[发明专利]Exendin‑4类似物融合蛋白及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及Exendin-4类似物，更具体地，涉及一种重组Exendin-4类似物与人IgG2Fc变体组成的融合蛋白及其制备方法，还涉及其在治疗糖尿病、肥胖以及通过降低血浆葡萄糖、抑制胃和/或肠运动和抑制胃和/或肠排空、或抑制食物摄入而受益的其他疾病的应用。

背景技术

胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)又称促胰岛素激素，是一种主要由肠粘膜L细胞分泌的多肽类激素。GLP-1具有调节葡萄糖代谢和胃肠分泌功能，它能有效刺激胰岛β-细胞葡萄糖依赖的分泌胰岛素，促进胰岛素基因转录、胰岛细胞增殖及β-细胞增殖和再生，具有不依赖于胰岛素的独立降糖作用，从而延缓糖尿病进展。同时还可抑制胃排空、降低食欲，在不会引起显著临床低血糖反应的条件下减轻体重，从而保证了其用于糖尿病治疗的安全性和有效性。人体内具有生物活性的GLP-1主要是GLP-1(7-36)酰胺和GLP-1(7-37)两种。天然GLP-1可被二肽基肽酶IV(DPP-IV)迅速水解而失活，且分子量小，易被肾小球滤过而清除，使得它的体内循环半衰期不足5分钟，不具有临床使用价值。

Exendin-4是美国西南部大毒蜥唾液中分泌的一种含有39个氨基酸的多肽。Exendin-4是胰高血糖素样肽-1(GLP-1)类似物，与哺乳动物的GLP-1氨基酸序列具有53％同源性，是有效的GLP-1受体激动剂。Exendin-4的这些生理活性与人GLP-1相似，但人GLP-1在体内迅速被二肽基肽酶IV(DPP-IV)降解，半衰期只有1-2分钟，会很快被清除，而Exendin-4其N端第二位由Gly代替了GLP-1中的Ala，对DPP-IV清除具有相当抵抗作用，不易被DPP-IV降解，在体内循环半衰期较长，达到60-90分钟。此外，源于Exendin-4的COOH端由9个氨基酸(PSSGAPPPS)形成特殊Trp-cage结构，使其与GLP-1受体的结合亲和力显著高于人GLP-1(Neidigh JW等,Biochemistry,2001,40:13188–13200)。另外，Exendin-4与人GLP-1代谢途径也不尽相同，Exendin-4主要通过肾脏代谢，而人GLP-1通过外周组织和肾脏进行代谢，且外周组织途径是主要方式(Simonsen L等,2013,Regulatory Peptides,181:17–21)，因而Exendin-4代谢速率更小，这也是其半衰期显著长于天然人GLP-1的重要原因。

Exendin-4化学合成品命名为Exenatide(商品名Byetta，中文名艾塞那肽)，于2005年4月获美国FDA批准。临床结果显示，艾塞那肽用于糖尿病治疗效果明显，能降低2型糖尿病患者糖化血红蛋白(HbA1c)水平和餐后血糖，并能减轻体重、且使用剂量小，临床每次给药剂量仅为5-10微克，副反应较小。但是该药平均半衰期只有2.4小时，每天需注射两次，给病人生活带来极大的痛苦和不便。此外，由于与人GLP-1的同源性只有53％，使得患者产生针对Exendin-4的抗体比率增加，研究证实，与另一种已应用于临床的GLP-1类似物药物利拉鲁肽(与人GLP-1同源性高达97％)相比，病人连续30周给予艾塞那肽，产生抗体的病人比率约43％，显著高于利拉鲁肽(仅有8.6％)。因而对Exendin-4进行结构修饰，形成具有同样药理活性的类似物，有效延长半衰期，从而降低注射频率，实现每周或更长时间注射一次，一方面可以减小患者的身心负担，提高患者治疗依从性，还大大降低治疗成本；更重要的是可以减小因频繁注射给药引起抗体产生风险。因而长效或者缓释GLP-1类似物开发已成为目前研究热点和难点课题，其中结构修饰是较为理想的且运用较为成功的策略。如添加脂肪酸侧链(Chae SY等,J Control Release,2010,144:10–16)或与亲水性聚合物如PEG连接，或直接与血清蛋白融合，如与免疫球蛋白Fc片段融合。Fc融合蛋白增加了蛋白制剂的分子量，从而降低肾脏清除重组蛋白分子的速率，达到延长重组蛋白血浆半衰期的目的；另一方面，还可通过Fc的再循环受体(recycling receptors,FcRn)，促进重组蛋白的再循环利用，进一步延长重组蛋白的血浆半衰期。