JPH0749440B2 - インターフェロン アルファー2結晶の製造方法 - Google Patents

インターフェロン アルファー2結晶の製造方法

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JPH0749440B2
JPH0749440B2 JP3510285A JP51028591A JPH0749440B2 JP H0749440 B2 JPH0749440 B2 JP H0749440B2 JP 3510285 A JP3510285 A JP 3510285A JP 51028591 A JP51028591 A JP 51028591A JP H0749440 B2 JPH0749440 B2 JP H0749440B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 ヒト インターフェロン アルファは少くとも24の亜種
を含む蛋白質の一群である、Zoon K.C.,Interferon 9,
1−12(1987),Gresser I.,編、Academic Press,New Yo
rk。これらは初め、細胞において抗ウイルス性状態を誘
導する薬剤として記載されていたが、今は免疫系の多く
の機能に影響を及ぼす多面的リンホカインとして知られ
ている。Opdenakker et al.,Experimentia 45,513−52
0(1989)。それらのインビトロ生物活性は別として、
ヒト インターフェロン アルファは現在いくつかの重
要な徴候(例えばヘアリーセル白血病、カポジ肉腫、鼠
径リンパ節腫)に対して使用されており、いくつかの別
の徴候に対しても調べられている,イントロンA(イン
ターフェロン アルファ2b)の臨床応用状態(1989)、
臨床腫瘍学第5回欧州会議 サテライト シンポジウ
ム,London,U.K.1989年9月、抄録集。インターフェロン
アルファ,特に組換え型アルファ−2bを高度に精製され
た結晶の形で得ることが構造決定並びに種々の剤形の処
方のために第一に重要であると要望されている。
ヒト インターフェロン アルファ−2は2つの結晶形
が報告されている。Miller et al.,Science,215,689−6
90(1982);Kung et al.,米国特許第4,672,108号;Weiss
mann,T.インターフェロンのクローニングおよびその他
の誤り:Interferon 1981,Ion Gresser編,Academic Pre
ss,New York,101−134;Weissmann,Phil.Trans,R.Soc.Lo
nd.,B299.7−28(1982);およびNagabhusban,etal.,遺
伝子工学によるアルファ−2 インターフェロンの特徴
付け:インターフェロン:研究、臨床応用および調節面
での考察、Zoon,et al.,Elsevier,New York 79−88(1
982)。これらの報告は低温でのポリエチレングリコー
ルからの、またはpHまたは温度を調整することによるリ
ン酸緩衝液からのインターフェロンアルファ−2の結晶
化法を記述している。これらの方法は通常X腺回折技術
ではよく特徴付けできない針状結晶を提供する。Miller
et al.,の論文はまた結晶インターフェロン アルファ
−2が“プリズム状形”であると述べている。
一般的にインターフェロンのような蛋白質を結晶化する
方法は予測できないことが知られている。例えばKung e
t al.,は米国特許第4,672,108(1987)、一段 行52−6
4において: “蛋白質の結晶化に対し多くの技術が開発されてきた
が、一般化された方法は発見されていない。それ故、蛋
白質の結晶化は多くの可能な別個の方法論を試行錯誤し
て用いる予測不可能な技術である。
最も広く使用されている方法の1つは蛋白質溶液に結晶
化剤を加えることであり、それは通常硫酸アンモニウム
またはクエン酸アンモニウムのような塩またはエタノー
ルまたは2−エチル−2,4−ペンタンジオールのような
有機溶媒である。しかしながらそのような方法は結晶ヒ
ト白血球インターフェロンを産生するための適した手段
とはなりえなかった。” (強調が加えられている) と特に記載している。
発明の概要 驚くべきことに、インターフェロン アルファ−2の溶
液を硫酸塩溶液と平衡化させることによりインターフェ
ロン アルファ−2の溶液をより濃厚化させインターフ
ェロン アルファ−2の結晶を形成させることからなる
方法により室温でも高品質の結晶性インターフェロン
アルファ−2が産生できることが発見された。好適に
は、平衡化は限外濾過または透析によりまたはドロップ
を用いて(例えばハンギングまたはサンドイッチドロッ
プ)達成される。
インターフェロン アルファ−2の溶液は好適には硫酸
塩を含んでおり、この溶液が好適にはより濃度の高い硫
酸塩溶液に対して平衡化される。硫酸塩は好適にはアン
モニウム、カルシウム、カドミウム、カリウム、リチウ
ム、マグネシウムまたはナトリウム塩から選択され、よ
り好適であるのは硫酸アンモニウムである。結晶が形成
され始める時点での結晶インターフェロン アルファ−
2溶液中に存在する硫酸塩は好適には約12%から約30%
飽和濃度、より好適には約15%から約25%飽和硫酸アン
モニウムの濃度である。以下に示されるであろうが、平
衡化の開始時点での硫酸塩の濃度はより低い濃度であろ
う(即ち、約2%から約18%飽和)。
好適であるのはインターフェロン アルファ−2はイン
ターフェロン アルファ−2bであり、より好適であるの
は、ヒト、組換え結晶性インターフェロン アルファ−
2bである。1つの実施態様において、結晶物質は以下の
アミノ酸配列を持つインターフェロン アルファ−2bで
ある: インターフェロン アルファ−2aもまた使用してもよ
い。インターフェロン アルファ−2aの一次アミノ酸配
列は上記のインターフェロン アルファ−2bの配列の23
位のアルギニンをリジンに置き換えたところだけ異なっ
ている。
インターフェロン アルファ−2の硫酸塩溶液は6.5か
ら8.5、より好適には7.3から8.0のpHを持つ、リン酸ナ
トリウム緩衝液のような緩衝液を含んでいる。
前記のような方法で調製された結晶性インターフェロン
アルファ−2はさらなる結晶性インターフェロン ア
ルファ−2の製造のための結晶種として使用されるであ
ろう。
発明の詳細な説明 前に示したごとく、本発明の方法はインターフェロン
アルファ−2の硫酸塩溶液を硫酸塩溶液に対して平衡化
させ、それにより結晶性インターフェロン アルファ−
2溶液をより濃厚化し、インターフェロン アルファ−
2結晶を形成させることを含んでいる。任意の適したイ
ンターフェロン アルファ−2を用いることができる、
例えばインターフェロン アルファ−2aおよびインター
フェロン アルファ−2b、より好適には組換えインター
フェロン アルファ−2a(r−h−インターフェロン
アルファ−2a)またはインターフェロン アルファ−2b
(r−h−インターフェロン アルファ−2b)。市販品
として入手可能なアルファ−2インターフェロン調製試
料はホフマン・ラロシェ(Roferon )およびシェリン
グ・プラウ(Intron A)から入手できる。アルファ−
2 インターフェロン含有の純粋なインターフェロンを
含む混合物はバロー・ウェルカムコーポレーション(We
llferon )から入手可能である。ヒト インターフェ
ロン アルファにおける配列相同性の程度が高いことか
ら、本発明の方法は各々の亜種に応用可能であるのは当
然である。
ヒト インターフェロン アルファ−2亜種は組換えDN
A技術により得てもよいし、または天然の供給源(例え
ばヒト末梢血リンパ球、ヒトリンパ芽球様細胞株)から
精製してもよい(例えば、Pestka et al.,Ann Rev.Bioc
hem.,56,727−777(1987)により記載されているよう
に)。好適なインターフェロン アルファ−2は前に示
したようなアミノ酸配列を持つr−h−インターフェロ
ン アルファ−2bである。
天然ヒト インターフェロン アルファは全血から単離
された白血球新生児線維芽細胞、リンパ芽球様細胞およ
び種々の白血病細胞株を含むいくつかの細胞源から精製
された。ヒト白血球インターフェロンの最初の臨床的に
入手可能な試料はフィンランドにおいてK.Cantellおよ
びその同僚により開発され、正常ドナーからの遠心分離
血がインターフェロンで満たされ(センダイウイルスの
添加により誘導された)遠心分離された。得られた上澄
液はチオシアン酸カリウムにより沈殿され、エタノール
で抽出され、pHで沈殿され、リン酸緩衝化塩溶液に対し
て透析された(K.E.Morgensen,L.Cantell(1977)Phama
col.Ther.1,369−381)。
組換えインターフェロン アルファはいくつかのグルー
プにより大腸菌中でクローン化され発現された、例えば
C.Weissmann et al.,Science209(1980)1343−1349。
組換えアルファ−2 インターフェロンの精製は例えば
Weissmann.C.,Phil.R.Soc.(Lond)(1982)b299 7−
28、により記載されているように、硫酸アンモニウム沈
殿、色素アフィニティークロマトグラフィー、イオン交
換およびゲル濾過のようなクロマトグラフィー工程の組
合わせを用いていくつかのグループにより記載されてい
る。組換えインターフェロン アルファを精製する別の
方法は固定化抗体を持つ免疫アフィニティークロマトグ
ラフィーを用いている(P.P.Trotta et al.,Developmen
ts in Industrial Microbiology 72,Elsevier,Amsterd
am(1987)53−64)。組換えアルファ インターフェロ
ンに使用された利用可能な精製スキームの総説はT.L.Na
gabhushanおよびP.P.Trotta,Ullmann′s Encyclopedia
of Industrial Chemistry,A14,VCH,Weinheim,ドイツ連
邦共和国(1989)372−374、を参照されたい。好適に
は、使用されたインターフェロン アルファ−2bはUllm
ann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry,A14,VC
H,Weinheim,ドイツ連邦共和国(1989)372−374に記載
されているような通常の精製過程、続いての逆相高速液
体クロマトグラフィーにより精製された。
平衡化に適した方法には、透析、限外濾過(例えばダイ
アフィルトレーション)またはドロップの使用(例えば
ハンギングまたはサンドイッチドロップ)が含まれる。
インターフェロン アルファ−2の硫酸塩溶液より以上
に濃度が高い第2の硫酸塩溶液に対することにより平衡
化が達成される。特に好適な方法はr−h−インターフ
ェロン アルファ−2の溶液をリン酸緩衝溶液を用いた
硫酸塩溶液に対して平衡化させることである。好適には
平衡化は徐々に起こる(例えば2から30日以上)。
大規模な結晶化は蒸気拡散と等価な方法により達成され
る:すなわち、透析および限外濾過。臨床用の製造にお
いては大規模結晶化は精製または濃縮工程として使用で
きる。さらに、そのような操作においては硫酸アンモニ
ウムを他の普通の硫酸塩に置き換えることができる。
結晶化時点、即ち最初の結晶形成時点での硫酸塩溶液中
でのインターフェロン アルファ−2の最終濃度は約10
から約80mg/mlであろう。より好適であるのは、インタ
ーフェロン アルファ−2の濃度は約30から約50mg/ml
である。好適にはインターフェロン アルファ−2出発
濃度は約20mg/mlである。
結晶化過程の始まる前の最初の段階でのインターフェロ
ン アルファ−2溶液中の硫酸塩の濃度は約2%から約
18%飽和の範囲であろう。すなわち、もし溶液が100%
飽和された場合に存在するであろう濃度の2から18%の
濃度で硫酸塩が存在する。より好適には、硫酸塩の濃度
はインターフェロン アルファ−2溶液中、約7%から
約15%飽和濃度である。結晶化過程の開始時での相対す
る溶液においての硫酸塩濃度は約12%から約30%飽和で
あり、より好適には約15%から約25%飽和濃度である。
インターフェロン アルファ−2溶液および相対する硫
酸塩溶液のpHは好適には約6.5から8.5、より好適には約
7.3から約8.0に調整されている。この目的には任意の緩
衝液が使用できる。例えば、リン酸ナトリウム、トリス
〔ヒドロキシメチル〕−アミノメタン塩酸塩、またはN
−〔2−ヒドロキシエチル〕ピペラジン−N′−〔2−
エタンスルホン酸〕緩衝液が使用できる。
結晶化は好適には調節された温度条件下で実施される。
温度は好適には約15゜から約37℃、より好適には約18゜
から約25℃の範囲である。
本発明は、驚くべきことに室温で結晶性インターフェロ
ン アルファ−2を産生するので、4℃でポリエチレン
グリコールから得られる結晶よりも明白な利点を持って
いる。ヒト インターフェロン アルファ−2結晶の貯
蔵および処方が可能になった。結晶の溶解は0.15M塩化
ナトリウムを加えた20mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.
5)に対して透析することにより達成できる。さらに、
硫酸塩溶液はポリエチレングリコールよりも簡単に除去
でき(例えば透析)より純粋なインターフェロン アル
ファ−2結晶が本発明の方法で再溶解することにより得
ることができる。
本発明の方法により製造された結晶性インターフェロン
アルファ−2は種々の医薬処方の基剤として使用され
るであろう。例えば、結晶性インターフェロンは徐放性
製剤に用いることができる、例えば体重kg当り0.1−1.0
μgの日用量に等しい量を放出できるデポ製剤。本発明
の方法により製造された結晶を用いるデポ製剤は4℃で
製造された結晶を含む製剤よりもはるかに遅い溶解速度
を示すであろう。特に、室温(22℃)結晶は、その形成
により低い温度を必要とする結晶よりも温度感受性が小
さいにちがいない。
さらに、金属およびヒト インターフェロン アルファ
−2の複合体が形成でき続いて本発明の方法により結晶
化できる。そのような複合体の結晶は同様に徐放性製剤
に使用できる。徐放性製剤に使用される金属イオン−蛋
白質の例は従来の技術に記載されている。塩化亜鉛を無
菌インシュリン溶液に添加することにより製造される亜
鉛とインシュリンの複合体がNovo Terapeutisk Loborat
oriumA/Sに譲渡された米国特許第2,882,203号に記載さ
れている。そのような複合体の結晶懸濁液は非結晶製剤
よりも4から6倍長く作用した(Remington Pharmaceut
ical Sciences 17,Gennaro,A.R. 編、Mack Publishig
Co.,Easton,Penn.(1985)975−976)。亜鉛−インシ
ュリン複合体はいくつかの製造元から異なった形で市販
品として入手可能である、例えば:Lente Insulin(Squi
bb),Ultra−Lente Iletin(Lilly)およびUltralente
Insulin/Ultralard(Squibb−Novo),Remington Pharma
ceutical Science 17,Gennaro,A.R.編、Mack Publishi
g Co.,Easton,Penn.(1985)975−976。イソファン イ
ンシュリンはインシュリン(亜鉛−インシュリン)およ
びアルカリ性蛋白質(サルミリジン)の結晶性生成物で
ある。この生成物はいくつかの商標名で製造されてい
る;NPH−Iletin(Lilly),Insulated(Lea)およびNovo
lin N(Squibb−Novo)(Pharmaceutical Manufacturin
g Encyclopedia 1,Sittig M.編(1988)820−822)。
亜鉛−インターフェロン アルファ−2複合体は米国特
許2,882,203号に記載されている方法により形成でき
る。インターフェロン アルファ−2−亜鉛複合体は本
発明の方法を用いて結晶化できる。得られる結晶性懸濁
液(単一の大きさの結晶を含む)は適当な添加剤(例え
ばメチルパラベン、塩化ナトリウムおよび酢酸ナトリウ
ム)を加えて皮下注射に使用できる。
本発明の方法により製造された結晶性インターフェロン
アルファ−2は医薬製剤として使用されてきた従来の
インターフェロン アルファ−2物質と基本的に同じ様
式で使用できる、例えば結晶性インターフェロン アル
ファ−2を約0.1μg/kgから約1.0μg/kgの日用量で投与
するように計画できるインターフェロン アルファ−2
のデポ製剤。そのような製剤は生理学的に有効量の結晶
性インターフェロン アルファ−2を通常の薬学的に受
容可能な担体とともに含んでいる。
本明細書に記載されている発明は以下の実際の実施例に
より例示されるが、それは本発明の範囲を制限するもの
と解釈してはならない。本発明の範囲内の別の方法もま
た当業者には明らかになるであろう。
用いられたインターフェロン アルファ−2はWeissman
n et al.,Science209,1343(1980)により記載されてい
るように大腸菌中で発現された組換えヒト インターフ
ェロン アルファ−2bであった。Leibowitz,P.et al.,
(1982)による米国特許第4,315,852号に既に報告され
ているように細胞を培養し、採取し、抽出した。得られ
た抽出物は通常の精製工程の組合せにより精製された:
エタノール抽出、マトリックスゲル ブルー リガンド
アフィニティー クロマトグラフィー、イオン交換およ
びゲル濾過クロマトグラフィー。得られる精製インター
フェロン アルファ−2b調製液はRainin AutoPrepクロ
マトグラフィ システムを用いて逆相HPLCにより更に精
製された。精製インターフェロン アルファ−2b(50m
g)は27%アセトニトリル,0.1%トリフルオロ酢酸(TF
A)で前もって平衡化したRainin(4.1×250cm)C4300オ
ングストローム カラムによるクロマトグラフィを行っ
た。
0.1%TFA中、30分間40ml/分で27%−72%アセトニトリ
ルの直線濃度勾配によりカラムからインターフェロン
アルファ−2を溶出させた。溶出分画は280ナノメータ
ーにセットされたインラインKnauer UV検出器からの吸
収プロフィールに基づいて集められた。
結晶化はハンギング、シッティングまたはサンドイッチ
ドロップ技術を用いる蒸気拡散により達成された。ハン
ギングドロップ蒸気拡散実験は24ウェルの培養プレート
(Becton Dickinson and Company,Lincoln park,NJ)で
実施された。サンドイッチドロップ実験は蛋白質結晶化
プレート、Crystal plateTM(Flow Laboratories,McLe
an,VA)で行われ、シッティングドロップ蒸気拡散実験
はMVD/24マルチ−チャンバー蒸気拡散プレート(Crysch
em,Inc.,Riverside CA)中で実施された。
ハンギングドロップに対しては、10%飽和硫酸アンモニ
ウム水溶液、40mMリン酸ナトリウム,pH8.0を含む10μ1
の小滴をLinbro組織培養プレート上に逆さにしたシリコ
ン処理カバーガラスから垂れ下がらせた。これらの小滴
は1mlの20%飽和硫酸アンモニウム,40mMリン酸ナトリウ
ム,pH8.0に対して平衡化された。22℃にて4−15日間イ
ンキュベートするとあちこちに大きな単斜晶系のプリズ
ム状結晶(0.5×0.5×0.5mm)が明らかに存在した。シ
ッティングおよびサンドイッチドロップ実験に対しても
同じような溶液および実験条件が使用された。結晶はX
線回折分析に対して安定であり、6Å分解能まで回折さ
れた。結晶の異なったバッチがX線分析にかけられた
が、形態に関して一致した結果を与えた。これはインタ
ーフェロン アルファ−2のX線回折パターンの最初の
報告である。
X線研究のためには結晶はガラスキャピラリーに装着さ
れ、40kVおよび100mAで操作するRigaku RU−300回転式
陽極発生機からのCuKα放射を用いて22℃でプレセッシ
ョン カメラで写真を撮った。生データのセットは同じ
放射源を用いてNicolet X−100A領域検出器上に集めら
れた。
確 認 1.バイオアッセイ 個々の結晶をシリンジで垂れ下がっている小滴から抽出
し、22℃で35%飽和硫酸アンモニウム、40mMリン酸ナト
リウム,pH8.0からなる100μlの洗浄溶液に再懸濁し
た。懸濁液を遠心分離し、洗浄溶液をパスツールピペッ
トで除去した。洗浄された結晶を100μlの20mMリン酸
ナトリウム,pH7.5,0.15M塩化ナトリウムに再溶解した。
蛋白質は純粋なヒトインターフェロン アルファ−2bを
比較標準として用いる改良ブラッドフォードアッセイに
より決定された。抗ウイルス活性はヒト包皮二倍体線維
芽細胞および脳心筋炎ウイルス(ATCC−VR−129)を用
いた細胞変性阻害アッセイにより決定された。本アッセ
イの詳細な記述はS.Rubinstein,P.C.Famillettiおよび
S.Pestka,J.Virol.37(1981)755−758,になされてい
る。再溶解溶液から2.0×108Iu/mgの比活性を得た。こ
の値はアッセイの限界内であり(典型的には1×108か
ら3×108Iu/mgの範囲内)結晶化前の本来のインターフ
ェロン アルファ−2b調製液に対して予測されていた値
と同じ値である。
2.HPLC 再溶解インターフェロン結晶の一部で分析高速液体クロ
マトグラフィー(HPLC)(Waters Ass.Milford,MA)が
実施された。試料をRainin Dynamax C4300オングストロ
ーム カラム(4.6×250mm)に負荷し、続けて0.1%ト
リフルオロ酢酸中27−72%のアセトニトリル直線濃度勾
配で30分の間溶出した。Gilson可変波長検出器280nmに
セットし、0.02吸光単位の感度で溶出液をモニターし
た。再溶解結晶溶液および結晶化前のもとのインターフ
ェロンアルファ−2調製試料の両方ともに保持時間およ
びクロマトグラフのプロフィールは同一であった。
3.SDS−PAGE 分析 結晶化前および後のインターフェロン アルファ−2bの
比較がLaemmli,U.K.(1970)Nature 227,680に記載さ
れている一次元15%ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)法により行われ
た。試料を同じゲル上の平行するレーンで比較した場
合、相対移動度に何の相違もなかった。
前記1,2および3から、結晶化または再構成の間に蛋白
質の化学変化または変性が起こっているとは明らかに考
えられない。
本発明が上に示した特定の実施態様に関係して記載され
てきたが、多くのその修正、変更および変形が当業者に
は明らかになるであろう。すべてそのような修正、変更
および変形は本発明の精神および範囲内であることを企
図している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レ,ハン・ヴィー アメリカ合衆国ニュージャージー州07866, ロッカエイ,バリー・ビュー・ドライブ 75 (72)発明者 ナガブシャサン,タッタナハリ・エル アメリカ合衆国ニュージャージー州07054, パーシッパニー,サンセット・レーン 3 (72)発明者 トロッタ,ポール・ピー アメリカ合衆国ニュージャージー州07094, セコーカス,ハーモン・コーブ・タワーズ 2429

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インターフェロン アルファ−2を含む第
    1の硫酸アンモニウム溶液を第2の硫酸アンモニウム溶
    液に対して平衡化させ、それによりインターフェロン
    アルファ−2溶液をより濃厚にして、そしてインターフ
    ェロン アルファ−2の結晶を形成させることからな
    る、結晶性インターフェロン アルファ−2の製造方法
    において、 第1の硫酸アンモニウム溶液中に硫酸アンモニウムが最
    初7%〜15%飽和濃度で存在し; インターフェロン アルファ−2が最初20mg/mlの濃度
    で存在し; 第2の硫酸アンモニウム溶液中に硫酸アンモニウムが最
    初15%〜25%飽和濃度で存在し;そして 第1および第2の硫酸アンモニウム溶液がいずれもpH7.
    3〜8.0である、上記方法。
  2. 【請求項2】薬学的に受容可能なデポ担体と組合わされ
    た、6Å分解能まで回折可能な単斜晶系プリズム状結晶
    であるインターフェロン アルファ−2の結晶を含むデ
    ポ製剤。
  3. 【請求項3】インターフェロン アルファ−2の結晶が
    亜鉛複合体またはプロタミン複合体の形で存在している
    ことを特徴とする、請求の範囲第2項に記載の製剤。
JP3510285A 1990-06-04 1991-06-03 インターフェロン アルファー2結晶の製造方法 Expired - Lifetime JPH0749440B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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