CN112601538A - 激活素受体iia型变体及其使用方法 - Google Patents

激活素受体iia型变体及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明的特征在于包含细胞外ActRIIA变体的多肽。在一些实施方案中，本发明的多肽包含与Fc结构域单体或部分融合的细胞外ActRIIA变体。本发明的特征还在于使用所述多肽治疗涉及低红血细胞水平的疾病或病况(例如，贫血或失血；纤维化；或肺高压)药物组合物和方法。

Description

激活素受体IIA型变体及其使用方法
发明背景
纤维化是器官或组织中过量结缔组织的形成。可以响应于损伤(例如损害)或作为免疫应答(例如炎性应答)的部分而形成的结缔组织，可以破坏它在其中形成的器官或组织的结构和功能，导致组织硬度中的增加。纤维化可以在体内的许多器官和组织中发生，尤其包括肺(例如肺纤维化、囊性纤维化)、肝(例如肝硬化)、心脏(例如心内膜心肌纤维化或心肌梗死后纤维化)、大脑(例如胶质细胞疤痕形成)、皮肤(例如瘢痕疙瘩形成)、肾(例如肾纤维化)和眼(例如角膜纤维化)；并且已知与某些药物治疗(例如化学疗法、放射疗法和手术)相关。存在用于纤维化患者的有限治疗选项，并且大多数治疗集中于改善生活质量或暂时减慢疾病进展。
贫血是全球性的健康问题，具有影响发病率和死亡率两者的健康牵涉。仅在美国，贫血的患病率从2003年到2012年几乎倍增。贫血的症状包括疲劳、虚弱、呼吸急促、心悸和认知能力下降，并且已发现儿童、孕妇、育龄妇女和老年人具有发展贫血的最高风险。贫血的最常见形式是缺铁性贫血，但贫血也可以由慢性疾病、失血和红血细胞破坏引起。虽然缺铁性贫血可以用铁补充进行治疗，但许多其他形式的贫血，诸如再生障碍性贫血、慢性疾病性贫血和溶血性贫血可能需要输血。
肺高压(PH)是特征在于肺与心脏之间的血管中的压力高于正常压力的严重病况。PH可以分类成五种主要类型：动脉(PAH)、静脉(继发于左侧心脏病的PH)、低氧(由肺病引起的PH)、血栓栓塞(由慢性动脉阻塞例如血块引起的PH)、或其他的(具有不明确或多因素机制的PH)，也称为WHO I-V类。PAH的特征在于由于瘢痕形成，在肺中的小血管阻塞或狭窄引起的肺血管压力增加。这导致对通过肺的血流的阻力增加，并且迫使心脏的右侧更努力工作，这可以导致心力衰竭、血液氧合减少和预期寿命缩短。PAH可以是特发性的(例如没有可查明的原因)，可遗传的(例如家族性的，经常是由于遗传突变)，或可能与药物使用(例如甲基苯丙胺或可卡因使用)、感染(例如HIV感染或血吸虫病)、肝硬化、先天性心脏异常、或结缔组织/自身免疫性病症(例如硬皮病或狼疮)相关。关于PH的治疗包括血管扩张剂、抗凝剂和补充供氧，但这些治疗管理疾病症状，而不是靶向引起疾病的生物学机制。
存在用于纤维化、贫血和PH的新型的治疗的需要。
发明概述
本发明的特征在于包含细胞外激活素受体IIA型(ActRIIA)变体的多肽。在一些实施方案中，本发明的多肽包含与Fc结构域单体或部分的N-或C-末端融合的细胞外ActRIIA变体。此类部分可以通过氨基酸或其他共价键连接，并且可以增加多肽的稳定性。包含与Fc结构域单体融合的细胞外ActRIIA变体的多肽也可以通过两个Fc结构域单体之间的相互作用形成二聚体(例如，同二聚体或异二聚体)。本发明的多肽还可以用于减少或预防纤维化，或减慢或抑制具有纤维化或处于发展纤维化的风险中的受试者中的纤维化的进展。本发明的多肽还可以用于在有此需要的受试者、例如具有低红血细胞水平(例如低血红蛋白水平、低血细胞比容和/或低红血细胞计数，例如低红细胞量)、例如贫血或失血或处于发展低红血细胞水平(例如低血红蛋白水平、低血细胞比容和/或低红血细胞计数，例如低红细胞量)、例如贫血或失血的风险中的受试者中增加红血细胞水平(例如，增加血红蛋白水平，增加血细胞比容，和/或增加红血细胞计数，例如增加红细胞量)。此外，本发明的多肽可用于治疗、预防、延迟或减弱具有肺高压(例如动脉、静脉、低氧、血栓栓塞或其他肺高压)或处于发展肺高压(例如动脉、静脉、低氧、血栓栓塞或其他肺高压)的风险中的受试者中的肺高压的发展或进展。进一步地，本发明的多肽还可以用于影响具有纤维化、低红血细胞水平(例如低血红蛋白水平、低血细胞比容和/或低红血细胞计数，例如低红细胞量)或肺高压(例如动脉、静脉、低氧、血栓栓塞或其他肺高压)或处于发展纤维化、低红血细胞水平(例如低血红蛋白水平、低血细胞比容和/或低红血细胞计数，例如低红细胞量)或肺高压(例如动脉、静脉、低氧、血栓栓塞或其他肺高压)的风险中的受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或骨形态发生蛋白9(BMP9)信号传导。
在一个方面，本发明的特征在于包含细胞外激活素受体IIA型(ActRIIA)变体的多肽，所述变体具有以下序列：
GAILGRSETQECLX1X2NANWX3X4X5X6TNQTGVEX7CX8GX9X10X11X12X13X14HCX15ATWX16NISGSIEIV
X17X18GCX19X20X21DX22NCYDRTDCVEX23X24X25X26PX27VYFCCCEGNMCNEKFSYFPEMEVTQPTS(SEQ ID NO:1)，其中X1是F或Y；X2是F或Y；X3是E或A；X4是K或L；X5是D或E；X6是R或A；X7是P或R；X8是Y或E；X9是D或E；X10是K或Q；X11是D或A；X12是K或A；X13是R或A；X14是R或L；X15是F或Y；X16是K、R或A；X17是K、A、Y、F或I；X18是Q或K；X19是W或A；X20是L或A；X21是D、K、R、A、F、G、M、N或I；X22是I、F或A；X23是K或T；X24是K或E；X25是D或E；X26是S或N；且X27是E或Q，且其中所述变体相对于具有SEQ ID NO:73的序列的野生型细胞外ActRIIA或具有SEQ ID NO:76-96的序列中的任一个的细胞外ActRIIA具有至少一个氨基酸取代。
在一些实施方案中，所述变体具有以下序列：
GAILGRSETQECLFX2NANWX3X4X5X6TNQTGVEX7CX8GX9KX11X12X13X14HCX15ATWX16NISGSIEIVX17
X18GCX19X20X21DX22NCYDRTDCVEX23X24X25X26PX27VYFCCCEGNMCNEKFSYFPEMEVTQPTS(SEQ ID NO:2)，其中X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X18、X19、X20、X21、X22、X23、X24、X25、X26和X27如上所定义。
在一些实施方案中，所述变体具有以下序列：
GAILGRSETQECLFX2NANWEX4X5RTNQTGVEX7CX8GX9KDKRX14HCX15ATWX16NISGSIEIVKX18GCWLDDX22NCYDRTDCVEX23X24X25X26PX27VYFCCCEGNMCNEKFSYFPEMEVTQPTS (SEQ ID NO:3)，其中X2、X4、X5、X7、X8、X9、X14、X15、X16、X18、X22、X23、X24、X25、X26和X27如上所定义。
在一些实施方案中，所述变体具有以下序列：
GAILGRSETQECLFX2NANWEX4DRTNQTGVEX7CX8GX9KDKRX14HCX15ATWX16NISGSIEIVKX18GCWLDDX22NCYDRTDCVEX23KX25X26PX27VYFCCCEGNMCNEKFSYFPEMEVTQPTS (SEQ ID NO:4)，其中X2、X4、X7、X8、X9、X14、X15、X16、X18、X22、X23、X25、X26和X27如上所定义。
在一些实施方案中，所述变体具有以下序列：
GAILGRSETQECLFX2NANWEX4DRTNQTGVEPCX8GX9KDKRX14HCFATWKNISGSIEIVKX18GCWLDDINCYDRTDCVEX23KX25X26PX27VYFCCCEGNMCNEKFSYFPEMEVTQPTS (SEQ ID NO:5)，其中X2、X4、X8、X9、X14、X18、X23、X25、X26和X27如上所定义。
在任何前述实施方案中，X1是F或Y。在任何前述实施方案中，X2是F或Y。在任何前述实施方案中，X3是E或A。在任何前述实施方案中，X4是K或L。在任何前述实施方案中，X5是D或E。在任何前述实施方案中，X6是R或A。在任何前述实施方案中，X7是P或R。在任何前述实施方案中，X8是Y或E。在任何前述实施方案中，X9是D或E。在任何前述实施方案中，X10是K或Q。在任何前述实施方案中，X11是D或A。在任何前述实施方案中，X12是K或A。在任何前述实施方案中，X13是R或A。在任何前述实施方案中，X14是R或L。在任何前述实施方案中，X15是F或Y。在任何前述实施方案中，X16是K、R或A。在任何前述实施方案中，X17是K、 A、Y、F或I。在任何前述实施方案中，X18是Q或K。在任何前述实施方案中，X19是W或A。在任何前述实施方案中，X20是L或A。在任何前述实施方案中，X21是D、K、R、A、F、G、M、N或I。在任何前述实施方案中，X22是I、F或A。在任何前述实施方案中，X23是K或T。在任何前述实施方案中，X24是K或E。在任何前述实施方案中，X25是D或E。在任何前述实施方案中，X26是S或N。在任何前述实施方案中，X27是E或Q。在任何前述实施方案中，X23是T，X24是E，X25是E，且X26是N。在任何前述实施方案中，X23是T，X24是K，X25是E，且X26是N。在任何前述实施方案中，X17是K。
在任何前述实施方案中，所述变体具有SEQ ID NO:6-72中的任一个的序列。
在任何前述实施方案中，位置X24处的氨基酸可以用氨基酸K替代。
在任何前述实施方案中，位置X24处的氨基酸可以用氨基酸E替代。
在任何前述实施方案中，本文所述的多肽可以进一步包含一个或多个氨基酸(例如，1、2、3、4、5、6或更多个氨基酸)的C-末端延伸。在一些实施方案中，所述C-末端延伸是氨基酸序列NP。在一些实施方案中，所述C-末端延伸是氨基酸序列NPVTPK (SEQ ID NO:155)。
在任何前述实施方案中，本文所述的多肽可以进一步包含与多肽的C-末端融合或共价连接的部分。在一些实施方案中，所述部分增加多肽的稳定性或改善多肽的药代动力学。在一些实施方案中，所述部分是Fc结构域、白蛋白结合肽、纤连蛋白结构域或人血清白蛋白。
在任何前述实施方案中，本文所述的多肽可以进一步包含通过接头的方式与多肽的C-末端融合的Fc结构域单体。在一些实施方案中，包含与Fc结构域单体融合的本文所述的细胞外ActRIIA变体的多肽可以通过两个Fc结构域单体之间的相互作用形成二聚体(例如，同二聚体或异二聚体)。在一些实施方案中，所述Fc结构域单体具有SEQ ID NO:97的序列。
在任何前述实施方案中，本文所述的多肽可以进一步包含通过接头的方式与多肽的C-末端融合的Fc结构域。在一些实施方案中，所述Fc结构域是野生型Fc结构域。在一些实施方案中，所述野生型Fc结构域具有SEQ ID NO:151的序列。在一些实施方案中，所述Fc结构域含有一个或多个氨基酸取代。在一些实施方案中，含有一个或多个氨基酸取代的Fc结构域不形成二聚体。
在任何前述实施方案中，本文所述的多肽可以进一步包含通过接头的方式与多肽的C-末端融合的白蛋白结合肽。在一些实施方案中，所述白蛋白结合肽具有SEQ ID NO:152的序列。
在任何前述实施方案中，本文所述的多肽可以进一步包含通过接头的方式与多肽的C-末端融合的纤连蛋白结构域。在一些实施方案中，纤连蛋白结构域肽具有SEQ ID NO:153的序列。
在任何前述实施方案中，本文所述的多肽可以进一步包含通过接头的方式与多肽的C-末端融合的人血清白蛋白。在一些实施方案中，所述人血清白蛋白具有SEQ ID NO:154的序列。
在一些实施方案中，所述接头是氨基酸间隔区。在一些实施方案中，所述氨基酸间隔区是GGG、GGGA (SEQ ID NO:98)、GGGG (SEQ ID NO:100)、GGGAG (SEQ ID NO:130)、GGGAGG (SEQ ID NO:131)或GGGAGGG (SEQ ID NO:132)。
在一些实施方案中，所述氨基酸间隔区是GGGS (SEQ ID NO:99)、GGGGA (SEQ IDNO:101)、GGGGS (SEQ ID NO:102)、GGGGG (SEQ ID NO:103)、GGAG (SEQ ID NO:104)、GGSG(SEQ ID NO:105)、AGGG (SEQ ID NO:106)、SGGG (SEQ ID NO:107)、GAGA (SEQ ID NO:108)、GSGS (SEQ ID NO:109)、GAGAGA (SEQ ID NO:110)、GSGSGS (SEQ ID NO:111)、GAGAGAGA (SEQ ID NO:112)、GSGSGSGS (SEQ ID NO:113)、GAGAGAGAGA (SEQ ID NO:114)、GSGSGSGSGS (SEQ ID NO:115)、GAGAGAGAGAGA (SEQ ID NO:116)和GSGSGSGSGSGS (SEQ IDNO:117)、GGAGGA (SEQ ID NO:118)、GGSGGS (SEQ ID NO:119)、GGAGGAGGA (SEQ ID NO:120)、GGSGGSGGS (SEQ ID NO:121)、GGAGGAGGAGGA (SEQ ID NO:122)、GGSGGSGGSGGS (SEQID NO:123)、GGAGGGAG (SEQ ID NO:124)、GGSGGGSG (SEQ ID NO:125)、GGAGGGAGGGAG(SEQ ID NO:126)和GGSGGGSGGGSG (SEQ ID NO:127)、GGGGAGGGGAGGGGA (SEQ ID NO:128)、GGGGSGGGGSGGGGS (SEQ ID NO:129)、AAAL (SEQ ID NO:133)、AAAK (SEQ ID NO:134)、AAAR (SEQ ID NO:135)、EGKSSGSGSESKST (SEQ ID NO:136)、GSAGSAAGSGEF (SEQ IDNO:137)、AEAAAKEAAAKA (SEQ ID NO:138)、KESGSVSSEQLAQFRSLD (SEQ ID NO:139)、GENLYFQSGG (SEQ ID NO:140)、SACYCELS (SEQ ID NO:141)、RSIAT (SEQ ID NO:142)、RPACKIPNDLKQKVMNH (SEQ ID NO:143)、GGSAGGSGSGSSGGSSGASGTGTAGGTGSGSGTGSG (SEQID NO:144)、AAANSSIDLISVPVDSR (SEQ ID NO:145)、GGSGGGSEGGGSEGGGSEGGGSEGGGSEGGGSGGGS (SEQ ID NO:146)、EAAAK (SEQ ID NO:147)或PAPAP(SEQ ID NO:148)。
在任何前述实施方案中，本文所述的多肽具有至少7天的血清半衰期(例如，在人受试者中)。
在任何前述实施方案中，本文所述的多肽以200 pM或更高的KD结合人骨形态发生蛋白9 (BMP9)。在一些实施方案中，所述多肽结合激活素和/或肌肉生长抑制素且与人BMP9的结合减少(例如，微弱)。在一些实施方案中，所述多肽实质上不结合人BMP9。
在任何前述实施方案中，本文所述的多肽以800 pM或更低的KD结合人激活素A。
在任何前述实施方案中，本文所述的多肽以近似800 pM或更低的KD结合人激活素B。
在任何前述实施方案中，本文所述的多肽以近似5 pM或更高的KD结合人GDF-11。
在另一个方面，本发明的特征在于编码本文所述的多肽(例如，包含具有SEQ IDNO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体的多肽)的核酸分子。在另一个方面，本发明的特征还在于包含本文所述的核酸分子的载体。
在另一个方面，本发明的特征在于表达本文所述的多肽的宿主细胞，其中所述宿主细胞包含前两个方面中描述的核酸分子或载体，其中所述核酸分子或载体在宿主细胞中表达。
在另一个方面，本发明的特征在于制备本文所述的多肽的方法，其中所述方法包括：a)提供包含本文所述的核酸分子或载体的宿主细胞，和b)在允许形成多肽的条件下在宿主细胞中表达所述核酸分子或载体。
在另一个方面，本发明的特征在于药物组合物，其包含本文所述的多肽、核酸分子或载体和一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂。在药物组合物的一些实施方案中，所述多肽、核酸分子或载体呈治疗有效量。
在另一个方面，本发明的特征还在于包含两个相同多肽的构建体(例如，同二聚体)，每个多肽包含具有与Fc结构域单体(例如，SEQ ID NO:97的序列)的N-或C-末端融合的SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体。两个多肽中的两个Fc结构域单体相互作用以在构建体中形成Fc结构域。
在另一个方面，本发明的特征还在于包含两个不同多肽的构建体(例如，异二聚体)，每个多肽包含具有与Fc结构域单体(例如，SEQ ID NO:97的序列)的N-或C-末端融合的SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体。两个多肽中的两个Fc结构域单体相互作用以在构建体中形成Fc结构域。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来减少或预防有此需要的受试者中的纤维化的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来减慢、抑制或逆转有此需要的受试者中的纤维化的进展的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来在有此需要的受试者中降低发展纤维化的风险或改善现有的纤维化的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来治疗具有纤维化或处于发展纤维化的风险中的受试者的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来减弱纤维化的发展的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来逆转纤维化的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于影响具有纤维化或处于发展纤维化的风险中的受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导(例如减少或抑制肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9与其内源受体的结合)的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体、或本文所述的药物组合物。
在任何前述方面的一些实施方案中，纤维化是化学治疗药物诱导的纤维化、放射诱导的纤维化、肺纤维化、肝纤维化、肾纤维化(例如与慢性肾病相关的纤维化)、角膜纤维化、心脏纤维化、骨髓纤维化、纵隔纤维化、腹膜后纤维化、骨关节纤维化、关节纤维化、组织纤维化、肿瘤基质、促结缔织增生性肿瘤、手术粘连、肥厚性瘢痕或瘢痕疙瘩。在一些实施方案中，所述组织纤维化是影响选自以下的组织的纤维化：肌肉组织、皮肤表皮、皮肤真皮、肌腱、软骨、胰腺组织、子宫组织、神经组织、睾丸、卵巢、肾上腺、动脉、静脉、结肠、小肠、大肠、胆道和肠道。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述纤维化与以下相关：伤口、烧伤、乙型或丙型肝炎感染、脂肪肝疾病、血吸虫感染、肾病(例如，慢性肾病)、心脏病、黄斑变性、视网膜或玻璃体视网膜病变、克罗恩氏病、全身性或局限性硬皮病、动脉粥样硬化或再狭窄。在任何前述方面的一些实施方案中，所述纤维化由慢性肾病导致。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法改善纤维化组织或器官的功能。在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法减慢、抑制或逆转纤维化的进展。在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法减少(例如减少其频率或严重程度)或逆转纤维化的一种或多种症状。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来在有此需要的受试者中增加红血细胞水平(例如，增加血红蛋白水平、红血细胞计数或血细胞比容，例如增加红细胞量)的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来促进或增加有此需要的受试者中的红血细胞形成的方法。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述受试者具有贫血或失血或处于发展贫血或失血的风险中。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体、或本文所述的药物组合物来影响具有疾病或病况或处于发展疾病或病况的风险中的受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导(例如减少或抑制肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9与其内源受体的结合)的方法，所述疾病或病况涉及低红血细胞水平(例如低血红蛋白水平、低红血细胞计数或低血细胞比容，例如低红细胞量)。在一些实施方案中，所述疾病或病况是贫血或失血。
在另一个方面，本发明的特征在于治疗具有贫血或处于发展贫血的风险中的受试者的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体、或本文所述的药物组合物。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述贫血或失血与以下相关：癌症、癌症治疗、肾病或衰竭(例如慢性肾病或急性肾病或衰竭)、骨髓增生异常综合症、地中海贫血、营养缺乏、对药物的不良反应、炎性或自身免疫性疾病、脾肿大、卟啉症、血管炎、溶血、骨髓缺损、骨髓移植、肝病(例如急性肝病或慢性肝病)、糖尿病、出血(例如急性或慢性出血)、感染、血红蛋白病、药物使用、酒精滥用、高龄、丘斯二氏综合征、费尔蒂综合征、移植物抗宿主病、造血干细胞移植、骨髓纤维化、全血细胞减少症、纯红细胞再生障碍、过敏性紫癜、舒瓦克曼综合征(例如舒戴二氏综合征)、输血禁忌证、手术、创伤、伤口、溃疡、泌尿道出血、消化道出血、频繁献血或月经出血过多。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述贫血由慢性肾病导致。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述贫血是再生障碍性贫血、缺铁性贫血、维生素缺乏性贫血、慢性疾病的贫血、与骨髓疾病相关的贫血、溶血性贫血、镰状细胞性贫血、小红细胞性贫血、低色素性贫血、铁粒幼细胞性贫血、戴布二氏贫血、范可尼贫血或难治性贫血伴胚细胞增多。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述受试者并未良好响应于用促红细胞生成素(EPO)的治疗，或易受EPO的不利效应影响。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法增加红血细胞形成、红血细胞计数、血细胞比容或血红蛋白水平(例如，红细胞量)。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法减少受试者对于输血的需要。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来预防有此需要的受试者中的肺高压(PH)的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来降低有此需要的受试者中的发展PH的风险的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来减慢或抑制有此需要的受试者中的PH的进展的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来治疗具有PH或处于发展PH的风险中的受试者的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来影响具有PH或处于发展PH的风险中的受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导(例如，减少或抑制肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9与其内源受体的结合)的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来减少具有PH或处于发展PH的风险中的受试者中的血管重塑的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来减少具有PH或处于发展PH的风险中的受试者中的右心室肥大的方法。
在另一个方面，本发明的特征在于通过向受试者施用治疗有效量的本文所述的多肽、核酸分子或载体或本文所述的药物组合物来减少具有PH或处于发展PH的风险中的受试者中的肺血管阻力的方法。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述PH是肺动脉高压(PAH)。在一些实施方案中，所述PH是特发性PAH。在一些实施方案中，所述PH是可遗传性PAH。在一些实施方案中，所述PAH与以下相关：HIV感染、血吸虫病、肝硬化、先天性心脏异常、门脉高压、肺静脉闭塞性疾病、肺毛细血管血管瘤病、结缔组织病症、自身免疫性病症(例如硬皮病或狼疮)、或药物使用或滥用(例如可卡因或甲基苯丙胺的使用)。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述PH是静脉PH。在一些实施方案中，所述静脉PH与以下相关：左心室收缩功能障碍、左心室舒张功能障碍、瓣膜性心脏病、先天性心肌病、或先天性或获得性肺静脉狭窄。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述PH是低氧PH。在一些实施方案中，所述低氧PH与以下相关：慢性阻塞性肺疾病(例如肺气肿)、间质性肺疾病、睡眠障碍性呼吸(例如睡眠呼吸暂停)、肺疾病(例如肺纤维化)、肺泡通气不足病症、长期暴露于高海拔或发育异常。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述PH是血栓栓塞性PH。在一些实施方案中，所述血栓栓塞性PH与以下相关：慢性血栓栓塞性肺高压、肺栓塞、血管肉瘤、动脉炎、先天性肺动脉狭窄或寄生虫感染。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述PH是其他PH。在一些实施方案中，所述其他PH与以下相关：血液系统疾病(例如慢性溶血性贫血、镰状细胞病)、系统性疾病(例如类肉瘤病、肺朗格汉斯细胞组织细胞增生症、淋巴管平滑肌瘤病、神经纤维瘤病或血管炎)、代谢病症(例如糖原贮积病、戈谢病或甲状腺疾病)、肺肿瘤血栓性微血管病、纤维化纵隔炎、慢性肾衰竭或节段性肺高压。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法减少PH的一种或多种症状的频率或严重程度(例如减少呼吸急促(呼吸困难)，疲劳，腿、足、腹部(腹水)或颈部的肿胀(例如水肿)，胸痛或压力，疾脉或心悸，嘴唇或皮肤呈蓝色(紫绀)，头晕或晕厥中的一种或多种的频率或严重程度)。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法减少肺血管重塑。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法减少心脏中的血管重塑。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法减少右心室肥大。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法减少肺血管阻力(例如与治疗之前取得的测量值相比，减少肺血管阻力)。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法改善6分钟步行测试中的表现(例如与治疗之前取得的测量值相比，改善表现)。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法减少或抑制激活素和/或肌肉生长抑制素与其内源受体的结合。
在任何前述方面的一些实施方案中，施用所述多肽、核酸、载体或药物组合物的量足以减少纤维化，预防纤维化的发展，延迟或减弱纤维化的发展，减慢、抑制或逆转纤维化的进展，降低发展纤维化的风险，逆转纤维化，减少纤维化的一种或多种症状，改善纤维化组织或器官的功能，影响受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导，或减少或抑制激活素和/或肌肉生长抑制素与其内源受体的结合。
在任何前述方面的一些实施方案中，施用所述多肽、核酸、载体或药物组合物的量足以增加红血细胞水平，增加血红蛋白水平，增加血细胞比容，增加红血细胞形成，增加红血细胞计数，增加红细胞量，减少输血的需要，治疗贫血，影响受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导，或减少或抑制激活素和/或肌肉生长抑制素与其内源受体的结合。
在任何前述方面的一些实施方案中，施用所述多肽、核酸、载体或药物组合物的量足以增加预防PH，减少发展PH的风险，减少PH的一种或多种症状的严重程度或频率，延迟或减弱PH的发展，减慢或抑制PH的进展，治疗PH，减少肺血管重塑，减少心脏中的血管重塑，减少右心室肥大，减少肺血管阻力，改善6分钟步行测试中的表现，影响受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导，或减少或抑制激活素和/或肌肉生长抑制素与其内源受体的结合。在一些实施方案中，所述PH是PAH。在一些实施方案中，所述PH是静脉PH。在一些实施方案中，所述PH是低氧PH。在一些实施方案中，所述PH是血栓栓塞性PH。在一些实施方案中，所述PH是其他PH。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法不引起受试者中的血管并发症。在一些实施方案中，所述方法不增加血管通透性或渗漏。
在任何前述方面的一些实施方案中，所述变体具有SEQ ID NO:69的序列。在任何前述方面的一些实施方案中，所述变体具有SEQ ID NO:58的序列。在任何前述方面的一些实施方案中，所述变体具有SEQ ID NO:6的序列。在任何前述方面的一些实施方案中，所述变体具有SEQ ID NO:38的序列。在任何前述方面的一些实施方案中，所述变体具有SEQ IDNO:41的序列。在任何前述方面的一些实施方案中，所述变体具有SEQ ID NO:44的序列。在任何前述方面的一些实施方案中，所述变体具有SEQ ID NO:70的序列。在任何前述方面的一些实施方案中，所述变体具有SEQ ID NO:71的序列。在任何前述方面的一些实施方案中，所述变体具有SEQ ID NO:72的序列。在任何前述方面的一些实施方案中，具有SEQ ID NO:69、SEQ ID NO:58、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:38、SEQ ID NO:41、SEQ ID NO:44、SEQ ID NO:70、SEQ ID NO:71或SEQ ID NO:72的序列的变体在位置X17处具有氨基酸K。在任何前述方面的一些实施方案中，具有SEQ ID NO:69、SEQ ID NO:58、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:38、SEQID NO:41、SEQ ID NO:44、SEQ ID NO:70、SEQ ID NO:71或SEQ ID NO:72的序列的变体在位置X23、X24、X25和X26处具有氨基酸序列TEEN或TKEN。在任何前述方面的一些实施方案中，具有SEQ ID NO:69、SEQ ID NO:58、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:38、SEQ ID NO:41、SEQ ID NO:44、SEQ ID NO:70、SEQ ID NO:71的序列的变体具有C-末端延伸(例如，在C-末端的1、2、3、4、5、6或更多个额外氨基酸，例如，氨基酸NP或NPVTPK (SEQ ID NO:155))。在任何前述方面的一些实施方案中，所述方法包括通过向受试者施用治疗有效量的具有SEQ ID NO:69、SEQ IDNO:58、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:38、SEQ ID NO:41、SEQ ID NO:44、SEQ ID NO:70、SEQ IDNO:71或SEQ ID NO:72的序列(任选地在位置X17处具有氨基酸K，在位置X23、X24、X25和X26处具有氨基酸序列TEEN或TKEN和/或C-末端延伸)的变体或含有所述变体的药物组合物而增加、减少或预防有此需要的受试者(例如，具有纤维化或处于发展纤维化的风险中的受试者)中的纤维化，减慢或抑制有此需要的受试者中的纤维化的进程，逆转有此需要的受试者中的纤维化，治疗具有纤维化或处于发展纤维化的风险中的受试者，影响受试者(例如，具有纤维化、低红血细胞水平或PH或处于发展纤维化、低红血细胞水平或PH的风险中的受试者)中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导(例如，减少或抑制肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9与其内源受体)，增加受试者(例如，具有贫血或失血或处于发展贫血或失血的风险中的受试者)中的红血细胞水平，增加受试者(例如，具有贫血或失血或处于发展贫血或失血的风险中的受试者)中的红血细胞形成，治疗具有贫血或处于发展贫血的风险中的受试者，预防PH，降低发展PH的风险，减慢或抑制PH的进展，或治疗具有PH或处于发展PH的风险中的受试者。
定义
如本文所用，术语“细胞外激活素受体IIA型(ActRIIA)变体”是指相对于野生型细胞外ActRIIA(例如，下文所示的SEQ ID NO:75的序列的粗体部分)或具有SEQ ID NO:76-96的序列中的任一个的细胞外ActRIIA具有至少一个氨基酸取代的包括单个跨膜受体ActRIIA的可溶性、细胞外部分的肽。野生型、人ActRIIA前体蛋白的序列如下所示(SEQ IDNO:75)，其中信号肽为斜体，且细胞外部分为粗体。
野生型、人ActRIIA前体蛋白(SEQ ID NO:75)：
Figure 243893DEST_PATH_IMAGE001
细胞外ActRIIA变体可以具有SEQ ID NO:1-72中的任一个的序列。在具体实施方案中，细胞外ActRIIA变体具有SEQ ID NO:6-72中的任一个的序列(表2)。在一些实施方案中，细胞外ActRIIA变体可以与野生型细胞外ActRIIA (SEQ ID NO:73)的序列具有至少85%(例如，至少85%、87%、90%、92%、95%、97%或更高)氨基酸序列同一性。
如本文所用，术语“细胞外ActRIIB变体”是指相对于野生型细胞外ActRIIB(例如，SEQ ID NO:74的序列)具有至少一个氨基酸取代的包含单个跨膜受体ActRIIB的可溶性、细胞外部分的肽。细胞外ActRIIB变体可以具有如下所示的SEQ ID NO:149的序列：
细胞外ActRIIB变体(SEQ ID NO:149)：
Figure 833137DEST_PATH_IMAGE002
如本文所用，术语“接头”是指两个元件(例如肽或蛋白结构域)之间的连接。本文所述的多肽可以包括与部分融合的细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)。所述部分可以增加稳定性或改善多肽的药代动力学特性。所述部分(例如，Fc结构域单体，野生型Fc结构域，具有氨基酸取代(例如，一个或多个减少二聚化的取代)的Fc结构域，白蛋白结合肽，纤连蛋白结构域或人血清白蛋白)可以通过接头的方式与多肽融合。接头可以是共价键或间隔区。术语“键”是指化学键，例如酰胺键或二硫键，或由化学反应(例如，化学缀合)产生的任何种类的键。术语“间隔区”是指在两个元件(例如，肽或蛋白结构域)之间存在以提供两个元件之间的空间和/或柔性的部分(例如，聚乙二醇(PEG)聚合物)或氨基酸序列(例如，1-200个氨基酸序列)。氨基酸间隔区是多肽的一级序列的一部分(例如，通过多肽主链与间隔的肽融合)。例如在形成Fc结构域的两个铰链区之间形成二硫键不被认为是接头。
如本文所用，术语“Fc结构域”是指两个Fc结构域单体的二聚体。Fc结构域与包含至少CH2结构域和CH3结构域的人Fc结构域具有至少80%序列同一性(例如，至少85%、90%、95%、97%或100%序列同一性)。Fc结构域单体包含第二和第三抗体恒定结构域(CH2和CH3)。在一些实施方案中，所述Fc结构域单体还包含铰链结构域。Fc结构域不包含能够充当抗原识别区域的免疫球蛋白的任何部分，例如可变结构域或互补决定区(CDR)。在野生型Fc结构域中，两个Fc结构域单体通过两个CH3抗体恒定结构域以及在两个二聚化Fc结构域单体的铰链结构域之间形成的一个或多个二硫键之间的相互作用而二聚化。在一些实施方案中，可以使Fc结构域突变以缺乏效应子功能，这是典型的“死亡Fc结构域”。在某些实施方案中，Fc结构域中的每个Fc结构域单体包含CH2抗体恒定结构域中的减少Fc结构域和Fcγ受体之间的相互作用或结合的氨基酸取代。在一些实施方案中，所述Fc结构域含有一个或多个减少或抑制Fc结构域二聚化的氨基酸取代。Fc结构域可以是任何免疫球蛋白抗体同种型，包括IgG、IgE、IgM、IgA或IgD。另外，Fc结构域可以是IgG亚型(例如，IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3或IgG4)。所述Fc结构域也可以是非天然存在的Fc结构域，例如重组Fc结构域。
如本文所用，术语“白蛋白结合肽”是指12至16个氨基酸的氨基酸序列，其具有对血清白蛋白的亲和力和结合血清白蛋白的功能。白蛋白结合肽可以是不同来源(例如,人、小鼠或大鼠)的。在一些实施方案中，白蛋白结合肽具有序列DICLPRWGCLW (SEQ ID NO:152)。
如本文所用，术语“纤连蛋白结构域”是指细胞外基质的高分子量糖蛋白或其片段，其结合例如跨膜受体蛋白诸如整联蛋白和细胞外基质组分诸如胶原蛋白和纤维蛋白。在一些实施方案中，纤连蛋白结构域是具有UniProt ID NO:P02751的序列的氨基酸610-702的纤连蛋白III型结构域(SEQ ID NO:153)。在其他实施方案中，纤连蛋白结构域是adnectin蛋白。
如本文所用，术语“人血清白蛋白”是指存在于人血浆中的白蛋白。人血清白蛋白是血液中最丰富的蛋白。其构成血清蛋白的约一半。在一些实施方案中，人血清白蛋白具有UniProt ID NO:P02768的序列(SEQ ID NO:154)。
如本文所用，术语“融合”用于描述两个或更多个元件、组分或蛋白结构域(例如，肽或多肽)通过包括化学缀合、重组手段和化学键(例如，酰胺键)的手段的组合或附接。例如，串联系列的两个单一肽可以通过化学缀合、化学键、肽接头或任何其他共价连接的手段融合以形成一个连续的蛋白结构，例如多肽。在本文所述多肽的一些实施方案中，细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)可以与部分(例如，Fc结构域单体(例如，SEQ ID NO:97的序列)，野生型Fc结构域(例如，SEQ ID NO:151的序列)，具有氨基酸取代(例如，一个或多个减少二聚化的取代)的Fc结构域，白蛋白结合肽(例如，SEQ ID NO:152的序列)，纤连蛋白结构域(例如，SEQ ID NO:153的序列)或人血清白蛋白(例如，SEQ ID NO:154的序列))的N-或C-末端通过接头的方式以串联系列融合。例如，细胞外ActRIIA变体与部分(例如，Fc结构域单体，野生型Fc结构域，具有氨基酸取代(例如，一个或多个减少二聚化的取代)的Fc结构域，白蛋白结合肽，纤连蛋白结构域或人血清白蛋白)通过肽接头的方式融合，其中肽接头的N-末端通过化学键(例如，肽键)与细胞外ActRIIA变体的C-末端融合，并且肽接头的C-末端与部分(例如，Fc结构域单体，野生型Fc结构域，具有氨基酸取代(例如，一个或多个减少二聚化的取代)的Fc结构域，白蛋白结合肽，纤连蛋白结构域或人血清白蛋白)通过化学键(例如，肽键)融合。
如本文所用，术语“C-末端延伸”是指将一个或多个氨基酸添加至包含细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-70(例如，SEQ ID NO:6-70)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的多肽的C-末端。C-末端延伸可以是1-6个氨基酸(例如，1、2、3、4、5、6或更多个氨基酸)。示例性的C-末端延伸是氨基酸序列NP(两个氨基酸C-末端延伸)和氨基酸序列NPVTPK (SEQ ID NO:155)(六个氨基酸C-末端延伸)。可以使用不破坏多肽的活性的任何氨基酸序列。SEQ ID NO:71(其为具有NP的C-末端延伸的SEQ ID NO:69的序列)和SEQ IDNO:72(其为具有NPVTPK的C-末端延伸的SEQ ID NO:69的序列)代表可以修饰本发明多肽以包括C-末端延伸的两种可能方式。
如本文所用，术语“百分比(%)同一性”是指在比对序列和引入空位(如果必要)以实现最大百分比同一性(即，可以在候选和参考序列中的一者或两者中引入空位用于最佳比对，并且为了比较的目的，可以忽略非同源序列)之后，候选序列(例如，细胞外ActRIIA变体)的氨基酸(或核酸)残基与参考序列(例如，野生型细胞外ActRIIA (例如，SEQ ID NO:73))的氨基酸(或核酸)残基相同的百分比。为了确定百分比同一性的目的的比对可以以本领域技术内的各种方式，例如，使用公开获得的计算机软件诸如BLAST、ALIGN或Megalign(DNASTAR)软件来实现。本领域技术人员可以确定用于测量比对的适当参数，包括实现待比较序列全长内的最大比对所需的任何算法。在一些实施方案中，给定候选序列对、与或针对给定参考序列的百分比氨基酸(或核酸)序列同一性(其可以替代地表达为对、与或针对给定参考序列具有或包括特定百分比氨基酸(或核酸)序列同一性的给定候选序列)如下计算：
100 x (A/B的分数)
其中A是在候选序列和参考序列的比对中评分为相同的氨基酸(或核酸)残基的数目，并且其中B是参考序列中氨基酸(或核酸)残基的总数。在其中候选序列的长度不等于参考序列的长度的一些实施方案中，候选序列与参考序列的百分比氨基酸(或核酸)序列同一性不等于参考序列与候选序列的百分比氨基酸(或核酸)序列同一性。
在具体实施方案中，比对用于与候选序列比较的参考序列可以显示候选序列在候选序列的全长或候选序列的连续氨基酸(或核酸)残基的选择部分上表现出50%至100%同一性。为了比较目的而比对的候选序列的长度为参考序列的长度的至少30%，例如，至少40%，例如，至少50%、60%、70%、80%、90%或100%。当候选序列中的位置被与参考序列中的相应位置相同的氨基酸(或核酸)残基占据时，则分子在该位置是相同的。
如本文所用，术语“血清半衰期”是指在将治疗性蛋白施用于受试者的背景下，受试者中蛋白的血浆浓度减少一半所需的时间。蛋白可以从血流重新分配或清除，或者例如通过蛋白水解降解。如本文所述，包含细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的多肽展现在人类中的7天的血清半衰期。
如本文所用，术语“亲和力”或“结合亲和力”是指两个分子之间的结合相互作用的强度。通常，结合亲和力是指分子和其结合配偶体(诸如细胞外ActRIIA变体和BMP9或激活素A)之间的非共价相互作用的总和的强度。除非另有说明，否则结合亲和力是指内在结合亲和力，其反映结合对的成员之间的1:1相互作用。两个分子之间的结合亲和力通常通过解离常数(KD)或亲和常数(KA)来描述。两个对彼此具有低结合亲和力的分子通常缓慢结合，倾向于容易解离，并且表现出大的KD。两个对彼此具有高亲和力的分子通常容易结合，倾向于保持更长的结合，并且表现出小的KD。可以使用本领域中众所周知的方法和技术，例如表面等离子体共振，确定两个相互作用分子的KD。KD计算为koff/kon的比率。
如本文所用，短语“影响肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导”是指改变肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9与其受体、例如ActRIIA、ActRIIB和BMPRII (例如，ActRIIA)的结合。在一些实施方案中，包含本文所述的细胞外ActRIIA变体的多肽减少或抑制肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9与其受体、例如ActRIIA、ActRIIB和BMPRII (例如，ActRIIA)的结合。如本文所述，本发明的包含细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的多肽可以具有对BMP9的弱结合亲和力(例如，200pM或更高的KD)。
如本文所用，术语“增加”和“减少”是指相对于参考分别导致度量更大或更小量的功能、表达或活性的调节。例如，在以本文所述的方法施用包括细胞外ActRIIA变体的本发明的多肽之后，相对于在施用前标记物的量，如本文所述的度量(例如红血细胞计数)的标记物的量可以是增加或减少的。一般地，度量在施用后的时间进行测量，在所述时间施用已达到所述效应，例如在治疗方案已开始后至少一周、一个月、3个月或6个月。
如本文所用，术语“内源的”描述了这样的分子(例如多肽、核酸或辅因子)，其在特定生物(例如人)或生物内的特定位置(例如器官、组织或细胞，诸如人细胞，例如人毛细胞)中天然发现。
如本文所用，术语“纤维化”是指纤维结缔组织的过度形成的病理过程。纤维化的特征在于成纤维细胞积累和胶原蛋白沉积超过任何特定组织中的正常沉积。响应炎症或组织损害，附近的成纤维细胞可以迁移到伤口内，增殖并产生大量的胶原细胞外基质。当纤维化响应损害而发生时，术语“疤痕”可以作为同义词使用。纤维化可以发生在身体的许多组织中，包括例如肺、皮肤、肝、肾、心脏、眼、腱、软骨、胰腺组织、子宫组织、神经组织、睾丸、卵巢、肾上腺、动脉、静脉、结肠、小肠和大肠、胆道和肠道。
如本文所用，术语“肺高压”或“PH”是指特征在于肺与心脏之间的血压增加的疾病，其可以包括肺动脉(肺动脉高压)、肺静脉或肺毛细血管中的血压增加。肺高压可以具有多种症状，呼吸急促(呼吸困难)，疲劳，腿、足、腹部(腹水)或颈部的肿胀(例如水肿)，胸痛或压力，疾脉或心悸，嘴唇或皮肤呈蓝色(紫绀)，头晕或晕厥。PH的特点还在于减少运动耐量，并且可能导致心力衰竭。
如本文所用，术语“肺动脉高压”或“PAH”是指肺高压的一种形式，其特征在于经常由疤痕引起的小肺动脉中的狭窄或阻塞和肺动脉血压中的增加。PAH也被称为WHO I类PH。PAH可以基于在休息时高于25 mmHg的肺动脉平均肺动脉压中的血压增加，伴随正常肺动脉毛细血管楔压来诊断。PAH可以导致呼吸急促、头晕、晕厥和其他症状，所有这些症状因劳累而加剧。PAH可以是具有明显减少的运动耐量和心力衰竭的严重疾病。PAH的两种主要类型包括特发性PAH(例如其中未鉴定素质性因子的PAH)和可遗传性PAH(例如与BMPR2、ALK1、SMAD9、caveolin 1、KCNK3或EIF2AK4中的突变相关的PAH)。在70%的家族性PAH病例中，突变位于BMPR2基因中。关于PAH发展的风险因素包括PAH的家族史、药物使用(例如甲基苯丙胺或可卡因使用)、感染(例如HIV感染或血吸虫病)、肝硬化、先天性心脏异常、门脉高压、肺静脉闭塞性疾病、肺毛细血管血管瘤病、或结缔组织/自身免疫性病症(例如硬皮病或狼疮)。
如本文所用，术语“静脉肺高压”和“静脉PH”是指继发于左心疾病的肺高压的一种形式。静脉PH也被称为WHO II类PH。静脉PH可能与以下相关或由以下引起：左心室收缩功能障碍(例如左心室衰竭)、左心室舒张功能障碍、瓣膜性心脏病(例如二尖瓣或主动脉瓣疾病)、先天性心肌病、或先天性/获得性肺静脉狭窄。
如本文所用，术语“低氧性肺高压”和“低氧PH”是指由于肺疾病或慢性低氧的肺高压的一种形式。这种形式的PH也称为WHO III类PH。低氧PH可能与以下相关或由以下引起：慢性阻塞性肺疾病(例如肺气肿)、间质性肺疾病、睡眠障碍性呼吸(例如睡眠呼吸暂停)、肺疾病(例如肺纤维化)、肺泡通气不足病症、长期暴露于高海拔或发育异常。
如本文所用，术语“血栓栓塞性肺高压”和“血栓栓塞性PH”是指与慢性动脉阻塞(例如血块)相关的肺高压的一种形式。血栓栓塞性PH也称为WHO IV类PH。血栓栓塞性PH可能与以下相关或由以下引起：慢性血栓栓塞性肺高压、或其他肺动脉阻塞(例如肺栓塞、血管肉瘤、动脉炎、先天性肺动脉狭窄或寄生虫感染)。
如本文所用，术语“其他肺高压”和“其他PH”是指具有不明确或多因素机制的肺高压的一种形式。这种形式的PH分类为WHO V类PH。其他PH可能与以下相关或由以下引起：血液系统疾病(例如慢性溶血性贫血、镰状细胞病)、系统性疾病(例如类肉瘤病、肺朗格汉斯细胞组织细胞增生症、淋巴管平滑肌瘤病、神经纤维瘤病或血管炎)、代谢病症(例如糖原贮积病、戈谢病或甲状腺疾病)、肺肿瘤血栓性微血管病、纤维化纵隔炎、慢性肾衰竭或节段性肺高压。
如本文所用，术语“红血细胞水平”是指临床上可观察到的度量，诸如血细胞比容、红血细胞计数和血红蛋白测量。如本文所用，术语“增加红血细胞水平”和“促进红血细胞形成”是指临床上可观察到的度量，诸如血细胞比容、红血细胞计数和血红蛋白测量，并且关于此类变化通过其发生的机制预期是中性的。如本文所用，术语“低红血细胞水平”是指低于对于受试者的年龄和性别视为正常的值范围的红血细胞计数、血细胞比容和血红蛋白测量。
如本文所用，术语“红细胞量”是指循环中的红细胞的总量，其在贫血中通常减少。
如本文所用，术语“红血细胞形成”和“红血细胞产生”是指红血球的生成，诸如其中红血细胞在骨髓中产生的红细胞生成的过程。
如本文所用，术语“贫血”是指血红蛋白或红血细胞中导致血液中的氧水平减少的任何异常。贫血可以与红细胞和/或血红蛋白的异常产生、加工或性能相关。术语贫血指相对于正常血液水平，血液中的红血细胞数目和/或血红蛋白水平中的任何减少。
如本文所用，术语“血管并发症”是指血管病症或对血管的任何损伤，诸如对血管壁的损伤。对血管壁的损伤可以引起血管通透性或渗漏的增加。术语“血管渗透性或渗漏”是指血管壁允许小分子、蛋白和细胞流入和流出血管的能力。血管渗透性或渗漏的增加可能由内衬血管壁的内皮细胞之间的间隙增加(例如，间隙的大小和/或数量的增加)和/或血管壁变薄引起。
如本文所用，术语“多肽”描述单一聚合物，其中单体是通过酰胺键共价缀合在一起的氨基酸残基。多肽旨在涵盖天然存在的、重组的或合成产生的任何氨基酸序列。
如本文所用，术语“同二聚体”是指由两个相同的大分子(诸如蛋白或核酸)形成的分子构建体。两个相同的单体可以通过共价键或非共价键形成同二聚体。例如，如果两个Fc结构域单体含有相同的序列，则Fc结构域可以是两个Fc结构域单体的同二聚体。在另一个实例中，本文所述的包含与Fc结构域单体融合的细胞外ActRIIA变体的多肽可以通过两个Fc结构域单体的相互作用形成同二聚体，所述Fc结构域单体在同二聚体中形成Fc结构域。
如本文所用，术语“异二聚体”是指由两个不同的大分子(诸如蛋白或核酸)形成的分子构建体。两个单体可以通过共价键或非共价键形成异二聚体。例如，本文所述的包含与Fc结构域单体融合的细胞外ActRIIA变体的多肽可以通过两个Fc结构域单体(其各自与不同的ActRIIA变体融合)的相互作用形成异二聚体，所述Fc结构域单体在异二聚体中形成Fc结构域。
如本文所用，术语“宿主细胞”是指包含从其相应核酸表达蛋白所需的必需细胞组分(例如细胞器)的媒介物。核酸通常包括在核酸载体中，所述核酸载体可以通过本领域中已知的常规技术(转化、转染、电穿孔、磷酸钙沉淀、直接显微注射等)引入宿主细胞中。宿主细胞可以是原核细胞，例如细菌细胞，或真核细胞，例如哺乳动物细胞(例如CHO细胞或HEK293细胞)。
如本文所用，术语“治疗有效量”是指本发明的多肽、核酸或载体或含有本发明的多肽、核酸或载体的药物组合物在治疗患者中有效地实现期望的治疗效果的量，所述患者具有疾病或病况，诸如贫血、纤维化或PH(例如，PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)。具体而言，治疗有效量的多肽、核酸或载体避免了不良副作用。
如本文所用，术语“药物组合物”是指包含活性成分以及使得活性成分能够适合于施用方法的赋形剂和稀释剂的医药或药物制剂。本发明的药物组合物包含与所述多肽、核酸或载体相容的药学上可接受的组分。药物组合物可以呈用于口服施用的片剂或胶囊形式，或者呈用于静脉内或皮下施用的水性形式。
如本文所用，术语“药学上可接受的载体或赋形剂”是指药物组合物中的赋形剂或稀释剂。药学上可接受的载体必须与制剂的其他成分相容并且对受体无害。在本发明中，药学上可接受的载体或赋形剂必须为包含细胞外ActRIIA变体的多肽、编码所述多肽的核酸分子或含有这种核酸分子的载体提供足够的药物稳定性。载体或赋形剂的性质随着施用模式而不同。例如，对于静脉内施用，通常使用水溶液载体；对于口服施用，优选固体载体。
如本文所用，术语“治疗和/或预防”是指使用本发明的方法和组合物治疗和/或预防疾病或病况，例如，贫血、纤维化或PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)。通常，治疗贫血、纤维化或PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)发生在受试者已发展贫血、纤维化或PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)和/或已经诊断为具有贫血、纤维化或PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)之后。预防贫血、纤维化或PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)，是指当受试者处于发展贫血、纤维化或PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)的风险中时采取的步骤或程序。受试者可能显示由医生判断为发展贫血、纤维化或PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)的指示或风险因素的体征或轻度症状，具有与贫血、纤维化或PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)的发展相关的另一种疾病或病况，正在经历可能引起贫血或纤维化的治疗(例如手术、化学疗法或放射)，或具有发展贫血、纤维化或PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)的家族史或遗传倾向，但仍未发展所述疾病或病况。
如本文所用，术语“受试者”是指哺乳动物，例如优选人。哺乳动物包括但不限于人类和家畜和农场动物，诸如猴(例如，食蟹猴)，小鼠，狗，猫，马和牛等。
附图描述
图1是显示细胞外ActRIIA和ActRIIB的野生型序列和ActRIIA变体中的氨基酸取代的序列比对。
图2是一系列图，其显示用ActRIIA/B-Fc (A/B，与Fc结构域融合的SEQ ID NO:69)对年长的mdx小鼠的治疗减弱纤维化的发展。
图3是显示用ActRIIA/B-Fc(与Fc结构域融合的SEQ ID NO:69)处理非人灵长类动物增加红细胞量的图。Hct –血细胞比容，Hgb –血红蛋白，RBC –红血细胞数。
发明详述
本发明的特征在于包含细胞外激活素受体IIA型(ActRIIA)变体的多肽。在一些实施方案中，本发明的多肽包含与部分(例如，Fc结构域单体，野生型Fc结构域，具有氨基酸取代(例如，一个或多个减少二聚化的取代)的Fc结构域，白蛋白结合肽，纤连蛋白结构域或人血清白蛋白)融合的细胞外ActRIIA变体。包含与Fc结构域单体融合的细胞外ActRIIA变体的多肽也可以通过两个Fc结构域单体之间的相互作用形成二聚体(例如，同二聚体或异二聚体)。与激活素和肌肉生长抑制素相比，本文所述的ActRIIA变体对骨形态发生蛋白9(BMP9)具有微弱结合亲和力或无结合亲和力。本发明还包括通过向受试者施用本文所述的包含细胞外ActRIIA变体的多肽，治疗或预防纤维化的方法，通过增加红血细胞水平(例如红血细胞计数、血红蛋白水平或血细胞比容，例如增加红细胞量)或红血细胞产生来治疗或预防低红血细胞水平(例如贫血或失血)的方法，治疗或预防肺高压(PH)(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)的方法，或影响受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导的方法。
I. 细胞外激活素受体IIA型(ActRIIA)变体
激活素II型受体是单跨膜结构域受体，其调节转化生长因子β(TGF-β)超家族中的配体的信号。TGF-β超家族中的配体参与许多生理过程，诸如肌肉生长、血管生长、细胞分化、体内平衡和成骨作用。TGF-β超家族中的配体的实例包括，例如，激活素、抑制素、生长分化因子(GDF)(例如，GDF8，也称为肌肉生长抑制素，和GDF11)和骨形态发生蛋白(BMP)(例如，BMP9)。显示肌肉生长抑制素和激活素调节纤维化。例如，缺乏肌肉生长抑制素的小鼠显示肌肉纤维化中的减少，而肌肉生长抑制素包被的珠粒的注射在小鼠中诱导肌肉纤维化。过表达激活素亚基的小鼠也表现出纤维化，所述激活素亚基导致可扩散的激活素A的产生。在临床和实验性肺高压中也观察到激活素A升高。已显示另一种激活素II型受体配体GDF11在β-地中海贫血的小鼠模型中过表达，并且与无效的红血细胞产生相关。因此，减少或抑制通过II型激活素受体的信号传导(例如，由肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP11介导的信号传导)可以用于治疗纤维化，涉及低红血细胞水平的病症(例如贫血)、和肺高压(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)。
存在两种类型的激活素II型受体：ActRIIA和ActRIIB。研究已显示，BMP9结合ActRIIB，其结合亲和力比ActRIIA高约300倍(参见，例如，Townson等人, J. Biol. Chem.287:27313, 2012)。已知ActRIIA与ActRIIB相比具有更长的半衰期。本发明描述了通过将ActRIIB的氨基酸残基引入ActRIIA而构建的细胞外ActRIIA变体，其目的是赋予ActRIIB所赋予的生理学特性，同时还维持ActRIIA的有益生理学和药代动力学特性。例如，最佳肽减少纤维化，治疗PH(例如，PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)，和/或增加红血细胞水平(例如，增加红血细胞产生)，同时维持更长的血清半衰期和对BMP9的低结合亲和力。优选的ActRIIA变体还表现出与野生型ActRIIA相比改善的与激活素和/或肌肉生长抑制素的结合，其允许它们与内源性激活素受体竞争配体结合并减少或抑制内源性激活素受体信号传导。这些变体可用于治疗其中激活素受体信号转导升高的病况，诸如纤维化，PH(例如，PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)和贫血，导致纤维化减少(例如，纤维化减少，纤维化的进展的减慢或停止，现有纤维化的改善或现有纤维化的逆转)，红血细胞水平升高(例如，血红蛋白水平、血细胞比容或红血细胞计数升高，例如，红血细胞产生和/或红细胞量增加)，或PH(例如，PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)的症状或进展的减少。在一些实施方案中，可以将氨基酸取代引入细胞外ActRIIA变体以降低或去除所述变体与BMP9的结合亲和力。人ActRIIA和ActRIIB的细胞外部分的野生型氨基酸序列如下所示。
人ActRIIA，细胞外部分(SEQ ID NO:73)：
Figure 612874DEST_PATH_IMAGE003
人ActRIIB，细胞外部分(SEQ ID NO:74)：
Figure 132717DEST_PATH_IMAGE004
本文所述的多肽包含相对于具有SEQ ID NO:73的序列的野生型细胞外ActRIIA或具有SEQ ID NO:76-96的序列中的任一个的细胞外ActRIIA具有至少一个氨基酸取代的细胞外ActRIIA变体。可以将27个不同位置处的可能的氨基酸取代引入细胞外ActRIIA变体(表1)。在一些实施方案中，细胞外ActRIIA变体可以与野生型细胞外ActRIIA (SEQ ID NO:73)的序列具有至少85%(例如，至少85%、87%、90%、92%、95%、97%或更高)氨基酸序列同一性。细胞外ActRIIA变体可以相对于野生型细胞外ActRIIA (SEQ ID NO:73)的序列具有一个或多个(例如，1-27、1-25、1-23、1-21、1-19、1-17、1-15、1-13、1-11、1-9、1-7、1-5、1-3或1-2；例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26或27个)氨基酸取代。在一些实施方案中，细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1的序列的细胞外ActRIIA变体)可以包含如表1中所列的所有27个位置处的氨基酸取代。在一些实施方案中，细胞外ActRIIA变体可以包含在许多位置处、例如在如表1中所列的27个位置中的2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24或26个处的氨基酸取代。
氨基酸取代可以恶化或改善本发明的ActRIIA变体的活性和/或结合亲和力。为了维持多肽功能，重要的是保留表1和2中所示的序列(SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72))中的位置X17处的赖氨酸(K)。在该位置处的取代可以导致活性的丧失。例如，具有序列
GAILGRSETQECLFYNANWELERTNQTGVERCEGEKDKRLHCYATWRNISGSIEIVAKGCWLDDFNCYDRTDCVETEENPQVYFCCCEGNMCNEKFSYFPEMEVTQPTS (SEQ ID NO:150)的ActRIIA变体具有降低的体内活性，表明不能耐受丙氨酸(A)取代位置X17处的赖氨酸(K)。因此，本发明的ActRIIA变体，包括表1和2中的变体(例如，SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72))在位置X17处保留氨基酸K。
本发明的ActRIIA变体与BMP9的结合优选减少、微弱或实质上不结合。在含有位置X23、X24、X25和X26处的氨基酸序列TEEN的ActRIIA变体中，以及维持位置X24处的氨基酸K且具有位置X23、X24、X25和X26处的氨基酸序列TKEN的变体中，BMP9结合减少(例如，与野生型ActRIIA相比减少)。序列TEEN和TKEN可以在本发明的ActRIIA变体(例如，表1和2中的变体，例如，SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72))中可互换使用以提供减少的BMP9结合。
本发明的ActRIIA变体可以进一步包含C-末端延伸(例如，C-末端的额外氨基酸)。C-末端延伸可以向表1和2中所示的任何变体(例如，SEQ ID NO:1-70(例如，SEQ ID NO:6-70))添加在C-末端的一至六个额外氨基酸(例如，1、2、3、4、5、6或更多个额外氨基酸)。可以在本发明的ActRIIA变体中包含的一种潜在的C-末端延伸是氨基酸序列NP。例如，包含C-末端延伸NP的序列是SEQ ID NO:71(例如，具有NP的C-末端延伸的SEQ ID NO:69)。可以在本发明的ActRIIA变体中包含的另一种示例性C-末端延伸是氨基酸序列NPVTPK (SEQ ID NO:155)。例如，包含C-末端延伸NPVTPK的序列是SEQ ID NO:72(例如，具有NPVTPK的C-末端延伸的SEQ ID NO:69)。
表1. 具有 SEQ ID NO:1-5中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体中的氨基酸取代
Figure 947090DEST_PATH_IMAGE005
在具有SEQ ID NO:2的序列的细胞外ActRIIA变体的一些实施方案中，X3是E，X6是R，X11是D，X12是K，X13是R，X16是K或R，X17是K，X19是W，X20是L，X21是D，且X22是I或F。在具有SEQID NO:1或2的序列的细胞外ActRIIA变体的一些实施方案中，X17是K。在具有SEQ ID NO:1-3的序列的细胞外ActRIIA变体的一些实施方案中，X17是K，X23是T，X24是E，X25是E，且X26是N。在具有SEQ ID NO:1-5中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体的一些实施方案中，X17是K，X23是T，X24是K，X25是E，且X26是N。
在一些实施方案中，本文所述的多肽包含具有 SEQ ID NO:6-72中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体(表2)。
表2. 具有SEQ ID NO:6-72的序列的细胞外ActRIIA变体
Figure 769552DEST_PATH_IMAGE006
Figure 223536DEST_PATH_IMAGE007
Figure 360119DEST_PATH_IMAGE008
Figure 28998DEST_PATH_IMAGE009
在一些实施方案中，包含细胞外ActRIIA变体(例如，SEQ ID NO:1-72(例如，SEQID NO:6-72)中的任一个)的本发明的多肽具有位置X17处的氨基酸K。改变位置X17处的氨基酸可以导致活性降低。例如，具有序列
GAILGRSETQECLFYNANWELERTNQTGVERCEGEKDKRLHCYATWRNISGSIEIVAKGCWLDDFNCYDRTDCVETEENPQVYFCCCEGNMCNEKFSYFPEMEVTQPTS (SEQ ID NO:150)的ActRIIA变体具有降低的体内活性，表明不能耐受A取代位置X17处的K。
在一些实施方案中，包含具有位置X23、X24、X25和X26处的序列TEEN的细胞外ActRIIA变体(例如，SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个)的本发明的多肽可以用氨基酸K取代位置X24处的氨基酸E。在一些实施方案中，包含具有位置X23、X24、X25和X26处的序列TKEN的细胞外ActRIIA变体(例如，SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个)的本发明的多肽可以用氨基酸E取代位置X24处的氨基酸K。具有位置X23、X24、X25和X26处的序列TEEN或TKEN的多肽具有降低或微弱的与BMP9的结合(例如，与BMP9的结合与野生型ActRIIA的BMP9结合相比降低)。
在一些实施方案中，包含细胞外ActRIIA变体(例如，SEQ ID NO:1-70(例如，SEQID NO:6-70)中的任一个)的本发明的多肽可以进一步包含C-末端延伸(例如，C-末端的额外氨基酸)。在一些实施方案中，所述C-末端延伸是氨基酸序列NP。例如，包含C-末端延伸NP的序列是SEQ ID NO:71(例如，具有NP的C-末端延伸的SEQ ID NO:69)。在一些实施方案中，所述C-末端延伸是氨基酸序列NPVTPK (SEQ ID NO:155)。例如，包含C-末端延伸NPVTPK的序列是SEQ ID NO:72(例如，具有NPVTPK的C-末端延伸的SEQ ID NO:69)。C-末端延伸可以在C-末端添加一至六个额外氨基酸(例如，1、2、3、4、5、6或更多个额外氨基酸)。
在一些实施方案中，包含细胞外ActRIIA变体的本发明的多肽可以进一步包含部分(例如，Fc结构域单体，野生型Fc结构域，具有氨基酸取代(例如，一个或多个减少二聚化的取代)的Fc结构域，白蛋白结合肽，纤连蛋白结构域或人血清白蛋白)，其可以通过接头或其他共价键的方式与细胞外ActRIIA变体的N-或C-末端(例如，C-末端)融合。包含与Fc结构域单体融合的细胞外ActRIIA变体的多肽可以通过两个Fc结构域单体之间的相互作用形成二聚体(例如，同二聚体或异二聚体)，所述两个Fc结构域单体组合以在二聚体中形成Fc结构域。
在一些实施方案中，本文所述的细胞外ActRIIA变体不具有下表3中所示的SEQ IDNO:76-96中的任一个的序列。
表3. 排除的细胞外ActRIIA变体。
Figure 22362DEST_PATH_IMAGE010
Figure 963642DEST_PATH_IMAGE011
Figure 700654DEST_PATH_IMAGE012
此外，在一些实施方案中，本文所述的多肽在人类中具有至少7天的血清半衰期。所述多肽可以以200 pM或更高的KD结合骨形态发生蛋白9 (BMP9)。所述多肽可以以10 pM或更高的KD结合激活素A。在一些实施方案中，所述多肽不结合BMP9或激活素A。在一些实施方案中，所述多肽结合激活素和/或肌肉生长抑制素且表现出与BMP9的结合减少(例如，微弱)(例如，BMP9结合与野生型ActRIIA的BMP9结合相比降低)。在一些实施方案中，与BMP9的结合降低或微弱的多肽在位置X23、X24、X25和X26处具有序列TEEN或TKEN。
另外，在一些实施方案中，所述多肽可以以约200 pM或更高的KD (例如，约200、300、400、500、600、700、800或900 pM或更高的KD，例如，约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40或50 nM或更高的KD，例如，约200 pM至约50 nM的KD)结合人BMP9。在一些实施方案中，所述多肽实质上不结合人BMP9。在一些实施方案中，所述多肽可以以约800 pM或更低的KD (例如，约800、700、600、500、400、300、200、100、90、80、70、60、50、40、30、20、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1 pM或更低的KD，例如，约800 pM至约200 pM的KD)结合人激活素A。在一些实施方案中，所述多肽可以以约800 pM或更低的KD (例如，约800、700、600、500、400、300、200、100、90、80、70、60、50、40、30、20、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1 pM或更低的KD，例如，约800 pM至约200 pM的KD)结合人激活素B。所述多肽也可以以约5 pM或更高的KD(例如，约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195或200 pM或更高的KD)结合生长和分化因子11 (GDF-11)。
II. Fc结构域
在一些实施方案中，本文所述的多肽可以包含与免疫球蛋白的Fc结构域单体或Fc结构域的片段融合以增加多肽的血清半衰期的细胞外ActRIIA变体。包含与Fc结构域单体融合的细胞外ActRIIA变体的多肽可以通过两个Fc结构域单体之间的相互作用形成二聚体(例如，同二聚体或异二聚体)，所述两个Fc结构域单体在二聚体中形成Fc结构域。如本领域常规已知，Fc结构域是在免疫球蛋白的C-末端发现的蛋白结构。Fc结构域包含两个Fc结构域单体，其通过CH3抗体恒定结构域之间的相互作用而二聚化。野生型Fc结构域形成结合Fc受体的最小结构，例如FcγRI、FcγRIIa、FcγRIIb、FcγRIIIa、FcγRIIIb、FcγRIV。在一些实施方案中，可以突变Fc结构域以缺乏效应子功能，这是典型的“死亡”Fc结构域。例如，Fc结构域可以包含已知使Fc结构域和Fcγ受体之间的相互作用最小化的特定氨基酸取代。在一些实施方案中，Fc结构域来自IgG1抗体并且包含氨基酸取代L234A、L235A和G237A。在一些实施方案中，Fc结构域来自IgG1抗体并且包含氨基酸取代D265A、K322A和N434A。上述氨基酸位置根据Kabat (Sequences of Proteins of Immunological Interest, 第5版Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD. (1991))定义。通过在抗体序列的同源性区域与“标准”Kabat编号序列比对，可以确定给定抗体的氨基酸残基的Kabat编号。此外，在一些实施方案中，Fc结构域不诱导任何免疫系统相关的应答。例如，可以修饰包含与Fc结构域单体融合的细胞外ActRIIA变体的多肽的二聚体中的Fc结构域，以减少Fc结构域和Fcγ受体之间的相互作用或结合。可以与细胞外ActRIIA变体融合的Fc结构域单体的序列如下所示(SEQ ID NO:97)：
Figure 224039DEST_PATH_IMAGE013
在一些实施方案中，Fc结构域来自IgG1抗体且相对于SEQ ID NO:97的序列包含氨基酸取代L12A、L13A和G15A。在一些实施方案中，Fc结构域来自IgG1抗体且相对于SEQ IDNO:97的序列包含氨基酸取代D43A、K100A和N212A。在一些实施方案中，本文所述的细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体) )可以通过常规遗传或化学方式、例如化学缀合，与Fc结构域单体(例如，SEQ ID NO:97)的N-或C-末端融合。如果期望，可以在细胞外ActRIIA变体和Fc结构域单体之间插入接头(例如，间隔区)。Fc结构域单体可以与细胞外ActRIIA变体的N-或C-末端(例如，C-末端)融合。
在一些实施方案中，本文所述的多肽可以包含与Fc结构域融合的细胞外ActRIIA变体。在一些实施方案中，所述Fc结构域含有一个或多个减少或抑制Fc结构域二聚化的氨基酸取代。在一些实施方案中，所述Fc结构域含有铰链结构域。所述Fc结构域可以是免疫球蛋白抗体同种型IgG、IgE、IgM、IgA或IgD的Fc结构域。另外，所述Fc结构域可以是IgG亚型(例如，IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3或IgG4)。所述Fc结构域也可以是非天然存在的Fc结构域，例如重组Fc结构域。
工程改造具有减少的二聚化的Fc结构域的方法是本领域中已知的。在一些实施方案中，可以将一个或多个具有大侧链的氨基酸(例如，酪氨酸或色氨酸)引入CH3-CH3二聚体界面以由于空间碰撞而阻碍二聚体形成。在其他实施方案中，可以将一个或多个具有小侧链的氨基酸(例如，丙氨酸、缬氨酸或苏氨酸)引入CH3-CH3二聚体界面以除去有利的相互作用。在CH3结构域中引入具有大或小侧链的氨基酸的方法描述于例如Ying等人(J Biol Chem. 287:19399-19408, 2012)，美国专利公开号2006/0074225，美国专利号8,216,805和5,731,168, Ridgway等人 (Protein Eng. 9:617-612, 1996), Atwell等人(J Mol Biol.270:26-35, 1997)，和Merchant等人 (Nat Biotechnol. 16:677-681, 1998)，其全部都通过引用以其整体并入本文。
在还有其他实施方案中，构成两个Fc结构域之间的CH3-CH3界面的CH3结构域中的一个或多个氨基酸残基用带正电荷的氨基酸残基(例如，赖氨酸、精氨酸或组氨酸)或带负电荷的氨基酸残基(例如，天冬氨酸或谷氨酸)替代，使得相互作用变得静电不利，这取决于引入的特定带电荷的氨基酸。在CH3结构域中引入带电荷的氨基酸以不利于或阻止二聚体形成的方法描述于例如Ying等人 (J Biol Chem. 287:19399-19408, 2012)，美国专利公开号2006/0074225，2012/0244578和2014/0024111，其全部都通过引用以其整体并入本文。
在本发明的一些实施方案中，相对于人IgG1的序列，Fc结构域包含以下氨基酸取代中的一个或多个：T366W、T366Y、T394W、F405W、Y349T、Y349E、Y349V、L351T、L351H、L351N、L352K、P353S、S354D、D356K、D356R、D356S、E357K、E357R、E357Q、S364A、T366E、L368T、L368Y、L368E、K370E、K370D、K370Q、K392E、K392D、T394N、P395N、P396T、V397T、V397Q、L398T、D399K、D399R、D399N、F405T、F405H、F405R、Y407T、Y407H、Y407I、K409E、K409D、K409T和K409I。在一个具体实施方案中，相对于人IgG1的序列，Fc结构域包含氨基酸取代T366W。野生型Fc结构域的序列显示于SEQ ID NO:151中。
III. 白蛋白结合肽
在一些实施方案中，本文所述的多肽可以包含与血清蛋白结合肽融合的细胞外ActRIIA变体。与血清蛋白肽的结合可以改善蛋白药物的药代动力学。
作为一个实例，可用于本文所述的方法和组合物中的白蛋白结合肽通常是本领域中已知的。在一个实施方案中，所述白蛋白结合肽包含序列DICLPRWGCLW (SEQ ID NO:152)。
在本发明中，白蛋白结合肽可以连接至本文所述的细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的N-或C-末端(例如，C-末端)以增加细胞外ActRIIA变体的血清半衰期。在一些实施方案中，白蛋白结合肽直接或通过接头连接至细胞外ActRIIA变体的N-或C-末端。
在一些实施方案中，本文所述的细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)可以通过常规遗传或化学方式、例如化学缀合，与白蛋白结合肽(例如，SEQ ID NO:152)的N-或C-末端融合。如果期望，可以在细胞外ActRIIA变体和白蛋白结合肽之间插入接头(例如，间隔区)。不受理论束缚，预期在本文所述的细胞外ActRIIA变体中包含白蛋白结合肽可以通过其与血清白蛋白的结合而导致治疗性蛋白的延长保留。
IV. 纤连蛋白结构域
在一些实施方案中，本文所述的多肽可以包含与纤连蛋白结构域融合的细胞外ActRIIA变体。与纤连蛋白结构域的结合可以改善蛋白药物的药代动力学。
纤连蛋白结构域是细胞外基质的高分子量糖蛋白或其片段，其结合例如跨膜受体蛋白诸如整联蛋白和细胞外基质组分诸如胶原蛋白和纤维蛋白。在本发明的一些实施方案中，纤连蛋白结构域连接至本文所述的细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的N-或C-末端(例如，C-末端)以增加细胞外ActRIIA变体的血清半衰期。纤连蛋白结构域可以直接或通过接头连接至细胞外ActRIIA变体的N-或C-末端。
作为一个实例，可用于本文所述的方法和组合物中的纤连蛋白结构域通常是本领域中已知的。在一个实施方案中，所述纤连蛋白结构域是具有UniProt ID NO:P02751的序列的氨基酸610-702的纤连蛋白III型结构域(SEQ ID NO:153)。在另一个实施方案中，所述纤连蛋白结构域是adnectin蛋白。
在一些实施方案中，本文所述的细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体) )可以通过常规遗传或化学方式、例如化学缀合，与纤连蛋白结构域(例如，SEQ ID NO:153)的N-或C-末端融合。如果期望，可以在细胞外ActRIIA变体和纤连蛋白结构域之间插入接头(例如，间隔区)。不受理论束缚，预期在本文所述的细胞外ActRIIA变体中包含纤连蛋白结构域可以通过其与整联蛋白和细胞外基质组分(诸如胶原蛋白和纤维蛋白)的结合而导致治疗性蛋白的延长保留。
V. 血清白蛋白
在一些实施方案中，本文所述的多肽可以包含与血清白蛋白融合的细胞外ActRIIA变体。与血清白蛋白的结合可以改善蛋白药物的药代动力学。
血清白蛋白是一种球状蛋白，其为哺乳动物中最丰富的血液蛋白。血清白蛋白在肝脏中产生，并且占血清蛋白的约一半。它是单体的且可溶于血液中。血清白蛋白的一些最重要的功能包括在体内运输激素、脂肪酸和其他蛋白，缓冲pH，和维持体液在血管和身体组织之间的正确分布所需的渗透压。在优选实施方案中，血清白蛋白是人血清白蛋白。在本发明的一些实施方案中，人血清白蛋白连接至本文所述的细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的N-或C-末端(例如，C-末端)以增加细胞外ActRIIA变体的血清半衰期。人血清白蛋白可以直接或通过接头连接至细胞外ActRIIA变体的N-或C-末端。
作为一个实例，可用于本文所述的方法和组合物中的血清白蛋白通常是本领域中已知的。在一个实施方案中，所述血清白蛋白包含UniProt ID NO:P02768的序列(SEQ IDNO:154)。
在一些实施方案中，本文所述的细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体) )可以通过常规遗传或化学方式、例如化学缀合，与人血清白蛋白(例如，SEQ ID NO:154)的N-或C-末端融合。如果期望，可以在细胞外ActRIIA变体和人血清白蛋白之间插入接头(例如，间隔区)。不受理论束缚，预期在本文所述的细胞外ActRIIA变体中包含人血清白蛋白可以导致治疗性蛋白的延长保留。
VI. 接头
本文所述的多肽可以包含通过接头的方式与部分融合的细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)。在一些实施方案中，所述部分增加多肽的稳定性。示例性部分包括Fc结构域单体，野生型Fc结构域，具有氨基酸取代(例如，一个或多个减少二聚化的取代)的Fc结构域，白蛋白结合肽，纤连蛋白结构域或人血清白蛋白。在本发明中，部分(例如，Fc结构域单体(例如，SEQID NO:97的序列)，野生型Fc结构域(例如，SEQ ID NO:151)，具有氨基酸取代(例如，一个或多个减少二聚化的取代)的Fc结构域，白蛋白结合肽(例如，SEQ ID NO:152)，纤连蛋白结构域(例如，SEQ ID NO:153)，或人血清白蛋白(例如，SEQ ID NO:154))和细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72 (例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)之间的接头，可以是包括1-200个氨基酸的氨基酸间隔区。合适的肽间隔区是本领域中已知的，并且包括例如含有柔性氨基酸残基(诸如甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸)的肽接头。在一些实施方案中，间隔区可以含有GA、GS、GG、GGA、GGS、GGG、GGGA (SEQ ID NO:98)、GGGS(SEQ ID NO:99)、GGGG (SEQ ID NO:100)、GGGGA (SEQ ID NO:101)、GGGGS (SEQ ID NO:102)、GGGGG (SEQ ID NO:103)、GGAG (SEQ ID NO:104)、GGSG (SEQ ID NO:105)、AGGG(SEQ ID NO:106)或SGGG (SEQ ID NO:107)的基序，例如多个或重复基序。在一些实施方案中，间隔区可以含有2至12个氨基酸，包括GA或GS，例如GA、GS、GAGA (SEQ ID NO:108)、GSGS(SEQ ID NO:109)、GAGAGA (SEQ ID NO:110)、GSGSGS (SEQ ID NO:111)、GAGAGAGA (SEQID NO:112)、GSGSGSGS (SEQ ID NO:113)、GAGAGAGAGA (SEQ ID NO:114)、GSGSGSGSGS(SEQ ID NO:115)、GAGAGAGAGAGA (SEQ ID NO:116)和GSGSGSGSGSGS (SEQ ID NO:117)的基序。在一些实施方案中，间隔区可以含有3至12个氨基酸，包括GGA或GGS，例如GGA、GGS、GGAGGA (SEQ ID NO:118)、GGSGGS (SEQ ID NO:119)、GGAGGAGGA (SEQ ID NO:120)、GGSGGSGGS (SEQ ID NO:121)、GGAGGAGGAGGA (SEQ ID NO:122)和GGSGGSGGSGGS (SEQ IDNO:123)的基序。在还有一些实施方案中，间隔区可以含有4至12个氨基酸，包括GGAG (SEQID NO:104)、GGSG (SEQ ID NO:105)，例如，GGAG (SEQ ID NO:104)、GGSG (SEQ ID NO:105)、GGAGGGAG (SEQ ID NO:124)、GGSGGGSG (SEQ ID NO:125)、GGAGGGAGGGAG (SEQ IDNO:126)和GGSGGGSGGGSG (SEQ ID NO:127)的基序。在一些实施方案中，间隔区可以含有GGGGA (SEQ ID NO:101)或GGGGS (SEQ ID NO:102)，例如，GGGGAGGGGAGGGGA (SEQ ID NO:128)和GGGGSGGGGSGGGGS (SEQ ID NO:129)的基序。在本发明的一些实施方案中，部分(例如，Fc结构域单体，野生型Fc结构域，具有氨基酸取代(例如，一个或多个减少二聚化的取代)的Fc结构域，白蛋白结合肽，纤连蛋白结构域，或人血清白蛋白)和细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72 (例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)之间的接头可以是GGG、GGGA (SEQ ID NO:98)、GGGG (SEQ ID NO:100)、GGGAG (SEQID NO:130)、GGGAGG (SEQ ID NO:131)或GGGAGGG (SEQ ID NO:132)。
在一些实施方案中，间隔区还可以含有除了甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸以外的氨基酸，例如AAAL (SEQ ID NO:133)、AAAK (SEQ ID NO:134)、AAAR (SEQ ID NO:135)、EGKSSGSGSESKST (SEQ ID NO:136)、GSAGSAAGSGEF (SEQ ID NO:137)、AEAAAKEAAAKA (SEQID NO:138)、KESGSVSSEQLAQFRSLD (SEQ ID NO:139)、GENLYFQSGG (SEQ ID NO:140)、SACYCELS (SEQ ID NO:141)、RSIAT (SEQ ID NO:142)、RPACKIPNDLKQKVMNH (SEQ ID NO:143)、GGSAGGSGSGSSGGSSGASGTGTAGGTGSGSGTGSG (SEQ ID NO:144)、AAANSSIDLISVPVDSR(SEQ ID NO:145)或GGSGGGSEGGGSEGGGSEGGGSEGGGSEGGGSGGGS (SEQ ID NO:146)。在一些实施方案中，间隔区可以含有EAAAK (SEQ ID NO:147)的基序，例如多个或重复基序。在一些实施方案中，间隔区可以含有富含脯氨酸的序列(诸如(XP)n)的基序，例如多个或重复基序，其中X可以是任何氨基酸(例如，A、K或E)且n为1-5，和PAPAP(SEQ ID NO:148)。
肽间隔区的长度和使用的氨基酸可以根据所涉及的两种蛋白和最终蛋白融合多肽中期望的柔性程度进行调节。可以调节间隔区的长度以确保适当的蛋白折叠并避免聚集体形成。
VII. 载体、宿主细胞和蛋白产生
本发明的多肽可以从宿主细胞产生。宿主细胞是指包含从其相应的核酸表达本文所述的多肽和融合多肽所需的必需细胞组分(例如，细胞器)的媒介物。核酸可以包括在核酸载体中，所述核酸载体可以通过本领域中已知的常规技术(例如，转化、转染、电穿孔、磷酸钙沉淀、直接显微注射、注射等)引入宿主细胞中。核酸载体的选择部分取决于待使用的宿主细胞。通常，优选的宿主细胞是真核生物(例如，哺乳动物)或原核生物(例如，细菌)来源的。
核酸载体构建和宿主细胞
编码本发明的多肽的氨基酸序列的核酸序列可以通过本领域中已知的各种方法制备。这些方法包括但不限于寡核苷酸介导的(或定点的)诱变和PCR诱变。编码本发明的多肽的核酸分子可以使用标准技术(例如，基因合成)获得。或者，可以使用本领域中的标准技术(例如，QuikChangeTM诱变)突变编码野生型细胞外ActRIIA的核酸分子以包括特定氨基酸取代。可以使用核苷酸合成仪或PCR技术合成核酸分子。
可以将编码本发明的多肽的核酸序列插入能够在原核或真核宿主细胞中复制和表达核酸分子的载体中。许多载体在本领域中可得，并且可用于本发明的目的。每种载体可以包括可以针对与特定宿主细胞的相容性进行调整和优化的各种组分。例如，载体组分可以包括但不限于复制起点、选择标记基因、启动子、核糖体结合位点、信号序列、编码目标蛋白的核酸序列和转录终止序列。
在一些实施方案中，哺乳动物细胞可用作本发明的宿主细胞。哺乳动物细胞类型的实例包括但不限于人胚肾(HEK)(例如，HEK293、HEK 293F)、中国仓鼠卵巢(CHO)、HeLa、COS、PC3、Vero、MC3T3、NS0、Sp2/0、VERY、BHK、MDCK、W138、BT483、Hs578T、HTB2、BT20、T47D、NS0(不内源性产生任何免疫球蛋白链的鼠骨髓瘤细胞系)、CRL7O3O和HsS78Bst细胞。在一些实施方案中，大肠杆菌细胞也可用作本发明的宿主细胞。大肠杆菌菌株的实例包括但不限于大肠杆菌294(ATCC® 31,446)、大肠杆菌λ1776(ATCC® 31,537，大肠杆菌BL21 (DE3)(ATCC® BAA-1025)，和大肠杆菌RV308(ATCC® 31,608)。不同宿主细胞具有转录后加工和修饰蛋白产物的特征和特定机制(例如，糖基化)。可以选择适当的细胞系或宿主系统以确保所表达的多肽的正确的修饰和加工。可以使用本领域中的常规技术(例如，转化、转染、电穿孔、磷酸钙沉淀和直接显微注射)将上述表达载体引入适当的宿主细胞中。一旦将载体引入宿主细胞中用于蛋白生产，宿主细胞在适当改良的常规营养培养基中培养，用于诱导启动子、选择转化子或扩增编码期望序列的基因。用于表达治疗性蛋白的方法是本领域中已知的，参见，例如，Paulina Balbas, Argelia Lorence (编) Recombinant Gene Expression: Reviews and Protocols (Methods in Molecular Biology), HumanaPress; 第2版 2004以及Vladimir Voynov和Justin A. Caravella (编) Therapeutic Proteins: Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology) Humana Press;第2版 2012。
蛋白产生、回收和纯化
用于产生本发明的多肽的宿主细胞可以在本领域中已知且适合于培养选择的宿主细胞的培养基中生长。用于哺乳动物宿主细胞的合适培养基的实例包括最小必需培养基(MEM)、Dulbecco氏改良的Eagle氏培养基(DMEM)、Expi293™表达培养基、补充胎牛血清(FBS)的DMEM和RPMI-1640。用于细菌宿主细胞的合适培养基的实例包括Luria肉汤(LB)加必需的补充剂，诸如选择剂，例如氨苄青霉素。宿主细胞在合适的温度诸如约20℃至约39℃，例如25℃至约37℃，优选37℃，和CO2水平，诸如5至10%下培养。培养基的pH通常为约6.8至7.4，例如7.0，这主要取决于宿主生物体。如果在本发明的表达载体中使用诱导型启动子，则在适合于激活启动子的条件下诱导蛋白表达。
在一些实施方案中，取决于使用的表达载体和宿主细胞，表达的蛋白可以从宿主细胞(例如，哺乳动物宿主细胞)分泌至细胞培养基中。蛋白回收可以涉及过滤细胞培养基以去除细胞碎片。可以进一步纯化蛋白。本发明的多肽可以通过蛋白纯化领域中已知的任何方法，例如，通过色谱法(例如，离子交换、亲和力和大小排阻柱色谱法)、离心、差异溶解度或通过用于蛋白纯化的任何其他标准技术进行纯化。例如，可以通过适当选择和组合亲和柱、诸如蛋白A柱(例如，POROS蛋白A色谱))和色谱柱(例如，POROS HS-50阳离子交换色谱)、过滤、超滤、盐析和透析程序来分离和纯化蛋白。
在其他实施方案中，可以破坏宿主细胞，例如通过渗透压休克、超声处理或裂解破坏宿主细胞，以回收表达的蛋白。一旦细胞被破坏，就可以通过离心或过滤除去细胞碎片。在一些情况下，多肽可以与标记序列(诸如肽)缀合以促进纯化。标记氨基酸序列的实例是六组氨酸肽(His-标签)，其以微摩尔亲和力结合镍官能化的琼脂糖亲和柱。可用于纯化的其他肽标签包括但不限于血凝素“HA”标签，其对应于衍生自流感血凝素蛋白的表位(Wilson等人, Cell 37:767, 1984)。
或者，本发明的多肽可以由受试者(例如，人)的细胞产生，例如，在基因疗法的背景下，通过施用含有编码本发明的多肽的核酸分子的载体(诸如病毒载体(例如，逆转录病毒载体、腺病毒载体、痘病毒载体(例如，牛痘病毒载体，诸如修饰的牛痘病毒Ankara(MVA))、腺相关病毒载体和甲病毒载体))来产生。载体，一旦在受试者的细胞内(例如，通过转化、转染、电穿孔、磷酸钙沉淀、直接显微注射、感染等)，将促进多肽的表达，然后所述多肽从细胞分泌。如果疾病或病症的治疗是期望的结果，则可能不需要进一步行动。如果期望收集蛋白，则可以从受试者收集血液，并且通过本领域中已知的方法从血液纯化蛋白。
VIII. 药物组合物和制剂
本发明的特征在于药物组合物，其包含本文所述的多肽(例如，包含细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的多肽)。在一些实施方案中，本发明的药物组合物包含具有C-末端延伸(例如，1、2、3、4、5、6或更多个额外氨基酸)的包含细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ IDNO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的多肽作为治疗性蛋白。在一些实施方案中，本发明的药物组合物包含与部分(例如，Fc结构域单体或其二聚体、野生型Fc结构域、具有氨基酸取代(例如，一个或多个减少二聚化的取代)的Fc结构域、白蛋白结合肽、纤连蛋白结构域或人血清白蛋白)融合的包含细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的多肽作为治疗性蛋白。在一些实施方案中，包含本发明的多肽的本发明的药物组合物可以与其他药剂(例如，治疗性生物制剂和/或小分子)或组合物组合用于疗法中。除了治疗有效量的多肽以外，所述药物组合物还可以包含一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂，其可以通过本领域技术人员已知的方法配制。在一些实施方案中，本发明的药物组合物包含编码本发明的多肽的核酸分子(DNA或RNA，例如mRNA)，或含有这种核酸分子的载体。
药物组合物中可接受的载体和赋形剂在所用剂量和浓度下对受体无毒。可接受的载体和赋形剂可以包括缓冲剂，诸如磷酸盐、柠檬酸盐、HEPES和TAE，抗氧化剂，诸如抗坏血酸和甲硫氨酸，防腐剂，诸如氯化六甲基铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、间苯二酚和苯扎氯铵，蛋白，诸如人血清白蛋白、明胶、葡聚糖和免疫球蛋白，亲水性聚合物，诸如聚乙烯吡咯烷酮，氨基酸，诸如甘氨酸、谷氨酰胺、组氨酸和赖氨酸，和碳水化合物，诸如葡萄糖、甘露糖、蔗糖和山梨糖醇。本发明的药物组合物可以以可注射制剂的形式肠胃外施用。可以使用无菌溶液或任何药学上可接受的液体作为媒介物配制用于注射的药物组合物。药学上可接受的媒介物包括但不限于无菌水、生理盐水和细胞培养基(例如Dulbecco氏改良的Eagle培养基(DMEM)，α-改良的Eagles培养基(α-MEM)，F-12培养基)。配制方法是本领域中已知的，参见例如，Banga (编) Therapeutic Peptides and Proteins: Formulation, Processing and Delivery Systems (第3版) Taylor & Francis Group, CRC Press(2015)。
本发明的药物组合物可以在微胶囊、诸如羟甲基纤维素或明胶-微胶囊和聚-(甲基丙烯酸甲酯)微胶囊中制备。本发明的药物组合物还可以在其他药物递送系统、诸如脂质体、白蛋白微球、微乳剂、纳米颗粒和纳米胶囊中制备。此类技术描述于Remington: TheScience and Practice of Pharmacy 第22版(2012)。待用于体内施用的药物组合物必须是无菌的。这可以通过无菌过滤膜过滤而容易地完成。
本发明的药物组合物也可以制备为持续释放制剂。持续释放制剂的合适实例包括含有本发明的多肽的固体疏水聚合物的半透性基质。持续释放基质的实例包括聚酯、水凝胶、聚丙交酯、L-谷氨酸和γ-乙基-L-谷氨酸的共聚物，不可降解的乙烯-乙酸乙烯酯，可降解的乳酸-乙醇酸共聚物诸如LUPRON DEPOTTM和聚-D-(-)-3-羟基丁酸。一些持续释放制剂使得能够经几个月、例如一至六个月释放分子，而其他制剂释放本发明的药物组合物较短时间段，例如数天至数周。
药物组合物可以根据需要以单位剂型形成。药物制备物中包括的活性成分(例如，本发明的多肽)的量是使得提供指定范围内的合适剂量(例如，0.01-100 mg/kg体重范围内的剂量)。
用于基因疗法的药物组合物可以在可接受的稀释剂中，或者可以包含其中嵌入基因递送载体的缓释基质。如果使用流体动力学注射作为递送方法，则含有编码本文所述的多肽的核酸分子或含有所述核酸分子的载体(例如，病毒载体)的药物组合物以大流体体积静脉内快速递送。可用作体内基因递送媒介物的载体包括但不限于逆转录病毒载体、腺病毒载体、痘病毒载体(例如，牛痘病毒载体，诸如修饰的牛痘病毒Ankara)、腺相关病毒载体和甲病毒载体。
IX. 途径、剂量和施用
包含本发明的多肽作为治疗性蛋白的药物组合物可以配制用于例如静脉内施用、肠胃外施用、皮下施用、肌内施用、动脉内施用、鞘内施用或腹膜内施用。所述药物组合物还可以配制用于口服、鼻、喷雾、气溶胶、直肠或阴道施用或经由口服、鼻、喷雾、气溶胶、直肠或阴道施用而施用。对于可注射制剂，各种有效的药物载体是本领域中已知的。参见，例如，ASHP Handbook on Injectable Drugs, Toissel, 第18版 (2014)。
在一些实施方案中，包含编码本发明的多肽的核酸分子或含有这种核酸分子的载体的药物组合物可以通过基因递送的方式施用。基因递送的方法是本领域技术人员众所周知的。可用于体内基因递送和表达的载体包括但不限于逆转录病毒载体、腺病毒载体、痘病毒载体(例如，牛痘病毒载体，诸如修饰的牛痘病毒Ankara (MVA))、腺相关病毒载体和甲病毒载体。在一些实施方案中，编码本发明的多肽的mRNA分子可以直接施用于受试者。
在本发明的一些实施方案中，可以使用流体动力学注射平台施用编码本文所述的多肽的核酸分子或含有此类核酸分子的载体。在流体动力学注射方法中，将编码本文所述的多肽的核酸分子置于工程改造的质粒(例如病毒质粒)中的强启动子的控制下。经常以大流体体积静脉内快速递送质粒。流体动力学注射使用静脉中的受控流体动力学压力来增强细胞通透性，使得来自快速注射大流体体积的升高的压力导致流体和质粒从静脉外渗。核酸分子的表达主要由肝脏驱动。在小鼠中，经常通过将质粒注射至尾静脉中来进行流体动力学注射。在某些实施方案中，可以使用流体动力学注射施用编码本文所述的多肽的mRNA分子。
本发明的药物组合物的剂量取决于因素，包括施用途径、待治疗的疾病和受试者的身体特征，例如年龄、体重、总体健康状况。本发明的药物组合物可以包括范围为如下的本发明的多肽的剂量：0.01至500 mg/kg(例如，0.01、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、100、150、200、250、300、350、400、450或500 mg/kg)，并且在一个更具体实施方案中，约0.1至约30 mg/kg，并且在一个更具体实施方案中，约0.3至约30mg/kg。剂量可以由医师根据常规因素、诸如疾病的程度和受试者的不同参数进行调整。
药物组合物以与剂量制剂相容的方式和导致症状的改善或补救的治疗有效的量施用。药物组合物以各种剂型、例如静脉内剂型、皮下剂型和口服剂型(例如，可摄入的溶液、药物释放胶囊)施用。通常，治疗性蛋白以0.1-100 mg/kg、例如1-50 mg/kg给药。包含本发明的多肽的药物组合物可以施用于有此需要的受试者，例如，每天、每周、每两周、每月、每两月、每季度、每两年、每年一次或多次(例如，1-10次或更多次)，或在医疗上必需时。在一些实施方案中，包含本发明的多肽的药物组合物可以每周、每两周、每月、每两月或每季度施用于有此需要的受试者。剂量可以以单剂量或多剂量方案提供。随着患者的健康状况下降，随着医疗条件改善或增加，施用之间的时机可以减少。
X. 处理方法
本发明基于以下发现：将来自ActRIIB的细胞外部分的氨基酸取代至ActRIIA的细胞外部分中，产生具有改善特性的ActRIIA变体。通过来自ActRIIB的残基引入ActRIIA而生成的ActRIIA变体保留ActRIIA的有益特性，诸如更长的血清半衰期和对BMP9的低结合亲和力，并获得ActRIIB的一些有益特性，诸如增加的与激活素A和B的结合(参见实施例1中的表5)。这些ActRIIA变体特性产生有用的治疗剂，其可以与内源性激活素受体竞争配体结合。由于ActRIIA变体含有所述受体的细胞外部分，它们将是可溶的并且能够结合并隔绝配体(例如，激活素A和B、肌肉生长抑制素、GDF11)而不激活细胞内信号传导途径。因此，细胞外ActRIIA变体可用于治疗其中升高的激活素信号传导已牵涉(例如，与激活素受体或激活素受体配体的表达增加相关)的疾病或病况。例如，肌肉生长抑制素的丧失已显示减少纤维化，而增加的肌肉生长抑制素或激活素诱导纤维化。在另一个实例中，激活素受体配体GDF11在溶血性贫血的小鼠模型中是过表达的，并且与红血细胞产生中的缺陷相关。此外，已经发现激活素A在临床和实验性肺高压中升高。不希望受理论束缚，结合激活素受体配体(例如，肌肉生长抑制素、激活素和/或GDF11)并减少其与内源性激活素受体的相互作用的治疗剂，可以用于治疗纤维化、贫血或PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)。
本发明提供了组合物和治疗方法，其可用于在有此需要的受试者中减少纤维化、预防纤维化、降低发展纤维化的风险、减慢或停止纤维化的进展或逆转纤维化。本发明还提供了组合物和治疗方法，其可用于在有此需要的受试者中增加红血细胞水平(例如，增加血红蛋白，增加血细胞比容，或增加红血细胞计数，例如，增加红血细胞产生和/或红细胞量)。本发明进一步提供了组合物和治疗方法，其可用于在有此需要的受试者中治疗PH，减少PH(例如，减少PH的症状，诸如呼吸急促(呼吸困难)，疲劳，腿、足、腹部(腹水)或颈部的肿胀(例如水肿)，胸痛或压力，疾脉或心悸，嘴唇或皮肤呈蓝色(紫绀)，头晕或晕厥)，或减慢或停止PH的进展。本发明可以治疗或减慢或停止任何类型的PH(诸如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)的进展。在一些实施方案中，所述受试者可以具有与纤维化相关的疾病或病况(例如，肝硬化、肺纤维化、克罗恩氏病、慢性肾病)，与低红血细胞水平相关的疾病或病况(例如贫血或失血)，或与PH相关的疾病或病况(例如，与PAH相关的疾病或病况，诸如HIV感染、血吸虫病、门脉高压、肺静脉闭塞性疾病、肺毛细血管血管瘤病、肝硬化、先天性心脏异常、结缔组织/自身免疫性病症(例如硬皮病或狼疮)、或药物使用或滥用(例如甲基苯丙胺或可卡因使用)；与静脉PH相关的疾病或病况，诸如左心室收缩功能障碍、左心室舒张功能障碍、瓣膜性心脏病、先天性心肌病、或先天性/获得性肺静脉狭窄；与低氧PH相关的疾病或病况，诸如慢性阻塞性肺疾病(例如肺气肿)、间质性肺疾病、睡眠障碍性呼吸(例如睡眠呼吸暂停)、肺疾病(例如肺纤维化)、肺泡通气不足病症、长期暴露于高海拔或发育异常；与血栓栓塞性PH相关的疾病或病况，诸如慢性血栓栓塞性肺高压或其他肺动脉阻塞(例如肺栓塞、血管肉瘤、动脉炎、先天性肺动脉狭窄或寄生虫感染)；或与其他PH相关的疾病或病况，诸如血液系统疾病(例如慢性溶血性贫血、镰状细胞病)、系统性疾病(例如类肉瘤病、肺朗格汉斯细胞组织细胞增生症、淋巴管平滑肌瘤病、神经纤维瘤病或血管炎)、代谢病症(例如糖原贮积病、戈谢病或甲状腺疾病)、肺肿瘤血栓性微血管病、纤维化纵隔炎、慢性肾衰竭或节段性肺高压(局限于一个或多个肺叶的肺高压)。在一些实施方案中，本文所述的方法涉及影响具有涉及纤维化、低红血细胞水平或PH(例如，PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)的疾病或病况的受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导。在一些实施方案中，包含本文所述的细胞外ActRIIA变体的多肽减少或抑制肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9与其内源受体例如ActRIIA、ActRIIB和BMPRII(例如ActRIIA)的结合。在一些实施方案中，影响肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导(例如减少或抑制肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9与其受体例如ActRIIA、ActRIIB和BMPRII(例如ActRIIA)的结合)导致纤维化的减少、发展纤维化的风险的减少、纤维化发展中的延迟、纤维化进展的减少(例如减慢或抑制)、纤维化的逆转、红血细胞水平的增加(例如血红蛋白、血细胞比容水平或红血细胞计数的增加，例如红血细胞产生和/或红细胞量的增加)、PH症状的减少(例如呼吸急促(呼吸困难)，疲劳，腿、足、腹部(腹水)或颈部的肿胀(例如水肿)，胸痛或压力，疾脉或心悸，嘴唇或皮肤呈蓝色(紫绀)，头晕或晕厥中的减少)、发展PH的风险的减少、PH发展中的延迟和/或PH进展的减少(例如减慢或抑制)。PH可以是PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH。
本文所述的组合物和方法可以用于治疗和/或预防(例如预防其发展或治疗诊断为具有其的受试者)医学病况，例如低红血细胞水平(例如低血红蛋白水平或低红血细胞计数)、纤维化或PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)。在一些实施方案中，可以在有此需要的受试者中施用本文所述的多肽(例如包含细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQ ID NO:1-72(例如SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体的多肽，例如有效量的ActRIIA变体)，以增加红血细胞水平(例如，增加血红蛋白水平、增加血细胞比容、增加红血细胞计数、增加红细胞量或增加红血细胞形成)。与治疗之前获得的测量值相比，本文所述的多肽可以增加红血细胞水平(例如增加血红蛋白水平、红血细胞计数、血细胞比容、红细胞量或红血细胞形成)。在一些实施方案中，受试者可能患有与低红血细胞水平相关的疾病或病况(例如贫血或失血)。在一些实施方案中，受试者可能患有贫血或失血或处于发展贫血或失血的风险中(例如由于其他疾病或病况、或由于医学治疗(例如化学疗法、放射疗法或手术)，受试者可能处于发展贫血的风险中，所述其他疾病或病况例如慢性肾病、类风湿性关节炎、癌症或炎性疾病(例如克罗恩氏病、SLE或溃疡性结肠炎)。在一些实施方案中，本文所述的方法涉及影响患有涉及低红血细胞水平的疾病或病况(例如贫血或失血)的受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导(例如减少或抑制激活素、肌肉生长抑制素和/或BMP9与其内源受体的结合)。
在一些实施方案中，可以在有此需要的受试者中施用本文所述的多肽(例如包括细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQ ID NO:1-72(例如SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体的多肽，例如有效量的ActRIIA变体)，以预防或减少纤维化。在一些实施方案中，可以施用本文所述的多肽，以减慢或停止纤维化的进展，以减少发展纤维化的风险，减少(例如减少其频率或严重程度)纤维化的一种或多种症状，或逆转纤维化。与治疗之前的纤维化进展相比、或与未治疗的受试者中的纤维化进展相比，本文所述的多肽可以减少纤维化或减慢或逆转纤维化的进展。在一些实施方案中，受试者可能患有纤维化或处于发展纤维化的风险中(例如受试者可能患有与纤维化相关的疾病或病况，例如伤口、乙型或丙型肝炎、脂肪肝疾病、肾病(例如慢性肾病)、心脏病或动脉粥样硬化，或可能正在经历与纤维化发展相关的治疗，例如化学疗法、放射或手术)。在一些实施方案中，本文所述的多肽预防、延迟或减弱处于发展纤维化的风险中的受试者(例如正在接受化学疗法、放射或手术治疗的受试者，或患有与纤维化相关的疾病或病况，例如伤口、乙型或丙型肝炎、脂肪肝疾病、肾病(例如慢性肾病)、心脏病或动脉粥样硬化的受试者)中的纤维化发展。在一些实施方案中，本文所述的方法涉及影响患有纤维化或与纤维化相关的疾病或病况的受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导(例如减少或抑制激活素、肌肉生长抑制素和/或BMP9与其内源受体的结合)。
在一些实施方案中，可以在有此需要的受试者中施用本文所述的多肽(例如包括细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQ ID NO:1-72(例如SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体的多肽，例如有效量的ActRIIA变体)，以治疗PH，减少PH(例如减少PH的一种或多种症状的严重程度或频率，所述症状诸如呼吸急促(呼吸困难)，疲劳，腿、足、腹部(腹水)或颈部的肿胀(例如水肿)，胸痛或压力，疾脉或心悸，嘴唇或皮肤呈蓝色(紫绀)，头晕或晕厥)，预防PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)(例如预防其发展)。在一些实施方案中，可以施用本文所述的多肽以减慢或停止PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)的进展，或降低发展PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)的风险。与治疗之前的观察到的症状或进展相比、或与未治疗的受试者中的PH症状或进展相比，本文所述的多肽可以减少PH的症状(例如减少一种或多种症状的严重程度或频率，所述症状例如呼吸急促(呼吸困难)，疲劳，腿、足、腹部(腹水)或颈部的肿胀(例如水肿)，胸痛或压力，疾脉或心悸，嘴唇或皮肤呈蓝色(紫绀)，头晕或晕厥)，或减慢PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)的进展。在一些实施方案中，受试者可能患有PH或处于发展PH的风险中(例如受试者可能患有特发性PAH；受试者可能患有与PAH相关的疾病或病况(例如导致发展PAH的风险增加的疾病或病况)，例如HIV感染、血吸虫病、门脉高压、肺静脉闭塞性疾病、肺毛细血管血管瘤病、肝硬化、先天性心脏异常、结缔组织/自身免疫性病症(例如硬皮病或狼疮)、或药物使用或滥用(例如甲基苯丙胺或可卡因使用)；受试者可能具有PH的家族史(例如可遗传性PAH)；受试者可能患有与静脉PH相关的疾病或病况(例如导致发展静脉PH的风险增加的疾病或病况)，例如左心室收缩功能障碍、左心室舒张功能障碍、瓣膜性心脏病、先天性心肌病、或先天性/获得性肺静脉狭窄；受试者可能患有与低氧PH相关的疾病或病况(例如导致发展低氧PH的风险增加的疾病或病况)，例如慢性阻塞性肺疾病(例如肺气肿)、间质性肺疾病、睡眠障碍性呼吸(例如睡眠呼吸暂停)、肺疾病(例如肺纤维化)、肺泡通气不足病症、长期暴露于高海拔或发育异常；受试者可能患有与血栓栓塞性PH相关的疾病或病况(例如导致发展血栓栓塞性PH的风险增加的疾病或病况)，例如慢性血栓栓塞性肺高压、或其他肺动脉阻塞(例如肺栓塞、血管肉瘤、动脉炎、先天性肺动脉狭窄或寄生虫感染)；或受试者可能患有与其他PH相关的疾病或病况(例如导致发展其他PH的风险增加的疾病或病况)，例如血液系统疾病(例如慢性溶血性贫血、镰状细胞病)、系统性疾病(例如类肉瘤病、肺朗格汉斯细胞组织细胞增生症、淋巴管平滑肌瘤病、神经纤维瘤病或血管炎)、代谢病症(例如糖原贮积病、戈谢病或甲状腺疾病)、肺肿瘤血栓性微血管病、纤维化纵隔炎、慢性肾衰竭或节段性肺高压)。在一些实施方案中，本文所述的多肽预防、延迟或减弱处于发展PH的风险中的受试者(例如具有PH的家族史(例如可遗传性PAH)的受试者，或患有导致发展PAH(例如HIV感染、血吸虫病、肝硬化、先天性心脏异常、结缔组织/自身免疫性病症(例如硬皮病或狼疮)、或药物使用或滥用(例如甲基苯丙胺或可卡因使用)、静脉PH(例如左心室收缩功能障碍、左心室舒张功能障碍、瓣膜性心脏病、先天性心肌病、或先天性/获得性肺静脉狭窄)、低氧PH(例如慢性阻塞性肺疾病(例如肺气肿)、间质性肺疾病、睡眠障碍性呼吸(例如睡眠呼吸暂停)、肺疾病(例如肺纤维化)、肺泡通气不足病症、长期暴露于高海拔或发育异常)、血栓栓塞性PH(例如慢性血栓栓塞性肺高压、或其他肺动脉阻塞(例如肺栓塞、血管肉瘤、动脉炎、先天性肺动脉狭窄或寄生虫感染))、或其他PH(例如血液系统疾病(例如慢性溶血性贫血、镰状细胞病)、系统性疾病(例如类肉瘤病、肺朗格汉斯细胞组织细胞增生症、淋巴管平滑肌瘤病、神经纤维瘤病或血管炎)、代谢病症(例如糖原贮积病、戈谢病或甲状腺疾病)、肺肿瘤血栓性微血管病、纤维化纵隔炎、慢性肾衰竭或节段性肺高压)的风险增加的疾病或病况的受试者)中的PH发展。在一些实施方案中，本文所述的方法涉及影响具有PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)或与PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)相关的疾病或病况的受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导(例如减少或抑制激活素、肌肉生长抑制素和/或BMP9与其内源受体的结合)。
在一些实施方案中，包含本文所述的细胞外ActRIIA变体的多肽减少或抑制肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9与其内源受体例如ActRIIA、ActRIIB和BMPRII(例如ActRIIA)的结合。与在不存在本发明的多肽的情况下，肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9与其内源受体的结合相比，本文所述的多肽可以减少肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9与其内源受体的结合。在一些实施方案中，影响肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导(例如减少或抑制肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9与其内源受体例如ActRIIA、ActRIIB和BMPRII(例如ActRIIA)的结合)导致受试者的红血细胞水平(例如血红蛋白水平、血细胞比容水平或红血细胞计数，例如诱导或增加红血细胞形成和/或红细胞量)的增加、受试者的纤维化或发展纤维化的风险的减少、纤维化发展的延迟、纤维化进展的减慢或停止、纤维化的逆转、受试者的PH症状的减少(例如症状、诸如呼吸急促(呼吸困难)，疲劳，腿、足、腹部(腹水)或颈部的肿胀(例如水肿)，胸痛或压力，疾脉或心悸，嘴唇或皮肤呈蓝色(紫绀)，头晕或晕厥的减少)、受试者的发展PH的风险的减少、PH发展的延迟和/或PH进展的减慢或停止。PH可以是PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH。
在一些实施方案中，本文所述的多肽(例如包括细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQID NO:1-72(例如SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体的多肽，例如有效量的ActRIIA变体)可以施用于受试者，以增加红血细胞水平(例如增加血红蛋白水平、增加血细胞比容、增加红血细胞计数、增加红细胞量或诱导或增加红血细胞形成)，预防或减少纤维化(例如减少纤维化、预防、延迟或减弱纤维化的发展、减慢或停止纤维化的进展或逆转纤维化)，预防或治疗PH(例如减少PH的症状、预防、延迟或减弱PH的发展、或减慢或停止PH的进展，所述PH诸如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)，或影响受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导。与治疗之前获得的测量值相比、或与获得自患有相同疾病或病况的未治疗的受试者的测量值相比，细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQ ID NO:1-72(例如SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIB变体，例如有效量的ActRIIA变体)可以增加红血细胞水平、预防或减少纤维化、或预防或治疗PH。在一些实施方案中，本文所述的方法不会引起受试者中的任何血管并发症，诸如血管通透性或渗漏增加。在本文所述的方法的一些实施方案中，受试者患有疾病或病况或处于发展疾病或病况的风险中，所述疾病或病况涉及低红血细胞水平(例如贫血或失血，诸如与以下相关的贫血：癌症(例如多发性骨髓瘤、白血病、乳腺癌、肺癌、结肠癌)、癌症治疗(例如化学疗法或放射疗法)、骨髓增生异常综合症、慢性或急性肾病或衰竭(例如慢性肾病)、炎性或自身免疫性疾病(例如类风湿性关节炎、炎性肠病诸如克罗恩氏病或溃疡性结肠炎、SLE)或手术)。在本文所述的方法的一些实施方案中，受试者患有疾病或病况或处于发展疾病或病况的风险中，所述疾病或病况涉及纤维化(例如化学治疗药物诱导的纤维化、放射诱导的纤维化、肺纤维化、肝纤维化(例如肝硬化)、肾纤维化(例如与慢性肾病相关的纤维化)、角膜纤维化、心脏纤维化、骨关节纤维化、组织纤维化、肿瘤基质、促结缔织增生性肿瘤、手术粘连、肥厚性瘢痕、瘢痕疙瘩、或与以下相关的纤维化：伤口、烧伤、乙型或丙型肝炎感染、脂肪肝疾病、血吸虫感染、肾病、心脏病、黄斑变性、视网膜或玻璃体视网膜病变、全身性或局限性硬皮病、动脉粥样硬化或再狭窄)。在本文所述的方法的一些实施方案中，受试者患有疾病或病况或处于发展疾病或病况的风险中，所述疾病或病况涉及PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH，例如特发性PAH；可遗传性PAH；与以下相关或由以下引起的PAH：HIV感染、血吸虫病、门脉高压、肺静脉闭塞性疾病、肺毛细血管血管瘤病、肝硬化、先天性心脏异常、结缔组织/自身免疫性病症(例如硬皮病或狼疮)、或药物使用或滥用(例如甲基苯丙胺或可卡因使用)；与以下相关或由以下引起的静脉PH：左心室收缩功能障碍、左心室舒张功能障碍、瓣膜性心脏病、先天性心肌病、或先天性/获得性肺静脉狭窄；与以下相关或由以下引起的低氧PH：慢性阻塞性肺疾病(例如肺气肿)、间质性肺疾病、睡眠障碍性呼吸(例如睡眠呼吸暂停)、肺疾病(例如肺纤维化)、肺泡通气不足病症、长期暴露于高海拔或发育异常；与以下相关或由以下引起的血栓栓塞性PH：慢性血栓栓塞性肺高压、或其他肺动脉阻塞(例如肺栓塞、血管肉瘤、动脉炎、先天性肺动脉狭窄或寄生虫感染)；与以下相关或由以下引起的其他PH：血液系统疾病(例如慢性溶血性贫血、镰状细胞病)、系统性疾病(例如类肉瘤病、肺朗格汉斯细胞组织细胞增生症、淋巴管平滑肌瘤病、神经纤维瘤病或血管炎)、代谢病症(例如糖原贮积病、戈谢病或甲状腺疾病)、肺肿瘤血栓性微血管病、纤维化纵隔炎、慢性肾衰竭或节段性肺高压)。
本发明还包括通过向受试者施用有效量的本文所述的多肽(例如包括细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQ ID NO:1-72(例如SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体的多肽)，来治疗患有贫血或失血或处于发展贫血或失血的风险中的受试者的方法。在本文所述的任何方法中，具有低血红血细胞水平(例如低血红蛋白水平或低红血细胞计数，例如低红细胞量)或处于发展低血红血细胞水平(例如低血红蛋白水平或低红血细胞计数，例如低红细胞量)的风险中的受试者具有贫血或失血或处于发展贫血或失血的风险中。在一些实施方案中，贫血与以下相关或由以下引起：营养缺乏(例如维生素缺乏)、骨髓缺陷(例如阵发性夜间血红蛋白尿)、对药物治疗(例如抗逆转录病毒HIV药物)的不良反应、骨髓增生异常综合症、骨髓移植、癌症(例如实体瘤，诸如乳腺癌、肺癌、结肠癌；淋巴系统肿瘤，诸如慢性淋巴细胞性白血病、非霍奇金淋巴瘤、霍奇金淋巴瘤；或造血系统肿瘤，诸如白血病或多发性骨髓瘤)、癌症治疗(例如放射或化学疗法，例如用含铂试剂的化学疗法)、炎性或自身免疫性疾病(例如类风湿性关节炎、其他炎性关节炎、系统性红斑狼疮(SLE)、急性或慢性皮肤病(例如牛皮癣)、或炎性肠病(例如克罗恩氏病或溃疡性结肠炎)、膀胱炎、胃炎)、急性或慢性肾病或衰竭(例如慢性肾病)包括特发性或先天性病况、急性或慢性肝病、糖尿病、急性或慢性出血、感染(例如疟疾、骨髓炎)、脾肿大、卟啉症、血管炎、溶血、尿道感染、血红蛋白病(例如镰状细胞病)、地中海贫血、丘斯二氏综合征、费尔蒂综合征、移植物抗宿主病、造血干细胞移植、骨髓纤维化、全血细胞减少症、纯红细胞再生障碍、过敏性紫癜、舒瓦克曼综合征(例如舒戴二氏综合征)、药物使用或滥用(例如酒精滥用)、或输血禁忌证(例如老年患者、具有同种或自身抗体的患者、儿科患者、患有心肺疾病的患者、出于宗教原因而反对输血的患者(例如一些耶和华见证人(Jehovah's Witnesses))。在一些实施方案中，贫血是再生障碍性贫血、缺铁性贫血、维生素缺乏性贫血、慢性疾病的贫血、与骨髓疾病相关的贫血、溶血性贫血、镰状细胞性贫血、小红细胞性贫血、低色素性贫血、铁粒幼细胞性贫血、戴布二氏贫血、范可尼贫血或难治性贫血伴胚细胞增多。本文所述的组合物和方法也可以用于治疗并未良好响应促红细胞生成素(EPO)，或易受EPO的不利效应(例如高血压、头痛、血管血栓形成、流感样综合征、分流阻塞和心肌梗塞)影响的受试者。在一些实施方案中，失血是由于手术、创伤、伤口、溃疡、泌尿道出血、消化道出血、频繁献血或月经出血过多(例如月经过多)。在一些实施方案中，与治疗之前获得的测量值相比，本文所述的方法增加红血细胞水平(例如血红蛋白水平、血细胞比容或红血细胞计数，例如红细胞量)。在一些实施方案中，与治疗之前获得的测量值相比，本文所述的方法增加或诱导红血细胞形成。在一些实施方案中，本文所述的组合物和方法减少受试者关于输血的需要(例如受试者不再需要输血，或与用本文所述的组合物和方法治疗前相比，受试者需要更不频繁的输血)。具有正常红血细胞水平的受试者也可以使用本文所述的方法和组合物进行治疗，以增加红血细胞水平，使得血液可以抽取且储存用于在以后输血中的使用。
本发明还包括通过向受试者施用有效量的本文所述的多肽(例如包括细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQ ID NO:1-72(例如SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体的多肽)，来治疗患有纤维化或处于发展纤维化的风险中的受试者的方法。在本文所述的任何方法中，受试者患有纤维化或处于发展纤维化的风险中。在一些实施方案中，纤维化是化学治疗药物诱导的纤维化、放射诱导的纤维化、肺纤维化(例如囊性纤维化，特发性纤维化，或与肺结核、肺炎或煤尘相关的纤维化)、肝纤维化(例如肝硬化、胆道闭锁)、肾纤维化(例如与慢性肾病相关的纤维化)、角膜纤维化、心脏纤维化(例如心内膜心肌纤维化或与心肌梗塞相关的纤维化)、骨髓纤维化、纵隔纤维化、腹膜后纤维化、骨关节纤维化、关节纤维化、组织纤维化(例如影响肌肉组织、皮肤表皮、皮肤真皮、肌腱、软骨、胰腺组织、子宫组织、神经组织、睾丸、卵巢、肾上腺、动脉、静脉、结肠、小肠、大肠、胆道或肠的纤维化)、肿瘤基质、促结缔织增生性肿瘤、手术粘连、肥厚性瘢痕或瘢痕疙瘩。在一些实施方案中、纤维化与以下相关：伤口、烧伤、乙型或丙型肝炎感染、脂肪肝疾病、血吸虫感染、肾病(例如慢性肾病)、心脏病、黄斑变性、视网膜或玻璃体视网膜病变、克罗恩氏病、全身性或局限性硬皮病、动脉粥样硬化或再狭窄。在一些实施方案中，受试者处于发展与以下相关的纤维化的风险中：癌症治疗(化学疗法或放射)、疾病或感染(例如肺结核、肺炎、心肌梗塞、乙型或丙型肝炎感染、脂肪肝疾病、血吸虫感染、肾病(例如慢性肾病)、心脏病、黄斑变性、视网膜或玻璃体视网膜病变、克罗恩氏病、全身性或局限性硬皮病、动脉粥样硬化、再狭窄)、手术、伤口或烧伤。在一些实施方案中，与治疗之前获得的测量值相比、或与未治疗的受试者中的纤维化相比，本文所述的方法减少纤维化。在一些实施方案中，本文所述的方法预防纤维化的发展，减少发展纤维化的风险(例如与未治疗的受试者中的纤维化发展相比，减少发展纤维化的风险)，或逆转现有的纤维化。在一些实施方案中，本文所述的方法减慢、停止或逆转纤维化的进展(例如与治疗之前的进展相比、或与无治疗或未治疗的受试者中的进展相比，减慢纤维化的进展)。在一些实施方案中，与治疗之前的器官或组织功能相比，本文所述的方法改善器官或组织功能(例如具有纤维化的器官或组织的功能)。可以使用通常用于评估组织和器官功能的任何标准临床测试来评价组织和器官功能。
本发明还包括通过向受试者施用有效量的本文所述的多肽(例如包括细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQ ID NO:1-72(例如SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体的多肽)，来治疗患有PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)或处于发展PH的风险中的受试者的方法。在本文所述的任何方法中，受试者可能患有PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)或处于发展PH的风险中。在一些实施方案中，PH是PAH。在一些实施方案中，PAH是特发性PAH。在一些实施方案中，PAH是可遗传性PAH。在一些实施方案中，PAH是与以下相关(例如由以下引起或与以下相关)的PAH：HIV感染、血吸虫病、门脉高压、肺静脉闭塞性疾病、肺毛细血管血管瘤病、肝硬化、先天性心脏异常、结缔组织/自身免疫性病症(例如硬皮病或狼疮)、或药物使用或滥用(例如甲基苯丙胺或可卡因使用)。在一些实施方案中，PH是静脉PH。在一些实施方案中，静脉PH是与以下相关(例如由以下引起或与以下相关)的静脉PH：左心室收缩功能障碍、左心室舒张功能障碍、瓣膜性心脏病、先天性心肌病、或先天性/获得性肺静脉狭窄。在一些实施方案中，PH是低氧PH。在一些实施方案中，低氧PH是与以下相关(例如由以下引起或与以下相关)的低氧PH：慢性阻塞性肺疾病(例如肺气肿)、间质性肺疾病、睡眠障碍性呼吸(例如睡眠呼吸暂停)、肺疾病(例如肺纤维化)、肺泡通气不足病症、长期暴露于高海拔或发育异常。在一些实施方案中，PH是血栓栓塞性PH。在一些实施方案中，血栓栓塞性PH是与以下相关(例如由以下引起或与以下相关)的血栓栓塞性PH：慢性血栓栓塞性肺高压、或其他肺动脉阻塞(例如肺栓塞、血管肉瘤、动脉炎、先天性肺动脉狭窄或寄生虫感染)。在一些实施例中，PH是其他PH。在一些实施方案中，其他PH是与以下相关(例如由以下引起或与以下相关)的其他PH：血液系统疾病(例如慢性溶血性贫血、镰状细胞病)、系统性疾病(例如类肉瘤病、肺朗格汉斯细胞组织细胞增生症、淋巴管平滑肌瘤病、神经纤维瘤病或血管炎)、代谢病症(例如糖原贮积病、戈谢病或甲状腺疾病)、肺肿瘤血栓性微血管病、纤维化纵隔炎、慢性肾衰竭或节段性肺高压)。在一些实施例中，与治疗之前的症状频率或严重程度相比，本文所述的方法减少PH的症状(例如减少症状的严重程度或频率，所述症状诸如呼吸急促(呼吸困难)，疲劳，腿、足、腹部(腹水)或颈部的肿胀(例如水肿)，胸痛或压力，疾脉或心悸，嘴唇或皮肤呈蓝色(紫绀)，头晕或晕厥)。在一些实施方案中，本文所述的方法预防PH的发展或减少发展PH的风险(例如与未治疗的受试者中的PH发展相比，减少发展PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)的风险)。在一些实施方案中，本文所述的方法减慢或停止PH的进展(例如与治疗之前的进展相比、或与无治疗或未治疗的受试者中的进展相比，减慢PH(例如PAH、静脉PH、低氧PH、血栓栓塞性PH或其他PH)的进展)。在一些实施方案中，与治疗之前的血管重塑相比、或与未治疗的受试者中的血管重塑相比，本文所述的方法减少肺血管重塑或受试者的心脏中的血管重塑(例如心脏或肺中的血管重塑的起始或进展)。在一些实施方案中，与治疗之前的右心室肥大相比、或与未治疗的受试者中的右心室肥大相比，本文所述的方法减少右心室肥大(例如减少右心室肥大或右心室肥大的进展)。PH的症状可以在治疗前和治疗后使用标准临床测试进行评估。用于评估PH的常用测试包括心电图、肺功能测试、超声心动图、右心导管插入、计算机断层摄影扫描、肺血管阻力的测量以及6分钟步行测试。在一些实施方案中，本文所述的方法减少肺血管阻力(例如与治疗之前的肺血管阻力相比，导致肺血管阻力中的减少)。在一些实施方案中，与治疗之前的6分钟步行测试中的表现相比，本文所述的方法改善6分钟步行测试中的表现。
在任何本文所述的方法中，进一步包括一至六个氨基酸(例如，1、2、3、4、5、6或更多个氨基酸)的C-末端延伸的包含细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-71(例如，SEQ ID NO:6-71)中的任一个的序列的细胞外ActRIIa变体)的多肽可以用作治疗性蛋白。在任何本文所述的方法中，通过各自与包含细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的多肽融合的两个Fc结构域单体的相互作用形成的二聚体(例如，同二聚体或异二聚体)可以用作治疗性蛋白。在任何本文所述的方法中，包含与部分(例如，Fc结构域单体、野生型Fc结构域、具有氨基酸取代(例如，一个或多个减少二聚化的取代)的Fc结构域、白蛋白结合肽、纤连蛋白结构域或人血清白蛋白)融合的细胞外ActRIIA变体(例如，具有SEQ ID NO:1-72(例如，SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的多肽可以用作治疗性蛋白。编码本文所述的多肽的核酸或含有所述核酸的载体也可以根据本文所述的任何方法施用。在任何本文所述的方法中，所述多肽、核酸或载体可以作为药物组合物的一部分施用。可以根据本文所述的方法施用于受试者的组合物提供于下表4中。
表 4
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实施例
实施例1-通过表面等离子体共振(SPR)评估ActRIIA变体结合亲和力
Biacore 3000用于测量ActRIIA变体和配体激活素A、激活素B、生长分化因子11(GDF11)和BMP-9之间相互作用的动力学。ActRIIA变体通过在HEK293细胞中瞬时表达来制备，并使用蛋白-A Sepharose色谱法从条件培养基纯化。将ActRIIA变体在流动室2-4中用捕获抗体(来自GEGE的抗小鼠)固定在芯片(CM4或CM5)上以确保正确定向。流动室1用作参考室以减去任何非特异性结合和体积效应。来自GE Healthcare™的HBS-EP +缓冲液用作运行缓冲液。每种配体以40μl/ min的浓度系列运行以避免质量传递效应。使用BioLogic™软件的Scrubber2分析数据以计算每种相互作用的KD(表5)。
表5：ActRIIA变体与各种配体的亲和力(KD)的比较
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实施例2 – ActRIIA/B-Fc对mdx小鼠中的纤维化的影响
使用杜兴氏肌营养不良症的鼠模型mdx小鼠分析ActRIIA/B-Fc(与Fc结构域融合的SEQ ID NO:69)对减少与肌肉营养不良相关的肌内纤维化的影响。简而言之，12-13月龄的雌性C57B1/10和mdx小鼠每周用媒介物或20 mg/kg ActRIIA/B-Fc治疗两次，持续12周。在尸检期间，收集隔膜肌和四头肌，并立即在液氮中快速冷冻。然后从组织提取蛋白并水解，然后在Hitachi L8900氨基酸分析仪中进行高效液相色谱法。通过将色谱峰针对已知标准品进行比较来测定单个氨基酸含量。将羟脯氨酸(胶原蛋白独有的氨基酸和总纤维化含量的替代物)计算为mg/克提取的总蛋白。如图2中所示。用ActRIIA/B-Fc治疗减弱年长mdx小鼠中的纤维化的发展。
实施例3 – ActRIIA/B-Fc对非人灵长类动物中的红细胞量的影响
两至三岁的食蟹猴在三个月时段内接受用媒介物或3、10或50 mg/kg ActRIIA/B-Fc(与Fc结构域融合的SEQ ID NO:69)每两周一次治疗。在第92天，将血液收集于K2EDTA管中，并在Advia血液学分析仪上进行测定。如图3中所示，用ActRIIA/B-Fc治疗剂量依赖性地增加非人灵长类动物中的红细胞量。Hct –血细胞比容，Hgb –血红蛋白，RBC –红细胞数。
实施例4 – 细胞外ActRIIA变体对PAH的作用
在一个实验中，使用野百合碱(MCT，40 mg/kg)的单次皮下注射，在雄性大鼠中诱导PAH。为了确定用ActRIIA变体的治疗是否可以预防PAH的发展，在PAH诱导后24小时，将大鼠随机分到媒介物或ActRIIA变体治疗组内，并且每周两次用ActRIIA变体(5或15 mg/kg)或媒介物进行治疗，共21天。在第14天，通过心电图检查心室功能和右心室(RV)重塑，其通过用1.5%异氟烷麻醉大鼠，并且使用小型动物高频超声探头，以检测肺血流加速、右心室功能和肥大以及左心室功能，同时将动物保持在仰卧姿势。跨越二尖瓣和三尖瓣的多普勒用于确定用ActRIIA变体的治疗是否诱导任何明显的反流或病变。在第21天时，用戊巴比妥麻醉大鼠，通过气管进行插管，并且使用啮齿类动物呼吸机进行机械通气。使用充满流体的导管通过RV顶点评价血流动力学。大鼠用PBS随后为1%多聚甲醛(PFA)进行灌注。为了测量RV肥大(RVH)，将心脏切除，并且从左心室加中隔(LV+S)解剖无RV壁，并且分开称重。RVH的程度由比率RV/(LV+S)确定。
在第二个实验中，使用野百合碱(MCT，40 mg/kg)的单次皮下注射，在雄性大鼠中诱导PAH。为了确定用ActRIIA变体的治疗是否可以减慢或减少PAH的进展，大鼠在第18天时再次用MCT进行注射，并且随机分到媒介物或ActRIIA变体治疗组内。大鼠每周3次用ActRIIA变体(15 mg/kg)或媒介物进行注射。如上所述，在第35天时检查血流动力学和RVH。
实施例5 – 通过施用细胞外ActRIIA变体来治疗贫血
根据本文公开的方法，本领域医生可以治疗患有贫血(例如维生素缺乏症贫血或与慢性肾病相关的贫血)的受试者，诸如人患者，以便增加红血细胞量的参数，诸如红血细胞计数、血红蛋白水平或血细胞比容。治疗方法可以包括基于测量血液学参数的血液测试，将受试者诊断或鉴定为用于治疗的候选者。为了治疗受试者，本领域的医生可以向受试者施用含有细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQ ID NO:1-72(例如SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的组合物。含有细胞外ActRIIA变体的组合物可以例如通过肠胃外注射(例如静脉内注射)施用于受试者，以治疗贫血疾病。细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQ ID NO:1-72(例如SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)以治疗有效量施用，所述治疗有效量诸如0.01至500 mg/kg(例如0.01、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、100、150、200、250、300、350、400、450或500mg/kg)。在一些实施方案中，细胞外ActRIIA变体每两个月一次、每月一次、每两周一次、或每周至少一次或更多次(例如每周1、2、3、4、5、6或7次或更多次)施用。细胞外ActRIIA变体以足以增加血红蛋白水平、增加红血细胞计数或增加血细胞比容的量施用。
在组合物施用于患者之后，本领域技术人员可以通过各种方法监测患者响应疗法的改善。例如，医生可以通过执行血液测试来监测患者的血红蛋白水平、红血细胞计数或血细胞比容。与组合物施用之前的测试结果相比，在组合物施用之后患者显示出改善的血红蛋白水平、红血细胞计数或血细胞比容的发现，指示患者良好地响应治疗。后续剂量可以根据需要进行确定且施用。
实施例6 – 通过施用细胞外ActRIIA变体来治疗纤维化
根据本文公开的方法，本领域医生可以治疗患有纤维化(例如肺纤维化或与慢性肾病相关的纤维化)的受试者，诸如人患者，以便减少纤维化的症状或减慢或停止纤维化的进展。治疗方法可以包括基于用于纤维化的临床测试(例如成像测试，诸如X射线或CT扫描)，将受试者诊断或鉴定为用于治疗的候选者。为了治疗受试者，本领域的医生可以向受试者施用含有细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQ ID NO:1-72(例如SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的组合物。含有细胞外ActRIIA变体的组合物可以例如通过肠胃外注射(例如静脉内注射)施用于受试者，以治疗纤维化，或可以局部施用(例如注射)到纤维化组织或器官。细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQ ID NO:1-72(例如SEQ IDNO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)以治疗有效量施用，所述治疗有效量诸如0.01至500 mg/kg(例如0.01、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、100、150、200、250、300、350、400、450或500 mg/kg)。在一些实施方案中，细胞外ActRIIA变体每两个月一次、每月一次、每两周一次、或每周至少一次或更多次(例如每周1、2、3、4、5、6或7次或更多次)施用。细胞外ActRIIA变体以足以减少纤维化的症状或减慢或停止纤维化的进展的量施用。
在组合物施用于患者之后，本领域技术人员可以通过各种方法监测患者响应疗法的改善。例如，医生可以通过执行成像测试来监测患者的纤维化，并且可以使用标准临床测试来监测患者的症状。与组合物施用之前的测试结果相比，在组合物施用之后患者的症状减少或患者纤维化的进展减慢或停止的发现，指示患者良好地响应治疗。后续剂量可以根据需要进行确定且施用。
实施例7 – 通过施用细胞外ActRIIA变体来治疗肺高压
根据本文公开的方法，本领域医生可以治疗患有肺高压(PH，例如PAH)的受试者，诸如人患者，以便减少PH的症状或减慢或停止PH的进展。治疗方法可以包括基于用于PH的标准临床测试(例如超声心动图、心电图、胸部X射线或右心导管插入)，将受试者诊断或鉴定为用于治疗的候选者。为了治疗受试者，本领域的医生可以向受试者施用含有细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQ ID NO:1-72(例如SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)的组合物。含有细胞外ActRIIA变体的组合物可以例如通过肠胃外注射(例如静脉内注射)施用于受试者，以治疗PH。细胞外ActRIIA变体(例如具有SEQ ID NO:1-72(例如SEQ ID NO:6-72)中的任一个的序列的细胞外ActRIIA变体)以治疗有效量施用，所述治疗有效量诸如0.01至500 mg/kg(例如0.01、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、100、150、200、250、300、350、400、450或500 mg/kg)。在一些实施方案中，细胞外ActRIIA变体每两个月一次、每月一次、每两周一次、或每周至少一次或更多次(例如每周1、2、3、4、5、6或7次或更多次)施用。细胞外ActRIIA变体以足以减少PH的症状或减慢或停止PH的进展的量施用。
在组合物施用于患者之后，本领域技术人员可以通过各种方法监测患者响应疗法的改善。例如，医生可以使用标准临床测试和患者自我报告来监测患者的症状。与组合物施用之前的测试结果相比，在组合物施用之后患者的PH症状减少或患者的PH进展减慢或停止的发现，指示患者良好地响应治疗。后续剂量可以根据需要进行确定且施用。
其他实施方案
尽管已经结合本发明的具体实施方案描述了本发明，但应该理解，其能够进行进一步的修改，并且本申请旨在覆盖本发明的任何变型、用途或调整，其遵循一般而言本发明的原理且包括属于本发明所属领域内的已知或惯常实践的与本公开的此类偏离，并且可以应用于上文所述的基本特征。
所有出版物、专利和专利申请均通过引用以其整体并入本文，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体和单独地指出通过引用以其整体并入。
其他实施方案在以下权利要求内。
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Claims (50)

1.治疗具有纤维化或处于发展纤维化的风险中的受试者的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物。
2.减少或预防有此需要的受试者中的纤维化的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物。
3.减慢、抑制或逆转有此需要的受试者中的纤维化的进展的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物。
4.减弱纤维化的发展的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物的肽。
5.逆转纤维化的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物的肽。
6.影响具有纤维化或处于发展纤维化的风险中的受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物。
7.权利要求1-6中任一项的方法，其中所述纤维化是化学治疗药物诱导的纤维化、放射诱导的纤维化、肺纤维化、肝纤维化、肾纤维化、角膜纤维化、心脏纤维化、骨髓纤维化、纵隔纤维化、腹膜后纤维化、骨关节纤维化、关节纤维化、组织纤维化、肿瘤基质、促结缔织增生性肿瘤、手术粘连、肥厚性瘢痕或瘢痕疙瘩。
8.权利要求7的方法，其中所述组织纤维化是影响选自以下的组织的纤维化：肌肉组织、皮肤表皮、皮肤真皮、肌腱、软骨、胰腺组织、子宫组织、神经组织、睾丸、卵巢、肾上腺、动脉、静脉、结肠、小肠、大肠、胆道和肠道。
9.权利要求1-6中任一项的方法，其中所述纤维化与以下相关：伤口、烧伤、乙型或丙型肝炎感染、脂肪肝疾病、血吸虫感染、肾病、慢性肾病、心脏病、黄斑变性、视网膜或玻璃体视网膜病变、克罗恩氏病、全身性或局限性硬皮病、动脉粥样硬化或再狭窄。
10.权利要求1-9中任一项的方法，其中所述方法改善纤维化组织或器官的功能。
11.增加有此需要的受试者中的红血细胞水平的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物。
12.促进或增加有此需要的受试者中的红血细胞形成的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物。
13.权利要求11或12的方法，其中所述受试者具有贫血或失血或处于发展贫血或失血的风险中。
14.影响具有涉及低红血细胞水平、低血细胞比容或低血红蛋白水平的疾病或病况或处于发展涉及低红血细胞水平、低血细胞比容或低血红蛋白水平的疾病或病况的风险中的受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物。
15.权利要求14的方法，其中所述疾病或病况是贫血或失血。
16.权利要求13或15的方法，其中所述贫血或失血与以下相关：癌症、癌症治疗、慢性肾病、急性肾病或衰竭、慢性肾病或衰竭、骨髓增生异常综合症、地中海贫血、营养缺乏、对药物的不良反应、炎性或自身免疫性疾病、脾肿大、卟啉症、血管炎、溶血、骨髓缺损、骨髓移植、急性肝病、慢性肝病、糖尿病、急性出血、慢性出血、感染、血红蛋白病、药物使用、酒精滥用、丘斯二氏综合征、费尔蒂综合征、移植物抗宿主病、造血干细胞移植、骨髓纤维化、全血细胞减少症、纯红细胞再生障碍、过敏性紫癜、舒瓦克曼综合征、高龄、输血禁忌证、手术、创伤、伤口、溃疡、泌尿道出血、消化道出血、频繁献血或月经出血过多。
17.权利要求13、15或16的方法，其中所述贫血是再生障碍性贫血、缺铁性贫血、维生素缺乏性贫血、慢性疾病的贫血、与骨髓疾病有关的贫血、溶血性贫血、镰状细胞性贫血、小红细胞性贫血、低色素性贫血、铁粒幼细胞性贫血、戴布二氏贫血、范可尼贫血或难治性贫血伴胚细胞增多。
18.治疗具有贫血或处于发展贫血的风险中的受试者的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物。
19.权利要求18的方法，其中所述贫血与以下相关：癌症、癌症治疗、慢性肾病、急性肾病或衰竭、慢性肾病或衰竭、骨髓增生异常综合症、地中海贫血、营养缺乏、对药物的不良反应、炎性或自身免疫性疾病、脾肿大、卟啉症、血管炎、溶血、骨髓缺损、骨髓移植、急性肝病、慢性肝病、糖尿病、急性出血、慢性出血、感染、血红蛋白病、药物使用、酒精滥用、高龄、丘斯二氏综合征、费尔蒂综合征、移植物抗宿主病、造血干细胞移植、骨髓纤维化、全血细胞减少症、纯红细胞再生障碍、过敏性紫癜、舒瓦克曼综合征、输血禁忌证、手术、创伤、伤口、溃疡、泌尿道出血、消化道出血、频繁献血或月经出血过多。
20.权利要求18或19的方法，其中所述贫血是再生障碍性贫血、缺铁性贫血、维生素缺乏性贫血、慢性疾病的贫血、与骨髓疾病有关的贫血、溶血性贫血、镰状细胞性贫血、小红细胞性贫血、低色素性贫血、铁粒幼细胞性贫血、戴布二氏贫血、范可尼贫血或难治性贫血伴胚细胞增多。
21.权利要求11-20中任一项的方法，其中所述受试者并未良好响应于用促红细胞生成素(EPO)的治疗，或易受EPO的不利效应影响。
22.权利要求11-21中任一项的方法，其中所述方法增加红血细胞形成、红血细胞计数、血细胞比容或血红蛋白水平。
23.权利要求11-22中任一项的方法，其中所述方法减少受试者对于输血的需要。
24.预防有此需要的受试者中的肺高压(PH)的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物。
25.减慢或抑制有此需要的受试者中的PH的进展的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物。
26.治疗具有PH或处于发展PH的风险中的受试者的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物。
27.影响具有PH或处于发展PH的风险中的受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的表4的组合物。
28.权利要求24-27中任一项的方法，其中所述PH是肺动脉高压(PAH)。
29.权利要求28的方法，其中所述PH是特发性PAH。
30.权利要求28的方法，其中所述PH是可遗传性PAH。
31.权利要求28的方法，其中所述PAH与以下相关：HIV感染、血吸虫病、肝硬化、先天性心脏异常、门脉高压、肺静脉闭塞性疾病、肺毛细血管血管瘤病、结缔组织病症、自身免疫性病症或药物使用或滥用。
32.权利要求24-27中任一项的方法，其中所述PH是静脉PH。
33.权利要求32的方法，其中所述静脉PH与以下相关：左心室收缩功能障碍、左心室舒张功能障碍、瓣膜性心脏病、先天性心肌病、或先天性或获得性肺静脉狭窄。
34.权利要求24-27中任一项的方法，其中所述PH是低氧PH。
35.权利要求34的方法，其中所述低氧PH与以下相关：慢性阻塞性肺疾病、间质性肺疾病、睡眠障碍性呼吸、肺纤维化、肺泡通气不足病症、长期暴露于高海拔或发育异常。
36.权利要求24-27中任一项的方法，其中所述PH是血栓栓塞性PH。
37.权利要求36的方法，其中所述血栓栓塞性PH与以下相关：慢性血栓栓塞性肺高压、肺栓塞、血管肉瘤、动脉炎、先天性肺动脉狭窄或寄生虫感染。
38.权利要求24-27中任一项的方法，其中所述PH是其他PH。
39.权利要求38的方法，所述其他PH与以下相关：血液系统疾病、系统性疾病、代谢病症、肺肿瘤血栓性微血管病、纤维化纵隔炎、慢性肾衰竭或节段性肺高压。
40.权利要求24-39中任一项的方法，其中所述方法降低PH的一种或多种症状的频率或严重程度。
41.权利要求24-40中任一项的方法，其中所述方法减少受试者的心脏中的肺血管重塑或血管重塑。
42.权利要求24-41中任一项的方法，其中所述方法减少右心室肥大。
43.权利要求24-42中任一项的方法，其中所述方法减少肺血管阻力。
44.权利要求24-43中任一项的方法，其中所述方法改善6分钟步行测试中的表现。
45.权利要求1-44中任一项的方法，其中所述方法减少或抑制激活素和/或肌肉生长抑制素与其内源受体的结合。
46.权利要求1-10和45中任一项的方法，其中施用所述组合物的量足以减少纤维化，预防纤维化的发展，降低发展纤维化的风险，延迟或减弱纤维化的发展，减慢、抑制或逆转纤维化的进展，逆转纤维化，治疗纤维化，减少纤维化的一种或多种症状，改善纤维化组织或器官的功能，影响所述受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导，或减少或抑制激活素和/或肌肉生长抑制素与其内源受体的结合。
47.权利要求11-23和45中任一项的方法，施用所述组合物的量足以增加红血细胞水平，增加血红蛋白水平，增加红血细胞形成，增加红血细胞计数，增加血细胞比容，减少输血的需要，治疗贫血，影响所述受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导，或减少或抑制激活素和/或肌肉生长抑制素与其内源受体的结合。
48.权利要求24-45中任一项的方法，其中施用所述组合物的量足以预防PH，减少发展PH的风险，减少PH的一种或多种症状的严重程度或频率，延迟PH的发展，减慢或抑制PH的进展，治疗PH，减少肺血管重塑，减少心脏中的血管重塑，减少右心室肥大，减少肺血管阻力，改善6分钟步行测试中的表现，影响所述受试者中的肌肉生长抑制素、激活素和/或BMP9信号传导，或减少或抑制激活素和/或肌肉生长抑制素与其内源受体的结合。
49.权利要求1-48中任一项的方法，其中所述方法不引起受试者中的血管并发症。
50.权利要求49的方法，其中所述方法不增加血管通透性或渗漏。
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