藥物制劑的制作方法
【專利說(shuō)明】藥物制劑
[0001] 背景 本發(fā)明涉及內(nèi)放射性核素治療領(lǐng)域，且特別涉及α-內(nèi)放射性核素治療。更具體地，本發(fā) 明涉及用于內(nèi)放射性核素治療的制劑的安全性和有效性，涉及此類制劑，并涉及用于其制 備、治療和安全儲(chǔ)存的方法。
[0002] 內(nèi)放射性核素治療的基本原則是選擇性破壞不良的細(xì)胞類型，例如用于癌癥治 療。放射性衰變釋放由高能粒子和/或電磁輻射攜帶的大量能量。所釋放的能量對(duì)細(xì)胞造成 細(xì)胞毒性損害，直接或間接導(dǎo)致細(xì)胞死亡。顯然，為了有效地治療疾病，必須使輻射優(yōu)選靶 向病變組織，以使該能量和細(xì)胞損害主要消除不良的腫瘤細(xì)胞或維持腫瘤生長(zhǎng)的細(xì)胞。
[0003] 長(zhǎng)期以來(lái)某些β_粒子發(fā)射體已被視為在癌癥治療中有效。最近，已將α_發(fā)射體靶 向用于抗腫瘤試劑中。發(fā)射體在幾個(gè)方面上與發(fā)射體不同，例如它們?cè)诮M織中具有較 高的能量和較短的射程。在生理環(huán)境中典型的α_發(fā)射體的輻射范圍通常小于100 μπι，相當(dāng) 于只有幾個(gè)細(xì)胞直徑那么長(zhǎng)。這一相對(duì)短的射程使發(fā)射體特別適用于腫瘤的治療(包括 微轉(zhuǎn)移），因?yàn)楫?dāng)有效地靶向和控制它們時(shí)，相對(duì)較少的輻射能量將超出靶細(xì)胞，因此使對(duì) 周圍健康組織的損害最小化。相反，粒子在水中的射程為1毫米或更長(zhǎng)。
[0004] 相較于來(lái)自β_粒子、γ_射線和X-射線的能量，α-粒子輻射的能量高，通常為5-8 MeV，或者是來(lái)自β-粒子輻射的能量的5至10倍和來(lái)自γ -輻射的能量的至少20倍。與β-或 γ-輻射相比時(shí)，在非常短的距離內(nèi)提供非常大量的能量使得α-輻射具有極高的線性能量 轉(zhuǎn)移(LET)。這就解釋了α-發(fā)射放射性核素(alpha-emitting radionuclide)的特殊細(xì)胞毒 性，并且還對(duì)放射性核素分布必要的控制和研究的水平給予了嚴(yán)格要求，以避免由于輻照 健康組織引起的不可接受的副作用。
[0005] 因此，盡管α_發(fā)射放射性核素非常有效，但重要的是將α_發(fā)射放射性核素遞送至 腫瘤，而非病變組織中幾乎沒(méi)有或沒(méi)有吸收它們。當(dāng)使用與螯合分子DTPA綴合的單克隆抗 體作為載體，即臨床上使用的放射性藥物26￥&1：[1^(601(18111；[1:11，3.1，36111；[11.美國(guó)核醫(yī)學(xué) 雜志，第40期122-135頁(yè).淋巴瘤的放射性免疫療法:百克沙和澤娃靈.）(Goldsmith，S. J， Semin . Nucl. Med. 40:122-35. Radioimmunotherapy of lymphoma : Bexxar and Zevalin.)遞送β-發(fā)射放射性核素釔-90(Y-90)時(shí)，這可以類似于已經(jīng)示出的那樣來(lái)實(shí)現(xiàn)。 因此，可給藥放射性核素與載體-螯合劑綴合物的絡(luò)合物。除不同來(lái)源的全長(zhǎng)抗體之外，已 經(jīng)描述了其它類型的蛋白質(zhì)載體，包括抗體片段(Adams等，紀(jì)-90-標(biāo)記的CHX-A〃-C6.5雙特 異抗體抑制免疫缺陷小鼠中建立的人類腫瘤異種移植的單一治療.癌癥研究，2004年64期 6200-6208頁(yè)·）（Adams等，A single treatment of yttrium-90-labeled CHX_A"-C6.5 diabody inhibits the growth of established human tumor xenografts in immunodeficient mice. Cancer Res. 64: 6200-8，2004)、域抗體（Tijink等，通過(guò)白蛋 白結(jié)合改進(jìn)抗表皮生長(zhǎng)因子受體納米抗體腫瘤靶向：利用模塊化納米抗體技術(shù).分子癌癥 治療學(xué)，2008 年第7期2288-2297頁(yè).）（Tijink 等，Improved tumor targeting of anti-epidermal growth factor receptor Nanobodies through albumin binding: taking advantage of modular Nanobody technology. Mol. Cancer Ther. 7: 2288-97， 2008)、脂質(zhì)運(yùn)載蛋白（Kim等，通過(guò)重新編程人類脂質(zhì)運(yùn)載蛋白2實(shí)現(xiàn)鑭系元素（III)螯合絡(luò) 合物的高親和力識(shí)別.美國(guó)化學(xué)會(huì)期刊，2009年131期3565-3576頁(yè).）（Kim等，High-affinity recognition of lanthanide(III) chelate complexes by a reprogrammed human lipocalin 2. J. Am. Chem. Soc. 131: 3565-76，2009)、親合體（affibody)分子 (Tolmachev等，使用mLu-標(biāo)記的HER2-特異性親和體分子對(duì)HER-2陽(yáng)性的微異種移植物進(jìn) 行放射性核素治療·癌癥研究，2007年15期2772-2783頁(yè).）（Tolmachev等，Radionuclide therapy of HER2-positive microxenografts using a 177Lu_labeled HER2_specific Affibody molecule. Cancer Res. 15:2772-83，2007)和肽類(Miederer等，a-粒子發(fā)生 器核素225Ac用于神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤的生長(zhǎng)抑素受體放療的臨床前評(píng)價(jià).臨床癌癥研究，2008 年第 14期3555-3561 頁(yè)·）(Miederer等，Preclinical evaluation of the alpha-particle generator nuclide 225Ac for somatostatin receptor radiotherapy of neuroendocrine tumors. Clin. Cancer Res. 14:3555-61，2008)。
[0006] 多種藥學(xué)上相關(guān)的a-發(fā)射體的分解或"衰變"導(dǎo)致"子體"核素的形成，子體核素也 會(huì)隨著a發(fā)射的釋放而衰變。子體核素的衰變可能導(dǎo)致第三物類核素的形成，其也可以是a_ 發(fā)射體，導(dǎo)致放射性衰變的連續(xù)鏈，"衰變鏈"。因此，藥學(xué)上相關(guān)的a發(fā)射體的藥物制劑還經(jīng) 常會(huì)含有其本身也是發(fā)射體的衰變產(chǎn)物。在這樣的情況下，該制劑將含有放射性核素的 混合物，該制劑組成取決于制備后的時(shí)間和衰變鏈中不同放射性核素的半衰期。
[0007] a-粒子的極高的能量及其顯著的質(zhì)量導(dǎo)致將顯著的動(dòng)量賦予核衰變時(shí)發(fā)射的粒 子。因此，當(dāng)釋放a-粒子時(shí)，將等大反向的動(dòng)量賦予剩余的子體核，導(dǎo)致"核反沖"。該反沖具 有足夠的威力來(lái)破壞大部分化學(xué)鍵，并且迫使新形成的子體核素脫離分解時(shí)母體核素所在 的螯合絡(luò)合物。子體核本身就是輻射發(fā)射體或者是連續(xù)的放射性衰變鏈的一部分，這是 非常顯著的。
[0008] 由于上文所討論的反沖效應(yīng)且由于放射性衰變時(shí)化學(xué)性質(zhì)改變，由最初并入的放 射性核素的放射性衰變?nèi)绱诵纬傻淖芋w核素可以不與螯合劑絡(luò)合。因此，與母體核素相反， 子體核素及衰變鏈中的后續(xù)產(chǎn)物可不與載體連接。因此，發(fā)射放射性藥物制劑的儲(chǔ)存將 通常導(dǎo)致游離的子體核素及衰變鏈中的后續(xù)放射性核素的累積"內(nèi)生(ingrowth)"，其不再 有效地結(jié)合或螯合。未結(jié)合的放射性同位素不受并入到所需制劑中的靶向機(jī)制控制，因此 合意的是在定量給藥(dose administration)至患者之前除去游離的子體核素。
[0009] 由于將在專用生產(chǎn)設(shè)施中生成和純化放射性同位素釷-227,因此在形成、運(yùn)輸、絡(luò) 合和定量給藥之間具有不可避免的特定儲(chǔ)存期，且期望的是盡可能地不含有子體核素的藥 物制劑是可行的。以往方法的一個(gè)重要問(wèn)題是給藥靶向α_放射性核素的可再現(xiàn)的組成，其 不含有與靶向量有關(guān)的可變量的非靶向α-放射性核素(例如游離的子體核素）。進(jìn)一步期望 的是減少有機(jī)組分如結(jié)合/靶向部分和/或配體暴露于電離α_輻射。從溶液中除去游離的放 射性同位素有助于減少此類組分的輻解，并因此有助于維持藥物制劑或前體溶液的質(zhì)量。 [0010]盡管可以計(jì)算和校正所需核素在儲(chǔ)存和運(yùn)輸期間的衰變，但這也不會(huì)避免能夠以 不合意的方式使得組合物更具毒性和/或減少安全儲(chǔ)存期和/或改變治療窗口的非靶向子 體產(chǎn)物的積聚。另外，對(duì)于而言，由此可見(jiàn)有益的是組合物盡可能不含有子體核素，以及建 立用于確保所注射的劑量具有可以保障具有可接受的安全性的組成的藥品定量生產(chǎn)的方 法。
[0011] 可以將釷-227分解之后的情況視為該挑戰(zhàn)的例證。
釷-227的衰變鏈。
[0012] 隨著約18.7天的半衰期，釷-227在釋放α-粒子的同時(shí)分解成鐳-223。鐳-223又具 有約11.4天的半衰期，分解成氡-219,產(chǎn)生釙-215,針-215又產(chǎn)生鉛-211。每一個(gè)所述步驟 均會(huì)產(chǎn)生α-發(fā)射，并且氡-219和釙-215的半衰期分別小于4秒和小于2毫秒。最終的結(jié)果是 例如螯合釷-227的新制備溶液中的放射性將在第一個(gè)19天內(nèi)增加，然后開(kāi)始降低。明顯地， 可用于靶向至腫瘤的釷-227的量不斷減少，因此達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)源自釷-227的總放射性的 分?jǐn)?shù)在這19天的期間內(nèi)下降。如果能夠以簡(jiǎn)單的程序特定地除去子體核素，那么只需要考 慮釷-227(例如與生物分子載體絡(luò)合的釷-227)的量，并且在除去子體同位素之前，治療窗 口-治療效果與副作用之間的關(guān)系與儲(chǔ)存時(shí)間無(wú)關(guān)。在產(chǎn)物的儲(chǔ)存期間這可能是連續(xù)的或 者在給藥之前這可能是短時(shí)間的，例如在配制和絡(luò)合產(chǎn)生藥品的時(shí)候。
[0013] 因此，在不一定要考慮放射性衰變鏈中形成的內(nèi)生放射性核素的情況下，存在對(duì) 改進(jìn)的放射治療組合物(特別是對(duì)α-發(fā)射放射性核素），以及用于制備準(zhǔn)備用于注射的溶液 的程序的相當(dāng)大的持續(xù)需求，所述溶液的生物效應(yīng)可以被可再現(xiàn)地評(píng)估。此外，存在對(duì)放射 治療方法和直接在給藥至患者之前能夠在無(wú)菌條件下簡(jiǎn)易制備最終的放射性配制品的試 劑盒的需求。此外，期望的觀點(diǎn)是生產(chǎn)滿足cGMP原則(在定量制備期間該生產(chǎn)方法適于具有 最少人工干預(yù)的自動(dòng)化)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量商業(yè)化產(chǎn)品。
[0014] 本發(fā)明涉及用于從含有母體放射性核素的放射性藥物制劑中除去陽(yáng)離子子體核 素的組合物、方法和程序，所述母體放射性核素可以在溶液中或與包含配體和靶向部分的 實(shí)體穩(wěn)定地螯合，即母體放射性核素與其本身與靶向部分(例如抗體)綴合的配體絡(luò)合或可 絡(luò)合。特別地，本發(fā)明人已經(jīng)令人驚訝地確立了在放射性同位素的儲(chǔ)存期間連續(xù)地和/或在 以放射性藥物的形式的放射性同位素的給藥之前短暫地，可以將子體放射性核素安全可靠 地捕獲到各種選擇性結(jié)合劑(binder)上。通過(guò)選擇性結(jié)合劑來(lái)捕獲的放射性核素特別是通 常在母體α-發(fā)射放射性核素的衰變期間形成的和/或通過(guò)所得的子體核素的進(jìn)一步衰變形 成的發(fā)射放射性核素或α_發(fā)射放射性核素的發(fā)生器。本文中描述了 227Th的典型衰變鏈， 并且該鏈中顯示的同位素形成可以在本發(fā)明的各方面中除去和/或捕獲的優(yōu)選子體同位 素。從本發(fā)明的申請(qǐng)中獲得的最終治療配制品適用于癌癥和非癌癥疾病的治療。
[0015]換句話說(shuō);本發(fā)明提供了允許在儲(chǔ)存期間和/或在給藥(例如注射)之前立即除去 放射性子體核素的組合物，其中除去內(nèi)生的