KR20010033940A

KR20010033940A - Ａｓｐｂ28-인간 인슐린의 투여 방법

Info

Publication number: KR20010033940A
Application number: KR1020007007524A
Authority: KR
Inventors: 리차드 데니스 디마취; 로저 개릭 해리슨; 로날드 케이스 울프
Original assignee: 피터 지. 스트링거; 일라이 릴리 앤드 캄파니
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1999-01-07
Publication date: 2001-04-25
Also published as: EA200000748A1; NO20003051L; TR200001891T2; ZA99104B; WO1999034816A1; TR200001892T2; US20010053761A1; NO20003050D0; CA2317733A1; EP0951911A3; CN1287492A; EA200000747A1; CA2317739A1; AU747619B2; NO20003051D0; WO1999034815A1; AU2312299A; PL342745A1; IL137105A0; HUP0100391A3

Abstract

본 발명은 흡입에 의한 Asp^B28-인간 인슐린의 투여 방법, 흡입에 의해 Asp^B28-인간 인슐린을 투여함으로써 당뇨병을 치료하는 방법, 및 흡입에 의해 Asp^B28-인간 인슐린을 투여함으로써 과혈당증을 치료하는 방법에 관한 것이다.

Description

ＡＳＰＢ28-인간 인슐린의 투여 방법 {Method for Administering ASPB28-Human Insulin}

본 발명은 일반적으로 진성 당뇨병을 앓는 환자의 치료 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은, 단량체 인슐린 유사체를 주사에 의해 투여할 필요성을 현저히 감소 또는 제거하기 위하여, 폐를 통한 전신 흡수를 위한 단량체 인슐린 유사체의 폐 전달에 관한 것이다.

1920년 대에 인슐린의 도입 이래로, 진성 당뇨병의 치료를 개선하기 위해 계속적인 발전이 이루어져 왔다. 인슐린 순도 및 유용성에서 상당한 진보가 이루어졌고, 상이한 시간-작용을 갖는 다양한 제형이 또한 개발되었다. 집중적인 인슐린 치료법에 대한 환자의 순응성을 증가시키고 합병증의 위험을 저하시키기 위하여 인슐린의 비-주사가능한 형태가 바람직하다.

진성 당뇨병은 전세계 인구의 약 6 %가 겪고 있는 질병이다. 더욱이, 대부분의 국가의 인구가 연령이 높아지고 있으며, 당뇨병은 특히 노령 인구에서 일반적이다. 종종, 이러한 인구 집단은 인슐린을 주사에 의해 자가-투여하는 것에 어려움을 겪거나 이를 원하지 않는다. 미국에서는, 인구의 약 5 %가 당뇨병을 갖고 있으며, 이러한 당뇨병 환자의 약 1/3이 피하 주사에 의해 1일 1회 투여 이상 인슐린을 자가-투여하고 있다. 이러한 유형의 강력한 치료법이 혈당 수준을 저하시키는데 필요하다. 높은 혈당 수준은 내인성 인슐린의 수준이 낮거나 부재하는 결과이며, 이는 정상적인 신체 화학을 변경시키고 많은 기관에서 미세혈관 체계를 감퇴시킬 수 있다. 치료받지 않은 당뇨병 환자는 종종 절단을 겪게되고 실명 및 신부전을 경험하게 된다. 당뇨병의 부작용에 대한 의학적 치료 및 당뇨병의 부적절한 치료에 기인한 생산성의 소실은 미국에서만 연간 약 400억불의 비용이 드는 것으로 추정된다.

1,441 명의 유형 1 당뇨병 환자와 관련된, 9 년간의 당뇨병 조절 및 합병증 시험(DCCT)은, 혈당 수준을 좁은 허용치내에서 유지시키는 것이 당뇨 합병증의 빈도 및 심각성을 감소시킨다는 것을 증명하였다. 종래의 인슐린 치료법은 1일당 단지 2회의 주사와 관련되었다. DCCT 연구에서의 집중적인 인슐린 치료법은 1일당 3회 이상의 인슐린 주사와 관련된다. 이 연구에서, 당뇨 부작용의 발생이 극적으로 감소되었다. 예를들면, 집중적인 치료법을 사용한 환자에게서, 망막증은 50 ∼ 76 % 감소되었고, 신장병증은 35 ∼ 56 % 감소되었으며, 신경병증은 60 % 감소되었다.

불행하게도, 많은 당뇨병 환자들은, 혈당 수준을 좁은 범위로 유지시키기 위해 다회의 주사가 요구되는 것과 관련하여 불편함이 따르기 때문에 집중적인 치료법을 받는 것을 꺼려하고 있다. 이러한 유형의 치료법은 심리적 및 물리적으로 모두 고통스러울 수 있다. 경구 투여시에, 인슐린은 GI 관에서 빠르게 분해되고 혈류내로 흡수되지 않는다. 따라서, 많은 조사자들은 인슐린의 투여를 위해 경구, 직장, 경피 및 비내 경로와 같은 경로를 교대하는 것을 연구하여 왔다. 그러나, 지금까지 이러한 투여 경로들은 효과적인 인슐린 흡수의 결과를 가져오지 못하였다.

여러 해 동안, 일부 단백질들이 폐로부터 흡수될 수 있다는 것이 공지되었다. 사실상, 1925년에, 인슐린을 흡입 에어로졸로서 폐에 투여하는 것이 갠슬렌 (Gaensslen)에 의해 처음으로 보고되었다. 다수의 인간 및 동물 연구에 의해, 일부 인슐린 제형이 폐를 통해 흡수될 수 있음이 밝혀졌음에도 불구하고, 폐 전달은 당뇨병을 효과적으로 치료하기 위한 수단으로서 널리 허용되지 못하였다. 이는, 부분적으로, 전달되는 양에 비해 흡수되는 인슐린의 양이 소량인 것에 기인한다. 또한, 조사자들은, 상이한 인슐린 제형을 폐 전달한 후에 또는 심지어 동일한 제형의 투여량을 상이한 시간에 폐에 전달한 후에, 흡수되는 인슐린의 양이 상당한 정도로 변동될 수 있음을 관찰하였다.

따라서, 폐 수단에 의해 인슐린을 전달하기 위한 효과적이고 신뢰할 수 있는 방법을 제공하는 것이 요구된다. 이러한 요구는, 빠르게 작용하는 인간 단량체 인슐린 유사체를 사용하여 공격적 치료 프로토콜을 받는 환자에게 특히 분명하다. 빠르게 작용하는 인간 단량체 인슐린 유사체의 효과적인 폐 전달은, 식사 후 또는 인슐린 치료를 받지 않은 장 기간후와 같이 그 필요성이 생긴다면, 혈당 농도를 급속히 감소시키는 효과를 갖게된다.

모든 단백질들이 폐에서 효과적으로 흡수될 수 있는 것이 아님이 명백하다. 단백질이 폐를 통해 효과적으로 전달될 수 있는지의 여부에 영향을 미치는 다수의 요인이 존재한다. 폐를 통한 흡수는, 전달되는 특정한 치료 단백질의 물리적 특징에 상당히 좌우된다. 즉, 정상의 인간 인슐린의 폐 전달이 관찰되었다 하더라도, 정상의 인간 인슐린과 빠르게 작용하는 단량체 인슐린 유사체 간의 물리적 차이점으로 인해, 이러한 유사체가 폐 경로를 통해 효과적으로 전달될 수 있는지의 여부는 불분명하다.

단백질의 효과적인 폐 전달은 심폐 폐포 상피로 단백질을 전달하는 능력에 의존된다. 상부 기도 상피에 침착되는 단백질은 상당한 정도까지 흡수되지 않는다. 이것은 흡수에 대한 장벽으로 작용하는 약 30 ∼ 40 ㎛ 두께의 겹쳐진 점액에 기인한다. 또한, 이러한 상피에 침착된 단백질은 점액섬모 운반에 의해 기도에서 없어진 다음, 위장 관을 거쳐 제거된다. 이러한 메카니즘은 또한 일부 단백질 입자의 낮은 흡수성의 실질적인 원인이 된다. 단백질이 흡수되지 않고 그대신 이러한 경로에 의해 제거되는 정도는 단백질의 용해도, 크기 뿐만 아니라 기타 이해되지 않은 특징에 좌우된다.

단백질이 심폐 폐포 상피로 성공적으로 전달될 수 있다 하더라도, 치료 단백질이 폐로 부터 혈액으로 빠르게 운반될 수 있는지의 여부를 예측하는 것은 곤란하다. 폐를 통해 전달되는 일부 단백질에 대한 흡수치가 계산되어 있으며, 이는 상피소체 호르몬 (단편 1∼34)에 대한 15 분으로부터 글리코실화 α1-안티트립신에 대한 48 시간의 범위이다. 폐에 존재하는 펩티다제의 넓은 스펙트럼으로 인하여, 더욱 장 시간의 흡수 시간은, 단백질이 흡수되기 전에 상당히 분해되거나 또는 점액섬모 운반에 의해 없어질 가능성을 증가시킨다.

인슐린은 분자량이 약 5,800 달톤인 펩티드 호르몬이다. 아연의 존재하에, 인간 인슐린은 안정한 6량체 형태로 자기-결합된다. 안정한 6량체의 분열은, 피하 주사 부위로부터 혈류로의 인슐린의 흡수에 있어서 속도 제한 단계가 되는 것으로 생각된다. 그러나, 빠르게 작용하는 인슐린 유사체는 안정한 6량체를 쉽게 형성하지 않는다. 이러한 유사체는 안정한 고차 착물로 자기-결합되는 경향이 적기 때문에, 단량체 인슐린 유사체로서 알려져 있다. 이러한 자기-결합성의 부족은 인간 인슐린의 아미노산 서열에서의 변형에 기인하며, 이는 이량체의 형성을 방해함으로써 결합을 감소시킨다. 불행하게도, 이러한 유사체가 단량체가 되도록하는 인슐린에 대한 변형은, 단량체의 비-특이성 응집의 결과를 또한 가져온다. 이러한 비-특이성 응집은 유사체를 불용화 및 불안정화할 수 있다.

따라서, 단량체 인슐린 유사체 고유의 불안정성, 불용성 인슐린 유사체 침전물을 형성할 가능성, 인슐린과 단량체 인슐린 유사체 간의 물리적 차이점, 및 폐를 통해 전달된 정상 인간 인슐린의 흡수율에서의 상당한 정도의 변동성으로 인하여, 에어로졸화된 단량체 인슐린 유사체 제형이 폐를 통해 재현가능하고 효과적으로 전달될 수 있다는 것은 놀라운 것이었다. 가장 유리하고 뜻밖의 발견은, 정상 인간 인슐린에서 수득되는 데이타와는 달리, 단량체 인슐린 유사체, 특히 Lys^B28Pro^B29-인간 인슐린의 약동학 또는 약력학에서는 흡입된 부피에서의 변화가 검출가능한 차이를 유발하지 않는다는 것이다. 또한, Lys^B28Pro^B29-인간 인슐린이 전달된 후에 적어도 피하 투여 후에서와 같이 빠른 속도로 폐로부터 흡수된다는 것은 놀라운 것이었다.

본 발명은 단량체 인슐린 유사체의 유효량을 그의 투여가 필요한 환자에게 폐 수단에 의해 투여하는 것을 포함하는, 단량체 인슐린 유사체의 투여 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 단량체 인슐린 유사체를 그의 투여가 필요한 환자에게 폐 수단에 의해 투여하는 것을 포함하는, 당뇨병의 치료 방법에 관한 것이다. 본 발명의 다른 측면은, 단량체 인슐린 유사체를 그의 투여가 필요한 환자에게 폐 수단에 의해 투여하는 것을 포함하는, 과혈당증의 치료 방법에 관한 것이다. 바람직하게는, 단량체 인슐린 유사체는 흡입에 의해 환자의 하부 기도로 전달된다.

단량체 인슐린 유사체는 흡입에 의해 투여하기에 적절한 여러 종류의 장치를 사용하여 담체중에서, 용액 또는 현탁액으로서, 또는 건조 분말로서 전달될 수 있다. 바람직하게는, 단량체 인슐린 유사체는 폐의 하부 기도에 도달하기위해 효과적인 입자 크기로 전달된다. 바람직한 단량체 인슐린 유사체 입자 크기는 10 마이크론 미만이다. 더욱 더 바람직한 단량체 인슐린 유사체 입자 크기는 1 내지 5 마이크론이다.

도 1은, Lys^B28Pro^B29-인간 인슐린의 에어로졸 전달 후에, 시간에 대한 비글 개에서의 평균 글루코스 반응을 나타낸다.

본 명세서에서 사용된 용어 "인슐린"은, 그의 서열 및 구조가 당 기술분야에 공지되어 있는, 소, 돼지 또는 인간 인슐린과 같은 포유동물 인슐린을 말한다. 인간 인슐린의 아미노산 서열 및 공간 구조는 공지되어 있다. 인간 인슐린은 디설파이드 결합에 의해 가교된, 21개의 아미노산 A-사슬 및 30개의 아미노산 B-사슬로 이루어져 있다. 적절히 가교된 인간 인슐린은 3 개의 디설파이드 다리를 함유한다: A-사슬의 위치 7과 B-사슬의 위치 7간의 첫번째 다리, A-사슬의 위치 20과 B-사슬의 위치 19간의 두번째 다리, 및 A-사슬의 위치 6 및 11간의 세번째 다리.

용어 "인슐린 유사체"란, 각각 인간 인슐린의 A-사슬과 B-사슬에서와 실질적으로 동일한 아미노산 서열을 갖는 A-사슬 및 B-사슬을 갖고 있지만, 인슐린 유사체의 인슐린 활성을 파괴하지 않는 하나 이상의 아미노산 결실, 하나 이상의 아미노산 치환 및/또는 하나 이상의 아미노산 첨가를 갖고 있다는 점에서 인간 인슐린의 A-사슬 및 B-사슬과는 상이한 단백질을 의미한다.

인슐린 유사체의 하나의 유형인 "단량체 인슐린 유사체"는 당 기술분야에 공지되어 있다. 이들은, 예를들어 a) 위치 B28의 아미노 아실 잔기가 Asp, Lys, Leu, Val 또는 Ala로 치환되고 위치 B29의 아미노 아실 잔기가 Lys 또는 Pro이거나; b) 위치 B28, B29 및 B30의 아미노 아실 잔기가 결실되거나; 또는 c) 위치 B27의 아미노 아실 잔기가 결실된 단량체 인슐린 유사체를 포함하는, 빠르게 작용하는 인간 인슐린의 유사체이다. 바람직한 단량체 인슐린 유사체는 Asp^B28이다. 더욱 더 바람직한 단량체 인슐린 유사체는 Lys^B28Pro^B29이다.

단량체 인슐린 유사체는, 미국 특허 제 5,514,646 호 (챈스 (Chance)등); 미국 특허출원 번호 08/255,297호 (챈스 등); 브렘스 (Brems)등의 문헌(Protein Engineering, 5:527-533 (1992)); 브랜지 (Brange)등, EPO 공고 제 214,826호 (1987년 3 월 18 일 공고); 및 브랜지 등의 문헌 (Current Opinion in Structural Biology, 1:934-940 (1991))에 개시되어 있다. 이러한 개시내용은 단량체 인슐린 유사체를 설명하기 위해 본 명세서에서 참고로 인용된다.

인슐린 유사체는 또한 아미드화 아미노산의 산성 형태로의 치환을 가질 수도 있다. 예를들면, Asn을 Asp 또는 Glu로 치환할 수도 있다. 유사하게, Gln을 Asp 또는 Glu로 치환할 수도 있다. 특히, Asn(A18), Asn(A21), 또는 Asp(B3) 또는 이러한 잔기의 임의의 조합을 Asp 또는 Glu로 치환할 수도 있다. 또한, Gln(A15) 또는 Gln(B4), 또는 이들 모두를 Asp 또는 Glu로 치환할 수도 있다.

용어 "보존제"란, 항-미생물 제로서 작용하기 위해 제약학적 제형에 첨가되는 화합물을 말한다. 비경구적 제형이 상업적으로 시판되는 다-용도 제품이 되기 위해서는 보존제 효과에 대한 지침을 충족해야만 한다. 당 기술분야에 공지된 보존제중에서 비경구적 제형에서 효과적이고 허용가능한 것은 벤즈알코늄 클로라이드, 벤즈에토늄, 클로로헥시딘, 페놀, m-크레졸, 벤질알콜, 메틸파라벤, 클로로부탄올, o-크레졸, p-크레졸, 클로로크레졸, 페닐머큐릭 니트레이트, 티메로살, 벤조산 및 이들의 각종 혼합물이다. 참조: 예를들어 문헌(Wallhausser, K.-H., Develop. Biol. Standard, 24: 9-28 (Basel, S. Krager, 1974)). 페놀 및 m-크레졸과 같은 특정한 페놀계 보존제는 인슐린-유사 분자에 결합되고, 그에 의해 물리적 또는 화학적 안정성 또는 이둘 모두를 증가시키는 구조적인 변화를 유발하는 것으로 공지되어 있다 [문헌 (번바움 (Birnbaum)등, Pharmac. Res. 14: 25-36 (1997); 라휄-클레르몬 (Rahuel-Clermont) 등, Biochemistry 36: 5837-5845 (1997))]. m-크레졸 및 페놀은 본 발명에서 사용되는 단량체 인슐린 유사체 단백질의 제형에서 바람직한 보존제이다.

용어 "완충제" 또는 "제약학적으로 허용가능한 완충제"는, 인슐린 제형에서 사용하기에 안전한 것으로 공지되어 있고, 제형에 대해 바람직한 pH에서 제형의 pH를 조절하는 효과를 갖는 화합물을 말한다. 약산성 pH 내지 약염기성 pH에서 pH를 조절하기 위해 제약학적으로 허용가능한 완충제는 예를들어 포스페이트, 아세테이트, 시트레이트, TRIS, 아르기닌, 또는 히스티딘과 같은 화합물을 포함한다.

용어 "등장화제"란, 생리학적으로 허용되고, 세포막을 통한 물의 순 유동을 방지하기 위해 제형에 적절한 삼투성을 부여하는 화합물을 말한다. 글리세린과 같은 화합물이 공지된 농도에서 이러한 목적을 위해 통상적으로 사용된다. 다른 허용가능한 등장화제는 염류, 예를들어 NaCl, 덱스트로스, 만니톨 및 락토스를 포함한다. 12 내지 25 mg/mL의 농도에서 글리세롤이 등장화제로서 바람직하다.

단량체 인슐린 유사체의 투여

순환하는 인슐린 단백질 수준을 증가시키고/시키거나 순환하는 글루코스 농도를 낮추기 위해 효과적인 투여량으로 흡입에 의해 단량체 인슐린 유사체를 투여한다. 이러한 투여는 당뇨병 또는 과혈당증과 같은 질환을 치료하기 위해 효과적일 수 있다. 단량체 인슐린 유사체의 효과적인 투여를 달성하는데는, 약 0.5 ㎍/kg 이상 내지 약 50 ㎍/kg 단량체 인슐린 유사체 단백질, 바람직하게는 약 3 ㎍/kg 내지 약 20 ㎍/kg, 가장 바람직하게는 약 7 ㎍/kg 내지 약 14 ㎍/kg의 흡입 투여량을 투여하는 것이 필요하다. 치료적으로 효과적인 양은, 인슐린 단백질 수준, 혈당 수준, 환자의 물리적 상태, 환자의 폐 상태를 포함한 요인들을 고려하여, 이해력있는 개업의에 의해 결정될 수 있다.

본 발명에 따르면, 단량체 인슐린 유사체는 이러한 유사체의 빠른 흡수를 달성하기 위해 흡입에 의해 전달된다. 흡입에 의한 투여는 인슐린의 피하 투여에 필적하는 약동학의 결과를 가져올 수 있다. 단량체 인슐린 유사체의 흡입은 순환하는 인슐린의 수준을 빠르게 증가시킨 다음 혈당 수준을 빠르게 강하시킨다. 상이한 흡입 장치들은, 유사한 입자 크기 및 유사한 폐 침착 수준을 비교할 때, 전형적으로 유사한 약동학을 제공한다.

본 발명에 따르면, 단량체 인슐린 유사체는 치료제를 흡입에 의해 투여하기 위해 당 기술분야에 공지된 각종 흡입 장치에 의해 전달될 수 있다. 이러한 장치는 투여량 계량 흡입기, 연무기, 건조 분말 발생기, 분무기 등을 포함한다. 바람직하게는, 단량체 인슐린 유사체를 건조 분말 흡입기 또는 분무기에 의해 전달한다. 단량체 인슐린 유사체를 투여하기 위한 흡입 장치의 몇가지 요망되는 특징이 존재한다. 예를들면, 흡입 장치에 의한 전달은 신뢰할 수 있고, 재현가능하고, 정확한 것이 유리하다. 흡입 장치는 양호한 호흡가능성을 위하여 소 입자, 예를들면 약 10 ㎛, 바람직하게는 약 1 ∼ 5 ㎛의 입자를 전달해야 한다. 본 발명의 실행을 위해 적절한 통상적으로 입수가능한 흡입 장치의 일부 특정한 예는, 터보할러^TM(Turbohaler) (아스트라(Astra)), 로타할러^(R)(Rotahaler) (글락소(Glaxo)), 디스커스^(R)(Diskus) (글락소), 스피로스^TM(Spiros) 흡입기 (듀라 (Dura)), 인헤일 써라퓨틱스 (Inhale Therapeutics)에 의해 시판되는 장치, AERx^TM(아라듐(Aradium)), 울트라벤트^(R)(Ultravent) 연무기 (말링크로트(Mallinckrodt)), 아콘(Acorn) II^(R)연무기 (마르퀘스트 메디칼 프로덕트(Marquest Medical Products)), 벤토린^(R)(Ventolin) 투여량 계량 흡입기 (글락소), 스핀할러(Spinhaler)^(R)분말 흡입기 (피손스 (Fisons))등이다.

당업자라면 인식할 수 있는 바와 같이, 단량체 인슐린 유사체 단백질의 제형, 전달되는 제형의 양, 및 단일 투여량의 투여 지속시간은 사용되는 흡입 장치의 유형에 의존된다. 연무기와 같은 일부 에어로졸 전달 시스템에 있어서, 투여 빈도 및 시스템이 활성화되는 시간의 길이는 에어로졸내의 단량체 인슐린 유사체 단백질의 농도에 주로 의존된다. 예를들면, 연무기 용액중에 고 농도의 단량체 인슐린 유사체 단백질에서는 짧은 투여 기간이 사용될 수 있다. 투여량 계량 흡입기와 같은 장치는 높은 에어로졸 농도를 생성할 수 있으며, 원하는 양의 단량체 인슐린 유사체 단백질을 전달하기 위해 짧은 기간동안 작동될 수 있다. 분말 흡입기와 같은 장치는 장치로부터 소정의 충진량의 약제가 방출될 때까지 활성제를 전달한다. 이러한 유형의 흡입기에서, 소정의 양의 분말중에 단량체 인슐린 유사체 단백질의 양은 단일 투여시 전달되는 투여량을 결정한다.

흡입 장치에 의해 전달되는 제형내에 단량체 인슐린 유사체 단백질의 입자 크기는, 폐, 바람직하게는 하부 기도 또는 폐포로 전달되는 단백질의 능력에 있어서 중요하다. 바람직하게는, 전달된 단량체 인슐린 유사체 단백질의 약 10 % 이상, 바람직하게는 약 10 % 내지 약 20 %, 또는 그 이상이 폐에 침착되도록 단량체 인슐린 유사체를 제형한다. 구 호흡 인간에 대해 폐 침착의 최대 효율은 약 2 ㎛ 내지 약 3 ㎛의 입자크기에서 수득되는 것으로 알려져 있다. 입자 크기가 약 5 ㎛ 이상일 때, 폐 침착은 실질적으로 감소된다. 약 1 ㎛ 미만의 입자 크기는 폐 침착을 저하시키는 원인이 되고, 치료적으로 효과적인 충분한 양으로 입자를 전달하는 것이 어렵게 된다. 따라서, 흡입에 의해 전달된 단량체 인슐린 유사체 단백질의 입자는 바람직하게는 약 10 ㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 범위, 가장 바람직하게는 약 2 ㎛ 내지 약 3 ㎛의 범위의 입자 크기를 갖는다. 단량체 인슐린 유사체 단백질의 제형은, 선택된 흡입 장치에서 바람직한 입자 크기가 생성되도록 선택된다.

건조 분말 흡입기에 의한 단량체 인슐린 유사체의 투여

건조 분말로서 유리하게 투여하기 위하여, 단량체 인슐린 유사체 단백질을 약 10 ㎛ 미만, 바람직하게는 약 1 내지 약 5 ㎛, 가장 바람직하게는 약 2 ㎛ 내지 약 3 ㎛의 입자 크기를 가진 입상 형태로 제조한다. 바람직한 입자 크기는 환자의 폐의 폐포에 전달하기 위해 효과적이다. 바람직하게는, 건조 분말은 입자의 대부분이 바람직한 범위의 크기를 갖도록 생성된 입자로 주로 구성된다. 유리하게는, 건조 분말의 적어도 약 50 %는 약 10 ㎛ 미만의 직경을 갖는 입자로 이루어진다. 이러한 제형은, 단량체 인슐린 유사체 단백질 및 기타 원하는 성분을 함유하는 용액을 분무 건조, 분쇄 또는 임계점 응축시킴으로써 달성될 수 있다. 또한, 본 발명에서 유용한 입자를 생성하기에 적절한 다른 방법은 당 기술분야에 공지되어 있다.

입자들은 통상 용기내의 건조 분말 제형으로부터 분리된 다음, 담체 공기 기류를 통해 환자의 폐로 이동된다. 전형적으로, 통상의 건조 분말 흡입기에서, 고형물을 파괴하기 위한 힘은 환자의 흡입에 의해서만 제공된다. 한가지 적절한 건조 분말 흡입기는 아스트라 사 (Sodertalje, 스웨덴)에 의해 제조된 터보할러^TM이다. 다른 유형의 흡입기에서, 환자의 흡입에 의해 생성된 기류는 임펠러 모터를 활성화시키고, 이는 단량체 인슐린 유사체 입자를 붕괴시킨다. 듀라 스피로스^TM흡입기가 이러한 유형의 장치이다.

건조 분말 흡입기로부터 투여하기 위한 단량체 인슐린 유사체의 제형은 전형적으로 단량체 인슐린 유사체 단백질을 함유하는 미세 분할된 건조 분말을 포함하지만, 분말은 또한 증량제, 담체, 부형제, 기타 첨가제 등을 포함할 수 있다. 예를들어 특정한 분말 흡입기로부터 전달을 위해 요구되는 바와 같이 분말을 희석하기 위하여, 제형의 가공을 촉진시키기 위하여, 제형에 바람직한 분말 특성을 제공하기 위하여, 흡입 장치로부터 분말의 분산을 촉진하기 위하여, 제형을 안정화하기 위하여 (예를들어, 항산화제 또는 완충제), 제형에 풍미를 제공하기 위하여, 첨가제들을 단량체 인슐린 유사체 단백질의 건조 분말 제형에 포함시킬 수 있다. 유리하게는, 첨가제는 환자의 기도를 악영향을 미치지 않아야 한다. 단량체 인슐린 유사체 단백질은 분자 수준에서 첨가제와 혼합될 수 있거나, 또는 고체 제형은 첨가제의 입자와 혼합되거나 입자상에 코팅된 단량체 인슐린 유사체 단백질의 입자를 포함할 수 있다. 전형적인 첨가제는 단당류, 이당류 및 다당류; 당 알콜 및 기타 폴리올, 예를들어 락토스, 글루코스, 라피노스, 멜레지토스, 락티톨, 말티톨, 트레할로스, 슈크로스, 만니톨, 전분 또는 이들의 조합; 소르비톨, 디포스파티닐 콜린 또는 레시틴과 같은 계면활성제; 등을 포함한다. 전형적으로, 증량제와 같은 첨가제는 상기 기재된 목적을 위해 효과적인 양으로, 종종 제형의 약 50 중량% 내지 약 90 중량%로 존재한다. 인슐린 유사체 단백질과 같은 단백질의 제형을 위해 당 기술분야에 공지된 추가의 약제를 또한 제형에 포함시킬 수 있다.

Lys^B28Pro^B29인간 인슐린인 휴마로그(Humalog)^(R)의 건조 분말 제형을 흡입에 의해 투여하는 것이, 당뇨병을 치료하기 위한 바람직한 방법이다.

분무제로서 단량체 인슐린 유사체의 투여

단량체 인슐린 유사체 단백질을 포함한 분무제는, 단량체 인슐린 유사체 단백질의 현탁액 또는 용액을 가압하에 노즐을 통해 강제유동시킴으로써 제조될 수 있다. 노즐 크기 및 배열, 가해진 압력, 및 액체 공급 속도는 원하는 방출량 및 입자 크기를 달성하도록 선택될 수 있다. 예를들면, 모세관 또는 노즐 공급과 연결된 전기장에 의해 전기분무를 생성할 수 있다. 유리하게는, 분무기에 의해 전달된 단량체 인슐린 유사체 단백질의 입자는 약 10 ㎛ 미만, 바람직하게는 약 1 내지 약 5 ㎛, 가장 바람직하게는 약 2 ㎛ 내지 약 3 ㎛의 입자 크기를 갖는다.

분무기와 함께 사용하기에 적절한 단량체 인슐린 유사체 단백질의 제형은, 전형적으로 용액 ml당 약 1 mg 내지 약 20 mg의 단량체 인슐린 유사체 단백질의 농도로 수용액중에 단량체 인슐린 유사체 단백질을 포함한다. 제형은 부형제, 완충제, 등장화제, 보존제, 계면활성제, 및 바람직하게는 아연과 같은 시약을 포함할 수 있다. 제형은 또한 단량체 인슐린 유사체 단백질의 안정화를 위한 부형제 또는 시약, 예컨대 완충제, 환원제, 벌크 단백질 또는 탄수화물을 포함할 수도 있다. 단량체 인슐린 유사체 단백질을 제형화하는데 유용한 벌크 단백질은 알부민, 프로타민 등을 포함한다. 단량체 인슐린 유사체 단백질을 제형화하는데 유용한 전형적인 탄수화물은 슈크로스, 만니톨, 락토스, 트레할로스, 글루코스 등을 포함한다. 단량체 인슐린 유사체 단백질 제형은 또한 계면활성제를 포함할 수 있으며, 이는 에어로졸의 형성시에 용액의 원자화에 의해 유발되는 단량체 인슐린 유사체 단백질의 표면-유발 응집을 감소 또는 방지할 수 있다. 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르 및 알콜 및 폴리옥시에틸렌 소르비톨 지방산 에스테르와 같은 종래의 각종 계면활성제를 사용할 수 있다. 사용량은 일반적으로 제형의 약 0.001 내지 4 중량%의 범위이다. 본 발명의 목적을 위해 특히 바람직한 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트, 폴리소르베이트 80, 폴리소르베이트 20 등이다. 인슐린 유사체 단백질과 같은 단백질의 제형화를 위해 당 기술분야에 공지된 추가의 시약을 제형에 포함시킬 수도 있다.

연무기에 의한 단량체 인슐린 유사체의 투여

단량체 인슐린 유사체 단백질은 제트 연무기 또는 초음파 연무기와 같은 연무기에 의해 투여될 수 있다. 전형적으로, 제트 연무기에서, 분무공을 통한 고속 공기 제트를 생성하기 위하여 압축된 공기 원을 사용한다. 가스가 노즐 밖으로 팽창할 때 저압 영역이 생성되며, 이는 액체 저장부에 연결된 모세관을 통해 단량체 인슐린 유사체 단백질 용액을 끌어낸다. 모세관으로부터의 액체 기류는 그것이 관 밖으로 나올때 불안정한 필라멘트 및 소적으로 전단되며, 이는 에어로졸을 생성한다. 주어진 제트 연무기로부터 원하는 성능 특징을 달성하기 위한 배열, 유량 및 배플 유형의 범위를 사용할 수 있다. 초음파 연무기에서, 전형적으로 압전 변환기를 사용하여, 고-주파 전기 에너지를 사용하여 진동, 기계 에너지를 발생시킨다. 이 에너지는 직접적으로 또는 결합 유체를 통해 단량체 인슐린 유사체 단백질의 제형으로 전달되며, 단량체 인슐린 유사체 단백질을 포함한 에어로졸을 생성한다. 유리하게는, 연무기에 의해 전달된 단량체 인슐린 유사체 단백질의 입자는 약 10 ㎛ 미만, 바람직하게는 약 1 내지 약 5 ㎛, 가장 바람직하게는 약 2 ㎛ 내지 약 3 ㎛의 입자 크기를 갖는다.

제트 또는 초음파 연무기에서 사용하기에 적절한 단량체 인슐린 유사체 단백질의 제형은 전형적으로, 용액 ml당 약 1 mg 내지 약 20 mg의 단량체 인슐린 유사체 단백질의 농도로 수용액중에 단량체 인슐린 유사체 단백질을 포함한다. 제형은 부형제, 완충제, 등장화제, 보존제, 계면활성제 및, 바람직하게는 아연과 같은 시약을 포함할 수 있다. 제형은 또한 단량체 인슐린 유사체 단백질의 안정화를 위한 부형제 또는 시약, 예컨대 완충제, 환원제, 벌크 단백질 또는 탄수화물을 포함할 수 있다. 단량체 인슐린 유사체 단백질을 제형화하는데 유용한 벌크 단백질은 알부민, 프로타민 등을 포함한다. 단량체 인슐린 유사체 단백질을 제형화하는데 유용한 전형적인 탄수화물은 슈크로스, 만니톨, 락토스, 트레할로스, 글루코스 등을 포함한다. 단량체 인슐린 유사체 단백질 제형은 또한 계면활성제를 포함할 수 있으며, 이는 에어로졸의 형성시에 용액의 원자화에 의해 유발되는 단량체 인슐린 유사체 단백질의 표면-유발 응집을 감소 또는 방지할 수 있다. 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르 및 알콜 및 폴리옥시에틸렌 소르비탈 지방산 에스테르와 같은 종래의 각종 계면활성제를 사용할 수 있다. 사용량은 일반적으로 제형의 0.001 내지 4 중량%의 범위이다. 본 발명의 목적을 위해 특히 바람직한 계면활성제는, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트, 폴리소르베이트 80, 폴리소르베이트 20 등이다. 또한, 인슐린 유사체 단백질과 같은 단백질의 제형화를 위해 당 기술분야에 공지된 추가의 시약을 제형에 포함시킬 수도 있다.

투여량 계량 흡입기에 의한 단량체 인슐린 유사체의 투여

투여량 계량 흡입기 (MDI)에서, 추진제, 단량체 인슐린 유사체 단백질 및 임의의 부형제 또는 기타 첨가제를 액화 압축 가스를 포함하는 혼합물로서 캐니스터에 함유시킨다. 계량 밸브를 작동시켜 혼합물을 바람직하게는 약 10 ㎛ 미만, 바람직하게는 약 1 내지 약 5 ㎛, 가장 바람직하게는 약 2 ㎛ 내지 약 3 ㎛ 크기 범위의 입자를 함유하는 에어로졸로서 방출시킨다. 원하는 에어로졸 입자 크기는 제트-분쇄, 분무 건조, 임계점 응축 등과 같은 당 기술분야에 공지된 각종 방법에 의해 제조된 단량체 인슐린 유사체 단백질의 제형을 사용함으로써 수득될 수 있다. 바람직한 투여량 계량 흡입기는, 3M 또는 글락소에 의해 제조되고 히드로플루오로카본 추진제를 사용하는 흡입기를 포함한다.

투여량 계량 흡입기 장치와 함께 사용되는 단량체 인슐린 유사체 단백질의 제형은, 일반적으로, 예를들어 계면활성제의 도움으로 추진제에 현탁된 비 수성 매질중의 현탁액으로서, 단량체 인슐린 유사체 단백질을 함유하는 미세 분할된 분말을 포함한다. 추진제는 이러한 목적을 위해 사용되는 통상적인 물질, 예컨대 클로로플루오로카본, 히드로클로로플루오로카본, 히드로플루오로카본, 또는 트리클로로플루오로메탄, 디클로로디플루오로메탄, 디클로로테트라플루오로에탄올 및 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, HFA-134a (히드로플루오로알칸-134a), HFA-227 (히드로플루오로알칸-227) 등을 포함한 탄화수소일 수 있다. 바람직하게는, 추진제는 히드로플루오로카본이다. 계면활성제는 추진제중의 현탁액으로서 단량체 인슐린 유사체 단백질을 안정화시키고, 화학적 분해에 대해 활성제를 보호하는 등의 목적을 위해 선택될 수 있다. 적절한 계면활성제는 소르비탄 트리올레에이트, 대두 레시틴, 올레산 등을 포함한다. 일부 경우에, 에탄올과 같은 용매를 사용하는 용액 에어로졸이 바람직하다. 인슐린 유사체 단백질과 같은 단백질의 제형화를 위해 당 기술분야에 공지된 추가의 시약을 제형에 포함시킬 수도 있다.

당업자라면, 본 발명의 방법들이 본 명세서에 기재되지 않은 장치를 통해 단량체 인슐린 유사체를 폐 투여함으로써 달성될 수도 있음을 이해할 것이다.

단량체 인슐린 유사체 단백질의 제약학적 제형

본 발명은 흡입에 의해 투여하기에 적절하고 단량체 인슐린 유사체 단백질을 포함하는 제약학적 조성물 또는 제형에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 흡입에 의해 투여하기에 적절한 제형 또는 약제를 제조하기 위하여 단량체 인슐린 유사체 단백질을 사용할 수 있다. 본 발명은 또한 단량체 인슐린 유사체 단백질을 포함한 제형을 흡입에 의해 투여하기위해 적절한 형태로 제조하는 방법에 관한 것이다. 예를들면, 통상의 기술을 사용하여 여러가지 방식으로 건조 분말 제형을 제조할 수 있다. 하부 호흡관에 최대 침착을 위해 적절한 크기 범위의 입자들은, 미세화, 분쇄, 분무 건조 등에 의해 제조될 수 있다. 또한, 완충제 또는 기타 부형제를 포함하는 적절한 pH의 물과 같은 적절한 용매중에 단량체 인슐린 유사체 단백질을 용해시킴으로써 액체 제형을 제조할 수 있다.

특정한 단량체 인슐린 유사체 단백질을 폐 경로를 통해 투여하기 위한 한가지 특정한 제약학적 조성물은 휴마로그^(R)(Humalog)이다. 휴마로그^(R)의 제형은 미국 특허 제 5,461,031호 (드펠립스 (DeFelippis)); 미국 특허 제 5,474,978호 (바카이사 (Bakaysa)등); 및 미국 특허 제 5,504,188호 (베이커 (Baker)등)에 기재되어 있다. 이들 개시내용은 각종 단량체 인슐린 유사체 제형을 설명하기 위해 본 명세서에서 참고로 인용된다. 다른 제형들은 살균수 단독의 용액 및 저 농도의 계면활성제 및/또는 보존제 및/또는 안정화제 및/또는 완충제를 함유하는 수용액을 포함한다. 단량체 인슐린 유사체와 아연과의 추가의 적절한 제형은 당업자에게 공지되어 있다.

본 발명은 하기 실시예를 참고로 하면 더욱 잘 이해될 것이다. 이들 실시예들은 본 발명의 구체적인 구현양태의 전형으로서 간주되며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

실시예 1

단일 에어로졸화 투여량의 폐 투여후 비글개에서 Lys^B28Pro^B29인간 인슐린의 혈청 약동학

살균수중의 Lys^B28Pro^B29-인간 인슐린 (Lys^B28Pro^B29-hI)의 용액으로부터 생성된 Lys^B28Pro^B29-인간 인슐린의 에어로졸을, 초음파 연무기에 의하여 기관내 관을 통한 폐 경로에 의해 마취된 개에 투여하였다. 면역반응성 Lys^B28Pro^B29-hI의 혈청 농도를 검증된 방사선면역측정법에 의해 결정하였다.

이 연구에서 6 마리의 비글 개 (3 마리의 수컷 및 3 마리의 암컷)를 사용하였다. 동물들을 그물 바닥이 달린 스테인레스 강철 우리에 우리당 2 마리씩 또는 각각 한마리씩 수용시켰다. 처음에, 모든 개들에게 1일 약 450 g의 퓨리나 서티파이드 캐닌 다이어트(Purina Certified Canine Diet) 5007를 공급하였다. 투여전에 약 8 시간동안 동물들을 절식시켰다. 마취로부터 회복후에, 투여후 48 시간까지 먹이와 물을 임의량 제공하였다. 투여후 48 시간에 초기의 매일 사료 섭생법을 시작하였다. 연구 초기에, 동물들의 체중은 12.5 내지 17.6 kg이었다.

투여후 여러 시간점에서 혈액 시료를 수집하여 Lys^B28Pro^B29-hI의 혈장 농도를 결정하고, 흡입된 물질의 생체이용율을 결정하였다. 개들은 인간과 유사한 정도의 입자의 호흡관 침착을 가진 몸집이 큰 동물이기 때문에 선택되었다.

모든 개들의 혈청에서 면역반응성 Lys^B28Pro^B29-hI의 농도의 증가에 의해 표시되는 바와 같이, Lys^B28Pro^B29-hI의 폐 투여에 의해 전신 노출의 결과가 얻어졌다.

폐 전달후 시간에 대한 Lys^B28Pro^B29-hI의 혈청 농도 (ng/mL)
시간 (h^a)	0	0.08	0.17	0.33	0.5	0.75	1	1.5	2	3	4	6
개 # (성별)
26754 (M)	0.35	0.76	0.67	0.84	0.81	0.59	0.96	0.48	0.98	0.81	0.66	0.57
28536 (F)	0.82	3.22	3.16	2.99	1.33	2.01	1.59	0.40	2.30	0.52	0.77	0.29
26852 (M)	0.61	2.61	2.40	3.98	2.35	2.17	2.17	1.12	0.35	0.61	2.71	0.34
28911 (F)	0.83	2.61	2.14	2.27	1.67	1.90	1.79	0.59	0.53	0.28	0.30	BLQ
27258 (M)	N.S.^b	1.70	2.24	2.36	1.85	1.02	0.87	0.59	0.36	0.32	0.46	0.37
29245 (F)	0.60	6.01	5.34	3.81	3.21	2.32	1.44	1.25	0.68	0.27	0.35	0.33
N	5	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6
평균	0.64	2.82	2.66	2.71	1.87	1.67	1.47	0.74	0.87	0.47	0.88	0.32
SD	0.20	1.78	1.54	1.16	0.83	0.70	0.50	0.36	0.74	0.22	0.92	0.18
SEM	0.09	0.73	0.63	0.47	0.34	0.28	0.20	0.15	0.30	0.09	0.37	0.07
a 사용된 약어: h, 시간; M,수컷; F, 암컷; N, 계산에 사용된 동물 수; SD, 표준편차; SEM, 평균 표준 오차; BLQ, 정량 한계 미만 (＜0.25 ng/mL). 계산을 위하여, BLQ은 0의 값을 부여한다.b N.S.=시료 없음. 투여전 (0시간)에 개 27258로부터 혈청 시료를 수집하지 않았다.

폐 투여는, 에어로졸에 노출후 약 5 내지 20 분에 대부분의 개에서 피크 농도 (T_max)가 발생하는 것과 함께, 면역반응성 인슐린의 급속한 상승을 일으켰다.

사용된 약어: kg, 킬로그램; ㎍, 마이크로그램; ng, 나노그램; mL, 밀리리터; h, 시간; Cmax, 혈청내 최대 농도; Tmax, 최대 혈청 농도에 대한 시간; AUC₀ ^t', 투여시간으로부터 기준선으로 되돌아갈 때까지의 곡선 아래의 면적; t' "기준선으로 되돌아간 시간"; β, 종료 속도 상수; t_1/2, 반감기; M, 수컷; F, 암컷; SD, 표준편차; % CV, 변동율 % 계수; N, 계산에 사용된 동물의 수.

상기 데이타는, 에어로졸화된 Lys^B28Pro^B29-hI의 폐 투여에 의해, 비글 개의 혈청에서 검출가능한 농도의 면역반응성 Lys^B28Pro^B29-hI가 얻어짐을 나타내었다. Lys^B28Pro^B29-hI는 평균 최대 농도가 30 분 미만에 달성되는 것과 같이 빠르게 흡수되었다. 면역반응성 Lys^B28Pro^B29-hI의 혈청 농도는 약 40 분의 평균 반감기로 강하되었다. Lys^B28Pro^B29-hI의 전달 및 소인에 있어서, 쉽게 알아볼 수 있는 성별 차이는 발견되지 않았다. 혈당치는 Lys^B28Pro^B29-hI의 흡입후에 절식된 개에서의 대조치의 약 55 %로 강하됨을 나타내었다 (도 1). 이러한 효과를 발생시키는데 요구되는 평균 폐 투여량은, 에어로졸 소적에서 방사성표지로서 사용되었던 테크네티움⁹⁹(Technetium)의 감마 카메라 검출을 사용하여 측정하였을 때, 약 7 ㎍/kg이었다. 흡입된 Lys^B28Pro^B29-hI에 대하여, 혈당치의 강하를 위해 걸린 시간은 피하 주사후 발견되는 것에 비해 약간 낮았다.

실시예 2

폐 투여후 비글개에서 Asp^B28-인간 인슐린의 흡수성

헤드-돔 시스템을 사용하여 에어로졸로서 Asp^B28-인간 인슐린을 의식이 있는 비글개에 전달하였다. 혈액 시료를 수집하여 혈청 글루코스 수준 및 노출후 Asp^B28-인간 인슐린의 혈청 수준을 결정하였다. 개들은 인간과 유사한 정도의 입자의 호흡관 침착을 가진 몸집이 큰 동물이기 때문에 이 연구에서 선택되었다.

이 연구에서 6 마리의 암컷 비글개가 사용되었다. 그물 바닥이 달린 스테인레스 강철 우리에 우리당 2 마리씩 또는 각각 1 마리씩 동물들을 수용시켰다. 모든 동물들에게 매일 약 450 g의 힐스 사이언스 다이어트 (Hill's Science Diet)를 공급하였다. 투여 전 약 12 시간동안 동물들을 절식시켰다. 연구 초기에, 동물들의 체중은 10.8 내지 14.1 kg이었다.

모든 개들을 구속 삼각건에 세워둔 채로 Asp^B28-인간 인슐린의 에어로졸에 노출시켰다. 0.03 인치 라텍스 시트의 하나의 층을 동물의 목 둘레에 위치시켜, 비-구속 밀봉 시일을 형성하였다. 주문 조립된 11-L 헤드 돔을 개의 머리위에 놓고 구속 장치에 매어두었다. 돔을 통한 전체 유량은 약 11 내지 15 L/분이었다. 약 7.5 L/분의 도입량으로 연무기를 사용하여 에어로졸을 발생시켰다. 발생기에 살균수 mL당 2.4 mg의 Asp^B28-인간 인슐린 6 mL와 100 내지 500 μCi의^99mTc를 충진하였다. 발생기로부터의 배출량을 헤드 돔으로 직접 유동시켰다. 각각의 노출시에 15 분동안 1L/분의 유량으로 하나의 중량측정 시료를 수집하였다. 목적으로하는 폐 투여량은 10 mg/kg이었다. 실제 침착된 폐 투여량은 노출 직후 감마 카메라 화상법에 의해 결정하였다.

혈액 시료를 노출후 0 (전), 0.08, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.5, 2, 3 및 4 시간에 수집하여 혈청 글루코스 수준 및 Asp^B28-인간 인슐린의 혈청 수준을 측정하였다. Asp^B28-인간 인슐린에 노출된 각각의 개에 대한 평균 노출 농도는 17.9 내지 30.5 ㎍/L의 범위이었다. 모든 동물에 대한 평균 (±표준편차) 농도는 22.4 ±4.3 ㎍/L이었다. 6 마리의 개의 폐에 침착된 Asp^B28-인간 인슐린의 평균 투여량은 10 ±5 ㎍/kg (평균 ±표준 편차)로 계산되었다. 평균 흡입량은 287 ±107 ㎍/kg (평균 ±표준 편차)이었다. 각각의 동물 데이타를 하기 표 3에 나타낸다.

동물 번호	침착된 폐 투여량의 목표치 (㎍/kg)	흡입된 투여량 (㎍/kg)	침착된 폐 투여량의 평가치 (㎍/kg)
27682	10	230	8.48
27684	10	210	8.15
27685	10	230	8.47
27686	10	320	4.94
27687	10	240	11.88
27689	10	490	19.60

모든 개의 혈청에서 면역반응성 Asp^B28-인간 인슐린의 농도의 증가에 의해 나타나는 바와 같이, Asp^B28-인간 인슐린의 폐 투여에 의해 전신 노출의 결과가 얻어진다. 폐 전달후 시간에 대한 Asp^B28-인간 인슐린의 혈청 농도를 코트-A-카운트(Coat-A-Count) 인슐린 RIA 키트 (진단 제품, 캘리포니아주 로스앤젤레스)를 사용하여 결정하였다.

폐 전달후 시간에 대한 Asp^B28-인간 인슐린의 혈청 농도 (ng/mL)
에어로졸
개	0 시간	0.083시간	0.25 시간	0.5 시간	0.75 시간	1시간	1.5 시 간	2시간	3시간	4시간
276821	0.68	1.55	1.51	1.65	1.31	1.06	0.87	0.54	0.52	0.69
276841	1.64	3.18	1.98	1.75	1.23	1.71	1.15	0.70	1.09	1.08
276851	0.37	1.70	2.11	1.18	0.93	0.93	0.89	0.80	0.71	0.71
276861	0.39	2.92	4.15	2.63	1.88	1.20	1.10	0.90	1.01	1.87
276871	0.80	2.98	2.78	2.64	2.29	1.81	1.21	1.07	1.01	0.66
276891	0.39	4.15	3.12	2.83	1.69	1.47	1.23	1.08	0.48	0.40

Asp^B28-인간 인슐린의 폐 투여후에 혈청 글루코스에서의 변화를 또한 측정하였다 (표 5). 히다찌 케미스트리 시스템 (뵈링거 만하임 코포레이션(Boehringer Mannheim Corp.), 인디아나주 인디아나폴리스)를 사용하여 혈청 글루코스를 결정하였다. 폐 투여후에 노출후 1 시간에서 혈청 글루코스 수준에 대하여 대조군으로부터의 최대 % 저하가 관찰되었다. 약 10 ㎍/kg 침착된 폐 투여량후에 약 40 % 및 70 %의 저하가 관찰되었다.

시간(분)	Asp^B28-인간 인슐린의 흡입후 혈청 글루코스에서의 % 변화 (평균 ±표준오차)	Asp^B28-인간 인슐린의 피하 투여후 혈청 글루코스에서의 % 변화 (평균 ±표준오차)
0	100±0	100±0
5	105±6	98±7
15	87±8	72±13
30	65±8	44±7
45	65±8	47±6
60	61±8	33±4
90	64±9	38±4
120	78±8	45±6
180	106±6	72±7
240	112±7	91±9

Asp^B28-인간 인슐린의 폐 투여에 의해, 투여전 수준보다 높은 시험 대상의 적절한 수준이 달성되었다. 피하 및 폐 투여후에 약동학적 파라미터의 비교를 하기 표 6에 나타낸다.

전달 경로	AUC(ng·h/mL) (평균±SEM)	Cmax(ng/mL) (평균±SEM)	Tmax(h) (평균±SEM)
피하	10.30±0.47	5.57±0.35	0.42±0.05
폐	5.21±0.47	3.04±0.42	0.21±0.07

폐 투여에 대하여, AUC는 -0.25 내지 2 시간 (혈액 수준이 대략 기준선으로 되돌아가는 시점)으로부터 발생되었으며; 피하 투여에 대하여, AUC는 0 내지 4 시간 (혈액 수준이 대략 기준선으로 되돌아가는 시점)으로부터 발생되었다. 이어서, 내인성 개 인슐린의 기준선 수준을 뺌으로써, 이러한 AUC 값을 조절하였다. 내인성 인슐린 기여치를 뺀 후에, 피하 주사에 대하여 폐 경로에 의한 생체이용율은 약 26 %로 평가되었다. 비교를 위하여, 인간 인슐린에 있어서 피하 주사에 대하여 폐 경로에 의한 생체이용율은 약 38 %로 평가되었다.

Claims

Asp^B28-인간 인슐린의 유효량을 그것이 필요한 환자에게 폐 수단에 의해 투여하는 것을 포함하는 Asp^B28-인간 인슐린의 투여 방법.
제1항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린을 환자의 하부 기도에 전달하는 방법.
제2항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린을 폐포에 침착시키는 방법.
제1항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린을 환자의 입을 통해 흡입시키는 방법.
제1항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린을 제약학적으로 허용가능한 담체중에 Asp^B28-인간 인슐린을 포함하는 제약학적 제형으로서 투여하는 방법.
제5항에 있어서, 제형이 수성 매질중의 용액 및 비-수성 매질중의 현탁액으로 구성된 군에서 선택되는 방법.
제6항에 있어서, 제형이 에어로졸로서 투여되는 방법.
제5항에 있어서, 제형이 건조 분말의 형태인 방법.
제5항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린이 약 10 마이크론 미만의 입자 크기를 갖는 방법.
제9항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린이 약 1 내지 약 5 마이크론의 입자 크기를 갖는 방법.
제10항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린이 약 2 내지 약 3 마이크론의 입자 크기를 갖는 방법.
제1항에 있어서, 전달된 Asp^B28-인간 인슐린의 약 10 % 이상이 폐에 침착되는 방법.
제1항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린이 폐 투여를 위해 적절하고 환자의 폐에 인슐린 유사체를 침착시킬 수 있는 흡입 장치로부터 전달되는 방법.
제13항에 있어서, 장치가 연무기, 투여량 계량 흡입기, 건조 분말 흡입기 및 분무기로 구성된 군에서 선택되는 방법.
제14항에 있어서, 장치가 건조 분말 흡입기인 방법.
제14항에 있어서, 장치의 작동으로 약 3 ㎍/kg 내지 약 20 ㎍/kg의 Asp^B28-인간 인슐린을 투여하는 방법.
제16항에 있어서, 장치의 작동으로 약 7 ㎍/kg 내지 약 14 ㎍/kg의 Asp^B28-인간 인슐린을 투여하는 방법.
Asp^B28-인간 인슐린의 유효량을 그것이 필요한 환자에게 폐 수단에 의해 투여하는 것을 포함하는, 당뇨병의 치료 방법.
제18항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린을 제약학적으로 허용가능한 담체중에 Asp^B28-인간 인슐린을 포함하는 제약학적 제형으로서 투여하는 방법.
제18항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린을 폐 투여를 위해 적절하고 환자의 폐에 Asp^B28-인간 인슐린을 침착시킬 수 있는 흡입 장치로부터 전달하는 방법.
제20항에 있어서, 장치가 분무기 또는 건조 분말 흡입기인 방법.
제21항에 있어서, 장치의 작동으로 약 3 ㎍/kg 내지 약 20 ㎍/kg의 Asp^B28-인간 인슐린을 투여하는 방법.
제22항에 있어서, 장치의 작동으로 약 7 ㎍/kg 내지 약 14 ㎍/kg의 Asp^B28-인간 인슐린을 투여하는 방법.
Asp^B28-인간 인슐린의 유효량을 그것이 필요한 환자에게 폐 수단에 의해 투여하는 것을 포함하는, 과혈당증의 치료 방법.
제24항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린을 제약학적으로 허용가능한 담체중에 인슐린 유사체를 포함하는 제약학적 제형으로서 투여하는 방법.
제24항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린을 폐 투여를 위해 적절하고 환자의 폐에 Asp^B28-인간 인슐린을 침착시킬 수 있는 흡입 장치로부터 전달하는 방법.
제26항에 있어서, 장치가 분무기 및 건조 분말 흡입기로 구성된 군에서 선택되는 방법.
제27항에 있어서, 장치의 작동으로 약 3 ㎍/kg 내지 약 20 ㎍/kg의 Asp^B28-인간 인슐린을 투여하는 방법.
제28항에 있어서, 장치의 작동으로 약 7 ㎍/kg 내지 약 14 ㎍/kg의 Asp^B28-인간 인슐린을 투여하는 방법.
Asp^B28-인간 인슐린 단백질을 포함하고, 흡입에 의해 투여하기에 적절한 제약학적 조성물 또는 제형.
제1 내지 29항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하기에 적합한 제약학적 조성물 또는 제형.
흡입에 의해 투여하기에 적절한 의약의 제조를 위한 Asp^B28-인간 인슐린 단백질의 용도.
제32항에 있어서, 제1 내지 29항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 용도.
제32항에 있어서, 의약이 수성 매질중의 용액 또는 비-수성 매질중의 현탁액의 형태인 용도.
제32항에 있어서, 의약이 에어로졸의 형태인 용도.
제32항에 있어서, 의약이 건조 분말의 형태인 용도.
제32항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린이 약 10 마이크론 미만의 입자 크기를 갖는 용도.
제32항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린이 약 1 내지 약 5 마이크론의 입자 크기를 갖는 용도.
제32항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린이 약 2 내지 약 3 마이크론의 입자 크기를 갖는 용도.
제32 내지 39항 중 어느 한 항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린을 약 3 ㎍/kg 내지 약 20 ㎍/kg의 투여량으로 투여하는 용도.
제32 내지 39항 중 어느 한 항에 있어서, Asp^B28-인간 인슐린을 약 7 ㎍/kg 내지 약 14 ㎍/kg의 투여량으로 투여하는 용도.