Альфа-1-антитрипсин для лечения эпизодов обострения болезней легких

Альфа-1-антитрипсин для лечения эпизодов обострения болезней легких

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способам лечения периодов обострения болезней легких, в частности хронических обструктивных болезней легких, путем введения альфа-1-антитрипсина (ААТ) и, в частности, путем введения ААТ ингаляцией.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Хронические обструктивные болезни легких (ХОБЛ)

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) - это болезненное состояние, характеризующееся обструкцией потока воздуха, не полностью обратимой. Обструкция потока воздуха обычно является прогрессирующей и ассоциированной с аномальной воспалительной реакцией легких на вредные частицы или газы. Этому лежащему в основе явлению аномальной воспалительной реакции и связанным с ней процессам можно приписать симптомы, функциональные аномалии и осложнения ХОБЛ.

Характеристика хронических обструкций потока воздуха при ХОБЛ вызывается сочетанием болезни мелких дыхательных путей (обструктивный бронхолитиаз) и паренхиматозная деструкция (эмфизема), относительный вклад которых у разных больных отличается. Хроническое воспаление вызывает реструктурирование (ремоделирование) и сужение мелких дыхательных путей. Деструкция паренхимы легких, в том числе и воспалительными процессами, приводит к утрате прикреплений альвеол к мелким дыхательным путям и ослаблению эластической тяги легкого; эти изменения снижают способность дыхательных путей оставаться открытыми при выдохе.

В дополнение к воспалению, важными в патогенезе ХОБЛ считаются еще два других процесса: дисбаланс протеиназ и антипротеиназ в легком и окислительный стресс. Эти процессы сами могут быть следствиями воспаления или могут возникать из окружения (например, соединения окислителей в сигаретном дыме) или генетических факторов (например, недостаточность альфа-1-антитрипсина).

Прогрессирующее течение ХОБЛ осложняется эпизодами обострений, которые имеют много причин и по мере прогрессирования болезни происходят с нарастающей частотой. Наиболее распространенными причинами обострения являются инфекция трахеобронхиального дерева и загрязнение воздуха, но причину примерно трети наблюдаемых тяжелых обострений установить невозможно. Эффект обострений может быть очевиднее у пациента со слабой и умеренной формами болезни, и показано, что все большее число обострений коррелирует с уменьшением передачи газа при выдохе. Обострения можно лечить дома, но очень часто они требуют медицинского вмешательства и госпитализации. Больничная смертность пациентов, поступивших с обострением ХОБЛ, составляет приблизительно 10%, и показатель многолетнего выживания низок. За год смертность достигает 40%, а для больных старше 65 лет этот показатель даже выше (до 59%) (Глобальная стратегия диагностики, лечения и профилактики ХОБЛ (GOLD), пересмотренная в 2004 г.).

Альфа-1-антитрипсин и болезни легких

Альфа-1-антитрипсин (ААТ), известный также как альфа-1-ингибитор протеиназ (альфа- 1-ИП) и ингибитор сериновых протеиназ, представляет собой выделенный из плазмы белок, относящийся к группе ингибиторов сериновых протеиназ. ААТ синтезируется, главным образом, в печени и в меньшей степени в других клетках, включая макрофаги, кишечные эпителиальные клетки и кишечные клетки Панета. В печени ААТ вначале синтезируется как белок-предшественник с молекулярной массой 52 кД, который впоследствии претерпевает посттрансляционное гликозилирование в трех остатках аспарагина, а также сульфирование тирозина. Результирующий белок секретируется как нативный гликопротеин с одной цепью молекулярной массой 55 кД. ААТ играет роль в управлении деструкции тканей эндогенными сериновыми протеиназами и является наиболее превалирующим ингибитором сериновых протеиназ в плазме крови. ААТ ингибирует inter alia ("среди прочих" - лат.) трипсин, химотрипсин, различные типы эластаз, кожную коллагеназу, ренин, урокиназу и протеазы полиморфноядерных лейкоцитов.

Недостаточность ААТ - это генетическое состояние, повышающее риск развития самых разных болезней, включая эмфизему легких (Laurell и Eriksson Scand J Clin lab Inves 1963. 15:132-140). Она вызывается мутациями в кодирующем гене ААТ (гене ингибитора протеиназ (ИП)). Распознаны свыше 100 разных аллельных вариантов генотипа ПИ, из которых 34, как установлено, связаны с количественной или функциональной недостаточностью циркулирующего ААТ. На данный момент полностью приемлемого объяснения генетической вариации гена ПИ нет (Sandhaus RA Thorax 2004. 59:904-909).

Одна их эндогенных ролей ААТ заключается в регулировании активности нейтрофильной эластазы, которая разрушает гетерологичные белки, присутствующие в легких. При отсутствии достаточных количеств ААТ эластаза разрушает ткань легких, что со временем приводит к хроническому повреждению ткани легких и эмфиземе. Последствием низких уровней ААТ в жидкости, выстилающей эпителий нижних дыхательных путей лиц с недостаточностью ААТ, является недостаточный защитный экран антинейтрофильной эластазы легких, и поэтому нейтрофильная эластаза может беспрепятственно поражать и разрушать альвеолярные структуры. Результирующее повреждение легких в значительной степени ускоряется курением сигарет и является необратимым.

Исходя из патологии недостаточности ААТ высказано предположение, что дисбаланс между протеиназами и антипротеиназами приводит к деструкции легких, причем этот дисбаланс может обуславливаться либо повышенным продуцированием или повышенной активностью протеиназ, либо инактивацией или редуцированным продуцированием антипротеиназ. У людей с нормальной активностью ААТ этот дисбаланс может быть последствием воспаления, вызванного вдыханием вредных веществ, окислительного стресса и, возможно, других факторов риска ХОБЛ.

Высказано предположение, что стойкое повреждение ткани легких из-за дисбаланса между протеиназами и антипротеиназами, даже если умеренное, приводит к неспособности тканей легких очищаться от инфекции и вызывает цикл повторных обострений и нарастающее повреждение. Этот ход событий подчеркивает важность избежания повторяющихся обострений, даже слабого воспаления легких. Нидхэм (Needham) и Стокли (Stockley) (Thorax 2004. 59:441-445) установили, что 54% из 254 обследованных пациентов с недостаточностью ААТ в течение 12 месяцев имели один или несколько эпизодов обострения. Большинство пациентов с недостаточностью ААТ, связанной с ХОБЛ, имеют в год два-три обострения, треть из которых связана с вирусными инфекциями (Anthonisen N R. N 2002. Engl J Med. 347(7):526-527; Needham, 2004, supra). Показано, что периоды обострений коррелируют с ухудшением функции легких. Это явление полностью согласуется с клинической картиной, наблюдаемой у многих людей с недостаточностью ААТ, которые имеют повторные эпизоды обострений верхних дыхательных путей, инфекции легких и ухудшение со временем функции легких.

Терапевтическое применение ААТ

В настоящее время ААТ находит терапевтическое применение для лечения эмфиземы легких у пациентов, которые имеют недостаточность ААТ. Очищенный ААТ утвержден для заместительной терапии (известной также как «аугментационная терапия») у этих пациентов.

Кроме того, ААТ в распыленном виде 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 ААТ. Известно, что ААТ 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 (ААТ). 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 ААТ может редуцировать вредные воздействия, связанные с чрезмерными количествами эластазы. Недавно показано, что ингаляция ААТ пациентам с КФ повышает уровни ААТ и снижает уровни активности эластазы, количество нейтрофилов, провоспалительных цитокинов и количества Pseudomonas, но не оказывает действия на функцию легких (Matthias G. et al., ERJ Express. 2006. DOI: 10.1183/09031936.00047306).

В международной заявке WO 2005/027821 одного из заявителей настоящего изобретения описываются отвечающий требованию патентоспособности «новизна» состав очищенного, устойчивого, активного альфа-1-антитрипсина (ААТ), предназначенный для внутривенного введения и ингаляции, способ его приготовления и его использование для лечения болезни легких, включая эмфизему легких и ассоциированную с КФ болезнь или легочное нарушение. Содержание заявки WO 2005/027821 полностью ссылкой включается в настоящее описание.

В настоящее время ААТ вводят внутривенно. Например, препараты ААТ для людей под товарными знаками Aralast®, Zemaira®, Prolastin®, Trypsone® и Alfalastin являются внутривенными составами, показанными для аугментационной терапии у пациентов, имеющих врожденную недостаточность ААТ с клинически очевидной эмфиземой.

Хотя использование заместительной терапии несомненно способствует здоровью и улучшенному количеству жизни людей с недостаточностью ААТ, при лечении болезни по-прежнему остаются серьезные проблемы. Помимо неопределенности эффективности терапии, ААТ имеется в ограниченном количестве, в то время как использование внутривенного замещения требует больших количеств этого белка. Заместительная терапия может дать меньшие частоту и тяжесть периодов обострения как результат спада функции легких у некоторых пациентов; однако она не представляет собой адекватное средство для лечения больных с недостаточностью ААТ в период обострения.

Показано, что во многих случаях заболеваемость, испытываемая больными с недостаточностью ААТ, является, главным образом, результатом обострения, а не самой болезни. Поэтому есть значительная клиническая потребность в лечении, которое может адекватно ответить на состояние пациента, а не просто обеспечить симптоматическое лечение, и предотвратить потенциально ускоренное ухудшение здоровья пациентов из-за обострения.

Организация GOLD (Глобальная инициатива по хронической обструктивной болезни легких) выдала рекомендации относительно лечения ХОБЛ в общем, которые включают inter alia ("среди прочих" - лат.), профилактику и лечение эпизодов обострения.

Таким образом, остается неудовлетворенной необходимость в средствах для лечения болезней легких в периоды обострений у пациентов с недостаточностью ААТ, а также у людей с нормальным продуцированием ААТ, и было крайне желательным иметь такие средства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способам лечения болезней легких в периоды обострения. В частности, предлагаются способы лечения болезней легких, включая болезни легких, связанные с недостаточностью альфа-1-антитрипсина, путем введения ААТ ингаляцией.

В настоящем изобретении впервые раскрыто, что периоды обострений болезней легких можно эффективно лечить путем введения в легкие пациента, нуждающегося в этом, терапевтически эффективного количества ААТ, особенно путем введения ААТ ингаляцией. Введение ААТ ингаляцией может быть единственным лечением или в дополнение к заместительной терапии с внутривенным введением ААТ.

Таким образом, в соответствии с одним аспектом, предлагается способ лечения обострения болезни или легочных нарушений пациента, нуждающегося в этом, включающий стадию, на которой в легкие пациента, нуждающегося в этом, вводят терапевтически эффективное количество альфа-1-антитрипсина (ААТ). В соответствии с одним вариантом осуществления, ААТ вводят в легкие путем ингаляции.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, болезнь или легочные нарушения выбирают из группы, в которую включают эмфизему, хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ); бронхоэктазу (хроническое расширение бронхов и (или) бронхиол), паренхиматические или фиброзные болезни или легочные нарушения, включая кистозный фиброз, интерстициальный фиброз и саркоидоз легких, туберкулез и болезни легких, вторичные ВИЧ.

В соответствии с другими вариантами осуществления, болезнь или легочное нарушение связана или связано с недостаточностью ААТ. В соответствии с одним вариантом осуществления, болезнью легких является врожденная эмфизема.

ААТ могут использовать в самых разных формах, включая очищенный природный ААТ и рекомбинантный ААТ.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, ААТ очищают из неочищенной смеси белков посредством процесса, включающего стадию, на которой осуществляют хроматографию на нескольких ионообменных смолах, как описано в международной заявке WO 2005/027821 заявителя настоящего изобретения. Как описано в том изобретении, ААТ предпочтительно очищают из неочищенной 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 соответствии с одним вариантом осуществления, ААТ очищают до чистоты по меньшей мере 90%. В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления, ААТ очищают до чистоты по меньшей мере 95%, предпочтительнее, по меньшей мере до 99%. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, по меньшей мере 90% ААТ приготавливают в активной форме.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, ААТ приготавливают в виде фармацевтического состава. В соответствии с одним вариантом осуществления, этот фармацевтический состав приготавливают в виде водного раствора. В соответствии с другим вариантом осуществления, фармацевтический состав приготавливают в виде порошка. В соответствии с еще одним вариантом осуществления, фармацевтический состав приготавливают без стабилизатора. В соответствии с одним, в настоящее время предпочтительным, вариантом осуществления, фармацевтический состав с содержанием очищенного ААТ приготавливают в виде готового к применению водного стерильного раствора. В соответствии с одним вариантом осуществления, состав приготавливают с рН в пределах 6,5-7,5.

Настоящее изобретение частично основано на открытии, что доставка ААТ в легкие является экономичной и эффективной для лечения болезней легких вообще и обострений респираторных симптомов в частности. Не вдаваясь в какую-либо конкретную теорию или механизм действия, эту эффективность можно приписать прямой доставке ААТ на участок его действия, т.е. эти эффективные количества легко достигают этого участка для устранения острого протеазно-антипротеазного дисбаланса, развившегося в период обострения.

Для того чтобы ввести путем ингаляции, ААТ удобно доставляют в виде аэрозоля из упаковки под давлением или небулайзера. Распыляемый состав ААТ могут приготавливать в виде сухого порошка, раствора или суспензии, подлежащей распылению, или могут включать в смесь с подходящим высоко летучим газом-вытеснителем с низкой точкой кипения, такого как, например, дихлордифторметан, трихлорфторметан, дихлортетрафторфторэтан или двуокись углерода. В случае аэрозоля под давлением единицу дозировки могут определять, предусматривая устройство с клапаном для доставки дозированного количества. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, предлагаемые способы включают стадию, на которой вводят ААТ в виде аэрозоля, который создают путем распыления готового к применению стерилизованного жидкого состава с содержанием высокочистого активного ААТ.

Для получения аэрозоля с содержанием ААТ могут использовать разные типы небулайзеров, но при условии, что небулайзером могут доставлять достаточно большие количества активного ААТ для проявления его терапевтической активности.

Предпочтительно, активность ААТ после распыления оставляют на уровне 90% его активности перед распылением и не образуют димеров, олигомеров или агрегатов в аэрозоли ААТ как результат процесса распыления. Кроме того, крупные капли аэрозоля обычно осаждаются, главным образом, в дыхательном горле и верхних дыхательных путях. Для максимального приема в периферийных областях легких, включая альвеолы легких, масс-медианный диаметр капель (рассчитанный по распределению размеров капель, определенному измерениями методом лазерной дифракции) должен быть не менее 5 мкм.

Очищенный активный ААТ, предлагаемый заявителем настоящего изобретения, очень подходит для использования средствами распыления. Кроме того, жидкий состав является удобным и обеспечивает повышенную точность дозировки по сравнению с лиофилизированными продуктами.

В соответствии с одним вариантом осуществления, в качестве фармацевтического состава с содержанием ААТ используют готовый к применению жидкий состав. В соответствии с другим вариантом осуществления, жидкий состав получают перерастворением порошкового препарата ААТ в жидкую среду. В соответствии с одним в настоящее время предпочтительным вариантом осуществления, в качестве жидкого состава используют готовый к применению жидкий состав с содержанием очищенного устойчивого ААТ.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, концентрацию ААТ в фармацевтическом составе выбирают в пределах 5-100 мг/мл (0,5-10% массовых частей к объемным). В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, пациенту могут доставлять по меньшей мере 50% заправленной номинальной дозы ААТ. Предпочтительно, пациенту доставляют 60% и, предпочтительнее, 70% или более заправленной номинальной дозы ААТ.

В соответствии с одним вариантом осуществления, пациентом выбирают человека. Как пациента-человека могут выбирать взрослого, ребенка постарше и малолетнего ребенка.

Частота лечения с применением ААТ и длительность каждой ингаляции будут зависеть от характеристик лечимого лица (возраст, вес и т.п.), а также от характеристик лечимой болезни легких. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, ингаляцию осуществляют в течение примерно 5-15 минут, предпочтительно, примерно 10 минут. В соответствии с другими вариантами осуществления, лекарственное средство вводят не реже раза в неделю в период обострения. В соответствии с другими вариантами осуществления, лекарственное средство вводят не реже двух раз в неделю, предпочтительно, не реже одного раза в день, в период обострения.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, введение ААТ в течение эпизода обострения в соответствии с настоящим изобретением осуществляют в сочетании по меньшей мере с одной дополнительной терапией. В соответствии с одним вариантом осуществления, эту дополнительную терапию выбирают из группы, в которую включают антибиотикотерапию, введение бронходилататоров и противовоспалительную терапию, иную, нежели ААТ-терапия. В соответствии с другим, в настоящее время предпочтительным, вариантом осуществления, в качестве дополнительной терапии используют внутривенное введение ААТ.

Эти и другие цели, отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут ясными из последующего описания.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Термины и определения

В значении, используемом в тексте настоящего описания, термин "альфа-1-антитрипсин" (ААТ) означает гликопротеин, продуцируемый печенью и секретируемый в кровеносную систему. ААТ 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. ААТ 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 ААТ, имеющим изоэлектрическую точку в пределах 4,0-5,0. Моносахариды, из которых построены гликаны, включают N-ацетилглюкозамин, маннозу, галактозу, фукозу и сиаловую кислоту. ААТ служит в качестве псевдосубстрата для эластазы; эластаза атакует реактивную центральную петлю молекулы ААТ, расщепляя связь между остатками метионина₃₅₈ - серина₃₅₉ с образованием комплекса ААТ-эластаза. Этот комплекс быстро удаляется из кровообращения. ААТ называют также "альфа-1-ингибитором протеиназ" (альфа-1-ИП).

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.

В значении, используемом в тексте настоящего описания, термины "обострение", "период обострения" и "эпизод обострения" используются взаимозаменяемо для описания повышения тяжести симптомов на протяжении хода болезни, связанного, главным образом, с ухудшением качества жизни. Обострения весьма часты у пациентов с хроническими болезнями легких в целом и пациентов с недостаточностью ААТ в частности. По определению, обострение - это ухудшение и (или) усиление тяжести и (или) повышение величины симптомов болезней легких.

В значении, используемом в тексте настоящего описания, термин " хроническая обструктивная болезнь легких", сокращенно "ХОБЛ", означает болезненное состояние, характеризующееся обструкцией потока воздуха, не полностью обратимой. Обструкция потока воздуха обычно является прогрессирующей и ассоциированной с аномальной воспалительной реакцией легких на вредные частицы или газы. ХОБЛ занимает четвертое место среди основных причин смерти в Америке, отобрав в 2002 году жизни 120000 американцев, причем курение является основным фактором риска. Диагноз обострения ХОБЛ ставят при повышенной одышке, повышенном объеме отделения мокроты и повышенной гнойной мокроте. Тяжести обострения можно дать количественную оценку путем оценки величины этих трех симптомов (Dewan NA 2002. Chest 122:1118-1121).

Термины «лечить» и «лечение» включают ослабление, улучшение состояния, остановку, сдерживание, замедление или реверсирование прогрессирования, или снижение тяжести патологических состояний, описанных выше.

Термины "доставка в легкие" и "респираторная доставка" означают доставку ААТ пациенту путем ингаляции через рот и в легкие.

В значении, используемом в тексте настоящего описания, термины «кистозный фиброз» или «КФ» означают рецессивно наследственное по аутосоме нарушение, вызванное мутациями в генном кодировании регулятора мембранной проводимости хлорных каналов (CFTR).

Термин "эмфизема" в значении, используемом в тексте настоящего описания, 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 "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.

В значении, используемом в тексте настоящего описания, термин "саркоидоз" означает болезнь, характеризующуюся образованием гранулематозных поражений, которые возникают особенно в печени, легких, коже и лимфоузлах.

"Туберкулез" или "ТБ" в значении, используемом в тексте настоящего описания, означает болезнь, вызванную бактериями Mycobacterium tuberculosis. ТБ является переносимой по воздуху хронической бактериальной инфекцией.

Настоящее изобретение относится к способам лечения эпизодов обострения болезней легких путем введения пациенту, нуждающемуся в этом, терапевтически эффективного количества альфа-1-антитрипсина. Как описывается в тексте настоящего описания, настоящее изобретение относится к различным болезням легких, которые могут быть связанными или не связанными с недостаточностью ААТ, каждая имеющая свои собственные симптомы и характеристики. Однако в большинстве случаев эпизоды обострения связаны с воспалением, которое в свою очередь может вызвать дисбаланс между протеиназами и антипротеиназами, приводящий к деструкции матрицы легких. Введением ААТ непосредственно в легкие в соответствии с настоящим изобретением могут устранить дисбаланс протеиназ (эластаз)/антипротеиназ (ААТ), тем самым предотвращая повреждение легких. Этот дисбаланс может быть результатом врожденной недостаточности ААТ или - у людей без недостаточности - тяжелого воспаления, которое можно регулировать только внешним введением больших количеств антипротеиназы (ААТ).

Эмфизема и недостаточность ААТ

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. Из-за повреждения ткани легких ее эластичность утрачивается, что приводит к захвату воздуха в мешочках и ухудшению обмена кислорода и углекислого газа. Из-за разрушения стенок утрачивается опора дыхательных путей, что приводит к обструкции потока воздуха. Эмфизема и хронический бронхит часто сосуществуют, представляя собой хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ). Врожденная эмфизема, известная также как недостаточность альфа-1-антитрипсина (ААТ) или наследственная эмфизема, является генетическим нарушением, которое повышает риск развития самых разных болезней, включая эмфизему легких и цирроз печени. Она вызывается мутацией гена, кодирующего гликопротеин молекулярной массы 52 кД альфа-1-антитрипсин - основной ингибитор 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 ААТ вызывает аномальное увеличение ААТ в гепатоцитах печени. Печень является основным источником циркуляции ААТ, и эта проблема транспорта приводит к низким уровням ААТ в крови и ткани. Существуют различные мутации гена ААТ, большинство из которых ассоциированы с недостаточностью в циркулирующем ААТ. Некоторые генотипы приводят к продуцированию дисфункциональных белков, которые повышают 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 ААТ, и подобное число предположительно 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 ААТ как ингибитора эластазы недавно было высказано предположение, что ААТ функционирует также как острофазный реагент: в периоды обострений, особенно обострений, связанных с инфекциями легких, требуются повышенные уровни циркулирующих ингибиторов ферментов, и они поставляются путем индукции острофазных реагентов, среди которых выделяется ААТ.

Кистозный фиброз

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 (ААТ), приводя к аккумулированию эластазы в 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, который 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 ААТ пациенту с КФ может редуцировать вредные воздействия, ассоциированные с избыточными количествами эластазы. Дополнительный ААТ особенно важен на протяжении эпизодов обострения, связанного с тяжелыми воспалительными симптомами.

Предпочтительно, ААТ 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 в жидкости, выстилающей эпителий легких, способность подавлять нейтрофильную эластазу и реверсирует ингибиторное воздействие жидкости, выстилающей эпителий легких, на способность нейтрофилов эффективно бороться с инфекцими Pseudomonas. Преимущественно, аэрозольные составы можно легко приготавливать с использованием жидкого препарата ААТ, раскрытый заявителем настоящего изобретения. Кроме того, распыленный состав ААТ, вводимый путем ингаляции, очень подходит для лечения обострений дисфункции легких, ассоциированной с КФ, поскольку применять его можно быстро и легко.

Бронхоэктаз

Бронхоэктаз - это аномальное и необратимое 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 ассоциированы 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.

Частые обострения бронхоэктаза часто связаны с инфекцией и симптомами повышенной одышки, хрипы и выделение мокроты. Высказано предположение о том, что в периоды обострения бронхоэктаза, особенно в инфекционных эпизодах, в некротических путях нейтрофилы являются доминирующими, что может привести к повышенным уровням протеолитических факторов. Эти факторы принимают участие в деструкции матрицы легких и способствуют развитию бронхоэктаза. Таким образом, введение ААТ предлагаемыми способами является весьма целесообразным для лечения бронхоэктаза в периоды обострений.

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 ААТ

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, предлагается очищенный устойчивый состав ААТ. Предпочтительно, предлагается жидкий состав очищенного, устойчивого ААТ. В международной заявке WO 2005/027821 заявителя настоящего изобретения предлагается способ, который объединяет удаление загрязняющих веществ (например, липидов, липопротеинов и других протеинов) и отделение активного от неактивного ААТ последовательными стадиями хроматографии. Способ, раскрытый в этом изобретении, пригоден для широкомасштабного производства ААТ - в пределах десяти или более килограмм.

В качестве смеси белков, из которой очищают ААТ, 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 ААТ. Например, этот способ применим для очистки рекомбинантного человеческого ААТ из молока трансгенных животных.

В этом случае применения смесь белков, содержащую ААТ, диспергируют в водной среде, предпочтительно, в воде, с отношением