JP3818852B2

JP3818852B2 - 肺への薬物送達

Info

Publication number: JP3818852B2
Application number: JP2000589163A
Authority: JP
Inventors: モーディ，パンカジュ
Original assignee: Generex Pharmaceuticals Inc
Current assignee: Generex Pharmaceuticals Inc
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2019-12-16
Also published as: AU759051B2; ES2274651T3; CA2353847C; WO2000037052A1; EP1143931A1; DK1143931T3; PT1143931E; AU1851900A; US6294153B1; JP2002532537A; MXPA01006377A; DE69933472T2; DE69933472D1; NZ512272A; CA2353847A1; EP1143931B1; ATE341309T1

Description

【０００２】
【発明の分野】
本発明は、ペプチド薬物、ワクチン、ホルモンなどの大分子(高分子)の薬剤を投与するための送達システムの改良に関する。特に、本発明は、口腔又は肺に適用される薬剤であって、エアロゾル手段によって口の中に投与される薬剤に関する。
【０００３】
【発明の背景】
大分子量蛋白質の注射法に代わる手段として、患者に優しく、侵襲(invasive)することなく、経済的に実行可能な薬物送達技術の研究が長年にわたって行われている。初期の頃は、エレクトロポレーションによる経皮送達を行なうものもあったが、大分子を、皮膚を通じて運ぶシステムについて技術的困難さがあることから、その殆んどが断念されている。
経口送達は、明らかに望ましい投与形態といえるもので、これまでにも成功したものが幾つかある。しかしながら、主な障害として、胃腸管内で蛋白質が分解及び変性する問題がある。正しい量の薬物を血流に送り込むことを再現するのは、最新の担体技術(carrier technology)でも困難である。肺は、肺胞(alveoli)の表面積が非常に大きく、小分子と大分子を両方とも吸収することができ、しかも微粒子担体及び空気中にあるその他の好ましくない毒素を同時に取り除くことができる利点がある。抗体を含む大蛋白質は、肺胞を通じて循環器系に直接吸収されるか、又はリンパ系を通じて吸収されるが、後者の方がより頻繁である。薬物は、吸収された後、血流中に放出される。分子量が５０キロダルトンを超える蛋白質は、開発中のもの及び市場において、あらゆるバイオテクノロジー製品を多数含んでおり、これら蛋白質は肺を経てうまく送達されている。
【０００４】
従来の定量インヘラー(定量噴霧式吸入器；Metered-dose Inhalers(ＭＤＩ))は、主として喘息に対して使用されており、薬剤は肺の上枝部に送達される。小分子の薬物が、深肺部を通り、肺胞の中へ送達できるようにしたことは、薬物送達における最も有意的な技術発展の一つであった。従来の定量インヘラーは、調製物と噴射剤の比に応じて、薬剤の０〜８０％を送達する。
【０００５】
薬物送達技術の改善は、現在のアメリカ市場における多くの薬剤に対して、大きなインパクトを与えることになるであろう。非注射方式による作用の急速な発現の機会は、非常に大きい。痛みを処理する状況、例えば、突出痛(breakthrough pain)、外科手術後、片頭痛、外傷／救急治療室などは、莫大な機会を表している。これら薬物の送達の要請に応え得る新製品は、患者に対しては優しい機構を提供し、医師に対しては治療改善による全ての疾患の改善及び投薬遵守(compliance)の改善をもたらすためのツール、並びに、費用のかかる入院の回避又は入院日数の低減をもたらすためのツールを同時に提供するものであることが必要である。
【０００６】
この明細書において、「…を含む(comprising、comprise)」なる語は、記載された特徴、整数、ステップ又は構成要素を特定するために用いられているが、１又は２以上のその他の特徴、整数、ステップ、構成要素又はそのグループの存在又は追加を排除するものではない。
【０００７】
【発明の要旨】
ある種のミセル調製物の浸透及び吸収は、ミセル調製物を噴射剤と混合することにより、特に、定量インヘラー(ＭＤＩ)等のエアロゾル器具を通じて投与される(口腔粘膜へ適用される)ときに改善されることを見いだしたものである。そのような噴射剤として、例えばテトラフルオロエタン、ヘプタフルオロエタン、ジメチルフルオロプロパン、テトラフルオロプロパン、ブタン、イソブタン、ジメチルエーテル、その他の非ＣＦＣ及びＣＦＣ噴射剤が挙げられる。
定量インヘラーは、多くの種類の薬物について、薬物送達の一般的な形態である。本発明の新規な調製物及び添加剤を用いることにより、ＭＤＩ用調製物の品質(吸収に関するもの)、安定性及び性能を改善することができる。調製物は、血漿中で治療レベルの量に達することができるようにその成分が調節され、特に、ポアへの浸透性が向上し、かつ薬物の吸収が促進されるように調節される。適当な調製物に変更があっても、また投与技術に変更があっても、調製物は、鼻腔或いは口腔を通じて、深肺部へ送達されることができる。
【０００８】
加圧式インヘラー(pressurized inhalers)は、広い投与範囲と、所定の投与効率をもたらす。この局所送達では、投与量の９５％以上が目的領域に達する。加圧式インヘラーの粒子サイズが小さいほど(４〜１５ミクロン)、より広範囲に肺腔内へいきわたるため、投薬効果は高められる。このように広くいきわたると、インスリンのような薬物をより多く吸収するように作用する。さらに、これらの器具は自己収納式であるので、汚染の可能性は回避される。
【０００９】
本発明は、エアロゾル薬剤調製物を提供するもので、該調製物は、i) 蛋白質性薬剤、ii) 水、iii) フェノール及びメチルフェノールからなる群から選択され、濃度が調製物全体の１〜１０wt./wt.％であるフェノール化合物、iv) Ｃ１−Ｃ２ジアルキルエーテル、ブタン、フルオロカーボン噴射剤、水素含有フルオロカーボン噴射剤、クロロフルオロカーボン噴射剤、水素含有クロロフルオロカーボン噴射剤及びその混合物からなる群から選択される噴射剤を含み、所望により、v) 塩、抗酸化剤、着色剤、着香剤、プロテアーゼ阻害剤、安定剤、グリセリン、ポリグリセリン、リシン、ポリリジン及びその混合物からなる群から選択される少なくとも１種の添加剤を含んでいる。
【００１０】
一実施例において、蛋白質性薬剤はミセル形態である。
他の実施例において、蛋白質性薬剤(例えば、インスリン)対噴射剤の比は、５：９５乃至２５：７５である。
さらなる実施例において、メチルフェノールはｍ−クレゾールである。
【００１１】
さらなる実施例において、噴射剤は、テトラフルオロエタン、テトラフルオロプロパン、ジメチルフルオロプロパン、ヘプタフルオロプロパン、ジメチルエーテル、ｎ−ブタン及びイソブタンからなる群から選択される。
【００１２】
さらに他の実施例において、エアロゾル薬剤調製物は、エアロゾルディスペンサーに入れられることが望ましい。
【００１３】
本発明はまた、本発明のエアロゾル薬剤調製物が入れられた定量エアロゾルディスペンサーを提供する。
【００１４】
本発明はまた、定量スプレー器具を用いて、所定量のエアロゾル薬剤組成物を口の中へスプレーすることにより、本発明のエアロゾル薬剤組成物を投与する方法を提供する。
【００１５】
本発明はまた、定量スプレーディスペンサーから、吸入されることなく、所定量のエアロゾル薬剤組成物を口の中へスプレーすることにより、ヒトの口腔内に蛋白質性薬剤を投与する方法を提供するもので、前記エアロゾル薬剤調製物は、i) 蛋白質性薬剤、ii) 水、iii) フェノール及びメチルフェノールからなる群から選択され、濃度が調製物全体の１〜１０wt./wt.％であるフェノール化合物、v) Ｃ１−Ｃ２ジアルキルエーテル、ブタン、フルオロカーボン噴射剤、水素含有フルオロカーボン噴射剤、クロロフルオロカーボン噴射剤、水素含有クロロフルオロカーボン噴射剤及びその混合物からなる群から選択される噴射剤を含み、所望により、iv) 塩、抗酸化剤、着色剤、着香剤、プロテアーゼ阻害剤、安定剤、グリセリン、ポリグリセリン、リシン、ポリリジン及びその混合物からなる群から選択される少なくとも１種の添加剤を含んでいる。
【００１６】
【望ましい実施例の詳細な説明】
本発明は、巨大分子(高分子)の薬剤を、特に、口又は肺の膜を経て送達するための改良された方法を提供するものである。薬剤とは、例えば、蛋白質、ペプチド、ホルモン、ワクチン及び薬物等を広範囲に含むものである。巨大分子薬剤の分子量は、１０００以上、特に１０００〜２００００００の範囲にあることが望ましい。
【００１７】
例えば、望ましい薬剤として、インスリン、ヘパリン、低分子量ヘパリン、ヒルログ、ヒルゲン、ヒルジン、インターフェロン、インターロイキン、サイトカイン、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、イムノグロビン、化学療法剤、ワクチン、糖蛋白、細菌性トキソイド、ホルモン、カルシトニン、インスリン様成長因子(ＩＧＦ)、グルカゴン様ペプチド(ＧＬＰ−１)、大分子抗生物質、蛋白質基の血栓溶解化合物、血小板阻害剤、ＤＮＡ、ＲＮＡ、遺伝子治療剤、アンチセンスオリゴヌクレオチド、オピオイド、麻酔剤、催眠剤、ステロイド及び鎮痛剤、例えば非ステロイド抗炎症性薬物が挙げられる。
【００１８】
薬剤の濃度は、疾患の治療又は予防に効果があって、また、動物又はヒトの生理学的状態を調節するのに十分な量であればよいことは、理解されるであろう。投与される薬剤の濃度又は量は、薬剤に決められているパラメータと、例えば、鼻、肺等への投与方法に依存する。例えば、鼻へ投与される調製物では、鼻孔の刺激は炎症を回避するために、成分によってはかなり低い濃度を要求される傾向がある。鼻へ投与される適当な調製物の場合、経口用調製物を１０〜１００倍に希釈することが望ましい場合もある。
【００１９】
本発明の組成物における生理学的活性ペプチド又は蛋白質の量は、一般的には、投与されるペプチド又は蛋白質が生理学的活性(治療的血漿レベル)を作り出すのに有効な薬剤及び薬物の量である。どんな活性物質も生物学的利用能が１００％になることはあり得ず、投与された活性薬物が完全に吸収されるものでないことを考慮すると、所望の投与量より若干多くの量を含めることが望ましい。
投与形態が、スプレー(エアロゾル)等のように同一の容器から繰り返して分配される場合、投与単位量は、所望の投与量より若干多くなるように調整することが推奨される。投与量は、ヒト、家畜等の温血動物の種(species)、及びそれらの体重によって異なることは理解されるべきである。
【００２０】
本発明の組成物は、その調製方法を使用することにより、超微細なミセル(１〜１０ｎｍ以下)として調製されるのが望ましい。アトマイザー又はエアロゾルスプレー装置(定量インヘラー又はネブライザー)を用いることにより、粒子サイズを、鼻腔又は肺腔から効果的な吸収を行なうのに十分に小さくすることができ、これにより、薬物は、吸収がうまく行われ、特定の部位まで到達できる。本発明者らの経験では、様々な蛋白質が、ＭＤＩ噴射剤に長い間曝露された後でさえ、その生物学的活性を保持することを示した。
【００２１】
インスリンを含有するその他組成物についても、組成物は、胃腸管のチャンネルを開く作用を有する少なくとも一種の無機塩を含んでもよく、インスリンを放出するために追加の刺激を与えることもできる。無機塩の例として、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩及び亜鉛塩などを挙げることができ、特に、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛及び炭酸水素ナトリウムを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００２２】
当該分野の専門家であれば、多くの薬学的組成物について、薬学的活性成分の分解と酸化を防止するために、少なくとも一種の抗酸化剤を加えてもよいことは理解されるであろう。当該分野の専門家であれば、着色剤、着香剤、及びその他の化合物でも治療的作用をもたらさない量であれば、調製物の中に含まれてもよいことは理解されるであろう。代表的な着香剤として、メントール、その他の果実香料を挙げることができる。
【００２３】
抗酸化剤は、トコフェロール、デテルオキシムメシレート(deteroxime mesylate)、メチルパラベン、エチルパラベン、アスコルビン酸及びその混合物からなる群から選択される。望ましい抗酸化剤はトコフェロールである。
【００２４】
望ましい実施例において、蛋白質分解酵素の作用による薬剤の分解を抑えるため、少なくとも一種のプロテアーゼ阻害剤が調製物に加えられる。公知のプロテアーゼ抑制剤について、最も有効なのは、濃度が調製物の１〜３wt./wt.％のときである。
【００２５】
有効なプロテアーゼ阻害剤の例として、バシトラシン、大豆トリプシン、アプロチニン及び、例えばバシトラシンメチレンジサリシレートなどのバシトラシン誘導体を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの中でバシトラシンが、濃度１.５〜２wt./wt.％で用いられるときに、最も有効である。大豆トリプシンとアプロチニンの２つは、調製物の約１〜２wt./wt.％の濃度で使用される。
【００２６】
フェノール化合物は主として、保存剤及び、インスリンのような薬剤を安定させるための複合剤(complexing agents)として作用する。フェノール化合物は、安定剤や保存剤としての作用の他に防腐剤としても作用し、さらに、吸収を助ける。メチルフェノールは、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール又はｐ−クレゾールであってよいが、ｍ−クレゾールが望ましい。
【００２７】
エアロゾル薬剤調製物は、蛋白質性剤、水、フェノール化合物及び添加剤を激しく混合することによって調製され、ミセル状調製物が生成される。
【００２８】
薬剤調製物の生成後、該調製物は、加圧可能な容器に充填される。容器は、定量インヘラー又はアプリケータ等の定量式ディスペンサーと共に使用するのに適したバイアル(vial)が望ましい。次にバイアルに噴射剤が充填される。噴射剤がバイアルに導入されるとき、バイアル内に大きな乱流(turbulence)が起こり、噴射剤と薬剤調製物は混合される。グリセリン又はポリグリセリンを含む調製物の中には、保存中に分離しない傾向を有するものがある。他の調製物は分離する。使用者の多くは、バイアルを使用前に習慣的に振るけれども、エアロゾル調製物の場合、実質的に均質であるから使用前にバイアルを振る必要がない。しかしながら、薬剤調製物の「ショット」毎の分配量が、第１回目から最終回まで確実に同じになるようにするには、バイアルを振ることが推奨される。薬剤を肺に送達するには、容器からエアロゾルスプレーが放出されるとき、使用者は深く息を吸う必要がある。息を吸わない場合、薬剤は口腔に送達される。選択された方法は、薬剤調製物の種類、エアロゾル中の濃度、要求される吸収速度などの多くの要因に依存する。
【００２９】
定量ディスペンサーを用いることによる具体的な利点は、調製物をかなり正確な投与量で供給できることであり、例えば、１ユニットのインスリン投与範囲内で、注入物の滴定が可能である。調製物の液滴サイズについては、液滴が頬粘膜に浸透できるように、また深肺部の表面にまで到達できるようにするために、１〜５μｍであることが望ましい。したがって、本発明は、糖尿病治療用のインスリンのような蛋白質性薬剤の送達に適している。
【００３０】
加圧式ディスペンサーは、投与される範囲が広く、所定の投薬効率をもたらす。この送達方式では、投与量の９５％以上が目的領域に達する。加圧式インヘラーを用いると小さな粒子サイズ(１〜５μｍ)が得られるので、肺腔内部に行き渡る範囲が広く、投薬効果は高められる。このように、インスリンのような薬剤が行き渡る範囲が広いと、薬剤はより多く吸収されることができる。さらに、これらの器具自体は自己収納式であるので、潜在汚染は回避される。
【００３１】
調製物の口腔への投与は、調製物を口の中にスプレーすることによって行われ、実質的な吸入はないので、液滴は、肺の中へ引き込まれることなく、口の中に残る。
【００３２】
本発明の利点は、薬剤としてインスリンを用いた以下の実験によって明らかにされる。なお、本発明は以下の実験に限定されるものではない。
【００３３】
実験１
活性(２７.５〜２８.３ユニット／ｍｇ)に応じて、１ｍＬ当たり２００ユニット、４００ユニット、又は６００ユニットを作るのに適量のインスリン粉末を、、化学天秤で正確に計量した。攪拌器付きガラスビーカに粉末を入れた。蒸留水を加えて、溶液を低速で攪拌した。インスリン粉末が完全に溶解するまで、この溶液に５ＭＨＣｌ(ｐＨ２)溶液を加えた。この溶液を、ｐＨが７〜８になるまで５ＭＮａＯＨ溶液を滴下して中和した。溶液は、低速で撹拌し続けた。この溶液に、グリセリン又はポリグリセリンを添加した(１０〜２０ｍｇ／ｍＬ)。グリセリン又はポリグリセリンを添加するのは、吸収を更に促進し、深肺部に送達するために滴下サイズをより小さく１〜５ミクロン以内にするためである。溶液をさらに３０分間攪拌し、１０℃又は室温で保存した。これによって、インスリンを含有する溶液(２００Ｕ、４００Ｕ、又は６００Ｕ／ｍＬ)が得られた。これらの混合物に、１５ｍｇのフェノール及び１５ｍｇのｍ−クレゾールを水に溶かしたものを添加した。これは、調製物を安定化させ、細菌増殖から保護して、咽頭口腔部、気管、肺及び口腔からの吸収をさらに高めるためである。
【００３４】
インスリンの溶液(Ｕ２００、又はＵ４００、又はＵ６００／ｍＬ)をピペットで採取し、外側がプラスチックの保護ライナーでコーティングされたガラスバイアルの中に移した(１ｍＬ／バイアル)。次に、Pamasol(商標名)２００８の半自動式ガス充填装置を用いて、非ＣＦＣテトラフルオロエタン１３４ａをバイアルに充填した。噴射剤(ＨＦＡ１３４ａ)の量は、バイアルの弁を通じて作動させたとき、正確な量のインスリン(操作１回につき、２又は４又は６ユニット)が送達されるように、９ｍＬのショットサイズに調節された。弁は、１回の操作で１００μＬ(２又は４又は６ユニットのインスリンが含まれる)が噴霧されるように設計されている。
【００３５】
空気力学的な粒子サイズは、８ステージのＵＳＰアンダーソンのカスケードインパクター・マークII(商標名)により求めた。マルチステージのカスケード・インパクターは、メタノールで洗浄し、３０℃で空気乾燥した。グラスファイバーフィルターを収集プレートに載置した。シールを適当な位置に配置し、アクチュエータをインパクターのマウスピースに取り付けて、ＵＳＰの導入ポート及びジェットステージの上で組み立てた。真空ポンプを接続し、空気流量を毎分２８.３リットルに設定した。バイアルは、使用前に１０秒間振り動かし、２回の操作の後廃棄する。ショットの送達は、アクチュエータをマウスピースの中に投入し、２５回繰り返すことによって行なった。１０ｍＬ中に０.６ｍｇ／ｍＬのＥＤＴＡを含有するｐＨ８.７の水でマウスピース洗って、沈着したインスリンを集めた。フィルターを注意深く取り除き、シンチレーションバイアルの中に入れ、１５分間超音波処理を施した。次に、インスリンの量をＲＰ−ＨＰＬＣを用いて分析した。結果を表１(Ｕ４００；１回の操作で４ユニット)及び表２に示している。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【表２】

【００３８】
結論：粒子サイズは、約３μｍであると決定された。ステージ０〜２ではインスリンの沈着は全くなかった。これは、大部分の粒子が約６μｍより小さいことを意味する。これを分析すると、液滴サイズは一般に４ミクロンより小さいため、深肺部に沈着が起こることを示している。
【００３９】
さらに、ショットサイズの精度を判定するために、特別に設計されたガラス製ティール管(thiel tubes)にショットを放ち、サンプル収集前と後に、管の重さを測定した。
【００４０】
操作１回につき４ユニットの場合(ショットサイズ精度の判定)(Ｕ４００)について、その結果を表３に示す。
【００４１】
【表３】

【００４２】
操作１回につき６ユニットの場合(ショットサイズ精度の判定)(Ｕ６００)について、その結果を表４に示す。
【００４３】
【表４】

【００４４】
結論：分析結果では、弁を通じて送達されたショットサイズが均一であることを示している。
【００４５】
投与されたインスリンの送達量 ( 操作１回当たりのユニット )( ＨＰＬＣ分析 )：
バイアルは、使用前に１０秒間振り動かし、２回の操作の後廃棄する。ショットの送達は、アクチュエータをマウスピースの中に投入し、２５回繰り返すことによって行なった。１０ｍＬ中に０.６ｍｇ／ｍＬのＥＤＴＡを含有するｐＨ８.７の水でマウスピースを洗って、沈積したインスリンを集めた。フィルターを注意深く取り除き、シンチレーションバイアルの中に入れ、１５分間超音波処理を施した。次に、インスリンの量をＲＰ−ＨＰＬＣを用いて分析した。この手順を、操作１回につき４ユニットと６ユニットの調製物について繰り返した。
【００４６】
投与されたインスリンの送達量 ( 操作１回当たりのユニット )( ＨＰＬＣ分析 )：
操作１回につき２ユニットの場合の結果を表５、操作１回につき４ユニットの場合の結果を表６、操作１回につき６ユニットの場合の結果を表７に示す。
【００４７】
【表５】

【００４８】
【表６】

【００４９】
【表７】

【００５０】
結論：分析結果では、弁を通じて送達された、操作１回当たりの投与量は均一であることを示している。
【００５１】
臨床結果
１５人の健康な人に対し、３日間、次のとおりインスリンを投与した。
１日目：２ユニットを５パフ(合計１０ユニット)
２日目：４ユニットを５パフ(合計２０ユニット)
３日目：６ユニットを５パフ(合計３０ユニット)
【００５２】
血漿インスリン値の測定は、最初の９０分間は１５分毎に、その後の２時間は３０分ごとに行なった。その結果を表８に示す。単位は、ｐｍｏｌ／Ｌである。
【００５３】
【表８】

【００５４】
これらのデータを参照すると、インスリンは、肺及び咽頭口腔部を通じて、良く吸収されていることがわかる。

Claims

口腔又は肺に投与されるエアロゾル薬剤調製物であって、i) ミセル形態の蛋白質性薬剤、ii) 水、iii) フェノール及びメチルフェノールからなる群から選択され、濃度が調製物全体の１〜１０wt./wt.％であるフェノール化合物、iv) Ｃ１−Ｃ２ジアルキルエーテル、ブタン、フルオロカーボン噴射剤、水素含有フルオロカーボン噴射剤、クロロフルオロカーボン噴射剤、水素含有クロロフルオロカーボン噴射剤及びその混合物からなる群から選択される噴射剤、を含んでいるエアロゾル薬剤調製物。
塩、抗酸化剤、着色剤、着香剤、プロテアーゼ阻害剤、安定剤、グリセリン、ポリグリセリン、リシン、ポリリジン及びその混合物からなる群から選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含んでいる請求項１に記載のエアロゾル薬剤調製物。
蛋白質性薬剤対噴射剤の比は、５：９５乃至２５：７５である請求項１又は２に記載のエアロゾル薬剤調製物。
メチルフェノールはｍ−クレゾールである請求項１乃至３の何れかに記載のエアロゾル薬剤調製物。
噴射剤は、テトラフルオロエタン、テトラフルオロプロパン、ジメチルフルオロプロパン、ヘプタフルオロプロパン、ジメチルエーテル、ｎ−ブタン及びイソブタンからなる群から選択される請求項１乃至４の何れかに記載のエアロゾル薬剤調製物。
蛋白質性薬剤はインスリンである請求項１乃至５の何れかに記載のエアロゾル薬剤調製物。
請求項１乃至６の何れかに記載のエアロゾル薬剤組成物が入れられた定量エアロゾルディスペンサー。