KR102328155B1

KR102328155B1 - 알부민불포함 보툴리눔 독소 제제

Info

Publication number: KR102328155B1
Application number: KR1020207035805A
Authority: KR
Inventors: 스튜어트 에이. 톰슨; 커티스 엘. 뤼에그; 제이콥 엠. 와프
Original assignee: 레반스 테라퓨틱스, 아이엔씨.
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2021-11-17
Also published as: BRPI1015938A2; EP2445521A4; KR102192618B1; IL217156A0; KR20200141546A; MX2012000174A; KR20120102569A; US20210330766A1; EP2445521A2; KR20190047736A; US20100330123A1; US20120107361A1; US20190290740A1; MX344583B; CA2766521C; US11351232B2; WO2010151840A3; CN102869373B; MX2019008126A; CN102869373A

Abstract

본 발명은 단백질성 부형제(proteinaceous excipient)를 사용하지 않고 안정화된 보툴리눔 독소 제제에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그와 같은 보툴리눔 독소 제제를 제조하고 사용하는 방법에 관한 것이다.

Description

알부민불포함 보툴리눔 독소 제제{Albumin-free botulinum toxin formulations}

본 출원은 그 내용의 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된, 2009년 6월 25일에 출원된 미국 임시 특허출원 제61/220,433호에 대해 우선권의 이익을 주장한다.

본 발명은 보툴리눔 독소를 포함하는 약제학적 제제에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 비-단백질성 부형제(non-proteinaceous excipient)에 의해 안정화된 보툴리눔 독소에 관한 것이다.

보툴리눔 독소(보툴린 독소(botulin toxin) 또는 보툴리눔 신경독소로도 알려짐)는 클로스트리디움 보툴리눔(Clostridium botulinum) 박테리아에 의해 생성된 신경독소이다. 보툴리눔 독소는 아세틸콜린의 시냅스 전달(synaptic transmission) 또는 신경근 접합부(neuromuscular junction)를 통한 방출을 방해하는 것에 의해 근육의 마비를 초래한다. 보툴리눔 독소의 작용은 정상적으로 근육 경련 또는 수축을 유발하여, 마비를 초래하는 신호를 본질적으로 차단한다.

혈청학적으로 관련된 8종의 천연 보툴리눔 독소가 존재하고, 이들 중 7종이 마비를 유발하는 것으로 알려져 있다(즉, 보툴리눔 신경독소 혈청형 A, B, C, D, E, F 및 G). 이 혈청형들 각각은 타입-특이적 항체에 의한 중화에 의해 구별된다. 그러나, 보툴리눔 독소 단백질 분자의 분자량은 이 7종의 활성 보툴리눔 독소 모두에 대해 약 150 kD이다. 클로스트리디움 보툴리눔 박테리아에 의해 분비되는, 보툴리눔 독소는 결합된 비-독소 단백질(associated non-toxin protein)과 함께 150 kD 보툴리눔 독소 단백질을 포함하는 복합체로 존재한다. 상기 복합체의 전체 크기는 변할 수 있다. 예를 들면, 보툴리눔 독소 타입 A 복합체는 클로스트리디움 보툴리눔 박테리아에 의해 900 kD, 500 kD 및 300 kD 복합체로 생성될 수 있다. 보툴리눔 독소 타입 B 및 C 복합체는 700 kD 또는 500 kD 복합체로만 생성된다. 보툴리눔 독소 타입 D 복합체는 300 kD 및 500 kD 복합체로 생성된다. 보툴리눔 독소 타입 E 및 F 복합체는 300 kD 복합체로만 생성된다. 상기 복합체들은 비-독소 헤마글루티닌 단백질 및 비-독소, 무-독성 비-헤마글루티닌 단백질(non-toxin and non-toxic non-hemaglutinin protein)을 포함하는 것으로 사료된다. 이와 같은 두 개의 비-독소 단백질(보툴리눔 독소 분자와 함께 적절한 신경독소 복합체를 형성함)이 보툴리눔 독소 분자의 변성에 대한 안정성 및 독소의 섭취시, 소화성 산(digestive acid)에 대한 보호를 제공하는 것으로 사료된다.

보툴리눔 독소는 인간에게 알려진 가장 치명적인 천연 독소이나, 치료제 및 미용제로서의 광범위한 용도가 발견되었다. 예를 들면, 1986년에, 타입 A 보툴리눔 독소를 미간 영역의 움직임-관련 주름의 치료를 위해 이용할 가능성이 최초로 Lewis G E (Ed) Biomedical Aspects of Botulinum, N.Y.: Academic Press, 143-150 (1981)에서 Schantz 및 Scott에 의해 입증되었다. 주름의 치료를 위한 보툴리눔 타입 A 독소의 용도가 1992년에 발표되었고 (Schantz and Scott, in Lewis G. E. (Ed) Biomedical Aspects of Botulinum, N.Y.: Academic Press, 143-150 (1981)), 1994년에는, 얼굴의 기타 움직임-관련 주름이 보툴리눔 타입 A 독소에 의해 치료되고 있었다 (Scott, Ophthalmol, 87:1044-1049 (1980)). 미용적 보툴리눔 독소 치료에 대한 요구가 최근년에 지속적으로 증가되었고, 현재 미국에서 보툴리눔 독소의 연 매출은 연간 100억 달러를 초과한다.

상업용 보툴리눔 독소 제제의 제조의 하나의 도전적 측면은 보툴리눔 독소를 안정화시키는 것이다. 다수의 단백질과 같이, 보툴리눔 독소는 열, 알칼리 조건, 기계적 전단력, 또는 반응성 표면 또는 물질과의 접촉과 같은 환경적 인자들에 의해 분해되거나 변성될 수 있다. 또한, 상업용 제제에서 보툴리눔 독소를 안정화시키는 것의 어려움은 보툴리눔 독소의 매우 높은 독성 때문에 치료적 목적을 위해 미량만이 이용될 수 있다는 것에 의해 악화된다. 보툴리눔 독소 제제가 적절하게 안정화되지 않은 경우, 미량의 보툴리눔 독소는 원치않는 반응을 수행할 수 있고, 및/또는 보관 용기의 내부 표면에 부착되어, 보툴리눔 독소 또는 그의 활성의 허용가능하지 않은 소실을 초래할 수 있다.

상업용 보툴리눔 독소 제제는 보툴리눔 독소 제제의 분해를 방지하고, 보툴리눔 독소 제제의 취급을 보다 용이하게 하며 수송 비용을 보다 낮추기 위해 종종 동결건조되거나(즉, 동결 건조) 또는 진공-건조된 분말로 유통된다. 사용 전에, 보툴리눔 독소 분말 제제는 물 또는 염수 용액(saline solution)과 같은 액체 담체에 의해 재구성된다. 예를 들면, 하나의 상업적으로 구매가능한 보툴리눔 독소 제제는 상표 BOTOX^®(Allergan, Inc., Irvine, Calif.)로 판매된다. BOTOX^® 제제는 개별적이 바이알에 보관된 진공-건조 분말로서 유통되고, 각 바이알은 약 100 유닛 (U)의 클로스트리디움 보툴리눔 독소 타입 A 복합체, 0.5 밀리그램의 인간 혈청 알부민 및 0.9 밀리그램의 염화나트륨을 포함한다. 상업용 보툴리눔 독소 제제는 1년의 유통 기한 동안 표지된 효능을 유지하기 위해 -10℃ 이하의 온도에서 보관되어야 하는 것으로 보고되었다.

보툴리눔 독소의 상업용 제제에, 인간 혈청 알부민은 종종 벌크 담체(bulk carrier) 및 안정화제로서 첨가된다. 일반적으로, 알부민은 하나 이상의 하기 메카니즘에 의해 치료 단백질(예를 들면, 보툴리눔 독소)을 안정화시킬 수 있다: (1) 유리 용기, 보관 바이알, 및 약제학적 조성물의 주사를 위해 이용되는 주사기를 포함한 보관 또는 분배 용기의 내부 표면으로의 치료 단백질의 부착을 감소시키고; 및 (2) 치료 단백질의 변성을 감소시키며, 특히, 치료 단백질의 용액을 제조하기 위한 재구성 후 치료 단백질의 변성을 감소시킨다. 인간 혈청 알부민은 최소한으로 면역원성을 가지며, 따라서 인간 환자가 보툴리눔 독소 제제에 대한 항체를 생성할 가능성을 낮춘다는 추가적인 장점을 갖는다.

인간 혈청 알부민은 상업용 보툴리눔 독소 제제에서 안정화제로 이용되었으나, 이 방법과 관련된 심각한 문제들이 여전히 존재한다. 하나의 심각한 문제는 알부민은 혈액으로부터 유래되고, 따라서, 혈액에 존재하는 병원체나 감염체를 전달할 수 있다는 것이다. 예를 들면, 인간 혈청 알부민은 HIV(Human Immunodeficiency Virus)를 전달할 수 있다. 알부민은 또한 크로이츠펠트-야콥병(Creutzfeldt-Jacob disease)으로 알려진 신경퇴행성 질환을 유발하는 단백질성 감염체인 프리온(prion)을 전달할 수 있다. 프리온은 뇌에서 단백질의 미스폴딩(misfolding)을 유발하여, 치매, 기억 상실, 언어 장애(speech impairment), 운동 협응(motor coordination)의 상실, 및 사망, 종종 증상의 최초 발생 후 수개월 내에 사망을 초래한다.

인간 혈청 알부민을 비-단백질성 안정화제(non-proteinaceous stabilizer)로 대체하는 방법은 일반적으로 어려움에 봉착했다. 비-단백질성 중합체는 보툴리눔 독소에 대해 반응성을 가질 수 있거나, 또는 보툴리눔 독소를 분해 및/또는 변성시키는 반응성 불순물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 일부 연구는 폴록사머(poloxamer)를 보툴리눔 독소를 위한 비-단백질성 안정화 화합물로 이용했다. 그러나, 이와 같은 연구는 재구성된 폴록사머-안정화 보툴리눔 독소 제제가 낮은 보툴리눔 독소 활성을 보인다는 것을 보고했고, 이는 폴록사머 부형제가 보툴리눔 독소를 적절히 안정화시키지 못하고, 및/또는 원치않는 분해 반응이 일어나도록 유도했다는 것을 시사한다.

따라서, 안정화되나, 단백질성 부형제 없이, 특히, 동물-단백질 기반 부형제 없이 안정화된 보툴리눔 독소 제제를 갖는 것이 매우 바람직할 것이다. 또한, 그 자체는 보툴리눔 독소와 반응하지 않는, 비-단백질성 안정화 부형제를 갖는 것이 매우 바람직할 것이다.

일 양태에서, 본 발명은 비-단백질성 부형제(non-proteinaceous excipient)에 의해 안정화된 보툴리눔 제제에 관한 것이다. 특히, 바람직한 구체예에서, 본 발명은 알부민 또는 기타 동물 단백질-유래 부형제 없이 안정화된 보툴리눔 독소 제제에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태는 보툴리눔 독소, 비-환원성 이당류, 또는 비-환원성 삼당류, 비-이온성 계면활성제, 및 pH를 4.5 내지 6.5로 유지시킬 수 있는 생리적으로 적합한 완충제(physiologically compatible buffer)를 포함하는 액체 조성물을 제공하는 것이다. 상기 액체 조성물 중 비-환원성 당의 농도는 10% 내지 40% (w/v)의 범위이고 상기 비-이온성 계면활성제의 농도는 0.005% 내지 0.5% (w/v)의 범위이다.

본 발명의 또 다른 양태는 전술된 액체 조성물을 건조시키는 것에 의해 제조된 분말 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 보툴리눔 독소 제제를 안정화시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 보툴리눔 독소, 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류, 비-이온성 계면활성제, 및 pH를 4.5 내지 6.5로 유지시킬 수 있는 생리적으로 적합한 완충제를 조합하여 액체 조성물을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 액체 조성물 중 비-환원성 당의 농도는 10% 내지 40% (w/v)의 범위이고, 상기 비-이온성 계면활성제의 농도는 0.005% 내지 0.5% (w/v)의 범위이다. 선택적으로, 상기 방법은 상기 액체 조성물을 건조시켜 안정화된 분말 조성물을 제조하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태는 보툴리눔 독소, 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류, 비-이온성 계면활성제, 벌킹제(bulking agent), 및 생리적으로 적합한 완충제를 포함하는 액체 조성물을 제공하는 것이다. 이 구체예에서, 상기 비-환원성 이당류의 농도는 0.50 내지 3.0% (w/v)의 범위이고, 상기 벌킹제의 농도는 1.5% 내지 7.5%의 범위이며, 상기 비-이온성 계면활성제의 농도는 0.005% 내지 0.5% (w/v)의 범위이고; 및 상기 조성물의 pH는 4.5 내지 6.5의 범위이다. 또한, 상기 벌킹제의 양 대비 상기 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류의 양은 상기 액체 조성물이 건조될 때 상기 벌킹제가 결정화되지 않도록 선택된다. 본 발명은 또한 그와 같은 액체 조성물을 건조시키는 것에 의해 제조된 분말 제제를 명백하게 고려한다.

본 발명은 또한 보툴리눔 독소, 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류, 비-이온성 계면활성제, 및 생리적으로 적합한 완충제를 조합하여 액체 조성물을 형성하는 단계를 포함하는, 보툴리눔 독소 제제를 안정화시키는 방법을 제공한다. 상기 조성물 중 비-환원성 이당류의 농도는 0.50 내지 3.0% (w/v)의 범위이고, 상기 벌킹제의 농도는 1.5% 내지 7.5%의 범위이며, 상기 비-이온성 계면활성제의 농도는 0.005% 내지 0.5% (w/v)의 범위이고; 상기 조성물의 pH는 4.5 내지 6.5의 범위이다. 선택적으로, 상기 방법은 안정화된 분말 조성물을 생성하기 위해 상기 액체 조성물을 건조시키는 단계를 더 포함한다. 또한, 상기 벌킹제의 양 대비, 상기 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류의 양은 상기 액체 조성물이 건조될 때, 상기 벌킹제가 결정화되지 않도록 선택된다.

본 발명은 또한 보툴리눔 독소, 비-환원성 당, 비-이온성 계면활성제, 생리적으로 적합한 완충제, 양으로 하전된 펩티드, 및 선택적인 벌킹제를 포함하는 액체 조성물을 제공한다. 상기 양으로 하전된 펩티드는 RKKRRQRRR-G-(K)₁₅-G-RKKRRQRRR, RGRDDRRQRRR-G-(K)₁₅-G-RGRDDRRQRRR, 및 YGRKKRRQRRR-G-(K)₁₅-G-YGRKKRRQRRR로 구성된 군으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖는다. 상기 액체 조성물의 pH는 4.5 내지 6.5의 범위에 있다. 본 발명은 또한 그와 같은 액체 조성물을 건조시키는 것에 의해 제조된 분말 제제를 명백하게 고려한다.

본 발명의 또 다른 양태는 보툴리눔 독소, 비-환원성 당, 비-이온성 계면활성제, 생리적으로 적합한 완충제, 양으로 하전된 펩티드, 및 선택적인 벌킹제를 조합하는 단계를 포함하는, 보툴리눔 독소 제제를 안정화시키는 방법을 제공하는 것이다. 상기 양으로 하전된 펩티드는 RKKRRQRRR-G-(K)₁₅-G-RKKRRQRRR, RGRDDRRQRRR-G-(K)₁₅-G-RGRDDRRQRRR, 및 YGRKKRRQRRR-G-(K)₁₅-G-YGRKKRRQRRR로 구성된 군으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖는다. 상기 액체 조성물의 pH는 4.5 내지 6.5의 범위이다. 선택적으로, 상기 방법은 상기 액체 조성물을 건조시켜 안정화된 분말 조성물을 생성하는 단계를 더 포함한다.

본 발명은 알부민과 같은, 동물 기원(animal source)으로부터 유래된(즉, 정제된) 단백질성 부형제의 첨가 없이 안정화된 보툴리눔 독소 제제에 관한 것이다. 따라서, 본 발명의 보툴리눔 제제는 혈액 중 존재하는 병원체 또는 다른 종류의 감염체와 연관된 잠재적인 문제를 갖지 않는다. 본 발명은 또한 동물-유래 단백질성 부형제의 첨가 없이 보툴리눔 독소 제제를 제조하는 방법을 제공한다. 바람직한 구체예에서, 본 발명의 제제는 단백질성 부형제를 전혀 포함하지 않는다. 그러나, 일부 구체예에서, 동물 기원으로부터 유래되지 않은 단백질성 부형제(예를 들면, 재조합 알부민 또는 재조합 젤라틴)가 본 발명의 제제 중에 존재할 수 있다.

본 발명의 보툴리눔 독소 제제와 관련하여 본 명세서에서 사용된, 용어 "안정화시키다(stabilize)" 및 그의 변형(예를 들면, "안정화(stabilization)", "안정화시키는(stabilizing)", "안정화된(stabilized)" 등)은 20-마우스 LD₅₀ 분석법 (LB Pearce, RE Borodic, Tox. Appl. Pharmacol, v128, p69, 1994 and ICCVAM/NICEATM/ECVAM, Scientific Workshop on Alternate Methods to Refine, Reduce and Replace the Mouse LD50 Assay for Botulinum Toxin Testing, 14 November 2006 참조)에 의해 측정된, 특정된 기간에 걸친 보툴리눔 독소의 생물학적 활성의 유지를 의미한다. 바람직한 구체예에서, 특정된 기간 동안 보툴리눔 독소의 생물학적 활성이 100% 유지된다. 그러나, 다른 구체예에서, 특정된 기간 동안 보툴리눔 독소의 생물학적 활성의 10% 이상, 20% 이상, 30 % 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상 또는 90% 이상 유지된다. 특정한 구체예에서, 특정된 기간의 지속기간(duration)은 보툴리눔 독소 제품 제조 공정의 지속기간과 일치하도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 특정된 기간의 지속기간은 보툴리눔 독소를 하나 이상의 가공 단계에 적용시켜, 보툴리눔 독소를 안정화시키기에 충분하도록 선택될 수 있다. 다른 구체예에서, 특정된 시간은 수주, 수개월, 또는 비-독소 제제 성분이 보관을 위해 보툴리눔 독소 제제의 장기간 안정화를 허용하도록 선택되는 경우와 같이, 심지어 수년의 수준일 수 있다. 특정한 구체예에서, 특정된 시간은 2주 이상, 1개월 이상, 3개월 이상, 6개월 이상, 9개월 이상, 1년 이상, 18개월 이상, 또는 2년 이상이다. 다른 구체예에서, 특정된 시간은 본 발명의 보툴리눔 독소 제제를 이용하여, 보툴리눔 독소가 원하는 생체 활성의 양을 유지하는 시간과 일치하며, 이 시간은 예를 들면, 전술된 활성의 지속기간을 포함한다. 상기 제제를 안정화시키기 위해 이용된 성분들은 본 명세서에 기재된 바와 같이, 저온 (예를 들면, -5 내지 -10 ℃) 또는 주변 온도(ambient temperature)에서 안정화가 가능하도록 선택될 수 있다.

일부 구체예에서, 본 발명의 보툴리눔 독소 제제는 고체 형태로 제공된다. 예시로서만, 본 발명의 제제는 고체 제제를 제조하기 위해 동결건조되거나 또는 진공-건조될 수 있다. 본 발명의 보툴리눔 독소 제제가 고체 형태로 제공되고, 상기 보툴리눔 제제의 안전성이 평가되는 특정된 기간이 1주 이하인 경우, 재구성 후 관찰되는 활성은 최초 회복(initial recovery) 후 활성으로 간주된다. 본 발명의 특정한 바람직한 구체예에서, 최초 회복 후, 활성의 70% 이상, 80% 이상, 또는 90% 이상의 유지가 존재한다. 다른 구체예에서, 최초 회복 후, 활성의 90% 이상, 91% 이상, 92% 이상, 93% 이상, 94% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 또는 99% 이상의 유지가 존재한다. 특히 바람직한 구체예에서, 최초 회복 후 활성은 99%보다 높고, 심지어 100%일 수 있다.

다른 구체예에서, 안정성이 평가되는 특정된 기간은 주어진 보관 온도에서 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24 개월보다 길 수 있다. 본 발명의 보툴리눔 독소 제제가 고체 형태로 제공되고, 상기 보툴리눔 제제의 안정성이 평가되는 특정된 기간이 12개월 이상인 경우, 재구성 후 관찰되는 활성은 장기 보관(long term storage) 후 활성으로 간주된다. 본 발명의 특정한 바람직한 구체예에서, 장기 보관 후 보툴리눔 독소 활성의 70% 이상, 80% 이상, 또는 90% 이상의 유지가 존재한다. 일부 구체예에서, 장기 보관 후, 보툴리눔 독소 활성의 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99%의 유지가 존재한다. 특정한 구체예에서, 25℃에서 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24 개월의 보관 후 보툴리눔 독소 활성의 90% 이상 유지; 25℃에서 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24 개월의 보관 후 보툴리눔 독소 활성의 91% 이상 유지; 25℃에서 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24 개월의 보관 후 보툴리눔 독소 활성의 92% 이상 유지; 25℃에서 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24 개월의 보관 후 보툴리눔 독소 활성의 93% 이상 유지; 25℃에서 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24 개월의 보관 후 보툴리눔 독소 활성의 94% 이상 유지; 25℃에서 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24 개월의 보관 후 보툴리눔 독소 활성의 95% 이상 유지; 25℃에서 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24 개월의 보관 후 보툴리눔 독소 활성의 96% 이상 유지; 25℃에서 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24 개월의 보관 후 보툴리눔 독소 활성의 97% 이상 유지; 25℃에서 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24 개월의 보관 후 보툴리눔 독소 활성의 98% 이상 유지; 또는 25℃에서 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24 개월의 보관 후 보툴리눔 독소 활성의 99% 이상 유지가 존재한다.

본 발명의 일부 구체예에서, 본 발명의 보툴리눔 독소 제제는 고체 형태가 아니라, 액체 형태로 보관된다. 특정한 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 액체 보툴리눔 독소 제제는 실온에서 최대 8시간까지 보툴리눔 독소 활성의 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 또는 90% 이상을 유지한다. 특히 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 액체 보툴리눔 독소 제제는 실온에서 최대 8시간까지 보툴리눔 독소 활성의 100%를 유지한다.

본 발명의 보툴리눔 독소 제제 중 부형제는 유리하게 제조 및 보관 동안 보툴리눔 독소를 소실시키는 메카니즘을 감소시키거나 또는 제거한다. 이론에 의해 한정되기를 원치 않으면서, 본 발명의 비-단백질성 부형제는 제제의 제조, 보관, 또는 전달을 위해 사용되는 용기에 대한 보툴리눔 독소의 원치않는 부착을 감소시키거나 또는 제거하는 것으로 사료된다. 그와 같은 용기의 비-한정적 예는 유리, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 및 기타 중합체로 제조된 용기를 포함한다. 또한, 및 다시 이론에 의해 한정되기를 원치 않으면서, 본 발명의 비-단백질성 부형제는 제조, 보관, 또는 전달 동안 보툴리눔 독소가 접하게 되는 물체 또는 물질과 보툴리눔 독소 간의 원치않는 반응을 감소시키거나 또는 예방하는 것으로 사료된다. 바람직한 구체예에서, 상기 비-단백질성 부형제는 제제의 나머지 성분들에 대해 비활성이다.

일부 구체예에서, 본 발명의 보툴리눔 독소 제제는 취급, 수송, 또는 보관의 용이를 위해 분말 형태로 제조된다. 분말 형태는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 그와 같은 방법의 비-한정적 예는 동결건조, 진공-건조, 드럼-건조, 및 분무-건조를 포함하고, 동결건조 및 분무-건조가 특히 바람직하다.

본 명세서에서 사용된 용어 "보툴리눔 독소(botulinum toxin)"는 박테리아 또는 재조합 기법에 의해 생성되는지 여부에 관계없이 임의의 공지된 종류의 보툴리눔 독소, 및 공학적으로 조작된 변이체(engineered variant) 또는 융합 단백질을 포함한, 나중에 발견될 수 있는 종류의 보툴리눔 독소를 의미한다. 전술된 바와 같이, 현재 7종류의 면역학적으로 구별되는 보툴리눔 신경독소가 밝혀졌고, 즉, 각각 타입-특이적 항체(type-specific antibody)에 의한 중화에 의해 구별되는, 보툴리눔 신경독소 혈청형 A, B, C, D, E, F 및 G가 밝혀졌다. 보툴리눔 독소 혈청형은 예를 들면, Sigma-Aldrich (St. Louis, MO)와 Metabiologics, Inc. (Madison, Wisconsin) 및 기타 출처로부터 상업적으로 구매가능하다. 상이한 혈청형의 보툴리눔 독소는 그들이 영향을 미치는 동물 종 및 그들이 유발하는 마비의 중증도 및 지속기간이 다양하다.

본 발명의 조성물에서 사용되는 보툴리눔 독소는 대안적으로 보툴리눔 독소 유도체, 즉, 보툴리눔 독소 활성을 가지나 천연 보툴리눔 독소 또는 재조합 원형(recombinant native) 보툴리눔 독소 대비, 임의의 부분 또는 임의의 사슬 상에 하나 이상의 화학적 변형 또는 기능적 변형을 포함하는 보툴리눔 독소 유도체일 수 있다. 예를 들면, 상기 보툴리눔 독소는 변형된 신경독소(예를 들면, 원형 신경독소, 또는 재조합에 의해 제조된 신경독소, 또는 그의 유도체 또는 그의 단편 대비, 하나 이상의 아미노산이 결실, 변형, 또는 치환된 것인 신경독소)일 수 있다. 예를 들면, 상기 보툴리눔 독소는 그의 특성을 강화하거나 또는 바람직하지 않은 부작용을 감소시키나, 여전히 원하는 보툴리눔 독소 활성을 유지하는 방식으로 변형된 보툴리눔 독소일 수 있다. 상기 보툴리눔 독소는 전술된 바와 같이, 박테리아에 의해 생성된 보툴리눔 독소 복합체일 수 있다. 대안적으로, 상기 보툴리눔 독소는 재조합 또는 합성 화학적 기법을 이용하여 제조된 독소(예를 들면, 재조합 펩티드, 융합 단백질, 또는 상이한 보툴리눔 독소 혈청형의 서브유닛 또는 도메인으로부터 제조된 하이브리드 신경독소(예를 들면, 미국특허 제6,444,209호 참조))일 수 있다. 상기 보툴리눔 독소는 또한 필요한 보툴리눔 독소 활성을 갖는 것으로 입증된 전체 분자의 일부일 수 있고, 그와 같은 경우에 그 자체로서, 또는 조합 또는 컨쥬게이트 분자, 예를 들면, 융합 단백질의 일부로서 이용될 수 있다. 대안적으로, 보툴리눔 독소는 그 자체로 무독성일 수 있는 보툴리눔 독소 전구체, 예를 들면, 단백질분해효소에 의한 절단시 독성을 갖게 되는 무독성 아연 프로테아제(zinc protease)의 형태일 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 "보툴리눔 독소 복합체(botulinum toxin complex)" 또는 "독소 복합체"는 결합된 내생의 비-독소 단백질(즉, 클로스트리디움 보툴리눔 박테리아에 의해 생성된 헤마글루티닌 단백질 및 비-독소 비-헤마글루티닌 단백질)을 갖는, 약 150 kD의 보툴리눔 독소 단백질(보툴리눔 독소 혈청형 A-G 중 하나에 속함)을 의미한다. 그러나, 보툴리눔 독소 복합체는 클로스트리디움 보툴리눔 박테리아로부터 하나의 단일 독소 복합체(unitary toxin complex)로서 유래되지 않아도 된다는 것에 유의한다. 예를 들면, 보툴리눔 독소 또는 변형된 보툴리눔 독소가 먼저 재조합 기법에 의해 제조되고 뒤이어 비-독소 단백질과 조합될 수 있다. 또한, 재조합 보툴리눔 독소가 (예를 들면, List Biological Laboratories, Campbell, CA로부터) 구매되고 비-독소 단백질과 조합될 수 있다.

본 발명은 또한 보툴리눔 독소 복합체가 클로스트리디움 보툴리눔 박테리아에 의해 생성된 보툴리눔 독소 복합체에서 자연적으로 발견되는 양에 비해 감소된 양의 비-독소 단백질을 갖는 것인 "감소된 보툴리눔 독소 복합체(reduced botulinum toxin complex)"를 고려한다. 일 구체예에서, 감소된 보툴리눔 독소 복합체는 클로스트리디움 보툴리눔 박테리아로부터 유래된 보툴리눔 독소 복합체로부터 헤마글루티닌 단백질 또는 비-독소 비-헤마글루티닌 단백질(non-toxin non-hemagglutinin protein)의 분획을 추출하기 위한 임의의 통상적인 단백질 분리 방법을 이용하여 제조된다. 예를 들면, 감소된 보툴리눔 독소 복합체는 보툴리눔 독소 복합체를 7.3의 pH에서 적혈구 세포에 노출시켜 분리시키는 것에 의해 제조될 수 있다(참조에 의해 본 명세서에 포함된, EP 1514556 Al 참조). HPLC, 투석, 컬럼, 원심분리 및 단백질로부터 단백질을 추출하는 기타 방법이 이용될 수 있다. 대안적으로, 감소된 보툴리눔 독소 복합체가 합성에 의해 제조된 보툴리눔 독소를 비-독소 단백질과 조합시키는 것에 의해 제조되는 경우, 천연 보툴리눔 독소 복합체에 존재하는 것보다 적은 양의 헤마글루티닌 또는 비-독소, 비-헤마글루티닌 단백질을 상기 조합(mixture)에 첨가할 수 있다. 본 발명에 따른 감소된 보툴리눔 독소 복합체 중 임의의 비-독소 단백질(예를 들면, 헤마글루티닌 단백질 또는 비-독소 비-헤마글루티닌 단백질 또는 양자 모두)은 독립적으로 임의의 양만큼 감소될 수 있다. 특정한 대표적인 구체예에서, 하나 이상의 비-독소 단백질은 보툴리눔 독소 복합체에서 일반적으로 발견되는 양 대비 약 0.5%, 1%, 3%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90% 감소된다. 일 구체예에서, 클로스트리디움 보툴리눔 박테리아로부터 유래된 보툴리눔 독소 복합체에서 일반적으로 발견되는 실질적으로 모든 비-독소 단백질(예를 들면, 헤마글루티닌 단백질 및 비-독소 비-헤마글루티닌 단백질의 >95%)이 보툴리눔 독소 복합체로부터 제거된다. 또 다른 구체예에서, 헤마글루티닌 단백질 및 비-독소 비-헤마글루티닌 단백질을 포함하지 않는, 순수한 보툴리눔 독소 분자만 이용된다. 또한, 일부 경우에 내생 비-독소 단백질의 양이 동일한 양만큼 감소될 수 있으나, 본 발명은 또한 각각의 내생 비-독소 단백질이 상이한 양씩 감소되는 경우 및 내생 비-독소 단백질 중 하나 이상을 감소시키고 나머지는 감소시키지 않는 경우를 고려한다.

본 발명은 또한 보툴리눔 독소 혈청형의 상이한 속성 및 특성 때문에, 이들의 혼합물은 현재 일반적으로 의료나 미용 분야에서 투여되지 않으나, 보툴리눔 독소의 조합 및 혼합물의 일반적 용도를 고려한다.

본 발명의 보툴리눔 독소 제제는 비-이온성 계면활성제를 포함한다. 일반적으로, 본 발명은 보툴리눔 독소를 안정화시키는 능력을 가지며, 약제학적 용도를 위해 적합한 비-이온성 계면활성제의 사용을 고려한다. 특정한 구체예에서, 상기 비-이온성 계면활성제는 폴리소르베이트이고, 그의 비-한정적 예는 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 40, 폴리소르베이트 60, 및 폴리소르베이트 80을 포함한다. 다른 구체예에서, 상기 비-이온성 계면활성제는 소르비탄 에스테르이고, 그의 비-한정적 예는 스판(Span) 20, 스판 60, 스판 65, 및 스판 80을 포함한다. 본 발명은 또한 폴록사머의 사용을 고려하고, 그의 비-한정적 예는 폴록사머 181, 폴록사머 188, 및 폴록사머 407을 포함한다. 본 발명은 또한 비-이온성 계면활성제로서 트리톤(Triton) X-100 또는 NP-40을 사용하는 것을 고려한다. 또한, 본 발명은 상이한 비-이온성 계면활성제의 조합이 함께 이용되는 것인 구체예를 고려한다. 특정한 바람직한 구체예에서, 상기 비-이온성 계면활성제는 폴리소르베이트, 폴록사머, 및 소르비탄으로 구성된 군으로부터 선택되고, 폴리소르베이트 및 소르베이트가 특히 바람직하다. 바람직한 구체예에서, 상기 비-이온성 계면활성제의 농도는 0.005% 내지 0.5%의 범위, 또는 0.01% 내지 0.2%의 범위, 또는 0.02% 내지 0.1%의 범위, 또는 0.05 내지 0.08%의 범위이다. 본 발명은 또한 상기 비-이온성 계면활성제의 농도가 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 또는 0.15%인 것인 제제를 고려한다.

본 발명의 보툴리눔 독소 제제는 비-환원성 당을 포함한다. 바람직한 구체예에서, 상기 비-환원성 당은 55℃, 57℃ 또는 60℃보다 높은 유리 전이 온도(glass transition temperature)를 갖는다. 이론에 의해 한정되기를 원치 않으면서, 그와 같은 유리 전이 온도는 보툴리눔 독소의 변성을 유발하는 바람직하지 않은 분자 운동을 억제하기에 충분히 높은 것으로 사료된다. 특정한 특히 바람직한 구체예에서, 상기 비-환원성 당은 이당류이고, 그의 비-한정적 예는 트레할로오스 및 수크로오스를 포함한다. 다른 구체예에서, 상기 비-환원성 당은 삼당류이고, 그의 비-한정적 예는 라피노오스이다. 일반적으로, 본 발명의 보툴리눔 독소 제제 중 비-환원성 당의 농도는 10% 내지 40% (w/v), 바람직하게는 10% 내지 25% (w/v), 보다 바람직하게는 15% 내지 20% (w/v)의 범위이다. 일부 바람직한 구체예에서, 비-환원성 당의 농도는 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19% 또는 20% (w/v)이다. 상기 비-환원성 당이 트레할로오스인 경우, 바람직하게는 트레할로오스의 수화 형태(즉, 트레할로오스-이수화물)이 제제를 제조하기 위해 사용되며, 트레할로오스의 무수 형태의 사용도 고려된다.

또한, 본 발명의 일 양태는 비-환원성 당의 선택이 온도의 함수로서 보툴리눔 독소의 안정성을 조정(tailor)하기 위해 이용될 수 있다는 인식이다. 예를 들면, 보툴리눔 독소 제제가 냉장이 없는 조건에 적용되는 경우, 트레할로오스는 주변 온도에서 보툴리눔 독소에 안정성을 부여하므로, 트레할로오스를 비-환원성 당으로 이용하는 것이 유리하다. 따라서, 본 발명의 트레할로오스-함유 제제는 보툴리눔 독소 활성의 감지가능한(appreciable) 상실 없이 다양한 제조 공정 동안 주변 온도에서 유리하게 가공될 수 있다. 보툴리눔 독소 제제가 냉장되는 것인 상황(예를 들면, 수개월 또는 심지어 수년 동안 지속되는 장기 보관 동안)에서, 수크로오스를 비-환원성 당으로 선택할 수 있다. 당의 혼합물도 본 발명에 의해 고려된다. 예를 들면, 특정한 구체예에서, 수크로오스 및 트레할로오스 모두가 보툴리눔 독소 제제에 첨가된다. 당 혼합물의 성분들의 특정한 비는 달성될 효과에 의해 좌우되고, 통상의 실험에 의해 결정될 수 있다. 또한, 정제, 제조, 또는 보관의 상이한 단계 동안, 단독이거나, 또는 조합된 이당류와 같은 상이한 비-환원성 당의 사용도 본 발명의 범위에 속한다. 따라서, 예를 들면, 트레할로오스는 보다 높은 온도(예를 들면, 주변 온도)에서의 초기 가공 및/또는 정제에서 사용되고, 뒤이어 트레할로오스가 제거되고 수크로오스에 의해 대체될 수 있다. 이당류와 같은, 하나의 비-환원성 당의 제거 및 또 다른 당에 의한 치환은 예를 들면, 투석, 크로마토그래피, 또는 당업계에서 공지된 다른 방법에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는 본 명세서에서 특정된 비-환원성 당(또는 당)이 일부 구체예에서, 고체 보툴리눔 독소 제제를 위한 일차 벌킹제(primary bulking agnet)로 작용한다는 인식이다. 특히, 본 명세서에서 특정된 양으로 첨가되는 경우, 비-환원성 당은 보툴리눔 독소 제제의 동결건조 또는 진공-건조시 안정하고, 기계적으로 강건한 케이크(cake)를 형성할 수 있는 것으로 발견되었다. 이론에 의해 한정되기를 원치 않으면서, 그와 같은 제제 중 비-환원성 당은 비-환원성 당의 히드록시기가 보툴리눔 독소를 안정화시키고, 고체 케이크에 기계적 강건성(mechanical robustness)을 부여하는, 수소 결합을 최대화하도록 비-환원성 당을 랜덤하게 배향시키는 것인 무정형 고체를 형성하는 것으로 사료된다. 일부 바람직한 구체예에서, 본 명세서에 기재된 비-환원성 당이 보툴리눔 독소 제제를 위한 유일한 벌킹제로 사용된다. 다른 바람직한 구체예에서, 비-환원성 당은 일차 벌킹제로 작용하나, 소량의 이차적 벌킹제(secondary bulking agent)가 보툴리눔 독소 제제에 첨가된다. 이차적 벌킹제는 특별히 제한되지 않고, 보툴리눔 독소 제제의 안정성에 허용가능하지 않게 유해한 효과를 갖지 않는 임의의 벌킹제일 수 있다. 결정화하는 경향을 갖는 이차적 벌킹제를 사용하는 경우, 이들을 충분히 낮은 농도로 첨가하여, 결정화될 수 없게 하는 것이 바람직하다. 이론에 의해 한정되기를 원치 않으면서, 그와 같은 이차적 벌킹제의 결정화는 동결건조 또는 진공-건조 후 수득된 고체 케이크의 안정성에 대해 불리한 효과를 가질 것으로 사료된다.

본 발명의 또 다른 양태는 본 명세서에 기재된 농도에서 비-환원성 당은 동결건조된 보툴리눔 독소 제제, 및 용액 상의 보툴리눔 독소 제제를 안정화시키기 위해 사용될 수 있다는 예상치 못한 결과이다.

바람직한 구체예에서, 보툴리눔 독소 제제는 완충제를 포함한다. 일반적으로, pH를 4.5 내지 6.5의 범위로, 보다 바람직하게는 5 내지 6의 범위로, 및 가장 바람직학는 약 5.5로 유지할 수 있는 생리적으로 적합한 완충제가 본 발명의 보툴리눔 독소 제제를 위해 적합하다. 그와 같은 완충제의 비-한정적 예는 시트르산, 아세트산, 숙신산, 타르타르산, 말레산, 및 히스티딘의 염을 포함하는 완충제를 포함한다. 적합한 완충제 농도의 비-한정적 예는 0.400% 내지 0.600%; 0.450% 내지 0.575%, 또는 0.500% 내지 0.565% 범위의 완충제 농도를 포함한다. 본 발명은 또한 완충제 염(buffer salt)의 혼합물을 포함하는 보툴리눔 독소 제제를 고려하고, 이들의 예는 시트레이트/아세테이트, 시트레이트/히스티딘, 시트레이트/타르트레이트, 말리에이트(maleate)/히스티딘, 또는 숙시네이트/히스티딘을 포함한다. 특정한 바람직한 구체예에서, 상기 완충제는 포스페이트 완충제이다.

특정한 구체예에서, 보툴리눔 독소 제제는 보툴리눔 독소 제제의 동결건조 형태의 취급을 보다 용이하게 하는 벌킹제(비-환원성 당 외에)를 포함한다. 특정한 바람직한 구체예에서, 상기 벌킹제는 동결건조 조건 하에서 결정화하고, 고체 상태인 경우, 다른 부형제와 잘 혼합되지 않는다. 그러나, 다른 바람직한 구체예에서, 상기 벌킹제는 동결건조 조건 하에서 무정형으로 유지되고, 동결 동안 결정화하는 경향을 갖는 것으로 알려진 경우에도(예를 들면, 만니톨 또는 글리신) 무정형으로 유지된다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 벌킹제가 동결건조 동안 결정화되는지 또는 무정형으로 유지되는지 여부는 벌킹제의 종류, 제제의 나머지 성분 대비 벌킹제의 양, 및 상기 제제가 동결건조되는 속도를 포함한 여러 인자들에 의해 좌우된다. 특정한 바람직한 구체예에서, 벌킹제 대비 비-환원성 당의 양은 벌킹제의 결정화를 억제하도록 조정된다. 이와 같은 경우, 중량 퍼센트 기준으로, 비-환원성 당 대 벌킹제의 비는 0.33 대 1(0.33 to 1); 0.5 대 1, 0.75 대 1; 1:1; 2:1, 3:1, 또는 4:1보다 높을 수 있다. 본 발명에 의해 고려되는 벌킹제의 비-한정적 예는 소르비톨, 만니톨, 글리신, 아르기닌, 및 히스티딘을 포함한다. 일부 구체예에서, 벌킹제의 농도는 1% 내지 10%, 2% 내지 6%, 3% 내지 5% 또는 4% 내지 4.5% (w/v)의 범위일 수 있다. 특정한 바람직한 구체예에서, 벌킹제가 사용되는 경우, 비-환원성 당의 농도는 10% 내지 40% (w/v) 범위로부터 0.5% 내지 3.0% (w/v)의 범위로 감소될 수 있다. 또한, 특정한 바람직한 구체예에서, 비-환원성 당 대 벌킹제의 비는 0.07 내지 2.0의 범위, 바람직하게는 0.4 내지 0.6의 범위이다. 따라서, 예시로서만, 본 발명의 보툴리눔 독소 제제는 벌킹제로서 만니톨 및 비-환원성 당으로서 트레할로오스 이수화물을 포함할 수 있고, 만니톨은 1.5% 내지 7.5% (w/v)의 농도 범위로 존재하고, 트레할로오스 이수화물은 0.5% 내지 3.0% (w/v)의 농도 범위로 존재한다. 바람직하게는, 상기 벌킹제는 염화나트륨이 아니다.

본 발명의 보툴리눔 독소 제제는 통상적인 투여 경로를 통해 투여될 수 있다. 본 발명의 일부 구체예에서, 보툴리눔 독소 제제는 개체에 대한 근육내 또는 피하 주사에 의해 투여된다. 다른 구체예에서, 상기 보툴리눔 독소 제제는 국소로 투여된다. 보툴리눔 독소 제제가 국소로 또는 주사에 의해 투여되는지 여부에 관계없이, 상기 제제는 보툴리눔 독소의 목적 부위(issue of interest)로의 투과를 촉진하기 위해, 본 명세서에 기재된 바와 같은, 양으로 하전된 효능기(efficiency group)를 갖는 양으로 하전된 담체를 포함할 수 있다. 그러나, 양으로 하전된 담체는 안정화를 위해 요구되지 않으며 본 발명은 보툴리눔 독소 제제가 그와 같은 양으로 하전된 담체를 포함하지 않는 구체예를 고려한다는 것에 유의해야 한다. 본 발명의 보툴리눔 독소 제제는 약물 전달 장치를 통해 투여될 수 있고, 그의 비-한정적 예는 피부 패치이다.

보툴리눔 독소 제제가 국소로 투여되는 경우, 보툴리눔 독소의 경피 투과를 촉진하기 위해, 본 명세서에 기재된 바와 같은 양으로 하전된 분지기(positively charged branching group)를 갖는 양으로 하전된 담체를 상기 제제 내에 포함하는 것이 유리하다 (각각 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된, 미국특허출원 09/910,432; 11/073,307; 11/072,026; 및 10/793,138을 참조한다). 양으로 하전된 담체 또는 경피 수송을 증가시키는 다른 수단의 이용 없이, 국소로 투여된 보툴리눔 독소의 경피 흐름(transdermal flux)은 상당히 낮을 것으로 예상된다. 본 발명은 또한 본 명세서에 기재된 양으로 하전된 담체의 이용 외에, 본 발명의 보툴리눔 독소 제제와 함께 경피 수송을 강화하는 다른 방법의 사용을 고려한다는 것에 유의해야 한다. 그와 같은 방법의 비-한정적 예는 리포좀, 이온영동(iontophoresis), 미셀(micelle) 등을 이용한 보툴리눔 독소 제제의 경피 전달을 포함한다.

또한, 보툴리눔 독소 제제가 국소로 투여되는 경우, 보툴리눔 독소 제제를 제제의 점성을 증가시키거나, 보툴리눔 독소의 적용을 보다 용이하게 보다 정확하게 하기 위해 겔화제(gelling agent) 및/또는 점도-변형제(viscosity-modifying agent)와 혼합하는 것이 유리하다. 추가적으로, 양으로 하전된 담체가 이용되는 경우, 이 작용제들은 수성 보툴리눔 독소/담체 제제가 건조되는 것을 방지하는데 기여하며, 상기 건조는 보툴리눔 독소의 활성의 감소를 유발하는 경향이 있다. 특히 바람직한 작용제는 전하를 띠지 않고(uncharged), 보툴리눔 독소 활성, 또는 보툴리눔 독소-담체 복합체의 피부 통과의 효율성을 방해하지 않는 작용제이다. 겔화제는 특정한 셀룰로오스-기반 겔화제, 예를 들면, 히드록시프로필셀룰로오스(HPC)일 수 있다. 일부 구체예에서, 보툴리눔 독소/담체 복합체는 2-4% HPC를 갖는 조성물로 제제화된다. 대안적으로, 보툴리눔 독소/담체 복합체를 포함하는 용액의 점도는 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 첨가하는 것에 의해 변할 수 있다. 다른 구체예에서, 보툴리눔 독소/담체 용액은 미리 혼합된 점도 변형제(viscous agent), 예를 들면, Cetaphil^® 보습제(moisturizer)와 혼합된다. 다른 구체예에서, 점도 변형제는 폴록사머이고, 그의 비-한정적 예는 폴록사머 188 및 폴록사머 407을 포함한다. 점도 변형제는 폴리아크릴산, 폴리아미드, 또는 식물성 검(예를 들면, 구아 검)일 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 보툴리눔 독소 제제는 에멀젼(마이크로에멀젼 포함), 현탁액, 크림, 로션, 겔, 분말, 또는 조성물이 이용될 수 있는 피부 및 기타 조직으로의 적용을 위해 이용되는 기타 통상적인 고체 또는 액체 조성물을 형성하기 위해 부형제와 혼합될 수 있다. 그와 같은 조성물은 또한 그와 같은 제품에서 통상적으로 사용되는 다른 성분들, 예를 들면, 항미생물제(antimicrobial), 보습제 및 수화제(hydration agent), 투과제(penetration agent), 보존제, 유화제(emulsifier), 천연 또는 합성 오일, 용매, 계면활성제, 디터전트(detergent), 연화제(emollient), 항산화제, 방향제(fragrance), 충진제(filler), 증점제, 왁스, 냄새 흡수제, 염료, 착색제, 분말, 및 선택적으로 마취제, 항-가려움증(anti-itch) 첨가제, 식물성 추출물(botanical extract), 컨디셔닝제(conditioning agent), 흑화제 또는 미백제(darkening or lightening agent), 글리터(glitter), 습윤제(humectant), 운모(mica), 미네랄, 폴리페놀, 실리콘 또는 그의 유도체, 차광제(sunblock), 비타민, 약용식물(phytomedicinal)을 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명의 보툴리눔 독소 제제를 제조하고 및/또는 투여하기 위한 키트를 제공한다. 일부 구체예에서, 상기 키트는 보툴리눔 독소, 및 본 발명에 따른 안정화된 제제를 제조하기 위해 필요한 추가적인 부형제를 포함한다. 상기 키트는 또한 그와 같은 제제를 제조하기 위해 이용될 수 있는 프리믹스(premix)를 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 상기 키트는 동결건조된 것인 본 발명에 따른 보툴리눔 독소 제제 및 상기 제제를 전달하는 장치를 포함하고, 상기 장치의 비-한정적 예는 주사기(syringe)이다.

본 발명은 치료 동안 개체에게 "치료량(therapeutic agent)"의 보툴리눔을 전달하는 제제를 제공한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "치료량"은 원하는 효과(예를 들면, 근육의 이완, 주름의 치료, 통증의 치료, 또는 땀샘과 같은 과다활성 샘의 활성 저하)를 생성하기에 충분한 보툴리눔 독소의 양을 의미한다. 보툴리눔 독소의 "치료량"은 묵시적으로 원치않는 마비, 또는 다른 바람직하지 않거나 또는 유해한 부작용을 유발하지 않는 안전한 양으로 이해된다. 투여되는 보툴리눔 독소의 구체적 양은 투여 경로, 투여 부위, 치료대상 적응증, 및 특정한 제제 중의 보툴리눔 독소의 혈청형(또는 혈청형들)을 포함한, 여러 인자들에 의해 좌우될 것이다. 예를 들면, 타입 A 혈청형 보툴리눔 독소가 선택된 경우, 치료량은 10 U 내지 150 U 또는 1,000 U 내지 2,500 U의 범위일 수 있다. 다른 바람직한 구체예에서, 치료량은 400 U 내지 800 U 및 1,000 U 내지 50,000 U, 바람직하게는 2,000 내지 35,000 U, 보다 바람직하게는 3,000 U 내지 30,000 U, 및 훨씬 더 바람직하게는 4,000 U 내지 25,000 U의 범위이다. 특정한 구체예에서, 치료량은 4,000 U 내지 8,000　U, 9,000 U 내지 19,000 U, 또는 20,000 U 내지 40,000 U의 범위이다.

본 발명의 조성물은 미용 효과 또는 치료 효과일 수 있는, 원하는 효과를 유발하기 위해 적용된다. 원하는 효과는 예를 들면, 미세 라인(fine lines) 및/또는 주름, 특히 안면의 미세 라인 및/또는 주름을 감소시키거나, 또는 눈을 넓히거나, 구각(corner of the mouth)을 높이거나 또는 윗 입술로부터 전개되는 라인을 평탄화하는 것과 같은 다른 방식으로 안면의 외형을 조정하거나, 또는 근육 긴장의 전반적인 완화(general relief)를 목적으로 한 일부 근육의 이완을 포함한다. 마지막에 언급된 효과, 근육 긴장의 전반적인 완화는 얼굴 또는 그 외의 부위에서 일어날 수 있다. 본 발명의 조성물은 단일-투여 치료제로서의 적용을 위한 보툴리눔 독소의 적합한 유효량을 포함하거나, 또는 투여 장소에서 희석을 위해, 또는 복수 적용으로의 사용을 위해 보다 농축된 것일 수 있다. 본 발명의 안정화된 보툴리눔 독소 복합체 또는 안정화된 감소된 보툴리눔 독소 복합체는 바람직하지 않은 안면 근육 또는 다른 근육 경련, 다한증, 여드름과 같은 상태 또는 근육통 또는 경련의 완화가 요구되는 신체 내의 부위에서의 상태를 치료하기 위해 개체에게 투여될 수 있다. 보툴리눔 독소는 근육 또는 기타 피부-관련 구조로 투여된다. 투여는 예를 들면, 얼굴, 다리, 어깨, 등(허리 포함), 액와, 손바닥, 발, 목, 서혜부(groin), 손등 또는 발등, 팔꿈치, 상완, 무릎, 상지(upper leg), 둔부, 몸체(torso), 골반, 또는 보툴리눔 독소의 투여가 바람직한 신체의 기타 부위로 이루어질 수 있다.

특정한 바람직한 구체예에서, 본 발명의 보툴리눔 독소 제제는 양으로 하전된 효능기를 갖는 양으로 하전된 담체를 포함한다. 이 경우, 상기 양으로 하전된 담체는 보툴리눔 독소의 목적 조직으로의 투과를 촉진하기에 충분한 양으로 존재한다. 본 명세서에서 사용된, 용어 "양으로 하전된(positively charged)"은 담체가 적어도 일부 용액-상 조건 하에서, 보다 바람직하게는 적어도 일부 생리적으로 적합한 조건 하에서 양전하를 갖는다는 것을 의미한다. 보다 구체적으로, "양으로 하전된"은 해당 작용기(group in question)가 모든 pH 조건 하에서 하전되는 관능기(functionality), 예를 들면, 4차 아민을 포함하거나, 또는 특정한 용액-상 조건 하에서, 예를 들면, 1차 아민의 경우, pH 변화시, 양전하를 수득할 수 있는 관능기를 포함한다는 것을 의미한다. 보다 바람직하게는, 본 명세서에서 사용된 "양으로 하전된"은 생리적으로 적합한 조건에서 음이온과 결합하는 거동을 갖는 작용기들을 의미한다. 다수의 양으로 하전된 모이어티를 갖는 중합체는 당업자에게 자명한 바와 같이, 단일 중합체(homopolymer)일 필요가 없다. 당업자에게 자명한 바와 같이, 양으로 하전된 모이어티의 다른 예들이 종래 기술에서 잘 알려져 있고 용이하게 이용될 수 있다.

일반적으로, 양으로 하전된 담체는 양으로 하전된 백본을 포함하고, 상기 백본은 통상적으로 원자들의 사슬이고, 생리적 pH에서 양전하를 갖는 작용기를 사슬 중에 포함하거나, 또는 상기 백본으로부터 연장되는 곁사슬에 결합된 양전하를 갖는 작용기를 갖는다. 곁사슬은 1개 내지 20개의 탄소 원자를 갖고, 전술된 양전하로 하전된 기들 중 하나에서 (백본으로부터 떨어진) 원위 말단(distal end)에서 종료되는 것인 선형 또는 분지형 탄화수소 사슬일 수 있다. 바람직하게는, 상기 양으로 하전된 백본 자체는 정의된 효소적 활성 또는 치료적 생물 활성을 갖지 않을 것이다. 직선형 백본은 일부 구체예에서, 질소, 산소, 황, 규소 및 인으로부터 선택된 헤테로원자(heteroatom)에 의해 중단되는, 탄화수소 백본이다. 백본 사슬 원자의 대부분은 통상적으로 탄소이다. 추가적으로, 상기 백본은 종종 반복 반위의 중합체(예를 들면, 아미노산, 폴리(에틸렌옥시), 폴리(프로필렌아민), 폴리알킬렌이민, 등)이나, 헤테로중합체(heteropolymer)일 수 있다. 일군의 구체예에서, 상기 양으로 하전된 백본은 다소의 아민 질소 원자가 양전하를 갖는 암모늄기(테트라-치환)로 존재하는 것인 폴리프로필렌아민이다. 또 다른 구체예에서, 상기 양으로 하전된 백본은 비펩티드 중합체(nonpeptidyl polymer)이고, 상기 비펩티드 중합체는 폴리알킬렌이민과 같은 헤테로중합체 또는 단일중합체일 수 있고, 예를 들면, 약 100 내지 약 2,500,000 D, 바람직하게는 약 250 내지 약 1,800,000 D, 및 가장 바람직하게는 약 1000 내지 약 1,400,000 D의 분자량을 갖는 폴리에틸렌이민 또는 폴리프로필렌이민일 수 있다. 또 다른 군의 구체예에서, 상기 백본은 양으로 하전된 작용기(예를 들면, 암모늄기, 피리디늄기, 포스포늄기, 술포늄기, 구아니디늄기, 또는 아미디늄기)를 포함하는 복수 개의 곁사슬 모이어티에 결합한다. 이 군의 구체예에서 곁사슬 모이어티들은 백본을 따라 분리가 일정하거나 또는 가변적인 간격(spacing)으로 배치될 수 있다. 추가적으로, 곁사슬의 길이는 유사하거나 또는 상이할 수 있다. 예를 들면, 일군의 구체예에서, 곁사슬은 1개 내지 20개의 탄소 원자를 갖고, (백본으로부터 떨어진) 원위 말단(distal end)에서 전술된 양전하로 하전된 기들 중 하나로 종료되는 것인 선형 또는 분지형 탄화수소 사슬일 수 있다. 본 발명의 모든 양태에서, 담체와 보툴리눔 독소 간의 결합은 비-공유결합성 상호작용이고, 그의 비-한정적인 예는 이온성 상호작용, 수소결합, 반 데르 바알스 힘(van der Waals force), 또는 그의 조합을 포함한다.

일군의 구체예에서, 양전하로 하전된 백본은 복수의 양전하로 하전된 곁사슬 기(예를 들면, 라이신, 아르기닌, 오르니틴, 호모아르기닌, 등)를 갖는 폴리펩티드이다. 바람직하게는, 폴리펩티드는 약 100 내지 약 1,500,000, 보다 바람직하게는 약 250 내지 약 1,200,000, 가장 바람직하게는 약 1000 내지 약 1,000,000의 분자량을 갖는다. 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 이 부분에서 아미노산이 이용되는 경우, 곁사슬은 결합의 중심(the center of attachment)에서 D 또는 L형(R 또는 S 배열)을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 특정한 바람직한 구체예에서, 폴리펩티드는 약 500 내지 약 5000 D, 보다 바람직하게는 약 1000 내지 약 4000 D, 보다 바람직하게는 2000 내지 약 3000 D의 분자량을 갖는다. 다른 구체예에서, 폴리펩티드는 약 10,000 이상의 분자량을 갖는다.

또 다른 구체예에서, 백본 부분은 폴리라이신이고, 본 명세서에서 검토된 바와 같이 효능기가 상기 폴리라이신에 결합된다. 상기 폴리라이신은 약 100 내지 약 1,500,000 D, 바람직하게는 약 250 내지 약 1,200,000 D, 및 가장 바람직하게는 약 1000 내지 약 3000 D의 분자량을 갖는다. 하나의 예시적인 구체예에서, 상기 양으로 하전된 효능기를 갖는 양으로 하전된 담체는 아미노산 서열 RKKRRQRRR-G-(K)₁₅-G-RKKRRQRRR, RGRDDRRQRRR-G-(K)₁₅-G-RGRDDRRQRRR, 또는 YGRKKRRQRRR-G-(K)₁₅-G-YGRKKRRQRRR의 펩티드이다. 상기 담체는 상업적으로 구매가능한 (Sigma Chemical Company, St. Louis, Mo., USA) 폴리라이신, 예를 들면, MW>70,000 D를 갖는 폴리라이신, 70,000 내지 150,000 D의 MW를 갖는 폴리라이신, MW 150,000 내지 300,000 D를 갖는 폴리라이신 및 MW>300,000 D를 갖는 폴리라이신일 수 있다. 적절한 폴리라이신의 선택은 조성물의 나머지 성분들에 의해 좌우될 것이고, 조성물에 전체 순 양전하를 제공하고, 바람직하게는 음으로 하전된 성분의 전체 길이의 1 내지 4배인 길이를 제공하기에 충분할 것이다.

대안적으로, 상기 백본은 펩토이드(peptoid)와 같은 폴리펩티드의 유사체일 수 있다. 예를 들면, Kessler, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 32:543 (1993); Zuckermann et al. Chemtracts--Macromol. Chem. 4:80 (1992); 및 Simon et al. Pr℃. Nat'l. Acad. Sci. USA 89:9367 (1992))을 참조한다. 요약하면, 펩토이드는 곁사슬이 알파-탄소 원자보다는 백본 질소 원자에 결합된 폴리글리신이다. 전술된 바와 같이, 곁사슬의 일부분은 양전하로 하전된 백본 성분을 제공하기 위해 통상적으로 양전하로 하전된 기에서 종료될 것이다. 펩토이드의 합성은 예를 들면, 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된, 미국특허 제5,877,278호에 기재된다. 그 용어가 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 펩토이드 백본 작제물(peptoid backbone construction)을 갖는 양전하로 하전된 백본은 α-탄소 원자 위치에서 천연 곁사슬을 갖는 아미노산으로 구성되지 않기 때문에, "비-펩티드(non-peptide)"로 간주된다.

다양한 다른 백본들, 예를 들면, 펩티드의 아미드 결합이 에스테르 결합, 티오아미드(--CSNH--), 역전된 티오아미드(reversed thioamide)(-NHCS-), 아미노메틸렌(--NHCH₂--) 또는 역전된 메틸렌아미노(--CH₂NH--) 기, 케토-메틸렌(--COCH₂--) 기, 포스피네이트(--PO₂RCH₂--), 포스폰아미데이트 및 포스폰아미데이트 에스테르(--PO₂RNH--), 역 펩티드(reverse peptide)(--NHC0--), 트랜스-알켄(--CR=CH--), 플루오로알켄(--CF=CH--), 디메틸렌(--CH₂CH₂--), 티오에테르(--CH₂S--), 히드록시에틸렌(--CH(OH)CH₂--), 메틸렌옥시(--CH₂O--), 테트라졸(CN₄), 술폰아미도(--SO₂NH--), 메틸렌술폰아미도(--CHRSO₂NH--), 역전된 술폰아미드(--NHSO₂--)로 치환된 것인 폴리펩티드의 입체적 또는 전자적 모사체(steric or electronic mimics), 및 말로네이트 및/또는 겜(gem)-디아미노-알킬 서브유닛을 갖는 백본, 예를 들면, Fletcher 등 ((1998) Chem. Rev. 98:763)에 의해 검토되고 상기 검토에서 인용된 참고문헌들에 의해 상세히 기술된 바와 같은 백본을 이용한 백본들이 이용될 수 있다.

전술된 각각의 백본에서, 양전하로 하전된 기를 갖는 곁사슬 기가 부착될 수 있다. 예를 들면, 술폰아미드-결합된 백본(--SO₂NH-- 및 --NHSO₂--)은 질소 원자에 결합된 곁사슬 기를 가질 수 있다. 유사하게, 히드록시에틸렌(--CH(OH)CH₂--) 결합은 히드록시 치환기에 결합된 곁사슬 기를 가질 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 표준 합성 방법을 이용하여 양으로 하전된 곁사슬 기를 제공하기 위해 다른 결합 화학(linkage chemistry)을 용이하게 개조할 수 있다.

본 발명의 일부 구체예에서, 상기 양으로 하전된 담체는 양으로 하전된 효능기를 포함한다. 효능기의 비-한정적 예는 식 중에서, 아래첨자 n1은 0 내지 20, 보다 바람직하게는 0 내지 8, 훨씬 더 바람직하게는 2 내지 5의 정수이고, 아래첨자 n2는 독립적으로 약 5 내지 약 25, 보다 바람직하게는 약 7 내지 약 17, 및 가장 바람직하게는 약 7 내지 13의 홀수인 것인 -(gly)_n1-(arg)_n2, HIV-TAT 또는 그의 단편, 또는, 안테나페디아(Antennapedia) PTD 또는 그의 단편을 포함한다. 바람직하게는, 곁사슬 또는 분지성 기는 전술된 바와 같은 일반식 -(gly)_n1-(arg)_n2을 갖는다. 다른 바람직한 구체예는 상기 분지성 기 또는 효능기가 아래첨자 p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 20의 정수인 식 (gly)_p-RGRDDRRQRRR-(gly)_q, (gly)_p-YGRKKRRQRRR-(gly)_q, 또는 (gly)_p-RKKRRQRRR-(gly)_q를 갖는 HIV-TAT 단편이고, 상기 단편은 상기 단편의 C-말단 또는 N-말단을 통해 담체 분자에 결합된다. 곁사슬 분지성 기(side branching group)는 결합의 중심에서 D- 또는 L-형(R 또는 S 배열)을 가질 수 있다. 바람직한 HIV-TAT 단편은 아래첨자 p 및 q 는 각각 독립적으로 0 내지 8, 보다 바람직하게는 2 내지 5의 정수인 단편들이다. 다른 바람직한 구체예는 상기 분지성 기가 안테나페디아 PTD 기 또는 상기 기의 활성을 보유한 그의 단편인 것인 구체예이다. 이들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서, 예를 들면, Console et al., J. Biol. Chem. 278:35109 (2003)로부터 공지되어 있다. 바람직하게는, 양전하로 하전된 담체는 전체 담체 중량 대비 백분율로서 약 0.05% 이상, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 45 중량%, 및 가장 바람직하게는 약 0.1 내지 약 30 중량%의 양으로 곁사슬 양전하로 하전된 분지성 기를 포함한다. 식 -(gly)_n1-(arg)_n2를 갖는 양전하로 하전된 분지성 기의 경우, 가장 바람직한 양은 약 0.1 내지 약 25%이다.

하기의 실시예는 본 발명의 다양한 구체예의 비-한정적 예시를 제공하도록 의도된다. 당업자가 인식하는 바와 같이, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변형이 이루어질 수 있다.

도 1: 동결건조된 보툴리눔 독소의 40℃에서의 보관 후 시간의 함수로서 회복된 보툴리눔 독소 활성.
도 2: 동결건조된 보툴리눔 독소의 상이한 온도에서의 보관 후 시간의 함수로서 회복된 보툴리눔 독소 활성.
도 3: 동결건조된 보툴리눔 독소의 상이한 온도에서의 보관 후 시간의 함수로서 회복된 보툴리눔 독소 활성.

실시예 1: 보툴리눔 독소 제제의 제조

적절한 양의 트레할로오스 이수화물, 폴리소르베이트-20, 히스티딘, 및 히스티딘 HCl을 조합하여 36% 트레할로오스 이수화물, 0.05% 폴리소르베이트-20, 및 1.126% 히스티딘, pH 5.5를 포함하는 2 x 제제 스톡 용액을 생성하는 것에 의해 본 발명의 예시적인 보툴리눔 독소 제제를 제조했다. 수득된 용액을 4℃까지 냉각시켰다. 보툴리눔 독소 API를 암모늄 술페이트 스톡 현탁액으로부터의 원심분리에 의해 펠렛화시켰다. 독소 펠렛을 0.05% 폴리소르베이트-20을 포함하는, 0.56% 히스티딘 완충액 pH 5.5에 용해시켰다. 수득된 용액을 히스티딘/폴리소르베이트-20 용액으로 더 희석시켜 1.074 ㎍/mL 용액의 독소 스톡 용액을 생성했다.

충분한 양의 펩티드를 물에 용해시켜 6.0 mg/mL 펩티드의 용액을 생성하는 것에 의해, 담체 펩티드 RKKRRQRRR-G-(K)₁₅-G-RKKRRQRRR의 스톡 용액을 제조했다. 독소 스톡 용액, 펩티드 스톡 용액, 0.56% 히스티딘 완충액, 및 2x 제제 스톡 용액을 조합하여 18% 트레할로오스 이수화물, 0.025% 폴리소르베이트-20, 0.56% 히스티딘 완충액, 55 ng/mL 독소 및 150 ㎍/mL 담체 펩티드로 구성된 제제 벌크 약물 제품(formulation bulk drug product)을 생성했다.

실시예 2: 보툴리눔 독소 제제의 동결건조

본 실시예는 본 발명에 따른 보툴리눔 독소 제제를 위한 동결건조 방법을 제공한다. 실시예 1에 기재된 제제 벌크 약물 제품의 200 ㎕ 분량을 55개의 2-mL 유리 바이알 각각에 옮겼다. 그레이 부틸 고무 동결건조 마개(grey butyl rubber lyophilization stopper)를 상기 유리 바이알의 상부에 느슨하게 덮었다. 상기 바이알을 동결건조기(lyophilizer)에 넣고, 동결건조를 개시했다.

동결건조 과정은 3개의 주요 단계로 구성되었다: (1) 동결(freezing) 단계; (2) 일차 건조(primary drying) 단계; 및 (3) 이차 건조(secondary drying) 단계. 이 3개의 주요 단계 각각은 하나 이상의 개별적인 공정 단계를 포함했고, 이 단계들은 하기에 표시된 온도 및 압력에서 수행했다. 일차 건조를 완료하기 위해 요구되는 일차 건조 시간는 바이알의 갯수 및 바이알의 충진 용량(fill volume)에 따라 변했다.

동결

단계 속도/유지(hold) deg C 분

1 H 5 50

2 R -45 60

3 H -45 120

동결, 응축, 및 배출(Evacuate):

동결 온도: -40 deg C Shelf or Product Ave

추가 동결 시간: 0 분

진공 개시 허용: -45 Avg Cond deg C

가열 개시 허용: 200 mTorr

일차 건조

단계 속도/유지 deg C 분 mTorr

1 H -45 150 150

2 H -33 2520 150

3 R -25 990 150

4 H -25 275 150

5 H -15 240 150

6 H 0 300 150

7 R 25 180 150

8 H 25 120 150

이차 건조

단계

1 H 27 160 100

실시예 3: 트레할로오스 이수화물을 포함하는 보툴리눔 독소 제제의 안정성

도 1 및 2는 트레할로오스 이수화물을 포함하는 두 개의 상이한 독소 농도로 제조된 보툴리눔 독소 제제의 바이알 (11 ng/바이알 및 1.1 ng/바이알)을 4℃, 25℃ 및 40℃에서 보관하고 최대 18개월의 지속기간 동안 보툴리눔 독소의 생물학적 활성을 결정하기 위해 표시된 시점에 테스트하여 작성했다. 활성은 LD₅₀ 마우스 분석법을 이용하여 측정했고, 활성은 바이알당 보툴리눔 독소의 균등한 유닛(equivalent unit)으로 도 1 및 2에 보고된다. 실험의 개시 시에(t=0), 관찰된 활성은 도 1의 제제의 경우, 바이알 당 1802 유닛의 보툴리눔 독소였고, 도 2의 제제의 경우, 바이알 당 192 유닛의 보툴리눔 독소였다. 도 1 및 2에서 보툴리눔 독소 활성의 관찰된 변동성(variability)은 LD₅₀ 마우스 분석법을 이용하여 수득된 데이터의 내재된 노이즈 및 작은 표본 크기(n=1 바이알 / 온도-시점)로부터 유래되는 것으로 사료된다. 이 변동성에도 불구하고, 데이터는 40℃의 보관 온도에서도, 이 18개월 연구 동안 회복된 활성의 상실에 대한 경향이 없다는 것을 나타낸다. 이 데이터는 본 발명의 예시적인 보투리눔 독소 제제의 안정화의 실시예를 제공한다.

실시예 4: 수클로오스를 포함하는 보툴리눔 독소 제제의 안정성

도 3은 11 ng/바이알의 수크로오스를 포함하는 보툴리눔 독소 제제의 바이알을 트레할로오스-함유 제제에 대해 전술된 프로토콜을 이용하여 제조하고, 4℃ 및 25℃에 보관하고, 18개월의 지속 기간 동안 보툴리눔 독소의 활성을 결정하기 위해 표시된 시점에 테스트한 것인 안정성 연구의 결과를 보여준다. 활성은 전술된 바와 같은 LD₅₀ 마우스 분석법을 이용하여 측정했고, 활성은 바이알당 보툴리눔 독소의 균등한 유닛으로 도 3에 보고된다. 실험의 개시 시에(t=0), 관찰된 활성은 바이알 당 2299 유닛의 보툴리눔 독소였다. 도 3에서 보툴리눔 독소 활성의 관찰된 변동성은 LD₅₀ 마우스 분석법을 이용하여 수득된 데이터의 내재된 노이즈 및 작은 표본 크기(n=1 바이알 / 온도-시점)로부터 유래되는 것으로 사료된다. 이 변동성에도 불구하고, 데이터는 25℃의 보관 온도에서도, 이 18개월 연구 동안 회복된 활성의 상실에 대한 경향이 없다는 것을 나타낸다. 이 데이터는 본 발명의 예시적인 보투리눔 독소 제제의 안정화의 실시예를 제공한다.

실시예 5: 벌킹제를 포함하는 보툴리눔 독소 제제의 동결건조

본 실시예에서, 적절한 양의 트레할로오스 이수화물, 만니톨, 폴리소르베이트-20, 히스티딘, 및 히스티딘 HCl을 조합하여 3% 트레할로오스 이수화물, 7.5% 만니톨, 0.05% 폴리소르베이트-20, 및 0.563% 히스티딘, pH 5.5를 포함하는 제제 스톡 용액을 생성하는 것에 의해 보툴리눔 독소 제제를 제조했다. 수득된 용액을 4℃까지 냉각시켰다. 보툴리눔 독소 API를 암모늄 술페이트 스톡 현탁액으로부터의 원심분리에 의해 펠렛화시켰다. 수득된 독소 펠렛을 제제 스톡 용액에 용해시켰다. 이 용액의 농도는 117 ㎍/mL이었다. 이 용액을 동일한 용액을 이용하여 11.7 ㎍/mL의 최종 독소 스톡 용액 농도로 더 희석시켰다. 아미노산 서열 RKKRRQRRR-G-(K)₁₅-G-RKKRRQRRR을 갖는 담체 펩티드의 충분한 양을 물에 용해시켜 20 mg/mL 담체 펩티드 스톡 용액을 제조했다. 이 용액들을 조합하여 3% 트레할로오스 이수화물, 7.5% 만니톨, 0.05% 폴리소르베이트-20, 및 pH 5.5의 0.563% 히스티딘, 75 ㎍/mL 담체 펩티드, 및 5.5 ng/mL 독소의 최종 조성을 갖는 제제 벌크 약물 제품을 수득했다.

제제 벌크 약물 제품의 200 ㎕ 분량을 192개의 2-mL 유리 바이알 각각에 첨가했다. 그레이 부틸 고무 동결건조 마개를 상기 유리 바이알의 상부에 느슨하게 덮었다. 상기 바이알을 동결건조기에 넣고, 동결건조를 개시했다.

전술된 실시예에서와 같이, 동결건조 과정은 3개의 주요 단계로 구성되었다: (1) 동결 단계; (2) 일차 건조 단계; 및 (3) 이차 건조 단계. 이 3개의 주요 단계 각각은 하나 이상의 개별적인 공정 단계를 포함했고, 이 단계들은 하기에 표시된 온도 및 압력에서 수행했다:

동결

단계 속도/유지 deg C 분

1 H 5 30

2 R -45 50

3 H -45 60

4 R -20 25

5 H -20 240

6 R -45 25

7 H -45 60

동결, 응축 및 배출:

동결 온도: -45 deg C Shelf or Product Ave

추가 동결 시간: 1 분

진공 개시 허용: -40 Avg Cond deg C

가열 개시 허용: 300 mTorr

일차 건조

단계 속도/유지 deg C 분 mTorr

1 H -45 30 150

2 R -28 80 150

3 H -28 900 150

4 R -15 20 150

5 H -15 180 150

6 R -5 20 150

7 H -5 180 150

8 R 27 100 150

이차 건조

단계

1 H 27 540 100

SEQUENCE LISTING <110> THOMPSON, STEWART A. RUEGG, CURTIS L. WAUGH, JACOB M. <120> ALBUMIN-FREE BOTULINUM TOXIN FORMULATIONS <130> 13720-105135PC <140> PCT/US2010/040104 <141> 2010-06-25 <150> 61/220,433 <151> 2009-06-25 <160> 7 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 35 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <400> 1 Arg Lys Lys Arg Arg Gln Arg Arg Arg Gly Lys Lys Lys Lys Lys Lys 1 5 10 15 Lys Lys Lys Lys Lys Lys Lys Lys Lys Gly Arg Lys Lys Arg Arg Gln 20 25 30 Arg Arg Arg 35 <210> 2 <211> 39 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <400> 2 Arg Gly Arg Asp Asp Arg Arg Gln Arg Arg Arg Gly Lys Lys Lys Lys 1 5 10 15 Lys Lys Lys Lys Lys Lys Lys Lys Lys Lys Lys Gly Arg Gly Arg Asp 20 25 30 Asp Arg Arg Gln Arg Arg Arg 35 <210> 3 <211> 39 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <400> 3 Tyr Gly Arg Lys Lys Arg Arg Gln Arg Arg Arg Gly Lys Lys Lys Lys 1 5 10 15 Lys Lys Lys Lys Lys Lys Lys Lys Lys Lys Lys Gly Tyr Gly Arg Lys 20 25 30 Lys Arg Arg Gln Arg Arg Arg 35 <210> 4 <211> 45 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <220> <221> misc_feature <222> (1)..(20) <223> This region may encompass 0-20 "Gly" residues <220> <221> misc_feature <222> (21)..(45) <223> This region may encompass 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, or 25 "Arg" residues <220> <223> see specification as filed for detailed description of substitutions and preferred embodiments <400> 4 Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly 1 5 10 15 Gly Gly Gly Gly Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg 20 25 30 Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg 35 40 45 <210> 5 <211> 51 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <220> <221> misc_feature <222> (1)..(20) <223> This region may encompass 0-20 "Gly" residues <220> <221> misc_feature <222> (32)..(51) <223> This region may encompass 0-20 "Gly" residues <220> <223> see specification as filed for detailed description of substitutions and preferred embodiments <400> 5 Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly 1 5 10 15 Gly Gly Gly Gly Arg Gly Arg Asp Asp Arg Arg Gln Arg Arg Arg Gly 20 25 30 Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly 35 40 45 Gly Gly Gly 50 <210> 6 <211> 51 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <220> <221> misc_feature <222> (1)..(20) <223> This region may encompass 0-20 "Gly" residues <220> <221> misc_feature <222> (32)..(51) <223> This region may encompass 0-20 "Gly" residues <220> <223> see specification as filed for detailed description of substitutions and preferred embodiments <400> 6 Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly 1 5 10 15 Gly Gly Gly Gly Tyr Gly Arg Lys Lys Arg Arg Gln Arg Arg Arg Gly 20 25 30 Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly 35 40 45 Gly Gly Gly 50 <210> 7 <211> 49 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <220> <221> misc_feature <222> (1)..(20) <223> This region may encompass 0-20 "Gly" residues <220> <221> misc_feature <222> (30)..(49) <223> This region may encompass 0-20 "Gly" residues <220> <223> see specification as filed for detailed description of substitutions and preferred embodiments <400> 7 Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly 1 5 10 15 Gly Gly Gly Gly Arg Lys Lys Arg Arg Gln Arg Arg Arg Gly Gly Gly 20 25 30 Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly 35 40 45 Gly

Claims

하기를 포함하는 액체 조성물:
혈청형 A 및 분자량 150 kD의 보툴리눔 독소,
10% 내지 40% (w/v)의 양으로 존재하는 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류;
0.005% 내지 0.5% (w/v)의 양으로 존재하는 비-이온성 계면활성제;
생리학적으로 적합한 완충제; 및
RKKRRQRRR-G-(K)₁₅-G-RKKRRQRRR (서열번호 1)의 아미노산 서열을 갖는 양으로 하전된 펩티드.
청구항 1에 있어서, 상기 조성물을 제조하기 위해 사용되는 비-환원성 이당류 또는 삼당류는 트레할로오스 이수화물, 트레할로오스 무수물, 수크로오스, 라피노오스, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 액체 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 비-환원성 이당류는 상기 조성물을 제조하기 위해 사용되고, 수크로오스, 트레할로오스 이수화물 및 트레할로오스 무수물로부터 선택되는 것인 액체 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 조성물을 제조하기 위해 사용된 비-이온성 계면활성제는 폴리소르베이트, 소르비탄 에스테르, 옥틸페놀 에틸렌 옥시드(트리톤™ X-100), 노닐페놀 에톡실레이트(NP-40), 폴록사머 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 액체 조성물.
청구항 4에 있어서, 상기 조성물을 제조하기 위해 사용되는 비-이온성 계면활성제는 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 40, 폴리소르베이트 60, 폴리소르베이트 80, 소르비탄 모노라우레이트(스판(Span)^® 20), 소르비탄 모노스테아레이트(스판^® 60), 소르비탄 트리스테아레이트(스판^® 65), 및 소르비탄 모노올리에이트(스판^® 80)으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 액체 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 생리적으로 적합한 완충제는 시트르산, 아세트산, 숙신산, 타르타르산, 말레산, 히스티딘, 시트레이트/아세테이트, 시트레이트/히스티딘, 시트레이트/타르트레이트, 말리에이트/히스티딘, 숙시네이트/히스티딘, 또는 그의 염, 및 포스페이트 완충제로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 액체 조성물.
청구항 1에 있어서, 겔화제, 점도-변형제, 또는 이들의 조합을 더 포함하는 것인 액체 조성물.
청구항 7에 있어서, 상기 겔화제는 셀룰로오스-기반 겔화제이고, 상기 점도-변형제는 폴리에틸렌 글리콜, 폴록사머, 폴리아크릴산, 폴리아미드, 및 식물성 검 중 하나 이상으로부터 선택되는 것인 액체 조성물.
청구항 8에 있어서, 상기 점도-변형제는 폴록사머인 것인 액체 조성물.
청구항 9에 있어서, 상기 점도-변형제는 폴록사머 181, 폴록사머 188, 및 폴록사머 407로부터 선택된 폴록사머인 것인 액체 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류는 10% 내지 25%(w/v)의 양으로 존재하는 것인 액체 조성물.
청구항 11에 있어서, 상기 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류는 18%(w/v)의 양으로 존재하는 것인 액체 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 비-이온성 계면활성제는 0.01% 내지 0.2%(w/v)의 양으로 존재하는 것인 액체 조성물.
청구항 13에 있어서, 상기 비-이온성 계면활성제는 0.05% 내지 0.08% (w/v)의 양으로 존재하는 것인 액체 조성물.
청구항 13에 있어서, 상기 비-이온성 계면활성제는 0.05% (w/v)의 양으로 존재하는 것인 액체 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 비-환원성 이당류 또는 삼당류는 수크로오스인 것인 액체 조성물.
청구항 16에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 비-이온성 계면활성제는 폴리소르베이트 20인 것인 액체 조성물.
청구항 17에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 생리학적으로 적합한 완충제는 히스티딘 또는 그의 염인 것인 액체 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 조성물의 pH는 4.5 내지 6.5인 것인 액체 조성물.
청구항 19에 있어서, 상기 조성물의 pH는 6.5인 것인 액체 조성물.
청구항 19에 있어서, 상기 조성물의 pH는 5.5 내지 6.5인 것인 액체 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 보툴리눔 독소는 액체 조성물 1 mL에 하기로부터 선택된 양으로 존재하는 것인 액체 조성물:
(i) 400 U 내지 3,000 U의 양;
(ii) 1,000 U 내지 2,500 U의 양;
(iii) 10 U 내지 400 U의 양;
(iv) 400 U 내지 800 U의 양;
(v) 10 U 내지 150 U의 양;
(vi) 200 U 내지 400 U의 양;
(vii) 200 U 내지 300 U의 양; 및
(viii) 200 U 내지 275 U의 양.
하기를 포함하는 액체 조성물의 동결건조에 의해 생성되는 무정형 비결정성 고체 조성물:
혈청형 A 의 150 kD 보툴리눔 독소;
10% 내지 40% (중량 기준)의 양으로 존재하는 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류;
0.005% 내지 0.5% (중량 기준)의 양으로 존재하는 비-이온성 계면활성제;
생리학적으로 적합한 완충제; 및
RKKRRQRRR-G-(K)₁₅-G-RKKRRQRRR (서열번호 1)의 아미노산 서열을 갖는 양으로 하전된 펩티드.
청구항 23에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 비-환원성 이당류는 수크로오스, 트레할로오스 이수화물, 및 트레할로오스 무수물로부터 선택되는 것인 고체 조성물.
청구항 23 또는 24에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 비-이온성 계면활성제는 폴리소르베이트, 소르비탄 에스테르, 옥틸페놀 에틸렌 옥시드(트리톤™ X-100), 노닐페놀 에톡실레이트(NP-40), 폴록사머 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 고체 조성물.
청구항 23에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용된 비-이온성 계면활성제는 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 40, 폴리소르베이트 60, 폴리소르베이트 80, 소르비탄 모노라우레이트(스판(Span)^® 20), 소르비탄 모노스테아레이트(스판^® 60), 소르비탄 트리스테아레이트(스판^® 65), 및 소르비탄 모노올리에이트(스판^® 80)으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 고체 조성물.
청구항 26에 있어서, 상기 생리적으로 적합한 완충제는 히스티딘인 것인 고체 조성물.
청구항 23에 있어서, 상기 고체 조성물은 10% 내지 25% (w/v)의 양으로 존재하는 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류를 포함하는 액체 조성물의 동결건조에 의해 생성되는 것인 고체 조성물.
청구항 28에 있어서, 상기 고체 조성물은 18% (w/v)의 양으로 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류를 포함하는 액체 조성물의 동결건조에 의해 생성되는 것인 고체 조성물.
청구항 29에 있어서, 상기 고체 조성물은 0.01% 내지 0.2% (w/v)의 양으로 존재하는 비-이온성 계면활성제를 포함하는 액체 조성물의 동결건조에 의해 생성되는 것인 고체 조성물.
청구항 30에 있어서, 상기 고체 조성물은 0.05% 내지 0.08% (w/v)의 양으로 비-이온성 계면활성제를 포함하는 액체 조성물의 동결건조에 의해 생성되는 것인 고체 조성물.
청구항 30에 있어서, 상기 고체 조성물은 0.05% (w/v)의 양으로 비-이온성 계면활성제를 포함하는 액체 조성물의 동결건조에 의해 생성되는 것인 고체 조성물.
청구항 32에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 비-환원성 이당류 또는 삼당류는 수크로오스인 것인 고체 조성물.
청구항 33에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 비-이온성 계면활성제는 폴리소르베이트 20인 것인 고체 조성물.
청구항 34에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 생리학적으로 적합한 완충제는 히스티딘 또는 그의 염인 것인 고체 조성물.
청구항 35에 있어서, 상기 액체 조성물의 pH는 4.5 내지 6.5인 것인 고체 조성물.
청구항 36에 있어서, 상기 조성물은 동물-유래 단백질성 부형제 또는 알부민을 함유하지 않는 것인 고체 조성물.
청구항 36에 있어서, 상기 보툴리눔 독소는 상기 조성물 중에 하기로부터 선택된 양으로 존재하는 것인 고체 조성물:
(i) 400 U 내지 3,000 U의 양;
(ii) 1,000 U 내지 2,500 U의 양;
(iii) 10 U 내지 400 U의 양;
(iv) 400 U 내지 800 U의 양;
(v) 10 U 내지 150 U의 양;
(vi) 200 U 내지 400 U의 양;
(vii) 200 U 내지 300 U의 양; 및
(viii) 200 U 내지 275 U의 양.
청구항 23에 있어서, 상기 조성물은 분말 또는 무정형 케이크인 것인 고체 조성물.
청구항 23에 따른 고체 조성물 및 주사기를 포함하는 키트.
하기를 포함하는 액체 조성물의 무정형 비결정성 고체 동결건조물:
분자량 150 kD의 보툴리눔 독소 A;
중량 기준 10% 내지 20%에서 선택된 양의 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류;
중량 기준 0.01% 내지 0.15%에서 선택된 양의 비-이온성 계면활성제;
RKKRRQRRR-G-(K)₁₅-G-RKKRRQRRR (서열번호 1)의 아미노산 서열을 갖는 양으로 하전된 펩티드; 및
히스티딘을 포함하는 생리학적으로 적합한 완충제.
청구항 41에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류는 수크로오스, 트레할로오스 이수화물, 또는 트레할로오스 무수물이고; 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 상기 비-이온성 계면활성제는 폴리소르베이트 또는 폴록사머인 것인 고체 동결건조물.
청구항 42에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 생리적으로 적합한 완충제는 히스티딘으로 구성되는 것인 고체 동결건조물.
청구항 43에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 비-환원성 이당류 또는 삼당류는 수크로오스인 것인 고체 동결건조물.
청구항 44에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 비-이온성 계면활성제는 폴리소르베이트 20인 것인 고체 동결건조물.
청구항 45에 있어서, 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 비-환원성 이당류 또는 비-환원성 삼당류는 18% (w/v)의 양으로 존재하고; 상기 액체 조성물을 제조하기 위해 사용되는 비-이온성 계면활성제는 0.05% (w/v)의 양으로 존재하는 것인 고체 동결건조물.
청구항 46에 있어서, 상기 조성물의 pH는 4.5 내지 6.5인 것인 고체 동결건조물.