PEG化延長的胰島素制造技術

ＰＥＧ化延長的胰島素是與人胰島素相比具有一個或者更多個從Ａ１、Ｂ１、Ａ２１和／或Ｂ３０位延長的胰島素，所述延長由氨基酸殘基構成，其中ＰＥＧ部分通過接頭附加到延長部分中的一個或者更多個氨基酸殘基上。ＰＥＧ是聚乙二醇。與常規胰島素相比，這些ＰＥＧ化延長的胰島素具有較高的生物利用度和較長的作用時間特征，并且特別適于肺部給藥，并能便利地用于治療糖尿病。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】專利說明PEG化延長的胰島素 專利
本專利技術涉及PEG化(PEGylated)延長的胰島素，其具有胰島素活性，并能被用于糖尿病的治療。與常規胰島素相比，PEG化延長的胰島素具有較高的生物利用率以及較長的作用-時間特征，并且特別適于肺部給藥。它們還將具有高物理穩定性以及低纖維化傾向，并在中性pH值時是可溶的。本專利技術還涉及含有該PEG化延長的胰島素的藥物組合物。
技術介紹
胰島素分子的遺傳物理和化學穩定性是糖尿病胰島素療法的基本條件。這些基本性質對于胰島素制劑以及可應用的胰島素給藥方法以及藥物制劑貯藏期限和儲藏條件是重要的。在胰島素的給藥中使用溶液會將分子暴露到多種因素的組合例如高溫、可變的氣-液-固界面以及剪切力，這可能導致不可逆的構象變化例如纖維化。 遺憾的是，許多糖尿病患者不愿意接受密集的治療，因為與維持葡萄糖水平精確控制所要求的多次注射有關的不適。這類治療在心理上和生理上都可能是痛苦的。在口服給藥之后，胰島素在胃腸道中被迅速地降解并且不被吸收到血流中。因此，許多研究者已經研究了替代的途徑用于胰島素給藥，例如口腔、直腸、經皮和經鼻途徑。然而，到目前為止這些給藥途徑還沒有產生有效的胰島素吸收。 有效的肺部遞送蛋白質依賴于將蛋白質遞送到深層肺泡腔上皮的能力。存儲在上呼吸道上皮的蛋白質不會被顯著程度地吸收。這是由于存在厚度大約30-40μm并且作為吸收障礙的覆蓋粘膜。另外，儲存在該上皮的蛋白質被通過黏膜纖毛沿呼吸道向上轉運而清除，接著通過胃腸道除去。該機理還顯著地造成某些蛋白質顆粒的低吸收。蛋白質不被吸收而是被這些途徑除去的程度，依賴于它們的可溶性、它們的尺寸以及其他較少了解的特征。 然而，公知可以通過在它們上面接枝有機鏈類分子增強肽的性質。此類接枝可以改善藥物性質例如血清中的半衰期、針對蛋白質水解降解的穩定性以及降低的免疫原性。 通常用于增強性質的有機鏈類分子是聚乙二醇-基鏈，即基于重復單元-CH2CH2O-的鏈。在下文中，縮寫“PEG”用于聚乙二醇。 經典的PEG技術利用通過在多肽上附加可溶有機分子而提供提高尺寸(Stoke半徑)的多肽(Kochendoerfer，G.，等人，Science(299)884et seq.，2003)。該技術導致與原始多肽相比，在人與動物中激素肽清除的減少。然而，該技術常常受到進行該技術的激素多肽的效力降低的阻礙(Hinds，K.，等人，Bioconjugate Chem.(11)，195-201，2000)。 用于肺部給藥的的胰島素組合物以及其制備方法被公開在WO02/094200和WO 03/022996中，其中所述胰島素組合物包含共價連接到一個或更多個非天然親水聚合物(包括聚二醇)分子的雙鏈胰島素的共軛物。 專利技術目的 對于與目前已知的胰島素衍生物相比作用特征更長并且同時在生理pH下是可溶并且與人胰島素具有相當效力的的胰島素一直存在需求。而且，對于充分適于肺部應用的進一步胰島素制劑也存在需求。 本專利技術的一個方面涉及提供藥物，其可以方便地肺部給藥以治療糖尿病患者。 本專利技術的另一個方面涉及提供藥物，其可以方便地被肺部給藥以治療糖尿病患者，并降低某些或者全部通常與糖尿病有關的晚期并發癥的風險。 本專利技術的另一個方面涉及提供藥物，其可以方便地肺部給藥以治療糖尿病患者，并且其更方便地用于許多利用注射的患者。 本專利技術的另一個方面涉及提供藥物，其可以方便地肺部給藥以治療糖尿病患者并且具有充分化學穩定性。 本專利技術的另一個方面涉及提供藥物，其可以方便地肺部給藥以治療糖尿病患者并且具有充分物理穩定性。 本專利技術的另一個方面涉及提供藥物，其具有充分的高胰島素受體親合力。 本專利技術的目的是克服或者改善現有技術的至少一個缺點，或者提供有用的替換。 定義 胰島素是由胰腺β-細胞分泌的多肽激素，其由被稱作A鏈和B鏈的兩條多肽鏈構成，其中A鏈和B鏈通過2個鏈間二硫橋連接在一起。該激素是作為由24個氨基酸前肽構成的單鏈前體前胰島素(前胰島素原)合成的，接著是下列構造的含有86個氨基酸的前胰島素前肽-B-Arg-Arg-C-Lys-Arg-A，其中C是31個氨基酸的連接肽，A和B分別是胰島素的A鏈和B鏈。Arg-Arg和Lys-Arg是用于切割A鏈和B鏈之間的連接肽以形成雙鏈胰島素分子的切割位點。胰島素在維持正常代謝調節中是必需的。 本文中，術語胰島素覆蓋了天然存在的胰島素例如人胰島素及其胰島素類似物。 本文中，術語氨基酸殘基覆蓋了氫原子已經被從氨基除去和/或羥基已經被從羧基除去和/或氫原子已經被從巰基除去的氨基酸。不確切地講，氨基酸殘基可以被認為是氨基酸。 本文中，術語胰島素類似物，覆蓋了具有形式上可以衍生自天然存在胰島素(例如人胰島素)結構的分子結構的多肽，其通過在天然胰島素中缺失和/或取代(替代)一個或者更多個氨基酸殘基，和/或通過添加一個或者更多個氨基酸殘基。所添加和/或取代的氨基酸殘基可以是可編碼的氨基酸殘基，或者其他天然存在氨基酸殘基或者完全合成的氨基酸殘基。 本文中，術語延長的胰島素覆蓋了胰島素類似物，其中(與人胰島素相比)在胰島素的A-鏈或者B-鏈的C末端或者N-末端添加了一個或者更多個氨基酸殘基。例如，A鏈可以在其C-末端(與人胰島素相比)被延長例如1、2、3或4個氨基酸殘基，其延長部分分別被表示為A22、A23、A24和A25。例如，當A23位的氨基酸殘基被PEG化時，A22位的氨基酸可以是除了Cys和Lys外的任何氨基酸等。例如，A鏈可以在其N-末端(與人胰島素相比)被延長例如1、2、3或4個氨基酸殘基，其延長部分分別被表示為A-1、A-2、A-3和A-4。例如，當A-2位的氨基酸殘基被PEG化時，A-1位的氨基酸可以是除了Cys和Lys外的任何氨基酸等。盡管延長的胰島素在四個末端之一具有延長部分，但在所述延長的胰島素的其他位置可以存在缺失。與人胰島素類似，延長的胰島素由兩條鏈即A鏈和B鏈構成。在延長的胰島素中，存在6個半胱氨酸殘基，其中的兩個存在于A鏈中形成鏈內二硫橋(對應于人胰島素中的A6和A11)，其中的4個形成兩個鏈間二硫橋(對應人胰島素中的A7、A20、B7和B19位)。本文中，后面提到的四個半胱氨酸殘基被稱作鏈間半胱氨酸殘基。在每條鏈中(A鏈和B鏈)，鏈間半胱氨酸殘基之一最靠近每條鏈的N末端，其他鏈間半胱氨酸殘基最接近每條鏈的C末端，本文中，這些鏈間半胱氨酸殘基分別被稱作N末端鏈間半胱氨酸殘基和C末端鏈間半胱氨酸殘基。在確定胰島素類似物是否是延長的胰島素時，人們需要計算在N末端鏈間半胱氨酸殘基的N末端側上每條鏈中存在的氨基酸殘基的數目，以及計算C末端鏈間半胱氨酸殘基的C末端側上每條鏈中存在的氨基酸殘基的數目。如果這些數目(輪廓)之一比人胰島素對應的數目大，則胰島素被認為是延長的胰島素。在人胰島素中，在A鏈中N末端鏈間半胱氨酸殘基的N末端側存在6個氨基酸殘基，一個氨基酸殘基存在于A鏈中C末端鏈間半胱氨酸殘基的C末端側，6個氨基酸殘基存在于B鏈中N末端鏈間半胱氨酸殘基的N末端側，11個氨基酸殘基存在于B鏈中C末端鏈間半胱氨酸殘基的C末端側。 本文中，術語親代胰島素(parent insulin)的意思是沒有添加PEG部分(moiety)的延長本文檔來自技高網...

【技術保護點】
ＰＥＧ化胰島素類似物，其與人胰島素相比，具有一個或者更多個從Ａ１、Ｂ１、Ａ２１和／或Ｂ３０位延長的含ＰＥＧ延長部分，所述延長部分由氨基酸殘基構成，其中ＰＥＧ部分通過接頭附加到延長部分中的氨基酸殘基上，條件是，優選地，親代胰島素類似物僅含有一個賴氨酸殘基。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】EP 2006-7-31 06118171.5;EP 2006-9-15 06120735.31.PEG化胰島素類似物，其與人胰島素相比，具有一個或者更多個從A1、B1、A21和/或B30位延長的含PEG延長部分，所述延長部分由氨基酸殘基構成，其中PEG部分通過接頭附加到延長部分中的氨基酸殘基上，條件是，優選地，親代胰島素類似物僅含有一個賴氨酸殘基。2.根據權利要求1的PEG化胰島素類似物，其中只有一個延長部分攜帶PEG部分，并且優選僅有一個延長部分。3.根據權利要求1的PEG化胰島素類似物，其中攜帶PEG部分的延長部分位于A21位的C-末端位。4.根據權利要求1的PEG化胰島素類似物，其中攜帶PEG部分的延長部分位于B30位的C-末端位。5.根據前述任一項權利要求的PEG化胰島素類似物，其中親代胰島素類似物衍生自人胰島素，其具有一個或者更多個下列延長部分A-3位中的G，A-2位中的G，A-1位中的K或R，A22位中的G或K，A23位中的G或K，A24位中的G或K，A25位中的K以及B31位中的K，并且與人胰島素相比，任選地存在最高達到12個，優選最高達到8個，更優選最高達到4個缺失、取代和添加氨基酸殘基中的突變，優選在所述胰島素類似物中不存在其他突變，優選，條件是親代胰島素類似物僅含有一個賴氨酸殘基。6.根據前述任一項權利要求的PEG化胰島素類似物，其中延長部分由一個或者更多個下式構成，其中PEG部分在如果存在賴氨酸或半胱氨酸殘基時附加到到賴氨酸或半胱氨酸殘基上的側鏈，或者PEG部分附加到N-末端氨基上(或者二者)-AAx1K(對于C-末端延長部分)，其中x1是0、1、2、3、4、5、6、7或8(其中K是賴氨酸)，K-AAx2-(對于N-末端延長部分)，其中x2是0、1、2、3、4、5、6、7或8(其中K是賴氨酸)，-AAx3C(對于C-末端延長部分)，其中x3是0、1、2、3、4、5、6、7或8(其中C是半胱氨酸)，C-AAx4-(對于N-末端延長部分)，其中x4是0、1、2、3、4、5、6、7或8(其中C是半胱氨酸)，AAx5-Ry-(對于N-末端延長部分)，其中x5是0、1、2、3、4、5、6、7或8，以及y是0或1(其中R是精氨酸)，其中AA是肽鏈的殘基，其中每個氨基酸殘基相同或者不同，或者均為除Lys和Cys之外的任何可編碼氨基酸。7.根據前述任一項權利要求的PEG化胰島素類似物，其中AA是由甘氨酸、丙氨酸或谷氨酰胺的氨基酸殘基構成的肽殘基。8.根據前述任一項權利要求的PEG化胰島素類似物，其中AA是甘氨酸殘基。9.根據前述任一項權利要求的PEG化胰島素類似物，其中AA是丙氨酸殘基。10.根據除了權利要求1之外的前述任一項權利要求的PEG化胰...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P馬德森，TB克爾德森，TM塔格莫斯，P雅各布森，
申請(專利權)人：諾沃諾迪斯克有限公司，
類型：發明
國別省市：DK[丹麥]