안정한 단백질 제제 document_id A220623065413

지난 이십년간, 재조합 DNA 기술은 많은 단백질 요법의 상업화를 가져왔다. 대부분의 다른 경로에 의한 불량한 생체이용율, 임상 투여 도중 더 나은 조절, 및 더 빠른 제약 개발로 인해, 단백질 약물 전달의 가장 통상적인 경로는 정맥내 (IV) 투여였다. 잦은 투여 및 장기간 투여를 요하는 제품의 경우, 대안적 피하 (SC) 전달 경로가 보다 바람직하다. 예비충전된 주사기와 자가주입기 장치 기술이 접목될 경우 SC 전달은 가정에서의 투여 및 개선된 투여 순응도를 가능하게 한다. 1 mg/kg 또는 투여 당 100 mg 초과의 고투여량에 의한 치료는 종종 SC 경로에 의해 주어질 수 있는 작은 부피 (003c#1.5 ml)로 인해 100 mg/ml를 초과하는 농도의 제제의 개발을 요한다. 높은 농도에서는 응집하는 경향이 있는 단백질의 경우, 이러한 고농도 제제를 성취하는 것이 개발의 과제이다. 많은 부피가 투여될 수 있는 IV 전달 경로에서도, 밀리리터 당 수십 밀리그램의 단백질 농도가 고용량 요법에서 필요로 될 수 있으며, 이는 몇몇 단백질에 대해 안정성에 대한 과제를 부여할 수 있다. 단백질 용해도를 결정하는 원리는 작은 합성 분자의 경우보다 복잡하므로, 단백질 용해도 문제점을 극복하기 위해서는 상이한 전략을 취한다. 작전상, 단백질에 대한 용해도는 용액이 시각적으로 투명한 (즉, 단백질 침전물, 결정 또는 겔이 나타나지 않음) 채로 남아있게 하는 공동-용질의 존재하의 단백질의 최대량에 의해 설명될 수 있다. 이온 강도, 염 형태, pH, 온도 및 특정 부형제에 대한 단백질 용해도의 의존성은 기계적으로 벌크 물 표면 장력, 및 물 및 이온에 대한 단백질 결합 대 자가-회합의 변화에 의해 문헌 [Arakawa et al in Theory of protein solubility, Methods of Enzymology, 114:49-77, 1985]; [Schein in Solubility as a function of protein structure and solvent components, BioTechnology 8(4):308-317, 1990]; [Jenkins in Three solutions of the protein solubility problem, Protein Science 7(2):376-382, 1998] 및 기타 문헌에서 설명되었다. 특정 부형제 또는 염으로의 단백질의 결합은 단백질 형태의 변화 또는 자가-상호작용과 관련된 특정 아미노산의 차폐를 통해 용해도에 영향을 준다. 또한, 단백질은 특정 염, 아미노산 및 당에 의해 우선적으로 수화되며 (보다 압축된 형태로서 안정화됨), 이는 용해도의 변경을 가져온다. 2분자 충돌을 요하는 응집은 단백질 용액의 일차 분해 경로인 것으로 예상된다. 응집물 형태에 대한 농도의 관계는 회합 메카니즘 뿐만 아니라 응집물의 크기에 의존적이다. 단백질 응집은 공유결합 (예를 들어, 디술피드-연결된) 또는 비공유결합 (가역 또는 비가역) 회합을 가져올 수 있다. 비공유결합 회합에 의한 비가역 응집은 일반적으로 단백질의 천연 형태를 변형시키는 열, 기계적 프로세스 또는 화학적 프로세스에 의해 노출된 소수성 영역을 통해 일어난다. 단백질 응집은 예를 들어 면역원성으로 인해 단백질 활성, 약물동력학 및 안전성에 영향을 줄 수 있다. 응집을 최소화하는 전형적인 접근법은 충돌수를 감소시키기 위해 단백질의 이동성을 제한하는 것이다. 적절한 부형제에 의한 동결건조는 물 제거의 결과 가수분해 반응을 최소화하는 것의 추가된 이점과 함께 단백질 이동성을 감소시키고 형태적 가요성을 제한함으로써 응집에 대한 단백질 안정성을 개선시킬 수 있다. 동결건조보호제를 비롯한 적절한 부형제의 첨가는 최종 생성물의 저장 도중 뿐만 아니라 동결건조 프로세스 도중 응집물의 형성을 방지할 수 있다. 효과적인 보호를 위한 중요한 파라미터는 동결건조보호제 대 단백질의 몰 비율이다. 일반적으로 300:1 이상의 몰 비율이 적합한 안정성, 특히 실온 저장에 대한 적합한 안정성을 제공하는데 요구된다. 그러나, 이러한 비율은 점도를 바람직하지 않게 증가시킬 수도 있다. 동결건조는 적절한 안정성 및 삼투성을 갖는 제제의 설계를 가능하게 한다. 등장성은 SC 투여에 필수적으로 요구되는 것은 아니지만, 투여시 통증을 최소화하기 위해 바람직할 수 있다. 단백질 및 부형제 모두가 재구성 프로세스 도중 농축되기 때문에 친액물질의 등장성을 성취하는 것은 어렵다. 500:1의 부형제:단백질 몰 비율은 최종 단백질 농도가 003e#100 mg/ml로 표적화된 경우 고장성 제제를 가져올 것이다. 등장성 제제를 성취하는 것을 원한다면, 부형제:단백질의 더 낮은 몰 비율을 선택하는 것이 잠재적으로 덜 안정한 제제를 가져올 것이다. 성취가능한 가장 높은 단백질 농도를 결정하는 것은 단백질 형태의 불안정한 성질 및 그 자체, 표면 및 특정 용질과 상호작용하는 경향으로 인해 경험적인 실행으로 남아있다. SC 제제로부터 이로울 수 있는 대상체의 예로는 잦은 투여 및 장기간 투여를 요하는 상태를 갖는 대상체, 예컨대 면역계 질환, 류머티스성 관절염 및 이식편 이식과 관련된 면역 장애가 있는 대상체를 들 수 있다. 류머티스성 관절염의 치료를 위한 시판되는 단백질 약물 제품으로는 휴미라(HUMIRA)®, 엔브렐(ENBREL)® 및 레미케이드(REMICADE)®를 들 수 있다. 휴미라® (애보트(Abbott))는 피하 투여를 위한 멸균의 보존제-비함유 용액으로서 1 ml 예비충전된 일회용 유리 주사기로 공급된다. 휴미라®의 용액은 투명하고 무색이며, 약 5.2의 pH를 갖는다. 주사기 각각은 약물 제품 0.8 ml (40 mg)를 전달한다. 휴미라® 0.8 ml 각각은 아달리무맙 40 mg, 염화나트륨 4.93 mg, 일염기 인산나트륨 이수화물 0.69 mg, 이염기 인산나트륨 이수화물 1.22 mg, 시트르산나트륨 0.24 mg, 시트르산 일수화물 1.04 mg, 만니톨 9.6 mg, 폴리소르베이트 80 0.8 mg 및 주사용수 (USP)를 함유한다. 수산화나트륨은 pH의 조절을 위해 필요에 따라 첨가된다. 엔브렐® (암젠(Amgen))은 피하 주사를 위한 멸균의 보존제-비함유 용액으로서 1 ml 예비충전된 일회용 주사기로 공급된다. 엔브렐®의 용액은 투명하고 무색이며, pH 6.3 ± 0.2에서 제제화된다. 엔브렐® 일회용 예비충전된 주사기 각각은 에타네르셉트의 50 mg/ml 용액 0.98 ml를, 10 mg/ml 수크로스, 5.8 mg/ml 염화나트륨, 5.3 mg/ml L-아르기닌 히드로클로라이드, 2.6 mg/ml 일염기 인산나트륨 일수화물 및 0.9 mg/ml 이염기 인산나트륨 무수물과 함께 함유한다. 엔브렐®의 50 mg/ml 예비충전된 주사기 1개의 투여는 추천되는 바와 같이 바이알을 재구성하고 투여하는 경우 동결건조 엔브렐®의 25 mg 바이알 2개와 등가의 투여량을 제공한다. 엔브렐® 다회용 바이알은 멸균의 백색 보존제-비함유 동결건조 분말을 함유한다. 공급된 멸균 정균성 주사용수 (BWFI)(USP)(0.9％ 벤질 알콜 함유) 1 ml로 재구성하면, 에타네르셉트 25 mg, 만니톨 40 mg, 수크로스 10 mg 및 트로메타민 1.2 mg을 함유하고 7.4 ± 0.3의 pH를 갖는 다회용 투명하고 무색의 용액을 수득한다. 레미케이드® (센토코르(Centocor))는 정맥내 주입을 위한 멸균의 백색 동결건조 분말로서 공급된다. 멸균 주사용수 (USP) 10 ml로 재구성하여 얻어지는 pH는 대략 7.2이다. 일회용 바이알 각각은 인플릭시맙 100 mg, 수크로스 500 mg, 폴리소르베이트 80 0.5 mg, 일염기 인산나트륨 일수화물 2.2 mg 및 이염기 인산나트륨 이수화물 6.1 mg을 함유한다. 보존제는 존재하지 않는다. 이식편 이식과 관련된 면역 장애의 치료를 위한 시판되는 단백질 약물 제품으로는 시물렉트(SIMULECT)® 및 제나팍스(ZENAPAX)®를 들 수 있다. 약물 제품 시물렉트® (노파르티스(Novartis))는 6 ml 무색 유리 바이알로 이용가능하고 10 mg 및 20 mg 강도로 이용가능한 멸균 동결건조물이다. 10-mg 바이알 각각은 바실릭시맙 10 mg, 일염기 인산칼륨 3.61 mg, 수소인산이나트륨 (무수물) 0.50 mg, 염화나트륨 0.80 mg, 수크로스 10 mg, 만니톨 40 mg 및 글리신 20 mg을 함유하며, 멸균 주사용수 (USP) 2.5 ml로 재구성된다. 20-mg 바이알 각각은 바실릭시맙 20 mg, 일염기 인산칼륨 7.21 mg, 수소인산이나트륨 (무수물) 0.99 mg, 염화나트륨 1.61 mg, 수크로스 20 mg, 만니톨 80 mg 및 글리신 40 mg을 함유하며, 멸균 주사용수 (USP) 5 ml로 재구성된다. 보존제는 첨가되지 않았다. 25 mg/5 ml 제나팍스® (로슈 래보러토리즈(Roche Laboratories))는 추가 희석 및 정맥내 투여를 위한 투명한 멸균의 무색 농축물로서 공급된다. 제나팍스®는 밀리리터 당 다클리주맙 5 mg 및 일염기 인산나트륨 일수화물 3.6 mg, 이염기 인산나트륨 7수화물 11 mg, 염화나트륨 4.6 mg, 폴리소르베이트 80 0.2 mg을 함유하고, pH를 6.9로 조절하기 위해 염산 또는 수산화나트륨을 함유할 수 있다. 보존제는 첨가되지 않았다. CTLA4Ig 분자는 CD28-B7 상호작용을 억제함으로써 T 세포 동시자극을 방해한다. 그러므로, CTLA4Ig 분자는 면역계 질환, 예컨대 류머티스성 관절염 및 이식편 이식과 관련된 면역 장애에 대한 치료학적 용도를 제공할 수 있다. 면역계 장애의 치료를 위한, CTLA4Ig 분자를 포함하는 안정하고 효과적인 편리한 제제에 대한 요구가 있다. 003c#발명의 요약003e# 본 발명은 B7-양성 세포 상의 B7 분자에 결합하는 CTLA4Ig 분자를 대상체에게 투여하여 이에 의해 내생성 B7 분자가 T-세포 상의 CTLA4 및/또는 CD28에 결합하는 것을 억제함으로써 면역계 질환을 치료하기 위한 제제를 제공한다. 본 발명의 동결건조 제제는 단백질 대 동결건조보호제 1:2 이상의 중량 비율로 CTLA4Ig 분자를 포함한다. 동결건조보호제는 바람직하게는 당, 보다 바람직하게는 이당류, 가장 바람직하게는 수크로스 또는 말토스이다. 또한, 동결건조 제제는 완충제, 계면활성제, 증량제 및 보존제로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 동결건조 약물 제품의 안정화에 유용한 수크로스 또는 말토스의 양은 단백질 대 수크로스 또는 말토스 1:2 이상의 중량 비율, 바람직하게는 단백질 대 수크로스 또는 말토스 1:2 내지 1:5의 중량 비율, 보다 바람직하게는 단백질 대 수크로스 또는 말토스 약 1:2의 중량 비율이다. 본 발명의 피하 (SC) 제제는 수성 담체 중에 안정화 수준에서 당과 조합하여 100 mg/ml 이상의 단백질 농도에서, 바람직하게는 안정화 수준에서 당과 조합하여 125 mg/ml 이상의 단백질 농도에서 CTLA4Ig 분자를 포함한다. 당은 바람직하게는 단백질 대 당 1:1.1 이상의 중량 비율로 존재한다. 안정화제는 바람직하게는 SC 주사기를 통해 투여하기에 적합하지 않거나 바람직하지 않은 점도를 가져올 수 있는 양을 초과하지 않는 양으로 사용된다. 당은 바람직하게는 이당류, 가장 바람직하게는 수크로스이다. SC 제제는 또한 완충제, 계면활성제 및 보존제로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, CTLA4Ig 분자 SC 약물 제품의 안정화에 유용한 수크로스의 양은 단백질 대 수크로스 1:1 이상의 중량 비율, 바람직하게는 단백질 대 수크로스 1:1.3 내지 1:5의 중량 비율, 보다 바람직하게는 단백질 대 수크로스 약 1:1.4의 중량 비율이다. 본 발명의 액체 제제는 수성 담체 중에 안정화 수준에서 당과 조합하여 20 mg/ml 이상의 단백질 농도에서, 바람직하게는 안정화 수준에서 당과 조합하여 25 mg/ml 이상의 단백질 농도에서 CTLA4Ig 분자를 포함한다. 당은 바람직하게는 단백질 대 당 1:1 이상의 중량 비율로 존재한다. 당은 바람직하게는 이당류, 가장 바람직하게는 수크로스이다. 액체 제제는 또한 완충제, 계면활성제 및 보존제로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 액체 약물 제품의 안정화에 유용한 수크로스의 양은 단백질 대 수크로스 1:1 이상의 중량 비율, 바람직하게는 단백질 대 수크로스 1:2 내지 1:10의 중량 비율, 보다 바람직하게는 단백질 대 수크로스 약 1:2의 중량 비율이다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 약물 제품을 함유하고 바람직하게는 그의 사용에 대한 지시사항을 제공하는 제조 물품이 제공된다. 또한 본 발명은 본 발명의 CTLA4Ig 분자 제제의 투여에 의한 내성 유도 및 면역계 질환의 치료 방법을 제공한다.