JP7003183B2 - 凍結乾燥した組換え型vwf製剤 - Google Patents
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Description
本発明は例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
(a)rVWF;(b)1種または複数種の緩衝剤;(c)1種または複数種のアミノ酸;(d)1種または複数種の安定化剤;および(e)1種または複数種の界面活性剤を含む組換え型von Willebrand因子(rVWF)の安定な凍結乾燥医薬製剤であって;
該rVWFは:
a)配列番号3に記載のアミノ酸配列;
b)a)の生物活性アナログ、フラグメントまたは変異体;
c)配列番号1に記載のポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチド;
d)c)の生物活性アナログ、フラグメントまたは変異体;および
e)中程度にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で配列番号1に記載の該ポリヌクレオチドとハイブリダイズするポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチド;
からなる群から選択されるポリペプチドを含み、
該緩衝液は約0.1mM~約500mMの範囲のpH緩衝剤から構成され、該pHは約2.0~約12.0の範囲であり;
該アミノ酸は約1~約500mMの濃度であり;
該安定化剤は約0.1~約1000mMの濃度であり;
該界面活性剤は約0.01g/L~約0.5g/Lの濃度である
医薬製剤。
(項目2)
前記rVWFは配列番号3に記載のアミノ酸配列を含む、項目1に記載の製剤。
(項目3)
前記緩衝剤はシトラート、グリシン、ヒスチジン、HEPES、トリスおよびこれらの物質の組み合わせからなる群から選択される、項目1に記載の製剤。
(項目4)
前記緩衝剤はシトラートである、項目3に記載の製剤。
(項目5)
pHが約6.0~約8.0の範囲である、項目1に記載の製剤。
(項目6)
pHが約6.5~約7.5の範囲である、項目5に記載の製剤。
(項目7)
前記pHが約7.3である、項目4に記載の製剤。
(項目8)
前記緩衝剤はシトラートであり、前記pHは約7.3である、項目1に記載の製剤。
(項目9)
前記アミノ酸はグリシン、ヒスチジン、プロリン、セリン、アラニンおよびアルギニンからなる群から選択される、項目1に記載の製剤。
(項目10)
前記アミノ酸は約0.5mM~約300mMの濃度範囲である、項目9に記載の製剤。(項目11)
前記アミノ酸は約15mMの濃度のグリシンである、項目10に記載の製剤。
(項目12)
前記rVWFは配列番号3に記載のアミノ酸配列を含み;前記緩衝剤はシトラートであり、前記pHは約7.3であり;前記アミノ酸は約15mMの濃度のグリシンである、項目1に記載の製剤。
(項目13)
前記1種または複数種の安定化剤はマンニトール、ラクトース、ソルビトール、キシリトール、スクロース、トレハロース、マンノース、マルトース、ラクトース、グルコース、ラフィノース、セロビオース、ゲンチオビオース、イソマルトース、アラビノース、グルコサミン、フルクトースおよびこれらの安定化剤の組み合わせからなる群から選択される、項目1に記載の製剤。
(項目14)
前記安定化剤は約10g/LmMの濃度のトレハロースおよび約20g/Lの濃度のマンニトールである、項目13に記載の製剤。
(項目15)
前記界面活性剤はジギトニン、トリトンX-100、トリトンX-114、TWEEN-20、TWEEN-80およびこれらの界面活性剤の組み合わせからなる群から選択される、項目1に記載の製剤。
(項目16)
前記界面活性剤は約0.01g/LのTWEEN-80である、項目15に記載の製剤。
(項目17)
前記rVWFは配列番号3に記載のアミノ酸配列を含み;前記緩衝剤は約pH7.3、約15mMの濃度のシトラートであり;前記アミノ酸は約15mMの濃度のグリシンであり;前記安定化剤は約10g/Lの濃度のトレハロースおよび約20g/Lの濃度のマンニトールであり;前記界面活性剤は約0.1g/LのTween-80である、項目1に記載の製剤。
他に定義しない限り、本明細書に使用する技術用語および科学用語はすべて本発明が属する技術分野の当業者が一般に理解しているのと同じ意味を持つ。以下の参考文献は本発明に使用する多くの用語の一般的な定義を当業者に与えてくれる: Singleton,et al.,DICTIONARY OF MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY(2d ed.1994);THE CAMBRIDGE DICTIONARY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY(Walker ed.,1988);THE GLOSSARY OF GENETICS,5TH ED.,R.Rieger,et al.(eds.),Springer
Verlag(1991);およびHale and Marham,THE HARPER COLLINS DICTIONARY OF BIOLOGY(1991)。
Pharmaceutical Sciences(1980)に開示されている。こうした部分を分子に連結する手順は当該技術分野において周知である。たとえば以下に限定されるものではないが、一態様では、変異体は、インビボでのタンパク質の半減期を延長する化学修飾を受けた血液凝固因子である。種々の態様では、グリコシル化、ペグ化および/またはポリシアル化によりポリペプチドを修飾する。
プレプロVWFのポリヌクレオチドおよびアミノ酸配列をそれぞれ配列番号1および配列番号2に示す。それぞれGenBank受託番号NM_000552およびNP_000543で入手可能である。成熟VWFタンパク質に対応するアミノ酸配列を配列番号3(全長プレプロVWFアミノ酸配列のアミノ酸764~2813に対応)に示す。
ポリペプチドのフラグメント、変異体またはアナログの調製方法は当該技術分野において公知である。
一態様では、本発明のVWFポリペプチドを含む製剤は投与前に凍結乾燥する。凍結乾燥は当該技術分野における通常の技法を用いて行い、開発中の組成物に対して最適化するべきである[Tang et al.,Pharm Res.21:191-200,(2004)およびChang et al.,Pharm Res.13:243-9(1996)]。
賦形剤は製剤(drug product)(たとえばタンパク質)の安定性および送達性を付与したり、あるいは向上させたりする添加剤である。賦形剤は、加える理由にかかわらず、製剤に不可欠な成分であり、したがって、患者において安全かつ忍用性が良好である必要がある。タンパク質薬剤の場合、賦形剤の選択は、薬剤の有効性および免疫原性の両方に影響する可能性があるため特に重要である。このため、タンパク質製剤は、好適な安定性、安全性および市場性を与える賦形剤を適切に選択して開発する必要がある。
薬理学的に活性なタンパク質製剤の安定性は通常、狭いpH範囲で最大になることが観察される。この最も安定したpH範囲は、プレフォーミュレーション研究の初期段階で確認する必要がある。これを行う際には加速安定性試験および熱量測定スクリーニング試験などいくつかのアプローチが有用であることが明らかになっている(Remmele R.L.Jr.,et al.,Biochemistry,38(16):5241-7(1999))。製剤が完成したら、そのタンパク質を製造し、保管期間通じて保存する必要がある。したがって、製剤のpHを調節するために必ずといっていいほど緩衝剤が使用される。
本医薬製剤の一態様では、保管による凝集および化学分解を防止または抑制するために安定剤(または安定剤の組み合わせ)を加える。再構成時に曇ったまたは濁った溶液はタンパク質が沈殿するか、あるいは少なくとも凝集することが示されている。「安定剤」という用語は、液体状態における凝集または化学分解(たとえば自己分解、脱アミド、酸化など)を含む物理的劣化を防止できる賦形剤を意味する。想定している安定剤として、スクロース、トレハロース、マンノース、マルトース、ラクトース、グルコース、ラフィノース、セロビオース、ゲンチオビオース、イソマルトース、アラビノース、グルコサミン、フルクトース、マンニトール、ソルビトール、グリシン、アルギニンHCL、デキストラン、デンプン、ヒドロキシエチルデンプン、シクロデキストリン、N-メチルピロリデン(N-methyl pyrollidene)、セルロースおよびヒアルロン酸などの多糖類を含むポリ-ヒドロキシ化合物、塩化ナトリウムがあるが、これに限定されるものではない[Carpenter et al.,Develop.Biol.Standard 74:225,(1991)]。安定剤は本製剤中に約0.1、0.5、0.7、0.8 0.9、1.0、1.2、1.5、1.7、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、500、700、900または1000mMの濃度で加える。本発明の(f)一実施形態では、安定化剤としてマンニトールおよびトレハロースを使用する。
タンパク質は各表面と相互作用する傾向が強く、気-液、バイアル-液および液-液(シリコーン油)界面で吸着および変性を受けやすい。この分解経路はタンパク質濃度に逆相関することが観察されており、この分解経路により可溶性および不溶性のタンパク質凝集の形成、あるいは表面への吸着による溶液からのタンパク質の減少のどちらかが起こる。容器表面への吸着以外にも、生成物の輸送および取り扱いの過程で見られるような物理的撹拌によって表面で起こる分解が助長される。
タンパク質の溶解性、物理的安定性および等張性に重要であり得る製剤のイオン強度を高めるには、塩を加える場合が多い。塩は、様々な方法でタンパク質の物理的安定性に作用することができる。イオンは、タンパク質の表面の荷電残基に結合して未変性状態のタンパク質を安定化させることができる。あるいは、塩は、タンパク質骨格に沿ったペプチド基(-CONH-)に結合して変性状態を安定化させることもできる。塩はさらに、タンパク質分子内の残基間の静電的斥力相互作用を遮蔽してタンパク質の未変性コンホメーションも安定化させることができる。タンパク質製剤中の塩は、タンパク質の凝集および不溶を引き起こす恐れがあるタンパク質分子間の静電的斥力相互作用を遮蔽することもできる。提供する製剤中の塩濃度は0.1、1、10、20、30、40、50、80、100、120、150、200、300~500mMである。
アミノ酸
アミノ酸は緩衝液、充填剤、安定剤および酸化防止剤としてタンパク質製剤に多用途に使用されている。このため一態様では、ヒスチジンおよびグルタミン酸をそれぞれpH範囲5.5~6.5および4.0~5.5でタンパク質製剤の緩衝に使用する。ヒスチジンのイミダゾール基はpKa=6.0、グルタミン酸側鎖のカルボキシル基のpKaは4.3であるため、これらのアミノ酸はそのそれぞれのpH範囲での緩衝に好適である。こうした場合にはグルタミン酸が特に有用である。ヒスチジンは市販のタンパク質製剤によく用いられており、このアミノ酸は、注射時に刺痛があることが知られている緩衝液シトラートに変わる緩衝液になっている。興味深いことに、ヒスチジンは高濃度で使用する場合、液体状態でも凍結乾燥状態でも凝集に対して安定化作用があることも報告されている(Chen B,et al.,Pharm Res.,20(12):1952-60(2003))。さらに他の研究者により、ヒスチジンは高濃度のタンパク質製剤の粘度を低下させることも観察された。しかしながら、同じ試験でこの著者らは、ステンレス鋼容器を用いた抗体の凍結融解試験においてヒスチジン含有製剤中で凝集および変色が促進されることを観察した。ヒスチジンのもう1つの注意点は、金属イオンの存在下で光酸化を受けることである(Tomita M,et al.,Biochemistry,8(12):5149-60(1969))。メチオニンを製剤の酸化防止剤として使用するのは有望のようであり、多くの酸化ストレスに対して有効であることが観察されている(Lam XM,et al.,J Pharm Sci.,86(11):1250-5(1997))。
タンパク質残基の酸化は様々な原因から起こる。酸化によるタンパク質損傷の予防に際しては、特定の酸化防止剤の添加以外に、空気中の酸素、温度、光の曝露および化学物質汚染など生成物の製造プロセスおよび保管を通じて多くの要因を慎重に制御する必要がある。このため本発明は、以下に限定されるものではないが、還元剤、酸素/フリーラジカルスカベンジャーまたはキレート化剤など医薬用酸化防止剤の使用を意図している。一態様では、治療用タンパク質製剤の酸化防止剤は水溶性であり、生成物の保管期間を通じて活性が維持される。還元剤および酸素/フリーラジカルスカベンジャーは溶液中の活性酸素種を切断することで作用する。EDTAなどのキレート化剤は、フリーラジカルの形成を促進する微量金属夾雑物に結合することで効果を発揮する。たとえば、EDTAは、金属イオンを触媒とするシステイン残基の酸化を阻害するため酸性線維芽細胞増殖因子の液体製剤に使用されていた。
一般に、遷移金属イオンはタンパク質の物理化学的分解反応を触媒する恐れがあるため、タンパク質製剤には好ましくない。しかしながら、特定の金属イオンについては、タンパク質の補助因子である場合に製剤に加えられ、配位錯体を形成する場合にタンパク質の懸濁液製剤(たとえば、インスリン亜鉛懸濁液)に加えられる。最近ではマグネシウムイオン(10~120mM)を使用すると、アスパラギン酸のイソアスパラギン酸への異性化が阻害されると考えられている(国際公開第2004039337号)。
究では、Al+3イオンの存在下で凝集率の大幅な上昇が観察された(Derrick TS,et al.,J.Pharm.Sci.,93(10):2549-57(2004))。この著者らは緩衝塩のような他の賦形剤にもAl+3イオンが混入している場合が多いことを指摘し、製剤化した製品には賦形剤を適切な質で使用する必要があることを明らかにしている。
同一容器から2回以上取り出す必要がある複数回使用の非経口製剤を開発する場合は防腐剤が必要である。防腐剤の主な機能は微生物の増殖を阻害し、製剤(drug product)の保管期間または使用期間を通じて生成物の無菌性を確保することにある。多く使用される防腐剤として、ベンジルアルコール、フェノールおよびm-クレゾールがあるが、これに限定されるものではない。防腐剤の使用には長い歴史があるものの、防腐剤を含むタンパク質製剤の開発には改良の余地があり得る。防腐剤はタンパク質に不安定化作用(凝集)を及ぼす場合が多く、これが反復投与タンパク質製剤への防腐剤の使用が制限される主な要因になっている(Roy S,et al.,J Pharm Sci.,94(2):382-96(2005))。
本発明はさらに、医薬製剤の調製方法も意図している。
一態様では、組成物をヒトまたは試験動物に投与するため、組成物に1種または複数種の薬学的に許容されるキャリアを含ませる。「薬学的に」または「薬理学的に」許容されるという語句は、分子的実体および組成物が安定であり、凝集および切断産物などのタンパク質分解を阻害し、さらに下記のような当該技術分野において公知の経路により投与したときにアレルギー反応または他の有害反応を起こさないことをいう。「薬学的に許容されるキャリア」としては、臨床的に有用なあらゆる溶媒、分散媒、コーティング剤、抗菌薬および抗真菌薬、等張剤および吸収遅延剤ならびに上記に開示した薬を含む同種のものが挙げられる。
追加の態様として、本発明は、被検体への投与の際に使用しやすいようにパッケージ化された1つまたは複数の凍結乾燥組成物を含むキットを含む。一実施形態では、そうしたキットは、密封されたビンまたは器などの容器内にパッケージ化された本明細書に記載の医薬製剤(たとえば、治療用タンパク質またはペプチドを含む組成物)を含んでおり、この方法を実施する際の化合物または組成物の使用を説明したラベルが容器に貼付されているか、パッケージの中に入れられている。一実施形態では、医薬製剤は、容器内のヘッドスペースの量(たとえば、液体製剤と容器上端との間の空気量)が非常に少なくなるように容器内にパッケージ化されている。好ましくは、ヘッドスペースの量は無視できる程度である(すなわち、ほとんどない)。一実施形態では、キットは、治療用タンパク質またはペプチド組成物を含む第1の容器と、組成物用の生理学的に許容される再構成溶液を含む第2の容器とを含む。一態様では、医薬製剤は単位剤形中にパッケージ化されている。キットはさらに、個々の投与経路に応じて医薬製剤の投与に好適な装置を含んでもよい。好ましくは、キットは、医薬製剤の使用について説明したラベルを含む。
本明細書に記載する状態の処置方法に関連する投与レジメンについては、薬剤の作用を変化させる様々な要因、たとえば、患者の年齢、状態、体重、性別および食事、任意の感染症の重症度、投与期間および他の臨床的因子を考慮して主治医が決定する。たとえば、本発明の組換え型VWFの代表的な用量は約50U/kg、500μg/kg相当である。
Sciences,18th Ed.(1990,Mack Publishing Co.,Easton,PA 18042)pages 1435-1712を参照されたい。こうした製剤は、投与された作用物質の物理的状態、安定性、インビボでの放出速度およびインビボでのクリアランス速度に影響を与える。好適な用量は投与経路により異なるが、体重、体表面積または臓器の大きさに従って算出する。適切な投与量は、適切な用量反応データと共に血中濃度投与量を判定する確立されたアッセイを使用して確認してもよい。最終的な投与レジメンは、薬剤の作用を変化させる様々な要因、たとえば、薬剤の比活性、障害の重症度および患者の応答性、患者の年齢、状態、体重、性別および食事、任意の感染症の重症度、投与期間ならびに他の臨床的因子を考慮して主治医が決定する。研究が行われるにつれて、様々な疾患および状態に適切な投与量レベルおよび処置期間に関する情報がさらに明らかになるであろう。
振盪実験
様々な製剤におけるrVWFの沈殿量を判定するため、種々の条件下で激しい振盪後のrVWFの凝集の程度を検査した。
凍結融解実験
凍結融解実験は、凍結および解凍の繰り返しによるストレスの影響を評価するように設計した。上述の振盪実験の製剤(表1)に加えて以下の製剤を評価した(表3および表4):
凍結乾燥実験
凍結乾燥実験は、様々な製剤が10分未満で溶解する凍結乾燥ケークを形成し、透明な溶液が得られるかどうかを評価するように設計した。また、生物活性が著しく低下しないことを明らかにするため加速安定性試験も行った。
長期間の安定性
加速安定性および長期安定性試験
推奨保存条件と高温保存条件とで保存したrVWFの最終製剤(FDP:final drug product)の安定性を評価する試験を行った。高温保存条件のデータから、温度の偏差がrVWFのFDPの品質に影響せず、これを用いれば実時間、実環境の安定性データがなくても本材料の許容可能な有効期限が外挿されることは確実である。
提示したrVWF FDP安定性データは以下からなる:
1.ロットrVWF#1FCに関する5℃±3℃での24カ月の長期試験データ(終了した試験)および30℃±2℃での6カ月の中間データ(終了した試験);
2.ロットrVWF#2FCに関する5℃±3℃での6カ月のデータ(終了した試験);
3.ロットrVWF#3FCに関する2~8°での24カ月の長期試験データ(終了した試験)、30℃±2℃での6カ月のデータおよび40℃±2℃での3カ月のデータ(終了した試験);
4.ロットrVWFF#4FCに関する5℃±3℃での24カ月の安定性データおよび40℃±2℃での9カ月のデータ;
5.ロットrVWFF#5FCに関する5℃±3℃での24カ月の安定性データおよび40℃±2℃での9カ月のデータ;
6.ロットrVWFF#6FCに関する5℃±3℃での12カ月の安定性データおよび40℃±2℃での9カ月のデータ;および
7.ロットrVWFF#7FCに関する5℃±3℃での12カ月の安定性データおよび40℃±2℃での9カ月のデータ
ロットrVWFF#4FC、rVWFF#5FC、rVWFF#6FCおよびrVWFF#7FCの残留水分に観察されたばらつきは許容基準≦3%を大きく下回ったままであり、機能活性(VWF:RCo)に影響を与えていない。非臨床試験および臨床試験に使用されることを目的として好適に製造されたロットの定性分析法(すなわち外観、SDS-PAGE解析など)において安定性成績に観察可能な変化はなかった。同様に、全タンパク質解析、VWF:Ag解析または保存中に観察されるVWF多量体の数の安定性に関して低下傾向は認められなかった。
rVWF FDPの推奨保存条件は5℃±3℃である。したがって、推奨保存条件で保存した場合、rVWF FDPの暫定の有効期間は24カ月が想定される。より長期の保存期間から得られる追加データに基づけば、rVWF FDPロットの有効期間は、おそらくさらに延長できると考えられる。
Claims (13)
- 組換えvon Willebrand因子(rVWF)の安定な医薬製剤であって、(a)rVWF;(b)1種または複数種の緩衝剤;(c)1種または複数種のアミノ酸;(d)1種または複数種の安定化剤;および(e)1種または複数種の界面活性剤を含み、
(a)前記rVWFが、
(1)配列番号3に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド、
(2)配列番号3に記載のアミノ酸配列を含み、かつ、配列番号1に記載のポリヌクレオチドによりコードされる、ポリペプチド、および
(3)配列番号3に記載のアミノ酸配列を含み、かつ、中程度にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で配列番号1に記載のポリヌクレオチドとハイブリダイズするポリヌクレオチドによりコードされる、ポリペプチド
からなる群より選択されるポリペプチドを含み;
(b)前記緩衝剤が、約0.1mM~約500mMの範囲の、約2.0~約12.0の範囲のpHを有するpH緩衝剤であり、前記緩衝剤がシトラート緩衝液であり;
(c)前記1種または複数種のアミノ酸が、約1~約500mMの濃度であり、前記1種または複数種のアミノ酸がグリシンであり;
(d)前記1種または複数種の安定化剤が、約0.1~約1000mMの濃度であり、前記1種または複数種の安定化剤がマンニトールおよびトレハロースであり;かつ
(e)前記1種または複数種の界面活性剤が、約0.01g/L~約0.5g/Lの濃度であり、前記界面活性剤がTWEEN-80であり、そして
前記製剤を凍結乾燥することにより、安定な凍結乾燥医薬製剤がもたらされ得、前記rVWFは、前記凍結乾燥医薬製剤中で不変のままの多量体パターンを含む、
医薬製剤。 - 前記rVWFが配列番号3に記載のアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の製剤。
- pHが約6.0~約8.0の範囲、例えば、約6.5~約7.5の範囲、約7.3などである、請求項1に記載の製剤。
- pHが約6.5~約7.5の範囲である、請求項1に記載の製剤。
- pHが約7.3である、請求項1に記載の製剤。
- 前記緩衝剤がシトラート緩衝液であり、前記pHが約7.3である、請求項1に記載の製剤。
- 前記1種または複数種のアミノ酸が、約0.5mM~約300mMの濃度範囲である、請求項1に記載の製剤。
- 前記1種または複数種のアミノ酸が約15mMの濃度のグリシンである、請求項7に記載の製剤。
- 前記rVWFが配列番号3に記載のアミノ酸配列を含み;前記緩衝剤がシトラート緩衝液であり、前記pHが約7.3であり;かつ、前記1種または複数種のアミノ酸が約15mMの濃度のグリシンである、請求項1に記載の製剤。
- 前記1種または複数種の安定化剤が、約10g/Lの濃度のトレハロースおよび約20g/Lの濃度のマンニトールである、請求項1に記載の製剤。
- 前記1種または複数種の界面活性剤が約0.01g/LのTWEEN-80である、請求項1に記載の製剤。
- 前記rVWFが配列番号3に記載のアミノ酸配列を含み;前記緩衝剤が約15mMの濃度のシトラート緩衝液であり、前記pHが約7.3であり;前記1種または複数種のアミノ酸が約15mMの濃度のグリシンであり;前記1種または複数種の安定化剤が、約10g/Lの濃度のトレハロースおよび約20g/Lの濃度のマンニトールであり;かつ、前記1種または複数種の界面活性剤が約0.1g/LのTWEEN-80である、請求項1に記載の製剤。
- 前記rVWFが、リストセチンの存在下で安定化血小板の凝集を引き起こすことができるか、または、第VIII因子に結合できる、請求項1に記載の製剤。
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