JP3751633B2 - 因子viiiの酸素低減水溶液 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は低減された酸素濃度を有する水溶液中の凝固因子VIIIを含む最終医薬品に関するものである。この方法において、因子VIII活性は貯蔵中に意外に高度に保持され得る。因子VIII活性は最終医薬品がさらに不活性ガスおよび/または抗酸化剤を含む場合に、長期間にわたって保持され得る。本発明はまた水溶液の酸素濃度を低減するための方法および不活性ガス雰囲気下で溶液を貯蔵することにより水溶液中の因子VIIIの安定性を向上させる方法に関するものである。本発明により2ないし10℃の温度および6.5ないし8.5の溶液のpHで少なくとも6ケ月間貯蔵後因子VIIIの初期活性の少なくとも50%を保持することができる。
発明の背景
たんぱく質の安定性は一般に製薬産業における課題である。それはしばしば凍結乾燥のような種々の乾燥方法においてたんぱく質を乾燥させることにより解決されていた。たんぱく質はその後乾燥された形状において分配かつ貯蔵されていた。乾燥または凍結乾燥前の溶液、乾燥された材料および再組成された製品は乾燥工程において、ならびに貯蔵中または取扱い中に活性の実質的な損失を回避するために、すべて安定にすべきである。凍結乾燥方法はコストが高くかつ時間を消費する工程であり、それはこの工程が、大量生産品を製造するとき、回避され得るならば大きな利点である。そのうえ、患者は使用前に溶媒中で乾燥たんぱく質を必ず再組成しなければならず、それは患者にとつて不都合である。
血友病は数世紀にわたつて知られた遺伝病であるが、それは種々の形状、すなわち血友病A、血友病Bおよび血友病C間で区別することが可能となつたのは単に最近30年以内である。血友病Aは最も頻繁に生じる形状である。それは10000人の生誕男性に関して1人または2人の発病率で男性が冒される。その病気は血漿中に通常存在するたんぱく質である生物学的に活性の凝固因子VIII(抗血友病因子)の非常に減少されたレベルまたは不存在により生じる。血友病Aの臨床的兆候は強い出血傾向がありかつ因子VIII濃縮物による治療が導入され、それらの患者の平均年齢は20才以下であった。血漿から得られた因子VIIIの濃縮物は約30年にわたって利用可能であった。これは血友病患者の治療の状況をかなり改善しかつそれらに通常の寿命で生きる可能性を付与した。
治療因子VIII濃縮物はこれまで血漿の分別により製造された。しかしながら、例えばジエイ・ギツツシヤア氏等著、1984年、ネイチヤー、第312巻、第330頁乃至第37頁(J Gitschier et al, Nature 312,p.330-37,1984)およびヨーロッパ特許第160457号明細書に報告されたような組み換えDNA技術を使用して細胞培養中で因子VIIIを製造する有効な方法がある。
ヒト血漿から得られた因子VIII濃縮物は幾つかの断片にされた完全に活性の因子VIII形状を含有している(アンダーソン氏等著、1986年5月、米国国内化学学会会報、第83巻、第2979頁乃至第2983頁「Andersson et al.Proc,Natl.acad.Sci.USA,Vol.83,p.2979-83,May 1986」)。最小の活性形状は170kDaの分子量を有しかつ金属イオンブリツジによりともに保持される90kDaおよび80kDaの2つの鎖からなっている。ここでヨーロッパ特許第197901号明細書を引用する。カビ・フアーマシアは治療因子VIII濃縮物中の170kDa血漿因子VIII形状に対応する組み換え因子VIII製品を開発した。切断された組み換え因子VIII分子はr−VIIISQと呼ばれかつ有限通路で漿液なしの媒体中での細胞培養方法においてチャイニーズハムスター卵巣(CHO)により製造されている。
r−VIIISQの比活性は約15000IUVIII:C/mgたんぱく質である。
組み換え因子VIIISQは典型的な血友病の治療に必要とされる。投与量は血漿因子VIII濃縮物の投与量と同様である。
組み換え因子VIII製品の構造および生化学的特徴はチブテッチ、1991年、第9巻および1991年、血液学、第63巻、第155頁乃至第165頁においてカウフマン(Kaufman in Tibtech, Vol.9,1991 and Hematology, 63, p.155-65,1991)により記載された。r−VIIISQの構造および生化学的特徴は国際特許出願公開第WO91/09122号に記載されている。
血漿から分別された因子VIIIは通常水により再組成されるべき凍結乾燥粉末として販売されている。
低量のたんぱく質を有する調合剤は精製中、殺菌製造中、包装中および投与中に一般に活性を緩和する。この問題は通常活性たんぱく質の損失をかなり低減するヒトアルブミンの添加により解決される。ヒトアルブミン断片は精製、殺菌製造および凍結乾燥中に一般的な安定剤として作用する(1988年、パレンテラル・サイエンス・アンド・テクニック・ジャーナル、第42巻、第12S号、補遺、ワング等による論評参照「review by Wang et al., J.of Parenteral Sci. and Tech.Vol.42, Number 2S,supplement.1988」)。因子VIIIの安定化のためのアルブミンの使用は公知でありかつ市場で非常に高度に純化された因子VIII製品に現在使用されてるいる。
しかしながら、組み換えDNA技術により製造された治療たんぱく質にヒトアルブミンを添加することを回避することが望ましい。加えて、調合賦形剤としてのヒトアルブミンの使用はしばしばたんぱく質の特徴の多くの最も強力かつ敏感な分析方法の使用を制限する。
幾つかの解決策が種々のたんぱく質の安定化のために提案された。かくして、ヨーロッパ特許第35204号明細書(カッター)はポリオールの存在においてたんぱく質組成物に熱的安定性を付与する方法を開示している。そのうえ、国際特許出願公開第WO−A−89/09614号公報(ジエネンテツク)はグリシン、マニトールを含むヒト成長ホルモンの安定化調合剤を開示しかつ緩衝剤が開示されそして好適な実施例においてポリソルベート80のごとき非イオン表面活性剤が添加されている。非イオン表面活性剤は凝集および変性を低減するために添加される。その調合剤は凍結乾燥調合時および再組成時に安定性を増加させる。また、米国特許第4783441号明細書(フツクスト)はインシュリンのごときたんぱく質と表面活性物質とからなる水溶液を開示している。
ヨーロッパ特許第77870号明細書(グリーン・クロス)は因子VIIIを含有する溶液の安定性を改善するためにアミノ酸、単糖類、オリゴ糖または砂糖アルコールまたは炭化水素カルボキシル酸の添加を開示している。ヨーロッパ特許第117064号明細書(グリーン・クロス)は熱処理中の安定性を増加するために因子VIIIの水溶液に砂糖アルコールまたは二糖類を添加することを開示している。
国際特許出願公開第WO−A−91/10439号公報(オクタフアルマ)は二糖類、好ましくはサツカロースおよび1つまたはそれ以上のアミノ酸を含む因子VIIIまたは因子IXの安定した注入可能な溶液を開示しておりそしてヨーロッパ特許第314095号明細書(ローラー)は異なるイオン強度を有する因子VIIIの安定した調合剤を開示している。
米国特許第4727027号明細書(ダイアモンド・サイエンテイフツク)に記載の発明は、活性の損失を最小にするために、血液または血液成分から得られた生物学的に活性のたんぱく質を含有する水性組成物の光化学的除染方法に関するものである。該方法は組成物に少なくとも1つのフロクマリンを添加し、得られた組成物を紫外線(UV)で照射することからなっている。照射前に、水性組成物の酸素濃度は変性を禁止するために低減され得る。これは、例えば、酸素腐蝕動物の添加、アルブミンおよび/または酵素系の添加および/または不活性ガスでの洗い流しにより達成され得る。因子VIIIを含有する溶液は6時間までアスコルビン酸塩とともにまたはそれなしでアルゴンにより洗い流された。米国特許第4727027号明細書は長時間についての溶液の貯蔵、ならびにかかる貯蔵中の因子VIIIについての低減された酸素濃度の考え得る効果については開示していない。
ヨーロッパ特許第0212040号明細書(イムノ)に記載の発明は酸素低減環境中において乾燥物質を加熱させることによる因子VIIIのウイルス不活性化に関するものである。熱処理は安定化剤がウイルスをも保護しそれにより処理の効率を低減するので、安定化剤の不存在において実施されている。試験は30時間90℃で実施される。ヨーロッパ特許第0212040号明細書は一般に乾燥製品の不十分な安定性を克服することよりも非常に困難な問題である因子VIIIを含有する水溶液の不十分な安定性の問題については開示していない。これは化学変化のためであり、例えば加水分解およびアミド分解は乾燥状態よりも溶液において非常に著しい。
たんぱく質は物理−化学特性に関してそれぞれ異なっている。物理的に許容可能でかつ長期間安定である医薬製剤を製造するとき、たんぱく質の特性が考慮されるだけでなくまた他の性状も考慮されるべきである。後者の例は工業用製造、ならびに取扱いの容易さおよび患者に対する安全性である。これらの性状の結果は種々の調合剤を試験するとき予測することはできずそして各たんぱく質について独特の解決策がある。
たんぱく質がアルブミンの添加なしでかつ長時間の貯蔵寿命により安定した溶液として患者に調合されかつ配給され得るならば因子VIIIの使用および製造を容易にする。また患者に関してかかる溶液は最終医薬製品の取扱いを容易にする。患者はかくして再組成なしに直接最終医薬製品の含有量を注射することができる。
たんぱく質以外の薬物を含む酸素過敏化学化合物を含有する水溶液は以下のごとく酸素を除去する。すなわち、注射用水が酸素の濃度を低減するために窒素で泡立たされる。その成分が分解されそして溶液が窒素で泡立たされかつその後窒素被覆層により保持される。充填中に瓶は窒素ガスで洗い流されかつ瓶は窒素の流れにより閉止される。
しかしながら、ガスでたんぱく質溶液を泡立たせることによりたんぱく質溶液から酸素を除去することはできない。たんぱく質溶液がこのような処理を受けた場合にたんぱく質溶液は激しく泡立ちそして凝固因子VIIIのような多くのたんぱく質薬物は変性される。それゆえ、凝固因子VIIIを含有する水溶液が窒素のごとき不活性ガス下で貯蔵されるべきことは従来では決して示唆されていなかった。
発明の概要
しかしながら、凝固因子VIIIを含有する溶液はたんぱく質の変性なしに酸素が除去され得ることを見出した。かくして、非常に驚いたことに凝固因子VIIIがアルブミンなしに安定化され、そして低い酸素含量の水溶液が例えば2〜8℃で貯蔵されるとき安定であることを見出した。
かくして本発明は貯蔵中に本質的に因子VIII活性を保持するために、低減された酸素濃度を有する水溶液中に凝固因子VIIIを含む最終医薬品に関するものである。
因子VIIIは血漿因子VIIIまたは組み換え因子VIIIにすることができる。因子VIIIが組み換え型であるときその全長形状または好ましくはその欠失誘導体のいずれかにすることができる。より好ましくは、欠失誘導体は組み換え欠失誘導体FVIIISQ(r−VIIISQ)である。
因子VIII活性は10〜100000IV/ml、好ましくは50〜10000IU/mlにすることができる。
実施例において使用される因子VIIIは高度に精製され、すなわち5000IU/mgたんぱく質以上の比活性を有し、そして本発明による組成物はアルブミンの添加なしで安定化される。
酸素の濃度は水溶液を不活性ガス雰囲気の影響下に置くか、またはまず圧力を低減しかつその後不活性ガスを導入することにより低減され得る。後者の工程は好ましくは数サイクルにおいて繰り返される。この方法により溶液中の酸素含有量は、因子VIII活性の実質的な損失なしに、低いレベルに低減され得る。溶液中の酸素含有量は200ppm以下、適切には50ppm以下、好ましくは10ppm以下でかつより好ましくは2ppm以下である。使用される容器中の酸素の含有量は、好ましくは溶液を不活性ガス雰囲気の影響下に置くことにより、同一方法において低減され得る。
最終医薬品はその最終容器中で調合された薬剤に関するものである。本発明において適切な容器は例えばガラス瓶、注射器および注入装置である。
溶液は低い酸素含有量を本質的に維持するために、窒素、アルゴンまたはヘリウムのごとき不活性ガス下で適切に貯蔵される。不活性ガスは好ましくは非希不活性ガス、かつ好ましくは窒素である。
低い酸素含有量は水溶液に抗酸化物質を添加することにより実質上維持され得る。したがつて、好ましくは、溶液はさらに、グルタチオン、アセチルシステイン、メチオニン、トコフエロール、ブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソールまたはフエノール化合物のごとき少なくとも1つの抗酸化剤を含有する。抗酸化剤は好ましくは、グルタチオン、アセチルシステインおよびメチオニンからなるグループから選ばれた少なくとも1つの化合物である。EDTAおよびクエン酸のごとき複合剤はさらに因子VIIIの安定性を改善し得る。
抗酸化剤の量は使用される化合物に依存する。それゆえ、濃度または量は一般的に示すことができない。しかしながら、使用される場合に、抗酸化剤の量は薬学的に許容し得る量にすることが重要である。
溶液のpHは適切には6.5〜8.5かつ好ましくは約7である。
非イオン表面活性剤が好ましくは溶液中に存在する。非イオン表面活性剤は、もしも存在するならば、ポロキサマーのごときブロツク共重合体またはポリソルベート20またはポリソルベート80のごとき、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルから好ましくは選ばれる。
非イオン表面活性剤は、存在するならば、臨界ミセル濃度(CMC)以上の量において使用される。ワン・アンド・リー著、1974年、医療化学ジャーナル、第63巻、第136頁参照(Wan and Lee, Journal of Pharm.Sci. 63, p.136,1974)。ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルはかくして好ましくは少なくとも0.01mg/mlの量において使用される。
水溶液はさらに、好ましくは0.1M以上の量において、塩化ナトリウムまたは塩化カリウムを含有することも可能である。
因子VIIIの重いおよび軽い鎖の関係はカルシウム(または他の二価の金属イオン)の存在に依存する。ここでカルシウムは塩化カルシウム(CaCl2)として添加されたが、グルコン酸カルシウム、グルビオン酸カルシウムまたはカルシウムグルセプタートのごとき他の塩が好ましくは0.5mM以上の量において使用され得る。
水溶液は適切に1mM以上の量においてL−ヒスチジン、リシンおよび/またはアルギニンのごときアミノ酸を含有する。スクロースまたは砂糖アルコールのごとき単糖類または二糖類が添加され得る。好ましくは、溶液はL−ヒスチジンおよびスクロースを含有する。
最終医薬品は好ましくは、
i)10〜100000IU/mlの組み換え凝固因子VIII
ii)少なくとも0.01mg/mlのポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル
iii)好ましくは0.1mM以上の量において、塩化ナトリウム
iv)好ましくは0.5mM以上の量において、塩化カルシウムまたはグルコン酸カルシウムのごとき、カルシウム塩
v)好ましくは1mM以上の量において、L−ヒスチジンのごときアミノ酸
vi)単または二糖類または砂糖アルコール、好ましくはスクロースまたはマニトール
を含有する水溶液からなる。
この溶液に薬学的に許容し得る量において抗酸化剤が添加され得る。
最終医薬品はかくして使用に備えた安定した水溶液からなる。
本発明の溶液は凝固因子VIIIを水溶液と混合させるか、または凝固因子VIIIを水溶液で最終精製工程から抽出させる方法により製造され得る。水溶液は適当に、非イオン表面活性剤、抗酸化剤、L−ヒスチジン、ナトリウエム塩、カルシウム塩およびスクロースのごときアミノ酸からなるグループから選ばれた少なくとも1つの添加物を含有している。
本発明はまた溶液が不活性ガス雰囲気下で貯蔵され、それにより水溶液中において凝固因子VIIIの安定性を改善させる方法に関する。本発明はさらにそれにより2〜10℃の温度および6.5〜8.5の溶液のpHで少なくとも6ケ月間貯蔵後少なくとも50%、かつ実際には80%の初期因子VIII活性を維持することができる方法に関する。本発明を使用することにより因子VIII活性の相当な損失なしに、12ケ月かつ実際には24ケ月間水溶液中に因子VIIIを含む最終医薬品を貯蔵することができる。本方法は因子VIIIがr−VIIISQであるとき特に適用可能であり、実施例中に示したデータはr−VIIISQが5±3℃で窒素下で貯蔵されるとき少なくとも6ケ月間実質上安定していることを示す。
以下の例は本発明による窒素およびアルゴン中および比較のために空気中で処理を受けたときの種々の水溶液に関する安定性のデータを示す。本発明はこれらの例に限定されるものではない。
実験
材料および方法
組み換え因子VIII(r−VIIISQ)の製造は国際特許出願公開第WOA−91/09122号公報に示された実施例1〜3に記載されたと同様に実施された。DHFR不足CHO細胞(DG44N.Y.)がr−VIIISQ遺伝子を含有する発現ベクターおよびジヒドロ葉酸塩レダクターゼ遺伝子を含有する発現ベクターによりエレクトロポレイテッドされた。選択的な培養基についての選択に続いて生存コロニーがメトトレキセートの量を増加させる段階において成長を通して増幅された。その結果として生じたコロニーからの上清は因子VIII活性に関して個々に選別された。製造コロニーが選ばれそしてこれは特定の培養基中で血清なしの懸濁液成長に適合され、最後に大規模な発酵方法が開発された。上清は一定時間の周期後に集められかつさらに以下に説明されるごとく精製された。
浄化調節された培養基はpH調整されかつS−セフアローズFFコラムに加えられた。洗浄後、因子VIIIが5mMCaCl2を含有する塩類緩衝液により抽出された。
リガンドが因子VIIIの重い鎖に向けられる単一細胞抗体(8A4)である免疫親和性樹脂について免疫吸着が実施された。コラムに負荷する前にS−抽出物は0.3%TNBPおよび1%オクトキシノール9で処理された。
コラムは平衡され、洗浄されそして因子VIIIが0.05MCaCl2および50%エイレングリコールを含有する緩衝液により抽出された。
mAb−抽出物はQ−セフアローズFFコラム上に負荷され、抽出緩衝液により免疫親和性段階において平衡された。洗浄後、因子VIIIは0.05ML−ヒスチジン、4mMCaCl20.6MNaCl,pH6.8により抽出された。
Q抽出物がゲル濾過コラム(スーパーデツクス200p.g.)に加えられた。平衡および抽出が以下の実施例による組成物を付与する調合緩衝剤により実施された。
r−VIIISQのバルク材料が最終精製工程から収容された。因子VIIIの活性および不活性成分の濃度が適切な緩衝剤で希釈することにより調整された。溶液は次いで殺菌濾過され(0.22μm)かつ調剤され、そして溶液を低減された圧力に従わせかつその後数サイクルにおいて不活性ガスを導入することにより酸素が除去された。
凝固因子VIIIの活性が発色体基板試薬(コーテスト因子VIII、クロモゲニクス・エービー、スウェーデン国、ムルンダル)により評価された。活性化された因子X(Xa)は因子VIIIが共同因子として作用する固有の通路を介して発生される。因子Xaは次いでトロンビンによる基板の加水分解を阻止するためにトロンビン禁止剤1−2581の存在において合成発色体基板、S−2222の使用により決定される。反応は酸により停止され、そしてpNA(パラ−ニトロアニリン)の放出に比例するVIII:Cが試薬ブランクに対して450nmで測光法的に決定される。因子VIII:Cの単位はWHOにより確率された現行の国際濃度規格(IS)により定義されたような国際単位(IU)で表されている。
実施例1.空気または窒素下で貯蔵された溶液間の比較
組み換え因子VIIIが実験により説明された方法にしたがって製造された。
溶液は3つの異なる温度、それぞれ7℃、25℃および30℃で貯蔵された。
ガラス瓶中に分配された量は2mlであった。
7℃での酸素の不存在は溶液として貯蔵されたとき6ケ月後VIII:Cの許容し得る回収を付与することが実施例から明らかである。同様に25または30℃で本発明による溶液は過渡の活性損失なしに貯蔵され得る。さらに理解され得ることは、安定性が6のpHより7のpHで良好であつたということである。
実施例2.抗酸化剤およびスクロースを含有する溶液
組み換え因子VIIIが実験により説明された方法にしたがって製造された。
溶液は2つの異なる温度、それぞれ7℃、および25℃で貯蔵された。
ガラス瓶中に分配された量は2mlであった。
両溶液は7℃で6ケ月後VIII:Cの許容し得る安定性を付与した。
実施例3.グルタチオンまたはアスコルビン酸を含有し、かつ空気または窒素下で貯蔵された溶液間の比較
組み換え因子VIIIが実験により説明された方法にしたがって製造された。
溶液は25℃で貯蔵された。
ガラス瓶中に分配された量は2mlであった。
窒素下での2ケ月の貯蔵後、因子VIII活性は初期値の約80%またはそれ以上に保持された。これはグルタチオンの存在または不存在に関係ない。しかしながら、グルタチオンは、溶液がヘツドスペース中に空気により貯蔵されたとき安定性をかなり増加した。アスコルビン酸は因子VIIIの安定性を低減した。
例4.グルタチオンの存在および不存在のかつ空気またはアルゴン下で貯蔵された溶液間の比較
組み換え因子VIIIが実験により説明された方法にしたがつて製造された。
溶液は2つの異なる温度、それぞれ7℃および25℃で貯蔵された。
ガラス瓶中に分配された量は2mlであった。
アルゴン下での6ケ月の貯蔵後、因子VIII活性は25℃での貯蔵後初期値の約60%またはそれ以上に保持された。7℃での貯蔵後、対応する値は80%またはそれ以上であった。
Claims (12)
- 貯蔵中少なくとも6か月のあいだその初期活性の少なくとも50%を保持するために、200ppm以下の酸素濃度を有する水溶液中に10〜100000IU/mlの活性を有する凝固因子VIIIを含有させたことを特徴とする最終医薬品。
- さらに不活性ガスを含むことを特徴とする請求項1に記載の最終医薬品。
- 不活性ガスが窒素であることを特徴とする請求項2に記載の最終医薬品。
- 水溶液がさらに、少なくとも1つの抗酸化剤を含有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の最終医薬品。
- 抗酸化剤がグルタチオン、アセチルシステインおよびメチオニンからなるグループから選択された少なくとも1つの化合物であることを特徴とする請求項4に記載の最終医薬品。
- 凝固因子VIIIが組み換え因子VIIIの全長形状または組み換え欠失誘導体FVIIISQ(r−VIIISQ)であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の最終医薬品。
- 活性凝固因子VIII濃度が50〜10000IU/mlであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の最終医薬品。
- i)10〜100000IU/mlの組み換え凝固因子VIIIと、
ii)少なくとも0.01mg/mlのポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルと、
iii)塩化ナトリウムと、
iv)カルシウム塩と、
v)1mM以上の量のアミノ酸と、
vi)単または二糖類または砂糖アルコールと、
を含有する水溶液からなることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の最終医薬品。 - 凝固因子VIIIを水溶液と混合し、そしてまず圧力を低減しかつその後不活性ガスを導入することにより酸素濃度を低減することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の溶液の製造方法。
- 圧力を低減し、そしてその後不活性ガスを数サイクルにおいて繰り返し導入することを特徴とする請求項9に記載の溶液の製造方法。
- 水性緩衝溶液により最後の精製工程から凝固因子VIIIを抽出し、そしてまず圧力を低減しかつその後不活性ガスを導入することにより酸素濃度を低減することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の溶液の製造方法。
- 圧力を低減し、そしてその後不活性ガスを数サイクルにおいて繰り返し導入させることを特徴とする請求項11に記載の溶液の製造方法。
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