[发明专利]用于肺送递的含有薄荷醇的胰岛素制剂

说明书

发明领域

本发明涉及适于肺送递的稳定的含水胰岛素制剂，该制剂更方便于患者使用并且胰岛素的生物利用度增加。

发明背景

糖尿病是具有过度排尿症状的人类疾病的总称，例如糖尿病和尿崩症。糖尿病是一种利用葡萄糖的能力或多或少地完全丧失了的代谢疾病。约有2％的人患有糖尿病。

自从20世纪20年代胰岛素问世以来，人们一直在进行研究以改善糖尿病的治疗。为了帮助避免极端的血糖水平，糖尿病患者通常接受多次注射疗法，在每次用餐时给药胰岛素。

在溶液中，胰岛素的自缔合方式受蛋白质浓度、金属离子、pH值、离子强度和溶剂组成的影响。对于常用的含有U100胰岛素、锌离子、等渗剂和苯酚防腐剂的可溶性制剂，必需考虑如下平衡：

6In3In₂

T₆T₃R₃R₆

已知的胰岛素降解方式包括a)原纤维形成；b)在A18、A21和B3脱酰氨基；c)通过转酰氨基作用或形成Schiff-碱而形成二聚体；d)二硫化物交换反应。

根据Brange的描述(《胰岛素的稳定性》(Stability of Insulin)，Kluwer Academic Press,1994)，所有这些降解反应在单体的情况下要比六聚体时快得多。因此，稳定胰岛素制剂最有效的方法是使上述平衡尽可能地偏向右侧。除了该质量作用的总的影响外，选定残基的反应性还受其直接参与T→R构象转变的影响。因此，B3Asn在R-状态时(当残基在α-螺旋中时)的反应性要比T状态时低得多。二锌胰岛素六聚体的T₆、T₃R₃和R₆构象之间的相互转变受与T₃R₃和R₆形式结合的配体的调节。阴离子如氯离子对T₃R₃和R₆的金属离子中的第四配位位置具有亲和性，而防腐剂例如苯酚则可以与位于T₃R₃和R₆形式表面附近的疏水性袋结合(Derewenda,《自然》(Nature)338,594,1989和Brzovic,《生物化学》(Biochemistry)33,130557,1994)。通过使用Co²⁺胰岛素，已经证实阴离子和苯酚结合的组合效果在稳定R₆状态时是特别有效的(Brader,Trends Biochem.Sci.30,6636,1991和Bloom,《分子生物学杂志》(J.Mol.Biol.)245,324,1995)。此外，对于Zn²⁺-和Co²⁺胰岛素均已证实，苯酚比间甲酚在诱导胰岛素六聚体的R-状态时更为有效(Wollmer，《生物化学》(Biol,Chem.)Hoppe-Seyler 368,903,1987和Choi,《生物化学》(Biochemistry)32,11638,1993)。诱导R-状态的高亲和性苯酚衍生物是7-羟基-吲哚((Dodson,Phil.Trans.R.Soc.Lond.A345,153,1993)、间苯二酚和2,6-及2,7-二羟基-萘((Bloom,《分子生物学杂志》(J.Mol.Biol.)245,324,1995)。胰岛素的物理变性称为原纤维形成。在原纤维状态，延伸的肽链平行或反平行地伸展并在彼此之间形成氢键，称为β-结构或β-折叠片。原纤维通常代表蛋白质的最低能量状态，只有苛刻的条件例如强碱才可以从该状态重新生成正确折叠的蛋白质的天然状态。可以增加原纤维形成速率的因素是升高温度、增加液相和气相之间的表面积，对于不含锌的胰岛素，还可以增加浓度。对于六聚的锌胰岛素，原纤维的形成速率随着浓度的增加而降低。据信可以通过胰岛素的单体化促进原纤维的形成。胰岛素的原纤维具有凝胶或沉淀状的外观。