WO2021085518A1 - 血清アルブミンと成長ホルモンの融合蛋白質を含有する水性医薬組成物 - Google Patents
血清アルブミンと成長ホルモンの融合蛋白質を含有する水性医薬組成物 Download PDFInfo
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Definitions
- the present invention relates to, for example, an aqueous pharmaceutical composition of a drug containing a fusion protein of serum albumin and growth hormone as an active ingredient, which is stable in storage in a solution state.
- the present invention relates to an aqueous pharmaceutical composition further containing an activator.
- hGH Human growth hormone
- a preparation (hGH preparation) containing hGH having a molecular weight of about 22 KD produced as a recombinant protein using hGH gene-introduced Escherichia coli as an active ingredient is growth hormone deficiency short stature, short stature in Turner syndrome, SGA. (Small-for-Gestational Age) Widely clinically used as a therapeutic agent for short stature, short stature in Nunan syndrome, short stature due to chronic renal failure, short stature in Praderwilly syndrome, and short stature in chondrystrophy It has been applied. hGH preparations are particularly effective in these diseases without epiphyseal closure.
- the hGH preparation is administered subcutaneously or intramuscularly, circulates in the blood, and exerts an effect of promoting the growth of a patient by its growth promoting activity.
- hGH preparations are widely clinically applied as therapeutic agents for adult growth hormone deficiency.
- various abnormalities such as abnormal lipid metabolism are observed, but administration of hGH preparations improves the patient's QOL, such as normalizing the patient's lipid metabolism.
- Examples of hGH preparations for growth hormone deficiency short stature, adult growth hormone deficiency, etc. include Growject (registered trademark).
- the half-life of hGH in plasma is less than 20 minutes, and hGH administered to patients rapidly disappears from the blood. Therefore, in order for the efficacy of hGH to be substantially exerted in patients, it is necessary to administer hGH intramuscularly or subcutaneously daily to patients three times a week. Such frequent administration is a burden on the patient. Therefore, if the frequency of administration of hGH to a patient can be reduced by increasing the stability of hGH in plasma and prolonging the half-life, the burden on the patient can be reduced, which is preferable.
- HSA Human serum albumin
- HSA Human serum albumin
- Plasma osmoregulation contributes to the regulation of plasma osmoregulation and has the function of binding to and transporting cations, fatty acids, hormones, bilirubin and other endogenous substances in the blood and exogenous substances such as drugs.
- HSA human serum albumin
- Non-Patent Documents 1 and 2 Compared to the above-mentioned normal human serum albumin amino acid sequence consisting of 585 amino acids, the 320th amino acid residue from the N-terminal side of human serum albumin Redhill is threonine instead of alanine, and at its N-terminal. It consists of 586 amino acids, except that one arginine residue is added.
- the change of alanine to threonine causes a sequence represented by Asn-Tyr-Thr in the amino acid sequence of albumin Redhill, and the Asn (asparagine) residue in this sequence is N-linked glycosidated. Therefore, albumin Redhill is observed to have a molecular weight of about 2.5 kDa larger than that of the above-mentioned normal human serum albumin.
- Patent Documents 1 to 8 A method for increasing the plasma stability of hGH by binding HSA to hGH has been reported (Patent Documents 1 to 8).
- a transformed cell into which an expression vector incorporating a DNA in which a gene encoding hGH and a gene encoding HSA are bound in frame is introduced is prepared, and this cell is cultured. By doing so, it is produced as a recombinant protein in a medium or in cells.
- one object of the present invention is to provide an aqueous pharmaceutical composition of a drug containing a fusion protein of human albumin and human growth hormone as an active ingredient, which is stable enough to be marketed. It is to be.
- alanine which is the 320th amino acid residue from the N-terminal, is threonine as compared with normal human serum albumin consisting of 585 amino acids.
- a compound (human serum albumin variant-hGH fusion protein) obtained by binding a mutant (human serum albumin variant) consisting of an amino acid sequence that replaces it with human growth hormone (hGH) is sucrose and nonionic.
- the present invention has been completed by finding that it is stable in an aqueous pharmaceutical composition containing a sex surfactant. That is, the present invention includes the following. 1. 1.
- the concentration of the nonionic surfactant is 0.15 to 10 mg / mL
- the concentration of the preservative is 0.5 to 12 mg / mL
- the concentration of the buffer is 1 to 30 mM
- the pH is An aqueous pharmaceutical composition of 5.0 to 8.0. 2.
- the fusion protein has a concentration of 10 to 100 mg / mL
- the sculose has a concentration of 75 mg / mL
- the nonionic surfactant is polyoxyethylene (160) polyoxypropylene (30) glycol.
- the concentration of polyoxyethylene (160) polyoxypropylene (30) glycol is 3 mg / mL
- the preservative is phenol
- the concentration of the phenol is 6 mg / mL
- the buffer is a phosphate buffer.
- the fusion protein has a concentration of 15 to 70 mg / mL
- the sculose has a concentration of 75 mg / mL
- the nonionic surfactant is polyoxyethylene (160) polyoxypropylene (30) glycol.
- the concentration of polyoxyethylene (160) polyoxypropylene (30) glycol is 3 mg / mL
- the preservative is phenol
- the concentration of the phenol is 6 mg / mL
- the buffer is a phosphate buffer.
- the fusion protein has a concentration of 50 mg / mL
- the sculose has a concentration of 75 mg / mL
- the nonionic surfactant is polyoxyethylene (160) polyoxypropylene (30) glycol
- the polyoxy The concentration of ethylene (160) polyoxypropylene (30) glycol is 3 mg / mL
- the preservative is phenol
- the concentration of the phenol is 6 mg / mL
- the buffer is a phosphate buffer.
- a drug containing a protein in which human albumin and human growth hormone are bound as an active ingredient to the extent that it can be distributed on the market can be used as a stable aqueous pharmaceutical composition.
- FIG. 1 is a diagram showing a measurement result of static light scattering intensity of an example.
- the vertical axis shows the static light scattering intensity (arbitrary unit) at 473 nm, and the horizontal axis shows the temperature.
- (a), (b), and (c) are the measurement results of Formulations 2-1 and 2-2 and 2-3, respectively.
- FIG. 2A shows the SE-HPLC chart immediately after preparation of Formulation 5-1 in Example 10.
- the vertical axis shows the absorbance at 215 nm (arbitrary unit), and the horizontal axis shows the retention time (minutes).
- FIG. 2B is an enlarged view of FIG. 2A in the vertical direction.
- peak 1 corresponds to a 22KhGH-mHSA monomer
- peak 2 corresponds to its polymer
- peak 3 corresponds to its low molecular weight
- peak 4 corresponds to phenol.
- human serum albumin or "HSA” is used in addition to the usual wild-type human serum albumin consisting of 585 amino acid residues shown in SEQ ID NO: 1, which is endogenous in blood.
- Amino acid residues have been substituted, deleted, and / or added (in the present specification, "addition" of an amino acid residue means adding a residue to the end or inside of the sequence).
- variants of HSA corresponding to those are also included without particular distinction.
- the number of amino acid residues to be substituted is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, and even more preferably 1 to 3. is there.
- the number of amino acid residues to be deleted is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, and even more preferably 1 to 3.
- a mutant consisting of 584 amino acid residues lacking the N-terminal or C-terminal amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 is also included in human serum albumin.
- substitutions and deletions of these amino acid residues may be combined.
- amino acid residues may be added to the amino acid sequence of a normal wild-type HSA or a mutant thereof, or to the N-terminal side or C-terminal side of the amino acid sequence. ..
- the number of amino acid residues added at this time is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, and even more preferably 1 to 3.
- 0 to 10 variants of HSA introduced by combining at least two types of mutations are 0 to 10 with respect to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
- Amino acid residues are deleted, 0 to 10 amino acid residues are replaced with other amino acid residues, and 0 to 10 amino acid residues are added.
- the number of amino acid residues deleted, substituted, and / or added to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, respectively.
- human serum albumin Redhill means a variant of human serum albumin consisting of 586 amino acid residues represented by SEQ ID NO: 2.
- human serum albumin Redhill the 320th amino acid residue from the N-terminal is threonine instead of alanine and the N-terminal with respect to the amino acid sequence of wild-type human serum albumin consisting of 585 amino acids shown in SEQ ID NO: 1. Corresponds to the addition of one arginine residue to.
- albumin Redhill is observed to have a molecular weight of about 2.5 kDa larger than that of normal wild-type albumin (SEQ ID NO: 1).
- HSA variant human serum albumin variant
- SEQ ID NO: 1 normal wild-type HSA
- SEQ ID NO: 2 the variant represented by SEQ ID NO: 2 is used. Redhill).
- Preferred HSA variants in the present invention include those shown by SEQ ID NO: 3, in which the N-terminal 320th alanine of the wild-type HSA amino acid sequence is replaced with threonine, as well as endogenous substances in blood and.
- SEQ ID NO: 3 As long as it has a function as a normal wild-type human serum albumin such as a function of binding and transporting an exogenous substance such as a drug, one or more of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 3 are used.
- the amino acid residue is an amino acid sequence in which another amino acid residue is substituted, deleted, or added, except that the 318th asparagine residue and the 320th asparagine residue from the N-terminal of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 Treonine residues include those having an amino acid sequence that is conserved between these two residues in a state of being linked by a peptide bond via a single amino acid residue (X) other than proline. ..
- the number of amino acid residues to be replaced is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, and even more preferably. 1 to 3 pieces.
- the number of amino acid residues to be deleted is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, and even more preferably 1 to 3.
- it may be a mutant consisting of 584 amino acid residues in which the N-terminal or C-terminal amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 are deleted. Further, it may be a combination of substitutions and deletions of these amino acid residues. Further, one or more amino acid residues may be added to the amino acid sequence of these mutants or to the N-terminal side or C-terminal side of the amino acid sequence.
- the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 is introduced by combining at least two types of mutations out of the three types of amino acid substitutions, deletions, and additions, and 0 to 10 amino acids. It can be obtained by deleting an amino acid residue, substituting 0 to 10 amino acid residues with other amino acid residues, and further adding 0 to 10 amino acid residues.
- the 318th to 320th amino acid residues from the N-terminal of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 must be asparagine-X-threonine (“X” is an amino acid residue other than proline), preferably asparagine. -Tyrosine-Threonine.
- the human serum albumin mutant is included in human serum albumin as long as it retains its function as human serum albumin.
- the amino acid sequence of the human serum albumin variant preferably has an identity of 85% or more, more preferably 90% or more, and further the same as the amino acid sequence of the normal wild-type HSA shown in SEQ ID NO: 1. It preferably has 95% or more identity.
- the position of each mutation and its form (deletion, substitution, addition) when compared with the normal wild-type HSA in various HSA variants can be easily confirmed by the alignment of the amino acid sequences of both HSAs. be able to.
- the identity between the amino acid sequence of wild-type HSA and the amino acid sequence of mutated HSA can be easily calculated using a well-known homology calculation algorithm. For example, as such an algorithm, BLAST (Altschul SF. J Mol. Biol. 215. 403-10, (1990)), Pearson and Lipman similarity search method (Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2444 (1988)), Smith and Waterman's local homology algorithm (Adv. Appl. Math. 2. 482-9 (1981)).
- substitution of amino acids in the amino acid sequence of HSA above with other amino acids occurs, for example, within their side chains of amino acids and within a family of amino acids that are related in chemistry. Substitutions within such amino acid families are not expected to result in significant changes in HSA function (ie, conservative amino acid substitutions).
- Such amino acid families include, for example: (1) Acidic amino acids aspartic acid and glutamic acid, (2) Basic amino acids histidine, lysine, and arginine (3) Aromatic amine acids phenylalanine, tyrosine, tryptophan, (4) Serine and threonine, which are amino acids having hydroxyl groups (hydroxy amino acids), (5) Hydrophobic amino acids methionine, alanine, valine, leucine, and isoleucine, (6) Neutral hydrophilic amino acids cysteine, serine, threonine, asparagine, and glutamine, (7) Glycine and proline, which are amino acids that affect the orientation of peptide chains, (8) Asparagine and glutamine, which are amide-type amino acids (polar amino acids), (9) Aliphatic amino acids, alanine, leucine, isoleucine, and valine, (10) Alanine, glycine, serine, and threonine, which are amino acids with small side chains
- the human serum albumin variant in the protein in which the human growth hormone and the human serum albumin variant are bound is a wild-type human serum albumin composed of 585 amino acids. It differs from the amino acid sequence (SEQ ID NO: 1) only in that the 320th amino acid residue from the N-terminal is threonine instead of alanin (SEQ ID NO: 3). Due to this difference, in the HSA mutant (referred to as "HSA (A320T)"), a sequence portion represented by Asn-Tyr-Thr is generated in the amino acid sequence, and the Asn (asparagine) residue is N in this sequence portion. -Can be bound glycosidated.
- human serum albumin-hGH fusion protein or “human serum albumin-hGH fusion protein (HSA-hGH fusion protein)” refers to a protein in which HSA and growth hormone are bound.
- binding these proteins includes, for example, linking them by peptide bonds, but is not limited to this. Further, “binding” these proteins means not only directly linking one N-terminal and the other C-terminal with a peptide bond, but also indirectly binding both proteins via a linker. Including that.
- human serum albumin is a human serum albumin variant
- human serum albumin variant and human growth hormone fusion protein or “human serum albumin variant-hGH fusion protein (HSA variant-hGH fusion protein)"
- HSA variant-hGH fusion protein human serum albumin variant-hGH fusion protein
- the "fusion protein of human serum albumin and human growth hormone” can also be referred to as HSA-linked hGH.
- linker is a structural part between the above two polypeptides that covalently binds the two, and is derived from either end of HSA (including HSA mutant) and its binding partner, growth hormone. It doesn't.
- the linker can be a single amino acid residue or a peptide chain moiety (peptide linker) consisting of two or more amino acid residues, which is peptide-bonded to both polypeptides, and one or more of these amino acid residues.
- a linker consisting of a group is collectively referred to herein as a "peptide linker".
- HSA and growth hormone when HSA and growth hormone are bound "via a peptide bond", the case where both are directly bound by a peptide bond and the case where both are bound by a peptide linker are bonded. Including the case where there is.
- the compound "human serum albumin-hGH fusion protein (HSA-hGH fusion protein)" is referred to as "human serum albumin-hGH fusion protein”. It can also be referred to as "human serum albumin fusion hGH (HSA fusion hGH)". The same applies to the human serum albumin mutant-hGH fusion protein (HSA mutant-hGH fusion protein).
- the number of linkers is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 17, still more preferably 1 to 10, and still preferably. Is composed of 1 to 6 amino acid residues, for example, 2 to 17, 2 to 10, 10 to 40, 20 to 34, 23 to 31, or 25 to 29 amino acids. Further, for example, it is composed of only one amino acid residue or 2, 3, 5, 6 or 20 amino acid residues. As long as the HSA moiety bound by the peptide linker retains its function as HSA and the growth hormone moiety can also exert the physiological activity of growth hormone under physiological conditions, it is limited to the amino acid residues or amino acid sequences constituting the peptide linker.
- peptide linkers are one glycine, one serine, Gly-Ser, Gly-Gly-Ser, Gly-Gly-Gly-Gly-Ser (SEQ ID NO: 4), Gly-Gly-Gly-Gly-Gly. -Ser (SEQ ID NO: 5), Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Gly (SEQ ID NO: 6), and those containing these amino acid sequences can be mentioned.
- any one of these amino acid sequences having a sequence consisting of 2 to 10 times or 2 to 5 times in succession can also be suitably used as a peptide linker, and any two or more of these amino acid sequences can be used.
- Those having a sequence which is combined 1 to 10 times or 2 to 5 times in succession can also be preferably used as a peptide linker.
- the amino acid sequence Gly-Ser is followed by the amino acid sequence Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser (SEQ ID NO: 5). Examples thereof include those containing a total of 20 consecutive amino acid sequences.
- a method of expressing as a recombinant fusion protein by culturing a host cell transformed with this expression vector is common and can be used in the present invention.
- an HSA-hGH fusion protein When an HSA-hGH fusion protein is produced by expressing it in a transformed cell as a recombinant, the polypeptide containing the amino acid sequence of growth hormone is the N-terminal or C of the polypeptide containing the amino acid sequence of HSA. A fusion protein in the form bound to any of the terminals is obtained.
- the HSA-hGH fusion protein produced using the gene recombination technique is particularly referred to as a recombinant HSA-hGH fusion protein.
- a polypeptide containing a growth hormone amino acid sequence When a polypeptide containing a growth hormone amino acid sequence is bound to the N-terminal side of a polypeptide containing the HSA amino acid sequence, it is located downstream of the gene encoding the polypeptide containing the growth hormone amino acid sequence.
- An expression vector incorporating a DNA in which a gene encoding a polypeptide containing the amino acid sequence of HSA is bound in-frame is used.
- the DNA sequence encoding the linker is inserted in-frame between the genes encoding the two polypeptides.
- the HSA amino acid sequence is contained upstream of the gene encoding the polypeptide containing the growth hormone amino acid sequence.
- An expression vector incorporating a DNA in which a gene encoding a polypeptide is bound in-frame is used.
- the DNA sequence encoding the linker is inserted in-frame between the genes encoding the two polypeptides.
- an expression vector incorporating a DNA encoding any of them is introduced into the host cell.
- the host cells that can be used for this purpose are not particularly limited as long as the HSA-hGH fusion protein can be expressed by introducing such an expression vector, and mammalian cells, yeast, plant cells, etc. It may be any of eukaryotic cells such as insect cells and prokaryotic cells such as Escherichia coli and Bacillus subtilis, but mammalian cells are particularly preferable. However, the host cell to be expressed as a sugar chain-modified protein is selected from eukaryotic cells such as mammalian cells, yeasts, plant cells, and insect cells.
- the Asn residue of the sequence portion represented by Asn-Tyr-Thr which is usually generated when the 320th amino acid residue of wild-type HSA becomes threonine, or Asn-X-Thr (“X” is an amino acid other than proline).
- the Asn residue in the sequence represented by (residue) is N-linked glycosided by causing the expression of the HSA-hGH fusion protein in eukaryotic cells.
- the type of the mammalian cell is not particularly limited, but human, mouse, and Chinese hamster-derived cells are preferable, and Chinese hamster ovary cell-derived CHO cells or mouse myeloma are particularly preferable.
- NS / 0 cells derived from are preferred.
- the expression vector used for incorporating and expressing the DNA fragment encoding the HSA-hGH fusion protein can be used without particular limitation as long as it brings about the expression of the gene when introduced into mammalian cells. ..
- the gene integrated into the expression vector is placed downstream of a DNA sequence (gene expression control site) capable of regulating the frequency of gene transcription in mammalian cells.
- Examples of the gene expression control site that can be used in the present invention include a cytomegalovirus-derived promoter, an SV40 early promoter, a human elongation factor-1 ⁇ (EF-1 ⁇ ) promoter, and a human ubiquitin C promoter.
- a cytomegalovirus-derived promoter an SV40 early promoter, a human elongation factor-1 ⁇ (EF-1 ⁇ ) promoter, and a human ubiquitin C promoter.
- Mammalian cells into which such an expression vector has been introduced will express the protein incorporated in the expression vector, but the expression level will differ depending on the individual cell and will not be uniform. Therefore, in order to efficiently produce the HSA-hGH fusion protein, it is necessary to select cells having high expression levels from the mammalian cells into which the expression vector has been introduced. To perform this selection step, the expression vector incorporates a gene that acts as a selection marker.
- the most common selectable marker is an enzyme (drug resistance marker) that decomposes drugs such as puromycin and neomycin.
- Mammalian cells usually die in the presence of above a certain concentration of these agents.
- mammalian cells into which an expression vector incorporating a drug resistance marker gene has been introduced can survive in the presence of the drug because the drug can be detoxified or attenuated by the expressed drug resistance marker.
- An expression vector incorporating a drug resistance marker as a selectable marker is introduced into mammalian cells, and cultured in a selective medium containing a drug corresponding to the drug resistance marker, for example, while gradually increasing the concentration of the drug.
- the expression level of the gene encoding the protein of interest integrated into the expression vector is generally increased along with the drug resistance marker, and as a result, cells having a high expression level of the protein are selected.
- Glutamine synthetase can also be used as a selectable marker.
- Glutamine synthetase is an enzyme that synthesizes glutamine from glutamic acid and ammonia.
- an inhibitor of glutamine synthetase such as L-methionine sulfoximin (MSX) and not containing glutamine
- MSX L-methionine sulfoximin
- the cells usually die.
- an expression vector incorporating glutamine synthetase is introduced into mammalian cells as a selection marker, the expression level of glutamine synthetase increases in the cells, so that the cells can proliferate even in the presence of a higher concentration of MSX. It becomes.
- the culture is continued while gradually increasing the concentration of MSX, cells capable of proliferating even in the presence of a higher concentration of MSX can be obtained.
- the expression level of the gene encoding the protein of interest incorporated into the expression vector is generally increased together with the glutamine synthetase, and as a result, cells having a high expression level of the protein are selected. ..
- DHFR Dihydrofolate reductase
- mammalian cells into which an expression vector has been introduced are cultured in a selective medium containing a DHFR inhibitor such as methotrexate or aminopterin. If the culture is continued while gradually increasing the concentration of the DHFR inhibitor, cells capable of proliferating even in the presence of a higher concentration of the DHFR inhibitor can be obtained.
- the selective medium used at this time preferably does not contain hypoxanthine and thymidine. In the cells selected in this manner, the expression level of the gene encoding the protein of interest incorporated into the expression vector is generally increased together with the DHFR, and as a result, cells having a high expression level of the protein are selected.
- G glutamine synthetase
- IVS internal ribosome entry site
- an expression vector for expressing a target protein which is a first gene expression control site, a gene encoding the protein downstream thereof, an internal ribosome binding site further downstream, and glutamine synthesis further downstream.
- An expression vector containing a gene encoding an enzyme and further containing a dihydrofolate reductase gene or a drug resistance gene downstream of the first gene expression control site or a second gene expression control site different from the above. can be suitably used for the production of HSA-hGH fusion protein.
- the first gene expression control site or the second gene expression control site includes a promoter derived from cytomegalovirus, an SV40 early promoter, a human elongation factor-1 ⁇ promoter (hEF-1 ⁇ promoter), and human ubiquitin C.
- a promoter is preferably used, but the hEF-1 ⁇ promoter is particularly preferred.
- the internal ribosome binding site is from the picornavirus family virus, mouth and foot epidemic virus, hepatitis A virus, hepatitis C virus, corona virus, bovine intestinal virus, siler murine encephalomyelitis virus, and coxsackie B virus.
- a virus genome selected from the group consisting of, or a gene derived from the 5'untranslated region of a gene selected from the group consisting of human immunoglobulin heavy chain binding protein gene, Drosophila antennapedia gene, Drosophila ultrabitrax gene is preferable.
- an internal ribosome binding site derived from the 5'untranslated region of the mouse encephalomyelitis virus genome is particularly suitable.
- the drug resistance gene preferably used in this expression vector is preferably a puromycin or neomycin resistance gene, and more preferably a puromycin resistance gene.
- an expression vector for expressing a target protein which is a human elongation factor-1 ⁇ promoter, a gene encoding the protein downstream thereof, and a 5'untranslated region of the mouse encephalomyelitis virus genome further downstream.
- An expression vector in which a part of a plurality of starting codons contained in a wild-type internal ribosome binding site is disrupted can be suitably used for producing an HSA-hGH fusion protein. Examples of such an expression vector include the expression vector described in WO2013 / 161958.
- an expression vector for expressing a target protein which is a human elongation factor-1 ⁇ promoter, a gene encoding the protein downstream thereof, and a 5'untranslated region of the mouse encephalomyelitis virus genome further downstream.
- an expression vector in which a part of a plurality of starting codons contained in the wild-type internal ribosome binding site is disrupted can be suitably used for the production of HSA-hGH fusion protein. Examples of such an expression vector include pE-mIRES-GS-puro described in WO2012 / 0633799 and pE-mIRES-GS-mNeo described in WO2013 / 161958.
- ATG of start codon is shown in capital.
- start codons in this sequence portion have been disrupted, for example, those shown by SEQ ID NO: 8 (5'-atgataagcttgccacaaccatg-3'), and the above pE-mIRES-GS-puro and pE-mIRES-GS-mNeo is an expression vector having an IRES containing the sequence shown in SEQ ID NO: 8.
- mammalian cells into which an expression vector incorporating a DNA fragment encoding an HSA-hGH fusion protein has been introduced are selectively cultured in a selective medium in order to select cells having a high expression level.
- the concentration of DHFR inhibitor contained in the selective medium is gradually increased.
- the maximum concentration is preferably 0.25 to 5 ⁇ M, more preferably 0.5 to 1.5 ⁇ M, and even more preferably about 1.0 ⁇ M.
- the concentration of the GS inhibitor contained in the selective medium is gradually increased.
- the maximum concentration is preferably 10 to 1000 ⁇ M, for example, 20 to 500 ⁇ M, 20 to 80 ⁇ M, and 20 to 30 ⁇ M.
- a medium containing no glutamine is generally used as the selective medium.
- the maximum concentration of puromycin contained in the selective medium is preferably 3 to 30 ⁇ g / mL, more preferably 5 to 20 ⁇ g / mL, and further. It is preferably about 10 ⁇ g / mL.
- the maximum concentration of G418 contained in the selection medium is preferably 0.1 to 2 mg / mL, more preferably 0.5 to 1.5 mg / mL, and even more preferably. It is about 1 mg / mL.
- both the medium used for selective culture and the medium used for producing the recombinant protein described later are grown by culturing the mammalian cells.
- Any medium can be used without particular limitation, but a serum-free medium is preferably used. Since HSA has the property of adsorbing components contained in serum, when HSA is produced using a medium containing serum, HSA adsorbing impurities in serum can be obtained. It becomes necessary to remove this impurity.
- the HSA-hGH fusion protein is obtained by culturing cells expressing these in a serum-free medium.
- a serum-free medium By using a serum-free medium, the amount of impurities adsorbed on the HSA-hGH fusion protein can be reduced, so that the subsequent purification step can be simplified.
- HSA-hGH fusion protein-producing cells Cells with a high expression level of the HSA-hGH fusion protein selected by selective culture are used for the production of the HSA-hGH fusion protein (HSA-hGH fusion protein-producing cells).
- the production of the HSA-hGH fusion protein is carried out by culturing the HSA-hGH fusion protein-producing cells in the medium for producing the HSA-hGH fusion protein. This culture is called a production culture.
- the serum-free medium used as the medium for producing HSA-hGH fusion protein for example, amino acids are 3 to 700 mg / L, vitamins are 0.001 to 50 mg / L, and monosaccharides are 0.3 to 10 g / L.
- inorganic salts 0.1 to 10000 mg / L, trace elements 0.001 to 0.1 mg / L, nucleosides 0.1 to 50 mg / L, fatty acids 0.001 to 10 mg / L, biotin 0.01 to 1 mg / L, hydrocortisone 0.1 to 20 ⁇ g / L, insulin 0.1 to 20 mg / L, vitamin B12 0.1 to 10 mg / L, ptolessin 0.01 to 1 mg / L, sodium pyruvate 10 to 500 mg / L, and water-soluble
- a medium containing an iron compound is preferably used. If desired, thymidine, hypoxanthine, conventional pH indicators, antibiotics and the like may be added to the medium.
- DMEM / F12 medium mixed medium of DMEM and F12
- the basal medium may be used as the basal medium, and each of these media is well known to those skilled in the art.
- the serum-free medium contains sodium hydrogen carbonate, L-glutamine, D-glucose, insulin, sodium selenite, diaminobutane, hydrocortisone, iron (II) sulfate, asparagine, aspartic acid, serine and polyvinyl alcohol, DMEM.
- HG HAM improved (R5) medium may be used.
- serum-free medium for example, CD OptiCHO TM medium, CHO-S-SFM II medium or CD CHO medium (Thermo Fisher Scientific), IS cho-V TM medium (Irvine Scientific), EX-CELL TM 302 A medium, EX-CELL TM Advanced medium, EX-CELL TM 325-PF medium (SAFC Biosciences), or the like can also be used as the basic medium.
- 1 to 50 g / L (for example, 1 to 5 g / L) of a plant-derived hydrolyzate such as soybean, wheat, and rice can be appropriately added to the medium for HSA-hGH fusion protein production.
- the most commonly used is soybean-derived protein hydrolyzate.
- the HSA-hGH fusion protein can be produced without adding a plant-derived hydrolyzate such as rice, for example, a soybean-derived protein hydrolyzate to the medium for producing the HSA-hGH fusion protein.
- the culture broth after the production culture is completed is subjected to a chromatography step for purifying the HSA-hGH fusion protein.
- a chromatography step for purifying the HSA-hGH fusion protein.
- Methods for obtaining the culture supernatant from the culture solution include filtration with a membrane filter and centrifugation.
- each of the chromatographic steps for purifying the HSA-hGH fusion protein may, if necessary, be performed in the presence of a nonionic surfactant to prevent non-specific adsorption of the protein. ..
- a nonionic surfactant there is no particular limitation as to which nonionic surfactant is used, but a polysorbate-based surfactant is preferably used, and more preferably polysorbate 80 or polysorbate 20.
- the concentration of such nonionic surfactant is preferably 0.005% (w / v) to 0.1% (w / v), more preferably 0.005% (w / v) to 0.05% (w / v). ), For example, 0.01% (w / v), 0.05% (w / v), etc.
- the purification step of the HSA-hGH fusion protein can be carried out at room temperature or low temperature, but is preferably carried out at low temperature, particularly at 1 to 10 ° C.
- the purification step of the HSA-hGH fusion protein is a column chromatography step using a material to which an antibody having an affinity for the HSA-hGH fusion protein is bound as a stationary phase, and a column chromatography step for a phosphate group. It includes a column chromatography step using an affinity material as a stationary phase, a cation exchange column chromatography step, and a size exclusion column chromatography step. However, one or more chromatography steps can be added to these chromatography steps.
- Such additional chromatography steps include, for example, a column chromatography step using a material to which an antibody having an affinity for the HSA-hGH fusion protein is bound as a stationary phase, and a material having an affinity for a phosphate group as a stationary phase.
- a column chromatography step a cation exchange column chromatography step, an anion exchange column chromatography step, a hydrophobic column chromatography step, a dye affinity column chromatography step, and a size exclusion column chromatography step.
- the purification step of the HSA-hGH fusion protein is a column chromatography step using a material to which an antibody having an affinity for the HSA-hGH fusion protein is bound as a stationary phase, and a column chromatography step for a phosphate group.
- a column chromatography step using an affinity material as a stationary phase, a cation exchange column chromatography step, and a size exclusion column chromatography step are included in this order. However, one or more chromatography steps can be added to these chromatography steps.
- Such additional chromatography steps include, for example, a column chromatography step using a material to which an antibody having an affinity for the HSA-hGH fusion protein is bound as a stationary phase, and a material having an affinity for a phosphate group as a stationary phase.
- a column chromatography step a cation exchange column chromatography step, an anion exchange column chromatography step, a hydrophobic column chromatography step, a dye ligand column chromatography step, and a size exclusion column chromatography step.
- Additional chromatography may be added between any adjacent steps, or may be added as a first chromatographic step, a final chromatographic step.
- a column chromatography step using a material to which an antibody having an affinity for an HSA-hGH fusion protein is bound is used as a stationary phase, and a material having an affinity for a phosphate group is used as a stationary phase.
- the purification step including the column chromatography step, the cation exchange column chromatography step, and the size exclusion column chromatography step in this order will be described in detail below.
- the first column chromatography step uses column chromatography using a material to which an antibody having an affinity for the HSA-hGH fusion protein is bound as a stationary phase.
- the antibody may have an affinity for either HSA or hGH, but is preferably one having an affinity for hGH.
- Capture select Human Growth Hormone Affinity Matrix (Thermo Fisher Scientific), which contains a carrier to which an antibody against human growth hormone is bound, can be preferably used.
- the HSA-hGH fusion protein is attached to a column equilibrated with a buffer solution in advance.
- the type of buffer solution is not particularly limited, but Tris-HCl buffer solution is preferable, and the concentration thereof is preferably 5 to 50 mM, more preferably 10 to 30 mM.
- the pH is preferably adjusted to 6.7 to 7.3, more preferably 6.9 to 7.1, and even more preferably about 7.0.
- Elution of the HSA-hGH fusion protein from the column is preferably carried out using glycine-hydrochloric acid.
- the concentration of glycine-hydrochloric acid is preferably 20 to 100 mM, more preferably 40 to 60 mM, and even more preferably about 50 mM. Also, its pH is preferably adjusted to 2.0-4.0, more preferably 2.8-3.2, and even more preferably about 3.0. The pH of the eluate is immediately adjusted to near neutral, for example pH 6.4-7.0.
- the second column chromatography step uses a material having an affinity for a phosphate group as a stationary phase.
- Hydroxyapatite column chromatography and fluoroapatite column chromatography are suitable as column chromatography using a material having an affinity for a phosphate group as a stationary phase, and hydroxyapatite column chromatography is particularly preferable. These are for removing impurities by utilizing the interaction of both metal affinity by calcium ion and cation exchange by phosphate group.
- the carrier used for hydroxyapatite chromatography is not particularly limited and may be ceramic or crystalline, but one of the particularly preferable carriers is CHT Type II, 40 ⁇ m (Bio-Rad Laboratories, Inc.). ).
- the pH and conductivity of the eluate obtained in the first column chromatography step are adjusted before it is applied to the hydroxyapatite chromatography column.
- the pH is preferably adjusted to 6.5 to 7.5, more preferably 6.8 to 7.2, and even more preferably 6.9 to 7.1.
- the conductivity is preferably adjusted to 0.4 to 0.8 S / m, more preferably 0.5 to 0.7 S / m.
- the eluate with adjusted pH and conductivity is applied to a hydroxyapatite chromatography column pre-equilibrium with a buffer solution.
- a buffer solution is not particularly limited, but MES buffer solution is preferable, and its concentration is preferably 5 to 50 mM, more preferably 10 to 30 mM, for example, 20 mM.
- the pH is preferably adjusted to 6.7 to 7.3, more preferably 6.9 to 7.1, and even more preferably about 7.0.
- the buffer solution contains phosphate ions, and the concentration thereof is preferably 0 to 3 mM, more preferably 0 to 2 mM, for example, 1 mM.
- the elution of the HSA-hGH fusion protein from the hydroxyapatite chromatography column is performed using a buffer solution having an increased concentration of phosphate ions.
- the phosphate ion concentration at this time is preferably 20 to 50 mM, more preferably 25 to 40 mM, still more preferably 25 to 35 mM, for example, 30 mM.
- the third column chromatography step uses cation exchange column chromatography and is for removing contaminating proteins.
- cation exchange resin is used in the cation exchange column chromatography, but a weak cation exchange resin is preferable, and more preferably, it has selectivity based on both hydrophobic interaction and hydrogen bond formation. It is a weak cation exchange resin.
- a weak cation exchange resin having a phenyl group, an amide bond, and a carboxyl group and having selectivity based on hydrophobic interaction and hydrogen bond formation such as Capto MMC (GE Healthcare), should be preferably used. Can be done.
- the pH and conductivity of the eluate obtained in the second column chromatography step are adjusted before it is subjected to cation exchange column chromatography.
- the pH is preferably adjusted to 5.3 to 6.2, more preferably 5.4 to 6.1, and even more preferably 5.6 to 5.8.
- the conductivity is preferably adjusted to 0.5 to 0.9 S / m, more preferably 0.6 to 0.8 S / m.
- the eluate with adjusted pH and conductivity is subjected to cation exchange column chromatography equilibrated with a buffer solution in advance.
- the type of buffer solution is not particularly limited, but MES buffer solution is preferable, and its concentration is preferably 30 to 70 mM, more preferably 40 to 60 mM, for example, 50 mM.
- the pH is preferably adjusted to 5.4 to 6.0, more preferably 5.6 to 5.8, for example 5.7.
- the buffer solution contains a salt, and when the salt is a neutral salt, the concentration in the buffer solution is preferably 30 to 150 mM, more preferably 50 to 120 mM, and further preferably 80 to 120. It is mM, for example, 100 mM.
- the neutral salt at this time is preferably sodium chloride or potassium chloride, but particularly preferably sodium chloride.
- Elution of the HSA-hGH fusion protein from cation exchange column chromatography is performed using a buffer solution with an increased concentration of neutral salt.
- concentration of the neutral salt at this time is preferably 400 to 600 mM, more preferably 500 to 600 mM, still more preferably 530 to 570 mM, for example, 550 mM.
- the fourth column chromatography step uses size exclusion chromatography.
- Size exclusion chromatography is for removing low molecular weight contaminants such as endotoxin, multimers and degradation products of HSA-hGH fusion proteins based on molecular size.
- the column is pre-equilibrium.
- the type of buffer solution is not particularly limited, but a phosphate buffer solution is preferable, and the concentration thereof is preferably 5 to 20 mM, more preferably 8 to 12 mM, for example, 10 mM. Its pH is preferably adjusted to 6.6 to 7.4, more preferably 7.0 to 7.4, for example 7.2.
- the buffer solution may contain a disaccharide that can be used as a pharmaceutical additive. Such a disaccharide is preferably sucrose, and its concentration is preferably 60 to 90 mg / mL, more preferably 70 to 80 mg / mL, for example, 75 mg / mL.
- This first to fourth column chromatography step yields a substantially pure HSA-hGH fusion protein.
- a virus inactivating step can be added as desired in the step of purifying the HSA-hGH fusion protein.
- the virus inactivating step may be performed between any two chromatographic steps and may be performed before the first chromatographic step or after the last chromatographic step. Further, the virus inactivating step may be carried out once, twice, or three times or more in the step of purifying the HSA-hGH fusion protein.
- the chromatography step has a column chromatography step (first column chromatography step) using a material to which an antibody having an affinity for the HSA-hGH fusion protein is bound as a stationary phase, and an affinity for a phosphate group.
- a column chromatography step (second column chromatography step) using the material as a stationary phase, a cation exchange column chromatography step (third column chromatography step), and a size exclusion column chromatography step (fourth).
- the virus inactivating step is preferably between the first column chromatography step and the second column chromatography step, and / and the fourth. It is performed after the column chromatography step.
- the virus inactivating step is not particularly limited, but the solvent-surfactant method or the filter filtration method can be preferably applied.
- the solvent-surfactant method is a method of inactivating a virus by adding an organic solvent and a surfactant to a solution in which the virus should be inactivated.
- an organic solvent and a nonionic surfactant are added to a solution containing the HSA-hGH fusion protein and mixed, and the mixture is incubated for, for example, more than 3 hours. Will be done.
- the solution used in the solvent-surfactant method is not particularly limited as long as the HSA-hGH fusion protein is stably retained for at least 2 hours, but is a glycine buffer solution or phosphorus whose pH is adjusted to near neutrality.
- An acid buffer solution, a MES buffer solution, a Tris-HCl buffer solution, or a mixture thereof mixed with an organic solvent and a non-surface active agent can be preferably used.
- which nonionic surfactant is used is not particularly limited, and for example, polysorbate 20, polysorbate 80, and triton X-100 can be used alone or in any combination thereof.
- Polysorbate 80 is one of the particularly suitable nonionic surfactants and can be used alone or in combination with other nonionic surfactants.
- organic solvent is used is not particularly limited, but for example, tri (n-butyl phosphate) can be used.
- concentration of polysorbate 80 in the mixture is 0.3 to 2%, for example 1%, and the concentration of tri (n-butyl phosphate) is 0.1 to 0.5%. , For example 0.3%, the mixture is incubated for 2-5 hours, eg 3 hours.
- the filter filtration method is a method of removing a virus by filtering the solution to be removed with a filtration membrane (virus removal membrane) having the ability to remove the virus.
- the filtration membrane used in the filter filtration method preferably has an average pore size of 17 to 21 nm, and the material thereof is, for example, regenerated cellulose. If filter filtration is applied, a solution containing the HSA-hGH fusion protein is passed through the virus removal membrane.
- virus inactivation is performed by a solvent-surfite method between the first column chromatography step and the second column chromatography step, and after the fourth column chromatography step, virus inactivation is performed by a filter filtration method.
- the method using a virus removing membrane can be referred to as a virus removing step, in the present invention, it can also be referred to as a method of a virus inactivating step.
- the HSA-hGH fusion protein is more stable in blood and has a longer half-life than the original growth hormone to which HSA is not bound.
- the half-life (t 1/2 ⁇ ) in blood when administered to cynomolgus monkeys by subcutaneous injection is extremely stable in blood, for example, 5 hours or more.
- the HSA mutant-human growth hormone fusion protein has a half-life in blood (t 1 / 2 ⁇ ) when a single subcutaneous dose is given to male cynomolgus monkeys at a dose of 0.5-10 mg / kg.
- t 1/2 ⁇ ) is 5 to 40 hours.
- the drug containing the HSA mutant-growth hormone fusion protein as an active ingredient can be administered intravenously, intramuscularly, intraperitoneally or subcutaneously as an injection.
- Human growth hormone mainly has a molecular weight of 22 kDa (22 kDa human growth hormone, 22K human growth hormone in the present specification) and 20 kDa (20 kDa human growth hormone, 20K human growth hormone in the present specification). ) Have two different molecular weights. 22K growth hormone is a protein composed of 191 amino acids having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9. Normally, the term "human growth hormone (or hGH)" means this 22K growth hormone, but in the present specification, the term “human growth hormone (or hGH)” is simply referred to as 22K human growth hormone. Includes both 20K human growth hormone.
- 22K human growth hormone in addition to the wild-type 22KhGH having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9, one or more amino acids are substituted thereto.
- 22KhGH mutants that are deleted and / or added and have growth-promoting activity are also included.
- the number of amino acids that may be substituted, deleted and / or added is preferably 1 to 8, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 to 2 for each mutation type.
- the amino acid sequence of the 22KhGH mutant preferably has an identity of 85% or more, more preferably 90% or more, and even more preferably 95, with the amino acid sequence of the wild-type 22KhGH shown in SEQ ID NO: 9. It has an identity of% or more.
- the wild-type 20K human growth hormone is the one in which 15 amino acids 32nd to 46th from the N-terminal are deleted from the 191 amino acids constituting the wild-type 22K growth hormone (SEQ ID NO: 9). It is a protein having a growth-promoting activity, which corresponds to an amino acid sequence (SEQ ID NO: 10) composed of 176 amino acids.
- SEQ ID NO: 10 an amino acid sequence
- 20K human growth hormone (or 20KhGH) in addition to the wild-type 20KhGH shown in SEQ ID NO: 10, one or more amino acids are substituted for the sequence.
- 20 KhGH variants corresponding to those deleted and / or added and having growth promoting activity are also included.
- the number of amino acids that may be substituted, deleted and / or added is preferably 1 to 8, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 to 2 for each mutation type.
- the amino acid sequence of the 20KhGH mutant preferably has an identity of 85% or more, more preferably 90% or more, and even more preferably 95, with the amino acid sequence of the wild-type 20KhGH shown in SEQ ID NO: 10. It has an identity of% or more.
- the position of each mutation and its form (deletion, substitution, addition) when compared with normal wild-type hGH in various hGH variants can be easily confirmed by alignment of the amino acid sequences of both hGH. be able to.
- the identity between the amino acid sequence of wild-type hGH and the amino acid sequence of mutated hGH can be easily calculated using a well-known homology calculation algorithm. For example, as such an algorithm, BLAST (Altschul SF. J Mol. Biol. 215. 403-10, (1990)), Pearson and Lipman similarity search method (Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2444 (1988)), Smith and Waterman's local homology algorithm (Adv. Appl. Math. 2. 482-9 (1981)).
- substitution of amino acids in the amino acid sequence of hGH above with other amino acids occurs, for example, within their side chains of amino acids and within a family of amino acids that are related in chemistry. Substitutions within such amino acid families are not expected to result in significant changes in hGH function (ie, conservative amino acid substitutions).
- Such amino acid families include, for example: (1) Acidic amino acids aspartic acid and glutamic acid, (2) Basic amino acids histidine, lysine, and arginine (3) Aromatic amine acids phenylalanine, tyrosine, tryptophan, (4) Serine and threonine, which are amino acids having hydroxyl groups (hydroxy amino acids), (5) Hydrophobic amino acids methionine, alanine, valine, leucine, and isoleucine, (6) Neutral hydrophilic amino acids cysteine, serine, threonine, asparagine, and glutamine, (7) Glycine and proline, which are amino acids that affect the orientation of peptide chains, (8) Asparagine and glutamine, which are amide-type amino acids (polar amino acids), (9) Aliphatic amino acids, alanine, leucine, isoleucine, and valine, (10) Alanine, glycine, serine, and threonine, which are amino acids with small side chains
- a preparation (hGH preparation) containing hGH having a molecular weight of about 22 KD produced as a recombinant protein using hGH gene-introduced Escherichia coli as an active ingredient is growth hormone deficiency short stature, short stature in Turner syndrome, SGA. It is widely used clinically as a therapeutic agent for short stature, short stature in Nunan syndrome, short stature due to chronic renal failure, short stature in Praderwilly syndrome, and short stature in chondrystrophy. hGH preparations are particularly effective in these diseases without epiphyseal closure.
- the component hGH When the hGH preparation is administered subcutaneously or intramuscularly, the component hGH circulates in the blood and exerts the effect of promoting the growth of the patient by its growth promoting activity.
- the hGH preparation is also widely used clinically as a therapeutic agent for adult growth hormone deficiency. In patients with adult growth hormone deficiency, abnormal lipid metabolism is observed, but administration of hGH preparations normalizes the patient's lipid metabolism and improves the patient's QOL. Growth hormone has also been clinically applied as a therapeutic agent for AIDS depletion. Examples of hGH preparations for growth hormone deficiency short stature, adult growth hormone deficiency, and the like include Growject (registered trademark).
- a polypeptide containing the amino acid sequence of HSA variant and a polypeptide containing the amino acid sequence of hGH for example, one polypeptide is used.
- an expression vector in which a DNA fragment in which a gene encoding the other polypeptide is bound in frame is incorporated downstream of the encoding gene is incorporated downstream of the encoding gene, and culturing a transformed host cell using this expression vector.
- a method of expressing as a recombinant protein is common and can be used in the present invention.
- the polypeptide containing the amino acid sequence of hGH is the N-terminal side of the polypeptide containing the amino acid sequence of the HSA variant. Alternatively, it is bound to either the C-terminal side, either directly or indirectly via a linker.
- the amino acid sequence of the HSA variant is downstream of the gene encoding the polypeptide containing the amino acid sequence of hGH.
- An expression vector incorporating a DNA fragment in which a gene encoding a polypeptide containing the above is bound in frame is used.
- the DNA sequence encoding the linker is arranged in-frame between the genes encoding the two polypeptides.
- the amino acid sequence of the HSA variant is upstream of the gene encoding the polypeptide containing the amino acid sequence of hGH.
- An expression vector incorporating a DNA fragment in which a gene encoding a polypeptide containing the above is bound in frame is used.
- the DNA sequence encoding the linker is arranged in-frame between the genes encoding the two polypeptides.
- HSA-hGH a type of HSA-hGH fusion protein
- the N-terminal of HSA (A320T) having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 is not mediated by a linker.
- HSA-hGH fusion protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 which is obtained by binding the C-terminal of 22K human growth hormone having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 by a peptide bond.
- the combination of HSA (A320T) and 22KhGH in this order is referred to as "22K human growth hormone-mHSA" or "22KhGH-mHSA".
- HSA HSA
- mHSA-22K human growth hormone mHSA-22KhGH
- the C-terminal of 20K human growth hormone having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 10 is attached to the N-terminal of human serum albumin (A320T) having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 3 by peptide bond without using a linker.
- the bound HSA-hGH fusion protein having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 12 is referred to as "20K human growth hormone-mHSA” or "20KhGH-mHSA”.
- the C-terminal of human serum albumin (A320T) to which the N-terminal of 20K human growth hormone is bound by a peptide bond without a linker is called "mHSA-20K human growth hormone" or "mHSA-20KhGH”. ..
- the HSA-hGH fusion protein is characterized in that the half-life (t 1/2 ⁇ ) in blood when administered to cynomolgus monkeys by subcutaneous injection is approximately 5 hours or more, which is extremely stable in blood.
- the half-life (t 1/2 ⁇ ) in blood of mHSA-22KhGH and 22KhGH-mHSA when a single subcutaneous dose is administered to male cynomolgus monkeys at a dose of 4 mg / kg varies depending on the dose. 35 hours.
- the HSA-hGH fusion protein in the present invention can be used as a pharmaceutical.
- the HSA-hGH fusion protein can coordinate the functions of human growth hormone and HSA in vivo.
- the HSA-hGH fusion protein in the present invention is extremely stable in blood. Therefore, according to the present invention, human growth hormone can be stabilized in blood and stayed in blood in a state of maintaining activity for a long period of time. Therefore, when the fusion protein is used as a pharmaceutical, it is possible to reduce the administration frequency and / and the dose as compared with human growth hormone. For example, human growth hormone needs to be administered daily, but the fusion protein can be administered every 3 to 30 days, for example. It is also possible to reduce the total dose of the drug during the treatment period to, for example, 1/3 or less (for example, 1/3 to 1/10) in terms of molar ratio.
- the HSA-hGH fusion protein in the present invention includes growth hormone deficiency short stature, short stature in Turner syndrome, short stature due to chronic renal failure, short stature in Praderwilly syndrome, short stature in cartilage dystrophy, etc. It can be used as a drug for SGA short stature or short stature in Turner syndrome. hGH preparations are particularly effective in these diseases without epiphyseal closure.
- the HSA-hGH fusion protein in the present invention can be used as a drug for adult growth hormone deficiency, exhaustion due to AIDS, and exhaustion due to anorexia, but is not limited to this. It can be used as a therapeutic agent for diseases in which symptoms can be improved by exerting growth-promoting activities such as promoting chondrogenesis and anabolic protein, and physiological activities such as improving body composition and lipid metabolism over a long period of time. ..
- the dosage when 22KhGH-mHSA is administered to humans for therapeutic purposes is not particularly limited as long as the efficacy of hGH is shown.
- the dosage of 22KhGH-mHSA is illustrated below, but the dosage is not limited thereto.
- the preferred dose per dose is 0.01 to 0.7 mg / Kg body weight.
- the preferred dose per dose is 0.015-1.4 mg / Kg body weight.
- the preferred dose per dose is 0.01 to 1.4 mg / Kg body weight.
- the preferred dose per dose is 0.012-0.98 mg / Kg body weight.
- the preferred dose per dose is 0.015-1.4 mg / Kg body weight.
- the preferred dose per dose is 0.012-1.9 mg / Kg body weight.
- the preferred dose per dose is 0.001 to 0.34 mg / Kg body weight.
- the preferred dose per dose is 0.013 to 1.8 mg / Kg body weight.
- the preferred dose per dose is 0.005-0.4 mg / Kg body weight.
- the preferred administration interval of 22KhGH-mHSA for these diseases is once every 7 to 30 days, and once every 7 to 14 days, every 10 to 20 days, or once every 14 to 21 days depending on the patient's laboratory findings and the like. Should be changed as appropriate.
- the administration method is preferably subcutaneous injection, intramuscular injection or intravenous injection, and more preferably subcutaneous injection or intramuscular injection.
- the aqueous pharmaceutical composition in the present invention contains a protein obtained by binding serum albumin and growth hormone as an active ingredient, a preservative, sucrose and a nonionic surfactant mainly as a stabilizer, and a buffer as a pH adjuster. It is contained.
- the concentration of the protein (particularly 22KhGH-mHSA) in which serum albumin and growth hormone are bound, which is contained in the aqueous pharmaceutical composition is preferably 10 to 100 mg / mL, more preferably 15 to 70 mg / mL. , More preferably 30 to 65 mg / mL, even more preferably 40 to 60 mg / mL, for example, 50 mg / mL.
- the preservative contained in the aqueous pharmaceutical composition is not particularly limited as long as it is pharmaceutically acceptable, but phenol is preferable.
- the concentration of phenol contained in the aqueous pharmaceutical composition is preferably 0.5-12 mg / mL, more preferably 3-9 mg / mL, and even more preferably 4 It is ⁇ 8 mg / mL, and even more preferably 5-7 mg / mL, for example, 6 mg / mL.
- the concentration of sucrose contained in the aqueous pharmaceutical composition is preferably 10 to 150 mg / mL, more preferably 50 to 100 mg / mL, still more preferably 60 to 90 mg / mL, and even more. It is preferably 70 to 80 mg / mL, for example, 75 mg / mL.
- nonionic surfactant contained in the aqueous pharmaceutical composition polysorbate, poloxamer and the like can be used alone or in combination thereof.
- polysorbate, polysorbate 20 and polysorbate 80 are particularly preferable, and as the poloxamer, poloxamer 188 (polyoxyethylene (160) polyoxypropylene (30) glycol) is particularly preferable.
- the concentration of the nonionic surfactant contained in the aqueous pharmaceutical composition is preferably 0.15 to 10 mg / mL, more preferably 1.0 to 4.5 mg / mL, and 1.5 to 4.5 mg / mL. It is even more preferably mL, even more preferably 2-4 mg / mL, even more preferably 2.5-3.5 mg / mL, for example 3 mg / mL.
- the buffer contained in the aqueous pharmaceutical composition is not particularly limited as long as it is pharmaceutically acceptable, but a phosphate buffer is preferable.
- the concentration of the phosphate buffer contained in the aqueous pharmaceutical composition is preferably 1 to 30 mM, more preferably 2 to 20 mM, even more preferably. Is 5 to 15 mM, for example, about 10 mM.
- the pH of the aqueous pharmaceutical composition adjusted by the buffer is preferably 5.0 to 8.0, more preferably 6.0 to 7.8, even more preferably 6.5 to 7.6, and even more preferably 7.0 to 7.4. Yes, for example 7.2.
- the osmotic pressure ratio of the aqueous pharmaceutical composition to physiological saline is adjusted to, for example, 1.0 to 1.3.
- the concentration of the protein (particularly 22KhGH-mHSA) in which serum albumin and growth hormone are bound is 10 to 100 mg / mL, and the concentration of the preservative is 0.5 to 12. It is mg / mL, the concentration of sucrose is 10 to 150 mg / mL, the concentration of nonionic surfactant is 0.15 to 10 mg / mL, and the concentration of preservative is 0.5 to 12 mg / mL.
- the concentration of the buffer is 1 to 30 mM, and the pH is 5.0 to 8.0.
- the concentration of the protein (particularly 22KhGH-mHSA) in which serum albumin and growth hormone are bound is 10 to 100 mg / mL, and the concentration of sucrose is 7.5 mg. It is / mL, the concentration of polyoxyethylene (160) polyoxypropylene (30) glycol is 3 mg / mL, the concentration of phenol is 6 mg / mL, and the concentration of phosphate buffer is 10 mM. , The pH is 7.0-7.4, and so on. The concentration of each component can be changed to any of the above-mentioned preferable concentrations.
- the concentration of the protein (particularly 22KhGH-mHSA) in which serum albumin and growth hormone are bound is 15 to 70 mg / mL, and the concentration of sucrose is 75 mg. It is / mL, the concentration of polyoxyethylene (160) polyoxypropylene (30) glycol is 3 mg / mL, the concentration of phenol is 6 mg / mL, and the concentration of phosphate buffer is 10 mM. , The pH is 7.0-7.4. The concentration of each component can be changed to any of the above-mentioned preferable concentrations.
- the medicine containing the HSA-hGH fusion protein of the present invention can be administered intravenously, intramuscularly, intraperitoneally, subcutaneously or intraventricularly as an injection.
- injections can be supplied as lyophilized preparations or aqueous liquids (aqueous pharmaceutical compositions).
- aqueous liquids aqueous pharmaceutical compositions.
- it When it is an aqueous solution, it may be filled in a vial, or it may be supplied as a prefilled preparation that is pre-filled in a syringe. In the case of lyophilized preparation, dissolve it in an aqueous medium and restore it before use.
- Example 1 Construction of 22KhGH-HSA expression vector A protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 15, which is obtained by binding the C-terminal of 22KhGH and the N-terminal of wild-type HSA (SEQ ID NO: 1). , 22KhGH-HSA.
- the amino acid residues 1 to 191 correspond to the amino acid sequence of 22 KhGH
- the amino acid residues 192 to 776 correspond to the amino acid sequence of HSA.
- a DNA having the base sequence shown by SEQ ID NO: 16 containing the gene encoding 22KhGH-HSA (22KhGH-HSA gene) was chemically synthesized.
- bases 11-88 encode a leader peptide of hGH
- bases 89-661 encode mature hGH
- bases 662-2416 encode mature HSA.
- pE-mIRES-GS-puro 22KhGH-HSA expression vector 22KhGH-HSA
- the production method of pE-mIRES-GS-puro is described in International Patent Gazette WO2012 / 063799 and is well known.
- Example 2 Construction of a vector for expressing 22KhGH-mHSA
- the C-terminal of 22KhGH (SEQ ID NO: 9) and the N-terminal of HSA (A320T) (SEQ ID NO: 3) are bound to each other, as shown in SEQ ID NO: 11.
- the protein having an amino acid sequence was designated as 22KhGH-mHSA.
- the DNA fragment containing was amplified. This DNA fragment was self-annealed to construct pE-mIRES-GS-puro (22KhGH-mHSA), which is a vector for expressing 22KhGH-mHSA.
- Example 3 Preparation of 22KhGH-mHSA-expressing cell line
- Cells for expressing 22KhGH-mHSA were prepared as follows.
- PE-mIRES a 22KhGH-mHSA expression vector prepared in Example 2 using a Gene Pulser Xcell electroporation system (Bio Rad) on CHO-K1 cells, which are cells derived from the ovary of a Chinese hamster.
- CHO-K1 cells which are cells derived from the ovary of a Chinese hamster.
- -Introduced GS-puro 22KhGH-mHSA).
- the cells into which the expression vector was introduced were subjected to CD OptiCHO TM medium (Thermo Fisher Scientific) containing 16 ⁇ M thymidine, 100 ⁇ M hypoxanthine, 10 mg / L insulin, L-methionine sulfoximin (SIGMA) and puromycin (SIGMA).
- CD OptiCHO TM medium Thermo Fisher Scientific
- SIGMA L-methionine sulfoximin
- SIGMA puromycin
- the cells selected by selective culture are seeded on a 96-well plate so that one or less cells are seeded per well until colonies derived from single cells are formed.
- the cells were cloned after culturing for 10 days.
- the cloned cells are further cultured and proliferated and then suspended in CD OptiCHO TM medium containing 16 ⁇ M thymidine, 100 ⁇ M hypoxanthin, 300 ⁇ M L-methionine sulfoxide, and 10% (v / v) DMSO. After turbidity, the cells were dispensed into cryotubes and stored in liquid nitrogen. This cell was designated as a 22KhGH-mHSA expressing cell line.
- Example 4 Pre-culture of 22KhGH-mHSA-expressing cells
- the 22KhGH-mHSA-expressing cell line prepared in Example 3 was thawed in a water bath at 37 ° C. to thaw 16 ⁇ M thymidine, 100 ⁇ M hypoxanthin and 300 ⁇ M L-methionine sulfo.
- the cells were precipitated by suspending them in EX-CELL Advanced medium (preculture medium, SIGMA), which is a serum-free medium containing ximin, and the cells were precipitated, and the supernatant was removed.
- the precipitated cells were suspended in a preculture medium at a density of 2 ⁇ 10 5 cells / mL or more, and cultured at 37 ° C. in the presence of 5% CO 2 for 2 to 4 days. This culture was repeated while expanding the culture scale until the number of cells grew to at least 1.0 ⁇ 10 11.
- Example 5 Production culture of 22 KhGH-mHSA-expressing cells 16 ⁇ M thymidine and 100 ⁇ M hypo in a volume of 200 L at a cell concentration of 4 ⁇ 10 5 cells / mL in cells grown in preculture.
- the cells were suspended in EX-CELL Advanced medium (production culture medium, SIGMA), which is a serum-free medium containing xanthin.
- SIGMA production culture medium
- This suspension is cultured in a single-use culture tank of the Xcellerex 200L culture system (XDR200) for 10 days while maintaining a temperature of 37 ° C, a dissolved oxygen content of 40%, and a pH of 6.9 while stirring at a speed of 100 rpm with an impeller. did.
- Example 6 Purification of 22KhGH-mHSA (purification step 1: harvesting step / concentration 1 step) After completion of production culture, the culture medium is filtered using Millistak + (registered trademark) HC pod filter grade D0HC (1.1 m 2 x 2, Merck), followed by Millistak + HC pod filter grade X0HC (1.1 m 2 x 1,). The cells were removed by filtration using Merck), and further filtered through Opticap SHC XL3 (pore size: 0.5 / 0.2 ⁇ m, Merck) to obtain a culture supernatant.
- Millistak + registered trademark
- HC pod filter grade D0HC 1.1 m 2 x 2, Merck
- Millistak + HC pod filter grade X0HC 1.1 m 2 x 1,
- the obtained culture supernatant was washed with pure water in advance, and then equilibrated with PBS using an ultrafiltration membrane device (Pellicon3 cassette ultracell PLCTK membrane mounted 1.14 m 2 , Merck & Co., Ltd.) having a molecular weight cut off of 30 kDa. Concentrated.
- the concentrated solution was recovered from the ultrafiltration membrane device. Further, the inside of the apparatus was washed through PBS, and the weight of this washing solution was adjusted to about 15 kg according to the previously recovered concentrated solution to prepare a concentrated culture solution.
- the concentrated culture solution was then filtered using a hydrophilic filter (Opticap SHC XL600, Merck) with a maximum pore size of 0.5 ⁇ m and a minimum pore size of 0.2 ⁇ m. After filtration, it was confirmed that the pH and conductivity of the concentrated culture solution were 7.0 ⁇ 0.3 and 1.2 ⁇ 0.4 S / m, respectively.
- Purification step 2 First chromatography step (affinity column chromatography step))
- a QS column column volume: 4.2 to 5.2 L, bed height: 15.0 ⁇ 1.5 cm, Merck
- Capture select Human Growth Hormone Affinity Matrix (Thermo Fisher Scientific) was added to 50 mM glycine, which is 1 times the volume of the column.
- hydrochloric acid buffer pH 3.0
- 0.01 M aqueous sodium hydroxide solution having a volume 1 times the volume of the column
- equilibration was performed with 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.0) having a volume 4 times the volume of the column.
- the eluate was collected in a container containing 250 mM MES buffer (pH 7.0) having a volume of 1/5 of the amount of the eluate and immediately neutralized to a pH of 6.7 ⁇ 0.3.
- Purification step 2 was carried out at a cold temperature of 4 to 8 ° C., and the linear flow velocity of the solution supplied to the column throughout the purification step 2 was 200 cm / hour.
- the upper limit of 22 KhGH-mHSA loaded per 1 L of affinity column carrier was 7 g.
- Purification step 3 Virus inactivation step
- the eluate obtained in the purification step 2 is heated to 25 ° C., and the eluate contains 20.0% (w / v) polysorbate 80, which is 1/19 of the volume of the eluate, 6.0% (v / v).
- An aqueous solution of tri (n-butyl) phosphate was added, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 3 hours.
- Purification step 4 Second chromatography step (hydroxyapatite column chromatography step)
- the fraction that had been subjected to virus inactivation treatment in purification step 3 was cooled to 8 ° C., and 1 M Tris-HCl buffer (pH 8.8) and 20 mM MES buffer (pH 7.0) containing 4 M NaCl were added.
- the pH and conductivity were adjusted to 7.0 ⁇ 0.1 and 0.6 ⁇ 0.1 S / m, respectively, and filtered using a hydrophilic filter (Merck) with a pore size of 0.2 ⁇ m.
- the following chromatography was then performed in a refrigerator (linear flow rate: 200 cm / hour).
- a QS column (column volume: 8.8 to 10.8 L, bed height: 20.0 ⁇ 2.0 cm, Merck) packed with CHT Type II, 40 ⁇ m (Bio-Rad Laboratories), which is a hydroxyapatite carrier, is buffered with 200 mM phosphate. After washing with a solution (pH 7.0), then 1 M NaOH aqueous solution, and then 200 mM phosphate buffer (pH 7.0), it contains 4 times the volume of 50 mM NaCl and 1 mM sodium dihydrogen phosphate 20. Equilibrated with mM MES buffer (pH 7.0). Then, the above filtrate was loaded on the column and 22 KhGH-mHSA was adsorbed on the column.
- the column was then washed with 20 mM MES buffer (pH 7.0) containing 3 times the volume of 50 mM NaCl and 1 mM sodium dihydrogen phosphate. Then, 20 mM MES buffer (pH 7.0) containing 50 mM NaCl and 30 mM sodium dihydrogen phosphate was supplied to the column to elute 22 KhGH-mHSA. Purification step 4 was carried out at a cold temperature of 4 to 8 ° C., and the linear flow velocity of the solution supplied to the column throughout the purification step 4 was 200 cm / hour. The upper limit of 22 KhGH-mHSA loaded per 1 L of hydroxyapatite carrier was set to 13 g.
- Purification step 5 Third chromatography step (multimodal weak cation exchange column chromatography step))
- a 20 mM MES buffer solution pH 5.7
- dilute hydrochloric acid was added to adjust the pH and conductivity to 5.7 ⁇ , respectively. Adjusted to 0.1, 0.7 ⁇ 0.1 S / m. Then, it was filtered using a hydrophilic filter (Merck) with a pore size of 0.5 / 0.2 ⁇ m.
- Purification step 6 Concentration 2 steps
- an ultrafiltration membrane Pellicon3 cassette Ultracell PLCTK membrane 1.14 m 2 , Merck
- a molecular weight cut off of 30 kDa 10 mM phosphoric acid containing 75 mg / mL sucrose.
- the eluate obtained in the purification step 5 was concentrated using this ultrafiltration membrane.
- Absorbance (280 nm) was adjusted to 23 ⁇ 3 by adding 10 mM phosphate buffer (pH 7.2) containing 75 mg / mL sucrose to the concentrated solution. This concentration step was carried out at room temperature.
- the above filtrate was then loaded onto the column, followed by a 10 mM phosphate buffer (pH 7.2) containing 75 mg / mL sucrose.
- an absorptiometer for continuously measuring the absorbance of the eluate was placed in the flow path of the eluate from the size exclusion column, the absorbance at 280 nm was monitored, and the absorption peak was shown at 280 nm.
- the fraction was collected as a fraction containing 22KhGH-mHSA, and this was used as a 22KhGH-mHSA refined product.
- Purification step 7 was carried out at room temperature, and the linear flow velocity of the solution supplied to the column throughout the purification step 7 was 30 cm / hour or less.
- the amount of the filtrate containing 22 KhGH-mHSA loaded on the multimodal weak cation exchange carrier was set to 8% or less of the volume of the carrier.
- Purification step 9 Virus removal step
- a 10 mM phosphate buffer (pH 7.2) containing 3 mg / mL poloxamer 188 and 75 mg / mL sucrose was prepared.
- a virus-removing membrane (Planova 20N, membrane area: 0.12 m 2 , material: regenerated cellulose, Asahi Kasei Medical Co., Ltd.) was equilibrated.
- the virus-removing membrane was filtered through the filtrate obtained in the purification step 8 at a pressure of 98 kPa or less. This virus removal step was performed at room temperature.
- Purification step 10 Drug substance conversion step
- the filtrate obtained in the purification step 9 was filtered through a hydrophilic filter (Merck) having a pore size of 0.2 ⁇ m to obtain a 22 KhGH-mHSA drug substance.
- Example 7 Examination of stability of aqueous pharmaceutical composition containing 22KhGH-mHSA 1 Using the 22KhGH-mHSA drug substance obtained in Example 6, six aqueous preparations containing 15 mg / mL 22KhGH-mHSA and 20 mM phosphate buffer, having different pH and having the composition shown in Table 1. Compositions (formulations 1-1 to 1-6) were prepared.
- aqueous pharmaceutical compositions were filled in a glass vial with 1.5 mL each, and stored in a dark place at 5 ° C for 1 week or 40 ° C for 1 week.
- the ratio of the 22KhGH-mHSA monomer, its polymer, and its decomposition product, a low molecular weight compound, contained in each solution was measured by SE-HPLC analysis shown in Example 13.
- the results are shown in Table 2.
- it is stable aqueous that the ratio of the polymer and the low molecular weight contained in the solution after standing at 5 ° C. for 1 week and at 40 ° C. for 1 week in a dark place is approximately 2% or less.
- Predetermined conditions for the pharmaceutical composition are preferably 6.0 or higher, and particularly preferably pH 6.5 to 7.5. Show that.
- Example 8 Examination of stability of aqueous pharmaceutical composition containing 22 KhGH-mHSA 2 Using the 22KhGH-mHSA drug substance obtained in Example 6, the composition shown in Table 3 containing 15 mg / mL 22KhGH-mHSA and 20 mM phosphate buffer and having different concentrations of sucrose and sodium chloride was obtained. Three kinds of aqueous pharmaceutical compositions (formulations 2-1 to 2-3) having were prepared. The pH of each solution was adjusted to 7.0 and the osmotic pressure ratio was adjusted to about 1.0.
- Optim1000, AVACTA Using a protein property analyzer (Optim1000, AVACTA), put 9 ⁇ L of the measurement sample in a cuvette (UNi, UNCHAINED LABS), heat the cuvette by 1 ° C from 20.0 ° C to 96.0 ° C, and wavelength for each temperature. The static light scattering intensity at 473 nm was measured.
- Figure 1 shows a graph of the measurement results of static light scattering intensity.
- the vertical axis shows the static light scattering intensity, and there is a positive correlation between this static light scattering intensity and the concentration of fine particles generated by the aggregation of proteins contained in the solution.
- the temperature at which aggregation begins to occur is almost the same in Formulations 2-1 to 2-3, but the amount of fine particles generated by increasing the temperature tends to increase as the concentration of sodium chloride increases. Therefore, in order to suppress the aggregation of 22KhGH-mHSA contained in the solution, it can be said that sucrose is preferable to sodium chloride as an excipient to be added to the aqueous pharmaceutical composition.
- Example 9 Examination of stability of aqueous pharmaceutical composition containing 22 KhGH-mHSA 3 Using the 22KhGH-mHSA drug substance obtained in Example 6, a nonionic surfactant (poloxamer 188) containing 35 mg / mL 22KhGH-mHSA, 20 mM phosphate buffer, and 70 mg / mL sucrose was used. 6 kinds of aqueous pharmaceutical compositions (formulations 3-1 to 3-6) having the compositions shown in Table 4 having different concentrations of) were prepared. The pH of each solution was adjusted to 7.2, and the osmotic pressure ratio was adjusted to about 1.0.
- the formation of polymer can be suppressed by increasing the concentration of poloxamer 188 to 1.0 mg / mL or more, and the formation of polymer is almost suppressed by increasing the concentration of poloxamer 188 to 1.5 mg / mL or more. be able to.
- the formulation 3-1 containing no poloxamer 188 a large amount of polymer was produced, so that the measured value could not be obtained.
- the concentration of 22 KhGH-mHSA was set to 130 mg / mL, and 20 mM phosphate buffer and 70 mg / mL sucrose were contained, and the concentration of the nonionic surfactant (poloxamer 188) was different, as shown in Table 6.
- Five kinds of aqueous pharmaceutical compositions (formulations 4-1 to 4-5) having the above compositions were prepared. The pH of each solution was adjusted to 7.2, and the osmotic pressure ratio was adjusted to about 1.0.
- Example 10 Examination of stability of an aqueous pharmaceutical composition containing 22 KhGH-mHSA 4 Using the 22KhGH-mHSA drug substance obtained in Example 6, 35 mg / mL 22KhGH-mHSA, 20 mM phosphate buffer, 70 mg / mL sucrose, 1.0 mg / mL nonionic surfactant (poloxamer 188). ) And 3.3 mg / mL phenol as a preservative, and three aqueous pharmaceutical compositions (formulations 5-1 to 5-3) having the compositions shown in Table 8 and having different pHs were prepared.
- Example 11 Formulation design of aqueous pharmaceutical composition From the results shown in Examples 7 to 10, 50 mg / mL 22KhGH- is an example of a suitable formulation of an aqueous pharmaceutical composition containing 22KhGH-mHSA. It contains mHSA, 10 mM phosphate buffer, 75 mg / mL sucrose, 3 mg / mL poloxamer 188 and 6 mg / mL phenol, adjusted to pH 7.2 and osmotic ratio to about 1.0, as shown in Table 10. Those having a composition (formulation 6) can be designed.
- This aqueous pharmaceutical composition can be filled and encapsulated in glass or plastic vials, ampoules, or syringes in a liquid volume of 0.5-10 mL. Prefilled syringes can also be supplied as prefilled formulations.
- the storage temperature is preferably 2 to 10 ° C, for example 4 ° C, and storage in a refrigerator capable of recording the temperature is assumed.
- Example 12 Examination of stability of aqueous pharmaceutical composition containing 22 KhGH-mHSA 5 An aqueous pharmaceutical composition of Formulation 6 having the composition shown in Table 10 was prepared, 1.7 mL was filled in a glass borosilicate cartridge, and the mixture was stored in a dark place at 5 ° C. for 12 months. After 3 months, 6 months, and 12 months, the property test described in Example 14, the insoluble foreign matter test and pH measurement described in Example 16, the SE-HPLC analysis described in Example 13, and Example 15 The fine particle number analysis described and the 22 KhGH-mHSA quantification described in Example 17 were performed. The results are shown in Table 11.
- Example 13 SE-HPLC analysis (measurement of polymer, monomer and low molecular weight content of 22KhGH-mHSA using SE-HPLC) Sodium dihydrogen phosphate dihydrate and sodium chloride were dissolved in water to prepare a phosphate buffer solution containing 0.1 M of phosphoric acid and 0.2 M of sodium chloride. In addition, a solution having the same composition as each aqueous pharmaceutical composition to be tested and containing no 22 KhGH-mHSA and phenol was prepared, and this was used as a sample diluent.
- the aqueous pharmaceutical composition to be tested was adjusted to a protein concentration of 2.0 mg / mL using a sample diluent to prepare a sample solution.
- Example 14 Property test The following was used as a color comparison solution. (1) Color Reference Solutions B set (brown, Sigma-Aldrich) (2) Color Reference Solutions BY Set (Brown Yellow, Sigma-Aldrich) (3) Color Reference Solutions Y set (yellow, Sigma-Aldrich)
- the container (vial, etc.) containing the aqueous pharmaceutical composition to be tested was observed from the side of the container using a black and white background, and the color tone and clarity were confirmed. In determining the color tone, it was decided that a color comparison solution could be used.
- Example 15 Measurement of the number of fine particles Measurement conditions: Measurement was performed using a flow cytoparticle image analyzer (FlowCam VS-1, FLUID IMAGING TECHNOLOGIES) under the conditions shown in Table 13 below. Using a flow cell (FC80FV-5, FLUID IMAGING TECHNOLOGIES), the number of fine particles (pieces / mL) contained in the aqueous pharmaceutical composition to be tested was carried out. The number of fine particles was measured by measuring the number of particles having a diameter of 10 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or more, respectively.
- Example 16 Insoluble foreign matter inspection, pH measurement, and osmotic pressure ratio measurement method
- the insoluble foreign matter inspection, pH measurement, and osmotic pressure ratio measurement were carried out by the general method specified in the Japanese Pharmacopoeia.
- the insoluble foreign matter inspection is an inspection method that visually confirms the presence or absence of easily detected insoluble foreign matter.
- Example 17 Quantification of 22KhGH-mHSA (Bradford method) A 22KhGH-mHSA solution having a known concentration was diluted with water to prepare a solution containing 22KhGH-mHSA at 1.0, 0.8, 0.6, 0.4, and 0.2 mg / mL, respectively, and used as standard solutions 1 to 5, respectively.
- the aqueous pharmaceutical composition to be tested was diluted with water so that the protein concentration was in the range of 0.4 to 0.8 mg / mL to prepare a sample solution.
- a spectrophotometer UV-2600, Shimadzu Corporation
- UV-2600 Shimadzu Corporation
- the measurement cell cuvette, optical path length 10 mm, optical path width 10 mm, Zalstat
- wavelength 595 Absorbance measurement was performed at nm.
- the absorbance of the standard solutions 1 to 5 was taken on the Y-axis and the theoretical protein concentration was taken on the X-axis, a regression line (calibration curve) was created, and the protein concentration was calculated from the absorbance of the sample solution.
- a drug containing a protein in which serum albumin and growth hormone are linked as an active ingredient can be distributed on the market in the form of an aqueous pharmaceutical composition.
- SEQ ID NO: 1 Amino acid sequence of wild-type human serum albumin
- SEQ ID NO: 2 Amino acid sequence of human serum albumin Redhill
- SEQ ID NO: 3 Amino acid sequence of human serum albumin variant (A320T)
- SEQ ID NO: 4 Example of linker amino acid sequence 1
- SEQ ID NO: 5 Linker amino acid sequence example 2
- SEQ ID NO: 6 Linker amino acid sequence example 3
- SEQ ID NO: 7 Partial base sequence of internal ribosome binding site derived from wild-type mouse encephalomyelitis virus
- SEQ ID NO: 8 Partial base sequence of internal ribosome binding site derived from mutant mouse encephalomyelitis virus, synthetic
- SEQ ID NO: 9 22K human Growth Hormone Amino Acid Sequence No.
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Abstract
【課題】血清アルブミンと成長ホルモンが連結した蛋白質を含有する水性医薬組成物が開示されている。当該水性医薬組成物は,ヒト血清アルブミンとヒト成長ホルモンとの融合蛋白質を有効成分として含有してなり,該融合蛋白質の濃度が10~100mg/mLであり,スクロースの濃度が10~150mg/mLであり,非イオン性界面活性剤の濃度が0.15~10mg/mLであり,防腐剤の濃度が0.5~12mg/mLであり,緩衝剤の濃度が1~30mMであり,pHが5.0~8.0であるものである。
Description
本発明は,例えば,血清アルブミンと成長ホルモンの融合蛋白質を有効成分として含有する医薬の,溶液状態で貯蔵安定な水性医薬組成物に関し,より詳しくは,安定化剤として,スクロースと非イオン性界面活性剤を更に含有する水性医薬組成物に関する。
ヒト成長ホルモン(hGH)は,視床下部の制御下で下垂体前葉から分泌される蛋白質である。hGHは,軟骨形成促進,蛋白質同化促進等の成長促進活性を示すほか,体組成及び脂質代謝改善作用を示す。hGHの分泌が少ない小児は,健常児と比較して低身長を呈する成長ホルモン分泌不全性低身長症を発症する。
hGH遺伝子を導入した大腸菌を用いて組換え蛋白質として製造された分子量約22KDのhGHを有効成分として含有する製剤(hGH製剤)が,成長ホルモン分泌不全性低身長症,ターナー症候群における低身長,SGA(Small-for-Gestational Age)性低身長症,ヌーナン症候群における低身長症,慢性腎不全による低身長症,プラダーウィリー症候群における低身長症,軟骨異栄養症における低身長症の治療剤として広く臨床応用されている。hGH製剤は,これら疾患において骨端線閉鎖を伴わない場合において特に効果を奏する。hGH製剤は,皮下又は筋肉内に投与されて血中を循環し,その成長促進活性により患者の成長を促す効果を奏する。また,hGH製剤は,成人成長ホルモン分泌不全症の治療剤としても広く臨床応用されている。成人成長ホルモン分泌不全症の患者では,脂質代謝異常等種々の異常が認められるが,hGH製剤の投与により,患者の脂質代謝が正常化する等,患者のQOLが改善される。成長ホルモン分泌不全性低身長症,成人成長ホルモン分泌不全症等に対するhGH製剤としては,例えば,グロウジェクト(登録商標)がある。
hGHの血漿中における半減期は20分未満とされており,患者に投与されたhGHは,速やかに血中から消失する。このため,hGHの薬効を患者で実質的に発揮させるには,患者にhGHを週に3回筋肉内に又は毎日皮下に投与する必要がある。このような頻繁な投与は患者の負担となっている。従って,hGHの血漿中における安定性を増加させて半減期を延長させることにより患者へのhGHの投与回数を減らすことができれば,患者の負担を軽減させることができ,好ましい。
ヒト血清アルブミン(HSA)は,その成熟型が585個のアミノ酸からなる蛋白質である。HSAは,血漿蛋白質の中では最も量の多い成分で,血漿中での半減期が14~20日と長い。HSAは,血漿の浸透圧の調節に寄与するとともに,血中の陽イオン,脂肪酸,ホルモン類,ビリルビンその他の内因性の物質及び薬剤等の外因性の物質と結合してそれらを運搬する機能を有する。一般に,HSAと結合した物質は,臓器に取り込まれ難くなり,血中をより長時間循環できるようになる。
ヒト血清アルブミン(HSA)には,天然のバリアントが複数あることが知られている。ヒト血清アルブミンRedhillはその一つである(非特許文献1,2)。ヒト血清アルブミンRedhillは,585個のアミノ酸からなる上記の通常のヒト血清アルブミンのアミノ酸配列と比べて,そのN末端側から320番目のアミノ酸残基がアラニンでなくトレオニンであり,且つそのN末端にアルギニン残基が一つ付加している点で異なり,586個のアミノ酸からなる。上記アラニンのトレオニンへの変化により,アルブミンRedhillではそのアミノ酸配列中にAsn-Tyr-Thrで表される配列が生じ,この配列中のAsn(アスパラギン)残基がN-結合型グリコシド化される。このためアルブミンRedhillは,上記の通常のヒト血清アルブミンと比較して分子量が2.5kDa程大きく観察される。
hGHの血漿中での安定性を,hGHにHSAを結合させることによって増加させる方法が報告されている(特許文献1~8)。hGHにHSAを結合させた蛋白質は,hGHをコードする遺伝子とHSAをコードする遺伝子とをインフレームに結合させたDNAを組込んだ発現ベクターを導入した形質転換細胞を作製し,この細胞を培養することにより,培地中又は細胞内に組換え蛋白質として作製される。
上記背景の下で,本発明の一目的は,ヒトアルブミンとヒト成長ホルモンの融合蛋白質を有効成分として含有する医薬の,市場に流通させることが可能な程度に安定な,水性医薬組成物を提供することである。
本発明者らは,上記目的に向けた研究において検討を重ねた結果,585個のアミノ酸からなる通常のヒト血清アルブミンと比較してそのN末端から320番目のアミノ酸残基であるアラニンがトレオニンで置き換わっているものであるアミノ酸配列よりなる変異体(ヒト血清アルブミン変異体)をヒト成長ホルモン(hGH)と結合させて得た化合物(ヒト血清アルブミン変異体-hGH融合蛋白質)が,スクロースと非イオン性界面活性剤とを含有する水性医薬組成物中で安定であることを見出し,本発明を完成した。すなわち,本発明は以下を含むものである。
1.ヒト血清アルブミンとヒト成長ホルモンとの融合蛋白質を有効成分として含有してなる水性医薬組成物であって,該融合蛋白質の濃度が10~100mg/mLであり,スクロースの濃度が10~150mg/mLであり,非イオン性界面活性剤の濃度が0.15~10mg/mLであり,防腐剤の濃度が0.5~12mg/mLであり,緩衝剤の濃度が1~30mMであり,pHが5.0~8.0である,水性医薬組成物。
2.該融合蛋白質の濃度が,15~70mg/mLである,上記1に記載の水性医薬組成物。
3.該スクロースの濃度が,50~100mg/mLである,上記1又は2に記載の水性医薬組成物。
4.該非イオン性界面活性剤の濃度が,1.5~4.5mg/mLである,上記1乃至3のいずれかに記載の水性医薬組成物。
5.該非イオン性界面活性剤が,ポリソルベート又はポロキサマーである,上記1乃至4のいずれかに記載の水性医薬組成物。
6.該非イオン性界面活性剤が,ポリソルベート20,ポリソルベート80及びポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールからなる群から選択されるものである,上記1乃至4のいずれかに記載の水性医薬組成物。
7.該防腐剤がフェノールである,上記1乃至6のいずれかに記載の水性医薬組成物。
8.該フェノールの濃度が,3~9mg/mLである,上記7に記載の水性医薬組成物。
9.該緩衝剤がリン酸緩衝剤である,上記1乃至8のいずれかに記載の水性医薬組成物。
10.該リン酸緩衝剤の濃度が,2~20mMである,上記9に記載の水性医薬組成物。
11.該pHが,6.0~7.8である,上記1乃至10のいずれかに記載の水性医薬組成物。
12.該pHが,6.5~7.6である,上記1乃至10のいずれかに記載の水性医薬組成物。
13.該融合蛋白質の濃度が10~100mg/mLであり,該スクロースの濃度が75mg/mLであり,該非イオン性界面活性剤がポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールであって,該ポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールの濃度が3mg/mLであり,該防腐剤がフェノールであって,該フェノールの濃度が6mg/mLであり,該緩衝剤がリン酸緩衝剤であって,該リン酸緩衝剤の濃度が10mMであり,該pHが7.0~7.4である,上記1に記載の水性医薬組成物。
14.該融合蛋白質の濃度が15~70mg/mLであり,該スクロースの濃度が75mg/mLであり,該非イオン性界面活性剤がポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールであって,該ポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールの濃度が3mg/mLであり,該防腐剤がフェノールであって,該フェノールの濃度が6mg/mLであり,該緩衝剤がリン酸緩衝剤であって,該リン酸緩衝剤の濃度が10mMであり,該pHが7.0~7.4である,上記1に記載の水性医薬組成物。
15.該融合蛋白質の濃度が50mg/mLであり,該スクロースの濃度が75mg/mLであり,該非イオン性界面活性剤がポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールであって,該ポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールの濃度が3mg/mLであり,該防腐剤がフェノールであって,該フェノールの濃度が6mg/mLであり,該緩衝剤がリン酸緩衝剤であって,該リン酸緩衝剤の濃度が10mMであり,該pHが7.0~7.4である,上記1に記載の水性医薬組成物。
16.該融合蛋白質のアミノ酸配列が,配列番号11で示されるアミノ酸配列と,85%以上の同一性を有するものである,上記1乃至15のいずれかに記載の水性医薬組成物。
17.該融合蛋白質のアミノ酸配列が,配列番号11で示されるアミノ酸配列と,90%以上の同一性を有するものである,上記1乃至15のいずれかに記載の水性医薬組成物。
18.該融合蛋白質のアミノ酸配列が,配列番号11で示されるアミノ酸配列と,95%以上の同一性を有するものである,上記1乃至15のいずれかに記載の水性医薬組成物。
19.該融合蛋白質のアミノ酸配列が,配列番号11で示されるアミノ酸配列を有するものである,上記1乃至15のいずれかに記載の水性医薬組成物。
1.ヒト血清アルブミンとヒト成長ホルモンとの融合蛋白質を有効成分として含有してなる水性医薬組成物であって,該融合蛋白質の濃度が10~100mg/mLであり,スクロースの濃度が10~150mg/mLであり,非イオン性界面活性剤の濃度が0.15~10mg/mLであり,防腐剤の濃度が0.5~12mg/mLであり,緩衝剤の濃度が1~30mMであり,pHが5.0~8.0である,水性医薬組成物。
2.該融合蛋白質の濃度が,15~70mg/mLである,上記1に記載の水性医薬組成物。
3.該スクロースの濃度が,50~100mg/mLである,上記1又は2に記載の水性医薬組成物。
4.該非イオン性界面活性剤の濃度が,1.5~4.5mg/mLである,上記1乃至3のいずれかに記載の水性医薬組成物。
5.該非イオン性界面活性剤が,ポリソルベート又はポロキサマーである,上記1乃至4のいずれかに記載の水性医薬組成物。
6.該非イオン性界面活性剤が,ポリソルベート20,ポリソルベート80及びポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールからなる群から選択されるものである,上記1乃至4のいずれかに記載の水性医薬組成物。
7.該防腐剤がフェノールである,上記1乃至6のいずれかに記載の水性医薬組成物。
8.該フェノールの濃度が,3~9mg/mLである,上記7に記載の水性医薬組成物。
9.該緩衝剤がリン酸緩衝剤である,上記1乃至8のいずれかに記載の水性医薬組成物。
10.該リン酸緩衝剤の濃度が,2~20mMである,上記9に記載の水性医薬組成物。
11.該pHが,6.0~7.8である,上記1乃至10のいずれかに記載の水性医薬組成物。
12.該pHが,6.5~7.6である,上記1乃至10のいずれかに記載の水性医薬組成物。
13.該融合蛋白質の濃度が10~100mg/mLであり,該スクロースの濃度が75mg/mLであり,該非イオン性界面活性剤がポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールであって,該ポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールの濃度が3mg/mLであり,該防腐剤がフェノールであって,該フェノールの濃度が6mg/mLであり,該緩衝剤がリン酸緩衝剤であって,該リン酸緩衝剤の濃度が10mMであり,該pHが7.0~7.4である,上記1に記載の水性医薬組成物。
14.該融合蛋白質の濃度が15~70mg/mLであり,該スクロースの濃度が75mg/mLであり,該非イオン性界面活性剤がポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールであって,該ポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールの濃度が3mg/mLであり,該防腐剤がフェノールであって,該フェノールの濃度が6mg/mLであり,該緩衝剤がリン酸緩衝剤であって,該リン酸緩衝剤の濃度が10mMであり,該pHが7.0~7.4である,上記1に記載の水性医薬組成物。
15.該融合蛋白質の濃度が50mg/mLであり,該スクロースの濃度が75mg/mLであり,該非イオン性界面活性剤がポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールであって,該ポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールの濃度が3mg/mLであり,該防腐剤がフェノールであって,該フェノールの濃度が6mg/mLであり,該緩衝剤がリン酸緩衝剤であって,該リン酸緩衝剤の濃度が10mMであり,該pHが7.0~7.4である,上記1に記載の水性医薬組成物。
16.該融合蛋白質のアミノ酸配列が,配列番号11で示されるアミノ酸配列と,85%以上の同一性を有するものである,上記1乃至15のいずれかに記載の水性医薬組成物。
17.該融合蛋白質のアミノ酸配列が,配列番号11で示されるアミノ酸配列と,90%以上の同一性を有するものである,上記1乃至15のいずれかに記載の水性医薬組成物。
18.該融合蛋白質のアミノ酸配列が,配列番号11で示されるアミノ酸配列と,95%以上の同一性を有するものである,上記1乃至15のいずれかに記載の水性医薬組成物。
19.該融合蛋白質のアミノ酸配列が,配列番号11で示されるアミノ酸配列を有するものである,上記1乃至15のいずれかに記載の水性医薬組成物。
本発明によれば,例えば,市場に流通させることが可能な程度に,ヒトアルブミンとヒト成長ホルモンが結合した蛋白質を有効成分として含有する医薬を,安定な水性医薬組成物とすることができる。
本明細書において,単に「ヒト血清アルブミン」又は「HSA」というときは,配列番号1で示される585個のアミノ酸残基からなる通常の野生型のヒト血清アルブミンに加え,血中の内因性の物質及び薬剤等の外因性の物質を結合して運搬する機能等の通常の野生型ヒト血清アルブミンとしての機能を有するものである限り,配列番号1で示されるアミノ酸配列に対し,1個又は複数個のアミノ酸残基が,置換,欠失,及び/又は付加(本明細書において,アミノ酸残基の「付加」は,配列の末端又は内部に残基を追加することを意味する。)されたものに相当するHSAの変異体も特に区別することなく包含する。アミノ酸残基を他のアミノ酸残基で置換する場合,置換するアミノ酸残基の個数は,好ましくは1~10個であり,より好ましくは1~5個であり,更に好ましくは1~3個である。アミノ酸残基を欠失させる場合,欠失させるアミノ酸残基の個数は,好ましくは1~10個であり,より好ましくは1~5個であり,更に好ましくは1~3個である。例えば,配列番号1で示されるアミノ酸配列のN末端又はC末端のアミノ酸残基が欠失した,584個のアミノ酸残基からなる変異体も,ヒト血清アルブミンに含まれる。また,これらアミノ酸残基の置換と欠失を組み合わせてもよい。更に,通常の野生型のHSA又はその変異体のアミノ酸配列中に又は当該アミノ酸配列のN末端側若しくはC末端側に,1個又は複数個のアミノ酸残基が付加されたものであってもよい。このとき付加されるアミノ酸残基の個数は,好ましくは1~10個であり,より好ましくは1~5個であり,更に好ましくは1~3個である。
これらアミノ酸の置換,欠失,及び付加の3種類の変異のうち,少なくとも2種類の変異を組み合わせて導入したHSAの変異体としては,配列番号1で示されるアミノ酸配列に対し,0~10個のアミノ酸残基の欠失と,0~10個のアミノ酸残基の他のアミノ酸残基への置換と,更に0~10個のアミノ酸残基の付加とを行ってなるアミノ酸配列を有するものが好ましい。より好ましくは,配列番号1で示されるアミノ酸配列に対するそれら欠失,置換,及び/又は付加されるアミノ酸残基の個数は,好ましくはそれぞれ5個以下,更に好ましくは3個以下である。
本発明において,「ヒト血清アルブミンRedhill」(HSA-Redhill)の語は,ヒト血清アルブミンのバリアントであって,配列番号2で示される586個のアミノ酸残基からなるものを意味する。ヒト血清アルブミンRedhillは,配列番号1で示される585個のアミノ酸からなる野生型のヒト血清アルブミンのアミノ酸配列に対して,N末端から320番目のアミノ酸残基がアラニンでなくトレオニンであり且つN末端にアルギニン残基が一つ付加したものに相当する。このアラニンのトレオニンへの置換により,アルブミンRedhillではそのアミノ酸配列中にAsn-Tyr-Thrで表される配列部分が生じ,この配列部分中のAsn(アスパラギン)残基がN-結合型グリコシド化されている。このためアルブミンRedhillは,通常の野生型アルブミン(配列番号1)と比較して分子量が2.5kDa程大きく観察される。
本発明において,「ヒト血清アルブミン変異体」(HSA変異体)の語は,通常の野生型HSA(配列番号1)に対する上述の変異体であって,但し配列番号2で示されるバリアント(HSA-Redhill)以外のものをいう。本発明において好ましいHSA変異体は,野生型のHSAのアミノ酸配列のN末端から320番目のアラニンがトレオニンへ置換したものである配列番号3で示されるものに加え,血中の内因性の物質及び薬剤等の外因性の物質を結合して運搬する機能等の通常の野生型ヒト血清アルブミンとしての機能を有するものである限り,配列番号3で示されるアミノ酸配列に対し,1個又は複数個のアミノ酸残基が,他のアミノ酸残基へ置換され,欠失し,或いは付加されたアミノ酸配列であって,但し配列番号3で示されるアミノ酸配列のN末端から318番目のアスパラギン残基及び320番目のトレオニン残基が,これら2残基の間にプロリン以外の単一のアミノ酸残基(X)を介してペプチド結合により連結された状態で保存されているものであるアミノ酸配列を有するものを含む。当該アミノ酸配列中のアミノ酸残基を他のアミノ酸残基で置換する場合,置換するアミノ酸残基の個数は,好ましくは1~10個であり,より好ましくは1~5個であり,更に好ましくは1~3個である。アミノ酸残基を欠失させる場合,欠失させるアミノ酸残基の個数は,好ましくは1~10個であり,より好ましくは1~5個であり,更に好ましくは1~3個である。例えば,配列番号3で示されるアミノ酸配列のN末端又はC末端のアミノ酸残基が欠失した,584個のアミノ酸残基からなる変異体でもよい。また,これらアミノ酸残基の置換と欠失を組み合わせたものであってもよい。更に,それら変異体のアミノ酸配列中に又は当該アミノ酸配列のN末端側若しくはC末端側に,1個又は複数個のアミノ酸残基が付加されたものであってもよい。即ち,配列番号3で示されるアミノ酸配列に対し,アミノ酸の置換及び欠失,及び付加の3種類の変異のうち,少なくとも2種類の変異を組み合わせて導入したものであって,0~10個のアミノ酸残基の欠失と,0~10個のアミノ酸残基の他のアミノ酸残基への置換と,更に0~10個のアミノ酸残基の付加とを行ったものであることができる。但し,配列番号3に示されるアミノ酸配列のN末端から318~320番目のアミノ酸残基はアスパラギン-X-トレオニン(「X」はプロリン以外のアミノ酸残基)でなければならず,好ましくは,アスパラギン-チロシン-トレオニンである。なお,ヒト血清アルブミン変異体は,ヒト血清アルブミンとしての機能を保持する限り,ヒト血清アルブミンに包含される。ここでヒト血清アルブミン変異体のアミノ酸配列は,配列番号1で示される通常の野生型HSAのアミノ酸配列と,好ましくは85%以上の同一性を,より好ましくは90%以上の同一性を,更に好ましくは95%以上の同一性を有するものである。
本発明において,種々のHSA変異体における通常の野生型HSAと比較したときの各変異の位置及びその形式(欠失,置換,付加)は,両HSAのアミノ酸配列のアラインメントにより,容易に確認することができる。なお,本発明において,野生型HSAのアミノ酸配列と変異を加えたHSAのアミノ酸配列との同一性は,周知の相同性計算アルゴリズムを用いて容易に算出することができる。例えば,そのようなアルゴリズムとして,BLAST(Altschul SF. J Mol. Biol. 215. 403-10, (1990)),Pearson及びLipmanの類似性検索法(Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 85. 2444 (1988)),Smith及びWatermanの局所相同性アルゴリズム(Adv. Appl. Math. 2. 482-9(1981))等がある。
上記のHSAのアミノ酸配列中のアミノ酸の他のアミノ酸による置換は,例えば,アミノ酸のそれらの側鎖及び化学的性質で関連性のあるアミノ酸ファミリー内で起こるものである。このようなアミノ酸ファミリー内での置換は,HSAの機能に大きな変化をもたらさない(即ち,保存的アミノ酸置換である)ことが予測される。かかるアミノ酸ファミリーとしては,例えば以下のものがある:
(1)酸性アミノ酸であるアスパラギン酸とグルタミン酸,
(2)塩基性アミノ酸であるヒスチジン,リシン,及びアルギニン
(3)芳香族アミン酸であるフェニルアラニン,チロシン,トリプトファン,
(4)水酸基を有するアミノ酸(ヒドロキシアミノ酸)であるセリンとトレオニン,
(5)疎水性アミノ酸であるメチオニン,アラニン,バリン,ロイシン,及びイソロイシン,
(6)中性の親水性アミノ酸であるシステイン,セリン,トレオニン,アスパラギン,及びグルタミン,
(7)ペプチド鎖の配向に影響するアミノ酸であるグリシンとプロリン,
(8)アミド型アミノ酸(極性アミノ酸)であるアスパラギンとグルタミン,
(9)脂肪族アミノ酸である,アラニン,ロイシン,イソロイシン,及びバリン,
(10)側鎖の小さいアミノ酸であるアラニン,グリシン,セリン,及びトレオニン,
(11)側鎖の特に小さいアミノ酸であるアラニンとグリシン。
(1)酸性アミノ酸であるアスパラギン酸とグルタミン酸,
(2)塩基性アミノ酸であるヒスチジン,リシン,及びアルギニン
(3)芳香族アミン酸であるフェニルアラニン,チロシン,トリプトファン,
(4)水酸基を有するアミノ酸(ヒドロキシアミノ酸)であるセリンとトレオニン,
(5)疎水性アミノ酸であるメチオニン,アラニン,バリン,ロイシン,及びイソロイシン,
(6)中性の親水性アミノ酸であるシステイン,セリン,トレオニン,アスパラギン,及びグルタミン,
(7)ペプチド鎖の配向に影響するアミノ酸であるグリシンとプロリン,
(8)アミド型アミノ酸(極性アミノ酸)であるアスパラギンとグルタミン,
(9)脂肪族アミノ酸である,アラニン,ロイシン,イソロイシン,及びバリン,
(10)側鎖の小さいアミノ酸であるアラニン,グリシン,セリン,及びトレオニン,
(11)側鎖の特に小さいアミノ酸であるアラニンとグリシン。
後述の実施例においてヒト成長ホルモンとヒト血清アルブミン変異体とを結合させた蛋白質におけるヒト血清アルブミン変異体(HSA変異体の典型的一例)は,585個のアミノ酸からなる野生型のヒト血清アルブミンのアミノ酸配列(配列番号1)に対し,N末端から320番目のアミノ酸残基がアラニンでなくトレオニンである点においてのみ異なる(配列番号3)。この相違により,当該HSA変異体(「HSA(A320T)」という。)ではそのアミノ酸配列中にAsn-Tyr-Thrで表される配列部分が生じ,この配列部分においてAsn(アスパラギン)残基がN-結合型グリコシド化されることができる。
本明細書において,「ヒト血清アルブミンとヒト成長ホルモンの融合蛋白質」又は「ヒト血清アルブミン-hGH融合蛋白質(HSA-hGH融合蛋白質)」とは,HSAと成長ホルモンとを結合させた蛋白質のことをいう。ここで,これらの蛋白質を「結合させる」とは,例えば,これらをペプチド結合により連結させることを含むが,これに限られない。また,これらの蛋白質を「結合させる」とは,一方のN末端と他方のC末端との間を直接にペプチド結合で連結させることのみならず,両蛋白質をリンカーを介して間接的に結合させることをも含む。特に,ヒト血清アルブミンがヒト血清アルブミン変異体であるときは,「ヒト血清アルブミン変異体とヒト成長ホルモンの融合蛋白質」又は「ヒト血清アルブミン変異体-hGH融合蛋白質(HSA変異体-hGH融合蛋白質)」という。つまり,ヒト血清アルブミン変異体-hGH融合蛋白質は,ヒト血清アルブミン-hGH融合蛋白質に包含される。「ヒト血清アルブミンとヒト成長ホルモンの融合蛋白質」は,HSA連結hGHということもできる。
ここに「リンカー」は,上記2つのポリペプチドの間にあって両者を共有結合で結合する構造部分であり,HSA(HSA変異体を含む)とその結合相手である成長ホルモンの何れの末端にも由来しないものである。リンカーは,両ポリペプチドとペプチド結合した,単一のアミノ酸残基であるか又は2個以上のアミノ酸残基からなるペプチド鎖部分(ペプチドリンカー)であることができ,これら1個以上のアミノ酸残基からなるリンカーを,本明細書において包括的に「ペプチドリンカー」という。また,本明細書において,HSAと成長ホルモンが「ペプチド結合を介して」結合しているというときは,両者が直接ペプチド結合により結合している場合と両者がペプチドリンカーとの結合により結合している場合とを包含する。なお,本明細書において,HSAと成長ホルモンとが直接に又はペプチドリンカーを介して結合している場合,当該化合物である「ヒト血清アルブミン-hGH融合蛋白質(HSA-hGH融合蛋白質)」は,「ヒト血清アルブミン融合hGH(HSA融合hGH)」ということもできる。ヒト血清アルブミン変異体-hGH融合蛋白質(HSA変異体-hGH融合蛋白質)についても同様である。
本発明において,HSAと成長ホルモンがペプチドリンカーを介して結合しているとき,そのリンカーは,好ましくは1~50個,より好ましくは1~17個,更に好ましくは1~10個,尚も好ましくは1~6個のアミノ酸残基で構成されており,例えば,2~17個,2~10個,10~40個,20~34個,23~31個又は25~29個のアミノ酸で構成されるものであり,更に例えば,1個のアミノ酸残基のみで,又は2個,3個,5個,6個又は20個のアミノ酸残基から構成されるものである。ペプチドリンカーで結合されたHSA部分がHSAとしての機能を保持し且つ成長ホルモンの部分も生理的条件下で成長ホルモンの生理活性を発揮できる限り,ペプチドリンカーを構成するアミノ酸残基又はアミノ酸配列に限定はないが,好ましくは,グリシンとセリンから構成されるものである。ペプチドリンカーの好適な例として,一つのグリシン,一つのセリン,Gly-Ser,Gly-Gly-Ser,Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(配列番号4),Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(配列番号5),及びSer-Gly-Gly-Gly-Gly-Gly(配列番号6)からなるもの,並びにこれらアミノ酸配列を含んでなるものが挙げられる。これらのアミノ酸配列の何れか一種が2~10回,あるいは2~5回連続してなる配列を有するものも,ペプチドリンカーとして好適に使用でき,また,これらのアミノ酸配列の何れかニ種以上が組み合わさって1~10回,あるいは2~5回連続してなる配列を有するものも,ペプチドリンカーとして好適に使用できる。これらのアミノ酸配列の何れかニ種以上が組み合わさったペプチドリンカーの好適なものとして,アミノ酸配列Gly-Serに続いてアミノ酸配列Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(配列番号5)が3個連続してなる計20個のアミノ酸配列を含むものが挙げられる。
2つの異なるポリペプチドを結合する方法としては,例えば,一方のポリペプチドをコードする遺伝子の下流に,インフレームで他方のポリペプチドをコードする遺伝子を結合させたDNAを組み込んだ発現ベクターを作製し,この発現ベクターを用いて形質転換させた宿主細胞を培養することにより,組換え融合蛋白質として発現させる方法が一般的であり,本発明において利用できる。
組換え体として形質転換細胞に発現させることによりHSA-hGH融合蛋白質を産生させる場合,成長ホルモンのアミノ酸配列を含んでなるポリペプチドが,HSAのアミノ酸配列を含んでなるポリペプチドのN末端又はC末端の何れかに結合された形の融合蛋白質が得られる。遺伝子組換え技術を用いて製造されたHSA-hGH融合蛋白質は,特に,組換えHSA-hGH融合蛋白質という。
HSAのアミノ酸配列を含んでなるポリペプチドのN末端側に成長ホルモンのアミノ酸配列を含んでなるポリペプチドを結合させる場合,成長ホルモンのアミノ酸配列を含んでなるポリペプチドをコードする遺伝子の下流に,HSAのアミノ酸配列を含んでなるポリペプチドをコードする遺伝子をインフレームで結合させたDNAを組み込んだ発現ベクターが用いられる。ペプチドリンカーを介して2つのポリペプチドを間接的に結合させる場合は,2つのポリペプチドをコードする遺伝子の間に,当該リンカーをコードするDNA配列がインフレームで挿入される。
HSAのアミノ酸配列を含むポリペプチドのC末端側に成長ホルモンのアミノ酸配列を含むポリペプチドを結合させる場合,成長ホルモンのアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする遺伝子の上流に,HSAのアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする遺伝子をインフレームで結合させたDNAを組み込んだ発現ベクターが用いられる。ペプチドリンカーを介して2つのポリペプチドを間接的に結合させる場合は,2つのポリペプチドをコードする遺伝子の間に,当該リンカーをコードするDNA配列がインフレームで挿入される。
HSA-hGH融合蛋白質を宿主細胞に産生させるには,それらの何れかをコードするDNAを組み込んだ発現ベクターが宿主細胞に導入される。このために用いることのできる宿主細胞は,そのような発現ベクターを導入することによりHSA-hGH融合蛋白質を発現させることができるものである限り特に制限はなく,哺乳動物細胞,酵母,植物細胞,昆虫細胞等の真核生物細胞,大腸菌,枯草菌等の原核細胞の何れであってもよいが,哺乳動物細胞が特に好適である。但し,糖鎖修飾された蛋白質として発現させる場合の宿主細胞は,哺乳動物細胞,酵母,植物細胞,昆虫細胞等の真核生物細胞から選択される。通常野生型のHSAの320番目のアミノ酸残基がトレオニンとなることにより生じるAsn-Tyr-Thrで表される配列部分のAsn残基,又はAsn-X-Thr(「X」はプロリン以外のアミノ酸残基)で表される配列中のAsn残基は,HSA-hGH融合蛋白質の発現を真核生物細胞で行わせることによりN-結合型グリコシド化される。
哺乳動物細胞を宿主細胞として使用する場合,該哺乳動物細胞の種類について特に限定はないが,ヒト,マウス,チャイニーズハムスター由来の細胞が好ましく,特にチャイニーズハムスター卵巣細胞由来のCHO細胞,又はマウス骨髄腫に由来するNS/0細胞が好ましい。またこのときHSA-hGH融合蛋白質をコードするDNA断片を組み込んで発現させるために用いる発現ベクターは,哺乳動物細胞内に導入したとき該遺伝子の発現をもたらすものであれば特に限定なく用いることができる。発現ベクターに組み込まれた該遺伝子は,哺乳動物細胞内で遺伝子の転写の頻度を調節することができるDNA配列(遺伝子発現制御部位)の下流に配置される。本発明において用いることのできる遺伝子発現制御部位としては,例えば,サイトメガロウイルス由来のプロモーター,SV40初期プロモーター,ヒト伸長因子-1α(EF-1α)プロモーター,ヒトユビキチンCプロモーターが挙げられる。
このような発現ベクターが導入された哺乳動物細胞は,発現ベクターに組み込まれている蛋白質を発現するようになるが,その発現量は個々の細胞により異なり一様ではない。従って,HSA-hGH融合蛋白質を効率よく生産するためには,発現ベクターが導入された哺乳動物細胞から,これらの発現レベルが高い細胞を選択するステップが必要となる。この選択ステップを行うために,発現ベクターには選択マーカーとして働く遺伝子が組み込まれている。
選択マーカーとして最も一般的なものはピューロマイシン,ネオマイシン等の薬剤を分解する酵素(薬剤耐性マーカー)である。哺乳動物細胞は通常一定濃度以上のこれらの薬剤の存在下で死滅する。しかし,薬剤耐性マーカー遺伝子の組み込まれた発現ベクターが導入された哺乳動物細胞は,発現された薬剤耐性マーカーにより上記薬剤を無毒化又は弱毒化することができるため,上記薬剤存在下でも生存可能となる。選択マーカーとして薬剤耐性マーカーが組み込まれた発現ベクターを哺乳動物細胞に導入し,その薬剤耐性マーカーに対応する薬剤を含有する選択培地中で,例えば,その薬剤の濃度を徐々に上昇させながら培養を続けると,より高濃度の薬剤存在下でも増殖可能な細胞が得られる。このようにして選択された細胞では,薬剤耐性マーカーとともに,一般に,発現ベクターに組み込まれた目的の蛋白質をコードする遺伝子の発現量も増加し,結果として当該蛋白質の発現レベルの高い細胞が選択される。
また,選択マーカーとして,グルタミン合成酵素(GS)を用いることもできる。グルタミン合成酵素は,グルタミン酸とアンモニアからグルタミンを合成する酵素である。哺乳動物細胞を,グルタミン合成酵素の阻害剤,例えばL-メチオニンスルホキシミン(MSX)を含有し,且つグルタミンを含有しない選択培地中で培養すると,細胞は通常死滅する。しかし,選択マーカーとしてグルタミン合成酵素が組み込まれた発現ベクターを哺乳動物細胞に導入すると,該細胞では,グルタミン合成酵素の発現レベルが上昇するようになるので,より高濃度のMSX存在下でも増殖可能となる。このとき,MSXの濃度を徐々に上昇させながら培養を続けると,より高濃度のMSX存在下でも増殖可能な細胞が得られる。このようにして選択された細胞では,グルタミン合成酵素とともに,一般に,発現ベクターに組み込んだ目的の蛋白質をコードする遺伝子の発現量も増加し,結果として当該蛋白質の発現レベルの高い細胞が選択される。
また,選択マーカーとして,ジヒドロ葉酸レデクターゼ(DHFR)を用いることもできる。DHFRを選択マーカーとして用いる場合,発現ベクターを導入した哺乳動物細胞は,メトトレキセート,アミノプテリン等のDHFR阻害剤を含有する選択培地中で培養される。DHFR阻害剤の濃度を徐々に上昇させながら培養を続けると,より高濃度のDHFR阻害剤存在下でも増殖可能な細胞が得られる。このとき用いられる選択培地は,ヒポキサンチン及びチミジンを含有しないことが好ましい。このようにして選択された細胞では,DHFRとともに,一般に,発現ベクターに組み込んだ目的の蛋白質をコードする遺伝子の発現量も増加し,結果として当該蛋白質の発現レベルの高い細胞が選択される。
目的の蛋白質をコードする遺伝子の下流側に内部リボソーム結合部位(IRES:internal ribosome entry site)を介して,選択マーカーとしてグルタミン合成酵素(GS)を配置した発現ベクターが知られている(国際特許公報WO2012/063799,WO2013/161958)。これら文献に記載された発現ベクターは,HSA-hGH融合蛋白質の製造に特に好適に使用することができる。
例えば,目的の蛋白質を発現させるための発現ベクターであって,第1の遺伝子発現制御部位,並びに,その下流に該蛋白質をコードする遺伝子,更に下流に内部リボソーム結合部位,及び更に下流にグルタミン合成酵素をコードする遺伝子を含み,且つ,上記第1の遺伝子発現制御部位の又はこれとは別の第2の遺伝子発現制御部位の下流にジヒドロ葉酸レダクターゼ遺伝子又は薬剤耐性遺伝子を更に含んでなる発現ベクターは,HSA-hGH融合蛋白質の製造に好適に使用できる。この発現ベクターにおいて,第1の遺伝子発現制御部位又は第2の遺伝子発現制御部位としては,サイトメガロウイルス由来のプロモーター,SV40初期プロモーター,ヒト伸長因子-1αプロモーター(hEF-1αプロモーター),ヒトユビキチンCプロモーターが好適に用いられるが,hEF-1αプロモーターが特に好適である。
また,内部リボソーム結合部位としては,ピコルナウイルス科のウイルス,口蹄疫ウイルス,A型肝炎ウイルス,C型肝炎ウイルス,コロナウイルス,ウシ腸内ウイルス,サイラーのネズミ脳脊髄炎ウイルス,コクサッキーB型ウイルスからなる群より選択されるウイルスのゲノム,又はヒト免疫グロブリン重鎖結合蛋白質遺伝子,ショウジョウバエアンテナペディア遺伝子,ショウジョウバエウルトラビトラックス遺伝子からなる群から選択される遺伝子の5’非翻訳領域に由来するものが好適に用いられるが,マウス脳心筋炎ウイルスゲノムの5’非翻訳領域に由来する内部リボソーム結合部位が特に好適である。マウス脳心筋炎ウイルスゲノムの5’非翻訳領域に由来する内部リボソーム結合部位を用いる場合,野生型のもの以外に,野生型の内部リボソーム結合部位に含まれる複数の開始コドンのうちの一部が破壊されたものも好適に使用できる。また,この発現ベクターにおいて,好適に用いられる薬剤耐性遺伝子は,好ましくはピューロマイシン又はネオマイシン耐性遺伝子であり,より好ましくはピューロマイシン耐性遺伝子である。
また,例えば,目的の蛋白質を発現させるための発現ベクターであって,ヒト伸長因子-1αプロモーター,その下流に該蛋白質をコードする遺伝子,更に下流にマウス脳心筋炎ウイルスゲノムの5’非翻訳領域に由来する内部リボソーム結合部位,及び更に下流にグルタミン合成酵素をコードする遺伝子を含み,且つ別の遺伝子発現制御部位及びその下流にジヒドロ葉酸レダクターゼ遺伝子を更に含む発現ベクターであって,該内部リボソーム結合部位が,野生型の内部リボソーム結合部位に含まれる複数の開始コドンのうちの一部が破壊されたものである発現ベクターは,HSA-hGH融合蛋白質の製造に好適に使用できる。このような発現ベクターとして,WO2013/161958に記載された発現ベクターが挙げられる。
また,例えば,目的の蛋白質を発現させるための発現ベクターであって,ヒト伸長因子-1αプロモーター,その下流に該蛋白質をコードする遺伝子,更に下流にマウス脳心筋炎ウイルスゲノムの5’非翻訳領域に由来する内部リボソーム結合部位,及び更に下流にグルタミン合成酵素をコードする遺伝子を含み,且つ別の遺伝子発現制御部位及びその下流に薬剤耐性遺伝子を更に含む発現ベクターであって,該内部リボソーム結合部位が,野生型の内部リボソーム結合部位に含まれる複数の開始コドンのうちの一部が破壊されたものである発現ベクターは,HSA-hGH融合蛋白質の製造に好適に使用できる。このような発現ベクターとして,WO2012/063799に記載されたpE-mIRES-GS-puro及びWO2013/161958に記載されたpE-mIRES-GS-mNeoが挙げられる。
野生型のマウス脳心筋炎ウイルスゲノムの5’非翻訳領域に由来する内部リボソーム結合部位の3’末端には,3つの開始コドン(ATG)が存在しており,その3つの開始コドンを含む配列部分は配列番号7(5'-ATGataatATGgccacaaccATG-3':開始コドンのATGを大文字で示す)で示される。この配列部分中の開始コドンのうちの一部が破壊されたものとして,例えば,配列番号8(5'-atgataagcttgccacaaccatg-3')で示されるものがあり,上記のpE-mIRES-GS-puro及びpE-mIRES-GS-mNeoは,配列番号8で示される配列を含むIRESを有する発現ベクターである。
本発明において,HSA-hGH融合蛋白質をコードするDNA断片を組み込んだ発現ベクターが導入された哺乳動物細胞は,これらの発現レベルの高い細胞を選択するために,選択培地中で選択培養される。
選択培養において,DHFRを選択マーカーとして使用する場合,選択培地に含まれるDHFR阻害剤の濃度を段階的に上昇させる。その最大濃度は,DHFR阻害剤がメトトレキセートの場合,好ましくは0.25~5 μMであり,より好ましくは0.5~1.5 μMであり,更に好ましくは約1.0 μMである。
GSを選択マーカーとして使用する場合,選択培地に含まれるGS阻害剤の濃度を段階的に上昇させる。その最大濃度は,GS阻害剤がMSXの場合,好ましくは10~1000 μM等であり,例えば,20~500 μM,20~80 μM,20~30 μMである。またこのとき,一般的にグルタミンを含有しない培地が選択培地として用いられる。
ピューロマイシンを分解する酵素を選択マーカーとして使用する場合,選択培地に含まれるピューロマイシンの最大濃度は,好ましくは3~30 μg/mLであり,より好ましくは5~20 μg/mLであり,更に好ましくは約10 μg/mLである。
ネオマイシンを分解する酵素を選択マーカーとして使用する場合,選択培地に含まれるG418の最大濃度は,好ましくは0.1~2 mg/mLであり,より好ましくは0.5~1.5 mg/mLであり,更に好ましくは約1 mg/mLである。
また,哺乳動物細胞の培養のための培地としては,選択培養で用いる培地,後述する組換え蛋白質を生産するために用いる培地(組換え蛋白質生産用培地)ともに,哺乳動物細胞を培養して増殖させることのできるものであれば,特に限定なく用いることができるが,好ましくは無血清培地が用いられる。HSAは血清中に含まれる成分を吸着する性質を有するため,血清を含有する培地を用いてHSAを生産した場合には,血清中の不純物を吸着したHSAが得られることから,その後の工程でこの不純物を除去する必要が生じる。
本発明において,HSA-hGH融合蛋白質は,特に,これらを発現している細胞を無血清培地で培養して得られるものである。無血清培地を用いることにより,HSA-hGH融合蛋白質への不純物の吸着量を低減することができるので,その後の精製工程を簡便化することができる。
選択培養により選択されたHSA-hGH融合蛋白質の発現レベルの高い細胞がHSA-hGH融合蛋白質の生産に用いられる(HSA-hGH融合蛋白質産生細胞)。HSA-hGH融合蛋白質の生産は,HSA-hGH融合蛋白質産生細胞をHSA-hGH融合蛋白質生産用培地中で培養することにより行われる。この培養を生産培養という。
本発明において,HSA-hGH融合蛋白質生産用培地として用いられる無血清培地としては,例えば,アミノ酸を3~700 mg/L,ビタミン類を0.001~50 mg/L,単糖類を0.3~10 g/L,無機塩を0.1~10000 mg/L,微量元素を0.001~0.1 mg/L,ヌクレオシドを0.1~50 mg/L,脂肪酸を0.001~10 mg/L,ビオチンを0.01~1 mg/L,ヒドロコルチゾンを0.1~20 μg/L,インシュリンを0.1~20 mg/L,ビタミンB12を0.1~10 mg/L,プトレッシンを0.01~1 mg/L,ピルビン酸ナトリウムを10~500 mg/L,及び水溶性鉄化合物を含有する培地が好適に用いられる。所望により,チミジン,ヒポキサンチン,慣用のpH指示薬及び抗生物質等を培地に添加してもよい。
HSA-hGH融合蛋白質生産用培地として用いられる無血清培地として,DMEM/F12培地(DMEMとF12の混合培地)を基本培地として用いてもよく,これら各培地は当業者に周知である。更にまた,無血清培地として,炭酸水素ナトリウム,L-グルタミン,D-グルコース,インスリン,ナトリウムセレナイト,ジアミノブタン,ヒドロコルチゾン,硫酸鉄(II),アスパラギン,アスパラギン酸,セリン及びポリビニルアルコールを含むものである,DMEM(HG)HAM改良型(R5)培地を使用してもよい。更には市販の無血清培地,例えば,CD OptiCHOTM培地,CHO-S-SFM II培地又はCD CHO培地(Thermo Fisher Scientific社),IS cho-VTM 培地(Irvine Scientific社),EX-CELLTM302培地,EX-CELLTM Advanced培地又はEX-CELLTM325-PF培地(SAFC Biosciences社)等を基本培地として使用することもできる。
HSA-hGH融合蛋白質生産用培地には,適宜,ダイズ,小麦,イネ等の植物由来の加水分解物を1~50g/L(例えば1~5g/L)を添加することもできる。最も一般的に用いられるものは,ダイズ由来の蛋白質加水分解物である。但し,HSA-hGH融合蛋白質は,HSA-hGH融合蛋白質生産用培地に,イネ等の植物由来の加水分解物,例えばダイズ由来の蛋白質加水分解物を添加することなく製造することができる。
生産培養終了後の培養液は,HSA-hGH融合蛋白質の精製のためのクロマトグラフィー工程に供される。但し,クロマトグラフィー工程に供されるものは,培養液から細胞等が除去された培養上清である。培養液から培養上清を得る方法としては,膜フィルターによるろ過,遠心分離等がある。
本発明において,HSA-hGH融合蛋白質の精製のためのクロマトグラフィー工程の各々は,必要に応じ,蛋白質の非特異的吸着を防止するため,非イオン性界面活性剤の存在下で行われてよい。どの非イオン性界面活性剤を用いるかについて特段の限定はないが,ポリソルベート系界面活性剤が好ましく用いられ,より好ましくはポリソルベート80又はポリソルベート20である。そのような非イオン性界面活性剤の濃度は,好ましくは0.005% (w/v)~0.1% (w/v)であり,より好ましくは0.005% (w/v)~0.05% (w/v)であり,例えば0.01% (w/v),0.05% (w/v)等である。
HSA-hGH融合蛋白質の精製工程は,室温又は低温で行うことができるが,好ましくは低温で,特に1~10℃で行うことができる。
本発明の一実施形態において,HSA-hGH融合蛋白質の精製工程は,HSA-hGH融合蛋白質に親和性を有する抗体を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー工程と,リン酸基に対する親和性を有する材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー工程と,陽イオン交換カラムクロマトグラフィー工程と,及びサイズ排除カラムクロマトグラフィー工程とを含むものである。但し,これらのクロマトグラフィー工程に1又は複数のクロマトグラフィー工程を加えることもできる。かかる追加のクロマトグラフィー工程としては,例えば,HSA-hGH融合蛋白質に親和性を有する抗体を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー工程,リン酸基に対する親和性を有する材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー工程,陽イオン交換カラムクロマトグラフィー工程,陰イオン交換カラムクロマトグラフィー工程,疎水性カラムクロマトグラフィー工程,色素親和性カラムクロマトグラフィー工程,及びサイズ排除カラムクロマトグラフィー工程が挙げられる。
本発明の一実施形態において,HSA-hGH融合蛋白質の精製工程は,HSA-hGH融合蛋白質に親和性を有する抗体を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー工程と,リン酸基に対する親和性を有する材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー工程と,陽イオン交換カラムクロマトグラフィー工程と,及びサイズ排除カラムクロマトグラフィー工程とを,この順で含むものである。但し,これらのクロマトグラフィー工程に1又は複数のクロマトグラフィー工程を加えることもできる。かかる追加のクロマトグラフィー工程としては,例えば,HSA-hGH融合蛋白質に親和性を有する抗体を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー工程,リン酸基に対する親和性を有する材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー工程,陽イオン交換カラムクロマトグラフィー工程,陰イオン交換カラムクロマトグラフィー工程,疎水性カラムクロマトグラフィー工程,色素リガンドカラムクロマトグラフィー工程及びサイズ排除カラムクロマトグラフィー工程が挙げられる。追加のクロマトグラフィーは,どの隣接するステップ間に加えても良く,又は,最初のクロマトグラフィー工程,最後のクロマトグラフィー工程として加えても良い。
本発明の一実施形態における,HSA-hGH融合蛋白質に親和性を有する抗体を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー工程と,リン酸基に対する親和性を有する材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー工程と,陽イオン交換カラムクロマトグラフィー工程と,及びサイズ排除カラムクロマトグラフィー工程とを,この順で含む精製工程について以下に詳述する。
第一のカラムクロマトグラフィー工程は,HSA-hGH融合蛋白質に親和性を有する抗体を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィーを用いるものである。ここで,抗体は,HSA又はhGHの何れに親和性を有するものであってもよいが,好ましくはhGHに親和性を有するものである。例えば,ヒト成長ホルモンに対する抗体を結合させた担体を含むものである,Capture select Human Growth Hormone Affinity Matrix(Thermo Fisher Scientific社)は,好適に使用することができる。
hGHに親和性を有する抗体を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィーカラムを用いる場合,HSA-hGH融合蛋白質は,予め緩衝液で平衡化させたカラムに付される。ここで,緩衝液の種類に特に限定は無いが,Tris-HCl緩衝液が好ましく,その濃度は,好ましくは5~50 mMであり,より好ましくは10~30 mMである。また,そのpHは,好ましくは6.7~7.3,より好ましくは6.9~7.1,更に好ましくは約7.0に調整される。カラムからのHSA-hGH融合蛋白質の溶出は,好ましくはグリシン-塩酸を用いて行われる。グリシン-塩酸の濃度は,好ましくは20~100 mMであり,より好ましくは40~60mMであり,更に好ましくは約50 mMである。また,そのpHは好ましくは2.0~4.0,より好ましくは2.8~3.2,そして更に好ましくは約3.0に調整される。溶出液のpHは,直ちに中性付近,例えばpH 6.4~7.0に調整される。
第二のカラムクロマトグラフィー工程は,リン酸基に対する親和性を有する材料を固定相として用いるものである。リン酸基に対する親和性を有する材料を固定相として用いるカラムクロマトグラフィーとして好適なものとして,ハイドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィーとフルオロアパタイトカラムクロマトグラフィーが挙げられるが,ハイドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィーが特に好ましい。これらは,カルシウムイオンによる金属アフィニティと,リン酸基による陽イオン交換の双方による相互作用を利用して,夾雑物を除去するためのものである。
ハイドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィーを用いる場合について,以下に詳述する。ハイドロキシアパタイトクロマトグラフィーに用いる担体については特段の限定は無く,セラミック性であっても,結晶性であってもよいが,特に好ましい担体の1つとして,CHT Type II, 40μm(バイオ・ラッド ラボラトリーズ社)が挙げられる。
第一のカラムクロマトグラフィー工程で得られた溶出液は,ハイドロキシアパタイトクロマトグラフィーカラムに付される前に,pHと導電率が調整される。このとき,pHは,好ましくは6.5~7.5,より好ましくは6.8~7.2,更に好ましくは6.9~7.1に調整される。また,導電率は,好ましくは0.4~0.8 S/m,より好ましくは0.5~0.7 S/mに調整される。
pHと導電率を調整した溶出液は,予め緩衝液で平衡化されたハイドロキシアパタイトクロマトグラフィーカラムに付される。ここで,緩衝液の種類に特に限定は無いが,MES緩衝液が好ましく,その濃度は,好ましくは5~50 mMであり,より好ましくは10~30 mMであり,例えば20 mMである。また,そのpHは,好ましくは6.7~7.3,より好ましくは6.9~7.1,更に好ましくは約7.0に調整される。また,緩衝液はリン酸イオンを含み,その濃度は好ましくは0~3 mMであり,より好ましくは0~2 mMであり,例えば1 mMである。
ハイドロキシアパタイトクロマトグラフィーカラムからのHSA-hGH融合蛋白質の溶出は,リン酸イオンの濃度を高めた緩衝液を用いて行われる。このときのリン酸イオンの濃度は,好ましくは20~50 mMであり,より好ましくは25~40 mMであり,更に好ましくは25~35 mMであり,例えば30 mMである。
第三のカラムクロマトグラフィー工程は,陽イオン交換カラムクロマトグラフィーを用いるものであり,夾雑蛋白質を除去するためのものである。陽イオン交換カラムクロマトグラフィーにおいてどの陽イオン交換樹脂を用いるかについて特に限定はないが,弱陽イオン交換樹脂が好ましく,より好ましくは,疎水性相互作用及び水素結合形成の双方に基づく選択性を有する弱陽イオン交換樹脂である。例えば,Capto MMC (GE Healthcare)等のような,フェニル基,アミド結合,及びカルボキシル基を有し且つ疎水性相互作用及び水素結合形成に基づく選択性を有する弱陽イオン交換樹脂は好適に用いることができる。
第二のカラムクロマトグラフィー工程で得られた溶出液は,陽イオン交換カラムクロマトグラフィーに付される前に,pHと導電率が調整される。このとき,pHは,好ましくは5.3~6.2,より好ましくは5.4~6.1,更に好ましくは5.6~5.8に調整される。また,導電率は,好ましくは0.5~0.9 S/m,より好ましくは0.6~0.8 S/mに調整される。
pHと導電率を調整した溶出液は,予め緩衝液で平衡化された陽イオン交換カラムクロマトグラフィーに付される。ここで,緩衝液の種類に特に限定は無いが,MES緩衝液が好ましく,その濃度は,好ましくは30~70 mMであり,より好ましくは40~60 mMであり,例えば50 mMである。また,そのpHは,好ましくは5.4~6.0,より好ましくは5.6~5.8,例えば5.7に調整される。また,緩衝液は塩を含み,塩が中性塩であるときの緩衝液中での濃度は好ましくは30~150 mMであり,より好ましくは50~120 mMであり,更に好ましくは80~120 mMであり,例えば100 mMである。このときの中性塩は,好ましくは塩化ナトリウム,塩化カリウムであるが,特に好ましくは塩化ナトリウムである。
陽イオン交換カラムクロマトグラフィーからのHSA-hGH融合蛋白質の溶出は,中性塩の濃度を高めた緩衝液を用いて行われる。このときの中性塩の濃度は,好ましくは400~600 mMであり,より好ましくは500~600 mMであり,更に好ましくは530~570 mMであり,例えば550 mMである。
第四のカラムクロマトグラフィー工程は,サイズ排除クロマトグラフィーを用いるものである。サイズ排除クロマトグラフィーは,分子サイズに基づいて,特にエンドトキシン等の低分子の夾雑物,HSA-hGH融合蛋白質の多量体や分解物を除去するためのものである。
サイズ排除クロマトグラフィー工程において,カラムは予め平衡化される。ここで,緩衝液の種類に特に限定は無いが,リン酸緩衝液が好ましく,その濃度は,好ましくは5~20 mMであり,より好ましくは8~12 mMであり,例えば10 mMである。そのpHは,好ましくは6.6~7.4,より好ましくは7.0~7.4,例えば7.2に調整される。また,緩衝液は医薬品添加物として使用し得る二糖を含有するものであってもよい。かかる二糖は,好ましくはショ糖であり,その濃度は,好ましくは60~90 mg/mLであり,より好ましくは70~80 mg/mLであり,例えば75 mg/mLである。この第一から第四のカラムクロマトグラフィー工程により,実質的に純粋なHSA-hGH融合蛋白質が得られる。
HSA-hGH融合蛋白質の精製工程において,ウイルス不活化工程を所望により追加することもできる。ウイルス不活化工程は,任意の2つのクロマトグラフィー工程の間で実施してもよく,また,最初のクロマトグラフィー工程の前に,又は最後のクロマトグラフィー工程の後に実施しても良い。また,ウイルス不活化工程はHSA-hGH融合蛋白質の精製工程において,1回実施してもよく,2回実施してもよく,又は3回以上実施してもよい。
クロマトグラフィー工程が,HSA-hGH融合蛋白質に親和性を有する抗体を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー工程(第一のカラムクロマトグラフィー工程)と,リン酸基に対する親和性を有する材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー工程(第二のカラムクロマトグラフィー工程)と,陽イオン交換カラムクロマトグラフィー工程(第三のカラムクロマトグラフィー工程)と,及びサイズ排除カラムクロマトグラフィー工程(第四のカラムクロマトグラフィー工程)とを,この順で含むものである場合,ウイルス不活化工程は,好ましくは,第一のカラムクロマトグラフィー工程と第二のカラムクロマトグラフィー工程の間において,又は/及び第四のカラムクロマトグラフィー工程の後で実施される。如何なるウイルス不活化工程を適用するかについて特に限定はないが,溶媒-界面活性剤法又はフィルターろ過法が好適に適用できる。溶媒-界面活性剤法は,ウイルスを不活化すべき溶液に,有機溶媒と界面活性剤を添加することにより,ウイルスを不活化させる方法である。溶媒-界面活性剤法が適用される場合,HSA-hGH融合蛋白質を含有する溶液に有機溶媒と非イオン性界面活性剤を添加して混合し,この混合液が,例えば3時間を超えてインキュベートされる。溶媒-界面活性剤法において用いられる溶液は,HSA-hGH融合蛋白質が少なくとも2時間安定に保持されるものである限り特に限定はないが,中性付近にpHが調整されたグリシン緩衝液,リン酸緩衝液,MES緩衝液,Tris-HCl緩衝液,又はこれらの混合物に,有機溶媒と非界面活性剤が混合されたものが好適に使用できる。また,どの非イオン性界面活性剤を用いるかについても特に限定はないが,例えば,ポリソルベート20,ポリソルベート80,及びtriton X-100を,単独で又はこれらを任意に組み合わせて用いることができる。ポリソルベート80は特に好適な非イオン性界面活性剤の一つであり,単独で又は他の非イオン性界面活性剤と組み合わせて用いることができる。また,どの有機溶媒を用いるかについても特に限定はないが,例えば,トリ(n-ブチルホスフェート)を用いることができる。ポリソルベート80とトリ(n-ブチルホスフェート)とを組み合わせ用いる場合,混合液中のポリソルベート80の濃度は0.3~2%,例えば1%であり,トリ(n-ブチルホスフェート)の濃度は0.1~0.5%,例えば0.3%であり,混合液は2~5時間,例えば3時間インキュベートされる。
フィルターろ過法は,ウイルスを除去すべき溶液を,ウイルスを除去する性能を有するろ過膜(ウイルス除去膜)でろ過して,ウイルスを除去する方法である。フィルターろ過法で用いられるろ過膜は,好ましくは平均孔径が17~21 nmのものであり,その材質は例えば再生セルロースである。フィルターろ過法が適用される場合,HSA-hGH融合蛋白質を含有する溶液をウイルス除去膜に通過させる。例えば,第一のカラムクロマトグラフィー工程と第二のカラムクロマトグラフィー工程の間において溶媒-界面活性剤法によりウイルス不活化を行い,第四のカラムクロマトグラフィー工程の後に,フィルターろ過法によりウイルス不活化を行うことにより,より確実にウイルス除去を行うことができる。
なお,ウイルス除去膜による方法は,ウイルス除去工程ということもできるが,本発明においては,ウイルス不活化工程の一手法ということもできる。
本発明において,HSA-hGH融合蛋白質は,HSAが結合していない元の成長ホルモンに比べ,血中での安定性が高まり半減期が長くなる。投与経路や投与量により変動はするが,皮下注射でカニクイザルに投与したときの血中半減期(t1/2β)が例えば5時間以上と,血中で極めて安定になる。例えば,HSA変異体-ヒト成長ホルモン融合蛋白質の血中半減期(t1/2β)は,0.5~10mg/kgの用量で雄性カニクイザルに単回皮下投与したとき,血中半減期(t1/2β)は,5~40時間である。
本発明において,HSA変異体-成長ホルモン融合蛋白質を有効成分として含有してなる医薬は,注射剤として静脈内,筋肉内,腹腔内又は皮下に投与することができる。
ヒト成長ホルモンには,主に分子量が22 kDaであるもの(22kDaヒト成長ホルモン,本明細書において22Kヒト成長ホルモン)と20 kDaであるもの(20kDaヒト成長ホルモン,本明細書において20Kヒト成長ホルモン)の分子量の異なる2種類がある。22K成長ホルモンは,配列番号9で示されるアミノ酸配列を有する,191個のアミノ酸から構成される蛋白質である。通常,「ヒト成長ホルモン(又はhGH)」というときは,この22K成長ホルモンのことを意味するが,本明細書において,単に「ヒト成長ホルモン(又はhGH)」というときは,22Kヒト成長ホルモンと20Kヒト成長ホルモンの双方を包含する。
本明細書において,単に「22Kヒト成長ホルモン(又は22KhGH)」というときは,配列番号9で示されるアミノ酸配列を有する野生型の22KhGHに加え,これに対し1個又は複数個のアミノ酸が,置換,欠失及び/又は付加されたものである22KhGH変異体であって成長促進活性を有するものも含まれる。置換,欠失及び/又は付加されてよいアミノ酸の個数は,各変異タイプにつき,好ましくは1~8個であり,より好ましくは1~4個であり,更に好ましくは1~2個である。ここで22KhGH変異体のアミノ酸配列は,配列番号9で示される野生型の22KhGHのアミノ酸配列と,好ましくは85%以上の同一性を,より好ましくは90%以上の同一性を,更に好ましくは95%以上の同一性を有するものである。
野生型の20Kヒト成長ホルモンは,野生型の22K成長ホルモン(配列番号9)を構成する191個のアミノ酸のうちN末端から数えて32番目~46番目の15個のアミノ酸が欠失したものに相当し,176個のアミノ酸から構成されるアミノ酸配列(配列番号10)よりなる,成長促進活性を有する蛋白質である。但し,本明細書において,単に「20Kヒト成長ホルモン(又は20KhGH)」というときは,配列番号10で示される野生型の20KhGHに加え,当該配列に対し,1個又は複数個のアミノ酸が,置換,欠失及び/又は付加されたものに相当する20KhGHの変異体であって成長促進活性を有するものも含まれる。置換,欠失及び/又は付加されてよいアミノ酸の個数は,各変異タイプにつき,好ましくは1~8個であり,より好ましくは1~4個であり,更に好ましくは1~2個である。ここで20KhGH変異体のアミノ酸配列は,配列番号10で示される野生型の20KhGHのアミノ酸配列と,好ましくは85%以上の同一性を,より好ましくは90%以上の同一性を,更に好ましくは95%以上の同一性を有するものである。
本発明において,種々のhGH変異体における通常の野生型hGHと比較したときの各変異の位置及びその形式(欠失,置換,付加)は,両hGHのアミノ酸配列のアラインメントにより,容易に確認することができる。なお,本発明において,野生型hGHのアミノ酸配列と変異を加えたhGHのアミノ酸配列との同一性は,周知の相同性計算アルゴリズムを用いて容易に算出することができる。例えば,そのようなアルゴリズムとして,BLAST(Altschul SF. J Mol. Biol. 215. 403-10, (1990)),Pearson及びLipmanの類似性検索法(Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 85. 2444 (1988)),Smith及びWatermanの局所相同性アルゴリズム(Adv. Appl. Math. 2. 482-9(1981))等がある。
上記のhGHのアミノ酸配列中のアミノ酸の他のアミノ酸による置換は,例えば,アミノ酸のそれらの側鎖及び化学的性質で関連性のあるアミノ酸ファミリー内で起こるものである。このようなアミノ酸ファミリー内での置換は,hGHの機能に大きな変化をもたらさない(即ち,保存的アミノ酸置換である)ことが予測される。かかるアミノ酸ファミリーとしては,例えば以下のものがある:
(1)酸性アミノ酸であるアスパラギン酸とグルタミン酸,
(2)塩基性アミノ酸であるヒスチジン,リシン,及びアルギニン
(3)芳香族アミン酸であるフェニルアラニン,チロシン,トリプトファン,
(4)水酸基を有するアミノ酸(ヒドロキシアミノ酸)であるセリンとトレオニン,
(5)疎水性アミノ酸であるメチオニン,アラニン,バリン,ロイシン,及びイソロイシン,
(6)中性の親水性アミノ酸であるシステイン,セリン,トレオニン,アスパラギン,及びグルタミン,
(7)ペプチド鎖の配向に影響するアミノ酸であるグリシンとプロリン,
(8)アミド型アミノ酸(極性アミノ酸)であるアスパラギンとグルタミン,
(9)脂肪族アミノ酸である,アラニン,ロイシン,イソロイシン,及びバリン,
(10)側鎖の小さいアミノ酸であるアラニン,グリシン,セリン,及びトレオニン,
(11)側鎖の特に小さいアミノ酸であるアラニンとグリシン。
(1)酸性アミノ酸であるアスパラギン酸とグルタミン酸,
(2)塩基性アミノ酸であるヒスチジン,リシン,及びアルギニン
(3)芳香族アミン酸であるフェニルアラニン,チロシン,トリプトファン,
(4)水酸基を有するアミノ酸(ヒドロキシアミノ酸)であるセリンとトレオニン,
(5)疎水性アミノ酸であるメチオニン,アラニン,バリン,ロイシン,及びイソロイシン,
(6)中性の親水性アミノ酸であるシステイン,セリン,トレオニン,アスパラギン,及びグルタミン,
(7)ペプチド鎖の配向に影響するアミノ酸であるグリシンとプロリン,
(8)アミド型アミノ酸(極性アミノ酸)であるアスパラギンとグルタミン,
(9)脂肪族アミノ酸である,アラニン,ロイシン,イソロイシン,及びバリン,
(10)側鎖の小さいアミノ酸であるアラニン,グリシン,セリン,及びトレオニン,
(11)側鎖の特に小さいアミノ酸であるアラニンとグリシン。
hGH遺伝子を導入した大腸菌を用いて組換え蛋白質として製造された分子量約22KDのhGHを有効成分として含有する製剤(hGH製剤)が,成長ホルモン分泌不全性低身長症,ターナー症候群における低身長,SGA性低身長症,ヌーナン症候群における低身長症,慢性腎不全による低身長症,プラダーウィリー症候群における低身長症,及び軟骨異栄養症における低身長症の治療剤として広く臨床使用されている。hGH製剤は,これら疾患において骨端線閉鎖を伴わない場合において特に効果を奏する。hGH製剤は,皮下又は筋肉内に投与されることで成分のhGHが血中を循環し,その成長促進活性により患者の成長を促進する効果を発揮する。また,hGH製剤は,成人成長ホルモン分泌不全症の治療剤としても広く臨床使用されている。成人成長ホルモン分泌不全症の患者では,脂質代謝異常が認められるが,hGH製剤の投与により,患者の脂質代謝等が正常化し,患者のQOLが改善される。AIDSによる消耗の治療剤としても成長ホルモンは臨床応用されている。成長ホルモン分泌不全性低身長症,成人成長ホルモン分泌不全症等のhGH製剤としては,例えば,グロウジェクト(登録商標)がある。
HSA変異体とhGHとの融合蛋白質を作製する場合,HSA変異体のアミノ酸配列を含むポリペプチドとhGHのアミノ酸配列を含むポリペプチドとを結合させる具体的方法としては,例えば,一方のポリペプチドをコードする遺伝子の下流に,インフレームで他方のポリペプチドをコードする遺伝子を結合させたDNA断片を組み込んだ発現ベクターを作製し,この発現ベクターを用いて形質転換させた宿主細胞を培養することにより,組換え蛋白質として発現させる方法が一般的であり,本発明において利用できる。
組換え蛋白質として形質転換細胞に発現させる方法によりHSA変異体とhGHとの融合蛋白質を作製するとき,hGHのアミノ酸配列を含むポリペプチドは,HSA変異体のアミノ酸配列を含むポリペプチドのN末端側又はC末端側の何れかに,直接,又はリンカーを介して間接的に結合される。
HSA変異体のアミノ酸配列を含むポリペプチドのN末端側にhGHのアミノ酸配列を含むポリペプチドを結合させる場合,hGHのアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする遺伝子の下流に,HSA変異体のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする遺伝子をインフレームで結合させたDNA断片を組み込んだ発現ベクターが用いられる。2つのポリペプチドをペプチドリンカーを介して間接的に結合させる場合は,2つのポリペプチドをコードする遺伝子の間に,当該リンカーをコードするDNA配列がインフレームで配置される。
HSA変異体のアミノ酸配列を含むポリペプチドのC末端側にhGHのアミノ酸配列を含むポリペプチドを結合させる場合,hGHのアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする遺伝子の上流に,HSA変異体のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする遺伝子をインフレームで結合させたDNA断片を組み込んだ発現ベクターが用いられる。2つのポリペプチドをペプチドリンカーを介して間接的に結合させる場合は,2つのポリペプチドをコードする遺伝子の間に,当該リンカーをコードするDNA配列がインフレームで配置される。
本発明において,HSA変異体とhGHの融合蛋白質(HSA-hGH融合蛋白質の一種)の好適な一例として,配列番号3で示されるアミノ酸配列を有するHSA(A320T)のN末端に,リンカーを介さずに,配列番号9で示されるアミノ酸配列を有する22Kヒト成長ホルモンのC末端をペプチド結合により結合させたものである,配列番号11で示されるアミノ酸配列を有するHSA-hGH融合蛋白質が挙げられる。本発明において,この順序でHSA(A320T)と22KhGHとを結合させたものを,「22Kヒト成長ホルモン-mHSA」又は「22KhGH-mHSA」という。同様に,HSA(A320T)のC末端に,リンカーを介さずに,22Kヒト成長ホルモンのN末端がペプチド結合により結合したものを「mHSA-22Kヒト成長ホルモン」又は「mHSA-22KhGH」という。
また,配列番号3で示されるアミノ酸配列を有するヒト血清アルブミン(A320T)のN末端に,リンカーを介さずに,配列番号10で示されるアミノ酸配列を有する20Kヒト成長ホルモンのC末端をペプチド結合により結合させたものである,配列番号12で示されるアミノ酸配列を有するHSA-hGH融合蛋白質を,「20Kヒト成長ホルモン-mHSA」又は「20KhGH-mHSA」という。同様に,ヒト血清アルブミン(A320T)のC末端に,リンカーを介さずに,20Kヒト成長ホルモンのN末端がペプチド結合により結合したものを「mHSA-20Kヒト成長ホルモン」又は「mHSA-20KhGH」という。
本発明において,HSA-hGH融合蛋白質は,皮下注射でカニクイザルに投与したときの血中半減期(t1/2β)が概ね5時間以上と血中で極めて安定になることを特徴とする。投与量により変動はするが,例えば,4mg/kgの用量で雄性カニクイザルに単回皮下投与したときの,mHSA-22KhGH及び22KhGH-mHSAの血中半減期(t1/2β)は,20~35時間である。
本発明におけるHSA-hGH融合蛋白質は,医薬として使用することができる。HSA-hGH融合蛋白質は,ヒト成長ホルモンとHSAの機能を生体内において協働させることができる。
本発明におけるHSA-hGH融合蛋白質は,血中で極めて安定である。従って,本発明によればヒト成長ホルモンを血中で安定化させて長時間に渡って活性を保持した状態で血中に留まらせることができる。従って,当該融合蛋白質は,医薬として用いた場合,ヒト成長ホルモンと比較して投与頻度又は/及び投与量を減じることが可能となる。例えば,ヒト成長ホルモンは毎日投与が必要であるが,当該融合蛋白質であれば,投与頻度を例えば3~30日毎とすることも可能となる。また,治療期間中の医薬の総投与量を,例えばモル比で1/3以下(例えば1/3~1/10)にまで減じることも可能となる。
本発明におけるHSA-hGH融合蛋白質は,成長ホルモン分泌不全性低身長症,ターナー症候群における低身長,慢性腎不全による低身長症,プラダーウィリー症候群における低身長症,軟骨異栄養症における低身長症,SGA性低身長症,又はヌーナン症候群における低身長症を対象疾患とする医薬として使用することができる。hGH製剤は,これら疾患において骨端線閉鎖を伴わない場合において特に効果を奏する。その他,本発明におけるHSA-hGH融合蛋白質は,成人成長ホルモン分泌不全症,AIDSによる消耗,及び拒食症による消耗を対象疾患とする医薬として使用することができるが,これに限らず,成長ホルモンの有する軟骨形成促進,蛋白質同化促進等の成長促進活性,体組成及び脂質代謝改善作用等の生理活性を,長期に渡って作用させることにより症状が改善され得る疾患の治療剤として使用することができる。
22KhGH-mHSAを治療目的でヒトに投与するときの用法用量に,hGHの薬効が示される限り特に限定はない。22KhGH-mHSAの用法用量を以下に例示するが,用法用量はこれらに限定されるものではない。
22KhGH-mHSAを,骨端線閉鎖を伴わない成長ホルモン分泌不全性低身長症の患者に投与する場合,1回当たりの好ましい投与量は0.01~0.7 mg/Kg体重である。22KhGH-mHSAを,骨端線閉鎖を伴わないターナー症候群における低身長症の患者に投与する場合,1回当たりの好ましい投与量は0.015~1.4 mg/Kg体重である。22KhGH-mHSAを,骨端線閉鎖を伴わない慢性腎不全による低身長症の患者に投与する場合,1回当たりの好ましい投与量は0.01~1.4 mg/Kg体重である。22KhGH-mHSAを,骨端線閉鎖を伴わないプラダーウィリー症候群における低身長症の患者に投与する場合,1回当たりの好ましい投与量は0.012~0.98 mg/Kg体重である。22KhGH-mHSAを,骨端線閉鎖を伴わない軟骨異栄養症における低身長症の患者に投与する場合,1回当たりの好ましい投与量は0.015~1.4 mg/Kg体重である。22KhGH-mHSAを,骨端線閉鎖を伴わないSGA性低身長症の患者に投与する場合,1回当たりの好ましい投与量は0.012~1.9 mg/Kg体重である。22KhGH-mHSAを,成人成長ホルモン分泌不全症の患者に投与する場合,1回当たりの好ましい投与量は0.001~0.34 mg/Kg体重である。22KhGH-mHSAを,骨端線閉鎖を伴わないヌーナン症候群における低身長症の患者に投与する場合,1回当たりの好ましい投与量は0.013~1.8 mg/Kg体重である。22KhGH-mHSAを,AIDSにより消耗した患者に投与する場合,1回当たりの好ましい投与量は0.005~0.4 mg/Kg体重である。但し,投与量は患者の検査所見等によって,適宜変更されるべきものである。また,これら疾患における,好ましい22KhGH-mHSAの投与間隔は,7~30日毎に1回であり,患者の検査所見等によって,7~14日毎,10~20日毎,又は14~21日毎に1回と適宜変更されるべきものである。また,投与方法は,好ましくは皮下注射,筋肉内注射又は静脈注射であり,より好ましくは皮下注射又は筋肉内注射である。
本発明における水性医薬組成物は,有効成分として血清アルブミンと成長ホルモンとを結合させた蛋白質,防腐剤,主に安定化剤としてスクロースと非イオン性界面活性剤,及びpH調整剤として緩衝剤を含有してなるものである。
水性医薬組成物に含まれる血清アルブミンと成長ホルモンとを結合させた蛋白質(特に22KhGH-mHSA)の濃度は,好ましくは10~100 mg/mLであり,より好ましくは15~70 mg/mLであり,更に好ましくは30~65 mg/mLであり,更により好ましくは40~60 mg/mLであり,例えば,50 mg/mLである。
水性医薬組成物に含有される防腐剤としては,薬剤学的に許容し得るものである限り特に限定はないが,フェノールが好ましい。防腐剤としてフェノールが使用される場合,水性医薬組成物に含有されるフェノールの濃度は,好ましくは0.5~12 mg/mLであり,より好ましくは3~9 mg/mLであり,更に好ましくは4~8 mg/mLであり,更により好ましくは5~7 mg/mLであり,例えば,6 mg/mLである。
水性医薬組成物に含有されるスクロースの濃度は,好ましくは10~150 mg/mLであり,より好ましくは50~100 mg/mLであり,更に好ましくは60~90 mg/mLであり,更により好ましくは70~80 mg/mLであり,例えば,75 mg/mLである。
水性医薬組成物に含有される非イオン性界面活性剤としては,ポリソルベートやポロキサマー等を単独で又はこれらを組合わせて使用することができる。ポリソルベートとしてはポリソルベート20,ポリソルベート80が,ポロキサマーとしてはポロキサマー188(ポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコール)が特に好適である。また,水性医薬組成物に含有される非イオン性界面活性剤の濃度は,0.15~10 mg/mLであることが好ましく,1.0~4.5 mg/mLであることがより好ましく,1.5~4.5 mg/mLであることが更に好ましく,2~4 mg/mLであることが更により好ましく,2.5~3.5 mg/mLであることが更により好ましく,例えば,3 mg/mLである。
水性医薬組成物に含有される緩衝剤は,薬剤学的に許容し得るものである限り特に限定はないが,リン酸緩衝剤が好ましい。緩衝剤としてリン酸緩衝剤が使用される場合,水性医薬組成物に含有されるリン酸緩衝剤の濃度は,好ましくは1~30 mMであり,より好ましくは2~20 mMであり,更に好ましくは5~15 mMであり,例えば,約10 mMである。また,緩衝剤によって調整される水性医薬組成物のpHは,好ましくは5.0~8.0であり,より好ましくは6.0~7.8であり,更に好ましくは6.5~7.6であり,更により好ましくは7.0~7.4であり,例えば7.2である。また,水性医薬組成物の生理食塩水に対する浸透圧比は,例えば1.0~1.3に調整される。
本発明の水性医薬組成物の好適な組成として,血清アルブミンと成長ホルモンとを結合させた蛋白質(特に22KhGH-mHSA)の濃度が10~100 mg/mLであり,防腐剤の濃度が0.5~12 mg/mLであり,スクロースの濃度が10~150 mg/mLであり,非イオン性界面活性剤の濃度が0.15~10 mg/mLであり,防腐剤の濃度が0.5~12 mg/mLであり,緩衝剤の濃度が1~30 mMであり,pHが5.0~8.0であるもの,が挙げられる。
更なる本発明の水性医薬組成物の好適な組成として,血清アルブミンと成長ホルモンとを結合させた蛋白質(特に22KhGH-mHSA)の濃度が10~100 mg/mLであり,スクロースの濃度が7 5mg/mLであり,ポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールの濃度が3 mg/mLであり,フェノールの濃度が6 mg/mLであり,リン酸緩衝剤の濃度が10 mMであり, pHが7.0~7.4であるもの,が挙げられる。各成分の濃度は,上記の好ましい濃度の何れかにそれぞれ変更することが可能である。
更なる本発明の水性医薬組成物の好適な組成として,血清アルブミンと成長ホルモンとを結合させた蛋白質(特に22KhGH-mHSA)の濃度が15~70 mg/mLであり,スクロースの濃度が75 mg/mLであり,ポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールの濃度が3 mg/mLであり,フェノールの濃度が6 mg/mLであり,リン酸緩衝剤の濃度が10 mMであり,pHが7.0~7.4であるもの,が挙げられる。各成分の濃度は,上記の好ましい濃度の何れかにそれぞれ変更することが可能である。
本発明のHSA-hGH融合蛋白質(特に22KhGH-mHSA)を有効成分として含有してなる医薬は,注射剤として静脈内,筋肉内,腹腔内,皮下又は脳室内に投与することができる。それらの注射剤は,凍結乾燥製剤又は水性液剤(水性医薬組成物)として供給することができる。水性液剤とする場合,バイアルに充填した形態としてもよく,注射器に予め充填したものであるプレフィルド型の製剤として供給することもできる。凍結乾燥製剤の場合,使用前に水性媒質に溶解し復元して使用する。
以下,実施例を参照して本発明を更に詳細に説明するが,本発明が実施例に限定されることは意図しない。
〔実施例1〕22KhGH-HSA発現用ベクターの構築
22KhGHのC末端と野生型HSA(配列番号1)のN末端とを結合させたものである,配列番号15で示されるアミノ酸配列を有する蛋白質を,22KhGH-HSAとした。配列番号15で示されるアミノ酸配列中,1~191番目のアミノ酸残基が22KhGHのアミノ酸配列に相当し,192~776番目のアミノ酸残基がHSAのアミノ酸配列に相当する。22KhGH-HSAをコードする遺伝子(22KhGH-HSA遺伝子)を含む配列番号16で示される塩基配列を有するDNAを化学的に合成した。この配列において,塩基11~88がhGHのリーダーペプチドを,塩基89~661が成熟型hGHを,塩基662~2416が成熟型HSAを,それぞれコードする。このDNAを制限酵素(MluI及びNotI)で消化し,pE-mIRES-GS-puroのMluI部位とNotI部位の間に組み込むことにより,22KhGH-HSA発現用ベクターであるpE-mIRES-GS-puro(22KhGH-HSA)を構築した。なお,pE-mIRES-GS-puroは,国際特許公報WO2012/063799等に作製方法が記載されており周知のものである。
22KhGHのC末端と野生型HSA(配列番号1)のN末端とを結合させたものである,配列番号15で示されるアミノ酸配列を有する蛋白質を,22KhGH-HSAとした。配列番号15で示されるアミノ酸配列中,1~191番目のアミノ酸残基が22KhGHのアミノ酸配列に相当し,192~776番目のアミノ酸残基がHSAのアミノ酸配列に相当する。22KhGH-HSAをコードする遺伝子(22KhGH-HSA遺伝子)を含む配列番号16で示される塩基配列を有するDNAを化学的に合成した。この配列において,塩基11~88がhGHのリーダーペプチドを,塩基89~661が成熟型hGHを,塩基662~2416が成熟型HSAを,それぞれコードする。このDNAを制限酵素(MluI及びNotI)で消化し,pE-mIRES-GS-puroのMluI部位とNotI部位の間に組み込むことにより,22KhGH-HSA発現用ベクターであるpE-mIRES-GS-puro(22KhGH-HSA)を構築した。なお,pE-mIRES-GS-puroは,国際特許公報WO2012/063799等に作製方法が記載されており周知のものである。
〔実施例2〕22KhGH-mHSA発現用ベクターの構築
22KhGH(配列番号9)のC末端とHSA(A320T)(配列番号3)のN末端とを結合させたものである,配列番号11に示されるアミノ酸配列を有する蛋白質を,22KhGH-mHSAとした。実施例1で作製したpE-mIRES-GS-puro(22KhGH-HSA)を鋳型として,プライマーYA082(配列番号13)及びプライマーYA083(配列番号14)を用いて,PCRにより22KhGH-mHSAをコードする遺伝子を含むDNA断片を増幅した。このDNA断片をセルフアニールさせて,22KhGH-mHSA発現用ベクターであるpE-mIRES-GS-puro(22KhGH-mHSA)を構築した。
22KhGH(配列番号9)のC末端とHSA(A320T)(配列番号3)のN末端とを結合させたものである,配列番号11に示されるアミノ酸配列を有する蛋白質を,22KhGH-mHSAとした。実施例1で作製したpE-mIRES-GS-puro(22KhGH-HSA)を鋳型として,プライマーYA082(配列番号13)及びプライマーYA083(配列番号14)を用いて,PCRにより22KhGH-mHSAをコードする遺伝子を含むDNA断片を増幅した。このDNA断片をセルフアニールさせて,22KhGH-mHSA発現用ベクターであるpE-mIRES-GS-puro(22KhGH-mHSA)を構築した。
〔実施例3〕22KhGH-mHSA発現細胞株の作製
22KhGH-mHSAを発現させるための細胞を次のようにして作製した。チャイニーズハムスターの卵巣に由来する細胞であるCHO-K1細胞に,Gene Pulser Xcell エレクトロポレーションシステム(Bio Rad社)を用いて,実施例2で作製した,22KhGH-mHSA発現用ベクターであるpE-mIRES-GS-puro(22KhGH-mHSA)を導入した。発現ベクターを導入した細胞を,16 μM チミジン,100 μM ヒポキサンチン,10 mg/L インスリン,L-メチオニンスルホキシミン(SIGMA社)及びピューロマイシン(SIGMA社)を含むCD OptiCHOTM培地(Thermo Fisher Scientific社)を用いて選択培養した。選択培養の際には,L-メチオニンスルホキシミン及びピューロマイシンの濃度を段階的に上昇させて,最終的にL-メチオニンスルホキシミンの濃度を300 μM,ピューロマイシンの濃度を10 μg/mLとして,より高い薬剤耐性を示す細胞を選択的に増殖させた。次いで,限界希釈法により,1ウェルあたり1個以下の細胞が播種されるように,96ウェルプレート上に選択培養で選択された細胞を播種し,単一細胞由来のコロニーが形成されるまで約10日間培養して,細胞をクローン化した。クローン化した細胞を更に培養して増殖させた後,16 μM チミジン,100 μM ヒポキサンチン,300 μM L-メチオニンスルホキシミン,及び10% (v/v) DMSOを含有するCD OptiCHOTM培地に懸濁させてからクライオチューブに分注し,液体窒素中で保存した。この細胞を22KhGH-mHSA発現細胞株とした。
22KhGH-mHSAを発現させるための細胞を次のようにして作製した。チャイニーズハムスターの卵巣に由来する細胞であるCHO-K1細胞に,Gene Pulser Xcell エレクトロポレーションシステム(Bio Rad社)を用いて,実施例2で作製した,22KhGH-mHSA発現用ベクターであるpE-mIRES-GS-puro(22KhGH-mHSA)を導入した。発現ベクターを導入した細胞を,16 μM チミジン,100 μM ヒポキサンチン,10 mg/L インスリン,L-メチオニンスルホキシミン(SIGMA社)及びピューロマイシン(SIGMA社)を含むCD OptiCHOTM培地(Thermo Fisher Scientific社)を用いて選択培養した。選択培養の際には,L-メチオニンスルホキシミン及びピューロマイシンの濃度を段階的に上昇させて,最終的にL-メチオニンスルホキシミンの濃度を300 μM,ピューロマイシンの濃度を10 μg/mLとして,より高い薬剤耐性を示す細胞を選択的に増殖させた。次いで,限界希釈法により,1ウェルあたり1個以下の細胞が播種されるように,96ウェルプレート上に選択培養で選択された細胞を播種し,単一細胞由来のコロニーが形成されるまで約10日間培養して,細胞をクローン化した。クローン化した細胞を更に培養して増殖させた後,16 μM チミジン,100 μM ヒポキサンチン,300 μM L-メチオニンスルホキシミン,及び10% (v/v) DMSOを含有するCD OptiCHOTM培地に懸濁させてからクライオチューブに分注し,液体窒素中で保存した。この細胞を22KhGH-mHSA発現細胞株とした。
〔実施例4〕22KhGH-mHSA発現細胞の前培養
実施例3で作製した22KhGH-mHSA発現細胞株を,37℃水浴中で融解し,16 μM チミジン,100 μM ヒポキサンチン及び300 μM L-メチオニンスルホキシミンを含む無血清培地のEX-CELL Advanced培地(前培養用培地,SIGMA社)に懸濁させて遠心して細胞を沈殿させ,上清を除去した。沈殿させた細胞を,2×105 個/mL以上の密度で前培養用培地に懸濁し,37℃,5% CO2存在下で2~4日間培養した。細胞数が少なくとも1.0×1011 個に増殖するまで培養規模を拡大させながら,この培養を繰り返した。
実施例3で作製した22KhGH-mHSA発現細胞株を,37℃水浴中で融解し,16 μM チミジン,100 μM ヒポキサンチン及び300 μM L-メチオニンスルホキシミンを含む無血清培地のEX-CELL Advanced培地(前培養用培地,SIGMA社)に懸濁させて遠心して細胞を沈殿させ,上清を除去した。沈殿させた細胞を,2×105 個/mL以上の密度で前培養用培地に懸濁し,37℃,5% CO2存在下で2~4日間培養した。細胞数が少なくとも1.0×1011 個に増殖するまで培養規模を拡大させながら,この培養を繰り返した。
〔実施例5〕22KhGH-mHSA発現細胞の生産培養
前培養で増殖させた細胞を,細胞濃度が4×105 個/mLの密度で,200 Lの容量の16 μMのチミジン及び100 μMのヒポキサンチンを含む無血清培地であるEX-CELL Advanced培地(生産培養用培地,SIGMA社)に懸濁させた。この懸濁液を,Xcellerex200L培養システム(XDR200)のシングルユース培養槽内で,インペラで100 rpmの速度で撹拌しながら,37℃,溶存酸素量40%,pHを6.9に維持して10日間培養した。
前培養で増殖させた細胞を,細胞濃度が4×105 個/mLの密度で,200 Lの容量の16 μMのチミジン及び100 μMのヒポキサンチンを含む無血清培地であるEX-CELL Advanced培地(生産培養用培地,SIGMA社)に懸濁させた。この懸濁液を,Xcellerex200L培養システム(XDR200)のシングルユース培養槽内で,インペラで100 rpmの速度で撹拌しながら,37℃,溶存酸素量40%,pHを6.9に維持して10日間培養した。
〔実施例6〕22KhGH-mHSAの精製
(精製工程1:ハーベスト工程/濃縮1工程)
生産培養終了後,培養液を,Millistak+(登録商標)HCポッドフィルターグレードD0HC(1.1 m2×2,Merck社)を用いてろ過し,次いでMillistak+HCポッドフィルターグレードX0HC(1.1 m2×1,Merck社)を用いてろ過して細胞を除去し,更に,Opticap SHC XL3(孔径:0.5/0.2 μm,Merck社)でろ過して培養上清を得た。得られた培養上清を,予め純水で洗浄した後,PBSで平衡化した分画分子量30 kDaの限外ろ過膜装置(Pellicon3 カセット ウルトラセルPLCTK メンブレン装着 1.14 m2,Merck社)を用いて濃縮した。限外ろ過膜装置から濃縮後の溶液を回収した。更に装置内を,PBSを通して洗浄し,この洗浄液を先に回収した濃縮後の溶液に合わせて重量を約15 kgに調整したものを濃縮培養液とした。次いで,濃縮培養液を,孔径の最大部が0.5 μmであり最小部が0.2 μmである親水性フィルター(Opticap SHC XL600,Merck社)を用いてろ過した。ろ過後,濃縮培養液のpH及び導電率がそれぞれ7.0±0.3,1.2±0.4 S/mであることを確認した。
(精製工程1:ハーベスト工程/濃縮1工程)
生産培養終了後,培養液を,Millistak+(登録商標)HCポッドフィルターグレードD0HC(1.1 m2×2,Merck社)を用いてろ過し,次いでMillistak+HCポッドフィルターグレードX0HC(1.1 m2×1,Merck社)を用いてろ過して細胞を除去し,更に,Opticap SHC XL3(孔径:0.5/0.2 μm,Merck社)でろ過して培養上清を得た。得られた培養上清を,予め純水で洗浄した後,PBSで平衡化した分画分子量30 kDaの限外ろ過膜装置(Pellicon3 カセット ウルトラセルPLCTK メンブレン装着 1.14 m2,Merck社)を用いて濃縮した。限外ろ過膜装置から濃縮後の溶液を回収した。更に装置内を,PBSを通して洗浄し,この洗浄液を先に回収した濃縮後の溶液に合わせて重量を約15 kgに調整したものを濃縮培養液とした。次いで,濃縮培養液を,孔径の最大部が0.5 μmであり最小部が0.2 μmである親水性フィルター(Opticap SHC XL600,Merck社)を用いてろ過した。ろ過後,濃縮培養液のpH及び導電率がそれぞれ7.0±0.3,1.2±0.4 S/mであることを確認した。
(精製工程2:第一のクロマトグラフィー工程(アフィニティーカラムクロマトグラフィー工程))
Capture select Human Growth Hormone Affinity Matrix(Thermo Fisher Scientific社)を充填したQSカラム(カラム体積:4.2~5.2 L,ベッド高:15.0±1.5 cm,Merck社)を,カラム体積の1倍容の50 mMグリシン塩酸緩衝液(pH 3.0),更にカラム体積の1倍容の0.01 M 水酸化ナトリウム水溶液で洗浄した後,カラム体積の4倍容の20 mM Tris-HCl緩衝液(pH 7.0)で平衡化した。次いで,精製工程1で得られた濃縮培養液の1/4量をカラムに負荷して,22KhGH-mHSAをカラムに吸着させた。次いで,カラム体積の5倍容の200 mM アルギニン及び0.05%(w/v) ポリソルベート80を含有する20 mM Tris-HCl緩衝液(pH7.0),更にカラム体積の5倍容の20 mM Tris-HCl緩衝液(pH 7.0)でカラムを洗浄した。次いで,カラム体積の5倍容の50 mMグリシン塩酸緩衝液(pH 3.0)をカラムに供給して,22KhGH-mHSAを溶出させた。溶出液は,溶出液量の1/5容量の250 mM MES緩衝液(pH7.0)を予め入れた容器に回収してpHが6.7±0.3となるよう直ちに中和した。精製工程2は4~8℃の冷温下で実施し,また,精製工程2の全体を通じてカラムに供給される溶液の線流速は200 cm/時とした。また1 Lのアフィニティーカラム担体あたりに負荷される22KhGH-mHSAの上限は7 gとした。
Capture select Human Growth Hormone Affinity Matrix(Thermo Fisher Scientific社)を充填したQSカラム(カラム体積:4.2~5.2 L,ベッド高:15.0±1.5 cm,Merck社)を,カラム体積の1倍容の50 mMグリシン塩酸緩衝液(pH 3.0),更にカラム体積の1倍容の0.01 M 水酸化ナトリウム水溶液で洗浄した後,カラム体積の4倍容の20 mM Tris-HCl緩衝液(pH 7.0)で平衡化した。次いで,精製工程1で得られた濃縮培養液の1/4量をカラムに負荷して,22KhGH-mHSAをカラムに吸着させた。次いで,カラム体積の5倍容の200 mM アルギニン及び0.05%(w/v) ポリソルベート80を含有する20 mM Tris-HCl緩衝液(pH7.0),更にカラム体積の5倍容の20 mM Tris-HCl緩衝液(pH 7.0)でカラムを洗浄した。次いで,カラム体積の5倍容の50 mMグリシン塩酸緩衝液(pH 3.0)をカラムに供給して,22KhGH-mHSAを溶出させた。溶出液は,溶出液量の1/5容量の250 mM MES緩衝液(pH7.0)を予め入れた容器に回収してpHが6.7±0.3となるよう直ちに中和した。精製工程2は4~8℃の冷温下で実施し,また,精製工程2の全体を通じてカラムに供給される溶液の線流速は200 cm/時とした。また1 Lのアフィニティーカラム担体あたりに負荷される22KhGH-mHSAの上限は7 gとした。
(精製工程3:ウイルス不活化工程)
精製工程2で得られた溶出液を25℃に加温し,この溶出液に,その液量の1/19容量の20.0%(w/v) ポリソルベート80を含有する6.0%(v/v) トリ(nーブチル)ホスフェート水溶液を加え,25℃で3時間撹拌した。
精製工程2で得られた溶出液を25℃に加温し,この溶出液に,その液量の1/19容量の20.0%(w/v) ポリソルベート80を含有する6.0%(v/v) トリ(nーブチル)ホスフェート水溶液を加え,25℃で3時間撹拌した。
(精製工程4:第二のクロマトグラフィー工程(ハイドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィー工程))
精製工程3でウイルス不活化処理を行った画分を8℃に冷却し,1 M Tris-HCl緩衝液(pH8.8)と,4 M NaClを含有する20 mM MES緩衝液(pH7.0)とを適量加えてpH及び導電率をそれぞれ7.0±0.1及び0.6±0.1 S/mに調整し,孔径0.2 μmの親水性フィルター(Merck社)を用いてろ過した。次いで,以下のクロマトグラフィーを冷蔵(線流速:200 cm/時)で実施した。
精製工程3でウイルス不活化処理を行った画分を8℃に冷却し,1 M Tris-HCl緩衝液(pH8.8)と,4 M NaClを含有する20 mM MES緩衝液(pH7.0)とを適量加えてpH及び導電率をそれぞれ7.0±0.1及び0.6±0.1 S/mに調整し,孔径0.2 μmの親水性フィルター(Merck社)を用いてろ過した。次いで,以下のクロマトグラフィーを冷蔵(線流速:200 cm/時)で実施した。
ハイドロキシアパタイト担体であるCHT Type II, 40 μm(バイオ・ラッド ラボラトリーズ社)を充填したQSカラム(カラム体積:8.8~10.8 L,ベッド高:20.0±2.0 cm,Merck社)を,200 mM リン酸緩衝液(pH7.0),次いで,1 M NaOH水溶液,更に200 mM リン酸緩衝液(pH7.0)で洗浄した後,4倍容の50 mM NaCl及び1 mM リン酸二水素ナトリウムを含有する20 mM MES緩衝液(pH7.0)で平衡化した。次いで,上記のろ液をカラムに負荷し22KhGH-mHSAをカラムに吸着させた。次いで,3倍容の50 mM NaCl及び1 mM リン酸二水素ナトリウムを含有する20 mM MES緩衝液(pH7.0)でカラムを洗浄した。次いで,50 mM NaCl及び30 mM リン酸二水素ナトリウムを含有する20 mM MES緩衝液(pH7.0)をカラムに供給して22KhGH-mHSAを溶出させた。精製工程4は4~8℃の冷温下で実施し,また,精製工程4の全体を通じてカラムに供給される溶液の線流速は200 cm/時とした。また1 Lのハイドロキシアパタイト担体あたりに負荷される22KhGH-mHSAの上限は13 gとした。
(精製工程5:第三のクロマトグラフィー工程(マルチモーダル弱陽イオン交換カラムクロマトグラフィー工程))
精製工程4で得られた溶出液に,これと同体積の50 mM NaClを含有する20mM MES緩衝液(pH5.7)を添加した後,希塩酸を添加して,pH及び導電率をそれぞれ5.7±0.1,0.7±0.1 S/mに調整した。その後,孔径0.5/0.2 μmの親水性フィルター(Merck社)を用いてろ過した。
精製工程4で得られた溶出液に,これと同体積の50 mM NaClを含有する20mM MES緩衝液(pH5.7)を添加した後,希塩酸を添加して,pH及び導電率をそれぞれ5.7±0.1,0.7±0.1 S/mに調整した。その後,孔径0.5/0.2 μmの親水性フィルター(Merck社)を用いてろ過した。
プレパックカラムRTP Capto MMC 10 L(カラム体積:8.8~10.8 L,ベッド高:20.0±2.0 cm,Merck社)を,1 M NaOH水溶液,次いで1M NaClを含有する50 mMリン酸緩衝液(pH7.0)を用いて洗浄した後,4倍容の100 mM NaClを含有する50 mM MES緩衝液(pH5.7)で平衡化した。次いで上記のろ液をカラムに負荷し22KhGH-mHSAをカラムに吸着させた。次いで,5倍容の100 mM NaClを含有する50 mM MES緩衝液(pH5.7)でカラムを洗浄した。次いで,550 mM NaClを含有する50 mM MES緩衝液(pH5.7)をカラムに供給して22KhGH-mHSAを溶出させた。精製工程5は4~8℃の冷温下で実施し,また,精製工程5の全体を通じてカラムに供給される溶液の線流速は200 cm/時とした。また1 Lのマルチモーダル弱陽イオン交換担体あたりに負荷される22KhGH-mHSAの上限は11.5 gとした。
(精製工程6:濃縮2工程)
分画分子量30 kDaの限外ろ過膜(Pellicon3 カセット ウルトラセルPLCTK メンブレン1.14 m2,Merck社)に純水を通液して十分に洗浄した後,75 mg/mL スクロースを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH 7.2)で平衡化した。精製工程5で得られた溶出液を,この限外ろ過膜を用いて濃縮した。濃縮後の溶液に75 mg/mL スクロースを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH 7.2)を添加して,吸光度(280 nm)を23±3に調整した。この濃縮工程は室温で実施した。
分画分子量30 kDaの限外ろ過膜(Pellicon3 カセット ウルトラセルPLCTK メンブレン1.14 m2,Merck社)に純水を通液して十分に洗浄した後,75 mg/mL スクロースを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH 7.2)で平衡化した。精製工程5で得られた溶出液を,この限外ろ過膜を用いて濃縮した。濃縮後の溶液に75 mg/mL スクロースを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH 7.2)を添加して,吸光度(280 nm)を23±3に調整した。この濃縮工程は室温で実施した。
(精製工程7:第四のクロマトグラフィー工程(サイズ排除カラムクロマトグラフィー工程))
精製工程6で得られた濃縮液を孔径0.5/0.2 μmの親水性フィルター(Merck社)を用いてろ過した。サイズ排除クロマトグラフィー用の樹脂であるFractogelTM BioSEC樹脂(Merck社)を充填したQSカラム(カラム体積:25.4~31.1 L,ベッド高:40.0±4.0 cm, Merck社)を0.5M NaOH水溶液で洗浄した後,75 mg/mL スクロースを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH 7.2)で平衡化した。次いで,上記のろ液をカラムに負荷し,引き続き,75 mg/mL スクロースを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH 7.2)を供給した。このとき,サイズ排除カラムからの溶出液の流路に,溶出液の吸光度を連続的に測定するための吸光光度計を配置して,280 nmの吸光度をモニターし,280 nmで吸収ピークを示した画分を,22KhGH-mHSAを含む画分として回収し,これを22KhGH-mHSA精製品とした。精製工程7は室温下で実施し,また,精製工程7の全体を通じてカラムに供給される溶液の線流速は30 cm/時以下とした。またマルチモーダル弱陽イオン交換担体に負荷される22KhGH-mHSAを含有するろ液の液量は,担体の体積の8%以下とした。
精製工程6で得られた濃縮液を孔径0.5/0.2 μmの親水性フィルター(Merck社)を用いてろ過した。サイズ排除クロマトグラフィー用の樹脂であるFractogelTM BioSEC樹脂(Merck社)を充填したQSカラム(カラム体積:25.4~31.1 L,ベッド高:40.0±4.0 cm, Merck社)を0.5M NaOH水溶液で洗浄した後,75 mg/mL スクロースを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH 7.2)で平衡化した。次いで,上記のろ液をカラムに負荷し,引き続き,75 mg/mL スクロースを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH 7.2)を供給した。このとき,サイズ排除カラムからの溶出液の流路に,溶出液の吸光度を連続的に測定するための吸光光度計を配置して,280 nmの吸光度をモニターし,280 nmで吸収ピークを示した画分を,22KhGH-mHSAを含む画分として回収し,これを22KhGH-mHSA精製品とした。精製工程7は室温下で実施し,また,精製工程7の全体を通じてカラムに供給される溶液の線流速は30 cm/時以下とした。またマルチモーダル弱陽イオン交換担体に負荷される22KhGH-mHSAを含有するろ液の液量は,担体の体積の8%以下とした。
(精製工程8:濃縮3工程)
中空糸膜(ReadyToProcess Hollow Fiber Cartridge,分画分子量 30 kDa,GEヘルスケア社)を,75 mg/mL スクロースを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH7.2)で平衡化した。この中空糸膜を用いて,精製工程7で得られた22KhGH-mHSA精製品を濃縮し,22KhGH-mHSAの濃度を85 mg/mLに調整した。得られた濃縮液に,その液量の1/29の容量の90 mg/mL ポロキサマー188と75 mg/mL スクロースを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH7.2)を添加して混合し,孔径0.5/0.2 μmの親水性フィルター(Merck社)を用いてろ過した。この濃縮工程は室温で実施した。
中空糸膜(ReadyToProcess Hollow Fiber Cartridge,分画分子量 30 kDa,GEヘルスケア社)を,75 mg/mL スクロースを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH7.2)で平衡化した。この中空糸膜を用いて,精製工程7で得られた22KhGH-mHSA精製品を濃縮し,22KhGH-mHSAの濃度を85 mg/mLに調整した。得られた濃縮液に,その液量の1/29の容量の90 mg/mL ポロキサマー188と75 mg/mL スクロースを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH7.2)を添加して混合し,孔径0.5/0.2 μmの親水性フィルター(Merck社)を用いてろ過した。この濃縮工程は室温で実施した。
(精製工程9:ウイルス除去工程)
3 mg/mL ポロキサマー188と75 mg/mL スクロースとを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH7.2)を作製した。この緩衝液を用いて,ウイルス除去膜(プラノバ20N,膜面積:0.12 m2,材質:再生セルロース,旭化成メディカル社)を平衡化させた。このウイルス除去膜に,圧力98 kPa以下で,精製工程8で得られたろ液を通じてろ過した。このウイルス除去工程は室温で実施した。
3 mg/mL ポロキサマー188と75 mg/mL スクロースとを含有する10 mM リン酸緩衝液(pH7.2)を作製した。この緩衝液を用いて,ウイルス除去膜(プラノバ20N,膜面積:0.12 m2,材質:再生セルロース,旭化成メディカル社)を平衡化させた。このウイルス除去膜に,圧力98 kPa以下で,精製工程8で得られたろ液を通じてろ過した。このウイルス除去工程は室温で実施した。
(精製工程10:原薬化工程)
室温で,精製工程9で得られたろ液を孔径0.2 μmの親水性フィルター(Merck社)でろ過し,22KhGH-mHSA原薬とした。
室温で,精製工程9で得られたろ液を孔径0.2 μmの親水性フィルター(Merck社)でろ過し,22KhGH-mHSA原薬とした。
〔実施例7〕22KhGH-mHSAを含有する水性医薬組成物の安定性の検討1
実施例6で得た22KhGH-mHSA原薬を用いて,15 mg/mL 22KhGH-mHSA及び20 mM リン酸緩衝剤を含有し,pHが異なる,表1に示される組成を有する6種類の水性医薬組成物(処方1-1~1-6)を調製した。
実施例6で得た22KhGH-mHSA原薬を用いて,15 mg/mL 22KhGH-mHSA及び20 mM リン酸緩衝剤を含有し,pHが異なる,表1に示される組成を有する6種類の水性医薬組成物(処方1-1~1-6)を調製した。
上記6種類の水性医薬組成物をそれぞれ1.5 mLずつガラス製バイアルに充填し,暗所で,5℃で1週間,又は40℃で1週間静置保存した。静置後,各溶液中に含まれる22KhGH-mHSAの単量体,その重合体,及びその分解物である低分子体の比率を,実施例13に示すSE-HPLC分析により測定した。その結果を表2に示す。ここで,暗所で5℃で1週間,及び40℃で1週間静置後の溶液に含まれる重合体及び低分子体の比率が,何れも概ね2%以下であることを,安定な水性医薬組成物の条件と予め定めた。表2の結果は,この測定条件の下では,22KhGH-mHSAの安定な水性医薬組成物を得るためには,pHを6.0以上とすることが好ましく,特にpHを6.5~7.5とすることが好ましいことを示す。
〔実施例8〕22KhGH-mHSAを含有する水性医薬組成物の安定性の検討2
実施例6で得た22KhGH-mHSA原薬を用いて,15 mg/mL 22KhGH-mHSA及び20 mM リン酸緩衝剤を含有し,ショ糖及び塩化ナトリウムの濃度の異なる,表3に示される組成を有する3種類の水性医薬組成物(処方2-1~2-3)を調製した。何れの溶液もpHは7.0に,浸透圧比は約1.0に調整した。蛋白質物性解析装置(Optim1000,AVACTA社)を用い,キュベット(UNi,UNCHAINED LABS社)に測定試料を9 μL入れ,20.0℃から96.0℃まで1℃ずつキュベットを加温して,各温度に対し波長473 nmにおける静的光散乱強度を測定した。
実施例6で得た22KhGH-mHSA原薬を用いて,15 mg/mL 22KhGH-mHSA及び20 mM リン酸緩衝剤を含有し,ショ糖及び塩化ナトリウムの濃度の異なる,表3に示される組成を有する3種類の水性医薬組成物(処方2-1~2-3)を調製した。何れの溶液もpHは7.0に,浸透圧比は約1.0に調整した。蛋白質物性解析装置(Optim1000,AVACTA社)を用い,キュベット(UNi,UNCHAINED LABS社)に測定試料を9 μL入れ,20.0℃から96.0℃まで1℃ずつキュベットを加温して,各温度に対し波長473 nmにおける静的光散乱強度を測定した。
静的光散乱強度の測定結果のグラフを図1に示す。図1において縦軸が静的光散乱強度を示し,この静的光散乱強度と溶液中に含まれる蛋白質が凝集することにより生じる微粒子の濃度との間には正の相関関係にある。凝集が生じ始める温度は処方2-1~2-3でほぼ同じであるが,温度を上昇させることにより生じる微粒子の量は,塩化ナトリウムの濃度が高いほど多い傾向にある。従って,溶液中に含まれる22KhGH-mHSAの凝集を抑制するためには,水性医薬組成物に添加する賦形剤として塩化ナトリウムよりもショ糖が好ましいといえる。
〔実施例9〕22KhGH-mHSAを含有する水性医薬組成物の安定性の検討3
実施例6で得た22KhGH-mHSA原薬を用いて,35 mg/mL 22KhGH-mHSA,20 mM リン酸緩衝剤,及び70 mg/mL ショ糖を含有し,非イオン性界面活性剤(ポロキサマー188)の濃度の異なる,表4に示される組成を有する6種類の水性医薬組成物(処方3-1~3-6)を調製した。何れの溶液もpHは7.2に,浸透圧比は約1.0に調整した。
実施例6で得た22KhGH-mHSA原薬を用いて,35 mg/mL 22KhGH-mHSA,20 mM リン酸緩衝剤,及び70 mg/mL ショ糖を含有し,非イオン性界面活性剤(ポロキサマー188)の濃度の異なる,表4に示される組成を有する6種類の水性医薬組成物(処方3-1~3-6)を調製した。何れの溶液もpHは7.2に,浸透圧比は約1.0に調整した。
上記6種類の水性医薬組成物をそれぞれ1 mLずつガラス製バイアルに充填し,室温環境下で240 往復/分で24時間振とうした。振とう前及び振とう後における各溶液中に含まれる22KhGH-mHSA全体に占める重合体の比率を,実施例13に示すSE-HPLC分析により測定し,振とう後の重合体含量(%)から振とう前の重合体含量(%)を引いた値を重合体増加量(%)として求めた。その結果を表5に示す。この条件下では,ポロキサマー188の濃度を1.0 mg/mL以上にすることにより重合体の生成を抑制することができ,その濃度を1.5 mg/mL以上にすることにより重合体の生成をほとんど抑制することができる。なお,ポロキサマー188を含まない処方3-1では,重合体が多量に生成したため測定値が得られなかった。
次いで,22KhGH-mHSAの濃度を130 mg/mLとして,20 mM リン酸緩衝剤及び70 mg/mL ショ糖を含有し,非イオン性界面活性剤(ポロキサマー188)の濃度の異なる,表6に示される組成を有する5種類の水性医薬組成物(処方4-1~4-5)を調製した。何れの溶液もpHは7.2に,浸透圧比は約1.0に調整した。
上記5種類の水性医薬組成物をそれぞれ0.8 mLずつガラス製バイアルに充填し,室温環境下で240 往復/分で24時間振とうした。振とう後,各溶液中に含まれる22KhGH-mHSA全体に占める重合体及び低分子体の比率を,実施例13に示すSE-HPLC分析により測定した。その結果を表7に示す。処方4-1~4-5の何れにおいても,重合体含量(%)及び低分子体含量(%)の値は,振とう前の値とほとんど変化はなく(振とう前のデータは示さない),重合体含量(%)及び低分子体含量(%)の値は,全ての処方で同等である。
〔実施例10〕22KhGH-mHSAを含有する水性医薬組成物の安定性の検討4
実施例6で得た22KhGH-mHSA原薬を用いて,35 mg/mL 22KhGH-mHSA,20 mM リン酸緩衝剤, 70 mg/mL ショ糖,1.0 mg/mL 非イオン性界面活性剤(ポロキサマー188)及び防腐剤として3.3 mg/mL フェノールを含有する,表8に示される組成を有する,pHが異なる3種類の水性医薬組成物(処方5-1~5-3)を調製した。
実施例6で得た22KhGH-mHSA原薬を用いて,35 mg/mL 22KhGH-mHSA,20 mM リン酸緩衝剤, 70 mg/mL ショ糖,1.0 mg/mL 非イオン性界面活性剤(ポロキサマー188)及び防腐剤として3.3 mg/mL フェノールを含有する,表8に示される組成を有する,pHが異なる3種類の水性医薬組成物(処方5-1~5-3)を調製した。
上記3種類の水性医薬組成物をそれぞれ1 mLずつガラス製バイアルに充填し,暗所で5℃又は25℃で2ヶ月静置保存した。5℃で静置したものについては,2週間後,1ヶ月後及び2ヶ月後に,25℃で静置したものについては1ヶ月後及び2ヶ月後に,実施例13に記載のSE-HPLC分析,及び実施例15に記載の微粒子数分析を行った。その結果を表9に示す。
SE-HPLC測定による重合体含量についてみると,pH 7.2に調整した処方5-3では5℃で1ヶ月間静置した場合,25℃で2ヶ月間静止した場合の何れにおいてもほとんど変化はない。一方,pH 6.2に調整した処方5-1では,5℃で1ヶ月間静置した場合,25℃で2ヶ月間静置した場合の何れにおいても重合体の含量の継時的な増加が観察される。また,pH 6.7に調整した処方5-2では,5℃で1ヶ月間静置した場合には重合体の含量に変化はないが,25℃で2ヶ月間静止した場合には重合体の継時的な増加が観察される。SE-HPLC測定による低分子体含量についてみると,5℃で1ヶ月間静置した場合には,処方5-1~5-3の何れにおいてもほとんど変化はない。一方,25℃で2ヶ月間静置した場合には,何れの処方においても低分子体含量の増加が観察されるが,その程度は軽微である。微粒子数分析についてみると,pH 7.2に調整した処方5-3では,10 μm以上及び25 μm以上の微粒子数が,処方5-1及び5-2と比較して大幅に減少している。
〔実施例11〕水性医薬組成物の製剤設計
上記実施例7~10で示した結果より,22KhGH-mHSAを含有する水性医薬組成物の製剤処方の好適なものの一例として,50 mg/mL 22KhGH-mHSA,10 mM リン酸緩衝剤,75 mg/mL ショ糖,3 mg/mLポロキサマー188及び6 mg/mL フェノールを含有し,pHを7.2,浸透圧比を約1.0に調整した,表10に示される組成を有するもの(処方6)が設計し得る。この水性医薬組成物は,0.5~10 mLの液量で,ガラス製又はプラスチック製のバイアル,アンプル,又は注射器に充填・封入することができる。注射器に予め充填したものはプレフィルド型の製剤として供給することもできる。保存温度は2~10℃,例えば4℃が好ましく,温度記録の可能な冷蔵庫中での保存が想定される。
上記実施例7~10で示した結果より,22KhGH-mHSAを含有する水性医薬組成物の製剤処方の好適なものの一例として,50 mg/mL 22KhGH-mHSA,10 mM リン酸緩衝剤,75 mg/mL ショ糖,3 mg/mLポロキサマー188及び6 mg/mL フェノールを含有し,pHを7.2,浸透圧比を約1.0に調整した,表10に示される組成を有するもの(処方6)が設計し得る。この水性医薬組成物は,0.5~10 mLの液量で,ガラス製又はプラスチック製のバイアル,アンプル,又は注射器に充填・封入することができる。注射器に予め充填したものはプレフィルド型の製剤として供給することもできる。保存温度は2~10℃,例えば4℃が好ましく,温度記録の可能な冷蔵庫中での保存が想定される。
〔実施例12〕22KhGH-mHSAを含有する水性医薬組成物の安定性の検討5
表10に示される組成を有する,処方6の水性医薬組成物を調製し,ほう珪酸ガラス製カートリッジに1.7 mLを充填し,暗所,5℃で12ヶ月静置保存した。3ヶ月後,6ヶ月後,及び12ヶ月後に,実施例14に記載の性状試験,実施例16に記載の不溶性異物検査及びpH測定,実施例13に記載のSE-HPLC分析,実施例15に記載の微粒子数分析,及び実施例17に記載の22KhGH-mHSA定量を行った。その結果を表11に示す。何れの検査値にも大きな変化はなく,処方6は22KhGH-mHSAを含有する水性医薬組成物として少なくとも12ヶ月間は安定であることがわかる。なお,表11中,定量法(対理論値(%))は,処方6を調製時の22KhGH-mHSAの量を100%としたときの,実際の定量値(%)を示す。
表10に示される組成を有する,処方6の水性医薬組成物を調製し,ほう珪酸ガラス製カートリッジに1.7 mLを充填し,暗所,5℃で12ヶ月静置保存した。3ヶ月後,6ヶ月後,及び12ヶ月後に,実施例14に記載の性状試験,実施例16に記載の不溶性異物検査及びpH測定,実施例13に記載のSE-HPLC分析,実施例15に記載の微粒子数分析,及び実施例17に記載の22KhGH-mHSA定量を行った。その結果を表11に示す。何れの検査値にも大きな変化はなく,処方6は22KhGH-mHSAを含有する水性医薬組成物として少なくとも12ヶ月間は安定であることがわかる。なお,表11中,定量法(対理論値(%))は,処方6を調製時の22KhGH-mHSAの量を100%としたときの,実際の定量値(%)を示す。
〔実施例13〕SE-HPLC分析(SE-HPLCを用いた22KhGH-mHSAの重合体,単量体及び低分子体含量の測定)
リン酸二水素ナトリウム二水和物及び塩化ナトリウムを水に溶解し,リン酸を0.1 M,塩化ナトリウムを0.2 M含有するリン酸塩緩衝液を調製した。また,試験対象であるそれぞれの水性医薬組成物と同組成であり,かつ22KhGH-mHSA及びフェノールを含まない溶液を調製し,これを試料希釈液とした。
リン酸二水素ナトリウム二水和物及び塩化ナトリウムを水に溶解し,リン酸を0.1 M,塩化ナトリウムを0.2 M含有するリン酸塩緩衝液を調製した。また,試験対象であるそれぞれの水性医薬組成物と同組成であり,かつ22KhGH-mHSA及びフェノールを含まない溶液を調製し,これを試料希釈液とした。
試験の対象である水性医薬組成物を,試料希釈液を用いて蛋白質濃度が2.0 mg/mLになるよう調整し,試料溶液とした。
HPLC装置(LC-20A,島津製作所社)及びカラム(TSKgel G3000SWXL,東ソー社)を用い,下記の表12に示す条件で測定を行った。但し,流量については必ずしも表12に示した条件に限らず,主ピークの保持時間が12分付近となるよう適宜調整した。代表的なクロマトグラムを図2に示す。試料溶液の測定により得られたクロマトグラム上,保持時間12分付近に検出される主ピークを単量体,主ピークより前に検出されるピークを重合体,主ピークより後に検出されるピークを低分子体とし,各ピークの面積から主ピーク含量(%),重合体含量(%),低分子体含量(%)を算出した。なお,23.5分付近に検出されるピークはフェノール由来であるため,解析から除外した。また,試料希釈液の測定により得られたクロマトグラム上に検出されたピークと同じピークについても,試料溶液の解析から除外した。
〔実施例14〕性状試験
色の比較液として,下記を用いた。
(1)Color Reference Solutions Bセット(褐色,シグマアルドリッチ社)
(2)Color Reference Solutions BYセット(帯褐黄色,シグマアルドリッチ社)
(3)Color Reference Solutions Yセット(黄色,シグマアルドリッチ社)
色の比較液として,下記を用いた。
(1)Color Reference Solutions Bセット(褐色,シグマアルドリッチ社)
(2)Color Reference Solutions BYセット(帯褐黄色,シグマアルドリッチ社)
(3)Color Reference Solutions Yセット(黄色,シグマアルドリッチ社)
試験の対象である水性医薬組成物の入った容器(バイアル等)を,黒色及び白色の背景を用いて容器側面から観察し,色調及び澄明性を確認した。色調の判断にあたっては,色の比較液を使用しても良いこととした。
〔実施例15〕微粒子数の測定
測定条件:フローサイト粒子画像解析装置(FlowCam VS-1,FLUID IMAGING TECHNOLOGIES社)を用い,下記の表13に示す条件で測定を行った。フローセル(FC80FV-5,FLUID IMAGING TECHNOLOGIES社)を使用し,試験の対象である水性医薬組成物に含まれる微粒子数(個/mL)を実施した。微粒子数は,10 μm以上及び25 μm以上の直径を有するものの個数をそれぞれ測定した。
測定条件:フローサイト粒子画像解析装置(FlowCam VS-1,FLUID IMAGING TECHNOLOGIES社)を用い,下記の表13に示す条件で測定を行った。フローセル(FC80FV-5,FLUID IMAGING TECHNOLOGIES社)を使用し,試験の対象である水性医薬組成物に含まれる微粒子数(個/mL)を実施した。微粒子数は,10 μm以上及び25 μm以上の直径を有するものの個数をそれぞれ測定した。
〔実施例16〕不溶性異物検査,pHの測定,及び浸透圧比測定の方法
不溶性異物検査,pHの測定,及び浸透圧比測定については,日本薬局方に定める一般的手法により実施した。なお,不溶性異物検査は,容易く検出される不溶性異物の有無を目視により確認する検査法である。
不溶性異物検査,pHの測定,及び浸透圧比測定については,日本薬局方に定める一般的手法により実施した。なお,不溶性異物検査は,容易く検出される不溶性異物の有無を目視により確認する検査法である。
〔実施例17〕22KhGH-mHSAの定量(Bradford法)
濃度既知の22KhGH-mHSA溶液を水で希釈し,22KhGH-mHSAをそれぞれ1.0,0.8,0.6,0.4,0.2 mg/mL含有する溶液を調製し,それぞれ標準溶液1~5とした。試験の対象である水性医薬組成物を,蛋白質濃度が0.4~0.8 mg/mLの範囲に入るように水で希釈し,試料溶液とした。
濃度既知の22KhGH-mHSA溶液を水で希釈し,22KhGH-mHSAをそれぞれ1.0,0.8,0.6,0.4,0.2 mg/mL含有する溶液を調製し,それぞれ標準溶液1~5とした。試験の対象である水性医薬組成物を,蛋白質濃度が0.4~0.8 mg/mLの範囲に入るように水で希釈し,試料溶液とした。
クーマシー試液による反応:PierceTM Coomassie (Bradford) Protein Assay Kit(ThermoFisher SCIENTIFIC社)に含まれるPierce Coomasie Assay Reagentを,15 mL遠心管に5 mLずつ,測定に必要な本数分採取した。次いで,Pierce Coomasie Assay Reagentを採取した15 mL遠心管にそれぞれ水(ブランク用),標準溶液1~5,及び試料溶液を100 μLずつ添加し,転倒混和した後10分間,室温で静置し反応させた。反応後速やかに,分光光度計(UV-2600,島津製作所社)を用い,測定用セル(キュベット,光路長10 mm,光路幅10 mm,ザルスタット社)に測定試料を2 mL以上入れて波長595 nmで吸光度測定を行った。標準溶液1~5の吸光度をY軸,理論蛋白質濃度をX軸にとり,回帰直線(検量線)を作成して,試料溶液の吸光度から蛋白質濃度を算出した。
本発明によれば,血清アルブミンと成長ホルモンが連結した蛋白質を有効成分として含有する医薬を,水性医薬組成物の形態で,市場に流通させることができる。
配列番号1:野生型のヒト血清アルブミンのアミノ酸配列
配列番号2:ヒト血清アルブミンRedhillのアミノ酸配列
配列番号3:ヒト血清アルブミン変異体(A320T)のアミノ酸配列
配列番号4:リンカーのアミノ酸配列の例1
配列番号5:リンカーのアミノ酸配列の例2
配列番号6:リンカーのアミノ酸配列の例3
配列番号7:野生型マウス脳心筋炎ウイルス由来の内部リボソーム結合部位の部分塩基配列
配列番号8:変異型マウス脳心筋炎ウイルス由来の内部リボソーム結合部位の部分塩基配列,合成
配列番号9:22Kヒト成長ホルモンのアミノ酸配列
配列番号10:20Kヒト成長ホルモンのアミノ酸配列
配列番号11:22KhGH-mHSAのアミノ酸配列
配列番号12:20KhGH-mHSAのアミノ酸配列
配列番号13:プライマーYA082,合成配列
配列番号14:プライマーYA083,合成配列
配列番号15:22KhGH-HSAのアミノ酸配列
配列番号16:22KhGH-HSA遺伝子を含む塩基配列,合成配列
配列番号2:ヒト血清アルブミンRedhillのアミノ酸配列
配列番号3:ヒト血清アルブミン変異体(A320T)のアミノ酸配列
配列番号4:リンカーのアミノ酸配列の例1
配列番号5:リンカーのアミノ酸配列の例2
配列番号6:リンカーのアミノ酸配列の例3
配列番号7:野生型マウス脳心筋炎ウイルス由来の内部リボソーム結合部位の部分塩基配列
配列番号8:変異型マウス脳心筋炎ウイルス由来の内部リボソーム結合部位の部分塩基配列,合成
配列番号9:22Kヒト成長ホルモンのアミノ酸配列
配列番号10:20Kヒト成長ホルモンのアミノ酸配列
配列番号11:22KhGH-mHSAのアミノ酸配列
配列番号12:20KhGH-mHSAのアミノ酸配列
配列番号13:プライマーYA082,合成配列
配列番号14:プライマーYA083,合成配列
配列番号15:22KhGH-HSAのアミノ酸配列
配列番号16:22KhGH-HSA遺伝子を含む塩基配列,合成配列
Claims (19)
- ヒト血清アルブミンとヒト成長ホルモンとの融合蛋白質を有効成分として含有してなる水性医薬組成物であって,該融合蛋白質の濃度が10~100mg/mLであり,スクロースの濃度が10~150mg/mLであり,非イオン性界面活性剤の濃度が0.15~10mg/mLであり,防腐剤の濃度が0.5~12mg/mLであり,緩衝剤の濃度が1~30mMであり,pHが5.0~8.0である,水性医薬組成物。
- 該融合蛋白質の濃度が,15~70mg/mLである,請求項1に記載の水性医薬組成物。
- 該スクロースの濃度が,50~100mg/mLである,請求項1又は2に記載の水性医薬組成物。
- 該非イオン性界面活性剤の濃度が,1.5~4.5mg/mLである,請求項1乃至3のいずれかに記載の水性医薬組成物。
- 該非イオン性界面活性剤が,ポリソルベート又はポロキサマーである,請求項1乃至4のいずれかに記載の水性医薬組成物。
- 該非イオン性界面活性剤が,ポリソルベート20,ポリソルベート80及びポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールからなる群から選択されるものである,請求項1乃至4のいずれかに記載の水性医薬組成物。
- 該防腐剤がフェノールである,請求項1乃至6のいずれかに記載の水性医薬組成物。
- 該フェノールの濃度が,3~9mg/mLである,請求項7に記載の水性医薬組成物。
- 該緩衝剤がリン酸緩衝剤である,請求項1乃至8のいずれかに記載の水性医薬組成物。
- 該リン酸緩衝剤の濃度が,2~20mMである,請求項9に記載の水性医薬組成物。
- 該pHが,6.0~7.8である,請求項1乃至10のいずれかに記載の水性医薬組成物。
- 該pHが,6.5~7.6である,請求項1乃至10のいずれかに記載の水性医薬組成物。
- 該融合蛋白質の濃度が10~100mg/mLであり,該スクロースの濃度が75mg/mLであり,該非イオン性界面活性剤がポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールであって,該ポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールの濃度が3mg/mLであり,該防腐剤がフェノールであって,該フェノールの濃度が6mg/mLであり,該緩衝剤がリン酸緩衝剤であって,該リン酸緩衝剤の濃度が10mMであり,該pHが7.0~7.4である,請求項1に記載の水性医薬組成物。
- 該融合蛋白質の濃度が15~70mg/mLであり,該スクロースの濃度が75mg/mLであり,該非イオン性界面活性剤がポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールであって,該ポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールの濃度が3mg/mLであり,該防腐剤がフェノールであって,該フェノールの濃度が6mg/mLであり,該緩衝剤がリン酸緩衝剤であって,該リン酸緩衝剤の濃度が10mMであり,該pHが7.0~7.4である,請求項1に記載の水性医薬組成物。
- 該融合蛋白質の濃度が50mg/mLであり,該スクロースの濃度が75mg/mLであり,該非イオン性界面活性剤がポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールであって,該ポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコールの濃度が3mg/mLであり,該防腐剤がフェノールであって,該フェノールの濃度が6mg/mLであり,該緩衝剤がリン酸緩衝剤であって,該リン酸緩衝剤の濃度が10mMであり,該pHが7.0~7.4である,請求項1に記載の水性医薬組成物。
- 該融合蛋白質のアミノ酸配列が,配列番号11で示されるアミノ酸配列と,85%以上の同一性を有するものである,請求項1乃至15のいずれかに記載の水性医薬組成物。
- 該融合蛋白質のアミノ酸配列が,配列番号11で示されるアミノ酸配列と,90%以上の同一性を有するものである,請求項1乃至15のいずれかに記載の水性医薬組成物。
- 該融合蛋白質のアミノ酸配列が,配列番号11で示されるアミノ酸配列と,95%以上の同一性を有するものである,請求項1乃至15のいずれかに記載の水性医薬組成物。
- 該融合蛋白質のアミノ酸配列が,配列番号11で示されるアミノ酸配列を有するものである,請求項1乃至15のいずれかに記載の水性医薬組成物。
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