[发明专利]人成纤维细胞生长因子-21(hFGF-21)的N-末端化学修饰及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用聚乙二醇(PEG)N末端化学修饰人成纤维细胞生长因子-21(hFGF-21)的偶联物，还涉及该偶联物的应用。

背景技术

成纤维细胞生长因子(FGF)是一种多功能非特异性的活性物质。现发现该成纤维细胞生长因子家族(FGFs)共有23个成员，即FGF-1到FGF-23(Olsen SH et al.，J Biol Chem278：34226-34236，2003)。它们功能各异，主要由成纤维细胞，内皮细胞，骨细胞，多形细胞等分泌，相对分子量一般在17-34kD，其中心区域的氨基酸含有30％-70％的同源性。

FGF-21是FGF家族的一个新成员，属于FGF-19亚家族；最先从老鼠胚胎中分离得到，是一种分泌蛋白；主要在肝脏中表达，少量表达于胸腺。人FGF-21(hFGF-21)cDNA编码209个氨基酸，N端前28个氨基酸为信号肽序列，其后181个氨基酸为人FGF-21成熟氨基酸序列。hFGF-21与hFGF-19、hFGF-23以及鼠的FGF-21的氨基酸序列相比分别有35％、24％和75％的同源性(Nishimura et al.，Biochim Biophys Acta 1492：203-206，2000)。

临床前研究显示，hFGF-21的主要生物学功能表现在糖脂代谢调控方面。hFGF-21的代谢调节功能所表现出的作用与胰岛素类似，它可以增强胰岛素的敏感性，改善β细胞功能及其存活率，降低血糖，改善胰岛素抵抗，却不出现低血糖的不良反应；同时它能有效降低血脂，对脂代谢和动脉粥样硬化也有重要的作用(A Kharitonenkov et al.，J Clin Invest 115：1627-1635，2005；Wente et al.，Diabetes 55：2470-2478，2006；A Kharitonenkov et al.Endocrinology 148：774-781，2007；A Kharitonenkov et al.，Biodrugs.22(1)：37-44，2008；AKharitonenkov et al.，Current Opinion in Investigational Drugs 10：359-364，2009)。因此hFGF-21的研究以及在临床上的应用前景日益受到人们的关注。

研究发现hFGF-21在体内半衰期短，这限制了其在临床治疗中的应用。在其他治疗用蛋白质药物的研究中，发现了解决蛋白类药物在机体内半衰期短和免疫原性等问题的方法。其中方法之一，是将蛋白质与水溶性聚合物共价结合成偶联物。其中所使用的水溶性聚合物包括聚乳糖、聚乙二醇、聚合氨基酸等，而聚乙二醇的使用较为普遍。

聚乙二醇-蛋白质偶联物具有良好的热稳定性、抗酶解、增加水溶性、延长半衰期、降低免疫原性和毒性等优势(Inada，et al.，J.Bioact.And Compatible Polymers，5：343(1990)；Delgalo，etal.，Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier systems，9：249(1992)；katre，Advanced DrugDelivery Systems，10：91(1993))。自1991年第一种用PEG修饰的药物PEG-ADA被FDA批准上市后，制药公司们积极推进PEG修饰药物蛋白质的技术。近几年上市的的产品有PEG-干扰素、PEG-粒细胞集落刺激因子、PEG-天冬酰胺酶、PEG-生长抑素以及PEG化单链抗体等；而且，还有数几十种PEG修饰的蛋白药物处于研究或临床实验阶段。

专利PCT2005/113606报道用IgG4-Fc或BSA同FGF-21融合，形成一种hFGF-21融合蛋白。该蛋白能有效改善hFGF-21在体内的药代动力学，可用于治疗2型糖尿病、肥胖症或代谢综合症。专利PCT2005/091944报道用聚乙二醇修饰hFGF-21的Lys的ε-氨基和其Cys的巯基，该修饰后的hFGF-21也能有效改善FGF-21在体内的药代动力学。本发明采用N末端修饰方法修饰人成纤维细胞生长因子-21及其突变体或变异体，形成单一位点PEG修饰的均一产物。通过实施能有效改善hFGF-21在体内的药代动力学，可适用于治疗2型糖尿病、肥胖症或代谢综合症的一种药物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用聚乙二醇(PEG)N末端化学修饰人成纤维细胞生长因子-21(hFGF-21)的偶联物；同时，该偶联物可用于制备治疗2型糖尿病、肥胖症或代谢综合症的药物。