KR19990022184A

KR19990022184A - 유전자구성물의 경구투여

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Publication number: KR19990022184A
Application number: KR1019970708663A
Authority: KR
Inventors: 피터 이 다도나; 차다레비안 가밀 지 데; 조셉 에이 픽스; 필리스 아이 가드너; 하워드 비 로센
Original assignee: 스톤 스티븐 에프.; 알자 코포레이션
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1999-03-25
Also published as: CA2221323A1; WO1996040081A2; AU6097896A; JPH11507340A; EP0831771A2; WO1996040081A3

Abstract

본 발명은 위장계통의 표적 부분으로 유전자구성물을 투여하는 방법이다. 유전자구성물은 표적 사이트에서 치료 유효량의 치료단백질을 발현시키는 환괴투약량으로 투여된다. 본 발명은 또한 표적 사이트로 유전자구성물을 투여하는 장치에 관한 것이다.

Description

유전자구성물의 경구투여

유전자치료는 다양한 종류의 유전성 질병 및 후천성 질병을 치료하기 위하여 제안되었다. 신체유전자치료는 이전부터 순환 및 고체조직으로부터 유도된 골수간세포 및 림프세포의 형질도입에 대하여 관심이 집중되었다. 많은 투여방법은 코, 폐 및 근육내의 방법을 포함하는 유전자치료에 대하여 설명되었다. 위장계통은 내시경에 의해서 쉽게 접근가능하고, 죽지 않는 음와에서 조상세포를 함유하고 있고, 그리고 생체내에서 지속적인 증식이 가능하다는 점에서 유전자치료를 위한 표적으로서 바람직하다는 것을 알 수 있다(F. Ledley, J. Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 14 : 328-337(1992)).

유전자치료는 2가지 기본양식으로 : 생체내투여와 환자로 세포를 리턴시킴으로써 된 탈체투여에 의해서 달성될 수 있다(M. Morsy et al, JAMA, 270 : 10 : 2338-2345(November 17, 1993)). 프렌치등(French et al)의 명의의 미국특허 제5,399,346호는 표적사이트에 또는 전신치료로서 유전자생성물을 투여하기 위한 유전자처리항원-특이림프세포의 사용을 설명하고 있다. 림프세포의 투여는 중심의 정맥관을 통하여 달성될 수 있다. 리포솜 및 DNA-지질복합체는 또한 바이러스 벡터를 통하여 유전자생성물을 생체내 투여하는 대안으로서 제안되었다. 이 복합체는 시험관에서 세포에 첨가되고, 폐로의 투여를 위하여 비경구 주입되거나 분무되어서 생체내에서 세포 및 조직의 트랜스펙션을 달성할 수 있다.

(D. Lasic et al, Science, 267 : 1275-1276(March 3, 1995)).

벡터의 장투여가 또한 설명되었다. 하-조리아노-브뤼허의 문헌(H-Soriano-Brcher, AGA Abstracts, Gastroenterology 100 : 5,2(May 1991))에는 신체유전자치료가 장계통내로의 접근성으로 인하여 다른 조직보다 더 쉽다고 제안하고 있다. 발명자는 쥐의 회장내로 리포터 유전자를 투여하기 위한 비복제 레트로바이러스 벡터의 사용을 설명하고 있다. PCT/US92/7029는 전신 및/또는 국부사용을 위한 치료단백질의 생성물을 위하여 위장계통으로의 치료유전자의 아레노바이러스 매개 전달을 설명하고 있다. 바이러스성 벡터는 장용제피 캡슐에 의해서 경구투여된다. PCT/US94/04589는 세포내로 유전자투여를 위한 DNA결합 단백질의 사용을 설명하고 있다. 락토페린은 DNA와 표적세포상의 특이 수용체 모두에 결합하는 철 결합 단백질이다. 락토세린-DNA 복합체는 소장에서 락토페린 수용체와 결합하고, 그리고 수용체 매체 엔도사이토시스에 의해서 세포로 들어간다. 따라서, 락토페린-DNA 복합체는 유지질미셀이 처방되는 경우에 경구적 유전자투여를 위하여 사용될 수 있다.

정상피를 통한 유전자전달의 어려움이 연구되었다. 스위처 등의 문헌(Sweeter et al, Proc Natl Acad Sci, USA 85 : 9611-9615(December 1988))에는 세포의 연속증식괴로서 장상피를 설명하고, 그리고 유전자 도입 마우스에서 hGH 리포터의 발현에 대한 분석이 세포-특이적 및 지질학적 인자 모두로부터 초래된 상피발현에 대한 부위적 차이를 가리킨다고 보고하고 있다. 존스 등의 문헌(Jones et al, J Biol Chem 265 : 24, 14684-14690(1990))에는 장 표적 유전자치료가 달성될 수 있고, 그리고 소장이 접근하기에 쉽고 바이러스감염이 쉽다는 점에서 바람직하다고 설명하고 있다. 샌그버그 등의 문헌(Sandberg et al, Human Gene Therapy 5 : 323-329(1994))에는 신체유전자치료를 위한 사이트로서 정상피와 친화성을 한층 더 지적하고 있다. 상기 문헌은 리베르퀸의 음와에서 장 간상세포가 유전자치료를 위한 이상적인 표적이고 이들 세포로의 접근은 장을 넓혀서 융모를 닿지 않게 하고 융모사이 공간을 넓혀서 생체내에서 보호점액층을 제거함으로써 향상될 수 있다는 것을 제안하고 있다.

각각의 문헌이 장이 신체유전자치료를 위한 바람직한 사이트라고 인식하고 있지만 장내에서 정해진 시간 및 사이트에서 벡터를 계속적으로 투여해야 한다.

치료 활성제의 투여를 위한 삼투압 투약장치는 이 분야에서 공지되어 있다. 이 장치는 일정한 시간, 일 또는 월동안 사용 환경으로 제제를 투여하는 팽창수단을 사용한다. 팽창수단은 액체를 흡수하고, 팽창시키고, 그리고 조작가능한 일정한 방식으로 장치의 내부로부터 이로운 제제를 방출하는 작용을 한다. 삼투압 팽창수단은 일정한 기간동안 일반적으로 상대적으로 느리게 제제를 조작가능하게 투여하는데 사용된다. 따라서, 이들 장치는 일반적으로 동시에 사용환경내로 제제를 함유하는 모든 제제 또는 모든 투약제제의, 신속 방출 또는 실질적으로 동시도입에 의해서 뒤이어지는 제제의 초기방출을 지연시키는데 사용되지 못한다(예를 들어, 여기서 참조문헌으로써 편입된 미국 특허 제3,845,770호 및 제3,916,899호 참조). 미국 특허 제5,342,624호는 여기서 참조문헌으로써 편입되며, 2개의 부분으로 된 경구투여 캡슐을 개시하고 있고 이들 부분중의 하나는 감수성 재료로 제조된 플러그이다. 제제의 초기방출의 지연은 플러그가 물을 흡수하고, 그리고 플러그가 팽창되고 그 결과 안에 함유된 제제를 방출하도록 캡슐의 몸체로부터 분리될 때 발생한다. 공교롭게도, 플러그가 팽창하여 방출하는 것은 캡슐내부의 부피가 팽창하게 하고 유체환경으로부터의 유체가 캡슐내로 들어가 활성제와 접촉하게 하는 캡슐내의 진공을 발생시킨다. 바이러스 또는 비바이러스 벡터가 유전자치료에 유용하지만 활성제가 유체에 민감할 때 이런 접촉은 제제의 응집 또는 불활성화를 생기게 한다. 게다가, 팽창된 감수성 플러그에 의해서 흡수된 유체는 또한 감수성 활성제와 접촉될 수 있다.

본 발명은 경구투여된 유전자치료벡터에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 국부 또는 전신사용을 위하여 치료단백질이 점막 또는 전신에 대하여 면역성을 부여하거나 발현하도록 위장계통의 표적사이트로 유전자구성물을 경구투여하는 것에 관한 것이다.

도 1은 사용환경에 위치되기 전의 폐쇄 또는 제조된 제제로 있는 본 발명의 장치의 일 실시예를 도시하는 횡단면도,

도 2는 사용환경에 위치시킴으로써 활성화후 작동상태로 이 환경으로 유전자구성물을 방출하도록 개방된 도 1의 장치를 도시하는 횡단면도,

도 3은 사용환경에 위치되기 전의 폐쇄 또는 제조된 제제로 있는 본 발명의 장치의 다른 실시예를 도시하는 횡단면도, 및

도 4는 사용환경에 위치시킴으로써 활성화후 작동상태로 이 환경으로 유전자구성물을 방출하도록 개방된 도 3의 장치를 도시하는 횡단면도.

본 발명은 인간의 유전자치료를 제공하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 위장계통의 표적사이트로 환괴투여량으로 투여되는 유전자 구성물 또는 벡터의 경구투여를 수반한다. 본 발명은 또한 유전자치료를 위하여 위장계통으로 유전자구성물을 투여하기 위한 유체-흡수투약장치에 관한 것이다. 이 장치는 2개의 분리가능한 부분으로 된 하우징으로 이루어진다. 제1분리가능한 부분은 유전자구성물을 포함하고 있는 방수성 용기를 형성한다. 이 장치안의 팽창제제는 위장계통의 표적사이트로 유전자구성물을 투여하기 위하여 사용환경으로의 노출후 하우징 부분들을 분리시킨다.

도면은 실물크기로 도시하지 않았지만 본 발명의 다양한 실시예를 예시하도록 설명된다. 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다.

본 발명은 위장계통의 표적 사이트로 유전자구성물을 투여하기 위한 방법 및 장치이다. 유전자구성물의 투여는 일단 시작되면 신속하게 완료된다. 투여장치는 위장계통내로 이 장치를 넣은 후 환괴투약량으로 위장계통의 표적사이트로 모든 유전자구성물제제를 동시에 도입하도록 설계되어 있다.

정의

용어 유전자치료는 표적사이트로의 모든 유전자구성물제제 또는 벡터의 투여로 국부또는 전신사용을 위하여 치료단백질이 점막 또는 전신에 대하여 면역성을 부여하거나 발현시키는 것을 의미한다.

용어 환괴투약량은 이 장치내의 모든 유전자구성물제제가 1시간이내, 그리고 일반적으로 45분이내의 짧은 시간으로, 바람직하게는 대략 30분이내로 방출되는 것을 의미한다. 모든 유전자구성물제제는 장치내에 포함된 유전자구성물제제의 대략 85% 이상, 바람직하게는 95% 이상, 그리고 일반적으로는 98% 이상을 의미한다.

여기서 사용된 바와 같이, 용어 치료 유효량 또는 치료 유효속도는 발현수준이 원하는 치료, 종종 이로운 결과를 생기게 하는 유전자의 양 또는 투여속도를 의미한다.

치료단백질은 약간의 약리학, 종종 이로운 효과를 제공하는 단백질 또는 폴리펩타이드를 의미한다. 이 효과는 위장계통에서 국부적으로 국한되거나 전신에 영향을 줄 수 있다. 전신투여에 유용한 제제의 실례로는 α₁안티트립신, 제8인자, 제9인자 및 다른 응고인자, 성장호르몬, 인슐린 및 다른 펩타이드 호르몬, 부신피질자극호르몬, 갑상선자극호르몬 및 다른 하수체호르몬, 인터페론 α, β 및 γ, 에리트로포이에틴, 성장인자, 조직플라즈미노겐활성체, CD4, 인터류킨-1 수용체길항제, 종양괴사인자수용체, 및 재조합항체 및 항체프라그먼트 등이 포함되나 이들로 한정되지 않는다. 위장계통의 국부유전자치료를 제공하는 치료단백질의 실례로는 췌장효소, 락타제, 사이토킨, 인터류킨-1 수용체길항제, 종양괴사인자수용체, 재조합항체, 항체프라그먼트, 세포독성단백질 등이 포함되나 이들로 한정되지 않는다. 이들 단백질은 혈우병 및 다른 혈액질환, 성장질환, 당뇨병, 백혈병, 간염, 신자영, HIV 간염, 세레브로사이다제결핍 및 아데노신 디아미나제결핍과 같은 유전병, 고혈압, 패혈쇼크, 다발성 경화증과 같은 자가면역질환, 그레이브스병, 전신 홍반성루프스 및 류마티스관절염, 쇼크 및 쇠약질환, 방광섬유증, 락토스불내성, 크론병, 염증성 장질환, 및 위장 및 다른 종양을 포함하는 다양한 상태의 치료에 유용하나 이들로 한정되지 않는다. 그 이상의 이로운 효과, 자가면역질환, 알레르기의 치료 및 접촉과민성의 예방을 위한 경구내성의 유도는 재조합펩타이드의 유전자생성물에 의해서 달성되고, 그리고 재조합 바이러스성, 기생, 박테리아 또는 다른 항원의 유전자생성물에 의해서 달성된다.

장치의 구조에 대하여, 불투과성은 장치 특정부분이 장치 및 장의 환경에 포함된 유체 및 성분에 대하여 불투과성이라는 것을 의미한다. 반투과성은 하우징이 유체에 대하여 투과성이거나 장치 및 장의 환경에 포함된 다른 성분에 대하여 불투과성인 것을 의미한다.

용어 벡터 및 유전자구성물은 여기서 상호교환가능하고, 그리고 생성물의 발현 수준을 조절하는 요소로 치료단백질을 암호화하는 유전자요소의 결합에 관한 것이다. 바이러스 벡터는 바이러스 또는 바이러스관련 입자내에서 재조합유전자의 패킹을 의미한다. 그후 바이러스 기능은 표적세포로 유전자를 감염시켜 조립하는데 사용된다. 그후 유전자는 치료단백질을 발현시킬 것이다.

본 발명의 장치에서 유용한 바이러스 벡터로는 레트로바이러스, 아데노조합바이러스, 백시니아 및 단순허피스 바이러스가 포함되나 이들로 한정되지 않는다. 이에 반해서, 비바이러스 벡터 DNA의 세포흡수를 안정시키거나 촉진시키는 화학적 또는 생물학적 화합물과 조합되거나 그렇지 않은 재조합유전자를 의미한다. 하나의 실례에서 프로모터 및 폴리아데닐레이션신호가 있는 재조합 DNA분자는 DNA백본으로 결합된다. 다른 실례로는 DNA분자와 합성된 양이온 및 중성 지질의 사용 및 DNA의 수용체-매개 흡수를 일으키는 단백질 또는 정체 불명의 단백질의 첨가가 포함된다(예를 들어, 여기서 참고문헌으로서 편입된 MA Morsy et al, JAMA, 270 : 19, 2338-2345(November 17, 1993) 및 FD Ledley, J Pediatric Gastroenterology and Nutrition 14 : 328-337(1992)참조).

용어 유전자구성물제제 또는 벡터제제는 약제학적으로 수용가능한 담체 및 추가의 불활성 물질과 결합상태로의 임의로 바이러스 또는 비바이러스 벡터를 의미한다. 한 종류 이상의 바이러스 또는 비바이러스 벡터는 본 발명의 장치내에서 유전자구성물제제로 결합될 수 있고, 그리고 용어 벡터 또는 유전자구성물의 사용은 결코 2이상의 이러한 제제의 사용을 부정하지 않는다는 것을 알 수 있다.

투여장치에서 사용된 바이러스 또는 비바이러스 벡터의 양은 약제학적으로 유효한 양의 치료단백질의 발현이 원하는 결과를 달성하는데 양일 것이다. 실제로, 이것은 특정제제, 투여 사이트, 상태의 심각성 및 원하는 치료효과에 따라 다양하게 변할 것이다. 따라서, 장치내로 넣어지는 유전자구성물 또는 벡터의 양에 대하여 특정한 범위를 정의하는 것은 실용적이지 않다.

여기서 유용한 약제학적으로 수용가능한 담체는 이 분야에서 공지된 바와 같이, 예를 들어, 완충제, 점성조절부형제, 계면활성제, 염료, 투과강화제, 단백질분해효소억제제, 점액용해제 또는 다른 제제성분과 같은 하나 이상의 성분, 및 표적 세포에 의해서 제제의 흡수를 촉진시키거나 투여장치로부터 유전자구성물의 신속한 방출을 촉진시키는 첨가제로 이루어진다. 이 담체는 하나 이상의 유전자구성물을 함유한다.

본 발명은 위장계통의 표적부분으로의 유전자구성물의 투여를 수반한다. 표적이 될 수 있는 위장게통의 잠재부분으로는 말단 소장, M세포, 파이어판 및 상부 결장이 포함되나 이들로 한정되지 않는다. 이러한 표적은 투여 사이트에서 위장의 상피성 세포 또는 M세포의 형질도입을 촉진시킬 것이다. 표적투여를 달성하기 위하여 하기에 설명되는 장치는 경구적으로 취해질 것이다. 이들 장치는 위 및 상부 장내로의 투여가 방지되고, 그리고 환괴투여량이 표적 사이트에서 투여되도록 유전자구성물제제를 유지한다.

도 1은 본 발명에 따른 유전자구성물을 투여하기 위한 투약장치의 일 실시예를 도시하는 횡단면도이다. 이 장치는 사용환경에 배치하기 전의 폐쇄 또는 제조된 형태로 도시된다. 투약장치(1)는 제1벽부위(14)와 제2벽부위(16)로 구성된 하우징(12)으로 이루어진다. 제1벽부위(14) 및 제2벽부위(16)는 서로 반대로 미끄럼 이동하는 끼워 넣을 수 있는 배열로 되어 있다. 하우징(12)은 내부 칸막이(18)로 둘러 쌓여서 형성되어 있다. 제1벽부위(14)는 유전자구성물제제(20)를 포함하는 내부 칸막이(18)의 부분을 둘러 싸고 있다. 제2벽부위(16)은 칸막이(18)내의 공간을 팽창시키고 채우기 위하여 팽창제제(22)를 포함하는 내부 칸막이(18)의 부분을 둘러싸고 있다. 제2벽부위(16)는 또한 유전자구성물제제(20)와 팽창제제(22)사이에서 위치된 피스톤(24)을 포함한다. 피스톤(24)은 유체의 통과에 대하여 실질적으로 불투과성인 조성물로 이루어져 있으므로 팽창수단에 존재하는 유체가 유전자구성물제제를 포함하는 칸막이(18)의 영역내로 통과하는 것을 제한한다. 이것은 유전자구성물제제 및 팽창제제의 보존을 실질적으로 유지하도록 작동한다. 게다가, 피스톤(24)은 팽창제제(22)에 의해서 발생된 팽창구동력이 제1벽부위(14)에 직접 가해져서 2개의 벽부위를 분리시키는 역할을 한다. 따라서, 피스톤(24)은 제1벽부위(14)에 구동력을 전달할 정도로 충분한 강도, 두께 및 경도를 가져야 한다.

개방단부에서 제1벽부위(14) 및 제2벽부위(16)는 크기가 거의 같고, 이들 부위는 그 사이에서 마찰 끼워맞춤을 형성한다. 발생된 마찰은 팽창수단의 활성화에 앞서 2개의 벽부위를 함께 유지하기에는 충분하나 팽창구동력이 일단 가해지면 2개의 벽부위가 떨어져서 미끄럼이동하는 것을 방지할 정도로 크지는 않다. 추가의 마찰이 필요하다면, 돌출부 또는 다른 수단이 제1 및 제2벽부위의 접촉면들중의 하나 또는 다른 하나에 존재해야 한다. 제1벽부위(14) 및 제2벽부위(16)는 폐쇄 및 연속 외부벽위치내로 완전히 끼워 넣어질 수 있다. 제1벽부위(14)의 개방단부는 제2벽부위(16)내에 끼워 맞춤된다.

작동중, 팽창제제(22)가 사용환경으로부터 제2벽부위(16)를 통하여 유체를 흡수하고 빨아 들이기 때문에 이 제제는 팽창하여 피스톤(24)을 밀어내어서 피스톤이 내부칸막이(18)를 미끄럼이동시킨다. 피스톤(24)이 제1벽부위(14)를 밀어내어서 팽창제제(22)가 계속 팽창할 때 제1벽부위가 제2벽부위(16)로부터 떨어져서 미끄럼 이동하게 한다. 이것은 도 2에서 화살표(28)로 표시된 바와 같이, 2개의 벽부위가 분리되게 하고, 그리고 유전자구성물 제제(20)가 사용환경으로 노출되게 한다. Chronset(등록상표)장치(ALZA Corporation, Palo Alto, CA)로 언급된 이런 타입의 장치는 예를 들어, 참고문헌으로 여기에 편입된 미국 특허 제5,223,265호에 설명되어 있다.

도 2는 사용환경에 위치시킴으로써 활성화후 작동상태로 작동중의 도 1의 투약장치를 예시하고 있다. 도 2는 실질적으로 동시에 이 환경으로 모든 유전자구성물제제(20)를 방출하도록 개방된 장치(1)를 도시하고 있다. 제1벽부위(14)는 이 환경으로부터 유체를 빨아 들여서 크기가 팽창되는 팽창제제(22)의 팽창구동력에 의해서 제2벽부위(16)로부터 분리되었다. 도 2의 화살표(28)는 제1벽부위(14)의 개방단부를 통하여 내부 칸막이(18)로부터 유전자 구성물제제(14)의 방출을 가리키며, 제1벽부위의 개방단부는 이제 이 환경과 연통상태로 있다.

제1벽부위(14)는 반투과성, 다시 말해서 유체에 대하여는 투과성이나 투약장치(1)안에 포함된 유전자구성물 및 다른 성분에 대하여는 불투과성인 조성물로 이루어지고, 다르게는 유체, 제제 및 다른 성분의 교환에 대하여 불투과성인 조성물로 이루어진다. 유성자구성물제제가 사용환경에서 존재하는 외부유체로부터의 유체에 대하여 민감할 때 유전자구성물제제가 하우징(12)으로부터 방출되어 사용환경으로부터 투여될 때까지 제1벽부위(14)는 유전자구성물제제(20)를 실질적으로 보호하는 수단으로서 작용하도록 외부유체의 침입에 대하여 실질적으로 불투과성인 것이 바람직하다.

팽창제제(22)가 외부유체의 흡수에 의해서 작동하기 때문에 팽창제제(22)에 인접한 적어도 일부분에서 제2벽부위(16)는 반투과성이어야 한다. 즉, 유체의 통과에 대하여는 투과성이나 투약장치(1)안에 포함된 다른 성분의 통과에 대하여는 실질적으로 불투과성이다.

벽부위(14 및 16)는 임의로 예를 드렁, 가소제와 같은 첨가제를 포함한다. 벽부위(14 또는 16)에서 사용하기에 적당한 불투과성 및 반투과성 조성물, 게다가 적당한 첨가제는 이 분야에서 공지되어 있고, 이들의 실례는 여기에 참고문헌으로 편입된 미국 특허 제4,874,388호에서 개시되어 있다.

벽부위(14 및 16)로 이루어진 하우징(12)은 신체조직에 대하여 무독성이고, 생물학적으로 비활성이고, 알레르기를 일으키지 않고, 그리고 무자극성이고, 그리고 물리적 및 화학적 보전이 유지된다. 다시 말해서 하우징(12)은 투약기간동안 사용환경에서 부식 또는 분해되지 않는다. 하우징이 의도된 사용기간 동안만 불용성이고 그후 사용환경에서 용해가능한 것은 본 발명의 범위내에 있다.

따라서, 투약장치는 사용 사이트에서 용해성과 같이 환경에 의해서 영향을 받지 않거나, 다르게는 의도된 사용기간 동안 약간만 용해가능하게 고려되므로 일단 내용물이 제거되면 사용 사이트에서 부적당한 잔사 또는 비어 있는 용기가 남겨져 있지 않은 상태로 장치가 용해 또는 부식될 것이다.

본 발명의 투약장치로부터 유전자구성물제제(20)를 방출하도록 제1 및 제2벽부위를 분리시키기 위하여 작동가능한 팽창제제 또는 팽창가능한 구동부재(22)는 무독성이고, 알레르기를 일으키지 않고, 그리고 생물학적으로 비활성이다. 팽창제제(22)는 일실시예에서, 오스모중합체(osmopolymer)로 이루어진다. 오스모중합체는 물 및 수성생물학적 유체와 접촉하고, 그리고 평행상태로 팽창한다. 오스모중합체는 유체에서 팽창하고, 그리고 중합체구조내에 흡수된 유체의 상당한 부분을 유지하는 능력을 나타내고 있다. 다른 실시예에서 팽창제제(22)는 오스모제제(osmagent)로 이루어진다. 오스모제제는 또한 삼투압적으로 유효한 용질 및 화합물로서 공지되어 있다. 본 발명을 위하여 사용될 수 있는 오스모제제는 반투과성, 예를들어 유체투과성 벽을 가로질러서 삼투압구배를 나타내는 무기 및 유기화합물을 포함한다. 다른 실시예의 팽창제제(22)는 오스모중합체내에서 분산된 오스모제제로 이루어진다. 팽창제제(22)는 하나의 타블렛 또는 층, 또는 복수의 타블렛 또는 층으로 이루어질 수 있거나, 또는 이 제제는 제2벽부위(16)으로 압축될 수 있다. 오스모제제 또는 오스모중합체는 타블렛층 및 벽부위(16)으로 압축될 때 입자, 결정, 펠릿, 그래뉼 등과 같은 적당한 형태로 될 수 있다. 오스모제제 및 오스모중합체는 이 분야에서 공지되어 있고, 그리고 예를 들어, 미국 특허 제3,865,108호, 제4,002,173호, 제4,207,893호, 제4,327,725호 및 제4,612,008호에서 개시되어 있다.

활성제제와 팽창제제 사이에서 본 발명의 일정한 실시예에서 존재하는 피스톤(24)은 제1벽부위(14)에 대하여 팽창제제에 의해서 발생된 힘을 전달하고, 그리고 유전자구성물제제와 팽창제제가 분리되어 동일성을 유지하고, 그리고 유전자 구성물과 팽창제제간의 유체의 통과를 실질적으로 억제한다. 피스톤(24)으로서 유용한 전형적인 재료는 이 분야, 예를 들어, 미국특허 제4,874,388호에서 공지되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 유전자구성물을 투여하는 투약장치의 다른 실시예를 예시하고 있다. 이 도면에서 예시된 바와 같이, 투약장치(30)는 오리피스(34) 및 플러그(36)를 갖춘 하우징(32)을 가지고 있다. 하우징(32)은 팽창제제(40)를 포함하는 투과성 또는 반투과성 부분(38) 및 유전자구성물제제(20)를 포함하는 불투과성 부분(44)을 갖는다. 불투과성 피스톤(42)은 팽창제제(40) 및 유전자구성물제제(20)를 분리한다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 팽창제제(40)는 유체환경에서 팽창을 개시할 것이고, 원통형 플러그(36) 및 하우징(32)은 분리할 것이고, 그리고 유전자구성물제제(20)는 위장계통의 표적 사이트로 투여될 것이다. Pulsincap(등록상표) 장치(R.P.Scherer Co., Swindon, England)로 언급된 이런 타입의 장치는 참고문헌으로 여기에 편입된 유럽특허 제0384642호에서 한층 더 설명되어 있다.

투약장치의 분리 및 유전자구성물제제의 투여 전의 전체지연시간은 일반적으로 대략 1 내지 24시간, 바람직하게는 대략 2 내지 15시간, 그리고 종종 4 내지 8시간의 범위내에 있고, 그리고 여러 수단에 의해서 제어될 수 있다. 예를 들어, 팽창제제로의 유체흡수속도는 특정한 반투막의 선택에 의해서 제어될 수 있다. 팽창제제의 팽창속도는 팽창제제 조성의 선택에 의해서 제어될 수 있다. 제1 및 제2벽부위의 개방단부들간의 중첩거리는 2개의 부위를 분리하는데 필요한 시간을 결정할 수 있다. 이러한 수단의 결합이 사용될 수도 있다. 이러한 제어 수단은 이 분야에서 공지되어 있고, 그리고 과도한 실험없이도 결정될 수 있다.

위장계통의 특정위치로 유전자구성물을 투여하는 특정한 장치가 설명되어 있지만 위장계통의 표적 사이트로 환괴투약량을 투여하는 능력을 갖는 이 분야에서 공지된 다른 장치가 또한 사용될 수 있다. 이러한 장치의 하나의 실례로는 불투과성 캡슐 및 하이드로젤 플러그로 이루어진 Pulsincap(등록상표)이 있다. 플러그는 특정 시간 후 장치로부터 팽창시켜서 이동시키고, 이에 따라 소정의 지연뒤에 환괴로 내용물을 투여하도록 설계되어 있다. 예를들어, 여기에 참고문헌으로 편입된 유럽 특허 제0384642호를 참조하기 바란다. 특정한 지연후 환괴 투약량을 투여하는 장치의 다른 실례로는 여기에 참고문헌으로 편입된 미국특허 제5,310,558호에서 설명된 Time-Clock(등록상표)이 있다. 이 장치에서, 활성제를 함유하는 코아는 소수성 층에 의해서 코팅된다. 소수성 층은 특정한 시간후 분해하고 나서 활성제를 방출하도록 프로그램되어 있다. 다른 장치는 예를 들어, 라디오주파수신호의 활성화시(여기서 참고문헌으로 편입된 예를 들어, 미국 특허 제3,894,538호 참조), 그리고 초음파에 의한 가열로서(여기에 참고문헌으로 편입된 예를 들어, 미국 특허 제4,507,115호 참조) 환괴투약량을 방출하도록 설계되어 있다. 본 발명에서 설명된 환괴투여는 상술된 약투여장치외에 동일한 능력을 갖는 지금 공지되거나 나중에 개발되는 모든 다른 장치에 의해서 영향을 받게된다.

유전자구성물의 적당한 투여를 위하여 투약장치는 위장계통의 특정부분으로 유전자구성물제제를 투여해야 한다. 따라서, 유전자구성물을 투여하기전에 다른 부분으로 위장계통의 특정부분을 통하여 통과하는 장치가 필요하다. 약간의 경우에 장용제피가 유체-활성화 팽창수단에 인접한 반투막으로 이루어진 투약장치의 하우징의 적어도 일부분에 도포될 수 있다. 장용제피는 위에서 그대로 남아 있을 것이나 이 장용제피가 소장에 도달하면 신속하게 용해되어서 그후 유체가 흡수되어서 투약장치를 활성화시킨다. 장용제피는 이 분야에서 공지되어 있고, 그리고 예를 들어, Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., Easton, PA; 및 Polymers for Controlled Drug Delivery 3, CRC Press, 1991에 논의되어 있다.

상술된 바와 같이, 유전자구성물은 바이러스 또는 비바이러스 벡터로부터 제조될 수 있다. 유전자구성물이 바이러스 벡터로부터 제조되는 경우에 제제는 원하는 유전자물질을 함유하는 특이 구성물을 발생시킴으로써 제조된다. 바이러스 지놈의 복제영역은 결손되어 치료유전자로 치환된다. 그후 복제-결손 바이러스는 제조되고, 세포용해후 회수되고, 정제되고 나서 농축된다.

유전자구성물이 비바이러스 벡터로부터 제조되는 경우에 제제는 치료유전자만을 포함하거나 유전자는 예를 들어, 리포솜 또는 양이온 지질복합체로 결합될 수 있다.

도 1 및 도 2에서 도시된 장치를 제조하기 위하여, 표준 제조기술이 사용될 수 있다. 제1하우징(14)(용기) 및 제2하우징(16)(캡)은 원하는 형상으로 별개로 성형되거나 사출성형될 수 있다. 제2하우징(16)을 제조하는 가능한 반투과성 물질로는 예를 들어, 물유출 보강 Hytrel(등록상표) 폴리에스테르 탄성중합체(Du Pont), 셀룰로오스 에스테르, 물유출 보강 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 경성 중합체를 수용성 저분자량 화합물과 혼합시켜서 제조된 반투막 및 이 분야에서 공지된 다른 반투과성 물질이 포함된다. 제1하우징(14)을 제조하는 불투과성 물질로는 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, Hytrel(등록상표) 폴리에스테르 탄성중합체(Du Pont) 및 이 분야에서 공지된 다른 불투과성 물질이 포함된다.

이 장치는 다음과 같이 조립될 수 있다. 유전자구성물제제(20)는 초기 개방된 단부와 대향하는 단부에서 제1벽부위(14)내에 위치된다. 피스톤(24) 및 팽창제제(22)로 구성된 이중도포 삼투압 플러그는 제2벽부위(16)내에서 끼워 맞춤되는 형상으로 제조된다. 피스톤(24) 및 팽창제제(22)는 회전식 이중도포 타블렛 프레스상에서 타블렛내로 압축된다. 이중도포 삼투압 플러그는 제2벽부위(16)내로 위치되고, 그리고 조립체는 피스톤(24)이 유전자구성물제제(20)에 인접하도록 충전된 제1하우징의 단부상에 위치된다.

본 발명의 장치가 도 3 및 도 4에서 도시된 형상을 가질 때 다시 표준 제조기술이 사용될 수 있다. 하우징(32)은 한쪽 단부가 폐쇄된 중공의 실린더로서 제조될 수 있다. 실린더는 상술된 바와 같이 물투과성 물질로 되어 있고, 그리고 유전자구조물제제(20)를 포함하는 부분에서 불투과성 코팅으로 코팅된다.

플러그(36)는 물팽창성 물질로 되어 있다. 장치는 팽창제제(40) 및 피스톤(42)로부터 상술된 바와 같이 삼투압 플러그를 제조함으로써 조립된다. 이 플러그는 팽창제제(40)가 실린더의 폐쇄단부에 인접한 상태로 중공의 실린더의 폐쇄단부내로 위치된다. 그후 유전자구성물제제는 피스톤(42)에 인접한 하우징(32)내로 위치된다. 그후 플러그(36)는 하우징(32)의 개방단부(34)로 위치된다.

상기 설명은 편의상 다만 이해를 돕기 위해서 주어진 것이다. 불필요한 제한없이 상기 설명으로부터 이해될 수 있으며, 변형은 이 분야의 숙련자에게 명백할 것이다.

다음의 실시예는 본 발명의 실례이다. 이 실시예는 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것이 아니다. 이들 실시예의 변형 및 상당하는 것은 발명의 상세한 설명, 도면 및 청구의 범위의 견지에서 이 분야의 숙련자에게 명백할 것이다.

[실시예 1]

본 발명에 따른 유전자구성물제제를 투여하는 투여장치는 다음과 같이 제조된다.

이 장치의 삼투압 엔진 부분은 중합성 삼투압제제(팽창제제) 150mg과 왁스기재장벽(피스톤) 50mg으로 구성된 압축된 이중도포 타블렛이다.

중합성 삼투제제는 폴리에틸렌옥사이드(Polyox(등록상표) 303, Union Carbide) 60중량%, 염화나트륨 29중량%, 폴리아크릴산(Carbomer(등록상표)934P, B.F.Goodrich) 5중량%, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스 E-5 5중량% 및 산화 제2철 1중량%의 조성을 갖는다. 제조동안, 각각의 상기 성분은 40메쉬 스크린을 통하여 선별되고, 그리고 크기에 따라 분류된 성분은 적당한 비율로 혼합 용기에 부가된다. 건조 성분은 10분 동안 내내 혼합되고나서 습성 덩어리가 형성될 때까지 계속 혼합시키면서 SDA 3A 에탄올은 서서히 부가된다. 그후 습성 덩어리는 20메쉬스크린을 통하여 선별되고, 그리고 습성 그래뉼은 18시간 동안 공기건조된다. 건조후 그래뉼은 20메쉬스크린을 통하여 다시 한번 통과된다.

왁스장벽은 미정질의 왁스(MF-2JH Durawax(등록상표), Astor Wax Corp.) 95중량% 및 젤라틴(Type A, 275-300bloom) 5중량%의 조성을 갖는다. 제조동안 각각의 성분은 혼합용기로 적당한 중량비로 부가되기 전에 40메쉬스크린을 통하여 선별된다. 건조물질은 10분동안 내내 혼합되고, 그후 정제수가 서서히 계속 교반되면서 혼합물에 부가된다. 습성 덩어리가 형성된 후 혼합물은 20메쉬스크린을 통하여 통과되고, 그리고 그래뉼은 24시간 동안 40℃에서 건조된다. 그래뉼이 건조된 후 이 그래뉼은 20메쉬스크린을 통하여 재선별된다.

삼투압제제 및 왁스장벽제제는 원통형 이중도포 타블렛으로 유압 또는 회전프레스에서 압축된다. 타블렛의 삼투압면은 투여장치의 형상과 조화를 이루도록 볼록하지만 타블렛의 장벽은 평면이다. 타블렛화는 2개의 충간의 클린한 별개의 계면을 생기게 하도록 행해진다.

장치의 용기부분(제1벽부위)을 제조하기 위하여 셀룰로오스 아세테이트 320 70중량% 및 폴리프로필렌클리콜 30중량%는 함께 충분히 혼합되고 나서 나사식 사출성형기의 호퍼로 부가된다. 중합성 혼합물은 이것이 사출성형기의 가열된 장벽을 통하여, 그리고 용기의 몰드내로 사출성형될 때 127℃로 가열된다. 중합체 혼합물은 몰드내로 주입후, 용기가 개방몰드로부터 제거된 후 냉각된다.

장치의 캡부분(제2벽부위)은 용기와 동일한 방식으로 제조되고 캡의 조성은 셀룰로오스 아세테이트 320 70중량% 및 폴리프로필렌글리콜 30중량%이다. 가열된 중합성 혼합물은 캡용 몰드내로 주입되어 냉각되고 나서 마무리된 캡이 방출된다.

투여장치를 조립하기 위하여 원하는 유전자구성물제제는 수동 또는 자동 충전메카니즘으로 완성된 용기내로 위치된다. 삼투압엔진 이중도포 타블렛은 볼록한 삼투압층이 캡의 폐쇄단부로 향하고 장벽층이 캡 개방부를 향하여 노출되는 상태로 완성된 캡내로 위치된다. 충전된 용기의 개방단부는 캡의 개방단부 내부로 끼워 맞춤되고, 그리고 2개의 부분은 캡, 삼투압 이중도포 타블렛 및 용기가 서로 타이트하게 끼워 맞춤될 때 까지 서로 압축된다.

[실시예 2]

투여장치는 실시예 1과 같이 제조된다. 그후 조립된 장치는 메타크릴산 공중합체 장용제피(Eudrag(등록상표) L 100-55, Rhm Pharma) 대략 20mg으로 코팅된다.

[실시예 3]

아데노바이러스 벡터제제를 함유하는 본 발명에 따른 투여장치는 다음과 같이 제조된다. 아데노바이러스 지놈의 E1영역은 결손되어 참고문헌으로 여기에 편입된 크리스탈(Crystal)명의의 PCT/US92/07029에서 설명된 바와 같이 α1-안티트립신 발현 카세트로 치환된다. 이 복제-결손 바이러스는 트란스로 E1생성물을 공급하는 인간 신장세포라인 293에서 증식된다. 바이러스는 세포용해후 회수되고, 염화세슘구배를 사용하여 정제되고, 그리고 농축된다. 그후 아데노바이러스 유전자구성물은 실시예 1에서 설명된 투여장치내로 결합된다.

[실시예 4]

비바이러스 벡터제제를 함유하는 본 발명에 따른 투여장치는 다음과 같이 제조된다. 리포솜은 그레고리아디스 및 판가지오티디(Gregoriadis and Panagiotidi(Immunol. Lett. 1989, 20 : 237-240))에 의해서 설명된 탈수-재수화작용기술에 의해서 제조된다. 몰비가 1 : 1 : 2인 디스테아롤리포스파티딜클로린, 수소화 포스파티딜세린 및 콜레스테롤은 클로로포름/메탄올(9 : 1v/v)에서 용해된다. 회전증발후 건조 지질필름은 50-55℃에서 10분 동안 와동시키면서 여기에 참고문헌으로 편입된 이터 등의 문헌(Eaton et al., Biochemistry 25, 8343-8347)에서 설명된 바와 같이 유전자구성물 제8인자 발현 플라스미드의 수용액으로 재수화된다. 제조물은 동결건조된다. 제조물의 일부는 0.9% NaCl로 재수화된다. 하나는 동결건조형태이고 다른 하나는 재수화형태인 리포솜/구성물제제는 실시예 1에서 설명된 분리투여장치내로 채워진다.

[실시예 5]

각각 아데노바이러스 벡터(AV) 제제 500mg을 함유하는 실시예 3의 장치와 유사한 4개의 투여장치는 미국특허 패들 방법을 사용하여(150rpm으로) 바이러스 벡터제제의 방출에 대하여 시험된다. 이 장치는 소의 알부민 0.1%를 함유하는 pH 7 용액 500mL에 놓여진다. 이 장치는 캡과 제약용기가 서로 분리될 때를 결정하기 위하여 관찰되고, 그리고 이 용액은 방출시간 및 방출지속시간을 확인하기 위하여 AV의 존재에 대하여 시험된다. 바이러스의 존재는 감수성 숙주세포라인에서 표준 플라크형성 측정검사에 의해서 결정될 수 있다. 각각의 장치는 4 내지 8시간 후, 그리고 1시간 30분 이하의 짧은 지속시간 동안 완전히 내용물을 방출할 것이다.

[실시예 6]

각각 아데노바이러스 벡터제제 500mg을 함유하는 실시예 3의 장치와 유사한 투여장치는 위장 상피세포의 형질도입이 발생되면 결정하도록 시험된다. 실시예 2에서 설명된 바와 같이 장용제피가 있는 이 장치는 0일에 경구투여된다. 추가자극접종은 유전자구성물이 면역반응을 유발시키게 될 때 초기투약후 2주일 후에 투여된다. 혈액 및 타액샘플은 추가접종뒤에 채취되어서 혈청 IgG의 및 타액 IgA 수준을 ELISA 측정검사에 의해서 결정한다. 혈청 IgG 및 타액 IgA의 현저한 증가는 투여된 유전자구성물에 의한 면역반응의 유효한 트랜스펙션 및 발생의 표시이다. 발현된 펩타이드 수준 또는 혈청 단백질의 현저한 증가는 유효한 트랙스펙션 및 발현의 표시이다.

본 발명의 일정한 바람직한 실시예를 참조로 하여 상세하게 설명되었으나 변형 및 수정이 본 발명의 취지 및 범위내에서 취해질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims

인간의 유전자치료장치에 있어서, 상기 장치는 환자에게 경구투여될 수 있는 형태이 유전자구성물을 포함하고, 표적 사이트로 치료단백질의 국부생성물을 유도하도록 위장계통으로 환괴투약량으로서 유전자구성물을 표적투여하는 것을 특징으로 하는 유전자치료장치.
제1항에 있어서, 상기 치료단백질은 점막 면역을 유도하는 것을 특징으로 하는 유전자치료장치.
제1항에 있어서, 상기 치료단백질은 전신 면역을 유도하는 것을 특징으로 하는 유전자치료장치.
제1항에 있어서, 상기 치료단백질을 위장계통에서 국부적으로 유용한 것을 특징으로 하는 유전자치료장치.
제4항에 있어서, 상기 치료단백질은 장질환의 치료에 유용한 것을 특징으로 하는 유전자치료장치.
제1항에 있어서, 상기 치료단백질은 전신 순환내로 분비되는 것을 특징으로 하는 유전자치료장치.
제1항에 있어서, 상기 유전자구성물은 바이러스 벡터인 것을 특징으로 하는 유전자치료장치.
제7항에 있어서, 상기 바이러스 벡터는 레트로바이러스, 아데노바이러스, 아데노조합바이러스, 백시니아 및 단순허피스 바이러스로 이루어진 군으로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유전자치료장치.
제1항에 있어서, 상기 유전자구성물은 비바이러스 벡터인 것을 특징으로 하는 유전자치료장치.
제9항에 있어서, 비바이러스 벡터는 DNA 백본에 결합된 프로모터 및 폴리아데닐레이션신호, DNA 분자가 합성된 양이온 지질, DNA분자가 합성된 중성 지질 및 DNA의 수용체 매개 흡수를 일으키는 단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유전자치료장치.
위장계통으로 유전자구성물제제를 투여하는 유체흡수투약자치에 있어서, 상기 장치는 2개의 분리가능한 부분으로 이루어지고, 상기 부분들중의 제1분리가능한 부분은 유전자구성물제제를 포함하는 물 불투과성 용기를 형성하고, 상기 유전자구성물제제는 위장계통의 표적사이트에서 환괴투약량으로 투여되는 것을 특징으로 하는 유체흡수투약장치.
제11항에 있어서, 상기 부분들중의 제2불가능한 부분은 젖었을 때 정압력이 상기 제1분리가능한 부분에 가해져서 상기 제1 및 제2분리가능한 부분을 분리시키는 감수성 물질을 포함하는 물 투과성 용기를 형성하는 것을 특징으로하는 유체흡수투약장치.
제12항에 있어서, 상기 감수성 물질은 물팽창성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체흡수투약장치.
제11항에 있어서, 상기 제1분리가능한 부분은 하나 이상의 오리피스를 형성하며, 상기 오리피스는 상기 제2분리가능한 부분에 의해서 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 유체흡수투약장치.
제14항에 있어서, 상기 제2분리가능한 부분은 물팽창성 플러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체흡수투약장치.