[发明专利]明胶样单元的用途

说明书

本发明是申请号为200980103870.9的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及蛋白质领域，更具体地，涉及一类新型的、具有生物活性和更长半衰期的重组融合蛋白及其制备和应用。

背景技术

由于肾脏和肝脏以及降解等多种因素的作用，大部分临床应用的生物活性多肽/蛋白在体内经常快速的被清除，一般半衰期只有几分钟到几个小时。在治疗过程中，需要很大的量以及频繁的注射来获得保持有效的药物浓度，不仅给病人带来痛苦，而且因为血药浓度波动带来疗效下降，毒副作用增加。

目前已经有多种方法报道可以延长这些生物活性多肽/蛋白在体内的半衰期。如利用水溶性高分子聚合物(例如：聚乙二醇，葡聚糖等)来修饰生物活性多肽/蛋白，并已经成功应用，如PEG-ADA，PEG-IFNα等。修饰后可以提高体内半衰期，增加稳定性和溶解度，降低免疫原性等。但是不幸的是这些修饰方法仍然存在很多问题。首先，化学修饰蛋白质/多肽后一般均会使这些生物大分子的活性显著下降甚至完全消失(Veronese FM,Biomaterials,22:405-417,2001)。其次，高分子化合物都是与蛋白质/多肽表面的氨基、巯基、咪唑基等基团反应，以共价键形式连接到蛋白质/多肽分子上。但是，由于蛋白质/多肽分子量巨大，结构复杂，因此其潜在的可与活性PEG反应的基团也是数目众多。在不同的位点结合PEG，其产物的稳定性，生物学活性等性质都是不同的。更甚者，大部分化学合成的高聚物，如PEG等不能被生物体降解。例如，已经发现当长期大剂量注射PEG-干扰素(PEG-IFNα2a)后会在肾脏中积累(Conover CD et al.,Artificial Organs.,21:369-378,1997；Bendele A et al.,Toxicol Sci.,42:152-157,1998)。从药物设计角度而言，没有这些积累的药物显然是更为安全的。另一方面，已经发现PEG修饰的蛋白能产生一种PEG抗体(被定义为多效半抗原)，从而影响药物的半衰期(Caliceti P&Veronese FM,Adv Drug Deliv Rev.,55:1261-1277,2003)。

正是因为这些技术问题，虽然通过化学修饰的方法来改善蛋白质/多肽体内药代特性的技术已经面世很久，但是真正能在临床中应用的产品极少。

也有通过与一些特定的载体蛋白融合来增加生物活性多肽/蛋白的体外稳定性或体内半衰期的方法。如通过与白蛋白，抗体Fc片段，转铁蛋白(转铁蛋白突变体及其片段)融合来延长生物活性多肽/蛋白的半衰期，如美国专利5,876,969和5,766,88及7,176,278所述。之所以与这些蛋白质融合后能延长半衰期，主要是这些蛋白质都可以通过FcRn受体介导的循环作用，来提高其自身在体内的稳定性从而延长半衰期。理想的作为融合蛋白载体的蛋白质应该具备如下特征：1.自身在体内具有较长的半衰期；2.不具有免疫原性；3.不具有任何与延长半衰期无关的生物学效应；4.不影响治疗蛋白的生物学活性。但是，目前已经公开的技术方案都无法全部满足以上要求。其存在的首要问题是免疫原性的增加，如Fc片段结构本身并不保守，具有多种序列结构，很容易产生免疫原性。另外，这些载体蛋白本身通常具有一些生物学效应，如抗体片段Fc具有结合补体，与Fc受体结合后导致的变态反应，调理吞噬，抗体依赖的细胞杀伤作用等广泛的生理功能；HSA本身具有许多正常的体内生理功能，参与许多物质的运输和代谢。这些生物学特性的存在，对于作为融合蛋白载体来说都是不利的。而且，这些载体蛋白质本身具有复杂的空间结构,与活性蛋白融合后都会因为空间位阻效应而使活性蛋白生物学活性显著下降(Baggio LL et al.,Diabetes.,53:2492-2500,2004;Huang YS et al.,Eur J Pharm Biopharm.,67:301–308,2007)。

综上所述，现有改善活性蛋白体内半衰期的方案存在如下弊端：1.产物不均一，工艺要求复杂；2.修饰物不被生物体降解，会在体内蓄积；3.增加了免疫原性；4.导致蛋白生物学活性显著下降甚至完全丧失；5.有可能引入了本身不需要的生物学活性功能。无论化学修饰，还是通过蛋白融合来改变活性蛋白体内外半衰期的方案，都无法完全避免上述弊端。