Доставка в легкие альфа-1-ингибитора протеиназ

Доставка в легкие альфа-1-ингибитора протеиназ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к системе и способам лечения болезней легких, с помощью которой и посредством которых осуществляется введение готового к применению жидкого состава, содержащего альфа-1-ингибитор протеиназ (альфа-1-ИП) в аэрозольном виде в небулайзере. Составы с альфа-1-ИП предназначены для оптимизации доставки активного ингредиента в легкие.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Альфа-1-ингибитор протеиназ и болезнь легких

Альфа-1-ингибитор протеиназ (альфа-1-ИП), известный также как альфа-1-антитрипсин (альфа-1-AT) и ингибитор сериновых протеиназ, представляет собой выделенный из плазмы белок, относящийся к группе ингибиторов сериновых протеиназ. Это гликопротеин, имеющий среднюю молекулярную массу 50 600 дальтонов, продуцируемый печенью и секретируемый в кровеносную систему. Этот белок представляет собой одну полипептидную цепь, с которой имеют ковалентную связь несколько единиц олигосахаридов. Альфа-1-ИП играет роль в управлении деструкции тканей эндогенными сериновыми протеиназами и является наиболее превалирующим ингибитором сериновых протеиназ в плазме крови. Альфа-1-ИП ингибирует inter alia (среди прочих - лат.) трипсин, химотрипсин, различные типы эластаз, кожную коллагеназу, ренин, урокиназу и протеазы полиморфноядерных лейкоцитов.

В настоящее время альфа-1-ИП находит терапевтическое применение для лечения легочной эмфиземы у пациентов, которые имеют генетическую недостаточность альфа-1-ИП, известную также как недостаточность альфа-1-антитрипсина или врожденная эмфизема. Очищенный альфа-1-ИП утвержден для заместительной терапии (известной также как «аугментационная терапия») у этих пациентов. Эндогенная роль альфа-1-ИП заключается в регуляции нейтрофильной эластазы, которая разрушает гетерологичные белки, присутствующие в легких. При отсутствии достаточных количеств альфа-1-ИП эластаза разрушает ткань легких, что со временем приводит к хроническому повреждению тканей легких и эмфиземе.

Кроме того, альфа-1-ИП предложен для лечения пациентов с кистозным фиброзом (КФ), которые страдают рецидивирующими эндобронхиальными инфекциями и синуситом. Основной причиной заболеваемости и смертности среди пациентов с КФ являются болезни легких. Пациенты с КФ переносят мутацию у CFTR-гена, что приводит к неправильно действующему белку CTFR, дефектному транспорту воды и солей и последующим плотным секрециям в легких.

Дефект мембран, вызванный мутацией CFTR, приводит к хроническому воспалению легких и инфекции. У нормальных людей эластаза, секретированная нейтрофилами в ответ на инфекцию, нейтрализуется альфа-1-ИП. Известно, что альфа-1-ИП проникает в ткань легких и экспрессирует свою активность в этой ткани. Однако у пациентов с КФ нерегулированная воспалительная реакция нарушает нормальный баланс протеаза (эластаза)/антипротеаза (альфа-1-ИП). Этот аномальный цикл является деструктивно самоувековечивающимся и приводит к аккумулированию эластазы легких и в конечном итоге к повреждению тканей, деструкции архитектуры легких, сильной легочной дисфункции и в конечном итоге к смерти. Дополнительный альфа-1-ИП может редуцировать вредные воздействия, связанные с чрезмерными количествами эластазы. В международной заявке WO 2005/027821 одного из заявителей настоящего изобретения описываются отвечающий требованию патентоспособности «новизна» состав очищенного, устойчивого, активного альфа-1-ингибитора протеиназ (альфа-1-ИП), предназначенный для внутривенного введения и ингаляции, и способ его приготовления. В этой заявке описывается аэрозольный состав, содержащий примерно от 10% примерно до 20% альфа-1-ИП. Содержание заявки WO 2005/027821 полностью ссылкой включается в настоящее описание.

В настоящее время альфа-1-ИП вводят внутривенно. Например, препараты альфа-1-ингибитора протеиназ для людей под товарными знаками Aralast®, Zemaira® и Prolastin® являются внутривенными составами, показанными для аугментационной терапии у пациентов, имеющих врожденную недостаточность альфа-1-ИП с клинически очевидной эмфиземой. Состав альфа-1-ИП для эффективного введения при ингаляции является крайне желательным и вместе с тем промышленно не выпускается, что связано с проблемами достижения соответствующего количества, необходимой дисперсии и активности белка. В международной заявке WO 2005048985 описываются составы, содержащие альфа-1-ИП, которые, кроме того, содержат стабилизирующий углевод, сурфактант и антиоксидант для стабилизации альфа-1-ИП для использования в качестве лекарственного средства, причем этот предпочтительно приготовлен для введения путем вдыхания.

Доставка фармацевтических составов в легкие

В международной заявке WO 01/34232 некоторых из заявителей настоящего изобретения, содержание которой полностью ссылкой включается в настоящее описание, описывается ингаляционный небулайзер, обеспечивающий большее количество аэрозоля при вдыхании при одновременном уменьшении потерь аэрозоля при выдыхании и остающегося лекарственного средства в баллончике небулайзера. Небулайзер содержит генератор аэрозоля, который распыляет жидкость через вибрирующую диафрагму с размерами частиц, которые эффективно доставляются в легкие. Этот небулайзер в настоящее время продается под торговым наименованием eFlow®. Классические струйные и ультразвуковые небулайзеры обладают недостатком потенциальной денатуризации активного средства высокими срезающими усилиями (струйные и ультразвуковые небулайзеры) и повышения температуры (ультразвуковые небулайзеры). eFlow® содержит механизм «мягкой» аэрозолизации, который минимизирует воздействие на лекарственное средство срезывающих напряжений путем снижения срезывающих напряжений и сокращения времени пребывания в областях срезывающих напряжений и не нагревает жидкий состав. В международных заявках WO 03/026832; WO 2004/014569; WO 2004/052436 и патенте США №5518179 описаны дальнейшие аспекты технологии eFlow®. Использование небулайзера, описанного в WO 01/34232, описывается на примере раствора сальбутамола/сульфата и суспензии будезонида. Альфа-антитрипсин перечислен как потенциальный активный ингредиент для использования в этом небулайзере.

В патенте США №6655379 раскрыты способ и устройство для доставки в легкие состава активного средства с инспираторным расходом активного средства менее 17 л/мин. Состав активного средства может быть в виде сухого порошка, в виде мелкодисперсного распыления или в виде аэрозолированных частиц в смеси с газом-вытеснителем. Это изобретение описывается на примере в конъюгации вдыхаемым порошком инсулина.

Таким образом, остается неудовлетворенной необходимость во вдыхаемых аэрозолях для удобной и эффективной доставки в легкие альфа-1-ИП в активной форме.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к системе и способам лечения болезней легких у пациента, нуждающегося в этом. Предлагаются система и способы для введения пациенту состава, содержащего альфа-1-ИП в виде аэрозоли. Аэрозоль создается мелкодисперсным распылением состава альфа-1-ИП в электронном небулайзере. В частности, небулайзером является электронный небулайзер eFlow®, описанный в международной заявке WO 01/34232, а состав альфа-1-ИП представляет собой готовый к применению раствор высокочистого активного альфа-1-ИП, описанный в международной заявке WO 2005/027821.

Предлагается ингаляционная система, обеспечивающая большие количества активного альфа-1-ИП в нужном месте тканей легких, что позволяет эффективно лечить болезни легких.

Настоящее изобретение частично основано на неожиданном открытии, что доставка в легкие состава, содержащего менее 10% (по массе/объему) альфа-1-ИП, распыленного в небулайзере eFlow®, является экономичной и эффективной. Состав альфа-1-ИП предпочтительно представляет собой готовый к применению стерилизованный жидкий состав, содержащий высокочистый активный альфа-1-ИП. Настоящее изобретение теперь показывает, что активность альфа-1-ИП после распыления остается на уровне выше 90% активности перед распылением, и, благодаря высокой чистоте состава, нет свидетельств димеров, олигомеров или агрегатов, образованных в аэрозоле альфа-1-ИП в результате процесса распыления. Кроме того, большинство капелек аэрозоля имеют размеры менее 5 мкм и, конкретнее, 1-4 мкм, что обеспечивает максимальный прием в периферийных областях легких. Преимущественно использование предлагаемой системы сокращает время ингаляции за счет высокого выходного расхода жидкости активного альфа-1-ИП в легкие.

Кроме того, высокая чистота и высокая активность альфа-1-ИП в сочетании с уникальными особенностями небулайзера, включая принцип «мягкой» аэрозолизации вибрирующей мембраной, который дает в результате низкие срезывающие напряжения на молекулы белка, обеспечивают высокую эффективность и безопасность. Готовый к применению устойчивый жидкий состав, содержащий высокочистый активный альфа-1-ИП, является удобным и обеспечивает повышенную точность дозировки по сравнению с лиофилизированными продуктами.

Несмотря на значительную работу, проведенную за последние десять лет, другие формы вдыхаемого альфа-1-ИП пока не оказались успешными. Сочетание эффективного устройства с быстрой доставкой и высокочистого активного альфа-1-ИП в готовом к применению жидком составе, упакованном в пузырьки с заданной дозой в еще большей степени обеспечивает принятие этого лекарственного средства пациентами по сравнению с внутривенным введением и предыдущими попытками лечения вдыхаемым альфа-1-ИП.

Соответственно, в одном аспекте настоящего изобретения предлагается система для лечения болезней легких, содержащая:

a) фармацевтический состав, содержащий очищенный, устойчивый, активный альфа-1-ингибитор протеиназ (альфа-1-ИП) в виде готового к применению стерильного раствора; и

b) ингаляционный небулайзер, содержащий:

i) аэрозольный генератор, содержащий контейнер для хранения жидкости, содержащий жидкий фармацевтический состав; диафрагму, имеющую первую сторону и противоположную вторую сторону, причем диафрагма имеет несколько отверстий, проходящих через нее с первой стороны ко второй стороне, причем первая сторона соединена с контейнером для хранения жидкости так, что жидкость, заправленная в контейнер для хранения жидкости, приходит в контакт с первой стороной диафрагмы; и вибратор, способный вибрировать диафрагму так, что жидкость, заправленная в контейнер для хранения жидкости, распыляется на второй стороне диафрагмы через отверстия диафрагмы;

ii) смесительную камеру, в которую аэрозольный генератор выталкивает указанный аэрозоль, причем смесительная камера находится в контакте со второй стороной диафрагмы;

iii) клапан вдоха, который открывается для притока окружающего воздуха в смесительную камеру во время фазы вдыхания и закрывается для предотвращения вытекания указанного аэрозоля из смесительной камеры во время фазы выдыхания; и

iv) клапан выдоха, который открывается для выпуска дыхательного воздуха пациента в окружение во время фазы выдыхания и закрывается для предотвращения притока окружающего воздуха во время фазы вдыхания;

отличающаяся тем, что фармацевтический состав распыляется ингаляционным небулайзером для образования аэрозольного состава.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления жидкий состав упаковывается предварительно стерилизованной разовой дозой.

В одном варианте осуществления альфа-1-ИП в фармацевтическом составе очищается из частично очищенной смеси белков посредством процесса, включающего стадию, на которой осуществляют хроматографию на нескольких ионообменных смолах, как описано в международной заявке WO 2005/027821 одного из заявителей настоящего изобретения. Как описано в том изобретении, альфа-1-ИП в фармацевтическом составе предпочтительно очищен из частично очищенной смеси белков посредством процесса, включающего стадию, на которой осуществляют хроматографию по меньшей мере на двух анионообменных смолах и по меньшей мере на одной катионообменной смоле.

В одном варианте осуществления концентрация альфа-1-ИП в фармацевтическом составе ниже 10% (масса/объем). В некоторых вариантах осуществления концентрация альфа-1-ИП находится в пределах между примерно 1% и примерно 5%, предпочтительно равна примерно 2%. В других вариантах осуществления рН фармацевтического состава находится в пределах 6,5-7,5. В еще одних вариантах осуществления фармацевтический состав не содержит стабилизатора белка.

В соответствии с одним вариантом осуществления очищенный альфа-1-ИП имеет чистоту по меньшей мере 90%. В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления очищенный альфа-1-ИП имеет чистоту по меньшей мере 95%, предпочтительнее по меньшей мере 99%. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления по меньшей мере 90% альфа-1-ИП находятся в активной форме.

В другом варианте осуществления масс-медианный диаметр распределения размера аэрозольных капель менее примерно 5 мкм; предпочтительно масс-медианный диаметр аэрозольных капель находится в пределах между примерно 1 мкм и примерно 4 мкм, предпочтительнее между примерно 2,0 мкм и примерно 3,5 мкм и наиболее предпочтительно между примерно 2,5 мкм и примерно 3,3 мкм.

Кроме того, установлено, что очень узкое распределение размеров частиц (о чем свидетельствуют удивительно низкие геометрические стандартные отклонения) обеспечивает направленную доставку лекарственного средства в глубокие легкие. В соответствии с одним вариантом осуществления геометрическое стандартное отклонение ниже примерно 2,0. В соответствии с другим вариантом осуществления геометрическое стандартное отклонение ниже примерно 1,7.

В соответствии с другим вариантом осуществления по меньшей мере 50%, предпочтительно 60%, предпочтительнее 70% и более заправленной номинальной дозы альфа-1-ИП растворяются в каплях, имеющих диаметр примерно от 1,1 мкм примерно до 4,7 мкм.

В соответствии с другим аспектом предлагается способ лечения болезней или нарушения легких, который включает следующие стадии:

стадию, на которой подготавливают систему, в которую включают (а) фармацевтический состав с содержанием очищенного, устойчивого, активного альфа-1-ингибитора протеиназ в виде готового к применению стерильного раствора; и (b) ингаляционный небулайзер, в который включают: i) аэрозольный генератор с контейнером для хранения жидкости с содержанием в нем жидкого фармацевтического состава; диафрагмой с первой стороной и противоположной второй стороной, причем диафрагму выполняют с несколькими отверстиями через нее с первой стороны ко второй стороне, причем первую сторону соединяют с контейнером для хранения жидкости так, что жидкость, которую заправили в контейнер для хранения жидкости, приводят в контакт с первой стороной диафрагмы; и вибратором для вибрирования диафрагмы так, что жидкость, которую заправили в контейнер для хранения жидкости, распыляют на второй стороне диафрагмы через отверстия диафрагмы;

ii) смесительную камеру, в которую аэрозольным генератором выталкивают указанный аэрозоль, причем смесительную камеру приводят в контакт со второй стороной диафрагмы;

iii) клапан вдоха, который открывают для притока окружающего воздуха в смесительную камеру во время фазы вдыхания и закрывают для предотвращения вытекания указанного аэрозоля из смесительной камеры во время фазы выдыхания; и

iv) клапан выдоха, который открывают для выпуска дыхательного воздуха пациента в окружение во время фазы выдыхания и закрывают для предотвращения притока окружающего воздуха во время фазы вдыхания;

отличающийся тем, что фармацевтический состав распыляют ингаляционным небулайзером для образования аэрозольного состава; и

стадию, на которой нуждающемуся в этом пациенту вводят терапевтически эффективное количество аэрозольного состава с содержанием альфа-1-ингибитора протеиназ доставочным средством указанной системы.

В одном варианте осуществления пациенту могут доставлять по меньшей мере 50% заправленной номинальной дозы альфа-1-ИП, предпочтительно 60% и предпочтительнее 70% или более альфа-1-ИП. В соответствии с одним в настоящее предпочтительным вариантом осуществления альфа-1-ИП адсорбируют тканями легких пациента.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления болезнь или нарушение легких выбирают из группы, состоящей из эмфиземы, включая наследственную эмфизему; хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ);

бронхоэктаза (хронического расширения бронхов и (или) бронхиол); фиброзных болезней или нарушений, включая кистозный фиброз, интерстициальный фиброз и саркоидоз легких; туберкулеза; и болезней легких, вторичных ВИЧ.

Альфа-1-ИП необходим для уравновешивания избыточной концентрации нейтрофильной эластазы, присутствующей в эпизодах воспаления и стресса, возникающих при болезнях легких на стадии обострения. Большие количества активного альфа-1-ИП, которые могут доставляться в ткань легких предлагаемыми системой и способом, делают их очень подходящими для лечения болезней легких на стадии обострения.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления система и (или) способ используется для лечения болезней легких на стадии острого обострения болезни. В соответствии с одним вариантом осуществления болезнь выбирается из группы, состоящей из эмфиземы, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), бронхоэктаза, других паренхиматических или фиброзных болезней легких, включая кистозный фиброз, интерстициальный фиброз и саркоидоз легких, туберкулеза; и болезней легких, вторичных ВИЧ.

В одном варианте осуществления пациентом является человек. Пациентом-человеком может быть взрослый, ребенок постарше или малолетний ребенок.

Эти и другие варианты осуществления настоящего изобретения станут очевидными из последующего описания и формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

На чертеже представлен профиль доставки лекарственного средства с альфа-1-ИП после имитации дыхания.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаются система и способы лечения болезни легких у пациента, нуждающегося в этом, с введением готового к применению жидкого фармацевтического состава, содержащего очищенный, устойчивый, активный альфа-1-ингибитор протеиназ (альфа-1-ИП) в виде аэрозоля, создаваемого путем распыления на мелкодисперсные частицы состава альфа-1-ИП, особенно путем распыления на мелкодисперсные частицы состава с альфа-1-ИП в небулайзере eFlow®.

Маршрут ингаляции для лечения респираторных заболеваний обладает несколькими преимуществами над иными маршрутами введения, особенно внутривенным введением: доставка ингаляцией направлена на участок-мишень, так что системная абсорбция является пренебрежимо малой, и побочные эффекты сведены к минимуму; он требует меньших терапевтических доз и, таким образом, является более доступным; он обеспечивает быстрое облегчение симптомов и ожидаемую хорошую переносимость; он представляет собой более удобную форму для пациентов, и поэтому ожидается более широкое принятие его пациентами; и он снижает расходы на лечение как результат эффективного использования дорогого лекарственного средства с использованием устойчивого, очищенного альфа-1-ИП с высокоэффективным небулайзером, таким как eFlow®.

В принципе, терапевтически эффективная система для доставки в легкие аэрозольного альфа-1-ингибитора протеиназ будет проявлять следующие свойства:

1. Капли аэрозоля сохраняют высокую активность альфа-1-ингибитора:

желательна активность выше 90%;

2. Распыление не промотирует димеризацию, олигомеризацию или агрегацию альфа-1-ИП;

3. Медианный размер капель аэрозоля менее 5 мкм;

4. Вдыхаемая фракция не менее 80%;

5. Очень низкое баллистическое количество движения, характеризующееся тем, что в индукционном порте (т.е. искусственной ротовой части глотки) каскадного импактора могут захватываться менее 2% лекарственного средства, растворенного или диспергированного в каплях аэрозоля.

6. Короткое, разовое время лечения примерно 10 минут или менее.

Предлагается система, содержащая чистый альфа-1-ИП, доставляемый посредством небулайзера eFlow®, проявляющая, inter alia, вышеупомянутые преимущественные свойства. Кроме того, предлагается жидкий состав, содержащий альфа-1-ИП в концентрации менее 10% по массе на объем, предпочтительно готовый к применению жидкий состав.

Высокая активность и чистота состава с альфа-1-ИП в сочетании с механизмом мягкой мембранной аэрозолизации обеспечивают доставку высокоактивного альфа-1-ИП. Готовый к применению устойчивый жидкий состав удобен для пользования и облегчает проблему приготовления доз и точности дозировки.

Термины и определения

Для того чтобы это изобретение можно было легче понять, ниже приводятся следующие термины и их определения.

В значении, используемом в тексте настоящего описания, термин «альфа-1-ингибитор протеиназ (альфа-1-ИП)», известный также как альфа-1-антитрипсин (альфа-1-AT), означает гликопротеин, продуцируемый печенью и секретируемый в кровеносную систему. Альфа-1-ИП принадлежит семейству ингибиторов сериновых протеиназ (серпинов) - протеолитических ингибиторов. Этот гликопротеин состоит из одной полипептидной цепи, содержащей один цистеиновый остаток и 12-13% углеводов от общей молекулярной массы. Альфа-1-ИП имеет три участка (сайта) N-гликозилирования в остатках 46, 83 и 247 аспарагина, которые заняты смесями цепочек гликанов сложного типа, состоящих из двух и трех ветвей. Это приводит к нескольким изоформам альфа-1-ИП, имеющим изоэлектрическую точку в пределах 4,0-5,0. Моносахариды, из которых построены гликаны, включают N-ацетилглюкозамин, маннозу, галактозу, фукозу и сиаловую кислоту. Альфа-1-ИП служит в качестве псевдосубстрата для эластазы; эластаза атакует реактивную центральную петлю молекулы альфа-1-ИП, расщепляя связь между остатками метиониназ 58 - сериназ 59 с образованием комплекса альфа-1-ИП - эластаза.

Термин "гликопротеин" в значении, используемом в тексте настоящего описания, относится к белку или пептиду с ковалентной связью с углеводом. Углевод может быть мономерным или состоящим из олигосахаридов.

Термин «небулайзер eFlow®» означает небулайзер, описанный в международной заявке WO 01/34232. Термин «ингаляционный небулайзер» означает небулайзер, содержащий основные элементы небулайзера eFlow и любого эквивалентного небулайзера. Термины «доставка в легкие» и «респираторная доставка» означают доставку альфа-1-ИП пациенту путем ингаляции через рот и в легкие.

Термины «лечить» и «лечение» включают в себя предупреждение, ослабление, улучшение состояния, остановку, сдерживание, замедление или реверсирование развития или снижение тяжести патологических состояний, описанных выше. Как таковые, эти способы включают медицинское терапевтическое (при острых заболеваниях) и профилактическое (для предупреждения) введение в зависимости от обстоятельств.

Термин «кистозный фиброз» или «КФ» означает рецессивно наследственное по аутосоме нарушение, вызванное мутациями в генном кодировании регулятора мембранной проводимости хлорных каналов (CFTR).

Термин "эмфизема" означает патологическое состояние легких, при котором происходит снижение дыхательной функции и часто бездыханность из-за аномального увеличения размера воздушных пространств, вызванного необратимым расширением альвеол и (или) деструкцией альвеолярных стенок нейтрофильной эластазой.

Термин "ХОБЛ или "хроническая обструктивная болезнь легких" означает болезнь легких, характеризующуюся обструкцией потока воздуха, мешающей нормальному дыханию. ХОБЛ занимает четвертое место среди основных причин смерти в Америке, отобрав в 2002 году жизни 120 000 американцев. Курение является основным фактором риска для ХОБЛ: приблизительно 80-90% смертей от ХОБЛ вызываются курением.

Термин "бронхоэктаз" означает врожденное или приобретенное нарушение, связанное с аномальным расширением бронх и (или) бронхиол с деструкцией стенок бронх и (или) бронхиол и трансмуральным воспалением. Наиболее серьезным функциональным результатом измененной анатомии дыхательных путей является сильно ухудшенный клиренс секреций из бронхиального дерева.

Термин "туберкулез" или "ТБ" означает болезнь, вызванную бактериями М. tuberculosis. ТБ является переносимой по воздуху хронической бактериальной инфекцией.

В значении, используемом в тексте настоящего описания, термин "обострение" означает усиление тяжести симптомов в ходе течения болезни, связанное в основном с ухудшением качества жизни. Обострения часто происходят у пациентов с хроническими болезнями легких и особенно у пациентов с недостаточностью альфа-1-ИП. По определению, обострения - это просто ухудшение и (или) усиление симптомов.

Эмфизема и недостаточность альфа-1-ИП

Эмфизема - это патологическое состояние легких, отмеченное аномальным увеличением размера воздушных пространств, приводящим к усиленному дыханию и повышенной подверженности инфекции. Она может вызываться необратимым расширением альвеол или деструкцией альвеолярных стенок. Врожденная эмфизема, известная также как недостаточность альфа-1-антитрипсина или наследственная эмфизема, является генетическим нарушением, которое повышает риск развития самых разных болезней, включая эмфизему легких и цирроз печени. Она вызывается мутацией гена, колирующего для альфа-1-ИП - основного ингибитора сериновых протеиназ организма или серпина. Этот ген находится в длинном плече хромосомы 14 генома человека. Генетическая недостаточность может привести к угрожающей жизни болезни печени у детей и взрослых или к болезни легких у взрослых. В своей классической форме наследственная мутация гена альфа-1-ИП вызывает нарастание аномального альфа-1-ИП в гепатоцитах печени. Печень является основным источником циркуляции альфа-1-ИП, и эта проблема транспорта приводит к низким уровням альфа-1-ИП в крови и ткани. Существуют различные мутации гена альфа-1-ИП, большинство из которых ассоциированы недостаточностью в циркулирующем альфа-1-ИП. Кроме того, идентифицированы генотипы, которые приводят к продуцированию белка, который является дисфункциональным как ингибитор эластазы, и создают повышенный риск эмфиземы, но при нормальном уровне высвобождаются в циркуляцию. По оценкам только в США насчитывается приблизительно 100000 лиц с сильной недостаточностью и примерно миллион носителей по меньшей мере одного дефицитного гена для альфа-1-ИП, и подобное число предположено для населения Европы (источник - Sandhaus 2004, supra). Классическая протеиназная модель патогенеза врожденной эмфиземы была основана на неспособности организма нейтрализовать связанную с эластазой энзиматическую активность, причем эластаза высвобождается из полиморфноядерных лейкоцитов, привлеченных в альвеолы легких при инфекциях. Исходя из характера инициирующего события и клеточной физиологии альфа-1-ИП как ингибитора эластазы, недавно было высказано предположение, что альфа-1-ИП функционирует также как острофазный реагент.

Кистозный фиброз

В соответствии с другим вариантом осуществления предлагаемый способ используют для лечения болезней и нарушений легких, связанных с кистозным фиброзом.

Дефект мембран, вызванный мутацией CFTR, приводит к хроническому воспалению и инфекции легких. Хроническая инфекция нижних дыхательных путей провоцирует персистентный воспалительный отклик в дыхательных путях, приводящий к хронической обструктивной болезни. По мере уменьшения резервов легких пациенты с КФ становятся подверженными эпизодам обострения, характеризующегося ухудшением симптомов респираторной инфекции, особенно Pseudomonas aeruginosa, сопровождаемым резким снижением функции легких.

Утрата функции легких является основной причиной смерти у пациентов, страдающих кистозным фиброзом. Пациенты с объемом форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ1) ниже 30% их прогнозируемого значения имеют смертность в течение 2 лет более чем 50%. Нынешний показатель смертности составляет 1,2 смерти на 100 пациентов в год; среднее выживание - 32 года. Из смертей, причина которых была указана, 94% были вызваны кардиореспираторной недостаточностью. Респираторная недостаточность характеризуется усилением одышки, гипоксемией и повышением артериального парциального давления окиси углерода (РСО₂). На протяжении своей жизни пациенты с КФ ограничены в своей повседневной деятельности по причине редуцированной функции легких и постоянных инфекций легких как результат их состояния.

Одним из основных побочных эффектов хронической инфекции, связанной с КФ, является хроническое присутствие фагоцитарных нейтрофилов в легких в ответ на бактериальные инфекции и высвобождение различных хемоаттрактантов. Эти лейкоциты секретируют эластазу, которая обладает потенциалом разрушения эластичной ткани легких. Кроме того, показано, что нейтрофилы пациентов с КФ пребывают в состоянии повышенной способности к реагированию и обычно активнее дегранулируют, высвобождая разрушающую ткань эластазу. Таким образом, пациенты с КФ имеют состояние нерегулированной воспалительной реакции, которая нарушает нормальный баланс протеаза (эластаза)/антипротеаза (альфа-1-ИП), приводя к аккумулированию эластазы легких и в конечном итоге к повреждению тканей.

Результаты предыдущих исследований показали, что во многом повреждение легких при кистозном фиброзе является результатом присутствия не нейтрализованной эластазы и других протеаз. Этот аномальный цикл является деструктивно самоувековечивающимся и самораспространяющимся:

повышенный уровень эластазы приводит к рекрутменту большего числа нейтрофилов в легкие, которые в свою очередь секретируют дополнительные протеазы. Этот цикл в еще большей степени нарушает нормальный баланс протеаза (эластаза)/антипротеаза, приводя к деструкции архитектуры легких, сильной легочной дисфункции и в конечном итоге к смерти. Высказано предположение, что добавка дополнительного альфа-1-ИП может редуцировать вредные воздействия, ассоциированные с избыточными количествами эластазы.

Предпочтительно альфа-1-ИП вводится пациентам, страдающим кистозным фиброзом путем ингаляции. Ранее показано (McElvaney et al, 1991), что аэрозолированный альфа-антитрипсин, вводимый пациентам с кистозным фиброзом, суппрессирует нейтрофильную эластазу в жидкости, выстилающей эпителий легких, восстанавливает способность подавлять нейтрофильную эластазу в жидкости, выстилающей эпителий легких, и реверсирует ингибиторное действие жидкости, выстилающей эпителий легких, на способность нейтрофилов эффективно бороться с инфекцими Pseudomonas. Преимущественно аэрозольные составы, содержащие активный альфа-1-ИП, можно легко создавать, используя предлагаемую систему.

Бронхоэктаз

Бронхоэктаз - это аномальное расширение проксимальных средних бронхов (>2 мм в диаметре), вызванное деструкцией мышечных и эластичных компонентов бронхиальных стенок. Он может быть врожденным или приобретенным.

Врожденный бронхоэктаз обычно поражает малолетних детей и детей более старшего возраста и является результатом задержки в развитии бронхиального дерева. Более распространенные приобретенные формы встречаются у взрослых и детей постарше и связаны с инфекционным поражением, нарушением оттока, обструкцией дыхательных путей и (или) нарушением защитных сил организма. Это приводит к повреждению мышечных и эластичных компонентов бронхиальной стенки от провоцирующего инфекционного фактора и ответа организма-хозяина. Последний может частично опосредоваться воспалительными цитокинами, оксидом азота и нейтрофильными протеазами. Кроме того, может повредиться перибронхиальная альвеолярная ткань, что приводит к диффузному перибронхиальному фиброзу.

Результатом является аномальное расширение бронх и (или) бронхиол с деструкцией стенок бронх и (или) бронхиол и трансмуральным воспалением. Наиболее серьезным функциональным результатом измененной анатомии дыхательных путей является сильно ухудшенный клиренс секреций из бронхиального дерева.

Туберкулез

Недавно туберкулез (ТБ) снова стал одной из проблем здравоохранения. Большинство людей, инфицированных Mycobacterium tuberculosis, дают пристанище этой бактерии без симптомов, но у многих развивается активный туберкулез. Каждый год у 8 миллионов людей в мире развивается активный туберкулез и 3 миллиона умирают.

Число случаев туберкулеза резко сократились в 1940-х и 1950-х годах, когда впервые были введены эффективные антибиотикотерапии туберкулеза. В 1985 году число случаев активного туберкулеза в Соединенных Штатах начало снова расти. За спиной возрождения туберкулеза стояли несколько сил, часто взаимосвязанных. Например, особенно подвержены активному туберкулезу лица с ВИЧ/СПИД.

Еще одним факторов в возрождении этой болезни является широкая лекарственная устойчивость М. tuberculosis. Туберкулез с широкой лекарственной устойчивостью (ШЛУ-ТВ) лечить намного труднее. Для лечения ШЛУ-ТВ часто требуется использование специальных противотуберкулезных лекарственных средств, все из которых дают серьезные побочные эффекты. Для того чтобы лечить ШЛУ-ТВ, пациентам, возможно, приходится принимать несколько антибиотиков, по меньшей мере три, на которые бактерии еще реагируют, каждый день в течение времени до двух лет. Но даже при таком лечении примерно 40% больных ШЛУ-ТВ умирают, что происходит и в случае больных со стандартным ТБ, которые не получают лечение. Этим больным необходима паллиативная терапия.

Приготовление альфа-1-ИП

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предлагается очищенный устойчивый состав альфа-1-ИП. Предпочтительно предлагается жидкий состав очищенного, устойчивого альфа-1-ИП. В международной заявке WO 2005/027821 одного из заявителей настоящего изобретения предлагаются фармацевтические составы, содержащие очищенный, устойчивый, активный альфа-1-ИП в виде готового к применению стерильного раствора. Кроме того, в WO 2005/027821 предлагается способ, который объединяет удаление загрязняющих веществ (например, липидов, липопротеинов и других протеинов) и отделение активного от неактивного альфа-1-ИП последовательными стадиями хроматографии. Способ, раскрытый в этом изобретении, пригоден для широкомасштабного производства альфа-1-ИП.

В качестве смеси белков, из которой очищают альфа-1-ИП, предпочтительно используют пасту фракции IV-1 Коэна, но могут включать и другие фракции Коэна, отдельно или в сочетании; плазму человеческой крови; фракции плазмы; или любой белковый препарат с содержанием альфа-1-ИП. Например, этот способ применим для очистки рекомбинантного человеческого альфа-1-ИП из молока трансгенных животных.

В этом случае применения смесь белков, содержащую альфа-1-ИП, диспергируют в водной среде, предпочтительно в воде, с отношением между примерно 20 и примерно 35 литров примерно на 1 кг исходного материала, предпочтительно пасты фракции IV-1 Коэна. рН дисперсии корректируют до пределов рН примерно от 8,0 примерно до 9,5. Корректировкой рН стабилизируют альфа-1-ИП и способствуют растворению альфа-1-ИП в этой дисперсии, тем самым повышая выход продукта. Для повышения растворимости альфа-1-ИП диспергирование могут проводить при повышенной температуре +30-40°С.

Особенным преимуществом этого способа является элиминация загрязнителей или побочных продуктов, которые в противном случае снижают эффективность процессов очистки альфа-1-ИП. В частности, препараты пасты фракции IV-1 Коэна содержат значительное количество липопротеина Аро А-1, который уменьшает поток через колонку и снижает производительность при очистке. В препарате пасты присутствуют и другие нежелательные белки, такие как альбумин и трансферрин. Удаление части этих загрязнителей в соответствии с изобретением, описанное в заявке WO 2005/027821, выполняют в две стадии: (а) стадию, на которой средством для удаления липидов удаляют загрязняющие липиды и липопротеины, и (b) стадию, на которой из водной дисперсии с содержанием альфа-1-ИП осаждают часть загрязняющего белка. Удаление загрязняющих белков без потери альфа-1-ИП позволяет значительно уменьшить размеры оборудования, например размер колонки.

Образовавшийся осадок могут отделять обычным способо