CN118076373A - 用于联合疗法的包括生长分化因子-15变体和胰高血糖素样肽-1受体激动剂的组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过与GLP‑1(胰高血糖素样肽‑1)受体激动剂组合给药来预防或治疗糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征的药物组合物,其包括GDF15(生长分化因子‑15)变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体作为活性成分。
Description
发明的背景
技术领域
本发明涉及一种通过与GLP-1(胰高血糖素样肽-1)受体激动剂组合给药来预防或治疗糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征的药物组合物,其包括GDF15(生长分化因子-15)变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体作为活性成分。
背景技术
GDF15,被称为MIC-1(巨噬细胞抑制因子-1)、PBMP(胎盘骨形态发生蛋白)或NAG-1(非甾体类抗炎药激活基因-1),是TGF-β超家族(转化生长因子-β超家族)成员之一。
最近,据报道,GDF15通过与脑组织中特异性表达的RET(ret原癌基因)和GFRAL(GDNF家族受体α样)结合来抑制饮食摄入,从而诱导体重减轻(Tsai V.W.et al.,PLoS One2013;8(2):e55174;US 8,192,735)。此外,在若干项研究中,对多种肥胖动物模型给药GDF15显示出了优异的体重减轻效果,并且此外,还观察到了代谢性优势诸如降低的血糖水平、降低的脂质水平、改善的胰岛素抵抗等。
然而,野生型GDF15在体内的半衰期较短,因此所存在的问题是当在医学上使用时其给药的频率较高。因此,正在开发用于增加GDF15在体内半衰期的长效制剂。
同时,胰高血糖素样肽-1(GLP-1),一种GLP-1受体激动剂,是一种肠道L细胞响应于肠道中的营养摄入或血糖浓度而分泌的肠促胰岛素激素,特别是一种刺激强胰岛素分泌的激素。它具有依赖于葡萄糖浓度增强胰岛素分泌的特性,因此它具有强胰岛素分泌刺激效应但不会引起低血糖,这是所期望的。
GLP-1用于减少上消化道的运动并抑制食欲,并且还能使胰腺的现有细胞增殖。具体地,GLP-1作用于胰腺以增加胰岛素分泌并减少胰高血糖素分泌,从而表现出降血糖效果,以及延迟食物通过胃以及由于作用于大脑而抑制食欲,从而以复杂的方式控制血糖并有助于体重减轻。此外,它能够通过改善胰岛β细胞的功能对胰岛素敏感性产生积极的影响(Zander M.et al.,Lancet 2002;359:824-830)。
然而,活性GLP-1作为治疗剂的用途受到限制,因为其半衰期非常短,约为2分钟。为了克服这一限制,人们已经努力通过抑制DPP-4(二肽基肽酶-4)来维持活性GLP-1的浓度,所述DPP-4是一种使GLP-1失活的水解酶,并寻找具有与GLP-1相似结构而不会被DPP-4水解的肽。目前,已经开发了DPP-4抑制剂并用作与前一种相对应的药物,而在后一种情况下,GLP-1片段或GLP-1类似物已被开发和使用。
本发明人已经进行了巨大的努力来提高对糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征的预防或治疗效果,并因此确定了用于联合疗法的包括GDF15变体和GLP-1受体激动剂的组合物,该GDF15变体通过在GDF15的特定位置处引入突变而表现出改善的活性,该组合物可以表现出体重减轻效果和降血脂效果,从而完成了本发明。
[引文列表]
(专利文献1)US 8192735(2009.01.01)。
(非专利文献1)Tsai V.W.et al.,PLoS One 2013;8(2)。
(非专利文献2)Zander M.et al.,Lancet 2002;359:824-830。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过与GLP-1(胰高血糖素样肽-1)受体激动剂组合给药来预防或治疗糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征的药物组合物,其包括GDF15(生长分化因子-15)变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体作为活性成分。
为了实现上述目的,本发明提供了一种用于预防或治疗糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征的药物组合物,其包括由下式(I)表示的GDF15(生长分化因子-15)变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体作为活性成分和与其组合给药的GLP-1(胰高血糖素样肽-1)受体激动剂:
式(I)
N-末端延伸结构域-核心结构域
在式(I)中,
N-末端延伸结构域是包括选自SEQ ID NO:3至5中的任一种氨基酸序列的多肽;并且
核心结构域是包括SEQ ID NO:20的氨基酸序列的多肽,或其中选自由SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第15位氨基酸、第50位氨基酸、第58位氨基酸、第97位氨基酸及其组合组成的组中的任一种被另一种氨基酸置换的多肽,
其中,第15位氨基酸的精氨酸(R)可以被以下氨基酸置换:丙氨酸(A)、天冬氨酸(D)、天冬酰胺(N)、半胱氨酸(C)、谷氨酸(E)、谷氨酰胺(Q)、甘氨酸(G)、组氨酸(H)、异亮氨酸(I)、亮氨酸(L)、赖氨酸(K)、甲硫氨酸(M)、苯丙氨酸(F)、脯氨酸(P)、丝氨酸(S)、苏氨酸(T)、色氨酸(W)、酪氨酸(Y)或缬氨酸(V),
第50位氨基酸的天冬酰胺(N)可以被以下氨基酸置换:丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸或缬氨酸,
第58位氨基酸的丝氨酸(S)可以被以下氨基酸置换:丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸或缬氨酸,或者
第97位氨基酸的天冬氨酸(D)可以被以下氨基酸置换:丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸或缬氨酸。
附图说明
本发明的以上和其他目的、特征和其他优点将从以下结合附图的详细描述中更清楚地理解,在附图中:
图1示出了依赖于接头类型和长度的长效GDF15融合蛋白(二聚体、FM9-1、FM9-2、FM9-3、FM9-4、FM9-5和FM9-6)的功能活性的测量结果;
图2示出了依赖于接头类型和长度的长效GDF15融合蛋白(二聚体、FM11-1、FM11-2、FM11-3、FM11-4、FM11-5和FM11-6)的功能活性的测量结果;
图3示出了饮食诱导的肥胖小鼠(DIO小鼠)在经长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与司美鲁肽(semaglutide)组合地重复给药后的体重变化(%)的测量结果;
图4示出了饮食诱导的肥胖小鼠(DIO小鼠)在经长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与司美鲁肽组合地重复给药后的累积食物摄入量的测量结果(****p<0.0001vs.肥胖对照(DIO负载体)(双因素ANOVA));
图5示出了饮食诱导的肥胖小鼠(DIO小鼠)在经长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与司美鲁肽组合地重复给药后的血脂谱(blood lipid profiles)的改善结果或血脂谱的测量结果(###p<0.001vs.正常对照(正常负载体)(学生t检验)以及**p<0.01、***p<0.001和****p<0.0001vs.肥胖对照(DIO负载体)(单因素ANOVA));
图6示出了ob/ob小鼠在经长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与司美鲁肽组合地重复给药后的体重变化(%)的测量结果;
图7示出了ob/ob小鼠在经长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与司美鲁肽组合地重复给药后的累积食物摄入量的测量结果(****p<0.0001vs.肥胖对照(ob/ob负载体)(双因素ANOVA));
图8示出了ob/ob小鼠在经长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与司美鲁肽组合地重复给药后的血脂谱的改善或血脂谱的测量结果(###p<0.001vs.正常对照(正常负载体)(学生t检验)以及*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001和****p<0.0001vs.肥胖对照(ob/ob负载体)(单因素ANOVA));
图9示出了ob/ob小鼠在经长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与司美鲁肽组合地重复给药后的血糖降低效果和胰岛素抵抗的改善的测量结果(###p<0.001vs.正常对照(正常负载体)(学生t检验)以及*p<0.05、**p<0.01和****p<0.0001vs.肥胖对照(ob/ob负载体)(单因素ANOVA));
图10示出了ob/ob小鼠在经1nmol/kg的长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与高剂量的司美鲁肽组合地重复给药后的体重变化(%)的测量结果;
图11示出了ob/ob小鼠在经1nmol/kg的长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与高剂量的司美鲁肽组合地重复给药后的累积食物摄入量的测量结果(****p<0.0001vs.肥胖对照(ob/ob负载体)(双因素ANOVA));
图12示出了ob/ob小鼠在经1nmol/kg的长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与高剂量的司美鲁肽组合地重复给药后的随机血糖水平的变化(mg/dL)的测量结果;
图13示出了ob/ob小鼠在经1nmol/kg的长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与高剂量的司美鲁肽组合地重复给药后的口服葡萄糖耐量试验(OGTT)与胰岛素抵抗的改善的测量结果(*p<0.05和****p<0.0001vs.肥胖对照(ob/ob负载体)(单因素ANOVA));
图14示出了ob/ob小鼠在经1nmol/kg的长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与高剂量的司美鲁肽组合地重复给药后的血脂谱的改善结果或血脂谱的测量结果(*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001和****p<0.0001vs.肥胖对照(ob/ob负载体)(单因素ANOVA));
图15示出了饮食诱导的肥胖小鼠(DIO小鼠)在经长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与司美鲁肽或替西帕肽(tirzepatide)组合地重复给药后的体重变化(%)的测量结果;
图16示出了饮食诱导的肥胖小鼠(DIO小鼠)在经长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与司美鲁肽或替西帕肽组合地重复给药后的累积食物摄入量的测量结果(*p<0.05和****p<0.0001vs.肥胖对照(DIO负载体)(双因素ANOVA));
图17示出了饮食诱导的肥胖小鼠(DIO小鼠)在经长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独地和与司美鲁肽或替西帕肽组合地重复给药后的血脂谱的改善结果和血脂谱的测量结果(###p<0.001vs.正常对照(正常负载体)(学生t检验)以及**p<0.01和***p<0.001vs.肥胖对照(DIO负载体)(单因素ANOVA));以及
图18示出了正常大鼠在经长效GDF15融合蛋白(二聚体,FM9-6)单独给药和司美鲁肽单独或组合给药后使用对乙酰氨基酚的胃排空结果(*p<0.05、**p<0.01和***p<0.001vs.正常对照(正常负载体)(单因素ANOVA))。
具体实施方式
本发明的一方面涉及一种通过与GLP-1(胰高血糖素样肽-1)受体激动剂组合给药来预防或治疗糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征的药物组合物,其包括GDF15(生长分化因子-15)变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体作为活性成分。
在下文中,将给出本发明的具体描述。
GDF15变体
提供了由以下式(I)表示的GDF15变体。
式(I)
N-末端延伸结构域-核心结构域
在式(I)中,
N-末端延伸结构域是包括选自SEQ ID NO:3至5中的任一种氨基酸序列的多肽;并且
核心结构域是包括SEQ ID NO:20的氨基酸序列的多肽,或其中选自由SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第15位氨基酸、第50位氨基酸、第58位氨基酸、第97位氨基酸及其组合组成的组中的任一种被另一种氨基酸置换的多肽,
其中,第15位氨基酸的精氨酸(R)可以被以下氨基酸置换:丙氨酸(A)、天冬氨酸(D)、天冬酰胺(N)、半胱氨酸(C)、谷氨酸(E)、谷氨酰胺(Q)、甘氨酸(G)、组氨酸(H)、异亮氨酸(I)、亮氨酸(L)、赖氨酸(K)、甲硫氨酸(M)、苯丙氨酸(F)、脯氨酸(P)、丝氨酸(S)、苏氨酸(T)、色氨酸(W)、酪氨酸(Y)或缬氨酸(V),
第50位氨基酸的天冬酰胺(N)可以被以下氨基酸置换:丙氨酸、精氨酸(R)、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸或缬氨酸,
第58位氨基酸的丝氨酸(S)可以被以下氨基酸置换:丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸或缬氨酸,或者
第97位氨基酸的天冬氨酸(D)可以被以下氨基酸置换:丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸或缬氨酸。
如本文所用,术语“核心结构域”指具有SEQ ID NO:1的GDF15的氨基酸序列中从第7位氨基酸到第112位氨基酸的氨基酸序列的多肽,并且是包括SEQ ID NO:20的氨基酸序列的多肽或其中选自由SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第15位氨基酸、第50位氨基酸、第58位氨基酸、第97位氨基酸及其组合组成的组中的任一种被另一种氨基酸置换的多肽。第一核心结构域可以包括SEQ ID NO:2的氨基酸序列。
特别地,核心结构域可以包含选自由以下突变(1)至(6)组成的组中的任一种突变:
(1)SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第15位氨基酸的精氨酸(R)被天冬酰胺(N)置换;
(2)SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第50位氨基酸的天冬酰胺(N)被亮氨酸(L)置换;
(3)SEQ ID No:20的氨基酸序列中的第58位氨基酸的丝氨酸(S)被赖氨酸(K)、精氨酸(R)、天冬酰胺(N)、天冬氨酸(D)、谷氨酸(E)、半胱氨酸(C)或亮氨酸(L)置换;
(4)SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第97位氨基酸的天冬氨酸(D)被亮氨酸(L)置换;
(5)SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第50位氨基酸的天冬酰胺(N)和第97位氨基酸天冬氨酸(D)被半胱氨酸(C)或丝氨酸(S)置换;以及
(6)SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第15位氨基酸的精氨酸(R)被天冬酰胺(N)置换,第58位氨基酸的丝氨酸(S)被赖氨酸(K)或精氨酸(R)置换。
这里,核心结构域可以包括选自SEQ ID NO:6至19中的任一种氨基酸序列。
N-末端延伸结构域是与核心结构域的N-末端结合的结构域,并且可以是包括选自SEQ ID NO:3至5的任一种氨基酸序列的多肽。
如本文所用,表述“ΔN2”也可表示为“delta N2”,并且意味着SEQ ID NO:1所列出的人GDF15氨基酸序列中的第一个和第二个氨基酸被缺失。当表达为N-末端延伸结构域时,ΔN2可以表示为“NGDH”。
如本文所用,表述“ΔN3,WS插入,G4N,D5S,H6T”也可以表示为“delta N3,WS插入,G4N,D5S,H6T”,并且意味着SEQ ID NO:1所列出的人GDF15的氨基酸序列中的第一至第三个氨基酸被缺失,色氨酸和丝氨酸插入缺失的位置,作为第四个氨基酸的甘氨酸被天冬酰胺置换,作为第五个氨基酸的天冬氨酸被丝氨酸置换,以及作为第六个氨基酸的组氨酸被苏氨酸置换。当表达为N-末端延伸结构域时,ΔN3、WS插入、G4N、D5S和H6T可以表示为“WSNST”。
如本文所用,表述“ΔN3,G4N,D5S,H6T”也可以表示为“delta N3,G4N,D5S,H6T”,并且意味着SEQ ID NO:1所列出的人GDF15的氨基酸序列中的第一至第三个氨基酸被缺失,作为第四个氨基酸的甘氨酸被天冬酰胺置换,作为第五个氨基酸的天冬氨酸被丝氨酸置换,以及作为第六个氨基酸的组氨酸被苏氨酸置换。当表达为N-末端延伸结构域时,ΔN3、G4N、D5S和H6T可以表示为“NST”。
GDF15变体可以包括N-末端延伸结构域和核心结构域,该N-末端延伸结构域包括SEQ ID NO:3所列出的氨基酸序列,而该核心结构域包括选自SEQ ID NO:6至20中的任一种氨基酸序列。此外,GDF15变体可以包括N-末端延伸结构域和核心结构域,该N-末端延伸结构域包括SEQ ID NO:4所列出的氨基酸序列,而该核心结构域包括选自SEQ ID NO:6至20中的任一种氨基酸序列。另外,GDF15变体可以包括N-末端延伸结构域和核心结构域,该N-末端延伸结构域包括SEQ ID NO:5所列出的氨基酸序列,而该核心结构域包括选自SEQ IDNO:6至19中的任一种氨基酸序列。
优选地,GDF15变体包括N-末端延伸结构域和核心结构域,该N-末端延伸结构域包括SEQ ID NO:3所列出的氨基酸序列,而该核心结构域包括SEQ ID NO:8、9或20所列出的氨基酸序列。此外,GDF15变体包括N-末端延伸结构域和核心结构域,该N-末端延伸结构域包括SEQ ID NO:4所列出的氨基酸序列,而该核心结构域包括SEQ ID NO:8、9或20所列出的氨基酸序列。此外,GDF15变体包括N-末端延伸结构域和核心结构域,该N-末端延伸结构域包括SEQ ID NO:5所列出的氨基酸序列,而该核心结构域包括选自SEQ ID NO:6、7、10至19中的任一种氨基酸序列。这里,GDF15变体可以包括选自SEQ ID NO:21至39中的任一种氨基酸序列。
长效GDF15融合蛋白
长效GDF15融合蛋白经配置以使得GDF15变体与人IgG Fc或其变体相互结合。
人IgG Fc或其变体可以是IgG1、IgG2、IgG3或IgG4的Fc或其变体。具体地,该人IgG1 Fc或其变体可以泛指人IgG1 Fc或其变体,并且人IgG1Fc可以包括SEQ ID NO:41所列出的氨基酸序列。
人IgG Fc或其变体可以是包含CH3结构域的Fc的片段或与SEQ ID NO:41有90%、92%、95%、96%、97%、98%、99%或100%同一性的连续氨基酸序列。在某些实施方式中,人IgG Fc或其变体可以是包括CH2结构域和CH3结构域的Fc的片段或与SEQ ID NO:41有90%、92%、95%、96%、97%、98%、99%或100%同一性的连续氨基酸序列。在某些实施方式中,人IgG Fc或其变体可以是包括部分铰链区、CH2结构域和CH3结构域的Fc的片段或与SEQ ID NO:41具有90%、92%、95%、96%、97%、98%、99%或100%同一性的连续氨基酸序列。在某些实施方式中,人IgG Fc或其变体可以具有与SEQ ID NO:41具有90%、92%、95%、96%、97%、98%、99%或100%同一性的氨基酸序列。
IgG Fc或其变体包括包含IgG1 Fc序列的第一多肽,该IgG1 Fc序列包括包含至少一个工程化突起(protuberance)的CH3序列,以及包括IgG1 Fc序列的第二多肽,该IgG1 Fc序列包括包含至少一个工程化空腔(cavity)的CH3序列,其中第一多肽可以通过将第一多肽的突起定位到第二多肽的空腔中而与第二多肽异二聚化。
特别地,第一多肽可以包括工程化突起,其能够与包括工程化空腔的另一IgG Fc多肽(例如,第二多肽)结合。第二多肽可以包括工程化空腔,其能够与包括工程化突起的另一IgG Fc多肽(例如,第一多肽)结合。此外,第一多肽的突起和第二多肽的空腔可以被工程化至IgG Fc的CH3结构域中。这里,第一多肽的突起和第二多肽的空腔既不与GDF15变体连接也不与其结合。
工程化突起可以在具有SEQ ID NO:41所列出的氨基酸序列的人IgG1Fc的氨基酸序列中包括至少一个置换。这里,氨基酸位置的编号基于EU编号方案。该置换可以存在于选自由氨基酸残基347、366和394组成的组的位置处。例如,置换可以是选自由Q347W/Y、T366W/Y、T394W/Y和其组合组成的组中的任一种。此外,工程化空腔可以包括人IgG1 Fc序列中相应氨基酸的至少一个置换,并且该置换可以存在于选自氨基酸残基366、368、394、405和407组成的组的位置处。例如,置换可以是选自由T366S、L368A、T394S、F405T/V/A、Y407T/V/A和其组合组成的组中的任一种。
优选地,突起包括T366W/Y置换,而空腔包括选自由T366S、L368A、Y407T/V/A和其组合组成的组中的任一种置换。例如,突起可以包括T366W/Y置换,而空腔可以包括Y407T/V/A置换。此外,突起可以包括T366Y置换,而空腔可以包括Y407T置换。突起可以包括T366W置换,而空腔可以包括Y407A置换。突起可以包括T394Y置换,而空腔可以包括Y407T置换。
第一多肽可以包括选自SEQ ID NO:42、44和46的任一种氨基酸序列,而第二多肽可以包括选自SEQ ID NO:43、45和47的任一种氨基酸序列。
将突起称为“杵(knob)”,并且将空腔称为“臼(hole)”。
第一多肽是包含工程化突起的Fc‘杵’,第二多肽是包括工程化突起的Fc‘臼’。第一多肽和第二多肽可以通过非共价相互作用(例如,疏水作用诸如Fc的杵区和臼区之间的疏水相互作用)和共价键(例如,二硫键诸如第一多肽和第二多肽中Fc的铰链区之间的1或2个或更多个二硫键)之一或两者相互物理结合。
如本文所用,术语“二聚体”指包括至少两个多肽的蛋白质复合物。这些多肽中的每一个都包含N-末端和C-末端。至少两个多肽可以通过共价和非共价相互作用(例如,静电效应、π-效应、范德华力和疏水效应)之一或两者相互连接。这两个多肽可以具有相同的氨基酸序列或不同的氨基酸序列,具有彼此相同的两个多肽的复合物被称为同二聚体,具有彼此不同的两个多肽的复合物被称为异二聚体。
人IgG Fc或其变体可以是包含第一多肽和第二多肽的异二聚体,以及该异二聚体可以是使用A-1(SEQ ID NO:42)和A-2(SEQ ID NO:43)的异二聚体,使用B-1(SEQ ID NO:44)和B-2(SEQ ID NO:45)的异二聚体,或使用C-1(SEQ ID NO:46)和C-2(SEQ ID NO:47)的异二聚体。
此外,IgG Fc或其变体可以包括额外的突变以改善长效GDF15融合蛋白的特性。特别地,在由第一多肽和第二多肽组成的异二聚体中可以包括额外的突变。
例如,IgG Fc或其变体可以包括消除(例如,降低或消除)IgG效应子功能的一个或多个突变。特别地,Fc伴侣序列可以包括一个或多个突变,该突变消除效应子功能诸如补体依赖性细胞毒性(CDC)、抗体依赖性细胞毒性(ADCC)和抗体依赖性细胞吞噬作用(ADCP)。例如,使用A-1和A-2的IgG Fc或其变体(异二聚体)可以包括E233A和L235A突变以便去除IgG1效应子功能。使用B-1和B-2的包括N297A突变的异二聚体可以用于去除N-连接的聚糖。使用C-1和C-2的异二聚体可以包括L234A、L235A和N297A突变以便去除IgG1效应子功能和N-连接的聚糖。
GDF15变体和IgG Fc或其变体可以通过IgG Fc或其变体的第一多肽的C-末端或第二多肽的C-末端与GDF15变体的N-末端的结合而进行结合。此外,GDF15变体和IgG Fc或其变体可以通过IgG Fc或其变体的第一多肽的N-末端或第二多肽的N-末端与GDF15变体的C-末端的结合而进行结合。优选地,GDF15变体和IgG Fc或其变体可以通过IgG Fc或其变体的第一多肽的C-末端与GDF15变体的N-末端的结合而进行结合。
此外,GDF15变体和IgG Fc或其变体可以通过接头结合。接头可以是包括甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸、赖氨酸和谷氨酸残基的肽并且由10至50个氨基酸残基组成。接头可以包括(G4S)n,其中n可以是1至10的整数或2至7的整数。例如,n可以是2、3、4、5、6或7。在本发明的实施方式中,使用包括(G4S)5的接头,其中n是整数5。
然而,本发明不限于此,作为除(G4S)n之外的合适的接头的实例,接头可以包括GS(G4S)n、GS(EEEA)n、(EEEA)n、GS(EAAAK)n、(EAAAK)n或GSGGSS(PT)n,其中n可以是1至10的整数。在本发明的实施方式中,使用了包括GS(EEEA)6的接头,其中n是整数6,或包括GS(EAAAK)5的接头,其中n是整数5。
特别地,接头可以是GGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGS(SEQ ID NO:48)、GSGGGGSGGGGSGGGGS(SEQ ID NO:92)、GSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGS(SEQ ID NO:93)、GSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGS(SEQ ID NO:94)、GSEEEAEEEAEEEAEEEAEEEAEEEA(SEQ ID NO:95)、GSGGSSPTPTPTPTPTPTPTPTPTPT(SEQ ID NO:96)或GSEAAAKEAAAKEAAAKEAAAKEAAAK(SEQ ID NO:97)。优选地,接头是GGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGS(SEQ ID NO:48)、GSEEEAEEEAEEEAEEEAEEEAEEEA(SEQ ID NO:95)或GSEAAAKEAAAKEAAAKEAAAKEAAAK(SEQ ID NO:97)。
长效GDF15融合蛋白每个由第一多肽和第二多肽组成的异二聚体包括一个GDF15变体。GDF15变体可以包括至少一个N-连接的聚糖。
长效GDF15融合蛋白可以包括i)GDF15变体,其包括选自SEQ ID NO:21至39的任一个氨基酸序列,ii)第一多肽,其包括选自SEQ ID NO:42、44和46的任一个氨基酸序列,和iii)第二多肽,包括选自SEQ ID NO:43、45和47的任一个氨基酸序列。
优选地,长效GDF15融合蛋白包括i)GDF15变体,其包括选自SEQ ID NO:21至39的任一个氨基酸序列,ii)接头,其包括SEQ ID NO:48的氨基酸序列,iii)第一多肽,其包括SEQ ID NO:42的氨基酸序列,和iv)第二多肽,其包括SEQ ID NO:43的氨基酸序列。
更优选地,长效GDF15融合蛋白包括i)GDF15变体,包括选自SEQ ID NO:21至39的任一个氨基酸序列,ii)接头,包括选自SEQ ID NO:92至97的任一个氨基酸序列,iii)第一多肽,包括SEQ ID NO:46的氨基酸序列,和iv)第二多肽,包括SEQ ID NO:47的氨基酸序列。
融合蛋白二聚体
长效GDF15融合蛋白二聚体包括两种长效GDF15融合蛋白。特别地,两种长效GDF15融合蛋白通过GDF15-GDF15相互作用被二聚化而形成所谓的“融合蛋白二聚体”。
复合物
复合物包括生长分化因子-15(GDF15)变体和IgG Fc,所述复合物由下式(II)表示:
IgG Fc-(L)m-N-末端延伸结构域-核心结构域(II)
其中m是0或1的整数,
L是选自由SEQ ID NO:48、92、93、94、95、96和97组成的组的接头,
IgG Fc包括SEQ ID NO:42、44或46的氨基酸序列,并且
N-末端延伸结构域和核心结构域如上所定义。
在实施方式中,N-末端延伸结构域-核心结构域包括选自由SEQ ID NO:21至39组成的组中的任一个氨基酸序列。
此外,复合物包括选自由SEQ ID NO:50-91和98-109组成的组中的任一个氨基酸序列。
核酸分子、表达载体和宿主细胞
本发明涉及一种编码GDF15变体或长效GDF15融合蛋白的分离的核酸分子。
如本文所用,术语“分离的核酸分子”是指本发明的核酸分子,其已经从至少约50%的蛋白质、脂质、碳水化合物或当总核酸从来源细胞中分离时天然发现的其它物质中分离、其可操作地连接到与其天然不连接的多核苷酸上,或者其不是作为更大的多核苷酸序列的一部分天然存在。特别地,本发明的分离的核酸分子基本上不含任何其他污染性核酸分子或在其自然环境中发现的其他污染物,这些污染性分子或污染物会干扰分离的核酸分子用于多肽生产或相关治疗、诊断、预防或研究的用途。
因此,由于密码子冗余,编码GDF15变体或长效GDF15融合蛋白的分离的核酸分子可以具有不同的序列。此外,可以将分离的核酸分子根据目的进行适当修饰,只要它能够产生GDF15变体或长效GDF15融合蛋白,或者可以在其N-末端或C-末端处添加核苷酸。
本发明涉及一种包括编码GDF15变体或长效GDF15融合蛋白的分离的核酸分子的表达载体。
如本文所用,术语“表达载体”指包含适于转化宿主细胞并对所插入的异源核酸序列的表达进行指导或控制的核酸序列的载体。载体的实例包括但不限于线性核酸、质粒、噬菌粒、粘粒、RNA载体、病毒载体及其类似物。这种病毒载体的实例包括但不限于逆转录病毒、腺病毒和腺相关病毒。
如本文所用,术语“异源核酸序列的表达”或感兴趣的蛋白质的“表达”指所插入的DNA序列的转录、mRNA转录物的翻译和融合蛋白产物或抗体或抗体片段的产生。
有用的表达载体可以是RcCMV(英杰公司(Invitrogen),卡尔斯巴德(Carlsbad))或其变体。有用的表达载体可以包括人巨细胞病毒(CMV)启动子以促进哺乳动物细胞中的感兴趣的基因的连续转录,以及牛生长激素多腺苷酸化信号序列以增加转录后RNA的稳态水平。
本发明涉及一种包括表达载体的宿主细胞。
如本文所用,术语“宿主细胞”指重组表达载体可以被引入至其中的原核和真核细胞。如本文所用,术语“转化”和“转染”是指通过本领域已知的许多技术将核酸(例如,载体)引入至细胞中。
宿主细胞可以用本发明的DNA序列转化或转染,并且可以用于表达和/或分泌感兴趣的蛋白质。可用于本发明的宿主细胞可包括永生杂交瘤细胞(immortal hybridomacells)、NS/0骨髓瘤细胞、293细胞、中国仓鼠卵巢细胞(CHO细胞)、HeLa细胞、CAP细胞(来自人羊水的细胞)或COS细胞。
GLP-1受体激动剂
GLP-1受体激动剂可以指赋予GLP-1受体活性的分子。GLP-1受体激动剂可以包括,例如,GLP-1、其片段或其类似物。
GLP-1可以包括天然的GLP-1或重组的GLP-1。“天然的”可以指与天然发现的多肽具有相同氨基酸序列的多肽。“重组的”可以指带有具有特定序列的氨基酸的多肽由表达GLP-1的核酸编码。
GLP-1的片段可以指从GLP-1化合物的N-末端和/或C-末端切割至少一个氨基酸后获得的生物活性多肽。GLP-1片段可以包括,例如,GLP-1(7-37)、GLP-1(7-36)或GLP-1(9-36)。天然的GLP-1(7-37)的氨基末端称为残基7并且其羧基末端称为残基37,并且用于描述GLP-1(7-37)OH的命名法也可以适用于GLP-1片段。例如,GLP-1(9-36)是指通过从N-末端切割两个氨基酸和从C-末端切割一个氨基酸而获得的GLP-1片段。例如,GLP-1(7-36)是指通过从C-末端切割一个氨基酸而获得的GLP-1片段。
GLP-1类似物可以具有这样的形式,其中GLP-1的至少一个氨基酸序列经修饰以与原始序列不同,即一个氨基酸被从其切割,或者一个氨基酸被添加到其中。
GLP-1受体激动剂的实例可以包括利拉糖肽(liraglutide)(Novo Nordisk);阿必鲁泰(albiglutide)(GlaxoSmithKline/>);他泊鲁肽(taspoglutide)(Hoffman La-Roche);度拉糖肽(dulaglutide)(LY2189265);LY2428757;脱氨基-His7,Arg26,Lys34(Nε-(γ-Glu(N-α-十六酰基)))-GLP-1(7-37);脱氨基-His7,Arg26,Lys34(Nε-辛酰基)-GLP-1(7-37);Arg26,34,Lys38(Nε-(ω-羧基十五酰基))-GLP-1(7-38);Arg26,34,Lys36(Nε-(γ-Glu(N-α-十六酰基)))-GLP-1(7-36);Aib8,35,Arg26,34,Phe31-GLP-1(7-36);HXaa8EGTFTSDVSSYLEXaa22Xaa23AAKEFIXaa30WLXaa33Xaa34GXaa36Xaa37(其中Xaa3是A、V或G;Xaa22是G、K或E;Xaa23是Q或K;Xaa30是A或E;Xaa33是V或K;Xaa34是K、N或R;Xaa36是R或G;Xaa37是G、H、P或无);Arg34-GLP-1(7-37);Glu30-GLP-1(7-37);Lys22-GLP-1(7-37);Gly8,36,Glu22-GLP-1(7-37);Val8,Glu22,Gly36-GLP-1(7-37);Gly8,36,Glu22,Lys33,Asn34-GLP-1(7-37);Val8,Glu22,Lys33,Asn34,Gly36-GLP-1(7-37);Gly8,36,Glu22,Pro37-GLP-1(7-37);Val8,Glu22,Gly36Pro37-GLP-1(7-37);Gly8,36,Glu22,Lys33,Asn34,Pro37-GLP-1(7-37);Val8,Glu22,Lys33,Asn34,Gly36,Pro37-GLP-1(7-37);Gly8,36,Glu22-GLP-1(7-36);Val8,Glu22,Gly36-GLP-1(7-36);Val8,Glu22,Asn34,Gly36-GLP-1(7-36);以及Gly8,36,Glu22,Asn34-GLP-1(7-36)。美国专利号10905772描述了示例性肽的特定序列,该专利通过援引并入本文。
GLP-1受体激动剂的实例可以包括毒蜥外泌肽-4(exendin-4);毒蜥外泌肽-3;Leu14-毒蜥外泌肽-4;Leu14,Phe25-毒蜥外泌肽-4;Leu14,Ala19,Phe25-毒蜥外泌肽-4;毒蜥外泌肽-4(1-30);Leu14-毒蜥外泌肽-4(1-30);Leu14,Phe25-毒蜥外泌肽-4(1-30);Leu14,Ala19,Phe25-毒蜥外泌肽-4(1-30);毒蜥外泌肽-4(1-28);Leu14-毒蜥外泌肽-4(1-28);Leu14,Phe25-毒蜥外泌肽-4(1-28);Leu14,Ala19,Phe25-毒蜥外泌肽-4(1-28);Leu14,Lys17,20,Ala19,Glu21,Phe25,Gln28-毒蜥外泌肽-4;Leu14,Lys17,20,Ala19,Glu21,Gln28-毒蜥外泌肽-4;octylGly14,Gln28-毒蜥外泌肽-4;Leu14,Gln28,octylGly34-毒蜥外泌肽-4;Phe4,Leu14,Gln28,Lys33,Glu34,Ile35,36,Ser37-毒蜥外泌肽-4(1-37);Phe4,Leu14,Lys17,20,Ala19,Glu21,Gln28-毒蜥外泌肽-4;Val11,Ile13,Leu14,Ala16,Lys21,Phe25-毒蜥外泌肽-4;毒蜥外泌肽-4-Lys40;利司那肽(lixisenatide)(赛诺菲-安万特(Sanofi-Aventis)/Zealand Pharma);CJC-1134(ConjuChem,Inc.);[Ne-(17-羧基十七烷酸)Lys20]毒蜥外泌肽-4-NH2;[Ne-(17-羧基十七烷基)Lys32]毒蜥外泌肽-4-NH2;[脱氨基-His1,Ne-(17-羧基十七烷基)Lys20]毒蜥外泌肽-4-NH2;[Arg12,27,NLe14,Ne-(17-羧基-十七烷基)Lys32]毒蜥外泌肽-4-NH2;[Ne-(19-羧基-十九酰氨基)Lys20]-毒蜥外泌肽-4-NH2;[Ne-(15-羧基十五酰氨基)Lys20]-毒蜥外泌肽-4-NH2;[Ne-(13-羧基十三酰氨基)Lys20]毒蜥外泌肽-4-NH2;[Ne-(11-羧基十一酰氨基)Lys20]毒蜥外泌肽-4-NH2;毒蜥外泌肽-4-Lys40(e-MPA)-NH2;毒蜥外泌肽-4-Lys40(e-AEEA-AEEA-MPA)-NH2;毒蜥外泌肽-4-Lys40(e-AEEA-MPA)-NH2;毒蜥外泌肽-4-Lys40(e-MPA)-白蛋白;毒蜥外泌肽-4-Lys40(e-AEEA-AEEA-MPA)-白蛋白;以及毒蜥外泌肽-4-Lys40(e-AEEA-MPA)-白蛋白。美国专利号10905772描述了示例性肽的特定序列,该专利通过援引并入本文。
GLP-1受体激动剂可以包括,例如,GLP-1受体激活化合物。GLP-1-受体激活化合物可以是选自由以下组成的组中的至少一种:例如,艾塞那肽(exenatide)、利拉糖肽、利司那肽、阿必鲁泰、度拉糖肽、司美鲁肽、替西帕肽、可他度肽(cotadutide)和他泊鲁肽。
/>
在本发明的特定实施方式中,当司美鲁肽或替西帕肽用作GLP-1-受体激活化合物时,可以证实对体重减轻和甘油三酯水平显著降低的累加效应。
药物组合物
根据本发明的药物组合物可以通过任何途径来给药。本发明的组合物可以通过任何合适的方式直接(例如,通过注射、移植或局部给药至组织部位)或全身(例如,胃肠外或口服)提供给动物。当本发明的组合物通过口服或肠胃外途径诸如静脉内、皮下、眼内、腹膜内、肌内、直肠内、眶内、脑内、颅内、椎管内、心室内、鞘内、脑池内、囊内、鼻内或气溶胶给药时,药物组合物可以包括,例如,体液或其部分溶液的水性或生理学上适用的悬浮液。从而,载体或负载体是生理上可接受的,因此可以加入到组合物中并递送给患者。因此,通常可以包括生理盐水作为制剂的载体,像是体液。
给药频率也可以根据所用制剂中的GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂的药代动力学参数而变化。通常,临床医生将给药药物组合物直到达到达到所需效果的剂量。因此,药物组合物可以在时间间隔内以单剂量或两个或更多个剂量(可以包含或不包含等量的GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂)给药,或使用移植装置或导管通过连续输注给药。本领域技术人员可以常规地对合适的剂量进行额外的改进,以及这属于常规工作的范围。
此外,人体内的单位剂量为0.01μg/kg至100mg/kg,特别是1μg/kg至10mg/kg的体重。尽管上述剂量是最佳的,但是它可以根据待治疗的疾病和副作用的存在与否而变化,并且最佳剂量可以通过典型的实验来确定。融合蛋白的给药可以基于从外部储器(例如,静脉注射袋)或内部储器(例如,可生物蚀解的植入物)的周期性快速输注或连续静脉内、皮下或腹膜内给药。
组合给药
GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂优选地具有互补活性,因此它们不会相互产生不利的作用。
根据本发明的组合物可以(1)通过呈复合制剂形式的共制剂来同时给药或递送,或者(2)可以作为单独的制剂同时或依次给药或递送。
在复合制剂中,GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂可以存在于同一组合物中。该制剂可以是,例如,干粉组合物、溶液或悬浮液,但不限于此。
GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂可以同时或依次给药。GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂通常彼此分开,并且可以同时或依次给药。当依次给药时,可以进行两次或更多次给药。当依次给药时,GDF15变体、长效GDF15融合蛋白、或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂可以一个接一个地给药,或者替代地,GDF15变体、长效GDF15融合蛋白、或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂可以以时间间隔两个接两个给药。
激动剂的合适的剂量可以是目前工业上常用的量,并且该剂量可以由于GDF15变体的用途而降低。
组合物的给药
本发明的组合物可以通过适于待治疗疾病的任何途径来给药。合适的途径包括口服、肠胃外(包括皮下、肌内、静脉内、动脉内、吸入、真皮内、鞘内、硬膜外和输注技术)、透皮、直肠内、鼻内、局部(包括口腔和舌下)、阴道、腹膜内、肺内和鼻内给药。局部给药可以包括透皮给药的使用,诸如透皮贴剂或离子电渗疗法装置。药物的制剂公开于Remington’sPharmaceutical Sciences,18th Ed.,(1995)Mack Publishing Co.,Easton,PA。药物制剂的其他实例描述于Liberman,H.A.and Lachman,L.,Eds.,Pharmaceutical Dosage Forms,Marcel Decker,Vol.3,2nd Ed.,New York,NY。
优选的途径根据例如接受者的状况而变化。对于口服给药,该组合物可以与药学上可接受的载体、润滑剂或赋形剂一起配制成丸剂、胶囊、片剂等。对于肠胃外给药,该组合物可以与药学上可接受的肠胃外负载体或稀释剂一起配制成单位剂量注射剂的形式。
预防或治疗
本发明的组合物用于预防或治疗糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征。本发明的组合物可用于预防或治疗疾病,例如,1型糖尿病、2型糖尿病、糖尿病性神经病、糖尿病性肾病、糖尿病性视网膜病变、糖尿病性心肌病、葡萄糖水平升高、胰岛素水平升高、肥胖症、由肥胖症引起的加重的疾病、血脂异常或代谢综合征(X综合征或胰岛素抵抗综合征)。
本发明涉及GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂用于预防或治疗糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征的用途。本发明涉及GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂在制造用于预防或治疗糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征的药物中的用途。本发明涉及预防或治疗糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征的方法,包括向受试者给药GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂。
受试者可以是患有糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征的受试者。此外,受试者可以是哺乳动物,优选人。
术语“治疗”是指在治疗或改善损伤、病理或病症中的任何成功迹象,包括患者更能忍受的任何主观或客观参数(诸如症状、损伤、病理或病症的减轻、缓解、减少)、消退或下降的速率的减缓、消退终点的产生(使人虚弱程度降低)、以及患者身体或精神健康的改善。症状的治疗或改善可以基于包括身体检查、神经精神检查和/或精神评估的任何客观或主观参数。
“有效量”通常是足以降低症状的严重程度或频率、消除症状或潜在原因、预防症状的发生或潜在原因、或改善或纠正由疾病状态引起或与之相关的任何损害的量。在一些实施方式中,有效量是治疗有效量或预防有效量。“治疗有效量”是指足以纠正疾病状态或症状,特别是与疾病状态相关的病症或症状,或者足以预防、阻止、延迟或逆转疾病状态或以任何方式与疾病相关的任何其他不良症状的进展的量。“预防有效量”是指当向受试者给药时,具有预期预防效果诸如预防或延迟疾病状态的发作,或降低疾病状态或相关症状发作(或复发)的可能性的药物组合物的量。根据本发明的组合物的治疗有效量可以是支持降低可观察的生物或医学反应的水平(诸如血糖、胰岛素、甘油三酯或胆固醇水平、体重减轻或改善葡萄糖耐量、能量消耗或胰岛素敏感性)的GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂的量。
产品
可以提供用于治疗上述疾病和病症的试剂盒,其包括GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂。试剂盒包括呈复合制剂形式的共制剂的单一容器。试剂盒包括包含GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体的每一个和GLP-1受体激动剂的容器。
试剂盒还可以包括提供在或粘贴到容器上的标签或药品说明书。术语“药品说明书”可以指通常包含在治疗产品的商业包装中的说明书,并且包含关于适应症、用途、剂量、给药、禁忌症和/或关于治疗产品使用的警告的信息。合适的容器包括例如瓶子、小瓶、注射器、泡罩包装等。容器可以由多种材料诸如玻璃或塑料形成。标签或药品说明书表明该组合物用于预防或治疗特定疾病,诸如糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征。此外,它还可以包括第二容器,该第二容器包括药学上可接受的缓冲剂,诸如抑菌注射用水(BWFI)、磷酸盐缓冲盐水、林格氏溶液和葡萄糖溶液。它还可以包括从商业和用户角度来看所需要的其他材料,诸如其他缓冲剂、稀释剂、填充剂、针头和注射器。
试剂盒还可以包括同时、依次或分别向有需要的患者给药GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂的说明书。
通过以下实施例可以更好地理解本发明。然而,这些实施例可以被修改成各种其他形式,并且不应被解释为限制本发明的范围。
实施例1:长效GDF15融合蛋白的产生
实施例1.1:基因克隆
对于关于纯化后显示出优异的功能活性和提升的纯度的两种变体(FM9+Fc_臼,FM11+Fc_臼)的融合载体和接头优化研究,设计了长效GDF15融合蛋白,其中融合载体具有最小化的效应子功能(SEQ ID NO:46和47)和各种接头(SEQ ID NO:92、93、94、95、96和97),并示出于下表1中。
[表1]
特别地,为了产生具有Fc_杵-(G4S)5-GDF15变体结构的第一多肽(FM系列)和具有Fc_臼结构的第二多肽,使用pcDNA3.3(英杰公司)表达载体进行基因克隆,所述表达载体包括编码第一多肽的基因和编码第二多肽的基因,所述第一多肽包括选自SEQ ID NO:98至109中的任一种氨基酸序列,所述第二多肽包括SEQ ID NO:47的氨基酸序列。这里,将编码SEQ ID NO:98至109和SEQ ID NO:47的氨基酸序列的核苷酸序列的合成外包给Macrogen。
实施例1.2:长效GDF15融合蛋白(二聚体)的表达和纯化
在用实施例1.1中克隆的pcDNA3.3表达载体瞬时转染ExpiCHO细胞系(英杰公司)后的第8天,收获并纯化细胞培养液。为了纯化在所收获的细胞培养液(HCCF)中的第一和第二多肽,使用蛋白A树脂进行亲和纯化。
特别地,将所获得的细胞培养液加载到用1X PBS(pH 7.4)平衡的MabSelect SuRe蛋白A树脂(GE Healthcare)上,以此诱导结合。在完成第一多肽和第二多肽的结合后,用1XPBS(pH 7.4)洗涤MabSelect SuRe蛋白A树脂,随后用0.1M甘氨酸(pH 3.5)溶液洗脱以获得最终物质。
使用1M Tris-HCl溶液将第一种多肽和第二种多肽中和至pH约8.0。第一和第二多肽通过杵臼(knock-in-hole)相互作用完全二聚化,并将结果命名为“长效GDF15融合蛋白”。两个长效GDF15融合蛋白分子通过GDF15-GDF15相互作用再次二聚化,并将结果命名为“融合蛋白二聚体”。
此外,为了获得高纯度的长效GDF15融合蛋白,使用阴离子交换(AEX)树脂和阳离子交换(CEX)树脂对完成第一步纯化后获得的库(pool)进行第二步离子交换(IEX)纯化。
特别地,对于阴离子交换(AEX),将上述第一步后获得的库装载在用1X PBS(pH7.4)平衡的POROS HQ 50μm强阴离子交换树脂(赛默飞世尔(Thermo Fisher))上,以此诱导结合。在完成第一多肽和第二多肽的结合后,用1X PBS(pH7.4)洗涤POROS HQ 50μm强阴离子交换树脂,随后使用包含1M氯化钠的50mM Tris-HCl(pH 8.0)溶液进行浓度梯度洗脱,以获得最终物质。使用尺寸排阻色谱分析,合并纯度为95%或更高的级分。
此外,对于阳离子交换(CEX),根据等电点对上述第一步后获得的库进行pH调节,以及然后加载到用20mM磷酸钠(pH 6.5)溶液平衡的POROS XS强阳离子交换树脂(赛默飞世尔)上,以此诱导结合。在完成第一多肽和第二多肽的结合后,用20mM磷酸钠(pH 6.5)溶液洗涤POROS XS强阳离子交换树脂,随后使用包含1M氯化钠的20mM磷酸钠(pH 6.5)溶液进行浓度梯度洗脱,以获得最终物质。使用尺寸排阻色谱分析,合并纯度为95%或更高的级分。
实施例2:对长效GDF15融合蛋白(二聚体)的功能活性的测量
根据接头类型和长度,比较和评估了两种变体(FM9+Fc_臼,FM11+Fc_臼)的GDF15活性。使用Bright-GloTM荧光素酶测定试剂盒(普洛麦格(Promega))和GFRAL/RET/SRE-luc过表达的HEK293细胞系(人胚肾293)测量GDF15活性。
特别地,将1×105个GFRAL/RET/SRE-luc过表达的HEK293细胞分散在包含10%FBS的DMEM的96孔板的每个孔中,然后在37℃和5%CO2下培养24小时。24小时后,用50μl的无血清培养基替换96孔板的每个培养基,然后在37℃和5%CO2下培养4小时。
此外,实施例1中所产生的长效GDF15融合蛋白通过使用无血清培养基从2000nM的浓度进行3倍系列稀释来制备。此后,将50μl的长效GDF15融合蛋白稀释液添加到包含50μl的替换的无血清培养基和GFRAL/RET/SRE-luc细胞系的每个孔中,使得其实际浓度从1000nM开始连续稀释3倍,随后在37℃和5%CO2下反应4小时。4小时后,用100μl的Bright-GloTM溶液处理每个孔,该溶液通过将Bright-GloTM缓冲液加入Bright-GloTM基质中而制备,然后在室温下反应1分钟。
此后,使用能够测量发光的酶标仪(Perkin Elmer,Wallac Victor X5)来测量反应值(相对光单位,RLU)。其结果示出于下表2和图1和2中。这里,基于FM9-6+Fc_臼的体外GDF15活性(Emax 100%),比较了依赖于GDF15序列、接头类型和长度的长效GDF15融合蛋白的功能活性。
[表2]
/>
从表2的结果可以明显看出,除了接头GS(EEEA)6(SEQ ID NO:95)之外,每种长效GDF15融合蛋白都显示出相似的活性,并且经证实通过接头GS(EEEA)6(SEQ ID NO:95)连接的长效GDF15融合蛋白(FM9-4+Fc_臼,FM11-4+Fc_臼)显示出相对低的EC50值和高的Emax值(图1和2)。
实施例3:对长效GDF15融合蛋白(二聚体)的药代动力学的评估
6周龄的雄性C57BL/6N小鼠(Orient Bio,韩国)购自韩国的Hallym Lab.Animal股份有限公司。将动物驯化7天,并在给药当天,基于个体小鼠的平均体重将小鼠分组(每组的每次采血时间n=3)。然后,将FM9-4+Fc_臼、FM9-6+Fc_臼、FM11-4+Fc_臼和FM11-6+Fc_臼以1mg/kg皮下给药至各组,并在给药后4、24、48、72、96、120、168和240小时采集血样。血清中活性GDF15的测定通过酶联免疫吸附测定(ELISA)实现,以及各长效GDF15融合蛋白(二聚体)的药代动力学参数如下表3中所示。
[表3]
实施例4:对通过在饮食诱导的肥胖(DIO)小鼠中进行经长效GDF15融合蛋白(二聚体)单独地和与司美鲁肽组合地给药的抗肥胖效果的评估
通过用高脂肪食物喂养小鼠获得的饮食诱导的肥胖(DIO)小鼠,并以肥胖、高血糖和胰岛素抵抗为特征。从Raon Bio(Animal Inc.,韩国)购买饮食诱导的肥胖小鼠(Taconic,美国),其通过用高脂肪食物(60kcal%脂肪,研究饮食,Cat#D12492,美国)喂养C57BL/6N小鼠8周而得到。将饮食诱导的肥胖小鼠在抵达后额外用60%高脂肪食物喂养5周,然后用于本试验。在药物处理的前一天,基于个体小鼠的平均体重对小鼠进行分组(每组n=6),之后,每2天(Q2D)皮下单独给药10和30nmol/kg的FM9-6+Fc_臼,单独给药10和30nmol/kg的司美鲁肽(长效GLP-1衍生物,SEQ ID NO:114)作为对照药物,以及皮下以10+10和30+30nmol/kg组合给药的FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽,总共进行8周。试验中使用的司美鲁肽是来自诺和诺德(Novo NorDisk)的(司美鲁肽)。这里,对于负载体处理,每2天(Q2D)皮下给药DPBS(杜氏磷酸缓冲盐水,Gibco,美国)。从药物治疗的第一天到第54天,每2天测量一次体重,其结果如下表4中所示。
[表4]
****p<0.0001vs.肥胖对照(DIO负载体)(双因素ANOVA)。
因此,与单独给药FM9-6+Fc_臼或单独给药司美鲁肽的组相比,在组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽的组中证实了对体重减轻和食物摄入减少的累加效应(图3和4)。
此外,当组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽时,表现出等于或大于单独给药每种物质的最大功效的效果,并且总胆固醇和甘油三酯水平降低到小鼠的正常范围(图5)。
实施例5:对通过在ob/ob小鼠中经优化的长效GDF15融合蛋白(二聚体)单独地重复给药和与司美鲁肽组合地重复给药的抗肥胖效果的评估
ob/ob小鼠的瘦素基因发生突变,导致瘦素缺乏,并以血糖、胰岛素抵抗、暴食和肥胖为特征。5周龄雄性ob/ob小鼠(杰克逊实验室(Jackson Laboratory),美国)购自RaonBio(Animal Inc.,韩国)。用正常食物饲喂(Teklad Certified Irradiated Global 18%Protein Rodent Diet,2918C,哈兰公司(Harlan Co.),USA)使ob/ob小鼠适应环境4周,并在9周龄时开始进行药物处理。在药物处理的前一天,基于个体小鼠的体重和通过在尾静脉取样确定的随机血糖水平将小鼠分组(每组n=6)。此后,每3天(Q3D)对其皮下单独给药1和10nmol/kg的FM9-6+Fc_臼,单独给药10和30nmol/kg的司美鲁肽,以及以1+10和10+10nmol/kg的剂量组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽,总共10次,并且在实验期间(29天)每天或每3天测量体重和食物摄入量。在这里,将DPBS(杜氏磷酸缓冲盐水,Gibco,美国)用于负载体处理。其结果示出于下表5中。
[表5]
*p<0.05、***p<0.001和****p<0.0001vs.肥胖对照(ob/ob负载体)(双因素ANOVA)。
因此,发现与单独给药FM9-6+Fc_臼的组相比,组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽的组的体重减轻和食物摄入减少的效果更优异,并且还证实了等同于或大于单独给药司美鲁肽的组的最大功效的显著体重减轻效果。在组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽的组中,在以低剂量(1nmol/kg)共给药FM9-6+Fc_臼的组和以高剂量(10nmol/kg)共给药FM9-6+Fc_臼的组之间表现出等同的体重减轻效果(图6和7)。
此外,当组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽时,与单独给药司美鲁肽的组相比,血液胆固醇和甘油三酯水平显著降低,并且在将FM9-6+Fc_臼以低剂量和司美鲁肽组合给药(1+10nmol/kg)的组中也观察到以高剂量(10nmol/kg)单独给药FM9-6+Fc_臼时降低血脂水平的功效(图8)。
此外,与单独给药FM9-6+Fc_臼(1nmol/kg)或单独给药司美鲁肽(10nmol/kg)的组相比,发现将FM9-6+Fc_臼低剂量和司美鲁肽组合给药(1+10nmol/kg)的组中的降血糖效果和胰岛素抗性改善效果更优异,并且在与低剂量的FM9-6+Fc_臼共给药的组中也观察到以高剂量(10nmol/kg)单独给药FM9-6+Fc_臼的功效(图9)。
实施例6:对通过在ob/ob小鼠中进行经优化的长效GDF15融合蛋白(二聚体)单独地重复给药和与大剂量的司美鲁肽组合地重复给药的抗肥胖和代谢参数改善效果的评估
5周龄雄性ob/ob小鼠(杰克逊实验室(Jackson Laboratory),美国)购自Raon Bio(Animal Inc.,韩国)。用正常食物(chow)或正常食物饮食(Teklad Certified IrradiatedGlobal 18%Protein Rodent Diet,2918C,哈兰公司,USA)使ob/ob小鼠适应环境5周,并在10周龄时开始进行药物处理。在药物处理的前一天,基于个体小鼠的体重和通过在尾静脉取样确定的随机血糖水平将小鼠分组(每组n=6)。此后,每3天(Q3D)对其皮下单独给药1nmol/kg的FM9-6+Fc_臼,单独给药30nmol/kg的司美鲁肽,以及组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽(1+30nmol/kg),总共9次,并且在实验期间(24天),每天或每3天测量体重、食物摄入量和非空腹血糖。在这里,将DPBS(杜氏磷酸缓冲盐水,Gibco,美国)用于负载体处理。其结果示出于下表6中。
[表6]
****p<0.0001vs.肥胖对照(ob/ob负载体)(双因素ANOVA)。
因此,发现与单独给药FM9-6+Fc_臼的组相比,组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽的组的减轻体重、食物摄入减少和降血糖效果更优异,并且还证实了等同于或大于单独给药司美鲁肽的组的最大功效的显著体重减轻和降低血糖的效果。此外,当与单独给药FM9-6+Fc_臼或单独给药司美鲁肽的组相比时,在组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽的组中证实了对体重减轻或食物摄入减少的累加效应(图10、11和12)。
在重复给药结束时进行的口服耐受性试验和胰岛素抗性稳态模型评估值(HOMA-IR)指数中,与单独给药FM9-6+Fc_臼或单独给药司美鲁肽的组相比,组合给药FM9-6+Fc_臼(1nmol/kg)和司美鲁肽(30nmol/kg)的组表现出更优异的代谢参数改善效果(图13)。
此外,当组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽时,与单独给药司美鲁肽的组相比,观察到总胆固醇和LDL-c(低密度脂蛋白-胆固醇)显著降低(图14)。
实施例7:对通过在饮食诱导的肥胖(DIO)小鼠中进行经长效GDF15融合蛋白(二聚体)单独地和与司美鲁肽组合地给药的抗肥胖效果的评估
通过用高脂肪饮食喂养小鼠获得的饮食诱导的肥胖(DIO)小鼠,并以肥胖、高血糖和胰岛素抵抗为特征。从Raon Bio(Animal Inc.,韩国)购买饮食诱导的肥胖小鼠(Taconic,美国),其通过用高脂肪食物(60kcal%脂肪,研究饮食,Cat#D12492,美国)喂养C57BL/6N小鼠8周而得到。将饮食诱导的肥胖小鼠在抵达后额外用60%高脂肪食物喂养5周,然后用于本试验。在药物处理的前一天,根据个体小鼠的平均体重对小鼠进行分组(每组n=6),之后,每3天(Q3D)皮下单独给药0.1和1nmol/kg的FM9-6+Fc_臼,10nmol/kg的司美鲁肽(长效GLP-1衍生物,SEQ ID NO:114)和10nmol/kg的替西帕肽(长效GLP-1/GIP衍生物,SEQ ID NO:117)作为对照药物,皮下以0.1+10和1+10nmol/kg的剂量组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽,以及以1+10nmol/kg的剂量组合给药FM9-6+Fc_臼和替西帕肽,总共进行4周。试验中使用的司美鲁肽是来自诺和诺德的(司美鲁肽),而所使用的替西帕肽是由MedChemExpress(HY-P1731B,美国)合成的物质。这里,将DPBS(杜氏磷酸盐缓冲盐水,Gibco,美国)用于负载体处理,并且在实验期间(26天),每天测量体重,每3天测量食物摄入量。其结果示出于下表7中。
[表7]
**p<0.01和****p<0.0001vs.肥胖对照(DIO负载体)(双因素ANOVA)。
因此,与单独给药FM9-6+Fc_臼或单独给药司美鲁肽的组相比,在组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽的组中证实了对体重减轻和食物摄入减少的累加效应。将FM9-6+Fc_臼以低剂量和司美鲁肽组合给药(0.1+10nmol/kg)的组表现出相当于单独给药替西帕肽(10nmol/kg)的组的体重减轻效果,并且将FM9-6+Fc_臼以高剂量和司美鲁肽组合给药(1+10nmol/kg)的组表现出或比单独给药替西帕肽的组更有效。此外,当组合给药FM9-6+Fc_臼和替西帕肽时,与单独给药FM9-6+Fc_臼或单独给药替西帕肽的组相比,证实了对体重减轻的累加效应(图15和16)。
此外,在组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽的组中,总胆固醇水平的降低优于单独给药FM9-6+Fc_臼或单独给药司美鲁肽的最大功效,其等同于单独给药替西帕肽的组,使得降低至正常范围。此外,当组合给药FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽时,小鼠的甘油三酯水平降低至正常范围,并且在组合给药FM9-6+Fc_臼和替西帕肽的组中,证实了甘油三酯水平显著降低(图17)。
实施例8:对通过在正常大鼠中进行经优化的长效GDF15融合蛋白(二聚体)单独地重复给药和与司美鲁肽组合地重复给药的对胃排空的抑制效果的评估
GLP-1受体激动剂的特征在于对胃排空的强烈抑制(Can et al.,Int.J.Obes.2014;38:784-793),并且还报道了对于天然GDF15的这种抑制效果依赖于剂量(Borner et al.,Cell Reports 2020;31:107543)。因此,进行本实施例以研究当向大鼠以等于有效剂量、高于最大有效剂量给药新型长效GDF15融合蛋白,或将新型长效GDF15融合蛋白与GLP-1受体激动剂组合给药时对胃排空的抑制作用。6周龄雄性SD大鼠(Orient Bio,韩国)购自韩国的Hallym Lab.Animal股份有限公司。
将动物驯化7天。在给药当天,根据个体大鼠的平均体重将大鼠分组(每组n=5),并在禁食至少6小时后口服对乙酰氨基酚。然后,皮下给药0.1、1和10nmol/kg的FM9-6+Fc_臼,10nmol/kg的司美鲁肽(长效GLP-1衍生物,SEQ ID NO:114),以及FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽的组合(1+10nmol/kg)。司美鲁肽是来自诺和诺德的(司美鲁肽)。作为阴性对照药物,皮下给药D-PBS(正常负载体),而作为阳性对照药物,在给药对乙酰氨基酚前45分钟口服给药30mg/kg的洛哌丁胺(loperamide)。在单剂量给药试验物品后3、24和72小时,使大鼠口服100mg/kg的对乙酰氨基酚,并在给药对乙酰氨基酚前采集血样并且在给药对乙酰氨基酚后的30、60、90、120和150分钟采集血样。分析对乙酰氨基酚的血浆浓度,比较对乙酰氨基酚的药代动力学特征和全身暴露量,以评估各组之间对胃排空的抑制作用。结果示出于下表8中。
[表8]
**p<0.01和***p<0.001vs.阴性对照(正常负载体)(单因素ANOVA)
因此,在司美鲁肽组中,给药后3小时对乙酰氨基酚的全身暴露量显著低于阴性对照组,表明胃排空受到抑制。在服用司美鲁肽后24小时和72小时处,对乙酰氨基酚的全身暴露量与阴性对照组相当,表明胃排空得到恢复。在0.1、1和10nmol/kg的FM9-6+Fc_臼组中,与阴性对照组相比,给药后3、24和72小时处的对乙酰氨基酚的全身暴露量没有统计学差异,表明FM9-6+Fc_臼在试验剂量范围内不影响胃排空。此外,与司美鲁肽组相比,在FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽组合的组中没有观察到对乙酰氨基酚的全身暴露的显著差异,这表明FM9-6+Fc_臼和司美鲁肽的组合没有提供对胃排空抑制的累加效应(图18)。
工业实用性
根据本发明,包含GDF15变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体和GLP-1受体激动剂的组合物对胃排空没有影响,并且有效地预防或治疗糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征。
尽管上面已经详细公开了本发明的具体实施方式,但是对于本领域技术人员来说,显然该描述仅仅是优选的示例性实施方式,而不应被解释为限制本发明的范围。因此,本发明的实质范围由所附权利要求及其等同物来限定。
序列表自由文本附上电子文件。
Claims (25)
1.一种药物组合物,其通过与GLP-1(胰高血糖素样肽-1)受体激动剂组合给药来预防或治疗糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征,所述药物组合物包括由以下式(I)表示的GDF15(生长分化因子-15)变体、长效GDF15融合蛋白或长效GDF15融合蛋白二聚体作为活性成分:
式(I)
N-末端延伸结构域-核心结构域
在式(I)中,
所述N-末端延伸结构域是包括选自SEQ ID NO:3至5中的任一种氨基酸序列的多肽;并且
所述核心结构域是包括SEQ ID NO:20的氨基酸序列的多肽,或其中选自由SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第15位氨基酸、第50位氨基酸、第58位氨基酸、第97位氨基酸及其组合组成的组中的任一种被另一种氨基酸置换的多肽,
其中,所述第15位氨基酸的精氨酸(R)被以下氨基酸置换:丙氨酸(A)、天冬氨酸(D)、天冬酰胺(N)、半胱氨酸(C)、谷氨酸(E)、谷氨酰胺(Q)、甘氨酸(G)、组氨酸(H)、异亮氨酸(I)、亮氨酸(L)、赖氨酸(K)、甲硫氨酸(M)、苯丙氨酸(F)、脯氨酸(P)、丝氨酸(S)、苏氨酸(T)、色氨酸(W)、酪氨酸(Y)或缬氨酸(V),
所述第50位氨基酸的天冬酰胺(N)被以下氨基酸置换:丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸或缬氨酸,
所述第58位氨基酸的丝氨酸(S)被以下氨基酸置换:丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸或缬氨酸,或者
所述第97位氨基酸的天冬氨酸(D)被以下氨基酸置换:丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸或缬氨酸。
2.根据权利要求1所述的药物组合物,其中,所述核心结构域包括选自由以下突变(1)至(6)组成的组中的任一种突变:
(1)所述SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第15位氨基酸的精氨酸(R)被天冬酰胺(N)置换;
(2)所述SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第50位氨基酸的天冬酰胺(N)被亮氨酸(L)置换;
(3)所述SEQ ID No:20的氨基酸序列中的第58位氨基酸的丝氨酸(S)被赖氨酸(K)、精氨酸(R)、天冬酰胺(N)、天冬氨酸(D)、谷氨酸(E)、半胱氨酸(C)或亮氨酸(L)置换;
(4)所述SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第97位氨基酸的天冬氨酸(D)被亮氨酸(L)置换;
(5)所述SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第50位氨基酸的天冬酰胺(N)和第97位氨基酸天冬氨酸(D)被半胱氨酸(C)或丝氨酸(S)置换;以及
(6)所述SEQ ID NO:20的氨基酸序列中的第15位氨基酸的精氨酸(R)被天冬酰胺(N)置换,所述第58位氨基酸的丝氨酸(S)被赖氨酸(K)或精氨酸(R)置换。
3.根据权利要求2所述的药物组合物,其中,所述核心结构域包括选自SEQ ID NO:6至19中的任一种氨基酸序列。
4.根据权利要求1所述的药物组合物,其中,所述GDF15变体包括N-末端延伸结构域和核心结构域,所述N-末端延伸结构域包括SEQ ID NO:3所列出的氨基酸序列,而所述核心结构域包括SEQ ID NO:8、9或20所列出的氨基酸序列。
5.根据权利要求1所述的药物组合物,其中,所述GDF15变体包括N-末端延伸结构域和核心结构域,所述N-末端延伸结构域包括SEQ ID NO:4所列出的氨基酸序列,而所述核心结构域包括SEQ ID NO:8、9或20所列出的氨基酸序列。
6.根据权利要求1所述的药物组合物,其中,所述GDF15变体包括N-末端延伸结构域和核心结构域,所述N-末端延伸结构域包括SEQ ID NO:5所列出的氨基酸序列,而所述核心结构域包括选自SEQ ID NO:6至19中的任一种氨基酸序列。
7.根据权利要求1所述的药物组合物,其中,所述GDF15变体包括选自SEQ ID NO:21至39中的任一种氨基酸序列。
8.根据权利要求1所述的药物组合物,其中,所述长效GDF15融合蛋白经配置以使得所述GDF15变体与人IgG Fc或其变体相互结合。
9.根据权利要求1所述的药物组合物,其中,所述长效GDF15融合蛋白二聚体包括两种长效GDF15融合蛋白。
10.根据权利要求8所述的药物组合物,其中,所述IgG Fc或其变体包括:
第一多肽,包括IgG1 Fc序列,所述IgG1 Fc序列包括包含至少一个工程化突起的CH3序列;和
第二多肽,包括IgG1 Fc序列,所述IgG1 Fc序列包括包含至少一个工程化空腔的CH3序列,
其中所述第一多肽和所述第二多肽通过将所述第一多肽的所述突起定位到所述第二多肽的所述空腔中而被异二聚化。
11.根据权利要求8所述的药物组合物,其中,所述IgG Fc或其变体的第一多肽的C-末端或第二多肽的C-末端与所述GDF15变体的N-末端结合。
12.根据权利要求8所述的药物组合物,其中,所述GDF15变体和所述IgGFc或其变体通过接头结合。
13.根据权利要求12所述的药物组合物,其中,所述接头是包括甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸、赖氨酸和谷氨酸残基并且由10至50个氨基酸残基组成的肽。
14.根据权利要求12所述的药物组合物,其中,所述接头是GGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGS(SEQ ID NO:48)、GSGGGGSGGGGSGGGGS(SEQ ID NO:92)、GSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGS(SEQ ID NO:93)、GSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGS(SEQ ID NO:94)、GSEEEAEEEAEEEAEEEAEEEAEEEA(SEQ ID NO:95)、GSGGSSPTPTPTPTPTPTPTPTPTPT(SEQ ID NO:96)或GSEAAAKEAAAKEAAAKEAAAKEAAAK(SEQ IDNO:97)。
15.根据权利要求10所述的药物组合物,其中,所述第一多肽包括选自SEQID NO:42、44和46中的任一种氨基酸序列。
16.根据权利要求10所述的药物组合物,其中,所述第二多肽包括选自SEQID NO:43,45和47中的任一种氨基酸序列。
17.根据权利要求1所述的药物组合物,其中,所述GDF15变体包括至少一种N-连接的聚糖(N-连接聚糖)。
18.根据权利要求1所述的药物组合物,其中,所述长效GDF15融合蛋白包括i)GDF15变体,包括选自SEQ ID NO:21至39的任一种氨基酸序列,ii)第一多肽,包括选自SEQ ID NO:42、44和46的任一种氨基酸序列,和iii)第二多肽,包括选自SEQ ID NO:43、45和47的任一种氨基酸序列。
19.根据权利要求1所述的药物组合物,其中,所述GLP-1受体激动剂包括GLP-1、其片段或其类似物。
20.根据权利要求1所述的药物组合物,其中,所述GLP-1受体激动剂是选自由以下组成的组中的至少一种:艾塞那肽、利拉糖肽、利司那肽、阿必鲁泰、度拉糖肽、司美鲁肽、替西帕肽、可他度肽和他泊鲁肽。
21.根据权利要求1所述的药物组合物,其中,将所述GDF15变体、所述长效GDF15融合蛋白或所述长效GDF15融合蛋白二聚体和所述GLP-1受体激动剂在复合制剂中提供。
22.根据权利要求1所述的药物组合物,其中,所述GDF15变体、所述长效GDF15融合蛋白或所述长效GDF15融合蛋白二聚体和所述GLP-1受体激动剂同时或依次给药。
23.一种药物组合物,通过与GLP-1(胰高血糖素样肽-1)受体激动剂组合给药来预防或治疗糖尿病、肥胖症、血脂异常或代谢综合征,所述药物组合物包括包含生长分化因子-15(GDF15)变体和IgG Fc的复合物,所述复合物由下式(II)表示:
IgG Fc-(L)m-N-末端延伸结构域-核心结构域(II)
其中m是0或1的整数,
L是选自由SEQ ID NO:48、92、93、94、95、96和97组成的组的接头,
IgG Fc包括SEQ ID NO:42、44或46的氨基酸序列,并且N-末端延伸结构域和核心结构域如在权利要求1中定义。
24.根据权利要求23所述的药物组合物,其中,所述N-末端延伸结构域-核心结构域包括选自由SEQ ID NO:21至39组成的组中的任一种氨基酸序列。
25.根据权利要求23所述的药物组合物,其中,所述复合物包括选自由SEQID No:50-91和98-109组成的组中的任一种氨基酸序列。
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