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酰化胰高血糖素类似物与胰岛素类似物的组合

摘要

本发明涉及通过使用酰化胰高血糖素类似物与胰岛素类似物的组合来治疗代谢紊乱(包括糖尿病)的方法。本发明的特征还在于包含酰化胰高血糖素类似物和胰岛素类似物的药盒。

著录项

  • 公开/公告号CN103491975A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2014-01-01

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 西兰制药公司;

    申请/专利号CN201280005920.1

  • 发明设计人 克尔德·福斯格劳;迪特·里贝尔;

    申请日2012-01-20

  • 分类号A61K38/26(20060101);A61K38/28(20060101);A61P3/04(20060101);A61P3/10(20060101);

  • 代理机构11227 北京集佳知识产权代理有限公司;

  • 代理人郑斌;彭鲲鹏

  • 地址 丹麦格洛斯楚普

  • 入库时间 2024-02-19 22:14:31

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-01-10

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):A61K38/26 授权公告日:20160511 终止日期:20190120 申请日:20120120

    专利权的终止

  • 2016-05-11

    授权

    授权

  • 2014-02-19

    实质审查的生效 IPC(主分类):A61K38/26 申请日:20120120

    实质审查的生效

  • 2014-01-01

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及酰化胰高血糖素类似物与胰岛素类似物的组合及其医学用途,例如在治疗肥胖和糖尿病中的用途。

背景技术

肥胖和糖尿病是全球日益增长的健康问题,并且与多种疾病(特别是心血管疾病(CVD)、阻塞性睡眠呼吸暂停、卒中、外周动脉疾病、微血管并发症和骨关节炎)相关。

全世界有2.46亿人患有糖尿病,并且据估计到2025年将有3.8亿人患有糖尿病。许多人具有其他心血管危险因子,包括高/异常LDL和甘油三酯以及低HDL。

心血管疾病占糖尿病人中死亡的约50%,与肥胖和糖尿病相关的发病率和死亡率凸显出对有效治疗选择的医学需要。

前胰高血糖素原(preproglucagon)是158个氨基酸的前体多肽,其在组织中进行差异加工形成多种结构相关的胰高血糖素原衍生肽(proglucagon-derived peptide),包括胰高血糖素(glucagon,Glu)、胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)、胰高血糖素样肽-2(glucagon-like peptide-2,GLP-2)和泌酸调节肽(oxyntomodulin,OXM)。这些分子参与很多种生理功能,包括葡萄糖稳态、胰岛素分泌、胃排空和肠生长和对摄食量的调节。

胰高血糖素是29个氨基酸的肽,其对应于前胰高血糖素原的氨基酸53至81,并且具有以下序列

His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asn-Thr。

泌酸调节肽(OXM)是37个氨基酸的肽,其包含胰高血糖素的完整29个氨基酸序列和八肽羧基末端延伸区(前胰高血糖素原的氨基酸82至89,具有序列Lys-Arg-Asn-Arg-Asn-Asn-Ile-Ala,并且称为“间插肽1(intervening peptide1)”或IP-1,因此人泌酸调节肽的全序列是

His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asn-Thr-Lys-Arg-Asn-Arg-Asn-Asn-Ile-Ala)。

GLP-1的主要生物学活性片段是由30个氨基酸的C末端酰胺化的肽产生,其对应于前胰高血糖素原的氨基酸98至127。胰高血糖素通过与肝细胞上的胰高血糖素受体结合,引起肝脏通过糖原分解而释放以糖原形式贮藏的葡萄糖,从而帮助维持血液中的葡萄糖水平。随着这些贮藏被耗尽,胰高血糖素刺激肝脏通过糖异生合成额外的葡萄糖。该葡萄糖释放到血流中,阻止低血糖的发生。另外,已经表明胰高血糖素提高脂解作用并且降低体重。

GLP-1通过提高葡萄糖刺激的胰岛素分泌来降低高血糖水平,并且主要通过降低摄食量来促进体重减轻。

泌酸调节肽响应于食物摄取而释放到血液中,并且与膳食的卡路里含量成正比。泌酸调节肽的作用机理仍不清楚。特别是,不知道该激素的作用是仅通过胰高血糖素受体和GLP-1受体介导,或还通过一个或更多个尚未确认的受体介导。

已经表明另一些肽结合并激活胰高血糖素受体和GLP-1受体二者(Hjort等,Journal of Biological Chemistry,269,30121-30124,1994)以及抑制体重增长和降低摄食量(WO 2006/134340;WO 2007/100535;WO2008/101017,WO 2008/152403,WO 2009/155257和WO 2009/155258)。

已经表明肽的稳定化为多种药物提供了更好的药物代谢动力学谱(pharmacokinetic profile)。特别是已经表明添加一个或更多个聚乙二醇(PEG)或酰基延长了肽(例如GLP-1和其他具有短血浆稳定性的肽)的半衰期。

在WO 00/55184A1和WO 00/55119中公开了酰化一系列肽(特别是GLP-1)的方法。Madsen等(J.Med.Chem.2007,50,6126-6132)描述了在位置20酰化的GLP-1(利拉鲁肽)并且提供了关于其稳定性的数据。

在WO2007/100535、WO08/071972中以及在Druce,M R等的Endocrinology 2009,150(4),1712-1721中,已经表明通过聚乙二醇化和C末端酰化稳定OXM改善了所选择类似物的药物代谢动力学谱。

最近已表明,胰高血糖素类似物的聚乙二醇化对于受试化合物的药物代谢动力学谱具有显著作用(WO2008/101017),但同时也干扰了这些化合物的效力。

发明概述

在第一个方面中,本发明的特征在于用于治疗方法的化合物之组合、用途和方法,所述方法用于:防止或降低体重增长,促进体重减轻,改善循环葡萄糖水平、葡萄糖耐量或循环胆固醇水平,降低循环LDL水平,提高HDL/LDL比值,或治疗由体重过重引起或以体重过重为特征的病症(例如,肥胖、病态肥胖、肥胖相关的炎症、肥胖相关的胆囊疾病、肥胖诱导的睡眠呼吸暂停、代谢综合征、前驱糖尿病、胰岛素抵抗、葡萄糖不耐受(glucose intolerance)、2型糖尿病、1型糖尿病、高血压、致动脉粥样化的血脂异常(atherogenic dyslipidaemia)、动脉粥样硬化、动脉硬化、冠心病、外周动脉疾病、卒中或微血管疾病)。用于治疗方法的化合物之组合、用途或者方法采用向哺乳动物(例如,人)对象(例如,具有I型或II型糖尿病)施用化合物之组合,其包含:(a)具有式R1-Z-R2的化合物,其中R1是H、C1-4烷基、乙酰基、甲酰基、苯甲酰基或三氟乙酰基;R2是OH或NH2;Z是具有式I的肽:

His-X2-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-X12-Tyr-Leu-Asp-X16-X17-Ala-Ala-X20-X21-Phe-Val-X24-Trp-Leu-X27-X28-Ala-X30;(I),

其中X2选自Aib和Ser;X12选自Lys、Arg或Leu;X16选自Arg和X;X17选自Arg和X;X20选自Arg、His和X;X21选自Asp和Glu;X24选自Ala和X;X27选自Leu和X;X28选自Arg和X;X30是X或不存在;其中X16、X17、X20、X24、X27、X28和X30中至少一个是X;并且其中每个残基X独立地选自Glu、Lys、Ser、Cys、Dbu、Dpr和Orn(例如,Lys、Glu和Cys);其中至少一个残基X的侧链与具有下式的亲脂性取代基缀合:(i)Z1,其中Z1是与X的侧链直接缀合的亲脂性部分;或(ii)Z1Z2,其中Z1是亲脂性部分,Z2是间隔区(spacer),并且Z1通过Z2与X的侧链缀合;和(b)胰岛素类似物(例如,谷赖胰岛素(insulinglulisine)(ApidraTM)、赖脯胰岛素(insulin lispro)(HumalogTM)、德谷胰岛素(Degludec)、LY2963016、LY2605541、聚乙二醇化赖脯胰岛素、甘精胰岛素(insulin glargine)(LantusTM、Glaritus、Basalin、Basalog、Glarvia、BIOD-620)、地特胰岛素(insulin determir)(LevemirTM)Humulin、Huminsulin、低精蛋白胰岛素(insulin isophane)(Humulin N、Insulatard、Novolin N)、胰岛素和低精蛋白胰岛素(Humulin 70/30、Humulin 50/50、Mixtard 30、ActraphaneTM HM)、德谷胰岛素(insulindegludec)和门冬胰岛素(insulin aspart)(DegludecPlus/NN-5401)、门冬胰岛素(Novolog)、门冬胰岛素和精蛋白胰岛素(insulin protamine)(Novolog mix、Novolog mix 70/30)、胰岛素(NN-1953、IN-105、HinsBet、Capsulin、Nasulin、Afrezza、ORMD-0801、SuliXen、Humulin R)、口腔胰岛素(insulin buccal)(Oral-lyn)和透明质酸酶胰岛素(hyaluronidaseinsulin)(Analog-PH20))。(a)和(b)的组合可按照在一起有效的量施用。组分(a)和(b)可彼此分别地在一个月(例如,3、2或1周;6、5、4、3、2、或1天;或18、12、8、6、4、3、2或1小时)内施用。用于治疗方法的化合物之组合、用途和方法可防止或降低体重增长、可促进体重减轻或可改善循环葡萄糖水平。

在某些实施方案中,X16选自Glu、Lys和Ser;X17选自Lys和Cys;X20选自His、Lys、Arg和Cys;X24选自Lys、Glu和Ala;X27选自Leu和Lys;和/或X28选自Ser、Arg和Lys。式I的肽可包含以下残基组合的一种或更多种:X2是Aib且X17是Lys;X2是Aib且X17是Cys;X2是Aib且X20是Cys;X2是Aib且X28是Lys;X12是Arg且X17是Lys;X12是Leu且X17是Lys;X12是Lys且X20是Lys;X12是Lys且X17是Lys;X16是Lys且X17是Lys;X16是Ser且X17是Lys;X17是Lys且X20是Lys;X17是Lys且X21是Asp;X17是Lys且X24是Glu;X17是Lys且X27是Leu;X17是Lys且X27是Lys;X17是Lys且X28是Ser;X17是Lys且X28是Arg;X20是Lys且X27是Leu;X21是Asp且X27是Leu;X2是Aib、X12是Lys且X16是Ser;X12是Lys、X17是Lys且X16是Ser;X12是Arg、X17是Lys且X16是Glu;X16是Glu、X17是Lys且X20是Lys;X16是Ser、X21是Asp且X24是Glu;X17是Lys、X24是Glu且X28是Arg;X17是Lys、X24是Glu且X28是Lys;X17是Lys、X27是Leu且X28是Ser;X17是Lys、X27是Leu且X28是Arg;X20是Lys、X24是Glu且X27是Leu;X20是Lys、X27是Leu且X28是Ser;X20是Lys、X27是Leu且X28是Arg;X16是Ser、X20是His、X24是Glu且X27是Leu;X17是Lys、X20是His、X24是Glu且X28是Ser;X17是Lys、X20是Lys、X24是Glu且X27是Leu;或X17是Cys、X20是Lys、X24是Glu且X27是Leu。式I的肽可仅包含一个与亲脂性取代基缀合的类型的氨基酸(例如,仅一个Lys残基、仅一个Cys残基或仅一个Glu残基,其中亲脂性取代基与该残基缀合)。式I的肽序列可包含一个或更多个分子内桥(intramolecular bridge)(例如,盐桥或内酰胺环),例如其中的分子内桥在式I的线性氨基酸序列内被三个氨基酸分隔开的两个氨基酸的侧链之间形成(例如,残基对16和20、17和21、20和24或24和28的侧链之间)。分子内桥可包括选自以下的一对残基:X16是Glu且X20是Lys;X16是Glu且X20是Arg;X16是Lys且X20是Glu;X16是Arg且X20是Glu;X17是Arg且X21是Glu;X17是Lys且X21是Glu;X17是Arg且X21是Asp;X17是Lys且X21是Asp;X20是Glu且X24是Lys;X20是Glu且X24是Arg;X20是Lys且X24是Glu;X20是Arg且X24是Glu;X24是Glu且X28是Lys;X24是Glu且X28是Arg;X24是Lys且X28是Glu;以及X24是Arg且X28是Glu。

在上述任意用于治疗方法的化合物之组合、用途和方法的某些实施方案中,X16、X17、X20和X28中至少一个与亲脂性取代基缀合。X30可不存在或X30可存在且可与亲脂性取代基缀合,例如,仅一个亲脂性取代基(例如,位于位置16、17、20、24、27、28或30,位置16、17或20,或位于位置17)或恰好两个亲脂性取代基,例如各自位于位置16、17、20、24、27、28和30中的一处(例如,位于位置16和17、16和20、16和24、16和27、16和28、16和30、17和20、17和24、17和27、17和28、17和30、20和24、20和27、20和28、20和30、24和27、24和28、24和30、27和28、27和30或28和30)。

在上述任意用于治疗方法的化合物之组合、用途和方法的某些实施方案中,所述化合物具有式R1-Z-R2,其中R1是H、C1-4烷基、乙酰基、甲酰基、苯甲酰基或三氟乙酰基;R2是OH或NH2;Z是具有式IIa的肽:

His-Aib-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-X12-Tyr-Leu-Asp-X16-X17-Ala-Ala-X20-X21-Phe-Val-X24-Trp-Leu-Leu-X28-Ala;(IIa);

其中X12选自Lys、Arg和Leu;X16选自Ser和X;X17是X;X20选自His和X;X21选自Asp和Glu;X24选自Ala和Glu;X28选自Ser、Lys和Arg;其中每个残基X独立地选自Glu、Lys和Cys;其中至少一个残基X的侧链与具有下式的亲脂性取代基缀合:(i)Z1,其中Z1是与X的侧链直接缀合的亲脂性部分;或(ii)Z1Z2,其中Z1是亲脂性部分,Z2是间隔区,并且Z1通过Z2与X的侧链缀合。

在上述用于治疗方法的化合物之组合、用途和方法的另一些实施方案中,所述化合物具有R1-Z-R2,其中R1是H、C1-4烷基、乙酰基、甲酰基、苯甲酰基或三氟乙酰基;R2是OH或NH2;并且Z是具有式IIb的肽:

His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-X12-Tyr-Leu-Asp-X16-X17-Ala-Ala-X20-X21-Phe-Val-X24-Trp-Leu-Leu-X28-Ala;(IIb);

其中X12选自Lys、Arg和Leu;X16选自Ser和X;X17是X;X20选自His和X;X21选自Asp和Glu;X24选自Ala和Glu;X28选自Ser、Lys和Arg;并且其中每个残基X独立地选自Glu、Lys和Cys;其中至少一个残基X的侧链与具有下式的亲脂性取代基缀合:(i)Z1,其中Z1是与X的侧链直接缀合的亲脂性部分;或(ii)Z1Z2,其中Z1是亲脂性部分,Z2是间隔区,并且Z1通过Z2与X的侧链缀合。

在一些具体实施方案中,化合物具有式R1-Z-R2,其中R1是H、C1-4烷基、乙酰基、甲酰基、苯甲酰基或三氟乙酰基;R2是OH或NH2;并且Z是具有式IIIa的肽:

His-Aib-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-X12-Tyr-Leu-Asp-Ser-X17-Ala-Ala-X20-X21-Phe-Val-X24-Trp-Leu-Leu-X28-Ala;(IIIa);

其中X12选自Lys和Arg;X17是X;X20选自His和X;X21选自Asp和Glu;X24选自Ala和Glu;X28选自Ser、Lys和Arg;其中每个残基X独立地选自Glu、Lys和Cys;其中至少一个残基X的侧链与具有下式的亲脂性取代基缀合:(i)Z1,其中Z1是与X的侧链直接缀合的亲脂性部分;或(ii)Z1Z2,其中Z1是亲脂性部分,Z2是间隔区,并且Z1通过Z2与X的侧链缀合。

在一些具体实施方案中,化合物具有式R1-Z-R2,其中R1是H、C1-4烷基、乙酰基、甲酰基、苯甲酰基或三氟乙酰基;R2是OH或NH2;Z是具有式IIIb的肽:

His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-X12-Tyr-Leu-Asp-Ser-X17-Ala-Ala-X20-X21-Phe-Val-X24-Trp-Leu-Leu-X28-Ala;(IIIb);

其中X12选自Lys和Arg;X17是X;X20选自His和X;X21选自Asp和Glu;X24选自Ala和Glu;X28选自Ser、Lys和Arg;并且其中每个残基X独立地选自Glu、Lys和Cys;其中至少一个残基X的侧链与具有下式的亲脂性取代基缀合:(i)Z1,其中Z1是与X的侧链直接缀合的亲脂性部分;或(ii)Z1Z2,其中Z1是亲脂性部分,Z2是间隔区,并且Z1通过Z2与X的侧链缀合。

在另一些具体实施方案中,所述化合物具有式R1-Z-R2,其中R1是H、C1-4烷基、乙酰基、甲酰基、苯甲酰基或三氟乙酰基;R2是OH或NH2;Z是具有式IVa的肽:

His-Aib-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-X12-Tyr-Leu-Asp-Ser-X17-Ala-Ala-His-X21-Phe-Val-X24-Trp-Leu-Leu-X28-Ala;(IVa);

其中X12选自Lys和Arg;X17是X;X21选自Asp和Glu;X24选自Ala和Glu;X28选自Ser、Lys和Arg;其中X选自Glu、Lys和Cys;其中X的侧链与具有下式的亲脂性取代基缀合:(i)Z1,其中Z1是与X的侧链直接缀合的亲脂性部分;或(ii)Z1Z2,其中Z1是亲脂性部分,Z2是间隔区,并且Z1通过Z2与X的侧链缀合。

在另一些具体实施方案中,所述化合物具有式R1-Z-R2,其中R1是H、C1-4烷基、乙酰基、甲酰基、苯甲酰基或三氟乙酰基;R2是OH或NH2;Z是具有式IVb的肽:

His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-X12-Tyr-Leu-Asp-Ser-X17-Ala-Ala-His-X21-Phe-Val-X24-Trp-Leu-Leu-X28-Ala;(IVb);

其中X12选自Lys和Arg;X17是X;X21选自Asp和Glu;X24选自Ala和Glu;X28选自Ser、Lys和Arg;其中X选自Glu、Lys和Cys;其中X的侧链与具有下式的亲脂性取代基缀合:(i)Z1,其中Z1是与X的侧链直接缀合的亲脂性部分;或(ii)Z1Z2,其中Z1是亲脂性部分,Z2是间隔区,并且Z1通过Z2与X的侧链缀合。

在任意上述用于治疗方法的化合物之组合、用途和方法中,肽Z可具有序列:HSQGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVEWLLRA;

HSQGTFTSDYSKYLDKKAAHDFVEWLLRA;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAAKDFVEWLLRA;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVEWLKRA;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVEWLLKA;

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HSQGTFTSDYSLYLDSKAAHDFVEWLLRA;

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HSQGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVKWLLRA;

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H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAARDFVAWLLRA;

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H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAAH DFVAWLLKA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDKKAAHDFVAWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSRYLDSKAAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVKVVLLSA;

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H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSCAAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAACDFVEWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDK()KAAE()DFVEWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVE()WLLK()A;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAAK()DFVE()WLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSK()AAHE()FVEWLLKA;或

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSK()AAKE()FVEWLLRA。

在另一些实施方案中,肽Z具有下式:

HSQGTFTSDYSKYLDS-K*-AAHDFVEWLLRA;

HSQGTFTSDYSKYLD-K*-KAAHDFVEWLLRA;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAA-K*-DFVEWLLRA;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVEWL-K*-RA;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVEWLL-K*-A;

HSQGTFTSDYSRYLDS-K*-AAHDFVEWLLRA;

HSQGTFTSDYSLYLDS-K*-AAHDFVEWLLRA;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVEWLLRA-K*;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVEWLLSA-K*;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVEWL-K*-SA;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAAHDFV-K*-WLLRA;

HSQGTFTSDYSKYLDS-C*-AAHDFVEWLLRA;

HSQGTFTSDYSKYLDS-C*-AAHDFVEWLLSA;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAA-C*-DFVEWLLRA;

HSQGTFTSDYSKYLD-K*-SAAHDFVEWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K*-AAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVEWLLSA-K*;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K*-AARDFVAWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAA-K*-DFVAWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVEWLL-K*-A;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K*-AAHDFVEWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K*-AAHDFVEWLLKA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAA-K*-DFVAWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVAWLL-K*-A;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLD-K*-KAAHDFVAWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSRYLDS-K*-AAHDFVEVVLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAAHDFV-K*-WLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSLYLDS-K*-AAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-C*-AAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAA-C*-DFVEWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLD-S*-KAAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDK()K*AAE()DFVEWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSK*AAHDFVE()WLLK()A;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSK*AAK()DFVE()WLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSK()AAHE()FVEWLLK*A;或

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSK()AAK*E()FVEWLLRA,

其中“*”表示亲脂性取代基的位置。

在任意上述用于治疗方法的化合物之组合、用途和方法中,Z1可包含具有10至24个C原子、10至22个C原子、或10至20个C原子的烃链(例如,十二烷酰基、2-丁基辛酰基、十四烷酰基、十六烷酰基、十七烷酰基、十八烷酰基或二十烷酰基部分)和/或Z2可以是或可包含一个或更多个氨基酸残基,例如γ-Glu、Glu、β-Ala或ε-Lys残基或3-氨基丙酰基、4-氨基丁酰基、8-氨基辛酰基、或8-氨基-3,6-二氧杂辛酰基部分(例如,其中亲脂性取代基选自十二烷酰基-γ-Glu、十六烷酰基-γ-Glu、十六烷酰基-Glu、十六烷酰基-[3-氨基丙酰基]、十六烷酰基-[8-氨基辛酰基]、十六烷酰基-ε-Lys、2-丁基辛酰基-γ-Glu、十八烷酰基-γ-Glu和十六烷酰基-[4-氨基丁酰基])。在一些具体实施方案中,Z具有下式:

HSQGTFTSDYSKYLD-K(十六烷酰基-γ-Glu)-KAAHDFVEWLLRA;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVEWL-K(十六烷酰基-γ-Glu)-RA;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAA-K(十六烷酰基-γ-Glu)-DFVEWLLRA;

HSQGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVEWLL-K(十六烷酰基-γ-Glu)-A;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-γ-Glu)-AAHDFVEWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-γ-Glu)-AARDFVAWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-γ-Glu)-AAHDFVEWLLSA(化合物X);

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAAHDFVEWLL-K(十六烷酰基-γ-Glu)-A;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-γ-Glu)-AAHDFVEWLLKA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-γ-Glu)-AAHDFVE()WLLK()A;

HSQGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-γ-Glu)-AAHDFVEWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAA-K(十六烷酰基-γ-Glu)-DFVAWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十二烷酰基-γ-Glu)-AAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-[3-氨基丙酰基])-AAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-[8-氨基辛酰基])-AAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-ε-Lys)-AAHDFVEWLLSA;

HSQGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基)-AAHDFVEWLLSA;

HSQGTFTSDYSKYLDS-K(十八烷酰基-γ-Glu)-AAHDFVEWLLSA;

HSQGTFTSDYSKYLDS-K(2-丁基辛酰基-γ-Glu)-AAHDFVEWLLSA;

HSQGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-[4-氨基丁酰基])-AAHDFVEWLLSA;

HSQGTFTSDYSKYLDS-K(十八烷酰基-γ-Glu)-AAHDFVEWLLSA;

HSQGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-E)-AAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基)-AAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十八烷酰基-γ-Glu)-AAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K([2-丁基辛酰基]-γ-Glu)-AAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-[4-氨基丁酰基])-AAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十八烷酰基-γ-Glu)-AAHDFVEWLLSA;或

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-E)-AAHDFVEWLLSA;

其中标记有“()”的残基参与分子内键。

在另一些具体实施方案中,Z具有下式:

H-Aib-QGTFTSDYS-K(十六烷酰基-异Glu)-YLDSKAAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLD-K(十六烷酰基-异Glu)-KAAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAA-K(十六烷酰基-异Glu)-DFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDSKAAHDFV-K(十六烷酰基-异Glu)-WLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Lys)-AARDFVAWLLRA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAKDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHEFVEWLLSA;

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAEDFVEWLLSA;或

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLEA。

在另一个方面,本发明的特征在于用于治疗方法的化合物之组合、用途和方法,所述方法用于:防止或降低体重增长,促进体重减轻,改善循环血糖水平、葡萄糖耐量或循环胆固醇水平;降低循环LDL水平;提高HDL/LDL比值;或治疗由体重过重引起或以体重过重为特征的病症。所述方法包括向哺乳动物(例如,人)对象(例如,患有1型或2型糖尿病)施用化合物之组合,所述化合物之组合包含:

(a)具有式R1-Z-R2的化合物,其中R1是H、C1-4烷基、乙酰基、甲酰基、苯甲酰基或三氟乙酰基;R2是OH或NH2;并且Z是具有式V的肽:

His-Aib-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-X17-Ala-Ala-His-Asp-Phe-Val-Glu-Trp-Leu-Leu-X28;(V),

其中:X17是X;X28是Ser或不存在;其中X选自Glu、Lys和Cys;并且其中X的侧链与具有下式的亲脂性取代基缀合:(i)Z1,其中Z1是与X的侧链直接缀合的亲脂性部分;或(ii)Z1Z2,其中Z1是亲脂性部分,Z2是间隔区,并且Z1通过Z2与X的侧链缀合;和

(b)胰岛素类似物(例如,谷赖胰岛素(ApidraTM)、赖脯胰岛素(HumalogTM)、德谷胰岛素、LY2963016、LY2605541、聚乙二醇化赖脯胰岛素、甘精胰岛素(LantusTM、Glaritus、Basalin、Basalog、Glarvia、BIOD-620)、地特胰岛素(LevemirTM)Humulin、Huminsulin、低精蛋白胰岛素(Humulin N、Insulatard、Novolin N)、胰岛素和低精蛋白胰岛素(Humulin 70/30、Humulin 50/50、Mixtard 30、ActraphaneTM HM)、德谷胰岛素和门冬胰岛素(DegludecPlus/NN-5401)、门冬胰岛素(Novolog)、门冬胰岛素和精蛋白胰岛素(Novolog mix、Novolog mix70/30)、胰岛素(NN-1953、IN-105、HinsBet、Capsulin、Nasulin、Afrezza、ORMD-0801、SuliXen、Humulin R)、口腔胰岛素(Oral-lyn)和透明质酸酶胰岛素(Analog-PH20))。可以在一起有效的量施用(a)和(b)的组合。可彼此在一个月(例如,3、2或1周;6、5、4、3、2或1天;或18、12、8、6、4、3、2或1小时)内施用化合物(a)和(b)的组合。由体重过重引起或以体重过重为特征的病症选自:肥胖、病态肥胖、肥胖相关的炎症、肥胖相关的胆囊疾病、肥胖诱导的睡眠呼吸暂停、代谢综合征、前驱糖尿病、胰岛素抵抗、葡萄糖不耐受、2型糖尿病、1型糖尿病、高血压、致动脉粥样化的血脂异常、动脉粥样硬化、动脉硬化、冠心病、外周动脉疾病、卒中和微血管疾病。用于治疗方法的化合物之组合、用途和方法可防止或可降低体重增长,可促进体重减轻,和/或可改善循环葡萄糖水平。在某些实施方案中,Z具有式:

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLS或

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLL。

在另一个方面,本发明的特征在于用于治疗方法的化合物之组合、用途和方法,所述方法用于:防止或降低体重增长,促进体重减轻,改善循环血糖水平、葡萄糖耐量或循环胆固醇水平,降低循环LDL水平,提高HDL/LDL比值,或治疗由体重过重引起或以体重过重为特征的病症,所述方法包括向哺乳动物(例如,人)对象(例如,患有1型或2型糖尿病)施用化合物之组合,所述化合物之组合包含:(a)具有式R1-Z-R2的化合物,其中R1是H、C1-4烷基、乙酰基、甲酰基、苯甲酰基或三氟乙酰基;R2是OH或NH2;并且Z是具有式VI的肽:

His-Aib-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-X17-Ala-Ala-His-Asp-Phe-Val-Glu-Trp-Leu-Leu-Ser-Ala;(VI)

其中X17是X;其中X选自Glu、Lys和Cys;并且其中X的侧链与具有下式的亲脂性取代基缀合:(i)Z1,其中Z1是与X的侧链直接缀合的亲脂性部分;或(ii)Z1Z2,其中Z1是亲脂性部分,Z2是间隔区,并且Z1通过Z2与X的侧链缀合;和(b)胰岛素类似物(例如,谷赖胰岛素(ApidraTM)、赖脯胰岛素(HumalogTM)、德谷胰岛素、LY2963016、LY2605541、聚乙二醇化赖脯胰岛素、甘精胰岛素(LantusTM、Glaritus、Basalin、Basalog、Glarvia、BIOD-620)、地特胰岛素(LevemirTM)Humulin、Huminsulin、低精蛋白胰岛素(Humulin N、Insulatard、Novolin N)、胰岛素和低精蛋白胰岛素(Humulin 70/30、Humulin 50/50、Mixtard 30、ActraphaneTMHM)、德谷胰岛素和门冬胰岛素(DegludecPlus/NN-5401)、门冬胰岛素(Novolog)、门冬胰岛素和精蛋白胰岛素(Novolog mix、Novolog mix70/30)、胰岛素(NN-1953、IN-105、HinsBet、Capsulin、Nasulin、Afrezza、ORMD-0801、SuliXen、Humulin R)、口腔胰岛素(Oral-lyn)和透明质酸酶胰岛素(Analog-PH20))。可以在一起有效的量施用(a)和(b)的组合。可彼此在一个月(例如,3、2或1周;6、5、4、3、2或1天;或18、12、8、6、4、3、2或1小时)内施用化合物(a)和(b)的组合。由体重过重引起或以体重过重为特征的病症选自:肥胖、病态肥胖、肥胖相关的炎症、肥胖相关的胆囊疾病、肥胖诱导的睡眠呼吸暂停、代谢综合征、前驱糖尿病、胰岛素抵抗、葡萄糖不耐受、2型糖尿病、1型糖尿病、高血压、致动脉粥样化的血脂异常、动脉粥样硬化、动脉硬化、冠心病、外周动脉疾病、卒中和微血管疾病。用于治疗方法的化合物之组合、用途和方法可防止或降低体重增长,可促进体重减轻,和/或可改善循环葡萄糖水平。在一些具体实施方案中,Z具有下式:

H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA。

在第一个方面的用于治疗方法的化合物组合、用途和方法中,(a)和(b)的组合包含:

H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和甘精胰岛素、H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和地特胰岛素、H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和谷赖胰岛素(ApidraTM)、H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和赖脯胰岛素(HumalogTM)、H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和德谷胰岛素、H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和Actraphane HM、

H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和LY2963016;

H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和LY2605541;或

H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和聚乙二醇化赖脯胰岛素。

在一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和甘精胰岛素,被治疗的疾病是2型糖尿病。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和地特胰岛素,被治疗的疾病是2型糖尿病。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和谷赖胰岛素(ApidraTM),被治疗的疾病是2型糖尿病。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和赖脯胰岛素(HumalogTM),被治疗的疾病是2型糖尿病。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和德谷胰岛素,被治疗的疾病是2型糖尿病。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和Actraphane HM,被治疗的疾病是2型糖尿病。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和LY2963016,被治疗的疾病是2型糖尿病。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和LY2605541,被治疗的疾病是2型糖尿病。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和聚乙二醇化赖脯胰岛素,被治疗的疾病是2型糖尿病。

在一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和甘精胰岛素,施用导致体重减轻(例如,在体重过重或肥胖对象中)。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和地特胰岛素,施用导致体重减轻(例如,在体重过重或肥胖对象中)。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和谷赖胰岛素(ApidraTM),施用导致体重减轻(例如,在体重过重或肥胖对象中)。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和赖脯胰岛素(HumalogTM),施用导致体重减轻(例如,在体重过重或肥胖对象中)。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和德谷胰岛素,施用导致体重减轻(例如,在体重过重或肥胖对象中)。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和Actraphane HM,施用导致体重减轻(例如,在体重过重或肥胖对象中)。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和LY2963016,施用导致体重减轻(例如,在体重过重或肥胖对象中)。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和LY2605541,施用导致体重减轻(例如,在体重过重或肥胖对象中)。在另一个具体实施方案中,(a)和(b)的组合包含H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2和聚乙二醇化赖脯胰岛素,施用导致体重减轻(例如,在体重过重或肥胖对象中)。

在任一上述方面中,(a)和(b)的组合彼此在一周、三天、两天、一天、12小时、或6小时内施用。

在另一个方面中,本发明的特征在于用于治疗方法的化合物之组合、用途和方法,所述方法用于:在接受胰岛素类似物(例如,谷赖胰岛素(ApidraTM)、赖脯胰岛素(HumalogTM)、德谷胰岛素、LY2963016、LY2605541、聚乙二醇化赖脯胰岛素、甘精胰岛素(LantusTM、Glaritus、Basalin、Basalog、Glarvia、BIOD-620)、地特胰岛素(LevemirTM)Humulin、Huminsulin、低精蛋白胰岛素(Humulin N、Insulatard、Novolin N)、胰岛素和低精蛋白胰岛素(Humulin 70/30、Humulin 50/50、Mixtard 30、ActraphaneTM HM)、德谷胰岛素和门冬胰岛素(DegludecPlus/NN-5401)、门冬胰岛素(Novolog)、门冬胰岛素和精蛋白胰岛素(Novolog mix、Novolog mix 70/30)、胰岛素(NN-1953、IN-105、HinsBet、Capsulin、Nasulin、Afrezza、ORMD-0801、SuliXen、Humulin R)、口腔胰岛素(Oral-lyn)和透明质酸酶胰岛素(Analog-PH20))的哺乳动物对象(例如,患有1型或2型糖尿病)中防止或降低体重增长,促进体重减轻,改善循环血糖水平、葡萄糖耐量或循环胆固醇水平,降低循环LDL水平,提高HDL/LDL比值,或治疗由体重过重引起或以体重过重为特征的病症,所述方法包括向所述对象施用有效量的本发明化合物。由体重过重引起或以体重过重为特征的病症可选自:肥胖、病态肥胖、肥胖相关的炎症、肥胖相关的胆囊疾病、肥胖诱导的睡眠呼吸暂停、代谢综合征、前驱糖尿病、胰岛素抵抗、葡萄糖不耐受、2型糖尿病、1型糖尿病、高血压、致动脉粥样化的血脂异常、动脉粥样硬化、动脉硬化、冠心病、外周动脉疾病、卒中和微血管疾病。用于治疗方法的化合物之组合、用途和方法可防止或降低体重增长,可促进体重减轻,或可改善循环葡萄糖水平。

在任意以上方面中,所述化合物可以是组合物的一部分,所述组合物包含与载体混合的所述化合物或者其盐或衍生物。所述组合物可以是可药用组合物,所述载体可以是可药用载体。可以以0.1nmol/kg体重至1μmol/kg体重的剂量(例如,3nmol/kg至30nmol/kg)施用所述化合物。可以以0.02U/kg至20U/kg的剂量(例如,0.1U/kg至0.3U/kg或约0.2U/kg)施用胰岛素类似物。可每隔一周、每周、每隔一天、每天、每天两次或每天三次施用所述化合物。可每周、每隔一天、每天、每天两次或每天三次施用胰岛素类似物。

可按照足以使对象的摄食量降低至少5%、10%、15%、20%、25%、30%或50%的量施用化合物之组合。可按照足以使对象的空腹血糖水平降低至少1、2、3、4、5、6、8、10、11、12、15或20mM的量施用化合物之组合。可按照足以使对象的HbA1c水平降低至少0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.8%、1.0%、1.5%或2.0%的量施用化合物之组合。施用化合物之组合可导致在开始施用的1年内体重降低至少3%、5%、8%、10%、12%、15%或20%。施用化合物之组合可导致在施用的6个月内体重降低至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、8%、10%或15%。施用化合物之组合可导致在施用的3个月内体重降低至少0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、8%、10%或15%。

在任意以上方面中,可皮下、静脉内、肌内、通过吸入、经直肠、经口腔、腹膜内、关节内或经口施用所述化合物或胰岛素类似物。对象可以是人。

在另一个方面中,本发明的特征在于包含以下的药盒(kit):(a)上述方面中任一项所述的化合物;和(b)胰岛素类似物(例如,谷赖胰岛素(ApidraTM)、赖脯胰岛素(HumalogTM)、德谷胰岛素、LY2963016、LY2605541、聚乙二醇化赖脯胰岛素、甘精胰岛素(LantusTM、Glaritus、Basalin、Basalog、Glarvia、BIOD-620)、地特胰岛素(LevemirTM)Humulin、Huminsulin、低精蛋白胰岛素(Humulin N、Insulatard、Novolin N)、胰岛素和低精蛋白胰岛素(Humulin 70/30、Humulin 50/50、Mixtard 30、ActraphaneTM HM)、德谷胰岛素和门冬胰岛素(DegludecPlus/NN-5401)、门冬胰岛素(Novolog)、门冬胰岛素和精蛋白胰岛素(Novolog mix、Novolog mix 70/30)、胰岛素(NN-1953、IN-105、HinsBet、Capsulin、Nasulin、Afrezza、ORMD-0801、SuliXen、Humulin R)、口腔胰岛素(Oral-lyn)和透明质酸酶胰岛素(Analog-PH20));任选地包含(c)用于向有以下需要的对象施用(a)和(b)的说明书:防止或降低体重增长,促进体重减轻,改善循环血糖水平、葡萄糖耐量或循环胆固醇水平,降低循环LDL水平,提高HDL/LDL比值,或治疗由体重过重引起或以体重过重为特征的病症。

接下来将通过举例的方式描述本发明的实施方案,并且不限于参照附图。但是,就本公开内容而言,本发明的多个其他方面和实施方案对于本领域技术人员将是显而易见的。

应将本文中使用的“和/或”理解为具体公开了两种具体特征或组分中的每一种并且具有或不具有另一种。例如,应将“A和/或B”理解为具体公开了以下每一种情况:(i)A,(ii)B以及(iii)A和B,如同本文单独给出了每一种。

除非上下文另外指明,否则上述特征的说明和定义不限于本发明的任何具体方面或实施方案,并且同样适用于所描述的所有方面和实施方案。

附图说明

图1.皮下(s.c.)施用Lantus、Levemir、化合物X(H-H-Aib-QGTFTSDYSKYLDS-K(十六烷酰基-异Glu)-AAHDFVEWLLSA-NH2)及其组合治疗21天对体重变化(g)的影响。数据为平均值+/-SEM,n=9至11。数据通过相对于载剂的2因素ANOVA进行比较,***p<0.001。

图2.皮下施用Lantus、Levemir、化合物X及其组合治疗21天对日摄食量和累积摄食量和日摄食量的影响。数据为平均值+/-SEM,n=9至11。数据通过相对于载剂的2因素ANOVA进行比较,***p<0.001。

图3.皮下施用Lantus、Levemir、化合物X及其组合治疗21天对日摄水量和累积摄水量的影响。数据为平均值+/-SEM,n=9至11。数据通过相对于载剂的2因素ANOVA进行比较,***p<0.001。

图4.皮下施用Lantus、Levemir、化合物X及其组合治疗21天对δ-血糖(delta-Blood Glucose,d-BG)的影响。数据为平均值+/-SEM,n=9至11。

发明详述

在整个本说明书中,使用天然氨基酸的常规单字母和三字母代码以及另一些氨基酸的普遍接受的三字母代码,包括Aib(α-氨基异丁酸)、Orn(鸟氨酸)、Dbu(2,4-二氨基丁酸)和Dpr(2,3-二氨基丙酸)。

除非另外指明,否则是指L-异构体形式的天然氨基酸。

术语“天然胰高血糖素”是指具有以下序列的天然人胰高血糖素:

H-His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asn-Thr-OH。

除非另外指明,否则是指L-异构体形式的天然氨基酸。根据本发明使用的化合物的肽序列与天然胰高血糖素的肽序列至少在位置18、20、24、27、28和29有差异。另外,其可与天然胰高血糖素的肽序列在位置12、16和17中的一个或更多个处有差异。

天然胰高血糖素在位置18具有Arg。根据本发明使用的化合物在位置18具有小的疏水残基Ala,认为其提高了对胰高血糖素受体和GLP-1受体的效力,特别是提高了对GLP-1受体的效力。

天然胰高血糖素的位置27、28和29的残基似乎提供了对胰高血糖素受体的显著选择性。相对于天然胰高血糖素序列在这些位置进行替换,特别是位置29的Ala,可提高对GLP-1受体的效力和/或选择性,潜在地不显著降低对胰高血糖素受体的效力。可包括在本发明中使用的化合物中的另一些实例包括位置27的Leu和位置28的Arg。另外,在位置24是Glu时可特别地优选可与其可形成分子内桥的位置28的Arg,因为这可提高对其对GLP-1受体之效力的作用。

替换位置27处天然存在的Met残基(例如,用Leu、Lys或Glu)还降低氧化的可能性,从而提高化合物的化学稳定性。

替换位置28处天然存在的Asn残基(例如,用Arg或Ser)也降低在酸溶液中脱酰胺的可能性,从而提高化合物的化学稳定性。

还可通过引入可稳定肽的C-末端部分中α-螺旋结构的残基来提高对GLP-1受体的效力和/或选择性(潜在地不显著损失在胰高血糖素受体处的效力)。分子的该螺旋部分具有两亲性特征可以是理想的,但认为这不是必需的。在位置12引入残基如Leu和/或在位置24引入Ala可能是有帮助的。作为替代或补充,可在位置16、20、24和28中的一个或更多个位置引入带电残基。因此,位置24和28的残基可全部带电,位置20、24和28的残基可全部带电,或位置16、20、24和28的残基可全部带电。例如,位置20的残基可以是His或Arg,特别是His。位置24的残基可以是Glu、Lys或Arg,特别是Glu。位置28的残基可以是Arg。如上文讨论的,在分子的这一部分(例如,在位置24与28之间)引入分子内桥还可有助于稳定螺旋特征。

替换位置20和24处天然存在的Gln残基中的一个或两个也降低在酸溶液中脱酰胺的可能性,从而提高化合物的化学稳定性。

针对天然胰高血糖素序列在位置12处(即,Arg或Leu)的替换可提高对两种受体的效力和/或对GLP-1受体的选择性。

肽的C-末端截短未降低对两种受体的效力和/或对GLP-1受体的选择性。特别地,在位置29截短或在位置28和29二者截短未降低对两种受体中任一种的受体效力。

一个或更多个指定为X的残基(即,位置16、17、20、24、27和28、和/或30(如果存在))的侧链与亲脂性取代基缀合。将会理解的是,亲脂性取代基与特定侧链缀合可影响(例如,降低)未缀合侧链在这些位置可提供的某些益处。本发明人发现本发明的化合物提供了相对于天然胰高血糖素序列酰化的益处和特定替换的益处之间的平衡。

根据本发明使用的组合物还可通过例如共价、疏水和静电相互作用混合或附接在药物载体、药物递送系统和高级药物递送系统上以进一步提高化合物的稳定性、提高生物利用度、提高溶解度、降低副作用、实现本领域技术人员公知的时间疗法(chronotherapy)和提高患者顺从性或其任意组合。载体、药物递送系统和高级药物递送系统的实例包括但不限于:聚合物,例如纤维素及衍生物;多糖,例如葡聚糖及衍生物、淀粉及衍生物;聚乙烯醇、丙烯酸及甲基丙烯酸聚合物,聚乳酸和聚乙醇酸及其嵌段共聚物、聚乙二醇;载体蛋白质,例如白蛋白;凝胶,如热硬凝胶系统,例如本领域技术人员公知的嵌段共聚系统;胶束(micelle)、脂质体、微球、纳米颗粒、液晶及其分散体、脂质-水系统中相特性(phase behavior)领域技术人员公知的L2相及其分散体、聚合物胶束、复合乳剂(multipleemulsion)、自乳化、自微乳、环糊精及其衍生物、以及树状聚合物(dendrimer)。

另一些小组试图通过用PEG衍生化来延长GluGLP-1双激动剂化合物的半衰期(WO2008/101017)。但是,这样的衍生化似乎在应用于分子的C-末端而不是肽主链的中部核心时最有效,与对应的未修饰肽相比,这些化合物的效力依然降低。

相比之下,本发明中使用的化合物对胰高血糖素受体和GLP-1受体二者保持高效力,同时与对应的未修饰肽相比显著延长了药物代谢动力学谱。

天然胰高血糖素在位置16具有Ser。已经表明用Ala、Gly或Thr替换显著降低了在胰高血糖素受体处的腺苷酸环化酶活化(Unson等,Proc.Natl.Acad.Sci.1994,91,454-458)。因此,未预期在位置16用亲脂性取代基衍生化产生对胰高血糖素受体保持效力的化合物,如本说明书中所描述化合物出乎意料地表现出的那样。在WO2008/101017中,发现位置16的带负电残基对于使效力损失最小化来说是期望的。

一般认为位置17和18处碱性氨基酸的存在对于胰高血糖素受体的完全活化来说是必需的(Unson等,J.Biol.Chem.1998,273,10308-10312)。本发明人发现,当位置18是丙氨酸时,位置17处用疏水氨基酸替换依然产生高效力化合物。甚至在用亲脂性取代基衍生化位置17的氨基酸时,化合物依然对胰高血糖素受体和GLP-1受体均保持几乎完全的效力,并且表现为显著延长药物代谢动力学谱。即使在使位置17的赖氨酸衍生化(将碱性胺侧链转化为中性酰胺基)时也是如此。

本发明人还发现在位置20酰化的化合物是依然高活性的双激动剂,尽管另一些研究表明在位置20的替换应该是具有4至6个碳原子长的侧链的碱性氨基酸,以提高与胰高血糖素相比的GLP-1受体活性(WO2008/101017)。本文描述的化合物在位置20用赖氨酸替换和酰化时保持GLP-1受体和胰高血糖素受体二者的活性。

肽合成

可通过标准固相或液相合成方法、重组表达系统或任意其他合适的方法制备本发明化合物的肽组分。因此肽可通过多种方法合成,包括例如以下方法,所述方法包括

(a)通过固相或液相方法逐步或通过片段装配来合成肽,分离和纯化最终肽产物;

(b)在宿主细胞中表达编码肽的核酸构建体并从宿主细胞培养物中回收表达产物;或

(c)进行编码肽之核酸构建体的无细胞体外表达并回收表达产物;或方法(a)、(b)和(c)的任意组合以得到肽片段,随后连接片段以得到所述肽并且回收所述肽。

可优选地通过固相或液相肽合成方法合成本发明的类似物。在这种情况下,参照WO 98/11125和Synthetic Peptides(第二版)中的Fields,GB等,2002,″Principles and practice of solid-phase peptide synthesis″等以及本文中的实施例。

亲脂性取代基

本发明中使用的化合物中的一个或更多个氨基酸侧链与亲脂性取代基Z1缀合。不希望受到理论的约束,认为亲脂性取代基与血流中的白蛋白结合,从而保护本发明的化合物免受酶降解,这可提高化合物的半衰期。这还调节化合物对于例如胰高血糖素受体和/或GLP-1受体的效力。

在某些实施方案中,仅一个氨基酸侧链与亲脂性取代基缀合。在另一些实施方案中,两个氨基酸侧链各自与具有下式的亲脂性取代基缀合。在另一些实施方案中,三个或者甚至更多个氨基酸侧链各自与具有下式的亲脂性取代基缀合。当化合物包含两个或更多个亲脂性取代基时,其可以相同或不同。

亲脂性取代基Z1可与氨基酸侧链中的原子共价键合,或者作为替代地可通过间隔区Z2与氨基酸侧链缀合。

本文使用术语“缀合”来描述一个可确认的化学部分与另一个可确认的化学部分的物理连接,以及这样的部分之间的结构关系。不应当将其理解为意味着任何具体的合成方法。

当存在时,间隔区Z2用于在化合物与亲脂性部分之间提供间隔。

亲脂性取代基可通过酯、磺酰酯、硫酯、酰胺或磺酰胺(sulphonamide)与氨基酸侧链或间隔区相连接。因此,应理解的是,亲脂性取代基优选地包括酰基、磺酰基、N原子、O原子或S原子,其形成酯、磺酰酯、硫酯、酰胺或磺酰胺的一部分。优选地,亲脂性取代基中的酰基与氨基酸侧链或间隔区形成酰胺或酯的一部分。

亲脂性取代基可包括具有10至24个C原子(例如,10至22个C原子,例如10至20个C原子)的烃链。优选地,其具有至少11个C原子,并且优选地具有18个或更少的C原子。例如,烃链可包含12、13、14、15、16、17或18个碳原子。烃链可以是直链或支链的,并且可以是饱和或不饱和的。通过上面的讨论将理解,优选地用形成与氨基酸侧链或间隔区之连接部分的部分(例如,酰基、磺酰基、N原子、O原子或S原子)来取代烃链。最优选地,用酰基取代烃链,因此烃链可以是烷酰基的一部分,例如十二烷酰基、2-丁基辛酰基、十四烷酰基、十六烷酰基、十七烷酰基、十八烷酰基或二十烷酰基。

如上文所述,亲脂性取代基Z1可通过间隔区Z2与氨基酸侧链缀合。当存在时,间隔区与亲脂性取代基以及与氨基酸侧链相连接。间隔区可通过酯、磺酰酯、硫酯、酰胺或磺酰胺独立地与亲脂性取代基以及与氨基酸侧链相连接。因此,可包括独立地选自酰基、磺酰基、N原子、O原子或S原子的两个部分。间隔区可由直链C1-10烃链组成,或更优选地由直链C1-5烃链组成。另外,可用选自C1-6烷基、C1-6烷基胺、C1-6烷基羟基和C1-6烷基羧基中的一个或更多个取代基取代所述间隔区。

间隔区可以是例如任何天然或非天然氨基酸的残基。例如,间隔区可以是Gly残基、Pro残基、Ala残基、Val残基、Leu残基、Ile残基、Met残基、Cys残基、Phe残基、Tyr残基、Trp残基、His残基、Lys残基、Arg残基、Gln残基、Asn残基、α-Glu残基、γ-Glu残基、ε-Lys残基、Asp残基、Ser残基、Thr残基、Gaba残基、Aib残基、β-Ala残基(即,3-氨基丙酰基)、4-氨基丁酰基、5-氨基戊酰基、6-氨基己酰基、7-氨基庚酰基、8-氨基辛酰基、9-氨基壬酰基、10-氨基癸酰基或8-氨基-3,6-二氧杂辛酰基。在某些实施方案中,间隔区是Glu残基、γ-Glu残基、ε-Lys残基、β-Ala残基(即,3-氨基丙酰基)、4-氨基丁酰基、8-氨基辛酰基或8-氨基-3,6-二氧杂辛酰基。在本发明中,γ-Glu和异Glu可互换使用。

与亲脂性取代基缀合的氨基酸侧链是Glu、Lys、Ser、Cys、Dbu、Dpr或Orn残基的侧链。例如,其可以是Lys、Glu或Cys残基的侧链。在两个或更多个侧链携带亲脂性取代基时,其可独立地选自这些残基。因此,氨基酸侧链包括羧基、羟基、巯基、酰胺或氨基团,以与所述间隔区或亲脂性取代基形成酯、磺酰酯、硫酯、酰胺或磺酰胺。

下式中示出了包含亲脂性部分Z1和间隔区Z2之亲脂性取代基的实例:

在此,式I肽之Lys残基的侧链通过酰胺键与γ-Glu间隔区(Z2)共价连接。十六烷酰基(Z1)通过酰胺键与γ-Glu间隔区共价连接。与Lys残基缀合的这种亲脂性部分和间隔区的组合可用简写符号κ(十六烷酰基-γ-Glu)表示,例如,当在特定化合物的式中显示时。γ-Glu还可称为异Glu(isoGlu),十六烷酰基称为棕榈酰基。因此,显而易见的是,符号(十六烷酰基-γ-Glu)等同于例如在PCT/GB2008/004121中使用的符号(异Glu(Palm)或(异Glu(棕榈酰基))。

技术人员熟知制备本发明中使用的化合物的合适技术。例如,合适的化学过程参见WO98/08871、WO00/55184、WO00/55119、Madsen等(J.Med.Chem.2007,50,6126-32)和Knudsen等.2000(J.Med Chem.43,1664-1669)。

聚二乙醇化和/或酰化具有短的半衰期(T1/2),其导致GluGLP-1激动剂浓度突然升高。因此,在整个治疗期间,胰高血糖素受体每日一次(或两次)突然暴露于胰高血糖素激动作用。

不受到任何理论的约束,GluR重复地突然暴露于胰高血糖素激动作用似乎对的脂质和游离脂肪酸在肝脏和脂肪组织之间的运输产生严重的破坏,导致脂肪在肝脏中积累。

GluR恒定暴露于胰高血糖素激动作用阻止了脂肪在肝脏中的积累。因此已经发现,用胰高血糖素或短期作用的双重GluGLP-1激动剂重复治疗导致由脂肪和糖原积累引起的肝脏扩大(Chan等,1984.Exp.Mol.Path.40,320-327)。

用长效酰化双重GluGLP-1激动剂重复治疗在正常体重对象中不引起肝脏大小的改变(扩大或缩小),而是使肝脏脂质含量正常化(Day等,2009;Nat.Chem.Biol.5,749-57)。

效力

可使用相关化合物与GLP-1受体或胰高血糖素(Glu)受体的结合作为激动剂活性的指标,但是一般优选使用测量由化合物与相关受体结合引起之细胞内信号的生物测定。例如,通过胰高血糖素激动剂活化胰高血糖素受体将刺激细胞环AMP(cyclic AMP,cAMP)形成。类似的,通过GLP-1激动剂活化GLP-1受体将刺激细胞环AMP形成。因此,可使用表达一种或这两种受体的合适细胞中cAMP的产生来监测相关受体的活性。使用合适的一对细胞类型(其各自表达一种受体而不表达另一种)可因此用于确定对两种类型受体的激动剂活性。

技术人员知晓合适的测定形式,并且以下提供了实例。GLP-1受体和/或胰高血糖素受体可具有如实例中所述的受体序列。例如,可使用具有主检索号(primary accession number)GI:4503947(NP_000151.1)的人胰高血糖素受体(胰高血糖素-R)和/或主检索号GI:166795283(NP_002053.3)的人胰高血糖素样肽1受体(GLP-1R)进行测定。(其中,前体蛋白质的序列是指,并且当然应理解的是,测定可利用缺少信号序列的成熟蛋白质)。

可使用EC50值作为对给定受体的激动剂效力的数值量度。EC50值是对特定测定中实现化合物最大活性一半所需化合物浓度的量度。因此,例如,在特定测定中,可认为EC50[GLP-1 R]比天然胰高血糖素的EC50[GLP-1 R]低的化合物具有比胰高血糖素更高的对GLP-1 R的效力。

在本说明中描述的化合物通常是Glu-GLP-1双重激动剂,即其能够刺激胰高血糖素受体和GLP-1 R受体二者处的cAMP形成。可在独立测定中测量对每种受体的刺激,随后彼此进行比较。

通过比较给定化合物的胰高血糖素受体的EC50值(EC50[胰高血糖素-R])和GLP-1受体的EC50值(EC50[GLP-1R]),可得到所述化合物的相对胰高血糖素选择性(%):

相对胰高血糖素-R选择性[化合物]=(1/EC50[胰高血糖素-R])×100%/(1/EC50[胰高血糖素-R]+1/EC50[GLP-1R])

可类似地得到相对GLP-1R选择性:

相对GLP-1R选择性[化合物]=(1/EC50[GLP-1R])×100%/(1/EC50[胰高血糖素-R]+1/EC50[GLP-1R])

化合物的相对选择性允许将其对GLP-1受体或胰高血糖素受体的作用直接与其对其他受体的作用进行比较。例如,化合物的相对GLP-1选择性越高,所述化合物对GLP-1受体比对胰高血糖素受体更有效。

使用下文所述测定,我们已经发现人胰高血糖素的相对GLP-1选择性为约5%。

本发明中使用的化合物具有比人胰高血糖素更高的相对GLP-1R选择性。因此,对于特定水平的胰高血糖素-R激动剂活性,化合物将表现出比胰高血糖素更高水平的GLP-1R激动剂活性(即,对GLP-1受体更高的效力)。应理解的是,特定化合物对胰高血糖素受体和GLP-1受体的绝对效力可能大于、小于或近似等于天然人胰高血糖素的效力,只要实现合适的相对GLP-1R选择性即可。

不过,本发明中使用的化合物可具有比人胰高血糖素低的EC50[GLP-1R]。化合物可具有比胰高血糖素低的EC50[GLP-1R],同时保持EC50[胰高血糖素-R]小于人胰高血糖素的10倍,小于人胰高血糖素的5倍,或小于人胰高血糖素的2倍。

理想地,任意给定化合物的胰高血糖素-R和GLP-1 R二者的EC50都应小于1nM。

本发明中使用的化合物可具有小于人胰高血糖素2倍的EC50[胰高血糖素-R]。所述化合物可具有小于人胰高血糖素2倍的EC50[胰高血糖素-R]和小于人胰高血糖素一半、小于人胰高血糖素五分之一、或小于人胰高血糖素十分之一的EC50[GLP-1R]。

化合物的相对GLP-1选择性可大于5%且小于95%。例如,化合物的相对选择性可以为5~20%、10~30%、20~50%、30~70%、或50~80%、或30~50%、40~60%、50~70%或75~95%。

改善循环葡萄糖水平、葡萄糖耐量或循环胆固醇水平

正常血糖水平随着最后一次进餐之后的持续时间而波动。空腹个体的正常血糖水平范围应低于100mg/dl,该水平在进餐约一小时后应低于约130~140mg/dl。

理想地,空腹血糖水平应为约90mg/dl。当空腹血糖水平为约120mg/dl或更高时,诊断为糖尿病。

正常范围之外的血糖水平可以是医学病症的指标。长期高水平称作高血糖;低水平称作低血糖。糖尿病的特征是任意多种原因造成的长期高血糖,其是与血糖调节障碍相关的最突出疾病。严重应激(例如创伤、卒中、心肌梗死、外科手术或疾病)也可导致血糖水平暂时性升高。摄取乙醇导致最初血糖激增,随后趋于引起水平下降。另外,某些药物可提高或降低血糖水平。

如果血糖水平降得太低,就会发生称作低血糖的潜在致命病症。症状可包括嗜睡、心理功能受损、易激惹(irritability)、颤抖、抽搐、四肢肌肉无力、面色苍白(pale complexion)、出汗、偏执狂(paranoid)或侵略性心态(aggressive mentality)以及意识丧失。甚至可能发生脑损伤。

如果水平保持太高,在短期内会抑制食欲。长期高血糖造成很多与糖尿病相关的长期健康问题,包括眼病、肾病、心脏病和神经损伤。

1型糖尿病是终身疾病,其可通过生活方式的调整和医学治疗进行控制。保持血糖水平处于控制之下可预防并发症或使其最小化。胰岛素治疗是1型糖尿病之患者的糖尿病治疗计划的一个组分。

胰岛素治疗替代或补充人自身胰岛素,恢复正常或接近正常的血糖水平。许多不同类型的胰岛素治疗可成功地控制血糖水平,最佳选择取决于多种个体因素。通过一点额外的计划,接受胰岛素的糖尿病患者可过上充实的生活并且保持其血糖处于控制之下。

需要额外胰岛素的患者的关键问题是选择正确的胰岛素剂量和正确的时间。

血糖的生理调节(如在非糖尿病中)将是最佳的。餐后血糖水平的升高刺激从胰迅速释放胰岛素。升高的胰岛素水平导致葡萄糖被吸收和贮藏在细胞中,降低糖原向葡萄糖的转化,降低血糖水平,并且因此降低胰岛素释放。结果是血糖水平在餐后上升一些,并且在一小时左右降低至正常“空腹”水平。但是,即使施用合成人胰岛素或甚至胰岛素类似物的最佳糖尿病治疗,都远落后于非糖尿病中的正常葡萄糖控制。

相关的问题是所食用食物的组成影响肠吸收速率。来自一些食物的葡萄糖的吸收比另一些食物相同量葡萄糖的吸收更迅速(或更缓慢)。另外,脂肪和蛋白质导致在相同时间食用的糖类中葡萄糖的吸收延迟。

公知的事实是胰岛素造成2型糖尿病患者体重增长。胰岛素是胰响应于通常饮食中葡萄糖的摄取而分泌的激素。其作用是驱动葡萄糖进入身体的细胞中,在细胞中用作能源(以卡路里测量)。因此,胰岛素泵送卡路里进入细胞。如果该能量(葡萄糖)未被细胞使用或超过需要,其就转化成被称为脂肪的能量贮藏形式。由于这些作用,胰岛素被称为“合成代谢”激素。

词语“合成代谢”是指构建组织。如果,某人使用他或她的肌肉以及进行体力活动,额外能量就转化成新的(更大和/或更强的)肌肉而非脂肪。在这个意义上,久坐的人、不使用肌肉的人、得到比其所需多的卡路里和接受胰岛素的人处于将会导致体重增长的“完美(代谢)风暴(perfect(metabolic)storm)”中。胰岛素造成体重增长的问题一直是长期困扰2型糖尿病之治疗的一个方面。其在1型糖尿病中不是一个问题,在1型糖尿病中患者实际上无循环胰岛素,需要从外部来源获得。

在2型糖尿病中,生理学机制完全不同。在2型糖尿病中,身体确实产生胰岛素,但是组织“抵抗”其作用。实际上,在2型糖尿病的早期阶段,胰岛素水平实际可能很高。因为组织抵抗胰岛素,必须用更高的胰岛素水平来驱动糖(葡萄糖)进入细胞并因此降低血糖水平。胰岛素抵抗的原因很复杂,依然是研究非常活跃的领域。似乎某些类型的脂肪组织(包含在腹部的脂肪(还称为内脏脂肪组织))产生某些激素和其他物质,其一起造成胰岛素抵抗。这在仅10或15年前被发现时在医学中是一个大的意外。在此之前,脂肪组织被认为是“代谢惰性的”,这意味着其仅是贮藏组织而不影响代谢。这与真相极不相符,现在认为内脏脂肪的代谢非常活跃且复杂。其产生大量对代谢具有较大影响的激素(例如瘦蛋白(leptin)、生长素释放肽(ghrelin)和脂连蛋白(adiponectin))以及其他因子(细胞因子)。

发现胰岛素抵抗是2型糖尿病的中心“损伤”,这导致整个研究领域将2型糖尿病与以下疾病联系了起来:高血压、躯干或腹部肥胖、血脂异常(高甘油三酯和低HDL胆固醇)和高腰臀比(waist to hip ratio)(“苹果”体型)。

使用胰岛素治疗2型糖尿病是有问题的。具有2型糖尿病的人通常超重并且循环胰岛素水平可能已经很高。添加额外的胰岛素将必然导致体重增长并且这实际上可使胰岛素抵抗恶化。通常的辩解是使用胰岛素将保护胰中剩余的产生胰岛素的β细胞免于超时工作。但是,在仅几个月前,一位主要的世界糖尿病权威人士Ralph DeFronzo博士对这一问题进行了综述,DeFronzo最近进行了有名的班廷演讲(Banting Lecture),其在2009年4月期的Diabetes上发表。DeFronzo提出美国糖尿病协会对于2型糖尿病治疗的指导方针可能有误导,需要修订。

对于胰岛素诱导的体重增长,他指出当在治疗方案中添加胰岛素时,“全部这些基于胰岛素的添加研究(add-on study)都与低血糖[血糖低]的高发生率和较大的体重增长(在6至12个月或更短时间内为4.2至19.2lb,平均为8.5lb)相关……另外,尚不清楚在艾塞那肽(exenatide)[较新的非胰岛素药物]之前是为何开始使用胰岛素的,因为胰岛素很少能够使A1C降低至<7%,并且与显著的体重增长相关……”(Diabetes,Journalof the American Diabetes Association,2009年4月,vol 58(4),第786页)。通常与胰岛素治疗相关的其他潜在的严重副作用和相关的长期并发症是公知的。特别是,发生低血糖、变态反应、抵抗和水肿的风险以及相关的胰岛素副作用是公知的胰岛素治疗的短期和长期副作用。

本发明的Glu-GLP-1双重激动剂活化胰岛β细胞中的GLP-1受体,其是通过刺激性G蛋白(stimulatory G-protein,Gs)与腺苷酸环化酶偶联的膜结合细胞表面受体。本发明的Glu-GLP-1双重激动剂提高细胞内环AMP(cAMP),导致在高葡萄糖浓度的存在下释放胰岛素。这种胰岛素分泌随着血糖浓度降低并且接近正常血糖浓度而降低。本发明的Glu-GLP-1双重激动剂还以葡萄糖依赖方式提高胰高血糖素分泌。降低血糖的机理还包括延迟胃排空。由于普遍存在的内源酶二肽基肽酶IV(dipeptidyl peptidase IV,DPP-IV)和中性内肽酶(neutralendopeptidase,NEP)的降解,GLP-1(7-37)的半衰期为1.5至2分钟。与天然GLP-1不同,本发明的Glu-GLP-1双重激动剂在皮下施用后稳定抵抗这两种肽酶的代谢降解,具有长的血浆半衰期。本发明的Glu-GLP-1双重激动剂的药物代谢动力学谱(使得其适合每日一次施用)是延迟吸收、血浆蛋白结合以及抵抗DPP-IV和NEP之代谢降解稳定性自缔合(self-association)的结果。

本发明的Glu-GLP-1双重激动剂与胰岛素的联合在当前的2型糖尿病治疗方法中可具有优点:

·葡萄糖依赖方式的联合作用意味着其将仅在血糖水平高于正常时刺激胰岛素分泌。因此,其表现出可忽略的的低血糖风险。

·所述联合具有抑制凋亡和刺激β细胞再生的可能性(见于动物研究)。

·如相对于格列美脲的头对头研究(head-to-head study)所示,所述联合降低食欲并且保持体重。

·所述联合降低血液甘油三酯水平。

·所述联合仅具有轻度和短暂的副作用,主要是胃肠副作用。

对于治疗2型糖尿病病症,特别是晚期2型糖尿病病症,与胰岛素联合使用Glu-GLP-1双重激动剂还可改善例如使循环葡萄糖水平、葡萄糖耐量或循环胆固醇水平正常化。

在一个实施方案中,本发明涉及治疗糖尿病,其中共施用本发明的Glu-GLP-1双重激动剂和胰岛素以改善循环葡萄糖水平、葡萄糖耐量或循环胆固醇水平。

在另一个实施方案中,本发明涉及治疗2型糖尿病,其中共施用本发明的Glu-GLP-1双重激动剂和胰岛素以改善循环葡萄糖水平、葡萄糖耐量或循环胆固醇水平。

胰岛素类似物

本发明的方法、药盒和化合物可使用本领域中已知的任何胰岛素类似物。

这样的胰岛素类似物包括野生型胰岛素分子(优选人遗传来源)和经化学修饰的那些,例如通过交换单个氨基酸和/或添加侧链和/或与一个或更多个中等大小的分子或聚合物偶联。这样的胰岛素类似物还包括这样的未修饰或经修饰的胰岛素与其他化学物质(这使得它们易于例如引入到特定医学组合物和/或与其他胰岛素类似物的混合物中)的组合物。

在本发明上下文中,人野生型胰岛素优选重组产生,该技术是本领域技术人员本身已知的。这样的重组人胰岛素还称为正常胰岛素(Normalinsulin)。包含重组人胰岛素的产品例如由礼来(Eli Lilly)公司(Indianapolis,IN,USA)以如下产品名出售:HumulinTM、HuminsulinTM、HuminsulinTM basal、HumulinTM N、HumulinTM R、HumulinTM 70/30和HumulinTM 50/50;或由诺和诺德(Novo Nordisk)公司(Bagsvserd,Denmark)以如下产品名出售:NovolinTM、Actrapid/NovolinTM和ActraphaneTM;或由赛诺菲-安万特(Sanofi-Aventis)公司(Schiltigheim,France)以如下产品名出售:InsumanTM和InsumanTM basal。

本发明还涉及经遗传修饰的胰岛素。其也优选地重组产生。这些修饰旨在改变在患者体内的稳定性和/或吸收谱。经遗传修饰的人胰岛素的一个实例是门冬胰岛素,其特征在于将位置B28的脯氨酸与天冬氨酸交换。其例如由诺和诺德出售,根据另外的掺合剂(admixture)以如下商品名销售:NovoRapidTM、NovologTM、NovologTM mix、NovologTM mix 70/30、NovoMixTM等。因此本文中包括的经遗传修饰的胰岛素的另一实例是以下人胰岛素,其特征在于通过两个交换(i)位置B3的天冬酰胺与赖氨酸交换,和(ii)位置B29的赖氨酸与谷氨酸交换。其由赛诺菲-安万特开发,并且由该提供者以商品名ApidraTM出售。

本发明还涉及通过共价结合化合物修饰或进一步修饰的胰岛素。这样的修饰导致在患者体内特定的吸收谱。一个实例是所谓的地特胰岛素(Detemir),其特征在于脂肪酸(特别是肉豆蔻酸)与人胰岛素位置B29的赖氨酸相结合。这种特定的十四烷基化胰岛素由诺和诺德以商品名LevemirTM出售。另一实例是由诺和诺德开发的Insulin degludecTM,其被描述为超长作用的基础胰岛素。其特征在于缺失位置B30的氨基酸丙氨酸和羧基十五酰基部分通过谷氨酸接头与同一经修饰的B链位置29相连接(N6.B29-[N2-(15-羧基十五酰基)-L-γ-谷酰基]-des-B30-L-苏氨酸-人胰岛素;CAS no.844439-96-9)。其特定制剂以名称DegludecTM和DegludecPlusTM出售,后者是Insulin degludecTM和门冬胰岛素的组合产品。

待与胰岛素混合的根据本法发明的其他化学物质包括适合引入到医学组合物中而不与胰岛素共价结合的所有化学物质。在本发明的情况下,优选其与胰岛素相互作用和/或改善胰岛素的期望生理作用。这样的化学物质本身是本领域技术人员已知的。例如其包括核蛋白如精蛋白或其衍生物,优选中性精蛋白锌胰岛素(Neutral Protamine Hagedorn,NPH)。它们可用于例如改变胰岛素作用的开始和/或持续时间。这样的胰岛素例如由礼来以产品名NPH胰岛素(Insulin NPH)或低精蛋白胰岛素出售,或由诺和诺德以产品名NPH胰岛素出售。上述产品的另一些实例是HumulinTM N、HumulinTM R、HumulinTM 70/30和HumulinTM 50/50。

下文以甘精胰岛素(由赛诺菲-安万特以名称LantusTM出售)作为本发明的一个优选方式的对象进行描述。因此这种胰岛素的替换物和/或通用形式还包括例如以商品名Glaritus、Basalin和Basalog/Glarvia市售的那些。

其他形式的根据本发明的胰岛素的特征可在于其施用途径。例如,其可经口、经鼻或通过吸入来施用。实例是NN-1953、IN-105、NasulinTM(由CPEX制药(CPEX Pharmaceuticals)开发;Wilmington,DE,USA)、Afrezza、BIOD-620、Oral-lyn、HinsBet、Capsulin、Analog-PH20、ORMD-0801、SuliXen。优选NN-1953、IN-105、BIOD-620和Analog-PH20。

特定胰岛素类似物的实例包括谷赖胰岛素(ApidraTM)、甘精胰岛素(LantusTM)、NovorapidTM、赖脯胰岛素(HumalogTM)、NovomixTM、ActraphaneTM HM、地特胰岛素(LevemirTM)、甘精胰岛素(ApidraTM)、德谷胰岛素、LY2963016、LY2605541、以及聚乙二醇化赖脯胰岛素、甘精胰岛素(LantusTM、Glaritus、Basalin、Basalog、Glarvia、BIOD-620)、地特胰岛素(LevemirTM)Humulin、Huminsulin、低精蛋白胰岛素(HumulinN、Insulatard、Novolin N)、胰岛素和低精蛋白胰岛素(Humulin 70/30、Humulin 50/50、Mixtard 30、ActraphaneTM HM)、德谷胰岛素和门冬胰岛素(DegludecPlus/NN-5401)、门冬胰岛素(Novolog)、门冬胰岛素和精蛋白胰岛素(Novolog mix、Novolog mix 70/30)、胰岛素(NN-1953、IN-105、HinsBet、Capsulin、Nasulin、Afrezza、ORMD-0801、SuliXen、HumulinR)、口腔胰岛素(Oral-lyn)和透明质酸酶胰岛素(Analog-PH20)。

以下详细地描述另一些示例的胰岛素类似物。

甘精胰岛素(LantusTM)

甘精胰岛素是包含位置21的天冬酰胺的替换和在B链的羧基端添加2个精氨酸的胰岛素类似物。其适用于通过皮下注射每日一次注射施用并且保持长时间的作用并且没有显著的峰浓度。美国专利No.5,656,722、7,476,652和7,713,930中描述了甘精胰岛素以及相关化合物和组合物。美国专利No.5,656,722中描述了与甘精胰岛素相关的示例化合物,其具有以下序列:

AspA21-人胰岛素-

ArgB31-OH;GluA21-人胰岛素-ArgB31-OH;GlyA21-人胰岛素-ArgB31-OH;SerA21-人胰岛素-ArgB31-OH;ThrA21-人胰岛素-ArgB31-OH;AlaA21-人胰岛素-ArgBw1-OH;AspA21-人胰岛素-ArgB31-ArgB32-OH;GluA21-人胰岛素-ArgB31-ArgB32-OH;GlyA21-人胰岛素-ArgB31-ArgB32-OH;SerA21-人胰岛素-ArgB31-ArgB32-OH;ThrA21-人胰岛素-ArgB31-ArgB32-OH;AlaA21-人胰岛素-ArgB31-ArgB32-OH;AspA21-AsnB10-人胰岛素-ArgB31-OH;GluA21-AsnB10-人胰岛素-ArgB31-OH;GlyA21-AsnB10-人胰岛素-ArgB31-OH;SerA21-AsnB10-人胰岛素-ArgB31-OH;ThrA21-AsnB10-人胰岛素-ArgB31-OH;AlaA21-AsnB10-人胰岛素-ArgB31-OH;AspA21-AsnB10-人胰岛素-ArgB31-ArgB32-OH;GluA21-AsnB10-人胰岛素-ArgB31-ArgB32-OH;GlyA21-AsnB10-人胰岛素-ArgB31-ArgB32-OH;SerA21-AsnB10-人胰岛素-ArgB31-ArgB32-OH;ThrA21-AsnB10-人胰岛素-ArgB31-ArgB32-OH;和AlaA21-AsnB10-人胰岛素-ArgB31-ArgB32-OH。

地特胰岛素(LevemirTM)

地特胰岛素是长效人胰岛素类似物,其具有与位置B29的赖氨酸相结合的C14脂肪酸链(肉豆蔻酸),并且缺失位置30的苏氨酸。美国专利No.5,750,497、5,866,538、6,011,007和6,869,930描述了地特胰岛素的类似物,其具有下式:

位置A21和B3的Xaa独立地是除Lys、Arg和Cys外可由遗传密码子编码的任意氨基酸残基;B1位置的Xaa是Phe或缺失;B30位置的Xaa是(a)无法编码的具有10至24个碳原子亲脂氨基酸,在这种情况下具有多达5个碳原子的羧酸的酰基与LysB29的ε-氨基结合,(b)除Lys、Arg和Cys外可由遗传密码子编码的任意氨基酸残基,在这种个情况下LysB29的ε-氨基具有亲脂性取代基,或(c)缺失,在这种个情况下LysB29的ε-氨基具有亲脂性取代基;以及其任意Zn2+络合物,前提条件是在位置B30的Xaa是Thr或Ala时,位置A21和B3的Xaa都是Asn,并且位置B1的Xaa是Phe,则胰岛素衍生物为Zn2+络合物。

在一个优选实施方案中,本发明使用这样的人胰岛素衍生物,其中B30氨基酸残基缺失或是除Lys、Arg和Cys外可由遗传密码子编码的任意氨基酸残基;A21和B3氨基酸残基独立地是除Lys、Arg和Cys外可由遗传密码子编码的任意氨基酸残基;PheB1可缺失;LysB29的ε-氨基具有包含至少6个碳原子的亲脂性取代基;2至4个Zn2+可与每个胰岛素六聚体结合,前提条件是在B30是Thr或Ala时,A21和B3的均是Asn,并且PheB1未缺失,则2至4个Zn2+离子与胰岛素衍生物的每个六聚体结合。

在另一优选实施方案中,本发明使用以下人胰岛素衍生物,其中B30氨基酸残基缺失或是除Lys、Arg和Cys外可由遗传密码子编码的任意氨基酸残基;A21和B3氨基酸残基独立地是除Lys、Arg和Cys外可由遗传密码子编码的任意氨基酸残基,前提条件是如果B30氨基酸残基是Ala或Thr,则残基A21和B3的至少一个残基不是Asn;PheB1可缺失;LysB29的ε-氨基具有包含至少6个碳原子的亲脂性取代基。

在另一优选实施方案中,本发明使用以下人胰岛素衍生物,其中B30氨基酸残基缺失或是除Lys、Arg和Cys外可由遗传密码子编码的任意氨基酸残基;A21和B3氨基酸残基独立地是除Lys、Arg和Cys外可由遗传密码子编码的任意氨基酸残基;PheB1可缺失;LysB29的ε-氨基具有包含至少6个碳原子的亲脂性取代基;并且2至4个Zn2+离子与每个胰岛素六聚体结合。

在另一些实施方案中,B30氨基酸残基缺失、是Asp、Glu、Thr、具有至少10个碳原子的亲脂性氨基酸、具有10至24个碳原子的亲脂性α-氨基酸。在另一优选实施方案中,B30氨基酸是具有10至24个碳原子的直链饱和脂肪族α-氨基酸。在另一些优选实施方案中,D-或L-Nε-十二烷酰基赖氨酸、α-氨基癸酸、α-氨基十一烷酸、α-氨基十二烷酸、α-氨基十三烷酸、α-氨基十四烷酸、α-氨基十五烷酸、α-氨基十六烷酸或α-氨基酸。在另一些优选实施方案中,A21氨基酸残基是Ala、Gln、Gly或Ser。在另一些优选实施方案中,B3氨基酸残基是Asp、Gln或Thr。在另一优选实施方案中,LysB29的ε-氨基具有亲脂性取代基,其为具有至少6个碳原子的与羧酸对应的酰基。在另一优选实施方案中,LysB29的ε-氨基具有亲脂性取代基,其为具有8至24个原子长之碳原子链的与羧酸对应的有支链或无支链的酰基。在另一优选实施方案中,LysB29的ε-氨基具有亲脂性取代基,其为具有至少6个碳原子的与脂肪酸对应的酰基。在另一优选实施方案中,LysB29的ε-氨基具有亲脂性取代基,其为具有6至24个碳原子的与线性饱和羧酸对应的酰基。在另一优选实施方案中,LysB29的ε-氨基具有亲脂性取代基,其为具有8至12个碳原子的与线性饱和羧酸对应的酰基。在另一优选实施方案中,LysB29的ε-氨基具有亲脂性取代基,其为具有10至16个碳原子的与线性饱和羧酸对应的酰基。在另一优选实施方案中,LysB29的ε-氨基具有亲脂性取代基,其为包含多至10个(优选多至5个)氧乙烯单元(oxyethylene unit)的低聚氧乙烯基团。在另一优选实施方案中,LysB29的ε-氨基具有亲脂性取代基,其为包含多至10个(优选多至5个)氧丙烯单元(oxypropylene unit)的低聚氧丙烯基团。在另一些优选实施方案中,每个胰岛素六聚体结合2个Zn2+离子、3个Zn2+离子或4个Zn2+离子。

根据本发明使用的其中未结合Zn2+离子的优选人胰岛素衍生物的实例如下:

NεB29-十三烷酰基des(B30)人胰岛素,NεB29-十四烷酰基des(B30)人胰岛素,NεB29-癸酰基des(B30)人胰岛素,NεB29-十二烷酰基des(B30)人胰岛素,NεB29-十三烷酰基GlyA21des(B30)人胰岛素,NεB29-十四烷酰基GlyA21des(B30)人胰岛素,NεBw9-癸酰基GlyA21des(B30)人胰岛素,NεB29-十二烷酰基GlyA21des(B30)人胰岛素,NεB29-十三烷酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素,NεB29-十四烷酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素,NεB29-癸酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素,NεB29-十二烷酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素,NεB29-十三烷酰基AlaA21des(B30)人胰岛素,NεB29-十四烷酰基AlaA21des(B30)人胰岛素,NεB29-癸酰基AlaA21des(B30)人胰岛素,NεB29-十二烷酰基AlaA21des(B30)人胰岛素,NεB29-十三烷酰基AlaAs1GlnB3des(B30)人胰岛素,NεB29-十四烷酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素,NεB29-癸酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素,NεB29-十三烷酰基GlnB3des(B30)人胰岛素,NεB29-十二烷酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素,εB29-癸酰基GlnB3des(B30)人胰岛素;NεB29-十四烷酰基GlnB3des(B30)人胰岛素,NεB29-十二烷酰基GlnB3des(B30)人胰岛素,NεB29-十三烷酰基GlyA21人胰岛素,NεB29-十四烷酰基GlyA21人胰岛素,NεB29-癸酰基GlyA21人胰岛素,NεB29-十二烷酰基GlyA21人胰岛素,NεB29-十三烷酰基GlyA21GlnB3人胰岛素,NεB29-十四烷酰基GlyA21GlnB3人胰岛素,NεB29-癸酰基GlyA21GlnB3人胰岛素,NεB29-十二烷酰基GlyA21GlnB3人胰岛素,NεB29-十三烷酰基AlaA21人胰岛素,NεB29-十三烷酰基AlaA21人胰岛素,NεB29-癸酰基AlaA21人胰岛素,NεB29-十二烷酰基AlaA21人胰岛素,NεB29-十三烷酰基AlaA21GlnB3人胰岛素,NεB29-十四烷酰基AlaA21GlnB3人胰岛素,NεB29-癸酰基AlaA21GlnB3人胰岛素,NεB29-十二烷酰基AlaA21GlnB3人胰岛素,NεB29-十三烷酰基GlnB3人胰岛素,NεB29-十四烷酰基GlnB3人胰岛素,NεB29-癸酰基GlnB3人胰岛素,NεB29-十二烷酰基GlnB3人胰岛素,NεB29-十三烷酰基GlnB30人胰岛素,NεB29-十四烷酰基GlnB30人胰岛素,NεB29-癸酰基GlnB30人胰岛素,NεB29-十二烷酰基GlnB30人胰岛素,NεB29-十三烷酰基GlyA21GluB30人胰岛素,NεB29-十四烷酰基GlyA21GluB30人胰岛素,NεB29-癸酰基GlyA21GluB30人胰岛素,NεB29-十二烷酰基GlyA21GluB30人胰岛素,NεB29-十三烷酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素,NεB29-十四烷酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素,NεB29-癸酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素,NεB29-十二烷酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素,NεB29-十三烷酰基AlaA21GluB30人胰岛素,NεB29-十四烷酰基AlaA21GluB30人胰岛素,NεB29-癸酰基AlaA21GluB30人胰岛素,NεB29-十二烷酰基AlaA21GluB30人胰岛素,NεB29-十三烷酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素,NεB29-十四烷酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素,NεB29-癸酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素,NεB29-十二烷酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素,NεB29-十三烷酰基GlnB3GluB30人胰岛素,NεB29-十四烷酰基GlnB3GluB30人胰岛素,NεB29-癸酰基GlnB3GluB30人胰岛素,NεB29-十二烷酰基GlnB3GluB30人胰岛素。

根据本发明使用的其中每个胰岛素六聚体结合Zn2+离子的优选人胰岛素衍生物的实例如下:

(NεB29-十三烷酰基des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlnB3des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlnB3des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基GlnB3des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlnB3des(B30)人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21GlnB3人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21GlnB3人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21GlnB3人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21GlnB3人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21GlnB3人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21GlnB3人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21GlnB3人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29十二烷酰基AlaA21GlnB3人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlnB3人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlnB3人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基GlnB3人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlnB3人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlnB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NEB29-十四烷酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlnB3GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlnB3GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-癸酰基GlnB3GluB30人胰岛素)6,2Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlnB3GluB30人胰岛素)6,2Zn2+

根据本发明使用的其中每个胰岛素六聚体结合三个Zn2+离子的优选胰岛素衍生物的实例如下:

(NεB29-十三烷酰基des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlnB3des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlnB3des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基GlnB3des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlnB3des(B30)人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21GlnB3人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21GlnB3人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21GlnB3人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21GlnB3人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21GlnB3人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21GlnB3人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21GlnB3人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21GlnB3人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlnB3人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlnB3人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基GlnB3人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlnB3人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlnB3GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlnB3GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-癸酰基GlnB3GluB30人胰岛素)6,3Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlnB3GluB30人胰岛素)6,3Zn2+

根据本发明使用的其中每个胰岛素六聚体结合四个Zn2+离子的优选胰岛素衍生物的实例如下:

(NεB29-十三烷酰基des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21GlnB3des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlnB3des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlnB3des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基GlnB3des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlnB3des(B30)人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29十三烷酰基人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21GlnB3人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21GlnB3人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21GlnB3人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21GlnB3人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21GlnB3人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21GlnB3人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21GlnB3人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21GlnB3人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlnB3人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlnB3人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基GlnB3人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlnB3人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlyA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基AlaA21GlnB3GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十三烷酰基GlnB3GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十四烷酰基GlnB3GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-癸酰基GlnB3GluB30人胰岛素)6,4Zn2+,(NεB29-十二烷酰基GlnB3GluB30人胰岛素)6,4Zn2+

谷赖胰岛素(ApidraTM)

谷赖胰岛素是其中位置B3的天冬酰胺被赖氨酸替换且位置B29的赖氨酸被谷氨酸替换的人胰岛素类似物(3B-赖氨酸29B-谷氨酸-人胰岛素)。美国专利No.6,221,633描述了谷赖胰岛素的类似物,其具有下式:

其中(A1~A5)是人胰岛素或动物胰岛素A链位置A1至A5处的氨基酸残基,(A12~A19)是人胰岛素或动物胰岛素A链位置A12至A19处的氨基酸残基,(B8~B18)是人胰岛素或动物胰岛素B链位置B8至B18处的氨基酸残基,(B20~B26)是人胰岛素或动物胰岛素B链位置B20至B26处的氨基酸残基,A8、A9和A10是人胰岛素或动物胰岛素A链位置A8、A9和A10处的氨基酸残基,A21是Asn、Asp、Gly、Ser、Thr或Ala。B30是-OH或人胰岛素或动物胰岛素B链位置B30处的氨基酸残基,B1是Phe或氢原子,B3是天然碱性氨基酸残基,B27、B28和B29是人胰岛素或动物胰岛素B链位置B27、B28和B29处的氨基酸残基或在每种情况下为另一天然氨基酸残基,其中B链位置B27、B28和B29处的氨基酸残基中至少一个被另一天然氨基酸残基替换。

对于遗传学可编码的20种天然氨基酸,氨基酸Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Ser、Thr、Cys、Met、Asn、Gln、Phe、Tyr、Trp和Pro在此称为中性氨基酸,氨基酸Arg、Lys和His称为碱性氨基酸,氨基酸Asp和Glu称为酸性氨基酸。

优选地,根据本发明使用的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐是牛胰岛素、猪胰岛素或人胰岛素的衍生物,即这样的式I的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐,其特征在于:A8是(Ala),A9是Ser,A10是Val以及B30是Ala(牛胰岛素的氨基酸残基A8至A10和B30);A8是Thr,A9是Ser以及A10是Ile(人或猪胰岛素的氨基酸残基A8至A10),其中B30是Ala(猪胰岛素的氨基酸残基B30)或B30是Thr(人胰岛素的氨基酸残基B30)。特别优选地,具有人胰岛素的氨基酸残基A8至A10和B30的式1的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐的进一步特征在于:(A1~A5)是人胰岛素的A链的位置A1至A5处的氨基酸残基,(A12~A19)是人胰岛素的A链的位置A12至A19处的氨基酸残基,(B8~B18)是人胰岛素的B链的位置B8至B18处的氨基酸残基,以及(B20~B26)是人胰岛素的B链的位置B20至B26处的氨基酸残基。本发明的另一些优选实施方案是这样的式I的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐,其中B链的位置B1处的氨基酸残基是Phe;或这样的式I的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐,其中B链的位置B3处的氨基酸残基是His、Lys或Arg。

根据本发明使用的另一些优选实施方案是这样的式I的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐,其中B链的位置B27、B28和B29处的氨基酸残基中至少有一个被选自中性或酸性氨基酸的天然氨基酸残基替换;这样的式I的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐,其中B链的位置B27、B28和B29处的氨基酸残基中至少有一个是选自Ile、Asp和Glu的天然氨基酸残基,优选地,其中B链的位置B27、B28处的氨基酸残基中至少有一个被选自中性氨基酸的天然氨基酸残基替换,或特别优选地,其中B链的位置B27、B28和B29处的氨基酸残基中至少有一个是Ile;或这样的式I的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐,其中B链的位置B27、B28和B29处的氨基酸残基中至少有一个是选自酸性氨基酸的天然氨基酸残基,优选地,其中B链的位置B27、B28和B29处的氨基酸残基中至少有一个是Asp,优选地,其中B链的位置B27或B28处的氨基酸残基是Asp,或其中B链的位置B27、B28和B29处的氨基酸残基中至少有一个是Glu。

根据本发明使用的一个优选实施方案还是这样的式I的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐,其中B链的位置B29处的氨基酸残基是Asp。另一些优选实施方案是这样的式I的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐,其中B链的位置B27处的氨基酸残基是Glu;这样的式I的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐,其中B链的位置B28处的氨基酸残基是Glu;或这样的式I的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐,其中B链的位置B29处的氨基酸残基是Glu。

非常特别优选地,胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐的特征在于B链具有以下序列:

Phe Val Lys Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val GluAla Leu Tyr Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Glu Thr,

例如,Lys(B3),Glu(B29)-人胰岛素;或胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐的特征在于B链的位置B27处的氨基酸残基是Ile,优选地,胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐的特征在于B链具有以下序列:

Phe ValLys Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe Phe Tyr IlePro Lys Thr,

例如,Lys(B3),Ile(B27)-人胰岛素;或这样的式I的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐,其中B链的位置B28处的氨基酸残基是Ile,优选地,胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐的特征在于B链具有以下序列:

Phe Val Lys Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr Leu Val CysGly Glu Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Ile Lys Thr,

例如Lys(B3),Ile(B28)-人胰岛素。

特别优选地,胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐的特征在于B链的位置B28处的氨基酸残基是Ile,并且位置A21处的氨基酸残基是Asp,优选的是这样的胰岛素衍生物或其生理学上可容许的盐,其中A链具有以下序列:

Gly Ile Val Glu Gln Cys Cys Thr Ser IleCys Ser Leu Tyr Gln Leu Tyr Gln Leu Glu Asn Tyr Cys Asp,并且B链具有以下序列:

Phe ValLys Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe Phe Pyr ThrIle Lys Thr

(Lys(B3),Ile(B28),Asp(A21)-人胰岛素)。

赖脯胰岛素及其聚乙二醇化形式

赖脯胰岛素是速效胰岛素类似物,其中B链C-末端倒数第二的赖氨酸和脯氨酸残基颠倒(LysB28ProB29人胰岛素)。该化合物描述于美国专利No.5,461,031。

聚乙二醇化赖脯胰岛素描述于例如PCT公开WO/2009/152128中,并且具有式P-[(A)-(B)]或其可药用盐,其中A是赖脯胰岛素的A链,B是赖脯胰岛素的B链;并且P是分子量约20kDa至约40kDa的PEG,并且其中A和B适当交联,且P通过共价键直接或间接与A的位置1处的甘氨酸的α-氨基、B的位置1处的苯丙氨酸的α-氨基、或B的位置28处的赖氨酸的ε-氨基相连接。本发明还可使用包含多种单聚乙二醇化或二聚乙二醇化赖脯胰岛素化合物的组合物,其中组合物中大于约75%的聚乙二醇化赖脯胰岛素化合物是所述式的单聚乙二醇化化合物。本发明还可使用包含所述式的单聚乙二醇化化合物的组合物,其中组合物中大于约50%的单聚乙二醇化化合物具有直接或间接与B链的位置28处的赖氨酸的ε-氨基相连接的PEG。

德谷胰岛素

德谷胰岛素是人胰岛素类似物,其具有下式:

德谷胰岛素适用于每周三次注射,并且具有长半衰期。还包括DegludecPlus(NN-5401)。

ActraphaneTM

Actraphane是一系列用于注射的胰岛素混悬剂。其包括:Actraphane10(可溶性胰岛素10%和低精蛋白胰岛素90%)、Actraphane 20(可溶性胰岛素20%和低精蛋白胰岛素80%)、Actraphane 30(可溶性胰岛素30%和低精蛋白胰岛素70%)、Actraphane 40(可溶性胰岛素40%和低精蛋白胰岛素60%)和Actraphane 50(可溶性胰岛素50%和低精蛋白胰岛素50%)。

IY2963016

LY2963016(一种新的甘精胰岛素类似物)描述于例如:PCT公开WO 2004096854、WO 2003053460、WO 2003053339、WO 2010080609、WO 2010080606、WO 2010014946、WO 2010002283、WO 2009132129、WO 2009129250、WO 2007081824、美国公开No.20100099601、中国公开CN 101519446或澳大利亚公开No.AU 2008326324。

LY2605541

LY2605541(一种新的胰岛素类似物)描述于例如:PCT公开WO2004096854、WO 2003053460、WO 2003053339、WO 2010080609、WO2010080606、WO 2010014946、WO 2010002283、WO 2009132129、WO2009129250,WO 2007081824、美国公开No.20100099601、中国专利No.CN 101519446或澳大利亚公开AU 2008326324。

另一些胰岛素类似物和衍生物

在例如PCT公开WO 2009087081、WO 2009087082以及德国公开DE 102008003568和DE 102008003566中描述了用于治疗糖尿病的具有极长时间作用谱的新胰岛素衍生物。

这些类似物具有用末端酰胺化的碱性氨基酸(精氨酸或赖氨酸)修饰的B链,A链上N末端精氨酸或赖氨酸、A链的位置8(A8)被组氨酸替换,A链的位置21(A21)被甘氨酸替换。位置A5、A15、A18、B-1、B0和B1~B4的酸性氨基酸也被替换。长时间的作用谱允许使用这些变体而没有诱发低血糖的风险。

另外,通过添加或替换带负电和正点的氨基酸残基以及通过使B链的C-末端羧基和胰岛素A链的位置8处的组氨酸酰胺化来改变胰岛素的等电点。长时间的作用谱允许使用这些变体而没有诱发低血糖的风险。

另一些形式的胰岛素

经口、经鼻或通过吸入施用的胰岛素包括但不限于NN-1953、IN-105、Nasulin、Afrezza、BIOD-620、Oral-lyn、HinsBet、Capsulin、Analog-PH20、ORMD-0801和SuliXen。在一个优选实施方案中,包括NN-1953、IN-105、BIOD-620和Analog-PH20。

治疗用途

本发明的方法、药盒和化合物可为包括肥胖和糖尿病在内的代谢疾病提供有吸引力的治疗选择。

糖尿病包括一类代谢疾病,其特征为由胰岛素分泌不足、胰岛素作用不足或这二者引起的高血糖。糖尿病的敏锐征兆包括尿产生过多、导致的补偿性口渴和液体摄入提高、视力模糊、无法解释的体重减轻、嗜睡和能量代谢改变。糖尿病的慢性高血糖与多种器官(特别是眼睛、肾、神经、心脏和血管)的长期损伤、功能紊乱和衰竭相关。糖尿病根据发病特征被分为1型糖尿病、2型糖尿病和妊娠期糖尿病。

1型糖尿病占所有糖尿病病例的5~10%,其由分泌胰岛素的胰β细胞的自身免疫损坏造成。

2型糖尿病占糖尿病病例的90~95%,其由一组复杂的代谢紊乱引起。2型糖尿病是内源胰岛素的产生不足以保持血糖水平低于诊断阈值的结果。

妊娠期糖尿病是指在妊娠期间鉴定的任何程度的葡萄糖不耐受。

前驱糖尿病是指空腹血糖异常和糖耐量受损,并且是指在血糖水平升高但是低于确立的临床诊断为糖尿病的水平时出现的那些状态。

由于另一些代谢危险因子的高度流行,很大一部分2型糖尿病和前驱糖尿病患者的发病和死亡风险升高,所述代谢危险因子包括腹部肥胖(腹部内脏周围过多的脂肪组织)、致粥样硬化的血脂异常(血脂紊乱,包括高甘油三酯、低HDL胆固醇和/或高LDL胆固醇,其促进动脉壁上的斑块积聚)、血压升高(高血压)、血栓前状态(例如,血液中高纤维蛋白原或纤溶酶原激活物抑制剂-1)、高甘油三酯血症、高胆固醇血症和炎症前期状态(例如,血液中高C反应蛋白)。

相反,肥胖导致发生前驱糖尿病、2型糖尿病以及例如某些类型的癌症、阻塞性睡眠呼吸暂停和胆囊癌的风险升高。

血脂异常与心血管疾病的风险升高相关。高密度脂蛋白(HDL)具有临床重要性,这是因为血浆HDL浓度和动脉粥样硬化疾病的风险之间存在负相关性。贮藏在动脉粥样硬化斑块中的大部分胆固醇来源于LDL,因此高浓度的低密度脂蛋白(LDL)与动脉粥样硬化紧密地相关。HDL/LDL比值是动脉粥样硬化(并且特别是冠状动脉粥样硬化)的临床风险指标。

不期望受到任何特定理论的约束,认为本发明中使用的化合物充当GluGLP-1双重激动剂。所述双重激动剂可将胰高血糖素对例如脂质代谢的影响与GLP-1对例如血糖水平和摄食量的影响相组合。因此其可加速清除过多的脂肪组织,引起可持续的体重减轻以及改善血糖控制。双重GluGLP-1激动剂还可降低心血管危险因子,例如高胆固醇和LDL胆固醇。双重GluGLP-1激动剂还可降低循环三酰甘油水平以及降低循环游离脂肪酸。

因此,本发明中使用的化合物可用作药用剂(pharmaceutical agent),用于防止体重增长、促进体重减轻、降低过重体重或治疗肥胖(例如,通过控制食欲、饲喂、摄食量、卡路里摄入和/或能量消耗),包括病态肥胖以及相关的疾病和健康状况,包括但不限于肥胖相关的炎症、肥胖相关的胆囊疾病和肥胖诱导的睡眠呼吸暂停。本发明中使用的化合物还可用于治疗胰岛素抵抗、葡萄糖不耐受、空腹血糖升高、2型糖尿病、高血压、血脂异常(或这些代谢危险因子的组合)、动脉粥样硬化、动脉硬化、冠心病、外周动脉疾病和卒中。这些全部是与肥胖相关的病症。但是,本发明的化合物对于这些病症的作用可全部或部分地通过对体重的作用来介导,或可独立于对体重的作用。

药物组合物

本发明中使用的化合物或其盐可配制成药物组合物用于贮藏或施用,其通常在可药用载体中包含治疗有效量的本发明的化合物或其盐。

本发明中使用的化合物的治疗有效量根据施用途径、被治疗的哺乳动物类型和特定哺乳动物身体特性进行考虑。决定该量的这些因素及其关系是医药领域技术人员公知的。可调节该量和施用方法以达到最佳效力,并且可取决于医药领域技术人员公知的因素,例如体重、饮食、合并用药等。可通过本发明得到的结果指导最适合的人用剂量大小和给药方案,并且可在适当设计的临床试验中验证。

可通过常规方法确定有效剂量和治疗方案,在实验动物中从低剂量开始,然后提高剂量的同时监测效果,并且还系统地改变给药方案。在决定给定对象的最佳剂量时,临床医生可考虑多种因素。这样的考虑是本领域技术人员已知的。

术语“可药用载体”包括任何标准药用载体。用于治疗用途的可药用载体是药物领域中公知的,描述于例如Remington′s PharmaceuticalSciences,Mack Publishing Co.(A.R.Gennaro edit.1985)中。例如,司使用无菌盐水和微酸性或生理pH的磷酸盐缓冲盐水。pH缓冲剂可以是磷酸盐、柠檬酸盐、醋酸盐、三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)、N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸(TAPS)、碳酸氢铵、二乙醇胺、组氨酸(其是优选的缓冲剂)、精氨酸、赖氨酸、或醋酸盐,或其混合物。该术语还涵盖美国药典中所列举的任何用于动物(包括人)的试剂。

术语“可药用盐”是指化合物的盐。盐包括可药用盐,例如酸式盐和碱式盐。酸式盐的实例包括盐酸盐、柠檬酸盐和醋酸盐。碱式盐的实例包括阳离子选自碱金属(例如钠和钾)、碱土金属(例如钙)和铵离子+N(R3)3(R4)的盐,其中R3和R4独立地表示任选取代的C1-6烷基、任选取代的C2-6烯基、任选取代的芳基、或任选取代的杂芳基。可药用盐的其他实例描述于″Remington′s Pharmaceutical Sciences″,第17版.Ed.Alfonso R.Gennaro(Ed),Mark Publishing Company,Easton,PA,U.S.A.,1985和更新的版本,以及Encyclopaedia of Pharmaceutical Technology。

“治疗”是得到有益的或期望的临床结果的方法。对于本发明的目的而言,有益的或期望的临床结果包括但不限于缓和症状、降低疾病程度、稳定(即,未恶化)疾病状态、延迟或减慢疾病的进展、改善或减轻疾病状态或可检测或不可检测的缓解(部分地或全部地)。“治疗”还可指与如果不接受治疗时预期的生存相比延长生存。“治疗”是旨在防止疾病发展或改变疾病的病理状况而进行的干预。因此,“治疗”指治疗性治疗和预防性措施二者。需要治疗的对象是指已经患有疾病的对象和待预防疾病的对象。治疗是指与未治疗相比抑制或降低病理状况或症状(例如,体重增长、高血糖)的提高,并且未必是指完全终止相关病症。

药物组合物可以是单位剂型。在这样的形式中,组合物被分成包含合适量的活性组分的单位剂量。单位剂型可以是包装的制剂,所述包装包括离散量的制剂,例如在小瓶或安瓿中包装的片剂、胶囊剂和散剂。单位剂型本身还可以是胶囊剂、扁囊剂(cachet)或片剂,或可以是合适数量的任意这些包装的形式。其可以单剂量注射形式提供,例如笔剂(pen)的形式。组合物可配制成用于任何合适的施用途径和方式。可药用载体或稀释剂包括用于配制合适的经口、经直肠、经鼻或胃肠外(包括皮下、肌内、静脉内、真皮内和透皮)施用的那些。所述剂型可常规地呈现为单剂量剂型,并且可通过药学领域中任何公知的方法制备。

皮下或透皮施用方式可特别适合于本文中描述的化合物。

联合治疗

本发明的方法和药盒包括实施本文中所述具有胰岛素类似物的化合物与用于治疗疾病的另外的活性剂的联合治疗,所述疾病包括糖尿病、肥胖、血脂异常和高血压。

在这种情况下,可一起或分别给予这三种或另一些活性剂。

因此,本发明的化合物(或其盐)可用于与抗糖尿病剂的其他联合,所述抗糖尿病剂包括但不限于二甲双胍、磺酰脲类、格列奈类(glinide)、DPP-IV抑制剂、格列酮类(glitazone)或胰岛素。在一个优选实施方案中,所述化合物或其盐用于与胰岛素、DPP-IV抑制剂、磺酰脲类或二甲双胍(特别是磺酰脲类或二甲双胍)联合,用于实现充分的血糖控制。

所述化合物或其盐还可以用于与抗肥胖剂的其他联合,所述抗肥胖剂包括但不限于胰岛素样肽受体1激动剂、肽YY或其类似物、大麻素(cannabinoid)受体1拮抗剂、脂肪酶抑制剂、黑皮质素受体4激动剂或黑色素聚集激素(melanin concentrating hormone)受体1拮抗剂。

所述化合物或其盐还可用于与抗高血压剂的其他联合,抗高血压剂包括但不限于血管紧张素转化酶抑制剂、血管紧张素II受体阻断剂、利尿剂、β-阻断剂或钙通道阻断剂。

所述化合物或其盐还用于与抗血脂异常剂的其他联合,抗血脂异常剂包括但不限于他汀类、贝特类、烟酸类和/或胆固醇吸收抑制剂。

方法

材料

受试物质

PBS:磷酸盐缓冲盐水Gibco(#10010,pH=7.4)。所使用的肽的摩尔当量由冻干化合物的质量、实验确定的纯度、以及肽含量计算(计算或实验确定)1

1用于计算肽摩尔当量的公式是:n=(m冻干的化合物*(%纯度/100)*(%肽含量/100))/Mw

化合物X由Zealand Pharma A/S内部生产。Lantus(甘精胰岛素,赛诺菲-安万特)和Levemir(地特胰岛素,诺和诺德)购自当地药房(Glostrup Apotek,Denmark)。两种胰岛素以3ml和100U/ml的容器递送。这些胰岛素制剂直接使用(不稀释)。对于Lantus的剂量,使用最小剂量1U的标准笔剂系统(standard pen system)Optipen。对于Levemir的剂量,使用最小剂量0.5U的笔剂系统Junior Demi。

动物

80只7周龄的db/db(BKS.Cg-m+/+Leprdb/J)雌性小鼠获自CharlesRiver,US。使小鼠适应其新环境并且允许自由获取普通饲料(Altromin1324,Brogaarden A/S,Gentofte,Denmark)和添加了柠檬酸至pH~3.6的家用品质的自来水(除非另外指明)。将小鼠按照每笼3~4只小鼠分组饲养在光、温度和湿度受控的室内(12小时有光,12小时黑暗的循环,光照时间为06.00AM至06.00PM时;24℃;50%相对湿度)。

流程

预筛选

在治疗之前1~3周,在非禁食动物中采集用于确定血糖的尾部血样,以确定糖尿病状态和鉴定异常值(outlier)(将其排除)。所应用的入选标准为:BG>16mM葡萄糖。

分级

基于在基线(第-4天)测量的HbA1c水平(主要)和BW对动物进行分级(stratification)。因此,在第-3天,基于预筛选和基线测量值对66只小鼠进行选择并分成6个研究组,每组11只小鼠(3~4只小鼠/笼)。

给药、体重、摄食量和摄水量

在第三天对全部小鼠进行模拟处理(BID,SC,100μl载剂)以使动物适应操作和注射。给药(第0天,12周龄的小鼠作为预备研究(pilot study))开始于这一天的下午,根据表1每天两次用2SC注射处理小鼠,总计进行21天(每天注射4次)。因此,最后一天给药是第21天早晨。每日注射在7:00至8:00之间以及在14:00至15:00之间进行,在早晨制备新溶液(仅化合物X)。胰岛素保存在冰箱中。

表1

S.C=皮下,BID=每日两次

2按以下计算每天的物质每日用量:剂量(nmol/kg/天)*MW(g/mol)*0.05kg/小鼠*11只小鼠/组*1.3(溢出因数)

在星期五之前制备用于周末的化合物X的给药溶液。为每次给药制备一小瓶。注射体积(化合物X或PBS):5ml/kg。在整个研究中(第-2天至第21天),每天记录体重(BW)并且用于施用根据体重修正的物质的剂量。作为每笼平均值而每天(第-3天至第21天)测量摄食量(foodintake,FI)和摄水量(water intake,WI)。

血样

在第-4天(开始处理之前),在禁食8小时的小鼠中,使用包被EDTA的微量移液管从眼框血管丛(orbital plexus)中采集血样(150μl)进入保存在冰上的包被EDTA的管中。使用该样品中的一滴用于分析血糖(blood glucose,BG)(条状物(stick))。

另外,将30μl血样转移到新管中以测试HbA1c。在分析之前,用于HbA1c分析的贮藏样品在4℃保持不超过48小时。将剩余的血样离心,贮藏(在-80℃)所得血浆(约50μl)用于随后分析血浆胰岛素水平。

在第21天(结束之前),在禁食8小时的小鼠中采集血样(350μl),并且如上所述测量BG、HbA1c和p-胰岛素。另外,贮藏(在-80℃)血浆样品(至少100μl)用于随后的暴露分析。

结束

在第21天结束研究。在最后一次采集血样后立即通过CO2麻醉随后颈椎脱臼处死所有动物。

分析

按照制造商的方案通过固定化葡萄糖氧化酶法(Elite Auto analyser,Bayer,Denmark)在尾部血样中分析全血糖水平。使用Cobas c111分析仪(Roche Diagnostics,Mannheim,Germany)在分子药理学部门的单次测量中分析血样(样品量30μl)。使用α-LISA测定在分子药理学部门一式三份地测量血浆(样品量5μl)和胰岛素含量。将由生物分析和药物代谢动力学部门测定血浆(样品量100μl)中的肽暴露。

数据分析

使用GraphPad Prism version 5进行统计学分析。使用单因素和/或双因素ANOVA比较所测量的参数并且进行相关的事后分析。认为p<0.05的偏差是统计学显著的。通过Grubbs异常值检验评价可能的异常值。

表达人胰高血糖素受体和GLP-1受体之细胞系的产生

分别从cDNA克隆BC104854(MGC:132514/IMAGE:8143857)或BC112126(MGC:138331/IMAGE:8327594)中克隆编码人胰高血糖素受体(胰高血糖素-R)(主检索号P47871)或人胰高血糖素样肽1受体(GLP-1R)(主检索号P43220)的cDNA。通过使用编码亚克隆末端限制性位置之引物的PCR扩增编码胰高血糖素-R或GLP-1 R的DNA。5′端引物还编码近似Kozak共有序列以确保高效的翻译。通过DNA测序确认编码胰高血糖素-R或GLP-1 R之DNA的保真度。将编码胰高血糖素-R或GLP-1R的PCR产物亚克隆到包含新霉素(G418)抗性标记的哺乳动物表达载体中。

通过标准磷酸钙转染法将编码胰高血糖素-R或GLP-1 R的哺乳动物表达载体转染到HEK293细胞中。转染48小时后,接种细胞以有限稀释克隆,并且用1mg/ml G418在培养基中选择。三周后,挑选表达胰高血糖素-R或GLP-1 R的细胞的12个存活克隆,繁殖并且如下文所述在胰高血糖素-R和GLP-1 R效力测定中进行测试。选择一个表达胰高血糖素-R的克隆和一个表达GLP-1 R的克隆用于化合物分析。

胰高血糖素受体和GLP-1受体效力测定

将表达人胰高血糖素-R或人GLP-1 R的HEK293细胞以每孔40,000个细胞接种在覆盖有0.01%聚L-赖氨酸的96孔微量滴定板中并且在100μl生长培养基的培养物中培养1天。在分析的当天,除去生长培养基并且用200μl Tyrode缓冲液清洗一次。将细胞在包含升高浓度的测试肽、100μM IBMX和6mM葡萄糖的100μl Tyrode缓冲液中于37℃孵育15分钟。通过添加25μl 0.5HCl使反应停止,并且在冰上孵育60分钟。使用获自Perkin-Elmer的FlashPlatecAMP试剂盒估测cAMP含量。通过计算机辅助曲线拟合估算EC50以及与参比化合物(胰高血糖素和GLP-1)相比的相对效力。

体内:通过每天两次(bi-daily)皮下注射处理10~11周龄的雌性db/db小鼠21天。组:载剂(PBS),Lantus(3U),Levemir(6U),化合物X(10nmol/kg),Lantus(3U)+化合物X(10nmol/kg),Levemir(6U)+化合物X(10nmol/kg)。在处理之前以及之后21天测量空腹血糖(BG)。

实施例

实施例1:化合物X降低接受胰岛素类似物之小鼠的体重增长

如图1所示,我们观察到在用Lantus或Levemir处理的小鼠中,体重显著升高,而用化合物X处理引起BW显著降低。有趣的是,在用化合物X以及Lantus或Levemir处理的小鼠中,BW与载剂对照类似。我们的结果表明,长效胰岛素与GluGLP-1双重激动剂化合物X的联合可改善血糖控制,同时避免常规胰岛素处理中的不期望的体重增长,或促进总体体重减轻同时改善血糖控制。

如图2所示,与仅接受Lantus或Levemir的小鼠相比,在接受化合物X与Lantus或Levemir之组合的小鼠中,摄食量降低。类似地,与仅接受Lantus或Levemir的小鼠相比,接受化合物X与Lantus或Levemir之组合的小鼠中,摄水量降低。这些结果示于图3中。

实施例2:对GLP-1受体和胰高血糖素受体的效力

图4示出了δ-BG。在仅用Lantus处理或与胰岛血糖素-GLP-1双重激动剂化合物X组合处理的小鼠中,与载剂对照相比,我们观察到在21天的实验过程中,δ-BG降低(mM,-9.6±1.9相对于-10.9±1.1,Lantus相对于Lantus+化合物X;p=ns)。在用Levemir处理的小鼠中,我们还观察到δ-BG降低,其在与化合物X组合时更显著(mM,-2.1±1.6相对于-9.8±2.8,Levemir相对于Levemir+化合物X;p<0.05)。

其他实施方案

通过上文描述,显而易见的是可对本文中描述的本发明进行改变和修改,以将其适用于不同的用途和条件。这样的实施方案也在本发明所附权利要求的范围内。

本说明书中提及的所有出版物、专利申请和专利通过引用并入本文,如同每个独立的出版物、专利申请或专利具体且单独地指明通过引用并入本文。

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