[发明专利]FGF21变体、融合蛋白及其应用

说明书

本申请涉及一种FGF21变体，进一步涉及FGF21变体融合蛋白、蛋白质多聚体及其应用。本申请所述的FGF21变体、融合蛋白及蛋白质多聚体能够显著提高与靶标的结合力，并能够用于治疗代谢性疾病。

技术领域

本申请涉及成纤维细胞生长因子21(fibroblast growth factor 21，FGF21)变体、包含其的融合蛋白和/或蛋白质多聚体，可用于治疗代谢性疾病。

背景技术

目前，治疗糖尿病的药物主要包括三大类：口服小分子药物、胰岛素和GLP-1受体激动剂类药物。小分子药物长期服用副作用明显，且对糖尿病后期的血糖控制不理想。胰岛素需要每天多次(至少一次)注射，且由于个体剂量差异易引发低血糖。单一的GLP-1受体激动剂不属于一线用药，对糖尿病代谢异常导致的心血管等并发症疗效有限。

胰高血糖素样肽-1(Glucagon like peptide-1，GLP-1)是一种由小肠L细胞分泌的肠促胰素，其可以刺激胰岛β细胞分泌胰岛素，从而维持病患体内胰岛素的平衡。天然GLP-1仅能在体外保持2分钟活性，并不适合作为药物。在过去的几年中，礼来、诺和诺德、GSK等公司竞相改造该蛋白，以期获得长效GLP-1类降糖药物。二型糖尿病有外周胰岛素抵抗、胰岛β细胞的血糖依赖性胰岛素分泌受损两个主要特征。代谢紊乱往往由多种复杂因素导致，因此针对多重代谢通路的治疗将更具潜力。

FGF21属于FGF家族(fibroblast growth factors，FGFs)成员之一，自1976年发现了第一个FGF(FGF1或aFGF)以来，人体内共发现该家族22个成员。FGFs的生物学功能十分多样化，到目前为止，研究发现，FGFs参与调节包括细胞分化、增殖和代谢等一系列生理活动。FGF21基因最早由Nishimura等克隆出来。直到2005年，FGF21作为一个新的代谢调节因子的报道才首次揭示了它的生物学活性，后续研究发现，FGF21作为一种主要由肝脏分泌的因子参与了重要的代谢调控。

近年来，人们发现FGF21具有很好的血糖调节功能。FGF21可以促进脂肪细胞对葡萄糖的吸收，增强胰岛素敏感性，同时与胰岛素相比，FGF21不会引起低血糖等副作用，更能有效保护β胰岛细胞，促进胰岛β细胞的再生与修复，而且由于没有促分裂活性，也不会导致潜在的肿瘤风险，这使得FGF21作为潜在的治疗2型糖尿病非胰岛素类药物有着巨大潜力。另一方面，和通过胰岛素间接作用的GLP类降糖药物不同，FGF21本身也能刺激GLUT1受体，促进葡萄糖向细胞内的转运，因此其本身也有希望成为治疗1型糖尿病的药物。

除了针对糖尿病，FGF21也有很好的降脂作用，可以提高脂质的氧化，调节脂质的分解及酮体生成，从而改善机体脂质紊乱，是一个很有潜力的降脂药。体重升高及血脂导致的心血管疾病也是糖尿病人的一个重要并发症，FGF21在控制血糖的同时，能够很好的调节体脂紊乱，有效防止糖尿病并发症的发生，亦有单独作为一款降脂药、针对非酒精性脂肪肝等疾病成药的潜力。

然而，FGF21在成药性方面也面临着巨大的挑战。这一方面是由于FGF21的半衰期很短，在小鼠模型中其半衰期仅为一小时左右(Xu et al.，2009)。其原因是FGF21在体内会被蛋白酶迅速降解，同时其在体外形成聚集物的倾向也会导致免疫原性，不利于半衰期的延长。另一方面，FGF21在体内的生物学活性也有限，降糖能力和降脂能力都不足以强大到使其单独成为一款可用的药物，这些因素使得目前为止还未有基于FGF21的抗代谢疾病药物面世。

为了增强其在降糖、降脂等方面的生物学活性，需要对FGF21进行改造，增强其与靶蛋白的相互作用，以增强其体内效果。目前为止，尚未发现可直接增强FGF21与靶蛋白相互作用、并直接增强其体内生物学活性的改造方式。

发明内容

一方面，本申请提供了一种FGF21变体，其氨基酸序列与SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列相比包括一个或多个氨基酸取代，所述一个或多个氨基酸取代包括第167位处的氨基酸取代。