酶递送系统、制备方法和用图

酶递送系统、制备方法和用图
【专利说明】
[00011 本申请是申请日为2010年4月13日、申请号为201080021271.5、发明名称为"酶递 送系统、制备方法和用途"的发明专利申请的分案申请。
[0002] 相关申请的交叉引用
[0003] 本申请根据美国35U. S. C. §120要求于2009年4月13日提交的序列号No. 12/386， 051的优先权，其以引用方式全部合并于此。
技术领域
[0004] 本发明总体涉及包衣的消化酶/胰酶制剂、含有该制剂的药物组合物和酶递送系 统，及其制备、使用方法，以及在治疗患有对酶治疗敏感的神经或行为疾病或病症的个体中 的控制递送方法。
【背景技术】
[0005] 消化酶由唾液腺、胃中的腺、胰腺和小肠中的腺产生。例如，由胰腺产生并分泌入 胃和小肠中的消化酶有助于消化。由胰腺产生的消化酶分泌入PH为约5到6的十二指肠或小 肠上段，且该酶有助于消化食物组分，包括碳水化合物、脂质、蛋白质和核酸。然而，当经口 给予消化酶时，所述酶暴露于PH约1-2的胃内的高酸性环境以及暴露于使酶变性和降解的 胃蛋白酶。
[0006] 给予哺乳动物消化酶以治疗由影响胰腺的病症(例如胰腺炎和胰酶缺陷）而引起 的酶缺陷。给予人类的胰酶通常来源于猪。酶制剂的生产商也为用于需要施用脂肪酶的患 有囊性纤维化的个体的脂肪酶组合物使用肠溶包衣。用于递送脂肪酶的制剂使用例如包含 邻苯二甲酸羟丙甲纤维素、二甲基硅油1 〇〇〇和邻苯二甲酸二丁酯的肠溶包衣。
[0007]用于包覆敏感的生物活性物质的某些方法已经被描述了。Narayanaswamy等的美 国专利No. 6，261，613公开了可包含包被在β底涂层(prime)形式的脂肪（即，具有块状对称 性(bIocky symmetry)的甘油三酯晶体)的壳中的酵母颗粒。包衣材料还可以包含例如在氢 化植物油中发现的乳化剂。然而，所述包衣仅允许在约40°C到约50°C的有限温度范围内释 放酵母。Pacifico等的美国专利No.6，251，478 Bl公开了包封在脂质材料中的某些敏感物 质，包括某些生物活性化合物。
【背景技术】 [0008] 部分中的描述不应被视为承认这种公开构成本发明的现有技术。
[0009] 发明简述
[0010] 本发明涉及包衣的消化酶制剂，以及包含包衣的消化酶制剂的药物组合物和酶递 送系统，其可用于治疗患有孤独症、ADD、ADHD、帕金森氏病、囊性纤维化、其他神经和行为疾 病或病症的个体。本发明的包衣和包封的消化酶制剂允许向患有对消化酶治疗敏感的神经 和行为疾病和病症的患者受控地递送具有增加的稳定性和增强的施用性能的酶。
[0011] 在一些方面，本发明涉及包衣和/或包封的胰酶/消化酶制剂，其包括含有消化酶 和/或胰酶的核心及含有可乳化脂质的包衣。所述核心包含用于有效治疗患者病症的量的 胰酶/消化酶，所述病症例如可以是神经系统障碍，例如孤独症、ADD、ADHD、CF和帕金森氏 病，或可以给予有效量胰酶/消化酶的其他疾病。特别地，所述包衣保护胰酶/消化酶免受去 稳定因素例如溶剂、热、光、水分及其他环境因素的影响。当所述复合物暴露于溶剂时，所述 包衣还提供胰酶/消化酶的控制释放。此外，在本发明的一个方面，本发明的包衣消化酶制 剂具有消化酶颗粒的改善的倾倒性能(pour properties)、改善的味道和气味。
[0012] 本发明也涉及用于在患有帕金森氏病、ADD、ADHD、孤独症和囊性纤维化及其他行 为或神经病症和疾病的个体中施用酶的酶和脂质的特定混合物。所述包衣的消化酶制剂可 用于在选定的传送时间或在人胃肠道的选定的位置获得释放。在一个方面中，本发明涉及 控制释放的酶制剂。
[0013] 另一个方面中，本发明涉及包衣的消化酶制剂，包含(a)含有消化酶颗粒的核心， 其中所述酶以颗粒的约5重量％到90重量％的量存在;和(b)含有可乳化脂质的包衣，其中 所述包衣连续地包覆核心，且所述可乳化脂质在暴露于溶剂时乳化。
[0014] 另一个方面中，本发明涉及含有治疗有效量的包封的酶制剂的药物组合物，所述 酶制剂包含(a)含有用于有效治疗患有孤独症、ADD、ADHD、帕金森氏病、囊性纤维化或对酶 治疗敏感的其他神经病症或行为障碍的受试者的量的胰酶或消化酶的核心；和(b)含有可 乳化脂质的包衣。
[0015] 又另一方面中，本发明涉及包含具有颗粒的包封酶制剂的酶递送系统，所述颗粒 包含：（a)包含胰酶或消化酶的核心，其中所述酶以颗粒的约5重量％到95重量％的量存在； 和(b)用于提供酶的受控释放的总体均匀的包衣，所述包衣包含可乳化脂质。在一个方面 中，所述酶递送系统的包封的酶制剂颗粒是不可雾化的。
[0016] 在某些方面中，本发明的酶制备方法产生包衣的酶制剂，其特征在于例如受控的 释放速率、雾化减少和更安全的给药、具有通过喷淋（sprinkle)/扁囊递送方法给药的能 力、改善的流动特性、增加的贮存期和贮存能力以及本文描述的其他性质。在其他方面中， 包衣的酶制剂具有改善的倾倒性能，这有助于制备和包装过程，例如包装在药袋和扁囊中。
[0017] 在一些方面中，本发明是基于令人惊讶的和意外的发现，即包含可乳化脂质包衣 和消化酶核心的特定的包衣消化酶制剂具有有利的释放和活性特征，并允许沿着胃肠道的 位点时间特异性的和/或位置特异性的靶向释放，从而治疗孤独症、ADD、ADHD、帕金森氏病 及对消化酶治疗敏感的其他神经或行为病症。在一些方面中，制备了所述包封的胰酶/消化 酶制剂以达到人胃肠(GI)道内的特定递送时间或特定区域。在其他方面中，可乳化脂质组 分是氢化大豆油，但可以是任何适当的脂质或脂质混合物
[0018] 在一些方面中，本发明还涉及更稳定的酶制剂，其对抗环境影响从而减少例如酶 的降解和/或变性。这使得将更准确剂量的酶制剂递送至治疗个体。在一些方面中，所述包 衣也可以在所述酶制剂与适当溶剂接触时产生乳化，而且同时令人惊异地提供酶在胃肠 (GI)系统中的受控释放。包衣在溶剂中的乳化性能允许酶受制地释放，优选在酶应用提供 最有效治疗的选定的胃肠道位置。
[0019] 本发明也涉及通过消化酶的脂质包覆和/或包封制备酶制剂的方法。所述方法包 括提供可乳化脂质，并用所述脂质包覆筛选的胰酶/消化酶颗粒。所述消化酶占到包衣酶制 剂的5-95重量％。
[0020] 另一方面中，如本文所述的，发明人意外地发现本发明的方法可用于制备包含用 单独的可乳化脂质或用脂质混合物包覆的消化酶和/或胰酶的包衣消化酶制剂，以在包封 制剂暴露于适当溶剂时实现受控的酶释放速率，增加胰酶/消化酶的释放。发明人发现，在 包封复合物暴露于溶剂例如水时，具有基本上由一种或多种单酸甘油酯组成的包衣的包封 胰酶/消化酶制剂显示出胰酶/消化酶的释放增加，而同时在0.1 N HCl中避免释放。
[0021] 本发明还涉及用于施用酶制剂的方法。在一些方面中，所述方法包括施用作为包 衣制剂的胰酶/消化酶。在一些方面中，本发明涉及一种治疗方法，包括将至少两剂包含治 疗有效量的包封消化酶制剂的复合物给予患有孤独症、ADD、ADHD、帕金森氏病、囊性纤维化 或需要消化酶治疗的其他行为或神经病症的受试者，其中所述消化酶制剂包含含有消化酶 的核心和含有可乳化脂质的包衣。受试者是否需要有效量消化酶的治疗的确定可以基于所 述受试者具有酶缺陷的确定。
[0022] 此外，本发明涉及将酶制剂中不含或含有较少量赋形剂、载体、添加剂和/或增容 剂，和/或不需要使用或使用较少量溶剂的胰酶/消化酶复合物、制剂、酶递送组合物或系统 递送给人。在一些实施方式中，所述包衣基本上由氢化大豆油组成。这可以减少与潜在毒性 物质的接触，且也降低过敏症形成的可能性。本发明还涉及具有改善的给药安全性的胰酶 和/或消化酶的递送。
[0023] 此外，本发明涉及由通过脂质包封赋予酶制剂的增强流动性而产生的改善的制备 方法。胰酶/消化酶的脂质包封形成了对于水分的脂质屏障，这使得包封的酶制剂在包装机 中更好地流动。
[0024] 发明简述不是意图完整或详尽的叙述本发明的每个方面。本发明的其他方面将从 下面的进一步描述中变得明显。
【附图说明】
[0025]图1显示未加工的、粗消化酶颗粒的电子显微照片；
[0026]图2显示粗消化酶制剂过筛和脂质包覆后的包衣酶制剂的电子显微照片；
[0027]图3显示粗消化酶颗粒的条形图粒径分析，具有可以通过如y轴所示的USSS筛的颗 粒的％;
[0028]图4显示粗消化酶颗粒和包封后的包含70%、80%和90%重量的消化酶的包衣酶 制剂的脂肪酶活性％的条形图；
[0029]图5显示在y轴所示的时间，包含7 0 %、8 0 %和9 0 %重量消化酶的酶制剂的酶释 放％的条形图；
[0030]图6显示粗消化酶颗粒的粒径分布与包含70%或80%重量消化酶的包衣酶制剂的 粒径分布相比的条形图；
[0031 ]图7显示可用于包封消化酶颗粒的方法的流程图；
[0032]图8显示对于工作标准品（顶线）、稀释剂（当时间是4分钟时从顶部第三位开始的 线）、HPLC中所使用的流动相(4分钟时的底线)和安慰剂（当时间是4分钟时顶线下方的第二 条线）的峰面积(mAU)相对于时间的色谱图，其表明与标准胰蛋白酶峰没有干扰。
[0033]图9显示使用HPLC获得的已知胰蛋白酶浓度的峰面积(mAU)相对于样品浓度(mg/ mL)的曲线图，以测量包衣消化酶制剂中的胰蛋白酶。
[0034]图10显示具有孤独症症状的九名儿童中测得的粪胰凝乳蛋白酶(FCT)水平。
[0035]图11显示具有孤独症症状的26名儿童中测得的FCT水平。
[0036] 图12显示46名儿童中测得的FCT水平。25名儿童具有孤独症症状，而21名儿童没有 孤独症症状。
[0037] 图13显示320名年龄匹配的儿童中测得的粪胰凝乳蛋白酶水平。藏青色线（以灰度 级表示，上部，黑线）显示患有已知病症(遗传性的及其他病症）的儿童的FCT水平。紫色线 (以灰度级表示，上部，暗灰色线）显示没有任何已知病症的正常儿童的FCT水平。浅绿色线 (以灰度级表示，下部，中灰线）显示患有孤独症的儿童的FCT水平。粉红色线（以灰度级表 示，下部，暗灰色线）显示患有ADHD的儿童的FCT测量值。黄色线（以灰度级表示，下部，浅灰 色线）显示患有ADD的儿童的FCT测定。
[0038] 图14显示基线的及施用Viokas或Ultrase酶替代物30、60、90和120天后的平均粪 胰凝乳蛋白酶水平。
[0039] 发明详述
[0040]如始终描述的，在一些实施方式中，本发明涉及包衣的消化酶制剂，以及包含包衣 的消化酶制剂的药物组合物和酶递送系统，其用于治疗患有孤独症、ADD、ADHD、帕金森氏 病、囊性纤维化、其他神经和行为疾病或病症的个体。
[0041 ] 孤独症(有时称为"典型性孤独症"）是被称为孤独症谱系障碍(autism spectrum dis〇rder)(ASD)的一组发育障碍中最常见的病症。孤独症的特征在于社会相互作用受损、 语言和非语言交流存在问题以及罕有的、重复性的或严重受限的行为和兴趣。其他ASD包括 Asperger综合症、Rett综合症、儿童期崩解症(disintegrative disorder)和未分类的广泛 性发展障碍(通常称为I3DD-NOS)。据估计每1000名儿童中有三到六名儿童患有孤独症。 [0042]注意力缺陷多动障碍是影响美国全部儿童中的3-5 %的神经行为障碍。其干扰个 人保持在某项任务上并运用年龄相当的约束(单独的认知或认知和行为两者）的能力。ADHD 的一些预警症候包括无法听从指令、不能安排自身和学校作业、手脚不停运动、说话太多、 遗弃未完成的任务、日常杂事和家庭作业以及不能注意细节并作出反应。有着几种类型的 ADHD:主要注意缺陷亚型、主要多动冲动亚型和混合亚型。ADHD通常在儿童期确诊，尽管该 病症可以持续到成年。
[0043]帕金森氏病(PD)属于称作运动系统障碍的一组病症，其与产生多巴胺的脑细胞的 丧失有关。PD的四种主要症状是手、臂、腿、颂和脸的颤动或抖动；四肢和躯干的僵化或硬 化;运动徐缓，或运动缓慢;及姿态保持反射障碍(postural instabiIity)，或平衡性和协 调性受损。随着这些症状变得更明显，患者将难以行走、说话或完成其他简单任务。PD通常 影响50岁以上的人。PD的早期症状是轻微的，且是逐渐发生的。在有些人中，疾病发展比其 他人更快。随着疾病发展，影响大多数ro患者的晃动或颤动可开始妨碍日常活动。其他症状 可包括抑郁及其他情绪改变;吞咽、咀嚼和说话困难;泌尿系统问题或便秘;皮肤问题;和睡 眠障碍。
[0044]囊性纤维化(CF)是最常见的缩短生命的遗传性疾病之一。在美国，4000个儿童中1 个出生时就患有CF。它在西方欧洲人群中最常见;地中海血统的二十二个人中就有一个携 带有一个CF基因，这使得CF成为这些人群中最常见的遗传性疾病。CF由基因（囊性纤维化跨 膜传导调节蛋白（CFTR))的突变所引起。该基因的产物是产生汗液、消化液和粘液中起重要 作用的氯离子通道。尽管没有CF的大多数人具有CFTR基因的两个工作拷贝（等位基因），但 仅需要一个来防止囊性纤维化。囊性纤维化影响肺、肝、胰和肠的外分泌(粘液)腺，从而由 于多系统功能障碍引起进行性失能。CF可以通过例如1)导致频繁的肺感染的稠粘液产生； 2)胰酶分泌减少，导致生长不良、多脂粪便和脂溶性维生素缺乏;和3)由于先天性双侧输精 管缺如导致的男性不育来表征。通常，CF的症状在婴儿期和儿童期出现。胎粪性肠梗阻是患 有CF的新生婴儿的典型现象。
[0045]具有非脂质肠溶包衣的酶制剂已用于向患有需要酶治疗的囊性纤维化的个体递 送脂肪酶至需要施用脂肪酶的个体中。此外，Fallon描述了用于治疗患有孤独症、ADD、 ADHD、帕金森氏病及其他神经疾病或病症的儿童及其他个体的某些方法和酶组合物，例如， 美国专利Nos.7，138，123、6,660,831、6,632,429、6,534,063,其以引用方式合并在此正如 其全文在本文中给出一样。
[0046] 人类消化道的特性对将消化酶递送至患有对消化酶治疗敏感的神经和行为病症 的患者造成了挑战。该消化道的整个路线中多种温度和PH的变化使得特异性递送成为必要 和挑战。例如，胃中的pH低至1，但在近端小肠迅速增加到5-6的更碱性的pH。例如，通常胃中 的pH为约1.2，十二指肠中的pH为约5.0到6.0;空肠中的pH为约6.8，近端回肠中的pH为约 7.2，远端回肠中的pH为约7.5。胃中的低pH在近端小肠迅速变化至5-6的更碱性的pH，这要 求一种基于酶需要递送的位置的特异性递送方法。
[0047] 例如，患有囊性纤维化的儿童(其病症需要给予脂肪酶)需要将脂肪酶递送至小肠 后部。相反，本发明人确定，需要用蛋白酶治疗的患有孤独症的儿童需要将那些酶递送至近 端小肠。
[0048] 消化酶的递送也由于酶在环境室温下快速降解和变性，以及可能在高的温度、压 力、湿度和/或光线暴露下发生的增强的降解和变性而具有挑战性。水分和热一起可以迅速 使酶失稳，降低其效力并缩短贮存期，从而导致不准确的给药剂量。酶的变性或失稳可由于 降低活性酶剂量至低于有效治疗所需的量而降低其效力。或者，试图通过增量剂量来补偿 变性或失稳以确保活性酶的有效水平可能具有用药过量或过量装填胶囊或其他剂型的风 险。为保护胰腺/消化酶免受不利条件（例如渗透、分解）的影响并使其稳定，胰腺/消化酶 (核心)可以包覆或包封在包含可乳化脂质的连续包衣中。在另一方面，本发明提供具有改 善的贮存期的新型包衣酶制剂。
[0049]酶制剂的制造商已使用肠溶包衣来将脂肪酶递送至需要施用脂肪酶的个体，例如 患有囊性纤维化的个体。因为猪来源的酶以蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的混合物递送，且因为 用于人类服用的这些组合物制备用于递送脂肪