眼表潤滑的治療性補充和富集的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請?zhí)枮?00980126381.5、發(fā)明名稱為"眼表潤滑的治療性補充和富集" 的中國專利申請的分案申請。
[0002] 相關(guān)申請的交叉引用
[0003] 本申請要求2008年5月7日提交的美國臨時申請No. 61/051，112的優(yōu)先權(quán)，其引入 本文作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明設(shè)及眼部潤滑的處理(management)。具體地說，本發(fā)明設(shè)及用于治療與角 膜和結(jié)膜表面受損的（compromised)潤滑有關(guān)的疾病的藥物組合物及使用其的方法。
【背景技術(shù)】
[0005] 蛋白聚糖4(prg4)基因編碼稱作巨核細胞刺激因子(MSF)、潤滑素（Iubricin)和淺 區(qū)蛋白（SZP)的高度糖基化的蛋白（1)。潤滑素最初是從滑液中分離出來的并且證實在軟 骨-玻璃界面具有與滑液類似的體外潤滑能力(2)。后來潤滑素被鑒定為滑液成纖維細胞的 產(chǎn)物(3)并且化y等人還表明其在膠乳-玻璃界面具有邊界潤滑能力（3~9)。隨后表明外顯 子6編碼的940個氨基酸的大的粘蛋白樣(mucin Uke)結(jié)構(gòu)域內(nèi)0連接的0(1-3)GalGalNAc 寡糖（10)部分介導(dǎo)(mediate)運種邊界潤滑能力（8) dSZP最初定位在來自淺區(qū)的外植體軟 骨的表面處并從條件介質(zhì)中分離出來（11) dSZP也被證實在軟骨-玻璃界面具有潤滑能力 (12)。運些分子共同稱作PRG4。還表明PRG4存在于滑膜(58)、腫（13)及半月板（14)的表面。 此外，已表明PRG4在生理和病理生理濃度下均有助于對接(apposing)關(guān)節(jié)軟骨表面的邊界 潤滑(59)。
[0006] 通過引起人的屈曲指-關(guān)節(jié)病-髓內(nèi)翻-屯、包炎(CACP)疾病綜合征的突變表明了 prg4的功能重要性。CACP通過屈曲指、非炎性關(guān)節(jié)病和肥厚性滑膜炎，與髓內(nèi)翻崎形、屯、包 炎和胸腔積液顯示（15)。而且，在無PRG4的小鼠中，觀察到軟骨退化和隨后的關(guān)節(jié)失效 (16)。因此，PRG4表達是健康滑液關(guān)節(jié)的必要組件。
[0007] PRG4是粘蛋白家族的成員，粘蛋白家族通常大量存在于上皮層上并提供許多功 能，包括潤滑和保護免受微生物的侵入（17)。粘蛋白的功能性質(zhì)通常通過專口的糖基化模 式和它們通過分子間二硫鍵形成多聚體的能力來確定（18)，而專口的糖基化模式和它們通 過分子間二硫鍵形成多聚體的能力均在慢性病(例如囊性纖維化、哮喘）中改變（17)。從滑 液分離的PRG4的生物化學(xué)表征(2、19)顯示在0-糖基化中的分子異質(zhì)性，運似乎影響潤滑性 質(zhì)（8)。近來，已經(jīng)表明來自?；旱腜RG4除了單體形式之外還作為二硫鍵合的二聚體存 在，如N端和C端兩者處保守的富含半脫氨酸的結(jié)構(gòu)域W及C端未配對的半脫氨酸所表明的 (20)。
[000引在組織例如滑液關(guān)節(jié)中，潤滑的物理化學(xué)模式已經(jīng)被分為流體膜或邊界。實施潤 滑的模式取決于關(guān)節(jié)組織上的法向力和切向力、運些表面之間切向運動的相對速率W及載 荷和運動兩者的時間歷史。摩擦系數(shù)y提供定量量度，并定義為切向摩擦力與法向力之比。 一種類型的流體介導(dǎo)的潤滑模式是流體靜力性的。在開始加載時和通常長時間的持續(xù)期 間，由于組織的雙相特性，軟骨內(nèi)的間質(zhì)液被加壓；液體也可能通過漏液機理（weeping mechanism)被迫進入關(guān)節(jié)面之間的凹凸部分。因此加壓的間質(zhì)液和截留的潤滑劑池可明顯 有助于承受法向載荷而對剪切力的阻力很小，促使y非常低。而且，在開始加載和/或運動 時，發(fā)生擠壓膜、流體動力和彈性流體動力類型的流體膜潤滑，其中加壓、運動和變形起到 將粘性潤滑劑從相對運動的兩個表面之間的間隙中驅(qū)趕出來和/或驅(qū)使粘性潤滑劑通過相 對運動的兩個表面之間的間隙的作用。
[0009] 流體壓力/膜與邊界潤滑發(fā)生的相關(guān)程度經(jīng)典地取決于許多因素(31)。當(dāng)潤滑膜 可在可W彈性變形的一致(conforming)滑動表面之間流動時，發(fā)生彈性流體動力潤滑。壓 力、表面粗糖度和相對滑動速度決定何時完全流體潤滑開始失效并且潤滑進入新的機制。 隨著速度進一步下降，粘附到關(guān)節(jié)表面的潤滑膜開始發(fā)揮作用并發(fā)生混合的潤滑機制。如 果速度再進一步下降，并僅保留由幾個分子組成的超薄潤滑劑層時，發(fā)生邊界潤滑。因此邊 界模式的潤滑通過不隨影響流體膜的形成的因素(例如相對滑動速度和軸向載荷)而變化 的定?；瑒悠陂g的摩擦系數(shù)(相對運動的兩個接觸表面之間測得的摩擦力與所施加的法向 力之比）來指示（35)。對于關(guān)節(jié)軟骨而言，已經(jīng)得出結(jié)論肯定會發(fā)生邊界潤滑，雖然由流體 加壓和其它機理進行補充(36~39)。
[0010] 在邊界潤滑中，通過表面與表面的接觸支撐載荷，并且相關(guān)的摩擦性質(zhì)由潤滑表 面分子確定。已經(jīng)提出運種模式是重要的，因為相對軟骨層W總面積的~10%接觸，并且運 可能是發(fā)生大部分摩擦的地方(30)。此外，隨著加載時間的增加和流體靜壓力的耗散，涂布 有潤滑劑的表面相對于加壓流體承受比例越來越高的載荷，因此，運種模式可變得越來越 占優(yōu)勢(31、32)。邊界潤滑本質(zhì)上減輕粘滑(31)，因此表現(xiàn)為對定常運動和開始運動兩者的 阻力下降。后一種情況與長時間壓縮加載(例如，就坐或站立，體內(nèi)）之后承受載荷的關(guān)節(jié)表 面相關(guān)(33)。軟骨表面的典型磨損模式(34)也表明，關(guān)節(jié)軟骨的邊界潤滑對于保護和維持 關(guān)節(jié)表面結(jié)構(gòu)而言是非常重要的。
[0011] 隨著加載時間的增加和流體靜壓力的耗散，涂布有潤滑劑的表面相對于加壓流體 承受比例越來越高的載荷，因此，y可通過運種潤滑模式變得越來越占優(yōu)勢。邊界模式的潤 滑通過不隨影響流體膜的形成的因素(例如相對滑動速度和軸向載荷)而變化的定?；瑒?期間的y值來指示。邊界潤滑本質(zhì)上減輕粘滑，因此表現(xiàn)為對定常運動和開始運動兩者的阻 力下降。
[0012] PRG4在滑液中和關(guān)節(jié)表面處的積累很可能是PRG4邊界潤滑能力的關(guān)鍵的功能決 定因素。近來，證實與自由溶脹或靜態(tài)壓縮的培養(yǎng)物相比，動態(tài)剪切加載培養(yǎng)的軟骨外植體 產(chǎn)生顯著的^倍分泌的PRG4( 27)。在存在生理調(diào)節(jié)物的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的和病理疾病 (condition)下，運種軟骨細胞的PRCM合成和分泌可顯著有助于滑液內(nèi)PRG4的濃度(23)。雖 然結(jié)合到表面的PRG4的量似乎與分泌速率不相關(guān)，但是之前的研究表明表面結(jié)合的PRG4可 W與滑液中的內(nèi)源PRG4交換(25)，特別是在機械擾動的影響下（26、27)。對關(guān)節(jié)內(nèi)、特別是 關(guān)節(jié)表面處PRG4代謝的空間和時間方面的說明將促進理解PRG4對關(guān)節(jié)軟骨的低摩擦性質(zhì) 的貢獻，并且可能導(dǎo)致治療W防止運種功能的喪失(40、41)。有關(guān)不同分子量的各種PRG4分 子的處理、W及潛在的額外功能或替代功能，更多是有待確定的（10、27、28、61)。而且，刺激 關(guān)節(jié)表面附近軟骨細胞中PRG4表達的化學(xué)和機械因素的組合對于由分離的具有潤滑功能 和生物活性的表面的亞群(29)產(chǎn)生組織工程改造的軟骨可能是有利的。
[0013] 目前不知道生物界面處邊界潤滑的確切機理。然而，蛋白聚糖4(PRG4)在關(guān)節(jié)連結(jié) 中可作為邊界潤滑劑發(fā)揮關(guān)鍵作用。運種分泌的糖蛋白被認為是保護軟骨表面免受摩擦 力、細胞粘附和蛋白沉積。已經(jīng)分離和表征了各種天然和重組的潤滑素蛋白和同種型 (isoform)。例女日，美國專利No.5,326,558;No.6,433,142;No.7,030223和No.7,361,738公 開了人巨核細胞刺激因子(MSF)的家族W及含有一種或多種運種MSF的用于治療疾病狀態(tài) 或病癥例如血小板缺乏癥的藥物組合物。美國專利No . 6，960，562和6，743，774也公開了包 含基本上純的MSF片段的潤滑多膚化ibonectin，W及通過全身施用或者直接向組織施用 tribonectin來潤滑關(guān)節(jié)或其它組織的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明在各種實施方式中提供用于處理眼部潤滑的藥物組合物及使用該藥物組 合物處理眼部潤滑的方法，所述處理眼部潤滑包括眼表(ocular surface)處邊界潤滑分子 的治療性補充和富集。在本發(fā)明的某些實施方式中描述的是W下研究結(jié)果，PRG4mRNA在人 角膜和結(jié)膜上皮細胞W及小鼠淚腺和險板腺中表達，運表明PRG4蛋白存在于眼表上的運些 組織中。在本發(fā)明的某些情況中描述的是W下研究結(jié)果，PRG4蛋白在眼表上所起的作用是 保護角膜和結(jié)膜免受在眼險巧眼、接觸鏡佩戴和其它不良疾病期間產(chǎn)生的明顯剪切力。淚 膜的影響，包括炎癥、促炎細胞因子、性類固醇失調(diào)和蛋白酶對膜的組成和功能的影響顯示 促進邊界潤滑的眼部組織的治療過程。
[0015] 在某些實施方式中，本發(fā)明提供適合于局部施用至眼表的藥物組合物，其包含懸 浮在眼可接受的平衡鹽溶液中的治療有效濃度的PRG4蛋白。本發(fā)明的藥物組合物還可包含 一種或多種選自W下的眼可接受的試劑:眼可接受的緩和劑、眼可接受的賦形劑、眼可接受 的收斂劑、眼可接受的血管收縮劑和眼可接受的軟化劑。
[0016] 本發(fā)明中考慮的示例性眼可接受的緩和劑包括，但不限于簇甲基纖維素鋼(例如 約0.2~2.5 %w/v)、徑乙基纖維素（例如約0.2~2.5 %w/v)、徑丙甲纖維素(例如約0.2~ 2.5 % w/v)、甲基纖維素(例如約0.2~2.5 % w/v)、右旋糖巧70 (例如約0.1 % w/v)、明膠(例 如約0.01%*八）、甘油（例如約0.2~1%￥八）、聚乙二醇300(例如約0.2~1%￥八）、聚乙二 醇400(例如約0.2~l%w/v)、聚山梨醇醋80(例如約0.2~l%w/v)、丙二醇(例如約0.2~ 1 %w/v)、聚乙締醇(例如約0.1~4%w/v)、聚乙締化咯酬(例如約0.1~2%w/v)。本發(fā)明中 考慮的示例性眼可接受的賦形劑/軟化劑包括，但不限于無水羊毛脂(例如約1~10%w/v)、 羊毛脂（例如約1~10%w/v)、輕質(zhì)礦物油（例如，< 約50%w/v)、礦物油（例如，< 約50%訊/ V)、石蠟(例如，^約5%￥八）、凡±林(例如，^約100%w/v)、白色軟膏（例如，^約100%w/ V)、白凡：t林(例如，< 約100%訊八）、白蠟(例如，< 約5%訊八）、黃蠟(例如，< 約5%訊八）。本 發(fā)明中考慮的示例性眼可接受的收斂劑包括，但不限于硫酸鋒(例如約〇.25%w/v)。本發(fā)明 中考慮的示例性眼可接受的血管收縮劑包括，但不限于鹽酸麻黃堿(例如約〇.123%w/v)、 鹽酸糞挫嘟(例如約0.01~約〇.〇3%w/v)、鹽酸脫徑腎上腺素(例如約0.08~約0.2%w/v) 和鹽酸四氨挫嘟(例如約0.0 l~約0.05%w/v)。
[0017] 在運些之中的一些實施方式中，緩和劑、賦形劑、收斂劑、血管收縮劑、軟化劑和電 解質(zhì)提供W眼可接受的方式遞送PRG4蛋白的手段。如果眼可接受的組合物在施用時沒有不 可接受的眼睛毒性、灼燒、搔癢、粘性、視力模糊等，則它們適合對眼表局部施用。
[0018] 在某些實施方式中，本發(fā)明的藥物組合物還包含治療有效濃度的一種或多種其它 治療劑，包括但不限于透明質(zhì)酸鋼、透明質(zhì)酸和憐脂。示例性憐脂包括但不限于ka-二棟桐 酷憐脂酷膽堿、憐脂酷膽堿、憐脂酷乙醇胺和銷憐脂。
[0019] 在某些實施方式中，本發(fā)明提供適合對眼表局部施用的藥物組合物，該藥物組合 物包含懸浮在摩爾滲透壓濃度約300m0sms/L的眼可接受的平衡鹽溶液中的治療有效濃度 的PRG4蛋白，所述眼可接受的平衡鹽溶液包含至少S種電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包括但不限于 氯化鋼(NaCl)0.64%、氯化鐘化C1)0.75%、氯化巧二水合物(CaCh ? 2出0)0.048%、氯化儀 六水合物(MgCb ? 6此0)0.03%、醋酸鋼S水合物(C2曲化〇2 ? 3此0)0.39%、脫水巧樣酸鋼 (Cs也Na3〇7 ? 2出0)0.17%、氨氧化鋼和/或鹽酸（調(diào)節(jié)pH至約7.5)。
[0020] 在某些實施方式中，本發(fā)明提供適合對眼表局部施用的藥物組合物，該藥物組合 物包含懸浮在摩爾滲透壓濃度約300m0sms/L的眼可接受的平衡鹽溶液中的治療有效濃度 的PRG4蛋白，所述眼可接受的平衡鹽溶液由約128mM的鋼(Na+)、約24mM的鐘化+)、約113mM的 氯(Cr)、約0.4mM的巧(Ca 2+)、約0.3mM的儀(Mg2+)、約SmM的肥化-、約ImM的巧樣酸根、約14mM 的憐酸根、約15mM的醋酸根、W及氨氧化鋼和/或鹽酸(抑調(diào)節(jié)為約7.5)組成。
[0021] 本發(fā)明還提供在有需要的個體中治療眼部潤滑不足或與其有關(guān)的癥狀的方法。所 述方法包括對所述有需要的個體的眼表局部施用包含治療有效濃度的PRG4蛋白的藥物組 合物。在某些實施方式中，將包含PRG4蛋白的所述藥物組合物與眼可接受的配制物組合施 用，所述眼可接受的配制物包含一種或多種選自W下的眼可接受的試劑：眼可接受的緩和 劑、眼可接受的賦形劑、眼可接受的收斂劑、眼可接受的血管收縮劑和眼可接受的軟化劑。
[0022] 在一些實施方式中，將包含PRG4蛋白的所述藥物組合物與W上討論的包含治療有 效濃度的透明質(zhì)酸鋼或透明質(zhì)酸、或者表面活性憐脂的眼可接受的溶液組合施用。而在某 些實施方式中，將包含PRG4蛋白的所述藥物組合物與憐酸鹽緩沖鹽水溶液或W上討論的包 含一種或多種電解質(zhì)的眼可接受的平衡鹽溶液組合施用。
[0023] 本發(fā)明提供治療由于眼部邊界環(huán)路中的淚液損失或不穩(wěn)定淚膜引起的眼部潤滑 不足或與其有關(guān)的癥狀，例如雄激素缺乏癥、巧Sgren綜合征和干燥性角結(jié)膜炎化CS)的方 法。運樣的方法包括向有需要的患者的眼表局部施用本發(fā)明的藥物組合物。
[0024] 在某些實施方式中，本發(fā)明還提供用于解決和治療與不利的或不足的眼部潤滑有 關(guān)的疾病的方法。示例性疾病包括，但不限于淚液生成