JPH03503764A - ヒト成長ホルモン製剤 - Google Patents

ヒト成長ホルモン製剤

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ヒト成長ホルモン製剤 発明の分野 本発明は、ヒト成長ホルモン(hGH)を含有する医薬製剤、およびこの様な製 剤の製造方法および使用方法に関するものである。より詳細には、本発明は、凍 結乾燥製剤の形で、および再構成時に高い安定性を有するこの様な医薬製剤に関 するものである。本製剤は、製造時にも非常に安定である。この製剤は、ヒトの 患者への即時、安全かつ有効な治療用投与のために提供するものである。
発明の背景 ヒト成長ホルモン(hGH)は、ヒトの下垂体で分泌される。その完全な形態で は、ヒト成長ホルモンは191個のアミノ酸で構成され、約22. OOOの分 子量を有し、インシュリンの3倍以上の大きさである。このホルモンは、2個の 路内ジスルフイドブ1ルノジを有する直線状ポリペプチドである。組換DNA法 の出現までは、hGHは限定された供給源、即ちヒトの死体の下垂体からの困難 な抽出によってしか得ることができなかった。当然、この物質は不足するので、 これが下垂体機能低下性小人症の治療、更には熱傷、創傷治癒、ジストロフィー 、骨の接着、広汎性腎出血および偽関節の治療に有効であることが示されても、 その適用に限りがあった。hGHは、組換宿主細胞中で、下垂体機能低下性小人 症の治療、およびこれが有効であるその他の症状の治療に足りる量で製造するこ とができる。例えば、米国特許第4,342,832号を参照されたい。
hGHの主要な生物学的効果は、成長の促進である。影響される器官系には、骨 格、結合組織、筋肉、および肝臓、腸および腎臓の様な内臓がある。成長ホルモ ンは、細胞膜上の特異的な受容体との相互作用によってその作用を及ぼす。
ヒト成長ホルモンは、第1表に示した種々の方法で製剤化されている。
hGHの様な物質を健康管理従事者および患者に提供するためには、これらの物 質を医薬組成物として製造しなければならない。この様な組成物は、適当な期間 、活性を維持し、ヒトへの容易かつ迅速な投与に好適であり、容易に製造し得る ものでなければならない。
多くの場合、この医薬製剤は、凍結形または凍結乾燥形で提供される。この場合 、使用に先立って組成物を解凍するかまたは再構成しなければならない。凍結乾 燥製剤はしばしば、その液体製剤よりよく活性を維持するということは当業者に 知られているので、組成物に含有されている薬剤の生化学的完全性および生物へ の影響を広範な貯蔵条件下で維持するために、凍結または凍結乾燥形態が使用さ れることが多い。この様な凍結乾燥製剤は、使用前に注射用滅菌水または滅菌生 理学的食塩溶液等の様な適当な薬学的に許容し得る希釈剤を加えることによって 、再構成される。
また、組成物を、即時使用に適切な液剤の形で提供することもできる。長期間の 貯蔵においてその活性を維持する液剤が望ましい。
現在入手得るhGH製剤は、製剤の製造並びに貯蔵および再構成の間に、二量体 およびそれより高次の凝集体(マクロな範囲)が生成することによって、活性を 失う。貯蔵の間に、その他の化学的変化、例えば脱アミド化および酸化も起こり 得る。
hGHを安定化するためのこれまでの試みは、二量体の生成の予防に完全には成 功しなかった。二量体が存在することに関連する問題は、ベッカ−(Becke r、 G、 W、 )のBiotechnology and Applied  Biochemigtry 9,478 (1987)に記載されている。
本発明の目的は、安定、かつ凝集のないヒト成長ホルモン製剤を製造することで ある。
本発明の別の目的は、肺投与用にエアロゾル化し得るか、または経皮注入用ニー ドレスジェットインジェクターで使用し得る製剤を提供することである。
本発明の更に別の目的は、より強化された特性を有するhGH製剤を提供するこ とである。
本発明の更に別の目的は、成分が例えば天然アルブミンの如き動物由来ではなく 、従って、製剤が不純物で汚染されることを回避し得るhGH製剤を提供するこ とである。
本発明のその他の目的および特性は、以下の記載および請求の範囲から明らかと なろう。
発明の要約 本発明の目的は、薬学的有効量のヒト成長ホルモン、グリシン、マンニトールお よび緩衝液を含有してなる薬学的に許容し得る製剤によって達成され、該製剤は 1:50〜1 : 200のhGHニゲリシンモル比を有する。製剤のpHは緩 衝液で4−8に調節され、製剤は薬学的に許容し得る純度レベルを有するのが好 ましい。別の態様では、本発明の製剤は、薬学的有効量のヒト成長ホルモン、グ リシン、マンニトール、緩衝液および非イオン性界面活性剤を含有し、該製剤は 実質上二量体を生成することなく製造および貯蔵し得る。
本発明はまた、ヒト成長ホルモンとグリシン、マンニトールおよび緩衝液を混合 して、ヒト成長ホルモンニゲリシンのモル比力1=50−200である薬学的に 許容し得る製剤を製造する工程を含む、ヒト成長ホルモン製剤の安定化法を包含 する。本発明は更に、ヒト成長ホルモン、マンニトール、グリシン、緩衝液およ び非イオン性界面活性剤を含有する製剤の形のヒト成長ホルモンを、エアロゾル 装置またはニードレスインジェクターガンで投与する方法を包含する。
図面の説明 第1図は、溶液中のhGHの脱アミド化について、−次速度定数をpHに対して プロットしたグラフである。速度定数は、種々のpH値で調製したhGH試料を 25℃または40℃でインキュベートし、生じた脱アミド化の量を定量用等電点 (IEF)ゲル電気泳動により、時間の関数として測定することによって求めた 。pHが低いほど生じる脱アミド化は少なく、pH約6.0で最小である。同様 の依存性が固形状態で見い出され、反応速度はずっと遅かった。
第2図は、2μm粒子の数(HIAC−ロイコ粒子分析機によって検出)の対数 を、凍結乾燥前のhGH溶液のpHに対してプロ、トシたグラフである。この図 は、pHが8から6へ低下する時、粒子の数によって測定される凝集の量は増加 することを示している。
第3図は、pH値6.0.6.5および7,2で緩衝化し、凍結乾燥状態にて4 000で47日間貯蔵した3種のhGH試料がら得た、逆相HPLCのクロマト グラム3種を示す。これらは、pHが低下(6゜0へ)するに従い、′トレイリ ング・ピーク”の量が太き(なることを示している。
第4図は、種々のpH値で製造し、凍結乾燥した試料について40℃または60 °Cで貯蔵した後のトレイリング・ピークバンドのパーセントをpHに対してプ ロットしたグラフである。このグラフは、pH値が低いほど、貯蔵後、より大き なトレイリングバンドを生じることを定量的な形で示している。
第5図は、吸収された(または散乱された)UV光の量を、全てpH7,4の、 3種類の濃度の緩衝液で製造したhGHについて、波長に対して示したものであ る。このグラフは、より多い散乱(即ち、凝集)は、5mMより低い緩衝液濃度 の試料に存在することを示している。
第6図は、40℃での貯蔵によって、hGHの凍結乾燥試料で生成した二量体% を、時間に対してプロットしたグラフである。試料には、マンニトールのみ(M ANNITOL)でhGH:マンニトール 1:1100のモル比で調製するか 、またはグリシンのみ(GLYCIIE)でhGHニゲリシン 1:5540の モル比で調製するか、またはhGHニゲリシン:マンニトールの混合物で1 :  100 : 1100(100GLY)のモル比で調製したhGHを含有させ た。全ての試料は、同一量のリン酸ナトリウム緩衝液(5+oM、pH7,4) を含有した。
第7図は、40°Cでの貯蔵によって、hGHの凍結乾燥試料で生成した二量体 %を、時間に対してプロットしたグラフである。試料は、同一1t(5mM)の リン酸ナトリウム緩衝液、pH7,4を用い、マンニトールとグリシンの種々の 混合物で調製したhGHを含有した。種々のモル比のhGHニゲリシン:マンニ トールについての略号は、1:10:1100(IOGLY)、1 : 100 : 1100(100GLY)および1 : I 000 : 1100(10 0GLY)である。
第8A図は、通常のエアロゾル噴霧器(Turret Brand”)から噴霧 した後の成長ホルモンのゲル濾過クロマトグラムである。クロマトグラムは、成 長ホルモンの約33%のみがそのまま単量体として存在し、残りが二量体、三量 体およびそれより高次の凝集体であることを示している。これらの結果は、ネイ ティブポリアクリルアミドゲル電気泳動によって確認した。第8B図は、ポリソ ルベート80を1%含有する、上の図と同一製剤中、噴霧後の成長ホルモンのゲ ル濾過クロマトグラムである。この図は、凝集が起こらないことを示している。
同様の結果は、ポリソルベート80の代わりにポロキサマー188を1%使用し た時にも得られた。
発明の詳細な説明 本発明は、ヒト成長ホルモンの各薬学的に許容し得る製剤にグリシンおよびマン ニトールを含有させると、hGHの活性が維持され、製造、再構成および貯蔵の 間にhGHが受ける望ましくない反応を阻害するという発見に基づく。本明細書 で使用する製造なる語句は、濾過、バイヤルへの充填および凍結乾燥を包含する 。好ましい態様では、凝集および変性を減少させるために、ポリソルベート80 の様な非イオン性界面活性剤を加える。従って、本発明は、この様な製剤、およ び関連する全ての製剤、およびヒト成長ホルモンを効果的に安定化するための方 法に関するものである。
本明細書で使用する“ヒト成長ホルモン”または“hGH”なる語句は、例えば 天然の供給源の抽出および精製から、および組換細胞培養系によって製造される ヒト成長ホルモンを意味する。その配列および特性は、例えばHormone  Drugs、 Gueriguian et al、、 U、S、P。
Convention、 Rockville、 MD (19g2)に記載さ れている。この語句は、生物学的に活性なヒト成長ホルモン等価物、例えば全配 列中の1またはそれ以上のアミノ酸が異なっている等価物をも包含する。更に、 本出願において使用するこの語句は、hGHの置換、欠失および挿入アミノ酸変 異体、または翻訳後修飾体を包含するものである。ヒト成長ホルモンは通常、組 換法によって製造される。
本発明の製剤は、 C)マンニトール、 d)緩衝液 を含有する。ただし、hGHニゲリシンのモル比は1:50−200、好ましく は1ニア5−125であり、hGH:マンニトールのモル比+tl : 700 −3000.好ましくは1 :800−1500である。好ましい態様では、緩 衝液はリン酸緩衝液であり、hGHニリン酸緩衝液のモル比は1:50−250 .好ましくは1ニア5−150である。その他の実施態様では、製剤に非イオン 性界面活性剤を加える。ポリソルベート80を使用するのが好ましく、hGH: ボリソル々−ト80のモル比は1 : 0.07−30、好ましくは1:0.1 −10である。
好ましい実施態様では、本発明の製剤は、pH7,4で以下の成分を含有する: 玄分         再構成後の世  i土共グリシン         o 、s4   to。
vン=)−ル9.0    110O NaH=P O−、Hto      0.18NaHtP o4.12HtO 1,32110ポリソルベート80    0.20   3通常、本発明の製 剤に、好ましくは安定な形態の製剤の価値を減じない量であって効果的かつ安全 な医薬投与に好適な量で、その他の成分を含有させることができる。
緩衝液で調節される、本発明の製剤の製造に好適なpH範囲は、約4〜約8、好 ましくは約5〜約8、最も好ましくは7.4である。
きである(第1図参照)。7.0以下のpH値にすると、凍結乾燥番こよって粒 子を生成する(第2図参照)。凝集は、脱アミド化と関連力(なtX0凍結乾燥 したr−hGHを40および60’Cで貯蔵すると、HPLCによるトレイリン グ・ピークの形成が増大する。このピークI!、pH値が低下するに従い、増大 する(第3図および第4図参照)。従って、pH7,4は好ましいpHである。
hGHニゲリシンのモル比は、1 : 50−200.好ましくは1ニア5−1 25、最も好ましくは1:100である。グリシンをこれらの比で加えると、二 量体の生成を非常に阻害する。1:1oおよび1:1000の比では凍結乾燥後 、実質上二量体が生成する。
非必須アミノ酸であるグリシンは式: NH,CH,C0OHを有している。本 発明の製剤には、グリシン以外にアラニンの様なアミノ酸、またはその様なアミ ノ酸の誘導体が使用される。
hGH:マンニトールのモル比は1 : 700−2000、好ましくは1 :  800−1500.最も好ましくは1:1100である。
唯一のバルキング剤としてマンニトールを含有している製剤は、マンニトールと グリシンの混合物を含有している製剤より多く凝集し、二量体を生成する。マン ニトールの代わりとしては、シュクロース、マルトース、フルクトース、ラクト ース等の様なその他の糖類または糖アルコール類が使用される。
好ましい緩衝液はリン酸緩衝液であり、hGHニリン酸緩衝液のモル比は1:5 0−250.好ましくは1ニア5−150.最も好ましくは1:110である。
2.5mM以上であって20mMより低い緩衝液濃度が好ましく、5−10mM が最も好ましい(第5図参照)。
この緩衝液濃度範囲で、最も凝集が少ない。リン酸ナトリウムまたはトリス緩衝 液を使用するのが好ましい。
凍結乾燥バルキングマトリックスとしてマンニトール−グリシン混合物を使用す る効果を、マンニトールのみ、またはグリシンのみの使用と、第6図および第7 図で比較する。全ての試料を5mM!Jン酸ナトリウム緩衝液、pH7,4で緩 衝化した。これらの図は40°Cの貯蔵温度における、一定時間の、二量体の生 成に対するバルキングマトリックスの影響を示したグラフである。
第6図は、1:lOO:1100のhGH:グリンン:マンニトールのモル比の 場合、マンニトールのみまたはグリシンのみよりも、貯蔵後の二重体の生成が少 ないという結果を示している。
グリシンに対するhGHのモル比の重要性は、第7図に示されている。ここでは 、hGHニマンニトールのモル比は1:11001こ固定し、hGHニゲリシン のモル比はl : 10,1 : 100,1 :1000と変化させた。1: 100のhGHニゲリシンモル比を有する試料で、最も少量の二量体が生成する 。その他の2例では、より多い二量体が生成する。
本発明の製剤に、数タイプの非イオン性界面活性剤、例えばポリソルベート(例 えばポリソルベート20,80等)およびボロキサマー(例えばボロキサマー1 88)のいずれかを含有させることができる。ポリソルベート80を使用する場 合、hGH:ポリソルベート80のモル比は1 : 0.07−30、好ましく は1:0.1−10、最も好ましくは1:3である。hGHの安定性を更に高め るためには、ポリソルベート80を、重量対容量に基づき約0.001〜約2% (w/ v)の量で加える。ポリソルベート80は0.01%(v/v)以上の 濃度で、凍結乾燥によって生成する凝集の量を減少する。貯蔵寿命を改善する以 外に、本発明の界面活性剤含有製剤は、再構成した製剤を振盪する時のタンパク 凝集体の生成を阻害する。
当業者に既知のその他の薬学的に許容し得る賦形剤も、本組成物の一部としてよ い。これらには、例えば種々のバルキング剤、別の緩衝薬、キレート剤、抗酸化 剤、保存剤、相互溶媒等があり、これらの具体例には、トリメチルアミン塩(″ トリス緩衝液″)、およびジソディウムエデテートがある。一実施態様において は、hGH以外のいずれのタンパクも製剤に含有されない。
本発明の別の態様では、非イオン性界面活性剤を使用することによって、タンパ クを変性させずに、製剤を剪断機表面のストレスにさらすことができる。更に、 この様な界面活性剤含有製剤は、エアロゾル装置、例えば肺投与で使用される装 置および二一ドレスジェ。
トインジェクターガンで使用することができる。
hGHil!剤のエアロゾル化の間に起こる、hGH表面で生じる変性を防ぐた めに、0.1−5%(★/V)の範囲の非イオン性界面活性剤濃度を使用する。
第8図は、エアロゾル化によるマンニトール/リン酸緩衝液中のhGHの凝集が 非常に多いことを示している。約30%のタンパクのみが、そのまま単量体とし て存在する。残りは、二量体、三量体およびそれより高次の凝集体を形成した。
凝集体の形成は、1%ポリソルベー)80を含有しているマンニトールリン酸緩 衝液中のhGHをエアロゾル化した後に試料から得られた第8B図に示される様 に、排除された。
hGHの“薬学的有効量”とは、種々の投与法において治療効果を与える量を意 味する。本発明の組成物は、少なくとも約o、img/m1、上方約10/mg /ml、好ましくは約1 mg/ ml〜約5mg/mlのhGH量を含有する ように製造することができる。下垂体機能低下性小人症に罹患しているヒトの患 者にこれらの組成物を投与するために使用するには、例えば、これらの組成物に 、この様な治療のために現在意図されている投与割合に対応する、約0.1mg /m1〜約10mg/mlを含有させればよい。
製剤は通常、一般的に使用し得る、自体既知の製薬混合法を使用して成分を混合 することによって製造される。本発明のhGH医薬製剤を製造するための具体的 方法は、通常のタンパク精製体系によって精製されたhGHを使用することを含 む。
衷U 最終製剤におけるタンパク溶液は、ゲル濾過カラムにて緩衝液を交換することに よって製造される。溶離緩衝液は、グリシン、マンニトール、緩衝液および非イ オン性界面活性剤をその最終割合で含有する。タンパクの濃度は、この得られた 溶液を所望のタンパク濃度に希釈することによって得られる。
溶液を、滅菌濾過し、5℃で数週間貯蔵するか、または滅菌バイヤルに充填し、 適当な凍結乾燥サイクルを使用して凍結−乾燥することができる。
B、検定方法 定量用等電点ゲル電気泳動を使用し、時間に従って生成する酸性物質の測定によ り、hGHの脱アミド化の速度を求める。
逆相高速液体クロマトグラフィー(RPHPLC)を使用し、時間の経過に従っ てhGHの分解プロファイルを追跡した。この方法は、C4RPカラム(4,5 mm I D x 25c+11)、および60:40(7)O。
1%トリフルオロ酢酸含有水=0.1%トリフルオロ酢酸含有アセトニトリルで 構成され、30ニア0 水ニアセトニトリルに1分当たり1%傾斜している移動 相を使用した。UV吸収によって検出した。
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して分離し、単量体hGHから生 成した二量体およびそれより高次の凝集体を定量した。
これはスペロース123カラムからなり、150mm塩化ナトリウムを含有して いるpH7の緩衝液で溶離した。UV吸収によって検出した。
HI AC−Royco粒子サイズ分析法を使用し、光遮断法によって、再構成 したhGH溶液の粒子サイズおよび分布を測定した。
UVスキャンを使用し、タンパクの濃度、および散乱(即ち、凝集)による吸収 を測定した。
本発明を、その好ましいと考えられる実施態様で説明したが、本発明は記載した 態様に限定されるものではなく、本発明の請求の範囲の精神に包含される種々の 変更法、および等価な製剤をも包含し、その範囲はこの様な変更法および等価な 製剤を包含するような最も広い解釈が与えられる。
FJG、 1 5.5   6.0   6.5    7.0   7.5   8.0H FIG、 4        ′)H 暖 臥 FIG、 6 FIG、 7 国際調査報告 国際調査報告

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.a)ヒト成長ホルモン、 b)グリシン、 c)マンニトール、および d)緩衝液 を含有し、ヒト成長ホルモン:グリシンのモル比が1:50−200である安定 化された、薬学的に許容し得るヒト成長ホルモン製剤。
  2. 2.4−8のpHを有する請求項1に記載の製剤。
  3. 3.該緩衝液がリン酸緩衝液である請求項1に記載の製剤。
  4. 4.該緩衝液がトリス緩衝液である請求項1に記載の製剤。
  5. 5.hGH:マンニトールのモル比が1:700−3000である請求項1に記 載の製剤。
  6. 6.hGH:リン酸緩衝液のモル比が1:50−250である請求項3に記載の 製剤。
  7. 7.該ヒト成長ホルモンがmet−hGHである請求項1に記載の製剤。
  8. 8.更に薬学的に許容し得る希釈剤を含有する請求項1に記載の製剤。
  9. 9.二量体を含有していない請求項1に記載の製剤。
  10. 10.更に薬学的に許容し得る非イオン性界面活性剤を含有する請求項1に記載 の製剤。
  11. 11.非イオン性界面活性剤がポリソルベート80である請求項10に記載の製 剤。
  12. 12.hGH:ポリソルベート80のモル比が1:0.7−30である請求項1 1に記載の製剤。
  13. 13.ヒト成長ホルモンをグリシン、マンニトールおよび緩衝液と混合し、ヒト 成長ホルモン:グリシンのモル比が1:50−200である薬学的に許容し得る 製剤を製造する工程からなるヒト成長ホルモン製剤の安定化法。
  14. 14.該混合工程が更に、薬学的に許容し得る非イオン性界面活性剤を含有させ ることを含む請求項13に記載の方法。
  15. 15.該界面活性剤がポリソルベート80である請求項14に記載の方法。
  16. 16.該製剤が4−8のpHを有する請求項13に記載の方法。
  17. 17.hGH:マンニトールのモル比が1:700−3000である請求項13 に記載の方法。
  18. 18.該ヒト成長ホルモンがmet−hGHである請求項13に記載の方法。
  19. 19.該緩衝液がリン酸緩衝液である請求項13に記載の方法。
  20. 20.薬学的有効量のヒト成長ホルモン、グリシン、マンニトール、緩衝液、お よび非イオン性界面活性剤を含有し、実質上二量体を生成することなく製造およ び貯蔵し得る、安定化された、薬学的に許容し得るヒト成長ホルモン製剤。
  21. 21.該緩衝液がリン酸緩衝液である請求項20に記載の製剤。
  22. 22.該非イオン性界面活性剤がポリソルベート80である請求項20に記載の 製剤。
  23. 23.a)ヒト成長ホルモン、 b)マンニトール、 c)グリシン、 d)緩衝液、および e)非イオン性界面活性剤 を含有してなる製剤を、エアロゾル装置またはニードレスインジェクターガンを 用いて投与することからなる、ヒト成長ホルモンの投与方法。
  24. 24.該非イオン性界面活性剤がポリソルベートまたはポロキサマーである請求 項23に記載の方法。
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