CN113528485A - 治疗性核酸酶组合物和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在哺乳动物中治疗免疫相关疾病或状况的杂交核酸酶分子和方法，以及在哺乳动物中治疗免疫相关疾病的药物组合物。

Description

治疗性核酸酶组合物和方法

本申请为国际申请PCT/US2010/055131进入中国国家阶段的中国专利申请(申请号为201080060471.1，其申请日为2010年11月2日，发明名称为“治疗性核酸酶组合物和方法”)的分案申请(申请号为201610979041.9，其申请日为2010年11月2日，发明名称为“治疗性核酸酶组合物和方法”)的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年11月2日提交的第61/257,458号美国临时专利申请和2010年8月4日提交的美国临时专利申请第61/370,752号的优先权，其全部内容通过引用整体并入本申请。

有关联邦政府赞助研究的声明

本发明在美国国立卫生研究院(基金号AI44257、NS065933和AR048796)、红斑狼疮研究联盟和华盛顿州生命科学发现基金(2087750)的资助下进行。政府享有本发明的某些权益。

序列表参考

本申请连同电子形式的序列表一起提交，该序列表以命名为DOCS-#2346946-v1-17583_PCT_Sequence_Listing_2010_12_07.txt_的文件提交，该文件于2010年12月7日创建，357Kb大小。该序列表通过引用并入本申请。

背景技术

在死亡和濒死细胞中，(核糖)核蛋白的过度释放可能通过两种机制导致狼疮病理学：(i)染色质/抗-染色质复合物沉积或在原位形成，导致肾炎并一步引起肾功能丧失；和(ii)通过Toll样受体(TLR)7、8和9以及不依赖于TLR的途径核蛋白活化先天免疫。核蛋白的释放可以作为系统性红斑狼疮自身抗体的有效抗原，通过抗原受体与TLRs的互相接触，使得B细胞扩增和DC细胞激活。需要在所需主体中除去刺激性抗原和/或使免疫刺激、免疫放大和免疫复合物介导疾病减轻的方法。

发明概述

本发明公开了一种杂交核酸酶分子，所述杂交核酸酶分子包括第一核酸酶结构域和Fc结构域，其中第一核酸酶结构域与Fc结构域有效偶联。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子进一步包括第一接头结构域，且第一核酸酶结构域通过第一接头结构域与Fc结构域有效地偶联。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子是多肽，其中第一核酸酶结构域的氨基酸序列包含人野生型RNase氨基酸序列，其中第一接头结构域是(Gly4Ser)n，其中n为0、1、2、3、4或5，其中Fc结构域的氨基酸序列包含人野生型IgG1 Fc结构域的氨基酸序列，且其中第一接头结构域与第一核酸酶结构域的C-末端和Fc结构域的N-末端连接。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子是包含表2所示序列的多肽，或由表2中所示的序列组成的多肽。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子是包含SEQ ID NO:149的多肽。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子是包含SEQ ID NO:145的多肽。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子是包含SEQ ID NO:161的多肽。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子是包含SEQ ID NO:162的多肽。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子是包含SEQ ID NO:163的多肽。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包含与野生型人IgG1偶联的野生型人DNase1。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包含与野生型人IgG1 Fc结构域连接的人DNase1G105R A114F，所述连接通过(gly4ser)n接头结构域，其中n＝0、1、2、3、4或5。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包含与野生型人IgG1连接的野生型人RNase1，所述野生型人IgG1与野生型人DNase1连接。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包含与野生型人IgG1连接的野生型人RNase1，所述野生型人IgG1与人DNase1 G105R A114F连接。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子是多肽，其中第一核酸酶结构域的氨基酸序列包含RNase氨基酸序列，其中第一接头结构域的长度在5至32个氨基酸之间，其中Fc结构域的氨基酸序列包含人Fc结构域氨基酸序列，且其中第一接头结构域与第一核酸酶结构域的C-末端和Fc结构域的N-末端偶联。在某些实施方式中，接头结构域包括(gly4ser)5和限制性位点BglII、AgeI和XhoI。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子是多肽，其中第一核酸酶结构域的氨基酸序列包括人RNase氨基酸序列，其中第一接头结构域是长度为5至32个氨基酸的NLG肽，其中Fc结构域的氨基酸序列包含人野生型Fc结构域氨基酸序列，且其中第一接头结构域与第一核酸酶结构域的C-末端和Fc结构域的N-末端偶联。

在某些实施方式中，Fc结构域与人细胞上的Fc受体结合。在某些实施方式中，分子的血清半衰期显著长于单独的第一核酸酶结构域的血清半衰期。在某些实施方式中，分子的第一核酸酶结构域的核酸酶活性与单独的核酸酶结构域相同或更高。在某些实施方式中，小鼠狼疮模型检测的结果显示给予小鼠分子可以增加小鼠的存活率。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括前导序列。在某些实施方式中，前导序列是来自人κ轻链家族的人VK3LP肽，且前导序列与第一核酸酶结构域的N-末端偶联。

在某些实施方式中，分子是多肽。在某些实施方式中，分子是多核苷酸。

在某些实施方式中，第一核酸酶结构域包含RNase。在某些实施方式中，RNase是人RNase。在某些实施方式中，RNase是多肽，所述多肽包含与表2中所示的RNase氨基酸序列至少90％相似的氨基酸序列。在某些实施方式中，RNase是人RNase A家族成员。在某些实施方式中，RNase是人胰RNase1。

在某些实施方式中，第一核酸酶结构域包含DNase。在某些实施方式中，DNase是人DNase。在某些实施方式中，DNase是多肽，所述多肽包含与表2中所示的DNase氨基酸序列至少90％相似的氨基酸序列。在某些实施方式中，DNase选自人DNase I、TREX1和人DNase1L3。

在某些实施方式中，Fc结构域是人Fc结构域。在某些实施方式中，Fc结构域是野生型Fc结构域。在某些实施方式中，Fc结构域是突变Fc结构域。在某些实施方式中，Fc结构域是人IgG1 Fc结构域。在某些实施方式中，Fc结构域是多肽，所述多肽包含与表2中所示的Fc结构域氨基酸序列至少90％相似的氨基酸序列。

在某些实施方式中，第一接头结构域的长度为约1至约50个氨基酸。在某些实施方式中，第一接头结构域的长度为约5至约31个氨基酸。在某些实施方式中，第一接头结构域的长度为约15至约25个氨基酸。在某些实施方式中，第一接头结构域的长度为约20至约32个氨基酸。在某些实施方式中，第一接头结构域的长度为约20个氨基酸。在某些实施方式中，第一接头结构域的长度为约25个氨基酸。在某些实施方式中，第一接头结构域的长度为约18个氨基酸。在某些实施方式中，第一接头结构域包含gly/ser肽。在某些实施方式中，gly/ser肽为通式(Gly₄Ser)n所示，其中n为选自1、2、3、4、5、6、7、8、9和10的正整数。在某些实施方式中，gly/ser肽包括(Gly₄Ser)3。在某些实施方式中，gly/ser肽包括(Gly₄Ser)4。在某些实施方式中，gly/ser肽包括(Gly₄Ser)5。在某些实施方式中，第一接头结构域包括至少一个限制性位点。在某些实施方式中，第一接头结构域包括约12个或更多个核苷酸，所述核苷酸包含至少一个限制性位点。在某些实施方式中，第一接头结构域包括两个或多个限制性位点。在某些实施方式中，第一接头结构域包括多个限制性位点。在某些实施方式中，第一接头结构域包括NLG肽。在某些实施方式中，第一接头结构域包括N-连接糖基化位点。

在某些实施方式中，第一核酸酶结构域与Fc结构域的N-末端连接。在某些实施方式中，第一核酸酶结构域与Fc结构域的C-末端连接。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子进一步包括第二核酸酶结构域。在某些实施方式中，第一和第二核酸酶结构域是不同的核酸酶结构域。在某些实施方式中，第一和第二核酸酶结构域是相同的核酸酶结构域。在某些实施方式中，第二核酸酶结构域与Fc结构域的C-末端连接。在某些实施方式中，第二核酸酶结构域与Fc结构域的N-末端连接。在某些实施方式中，第二核酸酶结构域与第一核酸酶结构域的C-末端连接。在某些实施方式中，第二核酸酶结构域与第一核酸酶结构域的N-末端连接。

本发明还公开了包含第一多肽和第二多肽的二聚体多肽，其中第一多肽包含第一核酸酶结构域和Fc结构域，其中第一核酸酶结构域与Fc结构域有效偶联。在某些实施方式中，第二多肽是包含第二核酸酶结构域的第二杂交核酸酶和第二Fc结构域，其中第二核酸酶结构域与第二Fc结构域有效偶联。

本发明还公开了药物组合物，所述药物组合物包含如本发明所述的至少一个杂交核酸酶分子和/或至少一个二聚体多肽，以及药学上可接受的赋形剂。

本发明还公开了编码本发明所公开的杂交核酸酶分子的核酸分子。本发明还公开了包含本发明所公开的核酸分子的重组表达载体。本发明还公开了用本发明所公开的重组表达载体转染的宿主细胞。

本发明还公开了一种制备本发明所公开的杂交核酸酶的方法，所述方法包括：提供包含编码杂交核酸酶分子核酸序列的宿主细胞；以及在表达杂交核酸酶分子的条件下维持宿主细胞。

本发明还公开了一种治疗或预防与免疫应答异常相关状况的方法，所述方法包括给予所需患者有效量的本发明所公开的分离杂交核酸酶分子。在某些实施方式中，所述状况是自身免疫病。在某些实施方式中，自身免疫病选自胰岛素依赖性糖尿病、多发性硬化症、实验性自身免疫性脑脊髓炎、类风湿性关节炎、实验性自身免疫性关节炎、重症肌无力、甲状腺炎、实验性葡萄膜炎、桥本氏甲状腺炎、原发性粘液性水肿、甲状腺毒症、恶性贫血、自身免疫性萎缩性胃炎、爱迪生氏病、过早绝经、男性不育、青少年糖尿病、肺出血肾炎综合征、寻常型天疱疮、类天疱疮、交感性眼炎、晶状体炎性葡萄膜炎、自身免疫性溶血性贫血、特发性白细胞减少症、原发性胆汁性肝硬化、慢性活动性肝炎Hbs-ve、隐源性肝硬化、溃疡性结肠炎、舍格伦综合征、硬皮病、韦格纳肉芽肿、多肌炎、皮肌炎、盘状红斑狼疮、系统性红斑狼疮(SLE)和结缔组织病。在某些实施方式中，自身免疫病是系统性红斑狼疮(SLE)。

附图的简要说明

通过下面的描述及相应附图，使本发明的这些和其它特征、方面和益处更加便于理解，其中：

图1显示了在P238S、K322S和P331S位点发生突变的mRNase-mIgG2a的核苷酸和氨基酸序列。该序列在序列表中表示为huVK3LP+mrib1+mIgG2A-C-2S(SEQ ID NO:114)。

图2显示了本发明所述某些实施方式的杂交核酸酶分子的示意图。

图3显示了在还原和非还原条件下mRNase-mIgG2a-c的SDS-PAGE凝胶分析结果。

图4显示了mRNasemIg2a-c的凝胶免疫沉淀分析结果。

图5显示了在RNase-Ig杂交核酸酶分子注射前后小鼠410中抗-RNA抗体ELISA滴度。该数据显示RNase-Ig的注射导致抗-RNA抗体的滴度降低并持续3周以上。

图6显示加入RNase-Ig使人外周血单核细胞中干扰素-α的诱导停止，所述细胞受系统性红斑狼疮患者(J11)的血清与核酸提取物(NE)形成的免疫复合物刺激。注射RNase-Ig后抗-RNA抗体的滴度降低。

图7显示了加入RNase-Ig使人外周血单核细胞中干扰素-α的诱导停止，所述细胞受系统性红斑狼疮患者(J11)的血清与核酸提取物形成的免疫复合物刺激。

图8显示了两只RNase转基因(Tg)小鼠对比正常B6小鼠的单相酶扩散(SRED)分析结果。

图9显示了在Tg和双Tg(DTg)小鼠中利用ELISA检测得到的RNaseA浓度。各点表示在各只小鼠中检测得到的浓度。

图10显示了TLR7.1 Tg对比TLR7.1xRNaseA DTg小鼠的存活情况。

图11显示了在Tg对比DTg小鼠的脾脏中IRG的定量PCR结果。

图12显示了在创建的不同实施方式中杂交核酸酶分子的示例结构。

图13显示了使用RNase Alert Substrate^TM检测的hRNase1-G88D-hIgG1 SCCH-P238S-K322S-P331S杂交核酸酶分子的酶动力学。

图14显示了hRNase1-WT-hIgG1-WT与人单核细胞系U937和TNP1的结合。在这两幅图中左侧的峰均为对照，在这两幅图中右侧的峰均为hRNase1-WT-hIgG1-WT。

图15显示了hRNase1-WT-hIgG1-WT对人IVIg与U937和THP-1细胞的阻断活性。

图16显示了Trex1-(g4s)n-mIgG替代形式的DNA酶切检测结果。

图17显示了来自COS-7瞬时转染的trex1-(Gly4S)4-Ig和trex1-(Gly4S)5-Ig培养基上清液Western印迹检测结果。

图18显示了命名为2A3、3A5和8H8的不同稳定转染CHO DG44克隆的DNA酶切模式，所述克隆表达DNAse1L3-mIgG2a-c杂交核酸酶分子。

图19显示了加入或不加入肝素作为酶抑制剂，孵育不同时间后DNase1L3-Ig杂交核酸酶分子的量降低的DNA酶切模式。

图20显示了来自瞬时转染COS细胞的免疫沉淀融合蛋白的Western印迹，所述COS细胞表达不同实施方式hRNase1-Ig-hDNase1或hDNase1-Ig杂交核酸酶分子。

图21显示了评估COS上清液中RNase活性的SRED分析结果，所述COS上清液中表达不同实施方式hRNase1-Ig-hDNase1或hDNase1-Ig杂交核酸酶分子。

图22的复合图显示了在转染细胞的COS上清液中进行的DNase核酸酶活性检测结果。此图中编号的描述(例如，090210-8和091210-8)与图21相同。

图23显示了使用Rnase Alert底物(Ambion/IDT)进行的酶动力学检测和使用Spectramax M2酶标仪进行的荧光定量检测结果。使用Softmax Pro软件(MolecularDevices)进行数据分析。测定不同底物浓度时的反应速率，数据以Lineweaver-Burk图表示。经体积校正的表观Km为280nM。

图24显示了随转基因小鼠年龄增长的连续时间间隔内，小鼠血清中的抗-RNA抗体水平，所述小鼠血清来自H564和H564-RNaseA双转基因小鼠。

发明详述

除非另有说明，对权利要求书和说明书中术语的定义如下文所示。如果与原临时专利申请中的术语发生直接冲突，则以本申请说明书中使用的术语为准。

“氨基酸”指天然存在的和合成的氨基酸，以及与天然存在的氨基酸具有类似功能的氨基酸类似物和氨基酸模拟物。天然存在的氨基酸指经遗传编码的氨基酸以及随后经修饰的氨基酸，例如羟脯氨酸、γ-羧基谷氨酸和O-磷酸丝氨酸。氨基酸类似物指与天然存在的氨基酸具有相同的基本化学结构的化合物，即与氢结合的α碳、羧基、氨基和R基团连接，例如高丝氨酸、正亮氨酸、甲硫氨酸亚砜、甲硫氨酸甲基锍。此类类似物具有修饰的R基团(例如，正亮氨酸)或修饰的肽骨架，但是保留与天然存在的氨基酸相同的基本化学结构。氨基酸模拟物指结构与氨基酸的一般化学结构不同，但是功能与天然存在的氨基酸类似的化合物。

本发明中氨基酸既可以以通常已知的三个字母的形式表示，也可以以IUPAC-IUB生物化学命名委员会推荐的一个字母的形式表示。同样地，核苷酸可以以常规的单一字母代码表示。

“氨基酸取代”指预设氨基酸序列(初始多肽的氨基酸序列)中的至少一个存在的氨基酸残基被另一个不同的“替代”氨基酸残基所替代。“氨基酸插入”指将至少一个额外的氨基酸加入预设的氨基酸序列。插入通常由一个或两个氨基酸残基的插入组成，但可以进行更长的“肽插入”，例如插入约三个至约五个或甚至约十个、十五个或二十个氨基酸残基。插入的残基可以是上文所述的天然存在的或非天然存在的残基。“氨基酸删除”指从预设的氨基酸序列中除去至少一个氨基酸残基。

“多肽”、“肽”、和“蛋白”在本发明中可以互换使用是指氨基酸残基的聚合物。这些术语用于描述天然存在的氨基酸聚合物和非天然存在的氨基酸聚合物，也可以描述这样的氨基酸聚合物，其中一个或多个氨基酸残基是与天然存在的氨基酸相对应的人工化学模拟物。

“核酸”指脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸及其单链或双链形式的聚合物。除特别限定，该术语包括含有天然核苷酸已知类似物的核酸，所述核酸与标准核酸具有类似的结合性质，且通过与天然存在的核苷酸类似的方式代谢。除另有说明，特定核酸序列还隐含了其适当的修饰变体(例如，简并密码子取代)和互补序列以及其明确表示的序列。特别地，通过将序列中的一个或多个选定(或全部)密码子的第三位用混合碱基和/或脱氧肌苷残基取代(Batzer et al.,Nucleic Acid Res.19:5081,1991；Ohtsuka et al.,J.Biol.Chem.260:2605-2608,1985；和Cassol et al.,1992；Rossolini et al.,Mol.Cell.Probes 8:91-98,1994)，可以在获得的序列中实现简并密码子取代。对于精氨酸和亮氨酸，在第二个碱基的修饰也可以是保守的。术语核酸可以与基因、cDNA和基因编码的mRNA互换使用。

本发明的多核苷酸可以由任意多聚核糖核苷酸或多聚脱氧核糖核苷酸组成，其可以是未经修饰的RNA或DNA，或修饰的RNA或DNA。例如，多核苷酸可以由下列分子组成：单链和双链DNA、单链和双链区域混合物DNA、单链和双链RNA、以及单链和双链区域混合物RNA，以及杂交分子，所述杂交分子包含单链DNA和RNA，或更典型地双链DNA和RNA，或单链和双链区混合的DNA和RNA。此外，多核苷酸可以由三链区域组成，其包含RNA、或DNA、或RNA和DNA二者都有。多核苷酸还可以包含一个或多个修饰的碱基，或出于稳定或其它原因而修饰的DNA或RNA骨架。“修饰的”碱基包括，例如，三苯基碱基和罕见碱基如肌苷。可以对DNA和RNA进行多种修饰；因此，“多核苷酸”包括经化学、酶或代谢而修饰的形式。

在本申请中，术语“杂交核酸酶分子”指包含至少一个核酸酶结构域和至少一个Fc结构域的多核苷酸或多肽。杂交核酸酶分子也指融合蛋白和融合基因。例如，在某个实施方式中，杂交核酸酶分子可以是多肽，其包含与核酸酶结构域，如DNase和/或RNase，相连接的至少一个Fc结构域。作为另一个例子，杂交核酸酶分子可以包含RNase核酸酶结构域、接头结构域和Fc结构域。SEQ ID NO：161是杂交核酸酶分子的一个例子。其它例子将在下文中更详细的描述。在某个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子可以包括附加的修饰。在另一个实施方式中，可以修饰杂交核酸酶分子来加入功能性基团(例如，PEG、药物或标记)。

在某些方面，本发明的杂交核酸酶分子可以引入一个或多个“接头结构域”，如多肽接头。本申请使用的术语“接头结构域”指在线性序列中连接两个或多个结构域的序列。本申请使用的术语“多肽接头”指在多肽链的线性氨基酸序列中连接两个或多个结构域的肽或多肽序列(例如，合成肽或多肽序列)。例如，多肽接头可以将核酸酶结构域与Fc结构域连接。优选地，此类多肽接头可以为多肽分子提供柔韧性。在某些实施方式中，多肽接头用于连接(例如，基因融合)一个或多个Fc结构域和/或一个或多个核酸酶结构域。本发明的杂交核酸酶分子可以包含多于一个的接头结构域或肽接头。

本申请所使用的术语“gly-ser多肽接头”指由甘氨酸和丝氨酸残基组成的肽。示例性的gly/ser多肽接头包含氨基酸序列Ser(Gly₄Ser)n。在某个实施方式中，n＝1。在某个实施方式中，n＝2。在另一个实施方式中，n＝3，即Ser(Gly₄Ser)3。在另一个实施方式中，n＝4，即Ser(Gly₄Ser)4。在另一个实施方式中，n＝5。在又一个实施方式中，n＝6。在另一个实施方式中，n＝7。在又一个实施方式中，n＝8。在另一个实施方式中，n＝9。在又一个实施方式中，n＝10。另一个示例性gly/ser多肽接头包含氨基酸序列Ser(Gly₄Ser)n。在某个实施方式中，n＝1。在某个实施方式中，n＝2。在一个优选实施方式中，n＝3。在另一个实施方式中，n＝4。在另一个实施方式中，n＝5。在又一个实施方式中，n＝6。

本申请使用的术语“连接的”、“融合的”、或“融合”可以互换使用。这些术语指两个以上元件或部分或结构域通过任意方式连接在一起，包括化学偶联或重组的方式。化学偶联的方法(例如，使用异双功能交联剂)是本领域已知的。

本申请使用的术语“Fc区域”的定义为，由两条重链各自的Fc结构域(或Fc部分)形成的天然免疫球蛋白的一部分。

本申请使用的术语“Fc结构域”指单个免疫球蛋白(Ig)重链的一部分。因此，也可以将Fc结构域称作“Ig”或“IgG”。在某些实施方式中，Fc结构域刚好起始于铰链区的木瓜蛋白酶裂解位点的上游，且终止于抗体的C-末端。相应地，完整的Fc结构域包含至少一个铰链结构域、CH2结构域和CH3结构域。在某些实施方式中，Fc结构域包含以下区域中的至少一个：铰链(例如，上、中和/或下铰链区)结构域、CH2结构域、CH3结构域、CH4结构域，或者其变体、部分或片段。在其它实施方式中，Fc结构域包含完整的Fc结构域(即，铰链结构域、CH2结构域和CH3结构域)。在某个实施方式中，Fc结构域包含与CH3结构域(或其部分)融合的铰链结构域(或其部分)。在另一个实施方式中，Fc结构域包含与CH3结构域(或其部分)融合的CH2结构域(或其部分)。在另一个实施方式中，Fc结构域由CH3结构域或其部分组成。在另一个实施方式中，Fc结构域由铰链结构域(或其部分)和CH3结构域(或其部分)组成。在另一个实施方式中，Fc结构域由CH2结构域(或其部分)和CH3结构域组成。在另一个实施方式中，Fc结构域由铰链结构域(或其部分)和CH2结构域(或其部分)组成。在某个实施方式中，Fc结构域缺少CH2结构域的至少一部分(例如，全部或部分CH2结构域)。在某个实施方式中，本发明的Fc结构域至少包含本领域已知的FcRn结合所需的那部分Fc分子。在另一个实施方式中，本发明的Fc结构域至少包含本领域已知的FcγR结合所需的那部分Fc分子。在某个实施方式中，本发明的Fc结构域至少包含本领域已知的蛋白A结合所需的那部分Fc分子。在某个实施方式中，本发明的Fc结构域至少包含本领域已知的蛋白G结合所需的那部分Fc分子。本发明中的Fc结构域通常指包含免疫球蛋白重链的全部或部分Fc结构域的多肽。即包括，但不限于，包含整个CH1、铰链、CH2和/或CH3结构域的多肽，以及仅包含例如铰链、CH2和/或CH3结构域的此类肽的片段。Fc结构域可以来自任意种属和/或任意亚型的免疫球蛋白，包括但不限于，人IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgD、IgA、IgE或IgM抗体。Fc结构域包含天然Fc和Fc变体分子。对于Fc变体和天然Fc，术语Fc结构域包括单体或多聚体形式，无论是从完整的抗体上酶切得到还是通过其它方式产生。

如本申请所述，本领域的普通技术人员知晓，对任意Fc结构域进行修饰后的氨基酸序列将不同于天然存在的免疫球蛋白分子的天然Fc结构域的氨基酸序列。在某些示例性实施方式中，Fc结构域保留了效应器功能(例如，FcγR结合)。

本发明多肽的Fc结构域可以来自不同的免疫球蛋白分子。例如，多肽的Fc结构域可以包括来自IgG1分子的CH2和/或CH3结构域和来自IgG3分子的铰链区。在另一个例子中，Fc结构域可以包括嵌合铰链区，所述嵌合铰链区部分来自IgG1分子以及部分来自IgG3分子。在另一个例子中，Fc结构域可以包括嵌合铰链区，所述嵌合铰链区部分来自IgG1分子以及部分来自IgG4分子。

“来自”指定多肽或蛋白的多肽或氨基酸序列是指多肽的来源。优选地，来自特定序列的多肽或氨基酸序列具有与所述序列或其部分基本上相同的氨基酸序列，其中所述部分由至少10-20个氨基酸组成，优选地至少20-30个氨基酸，更优选地至少30-50个氨基酸，或其他的能被本领域技术人员鉴定为在序列中具有该来源的部分。

来自另一个肽的多肽可以具有相对于初始多肽的一个或多个突变，例如一个或多个氨基酸残基被另一个氨基酸残基所取代，或具有一个或多个氨基酸残基插入或删除。

多肽可以包含非天然存在的氨基酸序列。此类变体必然与初始杂交核酸酶分子具有低于100％的序列相同性或相似性。在一个优选实施方式中，变体的氨基酸序列例如，在覆盖变体分子全长的范围内，与初始多肽的氨基酸序列具有约75％至低于100％的氨基酸序列相同性或相似性，更优选地约80％至低于100％、更优选地约85％至低于100％、更优选地约90％至低于100％(例如，91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％)以及最优选地约95％至低于100％。

在某个实施方式中，在初始多肽序列与来自所述初始多肽的序列之间有一个氨基酸的不同。与所述序列的相同性或相似性在本申请中定义为，在对序列进行比对并根据需要引入空位以使得序列的相同性达到最高百分比后，在参比序列中与起始氨基酸残基相同(即，相同残基)的氨基酸残基的百分比。

在某个实施方式中，本发明的多肽包含、由、或基本上由选自表2的氨基酸序列及其功能上有活性的变体组成。在一个实施方式中，多肽包括与表2所示的氨基酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的氨基酸序列。在一个实施方式中，多肽包括与表2所示的连续的氨基酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的连续的氨基酸序列。在一个实施方式中，多肽包括具有表2所示的氨基酸序列的至少10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、200、300、400或500个(或这些数字之间的任意整数)连续氨基酸的氨基酸序列。

在一个实施方式中，本发明的多肽由核苷酸序列编码。本发明的核苷酸序列可以用于多种用途，包括：克隆、基因治疗、蛋白表达和纯化、引入突变、对所需宿主进行DNA免疫、生成抗体用于例如被动免疫、PCR、生成引物和探针、siRNA的设计和生成(参见，例如Dharmacon siDesign网站)，等等。在一个实施方式中，本发明的核苷酸序列包含、由或基本上由选自表2的核苷酸序列组成。在一个实施方式中，核苷酸序列包括与表2所示的核苷酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的核苷酸序列。在一个实施方式中，核苷酸序列包括与表2所示的连续的核苷酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的连续的核苷酸序列。在一个实施方式中，核苷酸序列包括具有表2所示的核苷酸序列的至少10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、200、300、400或500个(或这些数字中的任意整数)连续核苷酸的核苷酸序列。

本申请优选的杂交核酸酶分子包含来自人免疫球蛋白序列的序列(例如，至少一个Fc结构域)。但是，序列可以包含来自其它哺乳动物种属的一个或多个序列。例如，在所述序列中可以包括灵长类的Fc结构域或核酸酶结构域。或者，在多肽中可以存在一个或多个鼠源性的氨基酸。在某些实施方式中，本发明的多肽序列无免疫原性和/或具有降低的免疫原性。

本领域的普通技术人员还知晓，可以改变本发明的杂交核酸酶分子，使其与天然存在的序列或其来自的天然序列相比，序列发生改变，但仍保留天然序列的所需活性。例如，可以进行核苷酸或氨基酸取代，使“非必需”氨基酸残基处发生保守取代或改变。可以在免疫球蛋白的核苷酸序列中引入一个或多个核苷酸的取代、加入或删除，使得在编码的蛋白中引入一个或多个核苷酸的取代、加入或删除，由此构建得到分离的核酸分子，其编码来自免疫球蛋白(例如，Fc结构域)的杂交核酸酶分子的非天然变体，可以通过标准技术引入突变，如位点直接突变和PCR介导的突变。

本发明的肽杂交核酸酶分子可以在一个或多个氨基酸残基处包含保守性氨基酸取代，例如在必需或非必需氨基酸残基处。“保守性氨基酸取代”指氨基酸残基被与之有相似侧链的氨基酸残基取代。本领域对具有相似侧链的氨基酸残基家族进行了定义，包括碱性侧链(例如，赖氨酸、精氨酸、组氨酸)，酸性侧链(例如，天冬氨酸、谷氨酸)，不带电的极性侧链(例如，甘氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、半胱氨酸)，非极性侧链(例如，丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸)和芳香侧链(例如，酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、组氨酸)。因此，优选地，结合多肽的非必需氨基酸残基被来自相同侧链家族的其它氨基酸残基所替代。在另一个实施方式中，一串氨基酸可以被结构上类似但序列和/或侧链家族成员的组成不同的一串氨基酸替代。或者，在另一个实施方式中，可以将突变随机引入全部或部分编码序列，如利用饱和突变，再将产生的变异体加入本发明的结合多肽中，并筛选其与所需靶点的结合能力。

术语“改善”指对疾病状态，例如自身免疫病状态(例如，系统性红斑狼疮)进行治疗后的任意有益的治疗结果，包括状态的预防、严重性减轻或进展延缓、消除、或治愈。

术语“原位”指活细胞在活的有机体外的生长过程，例如，在组织培养物中生长。

术语“体内”指发生在活的有机体内的过程。

本申请中使用的术语“哺乳动物”或“主体”或“患者”包括人类和非人类，并且包括但不限于人类、非人灵长类、犬、猫、鼠、牛、马和猪。

当术语“相同”百分率用于两个或多个核酸或多肽序列时，是指当对两个或多个序列或子序列，采用下文所述的序列比较算法之一(例如，本领域技术人员可采用的BLASTP和BLASTN或其它算法)或目测检测进行比较或比对，以实现最大一致性时，相同的核苷酸或氨基酸残基的特定百分率。根据其应用不同，“相同”百分率可以存在于被比较的序列区域，例如功能性机构域，或者存在于被比较的两个序列的全长。

对于序列比较而言，一般地将一条序列作为对照序列与待测序列进行比较。当使用序列比较算法时，将待测和对照序列输入计算机，如有必要，指定子序列坐标，并且指定序列算法程序参数。随后采用该序列比较算法根据指定的程序参数计算待测序列相对于对照序列的序列相同百分率。

可以通过以下方法对序列进行最优比对以进行比较，例如Smith&Waterman,Adv.Appl.Math.2:482(1981)的局部同源性算法、Needleman&Wunsch,J.Mol.Biol.48:443(1970)的同源性比对算法、Pearson&Lipman,Proc.Nat'l.Acad.Sci.USA 85:2444(1988)的相似性研究方法，可以使用这些算法的计算机执行形式(Wisconsin遗传学软件包中的GAP、BESTFIT、FASTA、和TFASTA，Genetics Computer Group,575 Science Dr.,Madison,Wis.)，或通过目测(通常参见上文所述的Ausubel et al.)。

适于确定序列相同性和序列相似性百分率算法的一个例子为BLAST算法，已在Altschul et al.,J.Mol.Biol.215:403-410(1990)中对其进行了描述。公众可在国家生物技术信息中心的网站获得进行BLAST分析的软件。

术语“足量”指足以产生所需结果的量，例如足以调节细胞内蛋白聚集的量。

术语“治疗有效量”是指有效改善疾病症状的量。当将预防认为是治疗时，治疗有效量可以是“预防有效量”。

必须注意的是，除非文中明确表示为其它含义，否则在说明书和所附权利要求书中使用的单数形式的“一个”、“一个”和“这种”包括复数含义。

组合物

杂交核酸酶分子

在某些实施方式中，本发明的组合物包括杂交核酸酶分子。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括与Fc结构域有效连接的核酸酶结构域。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括与Fc结构域连接的核酸酶结构域。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子是核酸酶蛋白。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子是核酸酶多核苷酸。

在某些实施方式中，核酸酶结构域通过接头结构域与Fc结构域连接。在某些实施方式中，接头结构域是接头肽。在某些实施方式中，接头结构域是接头核苷酸。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括前导分子，例如前导肽。在某些实施方式中，前导分子是位于核酸酶结构域N-末端的前导肽。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子将包括终止密码子。在某些实施方式中，终止密码子位于Fc结构域的C-末端。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子进一步包括第二核酸酶结构域。在某些实施方式中，第二核酸酶结构域通过第二接头结构域与Fc结构域连接。在某些实施方式中，第二接头结构域位于Fc结构域的C-末端。图12显示了杂交核酸酶分子的至少一个实施方式。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括表2所示的序列。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子是与Fc结构域连接的RNase分子或DNase分子或多酶分子(例如，RNase和DNase二者都有，或具有不同底物特异性的两个RNA或DNA核酸酶)，所述Fc结构域与细胞外免疫复合物特异性结合。在某些实施方式中，Fc结构域不能有效地与Fcγ受体结合。在一个方面，杂交核酸酶分子不能有效地与C1q结合。在其它方面，杂交核酸酶分子包含来自IgG1的框内Fc结构域。在其它方面，杂交核酸酶分子进一步包含在铰链、CH2、和/或CH3结构域的突变。在其它方面，突变是P238S、P331S或N297S，且可以在三个铰链半胱氨酸中包含一个或多个的突变。在某些此类方面，在三个铰链半胱氨酸中的一个或多个的突变可以是SCC或SSS。在其它方面，分子包含SCC铰链，但除此之外具有野生型的人IgG1 Fc CH2和CH3结构域，且与Fc受体有效地结合，促进杂交核酸酶分子被摄取进入与之结合的细胞的内吞小泡。在其它方面，分子具有针对单链和/或双链RNA底物的活性。

在某些方面，杂交核酸酶分子的活性可以在体外和/或体内检测。在某些方面，杂交核酸酶分子与细胞、恶性细胞或癌细胞结合，并且干扰所述细胞的生物活性。

在其它方面，提供了多功能RNase分子，其连接于另一个具有结合特异性的酶或抗体，如靶向于RNA的scFv，或与第一结构域具有相同或不同特异性的第二核酸酶结构域。

在另一方面，提供了多功能的DNase分子，其连接于另一个具有结合特异性的酶或抗体，如scFv，所述scFv靶向于DNA，或以与第一结构域相同或不同的特异性靶向于第二核酸酶结构域。

在另一方面，杂交核酸酶分子适于在哺乳动物中预防或治疗疾病或状况，通过对有需要的哺乳动物给药治疗有效量的连接至Fc区域的杂交核酸酶分子，以预防或治疗疾病。在其它方面，疾病或状况是自身免疫病或癌症。在某些此类方面，自身免疫病是胰岛素依赖性糖尿病、多发性硬化症、实验性自身免疫性脑脊髓炎、类风湿性关节炎、实验性自身免疫性关节炎、重症肌无力、甲状腺炎、实验性葡萄膜炎、桥本氏甲状腺炎、原发性粘液性水肿、甲状腺毒症、恶性贫血、自身免疫性萎缩性胃炎、爱迪生氏病、过早绝经、男性不育、青少年糖尿病、肺出血肾炎综合征、寻常型天疱疮、类天疱疮、交感性眼炎、晶状体炎性葡萄膜炎、自身免疫性溶血性贫血、特发性白细胞减少症、原发性胆汁性肝硬化、慢性活动性肝炎Hbs-ve、隐源性肝硬化、溃疡性结肠炎、舍格伦综合征、硬皮病、韦格纳肉芽肿、多肌炎、皮肌炎、盘状红斑狼疮、系统性红斑狼疮或结缔组织病。

在某些实施方式中，RNase杂交核酸酶分子的RNase酶活性靶点主要在细胞外，由例如抗-RNP自身抗体免疫复合物中的RNA和凋亡中的细胞表面表达的RNA组成。在某些实施方式中，RNase核酸酶分子在内吞小泡的酸性环境中有活性。在某些实施方式中，RNase杂交核酸酶分子包括野生型(wt)的Fc结构域，从而例如允许分子与FcR结合，并且通过免疫复合物利用的进入途径进入内吞小泡。在某些实施方式中，包括野生型Fc结构域的RNase杂交核酸酶分子被改造成在细胞外和内吞环境(此处可以表达TLR7)中均具有活性。在某些方面，这使得包含野生型Fc结构域的RNase核酸酶分子通过之前吞入的免疫复合物或病毒感染后活化TLR7的RNA来终止TLR7信号转导。在某些实施方式中，RNase杂交核酸酶分子的野生型RNase对RNase胞质抑制剂的抑制作用没有抗性。在某些实施方式中，RNase杂交核酸酶分子的野生型RNase在细胞的胞质中无活性。

在某些实施方式中，包含野生型Fc结构域的杂交核酸酶分子用于治疗自身免疫病，例如系统性红斑狼疮。

在某些实施方式中，Fc结构域与Fc受体(FcR)的结合增加，例如通过糖基化的改变和/或氨基酸序列的变化。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子具有一个或多个Fc改变，使FcR结合增加。

设想了构建杂交核酸酶分子与Fc结构域连接的替代方式。在某些实施方式中，可以改变结构域的方向以构建Ig-RNase分子或Ig-DNase分子或RNase-Ig分子或RNase-Ig分子，其仍能与FcR结合且具有活化的核酸酶结构域。

在某些实施方式中，DNase杂交核酸酶分子包括野生型Fc结构域，所述结构域能够允许例如分子在与FcR结合后被胞吞。在某些实施方式中，DNase杂交核酸酶分子可作用于包含DNA的细胞外免疫复合物，其可以是可溶性形式或不可溶的复合物沉淀。

在某些实施方式中，杂交核酸酶包括DNase和RNase。在某些实施方式中，这些杂交核酸酶分子可以改善系统性红斑狼疮的治疗，因为其可以例如消化包含RNA、DNA，或RNA和DNA组合的免疫复合物；并且当其进一步包含野生型Fc结构域时，其在细胞外以及在TLR7和TLR9可以定位的内吞小泡中均具有活性。

在某些实施方式中，包括(gly4ser)3、4或5变体的接头结构域以5个氨基酸为级数改变接头结构域的长度。在另一个实施方式中，接头结构域的长度约18个氨基酸，且包括一个N-连接糖基化位点，其在体内对蛋白酶裂解敏感。在某些实施方式中，N-连接糖基化位点可以保护杂交核酸酶分子的接头结构域不被裂解。在某些实施方式中，N-连接糖基化位点可以协助将独立的功能性结构域的折叠分隔开来，所述独立的功能性结构域被接头结构域分隔。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子可以包括突变和/或野生型人IgG1 Fc结构域。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子可以由COS瞬时和CHO稳定转染表达。在某些实施方式中，在杂交核酸酶分子中均保持了CD80/86结合能力和RNase活性。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括DNase1L3-Ig-接头-RNase构建体。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括DNase1-Ig-接头-RNase构建体或RNase-Ig-接头-DNase构建体。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子的酶结构域和其它结构域之间的融合连接点是经优化的。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括DNase-Ig杂交核酸酶分子和/或杂交DNase-RNase杂交核酸酶分子。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括TREX1。在某些实施方式中，TREX1杂交核酸酶分子可以酶切染色质。在某些实施方式中，TREX1杂交核酸酶分子由细胞表达。在某些实施方式中，表达的杂交核酸酶分子包括鼠源性的TREX-1和鼠源性的(野生或突变)Fc结构域。在某些实施方式中，TREX1和IgG铰链之间的20-25个氨基酸(aa)的接头结构域为DNase活性所需。在某些实施方式中，带有15个氨基酸的接头结构域的杂交核酸酶分子无活性。在某些实施方式中，染色质酶切检测结果显示，使用20和25个氨基酸的接头结构域(加上2个或多个氨基酸以引入限制性位点)可以获得功能性活性。在某些实施方式中，可以从TREX-1的COOH末端除去约72个氨基酸的疏水性区域，然后再通过接头结构域与Fc结构域融合。在某些实施方式中，与对照和/或其它杂交核酸酶分子相比，具有20个氨基酸的接头结构域的杂交核酸酶分子显示出较高的表达水平。在某些实施方式中，使用动态酶实验对杂交核酸酶分子的酶活性同对照进行定量比较。

在某些实施方式中，可以选择用于TREX1酶截短的融合连接点进行进一步优化，以改善杂交核酸酶分子的表达。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括带有20和/或25个氨基酸接头结构域的人TREX1-接头-Ig Fc结构域杂交核酸酶分子。在某些实施方式中，接头结构域是(gly4ser)4或(gly4ser)5表达盒的变体，其连有一个或多个限制性位点以引入到杂交核酸酶分子构建体中。在某些实施方式中，由于头部至尾部的二聚化对TREX1的酶活性有用；因此可以使用一个柔性的、更长的接头结构域以促进适当的折叠。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子是TREX1-串联杂交核酸酶分子。在某些实施方式中，另一种促使TREX1从头部至尾部折叠的方法是，产生一个TREX1-TREX1-Ig杂交的杂交核酸酶分子，其中加入两个串联的TREX1结构域，然后是一个接头结构域和一个Ig Fc结构域。在某些实施方式中，TREX1表达盒头尾连接的定位方式可以修正为在免疫酶的各臂上头尾折叠的方式，并且在该分子的各臂上均引入了一个单一的TREX1功能性结构域。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子的每个免疫酶均具有两个功能性TREX1酶，其与一个单一的IgG Fc结构域连接。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括TREX1-接头1-Ig-接头2-RNase。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括RNase-Ig-接头-TREX1。在某些实施方式中，当酶是反向构型时，对各个酶生成其氨基融合和羧基融合的表达盒，用于引入杂交核酸酶分子。在某些实施方式中，无论RNase在杂交核酸酶分子中处于什么位置，其均表现出相当的功能性活性。在某些实施方式中，可以设计替代的杂交核酸酶分子以检测是否存在特定构型，使改进杂交核酸酶分子成分的表达和/或功能。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括1L3-Ig。在某些实施方式中，1L3 DNase由鼠源性序列构建和表达。在某些实施方式中，酶是有活性的。在某些实施方式中，构建和表达鼠源性的1L3 DNase-Ig-RNase杂交核酸酶。在某些实施方式中，分子包括人1L3-Ig、人1L3-Ig-RNase和/或人RNase-Ig-1L3。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括DNase1-Ig。在某些实施方式中，在DNase1-Ig杂交核酸酶分子中包括天然存在的变体等位基因A114F，所述A114F对肌动蛋白的敏感性降低。在某些实施方式中，将该突变引入杂交核酸酶分子以产生更加稳定的人DNase1衍生物。在某些实施方式中，制备包含20或25个氨基酸的接头结构域的DNase1-接头-Ig。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括RNase-Ig-接头-DNase1，其中DNase1结构域位于Ig Fc结构域的COOH一侧。在某些实施方式中，制备加入DNase1的杂交核酸酶分子，所述分子包括：DNase1-接头-Ig-接头2-RNase和/或RNase-Ig-接头-DNase1。

本发明的另一方面为利用一种或多种杂交核酸酶分子，采用基因治疗的方法治疗或预防状况、疾病和状态。基因治疗的方法涉及将杂交核酸酶分子的核酸(DNA、RNA和反义DNA或RNA)序列引入动物，以表达一种或多种本发明的多肽。该方法可以包括，引入一种或多种与启动子和遗传元件有效连接的编码本发明杂交核酸酶分子多肽的多核苷酸，所述遗传元件为靶组织中表达多肽所必需。

在基因治疗应用中，将杂交核酸酶分子基因引入细胞，以实现在体内合成治疗有效的基因产物。“基因治疗”包括全部两种常规的基因治疗，即一次治疗长期有效，以及给药基因治疗剂，其包括一次或多次给药治疗有效的DNA或mRNA。可以对寡核苷酸进行修饰以增强其摄取，例如使用不带电的基团取代带负电的磷酸二酯基团。

Fc结构域

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括Fc结构域。可以从多种不同来源获得用于产生本发明杂交核酸酶分子的Fc结构域。在优选实施方式中，杂交核酸酶分子的Fc结构域来自人免疫球蛋白。但是，可以理解，Fc结构域可以来自其它哺乳动物种属的免疫球蛋白，包括例如，啮齿类(例如小鼠、大鼠、家兔、豚鼠)或非人灵长类(例如，黑猩猩、短尾猴)种属。而且，杂交核酸酶分子的Fc结构域或其部分可以来自于任意免疫球蛋白种类，包括IgM、IgG、IgD、IgA和IgE，以及任意免疫球蛋白亚型，包括IgG1、IgG2、IgG3和IgG4。在一个优选实施方式中，使用人IgG1亚型。

各种Fc结构域基因序列(例如，人恒定区序列)均可以通过公众易于取得的形式获得。恒定区结构域包含Fc结构域序列，可以选择具有特定效应器功能(或缺乏特定效应器功能)或带有特定修饰的恒定区结构域，以降低免疫原性。很多抗体和抗体编码基因的序列已被公开，使用本领域已知的技术可以从这些序列中选取合适的Fc结构域序列(例如，铰链、CH2和/或CH3序列，或其部分)。随后，可以对使用任意前述方法获得的遗传材料进行改造或合成，以获得本发明的多肽。本发明的范围将进一步理解为包括恒定区DNA序列的等位基因、变体和突变。

可以将Fc结构域序列克隆，例如采用聚合酶链式反应和引物，选择的所述引物可用于扩增目标结构域。为了克隆来自抗体的Fc结构域序列，可以从杂交瘤、脾脏或淋巴细胞中分离mRNA，将其逆转录为DNA，并且利用PCR扩增抗体基因。对PCR扩增方法的详细描述，参见美国专利号4,683,195；4,683,202；4,800,159；4,965,188；以及例如"PCR Protocols:AGuide to Methods and Applications"Innis et al.eds.,Academic Press,San Diego,Calif.(1990)；Ho et al.1989.Gene 77:51；Horton et al.1993.Methods Enzymol.217:270。PCR的启动可以通过通用的恒定区引物，或基于公开发表的重链和轻链DNA和氨基酸序列的更为特异的引物。如上文所讨论的，PCR还可以用于分离编码抗体轻链和重链的DNA克隆。在此情况下，可以利用通用引物或更大的同源探针如小鼠恒定区探针来筛选文库。许多适于抗体基因扩增的引物集合是本领域所公知的(例如，基于纯化抗体的N-末端序列的5'引物(Benhar and Pastan.1994.Protein Engineering 7:1509)；cDNA末端的快速扩增(Ruberti,F.et al.1994.J.Immunol.Methods 173:33)；抗体前导序列(Larrick etal.1989 Biochem.Biophys.Res.Commun.160:1250))。对抗体序列克隆的进一步描述，参见Newman et al.,美国专利号5,658,570，申请日1995年1月25日，其通过引用并入本申请。

本发明的杂交核酸酶分子可以包含一个或多个Fc结构域(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多Fc结构域)。在一个实施方式中，Fc结构域可以是不同类型。在一个实施方式中，杂交核酸酶分子中的至少一个Fc结构域包含铰链结构域或其部分。在另一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含至少一个Fc结构域，所述Fc结构域包括至少一个CH2结构域或其部分。在另一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含至少一个Fc结构域，所述Fc结构域包括至少一个CH3结构域或其部分。在另一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含至少一个Fc结构域，所述Fc结构域包括至少一个CH4结构域或其部分。在另一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含至少一个Fc结构域，所述Fc结构域包括至少一个铰链结构域或其部分和至少一个CH2结构域或其部分(例如，在铰链-CH2方向)。在另一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含至少一个Fc结构域，所述Fc结构域包括至少一个CH2结构域或其部分和至少一个CH3结构域或其部分(例如，在CH2-CH3方向)。在另一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含至少一个Fc结构域，所述Fc结构域包括至少一个铰链结构域或其部分、至少一个CH2结构域或其部分以及至少一个CH3结构域或其部分，例如按以下方向：铰链-CH2-CH3、铰链-CH3-CH2或CH2-CH3-铰链。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包含至少一个来自一个或多个免疫球蛋白重链的完整Fc区域(例如，Fc结构域包括铰链、CH2和CH3结构域，但不需要其都来自相同的抗体)。在其它实施方式中，杂交核酸酶分子包含至少两个来自一个或多个免疫球蛋白重链的完整Fc区域。在优选实施方式中，完整Fc结构域来自人IgG免疫球蛋白重链(例如，人IgG1)。

在另一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含至少一个Fc结构域，所述Fc结构域包括完整的CH3结构域。在另一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含至少一个Fc结构域，所述Fc结构域包括完整的CH2结构域。在另一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包括至少一个Fc结构域，所述Fc结构域包括至少一个CH3结构域、至少一个铰链区域和一个CH2结构域。在一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含至少一个Fc结构域，所述Fc结构域包括铰链和CH3结构域。在另一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含至少一个Fc结构域，所述Fc结构域包括铰链、CH2和CH3结构域。在优选实施方式中，Fc结构域来自人IgG免疫球蛋白重链(例如，人IgG1)。

组成本发明的杂交核酸酶分子Fc结构域的恒定区结构域或其部分可以来自不同免疫球蛋白分子。例如，本发明的多肽可以包含来自IgG1分子的CH2结构域或其部分和来自IgG3分子的CH3区域或其部分。在另一个实施例中，杂交核酸酶分子可以包含Fc结构域，所述Fc结构域包括一个铰链结构域，其部分来自IgG1分子和部分来自IgG3分子。如本申请所述，本领域的普通技术人员能够理解，可以对Fc结构域进行改变，使得其不同于天然存在的抗体分子中的氨基酸序列。

在另一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含一个或多个截短的Fc结构域，但仍足以赋予Fc区域与Fc受体(FcR)结合的性质。因此，本发明杂交核酸酶分子的Fc结构域可以包含FcRn结合部分，或由FcRn结合部分组成。FcRn结合部分可以来自任意同种型的重链，包括IgG1、IgG2、IgG3和IgG4。在一个实施方式中，使用人同种型IgG1抗体的FcRn结合部分。在另一个实施方式中，使用人同种型IgG4抗体的FcRn结合部分。

在一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子缺乏完整Fc区域的一个或多个恒定区结构域，即其部分或全部被删除。在某些实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子将缺乏整个CH2结构域(ΔCH2构建体)。本领域技术人员会理解，可以优选此类构建体，因为CH2结构域可以调控抗体的分解代谢速率。在某些实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含删除了CH2结构域的Fc区域，所述Fc结构域来自编码IgG1人恒定区结构域(参见，例如WO 02/060955A2和WO02/096948A2)的载体(例如，来自IDEC Pharmaceuticals,San Diego)。该示例性载体被改造为删除CH2结构域，并提供合成载体，所述合成载体表达结构域删除的IgG1恒定区。值得注意的是，这些示例性构建体优选被改造为将结合的CH3结构域直接与各自Fc结构域的铰链区融合。

在其它构建体中，可能需要在一个或多个Fc结构域组分之间提供一个肽间隔区。例如，肽间隔区可以位于铰链区和CH2结构域之间，和/或CH2和CH3结构域之间。例如，可以表达得到相容的构建体，其中CH2结构域被删除，并且将其余的CH3结构域(合成的或非合成的)与铰链区连接，所述铰链区带有1-20、1-10或1-5个氨基酸肽间隔区。引入此类肽间隔区可以，例如，确保恒定区结构域的调控元件保持游离且可接近，或确保铰链区仍保持柔韧性。优选地，与本发明相容的任意接头肽将具有相对的非免疫原性，且不会阻碍Fc的适当折叠。

Fc氨基酸的改变

在某些实施方式中，在本发明的杂交核酸酶分子中使用的Fc结构域被改变，例如通过氨基酸突变(例如，加入、删除或取代)。如本申请所使用，术语“Fc结构域变体”指与作为Fc结构域来源的野生型Fc相比，具有至少一个氨基酸取代的Fc结构域。例如，变体中Fc结构域来自人IgG1抗体，与人IgG1 Fc区域相应位置的野生型氨基酸相比，变体包含至少一个氨基酸突变(例如，取代)。

Fc变体的氨基酸取代可以定位于Fc结构域内的某个位点，该位点的指代编号对应于该残基在抗体的Fc区域中被指定的编号。

在一个实施方式中，Fc变体包含位于铰链结构域或其部分的氨基酸位点的取代。在另一个实施方式中，Fc变体包含位于CH2结构域或其部分的氨基酸位点的取代。在另一个实施方式中，Fc变体包含位于CH3结构域或其部分的氨基酸位点的取代。在另一个实施方式中，Fc变体包含位于CH4结构域或其部分的氨基酸位点的取代。

在某些实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含Fc变体，所述Fc变体包括一个以上氨基酸取代。本发明的杂交核酸酶分子可以包含，例如2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个氨基酸取代。优选地，各氨基酸取代之间在空间定位上间隔至少1个氨基酸位点或更多，例如，至少2、3、4、5、6、7、8、9或10个氨基酸位点或更多。更优选地，经改造的各氨基酸之间在空间定位上间隔至少5、10、15、20或25个氨基酸位点或更多。

在某些实施方式中，由于具有包含所述野生型Fc结构域的Fc结构域，Fc变体可改进至少一个效应器功能(例如，Fc结构域与Fc受体(例如，FcγRI、FcγRII或FcγRIII)或补体蛋白(例如，C1q)的结合能力提高，或触发抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)、吞噬作用或补体依赖性细胞毒作用(CDCC))。在其它实施方式中，Fc变体提供经改造的半胱氨酸残基。

本发明的杂交核酸酶分子可以引入本领域认可的Fc变体，所述Fc变体已知能够改进效应器功能和/或FcR结合。特别地，本发明的杂交核酸酶分子可以包括，例如，在一个或多个氨基酸位点的改变(例如，取代)，参见国际PCT公布号WO88/07089A1、WO96/14339A1、WO98/05787A1、WO98/23289A1、WO99/51642A1、WO99/58572A1、WO00/09560A2、WO00/32767A1、WO00/42072A2、WO02/44215A2、WO02/060919A2、WO03/074569A2、WO04/016750A2,WO04/029207A2、WO04/035752A2、WO04/063351A2、WO04/074455A2、WO04/099249A2、WO05/040217A2、WO04/044859、WO05/070963A1、WO05/077981A2、WO05/092925A2、WO05/123780A2、WO06/019447A1、WO06/047350A2和WO06/085967A2；美国专利公开号US2007/0231329、US2007/0231329、US2007/0237765、US2007/0237766、US2007/0237767、US2007/0243188、US20070248603、US20070286859、US20080057056；或美国专利号5,648,260；5,739,277；5,834,250；5,869,046；6,096,871；6,121,022；6,194,551；6,242,195；6,277,375；6,528,624；6,538,124；6,737,056；6,821,505；6,998,253；7,083,784；和7,317,091，其均通过引用并入本申请。在一个实施方式中，可以在一个或多个公开的氨基酸位点进行特定改变(例如，本领域公开的一个或多个氨基酸位点的特定取代)。在另一个实施方式中，可以在一个或多个公开的氨基酸位点进行不同改变(例如，本领域公开的一个或多个氨基酸位点的不同取代)。

在某些实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含对Fc结构域的氨基酸取代，所述取代改变了不依赖于抗原的抗体效应器功能，特别是抗体的循环半衰期。与缺乏所述取代的杂交核酸酶分子相比，本发明的杂交核酸酶分子显示出了与FcRn结合的升高或降低，并因此分别具有延长或缩短的血清半衰期。对FcRn的亲和力改进的Fc变体有望具有更长的血清半衰期，并且此类分子可用于哺乳动物的治疗中，所述哺乳动物需要给予具有较长半衰期的多肽，例如治疗慢性疾病或状况。相反的，FcRn结合亲和性降低的Fc变体可能具有更短的半衰期，此类分子同样有用，例如，给予哺乳动物，缩短循环时间可能对所述哺乳动物有益，例如用于体内诊断成像，或用于当初始多肽在循环中长时间存在时具有毒副作用的情况。FcRn结合亲和性降低的Fc变体穿过胎盘的可能性也较低，因此，所述Fc变体还可以用于治疗妊娠妇女所患的疾病或状况。此外，需要FcRn结合亲和性降低的其它应用包括需要定位于脑、肾和/或肝中的应用。在一个示例性实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子表现为从血管向肾小球上皮细胞转运的量降低。在另一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子表现为从脑转运透过血脑屏障(BBB)进入血管间隙的量降低。在一个实施方式中，具有FcRn结合改变的杂交核酸酶分子包含至少一个Fc结构域(例如，一个或两个Fc结构域)，所述杂交核酸酶分子在Fc结构域的“FcRn结合环”内具有一个或多个氨基酸取代。能改变FcRn结合活性的示例性氨基酸取代已在国际PCT公开号WO05/047327中公开，所述公开参考并入本申请。

在其它实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含Fc变体，所述Fc变体含有的氨基酸取代改变了多肽抗原依赖性效应器功能，特别是抗原依赖细胞介导的细胞毒作用或补体活化，例如与野生型Fc区域比较。在一个示例性实施方式中，所述杂交核酸酶分子显示出与Fcγ受体(例如CD16)结合的改变。此类杂交核酸酶分子与野生型多肽相比，表现为与FcRγ的结合增加或减少，因而分别介导效应器功能增强或减弱。与FcγR亲和性改进的Fc变体预计能增强效应器功能，且此类分子可用于需要破坏哺乳动物靶分子的治疗方法中。而相反的，与FcRγ结合亲和性降低的Fc变体预计能降低效应器的功能，此类分子也是有用的，例如，用于治疗不希望靶细胞破坏的疾病，例如在正常细胞可能表达靶分子的情形，或长期给予多肽结果可能导致有害的免疫系统活化的情形。在一个实施方式中，与包含野生型Fc区域的多肽相比，包含Fc的多肽显示至少一种抗原依赖性效应器功能的改变，所述改变选自调理作用、吞噬作用、补体依赖性细胞毒作用、抗原依赖细胞介导的细胞毒作用(ADCC)或效应细胞调节。

在一个实施方式中，杂交核酸酶分子表现为与活化的FcγR(例如，FcγI、FcγIIa或FcγRIIIa)结合的改变。在另一个实施方式中，杂交核酸酶分子表现为与抑制性FcγR(例如，FcγRIIb)结合亲和性的改变。能改变FcR或补体结合活性的示例性氨基酸取代已在国际PCT公开号WO05/063815中公开，所述公开通过引用并入本申请。

本发明的杂交核酸酶分子还可以包含氨基酸取代，所述取代改变杂交核酸酶分子的糖基化。例如，杂交核酸酶分子的Fc结构域可以包含具有突变的Fc结构域，所述Fc结构域的突变导致糖基化(例如，N-或O-连接的糖基化)降低；或可以包含糖型改变的野生型Fc结构域(例如，低海藻糖或无海藻糖的聚糖)。在另一个实施方式中，杂交核酸酶分子在接近或位于糖基化的基序内具有氨基酸取代，例如，含有氨基酸序列NXT或NXS的N-连接糖基化基序。使糖基化降低或改变的示例性氨基酸取代已在国际PCT公开号WO05/018572和US专利公开号2007/0111281中公开，所述公开通过引用并入本申请。

在其它实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含至少一个Fc结构域，所述Fc结构域具有位于溶剂接触表面的经改造的半胱氨酸残基或其类似物。优选地，经改造的半胱氨酸残基或其类似物不干扰Fc所赋予的效应器功能。更优选地，所述改变不干扰Fc与Fc受体(例如，FcγRI、FcγRII或FcγRIII)或补体蛋白(例如，C1q)的结合能力，也不干扰Fc触发免疫效应器的功能(例如，抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)、吞噬作用或补体依赖性细胞毒作用(CDCC))。在优选的实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含Fc结构域，所述Fc结构域含有至少一个经改造的游离半胱氨酸残基或其类似物，其基本上不与第二个半胱氨酸残基通过二硫键结合。可以再使用本领域认可的技术，将上文所述的任意经改造的半胱氨酸残基或其类似物与功能性结构域(例如，与硫醇-反应性异双功能性连接偶联)偶联。

在一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子可以包含基因融合的Fc结构域，所述基因融合的Fc结构域具有两个或多个独立选自本发明所述Fc结构域的Fc结构域成分。在一个实施方式中，Fc结构域是相同的。在另一个实施方式中，至少两个Fc结构域是不同的。例如，本发明的杂交核酸酶分子的Fc结构域包含相同数量的氨基酸残基或在长度上相差一个或多个不同数量的氨基酸残基(例如，约5个氨基酸残基(例如，1、2、3、4或5个氨基酸残基)、约10个残基、约15个残基、约20个残基、约30个残基、约40个残基或约50个残基)。在又一个实施方式中，本发明杂交核酸酶分子的Fc结构域在一个或多个氨基酸位点的序列可以不同。例如，至少两个Fc结构域可以在约5个氨基酸位点(例如，1、2、3、4或5个氨基酸位点)、约10个位点、约15个位点、约20个位点、约30个位点、约40个位点或约50个位点不同。

接头结构域

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括一个接头结构域。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子包括多个接头结构域。在某些实施方式中，接头结构域是多肽接头。在某些方面，优选使用多肽接头，将一个或多个Fc结构域与一个或多个核酸酶结构域融合，以形成杂交核酸酶分子。

在一个实施方式中，多肽接头是合成的。如本申请所使用，术语“合成的”多肽接头包括含有氨基酸序列(其可以是或不是天然存在的序列)的肽(或多肽)，所述氨基酸序列的线性氨基酸序列连接于一个在自然界中不与之天然连接的序列(其可以是或不是天然存在的序列)(例如，一个Fc结构域序列)。例如，多肽接头可以包含非天然存在的多肽，所述多肽为天然存在多肽的修饰形式(例如，包含一个突变，如加入、取代或删除)，或包含一个第一氨基酸序列(其可以是或不是天然存在的序列)。可以使用本发明的多肽接头，例如，以确保Fc结构域是并列的，以及保证适当的折叠和功能性Fc结构域的形成。优选地，与本发明具有相容性的多肽接头将具有相对的非免疫原性，且在结合蛋白的单体亚基中不会抑制任何非共价结合。

在某些实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子使用多肽接头，以在单个多肽链的框内连接任意两个或多个结构域。在一个实施方式中，两个或多个结构域可以独立选自本发明讨论的任意Fc结构域或核酸酶结构域。例如，在某些实施方式中，多肽接头可以用于融合相同的Fc结构域，以形成同质型Fc区域。在其它实施方式中，多肽接头可以用于融合不同的Fc结构域(例如，野生型Fc结构域和Fc结构域变体)，以形成异质型Fc区域。在其它实施方式中，本发明的多肽接头可以用于将第一Fc结构域(例如，铰链结构域或其部分、CH2结构域或其部分、完整的CH3结构域或其部分、FcRn结合部分、FcγR结合部分、补体结合部分或其部分)的C-末端与第二Fc结构域(例如，完整地Fc结构域)的N-末端基因融合。

在一个实施方式中，多肽接头包含Fc结构域的一部分。例如，在一个实施方式中，多肽接头可以包含IgG1、IgG2、IgG3和/或IgG4抗体的免疫球蛋白铰链结构域。在另一个实施方式中，多肽接头可以包含IgG1、IgG2、IgG3和/或IgG4抗体的CH2结构域。在其它实施方式中，多肽接头可以包含IgG1、IgG2、IgG3和/或IgG4抗体的CH3结构域。也可以使用免疫球蛋白(例如，人免疫球蛋白)的其它部分。例如，多肽接头可以包含CH1结构域或其部分、CL结构域或其部分、VH结构域或其部分或VL结构域或其部分。所述部分可以来自任意免疫球蛋白，包括例如IgG1、IgG2、IgG3和/或IgG4抗体。

在示例性实施方式中，多肽接头可以包含免疫球蛋白铰链区的至少一部分。在一个实施方式中，多肽接头包含上游铰链结构域(例如，IgG1、IgG2、IgG3或IgG4上游铰链结构域)。在另一个实施方式中，多肽接头包含一个中游铰链结构域(例如，IgG1、IgG2、IgG3或IgG4中游铰链结构域)。在另一个实施方式中，多肽接头包含一个下游铰链结构域(例如，IgG1、IgG2、IgG3或IgG4下流铰链结构域)。

在其它实施方式中，可以通过组合来自相同或不同抗体亚型的铰链元件，构建多肽接头。在一个实施方式中，多肽接头包含嵌合铰链，所述嵌合铰链包含IgG1铰链区的至少一部分和IgG2铰链区的至少一部分。在一个实施方式中，多肽接头包含嵌合铰链，所述嵌合铰链包含IgG1铰链区的至少一部分和IgG3铰链区的至少一部分。在另一个实施方式中，多肽接头包含嵌合铰链，所述嵌合铰链包含IgG1铰链区的至少一部分和IgG4铰链区的至少一部分。在一个实施方式中，多肽接头包含嵌合铰链，所述嵌合铰链包含IgG2铰链区的至少一部分和IgG3铰链区的至少一部分。在一个实施方式中，多肽接头包含嵌合铰链，所述嵌合铰链包含IgG2铰链区的至少一部分和IgG4铰链区的至少一部分。在一个实施方式中，多肽接头包含嵌合铰链，所述嵌合铰链包含IgG1铰链区的至少一部分、IgG2铰链区的至少一部分和IgG4铰链区的至少一部分。在另一个实施方式中，多肽接头可以包含一个IgG1上游铰链和中游铰链以及一个单一的IgG3中游铰链重复基序。在另一个实施方式中，多肽接头可以包含IgG4上游铰链、IgG1中游铰链和IgG2下游铰链。

在另一个实施方式中，多肽接头包含或由gly-ser接头组成。如本申请所使用的术语“gly-ser接头”指由甘氨酸和丝氨酸残基组成的肽。一个示例性的gly/ser接头包含式(Gly₄Ser)n所示的氨基酸序列，其中n为正整数(例如，1、2、3、4或5)。一个优选的gly/ser接头为(Gly₄Ser)4。另一个优选的gly/ser接头为(Gly₄Ser)3。另一个优选的gly/ser接头为(Gly₄Ser)5。在某些实施方式中，可以将gly-ser接头插入多肽接头(例如，本发明所述的任意多肽接头序列)的两个其它序列之间。在其它实施方式中，将gly-ser接头附加在另一个多肽接头序列(例如，本发明所述的任意多肽接头序列)的一个末端或两个末端。在其它实施方式中，将两个或多个gly-ser接头连续地插入多肽接头中。在一个实施方式中，本发明的一个多肽接头包含上游铰链区(例如，来自IgG1、IgG2、IgG3或IgG4分子)的至少一部分、中游铰链区(例如，来自IgG1、IgG2、IgG3或IgG4分子)的至少一部分和一系列gly/ser氨基酸残基(例如，gly/ser接头如(Gly₄Ser)n)。

在一个实施方式中，本发明的多肽接头包含非天然存在的免疫球蛋白铰链区结构域，例如非天然存在于多肽中的铰链区结构域，所述多肽包含铰链区结构域和/或被改变的铰链区结构域，使得其氨基酸序列不同于天然存在的免疫球蛋白铰链区结构域。在一个实施方式中，可以在铰链区结构域发生突变，以制备本发明的多肽接头。在一个实施方式中，本发明的多肽接头包含铰链结构域，所述铰链结构域不包含天然存在的数目的半胱氨酸，即多肽接头包含的半胱氨酸数目少于或多于天然存在的铰链分子的半胱氨酸数目。

在其它实施方式中，本发明的多肽接头包含生物学相关的肽序列或其部分序列。例如，生物学相关的肽序列可以包括，但不限于，来自抗排斥或抗炎肽的序列。所述抗排斥或抗炎肽可以选自细胞因子抑制性肽、细胞粘附抑制性肽、凝血酶抑制性肽和血小板抑制性肽。在一个优选实施方式中，多肽接头包含的肽序列选自IL-1抑制或拮抗肽序列、促红细胞生成素(EPO)-模拟肽序列、促血小板生成素(TPO)-模拟肽序列、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)模拟肽序列、肿瘤坏死因子(TNF)拮抗剂肽序列、整合素结合肽序列、选择素拮抗肽序列、抗致病性肽序列、血管活性肠肽(VIP)模拟肽序列、钙调蛋白拮抗肽序列、肥大细胞拮抗剂、SH3拮抗肽序列、尿激酶受体(UKR)拮抗肽序列、生长激素抑制素或皮质醇稳定蛋白模拟肽序列和巨噬细胞和/或T-细胞抑制肽序列。示例性肽序列已被美国专利号6,660,843所公开，所述公开通过引用并入本申请，可以引入所述示例性肽序列中的任意一个作为多肽接头。

可以理解，通过在编码多肽接头的核苷酸序列中取代、加入或删除一个或多个核苷酸，使得在多肽接头中引入一个或多个氨基酸的取代、加入或删除，可以构建这些示例性多肽接头的变体形式。例如，可以通过标准技术引入突变，如定点突变和PCR介导的突变。

本发明的多肽接头在长度上为至少一个氨基酸且其长度可以改变。在一个实施方式中，本发明多肽接头的长度约1至约50个氨基酸。如在本申请中使用，术语“约”表示+/-两个氨基酸残基。因为接头长度必须是正整数，所以长度为约1至约50个氨基酸的长度指长度为1至48-52个氨基酸的长度。在另一个实施方式中，本发明多肽接头的长度为约10-20个氨基酸。在另一个实施方式中，本发明多肽接头的长度为约15至约50个氨基酸。

在另一个实施方式中，本发明多肽接头的长度为约20至约45个氨基酸。在另一个实施方式中，本发明多肽接头的长度为约15至约25个氨基酸。在另一个实施方式中，本发明多肽接头的长度为约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、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60或更多的氨基酸。

可以采用本领域公知的技术将多肽接头引入多肽序列。可以通过DNA序列分析对修饰进行确证。质粒DNA可以用于转化宿主细胞，以稳定生产产生的多肽。

核酸酶结构域

在某些方面，杂交核酸酶分子包括核酸酶结构域。相应地，本发明的杂交核酸酶分子通常包含至少一个核酸酶结构域和至少一个连接的Fc结构域。在某些方面，杂交核酸酶分子包含多个核酸酶结构域。

在某些实施方式中，核酸酶结构域是DNase。在某些实施方式中，DNase是I型分泌DNase。在某些实施方式中，DNase是DNase 1和/或DNase 1-样(DNaseL)酶1-3。在某些实施方式中，DNase是TREX1。

在某些实施方式中，核酸酶结构域是RNase。在某些实施方式中，RNase是RNase A超家族中的细胞外或分泌型RNase，例如RNase A。

在一个实施方式中，核酸酶结构域与Fc结构域的N-末端有效连接(例如，化学偶联或基因融合(例如，直接连接或通过多肽连接))。在另一个实施方式中，核酸酶结构域与Fc结构域的C-末端有效连接(例如，化学偶联或基因融合(例如，直接连接或通过多肽连接))。在其它实施方式中，核酸酶结构域通过氨基酸侧链与Fc结构域有效连接(例如，化学偶联或基因融合(例如，直接连接或通过多肽连接))。在某些示例性实施方式中，核酸酶结构域通过人免疫球蛋白铰链结构域或其部分与Fc结构域融合。

在某些实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子包含两个或多个核酸酶结构域和至少一个Fc结构域。例如，核酸酶结构域可以与Fc结构域的N-末端和C-末端有效连接。在其它示例性实施方式中，核酸酶结构域可以与多个Fc结构域的N-末端和C-末端有效连接(例如，两个、三个、四个、五个或更多Fc结构域)，所述Fc结构域以一系列Fc结构域串联阵列的形式连接在一起。

在其它实施方式中，两个或多个核酸酶结构域彼此连接(例如，通过多肽连接)，以一系列核酸酶结构域串联阵列的形式，与Fc结构域或Fc结构域串联阵列的C-末端或N-末端有效连接(例如，化学偶联或基因融合(例如，直接连接或通过多肽连接))。在其它实施方式中，核酸酶结构域的串联阵列与Fc结构域或Fc结构域的串联阵列的C-末端和N-末端有效连接。

在其它实施方式中，可以在两个Fc结构域之间插入一个或多个核酸酶结构域。例如，一个或多个核酸酶结构域可以形成本发明的杂交核酸酶分子的全部或部分多肽接头。

本发明的优选杂交核酸酶分子包含至少一个核酸酶结构域(例如，RNase或DNase)、至少一个接头结构域和至少一个Fc结构域。

在某些实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子具有至少一个核酸酶结构域，所述核酸酶结构域对介导生物学效应的靶分子具有特异性。在另一个实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子与靶分子(例如，DNA或RNA)结合的结果导致靶分子的减少或消除，所述靶分子例如来自细胞、组织或来自循环。

在某些实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子可以包含两个或多个核酸酶结构域。在一个实施方式中，核酸酶结构域是相同的，例如RNase和RNase，或TREX1和TREX1。在另一个实施方式中，核酸酶结构域是不同的，例如DNase和RNase。

在其它实施方式中，本发明的杂交核酸酶分子可以组装在一起或与其它多肽形成具有两个或多个多肽(“多聚体”)的结合蛋白，其中多聚体中的至少一个多肽是本发明的杂交核酸酶分子。示例性的多聚体形式包括二聚体、三聚体、四聚体和六聚体结合蛋白等等。在一个实施方式中，多聚体中的多肽是相同的(即，同质型结合蛋白，例如同型二聚体、同型四聚体)。在另一个实施方式中，多聚体中的多肽是不同的(例如，异质型)。

制备杂交核酸酶分子的方法

本发明的杂交核酸酶分子主要可以采用重组DNA技术在转化宿主细胞中制备。为此，制备编码肽的重组DNA分子。制备此类DNA分子的方法是本领域所公知的。例如，可以采用适当的限制性酶将编码肽的序列从DNA上切除。或者，使用化学合成技术如磷酰胺酯法，合成DNA分子。还可以使用这些技术的组合。

本发明还包括能够在适当宿主中表达肽的载体。所述载体包含DNA分子，所述DNA分子编码的肽与适当的表达控制序列有效连接。本领域公知在DNA分子插入载体之前或之后影响所述有效连接的方法。表达控制序列包括启动子、活化子、增强子、操纵子、核糖核酸酶结构域、启动信号、终止信号、加帽信号、聚腺苷酸化信号和转录或翻译控制涉及的其它信号。

得到的具有上述DNA分子的载体用于转化适宜的宿主。使用本领域公知的方法可以进行该转化。

在实施本发明时，可以使用大量的可获得的已知宿主细胞中的任意细胞。特定宿主的选择依赖于多个本领域公知的因素。这包括，例如，与选定表达载体的相容性、DNA分子编码多肽的毒性、转化率、肽回收的容易程度、表达特性、生物安全性和成本。可以理解，由于并非所有的宿主均可以等效的表达特定DNA序列，因而需要考虑这些因素的平衡。在这些一般原则中，有用的微生物宿主包括培养的细菌(如大肠杆菌)、酵母(如酿酒酵母)和其它真菌、昆虫、植物、哺乳动物(包括人)细胞，或其它本领域已知的宿主。

接下来，培养和纯化转化宿主。可以在常规发酵条件下培养宿主细胞，以表达所需化合物。此类发酵条件是本领域公知的。最后，利用本领域公知的方法从培养基中纯化肽。

还可以利用合成方法制备化合物。例如，可以使用固相合成技术。本领域公知的适当技术包括以下描述的技术：Merrifield(1973),Chem.Polypeptides,pp.335-61(Katsoyannis and Panayotis eds.)；Merrifield(1963),J.Am.Chem.Soc.85:2149；Daviset al.(1985),Biochem.Intl.10:394-414；Stewart and Young(1969),Solid PhasePeptide Synthesis；美国专利号3,941,763；Finn et al.(1976),The Proteins(3rd ed.)2:105-253；以及Erickson et al.(1976),The Proteins(3rd ed.)2:257-527。固相合成是制备单个肽的优选技术，因为其是制备小肽的性价比最高的方法。可以采用有机化学技术公知的方法合成含有衍生的肽或含有非肽基团的化合物。

分子表达/合成的其它方法通常是本领域的普通技术人员所知晓的。

药物组合物和治疗方法的用途

在某些实施方式中，单独给药杂交核酸酶分子。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子在给药至少一种其它治疗剂前给药。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子与至少一种其它治疗剂伴随给药。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子在给药至少一种其它治疗剂后给药。在其它实施方式中，杂交核酸酶分子在给药至少一种其它治疗剂前给药。本领域技术人员可以意识到，在某些实施方式中，杂交核酸酶分子与其它试剂/化合物组合。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子与其它试剂伴随给药。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子和其它试剂并非同时给药，杂交核酸酶分子在给药试剂之前或之后给药。在某些实施方式中，在预防阶段、疾病发生和/或治疗阶段，向主体给药杂交核酸酶分子和其它试剂。

本发明的药物组合物可以在联合治疗中给药，即与其它试剂联用。在某些实施方式中，联合治疗包括将核酸酶分子与至少一种其它试剂联用。试剂包括，但不限于，体外合成制备的化学组合物、抗体、抗原结合区域及其组合和偶联物。在某些实施方式中，试剂可以作为激动剂、拮抗剂、别构调节剂或毒素。

在某些实施方式中，本发明提供的药物组合物包含杂交核酸酶分子以及药学上可接受的稀释剂、载体、增溶剂、乳化剂、防腐剂和/或佐剂。

在某些实施方式中，本发明提供的药物组合物包含杂交核酸酶分子和治疗有效量的至少一种其它治疗剂以及药学上可接受的稀释剂、载体、增溶剂、乳化剂、防腐剂和/或佐剂。

在某些实施方式中，可接受的制剂材料优选在所使用的剂量和浓度下对接受者无毒的。在某些实施方式中，制剂材料用于皮下和/或静脉给药。在某些实施方式中，药物组合物可以含有制剂材料，所述制剂材料用于修饰、维持或保持组合物的例如pH、渗透压、粘度、澄清度、颜色、等渗性、气味、无菌性、稳定性、溶出或释放速率、吸收或渗透。在某些实施方式中，适宜的制剂材料包括，但不限于，氨基酸(如甘氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、精氨酸或赖氨酸)；抗菌剂；抗氧化剂(如抗坏血酸、亚硫酸钠或亚硫酸氢钠)；缓冲剂(如硼酸盐、碳酸氢盐、Tris-HCl、柠檬酸盐、磷酸盐或其它有机酸)；填充剂(如甘露醇或甘氨酸)；螯合剂(如乙二胺四乙酸钠(EDTA))；络合剂(如咖啡因、聚乙烯吡咯烷酮、β-环糊精或羟丙基-β-环糊精)；填充剂；单糖；二糖；和其它碳水化合物(如葡萄糖、甘露糖或糊精)；蛋白(如血清白蛋白、明胶或免疫球蛋白)；着色剂、矫味剂和稀释剂；乳化剂；亲水性聚合物(如聚乙烯吡咯烷酮)；低分子量多肽；盐形成抗衡离子(如钠)；防腐剂(如苯扎氯铵、苯甲酸、水杨酸、硫柳汞、苯乙醇、尼泊金甲酯、尼泊金丙酯、氯己定、山梨酸或过氧化氢)；溶剂(如甘油、丙烯丙二醇或聚乙烯乙二醇)；糖醇(如甘露醇或山梨醇)；混悬剂；表面活性剂或润湿剂(如普朗尼克、PEG、山梨醇酯、聚山梨醇酯如聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯80、Triton、氨基丁三醇、卵磷脂、胆固醇、四丁酚醛)；稳定性增强剂(如蔗糖或山梨醇)；张力增强剂(如碱金属卤化物，优选氯化钠或钾、甘露醇、山梨醇)；递送介质；稀释剂；赋形剂和/或药用佐剂。(Remington'sPharmaceutical Sciences,第18版，A.R.Gennaro,ed.,Mack Publishing Company(1995))在某些实施方式中，该制剂包含PBS；20mM NaOAC、pH 5.2，50mM NaCl；和/或10mM NAOAC、pH5.2，9％蔗糖。

在某些实施方式中，杂交核酸酶分子和/或治疗性分子与本领域已知的延长半衰期的介质连接。此类介质包括，但不限于，聚乙二醇、糖原(例如，糖基化杂交核酸酶分子)和葡聚糖。此类介质已在例如美国申请序列号09/428,082，现为美国专利号6,660,843和公开的PCT申请号WO 99/25044中描述，所述公开特此参考并入。

在某些实施方式中，最佳药物组合物将由本领域技术人员依据例如计划给药途径、递送形式和所需剂量确定。参见，例如上文所述的Remington's PharmaceuticalSciences。在某些实施方式中，此类组合物可以改变本发明中抗体的物理状态、稳定性、体内释放速率和体内清除速率。

在某些实施方式中，药物组合物中主要介质或载体的性质既可以是水性的也可以是非水性的。例如，在某些实施方式中，适宜的介质或载体可以是注射用水、生理盐溶液或人工脑脊液，还可能添加了供胃肠外给药的其它常见成份。在某些实施方式中，盐包括等张的磷酸缓冲盐。在某些实施方式中，进一步的示例性介质为中性缓冲盐或盐与血清白蛋白的混合物。在某些实施方式中，药物组合物包含pH约7.0-8.5的Tris缓冲盐，或pH约4.0-5.5的乙酸缓冲盐，其可以进一步包括山梨醇或适宜的替代品。在某些实施方式中，组合物包含杂交核酸酶分子，与或不与至少一种其它治疗剂，可以通过将具有所需纯度的选定组分与任选的制剂试剂(见上文所述的Remington's Pharmaceutical Sciences)混合制成供贮存的冻干饼或水性溶液形式。进一步地，在某些实施方式中，组合物包含杂交核酸酶分子，与或不与至少一种其它治疗剂，可以通过使用适当的赋型剂如蔗糖将其制成冻干制剂。

在某些实施方式中，药物组合物可供选择用于胃肠外递送。在某些实施方式中，组合物可供选择用于吸入或通过消化道递送，如口服。制备此类药学上可接受的组合物在本领域技术人员能力范围内。

在某些实施方式中，制剂成分的浓度是给药部位可接受的。在某些实施方式中，缓冲剂用于使组合物维持在生理pH或略低的pH条件下，典型的pH范围为约5至约8。

在某些实施方式中，当计划采用胃肠外给药时，治疗组合物可以是无热源的、胃肠外可接受的水性溶液，在药学上可接受介质中所述水性溶液包含所需杂交核酸酶分子，可以含有或不含有其它治疗剂。在某些实施方式中，胃肠外注射用介质是无菌蒸馏水，其中将杂交核酸酶分子，与或不与至少一种其它治疗剂，制成无菌、等张、适合保存的制剂。在某些实施方式中，制剂可包括带有某试剂的所需分子制剂，如可注射微球、生物溶蚀性粒子、聚合化合物(如聚乳酸或聚乙醇酸)、小球或脂质体，所述制剂可以使产品控释或缓释，所述产品随后可以通过储库注射递送。在某些实施方式中，还可以使用透明质酸，其能延长在循环中的持续时间。在某些实施方式中，可以使用可植入的药物递送介质以引入所需分子。

在某些实施方式中，可以将药物组合物制成供吸入的制剂。在某些实施方式中，杂交核酸酶分子，与或不与至少一种其它治疗剂，可以被制成供吸入的干粉。在某些实施方式中，包含杂交核酸酶分子的吸入剂溶液，可含有或不含有至少一种其它治疗剂，可以与用于气雾剂递送的抛射剂一起制剂。在某些实施方式中，可以将溶液雾化。肺部给药在PCT申请号PCT/US94/001875中有进一步的描述，其描述了化学修饰的蛋白的肺部递送。

在某些实施方式中，制剂可以口服给药。在某些实施方式中，以所述方式给药的杂交核酸酶分子，可含有或不含有至少一种其它的治疗剂，可以使用或不使用载体来制备，所述载体通常用于制备固体剂型如片剂和胶囊剂的制备。在某些实施方式中，可以将胶囊设计为在胃肠道内当生物利用度达到最高、且前-全身降解(pre-systemic degradation)最低时，释放制剂的活性成分。在某些实施方式中，可以加入至少一种其它试剂以利于杂交核酸酶分子和/或任意其它治疗剂的吸收。在某些实施方式中，还可以加入稀释剂、矫味剂、低熔点蜂蜡、植物油、润滑剂、混悬剂、片剂崩解剂和粘合剂。

在某些实施方式中，药物组合物中可以包括有效量的杂交核酸酶分子，与或不与至少一种其它治疗剂，与无毒赋形剂混合，所述赋形剂适于生产片剂。在某些实施方式中，通过在无菌水，或其它适宜介质中溶解片剂，制成单位给药形式的溶液。在某些实施方式中，适当的赋形剂包括，但不限于，惰性稀释剂，如碳酸钙、碳酸钠或碳酸氢钠、乳糖或磷酸钙；或粘合剂，如淀粉、明胶或阿拉伯胶；或润滑剂，如硬脂酸镁、硬脂酸或滑石粉。

其它药物组合物对本领域技术人员而言也是显而易见的，其包括缓释或控释制剂，所述缓释或控释制剂中包含杂交核酸酶分子，含有或不含有至少一种其它治疗剂。在某些实施方式中，多种其它缓释或控释制剂技术，如脂质体载体、生物溶蚀微粒或多孔小球和储库注射剂，也是本领域技术人员已知的。参见例如，PCT申请号PCT/US93/00829，其中描述了递送药物组合物的控释多孔聚合微粒。在某些实施方式中，缓释制剂可以包括成型粒子形式的半透性聚合材料，例如膜或微囊。缓释材料可以包括聚酯、水凝胶、聚交酯(美国专利号3,773,919和欧洲专利号058,481)、L-谷氨酸和γ乙基-L-谷氨酸共聚物(Sidman etal.,Biopolymers,22:547-556(1983))、聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)(Langer et al.,J.Biomed.Mater.Res.,15:167-277(1981)和Langer,Chem.Tech.,12:98-105(1982))、乙烯乙酸乙烯酯(见上文所述的Langer et al.)或聚-D(-)-3-羟基丁酸(EP 133,988)。在某些实施方式中，缓释组合物还可以包括脂质体，所述脂质体可以采用本领域已知的若干方法中的任意一种制备。参见，例如，Eppstein et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,82:3688-3692(1985)；欧洲专利号036,676；088,046和143,949。

供体内给药使用的药物组合物一般是无菌的。在某些实施方式中，其可以通过无菌滤膜过滤实现。在某些实施方式中，当组合物是冻干时，采用该方法进行的无菌处理可以在冻干和复溶之前或之后进行。在某些实施方式中，供胃肠外给药的组合物可以以冻干形式或溶液形式保存。在某些实施方式中，通常将胃肠外组合物置于带有无菌端口的容器中，例如，具有塞子的静脉给药溶液袋或瓶，所述塞子能够被皮下注射针刺破。

在某些实施方式中，一旦将药物组合物制剂，可以将所述药物组合物以溶液、混悬剂、凝胶、乳剂、固体或以脱水或冻干粉末形式保存在无菌瓶中。在某些实施方式中，此类制剂可以以即开即用形式或给药前复溶(例如，冻干)的形式保存。

在某些实施方式中，提供单剂量给药单元的试剂盒。在某些实施方式中，试剂盒可以包含盛有干蛋白的第一容器和盛有水性制剂的第二容器。在某些实施方式中，包括了含有单室和多室预充式注射器(例如，液体注射器和冻干注射器)的试剂盒。

在某些实施方式中，可依据例如治疗背景和目的，确定供治疗使用的药物组合物的有效量，所述药物组合物包含杂交核酸酶分子，含有或不含有至少一种其它治疗剂。本领域技术人员会理解，根据某些实施方式用于治疗的适宜剂量水平将部分地依据以下条件的不同而不同：所递送的分子、杂交核酸酶分子与或不与至少一种其它的治疗剂所用于的适应症、给药途径以及患者的体型(体重、体表面积或器官大小)和/或身体状况(年龄和总体健康情况)。在某些实施方式中，临床医师可以调整剂量和改变给药途径以获得最佳治疗效果。在某些实施方式中，剂量通常可以在约0.1μg/kg至最多约100mg/kg或以上范围内，视上述因素而定。在某些实施方式中，剂量可以在约0.1μg/kg至最多约100mg/kg范围内；或1μg/kg至约100mg/kg；或5μg/kg至最多约100mg/kg。

在某些实施方式中，给药频次将考虑所用制剂中的杂交核酸酶分子和/或任意其它治疗剂的药代动力学参数。在某些实施方式中，临床医师将给药所述组合物直至达到所需效果的一定剂量。在某些实施方式中，所述组合物可以因此在一段时间内以单次或两次或多次给药(含有或不含相同量的所需分子)，或通过植入设备或导管连续输注。更精确的适当给药剂量可以由本领域的普通技术人员通过常规方式确定且均在其常规作用范围内。在某些实施方式中，适宜的剂量可以通过使用适宜的剂量-效应数据确定。

在某些实施方式中，药物组合物的给药途径均为已知方法，例如口服，通过静脉、腹腔、脑内(实质内)、脑室内、肌内、皮下、眼内、动脉、门静脉或囊内途径注射；通过缓释系统或植入设备给药。在某些实施方式中，所述组合物可以通过推注或连续输注，或通过植入设备给药。

在某些实施方式中，所述组合物可以通过植入吸收或包封了所需分子的膜、海绵或其它适宜材料局部给药。在某些实施方式中，在使用植入设备时，可以将该设备植入任意适宜的组织或器官，可以通过扩散、定时释放推注、或持续给药的方式递送所需分子。

在某些实施方式中，需要以离体方式使用药物组合物，其包含杂交核酸酶分子，与或不与至少一种其它治疗剂。在此类例子中，将细胞、组织和/或器官从患者体内取出，将其与包含杂交核酸酶分子且含有或不含有至少一种其它治疗剂的药物组合物接触，随后再将细胞、组织和/或器官重新植入患者体内。

在某些实施方式中，可以通过植入某些细胞来递送杂交核酸酶分子和/或任意其它的治疗剂，所述细胞使用如本发明所述的方法，经遗传工程改造以表达和分泌多肽。在某些实施方式中，此类细胞可以是动物或人细胞，可以是同源的、异源的或异种的。在某些实施方式中，细胞可以是永生化的。在某些实施方式中，为降低产生免疫应答的几率，可以将细胞包封以避免周围组织浸润。在某些实施方式中，包封材料一般是生物相容性的、半透性的聚合壳或膜，其允许蛋白产品释放但阻止患者的免疫系统或周围组织的其它有害因素破坏细胞。

本发明的杂交核酸酶分子对自身免疫病或免疫异常应答的治疗特别有效。就这一点而言，可以理解本发明的杂交核酸酶分子可以用于控制、抑制、调节、治疗或消除由外部和自身抗原引起的有害免疫应答。在其它实施方式中，本发明的多肽可以用于治疗的免疫疾病包括，但不限于，胰岛素依赖性糖尿病、多发性硬化症、实验性自身免疫性脑脊髓炎、类风湿性关节炎、实验性自身免疫性关节炎、重症肌无力、甲状腺炎、实验性葡萄膜炎、桥本氏甲状腺炎、原发性粘液性水肿、甲状腺毒症、恶性贫血、自身免疫性萎缩性胃炎、爱迪生氏病、过早绝经、男性不育、青少年糖尿病、肺出血肾炎综合征、寻常型天疱疮、类天疱疮、交感性眼炎、晶状体炎性葡萄膜炎、自身免疫性溶血性贫血、特发性白细胞减少症、原发性胆汁性肝硬化、慢性活动性肝炎Hbs-ve、隐源性肝硬化、溃疡性结肠炎、舍格伦综合征、硬皮病、韦格纳肉芽肿、多肌炎、皮肌炎、盘状红斑狼疮、系统性红斑狼疮或结缔组织病。

仅出于举例的目的，本发明包括但不限于如下技术方案：

技术方案1.一种包含第一核酸酶结构域和Fc结构域的杂交核酸酶分子，其中所述第一核酸酶结构域与所述Fc结构域有效偶联。

技术方案2.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，其中所述第一核酸酶结构域的氨基酸序列包含如SEQ ID NO:149所示的人野生型RNase氨基酸序列，其中所述Fc结构域的氨基酸序列包含如SEQ ID NO:145所示的人野生型IgG1Fc结构域。

技术方案3.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是由SEQ ID NO:163组成的多肽。

技术方案4.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子包含与野生型人IgG1连接的野生型人DNase1。

技术方案5.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子包含与野生型人IgG1连接的人DNase1 G105R A114F。

技术方案6.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子包含与野生型人IgG1连接的野生型人RNase1，所述野生型人IgG1与野生型人DNase1连接。

技术方案7.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子包含与野生型人IgG1连接的野生型人RNase1，所述野生型人IgG1与人DNase1 G105R A114F连接。

技术方案8.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述Fc结构域与人细胞中的Fc受体结合。

技术方案9.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述分子的血清半衰期显著长于单独的第一核酸酶结构域的血清半衰期。

技术方案10.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述分子第一核酸酶结构域的核酸酶活性与单独的核酸酶结构域相同或更高。

技术方案11.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中小鼠狼疮模型检测结果显示对小鼠给药所述分子后小鼠的存活率增加。

技术方案12.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述分子进一步包含第一接头结构域，且其中所述第一核酸酶结构域通过第一接头结构域与Fc结构域有效偶联。

技术方案13.根据技术方案12所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，其中所述第一核酸酶结构域的氨基酸序列包含RNase氨基酸序列，其中所述第一接头结构域的长度在5至32个氨基酸之间，其中所述Fc结构域的氨基酸序列包含人Fc结构域氨基酸序列，且其中第一接头结构域与第一核酸酶结构域的C-末端和Fc结构域的N-末端偶联。

技术方案14.根据技术方案12所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，其中所述第一核酸酶结构域的氨基酸序列包含人RNase氨基酸序列，其中所述第一接头结构域是长度在5至32个氨基酸之间的NLG肽，其中所述Fc结构域的氨基酸序列包含人野生型Fc结构域的氨基酸序列，且其中第一接头结构域与第一核酸酶结构域的C-末端和Fc结构域的N-末端偶联。

技术方案15.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其进一步包含前导序列。

技术方案16.根据技术方案15所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，其中所述前导序列是人VK3LP肽，且其中所述前导序列与第一核酸酶结构域的N-末端偶联。

技术方案17.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述分子是多肽。

技术方案18.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述分子是多核苷酸。

技术方案19.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述第一核酸酶结构域包含RNase。

技术方案20.根据技术方案19所述的杂交核酸酶分子，其中所述RNase是人RNase。

技术方案21.根据技术方案19所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述RNase是包含氨基酸序列的多肽，所述氨基酸序列与表2中所示的RNase氨基酸序列具有至少90％相似性。

技术方案22.根据技术方案19所述的杂交核酸酶分子，其中所述RNase是人胰RNase1。

技术方案23.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述第一核酸酶结构域包含DNase。

技术方案24.根据技术方案23所述的杂交核酸酶分子，其中所述DNase是人DNase。

技术方案25.根据技术方案23所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述DNase是包含氨基酸序列的多肽，所述氨基酸序列与表2中所示的DNase氨基酸序列具有至少90％相似性。

技术方案26.根据技术方案23所述的杂交核酸酶分子，其中所述DNase选自人DNase I、TREX1和人DNase 1L3。

技术方案27.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述Fc结构域是人Fc结构域。

技术方案28.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述Fc结构域是野生型Fc结构域。

技术方案29.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述Fc结构域是突变的Fc结构域。

技术方案30.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述Fc结构域是人IgG1Fc结构域。

技术方案31.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述Fc结构域是包含氨基酸序列的多肽，所述氨基酸序列与表2中所示的Fc结构域氨基酸序列具有至少90％相似性。

技术方案32.根据技术方案12所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第一接头结构域的长度为约1至约50个氨基酸。

技术方案33.根据技术方案12所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第一接头结构域的长度为约5至约32个氨基酸。

技术方案34.根据技术方案12所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第一接头结构域的长度为约15至约25个氨基酸。

技术方案35.根据技术方案12所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第一接头结构域的长度为约20至约32个氨基酸。

技术方案36.根据技术方案12所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第一接头结构域的长度为约20个氨基酸。

技术方案37.根据技术方案12所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第一接头结构域的长度为约25个氨基酸。

技术方案38.根据技术方案12所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第一接头结构域的长度为约18个氨基酸。

技术方案39.根据技术方案12所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第一接头结构域包含gly/ser肽。

技术方案40.根据技术方案39所述的杂交核酸酶分子，其中所述gly/ser肽具有(Gly4Ser)n的通式，其中n为选自1、2、3、4、5、6、7、8、9和10的正整数。

技术方案41.根据技术方案39所述的杂交核酸酶分子，其中所述gly/ser肽包含(Gly4Ser)3、(Gly4Ser)4或(Gly4Ser)5。

技术方案42.根据技术方案12所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第一接头结构域包含NLG肽。

技术方案43.根据技术方案12所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第一接头结构域包含N-连接糖基化位点。

技术方案44.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第一核酸酶结构域与Fc结构域的N-末端连接。

技术方案45.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第一核酸酶结构域与Fc结构域的C-末端连接。

技术方案46.根据技术方案1所述的杂交核酸酶分子，其进一步包含第二核酸酶结构域。

技术方案47.根据技术方案46所述的杂交核酸酶分子，其中所述第一和第二核酸酶结构域是不同的核酸酶结构域。

技术方案48.根据技术方案46所述的杂交核酸酶分子，其中所述第一和第二核酸酶结构域是相同的核酸酶结构域。

技术方案49.根据技术方案46所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第二核酸酶结构域与所述Fc结构域的C-末端连接。

技术方案50.根据技术方案46所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第二核酸酶结构域与所述Fc结构域的N-末端连接。

技术方案51.根据技术方案46所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第二核酸酶结构域与所述第一核酸酶结构域的C-末端连接。

技术方案52.根据技术方案46所述的杂交核酸酶分子，其中所述杂交核酸酶分子是多肽，且其中所述第二核酸酶结构域与所述第一核酸酶结构域的N-末端连接。

技术方案53.一种包含第一多肽和第二多肽的二聚体多肽，其中所述第一多肽包含第一核酸酶结构域和Fc结构域，其中所述第一核酸酶结构域与所述Fc结构域有效偶联。

技术方案54.根据技术方案53所述的二聚体多肽，其中所述第二多肽是包含第二核酸酶结构域和第二Fc结构域的第二杂交核酸酶分子，其中所述第二核酸酶结构域与所述第二Fc结构域有效偶联。

技术方案55.一种药物组合物，所述药物组合物包含根据技术方案1-54中任意一项所述的至少一个杂交核酸酶分子和/或至少一个二聚体多肽，和药学上可接受的赋形剂。

技术方案56.一种编码根据技术方案17所述的杂交核酸酶分子的核酸分子。

技术方案57.一种包含根据技术方案56所述的核酸分子的重组表达载体。

技术方案58.一种使用根据技术方案57所述的重组表达载体转化的宿主细胞。

技术方案59.一种制备技术方案1所述的杂交核酸酶分子的方法，所述方法包括：提供包含编码杂交核酸酶分子的核酸序列的宿主细胞；以及在表达杂交核酸酶分子的条件下维持宿主细胞。

技术方案60.一种治疗或预防与免疫应答异常相关状况的方法，所述方法包括对所需患者给药有效量的技术方案1所述的分离杂交核酸酶分子。

技术方案61.根据技术方案60所述的方法，其中所述状况是自身免疫病。

技术方案62.根据技术方案61所述的方法，其中所述自身免疫病选自胰岛素依赖性糖尿病、多发性硬化症、实验性自身免疫性脑脊髓炎、类风湿性关节炎、实验性自身免疫性关节炎、重症肌无力、甲状腺炎、实验性葡萄膜炎、桥本氏甲状腺炎、原发性粘液性水肿、甲状腺毒症、恶性贫血、自身免疫性萎缩性胃炎、爱迪生氏病、过早绝经、男性不育、青少年糖尿病、肺出血肾炎综合征、寻常型天疱疮、类天疱疮、交感性眼炎、晶状体炎性葡萄膜炎、自身免疫性溶血性贫血、特发性白细胞减少症、原发性胆汁性肝硬化、慢性活动性肝炎Hbs-ve、隐源性肝硬化、溃疡性结肠炎、舍格伦综合征、硬皮病、韦格纳肉芽肿、多肌炎、皮肌炎、盘状红斑狼疮、系统性红斑狼疮(SLE)和结缔组织病。

技术方案63.根据技术方案61所述的方法，其中所述自身免疫病是系统性红斑狼疮。

实施例

下文为用于实现本发明特定实施方式的实施例。这些实施例仅为说明性目的，其无意于以任何方式限制本发明的保护范围。虽已尽力确保所使用数字(例如，量、温度，等等)的准确度，但是仍应允许有某些实验误差和偏差。

除另有说明外，本发明的实施将采用本领域范围内常规的蛋白质化学、生物化学、重组DNA技术和药理学方法。此类技术已在文献中有详细的解释。参见，例如T.E.Creighton,Proteins:Structures and Molecular Properties(W.H.Freeman andCompany,1993)；A.L.Lehninger,Biochemistry(Worth Publishers,Inc.,现行版本)；Sambrook,et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual(第2版，1989)；Methods InEnzymology(S.Colowick and N.Kaplan eds.,Academic Press,Inc.)；Remington'sPharmaceutical Sciences,第18版(Easton,Pennsylvania:Mack Publishing Company,1990)；Carey and Sundberg Advanced Organic Chemistry 3^rd Ed.(Plenum Press)VolsA and B(1992)。

实施例1：RNase-Ig融合基因的构建。

依照来自EST文库(来自Dr.C.Raine,Albert Einstein School of Medicine,Bronx,NY)的全长cDNA扩增鼠源性RNase 1，该克隆由Dr.C.Raine直接送达本实验室，没有附带MTA。使用的序列特异性的5’和3’引物来自公开序列。通过序列分析对克隆的序列进行验证。Genebank登录号为NCBI geneID 19752。全长人RNase 1分离自随机引物和oligo dT引物cDNA，所述cDNA来自于人胰脏总RNA(Ambion/Applied Biosystems,Austin,TX)。

将全长克隆分离后，设计引物以构建带有小鼠IgG2a(SEQ ID NO:114)或人IgG1(SEQ ID NO:110)Fc结构域的融合基因。设计了两种不同的引物，针对融合在Fc尾的氨基末端的5’序列；第一种加入了来自小鼠(或人)RNase的天然前导肽，而第二种在RNase氨基末端的预计的信号肽裂解位点处连接了一个AgeI位点，以便将RNase与已克隆的人VKIII先导肽融合，所述人VKIII先导肽已用于其它表达研究。对于鼠源性RNase而言，第一个引物的序列为：

mribNL5’

30mer(RNase 5’带有天然信号肽和HindIII+Kozak)

gTT AAg CTT gCC ACC ATg ggT CTg gAg AAg TCC CTC ATT CTg-3’(SEQ ID NO:1)

第二个引物在RNase 5’末端的现有前导序列和成熟序列之间构建基因融合连接，所述连接位于或接近预计的前导肽裂解位点。

27mer(RNase 5’成熟序列(无先导，带有AgeI位点))

5’-gAT ACC ACC ggT Agg gAA TCT gCA gCA CAg AAg TTT CAg-3’(SEQ ID NO:2)

融合于鼠源性IgG2a的RNase羧基末端和Fc尾氨基末端的3’引物序列如下文所示：

mrib3NH2

28mer(RNase 3’末端带有XhoI位点用于与mIgG2a融合)。

5’-ggC TCg AgC ACA gTA gCA TCA AAg tGG ACT ggT ACg TAg g-3’(SEQ IDNO:3)

另设计两个寡核苷酸，以构建–Ig-RNase融合基因，其中–Ig尾是RNase酶结构域的氨基末端。

mrib5X

带有连接氨基酸和XbaI位点的36mer RNase 5’末端，用于与Fc结构域的羧基末端融合。

5’-AAA TCT AgA CCT CAA CCA ggT Agg gAA TCT gCA gCA CAg AAg TTT CAg-3’(SEQ ID NO:4)

mrib3X

带有两个终止密码子和XbaI位点的31mer RNase 3’末端，用于与Fc结构域的羧基末端融合。

5’-TCT AgA CTA TCA CAC AgT AgC ATC AAA gTg gAC Tgg TAC gTA g-3’(SEQID NO:5)

实施例2：从表达单克隆抗体的杂交瘤中分离抗-RNA或抗-DNA scFvs。

命名为H564的抗-RNA杂交瘤用于分离RNA特异性的V区。回收前，使H564抗-RMA杂交瘤细胞在PRMI 1640培养基(Invitrogen/Life Technologies,Gaithersburg,Md.)中保持对数生长若干天，培养基中添加了谷氨酰胺、丙酮酸钠、DMEM非必需氨基酸和青霉素-链霉素。离心培养基收集细胞，用2x10⁷个细胞制备RNA。使用QIAGEN RNAeasy试剂盒(Valencia,Calif.)，总RNA分离试剂盒和QIAGEN QIAshredder，根据试剂盒中附带的生产厂商说明书，从杂交瘤细胞中分离RNA。将4μg总RNA用于逆转录，制备cDNA的模板。将RNA、300ng随机引物、500ng寡核苷酸dT(12-18)以及1μl 25mM dNTP混合，并在80℃条件下变性5分钟，然后加入酶。将Superscript III逆转录酶(Invitrogen,Life Technologies)加入总体积为25μl的RNA与引物的混合物中，还有与酶一并提供的5倍第二缓冲液以及0.1MDTT。在50℃条件下进行逆转录反应一小时。

根据生产厂商提供的说明书，使用QIAquick PCR纯化试剂盒(QIAGEN,ValenciaCA)纯化逆转录反应中获得的cDNA，并用末端转移酶(Invitrogen,Carlsbad,CA)加上poly-G序列尾。使用QIAquick PCR纯化试剂盒再次纯化加尾后的cDNA，并用试剂盒中提供的30μl洗脱缓冲液(EB缓冲液)洗脱。用2μl加尾的cDNA作为模板，用包含poly-C结构域的锚定-尾部5’引物和恒定区特异性、简并3’引物，通过PCR扩增H564抗体轻链和重链的可变区。设计在两个可变链上加入限制性酶位点，使得在经过扩增和限制性酶酶切后，通过两个V区与连接序列三片段连接组装为scFv。

使用编码(gly4ser)4肽接头的两半分子的重叠引物，通过重叠延伸PCR，扩增所述接头序列，从而在两个V区之间插入(gly4ser)4肽接头。采用琼脂糖凝胶电泳分离PCR片段，从凝胶上切下适宜的条带，并使用QIAquick凝胶提取试剂盒(QIAGEN,Valencia,CA)纯化扩增得到的DNA来分离片段。将来自H564杂交瘤的scFv衍生物组装为VH-接头-VL融合基因，并可连接在更大-Ig融合基因的两个末端。扩增V_H结构域，其不带有前导肽，但是包含用于与V_L融合的5’AgeI限制性位点和用于与接头结构域融合的3’末端BglII限制性位点。

通过将scFv HindIII-XhoI片段插入pDG对scFv-Ig进行组装，所述pDG含有可被限制性酶HindIII和XhoI酶切的人IgG1铰链、CH2和CH3区域。连接后，将连接产物转化进入DH5-α细菌。在PE 9700热循环仪中对scFv-Ig cDNA进行循环测序，采用25个循环的程序：96℃变性10秒、50℃退火30秒以及72℃延伸4分钟。测序引物为pDG正向和反向引物，内部引物退火至IgG恒定区部分的人CH2结构域。根据生产厂商的说明书，使用Big Dye TerminatorReady Sequencing Mix v3.1(PE-Applied Biosystems,Foster City,Calif.)进行测序反应。随后使用Autoseq G25柱(GE Healthcare)对样品进行纯化，在Savant真空干燥仪上干燥洗脱液，使用模板抑制试剂(PE-ABI)变性，并在ABI 310Genetic Analyzer(PE-AppliedBiosystems)上进行分析。使用Vector Nti 10.0版(Informax/Invitrogen,NorthBethesda,Md.)对序列进行编辑、翻译和分析。

构建人RNaseI-hIgG1(SEQ ID NO:125-127)融合基因

从人胰脏总RNA中通过PCR扩增分离人RNase1(SEQ ID NO:113)，所述人胰脏总RNA从Ambion/Applied Biosystems(Austin,TX)获得。将4μg总RNA作为模板通过逆转录制备cDNA。将RNA、300ng随机引物、500ng寡核苷酸dT(12-18)以及1μl 25mM dNTP混合，并在加入酶之前在80℃条件下变性5分钟。将Superscript III逆转录酶(Invitrogen,LifeTechnologies)加入总体积25μl的RNA与引物的混合物中，还有与酶一并提供的第二链缓冲液以及0.1M DTT。在50℃条件下进行逆转录反应一小时。使用QIAquick PCR纯化柱对反应物进行进一步纯化，在PCR反应前将cDNA洗脱至40μl EB缓冲液中。将2μl cDNA洗脱液加入含50pmol人RNase 1特异性5’和3’引物的PCR反应物中，将45μl PCR高保真超混合液(Invitrogen,Carlsbad,CA)加入0.2ml PCR反应管中。使用C1000热循环仪(BioRad,Hercules CA)进行PCR反应。反应包括初始变性步骤95℃ 2分钟，随后进行34个循环，在94℃变性30sec，50℃退火30sec以及68℃，延伸1分钟，随后在72℃最后延伸4分钟。将野生型尾分离后，将片段TOPO克隆至pCR2.1载体；根据生产厂商的说明使用QIAGEN旋转质粒微量制备试剂盒制备DNA。根据生产厂商的说明使用ABI Dye Terminator v3.1即用反应混合物对质粒DNA进行测序。

实施例3：人和小鼠-Fc结构域的分离以及在编码序列中引入突变。

用于分离小鼠(SEQ ID NO:114)和人(SEQ ID NO:110)-Fc结构域的RNA来自下文所述的小鼠或人组织。单细胞悬液来自RPMI培养基中的小鼠脾脏。或者，使用淋巴细胞分离液(LSM)Organon Teknika(Durham,NC)从新鲜全血中分离人PBMC，按照生产厂商的说明书收集血沉棕黄色层，使用前在PBS中将细胞洗涤三次。离心培养基收集细胞，用2x10⁷个细胞制备RNA。利用QIAGEN RNAeasy试剂盒(Valencia,Calif.)，总RNA分离试剂盒和QIAGENQIAshredder柱，根据试剂盒中附带的生产厂商说明书从细胞中分离RNA。使用4μg总RNA作为逆转录制备cDNA的模板。将RNA、300ng随机引物、500ng寡核苷酸dT(12-18)、以及1μl25mM dNTPs混合并在加入酶之前在80℃条件下变性5分钟。将Superscript III逆转录酶(Invitrogen,Life Technologies)加入总体积25μl的RNA与引物的混合物中，还有与酶一并提供的第二链缓冲液以及0.1M DTT。在50℃条件下进行逆转录反应一小时。使用QIAquick(QIAGEN)PCR纯化柱，根据生产厂商的说明纯化cDNA，并且在用于PCR反应前将其洗脱至40μlEB缓冲液中。

使用上文所述的cDNA作为模板，通过PCR扩增，分离野生型小鼠和人-Fc结构域。下述引物用于野生型序列的初始扩增，但是已在铰链结构域加入了所需的突变性改变：

mahIgG1CH2M:47mer

5’-tgtccaccgtgtccagcacctgaactcctgggtggatcgtcagtcttcc-3’(SEQ ID NO:6)

hIgG1-5scc:49mer

5’-agatctcgagcccaaatcttctgacaaaactcacacatgtccaccgtgt-3’(SEQ ID NO:7)

mahIgG1S:51mer

5’-tctagattatcatttacccggagacagagagaggctcttctgcgtgtagtg-3’(SEQ ID NO:8)

muIgG2aCH2:58mer

5’-cctccatgcaaatgcccagcacctaacctcttgggtggatcatccgtcttcatcttcc-3’(SEQID NO:9)

mIgG2a-5scc:47mer

5’-gaagatctcgagcccagaggtcccacaatcaagccctctcctcca-3’(SEQ ID NO:10)

mIgG2a3S:48mer

5’-gtttctagattatcatttacccggagtccgagagaagctcttagtcgt-3’(SEQ ID NO:11)

使用C1000热循环仪(BioRad,Hercules CA)或Eppendorf热循环仪(ThermoFisherScientific,Houston TX)进行PCR反应。反应包括95℃下的初始变性步骤2分钟，随后进行34个循环：在94℃变性30秒，50℃退火30秒，以及72℃延伸1分钟，随后在72℃最后延伸4分钟。野生型尾分离后，将片段TOPO克隆至pCR2.1载体，根据生产厂商的说明，使用QIAGEN旋转质粒微量制备试剂盒制备DNA，以及根据生产厂商的说明使用ABI Dye Terminator v3.1测序反应物对克隆进行测序。

将来自正确克隆的DNA作为重叠延伸PCR中的模板，以便在小鼠IgG2a或人-IgG1编码序列的所需位置引入突变。在50μl反应体积中搭建PCR反应，使用全长野生型克隆作为模板(1μl)，50pmol的5’和3’引物，用于从每个方向PCR在-Fc结构域中达到且包括所需突变位点的各部分，以及PCR高保真超混合液(Invitrogen,Carlsbad CA)，使用短扩增循环。作为重叠PCR诱变的一个例子，用于下文所示的引物组合将P331S突变引入人-IgG1：

使用全长野生型克隆作为模板扩增5’亚片段，5’引物为hIgG1-5scc：5’-agatctcgagcccaaatcttctgacaaaactcacacatgtccaccgtgt-3’(SEQ ID NO:12)，3’引物为P331AS：5’-gttttctcgatggaggctgggagggctttgttggagacc-3’(SEQ ID NO:13)。使用全长野生型克隆作为模板扩增3’亚片段，5’引物为P331S：5’aaggtctccaacaaagccctcccagcctccatcgagaaaacaatctcc-3’(SEQ ID NO:14)，3’引物为mahIgG1S：5’-tctagattatcatttacccggagacagagagaggctcttctgcgtgtagtg-3’(SEQ ID NO:15)。

将亚片段扩增并使用琼脂糖凝胶电泳分离后，根据生产厂商的说明，使用QIAquick凝胶纯化柱对扩增产物进行纯化，并洗脱至30μl EB缓冲液中。随后以两个亚片段作为新反应的重叠模板进行两轮PCR。暂停循环，在反应物中加入5’(hIgG1-5scc，见上文)和3’(mahIgG1S，见上文)侧翼引物(均为50pmol)。随后在上文所述的野生型分子采用的条件下进行34个循环的PCR扩增。通过凝胶电泳分离全长片段，并TOPO克隆至pCR2.1载体，用于序列分析。再将带有正确序列来自克隆的片段亚克隆进入表达载体，以构建本发明所述的不同杂交核酸酶分子。

实施例4：稳定CHO细胞系中RNAse-Ig(SEQ ID NO：124、125、126、127、174(核苷酸) 或160161、162、163、175(氨基酸))、DNAse-Ig(SEQ ID NO：118、119、120、121、122、123、186 (核苷酸)或SEQ ID NO：154、155、156、157、158、159、187(氨基酸))、多亚单位Ig融合构建体 (SEQ ID NO：115、116、117、172、176、178、180(核苷酸)或SEQ ID NO：151、152、153、173、 177、179、181(氨基酸))、以及H564 scFv-Ig融合蛋白的表达。

本实施例举例说明了在真核细胞系中表达本发明所述的不同-Ig融合基因，并通过SDS-PAGE和IgG夹心ELISA对表达的融合蛋白进行鉴定。

将带有正确序列的-Ig融合基因片段插入哺乳动物表达载体pDG，并使用QIAGEN质粒制备试剂盒(QIAGEN,Valencia,Calif.)扩增来自阳性克隆的DNA。随后通过AscI的酶切作用，将重组质粒DNA(100μg)在非必需区线性化，使用酚提取法纯化，并在组织培养基Excell 302中重悬(目录号#14312-79P，JRH Biosciences,Lenexa,Kans./SAFC)。将转染用的细胞，CHO DG44细胞，保持对数生长，每次转染反应收集10⁷个细胞。将总体积为0.8ml的线性DNA加入CHO细胞中用于电穿孔。

在中国仓鼠卵巢(CHO)细胞中通过电穿孔导入选择性、可扩增质粒pDG，其含有在CMV启动子控制下的RNase-Ig cDNA，以实现稳定生产-Ig融合蛋白。pDG载体是pcDNA3的改进版，其编码带有减弱启动子的DHFR选择性标记物，以增加质粒的选择性压力。使用Qiagenmaxiprep试剂盒制备质粒DNA，在进行酚提取和乙醇沉淀前，在唯一的AscI位点将纯化的质粒线性化。加入鲑鱼精子DNA(Sigma-Aldrich,St.Louis,Mo.)作为载体DNA，将质粒和载体DNA各100μg通过电穿孔转染10⁷CHO DG44个细胞。细胞在Excell 302培养基(JRHBiosciences)(下文中将其称为“Excell 302完全”培养基)中生长至对数期，所述培养基中含有谷氨酰胺(4mM)、丙酮酸钠、重组胰岛素、青霉素-链霉素和2xDMEM非必需氨基酸(均来自Life Technologies,Gaithersburg,Md.)。非转染细胞使用的培养基中也含有HT(稀释自次黄嘌呤和胸腺嘧啶的100x溶液)(Invitrogen/Life Technologies)。供选择性转染使用的培养基中含有不同水平的甲氨蝶呤(Sigma-Aldrich)作为选择剂，其范围为50nM至1μM。在280伏、950微法条件下进行电穿孔。使转染细胞在非选择性培养基中恢复过夜，随后将其以125个细胞/孔至2000个细胞/孔范围间的不同系列稀释度，选择性接种至96孔平底培养板(Costar)中。细胞克隆使用的培养基为Excell 302完全培养基，其中含有50nM甲氨蝶呤。一旦克隆充分向外生长，则对主孔培养基上清进行系列稀释，然后使用-IgG夹心ELISA筛选-Ig融合蛋白的表达情况。简言之，将NUNC immulon II培养板用7.5微克/ml F(ab’2)山羊抗小鼠IgG(KPL Labs,Gaithersburg,MD)PBS溶液在4℃条件下包被过夜。使用PBS/3％BSA封闭培养板，并将培养基上清的系列稀释液在室温条件下孵育2-3小时。使用PBS/0.05％吐温20洗板3次，并使用辣根过氧化物酶偶联的F(ab’2)山羊抗小鼠IgG2a(SouthernBiotechnologies)和山羊抗小鼠IgG(KPL)的混合物孵育，均在PBS/1.0％BSA中按照1:3500的比例稀释，在室温条件下孵育1-2小时。使用PBS/0.05％吐温20洗板4次，使用SureBlueReserve，TMB底物(KPL Labs,Gaithersburg,MD)进行结合检测。加入等体积的1N HCl终止反应，使用Spectramax Pro酶标仪(Microdevices,Sunnyvale CA)于450nm条件下读板。将融合蛋白产量最高的克隆先后扩增至T25和T75烧瓶中，以提供用于冻存和大规模生产融合蛋白的适宜数量的细胞。将来自四个最佳克隆的培养物在含甲氨蝶呤的培养基中逐渐扩增，以进一步增加其生产水平。在细胞的各次连续传代过程中，增加Excell 302完全培养基中甲氨蝶呤的浓度，这样仅有扩增了DHFR质粒的细胞才能够存活。来自RNaseIg CHO转染子的四个未扩增主孔的生产水平范围为30-50mg每毫升培养基，所述主孔为生产水平最高的四个孔。即时对扩增培养物进行检测以确定其生产水平。

收集表达RNase-Ig的CHO细胞的上清液，使用0.2μm PES快速滤器(Nalgene,Rochester,N.Y.)过滤，并使其通过蛋白A-琼脂糖(IPA 300交联琼脂糖)柱(Repligen,Needham,Mass.)。使用柱洗涤缓冲液(90mM Tris-碱、150mM NaCl、0.05％叠氮钠，pH 8.7)对柱进行冲洗，使用0.1M柠檬酸缓冲液pH 3.0洗脱结合蛋白。收集组分，使用Nanodrop(Wilmington DE)微量样品分光光度计于280nm处测定蛋白浓度，使用0.1M pH3.0柠檬酸缓冲液进行空白检测。将含有融合蛋白的部分混合，将其用centricon浓缩器在PBS中连续振摇以进行缓冲液交换，随后使用0.2μm的滤器过滤，以降低内毒素污染的可能性。使用Vector Nti 10.0版软件包(Informax,North Bethesda,Md.)中的蛋白分析工具确定消光系数为1.05，使用在线ExPasy蛋白分析工具预测裂解位点。

实施例5：RNaseIg融合蛋白的SDS-PAGE分析。

采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳对纯化的RNase-Ig(SEQ ID NO:115)进行分析。将融合蛋白样品在SDS上样缓冲液中煮沸，其中二硫键还原或不还原，随后上样于SDS 10％Tris-BIS凝胶(目录号#NP0301,Novex,Carlsbad,Calif.)。将每种纯化蛋白各五微克加入凝胶中。电泳后进行考马斯亮蓝染色(Pierce Gel Code Blue染色试剂，目录号#24590，Pierce,Rockford,Ill.)，并使用蒸馏水脱色，以便对蛋白进行检测。在同一块凝胶中加入分子量标记物(Kaleidoscope预染标准品，目录号#161-0324，Bio-Rad,Hercules,Calif)。对其它样品进行如下处理：将Rnase-Ig融合蛋白加入上样缓冲液(62.5mM Tris-HCl、pH6.8、2％SDS、10％甘氨酸、0.01％溴酚蓝，含有或不含5％的2-巯基乙醇)中，上样至4-12％的预制凝胶(Bio-RAD)中。100伏电压下跑胶，直至染料跑完凝胶。使用GelCode Blue(Thermo scientific)将凝胶在室温条件下染色过夜，然后进行水洗。

图3显示了RNase-Ig融合蛋白对比小鼠IgG的结果。Rnase-Ig通过与蛋白A琼脂糖的结合和洗脱从CHO转染细胞的上清液中纯化。SDS-PAGE凝胶中显示，Rnase-Ig在还原条件下约为50kDa，在非还原条件下约为110kDa。

实施例6：小鼠血清中RNase-Ig的检测。

SRED检测

使用蒸馏水制备2％的琼脂糖凝胶。将Poly-IC(Sigma)溶解在蒸馏水中使其浓度为3mg/ml，按照如下方法制备胶板：将1.5ml反应缓冲液(0.2M pH 7.0Tris-HCl、40mM EDTA和0.1mg/ml溴乙锭)、1ml Poly-IC和0.5ml水置于试管中，在50℃条件下保持5min。在试管中加入3ml琼脂糖(保持在50℃)。将混合物立即倾倒在玻璃板上。在凝胶上打样品孔。各血清样品均取2μl加入各孔，将凝胶置于湿盒中在37℃孵育4小时。然后将凝胶在置于冰上的缓冲液(20mM乙酸钠pH 5.2，20mg/ml溴乙锭)中孵育30min，并在UV下检测。

图4显示了三只小鼠(410、413和418)静脉注射Rnase-Ig融合蛋白(SEQ ID NO:150)(在本实验中通过与蛋白A琼脂糖的结合和洗脱从COS转染细胞的上清液中纯化)后的RNase活性。最上面的一行为标准品。需注意小鼠410两周后的第二次注射(见箭头)。分别取三只小鼠2μl血清，加入含0.5mg/ml poly-C的1％琼脂糖凝胶中。在37℃条件下将凝胶在湿盒中孵育4小时，然后在含20mM乙酸钠和20μg/ml溴乙锭的缓冲液中浸泡30min。通过中心孔周围的大小和强度反映RNase的活性。该数据显示在小鼠血清中RNase-Ig融合蛋白的半衰期延长。

实施例7：抗-RNA ELISA检测小鼠血清中的RNA特异性抗体。

用50μg/ml聚-L-赖氨酸(Sigma)包被96-孔板(Nunc,Thermal fisherscientific)过夜。用含0.05％吐温的PBS洗板五次，用含10μg/ml酵母RNA的PBS包板，4℃过夜。洗板五次后，室温条件下将板用含1％BSA的PBS封闭2小时。将1:50稀释的血清样品加入板中，4℃下孵育过夜。使用杂交瘤H564(抗-RNA)培养基作为标准品，从1:300的比例开始连续倍比稀释。检测抗体为偶联有碱性磷酸酶(Jackson Lab)的抗-鼠IgG，按1:5000的比例稀释后加入板中，室温孵育1小时。将碱性磷酸酶(Sigma)溶解在显色缓冲液中(ThermoFisherScientific)，并将其以50μl/孔的量加入板中。使用Spectramax Plus酶标仪(Microdevices,Sunnyvale,CA)于405nm对样品进行读数。

图5显示了在向小鼠410静脉注射RNase-Ig融合蛋白(SEQ ID NO:150)之前和之后抗-RNA抗体的ELISA滴度结果。将预先包被了聚-L-赖氨酸(50μg/ml)的板上包被10μg/ml的酵母RNA。将血清(1:50)加入板中并在4℃条件下孵育过夜。使用1:5000的检测抗体抗-小鼠IgG-碱性磷酸酶(Jackson Labs)在室温条件下孵育1小时，随后加入磷酸酶底物并在405nm读数。数据显示注射Rnase-Ig导致抗-RNA抗体滴度降低并持续3周以上。

图6显示了三周时间内，小鼠413在RNase-Ig融合蛋白(SEQ ID NO:150)注射之前和之后的抗-RNA抗体ELISA滴度结果。实验操作如小鼠410的描述。在注射Rnase-Ig后，抗-RNA抗体的滴度降低。

实施例8：体外培养物中加入RNaseIg后抑制人PBMC产生IFN-α。

加入RNase-Ig(SEQ ID NO:150)终止了人外周血单核细胞中干扰素-α的诱导，所述人外周血单核细胞受免疫复合物刺激，所述免疫复合物由SLE患者(J11)的血清与细胞核提取物(NE)形成。简言之，使用50微升1:2500比例稀释的捕获抗体(抗-IFNα，PBL 21112-1,Piscataway,NJ)包被ELISA板，4℃孵育过夜。用PBS/0.05％吐温20洗板，室温条件下用PBS/1％BSA封闭2小时，PBS/0.05％吐温20洗板，室温条件下用IFN-α的标准稀释液或血清样品的系列稀释液孵育2小时。洗板并用PBS/1％BSA 1:2000稀释的检测抗体(PBL 31101-2,Piscataway,NJ)孵育。PBS/0.05％吐温20洗板，用50微升PBS/1％BSA 1:12,000稀释的驴抗-兔HRP(Jackson Immunoresearch,Westgrove,PA)孵育。加入TMB底物前洗板五次。加入1/2体积2N H2SO4终止反应，在Spectramax Pro酶标仪(MicroDevices,Sunnyvale,CA)中于450nm处对样品进行读数。结果见图7，结果显示加入RNase-Ig终止了人外周血单核细胞中干扰素-α的诱导，所述人外周血单核细胞受免疫复合物刺激，所述免疫复合物由SLE患者(J11)的血清与细胞核提取物形成。

实施例9：TLR7.1xRNaseA双转基因小鼠的表型。

构建出一种过表达RNaseA(RNase Tg)的小鼠。这种核酸酶在RNase Tg小鼠中具有较高的表达水平(见图8)。开发了单相酶扩散(SRED)法(左栏)和定量ELISA，所述ELISA在血清中能够更加准确的对RNase进行定量(见图9)。我们将RNaseA Tg与TLR7.1 Tg小鼠杂交获得具有8-16个TLR7拷贝的双Tg(DTg)。TLR7.1小鼠患有非常严重的、迅速进展的狼疮样疾病并在3月龄时开始死亡，其中位生存期为6个月。在一项初步分析中，收集3月龄DTg及其同窝对照的血样，以确定DTg小鼠是否出现改善迹象。如图8所示，DTg小鼠血清中的RNase水平非常高(等效量>13U/ml RNase，标准品的比活度为993U/mg)。采用ELISA试验测定了Tg和DTg小鼠中的RNaseA浓度，结果见图9。RNase A Tg和TLR7.1XRNaseA Dtg小鼠RNase A的血清浓度在1-2ng/ml之间。

Rnase A ELISA的详细方法(实施例9，图9)

1.用抗-RnaseA Abcam Ab(ab6610)包板：2.5-10μg/ml O/N，4℃。

2.用0.05％吐温/1XPBS洗板3次

3.用含1％BSA的PBS至少封闭1小时

4.用0.05％吐温/1XPBS洗板3次

5.上样，样品1:50稀释

6.室温条件下孵育2小时

7.用0.05％吐温/1XPBS洗板3次

8.制备1:4500稀释的生物素标记的抗Rnase抗体(2.2ug/ml)。室温放置1小时(Rockland 200-4688：10mg/ml)。

9.洗板3次

10.按照1:2500的比例稀释StrepAV HRP(Biolegend 405210)。使用锡箔纸覆盖并在室温下放置25-30min。

11.洗板6次，在两次洗涤之间让液体在各孔中至少停留30s。

12.加入BD OptEIA底物A+B 1:1。放置直至颜色改变，最多5-10min。最上边孔中标准品的读数不能超过1.0。加入80μl。(目录号：51-2606KC；试剂A，51-2607KC；试剂B)

13.加入40μl 1M的硫酸终止反应

产品/试剂信息：

RNaseA Ab：ab6610(90mg/ml)

ELISA缓冲液：含1％BSA的PBS

ELISA洗涤缓冲液：0.05％吐温/1XPBS

抗RNaseA生物素偶联的Ab：Rockland：200-4688(10mg/ml)

Strep AV HRP：Biolegend 405210

BD OptEIA试剂A和B：51-2606KC和51-2607KC

实施例10：TLR7.1转基因小鼠品系的存活曲线。

DTg和TLR7.1同窝对照的存活率存在非常显著的差异。如图10所示，在10个月时，61％的TLR7.1小鼠死亡，而31％的DTg小鼠死亡。该数据显示RNaseA过表达产生强大的治疗作用。尽管严重的贫血、血小板减少和肾小球肾炎在这中间起了一部分作用，TLR7.1小鼠过早死亡的原因尚不完全明确。为确定DTg小鼠中红细胞和血小板计数是否确实受到了RNaseA表达的影响，我们进行了血液计数，但TLR7.1和DTg小鼠之间未发现存在差异。相反，DTg小鼠中肾脏组织病理学得到了显著改善。我们观察到DTg小鼠中IgG和C3的沉积减少。与TLR7.1同窝对照相比，DTg小鼠中的PAS染色也减少，所述PAS染色能反映肾小球膜炎症。当用抗-MAC-2(半乳凝素3)抗体(Lyoda et al.Nephrol Dial Transplat 22:3451,2007)比较肾脏中的巨噬细胞浸润时发现，DTg小鼠肾小球中的mac-2阳性细胞更少。各组取5只小鼠，每只小鼠取20个肾小球进行计数的结果显示，单一和DTg的平均值+/-SE分别为3.8+/-1.1和1.4+/-0.2，p＝.05。此外，还对肾小球丛的尺寸进行了定量检测，并观察到DTg小鼠中肾小球丛的尺寸显著降低(单一和DTg中分别为179+/-41和128+/-16.8μm2，p＝0.037)。总之，TLR7.1XRNaseA DTg小鼠的存活期显著长于其单一Tg TLR7.1同窝，且肾脏的炎症和损伤减轻。

实施例11：TLR Tg小鼠脾脏中的IRG分析。

对TLR7.1 Tg和TLR7.1 X RNaseA DTg小鼠脾脏中的干扰素应答基因(IRGs)进行分析的结果显示，DTg小鼠中IRF7基因的表达显著降低(p＝0.03)。与Tg小鼠相比，其它某些IRGs包括MX1和VIG1在DTg小鼠中降低，但是该差异不具有显著性。见图11。如下文所示进行定量PCR：使用RNeasy mini试剂盒(Qiagen,Valencia,CA,USA)从小鼠脾脏中分离总RNA，使用Turbo-DNA-free(Applied Biosystems,Foster City,CA,USA)处理DNase，使用RNA-to-cDNA试剂盒(Applied Biosystems)利用随机引物制备第一链cDNA。使用NanoDrop(ThermoScientific,Waltham,MA,USA)检测分离RNA的260/280在1.7至2.0之间。将cDNA稀释至相当于1ng/μl总RNA，每次反应使用8μl。合成对照基因(18s)和目标基因(GOI)的引物(IDT,Coralville,Iowa,USA)，用分子级水将所述引物稀释至适于qPCR的浓度。引物的BLAST结果显示，其为仅与对照基因或GOI同源的特异性序列。反应设置双复管(20μl)，使用含模板和引物1:1混合物的SensiMix SYBR low-ROX主混合物(Bioline,London,UK)在ABI Fast7500系统中进行。通过2^-ddCT法计算相对量，以年龄匹配的野生型B6小鼠作为基线确定各GOI的变化倍数。反应的解离曲线显示了各基因的单一熔化峰。标准曲线显示了各基因具有相似的扩增效率且模板浓度在各引物线性动力学范围内。

实施例12：产生的杂交核酸酶分子的结构。

杂交核酸酶分子被设计加入所需结构和功能活性，所述分子单酶或多酶结构作为模块盒与限制性酶位点具有相容性，所述限制性酶位点用于穿梭和结构域交换。杂交核酸酶分子不同实施方式的示意性结构见图12。引物见表1。代表性的杂交核酸酶分子的核苷酸和氨基酸序列见表2。

产生杂交核酸酶分子的一般途径

使用QIAgen RNAeasy试剂盒(Valencia,CA)从人胰脏RNA(Ambion)中分离人cDNA或从正常人外周血淋巴细胞(约5x10e6)中分离人PBMC RNA，使用QIAshredder试剂盒(Qiagen,Valencia,CA)均质化细胞裂解产物。人PBMC分离自D-PBS1:1稀释的肝素化人血液，使用聚蔗糖梯度LSM淋巴细胞分离液(MP Biomedicals,Irvine,CA)分层。

利用QIAgen RNAeasy试剂盒(Valencia,CA)从约5x10e6个脾细胞中分离小鼠脾脏RNA。离心培养基收集细胞，使用5x10e6个细胞制备RNA。利用QIAGEN RNAeasy试剂盒(Valencia,Calif.)总RNA分离试剂盒和QIAGEN QIAshredder根据试剂盒和试剂盒所附带的生产厂商说明书从细胞中分离RNA。使用1至2微克(1-2μg)总RNA作为逆转录制备cDNA的模板。将RNA、300ng随机引物、500ng寡核苷酸dT(12-18)以及1μl 25mM dNTP混合并在加入酶之前在80℃条件下变性5分钟。将Superscript III逆转录酶(Invitrogen,LifeTechnologies)加入总体积25μl的RNA与引物的混合物中，其中还存在5倍量的第二链缓冲液以及与酶一并加入的0.1M DTT。在50℃条件下进行逆转录反应一小时。

10-100ng cDNA用于PCR扩增反应，所述PCR扩增反应使用对目标核酸酶基因(RNaseA、RNase1、DNase1、Trex1、DNase1L3，等等)具有特异性的引物。对于初始克隆反应而言，设计引物以分离全长cDNA或编码目标基因的截短产物。使用琼脂糖凝胶电泳分离全长或缩短的PCR片段，并采用Qiagen QIAquick柱进行纯化以除去核苷酸、引物和不需要的扩增产物。将经纯化的片段克隆至pCR2.1 TOPO克隆载体(Invitrogen,Carlsbad,CA)，并转化至TOP10感受态细菌中。将分离的克隆挑出接种至含50μg/ml羧变青霉素的LuriaBroth培养基中，生长过夜以分离质粒。对TOPO克隆是否经EcoRI酶切至正确的尺寸进行筛选，所述筛选用限制性酶EcoRI(NEB,Ipswich,MA)进行酶切并对酶切得到的片段进行琼脂糖凝胶电泳。使用ABI即用型反应混合物v 3.1和ABI 3730XL DNA测序仪对阳性克隆进行DNA序列分析。获得正确克隆后，进一步设计序列修饰并进行PCR反应，以产生所需的等位基因或表达盒。利用PCR诱变产生截短产物和等位基因，所述PCR诱变使用重叠引物以在基因的特定位点引入突变。通过重叠PCR，使用内部重叠引物合成接头，通过连续的PCR循环在两个末端均连上附加序列。将杂交核酸酶分子组装成一串若干可互换的盒。优选实施方式中的分子包含固定的前导肽、核酸酶盒、编码若干不同的备选多肽接头的可选盒、在CH3结构域羧基末端带有终止密码子或接头、且用于resolvICase型分子的-Ig Fc结构域盒、第二接头盒、后接第二核酸酶盒。图12显示了这些杂交核酸酶分子的盒型结构以及插入各位点的可能序列的例子。将杂交核酸酶分子组装后，将其转移至哺乳动物表达质粒pDG中，所述质粒pDG适于在COS7或其它细胞中瞬时表达以及在使用甲氨蝶呤对DHFR进行选择的CHO DG44细胞中稳定表达。

杂交核酸酶分子的瞬时表达

使用含有杂交核酸酶分子插入基因的表达载体pDG，对COS-7细胞进行瞬时转染。转染前一天，将细胞接种，每60mm平皿接种4x10e5个细胞，加入4ml DMEM(ThermoFisher/Mediatech cell gro)+10％FBS的组织培养基。DMEM基础培养基中添加了4.5g/L葡萄糖、丙酮酸钠、L-谷氨酰胺4mM和非必需氨基酸。在培养基中加入占终体积10％的胎牛血清(Hyclone,Logan,UT ThermoFisher Scientific)。将细胞在37℃，5％CO2的条件下孵育过夜，在转染当天细胞达到约40-80％融合。使用Qiagen(Valencia,CA)QIAprep微量制备试剂盒按照生产厂商的说明制备质粒DNA，将所述质粒DNA洗脱至50μl EB缓冲液中。使用Nanodrop 1000(Thermo Fisher Scientific,Wilmington DE)分光光度计检测DNA的浓度。使用Polyfect(Qiagen,Valencia,CA)转染试剂按照生产厂商的说明转染质粒DNA，每60mm平皿加入2.5μg质粒DNA和15μl溶于150μl无血清DMEM转染混合物中的polyfect试剂。混合后，将反应物稀释至1ml含血清和所有添加剂的细胞生长培养基中，并滴加至含3ml新鲜DMEM完全培养基的平皿中。在收集培养基上清以用于进一步分析前，瞬时转染孵育48-72小时。

表达目标杂交核酸酶分子的稳定CHO DG44转染子的传代

通过电穿孔在CMV启动子控制下将含有RNase-Ig cDNA的选择性、可扩增质粒pDG导入中国仓鼠卵巢(CHO)细胞以实现稳定生产杂交核酸酶分子。pDG载体是pcDNA3的改进版，所述pDG载体编码带有减弱启动子的DHFR选择性标记物，以增加质粒的选择性压力。使用Qiagen maxiprep试剂盒制备质粒DNA，在进行酚提取和乙醇沉淀前，在唯一的AscI位点将纯化质粒线性化。加入鲑鱼精子DNA(Sigma-Aldrich,St.Louis,Mo.)作为载体DNA，将质粒和载体DNA各100μg用于电穿孔转染10⁷CHO DG44个细胞。细胞在Excell 302培养基(JRHBiosciences)(下文中将其称为“Excell 302完全”培养基)中生长至对数期，所述培养基中含有谷氨酰胺(4mM)、丙酮酸钠、重组胰岛素、青霉素-链霉素和2xDMEM非必需氨基酸(均来自Life Technologies,Gaithersburg,Md.)。非转染细胞使用的培养基中也含有HT(稀释自次黄嘌呤和胸腺嘧啶的100x溶液)(Invitrogen/Life Technologies)。供选择性转染使用的培养基中含有不同水平的甲氨蝶呤(Sigma-Aldrich)作为选择剂，范围为50nM至1μM。在280伏、950微法条件下进行电穿孔。使转染细胞在非选择性培养基中恢复过夜，随后以125个细胞/孔至2000个细胞/孔范围间的不同系列稀释度选择性接种至96孔平底培养板(Costar)中。细胞克隆使用的培养基为Excell 302完全培养基，其中含有50nM甲氨蝶呤。克隆充分向外生长后，对主孔培养基上清进行系列稀释后使用-IgG夹心ELISA筛选-Ig融合蛋白的表达情况。简言之，将NUNC immulon II培养板用7.5微克/ml F(ab’2)山羊抗小鼠IgGPBS溶液(KPL Labs,Gaithersburg,MD)或2μg/ml山羊抗人或抗小鼠IgG(JacksonImmunoresearch,West Grove PA)4℃包被过夜。PBS/2-3％BSA封闭培养板，并将培养基上清的系列稀释液室温孵育2-3小时。PBS/0.05％吐温20洗板3次，并使用辣根过氧化物酶偶联的F(ab’2)山羊抗小鼠IgG2a(Southern Biotechnologies)和山羊抗小鼠IgG(KPL)的混合物孵育，所述抗体均在PBS/1.0％BSA中按照1:3500的比例稀释，或使用辣根过氧化物酶偶联的F(ab’2)山羊抗人IgG1(Jackson Immunoresearch,West Grove,PA)按照1:2500的比例稀释，室温孵育1-2小时。PBS/0.05％吐温20洗板4次，使用SureBlue Reserve，TMB底物(KPL Labs,Gaithersburg,MD)进行结合检测。加入等体积的1N HCl终止反应，使用Spectramax Pro酶标仪(Microdevices,Sunnyvale CA)于450nm条件下读板。将融合蛋白产量最高的克隆先后扩增至T25和T75烧瓶中，以提供用于冻存和大规模生产融合蛋白的适宜数量的细胞。将来自四个最佳克隆的培养物在含甲氨蝶呤的培养基中逐渐扩增以进一步增加其生产水平。在细胞的各次连续传代过程中，增加Excell 302完全培养基中甲氨蝶呤的浓度，这样仅有扩增了DHFR质粒的细胞才能够存活。

收集表达杂交核酸酶分子的CHO细胞的上清液，使用0.2μm PES快速滤器(Nalgene,Rochester,N.Y.)过滤，并使其通过蛋白A-琼脂糖(IPA 300交联琼脂糖)柱(Repligen,Needham,Mass.)。使用柱洗涤缓冲液(90mM Tris-碱、150mM NaCl、0.05％叠氮钠，pH8.7)对洗柱，用0.1M pH 3.0柠檬酸缓冲液洗脱结合蛋白。收集组分，用Nanodrop(Wilmington DE)微量样品分光光度计于280nm处测定蛋白浓度，用0.1M pH3.0柠檬酸缓冲液进行空白检测。将含有融合蛋白的部分混合，用centricon浓缩器在PBS中连续振摇以进行缓冲液交换，随后用0.2μm的过滤设备过滤，以降低内毒素污染的可能性。

实施例13：hRNase1-G88D-hIgG1[SCCH-P238S-K322S-P331S]的酶动力学分析。

如实施例12中对核酸酶分子的描述，通过随机引物cDNA逆转录和PCR扩增从人胰脏RNA中分离人RNase1序列。使用的下列引物来自PCR引物表中引物集，每次反应50pmol。

hRNase5’age：accggtaaggaatcccgggccaagaaattcc(SEQ ID NO:16)

hRNase3’bx：ctcgagatctgtagagtcctccacagaagcatcaaagtgg(SEQ ID NO:17)

在PCR和重叠PCR反应中使用下述两个引物构建人RNase G88D的突变，以便在位点88处引入突变，将酶抗性转变为细胞质抑制剂。

hRNaseG88D-S：agactgccgcctgacaaacgactccaggtaccc(SEQ ID NO:18)

hRNAseG88D-AS：gggtacctggagtcgtttgtcaggcggcagtct(SEQ ID NO:19)

如上文对杂交核酸酶分子的描述，将野生型和突变的人RNase1分离和克隆。使用上文列出的前两个引物克隆野生型序列。将RNase片段TOPO克隆和测序后，将AgeI-XhoI盒转移至pDG表达载体中，所述载体已含有人VK3LP插入和人IgG1-WT盒。通过酶切对构建体进行验证，制备用于瞬时转染的质粒DNA。对来自小规模瞬时转染的功能进行了确证后，将分子稳定转染至CHO DG44以表达足以供进一步体外分析的量。野生型人RNase1融合蛋白见表2，hVK3LP-hRNase1-WT-hIgG1-WT(SEQ ID NO:163)。类似地，还将野生型人RNase1作为融合基因表达，其中带有(gly4ser)4(SEQ ID NO:125或SEQ ID NO:161)或(gly4ser)5(SEQ IDNO:126或SEQ ID NO:162)接头结构域，所述接头结构域插入hRNase盒和hIgG1 Fc结构域之间。将人RNase1的G88D突变作为融合基因表达，将其命名为hVK3LP-hRNase-G88D-hIgG1-WT(SEQ ID NO:124或160)或hIgG1-SCCH-P238S-K322S-P331S(SEQ ID NO:174或175)，列于表2。

突变体hRNase1-G88D-hIgG1[SCCH-P238S-K322S-P331S](SEQ ID NO:175)的酶动力学Lineweaver Burk曲线如图13所示。为进一步定义二价RNase-Ig融合蛋白的功能特性，对米氏常数Km进行了初步检测。根据生产厂商的说明使用RNase Alert底物(Ambion/IDT,San Diego,CA.)对经纯化的人RNase1-Ig融合蛋白的酶动力学进行测定，采用SpectramaxM2微量酶标仪(Molecular Devices,Sunnyvale,CA)进行荧光检测。在30分钟孵育时间段内每隔30s收集一次荧光数据，用SoftmaxPro软件(Molecular Devices)进行分析。测定不同底物浓度下的反应速率，数据见Lineweaver Burke曲线。

实施例14：hRNase1-hIgG与人单核细胞系结合的分析。

将蛋白A纯化的杂交核酸酶分子hRNase1-hIgG1-WT与人单核细胞系THP-1或U937共同孵育，以评估FcR介导的含野生型或突变Fc的分子的结合。图14显示了hRNase1-WT-hIgG1-WT(SEQ ID NO:161)与这两种细胞系的结合类型。将细胞在冰上与含5μg/ml纯化融合蛋白的PBS/2％FBS孵育45分钟，在PBS/2％FBS中洗涤三次，并且在冰上与FITC-山羊抗人IgG(Fc特异性)(Jackson Immunoresearch,West Grove,PA)孵育45分钟，所述抗体按1:200比例稀释。将细胞在PBS/2％FBS中洗涤两次，使用FACS Canto(BD,Franklin Lakes,NJ)流式细胞仪和FlowJo软件(TreeStar,Ashland,OR)进行分析。

实施例15：IVIg阻断hRNase1-hIgG1与人单核细胞系的结合。

将THP-1或U937细胞与IVIg进行预孵育，IVIg初始浓度为10mg/ml，在96孔板的各孔中以10倍的比例进行系列稀释。将细胞(约1x10e6每孔)在冰上孵育45分钟。结合前将细胞洗涤两次，在各孔中加入约5μg/ml的AF750偶联的hRNase1-WT-hIgG1-WT(SEQ ID NO:161)。在冰上孵育45分钟进行结合反应，在PBS/2％FBS中洗涤两次，并且如上文所述进行流式细胞术分析。IVIg能够部分阻断标记核酸酶融合蛋白的结合，但是即使在10mg/ml时，仍有高于背景的可检测残留结合。图15显示了人IVIg的阻断活性，所述阻断针对hRNase1-WT-hIgG1-WT(SEQ ID NO:161)与U937和THP-1细胞的结合。

实施例16：Trex1-Ig活性检测。

使用下列引物从小鼠cDNA中克隆鼠源性Trex1：

mTrex1-5’age：accggtatgggctcacagaccctgccccatggtcaca(SEQ ID NO:20)

mTrex1-3’bx：ctcgagatctgttgttccagtggtagccggagtgccgtacatg(SEQ ID NO:21)

PCR反应中各引物均使用50pmol，总体积为50μl，反应在94℃30s；50℃60s；68℃90s扩增条件下进行35次扩增循环。如此前对示例核酸酶融合基因克隆所描述的，将PCR产物克隆至pCR2.1载体并筛选TOPO克隆。对序列进行验证后，将盒亚克隆至融合了mIgG尾的pDG表达载体，或与(g4s)n接头之一共克隆以构建带有不同长度接头的Trex1-lnk分子。将分离的质粒瞬时转染至如上文所述的COS细胞和如上文所述用于示例核酸酶融合基因的稳定CHO转染子中。

编码Trex1Ig融合基因的构建，如下所述：将加入人VK3前导肽的基因与鼠源性Trex1融合，所述Trex1在COOH末端截短72个氨基酸(除去细胞内核酸靶向序列)，再融合(gly4ser)4(SEQ ID NO:130)或(gly4ser)5接头(SEQ ID NO:131)，再融合鼠IgG2a/c等位基因，通过融合使Balb/c IgG2a等位基因中IgGc序列加入某些改变。

在30μl含20mM Tris(pH7.5)、5mM MgCl₂、3mM DTT的反应体系中对Trex1-Ig的核酸外切酶活性进行检测，36-mer寡核苷酸作为底物。孵育反应在37℃条件下进行20-30min。样品在23％的聚丙烯酰胺DNA凝胶中电泳过夜。在含0.5μg/ml溴乙锭的TBE缓冲液中孵育凝胶。通过UV透照等的照射下对DNA进行目测检查，使用配有溴乙锭滤片的Kodak EDAS290数字照相机拍照，并使用Kodak分子成像软件进行分析。COS生产的mTrex1-(g4s)4-mIgG2a-c(SEQ ID NO:166)和mTrex1-(g4s)5-mIgG2a-c(SEQ ID NO:167)的trex1活性检测结果见图16。

实施例17：由COS-7瞬时转染生产的单杂交核酸酶分子mTrex1-Ig的Western印迹。

如下所示，使用含有编码杂交核酸酶分子Trex1-Ig的质粒对COS-7细胞进行瞬时转染：将加入人VK3前导肽的基因与鼠源性Trex1融合，所述Trex1在COOH末端截短72个氨基酸(除去细胞内核酸靶向序列)，再融合(gly4ser)4(SEQ ID NO:130)或(gly4ser)5接头，再融合鼠IgG2a/c等位基因，通过融合使Balb/c IgG2a等位基因中IgGc序列加入某些改变。72小时后收集COS上清液，4℃条件下将0.5-1.0ml样品(视不同实验而定)与100μl蛋白A-琼脂糖小球免疫沉淀。将蛋白A小球离心，用PBS洗涤两次，随后再用还原SDS-PAGE上样缓冲液重悬。将样品在100℃加热处理5分钟，离心后的蛋白A小球成团，并将上样缓冲液加入10％SDS-PAGE凝胶中。在150伏条件下将样品电泳1.5-2小时，在30mAmp条件下处理1小时将凝胶转印至硝酸纤维素膜。使用TBS/5％脱脂奶粉将Western印迹封闭过夜。在室温条件下将印迹与1:2500的HRP(辣根过氧化物酶)偶联山羊抗小鼠IgG2a/c(Fc特异性，KPL)孵育1.5小时，在PBS/0.5％吐温20中洗涤五次或以上，并使用ECL试剂对印迹显色。图17为COS7培养基上清的免疫沉淀Western印迹，所述COS7表达mTrex1-(g4s)4(SEQ ID NO:166)或(g4s)5-mIgG2a-c(SEQ ID NO:167)融合蛋白。

实施例18：来自DNase1L3Ig CHO的融合蛋白的核酸外切酶活性。

DNase1L3克隆自小鼠脾脏cDNA，使用下述引物对来克隆包含其天然前导肽序列的mDNase1L3：

mdnase1L3-NL：GTT AAG CTT GCC ACC ATG TCC CTG CAC CCA GCT TCC CCA CGCCTG(SEQ ID NO:22)

Mdnase1L3-3bx：CTC GAG ATC TGA GGA GCG ATT GCC TTT TTT TCT CTT TTT GAGAG(SEQ ID NO:23)

或者，使用下述引物对用人VK3前导肽代替天然前导肽启动PCR反应。

mdnase1L3-age：ACC GGT CTA AGG CTC TGC TCC TTC AAT GTG AGG TCC TTT GGA(SEQ ID NO:24)

Mdnase1L3-3bx：CTC GAG ATC TGA GGA GCG ATT GCC TTT TTT TCT CTT TTT GAGAG(SEQ ID NO:25)

PCR反应中各引物均使用50pmol，总体积为50μl，反应在94℃ 30s；50℃ 60s；68℃90s扩增条件下进行35次扩增循环。如此前对示例核酸酶融合基因克隆中所描述，将PCR产物克隆至pCR2.1载体并筛选TOPO克隆。对序列进行了验证后，将盒亚克隆至融合了mIgG尾的pDG表达载体。将分离的质粒瞬时转染至如上文所述的COS细胞和如上文所述用于示例核酸酶融合基因的稳定CHO转染子中。

在30μl含20mM Tris(pH7.5)、5mM MgCl₂、2mM DTT和底物的反应体系中对来自DNase1L3Ig(SEQ ID NO:185)CHO克隆的蛋白提取物的核酸外切酶的活性进行检测。孵育反应在37℃条件下进行20-30min。将样品在琼脂糖DNA凝胶中电泳过夜。在含溴乙锭的TBE缓冲液中孵育凝胶。在UV下对DNA显影。染色质酶切分析的结果见图18。

实施例19：增加CHO上清液体积对核酸外切酶活性的剂量滴定。

图19为对COS上清液的核酸外切酶酶切类型的滴定分析结果，所述COS表达DNase1L3Ig融合蛋白(SEQ ID NO:183或185)。如下所示进行核DNA降解检测：在DMEM培养基中培养HeLa细胞，从10e5个细胞中收集细胞核，使用NP-40裂解液进行分离。将细胞核稀释至200μl反应缓冲体中，所述缓冲体含10mM Hepes(pH 7.0)、50mM NaCl、2mM MgCl₂、2mMCaCl₂和40mM b-磷酸甘油。在37℃条件下将核孵育3小时，图上标注的数字为DNase1L3转染COS细胞培养基上清液的体积。使用QiAmp血液DNA微量试剂盒分离核DNA。利用1.5％的琼脂糖凝胶电泳对DNA进行分析。在对照反应中，使用250i.u./ml肝素以抑制核酸酶活性。

实施例20：DNase1-Ig单酶和双酶杂交核酸酶分子的构建和表达。

人DNase1或DNase1样分子天然存在的等位基因已被报道。此前已报道了在人DNAse1样酶的天然变体中出现的A114F突变，且其引起酶的肌动蛋白抗性，所述酶包含此序列改变。参见，Pan,CQ,Dodge TH,Baker DL,Prince WE,Sinicropi DV,and Lazarus RA.JBiol Chem 273:18374-18381,(1998)；Zhen A,Parmelee D,Hyaw H,Coleman TA,Su K,Zhang J,Gentz R,Ruben S,Rosen C,and Li Y.Biochem and Biophys Res Comm 231:499-504(1997)；以及Rodriguez AM,Rodin D,Nomura H,Morton CC,Weremowicz S,andSchneider MC.Genomics 42:507-513(1997)，其全部内容通过整体引用并入本申请。

类似地，最近有报道G105R突变作为编码人DNAse 1基因中的单核苷酸多态性，所述多态性在某些或所有种群中具有多态性，且与自身免疫性有关。(参见，Yasuda T,UekiM,Takeshita H,Fujihara J,Kimura-Kataoka K,Lida R,Tsubota E,Soejima M,Koda Y,Dato H,Panduro A.Int J Biochem Cell Biol 42(7):1216-1225(2010)，在此通过引用并入本申请)。与野生型相比，在所述位点的等位基因变体为高活性的DNase1同种型。另一种天然存在的、多态性突变(R21S)也已报道具有更高的活性(见上文所述的Yasuda)。

已有报道显示系统性红斑狼疮患者DNase1活性水平显著降低(参见，Martinez-Valle F,Balada E,Ordi-Ros J,Bujan-Rivas S,Sellas-Fernandez A,Vilardell-TarresM.Lupus 18(5):418-423(2009)，在此通过引用并入本申请)。

当对患者给药时，天然存在的酶变体可能具有较低的免疫原性，因为这些同种型存在于人群。我们已经详尽地论证了将类似于A114F具有肌动蛋白抗性性质的等位基因与像G105R一样能够增加酶活性的等位基因进行组合将产生新的人DNase1等位基因变体，所述变体可能显示出改善的体外和体内临床活性。据我们所知，我们首次报道了由两种天然存在的变体G105R和A114F组合产生出新突变形式的所述DNase1。

按照如前所述的方法从人胰脏RNA(Ambion)中分离人DNase1，通过随机引物获得cDNA并使用下述引物集进行PCR：

5’hDNase1-age：GTT ACC GGT CTG AAG ATC GCA GCC TTC AAC ATC CAG(SEQ IDNO:26)

5’hDNase1-bx：GTT CTC GAG ATC TTT CAG CAT CAC CTC CAC TGG ATA GTG(SEQID NO:27)

或者用下述引物对，通过PCR扩增3’DNase盒。

3’hDNase1-RV：GTT GAT ATC CTG AAG ATC GCA GCC TTC AAC ATC CAG(SEQ IDNO:28)

3’hDNase1-stop：GTT TCT AGA TTA TCA CTT CAG CAT CAC CTC CAC TGG ATAGTG(SEQ ID NO:29)

在各引物均为50pmol，2μl cDNA，总体积为50μl条件下，利用上文所述的PlatinumPCR Supermix进行PCR反应。在94℃30s；55℃30s；68℃90s扩增条件下进行35次扩增循环。

通过PCR扩增得到野生型基因后，对基因片段进行凝胶电泳，使用QIAquick柱纯化850bp片段。将片段克隆至pCR2.1，如对其它构建体的描述，根据生产厂商的说明通过TOPO克隆进行转化。对序列进行了验证后，使用PCR引物生产含有DNase1天然存在的等位基因的亚片段，所述片段已报道具有改善的特异性活性和对肌动蛋白抑制具有改进抗性。这些亚片段中含有折叠序列，允许含有上述所需等位基因变体的完全DNase1亚克隆扩增。用Polyfect(Qiagen,Valencia,CA)转染试剂在60mm平皿中将COS 7细胞瞬时转染。利用Qiagen QIAprep微量制备试剂盒根据生产厂商的说明制备质粒DNA。将质粒洗脱至50μl EB缓冲液中。使用Nanodrop检测DNA的浓度，每次转染反应使用2.5μg质粒DNA。将各DNaseIg(SEQ ID NOS.：118、119、120、121、122或123)或RNase-Ig-DNase(SEQ ID NOS.：115、116、117)表达盒插入表达载体pDG，所述pDG衍生自pcDNA3.1的哺乳动物。在收集培养基上清液用于进一步分析前，将转染细胞在37℃、5％CO2条件下孵育72小时。收集培养基上清液，离心除去溶液中的残留细胞，并将液体转移至新的试管中。

使用质粒瞬时转染COS-7细胞，所述质粒含有人DNase1野生型(SEQ ID NO:118)或与野生型人IgG1 Fc结构域融合的天然存在的DNase 1突变等位基因(G105R和/或A114F)(SEQ ID NO：115、116、或117)。该铰链-CH2-CH3盒含有铰链区C→S单突变以清除该结构域中的第一个半胱氨酸，因为在抗体的轻链中缺乏与其配对的配体导致其无法配对。此外，还可以通过COS细胞瞬时转染表达更多的复合多核酸酶融合蛋白。对瞬时转染体的上清液进行了Western印迹分析。图20中的分子含有人DNase1与人IgG1野生型Fc结构域(SEQ ID NO：154、155、156、或159)的融合，或包括人RNase1(野生型)与人IgG1的SCC铰链-CH2-CH3 Fc结构域融合，后接含有N-连接糖基化位点以保护接头结构域不被蛋白酶裂解的新型连接，以及在分子羧基末端的野生型(SEQ ID NO:153)或突变等位基因(SEQ ID NO：151或152)形式的人DNase1。72小时后收集COS上清液，在4℃条件下将0.5-1.0ml样品(视不同实验而定)与100μl蛋白A-琼脂糖小球免疫沉淀。在使用SDS-PAGE上样缓冲液重悬前，将蛋白A小球离心并在PBS中洗涤两次，用NuPAGE凝胶——还原或非还原性LDS上样缓冲液。根据生产厂商的说明加热样品，离心后的蛋白A小球成团，并将上样缓冲液加入5-12％NuPAGE梯度凝胶中。在150伏条件下将样品电泳1.5-2小时，在30mAmp条件下处理1小时将凝胶转印至硝酸纤维素膜。使用TBS/5％脱脂奶粉将Western印迹封闭过夜。在室温条件下将印迹与1:2500的HRP(辣根过氧化物酶)偶联的山羊抗人IgG(Fc特异性，Jackson Immunoresearch)或山羊抗小鼠IgG孵育1.5小时，PBS/0.5％吐温20中洗涤五次或以上，并使用ECL试剂对印迹显色。

实施例22：筛选COS上清液的核酸酶活性。

图21显示了利用SRED对收集的COS上清液进行RNase活性检测(SRED)分析结果，所述COS表达hDNAse1Ig和hRNase1-Ig-hDNase1融合蛋白。

如下所述，对COS上清液进行核酸酶活性检测，所述COS由hDNaseIg单一或多重特异性核酸酶瞬时转染。使用蒸馏水制备2％的琼脂糖凝胶。将Poly-C(Sigma)溶于蒸馏水中使其浓度为3mg/ml。按照如下方法制备胶板：将1.5ml反应缓冲液(0.2M Tris-HCl pH7.0、40mM EDTA和0.1mg/ml溴乙锭)、1ml Poly-C和0.5ml水加入试管中并在50℃保持5分钟。将3ml琼脂糖(保持在50℃)加入试管。将混合物立即倾倒在玻璃板上。在凝胶上打上样孔。各样品均取约2μl上样并将凝胶置于湿盒中37℃孵育4小时。然后将凝胶在置于冰上的缓冲液(20mM乙酸钠pH 5.2，20mg/ml溴乙锭)中孵育30min，并在UV下检测。在UV透照等的照射下用配有溴乙锭滤片的Kodak数字照相机DC290系统对凝胶拍照，并使用Kodak分子成像软件进行分析。

图22是一幅组合图，显示了在来自转染细胞的COS上清液中进行的DNase核酸酶活性检测的结果。转染下述野生型和突变DNase1-Ig融合蛋白克隆72小时后收集培养基上清液：(1)090210-8＝hDNAse1-WT-hIgG1 WT(SEQ ID NO:154)；(2)090210-9＝hDNase1-G105R；A114F-hIgG1 WT(SEQ ID NO:159)；(3)091210-8＝hRNase1-WT-hIgG1-WT-DNase1-G105R；A114F(SEQ ID NO:151)；和(4)091210-14＝hRNase-WT-hIgG1-WT-DNase1-A114F(SEQ ID NO:152)。

使用碳酸氢钠缓冲液将上清液调至pH 8.0，以便表达的-Ig融合蛋白与蛋白A琼脂糖小球结合。图23中的A图为对质粒DNA酶切后的凝胶电泳分析结果。在PBS中洗涤蛋白A琼脂糖填料(每个样品50μl)，并在4℃条件下与100μl培养基上清共同孵育过夜以免疫沉淀-Ig融合蛋白。在750μl PBS中洗涤免疫沉淀4-5次，约3500rpm离心，随后吸去PBS。在含1.5μg质粒DNA(pDG表达载体)和含20mM Tris pH7.5、2mM CaCl2和2mM MgCl2的50μl反应缓冲液中重悬最终得到蛋白A沉淀。将反应物在37℃条件下孵育30分钟，加热至65℃ 5min，并且利用琼脂糖凝胶电泳在1.5％TBE-琼脂糖凝胶中分析反应物中存在的DNA。

图B为使用DNase Alert试剂盒(IDT/Ambion)在相同的培养基上清中进行核酸酶活性检测的结果。如下文所述，将含有冻干DNase Alert底物(50pmol)的反应管用试剂盒中提供的5μl无核酸酶ddH2O、5μl 10X DNase alert缓冲液和40μl免疫沉淀蛋白A填料重悬：对于这些免疫沉淀而言，将50μl蛋白A琼脂糖小球与50μl培养基上清液孵育过夜。随后用0.75ml PBS洗涤样品5次。将最终的蛋白A沉淀重悬在80μl无核酸酶ddH2O中，并将40μl填料(沉淀的一半)转移至反应管中。设置了加入模拟转染IP和ddH20的阴性对照。还设置了含有试剂盒提供的DNase1(2个单位)的阳性对照。将反应物在37℃条件下孵育1小时，并将其暴露于短波长UV透照下以显示出荧光。DNA酶切的相对量可由荧光程度指示。

实施例22：DTg小鼠中mac-2阳性细胞的检验。

狼疮早期的死亡率通常由免疫抑制治疗肾炎导致的肾炎或感染所致。因此，对于任意新疗法而言，一个极其重要的结果为肾炎得到改善。虽然人体内的研究仅限于对蛋白尿和肌酸酐进行定量检测，但是在小鼠中可以通过组织学和免疫组织化学的方法精确评估肾脏的炎症和损伤。我们报道了TLR7.1 x RNase双转基因(DTg)小鼠显示出了抗-RNA抗体减少、B细胞活性降低、免疫沉淀物减少和PAS阳性染色肾小球减少。采用抗-Mac-2(半乳凝素3)抗体进一步比较了肾脏中的巨噬细胞浸润(Iyoda et al.Nephrol Dial Transplant22:3451,2007)。如上文所述(Iyoda et al)，对来自单一或双Tg肾脏的冰冻切片中Mac-2+巨噬细胞的数量以及肾小球尺寸进行检测。计数二十个随机选择的肾小球(从肾脏的外侧至内侧)中阳性细胞的数量。与单一Tg小鼠相比(数据未列出)，在双Tg的肾小球中mac-2阳性染色细胞的数量更少。在一项初步研究中，各组中取4-5只，每只小鼠计数20个肾小球的结果显示，单一和双Tg的平均值+/-SE分别为3.8+/-1.1和1.4+/-0.2，p＝0.05。此外，对肾小球丛的尺寸进行了定量，在DTg小鼠中观察到了肾小球丛尺寸的显著降低(在单一和双Tg中分别为179.4+/-41对128+/-16.8um2，p＝0.037)。

实施例23：经纯化的鼠RNaseA-Ig融合蛋白的Km。

为进一步定义二价RNase-Ig融合蛋白(SEQ ID NO:150)的功能特性，我们对米氏常数Km进行了检测。如图23所示，酶具有较高的亲和力，其Km的暂定值为280nM(作为比较，用polyC作为底物时，RNase A的Km为34nM(delCardayre et al,Prot Eng 8:261,1995))。图23显示了用Rnase Alert底物(Ambion/IDT)进行检测并使用Spectramax M2微量酶标仪进行荧光定量得到的酶动力学结果。利用Softmax Pro软件(Molecular Devices)对数据进行分析。测定不同底物浓度时的反应速率并且以Lineweaver-Burk曲线表示数据。经体积校正的表观Km为280nM。

实施例24：564Igi Tg小鼠中抗-RNA抗体分析。

564Igi Tg小鼠：Dr.Imanishi-Kara将来自H564杂交瘤的重排VDJ基因插入内源性的Igh和Igk loci，以创造以B6为背景的564Igi小鼠。小鼠血清中固定细胞的胞质和核仁被染色，提示具有明显的抗-RNA特异性。与该发现一致并且与本发明具有特殊的相关性，当将这些小鼠制成TRL7缺陷时抗体产生被抑制，提示刺激抗体产生的确实是RNA。该品系小鼠肾小球肾炎发病延迟。分析了在H564转基因小鼠和共表达564Ig和RNase转基因的双转基因小鼠中抗-RNA抗体的表达。图24比较了在连续间隔时间内小鼠血清中的抗-RNA抗体的水平，所述时间间隔以这些转基因小鼠年龄计。

参见Gavalchin,J.,R.A.Seder,and S.K.Datta.1987.The NZB X SWR model oflupus nephritis.I.Cross-reactive idiotypes of monoclonal anti-DNA antibodiesin relation to antigenic specificity,charge,and allotype.Identification ofinterconnected idiotype families inherited from the normal SWR and theautoimmune NZB parents.J.Immunol.138:128-137；和Berland,R.,L.Fernandez,E.Kari,J.H.Han,I.Lomakin,S.Akira,H.H.Wortis,J.F.Kearney,A.A.Ucci,and T.Imanishi-Kari.2006.Toll-like receptor 7-dependent loss of B cell tolerance inpathogenic autoantibody knockin mice.Immunity 25:429-440。

实施例25:杂交核酸酶分子生物学活性的体外评估。

如上述实施例中描述的方法，对一种或多种杂交核酸酶分子通过例如亲和或离子交换色谱进行纯化。在某些例子中，杂交核酸酶分子是多肽。在某些例子中，杂交核酸酶分子包括表2中的一个或多个序列。在某些例子中，分子是SEQ ID NO：161、162或163。在某些例子中，分子包括SEQ ID NO：145和SEQ ID NO：149。在某些例子中，分子是SEQ ID NO：151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、166、167、169、170、171、173、175、177、179、181、187、189、191、193、195、197、199、201、203、205或207。杂交核酸酶分子可以是本发明所公开中的任意一个以及由本发明所公开的序列构建(见表2)的任意一个，例如取一个核酸酶结构域并将其与一个Fc结构域连接；或例如取一个核酸酶结构域通过一个接头结构域将其与一个Fc结构域连接。多种接头结构域(例如，本发明所描述的那些)可以用于连接Fc结构域和/或核酸酶结构域。例如，可以使用氨基酸长度为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、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40或更多的接头结构域。采用定性试验在体外检测分子的特定核酸酶活性，以验证其是否具有所需的核酸酶功能。通常通过基于荧光的动力学检测和将读数设定为时间的函数的荧光酶标仪对特定活性进行确定，所述检测使用底物如RNase或DNase Alert试剂盒试剂。此外，一般采用市售试剂盒，如Pyrotell鲎变形细胞溶解物(LAL)试剂盒，以检测蛋白溶液的内毒素污染，所述试剂盒购于Cape Cod,Inc.(E.Palmouth,MA)且产品的检测限为0.06EU/ml。采用多种体外试验对分子的生物学活性进行检测。

一系列体外试验将通过在培养基中存在或不存在分子的情况下，人PBMC对不同刺激的应答情况测定分子对细胞因子产物的作用。根据试验需要将正常或患者的人PBMC(约1x10e6个细胞)培养24、48或96小时。在存在刺激物如TLR配体、共刺激抗体、免疫复合物和正常或自身免疫性血清的情况下培养PBMC。采用市售试剂如Biolegend(San Diego,CA)的IL-6、IL-8、IL-10、IL-4、IFN-γ、TNF-α抗体配对试剂盒检测分子对细胞因子产物的作用。在24、48小时或更长的时间点收集体外培养物的培养基上清液，以确定分子对细胞因子产物的作用。采用例如来自PBL interferon source(Piscataway,NJ)的抗-人IFN-α抗体和标准曲线试剂检测IFN-α的产生情况。采用人淋巴细胞亚群(分离的单核细胞、B细胞、pDC、T细胞，等等)进行类似的系列试验；使用磁珠进行纯化，所述磁珠例如市售的来自MiltenyiBiotech(Auburn,CA)的分离试剂盒的磁珠。

此外，在刺激后的不同时间点评价分子对淋巴细胞活化受体如CD5、CD23、CD69、CD80、CD86和CD25表达的影响。对PBMC或分离细胞亚群进行多色流式细胞术检测以确定这些分子是如何影响与免疫细胞活化相关的不同受体的表达。

通过另外一系列检测测定这些分子在体外对不同淋巴细胞亚群增殖的影响。刺激前，利用例如CFDA-SE染色(Invitrogen,Carlsbad,CA)对人PBMC进行这些检测。用PBS/0.5％BSA将5mM的CFSE按1:3000比例稀释，加入10e7-10e8个PBMCS或已纯化的细胞亚类，将标记反应物在37℃条件下孵育3-4分钟，随后在RPMI/10％FBS中洗涤若干次以除去残留的CFSE。随后将CFSE标记细胞与多种刺激物(TLR配体、共刺激抗体，等等)和分子在共培养反应物中孵育4天，再利用染料偶联的细胞亚群特异性抗体通过流式细胞术对细胞增殖情况进行分析。

使用正常和患者的PBMC样品，在体外评价这些分子对单核分子向DC和巨噬细胞成熟的影响。

杂交核酸酶分子的有效性通过下述比较来确证：比较经本发明所述杂交核酸酶分子处理细胞的检测结果和来自经对照制剂处理细胞的检测结果。相对于处理前存在的标记物水平，或相对于对照组检测得到的水平，在有效分子处理组中，上文所述的多种标记物(例如，细胞因子、细胞表面受体、增殖)的水平普遍得到改善。

实施例26：对所需哺乳动物给药杂交核酸酶分子。

在本研究中使用了哺乳动物(例如，小鼠、大鼠、啮齿类、人、豚鼠)。向哺乳动物给药(例如，静脉给药)一种或多种杂交核酸酶分子或对照，所述分子包含表2中一个或多个序列。在某些例子中，分子是SEQ ID NO：161、162或163。在某些例子中，分子包括SEQ ID NO：145和SEQ ID NO：149。在某些例子中，分子是SEQ ID NO：151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、166、167、169、170、171、173、175、177、179、181、187、189、191、193、195、197、199、201、203、205或207。杂交核酸酶分子可以是本发明所公开中的任意一个，以及由本发明所公开的序列构建的(见表2)任意一个，例如取一个核酸酶结构域并将其与一个Fc结构域连接；或例如取一个核酸酶结构域通过一个接头结构域将其与一个Fc结构域连接。多种接头结构域(例如，本发明所描述的那些)可以用于连接Fc结构域和/或核酸酶结构域。例如，可以使用氨基酸长度为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、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40或更多的接头结构域。在某些例子中，将杂交核酸酶分子制成药学上可接受的载体。在某些例子中，将分子制成上述章节中描述的药物组合物。杂交核酸酶分子是RNase和/或DNase靶向的。

将采用多次给药的方法视为是有益的。在动物中监测对以下水平的影响：IFN-α水平、IFN-α应答基因水平、自身抗体滴度、肾功能和病理学和/或循环免疫复合物水平。采用不同治疗方案和给药途径(例如，肌内给药，等等)进行类似的研究。杂交核酸酶分子的有效性通过以下比较得到了确证：比较使用本发明公开的杂交核酸酶分子治疗的哺乳动物和使用对照制剂治疗的哺乳动物以下水平：IFN-α水平、IFN-α应答基因水平、自身抗体滴度、肾功能和病理学和/或循环免疫复合物水平。

在一个例子中，对需要治疗的人类主体进行选择或鉴别。主体可能需要例如降低系统性红斑狼疮的诱因或症状。主体的鉴别可以在临床或其它地方进行，例如在主体家中通过主体自己使用自检试剂盒进行。

在零时刻，向主体给药适宜的首剂量杂交核酸酶分子。如本发明所述将杂交核酸酶分子制剂。首次给药一段时间后，例如7天、14天和21天时，评估主体的身体状况，例如测定IFN-α水平、IFN-α应答基因水平、自身抗体滴度、肾功能和病理学和/或循环免疫复合物水平。还可以检测其它的相关标准。根据主体的需要调整给药次数和强度。

相对于治疗前存在的水平，或相对于在类似状况但未经治疗主体或对照主体中的检测水平，所述给药后主体中以下水平得到降低和/或改善：IFN-α水平、IFN-α应答基因水平、自身抗体滴度、肾功能和病理学和/或循环免疫复合物水平。

在另一个例子中，对所需治疗的啮齿类主体进行选择或鉴别。主体的鉴别可以在实验室或其它地方。

在零时刻，向主体给药适宜的首剂量杂交核酸酶分子。如本发明所述将杂交核酸酶分子制剂。首次给药一段时间后，例如7天、14天、和21天，评估主体的身体状况，例如测定IFN-α水平、IFN-α应答基因水平、自身抗体滴度、肾功能和病理学和/或循环免疫复合物水平。还可以检测其它的相关标准。根据主体的需要调整给药次数和强度。

相对于治疗前的水平，或相对于在类似状况但未经治疗的主体或对照主体中的检测水平，所述给药后主体中的下列水平得到降低和/或改善：IFN-α水平、IFN-α应答基因水平、自身抗体滴度、肾功能和病理学和/或循环免疫复合物水平。

虽然本发明通过引用优选实施方式和多种替代实施方式对发明进行了特别展现和描述，但是本领域技术人员都应该能够理解，在不脱离本发明公开的主旨和保护范围的情况下，上述内容还可以进行各种形式和细节上的变化。

出于任意目的，本说明书中引用的所有参考文献、已授权的专利和专利申请均通过整体引用并入本申请。

表

Claims (42)

1.一种多肽，其包含第一核酸酶结构域、第二核酸酶结构域、和变体Fc结构域，其中所述第一核酸酶结构域和第二核酸酶结构域任选地通过接头彼此连续地有效连接形成串联阵列，其中所述核酸酶结构域的串联阵列任选地通过接头与所述变体Fc结构域的C末端或N末端有效连接，其中所述第一核酸酶结构域和第二核酸酶结构域选自RNase和DNase，并且其中所述变体Fc结构域是变体人IgG1Fc结构域，其包含相较于野生型降低与Fcγ受体或补体蛋白或二者的结合的氨基酸替换，其中所述多肽具有降低的效应器功能。

2.根据权利要求1所述的多肽，其中所述降低的效应器功能选自调理作用、吞噬作用、补体依赖性细胞毒作用、抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用。

3.根据权利要求1或2所述的多肽，其中所述第一核酸酶结构域和第二核酸酶结构域选自：

(a)人RNase，例如人胰RNase1；和/或

(b)人DNase，选自人DNase I、人DNase 1L3、或人TREX1。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的多肽，其中：

(a)所述变体Fc结构域包含铰链结构域、CH2结构域和CH3结构域；和/或

(b)所述变体Fc结构域包含修饰的铰链结构域，其包含至少一个氨基酸替换；和/或

(c)所述变体Fc结构域包含修饰的CH2结构域，所述修饰的CH2结构域包含至少一个替换。

5.根据权利要求4所述的多肽，其中所述修饰的铰链结构域包含三个铰链半胱氨酸的一个或多个被丝氨酸的替换。

6.根据权利要求5所述的多肽，其中所述三个铰链半胱氨酸的一个或多个的替换为SCC或SSS。

7.根据权利要求4所述的多肽，其中所述修饰的CH2结构域包含至少一个替换，所述替换选自P238S、P331S、N297S或其组合。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的多肽，其中：

所述第一核酸酶结构域或第二核酸酶结构通过接头结构域与所述变体Fc结构域有效连接；和/或

其中所述第一核酸酶结构域或第二核酸酶结构域任选地通过接头与所述变体Fc结构域的N末端有效连接；和/或

其中所述第一核酸酶结构域或第二核酸酶结构域任选地通过接头与所述变体Fc结构域的C末端有效连接。

9.根据权利要求8所述的多肽，其中所述接头结构域是多肽接头。

10.根据权利要求9所述的多肽，其中所述多肽接头是gly-ser接头。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的多肽，其中

(a)所述RNase包含与SEQ ID NO:149所示的氨基酸序列至少90％相同的氨基酸序列，任选地没有其前导序列，或包含100个或更多个选自SEQ ID NO:149的连续的氨基酸；和/或

(b)所述DNase包含SEQ ID NO:139、SEQ ID NO:142、或SEQ ID NO:143所示的氨基酸序列，或包含与SEQ ID NO:139、SEQ ID NO:142、或SEQ ID NO:143所示的氨基酸序列至少90％相同的氨基酸序列；和/或

(c)所述变体Fc结构域包含与SEQ ID NO:145所示的氨基酸序列至少90％相同的氨基酸序列。

12.根据权利要求11所述的多肽，其中所述变体Fc结构域包含修饰的铰链结构域，所述修饰的铰链结构域包含至少一个氨基酸替换。

13.根据权利要求12所述的多肽，其中所述修饰的铰链结构域包含三个铰链半胱氨酸中的一个或多个被丝氨酸的替换。

14.根据权利要求13所述的多肽，其中所述三个铰链半胱氨酸的一个或多个的替换为SCC或SSS。

15.根据权利要求11-14中任一项所述的多肽，其包含一个或多个选自P238S、P331S、K322S和N297S的Fc突变。

16.根据权利要求1-3中任一项所述的多肽，其中

(a)所述变体Fc结构域是与人细胞上的Fc受体的结合能力降低的变体Fc结构域；和/或

(b)所述Fc结构域是突变的人IgG1Fc结构域，其包含一个或多个选自P238S、P331S、K322S、N297S的突变，其中编号依据EU索引；和/或

(c)所述Fc结构域是突变的Fc结构域，其包含三个铰链结构域半胱氨酸残基中的一个或多个被丝氨酸的替换；和/或

(d)所述多肽包含接头结构域。

17.一种组合物，其包含根据权利要求1-16中任意一项所述的多肽和药学上可接受的载体。

18.一种二聚体多肽，其包含根据权利要求1-16中任意一项所述的多肽。

19.根据权利要求18所述的二聚体多肽，其中所述二聚体为同源二聚体。

20.一种组合物，其包含根据权利要求18所述的二聚体多肽和药学上可接受的载体。

21.一种组合物，其包含根据权利要求19所述的二聚体多肽和药学上可接受的载体。

22.一种包含编码根据权利要求1-16中任意一项所述的多肽的核苷酸序列的核酸分子。

23.一种重组表达载体，其包含根据权利要求22所述的核酸分子。

24.一种用根据权利要求23所述的重组表达载体转化的宿主细胞。

25.一种制备根据权利要求1-16中任意一项所述的多肽的方法，包括：

提供宿主细胞，其包含编码所述多肽的核酸序列；以及在表达多肽的条件下维持宿主细胞。

26.根据权利要求1-16中任意一项所述的多肽在制备一种用于治疗或预防与异常免疫应答相关的状况的药物中的用途。

27.根据权利要求26所述的用途，其中所述与异常免疫反应相关的状况是自身免疫疾病。

28.根据权利要求27所述的用途，其中所述自身免疫疾病选自胰岛素依赖性糖尿病、多发性硬化症、实验性自身免疫性脑脊髓炎、类风湿性关节炎、实验性自身免疫性关节炎、重症肌无力、甲状腺炎、实验性葡萄膜炎、桥本氏甲状腺炎、原发性粘液性水肿、甲状腺毒症、恶性贫血、自身免疫性萎缩性胃炎、爱迪生氏病、过早绝经、男性不育、青少年糖尿病、肺出血肾炎综合征、寻常型天疱疮、类天疱疮、交感性眼炎、晶状体炎性葡萄膜炎、自身免疫性溶血性贫血、特发性白细胞减少症、原发性胆汁性肝硬化、慢性活动性肝炎Hbs-ve、隐源性肝硬化、溃疡性结肠炎、舍格伦综合征、硬皮病、韦格纳肉芽肿、多肌炎、皮肌炎、盘状红斑狼疮、系统性红斑狼疮(SLE)和结缔组织病。

29.根据权利要求26所述的用途，其中所述与异常免疫应答相关的状况是SLE。

30.根据权利要求26所述的用途，其中所述与异常免疫应答相关的状况是舍格伦综合征。

31.根据权利要求26所述的用途，其中所述与异常免疫应答相关的状况是狼疮性肾炎。

32.根据权利要求1-16中任意一项所述的多肽在制备用于治疗或预防与(核糖)核蛋白的过度释放相关状况的药物中的用途。

33.根据权利要求32所述的用途，其中所述状况是与(核糖)核蛋白的过度释放相关自身免疫疾病。

34.根据权利要求32所述的用途，其中所述状况是SLE。

35.根据权利要求32所述的用途，其中所述状况是狼疮性肾炎。

36.根据权利要求32所述的用途，其中所述状况是舍格伦综合征。

37.根据权利要求1-16中任意一项所述的多肽，权利要求17所述的组合物、权利要求18或19所述的二聚体多肽、或权利要求20或21所述的组合物在制备一种用于治疗系统性红斑狼疮(SLE)的药物中的用途。

38.根据权利要求1-16中任意一项所述的多肽，权利要求17所述的组合物、权利要求18或19所述的二聚体多肽、或权利要求20或21所述的组合物在制备一种用于治疗狼疮性肾炎的药物中的用途。

39.根据权利要求1-16中任意一项所述的多肽、权利要求17所述的组合物、权利要求18或19所述的二聚体多肽、或权利要求20或21所述的组合物在制备一种用于治疗舍格伦综合征的药物中的用途。

40.一种包含核酸酶结构域和变体Fc结构域的多肽在制备用于减少或抑制受试者中干扰素-α的产生的药物中的用途。

41.一种多肽，其特征在于选自以下的氨基酸序列：SEQ ID NO:154、SEQ ID NO:155、SEQ ID NO:156、SEQ ID NO:157、SEQ ID NO:158和SEQ ID NO:159。

42.一种多肽，其特征在于选自以下的氨基酸序列：SEQ ID NO:151、SEQ ID NO:152、SEQ ID NO:173、SEQ ID NO:177、SEQ ID NO:179和SEQ ID NO:181。

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