更高剂量组的表面灰质中，大量的大脑神经元对I2S染色为阳性，在所述表面皮层中(图40A)。I2S在神经元中检测到(在所述丘脑(图40B)、海马(图40C)、尾状核(图40D)和脊髓(图40E)中)。脑膜和血管周细胞也为I2S染色阳性(图40F)。所述确定的比例尺对应于25 μ m。图41通过图表地比较了艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)在所述颅池和脊髓池中的清除率，通过标绘I2S在这种池中相对于施用后的时间的量。图42图解了鞘内施用艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)至非人类灵长类，在6个月时间内的剂量依赖的灰质沉积。所述图解的染色强度对应于艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶在所述丘脑中的累积。在目前的图42中，所述细胞核通过DAPI复染，并且似乎为蓝色，所述蛋白质(I2S)似乎为绿色。
图43图解了鞘内施用艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)至非人类灵长类，在单一注射后和在多注射后，在6个月时间段内的剂量依赖的累积。所述图解的染色强度对应于I2S蛋白质在所述大脑皮层的累积。图44表明了艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)的细胞定位(在非人类灵长类的整个所述大脑)。图44A图解了脑组织(从所述非人类灵长类大脑提取)的横截面剖视图，而图44B图解了所述范围的特定区域对应于在图44A中识别切片的:白质组织的三个区域(用Wl、W2和W3指代)，接近脑室的白质(VW)和表面灰质(SG)组织。图45A-D图解了在6个月的时间段每月注射后，鞘内施用艾杜糖醛酸_2_硫酸酯酶(I2S)至非-人类灵长类的神经元和少突胶质细胞吸收、以及轴突连接。特别地，图45A、图45B、图45C和图4 说明了非-人类灵长类脑组织的细丝染色，在鞘内施用艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)，并分别对应于所述三个区域的白质(W1、W2和W3)、和表面灰质区域(SG)，在图44B中识别。图45A图解了在所述白质(Wl)组织中，鞘内施用I2S的少突胶质细胞吸收。图45B和图45C分别图解了在所述W2和W3白质组织中的少突胶质细胞吸收和轴突连接。图45D图解了在所述表面灰质组织中(SG)，鞘内施用I2S的神经元吸收。图46图解了非人类灵长类，在靠近脑室的白质(VW)中，艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶的细胞识别。如在重叠图像中所描述的，所述艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶与髓磷脂不相关联(红色)。在存在的所述图46中，所述核通过DAPI (底部左侧)蛋白质(I2S)复染，在顶部左侧方框出现。图47图解了健康比格犬组织中的染色，所述比格犬被脑室内地(ICV)或者鞘内地(IT)施用单一注射的艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)。如在图47A-47H中描述的，I2S在整个所述灰质(IT和ICV组两者都)广泛地分布，如通过免疫组织化学(IHC)测定的。图47A和47B图解了，在所述大脑皮层中，神经元对于I2S为阳性，在所有6个神经元层中，从所述表面分子层至所述深部内层(IT和ICV组两者都)。图47C和47D图解了，在所述IT和ICV组中的小脑皮层中，在神经元(包括浦肯野细胞)中检测到I2S。相似地，图47E和47F图解了，在IT和ICV组中，在所述海马中都有大量的神经元对于I2S为阳性。最终，图像g和h表明，(在包括IT和ICV组两者中)I2S-阳性神经元在所述丘脑和尾状核中发现。在所述存在的图47中，I2S染色用箭头指示。图48比较性地图解了艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶基因敲除小鼠(IKO)的胼胝体组织，所述小鼠未处理、或者被鞘内施用I2S (简写V =液泡)。如所描述的，在所述I2S-处理IKO小鼠的胼胝体和穹窿组织中，所述处理的IKO小鼠表现某种溶酶体贮积症的细胞液泡化特征减少。图49A图解了存在的溶酶体相关膜蛋白I (LAMPl)(—种溶酶体疾病病理学生物标记物)的显著减少，在所述处理IKO小鼠的表面大脑皮层(图49A)中，相对于所述未处理IKO对照小鼠(图49B)，在20X和40X的放大倍数。图50描述了示例性的鞘内药物递送设备(IDDD)。图51描述了示例性的POR丁-Λ-C /VTl _Κ_低调鞘内植入入口系统。图52描述了示例性的鞘内药物递送设备(IDDD)。图53描述了示例性的鞘内药物递送设备(IDDD)，其允许在家施用以进行CNS酶替代治疗(ERT)。图54是示例性的图解，其示出了:在神经元(浦肯野细胞)中，在单一大脑内注射艾杜硫酶(idursulfase )的液泡化影响。图55是示例性的图解，其示出了:在所述脑中的I2S活性(与剂量和区域相关)。图56是示例性的图解,其示出了艾杜硫酶(idursulfase)(在不同深度的大脑皮层)的免疫组织化学定位。图57是示例性的图解，其示出了在猴子脊髓中的I2S活性，在鞘内给药艾杜硫酶后。图58为示例说明，显示了鞘内给药艾杜硫酶后，猴子肝脏、心脏和肾脏的I2S活性。图59描述了增加的Hunter-1T试验程序的示例性图表。图60为示例性的图解，显示了在30mg剂量后，在脑组织中的各个部分的I2S浓度测量值。不同图对应于不同的测量时间。图61为示例性的图解，显示了在施用后随着时间的推移，以各种产品浓度通过不同施用途径的I2S浓度的测量值。图62描述了在t = 5小时，IV、IT_L，或ICV给药后，食蟹猴中1241-标记的艾杜硫酶-1T的PET显像。图63图解和示例了鞘内药物递送设备IDDD的图表、图64描绘了 IDDD的不同特征，包括受试者体内(图64A)以及展示在平坦表面上的(图64B)。术语解释为了使本发明更容易被理解，某些术语在下文首先被定义。下面的术语和其它术语的其它定义在整个说明书提出。
约或者大约:如本文使用的，所述术语“约”或者“大约，”如应用于一个或多个感兴趣的值，其是指与规定的参考值相似的值。在某些实施方案中，所述术语“约”或者“大约”是指某范围的值，其落入所述规定的参考值在任意方向上(大于或小于)的
1%、或更小以内，除非另有说明或以其他方式明显从上下文得出(除非其中该数字将超过100%的可能值)。转佳:如本文使用的，所述术语“转佳”意思是状态的预防、减轻或者缓减，或者受试者状态的改善。转佳包括，但是不要求病情的痊愈或彻底的预防。在一些实施方案中，转佳包括相关蛋白质的水平或其活性的增加，所述相关蛋白质在相关疾病组织中缺乏。生物活性::如本文使用的，所述短语“生物活性”是指在生物系统中具有活性的任何实际的特性，并且特别地在生物体中。例如，当将试剂施用到生物体中，所述试剂对生物体具有生物效应，这被认为是生物活性。在特别的实施方案中，当蛋白质或多肽是生物活性的，该部分的蛋白或多肽将享有至少所述蛋白或多肽的一种生物活性，这通常被称为“生物活性”部分。填充剂:如本文使用的，所述术语“填充剂”是指复合物，其为冻干混合物添加质量，并且有助于所述冻干块状物的物理结构(例如促进基本均匀的冻干块状物的生产，使其保持了开放的孔隙结构)。示例性的填充剂包括甘露醇、甘氨酸、氯化钠、羟乙基淀粉、乳糖、蔗糖、海藻糖、聚乙二醇和葡萄聚糖。阳离子依赖型甘露糖-6-磷酸受体(C1-MPR):如本文使用的，所述术语“阳离子依赖型甘露糖-6-磷酸受体(C1-MPR) ”是指细胞受体，所述细胞受体在高尔基体中，在酸水解酶前体上结合甘露糖-6-磷酸(M6P)标签，并被注定运输到所述溶酶体。除了甘露糖-6-磷酸，所述C1-MPR也结合其他蛋白质，包括IGF-1I。所述C1-MPR也被称为“M6P/IGF-1I受体”、“C1-MPR/IGF-1I受体”、“` IGF-1I受体”或者“IGF2受体”。这些术语和其省略语在本文中互换使用。并发免疫抑制疗法:如本文使用的，所述术语“并发免疫抑制疗法”包括作为预处理、预调节或者与治疗方法平行的任意免疫抑制疗法。稀释剂:如本文使用的，所述术语“稀释剂”是指药学上可接受的(例如对施用到人类是安全的和非毒性的)稀释物质，其对于重组制剂的制备是有效的。示例性的稀释剂包括无菌水、注射用制菌水(BWFI)、pH缓冲溶液(例如磷酸盐-缓冲盐水)、无菌生理盐水、林格式溶液或者右旋糖溶液。剂型:如本文使用的，所述术语“剂型”和“单位剂型”是指待治疗患者的治疗蛋白质的物理上分离的单位。每个单位含有预定量的经计算产生预期治疗效果的活性材料。可以理解，尽管如此，所述组合物的总剂量可以被由主治医生根据合理的医学判断决定。酶替代治疗(ERT):如本文使用的，所述术语“酶替代治疗(ERT) ”是指任意的治疗策略，其可以通过所述丢失的酶以纠正酶缺乏。在一些实施方案中，所述丢失的酶通过鞘内施用提供。在一些实施方案中，所述丢失的酶通过注入到血流中提供。一旦施用，酶被细胞吸收，并运输到所述溶酶体，在所述溶酶体中所述酶发挥清除由于酶缺乏而累积在所述溶酶体中的材料。通常，为了使溶酶体酶替代治疗有效，所述治疗酶被递送到在靶组织合适的细胞中的溶酶体(在所述组织中所述贮积缺陷是明显的)。
改善、增加、或者减少:如本文使用的，所述术语“改善”、“增加”或者“减少”或语法等价表达，包括相对于基线测量的值，例如在开始本文所描述的处理之前在相同个体中的测量，或者在缺乏本文所描述的处理的对照个体(或者多个对照个体)中的测量。“对照个体”是这样的个体:其受到与所述正被治疗的个体相同形式的溶酶体贮积症的折磨，并且其与所述治疗个体年龄相同(以确保在所述正被治疗的个体和所述对照个体之间所述疾病所处的阶段是可比性的)。个体、受试者、患者:如本文使用的，所述术语“受试者”、“个体”或者“患者”是指人类或者非人类的哺乳动物受试者。所述正被治疗的个体(也称为“患者”或者“受试者”)是患有疾病的个体(胎儿、婴儿、儿童、青少年、成人)。鞘内施用:如本文使用的，所述术语“鞘内施用”或者“鞘内注射”是指注射进入所述脊椎管(在所述脊髓周围的鞘内空间)。多种技术可以使用，包括但不限于，侧脑室注射(通过钻孔或小脑延髓池或腰椎穿刺或诸如此类)。在一些实施方案中，根据本发明的“鞘内施用”或“鞘内递送”是指IT施用或者递送(通过腰部或腰区)，即腰椎IT施用或者递送。如本文使用的，所述术语“腰区”或“腰部”是指在所述第三和第四腰椎(下背部)骨之间的区域，更包含所述脊椎的L2-S1区域。连接体:如本文使用的，所述术语“连接体”是指，在融合蛋白中，不同于在天然蛋白质中在特定位点出现的氨基酸序列，并且通常设计成柔性的或插入到在两个蛋白质部分之间的结构中(例如α-螺旋)。连接体也被称为间隔区。冻干保护剂:如本文使用的，所述术语“冻干保护剂”是指这样的分子:其防止或减少蛋白质或其它物质在经过冷冻干燥和后续储存中的化学和/或物理的不稳定性。示例性的冻干保护剂包括糖(例如蔗糖或海藻糖)；氨基酸(例如氨基酸(例如谷氨酸一钠或组氨酸)；甲胺(例如甜菜碱)；感胶离子盐(硫酸镁):多元醇(例如三价或更高的糖醇，例如甘油、赤藻糖醇、甘油、阿拉伯糖醇、木糖醇、山梨糖醇和甘露醇)；丙二醇；聚乙二醇；普流罗尼类；及其组合。在一些实施方案 中，冻干保护剂是非还原糖，例如海藻糖或蔗糖。溶酶体酶:如本文使用的，所述术语“溶酶体酶”是指任意的酶，其能够在哺乳动物溶酶体中累积的材料，或者能使一种或多种溶酶体贮积症症状得到拯救或转佳。适合于本发明的溶酶体酶包括野生类型的或者修饰的溶酶体酶，并能使用重组和合成的方法制备，或者从天然来源中纯化。示例性的溶酶体在表I中列出。溶酶体酶缺乏:如本文使用的，“溶酶体酶缺乏”是指一组遗传性疾病，其由于至少一种酶的缺乏所导致，所述酶是在溶酶体中将大分子(例如酶底物)裂解成肽、氨基酸、单糖、核酸和脂肪酸所需要的。结果，患有溶酶体酶缺乏症的个体在多种组织(例如CNSJf脏、脾脏、肠、血管壁和其它器官)中具有累积的材料。溶酶体贮积症:如本文使用的，所述术语“溶酶体贮积症”是指导致一种或多种溶酶体酶缺乏的任意疾病，所述溶酶体酶是代谢天然大分子所需要的。这些疾病通常导致在溶酶体中未降解分子的累积，导致贮藏粒(术语也称为储存囊泡)数量的增加。这些疾病和多种实施例在下文详细地被描述。多肽:如本文使用的，“多肽”，一般而言，是指由至少两个氨基酸彼此通过肽键连接成的一串。在一些实施方案中，多肽包括至少3-5个氨基酸，其中每个通过至少一个肽键的方式与其余的连接。那些在本领域的普通技术人员会意识到有时多肽包括“非天然”氨基酸或者任选的、其它仍然能合并到多肽链中的其它实体。替代酶:如本文使用的，所述术语“替代酶”是指任意的酶，其能发挥作用以替代至少部分的所述(在待治疗的疾病中)缺乏或丢失的酶。在一些实施方案中，所述术语“替代酶”是指任意的酶，其能发挥作用以替代至少部分的所述(在待治疗的溶酶体贮积症中)缺乏或丢失的溶酶体酶。在一些实施方案中，替代酶能减少在哺乳动物溶酶体中累积的材料，或者其能拯救或改善一种或多种溶酶体贮积症症状。适合于本发明的替代酶包括野生类型或者修饰的溶酶体酶，并且能使用重组和合成的方法制备或者从天然来源中纯化。替代酶可以是重组的、合成的、基因活化的或者天然的酶。可溶性:如本文使用的，所述术语“可溶性”是指治疗试剂形成均匀的溶液的能力。在一些实施方案中，所述治疗试剂在所述溶液中的可溶性(其在所述溶液中被施用，并且通过它运输到作用的靶向位点(例如所述脑的所述细胞和组织))是足够的，以允许递送治疗有效量的治疗世界至作用的靶向位点。几种因素可以影响所述治疗试剂的可溶性。例如，可能影响蛋白质可溶性的相关因素包括离子强度、氨基酸序列和存在其它共溶试剂或者盐(例如钙盐)。在一些实施方案中，所述药物组合物被配制，使得所述钙盐从这种组合物中排除。在一些实施方案中，依照本发明的所述试剂是在对应的组合物中可溶性的。可以理解，当等渗溶液通常对于肠 胃外施用药物是优选的，使用等渗溶液可能限制一些治疗世界充分的溶解性，特别是某些蛋白质和/或酶。已经表明，轻微高渗溶液(例如高达175mM氯化钠，在5mM磷酸钠中，pH7.0)和含糖溶液(例如高达2%蔗糖，在5mM磷酸钠中，pH7.0)在猴中具有良好的耐受性。例如，最常见的批准的CNS推注制剂组合物是生理盐水(在水中 150mM NaCl)。稳定性:如本文使用的，所述术语“稳定的”是指所述治疗试剂在较长期间保持其治疗效果(例如所有的或者大部分的其预期生物活性和/或理化完整性)的能力。所述治疗试剂的稳定性，以及所述药物组合物保持这种治疗试剂的稳定性的能力，可以在延长的时间周期内进行评估(例如至少1、3、6、12、18、24、30、36月或更久)。通常，本文描述的药物组合物已经被配制，可以使得其能稳定、或者作为选择减慢或阻止与之相配制的一种或多种治疗试剂(例如重组蛋白质)的所述降解。在配制的情况下，稳定的制剂是一种，在这种制剂中所述治疗试剂在储存和在加工过程中(例如冷冻/融化，机械混合和冻干)，基本保持其物理的和/或化学完整性和生物活性。对于蛋白质稳定性，其可以通过形成高分子量(HMW)聚集物酶活性损失、肽片段形成和电荷转移性能进行测量。受试者:如本文使用的，所述术语“受试者”意思是任意的哺乳动物，包括人类。在本发明的某些实施方案中，所述受试者是成年人、青少年或者婴儿。本发明也考虑了所述药物组合物的施用、和/或子宫内治疗方法的性能。基本的同源性:本文使用的所述短语“基本的同源性”是指，在氨基酸或核酸序列之间的比较。如本领域的普通技术人员的理解，两条序列通常会被认为“基本同源”，如果它们在对应的位点含有同源的残基。同源的残基可以是相同的残基。可选择的，同源的残基也可以是不相同的残基，其具有合适的相似结构和/或功能特性。例如，如本领域的普通技术人员所已知的，某些氨基酸通常被分类为“疏水的”或者“亲水的”氨基酸，和/或具有“极性”或“非极性I”侧链。一个氨基酸取代另一个相同类型的氨基酸，通常被认为是“I同源”取代。
众所周知在本领域技术中，氨基酸或者核酸序列可以使用多种算法比较，包括商业计算机程序，例如核酸序列的BLASTN，氨基酸序列的BLASTP、间隙BLAST (gapped BLAST)和PS1-BLAST。示例性的这种程序在这些文献中进行了描述:Altschul,等，Basic localalignment search tool, J.Mol.Biol.,215(3):403-410,1990 ;Altschul,等，Methodsin Enzymology ；Altschul,等， "Gapped BLAST and PS1-BLAST:a new generationof protein database search programs" , Nucleic Acids Res.25:3389-3402,1997 ；Baxevanis, et al., Bioinformatics:APractical Guideto the Analysis of Genesand Proteins, Wiley,1998 ；and Misener, 等，(eds.), Bioinformatics Methods andProtocols (Methods in Molecular Biology, Vol.132), Humana Press, 1999.除了识别同源序列，上述提及的所述程序通常提供同源性程度的指示。在一些实施方案中，两个序列被认为基本同源，如果他们相应残基的至少50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或更多在相关延伸的残基之间是同源的。在一些实施方案中，所述相关延伸是完全的序列。在一些实施方案中，所述相关延伸是至少 10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500 或更多残基。基本一致性:本文使用的所述短语“基本一致性”是指在氨基酸或者核酸序列之间的比较。如本领域的普通技术人员所理解的，两条序列通常会被认为是“基本一致的”，如果它们在相应的位点含有一致的残基。众所周知在本领域技术中，氨基酸或者核酸序列可以使用多种算法中的任意一个进行比较，包括在商业计算机中的程序，例如核酸序列的BLASTN，以及氨基酸序列的BLASTP、间隙BLAST (gapped BLAST)和PS1-BLAST。示例性的这种程序在下述的文献中进行了描述:Altschul,等，Basic local alignment search tool,J.Mol.Biol.,215 (3):403-410,1990 ;Altschul,等，Methods in Enzymology ；Altschul等，Nucleic Acids Res.25:3389-3402,1997 ；Baxevanis et al., Bioinformatics:APractical Guide to the Analysis of Genes and Proteins, Wiley,1998 ；and Misener,等，(eds.), Bioinformatics Methods and Protocols(Methods in Molecular Biology,Vol.132), Humana Pres s, 1999.除了识别这些一致的序列，上文所提及的所述程序通常提供了一致性程度的指示。在一些实施方案中，所述序列被认为是基本一致的，如果他们相应残基的至少 50%,55%,60%,65%,70%,75%,80%,85%,90%,91%,92%,93%,94%,95%,96%,97%,98%、99%或更多在相关延伸的残基之间是一致的。在一些实施方案中，所述相关延伸是完全的序列。在一些实施方案中，所述相关延伸是至少10、15、20、25、30、
35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500 或更多残基。合成的CSF:如本文使用的，所述术语“合成的CSF”是指具有与脑脊髓液一致的pH、电解质组成、葡萄糖含量和渗透压的溶液。合成的CSF也被称为人工CSF。在一些实施方案中，合成的CSF是Elliott’ s B溶液。适合于CNS递送:如本文使用的，所述短语“适合于CNS递送”或者“适合于鞘内递送”是指本发明的所述药物组合物，通常是指这些组合物的稳定性、耐受性和可溶性性能，以及这些组合物递送有效量的含于其中的治疗试剂至递送祀向位点(例如所述CSF或者所述脑)的能力。
靶组织:如本文使用的，所述术语“靶组织”是指受到待治疗的所述溶酶体贮积症影响的任意组织，或者在其中所述缺乏的溶酶体酶正常表达。在一些实施方案中，靶组织包括这些组织，在其中具有可检测的或者异常高量的酶底物(例如储存在所述组织的所述细胞溶酶体中)，在患有或者易患有溶酶体贮积症的患者中。在一些实施方案中，靶组织包括这些组织:其表现疾病相关病理、症状或特征。在一些实施方案中，靶组织包括这些组织:在其中所述缺乏的溶酶体酶以升高的水平正常表达。如本文使用的，靶组织可以是脑部靶组织、脊髓靶组织和/或周边靶组织。示例性的靶组织在下文详细描述。治疗部分:如本文使用的，所述术语“治疗部分”是指部分的分子，其为所述分子提供治疗效果。在一些实施方案中，治疗部分是具有治疗活性的多肽。治疗有效量:如本文使用的，所述术语“治疗有效量”是指治疗性蛋白质(例如替代酶)的量，其给予所述治疗的受试者治疗效果，以合理的效益/风险比率(适合于任意的医疗)。所述治疗效果可以是客观的(例如通过某种测试或者标记物测量)或主观的(例如受试者给出的效果的指示或感觉)。特别地，所述“治疗有效量”是指某种量的治疗蛋白质或者组合物有效治疗、改善或者阻止预期的病或者病情，或者表现可检测的治疗或者预防效果(例如通过改善疾病相关症状、阻止或者延缓所述疾病的发生、和/或减少所述疾病的严重程度或频率)。在给药方案上的治疗有效量通常施用，可以包括多种单位剂量。对任何特定治疗蛋白质，治疗有效量(和/或在有效给药方案内的合适的单位剂量)会有所不同，例如，根据施用途径、以及其它药物试剂。而且，任何特定患者的所述特定的治疗有效量(和/或单位剂量)可以根据多种因素改变，包括被治疗的疾病和所述疾病的严重程度；所采用的特定药物试剂的活性；所采用的特定组合物；所述患者的年龄、体重、一般健康、性别和饮食；施用时间；施用途径；和/或所采用的特定融合蛋白的排泄和代谢；所述治疗持续的时间；以及在医药领域已知的类似因素。
可容忍的:如本文使用的，所述术语“可容忍的”和“耐受性”是指本发明的药物组合物在所述受试者(所述的这些受试者是指被施用组合物的受试者)中不引发有害反应的能力，或者可选择地在所述受试者(所述的这些受试者是指被施用组合物的受试者)中不引发严重的有害反应的能力。在一些实施方案中，本发明所述药物组合物可以被所述受试者(所述受试者是指被施用组合物的受试者)良好地容忍。治疗:如本文使用的，所述术语“治疗”(也称为“处理”或“治疗”)是指任意施用的治疗性蛋白质(例如溶酶体酶)，其部分地或者完全地缓解、改善、减轻、已知或者延缓发生，减少严重程度和/或减少(特定疾病、紊乱和/或病情(例如Hunters综合症、SanfiIippo综合症B) —种或多种症状或特征的发生率。这种治疗可以是这样的受试者(其不表现相关的疾病、紊乱和/或病情的体征)，和/或这样的受试者(其仅仅表现相关的疾病、紊乱和/或病情的早期体征)。可选择地或者额外地这种治疗可以是这样的受试者，其表现所述相关的疾病、紊乱和/或病情的一种或多种已建立的体征。发明详述本发明提供了，此外，改善的方法和组合物，用于有效直接递送治疗试剂至所述中枢神经系统(CNS)。如上文所讨论的，本发明基于意外的发现:溶酶体贮积症(例如，Hunters综合症)的替代酶(例如I2S蛋白质)可以以高浓度直接引入到有需要治疗的受试者的所述脑脊髓液(CSF)中，而在受试者中不诱发实质性副作用。更加出乎意料的是，本发明人发现:所述替代酶可以在简单的生理盐水或者缓冲液基础制剂中递送，而不使用合成的CSF。甚至更出乎意料的是，根据本发明的鞘内递送在所述受试者中不导致实质性副作用，例如严重的免疫应答。因此，在一些实施方案中，根据本发明的鞘内递送可以在缺乏并发免疫抑制疗法时使用(例如通过预处理或者预调节不诱发免疫耐受性)。在一些实施方案中，根据本发明的鞘内递送允许在多种脑组织间的有效扩散，导致所述替代酶在在表面、浅部和/或深部的脑区域中多种靶脑组织中的有效递送。在一些实施方案中，根据本发明的鞘内递送产生充分量的替代酶进入所述外周循环。结果，在某些情况下，根据本发明的鞘内递送导致所述替代酶在外周组织中的递送，例如肝脏、心脏、脾脏和肾脏。该发现是预料之外的，并且可以是对具有CNS和外周组件的所述溶酶体贮积症的治疗特别有用，其通常需要常规鞘内施用和静脉施用。这也是想到的:根据本发明的鞘内递送可以允许减少给药和/或iv注射的频率，而不损害周边症状治疗的治疗效果。本发明提供了多种意外的和有益的特征，其允许替代酶有效和便捷地递送至多种脑靶组织，导致具有CNS指示的溶酶体贮积症的有效治疗。本发明的多个方面在下面章节进行详细描述。所述章节的使用不是打算限制本发明。每章节可以应用于本发明的任意方面。在这份申请中，使用“或者”意思是“和/或”，除非另有声明。替代酶艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)蛋白质在一些实施方案中，本发明提供的发明方法和组合物，用于递送艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)蛋白质至所述CNS，以治疗Hunters综合症。合适的I2S蛋白质可以是任意的分子或者分子的部分，其适合于天然发生的艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)蛋白质活性或者拯救一种或多种与I2S-缺陷症并发的表现型或症状。在一些实施方案中，适合于本发明的替代酶是这样的多肽:其具有的N-末端和C-末端以及氨基酸序列与成熟人类I2S蛋白质基本相似或者一致。通常地，所述人类I2S蛋白质以前体形式产生。所述人类I2S的前体形式含有信号肽(所述全长前体的氨基酸残基1-25)，前肽(所述全长前体的氨基酸残基26-33)，以及链(所述全长前体的残基34-550);所述链可能被进一步加工成42kDa链(所述全长前体的残基34-455)和14kDa链(所述全长前体的残基446-550)。通常地，所述前体形式也称为全长前体或者全长I2S蛋白质，其含有550氨基酸。所述成熟形式(SEQ ID NO: I)的氨基酸序列具有的信号肽被删除，并且典型野生型或天然发生的人类I2S蛋白质的全长前体(SEQ ID NO:2)在表I中示出。
表1.人类艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶
权利要求
1.鞘内施用的稳定制剂，包括艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)蛋白质、盐、和聚山梨醇酯表面活性剂。
2.如权利要求1所述的稳定制剂，其中所述12S蛋白质存在的浓度范围从大约l-300mg/ml。
3.如权利要求1或者2所述的稳定制剂，其中所述I2S蛋白质存在的浓度选自:2mg/ml, 10mg/ml、30mg/ml、50mg/ml 或者 100mg/mlo
4.前述权利要求中任意一项所述的稳定制剂，其中所述I2S蛋白质包括氨基酸序列SEQ ID NO:lo
5.前述权利要求中任意一项所述的稳定制剂，其中所述盐是NaCl。
6.权利要求5所述的稳定制剂，其中所述NaCl存在的浓度范围从大约0-300mM。
7.权利要求4所述的稳定制剂，其中所述NaCl存在的浓度范围从大约137-154mM。
8.权利要求7所述的稳定制剂，其中所述NaCl存在的浓度大约154mM。
9.前述权利要求中任意一项所述的稳定制剂，其中所述聚山梨醇酯表面活性剂选自:聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯80及其组合。
10.权利要求9所述的稳定制剂，其中所述聚山梨醇酯表面活性剂选自为聚山梨醇酯20。
11.如权利要求1 0所述的稳定制剂，其中所述聚山梨醇酯20存在的浓度范围大约0-0.02%。
12.如权利要求11所述的稳定制剂，其中所述聚山梨醇酯20以大约0.005%的浓度存在。
13.前述权利要求中任意一项所述的稳定制剂，其中所述制剂进一步包括缓冲剂。
14.如权利要求13所述的稳定制剂，其中所述缓冲剂选自:磷酸盐、醋酸盐、组氨酸、琥珀酸盐、Tris、及其组合。
15.如权利要求14所述的稳定制剂，其中所述缓冲剂为磷酸盐。
16.如权利要求15所述的稳定制剂,其中所述磷酸盐存在的浓度不大于50mM。
17.如权利要求13所述的稳定制剂，其中所述磷酸盐存在的浓度不大于20mM。
18.前述权利要求中任意一项所述的稳定制剂，其中所述制剂具有pH大约3-8。
19.如权利要求18所述的稳定制剂，其中所述制剂具有pH大约5.5-6.5。
20.如权利要求19所述的稳定制剂，其中所述制剂具有pH大约6.0。
21.前述权利要求中任意一项所述的稳定制剂，其中所述制剂为液体制剂。
22.权利要求1-20任意一项所述稳定制剂，其中所述制剂配制成冻干干粉。
23.鞘内施用的稳定制剂，所述稳定制剂包括:浓度范围从大约l-300mg/ml的艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)蛋白质，在大约154mM浓度的NaCl，在大约0.005%浓度的聚山梨醇酯20，以及大约6.0的pH。
24.权利要求23所述的所述稳定制剂,其中所述I2S蛋白质的浓度大约10mg/ml。
25.权利要求23所述的所述稳定制剂，其中所述I2S蛋白质的浓度大约30mg/ml、50mg/ml> 100mg/ml,或者 300mg/ml。
26.容器，包括单剂型稳定制剂，所述稳定制剂为根据权利要求1-25任意一项所述的稳定制剂。
27.权利要求26所述的容器，其中所述容器选自:安瓿、小药瓶、药筒、贮液囊、二室注射器给药系统或者预填充的注射器。
28.权利要求26-28任意一项所述的容器，其中所述容器为预填充的注射器。
29.权利要求28所述的容器，其中所述预填充的注射器选自:具有烘干的硅树脂涂层的硼硅酸盐玻璃注射器，喷涂硅树脂的硼硅酸盐玻璃注射器，或者无硅树脂的塑料树脂注射器。
30.权利要求27所述的容器，其中所述稳定制剂存在的体积小于约5.0mL。
31.权利要求27所述的容器，其中所述稳定制剂存在的体积小于约3.0mL。
32.治疗Hunters综合症的方法，包括步骤:向需要治疗的受试者鞘内施用根据权利要求1-20任意一项所述的制剂。
33.治疗Hunt ers综合症的方法，包括步骤:向需要治疗的受试者鞘内施用制剂，所述制剂包括:浓度范围从大约l_300mg/ml的艾杜糖醛酸_2_硫酸酯酶(I2S)蛋白质，在大约154mM浓度的NaCl，在大约0.005%浓度的聚山梨醇酯20，以及大约6的pH。
34.权利要求32或者33所述的方法，其中所述鞘内施用的步骤在所述受试者中没有产生实质性副作用。
35.权利要求34所述的方法，其中所述鞘内施用在所述受试者中没有产生实质性适应性T-细胞介导的免疫应答。
36.权利要求32-35任意一项所述的方法，其中所述制剂的所述鞘内施用导致递送所述I2S蛋白质至靶脑组织。
37.权利要求36所述的方法，其中所述脑靶组织包括白质和/或在灰质中的神经元。
38.权利要求36或者37所述的方法，其中所述I2S蛋白质被递送至神经元、胶质细胞、血管周细胞和/或脑膜细胞。
39.权利要求37-39任意一项所述的方法，其中所述I2S蛋白质被进一步递送至在所述脊髓中的神经元。
40.权利要求37-39任意一项所述的方法，其中所述制剂的所述鞘内施用进一步导致所述I2S蛋白质在外周靶组织中的全身递送。
41.权利要求33所述的方法，其中所述外周靶组织选自:肝脏、肾脏、和/或心脏。
42.权利要求32-41任意一项所述的方法，其中所述制剂的所述鞘内施用导致在脑靶组织、脊髓神经元和/或外周靶组织中的溶酶体定位。
43.权利要求32-42任意一项所述的方法，其中所述制剂的所述鞘内施用导致GAG储存在所述脑靶组织、脊髓神经元和/或外周靶组织中减少。
44.根据权利要求43所述的方法，其中所述GAG储存与对照相比，以少50%、60%、80%、90%、1_ 倍、1.5-倍，或者 2-倍地减少。
45.权利要求32-44任意一项所述的方法，其中所述制剂的所述鞘内施用导致在神经元中液泡化减少。
46.权利要求45所述的方法，其中所述神经元包括浦肯野细胞。
47.权利要求32-35任意一项所述的方法，其中所述制剂的所述鞘内施用导致I2S酶活性在所述脑靶组织、脊髓神经元和/或外周靶组织中增加。
48.权利要求47所述的方法，其中所述I2S酶活性与对照相比，以至少1-倍、2-倍、3-倍、4-倍、5-倍、6-倍、7-倍、8-倍、9-倍或者10-倍增加。
49.权利要求47或者48所述的方法，其中所述增加的I2S酶活性微至少大约IOnmol/hr/mg,20nmol/hr/mg,40nmol/hr/mg,50nmol/hr/mg,60nmol/hr/mg,70nmol/hr/mg,80nmol/hr/mg,90nmol/hr/mg,lOOnmol/hr/mg,150nmol/hr/mg,200nmol/hr/mg,250nmol/hr/mg,300nmol/hr/mg,350nmol/hr/mg,400nmol/hr/mg,450nmol/hr/mg,500nmol/hr/mg,550nmol/hr/mg 或者 600nmol/hr/mgo
50.权利要求47所述的方法，其中所述I2S酶活性在所述腰椎区域中增加。
51.权利要求50所述的方法，其中在所述腰椎区域中，所述增加的I2S酶活性为至少大约 2000nmol/hr/mg,3000nmol/hr/mg,4000nmol/hr/mg,5000nmol/hr/mg,6000nmol/hr/mg,7000nmol/hr/mg, 8000nmol/hr/mg, 9000nmol/hr/mg 或者 10，OOOnmo I/hr/mg。
52.权利要求32-51任意一项所述的方法,其中所述制剂的所述鞘内施用导致Hunters综合症的至少一种症状或者特征在强度、严重程度或者频率方面减少，或者延缓发生。
53.权利要求32所述的方法，其中所述Hunters综合症的至少一种症状或者特征为认知障碍；白质病变；在所述脑实质中扩大的血管周围间隙、神经节、胼胝体、和/或脑干；萎缩症；和/或巨脑室。
54.权利要求32-51任意一项所述的方法，其中所述鞘内施用的发生每两个星期一次。
55.权利要求32-51任意一项所述的方法,其中所述鞘内施用的发生每月一次。
56.权利要求32-51任意一项所述的方法，其中所述鞘内施用的发生每两个月一次。
57.权利要求32-56任意一项所述的方法，其中所述鞘内施用被用于连同静脉施用。
58.权利要求57所述的方法，其中所述静脉施用没有比每月一次更频繁。
59.权利要求57所述的方法，其中所述静脉施用没有比每两个月一次更频繁。
60.权利要求32-56任意一项所述的方法,其中所述鞘内施用在缺乏静脉施用时使用。
61.权利要求32-60所述的方法，其中所述鞘内施用在缺乏并发免疫抑制疗法时使用。
全文摘要
本发明提供了，除了其它的以外，CNS递送溶酶体酶的组合物和方法，以有效治疗溶酶体贮积症。在一些实施方案中，本发明包括直接CNS鞘内施用的稳定制剂，所述稳定制剂包括艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(I2S)蛋白质、盐、和聚山梨醇酯表面活性剂，以治疗Hunters综合症。
文档编号A61K38/00GK103179980SQ201180040898
公开日2013年6月26日 申请日期2011年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者G·朱, K·洛威, Z·夏若克, J·克里斯汀, R·法尔纳, J·潘, T·L·莱特, P·加莱斯 申请人:夏尔人类遗传性治疗公司