[发明专利]多肽、蛋白和核酸的稳定的药用施用形式

说明书

本发明是关于药用或诊断用的冻干组分，包括蛋白，肽，核酸或多糖。其中使用了辅剂从而使冻干物呈现不定形状或部分不定形状。

在过去的20年中，生物技术的进步使能够大量获得的生物分子的数量大大增加。这些生物分子在药物治疗中的应用是尤为活跃的一个领域。例如，一些蛋白被用于调节独特的细胞类型，核酸被用于调节基团表达，多糖被用于疫苗。由于冷冻保存的空间经常是有限的，如果制备物能在室温保存是在实践中尤为有利的。

进而，对于温度敏感的制备物需要在从冰箱中取出到药用(如注射)之间的时间内严格监控，因为降解反应可产生付产物，这会使其作用范围产生不利变化。很难确保对制备物保存条件的连续监测，这在普通的医院里和对人的临床研究中施用药用制备物是尤难做到。

所有的生物分子都或多或少地能被水解。水解是天然代谢的一部分，并且，例如，对于防止高分子毒性物质在体内的积累是必须的。

进而，文献中还描述了多种其它能不同程度地影响生物分子的降解反应。对于肽或蛋白而言，这样的降解反应以聚集，变性，异构化或氧化还原的形式发生。对于核酸而言则如脱氨作用或加入亲核体导致核酸的降解。

对于，如，肽或蛋白的药用或诊断用制备物的稳定冻干物的制备，目前还没有现成的方法可指导从多种可能的辅助物质和添加剂选出可靠的辅助物质以确保相应的活性物质形成稳定的制剂。选自合适的辅助物质以得到足够稳定的施用制剂，从而，如，保证充分和储存稳定性或延迟或防止前述的降解反应，这种选择通常是根据经验进行的。

已知许多蛋白的储存稳定性随着水分的除去而提高。除去水分的合适的方法为冻干与真空干燥。然后这些技术过程的应用也可能导致降解反应物，如，在冻干中冰冻是必需的，然而许多蛋白对冰冻过程不够稳定。当生物多聚物的水溶液冷却时，大部分水结晶而生物多聚物保持不定形状态。这将导致生物多聚物的分子环境的改变，从而也造成生物多聚物的空间结构或构象发生变化。这可能另一方面通过，如，增加个别功能基团的反应性或通过使相邻的生物多聚物未折叠的链片段聚集从而消减降解反应。并且，干燥时环绕蛋白质的水层的除去可能导致蛋白链的化学反应，如氧化，适当的添加剂可防止或减轻这些降解反应的程度。

在冻干或真空干燥时，辅助物质的一个重要功能是为生物多聚物提供一个稳定的不定形环境，并在进一步冷却时固化成玻璃态。这种转化是在一个很窄的温度范围内以质变的方式发生的，其特征为玻璃态温度Tg′。分子的运动性以及反应性在低于此温度时大大降低。在非常适用于冻干的配方中，Tg′越高越好，并通常高于-40℃。不定形结构的存在可以用，如差式热量扫描法(DSC)，X-光衍射检测或光学及电子显微法检测。

为了制造足够稳定的冻干施用药剂，有必要选用在冰冻时不结晶或仅部分结晶的辅助物质。这样在冷干过程中保护生物分子的辅助物质名为：“冷冻保护剂”，在主干燥期冰晶体升华而在后干燥期结合在不定形相及分生物分子上的水被除去。后干燥期通常需要更强烈的条件(更高的温度或更强的真空度)。Tg′随着冻干物质中的水分的减少而升高。为了减短干燥期的时间，冻干室中板温度渐渐升高，但必须保持在Tg′以下。

在干燥期中，辅助物质维持着包埋多聚物的玻璃态。并且，在后干燥期中水分子的除去导致了生物分子中形成氢键的自由价。这增加了生物分子的反应性。加入适当的起稳定作用的辅助物质的目的是形成氢键从而为生物分子提供  水取代(Wasserersatz)环境。为此引入“冷冻保护剂“这个术语。

储存中许可温度的上限是由玻璃态转变温度Tg决定的，高于此温度分子的运动性大大增加。这导致结晶过程(特征为结晶温度Tk)或化学反应。宏观上这经常导致所谓的冻干饼的塌垮(特征为塌垮温度Tc)，这里由于辅助物质的分子彼此结合并进而伴随着辅助物质基架的比表面积减小造成的。

冻干物中的水使Tg减小；在优良的配方中，冻干后的残留水量低于3％。然后水的含量在较长的储存过程中可能有所增加。为了保留充分安全的余地，玻璃态冻干物的储存温度应低于Tg最高20℃。

WO 93/00807描述了一种在冻干中起稳定作用的双成分系统，包含一种结晶保护剂(如聚乙二醇，PVP或淀粉/或一种冻干保护剂(如蔗糖，多羟基醇或氨基酸)用于在冻干中起稳定作用。

众所周知玻璃态形成的倾向随着分子量的增加而增加。因此使用多聚物如PVP，蛋白(尤其是血清白蛋白)或多糖(Dextran)以形成稳定的玻璃态基架。