Препарат инсулина, содержащий nacl, парентеральная готовая форма, способ повышения химической стабильности препарата инсулина

 

В изобретении раскрываются препараты инсулина с повышенной химической стабильностью, включающие человеческий инсулин или его аналог или производное, глицерин и/или маннит, и от 5 до 100 мМ галогенида, а также представлены парентеральная готовая форма и способ повышения химической стабильности препарата инсулина. Изобретение обеспечивает повышение химической стабильности препаратов инсулина при низких концентрациях хлорида натрия. 3 с. и 15 з.п. ф-лы, 8 табл.

Данное изобретение относится к водным инсулиновым препаратам, содержащим человеческий инсулин или его аналог или его производное, и эти препараты имеют превосходную химическую стабильность. Кроме того, данное изобретение относится к парентеральным препаратам, включающим такие инсулиновые препараты, и к способу повышения химической стабильности инсулиновых препаратов.

Диабет является общим термином для нарушений у человека, имеющих чрезмерное мочевыделение как при сахарном диабете, так и несахарном диабете. Сахарный диабет представляет метаболическое нарушение, при котором способность утилизировать глюкозу в большей или меньшей степени утеряна. Около 2% всего населения страдает от сахарного диабета.

С тех пор как в 1920-х годах стали вводить инсулин, ведутся непрерывные исследования с целью улучшить лечение сахарного диабета. Для того чтобы помочь избежать экстремальных гликемических уровней, пациенты с диабетом часто на практике используют многократную инъекционную терапию, при которой инсулин вводят с каждым приемом пищи.

Для лечения сахарного диабета предложено и используется большое разнообразие инсулиновых препаратов, таких как регулярный инсулин, Семиленте^R (Semilente^R) инсулин, изофан инсулин, инсулин цинк суспензии, протамин цинк инсулин и Ултраленте^R (Ultralente^R) инсулин. Поскольку пациентов с диабетом лечат инсулином в течение нескольких десятилетий, то для безопасности и улучшения качества жизни (пациентов) существует постоянная потребность в улучшении инсулиновых препаратов. Некоторые из коммерчески доступных инсулиновых препаратов характеризуются быстрым началом действия, а другие препараты имеют относительно замедленное начало (действия), но показывают более или менее пролонгированное действие. Быстродействующие инсулиновые препараты обычно представляют собой растворы инсулина, в то время как инсулиновые препараты замедленного действия могут быть суспензиями, содержащими инсулин в кристаллической и/или аморфной форме, осажденной путем добавления только солей цинка или добавлением протамина или комбинацией и того и другого. Кроме того, некоторые пациенты используют препараты, имеющие как быстрое начало действия, так и более пролонгированное действие. Такой препарат может быть инсулиновым раствором, в котором суспендированы протамин-инсулин кристаллы. Некоторые пациенты сами получают препарат, смешивая инсулиновый раствор с суспензионным препаратом в отношении, требуемом пациенту.

Человеческий инсулин состоит из двух полипептидных цепей, так называемых А и В, которые содержат 21 и 30 аминокислот соответственно. А и В цепи соединены друг с другом двумя цистиновыми дисульфидными мостиками. Инсулин большинства разновидностей имеет сходную структуру, но может не содержать тех же аминокислот в соответствующих положениях в цепях, как в человеческом инсулине.

Развитие способа, известного как генная инженерия, сделало возможным легко получить большое число инсулиновых соединений, подобных человеческому инсулину. В этих инсулиновых аналогах одна или несколько из аминокислот замещены другими аминокислотами, которые могут быть кодированы нуклеотидными последовательностями. Поскольку человеческий инсулин, как указано выше, содержит 51 аминокислотный остаток, то очевидно, что возможно большое число аналогов инсулина и в самом деле было получено большое число аналогов с интересными свойствами. В растворах человеческого инсулина с концентрацией, представляющей интерес для инъекционного препарата, молекула инсулина присутствует в ассоциированной форме в виде гексамера (Brange et al. Diabetes Care 13, (1990), 923-954). После подкожной инъекции, как полагают, скорость абсорбции кровотоком зависит от размера молекулы, и было обнаружено, что аналоги инсулина с аминокислотными замещениями, которые противодействуют или ингибируют образование этого гексамера, имеют необычно быстрое начало действия (Brange et al.: Ibid). Это представляет большое терапевтическое значение для диабетического пациента.

Фармацевтические препараты, которые основаны на аналогах человеческого инсулина, представлены, например, Heinemann et al., Lutterman et al and Wiefels et al. at the "Frontiers in Insulin Pharmacology" International Symposium in Hamburg, 1992.

Кроме того, US 5474978 раскрывает быстро действующий парентеральный препарат, включающий гексамерный комплекс аналога человеческого инсулина, состоящий из шести мономерных инсулиновых аналогов, ионов цинка и по крайней мере трех молекул фенольного производного.

Обычно инсулиновые препараты вводят с помощью подкожной инъекции. Для пациента важен профиль действия инсулинового препарата, который представляет собой действие инсулина на метаболизм глюкозы как функция времени от (момента) инъекции. В этом профиле важны, кроме прочего, время начала (действия), максимальное значение и суммарная (общая) продолжительность действия. Существует потребность и спрос на различные инсулиновые препараты с различными профилями действий. Один пациент на протяжении одного дня использует инсулиновые препараты с различными профилями действия. Требуемый профиль действия зависит, например, от времени дня и количества и состава пищи, принимаемой пациентом.

В одинаковой степени важна для пациента и химическая стабильность инсулиновых препаратов особенно благодаря обилию используемых устройств для инъекции типа ручек, таких как устройства, которые содержат Penfill^R картриджи, в которых инсулиновые препараты хранятся до тех пор, пока весь картридж не опустеет. Это может продолжаться по крайней мере в течение от 1 до 2 недель для устройств, содержащих картриджи 1,5-3,0 мл. Во время хранения происходят ковалентные химические изменения в структуре инсулина. Это может приводить к образованию молекул, которые менее активны и потенциально иммуногенны, такие как продукты деамидирования и продукты трансформации с более высокой молекулярной массой (димеры, полимеры, и т.п.). Исчерпывающее исследование по химической стабильности инсулина представлено Jens Brange в "Stability of Insulin", Kluwer Publishers, 1994.

В Asta Pharmaceutica Nordica 4(4), 1992, pp.149-158 описаны инсулиновые препараты, в которых концентрация хлорида натрия варьируется в диапазоне от 0 до 250 мМ. Однако основная часть препаратов, включая все препараты, которые дополнительно включают глицерин, содержит достаточно высокое количество хлорида натрия, т.е. 0,7%, соответствующее приблизительно концентрации 120 мМ. В этом документе указано, что в то время как хлорид натрия обычно имеет стабилизирующее действие на инсулиновые препараты, глицерин и глюкоза приводят к химическому ухудшению качества.

Неожиданно, однако, было обнаружено, что можно получить инсулиновые препараты с превосходной химической стабильностью в присутствии глицерина и/или маннита и довольно низких концентрациях галогенида.

Используемый здесь термин "аналог человеческого инсулина" означает человеческий инсулин, в котором одна или несколько аминокислот удалены и/или замещены другими аминокислотами, включая некодируемые аминокислоты, или человеческий инсулин, включающий дополнительные аминокислоты, т.е. более чем 51 аминокислоту.

Используемый здесь термин "производное человеческого инсулина" означает человеческий инсулин или его аналог, в котором по крайней мере один органический заместитель связан с одной или несколькими аминокислотами.

В данном контексте единица "U" соответствует 6 нмоль.

Данное изобретение относится к водному инсулиновому препарату, включающему: человеческий инсулин, аналог и/или производное его; глицерин и/или маннит; от 5 до 100 мМ галогенида.

Вышеупомянутый инсулиновый препарат имеет высокую химическую стабильность, которая, например, выражается в уменьшении образования димеров и полимеров и дезамидо-инсулинов после хранения. Кроме того, физическая стабильность не ухудшается благодаря присутствию весьма низкого количества галогенида, и инсулин не осаждается при длительном хранении инсулиновых препаратов.

Галогенидом предпочтительно является галогенид щелочного или щелочноземельного металла, более предпочтительно хлорид, такой как хлорид натрия.

Глицерин и/или маннит предпочтительно присутствует в количестве, соответствующем концентрации от 100 до 250 мМ, более предпочтительно от 140 до 250 мМ, еще более предпочтительно от 160 до 200 мМ.

Данное изобретение, в частности, полезно в связи с препаратами, включающими аналоги и/или производные человеческого инсулина. Таким образом, инсулиновый препарат согласно данному изобретению предпочтительно включает один или несколько быстро действующих аналогов человеческого инсулина, в частности аналоги, где положение В28 представляет Asp, Lys, Leu, Val или Ala и положение В29 представляет Lys или Pro; или дез(В28-В30), дез(В27) или дез(В30) человеческий инсулин. Аналог инсулина предпочтительно выбирают из аналогов человеческого инсулина, где положение В28 представляет Asp или Lys и положение В29 представляет Lys или Pro. Наиболее предпочтительными аналогами являются Asp^В28 человеческий инсулин или Lys^В28 Pro ^В29 человеческий инсулин.

В этом варианте воплощения изобретения инсулиновый препарат предпочтительно включает от 5 до 60 мМ, более предпочтительно от 5 до 40 мМ галогенида.

В другом варианте воплощения инсулиновый препарат согласно данному изобретению включает производное инсулина, имеющее пролонгированный профиль действия, такое как инсулины, имеющие один или несколько липофильных заместителей. Предпочтительными липофильными инсулинами являются ацилированные инсулины, включая те, которые описаны в WO 95/07931 (Novo Nordisk A/S), например производные человеческого инсулина, где ε-амино группа Lys^В29 содержит ацильный заместитель, который включает по крайней мере 6 углеродных атомов.

Предпочтительными производными инсулинов являются следующие: B29-Nε-миристоил-дез(В30)-человеческий инсулин, B29-Nε-пальмитоил-дез(В30) человеческий инсулин, B29-Nε-миристоил человеческий инсулин, B29-Nε-пальмитоил человеческий инсулин, B28-Nε-миристоил Lys^B28Pro^B29 человеческий инсулин, B28-Nε-пальмитоил Lys^B28Pro^B29 человеческий инсулин, B30-Nε-миристоил-Thr^B29Lys^B30 человеческий инсулин, B30-Nε-пальмитоил Thr^B29Lys^B30 человеческий инсулин, B29-Nε(N-пальмитоил-γ-глутамил)-дез(B30) человеческий инсулин, B29-Nε-(N-литохолил-γ-глутамил)-дез(В30) человеческий инсулин, B29-Nε-(ω-карбоксигептадеканоил)-дез (В30) человеческий инсулин, B29-Nε-(ω-карбоксигептадеканоил) человеческий инсулин; причем наиболее предпочтительным является B29-Nε-миристоил-дез(В30) человеческий инсулин.

В этом варианте воплощения инсулиновый препарат предпочтительно включает от 10 до 100 мМ, более предпочтительно от 10 до 70 мМ галогенида.

В конкретном варианте воплощения инсулиновый препарат данного изобретения включает инсулиновый аналог, а также производное инсулина.

В предпочтительном варианте воплощения данного изобретения инсулиновый препарат включает: от 60 до 3000 нмоль/мл, предпочтительно от 240 до 1200 нмоль/мл, человеческого инсулина или инсулинового аналога или производного, от 10 до 40 мкг Zn/100 E инсулина, предпочтительно от 10 до 26 мкг Zn /100 Е инсулина и от 0 до 5 мг/мл, предпочтительно от 0 до 4 мг/мл, фенольного соединения.

Преимущественно используют в качестве фенольного соединения от 0,5 до 4,0 мг/мл, предпочтительно от 0,6 до 4,0 мг/мл м-крезола или от 0,5 до 4,0 мг/кл предпочтительно от 1,4 до 4,0 мг/мл фенола или смесь их.

Инсулиновый препарат данного изобретения может, кроме того, содержать другие ингредиенты, свойственные инсулиновым препаратам, например средства, комплектующие цинк, такие как цитрат, и фосфатные буферы.

Данное изобретение, кроме того, относится к парентеральному фармацевтическому препарату, включающему инсулиновый препарат данного изобретения.

Кроме того, данное изобретение относится к способу улучшения химической стабильности инсулинового препарата, включающему человеческий инсулин или аналог или его производное, и этот способ включает добавление глицерина и/или маннита и от 5 до 100 мМ галогенида к указанному препарату.

Данное изобретение дополнительно иллюстрируется нижеследующими примерами, которые, однако, не следует рассматривать как ограничивающие его.

Пример I Получают растворы, содержащие 100 Е/мл Asp^B28 человеческого инсулина, 2,6 мг/мл фенола, 16 мг/мл глицерина и варьирующиеся количества Zn и хлорида натрия. рН варьируют в диапазоне от 7,2 до 7,5. Данные по стабильности после 4 недель (хранения) представлены в табл. 1.

Пример II Инсулиновые препараты, содержащие растворенный Asp^B28 человеческий инсулин с различными концентрациями хлорида натрия, получают следующим образом/
370,4 мг Asp^B28 человеческого инсулина растворяют в воде, добавляя 1,6 мл 0,2 N HC1 и 49 мкл раствора хлорида цинка (40 мг Zn/мл). 40 г раствора, содержащего 40 мг/мл глицерина, 3,75 мг/г фенола и 4,30 мг/г м-крезола, добавляют к инсулиновому раствору при перемешивании. 20 г раствора, содержащего: а) 12,0 мг/г динатрий фосфат дигидрата + 5 мкл/г 2 N гидроксида натрия, b) 12,0 мг/г динатрий фосфат дигидрата + 5 мкл/г 2 N гидроксида натрия + 5 мг/г хлорида натрия или с) 12,0 мг/г динатрий фосфат дигидрата + 5 мкл/г 2 N гидроксида натрия + 10 мг/г хлорида натрия, добавляют при перемешивании. рН доводят до 7,40±0,05 и добавляют воду до 100 мл. Препараты Asp^B28 человеческого инсулина вводят в Penfill^R картриджи и подвергают испытаниям на стабильность при 25 и 37^oС. Данные по стабильности, полученные при двух различных температурах и при концентрации фосфата 13,5 мМ, 19,6 мкг Zn/100 E инсулина и рН=7,4 представлены в табл. 2.

Пример III
Инсулиновые препараты, содержащие растворенный Asp^B28 человеческий инсулин, с различными концентрациями хлорида натрия получают следующим образом.

369,4 мг Asp^B28 человеческого инсулина растворяют в воде, добавляя 1,6 мл 0,2 N HC1 и 49 мкл раствора хлорида цинка (40 мг Zn/мл). К раствору при перемешивании добавляют 40 г раствора, содержащего 40 мг/г глицерина, 3,75 мг/г фенола и 4,30 мг/г м-крезола. 10 г раствора, содержащего 24,0 мг/г динатрий фосфат дигидрата и 11 мкл/г 2 N гидроксида натрия, добавляют при перемешивании. Наконец, различные количества (от 0 до 4,38 г) раствора, содержащего 40 мг/г хлорида натрия, добавляют при перемешивании вплоть до концентрации хлорида натрия, указанной в табл. 4. рН доводят до 7,40±0,05 и добавляют воду до 100 мл. Препараты Asp^B28 человеческого инсулина вводят в Penfill^R картриджи и подвергают испытаниям на стабильность при 25 и 37^oС. Данные по стабильности, полученные при двух различных температурах и при концентрации фосфата 13,5 мМ, суммированы в табл. 3.

Пример IV
Инсулиновые препараты, содержащие растворенный Asp^B28 человеческий инсулин, с различными концентрациями фосфата и хлорида натрия получают следующим образом
375,7 мг Asp^B28 человеческого инсулина растворяют в воде, добавляя 1,6 мл 0,2 N НСl и 49 мкл раствора хлорида цинка (40 мг Zn/мл). 20 г раствора, содержащего 80 мг/г глицерина, 7,50 мг/г фенола и 8,60 мг/г м-крезола, добавляют к раствору при перемешивании. Различные количества (от 3,71 до 6,71 г) раствора, содержащего 24,0 мг/г динатрий фосфат дигидрата и 11 мкл/г 2 N гидроксида натрия, добавляют при перемешивании, наконец, различные количества (от 0 до 3,65 г) раствора, содержащего 40 мг/г хлорида натрия, добавляют при перемешивании так, чтобы получить концентрацию хлорида натрия, указанную в табл. 6. рН доводят до 7,40±0,05 и добавляют воду до 100 мл. Препараты Asp^B28 человеческого инсулина вводят в Penfill^R картриджи и подвергают испытаниям на стабильность при 25 и 37^oС. Данные по стабильности при двух различных температурах и трех различных концентрациях фосфата и при 19,6 мкг Zn/100 Е инсулина и рН=7,4, суммированы в табл. 4 - 6.

Пример V
Получают растворы, содержащие 0,6 мМ B29-Nε-миристоил-дез(В30) человеческого инсулина, 1,5 или 4,0 мг/мл фенола, 5 мМ фосфата натрия, 13,1 мкг/мл Zn, и различные количества хлорида натрия и маннита. рН доводят до 7,4. Данные по стабильности (образование димеров и полимеров) после хранения при 25^oС в течение 13 недель или при 37^oС в течение 8 недель представлены в табл. 7.

Пример VI
Получают растворы, содержащие 0,6 мМ B29-Nε-миристоил дез(В30) человеческого инсулина, 1,5 мг/мл фенола и 1,72 мг/мл м-крезола, 16 мг/мл глицерина или 36 мг/мл маннита, 13,1 мкг/мл Zn, 7 мМ фосфата натрия и различные количества хлорида натрия. рН доводят до 7,5. Данные по стабильности (образование димеров и полимеров) после хранения при 25^oС в течение 13 недель или при 37^oС в течение 8 недель представлены в табл. 8.

Формула изобретения

1. Водный препарат инсулина, включающий человеческий инсулин, его аналог и/или производное, глицерин или маннит, и от 5 до 100 мМ хлорида.

2. Препарат инсулина по п. 1, отличающийся тем, что хлоридом является хлорид щелочного или щелочноземельного металла, предпочтительно хлорид натрия.

3. Препарат инсулина по п. 1 или 2, отличающийся тем, что включает от 100 до 250 мМ, предпочтительно от 140 до 250 мМ, более предпочтительно от 160 до 200 мМ глицерина или маннита.

4. Препарат инсулина по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что включает аналог человеческого инсулина, где положение В28 представляет Аsp, Lys, Leu, Val или А1а и положение В 29 представляет Lys или Pro, или дез (В28-В30), дез (В27) или дез (В30) человеческий инсулин.

5. Препарат инсулина по п. 4, отличающийся тем, что он включает аналог человеческого инсулина, где положение В 28 представляет Аsp или Lys, и положение В29 представляет Lys или Pro, предпочтительно Аsp^В28 человеческий инсулин или Lys^B28Pro^B29 человеческий инсулин.

6. Препарат инсулина по п. 4, отличающийся тем, что он включает дез (В30) человеческий инсулин.

7. Препарат инсулина по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он включает от 5 до 60 мМ, предпочтительно от 5 до 40 мМ, хлорида.

8. Препарат инсулина по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что включает производное человеческого инсулина, имеющее один или несколько липофильных заместителей, предпочтительно ацилированный инсулин.

9. Препарат инсулина по п. 8, отличающийся тем, что производное инсулина выбирают из группы, состоящей из B29-Nε-миристоил-дез(В30) человеческого инсулина, B29-Nε-пальмитоил-дез(В30) человеческого инсулина, B29-Nε-миристоил человеческого инсулина, B29-Nε-пальмитоил человеческого инсулина, B28-Nε-миристоил Lys^B28Pro^B29 человеческого инсулина, B28-Nε-пальмитоил Lys^B28Pro^B29 человеческого инсулина, B30-Nε-миристоил-Thr^B29Pro^B30 человеческого инсулина, B30-Nε-пальмитоил Thr^B29Lys^B30 человеческого инсулина, B29-Nε(N-пальмитоил-γ-глутамил-дез(В30) человеческого инсулина, B29-Nε-(N-литохолил-γ-глутамил-дез(В30) человеческого инсулина, B29-Nε-ω-карбоксигептадеканоил)-дез(В30) человеческого инсулина, B29-Nε-(ω-карбоксигептадеканоил) человеческого инсулина.

10. Препарат инсулина по п. 9, отличающийся тем, что производным инсулина является B29-Nε-миристоил-дез(В30) человеческий инсулин.

11. Препарат инсулина по любому из пп. 8-10, отличающийся тем, что включает от 10 до 100 мМ, предпочтительно от 10 до 70 мМ, хлорида.

12. Препарат инсулина по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что включает аналог инсулина, а также производное инсулина.

13. Препарат инсулина по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что включает от 60 до 3000 нмоль/мл, предпочтительно от 240 до 1200 нмоль/мл человеческого инсулина, аналога инсулина или производного инсулина.

14. Препарат инсулина по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что включает от 10 до 40 мкг Zn/100 Е инсулина, предпочтительно от 10 до 26 мкг Zn/100 Е инсулина.

15. Препарат инсулина по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что включает от 0 до 5 мг/мл, предпочтительно от 0 до 4 мг /мл, фенольного соединения.

16. Препарат инсулина по п. 15, отличающийся тем, что включает от 0,5 до 4,0 мг/мл, предпочтительно от 0,6 до 4,0 мг/мл, м-крезола или от 0,5 до 4,0 мг/мл, предпочтительно от 1,4 до 4,0 мг/мл, фенола, или смесь их.

17. Парентеральная фармацевтическая готовая форма, включающая препарат инсулина по любому из предшествующих пунктов.

18. Способ повышения химической стабильности препарата инсулина, включающего человеческий инсулин или его аналог или производное, включающий добавление глицерина или маннита и от 5 до 100 мМ хлорида к указанному препарату.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7