用於基於血紅蛋白的氧載體的口服遞送的製作方法

2023-05-13 21:02:21

用於基於血紅蛋白的氧載體的口服遞送的製作方法
【專利摘要】描述了一種製備適合於口服遞送的含有基於血紅蛋白的氧載體(HBOC)的藥物組合物的方法以及由此形成的組合物。有三種示例性組合物構造，其包括(1)負載血紅蛋白的納米粒子溶液,(2)包有腸溶衣的血紅蛋白膠囊和(3)包有腸溶衣的血紅蛋白片劑。為了促進血紅蛋白的生物利用度和生物相容性，在每種HBOC製劑中添加腸吸收促進劑。保護層確保完整血紅蛋白結構在腸道中遞送而不會在胃中降解。所述HBOC製劑可以用於預防或即刻治療高山症(HAS)或用於治療低氧病症包括失血、貧血、低氧的癌組織、和其他缺氧病症。除了遞送氧以外，來自HBOC製劑的血紅蛋白的血紅素基團可以向人體提供血紅素鐵以輔助產生更多的紅細胞。
【專利說明】用於基於血紅蛋白的氧載體的口服遞送
[0001]著作權聲明/許可
[0002]本專利文件的一部分公開內容含有接受著作權保護的內容。著作權所有者不反對任何人對專利文件或專利公開內容如其在專利和商標局專利文件或檔案中出現的那樣進行原樣複製，，但在除此以外的任何情況下，著作權所有人均保留著作權所有。以下聲明適用於如下所述的以及在所附附圖中的工藝/方法、實驗和數據:著作權'? 2010, BillionKing International Limited,保留所有權利。
【技術領域】
[0003]本發明涉及一種用於製備適合口服遞送的包含基於血紅蛋白的氧載體(HBOC)的藥物組合物的方法以及由此製備的組合物。可口服遞送的HBOC組合物適合用於治療多種其中需要增強組織氧合的病症。
[0004]發明背景
[0005]血紅蛋白在大多數脊椎動物中對於血管系統和組織之間的氣體交換具有重要作用。其負責經由血液循環將氧從呼吸系統運送至機體細胞，並且還將代謝廢物二氧化碳從機體細胞運離至呼吸系統，在呼吸系統二氧化碳被呼出。由於血紅蛋白具有此氧運輸特性，因此如果其可以在離體狀態下被穩定並且可以在體內使用，則其可以被用作有效的供氧體。
[0006]已在開發基於血紅蛋白的氧載體(HBOC)作為利用全血製品治療的替代方式。典型地，過去HBOC已經用作用 於緊急情況下失血性休克的復甦液。然而，存在許多的併發症妨礙了 HBOC的廣泛使用。此類併發症包括小尺寸血紅蛋白的溢出、心肌梗塞、高血壓和腎毒性(Bonaventura等人，2007; Natanson等人，2008)。穩定和純化HBOC中的血紅蛋白的多種嘗試已經得到了有前景的結果；然而，仍然沒有FDA-批准的HBOC用於常規臨床使用。
[0007]儘管大量的研究已經致力於用於靜脈遞送的HBOC製劑，此類靜脈遞送在非醫院環境中是不便的或不可能的。因此，在本領域中對於可以在非醫院環境中口服遞送的HBOC組合物存在著需求。此類組合物可以用來治療醫藥或環境條件引起的其中需要增強組織氧合的病症。
[0008]其中需要增強氧合的一種環境是在高海拔處。高山症(HAS)典型地出現在快速升高至2，500米以上的海拔時。每天數以千計的人旅行到高海拔，諸如山區，其中約20%經歷HAS的症狀，包括頭痛、噁心、頭暈和睡眠障礙。通常，症狀是足夠輕微的，他們可以通過限制活動並且留在同一海拔適應環境幾天而緩解。不恰當地適應環境且繼續登高，則該病症可能進展為高原腦水腫或高原肺水腫，高原腦水腫或高原肺水腫是威脅生命的病症，需要積極治療(Paralikar, 2010) ?
[0009]高海拔處的較低氧水平通過刺激外周化學感受器而增加通氣，導致過度換氣。過度換氣減少了肺泡二氧化碳水平，導致低二氧化碳血症和血液的鹼中毒。同時，腦血流增加以確保足夠的氧供。由此引起的血液pH的改變和大腦壓力的增加導致上述輕微的症狀。響應於缺氧環境，人體啟動一系列適應機制，即，適應環境。例如，腎臟分泌過多的碳酸氫鹽並保留氫離子。最後，血液和腦脊液PH以及通氣率恢復。另一重要調節是缺氧刺激腎臟釋放激素促紅細胞生成素。骨髓中的促紅細胞生成素-敏感性定向幹細胞被刺激分化成紅細胞(RBC)。可以生成新的RBC並在血流中循環4-5天(Barrett等人，2009)。長期適應環境導致血容量和RBC細胞群增加，因此攜氧能力可以增加。血液鹼中毒將氧-血紅蛋白解離曲線左移。同時，伴隨的RBC中的2，3-二磷酸甘油酸增加將曲線右移。結果，p50的淨增加(血紅蛋白和氧之間的親和力減小)增加了組織可利用的02 (Barrett等人，2009)。
[0010]在過去已經採取了多種方式來治療HAS。採用乙醯唑胺的治療增加了適應環境的速率(Paralikar，2010)。乙醯唑胺——腎碳酸酐酶抑制劑——減少碳酸氫鹽的重吸收從而保持氫離子的平衡。而且，乙醯唑胺抑制腦脊液的產生並減少腦脊液壓力。還已經發現類固醇，特別是地塞米松，有效緩解症狀(Hackett等人，1988)。然而，兩種藥物(乙醯唑胺和類固醇)均不以增強細胞氧遞送為目標來減輕病症。另外，已有報導中草藥紅景天可以提高血氧水平(Xiu, 2002)。然而,紅景天有副作用包括易怒、煩躁不安和失眠。
[0011]關於HB0C，已經有一些嘗試來建立血紅蛋白的替代遞送機制。一種方式配製血紅蛋白-囊泡，其模擬RBC的細胞結構。血紅蛋白-囊泡通過將血紅蛋白包封在薄脂質雙層膜內而形成。然而，此類製劑，和現有技術HBOC —樣，被設計用於靜脈遞送。
[0012]口服藥物遞送對於患者是便利的，特別是在非臨床環境中；然而，需要解決幾個潛在的問題，特別是對於基於蛋白的藥物諸如HBOC。首先，肽或蛋白可能被胃中的低pH胃介質和胰液中的蛋白酶降解和消化。其次，肽或蛋白的高分子量和親水性妨礙了它們在腸中的吸收。因此，在本領域中需要口服遞送HBOC組合物，以確保安全和有效地遞送氧至有增強氧輸送的需求的患者中。這樣的組合物可以用於治療具有HAS或其他低氧病症包括失血、貧血、低氧的癌組織、和其他基於缺氧的疾病的患者。

【發明內容】

[0013]本發明涉及一種製備適合於`口服遞送的含有基於血紅蛋白的氧載體(HBOC)的藥物組合物的方法以及由此製備的基於血紅蛋白的氧載體。本發明的製劑具有用於通過氧遞送預防或即刻治療高山症(HAS)的特殊應用；然而，本發明的口服製劑可以在需要利用HBOC增強氧遞送至組織的任何情況下使用，諸如用於治療低氧病症包括失血、貧血、低氧的癌組織、和其他缺氧疾病。
[0014]本發明的HBOC製劑使用負載血紅蛋白的納米粒子膠囊或片劑來促進血紅蛋白的生物利用度和生物相容性。不同構造的保護層確保血紅蛋白的完整結構，而不會在胃中降解。可以添加任選的附加的賦形劑用於定時釋放或控制釋放組合物或用於組合物保存和/或穩定。
[0015]在一個實施方案中，通過提供下述包含基於血紅蛋白的氧載體的遞送系統中的至少一種將基於血紅蛋白的氧載體口服遞送至需要其的受試者:納米粒子溶液、包有腸溶衣的膠囊和/或包有腸溶衣的片劑。所述遞送系統被構造成使得基於血紅蛋白的氧載體在腸道中釋放並使得血紅蛋白以基本上未降解的形式被遞送至患者血流。如本文中所用，術語「基本上未降解的形式」是指至少90%的血紅蛋白分子保留了相當的天然血紅蛋白的結構。
[0016]附圖簡述
[0017]圖1顯示負載血紅蛋白的納米粒子的形成和結構。[0018]圖2顯示包有腸溶衣的血紅蛋白膠囊的結構。
[0019]圖3顯示包有腸溶衣的血紅蛋白片劑的結構。
[0020]圖4顯示負載血紅蛋白的納米粒子的透射電鏡圖像。
[0021]圖5顯示包有腸溶衣的血紅蛋白膠囊在(I)模擬胃液，(2)模擬腸液和還有(3)依次模擬胃液和模擬腸液中的溶出曲線。
【具體實施方式】
[0022]本發明針對HBOC的口服遞送製劑，其經口服施用將氧遞送至脈管系統。描述了三種不同類別的用於口服施用的HBOC。血紅蛋白不同地負載在每種組合物中以建立HBOC的個體化的和特定的釋放和吸收性質。在根據本發明的組合物中，血紅蛋白蛋白質被包封在耐酸材料中以避免在施用所述組合物的受試者的胃中的酸降解並且使得能夠在所述受試者的腸道中吸收。所述三種藥物構造為:(I)負載血紅蛋白的納米粒子溶液，(2)包有腸溶衣的血紅蛋白膠囊和(3)包有腸溶衣的血紅蛋白片劑。在藥物組合物中使用多種血紅蛋白，包括各種分子量的純化血紅蛋白、交聯血紅蛋白、未聚合的四聚體血紅蛋白、聚合血紅蛋白和綴合的血紅蛋白。可以在本發明的口服藥物組合物中使用的血紅蛋白的實例在美國專利號 7, 932，356,7, 989，593,8, 048，856,8, 084，581,8, 106，011 中給出，它們的公開內容通過引用合併於本文中。
[0023]在負載血紅蛋白的納米粒子溶液中，血紅蛋白被包埋在由陰離子聚合物和陽離子殼聚糖鏈組成的聚合電解質絡合物內確保血紅蛋白的完整結構並且使得能夠經由口服施用途徑有效吸收。可以與殼聚糖絡合的陰離子聚合物包括聚(甲基丙烯酸)_聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMAA-PMMA)共聚物、羥丙基甲基纖維素鄰苯二甲酸酯(HPMCP)和Y-穀氨酸(Y-PGA)0陰離子組分和陽離子組分的比例保持在產生帶正電荷的納米粒子的比率，發現該比例使得具有增強的與帶負電荷的腸上皮細胞的黏膜附著(Dilnnhaupt等人，2011)。
[0024]殼聚糖，一種陽離子多糖，通過鹼脫乙醯作用衍生自幾丁質。該多糖鏈由N-葡糖胺和N-乙醯葡糖胺單元構成。殼聚糖是無毒的且與軟組織相容的(Iwasaki等人，2004)。更重要的是，殼聚糖具有附著於黏膜表面並且暫時地打開上皮細胞間的緊密連接的特殊性質(Artursson等人，1994)，使其成為理想的腸吸收促進劑。
[0025]在水基條件下在室溫下，不使用將破壞血紅蛋白的完整結構的有害有機溶劑，通過聚合電解質絡合作用產生負載血紅蛋白的納米粒子。納米粒子包括三種主要組分:陰離子聚合物、殼聚糖和血紅蛋白。圖1圖示了陽離子殼聚糖鏈、預混合的陰離子聚合物鏈和血紅蛋白的絡合過程，由此產生帶正電荷的負載血紅蛋白的納米粒子的最終產物。將陰離子聚合物和血紅蛋白的預混合溶液調整至聞於血紅蛋白的等電點的最終pH，引起蛋白質表面上的正電荷，因此引起與陰離子聚合物的強親和力。形成納米粒子的示例性方法公開在Makholf 等人,2011、Sonaje 等人，2010、Lin 等人,2008、Brunei 等人，2010 中，它們的公開內容通過引用合併。
[0026]已經證明殼聚糖表現出針對大腸桿菌(Escherichia coli)的抗菌活性，因此對於長期儲存不需要防腐劑(Sudarshan等人，1992)。然而，為了延長藥物組合物的保質期，任選地向納米粒子混合物添加維生素C或N-乙醯半胱氨酸(NAC)。維生素C或N-乙醯半胱氨酸充當抗氧化劑以防止無活性的高鐵-血紅蛋白的形成，高鐵-血紅蛋白不能遞送氧。無活性的成分(賦形劑)任選地包括著色劑、風味劑、乾燥劑、用於促進口服組合物的吞咽的額外包衣等。
[0027]在一個實施方案中，製備50mL0.05%w/v PMAA-PMMA共聚物水溶液並將其調整至PH7。向製備的PMAA-PMMA共聚物溶液中加入血紅蛋白(200mg)，並充分混合以形成第一混合物。製備相同體積(50mL)的0.05%w/v殼聚糖(分子量:130k)水溶液，並且將其調整至pH4.5。然後在磁性攪拌下在室溫下將第一混合物逐滴加入至pH經調整的殼聚糖溶液。通過在20，OOOrpm超離心I小時收集納米粒子。將在超離心後包含多個納米粒子的小球(pellet)重新懸浮在5mL去離子水中用於進一步表徵。使用動態光散射和雷射都卜勒電泳(Zetasizer HS3000，Malvern)測量粒度和ζ電位，它們的結果在表1中給出。產生粒度為約574nm的高度帶正電荷(41mV)的負載血紅蛋白的納米粒子。與通過相同程序製備的空白納米粒子相比，將血紅蛋白負載至聚合電解質絡合物中增加了粒度和ζ電位兩者。負載血紅蛋白的納米粒子的球形形態也顯示在通過透射電鏡(JEM-2011，JE0L)獲得的圖4中。包封率/解離率百分比(ΑΕ%)和最終產品濃度在表1中給出。通過HPLC-UV系統(Watersl525, Waters)以約410nm的波長測量並確定血紅蛋白的量。使用的柱為基於二氧化娃凝膠過濾柱(BioSep-SEC-S2000SEC, 300X7.8mm, Phenomenex)。流速和進樣體積分別為25mL/min和30 μ L。ΑΕ%通過下面的方程計算:
【權利要求】
1.一種通過提供下述包含基於血紅蛋白的氧載體的遞送系統中的至少一種來將所述基於血紅蛋白的氧載體施用至需要其的受試者的方法: (a)納米粒子溶液； (b)包有腸溶衣的膠囊；和/或 (C)包有腸溶衣的片劑， 其中所述遞送系統被構造成在腸道中釋放所述基於血紅蛋白的氧載體使得所述血紅蛋白以基本上未降解的形式被遞送到所述受試者的血流。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述基於血紅蛋白的氧載體包含純化血紅蛋白、交聯血紅蛋白、未聚合的四聚體血紅蛋白、聚合血紅蛋白、或綴合的血紅蛋白中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述遞送系統包含納米粒子溶液並且所述納米粒子溶液包含殼聚糖、陰離子聚合物、和/或帶正電荷的納米粒子中的一種或多種。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述殼聚糖選自殼聚糖、幾丁質、殼聚糖寡糖、或其衍生物。
5.根據權利要求3所述的方法，其中所述陰離子聚合物選自聚(甲基丙烯酸)-聚(甲基丙烯酸甲酯)共聚物、羥丙基甲基纖維素鄰苯二甲酸酯或Y-穀氨酸。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述遞送系統是包有腸溶衣的膠囊並且所述包有腸溶衣的膠囊包括聚丙烯酸樹脂包衣的明膠膠囊，所述明膠膠囊由凍幹形式的所述基於血紅蛋白的氧載體和一種或者多種的穩定劑、冷凍保護劑、或腸吸收促進劑填充。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述腸吸收促進劑選自聚氧乙烯-20-失水山梨醇單油酸酯、聚( 環氧乙烷)_聚(環氧丙烷)_聚(環氧乙烷)三嵌段共聚物、環糊精、油酸、癸酸鈉、辛酸鈉、去氧膽酸鈉或膽酸鈉。
8.根據權利要求1所述的方法，其中所述遞送系統是包有腸溶衣的片劑並且所述包有腸溶衣的片劑包含凍幹形式的所述基於血紅蛋白的氧載體以及一種或多種的穩定劑、冷凍保護劑、腸吸收促進劑、或形成片劑的賦形劑。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述包有腸溶衣的片劑還包含選自聚(甲基丙烯酸)_聚(甲基丙烯酸甲酯)共聚物、羥丙基甲基纖維素鄰苯二甲酸酯或鄰苯二甲酸醋酸纖維素中的一種或多種的包衣材料。
10.一種口服的基於血紅蛋白的氧載體遞送系統，其包含權利要求1的納米粒子溶液。
11.一種口服的基於血紅蛋白的氧載體遞送系統，其包含權利要求1的包有腸溶衣的月父囊。
12.—種口服的基於血紅蛋白的氧載體遞送系統，其包含權利要求1的包有腸溶衣的片劑。
13.一種口服的基於血紅蛋白的氧載體遞送系統，其包含權利要求1的納米粒子溶液、包有腸溶衣的膠囊或包有腸溶衣的片劑中的兩種或多種。
14.一種通過根據權利要求1向受試者口服施用基於血紅蛋白的氧載體遞送系統來預防和/或治療高山症(HAS)和/或低氧病症的方法，其中所述遞送系統被構造成以控制釋放的方式將基於血紅蛋白的氧載體沿所述受試者的腸道遞送至靶部位，其中所述沿腸道遞送至靶部位是PH-依賴性的。
15.一種通過根據權利要求1向受試者口服施用基於血紅蛋白的氧載體遞送系統來預防和/或治療貧血和/或低氧病症的方法，其中所述遞送系統被構造成以控制釋放的方式將基於血紅蛋白的氧載體沿所述受試者的腸道遞送至靶部位，其中所述沿腸道遞送至靶部位是PH-依賴性的。
16.一種製備基於血紅蛋白的氧載體製劑的方法，包括: a)在水基條件下在室溫下通過聚合電解質絡合作用將至少一個血紅蛋白分子包埋在聚合電解質絡合物中，以形成帶正電荷的負載血紅蛋白的納米粒子；或 b)凍幹含血紅蛋白的溶液，然後將所述凍幹的血紅蛋白分子包封在包有腸溶衣的膠囊或包有腸溶衣的片劑中。
17.權利要求16所述的方法，其中含有陰離子聚合物和血紅蛋白的溶液被預混合併且調節至聞於血紅蛋白的等電點的pH以便在所述血紅蛋白的蛋白質表面上引起正電荷並使得在所述包埋或所述包封之前形成與所述陰離子聚合物的強親和力。
18.權利要求17所述的方法，其中在調節pH之後向所述溶液中加入維生素C或N-乙醯半胱氨酸(NAC)作為穩定劑。
19.權利要求16所述的方法，其中在所述凍幹之前向所述含血紅蛋白的溶液中加入冷凍保護劑和腸吸收促進劑。
20.權利要求19所述的方法，其中所述冷凍保護劑是葡萄糖、蔗糖或海藻糖中的一種或多種。
21.權利要求19所述的方法，其中所述腸吸收促進劑是聚氧乙烯-20-失水山梨醇單油酸酯、聚(環氧乙烷)_聚(環氧丙烷)_聚(環氧乙烷)三嵌段共聚物、環糊精、油酸、癸酸鈉、辛酸鈉、去氧膽酸鈉或膽酸鈉中的一種或多種。
22.權利要求16所述的方法，其中所述包有腸溶衣的片劑還包含形成片劑的賦形劑。
【文檔編號】A61K9/16GK103781489SQ201280043382
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年8月23日 優先權日:2011年9月6日
【發明者】黃炳鏐, 郭瑞儀 申請人:黃炳鏐, 郭瑞儀