CN104755097A - 用于治疗高血糖症的方法和组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于治疗受试者中的疾病和或病症的组合物和方法，所述疾病和或病症包括高血糖症和/或糖尿病和肥胖症。特别地，本发明提供干粉经口吸入系统，所述系统包含包括聚乙二醇化GLP-1分子的GLP-1类似物和二酮哌嗪的干粉组合物。

Description

用于治疗高血糖症的方法和组合物
与相关申请的交叉引用
本申请要求2012年8月29日提交的美国临时专利申请编号61/694,741的权益，其全部公开内容通过引用被并入本文。
技术领域
本文公开了利用胰高血糖素样肽1(GLP-1)分子疗法(包括GLP-1的修饰形式)治疗疾病和或病症(包括高血糖症和/或糖尿病)的方法和组合物。
背景
将活性成分引入循环的药物递送系统数目众多，其包括经口、经皮、皮下和静脉内施用。虽然这些系统已使用了相当长时间，并能够递送用于治疗多种疾病的充足的药物，但它们面对着许多挑战。特别地，递送有效量的蛋白质和肽来治疗某些疾病一直是个问题。引入正确量的活性剂涉及许多因素。例如，制备合适的药物递送制剂可有助于制剂向其靶位点递送有效量的活性剂。活性剂应该在药物递送制剂中稳定，且制剂应该允许活性剂被吸收进循环中并保持有活性，以使它能够以有效治疗水平到达作用位点。因此，在药理学领域，能够递送可行活性剂的药物递送系统至关重要。
制造在治疗上合适于治疗疾病的药物递送制剂可在一定程度上取决于将被递送给患者的活性成分或药剂的特征。这种特征可包括但不限于溶解性、pH、稳定性、毒性、释放率和通过正常生理过程被从身体除去的容易程度。例如，在经口施用中，当药剂对酸敏感时，已使用药学上可接受的材料开发出肠溶包衣，其能够阻止活性剂在胃的酸性环境中被释放。例如，可使用在酸性pH下不溶的聚合物来配制酸敏感性药剂和将其递送至pH为中性的小肠。在中性pH下，聚合物包衣可溶解以释放活性剂，然后活性剂被吸收进入肠的系统循环。经口施用的活性剂能够进入系统循环并通过肝脏。在某些情况下，剂量的一些部分在到达靶组织之前在肝脏中被代谢和/或失活。在某些情况下，代谢物可能对患者有毒性或可产生不想要的副作用。
类似地，皮下和静脉内施用药学上有活性的药剂不能避免活性剂降解和失活。利用静脉内施用药物，药物或活性成分还可在到达靶组织之前例如在肝脏中被代谢。利用皮下施用某些活性剂(包括多种蛋白质和肽)，可能在药物递送位点和穿过静脉血流期间发生外周和脉管组织酶的额外降解和灭活。为了通过皮下和静脉内施用递送治疗量的活性剂，给药方案通常必须考虑到活性剂通过外周和脉管静脉组织以及最终的肝脏被灭活。对于某些活性剂，例如胰高血糖素样肽1(GLP-1)，这些问题可格外有挑战性。
概述
本文公开了用于治疗疾病和/或病症的用于吸入(包括肺递送)活性剂的组合物、吸入器系统和方法，以促进活性剂的递送。在一些实施方式中，所述方法包括：使用干粉药物递送系统，通过经口吸入将稳定化的GLP-1和/或其衍生物施用至肺循环。特别地，所述组合物和方法可包含用于治疗疾病和/或病症(例如内分泌起源的疾病和/或病症)的吸入器系统和组合物。在一些实施方式中，组合物提供比天然形式活性成分的半衰期延长的稳定化形式活性成分。在一些特别的实施方式中，组合物适用于，例如治疗包括高血糖症、糖尿病等等的疾病。
在一个实施方式中，组合物包含二酮哌嗪和经修饰的活性剂，包括例如肽、蛋白质和/或其片段、免疫球蛋白、小分子例如神经递质等等。组合物包含活性剂、其衍生物或激动剂，它们已例如通过与另一种分子(例如白蛋白或聚乙二醇(“聚乙二醇化”)等等)缀合而被修饰成更稳定的化合物。在一个示例性实施方式中，组合物包含二酮哌嗪(例如2,5-二酮-3,6-二(4-X-氨基丁基)哌嗪干粉)和聚乙二醇化GLP-1。在一些实施方式中，干粉可以是，例如结晶的、无定型的或者结晶的和无定型的组合。在一个实施方式中，组合物包含具有以下特征的活性GLP-1分子：当被施用至患者时，其在系统循环中的半衰期比天然形式GLP-1的半衰期增加。在一个实施方式中，组合物包含经聚乙二醇PEG修饰的GLP-1缀合物(conjugate)或聚乙二醇化GLP-1和二酮哌嗪。在一个实施方式中，GLP-1的聚乙二醇化可以在肽的N-末端或羧基末端，其中聚乙二醇化GLP-1比天然GLP-1的激动剂活性增加且半衰期提高。
在一些具体的实施方式中，提供治疗方法，所述方法包括：使用装备有含干粉组合物的药筒(cartridge)的吸入器向需要治疗的患者施用包含用于吸入的干粉组合物的组合物，所述干粉组合物包含聚乙二醇化的活性剂和二酮哌嗪。在一个示例性实施方式中，提供治疗高血糖症和/或糖尿病的方法，所述方法包括：向患者施用治疗量的组合物，所述组合物包含聚乙二醇化的肽(包括聚乙二醇化GLP-1)和二酮哌嗪(包括富马酰基二酮哌嗪)。一些实施方式包括用于预防或减少通常与皮下和静脉内施用胰高血糖素样肽1(GLP-1)有关的副作用(例如多汗、恶心和呕吐)的方法，这种方法包括：向需要治疗的患者施用组合物，所述组合物包含聚乙二醇化GLP-1分子和二酮哌嗪的微粒。特别地，所述方法包括使用干粉药物递送系统施用聚乙二醇化GLP-1分子进入肺循环，包括通过吸入进入肺泡毛细血管。
在所述组合物包含二酮哌嗪(包括富马酰基二酮哌嗪)和聚乙二醇化GLP-1的一些实施方式中，GLP-1分子可包含一个或多个聚乙二醇分子。在一些实施方式中，聚乙二醇分子量(MW)可大于或等于500道尔顿，或者大于或等于1千道尔顿(kDa)，或者大于或等于2kDa，或者大于或等于4kDa，或者大于或等于7kDa，或者大于或等于10kDa，或者大于或等于20kDa，或者大于或等于30kDa，或者大于或等于40kDa，或者大于或等于50kDa，或者大于或等于60kDa，或者大于或等于70kDa，或者大于或等于80kDa，或者大于或等于90kDa，或者大于或等于100kDa，或者大于或等于150kDa，或者大于或等于200kDa，或者大于或等于250kDa，或者大于或等于500kDa，或更多等等。本发明中所使用的聚乙二醇聚合物可以是线性的，或者可包含分支基团(例如甘油或糖基团)，并可以是如本领域所述的聚乙二醇衍生物。
在一个实施方式中，提供用于治疗患者的高血糖症和/或糖尿病的方法，所述方法包括下述步骤：经膳食向需要治疗的患者施用包含治疗有效量的GLP-1分子的可吸入干粉制剂；其中所述施用不导致至少一种选自恶心、呕吐和多汗的副作用。
在另一个实施方式中，所述患者是患2型糖尿病的哺乳动物。在另一个实施方式中，干粉制剂包含约0.01mg-约5mg，或0.5mg-约3mg或约1mg-约50mg GLP-1分子，包括PEG-GLP-1(7-37)、PEG-Val(8)GLP-1或PEG-GLP-1(7-36)。
在一些实施方式中，可以施用单剂量或者多于一个剂量的干粉制剂；可以以根据患者需求的间隔，在膳食前或经膳食施用。在另一个实施方式中，可吸入干粉制剂还包含DPP-IV抑制剂。
在一个实施方式中，提供用于降低患高血糖症的2型糖尿病患者中的葡萄糖水平的方法，所述方法包括下述步骤：向需要治疗的患者施用用于肺施用的可吸入干粉制剂，所述制剂包含治疗有效量的GLP-1和二酮哌嗪或其药学上可接受的盐。
在另一个实施方式中，可吸入干粉制剂包含二酮哌嗪，例如2,5-二酮-3,6-二(4-X-氨基丁基)哌嗪，其中X是琥珀酰基、戊二酰基、马来酰基或富马酰基；或其药学上可接受的盐，包括钾、镁和钠盐，以及任选地表面活性剂。
在另一个实施方式中，GLP-1分子选自天然GLP-1、GLP-1代谢物、GLP-1衍生物、长效GLP-1、GLP-1模拟物、毒晰外泌肽(exendin)或其类似物、或它们的组合，且GLP-1分子至少具有天然GLP-1的生物活性。在另一个实施方式中，所述生物活性是促胰岛素活性。
在另一个实施方式中，所述方法还包括向患者施用治疗量的胰岛素分子。在另一个实施方式中，可吸入干粉制剂包含与胰岛素分子共配制的PEG-GLP-1分子。在另一个实施方式中，胰岛素分子作为可吸入干粉制剂被单独施用。在另一个实施方式中，胰岛素是速效或长效胰岛素。
在另一个实施方式中，所述方法还包括施用包含长效GLP-1类似物的制剂，所述长效GLP-1类似物包括例如PEG-GLP-1(7-37)或PEG-GLP-1(7-36)和抑制二肽基肽酶切割GLP-1的缀合物。
在另一个实施方式中，可吸入干粉制剂缺乏对胃排空的抑制。
在一个实施方式中，提供用于治疗糖尿病和/或高血糖症的药盒(kit)，所述药盒包含：a)被可操作地配置以装入(fit into)干粉吸入器并含有包含GLP-1分子和式2,5-二酮-3,6-二(4-X-氨基丁基)哌嗪的二酮哌嗪或其盐的干粉制剂的药筒；在所述式中X选自琥珀酰基、戊二酰基、马来酰基或富马酰基，和b)被可操作地配置以接受/容纳并牢固接合所述药筒的吸入设备。
在另一个实施方式中，提供用于治疗2型糖尿病患者中的高血糖症的药盒，其包含肺药物递送系统，所述系统包含：a)被可操作地配置以装入干粉吸入器并能够含有和递送包含GLP-1分子(包括聚乙二醇化GLP-1)和式2,5-二酮-3,6-二(4-X-氨基丁基)哌嗪的二酮哌嗪或其盐的干粉制剂的药筒，在所述式中X由琥珀酰基、戊二酰基、马来酰基,和富马酰基组成，和b)被可操作地配置以适配并牢固接合所述药筒并将所述干粉制剂递送给使用的患者的吸入设备。
在另一个实施方式中，提供用于治疗受试者中的高血糖症的方法，所述方法包括：向受试者施用包含GLP-1分子(包括聚乙二醇化GLP-1)的可吸入制剂，其中在向患者施用可吸入制剂之后约4小时的时期内，受试者的血液葡萄糖水平降低约0.1mmol/L-约3mmol/L。在另一些实施方式中，经膳食、膳食前、膳食后或在空腹状态下向2型糖尿病患者施用可吸入制剂。在另一个实施方式中，可吸入制剂包含约0.01-约5mg或约0.02mg-约3mg制剂中的GLP-1。在组合物包含缀合形式的GLP-1(包括，例如PEG-GLP-1(7-37)或PEG-GLP-1(7-36))的某些实施方式中，制剂中活性剂的量可以为，例如约20mg、30mg、40mg或50mg。
在另一个实施方式中，提供治疗高血糖症的方法，所述方法包括：向空腹血液葡萄糖浓度升高较高(例如，高于7mmol/L，高于8mmol/L，高于9mmol/L，高于10mmol/L或高于11mmol/L)的受试者施用包含治疗有效量的GLP-1分子和二酮哌嗪的可吸入干粉制剂。在一个实施方式中，治疗高血糖症的方法包括：向受试者施用一个或更多个剂量的包含GLP-1分子(例如干粉制剂中的聚乙二醇化GLP-1)的可吸入干粉制剂，其中所述受试者患2型糖尿病且血液葡萄糖浓度高于7mmol/L，所述制剂中的GLP-1在0.5mg-约3mg的范围内。在本文的一个实施方式中，可使用下述制剂将所述方法应用于受试者，在所述制剂中将被施用的GLP-1分子是，例如聚乙二醇化的天然GLP-1(7-37)或GLP-1(7-36)酰胺，或GLP-1的重组形式，或其合成形式或类似物，或具有单-聚乙二醇化、二-聚乙二醇化、三-聚乙二醇化或多-聚乙二醇化位点的种类。在这个实施方式中，单-聚乙二醇化是其中GLP-1肽被单分子聚乙二醇修饰，其中聚乙二醇与GLP-1的一个氨基酸残基共价结合。二-聚乙二醇化GLP-1指的是两分子聚乙二醇共价结合至GLP-1肽，三-聚乙二醇化肽指的是三分子聚乙二醇结合至GLP-1肽等等。在这个和另一些实施方式中，当未标明分子数目时，术语多-聚乙二醇化指的是多于一个聚乙二醇分子结合至肽。
在一个示例性实施方式中，GLP-1分子在肽的C-末端被单-聚乙二醇化。在一个实施方式中，单聚乙二醇化是共价结合至分子上的氨基酸赖氨酸残基。在另一个实施方式中，所述方法中使用的干粉制剂包含天然GLP-1(7-37)或GLP-1(7-36)酰胺或者在GLP-1分子的N-或C-末端具有单-、二-或三-聚乙二醇化的其类似物和吸入干粉形式的富马酰基二酮哌嗪微粒。
在另一个实施方式中，治疗高血糖症的方法包括：向空腹血液葡萄糖浓度升高(高于8mmol/L)的受试者施用吸入制剂；所述制剂包含聚乙二醇化GLP-1分子和富马酰基二酮哌嗪。在一个实施方式中，GLP-1分子构成约10％-约30％的制剂，使用干粉吸入器通过肺吸入施用GLP-1分子。在一个实施方式中，有效剂量被提供于药筒中，并且可被施用量的范围为约0.01mg-约5mg，或约0.5mg-约3mg制剂中的GLP-1。在一个实施方式中，治疗高血糖症的方法包括：向受试者施用包含聚乙二醇-GLP-1和富马酰基二酮哌嗪的干粉制剂，其使得空腹血液葡萄糖浓度在肺施用后约30-约45分钟降低约0.5mmol/L至约1.5mmol/L。在这个实施方式中，可伴随或不伴随二线治疗(例如口服抗高血糖药物例如二甲双胍等等)施用包含聚乙二醇化GLP-1的组合物。
在一个实施方式中，提供用于治疗被诊断为患2型糖尿病的患者的高血糖症的方法，所述方法包括：通过经口吸入向患者施用有效量的包含GLP-1和二酮哌嗪的粉末制剂并恢复患者中的第一相胰岛素应答或早期胰岛素分泌；其中所述患者的血液葡萄糖浓度高于例如5mmol/L、或6mmol/L、或7mmol/L、或8mmol/L、或9mmol/L，或高于10mmol/L或高于11mmol/L等等，其中所述GLP-1是单-、二-或三-聚乙二醇化的，且至少一种聚乙二醇化在肽的赖氨酸残基。在一个实施方式中，干粉包含聚乙二醇化GLP-1和二酮哌嗪，包括例如双-3,6-(4-富马酰基-氨基丁基)-2,5-二酮哌嗪。
在另一个实施方式中，提供诱导患有2型糖尿病的受试者中的脉动胰岛素释放(pulsatile insulin release)的方法。所述方法包括：向被诊断患有2型糖尿病且展示出高于7mmol/L、高于9mmol/L、高于10mmol/L或高于11mmol/L的血液葡萄糖水平的受试者施用包含治疗有效量的聚乙二醇化GLP-1分子和二酮哌嗪的可吸入干粉制剂；其中，在餐前和/或餐中向患者施用一个或多个剂量的干粉制剂中的聚乙二醇-GLP-1分子，在施用所述制剂之后，所述剂量能有效诱导受试者的胰岛B细胞分泌胰岛素。在以多于一个的剂量施用干粉制剂的实施方式中，剂量之间的间隔可取决于患者，其范围可为：从经膳食施用首剂(时间0)到膳食后约8小时。在一个实施方式中，例如，所述方法包括：经膳食向患者施用首剂干粉制剂，并且在例如膳食后15、30、45和/或60分钟施用另一剂制剂。在这个和另一些实施方式中，可使用配置有含干粉制剂的药筒的干粉吸入系统向患者提供可吸入干粉制剂。
在一些具体的实施方式中，提供用于治疗高血糖症和/或2型糖尿病的药物递送系统，其包含干粉吸入器，所述干粉吸入器包含可吸入干粉组合物的。所述药物递送系统还可包含含有可吸入干粉组合物的一次性药筒，其中所述药筒包含粉末容纳壳(containment vessel)和可被配置为在给药期间关闭和打开的盖子；所述吸入器高度抵抗气流，例如约每分钟0.065-约0.200(kPa)/L。在一个实施方式中，用于治疗高血糖症的药物递送系统包含用于肺施用的干粉可吸入制剂，其包含治疗有效量的聚乙二醇化GLP-1分子和双-3,6-(4-富马酰基-氨基丁基)-2,5-二酮哌嗪或其药学上可接受的盐，其中将被治疗的患者的空腹血液葡萄糖浓度高于7mmol/L。
附图简介
图1描述了在吸入之后的不同时间测量到的利用含1.5mg GLP-1剂量的可吸入干粉制剂处理的受试者中活性胰高血糖素样肽1(GLP-1)的平均血浆浓度。
图2A描述了在吸入之后的不同时间测量到的利用含1.5mg GLP-1剂量的可吸入干粉制剂处理的受试者中胰岛素的平均血浆浓度。
图2B描述了与利用皮下施用GLP-1处理的受试者相比，在吸入之后的不同时间测量到的利用含1.5mg GLP-1剂量的可吸入干粉制剂处理的受试者中GLP-1的血浆浓度。
图2C描述了与利用静脉内50μg GLP-1剂量处理的受试者和利用皮下GLP-1剂量处理的受试者相比，在吸入之后的不同时间测量到的利用含1.5mg GLP-1剂量的可吸入干粉制剂处理的受试者中的血浆胰岛素浓度。
图3描述了在吸入之后的不同时间测量到的利用含1.5mg GLP-1剂量的可吸入干粉制剂处理的受试者中C-肽的平均血浆浓度。
图4描述了在吸入之后的不同时间测量到的利用含0.05mg、0.45mg、0.75mg、1.05mg和1.5mg GLP-1剂量的可吸入干粉制剂处理的受试者中葡萄糖的平均血浆浓度。
图5描述了利用含0.05mg、0.45mg、0.75mg、1.05mg和1.5mg GLP-1剂量的可吸入干粉制剂处理的患者中的平均血浆胰岛素浓度。数据显示：响应于肺GLP-1施用的胰岛素分泌是剂量依赖性的。
图6描述了利用含0.05mg、0.45mg、0.75mg、1.05mg和1.5mg GLP-1剂量的可吸入干粉制剂处理的患者中的平均血浆胰高血糖素浓度。
图7描述了相对于被皮下(SC)施用毒晰外泌肽-4，通过肺吹入(pulmonary insufflation)接受毒晰外泌肽-4/FDKP(富马酰基二酮哌嗪)粉末的雄性Zucker糖尿病肥胖(ZDF)大鼠中的平均血浆毒晰外泌肽浓度。实心正方形代表肺吹入毒晰外泌肽-4/FDKP粉末之后的反应。空心正方形代表皮下施用毒晰外泌肽-4之后的反应。数据被标绘为平均值±SD。
图8描述了相对于被皮下施用毒晰外泌肽-4，通过肺吹入接受空气对照、毒晰外泌肽-4/FDKP粉末或GLP-1/FDKP粉末的雄性ZDF大鼠中血液葡萄糖浓度从基线的变化。该图还显示了组合实验，其中通过肺吹入向大鼠施用包含GLP-1/FDKP的吸入粉末，随后施用包含毒晰外泌肽-4/FDKP的吸入粉末。在该图中，闭合菱形代表肺吹入毒晰外泌肽-4/FDKP粉末之后的反应。闭合圆形代表皮下施用毒晰外泌肽-4之后的反应。三角形代表施用GLP-1/FDKP粉末之后的反应。正方形代表肺吹入单独的空气之后的反应。星形代表通过吹入向大鼠提供2mgGLP-1/FDKP随后同样通过吹入施用2mg毒晰外泌肽-4/FDKP粉末所产生的反应。
图9A描述了相对于被静脉内(IV)施用胃泌酸调节素，通过肺吹入接受胃泌酸调节素/FDKP粉末的雄性ZDF大鼠中的平均血浆胃泌酸调节素浓度。正方形代表静脉内施用单独的胃泌酸调节素之后的反应。上三角形代表肺吹入5％胃泌酸调节素/FDKP粉末(0.15mg胃泌酸调节素)之后的反应。圆形代表肺吹入15％胃泌酸调节素/FDKP粉末(0.45mg胃泌酸调节素)之后的反应。下三角形代表肺吹入30％胃泌酸调节素/FDKP粉末(0.9mg胃泌酸调节素)之后的反应。数据被标绘为平均值±SD。
图9B描述了通过肺吹入接受30％胃泌酸调节素/FDKP粉末(0.9mg胃泌酸调节素)(1)；通过IV注射接受单独的胃泌酸调节素(1mg胃泌酸调节素)(2)；或接受空气对照(3)的雄性ZDF大鼠中的累积食物摄取。
图10A描述了相对于接受空气对照，通过肺吹入接受胃泌酸调节素/FDKP粉末的雄性ZDF大鼠中的平均血浆胃泌酸调节素浓度。正方形代表施用空气对照之后的反应。圆形代表肺吹入胃泌酸调节素/FDKP粉末(0.15mg胃泌酸调节素)之后的反应。上三角形代表肺吹入胃泌酸调节素/FDKP粉末(0.45mg胃泌酸调节素)之后的反应。下三角形代表肺吹入胃泌酸调节素/FDKP粉末(0.9mg胃泌酸调节素)之后的反应。数据被标绘为平均值±SD。
图10B描述的实验数据显示了相对于接受空气对照(4)，通过肺吹入以不同剂量(包括0.15mg胃泌酸调节素(1)；0.45mg胃泌酸调节素(2)；或0.9mg胃泌酸调节素(3))接受30％胃泌酸调节素/FDKP粉末的雄性ZDF大鼠中的累积食物摄取。数据被标绘为平均值±SD。星号(*)表示统计学显著性。
图11描述了6个禁食的2型糖尿病患者被施用单剂量的含GLP-1的可吸入干粉制剂之后在不同时间点的葡萄糖值。
图12描述了图11的6个禁食的2型糖尿病患者的组的平均葡萄糖值，其中所述葡萄糖值被表示为所有6个患者的葡萄糖水平从时间0(给药)的变化。
图13描述的数据获自ZDF大鼠以包含二酮哌嗪或二酮哌嗪盐的制剂形式被施用毒晰外泌肽-4的实验，其中毒晰外泌肽-4在腹膜内葡萄糖耐量试验(IPGTT)中通过多种施用途径(液体滴注(liquid installation)(LIS)、SC、肺吹入(INS))被提供。在一个组中，通过肺吹入用毒晰外泌肽-4与GLP-1的组合处理大鼠。
图14描述了通过肺吹入接受空气对照、通过IV注射接受单独的蛋白质YY(3-36)(PYY)、通过肺滴注(pulmonary insufflation)接受单独的PYY、通过肺吹入接受10％PYY/FDKP粉末(0.3mg PYY)；通过肺吹入接受20％PYY/FDKP粉末(0.6mg PYY)的雄性ZDF大鼠中的累积食物摄取。给药后30分钟、给药后1小时、给药后2小时和给药后4小时测量每组的食物摄取。数据被标绘为平均值±SD。
图15描述了相对于被静脉施用PYY，通过肺吹入被施用PYY/FDKP粉末的雌性ZDF大鼠在施用剂量后不同时间的血液葡萄糖浓度。
图16描述了相对于被静脉施用PYY，通过肺吹入接受PYY/FDKP粉末的雌性ZDF大鼠的PYY的平均血浆浓度。正方形代表静脉内施用单独的PYY(0.6mg)之后的反应。圆形代表液体滴注单独的PYY(1mg)之后的反应。下三角形代表肺吹入20％PYY/FDKP粉末(0.6mg PYY)之后的反应。上三角形代表肺吹入10％PYY/FDKP粉末(0.3mg PYY)之后的反应。左向三角形代表肺吹入单独的空气之后的反应。数据被标绘为平均值±SD。
图17描述了与皮下和静脉内施用相比，通过肺吸入被施用的含胰岛素、毒晰外泌肽、胃泌酸调节或PYY的本发明所述制剂的相对药物暴露和相对生物效应。
图18描述了被施用多种吸入的GLP-1和对照制剂的患者中平均GLP-1血浆水平。
图19描述了被施用多种吸入的GLP-1和对照制剂的患者中的血浆胰岛素水平。
图20描述了被施用多种吸入的GLP-1和对照制剂的患者中响应于吸入的GLP-1制剂的胃排空。
图21描述了被给予吸入的GLP-1制剂或安慰剂的具有2型糖尿病的受试者和空腹的正常受试者的平均血浆葡萄糖水平。
术语定义
在阐述本发明之前，提供下文中将使用的某些术语的理解可能是有帮助的：
活性剂：在本文中使用时，“活性剂”指的是药物、药用物质和生物活性剂。活性剂可以是，例如有机大分子包括核酸、合成的有机化合物、多肽、肽、蛋白质、多糖和其它糖、脂肪酸和脂质。肽、蛋白质和多肽都是通过肽键相连的氨基酸链。肽通常被认为少于30个氨基酸残基，但可包括更多。蛋白质是可含有多于30个氨基酸残基的聚合物。如本领域已知和本文中所使用的术语“多肽”可指肽、蛋白质或任意长度的含多个肽键的任何其它氨基酸链，但通常含有至少10个氨基酸。活性剂可被归入多种生物活性种类，例如血管活性剂、神经活性剂、激素、抗凝剂、免疫调节剂、细胞毒素剂、抗生素、抗病毒剂、抗原和抗体。更具体地，活性剂可以包括但不限于胰岛素及其类似物、生长激素、甲状旁腺素(PTH)、生长素释放肽、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、胰高血糖素样肽1(GLP-1)、德克萨斯红(Texas Red)、炔烃、环孢菌素，氯吡格雷和PPACK(D-苯丙氨酰基-L-脯氨酰-L-精氨酸氯甲基酮)、抗体及其片段，包括但不限于：人源化的或嵌合的抗体；F(ab)、F(ab)2或单独的或与其它多肽融合的单链抗体；针对癌症抗原的治疗或诊断性单克隆抗体、细胞因子、感染剂、炎性介质、激素和细胞表面抗原。在一些情况下，术语“药物”和“活性剂”可交换使用。
类似物：在本文中使用时，“类似物”包括与另一种化合物结构相似的化合物。例如，抗病毒化合物阿昔洛韦(acyclovir)是衍生自鸟嘌呤碱基的核苷鸟苷的核苷类似物并与其结构相似。因此，阿昔洛韦模拟鸟苷(与其生物学上类似)并通过替换病毒核酸中的鸟苷残基(或与其竞争)和阻止翻译/转录来干扰DNA合成。因此，与另一种化合物(母体化合物)结构相似并模拟母体化合物的生物或化学活性的化合物是类似物。使化合物具有类似物的资格没有关于最小或最大数目元素或功能基团取代的要求，只要类似物能够以某种相关方式(相同地、互补地或竞争地)模拟母体化合物的生物或化学性质。类似物可以是且经常是母体化合物的衍生物(参见下文的“衍生物”)。本文中公开的化合物的类似物的活性可等于、低于或高于它们的母体化合物的活性。
衍生物：在本文中使用时，“衍生物”是天然地或合成地从母体化合物生成(或衍生)的化合物。衍生物可以是类似物(参见上文的“类似物”)，因此其可具有相似的化学或生物活性。然而，不同于类似物，衍生物不一定必须模拟母体化合物的生物或化学活性。使化合物具有衍生物的资格没有关于最小或最大数目元素或功能基团取代的要求。例如，虽然抗病毒化合物更昔洛韦(ganciclovir)是阿昔洛韦的衍生物，但更昔洛韦的抗病毒活性谱和毒物学特性与阿昔洛韦不同。本文中公开的化合物的衍生物的活性可等于、低于、高于或甚至不类似于它们的母体化合物的活性。
二酮哌嗪：在本文中使用时，“二酮哌嗪”或“DKP”包括落入通式1范围内的二酮哌嗪及其盐、衍生物、类似物和修饰物，其中在位置1和4上的环原子E1和E2为O或N，且分别位于位置3和6的侧链R1和R2中至少一个包含羧酸(羧化物)基团。根据式1的化合物包括但不仅限于二酮哌嗪、二酮吗啉(diketomorpholine)和二酮二氧六环(diketodioxane)及其取代类似物。
除了形成空气动力学上适合的微粒外，二酮哌嗪还通过加速吸收进入循环系统来促进药物递送。二酮哌嗪可形成掺入了药物的颗粒，或药物可被吸附在其上的颗粒。药物和二酮哌嗪的组合可赋予改善的药物稳定性。这些颗粒可通过多种施用途径被施用。作为干粉，这些颗粒可根据颗粒大小通过吸入呼吸系统的特定区域而被递送。另外，所述颗粒可做得足够小，以用于掺入静脉内悬浮剂剂型中。也可用被掺入悬浮剂、片剂或胶囊的颗粒经口递送。二酮哌嗪还可以促进相关联药物的吸收。
在一个实施方式中，二酮哌嗪是3,6-二(富马酰基-4-氨基丁基)-2,5-二酮哌嗪(富马酰基二酮哌嗪，FDKP)。FDKP可包含其酸形式或盐形式的微粒，所述微粒可以在悬浮剂中被雾化或施用。
在另一个实施方式中，DKP是可通过(热)缩合氨基酸赖氨酸形成的3,6-二(4-氨基丁基)-2,5-二酮哌嗪的衍生物。示例性DKP衍生物包括3,6-二(琥珀酰-4-氨基丁基)-、3,6-二(马来酰-4-氨基丁基)-、3,6-二(戊二酰-4-氨基丁基)-、3,6-二(丙二酰-4-氨基丁基)-、3,6-二(草酰-4-氨基丁基)-和3,6-二(富马酰基-4-氨基丁基)-2,5-二酮哌嗪。DKP用于药物递送的用途在本领域已知(参见例如美国专利编号5,352,461、5,503,852、6,071,497和6,331,318，其中每个有关二酮哌嗪和二酮哌嗪介导的药物递送所教导的全部内容通过引用被并入本文)。DKP盐的用途描述于2005年8月23日提交的共同未决美国专利申请编号11/210,710中，其关于二酮哌嗪盐所教导的全部内容通过引用被并入本文。使用DKP微粒的肺药物递送公开于美国专利编号6,428,771中，其通过引用被整体并入本文。与将活性剂吸附在晶体DKP颗粒上相关的其它细节可在共同未决美国专利申请编号11/532,063和11/532,065中找到，其通过引用被整体并入本文。
药物递送系统：在本文中使用时，“药物递送系统”指的是用于递送一种或多种活性剂的系统。
干粉：在本文中使用时，“干粉”指的是未悬浮或溶解于推进剂、载体或其它液体中的精细微粒组合物。其并非旨在表示必须完全不含任何水分子。
早期：在本文中使用时，“早期”指的是应答于餐食所诱导的血液胰岛素浓度迅速上升。这种响应于餐食的胰岛素早期上升有时被称为“第一相”。在较新的资料中，有时候使用“第一相”指区别于餐食相关应答的利用静脉内推注葡萄糖可实现的血液胰岛素浓度更迅速上升的动力学谱。
内分泌疾病：内分泌系统是信息信号系统，其从腺体释放激素以提供特定化学信使，其调控生物体的许多不同功能，例如情绪、生长和发育，组织功能和代谢以及信息发送并作用于它们。内分泌系统疾病包括但不限于糖尿病、甲状腺疾病和肥胖。内分泌疾病的特点为：激素释放失调(生产性垂体腺瘤)、对信号不恰当响应(甲状腺功能减退)、腺体缺乏或破坏(1型糖尿病、慢性肾衰竭中红血球生成减弱)、对信号的响应性降低(2型糖尿病的胰岛素抵抗)或在关键位点(例如脖子)结构扩大(毒性多结节性甲状腺肿)。内分泌腺体功能衰退可由于储备减少、分泌不足、发育不全、萎缩或活性破坏而发生。功能亢进可由于分泌过剩、抑制缺乏、增生性或恶性变化或过度刺激而发生。术语“内分泌病症”包括代谢病症。
毒晰外泌肽：在本文中使用时，“毒晰外泌肽”指的是为GLP-1受体激动剂的肽，其包括毒晰外泌肽1-4。还涵盖的是毒晰外泌肽的羧基末端片段例如毒晰外泌肽[9-39]、羧酰胺化(carboxyamidated)分子和片段3-39至9-39。
偏移：在本文中使用时，“偏移”可以指落在餐前基线或其它起始点之上或之下的血液葡萄糖浓度。偏移通常被表示为血液葡萄糖随时间的图的曲线下面积(AUC)。AUC可以以多种方式被表达。在某些情况下，将既有落到基线以下也有升至基线之上，从而产生正面积和负面积。一些计算将从正AUC中减去负AUC，但其它计算将它们的绝对值相加。还可以分别考虑正AUC和负AUC。还可以使用更复杂的统计评估。在一些情况下，“偏移”还可以指上升或下降到正常范围之外的血液葡萄糖浓度。空腹个体的正常血液葡萄糖浓度通常在70-110mg/dL之间，餐后2小时低于120mg/dL，进食后低于180mg/dL。虽然此处已就血液葡萄糖描述了“偏移”，但在其它语境中，该术语也可被类似地应用于其它分析物。
胰高血糖素样肽-1：在本文中使用时，术语“胰高血糖素样肽-1”和“GLP-1”指的是具有天然GLP-1的活性的蛋白质或肽，天然GLP-1为具有SEQ ID NO.1的氨基酸序列的多肽。还包括具有SEQ ID NO:2的氨基酸序列的GLP-1(7-36)酰胺。GLP-1指的是具有SEQ ID NO.1的序列的任何来源的GLP-1，其包括产自任何来源或化学合成(例如使用固相合成)的分离的、纯化的和/或重组的GLP-1。本文还包括天然GLP-1的保守氨基酸替换。例如，可进行如下保守氨基酸变化：所述变化虽然改变了蛋白质或肽的一级序列，但通常不改变其功能。保守氨基酸替换通常包括下列组中的替换：甘氨酸、丙氨酸；缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸；天冬氨酸、谷氨酸；天冬酰胺、谷氨酰胺；丝氨酸、苏氨酸；赖氨酸、精氨酸；和苯丙氨酸、酪氨酸。在某些实施方式中，GLP-1分子与天然GLP-1的同源性为至少80％、85％、90％、92％、95％、96％、97％、98％或99％，同时保留天然GLP-1的至少一种生物活性。
GLP-1分子：在本文中使用时，术语“GLP-1分子”指的是保留天然GLP-1的至少一种生物活性的GLP-1蛋白质、肽、多肽、类似物、模拟物、衍生物、同工型、片段等等。在一个实施方式中，天然GLP-1的至少一种生物活性是促胰岛素活性。这种GLP-1分子可包括天然存在的GLP-1多肽(GLP-1(7-37)OH、GLP-1(7-36)NH2和GLP-1代谢物例如GLP-1(9-37))。GLP-1分子还包括天然GLP-1、GLP-1类似物、GLP-1衍生物、二肽基-肽酶-IV(DPP-IV)-保护的GLP-1、GLP-1模拟物、GLP-1肽类似物和生物合成的GLP-1类似物。长效GLP-1分子指的是利拉鲁肽(liraglutide)(NovoNordisk,Copenhagen,丹麦)、艾塞那肽(exenatide)(毒晰外泌肽-4；)(Amylin Inc.,San Diego,CA)和艾塞那肽-LAR(Eli Lilly,Indianapolis,IN)，它们抗降解并被称为“肠促胰岛素模拟物”。短效GLP-1分子指的是速效组合物。
修饰(其通常不改变一级序列)包括多肽在体内或体外的化学衍生化，例如乙酰化或羧基化。还包括糖基化修饰，例如在多肽的合成和加工或在进一步的处理步骤期间，通过修饰多肽的糖基化模式形成的那些；例如通过将多肽暴露于影响糖基化的酶(例如哺乳动物糖基化酶或去糖基化酶)。还包括具有磷酸化的氨基酸残基(例如磷酸酪氨酸、磷酸丝氨酸或磷酸苏氨酸)的序列。
还包括已使用普通分子生物学技术进行修饰以改善它们对蛋白质降解的抗性或优化溶解性的多肽。这种多肽的类似物包括含有不同于天然存在的L-氨基酸的残基(例如D-氨基酸)或非天然存在的合成氨基酸的那些。本发明的肽不限于本文所列出的任何具体示例性方法的产物。
除了基本上全长的多肽之外，还包括多肽的生物活性片段。所述生物活性片段与天然GLP-1的至少一部分同源并保留天然GLP-1的至少一种生物活性。
葡萄糖消除速率：在本文中使用时，术语“葡萄糖消除速率”是葡萄糖从血液消失的速率。它通常由维持稳定血液葡萄糖所需的葡萄糖输注量所决定，在研究期间常常约为120mg/dL。这种葡萄糖消除速率等于葡萄糖输注速率，其被缩写为GIR。
高血糖症：在本文中使用时，术语“高血糖症”指高于正常空腹血液葡萄糖浓度，通常为126mg/dL或更高。在一些研究中，高血糖发作被定义为血液葡萄糖浓度超过280mg/dL(15.6mM)。
低血糖症：在本文中使用时，术语“低糖症”指低于正常血液葡萄糖浓度，通常低于63mg/dL(3.5mM)。临床相关的低血糖症被定义为血液葡萄糖浓度低于63mg/dL或引起患者症状例如张力减退、面红和衰弱，所述症状被认为是低血糖症的症状并随着恰当的热量摄入而消失。严重的低血糖症被定义为需要胰高血糖素注射、葡萄糖输注或者被另一方帮助的低血糖发作。
接近：在本文中使用时，当关于餐食使用时，“接近”指的是靠近餐食或小吃的开始时间的时期。
代谢物：在本文中使用时，术语“代谢物”是代谢的任何中间体或产物，其包括大分子和小分子二者。在本文中使用时，在适当情况下，该定义适用于初级代谢物和次级代谢物二者。初级代谢物直接参与活生物体的正常生长、发育和繁殖。次级代谢物不直接参与那些过程，但通常具有重要的生态学功能(例如抗生素)。
微粒：在本文中使用时，术语“微粒”包括直径通常为0.5-100μm的颗粒，特别是直径小于10μm的那些。多种实施方式将限定更具体的尺寸范围。微粒可以是如通过DKP酸的pH受控沉淀所制造的典型的具有不规则表面和内部空隙的晶片(crystalline plate)的集合。在这种实施方式中，可以通过沉淀过程将活性剂捕获或涂布在微粒的晶体表面上。微粒也可以是由DKP盐构成的球形壳或塌陷的(collapsed)球形壳，活性剂分散于其中各处。通常可以通过喷雾干燥DKP与活性剂的共溶液来获得这种颗粒。这种颗粒中的DKP盐可以是无定型的。前文的描述应当被理解为示例性的。该术语还考虑和包括了其它形式的微粒。
肥胖：在本文中使用时，术语“肥胖”是下述状况：其中过量的身体脂肪已积累至可负面影响健康的程度。通常利用BMI(身体质量指数)评估肥胖，其中BMI高于30kg/m2。
在本文中使用时，“聚乙二醇化GLP-1”包括至少一个聚乙二醇基团共价结合至GLP-1分子的所有形式的GLP-1，具有GLP-1活性的天然存在的、重组的或合成来源的衍生物或天然形式、类似物，包括GLP-1(7-37)OH、GLP-1(7-36)NH2和Val8-GLP-1。
外周组织：在本文中使用时，“外周组织”指的是与器官或脉管相连的任何结缔组织或间质组织(interstitial tissue)。
膳食期(periprandial)：在本文中使用时，“膳食期”指的是从摄入餐食或小吃前不久开始到摄入餐食或小吃后不久结束的时间段。
膳食后：在本文中使用时，“膳食后”指的是摄入餐食或小吃后的时间段。在本文中使用时，“膳食后后期(late postprandial)”指的是摄入餐食或小吃后3、4或更多小时的时间段。
增强：增强通常指的是将某些药剂的效力或活性提高至超过所述药剂本来能达到的水平的条件或行为。类似地，其可直接指提高的效力或活性。在本文中使用时，“增强”尤其指提高的血液胰岛素浓度增加随后的胰岛素水平的效力以例如提高葡萄糖消除速率的能力。
膳食：在本文中使用时，“膳食”指的是餐食或小吃。
膳食前：在本文中使用时，“膳食前”指的是摄入餐食或小吃前的时间段。
肺吸入：在本文中使用时，“肺吸入”被用于指通过吸入施用药物制剂以使它们到达肺，在一些具体的实施方式中到达肺的肺泡区。吸入通常通过口，但在一些替代性实施方式中可限定通过鼻吸入。
副作用降低：当在本文中针对“副作用”使用术语“降低”时，其指的是减少患者或护理患者的医护人员可注意到的一种或多种副作用的严重性，或者改善一种或多种副作用以使所述副作用不再使患者衰弱或不再可被注意到。
副作用：在本文中使用时，术语“副作用”指的是由活性剂疗法引起的意想不到和不期望的结果。在非限制性实例中，GLP-1的常见副作用包括但不限于恶心、呕吐和多汗。
治疗有效量：在本文中使用时，组合物的“治疗有效量”涉及当被施用至人类或非人类患者时，提供治疗益处(例如改善症状)的组合物，例如有效刺激內源胰岛素分泌的量。在某些情况下，患病症的患者可能不展示受影响的症状。因此，组合物的治疗有效量也是足以预防疾病的症状发作的量。
发明详述
作为对2型糖尿病相关的高血糖症的治疗，GLP-1已通过多种施用途径被研究。如文献中所公开，GLP-1是30或31个氨基酸的肠促胰岛素激素，其由肠内分泌L-细胞响应于食用脂肪、碳水化合物和蛋白质而释放。GLP-1由于蛋白质水解切割胰高血糖素原而被产生，活性形式被鉴定为GLP-1(7-36)酰胺和GLP-1(7-37)。已发现这种肽激素的分泌在具有2型糖尿病的个体中受损，从而使得这种肽激素成为潜在治疗这种或其它相关疾病的主要候选物。
在非疾病状态下，肠L-细胞响应于经口摄入的营养物(尤其是糖)而分泌GLP-1。GLP-1影响胃肠道(GI)和脑，包括刺激餐食诱导的由胰腺释放胰岛素。GLP-1在胰腺中的作用是葡萄糖依赖性的，因此当外源施用该激素时，GLP-1诱导的低血糖症的风险最低。GLP-1还促进胰岛素生物合成中的所有步骤并直接刺激β-细胞生长、存活和分化。这些效果的组合导致胰岛中的β-细胞群增加。此外，GLP-1受体传递信号导致β-细胞凋亡减少并进一步有助于β-细胞群增加。
在胃肠道中，如文献中所报告，GLP-1响应于葡萄糖而抑制动力、增加胰岛素分泌并减少胰高血糖素分泌。这些效果联合减小了膳食后的葡萄糖偏移。通过中枢施用(脑室内或icv)给予GLP-1的啮齿动物实验已显示GLP-1抑制食物摄入，这暗示外周释放的GLP-1能够进入系统循环并可影响脑。这种影响可能是循环的GLP-1接近脑穹窿下器官和最后区中的GLP-1受体的结果。已知这些脑区域参与调控食欲和能量平衡。有趣的是，胃膨胀激活孤束尾核中含GLP-1的神经元，预示中枢表达的GLP-1作为食欲抑制剂的角色。这些假说被观察到相反效果的应用GLP-1受体拮抗剂毒晰外泌肽(9-39)的研究支持。在人类中，被施用的GLP-1具有饱腹效果，当在6周的方案中通过连续皮下输注给予时，患有糖尿病的患者展示出食欲降低，从而导致体重显著降低。
当通过连续静脉内输注被给予患2型糖尿病的患者时，GLP-1还显示出增加胰岛素分泌并使空腹和膳食后的血液葡萄糖正常化。此外，GLP-1输注已显示出降低了以前用非胰岛素经口药物治疗过的患者中和使用磺酰脲疗法失败后需要胰岛素疗法的患者中的葡萄糖水平。然而，如本领域所注意到和下文所讨论的，单一皮下注射GLP-1的效果给出了令人失望的结果。虽然已获得高血浆水平的免疫反应性GLP-1，但胰岛素分泌快速回复到处理前的值且血液葡萄糖浓度未被正常化。为了获得能够比得上利用静脉内施用观察到的空腹血液葡萄糖浓度，需要重复的皮下施用。连续皮下施用GLP-16周显示出降低了空腹和膳食后葡萄糖浓度并降低了HbA1c水平。单一皮下注射GLP-1的短暂效果与其循环不稳定性有关。在体外，GLP-1在血浆中通过二肽基肽酶-IV(DPP-IV)被代谢。DPP-IV通过从GLP-1的N-末端除去氨基酸7和8而将其快速降解。降解产物GLP-1(9-36)酰胺没有活性。DPP-IV在血管内循环，其在胃肠道和肾脏的脉管系统中结合膜，其已在肺中的淋巴细胞上被鉴定。
使用GLP-1和GLP-1类似物治疗与2型糖尿病相关的高血糖症已被研究超过20年。临床上，GLP-1降低血液葡萄糖、膳食后的葡萄糖偏移和食物摄入。它还增加饱腹感。这些作用合在一起限定了抗糖尿病剂的独特和高度期望的特性且促进重量减轻的可能性。尽管存在这些优点，使用GLP-1治疗糖尿病仍受到阻碍，因为它需要通过注射施用且由于GLP-1被酶二肽基肽酶(DPP)-IV快速灭活而具有极短的循环半衰期。因此，为了达到治疗有效浓度的GLP-1，需要较高GLP-1剂量。然而，基于大量文献评估，当血浆中的活性GLP-1浓度超过100pmol/L时，通常观察到副作用/不良影响的组合，包括多汗、恶心和呕吐。
为了解决GLP-1的半衰期有限这个挑战，已开发或目前正在开发一些长效GLP-1类似物。长效GLP-1类似物包括利拉鲁肽(liraglutide)(NovoNordisk,Copenhagen,丹麦)、艾塞那肽(exenatide)(毒晰外泌肽-4；)(Amylin Inc.,San Diego,CA)和艾塞那肽-LAR(Eli Lilly,Indianapolis,IN)，它们抗降解并被称为“肠促胰岛素模拟物”，且已在临床试验中被研究。艾塞那肽是2型糖尿病的批准疗法。这些产品是用于皮下施用的制剂，已知这些制剂具有显著局限性，因为它们在外周组织、脉管组织和/或肝脏中被降解。例如艾塞那肽是与GLP-1的氨基酸同源性为约50％的化合物，其比GLP-1的循环半衰期长。这种产品已被美国食品和药品监督管理局(FDA)批准用于治疗2型糖尿病相关的高血糖症。虽然艾塞那肽的循环半衰期比GLP-1的长，但仍然需要患者每天两次注射该药物。不良的副作用特性(包括恶心、胰腺炎和肾损害的显著发生)使艾塞那肽疗法更复杂。此外，虽然这种长效治疗方法可为患者提供方便并有助于依从性，但通过注射施用长效GLP-1类似物的药代动力学谱可与內源分泌激素的截然不同。这种方案可能有效，但不能模拟正常生理机能。
虽然目前通过皮下注射施用使用长效GLP-1类似物治疗糖尿病和/或高血糖症的方法/进展已能够提供可接受的糖尿病治疗，但所述治疗不能模拟身体的天然生理机能。例如，在健康个体中，內源GLP-1仅在餐后分泌且仅在需要时短期暴发式分泌。相比之下，长效GLP-1类似物提供超过膳食后阶段的药物暴露持续时期。因此，理想的GLP-1疗法可以是：其中药物在进餐时间被施用且暴露局限于膳食后阶段的一种疗法。通过肺途径施用药物具有提供这种治疗的潜力，但据我们所知，由于肺中存在DPP-IV，所以这种疗法之前尚未被探索。
延长GLP-1的循环半衰期的替代性方法涉及开发DPP-IV抑制剂，因为DPP-IV是负责GLP-1代谢的酶。抑制DPP-IV已显示出增加了內源GLP-1的半衰期。二肽基肽酶IV抑制剂包括Novartis(Basel,瑞士)研发的维达列汀和Merck(Whitehouse Station,NJ)研发的(西他列汀)。
目前利用长效GLP-1(例如艾塞那肽)治疗高血糖症的方法不能避免有害或不利负作用，例如多汗、恶心和呕吐，这影响了患者的生活质量。因此，本发明人已确定了开发新的疾病治疗方法的需求，所述方法使用增加对较低系统暴露的药物的药效动力学响应同时避免不想要的副作用的药物递送系统。此外，本发明人已确定了使用非侵入性方法直接向动脉循环递送药物的需求。本文中描述了通过使用这种非侵入性方法被应用的组合物及其用途。
稳定用于可注射疗法的生物活性剂(例如肽和蛋白质(包括抗体和抗体片段)并从而增加它们的循环半衰期的技术是聚乙二醇化，其中聚乙二醇(PEG)的聚合物链与靶治疗分子共价结合，从而增加了分子的流体力学尺寸。所以，由此得到的较大分子在系统循环中停留更久，这主要是因为由缀合物的大分子尺寸造成的肾清除率降低。然而，在一些情况下，聚乙二醇化可改变治疗分子对细胞受体的亲和力或其吸收和分布。此外，被提供为注射剂的稳定化生物活性剂可在注射位点引起疼痛和刺激。因此，需要开发能够促进活性剂递送的新方法以改善患者依从性。
在本文的一些实施方式中，公开了治疗疾病(例如内分泌疾病，例如糖尿病、高血糖症、肥胖等等)的方法。本发明人已确定了以非侵入性方式直接向系统循环(尤其是动脉循环)递送药物的需求。递送至动脉循环可允许药物在通过静脉系统返回之前到达靶器官。这种方法可相反地导致比经由静脉内、皮下或其它肠胃外途径的可比较施用造成更高的活性剂的峰值靶器官暴露。相对于口服施用(即使利用提供避免在消化道被降解的保护的制剂)可获得类似优势，其中活性剂在吸收后将进入静脉循环。
在一个实施方式中，药物递送系统可与任何类型的下述活性剂一起使用，所述活性剂通过与用其它施用途径(例如经口、静脉内、经皮和皮下施用)时所遭遇的外周或脉管静脉组织的局部降解酶或其他降解机制(包括例如蛋白质或肽的氧化、磷酸化或任何修饰)的直接接触被迅速代谢和/或降解。在一个实施方式中，所述方法可包括鉴定和选择下述活性剂的步骤，所述活性剂的活性通过经口、皮下或静脉内施用被代谢或降解。例如，由于不稳定性，皮下注射GLP-1尚未导致血液中有效水平的GLP-1。这与通过这种施用方式可被有效递送的肽(例如胰岛素)不同。
在某些实施方式中，治疗疾病或病症的方法包括下述步骤：选择将活性物质吸入和递送至肺泡的合适载体。在这个实施方式中，载体可与一种或多种活性剂相关联以形成药物/载体复合物，其可作为避免活性剂在肺外周和脉管静脉组织中被迅速降解的组合物来施用。在一个实施方式中，所述载体是二酮哌嗪。
本文所述方法可被用来递送多种类型的活性剂，包括生物剂。在一些具体的实施方式中，所述方法利用有效地将治疗量的活性剂(包括肽激素)快速递送进动脉循环中的药物递送系统。在一个实施方式中，所述一种或多种活性剂包括但不限于对降解或失活敏感的肽例如GLP-1、蛋白质、脂质素、小分子药物、核酸等等；将活性剂配制成包含二酮哌嗪的干粉组合物，并使用药筒和干粉吸入器通过肺吸入将活性剂递送至系统循环中。在一个实施方式中，所述方法包括选择对例如皮肤和肺的局部脉管或外周组织中的酶敏感的肽。本方法允许活性剂避免或减少与外周组织和静脉或肝脏代谢或降解的接触。在另一个实施方式中，对于系统性递送而言，活性剂应该在肺中没有特异性受体。
在一些替代性实施方式中，药物递送系统还也可以被用于递送用于治疗病症或疾病的天然存在的、重组或合成来源的治疗性肽或蛋白质，和/或其修饰形式，包括但不限于脂联素、肠促胰酶肽(CCK)、分泌素(secretin)、胃泌素(gastrin)、胰高血糖素、胃动素、生长抑素(somatostatin)、脑利钠肽(brain natriuretic peptide，BNP)、心房利钠肽(atrial natriuretic peptide,ANP)、甲状旁腺激素(parathyroid hormone)、甲状旁腺激素相关肽(PTHrP)、IGF-1、生长激素释放因子(GHRF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、抗-IL-8抗体、IL-8拮抗剂(包括ABX-IL-8)；整合素β-4前体(ITB4)受体拮抗剂、脑啡肽、痛敏肽(nociceptin)、痛稳素(nocistatin)、孤啡肽FQ2、降钙素、CGRP、血管紧张素、P物质、神经激肽A、胰多肽、神经肽Y、δ睡眠诱导肽、前列腺素(prostaglandings)(包括PG-12)、LTB受体阻滞剂(包括LY29311、BIIL284、CP105696)；血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide)；普坦类(triptans)(如舒马普坦)和脂质素(如C16:1n7)或棕榈油酸酯(palmitoleate)。在另一个实施方式中，活性剂是小分子药物。
在一个实施方式中，治疗方法涉及使用例如包含GLP-1分子(包括聚乙二醇化GLP-1(7-36)NH2和聚乙二醇化的GLP-(7-37)OH)，胃泌酸调节素(OXN)，或肽YY(3-36)(PYY)的制剂，单独或相互组合或与一种或多种活性剂组合地治疗糖尿病、高血糖症和/或肥胖。
在此处的一些实施方式中，治疗患有高血糖症和2型糖尿病的患者的方法包括：向需要治疗的对象施用长效GLP-1类似物(包括聚乙二醇化GLP-1和聚乙二醇化Val-8-GLP-1)，和任选的DPP-IV抑制剂，其在超过膳食后阶段的时期提供药物暴露。
某些实施方式包括与一分子或多分子聚乙二醇(PEG)共价结合的GLP-1化合物或其衍生物，从而产生了消除半衰期为至少1小时，优选地至少1、3、5、7、10、15、20或24小时的聚乙二醇化GLP-1化合物。本发明的聚乙二醇化GLP-1化合物的清除值(clearance value)可为200ml/h/kg或更低，或者180ml/h/kg或更低，或者150ml/h/kg或更低，或者120ml/h/kg或更低，或者100ml/h/kg或更低，或者80ml/h/kg或更低，或者60ml/h/kg或更低，等等。
GLP-1化合物一旦被制备和纯化，可通过使PEG分子与GLP-1化合物共价连接而将其聚乙二醇化。本领域已描述了多种使PEG与肽共价缀合的方法(综述文章请参见，Roberts,M.等人Advanced Drug Delivery Reviews,54:459-476,2002)。可通过使用重组GLP-1肽作为前体的酶促偶联或通过本领域已知和描述的替代性方法进行羧基末端肽的聚乙二醇化。参见例如美国专利编号4,343,898或International Journal of Peptide&Protein Research.43:127-38,1994。制备聚乙二醇化GLP-1化合物的一种方法包括使用PEG-马来酰亚胺将PEG直接连接到肽的硫醇基团上。可以通过在上述位置加入或插入Cys残基进入多肽来引入硫醇官能性。硫醇官能性还可以被引入到肽的侧链(例如含硫醇酸的赖氨酸.ε.-氨基基团的酰化)。本发明的聚乙二醇化方法使用Michael加成来形成稳定的硫醚连接子(linker)。在其它官能团存在时，所述反应具有高度特异性且在温和条件下发生。PEG马来酰亚胺已被用作制备良好确定的生物活性PEG-蛋白质缀合物的反应性聚合物。
在一个示例性实施方式中，治疗肥胖、糖尿病和/或高血糖症的方法包括：向需要治疗的患者施用包含GLP-1分子(包括聚乙二醇化GLP-1)的干粉组合物或制剂，其刺激胰腺β-细胞快速分泌內源胰岛素而不引起不想要的副作用，例如多汗、恶心和呕吐。在一个实施方式中，可以单剂量中约0.02-约3mg制剂中的GLP-1的剂量向患者(包括患有肥胖症、2型糖尿病和/或高血糖症的哺乳动物)应用所述治疗疾病的方法。治疗高血糖症、糖尿病和/或肥胖症的方法可被设计以使患者能在接近餐食或小吃时接受至少一剂GLP-1制剂。在这种实施方式中，可根据患者的需求选择GLP-1的剂量。在一个实施方式中，例如在治疗患有2型糖尿病的患者时，通过肺施用GLP-1可包含高于3mg的GLP-1剂量。
在一些本发明的实施方式中，通过吸入(例如通过肺施用)施用GLP-1制剂。在这种实施方式中，可通过提供用于吸入的干粉制剂中的GLP-1分子来实现肺施用。干粉制剂是稳定的组合物，其可包含下述微粒，所述微粒适合吸入且在肺中快速溶解并将GLP-1分子快速递送至肺循环。适用于肺施用的粒径可以为，例如直径小于10μm，或直径小于9μm，或直径小于8μm，或直径小于7μm，或直径小于6μm，或直径小于5μm。能够达到肺泡的示例性粒径的范围为直径约0.5μm-约5.8μm。这样的尺寸特别表示空气动力学直径，但是通常也同样对应于实际的物理直径。这类颗粒能够达到肺毛细血管，并且可以避免与肺中的外周组织广泛接触。在这种实施方式中，药物在体内可以以快速的方式递送至动脉循环，并且避免活性成分在到达其作用靶点或位点之前被酶或其他机制降解。在一个实施方式中，包含GLP-1分子(包括PEG-GLP-1)和FDKP的用于肺吸入的干粉组合物可包含微粒，其中约35％-约75％的微粒的空气动力学直径小于5.8μm。在一些实施方式中，这些干粉可以为，例如晶体或无定型的等等。
在一个实施方式中，与本发明的方法一起使用的干粉制剂包含下述颗粒，所述颗粒包含GLP-1分子和二酮哌嗪或其药学上可接受的盐。在这个或另一些实施方式中，本发明的干粉组合物包含一种或多种GLP-1分子，所述GLP-1分子选自天然GLP-1、GLP-1代谢物、长效GLP-1、GLP-1衍生物(包括聚乙二醇化GLP-1)、GLP-1模拟物、毒晰外泌肽、或其类似物。GLP-1类似物包括但不限于GLP-1融合蛋白，例如与GLP-1连接的白蛋白。
在一个示例性实施方式中，所述方法包括向患者施用肽激素GLP-1以治疗高血糖症和/或糖尿病和肥胖。所述方法包括向需要治疗的患者施用有效量的可吸入组合物或制剂，所述可吸入组合物或制剂包含含有GLP-1分子(包括PEG-GLP-1)的干粉制剂，其刺激胰腺β-细胞快速分泌內源胰岛素而不引起不想要的副作用，包括多汗、恶心和呕吐。在一个实施方式中，可根据患者，以约0.01mg-约5mg，或约0.5mg-约3mg，或约1mg-约2mg，或约1.5mg-约1.9mg干粉制剂中的GLP-1的剂量向患2型糖尿病和/或高血糖症的患者(包括哺乳动物)应用所述治疗疾病的方法。在一个实施方式中，将被治疗的患者或受试者是人类。可在即将用餐前(膳食前)、进餐时(膳食中)，和/或在餐后约15、30、45和/或60分钟(膳食后)施用GLP-1分子。在一个实施方式中，可在即将用餐前施用单个剂量的GLP-1并可在餐后施用另一剂量。在一个具体的实施方式中，可在即将用餐前施用约0.5mg-约1.5mg GLP-1，然后在餐后约30分钟施用约0.5mg-约1.5mg GLP-1。在这个实施方式中，可使用或不使用药物载体和赋形剂将GLP-1分子与吸入颗粒(例如二酮哌嗪)配制在一起。在一个实施方式中，通过肺施用GLP-1制剂可向患者提供高于120pmol/L，或高于110pmol/L，或高于100pmol/L，或高于90pmol/L，或高于80pmol/L，或高于70pmol/L的GLP-1的血浆浓度，而不诱导不想要的不利副作用，例如多汗、恶心和呕吐。
在另一个实施方式中，提供治疗患者(包括患有2型糖尿病和高血糖症的人类)的方法，所述方法包括：向患者施用包含GLP-1分子的可吸入GLP-1制剂，所述GLP-1分子在FDKP微粒中的浓度为约0.5mg-约3mg，或从约1mg-约2mg，或从约1.5mg-约1.9mg，其中在给药后约20分钟内，患者的血液葡萄糖水平被降低至空腹血浆葡萄糖浓度为85-70mg/dL，且没有在患者中诱导恶心或呕吐。在一个实施方式中，以在包含FDKP微粒的制剂中高于0.5mg的浓度肺施用GLP-1缺乏对胃排空的抑制。
在一个实施方式中，GLP-1分子可作为组合物中的活性成分单独施用，或者与二肽基肽酶(DPP-IV)抑制剂(例如西他列汀或维达列汀)或一种或多种其它活性剂一起施用。DPP-IV是泛表达的丝氨酸蛋白酶，其展示出后脯氨酸或丙氨酸肽酶活性，从而通过在X-脯氨酸或X-丙氨酸后的N-末端区域切割来产生生物学上无活性的肽，其中X指的是任何氨基酸。GLP-1和GIP(葡萄糖依赖性促胰岛素肽)二者都在位置2具有丙氨酸残基，它们是DPP-IV的底物。DPP-IV抑制剂是口服药物，其通过阻止肠促胰岛素激素快速降解来改善血糖控制，从而导致生物学上有活性的完整GLP-1和GIP的水平在膳食后增加。
在一个实施方式中，如果需要，可以通过使用DPP-IV抑制剂进一步延长或增强GLP-1分子在体内的作用。对于治疗高血糖症和/或糖尿病，GLP-1和DPP-IV抑制剂联合疗法允许降低患者的β-细胞诱导恰当胰岛素反应可需要的活性GLP-1的量。在另一个实施方式中，GLP-1分子可与例如，除肽外的其它分子(包括例如二甲双胍)联合。在一个实施方式中，DPP-IV抑制剂或其它分子(包括，例如二甲双胍)可以以在干粉制剂中通过吸入与共-制剂中的GLP-1分子一起被施用，或者可在GLP-1施用的同时或之前单独地以其自身的干粉制剂被施用。在一个实施方式中，可通过其它施用途径(包括口服)施用DPP-IV抑制剂或其它分子(包括例如二甲双胍)。在一个实施方式中，可根据患者的需要，以约1mg-约100mg的剂量向患者施用DPP-IV抑制剂。当与GLP-1分子共同施用或与共同配制时，可使用较低浓度的DPP-IV抑制剂。在这个实施方式中，与目前的剂型相比，降低的剂量范围的GLP-1疗法的效力可得到改善。
在本文所述的一些实施方式中，可在就餐时(时间上接近餐食或小吃)施用GLP-1分子。在这个实施方式中，GLP-1暴露可局限于膳食后阶段，所以它不引起目前疗法的长效作用。在DPP-IV抑制剂被共同施用的实施方式中，可在就餐时施用GLP-1之前向患者施用DPP-IV抑制剂。取决于所选择的施用途径，将被施用的DPP-IV抑制剂的量可在例如0.01mg-约100mg范围内。在另一些实施方式中，可用在开始就餐之后施用一剂或多剂GLP-1分子来代替或附加于在接近开始餐食或小吃时施用的剂量。例如，可在开始就餐后15-120分钟，例如在30、45、60或90分钟，施用一剂或多剂。
在一个实施方式中，可在治疗肥胖症的方法中使用药物递送系统以控制或降低动物(例如哺乳动物)的食物消耗。在这个实施方式中，连同或不连同本领域已知的额外的食欲抑制剂，向需要治疗或患肥胖症的患者施用治疗有效量的包含GLP-1分子、毒晰外泌肽、胃泌酸调节素、肽YY(3-36)、或其组合、或其类似物的可吸入组合物或制剂。在这个实施方式中，所述方法旨在降低食物消耗、抑制患者的食物摄入、降低或抑制食欲、和/或控制体重。
在一个实施方式中，可吸入制剂包含干粉制剂，所述干粉制剂包含上述活性成分和二酮哌嗪(例如2,5-二酮-3,6-二(4-X-氨基丁基)哌嗪)或二酮哌嗪的盐；其中X是琥珀酰基、戊二酰基、马来酰基或富马酰基。在这个实施方式中，可吸入制剂可包含用于吸入的微粒，所述微粒包含具有如上所述空气动力学特征的活性成分。在一个实施方式中，活性成分的量可以由本领域普通技术人员确定，然而，本发明微粒也可根据患者的需要装载多种量的活性成分。例如，对胃泌酸调节素而言，微粒可包含约1％(重量/重量)-约75％(重量/重量)制剂中的活性成分。在某些实施方式中，可吸入制剂可包含约10％(重量/重量)-约30％(重量/重量)的药物组合物，并且还可包含药学上可接受载剂或赋形剂(例如表面活性剂，例如聚山梨酯80)。在这个实施方式中，可以一天一次到约一天四次或者根据患者需要向患者施用胃泌酸调节素，其中制剂中胃泌酸调节素的剂量范围为约0.05mg多至约5mg。在一些具体的实施方式中，将要向受试者施用的剂量范围可为约0.1mg-约3.0mg胃泌酸调节素。在一个实施方式中，可吸入制剂可包含约50pmol-约700pmol制剂中的胃泌酸调节素。
在PYY或聚乙二醇化的PYY被用作活性剂的本文所公开实施方式中，用于肺递送的干粉制剂可被制成每剂包含约0.10mg-约3.0mg PYY。在某些实施方式中，所述制剂可包含含有PYY的干粉，制剂中PYY的量在约1％-约75％(重量/重量)的肽的范围内。在一些具体的实施方式中，制剂中PYY的量可以是5％、10％、15％或20％(重量/重量)并进一步包含二酮哌嗪。在一个实施方式中，PYY在包含二酮哌嗪(例如FDKP)或其盐(包括钠盐)的制剂中被施用。在某些实施方式中，可以以使施用后的PYY血浆浓度为约4pmol-约100pmol或者约10pmol-约50pmol的剂型向受试者施用PYY。在另一个实施方式中，可被施用的PYY的量为，例如在制剂中的量为约0.01mg-约30mg，或约5mg-约25mg。PYY的其它量可如，例如Savage等人.Gut 19872月；28(2):166-70中所述进行确定；其公开内容通过引用被并入本文。可在膳食前、经膳食、膳食期或膳食后或根据需要并根据患者的生理状态向受试者施用PYY和/或类似物、或胃泌酸调节素和/或类似物制剂。还可以使用聚乙二醇化形式的胃泌酸调节素和PYY。
在一个实施方式中，可以使用干粉吸入器，通过以干粉制剂形式吸入向患者施用包含活性成分的制剂，所述干粉吸入器例如美国专利编号7,305,986和美国专利申请系列编号10/655,153(US2004/0182387)和US2009/0241949、US 2009/0308390；2009/0308391和US 2009/0308392中公开的吸入器，其中所公开的涉及干粉吸入器的所有公开内容通过引用并入本文。例如，吸入器可以是包含引入部分、混合部分和口件(mouthpiece)的干粉吸入器。口件可通过旋转连接件与混合部分连接，它可回旋到引入部分上并被盖子封闭。引入室可包含带有锥形活塞杆和弹簧的特殊活塞，以及一个或多个渗透孔口以调节通过设备的空气流。任选地，引入室可进一步包含反馈模块以在已实现合适气流速率时产生提示使用者的音调。混合部分可保存含干粉药物的有孔囊，且盖子仅在口件与引入部分成一定角度时打开。当引入部分与口件成一定角度时，混合部分可进一步打开和关闭囊。混合部分可以是配置有突出物或螺旋的Venturi室以授予经过混合室的气体气旋流动。口件可包括压舌器和突出物来接触使用者的嘴唇以告诉使用者DPI处于正确位置。任选的带盖子的贮存部分能够保存额外的囊。口件的盖子和贮存部分的盖子二者均可为透明的放大镜。还可以根据需要，每天和在两餐之间施用包含活性剂的干粉制剂的重复吸入。在一些实施方式中可以每天一次、两次、三次或四次施用制剂。
在一个具体的实施方式中，可以利用可重复多次使用或一次性单次使用的呼吸动力干粉吸入系统递送组合物以有效递送和解聚干粉。在一个实施方式中，利用配备有药筒的吸入器递送组合物，所述药筒用于容纳使用前被单独密封的干粉剂量。在一个实施方式中，干粉吸入器的药筒包含药筒顶和界定内体积的容器；其中所述药筒顶的底面延所述容器上延伸；所述底面被配置为接合所述容器，其包含容纳内体积的区域和将内体积暴露于环境空气的区域。在这个实施方式的一方面，所述容器可任选地具有一个或多个从所述顶的底面或内表面延伸至容器的空腔的突出物或杆(stem)。所述突出物可以为任何形状或尺寸，只要它们能够在使用的容器中引导流动或使流动转向，尤其是向下。在一些具体的实施方式中，突出物可被配置在药筒的盖子中，其从朝向容器的内体积的表面延伸至接近定量给药配置的进气孔。或者，突出物可被设计在口件的表面以接触容器的内体积并接近由定量给药配置中的容器所形成的进气孔。
在一个替代性实施方式中，提供通过干粉递送装置递送颗粒的方法，所述方法包括：向递送装置中插入用于容纳和分配颗粒的药筒，所述药筒包含封闭颗粒的外壳、分配设备和吸气设备；其中所述外壳、分配设备和吸气设备的方向使得当引入的气体进入吸气设备时，颗粒通过至少一种如上所述解聚方式被解聚以分离颗粒，且颗粒随同一部分引入气体通过分散设备被分散；同时推动气体穿过与分散设备连通的送风道，从而导致引入气体进入吸气设备、解聚颗粒、以及通过分散设备分散颗粒和一部分引入气体；和，通过装置的送风道(例如在吸入器口件中)递送颗粒。在本文所述的一些实施方式中，为了实现粉末解聚，干粉引入器在结构上可被配置并具有一个或多个粉末解聚区，其中解聚区在吸入操作期间能够通过使气流进入吸入器、使含粉末的气流加速、使含粉末的气流减速、剪切粉末颗粒、使困在粉末颗粒中的气体膨胀、和/或它们的组合来促进粉末翻滚。
在另一个实施方式中，吸入系统包含呼吸动力干粉吸入器和含药物的药筒，其中所述药物可包含例如用于肺递送的药物制剂，例如包含载体(例如糖、寡糖、多糖或二酮哌嗪)和活性剂的组合物。在一些实施方式中，活性剂包括肽和蛋白质，例如胰岛素、胰高血糖素样肽1、胃泌酸调节素、肽YY、毒晰外泌肽、甲状旁腺激素、其类似物，疫苗，小分子，包括抗哮喘剂、血管扩张剂、血管收缩剂、肌肉松弛剂、神经递质激动剂或拮抗剂，等等。吸入系统可被用在例如用于治疗需要局部或系统性递送药物的病症的方法中，例如用于治疗糖尿病、糖尿病前期病症、呼吸道感染、骨质疏松症、肺病、疼痛(包括头痛包括，偏头痛)、肥胖症、中枢和外周神经系统病情和病症的方法中，和预防用途例如接种疫苗。在一个实施方式中，吸入系统包含药盒，所述药盒包含至少一份用于治疗疾病或病症的吸入系统的每种组分。
在一个实施方式中，提供有效递送制剂至受试者的血流的方法，所述方法包括含有吸入器的吸入系统，所述吸入器包括药筒，所述药筒含有包含二酮哌嗪的制剂，其中所述吸入系统递送包含体积中数几何直径(VMGD)在约2.5μm-10μm范围内的二酮哌嗪微粒的粉末喷流。在一个示例性实施方式中，微粒的VMGD可在约2μm-8μm范围内。在一个示例性实施方式中，单次吸入充满质量范围在3.5mg-10mg的粉末之间的制剂，粉末颗粒的VMGD可从4μm至约7μm。在这个和另一些实施方式中，吸入系统递送多于90％来自药筒的干粉制剂。
在另一个实施方式中，治疗高血糖症和/或糖尿病的方法包括：施用包含具有式2,5-二酮-3,6-二(4-X-氨基丁基)哌嗪的二酮哌嗪的可吸入干粉组合物，其中X选自琥珀酰基、戊二酰基、马来酰基和富马酰基。在这个实施方式中，干粉组合物可包含二酮哌嗪盐。在本发明的另一个实施方式中，提供了含有或不含有药学上可接受载剂或赋形剂的其中二酮哌嗪是2,5-二酮-3,6-二-(4-富马酰基-氨基丁基)哌嗪的干粉组合物。
在某些实施方式中，治疗方法可包括用于吸入的包含GLP-1分子的粉末制剂，其中GLP-1分子是天然GLP-1分子或酰胺化的GLP-1分子或其组合，其中酰胺化的GLP-1分子是GLP-1(7-36)酰胺。在一个实施方式中，GLP-1可以是类似物，例如艾塞那肽。
在一个实施方式中，以下述的剂量范围向患者施用可吸入GLP-1制剂，其中制剂的GLP-1的量从约0.01mg至约5mg，或从约0.02mg至约3mg，或从约0.02mg至约2.5mg，或从约0.2mg至约2mg。在一个实施方式中，可给予患有2型糖尿病的患者高于3mg的GLP-1剂量。在这个实施方式中，可使用或不使用药物载体和赋形剂，将GLP-1与吸入颗粒(例如二酮哌嗪)一起配制。在一个实施方式中，肺施用GLP-1制剂能够为患者提供高于100pmol/L的GLP-1血浆浓度，而不诱导不想要的不利副作用，例如多汗、恶心和呕吐。
在另一个实施方式中，GLP-1分子(包括长效类似物，例如聚乙二醇化GLP-1)可与胰岛素一起施用作为联合疗法并经膳食给予以治疗高血糖症和/或糖尿病，例如2型糖尿病。在这个实施方式中，GLP-1分子和胰岛素可以以干粉制剂形式被共-配制或以它们自身的制剂形式被分别施用至患者。在GLP-1分子和胰岛素被共施用的一个实施方式中，这两种活性成分可被共-配制，例如，可如上所述使用二酮哌嗪颗粒以用于吸入的干粉制剂形式制备GLP-1分子和胰岛素。或者，GLP-1分子和胰岛素可被分别配制，其中每种制剂适用于吸入且包含二酮哌嗪颗粒。在一个实施方式中，可以在施用前将GLP-1分子和胰岛素制剂以它们自身的粉末形式混合成恰当的配量。在这个实施方式中，胰岛素可以是短效、速效或长效胰岛素，其可经膳食施用。
在利用GLP-1分子和胰岛素的共施用治疗2型糖尿病的一个实施方式中，可经膳食向患者施用GLP-1分子的可吸入制剂，同时或顺次地向患者施用可吸入胰岛素制剂(例如胰岛素/FDKP)。在这个实施方式中，在2型糖尿病患者中，GLP-1能够刺激患者的胰腺分泌胰岛素，这可通过保留β-细胞功能(例如通过促进β-细胞生长)来延缓疾病进展，同时经膳食施用的胰岛素可被用作胰岛素替代物，其模拟身体对餐食的正常反应。在联合疗法的某些实施方式中，可通过其它施用途径施用胰岛素制剂。在这个实施方式中，联合疗法可有效降低患者维持血糖正常状态所需的胰岛素。在一个实施方式中，联合疗法可被应用于患糖尿病少于10年且通过饮食和锻炼或促分泌素未被很好控制的患2型糖尿病和/或肥胖症的患者。在一个实施方式中，接收GLP-1和胰岛素联合疗法的患者群体可具有以下特征：其β-细胞功能高于正常健康个体的β-细胞功能的约25％且/或其胰岛素抵抗低约8％和/或具有正常的胃排空。在一个实施方式中，可吸入GLP-1分子和胰岛素联合疗法可包含速效胰岛素或长效胰岛素例如谷赖胰岛素赖脯胰岛素或门冬胰岛素或长效胰岛素例如地特胰岛素或甘精胰岛素其可通过还包含FDKP的吸入粉末或通过其它施用途径被施用。
在另一个实施方式中，用于治疗2型糖尿病的联合疗法可包括：向需要治疗的患者施用有效量的包含胰岛素和二酮哌嗪的可吸入胰岛素制剂，其中胰岛素可以是天然的胰岛素肽、重组的胰岛素肽；和进一步向患者施用长效胰岛素类似物，其可以通过以包含二酮哌嗪的制剂形式吸入或通过另外的施用途径(例如通过皮下注射)被提供。所述方法还可包括向患者施用有效量的DPP IV抑制剂的步骤。在一个实施方式中，所述方法可包括：向需要治疗的患者施用包含速效或长效胰岛素分子和二酮哌嗪的制剂与包含长效GLP-1的制剂的组合，它们可被分别和/或顺次施用。用于治疗糖尿病(尤其是2型糖尿病)的GLP-1疗法可以是有利的，因为以干粉可吸入制剂形式单独施用GLP-1分子或联合胰岛素或非胰岛素疗法施用能够降低高血糖症的风险。
在另一个实施方式中，可联合长效GLP-1(例如毒晰外泌肽)施用速效GLP-1分子和二酮哌嗪制剂来治疗糖尿病，所述二者都可通过肺吸入被施用。在这个实施方式中，可经膳食向患有例如2型糖尿病的糖尿病患者施用有效量的包含GLP-1分子的可吸入制剂以刺激胰岛素分泌，并且顺次地或一段时间后(例如从就餐时间多至约45分钟)，然后施用毒晰外泌肽-4药剂。可吸入GLP-1分子的施用可通过保留β-细胞功能阻止疾病进展，同时可一天两次间隔约10小时施用毒晰外泌肽-4，这能够提供基础水平的GLP-1，从而能够在患者中模拟肠促胰岛素系统的正常生理。速效GLP-1和长效GLP-1二者均可以以分开的可吸入制剂形式被施用。或者，长效GLP-1可通过其它施用方法被施用，包括，例如经皮、静脉内或皮下施用。在一个实施方式中，经膳食施用短效GLP-1和长效GLP-1的组合可导致与单独施用长效GLP-1相比增加的胰岛素分泌、更强的胰高血糖素抑制和更长的胃排空延迟。所施用的长效GLP-1的量可因施用途径而异。例如，对于肺递送，可以即将在餐前或在就餐时间，根据向患者施用的GLP-1的形式，以每次施用约0.1mg-约1mg的剂量形式施用长效GLP-1。
在一个实施方式中，本方法可被用于治疗肥胖症。可以向需要治疗的患者施用治疗有效量的可吸入聚乙二醇化GLP-1制剂，其中可吸入干粉GLP-1制剂包含如上所述的GLP-1分子和二酮哌嗪，和任选地一种或多种肽。在这个实施方式中，可吸入GLP-1制剂可被单独施用或与一种或多种用于治疗肥胖症的内分泌激素和/或抗肥胖症活性剂联合施用。示例性内分泌激素和/或抗肥胖症活性剂包括但不限于肽YY、胃泌酸调节素、糊精、糊精类似物例如醋酸普兰林肽等等。在某些实施方式中，可在制剂中提供被聚乙二醇化的肽YY、胃泌酸调节素、糊精和/或其类似物。在一个实施方式中，可以以单独干粉可吸入组合物形式的共制剂形式或者与GLP-1分子联合或者以单独的用于吸入的可吸入干粉组合物形式施用抗肥胖症剂。或者，在GLP-1或聚乙二醇化GLP-1分子与一种或多种抗-肥胖症剂或能引起饱腹感的药剂的组合中，GLP-1制剂可以以干粉制剂形式被施用，抗-肥胖症剂可通过替代性施用途径被施用。在这个实施方式中，可施用DPP-IV抑制剂以使向肺动脉循环递送GLP-1被增强或稳定。在另一个实施方式中，可联合包含二酮哌嗪的胰岛素制剂提供DPP-IV抑制剂。在这个实施方式中，DPP-IV抑制剂可被配制在用于吸入的二酮哌嗪中或者它可以以用于其它施用途径(例如通过皮下注射或口服施用)的其他制剂被施用。
在一个实施方式中，提供用于治疗糖尿病和/或高血糖症的药盒，其包含含有GLP-1制剂的用于吸入的药筒和被配置为适应或牢固接合所述药筒的吸入装置。在这个实施方式中，所述药盒还可包含如上所述与PEG-GLP-1分子共-配制的或者分开的用于吸入的制剂或口服施用的制剂形式的DPP-IV抑制剂。在这个实施方式的变化形式中，所述药盒不包含吸入装置，所述装置可被单独地提供。
在一个实施方式中，该使用药物递送系统的联合疗法可被用于治疗代谢病症或综合征。在这个实施方式中，药物递送制剂可包含含有二酮哌嗪和活性剂的制剂，包括GLP-1分子和/或长效GLP-1，包括单独的聚乙二醇化GLP-1(7-36)；或者聚乙二醇化GLP-1(7-37)，或者与一种或多种用于治疗代谢综合征的活性剂(例如DPP-IV抑制剂和毒晰外泌肽)联合。在这个实施方式中，至少一种将提供给需要治疗和可展示出胰岛素抗性的受试者的活性剂可通过肺吸入被施用。
在另一个实施方式中，包含GLP-1或聚乙二醇化GLP-1分子和二酮哌嗪的可吸入干粉制剂的肺施用可被用作诊断患有糖尿病的患者中2型糖尿病的进展水平或程度的诊断工具，以确定适合待被治疗的患者的特殊治疗方案。在这个实施方式中，用于诊断被确定具有糖尿病的患者中的糖尿病进展水平的方法，所述方法包括：向患者施用预定量的包含GLP-1分子和二酮哌嗪的可吸入干粉制剂并测量內源胰岛素产生或反应。可以以预定量的GLP-1分子重复施用包含GLP-1分子的可吸入干粉制剂直至获得对该患者恰当水平的胰岛素反应从而确定患者所需的治疗方案。在这个实施方式中，如果患者的胰岛素反应不足，那么患者可需要替代疗法。可利用包含二酮哌嗪的GLP-1制剂治疗感应的或胰岛素-响应的患者作为疗法。以这种方式，可向患者施用特定量的GLP-1分子以实现恰当的胰岛素反应从而避免高血糖症。在这个和另一些实施方式中，GLP-1能够诱导內源胰岛素快速释放，这在患者中模拟了胰岛素释放的正常生理。
在一个实施方式中，本发明药物递送系统可被用于治疗代谢病症或综合征。在这个实施方式中，药物递送制剂可包含含有二酮哌嗪和活性剂的制剂，所述活性剂包括单独的GLP-1分子和/或长效GLP-1包括聚乙二醇化GLP-1或与一种或多种用于治疗代谢综合征的活性剂(例如DPP-IV抑制剂和毒晰外泌肽)组合。在这个实施方式中，至少一种将提供给需要治疗的受试者的活性剂可通过肺吸入被施用。
实施例
本文包括以下实施例用于例证本发明的某些实施方式。本领域技术人员应当理解，实施例中公开的技术阐明了在本发明的实践中发挥良好功能的代表性技术。然而，本领域技术人员根据本文的公开内容应当理解，可以在所公开的特定的实施方式中进行许多改变但是仍然获得相似或类似的结果，而不偏离本发明的思想和范围。
实施例1
以可吸入干粉形式向健康成年雄性施用GLP-1
当通过静脉内(iv)或皮下(sc)输注或通过多次皮下注射给予GLP-1时，其已在人类中显示出控制提高的血液葡萄糖。由于激素的半衰期极短，因此将需要连续的皮下输注或每天多次皮下注射以实现临床效果。对于持久的临床使用，这些途径均不实用。申请人已经在动物实验中发现：当通过吸入施用GLP-1时，可获得治疗水平。如美国专利申请编号11/735,957(US 20080260838)中所公开的(其公开内容通过引用被并入本文)，与利用GLP-1溶液处理的大鼠相比，利用GLP-1/FDKP制剂通过肺吹入处理的大鼠中的GLP-1血浆浓度更持久。在给药后20-60分钟之间，所有动物均显示出GLP-1的血浆浓度逐渐降低。这些结果在于2个连续天进行的2次实验中显示出相对一致性。
在健康个体中，GLP-1的一些作用(包括降低胃排空、增加饱腹感和抑制不恰当的胰高血糖素分泌)显示出与当就餐开始时GLP-1的爆发释放有关。通过利用作为吸入粉末的GLP-1(GLP-1(7-36)酰胺)和2,5-二酮-3,6-二(4-富马酰基-氨基丁基)哌啶(FDKP)的制剂补充这种早期GLP-1骤增，可在糖尿病动物中引起药效动力学反应，包括內源胰岛素产生、胰高血糖素和葡萄糖水平下降。此外，可通过膳食后施用GLP-1/FDKP吸入粉末来模拟与增加的胰岛素分泌相关联的天然GLP-1晚期骤增。
设计GLP-1/FDKP吸入粉末的1a期临床试验以在人类受试者中第一次检测所选剂量的新型吸入性血糖控制治疗产品的安全性和耐受性。使用之前测试的吸入器装置施用GLP-1/FDKP吸入粉末。设计实验以确定通过肺吸入的多种剂量的GLP-1/FDKP吸入粉末的安全性和耐受性。基于美国申请序列号11/735,957(US 20080260838)中描述的在大鼠和灵长类中使用通过吸入施用GLP-1/FDKP的非临床研究(其通过引用被并入本文)的动物安全性研究结果来选择用于人类使用的剂量。
将26个受试者分成5个群组(cohort)以在群组1和2的每一个中提供高达4个可评估的受试者并在群组3-5的每一个中提供高达6个可评估的受试者，其中所述受试者满足合格标准并完成了研究。用GLP-1/FDKP吸入粉末形式的GLP-1以下述剂量水平向每个受试者给药一次：群组1:0.05mg；群组2:0.45mg；群组3:0.75mg；群组4:1.05mg；群组5:1.5mg GLP-1。放弃者未被替换。这些剂量假定体重为70kg。本领域普通技术人员能够基于本文中公开的研究确定其他的剂量水平。
在这些实验中，递增剂量的GLP-1/FDKP吸入粉末在健康成年雄性受试者中的安全性和耐受性被测定。通过监测变量(包括报告的不良事件(AE)、生命体征、身体检查、临床实验室检测和心电图(ECG))的药理学或不良影响来测定递增剂量的GLP-1/FDKP吸入粉末的耐受性。
还额外评估了肺安全性和药代动力学参数。研究了肺安全性，其被表示为：肺和其它不良事件的发生率以及访问1(筛选)与访问3(随访)之间的肺功能变化。给予GLP-1/FDKP吸入粉末之后，血浆GLP-1和血清富马酰基二酮哌嗪(PDKP)的药代动力学(PK)参数被测量为AUC0-120分钟血浆GLP-1和AUC0-480分钟血清FDKP。血浆GLP-1的额外PK参数包括达到最大血浆GLP-1浓度的时间，T最大血浆GLP-1；最大血浆GLP-1浓度，C最大血浆GLP-1和达到最大血浆GLP-1浓度的总时间的一半，T1/2血浆GLP-1。血清FDKP的额外PK参数包括T最大血清FDKP，C最大血清FDKP和T1/2血清FDKP。临床试验终点基于在试验受试者群体中测定的下述药理学和安全性参数的比较。首要终点包括报告的AE(包括咳嗽和呼吸困难，恶心和/或呕吐)的发生率和严重性，以及生命体征、临床实验室检测和身体检查与筛选相比的变化。次要终点包括以下的药代动力学倾向(disposition)：血浆GLP-1和血清FDKP(AUC0-120分钟血浆GLP-1和AUC0-480分钟血清FDKP)，血浆GLP-1(T最大血浆GLP-1、C最大血浆GLP-1和T1/2血浆GLP-1)；血清FDKP(T最大血清FDKP、C最大血清FDKP)；肺功能检测(PFT)，和ECG。
临床试验由3次临床访问组成：1)一次筛选访问(访问1)；2)一次治疗访问(访问2)；和3)访问2之后8-14天的一次随访访问(访问3)。在访问2时施用单剂量的GLP-1/FDKP吸入粉末。
评估五种剂量的GLP-1/FDKP吸入粉末(0.05、0.45、0.75、1.05和1.5mg GLP-1)。为了适应所有剂量，将配制的GLP-1/FDKP与不含活性剂的包含FDKP吸入粉末的颗粒混合。含有10mg由GLP-1/FDKP吸入粉末(15％重量/重量GLP-1/FDKP)组成的干粉本身或与恰当量的FDKP吸入粉末混合组成的干粉的单剂药筒被用于获得期望剂量的GLP-1(0.05、0.45、0.75、1.05和1.5mg)。在各4个受试者的2个群组中评估了前2个最低剂量水平，并在各6个受试者的3个群组中评估了3个较高剂量水平。每个受试者仅以被评估的5种剂量水平中的1种接受一剂。除了抽取血液用于测量GLP-1(活性GLP-1和总GLP-1)和FDKP之外，还抽取样本用于测定胰高血糖素、葡萄糖、胰岛素和C-肽。参考下图和表描述这些实验的结果。
图1描述了肺施用1.5mg GLP-1剂量之后，群组5中的活性GLP-1血浆浓度。数据显示：GLP-1浓度峰值出现在3分钟的第一个采样点之前，极其像静脉(IV)推注施用。一些受试者中的GLP-1血浆浓度高于500pmol/L(试验限度)。活性GLP-1血浆浓度峰值在约150pmol/L至约500pmol/L范围内。与本研究的群组5中总GLP-1：活性GLP-1的比率为1.5相比，如文献中所报告的静脉推注施用GLP-1(Vilsboll等人2000)导致该比率为3.0-5.0。在可比较的活性浓度下，静脉内施用比肺施用之后的代谢物峰为8-9倍，这表明：肺递送导致GLP-1的快速递送和较少降解。
表1
a除了t最大是中值(范围)之外，所有参数均为平均值(SD)
AULQ-剂量组中的两个或更多个受试者的分析物血浆浓度为AULQ；NA＝由于取样时间短(20分钟)，药代动力学谱不满足这种谱的规定；ND＝由于某些受试者中数据不足而无法计算参数。
在健康个体中，GLP-1的生理学膳食后静脉血浆浓度通常在10-20pmol/L范围内(Vilsboll等人J.Clin.Endocr.&Metabolism.88(6):2706-13,2003年6月)。接受0.45mgGLP-1的群组2中的一些受试者中获得了这些水平。较高剂量的GLP-1产生大幅度高于生理学静脉浓度峰值的血浆GLP-1浓度峰值。然而，由于GLP-1的半衰期短(约1-2分钟)，所以活性GLP-1的血浆浓度在施用后9分钟期间降落至生理学范围。虽然浓度峰值比生理上在静脉循环中观察到的浓度高得多，但有证据显示：GLP-1的局部浓度可比在全身观察到的浓度高得多。
表1显示了来自这个研究的使用包含FDKP的制剂的GLP-1的药代动力学谱。
群组4和5的FDKP药代动力学参数也被展示于表1。其它群组未被分析。该数据还显示：用1.05mg和1.5mg GLP-1处理的受试者的平均血浆FDKP浓度分别为约184pmol/L和211pmol/L。各剂量在施用后约4.5分钟和6分钟获得了最大血浆FDKP浓度，半衰期为约2小时(127和123分钟)。
图2A描述了利用1.5mgGLP-1剂量的可吸入干粉制剂处理的受试者的平均胰岛素浓度。数据显示：1.5mgGLP-1剂量诱导β-细胞释放內源胰岛素(因为在所有受试者中都检测到了胰岛素浓度)，且约380pmol/L的平均胰岛素浓度峰值出现在给药后6分钟或更早。胰岛素释放迅速但不持久，因为血浆胰岛素浓度在初始响应GLP-1之后迅速下降。图2B描述了利用1.5mg剂量的通过肺吸入被施用的GLP处理的受试者相较于皮下施用GLP-1剂量的GLP-1血浆浓度。数据说明：相较于皮下施用，肺施用GLP-1相对快发生且GLP-1的血浆浓度峰值出现较快。此外，相较于皮下施用，肺吸入GLP-1使GLP-1血浆浓度恢复到基线水平要快得多。因此，通过使用本发明的药物递送系统进行肺吸入比通过皮下施用提供将患者暴露于GLP-1在时间上更短，且对于吸入的胰岛素，通过AUC所测量的GLP-1总暴露更少。图2C说明：肺施用GLP-1干粉制剂诱导的胰岛素反应与静脉内施用GLP-1之后获得的反应相似，但所产生內源胰岛素的峰值时间和量与皮下GLP-1施用不同，这表明使用本发明的制剂肺施用GLP-1更有效诱导胰岛素反应。
图3描述了用含1.5mgGLP-1剂量的可吸入干粉制剂处理的受试者中在吸入后的多个时间测量到的血浆C-肽浓度。数据证明：吸入GLP-1之后，C-肽释放，这证实了內源胰岛素释放。
在健康个体中，空腹血液葡萄糖水平在约3.9mmol/L-约5.5mmol/L或约70mg/dL-约99mg/dL的范围内(美国糖尿病协会推荐)。图4描述了用含GLP-1的GLP-1制剂处理的受试者中的空腹血浆葡萄糖浓度。1.5mgGLP-1处理的受试者的平均空腹血浆葡萄糖(FPG)浓度约4.7mmol/L。GLP-1介导的胰岛素释放是葡萄糖依赖性的。之前未在血糖正常的受试者中观察到高血糖症。在这个实验中，数据清晰显示：肺施用GLP-1之后，这些血糖正常的健康受试者中的葡萄糖浓度降低。在1.5mg GLP-1剂量时，6个受试者中有2个的葡萄糖浓度被GLP-1降低至低于3.5mmol/L(即定义高血糖症的实验室值)。接受1.5mg GLP-1剂量的6个受试者中有2个的血浆葡萄糖降低多于1.5mol/L。此外，血浆葡萄糖降低与GLP-1剂量有关。使用0.05mg剂量时观察到最少的葡萄糖浓度降低，使用1.5mg剂量时观察到最大的降低。GLP-1的3个中间剂量产生大致相等的血浆葡萄糖降低。数据表明：基于超过生理学范围的GLP-1浓度，GLP-1葡萄糖依赖性被克服。有报告称：正常个体中GLP-1(7-36)酰胺的生理学范围为空腹期间在5-10pmol/L范围内，且进食后快速增加至15-50pmol/L(Drucker,D.和Nauck,M.The Lancet 368:1696-1705,2006)。
图5进一步描述了GLP-1肺施用后的血浆胰岛素浓度是剂量依赖性的。在大多数受试者中，胰岛素释放并不持久，因为血浆胰岛素浓度在最初响应GLP-1施用之后迅速下降。在大多数受试者中，血浆胰岛素峰值反应在200-400pmol/L范围内，其中一个受试者展示出的血浆胰岛素峰值水平超过700pmol/L。因此，数据表明胰岛素反应是GLP-1剂量依赖性的。
图6描述了在各个剂量组的肺施用GLP-1之后，血浆中的胰高血糖素浓度。各个剂量组中的基线胰高血糖素水平在13.2pmol/L-18.2pmol/L范围内。血浆胰高血糖素的最大变化在给药之后12分钟被观察到。血浆胰高血糖素的最大降低为约2.5pmol/L且在1.5mg剂量组被观察到。胰高血糖素分泌的最大抑制可被低估，因为最小值并非始终在12分钟时出现。
表2和3报告了本研究中的患者群体所记录的不良事件或副反应症状。文献中所报告的关于通过注射施用GLP-1的不良事件列表并不广泛；且那些被报告被描述为轻微的或中等的，和可容忍的。当活性GLP-1浓度超过100pmol/L时，被报告的主要不良事件是多汗、恶心和呕吐。如表1和3、以及图1中所示，以1.05mg和1.5mg的剂量肺施用导致活性GLP-1浓度远超过100pmol/L，但没有利用肠胃外(皮下、静脉[推注或输注])GLP-1时通常观察到的副作用。这个研究中没有受试者报告恶心、多汗或呕吐的症状。群组5中的受试者达到的C最大比得上利用50μg/kg IV推注观察到的数据(由Vilsboll等人2000报告)，其中大多数受试者报告显著的不良事件。
表2.不良事件
表3 GLP-1的不良事件比较：IV施用与肺施用
等人Diabetes Care,2000年6月；*可比较的C最大
表2和3显示：本研究中通过肺吸入接受GLP-1的任何受试者均没有报告严重或剧烈的不良事件。最常报告的不良事件是与吸入干粉相关的那些，即咳嗽和咽喉刺激。出乎意料地，在通过肺吸入处理的患者中，没有受试者报告恶心或烦躁不安，这些相关受试者中任何一个均没有呕吐。本发明人还发现：肺施用干粉制剂形式的GLP-1不抑制上述受试者中的胃排空(数据未被显示)。抑制胃排空是与注射的GLP-1标准制剂有关的通常会遇到的不想要的副作用。
总之，临床GLP-1/FDKP粉末含有高达15重量％GLP-1，提供10mg粉末中1.5mg GLP-1的最大剂量。Andersen多级测量表明：35-70％的颗粒的气体动力学直径＜5.8μm。1.5mgGLP-1剂量在第一个取样时间(3分钟)产生>300pmol/L的GLP-1浓度平均峰值浓度；在第一个测量时间点(6分钟)导致375pmol/L的平均峰值胰岛素浓度；在给药后20分钟将平均空腹血浆葡萄糖从85mg/dL降至70mg/dL；且被良好耐受和不引起恶心或呕吐。
实施例2
向雄性Zucker糖尿病肥胖大鼠肺施用GLP-1和艾塞那肽
以及皮下施用艾塞那肽的比较
已花费大量精力开发具有更长循环半衰期的GLP-1类似物以达到临床上有用的治疗。如本文中所示，肺施用GLP-1(GLP-1(7-36)酰胺)也提供临床上有意义的活性。因此，比较这两种方法将是令人感兴趣的。
制备FDKP颗粒
将富马酰基二酮哌嗪(FDKP)和聚山梨酯80溶解在稀氨水中以获得含2.5重量％FDKP和0.05重量％聚山梨酯80的溶液。然后将含聚山梨酯80的乙酸溶液与FDKP溶液混合以形成颗粒。洗涤颗粒并通过切向流过滤技术进行浓缩从而获得约11％固体(以重量计)。
制备GLP-1储液
通过组合60mg GLP-1固体(86.6％肽)和451mg去离子水从而在去离子水中制备10重量％GLP-1储液。加入约8μL冰乙酸以溶解肽。
制备FDKP/GLP-1颗粒
将1g份的存贮的FDKP悬液(108mg颗粒)转移至2mL聚丙烯管中。向悬液中加入恰当量的GLP-1储液(表1)并轻柔混合。通过加入1μL等份的50％(体积/体积)氢氧化铵将悬液的pH从pH～3.5调节至pH～4.5。然后使FDKP/GLP-1颗粒悬液沉降在液氮中并冻干。通过高效液相色谱(HPLC)分析干粉，发现其与理论值相当。
制备艾塞那肽储液
通过组合281mg艾塞那肽固体(88.9％肽)和2219mg 2％重量乙酸从而在2％重量乙酸中制备10重量％艾塞那肽储液。
制备艾塞那肽/FDKP颗粒
将1533mg份存贮的FDKP颗粒悬液(171mg颗粒)转移至4mL玻璃小瓶中。向悬液中加入304mg份艾塞那肽储液并轻柔混合。通过加入3-5μL等份的25％(体积/体积)氢氧化铵将悬液的pH从pH～3.7调节至pH～4.5。然后使艾塞那肽/FDKP颗粒悬液在液氮中沉降并冻干。通过高效液相色谱(HPLC)分析干粉，发现其与理论值相当。
大鼠中的药代动力学和药效动力学评估
将雄性Zucker糖尿病肥胖(ZDF)大鼠(5/组)分配到四个试验组之一。使动物禁食过夜，然后在即将给予试验物品之前通过腹膜内注射向它们施用葡萄糖(1g/kg)。对照组中的动物通过肺吹入接受空气。组1中的动物通过皮下(SC)注射接受盐水(0.1mL)中的艾塞那肽(0.3mg)。组2中的动物通过肺吹入接受15％(以重量计)艾塞那肽/FDKP(2mg)。组3中的动物通过肺吹入接受15％(以重量计)GLP-1/FDKP(2mg)。在给药之前和给药后的第15、30、45、60、90、120、240和480分钟从尾巴收集血液样品。收获血浆。测定血液葡萄糖和血浆GLP-1或血浆艾塞那肽浓度。
艾塞那肽药代动力学被报告于图7A中。这些数据显示：吹入艾塞那肽/FDKP粉末之后，艾塞那肽被迅速吸收。相较于皮下注射，吸入的艾塞那肽的生物利用度为94％。这可表示：肺施用对艾塞那肽特别有利。相较于接收吸入的艾塞那肽的大鼠中最大峰值循环艾塞那肽浓度的时间(T最大)＜15分钟，接收皮下艾塞那肽的大鼠中的T最大为30分钟。这种T最大与吹入的GLP-1/FDKP的类似(数据未被显示)。
比较性药效动力学被报告于图8中。这些数据显示了所有4个试验组的血液葡萄糖变化。与接收SC艾塞那肽的动物相比，接收吸入性艾塞那肽/FDKP的动物中葡萄糖耐量试验之后的葡萄糖偏移更低。因为这两个组中的艾塞那肽暴露有可比性(图7)，所以这些数据暗示：艾塞那肽/FDKP组中更短的达到艾塞那肽峰值浓度的时间提供了更好的葡萄糖控制。此外，接受GLP-1/FDKP或艾塞那肽/FDKP的动物中的葡萄糖偏移有可比性。这些数据是出乎意料的，因为艾塞那肽的循环半衰期(89分钟)远远长于GLP-1的循环半衰期(15分钟)。事实上，艾塞那肽被开发用来使循环半衰期最大化以实现增加疗效的目的。这些数据暗示：当使用肺施用时，更长的艾塞那肽循环半衰期没有为控制高血糖症提供好处。此外，肺施用两种分子中的任一种提供优于SC艾塞那肽的血液葡萄糖控制。
图7描述了接受通过肺吹入被施用的毒晰外泌肽-4/FDKP粉末制剂的雄性ZDF大鼠中相对于接受皮下毒晰外泌肽-4的雄性ZDF大鼠中的平均血浆毒晰外泌肽浓度。实心正方形代表肺吹入毒晰外泌肽-4/FDKP粉末之后的反应。空心正方形代表施用皮下施用的毒晰外泌肽-4之后的反应。数据被标绘为±标准偏差。数据显示：被吹入提供0.12、0.17和0.36mg GLP-1剂量的粉末的大鼠分别产生2.3、4.9和10.2nM的最大血浆GLP-1浓度(C最大)以及57.1nM·min、92.6nM·min和227.9nM·min的暴露(AUC)(t最大＝10分钟，t1/2＝10分钟)。在连续4天每天定量给予0.3mg GLP-1之后进行的腹膜内葡萄糖耐量试验中，被处理的动物展示出比对照组显著降低的葡萄糖浓度(p＜0.05)。攻击后30分钟时，对照动物中的葡萄糖增加47％，但被处理动物中的葡萄糖仅增加17％。
图8描述了接受通过肺吹入的空气对照、毒晰外泌肽-4/FDKP粉末或GLP-1/FDKP粉末相对于皮下毒晰外泌肽-4和通过肺吹入被施用的毒晰外泌肽-4的雄性ZDF大鼠中从基线的血液葡萄糖变化。闭合菱形代表肺吹入毒晰外泌肽-4/FDKP粉末后的反应。闭合圆形代表皮下施用毒晰外泌肽-4之后的反应。闭合三角形代表施用GLP-1/FDKP粉末之后的反应。闭合正方形代表肺吹入单独的空气之后的反应。开放正方形代表通过吹入给予大鼠2mgGLP-1/FDKP，随后同样通过吹入施用2mg毒晰外泌肽-4/FDKP粉末之后产生的反应。
实施例3
胃泌酸调节素/FDKP粉末制品
胃泌酸调节素(又名胰高血糖素-37)是由37个氨基酸残基组成的肽。由Sunnyvale,CA的American Peptide Company,Inc.制造和获得该肽。将FDKP悬浮颗粒与胃泌酸调节素溶液混合，然后在液氮中瞬间冷冻成小球并冻干以产生样品粉末。
制备目标肽含量在5％-30％之间的6种粉末。通过HPLC测定的实际肽含量在4.4％-28.5％之间。使用多级碰撞技术分析含10％肽的粉末的空气动力学特性。
然后将含聚山梨酯80的乙酸溶液与FDKP溶液混合以形成颗粒。洗涤颗粒并通过切向流过滤技术进行浓缩从而获得约11％固体(以重量计)。
称量FDKP颗粒悬液(1885mg×11.14％固体＝210mg FDKP颗粒)放入4mL透明玻璃小瓶中。盖上小瓶并使用磁力搅拌器混合以避免沉淀。向小瓶中加入胃泌酸调节素溶液(2重量％乙酸中909mg10％肽)并允许混合。最终的组合物比例约30:70胃泌酸调节素：FDKP颗粒。胃泌酸调节素/FDKP悬液的初始pH为4.00，通过加入2-10μL增量的1:4(体积/体积)氢氧化铵/水将其调节至pH 4.48。使悬液在含液氮的小结晶盘中形成小球。将盘子放置在冷冻干燥器中并在200mTorr下冻干。搁板温度以0.2℃/分的速率从-45℃斜升(ramp)至25℃，然后保持在25℃约10小时。将由此得到的粉末转移至4mL透明玻璃小瓶中。转移至小瓶后的粉末的总产量为309mg(103％)。通过下述方法检测样品的胃泌酸调节素含量：在碳酸氢钠中稀释胃泌酸调节素制品，然后在Waters 2695分离系统中通过高压液相色谱进行分析，其中使用利用0.1％三氟乙酸(TFA)离子化的含0.1％的TFA乙腈作为流动相，将波长检测设置在220nm和280nm。使用WatersEmpowerTM软件程序分析数据。
大鼠中的药代动力学和药效动力学评估
将雄性ZDF大鼠(10/组)分配到四个试验组之一。一组中的动物通过静脉内注射接受胃泌酸调节素。其它3组中的动物通过肺吹入接受5％胃泌酸调节素/FDKP粉末(含0.15mg胃泌酸调节素)、15％胃泌酸调节素/FDKP粉末(含0.45mg胃泌酸调节素)或30％胃泌酸调节素/FDKP粉末(含0.9mg胃泌酸调节素)。在给药之前和给药之后的各个时间从尾巴收集血液样品以测量血浆胃泌酸调节素浓度(图9A)。并且监测给予胃泌酸调节素之后各个时间的食物消耗(图9B)。
图9A是比较以各种量施用可吸入干粉制剂之后的雄性ZDF大鼠中和通过静脉内注射接受胃泌酸调节素的对照大鼠中血浆胃泌酸调节素浓度的图。这些数据显示：吹入胃泌酸调节素/FDKP粉末之后，胃泌酸调节素被迅速吸收。在接受吸入性胃泌酸调节素的大鼠中，达到最大峰值循环胃泌酸调节素浓度(T最大)的时间小于15分钟。这个研究显示：肺施用之后，胃泌酸调节素的半衰期为从约22分钟至约25分钟。
图9B是柱状图，其显示了与接受气流的对照动物相比，用静脉内胃泌酸调节素或通过肺吹入被施用的胃泌酸调节素/FDKP粉末处理的雄性ZDF大鼠中的累积食物消耗。数据显示：与单剂静脉内胃泌酸调节素或空气对照相比，肺施用胃泌酸调节素/FDKP以更大程度降低了食物消耗。
在类似的实验设定中，大鼠通过肺吹入接受作为对照的气流(组1)或30％胃泌酸调节素/FDKP粉末。被施用胃泌酸调节素/FDKP吸入粉末的大鼠接受如上所述制备的0.15mg胃泌酸调节素(作为0.5mg胃泌酸调节素/FDKP粉末；组2)、0.45mg胃泌酸调节素(作为1.5mg胃泌酸调节素/FDKP粉末；组3)或0.9mg胃泌酸调节素(作为3mg胃泌酸调节素/FDKP粉末；组4)剂量。在于实验开始之前禁食24小时的ZDF大鼠中进行这些研究。在大鼠接受实验剂量之后，允许其进食。给予大鼠预定量的食物，并在实验开始后的各个时间测量大鼠的食物消耗量。通过肺吹入向大鼠施用胃泌酸调节素/FDKP干粉制剂，在给药后的各个时间点获取食物测量和血液样品。
图10A和10B分别显示了所有试验动物的循环胃泌酸调节素浓度和与对照的食物消耗变化。被给予胃泌酸调节素的大鼠比对照大鼠消耗显著较少的食物一直持续到给药后6小时。较高剂量的胃泌酸调节素比较低剂量显示出更显著抑制食欲，表明食欲抑制是剂量依赖性的，因为被给予较高剂量的大鼠在给药后的所有测量时间点消耗最少量食物。
血液中胃泌酸调节素的最大浓度在10-30分钟时被检测到且胃泌酸调节素的最大浓度是剂量依赖性的，因为接受1.5mg胃泌酸调节素的大鼠的最大血浆浓度为311μg/mL且接受3mg胃泌酸调节素的大鼠的最大血浆浓度为660μg/mL。通过肺吹入被施用后Sprague Dawley大鼠中胃泌酸调节素的半衰期(t1/2)在约25-51分钟范围内。
实施例4
向2型糖尿病患者施用可吸入干粉形式的GLP-1
在患2型糖尿病的患者中进行GLP-1/FDKP吸入粉末的1期临床试验以评估通过肺吸入用GLP-1干粉制剂处理之前和之后的患者的葡萄糖水平。根据实施例1并如此处所述进行这些研究。如美国专利申请号11/735,957中所述制备GLP-1吸入粉末，其公开内容通过引用被并入本文。单剂药筒中总计10mg含FDKP的干粉制剂中，干燥吸入粉末含有1.5mg人类GLP-1(7-36)酰胺。对于这个研究，使20个具有2型糖尿病的患者(包括成年雄性和绝经后雌性)禁食过夜并在施用GLP-1吸入粉末后保持禁食持续4小时。如美国专利申请号10/655,153中所述使用干粉吸入器(MannKind公司)施用干粉制剂，其公开内容通过引用被整体并入本文。
在给药前30分钟时、给药时(时间0)和施用GLP-1后约2、4、9、15、30、45、60、90、120和240分钟时获取血液样品以评估被处理患者的血清葡萄糖水平。分析每个样本的血清葡萄糖水平。
图11显示了这些研究的结果，其描述了被施用单剂含GLP-1的可吸入干粉制剂后的6个具有2型糖尿病的空腹患者在各个时间点的葡萄糖值。施用GLP-1之后，所有6个患者的葡萄糖值都降低，并在研究终止时保持被抑制到施用后至少4小时。
图12显示其葡萄糖值被显示于图11中的6个具有2型糖尿病的空腹患者组的平均葡萄糖值。在图12中，所有6个患者的葡萄糖值被表示成葡萄糖水平从时间0(给药)的平均变化。图12显示：在30分钟时间点之前获得约1mmol/L(近似等价于约18mg/dL至约20mg/dL)的平均葡萄糖下降。这种平均葡萄糖水平下降持续120分钟。具有较高基线葡萄糖的受试者中的变化更大且更持久，然而6个受试者中具有最低基线空腹血液葡萄糖的2个受试者中，在这个时间段仅显示出葡萄糖水平的瞬间降低(数据未被展示)。值得注意的是：具有较高空腹葡萄糖的受试者与具有较低值的受试者通常不具有相同的胰岛素反应，因此当被刺激时，具有较高空腹葡萄糖的受试者通常展示出比其葡萄糖值更接近正常的受试者更强的反应。
实施例5
完整GLP-1向脑和肝脏的首过分配模型
计算肺递送和静脉内推注施用之后穿过体循环的GLP-1的首过分配以确定这两种GLP-1施用方法的递送效力。基于下述假设开发模型：(1)GLP-1从肺被吸收并进入肺静脉展示出零级动力学；(2)GLP-1被分配至脑并在脑内部瞬间出现，和(3)GLP-1从脑被清除和肝脏分配仅由基础血流驱动。基于这些假设，在下述已出版数据的基础上进行确定脑和肝脏中GLP-1量的分析，所述已出版数据关于提取某些组织和器官中的GLP-1(Deacon,C.F.等人“Glucagon-like peptide 1undergoes differential tissue-specific metabolism in the anesthetized pig.”American Physiological Society,1996,E458-E464页)，以及来自人类研究的归因于心输出的血流向身体的分配和血流速度(Guyton Textbook of Physiology,第10版；W.B.Saunders,2000,176页)。在具有正常生理参数(例如静息血压)的正常受试者(70kg)中，向脑和肝脏的基础流速分别为700mL/分和1350mL/分。基于心输出，已计算出血流向身体的分配为14％到脑、27％到肝脏和59％到其余身体组织(Guyton)。
使用上述参数，确定通过肺和静脉内施用被给予的1mg剂量GLP-1将被分别到脑和肝脏的相对量。用1mg GLP-1除以60秒，然后将得到的数字乘以14％到脑的流量分布。因此，每秒一部分剂量出现在脑中。可获得的数据表明：脑中的血液等于150mL且清除速率为700mL/分，计算产生的GLP-1清除为约12mL/秒，这近似等于每秒8％的血液体积从脑中被清除。在由Deacon等人报告的在猪中的静脉内研究中，40％GLP-1在血管中被瞬间代谢，还有10％在肺中的缺氧血中被代谢。因此，在关于静脉内数据分析的计算中，从被施用总量中减去总GLP-1的40％接着再减去另外10％。
对于估计的肝脏中的GLP-1量，做对静脉内和肺施用途径相同的降解假设，其中IV剂量的40％接着是另外10％的总量已损失。假设剩余GLP-1的27％被分配到肝脏，其中75％的血液首先经过门床(portal bed)。假设血液在肝脏中瞬间分配。对于静脉内数据分析，计算如下：用1mg GLP-1除以60秒，从被施用总量中减去总GLP-1的40％接着是另外10％。对于肺施用，假设没有降解。对于两种施用途径，将得到的数字乘以27％到肝脏的流量分布，其中这个量的75％首先经过门床(portal bed)。在由Deacon等人报告的在猪中的静脉内研究中，报告了由门床提取20％；因此75％的GLP-1量在被引入肝脏之前减少了20％。所以每秒出现在肝脏中的GLP-1总量包含已在门床中经历代谢的部分。可获得的数据表明：肝脏中的血液体积等于750mL且清除速率为1350mL/分，计算产生的GLP-1清除为约22.5mL/秒，这近似等于每秒3％的血液体积从肝脏中被清除。Deacon等人报告了肝脏中45％的降解，因此，从出现在肝脏中总量中减去45％总GLP-1，余数被加至总剩余量。
表4和5中展示了上述计算的结果。肺施用后，计算出的GLP-1在脑和肝脏中的分配(表4)被展示如下：
表4.肺施用1mg GLP-1
时间(秒) 脑(μg) 肝脏(μg)
1 2.3 2.10
5 9.94 9.91
60 29.0 58.9
阐释静脉内推注施用之后的GLP-1分配的结果被展示于下表5中：
表5：经1分钟静脉内推注施用1mg GLP-1
时间(秒) 脑(μg) 肝脏(μg)
1 1.26 1.14
5 5.37 5.35
60 15.6 31.7
以上数据是GLP-1被內源酶降解之后，GLP-1向身体的特定组织分配的代表性阐释。基于以上测定，肺施用之后脑和肝脏中的GLP-1量为静脉内推注施用之后脑和肝脏中的GLP-1量的约1.82-约1.86倍。因此，数据表明：与静脉内施用GLP-1相比，肺递送GLP-1可以是更有效的递送途径，因为在肺施用后的各个时间，GLP-1的量将是利用静脉内施用获得的量的约2倍。因此，用包含通过肺施用的GLP-1治疗疾病或病症将需要更少的总量或产生相同或相似效果所需的静脉内GLP-1剂量的几乎一半。
实施例6
这个实施例中的研究旨在测量通过皮下施用的各种活性剂，和通过肺吹入向ZDF大鼠施用包含FDKP、FDKP二钠盐、琥珀酰-取代的-DKP(SDKP,在本文中也被称为化合物1)或不对称(富马酰基-单取代的)-DKP(在本文中也被称为化合物2)的制剂的药代动力学参数。将大鼠分成8组，向每组指定5只大鼠。组1中的每只大鼠通过肺液体滴注接受0.3mg剂量的磷酸缓冲盐溶液中的毒晰外泌肽-4；组2通过皮下注射接受0.3mg的磷酸缓冲盐溶液中的毒晰外泌肽-4。
组3-8中的大鼠通过肺吹入接受它们如下的活性剂或毒晰外泌肽-4剂量：组3大鼠通过肺吹入接受2mgGLP-1/FDKP制剂，随后是2mg剂量的毒晰外泌肽-4；组4接受毒晰外泌肽-4/FDKP制剂；组5大鼠接受3mg剂量的被配制成FDKP的二钠盐中9.2％负载的毒晰外泌肽-4；组6大鼠接受2mg剂量的被配制成FDKP的二钠盐中13.4％负载的毒晰外泌肽-4；组7大鼠接受2mg剂量的被配制成SDKP中14.5％负载的毒晰外泌肽-4；组8大鼠接受2mg剂量的被配制成不对称(富马酰基-单取代的)-DKP中13.1％负载的毒晰外泌肽-4。
向动物给药发生在两天的进程中以使大量受试者适应。向动物施用各种试验物品，然后在给药后的不同时间采取血液样品。在血浆分离物中测量毒晰外泌肽-4浓度；图13中提供了其结果。如图所示，组4中以含FDKP的制剂形式接受毒晰外泌肽-4的被处理大鼠在早于30分钟时展示出血液中高水平的毒晰外泌肽-4且比组2中通过皮下施用接受毒晰外泌肽-4的大鼠中的水平更高。在所有组中，毒晰外泌肽-4的水平在施用后约1小时急剧降低。
在ZDF大鼠中通过肺吹入施用毒晰外泌肽-4/FDKP具有与通过皮下注射施用毒晰外泌肽-4相似的剂量归一化的C最大、AUC和生物利用度。通过肺吹入施用毒晰外泌肽-4/FDKP显示出的半衰期为通过皮下注射施用的半衰期的2倍多。以富马酰基(单-取代的)DKP或SDKP制剂形式被施用的毒晰外泌肽-4显示出比皮下注射更低的剂量归一化的C最大、AUC和生物利用度(约低50％)，但比肺滴注的水平高。
禁食过夜之后，通过腹膜内注射(IPGTT)给予ZDF大鼠葡萄糖攻击。IPGTT后用毒晰外泌肽-4/FDKP处理比通过皮下途径的毒晰外泌肽-4显示出更强的血液葡萄糖水平降低。IPGTT之后，与空气对照动物相比，通过皮下注射被施用毒晰外泌肽-4和通过肺施用被施用毒晰外泌肽-4/FDKP粉末的动物中的血液葡萄糖水平显著降低并分别持续30分钟和60分钟。用腹膜内葡萄糖施用(IPGTT)处理之后，组3中通过肺吸入用毒晰外泌肽-4/FDKP和GLP-1处理后的ZDF大鼠在给药后30分钟出乎意料地显示出比任何一种单独的处理更低的IPGTT之后的血液葡萄糖水平(-28％相对于-24％)。
实施例7
这个实施例中的研究旨在测量相较于静脉内注射，通过肺施用至ZDF大鼠的肽YY(3-36)制剂的药代动力学和药效动力学谱。
用于肺递送的PYY/FDKP制剂的制备：这些实验中使用的肽YY(3-36)(PYY)获自American Peptide，根据pH将其吸附到FDKP颗粒上。称量85.15mg PYY放入8ml透明小瓶中并加入2％水乙酸至最终重量为762mg，从而制备10％肽储液。轻柔混合肽以获得清澈溶液。将FDKP悬液(4968mg，含有424mg FDKP预制颗粒)加入到含有PYY溶液的小瓶中，从而形成PYY/FDKP颗粒悬液。将样品放置在磁力搅拌板上并在整个实验过程中彻底混合。使用微pH电极监测混合物的pH。使用2-3μL份的14-15％氨水溶液渐进性地增加样品的pH。在每个pH点移除样品体积(对于上清液分析为75μL；对于悬液为10μL)。将用于上清液分析的样品转移至1.5ml、0.22μm的滤管中并离心。将悬液和过滤的上清液样品转移至含990μL 50mM碳酸氢钠溶液的HPLC自动进样器瓶中。通过HPLC分析稀释的样品以评估制品的特征。实验表明：例如10.2％的PYY溶液在pH 4.5时可被吸入到FDKP颗粒上。在这种特定制品中，例如，通过HPLC所测量的由此得到的粉末的PYY含量为14.5％(重量/重量)。粉末的空气动力学特征的多级测量显示：当通过干粉吸入器(MannKind公司)排出时，药筒排空98％的呼吸性分数(respirable fraction)为52％。基于以上结果，PYY/FDKP粉末的多种样品制品被制造，其包括5％、10％、15％和20％PYY。
药代动力学和药效动力学研究：这些实验中使用雌性ZDF大鼠，它们被分成7组；除了组1具有3只大鼠之外，向每组指定5只大鼠。在给予大鼠它们的指定剂量之前，使其禁食24小时并在给药后立即提供食物，其在实验期间被允许按照期望进食。组1中的每只大鼠接受0.6mg IV剂量的磷酸缓冲盐溶液中的PYY；组2中的大鼠接受1.0mg PYY肺液体滴注；组3中的大鼠被指定为对照并接受气流；组4-7中的大鼠接受如下通过肺吹入被施用的用于吸入的干粉制剂：组4中的大鼠以3mg5％PYY(重量/重量)负载的PYY/FDKP粉末制剂形式接受0.15mg PYY；组5中的大鼠以3mg 10％PYY(重量/重量)负载的PYY/FDKP粉末制剂形式接受0.3mg PYY；组6中的大鼠以3mg 15％PYY(重量/重量)负载的PYY/FDKP粉末制剂形式接受0.45mg PYY；组7中的大鼠以3mg 20％PYY(重量/重量)负载的PYY/FDKP粉末制剂形式接受0.6mg PYY.
在给药后30、60、90、120、240分钟和24小时，测量每只大鼠的食物消耗。由在给药前和给药后5、10、20、30、45、60和90分钟取自大鼠的血液样品测定每只大鼠的PYY血浆浓度和葡萄糖浓度。这些实验的结果被展示于图14-16和以下的表6中。图14是来自测量雌性ZDF大鼠中的食物消耗实验的代表性数据的柱形图，其中所述雌性大鼠以各种剂量的包含富马酰基-二酮哌嗪的制剂形式通过静脉内施用和通过肺施用接受PYY制剂。数据显示：与对照相比，除了通过滴注接受PYY的组2之外，所有PYY处理后的大鼠的食物消耗都减少。与对照相比，在PYY给药后30、60、90和120分钟，通过肺吹入被处理的大鼠中的食物消耗减少在统计上显著。图14中的数据还显示：虽然IV施用(组1)相对有效减少了大鼠中的食物消耗，但以FDKP制剂形式通过肺途径施用相同量的PYY(0.6mg)(组7)能更有效减少食物摄取量或更长时间抑制食欲。与对照相比，所有接受肺PYY-FDKP粉末的PYY处理后的大鼠消耗较少食物。
图15描述了利用包含富马酰基-二酮哌嗪的各种制剂通过IV施用、肺施用给予PYY制剂的雌性ZDF大鼠和空气对照大鼠中测量到的血液葡萄糖水平。数据表明：除了利用PYY IV处理的组1大鼠，通过肺吹入被PYY处理的大鼠的血液葡萄糖水平维持相对类似于对照。与其它大鼠相比，组1大鼠显示出初始较低的血液葡萄糖水平直至给药后约15分钟。
图16描述了来自测量利用包含富马酰基-二酮哌嗪的各种制剂通过IV施用；通过肺施用被给予PYY制剂的雌性ZDF大鼠和空气对照大鼠中的PYY在施用后的多个时间血浆浓度的代表性数据。这些测量值也被展示于表6中。数据显示：被静脉内施用PYY的组1大鼠比通过肺吹入被处理的大鼠获得更高的血浆PYY浓度(30.7μg/mL)。对于组1、6和7大鼠，PYY的峰值血浆浓度(T最大)在约5分钟时；对于组2、4和5大鼠，在约10分钟时。数据显示：利用PYY/FDKP制剂通过肺吹入被处理的所有大鼠在它们的血浆样品中含有可测量量的PYY，然而，组7大鼠具有最高血浆PYY浓度(4.9μg/mL)，且保持数值高于其它组直至给药后约35分钟。数据还表明：通过肺吹入被施用的PYY的血浆浓度是剂量依赖性的。虽然以肺施用PYY/FDKP所使用的剂量通过IV注射施用导致较高的PYY静脉血浆浓度，但利用肺施用PYY/FDKP获得了更强的食物消耗抑制。
表6
图17阐释了如对一些活性剂(包括胰岛素、毒晰外泌肽、胃泌酸调节素和PYY)进行测量并在此例证的本发明的药物递送系统的效力。特别地，图17展示了相较于IV和SC施用上述活性剂，肺药物递送系统的生物效应与药物暴露的关系。图17中的数据表明：本发明的肺药物递送系统比静脉内或皮下施用提供更强的生物效应和较少量的药物暴露。因此，当与标准疗法相比时，可需要较少量的药物暴露以获得期望药物的类似或更强效果。因此，在一个实施方式中，递送活性剂(包括肽，例如GLP-1、胃泌酸调节素、PYY)用于治疗疾病(包括糖尿病、高血糖症和肥胖症)的方法包括：向需要治疗的受试者施用包含一种或多种活性剂和二酮哌嗪的可吸入制剂，其中使用低于利用其它施用方式实现相似效果所需的活性剂的暴露观察到了治疗效果。在一个实施方式中，活性剂包括肽、蛋白质和脂质素。
实施例8
评估膳食后的2型糖尿病患者中的GLP-1活性
这个研究的目的是基于膳食后葡萄糖浓度评估GLP-1干粉制剂的效果并评估其安全性包括不良事件、GLP-1活性、胰岛素反应和胃排空。
实验设计：研究被分成2个阶段，使20个年龄在20-64岁范围内且被诊断患有2型糖尿病的患者加入。阶段1是开放性、单剂量的试验，其中15个患者在已禁食过夜之后接受以FDKP形式被施用的包含1.5mgGLP-1的干粉制剂。作为对照，5个受试者在禁食过夜之后接受FDKP吸入粉末。完成阶段1之后进行阶段2。在这部分研究中，患者被给予4次连续的处理，其中每次使用由475Kcal组成且被作为标记的13C-碘苯腈辛酸酯标记的餐食挑战。研究被设计成双盲、双模拟、交叉、餐食挑战的研究，其中在餐前15分钟通过注射给予盐水(作为对照)和艾塞那肽，在即将进餐之前施用可吸入GLP-1干粉制剂或由不含GLP-1的干粉制剂组成的安慰剂并在餐后30分钟进行重复。4次处理如下：处理1由接受安慰剂(即1.5mg不含GLP-1的干粉制剂)的所有患者组成。在处理2中，所有患者以包含FDKP的干粉制剂形式接受一剂1.5mg的GLP-1。在处理3中，所有患者以包含FDKP的干粉制剂形式接受2剂1.5mg的GLP-1，其中一剂在即将进餐之前，另一剂在餐后30分钟。在处理4中，患者通过皮下注射接受10μg艾塞那肽。在给药之前和之后的各个时间点获取每个患者的血液样品并分析一些参数，包括GLP-1浓度、胰岛素反应、葡萄糖浓度和胃排空。图18-20中描述了这个研究的结果。
图18描述了如上所述处理组的血液平均GLP-1水平。数据显示：以包含FDKP的干粉制剂形式接受1.5mg GLP-1的患者在施用后不久具有显著较高的血液GLP-1水平(如图A、B和C所示)且在进食或禁食的个体中施用后，GLP-1水平急剧下降。艾塞那肽-处理组(图D)中或接受干粉制剂的对照(图E)中没有可测量水平的GLP-1。
图19描述了这个研究中的患者在处理之前或之后的胰岛素水平。数据显示：除了接受安慰剂的禁食对照患者(图C)，在餐食挑战研究中被处理的所有患者(包括安慰剂-处理的患者)中均产生內源胰岛素(图B)。然而，以包含FDKP的干粉组合物形式接受GLP-1的患者中的胰岛素反应更加显著，其中在进食组和禁食组二者中，处理之后立即观察到了胰岛素反应(图D-F)。在禁食受试者中，在通过肺递送施用GLP-1之后，平均峰值內源胰岛素释放约60μU/mL(图E)。结果还显示：用GLP-1干粉制剂处理后的患者中的葡萄糖水平降低。施用GLP-1干粉制剂导致延迟的血液葡萄糖上升和降低的整体葡萄糖暴露(AUC)。延迟的上升和减少的暴露二者在接受第二次施用GLP-1吸入粉末的受试者中更明显(数据未被显示)。胰岛素释放的量级在患者中不同，其中一些患者显示出很小但生理上相关的胰岛素，而其它患者展示出大得多的胰岛素释放。尽管患者之间存在胰岛素反应差异，但葡萄糖反应类似。这种胰岛素反应差异可反映胰岛素抵抗程度和疾病进程的变化。这种反应的评估可被用作疾病进程的诊断指标，其中较大释放(在控制血液葡萄糖水平上缺乏更大效力)表示较强的胰岛素抵抗和疾病进程。
图20描述了处理组的胃排空百分比。图A(处理3中的患者)和图B(处理2中的患者)患者具有与图D中所示的对照患者(用不含GLP-1的包含FDKP的干粉制剂处理的安慰剂处理的患者)相似的胃排空特征或百分比。数据还显示：当与对照相比时，用艾塞那肽(甚至以10μg剂量)处理的患者展示出胃排空的显著延长或抑制。餐后4小时，多于90％被摄入的源自13C-碘苯腈辛酸酯的13C未被吸收至身体。相比之下，在用吸入性GLP-1/FDKP处理的患者中，餐后4小时，少于60％被摄入的13C-碘苯腈辛酸酯未被吸收。数据还显示：用于递送包含FDKP和GLP-1的活性剂的本发明的系统不抑制胃排空；在递送GLP-1后诱导胰岛素迅速释放并引起葡萄糖AUC水平降低。
实施例9
对GLP-1施用的反应依赖于基线葡萄糖水平
在这个实施方式中，所展示的数据来自上述实施例1和8中所展示的研究，其中GLP-1被施用至正常空腹受试者和具有2型糖尿病的受试者(T2DM)。所有受试者均为具有正常肺功能的不吸烟者。受试者在空腹时通过吸入以含FDKP的制剂形式接受1.5mgGLP-1。在第一个研究中，6个正常受试者接受GLP-1。在第二个研究中，15个具有T2DM的受试者接受GLP-1，且5个具有T2DM的受试者接受安慰剂。如上文在实施例1和8中所述测量所有受试者的血液葡萄糖水平，数据被展示于图21中。
在正常受试者中，对照在整个实验过程中显示出的基线葡萄糖水平在约4mmol/L-约5mmol/L范围内。通过吸入被施用的GLP-1产生短暂的葡萄糖减少(0.8mmol/L)。最低葡萄糖水平出现在吸入GLP-1制剂之后约15分钟时。葡萄糖水平降低之后，葡萄糖水平在1小时内回复到基线水平。反应持续时间比GLP-1的t1/2(≤2min)要长得多。
患有T2DM的受试者中对GLP-1的反应依赖于血液葡萄糖浓度。在接受GLP-1的15个患有T2DM的受试者中，11个受试者的基线血浆葡萄糖浓度(BlGlu)高于9mmol/L且4个受试者的BlGlu低于9mmol/L。血液葡萄糖浓度低于9mmol/L的受试者的平均最大降低为0.75mmol/L。达到最小值的时间约为1/2小时。虽然葡萄糖值被恢复，但它们在4小时后还没有回到基线水平。血液葡萄糖浓度高于9mmol/L的受试者的葡萄糖降低为1.2mmol/L。反应持续时间更长，因为最小值出现在吸入后45分钟，并且不从最低水平返回。安慰剂处理的受试者在吸入后的最初2小时内没有葡萄糖改变。
数据显示：以包含二酮哌嗪的制剂形式吸入GLP-1在被检测的受试者中产生血浆胰岛素的剧烈攀升或增加，这表明胰腺β-细胞中产生內源胰岛素。这种迅速的胰岛素爆发能够在具有更高空腹血浆葡萄糖水平的患T2DM的受试者中产生持久和更明显的血浆葡萄糖浓度下降。
实施例10
GLP-1的生产
GLP-1购自American Peptide(Sunnyvale,Calif.)或AnaSpec(San Jose,Calif.)，或者被内部制备(MannKind公司,Valencia,Calif.)。在pH 4.0和20℃下分析不同浓度的水性GLP-1样品(除非另有说明)。通常在每个实验之前一般制备新鲜的样品并将其与合适的添加剂(例如盐、pH缓冲液、H2O2等，如果存在)混合。利用远-UV CD和传动傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)收集不同条件下GLP-1的二级结构测量值。此外，应用近-UV CD和固有荧光二者通过监测GLP-1的芳香残基(即色氨酸)的周围环境来分析GLP-1的三级结构。
实施例11
GLP-1的聚乙二醇化
PEG的典型形式是具有末端羟基基团且式为HO—CH2CH2—(CH2CH2O)n-CH2CH2—OH的线性聚合物，其中n为约8-约4000。末端氢可被保护基团(例如烷基或芳基基团)取代。优选地，PEG具有至少一个羟基基团，更优选地它是末端羟基。这个羟基优选地被激活以与肽反应。存在许多对GLP-1的聚乙二醇化有用的PEG形式。本领域存在大量PEG衍生物，它们适用于GLP-1的聚乙二醇化(参见例如美国专利申请编号5,445,090；5,900,461；5,932,462；6,436,386；6,448,369；6,437,025；6,448,369；6,495,659；6,515,100和6,514,491以及Zalipsky,S.Bioconjugate Chem.6:150-165,1995)。与GLP-1共价结合的PEG分子旨在不限于特定类型。
GLP-1化合物一旦被制备和纯化，通过使PEG分子与GLP-1化合物共价连接而将其聚乙二醇化。本领域已描述了多种使PEG与肽共价缀合的方法(综述文章请参见，Roberts,M.等人Advanced Drug Delivery Reviews,54:459-476,2002)。可使用重组GLP-1肽作为前体通过酶促偶联或本领域已知和已被描述的替代性方法来进行在羧基末端聚乙二醇化肽。参见例如美国专利编号4,343,898或International Journal of Peptide&Protein Research.43:127-38,1994。用于制备本发明所述聚乙二醇化GLP-1化合物的一种方法包括：使用PEG-马来酰亚胺将PEG直接附加到肽的硫醇基团上。可通过向肽中加入或插入Cys残基来实现硫醇官能性的引入。硫醇官能性还能够被引入到肽的侧链(例如酰化含硫醇酸的赖氨酸的ε氨基)。本发明的聚乙二醇化方法可利用Michael加成来形成稳定的硫醚连接子。在其它官能团存在时，反应高度特异且在温和条件下发生。PEG马来酰亚胺已被用作用于制备定义明确的生物活性PEG-蛋白质缀合物的反应性结合物。优选地，所述程序使用相对于PEG马来酰亚胺摩尔过量的含硫醇的GLP-1化合物以驱动反应完成。优选地，在室温下且pH在4.0-9.0之间时进行反应1-40小时。易于通过常规分离方法将过量的未被聚乙二醇化的含硫醇的肽与聚乙二醇化的产物分离。可使用PEG马来酰亚胺或分成两部分(bifurcated)的PEG马来酰亚胺来进行半胱氨酸的聚乙二醇化。
聚乙二醇化GLP-1化合物能够被用来治疗多种疾病和病情。聚乙二醇化GLP-1化合物可通过作用于被称为“GLP-1受体”的受体上来发挥他们的生物效应。因此，能够用本发明所述聚乙二醇化GLP-1化合物来治疗顺利响应GLP-1受体刺激或GLP-1化合物的施用的具有疾病和/或病情的受试者。这些受试者被称为“需要用GLP-1化合物治疗”或“需要GLP-1受体刺激”。所述受试者包括具有非胰岛素依赖性糖尿病、胰岛素依赖性糖尿病、中风(参见WO 00/16797)、心肌梗塞(参见WO 98/08531)、肥胖症(参见WO98/19698)、外科手术后分解代谢改变(参见美国专利编号6,006,753)、功能性消化不良和肠道易激综合征(参见WO 99/64060)的受试者。还包括需要用GLP-1化合物预防性治疗的受试者，例如有发展非胰岛素依赖性糖尿病风险的受试者(参见WO 00/07617)。葡萄糖耐量受损或空腹葡萄糖受损的受试者、体重高于正常体重(关于受试者的高度和体型)约25％的受试者、胰腺被部分切除的受试者、具有一个或多个患非胰岛素依赖性糖尿病的父母的受试者、具有妊娠期糖尿病的受试者和具有急性或慢性胰腺炎的受试者有发展中非胰岛素依赖性糖尿病风险。
本文所述有效量的聚乙二醇化GLP-1化合物是当被施用至需要GLP-1受体刺激的受试者时，产生期望的治疗和/或预防效果而不引起不能接受的副作用的量。“期望的治疗效果”包括下列一种或多种：1)改善与疾病或病情相关的症状；2)延迟与疾病或病情相关的症状发作；3)与缺乏治疗相比，寿命增加；4)与缺乏治疗相比，生活质量更高。例如，用于治疗糖尿病的“有效量”的聚乙二醇化GLP-1化合物包括下述量，所述量将导致比缺乏治疗时更好的血液葡萄糖浓度控制，从而导致糖尿病并发症(例如视网膜症、神经病或肾病)发作的延迟。用于预防糖尿病的“有效量”的聚乙二醇化GLP-1化合物是下述量，所述量将延迟(与缺乏治疗相比)需要用抗高血糖症药物(例如磺酰基尿素、噻唑烷二酮类、二甲双胍、胰岛素和/或双胍类)治疗的提高的血液葡萄糖水平发作。典型地，本发明所述聚乙二醇化GLP-1化合物将被施用以使血浆水平在约5pmol/L-约200pmol/L范围内。Val8-GLP-1(7-37)OH的最佳血浆水平被确定为在30pmol/L-约200pmol/L之间。
使患者的血液葡萄糖有效正常化的聚乙二醇化GLP-1化合物剂量将取决于许多因素，其中包括但不限于受试者的性别、体重和年龄、不能调控血液葡萄糖的严重性、施用途径和生物利用度、聚乙二醇化GLP-1化合物的药代动力学谱、效力和制剂。对于成年人，本发明所述聚乙二醇化GLP-1化合物的典型剂量范围将在每天约0.01mg至每天约1000mg范围内。优选地，所述剂量范围为从每天约0.1mg至每天约100mg，更优选地从约1.0mg/天至约10mg/天。
实施例12
聚乙二醇化GLP-1/DKP的制备
可通过多种方法形成用于药物递送的二酮哌嗪颗粒并装载活性剂。可将二酮哌嗪溶液与聚乙二醇化GLP-1溶液或悬液混合，然后沉淀以形成包含活性剂的颗粒。或者，可沉淀DKP以形成颗粒，随后将其与活性剂溶液混合。颗粒与活性剂之间的结合可自发发生，被溶剂去除驱动(干燥之前可包括的特殊步骤)，或应用这些机制的任意组合以促进结合。按照这些原则的进一步变化对本领域技术人员将是显而易见的。
在一个特殊的实验流程中，洗涤沉淀的二酮哌嗪颗粒，加入聚乙二醇化GLP-1溶液，通过逐滴加入液氮中来冷冻混合物，冻干(冷冻干燥)由此得到的冷冻液滴(小球)以获得二酮哌嗪-聚乙二醇化GLP-1干粉。
实施例13
聚乙二醇化GLP-1/DKP的药理研究
评估5种剂量的聚乙二醇化GLP-1/DKP吸入粉末(0.05,0.45,0.75,1.05和1.5mgGLP-1)。为了适应所有剂量，将配制的聚乙二醇化GLP-1/DKP与不含活性剂的包含DKP吸入粉末的颗粒混合。单剂药筒含有10mg由GLP-1/FDKP吸入粉末(15％重量/重量聚乙二醇化GLP-1/DKP)本身或与恰当量的DKP吸入粉末混合组成的干粉，其被用于获得期望剂量的聚乙二醇化GLP-1(0.05mg,0.45mg,0.75mg,1.05mg和1.5mg)。在各6个受试者的2个群组中评估前2个最低剂量水平，并在各5个受试者的3个群组中评估3个较高剂量水平。每个受试者仅以被评估的5种剂量水平中的1种接受一剂。除了抽取血液用于测量GLP-1(活性GLP-1和总GLP-1)和DKP之外，还抽取样本用于测定胰高血糖素、葡萄糖、胰岛素和C-肽。
收集到的数据显示：当向患者施用聚乙二醇化GLP-1/DKP组合物时，其在体循环中提供相较于天然形式的GLP-1的半衰期增加的半衰期。
实施例14
聚乙二醇化GLP-1/DKP的药理研究
在患有2型糖尿病的患者中进行聚乙二醇化GLP-1/DKP吸入粉末的临床试验以评估通过肺吸入用聚乙二醇化GLP-1/DKP干粉制剂处理之前和之后患者的葡萄糖水平。根据实施例1并如此处所述进行这些研究。如本文所述制备聚乙二醇化GLP-1/DKP吸入粉末。单剂药筒中共10mg含DKP的干粉制剂中，干燥吸入粉末含有1.5mg聚乙二醇化人GLP-1(7-36)酰胺。对于这个研究，使20个具有2型糖尿病的患者(包括成年雄性和绝经后雌性)禁食过夜并在施用聚乙二醇化GLP-1/DKP吸入粉末后保持禁食持续4小时。如美国专利申请号10/655,153中所述使用干粉吸入器(MannKind公司)施用干粉制剂，其公开内容通过引用被整体并入本文。
在给药前30分钟时、给药时(时间0)和施用GLP-1后约2、4、9、15、30、45、60、90、120和240分钟时获取血液样品以评估被处理患者的血清葡萄糖水平。分析每个样本的血清葡萄糖水平。
所有患者的葡萄糖值都在施用聚乙二醇化GLP-1之后下降，并持续比施用非聚乙二醇化GLP-1之后所观察到的更久的时间。
实施例15
大鼠中聚乙二醇化GLP-1/DKP的药理研究
本领域也已知GLP-1能够在脑中起作用以触发饱腹感和降低食物摄入。基于GLP-1在饱腹感和降低食物摄入中的这种作用，进行实验以判断本发明所述聚乙二醇化GLP-1/DKP制剂作为药剂是否能有效减少喂食并因此具有控制肥胖症的潜能。
通过肺吹入用对照(空气)或剂量为2mg/天的15.8％聚乙二醇化GLP-1/DKP制剂(0.32mg GLP-1/剂)向两组雌性Sprague Dawley大鼠给药。对照组由5只大鼠组成，试验组由10只大鼠组成。连续5天向每只大鼠提供单剂并在每次给药后2小时和6小时测量食物摄入。每天记录每只大鼠的体重。
数据显示：给药后2小时和6小时，被给予GLP-1/FDKP制剂的大鼠中的累积食物消耗总体降低。给药后2小时的降低在第4天更为明显(p＝0.01)。给药后6小时的降低在第1天和第2天更为明显(p＜0.01)。对给药后24小时的食物消耗没有影响。
尽管本发明参考具体的实施方式被具体地展示和描述，但是应当明白，上文公开内容和其它特征和功能的变化或者其替代方式可以根据期望被组合成其它不同的系统或应用。而且，本领域技术人员随后可进行多种目前无法预期或不曾预料到的替代方式、修饰、变化或改进，它们也意图被以下的权利要求包括。
除非另有说明，用于说明书和权利要求书中的表达成分数量、性质(如分子量)、反应条件的所有数字等应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。因此，除非指出反例，说明书和附加的权利要求书中公开的数量参数是近似值，其可根据本发明想要获得的所需性质而变化。至少，并不企图限制将等同原则应用于权利要求书的范围，每个数量参数至少应按照经报导的有效数字的位数并通过应用常规约数技术解释。不反对公开本发明广大范围的数量范围和参数为约数，而特定实施例中公开的数量值则是尽可能精确地报导的。然而，任何数量值固有地包含误差，这是从它们各自检测测量中发现的标准差必然地产生的。
描述本发明的内容时，不使用数量词时(尤其在权利要求书的内容中)应解释为涵盖单数和复数，除非另有说明或者与上下文明显矛盾。对本文数值范围的叙述仅意图用作为引用落入该范围的每个单独的值的快捷方法。除非本文另有说明，每个单独的值都被并入说明书，就像其被单独地并入本文一样。除非在本文另有说明或与上下文明显抵触，本文所述的所有方法可以以任何合适的顺序进行。本文所提供的任何和所有实例或举例文字(例如“例如”)的使用仅意欲用来更好地阐述本发明，而非对本发明所要求保护的范围设定限制。申请文件中的文字不应被理解为表示任何不要求保护的元素对本发明的实践而言是必需的。
本文公开的备选元素或实施方式的分组不应解释为限制。各组成员可被单独提到或要求保护，或与本文发现的组的其它成员或其它元素任意组合。应当理解，由于便利和/或专利性的原因，一组的一个或多个成员可以被包括进一组中或从该组删除。当任何这类包括或删除发生时，本申请文件被认为含有经改写的组，以满足对附加的权利要求书中所用的所有马库什组的书面描述。
本文描述了本发明的某些实施方式，包括本发明的发明人已知的实现本发明的最佳模式。当然，本领域常规技术人员阅读上述描述后会明白这些所述实施方式的变更。本发明人预期熟练的技术人员能适当地采用这类变更，且本发明者意欲使得本发明以与本文特定描述不同的方式应用。因此，至少可适用的法律允许，本发明包括附加的权利要求书中所述的主体内容的所有修饰和等价物。另外，除非本文另有说明或与上下文明显抵触，在其所有可能变化中，上述元件的任何组合由本发明所包括。
另外，在本申请文件中，引用了大量专利和印刷出版物作为参考文献。上述各参考文献和印刷出版物通过引用其整体并入本文。
最后，应理解本文公开的实施方式仅用于阐述本发明的原则。其它可使用的修饰也在本发明的范围内。因此，通过示例而非限制的方式，可根据本文的教导利用本发明的备选形式。因此，本发明并非被限制为如精确地所示和所述的。
权利要求书中可使用语言“由…组成”或“基本上由…组成”进一步限制本文中揭示的特定实施例。当用于权利要求书中时(无论申请或根据修正添加)，过渡术语“由…组成”排除权利要求书中未说明的任何要素、步骤或成分。过渡术语“基本上由…组成”使权利要求书的范畴限于指定物质或步骤和本质上不影响基本和新颖特征的物质或步骤。本文中固有地或明确地描述和允许所主张本发明的实施例。
权利要求书中可使用语言“由…组成”或“基本上由…组成”进一步限制本文中揭示的特定实施例。当用于权利要求书中时(无论申请或根据修正添加)，过渡术语“由…组成”排除权利要求书中未说明的任何要素、步骤或成分。过渡术语“基本上由…组成”使权利要求书的范畴限于指定物质或步骤和本质上不影响基本和新颖特征的物质或步骤。本文中固有地或明确地描述和允许所主张本发明的实施例。

Claims (14)

1.可吸入干粉组合物，其包含聚乙二醇化胰高血糖素样肽-1(GLP-1)分子和二酮哌嗪。
2.权利要求1所述可吸入干粉组合物，其中所述聚乙二醇化GLP-1分子是GLP-1(7-37)OH或GLP-1(7-36)NH2。
3.权利要求1所述可吸入干粉组合物，其中所述可吸入干粉组合物包含具有至少一个聚乙二醇分子的聚乙二醇化GLP-1，所述聚乙二醇化GLP-1的量为约0.01mg-约5mg或约0.02mg-约3mg GLP-1的干粉。
4.权利要求1所述可吸入干粉组合物，其中所述二酮哌嗪是双-3,6-(4-X-氨基丁基)-2,5-二酮哌嗪或其药学上可接受的盐；其中X是琥珀酰基、戊二酰基、马来酰基或富马酰基。
5.权利要求1所述可吸入干粉组合物，其中所述二酮哌嗪是双-3,6-(4-富马酰基-氨基丁基)-2,5-二酮哌嗪。
6.权利要求1所述可吸入干粉组合物，其中所述聚乙二醇化GLP-1分子包含分子量低于100千道尔顿的聚乙二醇部分。
7.权利要求4所述可吸入干粉组合物，其中所述药学上可接受的盐是二酮哌嗪的二钠盐、二钾盐或镁盐。
8.权利要求1所述可吸入干粉组合物，其中所述二酮哌嗪包含预形成的微粒，所述微粒中约35％-约75％的微粒的气体动力学直径小于5.8μm。
9.权利要求1所述可吸入干粉组合物，其中所述聚乙二醇化GLP-1是量为每剂0.02mg-3mg粉末的聚乙二醇化GLP-1(7-36)NH2。
10.用于治疗高血糖症和/或2型糖尿病的药物递送系统，其包含含有权利要求1-9所述可吸入干粉组合物的干粉吸入器。
11.权利要求10所述药物递送系统，其中所述系统还包含用于含有所述可吸入干粉组合物的一次性药筒。
12.用于治疗高血糖症的药物递送系统，其包含用于肺施用的干粉可吸入制剂，所述制剂包含治疗有效量的聚乙二醇化GLP-1分子和双-3,6-(4-富马酰基-氨基丁基)-2,5-二酮哌嗪或其药学上可接受的盐，其中患者的空腹血液葡萄糖浓度高于7mmol/L。
13.用于形成包含聚乙二醇化GLP-1分子和二酮哌嗪的颗粒的方法，所述方法包括以下步骤：1)提供聚乙二醇化GLP-1分子；2)提供选自成粒二酮哌嗪、二酮哌嗪颗粒及其组合的形式的二酮哌嗪；和3)以共溶液形式合并所述聚乙二醇化GLP-1分子和所述二酮哌嗪，其中包含所述聚乙二醇化GLP-1分子和所述二酮哌嗪的所述颗粒被形成。
14.用于治疗高血糖症的药盒，其包含：
1)被可操作地配置以装入干粉吸入器并含有包含聚乙二醇化GLP-1分子和式2,5-二酮-3,6-二(4-X-氨基丁基)哌嗪的二酮哌嗪或其盐的干粉制剂的药筒；在所述式中X选自琥珀酰基、戊二酰基、马来酰基和富马酰基，和2)被可操作地配置以适配并牢固接合所述药筒的用于递送所述干粉制剂的吸入设备。
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