眼表润滑的治疗性补充和富集的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请号为200980126381.5、发明名称为"眼表润滑的治疗性补充和富集" 的中国专利申请的分案申请。
[0002] 相关申请的交叉引用
[0003] 本申请要求2008年5月7日提交的美国临时申请No. 61/051，112的优先权，其引入 本文作为参考。
技术领域
[0004] 本发明设及眼部润滑的处理(management)。具体地说，本发明设及用于治疗与角 膜和结膜表面受损的（compromised)润滑有关的疾病的药物组合物及使用其的方法。
【背景技术】
[0005] 蛋白聚糖4(prg4)基因编码称作巨核细胞刺激因子(MSF)、润滑素（Iubricin)和浅 区蛋白（SZP)的高度糖基化的蛋白（1)。润滑素最初是从滑液中分离出来的并且证实在软 骨-玻璃界面具有与滑液类似的体外润滑能力(2)。后来润滑素被鉴定为滑液成纤维细胞的 产物(3)并且化y等人还表明其在胶乳-玻璃界面具有边界润滑能力（3~9)。随后表明外显 子6编码的940个氨基酸的大的粘蛋白样(mucin Uke)结构域内0连接的0(1-3)GalGalNAc 寡糖（10)部分介导(mediate)运种边界润滑能力（8) dSZP最初定位在来自浅区的外植体软 骨的表面处并从条件介质中分离出来（11) dSZP也被证实在软骨-玻璃界面具有润滑能力 (12)。运些分子共同称作PRG4。还表明PRG4存在于滑膜(58)、腫（13)及半月板（14)的表面。 此外，已表明PRG4在生理和病理生理浓度下均有助于对接(apposing)关节软骨表面的边界 润滑(59)。
[0006] 通过引起人的屈曲指-关节病-髓内翻-屯、包炎(CACP)疾病综合征的突变表明了 prg4的功能重要性。CACP通过屈曲指、非炎性关节病和肥厚性滑膜炎，与髓内翻崎形、屯、包 炎和胸腔积液显示（15)。而且，在无PRG4的小鼠中，观察到软骨退化和随后的关节失效 (16)。因此，PRG4表达是健康滑液关节的必要组件。
[0007] PRG4是粘蛋白家族的成员，粘蛋白家族通常大量存在于上皮层上并提供许多功 能，包括润滑和保护免受微生物的侵入（17)。粘蛋白的功能性质通常通过专口的糖基化模 式和它们通过分子间二硫键形成多聚体的能力来确定（18)，而专口的糖基化模式和它们通 过分子间二硫键形成多聚体的能力均在慢性病(例如囊性纤维化、哮喘）中改变（17)。从滑 液分离的PRG4的生物化学表征(2、19)显示在0-糖基化中的分子异质性，运似乎影响润滑性 质（8)。近来，已经表明来自牛滑液的PRG4除了单体形式之外还作为二硫键合的二聚体存 在，如N端和C端两者处保守的富含半脫氨酸的结构域W及C端未配对的半脫氨酸所表明的 (20)。
[000引在组织例如滑液关节中，润滑的物理化学模式已经被分为流体膜或边界。实施润 滑的模式取决于关节组织上的法向力和切向力、运些表面之间切向运动的相对速率W及载 荷和运动两者的时间历史。摩擦系数y提供定量量度，并定义为切向摩擦力与法向力之比。 一种类型的流体介导的润滑模式是流体静力性的。在开始加载时和通常长时间的持续期 间，由于组织的双相特性，软骨内的间质液被加压；液体也可能通过漏液机理（weeping mechanism)被迫进入关节面之间的凹凸部分。因此加压的间质液和截留的润滑剂池可明显 有助于承受法向载荷而对剪切力的阻力很小，促使y非常低。而且，在开始加载和/或运动 时，发生挤压膜、流体动力和弹性流体动力类型的流体膜润滑，其中加压、运动和变形起到 将粘性润滑剂从相对运动的两个表面之间的间隙中驱赶出来和/或驱使粘性润滑剂通过相 对运动的两个表面之间的间隙的作用。
[0009] 流体压力/膜与边界润滑发生的相关程度经典地取决于许多因素(31)。当润滑膜 可在可W弹性变形的一致(conforming)滑动表面之间流动时，发生弹性流体动力润滑。压 力、表面粗糖度和相对滑动速度决定何时完全流体润滑开始失效并且润滑进入新的机制。 随着速度进一步下降，粘附到关节表面的润滑膜开始发挥作用并发生混合的润滑机制。如 果速度再进一步下降，并仅保留由几个分子组成的超薄润滑剂层时，发生边界润滑。因此边 界模式的润滑通过不随影响流体膜的形成的因素(例如相对滑动速度和轴向载荷)而变化 的定常滑动期间的摩擦系数(相对运动的两个接触表面之间测得的摩擦力与所施加的法向 力之比）来指示（35)。对于关节软骨而言，已经得出结论肯定会发生边界润滑，虽然由流体 加压和其它机理进行补充(36~39)。
[0010] 在边界润滑中，通过表面与表面的接触支撑载荷，并且相关的摩擦性质由润滑表 面分子确定。已经提出运种模式是重要的，因为相对软骨层W总面积的~10%接触，并且运 可能是发生大部分摩擦的地方(30)。此外，随着加载时间的增加和流体静压力的耗散，涂布 有润滑剂的表面相对于加压流体承受比例越来越高的载荷，因此，运种模式可变得越来越 占优势(31、32)。边界润滑本质上减轻粘滑(31)，因此表现为对定常运动和开始运动两者的 阻力下降。后一种情况与长时间压缩加载(例如，就坐或站立，体内）之后承受载荷的关节表 面相关(33)。软骨表面的典型磨损模式(34)也表明，关节软骨的边界润滑对于保护和维持 关节表面结构而言是非常重要的。
[0011] 随着加载时间的增加和流体静压力的耗散，涂布有润滑剂的表面相对于加压流体 承受比例越来越高的载荷，因此，y可通过运种润滑模式变得越来越占优势。边界模式的润 滑通过不随影响流体膜的形成的因素(例如相对滑动速度和轴向载荷)而变化的定常滑动 期间的y值来指示。边界润滑本质上减轻粘滑，因此表现为对定常运动和开始运动两者的阻 力下降。
[0012] PRG4在滑液中和关节表面处的积累很可能是PRG4边界润滑能力的关键的功能决 定因素。近来，证实与自由溶胀或静态压缩的培养物相比，动态剪切加载培养的软骨外植体 产生显著的^倍分泌的PRG4( 27)。在存在生理调节物的内环境稳定的和病理疾病 (condition)下，运种软骨细胞的PRCM合成和分泌可显著有助于滑液内PRG4的浓度(23)。虽 然结合到表面的PRG4的量似乎与分泌速率不相关，但是之前的研究表明表面结合的PRG4可 W与滑液中的内源PRG4交换(25)，特别是在机械扰动的影响下（26、27)。对关节内、特别是 关节表面处PRG4代谢的空间和时间方面的说明将促进理解PRG4对关节软骨的低摩擦性质 的贡献，并且可能导致治疗W防止运种功能的丧失(40、41)。有关不同分子量的各种PRG4分 子的处理、W及潜在的额外功能或替代功能，更多是有待确定的（10、27、28、61)。而且，刺激 关节表面附近软骨细胞中PRG4表达的化学和机械因素的组合对于由分离的具有润滑功能 和生物活性的表面的亚群(29)产生组织工程改造的软骨可能是有利的。
[0013] 目前不知道生物界面处边界润滑的确切机理。然而，蛋白聚糖4(PRG4)在关节连结 中可作为边界润滑剂发挥关键作用。运种分泌的糖蛋白被认为是保护软骨表面免受摩擦 力、细胞粘附和蛋白沉积。已经分离和表征了各种天然和重组的润滑素蛋白和同种型 (isoform)。例女日，美国专利No.5,326,558;No.6,433,142;No.7,030223和No.7,361,738公 开了人巨核细胞刺激因子(MSF)的家族W及含有一种或多种运种MSF的用于治疗疾病状态 或病症例如血小板缺乏症的药物组合物。美国专利No . 6，960，562和6，743，774也公开了包 含基本上纯的MSF片段的润滑多肤化ibonectin，W及通过全身施用或者直接向组织施用 tribonectin来润滑关节或其它组织的方法。
【发明内容】
[0014] 本发明在各种实施方式中提供用于处理眼部润滑的药物组合物及使用该药物组 合物处理眼部润滑的方法，所述处理眼部润滑包括眼表(ocular surface)处边界润滑分子 的治疗性补充和富集。在本发明的某些实施方式中描述的是W下研究结果，PRG4mRNA在人 角膜和结膜上皮细胞W及小鼠泪腺和险板腺中表达，运表明PRG4蛋白存在于眼表上的运些 组织中。在本发明的某些情况中描述的是W下研究结果，PRG4蛋白在眼表上所起的作用是 保护角膜和结膜免受在眼险巧眼、接触镜佩戴和其它不良疾病期间产生的明显剪切力。泪 膜的影响，包括炎症、促炎细胞因子、性类固醇失调和蛋白酶对膜的组成和功能的影响显示 促进边界润滑的眼部组织的治疗过程。
[0015] 在某些实施方式中，本发明提供适合于局部施用至眼表的药物组合物，其包含悬 浮在眼可接受的平衡盐溶液中的治疗有效浓度的PRG4蛋白。本发明的药物组合物还可包含 一种或多种选自W下的眼可接受的试剂:眼可接受的缓和剂、眼可接受的赋形剂、眼可接受 的收敛剂、眼可接受的血管收缩剂和眼可接受的软化剂。
[0016] 本发明中考虑的示例性眼可接受的缓和剂包括，但不限于簇甲基纤维素钢(例如 约0.2~2.5 %w/v)、径乙基纤维素（例如约0.2~2.5 %w/v)、径丙甲纤维素(例如约0.2~ 2.5 % w/v)、甲基纤维素(例如约0.2~2.5 % w/v)、右旋糖巧70 (例如约0.1 % w/v)、明胶(例 如约0.01%*八）、甘油（例如约0.2~1%￥八）、聚乙二醇300(例如约0.2~1%￥八）、聚乙二 醇400(例如约0.2~l%w/v)、聚山梨醇醋80(例如约0.2~l%w/v)、丙二醇(例如约0.2~ 1 %w/v)、聚乙締醇(例如约0.1~4%w/v)、聚乙締化咯酬(例如约0.1~2%w/v)。本发明中 考虑的示例性眼可接受的赋形剂/软化剂包括，但不限于无水羊毛脂(例如约1~10%w/v)、 羊毛脂（例如约1~10%w/v)、轻质矿物油（例如，< 约50%w/v)、矿物油（例如，< 约50%讯/ V)、石蜡(例如，^约5%￥八）、凡±林(例如，^约100%w/v)、白色软膏（例如，^约100%w/ V)、白凡：t林(例如，< 约100%讯八）、白蜡(例如，< 约5%讯八）、黄蜡(例如，< 约5%讯八）。本 发明中考虑的示例性眼可接受的收敛剂包括，但不限于硫酸锋(例如约〇.25%w/v)。本发明 中考虑的示例性眼可接受的血管收缩剂包括，但不限于盐酸麻黄碱(例如约〇.123%w/v)、 盐酸糞挫嘟(例如约0.01~约〇.〇3%w/v)、盐酸脱径肾上腺素(例如约0.08~约0.2%w/v) 和盐酸四氨挫嘟(例如约0.0 l~约0.05%w/v)。
[0017] 在运些之中的一些实施方式中，缓和剂、赋形剂、收敛剂、血管收缩剂、软化剂和电 解质提供W眼可接受的方式递送PRG4蛋白的手段。如果眼可接受的组合物在施用时没有不 可接受的眼睛毒性、灼烧、搔痒、粘性、视力模糊等，则它们适合对眼表局部施用。
[0018] 在某些实施方式中，本发明的药物组合物还包含治疗有效浓度的一种或多种其它 治疗剂，包括但不限于透明质酸钢、透明质酸和憐脂。示例性憐脂包括但不限于ka-二栋桐 酷憐脂酷胆碱、憐脂酷胆碱、憐脂酷乙醇胺和銷憐脂。
[0019] 在某些实施方式中，本发明提供适合对眼表局部施用的药物组合物，该药物组合 物包含悬浮在摩尔渗透压浓度约300m0sms/L的眼可接受的平衡盐溶液中的治疗有效浓度 的PRG4蛋白，所述眼可接受的平衡盐溶液包含至少S种电解质，所述电解质包括但不限于 氯化钢(NaCl)0.64%、氯化钟化C1)0.75%、氯化巧二水合物(CaCh ? 2出0)0.048%、氯化儀 六水合物(MgCb ? 6此0)0.03%、醋酸钢S水合物(C2曲化〇2 ? 3此0)0.39%、脱水巧樣酸钢 (Cs也Na3〇7 ? 2出0)0.17%、氨氧化钢和/或盐酸（调节pH至约7.5)。
[0020] 在某些实施方式中，本发明提供适合对眼表局部施用的药物组合物，该药物组合 物包含悬浮在摩尔渗透压浓度约300m0sms/L的眼可接受的平衡盐溶液中的治疗有效浓度 的PRG4蛋白，所述眼可接受的平衡盐溶液由约128mM的钢(Na+)、约24mM的钟化+)、约113mM的 氯(Cr)、约0.4mM的巧(Ca 2+)、约0.3mM的儀(Mg2+)、约SmM的肥化-、约ImM的巧樣酸根、约14mM 的憐酸根、约15mM的醋酸根、W及氨氧化钢和/或盐酸(抑调节为约7.5)组成。
[0021] 本发明还提供在有需要的个体中治疗眼部润滑不足或与其有关的症状的方法。所 述方法包括对所述有需要的个体的眼表局部施用包含治疗有效浓度的PRG4蛋白的药物组 合物。在某些实施方式中，将包含PRG4蛋白的所述药物组合物与眼可接受的配制物组合施 用，所述眼可接受的配制物包含一种或多种选自W下的眼可接受的试剂：眼可接受的缓和 剂、眼可接受的赋形剂、眼可接受的收敛剂、眼可接受的血管收缩剂和眼可接受的软化剂。
[0022] 在一些实施方式中，将包含PRG4蛋白的所述药物组合物与W上讨论的包含治疗有 效浓度的透明质酸钢或透明质酸、或者表面活性憐脂的眼可接受的溶液组合施用。而在某 些实施方式中，将包含PRG4蛋白的所述药物组合物与憐酸盐缓冲盐水溶液或W上讨论的包 含一种或多种电解质的眼可接受的平衡盐溶液组合施用。
[0023] 本发明提供治疗由于眼部边界环路中的泪液损失或不稳定泪膜引起的眼部润滑 不足或与其有关的症状，例如雄激素缺乏症、巧Sgren综合征和干燥性角结膜炎化CS)的方 法。运样的方法包括向有需要的患者的眼表局部施用本发明的药物组合物。
[0024] 在某些实施方式中，本发明还提供用于解决和治疗与不利的或不足的眼部润滑有 关的疾病的方法。示例性疾病包括，但不限于泪液生成