KR20070029276A - 인슐린으로 인한 저혈당증을 예방하고 조절하기 위한조성물 및 방법 - Google Patents

Abstract

인슐린과 글루카곤 둘다를 포함하는 약제 조성물은 인슐린에 의해 유발된 저혈당증의 위험을 감소시키거나 제거하면서 당뇨병을 조절하고 치료하기 위해 투여될 수 있다.

Description

인슐린으로 인한 저혈당증을 예방하고 조절하기 위한 조성물 및 방법 {COMPOSITIONS AND METHODS FOR THE PREVENTION AND CONTROL OF INSULIN-INDUCED HYPOGLYCEMIA}

관련 출원의 전후 참조

본 출원은 미국 임시 특허 출원 제60/584,449호(2004년 6월 29일 출원)의 이익을 청구하며; 이러한 미국 임시 출원의 전체 내용은 본원에 참조로 인용되어 있다.

발명의 분야

본 발명은 생물학, 약리학 및 의약 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 혈당 수준의 조절을 위한 조성물 및 이러한 조성물을 이용하는 방법에 관한 것이다.

발명의 배경

인슐린은 췌장 랑게르한스 섬(Islets of Langerhans)의 베타 세포에 의해 생산되며 글루카곤은 췌장 랑게르한스 섬의 알파 세포에 의해 생산된다. 인슐린의 주요 효과들 중 하나는 간의 글루코오스 배출을 억제하고 말초기관의 글루코오스 흡수를 자극함으로써 혈당을 저하시키는 것이다. 내인성 인슐린 수준은 진성 당뇨병 환자중 일부에서 낮거나 검출가능하지 않을 수 있다. 외인성 인슐린은 일반적으로 순환 인슐린 수준이 낮거나 비효과적인 상황에서 고혈당증을 감소시키기 위해 투여된다. 글루카곤은 일반적으로 주로, 간의 글루코오스 배출을 증가시킴으로써 혈당 수준을 증가시키는 것을 포함하여, 인슐린의 효과와 상반되는 효과를 지닌다. 글루카곤 수준은, 특히 외인성 인슐린을 이용하는 환자에 있어서 혈당 수준이 비정상적으로 낮은 수준으로 떨어지는 경우에 증가하는 경향이 있다.

당뇨병 관리를 위한 현재의 목표는 정상 혈당 수준에 근접하게 함으로써 미세혈관 합병증을 지연시키거나 예방하는 것을 포함하며; 이러한 목표의 달성에는 일반적으로 집중적인 인슐린 치료요법이 요구된다. 이러한 목표를 달성하기 위해 노력하는 과정에서, 의사들은 자신들의 당뇨병 환자에게서 저혈당증의 빈도 및 중증도의 실질적인 증가에 직면하여 왔다.

낮은 혈당 수준을 특징으로 하는 저혈당증은 자율신경 증상 및 아드레날린 증상과, 신경저혈당 증상을 초래하며, 이들 증상들은 전형적으로 부주의하게 과도한 인슐린을 투여한 결과 직면하게 된다. 현재, 저혈당증은 70 ㎎/dl 초과, 예를들어 50 또는 60 ㎎/dl 초과의 혈당 수준으로 정의된다. 저혈당증의 빈번한 재발성 발작은 때때로 중증인 저혈당증의 발달에 추가로 기여하는 저혈당의 무인식과 관련될 수 있다. 따라서, 인슐린을 이용한 정상 혈당 수준을 달성하기 위한 노력은 환자의 다양한 빈도와 중증의 저혈당증의 발달을 야기할 수 있다. 저혈당증 및 이의 존재에 대한 인식의 결핍은 당뇨병 환자에서 손상된 역조절(counter-regulatory)(항인슐린) 반응이 존재하는 경우에 보다 많은 빈도 및 중증이 발생하는 인슐린 요법의 심각한 합병증이다. 저혈당증에 정상적으로 반응하는 주요 역조절 호르몬 중 하나는 글루카곤이다. 흔치는 않지만, 급성 저혈당증에 대한 글루카곤 반응은 진행된 제1형 및 제2형 당뇨병 환자에서 손상되어 있거나 상실되어 있다.

발명의 요약

당뇨병을 치료하기 위한 새로운 방법 및 인슐린 요법에 의해 유발된 저혈당증의 위험을 감소시키는 인슐린 및 글루카곤의 새로운 제제가 요구되고 있다. 본 발명은 이러한 요구 및 그 밖의 요구를 충족시킨다.

본 발명의 첫번째 양태는 당뇨병 환자에게 투여하여 당뇨병의 치료학적으로 유효한 조절을 달성할 수 있을 뿐 아니라 저혈당증도 예방할 수 있는 양의 인슐린 및 글루카곤 둘 모두를 포함하는 약제학적 조성물을 제공한다. 본 발명의 제형은 주사하기에 적합한 제형, 경구 투여하기에 적합한 제형, 경피 투여하기에 적합한 제형, 안구 투여하기에 적합한 제형 및 흡입용으로 적합한 제형을 포함한다. 제형은, 예를들어 피하(s.c.) 투여를 포함하는 주사에 적합한 제형, 경구 투여에 적합한 제형, 경피 투여에 적합한 제형, 안구 투여에 적합한 제형, 및 흡입에 적합한 제형을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 조성물은 피하 투여용으로 형성되고, 5 내지 약 20 ng/㎏/분(각각의 분의 유효성을 위해 환자의 ㎏ 당 5 내지 20 ng 초과의 글루카곤)의 글루카곤의 투여를 위해 충분한 글루카곤을 포함한다. 한 양태에서, 5 내지 약 20 ng/㎏/분의 글루카곤이 1 내지 20 유닛의 인슐린으로 투여된다. 투여된 비는, 예를들어 1시간에 1회로 투여될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 조성물은 투여되는 인슐린의 각각의 1 내지 2 유닛을 위해 5 내지 약 20 ng/㎏/분 초과의 글루카곤의 투여가 적합하다. 인식되어지는 바에 따라, 몇몇 구체예에서, 글루카곤 및 인슐린은 분리된 용기에서 유지될 수 있고, 동시에 투여되지 않으나, 글루카곤 및 인슐린 사이의 적절한 비는 유지된다. 한 구체예에서, 분리된 용기는 예를들어 피하 투여용의 글루카곤 및 인슐린의 투여에 적합한 단일 장치에 포함되거나; 또 다른 경우, 각각의 작용제를 위한 두개의 장치가 사용된다.

또 다른 양태에서, 저혈당증을 유발하지 않거나 저혈당증을 유발하는 위험을 현저히 감소시키는, 사람 또는 기타 포유동물의 당뇨병을 치료하기 위한 방법이 제공된다. 한 구체예에서, 인슐린 및 글루카곤을 포함하는 조성물은 경증, 중등증 또는 중중의 저혈당증의 증상이 존재하기 전에 환자에게 투여된다. 몇몇 구체예에서, 본 발명의 방법은 집중적인 인슐린 치료를 포함하여 인슐린 치료가 시행되는 제1형 당뇨병 환자의 야간 저혈당증을 예방하기 위해 실시된다. 상기 방법은 인슐린과 글루카곤을 공동 투여함을 포함하는 방법으로서, 상기 인슐린은 당뇨병을 조절하기 위한 치료학적 유효량으로 투여되고 상기 글루카곤은 저혈당증을 예방하기 위한 치료학적 유효량으로 투여되며 인슐린과 글루카곤 둘 모두는 서로 동시에 또는 서로 약 4시간 미만 이내에서(레귤러(regular), 리스프로(LISPRO) 및 아스파르트(ASPART) 인슐린을 사용하는 경우에) 또는 서로 약 6시간 내지 12시간 미만 이내에서(보다 장시간 작용하는 인슐린을 사용하는 경우에), 및 경우에 따라, 임상적으로 관측가능한 저혈당증의 발생 전에 투여된다. 한 구체예에서, 글루카곤은 인슐린이 투여되기 전에 투여된다. 또 다른 구체예에서, 인슐린은 글루카곤이 투여되기 전에 투여된다. 한 구체예에서, 상기 방법은 당뇨병 환자에게 인슐린 및 글루카곤을 공동투여 함으로써 70 mg/dL 초과 및 180 mg/dL 미만의 혈당 수준을 유지시키는 것을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 이러한 방법은 분당 약 6 내지 18 ng/kg의 글루카곤의 양으로 글루카곤을 피하 투여하는 것을 포함한다. 한 구체예에서, 1 내지 20 또는 2 내지 20 유닛의 인슐린이 6 내지 18 ng/kg/분의 양으로 글루카곤을 피하 투여받는 당뇨병 환자에게 투여된다. 또 다른 구체예에서, 이러한 방법은 분당 약 8 내지 12 ng/kg 사이의 글루카곤을 피하 투여하는 것을 포함한다. 한 구체예에서, 0.1 내지 2 또는 2 내지 20 유닛의 인슐린이 8 내지 12 ng/kg/분의 양의 글루카곤을 피하 투여받는 당뇨병 환자에게 투여된다. 또 다른 구체예에서, 글루카곤은 정맥내 또는 피하가 아닌 수단에 의해 투여되고, 상기 제공된 피하 투여량과 동등한 용량이 투여된다.

또 다른 양태에서, 고혈당증도 저혈당증도 아닌 범위내로 혈당 수준을 유지시키는 방법이 제공된다. 이러한 방법은 인슐린과 글루카곤의 공동투여를 포함한다.

또 다른 양태에서, 본 발명의 방법에 따라 인슐린과 공동 투여하기에 적합한 글루카곤 제형 및 변형된 글루카곤이 제공된다.

또 다른 양태에서, 저혈당증을 예방하기 위한 키트가 제공된다. 한 양태에서, 키트는 바람직하게는 인슐린, 글루카곤, 및 이들의 적절한 배합물을 동시에 투여하기 위한 설명서를 포함한다.

또 다른 양태에서, 키트는 인슐린, 글루카곤의 장용(long-acting) 형태, 및 사용을 위한 설명서를 포함한다.

몇몇 양태에서, 저혈당증 인식 또는 감수성의 손실을 회복하거나 예방하기 위한 방법이 제공된다. 이러한 방법은 환자에 대한 저혈당증 인식을 예방하거나 회복하기에 충분한 기간에 걸쳐 환자에게 글루카곤을 투여하는 것을 포함한다. 한 구체예에서, 환자는 글루카곤의 투여와 동시에 인슐린이 투여된다.

한 양태에서, 당뇨병을 조절하기에 효과적인 양의 인슐린 및 사람 또는 기타 포유동물의 저혈당증을 예방하기에 효과적인 양의 글루카곤을 포함하는 약학적 제형이 제공된다. 약학적 제형은 피하 투여되도록 형성되고, 인슐린 대 글루카곤의 비는 통상적으로 약 1 유닛의 인슐린 대 40 밀리유닛 초과 내지 200 밀리유닛의 글루카곤이다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤의 양은 약 50 내지 100 밀리유닛이다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤은 장용 형태의 글루카곤이다. 몇몇 구체예에서, 장용 형태의 글루카곤은 요오드를 함유한다. 몇몇 구체예에서, 장용 형태의 글루카곤은 아연을 함유한다. 몇몇 구체예에서, 장용 형태의 글루카곤은 프로타민을 추가로 포함한다.

또 다른 양태에서, 저혈당증을 유발하지 않고 사람 또는 기타 포유동물의 당뇨병을 치료하는 방법이 제공된다. 이러한 방법은 당뇨병의 조절을 위해 치료적으로 유효한 양의 인슐린을 투여하는 것을 포함한다. 인슐린은 0.5 내지 20 유닛의 양의 인슐린일 수 있다. 이러한 방법은 저혈당증의 예방에 대해 치료적으로 유효한 시간 및 양의 글루카곤을 투여하는 것을 포함한다. 글루카곤은 피하 투여될 수 있고, 요망되는 글루카곤 효과를 위해 분당 환자의 kg당 5 초과 내지 100 ng 이하의 양으로 투여될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 투여되는 글루카곤의 양은 요망되는 글루카곤 효과를 위해 분당 환자의 kg당 6 내지 18 ng이다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤은 장시간의 작용 기간을 지닌 글루카곤이다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤은 리포솜 제형으로 포함된다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤은 미세구로 포함된다. 몇몇 구체예에서, 어떠한 것은 인슐린 및 글루카곤 둘 모두를 포함하는 제형을 투여한다. 몇몇 구체예에서, 인슐린 및 글루카곤은 환자에 대한 약물의 투여를 조절하는 펌프에 함유된다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤은 인슐린과 함께 동시에 투여된다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤 대 인슐린의 비는 약 40 초과 내지 200 밀리유닛의 글루카곤 대 1 유닛의 인슐린이다. 몇몇 구체예에서, 2 유닛의 인슐린이 투여된다. 몇몇 구체예에서, 10 유닛의 인슐린이 투여되고, 분당 kg당 30 내지 90 ng의 글루카곤이 피하 투여된다.

또 다른 양태에서, 저혈당증을 예방하기 위한 양의 글루카곤 및 인슐린을 투여하기 위한 키트가 제공된다. 키트는 글루카곤 및 인슐린을 포함한다. 글루카곤 및 인슐린은 1 내지 20 유닛의 인슐린 대 32 내지 480 밀리유닛의 글루카곤의 비이다. 키트는 글루카곤을 피하 투여하기 위한 수단 및 인슐린 및 글루카곤의 투여를 위한 설명서를 포함하고, 글루카곤은 저혈당증 발병을 예방한다. 몇몇 구체예에서, 글리세린 용액에 완전하게 용해된 글루카곤의 농도는 밀리리터당 500 마이크로그램을 초과하나 밀리리터당 2000 마이크로그램 미만이다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤 및 인슐린은 1 내지 3 유닛의 인슐린 대 32 내지 96 밀리유닛의 글루카곤의 비이다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤을 피하 투여하기 위한 수단은 펌프이고, 이러한 펌프는 약 6 내지 20 ng/kg/분의 글루카곤을 전달하도록 형성된다.

또 다른 양태에서, 당뇨병의 치료를 위한 약제의 제조에서 글루카곤과 인슐린의 병용이 제공된다. 글루카곤은 저혈당증의 발병을 예방하기에 충분한 양으로 사용되고, 글루카곤 대 인슐린의 비는 40 마이크로그램 초과 내지 500 마이크로그램 미만의 글루카곤 대 1 내지 20 유닛의 인슐린이다. 몇몇 구체예에서, 이러한 양은 저혈당증 무인식의 발병을 예방하기에 충분한 양이다. 몇몇 구체예에서, 인슐린의 양은 1 내지 20 유닛이고, 글루카곤의 양은 41 내지 200 밀리유닛이다. 몇몇 구체예에서, 인슐린 대 글루카곤의 비는 약 1 내지 3 유닛의 인슐린 대 40 초과 내지 약 96 밀리유닛 이하의 글루카곤이다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤은 프로타민을 추가로 포함한다.

도면의 간단한 설명

도 1은 레귤러 인슐린 및 중간 작용(Lente 또는 NPH) 인슐린의 혼합물에 대한 이상적인 약동학을 도시하는 그래프이다.

도 2는 실시에 1의 A(i) 부분에 기술된 바와 같은 가상 환자의 인슐린 프로파일을 나타내는 그래프로서, 식사 LISPRO(HUMALOG) 인슐린 주사에 상응하는 최고점으로 강조된 매우 단순하고, 평편한 선 그래프[GLARGINE(LANTUS)에 의해 설정된 기초 수준]를 나타낸다.

도 3은 실시예 2에 기술된 구체예의 실시를 위해 구성된 약물 전달 펌프의 개략도이다.

도 4는 실시예 2에 기술된 구체예의 실시를 위해 구성된 약물 전달 펌프의 개략도이다.

도 5는 실시예 2에 기술된 구체예의 실시를 위해 구성된 약물 전달 펌프의 개략도이다.

도 6은 투과의 경우(상부 및 하부 회색 곡선은 각각 더 친지성인 물질 또는 덜 친지성인 물질에 대한 것을 나타냄) 또는 트랜스페롬(TRANSFEROME^®) 매개 침투(흑색의 선 및 점)의 경우, 경피 수송율에 미치는 분자량과 친지성의 효과를 도시한다. 점무늬가 있는 흑색 점은 경피 패취형 시판 약물을 나타낸다.

도 7은 실시예 3에 기술된 바와 같은 가상 환자의 인슐린 및 글루카곤 프로파일을 나타내는 그래프이며, 인슐린 및 글루카곤 둘 모두에 대해 이들 약물을 혼합 제형으로 투여하는 경우 관련되는 최고점(식사 인슐린 및 글루카곤 주입에 상응)에 의해 강조된 매우 단순하고 평편한 선 그래프(기초 인슐린 및 글루카곤 주입)를 나타낸다.

도 8은 실시예 7에 기술된 바와 같은 평균 글루카곤 수준에 대한 지속적인 글루카곤 주입의 효과를 도시한 그래프이다.

도 9는 실시예 7에 기술된 바와 같은 평균 글루카곤 수준에 대한 지속적인 글루카곤 주입의 효과를 도시한 그래프이다.

도 10은 실시예 7에 기술된 바와 같은 평균 글루코오스 및 글루카곤 수준에 대한 12 ng/kg/분의 지속적인 글루카곤 주입의 효과를 비교하는 그래프이다.

도 11은 실시예 7에 기술된 바와 같은 평균 글루코오스 및 글루카곤 수준에 대한 16 ng/kg/분의 지속적인 글루카곤 주입의 효과를 비교하는 그래프이다.

도 12는 증가하는 인슐린 수준(약 1 내지 약 2.7 유닛)에 대한 글루카곤의 다양한 투여량(0, 8 및 16 ng/kg/분의 글루카곤)의 효과를 비교하는 그래프이다. 이 그래프는 실시예 8에 기술된 바와 같이 낮은 투여량의 글루카곤이 인슐린에 의해 유발된 저혈당증을 예방할 수 있음을 입증한다.

도 13은 실시예 8에 기술된 바와 같이 혈당에 대한 낮은 투여량의 글루카곤의 효과 및 글루카곤이 저혈당증을 예방할 수 있는 방법을 나타내는 그래프이다.

발명의 상세한 설명

인슐린으로 치료된 당뇨병 환자(제1형 및 제2형 당뇨병)에서 저혈당증의 빈도 및 중증도를 예방하거나 현저히 감소시킬 수 있는 방법 및 조성물이 제공된다. 한 양태에서, 상기 방법 및 조성물은 저혈당증 수준 이상으로 혈당 수준을 조절하여 당뇨병을 치료하기 위해 사용된다. 상기 방법 및 조성물은 종종 인슐린 투여와 동시에 일어나는 비정상적으로 낮은 글루카곤 반응을 보충하거나 회복시킴으로써 저혈당증을 예방하는데 사용될 수 있다.

저혈당증의 예방과 관련된 하나의 문제점은 반복된 저혈당증 발병이 저혈당 인식의 손실을 초래할 수 있어, 환자에 의해 초기에 검출되더라도, 저혈당 증상을 확인하는 환자의 능력이 시간에 걸쳐 손상되거나 손실될 수 있다는 점이다. 따라서, 저혈당증 인식의 손실을 예방하거나 역전시킬 수 있는 조성물 및 방법이 요망된다. 이를 달성할 수 있는 한 방법은 글루카곤, 또는 본원에 기술된 바와 같은 혈당의 수준을 상승시키는 또 다른 작용제를 인슐린이 경증의 저혈당증의 발병을 예방하는 것으로 작용하는 기간에 걸쳐 비교적 낮은 투여량으로 투여하는 것이다. 이는 또한 저혈당증 인식의 손실을 역전하거나 예방하기 위해 사용될 수 있다.

한 양태에서, 본 발명은 혈당 관리를 최적화하고 저혈당증의 빈도를 감소시키거나 저혈당증을 예방하는 몰비로 배합된 2개 호르몬, 즉 인슐린과 글루카곤의 약제학적 제형을 제공한다. 또 다른 구체예에서, 인슐린 및 글루카곤을 동시에, 그러나 별개로 투여하여 이러한 이점을 달성하는 방법 및 조성물이 제공된다. 통상적으로 반대로 작용하는 것으로 나타난 활성을 갖는 2개 호르몬의 동시 투여가 유리한 효과를 지니지 않는 것으로 보이지만, 본 발명의 구체예는 부분적으로는, 이러한 투여가 인슐린에 의해 제공된 글루코오스 조절의 유리한 효과를 감소시키지 않으면서 글루카곤의 완충 또는 둔화 효과로 인해 저혈당증을 예방하는 유리한 효과를 달성시킨다는 인식으로부터 출발한다. 몇몇 구체예에서, 낮은 투여량의 글루카곤이 인슐린을 수여하거나, 수여받았거나, 수여받을 환자에 연속적으로 투여된다. 따라서, 인슐린 투여로 인해 저혈당증 및 이의 관련 증상의 발병을 예방하기 위한 글루카곤과 같은 고혈당제의 사용이 고려된다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤과 같은 고혈당제가 의원 저혈당증의 발병을 예방하기 위해 사용된다.

따라서, 몇몇 구체예는 본 발명은 당뇨병 환자에게 인슐린과 글루카곤을 동시 투여함으로써 저혈당증의 위험을 감소시키면서 당뇨병을 조절하는 방법을 제공한다. 한 양태에서, 저혈당증의 예방에 치료적으로 유효한 양의 글루카곤을 투여하는 것을 포함하여, 인슐린으로 치료중이며 저혈당증 증상을 겪지 않는 당뇨병 환자의 저혈당증을 예방하는 방법이 제공된다. 한 구체예에서, 글루카곤은 인슐린과 동시에 투여된다. 또 다른 구체예에서, 글루카곤은 추가의 인슐린이 투여되기 10분 내지 1시간 전, 더욱 바람직하게는 추가의 인슐린이 투여되기 30분 내지 60분전에 투여된다. 다른 구체예에서, 글루카곤은 환자가 인슐린이 마지막으로 투여된지 약 1시간 내지 약 4시간 이내에 투여된다. 한 구체예에서, 저혈당증의 예방은 피검체에서 명백해지는 저혈당증과 관련된 증상을 예방하는 것을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 저혈당증의 예방은 약 70 mg/dL 초과 또는 약 50 내지 60 mg/dL 초과로 피검체의 평균 혈당 수준을 유지시킴으로써 달성된다. 바람직하게는, 피검체의 혈당 수준은 약 140 내지 200 미만, 및 최소한 약 350 mg/dL 미만으로 유지된다. 바람직하게는, 피검체의 혈당 수준은 정상혈당이 유지되도록 유지된다.

본원 기술을 고려할때, 당 분야의 숙련가에게 명백해지는 바와 같이, FDA에 의해 승인된 것 및 개발중인 것 둘 모두를 포함하여, 많은 상이한 인슐린 형태 및 많은 상이한 인슐린 투여 경로가 본 발명에 기술된 방법 및 제형에 사용될 수 있다. 또한, 유사하게, 현재 시판되는 글루카곤 제형이 상기 방법 및 제형에 사용될 수 있다. 그러나, 글루카곤이 본 발명의 기술 이전에 저혈당증을 조절하기 위해 비경구적으로만 투여되어 왔기 때문에, 본 발명의 기술은 지연 작용형 및/또는 연장 작용형 글루카곤을 포함하여, 본 발명의 일부 구체예에 의해 제공된 이점을 달성하기에 특히 적합한 신규 글루카곤 유도체, 및 글루카곤의 신규 제형 및 글루카곤 유도체, 이들의 투여 방법을 제공한다.

인슐린 및 글루카곤의 정확한 투여량이 환자마다 달라질 수 있고, 환자의 연령 및 성별, 당뇨병의 유형 및 중증도, 저혈당증 및 고혈당증 에피소드(episode)를 포함하는 환자의 병력, 사용된 인슐린 및 글루카곤의 유형 등을 포함하나 이에 한정되지 않는 각종 인자에 의존적이지만, 임의의 환자에 대한 투여량은 본 발명의 기술에 비추어 당업자에 의해 결정될 수 있다. 일부 구체예의 이로운 효과는 일반적으로 글루카곤이 정맥내 투여되는 경우 약 1 유닛의 인슐린 대 약 0.02 내지 40 밀리유닛의 글루카곤(0.02 내지 40 마이크로그램)의 비로 인슐린 및 글루카곤을 둘 다 투여함으로써 달성될 수 있다. 인슐린의 유닛은, 예를들어 약 34.2 마이크로그램 대 약 40 마이크로그램과 같이 통상적으로 당뇨병의 치료에 사용되는 용어로 정의된다. 인슐린의 양은 또한 국제 단위(IU)로 측정될 수 있다. 글루카곤의 1 유닛은 1 밀리그램의 글루카곤에 해당한다. 한 구체예에서, 글루카곤이 정맥내 투여되고 인슐린이 피하 투여되는 경우 비는 1 유닛의 인슐린 대 0.2 내지 4.0 밀리유닛의 글루카곤(0.2 내지 4.0 마이크로그램)이다. 글루카곤이 피하 투여되는 경우, 1 유닛의 인슐린은 40 내지 200 밀리유닛의 글루카곤, 예를들어 투여된 인슐린의 각각의 유닛에 대해 100 ㎏에 대해 시간당 40 내지 200 밀리유닛으로 투여될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 인슐린의 각각의 유닛에 대해, 48 내지 150 mU, 50 내지 120 mU, 또는 80 내지 100 mU의 글루카곤이 투여된다. 바람직한 구체예에서, 글루카곤은 피하 투여되고, 비는 약 1 유닛의 인슐린 대 5 초과 내지 약 20 ng/㎏의 글루카곤이고, 글루카곤의 양은 인슐린 투여량의 유효 기간 동안 각각의 분에 투여된다. 한 구체예에서, 1 유닛의 인슐린이 투여되고, 글루카곤은 8 내지 12 ng/kg/분의 투여 속도로 투여된다. 예를들어, 1 유닛의 인슐린과 관련하여 1 시간 동안 100 ㎏의 사람을 치료하기 위한 표준 투여량이 생성될 수 있다. 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 이러한 투여량이 기초 인슐린 투여 속도가 될 수 있다. 인슐린의 식후 수준이 요망되는 경우, 이에 따라 투여량 내의 글루카곤의 양은 증가될 것이다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤은 5 ng/kg/분 초과 내지 약 20 ng/kg/분 미만의 양으로 피하 투여된다. 더욱 바람직하게는, 상기 양은 피하 투여를 위해 약 8 내지 16 ng의 글루카곤/㎏/분이다. 물론, 당업자는 상기 양과 동등한 기타 투여량(즉, 다른 방법을 통해 투여되는 동일한 유효량)이 또한 본원에 교시된 바에 따라 결정될 수 있음을 인지할 것이다. 당업자에 의해 인지되어지고, 하기에 보다 상세히 나타나는 바와 같이, 이러한 양은 고혈당증을 유발하지 않고 저혈당증을 예방하는데 필요한 글루카곤의 양에 해당하도록 조정될 수 있다. 따라서, 몇몇 구체예에서, 피하 투여를 통해 투여되는 글루카곤의 양은 인슐린에 의해 유발된 저혈당증의 예방에 유효한 것으로 기술되는 5 내지 20 ng/kg/분 미만의 값이다. 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 본 발명의 기술은 제1형 당뇨병에 초점을 맞추고 있으나, 유사한 방법 및 조성물이 제2형 당뇨병에 사용될 수 있다. 일반적으로, 글루카곤의 양은 제1형 당뇨병에 대해 본원에 기술된 것에 비해 몇배 이상으로 증가될 수 있다. 예를들어, 제2형 당뇨병은 1.5 내지 5배 이상의 글루카곤을 필요로 할 수 있고, 바람직하게는 제1형 당뇨병보다 2 내지 3배 이상의 글루카곤을 포함한다.

재조합 사람 가용성(레귤러) 인슐린, 사람 인슐린 유사체, 예를 들어 소, 돼지 및 기타 종으로부터 기원한 동물 인슐린, 및 중간 작용 및 장시간 작용하는 인슐린을 포함하는 지연 방출 형태를 포함하나 이에 한정되지 않는, 현재 시판되는 임의의 형태의 인슐린이 본원에 기술된 조성물 및 방법에 사용될 수 있다. 더욱이, 피하, 근육내 및 정맥내 주사 및 경구, 협측, 비강내, 경피내, 설하 및 폐 기도 투여를 포함하나 이에 한정되지 않는, 현재 사용중인 투여 경로 뿐만 아니라 개발중에 있는 더욱 새로운 경로가 사용될 수 있다. 당 분야에 공지된 당뇨병을 조절하기 위해 인슐린을 투여하기 위한 통상의 투여량 및 투여량 범위는 본 발명의 몇몇 구체예의 방법 및 조성물에 사용하기에 적합하다.

예를 들어, 레귤러 인슐린 및 이의 LISPRO, ASPART 및 GLULISINE 유도체와 같이 단기간 작용하는 식사 인슐린은 당 분야에 잘 공지되어 있으며 당뇨병을 치료하기 위해 일반적으로 사용된다. 이러한 인슐린들은 NPH, LENTE, SEMI-LENTE, DETEMIR, ULTRA-LENTE 및 GALRGINE(LANTUS), 및 레귤러 인슐린 및 장시간 작용하는 인슐린의 예비혼합 제형을 포함하나 이에 한정되지 않는 다른 형태에 적용가능한 방식으로 본 발명의 구체예를 설명하는데 사용할 수 있다. 이러한 설명에서, 단기간 작용하는 식사 인슐린 3개 모두에 대한 분자량은, LISPRO의 경우 5808, ASPART의 경우 5825.8, GLULISINE의 경우 5823 및 레귤러 인슐린의 경우 5807로서 유사하다. 글루카곤에 대한 분자량은 3483이다.

제1형 당뇨병에서 식사 인슐린 주사의 일반적인 범위는, 평균으로부터 2 표준 편차로서 대략적으로 계산될 수 있으며, 이는 2 내지 20 유닛의 인슐린 용량 범위이다. 제1형 당뇨병 환자의 95% 이상은 상기 범위내에서 식사 인슐린 용량이 투여된다. 상기 3개의 식사 인슐린 모두는 피하 투여후 1 내지 2시간 내에 최고점 혈청 농도를 달성하며 약 5시간의 지속 효과 기간을 갖는다.

현재, 저혈당증은 약 1mg(1 유닛)의 용량으로 글루카곤을 1회 비경구 주사함으로써 치료되며; 이 용량은 저혈당증을 조절하는데 실제적으로 요구되는 용량을 크게 초과한다. 글루카곤을 피하로 또는 근육내로 제공하는 경우, 1시간내에 혈청 글루카곤이 최고점에 이르며, 이의 효과는 수시간 지속될 수 있다. 그러나, 현재 시판되는 형태의 글루카곤은 연장된 기간 동안 액체 형태, 단리된 형태 또는 생체내에서 안정하지 않은 듯하다. 한 구체예에서, 본 발명은 보다 안정한 글루카곤의 새로운 약학적 제형, 및 현재 시판되나 널리 사용되지 않는 보다 안정한 형태의 글루카곤을 이용하는 새로운 방법을 제공한다.

부분적으로 식사 인슐린 및 피하 투여된 글루카곤의 최고 혈청 수준에 이르는 각 시간 및 작용 지속기간을 기준으로, 피하 인슐린과 글루카곤 약동학사이에 불일치가 존재한다는 것이 발견되었다. 본 발명의 구체예는, 환자에게 바람직하거나 유익한 경우 이러한 불일치를 교정하는데 사용될 수 있는 장시간 작용하는 글루카곤 제형 및 유도체를 제공한다. 본원에서 사용되는 "장시간 작용하는" 글루카곤은 표준 글루카곤(천연 추출물 또는 rDNA 생산된 합성 글루카곤)의 것보다 더욱 긴 반감기를 지니는 글루카곤을 의미한다.

식사 인슐린의 것과 유사한 효과의 지속기간을 달성하기 위해 요구되는 글루카곤의 투여량을 제공하기 위해, 기초 대체 용량에 근접하는 용량을 사용할 수 있다. 정맥내 주입에 의한 일반적인 기초 글루카곤 대체 용량은 0.5 내지 0.75 ng/kg/분이며; 0.10 내지 5.00 ng/kg/분(더욱 흔히, 0.10 내지 3.00 ng/kg/분) 정도의 보다 광범위한 범위의 글루카곤 주입이, 환자, 인슐린 투여량, 투여 방법(예를들어, 정맥내 대 피하) 및 기타 인자들에 의존하여 효과적일 수 있다고 추측할 수 있다. 예를들어, 피하 투여에서, 본 발명자들은 피하 주입에 의해 투여된 글루카곤의 생체이용률이 볼루스 피하 투여에 대해 10%로 낮고, 약 35% 만큼 낮을 수 있으므로 투여되는 글루카곤의 양이 보다 높아질 수 있음을 발견하였다. 따라서, 투여량은 투여되는 글루카곤의 동등한 치료 효과를 수득하기 위해 5 내지 20 ng/kg/분의 투여 속도로 증가되거나 감소된다. 인슐린의 PK와 일치시키기 위해, 이들 글루카곤 주입율은 150 분 내지 300분 범위의 기간동안 지속된다. 몇몇 구체예에서, 주입 기간은 6시간 이상, 예를들어 6 내지 7, 7 내지 10, 10 내지 15, 15 내지 20, 20 내지 24 시간 또는 그 이상 동안 지속될 수 있다. 이후 대체율과 최소 및 최대 시간을 곱하여 총 투여량/kg을 수득할 수 있다. 통상적인 제 1형 당뇨병 환자가 50 내지 100kg의 범위내 체중을 갖고, 피하 식사 인슐린 주사의 고용량 및 저용량 범위가 2 내지 20 유닛인 것으로 가정할 경우, 인슐린/글루카곤 비는 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 계산할 수 있다(피하 투여에 대한 비를 나타냄). 한 구체예에서, 상기 기술된 동일한 계산이, 최초에 이용가능한 보다 낮은 수준의 글루카곤 및 후에 이용가능한 보다 높은 수준의 글루카곤이 존재할 수 있음을 고려하여, 환자에게 투여하기 위한 지연된 방출 형태의 글루카곤 또는 연장된 방출 형태의 글루카곤의 양을 결정하기 위해 사용된다. 제때에 임의의 시점에서 방출되는 글루카곤의 양은 정확하게 알 수 없으나, 글루카곤이 정맥내를 통해 투여되는 구체예에 대해 투여되는 제형으로부터의 시간의 유닛당 충분한 글루카곤이 방출되어 평균 약 0.1 내지 5.0 ng/kg/분이 환자에게 방출된다. 한 구체예에서, 환자, 치료되는 당뇨병의 유형, 및 투여 방법에 따라 0.5, 2, 3 또는 4배 만큼의 글루카곤이 시간의 임의의 주어진 유닛에 대해 방출될 수 있다.

몇몇 구체예에서, 표 1에 나타나는 바와 같이, 글루카곤은 피하 투여되고, 약 5.0 초과 내지 약 30 ng/kg/분, 약 6 내지 25 ng/kg/분, 6 내지 20 ng/kg/분, 또는 약 8.0 내지 약 12.0 ng/kg/분의 양으로 투여된다.

표 1

인슐린(피하)/글루카곤(피하) 중량비(ng/ng) 및 역비[% 값]

환자 체중	50 ㎏	50 ㎏	100 ㎏	100 ㎏
글루카곤 투여 지속기간	150 분	300 분	150 분	300 분
2 U Ins/ 6 ng/㎏/분 Glu	1.8 [56.3%]	0.9 [112.5%]	0.9 [112.5%]	0.4 [225%]
20 U Ins/ 12 ng/㎏/분 Glu	8.9 [11.3%]	4.4 [22.5%]	4.4 [22.5%]	2.2 [45%]
2 U Ins/ 18 ng/㎏/분 Glu	0.6 [168.8%]	0.3 [337.5%]	0.3 [337.5%]	0.1 [675%]
20 U Ins/ 6 ng/㎏/분 Glu	17.8 [5.6%]	8.9 [11.3%]	8.9 [11.3%]	4.4 [22.5%]
2 U Ins/ 12 ng/㎏/분 Glu	0.9 [112.5%]	0.4 [225%]	0.4 [225%]	0.2 [450%]
20 U Ins/ 18 ng/㎏/분 Glu	5.9 [16.9%]	3.0 [33.8%]	3.0 [33.8%]	1.5 [67.5%]

표 기재의 설명:

2 U Ins/ 6 ng/kg/분 Gluc에 대해: 전체 2 유닛의 인슐린이 주어진 주입 기간에 걸쳐 투여되고, 글루카곤이 6 ng/kg/분의 투여 속도로 주입 기간에 걸쳐 투여됨을 의미함. 150분에 걸쳐 50 ㎏의 사람에 대해 주어진 표의 두개의 숫자는 인슐린 및 글루카곤의 체중비(절대값) 및 퍼센트 값의 글루카곤 대 인슐린 체중비임(예를들어, 1.8 = 80000 ng(2유닛의 인슐린) / 750 ng(50 x 150 * 6 글루카곤); 퍼센트 값 = 역비에서 56.3% = 1/1.8).

표 1에서, 투여되는 글루카곤의 양은 투여되는 인슐린 양(중량)의 5.6 내지 675%의 범위이나; 다수의 환자에 대해, 글루카곤은 인슐린 중량의 225% 미만으로 투여되거나 조성물 내에 존재한다. 당업자에 의해 인식되어지는 바와 같이, 투여되는 글루카곤의 양은 다양한 인자에 따라 다양할 수 있다. 따라서, 글루카곤 대 인슐린의 퍼센트 범위는 5.6 내지 675%, 예를들어 188% 초과 내지 675% 미만으로 다양할 수 있다. 한 구체예에서, 투여되는 글루카곤의 양은 투여되는 인슐린의 양에 대한 비로 표현되고; 예를들어, 투여되는 글루카곤의 비는 투여되는 인슐린 양의 5.6 내지 11.3 퍼센트일 수 있다. 몇몇 구체예에서, 투여되는 글루카곤의 양은 투여되는 인슐린 양의 112 내지 225%이다. 하기 실시예 7에 나타낸 바와 같이, 이러한 글루카곤의 양은 고혈당증에 근접한 상승된 혈당 수준을 유발할 수 있고, 보다 낮은 투여량 범위가 고혈당증의 위험 없이 저혈당증을 예방하기에 충분할 수 있을 듯하다. 보다 낮은 범위 또는 투여량은 예를들어 인슐린 중량의 0.09% 내지 188%일 수 있다. 당업자에게 인지되어지는 바와 같이, 환자의 체중은 유아, 예를들어 2 ㎏ 내지 성인, 예를 들어 150 ㎏ 내지 200 ㎏ 또는 그 이상만큼 다양할 수 있다.

기타 구체예에서, 투여되는 글루카곤의 양은 투여되는 인슐린 양에 의존한 중량 또는 활성에 의한 글루카곤의 양으로 기술될 수 있으며; 예를들어, 한 구체예에서 투여되는 글루카곤의 양은 9 시간의 기간에 걸친 360 내지 900 마이크로그램이다. 한 구체예에서, 투여되는 글루카곤은 5 ng/kg/분 초과 내지 약 30 ng/kg/분(피하)의 범위이다. 한 구체예에서, 상기 양은 약 8 내지 약 16 ng/kg/분, 또는 약 12 ng/kg/분(피하)이다. 몇몇 구체예에서, 현저하게 낮은 값이 투여 상황 및 투여 모드에 따라 충분할 수 있다.

한 구체예에서, 저혈당증은 약 50 내지 60 미만, 일반적으로 약 70 mg/dL 미만의 혈당 수준이고, 고혈당증은 약 140 내지 200 mg/dL 초과의 혈당 수준이다. 한 구체예에서, 과도한 고혈당증은 350 mg/dL 초과의 혈당 수준으로 정의된다. 저혈당증 수준 및 고혈당증 수준 사이로 효과적으로 혈당 수준을 유지시키기 위해 글루카곤 대 인슐린의 비 및 각각의 양이 본 발명의 방법에 따라 설정된다. 또 다른 구체예에서, 혈당 수준은 저혈당증 수준 및 과도한 고혈당증 수준 사이로 유지된다. 또 다른 구체예에서, 혈당 수준은 고혈당증 수준 및 과도한 고혈당증 수준 사이로 유지된다. 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 상기 수준은 정확하게 관찰될 필요는 없고, 이러한 범위의 약간의 상하차가 허용된다. 한 구체예에서, 환자에게 투여되는 투여량은 정맥내 투여되는 글루카곤의 0.5 내지 0.75 ng/kg/분의 투여량과 치료적으로 동등하거나, 5 초과 내지 약 20 ng/kg/분(피하)의 글루카곤의 투여량과 치료적으로 동등하며, 이는 피하 투여를 통한 8 내지 16 ng/kg/분의 글루카곤이다. 몇몇 구체예에서, 인슐린이 아닌 작용제가 혈당 수준을 낮추거나 조절하기 위해 사용되는 경우에도 동등한 양의 글루카곤(또는 글루카곤 대 인슐린의 유효한 비)이 사용된다. 따라서, 몇몇 구체예에서, 본 발명의 기술의 견지에서 고려되는 글루카곤의 공동투여에 따라 저혈당 작용제로 고려되는 인슐린이 아닌 작용제를 이용하여 본 발명의 방법이 실시될 수 있다. 유사하게, 몇몇 구체예에서, 글루카곤이 아닌 고혈당 작용제가 인슐린이 처리되는 당뇨병에서 저혈당증의 발병을 예방하기 위해 사용된다. 몇몇 구체예에서, 인슐린 또는 글루카곤이 사용되지 않고, 당뇨병 환자는 고혈당 작용제(혈당 수준을 상승시키는 작용제) 및 저혈당 작용제(혈당 수준을 감소시키는 작용제) 둘 모두가 동시에 투여된다.

즉각적인 기술에 비추어 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 환자에게 투여되는 글루카곤 또는 인슐린의 양은 투여 방법에 따라 다양할 수 있다. 예를들어, 첨가되는 글루카곤의 양(또는 인슐린 대 글루카곤의 비)은 정맥내를 통해 투여되는 양에 의해 기술될 수 있다(본원에 참조로 포함된 PCT 출원 번호 WO 2004/060387). 이러한 양은 글루카곤이 투여되는 방법, 예를들어 피하 또는 흡입 투여에 따라 크게 다를 수 있다. 요컨대, 동등량을 달성하기 위해 필요한 글루카곤의 양은 "동등량"으로 기술될 수 있다. 예를들어, "10 ng/kg/분(피하)의 동등량"은 환자에게 10 ng/kg/분을 피하 투여함으로써 달성되는 바와 동일한 결과를 달성하기에 필요한 양이다. "정맥 투여에 대한 피하 투여 동등량"은 글루카곤 양의 피하 투여에 의해 달성되는 혈중 글루코오스 또는 글루카곤의 동등한 양을 수득하기에 필요한 정맥내 투여되는 글루카곤의 양이다. 따라서, 후자의 표현에서, 첫번째 투여 방법은 또 다른 투여 방법을 이용하여 동등량이 되는 투여량을 기술하고, 인용된 두번째 투여 방법은 실제 사용되는 투여 방법이다. 피하 투여되는 글루카곤의 정맥내 투여 동등량은 통상적으로 정맥내 투여에 대해 언급된 양을 초과하고, 이는 PCT 출원 번호 제 WO 2004/060387호의 표 1과 상기 표를 비교함으로써 관찰될 수 있다. 예를들어, 정맥내 투여되는 유닛은 몇몇 환자에서 0.1 ng/kg/분인 반면, 피하 투여되는 동등한 효과의 양은 이들 환자에서 8 ng/kg/분일 수 있다. 게다가, 하기 실시예에 기술된 임상 실험에서, 인슐린 처리된 당뇨병에서 고혈당증을 유발하기 위해 투여되기에 필요한 글루카곤의 양은 몇몇 환자에서 8 내지 16 ng/kg/분의 범위(보다 낮은 투여량에서도 유효한 것으로 관찰됨)이므로, 단지 저혈당증을 예방하기 위해 필요한 글루카곤의 양은 몇몇 환자에서 상기 범위 미만이다. 제공된 본 발명의 기술에서, 당업자는 각각의 상황에서 적절한 양을 결정할 수 있을 것이다.

당업자에 의해 인지되는 바와 같이, "투여되는 글루카곤의 양"은 환자의 혈류로 실제로 진입하는 글루카곤의 양일 필요는 없다. 오히려, 예를들어, 9 ng/kg/분(피하)의 글루카곤을 환자에게 투여하는 것은 최초에 공지된 양의 최초의 용액이 생성되고, 상기 양에 기초하여 9 ng/kg/분의 글루카곤이 환자에게 투여된 것을 의미한다. 투여 전에 글루카곤의 손실 또는 분해가 존재하는 경우, 보다 적은 글루카곤이 환자에게 진입하고, 이러한 손실 또는 분해가 환자의 혈류 및 조직으로 진전되어 글루카곤의 손실 또는 분해가 존재하는 경우, 유효 치료량은 보다 더 낮아진다. 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 활성이고 환자의 혈류로 진입하는 글루카곤의 실제 양은 상기 상황에서 이러한 경우 9 ng/kg/분 미만이 될 것이다.

본 발명의 기술에 제공된 바와 같이, 당업자는 다양한 투여 방법 및 모드에 대해 동등한 양을 결정할 수 있다. 이러한 동등량은 또한 환자내 및 환자간 다양성 및 약물의 생체이용률에 따라 다양할 수 있다. 예를들어, 정맥내를 통해 투여되는 글루카곤이 100 생체이용률을 지닌다고 가정하면, 하기 실시예의 환자 데이터에 나타낸 바와 같이 피하 볼루스를 통해 투여된 특정 글루카곤 제형은 약 35%의 생체이용률을 지닐 수 있는 반면, 연속적 피하 주입에 의해 투여된 동일한 글루카곤 제형은 10%의 생체이용률을 지닐 수 있다. 추가로, 인슐린 및 글루카곤의 투여 방법 사이의 차이가 도한 고려될 수 있고, 본원에 제공된 방법 및 실시예를 통해 결정될 수 있다. 이러한 하나의 방법은, 예를들어 실시예 7에 예시된 바와 같이 글루카곤의 다양한 투여 경로에 따라 환자의 인슐린, 글루코오스 및 글루카곤의 다양한 분석을 통해 결정될 수 있다.

본 발명의 다수의 구체예에서 사용하기 위한 약제 조성물은 당뇨병의 조절 및 저혈당증의 치료를 위한 통상의 방법에서 유용한 조성물들 모두를 포함한다. 본원에 사용된 어구인, 이러한 통상의 방법은 FDA에 의해 승인된 것들, 개발중인 것들, 및 전체 내용이 본원에 참조문헌으로 포함되고, 이의 제7장 및 제8장이 특히 적절한, 에스. 브이. 에델만(S. V. Edelman) 및 알.알. 헨리(R. R. Henry)의 문헌(Diagnosis and Management of Type II Diabetes, 5^th Ed. PCI Publishers)에 기술된 것들을 포함한다. 본원에 사용된 것으로서, 약제학적 제형 또는 약제 조성물은 약제학적으로 허용되는 부형제, 희석제 또는 담체를 함유할 수 있다. "약제학적으로 허용되는"은, 담체, 희석제 또는 부형제가 제형 및 투여 장치의 다른 성분들과 양립가능하고 이의 복용자에게 유해하지 않은 것을 의미한다. 약제학적으로 허용되는 부형제는 당 분야에 널리 공지되어 있다[참조: Remington: The Science and Practice of Pharmacy (19th edition, 1995, Gennavo, ed.)].

한 구체예에서, 글루카곤 또는 유사한 물질은 완충용액 중에서 투여된다. 적절한 완충용액은 혼합물을 약 6.0 내지 약 9.0 범위의 pH로 유지시키나, 글루카곤의 기능을 간섭하지 않는 완충용액이다. 완충용액의 예는 구드 완충용액(Goode's buffer), HEPES, 트리스, 암모늄 아세테이트, 나트륨 아세테이트, 비스-트리스, 포스페이트, 시트레이트, 아르기닌, 히스티딘, 및 트리스 아세테이트를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 하나 이상의 적절한 완충용액의 선택은 당업자의 기술 내에 속한다.

인슐린 치료요법에 의한 당뇨병의 조절, 및 글루카곤 치료요법에 의한 저혈당증의 조절은 인슐린 또는 글루카곤의 비경구 투여를 포함한다. 비경구 투여는 주사기, 임의로 펜-형 주사기에 의한 피하, 근육내 주사로 수행할 수 있다. 본 발명의 방법의 몇몇 구체예는 이러한 방법을 사용하여 실시될 수 있으나, 상기한 바와 같이, 일부 경우에는 글루카곤의 작용 지속기간이 사용된 인슐린의 작용 지속기간에 더욱 근접하게 일치하도록 하여, 저혈당증의 위험이 최대가 되는 경우에 - 통상적으로 식사후 비교적 장시간이 경과하였으나 투여된 인슐린이 그 효과를 계속 발휘하는 기간내인 경우 - 글루카곤이 존재하도록 보증하는 방식으로 글루카곤을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

인슐린 및 글루카곤의 피하 투여가 바람직한 경우, 당뇨병 조절 및 저혈당증의 예방의 이점을 달성하기 위한 각종 방법이 제공된다. 하나의 이러한 방법에서, 인슐린보다 짧은 지속기간을 갖는 글루카곤은 인슐린 투여후 약 1 내지 4시간내에 투여된다. 이러한 방법은, 대부분의 저혈당증 에피소드가 환자가 마지막으로 식사한 후 수시간 경과하여 개시하고, 많은 환자들이 식사 직전에 인슐린을 투여한다는 점에서 잇점을 제공한다. 따라서, 인슐린을 투여한지 다소의 시간이 경과한 후이지만, 좌우간 저혈당증 증상이 개시되기 이전에 글루카곤을 전달함으로써, 본 발명의 방법의 이점을 달성할 수 있다. 특정 구체예는 장시간 작용 글루카곤 및 이의 제형과 함께 연속적으로 인슐린을 투여함으로써 저혈당증의 위험을 감소시키는, 당뇨병을 조절하기 위한 방법을 제공한다. 따라서, 한 구체예에서, 장시간 작용 형태의 글루카곤을 지니는 조성물이 제공된다.

일반적으로, 장시간 작용 형태는 또한 연장된 방출, 장시간 방출 또는 조절된 방출(또는 유사한 용어) 형태로 공지되어 있다. 한 구체예에서, 지연 또는 느린 작용 글루카곤은 연장된 방출 형태 또는 긴 방출 형태의 글루카곤의 특정 형태이다. 지연 또는 느린 작용 글루카곤은 글루카곤의 투여 후의 기간 후에도 글루카곤 활성이 발생하도록 하므로 지연 작용 글루카곤은 장시간 작용 글루카곤의 일반적 부류 내에 해당하나; 지연 작용 글루카곤은 최초 투여에서 낮은 양에서 효과적이고 시간이 지남에 따라 유효성이 증가한다. 글루카곤 그 자체는 천연적으로 장시간 작용성일 수 있거나, 연장된 시간에 걸쳐 이의 방출을 가능케하는 기타 성분과 배합될 수 있다.

또 다른 구체예에서, 인슐린 및 글루카곤은 동시에 투여될 수 있으며, 여기서, 인슐린 및 임의로 글루카곤은 피하 주사를 포함하여 비경구적으로 전달된다. 이러한 방법에서는, 바람직하게는 작용 지속기간이 보다 긴 글루카곤이 사용되거나, 글루카곤이 보다 긴 작용 지속기간을 제공하는 경로, 예를들어 하기 실시예에 예시된 바와 같은 연속적 주입에 의해 투여된다.

이러한 글루카곤은, 용량 감소 효과를 제공하고 장시간 작용하는 글루카곤의 리포좀 제형을 기술하고 있는 미국 공개 특허공보 제2002114829호 및 미국 특허 제6,197,333호 및 제6,348,214호; 경피 패취를 통한 글루카곤의 전달을 기술하고 있는 국제 공개 특허공보 제WO0243566호; 중합체 미세구 형태의 장시간 직용하는 글루카곤 제형을 기술하고 있는 미국 특허 제5,445,832호; 측정된 작용 지속기간이 수주일인 서방성 글루카곤을 기술하고 있는 국제 공개 특허공보 제WO0222154호; 및 요오드화에 의한 글루카곤 지속기간의 연장을 기술하고 있는 미국 특허 제3,897,551호 및 영국 특허 제1,363,954호에 기술된 글루카곤, 글루카곤 제형 및 투여 경로를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다(상기 간행물들 각각은 전체 내용이 참조로서 본원에 포함됨). 한 구체예에서, 글루카곤은 서방성 또는 데포(depot) 제형(예를 들면, 폴리에틸렌 글리콜 포함)으로서 투여된다.

단백질과 관련된 대사 비활성화 지점에 해당하는 부위에서의 아미노산 서열의 변형을 포함하여, 단백질의 방출 및/또는 약동학 특성을 변형시키는 다양한 기술이 당업자에게 공지되어 있다. 이러한 기술 및 조성물은 단백질의 "페길레이션(pegylation)" 또는 PEG-변형(참조: 국제 공개 특허공보 제 WO0232957호, 제 WO9831383호, 및 제 WO9724440호, EP 특허 공보 제 EP0816381호 및 제 EP0442724호, 및 미국 특허 공보 제 2002/0115592호; 제 5,234,903호; 및 제 6,284,727호); 기타 중합 캡슐화(참조: EP 특허 공보 제 EP0684044호); 친지질성 변형(참조: 미국 특허 공개 번호 제 5,359,030호; 제 6,239,107호; 제 5,869,602호; 및 제 2001/0016643호; EP 특허 공개 번호 제 EP1264837호; 및 국제 공개 특허공보 제 WO9808871호 및 제 WO9943708호; 리포솜으로의 제형화(참조: 미국 특허 번호 제 6,348,214호 및 제 6,197,333호); 혈청 알부민 변형(하기에 보다 상세히 논의됨, 국제 공개 특허공보 제 WO02066511호 및 제 WO0246227호 및 미국 특허 번호 제 4,492,684호); 에멀젼, 미세구, 미세에멀젼, 나노캡슐화 및 미세비드의 형태로의 제형화(참조: 미국 특허 번호 제 4,492,684호; 제 5,445,832호; 제 6,191,105호; 제 6,217,893호; 제 5,643,604호; 제 5,643,607호; 및 제 5,637,568호); 리간드를 포함하는 제형(참조: 국제 공개 특허공보 제 WO0222154호); 및 요오드화(참조: 미국 특허 번호 제 3,897,551호)를 포함한다.

한 구체예에서, 반감기를 증가시키는 요오드화 방법(미국 특허 번호 제 3,897,551호; 참조 I3G형)이 사용된다. 요오드화된 글루카곤은 요오드화 정도에 따라 1 내지 3시간의 연장된 활성(상승된 글루코오스 수준과 관련하여 측정됨)을 지닌다. 한 구체예에서, LISPRO 인슐린 및 I3글루카곤이 혼합되어 변형된 글루카곤이 혼합물 중의 인슐린의 약 1.5 중량%로 존재하게 된다(LISPRO 제형 내의 ml당 인슐린의 농도를 일정하게 유지시킴). 변형된 글루카곤의 장시간 지속 효과로 인해, 인슐린에 대한 글루카곤의 보다 작은 중량비가 몇몇 환자에서 저혈당증을 예방하기에 요구될 것이다.

장시간 작용 글루카곤의 또 다른 형태는 아연-프로타민-글루카곤 제형이다. 이러한 아연-프로타민-글루카곤 제형의 예는 당 분야에 공지되어 있다(참조: Kaindl et al., Verh Dtsch Ges Inn Med. 1972;78:1099-101; Kaindl and Kuhn, Z Gesamte Inn Med. 1972 Dec 15;27(24):1097-8; Christiansen and Tonnensen, Med Scand. 1974 Dec;196(6):495-6; Gamba et al., Minerva Med. 1977 Nov 3;68(53):3613-26; Kollee et al., Arch Dis Child. 1978 May;53(5):422-4; Kalima and Lempinen, Ann Chir Gynaecol. 1980;69(6):293-5; Aynsley-Green et al., Arch Dis Child. 1981 Jul;56(7):496-508; Schmid and Wietholter, Dtsch Med Wochenschr. 1982 Nov 26;107(47):1809-11; Day and Mastaglia, Aust N Z J Med. 1985 Dec;15(6):748-50; Cederblad et al., Horm Res. 1998;50(2):94-8; 이러한 모든 문헌은 전체 내용이 참조로서 본원에 포함됨).

추가로, 문헌[Pichler et al. (Wien Klin Wochenschr 19:91(2):49-51 (1979))]에는 글루카곤의 아연 프로타민 형태가 약물의 실제 투여후 3시간 이하에서 최대 효과를 지니고, 4시간 이후부터는 활성의 감소를 나타냄이 입증되어 있다. 따라서, 아연 프로타민 글루카곤의 유효 반감기는 수시간 범위 이내이다.

한 구체예에서, 문헌[Tarding et al., (European Journal of Pharmacology, 7:206-210 (1969), 이의 전체 내용은 참조로서 본원에 포함됨)]에 기술된 바와 같이 글루카곤은 프로타민 없이 아연과 결합된다. 이는 또한 글루카곤의 장시간 작용 형태를 생성시킨다. 한 구체예에서, 상기 혼합물은 1 대 2의 아연 대 글루카곤 비를 포함한다.

한 구체예에서, 아연 프로타민 글루카곤은 인슐린과 글루카곤의 대체물을 제외하고는, 아연 프로타민 인슐린이 제조되는 방법과 유사한 방식으로 제조된다. 한 구체예에서, 아연 글루카곤 및 아연 프로타민 글루카곤은 문헌[Tarding et al. (European Journal of Pharmacology 7:206-210 (1969))]에 기술된 바와 같이 제조된다. 예를들어, 아연 글루카곤은 동결 건조된 아연 글루카곤 결정을 1 mg 글루카곤/ml, 0.05 mg 아연/ml의 최종 농도로 아연 아세테이트 완충용액에 현탁시킴으로써 제조될 수 있다. 대안적으로, 아연 프로타민 글루카곤은 동결 건조된 아연 글루카곤 결정을 2 mg 글루카곤/ml, 0.15 mg 아연/ml, 및 0.5 mg 프로타민/ml의 최종 농도로 프로타민을 함유하는 아연 아세테이트 완충용액에 현탁시킴으로써 제조될 수 있다.

본 발명의 방법에 유용한 조성물 내에서 글루카곤과 함께 포함될 수 있는 작용제의 또 다른 예는 미국 특허 번호 제 6,703,365호(2004년 3월 4일에 특허 발행됨, 갤러웨이 등(Galloway et al.))에서 GLP-1과 배합되어 기술된 바와 같은 프로타민 설페이트를 포함한다. 여기에 기술된 GLP-1 배합물은 증가된 반감기 및 증가된 저장 수명을 나타낸다. 증가된 반감기를 나타내는 임의의 글루카곤이 본 발명의 방법 및 조성물에 유용할 수 있다.

단백질의 반감기가 연장될 수 있는 또 다른 방법은 연결기에 의해 글루카곤에 알부민을 컨쥬게이션시킴으로 달성될 수 있는 "혈청 결합체"를 이용하는 것이다. 한 구체예에서, 글루카곤은 생체내에서 그 자체가 알부민에 부착되도록 하는 부분을 함유한다. 대안적으로, 글루카곤은 이후 글루카곤 분자기 생체내에서 알부민과 같은 단백질과 회합되도록 하는 연결기에 부착될 수 있도록 변형될 수 있다. 따라서, 변형된 글루카곤은 환자에게 직접적으로 첨가될 수 있고, 이후 숙주내에서 알부민에 결합되어, 이는 차례로 상기 시스템에서 글루카곤의 유용한 수명의 연장을 야기할 것이다. 이러한 접근법은 2003년 6월 12일에 공개된 미국 특허 공보 제 20030108568호(Bridon et al.)의 GLP-1에 대해 기타 목적으로 기재되어 있을 뿐만 아니라, 다양한 기타 단백질에 대해서도 기재되어 있다(참조: 2001년 8월 21일에 발행된 미국 특허 번호 제 6,277,863호(Krantz et al.), 2002년 12월 31일에 발행된 제 6,500,918호(Ezrin et al.), 2000년 8월 22일에 발행된 제 6,107,489호(Krantz et al.), 2001년 12월 11일에 발행된 제 6,329,336호(Bridon et al.), 및 2000년 8월 15일에 발행된 제 6,103,233호(Pouletty et al.), 상기 특허들은 전체 내용이 참조로서 본원에 포함됨). 한 구체예에서, 글루카곤과 알부민 사이의 결합은 비오틴 및 아비딘 또는 스트렙타비딘의 도움으로 발생한다. 또 다른 구체예에서, 글루카곤은 말레이미드기 및 설퍼기를 사용하여 다른 단백질에 부착될 수 있다. 글루카곤은 알부민 뿐만 아니라 임의의 적절한 단백질에 부착될 수 있다.

한 구체예에서, 글루카곤의 연장된 방출 형태는 글루카곤의 겔 또는 섬유 기재 형태이다. 이는 전체 내용이 참조로서 본원에 포함된 문헌[Gratzer and Davies (European J. Biochem., 11:37-42 (1969)]에 기술된 바에 따라 제조될 수 있다.

연장된 방출 글루카곤의 기타 형태가 또한 본 발명의 방법의 사용에서 고려된다. 장시간 방출 조제가 글루카곤을 합성하거나 흡수하기 위한 중합체를 이용하여 제조될 수 있다. 적절한 거대분자 및 거대분자의 농도 뿐만 아니라 조절 방출을 위한 통합 방법을 선택함으로써 조절된 전달이 수행될 수 있다. 예를들어, 확산 조절 시스템이 사용될 수 있다. 이러한 물질의 예는 폴리에스테르, 폴리아미노산, 폴리비닐피롤리돈, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드로겔, 폴리(락트산), 또는 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체와 같은 중합 물질의 입자를 포함한다. 대안적으로, 화합물을 이들 중합 입자와 통합시키는 것 대신에, 예를들어 코아세르베이션 기술 또는 계면 중합화에 의해 제조된 미세캡슐(예를들어, 각각 히드록시메틸셀룰로오스 또는 젤라틴-미세캡슐) 내에서, 또는 콜로이드성 약물 전달 시스템, 예를들어 리포솜, 알부민 미세구, 미세에멀젼, 나노입자, 및 나노캡슐 내에서, 또는 거대에멀젼 내에서 본 발명의 구체예의 일부의 화합물을 엔트랩핑(entrapping)시키는 것이 가능하다. 이러한 교시는 문헌[Remington's Pharmaceutical Sciences (1980)]에 기술되어 있다. 한 구체예에서, 약물의 용해율은 주로 약물을 캡슐로 싸는 외피의 용해에 의해 조절된다.

한 구체예에서, 약물의 방출 속도가 삽투압제를 지니는 저장소로 반투과성막을 가로지르는 물의 유입에 의해 조절되도록 하는 삼투 펌프 시스템이 글루카곤의 연장 방출을 제공하기 위해 사용된다. 또 다른 구체예에서, 이온 교환 수지가 글루카곤의 방출을 조절하기 위해 사용된다.

한 구체예에서, 글루카곤의 연장 방출 형태는 프레프로글루카곤이다[Lund, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 79:345-349 (1982)]. 이러한 폴리펩티드는 차후에 가공되어 프로글루카곤을 형성하고, 이후 글루카곤 및 2차 폴리펩티드로 분해된다(Patzelt, C., et al., Nature, 282:260-266 (1979)). 따라서, 이러한 형태의 프레프로글루카곤 또는 프로글루카곤을 투여함으로써, 글루카곤의 활성의 개시를 지연시킬 수 있다.

한 구체예에서, 글루카곤은 이후 처음에는 활성 글루카곤이 실질적으로 방출되지 않고, 이후에 시간이 지남에 따라 소량의 글루카곤이 방출되도록 하는 형태로 투여된다. 이러한 글루카곤의 형태는 약물 흡수가 발생하고 요망되는 결과 사이의 연장된 기간이 연장된 기간의 종료까지, 예를들어 야간 동안 유효한 경우에 유용하다. 이러한 형태는 단백질과 회합된 조성물, 글루카곤이 투여되는 제형, 글루카곤이 투여되는 경로 및 방법, 및 본원에 기술된 기타 이유로 인해 글루카곤 단백질 그 자체로 선천적, 즉 반-합성 글루카곤 변형체일 수 있다.

낮은 활성 수준을 지닌 글루카곤이 몇몇 상황에서 요망된다. 특히 연장된 기간에 걸쳐 작은 부피의 정확한 양의 전달이 어려울 수 있으므로, 글루카곤의 활성을 낮추는 성분을 포함하는 글루카곤의 조성물이 보다 큰 부피의 샘플의 투여를 가능하게 하는 몇몇 상황에서 요망될 수 있다. 대안적으로, 낮은 활성 수준을 지닌 변형체 또는 돌연변이가 이러한 결과를 달성하기 위해 사용될 수 있다. 용어 "글루카곤"은 야생형 글루카곤 및 글루카곤의 변형체 또는 유도체 둘 모두를 포함할 수 있다.

몇몇 구체예에서, 본 발명에 의해 제공된 인슐린 성분과 서방형 글루카곤의 배합물이 본 발명의 방법에 사용된다. 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 배합물은 단일 또는 다중 제형 및 인슐린 성분 또는 글루카곤 성분을 투여하는 단일 또는 다중 수단을 통해 달성될 수 있다.

한 구체예에서, 비경구 투여는 주입 펌프에 의해 수행된다. 다양한 인슐린 펌프가 시판되고 있으며 일반적으로 인슐린 및 글루카곤 조성물의 전달에 적합한 것(및 인슐린의 전달에 적합하고, 글루카곤은 경피 투여와 같은 다른 경로에 의해 전달되는 것)이 사용된다. 이러한 펌프는 예를들어, 메드트로닉(Medtronic)(MiniMed), 아니마스 코포레이션(Animas Corporation), 디세트로닉(Disetronic) 및 다나(Dana)에 의해 시판되는 펌프를 포함하나, 이에 한정되지는 않는다. 글루카곤은 인슐린과 함께 임의 투여될 수 있으며, 글루카곤은 필요에 따라 투여할 수 있기 때문에 작용 지속기간이 짧은 글루카곤이 사용될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 글루카곤은 피하 투여되고, 약 5 초과 내지 30 ng/kg/분 이하, 약 5.0 초과 내지 25 ng/kg/분 이하, 약 8.0 내지 20 ng/kg/분, 또는 약 8.0 내지 12.0 ng/kg/분의 양으로 투여된다. 몇몇 환자에서 저혈당증을 예방하기 위해 글루카곤의 보다 낮은 양(0.1 내지 5 또는 2 내지 5 ng/kg/분)이 피하 투여될 수 있다. 한 구체예에서, 투여량은 과도한 고혈당증을 야기하지 않고 저혈당증을 예방할 것이다. 고혈당증은 정상 범위 이상의 혈당이다. 글루카곤은 외생 글루카곤을 투여하지 않은 경우보다 높도록 혈당을 상승시킬 수 있고, 바람직한 구체예에서 투여량은 저혈당증에 대해 보호적이나 저혈당증에 걸리지 않은 환자에서 유지되는 수준보다 최소한도로 높도록 혈당을 상승시키는 것이다.

따라서, 한 양태에서, 본 발명은 사람에 있어 당뇨병을 조절하기 위한 인슐린 및 저혈당증을 조절하기 위한 글루카곤을 전달하는데 적합한 새로운 약물 전달 장치인 펌프를 제공하며, 이러한 펌프는 인슐린 및 글루카곤 둘다를 함유한다. 펌프는 인슐린 및 글루카곤 둘다를 함유하는 저장기를 포함한다. 기타 양태에서, 펌프는 2개의 별도로 조절된 저장기내에 인슐린 및 글루카곤을 포함한다. 사람 환자에 있어서 저혈당증 위험도를 감소시키면서 당뇨병을 조절하는 방법이 제공되며, 이러한 방법은 본원에 기술된 구체예중 하나의 펌프를 사용하여 당뇨병 환자에게 인슐린 및 글루카곤 둘다를 투여하는 것을 포함한다.

또 다른 방법에서, 인슐린 또는 글루카곤 또는 이들 둘다는 비강 또는 폐 스프레이로서 투여하기에 적합하거나 또는 안구 투여용으로 적합한 분말 또는 액체인 제형으로 제공된다. 인슐린 및 글루카곤을 위한 다양한 이러한 제형은 공지되어 있으며, 본 발명의 기술은 이러한 공지된 제형을 사용하는 방법, 이들 중 하나를 독립적으로 투여하는 방법, 및 저혈당증 유발 위험을 감소시키면서 당뇨병을 조절하기 위해 인슐린 및 글루카곤 둘다를 포함하는 본 발명의 구체예의 상응하는 제형을 투여하는 방법을 제공한다.

비강, 폐 또는 안구 투여를 위한 방법 및 제형은 에어로졸화된 인슐린 및 글루카곤을 기술하고 있는 국제 공개 특허공보 제 WO0182874호 및 제 WO0182981호; 흡입된 글루카곤과 멜레지토즈 희석제를 기술하고 있는 유럽 특허 공보 제 EP1224929호 및 미국 특허 제 6,004,574호; 비강 투여에 적합한 인슐린 제형 및 글루카곤 제형을 기술하고 있는 미국 특허 제 5,942,242호; 안구, 비강 및 비루 또는 흡입 투여 경로에 적합한 제형을 기술하고 있는 미국 특허 제 5,661,130호; 인슐린의 비강 투여 및 글루카곤에 대한 방법 및 제형을 기술하고 있는 미국 특허 제 5,693,608호; 인슐린의 비강 및 기타 점막 투여 및 글루카곤에 대한 방법 및 제형을 기술하고 있는 미국 특허 제 5,428,006호; 인슐린 및 글루카곤의 점막 투여 방법 및 제형을 기술하고 있는 미국 특허 제 5,397,771호; 인슐린 및 글루카곤의 안구 투여 방법 및 제형을 기술하고 있는 미국 특허 제 5,283,236호; 및 비강 투여용 글루카곤의 제형을 기술하고 있는 유럽 특허 공보 제 EP0272097호에 기술된 것들을 포함한다. 이들 제형 이외에, 기술된 바와 같은 이들 제형을 전달하는 방법이 또한 고려된다.

한 구체예에서, 인슐린 및 글루카곤을 투여함으로써 저혈당증의 유발 위험을 감소시키면서 당뇨병을 조절하는 방법이 제공되며, 여기서 인슐린 및 글루카곤 중 하나 또는 이들 둘다는 예를 들면, 패취, 임의로 이온토포레시스 패취로부터 경피적으로, 또는 경점막내로, 예를 들면, 협측 투여된다. 경피 전달 장치의 제조 및 용도는 당 분야에 잘 공지되어 있다(참조: 미국 특허 제 4,943,435호 및 제 4,839,174호; 및 미국 공개 특허 공보 제 2001033858호). 글루카곤의 경피 전달 및 글루카곤의 경피 제형을 기술하고 있는 특허 공보는 상기 논의되어 있으며, 미국 특허 제 5,707,641호는 인슐린의 경피 전달 방법 및 제형을 기술하고 있다.

또한, 본 발명의 방법의 몇몇 구체예는 본원에 기술된 치료학적 유효량 및 이의 동등량의 인슐린 및 글루카곤 둘다를 경구 투여함으로써 실시할 수 있다. 인슐린 및 글루카곤의 경구 투여 방법 및 제형은 국제 공개 특허공보 제WO9703688호에 기술되 것을 포함한다.

본 발명의 방법 및 제형에 사용된 인슐린 및/또는 글루카곤은 유사 활성 또는 효과를 갖는 화합물 및 조성물로 보충되거나 이들에 의해 대체될 수 있다. 예를 들어, 글루카곤은 글루카곤 모사체 또는 글루카곤 변이체로 대체될 수 있다.

인슐린은 인슐린 감작제, DPP Ⅳ 억제제, 및 GLP1 유사체를 포함하나 이에 제한되지 않는 저혈당제, 아세토헥사미드(DYMELOR), 클로르프로파미드(DIABINESE), 톨라자미드(TOLINASE), 톨부타미드(ORINASE), 글리메피리드(AMARYL), 글리피지드(GLUCOTROL), 방출이 연장된 글리피지드(GLUCOTROLXL), 글리부리드(DIABETA, MICRONASE), 미분된 글리부리드(GLYNASE, PRESTAB)와 같은 설포닐우레아; 나테글리니드(STARLIX) 및 레파글리니드(PRANDIN)와 같은 메글리티니드; 위 억제성 폴리펩티드(GIP); 글루카곤-유사 펩티드(GLP)-1; 모르필리노구아니드 BTS 67582; 포스포디에스테라제 억제제; 및 숙시네이트 에스테르 유도체, 인슐린 수용체 활성화제; 메트포르민(GLUCOPHAGE)과 같은 인슐린 감작화 비구아니드, 트로글리타존(REZULIN), 피오글리타존(ACTOS), 및 로지글리타존(AVANDIA)과 같은 티아졸리딘디온(TZD); 비-TZD 퍼옥시좀 증식인자 활성화된 수용체 γ(PPARγ) 효능제 GL262570; 아카르보즈(PRECOSE) 및 미글리톨(GLYSET)과 같은 알파-글루코시다제 억제제; 글루코반스(GLUCOPHASE와 GLYBURIDE)와 같은 배합제; 바나듐과 같은 타이로신 포스파타제 억제제, PTP-1B 억제제, 및 5-아미노이미다졸-4-카복스아미드 리보누클레오시드(AICAR)을 포함하는 AMPK 활성화제; 및 엑센딘[EXENATIDE(합성 엑센딘-4)] 및 아밀린[SYMLIN^®(프람린티드 아세테이트)], D-키로-이노지톨, 변환된 펩티드 리간드(NBI-6024), 아너직스 DB 착체, GABA 억제 멜라노코르틴, 글루코오스 저하제(ALT-4037), 에어로도스(Aerogen), 인슐린 모사체, 인슐린 유사 성장 인자-1 단독 또는 BP3(SOMATOKLINE)와의 착체, 메토클로프라미드 HCL (Emitasol/SPD 425), 모틸드/에리트로마이신 유사체 및 GAG 모사체와 같은 기타 제제를 포함하나 이에 제한되지 않는 인슐린 분비촉진제로 대체되거나 보충될 수 있다.

한 구체예에서, 글루카곤의 변이체가 고려된다. 이러한 변이체는 생성된 변이체가 본원에서 요망되는 기능을 하는 한, 천연 사람 글루카곤 서열과 비교하여 하나 또는 다수의 아미노산 변화, 예를들어 하나의 아미노산에서 아미노산 전체가 변경되는 것까지 포함할 수 있다. 한 구체예에서, HELIX 함량은 C 말단에서 조정되고, 부분적 효능제는 결합되어 많은 "기본" 투입을 제공한다. 한 구체예에서, 활성을 조절하기 위한 N 말단에서의 일시적 PEG-변형은 친화성을 조절하기 위해 C 말단에 도입된 돌연변이로 보충될 수 있다. 이러한 변이체 글루카곤 분자의 예, 및 이의 생성 특성 및 활성은 당 분야에 공지되어 있다. 예를들어, 문헌[Sturm et al., (J. Med. Chem. 41:2693-2700 (1998))]에는 글루카곤 내의 염교(salt bridge)의 일부에 대한 일반적인 구조적 기능 관계가 교시되어 있다. 한 구체예에서, 변이체 글루카곤은 위치 17 및 18에서 Lys 치환, 위치 21에서 Glu 치환을 지니는, 500 퍼센트의 결합 치환성 및 700 퍼센트의 상대 효능을 지닌 변이체가 생성된다. 한 구체예에서, 변이체 글루카곤은 위치 17에서 Lys 치환만을 지니는, 220 퍼센트의 결합 친화성 및 230 퍼센트의 효능을 지닌 변이체가 생성된다. 또 다른 구체예에서, 변이체 글루카곤 아미드는 위치 17에서 Nle 치환, 위치 18에서 Lys 치환, 및 위치 21에서 Glu 치환을 지니는, 150 퍼센트의 결합 친화성 및 300 퍼센트의 효능을 지닌 변이체가 생성된다. 또 다른 구체예에서, 변이체 글루카곤 분자는 낮은 결합력 또는 낮은 활성을 나타낸다. 따라서, 예를들어 위치 18에 리신을 지닌 글루카곤 아미드 변이체가 사용되어, 단지 36 퍼센트의 정상 결합 친화성 및 단지 12 퍼센트의 정상 효능을 지니도록 할 수 있다. 또 다른 예는 단지 4.7 퍼센트의 정상 결합 친화성 및 0.9 퍼센트의 상대 효능을 지니는, 위치 18에 Phe를 지니는 글루카곤 변이일 것이다.

한 구체예에서, 제형의 유일한 약제학적 활성 성분은 인슐린 및 글루카곤이다. 한 구체예에서, 약제 조성물(예를 들면, 인슐린 및 글루카곤 둘 다 함유)은 에어로졸로서 제형화되지 않고/않거나 트로글리타존 히드로클로라이드를 함유하지 않는다(또한 어떠한 티아졸리딘디온도 함유하지 않을 수 있다). 한 구체예에서, 제형은 경구적으로 투여되지 않고/않거나 비강 투여되지 않는다. 한 구체예에서, 제형의 약제학적 활성 성분은 패치를 통하지 않고 경피적으로 투여된다. 예를들어, 활성 성분은 크림을 사용하여 투여될 수 있다.

상기 논의된 바와 같이, 낮은 투여량의 글루카곤과 인슐린의 동시적인 유효한 투여는 인슐린에 의해 유발되는 저혈당증 발병의 예방을 도울 수 있다. 이러한 발병의 예방은 다양한 이로운 결과를 지닐 것이다.

반복된 경증에서 중등증의 저혈당증 발병은 피검체에 있어 저혈당증 인지의 손실을 야기할 수 있다. 따라서, 피검체는 더 이상 그 또는 그녀가 실제로 저혈당증 발병을 겪고 있는지 검출할 수 없을 수 있고, 더욱 저혈당증 발병이 발생할 수 있는 위험이 증가한다. 따라서, 상기 조성물 및 방법은 이러한 위험이 발생하는 것을 감소시키기 위해 최적화될 수 있다. 상기의 인슐린 대 글루카곤의 비 및 저혈당증의 예방을 위해 언급된 글루카곤의 양은 이러한 질환을 치료하기에 충분할 수 있고, 본 발명의 방법은 특정 환자, 전달 방법, 또는 제형에 대해 요망되는 치료 효과를 달성하도록 투여되는 양을 조절하는 방법을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤 및 인슐린의 배합물은 피검체의 저혈당증 인식의 손실을 예방하기 위해 환자에게 투여된다. 기타 구체예에서, 글루카곤 및 인슐린은 피검체에 대해 저혈당증 인식을 회복시키기 위해 투여된다. 이는 저혈당증의 추가의 에피소드가 감소되거나 예방되는 글루카곤의 양을 투여함으로써 달성될 수 있다. 이러한 양은, 예를들어 8 내지 16 ng/kg/분의 피하 투여와 같이 다양할 수 있다.

당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 이들 치료법 및 조성물은 당뇨병을 지닌 사람 뿐만 아니라 인슐린 또는 기타 저혈당증 유발제를 섭취하는 사람에서도 유용할 수 있다.

당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 경증 또는 중등증 저혈당증의 모든 에피소드가 예방될 필요는 없다. 억제되는 발병의 양 또는 퍼센트는 특정 상황 및 피검체에 따라 다양할 수 있고, 모든 경증/중등증 저혈당증 발병에 대해 2-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-60, 60-70, 70-80, 80-90, 90-99 또는 99 퍼센트를 억제하는 것을 포함할 수 있다. 추가로, 저혈당증은 모든 경우에 예방될 필요는 없고, 몇몇 구체예에서 지연될 수 있다. 임의의 지연량, 예를들어 1-10, 10-30, 30-60, 60-120, 120-300, 300-600 또는 이 이상의 분, 또는 추가의 1-20, 20-60, 60-100, 100-200 또는 200% 내지 10 배의 지연이 유용할 수 있다. 추가로 저혈당증에 대한 환자의 감수성의 전부가 회복되거나 보존될 필요는 없고, 예를들어 1-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-60, 60-70, 70-80, 80-90, 90-99, 99-100%가 손실로부터 회복되거나 예방될 수 있다. "저혈당증 감수성" 또는 "저혈당증 불감증"은 저혈당증 발병의 발생을 검출하는 개인의 능력에 기초될 수 있다. 예를들어, 저혈당증 불감증은 저혈당증 발병(예를들어, 혈중 50 mg/dL 미만의 글루코오스 수준)의 1-20, 20-40, 40-50, 50-70 또는 이 이상의 퍼센트를 검출하지 못할 수 있다. 대안적으로, 저혈당증의 특정 증상을 검출하지 못하는 능력은 또한 저혈당증 불감증을 결정하기 위해 사용될 수 있고, 이러한 불감증이 얼마나 성공적으로 치료되었는지 결정하기 위해 사용될 수 있다. 증후 및 증상은, 예를들어 동요, 어지럼증, 발한, 허기, 두통, 과민성, 창백한 피부색, 돌연한 변덕 또는 행동 변화, 둔한 운동 또는 경련성 운동, 집중 장애, 착란, 및 구강 주위 저림을 포함한다. 다양한 가능한 카테고리의 저혈당증의 기재가 전체 내용이 참조로서 본원에 포함된 문헌["Defining and Reporting Hypoglycemia in Diabetes" Diabetes Care, 28:1245-1249 (2005)]에서 발견될 수 있다. 특히, 증상, 무증상 및 대개의 증상 저혈당증은 70 mg/dl 이하의 혈장 글루코오스 수준을 포함한다. 본원에 기술된 바와 같이, 몇몇 상황에서, 혈중 글루코오스의 보다 낮은 수준이 또한 역치로 사용될 수 있다.

키트

몇몇 구체예에서, 본원에 기술된 조성물은 키트 형태로 제공된다. 한 구체예에서, 키트는 글루카곤 바이얼, 인슐린 바이얼, 투여 수단, 예를들어 주사기 또는 펌프, 및 글루카곤 및 인슐린을 투여하기 위한 설명서를 포함한다. 몇몇 구체예에서, 글루카곤 및 인슐린은 단일 바이얼에서 예비 혼합된다. 기타 구체예에서, 인슐린 및 글루카곤은 주사기에서 예비 혼합된다. 특정 설명서는 키트의 요망되는 용도, 예를들어 저혈당증의 야간 조절 또는 그 밖의 경우에 따라 다양할 것이다. 본 발명의 기술에 제공된 설명서는 당업자에 의해 결정될 수 있고, 본 발명의 키트를 위해 특히 사용될 수 있다. 한 구체예에서, 설명서는 본원에 개시된 방법을 기술할 것이다.

예시적 키트는 글루카곤 및 하기에 함께 패키징된 것중 하나 이상을 포함한다: (1) 인슐린; (2) 글루카곤을 재현탁시키거나 희석하기 위한 용액(예를들어, 부형제); (3) 글루카곤 및/또는 인슐린을 투여하기 위한 장치; 및 (4) 설명서. 한 구체예에서, 장치(3)는 글루카곤을 함유하고/하거나 인슐린을 함유한다.

키트는 표준 격벽 밀봉을 지닌 멸균 바이얼 내의 분말 형태의 글루카곤을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 바이얼은 1 mg의 동결건조된 글루카곤, 49 mg의 락토오스, 및 pH를 조절하기 위한 염산(글루카곤은 pH 3 미만 또는 pH 9.5 초과에서 용해됨)의 혼합물을 함유한다. 키트는 또한 물, 및 염산과 혼합된 12 mg/ml의 글리세린을 함유하는 미리 충전된 글리세린 주사기를 지닌다. 제 2의 용기는 주사기 내에 액체 형태로 보관될 수 있는 1 mg/ml의 인슐린 용액을 지닌다. 키트는 사용자에게 미리 충전된 글리세린 주사기로부터 바이얼로 1 ml의 희석제를 주사하도록 지시하는 설명서를 지닌다. 이후, 설명서는 사용자가 인슐린을 함유하는 주사기로 글루카곤/글리세린 용액의 양을 수거하는 것을 지시한다. 이러한 양은 사용 의도 및 특정 사용자에 따라 다양할 것이고, 의사에 의해 결정될 수 있다.

한 구체예에서, 주사기에 수거된 글루카곤의 부피는 주사되는 인슐린 부피의 0 내지 5%이다. 키트는 사용을 용이하게 하고, 각각의 사용자 및 상황에 대해 얼마만큼의 양 또는 비가 사용되어야 하는지 결정하는 것을 맞추어 주는 표 및/또는 차트를 포함할 수 있다.

이후, 인슐린 주사기 내의 전체 투여량은 주사될 수 있다(아동은 통상적으로 표준 투여량의 50%로 투여되고, 따라서 키트는 변형될 수 있음). 한 구체예에서, 글루카곤의 출발량이 주사되는 글루카곤 대 인슐린의 적절한 비를 유지시키기 위해 낮추어지는 경우, 인슐린 주사기 및 글리세린 주사기는 하나이고 동일하다. 또 다른 구체예에서, 인슐린, 글루카곤 및 글리세린은 키트 내에서 예비 혼합된다. 따라서, 설명서는 사용되는 특정 구체예에 대해 조정된다. 한 구체예에서, 키트는 글루카곤 키트, 인슐린 키트 및 두개의 키트를 결합시키는 방법에 대한 설명서를 포함한다. 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 임의의 상기 논의된 조성물 또는 방법은 성분 또는 설명서로서 키트에 포함될 수 있다. 따라서, 예를들어 다양한 투여 방법, 다양한 인슐린 또는 글루카곤의 조성물, 및 다양한 완충용액 또는 용매가 키트에서 사용될 수 있다. 한 구체예에서, 인슐린을 신속하게 투여하는 수단이 글루카곤을 보다 천천히 투여하는 방법과 배합된다. 한 구체예에서, 키트는 설명서 세트를 지닌 글루카곤의 형태만을 포함한다.

한 구체예에서, 설명서는 사용자가 5 내지 20, 예를들어 6 내지 16 ng/kg/분의 글루카곤을 피하 투여하도록 지시할 수 있다. 키트는 피하 투여를 위한 장치를포함할 수 있다. 한 구체예에서, 글루카곤의 유닛은 매 시간에 투여되는 하나의 투여량인 50 ㎏의 사람에 대한 36 마이크로그램 크기의 투여량이다. 또 다른 구체예에서, 글루카곤의 유닛은 매 시간에 투여되는 하나의 투여량인, 100 ㎏의 사람에 대한 36 내지 96 마이크로그램 크기의 투여량이다. 이들 피하 투여값은 몇몇 당뇨병 환자에서 고혈당증을 생성하기에 충분할 수 있으므로; 몇몇 구체예에서, 보다 적은 글루카곤, 예를들어 0.1 내지 5 ng/kg/분 또는 이 이상의 정맥내 투여되는 양과 유사한 양이 요구된다. 몇몇 구체예에서, 키트는 개인의 연령, 체중 및 성별에 대한 투여량에 관한 설명서를 포함한다. 한 구체예에서, 설명서는 장래의 활성, 예를들어 수면, 식사(예를들어, 식사량 및 식사 종류), 착석 또는 운동을 고려하여 섭취되는 투여량과 관련된 정보를 포함한다. 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 정맥내 또는 피하 동등량은 또한 글루카곤이 또 다른 방식으로 투여되는 경우에 사용될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 키트는 인슐린과 함께 투여되는 글루카곤의 유닛 투여량을 함유한다. 예를들어, 유닛 투여량은 저혈당증으로부터 1시간의 기간 동안 100 ㎏의 피검체를 보호하기에 충분할 수 있는 약 50 또는 100 마이크로그램(또는 밀리유닛)일 수 있다. 유닛 투여량은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 또는 이 이상의 시간 또는 수일 동안 제조될 수 있다. 보다 작은 사람을 위한 보다 적은 투여량 또는 짧은 시간이 또한 고려된다.

글루카곤의 유닛 투여량

한 구체예에서, 필요시 피검체에 용이하게 투여가능하도록 하고, 인슐린에 의해 유발된 저혈당증을 예방하기 위해, 글루카곤 및 인슐린의 혼합물을 제공하지 않고 글루카곤 단독의 유닛 투여량이 제공된다. 글루카곤 대 인슐린의 비는 낮아짐에 따라, 유닛 투여량에서의 글루카곤의 양이 또한 낮아질 수 있다. 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 각각의 투여량에서의 글루카곤의 실제량은 개인의 특성, 개인이 실행하거나 실행한 가능한 활성, 투여량이 투여되는 방법 및 글루카곤의 형태에 좌우될 것이다. 따라서, 하기에 기술되는 투여량은 단지 가능한 투여량의 일부 표본이다. 투여량은 본 발명의 기술을 고려하여 숙련된 임상의에 의해 결정될 수 있다.

글루카곤의 유닛 투여 형태는 투여를 위한 별개의 양의 글루카곤을 함유하고, 바이얼 도는 앰풀, 카트리지, 주사기, 흡입기, 경피 패취, 또는 기타 용기 또는 패키지와 같은 용기 내의 정제, 캡슐, 또는 분말의 형태로 존재할 수 있다. 피하 투여를 위한, 유닛 투여량의 글루카곤의 양은, 예를들어 100 kg의 사람에 대해 0.036 mg 내지 0.4 mg일 수 있고, 이러한 투여량은 1시간 이상 동안 유효해야 한다. 바람직하게는, 유닛 투여량은 약 40 마이크로그램 내지 300 마이크로그램, 더욱 바람직하게는 약 50 내지 100 마이크로그램이다. 물론, 이러한 수는 치료되는 보통 사람의 크기 및 유닛 투여량당 요망되는 저혈당증 예방의 지속기간에 기초하여 변경될 수 있다. 예를들어, 서방형 제형을 이용하여, 2-3, 3-5, 5-8 또는 이 이상의 시간에 걸친 방출을 위한 충분한 글루카곤을 포함하는 것이 특히 이로울 수 있다. 따라서, 특정 상황에서 보다 많은 투여량이 가능하다. 피하 투여를 통해서도, 보다 적은 양이 또한 저혈당증이 일시적이라도 발생하지 않도록 하기 위해 사용될 수 있다.

단일 유닛 투여 형태는 본원에 기술된 바와 같은 글루카곤의 단일 투여를 위해 충분한 글루카곤을 함유한다. 유닛 투여량은 특정 이벤트에 대해 고안될 수 있다. 예를들어, 이들은 인슐린의 투여 전 또는 투여 후에 사용하기 위해 고안될 수 있다. 대안적으로, 이들은 식사 또는 운동 또는 수면과 같은 활동을 고려하여 투여하기 위해 고안될 수 있다. 투여되는 글루카곤의 양이 생활양식 및 체중과 같은 환자의 여러 인자에 좌우되므로, 유닛 투여량은 투여량을 용이하게 조절하기 위한 보편적 유닛으로 표현될 수 있다. 추가로, 유닛이 투여되는 방법은 또한 각각의 유닛 투여량에 위치한 글루카곤의 양을 변화시킬 수 있다. 이러한 보편적 유닛 투여량은 보다 작은 개개의 부분으로 나누어지는 실제 유닛 투여량이다. 따라서, 50 ㎏의 개인은 이러한 보편적 유닛 투여량의 5개의 부분을 섭취할 수 있는 반면, 100 ㎏의 개인은 10개의 부분을 섭취할 수 있다. 이는 글루카곤 섭취를 보다 맞춤화시킬 수 있다. 물론, 보다 적은 수준의 상승된 혈당이 만족스러운 경우, 보다 적은 양의 글루카곤, 예를들어 정맥내 투여와 유사한 양이 사용될 수 있다. 따라서, 피하 투여에서도, 유닛 투여량은 예를들어 0.036 mg 내지 0.2 mg일 수 있다.

관련 양태에서, 매일의 유닛 투여 형태의 글루카곤의 약학적 조제가 제공된다. 매일의 투여 형태는 글루카곤이 본원에 기술된 하루 동안 여러회 투여되는 경우를 포함하여 하루에 대해 충분한 글루카곤을 함유한다. 예를들어, 하루 동안 식사 또는 식사들 후의 수회(예를들어, 2 또는 3회 이상)의 글루카곤 투여(참조: 실시예 1 및/또는 야간 저혈당증의 예방을 위한 투여; 또는 예를들어 경피 패취 또는 펌프를 통한 지속적 투여)가 있을 수 있다. 피하 투여에 대해서는, 960 내지 4800 마이크로그램의 글루카곤이 하루에 걸친 투여를 위해 제공될 수 있다. 한 구체예에서, 글루카곤은 즉시 모두 주어지는 서방형이다. 또 다른 구체예에서, 글루카곤은 예를들어 4시간 마다 섭취되는 6개의 환약의 형태이다.

관련 양태에서, 다중 투여 형태의 글루카곤의 약학적 조제가 제공된다. 글루카곤의 다중 투여 형태는 1일, 2일, 3일, 4일, 5일 또는 6일, 1주, 또는 1주 이상 동안 투여하기에 충분한 용량을 함유할 수 있다. 한 구체예에서, 글루카곤이 하루 또는 하루 이상의 경과에 걸쳐 별개의 투여량으로 투여되어야 하는, 예를들어 0.02 내지 0.036 mg 내지 1 mg의 글루카곤이 설명서(예를들어, 라벨)가 동반된 용기에 제공된다.

한 구체예에서, 글루카곤의 매일의 투여량 또는 다중 투여량이 액체 부형제 내의 분말을 재현탁시킴으로써 제조되고, 생성된 용액의 일부를 하루(또는 몇몇 다중 투여 형태의 경우 수일) 동안의 각각의 투여에서 투여될 수 있다.

글루카곤 이외에, 유닛 투여 형태, 매일의 투여 형태 또는 다중 투여 형태는 부형제, 완충용액, 안정제, 담체 등과 같은 기타 성분 뿐만 아니라 약제학적 활성제를 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 상기 논의된 바와 같이, 유닛 투여는 인슐린 또는 인슐린 분비촉진제를 포함한다.

글루카곤의 다중 투여량(예를들어, 매일의 다중 투여량)은 상자, 기포-포장재, 또는 기타 널리 공지된 형태에 패키징될 수 있다.

일반적으로, 투여 형태는 라벨링되거나 올바른 투여를 위한 설명서와 함께 동봉될 것이다. 예를들어, 매일의 투여 형태는 용기 내에 유닛 투여량의 수 및/또는 중량 또는 부피를 표시하도록 라벨링될 수 있다. 투여 형태는 또한 조제가 투여되는 환자의 연령이 라벨링되거나 달리 표시될 수 있다. 예를들어, 투여 형태는 성인, 15세 이상의 아동, 10세 이상의 아동, 5세 이상의 아동 등에 대해 적절한 것으로 표시될 수 있다.

한 구체예에서, 임의의 상기 글루카곤 투여는 연장 방출 글루카곤을 포함할 수 있다. 이러한 구체예에서, 투여는 요망되는 범위 내의 혈당을 유지하기 위해 본원에 기술된 바와 같이 적절하게 조정된다.

글루카곤 용액

낮은 투여량(예를들어, 0.01 U 미만)의 글루카곤의 투여는 통상적인 방법(예를들어, 약 1 mg/ml의 용액에서 생성됨)에 따라 제조된 제형을 이용하는 경우 편리하지 않을 수 있다. 따라서, 몇몇 구체예에서, 보다 낮은 농도의 글루카곤 용액이 제조되고/되거나 투여된다. 본 상황에서 사용되는 바와 같은 투여는 자가-투여(주사이거나 펌프를 이용하는 주입이거나 기타 방법이든지 간에) 및 또 다른 방법에 의한 투여를 포함한다. 다양한 구체예에서, 글루카곤은 약 0.25 mg/ml 미만, 예를들어 약 0.2 mg/ml 미만, 약 0.1 mg/ml 미만, 약 0.05 mg/ml 미만, 약 0.01 mg/ml 미만, 또는 약 0.005 mg/ml 미만의 글루카곤의 농도를 지니는 용액으로 투여된다. 이러한 양은 정맥내 투여에 적절할 수 있고, 투여 동등량이 기타 투여 방법을 위해 생성될 수 있다. 예를들어, 투여 방법이 피하 주사인 경우, 약 0.01 mg/ml 이상, 또는 0.05 mg/ml, 또는 0.2 mg/ml, 0.5 mg/ml, 또는 약 0.5 mg/ml 내지 2 mg/ml의 글루카곤으로 글루카곤의 농도가 보다 높을 수 있다. 몇몇 구체예에서, 이들 투여량은 연장된 기간에 걸쳐 낮은 양의 투여량을 투여할 수 있는 장치, 예를들어 펌프와 결합될 수 있다.

글루카곤은 임의의 약제학적으로 허용되는 담체, 희석제 또는 부형제에 재현탁될 수 있다.

한 구체예에서, 글루카곤의 약제학적으로 허용되는 제형은 정맥내 투여되는 경우 약 0.25 mg/ml 미만, 약 0.2 mg/ml 미만, 약 0.1 mg/ml 미만, 약 0.05 mg/ml 미만, 약 0.01 mg/ml 미만, 또는 약 0.005 mg/ml 미만의 농도 또는 기타 투여 방법에 대한 투여 동등량을 함유한다. 예를들어, 피하 투여되는 조성물에 대해, 글루카곤의 약제학적으로 허용되는 제형은 0.5 내지 2 mg/ml의 글루카곤을 함유한다.

관련 구체예에서, 치료 용도를 위한 글루카곤 제형을 제조하는 방법이 제공되고, 이는 글루카곤(예를들어, 상기 기술된 바와 같은 단일 유닛 투여량, 글루카곤의 매일의 투여량 또는 다중 투여량을 포함하나 이에 제한되지 않음)을 포함하는 조성물에 수용액을 정맥내 투여에 대해 약 0.25 mg/ml 미만, 약 0.2 mg/ml 미만, 약 0.1 mg/ml 미만, 약 0.05 mg/ml 미만, 약 0.1 mg/ml 미만 또는 약 0.05 mg/ml 미만의 농도로 글루카곤을 함유하는 용액을 생성시키는 양으로 첨가하는 것을 포함한다. 2 내지 10배 높은 농도(또는 이 이상)가 기타 투여 방법, 예를들어 피하 투여에 사용될 수 있다. 용액은 약제학적으로 활성이고/이거나 비활성인 기타 작용제를 함유할 수 있다.

한 구체예에서, 글루카곤 용액은 환자로의 전달을 위한 용기로 로딩되거나 이에 함유된다. 몇몇 구체예에서, 장치는 약 0.1 ml 이상, 약 0.2 ml 이상, 약 0.3 ml 이상, 약 0.4 ml 이상, 약 0.5 ml 이상 또는 0.5 ml 초과의 글루카곤 용액을 함유한다.

관련 양태에서, 당뇨병을 지닌 사람 피검체에 대한 투여 또는 자가-투여의 추가의 단계가 제공된다. 한 구체예에서, 피검체는 저혈당증의 증상을 나타내지 않는다. 한 구체예에서, 사람은 성인이다. 한 구체예에서, 사람은 10세 이상, 임의로 15세 이상 또는 이를 초과하는 연령이다. 한 구체예에서, 피검체는 위장병에 걸려있지 않다.

한 구체예에서, 임의의 상기 글루카곤 용액은 연장 방출 글루카곤을 함유할 수 있다. 이러한 구체예에서, 투여량은 본원에 기술된 요망되는 범위 내의 혈당 수준을 유지시키기 위해 본원에 기술된 바와 같이 적절하게 조정된다.

본원에 기술된 방법 및 조성물은 사람 환자 및 기타 포유동물(예: 랫트, 마우스, 돼지, 비-사람 영장류 및 기타)을 치료하는데 사용될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 사람 환자는 아동 또는 청소년이고; 하나의 구체예에서 사람 환자는 성인이다. 몇몇 구체예에서, 환자는 제1형 당뇨병 환자이다. 한 구체예에서, 환자는 제 2형 당뇨병 환자이다. 한 구체예에서, 환자는 제1형 또는 제2형의 불안정형 당뇨병 환자이다. 한 구체예에서, 비-사람 포유동물은 당뇨병 연구용 동물 모델, 예를 들면, 쥬커 당뇨병-지방 랫트[Zucker diabetic-fatty (ZDF) rat] 및 db/db 마우스이다.

본원에 제공된 다수의 실시예 및 다수의 기재는 낮은 투여량의 글루카곤의 피하 투여와 명백하게 관련되나, 기타 양태가 또한 기술된다. 예를들어, 본원에 기술된 피하 투여량은 일반적으로 5 초과 및 20 ng/kg/분 초과인 반면, 기타 투여량이 또한 본원에 기술된 다양한 구체예에 대해 고려된다. 예를들어, 특히 장시간 작용 형태의 글루카곤, 다양한 키트 및 유닛 투여량과 배합되는 정맥내 또는 피하 투여를 위한 0.1 내지 5 ng/kg/분의 투여량이 5 내지 20 또는 30 ng/kg/분의 투여량과 함께 고려된다. 추가로, 하기에 지적되는 바와 같이, 피하 투여하기 위한 4 ng/kg/분의 투여량 또는 보다 낮은 글루카곤이 또한 저혈당증을 예방하거나 지연시키는데 유효할 수 있다. 따라서, 몇몇 구체예에서, 저혈당증을 예방하거나 지연시키기 위해 피하 투여되는 투여량은 약 0.1-5, 1, 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5 초과, 5-6, 6-8, 8-12, 12-16, 16-20, 또는 20-30 ng/kg/분이다. 유닛 투여량에 상응하는 양, 기타 투여를 위한 투여량, 또는 키트가 또한 고려된다. 예를들어, 4 ng/kg/분에서의 100 ㎏의 사람에 대한 글루카곤의 1시간의 유닛 투여량은 24 마이크로그램의 글루카곤을 함유하고, 1 시간의 약제학적 조성물은 24 마이크로그램의 글루카곤 및 1 내지 3 유닛의 인슐린을 함유할 것이다. 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 임의의 기술된 투여량은 1시간의 유닛 투여량 또는 본 발명의 기술에 제공된 본원에 기술된 기타 양태로 변경될 수 있다. 이는 투여량(예를들어, 0.1 내지 30 ng/kg/분 또는 6 내지 16 ng/kg/분), 인슐린의 존재 및 양(예를들어, 0 또는 2 내지 20 유닛), 환자의 크기(예를들어, 3 내지 200 ㎏), 및 요망되는 유효 시간의 수(예를들어, 05 내지 24 또는 이 이상)에 좌우될 수 있다.

하기 실시예는 본 발명의 예시적 구체예를 기술한 것으로, 어떠한 방식으로든 제한하고자 하는 바가 아니다.

실시예 1

당뇨병 조절 및 저혈당증 예방을 위한 글루카곤(비경구적) 및 인슐린의 공동투여

북아메리카 시장에서 현재 시판되고 있는 글루카곤은 일라이 릴리 앤드 코포레이션(Eli Lilly & Co) 또는 베드포스 래보러토리스(Bedford Labs: Novo)에 의해 생산되는 rDNA 기원의 사람 글루카곤이다. 4개의 제품명이 알려져 있다: 글루카곤 다이아그노스틱 키트(Glucagon Diagnostic Kit)(공급원: Lilly); 글루카곤 이머젼시 키트(Glucagon Emergency Kit)(공급원: Lilly); 저혈당용 글루카곤 이머젼시 키트(Glucagon Emergency kit for Low Blood Sugar)(공급원: Lily); 및 글루카젠(GLUCAGEN)(공급원: Bedford Labs).

노보(Novo)사에서는 북아메리카 이외의 지역에서 자체 제품명하에 글루카곤을 생산한다. 노보사는 자사의 글루카곤을 효모에서 생산하며 릴리(Lilly)사는 자사의 글루카곤을 이. 콜라이(E. coli)에서 생산한다. 하기 실시예는 다양한 경로를 통해 투여된 이러한 시판되는 글루카곤과 인슐린을 이용하는 일부 방법의 실시를 예시한다.

릴리사의 글루카곤은 통상적으로 키트 형태로 제공된다. 키트내 글루카곤은 목부분이 표준 고무로 밀봉된 멸균 바이알내 분말의 형태이다. 바이알은 동결건조된 글루카곤 1mg, 락토즈 49mg 및 pH를 조절하기 위한 염산(글루카곤은 pH 3 미만 또는 pH 9.5 초과시 가용성이다)의 혼합물을 함유한다. 환자는 예비충전된 주사기(물 및 염산의 혼합물중 글리세린 12mg/ml를 함유)로부터의 희석액 1ml를 바이알내로 주사한다. 바이알을 용액이 투명해질 때까지 진탕시킨다. 액체를 주사기로 다시 넣고, 총 투여량을 주사한다(아동에게는 통상적으로 표준 투여량의 50%를 투여한다).

글루카곤은 피하, 근육내 및 정맥내 경로로 비경구적으로 투여하며, 이들의 약동학적 특성은 당업자가 이해하는 바와 같이 상응하게 다르다. 최대 혈장 농도는 피하 투여후 약 20분만에 달성된다. 생체내 반감기는 8 내지 18분의 범위이다. 약 8ng/ml의 최고 혈장 농도가 약 20분 후에 달성되며, 상승된 글루코오스 수준은 투여후 약 1½ 시간동안 지속되며 투여 후 거의 즉시 달성된다. 인슐린으로 인한 혼수상태인 환자는 글루카곤을 투여한지 15분내에 의식을 회복할 것이다. 저혈당증을 치료하기 위해 제공되는 경우, 비경구 글루카곤은 간에 의한 글루코오스의 배출 증가를 통해 혈청 글루코오스 이용성을 증가시킴에 의해 주로 작용한다(글리코겐의 글루코오스로의 전환 및 당신생에 의한 새로운 글루코오스 형성).

사용시에는 광범위한 인슐린 투여 요법이 존재한다. 사용된 이러한 요법은, 제1형 또는 제2형 당뇨병 중 어느 것이 치료되는지와 치료하는 개인에게 특이적인 다수 인자에 따른다. 신속한 작용개시/단기간 작용 지속기간[LISPRO (HUMALOG) 또는 ASPART (NOVOLOG)], 보다 느린 작용개시/단기간 작용 지속기간(레귤러 사람 인슐린), 중간 지속기간(NPH 또는 LENTE), 장시간 작용하는 지속기간(ULTRALENTE), BASULIN (Bristol Myers Squibb) 및 최고점이 없는 24시간 지속기간[GLARGINE (LANTUS) 및 DETEMIR]의 비경구 투여 인슐린(일반적으로 피하 투여)의 배합물을 사용하여 인슐린을 대체하는 것이 통상적인 의료 관행이다.

투여 요법은 매우 복잡할 수 있다. 예를 들어, 전형적인 1일 2회 투여 요법은 조식 및 석식 전 단기간 작용하는 인슐린과 중간 지속 작용하는 인슐린을 투여하는 것을 포함한다. 이렇게 수득된 인슐린 프로파일은 예상되는 식사후 글루코오스 배출에 대략 상응하는 다수의 최고점을 지니며, 또한 24시간에 걸쳐 기초 인슐린 수준을 제공한다. 이는 레귤러 인슐린 및 중간 작용 인슐린의 혼합물에 대한 이상적인 약동학을 나타내는 도 1에 예시되어 있다. 그래프는 1일 2회 인슐린 투여 요법의 효과를 나타낸다: 조식 및 석식 전의 레귤러 (직선) 및 중간 작용 LENTE 또는 NPH (띠선) 인슐린 투여는 주사후 최고점의 인슐린을 제공하고, 중간 작용 인슐린의 주사후 하루 전체에 걸쳐 비교적 일정한 기선 수준을 제공한다.

인슐린 수준은 개인 사이에서 및 심지어 동일한 개인에서도 주사 부위 및 깊이, 국소 혈류, 인슐린 주사의 총 용량 및 유형과 같은 인자, 및 당업자에게 익숙한 기타 인자에 따라 현저히 상이할 수 있다. 따라서, 저혈당증 가능성을 포함하는 혈청 글루코오스에 있어서의 변화 가능성을 증가시키는, 인슐린의 피하 흡수에 있어서의 현저한 환자내 및 환자외 가변성이 존재할 수 있다.

작용개시가 신속한 인슐린 및 최고점 출현이 거의 없거나 전혀 없이 장시간 작용하는 인슐린[GLARGINE(LANTUS); 또한, DETEMIR는 개발중인 장시간 작용하는 인슐린이고, 또한, ULTRALENTE는 장시간 작용하는 인슐린이나 대부분의 환자에서 일부 최대점 효과를 갖는 경향이 있다]의 등장으로, 인슐린 수준(및 혈당 수준)을 더욱 정확하게 관리하는 것이 가능해졌다. 기본적인 방법은 상이한 작용개시 속도 및 작용 지속기간을 갖는 인슐린 제제의 배합 사용을 통해 기초 인슐린과 식사 인슐린을 대체하는 것이다. 이는, 이러한 목적을 위해 시판되는, 작용개시가 상이한 별도로 투여되는 인슐린(예: GLARGINE 및 LISPRO)의 사용 또는 다양한 예비-혼합 제형(예를 들면, 70/30 - 70% NPH 및 30% 레귤러 인슐린 배합물)을 사용하는 것을 포함할 수 있다.

글루카곤이 투여되는 시점은, 인슐린 작용이 가장 저항받지 않는 시기, 예를들어, 현저한 인슐린 작용이 충분한 혈청 글루코오스 이용성의 부재하에서 지속되는 시기 이전, 동안 또는 직전이다. 따라서, 인슐린에 의해 유발된 저혈당증은, 순환 인슐린 및 글루코오스 수준 사이에 불일치된 어떠한 경우(글루코오스 이용성에 대해 상대적으로 과도한 인슐린 효과)에도 발생할 수 있다.

비경구 투여된 인슐린

(i) GLARGINE/LISPRO/ASPART/GLULISINE 인슐린

본 예시적인 실시예를 위해, 환자(실제 임상 시험을 기술하는 실시예의 환자에 대한 임의의 참조를 제외하고는 본원에서 언급된 모든 환자는 가상이며; 실제 개인과 유사하다)는 성인 남성으로, 나이가 50세이며, 체중이 75kg이고, 혈액은 5L이며, 제 2형 당뇨병을 앓고 있고 인슐린 치료요법(부수적인 경구 배합 치료요법은 사용하지 않는다)을 사용한다. 그는 10년에 걸쳐 인슐린을 사용하고 있으며 저혈당증에 대한 그의 글루카곤 반응은 최소이다. 그의 인슐린 요법은 식시시간에 투여된 5 및 10 유닛(소모된 탄수화물의 양에 의존적임)의 LISPRO (HUMALOG), ASPART (NOVOLOG), GLULISINE (APIDRA)의 식사 인슐린 주사외에 취침시 투여된 20 유닛의 투여량 수준의 GLARGINE (LANTUS) 피하 주사를 사용한 기초 인슐린 대체를 포함한다.

그의 인슐린 프로파일은 매우 단순하며, 식사 LISPRO (HUMALOG), ASPART (NOVOLOG), GLULISINE (APIDRA) 인슐린 주사에 상응하는 최고점에 의해 강조된 평탄한 선[GLARGINE (LANTUS)에 의해 설정된 기초 수준]으로 되어 있다. 이러한 인슐린 프로파일은 도 2에 나타낸다. 이 환자에서, 저혈당증의 위험은 식사 후 2 내지 5시간 사이에 통상적으로 발생한다. 이 기간 동안에 글루카곤의 투여가 가장 유효하며 저혈당증 에피소드 가능성을 예방하는데 효과적이다. 비-당뇨병 환자에서, 글루카곤은 일반적으로 탄수화물 식사 후(증가된 글루코오스 수준에 대한 반응으로) 떨어진 후 글루코오스 수준이 정상으로 회복됨에 따라 후속적으로 회복된다. 제1형 당뇨병(및 5년 이상된 제2형 당뇨병)의 경우, 저 혈청 글루코오스에 대한 글루카곤의 반응은 제한적이다. 따라서, 인슐린이 혈청 글루코오스 수준을 기초 수준 보다 훨씬 아래로 떨어뜨리는 경우, 저혈당증이 발생할 것이다.

저혈당증 증상은 당뇨병 환자에 있어서 50 mg/dl 미만, 또는 때때로 40 mg/dl 미만의 글루코오스 수준에서 통상적으로 관측된다. 정상 개인에 있어서, 글루카곤 방출은, 글루코오스 수준이 이렇게 낮게 떨어지기 전에 증강되어(약 40 pg/ml 또는 그 이상, 예를 들면, 약 60 pg/ml 또는 그 이상에 의해 증강됨), 저혈당증 증상의 개시가 예방된다. 그러나, 글루카곤 생산은 다수의 인슐린으로 치료받은 당뇨병 환자에서 결핍되어 있다. 따라서, 저혈당증이 발생하기 쉬운 기간 동안 이러한 수준을 달성하기 위해 글루카곤을 투여하는 것은 저혈당증 발작의 중증도를 예방하거나 약화시킬 것이다.

따라서, 예방하는데 요구되는 글루카곤의 피하 투여량은 몇몇 구체예에서 기초 인슐린 수준에 대해 약 6 내지 20 ng/㎏/분이고, 보다 높은 수준의 인슐린에 대해서는 비례적으로 높은 양이다.

따라서, 이러한 방법에 따라서, 식사후 41 내지 90 마이크로그램의 글루카곤을 피하 투여한다. 2회의 유사 투여량을 추가로 2시간 동안 1시간 마다 투여한다. 이는 2, 3 및 4시간째의 3회 투여로 이루어지며, 식사 후 2시간째로부터 시작하여 3시간 동안 저혈당증으로부터 보호한다. 인슐린 및 글루카곤 둘다를 포함하는 제형을 사용하여, 저혈당증의 위험도 및 정도는 (부분적으로) 인슐린 투여량에 의존적이므로, 보다 낮은 퍼센트의 글루카곤(5.6%)을 사용할 수 있다. 이러한 실시예에서, 식사 후 2시간째에 투여된 투여량으로부터의 글루카곤 농도가 1시간 후 대략 기초 수준으로 다시 떨어질 것이라 해도, 이러한 투여량에 기인한 혈당의 상승은 1시간 이상동안 지속되면서, 두번째 투여량이 효과적이도록 하는 시간을 제공할 것이다. 동일한 약동학이 글루카곤의 세번째 투여량에 적용된다. 대안적 구체예에서, 2회 투여량 또는 심지어 1회 투여량의 글루카곤을 투여할 수 있다.

비록 본 실시예가 단순한 기초 인슐린 및 식사 인슐린 모델을 사용한다고 해도, 당업자들은 현재 실시된 투여 요법 모두에 적용가능하다는 것을 이해할 것이다. 글루카곤 주사의 시간(및 횟수)는, 환자가 저혈당증에 가장 민감한 시기와 일치하도록, 예를 들면, 인슐린 작용 및 글루코오스 이용성이 가장 불일치하는 시점으로 조절할 수 있다.

(ii) NPH/사람 인슐린

통상의 당뇨병 환자는 성인 남성이며, 나이가 63세이고, 체중이 75kg이며, 18년 동안 제 2형 당뇨병으로 고생하고 있으며 배합 인슐린 치료요법(경구 항-당뇨병 치료요법은 수반하지 않음)을 사용한다. 과거에, 그는 통상적으로 글리부리드 및 글리피지드를 포함하는 경구 항-당뇨병 투약을 이용하여 왔으나, 이들은 중지할 것이고, 그의 혈청 글루코오스 수준이 지속적으로 250 mg/dl 이상인 경우에 인슐린을 개시하였다. 그는 10여년에 걸쳐 1개 유형 또는 다른 유형의 인슐린을 사용하여 왔을 것이며 근본 망막병증, 혈청 크레아틴이 1.9 mg/dl이고 크레아티닌 청소율이 60 ml/분인 약간의 신장 손상, 약간의 단백뇨, 양쪽 발에서 양측 말단의 대칭적 신경병증 및 운동 협심증으로 진행되었을 것이다. 그의 인슐린 요법은 통상적으로 조식전 20 유닛 및 석식전 15 유닛의 피하 NPH 인슐린의 분할-혼합 요법을 포함하며, 이는 1일 기초 인슐린 범위 및 중식 및 석식(및 취침시 스넥)에 대한 적당한 식사후 인슐린 범위를 제공하도록 의도된다. 또한, 그는 이러한 식사전에 6 내지 10 유닛(식사전 혈청 글루코오스의 수준, 및 식사량 및 식사의 탄수화물 함량에 따른다)의 레귤러 인슐린을 주사한다.

그의 인슐린 프로파일은 도 1에 나타낸 것과 유사한데, 즉 레귤러 인슐린의 식사중 주입으로 인한 최고점이 덜 가파르고 감소가 느리며, 1일 2회 중간 작용 NPH 인슐린으로 인해 작용개시가 더 느리고 및 감소가 더 지연되는 효과가 초래된다. 단식시 그의 글루코오스 수준은 통상적으로 90 내지 130 mg/dl의 범위에서 잘 조절되나, 그의 식사후 1 내지 2시간째에 글루코오스는 최적 수준 이하이며 일반적으로 180 내지 240 mg/dl의 범위이다. 글리코실화된 헤모글로빈은 7.9%에서 상승한다(정상 범위: 4 내지 6%). 식사후 글루코오스 수준을 감소시키기 위해 식사 레귤러 인슐린의 조식 또는 석식 투여량을 증가시키는 노력은 흔히 중식전 1 내지 2 시간 또는 석식후 수시간째에 경증 내지는 중등도의 빈번한 간헐적 저혈당증을 동반한다. 이러한 저혈당증의 에피소드는 매우 중증일 수 있으며, 특히 식사가 늦어지는 경우에 발한, 떨림, 오심 및 두통의 증상을 동반할 수 있다. 그는 인슐린에 의해 유발된 저혈당성 혼수 상태인 적이 없었으나 이러한 혼수가 발생하는 경우를 대비하여 인슐린 용량을 증가시키는 것은 꺼려지게 된다. 그는, 이러한 혼수가 발생하는 경우에 그의 운전면허증을 상실하거나 야간 경비원으로서 직업을 상실할 수 있다는 사실을 우려하고 있다. 이러한 환자의 긴 당뇨병력 및 많은 합병증의 존재로 인하여, 그는 저혈당증에 대한 손상된 글루코오스 역조절을 나타내며, 특히 둔화되거나 부재한 글루카곤 반응으로 증명될 것이다.

이러한 환자의 경우, 저혈당증의 위험은, 순환 인슐린 수준이 단식 수준 이상으로 여전히 증가되어 있으나 글루코오스 이용성(위장 흡수 및 간 생산으로부터)이 최소인 경우에, 일반적으로 식사 후 3 내지 5시간째에 가장 크다(늦은 식사후 저혈당증). 이러한 기간동안에, 저혈당증이 개시되기 전, 글루카곤의 투여는 순환하는 글루코오스 이용성을 증가시킴으로써 저혈당증 에피소드 가능성을 예방하는데 있어 가장 유효하며 효과적이다. 비-당뇨병 환자 개인에 있어서, 인슐린 및 글루카곤 둘다는 식사 후 철저히 조절되어 글루코오스 생산과 이용에 균형이 이루어짐으로써 정상혈당이 유지된다. 인슐린 효과가 뚜렷해지면, 글루카곤 수준은 이러한 저혈당증 가능성을 상쇄시키기 위해 상승될 것이다.

본 발명의 방법의 구체예에 따라 저혈당증의 진행을 예방하기 위해, 상기 환자에게 매 식사후 2 내지 3시간째에 36 내지 96 밀리유닛의 글루카곤을 피하(임의로 상기한 바와 같은 일라이 릴리사의 글루카곤 이머젼시 키트를 사용) 투여한다. 한 구체예에서, 글루카곤은, 글루코오스 측정으로 글루코오스 수준이 대략 저혈당 수준에 이른 경우에 가한다. 이러한 투여는 위에서 기술한 바와 같이, 3 내지 5시간 사이에 필요한 보호를 제공한다.

비록 이러한 예시적인 실시예가 단순한 기초 인슐린 및 식사 인슐린 모델을 사용한다고 해도, 당업자들은 현재 실시된 인슐린 투여 요법 모두를 실제적으로 적용할 수 있을 것으로 이해할 것이다. 글루카곤 주사는 최적으로 시간조절되며 사용된 인슐린 요법에 따라 변하지만 비교적 길항되지 않는 인슐린 작용의 예측한 기간동안 지속적인 글루카곤 수준을 달성하도록 설계된다.

현재의 가설적인 실시예에서, 이러한 상황은 하루를 통해 수회 발생하는 경향이 있다. 예를 들어, 저혈당증은, 주사된 레귤러 인슐린 흡수의 "꼬리(tail)"가 중간 작용 NPH로부터 최고의 인슐린 이용성과 결합하는 경우에 발생하는 것으로 입증된다. 이러한 상황은, 혈청 글루코오스 이용성(주로 위 흡수 및 간 생산으로부터)이 최소이거나 감소하는 경우인 조식후 수시간째에 발생한다. 유사한 상황은 또한 석식전, 취침시, 및 한밤중에 종종 발생한다. 따라서, 모든 인슐린 투여 요법의 경우, 글루카곤 주사의 시기는 사용된 인슐린의 약리학적 특성 및 시기에 따라 변할 수 있다.

투여된 글루카곤의 글루코오스-상승 가능성을 상쇄시키기 위해, 저혈당증 기간동안 작용하는 인슐린의 투여량은 정상혈당을 유지하기 위해 다소 증가시켜야 한다. 그러나, 글루카곤의 증가된 이용성은 위에서 기술한 바와 같은 특정 상황에서 인슐린의 과도한 글루코오스 강하 작용에 대해 완충 작용 또는 완충물(cushion)을 제공하며 저혈당증을 둔화시키거나 예방한다.

B. 펌프에 의해 투여된 인슐린

본 실시예에서, 실시예 1.A.i에 기술된 환자는 펌프를 사용하여 그의 인슐린 요구량을 투여한다. 실시예 1.A.i에서와 같이 1일 1회 GLARGINE (LANTUS)에 의한 기초 인슐린 투여 대신에, 환자의 인슐린 펌프는 작용개시가 신속한 인슐린(예를 들면, LISPRO 또는 ASPART)의 지속적인 흐름을 제공하도록 프로그램화된다. 본 실시예에서, 환자는 식사전 글루코오스 수준 및 소비한 탄수화물의 양과 칼로리에 따라서 식사시 5 내지 10 유닛의 투여량으로 ASPART를 투여받는다. 이후 환자는 본 방법에 따라 식사 후 2시간 째에 글루카곤을 투여(예를 들면, 베드포드 래보러토리스사의 GLUCAGEN 제품을 사용)받고 다른 2시간 동안 1시간 간격으로 투여량을 반복 투여받는다. 이 양은 피하 투여되는 약 36 내지 96 마이크로그램의 글루카곤일 수 있다. 글루카곤은 피하 투여된다. 이러한 투여는 실시예 1.A.i에 기술된 바와 같이 2 내지 5시간 사이에 저혈당증으로부터 보호한다. 당업자에게 인지되어지는 바와 같이, 글루카곤은 또한 펌프를 통해 투여될 수 있다. 대안적 실시예에서, 글루카곤의 양은 인슐린의 유닛당 증가되고, 이에 따라 36 내지 96 마이크로그램이 인슐린의 유닛당 사용된다.

C. 경피 투여된 인슐린[패취 및 국소 크림 포함]

본 실시예에서, 환자는 62세의 마른 체형의 6년간 지속된 제2형 당뇨병 환자이다. 그는 초기에 매일 2회 20mg의 글리부리드로 치료하였으며 후속적으로 매일 2회 1g의 메트포르민으로 추가 치료받았으나, 단식 및 식시후 혈당은 200 내지 350 mg/dl의 범위에서 지속되었다. 그는 의사로부터 인슐린이 요구된다고 충고받았다. 경구 항-당뇨병 투약은 중지되며 15 유닛의 GLARGINE (LANTUS) 인슐린이 취침시 투여되어 그의 1일 기초 인슐린 대체 요구량이 제공된다. 식사후 인슐린은 경피 패취로 투여되어 2 내지 6 유닛의 신속하게 작용하는 인슐린(2 유닛 증가분이 가능한 패취; 비록 본 실시예가 패취의 사용을 언급한다고 해도, 당업자들은, 실질적으로 유사한 방법이 크림 또는 로션과 같은 기타 수단에 의해 경피적으로 전달된 인슐린 또는 글루카곤을 사용하여 구체예를 실시하는데 사용될 수 있음을 인식할 것이다)을 제공한다. 대안적으로, 그는 매일 1회의 GLARGINE 대신에 24시간 기초 인슐린 대체 패취를 제공받는다. 기초 인슐린 대체 패취는 1일을 통해 안정되고 연속된 흡수 및 낮고 일정한 혈청 인슐린 수준을 제공하도록 고안된 독특한 제형속에 인슐린을 함유한다. 단식시 혈청 글루코오스의 지속적인 상승으로 인해, 그의 의사는 6개월에 걸쳐 GLARGINE 인슐린의 투여량을 24 유닛까지 증가시키고 경피 패취를 4 내지 10 유닛으로 증가시킨다. GLARGINE 및 경피 인슐린 용량에 있어서의 이러한 증가와 함께, 3개월내에 단식시 글루코오스 수준은 70 내지 110 mg/dl의 범위로 및 식사후 1 내지 2시간째 글루코오스 수준은 130 내지 180 mg/dl의 범위로 된다.

환자들에게는 식사 30 내지 60분 전에 신속히 작용하는 인슐린 패취를 적용한다. 이러한 시기는 식사의 흡수가 인슐린 패취 흡수 역학 및 작용과 일치하도록 선택한다. 환자는 상기 나타낸 바와 같이 거의 정상으로 혈당이 조절되나 이른 아침, 통상적으로 1 내지 2시(a.m)에 저혈당증으로 고생하게 된다. 이 시간에, 이러한 가상의 환자는 흔히 당황하게 되고, 민감해지며 이 시간대에 불안해한다. 이 동안에 지침(fingerstick)에 의한 글루코오스의 수회 판독은 35 내지 40 mg/dl의 혈당 수치를 나타내며, 증상은 쥬스 섭취에 의해 즉시 회복된다. 저혈당증의 이러한 발작을 조절하기 위한 노력에서, 그의 의사는 GLARGINE의 저녁 투여량을 점진적으로 감소시키지만, 이는 혈당 조절의 악화, 및 주로 식사전 글루코오스 수준의 상승과 연관된다.

몇몇 구체예의 방법에 따라 정상에 근접한 혈당을 회복하지만 이른 아침 저혈당증 증상을 예방하기 위해, 의사는 GLARGINE 인슐린을 다시 취침시 24 유닛으로 증가시키고 약 23:00시에 GLARGINE을 주사한 직후 18 ng/㎏/분의 피하 글루카곤의 투여(베드포드 래보러토리스 글루카곤 제품 사용)를 처방한다. 글루카곤의 투여 시간은 주로 흡수율에 따르며, 이는 15 내지 30분 내에 신속하게 최고 수준에 이르고, 작용 지속기간은 약 2 내지 3시간이다. 한 구체예에서, 이 기간동안 "높은 정상 기초 수준"에 근접하는 혈장 글루카곤 수준이 유지되고 GLARGINE 인슐린으로부터 길항되지 않는 인슐린 작용 또는 초저녁(석식 전) 패취의 지연된 작용을 예방한다. 예를들어, 120 내지 160 mg/dl 초과의 글루코오스 수준이 고려된다. 대안적 구체예에서, 정상 혈당 수준의 낮은 말단값을 혈당 수준의 목표로 설정한다. 이러한 치료요법은 상기 기술된 바와 같이 GLARGINE 주사 후 약 3시간 동안 저혈당증으로부터 요구되는 보호를 제공한다. 그의 당뇨병 환자 요법에 취침시 글루카곤의 첨가로, 이른 아침 저혈당증 에피소드는 해결되며 1일 정상에 근접한 혈당이 보존된다. 당업자에게 인지되어지는 바와 같이, 글루카곤의 피하 또는 정맥내 투여 동등량이 또한 인슐린과 동일한 방식(예를들어, 패취 또는 크림으로 경피적으로)으로 투여될 수 있다.

D. 흡입[폐, 협측, 비강 및 설하 포함]에 의한 인슐린

본 실시예는, 환자에게 피하 주사대신에 흡입에 의해 인슐린을 투여하는 것외에는, 실시예 1.A.i와 유사하다. 당업자들은, 인슐린을 본 발명의 방법에 따라 협측, 비강 또는 설하로 투여하는 경우 비록 투여 동등량이 적용되나 유사한 방법이 적용된다는 사실을 이해할 것이다. 환자는 GLARGINE (LANTUS)를 통해 그의 기초 요구량을 계속 투여받거나 비강 인슐린 요구량을 투여받기 위해 인슐린 흡입기를 이용할 것이다. 환자에게 그의 식사 인슐린 요구량(피하 투여에 의해 투여된 5 내지 10 유닛과 동일)이 그의 인슐린 흡입기를 사용하여 폐, 비강, 협측 또는 설하 투여될 것이다.

이러한 방법에 따라서, 이후 환자는 식사후 2시간째에 45 마이크로그램의 글루카곤을 임의로 릴리사의 글루카곤 키트를 사용하여 피하 투여받을 것이며 이후 1시간 간격으로 다른 2회의 투여량을 투여받을 것이다. 그에게는 글루카곤이 피하 투여될 것이다. 이는 실시예 1.A.i에 기술된 바와 같이 2 내지 5시간 사이에 저혈당증으로부터 요구되는 보호를 제공할 것이다. 당업자에게 인지되어지는 바와 같이, 글루카곤을 또한 투여 동등량으로 흡입 투여될 수 있다. 당업자에게 인지되어지는 바와 같이, 투여되는 글루카곤의 정확한 양은 다양할 수 있고, 하기 실시예 8에 기술된 방법을 통해 다양한 양의 인슐린이 결정될 수 있다.

실시예 2

당뇨병의 조절 및 저혈당증의 예방을 위한 글루카곤(펌프에 의한) 및 인슐린의 공동 투여

한 방법에서, 인슐린은 펌프로 투여될 수 있다. 미국 시장 및 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 어느 지역에서도 시판되는(또는 곧 시판될) 다수의 펌프가 존재한다. 이들은 하기를 포함하나, 이에 한정되지는 않는다:

· ANIMAS(IR-1000 & IR-1200)

· DELTEC(Cozmo 펌프)

· DISETRONIC(H-TRON플러스 및 D-TRON플러스)

· LIFESCAN & DEBIOTECH (개발중인 MEMS 인슐린 펌프)

· MEDTRONIC MINIMED(PARADIGM 인슐린 펌프 및 508 인슐린 펌프)

· MEDTRONIC MINIMED[2007 삽입가능한 인슐린 펌프 시스템(EU 단독)]

인슐린 및 글루카곤 둘다가 펌프로(별도의 저장기로부터) 투여되는 경우, 본 방법을 실시하기 위해 다수의 형태가 사용될 수 있다. 통상의 형태는

(1) 각각의 약물이 삽관전 합쳐지는 2개의 별개 라인을 통해 전달되며, 하나의 펌프와 2개의 저장기(이중 저장기 펌프에 대해서는 미국 특허 제 5,474,552호 참조)를 갖는 단일 장치;

(2) 각각의 약물이 각각 별도로 삽관된 2개의 별개 라인을 통해 전달되며, 하나의 펌프와 2개의 저장기를 갖는 단일 장치;

(3) 각각의 약물이 삽관전에 합쳐지는 2개 라인을 통해 전달되며, 2개의 독립적인 펌프와 2개의 저장기를 갖는 단일 장치;

(4) 각각의 약물이, 각각 독립적으로 삽관된 2개의 별개 라인을 통해 전달되며, 2개의 독립적인 펌프와 2개의 저장기를 갖는 단일 장치;

(5) 각각의 약물이 삽관전에 합쳐지는 2개의 별개 라인을 통해 전달되며, 하나의 펌프와 하나의 저장기를 각각 갖는 2개 장치 및

(6) 각각의 약물이 독립적으로 삽관된 2개의 별개 라인을 통해 전달되며, 하나의 펌프와 하나의 저장기를 각각 갖는 2개의 장치.

당업자들은, 기타 형태가 가능하며 본 구체예의 실시는 위에 나열한 장치들 및 장치 형태에 한정되지 않음을 이해할 것이다. 예를 들어, 삽입가능한 펌프는 외부 펌프를 사용하여 달성하는 것과 동일한 방식으로 거의 정확하게 사용될 수 있다.

상기 구체예 (1)은 삽관시 환자의 외상을 최소화시키며, 비용을 절감시키고, 주입을 단순화시키며 복잡성을 단순화한다. 이러한 구체예에서, 단일 펌프는 각각 2개 호르몬중 하나의 상이한 농도를 각각 함유하는, 각각의 저장기로 부터 적절한 용량을 전달하도록 프로그램화될 수 있다. 이러한 펌프의 예가 본원에 제공된다.

통상의 인슐린 펌프에서, 내부 펌프 메카니즘은 일반적으로 실린더내에서 왕복운동을 위해 고정된 솔레노이드 작동 피스톤을 가짐으로써 내부 저장 챔버(저장기)로부터 약물을 끌어올려 전달 라인을 통해서 및 이후 캐뉼라 또는 마이크로-캐뉼라를 통해 환자에게 이러한 약물을 전달하는 전자기적으로 구동되는 박동 펌프를 포함한다.

펌프 인슐린에 사용된 전달 라인은 통상적으로 약 1/10 밀리미터(1/10 밀리리터 또는 약 10 IU 인슐린의 무용 부피)의 내강 직경을 갖고 길이가 1/2 내지 1m이므로, 신규 약물이 체내에 이르는 시간 및 펌프가 약물을 주입하기 시작하는 시간사이의 시간 지체가 실질적으로 존재한다(약 1/2일).

이러한 지체를 감소시키기 위해, 한 구체예는 약물 교체 사이의 지연 시간(lag time)을 더욱 짧게 할 수 있는 더욱 짧은 길이 및/또는 매우 작은 내강 직경의 라인을 갖는 펌프를 제공한다. 본 구체예는 또한 2개의 전달 라인상에서 작용하는 연동형 펌프를 제공한다.

한 구체예는 하나의 펌프와, 펌프 바로 앞에 2개 및 펌프 바로 뒤에 2개로 구성되어, 쌍으로 작동하는 경우 어떠한 약물이 펌핑되는지 조절하는, 4개 밸브의 세트를 포함하는 시스템을 제공한다. 2개 라인은, 하나의 양태에서, 삽관 지점에서 합쳐짐으로써 지연 시간 또는 (무용 부피) 시간을 제거한다. 전기적으로 작동하는 마이크로-밸브에 대해 요구되는 여분의 공간은 최소이며 부피 또는 경비가 거의 증가되지 않고 통상의 시판되는 장치로 조립할 수 있다. 4개 미만의 밸브의 사용을 포함하는 추가의 가능성이 하기에 기술되어 있다.

한 구체예에서, 이러한 방법에 사용하기에 적합한 경제적인 펌프 시스템은 데바이오테크(Debiotech)에 의해 제품명 크로노제트(Chronojet)하에 당뇨병 환자용으로 개발된 MEMS[마이크로-전자-기계 시스템(Micro-Electro-Mechanical System)]로서 알려진 마이크로-펌프이다. 단일 장치내에서 이러한 2개의 마이크로-펌프의 사용은 부피가 거의 증가되지 않으며 존재하는 설계에 대해 단지 약간의 경비가 추가된다. 상기한 바와 같이, 2개의 전달 라인은, 이들이 피부에 구멍을 내어 약물을 전달하는데 사용된 캐뉼라 또는 유사한 마이크로-침 장치에 연결되는 지점에서 합쳐질 수 있다(2개 약물이 직접 접촉하게 됨을 의미한다).

한 구체예에서, 내강이 분할된 (이중 내강) 단일 라인을 2개의 물리적으로 분리된 라인 대신 사용한다. 이러한 방법은, 환자가 2개가 아닌 하나의 유연한 전달 라인을 정할 수 있다는 장점을 지닌다. 대안으로, 이들의 길이를 따라 물리적으로 부착된 2개의 표준 라인을 본 방법의 몇몇 구체예에 따라 사용하여 동일한 장점을 달성할 수 있다.

따라서, 한 구체예에서, 하나 대신 2개의 약물 저장기를 갖도록 변형된 통용되는 인슐린 펌프이며, 이들 저장기 각각은 단일(또는 이중) 펌프에 의해 및 단일의 조절 시스템에 의해 독립적으로 투여되어 2개 약물의 투여량 및 상대적인 투여 시간을 관리할 수 있다. 상기한 바와 같이, 이러한 장치는 몇몇 구체예에서 1, 2 또는 4개의 밸브와 적절한 연결 튜브를 포함할 수 있다. 본 방법의 일부에 따라 사용될 수 있는 장치의 개략도는 도 3, 4 및 5에 나타낸다. 도 3에서, 인슐린 저장기(1) 및 글루카곤 저장기(2)는, 펌프(3)과 유체 연통되고, 이어서 4개 밸브 (6) 및 (7)에 의해 분할 내강 전달 라인(4)을 통해 캐뉼라(5)상에 연통되는 라인을 갖는다. 밸브 (6)이 개방되고 밸브 (7)이 폐쇄된 경우, 인슐린만이 펌핑된다. 밸브 (6)이 폐쇄되고 밸브 (7)이 개방된 경우, 글루카곤만이 펌핑된다. 이러한 방식으로, 단일 펌프를 사용하여 인슐린 또는 글루카곤을 환자에게 동시에 또는 별개로, 액체들이 캐뉼라, 즉 전달점에서 단지 혼합되는 분할 내강 전달 라인을 통해 전달됨으로써 2개 물질을 최소로 혼합하면서 전달할 수 있다. 도 4에서, 인슐린 저장기(1) 및 글루카곤 저장기(2)는, 펌프 (3)과 유체 연통되고 이후 2개 밸브 (6) 및 (7)에 의해 분할 내강 전달 라인(4)를 통해 캐뉼라(5)상에 유체 연통되는 라인을 지닌다. 이들은 인슐린 경로 또는 글루카곤 경로가 개방되도록 하지만 한번에 단지 하나만 개방되도록 하는 2방향(2-way) 밸브이다. 2개 유체의 소량 혼합은 펌프를 통한 작은 범위의 라인에서 일어날 것이나, 이는 통상의 펌핑 부피와 비교하여 무의미한 부피일 것이다. 이러한 방식으로 글루카곤과 인슐린은 라인내에서 최소의 혼합 및 무용 공간으로 환자에게 전달될 수 있다. 도 3에 기술된 구조에 따른 이러한 구조의 장점은, 단지 2개의 밸브가 작동을 위해 요구된다는 것이다. 도 5에서, 본원의 형태는 도 4에 기술된 것과 동일하나, 이 경우 2개의 밸브 (6) 및 (7)은 단일 작동 메카니즘을 갖는 하나의 장치내로 합체될 수 있다. 이러한 방식으로 이러한 메카니즘은, 목적한 결과를 달성하는데 요구되는 단지 하나의 밸브와 하나의 펌프만으로, 가능한 한 저렴하고 단순하게 유지된다.

환자가 기초 수준의 인슐린을 전달하고 경우에 따라 수동으로 조작하여 식사 인슐린을 투여하도록 펌프를 설정하는 것은 인슐린 펌프 사용에서 통상적인 관행이다.

한 구체예에서, 글루카곤 전달은 적절한 기간(예를 들면, 식사 인슐린을 전달하라는 매뉴얼 지시에 따라 3시간 및 5시간 사이에 연속적으로)에 걸쳐 자동적으로 투여된다. 이러한 작업 순서를 발생시키는데 요구되는 조절 로직(control logic)은 펌프내로 프로그램화될 수 있다.

A. 펌프에 의해 투여된 인슐린

본 실시예는, 본 방법의 일부가 펌프를 기초로 한 투여를 이용하여 실시될 수 있는 방법을 나열한다. 통상의 가상 환자는 성인 남성이며, 연령이 35세이고, 체중이 75kg이며, 15세 이후 제 1형 당뇨병을 지니며 진단시로부터 인슐린 치료요법을 사용한다. 그는 이미 혈당 조절이 최적 이하인 다수의 상이한 인슐린 요법을 행하여 왔다. 과거 5년동안, 그는 현저한 근본 망막병증, 약간의 신장 기능부전 및 고혈압으로 진행되기 시작하였고, 그가 그의 현재 7.8%의 글리코실화된 헤모글로불린 수준으로부터 혈당 조절을 개선시킬 수 없다면 이들 합병증이 급속하게 진행되기 시작할 것이라는 것에 주목하고 있다. 더욱 최근에, 그는 취침시 22 유닛의 ULTRALENTE 및 각각의 식사 및 스넥을 먹기 직전에 4 내지 8 유닛의 LISPRO 인슐린을 제공받았다. ULTRALENTE의 투여량은 인슐린의 기본 대체량을 제공하도록 조절되어져 왔으나, 식사 LISPRO의 투여량은 주사전의 통상적인 혈청 글루코오스 및 각각의 식사의 총 열량과 탄수화물 함량에 따라 변한다.

글루코메터(glucometer)에 의해 하루에 4 내지 6회 모세 혈당을 자가-모니터링함에도 불구하고, 그의 혈당 조절은 종종 200 mg/dl 범위에서 때때로 저혈당증의 범위로 급변한다. 지난 몇년동안, 그는 혼수 또는 혼수에 이르는 3회의 심각한 저혈당증 발작을 경험했으며 2회는 업무 동안 발생하였고, 다른 것은 핸드볼 게임시 발생하였다. 모두 다른 사람의 도움을 필요로 하였으며 운동후 경우에는 진료보조원에 의한 글루카곤의 근육내 주사를 필요로 하였다.

인슐린 펌프 치료요법을 사용하는 경우, 단기간 작용하는 인슐린이 통상적으로 사용되는데, 이는 펌프가 장시간에 걸쳐 기초 인슐린과 유사하게 지속적으로 공급하기 때문이다. 본 실시예에서, 환자는 인슐린으로 ASPART (NOVOLOG)를 선택하여 사용한다. 펌프, 저장기 및 조절 메카니즘(본 예시적인 경우에, MEDTRONIC MINIMED PARADIGM INSULIN PUMP)이 환자의 신체의 각종 부위(가장 일반적으로는 예를 들면, 벨트상에)에 부착될 수 있으며, 복부, 넓적다리 또는 팔(여성은 하복부에 주입 부위를 위치시키는 경향이 있는 반면, 남성은 일반적으로 상복부를 선택한다)에 삽입한 마이크로-캐뉼라에 유연한 플라스틱 튜브에 의해 연결된다.

환자는 장치를 프로그램화하여 매 50분마다 1 IU의 인슐린(하루에 20 유닛)이 전달되도록 한다. 환자가 하루동안 식사하는 경우, 그는 장치를 프로그램화하여 그의 식사 상황(식사전 글루코오스, 총 칼로리 및 탄수화물 함량)에 적절한 인슐린의 양(3 내지 8 유닛)이 방출되도록 한다. 그는 장치상의 적절한 버튼을 누름으로써(또는, 경우에 따라, 원격 조절 장치를 사용함으로써) 요구되는 인슐린 볼루스의 크기를 선택한다.

프로그램화된 인슐린 주입 펌프를 사용한 후, 환자는 식사전 글루코오스 수준은 70 내지 110 mg/dl의 범위이고, 식사후(1 내지 2시간) 수준은 120 내지 160 mg/dl이며, 글리코실화된 헤모글로빈은 6.4%로 혈당 조절을 현저히 개선시킬 수 있다. 그러나, 빈번한 경증 내지 중등도의 저혈당증 에피소드로 계속 고생하며, 이는 지침으로 글루코오스을 측정할 때까지는 종종 인식되지 않는다. 많은 이러한 낮은 글루코오스 수치는 30 내지 40 mg/dl의 범위내이다. 그는 그의 부인과 친구들에 의해, 때때로 그가 부적절하게 행동하지만 음식 또는 쥬스 섭취로 개선된다는 조언받았다.

장시간의 제1형 당뇨병 및 빈번한 종종 인식되지 않는 저혈당증으로 인하여, 이들 환자는 글루카곤 부재로 글루코오스 역조절이 현저히 손상되고 저혈당증에 대한 에피네프린 반응이 현저히 무디어진다. 즉, 그는 비정상적으로 낮은 혈당 및 초래될 수 있는 수반된 위험들에 대해 효과적으로 반응할 수 없다. 더욱이, 그는 저혈당증 불감증을 지녀, 이는 흔히 재발성 저혈당증을 동반하며 심각한 저혈당증으로 진행될 위험을 증가시킨다. 그는, 그의 혈당이 위험하게 낮아지는 시기를 인식하지 못하는데, 이는 저 혈당을 인지하는 그의 신체 메카니즘이 결손되어있기 때문이다. 이는 장시간 지속된 당뇨병 환자에 있어서 일반적인 시나리오이며 정상 또는 정상에 근접한 혈당 조절을 달성하기 위한 노력이 이러한 개인에게서 시도되는 경우에 가장 일반적으로 나타난다. 그의 저혈당증 에피소드의 증가하는 빈도 및 중증도, 및 이를 인지하지 못하는 그의 능력에 대한 염려로 인해, 그는 저혈당증을 감소시키기 위해 그의 혈당 조절을 "느슨하게 조절하는 것(loosening up)"을 심각하게 고려한다. 그는, 이것이 미세혈관 합병증을 증가시키는 해로운 결과를 지닐 수 있음을 이해하나 심각한 저혈당증의 위험은 더욱 크며 더욱 즉시 발생함을 느끼고 있다.

이러한 가상 환자는, 그의 1일 지속 혈당이 비-당뇨병 환자의 수준에 도달하는 한 미세혈관 합병증으로 진행될 위험이 최소화된다는 이해를 기준으로 가능한 가장 우수한 혈당 조절을 달성하고자 노력하여 왔다. 현재 가장 발전되고 유연한 형태의 인슐린 전달 시스템이 시판되고 혈당 조절에 있어서 추천되는 목표로 현저히 개선시켰음에도 불구하고, 그는 흔하고 잠재적으로 위험한 저혈당증 발작으로 괴로와하고 있다. 이러한 상황을 완화시키기 위해, 더욱 그에게 동일한 수준의 혈당 조절을 유지하기 위해, 본원에 제공된 방법이 사용되며, 하나의 양태에서, 제1 펌프 장치와 동일할 수 있지만 인슐린 카트리지 대신에 글루카곤 카트리지를 갖는 제2 펌프 장치가 사용된다. 이러한 장치는 경우에 따라, 글루카곤의 연속적인 피하 주입을 위해 독립적으로 삽관되고 독립적으로 조절된다.

한 구체예에서, 환자는 다음과 같이 실시하도록 지시받는다. 식사후, 환자는 그의 식사 인슐린(3 내지 8 유닛)을 투여받고 동시에 그의 글루카곤 펌프를 3시간에 걸쳐 글루카곤을 시간당 약 162 ㎍으로 피하 투여하고 시간을 그의 식사 인슐린 투여후 2 내지 3시간째에 시작하도록 프로그램화한다. 한 구체예에서, 상기 지시는 저혈당증의 조절을 위한 조성물과 함께 키트에 포함된다. 본 실시예에서, 실시예 1.A.ii와는 달리, 글루카곤의 연속적인 방출은 글루카곤을 1회 피하 주사하는 것보다 최고점 출현 및 감소 기간이 적은 부드러운 프로파일을 생산하였다. 환자의 저혈당증에 대한 최대 민감 기간동안 글루카곤의 증가된 이용성은 실질적으로 이러한 현상의 가능성 및 중증도 둘다를 실질적으로 감소시킨다. 피하 투여된 글루카곤의 글루코오스 상승 가능성을 상쇄시키기 위해, 주입된 인슐린의 용량을 증가시켜 글루카곤 투여 기간동안 정상혈당을 유지할 수 있다. 글루카곤을 이러한 방식으로 투여함에 의해, 환자는 길항되지 않는 인슐린 작용에 대해 완충물 또는 완충제로서 공급되는 충분한 글루카곤을 제공받음으로써 저혈당증 발현의 위험을 예방한다. 즉, 글루카곤의 투여는, 환자가 흔하고 심각한 저혈당증의 과도한 위험없이 우수한 혈당 조절을 유지할 수 있도록 한다.

B. 비경구적으로 투여된 인슐린

한 구체예에서, 글루카곤은 펌프로 투여할 수 있고 인슐린은 펌프 또는 다른 피하 투여를 포함하여 비경구적으로 투여할 수 있다. 한 구체예에서, 인슐린 투여에 적합한 펌프는 또한 글루카곤 투여에 적합하다. 인슐린은 실시예 1.A.i에 기술된 바와 같이 비경구적으로 투여할 수 있다. 그러나, 실시예 1.A.i에 기술된 바와 같이 글루카곤을 주사하는 것 대신에, 펌프를 프로그램화하여(또는 작동시켜) 글루카곤을 식사후 2 내지 5시간 사이에 연속적으로 전달한다. 방출된 글루카곤의 총 투여량은 3시간에 걸쳐 약 121 내지 324 밀리유닛이며, 이 양은 저혈당증으로부터 보호하기에 충분하다.

C. 경피적으로[패취 및 국소 크림 포함] 투여된 인슐린

한 구체예에서, 인슐린은 경피적으로 투여될 수 있다. 실시예 1.C에 따라서, 환자는 그의 인슐린 요구량을 경피 패취(또는 크림)를 사용하여 투여한다. 그러나, 실시예에 기술된 바와 같이 글루카곤을 비경구적으로 투여하는 것 대신, 환자는 인슐린 펌프(인슐린을 함유하지 않고 글루카곤을 함유한다)를 사용하여 글루카곤을 투여함으로써 이른 아침에 저혈당증을 예방한다. 취침하기 전, 환자는 그의 펌프를 프로그램화하여 그가 저혈당증에 가장 민감한 시기인 01:00 내지 02:00시 사이에 글루카곤 50 내지 120 밀리유닛이 피하 투여되도록 한다. 이렇게 함으로써, 환자는 수면동안 발생하는 저혈당증 위험없이 본 구체예의 방법을 사용하여 정상혈당을 유지할 수 있다.

D. 흡입[폐, 협측, 비강 및 설하 투여를 포함]에 의해 투여된 인슐린

실시예 1.A.i에 따라서, 환자는 인슐린을 피하 주사가 아닌 흡입에 의해서 투여한다. 당업자들은, 인슐린을 협측, 비강 또는 설하 투여하는 경우 유사한 방법이 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 환자들은 그의 기본 요구량을 GLARGINE (LANTUS)를 통해 지속적으로 투여하거나 인슐린 흡입기를 이용하여 기초 인슐린 요구량을 투여할 것이다. 환자는 그의 식사 인슐린 요구량(피하 투여에 의해 투여된 5 내지 10 유닛에 상응)을 그의 인슐린 흡입기를 사용하여(폐, 비강, 협측 또는 설하) 투여할 것이다. 그러나, 실시예 1.A.i에 기술된 바와 같이 글루카곤을 주사하는 대신에 인슐린 펌프(인슐린이 아니라 글루카곤을 함유)를 프로그램화(또는 작동화)시켜 식사후 2 내지 5시간 사이에 글루카곤을 연속적으로 피하 전달한다. 방출된 글루카곤의 총 투여량은 상기 3시간에 걸쳐 약 121 내지 500 밀리유닛이며, 이는 환자의 최대 민감 기간 동안 저혈당증으로부터 보호하는데 충분하다.

실시예 3

펌프에 의해 혼합된 당뇨병의 조절 및 저혈당증의 예방을 위한 글루카곤 및 인슐린의 공동 투여

본 발명의 방법의 몇몇 구체예는 또한 인슐린 및 글루카곤 둘 모두의 혼합물의 펌프에 기초한 투여를 이용하여 실시할 수 있다. 이러한 방법은 사용되는 인슐린 양에 정비례적으로 저혈당증으로부터 보호하고, 지연시킨다. 이는 또한 하루 전체, 특히 식사 후의 글루카곤의 기초 수준을 대체하고, 이는 또한 펌프에 의해 투여되는 기초 인슐린을 이용하여 투여된다. 이러한 구체예는 현재 시판되고 실시예 2에 기술된 표준 펌프를 이용하여 실시할 수 있다. 하나의 차이점은 사용되는 인슐린 카트리지는 인슐린 및 글루카곤(임의로, 변형된 방출 글루카곤)의 혼합물을 함유하고, 글루카곤 성분은 요망되는 보호(저혈당증의 예방)의 매 시간 마다 41 내지 96 mU로 투여된다는 점이다. 몇몇 구체예에서, 피하 투여되는 글루카곤의 양은 약 6 ng/kg/분의 요망되는 보호 내지 약 20 ng/kg/분의 요망되는 보호일 수 있고, 몇몇 구체예에서는 12 ng/kg/분이다.

이후, 인슐린/글루카곤 혼합물을 펌프(기초용 및 식사 인슐린용 둘 모두)로 투여한다. 생성된 글루카곤(변형된 글루카곤) 혈장 농도를 인슐린 프로파일에 맵핑하나, 글루카곤 변이체의 감약 특성을 이용하였다. 이는 도 7에 나타낸다. 이러한 방법은 필요시 감수성 기간에 걸쳐 저혈당증으로부터 보호한다. 한 구체예에서, 펌프는 글루코오스 센서가 장치되어 있다(참조: 미국 특허 제 5,474,552).

실시예 4

당뇨병의 조절 및 저혈당증의 예방을 위한 글루카곤 및 인슐린의 경구 공동 투여

고분자(예를들어, 단백질)의 경구 전달이 당 분야에 널리 공지되어 있다. 통상적으로, 이는 장 투여를 포함한다(참조: 미국 특허 제 5,641,515호). 한 구체예에서, 유사한 방법을 글루카곤을 경구 투여하는데 사용한다. 인슐린 및 글루카곤의 혼합물의 경구 투여를 포함하는 통상적인 시나리오에서, 환자는 식사 1시간 전까지 그의 식사에 적절한 인슐린을 함유하는 장용 정제를 섭취한다. 인슐린 성분은, 일단 그것이 방출되면 신속하게 개시되도록 고안한다. 글루카곤 성분은 인슐린 성분보다 늦게, 한 구체예에서 2 내지 3시간 늦게 방출되도록 고안한다. 임의로, 장기 반감기를 지니는 변형된 글루카곤은 글루카곤 수준이 연장된 기간에 걸쳐 상승되도록 사용할 수 있다. 이러한 방식으로 투여된 글루카곤은 저혈당증을 예방하기에 정확하고 시기 적절할 것이다. 또 다른 구체예에서, 환자는 본원에 기술된 임의의 방법을 이용하여 그의 인슐린을 투여하고, 필요시, 예를들어 저혈당증을 예방하기 위해 그의 매 식사마다 글루카곤 환약을 섭취한다.

실시예 5

글루카곤 현탁액용 조성물 및 이를 특징지우는 방법

본 실시예는 글루카곤의 보관에 유용한 것으로 발견된 본 발명의 한 구체예의 한 조성물 및 글루카곤을 보관하기 위한 상기 조성물이 글루카곤에 대해 요망되는 정도의 안정성을 제공하는 것을 증명하기 위한 본 발명의 한 구체예의 방법을 입증한다. 글루카겐(GlucaGen®)을 주입 펌프 카트리지 내에서 주사용수중 5% 만니톨 중에서 200 ㎍/mL 및 500 ㎍/mL로 혼합하였다. 이 용액을 지속 기간을 설정하기 위해 30℃에서 유지시키고, pH 및 잔류 글루카곤 퍼센트를 시험하였다. 잔류 글루카곤의 퍼센트는 HPLC 분석으로 결정하였다. 결과를 200 ㎍/mL 글루카겐에 대해서는 하기 표 2에, 500 ㎍/mL 글루카겐에 대해서는 하기 표 3에 나타내었다. 결과를 3 세트의 시험으로부터의 결과이고, 데이터는 평균 ± s.e.m.으로 표현하였다.

표 2

시점	pH	타임 제로(time zero)에 비한 잔류 글루카곤(%)
타임 제로	3.36 ± 0.01	100.0 ± 2.3
3시간	3.45 ± 0.04	101.1 ± 1.5
6시간	3.53 ± 0.03	95.2 ± 4.3
9시간	3.64 ± 0.04	99.1 ± 5.3
24시간	3.79 ± 0.04	89.3 ± 0.7

표 3

시점	pH	타임 제로에 비한 잔류 글루카곤(%)
타임 제로	2.98 ± 0.00	100.0 ± 1.1
3시간	3.10 ± 0.02	100.2 ± 1.6
6시간	3.08 ± 0.01	99.4 ± 0.9
9시간	3.13 ± 0.03	101.2 ± 0.1
24시간	3.21 ± 0.01	93.8 ± 2.1

제조 시의 모든 용액은 투명하고 색깔이 없었다. 용액은 적합성 연구를 통해 투명하고 색깔이 없었다. 육안으로 보이는 입자는 관찰되지 않았다. 높은 농도와 24시간을 포함하는 시험 기간 전체에서도 글루카곤의 충분한 양이 만니톨 용액에 잔류하였다. 추가로, 보다 높은 농도의 글루카곤은 글루카곤 잔류의 보다 높은 상대 퍼센트를 야기시켰다. 따라서, 이는 본 배합물이 유용한 기간 동안 용액중에 글루카곤을 유지시키기에 충분함을 나타낸다.

실시예 6

글루카곤 현탁액용 조성물 및 이를 특징지우는 방법

본 실시예는 본 발명의 조성물이 활성을 가지는 글루카곤 용액의 수명을 결정하거나 "내구성(wear)" 용도를 결정하기 위해 분석될 수 있는, 본 발명의 조성물 및 본 발명의 한 구체예의 한 방법을 입증한다. 5% 만니톨 용액 내의 200 ㎍/mL 및 500 ㎍/mL로 글루카곤 주사제 샘플을 제조하였다. 각각의 글루카곤 주사액 샘플의 약 3 mL의 분취량을 세통의 개별 카트리지에 첨가하였다. 카트리지를 10회 인버트시키고, 0.5 mL의 분취량을 HPLC를 위한 "타임 제로(Time Zero)"로서 각각으로부터 분리하였다. 충전된 카트리지를 50 RPM에 고정된 플랫폼 진탕기 상에 두고, 24시간 동안 30℃에서 인큐베이션시켰다. 3, 6, 9, 12 및 24시간에서, 카트리지를 오븐으로부터 분리하고, 10회 인버트시키고, 0.5 mL의 분취량을 HPLC 분석을 위해 각각으로부터 분배시켰다. 외관 및 pH를 또한 각각의 시점에서 기록하였다.

제조 시점에서의 모든 용액은 투명하였고, 색깔이 없었다. 안정성 연구를 통해 용액은 투명하고, 색깔이 없었다. 육안으로 보이는 입자는 관찰되지 않았다. 추가의 결과를 표 4 및 5에 나타내었다.

표 4

시점	pH	타임 제로에 비한 잔류 글루카곤(%)
타임 제로	3.47 ± 0.05	100.0 ± 2.7
3시간	3.45 ± 0.03	85.7 ± 4.2
6시간	3.47 ± 0.03	83.6 ± 2.6
9시간	3.50 ± 0.00	82.7 ± 2.9
12시간	3.50 ± 0.03	75.5 ± 6.0
24시간	3.53 ± 0.01	48.9 ± 1.0

표 5

시점	pH	타임 제로에 비한 잔류 글루카곤(%)
타임 제로	3.05 ± 0.02	100.0 ± 0.5
3시간	3.01 ± 0.01	98.5 ± 1.2
6시간	3.02 ± 0.00	97.6 ± 0.7
9시간	3.05 ± 0.00	95.1 ± 2.0
12시간	3.03 ± 0.00	95.0 ± 3.6
24시간	3.00 ± 0.00	93.1 ± 1.1

50 RPM에서 지속적으로 진탕시킴에 따라, 200 ㎍/mL의 5% 만니톨 중의 글루카겐은 12시간 동안 30℃에서 보관된 후 25%의 글루카곤 손실, 및 24시간 동안 30℃에서 보관된 후 약 50%의 글루카곤 손실을 나타내었다. 500 ㎍/mL의 5% 만니톨 중의 글루카겐은 24시간에 걸쳐 7% 손실을 나타내었다. 따라서, 보다 낮은 농도, 예를들어 200 ㎍/mL의 글루카곤에서도, 연장된 기간 후의 용액에 충분한 양의 글루카곤이 잔류한다. 더욱이, 보다 높은 농도의 글루카곤은 24시간 동안의 제형의 활발하게 진탕시키는 경우에도 보다 안정한 제형을 생성시키는 듯 하다.

한 구체예에서, 글루카곤 또는 이의 변이체는 높은 농도로 보관된다. 높은 농도는, 예를들어 100 마이크로그램/mL 초과일 수 있다. 한 구체예에서, 높은 농도는 200 이상, 200-300, 300-400, 400-500, 500, 500-600, 600-800, 800 또는 이 이상의 ㎍/mL의 글루카곤, 포화(또는 과포화)이다. 한 구체예에서, 글루카곤의 덜 활성인 형태는 보다 높은 농도로 보관된다. 이는 글루카곤 용액을 보다 안정하게 하고, 수용자에게 보다 많은 양의 글루카곤 용액을 투여하게 한다.

실시예 7

매우 낮은 투여량(VLD)의 글루카곤이 인슐린 처리된 당뇨병 환자의 혈당을 상승시키기 위해 사용될 수 있다.

본 실시예는 환자의 혈당 수준을 상승시키기 위한 특정 투여 경로를 통해 환자에게 낮은 투여량의 글루카곤 적용의 유효성을 입증한다. 본 실시예는 글루카곤을 및 글루코오스 혈당 수준을 증가시키는데 필요한 글루카곤의 수준을 검사하는 임상 시험을 기술한다. 하기에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 결과는 본 발명의 몇몇 구체예의 방법이 인슐린에 의해 유발된 저혈당증을 회피시키는데 사용될 수 있음을 나타낸다.

A. 0.8 내지 4 ng/kg/분의 글루카곤

제1형 당뇨병을 지는 6명의 환자를 야간 적정 기간에 90 내지 120 mg/dl의 혈당 수준으로 밤새 안정화시켰다. 이러한 90 내지 120 mg/dl 범위의 혈당 수준의 안정화는 일반적으로 0.65 내지 1.4 유닛/시간 사이의 다양한 인슐린 투여량을 이용하여 달성하였다.

아침 후에, 이들 환자에게 이들의 정상 투여량의 인슐린과 함께 0.8 내지 4.0 ng/kg/분(특정 투여량은 0.8, 1.6, 2.4, 3.2 및 4.0 ng/kg/분)의 글루카곤 범위에 걸쳐 연속 주입 펌프에 의해 글루카곤을 피하 투여하였다. 이러한 범위 내의 각각의 투여량 수준을 2 내지 3 시간 동안 주입하였다. 이러한 보다 낮은 범위의 투여량인 0.8 내지 4.0 ng/kg/분의 글루카곤 하에서, 환자의 글루카곤 또는 글루코오스 수준에서 명백한 지속적인 경향은 없었다.

B. 8 내지 16 ng/kg/분의 글루카곤

환자의 혈당 수준이 90 내지 120 mg/dl 사이에서 유지되는 야간 적정 기간을 겪은 이후, 6명의 환자에게 8 내지 16 ng/kg/분 범위의 글루카곤을 투여하였다. 연속 주입 펌프에 의해 글루카곤을 피하 투여하였다. 투여되는 특정 투여량은 8, 12 및 16 ng/kg/분이고; 각각의 투여량 수준을 3시간 동안 주입하였다. 환자를 글루카곤을 투여하기 전에 연속 피하 펌프 투여에 의해 이들의 표준 기초 수준의 인슐린으로 유지시켰다.

글루카곤의 8 ng/kg/분의 투여량은 약 2배의 혈중 글루카곤 수준과 같이 글루코오스 및 글루카곤 둘 모두를 현저하게 상승시키고, 혈중 글루코오스 수준에 대해 약 40%를 증가시켰다. 따라서, 8 ng/kg/분의 투여량은 이들 환자에서 혈중 글루코오스 수준을 증가시킬 수 있다. 더욱이, 이들 시험 조건하에서 혈당 수준을 증가시키기에 충분하지 않으면서, 시험되는 보다 낮은 범위의 투여량은 몇몇 환자에서 인슐린 투여를 통해 유발된 저혈당증을 예방하기에 충분할 수 있었다.

3명의 환자에서, 9시간 동안의 12 ng/kg/분의 글루카곤의 피하 주입은 100 내지 200 pg/ml의 범위로 6 내지 8시간 동안 유지되는 상승된 혈장 글루카곤 수준을 야기시켰다(도 8 참조). 12 ng/kg/분 투여량에서의 최고 평균 혈장 수준은 185 pg/ml이었다. 환자의 혈중 글루코오스 수준이 또한 현저히 상승되었다(도 9 참조). 이는 지효성의 매우 낮은 투여량의 글루카곤이 연장된 기간에 걸쳐 효과적으로 환자에게 투여되어, 조절가능하게 상승되는 혈중 글루코오스 수준의 요망되는 결과를 나타낼 수 있음을 명백히 입증한다.

두명의 환자에게 16 ng/kg/분의 글루카곤을 9시간 동안 피하 처리하였다. 둘 모두의 피검체에서, 16 ng/kg/분의 투여는 12 ng/kg/분의 투여량에서 달성되는 것보다 높은 최고 혈장 글루코오스 수준을 야기하였다(도 8 참조). 둘 모두의 피검체에서, 최고 수준이 주입의 최초 3시간 동안 달성된 후, 12 ng/kg/분의 투여량에서 관찰되는 수준으로 감소하는 경향이 있었다. 16 ng/kg/분의 투여량 수준에서, 최고 평균 수준은 약 254 pg/mL이었다. 주입의 후반 부분 동안의 글루카곤 수준에서의 감소에도 불구하고, 글루코오스 수준은 주입 과정을 통해 상승된 채로 유지되었다(도 8 내지 11 참조). 16 ng/kg/분 투여량에서 달성된 글루코오스 수준은 일반적으로 12 ng/kg/분의 보다 낮은 투여량에서 달성된 수준보다 높았다(도 9 참조).

상기 기술된 피검체는 일반적으로 단식 평가 기간을 통해 이들의 기초 투여 속도의 인슐린에서 유지되었다. 투여되는 인슐린은 환자마다 다양하였고, 시간 당 0.5 내지 1.8 유닛의 인슐린으로 다양하였다. 글루코오스 수준은 글루카곤 주입이 시작된 후 30분에 걸쳐 증가하기 시작하였다. 대체로, 이러한 상승은 글루카곤 주입을 통해 유지되었다.

이들 결과는 연속적으로 투여된 글루카곤의 매우 낮은 투여량이 인슐린 처리된 환자에서 저혈당증을 유발하지 않고 혈당 수준을 증가시킬 수 있음을 입증한다.

이들 데이터는 8 내지 16 ng/kg/분 범위의 글루카곤 투여량의 투여가 약 100 내지 200 pg/mL 범위의 혈장 글루카곤 수준의 증가를 발생시키고, 이들 수준이 충분한 기간에 걸쳐 유지될 수 있음을 확증한다. 글루카곤에 대한 일반적인 참조 범위는 50 내지 150 pg/mL이다. 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 이들 결과는 글루카곤의 연속적인 적은 투여가 당뇨병 환자에서 혈당을 상승시킬 수 있어, 이러한 환자의 저혈당증을 예방하기 위한 수단을 제공할 수 있음을 입증한다. 이들 결과는 혈당 수준의 증가를 유발하는데 필요한 글루카곤의 양을 입증한다. 당업자는 보다 낮은 글루카곤의 투여량이 다른 환자의 저혈당증을 예방하는데 사용될 수 있으나, 8 ng/kg/분 및 본원에 예시된 보다 높은 투여량이 저혈당증을 예방하는데 효과적임을 인지할 것이다. 실제 최소량은 환자마다 다양할 수 있고, 본 발명의 기술에 제공된 바와 같이, 당업자는 특정 환자에 대해 사용될 수 있는 최소량을 용이하게 결정할 수 있다.

흥미롭게도, 12 내지 16 ng/kg/분의 양의 VLD 글루카곤을 이용한 본 발명의 실시예에서 달성된 수준은 실험적으로 유발된 저혈당증의 질환에 대하여 비-당뇨병 환자에서 관찰되는 수준과 유사하다.

하기 실시예는 인슐린 시험, 즉 환자에서 저혈당증을 달리 유발하는 인슐린의 투여량이 존재하는 경우에도 상기 투여량의 글루카곤이 저혈당증을 예방하는 방법을 입증한다.

실시예 8

글루카곤을 이용한 인슐린에 의해 유발된 저혈당증의 예방

본 실시예는 인슐린에 의해 유발된 저혈당증(본 실시예에서는 50 mg/dl 미만의 혈당)이 지속적으로 투여되는 글루카곤의 낮은 용량을 이용하여 예방될 수 있음을 입증한다. 이 연구는 세개의 비지트(visit)로 구성된다. 첫번째 비지트는 임의의 글루카곤을 적용하지 않고 피검체에 투여되는 인슐린의 양을 증가시키고, 피검체의 혈당 수준을 모니터하는 것을 포함한다. 이러한 첫번째 연구는 이들 환자의 저혈당증을 유발하기 위해 인슐린 시험이 요구되는 것을 정의한다. 이후의 두개의 비지트에서, 두개의 상이한 투여량의 글루카곤을 환자에게 투여하고, 글루카곤이 인슐린 시험에 의해 달리 유발된 임의의 저혈당증을 예방하거나 지연시켰는지 결정하기 위해 환자의 혈당 수준을 모니터한다. 따라서, 첫번째 비지트에서 측정한 글루코오스 수준과 이후의 두개의 비지트에서의 수준을 비교함으로써, 글루카곤이 저혈당증을 예방하였는지 결정할 수 있다.

첫번째 비지트 동안, 각각의 피검체의 기초 인슐린 투여 속도를 상향 적정하여(90분 마다 50% 증가(예를들어, 1.0 유닛/시간의 기초 투여 속도로부터 90분 동안 시간당 1.5 유닛, 90분 동안 2.0, 2.5로 증가)) 저혈당증(50 mg/dl 미만의 혈당)을 유발하였다. 한 환자에 대한 결과를 도 12에 도시하였고, 비지트 1은 사각형으로 나타내었다. 라인의 낮은 세트는 피검체에게 투여된 인슐린의 증가 또는 감소를 추적한다. 투여된 인슐린을 12:30 후에 기초 투여 속도의 주입(및 글루코오스 투여)으로 회복시키고, 이에 따라 12:30 후에 스파이크가 예상된다. 혈당 수준을 50 mg/dL 내지 350 mg/dL 사이로 다양하게 하였다. 50 mg/dL 미만의 글루코오스 수준을 저혈당증의 표시로 간주하였다.

비지트 2 및 3 동안, 피검체에 다양한 투여량의 글루카곤의 연속적 주입을 투여(7:00 a.m.에서 시작하여 약 4:00 p.m.에 종료)하여 투여량이 인슐린에 의해 유발된 저혈당증을 회피시키거나 첫번째 비지트에서 관찰되는 저혈당증의 발병 시기를 지연시키는지 결정하였다. 글루코오스 수준에서 활성의 개시는 약 60 내지 90분이고, 인슐린 주입 속도를 올리기 1시간 전에 글루카곤 주입을 시작하였다.

8 ng/kg/분(삼각형)의 투여량 및 16 ng/kg/분(원형)의 투여량인 두개의 상이한 투여량의 글루카곤을 시험하였다. 혈중 글루코오스 수준에 대한 이들 낮은 투여량의 지속적 글루카곤 주입의 결과를 도 12에 도시하였다. 도 12에 나타난 바와 같이, 8 ng/kg/분 투여량의 글루카곤(삼각형)은 글루카곤이 투여되지 않은 시험과 비교하여 환자에서 보다 높은 수준의 혈중 글루코오스를 유지하였다. 또한, 12:30에 대조 라인(글루카곤 없이, 인슐린만 증가시킴, 사각형)은 실제 종료되고; 그래프 상의 이러한 시점 이후는 인슐린이 투여되지 않았고, 이에 따라 7:00 내지 12:30 사이에서 비교가 이루어져야 한다. 저혈당증은 약 2시간 동안 지연되었다.

도 12에 도시된 바와 같이, 16 ng/kg/분의 투여량(원형)은 대조군 수준보다 현저히 높게 혈중 글루코오스 수준을 유지하였고, 충분한 기간 동안의 8 ng/kg/분(삼각형)의 글루카곤 투여량 보다 높았다. 추가로, 8 ng/kg/분의 투여량은 저혈당증을 예방하고 혈중 글루코오스 수준을 50 mg/dL 이상으로 유지시킬 수 있으며, 16 ng/kg/분의 투여량은 100 mg/dL에 가깝게 혈중 글루코오스 수준을 유지시킬 수 있다. 이는 둘 모두의 이러한 범위의 유효성 및 투여량 의존성을 나타낸다.

그래프의 하부 섹션의 선(즉, 도 12의 50 mg/dl 라인 아래의 삼각형, 사각형 및 원형을 표시하는 선)은 시험 기간에 걸친 인슐린 주입의 단계를 나타낸다. 따라서, 하부 사각형을 표시하는 선은 비지트 1 동안의 인슐린 수준의 표시이고, 하부의 원형 및 삼각형을 표시하는 선은 각각 비지트 3 및 2 동안의 인슐린 수준의 표시이다.

또 다른 환자에서, 8 ng/kg/분 투여량의 효과는 도 12에 나타낸 바와 같이 현저하지 않았다. 따라서, 이 환자는 저혈당증을 예방하기 위해 보다 높은 투여량 또는 주입 속도를 필요로 한다. 이는 첫번째 환자에 대한 도 12에 나타낸 것과 유사한 효과, 즉 200 mg/dl을 초과하는 상승된 혈중 글루코오스 수준을 입증하는 16 ng/kg/분의 투여량 데이터에 의해 입증된다.

상기의 시험된 글루카곤 수준 이외에, 유사한 프로토콜을 이용하여 보다 낮은 수준의 글루카곤의 유효성을 또한 시험하였다. 시험된 또 다른 환자에서, 상기 실험을 보다 낮은 투여량의 글루카곤인 4.0 ng/kg/분 및 보다 높은 제한의 인슐린(인슐린의 기초 투여 속도의 1.5배)을 이용하여 반복하였다. 결과를 도 13에 나타내었다. 그래프에서 볼 수 있는 바와 같이, 첫번째 비지트(다이아몬드) 동안 BRI의 증가가 보다 낮은 혈중 글루코오스 수준(사각형)을 야기한 반면, 두번째 비지트(별모양)에서의 4 ng/kg/분의 글루카곤의 투여는 인슐린 수준이 증가(원형)된 경우에서도 상승된 혈중 글루코오스 수준("X")을 유지시킬 뿐만 아니라 혈중 글루코오수 수준의 감소를 지연시키는 것을 원조하였다. 이 환자에서, 인슐린의 상승된 수준은 달리 유발된 저혈당증을 지니지만, 4.0 ng/kg/분의 글루카곤이 저혈당증 발병을 예방하기에 충분하였다.

저혈당증을 예방하기 위해 낮은 투여량의 글루카곤을 투여하는 상기 확인된 이점 이외에, 피하 투여되는 글루카곤의 투여 스케줄에 대한 지속적인 이점이 존재하는 듯하다. 혈중 글루코오스 수준은 글루카곤 투여가 중단된 후에도 상승된 채로 유지되었다(참조: 도 12의 4:00 p.m. 이후의 섹션). 따라서, 글루카곤의 지속적 투여는 상승된 혈중 글루코오스 수준의 연장된 기간을 유지하는데 요구되지 않는다.

상기 방법은 특정 환자에 투여되는 글루카곤의 적절한 양을 결정하기 위해 사용된다. 보다 많은 양의 인슐린, 예를들어, 시간당 2-10, 10-20, 20-30 또는 이 이상의 유닛의 인슐린을 투여받는 환자를 시험하는 것이 저혈당증을 예방하기 위한 글루카곤의 적절한 투여 치료법을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 상기 실시예에서, 인슐린 양은 1.5 내지 약 2.5배를 증가시켰다. 한 구체예에서, 인슐린의 양이 증가함에 따라 비례적으로 글루카곤의 양이 증가하고, 새로운 글루카곤 투여량이 저혈당증을 예방하기에 적당한지 결정(상기 방법에 따라 결정)한다. 이런 식으로, 특정 환자에 대한 글루카곤의 적절한 투여량을 결정할 수 있다. 당업자중 하나는 이러한 관계가 100% 비례적일 필요는 없으며, 얼마 정도의 통상적 실험이 최종 값의 최적화에 유용할 수 있음을 인지할 것이다. 추가로, 얼마나 자주 글루카곤이 투여되는 것이 실제로 필요한지 확인하기 위한 투여 스케줄을 결정하기 위해 상기 실시예를 이용할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 일정한 투여가 아니라, 글루카곤은 99-90, 90-80, 80-60, 60-40, 40-20, 20-10, 10-1 퍼센트 또는 이 미만의 시간만 투여된다.

당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 투여 방법의 변형(예를들어, 패취, 흡입, 국소 크림, 정맥내 등)이 또한 본 방법을 이용하여 시험될 수 있다. 추가로, 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 이러한 방법은 환자에 대한 글루카곤 투여의 적절한 시기를 결정하기 위해 변형될 수 있다. 예를들어, 글루카곤은 인슐린 수준이 조정되기 1시간 전에 투여될 수 있고, 예를들어 글루코오스 혈중 수준의 보다 나은 조절이 유지되는지 결정하기 위해 90분 이상으로 또는 45분 이하로 감소될 수 있다. 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 투여 시기 및 투여 방법은 필요량에 영향을 줄 수 있다. 추가로, 다양한 첨가제의 중요성이 상기 방법을 통해 시험될 수 있다.

실시예 9

저혈당증을 예방하기 위한 VLD 글루카곤 양의 결정

본 실시예는 본 발명의 방법에 따라 투여된 글루카곤이 요망되는 혈중 글루코오스 수준 유지에서 요망되는 바와 같이 작용하는 것을 입증하기 위한 임상 실험을 기술한다. 이러한 방법은 또한 인슐린에 의해 유발된 저혈당증을 예방하기 위해 특정 환자에 투여하기 위한 인슐린 대 글루카곤의 최적 비를 결정하는 수단을 제공한다.

피검체는 저녁에 보고되고, 약 1700 내지 1800 h에서 표준 식사가 제공된다. 이들은 탄수화물 수에 기초한 이들의 펌프를 통해 이들의 일반 인슐린 투여량이 볼루스로 투여된다. 2000 h에서, 또 다른 펌프 (펌프 2)가 복부의 반대측에서 인슐린 주입과 동일한 속도로 주입되는 염수로 개시된다. 약 2000 h로부터, 피검체는 단식되고, CSⅡ를 통해 인슐린의 일반 기초 투여량이 투여된다. 혈장 글루코오스는 야간에 걸쳐 매시간 마다(또는 필요시 보다 빈번히) YSI로 체크한다. 혈장 글루코오스는 기초 인슐린 투여 속도를 조절하고, 필요시 5% 덱스트로오스(혈장 글루코오스가 90 mg/dl 미만으로 감소하는 경우) 및 인슐린(혈장 글루코오스가 160 mg/dl 초과로 증가하는 경우)을 정맥내 투여하여 약 100 내지 125 mg/dl로 유지한다.

0700 h에서 0800 h까지, 기선 혈액 샘플을 작도하고, 혈장 글루코오스, 유리 지방산, 케톤체, 글루카곤 및 인슐린 수준에 대해 시험하였다. 0800 h에서, 피검체에 애니마스 펌프 1(Animas Pump 1)을 통해 이들의 인슐린의 일반 기초 투여량을 2회 투여하여, 조절된 저혈당증을 유발시켰다. 애니마스 펌프 2를 통해, 이들에게 복부의 반대측에 VLD 글루카곤을 투여하였다. 투여되는 글루카곤의 투여량은 기존의 연구에 기초하여 개별화시켰다. 선택된 투여량은 각각의 개인 연구 피검체에서 고혈당증을 야기시키지 않는 가장 높은 투여량(> 180 mg/dl)이다.

0800 h에서 1200 h까지, 혈액을 매 5 내지 10분마다 작도하고, YSI 혈장 글루코오스를 결정하였다. 0800 h에서 1200 h까지 매 15 내지 30분 마다 유리 지방산, 케톤체, 글루카곤 및 인슐린 수준을 측정하기 위해 혈액을 작도하였다. CSⅡ(지속적 피하 인슐린 주입)를 통해 인슐린의 보다 높은 기초 투여량을 투여함에도 불구하고, 연구 피검체의 혈장 글루코오스 수준은 저혈당 수준(< 60 mg/dl)으로 감소하지 않았고, 이는 인슐린의 높은 기초 투여량의 효과를 낮추는 글루코오스를 방해시키는 글루카곤의 동시적인 연속 피하 주입 때문이다. 연구 동안, 피검체의 혈장 글루코오스가 감소되기 시작하고, 2개의 연속적인 기간에 90 mg/dl 미만으로 떨어지고, 연속적인 글루카곤의 투여량 주입이 혈장 글루코오스의 하락에 거슬러 25%로 상향 적정하는 것을 발견하였다. 반면에, 피검체의 혈장 글루코오스가 증가하기 시작하고 1시간에 25% 초과로 상승하는 경우, 글루카곤 투여량의 주입이 혈중 글루코오스에서의 증가에 거슬러 25%로 하향 적정하였다. 따라서, 이러한 실험은 소량의 글루카곤과 인슐린의 배합이 인슐린에 의해 유발된 저혈당증을 예방할 수 있다는 것을 입증한다. 인슐린 및 글루카곤 둘 모두는 피하 투여될 수 있다.

상기 방법에 의해, 글루카곤 제형의 다양한 형태 및 투여 방법을 또한 시험할 수 있다. 따라서, 글루카곤을 위한 최적 시간 및 전달 모드 또는 글루카곤 모사체 또는 변이체, 또는 이들의 제형을 결정할 수 있다. 또한, 본원에 기술된 방법 및 조성물을 위한 기타 저혈당성 및 고혈당성 물질의 적합성을 시험하기 위한 이러한 방법을 이용할 수 있다.

실시예 10

야간 저혈당증 예방

본 실시예는 예를들어 글루카곤의 조성물, 글루카곤 변이체, 또는 이들의 제형이 사람의 둔감한 인슐린에 의해 유발된 야간 저혈당증을 예방하는데 유효한지 입증하기 위한 한 방법을 입증한다. 추가로, 이는 야간 저혈당증을 예방하기 위한 글루카곤 또는 변이체 또는 제형의 유효성을 시험하기 위한 방법을 제공한다.

표준화된 석식 2시간 후(-1800 h)에, 피검체에 첫번째 펌프를 통해 이들의 인슐린의 정상 투여량을 투여하여 야간 저혈당증의 발달을 유발하였다. 2200 h에서, 이들에게 2번째 펌프(CSI)를 통해 글루카곤을 주입하였다. 이후, 혈중 글루코오스 수준을 야간에 걸쳐 모니터하였다. 글루카곤의 적당한 투여량은 혈중 글루코오스 수준을 저혈당 수준으로의 감소로부터 방지하였다. 글루카곤 및 인슐린 둘 모두는 피하 투여될 수 있다.

실시예 11

저혈당증 인식의 손실을 예방하기 위한 낮은 투여량의 글루카곤 투여

인슐린을 섭취하는 피검체의 저혈당증 인식의 손실을 예방하기 위해, 혈중 글루코오스 수준을 요망되지 않는 저혈당증 수준(예를들어, 50 mg/dL 미만)으로 진입하는 것으로부터 예방하기 위해 피검체에 5 초과 내지 약 16 ng/kg/분의 글루카곤을 피하 투여하였다. 투여된 투여량이 충분한지 결정하기 위해, 피검체의 글루코오스 수준이 특정 지점 미만(예를들어, 50 mg/dL 미만)으로 떨어지지 않도록 하기 위한 시험 기간에서 다양한 시점을 통해 혈중 글루코오스 수준을 측정할 수 있다. 이러한 시험은 또한 피검체에 투여된 글루카곤의 투여량을 최적화하기 위해 사용될 수 있다. 글루카곤의 투여는 글루카곤의 낮은 투여량의 예방 투여를 통해 만성적이고, 환자는 저혈당증을 회피하고, 연장된 인슐린 사용을 통해 반복 저혈당 에피소드로 인한 저혈당 불감증이 발달하지 않는다.

실시예 12

저혈당 인식을 회복하기 위한 낮은 투여량의 글루카곤의 투입

저혈당 인식의 손실로부터 고통받는 환자는 환자가 그의 또는 그녀의 혈중 글루코오스 수준이 70 mg/dl 미만의 혈중 글루코오스로 떨어진 경우 이를 확인할 수 있는지 결정하는 것을 스크리닝함으로써 확인될 수 있다. 일단 확인된 후, 투여량이 8 내지 16 ng/kg/분의 글루카곤이 혈중 글루코오스 수준이 특정 수준(예를들어, 50 mg/dL 미만)으로 감소하는 것을 예방하기 위해 피검체에 피하 투여되는 한 구체예에서 적절한 투여량을 투여할 수 있다.

혈중 글루코오스 수준은 피검체의 글루코오스 수준이 저혈당 지점으로 떨어지지 않는 것을 결정하기 위해 다양한 시점을 통해 측정될 수 있다. 이러한 측정은 또한 환자에게 투여되는 글루카곤의 양을 최적화시키기 위해 사용될 수 있다. 글루카곤의 투여를 통해, 환자는 보다 적은 저혈당 에피소드를 경험할 것이고, 그 또는 그녀의 저혈당증 인식은 향상될 것이다. 피검체의 저혈당증 인식은 피검체가 그 또는 그녀의 혈중 글루코오스 수준이 특정 지점(예를들어, 70 mg/dl) 미만이 되는 경우 이를 확인할 수 있는지 결정함으로써 상기 기술된 바와 같이 시험될 수 있다.

다양한 투여량, 다양한 제형의 형태, 및 다양한 적용(투여) 방법이 최적 투여량을 결정하거나, 제형 또는 투여 방법이 저혈당증을 예방하기에 최적인지 결정하기 위한 상기 방법을 이용하여 모두 시험될 수 있다.

실시예 13

당뇨병의 조절 및 저혈당증의 예방을 위한 글루카곤(경피 투여) 및 인슐린의 공동 투여[패취 및 국소 크림 포함]

치료학적 약물을 전달하기 위한 경피 패취의 사용은 더욱더 일반적으로 증가하고 있다. 패취는 일부 약물을 혈류로 전달하는 비침습적이고 용이한 방법을 제공한다. 니코틴 및 호르몬 대체 치료요법은 아마도 이러한 기술의 가장 잘 알려진 용도이다. 경피 패취에 의한 약물 전달의 특징들 중 하나는, 전달율이 통상적으로 일정하며 장시간 동안(패취를 착용할 때까지) 지속된다는 것이다. 이러한 특성은 통증 관리(FENTANYL) 및 니코틴 대체 치료요법 분야에서 유리한 것으로 입증되었으며, 여기서, 장시간의 평탄한 프로파일이 이상적이다. 이러한 특성은, 경피 패취가 인슐린 또는 글루카곤의 기본 대체에 적합하도록 한다. 본원에 참조로 포함된 국제 공개 특허공보 제WO0243566호를 참조한다.

단기간 작용하는 패취가 또한 공지되어 있다. 1시간 이내에 단백질(특히 인슐린)의 혈류내로의 경피 전달은 본원에 참조로 포함된 미국 특허 제5,707,641호에 보고되어 있다. 동일한 방법으로 및 유사한 제형을 사용하여 다른 단백질을 전달하는 능력 또한 기술되어 있다. 따라서 글루카곤은 이러한 방식으로 투여될 수 있다.

인슐린 패취의 개발은 현재 헬릭스 바이오파마(Helix BioPharma)사에 의해 카나다로부터, 및 독일의 아이디이에이(IDEA)에 의해 추진되고 있으며, 현재 2상 시험이 진행중이다. 아이디이에이 기술(TRANSFEROMEs^®)은 피부 장벽을 통해 펩티드와 같은 거대 분자를 수송하는 것이다. 도 6은 투과의 경우(상부 및 하부 회색 곡선은 각각 더 친지성인 물질 또는 덜 친지성인 물질에 대한 것을 나타냄) 또는 트랜스페롬(TRANSFEROME^®) 매개 침투(흑색의 선 및 점)의 경우, 경피 수송율에 미치는 분자량과 친지성의 효과를 도시한다. 회색 점은 경피 패취형 시판 약물을 나타낸다. 이러한 기술과는 상관없이, 펩티드를 경피적으로 효율적으로 전달하는 능력은 입증되어 있고 임박해있다. 특히, 인슐린과 글루카곤 둘다는 경피적으로 전달될 수 있으므로, 경피 패취 및 유사 장치를 사용하여 실시되는 본 발명의 몇몇 구체예가 제공된다.

각종의 가능한 패취 구조 및 매트릭스가 의도된 특정의 사용 방식에 따라서 선택된 특정 유형을 이용하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 2개의 기본 유형의 인슐린 매트릭스, 즉 기초 인슐린 대체를 위한 매트릭스 및 식사 인슐린 대체를 위한 매트릭스가 사용될 수 있다. 글루카곤 패취는 저혈당증로부터 보호하기 위한 식사후 글루카곤 또는 기초 글루카곤 대체량을 제공하기 위해 제형화될 수 있다. 한 구체예에서, 본 발명은 동일한 매트릭스내에 함께 또는 서브-매트릭스(sub-matrice)내에 별개로 기본 유형의 조합을 포함하는 패취 매트릭스를 사용하여 실시할 수 있다.

따라서, 하기 패취 매트릭스가 몇몇 구체예의 실시에 유용할 수 있다:

· 기초 인슐린 대체용의 인슐린을 함유하는 매트릭스;

· 식사 인슐린 대체용 인슐린을 함유하는 매트릭스;

· 기초 글루카곤 대체용 글루카곤을 함유하는 매트릭스;

· 저혈당증으로부터 보호하기 위한 식사후 글루카곤을 함유하는 매트릭스;

· 식사 인슐린 대체용 인슐린 및 저혈당증으로부터 보호하기 위한 식사후 글루카곤을 함유하는 매트릭스;

· 인슐린 및 글루카곤 둘다의 기초 대체용 인슐린 및 글루카곤을 함유하는 매트릭스;

· 2개 이상의 서브-매트릭스로 구성되며, 각각의 서브-매트릭스는 위에서 기술한 매트릭스중 하나인 매트릭스.

국소 크림을 패취에 대한 대안으로서 사용할 수 있다.

식사 인슐린 매트릭스를 위해, LISPRO (HUMALOG), ASPART (NOVOLOG) 또는 GLULISINE(APIDRA)와 같은 단기간 작용하는 인슐린을 사용할 수 있다. 식사 인슐린 매트릭스는 작용개시의 신속성에 따라, 통상적으로 식사중 또는 식사전 일정 시간에 적용된다. 작용개시에 대한 시간을 최소화하는 식사 인슐린 패취를 사용함으로써 패취를 식사시간에 근접하게 적용한다. 작용개시에 대한 시간은 인슐린 농도 및 제형의 특성에 따른다. 예를 들어, 인슐린의 단순한 습윤-매트릭스는 미국 특허 제5,707,641호에 따라 제형화된 인슐린 패취보다 작용개시가 더욱 느리다. 분자 크기가 경피 패취로부터의 생체이용율에 영향을 미치므로, 단량체 인슐린이 보다 큰 덩어리의 인슐린 분자보다 더욱 빠르게 작용할 것이고 더욱 용이하게 흡수될 것이다.

식사 인슐린의 전달을 유지하는 다수의 상이한 방법들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상이한 농도의 패취를 고정된 시간의 기간동안 사용할 수 있으며, 환자가 선택한 농도는 섭취한 탄수화물의 양에 의존할 것이다. 패취를 착용하는 지속기간은 고정시킬 수 있다. 패취는 제거시 반드시 전부 소모될 필요가 없는데, 즉 이는 이의 사용동안 내내 고정 농도를 전달할 수 있다. 다른 예로서, 단일 농도의 식사 패취를 다음과 같이 사용할 수 있다. 패취를 착용하는 시간은 섭취한 탄수화물의 양에 따라 변한다. 패취는 제거시 반드시 전부 소모될 필요가 없는데, 즉, 이는 사용동안 내내 고정 농도를 전달할 수 있다.

다른 실시예로서, 인슐린의 고정 투여량을 함유하는 식사 패취를 사용할 수 있다. 자가-소모성 패취의 장점은, 이들을 제거하는데 실패해도 자체가 저혈당증의 위험을 수반하지는 않는다는 것이다. 이러한 패취는 실질적으로 제거시 실질적으로 전부 소모되며 주입 비율은 전면에 부하될 것이다. 한 구체예에서, 사용된 식사 인슐린 패취는 가변성 인슐린 농도(대략 소모된 탄수화물의 양에 적절한 농도)를 지니며, 매우 신속한 작용개시(바람직하게는 즉시, 그러나 1시간 이상은 아님)를 지니며, 고정된 시간 경과(바람직하게는 3 내지 5시간)후 제거되거나 불활성화되고 식사중(또는 식사전 1시간 미만) 활성화된다. 식사 글루카곤 패취는 패취와 연관된 작용개시의 신속성에 따라서 식사중 또는 식사후 일부 예정된 시간에 적용된다. 작용개시 속도는 사용된 글루카곤의 농도 및 사용된 제형의 특성 둘다에 의해 결정된다. 예를 들어, 글루카곤의 단순한 습윤-매트릭스는 미국 특허 제5,707,641호에 기술된 기술에 따라 제형화된 글루카곤 패취보다 더욱 느린 작용개시를 갖는 것으로 예상할 수 있다.

한 구체예에서, 글루카곤 패취는, 글루카곤의 최고 방출이 적용 후 2 내지 5시간 사이의 소정 시간에서 도달하도록 설계된다. 이러한 패취는 식사중에 적용된다. 패취 내의 글루카곤의 양은 5 내지 30 ng/㎏/분 초과, 더욱 바람직하게는 8 내지 16 ng/㎏/분의 글루카곤이 피하 투여되는 것과 동등한 양이 환자에게 전달되기에 충분한 양일 것이다.

다수의 상이한 패취 구조물을 사용할 수 있다. 이들은 다음 패취를 포함한다:

· 단일 구획내에 단일 매트릭스 또는 서브-매트릭스 세트를 함유하는 패취;

· 각각 자체의 고유 매트릭스 또는 서브-매트릭스의 세트를 함유하는 2개 이상의 별개의 구획을 함유하며, 하나의 단위로서 활성화되거나 불활성화되는 패취; 및

· 각각 자체의 고유 매트릭스 또는 서브-매트릭스의 세트를 함유하는, 2개 이상의 별개의 독립적인 구획을 함유하며, 각각의 구획은 독립적으로 활성화되고 불활성화되는 패취.

다른 패취 배치형태도 사용할 수 있으며, 본 발명의 실시는 위에서 기술된 배치형태에 한정되지 않는다.

A. 경피적으로 투여된 인슐린[패취 및 국소 크림 포함]

(i) 경피적으로 및 피하 주사로 투여된 인슐린[패취 및 국소 크림 포함]

본 실시예에서는 단지 식사 인슐린 및 식사 글루카곤만이 경피 패취에 의해 투여된다. 이는 (i) 혼합된 글루카곤과 인슐린의 단일 매트릭스의 사용; (ii) 하나는 인슐린을 함유하고 다른 것은 글루카곤을 함유하는, 2개의 서브 매트릭스를 지닌 단일 구획의 사용; (iii) 하나는 인슐린을 함유하고 다른 것은 글루카곤을 함유하며, 둘다 동시에 활성화되고 동시에 불활성화되는, 2개 구획을 함유하는 단일 패취의 사용; 및 (iv) 하나는 인슐린을 함유하고 다른 것은 글루카곤을 함유하며, 각각 독립적으로 활성화되고 독립적으로 불활성화되는, 2개의 별개 패취(또는 단일의 패취내 2개의 구획)의 사용. 기초 인슐린은 실시예 1.A.i에 기술된 바와 같이 GLARGINE 또는 ULTRALENTE와 같은 장시간 작용하는 인슐린의 피하 주사에 의해 경피적으로 전달된다. 한 구체예에서, 방법 (i)이 사용된다. 상이한 매트릭스를 사용하여 목적한 약동학을 달성할 경우, 방법 (ii) 또는 (iii)이 사용될 수 있다. 인슐린 작용개시 및 글루카곤 작용개시의 시기가 일치하지 않을 경우, 방법 (iv)가 사용될 수 있다.

본 예시적인 실시예에서, 상기 방법(ii)가 사용된다. 사용자는 식사시간(또는 바람직하게는 식사전 1시간 이내)에 식사 패취를 활성화시킴으로써 동시에 서브-매트릭스 둘다를 활성화시킨다. 고정 농도 패취가 사용되는 경우, 사용자는 섭취한 탄수화물의 양에 대해 적절한 시간 기간 후 패취를 제거한다. 가변 농도 패취를 사용하는 경우, 사용자는 패취를 고정 시간후, 통상적으로 식사후 1 내지 3시간 사이에 제거한다. 한 구체예에서, 고정 농도가 사용된다. 이러한 구체예에서, 투여된 글루카곤의 양은 투여된 인슐린의 양과 함께 증가시킬 수 있다.

(ii) 경피적으로 투여된 인슐린[패취 및 국소 크림 포함]

본 실시예에서는, 인슐린 및 글루카곤 둘다를 경피적으로 투여한다. 2개의 상이한 유형의 패취(또는 독립적으로 작동화된 구획)를 사용할 수 있다. 하나의 패취(또는 구획)는 24시간에 걸쳐 기초 인슐린을 대체하도록 설계된 매트릭스를 함유한다. 별개의 서브-매트릭스내 식사 인슐린 및 글루카곤 둘다를 함유하는 단일 패취(또는 구획)을, 식사시간(또는 식사시간에 근접한 시간)에 식사 패취를 적용하기에(또는 식사 구획을 활성화시키기에) 적절한 작용개시 시간으로 사용한다.

한 구체예에서, 4개의 독립적으로 작동가능한 구획을 함유하는 단일 장치가 사용되는데, 여기서, 하나의 구획은 적용시 활성화되어 24시간 동안 활성인 상태로 있는 기초 인슐린을 함유하는 구획이고, 다른 3개의 구획은 동일한 구획내에 별개의 서브-매트릭스내 식사 인슐린과 글루카곤을 함유하며, 각각의 구획은 식사시간에 별개로 활성화되는 구획이고 식사후 소정 시간에 불활성화되며, 활성화 시간은 소모된 탄수화물의 양에 비례한다.

식사 시작시(또는 식사전 1시간 이내의 소정 시간에), 환자는 이들 식사 구획중 하나를[예를 들면, 패취와 피부사이의 밀폐 플라스틱 봉합을 잡아당김으로써] 활성화시키며, 이러한 방법은 인슐린 및 글루카곤의 경피 주입을 개시한다. 소정 시간 경과후, 섭취한 탄수화물의 양에 직접 비례하는 기간에, 식사 구획을 [예를 들면, 구획을 활성화시키는데 사용된 장벽을 교체하거나 패취의 말단으로부터의 구획을 전체적으로 제거함으로써] 불활성화시킨다. 인슐린 서브-매트릭스내 인슐린 제형은 단기간 작용하는 인슐린이며, 패취는 신속하게 작용개시하도록 설계된다. 글루카곤 서브-매트릭스내 글루카곤 제형은 구획을 활성화시킨 후 1 내지 3시간사이에 혈류속에서 유효 농도에 도달하도록 설계됨으로써, 실시예 13.A.i에 기술된 바와 같은 주기의 적절한 시기에 저혈당증으로부터 보호한다.

대안적 구체예에서, 하루에 3회 이상의 식사를 허용하는 단일 장치는 3개 이상의 식사 구획을 허용하도록 용이하게 고안된다. 대안적 구체예에서, 위에서 기술한 바와 같이, 식사 약물은 전체적으로 별개의(및 독립적으로 작동되는) 식사 패취속에 함유될 수 있다. 대안적 양태에서, 식사 패취는 별개의 인슐린 및 글루카곤 구획으로 이루어져서 각각 독립적으로 활성화되고 독립적으로 불활성화될 수 있다.

인슐린 및 글루카곤에 대해 별개로 및 독립적으로 조절된 구획을 함유하는 단일 장치는 7개의 별개 구획, 즉 기초 인슐린에 대해 1개의 구획, 식사 인슐린에 대해 3개의 구획 및 식사 글루카곤에 대해 3개의 구획을 지닐 수 있다. 기본 패취는 기초 인슐린(대체되기 전 24시간 동안 착용된)을 대체하도록 설계된다. 사용된 인슐린은 경피 전달에 적합한 임의의 인슐린일 수 있다. 기초 인슐린 구획은 또한 각각 24시간의 기간에 걸쳐 기초 글루카곤을 공급하기에 충분한 양의 글루카곤(혼합되거나 서브-매트릭스내에 있는)을 임의로 함유할 수 있다. 이는 하루 종일 및 특히 수면중에 저혈당증으로부터 보호하는 유리한 효과를 지닌다.

패취 내의 글루카곤의 양은 5 내지 30 ng/㎏/분 초과의 피하 투여되는 글루카곤, 예를들어 6 내지 20 ng/㎏/분, 또 다른 예로서 8 내지 16 ng/㎏/분의 글루카곤과 동등한 양이 환자에게 전달되기에 충분한 양일 수 있다. 0 내지 3 유닛의 인슐린이 1시간에 적용되어야 하는 경우 글루카곤이 존재할 수 있다. 예를들어, 3 내지 20 유닛의 인슐린이 1시간에 적용되어야 하는 경우 보다 많은 양의 글루카곤이 존재할 수 있다. 대안적으로, 인슐린의 양과 상관없이 동일한 양의 글루카곤이 존재한다.

B. 흡입[폐, 협측, 비강 및 설하 포함]에 의해 투여된 인슐린

본 실시예에서, 인슐린은 상기에 기술된 바와 같이 흡입에 의해 전달된다. 흡입은 단지 식사 인슐린 전달(비경구적으로 전달되는 기초 인슐린)에 대한 흡입 모드일 수 있거나, 사용되는 모든 인슐린이 흡입에 의해 전달될 수 있다. 환자는 흡입(하나 이상의 작동으로)에 의해 그 또는 그녀의 식사에 대해 적절한 양의 인슐린을 투여한다. 환자는 경우에 따라 식사후 인슐린을 임의로 증가시킬 수 있다.

글루카곤은 실시예 13.A.i에 기술된 바와 같이 패취로 투여된다. 패취(또는 단일 패취내 글루카곤 구획 세트)는 피부에 부착되며, 패취 또는 (서브 구획)은 식사시간에 활성화된다. 패취는 느리게 작용개시하도록 설계됨으로써 글루카곤은 단지 2시간 후 체내에 유효량으로 존재한다. 패취는 제거되기 전 4시간 동안 착용되며, 체내 잔류 글루카곤은 2 내지 5시간의 요구되는 기간에 걸쳐 저혈당증으로부터 충분한 보호를 제공한다.

한 구체예에서, 본원에 기술된 바와 같이, 패취내 글루카곤은 장시간 작용하는 글루카곤(예를 들면, 요오드화된 글루카곤)이다. 패취는 이후 몇몇 구체예에서 더욱 짧은 시간동안 착용될 수 있으나 변형된 글루카곤에 의해 제공된 보호가 2 내지 5시간의 기간에 걸쳐 제공되는 것을 여전히 보증한다.

또 다른 구체예에서, 사용자는 경피 패취와 유사하게 작용하는, 경피 크림에 의해 글루카곤을 적용시킬 수 있다(약 8 내지 16 ng/㎏/분의 피하 투여되는 글루카곤과 동등한 양이 크림을 통해 투여될 수 있다). 이러한 크림 제형은 패취로 사용되는 제형과는 상이할 수 있으나 필수적으로 동일한 작용을 수행할 수 있다. 글루카곤이 이러한 방식으로 투여되는 경우, 리포좀 또는 TRANSFEROMEs^®내 글루카곤을 봉입하여 피부위에서 건조되어 생체이용율이 감소된 글루카곤이 공급되는 것을 방지한다.

C. 비경구적으로 투여된 인슐린

실시예 1.A.i에 따라서, 환자의 인슐린 요구량은 비경구 투여에 의해 충족된다. 글루카곤은 실시예 13.A.i에 기술된 바와 같이 패취로 투여된다. 패취(또는 단일 패취내 글루카곤 구획 세트)는 피부에 부착되고, 패취(또는 서브 구획)은 식사시간에 활성화된다. 패취는 느리게 작용개시하도록 설계됨으로써, 글루카곤이 단지 2시간 후 유효량으로 체내에 존재하도록 한다. 패취는 제거하기 전 4시간 동안 착용되며, 체내 잔류 글루카곤은 2 내지 5시간의 요구되는 기간에 걸쳐 저혈당증으로부터 보호하기에 충분하다.

한 구체예에서, 본원에 기술된 바와 같이, 패취내 글루카곤은 장시간 작용하는 글루카곤(예를 들면, 요오드화된 글루카곤)이다. 이후 패취는 더욱 짧은 시간동안 착용될 수 있으나, 변형된 글루카곤에 의해 제공된 보호가 2 내지 5시간의 요구 기간에 걸쳐 제공되는 것을 여전히 보증한다.

대안적인 구체예에서, 사용자는 경피 패취와 유사하게 작용하는, 경피 크림에 의해 글루카곤을 적용시킬 수 있다. 이러한 크림 제형은 패취로 사용되는 제형과는 상이할 수 있으나 필수적으로 동일한 작용을 수행한다. 글루카곤이 이러한 방식으로 투여되는 경우, 리포좀 또는 TRANSFEROMEs^®내 글루카곤을 봉입하여 글루카곤이 피부위에서 건조되어 생체이용율이 감소되는 것을 방지한다.

D. 펌프로 투여된 인슐린

본 실시예에서, 환자의 인슐린 요구량은 실시예 2에 기술된 바와 같이 펌프로 투여된다. 글루카곤은 실시예 13.A.i에 기술된 바와 같이 패취로 투여된다. 패취(또는 단일 패취내 글루카곤 구획 세트)는 피부에 부착되고, 패취(또는 서브 구획)은 식사시간에 활성화된다. 패취는 느리게 작용개시하도록 설계됨으로써, 글루카곤이 단지 2시간 후 유효량으로 체내에 존재하도록 한다. 패취는 제거하기 전 4시간 동안 착용되며, 체내 잔류 글루카곤은 2 내지 5시간의 요구되는 기간에 걸쳐 저혈당증으로부터 보호하기에 충분하다.

한 구체예에서, 패취내 글루카곤은 장시간 작용하는 글루카곤(예를 들면, 요오드화된 글루카곤)이다. 이후 당해 패취는 더욱 짧은 시간동안 착용될 수 있으나, 변형된 글루카곤에 의해 제공된 보호가 2 내지 5시간의 요구 기간에 걸쳐 제공되는 것을 여전히 보증한다.

대안적인 구체예에서, 사용자는 경피 패취와 유사하게 작용하는, 경피 크림에 의해 글루카곤을 적용시킬 수 있다. 이러한 크림 제형은 패취로 사용되는 제형과는 상이할 수 있으나 필수적으로 동일한 작용을 수행한다. 글루카곤이 이러한 방식으로 투여되는 경우, 리포좀 또는 TRANSFEROMEs^®내 글루카곤을 봉입하여 피부위에서 건조되어 생체이용율이 감소된 글루카곤이 공급되는 것을 방지한다.

실시예 14

당뇨병의 조절과 저혈당증의 예방을 위한 글루카곤(흡입에 의한) 및 인슐린의 공동-투여[폐, 협측, 비강 및 설하 포함]

아라디금(Aradigm)사의 AERx^®, 인할레 써라퓨틱스(Inhale Therapeutics)사의 Exubera^®, 알케르메스(Alkermes) 및 일라이 릴리사의 AIR, 인슐린 테크노스페어스(Insulin Technospheres)(Mannkind/PDC) 및 에어로겐(Aerogen) 및 디세트로닉(Disetronic)사의 에어로도즈(Aerodose)를 포함하는, 다수의 건조 분말 흡입 기술이 현재 개발중에 있다. 인슐린을, 혈류내로 흡수될 수 있는 부위인, 폐포로 전달하기 위한 방법 및 장치는 미국 특허 제5,997,848호; 제6,131,567호; 제6,024,090호; 제5,970,973호; 제5,672,581호; 제5,660,166호; 제5,404,871호 및 제5,450,336호에 기술되어 있다. 에어로졸 거대분자 전달이 가능하도록 하기 위해 극복해야하는 많은 난제들은 낮은 시스템 효능(생체이용율); 낮은 흡입당 약물량(참고: 천식) 및 불량한 투약 재현성이었다.

하나의 관련 인자는 효능(생체이용율)일 것이다. 생체이용율은 투여되는 약물의 특성보다는 오히려 에어로졸 입자 크기(대부분의 존재하는 시스템은 폐포로 투여되는 약물의 단지 10% 내지 20%만을 전달한다)에 의존한다. 전달되는 약물이 실제로 폐포에 도달하는 경우, 이의 생체이용율은 해당 약물에 상관없이 대부분 매우 높다. 인슐린 전달과 연관된 기술적 문제들(및 해결법)이 글루카곤을 전달하기 위한 것들과 유사하기 때문에, 인슐린의 전달을 가능하도록 하는 해결법은 글루카곤과 같은 유사한 크기의 미세분자에도 직접 적용할 수 있다. 한 구체예는 인슐린 및 글루카곤을 혼합시킴으로써 제조한 건조 분말 제형을 제공한다. 인슐린을 전달하기 위한 흡입기의 사용은 주로 식사 인슐린을 신속하게 공급하는데에 목적을 두고 있다. 장시간 작용하는 인슐린은 경우에 따라, 흡입에 의해 전달될 수 있다.

몇몇 구체예는 별개의 흡입기내에 인슐린과 글루카곤을 사용하는 방법; 흡입기내에 고정 비율로 혼합된 인슐린과 글루카곤을 사용하는 방법; 인슐린과 글루카곤이 별개로 투여되는 이중 챔버 흡입기를 사용하는 방법; 및 인슐린과 글루카곤이 동시에 투여되는 이중 챔버 흡임기를 사용하는 방법을 포함하는 다수의 방법으로 흡입기를 사용하여 실시할 수 있다. 식사 흡입기는 신속히 작용하는 인슐린을 함유하므로, 이들은 기초 인슐린을 전달하기에는(인슐린 펌프가 존재하는 방법으로는) 부적합하다. 식사 및 기초 인슐린이 흡입에 의해 전달되어야만 하는 경우, 별개의 펌프 또는 챔버가 제공될 수 있다.

A. 흡입[폐, 협측, 비강 및 설하 포함]에 의해 투여된 인슐린

가상의 환자는 취침시 투여된 20 유닛의 용량 수준에서 피하 주사에 의해 ULTRALENTE를 사용하여 기초 인슐린을 투여받는다. 대안적으로, 그는 흡입에 의해 동일한 약물(20 유닛의 일일 생체이용율을 제공하는 투여량으로)을 투여하는 것을 선택할 수 있다. 그가 1일 동안 다수의 횟수로, 예를 들면, 취침외 식사시간에 흡입기에 의해 기본 투여량을 투여하는 것이 또한 유리하거나 바람직할 수 있다. 피하 전달과 비교하여 인슐린이 현저한 혈청 농도에 도달하기 전에 약간의 지연(대략 20분)이 있을 수 있으므로, 사용자는 식사하기 대략 20분 전에 그의 식사 인슐린 요구량을 투여할 것이다. 그는 계량된 투여량 흡입기를 사용하여 인슐린의 25 내지 50 유닛(생체이용율이 대략 20%인 것으로 추정하여)를 투여하여 이를 수행한다.

흡입기는 용량 변화형일 수 있거나(참조: 미국 특허 제5,970,973호; 제5,672,581호; 제5,660,166호; 제5,404,871호 및 제5,450,336호) 또는 각각의 작동시 고정된 미리조절한 투여량을 전달하는 현재 통용되는 천식 장치와 유사할 수 있다. 어떠한 유형이 사용되든 간에, 수회 작동으로 인슐린을 투여하는 것이 바람직하다. 이를 수행함으로써, 환자는 식사를 시작한 후 소정 시간에 그의 투여량을 "최대화(topping up)"함에 의해, 그가 예상한 식사량보다는, 실제로 그가 소비한 탄수화물의 양에 따라 그의 투여량을 조절할 수 있다. 또한, 인슐린을 투여하기 위해 더욱 많이 작동시킬수록, 상응하는 투여량 신뢰성(재현성)이 우수한데, 이는, 흡입 투여가 작동마다 상이한 경향이 있고, 수회 작동 전달이 평균화 또는 균등화 효과를 지니기 때문이다.

흡입된 인슐린을 사용하는 것과 연관된 저혈당증이 식사 후 2 내지 5시간사이에 발생하는 것을 예방하기 위해, 글루카곤 흡입기를 사용하여 식사 후 2 내지 5시간사이에 흡입을 통해 5 내지 16 ng/㎏/분 초과의 글루카곤의 흡입 투여와 동등한 투여량을 피하 투여할 수 있다. 한 구체예에서, 각각의 유형의 인슐린 및 글루카곤에 대해 상이한 흡입기가 사용된다. 한 구체예에서, 2개 이상의 약물 챔버(식사 인슐린, 글루카곤 및/또는 임의로 기초 인슐린에 대해)를 갖고 독립적으로 작동할 수 있는 단일 흡입기가 사용된다.

B. 비경구적으로 투여된 인슐린

실시예 1.A.i에 따라서, 환자는 그의 기본 및 식사 인슐린을 비경구적으로 투여한다. LISPRO 인슐린을 사용하는 것과 연관된 저혈당증의 위험은 전형적으로 식사후 2 내지 5시간사이에 발생할 수 있으므로, 글루카곤 흡입기를 사용하여 식사이후 2 내지 5시간사이에 6 내지 16 ng/㎏/분의 동등량(즉, 6 내지 16 ng/㎏/분의 글루카곤의 피하 투여와 동일한 혈중 글루코오스에 대한 효과를 얻기 위한 흡입을 통한 양)을 피하 투여한다. 대안으로, 작용개시가 지연된 장시간 지속 작용하는 변형된 글루카곤(예를 들면, 요오드화된 글루카곤)을 글루카곤 흡입기속에 사용하여 식사 인슐린과 함께 식사시간에 투여한다.

C. 펌프로 투여된 인슐린

실시예 2.A에 따라서, 기본 및 식사 인슐린을 펌프로 전달한다. 저혈당증의 위험은 2 내지 3시간 후에 발생하므로, 환자는 식사한지 2시간 후에 흡입기로 글루카곤을 투여한다. 그는 2, 3 및 4시간째에 계량된 투여량의 흡입기로부터 1회 퍼프(puff)로 투여함으로써 저혈당 민감 기간 동안 보호한다. 작동당 투여량은 5 내지 16 ng/㎏/분의 글루카곤의 피하 투여 동등량에 상응한다. 대안적으로, 작용개시가 지연된, 장시간 지속 작용하는 변형된 글루카곤(예를 들면, 요오드화된 글루카곤)을 글루카곤 흡입기속에서 사용하여 식사 인슐린과 함께 식사시간에 투여한다.

D. 경피적으로 투여된 인슐린[패취 및 국소 크림 포함]

실시예 3.A.ii에 따라서, 환자는 그의 인슐린(기본 및 식사 인슐린)을 경피 패취 또는 국소 크림에 의해 투여한다. 저혈당증의 위험은 2 내지 3시간 후에 발생하므로, 환자는 식사한지 2시간 후에 흡입기로 글루카곤을 투여한다. 그는 2, 3 및 4시간째에 계량된 투여량의 흡입기로부터 1회 퍼프로 투여함으로써 저혈당 민감 기간 동안 보호한다. 작동당 투여량은 5 내지 16 ng/㎏/분의 글루카곤의 피하 투여 동등량에 상응한다. 대안적으로, 작용개시가 지연된, 장시간 지속 작용하는 변형된 글루카곤(예를 들면, 요오드화된 글루카곤)을 글루카곤 흡입기속에서 사용하여 식사 인슐린과 함께 식사시간에 투여한다.

실시예 15

당뇨병의 조절 및 저혈당증의 예방을 위한 글루카곤 및 인슐린의 혼합 및 비경구적 공동 투여

실시예 1에서, 인슐린 및 글루카곤은 비경구적으로 및 별개로 투여되었다. 한 구체예에서, 2개 약물을 혼합된 형태로 동시 투여된다. 인슐린 및 글루카곤은, 각자 거의 상호작용하거나 분해되지 않고 혼합될 수 있다. 비-당뇨병 환자에 있어서, 탄수화물의 식사후 증가된 인슐린 배출량에 이어, 글루카곤 배출이 연관되게 증가(실제로, 탄수화물의 섭취 후 초기 소화기관에 의한 혈당 상승으로 인하여 글루카곤 배출은 초기 감소 이후 회복됨)한다는 것이 통상적으로 발견된다. 인슐린 생산에 이은 글루카곤 생산의 이러한 패턴은 비교적 고정된 관계로 추측된다.

글루카곤이 요구되는 기간에 걸쳐 보호를 제공한다는 사실을 증명하기 위해, 혼합물중의 글루카곤 성분의 양을 증가시킴으로써 필요한 경우 5 내지 30 ng/㎏/분 초과, 바람직하게는 8 내지 16 ng/㎏/분의 피하 투여 동등량의 요구되는 농도로 존재하게 하거나(식사후 2 내지 5시간사이의 저혈당증 예방), 또는 작용개시가 지연된 글루카곤 제형을 사용할 수 있다. 한 구체예에서, 글루카곤의 제형은 지연된 방출 및 연장된 방출 둘다를 지닌다[예를 들면, 2 내지 3시간까지 지연되고 대략 3시간에 걸쳐서 방출]. 예를들어, 본원에 논의된 임의의 제형이 사용될 수 있다.

본 실시예에서는, 반감기를 증가시키는 요오드화 방법(미국 특허 제3,897,551호에 기술된 방법, 참조: I3G 형태)을 사용한다. 변형된 글루카곤이 혼합물중 인슐린의 대략 1.5중량%로 존재하도록 LISPRO 인슐린 및 I3글루카곤을 혼합한다(LISPRO 제형중 ml당 인슐린의 농도를 일정하게 유지). 변형된 글루카곤의 더욱 오래 지속되는 효과로 인하여, 인슐린에 대해 글루카곤의 중량비가 더 적을 필요가 있다.

이후 가상 환자는 표준 방식으로 식사시간에 5 내지 10 유닛(제형중에 함유된 인슐린 측면에서 측정)의 인슐린-글루카곤 제형을 투여한다. 이렇게 투여하는 경우, 환자는 5 내지 16 ng/㎏/분의 변형된 글루카곤의 피하 투여 동등량을 투여한다. 더욱 장시간 작용하는 변형된 글루카곤이 제공되는 경우, 이는(변형된 글루카곤이 표준 글루카곤과 비교하여 글루코오스 수준에 있어서, 예를 들면 2배의 효과를 지니는 것으로 추측하여) 실시예 1.A에 기술된 바와 동일한 보호를 제공한다. 이렇게 투여된 글루카곤은 경우에 따라 2 내지 5시간 사이에 연속적으로 유효할 것이다.

실시예 16

당뇨병의 조절 및 저혈당증의 예방을 위한 혼합된 글루카곤 및 인슐린의 경피적 공동 투여[패취 및 국소 크림 포함]

본 실시예에서, 인슐린 및 글루카곤 둘다는 경피 전달로 투여된다. 식사 인슐린 및 글루카곤은 동일한 매트릭스 또는 크림속에서 혼합된다. 2개의 상이한 유형의 패취(또는 독립적으로 작동화된 구획)를 사용할 수 있다. 하나의 패취(또는 구획)는 기초 인슐린을 24시간에 걸쳐 대체하도록 설계된 매트릭스를 함유할 것이다. 이러한 패취는 5 내지 20 ng/㎏/분의 글루카곤의 피하 투여 동등량이 환자에게 전달되도록 하는 글루코겐 양을 함유할 것이다. 다른 패취(또는 독립적으로 조절된 구획)은 단일 매트릭스속에 식사 글루카곤 및 인슐린을 제공한다. 패취가 작동되는 경우, 인슐린은 매우 빠르게 유효 혈장 수준에 이르는 반면 글루카곤은 2 내지 3시간 후에 유효 수준에 이르도록 글루카곤 및 인슐린의 작용개시 시간을 맞춘다. 패취는 식사시간 및 바람직하게는 식사전 1시간 이내에 적용한다.

한 구체예에서, 4개의 독립적으로 작동할 수 있는 구획을 함유하는 단일 장치를 사용하며, 여기서, 하나의 구획은 적용시 활성화되어 24시간 동안 활성인 상태로 있는, 기초 인슐린을 함유하는 구획이고, 다른 3개의 구획은 동일한 매트릭스내에 식사 인슐린과 글루카곤을 함유하며, 각각의 구획은 식사시간(또는 식사시간 근처)에서 별개로 활성화되고 식사후 소정 시간에 불활성화되는 구획이며, 활성화 시간은 소모된 탄수화물의 양에 비례한다. 식사 시작시(또는 식사전 1시간 이내에), 환자는 이들 식사 구획중 하나를[예를 들면, 패취와 피부사이의 밀폐 플라스틱 봉합을 잡아당김으로써] 활성화시키며, 이러한 방법은 혼합된 인슐린 및 글루카곤의 경피 주입을 개시한다. 소정 시간 경과 후, 섭취한 탄수화물의 양에 직접 비례하는 기간에, 식사 구획을 [예를 들면, 구획을 활성화시키는데 사용된 장벽을 교체하거나 패취의 말단으로부터의 구획을 전체적으로 제거함으로써] 불활성화시킨다.

식사 구획내 배합된 인슐린 및 글루카곤 제형은 단기간 작용하는 인슐린을 함유하며, 패치는 인슐린의 신속한 작용개시를 위해 설계된다. 글루카곤 성분은 구획의 활성화후 1 내지 3시간사이에 혈류속에서 유효한 농도에 이르도록 설계되므로, 주기의 적절한 시간에 저혈당증으로부터 보호한다.

대안적 구체예에서, 하루에 3회 이상의 식사를 허용하는 단일 장치를 사용할 수 있으며, 이는 3개 이상의 식사 구획을 함유한다. 기본 패취는 기초 인슐린(대체되기 전 24시간 동안 착용)을 대체하도록 설계된다. 사용된 인슐린은 경피 전달에 적합한 임의의 인슐린일 수 있다. 단기간 작용하는 인슐린 보다 중간 작용하는 인슐린을 사용하여, 함유된 인슐린의 비교적 긴 작용시간에 의해 패취의 사용기간에 걸쳐 인슐린 흡수에 있어서의 어떠한 변화도 최소화시키는 것이 유리할 수 있다. 기초 인슐린 구획은 또한 각각 24시간의 기간에 걸쳐 기초 글루카곤을 공급하기에 충분한 양의 글루카곤(혼합된)을 임의로 함유할 수 있다. 이는 하루 종일 및 특히 수면중에 저혈당증으로부터 보호하는 유리한 효과를 지닌다.

실시예 17

당뇨병의 조절 및 저혈당증의 예방을 위한 혼합된 글루카곤 및 인슐린의 흡입[폐, 협측, 비강 및 설하 전달 포함]에 의한 동시 투여

본 구체예는 흡입에 의해 인슐린과 혼합된 글루카곤을 전달하기 위한 방법 및 약제학적 제형을 제공한다. 당해 실시예에서는, 장시간 작용하는 글루카곤(예를 들면, 미국 특허 제3,897,551호에 기술된 바와 같은 요오드화 글루카곤, 예를 들면, I2G 또는 아연 프로타민 글루카곤)을 LISPRO 인슐린과 혼합하여 통상의 인슐린 흡입기(미국 특허 제5,970,973호에 기술된 바와 같이)에 의해 전달한다. 기초 인슐린은 실시예 1A에 기술된 바와 같이 피하 주사에 의해 표준 방법으로 전달되거나 흡입에 의해 전달될 수 있다. 글루카곤은 경우에 따라 방출이 연장된 제형중 당해 제형속에 포함되어 기초 글루카곤을 대체할 수 있다.

변형된 글루카곤 함량이 1 내지 3 유닛의 인슐린에 대해 5 내지 20 ng/㎏/분, 더욱 바람직하게는 8 내지 16 ng/㎏/분이 사용되도록 변형된 글루카곤과 혼합한다. 보다 많은 양의 인슐린이 사용될 경우에(글루카곤의 양은 사용되는 인슐린의 양과 상관없이 일정할 수 있으나) 비례적으로 보다 많은 양의 글루카곤이 사용될 수 있다. 상기 양은 본 특정 구체예에 대한 이전의 실시예로부터의 결과에 비추어 필요시 조정될 수 있다. 환자는 배합된 인슐린과 글루카곤을 식사시 투여하여 5 내지 10 유닛과 동일한 전신 인슐린을 제공할 것이다.

비록 본 발명이 특정 양태를 참조로 상세히 기술되었다 하더라도, 당 분야의 숙련가들은, 변형 및 개선이 하기 청구의 범위에 설정된 본 발명의 영역 및 취지내에 있음을 인지할 것이다. 본원에 인용된 모든 공보 및 특허 문서들은, 이러한 문서 또는 서류 각각이 본원에 참조로 인용되도록 특정하게 및 개별적으로 지적됨으로써 본원에 참조문헌으로 인용된다. 공보 및 특허 서류들의 인용은, 이러한 서류가 관련있는 선행분야라고 승인하거나, 또는 동일한 내용 또는 날짜에 대한 어떠한 승인을 구성하는 것으로 의도되지는 않는다. 본원에 제공된 정의는 인용된 참고 문헌 또는 그 밖의 것에서 발견된 정의보다 우선된다. 이제 본 발명이 상세한 설명 및 실시예로 기술되었으므로, 당 분야의 숙련가들은, 본 발명이 각종 양태에서 실시될 수 있고, 전술한 기술 및 실시예가 나열의 목적으로 제공되며 하기 청구의 범위를 제한하지는 않는다는 것을 인지할 것이다.

Claims (26)

1. 피하 투여되도록 구성되고, 인슐린 대 글루카곤의 비가 약 1 유닛(unit)의 인슐린 대 40 밀리유닛 초과 내지 200 밀리유닛의 글루카곤임을 특징으로 하는, 당뇨병의 조절에 유효한 양의 인슐린; 및 사람 또는 기타 포유동물의 저혈당증의 예방에 유효한 양의 글루카곤을 포함하는 약제 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 글루카곤의 양이 약 50 내지 100 밀리유닛임을 특징으로 하는 약제 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 글루카곤이 보다 긴 작용 형태의 글루카곤임을 특징으로 하는 약제 조성물.
4. 제 3항에 있어서, 보다 긴 작용 형태의 글루카곤이 요오드를 함유함을 특징으로 하는 약제 조성물.
5. 제 3항에 있어서, 보다 긴 작용 형태의 글루카곤이 아연을 함유함을 특징으로 하는 약제 조성물.
6. 제 5항에 있어서, 보다 긴 작용 형태의 글루카곤이 프로타민을 추가로 포함 함을 특징으로 하는 약제 조성물.
7. 당뇨병의 조절에 치료적으로 유효한 양의 인슐린을 투여하는 단계(여기서, 인슐린은 0.5 내지 20 유닛의 인슐린 양임); 및 저혈당증의 예방에 치료적으로 유효한 시간 및 양의 글루카곤을 투여하는 단계(여기서, 글루카곤은 피하 투여되고, 투여되는 글루카곤의 양은 요망되는 글루카곤 효과를 위해 분당 환자의 ㎏당 5 초과 내지 100 ng 이하임)를 포함하는, 저혈당증을 유발하지 않고 사람 또는 기타 포유동물의 당뇨병을 치료하는 방법.
8. 제 7항에 있어서, 투여되는 글루카곤의 양이 요망되는 글루카곤 효과를 위해 분당 환자의 ㎏당 6 내지 18 ng 미만임을 특징으로 하는 방법.
9. 제 7항에 있어서, 글루카곤이 연장된 작용 기간을 지닌 글루카곤임을 특징으로 하는 방법.
10. 제 7항에 있어서, 글루카곤이 리포솜 제형으로 함유됨을 특징으로 하는 방법.
11. 제 7항에 있어서, 글루카곤이 미세구로 함유됨을 특징으로 하는 방법.
12. 제 7항에 있어서, 인슐린 및 글루카곤 둘 모두를 포함하는 제형을 투여하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
13. 제 7항에 있어서, 인슐린 및 글루카곤이 환자에 대한 약물 투여를 조절하는 펌프에 함유됨을 특징으로 하는 방법.
14. 제 13항에 있어서, 글루카곤이 인슐린과 동시에 투여됨을 특징으로 하는 방법.
15. 제 14항에 있어서, 글루카곤 대 인슐린의 비가 약 40 초과 내지 200 밀리유닛의 글루카곤 대 1 유닛의 인슐린임을 특징으로 하는 방법.
16. 제 15항에 있어서, 2 유닛의 인슐린이 투여됨을 특징으로 하는 방법.
17. 제 7항에 있어서, 10 유닛의 인슐린이 투여되고, 분당 환자의 ㎏당 30 내지 90 ng의 글루카곤이 피하 투여됨을 특징으로 하는 방법.
18. 글루카곤; 인슐린(여기서, 글루카곤 및 인슐린은 1 내지 20 유닛의 인슐린 대 12 내지 480 밀리유닛의 글루카곤의 비로 존재함); 글루카곤을 피하 투여하기 위한 수단; 및 글루카곤이 저혈당증 발병을 예방하도록 인슐린 및 글루카곤을 투여 하기 위한 설명서를 포함하는, 저혈당증을 예방하기 위한 양의 글루카곤 및 인슐린을 투여하기 위한 키트.
19. 제 18항에 있어서, 글리세린 용액에 완전히 용해된 경우 글루카곤의 농도가 밀리리터당 500 마이크로그램을 초과하나 밀리리터당 2000 마이크로그램 미만임을 특징으로 하는 키트.
20. 제 18항에 있어서, 글루카곤 및 인슐린이 1 내지 3 유닛의 인슐린 대 32 내지 96 밀리유닛의 글루카곤의 비로 존재함을 특징으로 하는 키트.
21. 제 18항에 있어서, 글루카곤을 피하 투여하기 위한 수단이 펌프이고, 이러한 펌프가 약 6 내지 20 ng/㎏/분의 글루카곤을 전달하도록 구성됨을 특징으로 하는 키트.
22. 글루카곤이 저혈당증의 발병을 예방하기에 충분한 양으로 사용되고, 글루카곤 대 인슐린의 비가 40 마이크로그램 초과 내지 500 마이크로그램 미만의 글루카곤 대 1 내지 20 유닛의 인슐린인, 당뇨병의 치료를 위한 약제의 제조에서의 인슐린과 조합된 글루카곤의 용도.
23. 제 22항에 있어서, 글루카곤의 양이 저혈당증 불감증의 발병을 예방하기에 충분함을 특징으로 하는 용도.
24. 제 22항 또는 제 23항에 있어서, 인슐린의 양이 1 내지 20 유닛이고, 글루카곤의 양이 41 내지 200 밀리유닛임을 특징으로 하는 용도.
25. 제 22항 또는 제 23항에 있어서, 인슐린 대 글루카곤의 비가 1 내지 3 유닛이고, 글루카곤의 양이 40 초과 내지 약 96 밀리유닛 이하임을 특징으로 하는 용도.
26. 제 22항 내지 제 25항중 어느 한 항에 있어서, 글루카곤이 프로타민을 추가로 포함함을 특징으로 하는 용도.

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