[发明专利]长效单链胰岛素类似物

说明书

提供一种单链胰岛素类似物，其含有在位置A8处的碱性侧链（精氨酸、组氨酸、赖氨酸或鸟氨酸）、在位置B29处的碱性侧链（精氨酸、组氨酸、赖氨酸或鸟氨酸）和长度为6‑11个残基的缩短的C结构域。C结构域的残基C1和C2具有‑1或‑2的净负电荷；C3选自Gly、Ala、Pro或Ser；剩余C结构域区段依次衍生自IGF‑II的C结构域（RRSR、SRRSR、VSRRSR、RVSRRSR或SRVSRRSR；SEQ ID NO:13）。治疗患有糖尿病或肥胖的患者的方法包括向该患者施用生理有效量的该胰岛素类似物或其生理学可接受的盐。

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年11月5日提交的未决美国临时申请号61/722,350的权益。

关于联邦资助的研究或开发的声明

本发明是由National Institutes of Health在经费项目编号DK040949和DK074176下在合作协议下政府支持完成。美国政府对本发明可能享有某些权利。

发明背景

本发明涉及多肽激素类似物，其表现出增强的药理学性质，如提高的热力学稳定性、增强的对高于室温的热纤维化的抗性、降低的丝裂原活性和/或改变的药代动力学和药效动力学性质，即相对于相应野生型人激素的可溶性制剂提供更长的作用持续时间或更快速的作用持续时间。更特别地，本发明涉及由单一多肽链组成的胰岛素类似物，所述单一多肽链在A和B结构域之间含有新的一类缩短的连接（C）结构域。这种类别的C结构域具有6-11个残基的长度，由N-末端酸性元素和衍生自人IGF-II的连接结构域的C-末端片段组成。本发明的单链胰岛素类似物在A或B结构域中的其它位点处可以任选含有标准或非标准的氨基酸置换。

非标准蛋白质（包括治疗剂和疫苗）的工程改造可以具有广泛的医疗和社会益处。天然存在的蛋白质——如通常在人类、其它哺乳动物、脊椎生物、无脊椎生物或真核细胞的基因组中编码的那样——常常赋予多种生物活性。衍生蛋白质的益处在于获得选择性活性，如降低的与不期望和不利的副作用（如促进癌细胞生长）相关的同源细胞受体的结合。社会益处的另一实例是对室温下或高于室温的降解的抗性提高，有利于运输、分布和使用。胰岛素提供了治疗性蛋白质的一个实例。不管通过RNA剪接的替代方式或通过翻译后糖基化的替代模式生成的受体同种型，结合到胰岛素受体的野生型人胰岛素和在其它哺乳动物基因组中编码的胰岛素分子是多器官和多种类型的细胞。野生型胰岛素还以低亲和力与同源1型胰岛素样生长因子受体（IGF-1R）结合。

进一步的医药益处的实例是优化蛋白质对伸展或降解的稳定性。此类社会益处将通过针对室温或高于室温下的降解比标准蛋白质更难熔的蛋白质工程改造来增强，以用于电力与制冷不能始终可用的发展中世界的地区。由单一多肽链组成并任选含有非标准氨基酸置换的胰岛素类似物可以表现出在抗热降解或降低的丝裂原活性方面优异的性质。糖尿病在非洲和亚洲的未决流行加深了其物理降解造成的挑战。因为纤维化造成了高于室温的降解的主要途径，设计抗纤维化的制剂可以在此类受挑战区域提高胰岛素替代疗法的安全性和效率。

施用胰岛素早已被确定为糖尿病的治疗方法。在患有糖尿病的患者中常规胰岛素替代疗法的主要目的是严格控制血葡萄糖浓度以防止其偏离高于或低于健康人的正常范围特征。偏离低于正常范围与即时肾上腺素或神经低血糖症状相关，这在严重发作时会导致痉挛、昏迷和死亡。偏离高于正常范围与微血管病变（包括视网膜病、失明和肾衰竭相关）的长期风险增加相关。