[发明专利]供在高温下使用的蛋白质配方

说明书

技术领域

本发明涉及供在高温下长期使用的骨形态发生蛋白液体配方。更具体地讲，本发明涉及包含rhGDF-5、海藻糖和一种或多种生物相容性赋形剂的液体配方，以提供在最高达37℃的温度下稳定30天或更长时间的配方。

背景技术

GDF-5是骨形态发生蛋白(BMP)的一个成员，BMP是蛋白质的TGF-β超家族的一个亚类。GDF-5包括几种变体(variant)和突变体(mutant)，包括最初由Lee(美国专利No 5,801,014)从小鼠分离得到的mGDF-5在内。其他变体包括：MP52(WO 95/04819)，为GDF-5的人形式，也称hGDF-5和LAP-4(Triantfilou等人，Nature Immunology 2，338-345(2001))；还有CDMP-1，为hGDF-5的等位基因蛋白变体(WO 96/14335)；还有rhGDF-5，为在细菌中制备的重组人形式(EP 0955313)；还有rhGDF-5-Ala83，为rhGDF-5的单聚变体；还有BMP-14，为hGDF-5/CDMP-1样蛋白的总称，还有Radotermin，为世界卫生组织指定的国际名称；还有HMW MP52，为MP52的高分子量蛋白变体；还有C465A，为其中负责分子间交联的半胱氨酸残基被丙氨酸置换的单聚版本；还有其他的活性单氨基酸置换突变体，包括N445T、L441P、R438L和R438K在内。出于本申请的目的，术语“GDF-5”意在包括蛋白质的所有变体和突变体，rhGDF-5是具有119个氨基酸的示例性成员。

BMP家族的所有成员享有包括羧基末端活性结构域在内的共同结构特征，和享有高度保守形式的半胱氨酸残基，这些残基产生3个分子内二硫键和一个分子间二硫键。活性形式可为单个家族成员的二硫键键合同型二聚体，或者为两个不同成员的异型二聚体(参见Massague等人，Annual Review of Cell Biology 6：957(1990)；Sampath等人，Journal ofBiological Chemistry 265：13198(1990)；Celeste等人，PNAS 87：9843-47(1990)；美国专利No.5,011,691和美国专利No.5,266,683)。蛋白质的正确折叠和这些二硫键的形成对于生物功能执行是必需的，错折叠会导致出现失活的聚集体和被切割的片段。

一般蛋白质的降解和稳定化在文献中有很好的描述，而诸如葡聚糖、乳糖、山梨糖醇、甘露糖醇、蔗糖和海藻糖的赋形剂作为冷冻保护剂和渗透压调节剂的用途也有很好的记载(参见例如Arakawa等人，Advanced Drug Delivery Reviews，46，307-326(2001)、Wang等人，International Journal of Pharmaceutics 185，129-188(1999)对蛋白质稳定性的综述，和Crowe等人，Cryobiology 43，89-105(2001)对海藻糖的综述)。赋形剂保护GDF-5的冻干配方的用途在以下文献中也有描述：USPAP 20040132653(Ichikawa等人)、USPAP 20060286171(Zhou等人)和美国专利申请系列号60/870,032(Garigapati等人)。冻干是一种常用的工艺，它包括对样品进行冷冻干燥以除去水分，产生固体饼状物以便保藏，该固体饼状物在使用时可进行复水。对于诸如GDF-5的蛋白质，冷冻、干燥和复水都代表着对蛋白质的结构和完整性的单独伤害和挑战。

Flaa等人在美国专利No 6,165,981中描述了海藻糖在配方中作为增量剂使肌钙蛋白的溶液稳定化的用途。用海藻糖使抗体稳定化也已得到描述，如Lam等人在美国专利No.6,171,586和6,991,790中描述。这些蛋白质与GDF-5共享的结构相似性极少，对其他蛋白质成功的配方未必可预知能否用于使GDF-5稳定化。