JPH06135851A - コンドロイチナーゼ組成物およびそれを含有する注射用製剤 - Google Patents
コンドロイチナーゼ組成物およびそれを含有する注射用製剤Info
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- JPH06135851A JPH06135851A JP4310980A JP31098092A JPH06135851A JP H06135851 A JPH06135851 A JP H06135851A JP 4310980 A JP4310980 A JP 4310980A JP 31098092 A JP31098092 A JP 31098092A JP H06135851 A JPH06135851 A JP H06135851A
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Abstract
ーゼと血清アルブミンまたはゼラチンとよりなり、好ま
しくは溶液状態としたときにpH5〜9になるように調
整されているコンドロイチナーゼ組成物およびこれを含
有する注射用製剤。 【効果】 該コンドロイチナーゼ組成物は保存中安定性
が高く、溶液状態で不溶物を生成せず、容器への吸着が
防止されるので、注射用製剤組成物として有用である。
Description
成物および該組成物を含有する注射用製剤に関する。本
発明のコンドロイチナーゼ組成物は、安定性が高く、溶
液状態で不溶物を生成せず、容器への吸着が防止され、
注射用製剤に有用に用いることができる。
ase ABC)〔EC 4.2.2.4〕は、ムコ多糖を不飽和糖を含む
二糖に分解する酵素で、哺乳動物軟骨由来のコンドロイ
チン硫酸A、鮫軟骨由来のコンドロイチン硫酸Cおよび
哺乳動物皮膚由来のコンドロイチン硫酸B(デルマタン
硫酸)の分解を強力に触媒し、ヒアルロン酸の分解に対
しては弱く触媒する酵素である。本酵素は、動物組織か
らムコ多糖類を除去したり、組織中のムコ多糖を同定す
るための研究用試薬として、プロテウス・ブルガリス(P
roteus vulgaris)等の細菌の産生する酵素商品が市販さ
れている。
椎間板ヘルニア症の治療に、植物パパイヤ由来の蛋白分
解酵素キモパパインや、バクテリア由来の膠質分解酵素
コラゲナ−ゼ等を、該ヘルニア症患者の椎間板腔に注入
し、ヘルニアを溶解する椎間板溶解療法(ID療法)が
開発され、欧米に於いては、キモパパインが医薬品(商
品名、キモダイアクチン)として市販されている。然る
に、上記蛋白分解酵素を用いるID療法は、脊椎・椎間
板のヘルニア部分のみならず、周辺の構造組織の蛋白部
分をも分解し、神経麻痺や、アレルギー発現等、副作用
を生じやすい欠点を有する。近年、コンドロイチナーゼ
ABCまたはコンドロイチナーゼACを椎間板腔に直接
投与して椎間板ヘルニアを治療する試みが行なわれてお
り椎間板ヘルニアの治療薬としての用途が期待されてい
る〔米国特許 4696816号明細書、 ClinicalOrthopaedic
s, 253,301-308(1990) 〕
溶液状態でガラス容器やプラスチック容器に吸着して溶
液中の酵素活性が減少し、品質管理において重大な問題
であった。特に低濃度溶液ではその影響が大きい。ま
た、本酵素は不安定であって、水溶液の保存、凍結ある
いは凍結乾燥の操作中および凍結乾燥後の保存におい
て、とりわけ凍結乾燥を行う際の乾燥操作において容易
に活性が減じ、また凍結乾燥品を再溶解した際に濁りを
認める等の問題点を有し、医療用等に用いる上ではなは
だ不都合であることを見いだした。本発明は、このよう
な欠点を改善することを目的としてなされたものであ
る。すなわち、本発明の課題は、安定性が高く、溶液状
態で不溶物を生成せず、容器への吸着が防止され得る精
製コンドロイチナーゼ組成物を提供することにある。さ
らに、本発明の課題は、このような組成物を含有する注
射用製剤を提供することにある。
明者らは、コンドロイチナ−ゼの容器への吸着を防止
し、さらに保存時の安定性を向上させることについて研
究を重ねたところ、コンドロイチナ−ゼにある種の成分
を添加すると、容器への吸着が防止できること、さらに
保存時の安定性が向上すること、乾燥物を再溶解した際
に濁り生じないことを見出し本発明に到達した。すなわ
ち、本発明は、比活性が300U/mg 以上の精製コンドロイ
チナーゼと血清アルブミンまたはゼラチンとよりなるコ
ンドロイチナ−ゼ組成物を提供するものである。また、
該組成物の好ましい態様として、溶液状態としたときp
H5〜9を示すように調整されているコンドロイチナ−
ゼ組成物を提供するものである。さらに本発明は上記コ
ンドロイチナ−ゼ組成物を含有する注射用製剤を提供す
るものである。
る。本発明において、コンドロイチナーゼとは、コンド
ロイチン硫酸リアーゼを意味し、具体的にはコンドロイ
チナーゼABC〔EC 4.2.2.4〕またはコンドロイチナー
ゼAC〔EC 4.2.2.5〕が包含されるが、コンドロイチナ
ーゼABCが好ましく、プロテウス・ブルガリス(Prote
us vulgaris)由来の酵素がより好ましい。また、比活性
が300U/mg 以上の精製コンドロイチナーゼとは、比活性
が300U(ユニット;単位)/mg 蛋白以上であり、エンド
トキシンを実質的に含まず、核酸、プロテアーゼ含量は
検出限界以下であるコンドロイチナーゼをいい、とりわ
け比活性が300U/mg 以上であり、エンドトキシンを実質
的に含まず、核酸、プロテアーゼ含量は検出限界以下で
あるコンドロイチナーゼABCが好ましい。このような
コンドロイチナーゼABCは後述の参考例および特願平
4−192882号の特許出願明細書に記載の方法で得
ることができる新規な酵素である。参考例の方法で得ら
れるコンドロイチナーゼABCは次の特性を有する。 (i) 分子量が、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動
(SDS-PAGE)による測定(還元および非還元のいずれにお
いても)およびゲル濾過法による測定において約100,00
0 である。 (ii) 等電点が約pH 8.2および約pH 8.5である。 (iii) 至適pHは 8.0〜8.2(基質:コンドロイチン硫酸
C,緩衝液:トリス−塩酸緩衝液) 、至適温度は37℃で
ある。 (iv) Zn2+、Ni2+、Fe3+、およびCu2+によって活性が阻
害される。 (v) N末端アミノ酸がアラニンであり、C末端アミノ
酸がプロリンである。コンドロイチナーゼABCの末端
は、次のアミノ酸残基よりなる。 N末端アミノ酸:アラニン C末端アミノ酸:
プロリン (vi) SDS-PAGEにより単一のバンドを示し、高速液体ク
ロマトグラフィー (ゲル濾過およびカチオン交換) にお
いても単一のピークを示す。 (vii) エンドトキシンを実質的に含まず、核酸、プロテ
アーゼ含量は検出限界以下である。 (viii)結晶化し得る。 (ix) 比活性が300U/mg 以上である。
説明する添加成分を含有し、pHを調整した水溶液を用
意し、これに例えば比活性300U/mg 以上の精製コンドロ
イチナーゼを混和して10U/mL以上、好ましくは40〜400U
/mL 含有する水性溶液とし、必要に応じて除菌濾過を行
い、溶液状の組成物とするか、あるいはこの溶液状の組
成物を凍結乾燥法等の非加熱条件での乾燥処理に付して
乾燥物状の組成物(好ましくは凍結乾燥物)とすること
ができる。さらに、溶液状の組成物を例えば− 80 〜−
20℃で凍結させてもよい。
チナ−ゼに配合される必須の添加成分は、血清アルブミ
ンまたはゼラチンのような蛋白質であり、これらを併用
してもよい。血清アルブミンとしてはヒト、ウシ、ウ
マ、ブタ、ヒツジ、ヤギなどの哺乳動物の血清アルブミ
ンが例示される。特にヒトに投与する注射用製剤として
使用する場合には非経口投与に使用可能なヒト血清アル
ブミン(HSA)が好ましい。例えば、健常人血漿を原
料としてコーン(Cohn)のエタノール分画法によって分
画精製されたものが用いられる。特に好ましくは血清ア
ルブミンを加熱処理(好ましくは60℃、10時間程度)し
て肝炎ウィルス等の不活化処理を行ったものが使用され
る。なお、HSAには安定化剤としてN−アセチルトリ
プトファンナトリウムまたは/およびカプリル酸ナトリ
ウムが添加されていても差し支えない。ゼラチンとして
はウシ、ブタなどの動物由来のものが例示される。な
お、ここでゼラチンとは動物の皮、骨等から得たコラー
ゲンを適当な前処理により可溶化して得られるもので、
鉱酸(pH1〜3程度の塩酸、硫酸、亜硫酸、りん酸等)
で処理した等電点7.0 〜9.0 の酸処理ゼラチン(A型)
および石灰等のアルカリで処理した等電点4.5 〜5.0 の
アルカリ処理ゼラチン(B型)が例示される。本発明に
用いるゼラチンとしては、酸処理ゼラチンが好ましい。
H5〜9、好ましくは6〜8を示すように調整する。こ
のために該pH領域に維持可能な緩衝剤を通常含有す
る。緩衝剤としては生理学上許容されるものであればよ
く、特に限定されないが、塩酸、水酸化ナトリウム、炭
酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、りん酸、りん酸二
水素カリウム、りん酸水素二カリウム、りん酸二水素ナ
トリウム、りん酸水素二ナトリウム、アミノ酢酸、安息
香酸ナトリウム、クエン酸、クエン酸ナトリウム、酢
酸、酢酸ナトリウム、酒石酸、酒石酸ナトリウム、乳
酸、乳酸ナトリウム、エタノ−ルアミン、アルギニンま
たはエチレンジアミンの一種以上を含有する緩衝剤が例
示される。特にりん酸塩緩衝液(剤)が好ましい。な
お、pH5より低い場合および9より高い場合にはコン
ドロイチナーゼが失活したり、溶液状態で不溶物が生成
することがある。
いてはコンドロイチナーゼの蛋白質の 0.001倍重量以上
で効果が認められるが、好ましくは0.01〜 100倍重量、
特に好ましくは0.05〜10倍重量の割合で配合される。な
お、 100倍重量以上であっても本発明の効果を達成する
ことはできるが、単位重量あたりの酵素活性が低くな
る。組成物中の緩衝剤の濃度は1〜100mM 、好ましくは
10〜50mMである。さらに本発明の組成物には等張化剤、
賦形剤、保存剤あるいは無痛化剤などの医薬品製剤に通
常含まれる添加剤を含んでいてもよい。例えば賦形剤
は、注射剤に通常使用されるものであれば特に限定され
ないが、クレアチニン、乳糖、マンニトール、精製白
糖、キシロース等が好ましい。
ゼを有効成分とする注射用製剤またはその原料として使
用される。溶液状の組成物をアンプル、バイアル等の容
器に充填し、そのまま流通させ、あるいは保存し、注射
剤として投与に供することができ、また、適当な容器中
で乾燥または凍結させた組成物を流通、保存し、投与時
に注射用蒸留水、生理食塩水等で溶解し、または融解さ
せて投与に供することができる。このような注射剤は、
コンドロイチナーゼを有効成分とする椎間板ヘルニア治
療剤として使用することができる。この治療剤を、ヘル
ニア症患者の椎間板腔に注入し、ヘルニアを溶解して治
療する椎間板溶解療法に用いることができる。使用量
は、症状、年令等によって異なり、一概には特定できた
ないが、コンドロイチナーゼABCの場合、通常1回10
〜100U程度を注入する。なお、本発明におけるコンドロ
イチナーゼABCの力価はコンドロイチン硫酸を基質に
して、37℃で反応させた時に生成する紫外部に顕著な吸
収を有する不飽和二糖類を吸光光度法で測定することに
より求めた。なおまた、コンドロイチナ−ゼABCの1
単位(U) は、1分間に不飽和二糖を1マイクロモル遊離
させる酵素量である。
体的に説明する。 実施例1ガラスおよびプラスチック容器への吸着防止効果(溶
液): 参考例とほぼ同様の方法で製造したコンドロイチ
ナ−ゼABC(比活性 300U/mg)5単位(U)を含む溶液
に表1および2に示すとおりゼラチン(酸処理ゼラチ
ン)、ヒト血清アルブミン(HSA)または牛血清アル
ブミン(BSA)を酵素蛋白量の 0.001〜 100倍量添加
し、さらに50mMりん酸カリウム塩緩衝液でpHを7.0 に
調整し、溶液状のコンドロイチナ−ゼABC組成物を得
た。この溶液をガラス製およびプラスチック(ポリプロ
ピレン)製バイアル瓶に入れ、4℃、24時間保存後の溶
液中の酵素活性を測定して容器への吸着防止効果を調べ
た。ガラス製バイアル瓶での結果を表1に、プラスチッ
ク製バイアル瓶での結果を表2に示す。なお、結果は保
存前の溶液中の活性に対する保存後の活性の百分率で表
した。
結乾燥物) :参考例で得たコンドロイチナ−ゼABC
(比活性380U/mg)50単位を含む溶液に表3および4に
示すような物質を酵素蛋白量の 0.001〜10倍量添加し、
さらにりん酸ナトリウム塩緩衝液でpHを 6.5 (20mM)
に調整した。この溶液に賦形剤としてクレアチニン(10m
g/ml) を加え、バイアル瓶に入れ、凍結乾燥して乾燥物
状のコンドロイチナーゼABC組成物を得た。この組成
物を、バイアル瓶中、40℃で1ケ月保存し、保存後の組
成物の性状を観察したが、着色および崩れ等の異常はな
かった。また、注射用蒸留水を加えて、再溶解時の性状
を観察し、さらに活性を測定して添加剤の活性保存効果
を調べた。その結果を表3および表4に示す。なお、表
3は再溶解した際の不溶物の生成の有無を肉眼的に観察
した結果であり、表4の結果は保存前の活性に対する保
存後の活性の百分率で表した。また、上記と同様の方法
でクレアチニンを添加しない組成物(コンドロイチナー
ゼABC(比活性380U/mg)50単位;HSA,酵素蛋白質
の0.05倍量)も調製し、同様に保存後の性状および活性
を測定したが、溶状は無色澄明で、活性の残存率は80%
であった。
HSA,BSAを精製コンドロイチナーゼに配合し、溶
液状態でほぼ中性付近になるようにすると、精製コンド
ロイチナーゼの容器への吸着を防止し、溶解後無色澄明
な状態となり、さらに保存後の活性を低下させることな
く維持することができる。この効果は、特にゼラチン、
HSA,BSAを精製コンドロイチナーゼ酵素蛋白量の
0.05〜10倍量使用したときに顕著にあらわれる。また、
この際、参考例に示されるような高度に精製され、比活
性が高いコンドロイチナーゼABCを用い、これをゼラ
チン,HSA,BSAとともにpH5〜9、好ましくは6
〜8のりん酸ナトリウム塩緩衝液に溶解し(りん酸ナト
リウム塩緩衝液濃度として10〜50mM) 、凍結乾燥して得
られ、溶解状態にしたときに前記pHの範囲になるコン
ドロイチナーゼ組成物を用いることが望ましい。
ーゼABCの製造法の一例について参考例を挙げて具体
的に説明する。プロテウス・ブルガリス(NCTC 4636, A
TCC 6896, IFO 3988) を従来知られている通常の方法
(J.Biol.Chem.,243 (7), 1523-1535(1968))で培養して
湿菌体を得た。この湿菌体200gに5mMりん酸緩衝液 (pH
6.5 〜7.0)600ml を加えて懸濁させ、 Dino-Millにより
菌体を破砕し遠心分離して、酵素抽出液を得た(工程
1)。この菌体抽出液から核酸を除くために硫酸プロタミ
ンを用いた。上記酵素抽出液に最終濃度 0.5%となるよ
うに5%硫酸プロタミン溶液を加え、4℃で約30分間撹
拌し、生じた沈澱を遠心分離によって除去し、上澄液を
得た(工程2)。得られた上澄液に約5倍量の水を加えカ
ラムクロマトグラフィーで精製した。すなわち、CMセ
ファロースを充填したカラムに5mMりん酸緩衝液(pH6.5
〜7.0)を流して平衡状態とした後、上記上澄液を流し吸
着させた。その後カラムを同じ緩衝液で洗浄し次いで
0.020〜 0.025M 食塩を含んだ同じ緩衝液で洗浄し、次
に0.1Mの食塩を含んだ上記緩衝液で溶出し、酵素活性を
有する画分を得た(工程3)。この酵素活性画分に約5倍
量の水を加え、予め5mMりん酸緩衝液(pH6.5〜7.0)で平
衡化したS−セファロースカラムに吸着させた。その
後、カラムを上記緩衝液で洗浄し、次いで 0.020〜0.02
5M食塩を含む上記緩衝液で洗浄し、次に 0.025〜約0.35
Mの食塩を含む上記緩衝液で濃度勾配法により溶出し
た。溶出したコンドロイチナーゼABCは単一バンド(S
DS-PAGE)を示し、かつ核酸(DNA) 、プロテアーゼ等が除
去されており、比活性は380U/mg であって、従来のコン
ドロイチナーゼABCにくらべて比活性は約3倍程度以
上高く、高純度の酵素となった。この酵素溶液(りん酸
緩衝液(pH7.0)) に15%となるようにポリエチレングリ
コール (分子量 4,000) を添加し、室温で約1週間放置
したところ、針状結晶状で白色乃至無色の結晶性コンド
ロイチナーゼABCが生成した。上記各工程におけるコ
ンドロイチナーゼABCの精製度を示すと表5に示すと
おりとなる。
量および、プロテアーゼ残存量を表6に示す。
ドトキシン含量;トキシカラーシステム (生化学工業
(株)製) を用いて測定。EUはエンドトキシン単位(End
otoxin Unit)を示す。 ** FITC−カゼインを基質として測定
トキシン含量は、上記のように 5.0pg/100U 程度の極微
量で実質的に含有されておらず、また核酸(DNA)に
ついてスレッシュホールド法〔DNA測定装置:スレッ
シュホールド(モレキュラーデバイス社製)〕で測定し
たが、DNAは検出されなかった(検出限界以下)。
ンドロイチナ−ゼ、特に、比活性が300U/mg 以上である
ような高度に精製されたコンドロイチナ−ゼABCを用
い、これに血清アルブミンまたはゼラチンという特定の
蛋白質を添加し、さらに溶液状態でのpHを通常pH5
〜9の範囲に調整したコンドロイチナーゼ組成物とする
ことにより、コンドロイチナーゼのガラス製、プラスチ
ック製等の容器への吸着が防止され、さらに安定性を向
上させることができる。また、乾燥物状の上記組成物を
再溶解する際に不溶物の生成を防止することもできる。
Claims (9)
- 【請求項1】 比活性が300U/mg 以上の精製コンドロイ
チナーゼと血清アルブミンまたはゼラチンとよりなるコ
ンドロイチナ−ゼ組成物。 - 【請求項2】 溶液状態としたときpH5〜9を示すよ
うに調整されている請求項1記載のコンドロイチナ−ゼ
組成物。 - 【請求項3】 精製コンドロイチナーゼに対して少なく
とも 0.001倍重量の血清アルブミンまたはゼラチンを含
有する請求項1または2記載のコンドロイチナ−ゼ組成
物。 - 【請求項4】 精製コンドロイチナーゼが、比活性が30
0U/mg 以上で、エンドトキシンを実質的に含まず、核
酸、プロテアーゼ含量は検出限界以下である精製コンド
ロイチナーゼABCである請求項1〜3のいずれかに記
載のコンドロイチナ−ゼ組成物。 - 【請求項5】 溶液または乾燥物である請求項1〜4の
いずれかに記載のコンドロイチナ−ゼ組成物。 - 【請求項6】 溶液状態でpH5〜9を示す1〜100mM
の生理学上許容される緩衝剤を含む請求項1〜5のいず
れかに記載のコンドロイチナ−ゼ組成物。 - 【請求項7】 緩衝剤が、塩酸、水酸化ナトリウム、炭
酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、りん酸、りん酸二
水素カリウム、りん酸水素二カリウム、りん酸二水素ナ
トリウム、りん酸水素二ナトリウム、アミノ酢酸、安息
香酸ナトリウム、クエン酸、クエン酸ナトリウム、酢
酸、酢酸ナトリウム、酒石酸、酒石酸ナトリウム、乳
酸、乳酸ナトリウム、エタノ−ルアミン、アルギニンお
よびエチレンジアミンからなる群から選択された成分を
含有する緩衝剤である請求項6に記載のコンドロイチナ
−ゼ組成物。 - 【請求項8】 精製コンドロイチナーゼが、次の特性を
有する精製コンドロイチナーゼABCである請求項1〜
7のいずれかに記載のコンドロイチナ−ゼ組成物。 (i) 分子量が、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動
(SDS-PAGE)による測定(還元および非還元のいずれにお
いても)およびゲル濾過法による測定において約100,00
0 である。 (ii) 等電点が約pH 8.2および約pH 8.5である。 (iii) 至適pHは 8.0〜8.2(基質:コンドロイチン硫酸
C,緩衝液:トリス−塩酸緩衝液) 、至適温度は37℃で
ある。 (iv) Zn2+、Ni2+、Fe3+、およびCu2+によって活性が阻
害される。 (v) N末端アミノ酸がアラニンであり、C末端アミノ
酸がプロリンである。 (vi) SDS-PAGEにより単一のバンドを示し、高速液体ク
ロマトグラフィー (ゲル濾過およびカチオン交換) にお
いても単一のピークを示す。 (vii) エンドトキシンを実質的に含まず、核酸、プロテ
アーゼ含量は検出限界以下である。 (viii)結晶化し得る。 (ix) 比活性が300U/mg 以上である。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載のコンド
ロイチナ−ゼ組成物を含有する注射用製剤。
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