문맥 (context)
최근, 약효를 갖는 단백질, 펩티드의 제제가 활발히 실용화되고 있지만, 일반적으로 이러한 약물은 혈중 반감기가 짧고, 또한, 그 대부분이 자주 투여하는 주사제이기 때문에, 약제 투여에 있어서의 환자의 부담이 과대해진다. 따라서, 가능한 한 소량으로 약효를 발휘시키고 또한, 투여 회수도 적게할 수 있는 단백질 또는 펩티드 약제의 실용적인 서방형 제제가 요망되고 있다.
약효를 갖는 단백질 또는 펩티드의 서방 제제에 있어서는, 제제 조제시 또는 서방 중의 단백질 또는 펩티드의 변성, 혹은 응집에 의한 회수율 저하가 실용화에 대한 큰 장애가 되고 있다. 폴리락트산-폴리글리콜산 공중합체 (PLGA) 등의 생분해성 고분자를 기재로 한 서방 제제가 시도되고 있지만, 기재의 소수성, 건조 공정, pH 의 저하에 기인하는 단백질의 변성, 응집이 보고되고 있다 (비특허문헌 1 및 2 를 참조). 한편, 이러한 문제가 저감되는 친수성 하이드로겔을 기재에 사용한 서방 제제도 보고되어 있지만, 역시 실용화에는 이르고 있지 않다. 또한, 안전성 면에서는, 서방 기재로 사용하는 소재는, 비항원성, 비변이원성, 무독성, 생분해성을 겸비하는 것이 아니면 안되고, 단백질 또는 펩티드의 봉입률, 회수율 및 안전성 모두에 있어서 실용화 레벨에 달한 서방형 제제의 실현은 어렵다.
최근, 다당을 약물 담체의 기재로서 사용한다는 보고도 있다. 그 중에서도, 히알루론산 (HA) 은, 1934년, K.Meyer 에 의해 소의 눈의 유리체로부터 단리된 생체 재료 (다당) 이며, 세포 외 매트릭스의 주성분으로서 오래전부터 알려져 있다. HA 는, D-글루크론산과 N-아세틸글루코사민이 β(1→3) 글리코시드 결합에 의해 연결된 이당 단위로 이루어지는 글루코사미드글리칸의 일종이다.
HA 는, 화학적, 물리적 구조에 종차가 없고, 인간도 대사계를 가지고 있어, 면역성, 독성이라는 면에서도 가장 안전한 의용 생체 재료 (Biomaterial) 의 하나이다. 최근, 미생물에 의한 고분자량 HA 의 대량 생산이 가능해지고, 변형성 연골 치료약, 화장품 등의 분야에서도 실용화되고 있다.
HA 를 기재에 사용한 가교 방법, HA 겔로부터의 단백질이나 펩티드 약물의 서방도 다수 보고되고 있다. HA 를 화학 가교로 겔화시키는 방법으로는, 카르보디이미드법 (특허문헌 1 참조), 디비닐술폰법 (특허문헌 2 참조), 글리시딜에테르법 (특허문헌 3 참조) 등이 알려져 있다. 일반적으로, 겔 중에 단백질 또는 펩티드를 봉입하는 경우에는, 가교 후에 단백질 또는 펩티드를 도입하는 방법으로는, HA 와 단백질 또는 펩티드의 상용성, 정전 반발 등의 문제로 그 도입률은 낮다. 한편으로, 단백질 또는 펩티드 존재 하에서 in situ 가교를 실시하는 방법에는, 고(高)봉입률로 단백질 또는 펩티드를 담지시킬 수 있는 이점이 있다. 이러한 in situ 가교에 의해, HA 겔 중에 단백질 또는 펩티드를 봉입하여 서방시키는 제제에 관해서 보고되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 4 참조). 그러나, 이러한 방법을 사용하여 단백질 또는 펩티드 존재 하에서 HA 를 in situ 가교함으로써 얻어지는 서방형 제제는, 회수율면에서 문제를 가지고 있다. 예를 들어, 히드라지드기 (HZ) 를 도입한 HA 유도체 (HA-HZ) 를 N-하이드록시숙신이미드 (NHS) 로 이루어지는 가교제로 가교하는 방법 (특허문헌 5 참조) 이 보고되어 있고, 여기서는 생리 조건 하에서의 in situ 가교를 목적으로 하여 pH7.4 ∼ pH8.5 로 가교 형성 반응을 실시하고 있지만, 이 방법으로 얻어지는 HA 겔로부터의 단백질 또는 펩티드의 회수율도 역시 낮은 것이 본 발명자들의 검토에 의해 확인되고 있다. 이 원인은, 가교 반응 중에 단백질 또는 펩티드의 일부 (주로 아미노기) 가 가교제와 반응하여, 단백질이 가교 되어버리는 점에 있다. 또한, 겔 중에 남은 변성된 단백질 또는 펩티드는 생물활성이 저하하고 있어, 오히려 항원성 발현의 원인이 되는 등의 문제가 있다. 봉입한 약물이 고(高)회수율로 방출되는 것은, 의약품으로서 필수적인 조건 임에도 불구하고, 단백질 또는 펩티드를 반응시키지 않고서 HA 를 화학 가교, 겔화시키는 방법은 알려져 있지 않다. 또한, 고회수율로 단백질 펩티드를 봉입하는 방법으로서, 폴리에틸렌글리콜 (PEG) 을 기재로 하여 불포화 관능기를 구핵 부가 반응으로 가교하는 보고도 있지만 (특허문헌 6 참조), 생분해성이 아닌 PEG 단편이 잔존하는 문제가 있다.
또한, 실제, 이러한 약물 서방성 물질을 주사 가능한 제제로 하기 위해서는, 이것을 미립자화할 필요가 있다. 이러한 검토에 스프레이 드라이어는 널리 사용되고 있고, 인슐린 (비특허문헌 3, 비특허문헌 4 참조), rh 항 IgE 항체 (비특허문헌 5 참조) 를 미립자화한 보고, 히알루론산의 미립자 중에 약물을 봉입한 보고 (특허문헌 7 참조, 특허문헌 8) 는 있지만, 모두 단시간에 피하에서 용해해 버리기 때문에 약물 서방 기간은 매우 짧고, 서방 목적으로서의 실용성은 낮다. 또한, 스프레이 드라이 중에 키토산의 가교 반응을 실시하여, 저분자 약물을 봉입하는 보고 (비특허문헌 6 참조) 도 있지만, 방출 기간은 몇분으로 짧고, 가교제에 사용하는 알데히드가 아미노기 등의 관능기와 높은 반응성을 갖기 때문에, 단백질, 펩티드, 그 밖의 아미노기 등의 관능기를 갖는 저분자 약물에는 사용할 수 없다.
특허문헌 1: 국제 공개 WO94/02517호 팜플렛
특허문헌 2: 일본 공개특허공보 소61-138601호
특허문헌 3: 일본 공개특허공보 평5-140201호
특허문헌 4: 미국특허 제5827937호 명세서
특허문헌 5: 국제 공개 WO95/15168호 팜플렛
특허문헌 6: 국제 공개 WO00/44808호 팜플렛
특허문헌 7: 특허 제3445283호 공보
특허문헌 8: 국제 공개 WO96/18647호 팜플렛
비특허문헌 1: J. Pharm. Sci. 제 88 권, 제 166-173 페이지, 1999년
비특허문헌 2: J. Microencapsulation 제 15 권, 제 699-713 페이지, 1998년
비특허문헌 3: Int. J. Pharm. 233, 227-237, 2002년
비특허문헌 4: J. Control. Rel. 91, 385-394, 2003년
비특허문헌 5: Biotech. and Bioeng. 60, 301-309, 1998년
비특허문헌 6: Int. J. Pharm. 187, 53-65, 1999년
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
히드라지드기(HZ)를 도입한 HA 유도체(HA-HZ)를 N-하이드록시숙신이미드(NHS) 가교제로 사용하여 in situ 가교를 실시할 때, 단백질 또는 펩티드의 회수율이 낮아지는 이유는 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
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1과제 해석
task_interpretationHA-HZ와 NHS를 이용한 in situ 가교 시 단백질/펩티드 회수율이 저하되는 원인을 파악해야 한다.
- 히드라지드기 (HZ) 를 도입한 HA 유도체 (HA-HZ) 를 N-하이드록시숙신이미드 (NHS) 로 이루어지는 가교제로 가교하는 방법 (특허문헌 5 참조) 이 보고되어 있고, 여기서는 생리 조건 하에서의 in situ 가교를 목적으로 하여 pH7.4 ∼ pH8.5 로 가교 형성 반응을 실시하고 있지만, 이 방법으로 얻어지는 HA 겔로부터의 단백질 또는 펩티드의 회수율도 역시 낮은 것이 본 발명자들의 검토에 의해 확인되고 있다.
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2정보 추출
information_extraction회수율 저하의 직접적인 원인이 되는 화학적 반응을 추출한다.
- 이 원인은, 가교 반응 중에 단백질 또는 펩티드의 일부 (주로 아미노기) 가 가교제와 반응하여, 단백질이 가교 되어버리는 점에 있다.
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3근거 선택
evidence_selection단백질의 특정 관능기가 가교제와 반응한다는 핵심 구절을 선택한다.
- 가교 반응 중에 단백질 또는 펩티드의 일부 (주로 아미노기) 가 가교제와 반응하여, 단백질이 가교 되어버리는 점에 있다.
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4논리 통합
logical_integration가교 반응 과정에서 약물(단백질/펩티드)이 의도치 않게 가교 구조에 포함됨으로써 분리(회수)되지 못함을 연결한다.
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5결론 도출
conclusion_formulation단백질의 아미노기가 가교제와 반응하여 단백질 자체가 가교되어 버리기 때문에 회수율이 낮아짐을 결론짓는다.
- 단백질 또는 펩티드의 일부 (주로 아미노기) 가 가교제와 반응하여, 단백질이 가교 되어버리는 점에 있다.
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6답변 생성
answer_generation질문에 대해 원문의 인과관계를 바탕으로 답변을 작성한다.
- 가교 반응 중에 단백질 또는 펩티드의 일부 (주로 아미노기) 가 가교제와 반응하여, 단백질이 가교 되어버리는 점
최종 답변 (final_answer)
가교 반응 중에 단백질 또는 펩티드의 일부(주로 아미노기)가 가교제와 반응하여 단백질 자체가 가교되어 버리기 때문이다.
핵심 해석 (core_interpretation)
in situ 가교 공정에서 약물의 관능기가 가교제와 반응하여 단백질 또는 펩티드의 회수율이 낮아진다.