专利名称:重组人干扰素β-1b用于制备预防、治疗SARS药物中的用途的制作方法
技术领域:
本发明涉及重组人干扰素β-1b(rhIFN-β-1b)的一种药物用途,具体地,本发明涉及重组人干扰素β1b在制备预防、治疗SARS药物的用途及其制剂。
背景技术:
干扰素(interferon IFN)是一类具有抗病毒、抑制细胞增殖与调节机体免疫作用的细胞因子,按其来源不同,分为α、β、γ三种(Pestka S.,Arch.Biochem.Biophys.,1983,2211;Weissmann C.and Weber H.,Prog.Nucleic Acid Res.,1986,33251.)。目前,均已有基因工程产品在临床使用。IFN-β是成纤维细胞在病毒、双链DNA、其他多聚核苷、抗原及丝裂诱导下产生的糖蛋白。人IFN-β基因已被克隆并在不同启动子系统控制下表达于多种宿主系统中(Mark D.F.,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1984,815662.;Itoh S.,et al.,DNA,1984,3(2)157.;Pestka S.,et al.,Annu.Rev.Biochem.,1987,56727.)。其中利用大肠(E.coli)生产的重组IFN-β称为rhIFN-β-1b。1993年美国FDA年批准了chiron公司的大肠杆菌表达的重组人β干扰素产品(rhIFN-β-1b,商品名为Betaseron)用于治疗复发型多发性硬化症(Multiple Sclerosis,MS),在临床治疗中具有很好的疗效,目前在欧美国家有很大的市场,成为治疗MS的主要药物。
IFN-β与其它类的干扰素一样,具有多种生物学功能。与细胞表面特异性结合,产生其生物学活性,具有抗病毒(Kerr I.M.,et al.,J.Interferon Res.,1992,12237.),抑制细胞生长(Arabje Y.M.,et al.,J.Interferon Res.,1993,1325.)、抗感染(KirchnerH.,Antiviral Res.,1986,61.)与免疫调节(Reiter Z.,J.Interferon Res.,1993,13247.;MurrayH.W.,J.Interferon Res.,1992,12319)的功能。
天然IFN-β是一种由166个氨基酸组成的糖蛋白,分子量为23kD,分子中有一个糖基化。在结构上与IFN-α有30%的同源性,识别的受体与IFN-α相同而产生相似的生物学功能。天然人IFN-β含有三个半胱氨酸,分别位于17,31和141位,其中第31位与141位之间形成二硫键,它是IFN-β形成天然构象、维持生物学活性所必需的。大肠杆菌表达的无糖基化的IFN-β分子比天然糖基化的分子活性低,主要原因是自由的第17位半胱氨酸易使IFN-β形成分子间二硫键而形成较低活性的聚集体或沉淀失活。
目前大肠杆菌表达的人IFN-β多为改构的IFN-βser17,从而能够提高分子在体外的正确折叠率,增加稳定性,提高产量。无糖基化的大肠杆菌表达的rhIFN-β-1b的分子量为18.5kD左右,具有与天然IFN-β相信的生物学活性。
Utsumi等(Utsumi J.,et al.,J.Biochem.,1986,991533.;Boublik M.,et al.,J.InterferonRes.,1990,10213)采用圆二色光谱(CD)与H1核磁共振(NMR)研究了纤维母细胞来源的IFN-β(糖基化)与E.coli表达的重组IFN-β(无糖基化)的空间构象。结果表明,在酸性环境下(pH1.6-4.6),两种IFN-β具有相似的二组结构,它们都具有大约70%的α-螺旋结构,说明重组IFN-β分子糖基并不影响蛋白质的二级结构,两种IFN-β都具有良好的溶解性和稳定性。
选择大肠杆菌作为IFN-β表达系统在药物生产工艺上有多种优点,比如菌株发酵条件比较简易,成本低,周期短,而且产量放大较为容易。
严重急性呼吸系统综合症(以下简称SARS),又称非典型性肺炎,是由一种新的冠状病毒引起的一种新的传染病,最先爆发于中国广东,随后向周边国家和地区蔓延,截止到2003年5月17日,已经扩散到32个国家和地区,共报道了超出7000例的SARS病例。其发病特征为高烧、全身不适、头疼、干咳、呼吸困难、血氧过少、肺部出现空洞,能够发现全身性间隙浸润液,严重的需要采用插管法或呼吸机帮助病人进行呼吸,死亡率高达15%左右(Kanchan Anand,John Ziebuhr,Parvesh Wadhwani and et al.,Science,2003,Science 3001763-1767;)。SARS临床诊断表现为淋巴细胞减少、白细胞减少、天冬氨酸转氨酶和乳酸脱氢酶水平升高。
世界卫生组织负责传染病的执行干事戴维·海曼于2003年4月16日宣布,经过全球科研人员的通力合作,正式确认冠状病毒的一个变种是引起非典型肺炎的病原体,科学家将其命名为“SARS病毒”。引起SARS的冠状病毒是一种正义、单链RNA病毒,是RNA病毒中基因组最大的病毒,它本身没有细胞结构,不能自主复制,但一旦进入人体细胞,就能利用细胞中的各种资源在宿主细胞中不断进行复制(QIN E’de,ZHU Qingyu,YU Man and et al.,A completesequence and comparative analysis of a SARS-associated virus(IsolateBT01),Chinese Science Bulletin,2003,48(10)941-948;Marco A.Marra,Steven J.M.Jones,Caroline R.Astell and et al.,The Genome Sequenceof the SARS-Associated Coronavirus,2003,Science 3001399-1404;Christian Drosten,Stephan Gunther,Wolfgang Preiser and et al.,Identification of a novel coronaviral in patients with severe acuterespiratory syndrome,the New England Journal of Medicine,April 10,2003)。引起SARS的冠状病毒主要通过呼吸道传播,由于病毒的寄生特性,很难找到合适的药物,因为药物在杀死病毒的同时,往往也会误伤健康细胞(PaulA.Rota,M.Steven Oberste,Stephan S.Monroe and et al.,Characterizationof a Novel Coronavirus Associated with Severe Acute Respiratory Syndrome,2003,Science 3001394-1399;)。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种含有重组人干扰素β-1b和稳定剂或赋形剂的药物组合物。
本发明的目的之二是提供重组人干扰素β-1b在制备预防、治疗严重急性呼吸系统综合症(SARS)药物中的用途。
本发明的目的之三是提供上述预防或治疗SARS药物的剂型。
本发明利用常规重组DNA技术克隆人IFN-β的基因,构建表达质粒pET23a-IFN-β,然后将其转化到大肠杆菌菌株BL21中,诱导表达,筛选出高效表达rhIFN-β-1b的重组大肠杆菌表达菌株。进行发酵后,经纯化后获得可以得到高纯度、高活性的rhIFN-β-1b样品。然后加入一定里的保护剂或赋形剂形成药物组合物,其中重组人干扰素β1b的有效剂量为1×105国际单位/毫升-5×106国际单位/毫升。
该药物可以做成多种剂型,如加入一定的保护剂与赋形剂,冻干,过滤除菌,分装,放入冻干机真空冷冻,最后通入氮气,进行容器封口,做成注射剂型。或者加入一定的保护剂或赋形剂,放入一定的喷雾或气雾装置中,做成喷雾剂或气雾剂。
将上述药物组合物送生物安全三级实验室进行抗引起SARS冠状病毒的实验。其中所用的细胞为非洲绿猴肾细胞(Vero E6),由军事医学科学院微生物流行病研究所分子生物学研究室提供;病毒为SARS病毒,BJ-01株,由军事科学院微生物流行病研究所病毒室提供。
经过用CPE法测定含rhIFN-β-1b的药物组合物抗病毒的活性,结果表明rhIFN-β-1b对于引起SARS的冠状病毒具有封闭作用。
具体实施例方式
在下面的
具体实施方式
将进一步说明本发明,但并不限制本发明范围。
实施例1rhIFN-β-1b工程菌株的构建、发酵及纯化运用常规分子生物学实验方法,克隆人IFN-β的基因,构建表达质粒pET23a-IFN-β;为提高表达效率,对IFN-β基因片段中的惰性密码子进行了改造;同时为提高表达蛋白质的稳定性,采用基因定点突变技术将Cys17改造为Ser17;然后将其转化到大肠杆菌菌株BL21中,诱导表达,筛选出高效表达rhIFN-β-1b的重组大肠杆菌表达菌株。进行发酵、纯化后,得到高纯度、高活性的rhIFN-β-1b样品。
实施例2注射用重组人干扰素β-1b我们在成品中采用2%的人血白蛋白(HSA)作为保护剂与赋形剂。冻干时,过滤除菌,分装,放入冻干机真空冷冻,最后通入氮气,进行容器封口。其中,每支含有200μg的重组人干扰素β-1b,4.82×106IU/支,20mg的HAS。
实施例3重组人干扰素β-1b喷雾剂原液中加入适量稳定剂和防腐剂,制成地喷雾剂。其中每毫升含3×106IU的重组人干扰素β-1b,20mg的HAS。
实施例4重组人干扰素β-1b气雾剂原液中加入适量稳定剂和防腐剂,装入气雾装置中,制成气雾剂。其中每毫升含3×106IU的重组人干扰素β-1b,20mg的HAS。
实施例5重组人干扰素β-1b体外抗SARS病毒试验1、实验材料药品注射用重组人干扰素β-1b,4.82×106IU/支;
细胞非洲绿猴肾细胞(Vero E6),由军事医学科学院微生物流行病研究所分子生物学研究室提供;病毒SARS病毒,BJ-01株,由军事医学科学院微生物流行病研究所病毒室提供;细胞培养液含10%胎牛血清的DMEM培养液。
实验室生物安全三级实验室(P3实验室)2、实验方法1)CPA法测定病毒对Vero-E6细胞半数毒性浓度(TCID50)Vero-E6细胞接种于96孔板,每孔100μl,含细胞2*104个/孔,37℃培养24小时,细胞长成单层,加入10倍稀释9个浓度的病毒液,每浓度孔,37℃,5%CO2温箱培养。每天用显微镜观察细胞病变(CPE)。细胞病变在25%以下为+,26-50%病变为++,51-75%病变为+++,76-100%病变为++++。记录细胞病变程度(CPE)。用Reed-Muench法计算病毒半数感染剂量(TCID50)。
2)干扰素β-1b对细胞毒性的测定Vero-E6细胞接种于96孔板,每孔100μl,含细胞2*104个/孔,37℃培养24小时,细胞长成单层。药物设5个浓度,即106、105、104、103、102IU/ml(终浓度)。每浓度4孔。设正常细胞对照。每天观察给药组细胞病变,观察到5天。确定药物的无毒浓度。
3)CPE法测定药物抗病毒活性;Vero-E6细胞接种于96孔板,每孔100μl,含细胞2*104个/孔,37℃培养24小时,细胞长成单层。将最大无毒浓度以下的药物10倍稀释5个浓度,分别加入细胞板中,每孔100μl,37℃培,5%CO2温箱培养24小时后,再分别加入不同稀释度的病毒(10-3、10-4、10-3),共同培养48-72小时,观察细胞病变CPE(细胞病变在25%以下为+,26-50%病变为++,51-75%病变为+++,76-100%病变为++++,正常细胞为一)。每个稀释度设4个孔,并设正常细胞对照、药物对照和不同稀释度(10-3、10-4、10-3)的病毒对照,每天观察,待病毒对照出现细胞明显病变时,判定干扰素抗病毒的效应。试验重复1次。用Reed-Muench法计算药物的半数有效浓度IC50。
3、实验结果药物的抗病毒作用表1 重组人干扰素β-1b对SARS病毒的作用
结论重组人干扰素β-1b对细胞的无毒浓度为105IU/ml。当病毒浓度为10-5(1000TCID50)时,干扰素对引起SARS的冠状病毒有封闭作用,其半数抑制病毒浓度(IC50)为21IU/ml。
权利要求
1.含有重组人干扰素β1b和稳定剂或赋形剂的药物组合物。
2.重组人干扰素β1b(rhIFN-β-1b)在制备预防、治疗严重急性呼吸系统综合症(SARS)药物中的用途。
3.如权利要求1所述的药物组合物,其中重组人干扰素β1b的有效剂量为1×105国际单位/毫升-5×106国际单位/毫升.
4.如权利要求1所述的药物组合物,其剂型为注射剂。
5.如权利要求1所述的药物组合物,其剂型为喷雾剂。
6.如权利要求1所述的药物组合物,其剂型为气雾剂。
全文摘要
本发明涉及一种重组人干扰素β-1b(rhIFN-β-1b)在制备预防、治疗SARS药物中的用途及药物制剂。
文档编号A61P31/00GK1579545SQ0315327
公开日2005年2月16日 申请日期2003年8月13日 优先权日2003年8月13日
发明者胡前进, 王京燕, 赵艳红, 纪晓光, 李晓萸, 张敏, 赵京花, 张永详 申请人:北京金赛狮生物制药技术开发有限公司, 中国人民解放军军事医学科学院微生物流行病研究所