活性延長的新胰島素類似物的製作方法

2023-10-22 12:38:47

專利名稱：活性延長的新胰島素類似物的製作方法
技術領域：
本發明的主題是具有延長的治療活性的重組人胰島素的新生物合成類似物，其可 用於預防和治療糖尿病。
背景技術：
胰島素及其各種衍生物大量用於糖尿病的治療並經常在工業上大規模生產。儘管 有多種不同的、改性的胰島素衍生物及多種具有不同活性特徵的藥物製劑，但仍需尋找一 種能在較長時間內使人體組織中葡萄糖維持恆定水平的藥物。為了達到延遲和/或延長活性的效果，有些常規人胰島素製劑中含有特定的添加 齊U，如不同劑量的魚精蛋白，其能與胰島素形成一種不溶於水的複合物從而在皮下組織形 成沉澱，胰島素可從中逐漸釋放。已知有多種人胰島素衍生物用於糖尿病的治療，它們含有額外的胺基酸或具有 某些胺基酸的修飾序列。胰島素一級結構的改變會影響其二級和三級結構，從而影響蛋 白質的化學和生物學特性，進而導致藥代動力學和藥效學效應。這些不同性質的改變會 導致修飾後的胰島素活性加快或者推遲和延長。胰島素的活性形式是單體，其皮下注射 後易於滲透到血液中。已知溶液中的外源性人胰島素具有六聚體形式，給藥後解聚成二 聚體並隨後解聚成單體然後滲入血流。一種具有加快活性的胰島素衍生物是賴脯胰島素 (lispro-insulin, Humalog )，其中B鏈中的脯氨酸(28)-賴氨酸(29)序列發生顛倒。 從空間角度來看，這使得溶液中的胰島素難以形成二聚體。第二種此類衍生物是其中B鏈 上28位的脯氨酸被天冬氨酸取代。由此引入的負電荷降低了胰島素單體自締合的可能性。 由於它們的結構，這兩種胰島素衍生物吸收更快。活性延長的重組人胰島素類似物可通過利用鹼性胺基酸延長B鏈或利用約12個 碳原子的脂肪酸醯化B鏈賴氨酸中的ε-氨基進行構建。引入這些額外的鹼性胺基酸改變了胰島素的某些化學或物理性質。與未經修飾的 天然胰島素相比最重要的改變是等電點的變化，由5. 4變成約5. 5至約8. 5的範圍，這是由 於分子中引入過量的正電荷造成的。結果這些類似物在中性水環境中的溶解度下降，因此 有必要使用微酸性的環境生產含有此類經過修飾的胰島素的藥物製劑。然而，引入額外的鹼性胺基酸除具有明顯的優點外，也觀察到新類似物穩定性下 降的缺點，主要是由於在酸性環境下發生Α21位的天門冬醯胺脫氨基造成的。這個問題可通過將Α21位的Asn替換為其它胺基酸，如天門冬氨酸、甘氨酸、丙氨 酸、蘇氨酸及其它胺基酸來解決。該類似物中的一種是重組人胰島素衍生物，其A鏈中的 天門冬醯胺(21)被甘氨酸(21)替代，並且在B鏈的C末端添加了兩個精氨酸殘基。這就 是所謂的胰島素衍生物一甘精胰島素(glargine)，已投入生產並冠名為Lantus (專利US 5. 656. 722)。在我們的研究過程中已確定了一種人胰島素衍生物，其B鏈的C末端添加了賴氨 酸(B31Lys)和精氨酸(B32Arg)殘基，該衍生物的生物學活性與市面上已經存在的甘精胰島素衍生物相似。在動物上進行的初步研究表明，這種稱作「lizarginsulin」的製劑具有 延長的活性以及模擬天然胰島素分泌的平滑釋放特徵，並且來自臨床的觀點認為其降低 了夜間低血糖症的發生。由於它與人胰島素以及胰島素原異常的相似，因此可期待取得 好的研究結果，從而使其逐步發展成為候選藥物並最終實現商品化。至關重要的是，人胰 島素B鏈C末端的LysArg序列也存在於人胰島素原中，可以期望通過目前的羧肽酶C將 Iizarginsulin轉化成人胰島素。這就意味著，即使在外源激素的情形，lizarginsulin在 人體組織內的第一代謝產物可以是公知的人胰島素，並且具有可接受的特性。利用大鼠進 行了長期的臨床前研究，證實了新的胰島素類似物具有延長的活性。然而，後來證實這種衍生物除了具有有利的生物學活性之外，其在酸性注射液中 的穩定性不足。穩定性不足的主要起因是去醯胺化，即存在於A鏈C末端的天門冬醯胺殘 基在酸性水環境下能夠發生由羧基來源的質子自催化的去醯胺化。

發明內容
因此，本發明的目的在於提供新的胰島素類似物，其特點是在酸性注射液(PH 3. 5-5)中具有足夠高的穩定性，同時具有所需的生物學活性。特別優選地，其顯示天然胰島 素的生物學活性特點。還特別重要的是，新衍生物的活性在給病人用藥後幾乎馬上啟動，並 具有延長釋放部分劑量的能力。這將可以提供快速且活性延長的、含胰島素類似物的藥物 製劑。 本發明意外地實現了上述目標。本發明的基本方面是一種包含由A鏈和B鏈組成的兩種多肽的胰島素衍生物或其 藥學上可接受的鹽，其中A鏈的胺基酸序列選自SEQ ID No 1-5，B鏈的胺基酸序列選自SEQ ID No 6-8。根據本發明的優選的胰島素衍生物或其藥學上可接受的鹽的特徵是等電點在 5-8. 5並具有通式1的重組人胰島素類似物
權利要求
1.胰島素衍生物或其藥學上可接受的鹽，含有形成A鏈和B鏈的兩種多肽，其中A鏈的 胺基酸序列選自SEQ ID No 1-6，而B鏈的胺基酸序列選自SEQ ID No 7_10。
2.根據權利要求1所述的胰島素衍生物或其藥學上可接受的鹽，其特徵在於為等電點為5-8. 5且具有通式1的重組人胰島素類似物
3.根據權利要求2所述的胰島素衍生物或其生理學上可接受的鹽，其特徵在於 通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表Gly，並且R1代表B31Lys-B32Arg，或通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表Ala，並且R1代表 B31Lys-B32Arg，或通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表kr，並且R1代表 B31Lys-B32Arg，或通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表Thr，並且R1代表 B31Lys-B32Arg，或通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表NH2基團，並且R1代表 B31Lys-B32Arg，或通式1中的R代表NH2基團，並且R1代表B31Lys-B32Arg，或通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表Gly，並且R1代表 B31Arg-B32Arg，或通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表Ala，並且R1代表 B31Arg-B32Arg，或通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表Thr，並且R1代表 B31Arg-B32Arg，或通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表kr，並且R1代表 B31Arg-B32Arg，或通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表NH2基團，並且R1代表B31Arg-B32Arg，或通式1中的R代表NH2基團，並且R1代表B31Arg-B32Arg，或通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表Gly，並且R1代表B31Arg，或 通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表Ala，並且R1代表B31Arg，或 通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表Thr，並且R1代表B31Arg，或 通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表Ser，並且R1代表B31Arg，或 通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表NH2基團，並且R1代表B31Arg，或通式1中的R代表NH2基團，並且R1代表B31Arg，或通式1中的R代表通式Asn-R2所示的基團，其中R2代表GlyJ1代表B31Lys-B32Arg， 並且B3Asn被B3Glu替代。
4.藥物組合物，其特徵在於含有有效作用量的根據權利要求1-3中任一項所述的胰島 素衍生物或其藥學上可接受的鹽。
5.根據權利要求4所述的藥物組合物，其特徵在於含有10至50μ g/ml的鋅。
6.根據權利要求1-3中任一項所述的胰島素衍生物或其藥學上可接受的鹽在製備治 療或預防糖尿病藥物中的用途。
7.治療患有糖尿病的患者的方法，其特徵在於對需要此治療的患者給予有效作用量的 權利要求4和5所述的藥物組合物。
全文摘要
本發明涉及治療活性延長的重組人胰島素的新生物合成類似物，其可用於糖尿病的預防和治療。
文檔編號A61K38/28GK102083855SQ200980126104
公開日2011年6月1日 申請日期2009年7月4日 優先權日2008年7月4日
發明者A·普羅辛尼奇扎克, A·舞伊託維奇-克拉維茨, D·庫日諾加, D·斯塔德尼克, D·米基維奇-西格瓦, G·普羅辛尼奇扎克, I·索科沃夫斯卡, J·安託西克, J·斯滕波尼夫斯基, J·普什佐霍, J·米科瓦伊奇克, J·貝爾納特, M·凱希克-布羅達卡, M·博吉爾, M·傑林斯基, P·博羅維奇, T·帕夫盧科維奇, T·格拉賓斯基, V·亞當切夫斯卡-切庫達, W·斯瓦溫斯基 申請人:生物技術及抗生素研究所