新型胰岛素衍生物及其医学用途制造技术

本发明专利技术属于与糖尿病有关的医学状况的药物治疗领域。更具体地，本发明专利技术涉及人胰岛素类似物的新型酰化衍生物。本发明专利技术还提供了包含这样的胰岛素衍生物的药物组合物，并且涉及这样的衍生物在治疗或预防与糖尿病有关的医学状况中的用途。

New insulin derivatives and their medical applications

The invention belongs to the field of drug treatment related to diabetes. More specifically, the present invention relates to novel acylated derivatives of human insulin analogues. The invention also provides a pharmaceutical composition containing such insulin derivatives and relates to the use of such derivatives in the treatment or prevention of medical conditions related to diabetes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】新型胰岛素衍生物及其医学用途
本专利技术属于与糖尿病有关的医学状况的药物治疗领域。更具体地，本专利技术涉及人胰岛素类似物的新型酰化衍生物。本专利技术还提供了包含这样的衍生的胰岛素类似物的药物组合物，并且涉及这样的衍生物在治疗或预防与糖尿病有关的医学状况中的用途。
技术介绍
用于治疗糖尿病的胰岛素疗法已经使用了数十年。胰岛素疗法通常包括每天施用若干次胰岛素注射。这样的疗法通常包括每天施用一次或两次长效基础注射，以及在就餐时注射速效胰岛素(即餐时使用)。胰岛素疗法的一个关键改善是速效胰岛素类似物的引入。然而，即使采用速效胰岛素类似物，峰值胰岛素水平通常也不会在注射后50至70分钟之前出现。因此，胰岛素注射没有复制胰岛素的天然时间-作用曲线(profile)。特别是，在没有糖尿病的人中，第一阶段胰岛素释放的天然陡增(spike)导致血液胰岛素水平在葡萄糖从饮食进入血液的数分钟内上升。相反，注射的胰岛素仅缓慢地进入血液，其峰值胰岛素水平在常规人胰岛素注射后80至100分钟内出现。因为速效胰岛素类似物没有充分模拟第一阶段胰岛素释放，所以采用胰岛素疗法的糖尿病患者在进食开始时存在的胰岛素水平仍然不足，并且在两餐之间存在过多的胰岛素。胰岛素递送的这种滞后可能导致餐后早期高血糖的发作。胰岛素具有自缔合性质，并且其浓度代表自缔合的主要因素。在高浓度时，特别是在药物制剂中时，胰岛素将自缔合成二聚体、六聚体、十二聚体和晶体。然而，胰岛素的生理学活性形式为单体，该单体与胰岛素受体结合并触发生物反应。胰岛素作用的速度(rapidity)取决于胰岛素从皮下组织被吸收得有多快。当皮下注射常规人胰岛素时，该制剂主要由含有两个锌离子的六聚体组成。由于其大小，该六聚体胰岛素具有较低的扩散速率，因此其吸收速率比更小的物质慢。两个锌原子位于六聚体内，其使分子对化学和物理降解稳定。注射后，在皮下组织中发生浓度驱使的动态平衡，导致该六聚体解离成二聚体，并随后成为单体。过去，这些常规人胰岛素制剂达到最大血浆浓度水平需要约120分钟。比常规人胰岛素更快吸收的锌-胰岛素制剂已经商品化，例如门冬胰岛素和赖脯胰岛素。无锌胰岛素制剂将能够实现更快的皮下吸收，但一般对于胰岛素而言，无锌制剂的化学和物理稳定性是个挑战。各种胰岛素衍生物已被建议用于不同的制剂和用途。WO1998042749描述了用于肺部给药的无锌胰岛素晶体，WO2002076495描述了具有改善的稳定性的无锌和低锌胰岛素制品，而WO2013063572描述了任选地缺乏锌的超浓缩速效胰岛素类似物制剂。最后，WO9731022、WO2005012347、WO2006125765和WO200902206描述了某些酰化胰岛素。而且，具有白蛋白结合部分的肽和蛋白质的酰化已用于延长该肽和蛋白质的作用持续时间。然而，根据本专利技术的胰岛素衍生物尚未有报道，并且从未提出其作为速效胰岛素衍生物用于餐时使用的用途。专利技术目的本专利技术的一个目的是提供在皮下施用后具有餐时曲线的胰岛素类似物。本专利技术的另一个目的是提供在制剂中化学稳定的胰岛素类似物。本专利技术的第三个目的是提供在未添加锌的制剂中化学稳定的胰岛素类似物。本专利技术的第四个目的是提供在制剂中物理稳定的胰岛素类似物。本专利技术的第五个目的是提供在未添加锌的制剂中物理稳定的胰岛素类似物。本专利技术的第六个目的是提供在制剂中化学和物理稳定的胰岛素类似物。本专利技术的第七个目的是提供在未添加锌的制剂中化学和物理稳定的胰岛素类似物。本专利技术的第八个目的是提供在皮下施用后，相对于当前市售的餐时胰岛素具有肝偏好性(hepatopreferential)的胰岛素类似物。本专利技术的第九个目的是提供在皮下施用后，相对于当前市售的餐时胰岛素具有肝选择性的胰岛素类似物。本专利技术的第十个目的是提供在餐时皮下施用后，相对于当前市售的餐时胰岛素不容易引起低血糖的胰岛素类似物。本专利技术的第十一个目的是提供在餐时皮下施用后，相对于当前市售的餐时胰岛素不容易引起体重增加的胰岛素类似物。本专利技术的第十二个目的是提供在餐时皮下施用后，相对于当前市售的餐时胰岛素不容易引起低血糖和体重增加的胰岛素类似物。本专利技术的第十三个目的是提供在餐时皮下施用后，相对于当前市售的餐时胰岛素在肌肉和/或脂肪组织中具有较低的作用的胰岛素类似物。本专利技术的进一步的目的在于以上提到的一个或多个目的的组合，并具体为提供在皮下施用后显示出餐时曲线，同时在制剂中，特别是在未添加锌的制剂中化学稳定的胰岛素类似物。
技术实现思路
我们已发现，相对于现有技术的相似胰岛素衍生物，本专利技术的酰化的胰岛素衍生物具有显著改善的性质。我们特别发现，与现有技术的相似衍生物相比，在未添加锌离子的制剂中的本专利技术胰岛素衍生物与分子聚集体的较小大小相关。已知较小的物质比更大的物质扩散更快，因此预期将被更快地吸收。例如，可以如本文所述通过实施例部分中描述的小角度X射线散射(SAXS)来测量这些分子聚集体的大小。我们还发现，相对于现有技术的相似衍生物，在未添加锌离子的制剂中的本专利技术胰岛素衍生物在皮下施用至大鼠和/或猪后被更快地吸收，由此证明了胰岛素用于餐时使用的潜在临床实用性。我们已发现，相对于现有技术的相似衍生物，在皮下施用至猪后，在未添加锌离子的制剂中的本专利技术胰岛素衍生物与较少的“拖尾(tailing)”相关。所谓较少的拖尾是指，所注射的胰岛素的皮下储留物(depot)比现有技术的相似类似物更快地被吸收，使得与现有技术的相似酰化衍生物相比，本专利技术胰岛素衍生物的皮下施用后平均停留时间(MRT)更短。无锌制剂能够实现更快的皮下吸收，但一般对于胰岛素而言，无锌制剂的化学和物理稳定性是个挑战，并且迄今为止只有赖谷胰岛素(B3K,B29E人胰岛素)被证明是可行的，而且只有在表面活性剂的存在下分散于小瓶中时才是可行的。现在我们发现，在B3位置处具有置换的本专利技术B29K酰化胰岛素衍生物非常意外地且前所未有地在未添加锌离子和表面活性剂的制剂中同时化学和物理稳定。皮下施用后胰岛素的吸收速率在很大程度上与扩散速率相关。因此，与较大的物质相比，较小的物质具有较快的扩散速率并显示较快的吸收速率。含锌的胰岛素制品比无锌制剂更慢地被吸收，因为在能够发生吸收之前，该制剂的锌-六聚体需要解离为二聚体和/或单体。胰岛素制剂的化学和物理稳定性需要存在锌，而快速吸收需要不存在锌。本专利技术提供了对该问题的解决方案。由于胰岛素需要在制剂中稳定才能在临床上有用，因此在无锌制剂中稳定的本专利技术胰岛素的性质导致优于现有技术胰岛素的药代动力学和药效学性质。这是因为现有技术胰岛素需要用锌离子配制才能在制剂中稳定。因此，关于药代动力学和药效学性质的适当比较是比较稳定的制剂，因此是比较本专利技术胰岛素的稳定的无锌制剂与现有技术胰岛素的含锌制剂。使用酰化的胰岛素衍生物作为餐时胰岛素疗法的优势是，获得了比通过用未酰化的餐时胰岛素如门冬胰岛素、赖脯胰岛素或赖谷胰岛素治疗所达到的血浆胰岛素浓度更高的血浆胰岛素浓度。根据本专利技术的酰化胰岛素衍生物在皮下施用后具有与餐时类似的时间-作用曲线。根据本专利技术具有基于十四烷二酸、十五烷二酸或十六烷二酸的白蛋白结合体的酰化胰岛素衍生物已显示赋予高的胰岛素受体结合亲和力，该亲和力在1.5％人血清白蛋白(HSA)的存在下降低。根据本专利技术的酰化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.人胰岛素的酰化类似物，所述类似物是相对于人胰岛素的[B3aar1，desB27，desB30]；其中aar1代表选自Glu(E)、Gln(Q)、Asp(D)、Ser(S)和Thr(T)的氨基酸残基；并且所述类似物可另外包含A8aar2置换，和/或A14Glu(E)置换，和/或A21aar3置换；其中aar2代表His(H)或Arg(R)；且aar3代表Gly(G)或Ala(A)；所述胰岛素类似物是通过用以下式II基团对B29位置处的天然存在的赖氨酸残基的ε氨基进行酰化而衍生的[酰基]‑[连接体]‑其中所述连接体基团是由1至10个选自gGlu和/或OEG的氨基酸残基组成的氨基酸链；其中gGlu代表γ谷氨酸残基；OEG代表8‑氨基‑3，6‑二氧杂辛酸残基(即，式‑NH‑(CH2)2‑O‑(CH2)2‑O‑CH2‑CO‑的基团)；所述氨基酸残基可以以任意顺序存在；并且所述氨基酸链包含至少一个gGlu残基；并且其中所述酰基是选自1，14‑十四烷二酸、1，15‑十五烷二酸和1，16‑十六烷二酸的α，ω‑二羧酸残基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.25 EP 15182281.41.人胰岛素的酰化类似物，所述类似物是相对于人胰岛素的[B3aar1，desB27，desB30]；其中aar1代表选自Glu(E)、Gln(Q)、Asp(D)、Ser(S)和Thr(T)的氨基酸残基；并且所述类似物可另外包含A8aar2置换，和/或A14Glu(E)置换，和/或A21aar3置换；其中aar2代表His(H)或Arg(R)；且aar3代表Gly(G)或Ala(A)；所述胰岛素类似物是通过用以下式II基团对B29位置处的天然存在的赖氨酸残基的ε氨基进行酰化而衍生的[酰基]-[连接体]-其中所述连接体基团是由1至10个选自gGlu和/或OEG的氨基酸残基组成的氨基酸链；其中gGlu代表γ谷氨酸残基；OEG代表8-氨基-3，6-二氧杂辛酸残基(即，式-NH-(CH2)2-O-(CH2)2-O-CH2-CO-的基团)；所述氨基酸残基可以以任意顺序存在；并且所述氨基酸链包含至少一个gGlu残基；并且其中所述酰基是选自1，14-十四烷二酸、1，15-十五烷二酸和1，16-十六烷二酸的α，ω-二羧酸残基。2.根据权利要求1所述的酰化胰岛素类似物，该类似物是相对于人胰岛素的[B3aar1，desB27，desB30]；其中aar1代表Glu(E)、Gln(Q)、Asp(D)、Ser(S)和Thr(T)。3.根据权利要求1所述的酰化胰岛素类似物，该类似物是相对于人胰岛素的[A8aar2，B3aar1，desB27，desB30]；其中aar1代表Glu(E)、Gln(Q)、Asp(D)、Ser(S)和Thr(T)；且aar2代表His(H)或Arg(R)。4.根据权利要求1所述的酰化胰岛素类似物，该类似物是相对于人胰岛素的[A14Glu，B3aar1，desB27，desB30]；其中aar1代表Glu(E)、Gln(Q)、Asp(D)、Ser(S)和Thr(T)。5.根据权利要求1所述的酰化胰岛素类似物，该类似物是相对于人胰岛素的[A21aar3，B3aar1，desB27，desB30]；其中aar1代表Glu(E)、Gln(Q)、Asp(D)、Ser(S)和Thr(T)；且aar3代表Gly(G)或Ala(A)。6.根据权利要求1所述的酰化胰岛素类似物，该类似物是相对于人胰岛素的[A8aar2；A21aar3；B3aar1；desB27；desB30]；其中aar1代表Glu(E)、Gln(Q)、Asp(D)、Ser(S)和Thr(T)；aar2代表His(H)或Arg(R)；且aar3代表Gly(G)或Ala(A)。7.根据权利要求1所述的酰化胰岛素类似物，该类似物是相对于人胰岛素的[A14Glu；A21aar3；B3aar1；desB27；desB30]；其中aar1代表Glu(E)、Gln(Q)、Asp(D)、Ser(S)和Thr(T)；且aar3代表Gly(G)或Ala(A)。8.根据权利要求1所述的酰化胰岛素类似物，该类似物是相对于人胰岛素的[A8H，A21A，B3E，desB27，desB30]；[A8H，A21G，B3E，desB27，desB30]；[A8H，B3E，desB27，desB30]；[A8R，B3E，desB27，desB30]；[A14E，A21A，B3Q，desB27，desB30]；[A14E，B3Q，desB27，desB30]；[A21A，B3E，desB27，desB30]；[A21A，B3Q，desB27，desB30]；[A21G，B3E，desB27，desB30]；[B3E，desB27，desB30]；或[B3Q，desB27，desB30]。9.根据权利要求1-8中任一项所述的酰化胰岛素类似物，其中，在式II基团中[酰基]-[连接体]-该连接体基团是由1至10个选自gGlu和/或OEG的氨基酸残基组成的氨基酸链；该氨基酸残基可以以任意顺序存在；并且该氨基酸链包含至少一个gGlu残基。10.根据权利要求1-8中任一项所述的酰化胰岛素类似物，其中，在式II基团中[酰基]-[连接体]-该酰基是选自1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：P马德森，CU乔林格加亚尔德，M穆恩泽，S霍斯特鲁普，C夫勒德柳斯，
申请(专利权)人：诺和诺德股份有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK