JP2003507344A - 生体適合性ポリマーと接合されたペプチドの経鼻粘膜デリバリー - Google Patents

生体適合性ポリマーと接合されたペプチドの経鼻粘膜デリバリー

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、生体適合性ポリマー−生物学的に活性のあるペプチド接合体からなる、経鼻粘膜デリバリー用薬剤組成物に関するものである。本発明の薬剤組成物は、水に難溶性である、ペプチドの水溶性を増加させ、プロテアーゼによる分解から保護することによって安定性を改善し、その結果、薬剤の投与回数を減らして薬剤の乱用によって誘導される副作用を抑制する。加えて、本発明の薬剤組成物は鼻腔を介してデリバリーされるので、薬剤の活性を短期間で発現することができ、生物学的利用能を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の属する技術分野 本発明は、水に難溶性である、生物学的に活性のあるペプチドが、活性のある
生体適合性ポリマーと接合されてなる、経鼻粘膜デリバリー(nasal transmucosa
l delivery)用の薬剤組成物に関するものである。
【0002】 より詳しくは、本発明は、水溶性がかなり改善され、プロテアーゼによる分解
から保護される、経鼻粘膜デリバリーへの使用に適する生体適合性ポリマー−生
物学的に活性のあるペプチド接合体(conjugate)を含む薬剤組成物に関するもの
である。
【0003】 本発明の経鼻粘膜デリバリー用のペプチド−ポリマー接合体からなる薬剤組成
物は、薬剤の活性を短時間で発現でき、生物学的利用能が改善される。
【0004】 発明の背景 体内では、ホルモンやサイトカインのような様々な形態として存在する、多様
なペプチドが重要な役割を果たしている。遺伝子工学が最近非常に進歩したこと
に伴い、様々なペプチドを大量に合成して、医薬品として使用することができる
ようになった。
【0005】 しかしながら、医薬品としてのペプチドまたはタンパク質の使用には、多くの
問題点がある。第一に、ペプチドまたはタンパク質は、体内に取り入れられた後
短期間で容易に加水分解あるいは酵素によって分解するため、体内への吸収効率
が極めて低い。さらに、このようなペプチド医薬品は繰り返して投与されると、
免疫反応がしばしば誘導されて、医薬品の生理学的な活性に対して中和する役割
として作用する、投与されたものの生命を脅かすほど重篤な過敏症を引き起こす
ような抗体を産生する。加えて、細網内皮系組織(RES)によるクリアランス
が増加する。したがって、大部分のペプチド医薬品は、現在まで注射によって投
与されてきた。しかしながら、注射による投与は、患者に苦痛を与え、危険を伴
う。特に、長期間治療が必要な患者は、かれら自身を注射によって処置すること
ができない。ゆえに、ペプチドの他の投与経路を開発する必要性が残っている。
【0006】 成人の鼻腔は、2.0〜4.0mmの厚みの粘膜で覆われ(Mugind, Nasal All
ergy, Blackwell Scientific, Oxford, 1979)、約20mlの体積を有する。鼻
腔は、微細な絨毛が多く、吸収表面積が大きいため、薬剤の活性を短期間で発現
させることができる。したがって、薬剤の経粘膜(transmucosal)デリバリーに関
して広範な研究がなされてきた。粘膜を介した薬剤の吸収に影響を与える因子と
しては、薬剤固有の透過率、イオン強度、流量分配係数(flow distribution coe
fficient)及び分子量等の、薬剤の物理学的及び化学的特性、担体の輸送、プロ
テアーゼによる分解、ならびに鼻粘膜の生理学的な状態が挙げられる。事実、鼻
粘膜は、薬剤が、経口投与時の体内での薬剤の利用の大きな障害である、肝臓で
の代謝を回避しうる直接的な吸収経路である。ゆえに、経鼻粘膜経路は、薬剤の
体内での利用を有意に向上できる点で経口経路に比して利点を有する。
【0007】 高分子量のペプチドまたはタンパク質の経鼻粘膜デリバリーは、ペプチドまた
はタンパク質が鼻粘膜をよく通過できないため、静脈内注射に比べて吸収効率が
低い。ペプチドの吸収を改善する吸収促進剤が示唆されてきた。示唆された吸収
促進剤の例としては、界面活性剤(Hirai et al, Int. J. Pharm. 9, 165-169, 1
981)、アシルカルニチン、コリンエステル、α−シクロデキストリン、キレート
化剤(Lee, In: Delivery Systems for Peptide Drugs, Plenum, New York, pp.
87-104, 1986)がある。しかしながら、これらの吸収促進剤は、配合時の薬剤の
安定性を下げたり、または鼻粘膜を刺激するもととなるため、実用化が難しい。
【0008】 薬剤の経鼻粘膜デリバリーに関して、多くの研究結果が特許に開示される。
【0009】 欧州特許第23,359号および第122,023号は、ペプチド薬剤の粉末
製剤が鼻粘膜を介してデリバリーされる可能性を公開する。米国特許第4,25
0,163号には、薬剤の経鼻粘膜デリバリーを促進するために粉末形態のペプ
チド薬剤と混合される粘膜吸収性物質が開示される。欧州特許第123,831
号は、鼻粘膜を介したステロイドの投与に関するものである。ドイツ特許第2,
620,446号には、インシュリンの経鼻粘膜デリバリーに有効である体内吸
収促進剤が記載される。
【0010】 PCT/GB/86/00721号には、鼻粘膜を介してデリバリーされうる
ミクロスフェア中への薬剤の配合技術が開示される。しかしながら、この配合技
術は、特定の薬剤にのみ適用できる。
【0011】 特開昭58−189118号公報には、シクロデキストリンがペプチドの経鼻
粘膜デリバリーに利用される。特開昭59−89619号公報には、経鼻粘膜デ
リバリーの中性吸収促進剤として、エーテル性界面活性剤、例えば、ポリオキシ
エチレンラウリルエーテルが開示される。しかしながら、これらの界面活性剤は
、鼻粘膜を損傷するため、臨床での使用には適さない。
【0012】 特開昭61−118325号公報には、カルシトニンの経鼻粘膜デリバリーに
使用される塩基性または中性のアミノ酸が記載される。特開昭63−39822
号公報では、ショ糖脂肪酸エステルが薬剤の経鼻粘膜デリバリー用の吸収促進剤
として使用される。しかしながら、これらの吸収促進剤はまた、粘膜に毒性があ
る。
【0013】 ほとんどがペプチド薬剤の一様の放出に基づく、上記引用特許により、薬剤を
連続的に放出できるが、粘膜を介して投与されるペプチドまたはタンパク質薬剤
が短期間で分解するという問題を解決できない。これらの公知の技術は、ペプチ
ド薬剤の経鼻粘膜デリバリーに適用するには困難がある。
【0014】 合成高分子への製薬上活性のあるタンパク質または分子の接合は、インビボ(i
n vivo)またはインビトロ(in vitro)に適用される際に多くの利点を提供する。
高分子に共有結合すると、生理学的に活性のある分子は、表面特性および溶解性
が変化する。例えば、水または有機溶剤での溶解性が増加する。さらに、高分子
の存在は、接合したペプチドをインビボ(in vivo)でより安定にし、さらに、腸
管システム、腎臓、脾臓および/または肝臓によるクリアランスを減少する。ゆ
えに、ペプチドへのポリマーの接合により、溶液でのペプチドの安定性を非常に
改善でき、さらにペプチドの固有の表面特性を効果的に保護して、非特異的なタ
ンパク質の吸着を防止できる。
【0015】 米国特許第4,179,337号には、ペプチドまたはポリペプチドの生物学
的な活性を維持する一方、抗原性及び抗免疫性が抑制された、ペプチドまたはポ
リペプチドと500〜20,000の分子量を有するポリエチレングリコール(
以後、「PEG」とする)または水溶性ポリマーとの接合体が開示される。米国
特許第4,301,144号には、ヘモグロビンが、PEGまたは水溶性ポリマ
ーと結合すると酸素分子を運搬する能力が増加することが記載される。
【0016】 様々なタンパク質が、PEGと接合すると、半減期の延長及び血漿中での免疫
原性の抑制を示すことが報告される(Abuchowski et al., Cancer Biochem. Biop
hys., 7, 175-186, 1984)。ウリカーゼ−PEG接合体は、インビボ(in vivo)で
の半減期が増加し、尿酸の代謝中の副作用の抑制を示すことが示される(Davis e
t al., Lancet, 2, 281-283, 1981)。
【0017】 前記特許から明らかなように、PEGの接合によって、生物学的に活性のある
ペプチドまたはタンパク質は、インビボ(in vivo)での半減期及び溶解性を増加
させ、免疫反応を抑制することができる。
【0018】 非常にしばしば、ポリペプチドへのPEGの接合は、活性化されたPEGをポ
リペプチドのアミノ酸残基に反応させることによって達成される。リジン残基及
びN−末端がこの目的に使用されるのに適する。PEGの活性化に関しては、P
EGの一方の水酸基をメチルエーテル基に置換し、他方の水酸基を求電子性の官
能基に結合させる(Abuchowski, A. and Davis, F.F. (1981), in Enzymes as Dr
ugs (Holsenberg, J. and Roberts, J., eds))。活性化されたポリマーの例とし
ては、アミド結合を有する、PEG−N−ヒドロキシスクシンイミド−活性化エ
ステル類、アルキル結合を有する、PEG−エポキシド類及びPEG−トレシレ
ート(tresylate)、ウレタン結合を有する、PEG−カルボニルイミダゾール及
びPEG−ニトロフェニルカーボネート類(nitrophenyl carbonates)、N−末端
にシッフ塩基を有する、PEG−アルデヒドが挙げられる。
【0019】 ポリペプチド配列では、リジン残基はランダムに位置するので、PEGが非特
異的にポリペプチドに結合する。均一なPEG−ペプチド接合体を得るために、
PEGを、システイン残基、オリゴ糖、水酸基、アルギニン基等のターゲット部
位に結合するという試みがなされてきた。
【0020】 ポリペプチドのシステイン基に特異的に反応することができるPEG誘導体の
例としては、PEG−ビニルスルホン(vinyl sulphone)、PEG−ヨードアセト
アミド(iodoacetamide)、PEG−マレイミド、及びPEG−オルソピリジルジ
スルフィド(orthopyridyl disulfide)が挙げられ、マレイミドを含むPEGが最
も好ましい。PEG−ビニルスルホンは水溶液中での安定性の点で最良であり、
また、PEG−オルソピリジルジスルフィドは、ジスルフィド結合の存在により
インビボ(in vivo)で可逆的に分解されうる。これらの誘導体の利点をもつペプ
チドとしては、インターロイキン−3及びインターロイキン−2がある。
【0021】 ポリペプチドのオリゴ糖に特異的に反応性を有するPEG誘導体としては、ア
ルデヒド含有化合物と反応して比較的安定なヒドロゾン(hydrozone)結合を形成
できる、PEG−ヒドリジド(hydrizide)がある。糖タンパク質の糖部位へのP
EG−ヒドリジドの特異的な結合という利点がある。
【0022】 PEG−イソシアネート類は、ポリペプチドの水酸基と特異的に反応する。P
EGをポリペプチドのアルギニン残基に接合するために、グアニジノ基に非常に
反応性のある、フェニルグリオキサールを含むPEG誘導体が使用される。
【0023】 上述したように、ペプチド単独の経鼻粘膜デリバリー(nasal transmucosal de
livery)は、ペプチドが肝臓での代謝を受けないため、経口投与に比べて有意に
吸収効率を改善するが、内因性の酵素によって分解されるのでペプチドの生物学
的利用能に劣る。
【0024】 前記及び他の欠点を克服するために、我々、本発明者らは、難溶性の、生物学
的に活性のあるポリペプチドが活性化された生体適合性ポリマーと接合されてな
る、経鼻粘膜デリバリー用薬剤組成物を開発した。本発明は、ポリマー−ペプチ
ド接合体を鼻腔を介して投与すると、水溶性が向上し、プロテアーゼによる分解
から保護され、これにより薬剤組成物の医療上の活性をインビボ(in vivo)で長
期間維持できることを確認した。
【0025】 発明の要旨 本発明の目的は、経鼻粘膜デリバリーに使用するのに適する生物学的に活性の
あるペプチド−ポリマー接合体を提供することである。
【0026】 本発明のさらなる目的及び利点は、以下により明らかになるであろう。
【0027】 本発明は、活性化された生体適合性ポリマーと接合されてなる、難溶性の、生
物学的に活性のあるポリペプチドを含む、経鼻粘膜デリバリー用薬剤組成物を提
供するものである。
【0028】 本発明のさらなる態様は、以下により明らかになるであろう。
【0029】 図面の簡単な説明 図1は、sCT及びPEG−sCTを単離するサイズ排除クロマトグラフィー
の結果を示すものであり、この際、Aは、トリ−PEG−sCTであり;Bは、
ジ−PEG−sCTであり;Cは、モノ−PEG−sCTであり;Dは、sCT
である。
【0030】 図2は、PEGがカルシトニンのN−末端、Lys18またはLys11と接合す
るモノ−PEG−sCTの生成へのpHの効果を示すものであり、この際、●は
、モノ−PEG−sCT(N−末端接合体)であり;□は、モノ−PEG−sC
T(Lys18−接合体)であり;△は、モノ−PEG−sCT(Lys11−接合
体)である。
【0031】 図3は、PEGがカルシトニンのN−末端、Lys18またはLys11と接合す
るモノ−PEG−sCTの生成へのカルシトニン:sCTのモル比の効果を示す
ものであり、この際、●は、モノ−PEG−sCT(N−末端接合体)であり;
□は、モノ−PEG−sCT(Lys18−接合体)であり;△は、モノ−PEG
−sCT(Lys11−接合体)である。
【0032】 図4は、PEGがカルシトニンのN−末端、Lys18またはLys11と接合す
るモノ−PEG−sCTの生成へのカルシトニン:sCTの反応時間の効果を示
すものであり、この際、●は、モノ−PEG−sCT(N−末端接合体)であり
;□は、モノ−PEG−sCT(Lys18−接合体)であり;△は、モノ−PE
G−sCT(Lys11−接合体)である。
【0033】 図5は、hPTH及びPEG−hPTH(1−34)を単離するサイズ排除ク
ロマトグラフィーの結果を示すものであり、この際、Aは、トリ−PEG−hP
TH(1−34)であり;Bは、ジ−PEG−hPTH(1−34)であり;C
は、モノ−PEG−hPTH(1−34)であり;Dは、hPTH(1−34)
である。
【0034】 図6は、sCT及びPEG−sCT接合体を鼻腔を介して投与する際の血中カ
ルシトニン濃度の減少効果を示すものであり、この際、Aは、sCTであり;B
は、モノ−PEG5000−sCTであり;Cは、モノ−PEG2000−sC
Tであり;Dは、モノ−PEG12000−sCTである。
【0035】 図7は、単離されたモノ−PEG−sCT異性体のカルシウム減少効果を示す
ものであり、この際、●は、モノ−PEG−sCT(N−末端接合体、M1)で
あり;■は、モノ−PEG−sCT(Lys18−接合体、M2)であり;◆は、
モノ−PEG−sCT(Lys11接合体、M3)であり;△は、sCTであり;
□は、単離されないモノ−PEG−sCT異性体である。
【0036】 好ましい実施態様の詳細な説明 本明細書中に使用される「生体適合性ポリマー」は、水に溶解する自然発生す
るまたは合成化合物を意味する。例えば、以下に制限されるものではないが、生
体適合性ポリマーとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル(PPG)、ポリオキシエチレン(POE)、ポリトリメチレングリコール、
ポリ乳酸及びその誘導体、ポリアクリル酸及びこれらの誘導体、ポリアミノ酸、
ポリビニルアルコール類、ポリウレタン、ポリホスファゼン、ポリ(L−リジン
)、ポリアルキレンオキシド(PAO)、ならびに多糖、デキストラン等の水溶
性ポリマー、ならびにポリビニルアルコール及びポリアクリルアミド等の非免疫
原性ポリマーが挙げられる。
【0037】 約200〜20,000、好ましくは500〜12,000の分子量を有する
ポリマーが、本発明において使用される。
【0038】 本発明は、活性化されたポリマーを生物学的に活性のあるペプチドに結合する
ことによって調製できる、経鼻粘膜デリバリー用のペプチド−ポリマー接合体を
提供するものである。この際、ペプチド及びポリマー間の結合は、共有結合また
は親油性結合若しくは疎水性結合等の非共有結合であってもよい。
【0039】 本発明のペプチド−ポリマー接合体を調製するにあたって、活性化されたポリ
マーに対するポリペプチドのモル比は、約1:1〜1:10、好ましくは1:1
〜1:7である。加えて、1〜3個の活性化されたポリマーを1個のポリペプチ
ド分子に接合してもよい。ペプチド−モノポリマー接合体は、最も有効な薬理活
性を発揮する。特に、カルシトニン−PEG接合体の場合には、PEGを、カル
シトニンのN−末端および/またはLys18および/またはLys11に接合して
もよい。得られたカルシトニン−PEG接合体のうち、PEG1分子がカルシト
ニン1分子に接合するカルシトニン−(モノ)PEG接合体は、最も高いカルシ
ウム減少効果を発揮する。PEGがN−末端またはLys18に接合する接合体異
性体は、PEGがLys11に接合する接合体異性体に比べてより一様でかつ有効
なカルシウム減少活性を示す。反応溶液のpHが5、6または7で、80%以上
のPEGがカルシトニンのN−末端に接合する。他方で、pH8以上では、PE
Gは、Lys11及びLys18にますます接合していく。これに対して、反応時間
及びモル比の変化は異性体の割合に影響を与えることができない。
【0040】 本発明におけるペプチド−活性化ポリマーの結合反応は、数分〜12時間、0
〜25℃の反応温度で、6〜9のpHの、0.1M リン酸緩衝溶液中で行なわ
れる。
【0041】 ポリマーの活性化方法は、下記段階;ポリマーをモノエトキシ−ポリ(エチレ
ングリコール、mPEG)[monoethoxy-poly(ethylene glycol), mPEG]等のポリ
アルキレンオキシド(以下、「PAO」と称する)に調製し;さらに、PAOの
他の部分を反応性を有する反応基に変換する段階から構成される。活性化された
ポリマーは、リジンのε−アミン基と反応することによってペプチド−ポリマー
接合体を形成する。リジンのアミン基に加えて、ペプチド内のカルボキシル基、
活性化されたカルボニル基、酸化された糖及びメルカプト基が、接合部分として
使用できる。
【0042】 本発明者らは、ペプチド−ポリマー接合体を鼻腔を介してラットに投与した後
の時間によるペプチドの血中濃度を測定した。これにより、本発明者らは、経鼻
粘膜デリバリーによるペプチドは、生体内でより良好な安定性を有し、長期間生
物学的な活性を維持することを確認した。
【0043】 本発明のペプチドは、特定の治療剤に限定されず、生物学的な活性を有するす
べての物質に適用できる。特に、カルシトニン、副甲状腺ホルモン(以下、「P
TH」と称する)、インシュリン、合成エンケファリン、成長ホルモン放出ペプ
チド(以下、「GHRP」と称する)、黄体ホルモン放出ホルモン(以下、「L
HRH」と称する)及びその誘導体、視床下部の分泌物質、カルシトニン遺伝子
関連ペプチド(以下、「CGRP」と称する)ならびに甲状腺刺激ホルモンなら
びに胸腺液性因子(以下、「THF」と称する)を使用することが望ましい。
【0044】 カルシトニンは、32個のアミノ酸から構成される1本鎖ペプチドであり、N
−末端で環を形成し、C−末端にプロリンアミド(proline amide)基を有する。
カルシトニンは、破骨細胞に直接作用することによって骨吸収を阻害し、過カル
シウム症(hypercalciumia)、パジェット病、骨吸収による痛みおよび骨粗鬆症の
治療に使用される。カルシトニンは、サケ、ウナギ、ヒト、ブタ等で生産され、
サケ及びウナギのカルシトニンが最良の効果を有する。
【0045】 副甲状腺ホルモン(PTH)は、84個のアミノ酸から構成されるペプチドホ
ルモンであり、副甲状腺から分泌される。副甲状腺細胞はカルシウム濃度の認識
部位を有するので、カルシトニン濃度がより低くなるとPTHの分泌が増加し、
カルシトニン濃度がより高くなるとPTHの分泌が減少する。PTHは、小腸で
食物から摂取されたカルシウムの吸収を増加させ、カルシウムを骨から血液に輸
送し、最終的に血中のカルシウム濃度を増加させる。PTHの主要な活性部位は
副腎皮質である。PTHは、副腎皮質の膜に結合して、cAMP、IP3(イノ
シトール3リン酸(inositol triphosphate))及びDAG(ジアシルグリセロー
ル)の生産を向上する。
【0046】 インシュリンは、A鎖及びB鎖からなるペプチドである。21個のアミノ酸で
なるA鎖及び30個のアミノ酸でなるB鎖は、1対のジスルフィド結合によって
連結される。ジスルフィド結合は、A鎖の6番目のアミノ酸とB鎖の11番目の
アミノ酸との間に存在する。血糖値が高まると、インシュリンは即座に脾臓から
排出される。次に、糖は、インシュリンによってグリコーゲンの形態で貯蔵され
るまたは脂肪若しくはタンパク質の合成用のエネルギー源として使用される。加
えて、インシュリンは、カルシウムのホメオスタシスにおいて重要な役割を果た
す。インシュリンが高濃度に存在すると、細胞外部から細胞内部へのカルシウム
の取り込みが高まり、過カルシウム症(hypercalciumia)が誘導される。
【0047】 エンケファリンは、アヘンと似た作用を示すペンタペプチド(pentapeptide)で
ある。エンケファリンは、Try−Gly−Gly−Pheに結合するC−末端
に従ってメチオニンエンケファリン及びロイシンエンケファリンに分類される。
エンケファリンは、鎮痛性の神経線維(analgesic nerve fiber)の末端からのP
物質の放出を防止することによって痛みが脳に伝達されるのを阻害する。
【0048】 成長ホルモン放出ペプチド(GHRP)は、ヘプタ及びヘキサの形態で存在し
、成長ホルモンの放出に影響を与える。GHRPの成長ホルモン放出効果は、投
与量に関連し、思春期までは増加し、その以降は減少する。
【0049】 GHRP−6は、His−Asp−Try−Ala−Try−Asp−Lys
−NH2の構造を有するヘキサペプチド(hexapeptide)であり、5.5〜6.0の
pHの、酢酸緩衝液(acetate buffer)中で非常に安定である。経口投与の場合に
は、GHRP−6の生物学的利用能は0.3%であり、吸収半減期は15分であ
り、消失半減期(elimination half life)は60分である。GHRP−6は、視
床下部及び脳下垂体の受容体を介して成長ホルモンを選択的に分泌する。
【0050】 黄体ホルモン放出ホルモン(LH−RH)は、視床下部のペプチドであり、L
H及び卵胞刺激ホルモンの放出を刺激する。LH−RHは、ターゲットとなる細
胞表面上の受容体に結合することによって脳及び多くの末梢器官の機能を調節す
る。LH−RHは、Pyro−Glu−His−Trp−Ser−Tyr−Gl
y−Leu−Arg−Pro−Gly−NH2のデカペプチド(decapeptide)構
造を有し、腎臓の尿管で分解される。例えば、LHRH誘導体としては、ナファ
レリン(nafarelin)、ブセシリン(busecilin)、ジリデキシン(zilidexin)等が挙
げられる。
【0051】 本発明のペプチド−ポリマー接合体を含む経鼻粘膜デリバリー用薬剤組成物は
、適合な形態に配合でき、外用適用を目的とする医薬品としてのスプレー(spray
)によって主に投与されうる。
【0052】 スプレーの調製では、ペプチド−ポリマー接合体を溶剤に溶解、または懸濁し
、薬液を低粘性の噴霧剤(spraying agent)と共に特定の噴射装置(バルブ)を備
えた容器に充填する。ここでは、薬液は、圧力を利用したスモッグ(smog)のタイ
プでスプレーされる。容器の材質には、すずめっきをした鉄(tinned iron)及び
アルミニウム等の金属が使用される。
【0053】 必要であれば、容器の内面を防虫塗料(moth-proofing painting)で塗布する。
内容積が100ml以下の場合には、ガラスまたは合成樹脂製の容器が可能であ
る。噴霧剤(spraying agent)は、通常、圧縮空気及び不燃性の液化ガスである、
フレオン(フレオン 11(freon 11)、CC13F;フレオン 12(freon 12)、
CC12F;フレオン 114(freon 114)、C2124)を使用する。
【0054】 本発明のペプチド−ポリマー接合体を含む薬剤組成物の投与量は、0.1μg
〜10mg/kg/日であり、ペプチドの種類及び患者の症状によって広範囲に
変更できる。
【0055】 実施例 本発明の実際の及び現在好ましい実施態様を、下記実施例に示されるように詳
細に説明する。
【0056】 しかしながら、当該分野における通常の知識を有するものは、この開示を考慮
して、本発明の精神及び概念に含まれるような修飾及び改良をしてもよいと解さ
れる。
【0057】 実施例1:PEG−sCTの調製 <1−1> PEG5000−sCTの調製 Abuchowski (Abuchowski et al, Cancer Biochem. Biophys., 7, 175-86, 198
4)の方法に従って、モノメトキシ−ポリ(エチレングリコール)を、PEGの1
個の水酸基を保護するように、PEG(MW 5000)から調製した。ホスゲ
ン及びN−ヒドロキシスクシンイミドをこれに添加して、スクシニル−N−ヒド
ロキシスクシンイミドエステル(succinyl-N-hydroxysuccinimide ester)(以後
、「SS−PEG」と称する)の形態で活性化した。活性化されたSS−PEG 4.38mgを、リン酸緩衝溶液(pH8.0)に溶解して、0.2mlのサ
ケのカルシトニン(以後、「sCT」と称する)(Novabiochem, LA Jolla, CA,
USA)(5mg/ml、0.1M リン酸緩衝溶液、pH8.0)を添加し、周
囲温度で30分間、撹拌した。0.1Mのグリシンを添加して反応を停止した。
未反応のカルシトニン及びPEGを、リン酸緩衝生理食塩水(phosphate buffere
d saline)(以後、「PBS」と称する、pH7.4)を用いた分析によって除
去し、PEG5000−sCTを得た。
【0058】 <1−2> PEG12000−sCTの製造 PEG(MW 12000)をスクシンイミジルスクシネート(succinimidyl
succinate)で活性化し、活性化されたSS−PEG 9.2mgを用いて、PE
G12000−sCTを調製した。全ての過程は、実施例<1−1>に記載され
るのと同様にして行なった。
【0059】 <1−3> PEG2000−sCTの製造 PEG(MW 2000)をスクシンイミジルスクシネート(succinimidyl su
ccinate)で活性化し、活性化されたSS−PEG 2mgを用いて、PEG20
00−sCTを調製した。全ての過程は、実施例<1−1>に記載されるのと同
様にして行なった。
【0060】 実施例2:PEG−sCTの単離 実施例<1−1>〜<1−3>で調製されたPEG−sCT接合体を、0.4
ml/分の流速でPBS(pH7.0)を溶出液として用いてサイズ排除カラム
(スーパーHR 12/30(Super HR 12/30), Pharmacia LKB, Sweden)によっ
て単離した(図1)。分子サイズに従った時間差としてカラムから単離されたペ
プチドを、蛍光分光計(Hitachi, Japan)を用いて各ピークに単離した。各々分離
された画分を、セントリコン−10(Centricon-10)(Amicon, USA)を用いて濃縮
し、冷蔵庫で貯蔵した。
【0061】 図1は、蛍光分光計で測定された各ピークの蛍光強度を表わし、各ピークはサ
イズ排除カラムから溶出されたものである。
【0062】 図1に示さるように、3分子のPEGが1分子のカルシトニンと接合して、最
も大きな分子サイズを有するトリ−PEG−sCTが、最初にカラムから溶出さ
れ、カラムに試料を注入してから30分以内に収集された。トリ−PEG−sC
Tの後に、ジ−PEG−sCT及びモノ−PEG−sCTが順番に単離された。
【0063】 さらに、PEGと接合したカルシトニン分子は最も小さな分子サイズを有して
いたので、最後にカラムから溶出し、流出時間は40分以上かかった。この時点
で、カラムから溶出された各ピークの蛍光強度を、カラムに直接連結された蛍光
分光計で測定し、各ピークを集めた。
【0064】 実施例3:様々なpH、モル比及び反応時間によるPEG−sCTの調製 <3−1> pHによるPEG−sCTの調製 pHが5〜9の、0.1M リン酸緩衝溶液 88.2μlに、それぞれ、6
.8μlのカルシトニン(10mg/ml)及び5μlのSS−PEG(60m
g/ml)を添加し、周囲温度で30分間、撹拌した。1Mのグリシン 5μl
を添加することによって、カルシトニン及びSS−PEGの反応を中止した。未
反応のカルシトニン及びPEGを、PBS(pH7.4)を用いた透析によって
除去した。
【0065】 <3−2> SS−PEG/カルシトニンのモル比によるPEG−sCTの調
製 6.8μlのカルシトニン(10mg/ml)に、10μlのSS−PEG溶
液を添加して、1:1、1:2、1:3、1:5及び1:10のモル比のカルシ
トニン及びSS−PEGの混合物を得、これらの5種の混合物に78.2μlの
PBS(pH8.0)を加えた。これらから、PEG−sCTを、実施例<3−
1>におけるのと同様の方法で調製した。
【0066】 <3−3> 反応時間によるPEG−sCTの調製 6.8μlのカルシトニン(10mg/ml)に、10μlのSS−PEG溶
液を添加して、1:3のモル比のカルシトニン及びSS−PEGの混合物を得た
後、この混合物に78.2μlのPBS(pH8.0)を加えることによって、
5個の同じ反応溶液を調製した。5個のこの溶液を、攪拌しながら5、10、2
0、30、60分間、室温で反応させて、実施例<3−1>に示されるのと同様
にしてPEG−sCTを調製した。
【0067】 実施例4:モノ−PEG−カルシトニン異性体の単離 サイズ排除カラムを用いて、実施例<3−1>〜<3−3>で調製されたPE
G−sCT接合体を、トリ−PEG−sCT、ジ−PEG−sCT及びモノ−P
EG−sCTに分離した。この分離は、実施例2と同様にして行なわれた。
【0068】 得られたモノ−PEG−sCTを、逆相高速液体クロマトグラフィー(HPL
C)によって3種の異性体に分けた。この際、100RP−8(4.0×125
mm、5μM、Merck)をカラムとして使用し、ペンタフルオロプロピオン酸(p
entafluoropropionic acid)(PFPA)を含むアセトニトリルの直線的な濃度
勾配(linear gradient)を移動相(mobile phase)として使用した。濃度勾配条件
は、36〜42%の溶媒B(0.1% PFPAが添加されたアセトニトリル)
及び64〜58%の溶媒A(0.1% PFPAが添加された蒸溜水)を用いて
変化させた。定量測定は、UV吸収計(UV absorption meter)(215nm)ま
たは蛍光吸収計(fluorescent absorption meter)(励起280nm、発光315
nm)を用いて行なった。
【0069】 アミノ酸分析から、このようにして分離された3種のモノ−PEG−sCT異
性体は、それぞれ、カルシトニンのN−末端、Lys18及びLys11に接合した
PEGを含むものであると同定されたことが示された。加えて、反応液のpHが
5、6または7であると、80%以上のPEGがN−末端に選択的に接合するこ
とが見出された。pHが8以上では、PEGは、図2に示されるように、Lys 11 及びLys18にますます接合していった。しかしながら、図3及び4に示され
るように、反応時間及びモル比を変えても異性体の割合に差異はなかった。
【0070】 実施例5:PEG−PTH(1−34)の調製および単離 <5−1> PEG5000−PTH(1−34)の調製及び単離 50μlのSS−PEG5000(23mg/0.20ml、MW 5,00
0、0.1M PBS、pH7.0)に、50μlのPTH溶液(2.4mg/
0.15ml、0.1M PBS、pH7.0)を添加して、5:1のモル比の
SS−PEG5000:PTHを含む混合物を得た。この混合物を振盪しながら
周囲温度で30分間、反応させた。30分間反応させた後、過剰量の0.1M
グリシン溶液を添加して、反応を止めた。未反応の副甲状腺ホルモン及びPEG
を、PBSを用いた透析によって除去して、PEG5000−PTH(1−34
)を得た。
【0071】 このように調製されたPEG5000−PTH(1−34)接合体を、HPL
Cシステム及びスーパーデックス(superdex)を用いたサイズ排除クロマトグラフ
ィーによって精製した。ここでは、PBS(pH7.0)を、0.8ml/分の
流速で展開溶媒として使用した。溶出された画分は、UV吸光度を測定するまで
4℃で貯蔵された。図5に示されるように、UV吸光度は215nmで測定し、
蛍光の励起及び発光波長は、280〜315nmの範囲に固定した。
【0072】 <5−2> PEG2000−PTH(1−34)の調製及び単離 SS−PEG2000を2mgの量で使用した以外は、実施例<5−1>と同
様にして、PEG2000−PTH(1−34)接合体を調製、単離した。
【0073】 実施例6:PEG−GHRPの調製および単離 <6−1> PEG5000−GHRP−6の調製及び単離 50μlのSS−PEG(23mg/0.20ml、MW 5,000、0.
1M PBS、pH7.0)に、50μlのGHRP−6溶液(0.6mg/0
.15ml、0.1M PBS、pH7.0)を添加して、5:1のモル比のS
S−PEG:GHRP−6を含む混合物を得た。実施例<5−1>に示されるの
と同様にして、PEG−GHRP−6を調製し、さらに単離、精製した。単離さ
れたモノ−PEG−GHRP−6は、即座に凍結乾燥機で凍結乾燥された。
【0074】 <6−2> PEG2000−GHRP−6の調製及び単離 PEG2000を使用する以外は、実施例<6−1>に示されるのと同様の、
PEG2000:GHRP−6接合体。
【0075】 実験例7:PEG−LHRHの調製および単離 <7−1> PEG5000−LHRHの調製及び単離 50μlのSS−PEG(23mg/0.20ml、MW 5,000、0.
1M PBS、pH7.0)に、50μlのLHRH溶液(0.5mg/0.1
ml、0.1M PBS、pH7.0)を添加して、1:5のモル比のLHRH
:SS−PEGを含む混合物を得た。実施例<5−1>に示されるのと同様にし
て、PEG−LHRHを調製し、さらに単離、精製した。
【0076】 <7−2> PEG2000−LHRHの調製及び単離 PEG2000を使用する以外は、実施例<7−1>に示されるのと同様にし
て、PEG2000−LHRH接合体を調製し、さらに単離、精製した。
【0077】 実施例8:PEG5000−トリプトレリン(triptorelin)の調製および単離 LHRHの代わりに、LHRH誘導体である、トリプトレリン(triptorelin)
を使用する以外は、実施例<7−1>に示されるのと同様にして、PEG500
0−トリプトレリン接合体を調製し、単離、精製した。
【0078】 実施例9:PEG5000−オルンタイド(orntide)の調製および単離 LHRHの代わりに、LHRHアゴニストである、オルンタイド(orntide)を
使用する以外は、実施例<7−1>に示されるのと同様にして、PEG5000
−オルンタイド接合体を調製し、単離、精製した。
【0079】 実験例1:sCT及びPEG−sCTのカルシウム減少効果の比較 SD(Spraugue Dawley)のオスのラット(220〜300g、Charles River J
apan, Atsugi, Japan)を、45mg/kgのペプトバルビタール(peptobarbita
l)を腹腔内に投与することによって麻酔下においた。気管支及び食道に、PE−
250管をおよび大腿動脈にSP−45管をカニュレーション(cannulation)し
た。20μlのプラシーボ及び実験薬剤を、ハミルトンシリンジ(Hamilton syri
nge)でラットの鼻腔に投与した。プラシーボには生理食塩水を使用し、実験薬剤
には実施例2から調製されたPEG5000−sCT、PEG12000−sC
T、PEG2000−sCT及びsCTを使用した。サケのカルシトニンを、ラ
ット1匹当たり0.05〜4.5IUの量で投与し、ラットを4群に分けた。プ
ラシーボ及び実験薬剤を投与する前、投与してから5、10、30、60、12
0、240、480及び360分後に200μlの血液を採取し、すぐに遠心し
て、100μlの血漿を得た。血漿中のカルシウム濃度を、カルシウムアッセイ
キット(calcium assay kit)(Sigma, USA)を用いて測定し、投与前のカルシウム
濃度を100として、カルシウム残存率を算出した。血漿中の測定されたカルシ
ウム濃度の単位は、mg/dlであり、残存率は、初期値に対する比率(%)と
して算出された。
【0080】 残存率を各時間に従って算出した後、曲線下面積(area-under the curve)(A
UC)を、実験群当たりの各時間での残存率の平均値について算出した。カルシ
ウム濃度の減少率を数式1によって算出し、結果を表1(図6)に表わした。
【0081】
【数1】
【0082】 ただし、AUCCa-placは、プラシーボを投与してから960分までのAUC
であり、およびAUCCa-sCTは、カルシトニン及び実験薬剤を投与してから96
0分までのAUCであった。
【0083】
【表1】
【0084】 表1に示されるように、PEGを用いずに接合したカルシトニンのカルシウム
濃度は、経鼻粘膜により投与してから1時間減少したが、2時間に元の濃度に回
復した。しかしながら、PEGと接合されたカルシトニンを投与した際には、カ
ルシトニン減少効果は、経鼻粘膜により投与してから4時間〜8時間、現れた。
加えて、カルシウム減少効果は、PEGの分子サイズに従って有意に変化した。
【0085】 すなわち、5,000以下の分子量の場合では、カルシウム減少効果は同様に
維持されたが、12,000の場合では、カルシウム減少効果は十分でなかった
。この結果は、PEG分子量がより増加するほど、経鼻粘膜による体内への吸収
度合いはより減少したことによるものであった。その結果、より低分子量のPE
Gと接合したカルシトニンは、PEGを用いずに接合されたカルシトニンに比べ
てより良好なカルシトニン減少効果を有しており、そのカルシウム減少効果は長
期間維持された。
【0086】 したがって、本発明のPEG接合体を用いた経鼻粘膜デリバリーは、カルシト
ニンの使用量及び薬剤の副作用を減少できた。
【0087】 実験例2:モノ−PEG−sCT異性体のカルシウム減少効果の比較 実施例4から調製されたモノ−PEG−sCT異性体のカルシウム減少効果を
、実施例1に記載されるのと同様にして測定した(図7)。
【0088】 図7の結果に示されるように、N−末端及びLys18でPEGと接合した異性
体は、Lys11でPEGと接合した異性体に比べてより良好な一様かつ有効なカ
ルシウム減少効果を表わした。加えて、単離されないモノ−PEG−sCTの場
合では、N−末端異性体より低いカルシウム減少効果を有するLys18異性体に
より、sCTまたはLys11異性体に比してかなりの減少効果が示された。
【0089】 実施例10:PEG2000−GLP−1(グルカゴン様ペプチド)の調製お
よび単離 PEG(MW 2000)をスクシンイミジルスクシネート(succinimidyl su
ccinate)で活性化し、活性化されたSS−PEG 2mgを用いて、PEG20
00−GLP−1を調製した。全ての過程は、実施例<1−1>に記載されるの
と同様にして行なった。加えて、PEG2000−GLP−1を、実施例<5−
1>に記載されるのと同様にして単離、精製した。
【0090】 産業上の利用可能性 本発明の経鼻粘膜デリバリー用のペプチド−ポリマー接合体からなる薬剤組成
物は、水に難溶性である、ペプチドの水溶性を増加させ、プロテアーゼによる分
解から保護することによって安定性を改善し、その結果、薬剤の投与回数を減ら
して薬剤の乱用によって誘導される副作用を抑制する。
【0091】 加えて、本発明の経鼻粘膜デリバリー用のペプチド−ポリマー接合体からなる
薬剤組成物は鼻腔を介してデリバリーされるので、薬剤の活性を短期間で発現す
ることができ、生物学的利用能を改善する。
【0092】 当該分野における通常の知識を有するものは、前記説明に開示された概念及び
特定の実施態様は本発明の同様の目的を行なうために他の実施態様を修飾するま
たは設計するための基礎として容易に利用されると考えるであろう。当該分野に
おける通常の知識を有するものはまた、このような等価な実施態様は添付の特許
請求の範囲に記載されるような本発明の精神及び概念を逸脱しないものと考える
であろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、sCT及びPEG−sCTを単離するサイズ排除クロマトグラフィー
の結果を示すものであり、この際、Aは、トリ−PEG−sCTであり;Bは、
ジ−PEG−sCTであり;Cは、モノ−PEG−sCTであり;Dは、sCT
である。
【図2】 図2は、PEGがカルシトニンのN−末端、Lys18またはLys11と接合す
るモノ−PEG−sCTの生成へのpHの効果を示すものであり、この際、●は
、モノ−PEG−sCT(N−末端接合体)であり;□は、モノ−PEG−sC
T(Lys18−接合体)であり;△は、モノ−PEG−sCT(Lys11接合体
)である。
【図3】 図3は、PEGがカルシトニンのN−末端、Lys18またはLys11と接合す
るモノ−PEG−sCTの生成へのカルシトニン:sCTのモル比の効果を示す
ものであり、この際、●は、モノ−PEG−sCT(N−末端接合体)であり;
□は、モノ−PEG−sCT(Lys18−接合体)であり;△は、モノ−PEG
−sCT(Lys11接合体)である。
【図4】 図4は、PEGがカルシトニンのN−末端、Lys18またはLys11と接合す
るモノ−PEG−sCTの生成へのカルシトニン:sCTの反応時間の効果を示
すものであり、この際、●は、モノ−PEG−sCT(N−末端接合体)であり
;□は、モノ−PEG−sCT(Lys18−接合体)であり;△は、モノ−PE
G−sCT(Lys11接合体)である。
【図5】 図5は、hPTH及びPEG−hPTH(1−34)を単離するサイズ排除ク
ロマトグラフィーの結果を示すものであり、この際、Aは、トリ−PEG−hP
TH(1−34)であり;Bは、ジ−PEG−hPTH(1−34)であり;C
は、モノ−PEG−hPTH(1−34)であり;Dは、hPTH(1−34)
である。
【図6】 図6は、sCT及びPEG−sCT接合体を鼻腔を介して投与する際の血中カ
ルシトニン濃度の減少効果を示すものであり、この際、Aは、sCTであり;B
は、モノ−PEG5000−sCTであり;Cは、モノ−PEG2000−sC
Tであり;Dは、モノ−PEG12000−sCTである。
【図7】 図7は、単離されたモノ−PEG−sCT異性体のカルシウム減少効果を示す
ものであり、この際、●は、モノ−PEG−sCT(N−末端接合体、M1)で
あり;■は、モノ−PEG−sCT(Lys18−接合体、M2)であり;◆は、
モノ−PEG−sCT(Lys11接合体、M3)であり;△は、sCTであり;
□は、単離されないモノ−PEG−sCT異性体である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61K 47/36 A61K 37/24 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KZ,LC,LK,LR,LS,LT ,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW, MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,S D,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR ,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN,YU, ZA,ZW (72)発明者 リー,カング,チューン 大韓民国,ソウル 135−010,カングナム −ク,ナンヒエオン−ドン 86−12 Fターム(参考) 4C076 AA11 AA16 AA93 BB25 CC30 EE06 EE09 EE17 EE20 EE30 EE59 FF15 FF63 FF67 FF68 4C084 AA03 AA30 DB01 DB09 DB31 DB32 DB34 MA05 MA16 MA21 MA59 NA03 NA06 NA10

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生物学的に活性のあるペプチドが活性のある生体適合性ポリ
    マーと接合されてなる経鼻粘膜デリバリー用薬剤組成物。
  2. 【請求項2】 ペプチドは、カルシトニン、副甲状腺ホルモン(PTH)、
    インシュリン、合成エンケファリン、成長ホルモン放出ペプチド(GHRP)、
    黄体ホルモン放出ホルモン(LHRH)及びその誘導体、視床下部の分泌物質、
    カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)、甲状腺刺激ホルモン、ならびに
    胸腺液性因子(THF)よりなる群から選択される、請求項1に記載の経鼻粘膜
    デリバリー用薬剤組成物。
  3. 【請求項3】 生体適合性ポリマーは、200〜20,000の分子量を有
    する、請求項1に記載の経鼻粘膜デリバリー用薬剤組成物。
  4. 【請求項4】 生体適合性ポリマーは、500〜12,000の分子量を有
    する、請求項1に記載の経鼻粘膜デリバリー用薬剤組成物。
  5. 【請求項5】 生体適合性ポリマーは、ポリエチレングリコール、ポリプロ
    ピレングリコール(PPG)、ポリオキシエチレン(POE)、ポリトリメチレ
    ングリコール、ポリ乳酸及びその誘導体、ポリアクリル酸及びこれらの誘導体、
    ポリアミノ酸、ポリビニルアルコール類、ポリウレタン、ポリホスファゼン、ポ
    リ(L−リジン)、ポリアルキレンオキシド(PAO)、ならびに多糖、デキス
    トラン等の水溶性ポリマー、ならびにポリビニルアルコール及びポリアクリルア
    ミド等の非免疫原性ポリマーよりなる群から選択される一種である、請求項1に
    記載の経鼻粘膜デリバリー用薬剤組成物。
  6. 【請求項6】 ペプチド及び活性のある生体適合性ポリマーのモル比は、1
    :1〜1:7である、請求項1に記載の経鼻粘膜デリバリー用薬剤組成物。
  7. 【請求項7】 ペプチド及び活性のある生体適合性ポリマーの反応pHは、
    5.0〜8.0である、請求項1に記載の経鼻粘膜デリバリー用薬剤組成物。
  8. 【請求項8】 1分子のペプチドに1〜3分子の活性のある生体適合性ポリ
    マーが接合する、請求項1に記載の経鼻粘膜デリバリー用薬剤組成物。
  9. 【請求項9】 1分子のカルシトニンに1〜3分子のPEGが接合する、請
    求項8に記載の経鼻粘膜デリバリー用薬剤組成物。
  10. 【請求項10】 PEGは、カルシトニンのN−末端、Lys18またはLy
    11で接合する、請求項9に記載の経鼻粘膜デリバリー用薬剤組成物。
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