含有甲硫氨酸的水性胰岛素制备物的制作方法
【专利说明】含有甲硫氨酸的水性胰岛素制备物
[00011 本申请是申请日为2010年07月02日、中国申请号为201080039488.9、发明名称为 "含有甲硫氨酸的水性胰岛素制备物"的发明申请的分案申请。
[0002] 本发明涉及具有胰岛素、胰岛素类似物或胰岛素衍生物、以及甲硫氨酸的含水药 物制剂;并且还涉及其制备、用于治疗糖尿病的用途，还涉及用于治疗糖尿病的药剂。
[0003] 全世界罹患糖尿病的人的数量逐渐增长。他们中很多被称为1型糖尿病患者，对于 这些人对缺乏的内分泌胰岛素分泌的代替是目前唯一有可能的疗法。那些受累者依赖于胰 岛素注射维持生命，通常一天数次。2型糖尿病与1型糖尿病形成对比，其在于不总是有胰岛 素的缺乏，但是在大量病例中，特别是在晚期，认为用胰岛素(在适当的情况中与口服抗糖 尿病药组合)治疗是最有利的治疗形式。
[0004] 在健康个体中，胰的胰岛素释放与血糖浓度严格偶联。血糖水平升高(如那些在餐 后发生的)被胰岛素分泌的相应升高快速补偿。在禁食状态中，血浆胰岛素水平下降至基线 数值，其足以确保向胰岛素敏感性器官和组织持续供应葡萄糖，并在夜间保持低的肝葡萄 糖生成。用外源的，通常皮下施用的胰岛素代替内源胰岛素分泌一般不能接近上文所描述 的血糖生理学调节的质量。经常有血糖向上或向下偏离轨道(throw off-track)的例子，并 且在其最严重形式中，这些情况可能是危及生命的。然而，另外，没有初始症状的在数年里 升高的血糖水平构成相当大的健康风险。在美国的大规模DCCT研究(糖尿病控制和并发症 试验研究组（The Diabetes Control and Complications Trial Research Group) (1993) N. Engl. J.Med. 329，977-986)明确显示了，慢性升高的血糖水平造成晚期糖尿病并发症的 形成。晚期糖尿病并发症是微血管和大血管损害，其在某些情况中显示为视网膜病变、肾 病、或神经病，而且导致盲、肾衰竭、和肢体损失（loss of extremities)，而且另外还与心 血管病症的风险升高有关。从这点看，可以推断糖尿病疗法的改善必须主要瞄准于尽可能 紧密地保持血糖在生理学范围内。依照强化胰岛素疗法的概念，这要依靠一天数次注射快 速作用性和缓慢作用性胰岛素制备物来实现。在进餐时间时给予快速作用性制剂，以补偿 餐后的血糖升高。缓慢作用性基础胰岛素旨在确保胰岛素基础供应(特别是在夜间），而不 导致低血糖症。
[0005] 胰岛素是一种由51个氨基酸构成的多肽，这些氨基酸分成两条氨基酸链:A链(具 有21个氨基酸)和B链(具有30个氨基酸）。所述链通过两个二硫桥连接在一起。已经采用胰 岛素制备物进行了多年的糖尿病治疗。此类制备物不仅使用天然存在的胰岛素，而且新近 还使用胰岛素衍生物和胰岛素类似物。
[0006] 胰岛素类似物是天然存在的胰岛素，即人胰岛素或动物胰岛素的类似物，其通过 用其它氨基酸替换至少一个天然存在的氨基酸残基和/或从相应的、在其它方面相同的天 然存在的胰岛素添加/删除至少一个氨基酸残基而有所不同。所讨论的氨基酸也可以是非 天然存在的氨基酸。
[0007] 胰岛素衍生物是通过化学修饰获得的天然存在的胰岛素或胰岛素类似物的衍生 物。例如，化学修饰可以在于将一个或多个限定的化学基团添加至一个或多个氨基酸。一般 而言，与人胰岛素相比，胰岛素衍生物和胰岛素类似物的活性有某种程度的改变。
[0008] 具有加速开始的作用的胰岛素类似物记载于EP 0 214 826、EP 0 375437、和EP 0 678 522AP 0 214 826涉及替换B27和B28等。EP 0 678 522描述了在位置B29中具有不同 氨基酸，优选脯氨酸，但非谷氨酸的胰岛素类似物。EP 0 375 437涵盖在B28处具有赖氨酸 或精氨酸的胰岛素类似物，其任选地也可以在B3和/或六21处修饰。
[0009] EP 0 419 504披露了通过修饰B3中的天冬酰胺和位置A5、A15、A18或A21中的至少 一个别的氨基酸来保护胰岛素类似物免于化学修饰。
[0010] -般而言，与人胰岛素相比，胰岛素衍生物和胰岛素类似物具有在某种程度上改 变的作用。
[0011] WO 92/00321描述了位置B1-B6中的至少一个氨基酸已经用赖氨酸或精氨酸替换 的胰岛素类似物。依照WO 92/00321的此类胰岛素具有延长的效果。EP-A 0 368 187中所描 述的胰岛素类似物也展现出延迟的效果。强化胰岛素治疗的概念试图通过以借助于早期施 用基础胰岛素来稳定控制血糖水平为目的从而减少健康风险。常见的基础胰岛素的一个实 例是药物 LantusK (活性成分:甘精胰岛素 （insulin glargine)=Gly(A2l)，Arg(B31) ,Arg (B32)人胰岛素）。一般而言，开发新的、改进的基础胰岛素的目的在于使低血糖事件的数量 最小化。理想的基础胰岛素在每个患者中安全地作用至少24小时。理想地，胰岛素作用的开 始被延迟，并且具有相当平坦的时间/活性概况(profile)，从而可以显著地使短期糖供应 不足的风险尽可能地小，并使得甚至可以在预先未进食的条件下给药。当胰岛素的活性尽 可能长地保持一致（即，向身体提供恒定量的胰岛素）时，基础胰岛素的供应是有效的。结 果，低血糖事件的风险低，并且患者特异性和时间特异性(day-specific)变化被最小化。然 后，理想的基础胰岛素的药物动力学概况的特征应当在于作用的延迟开始以及延迟地作 用，即长期持续和均衡的作用。
[0012] 市售的供胰岛素代替用的天然存在胰岛素的胰岛素制备物在胰岛素来源（例如 牛、猪、人胰岛素)方面以及其组成上有所不同，如此在活性概况上有所不同（作用的开始和 作用的持续时间）。通过组合不同胰岛素产品，有可能获得极其多种活性概况中的任一种， 并产生很大程度上为生理学血糖的水平。如今，重组DNA技术容许制备此类经修饰的胰岛 素。这些包括具有延长的作用持续时间的甘精胰岛素(Gly(A21)-Arg(B31)-Arg(B32)人胰 岛素）。甘精胰岛素以酸性澄清溶液注射，并且由于其在皮下组织的生理学PH范围中的溶解 特性而以稳定的六聚体联合沉淀。甘精胰岛素每天注射一次，而且相对于其它长活性胰岛 素，在其平坦的血清概况及相关的夜间低血糖症风险降低方面是引人注目的（Schubert-Zsilavecz等，2:125-130(2001))。与迄今为止描述的制备物相比，导致作用持续时间延长 的特定甘精胰岛素制备物的特征在于具有酸性PH的澄清溶液。然而，特别是在酸性pH，在热 和物理机械负载(physico-mechanical load)下，胰岛素显示降低的稳定性以及增加的聚 集趋势，其将以混浊和沉淀（颗粒形成）的形式呈现（Brange等，J. Ph. Sci86: 517-525 (1997))〇
[0013]已经发现当胰岛素类似物具有以下特征时，这类胰岛素类似物导致上述期望的基 础时间/活性概况：
[0014] ?所述B链末端包括(composed of)酰胺化的碱性氨基酸残基例如赖氨酸或精氨 酸酰胺，即在B链末端的酰胺化的碱性氨基酸残基中，所述末端氨基酸的羧基基团为其酰胺 化的形式，以及
[0015] ?胰岛素 A链的N-末端氨基酸残基是赖氨酸或精氨酸残基，以及
[0016] ?位置A8的氨基酸被组氨酸残基占据，以及
[0017] ?位置A21的氨基酸被甘氨酸残基占据，以及
[0018] ?在位置六5、六15、六18、8-1、80、81、82、83和财中的每一个中，存在两个中性氨基酸 被酸性氨基酸替代，添加两个带负电的氨基酸残基，或者一个这样的替代以及一个这样的 添加。
[0019] 对于所有胰岛素、胰岛素类似物和胰岛素衍生物的含水制剂来说共同的是上述蛋 白质不是完全化学稳定的，而是作为时间、储存温度、以及制剂经历的运动、等等的函数，存 在一系列可能出现的分子过程，其影响所述胰岛素、胰岛素类似物和胰岛素衍生物，这对于 制剂的质量来说是有害的。损害胰岛素、胰岛素类似物以及胰岛素衍生物的化学稳定性的 一种物质是氧，由于氧存在与空气中，其与所讨论的制剂的接触是不可避免的，尤其是包装 中的制剂用于多次给药的情况下。假设氧的氧化能力等给化学稳定性带来损害。
[0020] 令人惊奇的是，已经发现向胰岛素、胰岛素类似物和胰岛素衍生物的制剂添加氨 基酸甲硫氨酸致使这些蛋白质的一部分的稳定性改善。
[0021] 据此，本发明提供一种含水药物制剂，其包含胰岛素、胰岛素类似物或胰岛素衍生 物、或其药理学可容忍盐，以及甲硫氨酸。
[0022] 本发明还提供如上所述的药物制剂，所述胰岛素选自含有人胰岛素、猪胰岛素、和 牛胰岛素的组。
[0023] 本发明还提供如上所述的药物制剂，所述胰岛素类似物选自含有Gly(A21)，Arg (B31)，Arg(B32)人胰岛素、Lys(B3)，Glu(B29)人胰岛素、Asp(B28)人胰岛素、Lys(B28)Pro (B29)人胰岛素、Des(B30)人胰岛素以及式I的胰岛素类似物的组，
[0025] 其中，
[0026] AO 是 Lys 或 Arg;
[0027] A5 是 Asp、Gln 或 Glu;
[0028] A15 是 Asp、Glu 或 Gln;
[0029] A18 是 Asp、Glu 或 Asn;
[0030] B-I 是 Asp、Glu 或氨基；
[0031] BO 是 Asp、Glu 或化学键；
[0032] Bl是Asp、Glu或Phe;
[0033] B2是Asp、Glu或Val;
[0034] B3 是 Asp、GluSAsn;
[0035] B4 是 Asp、Glu 或 Gin;
[0036] B29是Lys或化学键；
[0037] B30是Thr或化学键；
[0038] B31 是 Arg、Lys 或化学键；
[0039] B32是Arg-酰胺、Ly S-酰胺或氨基，
[0040] 其中，含有六5^15)18、8-1、80、81、82、83和财的组中的两个氨基酸残基同时且彼 此分别为Asp或Glu，尤其是其中所述胰岛素类似物选自下组：
[0076] Arg(AO)，His(A8)，Asp(A18)，Gly(A21)，Asp(B3)，Arg(B30)，Lys(B31)-NH 2人胰岛 素。
[0077] 本发明还提供如上所述的药物制剂，所述胰岛素类似物选自含有式II的胰岛素类 似物的组，
[0079] 其中，
[0080] A-I 是 Lys、Arg 或氨基；
[0081 ] AO 是 Lys、Arg 或化学键；
[0082] Al 是 Arg 或 Gly;
[0083] A5 是 Asp、Glu 或 Gln;
[0084] A15 是 Asp、Glu 或 Gln;
[0085] A18 是 Asp、Glu 或 Asn;
[0086] A21是Ala、Ser、Thr或Gly;
[0087] B-I 是 Asp、Glu 或氨基；
[0088] BO 是 Asp、Glu 或化学键；
[0089] Bl 是 Asp、Glu、Phe 或化学键；
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