靶向的艾杜糖醛酸酶化合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及包含a -L-艾杜糖醛酸酶（a -L-艾杜糖苷酸酶，a -L-iduronidase) 酶和靶向部分的化合物和這樣的結(jié)合物在治療由這種酶缺陷所致的病癥如粘多糖病I型 (mucopolysaccharidosis type I，MPS_1)中的用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 溶酶體IC積癥（Lysosomal storage disorders)是約50種罕見(jiàn)的遺傳病癥的一 組病癥，其中受試者在正常代謝所需的溶酶體酶方面具有缺陷。這些疾病通常是由常染色 體或X-連鎖的隱性基因造成的。作為一個(gè)組，這些病癥的發(fā)病率約為1:5000到1:10, 000。
[0003] MPS-I是由a -L-艾杜糖醛酸酶（IDUA)的缺陷所致，該酶是溶酶體降解粘多糖類(lèi) (GAG)所需的酶。a -L-艾杜糖醛酸酶從存在于兩種GAG(硫酸乙酰肝素和硫酸皮膚素）中 的硫酸化的a-L-艾杜糖醛酸（a-L-iduronic acid)除去硫酸根（sulfate)。具有這種病 癥的那些不能分解（break down)并回收這些GAG。這種缺陷導(dǎo)致整個(gè)身體中累積GAG，這 對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、關(guān)節(jié)和各種器官系統(tǒng)（包括心臟、肝臟、肺臟和皮膚）都具有嚴(yán)重影響。還有 許多身體癥狀，包括粗拙的面部特征、腫大的頭部和腹部以及皮損。在最嚴(yán)重的情況下，這 種疾病能夠在10歲之前致命并伴有嚴(yán)重的智力低下。
[0004] 還沒(méi)有治愈MPS-I之法。除了緩解措施之外，治療方法已包括骨髓移植和酶替代 療法。盡管已經(jīng)觀(guān)察到骨髓移植會(huì)改進(jìn)MPS-I患者的結(jié)局，但是接受這種方法的患者卻在 冒著移植物排異發(fā)展的巨大風(fēng)險(xiǎn)（例如，移植物抗宿主?。┗蛏踔了劳觯≒eters et al.， Blood 91:2601-8,1998)。通過(guò)靜脈給予IDUA的酶替代療法也已經(jīng)顯示出具有益處，包括 器官（如肝臟，心臟和肺）方面以及各種身體檢測(cè)方面的改善（Sifuentes et al.，Mol. Genet. Metab. 90:171-80, 2007 和 Clarke et al·，Pediatrics 123:229-40, 2009)。像骨髓 移植一樣，這種方法并未預(yù)期對(duì)與MPS-I相關(guān)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)缺陷具有顯著影響，因?yàn)檫@ 種酶不能穿過(guò)血腦屏障（BBB ;Miebach，Acta Paediatr. Suppl. 94:58-60, 2005)。
[0005] 已經(jīng)并正在研宄提高向大腦遞送IDUA的方法，包括鞘內(nèi)遞送（Munoz-Rojas et al.，Am. J. Med. Genet. A 146A: 2538-44, 2008)。然而，鞘內(nèi)遞送是一種高度創(chuàng)傷性技術(shù)。
[0006] 解決除了其他癥狀之外的神經(jīng)系統(tǒng)疾病的癥狀而治療MPS-I的少創(chuàng)傷性的更有 效方法，因此將是非常合乎需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明涉及包含靶向部分和IDUA酶的化合物。這些化合物以IDUA-血管肽素-2 融合蛋白為例，其可以用于治療MPS-I。因?yàn)檫@些融合蛋白能夠穿過(guò)BBB，所以它們不僅可 以治療外周疾病癥狀，而且還可以有效治療CNS癥狀。另外，因?yàn)榘邢虿糠秩缪茈乃?2 能夠?qū)⒚赴邢蛑寥苊阁w，預(yù)期這些融合蛋白會(huì)比酶本身更有效。
[0008] 因此，在第一方面中，本發(fā)明的特征在于包含以下的化合物：(a)靶向部分（例如， 可以是小于 200、150、125、100、80、60、50、40、35、30、25、24、23、22、21、20 或 19 個(gè)氨基酸的 肽或肽靶向部分）和（b) IDUA酶、其活性片段或其類(lèi)似物，其中靶向部分和酶、片段或類(lèi)似 物由接頭連接。在某些實(shí)施方式中，IDUA酶或IDUA片段具有有酶活性的成熟人類(lèi)IDUA (SEQ ID NO: 1的氨基酸27-653)或其片段的氨基酸序列。IDUA類(lèi)似物可以與人類(lèi)IDUA的序列基 本相同（例如，至少60%、70%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%的同一性）。 在一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，IDUA酶具有人類(lèi)IDUA或人類(lèi)成熟形式的序列（氨基酸27-653)。
[0009] 在第一方面中，靶向部分可以包括與任何SEQ ID NO: I-SEQ ID NO: 105和 SEQ ID N0:107-SEQ ID N0:117(例如，血管肽素-2(SEQ ID N0:97))基本相同的氨基 酸序列。在其他實(shí)施方式中，靶向部分包含式Ly s-Arg-X3-X4-X5-Ly s (式Ia)，其中X3 是Asn或Gln ;X4是Asn或Gln ;而X5是Phe、Tyr或Trp，其中靶向部分可選地包含 一種或多種式Ia中記載的氨基酸的D-異構(gòu)體。在其他實(shí)施方式中，革El向部分包含式 Zl-Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys-Z2(式 Ib)，其中 X3 是 Asn 或 Gln ;X4 是 Asn 或 Gln ;X5 是 Phe、Tyr 或 Trp ;Z1 為不存在、Cys、Gly、Cys-Gly、Arg-Gly、Cys-Arg-Gly、Ser-Arg-Gly、 Cys-Ser-Arg-Gly、Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Gly-Ser-Arg-Gly、Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、 Cys-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、 Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、 Cys-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、 Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly 或 Cys-Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly ;而 Z2 為 不存在、Cys、Tyr、Tyr-Cys、Cys-Tyr、Thr-Glu-Glu-Tyr 或 Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys ;并且其 中靶向部分可選地包含在式Ib、Zl或Z2中記載的氨基酸的一種或多種D-異構(gòu)體。在其他 實(shí)施方式中，靶向部分包括式Xl-X2_Asn-Asn-X5-X6(式Ila)，其中Xl是Lys或D-Lys ;X2 是Arg或D-Arg ;X5是Phe或D-Phe ;而X6是Lys或D-Lys ;并且其中X1、X2、X5或X6中的 至少一個(gè)是D-氨基酸。在其他實(shí)施方式中，靶向部分包括式Xl-X2-Asn-Asn-X5-X6-X7 (式 IIb)，其中 Xl 是 Lys 或 D-Lys ;X2 是 Arg 或 D-Arg ;X5 是 Phe 或 D-Phe ;X6 是 Lys 或 D-Lys ;而X7是Tyr或D-Tyr ;并且其中XI、X2、X5、X6或X7中的至少一個(gè)是D-氨基 酸。在其他實(shí)施方式中，靶向部分包括式Z 1-Xl-X2-Asn-Asn-X5-X6-X7-Z2 (式II c)，其 中 Xl 是 Lys 或 D-Lys ;X2 是 Arg 或 D-Arg ;X5 是 Phe 或 D-Phe ;X6 是 Lys 或 D-Lys ;X7 是 Tyr 或 D-Tyr ;Z1 為不存在、Cys、Gly、Cys-Gly、Arg-Gly、Cys-Arg-Gly、Ser-Arg-Gly、 Cys-Ser-Arg-Gly、Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Gly-Ser-Arg-Gly、Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、 Cys-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、 Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、 Cys-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、 Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly 或 Cys-Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly ;而 Z2 為 不存在、〇78、丁71'、丁71'-〇78、〇78-丁71'、1111'-6111-6111-丁71'或1111'-6111-6111-丁71'-〇78;其中父1、 X2、X5、X6或X7中的至少一個(gè)是D-氨基酸；而其中多肽可選地包含在Zl或Z2中記載的氨 基酸的一種或多種D-異構(gòu)體。
[0010] 在第一方面中，接頭可以是共價(jià)鍵（例如，肽鍵）或一種或多種氨基酸。化合物可 以是融合蛋白（例如，血管肽素-2-IDUA、IDUA-血管肽素-2或血管肽素-2-IDUA-血管肽 素-2,或如圖3中所示的結(jié)構(gòu)）?；衔锟梢赃M(jìn)一步包含通過(guò)第二接頭連接至該化合物的 第二靶向部分。
[0011] 本發(fā)明還特征在于包含第一方面的化合物和藥用載體的藥物組合物。
[0012] 在另一個(gè)方面中，本發(fā)明特征在于治療或預(yù)防性治療患有MPS-I (例如，赫勒爾綜 合癥（Hurler syndrome)、赫勒爾-沙伊綜合癥（Hurler-Scheie syndrome)或沙伊綜合癥 (Scheie syndrome))的受試者的方法。方法包括向受試者給予第一方面的化合物或本文中 所描述的藥物組合物。受試者可以患有MPS-I的嚴(yán)重形式（赫勒爾綜合癥）或MPS-I的中 度形式（例如，赫勒爾-沙伊綜合癥）和MPS-I的輕度形式（例如，沙伊綜合癥）。受試者 可以正在經(jīng)歷神經(jīng)性癥狀（例如，智力發(fā)育遲滯）。方法可以實(shí)施于或開(kāi)始于小于六個(gè)月 齡，或1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、15或18歲齡的受試者。受試者可以是嬰兒（例 如，不到1歲大）。
[0013] 在某些實(shí)施方式中，靶向部分不是抗體（例如，對(duì)內(nèi)源性BBB受體如胰島素受體、 轉(zhuǎn)鐵蛋白受體、瘦蛋白受體、脂蛋白受體和IGF受體是特異性的抗體或免疫球蛋白）。
[0014] 在任何上述方面中，靶向部分可以與表1的任何序列或其片段基本上具有同一 性。在某些實(shí)施方式中，肽載體具有以下的序列：血管肽素 -USEQ ID N0:67)、血管肽 素-2 (SEQ ID NO: 97)、血管肽素-3 (SEQ ID NO: 107)、血管肽素-4a (SEQ ID NO: 108)、血管 肽素_4b (SEQ ID NO: 109)、血管肽素-5 (SEQ ID NO: 110)、血管肽素-6 (SEQ ID NO: 111)、血 管肽素-7(SEQ ID NO: 112)或反向血管肽素-2(SEQ ID NO: 117)。靶向部分或化合物可以有 效地轉(zhuǎn)運(yùn)到特定的細(xì)胞類(lèi)型（例如，肝、肺、腎、脾和肌肉中的任何一種、兩種、三種、四種、 或五種）中或可以有效穿過(guò)哺乳動(dòng)物BBB (例如，血管肽素-1、血管肽素-2、血管肽素-3、血 管肽素_4a、血管肽素-4b、血管肽素-5和血管肽素-6)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，靶向部分或 化合物能夠進(jìn)入特定的細(xì)胞類(lèi)型（例如，肝、肺、腎、脾和肌肉中的任何一種、兩種、三種、四 種、或五種）但并不能有效穿過(guò)BBB