[发明专利]一种用于治疗糖尿病的融合蛋白及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及糖尿病治疗药物技术领域，特别涉及一种用于治疗糖尿病的融合蛋白及其制备方法。

背景技术

糖尿病是一种严重的自身代谢紊乱性疾病，可引起严重的心血管功能紊乱，具有高发病率和高死亡率等特点，严重危害人类健康和生存质量，给病人和社会造成了沉重的经济负担。据流行病学调查统计，目前全球糖尿病患者总数已逾1.2亿，其中90%左右为Ⅱ型糖尿病，而此数字还将不断上涨，估计到2025年，世界范围将有3亿人患上糖尿病。因此，特效糖尿病药物的开发具有很高的社会效益和市场前景。

目前Ⅰ型糖尿病主要靠注射胰岛素来进行治疗，Ⅱ型糖尿病的治疗则以口服降糖药为主，包括磺脲素药物、双胍类药物、α-葡萄糖苷酶抑制剂、噻唑烷二酮衍生物类、以及注射用胰岛素等，这些药物的主要缺点是不良反应较大，长期使用会产生药物耐受，如胰岛素会引起低血糖的危险，其它口服药物会引起肝、肾等主要脏器损伤，而且最终病人会对药物产生耐受导致治疗失败，并且现在多是两种或三种药物联合用药，增加了患者的身体和经济负担。因此，利用新靶点和新治疗方法开发出更加安全、有效的糖尿病药物, 如不引起低血糖且能改善病人β细胞功能等，是糖尿病药物研究的热点。

目前，作为一种新机制及靶点，以肠促胰岛素为基础的新型糖尿病药物被越来越多的生物研究机构及制药公司关注。胰高血糖素样肽（incretin-Glucagon-like-peptide-1, GLP-1）是体内稳定胰岛素水平和胰高血糖素水平的关键调控因子之一。Exendin-4是从南美大毒蜥（Gila monster Heoderma suspectrum）口腔分泌物中分离出的一种含有39个氨基酸的多肽，与内源GLP-1具有53%的同源性，生物活性与内源性GLP-1相似。而且，由于Exendin-4第2位为甘氨酸，而不是GLP-1的丙氨酸，Exendin-4进入体内后不受二肽基肽酶（DPP-IV）分解的影响， GLP-1在体内半衰期仅1～2分钟，即被DPP-IV分解，相比于GLP-1，Exendin-4的药效时间更长。在糖尿病动物模型上，无论口服、舌下含服、肺部、气道还是鼻腔给予Exendin-4均有效。

GLP-1受体激动剂Exendin-4在治疗糖尿病方面具有独特的作用机制：它是以糖依赖方式调控血糖水平的，即高血糖时刺激胰岛素的分泌，而低血糖时不刺激胰岛素的分泌。因此，与其他糖尿病类药物相比具有很多优势：①可以显著降低糖化血红蛋白水平和控制血糖水平；②由于其调控功能依赖血糖水平，因此不会导致低血糖的发生；③增强饱食感，降低食物过量摄入及减肥；④改善β细胞功能；⑤控制餐后高血糖的发生。从目前临床数据反馈来看，不良反应轻微，大大提高了用药安全。该靶点研究较为突出的如：礼来公司的Byetta（合成Exendin-4）于2005年经FDA批准上市，诺和诺德公司的利拉鲁肽(Liraglutide，其为GLP-1模拟肽)于2010年1月经FDA批准上市。大量实验资料及临床数据已经证实，GLP-1及其类似物Exendin-4作为新型糖尿病治疗药物是安全、有效的。

虽然，Exendin-4具有和GLP-1相同的生物学活性和优点（如前所述），且具有较长于GLP-1的半衰期，但其半衰期仍较短，病人需要每天注射两次，在实际使用中给病人带来不便。因此，基于GLP-1及GLP-1受体激动剂Exendin-4开发出更为长效的糖尿病药物是目前该领域研究的热点。

药物长效化研究近年来被生物技术领域科学家广泛关注。人们通过各种方式来延长多肽药物的体内半衰期，常用方法如：生物可降解材料缓释制剂、氨基酸突变/修饰抗蛋白酶突变体、多肽PEG化修饰、重组融合蛋白如与人血清白蛋白融合、与免疫球蛋白Fc片断融合等。

IgG类免疫球蛋白（immunoglobulin G，IgG）是人体血液中最丰富的蛋白之一，其半衰期可达21天。现已证实，IgG分子在体内半衰期长与其Fc段和新生Fc受体（FcRn）以pH依赖的方式结合后再循环有关。目前，以与IgG分子Fc段融合来延长蛋白质药物半衰期已经有许多成功例子上市，如Nplate, Orencia, Enbrel, Arcalyst, Amevive等。我国SFDA也批准了一种Enbrel的类似药品（益赛普）用来治疗类风湿性关节炎及其相关疾病。这些都进一步证实了蛋白质与IgG分子Fc段融合表达是提高药物半衰期行之有效的方法。

IgG类免疫球蛋白主要分为四个亚型，分别为IgG1、IgG2、IgG3和IgG4，其中尤以IgG1型在人体内含量最高，其分子结构图如说明书附图图1所示。