化学修饰的蛋氨酸酶及其在抗蛋氨酸和抗高半胱氨酸的化学治疗中的应用制造技术

一种化学修饰的蛋氨酸酶，它含有结合到一种聚合物上的蛋氨酸酶。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蛋氨酸酶组合物，蛋氨酸酶的纯化方法，把蛋氨酸酶结合到聚合物如PEG(聚乙二醇)的方法，在抗蛋氨酸和抗高半胱氨酸的化学治疗中使用蛋氨酸酶的方法。更具体的说，本专利技术的方法包括在癌症治疗，心血管病治疗和肿瘤造影和诊断中使用蛋氨酸酶。本专利技术还涉及重组DNA技术。本专利技术特别提供了编码蛋氨酸酶的表达模型。以治疗药物为主的癌症疗法是指使用能够选择性抑制或杀灭癌细胞但不使损伤正常组织功能超出可接受的范围的药物。常规疗法的难点在于治疗药物对正常组织的毒性。现已发现在各种细胞类型和所评论的肿瘤组织中许多肿瘤都对蛋氨酸有绝对的需求。其中所述的细胞和肿瘤组织包括结肠、乳腺、前列腺、卵巢、肾、喉黑色素瘤、肉瘤、肺、脑、胃和膀胱中的肿瘤以及白血病和淋巴瘤。现已明确当生长培养基中的蛋氨酸被高半胱氨酸取代时，肿瘤的无能力生长已被定义为对蛋氨酸的依赖性。例如，参见Chello等，“癌症研究” (CancerRes.).331898-1904，1973；和Hoffman，“抗癌研究”(Anticancer Res.)，511-30，1985。现已表明去除蛋氨酸能够选择性地使依赖蛋氨酸的肿瘤细胞同步进入该细胞周期中的S/G2晚期，Hoffman等，“美国国家科学院院刊”(Proc.Natl.Ad.Acad.Sci.USA.)777306-7310，1980。联合使用去除蛋氨酸，接着与暴露于抗有丝分裂剂，即抗蛋氨酸的化学疗法，已经把肿瘤细胞从正常和肿瘤细胞的共培养物中选择性地杀灭，结果导致正常细胞细胞的培养物强有力地增生。Stern等，“国家癌症学会杂志”(J.Natl.Cancer Inst.).76629-639,1986。但是，为了在体内进行蛋氨酸依赖性化学疗法，必需有一种从血清中有效去除循环的蛋氨酸的方法，目前还没有人描述过这样一种去除蛋氨酸的方法，即这种方法能够降低体内循环的蛋氨酸的含量使其足以在抗肿瘤治疗中有效。现已从各种细菌源纯化出一种能够降解蛋氨酸的酶即蛋氨酸酶，并且据报道这种酶能够减缓体外肿瘤细胞增生的速度。Kreis等，“癌症研究”(Cancer Res)，331862-1865和1866-1869，1973；Tanaka等，“欧洲生物化学学会联合会通讯”(FEBS Letters).66307-311 1976；Ito等，“生化杂志”(J.Biochem.)，791263-1272，1976和Nakayama等，“农业生物化学”(Agric.Biol.Chem.)，482367-2369，1984。Kreis等，在“癌症研究”(Cancer Rs.)，331866-1869，1973中已经描述了使用1150单位/千克/天从产芽胞梭状芽胞杆菌(Clostridium sporgenes)中分离出的很不纯的蛋氨酸酶制剂来抑制移入小鼠模型中的癌肉瘤细胞的生长。尽管该酶明显降低了原发肿瘤细胞的生长，但是从未报道过把肿瘤直径的T/C率(处理与对照之比)降低到50％以下，并且也从未报道过对转移瘤有任何作用。作者也指出没有其他非特异性的干涉不能预测蛋氨酸酶的肿瘤特异性，而且作者也没有评论不纯制剂中内毒素或其他组分对所观察到的效果起的作用的可能性。所报道的唯一毒理研究是在治疗期之后动物体重没有减轻并且对毒性的一般肉眼检查呈阴性。另外，作者报道了这种酶具有4小时的血清半衰期。这种酶制剂只有一半纯度并且含有显著量的内毒素，这使得对该结果的解释复杂化。而且，Kreis不能把血清蛋氨酸的含量降低到对照组的8％以下，这可能归因于芽胞杆菌(Clostridium)酶的高Km(大约90mM)。据报道蛋氨酸酶制剂不稳定并且在对它的纯化中只能获得2％回收(产率)。Kreis等，在“癌症研究”(Cancer Res.).331866-1869，1973中还报道了一种抗肿瘤的方法即使用不含蛋氨酸的食物作为去除蛋氨酸的方法。但是，作者报道该饮食方法不能象使用不纯的蛋氨酸酶制剂一样有效地减缓细胞的生长并且会导致动物体重持续下降这种不希望出现的副作用。作者没有报道使用不含蛋氨酸的食物结合蛋氨酸酶治疗，并且没有研究细胞的同步化。本专利技术的在先的申请提出了有效的肿瘤化学疗法，这些化学疗法是指使用蛋氨酸酶有效降低蛋氨酸的含量从而提供一种无损伤的抗肿瘤的有益效果。本专利技术通过提供一种用于生产商业上可行数量的高纯度重组蛋氨酸酶来改进这些申请提出了治疗和诊断方法以及组合物。本专利技术的概述现已发现，蛋氨酸酶，不论是PEG化的形式还是所生产和纯化的高纯度的不含内毒素的重组形式，都能够无损害地去除哺乳动物体内的蛋氨酸含量，都能够有效地用于选择性抑制肿瘤的生长，并且还能够选择性地阻止肿瘤细胞使其与抗有丝分裂的化学疗法同步化。现在也发现当协同使用好几种不同的方法来基本有效地降低蛋氨酸的含量时，蛋氨酸去除法是最有效的。这些方法包括使用不含蛋氨酸的饮食的蛋氨酸饥饿法，使用能够与蛋氨酸竞争蛋氨酸所用酶的抑制剂的蛋氨酸竞争性抑制法，利于由蛋氨酸去除法诱发的特殊肿瘤选择性细胞周期阻抑的化学治疗剂以及这些方法的组合。所以，本专利技术描述了一种抑制肿瘤细胞生长的方法，它包括把肿瘤细胞群与治疗有效量的本文所定义的蛋氨酸酶接触一段足以诱发细胞群中细胞的细胞周期停滞的时期，并形成静止的肿瘤细胞。“接触”一词是指把本专利技术的治疗组合物与靶肿瘤放得非常接近以至于能够观察到抑制肿瘤的作用，或者把本专利技术的治疗组合物放在一种培养基如营养培养基或血液中以至于能使培养基中的蛋氨酸含量降低到能够抑制培养基中的肿瘤细胞生长的水平。“静止的”肿瘤细胞是指生长受抑制的肿瘤细胞。这种方法能够在体外或体内使用。与肿瘤细胞的接触不需要是直接的，它可以在体外或体内与含有肿瘤细胞的营养培养基接触来实现。这种接触也可以把循环血液与蛋氨酸酶接触来完成。当肿瘤是不能循环的固体肿瘤时这种循环血液可以含有肿瘤细胞或不含肿瘤细胞。“抑制肿瘤细胞的生长”是指服用本专利技术化合物能够减少肿瘤的生长，例如以大小来衡量，与没有用该化合物治疗的肿瘤相比，大小可降低10％到100％，更优选为34％到79％，最优选为55％到68％。蛋氨酸酶通过去除蛋氨酸被用作减缓或终止细胞分裂的一种抗肿瘤剂。使用蛋氨酸的竞争性抑制剂能够增强这种作用。另外，把蛋氨酸酶与抗有丝分裂剂和其他细胞周期的特殊细胞毒素剂一起使用能够通过诱发细胞周期同步化来增加抗有丝分裂剂或其他细胞周期的特殊细胞毒素剂的治疗作用。蛋氨酸酶也能用于去除高半胱氨酸的化学疗法中来降低心血管疾病的危险和治疗心血管疾病。蛋氨酸酶也用于超高分辨率地探测和诊断肿瘤时，再充足供蛋氨酸之前去除血液和肿瘤中的蛋氨酸。在一个技术方案中，首先使肿瘤细胞接受蛋氨酸饥饿步骤来首次降低蛋氨酸的含量。可不受限制地以高半肮氨酸伴随蛋饥饿法来降低对正常细胞的毒性，从而增加治疗的特异性。本专利技术的其他相关方面的特征是使用本专利技术的蛋氨酸去除法来阻止肿瘤细胞的细胞周期中的S/G2晚期，接着进行同步开始细胞周期的处理并服用一种细胞周期的特异细胞毒素剂如抗有丝分裂剂来选择性地并有效地杀灭肿瘤细胞。本领域普通技术人员熟知对细胞周期特殊阶段的细胞具有毒性的细胞周期特异细胞毒素剂。这种方法包括下列步骤(a)使由上述蛋氨酸去除步骤产生的静止的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭玉英，瓦莱利·里什科，
申请(专利权)人：抗癌公司，
类型：发明
国别省市：