[发明专利]给予AspB28－人胰岛素的方法

说明书

本发明一般涉及治疗糖尿病患者的方法。更具体地说，本发明涉及单体胰岛素类似物的肺传递以通过肺而系统吸收，从而显著降低或消除通过注射给予单体胰岛素类似物的需要。

自从在二十世纪二十年代引入胰岛素以来，对改善糖尿病的治疗已取得了不断进步。已经在胰岛素纯度和可用性方面取得重要进展，也已经研制了具有不同作用时间的各种制剂。需要非注射型胰岛素以增加患者对强胰岛素治疗的顺从性以及降低其并发症风险。

糖尿病是影响约6％世界人口的疾病。此外，大多数国家的人口老化，而糖尿病在老年人口中特别常见。通常就是这个人群经历难以或不愿意自我注射给予胰岛素。在美国约有5％的人患有糖尿病，而这些糖尿病患者的约三分之一通过皮下注射每天自我给予一剂或多剂胰岛素。这种类型的强治疗是降低血糖水平所必需的。高水平的血糖是由于低水平或缺乏内源性胰岛素引起的，它改变正常的人体化学，并可能导致许多器官的微血管系统衰竭。未治疗的糖尿病患者常常经受切断术和遭受失明以及肾衰竭。据估计仅在美国糖尿病副作用的医学治疗和由于糖尿病的不当治疗引起的生产力丧失的年费用约400亿美元。

涉及1，441例Ⅰ型糖尿病患者的九年糖尿病控制和并发症实验(DCCT)证实，血糖水平维持在高精度范围内可降低糖尿病并发症的频率和严重程度。常规的胰岛素治疗涉及每天仅注射两次。在所述DCCT研究中的强胰岛素治疗涉及每天注射胰岛素三次或三次以上。在该研究中，糖尿病副作用的发生率显著降低。例如在用强疗法的患者中，视网膜病变降低50-76％，肾脏病变降低35-56％以及神经病变降低60％。

遗憾的是，由于与维持葡萄糖水平的精确控制需要的多次注射有关的不舒服，许多糖尿病患者不愿意接受强治疗。该类型治疗可能在心理和生理上均是痛苦的。口服后，胰岛素迅速在胃肠道降解而不能吸收入血流。因此，许多研究者已经研究了给予胰岛素的替代途径，例如口服、直肠、经皮和鼻途径。然而迄今这些给药途径仍未产生有效的胰岛素吸收。

多年来，已知某些蛋白可以由肺吸收。实际上，胰岛素以吸入气溶胶给到肺在1925年由Gaensslen首次报道。尽管事实是许多人类和动物研究已表明某些胰岛素制剂可以通过肺吸收，但是肺传递作为有效治疗糖尿病的手段仍未获得广泛接受。部分原因是相对于传递量而言吸收的胰岛素量小。另外，在肺传递不同胰岛素制剂甚至多剂相同制剂在不同时间传递后，研究人员已经观察到吸收的胰岛素量变异幅度大。

因此，需要提供通过肺途径传递胰岛素的有效可靠的方法。这种需要对于用速效人单体胰岛素类似物进行攻击性治疗(aggressivetreatment)方案的患者特别明显。如果需要快速降低血糖浓度，例如餐后或不用胰岛素疗法较长时间后，速效人单体胰岛素类似物的有效肺传递将具有该效应。

显然，不是所有蛋白均可以在肺中有效吸收。有很多因素影响蛋白是否可以通过肺有效传递。经肺吸收在较大程度上取决于待传递的特定治疗蛋白的物理特性。所以，尽管已经观察了正规人胰岛素的肺传递，但是正规人胰岛素和速效单体胰岛素类似物之间的物理差异，使得不清楚这些类似物是否可以经肺途径有效传递。

蛋白的有效肺传递取决于将所述蛋白传递到深部肺泡上皮的能力。沉积在上呼吸道上皮的蛋白很大程度上不被吸收。这是因为上面覆盖的粘液约30-40μm厚并是吸收障壁。另外，沉积在该上皮的蛋白由粘液纤毛沿所述呼吸道向上运输而被清除，然后经胃肠道清除。该机制也大致上造成某些蛋白颗粒的吸收低。蛋白不被吸收而经这些途径消除的程度取决于其可溶性、大小和其它缺少了解的特性。

难以预测的是，治疗蛋白即使成功传递至深部肺泡上皮，是否可以由肺快速运送到血液。已经计算了经肺传递的某些蛋白的吸收值，其范围从甲状旁腺素(片段1-34)的15分钟至糖基化α1-抗胰蛋白酶的48小时。因为在肺中存在范围广泛的肽酶，较长的吸收时间增加所述蛋白吸收前显著降解或经粘液纤毛转运清除的可能性。

胰岛素是分子量约5，800道尔顿的肽激素。在存在锌的情况下，人胰岛素自缔合为稳定的六聚体型。据信所述稳定六聚体的离解是胰岛素由皮下注射部位吸收入血流的限速步骤。但是速效胰岛素类似物不易形成稳定的六聚体。因为这些类似物不易自缔合成稳定的高级复合物，所以称为单体胰岛素类似物。这种自缔合的缺乏是由于人胰岛素的氨基酸序列中的修饰引起的，所述修饰通过破坏二聚体形成而减少缔合。遗憾的是，对胰岛素的修饰使得这些类似物成单体，还导致单体非特异性凝集。这种非特异性凝集可使所述类似物不溶和不稳定。