CN107249576A - 用于治疗肺高压的可吸入雷帕霉素制剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在需要治疗的人受试者中用于治疗和预防肺动脉高压(PAH)的方法和组合物，所述方法包括经肺给予受试者(优选通过吸入)包含雷帕霉素或其前药或衍生物的组合物。

Description

用于治疗肺高压的可吸入雷帕霉素制剂

相关申请的交叉引用

本PCT申请要求2014年10月7日提交的美国临时专利申请系列号62/060,988和2015年4月7日提交的美国临时专利申请系列号62/144,145的优先权，其全部公开内容通过引用结合到本文中。

发明领域

本发明涉及用于通过吸入经肺递送的方法和药物组合物，所述组合物包含雷帕霉素，用于预防和治疗肺高压。

发明背景

肺高压(PH)是肺动脉、肺静脉或肺毛细血管(总称为肺脉管***)中的血压升高，导致胸痛、头晕、昏厥、疲劳、腿肿胀，运动期间头晕眩，活动期间气短和/或虚弱。PH的症状与其它更常见的心肺问题相似。这些病症包括哮喘、肺炎、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、左心衰竭和/或冠状动脉疾病，这使得PH诊断常常具有挑战性。PH的起始原因仍然未知。在PH中观察到与肺连接的和肺内的血管收缩或紧缩。最小血管的壁增厚，不再能够在血液和肺之间正常转移氧气和二氧化碳。这使得心脏更难通过肺泵血。随着时间的推移，受影响的血管在称为纤维化的过程中变得更坚硬和更厚。这进一步增加肺内的血压并损害血液流动，增加心脏的工作负荷，并引起右心室肥大。心脏较少能够通过肺泵血，导致患者心力衰竭和死亡。居住在海平面的人在静止时正常肺动脉压的平均值为8-20 mm Hg。当静止时的平均肺动脉压超过25 mm Hg时，存在PH。

世界卫生组织(WHO)将PH分为不同的组，例如：WHO组1-肺动脉高压(PAH)(例如特发性，遗传性(BMPR2，ALK1，endogolin，未知)，药物和毒素诱导，与***病、HIV感染、门静脉高压、先天性心脏病、血吸虫病或慢性溶血性贫血(包括镰状细胞性贫血)相关的PH，新生儿的持续性肺高压)，WHO组I'-肺静脉闭塞性疾病(PVOD)和/或肺毛细血管血管瘤病(PCH)，WHO组II-由于左心脏病(例如收缩或舒张功能障碍，瓣膜疾病)引起的肺高压，WHO组III-由肺部疾病和/或缺氧(例如慢性阻塞性肺疾病，间质性肺疾病，具有混合限制性和阻塞性模式的其它肺部疾病，睡眠呼吸障碍，肺泡通气低下病症，慢性暴露于高海拔，发育性异常)引起的PH，WHO组IV-慢性血栓栓塞性肺高压(CTEPH)和/或WHO组V-具有不清楚的多因素机制的PH (例如血液学疾病：骨髓增生性疾病，脾切除术，全身性疾病：结节病，肺朗格汉斯细胞组织细胞增多症：***平滑肌瘤病，神经纤维瘤病，血管炎，代谢病症：糖原贮积病，戈谢病，甲状腺疾病，和其它：肿瘤阻塞，纤维化纵隔炎，透析时的慢性肾衰竭)。

肺高压(PH)无法治愈。治疗只能减轻症状，减缓疾病进展。尽管在PH的医学疗法方面取得了相当大的进展，但长期死亡率仍然很高，主要是由于心力衰竭和其它心血管疾病。

如果已知潜在的肺部疾病，则可以治疗某些类型的PH。目前可用于患有未知原因的PH的患者的治疗选择靶向导致脉管***收缩的细胞功能障碍。诸如前列环素，***素类，磷酸二酯酶-5抑制剂，内皮素受体拮抗剂和其它血管扩张剂的疗法主要通过引起肺血管扩张来起作用。例如，通过手术植入皮肤的导管静脉内给予的前列环素改善了生活质量，增加了存活并降低了肺移植的紧迫性。血管扩张剂如钙通道阻滞剂，一氧化氮和前列环素通常对与硬皮病，慢性肝病和HIV感染相关的PH有帮助。相比之下，对于潜在肺部疾病引起的PH的患者，这些药物尚未被证明有效。对于PAH利尿剂，通常应用dixogin和氧疗法处方。不幸的是，许多患者对这些疗法反应不佳，或者随着时间的推移对它们停止响应。那么，唯一剩下的选择是单肺和/或双肺移植，或心肺移植以治疗PH。虽然有一些证据表明可用的疗法对血管重塑具有继发作用，但目前还没有靶向PH的异常细胞增殖的疗法。

PH的分子机制尚不清楚，但认为内皮功能障碍导致内皮衍生的血管扩张剂例如一氧化氮和前列环素的合成降低。肺动脉平滑肌细胞(PA-SMC)增生是导致肺血管结构重塑和闭塞的所有形式PH的病理特征。肺血管重塑是由于异常增殖和对形成血管壁的细胞(包括PA-SMC、内皮细胞和肺外膜成纤维细胞)的凋亡的抗性。已知涉及丝氨酸/苏氨酸激酶Akt和哺乳动物雷帕霉素靶(mTOR)的细胞内信号传导途径对细胞增殖和癌症至关重要，并且还可参与PH中血管平滑肌细胞的增殖。在PA-SMC中，Akt和mTOR信号传导可以被许多生长因子以及物理刺激例如剪切应力和缺氧激活。因此，Akt-mTOR信号传导途径由作用于PA-SMC并可诱导PH的各种物理和生物刺激共享。

雷帕霉素是由吸水链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)产生的大环三烯抗生素(见美国专利号3,929,992)。雷帕霉素是mTOR的抑制剂。雷帕霉素的免疫抑制和抗炎特性最初显示其在移植领域和在自身免疫性疾病的治疗中的应用。例如，已显示它预防响应于白蛋白过敏攻击的体液(IgE-样)抗体的形成，抑制鼠T-细胞激活，和延长在组织不相容的啮齿动物中器官移植的存活时间。在自身免疫性疾病的啮齿动物模型中，它抑制与***性红斑狼疮、胶原诱导性关节炎、自身免疫性I型糖尿病、自身免疫性心肌炎、实验性变应性脑脊髓炎、移植物抗宿主疾病和自身免疫性葡萄膜视网膜炎相关的免疫介导的事件。

雷帕霉素也用其药品通用名，西罗莫司(见例如，Dr. Reddys Labs Ltd.的ANDA #201578，2013年5月28日批准)提及。西罗莫司是FDA批准的并由Wyeth (Pfizer)以商品名RAPAMUNE在美国上市，用于预防器官排斥和肾移植。它以口服溶液剂(1 mg/ml)或片剂(多规格)的形式存在。Wyeth (Pfizer)也以商品名TORISEL (坦罗莫司)上市一种治疗晚期肾细胞癌的衍生物，其经静脉内给予。坦罗莫司是西罗莫司的水溶性前药。Cordis，Johnson &Johnson的分支机构，以商品名CYPHER上市一种西罗莫司-洗脱冠状动脉支架。在这种情况下，西罗莫司的抗增殖作用在球囊血管成形术后预防冠状动脉的再狭窄。授权至Berg等(Novartis)的US 2010/0305150描述用于治疗和预防神经皮肤性障碍，例如由TSC介导的那些，包括结节性硬化症，以及由神经纤维瘤病1型(NF-1)介导的那些的雷帕霉素衍生物。雷帕霉素及其衍生物被进一步描述于Nishimura, T.等(2001) Am. J. Respir. Crit. Care Med. 163:498-502和美国专利号6,384,046和US 6,258,823中。

雷帕霉素在其临床上批准的范围内的使用有几个已知的不利影响，包括肺毒性(RAPAMUNE标签警示，它不适用于肺移植患者)、增加的癌风险，和糖尿病-样症状。雷帕霉素与肺毒性的出现有关，通常呈现为间质性肺炎的形式，但肺泡蛋白沉积症也已有记录。见例如，Nocera等, 肝移植患者中的西罗莫司疗法：单一中心的初步经验(Sirolimus Therapyin Liver Transplant Patients: An Initial Experience at a Single Center),Transplantation Proceedings (2008), 40(6), 1950-1952; Perez等, 肝移植中与西罗莫司有关的间质性肺炎：一个病例报告(Interstitial Pneumonitis Associated WithSirolimus in Liver Transplantation: A Case Report), Transplantation Proceedings (2007), 39(10), 3498-3499; Hashemi-Sadraei等, 在长期抗凝治疗的肾移植接受者中的西罗莫司-相关的弥漫性肺泡出血(Sirolimus-associated diffusealveolar hemorrhage in a renal Transplant recipient on long-termanticoagulation), Clinical Nephrology (2007), 68(4), 238-244; Pedroso等, 肺泡蛋白沉积症-西罗莫司的一种罕见的肺毒性, Transplant International (2007), 20(3), 291-296。雷帕霉素-诱导的肺毒性的原因尚不知道。对于其治疗PH的用途，雷帕霉素的肺毒性是主要顾虑。

严重的呼吸不利事件也与在长期给药下导致循环血浓度大于1毫微克/mL范围的用作抗癌疗法的西罗莫司有关。例如，西罗莫司前药，坦罗莫司的肺毒性，在2009年的题目为“间质性肺疾病是坦罗莫司治疗肾癌患者的罕见副作用(interstitial lung diseaseis a rare side effect of temsirolimus treatment in renal cancer patients)”的报告有记录。Aparicio等, Clinical & Translational Oncology (2009), 11(8), 499-510; Vahid等, 用于实体瘤的新型抗肿瘤剂的肺并发症(Pulmonary complications ofnovel antineoplastic agents for solid tumors), Chest (2008) 133:528-538。此外，一项2012汇总-分析的结论是给予坦罗莫司或依维莫司的10%癌症患者可能经历轻度级别的毒性，伴随生活质量的不断恶化，在一些病例中疗法中断。见Iacovelli等, 用mTOR抑制剂治疗的恶性疾病患者中的肺毒性的发生率和风险(Incidence and risk of pulmonarytoxicity in patients treated with mTOR inhibitors for malignancy)。一项公开的试验的汇总-分析(A meta-analysis of published trials), Acta oncologica (2012),51(7), 873-879。而且，在大鼠中用坦罗莫司进行的安全性药理学研究(见坦罗莫司NDA的Pharm/Tox章节)显示呼吸速率减少以及肺泡巨噬细胞浸润和肺部炎症(见从US FDA网站获得的对坦罗莫司NDA 22088的药理学评论)。这些不利作用在所述药物由于***给予在循环血容量中的相对高浓度的情况下被观察到。

尽管雷帕霉素有可能对肺有毒性，但已经研究雷帕霉素作为各种动物模型中PH的潜在治疗(Ghofrani等，J. Am. Coll. Cardiol. 54(1):S108-S118 (2009); Paddenberg等，BioMed Central 8 (15): 1-12 (2007))。美国专利申请2014/0271871和WO2008/137148(统称为“Abraxis申请”)描述了通过给予雷帕霉素的纳米颗粒和载体蛋白例如白蛋白来治疗、稳定、预防和/或延缓PH的方法。一般性描述了这些雷帕霉素纳米颗粒的各种给药方式，包括吸入。但是直接递送到肺部的雷帕霉素气雾剂制剂，被认为由于雷帕霉素众所周知的肺部毒性而非常不可能成功，如上述引用的文章所例示。事实上，Abraxis申请中描述的预言性临床试验设计仅包括静脉内给药。Abraxis申请中没有数据可以向技术人员指明与雷帕霉素肺毒性相关的问题已被克服。由Lehrer在2013年发表的美国专利申请反映了这样的观点，即“雷帕霉素(西罗莫司)由于其证据充分的肺毒性，间质性肺炎而不能安全地吸入”。见US 20130004436，引用Chhajed等(2006) 73:367-374。Lehrer专利申请涉及用于治疗和预防肺癌和***平滑肌瘤病的组合物和方法。尽管一些早期出版物，例如授予Sturm等的美国专利号5,080,899 (1991年2月提交)和美国专利号5,635,161 (1995年6月提交)，包含一些用于通过吸入递送的雷帕霉素的一般描述，这样的一般描述没有任何证据支持并且在许多报告的雷帕霉素-诱导的肺毒性的发生之前出现，所述肺毒性在其更广泛的接受(在移植情况下作为免疫抑制剂和在抗癌情况下作为细胞增殖抑制剂)之后出现，如通过上文讨论的报告所证实的。

WO 2011/163600描述他克莫司的气溶胶制剂，其如同雷帕霉素，是一种大环内酯。但他克莫司是不同于西罗莫司的独特的化学实体和他克莫司的分子靶标是钙调神经磷酸酶，而不是mTOR，和雷帕霉素不同，他克莫司不显示肺毒性并且事实上适合于在肺移植后预防排斥。

鉴于广泛认识的雷帕霉素-诱导的肺毒性的潜在性，用于肺部递送的包含雷帕霉素的药物组合物并不被认为是在人类中的一项可行的治疗选项。

通过吸入的方式将药物递送至肺是治疗多种病症的重要的手段，所述病症包括常见的局部病症，例如囊性纤维化、肺炎、支气管哮喘和慢性阻塞性肺病；一些***性病症，包括激素替代、疼痛控制、免疫缺陷、红血球生成、糖尿病、肺癌等。见Yi等的综述J. Aerosol Med. Pulm. Drug Deliv. 23:181-7 (2010)。适合于通过吸入治疗肺癌的药物包括顺铂、卡铂、紫杉烷类和蒽环类。见例如，美国专利号6,419,900；6,419,901；6,451,784；6,793,912；和美国专利申请公布号US 2003/0059375和US 2004/0039047。此外，通过吸入给药的多柔比星和替莫唑胺已被提议用于治疗肺转移。见例如，美国专利号7,288,243和美国专利申请公布号2008/0008662。

对雷帕霉素、其前药、衍生物和类似物的药物制剂存在需要，所述制剂可安全地直接递送至肺，优选地通过吸入，以提供更加有效的用于治疗和预防受TOR信号转导途径影响的疾病和病症的剂型，其减少或消除与雷帕霉素的口服剂型有关的毒性和不良事件。

附图简述

图1：小鼠血中10.6 ng/mL雷帕霉素(上部)和内部标准(底部)的LC-MS/MS色谱图。

图2：小鼠肺匀浆中10.6 ng/mL雷帕霉素(上部)和内部标准(底部)的代表性色谱图。

图3：小鼠血中雷帕霉素的校准曲线。

图4：小鼠肺匀浆中雷帕霉素的校准曲线。

图5：在采自通过OPA给予雷帕霉素的小鼠2-07的血中雷帕霉素(上部)和内部标准(底部)的代表性色谱图。

图6：在采自通过OPA给予雷帕霉素的小鼠2-07的肺匀浆中雷帕霉素(上部)和内部标准(底部)的代表性色谱图。

图7：雷帕霉素抑制TSC2突变细胞的生长(底部)并且抑制S6磷酸化(上部)。

图8A和B：在(A) OPA和口服给予雷帕霉素，和(B)经吸入给予后小鼠肺中的S6磷酸化。

图9：每日一次重复给予肺的预测雷帕霉素血浓度。

发明概述

本发明部分地基于雷帕霉素组分的安全和有效的气溶胶制剂的开发，其能够递送在靶组织中有效发挥有效的生物学活性的量的雷帕霉素组分至所述靶组织，同时使雷帕霉素相关的毒性最小化。此外，本发明利用按本文所述配制的雷帕霉素组分的令人惊讶的药代动力学的发现。如下文更详细论述的，直接递送至肺的雷帕霉素组分在肺组织中产生显著更高浓度的药物。肺组织中的药物量出人意料地高于从之前口服和静脉内研究可预期的量。并且令人惊讶的是，甚至相对高的直接递送至肺的雷帕霉素的量也不对肺组织产生毒性。此外，通过本文所述的方法实现的肺组织中的药物量经证实有效发挥有效的生物学活性，包括在靶组织中抑制细胞生长和成活力以及抑制S6磷酸化。这些生物学活性表明根据本发明的方法的雷帕霉素组分的递送剂量足以在靶组织中抑制mTOR信号转导。因此，这些结果证实，本文所述的气溶胶制剂能够递送低但治疗有效剂量的雷帕霉素，其提供非常低的药物***暴露，以及高功效。结果是当根据本发明给予时对于雷帕霉素的显著改进的治疗指数。

本发明提供用于直接递送至肺的雷帕霉素组分的气溶胶药物制剂。在本文中，术语“气溶胶制剂”可以指水性组合物、干粉组合物或基于抛射剂的组合物，如下文更详细描述的。本发明的气溶胶制剂可以不同的方式递送至受试者，例如经鼻或口服，例如通过吸入。本文使用的术语“雷帕霉素组分”可以指雷帕霉素本身，优选地呈描述为西罗莫司的无定形的形式，或其前药或衍生物。在一个实施方案中，本发明的雷帕霉素组分提供在靶组织中有效抑制mTOR信号转导的量的雷帕霉素，其中对所述组织具有低毒性或无毒性，和伴随的雷帕霉素血液水平小于约1 ng/ml。

与导致持续在1 ng/ml-15 ng/ml范围内血浓度的目前的雷帕霉素剂型相比，预期本发明的组合物呈现了一种改进的安全概况，特别是在它们的慢性或长期使用方面。鉴于产生的雷帕霉素的极低血水平，这由于本组合物的低的肺毒性与由于***暴露于雷帕霉素导致的无或基本上较少不利事件的可能性结合而得到预期。因此，预期本发明的组合物显示与现有的经由胃肠道或静脉内递送的剂型比较的更大的治疗指数。

在一个实施方案中，与雷帕霉素的其它剂型(例如口服或静脉内剂型)相比，本发明的雷帕霉素组分提供改进的安全性概况，如通过较高的治疗指数所证明的，尤其是对于其慢性或长期使用。

本发明涉及使用设计用于肺部递送、优选地通过吸入的、包含雷帕霉素的药物组合物，治疗和预防肺动脉高压(PAH)的组合物和方法。在一个实施方案中，本发明提供一种在需要治疗的人受试者中治疗和预防PAH的方法，该方法包括给予受试者如本文所述的包含雷帕霉素组分的气溶胶药物制剂。在一个实施方案中，本发明提供通过每日一次给予有需要的人受试者包含雷帕霉素组分的气溶胶药物制剂，用于治疗和预防PAH的组合物和方法，所述雷帕霉素组分的量有效实现从约0.25至0.75 ng/ml的雷帕霉素组分的最大血液水平和从约0.075至0.25 ng/ml的血谷水平。在一个实施方案中，最大血液水平为约0.5 ng/ml，血谷水平为约0.1 ng/ml，和制剂中的雷帕霉素组分的量为约25-100微克，或约50微克，每日一次递送。

本发明的气溶胶制剂可用单独的雷帕霉素组分配制，或与一种或多种另外的治疗剂在相同剂型中组合配制。此外，本发明的气溶胶制剂可单独给予，或与一种或多种另外的疗法组合给予，各自通过相同或不同的途径给予，例如口服、静脉内等。在一个实施方案中，本发明的气溶胶制剂可与一种或多种另外的治疗方案组合给予，以治疗PAH。

在一个实施方案中，本发明提供包含雷帕霉素组分的气溶胶药物制剂，所述雷帕霉素组分的量在靶组织中有效实现所述组分的治疗水平。在一个实施方案中，靶组织是肺。在一个实施方案中，递送后12或24小时，优选地递送后24小时测定治疗水平。在一个实施方案中，递送后，治疗水平持续至少24小时。在一个实施方案中，递送后24小时所述组分的肺与血液浓度比为约5-50或约10-30。

在一个实施方案中，所述气溶胶制剂中雷帕霉素组分的量为5-500微克、10-250微克、15-150微克或20-100微克。在一个实施方案中，所述气溶胶制剂中雷帕霉素组分的量为20、40、50、100、125或250微克。

在一个实施方案中，雷帕霉素组分为西罗莫司。在一个实施方案中，雷帕霉素组分选自依维莫司、坦罗莫司、地磷莫司、乌米莫司和唑罗莫司。

在一个实施方案中，雷帕霉素组分是西罗莫司和具有大于30:1或大于35:1的异构体B:C比率。在一个实施方案中，雷帕霉素组分具有3.5%-10%的异构体B:C比率。

在一个实施方案中，给予受试者所述组合物的步骤产生包含雷帕霉素的平均直径范围为0.1-10微米的颗粒。在一个实施方案中，给予受试者所述组合物的步骤产生包含雷帕霉素的平均直径范围为0.5-6微米的颗粒。

在一个实施方案中，所述方法进一步包括一种或多种另外的疗法或治疗方案。

在一个实施方案中，本发明的气溶胶制剂适合于每日一次给予，和根据本文描述的方法，气溶胶制剂一日一次给予。

在一个实施方案中，气溶胶制剂是适合于通过吸入递送的干粉组合物。在一个实施方案中，所述干粉包含呈微粒形式的雷帕霉素组分(即微粒雷帕霉素)、载体颗粒和一种或多种任选的赋形剂。在一个实施方案中，微粒由具有从约0.1至10微米或从约1至5微米的平均直径的药物颗粒组成。在一个实施方案中，颗粒具有约1.5-4微米，约1.5-3.5微米，或约2-3微米的平均直径。载体可选自***糖、葡萄糖、果糖、核糖、甘露糖、蔗糖、海藻糖、乳糖、麦芽糖、淀粉、葡聚糖、甘露醇、赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、二棕榈酰基磷脂酰胆碱、卵磷脂、聚乳酸、聚(乳酸-谷氨酸)共聚物和木糖醇，和任何前述载体的混合物。在一个实施方案中，载体包含两种不同的载体的共混物或由两种不同的载体的共混物组成。载体的颗粒可具有范围从至200微米，从30至100微米，或少于10微米的直径。当载体由两种不同的载体的共混物组成时，每种载体由测定为平均颗粒直径的不同尺寸范围的颗粒组成。在一个实施方案中，载体由两种不同的载体，第一载体和第二载体的共混物组成。第一载体由具有范围从约30至100微米的直径的颗粒组成和第二载体由具有少于10微米的直径的颗粒组成。两种不同的载体的比例是在从3:97至97:3的范围内。在一个实施方案中，两种不同的载体的比例是在97:3或95-98:2-5的范围内。在一个实施方案中，载体由两种不同的乳糖载体的共混物组成。粉末中的药物与载体比例可以是从0.5 %至2 % (w/w)。在一个实施方案中，粉末中的药物与载体比例是1 % (w/w)。

基于组合物的总重量计，所述气溶胶制剂中雷帕霉素组分的量为约0.1 %-20 %(w/w)。在一个实施方案中，所述量为约0.25 %-2 % (w/w)。

在一个实施方案中，一种或多种任选的赋形剂存在于组合物中并选自磷脂和脂肪酸的金属盐，和前述赋形剂的混合物。在一个实施方案中，磷脂选自二棕榈酰基磷脂酰胆碱和卵磷脂。在一个实施方案中，脂肪酸的金属盐是硬脂酸镁。在一个实施方案中，一种或多种赋形剂以范围从0.01至0.5%的赋形剂与大的载体颗粒的重量比被涂覆在载体颗粒上。

在一个实施方案中，所述气溶胶制剂中雷帕霉素组分的量为有效抑制mTORC1的生物学活性的量。在一个实施方案中，所述量为有效抑制S6K蛋白的磷酸化的量。

在一个实施方案中，所述气溶胶制剂中雷帕霉素组分的量为有效实现递送至肺的5-500微克的可呼吸剂量的量。在一个实施方案中，可呼吸剂量为约5、约20、约50、约100或约250微克。在一个实施方案中，可呼吸剂量为约20微克、约50微克或约100微克。在一个实施方案中，所述量为在肺组织中有效产生1 ng/g-1微克(ug)/g的雷帕霉素组分的浓度的量。在一个实施方案中，在肺组织中雷帕霉素组分的浓度为约5-30 ng/g。在一个实施方案中，在肺中的浓度为约5 ng/g, 约10 ng/g, 约15 ng/g, 约20 ng/g, 约25 ng/g, 约30ng/g, 约50 ng/g, 约60 ng/g, 约100 ng/g或约200 ng/g。根据前述实施方案，伴随的雷帕霉素组分血谷水平为小于5 ng/ml, 小于2 ng/ml, 小于1 ng/ml, 小于0.5 ng/ml或小于0.25 ng/ml。

在一个实施方案中，雷帕霉素组分在给药(优选地给予人受试者)后以约1 ng/g,约5 ng./g, 约10 ng/g, 约15 ng/g, 约20 ng/g, 约25 ng/g, 约50 ng/g或约100 ng/g的治疗水平保持在肺中一段时间，所述一段时间选自约6-10小时、约6-14小时、约6-24小时和约6-72小时。在一个实施方案中，所述一段时间选自约12小时、约14小时、约24小时和约72小时。

在一个实施方案中，雷帕霉素组分以约5-100 ng/g或约5-30 ng/g的治疗水平保持在肺中约12或24小时的一段时间。在一个实施方案中，雷帕霉素组分以约5 ng/g, 约10ng/g, 约20 ng/g, 约30 ng/g, 约50 ng/g, 约60 ng/g, 约70 ng/g, 约80 ng/g或约90ng/g的治疗水平保持在肺中。在一个实施方案中，雷帕霉素组分以至少5 ng/g、至少20 ng/g或至少30 ng/g的治疗水平保持在肺中。在一个实施方案中，雷帕霉素组分以约20 ng/g-约30 ng/g或约50 ng/g-约80 ng/g的治疗水平保持在肺中。

在一个实施方案中，在1-12个月或1-36个月的贮存后，所述制剂具有大于20%的细颗粒分数(FPF)，其中相应的细颗粒剂量(FPD)的范围为5微克-2毫克，优选地小于0.5毫克。在一个实施方案中，可呼吸剂量，其为递送至肺的剂量，亦称为递送剂量(DD)或喷射剂量(ED)，范围为10微克-2.5毫克，优选地小于0.5毫克。在一个实施方案中，递送剂量为约20-100微克、约10-25微克或约30-60微克。在一个实施方案中，递送剂量为20或50微克。在一个实施方案中，递送剂量为100微克。

在一个实施方案中，雷帕霉素组分的可呼吸剂量为约20微克，肺组织中的药物浓度为约5-25 ng/g，血液中的Cmax为小于1.0 ng/ml或约0.50 ng/ml-1.0 ng/ml或约0.50ng/ml-0.90 ng/ml，给药后24小时的血谷药物浓度为小于约0.20 ng/ml，和给药后14天的血液中的稳态药物浓度为小于约0.90 ng/ml或小于约0.80 ng/ml。

在一个实施方案中，雷帕霉素组分的可呼吸剂量为约50微克，肺组织中的药物浓度为约2-15 ng/g，血液中的Cmax为小于2.0 ng/ml或约0.25 ng/ml-0.1 ng/ml或约0.10ng/ml-0.5 ng/ml，单剂量给药后24小时后的血谷药物浓度为小于约0.10 ng/ml，和一天一次重复5天后的药物血谷浓度为小于约1.0 ng/ml或小于约0.50 ng/ml。在一个实施方案中，所述制剂适合于每日一次给予。

在一个实施方案中，所述制剂还包含一种或多种另外的治疗剂。

本发明还提供本发明的组合物用于在需要治疗的人受试者中治疗和预防PAH的用途。在一个实施方案中，本发明提供用于在需要治疗或预防的人受试者中治疗和预防PAH的方法，所述方法包括通过吸入给予受试者本文所述的组合物或单位剂型。

在一个实施方案中，所述组合物递送有效改善受试者的肺功能的量的药物，如通过最大肺活量(FVC)和最大呼气量(FEV1)所测量的。

本发明还提供包含气溶胶制剂的单位剂型，所述气溶胶制剂包含本文所述的雷帕霉素组分，其中雷帕霉素组分的量为约5-2500微克、20-500微克或50-250微克。在一个实施方案中，雷帕霉素组分的量为约50-125微克。在一个实施方案中，雷帕霉素组分的量为约40、约50、约100、约125或约250微克。在一个实施方案中，雷帕霉素组分的量为约250微克。

在一个实施方案中，所述单位剂型是适合用于干粉吸入器装置的胶囊。在一个实施方案中，胶囊包含1 mg-100 mg的粉末(总量，包括雷帕霉素组分、载体和任何任选的赋形剂)或10 mg或40 mg的粉末。胶囊可以是明胶、塑料或纤维素胶囊，或呈适合用于DPI装置的箔/箔或箔/塑料罩泡的形式。

本发明还提供药包或药盒，其包含本文所述的组合物或单位剂型，和使用说明书。

在一个实施方案中，所述制剂通过湿抛光方法产生，包括制备药物的水性悬浮液，使药物悬浮液进行微流化，和喷雾干燥得到的颗粒以形成干粉的步骤。

在一个实施方案中，雷帕霉素组分是西罗莫司，所述载体由两种不同乳糖载体的共混物组成，第一载体由平均直径范围为约30-100微米的颗粒组成，和第二载体由平均直径小于10微米的颗粒组成，两种不同载体的比例为约97:3至3:97，和雷帕霉素的量为25-1400微克。

本发明还提供一种包含贮库的干粉递送装置，所述贮库包含本文描述的组合物或单位剂型。贮库可以是装置内的内置腔室、胶囊或泡罩。在一个实施方案中，装置选自Plastiape® RS01型7、Plastiape® RS00型8、XCaps®、Handihaler®、Flowcaps®TwinCaps®，和Aerolizer®。在一个实施方案中，装置选自Plastiape® RS01型7或Plastiape® RS00型8。在一个实施方案中，装置是Plastiape® RS00型8。

发明详述

本发明提供用于在需要治疗的人受试者中治疗和预防PAH的方法和组合物。需要所述治疗的人受试者是已诊断患有PAH的人受试者。在一个实施方案中，所述方法包括通过吸入给予受试者包含在合适的载体中的雷帕霉素和任选一种或多种添加剂的组合物。术语“雷帕霉素”在本公开内容全文一般用于指雷帕霉素本身，亦称为西罗莫司，以及其前药(例如坦罗莫司)和衍生物。雷帕霉素的衍生物包括这样的化合物，其结构上类似于雷帕霉素，为相同的化学类别，为雷帕霉素类似物，或为雷帕霉素或其衍生物的药学上可接受的盐。雷帕霉素、其前药和衍生物的进一步的描述和实例在后续部分中提供。

本文所述的组合物称为“气溶胶制剂”和意在描述适合于产生包含雷帕霉素组分的可呼吸颗粒或液滴的可气溶胶化组合物，所述雷帕霉素组分如上文所述是指雷帕霉素本身，优选地呈描述为西罗莫司的无定形形式，或其前药或衍生物。在一个实施方案中，雷帕霉素组分选自西罗莫司、依维莫司和坦罗莫司。在一个实施方案中，雷帕霉素组分是西罗莫司。本文所述的气溶胶制剂可包含雷帕霉素组分、载体和任选一种或多种添加剂。气溶胶制剂可以呈水溶液、干粉或一种或多种药学上可接受的抛射剂和载体的混合物的形式，如下文标题为“用于吸入的组合物”的部分所详细描述的。

本发明还提供用于在需要治疗的人受试者中治疗和预防PAH的方法，所述方法包括经肺给予受试者本发明的气溶胶制剂的步骤。在一个实施方案中，所述组合物的给予剂量足以在肺组织中实现雷帕霉素组分的治疗水平，同时在受试者中保持低血液水平，或血谷水平。例如，雷帕霉素组分的治疗水平可以是约1 ng/g、约5 ng/g、约10 ng/g、约15 ng/g、约20 ng/g、约25 ng/g、约50 ng/g和血谷水平是0.01-0.15 ng/ml、0.075-0.350 ng/ml、0.150-0.750 ng/ml、0.750-1.5 ng/ml或1.5-5 ng/ml。在一个实施方案中，给予剂量足以在肺中实现约5 ng/g-50 ng/g或约5 ng/g-20 ng/g的雷帕霉素组分的治疗水平和小于5ng/ml、小于2 ng/ml、小于1 ng/ml或小于0.5 ng/ml的雷帕霉素组分的血谷水平。

优选地，前述治疗水平通过一天一次给予本文所述的气溶胶制剂实现。在一个实施方案中，雷帕霉素组分的总每日剂量范围为5-100微克、20-250微克、50-500微克(0.05-0.5毫克)、250-1000微克(0.25-1毫克)或500-2000微克(0.5-2毫克)。在一个实施方案中，总每日剂量为小于500微克、小于100微克、小于50微克、小于20微克或小于10微克。在一个实施方案中，总每日剂量为小于500微克、小于250微克、小于100微克、小于50微克或小于10微克。在一个实施方案中，给予受试者的总每日剂量为小于0.5 mg或小于0.25 mg/天。经肺递送和给药的进一步的方面，包括组合疗法，描述于下文标题为“肺给药和剂量”的部分。

在一个实施方案中，本发明的方法包括经肺途径与一种或多种另外的药剂组合给予雷帕霉素。在一个实施方案中，所述一种或多种另外的药剂选自***素类、磷酸二酯酶抑制剂或内皮素拮抗剂。在一个实施方案中，所述***素类选自***素、血栓烷和前列环素。所述一种或多种另外的药剂可通过与雷帕霉素组分相同或不同的给药途径给予。例如，所述药剂可通过吸入、鼻内、口服或静脉内给予。

本发明的方法和组合物有效地在需要治疗的受试者(优选地人受试者)中治疗和预防PAH。如本文使用的，本发明的组合物的有效量是指足以减少或改善PAH的进展、严重性和/或持续时间或PAH的一个或多个症状，防止PAH的进展，导致PAH的消退，防止与PAH有关的一个或多个症状的发展或发生，在PAH的一个或多个症状的严重性或发生方面或在PAH的发展或进展方面增强或改善另一疗法(例如预防或治疗剂)的预防或治疗效果的量。在具体实施方案中，关于PH的治疗，治疗有效量是指抑制或减少血管细胞增殖，抑制或减少平滑肌细胞增殖或减少肺内血管增厚或改善FVC或FEV1或减少可通过放射检查检测到的胸腔积液量的疗法(例如治疗剂)的量。在优选的实施方案中，相对于对照(例如，磷酸盐缓冲盐水(“PBS”))，治疗有效量的疗法(例如治疗剂)将血管细胞的增殖或肺内血管的增厚减少至少5％，优选至少10％，至少15％，至少20％，至少25％，至少30％，至少35％，至少40％，至少45％，至少50％，至少55％，至少60％，至少65％，至少70％，至少75％，至少80％，至少85％，至少90％，或至少95％。因此，因此，在本发明的方法的情况下，术语“治疗”是指PAH或与PAH有关的一个或多个症状的严重性、持续时间或进展的减小。在具体实施方案中，该术语可以指抑制平滑肌细胞的增殖或减少平滑肌细胞的增殖，抑制或减少肺内血管增厚，肺血管重塑进展的发展或心血管疾病例如心力衰竭或右心室壁增厚的发展或进展，其可通过超声心动图或心电图检测。

在本发明方法的一个实施方案中，以有效改善受试者的肺功能的剂量给予组合物，如通过最大肺活量(FVC)和最大呼气量(FEV1)测量的。在另一个实施方案中，组合物以使用超声心动图有效监测右心室-右心房压力梯度和/或右心室和左心室大小的改善的剂量给予。

在某些实施方案中，所述方法包括经肺给予本发明的组合物作为主要疗法。在其它实施方案中，本发明的组合物的给予是辅助疗法。在任一情况下，本发明的方法考虑与一种或多种另外的疗法组合给予本发明的组合物以治疗疾病或病症。术语“疗法”是指可用于预防、治疗、控制或改善疾病或病症或其一个或多个症状的任何方法、方案和/或药剂。

所述一种或多种另外的疗法可在给予本发明的组合物之前(例如之前5分钟、15分钟、30分钟、45分钟、1小时、2小时、4小时、6小时、12小时、24小时、48小时、72小时、96小时、1周、2周、3周、4周、5周、6周、8周或12周)、同时或之后(例如之后5分钟、15分钟、30分钟、45分钟、1小时、2小时、4小时、6小时、12小时、24小时、48小时、72小时、96小时、1周、2周、3周、4周、5周、6周、8周或12周)给予。

在一些实施方案中，另外的治疗剂经配制用于与呈经肺给予的剂型的本发明的组合物共给予。在其它实施方案中，另外的治疗剂与包含雷帕霉素的剂型通过与雷帕霉素相同或不同的给药途径分开给予。本发明的方法还考虑一种或多种另外的治疗剂的组合，其用于与包含雷帕霉素的剂型的给予同时、之前或之后给予。

在某些实施方案中，本发明的方法在患有PAH的受试者中有效控制PAH。在这种情况下，术语“控制”、“管控”和“管理”指受试者自不导致治愈的疗法获得的有益作用。在一个实施方案中，根据本发明的方法，在用雷帕霉素治疗期间，如果PAH进展放慢或停止，则PAH在患者中受到控制。在另一个实施方案中，如果与PAH有关的一种或多种症状被改善或稳定(即，在治疗过程中症状没有恶化)，则PAH在受试者中得到控制。

在一些实施方案中，本文提供的组合物抑制和/或减少肺动脉中的异常细胞增殖。在一些实施方案中，异常细胞增殖是平滑肌和内皮细胞的异常细胞增殖。在一些实施方案中，本文提供的组合物抑制和/或减少肺动脉中的血管发生。在一些变型中，通过抑制基质金属蛋白酶的产生来抑制和/或减少肺动脉中的血管发生。在一些实施方案中，本文提供的组合物抑制和/或减少肺动脉中的炎症。在一些实施方案中，通过影响嗜中性粒细胞和T细胞功能来抑制和/或减少炎症。

在一些实施方案中，组合物是足以增加基础AKT活性，增加AKT磷酸化，增加PI3-激酶活性，增加AKT活化(例如由外源性IGF-1诱导的活化)的时间长度，抑制IRS-1的丝氨酸磷酸化，抑制IRS-1降解，抑制或改变CXCR4亚细胞定位，抑制VEGF分泌，降低细胞周期蛋白D2的表达，降低存活素(survivin)的表达，抑制IL-6诱导的多发性骨髓瘤细胞生长，抑制细胞增殖，增加凋亡，增加细胞周期阻滞，增加聚(ADP核糖)聚合酶的切割，增加胱天蛋白酶-8/胱天蛋白酶-9的切割，改变或抑制磷脂酰肌醇3-激酶/AKT/mTOR和/或细胞周期蛋白D1/视网膜母细胞瘤途径中的信号传导，抑制血管发生，和/或抑制破骨细胞形成的量。

在一个实施方案中，雷帕霉素以有效改善以下一种或多种的剂量给予：心肺运动测试，连续侵袭性血液动力学测试，功能残留能力，血清VEGF-D，生活质量和功能性能，6分钟步行距离，和肺中一氧化碳的扩散能力。在一个实施方案中，通过肺途径递送的雷帕霉素实现了有效限制肺部肺血管增厚的雷帕霉素的血液水平。在一个实施方案中，雷帕霉素给予剂量的功效通过上述任何一种或多种进行测量。

在一个实施方案中，本发明的方法涉及对目前可获得的针对PAH的疗法“无反应”或“难医治的”受试者。在本文中，术语“无反应”和“难医治的”指受试者对疗法的反应在临床上不足以缓解与PAH有关的一种或多种症状。术语“受试者”和“患者”在本发明的公开内容中可互换使用。该术语指动物，优选哺乳动物包括非灵长类动物(例如牛、猪、马、猫、狗、大鼠，和小鼠)和灵长类动物(例如黑猩猩、猴例如食蟹猴和人)，并最优选人。在一优选的实施方案中，受试者是人。

术语“预防”、“防止”和“防范”指因给予根据本发明方法鉴定的一种或多种化合物或给予这样的化合物和已知的用于疾病或病症的疗法的组合所致的PAH的一种或多种症状的复发、发展、进展或发生的预防。

优选地，根据本发明的方法与一种或多种另外的疗法组合给予组合物在患有疾病或病症的受试者中提供协同反应。在这种情况下，术语“协同”是指组合的功效比任一单一疗法单独的加和效果更加有效。在一个实施方案中，根据本发明的组合雷帕霉素疗法的协同效果允许与其在组合之外的剂量和/或频率相比，使用较低剂量和/或较低频率给予组合中的至少一种疗法。在另一实施方案中，协同效果表现为避免或减少与仅使用组合中的任一疗法有关的不良或不需要的副作用。

在本发明的药物组合物的上下文中，“载体”指，例如，液体或固体材料例如溶剂、稀释剂、稳定剂、佐剂、赋形剂、辅助剂、抛射剂，或用来配制雷帕霉素以供递送的媒介。用于本发明组合物的药学上可接受的载体的实例包括，但不限于，干燥粉末载体例如乳糖、甘露糖、氨基酸、环糊精、二棕榈酰基磷脂酰胆碱、烃和碳氟化合物抛射剂、压缩气体、无菌液体、水、缓冲盐水、乙醇、多元醇(例如，甘油、丙二醇、液体聚乙二醇等)、油、去垢剂、助悬剂、碳水化合物(例如葡萄糖、乳糖、蔗糖或右旋糖酐)、抗氧化剂(例如抗坏血酸或谷胱甘肽)、螯合剂、低分子量蛋白，或其合适的混合物。优选地，在雷帕霉素的干燥粉末气溶胶制剂的情况下，载体，如果存在，选自糖类和糖醇。在一个实施方案中，载体(如果存在)为乳糖。

术语“药学上可接受的”表示由联邦或州政府的监管机构批准或美国药典或其它公认的药典例如欧洲药典列出的，用于动物，和更特别是用于人的。一种用于溶解难溶于水或水不溶性药物的方法是形成所述药物的盐或制备本身更稳定或可用来形成前药的水溶性盐的前药。用于形成盐和药学上可接受的盐形式的方法是本领域已知的并包括，但不限于，可以存在于目的药物或前药中的酸性或碱性基团的盐。性质为碱性的化合物能够与各种无机和有机酸形成广泛种类的盐。可被用来制备此类碱性化合物的药学上可接受的酸加成盐的酸是形成非-毒性酸加成盐(即包含药理学上可接受的阴离子的盐)的那些，包括但不限于硫酸、柠檬酸、马来酸、乙酸、草酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硝酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸盐、酸式磷酸盐、异烟酸盐、乙酸盐、乳酸盐、水杨酸盐、柠檬酸盐、酸式柠檬酸盐、酒石酸盐、油酸盐、丹宁酸盐、泛酸盐、酒石酸氢盐、抗坏血酸盐、琥珀酸盐、马来酸盐、龙胆酸盐(gentisinate)、富马酸盐、葡萄糖酸盐、葡萄糖醛酸盐(glucaronate)、糖二酸盐(saccharate)、甲酸盐、苯甲酸盐、谷氨酸盐、甲磺酸盐、乙磺酸盐、苯磺酸盐、对-甲苯磺酸盐和双羟萘酸(即，1,1’-亚甲基-双-(2-羟基-3-萘酸))盐。性质上为酸性的化合物能够与各种药理学上可接受的阳离子形成碱性盐。这样的盐的实例包括碱金属或碱土金属盐并且特别是钙、镁、钠、锂、锌、钾，和铁盐。

在一个实施方案中，本发明的方法和组合物利用雷帕霉素的水溶性前药或衍生物，优选坦罗莫司或相关化合物。在一个实施方案中，本发明的方法和组合物利用雷帕霉素(西罗莫司)。

雷帕霉素

雷帕霉素是由吸水链霉菌生产的大环内酯。其化学(IUPAC)名称是(3S,6R,7E,9R,10R,12R,14S,15E,17E,19E,21S,23S,26R,27R,34aS)-9,10,12,13, -14,21,22,23,24,25,26,27,32,33,34,34a-十六氢-9,27-二羟基-3-[(1R)-2-[(1S,3R,4R)-4-羟基-3-甲氧基环己基]-1-甲基乙基]-10,21-二甲氧基-6,8,12,14,20,26-六甲基-23,27-环氧-3H-吡啶并[2,1-c][1,4]氧氮杂环三十一烷-1,5,11,28,29(4H,6H,31H)-戊酮(pentone)。

其分子式是C₅₁H₇₉NO₁₃和其分子量是914.172 g/mol。其结构显示于下面。雷帕霉素的异构体是已知的，例如异构体B和异构体C，其具有美国专利号7,384,953中所示的结构。通常，雷帕霉素是B和C异构体的混合物。在溶液中，雷帕霉素异构体B和C互相转化，和达到平衡。文献中常见的惯例是描述呈B异构体形式的雷帕霉素的结构，其为下文所示的形式。

雷帕霉素是白色至灰白色粉末并被认为是不溶于水的，仅具有2.6 μg/ml的极低溶解性。它易溶于苄醇、氯仿、丙酮，和乙腈。雷帕霉素的水不溶性对其制剂提出了特别的技术问题。在其配制为口服剂型的情况下，其被制备为呈固体分散体形式的口服溶液(WO 97/03654)和包含纳米级(少于400 nm)颗粒的片剂(US 5,989,591)。但这些程序经受了活性剂的溶出并因而其生物利用度的实质性变化。另一种配制方法利用结晶粉末。根据本领域认可的方法，低溶解性药物的结晶形式转化为其无定形形式可显著地增加其溶解性。虽然这对于雷帕霉素也是确实的，无定形形式在化学上是极其不稳定的。包含无定形雷帕霉素(西罗莫司)的药物剂型被描述于WO 06/039237和WO 06/094507 (包含西罗莫司和浓度49.25%的单硬脂酸甘油酯的缓释制剂)中。改进的稳定的雷帕霉素口服剂型被描述于US 8,053,444中。该剂型在组合物中采用脂肪酸酯和聚合物(例如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羟丙基纤维素(HPC)或羟丙基甲基纤维素(HPMC))，以增加西罗莫司的溶解性，而不有害地影响其释放速率。根据US 8,053,444，超过10% w/w的脂肪酸酯浓度抑制西罗莫司从制剂释放的速率，因此应该避免，因为这可导致自胃肠道的吸收不足。脂肪酸酯(甘油酯)的优选的浓度是1%-5%或5%-9%。在一个实施方案中，本发明的气溶胶雷帕霉素组合物不包含与聚合物组合的脂肪酸酯。在一个实施方案中，本发明的气溶胶雷帕霉素组合物包含基于组合物重量计的超过10%或超过12%浓度的脂肪酸酯。

适合用于本发明的组合物和方法的雷帕霉素及其衍生物(包括类似物)和前药包括雷帕霉素(西罗莫司)及其前药或衍生物，其为mTOR细胞信号传导途径的抑制剂，并优选为mTOR本身的抑制剂。在一个实施方案中，雷帕霉素衍生物或前药是选自依维莫司(Affinitor; RAD001)、坦罗莫司(CCI-779)、地磷莫司(以前称为deforolimus; AP23573)、乌米莫司(umirolimus) (Biolimus A9)、唑罗莫司(ABT-578)、novolimus、myolimus、AP23841、KU-0063794、INK-128、EX2044、EX3855、EX7518、AZD08055和OSI027的mTOR抑制剂。其它的衍生物是技术人员已知的并包括，例如，O-取代的衍生物，其中西罗莫司的环己基环上的羟基被-OR₁替代，其中R₁任选地是取代的烷基、酰氨基烷基，或氨基烷基。

在一个实施方案中，用于本发明的气溶胶制剂和方法的化合物是选自类似物依维莫司、坦罗莫司、地磷莫司、乌米莫司和唑罗莫司的雷帕霉素衍生物(类似物)。雷帕霉素类似物依维莫司、坦罗莫司、地磷莫司、乌米莫司和唑罗莫司的化学结构在下面显示。

在一个实施方案中，用于本发明的气溶胶制剂和方法的化合物是选自KU-0063794、AZD8055、INK128和OSI-027的mTOR抑制剂。mTOR抑制剂KU-0063794、AZD8055、INK128和OSI-027的化学结构在下面显示。

西罗莫司、坦罗莫司和依维莫司用于本发明的方法和组合物是特别优选的。在一个实施方案中，用于本发明的气溶胶制剂和方法的化合物选自西罗莫司、坦罗莫司和依维莫司。在一个实施方案中，所述化合物是西罗莫司或依维莫司。

用于吸入的组合物

本发明提供适合于通过吸入给药的药物组合物，其包含呈水性溶液、干燥粉末，或一种或多种药学上可接受的抛射剂和载体的混合物的形式的雷帕霉素，或其前药或衍生物。在一个实施方案中，雷帕霉素被包封在药学上可接受的化合物、材料，或基质中。在一个实施方案中，雷帕霉素被包封在脂质体制剂或非-脂质体制剂中。

本发明的组合物是适合于人受试者通过气溶胶吸入，经肺药物递送的雷帕霉素的可气溶胶化制剂。在这种情况下使用的术语“气溶胶”指一种胶体***，其中分散相由固体或者液体颗粒组成，并且其中分散介质是气体。在一个实施方案中，气体是空气和制剂是适合于经由喷雾器给药的溶液制剂或适合于经由干燥粉末吸入器装置给药的干燥粉末制剂。一般来说，可吸入颗粒或小滴将具有在0.10-10微米范围内的平均直径。选择颗粒或小滴的尺寸以最大限度地靶向递送至肺本身(即，其中肺是靶组织)或者***(其中肺被用作***给药的可选择的途径)。尺寸将优选地在约0.5-5微米范围内，其中肺本身是治疗靶标；或对于经由肺的全身递送，少于3微米。尺寸根据本领域已知的方法测量并描述于例如美国药典905和601章中。例如，它被测量为总气体动力学中位数直径(MMAD)。在一个实施方案中，包含本文描述的组合物的颗粒的平均(average或mean)直径被测量为MMAD。

在一个实施方案中，气溶胶的分散相由液体颗粒或液滴构成。在这种情况下，术语“液体颗粒”和“液滴”可互换使用。在该实施方案中，本发明的制剂是溶液制剂。在一个实施方案中，气溶胶的分散相由固体颗粒组成。在该实施方案中，本发明的制剂是干燥粉末制剂。这种尺寸的微粉化颗粒可通过本领域已知的方法，例如通过机械研磨(磨碎)、从亚临界或超临界溶液中沉淀、喷雾干燥、冷冻干燥，或冻干法生产。

一般来说，吸入的颗粒经受通过以下两种机制之一的沉积：撞击，对于较大颗粒，其通常占优势，和沉降，对于较小颗粒，其普遍存在。当吸入的颗粒的动量大到足以使颗粒不跟随气流并遇到生理表面时，则撞击发生。相反，当已随着吸入的气流移动的极小颗粒由于在气流内的随机扩散而遇到生理表面时，沉降主要发生在肺深部中。本发明的气溶胶制剂优选地通过撞击(在上气道)或者通过沉降(在肺泡)以使它们的沉积最大化，以实现所需的治疗功效。

药物从递送装置，例如喷雾器、pMDI或DPI装置递送至患者的量，被称为递送剂量。它可在体外通过测定从递送装置在模拟的吸气动作中喷射的药物量来估算。这被称为喷射剂量(ED)，如根据本领域已知的方法，例如在美国和欧洲药典，例如在USP的601章和905章提出的那些来测定的。因此，“喷射剂量”被认为等同于递送剂量。

药物从递送装置递送至患者的肺的量被称为可吸入剂量。它可通过在体外测定细颗粒剂量(FPD)估算，如根据本领域已知的方法，例如在美国和欧洲药典，例如在USP的601章和905章提出的那些方法，使用级联撞击器，例如新一代撞击器(NGI)所测定的。

以细的、可吸入的颗粒从递送装置释放的药物的量被称为制剂的细颗粒分数(FPF)。FPF是潜在可吸入的递送剂量中的药物分数。因此，FPF是FPD与ED (喷射或递送剂量)的比例。制剂的这些特征根据本领域已知的方法，例如在美国和欧洲药典，例如在USP的601章和欧洲药典的专论2.9.18中提出的那些方法测定。

在一个实施方案中，本发明的可气溶胶化的雷帕霉素制剂具有大于20%的FPF，甚至在长期贮存后，例如在贮存1至12个月后或在1至36个月后，具有范围从10微克至2毫克，优选地少于0.5毫克的相应的FPD。在一个实施方案中，递送至患者的剂量，递送剂量(DD)或喷射剂量(ED)的范围是从25微克至2.5毫克，优选地少于0.5毫克。

在某些实施方案中，雷帕霉素被包封在药学上可接受的化合物、材料，或基质中。在一个实施方案中，雷帕霉素被包封在脂质体制剂或非-脂质体制剂中。

水性溶液组合物

在一个实施方案中，本发明的可气溶胶化的组合物是适合经由喷雾器，包括喷射、振动网筛和静态网格或孔雾化器用于肺递送的雷帕霉素的水性溶液制剂。因此，溶液制剂适合于使气溶胶小滴在如上所述的从约0.1至10微米直径的可吸入范围内形成。在一个实施方案中，组合物是一种由溶于水、乙醇和低分子量多元醇的雷帕霉素(西罗莫司)或其前药或衍生物组成的可雾化水性溶液制剂，和任选地包括表面活性剂。在一个实施方案中，水性溶液制剂具有低于20 mPa-s、低于10 mPa-s，或低于5 mPa-s的粘性，和至少45达因/cm，优选地大于60达因/cm的表面张力。优选地，该制剂具有低于5 mPa-s的粘性，和超过45达因/cm的表面张力。在一个实施方案中，组合物具有低于20 mPa-s的粘性，低于10 mPa-s的粘性，或低于5 mPa-s的粘性和至少45达因/cm，优选地大于60达因/cm的表面张力。

在一个实施方案中，水性溶液制剂由雷帕霉素、水、乙醇和选自甘油和丙二醇的低分子量多元醇组成。在一个实施方案中，水性溶液制剂由雷帕霉素、水和选自甘油和丙二醇的低分子量多元醇组成，而乙醇是任选的。该制剂也可任选地包含非-离子表面活性剂，优选PEG 100，或聚山梨醇酯，优选聚山梨醇酯80 (“PS80”)，磷脂，优选天然磷脂例如卵磷脂，和优选氢化大豆卵磷脂，和抗氧化剂或稳定剂，优选EDTA二钠。在一个实施方案中，非-离子表面活性剂选自聚乙二醇(PEG) PEG 100、PEG 1000，和聚山梨醇酯80 (也称为Tween™80、单油酸脱水山梨醇酯，或聚氧乙烯油酸脱水山梨醇酯)，及其混合物。

雷帕霉素在水性溶液中的量是基于溶液的总重量的从约0.001%至0.01 %重量(%wt或% w/w)。在一个实施方案中，雷帕霉素以约0.01 mg/ml-约0.1 mg/ml的浓度存在于溶液中。在一个实施方案中，雷帕霉素的量是基于溶液的总重量的从0.001 %至0.01% w/w。

在一个实施方案中，雷帕霉素在溶液中的浓度是从约0.01至.1 mg/ml，低分子量多元醇的量是从5至35 % w/w，乙醇的量以5-20 % w/w的量存在，和非-离子表面活性剂的量是从1至200百万分率(ppm) w/w。优选地，非-离子表面活性剂的量是少于100 ppm (w/w)。任选的抗氧化剂/稳定剂的量从0至少于0.01% w/w。

在一个实施方案中，本发明的水性溶液制剂不包含一种或多种选自聚乙二醇、卵磷脂、EDTA、嵌段共聚物和环糊精的添加剂或赋形剂。

水性溶液制剂是单相水性溶液，其中雷帕霉素是完全溶解的。制剂中的主要共溶剂是乙醇和选自甘油和丙二醇的低分子量多元醇。雷帕霉素不呈现为混悬液或乳液，而且该溶液也不可描述为胶体溶液或分散液。本发明的水性溶液制剂缺乏胶体结构例如胶束或脂质体。磷脂(如果存在)的量太小以致不能形成脂质体或沉淀雷帕霉素。而磷脂和非-离子表面活性剂的合并的量太小以致不能改变表面张力。结果，无论是磷脂或是非-离子表面活性剂都不以传统意义上的足以用作表面活性剂的量存在。在这种情况下，术语表面活性剂指用来降低溶液的表面张力或液体和在溶液中的任何固体药物颗粒之间的界面张力的试剂，以致表面活性剂用作去垢剂、湿润剂、乳化剂或分散剂。相反，本发明的溶液制剂中的非-离子表面活性剂起着阻断所述药物吸附在最终产品被包装在其中的聚乙烯容器上的作用，从而防止通过对容器的吸附所致药物效力的损失。

因此，在一个实施方案中，水性溶液制剂是单相水性溶液，其中雷帕霉素是完全溶解的，溶液缺乏胶束或脂质体，且溶液不是乳液、分散液或混悬液。

在一个实施方案中，溶液制剂是无菌的。在一个实施方案中，溶液制剂通过0.2微米滤器过滤灭菌。在一个实施方案中，溶液制剂不通过加热，例如通过高压灭菌，或通过辐照进行灭菌。

在一个实施方案中，本发明提供一种包括一或多个用无菌水性溶液制剂填充的容器或小瓶(这些术语可互换使用)的包装。优选地，容器是单位剂量容器。在一个实施方案中，容器是聚合物小瓶，优选聚乙烯小瓶。在一个实施方案中，用本发明的无菌水性溶液制剂填充的容器或小瓶通过包括以下步骤的过程生产：通过吹塑成型形成小瓶，此后立即在无菌条件下用本发明的无菌-过滤的制剂填充小瓶，接着在填充后立即热密封小瓶。

在一个实施方案中，本发明的水性气溶胶制剂包含或由以下成分组成：

从约0.001%至0.01% w/w的雷帕霉素(或其前药或衍生物)，

从约5%至35% w/w的丙二醇，

从约5%至20% w/w的乙醇，

从约1至200 ppm w/w的聚山梨醇酯80，

从约1至100 ppm w/w的卵磷脂，和

水，

其中水的量足以获得0.01至0.1毫克/毫升之间的雷帕霉素浓度。任选地，可加入稳定性增强剂，例如低于0.01% wt/wt的水平的EDTA二钠。

对于水性和其它非-加压液体***，可获得多种喷雾器(包括小容量喷雾器)以使制剂气雾化。压缩机-驱动的喷雾器结合喷射技术并使用压缩空气以生成液体气溶胶。这样的装置可从例如，Healthdyne Technologies, Inc.; Invacare, Inc.; MountainMedical Equipment, Inc.; Pari Respiratory, Inc.; Mada Medical, Inc.; Puritan-Bennet; Schuco, Inc., DeVilbiss Health Care, Inc.；和Hospitak, Inc市售获得。超声雾化器依靠压电晶体的振动形式的机械能，以生成可吸入液体小滴并可从例如，OmronHealthcare, Inc.和DeVilbiss Health Care, Inc市售获得。

在一个实施方案中，本发明的水性气溶胶制剂经由可从Aerogen、Pari、Philips或Omron购得的振动喷雾器递送。在一个实施方案中，本发明的水性气溶胶制剂被包装在适合与振动网孔喷雾器，例如，Aeroneb® Go (Aerogen, 由Philips Respironics分销)、I-Neb® (Philips)或E-Flow® (Pari)，或类似的喷雾器一起使用的容器中。在一个实施方案中，本发明的水性气溶胶制剂经由孔喷雾器例如购自Boeringher-Ingelheim的Respimat®递送。

因此，在一个实施方案中，本发明提供一种适合于通过吸入给予人受试者的可雾化水性溶液形式的药物组合物，水性溶液由雷帕霉素或其前药或衍生物(优选地选自西罗莫司、依维莫司和坦罗莫司)、水、乙醇和低分子量多元醇组成。在一个实施方案中，低分子量多元醇是甘油或丙二醇，或其混合物。在一个实施方案中，组合物还包含选自PEG 100、PEG 1000和聚山梨醇酯80及其混合物的非离子表面活性剂。在一个实施方案中，非离子表面活性剂在制剂中的量是基于制剂重量的从1至200 ppm w/w，优选地少于100 ppm w/w。在一个实施方案中，组合物还包含磷脂、抗氧化剂或化学稳定剂。在一个实施方案中，抗氧化剂或化学稳定剂在制剂中的量是基于制剂重量的少于0.01 % w/w。在一个实施方案中，抗氧化剂或化学稳定剂是EDTA。在一个实施方案中，雷帕霉素在制剂中的量是基于制剂重量的从0.001至0.01 % w/w。

在一个实施方案中，组合物不包含一种或多种选自聚乙二醇、卵磷脂、EDTA、嵌段共聚物和环糊精的添加剂或赋形剂。

在一个实施方案中，组合物缺乏选自胶束和脂质体的胶体结构。

在一个实施方案中，组合物适合于通过喷射喷雾器、振动网筛喷雾器、静态网格雾化器和孔雾化器的任何一种给药。

在一个实施方案中，组合物具有低于20 mPa-s，优选地低于10 mPa-s，最优选地低于5 mPa-s的粘性，和至少45达因/cm，优选地至少50达因/cm的表面张力。

本发明还提供一种制备可雾化水性溶液形式的本发明的药物组合物的方法，该方法包括通过0.2微米或更小的孔径的滤器无菌过滤溶液并在无菌条件下，在收集容器中收集无菌滤液。在一个实施方案中，制备方法还包括在无菌条件下将无菌滤液转移至密闭容器中。在一个实施方案中，密闭容器是单位-剂量聚乙烯小瓶。在一个实施方案中，小瓶通过吹塑成型生成，然后立即将无菌滤液转移至小瓶。在一个实施方案中，该方法还包括在无菌滤液转移至小瓶后立即热密封小瓶的步骤。

干燥粉末组合物

在一个实施方案中，本发明的可气溶胶化的组合物是包含作为治疗剂(也称为“药物”)的雷帕霉素或其前药或衍生物的微粉化颗粒的干燥粉末，所述颗粒具有从0.1至10微米的直径和约0.5至4.5微米，约1至4微米，约1至3.5微米，约1.5至3.5微米，或约2至3微米之间的平均直径。干燥粉末制剂适合用于干燥粉末吸入器装置(DPI)或加压计量剂量吸入器(pMDI)。雷帕霉素在干燥粉末中的量是基于粉末总重量的从约0.5至20% (w/w)。在一个实施方案中，雷帕霉素的量是约1%或2% (w/w)。

在一个实施方案中，微粉化雷帕霉素通过如下所述的湿抛光或喷射研磨产生，以生成在约0.5至4.5微米，约1至4微米，或约2至3微米范围内的直径，并将雷帕霉素颗粒以药物/载体比例范围从0.5-2% w/w，优选1%的比例共混到乳糖载体颗粒中。

在一个实施方案中，所述药物颗粒被轻轻压紧到包含在递送装置(干燥粉末吸入器)内的脆性基质。在驱动时，递送装置摩擦来自基质的药物颗粒的一部分，并将它们分散在递送药物颗粒至呼吸道的吸入气中。或者，所述药物颗粒可以是包含在递送装置(干燥粉末吸入器)的贮库内的自由流动粉末。贮库可以是在装置内的内置腔室，或胶囊、泡罩包装或在驱动前***装置的类似的预成型的贮库。在驱动时，所述装置从贮库分发一部分所述药物颗粒并将它们分散在递送所述药物颗粒至呼吸道的吸入气中。

在一个实施方案中，干燥粉末组合物由药物颗粒和载体组成，所述载体选自***糖、葡萄糖、果糖、核糖、甘露糖、蔗糖、海藻糖、乳糖、麦芽糖、淀粉、葡聚糖、甘露醇、亮氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、二棕榈酰基磷脂酰胆碱、卵磷脂、聚乳酸、聚(乳酸-谷氨酸)共聚物，和木糖醇，或任何上述载体的混合物。在一个实施方案中，载体是乳糖，特别是一水合物的形式。在一个实施方案中，干燥粉末组合物包含两种或更多种载体的共混物。

在一个实施方案中，干燥粉末组合物包含药物和至少两种不同载体的共混物。在一个实施方案中，所述药物与载体比例是在从约0.5至20% (w/w)的范围内。在一个实施方案中，所述药物颗粒具有范围从0.1至10微米的直径，以及约1-4、1-3.5，或1.5-3.5，或2-3微米的平均直径。载体颗粒可具有范围从2至200微米的直径。

在一个实施方案中，组合物包含在泡罩包装或DPI装置的贮库中。在一个实施方案中，干燥粉末组合物被预加载到明胶、淀粉、纤维素或聚合物胶囊，或适用于DPI装置的箔/箔或箔/塑料泡罩包装中。每个胶囊或泡罩可包含从1至100毫克的干燥粉末组合物。胶囊或泡罩可***干燥粉末吸入器(DPI)装置例如Aerolizer®、Plastiape® RS01型7和Plastiape® RS00型8、XCaps®、FlowCaps®、Arcus®、Diskhaler®或Microdose®中。在驱动DPI装置时，胶囊或泡罩破裂，而粉末被分散在吸入气中，递送所述药物至呼吸道。

在一个实施方案中，干燥粉末组合物包含在干燥粉末吸入器(DPI)装置中，所述装置选自Accuhaler®、Conix^TM _、Rotahaler®、TwinCaps®、XCaps®、FlowCaps®、Turbuhaler®、NextHaler®、CycloHaler®、Revolizer ^TM _、Diskhaler®、Diskus®、Spinhaler、Handihaler®、Microdose Inhaler、GyroHaler®、OmniHaler®、Clickhaler®、Duohaler® (Vectura)，和ARCUS®吸入器(Civitas Therapeutics)。在一个实施方案中，本发明提供包含本文描述的干燥粉末组合物的DPI装置。在一个实施方案中，装置选自XCaps、FlowCaps、Handihaler、TwinCaps、Aerolizer®、Plastiape® RS01型7，和Plastiape®RS00型8。在一个实施方案中，包含组合物的装置选自GyroHaler®、OmniHaler®、Clickhaler®、Duohaler®，和ARCUS®吸入器。

载体颗粒优选地具有较大尺寸(大于5微米)以避免载体材料在肺深部中的沉积。在一个实施方案中，载体颗粒具有范围从1至200微米，从30至100微米，或少于10微米的直径。在一个实施方案中，载体颗粒是两种载体的共混物，一种载体具有约30-100微米的颗粒，而另一种载体具有少于10微米的颗粒。两种不同载体的比例是在从3:97至97:3的范围内。在一个实施方案中，干燥粉末组合物由0.5 -20% (w/w)药物与载体比例组成，所述药物颗粒具有从0.1至10微米的直径，平均直径少于3.5微米。在一个实施方案中，载体材料是结晶载体材料。优选地，结晶载体材料是至少90%，优选地大于95%结晶的载体材料，且其中于室温在80%或较低相对湿度的条件下，没有或基本没有水被载体吸收。这样的结晶载体的实例是乳糖一水合物和葡萄糖一水合物。基于粉末干燥重量计，载体的量是制剂的1至99.0 %或更多，优选地是5-99%、10-99%、20-99%、30-99%、40-99%，或50-99%。

在一个实施方案中，干燥粉末组合物包含在递送装置(干燥粉末吸入器)的贮库内。贮库可以是在装置内的内置腔室，或胶囊、泡罩包装或在驱动前***装置的类似的预成型的贮库。在驱动时，所述装置从贮库分发一部分所述药物颗粒并将它们分散在递送所述药物颗粒至呼吸道的吸入气中。

在一个实施方案中，药物作为细粉末与药学上可接受的载体一起存在。在这种情况下，术语“细粉”指在如上讨论的可吸入的范围内的粒径。优选地，所述药物被微粉化，以使颗粒具有10微米或更小范围内的平均直径。在一个实施方案中，在本文描述的干燥粉末组合物中的雷帕霉素(或其前药或衍生物)颗粒的平均直径(MMAD或Dv50)是从0.5至10微米，从0.5至6微米，从1至5微米，从1至4微米，从1至3微米，或从2至3微米。MMAD或Dv50值是总体体积的50%低于该值的粒径。

在一个实施方案中，雷帕霉素的干燥粉末制剂还包含一种或多种选自以下描述的添加剂的添加剂。在一个实施方案中，一种或多种添加剂包含硬脂酸镁或由硬脂酸镁组成。在这个实施方案的一个方面，硬脂酸镁以基于粉末的干燥重量的0.001至10%的量，优选地以从0.01至5%或0.01至2%的量存在。在另一个实施方案中，添加剂包含或由基于粉末的干燥重量的0.1%-1%的量，优选0.2%-0.6%的量的磷脂，例如卵磷脂(其是磷脂酰胆碱的混合物)组成。在这个实施方案的一个方面，在载体与雷帕霉素颗粒共混步骤之前或同时，将添加剂涂覆在载体材料上。这可例如，通过利用高能混合步骤用添加剂涂覆载体，或长持续时间的低能混合，或低能和高能混合的组合以获得所需水平的涂覆载体材料来实现。用于混合干燥粉末以形成共混物的低能装置是本领域已知的并包括例如，V-型搅拌机、双锥搅拌机、斜锥搅拌机、立方搅拌机、料斗搅拌机、水平或垂直滚筒搅拌机、静态连续搅拌机，和动态连续搅拌机。其它的高能装置包括本领域技术人员已知的高剪切混合器。

在某些实施方案中，干燥粉末包含在胶囊中。在一个实施方案中，胶囊是明胶胶囊、塑料胶囊，或纤维素胶囊，或呈现为箔/箔或箔/塑料泡罩包装的形式。在每种情况下，胶囊或泡罩适用于DPI装置，优选地以使每个胶囊的粉末总重量至1 mg-100 mg的量与载体一起在剂量单位中。或者，干燥粉末可包含在多-剂量DPI装置的贮库中。

雷帕霉素的粒径可通过常规方法，例如通过在空气喷射研磨机、球磨机或振动研磨机中研磨，通过湿抛光、微量沉淀、喷雾干燥、冻干法或从亚临界或超临界溶液中再结晶，缩减至所需的微粒水平。在这种情况下的喷射研磨或磨碎指干燥药物颗粒通过机械装置的微粉化。微粉化技术不需要制备药物的溶液、浆液或混悬液。相反，药物颗粒的尺寸经机械方式缩减。由于微粉化采用相对高的能量，在某些实施方案中，在共-微粉化混合物中包括载体材料与雷帕霉素是合乎需要的。在这种情况下，载体材料吸收一些可能另外不利地影响雷帕霉素结构的微粉化的能量。在一个实施方案中，在尺寸范围从1至4或从2至3微米的雷帕霉素颗粒通过喷射研磨方法生产。

US2013/0203717中描述的湿抛光法包括使用高剪切以缩减药物颗粒在混悬液或浆液中的粒径。湿抛光可仅包括药物颗粒或称为研磨介质的另外的颗粒。在一个实施方案中，雷帕霉素的粒径可使用湿抛光工艺(其包括湿法研磨，特别是在高压下的空化作用)缩减至所需的水平，其中雷帕霉素悬浮于水或其它雷帕霉素不溶于其中的溶剂中，然后接着喷雾干燥混悬液，获得作为干燥粉末的雷帕霉素。在一个实施方案中，尺寸范围从1至4或从2至3微米的雷帕霉素颗粒通过湿抛光方法生产，该方法包括制备雷帕霉素的混悬液，使混悬液经受微流化作用，并喷雾干燥生成的颗粒以形成干燥粉末。雷帕霉素可悬浮于选自丙醇或丁醇、水和乙酸乙酯的抗溶剂中。在一个实施方案中，混悬液是水性混悬液。

喷雾干燥通常包括制备所述药物的溶液、浆液或混悬液，使溶液、浆液或混悬液雾化，形成颗粒，然后蒸发溶液、浆液或混悬液介质，形成颗粒。溶液、浆液或混悬液，可在亚临界或超临界条件下形成。蒸发步骤可通过升高雾化在其中发生的气氛的温度，或通过降低压力，或二者的组合来完成。在一个实施方案中，包含雷帕霉素的粉末制剂通过喷雾干燥雷帕霉素的水性分散体来制得，以形成由具有如上所述的适用于肺递送的尺寸的雷帕霉素的聚集颗粒组成的干燥粉末。可调整(增加或减少)聚集体粒径以靶向肺深部或者上呼吸道部位，例如上支气管区域或鼻粘膜。这可例如，通过增加雷帕霉素在喷雾干燥的分散体中的浓度或通过增加由喷雾干燥器生成的小滴尺寸来完成。

或者，干燥粉末可通过冷冻干燥(冻干法)水性药物溶液、分散液或乳液，或通过喷雾干燥和冷冻干燥的组合来制得。

在一个实施方案中，雷帕霉素和一种或多种任选的添加剂的水性分散体还包含溶解的稀释剂，例如乳糖或甘露醇，以致当分散体被冷冻干燥时，形成可吸入的稀释剂颗粒，各自包含至少一种包埋的药物颗粒和添加剂颗粒(如果存在的话)。

在一个实施方案中，干燥粉末制剂通过冷冻干燥雷帕霉素的水性分散体，和一种或多种任选的添加剂制得。在一个实施方案中，粉末包含雷帕霉素和添加剂(如果存在)的聚集体，其中聚集体在如上所述的可吸入尺寸范围内。

在一个实施方案中，干燥粉末包含雷帕霉素载荷的脂质体。药物-载荷的脂质体可通过本领域已知的方法，例如使用在M. Chougale等Int. J. Nanomedicine 2:625-688(2007)对他克莫司描述的技术生产。简言之，雷帕霉素、氢化磷脂酰胆碱(HSPC)和胆固醇溶于甲醇和氯仿的混合物中，然后例如在旋转蒸发器(Rotaevaporator)中经历干燥薄膜形成。脂质体经水合，将脂质体分散体通过高-压匀化器用于尺寸缩减。表征所得丸粒的囊泡尺寸和%药物包埋，然后将相当于所需量的雷帕霉素的丸粒分散于合适的介质中并经受喷雾干燥，获得为吸入所需尺寸的颗粒。喷雾干燥的粉末可被填充到用于给药的胶囊、小罐或泡罩包装中。

在一个实施方案中，干燥粉末颗粒可通过从超临界或亚临界溶液沉淀来生产。

干燥粉末组合物可包含在合适的干燥粉末吸入器装置，或在用于这样的装置的胶囊或泡罩中。这样的装置的实例在上文中提供并包括Accuhaler®、Aerolizer®、Plastiape® RS01型7、Plastiape® RS00型8、ConixTM、Rotahaler®、TwinCaps®、XCaps®、FlowCaps®、Turbuhaler®、NextHaler®、CycloHaler®、Revolizer TM、Diskhaler®、Diskus®、Spinhaler、Handihaler®、MicrodoseInhaler、GyroHaler®、OmniHaler®、Clickhaler®，或Duohaler® (Vectura)，或呼吸致动的ARCUS®吸入器(CivitasTherapeutics)。在一个实施方案中，本发明提供一种包含本文描述的干燥粉末组合物的DPI装置。在一个实施方案中，装置选自XCaps、FlowCaps、Handihaler、TwinCaps、Aerolizer®、Plastiape® RS01型7和Plastiape® RS00型8。

基于抛射剂的制剂

在本发明的另一个实施方案中，雷帕霉素被配制为基于抛射剂的制剂，其在此通常也可称为“pMDI制剂”。pMDI制剂适合于通过装置例如加压计量剂量吸入器(pMDI)递送。在一个实施方案中，组合物包含雷帕霉素、抛射剂和植物油或植物油的药学上可接受的衍生物。抛射剂优选地选自1,1,1,2-四氟乙烷(HFA134a)和1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFA227)，或其混合物。在一个实施方案中，植物油选自橄榄油、红花油和豆油。雷帕霉素可以是在抛射剂的溶液或混悬液中。在这种情况下，“在混悬液中”指雷帕霉素以分散于抛射剂中的颗粒形式存在。在一个实施方案中，雷帕霉素被微粉化并存在于抛射剂中的混悬液中。在一个实施方案中，该制剂还包含湿润剂或共溶剂例如乙醇。在一个实施方案中，制剂还包含多羟基醇例如丙二醇。

合适的抛射剂是本领域已知的并包括，例如，卤代烃，例如氟代甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、环丙烷或环丁烷，特别是1,1,1,2-四氟乙烷(HFA134a)和1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFA227)，或其混合物。

在一个实施方案中，制剂包含微粉化雷帕霉素、乙醇、合适的抛射剂例如HFA134a、HFA 227，或合适的抛射剂的混合物，和任选的一种或多种表面活性剂。在一个实施方案中，制剂还包含润滑剂。

在一个实施方案中，制剂包含雷帕霉素、抛射剂和植物油。在一个方面，制剂不包含添加剂或表面活性剂。例如，制剂不包含乙醇、多羟基醇(例如丙二醇)，或表面活性剂(例如三油酸脱水山梨醇酯、单油酸脱水山梨醇酯，或油酸)。

在一个实施方案中，基于抛射剂的制剂包含压缩空气、二氧化碳、氮或选自正-丙烷、正-丁烷、异丁烷或其混合物，或1,1,1,2-四氟乙烷(HFA134a)和1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFA227)，或其混合物的液化抛射剂，伴有或没有极性共溶剂例如醇。组合物可以是溶液或混悬液。对于混悬液，所述药物颗粒具有从0.1至10微米的直径，少于3.5微米的平均直径。

基于抛射剂的制剂通过本领域已知的方法，例如在环境压力或在高压条件下，通过在液体抛射剂中湿法研磨粗糙的雷帕霉素，和任选的添加剂制备。在某些实施方案中，添加剂是表面活性剂，其起着预防聚集(结块或结晶)，促进均匀给药，和(或备选地)提供有利的细颗粒分数(FPF)的作用。在一个方面，表面活性剂选自三油酸脱水山梨醇酯、单油酸脱水山梨醇酯，或油酸。或者，包含药物颗粒的干燥粉末通过如上讨论的喷雾干燥或冷冻干燥药物颗粒的水性分散液并使生成的粉末分散到用于常规加压计量剂量吸入器(pMDIs)的合适的抛射剂中制备。在一个实施方案中，吸入装置是Respimat™。

在一个实施方案中，本发明的基于抛射剂的气溶胶雷帕霉素制剂在延长的时间内针对雷帕霉素的粒径生长或晶体形态的变化是稳定的。

制备无菌单位剂型的方法

在一个实施方案中，本发明的组合物是无菌组合物。在一个实施方案中，无菌组合物是无菌单位剂型。在一个实施方案中，无菌单位剂型是适用于喷雾器装置中的胶囊。

在一个实施方案中，最终组合物在其密闭容器中通过加热，例如高压灭菌，或通过辐照进行灭菌。在一个实施方案中，组合物的组成部分首先通过合适的方法包括用于液体组分的无菌过滤和用于固体或液体的辐照或高压灭菌进行灭菌，该方法还包括通过在密闭容器内包装来维持无菌组分的无菌状态，在混合容器中以适宜的比例合并各组分，和将生成的产物填充到密闭容器中，全部均在无菌套件中进行。这种方法具有花费昂贵和需要困难的无菌处理技术的缺点。因此，它主要用于处理颗粒悬浮液或胶体分散液、脂质体制剂，或乳剂，其不能通过用于灭菌的亚微米滤器。最后，在一个实施方案中，最终组合物通过亚微米滤器，优选0.2微米滤器过滤灭菌。在一个实施方案中，本发明的组合物是经由过滤灭菌方法灭菌的单相水性溶液。相反，乳剂和脂质体制剂在过滤灭菌方法的高剪切条件下通常是不够稳定的，因此这种方法不是优选的。

在一个实施方案中，本发明的组合物是被填充到密闭容器，例如聚合物优选聚乙烯形成的小瓶，或者玻璃小瓶的单相水性溶液。当小瓶是聚合物小瓶时，高压灭菌和辐照是不合适的，因为非常可能在药物和/或制剂赋形剂中，以及在容器中造成化学不稳定性，并且因为会生成不需要的杂质。在一个实施方案中，本发明的组合物通过不包括加热(高压灭菌)或辐照的方法灭菌，而是代之以包括过滤灭菌的方法。优选地，根据这个实施方案，雷帕霉素的单相水性溶液通过具有孔径小于或等于0.2微米的滤器过滤灭菌。在一个实施方案中，无菌滤液被收集在位于无菌套件中的收集容器中。在一个实施方案中，将无菌滤液从收集容器转移到无菌套件的密闭容器中。优选地，密闭容器是聚合物小瓶，优选单位剂量小瓶，且最优选聚乙烯单位剂量小瓶。在一个实施方案中，聚合物小瓶通过吹塑成型形成，随后立即填充，然后在填充后立即热封。这种技术也可被称为“成型-填充-密封(form-fill-seal)”或“吹填(blow-fill)”。这种技术在本发明的组合物为雷帕霉素的单相水性溶液的情况下是特别有利的，因为这种方法不需要加热或辐照，这两者均可降解所述药物本身、制剂赋形剂或者密闭容器。

肺给药和剂量

本发明提供通过吸入给予雷帕霉素至呼吸道、优选至肺的治疗和预防人受试者的PAH的组合物和方法。肺递送优选地通过口和咽喉吸入气溶胶至肺实现，但也可通过鼻吸入气溶胶实现。因此，在一个实施方案中，组合物经鼻内递送。在另一个实施方案中，气溶胶经口递送。

本发明的组合物和方法有利地提供靶向递送治疗有效量的雷帕霉素至肺，同时将雷帕霉素在血和可全身利用的量减少至极低或不能检测的水平。在一个实施方案中，本文描述的干燥粉末组合物的单一剂量中的雷帕霉素的量是约5至500微克或约100至300微克，或约50至250微克。与口服剂型比较，低剂量雷帕霉素的直接靶向递送至肺同时使***暴露最小化提供了改进的治疗指数。

在一个实施方案中，根据本发明的方法，通过吸入给予雷帕霉素增加雷帕霉素的治疗指数。在这种情况下，如应用于人受试者时，治疗指数是在50%的群体中产生治疗效果的剂量(ED₅₀)与产生毒性的剂量(TD₅₀)的比率。该比率表示为TD₅₀/ED₅₀。在一个实施方案中，根据本发明的方法，通过吸入给予雷帕霉素减少一种或多种与口服给予雷帕霉素相关的毒性，由此增加雷帕霉素的治疗指数。

本发明包括溶液和粉末形式的可气溶胶化制剂。因此，根据本发明的方法，雷帕霉素可以水性气溶胶、干燥粉末气溶胶，或基于抛射剂的气溶胶的形式给予。

在一个实施方案中，雷帕霉素的给予剂量在受试者中产生从0.01至0.15 ng/ml，从0.075至0.350 ng/ml，从0.150至0.750 ng/ml，从0.750至1.5 ng/ml或从1.5至5 ng/ml的血谷水平。在一个实施方案中，雷帕霉素的给予剂量在受试者中产生少于5 ng/ml，少于2ng/ml，少于1 ng/ml，或少于0.5 ng/ml的血谷水平。

在一个实施方案中，雷帕霉素的给予剂量足以在肺组织中产生范围为1 ng/g-1ug/g、优选地约5 ng/g-100 ng/g、约5 ng/g-约20 ng/g或约5 ng/g-约30 ng/g的雷帕霉素的浓度。

在一个实施方案中，雷帕霉素的给予剂量为5-100微克、20-100微克、20-250微克、50-500微克(0.05-0.5毫克)、250-1000微克(0.25-1毫克)或500-2000微克(0.5-2毫克)。在一个实施方案中，给予的雷帕霉素的量为小于500微克、小于100微克、小于50微克、小于20微克或小于10微克。优选地，给予的雷帕霉素的量为小于0.5毫克或小于0.25毫克。

在一个实施方案中，雷帕霉素每日一次给予。

在一个实施方案中，雷帕霉素的每日总剂量的范围为5-100微克、20-250微克、50-500微克(0.05-0.5毫克)、250-1000微克(0.5-1毫克)或500-2000微克(0.5-2毫克)。在一个实施方案中，雷帕霉素的每日总剂量为小于500毫克、小于100微克、小于50微克、小于20微克或小于10微克。在一个实施方案中，给予受试者的雷帕霉素的每日总剂量是小于0.5毫克或小于0.25毫克/天。

在一个实施方案中，本发明的组合物每日一次给予受试者。在一个实施方案中，本发明的组合物每日两次或三次给予。优选地，组合物每日一次或两次，或小于每日一次给予。

在一个实施方案中，本发明的方法包括与一种或多种另外的治疗剂组合经肺途径给予雷帕霉素，所述一种或多种另外的治疗剂选自***素类、磷酸二酯酶抑制剂或内皮素拮抗剂。在一个实施方案中，所述***素类选自***素、血栓烷和前列环素。所述一种或多种另外的治疗剂可通过与雷帕霉素相同或不同的给药途径给予。例如，所述治疗剂可通过吸入、鼻内、口服或静脉内给予。

在一个实施方案中，本发明的方法包括与一种或多种另外的疗法组合经肺途径给予雷帕霉素。在一个实施方案中，所述一种或多种另外的疗法选自氧疗法、血管舒张疗法、激素疗法、心血管疗法、抗增殖疗法、自身免疫疗法、抗炎疗法和抗***疗法。

在某些实施方案中，所述方法包括经肺给予本发明的组合物作为主要疗法。在其它实施方案中，本发明的组合物的给药是辅助疗法。在任一情况下，本发明的方法涵盖与一种或多种另外的治疗疾病或病症的疗法联合给予本发明的组合物。术语“疗法”和“治疗”指可用于预防、治疗、控制或改善疾病或病症或其一种或多种症状的任何方法、方案和/或药剂。在某些实施方案中，疗法选自氧疗法、血管舒张疗法、激素疗法、心血管疗法、抗增殖疗法、自身免疫疗法、抗炎疗法和抗***疗法。

优选地，根据本发明的方法，与一种或多种另外的疗法联合给予包含雷帕霉素或其前药或衍生物的药物组合物在患有PAH受试者中提供协同反应。在这种情况下，术语“协同”是指组合的功效比任一单一疗法单独的加和效果更加有效。在一个实施方案中，根据本发明的组合雷帕霉素疗法的协同效果允许与其在组合之外的剂量和/或频率相比，使用较低剂量和/或较低频率给予组合中的至少一种疗法。在另一实施方案中，协同效果表现为避免或减少与仅使用组合中的任一疗法有关的不良或不需要的副作用。

喷雾器递送

在一个实施方案中，雷帕霉素被配制为适合于雾化的水性溶液并经由喷雾器递送。对于水性和其它非-加压液体***，多种喷雾器(包括小容量喷雾器)可用来使制剂气溶胶化。压缩机-驱动的喷雾器结合喷射技术并使用压缩空气以生成液体气溶胶。这样的装置可从例如，Healthdyne Technologies, Inc.；Invacare, Inc.；Mountain Medical Equipment,Inc.；Pari Respiratory, Inc.；Mada Medical, Inc.；Puritan-Bennet；Schuco, Inc.，DeVilbiss Health Care, Inc.；和Hospitak, Inc经市售获得。超声喷雾器依赖压电晶体的振动形式的机械能生成可吸入的液体小滴并可从例如，Omron Healthcare, Inc.和DeVilbiss Health Care, Inc经市售获得。喷雾器可以是例如，常规气动喷雾器例如喷气雾化器，或超声喷雾器，其可包含例如从1至50 ml，通常1至10 ml的溶液制剂。

在一个实施方案中，本发明的水性溶液制剂适合于用包括振动筛或固定筛的喷雾器给药。例如，装置例如AERx® (Aradigm)、RESPIMAT® (Boehringer Ingelheim)、I-Neb® (Philips)，或MicroAire® (Omron)，其中药物溶液用活塞或气压，或用压电晶体通过孔或网目推出。或者，溶液可通过振动筛喷雾器例如E-Flow® (Pari)或Aeroneb® Go(Aerogen)泵出。这些装置允许比常规喷雾器小得多的雾化体积，例如10-100 ul，和更高的递送效率。

干燥粉末递送

在一个实施方案中，本发明的干燥粉末组合物通过基于非-抛射剂的干燥粉末吸入器(DPI)装置递送。在一个实施方案中，粉末包含在适用于DPI装置的明胶或塑料胶囊中，或在泡罩包装中。在一个实施方案中，粉末以单位剂型和以每胶囊从5 mg至100 mg粉末的剂量单位提供。在另一个实施方案中，干燥粉末包含在多-剂量干燥粉末吸入装置的贮库中。在一个实施方案中，吸入器装置包含气溶胶小瓶，其提供有适合于递送计量剂量，例如10-100μl，如25-50 μl的组合物的阀，即一种称为计量剂量吸入器的装置。

在一个实施方案中，DPI装置是基于泡罩的装置例如GyroHaler®或OmniHaler®(二者购自Vectura)，基于贮库的装置例如Clickhaler®或Duohaler® (Vectura)，和ARCUS®吸入器(Civitas Therapeutics)。在一个实施方案中，DPI装置选自Pulmatrix™，和Hovione Twincaps和XCaps™。在一个实施方案中，装置选自XCaps、Plastiape® RS01型7，和Plastiape® RS00型8。

在一个实施方案中，DPI装置选自Accuhaler®、Aerolizer®、Plastiape® RS01型7、Plastiape® RS00型8、ConixTM、Rotahaler®、TwinCaps®、XCaps®、FlowCaps®、Turbuhaler®、NextHaler®、CycloHaler®、Revolizer TM 、Diskhaler®、Diskus®、Spinhaler、Handihaler®、Microdose Inhaler、GyroHaler®、OmniHaler®、Clickhaler®，或Duohaler® (Vectura)，或呼吸致动的ARCUS®吸入器(Civitas Therapeutics)。

在一个实施方案中，DPI装置选自Arcus™、Aspirair™、Axahaler™、Breezhaler™、Clickhaler™、Conix Dry™、Cricket™、Dreamboat™、Genuair™、Gemini™、Inspiromatic™、iSPERSE™、MicroDose™、Next DPI™、Prohaler™、Pulmojet™、Pulvinal™、Solis™、Taifun™、Taper Dry™、Trivai™、Novolizer™、Podhaler™、Skyehaler™、Spiromax™、Twincaps/Flowcaps™，和Turbuhaler™。在一个实施方案中，DPI装置适合于从包含剂量单位的干燥粉末的胶囊或泡罩，或多-剂量干燥粉末吸入装置递送干燥粉末，所述装置适合于每次驱动递送例如5-25 mg干燥粉末。

pMDI递送

在另一个实施方案中，雷帕霉素以气溶胶化颗粒的形式从包含上文关于基于抛射剂的制剂所述的合适抛射剂的加压容器或分配器递送。在一个实施方案中，吸入器是抛射剂驱动的吸入器，例如pMDI装置，其在每次驱动时释放计量剂量的雷帕霉素。一个典型的pMDI装置包括包含药物的小罐、药物计量阀和管嘴。在这个实施方案的一个方面，雷帕霉素被配制为在抛射剂中的混悬液。在这个实施方案的情况下，雷帕霉素被制成悬浮于液化抛射剂或抛射剂共混物中的细粉末。然后将混悬液在足够的压力下贮存于密封小罐中，以维持液体形式的抛射剂。在另一个实施方案中，雷帕霉素被配制为溶液。在这个实施方案的情况下，雷帕霉素溶解于液化抛射剂或抛射剂共混物中。在一个实施方案中，制剂还包含适合稳定制剂一定的时间以防止沉降、乳状液分层或絮凝的量的稳定剂，这段时间足以在搅动制剂后允许雷帕霉素的可重复给药。稳定剂可以基于气溶胶制剂总重量一百万份之约10重量份-约5000重量份的量过量存在。在一个实施方案中，液体载体是1,1,1,2-四氟乙烷、1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷或其混合物。在另一个实施方案中，液体载体是烃(例如正-丁烷、丙烷、异戊烷，或其混合物)。组合物还可包含共溶剂(例如乙醇或其它合适的共溶剂)。

在本发明方法的一个实施方案中，包含雷帕霉素的气溶胶制剂还包含另外的药物。在这个实施方案的一个方面，另外的药物选自皮质类固醇、***受体拮抗剂、抗胆碱能药物、β-受体激动剂、非-甾体类抗炎药、大环内酯类抗生素、支气管扩张剂、白三烯受体抑制剂、毒蕈碱拮抗剂、硫酸色甘酸，及其组合。

添加剂

除了存在于制剂中的任何载体或稀释剂(例如乳糖或甘露醇)外，本发明的气溶胶组合物还可包含一种或多种添加剂。在一个实施方案中，一种或多种添加剂包含或由一种或多种表面活性剂组成。表面活性剂通常具有一或多个长脂肪链例如脂肪酸，其能使它们直接***细胞的脂质结构以增强药物的渗透和吸收。一个通常用来表征表面活性剂的相对亲水性和疏水性的经验参数是亲水性-亲脂性平衡值(“HLB”值)。具有较低HLB值的表面活性剂是更加疏水的，并在油中具有较大的溶解性，而具有较高HLB值的表面活性剂是更加亲水的，并在水性溶液具有较大的溶解性。因此，亲水性表面活性剂通常被认为是具有HLB值大于约10的那些化合物，和疏水性表面活性剂通常是具有HLB值少于约10的那些化合物。然而，这些HLB值只是一种指导，因为对于许多表面活性剂，HLB值可相差高达约8个HLB单位，这取决于所选择的测定HLB值的经验方法。

在用于本发明的气溶胶组合物的表面活性剂中有聚乙二醇(PEG)-脂肪酸和PEG-脂肪酸一和二酯、PEG甘油酯、醇-油酯交换产物、聚甘油脂肪酸、丙二醇脂肪酸酯、甾醇和甾醇衍生物、聚乙二醇脱水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇烷基醚、糖及其衍生物、聚乙二醇烷基酚、聚氧乙烯-聚氧丙烯(POE-POP)嵌段共聚物、脱水山梨醇脂肪酸酯、离子表面活性剂、脂溶性维生素和它们的盐、水溶性维生素和它们的两性分子衍生物、氨基酸和它们的盐，和有机酸和它们的酯和酐。这些中的每一个在下文更详细地描述。

PEG脂肪酸酯

尽管聚乙二醇(PEG)本身不作为表面活性剂起作用，但多种PEG-脂肪酸酯具有有用的表面活性剂特性。在PEG-脂肪酸一酯中，月桂酸、油酸和硬脂酸的酯在本发明的实施方案中是最有用的。优选的亲水性表面活性剂包括PEG-8月桂酸酯、PEG-8油酸酯、PEG-8硬脂酸酯、PEG-9油酸酯、PEG-10月桂酸酯、PEG-10油酸酯、PEG-12月桂酸酯、PEG-12油酸酯、PEG-15油酸酯、PEG-20月桂酸酯和PEG-20油酸酯。HLB值在4-20的范围内。

聚乙二醇脂肪酸二酯也适合在本发明的实施方案的组合物中用作表面活性剂。最优选的亲水性表面活性剂包括PEG-20二月桂酸酯、PEG-20二油酸酯、PEG-20二硬脂酸酯、PEG-32二月桂酸酯和PEG-32二油酸酯。HLB值在5-15的范围内。

一般来说，表面活性剂的混合物，包括两种或更多种市售表面活性剂的混合物以及表面活性剂与另一种添加剂或多种添加剂的混合物，在本发明的实施方案中也是有用的。几种PEG-脂肪酸酯作为一-和二酯的混合物市售。

聚乙二醇甘油脂肪酸酯

优选的亲水性表面活性剂是PEG-20甘油月桂酸酯、PEG-30甘油月桂酸酯、PEG-40甘油月桂酸酯、PEG-20甘油油酸酯，和PEG-30甘油油酸酯。

醇-油酯交换产物

大量不同程度的疏水性或亲水性的表面活性剂可通过醇或多元醇与多种天然和/或氢化油的反应来制备。最常见的是，所用的油是蓖麻油或氢化蓖麻油，或食用植物油例如玉米油、橄榄油、花生油、棕榈仁油、杏树仁油(apricot kernel oil)，或杏仁油(almond oil)。优选的醇包括甘油、丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、山梨醇，和季戊四醇。在这些醇-油酯交换的表面活性剂中，优选的亲水性表面活性剂是PEG-35蓖麻油(Incrocas-35)、PEG-40氢化蓖麻油(Cremophor RH 40)、PEG-25三油酸酯(TAGAT.RTM. TO)、PEG-60玉米甘油酯(CrovolM70)、PEG-60杏仁油(Crovol A70)、PEG-40棕榈仁油(Crovol PK70)、PEG-50蓖麻油(EmalexC-50)、PEG-50氢化蓖麻油(Emalex HC-50)、PEG-8辛酸/癸酸甘油酯(Labrasol)，和PEG-6辛酸/癸酸甘油酯(Softigen 767)。在这种类别中的优选的疏水性表面活性剂包括PEG-5氢化蓖麻油、PEG-7氢化蓖麻油、PEG-9氢化蓖麻油、PEG-6玉米油(Labrafil.RTM. M 2125 CS)、PEG-6杏仁油(Labrafil.RTM. M 1966 CS)、PEG-6杏仁油(Labrafil.RTM. M 1944 CS)、PEG-6橄榄油(Labrafil.RTM. M 1980 CS)、PEG-6花生油(Labrafil.RTM. M 1969 CS)、PEG-6氢化棕榈仁油(Labrafil.RTM. M 2130 BS)、PEG-6棕榈仁油(Labrafil.RTM. M 2130CS)、PEG-6三油精(Labrafil.RTM.b M 2735 CS)、PEG-8玉米油(Labrafil.RTM. WL 2609BS)、PEG-20玉米甘油酯(Crovol M40)，和PEG-20杏仁甘油酯(Crovol A40)。

聚甘油脂肪酸

脂肪酸的聚甘油酯也是用于本发明的实施方案的合适表面活性剂。在聚甘油脂肪酸酯中，优选的疏水性表面活性剂包括聚甘油油酸酯(Plurol Oleique)、聚甘油-2二油酸酯(Nikkol DGDO)、聚甘油-10三油酸酯、聚甘油硬脂酸酯、聚甘油月桂酸酯、聚甘油肉豆蔻酸酯、聚甘油棕榈酸酯，和聚甘油亚油酸酯。优选的亲水性表面活性剂包括聚甘油-10月桂酸酯(Nikkol Decaglyn 1-L)、聚甘油-10油酸酯(Nikkol Decaglyn 1-0)，和聚甘油-10一、二油酸酯(Caprol.RTM. PEG 860)、聚甘油-10硬脂酸酯、聚甘油-10月桂酸酯、聚甘油-10肉豆蔻酸酯、聚甘油-10棕榈酸酯、聚甘油-10亚油酸酯、聚甘油-6硬脂酸酯、聚甘油-6月桂酸酯、聚甘油-6肉豆蔻酸酯、聚甘油-6棕榈酸酯，和聚甘油-6亚油酸酯。聚甘油聚蓖麻醇酸酯(Polymuls)也是优选的表面活性剂。

丙二醇脂肪酸酯

丙二醇和脂肪酸的酯是用于本发明的实施方案的合适表面活性剂。在这类表面活性剂中，优选的疏水性表面活性剂包括丙二醇一月桂酸酯(Lauroglycol FCC)、丙二醇蓖麻醇酸酯(Propymuls)、丙二醇一油酸酯(Myverol P-06)、丙二醇二辛酸酯/二癸酸酯(Captex.RTM. 200)，和丙二醇二辛酸酯(Captex.RTM. 800)。

甾醇和甾醇衍生物

甾醇和甾醇的衍生物是用于本发明的实施方案的合适表面活性剂。优选的衍生物包括聚乙二醇衍生物。这类的优选表面活性剂是PEG-24胆固醇醚(Solulan C-24)。

聚乙二醇脱水山梨醇脂肪酸酯

多种PEG-脱水山梨醇脂肪酸酯是可利用的并适合用作本发明的实施方案中的表面活性剂。在PEG-脱水山梨醇脂肪酸酯中，优选的表面活性剂包括PEG-20脱水山梨醇一月桂酸酯(吐温-20)、PEG-20脱水山梨醇一棕榈酸酯(吐温-40)、PEG-20脱水山梨醇一硬脂酸酯(吐温-60)，和PEG-20脱水山梨醇单油酸酯(吐温-80)。

聚乙二醇烷基醚

聚乙二醇和烷基醇的醚是用于本发明的实施方案的合适表面活性剂。优选的醚包括PEG-3油烯基醚(Volpo 3)和PEG-4月桂基醚(Brij 30)。

糖及其衍生物

糖衍生物是用于本发明的实施方案的合适表面活性剂。在这类中的优选的表面活性剂包括蔗糖一棕榈酸酯、蔗糖一月桂酸酯、癸酰基-N-甲基葡糖酰胺、正-癸基-β-D-吡喃葡萄糖苷、正-癸基-β-D-吡喃麦芽糖苷、正-十二烷基-β-D-吡喃葡萄糖苷、正-十二烷基-β-D-麦芽糖苷、庚酰基-N-甲基葡糖酰胺、正-庚基-β-D-吡喃葡萄糖苷、正-庚基-β-D-硫代葡萄糖苷、正-己基-β-D-吡喃葡萄糖苷、壬酰基-N-甲基葡糖酰胺、正-壬基-β-D-吡喃葡萄糖苷、辛酰基-N-甲基葡糖酰胺、正-辛基-β-D-吡喃葡萄糖苷，和辛基-β-D-硫代吡喃葡萄糖苷。

聚乙二醇烷基酚

几种PEG-烷基酚表面活性剂是可获得的，例如PEG-10-100壬基酚和PEG-15-100辛基酚醚、泰洛沙泊、辛苯聚醇、壬苯醇醚，并适合用于本发明的实施方案中。

聚氧乙烯-聚氧丙烯(POE-POP)嵌段共聚物

POE-POP嵌段共聚物是一类独特的聚合物表面活性剂。表面活性剂的独特结构，具有以良好-限定的比例和位置的亲水性POE和疏水性POP部分，提供适合用于本发明实施方案的广泛种类的表面活性剂。这些表面活性剂可以各种商品名，包括Synperonic PE系列(ICI)；Pluronic.RTM.系列(BASF)、Emkalyx、Lutrol (BASF)、Supronic、Monolan、Pluracare和Plurodac获得。用于这些聚合物的通用术语是“泊洛沙姆” (CAS 9003-11-6)。这些聚合物具有下式：HO(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)aH，其中“a”和“b”分别表示聚氧乙烯和聚氧丙烯单元的数目。

这种类别的优选亲水性表面活性剂包括泊洛沙姆108、188、217、238、288、338，和407。在这种类别中的优选疏水性表面活性剂包括泊洛沙姆124、182、183、212、331，和335。

脱水山梨醇脂肪酸酯

脂肪酸的脱水山梨醇酯是用于本发明的实施方案的合适表面活性剂。在这些酯中，优选的疏水性表面活性剂包括脱水山梨醇一月桂酸酯(Arlacel 20)、脱水山梨醇一棕榈酸酯(Span-40)、脱水山梨醇一油酸酯(Span-80)、脱水山梨醇一硬脂酸酯。

脱水山梨醇一棕榈酸酯，一种维生素C的两亲的衍生物(其具有维生素C活性)，可在增溶***中发挥两种重要的功能。第一，它具有有效的可调节微环境的极性基团。这些极性基团是相同的基团，其使得维生素C本身(抗坏血酸)成为可获得的最易溶于水的有机固体化合物之一：抗坏血酸可以约30 wt/wt %溶于水(例如，非常接近氯化钠的溶解性)。并且第二，当pH增加时，部分抗坏血酸棕榈酸酯会转化为更易溶解的盐，例如抗坏血酸棕榈酸钠。

离子表面活性剂

离子表面活性剂，包括阳离子、阴离子和两性离子表面活性剂，是用于本发明实施方案的合适的亲水性表面活性剂。优选的离子表面活性剂包括季铵盐、脂肪酸盐和胆盐。特别地，优选的离子表面活性剂包括苯扎氯铵、苄索氯铵、西吡氯铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、二烷基甲基苄基氯化铵、依酚氯铵、度米芬；磺基琥珀酸钠的二烷基酯、二辛基磺基琥珀酸钠、胆酸钠和牛磺胆酸钠。这些季铵盐是优选的添加剂。它们可溶于有机溶剂(例如乙醇、丙酮，和甲苯)和水二者中。这对医学装置涂料是特别有用的，因为它简化了制备和涂布工艺并具有良好的粘附特性。水不溶性药物通常溶于有机溶剂。

脂溶性维生素及其盐

以维生素的各种形式和原维生素形式中的许多形式存在的维生素A、D、E和K被认为是脂溶性维生素，并且除了这些外，许多其它的维生素和维生素源或近亲也是脂溶性的并具有极性基团，和相对高的辛醇-水分配系数。明显地，这样的化合物的一般类别具有安全使用的历史和高的收益风险比，使得它们可用作本发明的实施方案中的添加剂。

脂溶性维生素衍生物和/或来源的以下实例也可用作添加剂：α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚、醋酸生育酚、麦角甾醇、1-α-羟基胆钙化醇、维生素D2、维生素D3、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、维生素A、呋喃硫胺、羟甲基核黄素、奥托硫胺、丙硫硫胺、核黄素、乙烯硫莫、二氢维生素K1、醋酸甲萘氢醌、丁酸甲萘氢醌(menadioldibutyrate)、硫酸甲萘氢醌(menadiol disulfate)、甲萘氢醌、维生素K1、维生素K1氧化物、维生素K2，和维生素K—S(II)。叶酸也属于这种类型，尽管它在生理pH下是水溶性的，它可被配制为游离酸形式。用于本发明实施方案中的脂溶性维生素的其它衍生物可容易地经由熟知的与亲水性分子的化学反应获得。

水溶性维生素和它们的两亲的衍生物

维生素B、C、U、泛酸、叶酸，和一些以许多它们的各种形式存在的甲萘醌-相关维生素/原维生素被认为是水溶性维生素。这些也可与疏水性部分或多价离子结合或络合成具有相对高的辛醇-水分配系数和极性基团的两性分子形式。此外，这样的化合物可具有低毒性和高收益-风险比，使得它们可用作本发明的实施方案中的添加剂。这些化合物的盐也可用作本发明的添加剂。水溶性维生素和衍生物的实例包括，但不限于，乙酰硫胺、苯磷硫胺、泛酸、西托硫胺、环硫胺、泛醇、烟酰胺、烟酸、5-磷酸吡哆醛、抗坏血酸烟酰胺、核黄素、磷酸核黄素、硫胺、叶酸、磷酸甲萘氢醌、甲萘醌亚硫酸氢钠、甲萘多昔(menadoxime)、维生素B12、维生素K5、维生素K6、维生素K6，和维生素U。此外，如上所提及的，叶酸作为盐在广泛的pH范围(包括生理pH)内是水溶性的。

其中存在氨基或其它碱性基团的化合物可容易地通过与含有疏水基团的酸例如脂肪酸(特别是月桂酸、油酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸，或2-乙基己酸)、低-溶解性氨基酸、苯甲酸、水杨酸，或酸性脂溶性维生素(例如核黄素)的简单的酸-碱反应来修饰。其它的化合物可通过这样一种酸与维生素上的另一基团例如羟基反应形成键例如酯键等而获得。包含酸性基团的水溶性维生素的衍生物可在与含有疏水基团的反应物例如硬脂胺或核黄素的反应中生成，例如产生可用于本发明的实施方案中的化合物。棕榈酸酯链与维生素C的键接产生抗坏血酸棕榈酸酯。

氨基酸和它们的盐

丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、脯氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸，和它们的衍生物是本发明实施方案中的其它有用的添加剂。

某些以它们的两性离子形式和/或以具有单价或多价离子的盐形式存在的氨基酸具有极性基团，相对高的辛醇-水分配系数，并可用于本发明的实施方案中。在本公开内容的情况下，我们采用“低-溶解性氨基酸”意指氨基酸在未缓冲的水中具有低于约4% (40mg/ml)的溶解性。这些包括胱氨酸、酪氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酸和甲硫氨酸。

有机酸和它们的酯和酐

实例是乙酸和酐、苯甲酸和酐、乙酰基水杨酸、二氟尼柳、2-羟基乙基水杨酸酯、二乙三胺五乙酸二酐、乙二胺四乙酸二酐、马来酸和酐、琥珀酸和酐、二甘醇酸酐、戊二酸酐、抗坏血酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、草酸、天冬氨酸、烟酸、2-吡咯烷酮-5-甲酸和2-吡咯烷酮。

这些酯和酐可溶于有机溶剂例如乙醇、丙酮、甲乙酮、乙酸乙酯。具有这些酯和酐的水不溶性药物可溶于有机溶剂，然后容易地涂布在医疗装置上，然后在高pH条件下水解。经水解的酐或酯为酸或醇，其为水溶性的并可有效地携带所述药物离开装置进入血管壁。

实施例

本发明在以下实施例中被进一步描述，所述实施例不限制在权利要求书描述的本发明的范围。

实施例1：水性气溶胶制剂

雷帕霉素的示例性水性制剂使用以下组分制备

组分	量(g)	质量分数(w/w)
			雷帕霉素	0.1	0.01 %
乙醇	250	25 %
			丙二醇	250	25 %
聚山梨醇酯80	0.02	0.002 %
			水	500	50 %
总计	1000

混合程序：在一个1000 ml琥珀色容量瓶中，混合250丙二醇与250乙醇直至均匀。然后依次先溶解100 mg雷帕霉素，然后溶解20 mg聚山梨醇酯80于丙二醇和乙醇溶液中。加入水使体积为1000 ml并搅拌或超声处理直至均匀和所有的雷帕霉素溶解。在控制的温度下避光贮存。

实施例2：干燥粉末制剂

批号06RP68.HQ00008和06RP68.HQ00009。这两个制剂各自是分散到乳糖载体颗粒表面的微粉化药物(雷帕霉素)颗粒的共混物。各批的最终组成包含分别具有平均直径约2.60微米和3.00微米的1% (w/w)药物颗粒。具有合适的尺寸范围的药物颗粒通过如下所述的湿抛光(06RP68.HQ00008)或喷射研磨(06RP68.HQ00009)制得。虽然这个实施例使用1% (w/w)雷帕霉素，但范围0.5-20%是可行的。载体颗粒由两种载体，以95.5% (w/w)存在并具有约30-100微米的粒径(等同于球径)的Respitose® SV003，和以5.5% (w/w)存在并具有少于10微米的粒径(等同于球径)的Respitose® LH300 (Lactohale 300)的共混物组成。混合后，测定共混物以证实均匀性和1%的药物含量。

为减少药物颗粒聚集和帮助药物颗粒的气溶胶化，任选地包括几种其它的赋形剂。任选的赋形剂包括磷脂，例如二棕榈酰基磷脂酰胆碱(DPPC)和卵磷脂，和脂肪酸金属盐，例如硬脂酸镁。可以将这些赋形剂以0.01至0.5%的赋形剂与大载体颗粒的重量比范围涂布在载体颗粒上。

胶囊填充：将得自批号06RP68.HQ00008和批号06RP68.HQ00009的20毫克粉末共混物装载到3号尺寸的HPMC胶囊中以产生药物产品。对于这些共混物，可行的是将5-35毫克药物装载到3号尺寸胶囊中并在Plastiape® RS01型7或Plastiape® RS00型8装置中以每分钟范围从60至100升的流速驱动时，从胶囊排空大于95%的载荷的共混物。

实施例3：在经口咽吸入(OPA)和口服管饲给药至C57BL6小鼠后，在肺和血中的雷帕霉素的测定

进行该研究以在经管饲和口咽吸入(OPA)给予极高靶剂量1 mg/kg的雷帕霉素后，评价雄性C57BL/6小鼠中雷帕霉素的浓度。已开发使用带有串联质谱检测的液相色谱(LC-MS/MS)，在小鼠血和肺匀浆中分析雷帕霉素的方法。在小鼠血中，使用一式三份浓度，在1 ng/mL和2000 ng/mL之间，和在小鼠肺匀浆中，在2 ng/mL和20,000 ng/mL之间分析雷帕霉素校准曲线。准确度、精密度和线性度均在预期范围内。

在试验性研究中，媒介按每只小鼠50 μL的体积经由口咽吸入递送至肺的效率通过给予伊文思蓝染料(Evans blue dye)来评价。目测证实蓝色染料仅存在于肺中，而在胃中缺乏蓝色染料证实在所用的程序中避免了递送至胃。

雷帕霉素经管饲以1.0 mg/kg的剂量口服或者经由OPA给予雄性C57BL/6小鼠(N=6)。口服剂量使用药物口服液体制剂Rapamune Oral® (Pfizer)配制。用于OPA的雷帕霉素通过将试验品溶于适量的乙醇中，然后加入适量的水，制备1 mg雷帕霉素/mL浓度的10%乙醇溶液来制备。在异氟烷麻醉下，将雷帕霉素经OPA给予2组各6只雄性C57BL/6小鼠。另一组6只小鼠仅接受媒介(10%乙醇在水中)。在给予后1小时，对口服和OPA接受雷帕霉素的一组6只小鼠实施安乐死，并经心脏穿刺获得血液，并移出肺。观察每组经OPA给予雷帕霉素或媒介的剩余小鼠另外3天。在72-小时的尸检时，通过心脏穿刺获得血液并移出肺。在给药后的72 h期间，在雷帕霉素-或媒介-处理的小鼠中未观察到不利作用。

在收集的血和在肺匀浆中通过LC-MS/MS检测雷帕霉素的浓度。在OPA雷帕霉素后1小时，肺组织(3794 ± 1259 ng/g组织)中的雷帕霉素浓度为血(641 ± 220 ng/ml)中的大约6倍。在口服给予类似剂量的雷帕霉素后，1-h的肺和血的雷帕霉素浓度分别为71 ±43 ng/g和23 ± 16 ng/ml。在OPA后，肺匀浆浓度为在口服给予相同高剂量(1 mg/kg)的雷帕霉素后测量的那些的53倍。数据提示递送较低剂量的雷帕霉素至肺(并未使***饱和的剂量水平)将得到可通过口服给药实现的肺中的雷帕霉素水平，但血中的雷帕霉素显著地低于口服给药时出现的。

材料和方法

试验物质：西罗莫司(Rapamune，雷帕霉素) MW 914.172、C₅₁N₇₉NO_12, CAS号：53123-88-9。来源(用于口服管饲)：用于口服给药的Rapamune Oral® (Pfizer)，批号: MWGT, 失效期：07/16。来源(用于OPA)：雷帕霉素(西罗莫司)固体, LC Laboratories, Woburn MA, 批号：ASW-127, 失效期：12/2023。

动物：雄性C57BL/6小鼠，大约8周龄，来自Charles River Laboratories, Inc,Raleigh, NC。对动物喂饲认证的Purina啮齿动物饲料#5002并自由供给自来水。对每批饲料的营养素水平和可能的污染物的分析由供应商进行，由研究指导者检查，并保持在研究记录中。饲料在约60−70℉下贮存，且使用期从研磨之日起不超过6个月。小鼠被关养(每笼1只)在带有不锈钢棒盖的、容纳一个水瓶的聚碳酸酯笼中。用于小鼠的笼子尺寸为约11.5"x 7.5" x 5"高(70平方英寸地板空间)。接触衬垫为Sani-Chips硬木碎屑(P. J. MurphyForest Products Co.; Montville, NJ)。小鼠在用于研究前检疫5天的时间。兽医或有资格的被指定者检查动物，然后将它们从检疫中释放。使用自动***(具有Signal®软件的修订本4.4.1的Siebe/Barber-Colman Network 8000***[Siebe Environmental Controls(SEC)/Barber-Colman Company; Loves Park, IL])，连续监测、控制和记录RTI动物房的温度和相对湿度。目标环境范围是64-79℉ (18℃-26℃)的温度和30-70%的相对湿度，伴有每天12-h的光照循环。在生命期结束时，通过过度暴露于二氧化碳使小鼠安乐死。

试验化学剂制备：伊文思蓝以0.5% w/v在无菌蒸馏水制备。Rapamune Oral®作为口服给药供应给予。使雷帕霉素(固体)溶于乙醇并用无菌蒸馏水稀释，以提供在10%乙醇中的0.5 mg/mL的最终浓度。

给药：每只动物在给药之前称重以测定欲给予的剂量的量。单一管饲剂量使用配置有顶端球形的20-G不锈钢管饲给药针(Popper & Sons Inc., New Hyde Park, NY)的100-μL玻璃注射器(Hamilton, Reno, NV)给予。给予每只动物的剂量从充满注射器的重量减去排空注射器的重量确定。记录给药时间。动物的给药相隔开来以允许在适当的时间收集血。给予每组的剂量制剂在下面显示。

对于口咽吸入组动物，在异氟烷麻醉下，使用配置有顶端球形的24-G不锈钢管饲给药针(Popper & Sons Inc., New Hyde Park, NY)的100 μL玻璃注射器(Hamilton,Reno, NV)，给予每只小鼠的单一剂量的雷帕霉素(50 μL)。在投药之前对小鼠称重，而给予的雷帕霉素剂量按重量记录。每只小鼠用异氟烷麻醉，钳制，并使口张开。用镊子将舌头保持在口的一侧，而剂量被缓慢地注入到口腔的远侧部分。鼻孔用手指挡住呼吸两次，以确保吸入(Rao等, 2003)。

表1：研究设计概述

剂量组	途径	化合物	动物数	靶剂量(mg/ml)	靶剂量(ul)	靶剂量(mg/kg)	收集时间	收集样品
									1	OA	伊文思蓝	6	-	50	0	1	血, 肺
2	OA	雷帕霉素	6	0.5	50	1.0	1	血, 肺
									3	管饲	口服雷帕霉素	6	1.0	25	1.0	1	血, 肺
4	OA	媒介	6	0	50	1.0	72	血, 肺
									5	OA	雷帕霉素	6	0.5	50	1.0	72	血, 肺

收集血和肺样品：在研究终止时(在给药后1或72 h)，小鼠经暴露于CO₂麻醉，血液通过心脏穿刺收集，用EDTA二钾作为抗凝血剂。切除肺组织并分成右肺和左肺。左肺用于分析，和右肺在液氮中快速冷冻并于-70℃贮存用于进一步分析。

经LC-MS/MS分析样品的雷帕霉素：用于分析肺和血中的雷帕霉素的LC-MS/MS方法基于Wu等(2012)公布的方法制定。不同于公布的方法，血和肺匀浆的体积显著减少。曲安西龙被用作内部标准。

经称重的肺样品在匀化器中用2.8-mm滚珠，在SPEX SamplePrep 2010 Geno/Grinder中，用组织 + 去离子水(1:3 w/v)匀化制备肺匀浆。

排列标准品的浓度，以使每一标准品来自备选的储备标准。6-点校准曲线，每一点按一式三份获得，被用于分析物定量。采用有或没有权重的简单的线性回归模型用于曲线拟合。确定的浓度范围在血中是1-2000 ng/mL和在肺匀浆中是2-2000 ng/mL。

以下方法性能参数被认为是可接受的；对于浓度-反应关系，决定系数，r2，≥0.98；标称值的≤ ± 15% (对于LOQ以上的浓度)或≤ ± 20% (对于LOQ的浓度)的精确度。在所有的分析中r²是大于0.999。

三十(30) μL基质、30 μL掺加溶液(spiking solution) (用于空白的甲醇和样品)、10 μL内部标准溶液(在MeOH中)和90 μL MeOH被移液到微量离心管中，短暂涡流，然后于~4℃以10,000 RPM离心6分钟。上清液的等分液(90 μL)被转移至LC小瓶***物，然后经LC-MS/MS分析(表2)。

表2：LC-MS/MS方法

柱	具有VanGuard 2.1 x 5 mm HSS T3 1.8 μm的Waters Acquity UPLC HSST3 1.8 μm, 2.1 x 50 mm.
		流动相A	10 mM乙酸铵在水中，0.1%乙酸
流动相B	MeOH
		注射体积	2 ul
流速	0.5 ml/min
		梯度	70% A 1 min，线性梯度至5% A，1-3 min, 保持1 min，线性梯度至70% A，4-5.1 min，和保持在70%直至6 min
雷帕霉素MRM	931.70→864.70
		曲安西龙(ISMRM)	395.30→357.20

数据收集和报告：收集研究数据并报告在Debra™***版本5.5.10.72 (LablogicSystems Ltd., Sheffield, England)中。这包括动物体重、给予剂量、给药时间和样品收集时间的数据。给予剂量的计算和样品收集时间用Debra™***报告。

结果

雷帕霉素分析：雷帕霉素的分析建立在30 μL的血和肺匀浆的样品体积上。示例色谱图显示血和肺中的雷帕霉素和内部标准(图1和2)。在生成研究样品之前，生成针对肺和血的一式3份重复校准曲线，以验证方法性能。校准范围对于血是1.0-2000 ng/mL和对于肺匀浆是1-20,000 ng/mL。肺匀浆用1 g肺组织在3体积水中匀化，生成1:4组织匀浆来制备。在图3和4中显示血、肺匀浆和溶剂的校准曲线。

口咽吸入：在通过口咽吸入给予雷帕霉素之前，给予伊文思蓝用来验证OPA递送剂量至肺。小鼠用异氟烷麻醉并通过OPA，使用装配有钝针的注射器给予伊文思蓝。紧随OPA后，使小鼠安乐死并目测检查肺和胃，以确保伊文思蓝染料递送至肺，而不递送至胃。4只小鼠被成功地给予伊文思蓝，所有染料显示位于肺部而无一在胃部。

雷帕霉素给药：给予的剂量溶液的重量通过在给药前称量用剂量溶液充满的注射器，并在给药后称量来确定。给予的剂量溶液的重量被用来计算给予的雷帕霉素的量。给药时间被记录为0。在组2和3中的动物在给药后1 h被实施安乐死。在组4和5中的动物在给药后观察72 h。在任何组中均未观察到显著的临床体征。

血和肺中的雷帕霉素分析：在所有收集样品的小鼠血和左肺匀浆中分析雷帕霉素(图6和7)。来自每只动物右肺的样品被保留用于潜在的进一步分析。对于样品的概要数据提供于表3中。

表3：经口和口咽(OPA)给予雷帕霉素至小鼠(1 mg/kg)后在血和中的雷帕霉素浓度

对于所有的样品组，按照标准组、样品复制1、标准组、样品复制样品2、标准组的顺序分析一式三份的校准曲线。在OPA雷帕霉素后1 h，雷帕霉素的浓度在肺组织(3794 ± 1259ng/g组织)为血中(641 ± 220 ng/ml)的~6倍。在口服给予类似剂量的雷帕霉素后，1-h的雷帕霉素的肺和血浓度分别为71 ± 43 ng/g和23 ± 16 ng/ml。在OPA后的肺匀浆浓度为在口服给予相同的高剂量(1 mg/kg)雷帕霉素后测定的那些浓度的53倍。

讨论

该研究调查了在通过管饲给予雷帕霉素的市售口服制剂，和通过口咽给予(OPA)在10%乙醇水溶液中制备的混悬液后，雷帕霉素在血和肺组织中的浓度。在经由OPA给药后至多72h，在雷帕霉素-或媒介-处理的小鼠中未观察到不利作用。在给予雷帕霉素之前，开发了一种分析方法，并验证经OPA给予染料至肺。在OPA后，雷帕霉素在肺中的浓度为在血中的6-倍。在OPA后72 h，雷帕霉素低于血液的定量限，但在肺中是可检测的。这个研究表明，雷帕霉素在肺部给药后是可全身利用的，并且在递送至肺后的早期和晚期时间点，肺组织浓度大大超过血中的浓度。

这些结果进一步证实，直接递送至肺的雷帕霉素在肺组织中达到比血中意外更高的局部药物浓度。这个结果从已知的有关雷帕霉素的药理学(其预测所述药物在肺组织和血中的浓度大致相等，因为已知雷帕霉素均匀分布在整个身体组织中，并由于其高的亲脂性而应快速地从肺中清除)而言是完全出乎意料的。因此，这些结果表明，直接给予雷帕霉素至肺应该能够达到用于治疗功效的足够高的递送剂量，同时在相同的时间实现几乎不能检测的***利用度，从而消除与口服给药有关的因***暴露于药物的毒性。虽然鉴于早期研究对肺本身的毒性也有忧虑，本文的结果进一步出乎意料地表明，相对高量的雷帕霉素对肺组织没有急性毒性。

实施例4：雷帕霉素抑制TSC2突变体细胞的成活力和抑制S6磷酸化

雷帕霉素的抗增殖活性针对血管肌脂瘤(AML)来源的TSC2缺陷TRI-AML101细胞系进行测试。TRI-AML101细胞系源自TSC2缺陷的原代人AML，由Elizabeth Henske博士(Fox ChaseCancer Center, Philadelphia, PA)提供。肿瘤细胞通过两步骤过程永生化。首先，细胞用双向性逆转录病毒LXSN16E6E7感染，其编码HPV16 E6和E7开放阅读框和新霉素抗性盒。将细胞扩增和经新霉素筛选。分离单个克隆，和冷冻。接着，转染人端粒酶基因(hTERT)与潮霉素抗性盒(pLXSN hTERT-hyg质粒)，并通过潮霉素筛选来选择稳定系。

雷帕霉素的活性通过进行细胞成活力的10点剂量反应分析在TRI-AML101细胞上进行测试。在96孔板上每孔接种2000个细胞/50 uL生长培养基(DMEM、10% FBS和1%青霉素/链霉素)。细胞接种后24小时，向细胞中加入另外50 uL的含雷帕霉素的生长培养基(0.0005-5000 nM，10倍稀释，0.1%最终DMSO浓度)或仅DMSO。加入化合物后72小时，通过CellTiter-Glo®发光测定法(Promega)测定相对细胞成活力，和表示为相对于溶媒(DMSO)处理的对照细胞的百分比。雷帕霉素在低至0.05 nM的浓度下抑制成活力(图7，下图)。mTOR途径的抑制还通过经蛋白质印迹测量磷酸化S6的水平得到证实。AML细胞与20 nM雷帕霉素一起孵育24小时。然后进行蛋白质印迹分析和证实了雷帕霉素有效抑制S6磷酸化(图7，上 图)。

实施例5：在口服和OPA给予雷帕霉素后的小鼠肺中的S6磷酸化

如上所讨论的，显示雷帕霉素在口服和OPA给药后在肺和血中的组织分布的我们的实验证实，直接给予雷帕霉素至肺应该能够达到用于治疗功效的足够高的递送剂量，同时在相同的时间实现对所述药物的极低的全身暴露，从而同时改进治疗功效并消除许多与口服给予雷帕霉素有关的毒性。为了验证这种方法，我们使用在鼠肺组织中存在的磷酸化S6蛋白作为对mTOR活性的生物标记物。在使用的小鼠品系(C57bl/6)中，小鼠气道和肺泡上皮细胞有组成性活性(磷酸化的，“p”) S6蛋白。S6蛋白通常由S6K磷酸化，S6K在mTORC1的下游并例如由生长因子例如表皮生长因子(EGF)、AKT、ERK和RSK的下游激活。mTORC1通过刺激合成代谢的过程例如脂质、蛋白和细胞器的生物合成，并抑制分解代谢过程例如自吞噬，来促进细胞生长和增殖。mTORC1途径感应和整合细胞内和细胞外信号，包括生长因子、氧、氨基酸和能量状态，以调节各种各样的过程，例如蛋白和脂质合成和自吞噬。mTORC1对雷帕霉素是剧烈敏感的。

在本研究中，从如上所讨论的，在给药后的两个时间点(1小时和72小时)，从用经由OPA (n=6)或经由口服管饲(n=6)给予的1 mg/kg雷帕霉素或媒介(n=6)处理的C57bl/6小鼠中取出肺组织。如上所讨论的，在OPA给予后1 hr，雷帕霉素被检测在血中为641 ng/ml和在肺中为3794 ng/g组织，和在72 hr在肺中仍检出12.5 ng/g，而在该时间点在血中未能检测出。相反地，在口服(管饲)给药后，在1 hr，雷帕霉素被检测在血中为23 ng/ml和在肺中为71 ng/g组织，而在72 hr无论是在肺或是在血中均未能检测到。如图8A中的数据所示，磷酸化S6 (pS6)的水平通过OPA和口服给予雷帕霉素后1 hr均显著减少，而对于OPA在72 hr仍受到抑制。pS6在媒介对照中最高，因为这些小鼠具有组成性活性的mTOR信号传导。这些数据显示，雷帕霉素的足以在肺中达到约70 ng/g药物的递送剂量在肺组织中基本上消除mTOR信号传导，如通过pS6蛋白所测量的，并且在低至12.5 ng/g的水平时，mTOR信号传导仍受到抑制。这些结果证实，我们的方法利用吸入的雷帕霉素治疗至少部分特征是异常高的mTOR途径活性的疾病和病症，这由吸入的雷帕霉素可以比口服给予雷帕霉素低得多的剂量递送，以同时实现高治疗功效和极低毒性所证实。

实施例6：吸入的雷帕霉素在肺组织中抑制S6磷酸化

正常Sprague-Dawley大鼠通过吸入给药以达到0.354 mg/kg的雷帕霉素(LAM-001)的靶剂量(N=36)和将6只动物的亚组在研究第1天的以下时间点处死：(1)给药前，(2)给药中，(3)给药后立即，(4)给药后2小时，(5)给药后4小时，和(6)给药后12小时。Charles River对各自在其亚组时间点处死的动物测定雷帕霉素的肺浓度，对于各组以纳克雷帕霉素/克组织(ng/g)计的平均雷帕霉素浓度在下表中报告。

表4：通过吸入给药后肺组织中的雷帕霉素

靶剂量11 ug第1天	给药中	给药后立即	给药后2 hr	给药后4 hr	给药后12 hr
						平均肺雷帕霉素(ng/g):	462	560	250	192	95

收集各动物的肺样品和快速冷冻。将各冷冻的肺样品在含蛋白酶和磷酸酶抑制剂的1XRIPA缓冲液中匀浆(Qiagen TissueLyser LT，按照制造商的方案)。与总S6蛋白S6核糖体蛋白水平相比(Cell Signaling Technology抗体，克隆5G10)，通过蛋白质印迹分析mTOR下游靶标磷酸-S6核糖体蛋白(Ser240/244)，分析肺匀浆液(Cell Signaling Technology抗体，克隆D68F8)。对于各肺样品，蛋白质印迹图像通过NIH imageJ v1.48分析，以产生各自的抗体反应性/强度和产生S6磷酸化(S6-P)与总S6强度的比率。通过时间点组(X-轴)组织起来的样品的S6-P/总S6比率(y-轴)在一类变量散射曲线垂直图上作图(GraphPad, 版本4.0)，组内的所有样品在图上通过实心黑点(●)表示，和平均值通过在各个组内的点之间的水平线显示(图8B)。

实施例7：吸入的雷帕霉素显示出人意料的生物分布至肺

文献中已报道，在高口服或IV剂量后雷帕霉素在肺中聚集(Yanez, J. et. al.,Pharmacometrics and Delivery of Novel Nanoformulated PEG-b-poly(ε-caprolactone) Micelles of Rapamycin, Cancer Chemotherapy and Pharmacology, 61(1), 133-144 2007)。研究报道，在给予单剂量10.0毫克/千克(mg/kg)至Spraque-Dawley(SD)大鼠后，在允许通过组织区室分布的时间(24小时)后，在肺中的雷帕霉素的量为721纳克/克(ng/g)，大约为血液中浓度的19倍(表5)。

表5. 按照Yanez等人，IV给予后在肺和血液中的雷帕霉素的生物分布

在Napoli的早期单独研究中(Napoli, K., et. al., Distribution of Sirolimusin Rat Tissue, Clinical Biochemistry, 30(2):135-142, 1997)，每日通过口服和静脉内(IV)给药途径，给予SD大鼠一系列雷帕霉素剂量。在IV给予的14天后，肺组织中的雷帕霉素浓度范围按剂量比例为200-900 ng/g，大约是血液中浓度的23-44倍。但对于口服给予，对于相同剂量，低得多的雷帕霉素水平聚集在肺中，即使肺与血液的雷帕霉素浓度比大致相同(表6)。

表6：按照Napoli等人，经14天在第14次每日一次IV给予后24小时的雷帕霉素的生物分布

当我们检查经吸入给予后的雷帕霉素的生物分布时，我们发现雷帕霉素在肺中积聚远高于基于Napoli和Yanez所预期的，即使肺与血液比是类似的。在首次的研究中，雷帕霉素通过吸入以两个剂量给予SD大鼠：(1) 1.0 mg/kg/天和(2) 0.0360 mg/kg/天，持续一天。在允许组织区室分布的12小时后，对于高剂量，肺中的雷帕霉素谷浓度为约14,800 ng/g和肺中的雷帕霉素浓度为血液中的大约23倍(表7)。对于低剂量，肺中的浓度为血液中浓度的24倍(表7)。表8显示在之前实验中使用的相同的两个剂量(即1.0 mg/kg/天和0.0360 mg/kg/天)下，一天一次重复给予5天后的肺谷浓度、最大浓度和血谷浓度。

表7：单剂量后12小时经吸入的雷帕霉素的生物分布

表8：每日一次经吸入的雷帕霉素的生物分布(在第5天作为谷测量)

该初始研究的结果表明，与根据Yanez和Napoli的之前工作通过替代给药途径例如口服或静脉内可达到的浓度相比，通过吸入递送雷帕霉素至肺在肺组织中产生显著更高的药物浓度。此外，基于从Yanez和Napoli所预期的，经吸入递送后，肺中大量的雷帕霉素出人意料地更高。因为静脉内和吸入给药途径两者均具有高的雷帕霉素生物利用度，吸入1 mg/kg剂量预期达到的肺浓度为通过Napoli的0.4 mg/kg/天IV剂量所观察到的约2.5倍。但事实上，当经吸入给予时，肺中的雷帕霉素的水平为大约17倍(比较表7，经吸入1 mg/kg/天在肺中产生14,831 ng/g药物，相比表6 (Napoli)，0.40 mg/kg/天IV在肺中产生868 ng/g；14,831/868 = 17)。类似地，通过Yanez给予的10 mg/kg静脉内剂量预期达到的雷帕霉素的肺浓度为通过1 mg/kg吸入剂量所达到的约10倍。但事实上，静脉内剂量达到的肺浓度为吸入剂量的大约1/20 (比较表7，经吸入1 mg/kg/天在肺中产生14,831 ng/g药物，相比表5(Yanez)，10 mg/kg/day IV在肺中产生721 ng/g；14,831/721 = 21)。这可能归因于雷帕霉素在肺中低的代谢活性和从肺组织区室缓慢被动或主动转运至***循环。无论准确的机制如何，这些结果表明，递送雷帕霉素至肺导致持续高的局部浓度，而循环浓度保持低。

该初始研究的结果在另外的大鼠研究和犬研究中重复和详述。构建这些后续的研究以确定通过吸入给予正常Sprague-Dawley (SD)大鼠和比格犬的与乳糖共混的1% (w/w)雷帕霉素的干粉气溶胶制剂的重复剂量毒性和毒物代谢动力学。在第一个研究中，利用标准圆柱状穿流(flow-through)仅鼻吸入室以给予SD大鼠干粉制剂。连续5天内，每天动物经受测试物300分钟以达到0.354 mg/kg的雷帕霉素的靶剂量。两组动物用于进行该研究的毒物代谢动力学测量。对第一组动物在研究第1天给药300分钟，动物在以下时间点按6只/亚组处死，从动物获取血样(N=36)和肺样品(N=36)：(1) 给药前，(2) 给药中，(3) 给药后立即，(4) 给药后2小时，(5) 给药后4小时和(6) 给药后12小时。对第二组动物给药300分钟持续5天，和在研究第5天，动物在以下时间点按6/亚组处死，从动物获取血样(N=36)和肺样品(N=36)：(1) 给药前，(2) 给药中，(3) 给药后立即，(4) 给药后2小时，(5) 给药后4小时和(6) 给药后12小时。全血(ng/ml)和肺组织样品(ng/g)中雷帕霉素的最大浓度以及给药后12小时雷帕霉素的浓度。

进行第二个重复暴露研究以评价给予SD大鼠和比格犬28天的干粉制剂的重复剂量毒性和毒物代谢动力学。

对于大鼠研究，按上述使用标准圆柱状穿流仅鼻吸入室。在连续28天内，每天将动物暴露于测试物300分钟以分别达到0.167、4.75和9.50 mg/kg的雷帕霉素的靶剂量。对于三个给药组的每一个，对一组动物(N=36)每天给药300分钟连续28天。在研究第1和28天，按6只/亚组在以下时间点从动物采集血样：(1) 给药前，(2) 给药中，(3) 给药后立即，(4)给药后2小时，(5) 给药后4小时，(6) 给药后12小时和(7) 给药后24小时。

对于犬研究，使用由中心室(central plenum)和递送臂组成的正流递送***(PFDS)。中心室具有模块设计，其中分开的端口与5个递送臂连接，所述递送臂配备有口鼻暴露面具，所述面具配备有进口管和出口管。将面具安装到犬的口套上，其方式为鼻在面具的内部，允许空气进入和排出。在暴露期间，动物戴有固定带和置于限制平台上。固定带与平台上的两侧杆相连，以限制犬的侧向移动。固定带的前部分与平台前面的牵引钩松散连接，以防止动物转动。将犬每天暴露于测试物60分钟以分别达到0.020和0.053 mg/kg的雷帕霉素的靶剂量。对于各给药组，对一组动物(N=6)每天给药60分钟连续28天。在研究第1和28天，按6只/亚组在以下时间点从动物获取血样：(1) 给药前，(2) 给药后(T=0)，(3) 给药后1小时，(4) 给药后4小时，(5) 给药后8小时，(6) 给药后12小时和(7) 给药后24小时。在第29天，将犬处死，和取出其肺组织的一部分和切碎用于分析雷帕霉素含量。

下文提供了全血中雷帕霉素的最大浓度(ng/ml)和雷帕霉素的谷浓度，以及对人给药进行外推。该表中还包括重复给药28天后在犬肺中的雷帕霉素的谷水平(ng/g)。

表9：吸入雷帕霉素大鼠数据和对人给药的外推

	发射剂量(ug)	重复吸入的日剂量(ug)	最大血液水平(ng/ml)	血谷水平(ng/ml)	肺24hr谷水平(ng/g)
						大鼠*	50	5	7.6	2	N/A
	1425	143	70.5	23.3	N/A
							2850	285	77.8	21.0	N/A
犬**	160	40	7.4	1.9	32
							424	106	27.3	5.9	61
人	87	35	0.65	0.15	2
							175	70	1.3	0.3	4

*大鼠28天重复日剂量研究7300225 – 血液数据为D28的平均值

**犬28天重复日剂量研究7300227 – 血液和肺数据为D28的平均值

** 血液和肺估算值从7300225和7300227研究结果外推获得

值得注意的是，基于此处提供的结果，在人中范围约5 ng/g的肺中雷帕霉素治疗有效量可通过吸入给予小于约100微克至肺而达到。相比之下，按照Yanez通过口服递送达到相当的肺浓度需要4-16毫克。按照Napoli通过IV递送而达到相当的肺浓度，需要60-600微克。

此外，基于此处提供的结果，当雷帕霉素通过吸入递送时，肺中约5 ng/g的治疗范围可以肺与血液分配比13:1而达到。这意味着当雷帕霉素在肺组织中的治疗范围内时，仅650-1500皮克/ml雷帕霉素的最大浓度在血液中循环。这种对雷帕霉素的低***暴露预期降低与自口服或IV给予所需的较高水平给药产生的对雷帕霉素更高得多的***暴露有关的毒性和不良药物事件。

简言之，本文所述的结果证实了通过吸入给予雷帕霉素至肺有利地提供在肺中实现范围约5 ng/g的治疗有效剂量所需的低剂量的雷帕霉素，以及对该药物的低***暴露，得到显著改善的雷帕霉素治疗指数。

实施例8：用于可吸入组合物的雷帕霉素的尺寸缩减

使用湿抛光或者喷射研磨工艺，将雷帕霉素的粒径缩减至2.0μm < Dv50 < 3.0μm的目标范围。对于喷射研磨，使用来自Jetpharma的实验室规模的MCOne单元，采用以下操作条件：文丘里压力2-4巴，研磨压力3-5巴，进料速率90 g/h。对于湿抛光，进料混悬液使用纯净水制备。微流体高压匀化器被用于尺寸缩减步骤，生成的混悬液经喷雾干燥。湿抛光工艺的细节在下文阐述。

用于湿抛光工艺的尺寸缩减步骤的高压力匀化器是配备有辅助处理模块(200微米)的小试规模的微流体高压匀化器并使用100微米的相互作用室。所述单元在~455巴(增强模块液压压力~30巴)下操作。在微流化作用后，流体通过喷雾干燥除去以生成干燥粉末。实验室规模喷雾干燥器，SD45 (BÜCHI，B-290 Advanced型)装配有两个流体喷嘴(帽和直径分别为1.4和0.7 mm)。两个旋流器串联使用(为第一标准Buchi旋流器和第二高效Buchi旋流器)，以收集干燥的产物。喷雾干燥单元用氮并以单通模式操作，即无干燥氮气再循环。吸气器，吹出氮，设定在其容量的100% (最大容量时的流速是大约40 kg/h)。雾化氮气的流速被调节至转子流量计的40 ± 5 mm的值。在产物混悬液进料之前，用纯净水稳定喷雾干燥器，在此期间将流速调节至6 ml/min (20%在蠕动泵中)。调节进口温度以达到目标出口温度(45℃)。在温度稳定后，喷雾干燥器的进料从纯净水交换为产物混悬液(保持与在稳定期间采用的相同流速)并再次调节进口温度以达到目标出口温度。在储备混悬液结束时，进料再次交换为纯净水，以冲洗进料线并进行受控的关闭。对在两个旋流器下收集瓶中的干燥产物称量，而产量计算为干燥产物相对于进料至高压匀化器的混悬液中的总固体的质量百分比。

粒径分布通过激光衍射法分析。固态表征(多晶型和纯度)通过高压液相色谱(HPLC)、X-射线粉末衍射(XRPD)和差示扫描量热法(mDSC)进行。水含量用Karl Fischer方法测定。

喷射研磨产生具有1.5微米的Dv10，2.7微米的DV50和4.9微米的Dv 90的单分散粒径分布的结晶雷帕霉素粉末，如在下表10所示的。

湿抛光产生具有1.0微米的Dv10，2.4微米的Dv50和5.0微米的Dv 90的单分散粒径分布的结晶雷帕霉素粉末(表11)。

两种方法产生在目标范围内的雷帕霉素颗粒，而两种方法均未显示出对雷帕霉素的多晶型或纯度的影响。下表显示对喷射研磨和湿抛光工艺的过程控制数据。数据表明两种工艺能够产生在目标范围内的API粒径，而不影响API纯度或多晶型。

表10：喷射研磨数据

表11：湿抛光数据

实施例9：干燥粉末组合物的气溶胶性能测试

在以上实施例中生产的胶囊被放置在下面的表格中指定的装置中并启动。从包含来自批号06RP68.HQ00008和批号06RP68.HQ00009的共混物的装置/胶囊递送的气溶胶性能使用新一代撞击器(NGI)，根据描述于USP的905和601章的方法表征。以60和100升/每分钟(LPM)的流速测试气溶胶。细颗粒剂量(FPD)和细颗粒分数(FPF)显示于下表中。也示出总气体动力学中位数直径(MMAD)和几何标准偏差(GSD)。

表12：06RP68.HQ00008 (湿抛光) + Plasitape RS01型7

表13：06RP68.HQ00008 (湿抛光) + Plastiape RS00型8

表14：06RP68.HQ00009 (喷射研磨) + Plastiape RS01型7

表15：06RP68.HQ00009 (喷射研磨)+ Plastiape RS00型8

基于这些气溶胶性能数据，湿抛光药物颗粒是优选的。它们导致较高的细颗粒剂量、较高的细颗粒分数、将显示渗透进入中心和周围肺区和将具有较少的口腔沉积的粒径分布。

实施例10：雷帕霉素的药代动力学建模

基于如上所示的气溶胶性能06RP68.HQ00008 (湿抛光) + Plasitape RS01型，和在实施例3的动物实验结果，可期望吸入的雷帕霉素直接递送至人肺将类似地导致持久的肺浓度，其为足够高的治疗有效浓度，但具有低的全身暴露(低血浓度)，由此有效地使全身暴露所致的副作用最小化。开发了两室、药代动力学模型以预测在使用表11中的制剂和DPI吸入器，重复QD给予后在人血和肺中的浓度。对于药代动力学模型，使用来自批准的Rapamune®(NDA 21-110，和NDA 21-083)概要基础的人PK参数：分配的体积被假定为780升，清除率是0.0003/分钟，和消除半衰期是42.3小时(假设等同于雷帕霉素IV给药)。从肺部吸收雷帕霉素的半衰期估计为约0.5小时，类似于其它高亲脂性化合物，例如丙酸氟替卡松，对其肺吸收数据是可利用的。沉积在肺中的雷帕霉素的生物利用度被假定是约100%。通过口咽沉积，或通过粘液纤毛清除从上气道除去，由GI途径吸收的雷帕霉素的生物利用度被假定是14%，如在批准的Rapamune®概要基础所报告的。对于普通人以每分钟60升的流速的吸气动作，如在表11中所示，细颗粒剂量是57微克，和细颗粒分数是40%。

如在图9中所示，模型预测在11天后达到平均稳态浓度。从图中可见，每日一次重复剂量57微克递送至肺导致约50皮克/ml的血谷浓度以及低于200皮克/ml的最大浓度，显著低于在McCormack等(2011), “西罗莫司在***平滑肌瘤病中的功效和安全性(Efficacy and safety of sirolimus in lymphangioleiomyomatosis)”, N Engl J Med364: 1595-1606中报道的5-15 ng/ml的浓度。假定850克的肺组织质量，在肺中没有代谢，和肺吸收半衰期30分钟，57微克雷帕霉素递送至肺，将导致在肺组织中的治疗水平，且雷帕霉素的局部肺浓度高达约60 ng/克。

实施例11：大鼠和狗的吸入毒理学研究。

以下研究表明吸入雷帕霉素毒性低于口服雷帕霉素。

在狗和大鼠中使用LAM-001(吸入雷帕霉素)进行28天的重复剂量的吸入良好实验室规范(GLP)毒理学研究中，毒物代谢动力学数据(见表16)表明雷帕霉素浓度分别为MILES研究中发现足以抑制人LAM患者肺部mTOR活性的***有效人血液浓度的约6倍和63倍(基于第28天的Cmax)。在最敏感的物种中，狗在NOAEL处显示出约为16.7的谷肺(24小时)与血浆比率。

表16.动物研究结果。

大鼠耐受每天吸入剂量为人类预期治疗剂量的约60至1700倍。狗达到人类预期治疗剂量6倍的NOAEL。

仅通过鼻吸入给予雷帕霉素导致呼吸功能没有变化。28天大鼠和狗研究中确定的达到剂量的呼吸NOAEL分别为8.91mg/kg/天和0.0134mg/kg/天；为基于MILES试验中提到的功效的人体口服吸入推荐日治疗剂量(RDD)的约1713和6倍。这些数据与从MILES试验收集的临床数据结合表明，通过吸入给予雷帕霉素的患者可以实现安全性方面的显著益处。

此外，通过吸入递送雷帕霉素，可以避免首次通过代谢，口服吸收变化性和全身分布到肺部的潜在变化性。医生将能够更有效和精确地滴定剂量，允许患者接受有效的肺剂量，同时最大限度地减少全身暴露和雷帕霉素的毒性作用。通过改变干粉吸入器中的胶囊数量，雷帕霉素将能够递送标称有效剂量，从而为患者提供不能用口服RAPAMUNE®获得的个性化治疗方案。

由于将药物直接递送至靶组织(肺)和定制治疗方案的能力，预期吸入雷帕霉素将比口服雷帕霉素(例如RAPAMUNE®)提供显著的临床益处。

等价物

本领域技术人员将认识或能够仅仅使用常规实验确定，许多与本文描述的本发明的具体实施方案的等价物。这样的等价物意欲由所附权利要求书涵盖。

本文引用的所有参考文献通过引用以其全文结合到本文中并用于所有目的，如同各个单独的出版物或专利或专利申请特别地和单独地指明通过引用以其全文结合到本文中并用于所有目的的相同程度一样。

本发明不受本文描述的具体实施方案的范围的限制。事实上，对本领域技术人员而言，本发明的各种修饰，除了本文描述的那些外，将从前面的描述和附图而变得显而易见。这样的修饰意欲落入所附权利要求书的范围内。

Claims (51)

1.用于经肺递送的呈干粉形式的气溶胶药物组合物，其包含一定量的雷帕霉素组分的微粒、载体颗粒和一种或多种任选的赋形剂，用于在需要疗法或治疗的人受试者中治疗和预防肺动脉高压(PAH)，其中制剂有效递送治疗量的雷帕霉素组分至肺。

2.权利要求1的组合物，其中在递送后所述治疗量持续至少12或24小时。

3.权利要求2的组合物，其中在递送后12或24小时，雷帕霉素组分的肺与血液浓度比为约5-50或约10-30。

4.权利要求1-3中任一项的组合物，其中制剂中雷帕霉素组分的量为5-500微克、10-250微克、15-150微克或20-100微克。

5. 权利要求1-4中任一项的组合物，其中基于组合物的总重量计，气溶胶制剂中雷帕霉素组分的量为约0.1 %-20 % (w/w)或约0.25 %-2 % (w/w)。

6. 权利要求1-5中任一项的组合物，其中在给药后12或24小时，肺中雷帕霉素组分的治疗量为约1 ng/g至约1微克(ug)/g。

7. 权利要求6的组合物，其中肺中雷帕霉素组分的治疗量在人中为约1-10 ng/g或约1-5 ng/g。

8. 权利要求1-7中任一项的组合物，其中气溶胶制剂中雷帕霉素组分的治疗量为在受试者中产生小于5 ng/ml、小于2 ng/ml、小于1 ng/ml、小于0.5 ng/ml或小于0.25 ng/ml的血谷水平的量。

9.权利要求1-8中任一项的组合物，其中所述微粒由具有0.1-10微米的直径和1-5微米的平均直径的颗粒组成。

10.权利要求1-9中任一项的组合物，其中所述颗粒具有1.5-4微米、1.5-3.5微米或2-3微米的平均直径。

11.权利要求1-10中任一项的组合物，其中所述载体选自***糖、葡萄糖、果糖、核糖、甘露糖、蔗糖、海藻糖、乳糖、麦芽糖、淀粉、葡聚糖、甘露醇、赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、二棕榈酰基磷脂酰胆碱、卵磷脂、聚乳酸、聚(乳酸-谷氨酸)共聚物和木糖醇，或任何前述载体的混合物。

12.权利要求1-11中任一项的组合物，其中载体颗粒具有范围为1-200微米、30-100微米或小于10微米的直径。

13.权利要求1-12中任一项的组合物，其中所述载体包含两种不同的载体，第一载体和第二载体的共混物，或由其组成。

14.权利要求13的组合物，其中所述载体由两种不同的乳糖载体的共混物组成。

15.权利要求13或14的组合物，其中所述第一载体由具有范围为约30-100微米的直径的颗粒组成，和所述第二载体由具有小于10微米的直径的颗粒组成。

16.权利要求15的组合物，其中两种不同载体的比例范围为从95-98至2-5。

17. 权利要求1-16中任一项的组合物，其中在粉末中药物与载体的比例为0.5%-2 %(w/w)。

18. 权利要求17的组合物，其中在粉末中药物与载体的比例为1 % (w/w)。

19.权利要求1-18中任一项的组合物，其中存在所述一种或多种任选的赋形剂，并且其选自磷脂和脂肪酸的金属盐。

20.权利要求19的组合物，其中所述磷脂选自二棕榈酰基磷脂酰胆碱和卵磷脂。

21.权利要求20的组合物，其中所述脂肪酸的金属盐是硬脂酸镁。

22.权利要求19-21中任一项的组合物，其中所述任选的一种或多种赋形剂涂覆在载体颗粒上，赋形剂与大载体颗粒的重量比范围为0.01-0.5%。

23.权利要求1-22中任一项的组合物，其中雷帕霉素组分的治疗量为在肺组织中有效抑制mTORC1的生物学活性的量。

24.权利要求1-22中任一项的组合物，其中雷帕霉素组分的治疗量为在肺组织中有效抑制S6蛋白的磷酸化的量。

25.权利要求1-22中任一项的组合物，其中雷帕霉素组分的治疗量为在受试者，优选人受试者中有效治疗肺动脉高压(PAH)的量。

26.权利要求1-25中任一项的组合物，其中雷帕霉素组分的治疗量为有效实现递送至肺的5-500微克的可呼吸剂量的量。

27.权利要求26的组合物，其中可呼吸剂量为约5、约20、约50、约100或约250微克。

28.权利要求1-27中任一项的组合物，其中在贮存1-12个月或1-36个月后，所述组合物具有大于20%的细颗粒分数(FPF)，相应的细颗粒剂量(FPD)范围为5微克-2毫克，优选地小于0.5毫克。

29.权利要求1-28中任一项的组合物，其中雷帕霉素组分是西罗莫司。

30.权利要求1-28中任一项的组合物，其中所述方法还包括给予受试者一种或多种另外的治疗剂。

31.权利要求30的组合物，其中所述一种或多种另外的治疗剂选自***素类、磷酸二酯酶抑制剂或内皮素拮抗剂。

32.权利要求31的组合物，其中所述***素类选自***素、血栓烷和前列环素。

33.权利要求1-32中任一项的组合物，其中所述组合物递送有效改善受试者的肺功能的量的药物，如通过最大肺活量(FVC)和最大呼气量(FEV1)所测量的。

34.权利要求1-33中任一项的组合物，其中所述组合物递送有效抑制平滑肌细胞和/或内皮细胞的异常增殖的量的药物。

35.权利要求1-34中任一项的组合物，其中所述组合物适合于每日一次给药。

36.权利要求1-35中任一项的组合物，其中气溶胶药物制剂通过湿抛光方法产生，所述方法包括制备雷帕霉素组分的水性悬浮液，使雷帕霉素组分悬浮液经过微流化，和喷雾干燥得到的颗粒以形成干粉的步骤。

37.包含一个或多个小瓶的药包，各小瓶包含无菌单位剂量的权利要求1-36中任一项的组合物。

38.包含权利要求1-36中任一项的组合物的单位剂型，其中雷帕霉素组分的量为约5-2500微克、20-500微克或50-150微克。

39.权利要求38的单位剂型，其中雷帕霉素组分的量为约20-100微克。

40.权利要求38的单位剂型，其中所述剂型是适合于在干粉吸入器装置中使用的胶囊。

41. 权利要求38-40中任一项的单位剂型，其中所述胶囊包含1 mg-100 mg的粉末。

42. 权利要求41的单位剂型，其中所述胶囊包含10 mg或40 mg的粉末。

43.权利要求38-42中任一项的单位剂型，其中所述胶囊是明胶、塑料、聚合物或纤维素胶囊，或呈箔/箔或箔/塑料罩泡的形式。

44.包含权利要求1-36中任一项的组合物或权利要求38-43中任一项的单位剂型和使用说明书的药包或药盒。

45.一种包括贮库的干粉递送装置，所述贮库包含权利要求38至43中任一项的单位剂型。

46.权利要求45的干粉递送装置，其中所述贮库是装置内的内置腔室、胶囊或泡罩。

47. 权利要求45或46的干粉递送装置，其中所述装置选自Plastiape® RS01 Model7、Plastiape® RS00 Model 8、XCaps®、Handihaler®、Flowcaps® TwinCaps®和Aerolizer®。

48.一种用于在需要治疗的人受试者中治疗和预防PAH的方法，所述方法包括给予受试者权利要求1-36中任一项的组合物，其中所述组合物有效递送治疗量的雷帕霉素组分至肺。

49.权利要求48的方法，其中所述给予每日一次或每日两次。

50.权利要求48的方法，其中使用权利要求45至47中任一项的干粉递送装置进行所述给予。

51.权利要求48至50中任一项的方法，还包括在用权利要求1至36中任一项的组合物的治疗方案或联合疗法中给予至少一种另外的药剂。