CN106999510A - 含有粘度降低剂的多糖和核酸制剂 - Google Patents

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Abstract

已经开发出多糖和核酸的浓缩的、低粘度、低体积的液体药物制剂。此类制剂可通过皮下或肌内注射而不是通过长时间的静脉内输注被快速且方便地施用。这些制剂包含低分子量和/或高分子量的多糖和核酸以及粘度降低剂。

Description

含有粘度降低剂的多糖和核酸制剂
相关申请的交叉引用
本申请要求下列美国专利申请的优先权：于2014年10月1日提交的美国临时专利申请号62/058,122；于2014年10月1日提交的美国临时专利申请号62/058,123；于2014年10月1日提交的美国临时专利申请号62/058,124；和于2014年10月1日提交的美国临时专利申请号62/058,125，所述美国专利申请的公开内容以引用方式整体并入本文。
技术领域
本发明大体上属于多糖和核酸的可注射低粘度药物制剂的领域，以及其制备和使用方法。
背景技术
多糖和核酸代表了具有广谱生理活性的一类多样性生物大分子。除了其在许多基础生物过程中的重要作用之外，多糖和核酸还被作为治疗剂探究。由于其结构复杂性，多糖和核酸可选择性地靶向与许多难治性疾病相关的新颖的或困难的生物靶标。
然而，衍生出其有前景的活性的相同复杂性也给多糖和核酸的设计、制备和递送带来重大挑战。由于多糖和核酸的特征均在于高程度的极性官能团，因此这些化合物的溶液经常展现出显著的分子内相互作用，导致高粘度。出于许多不同的原因，不赞成使用高粘度制剂用于储存和递送生物试剂：粘性制剂难以通过注射施用，引起注射部位的疼痛，经常不精确和/或可能降低化学和/或物理稳定性。此外，高粘性液体制剂难以制造并且难以吸入注射器中。高粘度溶液还需要更大直径的注射用针头，并在注射部位产生更多的疼痛。
这些问题对于某些多糖和核酸是尤其迫切的，因为这些试剂会以超过10mg/mL、20mg/mL、100mg/mL、200mg/mL或甚至500mg/mL的浓度被施用。在更高的浓度下，多糖和核酸的制剂变得越来越粘稠，加剧了上述困难。
多糖和核酸还作为药物递送系统如纳米粒子的组分处于研究中，所述系统也经受粒子间相互作用。因此，期望开发降低此类系统的粘度的技术，从而使得能够快速施用含有多糖或核酸的溶液。
除了与高粘度药物制剂相关的问题之外，多糖和核酸形成高粘性溶液的倾向也使它们的制造和纯化变得复杂。许多商业上重要的多糖，如淀粉、糊精、纤维素、戊聚糖、木聚糖和β-右旋糖酐，以及许多核酸，如质粒DNA疫苗，是通过发酵工艺生产的。随着发酵混合物中多糖或核酸水平的上升，混合物的粘度快速增加。过去，额外的能量(以热或快速搅拌的形式)已被施加于发酵培养基，以便实现单个组分的适合的混合。然而，许多生物体(和核酸产物)与过高的温度不相容，并且高水平的剪切应力可能破坏生物体的细胞结构，降低反应效率并使产物的纯化变得复杂。因此，与基于发酵的制造方法相关的粘度相关问题的解决方案已有广泛研究。参见例如A.E.Carnes等，Recent Patents on Biotechnology 2007,1:000-000和Biotechnology of Microbial Exopolysaccharides,I.W.Sutherland编辑，第82-87页，Cambridge University Press，Cambridge，1990。然而，迄今为止描述的许多解决方案依赖于特化的生物体或酶，或需要精巧且昂贵的装置。
因此，本发明的一个目的是提供药学上重要的多糖和核酸、尤其是高分子量多糖和核酸的浓缩的低粘度液体制剂。
本发明的又一目的是提供多糖和核酸、尤其是高分子量多糖和核酸的浓缩的低粘度液体制剂，其能够以可用于SC和IM注射的体积递送治疗有效量的这些多糖和核酸。
本发明的又一目的是提供多糖和核酸、尤其是高分子量多糖和核酸的浓缩的液体制剂，其具有可改善注射性和/或患者依从性、方便性和/或舒适性的低粘度。
本发明的还一目的是提供用于制备和储存多糖和核酸、尤其是高分子量多糖和核酸的浓缩的低粘度制剂的方法。
本发明的另一目的是提供用于在多糖和核酸的发酵(即，通过微生物或分离的酶)和纯化期间降低粘度的简单且有成本效益的方法。
发明内容
已经开发出多糖和核酸的浓缩的、低粘度、低体积的液体组合物。所述组合物可以是可通过皮下(SC)或肌内(IM)注射而不是通过长时间的静脉内输注快速且方便地施用的药物制剂。这些制剂包含低分子量和/或高分子量的多糖和/或核酸与一种或多种粘度降低剂(例如式A-I、A-II、A-III和其变体的粘度降低化合物、离子液体、有机磷酸酯、水溶性有机染料和本文所述的其它粘度降低化合物)的组合。所述组合物还可在多糖和核酸的制造和纯化期间制备。这些组合物的低粘度有助于诸如过滤和色谱的操作。
多糖和核酸的浓度为约10mg/mL到约5,000mg/mL，更优选约100mg/mL到约2,000mg/mL。在一些实施方案中，所述浓度为约5mg/mL到1000mg/mL，优选约100mg/mL到约500mg/mL，更优选约300mg/mL到约500mg/mL。当在4℃的温度下储存时，含有多糖和/或核酸与粘度降低剂的组合的制剂稳定达至少一个月、优选至少两个月、最优选至少三个月的时期。在约25℃，所述制剂的粘度小于约75厘泊(cP)，优选低于50cP，且最优选低于20cP。在一些实施方案中，在约25℃，所述粘度小于约15cP或甚至小于或约10cP。在某些实施方案中，所述制剂的粘度为约10cP。含有粘度降低剂(例如式A-I、A-II、A-III和其变体的粘度降低化合物、离子液体、有机磷酸酯、水溶性有机染料和本文所述的其它粘度降低化合物)和一种或多种多糖或核酸的制剂通常是在当使用锥板式粘度计测量时约0.6s-1到约450s-1且优选约2s-1到约400s-1的剪切率下测量的。含有粘度降低剂和一种或多种多糖或核酸的制剂通常是在当使用微流体粘度计测量时约3s-1到约55,000s-1且优选约20s-1到约2,000s-1的剪切率下测量的。
一种或多种粘度降低剂(例如式A-I、A-II、A-III和其变体的粘度降低化合物、离子液体、有机磷酸酯、水溶性有机染料和本文所述的其它粘度降低化合物)的存在降低了多糖或核酸制剂的粘度。除非另有明确说明，否则术语“粘度降低剂”包括单一化合物和两种或更多种化合物的混合物两者。优选地，粘度降低剂以小于约1.0M、优选小于约0.50M、更优选小于约0.30M且最优选小于约0.15M的浓度存在于所述制剂中。在一些实施方案中，粘度降低剂以低到0.01M的浓度存在于所述制剂中。所述制剂的粘度可比相同条件下(除了用大约相同浓度的适当的缓冲液或盐替代粘度降低剂之外)的相应制剂的粘度小至少约30％、优选小至少约50％、最优选小至少约75％。在一些实施方案中，提供了一种低粘度制剂，其中没有粘度降低剂的相应制剂的粘度大于约200cP，大于约500cP，甚至高于约1,000cP。在一个优选的实施方案中，所述制剂是在当使用锥板式粘度计测量时至少约0.5s-1或当使用微流体粘度计测量时至少约1.0s-1的剪切率下测量的。
在一些实施方案中，粘度降低剂(例如式A-I、A-II、A-III和其变体的粘度降低化合物、离子液体、有机磷酸酯、水溶性有机染料和本文所述的其它粘度降低化合物)和一种或多种多糖或核酸是以冻干的剂量单位提供的，该单位的大小适于用无菌含水的药学上可接受的媒介物复溶，以产生浓缩的低粘度液体制剂。与不含有粘度降低剂的冻干的剂量单位相比，粘度降低剂的存在促进和/或加速所述冻干的剂量单位的复溶。
本文提供了用于制备高分子量多糖或核酸的浓缩的低粘度液体制剂的方法，以及用于储存所述低粘度的高浓度多糖或核酸制剂和用于将其施予患者的方法。在另一实施方案中，添加粘度降低剂(例如式A-I、A-II、A-III和其变体的粘度降低化合物、离子液体、有机磷酸酯、水溶性有机染料和本文所述的其它粘度降低化合物)以通过降低多糖/核酸溶液的粘度来促进加工(例如泵送、浓缩和/或过滤)。
附图说明
图1描绘了对于水中的“中粘度”藻酸钠水溶液(8.2mg/mL，pH 7.4，菱形)、磷酸盐缓冲液中的右旋糖酐水溶液(大约200mg/mL，正方形)和磷酸盐缓冲液中的肝素钠水溶液(大约300mg/mL，pH 7.1，三角形)，作为流速函数的粘度(cP))。
图2描绘了在各种粘度降低赋形剂的存在下，右旋糖酐水溶液(400mg/mL)的作为流速函数的粘度(cP)。
图3描绘了在各种粘度降低赋形剂的存在下，DEAE-右旋糖酐水溶液(340mg/mL)的作为流速函数的粘度(cP)。
具体实施方式
I.定义
如本文所用的术语“多糖”是指由通过配糖键或糖苷键连接的至少两个单糖单元制成的化合物。除非另有说明，否则多糖可仅含有糖组分，或还可含有非糖组分，如氨基酸和小分子糖苷配基。具有大于约10,000Da的分子量(以kDa表示，其中“Da”代表“道尔顿”且1kDa＝1,000Da)的多糖可被称为“高分子量多糖”，而具有小于约10,000Da的分子量的多糖可被称为“低分子量多糖”。多糖分子量可使用本领域技术人员已知的标准方法来确定，包括但不限于质谱(例如通过ESI或MALDI的消化的片段的质谱)或从已知的碳水化合物序列计算。多糖可以是天然存在的或非天然存在的、合成的或半合成的。
如本文所用的“核酸”是指由至少两个核苷酸制成的聚合物。核酸可以是单链的(如在RNA的情况下)或双链的(如在DNA的情况下)。核酸可由天然存在的核苷酸制成，或可含有一个或多个非天然核苷酸。核酸还可包括核酸的衍生物和类似物，包括肽核酸(被嘌呤碱基和嘧啶碱基取代的聚氨基酸序列)和二醇核酸(其中环状核糖组分被由磷酸二酯键连接的无环的二醇或三醇替代)。
“基本上纯的多糖”(或“基本上纯的核酸”)和“大体上纯的多糖”(或“大体上纯的核酸”)在本文中可互换使用，并且是指包含至少约90重量％纯多糖(或核酸)、优选至少约95重量％纯多糖(或核酸)的组合物。
“流变学”是指对物质的变形和流动的研究。
“粘度”是指物质(通常为液体)流动的阻力。粘度与剪切力的概念有关；可理解为不同流体层在它们彼此相对移动时对彼此或其它表面施加剪切力的的作用。存在粘度的几种量度。粘度的单位为Ns/m2，被称为帕斯卡-秒(Pa-s)。粘度可以是“运动的”或“绝对的”。运动粘度是通过流体传递动量的速率的量度。它是以斯托克斯(St)测量的。运动粘度是在重力影响下流体的阻力流动的量度。当等体积和不同粘度的两种流体被置于相同的毛细管粘度计中并允许通过重力流动时，粘度较高的流体比粘度较低的流体需要更长的时间来流过毛细管。如果例如一种流体需要200秒以完成其流动而另一流体需要400s，则称在运动粘度标度上第二流体的粘度为第一流体的两倍。运动粘度的维度为长度2/时间。通常，运动粘度以厘沲(cSt)表示。运动粘度的SI单位为mm2/s，其等于1cSt。有时称为“动态粘度”或“简称粘度”的“绝对粘度”是运动粘度和流体密度的乘积。绝对粘度以厘泊(cP)的单位表示。绝对粘度的SI单位是毫帕-秒(mPa-s)，其中1cP＝1mPa·s。可通过使用例如粘度计以给定的剪切率或多个剪切率来测量粘度。可通过在绝对粘度相对于剪切率的曲线上创建四个最高剪切点的最佳拟合线，并将粘度线性外推回至零剪切来确定“外推零剪切”粘度。或者，对于牛顿流体，可通过对多个剪切率下的粘度值取平均值来确定粘度。粘度还可以使用微流体粘度计在单一或多个剪切率(也被称为流速)下测量，其中绝对粘度是由液体流过通道时的压力变化导出的。粘度等于相对于剪切率的剪切应力。在一些实施方案中，可将利用微流体粘度计测量的流体的粘度与外推的零剪切粘度(例如由使用锥板式粘度计在多个剪切率下测量的粘度外推的那些)直接进行比较。
“剪切率”是指一层流体在相邻层上通过时的速度的变化率。速度梯度是随着与板的距离的速度的变化率。这个简单的例子显示了具有以(cm/sec)/(cm)＝1/sec为单位的剪切率(v1-v2)/h的均匀速度梯度。因此，剪切率单位是倒数秒(reciprocal second)，或者通常为倒数时间(reciprocal time)。对于微流体粘度计，压力和流速的变化与剪切率有关。“剪切率”与材料变形的速度有关。含有粘度降低剂和多糖或核酸的制剂通常是在当使用锥板式粘度计和转子(其由本领域技术人员适当选择以精确测量目标样品粘度范围内的粘度，即在固定到DV2T粘度计(Brookfield)的CPE40转子上最精确地测量20cP的样品)测量时约0.5s-1到约200s-1范围的剪切率下测量的；或者是在当使用微流体粘度计测量时大于约20s-1到约3,000s-1范围的剪切率下测量的。
对于如本文通常所用的经典的“牛顿”流体，粘度基本上与剪切率无关。然而，对于“非牛顿流体”，粘度随着剪切率的增加而降低或增加，例如，所述流体分别“剪切稀化”或“剪切稠化”。在浓缩(即高浓度)多糖和核酸溶液的情况下，这可能展现为假塑性剪切稀化行为，即粘度随着剪切率而降低。
如本文通常所用的术语“化学稳定性”是指制剂中多糖和核酸组分抵抗通过化学途径如氧化、脱酰胺或水解的降解而能力。如果小于约5％的组分在4℃下在24个月后降解，则多糖或核酸制剂通常被认为是化学稳定的。
如本文通常所用的术语“物理稳定性”是指多糖或核酸制剂抵抗诸如聚集的物理劣化的能力。物理稳定的制剂形成生物活性多糖或核酸试剂的仅可接受百分比的不可逆聚集体(例如二聚体、三聚体或其它聚集体)。可以多种方式评估聚集体的存在，包括通过借助于动态光散射测量制剂中多糖或核酸的平均粒度。如果在4℃下24个月后形成小于约5％的不可逆聚集体，则制剂被认为是物理稳定的。聚集污染物的可接受水平理想地将小于约2％。低达约0.2％的水平是可以实现的，虽然大约1％更典型。
如本文通常所用的术语“稳定的制剂”是指制剂是化学稳定的且物理稳定的。稳定的制剂可以是其中超过约95％的生物活性多糖或核酸分子在4℃储存24个月后或在升高温度的等同溶液条件(如在40℃储存一个月)下在制剂中保持生物活性者。用于测量多糖和核酸稳定性的各种分析技术可在本领域中获得。可在所选温度下持续一段时期来测量稳定性。为了快速筛选，例如，可将制剂在40℃保持2周到1个月，此时测量残余的生物活性并与初始条件进行比较以评估稳定性。当制剂将储存在2-8℃时，通常制剂应当在30℃或40℃稳定至少一个月，和/或在2-8℃稳定至少2年。当制剂将在室温(约25℃)下储存时，通常制剂应当在约25℃稳定至少2年，和/或在40℃稳定至少约6个月。冻干和储存后的聚集程度可用作多糖或核酸稳定性的指标。在一些实施方案中，通过测量制剂中多糖或核酸的粒度来评估稳定性。在一些实施方案中，可通过使用完全在本领域普通技术人员能力范围内的标准生物活性或结合测定测量制剂的活性来评估稳定性。
如本文通常所用的术语“浓缩”或“高浓度”描述了具有大于约10mg/mL、优选大于约50mg/mL、更优选大于约100mg/mL、仍更优选大于约200mg/mL或最优选大于约250mg/mL的多糖或核酸的最终浓度的液体制剂。
如本文通常所用的“复溶的制剂”是指已通过将干粉、冻干、喷雾干燥或溶剂沉淀的多糖或核酸溶解在稀释剂中而使得所述多糖或核酸溶解或分散在用于施用的水溶液中所制备的制剂。
“冻干保护剂”是当与多糖或核酸组合时显著降低多糖或核酸在冻干和/或随后储存时的化学和/或物理不稳定性的物质。示例性的冻干保护剂包括糖和它们相应的糖醇，如蔗糖、乳糖、海藻糖、右旋糖酐、赤藓醇、阿糖醇、木糖醇、山梨糖醇和甘露醇；氨基酸，如精氨酸或组氨酸；溶致盐，如硫酸镁；多元醇，如丙二醇、甘油、聚(乙二醇)或聚(丙二醇)；和其组合。另外的示例性的冻干保护剂包括明胶、糊精、改性淀粉和羧甲基纤维素。优选的糖醇是通过还原单糖和二糖(如乳糖、海藻糖、麦芽糖、乳果糖和麦芽酮糖)获得的那些化合物。糖醇的另外的示例是葡萄糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇和异麦芽酮糖。通常将冻干保护剂以“冻干保护量”添加到预冻干制剂中。这意味着，在冻干保护剂量的冻干保护剂存在下将多糖或核酸冻干后，多糖或核酸基本上保持其物理和化学稳定性和完整性。
如本文通常所用的“稀释剂”或“载体”是用于制备液体制剂(如在冻干后复溶的含水制剂)的药学上可接受的(即向人或其它哺乳动物施用安全且无毒)且有用的成分。示例性的稀释剂包括无菌水、抑菌性注射用水(BWFI)、pH缓冲溶液(例如磷酸盐缓冲盐水)、无菌盐水溶液、林格氏溶液(Ringer’s solution)或右旋糖溶液和其组合。
“防腐剂”是可被添加到本文的制剂中以降低由细菌、真菌或其他感染原污染和/或作用的化合物。添加防腐剂例如可促进多用途(多剂量)制剂的生产。潜在防腐剂的示例包括氯化十八烷基二甲基苄基铵、氯化六甲双铵、苯扎氯铵(benzalkonium chloride)(其中烷基为长链的氯化烷基苄基二甲铵的混合物)和苄索氯铵(benzethonium chloride)。其它类型的防腐剂包括芳族醇(如苯酚、丁醇和苄醇)、对羟基苯甲酸烷基酯(如对羟基苯甲酸甲酯或对羟基苯甲酸丙酯)、儿茶酚、间苯二酚、环己醇、3-戊醇和间甲酚。
如本文通常所用的“填充剂”是增加冻干混合物的质量并有助于冻干饼的物理结构(例如促进产生维持开孔结构的基本上均匀的冻干饼)的化合物。示例性的填充剂包括甘露醇、甘氨酸、乳糖、改性淀粉、聚(乙二醇)和山梨糖醇。
“治疗有效量”是实现特定病况或病症的任何症状的可测量的改善或预防、实现预期寿命的可测量的增强或者通常改善患者的生命质量所需的最小浓度。治疗有效量取决于特定的生物活性分子和待治疗的特定病况或病症。尚未确定的多糖或核酸的治疗有效量、或用于用待临床应用以治疗另外的病症的已知多糖或核酸治疗特定病症的多糖和核酸的治疗有效量可通过标准技术来确定，这些技术完全在本领域技术人员如医生的技术范围内。
如本文通常所用的术语“注射性”或“可注射性”是指药物制剂通过装配有任选地薄壁的18-32规格针头的注射器的注射性能。注射性取决于诸如注射所需的压力或力、流动均匀性、抽吸质量和免于堵塞的因素。液体药物制剂的注射性可通过使粘度降低的制剂的注射力与不添加粘度降低剂的标准制剂比较来评估。含有粘度降低剂的制剂的注射力的降低反映了该制剂的改善的注射性。当与具有相同浓度的多糖或核酸的标准制剂(处于除了用大约相同浓度的适当缓冲剂替代粘度降低剂之外在其它方面相同的条件下)比较时，当注射力降低至少10％、优选至少30％、更优选至少50％且最优选至少75％时，粘度降低的制剂具有改善的注射性。或者，可通过比较当用相同的力按压注射器时注射相同体积(如0.5mL或更优选约1mL)的不同液体多糖或核酸制剂所需的时间来评估液体药物制剂的注射性。
如本文通常所用的术语“注射力”是指以给定的注射速度推动给定液体制剂通过装配有给定针规格的给定注射器所需的力。通常以牛顿表示注射力。例如，注射力可被测量为以250mm/min注射速度推动液体制剂通过具有0.25英寸内径的1mL塑料注射器所需的力，所述注射器装配有0.50英寸27规格针头。测试设备可用于测量注射力。当在相同条件下测量时，具有较低粘度的制剂通常需要总体较低的注射力。
如本文所用的“粘度梯度”是指多糖或核酸溶液的粘度随多糖或核酸浓度增加的变化率。粘度梯度可从在其它方面相同但具有不同多糖或核酸浓度的一系列制剂的粘度作为多糖或核酸浓度函数的曲线来近似。粘度随多糖或核酸浓度的增加大约呈指数增加。特定多糖或核酸浓度下的粘度梯度可从与粘度作为多糖或核酸浓度函数的曲线相切的线的斜率来近似。粘度梯度可从对粘度作为任何多糖或核酸浓度的函数或跨窄窗口多糖或核酸浓度的函数的曲线的线性近似来近似。在一些实施方案中，如果当作为多糖或核酸浓度函数的粘度被近似为指数函数，该指数函数的指数小于针对无粘度降低剂的、在其它方面相同的制剂所获得的指数，则认为该制剂具有降低的粘度梯度。以类似的方式，当与第二制剂比较时，如果制剂的指数低于/高于该第二制剂的指数，则可认为该制剂具有更低/更高的粘度梯度。粘度梯度可通过熟练的制剂研究人员已知的其它方法从粘度作为多糖或核酸浓度函数的曲线在数值上近似。
如本文通常所用的术语“粘度降低的制剂”是指具有高浓度多糖或核酸的液体制剂，其与不含粘度降低添加剂的相应制剂相比，被一种或多种添加剂的存在改性而降低粘度。
如本文通常所用的术语“同渗容摩”是指每升溶解组分的总数。同渗容摩与摩尔浓度相似，但包括溶液中溶解物质的总摩尔数。1Osm/L的同渗容摩意指每L溶液存在1摩尔溶解组分。一些溶质，如在溶液中解离的离子溶质，在溶液中每摩尔溶质贡献超过1摩尔的溶解组分。例如，NaCl在溶液中解离成Na+和Cl-，从而在溶液中每1mol溶解NaCl提供2摩尔的溶解组分。生理同渗容摩通常在约280mOsm/L到约310mOsm/L范围。
如本文通常所用的术语“张力”是指由半渗透膜分离两种溶液所产生的渗透压梯度。具体地说，张力用于描述当细胞暴露于外部溶液时跨细胞膜产生的渗透压。可穿过细胞膜的溶质无助于最终的渗透压梯度。只有那些不穿过细胞膜的溶解物质才会促成渗透压差，且因此促成张力。
如本文通常所用的术语“高渗”是指溶质浓度高于存在于细胞内部的溶质浓度的溶液。当细胞浸入高渗溶液中时，倾向是水从细胞中流出以平衡溶质的浓度。
如本文通常所用的术语“低渗”是指溶质浓度低于存在于细胞内部的溶质浓度的溶液。当细胞浸入低渗溶液中时，水流入细胞中以平衡溶质的浓度。
如本文通常所用的术语“等渗”是指其中跨细胞膜的渗透压梯度基本上平衡的溶液。等渗制剂是具有与人血液基本上相同的渗透压的制剂。等渗制剂通常具有约250mOsm/kg到350mOsm/kg的渗透压。
如本文所用的术语“液体制剂”是在可接受的药物稀释剂中供应的多糖或核酸，或在向患者施用之前在可接受的药物稀释剂中复溶的多糖或核酸。
术语“品牌”和“参考”当用于指生物产品时，在本文互换使用，是指根据美国公共卫生服务法案(U.S.Public Health Service Act)(42U.S.C.§262)第351(a)条许可的单一生物产品。
如本文所用的术语“生物仿制(biosimilar)”通常与“通用等同(genericequivalent)”或“后续(follow-on)”互换使用。例如，“生物仿制多糖”是指通常由不同公司制造的创新者多糖的后续形式。当关于品牌多糖或品牌生物制品使用时，“生物仿制”可指针对品牌多糖或品牌生物制品评价且根据美国公共卫生服务法案(42U.S.C.§262)第351(k)条许可的生物制品。生物仿制多糖可以是满足由欧洲药品管理局人用医药产品委员会(CHMP)(Committee for Medicinal Products for Human Use(CHMP)of the EuropeanMedicines Agency)于2009年10月采用的以及由欧盟以“关于含有低分子量肝素的类似生物医药产品的非临床和临床开发的指南(Guideline on non-clinical and clinicaldevelopment of similar biological medicinal products containing low-molecular-weight-heparins)”(文献参考EMEA/CHMP/BMWP/118264/2007)公布的一项或多项指南的多糖。
生物仿制品可由微生物细胞(原核、真核)、人或动物来源(例如哺乳动物、鸟类、昆虫)的细胞系或来源于动物或植物的组织产生。用于所提出的生物仿制产品的表达构建体将通常编码与其参考产品相同的一级氨基酸序列。可能存在将不会对安全性、纯度或效力产生影响的微小修饰。
在安全性和功效两方面，生物仿制多糖在生理化学或生物学上均类似于参考多糖。可使用一种或多种体外研究相对于参考多糖来评价生物仿制多糖，所述体外研究包括详细设计与靶蛋白质的结合的测定。体外比较可与证实药物代谢动力学、药物效应动力学和/或安全性的相似性的体内数据组合。相对于参考多糖对生物仿制多糖的临床评价可包括药物代谢动力学性质(例如AUC0-下确界、AUC0-t、C最大、t最大、C谷)的比较；药物效应动力学终点；或临床功效的相似性(例如使用随机的平行组比较临床试验)。生物仿制多糖与参考多糖之间的质量比较可使用已确立的程序来评价，并且可包括适于“关于含有来源于生物技术的蛋白质作为活性物质的类似的生物医药产品的指南：质量问题(Guideline on similarbiological medicinal products containing biotechnology-derived proteins asactive substance:Quality issues)”(EMEA/CHMP/BWP/49348/2005)中针对蛋白质所描述的程序的那些。
如本文所用的术语“粘度降低剂”是指用于相对于不存在粘度降低剂的溶液的粘度降低溶液粘度的化合物。粘度降低剂可以是单一化合物，或者可以是一种或多种化合物的混合物。除非另有说明，否则当粘度降低剂是两种或更多种化合物的混合物时，所列浓度是指每一单个的试剂。举例来说，含有约0.25M樟脑磺酸精氨酸作为粘度降低剂的制剂是具有0.25M浓度的樟脑磺酸和0.25M浓度的精氨酸的溶液。
某些粘度降低剂含有酸性或碱性官能团。这些官能团是否完全或部分电离取决于它们所在制剂的pH值。除非另有说明，涉及含有粘度降低剂(所述粘度降低剂具有可电离官能团)的制剂时，包括母体化合物和任何可能的电离态两者。
如本文所用的术语“氢键供体”是指与在氢原子上产生部分正电荷的相对负电性原子连接的该氢原子。
如本文所用的术语“氢键受体”是指能够与带有部分正电荷的氢原子相互作用的相对负电性的原子或官能团。
如本文所用的术语“自由旋转键”是指任何单键合的非氢原子对。
如本文所用的术语“分子极性表面积”是指目标分子表面上的总暴露极性面积。
如本文所用的术语“摩尔体积”是指1摩尔目标分子在其天然状态(即固体、液体)下所占据的总体积。
如本文所用的术语“极化率”是指当目标分子被置于单位强度的电场中时的诱导偶极矩。
如本文所用的术语“药学上可接受的盐”是指由药学上可接受的无毒酸和无毒碱(包括无机酸和无机碱以及有机酸和有机碱)制备的盐。适合的无毒酸包括无机酸和有机酸，如乙酸、苯磺酸、苯甲酸、樟脑磺酸、柠檬酸、乙烷磺酸、富马酸、葡萄糖酸、谷氨酸、氢溴酸、氢氯酸、羟基乙磺酸、乳酸、马来酸、苹果酸、扁桃酸、甲烷磺酸、粘酸、硝酸、双羟萘酸、泛酸、磷酸、琥珀酸、硫酸、酒石酸、对甲苯磺酸等。适合的带正电荷的抗衡离子包括钠、钾、锂、钙和镁。
如本文所用的术语“离子液体”是指在大多数常规盐为固体的以下温度或附近为液体的结晶盐或无定形盐、两性离子或其混合物：小于200℃、优选小于100℃或更优选小于80℃。一些离子液体具有在室温附近的熔化温度，例如10℃到40℃、或15℃到35℃。术语“两性离子”在本文中用于描述在分子中不同化学基团上携带形式正电荷和形式负电荷的总体中性带电荷的分子。离子液体的示例描述于Riduan等，Chem.Soc.Rev.,42:9055-9070,2013；Rantwijk等，Chem.Rev.,107:2757-2785,2007；Earle等，Pure Appl.Chem.,72(7):1391-1398,2000；和Sheldon等，Green Chem.,4:147-151,2002中。
如本文所用的术语“有机磷酸酯”是指含有一个或多个磷酰基的化合物，所述磷酰基中的至少一个通过磷酸酯键与有机基团共价连接。
如本文所用，可与“水溶性染料”互换使用的“水溶性有机染料”是在25℃和pH 7具有至少0.001M的摩尔溶解度，并且吸收某些波长的光(优选在电磁光谱的可见段到红外段)，同时可能透射或反射其它波长的光的有机分子。
如本文所用的术语“硫属元素”是指呈任何氧化态的第16族元素，包括氧、硫和硒。例如，除非另有说明，否则术语“硫属元素”还包括SO2。
如本文所用的术语“烷基”是指直链、支链和环状烃基。除非另有说明，否则术语烷基涵盖含有一个或多个双键或三键的烃基。含有至少一个环系的烷基是“环烷基”。含有至少一个双键的烷基是“烯基”，并且含有至少一个三键的烷基是“炔基”。
如本文所用的术语“芳基”是指芳族碳环体系，包括稠环体系。在“芳基”中，形成环的每个原子均为碳原子。
如本文所用的术语“杂芳基”是指芳环体系，包括稠环体系，其中形成所述环的至少一个原子是杂原子。
如本文所用的术语“杂环”是指非芳族的环系，包括稠环体系，其中形成所述环的至少一个原子是杂原子。
如本文所用的术语“杂原子”是任何非碳或非氢原子。优选的杂原子包括氧、硫和氮。示例性的杂芳基环和杂环基环包括：苯并咪唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并唑基、苯并唑啉基、苯并噻唑基、苯并三唑基、苯并四唑基、苯并异唑基、苯并异噻唑基、苯并咪唑啉基、咔唑基、4aH-咔唑基、咔啉基、色满基、色烯基、噌啉基、十氢喹啉基、2H,6H-1,5,2-二噻嗪基、二氢呋喃并[2,3b]四氢呋喃、呋喃基、呋咱基、咪唑烷基、咪唑啉基、咪唑基、1H-吲唑基、吲哚烯基(indolenyl)、二氢吲哚基、吲嗪基、吲哚基、3H-吲哚基、靛红酰基(isatinoyl)、异苯并呋喃基、异色满基、异吲唑基、异吲哚啉基、异吲哚基、异喹啉基、异噻唑基、异唑基、亚甲二氧基苯基、吗啉基、萘啶基、八氢异喹啉基、二唑基、1,2,3-二唑基、1,2,4-二唑基、1,2,5-二唑基、1,3,4-二唑基、唑烷基、唑基、羟吲哚基、嘧啶基、菲啶基、菲咯啉基、吩嗪基、吩噻嗪基、phenoxathinyl(吩噻嗯基)、吩嗪基、酞嗪基、哌嗪基、哌啶基、哌啶酮基、4-哌啶酮基、胡椒基、蝶啶基、嘌呤基、吡喃基、吡嗪基、吡唑烷基、吡唑啉基、吡唑基、哒嗪基、吡啶并唑基、吡啶并咪唑基、吡啶并噻唑基、吡啶基(pyridinyl,pyridyl)、嘧啶基、吡咯烷基、吡咯啉基、2H-吡咯基、吡咯基、喹唑啉基、喹啉基、4H-喹嗪基、喹喔啉基、奎宁环基、四氢呋喃基、四氢异喹啉基、四氢喹啉基、四唑基、6H-1,2,5-噻二嗪基、1,2,3-噻二唑基、1,2,4-噻二唑基、1,2,5-噻二唑基、1,3,4-噻二唑基、噻蒽基、噻唑基、噻吩基(thienyl)、噻吩并噻唑基(thienothiazolyl)、噻吩并唑基(thienooxazolyl)、噻吩并咪唑基(thienoimidazolyl)、噻吩基(thiophenyl)和呫吨基。
II.制剂
生物相容性低粘度多糖和核酸溶液可用于以可用于皮下(SC)和肌内(IM)注射的体积递送治疗有效量的多糖或核酸，所述体积通常对于SC小于或为约2mL且对于IM小于或为约5mL，更优选对于SC小于或为约1mL且对于IM小于或为约3mL。多糖和核酸通常可具有任何分子量，尽管在一些实施方案中优选高分子量多糖和核酸。在其它实施方案中，多糖和核酸是低分子量多糖和核酸。
制剂可具有约5mg/mL到约5,000mg/mL浓度的多糖和核酸。制剂可具有大于100mg/mL、优选大于150mg/mL、更优选大于约175mg/ml、甚至更优选大于约200mg/mL、甚至更优选大于约225mg/mL、甚至更优选大于约250mg/mL且最优选大于或为约300mg/mL的多糖和核酸浓度。在某些实施方案中，制剂可具有约5mg/mL到约1,000mg/mL、优选约15mg/mL到约500mg/mL、更优选约50mg/mL到约300mg/mL且甚至更优选约100mg/mL到约250mg/mL的浓度。在不存在粘度降低剂的情况下，多糖或核酸制剂的粘度随浓度的增加呈指数增加。在不存在粘度降低剂的情况下，当在25℃测量时，此类制剂可具有大于20cP、大于50cP、大于100cP、大于150cP、大于200cP、大于300cP、大于500cP或甚至大于1,000cP的粘度。此类制剂通常不适于SC或IM注射。一种或多种粘度降低剂(例如式A-I、A-II、A-III和其变体的粘度降低化合物、离子液体、有机磷酸酯、水溶性有机染料和本文所述的其它粘度降低化合物)的使用允许制备当在25℃测量时具有小于约100cP或为约100cP、优选小于约75cP或为约75cP、更优选小于约50cP或为约50cP、甚至更优选小于约30cP或为约30cP、甚至更优选小于约20cP或为约20cP、或最优选小于约10cP或为约10cP的粘度的制剂。
尽管一种或多种粘度降低剂可用于降低浓缩多糖和核酸制剂的粘度，它们也可用于较低浓缩的制剂中。在一些实施方案中，制剂可具有约10mg/mL到约100mg/mL的多糖或核酸浓度。制剂可具有大于约20mg/mL、大于约40mg/mL或大于约80mg/mL的多糖或核酸浓度。
对于某些多糖和核酸，不具有粘度降低剂的制剂可具有大于约20cP、大于约50cP或大于约80cP的粘度。一种或多种粘度降低剂的使用允许制备当在25℃测量时具有小于约80cP或为约80cP、优选小于约50cP或为约50cP、甚至更优选小于约20cP、或最优选小于约10cP或为约10cP的粘度的制剂。
在一些实施方案中，当在相同条件下测量时，含水多糖和核酸制剂具有比不含粘度降低剂的类似制剂小至少约30％的粘度。在其它实施方案中，所述制剂具有比不含粘度降低剂的类似制剂小40％、小50％、小60％、小70％、小80％、小90％或甚至小90％以上的粘度。在优选的实施方案中，制剂含有治疗有效量的一种或多种体积小于约2mL、优选小于约1mL或更优选小于约0.75mL的多糖或核酸。
与处于其它方面相同的条件下的无粘度降低剂(例如在磷酸盐缓冲液中)的类似制剂相比，粘度降低的制剂具有改善的注射性，并且需要更小的注射力。在一些实施方案中，与处于其它方面相同的注射条件下的不含粘度降低剂的标准制剂相比，注射力降低超过约20％、超过约30％、超过约40％、超过约50％或超过约2倍。在一些实施方案中，制剂具有“牛顿流动特性”，其被定义为具有基本上与剪切率无关的粘度。多糖和核酸制剂可通过约18-32规格的针头被容易地注射。用于递送低粘度制剂的优选针规包括27、29和31规格，任选地是薄壁的。
制剂可含有一种或多种另外的赋形剂，如缓冲液、表面活性剂、糖和糖醇、其它多元醇、防腐剂、抗氧化剂和螯合剂。制剂具有适于施用而不引起显著的不利副作用的pH和同渗容摩。在一些实施方案中，浓缩的低粘度制剂具有5到8、5.5到7.6、6.0到7.6、6.8到7.6或5.5到6.5的pH。
低粘度多糖和核酸制剂可允许在制剂开发方面的更大灵活性。与无粘度降低剂的其它方面相同的制剂相比，低粘度制剂可展现出更少依赖于多糖或核酸浓度的粘度变化。低粘度多糖和核酸制剂可允许多糖或核酸的增加的浓度和降低的剂量频率。在一些实施方案中，低粘度制剂含有2种或更多种、3种或更多种、或4种或更多种不同的多糖或核酸。例如，可在单一低粘度制剂中提供2种或更多种多糖的组合。
由于多糖和核酸制剂可以比不含粘度降低剂的其它方面类似的制剂更高的多糖和核酸浓度被施与患者，因此可降低多糖和核酸的给药频率。例如，当多糖和核酸与粘度降低剂一起被配制时，可每两天一次、每三天一次、或甚至更不频繁地施用先前需要每天一次施用的多糖和核酸。目前需要在同一天(在一天的相同时间或不同时间)多次施用的多糖和核酸可以每天以更少的注射被施用。在一些情况下，可将频率降低到每天一次单次注射。通过将每次注射施用的剂量增加多倍，可将给药频率降低，例如从每2周一次降低到每6周一次。
在一些实施方案中，液体制剂具有例如约280mOsm/L到约310mOsm/L的生理同渗容摩。在一些实施方案中，液体制剂具有大于约250mOsm/L、大于约300mOsm/L、大于约350mOsm/L、大于约400mOsm/L或大于约500mOsm/L的同渗容摩。在一些实施方案中，制剂具有约200mOsm/L到约2,000mOsm/L或约300mOsm/L到约1,000mOsm/L的同渗容摩。在一些实施方案中，液体制剂与人血液基本上等渗。液体制剂在一些情况下可以是高渗的。
包括粘度降低剂在内的添加剂可以任何量被包含以实现液体制剂的期望粘度水平，只要所述量是无毒的或无害的，并且基本上不干扰制剂的化学和/或物理稳定性即可。在一些实施方案中，一种或多种粘度降低剂可独立地以小于约1.0M、优选小于约0.50M、小于或等于约0.30M或小于或等于0.15M的浓度存在。尤其优选的浓度包括约0.01M和约0.10M。对于具有两种或更多种粘度降低剂的一些实施方案，所述试剂优选但不必以相同的浓度存在。
粘度降低剂允许冻干的剂量单位的较快复溶。剂量单位是多糖或核酸、粘度降低剂和其它赋形剂的冻干饼，向其中添加水、盐水或另一药学上可接受的流体。在不存在粘度降低剂的情况下，通常需要10分钟、20分钟甚至更长的时间段，以便完全溶解高多糖或核酸浓度的冻干滤饼。当冻干饼含有一种或多种粘度降低剂时，完全溶解所述饼所需的时间段通常减少二倍、五倍或甚至十倍。在某些实施方案中，需要小于5分钟或小于1分钟以完全溶解含有大于150mg/mL、200mg/mL或甚至300mg/mL、或为约150mg/mL、200mg/mL或甚至300mg/mL多糖或核酸的冻干饼。
低粘度多糖和核酸制剂允许在制剂开发方面的更大灵活性。与其它方面相同但不含粘度降低剂的制剂相比，低粘度制剂展现出随多糖或核酸浓度增加而变化较小的粘度。与无粘度降低剂的其它方面相同的制剂相比，低粘度多糖和核酸制剂展现出降低的粘度梯度。
多糖和核酸制剂的粘度梯度可以是其它方面相同但不含粘度降低剂的制剂的粘度梯度的1/2、1/3或甚至小于1/3。对于具有10mg/mL到2,000mg/mL的多糖或核酸浓度的制剂，多糖或核酸制剂的粘度梯度可小于2.0cP mL/mg，小于1.5cP mL/mg，小于1.0cP mL/mg，小于0.8cP mL/mg，小于0.6cP mL/mg或小于0.2cP mL/mg。通过降低制剂的粘度梯度，可在观察到粘度的指数增加之前在更大的程度上增加多糖和核酸浓度。
某些粘度降低剂含有酸性或碱性官能团。这些官能团是否完全或部分电离取决于它们所在制剂的pH值。除非另有说明，否则母体化合物和具有可电离官能团的粘度降低剂的任何可能的电离态两者均可存在于制剂中。
A.活性剂
1.多糖
在某些实施方案中，活性剂是多糖。多糖可以是天然存在的或合成获得的。多糖可具有约1-1,000kDa、约1-100kDa、约1-50kDa、约1-20kDa、约3-6kDa或约10-20kDa的分子量。在一些实施方案中，多糖可具有大于500kDa、大于750kDa或甚至大于1,000kDa的分子量。某些多糖可具有约500-1000kDa或约500-750kDa或约750-1,000kDa的分子量。在其它实施方案中，多糖可以是具有小于1,000Da、优选约300到约1,000Da的分子量的小分子。在一些实施方案中，多糖是分子量大于约10kDa的高分子量多糖。在其它实施方案中，多糖是分子量小于约10kDa的低分子量多糖。在一些实施方案中，通过本领域已知的方法如质谱来确定聚合物的分子量，并且使用本领域已知的方法将分子量数值确定为数均分子量、重均分子量或峰值平均分子量。在一些实施方案中，多糖具有约1-5kDa、或约5-10kDa、或约5-15kDa、或约10-20kDa的分子量。
多糖可包含一个或多个以下碳水化合物单元：阿洛糖、阿卓糖、阿拉伯糖、赤藓糖、赤藓酮糖、果糖、岩藻糖醇、岩藻糖胺、岩藻糖、半乳糖胺、半乳糖胺醇(galactosaminitol)、半乳糖、葡糖胺、葡糖胺醇(glucosaminitol)、葡萄糖、古洛糖、艾杜糖、来苏糖、甘露糖胺、甘露糖、阿洛酮糖、奎诺酮、奎诺糠胺(quinovosamine)、鼠李糖醇、鼠李糖胺(rhamnosamine)、鼠李糖、核糖、核酮糖、山梨糖、塔格糖、塔罗糖、苏阿糖、木糖、木酮糖、阿比可糖(abequose)、阿米西糖(amicetose)、直链淀粉、芹菜糖、碳霉氨糖(arcanose)、蛔糖、波伊文糖(boivinose)、纤维二糖、纤维三糖、马铃薯三糖、查耳糖(chalcose)、克拉定糖(cladinose)、可立糖(colitose)、磁麻糖、2-脱氧核糖、2-脱氧葡萄糖、迪吉糖(diginose)、洋地黄糖、洋地黄毒素糖、evalose、evernitrose、龙胆三糖、龙胆二糖、金缕梅糖、菊糖、异左旋葡烯酮糖(isolevoglucosenone)、异麦芽糖、异麦芽三糖、异潘糖(isopanose)、曲二糖、乳糖、乳糖胺、乳糖二胺(lactosediamine)、昆布二糖(laminarabiose)、左旋葡聚糖、左旋葡萄糖酮(levoglucosenone)、麦芽糖、甘露三糖、松三糖、蜜二糖、胞壁酸、碳霉糖、6-脱氧-D-阿洛糖(mycinose)、神经氨酸、黑曲霉糖(nigerose)、野艽霉素(nojirimycin)、诺维糖(noviose)、齐墩果糖(oleandrose)、潘糖(panose)、泊雷糖(paratose)、车前糖(planteose)、樱草糖、棉子糖、玫红糖(rhodinose)、芸香糖、蔓茎毒毛旋花子糖(sarmentose)、景天庚酮糖(sedoheptulose)、景天庚酮聚糖(sedoheptulosan)、茄三糖、槐糖、水苏糖、链霉糖、蔗糖、α,α-海藻糖、海藻糖胺、松二糖、泰威糖(tyvelose)、伞形糖、acosamine、杆菌胺(bacillosamine)、柔红糖胺(daunosamine)、脱氧糖胺、福乐糖胺(forosamine)、加拉糖胺(garosamine)、卡那霉素水解物(kanosamine)、3-C-甲基-4-脱氧-4-氨基-鼠李糖(kansosamine)、碳霉胺糖、海藻糖胺(mycosamine)、过骨胺(perosamine)、pneumosamine(2-氨基-2,6-二脱氧塔罗糖)、绛红糖胺(purpurosamine)和紫红霉胺(rhodosamine)。
糖胺聚糖(GAG)也可用粘度降低剂配制。示例性的糖胺聚糖包括但不限于低分子量肝素(LMWH)、未分级肝素(UFH)、软骨素、角蛋白和透明质酸(Yip等，Molecular CancerTherapeutics,2006,5:2139-2148)。
在其它实施方案中，多糖可与活性剂(如疫苗、蛋白质或小分子)缀合。可与多糖缀合的示例性疫苗包括嗜血杆菌b(haemophilus b)疫苗、肺炎球菌(pneumococcal)疫苗和脑膜炎球菌(meningococcal)疫苗。可与多糖缀合的示例性蛋白质包括天花粉蛋白、表皮生长因子和抗癌酶(天冬酰胺酶和羧肽酶G2)。可与多糖缀合的示例性小分子治疗剂包括多柔比星(doxorubicin)、顺铂、喜树碱、丝裂霉素、甲氨蝶呤和紫杉醇。在一些实施方案中，本发明的液体药物制剂包含与活性剂(如疫苗、蛋白质或小分子)缀合的多糖。在一些实施方案中，液体药物制剂包含与疫苗缀合的多糖。在一些实施方案中，液体药物制剂包含与小分子缀合的多糖。在一些实施方案中，液体药物制剂包含与蛋白质缀合的多糖。在一些实施方案中，液体药物制剂包含不与蛋白质缀合的多糖。在一些实施方案中，本发明的液体药物制剂不包含与蛋白质缀合的多糖。
在某些实施方案中，治疗性多糖可以是那库帕拉尼(necuparanib)(M402,MomentaPharmaceuticals公司)、硫酸肝素或未分级肝素(UFH)、低分子量肝素(LMWH)例如依诺肝素达肝素(dalteparin)那屈肝素钙(nadroparin calcium)亭扎肝素(tinzaparin)阿地肝素(ardeparin)德林戈肝素(delingoparin)、贝米肝素(bemiparin)、瑞肝素(reviparin)或舍托肝素(certoparin)或非抗凝血肝素例如O-脱硫酸肝素(ODSH)。多糖可以是糖胺聚糖(GAG)，包括硫酸化的糖胺聚糖例如舒洛地特(sulodexide)。在某些实施方案中，多糖可以是硫酸凝胶多糖(curdlan sulfate)、阿卡波糖(acarbose)磺达肝素(fondaparinux)透明质酸钠塞乐星(cylexin)(CY-1503)、瑞维潘塞(rivipansel)(GMI-1070)、GSC-150、Manα(1-2)Man(甘露糖(1-2)甘露糖)、唾液酰-路易斯(sialyl Lewis)a、唾液酰-路易斯x和它们的模拟物、GQ1bα和其模拟物，以及路易斯a和其模拟物，以及Ernst等，NatureReviews Drug Discovery,2009,8:661-77中所述的其它化合物。
a.用于治疗用途的多糖
肝素是一种高度硫酸化的糖胺聚糖，其已被作为抗凝血剂使用超过八十年。肝素不是单一的分离化合物，而是10-100个单糖的不同多糖组分的集合，并且具有约14,000到18,000Da的平均分子量。可通过化学或酶促手段将肝素分级分离成更小的多糖化合物(统称为“低分子量肝素”或“LMWH”)，从而产生具有不同抗凝血性质的化合物。
许多低分子量肝素大约是肝素大小的三分之一，其平均分子量约为4500到5000Da，分布为1,000到10,000Da。示例性的LMWH化合物包括那库帕拉尼、依诺肝素达肝素那屈肝素钙亭扎肝素(INNOHEP)和阿地肝素
那库帕拉尼(M402；Momenta Pharmaceuticals)(源于未分级分离肝素的硫酸肝素模拟物)是一种新型肿瘤药物候选物，其被工程化而对肿瘤细胞具有宽范围的作用。不同于常规的肝素和分级分离的衍生物，那库帕拉尼具有有限的抗凝血性质，从而增加了可施用的最大剂量。那库帕拉尼已经在晚期转移性胰腺癌患者的两部分I/II期概念验证(proof-of-concept)试验中得到了测试。A部分是与白蛋白结合型紫杉醇(abraxane)加吉西他滨(gemcitabine)的标准护理(standard-of-care)方案联合给药的那库帕拉尼的开放标记多上升剂量递增研究。在某些实施方案中，制剂含有约5mg/mL到约1,000mg/mL那库帕拉尼、约50mg/mL到约750mg/mL那库帕拉尼、约100mg/mL到约500mg/mL那库帕拉尼或约250mg/mL到约500mg/m那库帕拉尼。
依诺肝素钠是具有约4,500Da的平均分子量的低分子量肝素。依诺肝素钠通过皮下或静脉内注射被施用。其可以100mg/mL和150mg/mL的浓度利用。
达肝素钠(Eisai公司)是具有约3,000到8,000Da的平均分子量的低分子量肝素。达肝素钠通过皮下注射被施用。其可以64mg/mL和160mg/mL的浓度，以0.1mL注射用水的总体积利用。
那屈肝素钙(GlaxoSmithKline，plc)是具有约4300Da的平均分子量的低分子量肝素。那屈肝素钙通过皮下注射被施用。预装注射器含有9,500抗Xa IU/mL的浓度的那屈肝素钙。FRAXIPARINE预装注射器含有19,000抗Xa IU/mL的浓度的那屈肝素钙。
亭扎肝素钠(Leo Pharmaceuticals公司)是具有约5,500到约7,500Da的平均分子量的低分子量肝素。亭扎肝素钠通过皮下注射被施用。亭扎肝素可以含有20,000IU/mL的多剂量2mL小瓶利用。
阿地肝素是具有约5,500到6,500Da的平均分子量的低分子量肝素。阿地肝素可用于以5,000或10,000IU/0.5mL注射。
2-O，3-O脱硫酸肝素(ODSH)是其中去除肝素的2-O和3-O硫酸基团的肝素衍生物。ODSH具有潜在的抗炎和抗肿瘤活性，但具有降低的抗凝血性质。在施用后，ODSH防止用于晚期糖化最终产物的受体(RAGE)与其配体的相互作用。另外，该试剂抑制参与炎症和转移的酶(类肝素酶、组织蛋白酶G和人白细胞弹性蛋白酶)。ODSH还抑制选择素，从而防止肿瘤细胞粘附到内皮和血小板上。总之，这可能抑制肿瘤细胞侵袭性和转移。与肝素不同，该试剂不引起肝素诱导的血小板减少(HIT)。
可通过去除含有抗凝血酶结合序列的链，或通过使该序列的关键官能团或单元失活来获得其它非抗凝血肝素。得到最广泛研究的非抗凝血肝素是区域选择性脱硫酸肝素和“二醇裂解(glycol-split)”肝素。两种类型的一些改性的肝素是类肝素酶的有效抑制剂。它们中的许多也减弱了实验模型中的转移。非抗凝血肝素优选用于潜在的临床应用，因为它们可以高剂量施用而不触发抗凝血效应。肝素和非抗凝血肝素还抑制选择素介导的细胞-细胞相互作用，从而防止血源性细胞外渗。
舒洛地特(Keryx Biopharmaceuticals)是由硫酸皮肤素(DS)和快速移动肝素(FMH)构成的糖胺聚糖(GAG)的混合物。与未分级分离的肝素相比，两种舒洛地特级分的低分子量允许广泛的口服吸收。舒洛地特的药理作用与其它糖胺聚糖显著不同，并且主要特征在于延长的半衰期以及对降低的对全面凝血和出血参数的作用。
阿卡波糖(Bayer Pharmaceuticals)延缓了碳水化合物在小肠中的消化和吸收，从而降低了碳水化合物负荷后血糖浓度的增加。它被口服给予非胰岛素依赖性糖尿病患者，其中饮食改良或口服降糖剂无法控制他们的病况。
磺达肝素钠(GlaxoSmithKline，plc)是一种合成的五糖抗凝血剂。磺达肝素以5mg/l mL溶液被皮下施用。
已在临床试验中测试了多糖肝素、依诺肝素、达肝素、那屈肝素、亭扎肝素和德林戈肝素、ODSH、非抗凝血肝素和舒洛地特在诸如以下的病况中的功效：不育症、吸入性损伤、炎症、外阴痛、溃疡性结肠炎、糖尿病性足溃疡、妊娠并发症、烧伤、囊性纤维化、肺部病况、分娩(labor)、微量白蛋白尿以及乳腺癌、结直肠癌、肺癌、前列腺癌和血管阻塞性癌症，以及结肠腺癌(Page,ISRN Pharmacology,2013,2013:1-13)。
塞乐星(CY-1503)是唾液酰-路易斯X抗原的类似物。塞乐星由Cytel公司在与心血管损伤有关的临床试验中进行了测试。塞乐星还在双盲、随机、安慰剂对照的平行研究中被测试，该研究涉及53名可手术的慢性血栓栓塞性肺动脉高压(CTEPH)患者(Kerr等，American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine,2000,162:14-20)。
瑞维潘塞(GMI-1070)是E-选择素、P-选择素和L-选择素的拮抗剂，并且由GlycoMimetics公司在II期临床试验中针对镰形细胞疾病中的血管阻塞性危象进行了测试。
多糖GSC-150是E-选择素、P-选择素和L-选择素的拮抗剂，并且已被Kanebo有限公司研究其抗转移作用。
还探索了各种糖模拟化合物，包括天然多糖manα(1-2)man和路易斯x的那些，已经研究了它们对DC-SIGN的改善的亲和力。这些糖模拟物可用作DC-SIGN拮抗剂。已经研究了天然存在的神经节苷脂GQ1bα的糖模拟物对髓磷脂相关糖蛋白(MAG)的改善的亲和力。GQ1bα糖模拟物可用作MAG拮抗剂以促进神经元再生和神经修复。基于路易斯a三糖Galβ(13)[Fucα(14)]GlcNAc的糖模拟化合物是铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)毒力因子PAIIL的高亲和力配体，已被开发作为高亲和力微生物抗粘附素用于抵抗细菌感染。Ernst等，Nature Reviews Drug Discovery2009,8(8):661-77尤其描述了这些多糖。
b.用于生物材料和药物递送的多糖
在其它实施方案中，所述粘度降低的制剂可含有用于生物材料和/或药物递送的多糖。通过降低这些制剂的粘度，可以将它们更精确地放置在紧密连接处，或者以在无降低粘度的添加剂的情况下不可达到的浓度与其它试剂配制。
硫酸软骨素(以前称为粘多糖)被发现于软骨、骨、血管和结缔组织中。有两种形式：硫酸软骨素A和硫酸软骨素C。一种或两种形式在几种粘多糖贮积症病症中异常积累。硫酸软骨素含有N-乙酰半乳糖胺,与葡糖醛酸交替以形成聚合物的二糖重复单元。硫酸软骨素由约40个具有约80个阴离子电荷的N-乙酰基硫酸软骨胶素重复单元的链组成。硫酸软骨素是软骨中最普遍的糖胺聚糖。硫酸软骨素B被称为硫酸皮肤素。
硫酸皮肤素(以前称为粘多糖)主要发现于皮肤中，但也发现于血管、心脏瓣膜、腱和肺中。硫酸皮肤素在几种粘多糖贮积症病症中异常积累。
硫酸角蛋白是由N-乙酰葡糖胺与半乳糖交替组成的二糖重复单元。它具有可变的链长和可变的磺化程度。硫酸角蛋白在胎儿和新生儿软骨中以低含量存在，但浓度随着成熟而上升最高达组织总糖胺聚糖含量的55％。莫基奥综合征(Morquio’s Syndrome)是特征在于组织中硫酸角蛋白过度积累的病症。
透明质酸(Hyaluronic acid)(透明质多糖(hyaluronan)或透明质酸盐)是阴离子型非硫酸化GAG。术语透明质酸盐还指透明质酸的共轭碱。因为所述分子通常在体内以其聚阴离子形式存在，所以它最通常被称为透明质多糖。它是通常在房水和玻璃体中发现的粘弹性聚合物。透明质酸钠是由缓冲生理氯化钠中的纯化天然透明质酸钠的高分子量(500-700kDa)级分组成的粘性溶液。透明质酸是糖胺聚糖家族的天然复合糖，并且是含有葡糖醛酸钠-N-乙酰氨基葡糖的重复二糖单元的长链聚合物。
透明质酸钠天然存在于角膜内皮上，与其具有高亲和力的特异性受体结合。它也被用于治疗关节炎症(骨关节炎)患者的膝痛。它通常被用于对其它治疗如对乙酰氨基酚、运动或物理疗法尚无响应的患者。透明质酸钠还可被用于整形外科，以减少脸部的皱纹或身体其它部位的填充物。它可被用于眼科学，以帮助白内障的提取、人工晶状体的植入、角膜移植、青光眼过滤、视网膜复位(retinal attachment)，以及用于治疗干眼。最后，透明质酸钠还被用于涂覆膀胱内衬以治疗间质性膀胱炎。透明质多糖与在关节中天然存在的物质类似。它可通过充当关节中的润滑剂和减震剂(shock absorber)而起作用，帮助膝盖平稳移动，从而减轻疼痛。
硫酸鼠李聚糖(Rhamnan sulfate)是具有抗氧化、抗凝血和抗病毒生物活性的天然存在的含鼠李糖的硫酸化多糖。它是从海洋红藻、绿藻和褐藻中提取的(Patel,Therapeutic importance of sulfated polysaccharides from seaweeds:updating therecent findings.3Biotech,2012,2:171-185；Harada和Maeda,Chemical structure ofantithrombin-active rhamnan sulfate from Monostrom nitidum.Bioscience,Biotechnology,and Biochemistry,1998,62:1647-1652)。
在某些实施方案中，与粘度降低剂使用的活性剂包括植物、真菌或动物来源的多糖，如植物或真菌来源的果胶、半乳甘露聚糖/甘露聚糖(mannoglycan)、木葡聚糖和β-葡聚糖/香菇多糖。在某些实施方案中，多糖还包括壳聚糖、藻酸盐、岩藻多糖、半乳聚糖、角叉菜胶、κ-角叉菜胶、半乳岩藻多糖、甘露葡糖醛酸岩藻多糖(mannoglucoronofucan)、阿拉伯半乳聚糖、硫酸木甘露聚糖(xylomannan sulfate)、木半乳岩藻多糖(xylogalactofucan)、右旋糖酐及其衍生物和石莼聚糖。其它示例包括诸如由Chattopadhyay,InternationalJournal of Polymer Science,2010,2010:1-7；或Patel,3Biotech,2012,2:171-185)所述的那些。
来自白色念珠菌(Candida albicans)的甘露聚糖展现出某些免疫调节性质。通常，这些化合物主要由多糖组分组成，但也包含蛋白质(5重量％)。存在于巨噬细胞上的甘露糖结合凝集素可结合甘露聚糖并通过非自身识别机制激活宿主免疫系统(Tzianabos,Clinical Microbiology Reviews,2000,523-533)。
木葡聚糖是发生在所有被子植物(开花植物)和药用蘑菇的初级细胞壁中的多糖。从药用蘑菇中分离的木聚糖(Xyloglycan)展现出抗肿瘤作用(Wasser等，CriticalReviews in Immunology,1999,19:65-96)。
海藻酸盐展现出高的吸水能力，并且能够在水中吸收自身重量的200-300倍。藻酸盐是具有甘露糖醛酸盐和古罗糖醛酸盐残基的均聚物嵌段的线性共聚物。藻酸盐作为无活性成分用于各种药物制剂中，如用于Gaviscon、Bisodol和Asilone中。藻酸盐被广泛用作牙科学、修复学、人体铸模(lifecasting)中的印模制备材料，并且偶尔用于产生用于小规模铸模的正向物(positive)。藻酸盐还被用作用于减肥助剂的脱水产品中的添加剂，并且被减重业用作食欲抑制剂。
壳聚糖是具有抗细菌、抗病毒和抗酸性质的无毒且可生物降解的聚合物。壳聚糖还可被用于膜或纤维形成，或用于形成水凝胶。(Chattopadhyay等，InternationalJournal of Polymer Science,2010,2010:1-7)。
岩藻多糖以抗氧化、免疫刺激、降脂、抗细菌和抗高血压作用而为人所知。岩藻多糖和石莼聚糖还被用于纳米医学，用于伤口愈合，以及用于体外和体内受控的药物释放(Patel,3Biotech,2012,2：171-185)。
半乳聚糖、角叉菜胶和κ-角叉菜胶展现出抗氧化、免疫刺激、抗炎、镇痛、抗凝血和抗病毒作用。半乳岩藻多糖和甘露葡糖醛酸岩藻多糖可具有抗肿瘤作用。阿拉伯半乳聚糖可具有抗凝血和抗血栓作用。硫酸木甘露聚糖和木半乳岩藻多糖展现出抗病毒作用，特别是针对诸如流感、疱疹和人免疫缺陷病毒的病毒(Patel，3Biotech，2012,2:171-185)。
右旋糖酐是支链多糖。右旋糖酐和其许多天然存在的和合成的衍生物都展现出抗血栓活性。
2.核酸
可在制剂中使用用于治疗性应用、诊断应用、临床应用或药物递送应用的任何核酸(在本文中统称为功能性核酸)。待用于制剂中的功能性核酸可分为以下非限制性类别：复制DNA(cDNA)、DNA适体、DNA酶、RNA适体、外部导向序列、RNA干扰分子(如小干扰RNA、反义RNA、短发夹RNA和微RNA(miRNA))、吗啉代核酸(morpholinos)、信使RNA(mRNA)、长非编码RNA(lincRNA)，以及核酶、三链体形成分子和含核酸的纳米粒子。治疗性核酸一旦到达细胞内，它们就能够调节基因的功能。将外源核酸引入细胞中可通过病毒转导和非病毒递送(例如超声、电穿孔、脂质依赖性递送、多肽依赖性递送、钙共沉淀、用“裸”核酸分子转染、自递送核酸缀合物以及聚合物或含糖聚合物(glycopolymer)依赖性(即，聚乙烯亚胺)递送)来实现，在一些情况下利用纳米材料来成形为含有核酸的纳米粒子和微粒子。
在一些实施方案中，核酸是分子量大于约10kDa的高分子量核酸。在其它实施方案中，核酸是分子量小于约10kDa的低分子量核酸。在一些实施方案中，通过本领域已知的方法如质谱来确定聚合物的分子量，并且使用本领域已知的方法将分子量数值确定为数均分子量、重均分子量或峰值平均分子量。在一些实施方案中，核酸具有约1-5kDa、或约5-10kDa、或约5-15kDa、或约10-20kDa的分子量。
a.功能性核酸
i.反义
功能性核酸可以是反义分子。反义分子被设计成通过规范或非规范碱基配对与靶核酸分子相互作用。反义分子和靶分子的相互作用被设计成通过例如RNA酶H介导的RNA-DNA杂交体降解来促进靶分子的破坏。或者，反义分子被设计成中断通常将在靶分子上发生的加工功能，如转录或复制。可基于靶分子的序列来设计反义分子。存在通过找到靶分子最容易接近的区域来优化反义效率的许多方法。反义分子优选以小于或等于10-6、10-8、10-10或10-12的解离常数(Kd)结合靶分子。
ii.适体
功能性核酸可以是适体。适体是优选以特定方式与靶分子相互作用的DNA或RNA分子。通常，适体是长度在15-50个碱基范围的小核酸，其折叠成限定的二级结构和三级结构，如茎环或G-四联体。适体可结合小分子，如ATP和茶碱(theophiline)，以及大分子，如逆转录酶和凝血酶。适体可以小于10-12M的Kd’与靶分子非常紧密地结合。优选适体以小于10-6、10-8、10-10或10-12的Kd结合靶分子。适体可以非常高的特异度结合靶分子。例如，已分离出在靶分子与仅在分子单个位置上不同的另一个分子之间具有大于10,000倍的结合亲和力的差异的适体。优选所述适体与靶分子的Kd是与背景结合分子的Kd的至少1/10、1/100、1/1,000、1/10,000或1/100,000。
iii.核酶
功能性核酸可以是核酶。核酶是能够在分子内或分子间催化化学反应的RNA分子。优选核酶催化分子间反应。存在许多不同类型的催化核酸酶或核酸聚合酶型反应的核酶，其基于天然系统中发现的核酶，如锤头核酶。还存在许多未在天然系统中发现但已被工程化用于从头催化特异性反应的核酶。优选的核酶切割RNA或DNA底物，且更优选切割RNA底物。核酶通常通过靶底物的识别和结合与随后的切割来切割核酸底物。这种识别通常主要基于规范或非规范的碱基对相互作用。这一性质使得核酶成为用于核酸的靶特异性切割的特别良好的候选物，因为靶底物的识别基于靶底物序列。
iv.形成三链体的寡核苷酸
功能性核酸可以是形成三链体的分子。形成三链体的功能性核酸分子是可与双链或单链核酸相互作用的分子。当三链体分子与靶区域相互作用时，形成被称为三链体的结构，其中三条DNA链形成复合体，这取决于Watson-Crick碱基配对和Hoogsteen碱基配对两者。三链体分子是优选的，因为它们可以高亲和力和特异性结合靶区域。优选形成三链体的分子以小于10-6、10-8、10-10或10-12的Kd结合靶分子。
v.外部导向序列
功能性核酸可以是外部导向序列。外部导向序列(EGS)是结合靶核酸分子从而形成复合体的分子，该复合体被RNA酶P识别，然后该RNA酶P切割该靶分子。EGS可被设计成特异性靶向所选择的RNA分子。RNA酶P有助于加工细胞内的转移RNA(tRNA)。通过使用EGS，可募集细菌RNA酶P来切割几乎任何RNA序列，该EGS使靶RNA:EGS复合体模拟天然tRNA底物。类似地，可利用真核EGS/RNA酶P引导的对RNA的切割来切割真核细胞内的期望靶标。如何制备和使用EGS分子以促进各种不同靶分子的切割的代表性示例是本领域已知的。
vi.RNA干扰
在一些实施方案中，功能性核酸通过RNA干扰来诱导基因沉默。还可通过RNA干扰(RNAi)以高度特异性的方式使基因表达有效地沉默。最初通过添加双链RNA(dsRNA)观察到该沉默(Fire等(1998)Nature,391:806-11；Napoli等(1990)Plant Cell 2:279-89；Hannon,(2002)Nature,418:244-51)。一旦dsRNA进入细胞，它就被RNA酶III样酶切丁酶(Dicer)切割成长度为21-23个核苷酸的双链小干扰RNA(siRNA)，所述双链小干扰RNA在3'末端含有2个核苷酸突出端(Elbashir等(2001)Genes Dev.,15:188-200；Bernstein等(2001)Nature,409:363-6；Hammond等(2000)Nature,404:293-6)。在ATP依赖性步骤中，siRNA整合到多亚单位蛋白质复合体中，该复合体通常被称为RNAi诱导的沉默复合体(RISC)，其将siRNA引导到靶RNA序列(Nykanen等(2001)Cell,107:309-21)。在某一时刻，siRNA双链体解开，并且反义链保持与RISC结合，该RISC通过内切核酸酶和外切核酸酶的组合引导互补mRNA序列的降解(Martinez等(2002)Cell,110:563-74)。然而，RNAi或siRNA的作用或其用途不限于任何类型的机制。
小干扰RNA(siRNA)是可诱导序列特异性转录后基因沉默从而降低或甚至抑制基因表达的双链RNA。在一个示例中，siRNA在siRNA和靶RNA两者之间的序列同一性区域内触发同源RNA分子如mRNA的特异性降解。例如，WO 02/44321公开了能够在与3'突出末端碱基配对时进行靶mRNA的序列特异性降解的siRNA。
序列特异性基因沉默可使用由模拟切丁酶产生之siRNA的合成的短双链RNA在哺乳动物细胞中实现(Elbashir等(2001)Nature,411:494 498)(Ui-Tei等(2000)FEBS Lett479:79-82)。siRNA可以是化学或体外合成的，或者可以是短双链发夹样RNA(shRNA)在细胞内加工成siRNA的结果。合成siRNA通常使用算法和常规DNA/RNA合成仪来设计。供应商包括Ambion(Austin,Texas)、ChemGenes(Ashland,Massachusetts)、Dharmacon(Lafayette,Colorado)、Glen Research(Sterling,Virginia)、MWB Biotech(Esbersberg,Germany)、Proligo(Boulder,Colorado)和Qiagen(Vento,The Netherlands)。还可使用诸如Ambion的siRNA构建试剂盒的试剂盒在体外合成siRNA。
从载体产生siRNA更通常通过短发夹RNA(shRNA)的转录来进行。用于产生含有shRNA的载体的试剂盒是可获得的，例如，Imgenex的GENESUPPRESSORTM构建试剂盒和Invitrogen的BLOCK-ITTM诱导型RNAi质粒和慢病毒载体。
在一些实施方案中，功能性核酸是siRNA、shRNA或微RNA(miRNA)。在一些实施方案中，组合物包含表达功能性核酸的载体。制备和使用用于体内表达功能性核酸(如反义寡核苷酸、siRNA、shRNA、miRNA、EGS、核酶和适体)的载体的方法是本领域已知的。
vii.其它基因编辑组合物
在一些实施方案中，功能性核酸是基因编辑组合物。基因编辑组合物可包含核酸，所述核酸编码在靶细胞的基因组以及任选的多核苷酸中诱导单链或双链断裂的一个或多个元件。
b.链断裂诱导元件
i.CRISPR/Cas
在一些实施方案中，在靶细胞的基因组中诱导单链或双链断裂的元件是CRISPR/Cas系统。CRISPR(成簇规则间隔的短回文重复)是含有多个短同向重复碱基序列的DNA基因座的首字母缩略词。原核CRISPR/Cas系统已经适应于真核生物中的基因编辑用途(沉默、增强或改变特定基因)(参见例如Cong,Science,15:339(6121):819–823(2013)和Jinek等，Science,337(6096):816-21(2012))。通过用包含cas基因和专门设计的CRISPR的所需元件转染细胞，可在任何期望的位置对生物体的基因组进行切割和修饰。在WO 2013/176772和WO 2014/018423中详细描述了使用CRISPR/Cas系统制备用于基因组编辑中的组合物的方法。
通常，“CRISPR系统”统指参与CRISPR相关(“Cas”)基因活性表达或引导其活性的转录物和其它元件，包括编码Cas基因的序列、tracr(反式激活CRISPR)序列(例如tracrRNA或活性部分tracrRNA)、tracr-伴侣(mate)序列(在内源CRISPR系统的背景下涵盖“同向重复”和tracrRNA加工的部分同向重复)、导向序列(在内源性CRISPR系统的背景下也被称为“间隔物”)或来自CRISPR基因座的其它序列和转录物。与导向序列可操作地连接的一个或多个tracr伴侣序列(例如，同向重复-间隔物-同向重复)还可被称为前crRNA(前CRISPRRNA)(在由核酸酶加工前)或crRNA(在由核酸酶加工后)。
在一些实施方案中，tracrRNA和crRNA被连接并形成嵌合的crRNA-tracrRNA杂交体，其中成熟的crRNA通过合成的茎环与部分tracrRNA融合以模拟天然crRNA:tracrRNA双链体，如Cong,Science,15:339(6121):819–823(2013)和Jinek等，Science,337(6096):816-21(2012)中所述。单个融合的crRNA-tracrRNA构建体还可被称为导向RNA或gRNA(或单导向RNA(sgRNA))。在sgRNA内，crRNA部分可被鉴别为“靶序列”，并且tracrRNA通常被称为“支架”。
在一些实施方案中，驱动CRISPR系统的一个或多个元件的表达的一个或多个载体被引入靶细胞中，使得CRISPR系统的元件的表达在一个或多个靶位点直接形成CRISPR复合体。虽然具体细节可在不同的工程化CRISPR系统中变化，但总体方法是类似的。有兴趣使用CRISPR技术来靶向DNA序列的从业者可将含有靶序列的短DNA片段插入导向RNA表达质粒中。sgRNA表达质粒含有靶序列(约20个核苷酸)、一种形式的tracrRNA序列(支架)、以及用于在真核细胞中适当加工的适合的启动子和必要元件。此类载体是市售的(参见例如Addgene)。许多系统依赖于定制的互补寡核苷酸(oligos)，所述互补寡核苷酸退火以形成双链DNA，然后克隆到sgRNA表达质粒中。来自相同或分开的质粒的sgRNA和适当的Cas酶在受转染的细胞中的共表达导致在期望的靶位点的单链或双链断裂(取决于Cas酶的活性)。
ii.锌指核酸酶
在一些实施方案中，编码锌指核酸酶(ZFN)的一种或多种核酸构建体。ZFN通常是融合蛋白质，其包含与切割结构域连接的衍生自锌指蛋白质的DNA结合结构域。
最常见的切割结构域是IIS型酶Fokl。Fok1催化DNA的双链切割，即在一条链上切割来自其识别位点的9个核苷酸，并且在另一条链上切割来自其识别位点的13个核苷酸。参见例如美国专利号5,356,802；5,436,150和5,487,994；以及Li等，Proc.,Natl.Acad.Sci.USA 89(1992):4275-4279；Li等，Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:2764-2768(1993)；Kim等，Proc.Natl.Acad.Sci.USA.91:883-887(1994a)；Kim等，J.Biol.Chem.269:31,978-31,982(1994b)。这些酶中的一种或多种(或其酶促功能片段)可被用作切割结构域的来源。
原则上可被设计成靶向任何目标基因组位置的DNA结合结构域可以是Cys2His2锌指的串联阵列，其每一个通常识别靶DNA序列中的三到四个核苷酸。Cys2His2结构域具有一般结构：Phe(有时为Tyr)-Cys-(2到4个氨基酸)-Cys-(3个氨基酸)-Phe(有时为Tyr)-(5个氨基酸)-Leu-(2个氨基酸)-His-(3个氨基酸)-His。通过将多个指状物(数目不同：在已发表的研究中每个单体已经使用了三到六个指状物)连接在一起，可将ZFN设计成结合到18-36个核苷酸长的基因组序列。
iii.转录激活子样效应子核酸酶
在一些实施方案中，核酸构建体编码转录激活子样效应子核酸酶(TALEN)。TALEN具有类似于ZFN的整体构造，主要区别在于DNA结合域来自TAL效应蛋白质，即来自植物病原菌的转录因子。TALEN的DNA结合结构域是氨基酸重复的串联阵列，每个长约34个残基。所述重复彼此非常类似；通常它们主要在两个位置(氨基酸12和13，被称为重复可变双残基或RVD)有所不同。每个RVD识别一个特定的核苷酸，产生用于DNA识别的简单密码：NI用于腺嘌呤，HD用于胞嘧啶，NG用于胸腺嘧啶，并且NH或NN用于鸟嘌呤。每个RVD指定优先结合四种可能的核苷酸中的一种，意味着每个TALEN重复结合单个碱基对，尽管已知NNRVD除了结合鸟嘌呤之外还结合腺嘌呤。虽然对于TAL效应子DNA结合在机制上的理解不如对锌指蛋白质的理解，但是它们的似乎更简单的密码可以证明对于工程化核酸酶设计非常有益。TALEN还可以二聚体进行切割，具有相对较长的靶序列(目前为止所报道的最短的结合13个核苷酸)，并且对于结合位点之间的间隔物长度，似乎具有低于ZFN的严格要求。单体和二聚体TALEN可包含超过10个、超过14个、超过20个或超过24个重复。
工程化TAL以结合到特异性的核酸的方法描述于Cermak等，Nucl.Acids Res.1-11(2011)；美国公开申请号2011/0145940中，该美国申请公开了TAL效应子和使用它们来修饰DNA的方法。Miller等，Nature Biotechnol 29:143(2011)报道了通过将TAL截短变体与Fokl核酸酶的催化结构域连接来制备用于位点特异性核酸酶构造的TALEN。显示所得TALEN诱导永生化人细胞中的基因修饰。TALEN结合结构域的一般设计原则可在例如WO 2011/072246中找到。
c.改变基因的多核苷酸
基因组编辑系统的核酸酶活性切割靶DNA以在靶DNA中产生单链或双链断裂。双链断裂可由细胞以两种方式中的一种修复：非同源末端接合和同源定向修复。在非同源末端接合(NHEJ)中，双链断裂通过断裂末端的彼此直接连接来修复。因此，没有新的核酸物质被插入所述位点中，但一些核酸物质可能丢失，从而导致缺失。在同源定向修复中，具有与切割的靶DNA序列同源的供体多核苷酸用作修复切割的靶DNA序列的模板，从而导致遗传信息从供体多核苷酸向靶DNA转移。因此，新的核酸物质可被插入/拷贝到位点中。
因此，在一些实施方案中，基因组编辑组合物任选地包含供体多核苷酸。由于NHEJ和/或同源定向修复所致的靶DNA修饰可用于诱导基因校正、基因替代、基因加标签、转基因插入、核苷酸缺失、基因破坏、基因突变等。
因此，通过基因组编辑组合物对DNA的切割可用于通过切割靶DNA序列并允许细胞在不存在外源提供的供体多核苷酸的情况下修复该序列而从靶DNA序列中删除核酸物质。或者，如果基因组编辑组合物包括包含与靶DNA序列具有同源性的至少一个区段的供体多核苷酸序列，则所述方法可用于将核酸物质添加(即插入或替代)到靶DNA序列(例如以“敲入”编码蛋白质的核酸、siRNA、miRNA等)，添加标签(例如，6xHis、荧光蛋白质(例如，绿色荧光蛋白质；黄色荧光蛋白质等)、血凝素(HA)、FLAG等)，将调节序列添加到基因(例如启动子、多腺苷酸化信号、内部核糖体进入序列(IRES)、2A肽、起始密码子、终止密码子、剪接信号、定位信号等)，修饰核酸序列(例如，引入突变)等。因此，所述组合物可用于以位点特异性即“靶向”的方式(例如基因敲除、基因敲入、基因编辑、基因加标签等)修饰DNA，如例如基因疗法中所用。
在其中期望将多核苷酸序列插入到靶DNA序列中的应用中，还向细胞提供包含待插入的供体序列的多核苷酸。“供体序列”或“供体多核苷酸”或“供体寡核苷酸”意指待在切割位点插入的核酸序列。供体多核苷酸通常含有与切割位点处的基因组序列的足够的同源性(例如与切割位点侧翼的核苷酸序列具有70％、80％、85％、90％、95％或100％同源性，所述切割位点侧翼的核苷酸序列为例如切割位点的约50个碱基或更少内，例如约30个碱基内、约15个碱基内、约10个碱基内、约5个碱基内、或紧挨切割位点侧翼)以支持其与其具有同源性的基因组序列之间的同源定向修复。供体序列通常不与它所替代的基因组序列相同。而是，供体序列相对于基因组序列可含有至少一个或多个单个碱基变化、插入、缺失、反转或重排，只要存在足够同源性以支持同源定向修复。在一些实施方案中，供体序列包含侧翼为两个同源区的非同源序列，以使得靶DNA区与两个侧翼序列之间的同源定向修复导致在靶区处插入非同源序列。
d.寡核苷酸组成
功能性核酸可以是DNA或RNA核苷酸，其通常包含杂环碱基(核酸碱基)、附接到杂环碱基的糖部分和酯化糖部分的羟基官能团的磷酸酯部分。主要的天然存在的核苷酸包含作为杂环碱基的尿嘧啶、胸腺嘧啶、胞嘧啶、腺嘌呤和鸟嘌呤、以及通过磷酸二酯键连接的核糖或脱氧核糖。
在一些实施方案中，所述寡核苷酸由相对于DNA或RNA对应物已被化学修饰以改善稳定性、半衰期或对靶受体的特异性或亲和力的核苷酸类似物构成。化学修饰包括核碱基、糖部分、核苷酸键联的化学修饰或其组合。如本文所用的“修饰的核苷酸”或“化学修饰的核苷酸”定义具有杂环碱基、糖部分或磷酸酯部分组分中的一个或多个的化学修饰的核苷酸。在一些实施方案中，与相同核碱基序列的DNA或RNA寡核苷酸相比，修饰的核苷酸的电荷减少。例如，所述寡核苷酸可具有低负电荷、无电荷或正电荷。
通常，核苷类似物支持能够通过Watson-Crick碱基配对与标准多核苷酸碱基氢键合的碱基，其中所述类似物的主链以如下方式呈现所述碱基：允许在寡核苷酸类似物分子和标准多核苷酸(例如，单链RNA或单链DNA)中的碱基之间以序列特异性方式进行此类氢键联。在一些实施方案中，类似物具有基本上不带电的含磷主链。
i.锁核酸
在另一实施方案中，寡核苷酸由锁核酸构成。锁核酸(LNA)是经修饰的RNA核苷酸(参见例如Braasch等，Chem.Biol.,8(1):1-7(2001))。LNA与DNA形成比DNA/DNA杂交体更稳定的杂交体，类似于肽核酸(PNA)/DNA杂交体的性质。因此，LNA可以正如PNA分子一样使用。在一些实施方案中，可通过向其中添加正电荷来增加LNA结合效率。商业核酸合成仪和标准的亚磷酰胺化学法被用于制备LNA。
ii.肽核酸
在一些实施方案中，寡核苷酸由肽核酸构成。肽核酸(PNA)是合成的DNA模拟物，其中寡核苷酸的磷酸酯主链被重复的N-(2-氨基乙基)-甘氨酸单元整体替代，并且磷酸二酯键通常被肽键替代。各种杂环碱基通过亚甲基羰基键与主链连接。PNA维持与常规DNA寡核苷酸类似的杂环碱基的间隔，但为非手性且电中性的分子。肽核酸包含肽核酸单体。在一些实施方案中，本发明的液体药物制剂包含由肽核酸构成的寡核苷酸。在一些实施方案中，液体药物制剂包含除肽核酸以外的寡核苷酸。在一些实施方案中，液体药物制剂不包含肽核酸。
其它主链修饰包括肽和氨基酸的变化和修饰。因此，诸如PNA的寡核苷酸的主链组分可以是天然存在的肽键联和非天然存在的肽键联。非天然存在的肽键合的示例包括其中一个或多个氮原子被乙酰化的那些，或键联可包括氨基间隔物如8-氨基-3,6-二氧杂辛酸。如果在PNA中需要正电荷，则氨基酸残基如赖氨酸是特别有用的。用于PNA的化学组装的方法是众所周知的。参见例如美国专利号5,539,082、5,527,675、5,623,049、5,714,331、5,736,336、5,773,571和5,786,571。
iii.杂环碱基
天然存在的主要核苷酸包含尿嘧啶、胸腺嘧啶、胞嘧啶、腺嘌呤和鸟嘌呤作为杂环碱基。寡核苷酸可包含对它们核碱基组分的化学修饰。杂环碱基或杂环碱基类似物的化学修饰可有效地增加在结合靶序列方面的结合亲和力或稳定性。化学修饰的杂环碱基包括但不限于肌苷、5-(1-丙炔基)尿嘧啶(pU)、5-(1-丙炔基)胞嘧啶(pC)、5-甲基胞嘧啶、8-氧代-腺嘌呤、假胞嘧啶、假异胞嘧啶、5和2-氨基-5-(2'-脱氧-β-D-呋喃核糖基)吡啶(2-氨基吡啶)以及各种吡咯并嘧啶和吡唑并嘧啶衍生物。
iv.糖修饰
寡核苷酸还可含有具有修饰的糖部分或糖部分类似物的核苷酸。糖部分修饰包括但不限于2'-O-氨基乙氧基、2'-O-氨基乙基(2'-OAE)、2'-O-甲氧基、2'-O-甲基、2-胍基乙基(2’-OGE)、2’-O,4’-C-亚甲基(LNA)、2’-O-(甲氧乙基)(2’-OME)和2’-O-(N-(甲基)乙酰氨基)(2’-OMA)。
v.吗啉代核酸(morpholinos)
在一些实施方案中，功能性核酸是吗啉代寡核苷酸。吗啉代寡核苷酸通常由两个或更多个含有嘌呤或嘧啶碱基配对部分的吗啉代核酸单体构成，所述碱基配对部分可通过碱基特异性氢键合有效结合到多核苷酸中的碱基，所述吗啉代核酸单体通过一到三个原子长的含磷键联连接在一起，将一个单体的吗啉代核酸氮接合到相邻单体的5'-环外碳上。嘌呤或嘧啶碱基配对部分通常是腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、尿嘧啶或胸腺嘧啶。吗啉代寡聚物的合成、结构和结合特征详述于美国专利号5,698,685、5,217,866、5,142,047、5,034,506、5,166,315、5,521,063和5,506,337中。
基于吗啉代核酸的亚单位的重要性质通常包括：以寡聚物形式被稳定的、不带电荷的主链键联连接的能力；支持核苷酸碱基(例如腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶或肌苷)而使得所形成的聚合物可与具有高解链温度的互补碱基靶核酸(包括靶RNA)杂交的能力，甚至与短到10-14个碱基的寡聚物杂交；寡聚物被主动转运到哺乳动物细胞中的能力；和寡聚物:RNA异源双链体抵抗RNA酶降解的能力。
在一些实施方案中，寡核苷酸采用通过不带电荷的键联接合的带有碱基配对部分的基于吗啉代核酸的亚单位，如上所述。
vi.核苷酸间键联
对DNA或RNA寡核苷酸的磷酸酯主链的修饰可增加寡核苷酸的结合亲和力或稳定性，或降低寡核苷酸对核酸酶消化的敏感性。包括但不限于二乙基-亚乙基二酰胺(DEED)或二甲基-氨基丙胺(DMAPA)的阳离子修饰可能由于寡核苷酸与靶标之间降低的静电排斥而尤其有用。对磷酸酯主链的修饰还可包括用硫原子取代磷酸二酯键联中的一个非桥连氧。该取代产生代替磷酸二酯键合的硫代磷酸酯核苷间键联。含有硫代磷酸酯核苷间键联的寡核苷酸已被证明在体内对核酸酶更稳定。
具有降低电荷的经修饰的核苷酸的示例包括经修饰的核苷酸间键联，如具有非手性且不带电荷的亚单位间键联的磷酸酯类似物(例如，Sterchak，E.P等，Organic.Chem.,52:4202，(1987))和具有非手性亚单位间键联的不带电荷的基于吗啉代核酸的聚合物(参见例如美国专利号5,034,506)，如上文所讨论的。一些核苷酸间键联类似物包括吗啉化物(morpholidate)、缩醛和聚酰胺连接的杂环。
vii.末端残基
寡核苷酸任选地在一个或两个末端包含一个或多个末端残基或修饰以增加寡核苷酸对其靶标的稳定性和/或亲和力。通常所用的带正电荷的部分包含氨基酸赖氨酸和精氨酸，尽管还可使用其它带正电荷的部分。可使用丙胺基团将寡核苷酸进一步修饰为封端以防止降解。用于3'或5'封端寡核苷酸的程序是本领域众所周知的。
在一些实施方案中，功能性核酸可以是单链或双链的。
e.核酸纳米粒子
核酸纳米粒子含有寡核苷酸、多核苷酸、单核酸分子或其组合。寡核苷酸、多核苷酸或单核酸分子的组成可以是DNA或RNA核苷酸、LNA、PNA和/或吗啉代核酸。如上文题目为“寡核苷酸组成”的部分中所述，这些核酸组成还可包含杂环碱基、糖修饰、修饰的核苷酸间键联和修饰的末端残基。核酸纳米粒子是本领域众所周知的(参见例如US 2011/0305734A1或US 2012/0263783)。
在一些实施方案中，纳米粒子组合物可包含选自以下的非限制性组的不同长度的分子：至少约2个碱基、至少约5个碱基、至少约10个碱基、至少约50个碱基、至少约100个碱基碱基、至少约500个碱基、至少约750个碱基、至少约1000个碱基、至少约1千碱基(kb)、至少约5kb、至少约10kb、至少约50kb和更长。
在一些实施方案中，纳米粒子组合物可包含四面体或多面体结构。在其它实施方案中，纳米粒子组合物可包含单层或多层片状结构(参见例如Smith等，Nanomedicine，2013,8:105-121)。
在一些实施方案中，纳米粒子组合物可包含胶束或脂质体结构(例如，纳米粒子是胶束或脂质体)。在一些实施方案中，此类结构是交联的。在其它实施方案中，此类结构不是交联的。
在一些实施方案中，除了核酸之外，此类纳米粒子组合物进一步包含一种或多种其它生物活性剂。在一些实施方案中，纳米粒子组合物与一种或多种其它组分配制，例如在药物或化妆品制剂中。在一些实施方案中，配制此类药物或化妆品制剂以实现核酸(和/或一种或多种其它生物活性剂)的递送。在一些实施方案中，配制此类药物或化妆品制剂以实现核酸的递送(特别是透皮递送)，所述核酸已针对它们在生物作用部位的活性被选择。在一些实施方案中，所述核酸已被修饰以增强它们在生物作用部位的活性。
i.纳米粒子的特征
在一些实施方案中，纳米粒子组合物是稳定的。在一些实施方案中，纳米粒子组合物是均匀的。
在一些实施方案中，均匀的纳米粒子组合物包含最小直径和最大直径之间的差不超过大约600nm、大约550nm、大约500nm、大约450nm、大约400nm、大约350nm、大约300nm、大约250nm、大约200nm、大约150nm或大约100nm的粒子群体。
在一些实施方案中，纳米粒子具有小于约1000nm、约600nm、约550nm、约500nm、约450nm、约400nm、约350nm、约300nm、约250nm、约200nm约150nm、约130nm、约120nm、约115nm、约110nm、约100nm、约90nm、约80nm、约50nm或更小的直径。
在一些实施方案中，纳米粒子具有1nm到1000nm、1nm到600nm、1nm到500nm、1nm到400nm、1nm到300nm、1nm到200nm、1nm到150nm、1nm到120nm、1nm到100nm、1nm到75nm、1nm到50nm、或1nm到25nm的直径。在一些实施方案中，纳米粒子组合物具有1nm到15nm、15nm到200nm、25nm到200nm、50nm到200nm或75nm到200nm的直径。
在一些实施方案中，总粒子分布涵盖在指定的粒径大小范围内。在一些实施方案中，小于50％、小于25％、小于10％、小于5％或小于1％的总粒子分布在指定的粒径大小范围之外。在一些实施方案中小于1％的总粒子分布在指定的粒径大小范围之外。在某些实施方案中，纳米粒子组合物基本上不含直径大于300nm、250nm、200nm、150nm、120nm、100nm、75nm、50nm或25nm的粒子。
在一些实施方案中，纳米粒子组合物内的纳米粒子的平均粒度低于约300nm、约250nm、约200nm、约150nm、约130nm、约120nm、约115nm、约110nm、约100nm、约90nm或约50nm。在一些实施方案中，平均粒度在约10nm到约300nm、约50nm到约250nm、约60nm到约200nm、约65nm到约150nm或约70nm到约130nm范围内。在一些实施方案中，平均粒度为约80nm到约110nm。在一些实施方案中，平均粒度为约90nm到约100nm。
在一些实施方案中，纳米粒子组合物内的大部分纳米粒子具有低于指定大小或在指定范围内的直径。在一些实施方案中，大部分是所述组合物中超过50％、60％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.6％、99.7％、99.8％、99.9％或更高的粒子。
在一些实施方案中，纳米粒子组合物中的大部分纳米粒子具有10nm到120nm的直径。在一些实施方案中，纳米粒子组合物中的大部分纳米粒子具有20nm到120nm的直径。在一些实施方案中，纳米粒子组合物中的大部分纳米粒子具有20nm到110nm的直径。在一些实施方案中，纳米粒子组合物中的大部分纳米粒子具有20nm到100nm的直径。在一些实施方案中，纳米粒子组合物中的大部分纳米粒子具有20nm到90nm的直径。在一些实施方案中，纳米粒子组合物中的大部分纳米粒子具有20nm到80nm的直径。在一些实施方案中，纳米粒子组合物中的大部分纳米粒子具有20nm到70nm的直径。在一些实施方案中，纳米粒子组合物中的大部分纳米粒子具有20nm到60nm的直径。在一些实施方案中，纳米粒子组合物中的大部分纳米粒子具有20nm到50nm的直径。在一些实施方案中，纳米粒子组合物中的大部分纳米粒子具有20nm到40nm的直径。在一些实施方案中，纳米粒子组合物中的大部分纳米粒子具有20nm到30nm的直径。
在某些实施方案中，纳米粒子组合物中约50％的纳米粒子具有10nm到40nm的直径。在某些实施方案中，纳米粒子组合物中约90％的纳米粒子具有10nm到80nm的直径。在某些实施方案中，纳米粒子组合物中约90％的纳米粒子具有10nm到90nm的直径。在某些实施方案中，纳米粒子组合物中约95％的纳米粒子具有10nm到110nm的直径。在某些实施方案中，纳米粒子组合物中约95％的纳米粒子具有10nm到120nm的直径。
在某些实施方案中，纳米粒子组合物中所有纳米粒子的总体积的约50％包含具有10nm到40nm的直径的纳米粒子或由具有10nm到40nm的直径的纳米粒子组成。在某些实施方案中，纳米粒子组合物中所有纳米粒子的总体积的约90％包含具有10nm到80nm的直径的纳米粒子或由具有10nm到80nm的直径的纳米粒子组成。在某些实施方案中，纳米粒子组合物中所有纳米粒子的总体积的约95％包含具有10nm到110nm的直径的纳米粒子或由具有10nm到110nm的直径的纳米粒子组成。在某些实施方案中，纳米粒子组合物中所有纳米粒子的总体积的约95％包含具有10nm到120nm的直径的纳米粒子或由具有10nm到120nm的直径的纳米粒子组成。
B.粘度降低剂
通过添加一种或多种粘度降低剂(例如式A-I、A-II、A-III和其变体的粘度降低化合物、离子液体、有机磷酸酯、水溶性有机染料和本文所述的其它粘度降低化合物)来降低液体多糖和核酸制剂(包含低分子量和/或高分子量多糖和核酸)的粘度。可通过添加有效量的一种或多种粘度降低剂将所述药物制剂从非牛顿流体转化为牛顿流体。
当用于意在向人或其它哺乳动物施用的制剂中时，粘度降低剂如制剂本身必须是药学上可接受的。粘度降低剂通常是含有至少一个非碳非氢原子的有机化合物。优选地，粘度降低剂含有氢原子、碳原子、氧原子和至少一种其它类型的原子。在某些实施方案中，粘度降低剂的特征在于以下中的至少一种：
1)具有至少四个碳原子和四个氢原子以及至少一个硫原子、氧原子、氮原子或磷原子的有机化合物；
2)约85到1,000Da的分子量；
3)存在至少一个带电荷的或其它亲水性的部分；
4)存在至少一个、优选两个且更优选三个自由旋转的键；
5)存在至少一个经取代的环；
6)至少优选至少且更优选至少的分子极性表面积；
7)为至少75cm3、优选至少85cm3、更优选至少100cm3且最优选至少120cm3的摩尔体积；
8)至少10cm3、优选至少15cm3、更优选至少20cm3且最优选至少25cm3的极化率；和
9)存在至少一个、优选两个且更优选三个氢键供体和/或受体。
在某些实施方案中，粘度降低剂的特征在于至少两种、三种、四种、五种、六种、七种、八种或全部九种上文所列出的属性。在某些实施方案中，粘度降低剂的进一步特征在于其不含醛或碳-碳三键官能团。
在其它实施方案中，粘度降低剂是两种或更多种化合物的组合，所述化合物中的每一种的特征在于至少两种、三种、四种、五种、六种、七种、八种或全部九种上文所列出的属性。
在一些实施方案中，粘度降低剂由美国食品与药品管理局(U.S.Food and DrugAdministration)(“FDA”)截至2014年9月30日列为GRAS。“GRAS”是短语“公认为安全(Generally Recognized As Safe)”的首字母缩略词。根据“联邦食品、药品和化妆品法案(Federal Food,Drug,and Cosmetic Act)”(法案)的第201(s)条和第409条，有意添加到食品中的任何物质都是食品添加剂，并经过FDA的上市前审查和批准，除非该物质被合格的专家公认为已被充分证明在该物质的预期用途的条件下是安全的，或者除非原本将该物质的用途从食品添加剂的定义中排除。化合物的另一来源是FDA的非活性成分指南(InactiveIngredient Guide f the FDA)(IIG)以及由国际药用赋形剂委员会(InternationalPharmaceutical Excipients Council)(IPEC)和欧洲药品管理局(European MedicinesAgency)(EMA)截至2014年9月11日所列出的等同物。用于制剂中的物质必须对于注射是安全的。优选地，GRAS列出的粘度降低剂的特征在于至少两种、三种、四种、五种、六种、七种、八种或全部九种上文所列出的属性。
在其它实施方案中，粘度降低剂是截至2014年9月30日经FDA或EMA批准的药物产品。与从GRAS和IIG列表中抽取的化合物一样，经FDA和EMA批准的药物产品的毒性和安全性特征已得到充分确定。除了降低多糖或核酸溶液的粘度之外，使用经FDA或EMA批准的药物产品还为组合疗法提供了机会。优选地，经FDA或EMA批准的药物产品粘度降低剂的特征在于至少两种、三种、四种、五种、六种、七种、八种或全部九种上文所列出的属性。
1.粘度降低化合物
在一些实施方案中，粘度降低剂包含式A-I的至少一种化合物：
或其药学上可接受的盐；
其中每立地表示单键或双键，A选自O、S、SO2、NR3、C(R3)2和：
其中每个R3独立地选自氢、R2、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a和-N(R4a)2；
其中每个R2独立地选自C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基和C2-12杂环基；
其中每个C1-12烷基可被C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基、C2-12杂环基、-OH、NH2、(＝O)、(＝NR4a)、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中每个C3-12环烷基可被C1-12烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基、C2-12杂环基、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中每个C6-12芳基可被C1-12烷基、C3-12环烷基、C1-12杂芳基、C2-12杂环基、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中每个C1-12杂芳基可被C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C2-12杂环基、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中每个C2-12杂环基可被C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中每个R4独立地选自C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基和C2-12杂环基，所述基团中的每一个可被-OH、-NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)OH、-SO3H、-PO3H2和-C(＝O)NH2取代一次或多次；
其中R4a为R4或氢；
其中任两个或更多个R2、R3、R4和R4a基团可一起形成环；
其中当两个R3基团键合到同一碳原子时，所述两个R3基团可一起形成(＝O)、(＝NR4a)或(＝C(R4a)2)；
其中z在每种情况下独立地为1或2，条件是当(R3)z取代基连接到sp2杂化碳时，z为1，并且当(R3)z取代基连接到sp3杂化碳时，z为2。
当存在取代基-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2时，优选选择R4a以得到-NHC(＝NH)NHC(＝NH)NH2。
在某些实施方案中，式A-I的化合物含有至少一个选自-C(＝O)OH、-SO3H、-SO2NHC(＝O)R4和-PO3H2的取代基。在一些实施方案中，式A-I的化合物含有至少一个–SO3H基团。
在某些实施方案中，一个或多个R3取代基可以是：
其中R3a和R3b独立地选自氢、C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基和C2-12杂环基、C(＝O)R4a、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NHC(＝O)R4、C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4和-N(R4a)2，并且当任两个R3b键合到同一碳原子时，所述两个R3b基团可一起形成(＝O)、(＝NR4a)或(＝C(R4a)2)；
其中每个C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基和C2-12杂环基可被-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中R4和R4a如上文所定义；
其中x为1、2、3、4、5、7、8、9或10；并且
其中任两个或更多个R3、R3a、R4和R4a基团可一起形成环。
在某些实施方案中，式A-I的化合物可由式A-Ia或A-Ib的化合物表示：
其中每个R3具有上文所给出的含义。
在某些实施方案中，式A-Ia的化合物可由式A-Ia-i到A-Ia-iv的化合物表示：
其中每个R3独立地选自氢、NH2、CH3、Cl、OR4和NHR4；
其中x为1或2；
其中R3a和R3b独立地选自氢和C1-12烷基；
其中所述C1-12烷基可被C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基、C2-12杂环基、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
R4和R4a如上文所定义；并且
其中任两个或更多个R3a、R3b、R4和R4a可一起形成环；
式A-I的化合物可由式A-Ia-v、式vi或式vii的化合物表示：
其中R3f选自-C(＝O)OH、-SO3H、-SO2NHC(＝O)R4和-PO3H2，并且每个R3独立地如上文所定义。在某些优选的实施方案中，每个R3独立地选自氢、OH、NH2、C1-6烷基和COOH。
在其它实施方案中，式A-I的化合物可由式A-Ic、式A-Id、式A-Ie或式A-If的任何化合物表示：
其中每个R3具有上文所给出的含义。
在其它实施方案中，式A-I的化合物可由式A-Ig的化合物表示：
其中每个R3c独立地选自氢和R2，其中R2具有上文所给出的含义；
其中每个R3d独立地选自氢、OH、NH2、NH(C1-6烷基)、N(C1-6烷基)2、NHC(＝O)(C1-6烷基)、COOH和CH2OH；
或连接到同一碳的任两个R3c和R3d基团可一起形成氧代(＝O)、亚氨基(＝NR4a)或烯烃基(＝C(R4a)2)，其中每个R4a独立地具有上文所给出的含义；
其中R3e为氢、-OH或OR4；并且
其中每个R4具有上文所给出的含义。
在某些实施方案中，粘度降低剂包括式A-Ig-i的化合物：
其中R3e选自OH和-OC1-12烷基，所述-OC1-12烷基进一步被至少一个OH和至少一个COOH取代；并且
其中R3d选自COOH和CH2OH。
在一些实施方案中，粘度降低剂包括式A-II的化合物：
或其药学上可接受的盐；
其中每立地表示单键或双键；
X独立地选自硫属元素、N(R3)z和C(R3)z；
X1不存在，或为硫属元素、N(R3)z、C(R3)z或：
其中每个R3独立地具有针对式A-I的化合物所定义的含义；
条件是当(R3)z取代基连接到sp2杂化氢时，z为0或1，当(R3)z取代基连接到sp2杂化碳或sp3杂化氮时，z为1，并且当(R3)z取代基连接到sp3杂交碳时，z为2；
其中X或X1中的至少一个为硫属元素或N(R3)z。
在某些实施方案中，所述化合物可包含芳环。包含芳环的示例性化合物包括式A-IIa-e的化合物：
其中每个R3和X具有上文针对上述变量所给出含义，并且每个X2独立地选自N(R3)z和C(R3)z。
在某些实施方案中，粘度降低剂为式A-IIa-i的化合物：
其中R4如上文所定义并且优选氢或CH3；
其中R6为C1-12杂芳基，其可被C1-6烷基取代一次或多次；
其中所述C1-6烷基可被OH、-NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-SO3H、-SO2NR4-、-SO2R4、-PO3H2、-NHC(＝O)R4、-NHC(＝O)N(R4)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4)2、-OR4b、-SR4b或-N(R4b)2取代一次或多次，其中R4具有上文所给出的含义；或
其中R4如上文所定义，并且R7选自SR4和–C(＝O)R4。以上基团中的双键可呈E或Z几何学。
在优选的实施方案中，R6是具有以下结构的杂环：
其中X4是硫属元素并且R6a是氢或C1-6烷基，其中所述C1-6烷基可被-OH、-NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN或-C(＝O)OH取代一次或多次。在一个甚至更优选的实施方案中，R6是具有以下结构的杂环：
其中R6a选自未被取代的C1-6烷基和被-OH取代一次或多次的C1-6烷基。
粘度降低剂可以是式A-IIb-i的咪唑
其中每个R3独立地如上文所定义。在某些实施方案中，每个R3独立地选自氢、NO2和R4。在某些优选的实施方案中，式A-IIb-i的化合物具有以下结构：
其中每个R3独立地选自C1-6烷基，其可未被取代或被选自OH、NH2、SR4、F、Cl、Br和I的基团取代一次或多次；并且
R3g为氢或NO2。
在其它实施方案中，粘度降低剂具有式A-IIa-ii或式A-IIc-i的结构：
其中每个R3独立地选自OH、Cl、Br、F、I、N(R4a)2、C(＝O)OH和C(＝O)NH2。
在其它实施方案中，至少一个R3取代基为NHR4，其中R4为C1-6烷基，其任选地被选自Cl、Br、F、I、OH、C(＝O)OH、NH2、NH(C1-6烷基)和N(C1-6烷基)2的一个或多个基团。
在其它实施方案中，粘度降低剂是式A-IIa-iii的吡啶盐
其中R3和R4如上文所定义。
在其它实施方案中，粘度降低剂包含不为杂芳基环的杂环。示例性的非芳环包括式A-IIf到A-IIk的化合物：
其中每个R3、X和X1具有上述含义，并且X3为硫属元素或N(R3)z。
在某些实施方案中，式A-IIf的化合物是式A-IIf-i的β-内酰胺，
其中每个R3独立地如本文所定义。
式A-IIf-i的β-内酰胺包括青霉素型化合物，以及式A-IIf-ii和A-IIf-iii的头孢菌素型和头霉素型化合物：
其中X和每个R3独立地如上文所定义。在优选的实施方案中，X是硫。
在某些实施方案中，式A-IIi的化合物是式A-IIi-i的化合物：
其中每个X和每个R3独立地如上文所定义。在某些实施方案中，X在两种情况下均为NR4，其中每个R4独立地具有上文所给出的含义，并且R3在两种情况下均为氢。
在其它实施方案中，式A-II的化合物由式A-IIi-ii的化合物表示：
其中X、X1和每个R3如上文所定义。
式A-IIj的化合物可由式A-IIj-i的化合物表示：
其中X3和每个R3如上文所定义，并且R8选自NHC(＝O)R2和OC(＝O)R2。在优选的实施方案中，X3为N+(CH3)2，R3均为氢，或R3一起形成环氧化物或双键。
式A-IIk的化合物可由式A-IIk-i的化合物表示：
其中R3和R8如上文所定义。
在其它实施方案中，粘度降低剂包括式A-III的结构的化合物：
或其药学上可接受的盐；
其中R5在每种情况下独立地选自氢和R2，
R5’为R5或不存在；
条件是至少一个R5取代基不为氢，并且
其中R2具有针对式A-I的化合物所给出的含义。
在某些实施方案中，粘度降低剂是选自本文所述的式A-I、式A-II、式A-III和其变体的化合物的两种或更多种化合物的混合物。
在优选的实施方案中，粘度降低剂是樟脑磺酸(CSA)或其药学上可接受的盐，如碱金属或碱土金属盐。将樟脑磺酸或其盐与式A-I、式A-II或式A-III的一种或多种化合物组合以得到混合物，如CSA-哌嗪、CSA-TRIS、CSA-4-氨基吡啶、CSA-1-(邻甲苯基)双胍、CSA-普鲁卡因(procaine)、CSA-Na-氨基环己烷羧酸、CSA-Na-肌酸酐和CSA-Na-奥硝唑。其它优选的粘度降低剂包括硫胺、普鲁卡因、生物素、肌酸酐、甲氧氯普胺(metoclopramide)、东莨菪碱、西咪替丁(cimetidine)、磷酸氯喹、甲哌卡因(mepivacaine)、格拉司琼(granisetron)、三氯蔗糖、HEPES-tris、烟酰胺、乳糖酸-TRIS、葡糖醛酸-TRIS、磺乙酰胺、CSA-4-氨基吡啶、CSA-哌嗪和头孢唑啉。上文所列出的任何两种或更多种粘度降低剂可进一步在相同的制剂中组合。
在其它实施方案中，粘度降低剂是有机磺酸。示例性的有机磺酸包括但不限于樟脑磺酸、萘-2-磺酸、苯磺酸、甲苯磺酸、环己基磺酸、二甲苯磺酸(包括对二甲苯-2-磺酸、间二甲苯-2-磺酸酸、间二甲苯-4-磺酸和邻二甲苯-3-磺酸)、甲磺酸、1,2-乙烷二磺酸、4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙烷磺酸、2-羟基乙烷-1-磺酸、3-羟基丙烷-1-磺酸、伞花烃磺酸(cymenesulfonic acid)和4-羟基丁烷-1-磺酸和其药学上可接受的盐。有机磺酸可以是碱金属或碱土金属盐如锂盐、钠盐、钾盐、镁盐或钙盐的形式。有机磺酸(或其盐)可与一种或多种式A-II或式A-III的化合物组合。
在某些实施方案中，粘度降低剂含有至少一种羧酸。羧酸可以是碱金属或碱土金属盐如锂盐、钠盐、钾盐、镁盐或钙盐的形式。示例性的羧酸化合物包括乳糖酸、葡糖醛酸、1-氨基环己烷羧酸、生物素、溴克利那(brocrinat)、环戊烷丙酸、羟萘甲酸、苯基丙酸、龙胆酸、水杨酸、樟脑酸、苦杏仁酸、磺基水杨酸、羟基苯甲酰基苯甲酸、苯乙酸、乙酰水杨酸、肉桂酸、叔丁基乙酸、邻苯二甲酸、三甲基乙酸和氨茴酸(anthrallic acid)、及其药学上可接受的盐。羧酸(或其盐)可与式A-II或式A-III的一种或多种化合物组合。
以下化合物也可用作粘度降低剂：粘菌素、阿替卡因(articaine)、丁卡因(tetracaine)、丙美卡因(proxymetacaine)、甲氧氯普胺、普鲁卡因、利多卡因(lidocaine)、环甲基卡因(cyclomethylcaine)、哌罗卡因(piperocaine)、氯普鲁卡因(chloroprocaine)、依替卡因(etidocaine)、苯佐卡因benzocaine)、去氧肾上腺素、布比卡因(bupivacaine)、甲哌卡因或辛可卡因(cinchocaine)或其药学上可接受的盐或其混合物。
可用作粘度降低剂的其它试剂包括1-氨基环己烷羧酸、1-(邻甲苯基)双胍、苄索氯铵、苯甲酸、溴克利那、角叉菜胶钙、环已氨磺酸钙(calcium cyclamate)、考布曲钙(calcobutrol)、钆噻酸(caloxetic acid)、樟脑磺酸、肌酸酐、达方吡啶(dalfampridine)、脱氢乙酸、重氮烷基脲、二氯苯甲醇、二甲基异山梨醇酯、差向四环素、乙基麦芽酚、乙基香草醛、奥硝唑、龙胆酸乙醇酰胺、HEPES(4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙烷磺酸)、龙胆酸、葡糖醛酸、碘沙酸(iodoxamic acid)、薄荷醇、半乳糖、亚甲磷酸、间甲酚、谷胱甘肽、乳糖酸、麦芽糖醇、辛水杨酯、羟喹啉、喷替酸(pentetic acid)、哌嗪、丙烯基乙基愈创木酚、没食子酸丙酯、碳酸丙二酯、对羟基苯甲酸丙酯、硫酸鱼精蛋白、季铵盐-15(QUATERNIUM-15)、季铵盐-52(QUATERNIUM-52)、satialgine H、1,2-乙二磺酸钠、椰油酰基肌氨酸钠、月桂酰基肌氨酸钠、聚偏磷酸钠、焦磷酸钠、焦谷氨酸、三偏磷酸钠、三聚磷酸钠、山梨糖醇酐、酒石酸、乳酸、碘非他胺、三氯蔗糖、1-(4-吡啶基)氯化吡啶氨基苯酸、磺乙酰胺钠、萘-2-磺酸、叔丁基氢醌、硫柳汞(thimerosal)、三乙醇胺、曲金刚胺、香草醛、维塞胺(versetamide)、1,2-环己二酮二肟(nioxime)、烟酰胺、甲基异噻唑啉酮、甘露糖D、麦芽糖、利多苯宁(lidofenin)、乳糖、乳糖醇、异麦芽酮糖醇(isomalt)、咪脲、葡糖酸内酯、甲磺酸、二甲苯磺酸和磺基丁基醚β-环糊精及其药学上可接受的盐。在一些实施方案中，粘度降低剂是三偏磷酸钠。
在某些实施方案中，粘度降低剂包括有机碱。示例性的有机碱包括N-甲基葡糖胺、吗啉、哌啶以及伯胺、仲胺、叔胺和季胺、取代的胺和环胺。例如，它们可以是异丙胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺、乙醇胺、2-二乙基氨基乙醇、三甲胺(trimethamine)、二环己胺、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、咖啡因、普鲁卡因、利多卡因、哈胺(hydrabamine)、胆碱、甜菜碱、胆碱、甜菜碱、乙二胺、可可碱、嘌呤、哌嗪、N-乙基哌啶或N-甲基哌啶聚胺。特别优选的有机碱是精氨酸、组氨酸、赖氨酸、乙醇胺、硫胺、2-氨基-2-羟甲基-丙烷-1,3-二醇(TRIS)、4-氨基吡啶、氨基环己烷羧酸、1-邻甲苯双胍、奥硝唑、脲、烟酰胺、苄索氯铵、5-氨基-1-戊醇、2-(2-氨基乙氧基)乙醇、反式环己烷-1,4-二胺、反式环己烷-1R,2R-二胺、乙二胺、丙烷-1,3-二胺、丁烷-1,4-二胺、戊烷-1,5-二胺、己烷-1,6-二胺、辛烷-1,8-二胺、5-氨基-1-戊醇、2-(2-氨基乙氧基)乙胺、2-(2-(2-氨基乙氧基)-乙氧基)乙胺、3-(4-(3-氨基丙氧基)-丁氧基)丙-1-胺、3-(2-(2-(3-氨基丙氧基)-乙氧基)-乙氧基)丙-1-胺、N-(2-(2-氨基乙基氨基)乙基)乙烷-1,2-二胺、N-(2-氨基乙基)乙烷-1,2-二胺、N-1-(2-(2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基)-乙基)乙烷-1,2-二胺、N,N-二甲基己烷-1,6-二胺、N,N,N,N-四甲基丁烷-1,4二胺、苯基三甲基铵盐、异丙胺、二乙胺、乙醇胺、三甲胺、胆碱、1-(3-氨基丙基)-2-甲基-1H-咪唑、哌嗪、1-(2-氨基乙基)哌嗪、1-[3-(二甲基氨基)丙基]哌嗪、1-(2-氨基乙基)哌啶或2-(2-氨基乙基-1-甲基吡咯烷、或其药学上可接受的盐、或其混合物。
示例性的β-内酰胺包括苄基青霉素(青霉素G)、苯氧甲基青霉素(青霉素V)、氯唑西林(cloxacillin)、双氯西林(dicloxacillin)、氟氯西林(flucloxacillin)、甲氧西林(methicillin)、萘夫西林(nafcillin)、苯唑西林(oxacillin)、替莫西林(temocillin)、阿莫西林(amoxicillin)、氨苄西林(ampicillin)、美西林(mecillinam)、羧苄西林(carbenicillin)、替卡西林(ticarcillin)、阿洛西林(azlocillin)、美洛西林(mezlocillin)、哌拉西林(piperacillin)、头孢西丁(cefoxitin)、头孢唑啉、头孢氨苄(cephalexin)、头孢菌素C、头孢噻吩(cephalothin)、头孢克洛(cefaclor)、头孢孟多(cefamandole)、头孢呋辛(cefuroxime)、头孢替坦(cefotetan)、头孢克肟(cefixime)、头孢噻肟(cefotaxime)、头孢泊肟(cefpodoxime)、头孢他啶(ceftazidime)、头孢曲松(ceftriaxone)、头孢吡肟(cefepime)、头孢匹罗(cefpirome)、头孢比普(ceftobiprole)、比阿培南(biapenem)、多利培南(doripenem)、厄他培南(ertapenem)、法罗培南(faropenem)、亚胺培南(imipenem)、美罗培南(meropenem)、帕尼培南(panipenem)、阿祖培南(razupenem)、替比培南(tebipenem)、沙纳霉素(thienamycin)、氨曲南(aztreonam)、替吉莫南(tigemonam)、诺卡菌素a(nocardicin a)、烟毒素(tabtoxinine)、克拉维酸(clavulanic acid)、克拉维酸、他唑巴坦(tazobactam)或舒巴坦(sulbactam)、或其药学上可接受的盐、或其混合物。
其它粘度降低剂包括托莨菪烷杂环，如阿托品(atropine)、莨菪碱或东莨菪碱、或其盐，以及噻托溴铵(tiotropium)和异丙托铵(ipratropium)盐、硫胺、蒜硫胺(allithiamine)、丙舒硫胺(prosultiamine)、呋喃硫胺(fursultiamine)、苯磷硫胺(benfotiamine)、舒布硫胺(sulbutiamine)、季铵盐15(quaternium 15)；1-(3-氨基丙基)-2-甲基-1H-咪唑二盐酸盐；肌酸酐；生物素、西咪替丁、哌罗卡因、环甲基卡因、格拉司琼、莫西沙星(moxifloxacin)、氯喹、甲哌卡因、左乙拉西坦(levetriacetam)、布比卡因、辛可卡因或克林霉素(clindamycin)或其药学上可接受的盐。硫胺是尤其优选的粘度降低剂。
在某些制剂中，以下化合物不是优选的：肌酸酐、尸胺、利多卡因、精氨酸和赖氨酸，并且被排除在有用的粘度降低剂的上述式和定义的范围之外。
2.离子液体
在一个方面，粘度降低剂是离子液体。在一些实施方案中，离子液体含有具有阳离子杂环基的阳离子组分，所述杂环基带有一个或多个具有2到50个碳原子、3到30个碳原子或4到12个碳原子的烷基、杂烷基、烯基或炔基取代基。适合的阴离子组分包括任选被一个或多个优选具有1到20个或1到12个碳原子的烷基、杂烷基、烯基、炔基、碳环基或杂环基取代的卤离子、硫酸根、磺酸根、亚硫酸根、亚磺酸根、磷酸根、膦酸根、亚磷酸根、亚膦酸根、碳酸根和羧酸根阴离子。示例性的阴离子组分包括氯化物、溴化物、甲基磷酸根、甲基-乙基磷酸根、甲基硫酸根、甲基磺酸根、甲酸根、乙酸根、丁酸根、柠檬酸根、碳酸根、甲基碳酸根和乳酸根。阳离子杂环基可以是饱和的或不饱和的。饱和的阳离子杂环基包括吡咯烷基、唑烷基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基、硫代吗啉基和氮杂环庚烷基等。不饱和的阳离子杂环基包括吡咯啉基、咪唑啉基、1,2,3-三唑基、1,2,4-三唑基、噻唑基、1,2,4-二噻唑基、1,4,2-二噻唑基、四唑基、吡唑啉基、唑啉基、吡啶基和氮杂 (azepinium)基等。阳离子杂环基可以是具有两个、三个、四个或更多个稠环的稠环结构。阳离子杂环基可以是二环阳离子杂环，如苯并唑基、苯并噻唑基、苯并三唑基、苯并咪唑基和吲哚基等。阳离子杂环基可以被一个或多个另外的取代基取代，所述取代基包括羟基以及具有1到30个、优选3到20个碳原子的取代和未取代的烷氧基、杂烷氧基、烷基、杂烷基、烯基和炔基。
离子液体可以是具有下示结构的1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐(BMI Mes)或其衍生物。
BMI Mes的衍生物可例如通过以下方式获得：甲磺酸盐组分与其它阴离子组分的替换，用杂原子替代一个或多个碳，用一个或多个高级N-烷基替代N-丁基或N-甲基，将另外的取代基附接到一个或多个碳原子，或其组合。示例性的阴离子组分如上所述。示例性的杂原子包括N、O、P和S。示例性的高级N-烷基包括含有1到30个碳原子、优选1到12个碳原子的取代和未取代的N-烷基和N-杂烷基。高级N-烷基的示例包括N-乙基、N-丙基、N-丁基、N-仲丁基和N-叔丁基。另外的取代基可包括羟基以及具有1至30个、优选3至20个碳原子的取代和未取代的烷氧基、杂烷氧基、烷基、芳基、芳烷基、芳氧基、芳烷氧基、杂烷基、烯基和炔基。
离子液体可以是具有下示结构的1-丁基-1-甲基吡咯烷氯化物(BMP氯化物)或其衍生物。
BMP氯化物的衍生物可例如通过以下方式获得：氯化物组分与另一阴离子组分的替换，用杂原子替代一个或多个环碳，用一个或多个高级N,N-二烷基替代N,N-丁基-甲基，将一个或多个另外的取代基附接到碳原子，或其组合。示例性的阴离子组分包括上述的那些。示例性的杂原子包括N、O、P和S。示例性的高级N,N-二烷基包括含有2到30个碳原子、优选3到12个碳原子的直链、支链和环状的N-烷基和N-杂烷基。高级N,N-二烷基的示例包括N-乙基-N-甲基；N-异丙基-N-甲基；N-丁基-N-甲基；N,N-二乙基；N-乙基-N-异丙基；N,N-二异丙基等。另外的取代基可包括羟基以及具有1到30、优选3到20个碳原子的取代和未取代的烷氧基、杂烷氧基、烷基、杂烷基、芳基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、烯基和炔基。
在一些实施方案中，离子液体含有具有根据式B-I的结构的阳离子组分，其中每次出现的R1独立地选自氢和具有1到30个碳原子、3到20个碳原子或4到12个碳原子的取代和未取代的烷基、杂烷基、芳基、芳烷基、烯基和炔基；其中每次出现的R2独立地选自氢、卤素、羟基以及具有1到30个碳原子、3到20个碳原子或4到12个碳原子的取代和未取代的烷氧基、杂烷氧基、烷基、杂烷基、芳基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、烯基和炔基。在一些实施方案中，至少一次、至少两次或至少三次出现的R1或R2不是氢。
R2还可独立地选自氢、R1、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a和-N(R4a)2；
其中每个R1独立地选自C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基和C2-12杂环基，
其中每个C1-12烷基可被C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基、C2-12杂环基、-OH、NH2、(＝O)、(＝NR4a)、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中每个C3-12环烷基可被C1-12烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基、C2-12杂环基、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中每个C6-12芳基可被C1-12烷基、C3-12环烷基、C1-12杂芳基、C2-12杂环基、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中每个C1-12杂芳基可被C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C2-12杂环基、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中每个C2-12杂环基可被C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
每个R4独立地选自C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基和C2-12杂环基，所述基团中的每一个可被-OH、-NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)OH、-SO3H、-PO3H2或-C(＝O)NH2取代一次或多次；
每个R4a独立地为R4或氢；
其中任两个或更多个R2、R3、R4和R4a基团可一起形成环。
在一些实施方案中，离子液体含有具有根据式B-II的结构的阳离子组分：
其中R1如上文所定义并且每个R3是如上文所定义的R2，或同一碳原子上的两个R3取代基可一起形成(＝O)、(＝NR4a)或(＝CR2 2)。离子液体还可含有具有根据式B-III的结构的阳离子组分：
其中R1和R2如上文所定义。
在一些实施方案中，离子液体含有具有根据式B-IV的结构的阳离子组分：
其中R1和R2如上文所定义。
在一些实施方案中，离子液体含有具有根据任一个式B-V-IX的结构的阳离子组分，其中每次出现的A独立地选自C、N、O、S和P；其中每条虚线独立地为单键、双键或三键；并且其中每个R10和R10’，当单独考虑时，独立地不存在或选自H、羟基、卤素以及具有1到30个碳原子、2到20个碳原子或3到12个碳原子的取代和未取代的烷氧基、杂烷氧基、烷基、芳基、杂烷基、烯基和炔基，或当连接到同一原子并且一并考虑时，每个R10和R10’为＝O或与它们所连接的原子一起形成具有2到30个、优选3到12个碳原子的碳环或杂环；只要至少一次出现的A具有形式正电荷即可。在优选的实施方案中，至少一次出现的R10或R10’具有至少两个、至少三个、至少四个或至少五个碳原子。示例性的烷基包括乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、己基、辛基和癸基。示例性的杂烷基包括氰乙基、氰丁基和氰丙基。示例性的烷氧基包括甲氧基、乙氧基和丁氧基。
在一些实施方案中，离子液体含有具有根据任一式B-V-IX的结构的阳离子组分，其中至少一次出现的A为具有形式正电荷的氮原子，其余的A各自独立地选自C、N、O、S和P；每条虚线独立地为单键或双键；并且其中每个R10和R10’，当单独考虑时，独立地不存在或选自H、羟基、卤素以及具有1到30个碳原子、2到20个碳原子或3到12个碳原子的取代和未取代的烷氧基、杂烷氧基、烷基、杂烷基、芳基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、烯基和炔基，或当连接到同一原子并且一并考虑时，每个R10和R10’为＝O或与它们所连接的原子一起形成具有1到30个、优选3到12碳原子的碳环或杂环。在优选的实施方案中，至少一次出现的R10或R10’具有至少两个、至少三个、至少四个或至少五个碳原子。示例性的烷基包括乙基、丙基、丁基、己基、辛基和癸基、以及它们的异构体。示例性的杂烷基包括氰丁基和氰丙基。示例性的烷氧基包括甲氧基、乙氧基和丁氧基。
离子液体可以是式B-X的铵盐：
其中R1如上文所定义。
在一些实施方案中，离子液体含有具有根据式B-XI的结构的阳离子组分，其中Ar是取代或未取代的芳基；R12不存在或是具有1到30个碳原子、3到20个碳原子或4到12个碳原子的烷基、杂烷基、芳基、芳烷基、烯基或炔基；并且每次出现的R13独立地选自氢和具有1到30个碳原子、3到20个碳原子或4到12个碳原子的取代和未取代的烷基、杂烷基、芳基、芳烷基、烯基和炔基。在一些实施方案中，离子液体含有具有根据式B-XI的结构的阳离子组分，其中Ar是取代或未取代的苄基；其中R12是取代或未取代的C1-C12烷基、或两者。在一些实施方案中，式B-XI的化合物的特征在于存在至少一个选自-COOH、-SO3H和-PO3H2的基团。
离子液体可以是盐。在一些实施方案中，离子液体含有具有根据式B-XII的结构的阳离子组分，其中每次出现的R14独立地选自氢以及具有1到30个碳原子、3到20个碳原子或4到12个碳原子的取代和未取代的烷氧基、杂烷氧基、烷基、杂烷基、芳基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、烯基和炔基；其中至少一次、至少两次或至少三次出现的R14不为氢。在一些实施方案中，至少一次出现的R14为具有2到30个碳原子或4到12个碳原子的芳基、芳烷基或芳烷氧基。在一些实施方案中，式B-XII的化合物的特征在于存在至少一个选自-COOH、-SO3H和-PO3H2的基团。
在一些实施方案中，离子液体含有具有根据式B-XIII的结构的阳离子组分，其中Ar是取代或未取代的芳基；R15不存在或为具有2到30个碳原子、3到20个碳原子或4到12碳原子的烷氧基、杂烷氧基、烷基、杂烷基、芳基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、烯基或炔基；并且每次出现的R16独立地选自氢以及具有1到30个碳原子、3到20个碳原子或4到12个碳原子的取代和未取代的烷氧基、杂烷氧基、烷基、杂烷基、芳基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、烯基和炔基。在一些实施方案中，离子液体含有具有根据式B-XIII的结构的阳离子组分，其中Ar是取代或未取代的苄基；其中R15是取代或未取代的C1-C12烷基、或两者。在一些实施方案中，式B-XIII的化合物的特征在于存在至少一个选自-COOH、-SO3H和-PO3H2的基团。
离子液体可以是具有根据式B-XIV的结构的胍盐：
其中R1和R2如上文所定义。
离子液体可以是具有根据式B-XV的结构的盐：
其中R1和R2如上文所定义，并且X可以是O、S、SO2、NR1或C(R2)2。
离子液体可以是咪唑盐，如1-烯丙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基))；1-烯丙基-3-甲基咪唑溴化物；1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物；1-烯丙基-3-甲基咪唑二氰胺；1-烯丙基-3-甲基咪唑碘化物；1-苄基-3-甲基咪唑氯化物；1-苄基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐；1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐；1,3-双(氰甲基)咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；1,3-双(氰甲基)咪唑氯化物；1-丁基-2,3-二甲基咪唑氯化物；1-丁基-2,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐；1-丁基-2,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐；1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐；1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；1-丁基-3-甲基咪唑溴化物；1-丁基-3-甲基咪唑氯化物；1-丁基-3-甲基咪唑二丁基磷酸盐；1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺；1-丁基-3-甲基咪唑六氟锑酸盐；1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐；1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐；1-丁基-3-甲基咪唑碘化物；1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐；1-丁基-3-甲基-咪唑甲基碳酸盐；1-丁基-3-甲基咪唑甲基硫酸盐；1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐；1-丁基-3-甲基咪唑辛基硫酸盐；1-丁基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐；1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐；1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐；1-丁基-3-甲基咪唑甲苯磺酸盐；1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐；1-(3-氰基丙基)-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰胺；1-(3-氰基丙基)-3-甲基咪唑氯化物；1-(3-氰基丙基)-3-甲基咪唑二氰胺；1-癸基-3-甲基咪唑1-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐；1,3-二乙氧基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；1,3-二乙氧基咪唑六氟磷酸盐；1,3-二羟基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；1,3-二羟基-2-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；1,3-二甲氧基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；1,3-二甲氧基咪唑六氟磷酸盐；1,3-二甲氧基-2-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；1,3-二甲氧基-2-甲基咪唑六氟磷酸盐；1,3-二甲基咪唑二甲基磷酸盐；1,3-二甲基咪唑甲磺酸盐；1,3-二甲基咪唑甲基硫酸盐；1,2-二甲基-3-丙基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；1-十二烷基-3-甲基咪唑碘化物；1-乙基-2,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐；1-乙基-2,3-二甲基咪唑氯化物；1-乙基-2,3-二甲基咪唑乙基硫酸盐；1-乙基-2,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑氨基乙酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑(S)-2-氨基丙酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑双(五氟乙基磺酰基)亚胺；1-乙基-3-甲基咪唑溴化物；1-乙基-3-甲基咪唑氯化物；1-乙基-3-甲基咪唑二丁基磷酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺；1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑乙基硫酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑氢碳酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐；1-乙基-3-甲基咪唑氢氧化物；1-乙基-3-甲基咪唑碘化物；1-乙基-3-甲基咪唑L-(+)-乳酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑甲磺酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑甲基硫酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙磺酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑甲苯磺酸盐；1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐；1-己基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；1-己基-3-甲基咪唑氯化物；1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐；1-己基-3-甲基咪唑碘化物；1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐；1-己基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐；1-(2-羟基乙基)-3-甲基咪唑二氰胺；1-甲基咪唑氯化物；1-甲基咪唑硫酸氢盐；1-甲基-3-辛基咪唑氯化物；1-甲基-3-辛基咪唑六氟磷酸盐；1-甲基-3-辛基咪唑四氟硼酸盐；1-甲基-3-辛基咪唑三氟甲磺酸盐；1-甲基-3-丙基咪唑碘化物；1-甲基-3-丙基咪唑甲基碳酸盐；1,2,3-三甲基咪唑甲基硫酸盐；其衍生物和其组合。衍生物可包括所述阴离子组分与其它阴离子组分的替换，用杂原子替代一个或多个碳原子，用一个或多个高级N-烷基替代N-烷基，或其组合。示例性的阴离子组分和杂原子如上所述。示例性的高级N-烷基可包括含有1到30个碳原子、优选2到12个碳原子的直链和支链的N-烷基和N-杂烷基。高级N-烷基的示例包括N-乙基、N-丙基、N-异丙基、N-丁基、N-仲丁基和N-叔丁基。
离子液体可以是吡咯烷盐，如1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；1-丁基-1-甲基吡咯烷溴化物；1-丁基-1-甲基吡咯烷氯化物；1-丁基-1-甲基吡咯烷二氰胺；1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐；1-丁基-1-甲基吡咯烷碘化物；1-丁基-1-甲基吡咯烷甲基碳酸盐；1-丁基-1-甲基吡咯烷四氟硼酸盐；1-丁基-1-甲基吡咯烷三氟甲磺酸盐；1-乙基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；1-乙基-1-甲基吡咯烷溴化物；1-乙基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐；1-乙基-1-甲基吡咯烷四氟硼酸盐；其衍生物和其组合。衍生物可包括所述阴离子组分与其它阴离子组分的替换，用杂原子替代一个或多个碳原子，用一个或多个高级N-烷基替代N-烷基或N-甲基，或其组合。示例性的阴离子组分、杂原子和高级N-烷基如上所述。
两性离子液体
离子液体可以是两性离子(即，内盐)，例如，4-(3-丁基-1-咪唑基(imidazolio))-1-丁磺酸盐；3-(1-甲基-3-咪唑基)丙磺酸盐；4-(3-甲基-1-咪唑基)-1-丁磺酸盐；或3-(三苯基磷基)丙烷-1-磺酸盐。
两性离子液体可以是具有下示结构的4-(3-丁基-1-咪唑基)-1-丁磺酸盐(BIM)或其衍生物。
BIM的衍生物可包括磺酸根与不同的阴离子取代基的替换，用杂原子替代一个或多个碳，用一个或多个低级或高级N-烷基替代N-丁基，将另外的取代基附接到一个或多个碳原子，或其组合。示例性的阴离子取代基包括硫酸根[-OSO3 -]、磺酸根[-SO3 -]、亚硫酸根[-OSO2 -]、亚磺酸根[-SO2 -]、磷酸根[-OP(OH)O2 -]、烷基磷酸根[-OP(OR2)O2 -]、膦酸根[-P(OH)O2 -]、烷基膦酸根[-P(OR2)O2 -]、亚磷酸根[-OP(OH)O-]、烷基亚磷酸根[-OP(OR2)O-]、亚膦酸根[-P(OH)O-]、烷基亚膦酸根[-P(OR2)O-]、碳酸根[-OCO2 -]和羧酸根[-CO2 -]，其中R2如上文所定义。示例性的杂原子和高级N-烷基如上所述。另外的取代基可包括羟基以及具有1到30、优选3到12个碳原子的取代和未取代的烷氧基、杂烷氧基、烷基、杂烷基、芳基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、烯基和炔基。
在一些实施方案中，离子液体是含有阳离子杂环取代基和阴离子取代基的两性离子，所述取代基通过具有2到50个碳原子、3到30个碳原子或4到12个碳原子的取代或未取代的烷基、杂烷基、芳基、芳烷基、烯基或炔基连接。阳离子杂环取代基可以是饱和的或不饱和的。示例包括吡咯烷基、咪唑啉基、唑烷基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基、硫吗啉基、氮杂环庚烷基、吡咯啉基、1,2,3-三唑基、1,2,4-三唑基、噻唑基、1,2,4-二噻唑基、1,4,2-二噻唑基、四唑基、吡唑啉基、唑啉基、吡啶基和氮杂 基。阳离子杂环取代基可以是具有两个或更多个稠环的稠环结构。阳离子杂环取代基可以是二环阳离子杂环，如苯并唑苯并噻唑苯并三唑苯并咪唑和吲哚阳离子杂环取代基可另外被一个或多个另外的取代基取代。示例性的阴离子取代基包括硫酸根[-OSO3 -]、磺酸根[-SO3 -]、亚硫酸根[-OSO2 -]、亚磺酸根[-SO2 -]、磷酸根[-OP(OH)O2 -]、烷基磷酸根[-OP(OR2)O2 -]、膦酸根[-P(OH)O2 -]、烷基膦酸根[-P(OR2)O2 -]、亚磷酸根[-OP(OH)O-]、烷基亚磷酸根[-OP(OR2)O-]、亚膦酸根[-P(OH)O-]、烷基亚膦酸根[-P(OR2)O-]、碳酸根[-OCO2 -]和羧酸根[-CO2 -]，其中R2如上文所述。
在一些实施方案中，离子液体是具有根据式B-XVI、B-XVII、B-XVIII或B-XIV的结构的两性离子：
其中R1、R2和R3如上文所定义，条件是式B-XVI、B-XVII、B-XVIII、B-XVIV、B-XX和B-XXI的化合物各自含有至少一个-COOH、-SO3H或-PO3H2取代基。
3.有机磷酸酯
在一个方面，粘度降低剂是有机磷酸酯。通过添加一种或多种有机磷酸酯降低了液体多糖和核酸制剂(包含低分子量和/或高分子量多糖和核酸)的粘度。在一些情况下，通过添加有效量的一种或多种有机磷酸酯将所述药物制剂从非牛顿流体转化为牛顿流体。本文中的术语“有机磷酸酯”是含有一个或多个磷酰基的化合物，所述磷酰基中的至少一个通过磷酸酯键与有机基团共价连接。有机磷酸酯可以是磷酸或聚磷酸的单酯。有机磷酸酯可以是磷酸或聚磷酸的二酯。有机磷酸酯可以是盐或两性离子。术语“两性离子”在本文中用于描述在分子中不同化学基团上携带形式正电荷和形式负电荷的总体中性带电荷的化学分子。
有机磷酸酯可以是盐或两性离子。术语“两性离子”在本文中用于描述在分子中不同化学基团上携带形式正电荷和形式负电荷的总体中性带电荷的化学分子。
当有机磷酸酯呈盐的形式时，抗衡离子可以是碱金属或碱土金属，如钠、钙、锂、钾等。在其它实施方案中，抗衡离子可以是含氮化合物，包括具有相继亚甲基和/或次甲基的含氮化合物、苯、萘、樟脑、金刚烷、甲苯、醌、蒽、菲、吡啶、吡嗪、哌嗪、吡咯烷、哌啶、咪唑、吡唑、唑、噻吩、苯并咪唑或其取代的类似物。示例性的含氮化合物包括但不限于L-赖氨酸、L-精氨酸、L-组氨酸、戊烷-1,5-二胺和己烷-1,6-二胺、金刚烷胺、1-(3-氨基丙基)-2-甲基-1H-咪唑、氨基甲基乙基吡咯烷、二甲基氨基丙基哌嗪、氨基乙基哌啶、氨基乙基哌嗪和乙醇胺。例如，有机磷酸酯可以是焦磷酸硫胺和1-(3-氨基丙基)-2-甲基-1H-咪唑的盐，其被称为TPP-APMI。
尽管通常任何有机磷酸酯均可降低多糖或核酸制剂的粘度，但在一些实施方案中，降低粘度的有机磷酸酯是核苷酸或核苷酸衍生物或含有核苷酸或核苷酸衍生物。降低粘度的有机磷酸酯可以是核苷酸单磷酸酯、核苷酸二磷酸酯、核苷酸三磷酸酯或其衍生物。降低粘度的有机磷酸酯可以是核苷单磷酸酯、核苷二磷酸酯、核苷三磷酸酯或其衍生物。降低粘度的有机磷酸酯可以含有核碱基或其衍生物。在一些实施方案中，降低粘度的有机磷酸酯是核碱基和磷酰基的缀合物；糖和磷酰基的缀合物；或核碱基、糖和磷酰基的缀合物。糖可以是任选具有一个或多个取代基的5-碳糖、6-碳糖或7-碳糖。核碱基可以是嘌呤、腺嘌呤、鸟嘌呤、次黄嘌呤、黄嘌呤、7-甲基鸟嘌呤、嘧啶、胸腺嘧啶、胞嘧啶、尿嘧啶、5,6-二氢尿嘧啶、5-甲基胞嘧啶、5-羟甲基胞嘧啶或其衍生物。核苷可以是腺苷、鸟苷、5-甲基尿苷、尿苷、胞苷、脱氧腺苷、脱氧鸟苷、胸苷、脱氧尿苷、脱氧胞苷或其衍生物。核苷酸可以是上述任何核苷的单磷酸酯、二磷酸酯或三磷酸酯。
降低粘度的有机磷酸酯可具有式C-I的结构，其中X是磷酸酯、优选二磷酸酯或三磷酸酯；Y不存在或为糖、优选核糖、脱氧核糖或其衍生物；并且Z是核碱基、优选上述那些之一或其衍生物。
X-Y-Z式C-I
降低粘度的有机磷酸酯可具有根据式C-II的结构，其中n为1到20、1到10、2到10或2到6的整数；其中R1是具有3到50个碳原子、5到30个碳原子或7到20个碳原子的有机基团，优选R1是核碱基、核苷或其衍生物；并且其中每次出现的R2独立地不存在或选自由氢、单价阳离子基团和具有1到50个碳原子、1到30个碳原子、3到30个碳原子或7到20个碳原子的有机基团组成的组。单价阳离子基团包括钾基、钠基、锂基、铵基和烷基铵基。每当R2是有机基团时，R1和R2可以是具有3到50个碳原子、5到30个碳原子或7到20个碳原子的取代或未取代的碳环或杂环。R1可以是核苷(如上述那些之一)或其衍生物。
降低粘度的有机磷酸酯可具有根据式C-III的结构，其中n是1到20、1到10、2到10或2到6的整数；其中R3不存在或是具有1到30个碳原子、1到20个碳原子或4到20个碳原子的糖、优选单糖或二糖；其中R4是可被取代或未取代的大体积环状基团、优选具有3到50个碳原子、5到30个碳原子或7到20个碳原子的取代或未取代的碳环或杂环；并且其中每次出现的R5独立地不存在或选自由氢、单价阳离子基团和具有1到50个碳原子、1到30个碳原子、3到30个碳原子或7到20个碳原子的有机基团组成的组。R3可以是脱氧核糖、果糖、半乳糖、龙胆二酮糖(gentiobiulose)、龙胆二糖、葡萄糖、蔗果三糖、异麦芽糖、异麦芽三糖、曲二糖、昆布二糖、麦芽糖、麦芽酮糖、麦芽三糖、麦芽三酮糖(maltotriulose)、甘露二糖、甘露糖、蜜二糖、车前二糖(melibiulose)、黑曲霉糖、黑曲霉三糖、棉子糖、核糖、芸香糖、芦丁酮糖(rutinulose)、槐糖、海藻糖、β,β-海藻糖、α,β-海藻糖或松二糖，任选地含有一个或多个取代基。在某些实施方案中，取代基R3和R5可一起形成环，例如在环腺苷单磷酸中所发现的。
R4可以是含氮杂环。含氮杂环可以是饱和的或不饱和的。含氮杂环可包括取代和未取代的吡咯烷、吡咯、咪唑烷、吡唑烷、咪唑、吡唑、唑烷、异唑烷、唑、异唑、哌啶、四氢吡啶、二氢吡啶、吡啶、嘧啶、哌嗪、其多环和稠环结构以及其衍生物。R4可以是大体积环状基团。适合的大体积环状基团可包括5-元碳环和杂环，如环戊烷、环戊烯、环戊二烯、吡咯烷、吡咯、咪唑烷、吡唑烷、咪唑、吡唑、唑烷、异唑烷、唑、异唑、四氢呋喃、呋喃、二氧戊环、四氢噻吩(thiolane)、噻吩、二噻茂烷(dithiolane)、噻唑、异噻唑、磷杂环戊二烯(phosphole)、噻咯(silole)、三唑、二唑和其衍生物。适合的大体积环状基团可包括6-元碳环和杂环，如环己烷、环己烯、环己-1,3-二烯、环己-1,4-二烯、苯、哌啶、四氢吡啶、二氢吡啶、吡啶、烷、吡喃、哌嗪、吡嗪、嘧啶、哒嗪、吗啉、1,3,5-三嗪和其衍生物。适合的大体积环状基团可包括7-元碳环和杂环，如环庚烷、环庚烯、氮杂环庚烷、氮杂硫杂(thiepine)、二氮杂(diazepine)、硫氮杂(thiazepine)和其衍生物。适合的大体积环状基团可包括多环化合物，如任何上述碳环和杂环的多环和稠环结构，如萘、蒽、并四苯、吖啶、硫芴(dibenzothiophene)、咔唑、二苯并呋喃、萘烷，桥接的碳环和杂环，如降冰片烷、金刚烷，和螺环化合物，如螺[2.2]戊烷。
降低粘度的有机磷酸酯可以是二核苷酸磷酸酯。降低粘度的有机磷酸酯可具有根据式C-IV的结构，其中n是1到20、1到10、2到10或2到6的整数；其中每次出现的R6独立地不存在或选自具有1到30个碳原子、1到20个碳原子或4到20个碳原子的糖、优选单糖或二糖；其中每次出现的R7独立地为可被取代或未取代的大体积环状基团、优选具有3到50个碳原子、5到30个碳原子或7到20个碳原子的取代或未取代的碳环或杂环；并且其中每次出现的R8独立地不存在或选自由氢、单价阳离子基团和具有1到50个碳原子、1到30个碳原子、3到30个碳原子或7到20个碳原子的有机基团组成的组。每个R6可独立地为脱氧核糖、果糖、半乳糖、龙胆二酮糖、龙胆二糖、葡萄糖、蔗果三糖、异麦芽糖、异麦芽三糖、曲二糖、昆布二糖、麦芽糖、麦芽酮糖、麦芽三糖、麦芽三酮糖、甘露二糖、甘露糖、蜜二糖、车前二糖、黑曲霉糖、黑曲霉三糖、棉子糖、核糖、芸香糖、芦丁酮糖、槐糖、海藻糖、β,β-海藻糖、α,β-海藻糖或松二糖，任选地含有一个或多个取代基。每个R7可独立地为含氮杂环。含氮杂环可以是饱和的或不饱和的。含氮杂环可包括取代和未取代的吡咯烷、吡咯、咪唑烷、吡唑烷、咪唑、吡唑、唑烷、异唑烷、唑、异唑、哌啶、四氢吡啶、二氢吡啶、吡啶、嘧啶、哌嗪、其多环和稠环结构以及其衍生物。每个R7可独立地为大体积环状基团。适合的大体积环状基团可包括5-元碳环和杂环，如环戊烷、环戊烯、环戊二烯、吡咯烷、吡咯、咪唑烷、吡唑烷、咪唑、吡唑、唑烷、异唑烷、唑、异唑、四氢呋喃、呋喃、二氧戊环、四氢噻吩(thiolane)、噻吩、二噻茂烷(dithiolane)、噻唑、异噻唑、磷杂环戊二烯(phosphole)、噻咯(silole)、三唑、二唑和其衍生物。适合的大体积环状基团可包括6-元碳环和杂环，如环己烷、环己烯、环己-1,3-二烯、环己-1,4-二烯、苯、哌啶、四氢吡啶、二氢吡啶、吡啶、烷、吡喃、哌嗪、吡嗪、嘧啶、哒嗪、吗啉、1,3,5-三嗪和其衍生物。适合的大体积环状基团可包括7-元碳环和杂环，如环庚烷、环庚烯、氮杂环庚烷、氮杂硫杂(thiepine)、二氮杂(diazepine)、硫氮杂(thiazepine)和其衍生物。适合的大体积环状基团可包括多环化合物，如任何上述碳环和杂环的多环和稠环结构，如萘、蒽、并四苯、吖啶、硫芴、咔唑、二苯并呋喃、萘烷；桥接的碳环和杂环，如降冰片烷、金刚烷，和螺环化合物，如螺[2.2]戊烷。
降低粘度的有机磷酸酯可以是硫胺焦磷酸盐(TPP)(其结构如下示为氯化物盐)或其衍生物。TPP的衍生物可包括用不同的磷酸酯如单磷酸酯到三磷酸酯替代二磷酸酯；用其它阴离子组分替代氯化物阴离子；用高级烷基或N-烷基取代基替代一个或多个甲基取代基；用具有1到30个碳原子的取代或未取代的烷基、氨基烷基、杂环基、芳基或杂芳基替代一个或多个氨基取代基；用O-酰基或O-烷基替代一个或多个羟基；或其组合。适合的阴离子组分包括任选被一个或多个(优选具有1到20个或1到12个碳原子的)烷基、杂烷基、烯基、炔基、碳环基或杂环基取代的卤离子、硫酸根、磺酸根、亚硫酸根、亚磺酸根、磷酸根、膦酸根、亚磷酸根、亚膦酸根、碳酸根和羧酸根阴离子。示例性的阴离子组分包括氯离子、溴离子、甲基磷酸根、甲基乙基磷酸根、甲基硫酸根、甲基磺酸根、甲酸根、乙酸根、丁酸根、柠檬酸根和乳酸根以及大体积的疏水性阴离子，如樟脑磺酸(CSA)、苯磺酸(BSA)、甲苯磺酸酸(TSA)、1-(3-氨基丙基)-2-甲基-1H-咪唑(APMI)或甲磺酸(MSA)。衍生物可包括TPP的碱加成盐，使用常见的无机碱如NaOH或上述的示例性疏水性碱。
在其它实施方案中，降低粘度的有机磷酸酯可以是苯磷硫胺或相应的二磷酸酯或三磷酸酯类似物。降低粘度的有机磷酸酯可以是呋喃硫胺单磷酸酯、丙舒硫胺单磷酸酯或蒜硫胺单磷酸酯，以及上述任一种的相应的二磷酸酯或三磷酸酯。
降低粘度的有机磷酸酯可以是腺苷三磷酸(ATP)(其结构如下示为钠盐)或其衍生物。ATP的衍生物可包括用不同的磷酸酯如单磷酸酯或二磷酸酯替代三磷酸酯；用具有1到30个碳原子的取代或未取代的烷基、氨基烷基、芳基、杂环基或杂芳基替代氨基取代基；用O-酰基或O-烷基替代一个或多个羟基；或其组合。
降低粘度的有机磷酸酯可以是脱氧腺苷三磷酸(dATP)(其结构如下所示)或其衍生物。dATP的衍生物可包括用不同的磷酸酯如单磷酸酯或二磷酸酯替代三磷酸酯；用具有1到30个碳原子的取代或未取代的烷基、氨基烷基、芳基、杂环基或杂芳基替代氨基取代基；用O-酰基或O-烷基替代一个或多个羟基；或其组合。
降低粘度的有机磷酸酯可以是脱氧鸟苷三磷酸(dGTP)(其结构如下所示)或其衍生物。dGTP的衍生物可包括用不同的磷酸酯如单磷酸酯或二磷酸酯替代三磷酸酯；用具有1到30个碳原子的取代或未取代的烷基、氨基烷基、杂环基、芳基或杂芳基替代氨基取代基；用O-酰基或O-烷基替代一个或多个羟基；或其组合。
降低粘度的有机磷酸酯可以是脱氧胸苷三磷酸(dTTP)(其结构如下所示)或其衍生物。dTTP的衍生物可包括用不同的磷酸酯如单磷酸酯或二磷酸酯替代三磷酸酯；用高级烷基或N-烷基取代基替代甲基取代基；用具有1到30个碳原子的取代或未取代的烷基、氨基烷基、杂环基、芳基或杂芳基替代一个或多个氨基取代基；用O-酰基或O-烷基替代一个或多个羟基；或其组合。
降低粘度的有机磷酸酯可以是脱氧胞苷三磷酸(dCTP)(其结构如下所示)或其衍生物。dCTP的衍生物可包括用不同的磷酸酯如单磷酸酯或二磷酸酯替代三磷酸酯；用具有1到30个碳原子的取代或未取代的烷基、氨基烷基、芳基、杂环基或杂芳基替代氨基取代基；用O-酰基或O-烷基替代一个或多个羟基；或其组合。
降低粘度的有机磷酸酯可以是环腺苷单磷酸(cAMP)(其结构如下所示)或其衍生物。cAMP的衍生物可包括用不同的磷酸酯如二磷酸酯或三磷酸酯替代单磷酸酯；用具有1到30个碳原子的取代或未取代的烷基、氨基烷基、芳基、杂环基或杂芳基替代氨基取代基；用O-酰基或O-烷基替代羟基；或其组合。
降低粘度的有机磷酸酯可以是环鸟苷单磷酸(cGMP)(其结构如下所示)或其衍生物。cGMP的衍生物可包括用不同的磷酸酯如二磷酸酯或三磷酸酯替代单磷酸酯；用具有1到30个碳原子的取代或未取代的烷基、氨基烷基、芳基、杂环基或杂芳基替代氨基取代基；用O-酰基或O-烷基替代一个或多个羟基；或其组合。
降低粘度的有机磷酸酯可以是环胸苷单磷酸(cTMP)(其结构如下所示)或其衍生物。cTMP的衍生物可包括用不同的磷酸酯如二磷酸酯或三磷酸酯替代单磷酸酯；用高级烷基或N-烷基取代基替代甲基取代基；用具有1到30个碳原子的取代或未取代的烷基、氨基烷基、芳基、杂环基或杂芳基替代一个或多个氨基取代基；用O-酰基或O-烷基替代一个或多个羟基；或其组合。
降低粘度的有机磷酸酯可以是环胞苷单磷酸(cCMP)(其结构如下所示)或其衍生物。cCMP的衍生物可包括用不同的磷酸酯如二磷酸酯或三磷酸酯替代单磷酸酯；用具有1到30个碳原子的取代或未取代的烷基、氨基烷基、芳基、杂环基或杂芳基替代氨基取代基；用O-酰基或O-烷基替代一个或多个羟基；或其组合。
降低粘度的有机磷酸酯可以是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)(其结构如下示为钠盐)或其衍生物。NADP的衍生物可包括用不同的磷酸酯如单磷酸酯或三磷酸酯替代二磷酸酯；用不同的磷酸酯替代二磷酸酯；用具有1到30个碳原子的取代或未取代的烷基、氨基烷基、杂环基、芳基或杂芳基替代一个或多个氨基取代基；用O-酰基或O-烷基替代一个或多个羟基；或其组合。
降低粘度的有机磷酸酯可以是磷酸吡哆醛(其结构如下所示)或其衍生物。磷酸吡哆醛的衍生物可包括用不同的磷酸酯如二磷酸酯或三磷酸酯替代单磷酸酯；用高级烷基或N-烷基取代基替代甲基取代基；用O-酰基或O-烷基替代一个或多个羟基；或其组合。
降低粘度的有机磷酸酯可以是呈二磷酸酯或三磷酸酯的核黄素-5h；替代其甲基取代基。核黄素-5'-磷酸的衍生物可包括用不同的磷酸酯如二磷酸酯或三磷酸酯替代磷酸酯；用其它阳离子组分替代钠抗衡离子；用高级烷基或N-烷基取代基替代一个或多个甲基取代基；用O-酰基或O-烷基替代一个或多个羟基；或其组合。
4.药学上可接受的水溶性有机染料
在一个方面，粘度降低剂是水溶性有机染料。通过添加一种或多种水溶性有机染料降低了液体多糖和核酸制剂(包括低分子量和/或高分子量多糖和核酸)的粘度。可通过添加有效量的一种或多种水溶性有机染料将所述药物制剂从非牛顿流体转化为牛顿流体。“水溶性有机染料”是在25℃和pH 7具有至少0.001M的水中摩尔溶解度，并且吸收优选在电磁光谱的可见段到红外段中的某些波长的光，同时可能透射或反射其它波长的光的有机分子。水溶性有机染料可以是吖啶染料、蒽醌染料、二芳基甲烷染料、三芳基甲烷染料、偶氮染料、重氮染料、硝基苯基染料、亚硝基苯基染料、酞菁染料、醌染料、噻唑染料、呫吨染料或其组合。有机染料可以是盐或两性离子。
尽管通常任何水溶性有机染料均可降低多糖或核酸制剂的粘度，但在一些实施方案中，有机染料具有在电磁波谱的可见段到红外段内的摩尔消光系数，其大于500M-1cm-1，大于1,000M-1cm-1，大于10,000M-1cm-1，大于20,000M-1cm-1或大于50,000M-1cm-1。
有机染料可具有根据式D-I的稠环结构，其中X是任选具有一个或多个取代基的碳原子或杂原子；并且每个A独立地为具有3到50个碳原子、3到30个碳原子或6到25个碳原子的取代或未取代的芳基。应当理解，X可具有一个或多个氢原子或满足价态的其它取代基，例如当X为碳时，X可以是CH基团、CH2基团、CHR基团、CR基团或CR2基团，其中每个R独立地为具有任何数目的碳原子的任何有机基团。
在一些实施方案中，有机染料具有根据式D-I的结构，其中X是C、N、O或S；或其中A是取代或未取代的苯基或萘基，或两者。此类化合物的示例是吖啶，其中X是CH基团，并且每个A是未取代的苯基。
有机染料可以是吖啶染料。有机染料可具有根据式D-II的结构：
其中每个R1独立地选自氢、R2、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a和-N(R4a)2；
其中R2独立地选自C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基和C2-12杂环基，
其中每个C1-12烷基可被C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基、C2-12杂环基、-OH、NH2、(＝O)、(＝NR4a)、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中每个C3-12环烷基可被C1-12烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基、C2-12杂环基、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中每个C6-12芳基可被C1-12烷基、C3-12环烷基、C1-12杂芳基、C2-12杂环基、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中每个C1-12杂芳基可被C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C2-12杂环基、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
其中每个C2-12杂环基可被C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基、-OH、NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)R4a、-C(＝NR4a)R4、-C(＝O)OH、-C(＝O)OR4、-OC(＝O)R4、-OC(＝O)OR4、-SO3H、-SO2N(R4a)2、-SO2R4、-SO2NR4aC(＝O)R4、-PO3H2、-R4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NHC(＝NR4a)NH-CN、-NR4aC(＝O)R4、-NR4aSO2R4、-NR4aC(＝NR4a)NR4aC(＝NR4a)N(R4a)2、-NR4aC(＝O)N(R4a)2、-C(＝O)NH2、-C(＝O)N(R4a)2、-OR4、-SR4a或-N(R4a)2取代一次或多次；
每个R4独立地选自C1-12烷基、C3-12环烷基、C6-12芳基、C1-12杂芳基和C2-12杂环基，所述基团中的每一个可被-OH、-NH2、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-C(＝O)OH、-SO3H、-PO3H2或-C(＝O)NH2取代一次或多次；
每个R4a独立地可以是R4或氢；
其中任两个或更多个R2、R3、R4和R4a基团可一起形成环。
在一些实施方案中，至少一次、至少两次或至少三次出现的R1不是氢。在一些实施方案中，至少一次、至少两次、至少三次或至少四次出现的R1是胺基，如二甲胺基或其它二烷基胺基。其它优选的R1基包括NO2、SO3H和CO2H。
水溶性有机染料还可以是蒽醌染料，
二芳基甲烷染料，
三芳基甲烷染料，
其中每个R1具有上文所给出的含义。在其它实施方案中，水溶性有机染料可以是由下式表示的偶氮染料：
其中每个R1如上文所定义，并且Ra为芳基环或杂芳基环。示例性的环系包括：
其中X为O、S、SO2或NR2，X1可以是氮原子或CR1，并且R1和R2各自如上文所定义。
水溶性有机染料还可以是硝基苯基染料、亚硝基苯基染料、酞菁染料、醌染料、噻唑染料或呫吨染料。
示例性的染料包括但不限于黄色5号(Yellow 5)、橙色G(Orange G)、喹诺酮黄(Quinolone Yellow)、甜菜苷(Betanin)、红色40号(Red 40)、卡莫辛(carmosin)、天蓝C(Azure C)、刚果红(Congo Red)、苋菜红(amaranth)、丽春红S(Ponceau S)、赤藓红(erythrosine)、专利蓝(patent blue)、亮黑BN(brilliant black BN)、酸性品红(acidfuchsine)、萘酚黄S(napthol yellow S)、喹啉黄(quinoline yellow)、靛蓝胭脂红(indigo carmine)、固绿FCF(fast green FCF)、橙色2(Orange 2)、天然红(Natural Red)、二甲苯青FF(Xylene Cyanol FF)、乙酸甲酚紫(Cresyl violet acetate)、微黄淡绿SF(Light Green SF Yellowish)、噻唑黄G(Thiaozle Yellow G)、结晶紫、尼罗蓝A(Nileblue A)和测心绿(Cardiogreen)。
在本发明的多糖和核酸制剂中，本文所述的一种或多种粘度降低剂(例如式A-I、A-II、A-III和其变体的粘度降低化合物、离子液体、有机磷酸酯、水溶性有机染料和本文所述的其它粘度降低化合物)可彼此组合，或与本领域内已知的其它类型的粘度降低剂组合。例如，本文所述的式A-I、A-II、A-III或其变体的粘度降低化合物可与降低粘度的离子液体、和/或降低粘度的有机磷酸酯、和/或降低粘度的水溶性有机染料、和/或本文所述的另一降低粘度的化合物(例如有机磺酸、羧酸、有机碱等)组合。
其它粘度降低剂也可用于本发明的多糖和核酸制剂中，例如，典型地为大体积的极化有机化合物，如疏水性化合物、许多GRAS(公认为安全的美国食品与药品管理局化合物清单(US Food and Drug Administration List of compounds Generally Regarded AsSafe))和无活性的可注射成分和FDA批准的治疗剂、Arsia Therapeutics申请的标题为“LIQUID PROTEIN FORMULATIONS CONTAINING WATER-SOLUBLE ORGANIC DYES”的PCT申请PCT/US14/55203中所述的水溶性有机染料；和Arsia Therapeutics申请的标题为“LIQUIDPROTEIN FORMULATIONS CONTAINING ORGANOPHOSPHATES”的PCT申请PCT/US14/55210中所述的有机磷酸酯粘度降低剂；Arsia Therapeutics申请的标题为“LIQUID PROTEINFORMULATIONS CONTAINING IONIC LIQUIDS”的PCT申请PCT/US14/055245中所述的离子液体粘度降低剂；和Arsia Therapeutics申请的标题为“LIQUID PROTEIN FORMULATIONSCONTAINING VISCOSITY-LOWERING AGENTS”的PCT申请PCT/US14/55254中所述的粘度降低剂。
C.赋形剂
可用于液体多糖和核酸制剂的众多种药物赋形剂是本领域技术人员已知的。它们包括一种或多种添加剂，如液体溶剂或共溶剂；糖或糖醇，如甘露醇、海藻糖、蔗糖、山梨糖醇、果糖、麦芽糖、乳糖或右旋糖酐；表面活性剂，如20、60或80(聚山梨糖醇酯20、60或80)；缓冲剂；防腐剂，如苯扎氯铵、苄索氯铵、叔铵盐和醋酸氯己定(chlorhexidinediacetate)；载体，如聚(乙二醇)(PEG)；抗氧化剂，如抗坏血酸、偏亚硫酸氢钠和甲硫氨酸；螯合剂，如EDTA或柠檬酸；或可生物降解的聚合物，如水溶性聚酯；冷冻保护剂；冻干保护剂；填充剂；和稳定剂。
其它药学上可接受的载体、赋形剂或稳定剂如Remington：“The Science andPractice of Pharmacy”，第20版，Alfonso R.Gennaro编辑，Lippincott Williams&Wilkins(2000)中所描述的那些也可包含在制剂中，条件是它们不会不利地影响制剂的期望特征。
III.制备方法
用于生产多糖和核酸的发酵方法是本领域技术人员已知的，并且描述于例如发酵 和生物化学工程手册(Fermentation and Biochemical Engineering Handbook)，第3版，H.C.Vogel和C.M.Todaro编辑，Elsevier，Waltham，2014中。以降低粘度的浓度如0.010M到1.0M、优选0.050M到0.50M、最优选0.01M到0.10M包含粘度降低剂(例如式A-I、A-II、A-III和其变体的粘度降低化合物、离子液体、有机磷酸酯、水溶性有机染料和本文所述的其它粘度降低化合物)，允许使用本领域技术人员已知的常见方法，以比在无粘度降低剂的情况下其他方面所允许的更高的浓度来制备、纯化和/或浓缩药物活性多糖或核酸的溶液，所述方法包括但不限于色谱(即尺寸排阻)、离子交换、正切流动过滤、离心浓缩和透析。可在发酵工艺开始时、在发酵工艺的过程中或在发酵工艺结束时添加粘度降低剂。
肝素和其它肝素样化合物(分级分离的肝素、未分级分离的肝素、脱硫酸肝素等)通常通过从动物组织提取而获得。在蛋白质水解后，使用阴离子交换树脂将粗制水解产物过滤并半纯化，阴离子交换树脂选择性地结合高度阴离子的肝素分子。然后通过用酸处理从树脂中释放肝素，并使用沉淀、过滤和色谱的组合进一步将其纯化。许多LMWH化合物通过纯化肝素的化学修饰来制备。可在上述顺序的任何阶段将粘度降低剂添加到肝素中以促进加工并允许获得更高浓度的溶液。
在一些实施方案中，提供多糖和核酸的冻干制剂和/或将其用于制备和制造低粘度浓缩制剂。在一些实施方案中，通过在水溶液中溶解使粉末形式的预冻干的多糖或核酸复溶。在该实施方案中，将液体制剂填充到特定剂量单位的容器如小瓶或预填充的混合注射器中，任选地用冻干保护剂、防腐剂、抗氧化剂和其它典型的药学上可接受的赋形剂冻干，然后在无菌储存条件下储存直到临用前，此时用限定体积的稀释剂复溶，以使液体达到所期望的浓度和粘度。
本文所述的制剂可通过本领域技术人员已知的任何适合的方法来储存。用于制备供储存的多糖和核酸制剂的方法的非限制性示例包括对液体制剂进行冷冻、冻干和喷雾干燥。在一些情况下，将冻干制剂在零度以下的温度如在约-80℃或在液氮中冷冻储存。在一些情况下，将冻干或含水的制剂在2-8℃储存。
可用于在注射前复溶冻干制剂的稀释剂的非限制性示例包括无菌水、抑菌性注射用水(BWFI)、pH缓冲溶液(例如磷酸盐缓冲盐水)、无菌盐水溶液、林格氏溶液、右旋糖溶液或盐和/或缓冲剂的水溶液。在一些情况下，将制剂喷雾干燥，然后储存。
IV.向有需要的个体施用
通过肌内、腹膜内(即注射到体腔中)、脑脊髓内或皮下注射，使用18-32规格针头(任选薄壁的针头)以小于约5mL、小于约3mL、优选小于约2mL、更优选小于约1mL的体积，向有需要的人施用多糖和核酸制剂，包括但不限于复溶制剂。
多糖或核酸的适当剂量(“治疗有效量”)将取决于待治疗的病况、疾病或病症的严重性和病程、施用该试剂是出于预防目的还是治疗目的、先前的疗法、患者的临床病史和对多糖或核酸的应答、所用多糖或核酸的类型、以及主治医师的判断。多糖或核酸适当地以单次或多次注射来一次性施用，或在一系列治疗中作为唯一治疗或与其它药物或疗法联合施用。
对剂量制剂设计，使得注射不在注射部位引起刺激的显著迹象，例如，其中当使用Draize评分系统进行评价时，原发刺激指数(primary irritation index)小于3。在替代实施方案中，当与注射等量体积的盐水溶液相比时，注射引起目视相似的刺激水平。在另一实施方案中，当与以相同方式施用的其它方面相同但不含一种或多种粘度降低剂的制剂相比时，多糖或核酸的生物利用度更高。在另一实施方案中，所述制剂至少大致上与通过静脉内输注施用的约相同剂量的多糖或核酸在药学上一样有效。
在优选的实施方案中，注射所述制剂以获得增加水平的治疗性多糖或核酸。例如，AUC值可比针对以相同方式施用的其它方面相同但不含一种或多种粘度降低剂的制剂所计算的相同值大至少10％，优选至少20％。
一种或多种粘度降低剂还可能影响生物利用度。例如，多糖或核酸的生物利用度百分比可以是以相同方式施用的其它方面相同但不含一种或多种粘度降低剂的制剂的生物利用度百分比的至少1.1倍，优选至少1.2倍。
一种或多种粘度降低剂还可能影响药物代谢动力学。例如，皮下或肌内注射后的CMAX可比大致等同的药物学上有效的静脉内施用剂量的CMAX低至少10％，优选至少20％。
在一些实施方案中，多糖和核酸以比其它方面相同但不含一种或多种粘度降低剂的制剂高的剂量和低的频率被施用。
较低粘度的制剂需要较小的注射力。例如，注射力可比以相同方式施用的其它方面相同但不含一种或多种粘度降低剂的制剂的注射力小至少10％，优选至少20％。在一个实施方案中，用27规格针头进行注射，并且注射力小于30N。在大多数情况下，可使用非常小的规格的针头施用制剂，例如27到31规格，通常为27、29或31规格。
一种或多种粘度降低剂可用于制备适于复溶以制成供皮下或肌内注射的液体药物制剂的剂量单位制剂。剂量单位可含有一种或多种多糖或核酸的干粉；一种或多种粘度降低剂；和其它赋形剂。多糖和核酸以剂量单位存在，使得在药学上可接受的溶剂中复溶后，所得制剂具有每1mL约100mg到约2000mg(mg/mL)的多糖或核酸浓度。此类复溶制剂可在25℃具有约1cP到约50cP的绝对粘度。
低粘度制剂可作为溶液或以剂量单位形式提供，其中在具有或不具有一种或多种粘度降低剂和其它赋形剂的情况下将多糖或核酸在一个小瓶中冻干，并且将具有或不具有一种或多种粘度降低剂和其它赋形剂的溶剂提供在第二个小瓶中。在该实施方案中，在临注射前或在注射时将溶剂添加到多糖或核酸中，以确保均匀混合和溶解。
一种或多种粘度降低剂以，当通过皮下、肌内或其它类型的注射施用时，不引起显著的毒性迹象和/或不可逆的毒性迹象的浓度存在于制剂中。如本文所使用的“显著的毒性迹象”包括中毒、嗜睡、行为改变如在中枢神经系统受损的情况下发生的那些行为改变、不育症、严重的心脏毒性的迹象如心律失常、心肌病变、心肌梗塞、以及心源性或充血性心力衰竭、肾衰竭、肝衰竭、呼吸困难和死亡。
在优选实施方案中，当不超过每天两次、每天一次、每周两次、每周一次或每月一次施用时，所述制剂不引起显著的刺激。可施用所述制剂，而不在注射部位引起显著的刺激迹象，如通过在使用Draize评分系统进行评价时小于3、小于2或小于1的原发刺激指数所测量的。如本文所用的“显著的刺激迹象”包括在注射部位直径大于10cm、大于5cm或大于2.5cm的红斑、发红和/或肿胀、注射部位的坏死、注射部位的剥脱性皮炎及阻碍日常活动和/或需要就医(medical attention)或住院治疗的严重疼痛。在一些实施方案中，当与注射等体积的盐水溶液相比时，多糖和核酸制剂的注射引起目视相似的刺激水平。
当通过皮下或肌内注射施用时，与其它方面相同但不含一种或多种粘度降低剂的制剂相比，所述多糖和核酸制剂可展现出增加的生物利用度。“生物利用度”是指生物活性物质到达循环或作用部位的程度和速率。与其它方面相同但不含一种或多种粘度降低剂的制剂相比，可增加皮下或肌内注射的整体生物利用度。“生物利用度百分比”是指相对于静脉内施用剂量所确定的进入循环的、生物活性物质的施用剂量的分数。测量生物利用度的一种方式是通过比较血浆浓度随时间而变化的曲线中的“曲线下面积”(AUC)。可例如使用线性梯形规则来计算AUC。如本文所使用的“AUC∞”是指从零时刻到血浆浓度恢复到基线水平时刻的血浆浓度曲线下面积。如本文所用的“AUC0-t”是指从零时刻到稍后的t时刻(例如到达到基线的时刻)的血浆浓度曲线下面积。时间通常将以天进行测量，虽然根据上下文明显的是也可使用小时。例如，与其它方面相同但不含一种或多种粘度降低剂且以相同方式施用的相同制剂相比，可使AUC增加超过10％、20％、30％、40％或50％。
如本文所用的“t最大”是指在施用后血浆浓度达到最大值的时间。
如本文所用的“C最大”是指在剂量施用后且在施用后续剂量前的最大血浆浓度。
如本文所用的“C最小”或“C谷”是指剂量施用后且在施用后续剂量前的最小血浆浓度。
皮下或肌内注射后的C最大可比静脉内施用剂量的C最大小例如至少10％，更优选至少20％。C最大的这种降低也可使毒性降低。
可使用本领域技术人员已知的方法对药物代谢动力学和药效学参数进行跨物种的近似。多糖和核酸治疗剂的药物代谢动力学和药效应学可基于制剂而显著不同。
与不含粘度降低剂的那些制剂相比，低粘度多糖和核酸制剂可允许更大的施用灵活性和降低的施用频率。例如，通过将每次注射施用的剂量增加多倍，可在一些实施方案中将给药频率从每2周一次降低到每6周一次。
可使用经加热的和/或自混合式的注射器或自动注射器来施用多糖和核酸制剂，包括但不限于复溶制剂。多糖和核酸制剂也可在填充注射器前在单独的温热单元中预加热。
i.经加热的注射器
加热的注射器可以是使用注射器温热器预加热的标准注射器。注射器温热器通常将具有一个或多个各自能够接收含有多糖或核酸制剂的注射器的开口和用于在使用前将注射器加热并保持在特定(通常高于环境)温度的装置。这在本文中将被称为经预加热的注射器。适合的经加热的注射器温热器包括可从Vista Dental Products和Inter-Med获得的那些。温热器能够容纳各种尺寸的注射器并加热到最高达约130℃的任何温度(通常变化在1℃内)。在一些实施方案中，将注射器在加热浴如维持在期望温度的水浴器中预加热。
经加热的注射器可以是自加热式注射器，即能够将注射器内的液体制剂加热并维持在特定温度。自加热式注射器还可以是附接有加热装置的标准医用注射器。能够附接到注射器的适合的加热装置包括可从Watlow Electric Manufacturing Co,St.Louis,MO获得的注射器加热器或注射器加热器带，以及可从Warner Instruments,Hamden,CT获得的注射器加热器块、阶段式加热器和在线灌注加热器，如SW-61型注射器温热器。加热器可通过中央控制器来控制，例如，可从Warner Instruments获得的TC-324B或TC-344B型加热器控制器。
经加热的注射器将液体制剂维持在指定温度或变化在1℃内、2℃内或5℃内的指定温度。经加热的注射器可将制剂维持在从室温到最高达约80℃、到最高达约60℃、到最高达约50℃或到最高达约45℃的任何温度，只要多糖或核酸制剂在该温度足够稳定。经加热的注射器可将制剂维持在20℃到60℃、21℃到45℃、22℃到40℃、25℃到40℃或25℃到37℃的温度。通过在注射期间将多糖和核酸制剂维持在升高的温度，降低了液体制剂的粘度，增加了制剂中多糖和核酸的溶解度，或两者均有。
ii.自混合式注射器
注射器可以是自混合式的或可附接有混合器。混合器可以是静态混合器或动态混合器。静态混合器的示例包括美国专利号5,819,988、6,065,645、6,394,314、6,564,972和6,698,622中所公开的那些。一些动态混合器的示例可包括美国专利号6,443,612和6,457,609以及美国专利申请公开号US 2002/0190082中所公开的那些。注射器可包括用于混合液体多糖或核酸制剂的组分的多个桶。美国专利号5,819,998描述了具有用于混合双组分粘性物质的两个桶和混合梢的注射器。
iii.多糖和核酸制剂的自动注射器和预填充的注射器
液体多糖和核酸制剂可使用预填充针筒式自动注射器(syringe autoinjector)或无针注射装置来施用。自动注射器包括用于固持替换式预填充筒的手持的通常为笔状的筒固持件和用于从预填充筒中皮下或肌内注射液体药物剂量的基于弹簧的机构或类似机构。自动注射器通常被设计为用于自我施用或由未经培训的人员进行施用。自动注射器可用于从预填充筒中分配单次剂量或多次剂量。自动注射器能够实现不同的用户设置，尤其包括注射深度、注射速度等。其它注射系统可包括美国专利号8,500,681中所述的那些。
可将冻干的多糖和核酸制剂提供在预填充的注射器或单位剂量注射器中。美国专利号3,682,174；4,171,698；和5,569,193描述了含有两个室的无菌注射器，所述两个室可预填充有可在注射前即刻混合的干燥制剂和液体。美国专利号5,779,668描述了用于药物组合物的冻干、复溶和施用的注射器系统。在一些实施方案中，将多糖或核酸制剂以冻干形式提供在预填充的注射器或单位剂量注射器中，在施用前在注射器中复溶，并以单次皮下或肌内注射的形式来施用。用于递送单位剂量冻干药物的自动注射器描述于WO 2012/010,832中。可使用诸如Safe Click LyoTM(由Future Injection Technologies,Ltd.,Oxford,U.K.出售)的自动注射器来施用单位剂量制剂，其中将所述制剂以冻干形式储存并在施用前即刻复溶。在一些实施方案中，将多糖或核酸制剂提供在用于冻干药物的单位剂量筒(有时称为Vetter筒)中。适合的筒的示例可包括美国专利号5,334,162和5,454,786中所述的那些。
V.纯化和浓缩的方法
粘度降低剂还可用于辅助多糖和核酸的纯化和浓缩。将一种或多种粘度降低剂和赋形剂以有效量添加到多糖或核酸中以降低多糖或核酸溶液的粘度。例如，将粘度降低剂添加到浓度为约0.01M到约1.0M，优选约0.01M到约0.50M，更优选约0.01M到约0.25M且最优选约0.01M和约0.10M。
然后使用选自由超滤/渗滤、正切流动过滤、离心浓缩和透析组成的组的方法对含有多糖或核酸的粘度降低剂溶液进行纯化或浓缩。
实施例
前述内容将通过以下非限制性实施例来进一步理解。
在25℃平衡5分钟后，使用mVROC微流体粘度计(RheoSense)或DV2T锥板式粘度计(Brookfield；“C&P”)来测量充分混合的大分子水溶液的所有粘度(除非另有说明)。mVROC粘度计装配有“A”或“B”芯片，各自被制造有50μm的通道。通常，将0.10mL到0.50mL多糖(或核酸)溶液在后部加载(back-loaded)到气密性微型实验室仪器注射器(Hamilton；100μL或500μL，视情况而定)中，固定于芯片上，并以多个流速进行测量。具体地，以提供至少20％的最大芯片压力的剪切率开始测量样品，并继续直到最大值％达到大约100％。例如，将以约10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110和120μL/min(在典型的“B”芯片上分别为大约180.2、360.5、540.7、721.0、901.2、1081.4、1261.7、1441.9、1622.2、1802.4、1982.6、2162.9s-1)测量大约70cP的样品，直到粘度稳定，通常在至少30秒后。然后对于在用于非牛顿剪切稀化溶液的mVROC微流体粘度计上测量的样品，由动态粘度对流速的曲线来确定外推零剪切粘度。对于牛顿溶液，粘度是以三种不同流速进行至少三次测量的平均值。C&P粘度计装配有CPE40或CPE52转子(锥角分别为0.8°和3.0°)，并且以2到400s-1的多个剪切率来测量0.50mL样品。具体地，将样品各自以22.58、24.38、26.25、28.13、30、31.88、45、67.5、90、112.5、135、157.5、180、202.5、247、270、292.5、315、337.5、360、382、400s-1测量30秒，从产生至少10％转矩的剪切率开始，并继续直到仪器转矩达到100％。然后对于在DV2T锥板式粘度计上测量的样品，由动态粘度对剪切率的曲线来确定外推的零剪切粘度。所报告的外推零剪粘度是至少三次测量的平均值和标准偏差。
实施例1：多糖藻酸钠的低浓度水溶液展现非牛顿流动，而肝素和右旋糖酐的水溶液则展现牛顿流动。
材料和方法
通过在摇板振荡器上剧烈搅拌(1100RPM)并过夜混合将商业获得的“低粘度”和“中粘度”的藻酸钠(分别为Sigma Aldrich编号A1112和编号A2033)溶解在MilliQ水中，至下文所示的浓度。用HCl和/或NaOH水溶液将溶液的pH调节到7.4。使用mVROC微流体粘度计在“B”芯片上测量所报告的外推零剪切粘度。
类似地，在无pH调节的含水磷酸盐缓冲液(0.18M)中，由猪肠粘膜(Alfa Aesar编号A16198)和右旋糖酐(平均分子量为150,000，Sigma Aldrich)制备肝素钠盐。
结果
表1中的数据证实，藻酸钠在水中的溶液的粘度随着多糖浓度的增加而增加。表2中的数据证实，如在藻酸钠的情况下，含有肝素钠的溶液的粘度随着多糖浓度的增加而增加。图1中的代表性数据证实藻酸钠溶液明显展现出非牛顿流动，而高浓度的肝素钠溶液和右旋糖酐溶液(分别为大约300mg/mL和200mg/mL)则展现出牛顿流动(数据点包括标准偏差，然而，其通常小于图标(symbol))。
表1.藻酸钠水溶液在pH 7.4和25℃的粘度
*粘度是单次测量的结果。
表2.肝素钠水溶液在25℃的粘度。
实施例2：在粘度降低剂存在下，肝素钠和右旋糖酐的水溶液展现出降低的粘度
材料和方法
除非另有说明，否则如上文实施例1中所述制备肝素钠盐、右旋糖酐和DEAE-右旋糖酐(二乙氨基乙基右旋糖酐)(大约MW 500,000Da)。在获得均匀的溶液后，将溶液等分成80μL部分。将20μL含水浓缩粘度降低剂(pH 7，0.05-1.25M)添加到各等分试样中，得到0.01-0.25M最终浓度的试剂。使用磷酸盐缓冲液(pH 7)作为对照性的非降低粘度的赋形剂。通过正移位移液管(positive displacement pipet)混合等分试样并将其置于振荡器板上至少30分钟。多糖的最终浓度为约200mg/mL和400mg/mL(分别为表3和图2)(对于右旋糖酐溶液)和约340mg/mL(对于DEAE-右旋糖酐溶液)(图3)(EMMC＝4-乙基-4-甲基吗啉甲酸碳酸盐)。为了制备300mg/mL肝素样品(表4)，将多糖称量为150mg等分试样，并在混合下添加500μL的0.25M粘度降低剂。
结果
表3和表4证实降低粘度的赋形剂(包括粘度降低剂)对200mg/mL右旋糖酐溶液(表3)和300mg/mL肝素钠溶液(pH 7)(表4)的粘度降低作用。硫酸铵、肌酸酐和4-氨基吡啶将右旋糖酐水溶液的粘度降低了最高达10％。类似地，硫酸铵和4-氨基吡啶将肝素钠水溶液的粘度降低了最高达15％。对于右旋糖酐溶液和肝素钠溶液两者，黄色5号将粘度降低了约10％。
表3.含有降低粘度的赋形剂的右旋糖酐水溶液的粘度
赋形剂 [赋形剂]，M 粘度，cP
磷酸盐缓冲液(对照) 0.18 28.9±0.4
硫酸铵 0.25 27.2±0.1
肌酸酐 0.16 26.9±0.1
黄色5号 0.01 25.9±0.1
4-氨基吡啶 0.13 26.0±0.1
精氨酸HCl 0.25 29.8±0.4
三偏磷酸钠 0.14 29.0±0.3
表4.含有降低粘度的赋形剂的肝素水溶液的粘度
赋形剂 [赋形剂]，M 粘度(cP)
磷酸盐缓冲液(对照) 0.25 38.6±0.7
硫酸铵 0.25 34.7±0.2
BMP-C1* 0.25 37.7±0.2
黄色5号 0.05 36.4±0.1
4-氨基吡啶 0.25 32.6±2.4
精氨酸HCl 0.25 42.5±2.2
*BMP-Cl＝1-丁基-1-甲基吡咯烷氯化物
图2和图3证实对于分别用多糖右旋糖酐和DEAE-右旋糖酐测试的各种粘度降低剂，粘度对流速的依赖性。一些样品展现剪切稀化行为，其中增加的流速(即剪切率)导致降低的流体粘度。对于在最高的所测量流速的两种多糖，含有4-氨基吡啶的溶液具有比磷酸盐缓冲液对照低大约10％的粘度。对于右旋糖酐，硫酸铵也提供大约10％的粘度降低。对于以中间流速测量的右旋糖酐溶液，含有EMMC和BMP-Cl的溶液具有低于磷酸盐缓冲液对照的粘度；粘度降低幅度对于BMP-Cl为约15％，且对于EMMC为约10％。在中间剪切率下，当与磷酸盐缓冲液对照相比时，含有右旋糖酐和有机磷酸酯三偏磷酸钠的溶液具有大约10％的粘度降低。含有黄色5号的溶液也具有低于磷酸盐缓冲液对照的粘度；对于右旋糖酐，粘度降低约15％，并且对于DEAE-右旋糖酐，粘度降低约10％。
示例性实施方案
通过以下实施方案进一步描述本发明。在适当且实用的情况下，每个实施方案的特征可与任何其它实施方案组合。
实施方案1.在一个实施方案中，本发明提供了用于注射的液体药物制剂，其包含：
(i)一种或多种多糖和/或核酸；
(ii)一种或多种粘度降低剂；和
(iii)药学上可接受的溶剂；
其中当将所述多糖和/或核酸与所述溶剂和一种或多种粘度降低剂以适于注射的体积组合时，所述制剂在25℃具有约1cP到约50cP的绝对粘度，如例如使用锥板式粘度计所测量；并且所述制剂的所述绝对粘度低于其它方面基本相同但不含所述粘度降低剂的制剂的绝对粘度；并且
其中在每种情况下所述绝对粘度均为外推的零剪切粘度。
实施方案2.根据实施方案1所述的制剂，其中所述多糖具有约0.5kDa到约2,000kDa的分子量，并且所述核酸具有约1kDa到约5,000kDa的分子量。
实施方案3.根据实施方案1和2中任一项所述的制剂，其中所述多糖具有约1kDa到约1,000kDa、优选约2kDa到约500kDa的分子量。
实施方案4.根据实施方案1-3中任一项所述的制剂，其中所述多糖选自由以下组成的组：不同分子量的肝素和它们的衍生物、多糖疫苗、透明质酸、硫酸皮肤素、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、硫酸角质素、硫酸乙酰肝素、硫酸凝胶多糖、环糊精、藻酸盐、壳聚糖；并且所述核酸选自由以下组成的组：线性和环状DNA、单链和双链DNA、DNA适体、DNA酶、RNA、RNAi、siRNA、shRNA、miRNA、mRNA、lincRNA、核酶、吗啉代核酸和其组合。
实施方案5.根据实施方案1-4中任一项所述的制剂，其中所述多糖或核酸以每1mL约100mg到约2,000mg(mg/mL)；任选地大于约150mg/mL的组合量存在。
实施方案6.根据实施方案1-5中任一项所述的制剂，其中所述制剂包含至少两种不同的多糖，优选其中两种多糖均具有至少约50kDa的分子量。
实施方案7.根据实施方案1-6中任一项所述的制剂，其中在添加粘度降低剂之前，在相同多糖或核酸浓度的初始绝对粘度超过约60cP，超过约80cP，或超过约100cP。
实施方案8.根据实施方案1-7中任一项所述的制剂，其中所述液体制剂是具有约4.0到约8.0的pH的含水液体制剂。
实施方案9.根据实施方案1-8中任一项所述的制剂，其中所述粘度降低剂以约0.01M到约1.0M的浓度存在。
实施方案10.根据实施方案1-9中任一项所述的制剂，其中所述粘度降低剂以小于约0.15M或小于约0.10M的浓度存在。
实施方案11.根据实施方案1-10中任一项所述的制剂，其包含用于皮下(SC)或肌内(IM))注射的一种或多种药学上可接受的赋形剂，所述赋形剂选自由以下组成的组：糖或糖醇、缓冲剂、防腐剂、载体、抗氧化剂、螯合剂、天然或合成聚合物、冷冻保护剂、冻干保护剂、表面活性剂、填充剂和稳定剂。
实施方案12.根据实施方案11所述的制剂，其中所述一种或多种赋形剂选自由聚山梨糖醇酯、泊洛沙姆(poloxamer)188、月桂基硫酸钠、多元醇组成的组，所述多元醇选自由糖醇如甘露醇和山梨糖醇、聚(乙二醇)、甘油、丙二醇和聚(乙烯醇)组成的组。
实施方案13.根据实施方案11所述的制剂，其中所述表面活性剂以小于约10mg/mL的浓度存在。
实施方案14.根据实施方案12所述的制剂，其包含以约2mg/mL到约900mg/mL的浓度存在的多元醇。
实施方案15.根据实施方案1-14中任一项所述的制剂，其中所述绝对粘度在25℃为约5cP到约50cP。
实施方案16.根据实施方案1-15中任一项所述的制剂，其中当在除了用大致相同浓度的适当缓冲液替代所述粘度降低剂之外的相同条件下测量时，所述绝对粘度比不含所述粘度降低剂的制剂的绝对粘度低至少约30％。
实施方案17.根据实施方案1-16中任一项所述的制剂，其中当在除了用大致相同浓度的适当缓冲液替代所述粘度降低剂之外的相同条件下测量时，所述绝对粘度以至少约2倍或约4倍低于不含所述粘度降低剂的制剂的绝对粘度。
实施方案18.根据实施方案1-17中任一项所述的制剂，其在单位剂量小瓶、容器或预填充的注射器中。
实施方案19.根据实施方案18所述的制剂，其中所述多糖或核酸、所述粘度降低剂和/或赋形剂呈干燥形式，优选是冻干的。
实施方案20.根据实施方案1-19中任一项所述的制剂，其中当所述粘度降低剂、多糖或核酸和溶剂被组合时，所述制剂的体积对于皮下(SC)注射小于约1.5mL，并且对于肌内(IM)注射小于约3mL。
实施方案21.根据实施方案1-20中任一项所述的制剂，其中所述制剂与人血清等渗。
实施方案22.根据实施方案1-21中任一项所述的制剂，所述制剂在将被施与有需要的人的条件下在流变学上基本上表现为牛顿液体。
实施方案23.根据实施方案1-22中任一项所述的制剂，其与通过静脉内输注施用的相同剂量(dose)的多糖或核酸相比实现治疗有效剂量(dosage)。
实施方案24.根据实施方案1-23中任一项所述的制剂，其中当通过皮下或肌内注射施用时，所述粘度降低剂以不引起显著迹象的毒性或注射部位刺激的浓度存在。
实施方案25.根据实施方案1-24中任一项所述的制剂，其中当使用锥板式粘度计测量时，以至少约0.5s-1的剪切率测量所述制剂的所述绝对粘度。
实施方案26.根据实施方案1-24中任一项所述的制剂，其中当使用微流体粘度计测量时，以至少约1.0s-1的剪切率测量所述制剂的所述绝对粘度。
实施方案27.在一个实施方案中，本发明提供施用治疗有效量的的多糖或核酸的方法，其包括皮下或肌内注射根据实施方案1-26中任一项所述的制剂。
实施方案28.根据实施方案27所述的方法，其中利用选自由经加热的注射器、自混合式注射器、自动注射器、预填充的注射器和其组合组成的组的注射器进行所述皮下或肌内注射。
实施方案29.根据实施方案28所述的方法，其中所述注射器是经加热的注射器，并且在25℃到40℃的温度下施用所述制剂。
实施方案30.根据实施方案27-29中任一项所述的方法，其中当使用Draize评分系统进行评价时，所述制剂产生小于3的原发刺激指数。
实施方案31.根据实施方案27-30中任一项所述的方法，其中注射力比以相同方式施用的其它方面相同但不含所述粘度降低剂的制剂的注射力小至少10％或20％。
实施方案32.根据实施方案27-31中任一项所述的方法，其中利用直径为27到31规格的针头进行所述注射，并且利用27规格针头的注射力小于30N。
实施方案33.在一个实施方案中，本发明提供制备药物制剂的方法，其包括组合根据实施方案1-26中任一项所述的多糖和/或核酸、溶剂和粘度降低剂的步骤。
实施方案34.根据实施方案33所述的方法，其中所述制剂在预填充的注射器或筒中。
实施方案35.在一个实施方案中，本发明提供促进多糖或核酸纯化的方法，其包括向多糖和/或核酸溶液中添加有效量的根据实施方案1或7-10中任一项所述的粘度降低剂，以降低所述多糖和/或核酸溶液的粘度。
实施方案36.根据实施方案35所述的方法，其中使用选自由超滤/渗滤、正切流动过滤、离心浓缩和透析组成的组的方法对所述多糖和/或核酸-粘度降低剂溶液进行纯化或浓缩。
实施方案37.在一个实施方案中，本发明提供制备多糖或核酸的方法，其包括在根据实施方案1或7-10中任一项所述的粘度降低剂存在下使适当的生物体发酵，所述粘度降低剂的量足以维持发酵混合物的低粘度。
所有参考文献如出版物、专利、专利申请和公开的专利申请均以引用方式整体并入本文。
尽管出于理解清楚的目的已通过说明和实施例的方式相当详细地描述了上述发明，但是对本领域技术人员显而易见的是，可实施某些小的改变和修改。因此，不应当将说明和实施例解释为限制本发明的范围。
除非以上明确不同定义，否则本文所用的所有技术和科学术语均具有本领域技术人员通常所理解的相同含义。本领域技术人员将仅使用常规实验即可识别或能够确定本文所述的本发明具体实施方案的许多等同。所述等同意在被所附权利要求涵盖。

Claims (37)

1.一种用于注射的液体药物制剂，其包含
(i)一种或多种多糖和/或核酸；
(ii)一种或多种粘度降低剂；和
(iii)药学上可接受的溶剂；
其中当所述多糖和/或核酸与所述溶剂和粘度降低剂以适于注射的体积组合时，所述制剂在25℃具有约1cP到约50cP的绝对粘度，如例如使用锥板式粘度计所测量；并且所述制剂的所述绝对粘度低于其它方面基本相同但不含所述粘度降低剂的制剂的绝对粘度；
其中所述绝对粘度在每种情况下均为外推的零剪切粘度。
2.根据权利要求1所述的制剂，其中所述多糖具有约0.5kDa到约2,000kDa的分子量，并且所述核酸具有约1kDa到约5,000kDa的分子量。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的制剂，其中所述多糖具有约1kDa到约1,000kDa、优选约2kDa到约500kDa的分子量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制剂，其中所述多糖选自由以下组成的组：不同分子量的肝素和它们的衍生物、多糖疫苗、透明质酸、硫酸皮肤素、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、硫酸角质素、硫酸乙酰肝素、硫酸凝胶多糖、环糊精、藻酸盐、壳聚糖；并且所述核酸选自由以下组成的组：线性DNA和环状DNA、单链DNA和双链DNA、DNA适体、DNA酶、RNA、RNAi、siRNA、shRNA、miRNA、mRNA、lincRNA、核酶、吗啉代核酸和其组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制剂，其中所述多糖或核酸以每1mL约100mg到约2,000mg(mg/mL)的组合量存在；任选地大于约150mg/mL。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制剂，其中所述制剂包含至少两种不同的多糖，优选其中两种多糖均具有至少约50kDa的分子量。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制剂，其中在添加粘度降低剂之前，在相同多糖或核酸浓度的初始绝对粘度超过约60cP，超过约80cP，或超过约100cP。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的制剂，其中所述液体制剂是具有约4.0到约8.0的pH的含水液体制剂。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的制剂，其包含以约0.01M到约1.0M的浓度存在的粘度降低剂。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的制剂，其包含以小于约0.15M或小于约0.10M的浓度存在的粘度降低剂。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的制剂，其包含用于皮下(SC)注射或肌内(IM)注射的一种或多种药学上可接受的赋形剂，所述赋形剂选自由以下组成的组：糖或糖醇、缓冲剂、防腐剂、载体、抗氧化剂、螯合剂、天然聚合物或合成聚合物、冷冻保护剂、冻干保护剂、表面活性剂、填充剂和稳定剂。
12.根据权利要求11所述的制剂，其中一种或多种所述赋形剂选自由聚山梨糖醇酯、泊洛沙姆188、月桂基硫酸钠、多元醇组成的组，所述多元醇选自由糖醇例如甘露醇和山梨糖醇、聚(乙二醇)、甘油、丙二醇和聚(乙烯醇)组成的组。
13.根据权利要求11所述的制剂，其中所述表面活性剂以小于约10mg/mL的浓度存在。
14.根据权利要求12所述的制剂，其包含以约2mg/mL到约900mg/mL的浓度存在的多元醇。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的制剂，其中所述绝对粘度在25℃为约5cP到约50cP。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的制剂，其中当在除了用大致相同浓度的适当缓冲液替代所述粘度降低剂之外的相同条件下测量时，所述绝对粘度比不含所述粘度降低剂的制剂的绝对粘度低至少约30％。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的制剂，其中当在除了用大致相同浓度的适当缓冲液替代所述粘度降低剂之外的相同条件下测量时，所述绝对粘度以至少约2倍或约4倍低于不含所述粘度降低剂的制剂的绝对粘度。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的制剂，其在单位剂量小瓶、容器或预填充的注射器中。
19.根据权利要求18所述的制剂，其中所述多糖或核酸、所述粘度降低剂和/或赋形剂呈干燥形式，优选是冻干的。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的制剂，其中当所述粘度降低剂、多糖或核酸和溶剂组合时，所述制剂的体积对于皮下注射小于约1.5mL，并且对于肌内注射小于约3mL。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的制剂，其中所述制剂与人血清等渗。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的制剂，所述制剂在其将被施与有需要的人的条件下在流变学上基本上表现为牛顿液体。
23.根据权利要求1-22中任一项所述的制剂，其与通过静脉内输注施用的相同剂量的多糖或核酸相比实现治疗有效剂量。
24.根据权利要求1-23中任一项所述的制剂，其中当通过皮下注射或肌内注射施用时，所述粘度降低剂以不引起毒性或注射部位刺激的显著迹象的浓度存在。
25.根据权利要求1-24中任一项所述的制剂，其中当使用锥板式粘度计测量时，以至少约0.5s-1的剪切率测量所述制剂的所述绝对粘度。
26.根据权利要求1-24中任一项所述的制剂，其中当使用微流体粘度计测量时，以至少约1.0s-1的剪切率测量所述制剂的所述绝对粘度。
27.一种施用治疗有效量的的多糖或核酸的方法，其包括皮下注射或肌内注射根据权利要求1-26中任一项所述的制剂。
28.根据权利要求27所述的方法，其中利用选自由经加热的注射器、自混合式注射器、自动注射器、预填充的注射器和其组合组成的组的注射器进行所述皮下注射或肌内注射。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述注射器是经加热的注射器，并且在25℃到40℃的温度下施用所述制剂。
30.根据权利要求27-29中任一项所述的方法，其中当使用Draize评分系统进行评价时，所述制剂产生小于3的原发刺激指数。
31.根据权利要求27-30中任一项所述的方法，其中注射力比以相同方式施用的其它方面相同但不含所述粘度降低剂的制剂的注射力小至少10％或20％。
32.根据权利要求27-31中任一项所述的方法，其中利用直径为27到31规格的针头进行所述注射，并且利用27规格针头的注射力小于30N。
33.一种制备药物制剂的方法，其包括组合权利要求1-26中任一项的所述多糖和/或核酸、所述溶剂和所述粘度降低剂的步骤。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述制剂在预填充的注射器或筒中。
35.一种促进多糖或核酸纯化的方法，其包括向多糖和/或核酸溶液中添加有效量的根据权利要求1或7-10中任一项的所述粘度降低剂，以降低所述多糖和/或核酸溶液的粘度。
36.根据权利要求35所述的方法，其中使用选自由超滤/渗滤、正切流动过滤、离心浓缩和透析组成的组的方法对多糖和/或核酸-粘度降低剂溶液进行纯化或浓缩。
37.一种制备多糖或核酸的方法，其包括在权利要求1或7-10中任一项的所述粘度降低剂存在下使适当的生物体发酵，所述粘度降低剂的量足以维持发酵混合物的低粘度。
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