专利名称：长效胰岛素组合物的制作方法胰岛素疗法的特征在于由于治疗窗狭窄导致对将胰岛素药物释放保持在非常严格的水平的高需求，并且高胰岛素血症的不良反应可能会潜在地威胁生命。已经可商购具有满足糖尿病群体的特殊需求的不同作用分布的多种胰岛素制剂。快速作用胰岛素类似物在正要进食前给药，以在摄食后控制血糖的峰值，而长效胰岛素类似物典型地每日给药一次或者两次以提供稳定的基础胰岛素水平。目前进展也已经包括口服胰岛素和吸入的胰岛素。然而，由于胰岛素为蛋白质，当口服摄入时其容易被胃和胃肠系统消化。可替换地，经吸入器递送至肺的可吸入胰岛素在有限的时间内可商购得到(Exubera , Pfizer在2007年停止生产)。该制剂提供胰岛素达数小时，仍然需要患者继续注射长效基础胰岛素。可吸入胰岛素的另外的劣势包括导致成本抑制的递送系统的制造困难。因此，所有可商购得到的胰岛素制剂必须经皮下或者静脉内注射进行给药。各种可用的胰岛素的血浆分布的特征在于具有不同的血浆分布。所述血浆分布可用具有最大和最小血浆浓度进行描述，这取决于所用胰岛素的制剂和类型。非常重要的是获得在患者之间和患者内可重现的血浆分布，从而能够预测给药的胰岛素的血糖降低作用。此外，在基础胰岛素的多重给药的情况下，理想的是最大血浆浓度和最小血浆浓度之间具有尽可能小的差异。这将导致胰岛素的更恒定的血浆浓度，且由此导致在整个给药间隔更一致的血糖降低作用。目前标准的基础胰岛素疗法由每日一次或者每日两次的长效基础胰岛素诸如NPH 胰岛素、甘精胰岛素或者地特胰岛素的给药构成。尽管较新的胰岛素类似物的发展意在降低促胰岛素作用的可变性，这些长效制剂的血糖降低作用的特征仍然在于大的受试者间差异和受试者内差异，如Heise et al. (Diabetes，2004 (53)，1614-1620)所述。在该研究中， 地特胰岛素显示了最小的药物代谢动力学变化，其具有15的变异系数，相比于NPH胰岛素和甘精胰岛素各自26和34的CV而言。该相当大的可变性是获得最优血糖控制的主要障碍，这是因为很难预测向胰岛素分子的暴露。相同研究对经葡萄糖输注率(GIR)评估的药效变化进行了研究。该评价也证实了地特胰岛素相比于NPH胰岛素和甘精胰岛素在药效标记GIR方面具有较低的受试者内可变性。此外，该研究证实了对葡萄糖输注率的胰岛素作用并不持续整个24小时的完全给药时期，这清楚地证实需要提供针对给药之间的完整时间内的完全葡萄糖降低作用的长效胰岛素。为了防止目前每日基础胰岛素并不持续完整24小时的问题的发生，一些患者将他们的基础胰岛素剂量分为每日两次注射，以获得全天更好的葡萄糖控制。因此，明确需要新的长效胰岛素制剂，其在给药之间的全部时间内持续释放胰岛素。此外，即使患者可通过每日注射基础胰岛素来控制他们的血糖，由于每日注射方案导致胰岛素疗法的起始产生厌恶(reluctance)。这是不期望的，因为美国糖尿病协会 (ADA)和欧洲糖尿病研究协会(EASD)认识到胰岛素作为口服给予二甲双胍后提供最好治疗结果的一线治疗(DM Nathan et al. , Diabetologica (2008) 51 :8_11)。如果可降低胰岛素治疗的注射频率，可能的是对胰岛素疗法的起始的心理障碍将减弱，因此允许患者在较早时期开始胰岛素治疗，这很好地改善了他们的健康状况。开发长效基础胰岛素制剂的挑战在于胰岛素的狭窄治疗范围，且应该在所有情况下避免胰岛素药物代谢动力学的大的峰/谷变化以及爆发作用。 已经提出降低给药频率而仍然将胰岛素释放保持在狭窄限定范围内的几种方法， 但不能使葡萄糖降低作用的持续时间延长超过几天，而其特征仍然在于具有最大血浆浓度和最小血浆浓度之间的小比例。WO 06003014描述了相比于标准每日基础胰岛素注射，具有降低的给药频率的可能性的能够释放胰岛素的水凝胶。然而，胰岛素以极快的速率释放而不能保证严格的促胰岛素控制达延长2天的时期。事实上，胰岛素以约30小时的半衰期释放，这表示必须至少每30小时给药前药以使得稳态的峰/谷比低于2。制备胰岛素的可逆聚合物结合物的概念经Shechter等人探究且在科学论文和和专利申请(例如(European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 2008(70),19-28)和TO 2004/089280)中有述。胰岛素经9-羟基甲基-7-(氨基-3-马来酰亚氨基丙酸酯)_芴-N-羟基琥珀酰亚胺间隔分子与40kDa PEG聚合物结合。所述间隔分子的水解以约30小时的半衰期释放胰岛素，这表示必须至少每30小时给药前药以使得稳态的峰/谷比低于2。已经进行了降低胰岛素给药频率的其它尝试。Hinds等人(Journal of Controlled Release, 2005 (104), 447-460)描述了通过如下步骤产生每周一次给药的胰岛素的方法首先持久地PEG化胰岛素分子，然后将所述PEG化胰岛素在PLGA微粒中进行微囊化。蛋白质的PLGA包囊已经显示引起聚合物酯与肽或者蛋白质氨基的副反应。乳酸酰化产物已经在制剂暴露于中性pH的缓冲溶液后观察到(Nat. Biotechnol. 18(2000)52-57 ； Pharm. Res. 11(1994)865-868 ；Pharm. Res. 19(2002) 175-181)。特别针对胰岛素，聚合物制剂的有害效应已经得到证实(Pharm. Dev. Technol. 4 (1999) 633-642 ；Pharm. Dev. Technol. 5 (2000) 1-9)。在上面提及的情况下，胰岛素已经经历了通过高分子量聚合物实体进行持久修饰的本质结构修饰，这是因为胰岛素的PEG化明显用于保护肽以防止在PLGA聚合物制剂中的变质。 不幸的是，所述高分子量修饰的胰岛素可通过减少的受体结合而显示降低的效能并且也可显示注射位点反应诸如高浓度的高分子量胰岛素在皮下组织的延长存在而导致的脂肪营养不良。此外，所述PEG化胰岛素显示较低的分布体积，其在治疗糖尿病中尤其不利的。此外，释放的胰岛素结合物的药物代谢动力学分布的特征在于给药后的起始爆发样立即释放，之后出现胰岛素结合物血浆浓度的下降，之后历时随后几天出现胰岛素结合物血浆浓度的升高。该药物代谢动力学分布在微囊化的药物制剂中是典型的且可在用所述制剂治疗的受试者中导致不可预测的葡萄糖反应。因此，挑战仍然为开发长效胰岛素而不由于高分子量实体的持久连接损害胰岛素药效学作用。基于如下事实，该情形进一步复杂胰岛素已知为容易地经历与分子中三个二硫键的存在相关的副反应。例如，胰岛素可由二硫桥断裂而分裂为A和B链或者由于二硫交换反 应可形成二聚体或者寡聚体。如果迫使胰岛素分子以随机方式密切接触，则所述二硫重组(disulfide reshuffling)是极有可能的(“Stability of insulin studies on the physical and chemical stability of insulin in pharmaceutical formulation，，,Jens Brange, Springer, 1994)。该胰岛素分子的内在不稳定性显著地妨碍研发长效忙药库的进展且阻止使用其它聚合物制剂，其中胰岛素以类似于无定形沉淀的方式进行包囊，所述无定形沉淀熟知引起由广泛的二硫交换产生的各种降解产物。副反应速率进一步受胰岛素浓度的影响，其中当胰岛素以高浓度存在时，所述速率更高。因此配制高浓度长效胰岛素制剂是具有挑战的，其中胰岛素不发生不预期的副反应。因此，存在对新的胰岛素长效制剂的明确需求，该制剂在给药之间的全部时间内持续释放结构完整的胰岛素，同时保持最高和最低胰岛素血浆浓度的小比例以避免过高或者过低的胰岛素浓度(其可能对患者是有害的)。对于糖尿病的胰岛素需求是高度个体化的，其中所述剂量取决于若干生理因素， 包括胰P细胞机能、胰岛素敏感度、体重和摄食。患者每日需要40IU或者更多的胰岛素不是罕见的。这相当于280IU/周，其相应于每周12.6mg人胰岛素。为了最小化患者的不适， 应该配制为小体积，例如一毫升。因此本发明的目标是提供胰岛素制剂，其中胰岛素浓度为至少10mg/mL，其仍然释放结构完整的胰岛素且显示基本上无爆发的药物代谢动力学分布。 此外，作为结果，本发明的目标是单一剂量的所述长效胰岛素可作为单次注射的含有至少 IOmg胰岛素化合物的制剂来给药。US2007/0207210 Al描述了制备高分子量蛋白质且特别是抗体的无定形微粒的方法。根据该公开，胰岛素在以至多400mg/ml配制的实施例中提及。然而，发明的目的是提供具有与天然蛋白质相似的药物代谢动力学分布的制剂，从而不提供持续释放。 US2007/0207210A1因此未提供降低胰岛素给药频率的解决方法。定义用于理解本发明的一些相关定义如下阐述。本申请使用的术语“基本上没爆发(substantially no burst) ”或者“基本上无爆发(substantially burstless) ”(两个术语在本发明中可互换使用)意指在给药胰岛素化合物(其可为前药或者活性胰岛素化合物)后，在给药(诸如皮下或者肌内给药)后的首48小时内可检测的胰岛素化合物在血浆中的峰浓度与在给药后的首48小时内在峰浓度之后的可检测的胰岛素化合物在血浆中的最低浓度的比例小于2 (基本上无可检测的爆发)，优选小于I. 5 (无可检测的爆发)。本申请使用的术语“爆发”意指在给药胰岛素化合物(其可为前药或者活性胰岛素化合物)后，在给药(诸如皮下或者肌内给药)后的首48小时内可检测的胰岛素化合物在血浆中的峰浓度与在给药后的首48小时内在峰浓度之后的可检测的胰岛素化合物在血浆中的最低浓度的比例为2或者更高。关于在血浆中检测胰岛素化合物，所述胰岛素化合物可为给药的胰岛素化合物的结构完整的形式，或者在所述胰岛素化合物为前药的情况下，所述可检测的胰岛素化合物为由前药(诸如人胰岛素、胰岛素类似物、胰岛素衍生物及其片段)释放的完整的胰岛素化合物。本申请使用的术语“GLP-1化合物”意指任何GLP-I化合物，诸如GLP-I (7-37)、 GLP-I (7-36)NH2、GLP-I类似物包括GLP-I激动剂。本申请使用的GLP-I激动剂的实例为 GLP-1、艾塞那肽(eXendin)-3或者艾塞那肽_4激动剂，包括但不限于 (i)艾塞那肽-4类似物和酰胺化的艾塞那肽-4类似物，在该序列中一个或者多个氨基酸残基已经被不同的氨基酸残基代替，包括N-末端修饰，(ii)截断的艾塞那肽-4和酰胺化的截断形式，(iii)截断的艾塞那肽-4和酰胺化的截断形式，在该序列中一个或者多个氨基酸残基已经被不同的氨基酸残基代替，(iv) GLP-I 和酰胺化的 GLP-I，(v)GLP-l-类似物和酰胺化的GlP-I类似物，在该序列中一个或者多个氨基酸残基已经被不同的氨基酸残基代替，包括N-末端修饰，(vi)截断的GLP-I和酰胺化的截断形式，(vii)截断的GLP-I和酰胺化的截断形式，在该序列中一个或者多个氨基酸残基已经被不同的氨基酸残基代替，(viii)已知的物质 AVE-0010(ZP-10)(Sanofi-Aventis Zealand Pharma)> BAY-73-7977 (Bayer)、TH-0318、BIM-51077 (Ipsen, Tejin, Roche)、NN-2211 (Novo Nordisk)、LY315902。GLP-1激动剂通过如下步骤模拟天然GLP-I的活性结合一种或者多种受体(在此GLP-I展现其作为促胰岛素且在治疗糖尿病中有益的作用)或者模拟艾塞那肽对尿流的作用、减缓胃排空的作用、诱发饱腹感的作用、增加尿钠外排的作用和/或者降低尿钾浓度的作用，其通过与一种或者多种受体(其中艾塞那肽引起上述这些作用)结合。 本申请使用的术语“峰/谷比”意指在给药之间的给定时间内胰岛素化合物诸如人胰岛素的最高血浆浓度和最低血浆浓度之间的比例。本申请使用的术语“结构完整的胰岛素化合物”意指由称为A-链和B-链的两个肽 (其通过两个二硫键连接)构成的完整的胰岛素。此外，所述A-链含有分子内二硫键。分子内或者分子间二硫键的缺失或者两个链的重排(如A-A或者B-B同二聚体)可引起胰岛素失活。结构完整性通过如下步骤来测量将胰岛素用适当的内切蛋白酶例如endo-gluC 消化，并且通过质谱分析所得的片段。由单一胰岛素链导致的信号的缺失表明胰岛素完整。 本申请使用的术语“前药”意指在显示其药理学作用之前经历生物转化的胰岛素化合物。由此前药可被视为含有特定无毒性保护基团的生物活性部分，所述保护基团按瞬时方式使用以改变或者消除母体分子的不预期性质。例如，所述前药可为可生物水解的酰胺和可生物水解的酯且也涵盖这样的化合物a)其中在所述前药中的可生物水解的官能团涵盖在所述化合物中，以及b)可在给定的官能团上进行生物氧化或者还原。典型的前药可为载体连接的前药，其含有给定活性物质与瞬时载体基团的暂时连接键，所述载体基团产生改善的物理化学或者药物代谢动力学性质且可在体内容易地移去(通常通过水解裂解)；级联前药，其中载体基团的裂解仅在使活性基团暴露之后变得有效。为了增强药物诸如胰岛素的体内物理化学或者药物代谢动力学性质，所述药物可与载体结合。如果所述药物与载体和/或者衔接物瞬时连接，则所述系统通常指定为载体连接的前药。根据 IUPAC 提供的定义(http://www. chem. qmul. ac. uk/iupac. medchem 所给出，于2009年7月22日访问)，载体连接的前药为这样的前药，其含有给定活性物质与瞬时载体基团的暂时连接键，所述载体基团产生改善的物理化学或者药物代谢动力学性质且可在体内容易地移去(通常通过水解裂解)。 在所述载体连接的前药中采用的衔接物为暂时的，这表示它们在生理条件(含水缓冲液，pH 7.4，37°C)下为非酶水解可降解的(裂解的)，具有范围为例如一小时至三个月的半衰期。适当的载体为聚合物且可与衔接物直接结合或者经不可裂解的间隔物结合。“胰岛素-水凝胶前药”是指前药，其中所述胰岛素与水凝胶载体瞬时连接。术语“水凝胶前药” 和“水凝胶连接的前药”是指与水凝胶瞬时连接的生物活性剂的前药，且它们同义使用。术语"药物"、"生物活性分子"、"生物活性部分"、"生物活性剂"、"活性剂"等是指可影响生物有机体(包括但不限于病毒、细菌、真菌、植物、动物和人)的任何物理或者生物化学性质的任何物质。特别地，本申请使用的生物活性分子包括用于诊断、治愈、缓解、治疗或者预防人或者其它动物的疾病或者增强人或者动物的身体或者精神健康的任何物质。本申请使用的胰岛素的"治疗有效量"是指足以治愈、减轻或者部分抑制给定疾病及其并发症的临床表现的量。将适于完成该目的的量定义为"治疗有效量"。对于每个目的的有效量取决于疾病或者损伤的严重度以及受试者的体重和一般健康状态。应该理解的是确定适当剂量可使用常规试验通过建立数值的矩阵并测试该矩阵的不同点来实现，所有这些均在训练有素的医师的常规技术范围内。“稳定的”和“稳定性”是指在指定的储存时间内，水凝胶结合物保持结合状态且不发生显著程度的水解并且显示与胰岛素相关的可接受的杂质分布。为了被认定为是稳定的，组合物含有小于5%的游离形式的药物。本申请使用的术语“生物可水解的酯”为化合物的酯，其a)不干扰母体物质的生物活性而赋予该物质体内有益性质诸如作用持续时间、作用起始等，或者b)为生物学惰性的，但在受试者体内容易转化为生物活性成分。本申请使用的术语“生物可水解的酰胺”为化合物的酰胺，其a)不干扰母体物质的生物活性而赋予该物质体内有益性质诸如作用持续时间、作用起始等，或者b)为生物学惰性的，但在受试者体内容易转化为生物活性成分。本申请使用的术语“水凝胶”意指能够容乃大量水的亲水或者两亲聚合物三维网络。该网络由均聚物或者共聚物构成，由于共价化学或者物理(离子的、疏水性相互作用、牵连)交联的存在而不溶。所述交联向网络提供结构和物理完整性。水凝胶显示与水的热力学相容性，这允许它们在含水介质中溶胀。所述网络的链以如下方式连接存在孔隙且大部分的这些孔隙的尺寸在Inm和IOOOnm之间。术语“凝胶”是指不交联的、胶状聚合物溶液。本申请使用的术语“贮药库”意指药物递送系统，典型地作为胰岛素化合物的皮下或者肌内给药注射进行注射，其能够在延长的时间内持续释放活性化合物。本申请使用的术语“峰浓度”意指在给药胰岛素化合物后得到的最高浓度。 本申请使用的术语“胰岛素化合物”意指哺乳动物来源的任何胰岛素，诸如在 CysA7和CysB7之间且在CysA20和CysB19之间具有二硫键以及在CysA6和CysAll之间具有内部二硫键的人胰岛素、猪胰岛素或者牛胰岛素，重组体哺乳动物胰岛素，诸如重组体人胰岛素、胰岛素类似物、胰岛素衍生物，以及它们的片段，典型的实例为重组胰岛素、甘精胰岛素、地特胰岛素、谷赖胰岛素、门冬胰岛素、赖脯胰岛素、与低分子量PEG结合的胰岛素， 其中所述低分子量PEG具有小于IOkDa的分子量。所述胰岛素化合物可为前药的形式，在这种情况下，在血浆释放的化合物为在给药前药后形成的活性胰岛素。本申请使用的"胰岛素类似物"是指多肽，其具有在形式上可通过删除和/或者交换在天然存在的胰岛素上存在的至少一个氨基酸残基和/或者加入至少一个氨基酸残基而衍生自天然存在的胰岛素例如人胰岛素的结构的分子结构。所述加入的和/或者交换的氨基酸残基可为可编码的氨基酸残基或者其它天然存在的残基或者纯合成的氨基酸残基。胰岛素类似物可为这样的其中B链的28位可从天然脯氨酸残基修饰为ASp、LyS 或者lie中的一个。在另一方面，B29位的Lys修饰为Pro。此外，A21位的Asn可修饰为 Ala、Gin、Glu、Gly、His、lie、Leu、Met、Ser、Thr、Trp> Tyr 或者 Val,特别是 Gly、Ala、Ser 或者Thr且优选地Gly。此外，B3位的Asn可修饰为Lys或者Asp。胰岛素类似物的另外的实例为des(B30)人胰岛素；des(B30)人胰岛素类似物；其中PheBl已经删除的胰岛素类似物；其中A-链和/或者B-链具有N-末端伸长的胰岛素类似物，以及其中A-链和/或者 B-链具有C-末端伸长的胰岛素类似物。由此，一个或者两个Arg可加入至BI位。" desB30胰岛素"、"desB30人胰岛素"意指缺乏B30氨基酸残基的天然胰岛素或者其类似物。类似地，"desB29desB30胰岛素"或者"desB29desB30人胰岛素"是指缺乏B29和B30氨基酸残基的天然胰岛素或者其类似物。" BI"、" Al"等是指分别在胰岛素B-链的I位(由N-末端开始计算)的氨基酸残基以及在胰岛素A-链的I位(由N-末端开始计算)的氨基酸残基。也可表示出在特定位置的氨基酸残基，例如PheBl，这表示BI位的氨基酸残基为苯丙氨酸残基。本申请使用的术语“非活性衔接物”是指不显示衍生自生物活性剂的药物的药理作用的衔接物。本申请使用的术语“烷基”是指直链或者支链碳链。烷基碳的每个氢可被取代基取代。本申请使用的术语"CV4烧基"是指具有1-4个碳原子的烷基链，例如存在于分子末端的烧基链甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基，或者例如当两个分子部分经烷基连接时，-CH2-, -CH2-CH2-, -CH(CH3) _、-CH2-CH2-CH2-, -CH(C2H5) -、-C (CH3) 2_。Q_4烷基碳的各氢可被取代基取代。本申请使用的术语"CV6烧基"是指具有1-6个碳原子的烷基链，例如存在于分子末端的烧基链Ci_4烧基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基，或者例如当两个分子部分经烷基连接时，-CH2-, -CH2-CH2-^-CH(CH3) _、-CH2-C H2-CH2-、-CH (C2H5)-、-C (CH3)2-O C^6烧基碳的每个氢可被取代基取代。因此，“(^_18烷基”是指具有I至18个碳原 子的烷基链且“(8_18烷基”是指具有8 至18个碳原子的烷基链。因此，“Cu烷基”是指具有I至50个碳原子的烷基链。本申请使用的术语“C2_5(l烯基”是指具有2至50个碳原子的支链或者非支链的烯基链，例如存在于分子末端的烯基链_CH = CH2, -CH = CH-CH3> -CH2-CH = CH2, -CH = CH-CH2-CH3、-CH = CH-CH = CH2，或者例如当两个分子部分经烯基连接时，-CH = CH_。C2_5(l 烯基碳的每个氢可被进一步说明的取代基取代。因此，术语“烯基”涉及具有至少一个碳碳双键的碳链。优选地，可存在一个或者多个三键。本申请使用的术语“C2_5(l炔基”是指具有2至50个碳原子的支链或者非支链的炔基链，例如存在于分子末端的炔基链-C = CH、-CH2-C = CHXH2-CH2-C = CHXH2-C = C-CH3, 或者例如当两个分子部分经炔基连接时，-C = C-。C2_5(l炔基碳的每个氢可被进一步说明的取代基取代。因此，术语“炔基”涉及具有至少一个碳碳三键的碳链。优选地，可存在一个或者多个双键。本申请使用的术语"C3_7环烷基"或者"C3_7环烷基环"是指具有3至7个碳原子的环状烷基链，其可具有碳碳双键且为至少部分饱和的，例如环丙基、环丁基、环戊基、 环己基、环己烯基、环庚基。环烷基碳的每个氢可被取代基取代。术语"C3_7环烷基"或者"c3_7环烷基环"也包括桥接二环，如降冰片烷或者降冰片烯。因此，"c3_5环烷基"是指具有3至5个碳原子的环烷基。因此，“C3_1(l环烷基”是指具有3至10个碳原子的环状烷基，例如C3_7环烷基；环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环己烯基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基。术语“C3_1(l环烷基”也包括至少部分饱和的碳单环和二环。本申请使用的术语"卤素"是指氟、氯、溴或者碘。通常优选的是卤素为氟或者。本申请使用的术语"4至7元杂环基"或者"4至7元杂环"是指具有4、5、6或者7个环原子的环，其可含有至多为最大数目的双键(完全饱和、部分饱和或者不饱和的芳族或者非芳族环)，其中至少一个环原子且至多4个环原子被选自硫(包括-S(O)-、-S(O)2-)、氧和氮(包括=N(O)-)的杂原子取代且其中所述环经碳或者氮原子连接至分子的剩余部分。4至7元杂环的实例为氮杂环丁烷、氧杂环丁烷、硫杂环丁烷、呋喃、噻吩、吡咯、吡咯啉、咪唑、咪唑啉、吡唑、吡唑啉、噁唑、噁唑啉、异噁唑、异噁唑啉、噻唑、 噻唑啉、异噻唑、异噻唑啉、噻二唑、噻二唑啉、四氢呋喃、四氢噻吩、吡咯烷、咪唑烷、吡唑烷、噁唑烷、异噁唑烷、噻唑烷、异噻唑烷、噻二唑烷、环丁砜、吡喃、二氢吡喃、四氢吡喃、咪唑烷、吡啶、哒嗪、吡嗪、嘧啶、哌嗪、哌啶、吗啉、四唑、三唑、三唑烷、四唑烷、二氮杂环庚烷、 氮杂草或者高哌嗪。本申请使用的术语"9至11元杂二环基"或者"9至11元杂二环"是指具有9 至11个环原子的两个环的杂环系统，其中至少一个环原子被两个环共享且所述杂环系统可含有至多为最大数目的双键(完全饱和、部分饱和或者不饱和的芳族或者非芳族环)，其中至少一个环原子且至多6个环原子被选自硫(包括-S(0)-、-S(0)2-)、氧和氮(包括=N(O)-)的杂原子取代且其中所述环经碳或者氮原子连接至分子的剩余部分。9至11元杂二环的实例为吲哚、二氢吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并噁唑、苯并异噁唑、苯并噻唑、苯并异噻唑、苯并咪唑、苯并咪唑啉、喹啉、喹唑啉、二氢喹唑啉、喹啉、二氢喹啉、四氢喹啉、十氢喹啉、异喹啉、十氢异喹啉、四氢异喹啉、二氢异喹啉、苯并氮杂草、嘌呤或者蝶啶。术语9至11元杂二环也包括两个环的螺结构，如1，4-二氧杂-8-氮杂螺[4. 5]癸烷，或者桥接的杂环结构，如8-氮杂-二环[3. 2. 1]辛烷。本申请使用的术语术语“药用”表示经管理机构诸如EMEA(Europe)和/或者FDA(US)和/或者任何其它国家管理机构所批准在动物优选人中使用的。本申请使用的术语"药物组合物"或者“组合物”是指一种或者多种活性成分，和一种或者多种惰性成分，以及任何产物，其直接或者间接通过以下方式来产生任何两种或者多种成分的组合、络合或者聚集，或者一种或者多种成分的解离，或者一种或者多种成分的其它类型的反应或者相互作用。因此，本发明的药物组合物涵盖通过将本发明化合物和药用赋形剂(药用载体)混合来制备的任何组合物。药物的“游离形式”是指呈其未修饰的、药理活性形式(诸如在从聚合物结合物中释出之后)的药物。“干燥组合物”表示在容器中以干燥形式提供的胰岛素水凝胶前药组合物。干燥的适当方法为喷雾干燥和低压冻干(冷冻干燥)。胰岛素水凝胶前药的所述干燥组合物具有最大为10%、优选为小于5%且更优选为小于2% (根据Karl Fischer确定)的剩余含水量。干燥的优选方法为低压冻干。“低压冻干组合物”表示首先冷冻且随后经历减压方式除水的胰岛素水凝胶聚合物前药组合物。该术语不排除发生在组合物装填至最终容器之前的制造过程中的额外干燥步骤。“低压冻干”(冷冻干燥)为脱水过程，其特征在于冷冻组合物，然后降低周围压力，且任选地加热以允许组合物中的冷冻水直接由固相升华为气体。典型地，升华的水通过凝结来收集。“重建”表示加入液体以使组合物回到原始形式。“重建溶液”是指在对有需要的患者给药之前用于重建胰岛素水凝胶前药的干燥组合物的液体。“容器”表示其中胰岛素水凝胶前药组合物包括在内且可储存直到重建的任何容器。本申请使用的胰岛素化合物的"治疗有效量"是指足以治愈、减轻或者部分抑制给定疾病及其并发症的临床表现的量。将适于完成该目的的量定义为"治疗有效量"。对于每个目的的有效量取决于疾病或者损伤的严重度以及受试者的体重和一般健康状态。应该理解的是确定适当剂量可使用常规试验通过建立数值的矩阵并测试该矩阵的不同点来实现，所有这些均在训练有素的医师或者兽医的常规技术范围内。“缓冲液”或者“缓冲剂”是指维持pH在预期范围内的化合物。生理耐受缓冲液为例如磷酸钠、琥珀酸钠、组氨酸钠、碳酸氢钠、枸橼酸钠和乙酸钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化钠、丙酮酸钠。也可使用抗酸剂诸如Mg(OH)2或者ZnCO3。可调节缓冲能力以符合对pH稳定性最敏感的条件。“赋形剂”是指与治疗剂一起给药的化合物，例如缓冲剂、等渗调节剂、防腐剂、稳定剂、抗吸附剂、氧化保护剂或者其它辅助剂。然而，在一些情况下，一种赋形剂可具有双重或者三重功能。 "冻干保护剂"为这样的分子，当与感兴趣的蛋白质混合时，其在一般干燥时和特别地在冷冻干燥以及随后的储存过程中显著避免或者降低蛋白质的化学和/或者物理不稳定性。示例性冻干保护剂包括糖类，诸如蔗糖或者海藻糖；氨基酸，诸如谷氨酸钠或者组氨酸钠；甲基胺，诸如甜菜碱；易容盐类，诸如硫酸镁；多元醇，诸如三元或者更多元的糖醇，例如甘油、赤藻糖醇、丙三醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、山梨醇和甘露醇；乙二醇；丙二醇；聚乙二醇；普郎尼克类(pluronics);羟基烷基淀粉类，例如羟基乙基淀粉(HES)，以及它们的组合。“表面活性剂”是指降低液体的表面张力的湿润剂。“等渗调节剂”是指最小化可由细胞损伤导致的疼痛的化合物，所述细胞损伤由于在注射位点的渗透压差异所导致。术语“稳定剂”是指用于稳定聚合物前药的化合物。稳定作用通过加强蛋白质稳定力、变性状态的去稳定化或者赋形剂与蛋白质的直接结合来实现。“抗吸附剂”是指用于与组合物容器的内表面竞争性包衣或者吸附的主要离子型或者非离子型表面活性剂或者其它蛋白质或者可溶聚合物。赋形剂的选择浓度和类型取决于应避免的作用，但典型地在恰好高于CMC值在界面处形成单层的表面活性剂。“氧化保护剂”是指抗氧化剂，诸如抗坏血酸、四氢甲基嘧啶羧酸(ectoine)、蛋氨酸、谷胱甘肽、单硫代甘油、桑色素、聚乙烯亚胺(PEI)、没食子酸丙酯、维生素E、螯合剂诸如枸橼酸、EDTA、六磷酸酯(盐)、巯基乙酸。“抗菌剂”是指杀死或者抑制微生物(诸如细菌、真菌、酵母、原生动物)生长和/或者消灭病毒的化学物质。“密封容器”表示容器以如下方式密闭气密的，不允许气体在外部和内部之间交换以及保持内容物无菌。"药用"意指涵盖任何赋形剂和/或者添加剂，其不干扰活性成分的生物活性的有效性且对所给药的宿主无毒性。术语“试剂”是指在获得本发明前药的装配过程中使用的中间体或者起始物质。术语“化学官能团”是指羧酸和活化衍生基团、氨基、马来酰亚胺、硫醇和衍生基团、磺酸和衍生基团、碳酸酯和衍生基团、氨基甲酸酯和衍生基团、羟基、醛、酮、肼、异氰酸酯、异硫氰酸酯、磷酸和衍生基团、膦酸和衍生基团、卤代乙酰基、烷基卤、丙烯酰和其它a - @不饱和Michael受体、芳化剂如芳基氟、羟基胺、二硫化物如吡啶基二硫化物、乙烯基砜、乙烯基酮、重氮烷、重氮基乙酰基化合物、环氧乙烷和氮丙啶。如果化学官能团与另外的化学官能团偶联，则所得的化学结构称为“连接键”。例如，氨基与羧基的反应得到酰胺连接键。“反应官能团”为主链部分的化学官能团，其与超支化部分连接。“官能团”为用于“反应官能团”、“可降解相互连接的官能团”或者“结合物官能团”的集体术语。“可降解相互连接的官能团”为包含生物可降解化学键的连接键，所述生物可降解化学键在一侧与连接主链部分的间隔物部分相连接且在另一侧与交联部分相连接。术语“可降解相互连接的官能团”、“生物可降解相互连接的官能团”、“相互连接的生物可降解官能团”和“相互连接的官能团”同义使用。术语“阻断基团”或者“封端基团”同义使用且是指不可逆地与反应官能团连接以使得它们不能与例如化学官能团反应的部分。术语“保护基团(protectinggroup) ”或者“保护性基团(protective group) ”是指不可逆地与反应官能团连接 以使得它们不能与例如其它化学官能团反应的部分。术语“相互连接的官能团”是指化学官能团，其参与自由基聚合反应且作为交联试剂或者主链试剂的一部分。术语“可聚合官能团”是指化学官能团，其参与配位型聚合反应且作为交联试剂和主链试剂的一部分。对于相互连接的官能团，术语“水解可降解的”在本发明上下文中是指连接键，其在生理条件(含水缓冲液，pH 7.4，37°C )下是非酶水解可降解的，且具有一小时至三个月范围的半衰期，包括但不限于乌头类(aconityl)、缩醛、羧酸酐、酯、亚胺、腙、马来酰胺酸酰胺、原酸酯、磷酰胺、磷酸酯、磷酸甲硅烷基酯(phosphosilyl ester)、甲硅烷基酯、磺酸酯、芳香氨基甲酸酯及其它们的组合，等等。优选的生物可降解的连接键为羧酸酯、碳酸酯、磷酸酯和磺酸酯且最优选的为羧酸酯或者碳酸酯。应该理解的是对于体外研究，加速条件例如pH 9、37°C、含水缓冲液可用于实践目的。主链部分可包含间隔物部分，其在一端与主链部分相连接且在另一侧与交联部分相连接。术语“衍生物”是指适当取代有保护和/或者活化基团的化学官能团，或者本领域技术人员已知的相应的化学官能团的活化形式。例如，羧基的活化形式包括但不限于活性酯，诸如琥拍酰亚氨基酯、苯并三嗪基酯(benzotriazyl ester)、硝基苯基酯、五氟苯基酯、氮杂苯并三嗪基酯(azabenzotriazyl ester)、酰基卤化物、混合或者对称的酐、酰基咪唑。术语“非酶可裂解的衔接物”是指在无酶活性的生理条件下为可水解降解的衔接物。“非生物活性衔接物”是指不显示衍生自生物活性部分的药物(D-H)的药理作用的衔接物。术语“间隔物”、“间隔物基团”、“间隔物分子”和“间隔物部分”可交换使用且如果用于描述存在于本发明水凝胶载体的部分时，其是指适于连接两个部分的任何部分，诸如烷基、c2_50烯基或者c2_5(l炔基，该片段任选被选自下述的一种或者多种基团中断_NH-、-N(Cu 烧基)_、_0-、-S-、-C(0)-、-C(0)NH-> -C(0)N(C^4 烧基)_、_0~C(0) -、-S (0) -、-S (0)2->4至7兀杂环基、苯基或者蔡基。术语“末端(terminal)”、“末端(terminus) ”或者“末端(distal end) ”是指分子或者部分内的官能团或者连接键的位置，由此所述官能团可为化学官能团且所述连接键可为可降解或者持久的连接键，其特征在于位于与在两个部分之间的连接键邻近的位置或者在所述连接键内的位置或者在低聚物或者聚合链末端的位置。短语“结合形式(in bound form) ”或者“部分”是指作为较大分子的一部分的亚结构。短语“结合形式”用于通过命名或者列出本领域熟知的试剂、起始物质或者假定的起始物质来简化对部分的提及，且由此“结合形式”表示例如一个或者多个氢基团(-H)或者一个或者多个存在于试剂或者起始物质中的活化或者保护基团不存在于所述部分中。应该理解的是包含聚合部分的所有试剂和部分是指已知在分子量、链长或者聚合度或者官能团数目方面显示可变性的大分子实体。主链试剂、主链部分、交联试剂和交联部分所显示的结构因此仅为代表性实例。试剂或者部分可为直链或者支链的。如果所述试剂或者部分具有两个末端基团，则其是指直链试剂或者部分。如果所述试剂或者部分具有多于两个末端基团，则认为其为支链的或者多官能团 的试剂或者部分。术语“基于聚(乙二醇)的聚合链”或者“基于PEG的链”是指寡-或者聚合分子链。优选地，所述基于聚(乙二醇)的聚合链与支化中心连接，其为直链聚(乙二醇)链，其一个末端与所述支化中心连接且另一个末端与超支化树状部分连接。应该理解的是基于PEG的链可被任选取代有杂原子和化学官能团的烷基或者芳基封端或者中断。如果术语“基于聚(乙二醇)的聚合链”就交联试剂而言进行使用，则其是指包含至少20wt%乙二醇部分的交联部分或者链。本申请使用的术语“ 一个”、“ 一种”和“该”和类似术语应该理解为涵盖单数和复数，除非在本申请另作说明或者与上下文明显矛盾。


本发明涉及针对基础胰岛素作用范围的长效胰岛素制剂。基础胰岛素为胰岛素或者设计用于模拟胰β细胞的基础胰岛素输出的胰岛素类似物的长效配方。最理想的是由此在整个给药间隔以持续方式有效控制血糖。本发明人已经发现胰岛素化合物可在给药之间从可注射贮药库(诸如皮下)中以结构完整的形式持续释放而未观察到任何爆发作用。释放的胰岛素化合物的结构完整性由充分水合的聚合物基质通过最小化胰岛素分子的分子间接触来提供。此外，通过避免胰岛素爆发，患者的有害副作用的风险得以降低。本发明由于缺乏爆发式胰岛素释放而降低了在给药后低血糖的风险，降低了在给药末期高血糖症的风险，降低了注射频率，且提供了可预测的患者血浆中的胰岛素水平。本发明的另一个目标是提供相比于目前每日基础胰岛素给药方案而言需要较少频率的注射的新的基础胰岛素，并且所述新的基础胰岛素通过在注射之间的全部间隔时间内释放结构完整的胰岛素来提供高水平的安全性并且典型地具有小于2的峰/谷比。当阅读发明内容时将明白其它优点。在第一方面，本发明涉及包含胰岛素化合物的药物组合物，所述胰岛素化合物的浓度足以将所述胰岛素化合物在血浆中的治疗有效水平维持至少三天(典型地至少80小时，例如一周或者更长时间)，其特征在于具有基本上无胰岛素化合物爆发的体内药物代谢动力学分布。所述浓度将在受试者之间变化且取决于各个受试者的治疗窗，但为了使治疗作用存在至少3天,例如一周(即约7天)，所述浓度典型地为至少约10mg/ml,例如多于IOmg/ml ο因此，在另一方面，本发明涉及药物组合物，其包含以至少10mg/ml的浓度的胰岛素化合物，其特征在于具有基本上无胰岛素化合物爆发的体内药物代谢动力学分布。在另一方面，本发明涉及药物组合物，其包含按照至少IOmg胰岛素化合物的单一剂量给药的以至少llmg/mL的浓度的胰岛素化合物。本申请使用的单一胰岛素化合物剂量以mg给出且药物组合物中的胰岛素化合物的浓度以mg/mL给出。如果胰岛素化合物为前药,则浓度基于来自前药的游离胰岛素的定量释放。根据本领域熟知的方法，使组合物的等分样经历胰岛素释放条件(含水缓冲液，pH7. 4，37°C，或者pH升高的加速条件)，直到未观察到胰岛素浓度的显著提高并确定释放的胰岛素总量。应该理解的是，在可溶载体的情况下，定量释放与定量水解同义。 在本发明的一个实施方案中，胰岛素化合物的浓度为至少llmg/ml，诸如llmg/ml至35mg/ml,更优选为15mg/ml至25mg/ml,甚至更优选为约20mg/ml,且甚至更优选为约24mg/ml。为了给药有效剂量例如通过注射器对受试者(诸如人)给药的体积优选地小于I. 5ml，典型地为I. Oml或者更小。在另一个实施方案中，胰岛素化合物的单一剂量为至少5mg,诸如5mg至IOOmg,更优选为5mg至50mg,且更优选为5mg至25mg。在另一个实施方案中，在给药(诸如皮下或者肌内注射)后的首48小时内胰岛素化合物在血浆中的峰浓度与在给药后的首48小时内峰浓度后的胰岛素化合物在血浆中的最低浓度的比例小于2，典型地小于I. 5。上述实施方案以及此后所述的实施方案应该理解为适用于本申请所述的任何一个方面以及本申请所述的任何一个实施方案，除非具体指出实施方案涉及本发明某种或者某些方面。所述药物组合物典型地为包含胰岛素化合物的控制递送系统，其特征在于将胰岛素化合物以基本上不经历爆发的方式递送至哺乳动物血浆。在又一个实施方案中，药物代谢动力学分布在哺乳动物血浆诸如人血浆中测量。血浆胰岛素浓度可用可商购得到的ELISA试剂盒通过下面方法测量将结果与由标准胰岛素获得的校正曲线关联。对于统计学显著性，试验使用适当数目的生物学和技术复制品来进行并且计算平均值和中位值以针对生物学和技术可变性进行调整。在另一个实施方案中，所述组合物的特征在于显示小于2的峰/谷比，典型地小于I. 75，优选小于I. 5，或者更优选小于I. 25的峰/谷比。在另一个实施方案中，所述组合物的特征在于在给药之间的全部时间内结构完整的胰岛素化合物的持续释放。“持续释放”是指胰岛素的未中断的释放。在另一个实施方案中，给药之间的全部时间为至少约80小时，诸如约110小时，典型地至少一周，诸如1-2周或者更长时间。在另一个实施方案中，所述胰岛素化合物为前药。在另一个实施方案中，所述胰岛素化合物为载体连接的前药。在另一个实施方案中，胰岛素化合物为级联(cascade)前药。
所述前药可作为液体(诸如溶液剂或者凝胶)给药，或者可包含在贮药库中，或者甚至可整合至贮药库中，由此该贮药库作为前药起作用。
在另一个实施方案中，所述胰岛素化合物完全包含在贮药库中。术语“完全包含”是指这样的贮药库，其中在将Iml水加入Iml贮药库中、混合并分离贮药库和水后，小于10%的药物即胰岛素存在于水成分中。在另一个实施方案中，所述贮药库为聚合物凝胶，诸如水凝胶。在另一个实施方案中，所述贮药库为充分水合的聚合物基质。所述胰岛素化合物可以若干方式包含在贮药库中，例如所述胰岛素化合物可以非共价方式结合或者所述胰岛素化合物与贮药库共价连接，其中贮药库非限制性选自聚合物凝胶、水凝胶或者充分水合的聚合物基质。适当的聚合物的非限制性实例为能够形成准无限(quasi-infinite)的充分水合的三维分子网络的聚合物。所述水凝胶为化学或者物理交联的官能化或者非官能化的基于聚烷基氧基的聚合物如聚(丙二醇)或者聚(乙二醇)、右旋糖酐、壳聚糖、透明质酸和衍生物、藻朊酸盐、木聚糖、甘露聚糖、角叉藻聚糖、琼脂糖、纤维素、淀粉、羟基乙基淀粉(HES)和其它基于糖类的聚合物、聚(乙烯醇)、聚(噁唑啉)、聚(酸酐)、聚(原酸酯)、聚(碳酸酯)、聚氨酯、聚(丙烯酸)、聚(丙烯酰胺)诸如聚(羟基丙基异丁烯酰胺)(HMPA)、聚(丙烯酸酯)、聚(甲基丙烯酸酯)如聚(羟基乙基异丁烯酸酯)、聚(有机磷腈)、聚(硅氧烷)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(氰基丙烯酸酯)、聚(酯)诸如聚(乳酸)或者聚(羟乙酸)、聚(亚氨基碳酸酯)、聚(氨基酸)诸如聚(谷氨酸)或者聚(赖氨酸)、胶原、明胶、共聚物、移植共聚物、交联聚合物、水凝胶和来自上面列出的聚合物的嵌段共聚物。这些聚合物可作为主链部分或者交联部分，并且不同聚合物的组合作为共聚物是可能的，条件是高水平的分子网状结构的水合。除了上面列出的聚合物类型的低聚或者聚合交联部分之外，可使用低分子量交联部分，特别是当亲水高分子量主链部分用于形成水凝胶前药载体时。最小化分子水平的胰岛素间接触的一个方式是将胰岛素分子在充分水合的聚合物基质中均勻间隔。均勻间隔(homogeneous spacing)可通过胰岛素与聚合物的共价连接且使用在中性PH的含水环境中裂解的衔接物来实现，确保结构完整的胰岛素的缓慢释放。优选的是基本不具有生物活性的聚合物连接的胰岛素前药，引起所有促胰岛素活性的所述性质归因于释放的胰岛素。因此，通过操纵(engineering)前药的释放性质,可实现对胰岛素血浆水平的高度控制。胰岛素可经分子提供的所有相关官能团进行连接，且所述由生物源氨基酸提供的优选的官能团典型地选自胍基、咪唑基、吲哚基、羧基、甲酰氨基、伯羟基和仲羟基、苯酚和伯氨基。例如，人胰岛素具有下述相关的官能团羧基、羧基酰胺、伯羟基和仲羟基、苯酚、咪唑基和伯氨基。在另一个实施方案中，所述胰岛素化合物与前药载体通过如下方式连接与赖氨酸部分共价连接和/或者与胰岛素化合物的A-链和/或者B-链的N-末端共价连接。在一具体的实施方案中，所述前药或者其药用盐包含胰岛素衔接物结合物D-L，其中D表示胰岛素部分；且-L为式(I)表示的非生物活性衔接物部分-L1，


本发明涉及包含胰岛素化合物的药物组合物，所述胰岛素化合物的浓度足以将所述胰岛素化合物在血浆中的治疗有效水平维持至少三天，其特征在于具有基本上无胰岛素化合物爆发的体内药物代谢动力学分布。本发明还涉及胰岛素化合物用于制备所述药物组合物的用途以及包含所述药物组合物的套盒。