用于糖尿病的口服治疗的药物组合物的制作方法
【专利说明】用于糖尿病的口服治疗的药物组合物 发明领域
[0001] 本发明涉及用于与葡萄糖代谢有关的至少两种生物活性蛋白的组合的口服递送 的药物组合物，所述至少两种生物活性蛋白选自由胰岛素、胰岛素原和C肽组成的组。本发 明的药物组合物提供了所述生物活性蛋白的门静脉递送。本发明还提供了所述药物组合物 的治疗用途。
[0002] 发明背景
[0003] 对于I型糖尿病人胰岛素是治疗的主要成分。当II型糖尿病人的血糖水平不能 通过饮食、减重、锻炼或口服药物来控制时，对于他们来说胰岛素也是重要的治疗工具。
[0004] 临床研究已经清楚地证实了良好的血液葡萄糖控制的益处。良好的血糖控制可 延迟微血管和大血管并发症的发展。但是，达到良好的葡萄糖代谢控制并不容易。在具有 I型糖尿病的婴儿和幼儿中，其尤其有挑战性。有几个因素促成了在这些幼儿中控制胰岛 素方面的困难，诸如：不可预测的胰岛素药物代谢动力学、变化且不可预测的饮食模式和运 动、对小量的胰岛素的增加的敏感性、低血糖症的威胁以及在控制低血糖事件方面的困难。 所述问题可导致血液葡萄糖水平的大幅波动，包括频繁的低血糖发作，除了即刻的生命威 胁之外，其可具有长期的不利发育影响。
[0005] 在胰岛素生物合成期间，胰岛素激素被合成为单个多肽前胰岛素原，前胰岛素原 被加工成胰岛素原并且随后在0细胞的胰岛素颗粒内被蛋白水解地加工为胰岛素。胰岛 素原由两条多肽组成，所述两条多肽即通过硫化物桥和通过被称为C肽的片段连接的所谓 的A链和B链。C肽充当了胰岛素的A链和B链之间的接头并促进内质网中胰岛素的有效 组装、折叠和加工。胰岛素原通过释放C肽并留下由2个二硫键连接的2个肽链即B链和A 链而成熟为活性肽胰岛素。然后等摩尔量的C肽和胰岛素被贮存在胰0细胞的分泌颗粒 中并且两者最终均被释放至门静脉循环。葡萄糖的餐后峰刺激等分子数量的胰岛素、C肽 和一定数量的在0细胞中未被加工的胰岛素原的同时释放。在健康人中胰岛素内源合成 的所述产物在高血糖期间被一起释放。因此，当胰岛素合成受损时，患者将也变得C肽以及 胰岛素原不足。最近的研究表明，这些肽可在糖尿病相关的并发症中起着重要的生理作用。 C肽有助于防止糖尿病的神经病变和其他血管恶化相关症状。但是，在目前的临床实践中， 胰岛素治疗并不包括C肽和胰岛素原的共施用。
[0006] 模拟正常生理功能的重要意义进一步被以下事实所支持：胰腺移植与糖尿病并发 症的预防和甚至逆转有关，所述胰腺移植不仅恢复了胰岛素分泌，还恢复了 C肽和胰岛素 原释放。当与用重组胰岛素治疗相比时，胰腺移植在十年的正常血糖后减少糖尿病的损害。 该研究清楚地表明了 C肽和胰岛素原对正常代谢状态的重要性。
[0007] C肽在糖尿病相关的许多并发症中具有重要作用。血管并发症诸如四肢血液流动 减少可以被C肽改善。若干研究报道在具有I型以及II型糖尿病的患者中微血管并发症 减少，C肽的循环浓度接近生理水平。
[0008] 已经发现，人类胰岛素原内在化进入目标组织，例如脂肪细胞。该发现支持了这个 假设：胰岛素原对于达到天然激素的体内平衡起积极作用并且是必要的。另外的研究证实， 胰岛素受体结合被人胰岛素原的存在增强。越来越多的证据显示，外源的胰岛素原可增强 胰岛素受体结合，并提高其降低葡萄糖的效果。
[0009] 在正常生理条件下，所有三种蛋白质（胰岛素、胰岛素原和C肽）均被从胰腺分泌 到门静脉系统，然而只有这些蛋白的不在肝中被代谢的一部分到达外周循环。在目前的临 床实践中，利用胰岛素的胃肠外施用，胰岛素最初地进入循环，在血液中产生高浓度峰，并 且只有未被外周组织（诸如例如脂肪和肌肉组织）消耗的部分被在肝中代谢。
[0010] 因此，可以得出结论：并行于胰岛素的施用，施用胰岛素原和C肽可保持正常的生 理功能并减少糖尿病并发症的风险。为了模拟正常的生理机能，胰岛素、胰岛素原和C肽的 组合应经由门静脉系统（口服施用并且随后通过胃肠道被吸收）提供，如同通过胰腺分泌 造成的，以使在肝中能够首过代谢。
[0011] 本发明的发明人的国际专利申请/公布号W02009/087633公开了用于口服使用的 药物组合物，该药物组合物包含具有悬浮于其中的颗粒物质的油，其中颗粒物质包含：(a) 多糖，其与具有疏水表面的二氧化硅纳米颗粒紧密非共价缔合，其中二氧化硅纳米颗粒的 大小在1-100纳米之间；以及（b)具有治疗活性的蛋白或者肽，所述蛋白或肽与所述二氧化 硅纳米颗粒和多糖非共价缔合。
[0012] 本发明的发明人的国际专利申请/公布号W02009/087634公开了用于口服使用的 药物组合物，该药物组合物包含具有悬浮于其中的颗粒物质的油，其中颗粒物质包含：(a) 多糖，所述多糖与具有疏水表面的二氧化硅颗粒紧密非共价缔合，其中二氧化硅颗粒的大 小在1-100纳米之间；以及（b)胰岛素蛋白，所述胰岛素蛋白与所述二氧化硅颗粒和多糖非 共价缔合。
[0013] 本发明的发明人的国际专利申请/公布号W02011/004376公开了用于在药物递送 体系中使用的基质载体组合物，组合物包含至少以下的分子间缔合：第一固相，所述第一固 相包含具有疏水表面的纳米颗粒，其中纳米颗粒的大小在约5-1000nm的范围；第二固相， 所述第二固相包含具有亲水和疏水部分的生物聚合物；以及连续相，所述连续相包含与所 述第一固相和所述第二固相缔合的油。
[0014] Chance等人的美国专利号4, 654, 324涉及药物组合物，该药物组合物包含与药学 上可接受的载体缔合的人胰岛素原，其中组合物可用于控制糖尿病状况并促进达到天然激 素的体内平衡，从而预防或本质上减少或延缓糖尿病并发症。
[0015] 美国专利申请号2003/0220229涉及调节I型糖尿病受试者的T细胞的免疫应答 的胰岛素原肽化合物，涉及包含所述胰岛素原肽化合物的药物组合物，涉及使用胰岛素原 肽化合物对于I型糖尿病的诊断测定以及涉及用于通过施用胰岛素原肽化合物来抑制受 试者中的I型糖尿病的发展或进程的方法。
[0016] 美国专利号7, 964, 558包括治疗糖尿病和/或微血管糖尿病并发症的方法，其包 括对患者每天一次皮下施用C肽或包含C肽的药物组合物。
[0017] 胰岛素、胰岛素原和C肽的组合使用已被Chance等人在US 4, 652, 547和US 4, 652, 548中建议。Chance公开了用于胃肠外施用的包含人胰岛素、人C肽和人胰岛素原 的药物组合物，其中人胰岛素与人C肽的摩尔比为从约1:4到约4:1，并且人胰岛素与人胰 岛素原的重量比为从约1:100到约100:1，并且其中药物组合物可用于治疗糖尿病并且可 用于促进达到天然激素的体内平衡，从而预防或本质上减少和延缓糖尿病并发症。
[0018] 胰岛素原肽用于治疗I型糖尿病的用途也被公开于Griffin等人的 US2003/0220229 中。
[0019] 对包含生物活性蛋白的组合的可口服施用的药物组合物仍然存在未被满足的需 求，所述生物活性蛋白包括胰岛素、胰岛素原和C肽，所述药物组合物将提供所述生物活 性蛋白的门静脉递送，从而提供内源胰岛素的天然加工路径并允许模拟内源胰腺的生理功 能。除了可用于糖尿病治疗之外，此类药物组合物将允许减少糖尿病并发症和风险。
[0020] 发明概述
[0021] 本发明涉及可口服施用的药物组合物，所述药物组合物包含与胰岛素内源合成有 关的至少两种蛋白或者肽的组合以及药学上可接受的载体，所述至少两种蛋白或肽选自由 胰岛素、胰岛素原和C肽组成的组；所述药学上可接受的载体适合于提供所述生物活性蛋 白的门静脉递送的口服施用。示例性可口服施用的组合物包括药理上惰性的具有疏水表 面的二氧化硅颗粒、多糖、以及选自由胰岛素、胰岛素原和C肽组成的组的至少两种生物活 性蛋白的颗粒状非共价缔合的紧密混合物；所述混合物被悬浮或者包埋在油或油的混合物 中。
[0022] 包含与葡萄糖代谢有关的生物活性蛋白的组合的本发明的药物组合物不仅提供 了用于胰岛素施用的优选的递送路径，还允许模拟天然产生胰岛素的条件。本发明还提供 了所述药物组合物的治疗用途。
[0023] 如本文首次公开的，包含胰岛素、胰岛素原和C肽的混合物的口服施用的组合物 当与减少的剂量的注射胰岛素一起施用时，提供了血糖正常控制。因此，现在公开，可口服 施用的胰岛素、胰岛素原和C肽的组合或者这三种剂中的至少两种的混合物，提供了与葡 萄糖代谢途径有关的疾病的治疗。另外，所述组合在合适的口服递送媒介物中被施用，允许 减少注射胰岛素的剂量并降低在葡萄糖浓度水平方面的波动。此外，与胃肠外施用胰岛素 或所述生物活性蛋白的组合不同，根据本发明的原理在使能够经由门静脉递送吸收的媒介 物中口服施用这些组合模拟胰腺分泌的正常生理途径，是安全且有效的，并且像这样克服 了现有技术的制剂的缺陷。要明确地理解，本发明的组合物可以以提供活性形式的蛋白成 分的门静脉递送的任何组合物形式被口服施用。
[0024] 特别地且出乎意料地，发现本发明的基于油的组合物内的胰岛素、胰岛素原和C 肽当在消化蛋白酶胃蛋白酶的存在下在高酸性环境中孵育时保持完整、有活性且未受损 害。药学上的活性成分经由非共价键与递送媒介物组分缔合并彼此缔合，允许了每个活性 成分的释放，而无可能干扰每种生物活性蛋白的已知活性的任何化学修饰。
[0025] 因此，根据一个方面，本发明提供了用于口服使用的药物组合物，所述药物组合物 在递送媒介物中包含与葡萄糖代谢有关的至少两种生物活性蛋白，所述至少两种生物活性 蛋白选自由胰岛素、胰岛素原和C肽组成的组，所述递送媒介物适合于提供生物活性蛋白 的门静脉递送的口服施用，所述递送媒介物包含基于油的基质，所述基于油的基质包含悬 浮于其中的固体颗粒物质，其中所述颗粒物质包含与具有疏水性表面的二氧化硅颗粒非共 价缔合的多糖，其中所述多糖和二氧化硅颗粒与所述至少两种生物活性蛋白非共价缔合， 且其中胰岛素与胰岛素原的重量比为从约25:1至约1:2,胰岛素与C肽的重量比为从约 3:1至约1:2并且二氧化硅与生物活性蛋白的重量比为从约100:1至约1:1。
[0026] 根据一些实施方案，二氧化硅颗粒和胰岛素的重量比在100:1到1:1的范围内。根 据一些实施方案，二氧化硅颗粒和胰岛素原的重量比在200:1到2:1的范围内。根据一些 实施方案，二氧化硅颗粒和C肽的重量比在200:1到1:1的范围内。
[0027] 根据一些实施方案，多糖和胰岛素的重量比在200:1到5:1的范围内。根据一些 实施方案，多糖和胰岛素原的重量比在400:1到5:1的范围内。根据一些实施方案，多糖和 C肽的重量比在400:1到5:1的范围内。
[0028] 根据一些实施方案，各生物活性蛋白与所述多糖和二氧化硅颗粒非共价缔合。根 据特定的实施方案，胰岛素与多糖和二氧化硅颗粒非共价缔合。根据其他特定的实施方案， 胰岛素原与多糖和二氧化硅颗粒非共价缔合。根据另外的特定实施方案，C肽与多糖和二 氧化娃颗粒非共价缔合。
[0029] 根据一些实施方案，至少两种生物活性蛋白经由非共价键彼此缔合。根据特定的 实施方案，胰岛素与胰岛素原和/或C肽非共价缔合。根据仍然另外的实施方案，胰岛素原 与C肽非共价缔合。
[0030] 根据一些实施方案，至少两种生物活性蛋白中的一种是胰岛素。根据另外的实施 方案，药物组合物包含胰岛素、胰岛素原和C肽。根据仍然另外的实施方案，药物组合物包 含与多糖和二氧化硅颗粒非共价缔合的胰岛素、胰岛素原和C肽，其中生物活性蛋白、二氧 化硅颗粒和多糖的混合物悬浮于油基质中。根据仍然另外的实施方案，药物组合物包含与 多糖和二氧化硅颗粒非共价结合的胰岛素和胰岛素原，其中生物活性蛋白、二氧化硅颗粒 和多糖的混合物悬浮于油基质中。根据仍然另外的实施方案，药物组合物包含与多糖和二 氧化硅颗粒非共价缔合的胰岛素和C肽，其中生物活性蛋白、二氧化硅颗粒和多糖的混合 物悬浮于油基质中。在其他的实施方案中，药物组合物包含与多糖和二氧化硅颗粒非共价 缔合的胰岛素原和C肽，其中生物活性蛋白、二氧化硅颗粒和多糖的混合物悬浮于油基质 中。在另外的实施方案中，胰岛素、胰岛素原和C肽中的每一种与多糖和二氧化硅颗粒非共 价缔合。在其他的实施方案中，药物组合物包含彼此并且与多糖和二氧化硅颗粒非共价缔 合的胰岛素、胰岛素原和C肽，其中生物活性蛋白、二氧化硅颗粒和多糖的混合物悬浮于油 基质中。
[0031] 在一些实施方案中，油是油的混合物。根据多种实施方案，组合物中的油组分为 组合物总重量的1-75%。根据一些可选的实施方案，组合物的至少30%、至少40%、至少 50%、至少60 %是油。根据又一个实施方案，组合物的至少65 %是油。不希望受限于反应 理论或机制，提议油组分参与了胰岛素、胰岛素原和/或者C肽与二氧化硅颗粒的非共价结 合的形成。
[0032] 根据一些实施方案，油包括具有至少5°C至10°C的熔化温度的油。根据另外的实 施方案，所述油包括选自天然植物油及其合成的类似物的油的混合物。每一个可能性代表 了本发明的独立的实施方案。
[0033] 根据又一个实施方案，多糖包括支链多糖。根据又一个实施方案，所述支链多糖选 自由淀粉、淀粉衍生物、支链淀粉和糖原组成的组。每一个可能性代表了本发明的独立的实 施方案。根据又一个实施方案，所述支链多糖是淀粉。根据又一个实施方案，所述支链多糖 具有不大于400°C的熔化温度。
[0034] 根据又一个实施方案，所述药物组合物是无水的。
[0035] 根据另一个实施方案，所述二氧化硅纳米颗粒的大小在1到100纳米的范围内。根 据又一个实施方案，所述二氧化硅纳米颗粒的大小在5到30纳米的范围内。根据又一个实 施方案，所述二氧化硅纳米颗粒具有不小于600°C的熔化温度。根据又一个实施方案，所述 二氧化硅颗粒的疏水表面含有烃部分。
[0036] 根据又一个实施方案，药物组合物还包含至少一种另外的生物聚合物。根据一 些实施方案，另外的生物聚合物可包含选自由可溶性、难溶性或者不溶性线性多糖组成的 组的线性多糖。此类线性多糖的非限制性实例包括：纤维素、几丁质、直链淀粉、糖胺聚糖 (GAG)、黏多糖和葡聚糖（例如a葡聚糖、0葡聚糖）。根据一些实施方案，另外的生物聚 合物可以是环状寡糖（也称为环糊精）。根据一些目前优选的实施方案，该环糊精是0环 糊精。根据另外的实施方案，本发明的药物组合物还可包含糖和/或寡糖中的至少之一。每 一个可能性代表了本发明的独立的实施方案。
[0037] 根据另外的实施方案，另外的生物聚合物可包括结构蛋白。根据一些实施方案，所 述结构蛋白选自由弹性蛋白、胶原蛋白、角蛋白和纤维蛋白原组成的组。每一个可能性代表 本发明的独立的实施方案。
[0038] 根据又一个实施方案，所述油包括油的混合物。根据又一个实施方案，所述油包括 选自天然植物油及其合成的类似物的油的混合物。每一个可能性代表本发明的独立的实施 方案。根据又一个实施方案，所述油包括具有至少5°C到10°C的熔化温度的油。
[0039] 根据又一个实施方案，所述颗粒物质的重量不多于所述药物组合物的重量的 80%。根据多种实施方案，组合物的颗粒物质的重量为组合物的总重量的25-80%。根据一 些可选的实施方案，颗粒物质的重量不多于药物组合物重量的70%、优选地不多于药物组 合物重量的60%、更优选地不多于药物组合物重量的50%、甚至更优选地不多于药物组合 物重量的40%。根据又一个实施方案，颗粒物质的重量为组合物总重量的至少35%。
[0040] 根据另外的实施方案，本发明的药物组合物配制为选自由液体、固体、半固体、凝 胶和微胶囊形式组成的组的形式。每一个可能性代表本发明的独立的实施方案。根据另外 的实施方案，药物组合物配制为选自由胶囊剂、微胶囊剂、片剂、微胶囊片、散剂、混悬剂、糊 剂及其组合组成的组的剂型。每一个可能性代表本发明的独立的实施方案。在一些实施方 案中，剂型是片剂。片剂可包括干压包衣片。在其他的实施方案中，剂型是微胶囊片。该微 胶囊片还可包含赋形剂。在另外的实施方案中，赋形剂被添加到组合物的油相，以获得包 含油的多个液滴，所述油具有悬浮于其中的颗粒物质。赋形剂可以组合物的总重量的从约 20%到约80%的范围的重量百分比存在于组合物中。根据另外的实施方案，赋形剂可包含 另外的多糖。
[0041] 在另一方面，本发明提供了用于口服使用的药物组合物，所述药物组合物在递送 媒介物中包含与葡萄糖代谢有关的至少两种生物活性蛋白，所述至少两种生物活性蛋白选 自由胰岛素蛋白、胰岛素原和C肽组成的组，所述递送媒介物适合于提供生物活性蛋白的 门静脉递送的口服施用，其中胰岛素与胰岛素原的重量比为从约25:1到约1:2并且胰岛素 与C肽的重量比为从约3:1到约1: 2。根据一些实施方案，递送媒介物选自由以下组成的 组：渗透增强剂、脂质递送媒介物、脂质体、脂质纳米颗粒、聚合物基质、聚合物微球、自乳化 药物递送系统（SEDDS)、包含烷氧基的分子、非离子型表面活性剂、纳米颗粒递送系统、基于 油的基质及其组合。
[0042] 根据一些实施方案，至少两种生物活性蛋白中的一种是胰岛素。根据另外的实施 方案，药物组合物包含胰岛素、胰岛素原和C肽。根据其他实施方案，药物组合物包含胰岛 素和胰岛素原的组合。根据可选的实施方案，药物组合物包含胰岛素和C肽的组合。在特 定的实施方案中，药物组合物包含胰岛素原和C肽的组合。
[0043] 根据本发明的实施方案的药物组合物还可包含至少一种另外的组分，所述至少一 种另外的组分选自由以下组成的组：抗氧化剂、氨基酸、多肽、吸收增强剂、非胰岛素降葡萄 糖药物、降血压药物及其组合。每一个可能性代表本发明的独立的实施方案。
[0044] 根据一些实施方案，药物组合物包含至少一种抗氧化剂。本文提到的抗氧化剂指 的是平衡在糖尿病或者代谢相关的疾病期间可受损的内源抗氧化防御系统的分子。抗氧化 剂通过破坏参与氧化应激的自由基或氧化剂减少糖尿病和代谢相关的并发症，并增强胰岛 素分泌和胰岛素敏感性。根据一些实施方案，至少一种抗氧化剂与二氧化硅颗粒和/或多 糖非共价缔合。根据一些实施方案，抗氧化剂是超氧化物歧化酶（S0D)。根据一些实施方 案，抗氧化剂是谷胱甘肽过氧化物酶。根据一些实施方案，抗氧化剂是维生素。根据多种实 施方案，维生素可以选自维生素A、维生素C、维生素E或其任何组合。可包含于根据本发明 的一些实施方案的药物组合物中的另外的抗氧化剂包括：谷胱甘肽、a-硫辛酸、类胡萝卜 素、多酚类、辅酶Q 1(]、抗氧化矿物质（例如：铜，锌，锰，铬和硒）以及辅因子（例如叶酸、维 生素队、维生素B2、维生素维生素B 12)。
[0045] 根据一些实施方案，药物组合物包含至少一种游离氨基酸。根据一些实施方案，游 离氨基酸选自由以下组成的组：精氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、天 冬酰胺、组氨酸、苯丙氨酸及其组合和衍生物。每一个可能性代表本发明的独立的实施方 案。不希望受限于反应理论或机制，提出，胰岛素响应可被游离氨基酸的共摄食所增强。
[0046] 根据一些实施方案，药物组合物包含至少一种吸收增强剂。根据另外的实施方案， 吸收增强剂选自中链脂肪酸、多元醇或其组合。每一个可能性代表本发明的独立的实施方 案。
[0047] 根据一些实施方案，药物组合物包含至少一种葡萄糖代谢相关的治疗剂。根据另 外的实施方案，葡萄糖代谢相关的治疗剂是本领域已知的任何葡萄糖代谢相关的治疗剂。 [0048] 根据另外的实施方案，药物组合物配制为选自由液体、固体、半固体、凝胶和微胶 囊形式组成的组的形式。每一个可能性代表本发明的独立的实施方案。根据另外的实施方 案，药物组合物配制为选自由胶囊剂、微胶囊剂、片剂、微胶囊片、散剂、混悬剂、糊剂及其组 合组成的组的剂型。每一个可能性代表本发明的独立的实施方案。
[0049] 根据一些实施方案，本发明的药物组合物用于治疗受试者中的与葡萄糖代谢途径 有关的疾病。根据一些实施方案，药物组合物用于治疗受试者中的糖尿病。根据多种实施 方案，糖尿病是I型糖尿病（也称为幼年型糖尿病或者胰岛素依赖型糖尿病）。根据另外的 实施方案，糖尿病是II型糖尿病（也称为非胰岛素依赖型糖尿病、与肥胖相关的糖尿病、青 少年糖尿病或者成人糖尿病）。根据另外的实施方案，糖尿病是妊娠期糖尿病。根据一些实 施方案，药物组合物用于治疗受试者中的肥胖症。
[0050] 根据一些实施方案，药物组合物以与胃肠外施用的胰岛素联合的方式用于治疗糖 尿病。根据另外的实施方案，与无所述药物组合物的情况下所需剂量相比，药物组合物用于 以与较低治疗剂量的胃肠外施用的胰岛素联合使用。根据另外的实施方案，与在合适的递 送媒介物中口服施用胰岛素所需的剂量相比，药物组合物用于以与较低治疗剂量的胃肠外 施用的胰岛素联合使用。
[0051] 根据另外的实施方案，本发明的组合物用于治疗代谢疾病或状况。该代谢疾病或 状况可选自由以下组成的组：代谢综合征、高血脂症、高胆固醇血症、高甘油三酯血症、高血 糖症、胰岛素抵抗、肝脂肪变性、肾病、脂肪肝病、非酒精性脂肪肝炎及其组合。
[0052] 在另外的实施方案中，药物组合物用于治疗或者预防受试者的糖尿病相关的并发 症。糖尿病相关的并发症可选自由以下组成的组：四肢血