一种重组环状人生长激素-Fc融合蛋白及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种重组环状人生长激素

【技术实现步骤摘要】
一种重组环状人生长激素
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Fc融合蛋白及其应用


[0001]本专利技术涉及基因工程药物领域，具体涉及一种重组环状人生长激素
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Fc融合蛋白及其应用。

技术介绍

[0002]人生长激素(human growth hormone，简称hGH)是一种多肽类激素(SEQ ID NO:1)，它是由垂体中的生长激素细胞合成、存储和分泌。人生长激素分子是由191个氨基酸残基构成，相对分子质量为22124道尔顿。在生理状态下，生长激素与主要与生长激素受体(human growth hormone receptor，简称hGHR)在靶细胞表面结合，激活相应的下游通路。生长激素可以促进动物和人的发育以及细胞的增殖，其主要生理作用是对人体各种组织尤其是蛋白质有促进合成作用，并能刺激骨关节软骨和骨骺软骨生长。生长激素可以促进人体增高，人体一旦缺乏生长激素就导致生长停滞。
[0003]临床研究表明，野生型生长激素在人体内半衰期很短(半衰期大约2小时)，所以传统的重组人生长激素治疗用药需要皮下注射每天一针，而且给药周期长(可高达6个月以上)。频繁的注射生长激素会给患者带来不便，注射引起的精神压力也降低了患者的生活质量。此外，患者的给药频率依从性成为阻碍治疗效果的重要因素，同时用药成本也比较昂贵。为了解决这一问题，开发长效化的重组人生长激素是十分必要的。目前，国内外重组人生长激素已有多个产品上市，例如目前上市的重组生长激素药物包括 Pfizer的Genotropin、Eli Lilly的Humatrope、Genentech的Nutropin、NovoNordisk的 Norditropin、健豪宁、赛增、安苏萌等，然而，这些用药均为短效产品，病人需要每天注射，因此，市场亟需一种长效且安全的新型生长激素药物。
[0004]Fc融合蛋白是一种用于延长蛋白药物血浆半衰期的安全且有效的技术，目前FDA 批准的Fc融合蛋白多达9种。由于Fc蛋白来源于人体的免疫球蛋白的保守区，所以具备高安全性和低免疫原性等优点。大多数融合蛋白药物都是同源二聚体为主的形式存在，而hGH
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Fc/hGH
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Fc双体形式的融合蛋白相比单体形式(即Fc/hGH
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Fc)存在的融合蛋白会因增加生长激素受体介导的蛋白质清除而缩短药物的半衰期，增加给药频次。与同源二聚体相比，含有仅与一个Fc结构域连接的蛋白药物的单体Fc融合蛋白 (Fc/hGH
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Fc)具有改进的半衰期或生物活性。2017年，上海兴迪金生物技术有限公司在专利申请中披露了一种仅融合一个hGH的Fc融合蛋白(Fc/hGH
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Fc)，在该申请的动物实验中，表现出了比hGH
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Fc/hGH
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Fc双体更优的药效。但是，Fc/hGH
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Fc因为是使用哺乳动物细胞表达的异源二聚体，所以在生产过程中不可避免的会产生同源二聚体的杂质分子，即没有生长激素的Fc融合蛋白Fc/Fc和含有两个生长激素分子的hGH
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Fc/ hGH
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Fc融合蛋白，因此在细胞液中后期形成因为特性接近，导致纯化很难去除的 hGH
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Fc/hGH
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Fc和Fc/Fc，且比例较多，所以Fc/hGH
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Fc在生产工艺中存在着工艺不稳定和难于放大生产的问题，导致成药性下降。同时，尽管Fc/hGH
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Fc相比较 hGH
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Fc/hGH
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Fc同源二聚体蛋白在药效和药代动力学上有了很大提高，但是因受限于生长激素受体介导的蛋白降解等因素，半衰期仍然不够长。
[0005]为了开发更加长效hGH，各研究机构药厂也尝试开发不同结构的经修饰或经改造的 hGH。例如PEG化的hGH融合蛋白:CN 108794634A和CN 108136043B通过PEG两端带醛基，进行两次偶联形成单体形式Fc/hGH
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PEG
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Fc或者细胞双质粒表达Fc和hGH
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Fc，形成单体形式的Fc/hGH
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Fc的融合蛋白；或者CN 108136043A通过后期的化学偶联形成hGH
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fatty acid修饰蛋白。而这些经修饰或经改造的hGH有的在性能上仍难以令人满意，且存在一些明显的缺点：例如，以PEG(聚乙二醇)化生长激素为例，生长激素通过聚乙二醇修饰后虽然能够明显提高药物半衰期使其长效化，但生长激素在PEG化生产过程中往往会造成活性损失，使得生长激素比活降低。或者后期的化学修饰方法工艺生产较为复杂，对工厂实施要求较高。同时有文献报道(J Clin Endocrinol Metab,June 2020, 105(6):1
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13)，在灵长类动物中的临床前研究表明，尸体解剖显示PEG在脉络丛的室管膜细胞中蓄积，从而产生毒性，这也是限制PEG化修饰hGH广泛应用的重要原因。另外，有文献报道，PEG在长期使用是能够引起抗药抗体产生和注射部位脂肪塌陷等问题，这些限制了PEG化修饰hGH的广泛应用。
[0006]综上所述，为了方便在临床上长期使用和提高疗效，有必要开发安全有效的、工艺简单的、成本低且高产出的、新型的长效生长激素产品。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术的不足，本专利技术的首要目的在于提供一种重组环状人生长激素
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Fc 融合蛋白。由本专利技术涉及的环状分子融合蛋白复性比率较单体表达复性的产率高，且不形成Fc/Fc同源二聚体及双体的hGH
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Fc/hGH
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Fc，为后期的纯化提供便利。另外，相比传统的Fc/hGH
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Fc异源二聚体形式，该专利技术中的环状分子仅包含一条多肽链，这有利于提高生产效率并降低生产成本。本专利技术融合蛋白发酵制备工艺过程简单，纯化方便，产量高，成本低。本专利技术的融合蛋白通过使用Fc的空间位阻效应减弱了生长激素受体导致的蛋白清除效应，从而进一步延长了药物的半衰期。进一步的动物实验表明，本专利技术中的环形生长激素Fc
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融合蛋白相比传统的Fc/hGH
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Fc异源二聚体形式在大鼠实验中表现出了更长的半衰期和更加优异的药效。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供上述重组环状人生长激素
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Fc融合蛋白的编码基因。
[0009]本专利技术的再一目的在于提供上述重组环状人生长激素
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Fc融合蛋白的应用。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]在本专利技术的第一方面，提供一种重组环状人生长激素
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Fc融合蛋白，其分子连接方式为Fc
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hGH
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Fc，所述融合蛋白由人生长激素、两个连接肽和两个相同或者不同的Fc 片段组成，即使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重组人生长激素
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Fc融合蛋白Fc
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hGH
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Fc，其特征在于，所述融合蛋白由人生长激素、两个连接肽和两个相同或者不同的Fc片段组成，即使用两个连接肽由N端至C端依次将第一个Fc片段、人生长激素、第二个Fc片段依次连接起来形成一个分子，其中一个连接肽存在于第一个Fc片段和人生长激素之间，另一个连接肽存在于人生长激素和第二个Fc片段之间，两个连接肽的氨基酸序列为相同或不同，两个Fc片段折叠完成后形成由1对或者更多对二硫键或者没有二硫键的二聚体，构成环状人生长激素
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Fc融合蛋白Fc
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hGH
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Fc。2.根据权利要求1所述的融合蛋白Fc
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hGH
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Fc，其特征在于，所述Fc片段选自人IgG的Fc片段，优选为人IgG4或IgG1的Fc片段；进一步优选为人IgG4的Fc片段。3.根据权利要求1所述的融合蛋白Fc
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hGH
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Fc，其特征在于，所述两个连接肽的氨基酸数目之和≥5，所述连接肽为氨基酸构成的柔性多肽，优选的氨基酸类型为Asp，Glu，Gly，Pro，Ala，Ser，Thr，Asn，Gln，His。4.根据权利要求1所述的融合蛋白Fc
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hGH
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Fc，其特征在于，所述重组人生长激素
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Fc融合蛋白Fc
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hGH
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Fc的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。5.权利要求1
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4任一项所述的重组人生长激素
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Fc融合蛋白Fc
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hGH
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【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，黄英姿，王国永，张建军，张玉，张秋磊，
申请(专利权)人：北京志道生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：