提供立即释放模式和持续释放模式双重作用的吸入制剂的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请为国际申请PCT/US2007/022424于2009年4月23日进入中国国家阶段、 申请号为200780039587. 5、发明名称为"提供立即释放模式和持续释放模式双重作用的吸 入制剂"的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及吸入用药物组合物，诸如用于治疗由许多微生物引起的呼吸道感染。 特别地，本发明涉及双相释放制剂，其提供了通过吸入被递送的药物诸如抗感染药物的立 即释放和持续释放用于治疗囊性纤维化。
【背景技术】
[0003] 呼吸道感染由许多微生物引起。感染对卫生保健公众具有持久的多个后果，包括 增加的治疗负担和费用，并且为患者带来更具有侵入性的治疗样式并且可能导致重病以至 死亡。如果可以获得改善的治疗样式来提供预防性治疗从而避免易受影响的患者获得呼吸 道感染以及增加对已经感染有微生物的患者中的感染的根除速率或有效性将是有益的。
[0004] 特别地，囊性纤维化（CF)是其中患者经常获得持久的或顽强的呼吸道感染的疾 病的一个实例。CF是危急生命的遗传疾病，其以每2, 500名活产儿中约有1名的频率影响 约30, 000美国人（Fitzsimmons SC，1993)。囊性纤维化是指胰腺内的特征性的疤痕（纤维 化）和孢囊形成，首次在20世纪30年代被认识。每年有约1，000例新的CF病例被确诊。 超过80%的患者在三岁时被确诊，然而，几乎10%的新被确诊的病例在18岁以上。
[0005] 主要的CF缺陷表现为由囊性纤维化跨膜传导调节蛋白（CFTR)介导的离子转运改 变，该囊性纤维化跨膜传导调节蛋白是调节在分泌上皮顶膜处的环AMP介导的氯离子传导 的蛋白质（Schroeder SA等人，1995)。具体而言，正常的细胞内氯离子释放进入细胞外液 不能应答正常的cAMP升高。这种氯离子释放变弱导致周围呼吸粘膜和肠粘膜管路脱水和 汗腺的钠再吸收变弱。这种粘膜脱水结合炎性和感染性副产物，产生了浓稠的和粘滞的粘 液，其阻塞和损害气道。对CF症状进行迅速的攻击性的治疗可以延长罹患这些疾病的患者 的寿命。
[0006] 尽管大部分无CF的人具有CFTR基因的两个工作拷贝，仅一个需要用于预防囊性 纤维化。当两个基因都不正常工作时CF才发展。因此，CF被认为是常染色体隐性疾病。与 该疾病有关，存在超过1，500种不同的遗传突变（CFTR突变数据库（2006))，因此使得纯合 的和杂合的筛选程序变得困难（Zielenski J等人，1995)。然而，约三分之二的突变被发现 是 A F508,使得其成为最常见的 CF 突变（CF Genetic Analysis Consortium, 1994)。
[0007]目前实行的CF治疗依赖于疾病的阶段和所牵涉的器官的不同而异。清除得自肺 的粘液是每日CF治疗方案的重要部分。胸物料疗法是一种气道清除形式，其要求对背和胸 实施有力的撞击（通过使用杯手形）以从肺逐出浓稠的粘液。其它的气道清除形式可在用 于促进粘液清除的机械工具的帮助下进行。其它类型的治疗包括：Pulmozyme?，一种吸 入式粘液溶解剂，表现为降低肺感染数和改善肺功能（Hodson M，1995) ;T0B1? (用于吸 入的妥布霉素溶液），一种气雾化的氨基糖苷类抗菌素，用于治疗肺感染并还显示为改善肺 功能（Weber A等人，1994);和口服阿奇霉素，一种大环内脂类抗菌素，表现为降低呼吸恶 化数和肺功能下降速率（Wolter J等人，2002)。
[0008] 正如以上的讨论，在囊性纤维化（CF)患者中的铜绿假单胞菌感染的高集落化速 率和应对这一感染的挑战迫使寻找安全的和有效的抗生素。目前，使用氨基糖苷类结合 0 _内酰胺类或喹诺酮类抗生素的治疗是标准疗法。在包括520名具有中度到重度CF的患 者的临床研宄中进行的为期96周的试验表明，接受吸入的妥布霉素的患者的住院时间少 了 25到33%天并经历肺功能的显著增加（Moss RB，2001)。这些结果显示了吸入式抗生素 用于治疗CF的有效性。然而，耐药株特别是铜绿假单胞菌的发展是借助吸入长期递送气雾 化抗生素的一个主要担忧（LiPuma JJ 2001)。
[0009] 尽管阿奇霉素针对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus)，流感嗜血杆菌 (Haemophilus influenzae)和肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae)具有活性，但是 不直接针对铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa)，伯克霍尔德杆菌（Burkholderia c印acia)或其它革兰氏阴性非发酵菌（Lode H等人，1996)。妥布霉素针对铜绿假单胞菌具 有活性，然而，在3个月的持续治疗后具有耐药性分离物的患者数目从~10 %增加到80% (Smith AL等人，1989)已经导致在28天中止治疗后继续28天持续治疗的间歇性给药方案。 即使使用间歇性吸入式的妥布霉素治疗，具有多耐药性铜绿假单胞菌的患者的百分数在治 疗18个月后从基线的14%增加到23% (LiPuma JJ，2001)。开发一种以持续方式递送抗感 染药物治疗并仍抑制耐药性分离物的出现的治疗方式提供了一种改善的治疗样式。值得注 意的是，慢性铜绿假单胞菌气道感染一直是CF患者的发病率和死亡率的根本原因。当患者 经历肺恶化时，使用抗假单胞菌治疗，通常包括内酰胺类和氨基糖苷类，可导致临床改 善和细菌负荷下降。然而，感染的根除是十分罕见的。
[0010] 在CF气道中，铜绿假单胞菌最初具有非类粘蛋白表型，但是最终产生类粘蛋白胞 外多糖并组构成为生物膜，其表明气道感染从急性发展成慢性。在生物膜中的细菌由于缺 氧环境而生长非常迟缓，并且对抗微生物剂具有固有的耐药性，因为固着细胞比浮游细胞 生长更不易受影响。已据报道，生物膜细胞对抗菌药的耐药性高至少500倍（Costerton JW 等人，1995)。因此，类粘蛋白表型的转变和生物膜的产生通过保护细菌抵御宿主防御并干 扰抗生素向细菌细胞的递送而使得铜绿假单胞菌在慢性感染的CF患者中的持续存在作出 贡献。
[0011] 尽管已经进行了许多努力以改善CF个体的护理和治疗，并且平均寿命已有增加， 但是CF人群的平均存活年龄仅达到30多岁（CF Foundation web site，2006)。因此，持续 需要改善的抗感染药物的制剂，特别是用于吸入给药的改善制剂。本发明解决了这一需要。
[0012] 环丙沙星是氟喹诺酮类抗生素，其适应症为用于治疗由铜绿假单胞菌引起的下呼 吸道感染，铜绿假单胞菌在囊性纤维化患者中是常见的。环丙沙星是广谱药物，并且除了对 抗铜绿假单胞菌之外还对抗若干种其它类型的革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌。其通过抑制 拓扑异构酶II (DNA回旋酶）和拓扑异构酶IV起作用，这些酶是细菌复制、转录、修复和重 组所需要的酶。这一作用机理与青霉素类、头孢菌素类、氨基糖苷类、大环内酯类和四环素 类的作用机理不同，因此，对这类药物具有耐药性的细菌可能对环丙沙星是敏感的。因此， 发展为对氨基糖苷类妥布霉素（T0BI)具有耐药性的CF患者仍可采用环丙沙星进行治疗。 在环丙沙星和其它类别的抗微生物之间没有已知的交叉耐药性。
[0013] 尽管环丙沙星具有吸引人的抗菌性质，但是环丙沙星的确产生讨厌的副作用，诸 如GI不耐性（呕吐、腹泻、腹部不适），以及眩晕、失眠、兴奋性和焦虑程度增加。明确需要 改善的治疗方案，其可被长期使用而不导致这些不适合的副作用。
[0014] 递送作为吸入气雾剂形式的环丙沙星通过将药物的递送和起效限定在呼吸道 (主要感染部位）内而解决了这些担忧。
[0015]目前没有被官方批准用于人用的能够将抗生素靶向递送到主要感染区域的环丙 沙星的气雾化形式。这部分地是因为药物的溶解性差和苦味阻碍了适于吸入的制剂的开 发。另外，环丙沙星的组织分布如此迅速使得药物在肺内的渚留时间太短，从而相对于药物 经口或IV途径给药不能提供另外的治疗益处。
[0016] 磷脂媒介物作为药物递送系统在1965作为"脂质体"被重新发现（Bangham等人， 1965)。许多活性药物成分（APIs)的治疗性质可通过并入到脂质体药物递送系统内得以改 善。通用术语脂质体涵盖了各式各样的结构，但是一般所有的脂质体都由一个或多个脂质 双分子层组成，所述脂质双分子层围成水性空间，药物可被包封在这一水性空间内。在这一 计划中采用的脂质体是药物递送领域中已知的大单层脂质体（LUV)，其是用于IV给药的优 选的脂质体结构。
[0017] 脂质体包封通过许多机制改善了生物药学特征，包括改变的药物药代动力学 和生物分布，药物从载体的持续释放，向患病部位的增强的递送，和保护活性药物物 质免于降解。抗癌药多柔比星（Myocet?/Bvacet?, Doxyl?/Caelyx?)、柔红霉素 (DaunoXome?)、抗真菌药两性霉素B(Abelcet?, AmBisome?, Amphotec?)和苯并 卟啉(Visudyne?)的脂质体制剂是在过去的十年期间被成功引入美国、欧洲和日本市场的 产品。另外，许多二代产品经历了后期临床试验，包括Inex的长春新碱硫酸盐脂质体注射 剂（VSLI)。基于脂质的载体的被证明的安全性和效力使得它们成为药物制剂的吸引人的候 选物。
[0018] 因此，与目前的环丙沙星制剂相比，脂质体环丙沙星气雾剂将提供以下若干益处： 1)更高的药物浓度，2)借助于在感染部位处的持续释放具有增加的药物渚留时间，3)降低 的副作用，4)增加的适口性，5)更好地渗透进入细菌，和6)更好地渗透进入被细菌感染的 细胞。先前已显示用脂质体包封的氟喹诺酮类抗生素的吸入可有效治疗肺感染。在土拉菌 病（F.tularensis)的小鼠模型中，用脂质体包封的氟喹诺酮类抗生素通过增加存活而显 示了优于游离的或未包封的氟喹诺酮类（CA2, 215, 716, CA2, 174, 803和CA2. 101. 241)。
[0019] 另一个申请EP1083881B1描述了包含药物-缀合物的脂质体，该药物-缀合物包 括与氨基酸共价连接的喹诺酮化合物。又一个申请美国公报No. 20004142026还描述了用 脂质体包封的抗生素的使用和可能给药较低剂量的用脂质体包封的抗感染药物，该较低剂 量是游离的未包封抗感染药物剂量的十分之一或百分之一。
[0020] 还报道了在生物膜深度内存在亚抑制浓度的抗生素提供了