本發明屬于生物醫藥領域,具體涉及一種放射性蛋白偶聯藥物及其應用。
背景技術:
1、放射性藥物作為一種安全有效的治療方法正在被越來越多的用于不同類型腫瘤的治療研究中,通常使用優先與癌細胞結合或通過生理機制積累的藥物到達全身或局部病灶,之后通過發射射線對病灶進行輻照以達到殺死癌細胞的效果,此外這些核素能發射可成像的光子,從而可以無創地觀察治療藥物的生物分布。
2、放射性核素偶聯藥物(radionuclide?drug?conjugates,rdcs)是基于放射性核素-靶向配體分子偶聯技術開發的一種新興的腫瘤精準診療藥物,通過利用腫瘤抗原特異性的分子載體,將放射性核素精確遞送至腫瘤細胞,從而實現診斷和治療的雙重目的。放射性核素偶聯藥物的基本結構包括幾個關鍵組成部分:介導靶向定位作用的抗體、多肽或小分子、連接臂、螯合物和放射性同位素。放射性核素偶聯藥物連接臂的設計至關重要。與傳統藥物不同,在作用過程中,放射性核素偶聯藥物的連接臂在與腫瘤細胞接觸時不需要斷裂,這使得放射性核素偶聯藥物在體內具有較高的穩定性和安全性,同時也降低了對正常組織的毒性。
3、放射性核素偶聯藥物結合了精準靶向和強效殺傷兩方面的優勢。用攜帶放射性核素有效載荷的特異性單克隆抗體靶向癌細胞,將能量集中釋放在細胞直徑幾倍的范圍內,殺死癌細胞的同時最大程度地限制對腫瘤細胞附近正常組織細胞的損害,療效良好、不良反應小、能夠延長患者生存期,對于晚期腫瘤治療至關重要,在腫瘤早期診斷、分期分型和治療評估方面具有獨特優勢。
4、但目前仍舊存在著諸多問題限制其轉化推廣,如靶向性和特異性不高,非靶組織對放射性核素的攝取較高,靶與非靶比值較低;可供選擇的醫用放射性核素種類有限,且對核素射線能量、穿透力、半衰期等有嚴格要求;特別是rdcs的生物相容性和體內穩定性還有待進行深入考察。
5、gary?a.?ulaner等人使用全長的單克隆抗體pertuzumab進行89zr標記后進行人體實驗發現,該分子由于分子量過大(約150?kda)并且半衰期較長導致標記后的分子在肝臟、心臟、脾臟和肺部等組織出現長時間、高劑量的吸收。
6、大分子蛋白(>60?kda)通常不被腎臟濾過,因此不會隨尿液排出。它們主要經肝臟代謝,因為肝臟是處理這些大分子的主要器官。當這些大分子蛋白被制備成放射性藥物時,它們會在肝臟中高度蓄積并長時間在血液中循環,這可能會引發以下潛在的副作用和安全性問題。
7、1、由于放射性藥物在肝臟中的高度蓄積,可能會導致肝細胞的直接損傷。這些損傷可能是由放射性藥物的直接輻射作用引起的,也可能是由藥物在肝臟中代謝過程中產生的有毒代謝物導致的。
8、2、由于這些大分子蛋白的分子量較大,它們在血液循環中的存在時間也較長。這可能導致藥物在血液中的長時間蓄積,增加對血液細胞和骨髓細胞的潛在毒性。血液毒性可能表現為白細胞減少、血小板減少等,而骨髓損傷則可能導致造血功能下降,甚至發展為骨髓抑制等嚴重并發癥。
9、申請號202280030415.6專利中針對抗體fc片段進行突變改造發現了一種組合突變體,該組合突變體可以在保證肝臟和血液低劑量吸收的情況下,實現腫瘤組織的高劑量吸收。但是該提供的突變體仍然存在亟需改善的指標,比如在腫瘤組織中的生物分布偏低,這可能會影響藥物的藥效,因此有必要研究更優異的分子突變體以進一步提升放射性藥物在腫瘤組織中的分布。
技術實現思路
1、為了解決上述問題,本發明提供了一種放射性蛋白偶聯藥物及其應用。
2、一方面,本發明提供了一種融合蛋白,所述融合蛋白由至少一個受體結合片段與igg來源的fc結構域融合而成;
3、所述fc結構域在以下位置進行突變:l234、l235和h435。
4、具體地,所述fc結構域還可以在以下位置進行突變:p329和/或d265。
5、具體地,所述igg包括人igg1、igg2或igg4亞型。
6、優選地,所述igg為人igg1。
7、具體地,所述fc結構域的突變位點原有氨基酸可以突變成gly、ala、val、leu、ile、phe、pro、ser、thr、tyr、asn、gln、asp、glu、lys、arg、his、trp或met中的任意一種。
8、進一步具體地,所述fc結構域突變前的氨基酸序列如seq?id?no:32所示。
9、seq?id?no:32:apellggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlhqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnhytqkslslspgk。
10、優選地,所述fc結構域突變位點包括:l234a、l235a、d265a、p329g和/或h435q中的至少一種。
11、在本發明的某些具體實施例中,所述fc結構域突變后的氨基酸序列如下所示:
12、seq?id?no:17:apellggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlhqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
13、seq?id?no:18:apellggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlaqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
14、seq?id?no:19:apellggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlqqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
15、seq?id?no:20:apellggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlaqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnaytqkslslspg;
16、seq?id?no:21:apeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlhqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
17、seq?id?no:22:apeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlhqdwlngkeykckvsnkalgapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
18、seq?id?no:23:apeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvavshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlhqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
19、seq?id?no:24:apeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlaqdwlngkeykckvsnkalgapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
20、seq?id?no:25:apeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlaqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
21、seq?id?no:26:apeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvavshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlaqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
22、seq?id?no:27:
23、apeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlqqdwlngkeykckvsnkalgapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
24、seq?id?no:28:apeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvqvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlqqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
25、seq?id?no:29:apeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvqvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlqqdwlngkeykcqvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
26、seq?id?no:30:apeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvavshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlaqdwlngkeykcavsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnaytqkslslspg;
27、seq?id?no:31:apeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvavshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlaqdwlngkeykcavsnkalgapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnaytqkslslspg;
28、seq?id?no:34:apeaegapsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlhqdwlngkeykckvsnkalpssiektiskakgqprepqvytlppsreemtknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg。
29、進一步優選地,所述fc結構域突變位點的組合包括:
30、(1)l234a、l235a和h435q;
31、(2)l234a、l235a、p329g和h435q;
32、(3)l234a、l235a、d265a和h435q。
33、在本發明的某些具體實施例中,所述組合(1)的氨基酸序列如seq?id?no:21所示;所述組合(2)的氨基酸序列如seq?id?no:22所示;所述組合(3)的氨基酸序列如seq?id?no:23所示。
34、具體地,所述受體結合片段與fc結構域之間通過鉸鏈區進行連接。
35、在本發明的某些具體實施例中,所述鉸鏈區氨基酸序列如seq?id?no:35所示。
36、seq?id?no:35:epksscthtcppcp。
37、具體地,所述受體結合片段包括:機體中天然存在的配體或其截斷形式、單域重鏈抗體(vhh)、單鏈可變片段(scfv)或雙特異性抗體結合片段。
38、優選地,所述受體結合片段為單域重鏈抗體。
39、在本發明的某些具體實施例中,所述包括受體結合片段、fc結構域和鉸鏈區的氨基酸序列如下所示:
40、seq?id?no:1:evqlvesggglvqpggslrlscaasggtfsryymgwfrqapgkarefvsgisesggstlyadsvkgrftisrdnskntvylqmnslraedtavyycapkwysgdfmdhltydywgqgtqvtvssepksscthtcppcpapellggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlhqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
41、seq?id?no:2:evqlvesggglvqpggslrlscaasggtfsryymgwfrqapgkarefvsgisesggstlyadsvkgrftisrdnskntvylqmnslraedtavyycapkwysgdfmdhltydywgqgtqvtvssepksscthtcppcpapellggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlaqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
42、seq?id?no:3:evqlvesggglvqpggslrlscaasggtfsryymgwfrqapgkarefvsgisesggstlyadsvkgrftisrdnskntvylqmnslraedtavyycapkwysgdfmdhltydywgqgtqvtvssepksscthtcppcpapellggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlqqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
43、seq?id?no:4:evqlvesggglvqpggslrlscaasggtfsryymgwfrqapgkarefvsgisesggstlyadsvkgrftisrdnskntvylqmnslraedtavyycapkwysgdfmdhltydywgqgtqvtvssepksscthtcppcpapellggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlaqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnaytqkslslspg;
44、seq?id?no:5:evqlvesggglvqpggslrlscaasggtfsryymgwfrqapgkarefvsgisesggstlyadsvkgrftisrdnskntvylqmnslraedtavyycapkwysgdfmdhltydywgqgtqvtvssepksscthtcppcpapeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlhqdwlngkeykckvsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg;
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54、seq?id?no:14:evqlvesggglvqpggslrlscaasggtfsryymgwfrqapgkarefvsgisesggstlyadsvkgrftisrdnskntvylqmnslraedtavyycapkwysgdfmdhltydywgqgtqvtvssepksscthtcppcpapeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvavshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlaqdwlngkeykcavsnkalpapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnaytqkslslspg;
55、seq?id?no:15:evqlvesggglvqpggslrlscaasggtfsryymgwfrqapgkarefvsgisesggstlyadsvkgrftisrdnskntvylqmnslraedtavyycapkwysgdfmdhltydywgqgtqvtvssepksscthtcppcpapeaaggpsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvavshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlaqdwlngkeykcavsnkalgapiektiskakgqprepqvytlppsrdeltknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnaytqkslslspg;
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57、seq?id?no:33:evqlvesggglvqpggslrlscaasggtfsryymgwfrqapgkarefvsgisesggstlyadsvkgrftisrdnskntvylqmnslraedtavyycapkwysgdfmdhltydywgqgtqvtvssepkssdkthtcppcpapeaegapsvflfppkpkdtlmisrtpevtcvvvdvshedpevkfnwyvdgvevhnaktkpreeqynstyrvvsvltvlhqdwlngkeykckvsnkalpssiektiskakgqprepqvytlppsreemtknqvsltclvkgfypsdiavewesngqpennykttppvldsdgsfflyskltvdksrwqqgnvfscsvmhealhnqytqkslslspg。
58、另一方面,本發明提供了一種核酸,所述核酸編碼上述融合蛋白。
59、再一方面,本發明提供了一種載體,所述載體包括上述核酸。
60、又一方面,本發明提供了一種宿主細胞,所述宿主細胞包括上述核酸或載體。
61、具體地,所述宿主細胞為原核宿主細胞或真核宿主細胞,所述的原核宿主細胞包括但不限于:大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、谷氨酸棒桿菌、沙門氏菌和鏈霉菌中的一種或多種;所述的真核宿主細胞包括但不限于自釀酒酵母、畢赤酵母、中國倉鼠卵細胞(cho)、猴腎細胞(cos)、幼年倉鼠腎細胞(bhk)、小鼠胚胎成纖維細胞(nih3t3)或小鼠骨髓瘤細胞(sp2/0細胞)中的一種或多種。
62、又一方面,本發明提供了上述融合蛋白、核酸、載體和宿主細胞在制備放射性蛋白偶聯藥物中的應用。
63、又一方面,本發明提供一種放射性蛋白偶聯藥物,所述放射性蛋白偶聯藥物以上述融合蛋白作為載體,與小分子細胞毒性藥物或者可以螯合放射性核素的化合物偶聯。
64、具體地,所述放射性核素包括但不限于111in、223ra、67ga、68ga、44sc、90y、177lu、225ac、212bi、213bi、212pb、227th、64cu、67cu、89zr。
65、具體地,所述融合蛋白與螯合放射性核素的化合物偶聯的途徑包括:
66、a:通過接頭與螯合環進行偶聯;
67、b:通過游離的或者還原狀態下的巰基進行偶聯;
68、c:通過暴露的氨基進行偶聯。
69、又一方面,本發明提供一種藥物組合物,所述藥物組合物包括上述融合蛋白、核酸、載體或宿主細胞。
70、具體地,所述藥物組合物還包括藥學上可接受的輔料。
71、進一步具體地,所述輔料包括但不限于:乙醇、龍膽酸、維生素c、維生素e、白藜蘆醇、槲皮素、谷胱甘肽和/或硫辛酸中的至少一種。
72、具體地,所述藥物組合物還包含藥學上可接受的賦形劑,所述賦形劑包括但不限于:黏合劑、填充劑、潤滑劑、防腐劑、抗氧劑、助溶劑、乳化劑、增溶劑或滲透壓調節劑中的至少一種。
73、又一方面,本發明提供了上述融合蛋白、核酸、載體、宿主細胞、放射性蛋白偶聯藥物或藥物組合物在制備診斷和/或治療腫瘤的產品中的應用。
74、具體地,所述腫瘤包括但不限于:鱗狀細胞乳頭瘤、腺瘤、纖維瘤、脂肪瘤、橫紋肌瘤、淋巴管瘤、軟骨瘤、膠質瘤、節細胞神經瘤、腦膜瘤、葡萄胎、鱗狀細胞瘤、腺癌、纖維肉瘤、脂肪肉瘤、血管肉瘤、惡性間質皮瘤、惡性淋巴瘤、白血病、侵襲性葡萄胎、惡性黑色素瘤、淋巴瘤、神經內分泌腫瘤和肉瘤、平滑肌瘤、血管瘤、胃間質瘤、胃肉瘤、胃癌、大腸息肉、結腸癌、直腸癌、肝臟局灶性結節性增生、肝血管瘤、肝囊腫、肝腺瘤、肝硬化、肝癌、皮脂腺囊腫、皮脂腺痣、汗管瘤、瘢痕疙瘩、纖維肉瘤、基底細胞癌、鱗狀細胞癌、濕疹樣癌、神經鞘瘤、脊膜瘤、神經膠質瘤、先天性腫瘤(表皮樣囊腫、皮樣囊腫、畸胎瘤)、海綿狀血管瘤、血管網織細胞瘤、轉移瘤、肉芽腫、血液系統腫瘤、多發性骨髓瘤、神經系統腫瘤、泌尿系統腫瘤、頭頸部惡性腫瘤。
75、又一方面,本發明提供了一種治療方法,所述治療方法包括向受試者給予包含上述融合蛋白、核酸、載體、宿主細胞、放射性蛋白偶聯藥物或藥物組合物。
76、與現有技術相比,本發明具有以下優點:
77、1、本發明提供的放射性核素標記的突變體在正常小鼠血液、肝臟部位能夠實現快速清除,在不同時間點的上述器官中,吸收劑量均保持很低的水平。
78、2、本發明提供的新型突變體在保持正常組織低攝取的同時可以實現腫瘤部位長時間、高劑量的攝取,能夠使藥物在不損傷正常器官的同時獲得更優異的腫瘤治療效果。
79、3、與未改造的分子以及其他專利報道的分子結構相比,本發明中的融合蛋白結構在構型和序列上均展現出顯著的區別,在腫瘤部位和正常組織的放射性藥物攝取與已經報道的突變體的結果截然不同。這一獨特的創新結構為放射性藥物領域提供了新的治療策略。