[发明专利]生产包含生物活性蛋白的医学产品的方法和得到的产品

说明书

发明领域

本发明属于生物活性蛋白保存领域，具体地为了储存目的。具体地，本发明涉及一种用于生产包含生物活性蛋白的医学产品的方法，所述方法包括：通过在包含糖的保护基质中冷冻干燥来保存蛋白。本发明也涉及得到的产品，其具体地是被糖稳定化的包含蛋白的冷冻干燥体。

背景技术

生物活性蛋白(在本说明书中也简称为“蛋白”)当在固体介质或液体溶液中储存时通常是不稳定的。具体地，蛋白的二级和三级结构（其依赖于分子内的氢键）易于变性。由于二级和三级结构具体地导致蛋白结构的可识别的结构域，该结构的保持对于蛋白的生物学活性的保持而言经常是关键性的。完整生物体经常被复杂的基于脂质的膜和镶嵌蛋白包围，所述镶嵌蛋白通过其周围水溶液的性质在结构上稳定化，所述结构的理想性能包括低自由能状态。该低自由能状态难以达到，并且转换结构以及由生物体自身或伴随的宿主细胞产生的蛋白酶使得非常难以以液体形式稳定结构。经常使用冷冻干燥(冻干)过程来稳定生物活性蛋白，在该过程中，将水性组合物（通常包含水作为主要溶剂）冷冻，然后通过升华进行干燥。溶剂的除去和使用包含保护性分子（诸如糖分子）的基质的置换，可以通过防止该蛋白的降解和变性而增加蛋白的稳定性。

在冷冻干燥中，通常将蛋白与保护剂一起在水中混合为混悬液，冷冻，并通过升华和二次干燥进行脱水。冷冻的低温和升华干燥以及涉及的低表面/体积比可以需要长干燥时段。这样的长干燥时段可能导致对蛋白的结构损伤。增加干燥温度以缩短干燥时间经常不是一个选项，因为干燥温度必须保持显著低于保护基质的玻璃化转变温度。此外，高干燥温度固有地导致蛋白的生物学活性的损失。当使用非聚合糖作为保护剂时，产生一个特别的问题。如普遍已知的，非聚合糖非常适合用于稳定生物活性蛋白，但是它们具有以下固有缺点：得到的基质的玻璃化转变温度是相对较低的(通常低于100℃，经常在20-45℃之间)。具体地，当使用大量糖且冷冻体具有相当厚度(通常高于2 mm)时，这会导致在72-96小时范围内的非常长的干燥时间。具体地，当非聚合糖的量接近20%w/w时，得到的基质变浓厚，以致于干燥时间成指数地增加(因此，在本领域中，当目的在于均匀干燥体时，施加最多高达15-16%(w/w))。长干燥时间固有地导致蛋白的生物学活性的显著损失，且从制备观点看是非常没有吸引力的。

在本领域中，已经在US 5,565,318中提供了解决方案。该参考文献提出使用聚合糖(诸如葡聚糖或蔗聚糖)作为保护剂。由于这样的聚合糖的玻璃化转变温度通常高于非聚合糖的玻璃化转变温度(通常是200℃以上相对于100℃以下)，人们可以使用高得多的干燥温度来达到更短的干燥时间。但是，这样的聚合糖的稳定性能远远逊于非聚合糖的稳定性能。并且，达到更短干燥时间的更高干燥温度也可能导致在冷冻干燥过程本身中更高的生物活性蛋白降解和或变性速率。

在US 2010/0297231中，提供了一个替代解决方案，其中将包含生物活性蛋白和多元醇(其可以是非聚合糖诸如果糖、甘露糖、麦芽糖、乳糖、葡萄糖、海藻糖、核糖、鼠李糖、山梨醇、木糖醇等)的制剂膨胀成泡沫，此后将所述泡沫冷冻并干燥成稳定的干燥的泡沫组合物。由于所述泡沫包含2 mm或更小的厚度且表面/体积比非常高，即使用高百分比的非聚合糖也可以得到短干燥时间。该已知方法的一个缺点是，对于被加工的相对小量的活性物质而言，泡沫在冷冻干燥器中占据大量空间，并且，需要将泡沫研磨成粉末才能进一步使用，诸如通过吸入来施用，或用于得到预定量的干燥物质，所述干燥物质用于在液体中重构以实现在每天实践中的应用。另一个缺点是，通常在制剂中包含起泡剂。这会限制得到的产品的用途。

因此，生物活性蛋白的保存，尤其是实现使用最终产品的容易性（从而实现广谱应用和获得提供高保存性能的基质），仍然提出了一个重大挑战。本发明的一个目的是满足该挑战。

发明内容

为了达到本发明的目的，提供了一种用于生产包含生物活性蛋白的医学产品的方法，所述方法包括下述步骤：提供包含溶剂、生物活性蛋白和20%w/w至60%w/w之间的非聚合糖的水性组合物，冷冻所述组合物，由此形成至少一个包含冷冻形式的溶剂的冷冻体，将所述冷冻体在被支持物承载的同时放入干燥设备中，所述支持物包含一个或多个限制元件，所述限制元件限定所述支持物的一个或多个边界，其中所述体的至多30%的表面与所述一个或多个限制元件邻接，将所述干燥设备中的压力降至大气压以下，和给所述体提供热(通常经由传导和/或辐射)，以便升华所述体的冷冻溶剂和得到干燥体。