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JP2015512370A - Ｃ１−阻害剤のポリマーコンジュゲート - Google Patents

Ｃ１−阻害剤のポリマーコンジュゲート Download PDF

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JP2015512370A JP2015500658A JP2015500658A JP2015512370A JP 2015512370 A JP2015512370 A JP 2015512370A JP 2015500658 A JP2015500658 A JP 2015500658A JP 2015500658 A JP2015500658 A JP 2015500658A JP 2015512370 A JP2015512370 A JP 2015512370A
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ザオ，ホン
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ベルローズ ファーマ，インコーポレーテッド
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Abstract

C1阻害剤のチオール基を介して前記C1阻害剤に共有結合している少なくとも1つの実質的に非抗原性のポリマーを有するC1阻害剤を含有するポリマーコンジュゲートを提供する。本発明のポリマーコンジュゲート中で、実質的に非抗原性のポリマーは、C1阻害剤中のシステインに由来する遊離チオールまたはC1阻害剤中のジスルフィド結合から生成したチオールのいずれかに結合している。あるいは、実質的に非抗原性のポリマーは、二官能性スペーサーを介してC1阻害剤中のチオールの1つに結合している。さらにまた、上記のコンジュゲートの製造方法ならびに本発明のコンジュゲートを用いた治療方法も提供する。【選択図】なし

Description

本発明は、ヒドラジン、ヒドラジン結合または還元的アミノ化によるアミンを介してC1阻害剤のグリカン中の酸化されたOHに共有結合している少なくとも1つの実質的に非抗原性のポリマーを有するC1阻害剤を含有するポリマー(性)コンジュゲートおよびその使用に関する。
C1阻害剤は、ヒト血漿の正常成分であり、セリンプロテアーゼ阻害剤(セルピン)の群に属する。C1阻害剤の1種であるC1エステラーゼ阻害剤は、478アミノ酸残基を含有する可溶性の単鎖糖タンパク質である。健康人の体内のC1エステラーゼ阻害剤の血漿濃度は約270mg/Lである。
C1阻害剤は、血中の炎症過程のダウンレギュレーターである。大部分のファミリーメンバーとは異なり、C1阻害剤は2ドメイン構造(他のセルピンと類似のC末端セルピンドメインおよびN末端ドメイン)を有する。構造分析により、C1阻害剤のN末端が高度にグリコシル化されており、C末端を反応性結合部位に対してより反応しやすい状態のままにしていることが示された。
このタンパク質の欠如は、遺伝性血管浮腫もしくは血管神経性浮腫、または血管から結合組織中への体液の漏出に起因する腫張と関連している。症状は、自然発生的にまたは最小限の誘因(軽度の外傷など)により生じる顔、口および/または気道の腫張を含む。このような腫張は、体のあらゆる部分にも生じ得る。一部の症例においてはC1阻害剤のレベルが低く、他の症例ではC1阻害剤タンパク質は正常な量で循環しているが機能不全である。顔の腫張および/または腹痛の発症に加えて、C1阻害剤タンパク質の欠如は、自己免疫疾患または紅斑性狼瘡などのより深刻なまたは生命を脅かす兆候を引き起こす可能性がある。
遺伝性血管浮腫に罹患している人々には、C1エステラーゼ阻害剤が適切に機能しないかまたは低レベルで存在する場合に、血管性浮腫の攻撃を防ぐためにCinryze(登録商標)が使用され、他方、Berinert(登録商標)は、血管性浮腫の攻撃を治療するために使用される。Cinryze(登録商標)は、血管性浮腫の攻撃に対する日常的な予防のため、3日または4日毎に、1,000単位の用量で1mL/分で10分間静脈内投与され、Berinert(登録商標)は、体重1kg当たり20単位の用量で、4mL/分で静脈内投与される。従って、服薬不順守がC1エステラーゼ阻害剤の有効な送達の主な障害である。
これまでの努力にも関わらず、依然として、改良型のC1阻害剤に対する満たされていない必要性がある。例えば、投薬頻度を低下させ得るような長時間作用型C1阻害剤を提供することが有利であろう。本発明はこの必要性に対応する。
本発明は、ヒドラジン、ヒドラジン結合または還元的アミノ化によるアミンを介してC1阻害剤のグリカン中の酸化されたOHに共有結合している少なくとも1つの実質的に非抗原性のポリマーを有するC1阻害剤を含有するポリマーコンジュゲートを提供する。本発明の別の態様において、2つ以上のポリマーが、独立して異なる種類の化学結合(恒久的結合または放出可能な結合を含む)を介してC1阻害剤のグリカンに結合している。
また、本コンジュゲートの製造方法ならびに本発明のコンジュゲートを用いた治療方法も提供される。その利点は、下記の記載から明らかであろう。
本発明の目的に関して、「残基」という用語は、別のコンジュゲートとの置換反応を受けた後に残る、コンジュゲート(例えばアミノ酸等を指す)の一部を意味すると理解されるものとする。
本発明の目的に関して、「ポリマー含有残基」または「PEG残基」という用語はそれぞれ、C1阻害剤との反応を受けた後に残る、ポリマーまたはPEGの一部を意味すると理解されるものとする。
本発明の目的に関して、「アルキル」という用語は、直鎖の、分岐の、置換(例えばハロ-、アルコキシ-、ニトロ-)の、C1-12(しかし好ましくはC1-4)アルキル、C3-8シクロアルキルまたは置換シクロアルキル等を含むと理解されるものとする。
本発明の目的に関して、「置換」という用語は、官能基またはコンジュゲート中に含まれる1個以上の原子に1個以上の異なる原子を付加すること、またはその原子を1個以上の異なる原子と交換することを包含すると理解されるものとする。
本発明の目的に関して、置換アルキルには、カルボキシアルキル、アミノアルキル、ジアルキルアミノ、ヒドロキシアルキルおよびメルカプトアルキルが含まれ、置換アルケニルにはカルボキシアルケニル、アミノアルケニル、ジアルケニルアミノ、ヒドロキシアルケニルおよびメルカプトアルケニルが含まれ、置換アルキニルにはカルボキシアルキニル、アミノアルキニル、ジアルキニルアミノ、ヒドロキシアルキニルおよびメルカプトアルキニルが含まれ、置換シクロアルキルには4-クロロシクロヘキシルなどの部分が含まれ、アリールにはナフチルなどの部分が含まれ、置換アリールには3-ブロモフェニルなどの部分が含まれ、アラルキルにはトルイルなどの部分が含まれ、ヘテロアルキルにはエチルチオフェンなどの部分が含まれ、置換へテロアルキルには3-メトキシ-チオフェンなどの部分が含まれ、アルコキシにはメトキシなどの部分が含まれ、またフェノキシには3-ニトロフェノキシなどの部分が含まれる。ハロはフルオロ、クロロ、ヨードおよびブロモを含むと理解されるものとする。
本発明の目的に関して、「有効量」および「十分な量」という用語は、所望の効果または当業者に理解されるような治療効果を達成する量を意味するものとする。
(発明の詳細な説明)
本発明の1つの態様において、複数のグリカン基の1つを介してC1阻害剤に共有結合している少なくとも1つの実質的に非抗原性のポリマーを有するC1阻害剤のポリマーコンジュゲートが提供される。
1つの実施形態において、実質的に非抗原性のポリマーが、ポリエチレングリコールなどのポリアルキレンオキシドであるポリマーコンジュゲートが提供される。
さらに別の実施形態において、C1阻害剤が、ヒトC1エステラーゼ阻害剤(C1-INH)、すなわち配列番号1または配列番号2で表されるポリペプチドであるポリマーコンジュゲートが提供される。
他の実施形態において、実質的に非抗原性のポリマーの1つが、C1阻害剤のグリカン中のOHの酸化により生成された該グリカン中のアルデヒドに結合しているポリマーコンジュゲートが提供される。
本発明の別の態様において、実質的に非抗原性のポリマーの1つが、C1阻害剤の酸化されたグリカンを通しヒドラゾンまたはヒドラジド結合を介して結合しているポリマーコンジュゲートが提供される。
本発明において、C1阻害剤のグリカン中のOH基の1つが、第1級OHをアルデヒドに変換する酸化剤を用いることにより酸化される。酸化されたC1阻害剤とコンジュゲートし得る求核性官能基を有する活性化ポリマーは、部位選択的ポリマーコンジュゲーションを可能とする。
アルデヒド部分は、他の化学的官能部分よりも、ポリマー部位に特異的にコンジュゲートする化学的選択性を与える。グリカンを介したポリマーコンジュゲートは、上記のタンパク質中のアミノ酸の1つを介したコンジュゲーションを超えるさらなる利益を提供する。上記タンパク質の生物学的活性に関与している結合ドメインまたは反応ドメインの大部分はアミノ酸配列中に位置しており、タンパク質のN末端に近い場合もあれば、C末端に近い場合もある。グリカンは主要アミノ酸配列の外側に位置するため、任意の理論に拘泥するものではないが、グリカン上のポリマーコンジュゲーションが結合またはタンパク質の生物学的活性に及ぼす影響は最少である。部位選択的コンジュゲーションは、他のコンジュゲーション技術と比較すると、より一貫性があり且つ均一な生成物を与え、これらの生成物はしばしばより高い生物学的活性を有する。
本発明のポリマーコンジュゲートは、ネイティブなC1阻害剤の少なくとも約20％の生物学的活性および好ましくはネイティブなC1阻害剤の約40％〜80％の生物学的活性を保持している。
式(I)または(I’)：
[PEG-(L)m-(C(=Y)-NH)n]p-(X)p’-C1阻害剤 (I)または
[PEG-(L)m-(C(=Y)-NH)n]p-(X)p’-C1阻害剤-(X’)q’-[(C(=Y’)-NH)n’-(L’)m’-PEG]q’ (I’)
(式中、
C1阻害剤は、グリカン部位を通しPEGに由来するアミンを介してPEGに結合しており；
PEGは、末端基-(CH2CH2O)-を有する直鎖、分岐鎖またはマルチアームのポリ(エチレングリコール)であり；
YまたはY’は、独立して、OまたはSであり；
LまたはL’は、独立して、チオールと反応するのに適したリンカーまたは官能基であり；
(m)または(m’)は、独立して、0または1であり；
(n)または(n’)は、独立して、0または正の整数であり、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9または10から選択され；
(p)または(q)は、独立して正の整数であり、好ましくは1、2、3、4、5、6または7から選択され；また
XまたはX’は、NH、PEGヒドラジンまたはPEGアミンに由来するアミンであり；
(p’)または(q’)は、独立して、それぞれ(p)または(q)と同じ正の整数である(但し(m)、(m’)、(n)および(n’)は同時に0ではない))
を有するポリマーコンジュゲートが提供される。
本発明の1つの態様において、上記の式(I)または式(I’)のポリマーコンジュゲート中、(n)または(n’)は、1、2、3、4、5、6または7から選択される正の整数であり、また(p)または(q)は、1、2または3から選択される正の整数である。
別の実施形態において、上記の式(I)または(I')のポリマーコンジュゲート中、LまたはL’は、少なくとも1つの化学的にブロックされたまたは化学的に保護された官能基と、最初のコンジュゲーション、ポリマーまたはC1阻害剤と反応する少なくとも1つの反応性官能基または活性化官能基とを含有する二官能性部分である。
ポリマー
1つの好ましい実施形態において、本明細書に記載されるポリマーコンジュゲートは、以下の式：
Figure 2015512370
Figure 2015512370
(式中、
Aは、ヒドロキシル、NH2、CO2H、またはC1-6アルコキシであり；
M1は、O、S、またはNHであり；
Y3は、O、NR51、S、SOまたはSO2であり；
Y4およびY5は、独立して、O、SまたはNR51であり；
R51は、各出現毎に、独立して、水素、C1-8アルキル、C1-8分岐アルキル、C1-8置換アルキル、アリールまたはアラルキルであり；
Zは、各出現毎に、独立して、OH、脱離基、標的化基、C1-8アルキル、C1-8アルコキシまたはC1阻害剤含有部分であり；
(b1)および(b2)は、独立して、0または正の整数であり；
(b3)は、0または1であり；
(b4)は正の整数であり；
(f1)は、0または約1〜約10の正の整数であり；
(f2)は、0または1であり；
(z1)は、0または1〜約27の正の整数であり；
(n)は、上記のコンジュゲートのポリマー部分が約2,000〜約100,000ダルトンの総数平均分子量を有するような約10〜約2,300の正の整数であり；また
他の全ての可変要素は先に定義したものと同じである；
(但し1つ以上のZはC1阻害剤含有部分である))
を有する様々な水溶性ポリマーを用いることができる。
特定の実施形態において、実質的に非抗原性のポリマーの分子量は約2,000〜約60,000ダルトンであり、好ましくは実質的に非抗原性のポリマーの分子量は約5,000〜約50,000ダルトンであり、またより好ましくは約20,000〜約40,000ダルトンである。
別の実施形態において、実質的に非抗原性のポリマーは、ヒドラジド、ヒドラゾンまたはアミン結合を介してコンジュゲートされている。
本発明によれば、本明細書に記載されるコンジュゲートの範囲内で想定されるポリマーは、好ましくは水溶性且つ実質的に非抗原性であり、例えば、ポリアルキレンオキシド(PAO)を含む。本明細書に記載されるコンジュゲートは、直鎖、分岐鎖またはマルチアームのポリアルキレンオキシドをさらに含む。本発明の1つの好ましい態様において、ポリアルキレンオキシドは、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールを包含する。より好ましくは、ポリアルキレンオキシドは、ポリエチレングリコール(PEG)を包含する。
PEGは、一般的に、以下の構造：
-(CH2CH2O)x-
(式中、(x)は、本明細書に記載されるコンジュゲートのポリマー部分が約2,000〜約100,000ダルトンの数平均分子量を有するような約10〜約2,300の正の整数である)
で表される。
ポリアルキレンオキシドは、約2,000〜約100,000ダルトン、好ましくは約5,000〜約60,000ダルトンの総数平均分子量を有する。ポリアルキレンオキシドの分子量は、より好ましくは約5,000〜約25,000ダルトンまたは約20,000〜約45,000ダルトンであり得る。幾つかの特に好ましい実施形態において、本明細書に記載されるコンジュゲートは、約30,000〜約45,000ダルトンの総数平均分子量を有するポリアルキレンオキシドを含む。1つの特定の実施形態において、ポリマー部分は、約40,000ダルトンの総数平均分子量を有する。
あるいは、上記のポリエチレングリコールは、以下の構造：
-[C(=O)]f2-(CH2)f1-M1-CH2CH2(OCH2CH2)n-O-A
(式中、
M1は、O、S、またはNHであり；
(f1)は、0または約1〜約10の正の整数、好ましくは0、1、2または3、より好ましくは0または1であり；
(f2)は、0または1であり；
(n)は、約10〜約2,300の正の整数であり；また
Aは、ヒドロキシル、NH2、CO2H、またはC1-6アルコキシである)
で表されるようにさらに官能化することができる。
1つの実施形態において、Aはメトキシである。
特定の実施形態において、他の分子(例えば二官能性リンカー)への結合を容易にするために、4本のPEGアームの全てを好適な活性化基に変換することができる。変換前のこうしたコンジュゲートとしては、以下のものが挙げられる。
Figure 2015512370
Figure 2015512370
PEGは、アミン、ヒドラジドまたは他のアルデヒドPEG化リンカーを含んでいなければならない。
また本発明のさらなる態様において、本明細書に包含されるポリマー物質は、好ましくは室温で水溶性である。そのようなポリマーの非限定的なリストとしては、ポリエチレングリコール(PEG)またはポリプロピレングリコールなどのポリアルキレンオキシドホモポリマー、ポリオキシエチレン化ポリオール、それらのコポリマーおよびブロックコポリマーの水溶性が維持される場合にはそれらのブロックコポリマーが挙げられる。
またさらなる態様において、およびPEGなどのPAO系ポリマーの代替として、1種以上の効果的に非抗原性の材料、例えばデキストラン、ポリビニールアルコール、炭水化物系ポリマー、ヒドロキシプロピルメタクリルアミド(HPMA)、ポリアルキレンオキシド、および／またはそれらのコポリマーを使用することができる。PEGの代わりに使用し得る好適なポリマーの例としては、限定するものではないが、ポリビニルピロリドン、ポリメチルオキサゾリン、ポリエチルオキサゾリン、ポリヒドロキシプロピルメタクリルアミド、ポリメタクリルアミドおよびポリジメチルアクリルアミド、ポリ酢酸、ポリグリコール酸、ならびにヒドロキシメチルセルロースもしくはヒドロキシエチルセルロースなどの誘導体化セルロースが挙げられる。通常譲受された米国特許第6,153,655号(その内容は参照により本明細書に組み入れられる)も参照のこと。PEGなどのPAOについても、本明細書に記載されたのと同じ種類の活性化が用いられることが当業者に理解されよう。当業者は、前記リストが単に説明のためであり、本明細書に記載される性質を有するすべてのポリマー材料が想定されることを理解するであろう。本発明の目的に関して、「実質的にまたは効果的に非抗原性」とは、非毒性であって、哺乳動物に認識し得る免疫原性反応を誘発しないとして当技術分野で理解されているポリマー材料を意味する。
リンカー
1つの態様において、本発明の実質的に非抗原性のポリマーは、ヒドラジド、ヒドラゾンまたはアミンを介してC1阻害剤にコンジュゲートされている。
1つの態様において、本発明の実質的に非抗原性のポリマーは、連結部分すなわち二官能性スペーサーを介してC1阻害剤にコンジュゲートされている。
幾つかの実施形態において、二官能性部分は、
Figure 2015512370
Figure 2015512370
(式中、
R21-29は、独立して、水素、C1-6アルキル、C3-12分岐アルキル、C3-8シクロアルキル、C1-6置換アルキル、C3-8置換シクロアルキル、アリール、置換アリール、アラルキル、C1-6ヘテロアルキル、置換C1-6ヘテロアルキアル、C1-6アルコキシ、フェノキシ、およびC1-6ヘテロアルコキシからなる群から選択され；
(t)および(t’)は、独立して、0または正の整数であり；また
(v)および(v’)は、独立して、0または1である)
などの二官能性スペーサーの残基を含む。
他のおよび/または代替的実施形態において、二官能性リンカーはアミノ酸を含む。任意の公知の天然L-アミノ酸から選択し得るアミノ酸は、例えば、数例を挙げると、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、グリシン、セリン、トレオニン、メチオニン、システイン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リシン、アルギニン、ヒスチジン、プロリン、および/またはそれらの組み合わせである。代替的態様において、Lはペプチド残基であってよい。このペプチドの大きさは、例えば、約2〜約10(例えば、2、3、4、5、または6)アミノ酸残基であってよい。
疎水性または非疎水性の、天然アミノ酸、ならびに種々の当該技術分野で公知の非天然アミノ酸(D型またはL型)の誘導体および類似体も本発明の範囲内にあると想定される。単なる例として、アミノ酸類似体および誘導体には、2-アミノアジピン酸、3-アミノアジピン酸、β-アラニン、β-アミノプロピオン酸、2-アミノ酪酸、4-アミノ酪酸、ピペリジン酸、6-アミノカプロン酸、2-アミノヘプタン酸、2-アミノイソ酪酸、3-アミノイソ酪酸、2-アミノピメリン酸、2,4-アミノ酪酸、デスモシン、2,2-ジアミノピメリン酸、2,3-ジアミノプロピオン酸、N-エチルグリシン、N-エチルアスパラギン、3-ヒドロキシプロリン、4-ヒドロキシプロリン、イソデスモシン、アロ-イソロイシン、N-メチルグリシンまたはサルコシン、N-メチルイソロイシン、6-N-メチルリシン、N-メチルバリン、ノルバリン、ノルロイシン、オルニチン、および非常に膨大であるため記載することができない、本明細書に参照により組み込まれる63 Fed. Reg., 29620, 29622中に列記されているその他のものが含まれる。
L基の1つの実施形態として、グリシン、アラニン、メチオニンまたはサルコシンが挙げられる。
さらなるリンカーは、Greenwaldら(Bioorganic & MedicinalChemistry, 1998年, 6:551-562頁)の表1および米国特許第6,180,095号、第6,720,306号、第5,965,119号、第6,303,569号、第6,624,142号、第7,122,189号、第7,897,647号、第7,087,229号および第7,413,738号中に見出され、これらの各内容は参照により本明細書に組み入れられる。
式(I)のコンジュゲートの合成
本発明において、C1阻害剤のグリカン中の1,2-ジオール基は、1つまたは2つの第1級OHをアルデヒド(1つまたは複数)に変換する酸化剤を用いることによって、酸化されまたは酸化的に切断される。酸化剤のリストとしては、限定するものではないが、NaIO4、H2O2、臭素水、クロム酸(二クロム酸ピリジニウム(PDC)、クロロクロム酸ピリジニウム(PCC)を含む)、ジョーンズ酸化剤、コリンズ試薬、ルテニウム酸化剤(例えばテトラプロピルアンモニウムペルルテネート(TRAP))、マンガン酸化剤(例えばMnO2またはKMnO4)、トレンス試薬、または硝酸が挙げられる。OH基の通常の酸化は、ケト、アルデヒドまたはカルボン酸を生成するだろう。しかし、一部の酸化剤は、例えば、C1阻害剤のグリカン中の炭水化物部分におけるような1,2-ジオール含有部分の一定の酸化的切断を提供する。以下に示されるとおり、1,2-ジオールを過ヨウ素酸と反応させると、C-C結合を切断して1,2-OH部分を生じ、2つのアルデヒドを生成するだろう。
Figure 2015512370
一般的に、本明細書に記載されるコンジュゲートは、酸化されたC1阻害剤と、ヒドラジドまたはアミンなどの適切なアミン基を有するポリアルキレンオキシドとを、ポリアルキレンオキシドとC1エステラーゼ阻害剤のグリカン中のアルデヒド基との間に共有結合を形成するのに十分な条件下で反応させ、さらに結果として得られるコンジュゲートを精製することによって調製される。あるいは、中間体コンジュゲートを、還元されたポリマーコンジュゲートを形成するための還元剤、ヒドラジドまたはアルキル化アミンでさらに処理する。
ポリマーは、グリカン中のアルデヒドと反応させるために求核性官能基で官能化される。求核性官能基としては、限定するものではないが、アミン、またはヒドラジドが挙げられる。ポリマーをアルデヒドと反応させると、ヒドラゾン結合(この結合は、場合により還元されてヒドラジド結合を与えることができる)を形成することによりコンジュゲーションが得られる。
PEG-ヒドラジドとC1阻害剤のグリカン中のアルデヒドとの間のコンジュゲーションの幾つかの例を以下に提供する。
1つの態様において、C1阻害剤は酸化剤で処理されてアルデヒドを与え、これがPEGなどのポリマーのアミンと反応し、最初にイミン結合またはヒドラゾン結合を形成する。このイミンは還元剤により還元されてヒドラジドまたはアミンを与える。
Figure 2015512370
本発明の他の実施形態において、以下に示されるとおり、ポリマーの末端のアミン基は、還元剤の存在下でアルデヒドと反応して還元的アミノ化を達成し、ポリマーとグリカンとの間にアミン結合を形成する。
Figure 2015512370
好適な還元剤としては、例えば、シアノ水素化ホウ素ナトリウム(NaBH3CN)、トリアセトキシ水素化ホウ素ナトリウム(NaBH(OC(=O)OCH3)3)、水素化ナトリウム、デカボラン(B10H14)、InCl3-Et3SiH錯体、ニッケルナノ粒子、Et3SiH-イリジウム錯体およびTi(iOPr)4が挙げられる。1つの好ましい還元剤は、シアノ水素化ホウ素ナトリウムである。
説明のためであるが、適切なコンジュゲーション反応は、C1阻害剤を本明細書に記載される適切に活性化されたポリマー系と反応させることを含む。この反応は、好ましくは、約5.0〜5.5の範囲のpHを用いて、PBS緩衝系などの利用を含めたタンパク質修飾の分野における当業者に周知の条件を使用して行われる。ほとんどの場合、過剰の活性化ポリマーをC1阻害剤と反応させることが想定されている。
この種の反応は、C1阻害剤に結合している1つ以上のポリマーを含有するコンジュゲートの形成をもたらす場合が多い。理解されるであろうとおり、多くの場合、様々な画分を分離し、さらに均一な生成物を提供することが望ましいであろう。本発明の大部分の態様では、反応混合物を回収し、適切なカラム樹脂にロードし、緩衝液のレベルを増大させて所望の画分を連続的に溶出させる。画分を適切な分析用具によって分析し、さらなる処理を行う前にコンジュゲートされたタンパク質の純度を決定する。
また、C1阻害剤を架橋させる目的のため、またはアッセイ、研究または診断目的で特定の領域中のポリマー-C1阻害剤コンジュゲートを好都合に検出しまたは局在化させるための標的化剤などの他の部分を結合させる手段を提供する目的のため、ヘテロ二官能性ポリアルキレンオキシドが想定されることも理解されるであろう。
製剤
本発明のポリマーコンジュゲートは、当技術分野において周知の方法により、例えば、様々な周知の混合、溶解、造粒、湿式粉砕(levigating)、乳化、カプセル化、封入または凍結乾燥法を用いて製造および製剤化することができる。組成物は、活性コンジュゲートを処理して薬学的に使用し得る調製物にすることを容易にする賦形剤および補助剤を含む1種以上の生理的に許容可能な担体と共に製剤化することができる。適切な製剤は、選択される投与経路によって決定される。本発明の多くの態様において非経口経路が好ましいが、これに限定するものではない。
別の態様において、本発明のコンジュゲートは、非経口投与、すなわち注射(例えばボーラス注射もしくは連続点滴による注射)用に製剤化することもできる。注射用の製剤は、単位投与形態で(例えばアンプル剤または多用量容器で)提示され得る。有用な組成物としては、限定するものではないが、懸濁液、溶液または油性もしくは水性ビヒクル中のエマルションが挙げられ、さらに懸濁剤、安定化剤および/または分散剤などの補助剤を含有し得る。注射(例えば、限定するものではないが、静脈内注射、筋肉内注射および皮下注射が挙げられる)用に、本発明のポリマーコンジュゲートは、水溶液中で、好ましくは生理的食塩緩衝液または極性溶媒(例えば、限定するものではないが、ピロリドンまたはジメチルスルホキシドが挙げられる)などの生理学的に適合性のある緩衝液中で製剤化することができる。水性注射懸濁液は、懸濁液の粘度を増加させる物質、例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトールまたはデキストランを含有し得る。さらに、活性コンジュゲートの懸濁液は、親油性ビヒクル中で調製することができる。好適な親油性ビヒクルとしては、ゴマ油などの脂肪油、エチルオレエートおよびトリグリセリドなどの合成脂肪酸エステル、またはリポソームなどの材料が挙げられる。場合により、懸濁液はまた、高濃度溶液の調製を可能とするために、コンジュゲートの溶解性を増大させる適切な安定化剤および/または薬剤も含有し得る。あるいは、活性成分は、適切なビヒクル(例えば、滅菌発熱物質非含有水)と共に使用前に構成される粉末形態(例えば凍結乾燥製品)であってもよい。
投与法および投与量
本明細書に記載されるC1阻害剤ポリマーコンジュゲートは、Cinryze(登録商標)(Viro Pharma Biologics, Inc.)およびBerinert(登録商標)(CSL Behring LLC)についての技術分野で既に知られているあらゆる方法および適応症に有用である。このため、本発明のC1阻害剤コンジュゲートは、それを必要とする患者に、疾患もしくは障害またはかかる治療に応答性の他の症状を治療するのに有効な量で投与される。当業者は、Cinryze(登録商標)およびBerinert(登録商標)の公知の特性から推定される適切な量、投与経路および投薬スケジュールを理解するであろう。
本発明の別の態様は、哺乳動物、好ましくはヒトの様々な病状の治療方法を提供する。この方法は、本明細書に記載されるとおりに調製されたC1阻害剤ポリマーコンジュゲートを含む医薬組成物の有効量を、かかる治療を必要とする哺乳動物に投与することを含む。このコンジュゲートは、とりわけ、C1阻害剤に感受性の症状またはC1阻害剤にポジティブにまたは有利に(これらの用語はC1阻害剤に基づく治療の医療分野で公知である)反応するであろう症状を治療するために有用である。
本発明に従って治療することができる症状は、一般的に、C1阻害剤による治療に感受性の症状である。C1阻害剤で治療することができる例示的な症状としては、限定するものではないが、進行中の、成人および青年の腹部、顔または喉に悪影響を及ぼす遺伝性血管浮腫(HAE)の急性攻撃、および当業者に、C1阻害剤治療から利益を得られることが知られている全ての他の病状が挙げられる。本発明の好ましい態様において、ポリマーコンジュゲート化されたC1阻害剤は、遺伝性血管浮腫を治療し、または遺伝性血管浮腫に罹患している十代および成人の腫張および/もしくは痛みを伴う攻撃を予防するのに有効な量で患者に投与される。
上記の投与量の投与は、1日おきでもよいが、好ましくは週に1回または2回である。用量は通常、少なくとも24週間にわたって、注射または点滴によって投与される。上記の用量の投与は、静脈内、皮下、筋肉内または任意の他の許容可能な全身法(慣用の医療用注射器および/または圧力系による皮下注射もしくは経皮注射を含む)であってよい。担当医の判断に基づき、投与される薬物の量および使用される治療計画は、当然、治療を受ける患者の年齢、性別および病歴、特定の疾患症状の段階または重篤度、ならびに局所的毒性および全身の副作用を証左とする、治療に対する該患者の耐容性によって決定されるであろう。投与量および頻度を、好中球数の最初のスクリーニングの間に決定してもよい。
上記の症状を治療するために投与されるC1阻害剤ポリマーコンジュゲート組成物の量は、ポリマーコンジュゲートのC1阻害剤活性に基づく。それは、ポジティブな臨床反応に大きな影響を及ぼすのに十分な量である。臨床用量は、一部の患者に多少のレベルの副作用を引き起こすであろうが、ヒトを含む哺乳動物に対する最大用量は、管理不能な臨床上重大な副作用を引き起こさないような最高用量である。本発明の目的に関して、このような臨床上の重大な副作用とは、重篤なインフルエンザ様症状、中枢神経系抑制、重篤な胃腸障害、脱毛症、重篤な掻痒症または発疹を引き起こすために治療の中断を必要とするであろう副作用である。白血球および/もしくは赤血球ならびに/または肝酵素の実質的異常または貧血様症状も、用量を制限する。
治療上有効量は、C1阻害剤感受性の症状を予防、軽減または寛解させるのに有効なコンジュゲートの量を指す。治療上有効量の決定は、特に本明細書の開示に照らせば、十分に当業者の能力の範囲内である。
投与量は、当然、剤形および投与経路によって異なり得る。的確な製剤、投与経路および用量は、患者の症状を考慮して、個々の医師によって選択され得る。
本発明の方法において使用される任意のコンジュゲートについて、治療上有効量は、in vitroアッセイから最初に推定することができる。次いで、有効用量を含む循環濃度範囲を達成するように、上記の投与量を動物モデルにおける使用のために製剤化することができる。次に、そのような情報を、患者に有用な用量をより正確に決定するために使用することができる。
本明細書に記載されるコンジュゲートの毒性および治療効力は、当技術分野で周知の方法を用いて細胞培養または実験動物における標準的な薬学的手法によって決定することができる。
上記で説明したとおり、本発明のポリマーC1阻害剤コンジュゲート組成物の投与量は、選択したC1阻害剤部分およびポリマーによって多少異なるだろう。しかし一般的に、本コンジュゲートは、治療を受ける哺乳動物またはヒト患者の症状に基づき、ポリマーコンジュゲート中のC1阻害剤当量で約100〜約5,000u/kg/週、約500〜約4,000u/kg/週または約1,000〜3,000u/kg/週の量で投与される。上記の範囲は例示であり、当業者であれば、臨床経験および治療適応に基づいて選択されたコンジュゲートの投与を決定するであろう。
本コンジュゲートは、1日1回投与してもよく、または複数週治療プロトコルの一部として投与され得る複数回用量に分割してもよい。当業者に理解されるであろうとおり、的確な用量は、症状の段階および重篤度、C1阻害剤ポリマーコンジュゲートに対する上記の症状の感受性、ならびに治療を受ける患者の個々の特性に応じて決定されるであろう。
本発明の実施は、さらに高用量での、また当技術分野で公知の他の治療剤と組み合わせた、この症状および他の症状の治療を可能とするだろう。
下記の実施例は、本発明のさらなる理解を提供する役割を果たすが、いかなる方法でも本発明の有効範囲を制限することを意味しない。
材料
・ 試薬：C1エステラーゼ阻害剤はAthens Research & Technologyから入手し、MW(分子量)：73000Da(MALDIにより測定)を有していた。活性化PEGはNOFから入手した；
・ 緩衝液：(1) 100mM 酢酸Na、150mM naCl、pH5.5；(2) PBS
・ 限外濾過：10kペリコン(Pellicon)XL50 限外濾過カセット
・ Amicon膜：30K限外濾過膜(Millipore)
・ 滅菌フィルター：0.2μm滅菌ポリエーテルスルホンフィルター(VWR)。
モノおよびジPEG化C1 INHコンジュゲートの精製
モノまたはジPEG化C1-INH(いずれもPEG直鎖および分岐鎖)を弱アニオン交換カラム(HiTrap DEAE FF、1ml。GE Healthcare)または疎水性相互作用カラム(HIC phenyl FF、1ml。GE Healthcare)により精製した。DEAEカラム精製において、緩衝液Aは10mM Tris(pH8.5)を含有し、緩衝液Bは緩衝液A中0.5M NaClを有していた。溶出は、1ml/分で30分間かけて行った。SDS-PAGEに基づいて、フロースルー中の大半の成分はジPEG-C1 INHであった。モノPEG-C1 INHとネイティブなC1 INHはいずれもカラムに結合し、0.12M以下のNaClで溶出し始めた。SDS-PAGEにより同定されたモノPEG-C1 INHを含有する画分を、Centricon YM30(Millipore)を使用して濃縮し、NAP-5カラム(GE Healthcare)により緩衝液をPBSに交換した。HIC phenyl精製において、緩衝液AはPBS緩衝液中0.75M硫酸アンモニウムを含有し、緩衝液はPBSであった。溶出は、1ml/分で30分間かけて行った。SDS-PAGE上で同定した第1溶出ピークはモノPEG-C1 INHであり、第2溶出ピークはジPEG-C1 INHであった。モノおよびジPEG-C1 INHを、Centricon YM30を使用して濃縮し、NAP-5カラムにより緩衝液をPBSに交換した。
実施例1：グリカン-ヒドラジドにおけるC1 INHのPEG化
Figure 2015512370
C1 INH(60mg)を、100mMリン酸ナトリウム(pH6.0)、150mM塩化ナトリウムに2mg/ml濃度で懸濁した。過ヨウ素酸ナトリウムを、10mMの最終濃度まで添加した。酸化反応を、23℃で15分間行った。過剰の過ヨウ素酸ナトリウムをG-25脱塩カラム上で除去した。PEG-ヒドラジド(10、20、または30k)を、30：1より高い反応モル比まで添加した。この反応を、シアノ水素化ホウ素ナトリウムの存在下または不存在下で、4℃で18時間行った。未反応のアルデヒドは、グリシン、Tris緩衝液、またはエタノールアミンでクエンチ（反応停止）することができた。過剰のPEGは、サイズ排除クロマトグラフィー(例えば、PBS中で平衡化したSephacryl S-400カラム)によって除去した。精製の全収率は、67％であった(過ヨウ素酸ナトリウムを除去するための脱塩後、60mgが52mgに減少し、SEC Sephacryl S400後、さらに40mgに減少した)。SEC-MALSにより分析すると、精製されたコンジュゲートは11％遊離PEGを含んでいた。
実施例2：PEG-C1 INHの特徴付け
PEG化されたC1 INHの濃度を280nmのUVによって測定した(C1 INHの吸光係数は、0.39mL/mg・cmであった)。5μgまたは10μgのサンプルを、電気泳動のためのサンプルの低減および加熱を行うことなくゲルにロードした。別の実験では、ゲル緩衝液中の75mM β-メルカプトエタノールの存在下または不存在下、サンプルを70℃で7分間加熱した。かかる条件下で、コンジュゲートが分解された証拠はなかった。しかし、サンプルを逆相HPLC用の0.1％TFAまたは精製用の酢酸ナトリウム(pH4.7)などの酸で処理したとき、PEGが分離したことが観察された。タンパク質バンドは、単純青色染色後に可視化された。画像密度はMolecular Dynamicsで取得した。SDSゲル上で見られるとおり、全てのC1 INHがPEG化型に変換された。SEC-MALSで分析すると、1つのC1 INHにつき、8本のPEG(20kまたは30k)鎖が結合していた。
実施例3：C1 INH活性アッセイ
C1 INH活性を、C1エステラーゼ活性およびカリクレイン活性の阻害によって測定した。C1エステラーゼ活性の阻害については、サンプル、標準、および対照を96ウェルプレートに添加し、その後C1エステラーゼを添加した。37℃で10分間インキュベーションした後、C1エステラーゼの基質を添加した。基質の切断に対するC1エステラーゼ活性を、37℃で4分間速度論的にモニターした。C1 INH活性が高いほどC1エステラーゼ活性が低くなり、すなわち基質の切断速度が低くなる。カリクレイン活性の阻害については、EC50を用いてPEG-C1 INH活性を評価した。低いEC50値は、カリクレイン阻害の活性が高いことを示す。
Figure 2015512370
グリカンにおけるC1 INHのPEG化を達成した。全てのC1 INHがPEG化型に変換され、1つのC1 INHにつき8本のPEG-20k鎖が結合していた。PEG-20k-C1 INHコンジュゲートは、C1エステラーゼ阻害については73％のC1 INH活性(スモールスケールでは97％)、またカリクレイン阻害については67％のC1 INH活性(7つのPEG-C1 INH候補の中で最高の活性)を保持していた。SEC-MALSにより11％の遊離PEGが検出されたが、コンジュゲーション収率は100％であり、精製収率は67％であった。このコンジュゲートは、SDSゲル上で可視化されたとおり、中性pHにおいて加熱および還元に対して安定しており、酸性条件下で放出可能となった。酸性条件下における、PEG-ヒドラジドとタンパク質-アルデヒドとの間に形成されたヒドラゾン結合の切断は、新種の放出可能リンカーを示し得る。
実施例4：In vivo薬物動態
In vivo血漿薬物動態(PK)研究のため、調製したC1阻害剤のポリマーコンジュゲートを、70U/kgの用量でラットの群に静脈内(i.v.)投与する。本発明のポリマーコンジュゲートは、ネイティブなC1エステラーゼ阻害剤と比較して改善された半減期を示す。一部のポリマーコンジュゲートは、約80時間まで延長された半減期を有し、ネイティブなC1阻害剤よりも10倍を上回って改善されていた。このプロファイルは、週に1回などの持続的な治療計画を提案する。

Claims (24)

  1. C1阻害剤のグリカン部分を介して該C1阻害剤に共有結合している少なくとも1つの実質的に非抗原性のポリマーを有するC1阻害剤を含むポリマーコンジュゲート。
  2. 実質的に非抗原性のポリマーがポリアルキレンオキシドである、請求項１に記載のポリマーコンジュゲート。
  3. ポリアルキレンオキシドがPEGである、請求項２に記載のポリマーコンジュゲート。
  4. C1阻害剤がヒトC1エステラーゼ阻害剤(C1-INH)である、請求項１に記載のポリマーコンジュゲート。
  5. C1エステラーゼ阻害剤が配列番号1または配列番号2で表されるポリペプチドである、請求項１に記載のポリマーコンジュゲート。
  6. 実質的に非抗原性のポリマーの1つがグリカン中のアルデヒドに結合している、請求項１に記載のポリマーコンジュゲート。
  7. 実質的に非抗原性のポリマーの1つが酸化により生成したアルデヒドに結合している、請求項１に記載のポリマーコンジュゲート。
  8. 実質的に非抗原性のポリマーの1つがヒドラジドを含む、請求項１に記載のポリマーコンジュゲート。
  9. 実質的に非抗原性のポリマーの1つがアミンを含む、請求項１に記載のポリマーコンジュゲート。
  10. ポリマーコンジュゲートが、ネイティブなC1阻害剤の約40〜80％の生物学的活性を保持している、請求項１に記載のポリマーコンジュゲート。
  11. ポリマーコンジュゲートが、ネイティブなC1阻害剤の約60〜80％の生物学的活性を保持している、請求項７に記載のポリマーコンジュゲート。
  12. 実質的に非抗原性のポリマーの分子量が約2,000〜約100,000ダルトンである、請求項１に記載のポリマーコンジュゲート。
  13. 実質的に非抗原性のポリマーが、ヒドラゾン、ヒドラジド、イミン、またはアミンを介してコンジュゲートされている、請求項１に記載のポリマーコンジュゲート。
  14. コンジュゲートが、式(I)または(I’)：
    [PEG-(L)m-(C(=Y)-NH)n]p-(X)p’-C1阻害剤 (I)または
    [PEG-(L)m-(C(=Y)-NH)n]p-(X)p’-C1阻害剤-(X’)q’-[(C(=Y’)-NH)n’-( L’)m’-PEG]q’ (I’)
    (式中、
    C1阻害剤は、グリカン部位を通しPEGに由来するアミンを介してPEGに結合しており；
    PEGは、末端基-(CH2CH2O)-を有する直鎖、分岐鎖またはマルチアームのポリ(エチレングリコール)であり；
    YまたはY’は、独立して、OまたはSであり；
    LまたはL’は、独立して、チオールと反応するのに適したリンカーまたは官能基であり；
    (m)または(m’)は、独立して、0または1であり；
    (n)または(n’)は、独立して、0または正の整数であり、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9または10から選択され；
    (p)または(q)は、独立して正の整数であり、好ましくは1、2、3、4、5、6または7から選択され；また
    XまたはX’は、NH、PEGヒドラジンに由来するアミンまたはPEGアミンであり；
    (p’)または(q’)は、独立して、それぞれ(p)または(q)と同じ正の整数である(但し(m)、(m’)、(n)および(n’)は同時に0ではない))
    を含む、請求項３に記載のポリマーコンジュゲート。
    本発明の1つの態様において、
    上記の式(I)または(I’)のポリマーコンジュゲート中、(n)または(n’)は、1、2、3、4、5、6または7から選択される正の整数であり、(p)または(q)は、1、2または3から選択される正の整数である。
  15. (n)が、1、2、3、4、5、6、7、8、9、および10からなる群から選択される、請求項１４に記載のポリマーコンジュゲート。
  16. Lが：
    Figure 2015512370
    Figure 2015512370
    (式中、
    R21-29は、独立して、水素、C1-6アルキル、C3-12分岐アルキル、C3-8シクロアルキル、C1-6置換アルキル、C3-8置換シクロアルキル、アリール、置換アリール、アラルキル、C1-6ヘテロアルキル、置換C1-6ヘテロアルキアル、C1-6アルコキシ、フェノキシ、およびC1-6ヘテロアルコキシからなる群から選択され；
    (t)および(t’)は、独立して、0または正の整数であり；また
    (v)および(v’)は、独立して、0または1である)
    からなる群から選択される、請求項１４に記載のポリマーコンジュゲート。
  17. 請求項３に記載のポリマーコンジュゲートであって、以下：
    Figure 2015512370
    Figure 2015512370
    (式中、
    Aは、ヒドロキシル、NH2、CO2H、またはC1-6アルコキシであり；
    M1は、O、S、またはNHであり；
    Y3は、O、NR51、S、SOまたはSO2であり；
    Y4およびY5は、独立して、O、SまたはNR51であり；
    R51は、各出現毎に、独立して、水素、C1-8アルキル、C1-8分岐アルキル、C1-8置換アルキル、アリールまたはアラルキルであり；
    Zは、各出現毎に、独立して、OH、脱離基、標的化基、C1-8アルキル、C1-8アルコキシまたはC1阻害剤含有部分であり；
    (b1)および(b2)は、独立して、0または正の整数であり；
    (b3)は、0または1であり；
    (b4)は正の整数であり；
    (f1)は、0または約1〜約10の正の整数であり；
    (f2)は、0または1であり；
    (z1)は、0または1〜約27の正の整数であり；
    (x)は、化合物のポリマー部分が約2,000〜約100,000ダルトンの総数平均分子量を有するような約10〜約2,300の重合度の正の整数である(但し1つ以上のZはC1阻害剤含有部分である))
    からなる群から選択される、前記ポリマーコンジュゲート。
  18. 請求項３に記載のポリマーコンジュゲートであって、以下：
    Figure 2015512370
    Figure 2015512370
    Figure 2015512370
    (式中、C1 INHは、C1阻害剤中のグリカン部分を通してポリマーに結合しているC1阻害剤であり；
    mPEGは、CH3O-(CH2CH2O)x-であり；
    (x)は、化合物のポリマー部分が約2,000〜約100,000ダルトンの総数平均分子量を有するような約10〜約2,300の重合度の正の整数であり；また
    (p)は、正の整数である)
    からなる群から選択される、前記ポリマーコンジュゲート。
  19. 請求項２に記載のポリマーコンジュゲートの調製方法であって、以下：
    C1エステラーゼ阻害剤と、活性化基を有するポリアルキレンオキシドとを、該ポリアルキレンオキシドと該C1エステラーゼ阻害剤のグリカン中のアルデヒドとの間に共有結合を形成するのに十分な条件下で反応させるステップ；および
    得られるコンジュゲートを精製するステップ
    を含んでなる、前記方法。
  20. 活性化基が、アミンまたはヒドラジドであり、反応が還元剤の存在下で行われる、請求項19に記載の方法。
  21. 活性化基がヒドラジドである、請求項19に記載の方法。
  22. 有効量の請求項１に記載のポリマーコンジュゲートを、それを必要とする患者に投与することを含んでなる、哺乳動物を治療する方法。
  23. ポリマーコンジュゲートが、該ポリマーコンジュゲート中のC1阻害剤当量で約100u/kg/週〜約5,000u/kg/週の量で投与される、請求項21に記載の方法。
  24. ポリマーコンジュゲートが、該ポリマーコンジュゲート中のC1阻害剤当量で約500u/kg/週〜約4000u/kg/週の量で投与される、請求項21に記載の方法。
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