[发明专利]ACVR1-Fc融合蛋白及其制法和用途

说明书

技术领域

本发明属于生物技术和医学领域。具体而言，本发明涉及活化蛋白A受体1-Fc(activinAreceptor,typeI-Fc，ACVR1-Fc)融合蛋白、其制备方法以及其在预防和/或治疗与ACVR1异常(例如ACVR1突变和/或过度活化)相关的疾病或症状(例如骨化过度相关的疾病、扩散型内因性脑桥神经胶质瘤、卵巢癌等)中的应用。

背景技术

ACVR1，即骨形态发生蛋白(BMP)I型受体的亚型之一Activin受体IA型(ActRIA)，也被称为Activin受体样激酶2(Activinreceptor-likekinase2，ALK2)。

ACVR1属于转化生长因子β(TGF-β)超家族受体I型，整个受体蛋白是由胞外段、穿膜段和胞内段组成。胞内段的C末端是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，起着向下传递信号的作用。胞内段靠近膜区域是GS区域。胞外段接受外来因子的刺激，将信号传递到胞内。ACVR1接受信号的方式有2种，一种是直接和骨形态发生蛋白(比如BMP-2或BMP-6)结合，另一种也是主要的方式是，骨形态发生蛋白(如BMP-4)和TGFβ超家族受体II型(ACVR2)结合，结合了细胞因子的ACVR2再和ACVR1结合，然后把外来信号传递到胞内。

进行性骨化性纤维增殖不良症(fibrodysplasiaossificansprogressiva，FOP)，也称进行性骨化性肌炎(myositisossificansprogressiva，MOP)，是一种灾难性、罕见的先天性致残性疾病，其以自发产生的肌肉炎症或肌肉受损伤诱导的进行性异位成骨为特征，并导致关节融合和活动障碍^[1]。

目前对此病没有确切的有效治疗方法。手术切除异位骨只会招致原位病灶复发或病情加重。在早期诊断出的情况下，临床上通常用的治疗方法有预防进一步的伤害、调节局部区域功能、抗炎症等^[2]。有报道，在个别病人身上，用糖皮质激素、非甾体抗炎药NSAID、二膦酸盐(bisphosphonates)、罗格列酮和放射治疗有一定效果，但效果不明显。

过去对FOP的研究进展缓慢，而近几年对其研究进展迅速，在其致病机理上有了许多新的发现：

I)部份FOP致病细胞的性质得到鉴定：

虽然已知在骨骼肌炎症部位有多种炎症细胞(包括单核细胞、巨噬细胞、肥大细胞和T/B淋巴细胞)侵润，但关键性的致病细胞(即软骨细胞和成骨细胞的来源细胞)种类不完全清楚。Lounev等^[3]用谱系追踪(lineagetracing)方法在近似FOP表型的转基因小鼠发现病灶区约40-50％的软骨细胞和成骨细胞带有血管内皮细胞标志物Tie2；Medici等^[4]进一步证明体外培养的转染了R206H突变体的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)可分化为软骨细胞和成骨细胞，这可以证明血管内皮细胞是FOP致病细胞的一部份，但另外约50％的致病细胞性质不明。

II)ACVR1基因突变是FOP发生的中心环节：

在2006年，研究证明骨形态发生蛋白(BMP)I型受体的亚型ACVR1的基因突变和FOP的发生有直接的关联。

在中国某个病例组(70多例)显示，高达98.4％的患者ACVR1基因外显子发生了杂合型单个碱基突变(617G>A)，该突变导致ACVR1的第206位精氨酸被组氨酸代替(R206H)，使ACVR1功能增强。ACVR1的结构属于单次跨膜蛋白(其序列如图1所示)，R206H的突变位于其中的甘氨酸/丝氨酸富含区(GS区，178-207位)，此区域氨基酸序列在包括人类的多种动物间高度保守，提示其功能非常重要。

ACVR1的蛋白质分子模拟结果显示^[1]：ACVR1活性增强的基因突变(R206H)位于胞内段靠近膜区域是GS区域。该第206位的精氨酸(R)所形成的小侧链与主链α螺旋紧贴，对全分子的结构稳定有重要作用，在FOP患者该精氨酸被换成组氨酸(H)，则组氨酸与主链α螺旋远离，导致ACVR1分子不稳定，相关的表现是患者淋巴细胞受体下游的P38MAPK信号通路活性增强^[5](BMP-Smad信号通路活性并不增强)，以及体外培养的牙髓细胞BMP-Smad和BMP-MAPK信号通路活性都增强^[6]。这些研究结果提示患者R206H突变导致了ACVR1活性组成型增强(constitutivelyactive)。

III)FOP动物模型的建立：