KR19990009888A - Stable Solution Formulation of Colony Stimulating Factors - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용액 상태의 제형으로 장기간 보존하였을 때 생물학적 활성을 지속적으로 유지하는 콜로니 자극 인자의 안정한 용액제형에 관한 것이다.The present invention relates to a stable solution formulation of colony stimulating factors that retain their biological activity upon prolonged storage in solution form.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 콜로니 자극 인자의 안정한 용액제형은 콜로니 자극 인자, 완충용액, 안정화제로서 비이온성 계면활성제, 당류, 사람 혈청단백질, 글리신, 선택적으로 보존제, 선택적으로 중성염을 함유한다.In order to achieve the above object, a stable solution formulation of colony stimulating factor of the present invention is a nonionic surfactant, sugar, human serum protein, glycine, optionally preservative, optionally neutral salt as colony stimulating factor, buffer, stabilizer. It contains.
Description
본 발명은 용액 상태의 제형으로 장기간 보존하였을 때 생물학적 활성을 지속적으로 유지하는 콜로니 자극 인자의 안정한 용액제형에 관한 것이다.The present invention relates to a stable solution formulation of colony stimulating factors that retain their biological activity upon prolonged storage in solution form.
인체에서 조혈작용은 주로 골수에서 이루어지며 복잡하고 다양한 경로를 통해 여러 종류의 혈구가 만들어진다. 이러한 혈구 형성은 특정한 당단백질 군에 의해 조절되는 것으로 알려져 있으며, 조혈 작용의 경로와 단계에 따라 특이한 당단백질이 조절인자로 작용하는 것으로 밝혀졌다.In the human body, hematopoiesis occurs mainly in the bone marrow, and various types of blood cells are produced through complex and diverse pathways. It is known that the formation of blood cells is regulated by a specific group of glycoproteins, and it has been found that specific glycoproteins act as regulators according to the path and stage of hematopoietic action.
조혈작용에 관여하는 당단백질을 총칭하여 콜로니 자극 인자(Colony Stimulating Factor, CSF)라 하는데, 이들은 조혈 작용의 단계와 경로에 따라 4종류로 분류될 수 있는 바, 조혈작용의 단계에서 과립 백혈구의 형성에 관여하는 과립구 콜로니 자극 인자(Granaulocyte Colony Stimulating Factor, G-CSF), 대식세포의 형성에 관여하는 대식세포 콜로니 자극 인자(Macrophage Colony Stimulating Factor, M-CSF), 광범위한 조절 작용의 경로와 단계를 조절하는 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자(Granulocyte-Macrophage Colony Stimulating Factor, GM-CSF),그리고 인터루킨-3(Interleukin-3, Multileanage Colony Stimulating Factor, Multi-CSF)으로 구분된다.Glycoproteins involved in hematopoiesis are collectively called Colony Stimulating Factor (CSF), which can be classified into four types according to the stage and route of hematopoietic action. Granulocyte colony stimulating factor (G-CSF), macrophage colony stimulating factor (M-CSF), which are involved in the formation of macrophages Granulocyte-Macrophage Colony Stimulating Factor (GM-CSF), and Interleukin-3 (Multileanage Colony Stimulating Factor, Multi-CSF).
이들 중 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자는 조혈작용 경로의 모세포의 성장을 촉진시키고 최종 혈구들의 기능을 활성화시키며, 일반적으로 골수 백혈구의 형성과 활성화에 기여할 뿐만 아니라 임파구의 활성화에도 관여하는 것으로 밝혀졌는 바, 이와 같이 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자는 조혈 작용의 조절 인자로 작용하기 때문에 백혈구 감소증, 재생불량성 빈혈, 백혈병 등의 혈구와 관련된 인간의 각종 생리적 결함에 약리효과를 나타낼 수 있다.(Morstyn, G. 등, 1988, TiPS, 10, 154~159).Among them, granulocyte macrophage colony stimulating factor has been found to promote the growth of blast cells in the hematopoietic pathway and activate the function of final blood cells, and in general, contribute to the formation and activation of myeloid leukocytes, as well as to the activation of lymphocytes. As such, the granulocyte macrophage colony stimulating factor acts as a regulator of hematopoietic action, and thus may have a pharmacological effect on various physiological defects related to blood cells such as leukopenia, aplastic anemia and leukemia. (Morstyn, G., etc.) , 1988, TiPS, 10, 154-159).
과립구 대식세포 콜로니 자극 인자는 폴리펩티드 사슬에 2개의 N-글리코실화 부위를 갖는 구조의 당단백질로서 글리코실화 정도에 따라 14500 내지 35000의 분자량을 갖는다. 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 완전한 폴리펩티드는 127개의 아미노산으로 이루어져 있고 2개의 디설파이드 결합이 존재하고 아미노 말단 근처에 2개의 글리코실화 부위를 갖는 것으로 밝혀졌으며(Clark, S.C., 1988, Int. J. Cell Clon., 6, 365~377), 폴리펩티드에서 당을 제거했을 때 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 활성은 감소하지 않았으며 도리어 많은 양의 당은 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 활성을 감소시킨다고 보고된 바 있다(Moonen, P. 등, 1987, PNAS, 84, 4428~4431).Granulocyte macrophage colony stimulating factor is a glycoprotein having a structure having two N-glycosylation sites in the polypeptide chain and has a molecular weight of 14500 to 35000 depending on the degree of glycosylation. The complete polypeptide of granulocyte macrophage colony stimulating factor consisted of 127 amino acids and was found to have two disulfide bonds and two glycosylation sites near the amino terminus (Clark, SC, 1988, Int. J. Cell Clon). , 6, 365-377), The removal of sugar from polypeptides did not reduce the activity of granulocyte macrophage colony stimulating factor, but a large amount of sugar has been reported to reduce the activity of granulocyte macrophage colony stimulating factor. (Moonen, P. et al., 1987, PNAS, 84, 4428-4431).
종래에는 이러한 인간 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자를 T-임파구 세포주(Gasson, J.C. 등, 1984, Science, 226, 1339~1342)와 인뇨(일본 공개특허 소63-290900호)로부터 분리정제하여 천연 형태로 얻어 왔으며, 근래에는 재조합 인간 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자를 박테리아, 효모 및 동물세포에서 발현시켜 분리 정제하기도 하였다.Conventionally, these human granulocyte macrophage colony stimulating factors are purified from T-lymphocyte cell lines (Gasson, JC et al., 1984, Science, 226, 1339 ~ 1342) and urine (Japanese Patent Laid-Open No. 63-290900) in a natural form. Recently, recombinant human granulocyte macrophage colony stimulating factor was expressed and isolated from bacteria, yeast and animal cells.
단백질 의약품의 경우 직면하는 일반적인 문제는 단백질의 안정성이다. 보통 단백질의 안정성 문제는 동결건조와 같은 건조과정에 의해 해결되는데 이때 단백질은 건조된 형태로 보관된다. 이 경우 필수적으로 환자는 사용하기 직전에 용액에 건조된 단백질을 다시 용해시켜야만 하기 때문에 환자들이 사용하기에 불편하다는 단점이 있다. 동결건조 과정은 비용과 시간이 많이 소요되는 단계이기 때문에 단백질 제품을 제조하는 과정에서 이 단계를 피할 수 있다면 큰 이점이 될 수 있다. 또한 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자와 같은 단백질 의약품을 상시 투여해야 하는 환자에게 있어서 제품이 다루기가 쉽고 주사하기 편하다는 것은 중요하다. 동결 건조된 단백질을 다시 용해시키는 데는 세심한 주의가 요구되므로 이 과정을 피할 수 있는 방법이 유리하다. 따라서 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자가 용액 상태로 공급될 수 있다면 재용해 과정이 필요하지 않기 때문에 환자가 사용하는데 편리함을 가져다 주게 될 것이다.A common problem facing protein medicines is protein stability. Usually, the stability of proteins is solved by drying processes such as lyophilization, where the proteins are stored in dried form. In this case, there is a disadvantage in that the patient is inconvenient for use because the patient must dissolve the dried protein in the solution immediately before use. Freeze-drying is a costly and time-consuming step, so it can be a big advantage if you can avoid this step in the manufacture of protein products. It is also important that the product is easy to handle and easy to inject for patients requiring constant administration of protein drugs such as granulocyte macrophage colony stimulating factor. Careful attention is required to re-dissolve the lyophilized protein, so a method of avoiding this process is advantageous. Therefore, if granulocyte macrophage colony stimulating factor can be supplied in solution, it will be convenient for the patient because no re-dissolution process is required.
단백질이 용액상에서 변성되어 활성을 잃게 되는 과정에 관여하는 요인은 대체적으로 화학적인 요인과 물리적인 요인으로 구분될 수 있고, 낮은 온도 및 중성 pH근처에서 단백질의 변성을 줄여 줄 수 있다는 것이 일반적인 사실이다. 그러나 용액상에서 단백질의 변성을 막기 위한 구체적인 방법들은 각각의 단백질에 따라 다른 조성물이 필요하고 특히 단백질이 의약용으로 사용되는 경우에 있어서는 약학적으로 허용되는 조성물이 사용되어야 하며 또한 조성물은 허용 범위내에서 사용되어야 한다.Factors involved in the process of protein denaturation and loss of activity in solution can generally be divided into chemical and physical factors, and it is common to reduce protein denaturation near low temperature and neutral pH. . However, specific methods to prevent denaturation of proteins in solution require different compositions for each protein, especially where proteins are used for medicinal purposes, and pharmaceutically acceptable compositions should also be used. Should be used.
PCT출원 WO9305799는 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자를 포함하는 조성물에 대한 발명을 보고하고 있기는 하지만 여기서의 제형은 동결건조 제형에 대한 것으로 폴리옥시에틸렌 소비탄 지방산 에스테르(polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester)와 염기성 아미노산을 함유하는 제형에 관한 것이다.Although PCT application WO9305799 reports an invention for a composition comprising granulocyte macrophage colony stimulating factor, the formulation here is for a lyophilized formulation and is a polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester and a basic amino acid. It relates to a formulation containing.
US 5358708에서는 인터페론의 용액제형에 대한 발명을 보고하고 있는 데, 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자 또는 인터루킨에 대한 용액 제형을 밝히고 있다. 이 발명에서는 메티오닌(methionine)이나 히스티딘(histidine)을 안정화제로 첨가하여 보존 안정성이 향상된 제형에 대해 밝히고 있다. 하지만 이 발명은 전적으로 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자에 대해서 특별히 고안된 제형이 아니라 일반적인 인터페론의 용액제형을 위한 조성물에 대한 발명이다.US 5358708 reports an invention on the solution formulation of interferon, which discloses a solution formulation for granulocyte macrophage colony stimulating factor or interleukin. In this invention, methionine or histidine is added as a stabilizer to disclose a formulation having improved storage stability. However, this invention is not solely a formulation specifically designed for granulocyte macrophage colony stimulating factors but rather a composition for the formulation of a general interferon solution.
이에, 본 발명자들은 용액상에서 콜로니 자극 인자를 안정화시킬 수 있고, 약학적으로 허용되는 다양한 안정화제를 첨가하여 안정성을 검토함으로써 콜로니 자극 인자에 대한 안정한 용액 제형을 개발하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors have been able to stabilize colony stimulating factors in solution, and have developed stable solution formulations for colony stimulating factors by adding various pharmaceutically acceptable stabilizers to examine the stability to complete the present invention.
본 발명은 용액 상태의 제형으로 장기간 보존하였을 때 생물학적 활성을 지속적으로 유지하는 콜로니 자극 인자의 안정한 용액제형을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a stable solution formulation of colony stimulating factors that sustains biological activity when stored for a long time in solution form.
도 1은 류코젠 벌크(bulk)를 4℃에서 6개월간 보존하는 동안의 안정성을 나타낸 그래프.1 is a graph showing stability during storage of leucogen bulk for 6 months at 4 ° C.
도 2는 류코젠 벌크를 30℃에서 15주간 보존하는 동안의 안정성을 나타낸 그래프.2 is a graph showing stability during preservation of leucogen bulk at 30 ° C. for 15 weeks.
도 3은 류코젠 벌크를 50℃에서 15주간 보존하는 동안의 안정성을 나타낸 그래프.3 is a graph showing stability during preservation of leucogen bulk at 50 ° C. for 15 weeks.
도 4는 단일성분 안정화제가 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자 용액제형의 안정성에 미치는 영향을 30℃에서 15주간 보관하는 동안 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 활성 변화를 통해비교한 그래프.FIG. 4 is a graph comparing the effect of a monocomponent stabilizer on the stability of granulocyte macrophage colony stimulating factor solution formulation through changes in activity of granulocyte macrophage colony stimulating factor during storage at 30 ° C. for 15 weeks.
도 5는 단일성분 안정화제가 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자 용액제형의 안정성에 미치는 영향을 50℃에서 15주간 보관하는 동안 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 활성 변화를 통해 비교한 그래프.FIG. 5 is a graph comparing the effect of a single component stabilizer on the stability of granulocyte macrophage colony stimulating factor solution formulation through changes in activity of granulocyte macrophage colony stimulating factor during storage at 50 ° C. for 15 weeks.
도 6은 단일성분 또는 복합성분 안정화제를 첨가한 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 용액제형의 안정성을 30℃에서 24주간 보관하는 동안에 비교한 그래프.Figure 6 is a graph comparing the stability of the solution formulation of granulocyte macrophage colony stimulating factor with the addition of a monocomponent or multicomponent stabilizer during storage at 30 ° C. for 24 weeks.
도 7은 단일성분 또는 복합성분 안정화제를 첨가한 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 용액제형의 안정성을 50℃에서 20주간 보관하는 동안에 비교한 그래프.Figure 7 is a graph comparing the stability of the solution formulation of granulocyte macrophage colony stimulating factor added with a monocomponent or multicomponent stabilizer during storage at 50 ° C. for 20 weeks.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 콜로니 자극 인자의 안정한 용액제형은 콜로니 자극 인자, 완충용액, 안정화제로서 비이온성 계면활성제, 당류, 사람 혈청단백질, 글리신, 선택적으로 보존제, 선택적으로 중성염을 함유한다.In order to achieve the above object, a stable solution formulation of colony stimulating factor of the present invention is a nonionic surfactant, sugar, human serum protein, glycine, optionally preservative, optionally neutral salt as colony stimulating factor, buffer, stabilizer. It contains.
본 발명의 용액 제형에서, 콜로니 자극 인자는 유전자 재조합 방법에 의해 박테리아, 효모 및 동물세포에서 발현시켜 분리 정제하여 사용할 수 있으며, 세포에서 천연의 형태로 분리 정제하여 사용할 수도 있다. 본 발명에서 사용되는 콜로니 자극 인자는 모든 콜로니 자극 인자를 포함한다. 즉, 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자 뿐만 아니라 과립구 콜로니 자극인자, 대식세포 콜로니 자극 인자 및 인터루킨-3을 포함한다.In the solution formulation of the present invention, the colony stimulating factor can be expressed and purified from bacteria, yeast and animal cells by genetic recombination methods, and can be used by separating and purifying the cells in their natural form. Colony stimulating factors used in the present invention include all colony stimulating factors. Ie, granulocyte macrophage colony stimulating factor as well as granulocyte colony stimulating factor, macrophage colony stimulating factor and interleukin-3.
완충용액은 인산 완충용액을 사용하며, 2 내지 50mM, 바람직하게는 5 내지 20mM의 농도로 사용한다.The buffer solution is a phosphate buffer solution, it is used at a concentration of 2 to 50mM, preferably 5 to 20mM.
본 발명의 용액제형의 pH는 5 내지 9, 바람직하게는 7 내지 8이다.The pH of the solution formulation of the present invention is 5 to 9, preferably 7 to 8.
또한, 본 발명의 안정화제는 콜로니 자극 인자를 안정화하기 위한 것으로서, 만니톨, 설탕 및 트레할로스와 같은 당류의 알콜(sugar alcohol) 또는 글리신을 포함하며, 바람직하게는 만니톨(manitol) 1-5%(w/v), 설탕 0-2%(w/v), 트레할로스(trehalose) 0-2%(w/v) 또는 글리신 0-2%(w/v)를 포함한다. 보다 바람직하게는 만니톨(manitol) 2-4%(w/v), 설탕 0-1%(w/v), 트레할로스(trehalose) 0-1%(w/v) 또는 글리신 0-1%(w/v)를 포함한다.In addition, the stabilizer of the present invention is to stabilize the colony stimulating factor, and includes sugar alcohol or glycine of saccharides such as mannitol, sugar and trehalose, preferably 1-5% (w) of mannitol (w) / v), sugar 0-2% (w / v), trehalose 0-2% (w / v) or glycine 0-2% (w / v). More preferably mannitol 2-4% (w / v), sugar 0-1% (w / v), trehalose 0-1% (w / v) or glycine 0-1% (w / v).
본 발명의 용액제형은 사람 혈청 단백질(human serum albumin) 0-0.3%(w/v)를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 0-0.15%(w/v)를 포함할 수 있다.The solution formulation of the present invention may comprise 0-0.3% (w / v) of human serum albumin, preferably 0-0.15% (w / v).
또한, 본 발명의 용액제형은 콜로니 자극 인자의 안정화를 위해 비이온성 계면활성제(non-ionic surfactant)로서 폴리옥시에틸렌 솔비탄 지방족산 에스테르, 솔비탄 지방족산 에스테르와 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 알킬 에스테르 류를 포함하며, 바람직하게는 폴리소르베이트 80(트윈 80) 또는 폴리소르베이트 20(트윈 20) 또는 솔비탄 모노라우레이트(스판 20) 0.01-0.05% 또는 폴록사머 188(플루로닉 F-68) 0.05-0.2%를 포함한다. 여기에서, 폴리소르베이트 80은 폴리옥시에틸렌 솔비탄 지방족산 에스테르의 일종으로서 폴리옥시에틸렌 20 솔비탄 모노올레이트(polyoxyethylene 20 sorbitan monooleate)이며 상품명은 트윈 80이고, 폴리소르베이트 20은 폴리옥시에틸렌 20 솔비탄 모노라우레이트(polyoxyethylene 20 sorbitan monolaurate)이며 상품명은 트윈 20이고, 솔비탄 모노라우레이트(sorbitan monolaurate)는 솔비탄 지방족산 에스테르의 일종으로서 상품명은 스판 20이고, 폴록사머 188은 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 알킬 에스테르의 일종으로서 에틸렌옥사이드와 프로필렌옥사이드의 공중합체이며 플루로닉 F-68이라고도 한다.In addition, the solution formulation of the present invention is polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, sorbitan aliphatic acid ester and polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ester as a non-ionic surfactant for stabilizing colony stimulating factors. Preferably, polysorbate 80 (twin 80) or polysorbate 20 (twin 20) or sorbitan monolaurate (span 20) 0.01-0.05% or poloxamer 188 (Pluronic F-68) 0.05-0.2%. Here, polysorbate 80 is a kind of polyoxyethylene sorbitan aliphatic ester, polyoxyethylene 20 sorbitan monooleate, trade name is Tween 80, and polysorbate 20 is polyoxyethylene 20 Sorbitan monolaurate (polyoxyethylene 20 sorbitan monolaurate), trade name is Tween 20, sorbitan monolaurate (sorbitan monolaurate) is a kind of sorbitan aliphatic ester, trade name is Span 20, poloxamer 188 is polyoxyethylene poly A kind of oxypropylene alkyl ester, a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide, also called Pluronic F-68.
본 발명의 용액제형은 미생물의 성장을 지연시킬 목적으로 보존제를 포함할 수 있으며, 보존제로는 페놀, 벤질알콜, 마타-크레졸, 메틸 파라벤(methyl paraben), 프로필 파라벤, 벤질 벤잘코니움 클로라이드(benzyl benzalconium chloride) 또는 벤지토니움 클로라이드(benzethonium chloride)를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 페놀 0.2-0.4%(w/v), 벤질알콜 0.7-1%(w/v)을 사용할 수 있다.The solution formulation of the present invention may contain a preservative for the purpose of delaying the growth of microorganisms, and the preservative may be phenol, benzyl alcohol, mata-cresol, methyl paraben, propyl paraben, benzyl benzalkonium chloride (benzyl). benzalconium chloride) or benzethonium chloride may be used, preferably phenol 0.2-0.4% (w / v), benzyl alcohol 0.7-1% (w / v).
또한 본 발명의 용액제형은 등장도(isotonicity)를 조정하기 위하여 중성염을 포함할 수 있으며, 제형에 포함된 성분에 따라 각기 다른 함량을 포함할 수 있다.In addition, the solution formulation of the present invention may include a neutral salt to adjust the isotonicity, and may include different amounts according to the components included in the formulation.
또한, 본 발명의 용액제형은 멸균된 상태가 바람직하다.In addition, the solution formulation of the present invention is preferably in a sterile state.
이하, 실시예에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 예시일뿐이므로 하기의 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것으로 간주되어서는 안된다.In the following, the present invention will be described in more detail. However, the following examples are only examples of the present invention and the present invention should not be considered as being limited by the following examples.
실시예Example
제조예 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 제조Preparation Example Preparation of Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor
제형 연구를 위해 사용된 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자는 류코젠(LG화학 의약품 사업부에서 생산하는 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자 제품)의 제조공정에서 구입하였다. 본 공정에서 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자는 발현 벡터로 pYLBC A/G α F-rhGM-CSF를 사용하여 효모인 싸카로미세스 쎄렙씨아(Saccharomyces cerebisiae)에 의해 합성되었다. 이 때 과립구 대식세포 콜로니 자극인자는 배양액에서 얻어졌다. 배양액 내에 포함된 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자는 농축 과정과 네 단계의 크로마토그래피를 거쳐 정제된 순수한 단백질로 얻어졌다. 이렇게 얻어진 과립구 대식세포 콜로니 자극인자에 대해 용액제형 개발을 수행하였다.The granulocyte macrophage colony stimulating factor used for formulation study was purchased from the manufacturing process of leucogen (granulocyte macrophage colony stimulating factor product produced by LG Chemical Pharmaceuticals Division). In this step, granulocyte macrophage colony stimulating factor was synthesized by Saccharomyces cerebisiae yeast using pYLBC A / G α F-rhGM-CSF as an expression vector. At this time, granulocyte macrophage colony stimulating factor was obtained from the culture medium. Granulocyte macrophage colony stimulating factor contained in the culture was obtained as purified protein purified through concentration and four steps of chromatography. Solution formulation development was performed on the granulocyte macrophage colony stimulating factors thus obtained.
실시예 1 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 용액 제형의 조성예Example 1 Composition of Solution Formulation of Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor
과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 용액 제형을 pH 7.4에서 다음의 성분을 포함하여 조성하였다.A solution formulation of granulocyte macrophage colony stimulating factor was formulated at pH 7.4 containing the following ingredients.
과립구 대식세포 콜로니 자극 인자 250 또는 400 ㎍/mlGranulocyte macrophage colony stimulating factor 250 or 400 μg / ml
인산 완충용액 10 mMPhosphate Buffer 10 mM
폴리소르베이트 80 0.01%(w/v)Polysorbate 80 0.01% (w / v)
만니톨 2%(w/v)Mannitol 2% (w / v)
보존제 페놀 0.25%(w/v), 벤질알콜 0.9%(w/v)Preservative Phenolic 0.25% (w / v), Benzyl Alcohol 0.9% (w / v)
안정성 분석방법 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 용액제형에 대한 안정 성 분석방법Stability Assay Method for Stability of Solution Formation of Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor
과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 용액제형의 안정성은 시험관내 생물학적 역가 측정 방법(in vitro bioassay)에 의해 측정하였고, 이 때 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자에 의한 과립구 대식세포 전구세포(granulocyte/macrophage progenitor cell)인 TF-1, AML193의 증식 정도로 결정하였다. 과립구 대식세포 전구세포에 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자를 처리하여 일정기간 배양후, 트리튬-티미딘(3H-thymidine)을 가하여 세포의 증식 정도를 정량화하여 측정하는 역가 결정법과 비색 분석법(colorimetric assay)을 통해 세포 증식 정도를 정량화하여 측정하는 역가 결정법을 사용하였다. 또한 정량분석 방법에서는 WHO NIBSC 국제표준품으로 보정된 사용 표준품과 비교 정량법을 사용하였다.The stability of the solution formulation of granulocyte macrophage colony stimulating factor was measured by in vitro bioassay, and granulocyte macrophage progenitor cells (Granulocyte / macrophage progenitor cell) caused by granulocyte macrophage colony stimulating factor. The degree of proliferation of phosphorus TF-1 and AML193 was determined. Granulocyte-macrophage progenitor cells after granulocyte macrophage certain period of culture process the colony stimulating factor, a tritium-thymidine (3 H-thymidine) to quantify measured by the degree of proliferation of cells was added Activity Determination and colorimetric assay (colorimetric assay) Titer determination was used to quantify and measure the degree of cell proliferation. In addition, the quantitative analysis method used a comparative standard and a standard used as calibrated by WHO NIBSC international standard.
이하에서는 안정화제를 첨가하지 않은 상태에서의 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 안정성 및 안정화제를 첨가한 상태에서의 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 안정성 실험을 예시하였다. 이는 콜로니 자극 인자의 안정한 용액 제형을 이루는 제형 성분을 탐색하는 과정으로서의 의미가 있다.Hereinafter, the stability experiments of the granulocyte macrophage colony stimulating factor in the absence of the stabilizer and the stability of the granulocyte macrophage colony stimulating factor in the state of adding the stabilizer are illustrated. This is meaningful as a process of searching for formulation components that make up a stable solution formulation of colony stimulating factors.
실시예 2 안정화제를 첨가하지 않은 상태에서의 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 안정성Example 2 Stability of Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor Without Stabilizer
1) 4℃ 장기 보존 시험1) 4 ℃ long term preservation test
제조공정에서 얻어진 정제된 과립구 대식세포 콜로니 자극인자(제조번호 601, 602, 603)의 벌크는 마지막 단계에서 만니톨 20mg/ml, 인산나트륨(sodium phosphate)(모노베이직; monobasic) 0.28mg/ml, 인산나트륨(sodium phosphate)(디베이직; dibasic) 2.14mg/ml을 함유하였다.The bulk of the purified granulocyte macrophage colony stimulating factor (Product No. 601, 602, 603) obtained in the manufacturing process was 20 mg / ml of mannitol, 0.28 mg / ml of sodium phosphate (monobasic), phosphoric acid in the final step. 2.14 mg / ml sodium phosphate (dibasic).
상기 벌크는 사용전에 투석과정을 통해 만니톨을 제거하였으며, 이 때 투석시 pH 7.4의 인산나트륨 10mM 완충용액을 사용하였다. 최종 처방중 pH 7.4의 인산염 완충용액이 2mM이 함유되도록 조정하였다. 상기의 조건은 4℃, 30℃ 및 50℃의 시료 모두 해당되는 것이다.The bulk was removed mannitol through a dialysis process before use, at this time using a 10 mM sodium phosphate buffer solution of pH 7.4 during dialysis. The pH 7.4 phosphate buffer in the final formulation was adjusted to contain 2 mM. The above conditions apply to all of the samples at 4 ° C, 30 ° C and 50 ° C.
이를 1.2mg/ml, 2.4mg/ml, 4.2mg/ml로 분주한 후 6개월 동안 4℃에서 보존하였을 때 모두에서 96% 이상의 활성이 남아있었다. 그 결과를 표 1 및 도 1에 나타내었다.After dispensing at 1.2mg / ml, 2.4mg / ml, 4.2mg / ml and storing at 4 ° C for 6 months, more than 96% of the activity remained in all. The results are shown in Table 1 and FIG.
2) 30℃ 가속 시험2) 30 ℃ accelerated test
또한, 상기의 각각의 벌크를 250 ㎍/ml과 400 ㎍/ml로 분주한 후 30℃에서 가속 실험을 수행하면서 2, 4, 6, 12,15주 후에 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 활성을 시험관내 생물학적 역가 측정방법을 통해 확인하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.In addition, the bulk of each of the bulk at 250 μg / ml and 400 μg / ml after the acceleration experiment at 30 ℃ to test the activity of granulocyte macrophage colony stimulating factor after 2, 4, 6, 12, 15 weeks It was confirmed through the method of measuring the biological titer in the tube, and the results are shown in Table 2.
상기 표 2의 결과를 초기 활성에 대한 백분율로 표시하여 도 2에서 나타내었다. 도 2에서 첫 번째 숫자는 벌크 제조번호를 나타내며 두 번째 숫자는 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 농도를 나타낸다.The results of Table 2 are shown in Figure 2 expressed as a percentage of the initial activity. In Figure 2 the first number represents the bulk preparation number and the second number represents the concentration of granulocyte macrophage colony stimulating factor.
3) 50℃ 가속 시험3) 50 ℃ accelerated test
동일한 실험을 50℃에서 수행하여 그 결과를 표 3과 도 3에 나타내었다. 도 3에서의 활성은 초기 활성에 대한 백분율로 나타낸 것이며, 첫 번째 숫자는 벌크 제조번호를 나타내며, 두 번째 숫자는 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 농도를 나타낸다.The same experiment was performed at 50 ° C. and the results are shown in Table 3 and FIG. 3. The activity in FIG. 3 is expressed as a percentage of initial activity, the first number representing the bulk preparation number and the second number the concentration of granulocyte macrophage colony stimulating factor.
과립구 대식세포 콜로니 자극 인자는 첨가물 없이 50℃에서 15주 후에는 대부분 초기 활성의 40% 이하까지 활성이 감소하였다. 이는 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자가 벌크 상태의 조성에 의해서 낮은 온도에서는 비교적으로 안정함을 보여 주었다. 그러나 유효기간의 연장 또는 유통과정에서의 잘못에 의한 변질의 우려 등을 고려할 때 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 안정성이 보다 더 향상된 용액 제형을 탐색하는 것이 필요하였다.Granulocyte macrophage colony stimulating factor was mostly reduced activity up to 40% of the initial activity after 15 weeks at 50 ℃ without additives. This showed that the granulocyte macrophage colony stimulating factor was relatively stable at low temperatures due to the bulk composition. However, it was necessary to search for a solution formulation with improved stability of granulocyte macrophage colony stimulating factor in view of prolongation of shelf life or concern about deterioration due to errors in distribution.
실시예 3 안정화제를 첨가한 과립구 대식세포 콜로니 자극인자의 용액제형 안 정성Example 3 Solution Formulation Stability of Granulocyte Macrophage Colony Stimulator with Stabilizer
1) 30℃ 가속 시험1) 30 ℃ accelerated test
류코젠 제조 벌크 602에서 사용전 투석에 의해 벌크층에 함유된 만니톨을 제거하였다. 하기 시료 1번을 제외한 2 내지 14번 모두는 하단의 조성이외에 pH 7.4 인산나트륨 완충용액을 2mM 포함한다. 상기 류코젠 제조 벌크 602를 각각 400㎍/ml에 대해 여러 가지 안정화제를 하기 표 4에 따라 적절한 농도에서 첨가하여 용액제형들을 제조하고 각 제형들에 염화나트륨 첨가에 의해 삼투압을 등장액으로 조정한 후 이들에 의한 안정성 효과를 30℃에서 15주간 보관하는 동안의 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자의 활성 변화를 통해 비교하였다. 그리고 그 결과를 표 4와 도 4에 나타내었다. 도 4에서의 활성은 초기 활성에 대한 백분율로 나타낸 것이다.In leucogen bulk 602, mannitol contained in the bulk layer was removed by dialysis before use. All 2 to 14 except Sample No. 1 below contain 2 mM of pH 7.4 sodium phosphate buffer solution in addition to the bottom composition. The leucogen-produced bulk 602 was added to various stabilizers for 400 μg / ml, respectively, at appropriate concentrations according to Table 4 to prepare solution formulations, and after adjusting the osmotic pressure to isotonic solution by adding sodium chloride to each formulation, The stability effect was compared by changing the activity of granulocyte macrophage colony stimulating factor during storage at 30 ° C. for 15 weeks. The results are shown in Table 4 and FIG. 4. Activity in FIG. 4 is expressed as a percentage of initial activity.
2) 50℃ 가속 시험2) 50 ℃ accelerated test
동일한 안정화제를 첨가한 제형으로 50℃에서 15주 동안 보관하는 동안의 활성 변화를 표 5와 도 5에 나타내었다. 도 5의 활성은 초기 활성에 대한 백분율로 나타낸 것이다.Changes in activity during storage at 50 ° C. for 15 weeks with the same stabilizer added are shown in Table 5 and FIG. 5. The activity in FIG. 5 is shown as a percentage of initial activity.
안정화제를 첨가한 대부분의 용액 제형에서 인산 완충 용액만을 첨가한 경우에 비해서 향상된 안정성을 보였다. 이러한 안정성은 30℃에서 수행한 실험에서는 큰 차이를 보이지는 않았지만 50℃에서는 다소의 차이를 보이고 있고, 두 가지 온도 조건을 종합해 볼 때 안정화제로서 만니톨, 인 혈청 단백질, 트윈80(폴리소르베이트 80), 및 플루로닉F-68(폴록사머 188)을 사용한 제형이 상대적으로 안정한 것으로 나타났다.Most solution formulations with stabilizer addition showed improved stability compared to the addition of phosphate buffer solution only. This stability was not significantly different in the experiments conducted at 30 ° C., but was slightly different at 50 ° C. The combination of the two temperature conditions showed that mannitol, phosphorus serum protein, and Tween 80 (polysorbate) were stabilized. 80), and formulations with Pluronic F-68 (poloxamer 188) were found to be relatively stable.
3) 복합 안정화제를 사용한 경우의 안정성3) Stability when using complex stabilizer
상기의 일차적인 단일 안정화제에 대한 결과를 토대로 이차적인 탐색에서는 단일 안정화제 뿐만아니라 안정화제를 복합적으로 첨가한 후 30℃와 50℃에서 안정성을 비교하였다. 표 6은 단일 안정화제의 조성과 함량을 보여주며, 표 7은 복합 안정화제들에 대한 조성과 함량을 보여준다.On the basis of the above results for the first single stabilizer, in the second search, the stability was compared at 30 ° C. and 50 ° C. after adding a single stabilizer as well as a stabilizer in combination. Table 6 shows the composition and content of the single stabilizer, and Table 7 shows the composition and content for the complex stabilizers.
표 8과 9는 30℃에서 24주간 보관하는 동안에 각 용액 제형들의 활성을 각각 절대 활성과 상대 활성으로 비교한 것이며, 도 6은 상대활성을 그래프로 나타낸 것이다.Tables 8 and 9 compare the activity of each solution formulation as absolute and relative activity, respectively, during storage at 30 ° C. for 24 weeks, and FIG. 6 shows the relative activity graphically.
표 10과 도 7은 동일한 제형을 50℃에서 20주간 보관하는 동안 안정성을 나타낸 것이다.Table 10 and Figure 7 show the stability during the same formulation stored for 20 weeks at 50 ℃.
30℃ 가속 실험에서 대부분의 제형들이 지속적으로 활성을 80% 이상 유지하여 실험 조건의 대부분의 제형들이 우수하게 용액상의 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자를 안정화시킬 수 있음을 보였다. 그리고 50℃의 가속 실험에서는 14번 제형이 가장 우수한 것으로 나타났는데 이는 7번과 비교해서 인산 완충용액의 농도가 최소화된 것이다. 이 결과에 견주어 볼 때 14번 제형의 안정성은 인산 완충용액의 농도가 낮음에 기인하는 것을 알 수 있다.In a 30 ° C. accelerated experiment, most formulations continued to maintain activity above 80%, indicating that most formulations in the experimental conditions were able to stabilize the granular macrophage colony stimulating factor in solution well. In the accelerated experiment at 50 ° C, Formulation No. 14 was the best, which minimized the concentration of phosphate buffer compared to No. 7. In comparison with this result, it can be seen that the stability of Formulation 14 is due to the low concentration of phosphate buffer.
동일한 인산 완충 용액을 함유한 제형을 비교해 보면, 5번, 8번, 9번 , 10번 및 11번 제형이 상대적으로 약간 우수하였다. 즉 단독 안정화제를 함유한 제형에 있어서는 50℃에서 20주후에 약 17-24%의 활성이 남아 있었으나 복합 안정화제를 함유한 5번, 8번, 9번, 10번 및 11번에서는 30% 이상의 활성이 남아 있어 이들 용액 제형이 상대적으로 우수한 안정성을 보였다.Comparing formulations containing the same phosphate buffer solution, formulations 5, 8, 9, 10 and 11 were relatively slightly better. That is, in the formulation containing a single stabilizer, about 17-24% of the activity remained after 20 weeks at 50 ° C, but at 30, more than 30% at 5, 8, 9, 10 and 11 containing the complex stabilizer. Activity remained so that these solution formulations showed relatively good stability.
본 발명의 콜로니 자극 인자의 안정한 용액제형은 콜로니 자극 인자, 완충용액, 안정화제로서 비이온성 계면활성제, 당류, 사람 혈청단백질, 글리신, 선택적으로 보존제, 선택적으로 중성염을 함유하는 것으로서, 일반적으로 단백질을 용액 상태로 장기 보관하는 동안에 발생되는 변성에 의하여 활성을 잃게 되는 문제점을 해결한 것이다. 즉, 본 발명에서는 단백질의 장기 보관성을 개선하는 용액 제형을 용액 제형의 성분을 탐색함으로써 발명하였다. 본 발명의 콜로니 자극 인자의 안정한 용액 제형은 장기 보존에서도 안정성이 우수하였다. 따라서 기존의 동결건조 제형에 비하여 다음과 같은 잇점이 있다.Stable solution formulations of the colony stimulating factor of the present invention contain nonionic surfactants, sugars, human serum proteins, glycine, optionally preservatives, and optionally neutral salts as colony stimulating factors, buffers, and stabilizers, generally proteins This solution solves the problem of losing activity due to denaturation that occurs during long-term storage in solution. That is, the present invention was invented by searching for a component of the solution formulation to improve the long-term storage of the protein formulation. The stable solution formulation of the colony stimulating factor of the present invention was excellent in long term preservation. Therefore, the following advantages over conventional lyophilized formulations.
즉, 본 발명의 용액 제형은 동결 건조 제형에 비해 환자들이 사용할 때에 재용해 과정의 불편함을 덜어 주며, 재용해 과정에서의 실수로 인한 투여량의 차이를 야기하지 않는다.That is, the solution formulations of the present invention reduce the discomfort of the re-dissolution process when used by patients compared to the lyophilized formulations and do not cause a difference in dosage due to mistakes in the re-dissolution process.
또한, 본 발명의 용액 제형은 다 투여(multidose)가 가능한 액상 완제를 제조하는데 편리하다. 즉, 액상 완제를 여러 번 투여할 수 있는 함량으로 제조하면 환자가 필요 투여량을 수번에 걸쳐 품질의 변질없이 사용할 수 있으므로 유리하다.In addition, the solution formulation of the present invention is convenient for preparing a liquid preparation capable of multidose. In other words, it is advantageous to prepare a liquid drug in a content that can be administered several times, since the patient can use the necessary dosage several times without altering the quality.
또한, 동결건조 과정은 비용과 시간이 많이 소요되는 단계이기 때문에 용액 제형은 제조원가를 줄여 줄 수 있다는 측면에서 경제적이다.In addition, since the lyophilization process is a costly and time-consuming step, the solution formulation is economical in terms of reducing the manufacturing cost.
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