專利名稱：以明礬為佐劑的免疫活性試劑的穩(wěn)定化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體來說涉及免疫活性試劑組合物以及用于配制和送遞這樣的組合物的方法。更確切地說，本發(fā)明涉及以明礬(alum)為佐劑的免疫活性試劑組合物以及用于配制和送遞以明礬為佐劑的免疫活性試劑的方法。
背景技術(shù)：
如本領(lǐng)域所熟知的，免疫活性試劑(尤其是抗原性試劑或疫苗)可包括全病毒(活的、減毒病毒)和細(xì)菌、多糖綴合物、蛋白質(zhì)或核酸。其它抗原性試劑由合成的、重組的或純化的亞單位抗原組成。亞單位(或分裂病毒體(split-virion))疫苗被設(shè)計成只包括為保護(hù)性免疫所需的抗原，并被認(rèn)為比全滅活或活減毒疫苗更為安全。然而，單獨(dú)的亞單位疫苗可能表現(xiàn)出比較弱的免疫原性。這樣的疫苗的潛在較弱的免疫原性的一種解決方案是用增強(qiáng)特異性免疫應(yīng)答的佐劑來配制亞單位疫苗。免疫活性試劑通常經(jīng)口服或通過注射施用，且最近通過經(jīng)皮送遞施用。此處所用的詞語“經(jīng)皮”是個一般性術(shù)語，指活性試劑(例如，比如藥物這樣的治療劑或比如疫苗這樣的免疫活性試劑)經(jīng)皮膚向局部組織或全身循環(huán)系統(tǒng)的送遞，其中基本上不切割或穿入皮膚，比如用外科手術(shù)刀切割或用皮下針刺穿皮膚。經(jīng)皮試劑送遞包括經(jīng)由被動擴(kuò)散的送遞以及基于外部能源，比如電(例如，離子電滲療法)和超聲(例如，聲透療法)的送遞。已經(jīng)開發(fā)出了許多種使用微小皮膚穿刺元件來增強(qiáng)經(jīng)皮試劑送遞的經(jīng)皮試劑送遞系統(tǒng)和裝置。這樣的系統(tǒng)和裝置的例子公開在5,879,326、3,814,097、5,250,023、3,964,482號美國專利、25,637號再頒發(fā)專利(reissue)，以及WO 96/37155、WO 96/37256、WO 96/17648、WO 97/03718、WO 98/11937、WO 98/00193、WO 97/48440、WO97/48441、WO 97/48442、WO 98/00193、WO 99/64580、WO 98/28037、WO 98/29298和WO 98/29365號PCT公開文本中；所有這些文件均全文引入本文作為參考。所公開的系統(tǒng)和裝置利用了各種形狀和大小的穿刺元件以刺穿皮膚最外層(即，角質(zhì)層)，并由此增強(qiáng)試劑流動(flux)。穿刺元件通常從比如墊(pad)或片(sheet)這樣薄的平部件中垂直伸出。穿刺元件通常非常小，有一些穿刺元件具有僅為約25～400微米的微小突出物(microprojection)長度和僅為約5～50微米的微小突出物厚度。一些經(jīng)皮試劑送遞系統(tǒng)可能包括包含高濃度活性試劑的藥物庫(reservoir)。該庫適于與皮膚接觸，它使試劑能夠擴(kuò)散過皮膚并進(jìn)入患者的身體組織或血流中。經(jīng)皮試劑送遞系統(tǒng)的近期改進(jìn)包括其中將所欲送遞的活性試劑包被在微小突出物上而非包含在物理庫中的系統(tǒng)、方法和制劑。這消除了對獨(dú)立物理庫和開發(fā)特別適于該庫的試劑制劑及組合物的必要性。2004/0062813(Cormier等人)和2004/0096455(Maa等人)號美國專利申請公開文本公開了活性試劑的組合物和通過將活性試劑包含在設(shè)置(dispose)于微小突出物上的包衣中來配制和送遞活性試劑的方法，這兩篇申請的公開內(nèi)容全部引入本文作為參考。如上述參考申請中所提到的，試劑制劑和將制劑包被在微小突出物上的方法是經(jīng)由包被的微小突出物進(jìn)行經(jīng)皮送遞中的重要因素。事實(shí)上，如果某種疫苗在一種不穩(wěn)定或沒有足夠保存期限的試劑制劑中使用，則該疫苗可能不會，且在大多數(shù)情況下，將不會具有令人滿意的(或者所需的)有效性。因此，免疫活性試劑(例如疫苗)的穩(wěn)定化在確保試劑效力中是一個重要步驟；尤其是，當(dāng)試劑的送遞模式是經(jīng)由具有多個包被的微小突出物的經(jīng)皮送遞裝置的時候。如本領(lǐng)域所知的，基于多肽的疫苗、亞單位疫苗以及殺死的病毒和細(xì)菌疫苗通常引發(fā)顯著的體液應(yīng)答。復(fù)制疫苗(例如，比如脊髓灰質(zhì)炎和天花疫苗這樣的活的、減毒病毒)可產(chǎn)生最有效的體液和細(xì)胞免疫應(yīng)答。DNA疫苗可以實(shí)現(xiàn)類似的廣免疫應(yīng)答譜。為增強(qiáng)對免疫活性試劑的特異性免疫應(yīng)答，通常會添加比如鋁鹽這樣的佐劑。佐劑有各種不同的作用機(jī)制，且通常根據(jù)特定免疫活性試劑所需的施用途徑和免疫應(yīng)答類型(例如，抗體、細(xì)胞介導(dǎo)的、粘膜等)進(jìn)行選擇。然而以明礬為佐劑的免疫活性試劑(尤其是疫苗)的穩(wěn)定性已成問題。以明礬為佐劑的免疫活性試劑，尤其是疫苗，在冷凍和干燥后傾向于喪失效力。鋁鹽凝膠在凍融后的穩(wěn)定性問題被認(rèn)為是由于以下事實(shí)導(dǎo)致的冰晶(在冷凍后形成的)迫使明礬顆?？朔肿娱g的斥力，由此產(chǎn)生強(qiáng)的顆粒間吸引。人們認(rèn)為這一事實(shí)通常適用于任何其中明礬變濃縮的機(jī)制或系統(tǒng)。因此，在明礬顆粒被拉得很近以至于克服了分子間斥力的明礬懸浮液中，明礬顆粒傾向于凝結(jié)或附聚。以明礬為佐劑的免疫活性試劑制劑(尤其是疫苗)的冷凍或干燥(尤其是冷凍-干燥或凍干)的結(jié)果常常是由于吸附到明礬顆粒表面的抗原分子不能從凝結(jié)的制劑基質(zhì)中釋放出來而導(dǎo)致免疫原性喪失。因此需要提供穩(wěn)定的、以明礬為佐劑的免疫活性試劑(且尤其是疫苗)的組合物以及配制和送遞穩(wěn)定的、以明礬為佐劑的免疫活性試劑(且尤其是疫苗)的方法，其中的試劑組合物以及用于配制和送遞試劑的方法可防止大規(guī)模的明礬凝結(jié)，并在進(jìn)行干燥后保持以明礬為佐劑的試劑制劑的效力和免疫原性。還需要提供一種穩(wěn)定的、以明礬為佐劑的免疫活性試劑的送遞裝置和方法，其中穩(wěn)定的、含有以明礬為佐劑的免疫試劑的制劑被包被到具有多個適于將試劑送遞通過受試者皮膚的皮膚穿刺微小突出物的經(jīng)皮送遞裝置上，且其中以明礬為佐劑的免疫活性試劑的組合物和配制以明礬為佐劑的免疫活性試劑的方法保持以明礬為佐劑的免疫活性試劑的效力和免疫原性。 Maa，等人，J.Pharm.Sci.，92319-332(2003)中提出了一種減少明礬顆粒凝結(jié)的“使體積最小化(minimize volume)”理論。該參考文獻(xiàn)描述了冷凍和干燥后明礬凝結(jié)的機(jī)制，以及它與疫苗效力喪失間的關(guān)系。該參考文獻(xiàn)比較了各種疫苗脫水方法以及它們對于重構(gòu)時的疫苗效力的影響。然而，該參考文獻(xiàn)未教導(dǎo)、建議或公開涉及使這樣的冷凍和干燥對以明礬為佐劑的疫苗造成的效力喪失最小化或減輕的佐劑制劑或其方法。其它的參考文獻(xiàn)已公開了滲及冷凍-干燥方法本身的嘗試穩(wěn)定含佐劑疫苗的方法。例如，2003/0202978號美國專利申請公開文本公開了粉狀藥物制劑的組合物以及用于配制和送遞粉狀藥物制劑的方法。然而，無論是提到的公開文獻(xiàn)，還是任何其它的已知參考文獻(xiàn)，均未公開通過薄膜包衣和在環(huán)境溫度下干燥來穩(wěn)定以明礬為佐劑的疫苗的制劑或技術(shù)。因此本發(fā)明的一個目的是提供一種穩(wěn)定的、含佐劑的免疫活性試劑的組合物以及用于配制和送遞穩(wěn)定的、含佐劑的免疫活性試劑的方法，所述穩(wěn)定的、含佐劑的免疫活性試劑可以被干燥、且易于重構(gòu)和以免疫學(xué)(或生物學(xué))有效量施用。本發(fā)明的另一個目的是賦予穩(wěn)定的、以明礬為佐劑的免疫活性試劑制劑特定的物理特征。本發(fā)明的另一個目的是提供穩(wěn)定的、干燥的以明礬為佐劑的疫苗制劑的組合物以及用于配制和送遞穩(wěn)定的、干燥的以明礬為佐劑的疫苗制劑的方法，其中所述制劑不表現(xiàn)因明礬介導(dǎo)的制劑基質(zhì)凝結(jié)以及由此所導(dǎo)致的可獲得的抗原分子的減少導(dǎo)致的顯著免疫原性喪失。提供穩(wěn)定的、以明礬為佐劑的免疫活性試劑的組合物以及用于配制和送遞穩(wěn)定的、以明礬為佐劑的免疫活性試劑的方法也是本發(fā)明的另一個目的，其中組合物和用于配制這樣的組合物的方法使免疫活性試劑效力最大化或最優(yōu)化。提供穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的組合物以及用于配制和送遞穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的方法是本發(fā)明的又一目的，其中所述組合物適于沉積在如薄膜的表面(或送遞裝置)上，且其中所述組合物和用于配制和送遞這樣的組合物的方法使免疫活性試劑的效力最大化或最優(yōu)化。提供穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的組合物以及用于配制和送遞穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的方法是本發(fā)明的另一目的，所述穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑可以容易地用作送遞裝置上的薄膜包衣、或用作薄膜、多層包衣系統(tǒng)，且其中所述薄膜包衣或包衣系統(tǒng)使免疫活性試劑的效力最大化或最優(yōu)化。提供穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的組合物以及用于配制和經(jīng)皮送遞穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的方法是本發(fā)明的另一目的，其中所述免疫活性試劑可容易地用作沉積在經(jīng)皮送遞裝置的多個微小突出物上的薄膜包衣、或用作薄膜、多層包衣系統(tǒng)，且其中所述薄膜包衣或包衣系統(tǒng)使免疫活性試劑的效力最大化或最優(yōu)化。
發(fā)明概述根據(jù)上述以及將在下文中提到且顯而易見的目的，在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，提供了穩(wěn)定的、以明礬為佐劑的免疫活性試劑(尤其是疫苗)的組合物以及配制和送遞穩(wěn)定的、以明礬為佐劑的免疫活性試劑(尤其是疫苗)的方法，其中減輕或避免了明礬-介導(dǎo)的凝結(jié)以及相伴的疫苗功效增強(qiáng)的喪失。本發(fā)明還提供穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑(尤其是疫苗)的組合物以及用于配制和送遞穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑(尤其是疫苗)的方法，其中所述組合物可經(jīng)受冷凍、干燥、冷凍-干燥或凍干，并且在重構(gòu)時保持高水平效力。本發(fā)明還提供穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的組合物以及用于配制和送遞穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的方法，所述穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑可以容易地沉積于表面(包括送遞裝置)并在環(huán)境溫度下在上面干燥。本發(fā)明還提供穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的組合物以及用于配制和送遞穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的方法，所述穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑能夠被作為薄膜單層包衣或者薄膜多層包衣沉積在表面上。這樣的包衣尤其適于利用微小突出物送遞裝置進(jìn)行經(jīng)皮送遞，其中所述免疫活性試劑被包含在包被在至少一個角質(zhì)層穿刺微小突出物，更優(yōu)選地多個角質(zhì)層穿刺微小突出物上的生物相容性包衣中。本發(fā)明的穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的組合物以及配制和送遞穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的方法允許生產(chǎn)總厚度為5-100微米，更優(yōu)選10-50微米的薄膜多層包衣。根據(jù)本發(fā)明，含明礬的薄膜層防止明礬顆粒凝結(jié)成大規(guī)模的制劑基質(zhì)。在一種實(shí)施方案中，形成能被設(shè)置在送遞表面和/或能被干燥和重構(gòu)且無顯著效力喪失的以明礬為佐劑的免疫活性試劑制劑的方法包括以下步驟(i)在適宜溶劑中制備明礬懸浮液，其中明礬濃度低于3％；(ii)向明礬懸浮液中添加無定形碳水化合物糖類；(iii)任選地，加入比如纖維素或淀粉這樣的粘度增強(qiáng)劑以產(chǎn)生優(yōu)選低于30厘泊(cP)的溶液粘度；(iv)加入成膜劑，例如，聚羧酸；和(v)向明礬懸浮液中加入免疫活性試劑以形成以明礬為佐劑的免疫活性試劑溶液。優(yōu)選地，通過常規(guī)的濃縮和緩沖來制備該免疫活性試劑。在一種實(shí)施方案中，將所得的以明礬為佐劑的免疫活性試劑溶液進(jìn)行噴霧干燥、空氣干燥、噴霧冷凍干燥、冷凍干燥或凍干以使所述溶液穩(wěn)定以用于儲藏或分配。重構(gòu)時，免疫活性試劑的效力和免疫應(yīng)答得到最大化。在另一種實(shí)施方案中，所得的以明礬為佐劑的免疫活性試劑溶液包含在適于包被微小突出物送遞裝置或至少一個角質(zhì)層穿刺微小突出物，更優(yōu)選地，多個角質(zhì)層穿刺微小突出物或其陣列的試劑制劑中。優(yōu)選地，包衣方法以一系列包衣步驟完成，各包衣步驟間有干燥步驟。為最優(yōu)化本發(fā)明所需薄膜的形成，各干燥循環(huán)間的干燥時間優(yōu)選足夠長以確保各層的干燥。在一種實(shí)施方案中，通過在環(huán)境溫度下干燥，優(yōu)選地在約15至50℃，更優(yōu)選地在約20至30℃，將試劑制劑穩(wěn)定在送遞裝置或微小突出物上。然而，可以使用各種溫度和濕度來干燥包衣溶液。優(yōu)選地，各包衣步驟導(dǎo)致層或包衣厚度為約0.5～5微米，更優(yōu)選地，為約1～3微米。合計包衣厚度優(yōu)選不超過約3微米，更優(yōu)選地，為約0.5～5微米，甚至更優(yōu)選地，為約1～3微米。在一些使用了真空室型干燥設(shè)備的實(shí)施方案中，在0～30％相對濕度和低于環(huán)境壓力的條件下，干燥時間優(yōu)選為0.5～360分鐘，更優(yōu)選地，為1～100分鐘。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，免疫活性試劑包含選自病毒和細(xì)菌、基于蛋白質(zhì)的疫苗、基于多糖的疫苗和基于核酸的疫苗的抗原性試劑或疫苗。因此適宜的免疫活性試劑包括，但不限于，蛋白質(zhì)形式的抗原、多糖綴合物、寡糖和脂蛋白。這些亞單位疫苗包括百日咳博德特氏菌(Bordetella pertussis)(重組PT疫苗-非細(xì)胞的)、破傷風(fēng)梭菌(Clostridium tetani) (純化的，重組的)、白喉棒桿菌(Corynebacterium diphtheriae)(純化的，重組的)、巨細(xì)胞病毒(糖蛋白亞單位)、A組鏈球菌(糖蛋白亞單位、A組多糖與破傷風(fēng)類毒素的糖綴合物、與毒素亞單位載體連接的M蛋白質(zhì)/肽、M蛋白質(zhì)、多價型-特異性表位、半胱氨酸蛋白酶、C5a肽酶)、乙型肝炎病毒(重組Pre-bS1、Pre-S2、S、重組核心蛋白)、丙型肝炎病毒(重組表達(dá)的表面蛋白質(zhì)和表位)、人乳頭瘤病毒(衣殼蛋白、TA-GN重組蛋白質(zhì)L2和E7[來自HPV-6]、來自HPV-11的MEDI-501重組VLP L1、四價重組BLP L1[來自HPV-6]、HPV-11、HPV-16和HPV-18、LAMP-E7[來自HPV-16])、嗜肺軍團(tuán)菌(Legionella pneumophila)(純化的細(xì)菌表面蛋白質(zhì))、腦膜炎奈瑟氏球菌(Neisseria meningitides)(具有破傷風(fēng)類毒素的糖綴合物)、銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)(合成肽)、風(fēng)疹病毒(合成肽)、肺炎鏈球菌(Streptococcuspneumoniae)(與B腦膜炎球菌OMP綴合的糖綴合物[1、4、5、6B、9N、14、18C、19V、23F]、與CRM197綴合的糖綴合物[4、6B、9V、14、18C、19F、23F]、與CRM1970綴合的糖綴合物[1、4、5、6B、9V、14、18C、19F、23F]、蒼白密螺旋體(Treponema pallidum)(表面脂蛋白)、水痘-帶狀皰疹病毒(亞單位，糖蛋白)和霍亂弧菌(Vibriocholerae)(綴合物脂多糖)。全病毒或細(xì)菌包括，但不限于，比如巨細(xì)胞病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、人乳頭瘤病毒、風(fēng)疹病毒和水痘-帶狀皰疹病毒這樣的弱化或殺死的病毒，比如百日咳博德特氏菌、破傷風(fēng)梭菌、白喉棒桿菌、A組鏈球菌、嗜肺軍團(tuán)菌、腦膜炎奈瑟氏球菌、銅綠假單胞菌、肺炎鏈球菌、蒼白密螺旋體和霍亂孤菌這樣的弱化或殺死的細(xì)菌，及其混合物。許多包含抗原性試劑的商購疫苗也可用于本發(fā)明。所提到的疫苗包括，但不限于，流感疫苗、Lyme病疫苗、狂犬病疫苗、麻疹疫苗、腮腺炎疫苗、水痘疫苗、天花疫苗、肝炎疫苗、百日咳疫苗和白喉疫苗。也可根據(jù)本發(fā)明的方法送遞的包含核酸的疫苗包括，但不限于，單鏈和雙鏈核酸，比如，例如超螺旋質(zhì)粒DNA；線性質(zhì)粒DNA；粘粒；細(xì)菌人工染色體(BAC)；酵母人工染色體(YAC)；哺乳動物人工染色體；和RNA分子，比如，例如mRNA。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，免疫活性試劑包含流感疫苗。更優(yōu)選地，在這樣的實(shí)施方案中，免疫活性試劑包含分裂病毒體流感疫苗。根據(jù)本發(fā)明的又一種實(shí)施方案，用于經(jīng)皮送遞免疫活性試劑的設(shè)備包含微小突出物部件，所述部件包括多個適于刺穿通過角質(zhì)層進(jìn)入下面的表皮層或表皮和真皮層的微小突出物，該微小突出物部件帶有一個設(shè)置在其上的生物相容性包衣，所述包衣包括穩(wěn)定的以明礬為佐劑的免疫活性試劑。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，用于送遞穩(wěn)定的、以明礬為佐劑的免疫活性試劑的方法包括以下步驟(i)提供具有多個微小突出物的微小突出物部件，(ii)提供大量免疫活性試劑，(iii)在溶劑中制備低于約3％明礬的懸浮液；(iv)向明礬懸浮液中加入至少一種無定形碳水化合物糖類，(v)任選地，加入比如羧甲基纖維素、羥乙基纖維素或羥甲基淀粉這樣的粘度增強(qiáng)劑；(vi)加入成膜劑；(vii)形成包括明礬懸浮液和免疫活性試劑的生物相容性包衣制劑，(viii)用生物相容性包衣制劑包被微小突出物部件以形成生物相容性包衣；(ix)通過干燥使生物相容性包衣穩(wěn)定，其中確立了薄膜包衣；和(x)將包被的微小突出物部件應(yīng)用到受試者皮膚上。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，步驟(i)至(vii)后接以下步驟(a)通過干燥、冷凍-干燥或凍干使所得生物相容性包衣制劑穩(wěn)定以形成穩(wěn)定的生物相容性包衣制劑；(b)用溶劑(例如，水)重構(gòu)所述生物相容性包衣制劑以形成生物相容性包衣制劑(包括免疫活性試劑)；(c)用重構(gòu)的生物相容性包衣制劑包被微小突出物部件以形成生物相容性包衣；(d)通過干燥使生物相容性包衣穩(wěn)定，其中確立了薄膜包衣；和最后(e)將包被的微小突出物部件應(yīng)用到受試者皮膚上。優(yōu)選地該包衣作為薄膜來實(shí)現(xiàn)以分別保持免疫活性試劑和明礬的免疫原性和佐劑性。
附圖簡述如附圖中舉例說明的，從對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的以下且更詳細(xì)描述，進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，且其中同樣的參考符號通常在所有視圖中均指相同部分或元件，且其中

圖1是用現(xiàn)有技術(shù)中的制劑和方法制得的干燥的明礬吸附的免疫活性試劑的圖解，并圖示了明礬-介導(dǎo)的凝結(jié)的區(qū)域(如圖1深色區(qū)域所示)；圖2是本發(fā)明的干燥的以明礬為佐劑的免疫活性試劑制劑的圖解，顯示出與圖1中現(xiàn)有技術(shù)試劑制劑相比時凝結(jié)的明礬(仍以深色區(qū)域表示)的顯著最小化；圖3是以本發(fā)明薄膜包衣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的以明礬為佐劑的免疫活性試劑制劑的圖解；圖4是圖示用于配制本發(fā)明以明礬為佐劑的免疫活性試劑的方法的一種實(shí)施方案的流程圖；圖5是微小突出物陣列的透視圖，在所述微小突出物陣列上可以沉積有帶有本發(fā)明以明礬為佐劑的免疫活性試劑制劑的生物相容性包衣；圖6是在其微小突出物上沉積有生物相容性包衣的圖5的微小突出物陣列的透視圖；圖6A是單個微小突出物10沿圖6中的線6A-6A所取的橫截面視圖；圖7是微小突出物陣列近皮膚側(cè)的視圖，其圖示了微小突出物陣列被劃分為各個部分；圖8是表示備選實(shí)施方案的微小突出物陣列的側(cè)剖視圖，其中將不同的生物相容性包衣應(yīng)用于不同的微小突出物；和圖9是帶有粘性背襯的微小突出物陣列的側(cè)剖視圖。
發(fā)明實(shí)施方式在詳細(xì)描述本發(fā)明之前，要理解本發(fā)明不限于特別舉例的材料、制劑、方法或結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@樣的材料、制劑、方法或結(jié)構(gòu)當(dāng)然可以發(fā)生變化。因此，盡管有許多與本文所述的材料和方法類似或等同的材料和方法可用于本發(fā)明的實(shí)踐，但本文描述的是優(yōu)選材料和方法。還應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的術(shù)語僅旨在描述本發(fā)明的具體實(shí)施方案且無意構(gòu)成限制。除非另外定義，本文所使用的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解的相同的含義。此外，本文(無論是上文還是下文)中所引用的所有公開文本、專利和專利申請均全文引入本文作為參考。最后，如本說明書及所附權(quán)利要求書中所使用的，單數(shù)形式的“一個(a)”、“一個(an)”和“該”包括復(fù)數(shù)的指示物，除非內(nèi)容中清楚地另行指明。因此，例如，“一種免疫活性試劑”包括兩種或更多種這樣的試劑；“一個微小突出物”包括兩個或更多個這樣的微小突出物等。
定義如本文中所使用的術(shù)語“經(jīng)皮”，意指為局部或全身療法而使試劑進(jìn)入和/或經(jīng)過皮膚的送遞。如本文中所使用的，術(shù)語“經(jīng)皮流動”，意指經(jīng)皮送遞的速率。如本文中用于指制劑或包衣的術(shù)語“穩(wěn)定的”意指，該制劑不經(jīng)受不適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)或物理分解、破壞或滅活。如本文中用于指包衣的術(shù)語“穩(wěn)定的”也意指機(jī)械穩(wěn)定的，即不經(jīng)受來自于包衣所沉積的表面的不適當(dāng)?shù)囊莆换騿适?。如本文中所使用的，術(shù)語“共送遞(co-delivering)”意指，在試劑被送遞之前、經(jīng)皮試劑流動之前和過程中、經(jīng)皮試劑流動過程中、經(jīng)皮試劑流動過程中和之后、和/或經(jīng)皮試劑流動之后，經(jīng)皮施用至少一種補(bǔ)充試劑。此外，在本發(fā)明的生物相容性包衣中可以配制兩種或更多種免疫活性試劑，從而導(dǎo)致共送遞不同的免疫活性試劑。如本文中所使用的，術(shù)語“免疫活性試劑”指包含抗原性試劑的物質(zhì)或混合物的組合物和/或來自任一或所有來源的“疫苗”，它以免疫學(xué)有效量施用時能夠觸發(fā)有益的免疫應(yīng)答。免疫活性試劑的一個特定例子是流感疫苗。免疫活性試劑的更多例子包括，但不限于，病毒和細(xì)菌、基于蛋白質(zhì)的疫苗、基于多糖的疫苗和基于核酸的疫苗。如本文中所使用的，術(shù)語“生物學(xué)有效量”或“生物學(xué)有效速率”指，刺激或起始所需免疫結(jié)果且常常為有益的結(jié)果所需的免疫活性試劑量或速率。本發(fā)明包衣中所使用的免疫活性試劑量將是送遞實(shí)現(xiàn)所需免疫學(xué)結(jié)果所需的免疫活性試劑量所需的量。實(shí)踐中，這將根據(jù)所送遞的具體免疫活性試劑、送遞位點(diǎn)以及將免疫活性試劑送遞入皮膚組織的溶解和釋放動力學(xué)而大大變化。如本文中所使用的，術(shù)語“包衣制劑”意欲指和包括用于包被送遞表面(包括多個微小突出物和/或其陣列)的液體或固體狀態(tài)的自由流動組合物或混合物。如本文中所使用的，術(shù)語“生物相容性包衣”意指并包括具有足夠的粘著特性且與免疫活性試劑間沒有不利相互作用或者不利相互作用最小的“包衣制劑”。如本文中所使用的，術(shù)語“微小突出物”指適于刺穿或切穿活動物(特別是哺乳動物，且更特別是人)的皮膚角質(zhì)層進(jìn)入下面的表皮層、或表皮和真皮層的穿刺元件。如本文中所使用的，術(shù)語“微小突出物部件”，總體來說意味著包含以陣列排布的多個用于刺穿角質(zhì)層的微小突出物的微小突出物陣列。該微小突出物部件可以這樣形成從薄片上蝕刻或沖壓出多個微小突出物并將微小突出物折疊或彎出該片的平面而成型。該微小突出物部件也可以用其它已知方式形成，比如如6,050,988號美國專利中公開的，通過形成一個或多個沿每個條的邊緣具有微小突出物的條，該專利全文引入本文作為參考?？捎糜诒景l(fā)明的微小突出物部件包括，但不限于，6,083,196、6,050,988和6,091,975號美國專利和2002/0016562號美國專利公開文本中公開的部件，這些專利和專利公開文本全文引入本文作為參考。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，在使用微小突出物陣列的地方，也可以通過改變微小突出物陣列(或補(bǔ)塊(patch))的大小、密度等來改變或者操作所送遞的免疫活性試劑劑量。
發(fā)明詳述如本領(lǐng)域所知的，對免疫活性試劑(尤其是疫苗)的所需生理應(yīng)答是免疫應(yīng)答的刺激。通過用比如佐劑這樣的增強(qiáng)對試劑的特異性免疫應(yīng)答的補(bǔ)充組分來配制疫苗使免疫應(yīng)答，尤其是抗體的產(chǎn)生，得到增強(qiáng)?，F(xiàn)代免疫活性試劑，具體是疫苗，且更具體是亞單位型或分裂病毒體疫苗，通常用這樣的佐劑來配制以改善試劑的功效和效力。如本領(lǐng)域所知的，與在疫苗制劑中使用佐劑有關(guān)的益處包括以下能力(1)指導(dǎo)和最優(yōu)化適合于疫苗的免疫應(yīng)答；(2)利于疫苗的粘膜送遞；(3)促進(jìn)細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答；(4)增強(qiáng)較弱抗原的免疫原性；(5)減少抗原量和/或?yàn)樘峁┍Ｗo(hù)性免疫所需的施用頻率；和(6)改善疫苗在弱免疫應(yīng)答個體中的功效。佐劑作用機(jī)制通常包括(1)增加疫苗抗原的生物學(xué)或免疫學(xué)貯藏期；(2)改進(jìn)抗原向抗原呈遞細(xì)胞的送遞；(3)改進(jìn)抗原呈遞細(xì)胞對抗原的加工；和(4)誘導(dǎo)免疫調(diào)制細(xì)胞因子的產(chǎn)生。礦物佐劑是一個廣泛使用的佐劑類別。這樣的佐劑包括，例如，比如鈰、鋅、鐵、鋁和鈣這樣的金屬的鹽。鋁鹽，尤其是磷酸鹽和氫氧化物，被廣泛使用。事實(shí)上，這樣的鹽應(yīng)用于包括乙型肝炎疫苗(明礬-HBsAg)和白喉和破傷風(fēng)類毒素疫苗(明礬-DT)在內(nèi)的超過50％的商業(yè)疫苗產(chǎn)品中。如本文中所使用的，除非另外由上下文明確指出，術(shù)語“明礬”用于包括氫氧化鋁和磷酸鋁二者。參考圖1，其中舉例說明了通過現(xiàn)有技術(shù)制劑和方法制備的明礬基質(zhì)10。圖1所代表的制劑含有Al(OH)3(2.9％)+海藻糖(4.1％)，AlPO3(3.0％)+葡聚糖(1.2％)，或AlPO3(5.0％)+甘露糖醇(2.2％)，并且是通過空氣干燥或者冷凍干燥制備的(參見，Maa等人，Pharm.Res.，第20卷，第7期，2003年7月，第969-977頁)。示于圖1的深色區(qū)域12表示大規(guī)模的明礬介導(dǎo)的凝結(jié)。這樣的大規(guī)模凝結(jié)導(dǎo)致高百分比的抗原被吸附到明礬表面并被束縛在凝結(jié)物中，且由此不能引發(fā)所需免疫學(xué)應(yīng)答。如上指出的，本發(fā)明包括穩(wěn)定的、以明礬為佐劑的免疫活性試劑(尤其是疫苗)的組合物以及用于配制和送遞穩(wěn)定的、以明礬為佐劑的免疫活性試劑(尤其是疫苗)的方法，其中減輕或避免了佐劑-介導(dǎo)的凝結(jié)以及相伴的抗原性試劑功效增強(qiáng)的喪失。本發(fā)明還提供穩(wěn)定的以明礬為佐劑的免疫活性試劑(尤其是疫苗)的組合物以及用于配制和送遞穩(wěn)定的、以明礬為佐劑的免疫活性試劑(尤其是疫苗)的方法，所述試劑可經(jīng)受冷凍、干燥、冷凍-干燥或凍干，且在重構(gòu)時保持高水平的效力。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，該免疫活性試劑包括疫苗，且佐劑包括氫氧化鋁、磷酸鋁及其混合物?，F(xiàn)在參考圖2，其中顯示了基質(zhì)14，該基質(zhì)反映干燥和重構(gòu)后的本發(fā)明的以明礬為佐劑的免疫活性試劑制劑。圖2所代表的制劑在實(shí)施例1中作了進(jìn)一步描述，且是經(jīng)噴霧干燥和噴霧冷凍干燥制得的。與圖1所示的基質(zhì)相比可以看到，表示明礬介導(dǎo)的凝結(jié)的深色區(qū)域16占據(jù)了顯著較少的面積。結(jié)果是較大百分比的抗原可用于引發(fā)所需免疫學(xué)應(yīng)答。因此在一種實(shí)施方案中，本發(fā)明包括穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的組合物以及用于配制和送遞穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的方法，所述的穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑可以容易地沉積到表面(或送遞裝置)上并于環(huán)境溫度下在其上干燥。本發(fā)明還提供穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的組合物以及用于配制和送遞穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的方法，所述穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑能夠作為薄膜包衣沉積在表面(或送遞裝置)上。該薄膜包衣可包含單層或是多層的。該單層和多層薄膜包衣尤其適于用基于微小突出物的送遞裝置經(jīng)皮送遞。利用這樣的裝置，試劑(例如疫苗)被包括在包被在至少一個，更優(yōu)選地，多個角質(zhì)層穿刺微小突出物上的生物相容性包衣中。在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的組合物以及用于配制和送遞穩(wěn)定的含佐劑的免疫活性試劑的方法允許產(chǎn)生薄膜多層包衣，該包衣總厚度為5～100微米，更優(yōu)選地，為10～50微米。根據(jù)本發(fā)明，含明礬的薄膜層防止明礬顆粒凝結(jié)成大規(guī)模的制劑基質(zhì)。疫苗抗原在通過組織液在皮膚中溶解后，能夠容易地被釋放，并由此被施用。包衣制劑中還保持了抗原性試劑的免疫原性和明礬的佐劑性，由此使所得的抗原性試劑功效得到改進(jìn)。參考圖4，在一種實(shí)施方案中，用于形成以明礬為佐劑的免疫活性試劑的方法，所述試劑能夠被設(shè)置在送遞表面和/或能夠被干燥和重構(gòu)而不顯著喪失效力，包括以下步驟(i)在適宜溶劑中制備明礬懸浮液，其中明礬濃度低于3％(20)；(ii)向明礬懸浮液中添加無定形碳水化合物糖類(即，填充劑和蛋白質(zhì)穩(wěn)定劑)(21)；(iii)任選地，加入比如纖維素或淀粉這樣的粘度增強(qiáng)劑以產(chǎn)生溶液粘度(22)；(iv)加入成膜劑，例如，聚羧酸(23)；和(v)向明礬懸浮液中加入大量免疫活性試劑(24)。如本領(lǐng)域所知的，根據(jù)本發(fā)明，可以通過濃縮和緩沖來制備免疫活性試劑。在一種實(shí)施方案中，所得的以明礬為佐劑的免疫活性試劑溶液隨后可進(jìn)行噴霧干燥、空氣干燥、噴霧-冷凍干燥、冷凍-干燥或凍干以使其穩(wěn)定用于儲藏或分配(26)。重構(gòu)時，免疫活性試劑的效力和免疫學(xué)應(yīng)答得到最大化。在另一種實(shí)施方案中，所得的以明礬為佐劑的免疫活性試劑溶液包括在生物相容性包衣制劑內(nèi)(27)，該制劑可用作送遞裝置、角質(zhì)層穿刺微小突出物或多個角質(zhì)層穿刺微小突出物或其陣列上的包衣。優(yōu)選地，包衣過程在一系列包衣步驟中實(shí)施，各包衣步驟間有一個干燥步驟。為最優(yōu)化本發(fā)明所需薄膜的形成，各干燥循環(huán)間的干燥時間應(yīng)當(dāng)足夠長以確保各層的干燥，以避免新的包衣與之前未干燥的包衣混合。圖3中概略說明了通過本發(fā)明的以明礬為佐劑的制劑的所需薄膜包衣和方法實(shí)現(xiàn)的有益結(jié)果。如圖3中說明的，通過本發(fā)明的薄膜包衣方法使制劑基質(zhì)18的凝結(jié)最小化，這提供以明礬為佐劑的免疫活性試劑制劑的薄膜陣列(即層)19。用于圖3所示基質(zhì)的制劑在實(shí)施例2中得到進(jìn)一步描述，并通過膜包衣制得。以下更詳細(xì)地描述用于配制本發(fā)明的以明礬為佐劑的免疫活性試劑的方法和材料。
明礬懸浮液制備(20)通過向適宜溶劑中加入約0.0001％至3％，優(yōu)選約0.05至2重量百分比的氫氧化鋁或磷酸鋁制備氫氧化鋁或磷酸鋁懸浮液。適宜溶劑包括水和乙醇。所得溶液粘度應(yīng)當(dāng)為約1至50 cP，更優(yōu)選地，為約10至30 cP。盡管氫氧化鋁或磷酸鋁是優(yōu)選的金屬化合物，但比如磷酸鈣、氫氧化鎂和羥基碳酸鋁(aluminum hydoxycarbonate)這樣的其它金屬鹽也可使用。除明礬外，其它免疫應(yīng)答增強(qiáng)佐劑也可與疫苗抗原配制以構(gòu)成疫苗。這樣的佐劑包括，但不限于，藻類葡聚糖、β-葡聚糖；霍亂毒素B亞單位；CRL1005ABA嵌段聚合物，平均值為x＝8和y＝205；γ胰島素 線性(非分支的)β-D(2->1)聚呋喃果糖基(polyfructofuranoxyl)-α-D-葡萄糖；Gerbu佐劑N-乙酰氨基葡糖-(β1-4)-N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酰-D-谷氨酰胺(GMDP)，二甲基二(十八烷基)氯化銨(DDA)，鋅L-脯氨酸鹽復(fù)合物(Zn-Pro-8)；咪喹莫特(1-(2-甲基丙基)-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺；ImmTherTMN-acetylglucoaminyl-N-乙酰胞壁酰-L-Ala-D-isoGlu-L-Ala-丙三醇二棕櫚酸鹽；MTP-PE脂質(zhì)體C59H108N6O19PNa-3H2O(MTP)；MurametideNac-Mur-L-Ala-D-Gln-OCH3；Pleuranβ-葡聚糖；QS-21；S-284634-氨基-a，a-二甲基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-乙醇；salvo肽VQGEESNDK·HCl(IL-1β163-171肽)；和蘇氨酰-MDP(TermurtideTM)N-乙酰胞壁酰-L-蘇氨酰-D-異谷氨酰胺，和白細(xì)胞介素18、IL-2 IL-12、IL-15，佐劑還包括比如，例如，含CpG的寡核苷酸這樣的DNA寡核苷酸。此外，編碼比如IL-18、IL-2 IL-12、IL-15、IL-4、IL10、γ干擾素和NFκB調(diào)節(jié)信號傳導(dǎo)蛋白質(zhì)這樣的免疫調(diào)節(jié)淋巴因子的核酸序列也可使用。
無定形糖類的加入(21)如本領(lǐng)域所知的，無定形糖類作為填充劑和蛋白質(zhì)穩(wěn)定劑起作用。根據(jù)本發(fā)明，無定形糖類可選自成玻璃糖類這一通類。尤其是，可以使用蔗糖、松三糖、棉子糖、海藻糖、水蘇糖、乳糖、麥芽糖及其組合。糖類優(yōu)選以填充有效量或蛋白質(zhì)穩(wěn)定有效量添加。以重量百分?jǐn)?shù)基礎(chǔ)計，糖類可以以約2至40 wt.％百分比，更優(yōu)選地，以約10至30wt.％存在。
粘度增強(qiáng)劑的加入(22)任選地，可向制劑中加入比如聚合材料這樣的粘度增強(qiáng)劑。適宜的聚合物例子包括，但不限于，比如羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基-甲基纖維素(HPMC)、羥丙基纖維素(HPC)、甲基纖維素(MC)、羥乙基甲基纖維素(HEMC)或乙基羥乙基纖維素(EHEC)這樣的纖維素衍生物。如果使用粘度增強(qiáng)劑的話，則粘度增強(qiáng)劑以足以提供優(yōu)選小于約100cP，更優(yōu)選地，為約20～60cP的終溶液粘度的量加入。根據(jù)本發(fā)明，粘度增強(qiáng)劑可以以約0.1～10wt.％存在。
成膜劑的加入(23)有許多成膜劑的例子?？偟膩碚f，成膜劑包括分子量為約1,000～1,000,000道爾頓，更優(yōu)選地，為約30,000～500,000道爾頓的聚羧酸及其鹽。非限制性的例子包括丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、丙烯酰胺聚合物、丙烯腈聚合物等。羧酸共聚物也是適宜的。優(yōu)選的聚合物是比如商標(biāo)為CARBOPOL和ACUSOL的可商購的聚丙烯酸鹽，和羥丙基甲基纖維素(HPMC)、羥乙基纖維素(HEC)和聚乙烯醇(PVOH)。成膜劑優(yōu)選以成膜有效量加入。根據(jù)本發(fā)明，成膜劑可以以約0.001～10wt.％，更優(yōu)選地，以約0.1至5wt.％存在。
免疫活性試劑的加入(24)比如疫苗這樣的免疫活性試劑通常是用適宜的載體，以及適宜的佐劑、賦形劑、保護(hù)劑、溶劑、鹽、表面活性劑、緩沖劑和其它組分，以水性形式制備的。免疫活性試劑通常通過本領(lǐng)域已知的濃縮和緩沖制得。因此適宜的免疫活性試劑包括，但不限于，蛋白質(zhì)形式的抗原、多糖綴合物、寡糖和脂蛋白。這些亞單位疫苗包括百日咳博德特氏菌(重組PT疫苗-非細(xì)胞的)、破傷風(fēng)梭菌(純化的，重組的)、白喉棒桿菌(純化的，重組的)、巨細(xì)胞病毒(糖蛋白亞單位)、A組鏈球菌(糖蛋白亞單位、A組多糖與破傷風(fēng)類毒素的糖綴合物、與毒素亞單位載體連接的M蛋白質(zhì)/肽、M蛋白質(zhì)、多價型-特異性表位、半胱氨酸蛋白酶、C5a肽酶)、乙型肝炎病毒(重組Pre S1、Pre-S2、S、重組核心蛋白)、丙型肝炎病毒(重組表達(dá)的表面蛋白質(zhì)和表位)、人乳頭瘤病毒(衣殼蛋白、TA-GN重組蛋白質(zhì)L2和E7[來自HPV-6]、來自HPV-11的MEDI-501重組VLP L1、四價重組BLP L1[來自HPV-6]、HPV-11、HPV-16和HPV-18、LAMP-E7[來自HPV-16])、嗜肺軍團(tuán)菌(純化的細(xì)菌表面蛋白質(zhì))、腦膜炎奈瑟氏球菌(具有破傷風(fēng)類毒素的糖綴合物)、銅綠假單胞菌(合成肽)、風(fēng)疹病毒(合成肽)、肺炎鏈球菌(與B腦膜炎球菌OMP綴合的糖綴合物[1、4、5、6B、9N、14、18C、19V、23F]、與CRM197綴合的糖綴合物[4、6B、9V、14、18C、19F、23F]、與CRM1970綴合的糖綴合物[1、4、5、6B、9V、14、18C、19F、23F]、蒼白密螺旋體(表面脂蛋白)、水痘-帶狀皰疹病毒(亞單位，糖蛋白)和霍亂弧菌(綴合物脂多糖)。全病毒或細(xì)菌包括，但不限于，比如巨細(xì)胞病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、人乳頭瘤病毒、風(fēng)疹病毒和水痘-帶狀皰疹病毒這樣的弱化或殺死的病毒，比如百日咳博德特氏菌、破傷風(fēng)梭菌、白喉棒桿菌、A組鏈球菌、嗜肺軍團(tuán)菌、腦膜炎奈瑟氏球菌、銅綠假單胞菌、肺炎鏈球菌、蒼白密螺旋體和霍亂弧菌這樣的弱化或殺死的細(xì)菌，及其混合物。許多可商業(yè)獲得的包含抗原性試劑的疫苗也可用于本發(fā)明。所述疫苗包括，但不限于，流感疫苗、Lyme病疫苗、狂犬病疫苗、麻疹疫苗、腮腺炎疫苗、水痘疫苗、天花疫苗、肝炎疫苗、百日咳疫苗和白喉疫苗。也可根據(jù)本發(fā)明的制劑和方法使用的包含核酸的疫苗包括，但不限于，單鏈和雙鏈核酸，比如，例如超螺旋質(zhì)粒DNA；線性質(zhì)粒DNA；粘粒；細(xì)菌人工染色體(BAC)；酵母人工染色體(YAC)；哺乳動物人工染色體；和RNA分子，比如，例如mRNA。核酸的大小可最高至數(shù)千個千堿基。核酸也可與蛋白質(zhì)性試劑偶聯(lián)，或者可包括一種或多種比如，例如，硫代磷酸酯部分這樣的化學(xué)修飾。本發(fā)明的以明礬為佐劑的免疫活性試劑制劑還可包含適宜的賦形劑、保護(hù)劑、溶劑、鹽、表面活性劑、緩沖劑和其它組分。這樣的制劑的例子可以在60/600,560和10/970,890號美國專利申請中找到；這兩份申請中公開的內(nèi)容引入本文作為參考。根據(jù)本發(fā)明，之后可以對所得的以明礬為佐劑的免疫活性試劑溶液(25)進(jìn)行噴霧干燥、空氣干燥、噴霧冷凍干燥、冷凍干燥或凍干以使其穩(wěn)定以用于儲藏或分配(26)。重構(gòu)時，免疫活性試劑的效力和免疫活性應(yīng)答得到最大化。在另一種實(shí)施方案中，將所得的以明礬為佐劑的免疫活性試劑溶液(25)包括在可用作送遞裝置或角質(zhì)層穿刺微小突出物或其陣列上的包衣的生物相容性包衣制劑(27)中。10/127,108和10/608,304號美國申請中對配制生物相容性包衣的組合物和方法作了詳細(xì)描述；這兩份申請中公開的內(nèi)容引入本文作為參考?，F(xiàn)在參考圖5，其中顯示了用于與本發(fā)明的組合物和方法一同使用的角質(zhì)層穿刺微小突出物陣列的一種實(shí)施方案。如圖5所示的，微小突出物陣列30包括多個微小突出物32。微小突出物32以基本上呈90°角從具有開口36的片34中延伸。如圖9所示，片34可整合進(jìn)一個帶有為片34而設(shè)的背襯35的送遞補(bǔ)決(patch)。背襯35還可包括用于將背襯35和微小突出物陣列30粘到患者皮膚的粘合劑36。在該實(shí)施方案中，微小突出物32可以通過從片34的平面上蝕刻或沖壓出多個微小突出物32來形成。微小突出物陣列30可由比如不銹鋼、鈦、鎳鈦合金這樣的金屬或比如塑料這樣類似的生物相容性材料制成。微小突出物陣列30優(yōu)選由鈦構(gòu)建而成。金屬微小突出物部件公開于6,038,196號美國專利(Trautman等人)、6,050,988號美國專利(Zuck)和6,091,975號美國專利(Daddona等人)中，這些公開內(nèi)容引入本文作為參考。可用于本發(fā)明的其它微小突出物部件通過硅蝕刻、利用芯片蝕刻技術(shù)或通過利用經(jīng)過蝕刻的微模型進(jìn)行塑料模塑來形成。硅和塑料微小突出物部件公開于Godshall等人，5,879,326號美國專利中，該公開文本引入本文作為參考。利用這樣的微小突出物裝置，重要的是將帶有免疫活性試劑的生物相容性包衣均勻且平整地應(yīng)用于微小突出物，優(yōu)選地限于微小突出物本身。一旦該裝置已被應(yīng)用到皮膚上且角質(zhì)層被刺穿，這就使試劑能夠溶解在組織液中。此外，均勻的包衣在貯存過程中以及在插入皮膚過程中都提供較大的機(jī)械穩(wěn)定性。弱和/或不連續(xù)包衣在制備和貯存過程中都更可能剝落，且在應(yīng)用過程中更有可能從皮膚上擦去。另外，試劑的最佳穩(wěn)定性和保存期限可以由固體且基本上干燥的生物相容性包衣達(dá)到。然而，包衣溶解和試劑釋放的動力學(xué)可以根據(jù)許多因素而略微變化。容易理解，除了在貯存上穩(wěn)定外，生物相容性包衣還應(yīng)當(dāng)允許所需的試劑釋放。現(xiàn)在參考圖6，其中顯示了微小突出物陣列30，其中微小突出物32已經(jīng)用生物相容性包衣50包被。根據(jù)本發(fā)明，該生物相容性包衣50可部分或完全覆蓋微小突出物32。該生物相容性包衣50可在形成微小突出物32之前或之后應(yīng)用于微小突出物。微小突出物上的包衣50可通過各種已知方法形成。一種這樣的方法是浸涂(dip-coating)。浸涂可被描述成一種通過將微小突出物部分或完全浸入含免疫活性試劑的生物相容性包衣溶液中來包被微小突出物的方法。作為選擇，可將整個裝置浸入生物相容性包衣溶液中，在許多情況下，包衣中的免疫活性試劑可能是非常昂貴的。因此，更為優(yōu)選的是只包被微小突出物的尖端。微小突出物尖端包衣裝置和方法公開于Trautman等人，2002/0132054號美國專利申請公開文本中；該公開文本引入本文作為參考。如在上述參考申請中描述的，包衣裝置僅將包衣應(yīng)用于微小突出物而不應(yīng)用于微小突出物所伸出的基質(zhì)/片。在免疫活性試劑成本相對高，且因此含有免疫活性試劑的生物相容性包衣應(yīng)當(dāng)僅設(shè)置在將要刺穿受試者角質(zhì)層層的部分微小突出物陣列上的情況下這是令人滿意的。該包衣技術(shù)具有在穿刺皮膚過程中自然形成不容易從微小突出物上移開的平滑包衣的額外好處。圖6A中更清楚地示出了微小突出物尖端包衣的平滑橫截面。其它包衣技術(shù)，比如微觀流體噴霧(microfluidic spray)或印刷技術(shù)這樣的包衣技術(shù)，也可用于將包衣38精確地沉積在微小突出物32的尖端，如圖6所示?？捎糜诒景l(fā)明實(shí)踐的其它包衣方法包括將包衣溶液噴霧到微小突出物32上。噴霧可包括包衣組合物氣溶膠懸浮液的形成。在一種實(shí)施方案中，將形成約10至約200皮升滴大小的氣溶膠懸浮液噴霧到微小突出物上并隨即干燥。根據(jù)本發(fā)明，微小突出物32可進(jìn)一步包括適于容納和/或增加包衣38體積的工具，比如孔(未示出)、溝(未示出)、表面不規(guī)則(未示出)或類似的修飾，其中所述工具提供可以沉積更大量包衣的增大的表面積。現(xiàn)在參考圖7，顯示了微小突出物陣列31的可替代實(shí)施方案。如圖7所示，可將微小突出物陣列31分成各部分(圖示為60-63)，其中將不同的包衣應(yīng)用于各部分，由此允許所使用的單個微小突出物陣列在使用過程中送遞超過一種的有益試劑。現(xiàn)在參考圖8，顯示了具有多個微小突出物32的微小突出物陣列30的橫截面視圖，其中微小突出物32用不同的生物相容性包衣和/或不同的免疫活性試劑連續(xù)包被，如參考數(shù)字61-64所指。也即，將分離的包衣應(yīng)用于所需數(shù)目的單個微小突出物32。在一種優(yōu)選實(shí)施方案中，用圖案涂層(pattern coating)來包被微小突出物32?？梢岳靡粋€用于將所沉積的液體定位到微小突出物陣列表面上的分配系統(tǒng)來應(yīng)用該圖案涂層。所沉積的液體的量優(yōu)選為每微小突出物0.1至20納升。適宜的精確計量的液體分配器的例子公開于Tisone，5,916,524、5,743,960、5,741,554和5,738,728號美國專利；它們所公開的內(nèi)容引入本文作為參考。也可以利用墨水噴射技術(shù)用已知的螺線管閥分配器，任選地利用通常用電場控制的流體運(yùn)動工具和定位工具，來應(yīng)用微小突出物包衣溶液。其它源自印刷工業(yè)的液體分配技術(shù)或本領(lǐng)域已知的類似液體分配技術(shù)也可用于應(yīng)用本發(fā)明的圖案涂層。在一種優(yōu)選實(shí)施方案中，將包含以明礬為佐劑的免疫活性試劑的生物相容性包衣應(yīng)用到微小突出物部件的至少一個角質(zhì)層穿刺微小突出物，更優(yōu)選地，多個這樣的角質(zhì)層穿刺微小突出物上的方法包括通過在環(huán)境溫度下干燥以進(jìn)一步穩(wěn)定生物相容性包衣的步驟。優(yōu)選地，包衣方法在一系列包衣步驟中實(shí)施，各包衣步驟間有一次干燥步驟。為最優(yōu)化本發(fā)明的所需薄膜包衣的形成，各干燥循環(huán)間的干燥時間應(yīng)當(dāng)足夠長以確保各層的干燥。各包衣步驟優(yōu)選導(dǎo)致層或包衣厚度為約0.5～5微米，更優(yōu)選地，為約1～3微米?？偟幕蚝嫌嫲潞穸葢?yīng)當(dāng)不超過約3微米，優(yōu)選地，為約5～100微米，更優(yōu)選地，為約10～50微米。在一些使用了真空室型干燥裝置的實(shí)施方案中，在0～3％相對濕度和低于環(huán)境壓力的條件下，干燥時間優(yōu)選為0.5～360分鐘，更優(yōu)選地，為1～100分鐘。在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，含有以明礬為佐劑的免疫活性試劑制劑的生物相容性包衣在環(huán)境室溫下干燥以獲得所需的薄膜包衣且不伴有掩蓋抗原的凝結(jié)。實(shí)現(xiàn)這一目的的一種途徑是用噴霧干燥型干燥裝置干燥溶液。在這樣的裝置中，將溶解的材料(例如，免疫活性試劑溶液)的細(xì)霧導(dǎo)入大圓錐室中，細(xì)霧在該室中與已加熱至約60～250℃，優(yōu)選約80～150℃的空氣接觸。確切的溫度、壓力、濕度和停留時間條件依賴于所干燥的材料和試劑。對于本發(fā)明的免疫活性試劑，優(yōu)選在約60℃至約150℃，更優(yōu)選地，在約80℃至約120℃的進(jìn)口溫度下實(shí)施干燥條件。適宜的加料速度為約1mL/分鐘至約20mL/分鐘，更優(yōu)選地，為約5～10mL/分鐘。濕度可為約10～50百分?jǐn)?shù)。一種適宜的干燥裝置公開于2004年5月19日提交的60/572,861號美國專利申請[Docket Number ALZ5134]中；其公開內(nèi)容引入本文作為參考。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，所提到的本發(fā)明的制劑和方法可被修改和改變以配制各種疫苗來源材料及其形式。例如，可以改變該方法使其適于配制乙型肝炎、白喉和破傷風(fēng)類毒素。根據(jù)本發(fā)明，多數(shù)免疫活性試劑或疫苗可經(jīng)受本發(fā)明的制劑加工和方法以提供高度穩(wěn)定的疫苗制劑。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，該免疫活性試劑包括流感疫苗，更優(yōu)選地，分裂病毒體流感疫苗。
實(shí)施例
以下研究和實(shí)施例對本發(fā)明的制劑、方法和過程作了舉例說明。這些例子僅用于舉例說明目的，且不意味著以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1
用表1總結(jié)的組成配制氫氧化鋁吸附的乙型肝炎表面抗原(HBsAg)溶液。
表I 噴霧干燥或噴霧冷凍干燥該液體制劑。
噴霧干燥
在以下條件下使用臺式噴霧干燥器(Büchi)干燥空氣進(jìn)口溫度130～140℃，3.5mL/分鐘的液體加料，和干燥空氣出口溫度80～85℃。所得粉末的顆粒大小分布為D10％＝1.2μm，D50％＝3.5μm，和D90％＝5.8μm。
噴霧冷凍干燥
用超聲霧化器(60 kHz，Sono-Tek Corporation，Milton，NY)以1.5mL/分鐘的加料速度將液體制劑噴入裝在不銹鋼盤的液氮中。用在-55℃預(yù)冷的架子將該盤轉(zhuǎn)移到凍干器(DuraStop，F(xiàn)TSSystems，Stone Ridge，NY)。在-10℃下進(jìn)行初次干燥10小時，并在15℃和然后在25℃下各進(jìn)行第二次干燥5小時。整個循環(huán)中，將溫度斜升速率設(shè)定在1℃/分鐘，且將室中的真空設(shè)在100mTor。所得粉末的顆粒大小分布為D10％＝25μm，D50％＝40μm，和D90％＝60μm。
明礬凝結(jié)分析
在光學(xué)顯微鏡下對由噴霧干燥和噴霧冷凍干燥制備的重構(gòu)粉末評估明礬凝結(jié)。與在光學(xué)顯微鏡圖像中顯示沙狀質(zhì)地的未加工的AL(OH)3/HBsAg液體相比，兩種重構(gòu)的粉末制劑也都顯示相同的沙狀形態(tài)學(xué)而無明顯顆粒，這暗示了粉末制劑中的最小明礬凝結(jié)。
效力和免疫原性分析
用AUSZYME單克隆試劑盒(Abbot Laboratory，AbbottPark，IL)通過定量酶免疫測定確定粉末制劑中的HBsAg的效力/免疫原性。在該研究中，重構(gòu)的粉末制劑的HBsAg效力與未加工的HbsAg原材料的HBsAg效力相當(dāng)。
實(shí)施例2
用表2總結(jié)的組成配制氫氧化鋁吸附的乙型肝炎表面抗原(HBsAg)溶液。
表2 對所得溶液進(jìn)行表征，且它顯示粘度為40cps、鈦金屬上接觸角為40℃。通過將微小突出物的100μm頂端浸入所述溶液中，來將浸涂應(yīng)用到225-μm微小突出物陣列(每平方厘米725個微小突出物)的尖端。每次浸入后，在環(huán)境空氣條件(22℃和50％相對濕度)下使攝取的液體干燥10秒。將包衣過程重復(fù)十次直至干燥包衣的厚度為約20μm。
明礬凝結(jié)分析
在水中重構(gòu)該干燥包衣制劑。用光學(xué)顯微鏡測量重構(gòu)的溶液中的明礬凝結(jié)。如同未加工的AL(OH)3/HBsAg液體一樣，重構(gòu)的制劑顯示相似的沙狀形態(tài)學(xué)而無明顯顆粒，這暗示了干燥包衣中的最小明礬凝結(jié)。
效力和免疫原性分析
用AUSZYME單克隆試劑盒(Abbot Laboratory，AbbottPark，IL)通過定量酶免疫測定確定干燥包衣制劑中的HBsAg的效力/免疫原性。在該研究中，重構(gòu)的干燥包衣制劑的HBsAg效力與未加工的HbsAg原材料的HBsAg效力相當(dāng)。在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改變和修飾以使其適應(yīng)各種用途和條件。同樣，這些改變和修飾適當(dāng)?shù)?、公正地、且預(yù)計在與以下權(quán)利要求書等同的完全范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種含免疫活性試劑的制劑，該制劑包含生物學(xué)有效量的免疫活性試劑；穩(wěn)定量的碳水化合物糖類；和一定量的使免疫活性試劑在接受干燥時其免疫原性喪失最小化的鋁鹽。
2.權(quán)利要求1的制劑，其中所述鋁鹽的凝結(jié)被最小化以保持該制劑的效力和免疫原性。
3.權(quán)利要求1的制劑，其中所述鋁鹽是氫氧化鋁、磷酸鋁或其混合物。
4.權(quán)利要求1的制劑，其中所述制劑包含基于制劑總重量約0.0001％至3％重量百分比的鋁鹽。
5.權(quán)利要求1的制劑，其中所述糖類選自蔗糖、松三糖、棉子糖、海藻糖、水蘇糖、乳糖、麥芽糖及其組合。
6.權(quán)利要求1的制劑，其中所述制劑包含基于制劑總重量約2至40重量百分比的糖類。
7.權(quán)利要求1的制劑，還包含粘度增強(qiáng)劑。
8.權(quán)利要求7的制劑，其中所述粘度增強(qiáng)劑的存在使得制劑的粘度為約1至50厘泊。
9.權(quán)利要求1的制劑，還包含成膜劑。
10.權(quán)利要求9的制劑，其中所述成膜劑以基于制劑總重量約0.001至10重量百分比存在于制劑中。
11.權(quán)利要求1的制劑，其中所述制劑還包含至少一種其它的佐劑。
12.權(quán)利要求1的制劑，其中所述免疫活性試劑選自病毒、細(xì)菌、基于蛋白質(zhì)的疫苗、基于多糖的疫苗、基于核酸的疫苗及其組合。
13.用于經(jīng)皮送遞免疫活性試劑的裝置，該裝置包含具有多個適于經(jīng)皮送遞免疫活性試劑的角質(zhì)層穿刺微小突出物的部件；和包被在所述微小突出物中至少一個上的權(quán)利要求1的制劑。
14.權(quán)利要求13的裝置，其中所述部件具有多個角質(zhì)層穿刺微小突出物。
15.權(quán)利要求13的裝置，其中所述的部件由選自不銹鋼、鈦、鎳鈦合金的金屬或類似的生物相容性材料制成。
16.制備以明礬為佐劑的免疫活性試劑包衣的方法，該方法包括步驟制備包衣組合物，所述包衣組合物包含溶于適宜溶劑中的一種或多種鋁鹽，其中的總鋁鹽濃度低于基于包衣組合物總重量約3重量百分比，至少一種碳水化合物糖類，任選的粘度增強(qiáng)劑，和免疫活性試劑；將所述包衣組合物應(yīng)用于基質(zhì)；和將所述應(yīng)用的包衣組合物干燥，或使其能夠干燥，以制備所述干燥的包衣。
17.權(quán)利要求16的方法，其中所述方法還包括向包衣組合物中添加成膜劑的步驟。
18.權(quán)利要求16的方法，該方法還包括使所述包衣組合物經(jīng)受干燥方法的步驟，所述干燥方法選自噴霧干燥、空氣干燥、噴霧一冷凍干燥、冷凍-干燥、凍干或其組合。
19.權(quán)利要求18的方法，該方法還包括用溶劑重構(gòu)該包衣組合物的步驟。
20.權(quán)利要求19的方法，該方法還包括將重構(gòu)的包衣組合物應(yīng)用到至少一種角質(zhì)層穿刺微小突出物以形成生物相容性包衣的步驟.
21.權(quán)利要求20的方法，其中通過選自浸涂、微觀流體噴霧、印刷和噴霧的方法將生物相容性包衣應(yīng)用于至少一個角質(zhì)層穿刺微小突出物。
22.權(quán)利要求21的方法，其中所述生物相容性包衣被干燥或使其能夠干燥。
23.權(quán)利要求21的方法，其中所述包衣組合物在一系列應(yīng)用中被應(yīng)用于至少一個角質(zhì)層穿刺微小突出物。
24.權(quán)利要求23的方法，其中所述干燥步驟在基本上所有應(yīng)用之間實(shí)施。
25.權(quán)利要求22的方法，其中所述干燥步驟在環(huán)境溫度下實(shí)施。
26.權(quán)利要求25的方法，其中所述干燥時間為約0.5至360分鐘。
27.權(quán)利要求26的方法，其中所述干燥步驟在約0至30百分比相對濕度和低于環(huán)境壓力的條件下實(shí)施。
28.權(quán)利要求20的方法，其中所述生物相容性包衣厚度為約0.5至5微米。
29.權(quán)利要求23的方法，其中所述合計包衣厚度為約0.5至5微米。
30.一種經(jīng)皮送遞免疫活性試劑的方法，該方法包括制備權(quán)利要求20的以明礬為佐劑的免疫活性試劑包衣；和應(yīng)用該部件以使免疫活性試劑送遞穿過受試者的皮膚。
全文摘要
含佐劑的免疫活性試劑(尤其是疫苗)的組合物和配制和送遞含佐劑的免疫活性試劑(尤其是疫苗)的方法，其中減輕或避免了佐劑的凝結(jié)以及相伴的疫苗功效增強(qiáng)的喪失。該含佐劑的免疫活性試劑可經(jīng)受冷凍、干燥、冷凍－干燥或凍干，并且在重構(gòu)時保持高水平的效力。本發(fā)明還提供穩(wěn)定的、含佐劑的免疫活性試劑的組合物和配制和送遞穩(wěn)定的、含佐劑的免疫活性試劑的方法，所述試劑能夠被沉積在經(jīng)皮送遞裝置或微小突出物或其陣列上。
文檔編號A61K39/145GK101027046SQ200580032525
公開日2007年8月29日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者Y·-F·馬, S·塞勒斯 申請人:阿爾扎公司