專利名稱：甲狀旁腺激素藥物組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及含有甲狀旁腺激素的藥物組合物，更具體地說，涉及提高了儲存穩(wěn)定性的甲狀旁腺激素的藥物組合物。
背景技術：
甲狀旁腺激素(PTH)是含有84個氨基酸的哺乳動物甲狀旁腺的分泌產物。它通過對多種組織(包括骨組織)的作用來控制血液中鈣的水平。有關某些形式的甲狀旁腺激素在人體中的研究證明它有促進骨骼合成的作用，提示可將其運用于骨質疏松癥及相關骨類疾病的治療。
以牛與人類的PTH的N端34個氨基酸(具有整個激素的全部的生物學活性)為例，已證明當以皮下和靜脈交互給藥時，在人體中甲狀旁腺激素能顯著地促進骨組織生長。另一種稍微不同形式的PTH，人PTH(1-38)也有相似的結論。因為僅僅在最近才得到重組形式的全長人類激素，即人PTH(1-84)，關于它還沒有在人體中的研究結果，但在大鼠中的研究顯示在某些方面多少能促進骨組織生長。
以上實驗中所用的PTH制劑由新鮮或凍干的激素及各種形式的載體和賦形劑構成。大多數(shù)制成水劑例如用鹽水，或乙酸酸化的水來溶解激素。大部分已報道的配方中還將白蛋白作為載劑(見Reeve et al，Br.Med.J，1980，2806228；Reeve et al，Lancet，1976，11035；Reeve et al，Calcif Tissue Res，1976，21469；Hodsman et al，Bone Miner，1990，9(2)137；Tsai et al，J.Clin.Endocrinol Metab，1989，69(5)1024；Isaac et al.，Horm Metab Res，1980，12(9)487；Law et al，J Clin Invest，1983，72(3)1106；Hulter et al，J Clin Hypertens，1986，2(4)360)。其它已見報道的配方中以甘露醇作為賦形劑(在凍干的激素及用于重配的載體中都存在)。在人體內研究中所用的具代表性的配方包括一種人PTH(1-34)制劑，由甘露醇、熱失活人血清白蛋白、以及用來促進吸收的己酸(一種蛋白酶抑制劑)重新配成。(見Reeve et al，1976，Calcif Tissue Res，21，Suppl.，469-477)；還有一種人PTH(1-38)制劑，由鹽水載體重配(見Hodsman et al，1991，14(1)，67-83)；以及一種加有白蛋白并用乙酸調節(jié)pH的制成水劑的牛PTH(1-34)制劑。還有一種國際參考的配方，對于人PTH是由100ng激素、250微克人血清白蛋白及1.25mg乳糖組成，封成安瓿；對于牛PTH是將10微克凍干的激素溶在0.01M乙酸及0.1％(w/v)的甘露醇中(見Martindale，The Extra Pharmacoepia，ThePharmaceutic Press，London，29th Edition，1989 at p.1338)。
甲狀旁腺激素的商業(yè)開發(fā)要求發(fā)展可穩(wěn)定儲存并易于配制和重配成制劑的組合物。因其是一種蛋白質，比傳統(tǒng)的小分子藥物具有更大的易變性，因而，甲狀旁腺激素的配制過程中遇到了不同于一般制藥工業(yè)生產中的挑戰(zhàn)。而且，與其它已成功配制成藥劑的蛋白質不同，PTH對氧化作用極其敏感，并且要求保持其N端序列的完整以保存其生物活性。
本發(fā)明的目的就是提供一種由全長形式的人PTH作為活性組分的、可用作藥物的PTH制劑。發(fā)明概述現(xiàn)提供一種藥物可接受的PTH制劑。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，激素制劑由凍干的組分組成，包括醫(yī)學有效劑量的甲狀旁腺激素，與甲狀旁腺激素一起凍干以形成不定形粉塊的賦形劑，以及其量足以調節(jié)制劑的pH至生理可接受pH的不揮發(fā)的緩沖劑。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，制劑中的激素是人甲狀旁腺激素，賦形劑是甘露醇，緩沖劑是檸檬酸緩沖體系。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了得到PTH制劑的方法，它包括使PTH、緩沖劑、賦形劑在水中結合及將得到的溶液凍干最后得到水分不到2％(重量)的產品的步驟。
根據(jù)本發(fā)明再一方面，提供了一種用于非腸胃給藥的甲狀旁腺激素制劑的制備方法，包括將本發(fā)明凍干狀態(tài)的制劑在無菌水中重配的步驟。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，還提供了一種臨床使用的藥盒，其包括一含經過消毒的本發(fā)明的凍干粉的小瓶，一份適于重配的載體，以及一份關于重配和注射(任選的)的說明書。該藥盒還可為最終的用戶配備一套注射重配制劑的器械。
以下將結合附圖詳細描述本發(fā)明。
附圖的簡要描述

圖1和圖2顯示了分別在pH4和pH6，以及4℃及37℃條件下PTH制劑的儲存穩(wěn)定性。穩(wěn)定性由生物活性分析(圖1)及SDS-PAGE電泳分析(圖2)結果顯示。
本發(fā)明的詳細描述本發(fā)明涉及甲狀旁腺激素制劑，該制劑表現(xiàn)出激素在化學組成及生物活性方面的儲存穩(wěn)定性。
作為活性組分，本制劑加有全長形式的含84個氨基酸的人甲狀旁腺激素，該激素來源于多肽合成的重組體或人體液的提取物。在本說明書中，這種形式的人PTH簡寫為hPTH(1-84)，其氨基酸序列見Kimura et al的報道(Biochem Biophys Res Comm，114(2)493).作為全序列人PTH的替代品，制劑中也可加入那些人PTH的同源物、片段、或突變體。這些替代品已在切除了卵巢的大鼠模型中證明對于骨質增生癥具有人PTH的活性(見Kimmel et al，Endocrinology，1993，32(4)1577，引入本文作參考)。
甲狀旁腺激素還可以用別的形式如?；蜇iPTH(見Keutmann et al，Current Research on CalciumRegulating Hormones，Cooper，C.W.(Ed)，1987，University of Texas Press，Austin，pp57-63)，或者是成熟PTH同源物的片段或突變體?？杉尤氲奶娲訮TH片段至少得含有PTH的N端27個氨基酸殘基，理想的是至少34個N端殘基，例如PTH(1-34)、PTH(1-37)、PTH(1-38)和PTH(1-41)。在PTH突變體形式的替代品中，1-5位的氨基酸發(fā)生了替換以提高PTH的穩(wěn)定性和半壽期。例如8和/或18位的甲硫氨酸替換為亮氨酸或其它疏水氨基酸可提高PTH的抗氧化穩(wěn)定性。又如將25-27位氨基酸替換為胰蛋白酶不敏感的氨基酸如組氨酸或其它氨基酸可增加PTH抗蛋白酶的穩(wěn)定性。這些形式的PTH都包括在本文通用的術語＂甲狀旁腺激素＂。
本發(fā)明提供了一種水含量不超過2％(重量)的粉末形式的PTH制劑。它由經選擇的甲狀旁腺激素、不揮發(fā)的緩沖劑以及賦形劑混合得到的無菌激素水溶液凍干而成。
本制劑中加入的賦形劑用來作為凍干過程的低溫保護劑和使配藥過程易行的膨化劑。在藥物中可使用的賦形劑中，本發(fā)明未選用糖類如乳糖和麥芽糖，而挑選了那些在凍干過程中能與緩沖劑結合，形成非晶體的無定形粉塊的賦形劑。由于使用了據(jù)此挑選的賦形劑，凍干后的粉塊在快速重配的過程中能保證理想的品質。本文優(yōu)選的是多醇類賦形劑，對多醇類賦形劑成塊性質的估測表明甘露醇是首選的賦形劑，因為它不僅能制成高質量的粉塊，而且在溶液中能使PTH穩(wěn)定。
本發(fā)明的制劑中加入的緩沖劑，除了符合藥物可接受的需要外，還必須是非揮發(fā)性的。不揮發(fā)才能使凍干過程中pH值的降低不超過0.4個pH單位這個范圍。
以前在PTH制劑中所使用的緩沖劑，例如乙酸，已被發(fā)現(xiàn)在凍干過程中有不同程度的揮發(fā)，結果導致不僅產品不均一，而且由于緩沖劑的損失，重配后產品的pH值也不一致。本發(fā)明中所選用的緩沖劑是在生理上可接受的pH范圍內具有緩沖能力的緩沖劑。所謂生理上可接受的pH指的是在給藥時不或極少引起患者不適，并適于不同注射方式的pH。對于在給藥之前需要稀釋的制劑，如溶解在儲用的輸注液中的制劑的pH變化范圍較廣，從約pH3到約pH9。作為在重配后直接注射的制劑，PTH制劑理想的緩沖范圍是在pH3.5～7.5之間。合適的非揮發(fā)性緩沖劑因此應是那些藥物上可接受且能將制劑的pH值緩沖在目標pH值范圍之內的，包括磷酸鹽緩沖劑等，優(yōu)選的是檸檬酸緩沖劑，如檸檬酸鈉/檸檬酸。
在本發(fā)明中，為了提供儲存穩(wěn)定的甲狀旁腺激素制劑，所選用的不揮發(fā)性緩沖劑是在加入后能得到最終pH范圍為3.5～6.5的緩沖劑，而賦形劑是加入后能得到終濃度為2％～10％(w/v)范圍的賦形劑。在本發(fā)明的具體實施方案中，緩沖劑產生的pH范圍是3.8～6.2，賦形劑的終濃度是3～7％，如4～6％(w/v)。首選的緩沖劑使用檸檬酸類如檸檬酸二氫鈉/檸檬酸，賦形劑使用5％(w/v)的甘露醇。
本發(fā)明的PTH制劑中所加入的PTH是醫(yī)學有效劑量的。該術語指的是其量既足以用于臨床治療又適于醫(yī)學診斷。根據(jù)所選用的PTH的類型及制劑的預期最終用途，制劑中加入的甲狀旁腺激素的特定量可以預先確定。在一種應用中，開發(fā)的制劑是用于治療目的，尤其是對于骨質增生癥的治療。骨質增生癥的治療這個目的限定了重配后的制劑的給藥方式是通過注射，最好是皮下注射，根據(jù)治療方案，對于人PTH(1-84)的單位劑量是，每個患者25微克PTH/ml～500微克PTH/ml注射液，注射體積范圍是0.3～1.3ml。因此，經過純化并無菌過濾后的PTH與緩沖劑和賦形劑混合后形成PTH濃度為25微克PTH/ml～500微克PTH/ml，優(yōu)選50微克/ml～150微克/ml的水溶液。如果需要，可以通過加入等當量的PTH的同源物，如PTH(1-84)的突變體或片段來代替人PTH(1-84)。
本發(fā)明的一個實施方案中，提供的制劑的單位劑量是在大約1ml(0.8～1.2ml)重配溶劑中加入50～150微克的人PTH(1-84)，每個小瓶中加入約1ml液體PTH制劑，隨后凍干。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，每份凍干形式的PTH制劑包括25～250微克/ml的人PTH(1-84)，2～8％(重量)的甘露醇，以及在無菌水中能將重配的制劑的pH緩沖到3.5～6.5范圍的檸檬酸類緩沖劑。在本發(fā)明的具體實施方案中，加入的檸檬酸緩沖劑將足以使pH緩沖在6.0±0.4的范圍。
當把制劑制備成含有所需數(shù)量及濃度的緩沖劑、賦形劑及PTH的水溶液的形式后，在每個小瓶中注入所需體積的溶液，然后將小瓶集中進入凍干過程。
作為現(xiàn)有的傳統(tǒng)技術，凍干過程中要求嚴格的溫度控制以保證凍干這一程序的均一性及完全性，如要求得到的干粉中水的重量比不超過2％，最好不超過1.5％。將小瓶中的PTH制劑溶液凍干成PTH粉劑至少要經過兩個不同的干燥步驟第一步要除去溶液制劑中的非結合水而不引起粉塊的損毀。首先將小瓶中的PTH制劑溶液冷卻到低于-30℃(最好是約-50℃)使其結冰，然后將溫度升高并保持在-10℃左右，同時減壓，使壓力不超過350微巴如260微巴，直到所有非結合水基本上都被除掉。在本文具體的實施例的條件下，合適的干燥時間是16小時。第二步是設法除去粉塊中的結合水，同樣要避免損壞粉塊。該過程在低于使PTH的生物活性受損的溫度下進行，在更低的壓力(＜50微巴)下在-10℃保持3小時，然后加熱并保持在25℃直到幾乎所有的結合水(＜2％)都被除去。該過程至少需要12小時，最好16小時或更長時間。完成之后，小瓶可以用例如自動加塞機密封，離開凍干機后加蓋。
最終的使用者僅需將制劑重配在無菌水中配成可供注射的針劑這一點上，本發(fā)明中的PTH制劑可說是完滿的。為了這一目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種醫(yī)用藥盒，包括至少一個含本發(fā)明的凍干的PTH粉的小瓶，至少一瓶重配制劑所需的無菌水，以及一份指導如何將干粉重新溶解的說明書。藥盒中還可以包括一套供最終的使用者注射重配藥劑的器械。在本發(fā)明的一個具體實施方案中，注射器械是皮下注射用針頭，如25號針頭和一個能容納0.5～5ml，例如1或2ml溶液的針筒。另外，一套藥盒還可以包括一個內裝多個單位劑量的PTH的小瓶，以及一瓶附帶的足以溶解多單位劑量粉劑的無菌水。
在使用時，最終使用者將水瓶中的水抽到注射器中，然后加入到裝有PTH的小瓶中，與PTH凍干粉混合并使之重新溶解。需要的話可以用注射器抽打幾次直到可見粉末完全溶解為止。本PTH制劑的優(yōu)點是混合極為迅速，1分鐘，更通常的是30秒內混合完畢?；旌现螅褂谜吡⒓纯梢园瘁t(yī)囑劑量和方式注射PTH。若所提供的是多劑量小瓶，還附帶一份抗菌劑，每次注射之后剩下的制劑可以冷藏保存繼續(xù)使用數(shù)天。
除了在臨床治療上使用之外，本PTH制劑還可用于醫(yī)學診斷目的，尤其是輔助診斷低鈣血患者的甲狀旁腺機能減退與假性甲狀旁腺機能減退。除了PTH的劑量之外，上述用于治療目的的PTH制劑的組成成分都維持不變。為診斷目的，較為合適的是靜脈注射相當于200IU的人PTH(1-84)或PTH的等效物。依靠確定注射PTH對尿液中cAMP水平的影響可作出診斷結論。cAMP水平提高表示甲狀旁腺機能減退，反之則是假性甲狀旁腺機能減退。
實施例在凍干之前首先制備液體PTH制劑，即混合作為激素的人PTH(1-84)、作為賦形劑的甘露醇及作為緩沖劑的檸檬酸鹽。
生產制劑的第一步，是用可注射使用的20％(w/v)無菌甘露醇溶液(British Pharmacopeia)配成兩種混合液在20％的甘露醇溶液中加入(1)檸檬酸溶液以得到含10mM檸檬酸和5％甘露醇的混合液；(2)檸檬酸鈉一水合物溶液得到第二份含10mM檸檬酸鹽和5％甘露醇的混合液，將兩種混合液以合適的體積比混溶，以得到pH分別為4(±0.2)和6(±0.2)的5％甘露醇溶液。
然后在5％的甘露醇溶液(pH分別為4和6)中加入一定數(shù)量的凍干的人PTH(1-84)。PTH是由微生物發(fā)酵生產的，在凍干之前需經過純化、滅菌等處理。定量的PTH加入到pH4和pH6的5％甘露醇溶液中得到儲存液，將其以1.1ml的體積分裝到小瓶中，每個小瓶中分別含有如下數(shù)量的PTH100，250，500，1000和2500微克。
凍干之前，各種濃度的PTH溶液在無菌條件下以手工或自動分裝機按1.1ml體積分裝到5ml的玻璃小瓶中(USP Type I)，然后裝盤并在一個無菌的、充氮的凍干機中預冷至-50℃。在裝盤及預冷4小時后，抽去凍干室的空氣，1小時后使壓力降至0。26毫巴。然后執(zhí)行第一個干燥步驟加熱30余分鐘，使溫度從-50℃上升到-10℃，并保持16小時。再執(zhí)行第二個干燥步驟從-10℃繼續(xù)加熱至25℃，并繼續(xù)減壓3小時以上使壓力降至0.05毫巴，保持此溫此壓16小時。在第二步結束時，凍干室充上氮氣，壓力為0.85～0.95巴。箱子上移，給藥瓶塞上橡皮塞，然后移走瓶，在壓力平衡后封上鋁瓶帽。
裝有各濃度的pH4或pH6的凍干的PTH制劑的小瓶隨后儲存在4℃和37℃。于儲存1，2，3，6和9個月后進行分析。作穩(wěn)定性分析時要將制劑重配在1.1毫升的無菌水中。將水透過橡皮塞注入瓶中，1分鐘后藥粉溶解，再抽取溶液進行分析。
下面依次介紹各種穩(wěn)定性實驗的結果PTH的生物活性分析是在大鼠卵巢肉瘤細胞(UMR106)中分析PTH刺激的腺苷酸環(huán)化酶的產生。這種PTH分析可見Rodan et al(J Clin Invest，1983，721511)和Rabbani et al(Endocrinol，1988，1232709)的報道。在儲存九個月后，無論溫度為4℃或37℃，也無論pH是4還是6，PTH的生物活性均未發(fā)現(xiàn)有明顯降低。在圖1中，PTH濃度為1000微克/劑量，用一條最接近平均值的直線表示了這一結果。
使用傳統(tǒng)方法，對重配后的PTH制劑進行的SDS-PAGE電泳分析同樣表明，儲存后的純度，在各種pH、溫度及儲存溫度下都沒有明顯降低。見圖2所示。RP-HPLC分析表明，重配后的制劑的純度有些降低，但僅限于較高的37℃儲存時的情況(每過一月純度降低0.7％)。在4℃儲存時，反相HPLC分析表明沒有明顯的純度降低的情況發(fā)生。免疫分析(Allego)同樣表明，完整的PTH在各種濃度、pH和溫度下在儲存時間內是恒定的。
使用標準的Karl-Fischer技術分析PTH的殘存濕度，結果指出，在所有凍干并經歷儲存期的PTH制劑中，水的含量低于2％(重量)，典型的是在1％(重量)左右。
經歷凍干與儲存過程后重新溶解表明pH沒有明顯的改變，說明在凍干時緩沖劑沒有揮發(fā)。緩沖到pH4的制劑保持pH4±0.2，緩沖到pH6的制劑保持在pH6±0.4。
對凍干制劑溶解的速度與程度也進行了檢驗。在室溫下所有樣品都能在1分鐘之內溶解于1.1毫升無菌水中。最快的溶解時間是0.5分鐘(pH4)和0.4分鐘(pH6)。此外，無論那種pH或那種儲存溫度下，凍干粉重新溶解后都未發(fā)現(xiàn)有不溶顆粒存在。
權利要求
1.一種甲狀旁腺激素制劑，包括醫(yī)學有效劑量的甲狀旁腺激素；可與所述激素共同凍干形成不定形粉塊的賦形劑；其量足夠調節(jié)制劑的pH使其保持在生理可接受pH范圍之內的不揮發(fā)性緩沖劑；以及水。
2.根據(jù)權利要求1所述的甲狀旁腺激素制劑，其中所述的賦形劑是甘露醇。
3.根據(jù)權利要求1所述的甲狀旁腺激素制劑，其中所述的緩沖劑是檸檬酸鹽類緩沖劑。
4.根據(jù)權利要求3所述的甲狀旁腺激素制劑，其中所述的賦形劑是甘露醇。
5.根據(jù)權利要求1所述的甲狀旁腺激素制劑，以含水量小于2％(重量)的凍干粉末形式存在。
6.根據(jù)權利要求5所述的甲狀旁腺激素制劑，其中所述的甲狀旁腺激素是人PTH(1-84)。
7.根據(jù)權利要求6所述的甲狀旁腺激素制劑，其中所述的賦形劑是甘露醇。
8.根據(jù)權利要求7所述的甲狀旁腺激素制劑，其中所述的緩沖劑是檸檬酸鹽類緩沖劑。
9.根據(jù)權利要求8所述的甲狀旁腺激素制劑，其中所述的賦形劑是甘露醇。
10.一種甲狀旁腺激素制劑，包括濃度范圍為25～250μg/ml的甲狀旁腺激素；濃度范圍為3～7％(w/v)的甘露醇；其量足以調節(jié)制劑的pH到pH3.5～pH6.5范圍的檸檬酸緩沖劑；以及水。
11.根據(jù)權利要求10所述的甲狀旁腺激素制劑，其中所述的甲狀旁腺激素是人PTH(1-84)。
12.根據(jù)權利要求11所述的甲狀旁腺激素制劑，以含水量小于2％(重量)的凍干粉末形式存在。
13.根據(jù)權利要求12所述的甲狀旁腺激素制劑，其中所述的甘露醇的濃度為4～6％。
14.根據(jù)權利要求13所述的甲狀旁腺激素制劑，其中所述的檸檬酸緩沖劑的量足以調節(jié)制劑的pH到pH6±0.4。
15.裝有根據(jù)權利要求1所述的甲狀旁腺激素制劑的小瓶。
16.裝有根據(jù)權利要求5所述的甲狀旁腺激素制劑的小瓶。
17.裝有根據(jù)權利要求9所述的甲狀旁腺激素制劑的小瓶。
18.裝有根據(jù)權利要求12所述的甲狀旁腺激素制劑的小瓶。
19.用于配制可注射PTH溶液的藥盒，包括至少一個含有如權利要求5所述的甲狀旁腺激素制劑的第一小瓶，至少一個用于重新溶解所述制劑的無菌水的第二小瓶，以及一份關于制劑配制方法的說明書。
20.根據(jù)權利要求19所述的藥盒，其中還有一用來注射重配PTH制劑的器械。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有被賦形劑和緩沖劑穩(wěn)定的甲狀旁腺激素的制劑。優(yōu)選的制劑包括人PTH(1-84)、作為賦形劑的甘露醇以及作為緩沖劑的檸檬酸鹽，并以凍干粉末形式裝入小瓶中以用于重配而治療骨質疏松癥。
文檔編號A61K47/12GK1142772SQ94194608
公開日1997年2月12日 申請日期1994年12月16日 優(yōu)先權日1993年12月23日
發(fā)明者約瑟夫斯·約翰內斯·瑪麗·霍爾特休斯, 艾爾伯特·邁金, 阿爾溫納斯·安東尼厄斯·弗特曼 申請人:艾里利克斯生物藥物公司