胰島素類似物的新衍生物的制作方法
【專利說明】胰島素類似物的新衍生物 發(fā)明領域
[0001] 本發(fā)明提供人胰島素的類似物的新衍生物，其可用于治療糖尿病。
[0002] 發(fā)明背景 胰島素是由胰腺的細胞分泌的多肽激素。胰島素由稱為A鏈和B鏈的兩條多肽鏈組 成，A鏈和B鏈通過兩個鏈間二硫橋連接在一起。在人、豬和牛胰島素中，A鏈和B鏈分別包含 21和30個氨基酸殘基。然而，在不同物種之間在兩條鏈的不同位置上存在的氨基酸殘基中 存在變化?；蚬こ谈脑斓膹V泛使用使得通過交換、缺失和添加一個或多個氨基酸殘基來 制備天然存在的胰島素的類似物成為可能。胰島素可用于治療糖尿病和與其關聯(lián)或自其產(chǎn) 生的疾病。
[0003] 幾十年以來，已經(jīng)開發(fā)了具有不同的作用持續(xù)時間的胰島素制劑并投入市場，這 樣的制劑的一般性實例是長效胰島素制劑、中效胰島素制劑和速效胰島素制劑。許多患者 每天接受2-4次注射，每周，每月和每年，任選數(shù)十年都是如此。迄今為止，無基礎胰島素產(chǎn) 品已獲得批準用于比每日皮下注射更低頻率地給予。大量每日注射的不適可例如通過使用 具有極度長的作用持續(xù)時間的胰島素衍生物來減少。
[0004] 包括W0 2010/049488和W0 2011/161125在內(nèi)的多個專利申請?zhí)峒耙蚤L時間間隔 給予胰島素衍生物的可能性。W0 2009/115469涉及某些?；鞍酌阜€(wěn)定的胰島素，其中至 少一個疏水氨基酸已被親水氨基酸置換。
[0005] 如果可獲得大致每周一次給予的基礎胰島素制劑，則對于糖尿病患者會是非常合 乎需要的。
[0006] 發(fā)明目標 本發(fā)明的目標是克服或改善現(xiàn)有技術的至少一個缺點，或提供有用的替代品。
[0007] 本發(fā)明的另一方面涉及提供具有長的藥代動力學（下文稱為PK)特征的胰島素衍 生物，例如使得一周一次或更低頻率的皮下治療將為糖尿病患者對基礎胰島素治療的需要 的令人滿意的治療。
[0008] 本發(fā)明的另一方面涉及提供在皮下給予后具有長的PK特征(例如比人胰島素的PK 特征更長的PK特征)的胰島素衍生物。在該方面，PK特征可按本文實施例5和6中所述進行測 定。
[0009] 本發(fā)明的另一方面涉及提供在水性介質(任選包含鋅）中具有高的溶解度(例如比 人胰島素的溶解度更高的溶解度）的胰島素衍生物。在該方面，溶解度可按本文實施例7中 所述進行測定。
[0010] 本發(fā)明的另一方面涉及提供當在制備后在等于或低于37°C下貯存至少4個周后測 量時，在包含鋅例如至少5個鋅離子/胰島素六聚體的水性介質中可溶的胰島素衍生物。在 該方面，溶解度可例如按本文實施例7中所述進行測定。
[0011] 本發(fā)明的另一方面涉及提供當在制備后在24-48小時內(nèi)測量時在包含鋅例如至少 5個鋅離子/胰島素六聚體的水性介質中可溶的胰島素衍生物。在該方面，溶解度可按本文 實施例7中所述進行測定。
[0012] 本發(fā)明的另一方面涉及提供具有良好的對抗酶的穩(wěn)定性的胰島素衍生物，所述酶 例如蛋白水解酶，例如在人胃中存在的蛋白水解酶，例如胃蛋白酶、糜蛋白酶和羧肽酶A。在 該方面，對抗酶的穩(wěn)定性可按W0 2008/034881的實施例1中所述進行測定。
[0013] 本發(fā)明的另一方面涉及提供在貯存時具有良好的穩(wěn)定性、特別是化學穩(wěn)定性和物 理穩(wěn)定性的胰島素衍生物，所述貯存例如在5°C和在30°C下分別貯存例如2年和2周。在該方 面，化學穩(wěn)定性可按本文實施例9和10中所述進行測定，和物理穩(wěn)定性可按本文實施例9和 10中所述進行測定。
[0014] 本發(fā)明的另一方面涉及提供可有效地例如每天一次口服給予糖尿病患者的胰島 素衍生物。另外或備選地，本發(fā)明涉及提供具有高的口服生物利用度的胰島素衍生物。
[0015] 本發(fā)明的另一方面涉及提供在例如每周一次皮下給予后具有減少的每日波動，例 如在血漿濃度(Cmax和C min)之間的變化的胰島素衍生物。
[0016] 本發(fā)明的另一方面涉及提供在口服給予后具有減少的對每日生物利用度變化的 影響的胰島素衍生物。
[0017] 本發(fā)明的另一方面涉及提供具有高效力，即在低藥物濃度下引起大反應的胰島素 衍生物(藥物活性根據(jù)產(chǎn)生給定強度的效果所需要的量來表示）。
[0018] 本發(fā)明的另一方面涉及提供極好地結合胰島素受體的胰島素衍生物。在該方面， 胰島素受體親和力可按本文實施例2中所述進行測定。
[0019] 本發(fā)明的另一方面涉及提供具有低的胰島素受體親和力的胰島素衍生物。在該方 面，胰島素受體親和力可按本文實施例2中所述進行測定。
[0020] 定義 術語"糖尿病"包括1型糖尿病、2型糖尿病、妊娠糖尿病(在妊娠期間）和引起高血糖癥 的其它狀態(tài)。該術語用于代謝紊亂，其中胰腺產(chǎn)生不足量的胰島素，或其中身體的細胞不能 適當?shù)仨憫葝u素，從而阻止細胞吸收葡萄糖。結果，葡萄糖在血液中聚集。
[0021] 1型糖尿病，亦稱為胰島素依賴性糖尿?。↖DDM)和青少年型糖尿病，由B-細胞破壞 引起，通常導致絕對胰島素缺乏。2型糖尿病，亦稱為非胰島素依賴性糖尿病(NIDDM)和成年 型糖尿病，與主要的胰島素抵抗和由此相對胰島素缺乏和/或具有胰島素抵抗的主要胰島 素分泌缺陷有關。
[0022] 在本文中，胰島素的命名按照以下原則進行:按相對于人胰島素的突變和修飾(酰 化)給予名稱。對于?；糠值拿?，按照IUPAC命名法和在其它情況下按肽命名法進行命 名。例如，命名?；糠郑?br>可例如命名為"二十烷二?；?γ G1U-0EG-0EG"、"二十烷二?；?γ Glu-2x0EG"或"二 十烷二?；?gGlu-2x0EG"或"19-羧基十九烷?；?γ Glu-〇EG-〇EG"，其中0EG是氨基酸NH2 (CH2)20(CH2)2〇CH2C0 2H([2-(2-氨基乙氧基）乙氧基]乙酸）的簡寫表示，yGlu (以及gGlu) 是呈L構型的氨基酸γ谷氨酸的簡寫表示?；蛘?，?；糠挚砂凑誌UPAC命名法(OpenEye， IUPAC格式)命名。根據(jù)該命名法，本發(fā)明的上述?；糠直环Q為以下名稱：[2-[2-[2-[[2-[2-[2-[[(4S)-4-羧基-4-(19-羧基十九烷?；被?丁?；鵠-氨基]-乙氧基]-乙氧基]乙 ?；鵠氨基]乙氧基]乙氧基]乙?；鵠。
[0023]例如，實施例1的胰島素(具有下文給出的序列/結構)被稱為"A14E，B16E，B25H， Β29Κ(Νε二十烷二酰基-gGlu-2x0EG)，desB30人胰島素"，以表示人胰島素中位置A14的氨 基酸Y已被突變?yōu)镋，人胰島素中位置B16的氨基酸Y已被突變?yōu)镋，人胰島素中位置B25的氨 基酸F已被突變?yōu)镠，人胰島素中位置B29的氨基酸K已通過在B29的賴氨酸殘基的ε氮(稱為N ε)上被殘基二十烷二酰基-gGlu-2x0EG?；揎棧腿艘葝u素中位置Β30的氨基酸Τ已被 缺失。
[0024] 下式中的星號表示所指殘基與人胰島素相比不同（即突變）。
[0025] SEQ ID No: 1 和2 或者，本發(fā)明的胰島素可按照IUPAC命名法(OpenEye，IUPAC格式)命名。根據(jù)該命名 法，實施例1的胰島素（即化合物1)被稱為以下名稱4{>-829}-[2-[2-[2-[[2-[2-[2-[[(4S) -4-羧基-4- (19-羧基十九烷?；被?丁?；鵠-氨基]-乙氧基]-乙氧基]乙酰基]氨 基]乙氧基]乙氧基]乙?；鵠-[611^14,61仙16，出8825]，(^8-111沾30-胰島素（人）。
[0026] 發(fā)明簡述 本發(fā)明涉及胰島素類似物的衍生物，即A14E，B16E，B25H，Β29Κ(Ν(ε)二十烷二?；?gGlu-2x0EG)，desB30人胰島素（化合物 1)。
[0027] 發(fā)明詳述 已經(jīng)出人意料地發(fā)現(xiàn)，A14E，B16E，B25H，Β29Κ(Ν(ε)二十烷二?；?gGlu-2x0EG)， desB30人胰島素滿足上述目標至足夠的程度。例如，用化合物1 一周一次或更低頻率皮下治 療將是糖尿病患者對基礎胰島素治療的需要的令人滿意的治療。此外，化合物1在水性介質 (任選包含鋅）中具有高的溶解度。在一個方面，化合物1具有比人胰島素的溶解度高的溶解 度。
[0028] 在一個方面，化合物1在包含鋅(例如至少5個鋅離子/胰島素六聚體、至少6個鋅離 子/胰島素六聚體、至少7個鋅離子/胰島素六聚體、至少8個鋅離子/胰島素六聚體或至少9 個鋅離子/胰島素六聚體)的水性介質中是可溶的，其中在制備后在等于或低于37°C貯存至 少4周后測量溶解度。
[0029] 在本發(fā)明的一個方面，化合物1在包含鋅(例如至少5個鋅離子/胰島素六聚體、至 少6個鋅離子/胰島素六聚體、至少7個鋅離子/胰島素六聚體、至少8個鋅離子/胰島素六聚 體、至少9個鋅離子/胰島素六聚體、至少10個鋅離子/胰島素六聚體、至少11個鋅離子/胰島 素六聚體或至少12個鋅離子/胰島素六聚體）的水性介質中是可溶的，其中在制備后在24-48小時內(nèi)測量溶解度。
[0030]在一個方面，按本文實施例7中所述測量溶解度。
[0031]包含化合物1的藥物組合物可以本身已知的方式，即通過使用通常用于類似的胰 島素組合物的賦形劑來制備。
[0032] 包含化合物1的可注射藥物組合物可使用制藥工業(yè)的常規(guī)技術制備，所述技術包 括在適當時，溶解和混合各成分以得到所需的最終產(chǎn)品。因此，根據(jù)一個程序，將化合物1溶 解在一定量的水中，所述量略微低于待制備的藥物組合物的最終體積。按需加入等滲劑、防 腐劑和緩沖劑，和如果需要的話，按需使用酸例如鹽酸或堿例如氫氧化鈉水溶液調(diào)整溶液 的pH值。最后，用水調(diào)整溶液的體積得到所需濃度的成分。
[0033] 更準確地，本發(fā)明的胰島素制劑，例如溶液，可通過在輕微酸性的條件下將化合物 1溶于水性介質中來制備。水性介質例如通過加入張力調(diào)節(jié)劑而使之等滲。此外，水性介質 可包含例如緩沖劑、防腐劑和鋅離子。在不太靠近本發(fā)明的化合物的等電點的情況下將溶 液的pH值向中性調(diào)整，以避免可能的沉淀。最終胰島素制劑的pH值取決于鋅離子的濃度和 本發(fā)明的化合物的濃度。胰島素制劑例如通過無菌過濾而使之無菌。
[0034] 藥物組合物可包含一種或多種賦形劑。
[0035] 術語〃賦形劑〃在廣義上是指除了活性治療成分之外的任何組分。賦形劑可以是惰 性物質、無活性物質和/或無藥用活性物質。
[0036] 賦形劑可用于各種目的，這取決于藥物組合物，例如作為載體、溶媒、稀釋劑、片劑 助劑，和/或用于改善活性物質的給予和/或吸收。賦形劑的實例包括但不限于稀釋劑、緩沖 劑、防腐劑、張力調(diào)節(jié)劑（亦稱為張度劑或等滲劑）、螯合劑、表面活性劑、蛋白酶抑制劑、濕 潤劑、乳化劑、抗氧化劑、填充劑、金屬離子、油性溶媒、蛋白質和/或兩性離子和穩(wěn)定劑。 [0037]藥學活性成分與各種賦形劑的藥物組合物是本領域已知的，參見例如Remington: The Science and Practice of Pharmacy (例如第19版(1995)和任何后來的版本）。
[0038]以本身已知的方式，例如根據(jù)患者的一般知識結合醫(yī)生的一般知識，將胰島素組 合物給予患者。本發(fā)明最好按患者的便利來使用。因此，對每個患者研究具體的給藥間隔， 其中比每日更低頻率給予劑量。因此，最終的使用方式同時取決于產(chǎn)品的能力和患者的意 向及偏好。這是由于以下事實導致:任何胰島素產(chǎn)品的效