[发明专利]用于稳定干燥的生物材料的方法和组合物

说明书

本发明涉及用于生产生物药物试剂的干燥制剂的方法，所述方法旨在使所述试剂在干燥时的活性损失最小并提供贮存期延长的干燥制剂。该方法包括干燥水性溶液的步骤，除了该生物药物试剂，该水性溶液至少还包括氨基酸、多元醇和金属盐。优选地，所述氨基酸是谷氨酸，所述多元醇是山梨糖醇并且任选的还有甘露醇，并且所述金属盐是镁盐。该溶液是通过真空干燥法或低压冻干法干燥。所述方法可特别用于制备病毒(如脊髓灰质炎病毒或呼吸道合胞病毒)的干燥制剂，以用于疫苗接种。本发明还涉及根据本发明的方法制备的干燥制剂以及它们作为药物(如作为疫苗)的用途。

技术领域

本发明涉及用于稳定和保存干燥的生物材料的方法和组合物。这些生物材料包括生物药物(如疫苗，特别是病毒疫苗)的低压冻干制剂或者真空干燥制剂。因此，本发明涉及生物药物的生产和制剂领域，还涉及疫苗学领域。

背景技术

考虑到生物化合物通常是脆弱的和易损坏的，这些化合物的长期贮存造成了独特的挑战。几乎没有生物化合物可在液体环境中、溶液中或悬浮液中足够稳定以使得它们能够被分离、纯化并且在非冷冻条件下(尤其是在室温或更高的温度下)以溶液形式储存较长时间。

一种改善生物药物的稳定性的方法是转化它们为干燥状态[17]。在商业上和实际应用中，以干燥形式贮存生物化合物都带来巨大的益处。不仅它们的贮存期会延长，成功干燥的试剂、材料和组织还具有减少的重量，且需要的贮存空间减少。这不仅对成品有用，如在3个月到2年内使用的最后批的疫苗，而且也可用于贮备(1-50年或更长时间的贮存)毒种批、原液(bulk)或最后批。与低温贮存方案及其相应成本相比，干燥材料的室温贮存是有更高性价比的。另外，许多递送途径——包括粉剂的肺部递送、通过包衣微针或溶解微针进行的真皮递送、通过粉剂或可溶解的针进行的肠胃外递送——依赖于复杂的制剂方式。现有几种生产干燥的生物化合物的技术，包括喷雾干燥法、真空干燥法、风干法、涂覆法、泡沫干燥法。其中一种最古老和常用的技术是冷冻干燥法，也称作低压冻干法。在很长一段时间里，冷冻干燥法更多地被看作是一门技术而非一门科学，这成为科学方法和研究的障碍。

最经常用于制备固体生物药物的方法是低压冻干法。这种方法由冷冻步骤和之后的两次干燥步骤组成，在第一次干燥中冻结的水被升华作用除去，第二次干燥中非冻结的―结合‖水被除去。冷冻应力或者干燥应力能改变生物药物的热力学稳定性并且能引起或促进蛋白质解折叠。解折叠能导致生物药物的不可逆变性，但也能减少处于干燥状态的贮存稳定性[19]。对于稳定的冻干品(lyophilisate)，使用赋形剂作为稳定剂和/或填充剂。已证实，不同的化合物，如糖、聚合物、氨基酸和表面活性剂，能够在低压冻干期间和随后的贮存期间改善生物药物的稳定性[18,20]。在文献中，记载了认为赋形剂在冷冻、干燥和随后的贮存期间如何保护生物药物(如蛋白质和疫苗)的几种机制。在稳定的低压冻干疫苗的合理配制和过程设计的开发中，理解不同稳定剂的低温保护(cryo-)和冻干保护(lyoprotection)机制是很重要的[21]。

在冷冻期间，生物药物的物理环境剧烈改变，导致形成影响蛋白质性质的生物药物的完整性的应力。在冷冻期间生物药物接触到的最关键的应力是低温、冷冻浓度和冰的形成[18,19,21,22]。冷变性是生物药物由于温度下降而失去它们的紧密折叠结构的现象。对于冷变性，当前接受的解释是基于在更低的温度下水与非极性基团之间的接触自由能的改变，这会弱化疏水作用从而破坏生物药物的结构[19,20,23]。由于冰的形成，所有溶质的浓度在冷冻期间显著增高。与浓度相关的所有变化，例如离子强度、溶质结晶化和相分离，都有可能使生物药物不稳定[21]。

通过冷冻应力，所述制剂的最初相对组成和pH能避免生物药物变质的发生。例如，已在一些生物药物中发现，在冷冻前增加所述制剂中该生物药物相对于其它赋形剂的浓度，将会提高冻融过程中该生物药物的稳定性[24]。类似地，溶液中所述生物药物的最佳初始pH，将会在冻融后获得完整生物药物的最高复原[20]。