【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本文提供了包含單鏈胰島素和fc區多肽的胰島素-fc融合多肽。進一步提供了兩個胰島素-fc融合多肽的綴合物，其中這兩個胰島素-fc融合多肽通過在融合多肽的c末端處的至少一個共價鍵連接。還提供了對胰島素受體的結合親和力降低的單鏈胰島素。進一步提供了該胰島素-fc融合多肽、該綴合物或該單鏈胰島素在藥物中的用途。
技術介紹
1、糖尿病(dm)是由胰島素缺乏、胰島素抵抗或兩者引起的慢性代謝疾病。存在兩種主要類型的dm，稱為1型糖尿病(t1dm)和2型糖尿病(t2dm)。在t1dm中，產生胰島素的胰島β細胞已被免疫系統破壞，因此t1dm可被認為是自身免疫疾病。其結果是，t1dm患者不能產生胰島素并且絕對依賴于施用胰島素。t2dm是一種復雜的代謝疾病，可能需要數年時間的發展。t2dm主要與其他健康問題有關，例如肥胖、非酒精性脂肪肝病和高血壓。不同病癥的組合也稱為代謝綜合征。在t2dm中，胰腺仍能夠產生胰島素，但是胰島素水平可能隨著疾病的進展而下降(sapra和bhandari2020；godoy-matos等人,2020)。
2、胰島素的主要生理學功能是調節血糖。血糖水平由胰腺中的β細胞感測，當達到一定閾值時，胰島素就會分泌在循環中。處于循環中的胰島素導致血液中的葡萄糖被攝取，主要進入肝臟、肌肉和脂肪組織中。胰島素的不存在或胰島素抵抗會導致血糖水平升高(高血糖癥)，當在較長時間段內未得到治療時，會導致微血管系統和大血管系統中的異常，最終引起器官功能障礙。最容易受到微血管系統和大血管系統影響的是腎、眼睛、神經和心臟(kahn等人,2
3、胰島素受體(ir)是由兩個細胞外α亞基和兩個跨膜β亞基組成的異四聚體。α亞基和β亞基通過二硫鍵連接。在細胞內位點內存在酪氨酸激酶結構域。在胰島素結合后，ir二聚化并且使細胞內酪氨酸激酶結構域緊密接近，這允許自磷酸化和細胞內信號傳導級聯啟動。在人中存在兩種ir同種型，稱為ir-a和ir-b。這些同種型之間的差異是ir-b同種型中存在a亞基的c末端12個氨基酸的延伸。兩種ir同種型在其表達模式以及針對胰島素與胰島素樣生長因子1和2(igf1和igf2)的結合參數方面均不同。例如，ir-a相比ir-b對胰島素和igf2具有更高的親和力。ir-a和ir-b之間也存在生理學差異。ir-b主要在胰島素靶組織中以高水平表達，并且被認為介導代謝效應和細胞生長，而ir-a被認為促進細胞增殖(belfiore等人,2017)。
4、胰島素樣生長因子(igf)具有跟胰島素相似的結構。它們的生物學功能是誘導生長或細胞分化。igf的信號傳導由igf-1受體介導，該igf-1受體也具有與胰島素受體相似的結構。由于配體和受體在結構上相似，igf1和igf2實際上可以結合并激活ir，盡管是在較高濃度下。胰島素可以相同的方式結合并激活igf-1受體。這些信號傳導途徑之間的串擾由于igf-1r和ir形成功能性異二聚體的可能性而進一步纏繞(denley等人,2007；hakuno等人,2018)。
5、胰島素被胰腺中的β細胞合成為前激素原。信號序列引導胰島素分泌到內質網(er)的內腔中。在分泌過程中，信號序列被切割。所得胰島素原由三個部分組成：n末端b鏈、連接肽(c肽)和c末端a鏈(dodson和steiner1998)。在細胞內轉運期間，胰島素原被進一步加工。c肽被切除，并且b鏈處的兩個c末端精氨酸殘基被切掉(steiner?2011)。成熟胰島素由通過兩個二硫鍵連接的兩條鏈(a鏈和b鏈)構成。
6、與成熟胰島素相比，胰島素原是單鏈蛋白。胰島素原能夠折疊成三維結構，盡管c肽以及與a鏈和b鏈的接合點是柔性的(yang等人,2010)。胰島素原在細胞測定中具有生物活性(jehle等人,1996)，并且在人血液中是穩定的(bright等人,2017)。有證據表明，胰島素原在胚胎發育期間也具有生理學作用(hernández-sánchez等人,2006)。
7、單鏈胰島素(sci)是胰島素變體，其中胰島素b鏈和胰島素a鏈通過短肽接頭連接。此類變體可以重組方式容易地產生，并且取決于接頭的長度和序列，仍然具有活性。可替代地，胰島素a鏈和b鏈可以通過化學接頭連接。sci優于天然胰島素的優點是其穩定性有改進(hua等人,1998；glidden等人,2018)。這些特征使得單鏈胰島素具有像替代性的胰島素替代物一樣的吸引力。
8、胰島素替代療法的目標是模擬天然胰島素分泌曲線。對于人胰島素，作用的起效在施用后約30min，并且作用可以持續超過5hr。如果在下午施用，這些特性可能導致夜間低血糖；因此，敦促患者在就寢時間吃些小吃食，以避免低血糖。為了允許更精確地控制胰島素作用，已經開發了具有不同藥代動力學特性的不同胰島素配制品和胰島素類似物?？梢詫⒁葝u素類似物分類為速效、短效、中效或長效。速效和短效胰島素類似物(例如賴脯胰島素、門冬胰島素、谷賴胰島素)可以在餐前不久或甚至餐后施用。使用長效或基礎胰島素類似物(例如地特胰島素、德谷胰島素、甘精胰島素)，可以實現更扁平且持久的胰島素曲線。長效胰島素類似物具有高達24hr的作用時間。結果表明，使用長效胰島素可以顯著降低夜間低血糖的風險(sharma等人,2019；mathieu?2021)。僅需要每周一次施用基礎胰島素類似物，即依柯胰島素(insulin?icodec)，就與每日施用甘精胰島素在降低血糖水平方面一樣有效(rosenstock等人,2020)。此類超長效胰島素類似物需要較低頻率的注射，并且因此可以幫助改進患者的生活質量。
9、基于該結構，可以將長效胰島素類似物分為兩組：具有改變的氨基酸序列的胰島素(例如甘精胰島素)和具有化學修飾的胰島素類似物(例如地特胰島素)。對于長效胰島素類似物，作用模式可以是不同的。與天然胰島素相比，甘精胰島素的等電點移位。其結果是，甘精胰島素在施用后沉淀并且從此貯庫緩慢釋放到血流中。地特胰島素用能夠結合白蛋白的14碳脂肪酸乙酰化。人白蛋白具有約20天的長血漿半衰期?；厥諜C制是此長半衰期的原因。潛在的回收機制使用與免疫球蛋白g(igg)類抗體所使用的回收機制相同的途徑，這些抗體的血漿半衰期也為約20天。白蛋白和igg兩者均使用基于新生兒fc受體的回收機制(sand等人,2015)。
10、igg經由fc結構域結合fcrn。在肽或蛋白質與fc結構域融合或綴合后，可以實現相應fc融合蛋白的延長血漿半衰期，并且若干fc融合蛋白已經進入藥物市場(rath等人,2015)。
11、igg是多功能蛋白。抗體的正常功能是在抗原結合后喚起體液和細胞免疫系統。雖然抗原被fab結構域結合，但抗體的效應子功能由fc結構域介導。介導igg的生理學功能的受體被稱為fc-γ受體(fcyr)。與fcyr結合激活所謂的抗體依賴性細胞毒性(adcc)應答(bruhns和2015)?？贵w的另一種效應子功能由蛋白c1q介導。c1q屬于稱為補體系統的防御機制。在c1q與抗體結合時，觸發蛋白水解級聯，即補本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種具有兩個胰島素-Fc融合多肽的胰島素-Fc綴合物，其中所述兩個胰島素-Fc融合多肽中的每一個從N末端至C末端包含：胰島素和Fc區多肽，并且
2.如權利要求1所述的胰島素-Fc綴合物，其中所述至少兩個共價鍵是二硫鍵。
3.如權利要求1或2所述的胰島素-Fc綴合物，其中所述綴合物是所述兩個胰島素-Fc融合多肽的同源二聚體，和/或其中所述兩個胰島素-Fc融合多肽形成抗體Fc區。
4.如前述權利要求中任一項所述的胰島素-Fc綴合物，其中所述胰島素是單鏈胰島素。
5.如前述權利要求中任一項所述的胰島素-Fc綴合物，其中所述兩個胰島素-Fc融合多肽中的每一個從N末端至C末端包含：
6.如權利要求5所述的胰島素-Fc綴合物，其中所述兩個胰島素-Fc融合多肽中的每一個進一步包含
7.如權利要求6所述的胰島素-Fc綴合物，其中g)下的所述C末端肽包含抗體鉸鏈區的序列，所述抗體鉸鏈區的序列包含允許在所述兩個胰島素-Fc融合多肽之間形成至少兩個二硫鍵的至少兩個半胱氨酸殘基，例如其中所述抗體鉸鏈區的序列包含如SEQ?ID?N
8.如前述權利要求中任一項所述的胰島素-Fc綴合物，其中所述兩個胰島素-Fc融合多肽未通過每個Fc區多肽的N末端之間的一個或多個二硫鍵共價連接，和/或其中所述Fc區多肽在N末端處缺少抗體鉸鏈區。
9.如前述權利要求中任一項所述的胰島素-Fc綴合物，其中所述Fc區多肽包含IgG、IgM、IgA、IgD或IgE抗體的重鏈的恒定結構域，例如其中所述Fc區多肽包含IgG1抗體或IgG4抗體的抗體重鏈的恒定結構域CH2和CH3。
10.如前述權利要求中任一項所述的胰島素-Fc綴合物，
11.如前述權利要求中任一項所述的胰島素-Fc綴合物，其中所述胰島素是與人胰島素對人胰島素受體的結合親和力相比對所述人胰島素受體的結合親和力降低的胰島素，
12.如權利要求11所述的胰島素-Fc綴合物，其中所述胰島素是包含SEQ?ID?NO:50、SEQID?NO:52、SEQ?ID?NO:53、SEQ?ID?NO:58、SEQ?ID?NO:45、SEQ?ID?NO:47、SEQ?ID?NO:81、或SEQ?ID?NO:82中所示的氨基酸序列的單鏈胰島素。
13.如前述權利要求中任一項所述的胰島素-Fc綴合物，其中所述兩個胰島素-Fc融合多肽中的每一個包含SEQ?ID?NO:10、SEQ?ID?NO:12、SEQ?ID?NO:14、SEQ?ID?NO:19、SEQ?IDNO:4、SEQ?ID?NO:5、SEQ?ID?NO:6或SEQ?ID?NO:7中所示的氨基酸序列。
14.一種胰島素，其是根據權利要求11或12中胰島素的定義。
15.一種胰島素-Fc融合多肽，其是根據權利要求1至14中任一項中胰島素的定義。
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種具有兩個胰島素-fc融合多肽的胰島素-fc綴合物，其中所述兩個胰島素-fc融合多肽中的每一個從n末端至c末端包含：胰島素和fc區多肽，并且
2.如權利要求1所述的胰島素-fc綴合物，其中所述至少兩個共價鍵是二硫鍵。
3.如權利要求1或2所述的胰島素-fc綴合物，其中所述綴合物是所述兩個胰島素-fc融合多肽的同源二聚體，和/或其中所述兩個胰島素-fc融合多肽形成抗體fc區。
4.如前述權利要求中任一項所述的胰島素-fc綴合物，其中所述胰島素是單鏈胰島素。
5.如前述權利要求中任一項所述的胰島素-fc綴合物，其中所述兩個胰島素-fc融合多肽中的每一個從n末端至c末端包含：
6.如權利要求5所述的胰島素-fc綴合物，其中所述兩個胰島素-fc融合多肽中的每一個進一步包含
7.如權利要求6所述的胰島素-fc綴合物，其中g)下的所述c末端肽包含抗體鉸鏈區的序列，所述抗體鉸鏈區的序列包含允許在所述兩個胰島素-fc融合多肽之間形成至少兩個二硫鍵的至少兩個半胱氨酸殘基，例如其中所述抗體鉸鏈區的序列包含如seq?id?no:36、39、40或41中所示的氨基酸序列或由其組成。
8.如前述權利要求中任一項所述的胰島素-fc綴合物，其中所述兩個胰島素-fc融合多肽未通過每個fc區多肽的n末端之間的一個或多個二硫鍵共價連接，和/或其中所述fc區多肽在n末端處缺少抗體鉸鏈區。
9....
【專利技術屬性】
技術研發人員：T·勃姆，O·博什寧，W·迪特里希，M·H·科恩，T·蘭格，J·里德爾，G·蒂瓦里，U·沃納，
申請(專利權)人：賽諾菲，
類型：發明
國別省市：
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