治療性核酸酶組合物和方法與流程

2023-08-13 05:07:06

相關申請的交叉引用

本申請要求2009年11月2日提交的第61/257,458號美國臨時專利申請和2010年8月4日提交的美國臨時專利申請第61/370,752號的優先權，其全部內容通過引用整體併入本申請。

有關聯邦政府贊助研究的聲明

本發明在美國國立衛生研究院(基金號AI44257、NS065933和AR048796)、紅斑狼瘡研究聯盟和華盛頓州生命科學發現基金(2087750)的資助下進行。政府享有本發明的某些權益。

序列表參考

本申請連同電子形式的序列表一起提交，該序列表以命名為DOCS-#2346946-v1-17583_PCT_Sequence_Listing_2010_12_07.txt_的文件提交，該文件於2010年12月7日創建，357Kb大小。該序列表通過引用併入本申請。

背景技術：

在死亡和瀕死細胞中，(核糖)核蛋白的過度釋放可能通過兩種機制導致狼瘡病理學：(i)染色質/抗-染色質複合物沉積或在原位形成，導致腎炎並一步引起腎功能喪失；和(ii)通過Toll樣受體(TLR)7、8和9以及不依賴於TLR的途徑核蛋白活化先天免疫。核蛋白的釋放可以作為系統性紅斑狼瘡自身抗體的有效抗原，通過抗原受體與TLRs的互相接觸，使得B細胞擴增和DC細胞激活。需要在所需主體中除去刺激性抗原和/或使免疫刺激、免疫放大和免疫複合物介導疾病減輕的方法。

發明概述

本發明公開了一種雜交核酸酶分子，所述雜交核酸酶分子包括第一核酸酶結構域和Fc結構域，其中第一核酸酶結構域與Fc結構域有效偶聯。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子進一步包括第一接頭結構域，且第一核酸酶結構域通過第一接頭結構域與Fc結構域有效地偶聯。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子是多肽，其中第一核酸酶結構域的胺基酸序列包含人野生型RNase胺基酸序列，其中第一接頭結構域是(Gly4Ser)n，其中n為0、1、2、3、4或5，其中Fc結構域的胺基酸序列包含人野生型IgG1Fc結構域的胺基酸序列，且其中第一接頭結構域與第一核酸酶結構域的C-末端和Fc結構域的N-末端連接。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子是包含表2所示序列的多肽，或由表2中所示的序列組成的多肽。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子是包含SEQ ID NO:149的多肽。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子是包含SEQ ID NO:145的多肽。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子是包含SEQ ID NO:161的多肽。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子是包含SEQ ID NO:162的多肽。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子是包含SEQ ID NO:163的多肽。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包含與野生型人IgG1偶聯的野生型人DNase 1。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包含與野生型人IgG1Fc結構域連接的人DNase1G105R A114F，所述連接通過(gly4ser)n接頭結構域，其中n＝0、1、2、3、4或5。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包含與野生型人IgG1連接的野生型人RNase1，所述野生型人IgG1與野生型人DNase1連接。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包含與野生型人IgG1連接的野生型人RNase1，所述野生型人IgG1與人DNase1G105R A114F連接。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子是多肽，其中第一核酸酶結構域的胺基酸序列包含RNase胺基酸序列，其中第一接頭結構域的長度在5至32個胺基酸之間，其中Fc結構域的胺基酸序列包含人Fc結構域胺基酸序列，且其中第一接頭結構域與第一核酸酶結構域的C-末端和Fc結構域的N-末端偶聯。在某些實施方式中，接頭結構域包括(gly4ser)5和限制性位點BglII、AgeI和XhoI。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子是多肽，其中第一核酸酶結構域的胺基酸序列包括人RNase胺基酸序列，其中第一接頭結構域是長度為5至32個胺基酸的NLG肽，其中Fc結構域的胺基酸序列包含人野生型Fc結構域胺基酸序列，且其中第一接頭結構域與第一核酸酶結構域的C-末端和Fc結構域的N-末端偶聯。

在某些實施方式中，Fc結構域與人細胞上的Fc受體結合。在某些實施方式中，分子的血清半衰期顯著長於單獨的第一核酸酶結構域的血清半衰期。在某些實施方式中，分子的第一核酸酶結構域的核酸酶活性與單獨的核酸酶結構域相同或更高。在某些實施方式中，小鼠狼瘡模型檢測的結果顯示給予小鼠分子可以增加小鼠的存活率。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括前導序列。在某些實施方式中，前導序列是來自人κ輕鏈家族的人VK3LP肽，且前導序列與第一核酸酶結構域的N-末端偶聯。

在某些實施方式中，分子是多肽。在某些實施方式中，分子是多核苷酸。

在某些實施方式中，第一核酸酶結構域包含RNase。在某些實施方式中，RNase是人RNase。在某些實施方式中，RNase是多肽，所述多肽包含與表2中所示的RNase胺基酸序列至少90％相似的胺基酸序列。在某些實施方式中，RNase是人RNase A家族成員。在某些實施方式中，RNase是人胰RNase1。

在某些實施方式中，第一核酸酶結構域包含DNase。在某些實施方式中，DNase是人DNase。在某些實施方式中，DNase是多肽，所述多肽包含與表2中所示的DNase胺基酸序列至少90％相似的胺基酸序列。在某些實施方式中，DNase選自人DNase I、TREX1和人DNase 1L3。

在某些實施方式中，Fc結構域是人Fc結構域。在某些實施方式中，Fc結構域是野生型Fc結構域。在某些實施方式中，Fc結構域是突變Fc結構域。在某些實施方式中，Fc結構域是人IgG1Fc結構域。在某些實施方式中，Fc結構域是多肽，所述多肽包含與表2中所示的Fc結構域胺基酸序列至少90％相似的胺基酸序列。

在某些實施方式中，第一接頭結構域的長度為約1至約50個胺基酸。在某些實施方式中，第一接頭結構域的長度為約5至約31個胺基酸。在某些實施方式中，第一接頭結構域的長度為約15至約25個胺基酸。在某些實施方式中，第一接頭結構域的長度為約20至約32個胺基酸。在某些實施方式中，第一接頭結構域的長度為約20個胺基酸。在某些實施方式中，第一接頭結構域的長度為約25個胺基酸。在某些實施方式中，第一接頭結構域的長度為約18個胺基酸。在某些實施方式中，第一接頭結構域包含gly/ser肽。在某些實施方式中，gly/ser肽為通式(Gly4Ser)n所示，其中n為選自1、2、3、4、5、6、7、8、9和10的正整數。在某些實施方式中，gly/ser肽包括(Gly4Ser)3。在某些實施方式中，gly/ser肽包括(Gly4Ser)4。在某些實施方式中，gly/ser肽包括(Gly4Ser)5。在某些實施方式中，第一接頭結構域包括至少一個限制性位點。在某些實施方式中，第一接頭結構域包括約12個或更多個核苷酸，所述核苷酸包含至少一個限制性位點。在某些實施方式中，第一接頭結構域包括兩個或多個限制性位點。在某些實施方式中，第一接頭結構域包括多個限制性位點。在某些實施方式中，第一接頭結構域包括NLG肽。在某些實施方式中，第一接頭結構域包括N-連接糖基化位點。

在某些實施方式中，第一核酸酶結構域與Fc結構域的N-末端連接。在某些實施方式中，第一核酸酶結構域與Fc結構域的C-末端連接。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子進一步包括第二核酸酶結構域。在某些實施方式中，第一和第二核酸酶結構域是不同的核酸酶結構域。在某些實施方式中，第一和第二核酸酶結構域是相同的核酸酶結構域。在某些實施方式中，第二核酸酶結構域與Fc結構域的C-末端連接。在某些實施方式中，第二核酸酶結構域與Fc結構域的N-末端連接。在某些實施方式中，第二核酸酶結構域與第一核酸酶結構域的C-末端連接。在某些實施方式中，第二核酸酶結構域與第一核酸酶結構域的N-末端連接。

本發明還公開了包含第一多肽和第二多肽的二聚體多肽，其中第一多肽包含第一核酸酶結構域和Fc結構域，其中第一核酸酶結構域與Fc結構域有效偶聯。在某些實施方式中，第二多肽是包含第二核酸酶結構域的第二雜交核酸酶和第二Fc結構域，其中第二核酸酶結構域與第二Fc結構域有效偶聯。

本發明還公開了藥物組合物，所述藥物組合物包含如本發明所述的至少一個雜交核酸酶分子和/或至少一個二聚體多肽，以及藥學上可接受的賦形劑。

本發明還公開了編碼本發明所公開的雜交核酸酶分子的核酸分子。本發明還公開了包含本發明所公開的核酸分子的重組表達載體。本發明還公開了用本發明所公開的重組表達載體轉染的宿主細胞。

本發明還公開了一種製備本發明所公開的雜交核酸酶的方法，所述方法包括：提供包含編碼雜交核酸酶分子核酸序列的宿主細胞；以及在表達雜交核酸酶分子的條件下維持宿主細胞。

本發明還公開了一種治療或預防與免疫應答異常相關狀況的方法，所述方法包括給予所需患者有效量的本發明所公開的分離雜交核酸酶分子。在某些實施方式中，所述狀況是自身免疫病。在某些實施方式中，自身免疫病選自胰島素依賴性糖尿病、多發性硬化症、實驗性自身免疫性腦脊髓炎、類風溼性關節炎、實驗性自身免疫性關節炎、重症肌無力、甲狀腺炎、實驗性葡萄膜炎、橋本氏甲狀腺炎、原發性粘液性水腫、甲狀腺毒症、惡性貧血、自身免疫性萎縮性胃炎、愛迪生氏病、過早絕經、男性不育、青少年糖尿病、肺出血腎炎症候群、尋常型天皰瘡、類天皰瘡、交感性眼炎、晶狀體炎性葡萄膜炎、自身免疫性溶血性貧血、特發性白細胞減少症、原發性膽汁性肝硬化、慢性活動性肝炎Hbs-ve、隱源性肝硬化、潰瘍性結腸炎、舍格倫症候群、硬皮病、韋格納肉芽腫、多肌炎、皮肌炎、盤狀紅斑狼瘡、系統性紅斑狼瘡(SLE)和結締組織病。在某些實施方式中，自身免疫病是系統性紅斑狼瘡(SLE)。

附圖的簡要說明

通過下面的描述及相應附圖，使本發明的這些和其它特徵、方面和益處更加便於理解，其中：

圖1顯示了在P238S、K322S和P331S位點發生突變的mRNase-mIgG2a的核苷酸和胺基酸序列。該序列在序列表中表示為huVK3LP+mrib1+mIgG2A-C-2S(SEQ ID NO:114)。

圖2顯示了本發明所述某些實施方式的雜交核酸酶分子的示意圖。

圖3顯示了在還原和非還原條件下mRNase-mIgG2a-c的SDS-PAGE凝膠分析結果。

圖4顯示了mRNasemIg2a-c的凝膠免疫沉澱分析結果。

圖5顯示了在RNase-Ig雜交核酸酶分子注射前後小鼠410中抗-RNA抗體ELISA滴度。該數據顯示RNase-Ig的注射導致抗-RNA抗體的滴度降低並持續3周以上。

圖6顯示加入RNase-Ig使人外周血單核細胞中幹擾素-α的誘導停止，所述細胞受系統性紅斑狼瘡患者(J11)的血清與核酸提取物(NE)形成的免疫複合物刺激。注射RNase-Ig後抗-RNA抗體的滴度降低。

圖7顯示了加入RNase-Ig使人外周血單核細胞中幹擾素-α的誘導停止，所述細胞受系統性紅斑狼瘡患者(J11)的血清與核酸提取物形成的免疫複合物刺激。

圖8顯示了兩隻RNase轉基因(Tg)小鼠對比正常B6小鼠的單相酶擴散(SRED)分析結果。

圖9顯示了在Tg和雙Tg(DTg)小鼠中利用ELISA檢測得到的RNaseA濃度。各點表示在各只小鼠中檢測得到的濃度。

圖10顯示了TLR7.1Tg對比TLR7.1xRNaseA DTg小鼠的存活情況。

圖11顯示了在Tg對比DTg小鼠的脾臟中IRG的定量PCR結果。

圖12顯示了在創建的不同實施方式中雜交核酸酶分子的示例結構。

圖13顯示了使用RNase Alert SubstrateTM檢測的hRNase1-G88D-hIgG1SCCH-P238S-K322S-P331S雜交核酸酶分子的酶動力學。

圖14顯示了hRNase1-WT-hIgG1-WT與人單核細胞系U937和TNP1的結合。在這兩幅圖中左側的峰均為對照，在這兩幅圖中右側的峰均為hRNase1-WT-hIgG1-WT。

圖15顯示了hRNase1-WT-hIgG1-WT對人IVIg與U937和THP-1細胞的阻斷活性。

圖16顯示了Trex1-(g4s)n-mIgG替代形式的DNA酶切檢測結果。

圖17顯示了來自COS-7瞬時轉染的trex1-(Gly4S)4-Ig和trex1-(Gly4S)5-Ig培養基上清液Western印跡檢測結果。

圖18顯示了命名為2A3、3A5和8H8的不同穩定轉染CHO DG44克隆的DNA酶切模式，所述克隆表達DNAse1L3-mIgG2a-c雜交核酸酶分子。

圖19顯示了加入或不加入肝素作為酶抑制劑，孵育不同時間後DNase1L3-Ig雜交核酸酶分子的量降低的DNA酶切模式。

圖20顯示了來自瞬時轉染COS細胞的免疫沉澱融合蛋白的Western印跡，所述COS細胞表達不同實施方式hRNase1-Ig-hDNase1或hDNase1-Ig雜交核酸酶分子。

圖21顯示了評估COS上清液中RNase活性的SRED分析結果，所述COS上清液中表達不同實施方式hRNase1-Ig-hDNase1或hDNase1-Ig雜交核酸酶分子。

圖22的複合圖顯示了在轉染細胞的COS上清液中進行的DNase核酸酶活性檢測結果。此圖中編號的描述(例如，090210-8和091210-8)與圖21相同。

圖23顯示了使用Rnase Alert底物(Ambion/IDT)進行的酶動力學檢測和使用Spectramax M2酶標儀進行的螢光定量檢測結果。使用Softmax Pro軟體(Molecular Devices)進行數據分析。測定不同底物濃度時的反應速率，數據以Lineweaver-Burk圖表示。經體積校正的表觀Km為280nM。

圖24顯示了隨轉基因小鼠年齡增長的連續時間間隔內，小鼠血清中的抗-RNA抗體水平，所述小鼠血清來自H564和H564-RNaseA雙轉基因小鼠。

發明詳述

除非另有說明，對權利要求書和說明書中術語的定義如下文所示。如果與原臨時專利申請中的術語發生直接衝突，則以本申請說明書中使用的術語為準。

「胺基酸」指天然存在的和合成的胺基酸，以及與天然存在的胺基酸具有類似功能的胺基酸類似物和胺基酸模擬物。天然存在的胺基酸指經遺傳編碼的胺基酸以及隨後經修飾的胺基酸，例如羥脯氨酸、γ-羧基穀氨酸和O-磷酸絲氨酸。胺基酸類似物指與天然存在的胺基酸具有相同的基本化學結構的化合物，即與氫結合的α碳、羧基、氨基和R基團連接，例如高絲氨酸、正亮氨酸、甲硫氨酸亞碸、甲硫氨酸甲基鋶。此類類似物具有修飾的R基團(例如，正亮氨酸)或修飾的肽骨架，但是保留與天然存在的胺基酸相同的基本化學結構。胺基酸模擬物指結構與胺基酸的一般化學結構不同，但是功能與天然存在的胺基酸類似的化合物。

本發明中胺基酸既可以以通常已知的三個字母的形式表示，也可以以IUPAC-IUB生物化學命名委員會推薦的一個字母的形式表示。同樣地，核苷酸可以以常規的單一字母代碼表示。

「胺基酸取代」指預設胺基酸序列(初始多肽的胺基酸序列)中的至少一個存在的胺基酸殘基被另一個不同的「替代」胺基酸殘基所替代。「胺基酸插入」指將至少一個額外的胺基酸加入預設的胺基酸序列。插入通常由一個或兩個胺基酸殘基的插入組成，但可以進行更長的「肽插入」，例如插入約三個至約五個或甚至約十個、十五個或二十個胺基酸殘基。插入的殘基可以是上文所述的天然存在的或非天然存在的殘基。「胺基酸刪除」指從預設的胺基酸序列中除去至少一個胺基酸殘基。

「多肽」、「肽」、和「蛋白」在本發明中可以互換使用是指胺基酸殘基的聚合物。這些術語用於描述天然存在的胺基酸聚合物和非天然存在的胺基酸聚合物，也可以描述這樣的胺基酸聚合物，其中一個或多個胺基酸殘基是與天然存在的胺基酸相對應的人工化學模擬物。

「核酸」指脫氧核糖核苷酸或核糖核苷酸及其單鏈或雙鏈形式的聚合物。除特別限定，該術語包括含有天然核苷酸已知類似物的核酸，所述核酸與標準核酸具有類似的結合性質，且通過與天然存在的核苷酸類似的方式代謝。除另有說明，特定核酸序列還隱含了其適當的修飾變體(例如，簡併密碼子取代)和互補序列以及其明確表示的序列。特別地，通過將序列中的一個或多個選定(或全部)密碼子的第三位用混合鹼基和/或脫氧肌苷殘基取代(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)，可以在獲得的序列中實現簡併密碼子取代。對於精氨酸和亮氨酸，在第二個鹼基的修飾也可以是保守的。術語核酸可以與基因、cDNA和基因編碼的mRNA互換使用。

本發明的多核苷酸可以由任意多聚核糖核苷酸或多聚脫氧核糖核苷酸組成，其可以是未經修飾的RNA或DNA，或修飾的RNA或DNA。例如，多核苷酸可以由下列分子組成：單鏈和雙鏈DNA、單鏈和雙鏈區域混合物DNA、單鏈和雙鏈RNA、以及單鏈和雙鏈區域混合物RNA，以及雜交分子，所述雜交分子包含單鏈DNA和RNA，或更典型地雙鏈DNA和RNA，或單鏈和雙鏈區混合的DNA和RNA。此外，多核苷酸可以由三鏈區域組成，其包含RNA、或DNA、或RNA和DNA二者都有。多核苷酸還可以包含一個或多個修飾的鹼基，或出於穩定或其它原因而修飾的DNA或RNA骨架。「修飾的」鹼基包括，例如，三苯基鹼基和罕見鹼基如肌苷。可以對DNA和RNA進行多種修飾；因此，「多核苷酸」包括經化學、酶或代謝而修飾的形式。

在本申請中，術語「雜交核酸酶分子」指包含至少一個核酸酶結構域和至少一個Fc結構域的多核苷酸或多肽。雜交核酸酶分子也指融合蛋白和融合基因。例如，在某個實施方式中，雜交核酸酶分子可以是多肽，其包含與核酸酶結構域，如DNase和/或RNase，相連接的至少一個Fc結構域。作為另一個例子，雜交核酸酶分子可以包含RNase核酸酶結構域、接頭結構域和Fc結構域。SEQ ID NO：161是雜交核酸酶分子的一個例子。其它例子將在下文中更詳細的描述。在某個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子可以包括附加的修飾。在另一個實施方式中，可以修飾雜交核酸酶分子來加入功能性基團(例如，PEG、藥物或標記)。

在某些方面，本發明的雜交核酸酶分子可以引入一個或多個「接頭結構域」，如多肽接頭。本申請使用的術語「接頭結構域」指在線性序列中連接兩個或多個結構域的序列。本申請使用的術語「多肽接頭」指在多肽鏈的線性胺基酸序列中連接兩個或多個結構域的肽或多肽序列(例如，合成肽或多肽序列)。例如，多肽接頭可以將核酸酶結構域與Fc結構域連接。優選地，此類多肽接頭可以為多肽分子提供柔韌性。在某些實施方式中，多肽接頭用於連接(例如，基因融合)一個或多個Fc結構域和/或一個或多個核酸酶結構域。本發明的雜交核酸酶分子可以包含多於一個的接頭結構域或肽接頭。

本申請所使用的術語「gly-ser多肽接頭」指由甘氨酸和絲氨酸殘基組成的肽。示例性的gly/ser多肽接頭包含胺基酸序列Ser(Gly4Ser)n。在某個實施方式中，n＝1。在某個實施方式中，n＝2。在另一個實施方式中，n＝3，即Ser(Gly4Ser)3。在另一個實施方式中，n＝4，即Ser(Gly4Ser)4。在另一個實施方式中，n＝5。在又一個實施方式中，n＝6。在另一個實施方式中，n＝7。在又一個實施方式中，n＝8。在另一個實施方式中，n＝9。在又一個實施方式中，n＝10。另一個示例性gly/ser多肽接頭包含胺基酸序列Ser(Gly4Ser)n。在某個實施方式中，n＝1。在某個實施方式中，n＝2。在一個優選實施方式中，n＝3。在另一個實施方式中，n＝4。在另一個實施方式中，n＝5。在又一個實施方式中，n＝6。

本申請使用的術語「連接的」、「融合的」、或「融合」可以互換使用。這些術語指兩個以上元件或部分或結構域通過任意方式連接在一起，包括化學偶聯或重組的方式。化學偶聯的方法(例如，使用異雙功能交聯劑)是本領域已知的。

本申請使用的術語「Fc區域」的定義為，由兩條重鏈各自的Fc結構域(或Fc部分)形成的天然免疫球蛋白的一部分。

本申請使用的術語「Fc結構域」指單個免疫球蛋白(Ig)重鏈的一部分。因此，也可以將Fc結構域稱作「Ig」或「IgG」。在某些實施方式中，Fc結構域剛好起始於鉸鏈區的木瓜蛋白酶裂解位點的上遊，且終止於抗體的C-末端。相應地，完整的Fc結構域包含至少一個鉸鏈結構域、CH2結構域和CH3結構域。在某些實施方式中，Fc結構域包含以下區域中的至少一個：鉸鏈(例如，上、中和/或下鉸鏈區)結構域、CH2結構域、CH3結構域、CH4結構域，或者其變體、部分或片段。在其它實施方式中，Fc結構域包含完整的Fc結構域(即，鉸鏈結構域、CH2結構域和CH3結構域)。在某個實施方式中，Fc結構域包含與CH3結構域(或其部分)融合的鉸鏈結構域(或其部分)。在另一個實施方式中，Fc結構域包含與CH3結構域(或其部分)融合的CH2結構域(或其部分)。在另一個實施方式中，Fc結構域由CH3結構域或其部分組成。在另一個實施方式中，Fc結構域由鉸鏈結構域(或其部分)和CH3結構域(或其部分)組成。在另一個實施方式中，Fc結構域由CH2結構域(或其部分)和CH3結構域組成。在另一個實施方式中，Fc結構域由鉸鏈結構域(或其部分)和CH2結構域(或其部分)組成。在某個實施方式中，Fc結構域缺少CH2結構域的至少一部分(例如，全部或部分CH2結構域)。在某個實施方式中，本發明的Fc結構域至少包含本領域已知的FcRn結合所需的那部分Fc分子。在另一個實施方式中，本發明的Fc結構域至少包含本領域已知的FcγR結合所需的那部分Fc分子。在某個實施方式中，本發明的Fc結構域至少包含本領域已知的蛋白A結合所需的那部分Fc分子。在某個實施方式中，本發明的Fc結構域至少包含本領域已知的蛋白G結合所需的那部分Fc分子。本發明中的Fc結構域通常指包含免疫球蛋白重鏈的全部或部分Fc結構域的多肽。即包括，但不限於，包含整個CH1、鉸鏈、CH2和/或CH3結構域的多肽，以及僅包含例如鉸鏈、CH2和/或CH3結構域的此類肽的片段。Fc結構域可以來自任意種屬和/或任意亞型的免疫球蛋白，包括但不限於，人IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgD、IgA、IgE或IgM抗體。Fc結構域包含天然Fc和Fc變體分子。對於Fc變體和天然Fc，術語Fc結構域包括單體或多聚體形式，無論是從完整的抗體上酶切得到還是通過其它方式產生。

如本申請所述，本領域的普通技術人員知曉，對任意Fc結構域進行修飾後的胺基酸序列將不同於天然存在的免疫球蛋白分子的天然Fc結構域的胺基酸序列。在某些示例性實施方式中，Fc結構域保留了效應器功能(例如，FcγR結合)。

本發明多肽的Fc結構域可以來自不同的免疫球蛋白分子。例如，多肽的Fc結構域可以包括來自IgG1分子的CH2和/或CH3結構域和來自IgG3分子的鉸鏈區。在另一個例子中，Fc結構域可以包括嵌合鉸鏈區，所述嵌合鉸鏈區部分來自IgG1分子以及部分來自IgG3分子。在另一個例子中，Fc結構域可以包括嵌合鉸鏈區，所述嵌合鉸鏈區部分來自IgG1分子以及部分來自IgG4分子。

「來自」指定多肽或蛋白的多肽或胺基酸序列是指多肽的來源。優選地，來自特定序列的多肽或胺基酸序列具有與所述序列或其部分基本上相同的胺基酸序列，其中所述部分由至少10-20個胺基酸組成，優選地至少20-30個胺基酸，更優選地至少30-50個胺基酸，或其他的能被本領域技術人員鑑定為在序列中具有該來源的部分。

來自另一個肽的多肽可以具有相對於初始多肽的一個或多個突變，例如一個或多個胺基酸殘基被另一個胺基酸殘基所取代，或具有一個或多個胺基酸殘基插入或刪除。

多肽可以包含非天然存在的胺基酸序列。此類變體必然與初始雜交核酸酶分子具有低於100％的序列相同性或相似性。在一個優選實施方式中，變體的胺基酸序列例如，在覆蓋變體分子全長的範圍內，與初始多肽的胺基酸序列具有約75％至低於100％的胺基酸序列相同性或相似性，更優選地約80％至低於100％、更優選地約85％至低於100％、更優選地約90％至低於100％(例如，91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％)以及最優選地約95％至低於100％。

在某個實施方式中，在初始多肽序列與來自所述初始多肽的序列之間有一個胺基酸的不同。與所述序列的相同性或相似性在本申請中定義為，在對序列進行比對並根據需要引入空位以使得序列的相同性達到最高百分比後，在參比序列中與起始胺基酸殘基相同(即，相同殘基)的胺基酸殘基的百分比。

在某個實施方式中，本發明的多肽包含、由、或基本上由選自表2的胺基酸序列及其功能上有活性的變體組成。在一個實施方式中，多肽包括與表2所示的胺基酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的胺基酸序列。在一個實施方式中，多肽包括與表2所示的連續的胺基酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的連續的胺基酸序列。在一個實施方式中，多肽包括具有表2所示的胺基酸序列的至少10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、200、300、400或500個(或這些數字之間的任意整數)連續胺基酸的胺基酸序列。

在一個實施方式中，本發明的多肽由核苷酸序列編碼。本發明的核苷酸序列可以用於多種用途，包括：克隆、基因治療、蛋白表達和純化、引入突變、對所需宿主進行DNA免疫、生成抗體用於例如被動免疫、PCR、生成引物和探針、siRNA的設計和生成(參見，例如Dharmacon siDesign網站)，等等。在一個實施方式中，本發明的核苷酸序列包含、由或基本上由選自表2的核苷酸序列組成。在一個實施方式中，核苷酸序列包括與表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。在一個實施方式中，核苷酸序列包括與表2所示的連續的核苷酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的連續的核苷酸序列。在一個實施方式中，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個(或這些數字中的任意整數)連續核苷酸的核苷酸序列。

本申請優選的雜交核酸酶分子包含來自人免疫球蛋白序列的序列(例如，至少一個Fc結構域)。但是，序列可以包含來自其它哺乳動物種屬的一個或多個序列。例如，在所述序列中可以包括靈長類的Fc結構域或核酸酶結構域。或者，在多肽中可以存在一個或多個鼠源性的胺基酸。在某些實施方式中，本發明的多肽序列無免疫原性和/或具有降低的免疫原性。

本領域的普通技術人員還知曉，可以改變本發明的雜交核酸酶分子，使其與天然存在的序列或其來自的天然序列相比，序列發生改變，但仍保留天然序列的所需活性。例如，可以進行核苷酸或胺基酸取代，使「非必需」胺基酸殘基處發生保守取代或改變。可以在免疫球蛋白的核苷酸序列中引入一個或多個核苷酸的取代、加入或刪除，使得在編碼的蛋白中引入一個或多個核苷酸的取代、加入或刪除，由此構建得到分離的核酸分子，其編碼來自免疫球蛋白(例如，Fc結構域)的雜交核酸酶分子的非天然變體，可以通過標準技術引入突變，如位點直接突變和PCR介導的突變。

本發明的肽雜交核酸酶分子可以在一個或多個胺基酸殘基處包含保守性胺基酸取代，例如在必需或非必需胺基酸殘基處。「保守性胺基酸取代」指胺基酸殘基被與之有相似側鏈的胺基酸殘基取代。本領域對具有相似側鏈的胺基酸殘基家族進行了定義，包括鹼性側鏈(例如，賴氨酸、精氨酸、組氨酸)，酸性側鏈(例如，天冬氨酸、穀氨酸)，不帶電的極性側鏈(例如，甘氨酸、天冬醯胺、穀氨醯胺、絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、半胱氨酸)，非極性側鏈(例如，丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸)和芳香側鏈(例如，酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、組氨酸)。因此，優選地，結合多肽的非必需胺基酸殘基被來自相同側鏈家族的其它胺基酸殘基所替代。在另一個實施方式中，一串胺基酸可以被結構上類似但序列和/或側鏈家族成員的組成不同的一串胺基酸替代。或者，在另一個實施方式中，可以將突變隨機引入全部或部分編碼序列，如利用飽和突變，再將產生的變異體加入本發明的結合多肽中，並篩選其與所需靶點的結合能力。

術語「改善」指對疾病狀態，例如自身免疫病狀態(例如，系統性紅斑狼瘡)進行治療後的任意有益的治療結果，包括狀態的預防、嚴重性減輕或進展延緩、消除、或治癒。

術語「原位」指活細胞在活的有機體外的生長過程，例如，在組織培養物中生長。

術語「體內」指發生在活的有機體內的過程。

本申請中使用的術語「哺乳動物」或「主體」或「患者」包括人類和非人類，並且包括但不限於人類、非人靈長類、犬、貓、鼠、牛、馬和豬。

當術語「相同」百分率用於兩個或多個核酸或多肽序列時，是指當對兩個或多個序列或子序列，採用下文所述的序列比較算法之一(例如，本領域技術人員可採用的BLASTP和BLASTN或其它算法)或目測檢測進行比較或比對，以實現最大一致性時，相同的核苷酸或胺基酸殘基的特定百分率。根據其應用不同，「相同」百分率可以存在於被比較的序列區域，例如功能性機構域，或者存在於被比較的兩個序列的全長。

對於序列比較而言，一般地將一條序列作為對照序列與待測序列進行比較。當使用序列比較算法時，將待測和對照序列輸入計算機，如有必要，指定子序列坐標，並且指定序列算法程序參數。隨後採用該序列比較算法根據指定的程序參數計算待測序列相對於對照序列的序列相同百分率。

可以通過以下方法對序列進行最優比對以進行比較，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)的同源性比對算法、Pearson&Lipman,Proc.Nat'l.Acad.Sci.USA 85:2444(1988)的相似性研究方法，可以使用這些算法的計算機執行形式(Wisconsin遺傳學軟體包中的GAP、BESTFIT、FASTA、和TFASTA，Genetics Computer Group,575Science Dr.,Madison,Wis.)，或通過目測(通常參見上文所述的Ausubel et al.)。

適於確定序列相同性和序列相似性百分率算法的一個例子為BLAST算法，已在Altschul et al.,J.Mol.Biol.215:403-410(1990)中對其進行了描述。公眾可在國家生物技術信息中心的網站獲得進行BLAST分析的軟體。

術語「足量」指足以產生所需結果的量，例如足以調節細胞內蛋白聚集的量。

術語「治療有效量」是指有效改善疾病症狀的量。當將預防認為是治療時，治療有效量可以是「預防有效量」。

必須注意的是，除非文中明確表示為其它含義，否則在說明書和所附權利要求書中使用的單數形式的「一個」、「一個」和「這種」包括複數含義。

組合物

雜交核酸酶分子

在某些實施方式中，本發明的組合物包括雜交核酸酶分子。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括與Fc結構域有效連接的核酸酶結構域。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括與Fc結構域連接的核酸酶結構域。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子是核酸酶蛋白。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子是核酸酶多核苷酸。

在某些實施方式中，核酸酶結構域通過接頭結構域與Fc結構域連接。在某些實施方式中，接頭結構域是接頭肽。在某些實施方式中，接頭結構域是接頭核苷酸。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括前導分子，例如前導肽。在某些實施方式中，前導分子是位於核酸酶結構域N-末端的前導肽。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子將包括終止密碼子。在某些實施方式中，終止密碼子位於Fc結構域的C-末端。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子進一步包括第二核酸酶結構域。在某些實施方式中，第二核酸酶結構域通過第二接頭結構域與Fc結構域連接。在某些實施方式中，第二接頭結構域位於Fc結構域的C-末端。圖12顯示了雜交核酸酶分子的至少一個實施方式。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括表2所示的序列。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子是與Fc結構域連接的RNase分子或DNase分子或多酶分子(例如，RNase和DNase二者都有，或具有不同底物特異性的兩個RNA或DNA核酸酶)，所述Fc結構域與細胞外免疫複合物特異性結合。在某些實施方式中，Fc結構域不能有效地與Fcγ受體結合。在一個方面，雜交核酸酶分子不能有效地與C1q結合。在其它方面，雜交核酸酶分子包含來自IgG1的框內Fc結構域。在其它方面，雜交核酸酶分子進一步包含在鉸鏈、CH2、和/或CH3結構域的突變。在其它方面，突變是P238S、P331S或N297S，且可以在三個鉸鏈半胱氨酸中包含一個或多個的突變。在某些此類方面，在三個鉸鏈半胱氨酸中的一個或多個的突變可以是SCC或SSS。在其它方面，分子包含SCC鉸鏈，但除此之外具有野生型的人IgG1Fc CH2和CH3結構域，且與Fc受體有效地結合，促進雜交核酸酶分子被攝取進入與之結合的細胞的內吞小泡。在其它方面，分子具有針對單鏈和/或雙鏈RNA底物的活性。

在某些方面，雜交核酸酶分子的活性可以在體外和/或體內檢測。在某些方面，雜交核酸酶分子與細胞、惡性細胞或癌細胞結合，並且幹擾所述細胞的生物活性。

在其它方面，提供了多功能RNase分子，其連接於另一個具有結合特異性的酶或抗體，如靶向於RNA的scFv，或與第一結構域具有相同或不同特異性的第二核酸酶結構域。

在另一方面，提供了多功能的DNase分子，其連接於另一個具有結合特異性的酶或抗體，如scFv，所述scFv靶向於DNA，或以與第一結構域相同或不同的特異性靶向於第二核酸酶結構域。

在另一方面，雜交核酸酶分子適於在哺乳動物中預防或治療疾病或狀況，通過對有需要的哺乳動物給藥治療有效量的連接至Fc區域的雜交核酸酶分子，以預防或治療疾病。在其它方面，疾病或狀況是自身免疫病或癌症。在某些此類方面，自身免疫病是胰島素依賴性糖尿病、多發性硬化症、實驗性自身免疫性腦脊髓炎、類風溼性關節炎、實驗性自身免疫性關節炎、重症肌無力、甲狀腺炎、實驗性葡萄膜炎、橋本氏甲狀腺炎、原發性粘液性水腫、甲狀腺毒症、惡性貧血、自身免疫性萎縮性胃炎、愛迪生氏病、過早絕經、男性不育、青少年糖尿病、肺出血腎炎症候群、尋常型天皰瘡、類天皰瘡、交感性眼炎、晶狀體炎性葡萄膜炎、自身免疫性溶血性貧血、特發性白細胞減少症、原發性膽汁性肝硬化、慢性活動性肝炎Hbs-ve、隱源性肝硬化、潰瘍性結腸炎、舍格倫症候群、硬皮病、韋格納肉芽腫、多肌炎、皮肌炎、盤狀紅斑狼瘡、系統性紅斑狼瘡或結締組織病。

在某些實施方式中，RNase雜交核酸酶分子的RNase酶活性靶點主要在細胞外，由例如抗-RNP自身抗體免疫複合物中的RNA和凋亡中的細胞表面表達的RNA組成。在某些實施方式中，RNase核酸酶分子在內吞小泡的酸性環境中有活性。在某些實施方式中，RNase雜交核酸酶分子包括野生型(wt)的Fc結構域，從而例如允許分子與FcR結合，並且通過免疫複合物利用的進入途徑進入內吞小泡。在某些實施方式中，包括野生型Fc結構域的RNase雜交核酸酶分子被改造成在細胞外和內吞環境(此處可以表達TLR7)中均具有活性。在某些方面，這使得包含野生型Fc結構域的RNase核酸酶分子通過之前吞入的免疫複合物或病毒感染後活化TLR7的RNA來終止TLR7信號轉導。在某些實施方式中，RNase雜交核酸酶分子的野生型RNase對RNase胞質抑制劑的抑制作用沒有抗性。在某些實施方式中，RNase雜交核酸酶分子的野生型RNase在細胞的胞質中無活性。

在某些實施方式中，包含野生型Fc結構域的雜交核酸酶分子用於治療自身免疫病，例如系統性紅斑狼瘡。

在某些實施方式中，Fc結構域與Fc受體(FcR)的結合增加，例如通過糖基化的改變和/或胺基酸序列的變化。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子具有一個或多個Fc改變，使FcR結合增加。

設想了構建雜交核酸酶分子與Fc結構域連接的替代方式。在某些實施方式中，可以改變結構域的方向以構建Ig-RNase分子或Ig-DNase分子或RNase-Ig分子或RNase-Ig分子，其仍能與FcR結合且具有活化的核酸酶結構域。

在某些實施方式中，DNase雜交核酸酶分子包括野生型Fc結構域，所述結構域能夠允許例如分子在與FcR結合後被胞吞。在某些實施方式中，DNase雜交核酸酶分子可作用於包含DNA的細胞外免疫複合物，其可以是可溶性形式或不可溶的複合物沉澱。

在某些實施方式中，雜交核酸酶包括DNase和RNase。在某些實施方式中，這些雜交核酸酶分子可以改善系統性紅斑狼瘡的治療，因為其可以例如消化包含RNA、DNA，或RNA和DNA組合的免疫複合物；並且當其進一步包含野生型Fc結構域時，其在細胞外以及在TLR7和TLR9可以定位的內吞小泡中均具有活性。

在某些實施方式中，包括(gly4ser)3、4或5變體的接頭結構域以5個胺基酸為級數改變接頭結構域的長度。在另一個實施方式中，接頭結構域的長度約18個胺基酸，且包括一個N-連接糖基化位點，其在體內對蛋白酶裂解敏感。在某些實施方式中，N-連接糖基化位點可以保護雜交核酸酶分子的接頭結構域不被裂解。在某些實施方式中，N-連接糖基化位點可以協助將獨立的功能性結構域的摺疊分隔開來，所述獨立的功能性結構域被接頭結構域分隔。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子可以包括突變和/或野生型人IgG1Fc結構域。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子可以由COS瞬時和CHO穩定轉染表達。在某些實施方式中，在雜交核酸酶分子中均保持了CD80/86結合能力和RNase活性。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括DNase1L3-Ig-接頭-RNase構建體。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括DNase1-Ig-接頭-RNase構建體或RNase-Ig-接頭-DNase構建體。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子的酶結構域和其它結構域之間的融合連接點是經優化的。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括DNase-Ig雜交核酸酶分子和/或雜交DNase-RNase雜交核酸酶分子。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括TREX1。在某些實施方式中，TREX1雜交核酸酶分子可以酶切染色質。在某些實施方式中，TREX1雜交核酸酶分子由細胞表達。在某些實施方式中，表達的雜交核酸酶分子包括鼠源性的TREX-1和鼠源性的(野生或突變)Fc結構域。在某些實施方式中，TREX1和IgG鉸鏈之間的20-25個胺基酸(aa)的接頭結構域為DNase活性所需。在某些實施方式中，帶有15個胺基酸的接頭結構域的雜交核酸酶分子無活性。在某些實施方式中，染色質酶切檢測結果顯示，使用20和25個胺基酸的接頭結構域(加上2個或多個胺基酸以引入限制性位點)可以獲得功能性活性。在某些實施方式中，可以從TREX-1的COOH末端除去約72個胺基酸的疏水性區域，然後再通過接頭結構域與Fc結構域融合。在某些實施方式中，與對照和/或其它雜交核酸酶分子相比，具有20個胺基酸的接頭結構域的雜交核酸酶分子顯示出較高的表達水平。在某些實施方式中，使用動態酶實驗對雜交核酸酶分子的酶活性同對照進行定量比較。

在某些實施方式中，可以選擇用於TREX1酶截短的融合連接點進行進一步優化，以改善雜交核酸酶分子的表達。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括帶有20和/或25個胺基酸接頭結構域的人TREX1-接頭-Ig Fc結構域雜交核酸酶分子。在某些實施方式中，接頭結構域是(gly4ser)4或(gly4ser)5表達盒的變體，其連有一個或多個限制性位點以引入到雜交核酸酶分子構建體中。在某些實施方式中，由於頭部至尾部的二聚化對TREX1的酶活性有用；因此可以使用一個柔性的、更長的接頭結構域以促進適當的摺疊。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子是TREX1-串聯雜交核酸酶分子。在某些實施方式中，另一種促使TREX1從頭部至尾部摺疊的方法是，產生一個TREX1-TREX1-Ig雜交的雜交核酸酶分子，其中加入兩個串聯的TREX1結構域，然後是一個接頭結構域和一個Ig Fc結構域。在某些實施方式中，TREX1表達盒頭尾連接的定位方式可以修正為在免疫酶的各臂上頭尾摺疊的方式，並且在該分子的各臂上均引入了一個單一的TREX1功能性結構域。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子的每個免疫酶均具有兩個功能性TREX1酶，其與一個單一的IgG Fc結構域連接。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括TREX1-接頭1-Ig-接頭2-RNase。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括RNase-Ig-接頭-TREX1。在某些實施方式中，當酶是反向構型時，對各個酶生成其氨基融合和羧基融合的表達盒，用於引入雜交核酸酶分子。在某些實施方式中，無論RNase在雜交核酸酶分子中處於什麼位置，其均表現出相當的功能性活性。在某些實施方式中，可以設計替代的雜交核酸酶分子以檢測是否存在特定構型，使改進雜交核酸酶分子成分的表達和/或功能。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括1L3-Ig。在某些實施方式中，1L3DNase由鼠源性序列構建和表達。在某些實施方式中，酶是有活性的。在某些實施方式中，構建和表達鼠源性的1L3DNase-Ig-RNase雜交核酸酶。在某些實施方式中，分子包括人1L3-Ig、人1L3-Ig-RNase和/或人RNase-Ig-1L3。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括DNase1-Ig。在某些實施方式中，在DNase1-Ig雜交核酸酶分子中包括天然存在的變體等位基因A114F，所述A114F對肌動蛋白的敏感性降低。在某些實施方式中，將該突變引入雜交核酸酶分子以產生更加穩定的人DNase1衍生物。在某些實施方式中，製備包含20或25個胺基酸的接頭結構域的DNase1-接頭-Ig。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括RNase-Ig-接頭-DNase1，其中DNase1結構域位於Ig Fc結構域的COOH一側。在某些實施方式中，製備加入DNase1的雜交核酸酶分子，所述分子包括：DNase1-接頭-Ig-接頭2-RNase和/或RNase-Ig-接頭-DNase1。

本發明的另一方面為利用一種或多種雜交核酸酶分子，採用基因治療的方法治療或預防狀況、疾病和狀態。基因治療的方法涉及將雜交核酸酶分子的核酸(DNA、RNA和反義DNA或RNA)序列引入動物，以表達一種或多種本發明的多肽。該方法可以包括，引入一種或多種與啟動子和遺傳元件有效連接的編碼本發明雜交核酸酶分子多肽的多核苷酸，所述遺傳元件為靶組織中表達多肽所必需。

在基因治療應用中，將雜交核酸酶分子基因引入細胞，以實現在體內合成治療有效的基因產物。「基因治療」包括全部兩種常規的基因治療，即一次治療長期有效，以及給藥基因治療劑，其包括一次或多次給藥治療有效的DNA或mRNA。可以對寡核苷酸進行修飾以增強其攝取，例如使用不帶電的基團取代帶負電的磷酸二酯基團。

Fc結構域

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括Fc結構域。可以從多種不同來源獲得用於產生本發明雜交核酸酶分子的Fc結構域。在優選實施方式中，雜交核酸酶分子的Fc結構域來自人免疫球蛋白。但是，可以理解，Fc結構域可以來自其它哺乳動物種屬的免疫球蛋白，包括例如，嚙齒類(例如小鼠、大鼠、家兔、豚鼠)或非人靈長類(例如，黑猩猩、短尾猴)種屬。而且，雜交核酸酶分子的Fc結構域或其部分可以來自於任意免疫球蛋白種類，包括IgM、IgG、IgD、IgA和IgE，以及任意免疫球蛋白亞型，包括IgG1、IgG2、IgG3和IgG4。在一個優選實施方式中，使用人IgG1亞型。

各種Fc結構域基因序列(例如，人恆定區序列)均可以通過公眾易於取得的形式獲得。恆定區結構域包含Fc結構域序列，可以選擇具有特定效應器功能(或缺乏特定效應器功能)或帶有特定修飾的恆定區結構域，以降低免疫原性。很多抗體和抗體編碼基因的序列已被公開，使用本領域已知的技術可以從這些序列中選取合適的Fc結構域序列(例如，鉸鏈、CH2和/或CH3序列，或其部分)。隨後，可以對使用任意前述方法獲得的遺傳材料進行改造或合成，以獲得本發明的多肽。本發明的範圍將進一步理解為包括恆定區DNA序列的等位基因、變體和突變。

可以將Fc結構域序列克隆，例如採用聚合酶鏈式反應和引物，選擇的所述引物可用於擴增目標結構域。為了克隆來自抗體的Fc結構域序列，可以從雜交瘤、脾臟或淋巴細胞中分離mRNA，將其逆轉錄為DNA，並且利用PCR擴增抗體基因。對PCR擴增方法的詳細描述，參見美國專利號4,683,195；4,683,202；4,800,159；4,965,188；以及例如"PCR Protocols:A Guide 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的啟動可以通過通用的恆定區引物，或基於公開發表的重鏈和輕鏈DNA和胺基酸序列的更為特異的引物。如上文所討論的，PCR還可以用於分離編碼抗體輕鏈和重鏈的DNA克隆。在此情況下，可以利用通用引物或更大的同源探針如小鼠恆定區探針來篩選文庫。許多適於抗體基因擴增的引物集合是本領域所公知的(例如，基於純化抗體的N-末端序列的5'引物(Benhar and Pastan.1994.Protein Engineering 7:1509)；cDNA末端的快速擴增(Ruberti,F.et al.1994.J.Immunol.Methods 173:33)；抗體前導序列(Larrick et al.1989Biochem.Biophys.Res.Commun.160:1250))。對抗體序列克隆的進一步描述，參見Newman et al.,美國專利號5,658,570，申請日1995年1月25日，其通過引用併入本申請。

本發明的雜交核酸酶分子可以包含一個或多個Fc結構域(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多Fc結構域)。在一個實施方式中，Fc結構域可以是不同類型。在一個實施方式中，雜交核酸酶分子中的至少一個Fc結構域包含鉸鏈結構域或其部分。在另一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含至少一個Fc結構域，所述Fc結構域包括至少一個CH2結構域或其部分。在另一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含至少一個Fc結構域，所述Fc結構域包括至少一個CH3結構域或其部分。在另一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含至少一個Fc結構域，所述Fc結構域包括至少一個CH4結構域或其部分。在另一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含至少一個Fc結構域，所述Fc結構域包括至少一個鉸鏈結構域或其部分和至少一個CH2結構域或其部分(例如，在鉸鏈-CH2方向)。在另一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含至少一個Fc結構域，所述Fc結構域包括至少一個CH2結構域或其部分和至少一個CH3結構域或其部分(例如，在CH2-CH3方向)。在另一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含至少一個Fc結構域，所述Fc結構域包括至少一個鉸鏈結構域或其部分、至少一個CH2結構域或其部分以及至少一個CH3結構域或其部分，例如按以下方向：鉸鏈-CH2-CH3、鉸鏈-CH3-CH2或CH2-CH3-鉸鏈。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包含至少一個來自一個或多個免疫球蛋白重鏈的完整Fc區域(例如，Fc結構域包括鉸鏈、CH2和CH3結構域，但不需要其都來自相同的抗體)。在其它實施方式中，雜交核酸酶分子包含至少兩個來自一個或多個免疫球蛋白重鏈的完整Fc區域。在優選實施方式中，完整Fc結構域來自人IgG免疫球蛋白重鏈(例如，人IgG1)。

在另一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含至少一個Fc結構域，所述Fc結構域包括完整的CH3結構域。在另一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含至少一個Fc結構域，所述Fc結構域包括完整的CH2結構域。在另一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包括至少一個Fc結構域，所述Fc結構域包括至少一個CH3結構域、至少一個鉸鏈區域和一個CH2結構域。在一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含至少一個Fc結構域，所述Fc結構域包括鉸鏈和CH3結構域。在另一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含至少一個Fc結構域，所述Fc結構域包括鉸鏈、CH2和CH3結構域。在優選實施方式中，Fc結構域來自人IgG免疫球蛋白重鏈(例如，人IgG1)。

組成本發明的雜交核酸酶分子Fc結構域的恆定區結構域或其部分可以來自不同免疫球蛋白分子。例如，本發明的多肽可以包含來自IgG1分子的CH2結構域或其部分和來自IgG3分子的CH3區域或其部分。在另一個實施例中，雜交核酸酶分子可以包含Fc結構域，所述Fc結構域包括一個鉸鏈結構域，其部分來自IgG1分子和部分來自IgG3分子。如本申請所述，本領域的普通技術人員能夠理解，可以對Fc結構域進行改變，使得其不同於天然存在的抗體分子中的胺基酸序列。

在另一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含一個或多個截短的Fc結構域，但仍足以賦予Fc區域與Fc受體(FcR)結合的性質。因此，本發明雜交核酸酶分子的Fc結構域可以包含FcRn結合部分，或由FcRn結合部分組成。FcRn結合部分可以來自任意同種型的重鏈，包括IgG1、IgG2、IgG3和IgG4。在一個實施方式中，使用人同種型IgG1抗體的FcRn結合部分。在另一個實施方式中，使用人同種型IgG4抗體的FcRn結合部分。

在一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子缺乏完整Fc區域的一個或多個恆定區結構域，即其部分或全部被刪除。在某些實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子將缺乏整個CH2結構域(ΔCH2構建體)。本領域技術人員會理解，可以優選此類構建體，因為CH2結構域可以調控抗體的分解代謝速率。在某些實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含刪除了CH2結構域的Fc區域，所述Fc結構域來自編碼IgG1人恆定區結構域(參見，例如WO02/060955A2和WO02/096948A2)的載體(例如，來自IDEC Pharmaceuticals,San Diego)。該示例性載體被改造為刪除CH2結構域，並提供合成載體，所述合成載體表達結構域刪除的IgG1恆定區。值得注意的是，這些示例性構建體優選被改造為將結合的CH3結構域直接與各自Fc結構域的鉸鏈區融合。

在其它構建體中，可能需要在一個或多個Fc結構域組分之間提供一個肽間隔區。例如，肽間隔區可以位於鉸鏈區和CH2結構域之間，和/或CH2和CH3結構域之間。例如，可以表達得到相容的構建體，其中CH2結構域被刪除，並且將其餘的CH3結構域(合成的或非合成的)與鉸鏈區連接，所述鉸鏈區帶有1-20、1-10或1-5個胺基酸肽間隔區。引入此類肽間隔區可以，例如，確保恆定區結構域的調控元件保持游離且可接近，或確保鉸鏈區仍保持柔韌性。優選地，與本發明相容的任意接頭肽將具有相對的非免疫原性，且不會阻礙Fc的適當摺疊。

Fc胺基酸的改變

在某些實施方式中，在本發明的雜交核酸酶分子中使用的Fc結構域被改變，例如通過胺基酸突變(例如，加入、刪除或取代)。如本申請所使用，術語「Fc結構域變體」指與作為Fc結構域來源的野生型Fc相比，具有至少一個胺基酸取代的Fc結構域。例如，變體中Fc結構域來自人IgG1抗體，與人IgG1Fc區域相應位置的野生型胺基酸相比，變體包含至少一個胺基酸突變(例如，取代)。

Fc變體的胺基酸取代可以定位於Fc結構域內的某個位點，該位點的指代編號對應於該殘基在抗體的Fc區域中被指定的編號。

在一個實施方式中，Fc變體包含位於鉸鏈結構域或其部分的胺基酸位點的取代。在另一個實施方式中，Fc變體包含位於CH2結構域或其部分的胺基酸位點的取代。在另一個實施方式中，Fc變體包含位於CH3結構域或其部分的胺基酸位點的取代。在另一個實施方式中，Fc變體包含位於CH4結構域或其部分的胺基酸位點的取代。

在某些實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含Fc變體，所述Fc變體包括一個以上胺基酸取代。本發明的雜交核酸酶分子可以包含，例如2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多個胺基酸取代。優選地，各胺基酸取代之間在空間定位上間隔至少1個胺基酸位點或更多，例如，至少2、3、4、5、6、7、8、9或10個胺基酸位點或更多。更優選地，經改造的各胺基酸之間在空間定位上間隔至少5、10、15、20或25個胺基酸位點或更多。

在某些實施方式中，由於具有包含所述野生型Fc結構域的Fc結構域，Fc變體可改進至少一個效應器功能(例如，Fc結構域與Fc受體(例如，FcγRI、FcγRII或FcγRIII)或補體蛋白(例如，C1q)的結合能力提高，或觸發抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用(ADCC)、吞噬作用或補體依賴性細胞毒作用(CDCC))。在其它實施方式中，Fc變體提供經改造的半胱氨酸殘基。

本發明的雜交核酸酶分子可以引入本領域認可的Fc變體，所述Fc變體已知能夠改進效應器功能和/或FcR結合。特別地，本發明的雜交核酸酶分子可以包括，例如，在一個或多個胺基酸位點的改變(例如，取代)，參見國際PCT公布號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；美國專利公開號US2007/0231329、US2007/0231329、US2007/0237765、US2007/0237766、US2007/0237767、US2007/0243188、US20070248603、US20070286859、US20080057056；或美國專利號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，其均通過引用併入本申請。在一個實施方式中，可以在一個或多個公開的胺基酸位點進行特定改變(例如，本領域公開的一個或多個胺基酸位點的特定取代)。在另一個實施方式中，可以在一個或多個公開的胺基酸位點進行不同改變(例如，本領域公開的一個或多個胺基酸位點的不同取代)。

在某些實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含對Fc結構域的胺基酸取代，所述取代改變了不依賴於抗原的抗體效應器功能，特別是抗體的循環半衰期。與缺乏所述取代的雜交核酸酶分子相比，本發明的雜交核酸酶分子顯示出了與FcRn結合的升高或降低，並因此分別具有延長或縮短的血清半衰期。對FcRn的親和力改進的Fc變體有望具有更長的血清半衰期，並且此類分子可用於哺乳動物的治療中，所述哺乳動物需要給予具有較長半衰期的多肽，例如治療慢性疾病或狀況。相反的，FcRn結合親和性降低的Fc變體可能具有更短的半衰期，此類分子同樣有用，例如，給予哺乳動物，縮短循環時間可能對所述哺乳動物有益，例如用於體內診斷成像，或用於當初始多肽在循環中長時間存在時具有毒副作用的情況。FcRn結合親和性降低的Fc變體穿過胎盤的可能性也較低，因此，所述Fc變體還可以用於治療妊娠婦女所患的疾病或狀況。此外，需要FcRn結合親和性降低的其它應用包括需要定位於腦、腎和/或肝中的應用。在一個示例性實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子表現為從血管向腎小球上皮細胞轉運的量降低。在另一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子表現為從腦轉運透過血腦屏障(BBB)進入血管間隙的量降低。在一個實施方式中，具有FcRn結合改變的雜交核酸酶分子包含至少一個Fc結構域(例如，一個或兩個Fc結構域)，所述雜交核酸酶分子在Fc結構域的「FcRn結合環」內具有一個或多個胺基酸取代。能改變FcRn結合活性的示例性胺基酸取代已在國際PCT公開號WO05/047327中公開，所述公開參考併入本申請。

在其它實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含Fc變體，所述Fc變體含有的胺基酸取代改變了多肽抗原依賴性效應器功能，特別是抗原依賴細胞介導的細胞毒作用或補體活化，例如與野生型Fc區域比較。在一個示例性實施方式中，所述雜交核酸酶分子顯示出與Fcγ受體(例如CD16)結合的改變。此類雜交核酸酶分子與野生型多肽相比，表現為與FcRγ的結合增加或減少，因而分別介導效應器功能增強或減弱。與FcγR親和性改進的Fc變體預計能增強效應器功能，且此類分子可用於需要破壞哺乳動物靶分子的治療方法中。而相反的，與FcRγ結合親和性降低的Fc變體預計能降低效應器的功能，此類分子也是有用的，例如，用於治療不希望靶細胞破壞的疾病，例如在正常細胞可能表達靶分子的情形，或長期給予多肽結果可能導致有害的免疫系統活化的情形。在一個實施方式中，與包含野生型Fc區域的多肽相比，包含Fc的多肽顯示至少一種抗原依賴性效應器功能的改變，所述改變選自調理作用、吞噬作用、補體依賴性細胞毒作用、抗原依賴細胞介導的細胞毒作用(ADCC)或效應細胞調節。

在一個實施方式中，雜交核酸酶分子表現為與活化的FcγR(例如，FcγI、FcγIIa或FcγRIIIa)結合的改變。在另一個實施方式中，雜交核酸酶分子表現為與抑制性FcγR(例如，FcγRIIb)結合親和性的改變。能改變FcR或補體結合活性的示例性胺基酸取代已在國際PCT公開號WO05/063815中公開，所述公開通過引用併入本申請。

本發明的雜交核酸酶分子還可以包含胺基酸取代，所述取代改變雜交核酸酶分子的糖基化。例如，雜交核酸酶分子的Fc結構域可以包含具有突變的Fc結構域，所述Fc結構域的突變導致糖基化(例如，N-或O-連接的糖基化)降低；或可以包含糖型改變的野生型Fc結構域(例如，低海藻糖或無海藻糖的聚糖)。在另一個實施方式中，雜交核酸酶分子在接近或位於糖基化的基序內具有胺基酸取代，例如，含有胺基酸序列NXT或NXS的N-連接糖基化基序。使糖基化降低或改變的示例性胺基酸取代已在國際PCT公開號WO05/018572和US專利公開號2007/0111281中公開，所述公開通過引用併入本申請。

在其它實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含至少一個Fc結構域，所述Fc結構域具有位於溶劑接觸表面的經改造的半胱氨酸殘基或其類似物。優選地，經改造的半胱氨酸殘基或其類似物不幹擾Fc所賦予的效應器功能。更優選地，所述改變不幹擾Fc與Fc受體(例如，FcγRI、FcγRII或FcγRIII)或補體蛋白(例如，C1q)的結合能力，也不幹擾Fc觸發免疫效應器的功能(例如，抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用(ADCC)、吞噬作用或補體依賴性細胞毒作用(CDCC))。在優選的實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含Fc結構域，所述Fc結構域含有至少一個經改造的游離半胱氨酸殘基或其類似物，其基本上不與第二個半胱氨酸殘基通過二硫鍵結合。可以再使用本領域認可的技術，將上文所述的任意經改造的半胱氨酸殘基或其類似物與功能性結構域(例如，與硫醇-反應性異雙功能性連接偶聯)偶聯。

在一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子可以包含基因融合的Fc結構域，所述基因融合的Fc結構域具有兩個或多個獨立選自本發明所述Fc結構域的Fc結構域成分。在一個實施方式中，Fc結構域是相同的。在另一個實施方式中，至少兩個Fc結構域是不同的。例如，本發明的雜交核酸酶分子的Fc結構域包含相同數量的胺基酸殘基或在長度上相差一個或多個不同數量的胺基酸殘基(例如，約5個胺基酸殘基(例如，1、2、3、4或5個胺基酸殘基)、約10個殘基、約15個殘基、約20個殘基、約30個殘基、約40個殘基或約50個殘基)。在又一個實施方式中，本發明雜交核酸酶分子的Fc結構域在一個或多個胺基酸位點的序列可以不同。例如，至少兩個Fc結構域可以在約5個胺基酸位點(例如，1、2、3、4或5個胺基酸位點)、約10個位點、約15個位點、約20個位點、約30個位點、約40個位點或約50個位點不同。

接頭結構域

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括一個接頭結構域。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子包括多個接頭結構域。在某些實施方式中，接頭結構域是多肽接頭。在某些方面，優選使用多肽接頭，將一個或多個Fc結構域與一個或多個核酸酶結構域融合，以形成雜交核酸酶分子。

在一個實施方式中，多肽接頭是合成的。如本申請所使用，術語「合成的」多肽接頭包括含有胺基酸序列(其可以是或不是天然存在的序列)的肽(或多肽)，所述胺基酸序列的線性胺基酸序列連接於一個在自然界中不與之天然連接的序列(其可以是或不是天然存在的序列)(例如，一個Fc結構域序列)。例如，多肽接頭可以包含非天然存在的多肽，所述多肽為天然存在多肽的修飾形式(例如，包含一個突變，如加入、取代或刪除)，或包含一個第一胺基酸序列(其可以是或不是天然存在的序列)。可以使用本發明的多肽接頭，例如，以確保Fc結構域是並列的，以及保證適當的摺疊和功能性Fc結構域的形成。優選地，與本發明具有相容性的多肽接頭將具有相對的非免疫原性，且在結合蛋白的單體亞基中不會抑制任何非共價結合。

在某些實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子使用多肽接頭，以在單個多肽鏈的框內連接任意兩個或多個結構域。在一個實施方式中，兩個或多個結構域可以獨立選自本發明討論的任意Fc結構域或核酸酶結構域。例如，在某些實施方式中，多肽接頭可以用於融合相同的Fc結構域，以形成同質型Fc區域。在其它實施方式中，多肽接頭可以用於融合不同的Fc結構域(例如，野生型Fc結構域和Fc結構域變體)，以形成異質型Fc區域。在其它實施方式中，本發明的多肽接頭可以用於將第一Fc結構域(例如，鉸鏈結構域或其部分、CH2結構域或其部分、完整的CH3結構域或其部分、FcRn結合部分、FcγR結合部分、補體結合部分或其部分)的C-末端與第二Fc結構域(例如，完整地Fc結構域)的N-末端基因融合。

在一個實施方式中，多肽接頭包含Fc結構域的一部分。例如，在一個實施方式中，多肽接頭可以包含IgG1、IgG2、IgG3和/或IgG4抗體的免疫球蛋白鉸鏈結構域。在另一個實施方式中，多肽接頭可以包含IgG1、IgG2、IgG3和/或IgG4抗體的CH2結構域。在其它實施方式中，多肽接頭可以包含IgG1、IgG2、IgG3和/或IgG4抗體的CH3結構域。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，多肽接頭可以包含CH1結構域或其部分、CL結構域或其部分、VH結構域或其部分或VL結構域或其部分。所述部分可以來自任意免疫球蛋白，包括例如IgG1、IgG2、IgG3和/或IgG4抗體。

在示例性實施方式中，多肽接頭可以包含免疫球蛋白鉸鏈區的至少一部分。在一個實施方式中，多肽接頭包含上遊鉸鏈結構域(例如，IgG1、IgG2、IgG3或IgG4上遊鉸鏈結構域)。在另一個實施方式中，多肽接頭包含一個中遊鉸鏈結構域(例如，IgG1、IgG2、IgG3或IgG4中遊鉸鏈結構域)。在另一個實施方式中，多肽接頭包含一個下遊鉸鏈結構域(例如，IgG1、IgG2、IgG3或IgG4下流鉸鏈結構域)。

在其它實施方式中，可以通過組合來自相同或不同抗體亞型的鉸鏈元件，構建多肽接頭。在一個實施方式中，多肽接頭包含嵌合鉸鏈，所述嵌合鉸鏈包含IgG1鉸鏈區的至少一部分和IgG2鉸鏈區的至少一部分。在一個實施方式中，多肽接頭包含嵌合鉸鏈，所述嵌合鉸鏈包含IgG1鉸鏈區的至少一部分和IgG3鉸鏈區的至少一部分。在另一個實施方式中，多肽接頭包含嵌合鉸鏈，所述嵌合鉸鏈包含IgG1鉸鏈區的至少一部分和IgG4鉸鏈區的至少一部分。在一個實施方式中，多肽接頭包含嵌合鉸鏈，所述嵌合鉸鏈包含IgG2鉸鏈區的至少一部分和IgG3鉸鏈區的至少一部分。在一個實施方式中，多肽接頭包含嵌合鉸鏈，所述嵌合鉸鏈包含IgG2鉸鏈區的至少一部分和IgG4鉸鏈區的至少一部分。在一個實施方式中，多肽接頭包含嵌合鉸鏈，所述嵌合鉸鏈包含IgG1鉸鏈區的至少一部分、IgG2鉸鏈區的至少一部分和IgG4鉸鏈區的至少一部分。在另一個實施方式中，多肽接頭可以包含一個IgG1上遊鉸鏈和中遊鉸鏈以及一個單一的IgG3中遊鉸鏈重複基序。在另一個實施方式中，多肽接頭可以包含IgG4上遊鉸鏈、IgG1中遊鉸鏈和IgG2下遊鉸鏈。

在另一個實施方式中，多肽接頭包含或由gly-ser接頭組成。如本申請所使用的術語「gly-ser接頭」指由甘氨酸和絲氨酸殘基組成的肽。一個示例性的gly/ser接頭包含式(Gly4Ser)n所示的胺基酸序列，其中n為正整數(例如，1、2、3、4或5)。一個優選的gly/ser接頭為(Gly4Ser)4。另一個優選的gly/ser接頭為(Gly4Ser)3。另一個優選的gly/ser接頭為(Gly4Ser)5。在某些實施方式中，可以將gly-ser接頭插入多肽接頭(例如，本發明所述的任意多肽接頭序列)的兩個其它序列之間。在其它實施方式中，將gly-ser接頭附加在另一個多肽接頭序列(例如，本發明所述的任意多肽接頭序列)的一個末端或兩個末端。在其它實施方式中，將兩個或多個gly-ser接頭連續地插入多肽接頭中。在一個實施方式中，本發明的一個多肽接頭包含上遊鉸鏈區(例如，來自IgG1、IgG2、IgG3或IgG4分子)的至少一部分、中遊鉸鏈區(例如，來自IgG1、IgG2、IgG3或IgG4分子)的至少一部分和一系列gly/ser胺基酸殘基(例如，gly/ser接頭如(Gly4Ser)n)。

在一個實施方式中，本發明的多肽接頭包含非天然存在的免疫球蛋白鉸鏈區結構域，例如非天然存在於多肽中的鉸鏈區結構域，所述多肽包含鉸鏈區結構域和/或被改變的鉸鏈區結構域，使得其胺基酸序列不同於天然存在的免疫球蛋白鉸鏈區結構域。在一個實施方式中，可以在鉸鏈區結構域發生突變，以製備本發明的多肽接頭。在一個實施方式中，本發明的多肽接頭包含鉸鏈結構域，所述鉸鏈結構域不包含天然存在的數目的半胱氨酸，即多肽接頭包含的半胱氨酸數目少於或多於天然存在的鉸鏈分子的半胱氨酸數目。

在其它實施方式中，本發明的多肽接頭包含生物學相關的肽序列或其部分序列。例如，生物學相關的肽序列可以包括，但不限於，來自抗排斥或抗炎肽的序列。所述抗排斥或抗炎肽可以選自細胞因子抑制性肽、細胞粘附抑制性肽、凝血酶抑制性肽和血小板抑制性肽。在一個優選實施方式中，多肽接頭包含的肽序列選自IL-1抑制或拮抗肽序列、促紅細胞生成素(EPO)-模擬肽序列、促血小板生成素(TPO)-模擬肽序列、粒細胞集落刺激因子(G-CSF)模擬肽序列、腫瘤壞死因子(TNF)拮抗劑肽序列、整合素結合肽序列、選擇素拮抗肽序列、抗致病性肽序列、血管活性腸肽(VIP)模擬肽序列、鈣調蛋白拮抗肽序列、肥大細胞拮抗劑、SH3拮抗肽序列、尿激酶受體(UKR)拮抗肽序列、生長激素抑制素或皮質醇穩定蛋白模擬肽序列和巨噬細胞和/或T-細胞抑制肽序列。示例性肽序列已被美國專利號6,660,843所公開，所述公開通過引用併入本申請，可以引入所述示例性肽序列中的任意一個作為多肽接頭。

可以理解，通過在編碼多肽接頭的核苷酸序列中取代、加入或刪除一個或多個核苷酸，使得在多肽接頭中引入一個或多個胺基酸的取代、加入或刪除，可以構建這些示例性多肽接頭的變體形式。例如，可以通過標準技術引入突變，如定點突變和PCR介導的突變。

本發明的多肽接頭在長度上為至少一個胺基酸且其長度可以改變。在一個實施方式中，本發明多肽接頭的長度約1至約50個胺基酸。如在本申請中使用，術語「約」表示+/-兩個胺基酸殘基。因為接頭長度必須是正整數，所以長度為約1至約50個胺基酸的長度指長度為1至48-52個胺基酸的長度。在另一個實施方式中，本發明多肽接頭的長度為約10-20個胺基酸。在另一個實施方式中，本發明多肽接頭的長度為約15至約50個胺基酸。

在另一個實施方式中，本發明多肽接頭的長度為約20至約45個胺基酸。在另一個實施方式中，本發明多肽接頭的長度為約15至約25個胺基酸。在另一個實施方式中，本發明多肽接頭的長度為約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或更多的胺基酸。

可以採用本領域公知的技術將多肽接頭引入多肽序列。可以通過DNA序列分析對修飾進行確證。質粒DNA可以用於轉化宿主細胞，以穩定生產產生的多肽。

核酸酶結構域

在某些方面，雜交核酸酶分子包括核酸酶結構域。相應地，本發明的雜交核酸酶分子通常包含至少一個核酸酶結構域和至少一個連接的Fc結構域。在某些方面，雜交核酸酶分子包含多個核酸酶結構域。

在某些實施方式中，核酸酶結構域是DNase。在某些實施方式中，DNase是I型分泌DNase。在某些實施方式中，DNase是DNase 1和/或DNase 1-樣(DNaseL)酶1-3。在某些實施方式中，DNase是TREX1。

在某些實施方式中，核酸酶結構域是RNase。在某些實施方式中，RNase是RNase A超家族中的細胞外或分泌型RNase，例如RNase A。

在一個實施方式中，核酸酶結構域與Fc結構域的N-末端有效連接(例如，化學偶聯或基因融合(例如，直接連接或通過多肽連接))。在另一個實施方式中，核酸酶結構域與Fc結構域的C-末端有效連接(例如，化學偶聯或基因融合(例如，直接連接或通過多肽連接))。在其它實施方式中，核酸酶結構域通過胺基酸側鏈與Fc結構域有效連接(例如，化學偶聯或基因融合(例如，直接連接或通過多肽連接))。在某些示例性實施方式中，核酸酶結構域通過人免疫球蛋白鉸鏈結構域或其部分與Fc結構域融合。

在某些實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子包含兩個或多個核酸酶結構域和至少一個Fc結構域。例如，核酸酶結構域可以與Fc結構域的N-末端和C-末端有效連接。在其它示例性實施方式中，核酸酶結構域可以與多個Fc結構域的N-末端和C-末端有效連接(例如，兩個、三個、四個、五個或更多Fc結構域)，所述Fc結構域以一系列Fc結構域串聯陣列的形式連接在一起。

在其它實施方式中，兩個或多個核酸酶結構域彼此連接(例如，通過多肽連接)，以一系列核酸酶結構域串聯陣列的形式，與Fc結構域或Fc結構域串聯陣列的C-末端或N-末端有效連接(例如，化學偶聯或基因融合(例如，直接連接或通過多肽連接))。在其它實施方式中，核酸酶結構域的串聯陣列與Fc結構域或Fc結構域的串聯陣列的C-末端和N-末端有效連接。

在其它實施方式中，可以在兩個Fc結構域之間插入一個或多個核酸酶結構域。例如，一個或多個核酸酶結構域可以形成本發明的雜交核酸酶分子的全部或部分多肽接頭。

本發明的優選雜交核酸酶分子包含至少一個核酸酶結構域(例如，RNase或DNase)、至少一個接頭結構域和至少一個Fc結構域。

在某些實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子具有至少一個核酸酶結構域，所述核酸酶結構域對介導生物學效應的靶分子具有特異性。在另一個實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子與靶分子(例如，DNA或RNA)結合的結果導致靶分子的減少或消除，所述靶分子例如來自細胞、組織或來自循環。

在某些實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子可以包含兩個或多個核酸酶結構域。在一個實施方式中，核酸酶結構域是相同的，例如RNase和RNase，或TREX1和TREX1。在另一個實施方式中，核酸酶結構域是不同的，例如DNase和RNase。

在其它實施方式中，本發明的雜交核酸酶分子可以組裝在一起或與其它多肽形成具有兩個或多個多肽(「多聚體」)的結合蛋白，其中多聚體中的至少一個多肽是本發明的雜交核酸酶分子。示例性的多聚體形式包括二聚體、三聚體、四聚體和六聚體結合蛋白等等。在一個實施方式中，多聚體中的多肽是相同的(即，同質型結合蛋白，例如同型二聚體、同型四聚體)。在另一個實施方式中，多聚體中的多肽是不同的(例如，異質型)。

製備雜交核酸酶分子的方法

本發明的雜交核酸酶分子主要可以採用重組DNA技術在轉化宿主細胞中製備。為此，製備編碼肽的重組DNA分子。製備此類DNA分子的方法是本領域所公知的。例如，可以採用適當的限制性酶將編碼肽的序列從DNA上切除。或者，使用化學合成技術如磷醯胺酯法，合成DNA分子。還可以使用這些技術的組合。

本發明還包括能夠在適當宿主中表達肽的載體。所述載體包含DNA分子，所述DNA分子編碼的肽與適當的表達控制序列有效連接。本領域公知在DNA分子插入載體之前或之後影響所述有效連接的方法。表達控制序列包括啟動子、活化子、增強子、操縱子、核糖核酸酶結構域、啟動信號、終止信號、加帽信號、聚腺苷酸化信號和轉錄或翻譯控制涉及的其它信號。

得到的具有上述DNA分子的載體用於轉化適宜的宿主。使用本領域公知的方法可以進行該轉化。

在實施本發明時，可以使用大量的可獲得的已知宿主細胞中的任意細胞。特定宿主的選擇依賴於多個本領域公知的因素。這包括，例如，與選定表達載體的相容性、DNA分子編碼多肽的毒性、轉化率、肽回收的容易程度、表達特性、生物安全性和成本。可以理解，由於並非所有的宿主均可以等效的表達特定DNA序列，因而需要考慮這些因素的平衡。在這些一般原則中，有用的微生物宿主包括培養的細菌(如大腸桿菌)、酵母(如釀酒酵母)和其它真菌、昆蟲、植物、哺乳動物(包括人)細胞，或其它本領域已知的宿主。

接下來，培養和純化轉化宿主。可以在常規發酵條件下培養宿主細胞，以表達所需化合物。此類發酵條件是本領域公知的。最後，利用本領域公知的方法從培養基中純化肽。

還可以利用合成方法製備化合物。例如，可以使用固相合成技術。本領域公知的適當技術包括以下描述的技術：Merrifield(1973),Chem.Polypeptides,pp.335-61(Katsoyannis and Panayotis eds.)；Merrifield(1963),J.Am.Chem.Soc.85:2149；Davis et al.(1985),Biochem.Intl.10:394-414；Stewart and Young(1969),Solid Phase Peptide Synthesis；美國專利號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。固相合成是製備單個肽的優選技術，因為其是製備小肽的性價比最高的方法。可以採用有機化學技術公知的方法合成含有衍生的肽或含有非肽基團的化合物。

分子表達/合成的其它方法通常是本領域的普通技術人員所知曉的。

藥物組合物和治療方法的用途

在某些實施方式中，單獨給藥雜交核酸酶分子。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子在給藥至少一種其它治療劑前給藥。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子與至少一種其它治療劑伴隨給藥。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子在給藥至少一種其它治療劑後給藥。在其它實施方式中，雜交核酸酶分子在給藥至少一種其它治療劑前給藥。本領域技術人員可以意識到，在某些實施方式中，雜交核酸酶分子與其它試劑/化合物組合。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子與其它試劑伴隨給藥。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子和其它試劑並非同時給藥，雜交核酸酶分子在給藥試劑之前或之後給藥。在某些實施方式中，在預防階段、疾病發生和/或治療階段，向主體給藥雜交核酸酶分子和其它試劑。

本發明的藥物組合物可以在聯合治療中給藥，即與其它試劑聯用。在某些實施方式中，聯合治療包括將核酸酶分子與至少一種其它試劑聯用。試劑包括，但不限於，體外合成製備的化學組合物、抗體、抗原結合區域及其組合和偶聯物。在某些實施方式中，試劑可以作為激動劑、拮抗劑、別構調節劑或毒素。

在某些實施方式中，本發明提供的藥物組合物包含雜交核酸酶分子以及藥學上可接受的稀釋劑、載體、增溶劑、乳化劑、防腐劑和/或佐劑。

在某些實施方式中，本發明提供的藥物組合物包含雜交核酸酶分子和治療有效量的至少一種其它治療劑以及藥學上可接受的稀釋劑、載體、增溶劑、乳化劑、防腐劑和/或佐劑。

在某些實施方式中，可接受的製劑材料優選在所使用的劑量和濃度下對接受者無毒的。在某些實施方式中，製劑材料用於皮下和/或靜脈給藥。在某些實施方式中，藥物組合物可以含有製劑材料，所述製劑材料用於修飾、維持或保持組合物的例如pH、滲透壓、粘度、澄清度、顏色、等滲性、氣味、無菌性、穩定性、溶出或釋放速率、吸收或滲透。在某些實施方式中，適宜的製劑材料包括，但不限於，胺基酸(如甘氨酸、穀氨醯胺、天冬醯胺、精氨酸或賴氨酸)；抗菌劑；抗氧化劑(如抗壞血酸、亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉)；緩衝劑(如硼酸鹽、碳酸氫鹽、Tris-HCl、檸檬酸鹽、磷酸鹽或其它有機酸)；填充劑(如甘露醇或甘氨酸)；螯合劑(如乙二胺四乙酸鈉(EDTA))；絡合劑(如咖啡因、聚乙烯吡咯烷酮、β-環糊精或羥丙基-β-環糊精)；填充劑；單糖；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、明膠或免疫球蛋白)；著色劑、矯味劑和稀釋劑；乳化劑；親水性聚合物(如聚乙烯吡咯烷酮)；低分子量多肽；鹽形成抗衡離子(如鈉)；防腐劑(如苯扎氯銨、苯甲酸、水楊酸、硫柳汞、苯乙醇、尼泊金甲酯、尼泊金丙酯、氯己定、山梨酸或過氧化氫)；溶劑(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)；混懸劑；表面活性劑或潤溼劑(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、膽固醇、四丁酚醛)；穩定性增強劑(如蔗糖或山梨醇)；張力增強劑(如鹼金屬滷化物，優選氯化鈉或鉀、甘露醇、山梨醇)；遞送介質；稀釋劑；賦形劑和/或藥用佐劑。(Remington's Pharmaceutical Sciences,第18版，A.R.Gennaro,ed.,Mack Publishing Company(1995))在某些實施方式中，該製劑包含PBS；20mM NaOAC、pH 5.2，50mM NaCl；和/或10mM NAOAC、pH 5.2，9％蔗糖。

在某些實施方式中，雜交核酸酶分子和/或治療性分子與本領域已知的延長半衰期的介質連接。此類介質包括，但不限於，聚乙二醇、糖原(例如，糖基化雜交核酸酶分子)和葡聚糖。此類介質已在例如美國申請序列號09/428,082，現為美國專利號6,660,843和公開的PCT申請號WO 99/25044中描述，所述公開特此參考併入。

在某些實施方式中，最佳藥物組合物將由本領域技術人員依據例如計劃給藥途徑、遞送形式和所需劑量確定。參見，例如上文所述的Remington's Pharmaceutical Sciences。在某些實施方式中，此類組合物可以改變本發明中抗體的物理狀態、穩定性、體內釋放速率和體內清除速率。

在某些實施方式中，藥物組合物中主要介質或載體的性質既可以是水性的也可以是非水性的。例如，在某些實施方式中，適宜的介質或載體可以是注射用水、生理鹽溶液或人工腦脊液，還可能添加了供胃腸外給藥的其它常見成份。在某些實施方式中，鹽包括等張的磷酸緩衝鹽。在某些實施方式中，進一步的示例性介質為中性緩衝鹽或鹽與血清白蛋白的混合物。在某些實施方式中，藥物組合物包含pH約7.0-8.5的Tris緩衝鹽，或pH約4.0-5.5的乙酸緩衝鹽，其可以進一步包括山梨醇或適宜的替代品。在某些實施方式中，組合物包含雜交核酸酶分子，與或不與至少一種其它治療劑，可以通過將具有所需純度的選定組分與任選的製劑試劑(見上文所述的Remington's Pharmaceutical Sciences)混合製成供貯存的凍幹餅或水性溶液形式。進一步地，在某些實施方式中，組合物包含雜交核酸酶分子，與或不與至少一種其它治療劑，可以通過使用適當的賦型劑如蔗糖將其製成凍幹製劑。

在某些實施方式中，藥物組合物可供選擇用於胃腸外遞送。在某些實施方式中，組合物可供選擇用於吸入或通過消化道遞送，如口服。製備此類藥學上可接受的組合物在本領域技術人員能力範圍內。

在某些實施方式中，製劑成分的濃度是給藥部位可接受的。在某些實施方式中，緩衝劑用於使組合物維持在生理pH或略低的pH條件下，典型的pH範圍為約5至約8。

在某些實施方式中，當計劃採用胃腸外給藥時，治療組合物可以是無熱源的、胃腸外可接受的水性溶液，在藥學上可接受介質中所述水性溶液包含所需雜交核酸酶分子，可以含有或不含有其它治療劑。在某些實施方式中，胃腸外注射用介質是無菌蒸餾水，其中將雜交核酸酶分子，與或不與至少一種其它治療劑，製成無菌、等張、適合保存的製劑。在某些實施方式中，製劑可包括帶有某試劑的所需分子製劑，如可注射微球、生物溶蝕性粒子、聚合化合物(如聚乳酸或聚乙醇酸)、小球或脂質體，所述製劑可以使產品控釋或緩釋，所述產品隨後可以通過儲庫注射遞送。在某些實施方式中，還可以使用透明質酸，其能延長在循環中的持續時間。在某些實施方式中，可以使用可植入的藥物遞送介質以引入所需分子。

在某些實施方式中，可以將藥物組合物製成供吸入的製劑。在某些實施方式中，雜交核酸酶分子，與或不與至少一種其它治療劑，可以被製成供吸入的乾粉。在某些實施方式中，包含雜交核酸酶分子的吸入劑溶液，可含有或不含有至少一種其它治療劑，可以與用於氣霧劑遞送的拋射劑一起製劑。在某些實施方式中，可以將溶液霧化。肺部給藥在PCT申請號PCT/US94/001875中有進一步的描述，其描述了化學修飾的蛋白的肺部遞送。

在某些實施方式中，製劑可以口服給藥。在某些實施方式中，以所述方式給藥的雜交核酸酶分子，可含有或不含有至少一種其它的治療劑，可以使用或不使用載體來製備，所述載體通常用於製備固體劑型如片劑和膠囊劑的製備。在某些實施方式中，可以將膠囊設計為在胃腸道內當生物利用度達到最高、且前-全身降解(pre-systemic degradation)最低時，釋放製劑的活性成分。在某些實施方式中，可以加入至少一種其它試劑以利於雜交核酸酶分子和/或任意其它治療劑的吸收。在某些實施方式中，還可以加入稀釋劑、矯味劑、低熔點蜂蠟、植物油、潤滑劑、混懸劑、片劑崩解劑和粘合劑。

在某些實施方式中，藥物組合物中可以包括有效量的雜交核酸酶分子，與或不與至少一種其它治療劑，與無毒賦形劑混合，所述賦形劑適於生產片劑。在某些實施方式中，通過在無菌水，或其它適宜介質中溶解片劑，製成單位給藥形式的溶液。在某些實施方式中，適當的賦形劑包括，但不限於，惰性稀釋劑，如碳酸鈣、碳酸鈉或碳酸氫鈉、乳糖或磷酸鈣；或粘合劑，如澱粉、明膠或阿拉伯膠；或潤滑劑，如硬脂酸鎂、硬脂酸或滑石粉。

其它藥物組合物對本領域技術人員而言也是顯而易見的，其包括緩釋或控釋製劑，所述緩釋或控釋製劑中包含雜交核酸酶分子，含有或不含有至少一種其它治療劑。在某些實施方式中，多種其它緩釋或控釋製劑技術，如脂質體載體、生物溶蝕微粒或多孔小球和儲庫注射劑，也是本領域技術人員已知的。參見例如，PCT申請號PCT/US93/00829，其中描述了遞送藥物組合物的控釋多孔聚合微粒。在某些實施方式中，緩釋製劑可以包括成型粒子形式的半透性聚合材料，例如膜或微囊。緩釋材料可以包括聚酯、水凝膠、聚交酯(美國專利號3,773,919和歐洲專利號058,481)、L-穀氨酸和γ乙基-L-穀氨酸共聚物(Sidman et al.,Biopolymers,22:547-556(1983))、聚(2-羥乙基甲基丙烯酸酯)(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(見上文所述的Langer et al.)或聚-D(-)-3-羥基丁酸(EP 133,988)。在某些實施方式中，緩釋組合物還可以包括脂質體，所述脂質體可以採用本領域已知的若干方法中的任意一種製備。參見，例如，Eppstein et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,82:3688-3692(1985)；歐洲專利號036,676；088,046和143,949。

供體內給藥使用的藥物組合物一般是無菌的。在某些實施方式中，其可以通過無菌濾膜過濾實現。在某些實施方式中，當組合物是凍幹時，採用該方法進行的無菌處理可以在凍幹和復溶之前或之後進行。在某些實施方式中，供胃腸外給藥的組合物可以以凍幹形式或溶液形式保存。在某些實施方式中，通常將胃腸外組合物置於帶有無菌埠的容器中，例如，具有塞子的靜脈給藥溶液袋或瓶，所述塞子能夠被皮下注射針刺破。

在某些實施方式中，一旦將藥物組合物製劑，可以將所述藥物組合物以溶液、混懸劑、凝膠、乳劑、固體或以脫水或凍乾粉末形式保存在無菌瓶中。在某些實施方式中，此類製劑可以以即開即用形式或給藥前復溶(例如，凍幹)的形式保存。

在某些實施方式中，提供單劑量給藥單元的試劑盒。在某些實施方式中，試劑盒可以包含盛有幹蛋白的第一容器和盛有水性製劑的第二容器。在某些實施方式中，包括了含有單室和多室預充式注射器(例如，液體注射器和凍幹注射器)的試劑盒。

在某些實施方式中，可依據例如治療背景和目的，確定供治療使用的藥物組合物的有效量，所述藥物組合物包含雜交核酸酶分子，含有或不含有至少一種其它治療劑。本領域技術人員會理解，根據某些實施方式用於治療的適宜劑量水平將部分地依據以下條件的不同而不同：所遞送的分子、雜交核酸酶分子與或不與至少一種其它的治療劑所用於的適應症、給藥途徑以及患者的體型(體重、體表面積或器官大小)和/或身體狀況(年齡和總體健康情況)。在某些實施方式中，臨床醫師可以調整劑量和改變給藥途徑以獲得最佳治療效果。在某些實施方式中，劑量通常可以在約0.1μg/kg至最多約100mg/kg或以上範圍內，視上述因素而定。在某些實施方式中，劑量可以在約0.1μg/kg至最多約100mg/kg範圍內；或1μg/kg至約100mg/kg；或5μg/kg至最多約100mg/kg。

在某些實施方式中，給藥頻次將考慮所用製劑中的雜交核酸酶分子和/或任意其它治療劑的藥代動力學參數。在某些實施方式中，臨床醫師將給藥所述組合物直至達到所需效果的一定劑量。在某些實施方式中，所述組合物可以因此在一段時間內以單次或兩次或多次給藥(含有或不含相同量的所需分子)，或通過植入設備或導管連續輸注。更精確的適當給藥劑量可以由本領域的普通技術人員通過常規方式確定且均在其常規作用範圍內。在某些實施方式中，適宜的劑量可以通過使用適宜的劑量-效應數據確定。

在某些實施方式中，藥物組合物的給藥途徑均為已知方法，例如口服，通過靜脈、腹腔、腦內(實質內)、腦室內、肌內、皮下、眼內、動脈、門靜脈或囊內途徑注射；通過緩釋系統或植入設備給藥。在某些實施方式中，所述組合物可以通過推注或連續輸注，或通過植入設備給藥。

在某些實施方式中，所述組合物可以通過植入吸收或包封了所需分子的膜、海綿或其它適宜材料局部給藥。在某些實施方式中，在使用植入設備時，可以將該設備植入任意適宜的組織或器官，可以通過擴散、定時釋放推注、或持續給藥的方式遞送所需分子。

在某些實施方式中，需要以離體方式使用藥物組合物，其包含雜交核酸酶分子，與或不與至少一種其它治療劑。在此類例子中，將細胞、組織和/或器官從患者體內取出，將其與包含雜交核酸酶分子且含有或不含有至少一種其它治療劑的藥物組合物接觸，隨後再將細胞、組織和/或器官重新植入患者體內。

在某些實施方式中，可以通過植入某些細胞來遞送雜交核酸酶分子和/或任意其它的治療劑，所述細胞使用如本發明所述的方法，經遺傳工程改造以表達和分泌多肽。在某些實施方式中，此類細胞可以是動物或人細胞，可以是同源的、異源的或異種的。在某些實施方式中，細胞可以是永生化的。在某些實施方式中，為降低產生免疫應答的機率，可以將細胞包封以避免周圍組織浸潤。在某些實施方式中，包封材料一般是生物相容性的、半透性的聚合殼或膜，其允許蛋白產品釋放但阻止患者的免疫系統或周圍組織的其它有害因素破壞細胞。

本發明的雜交核酸酶分子對自身免疫病或免疫異常應答的治療特別有效。就這一點而言，可以理解本發明的雜交核酸酶分子可以用於控制、抑制、調節、治療或消除由外部和自身抗原引起的有害免疫應答。在其它實施方式中，本發明的多肽可以用於治療的免疫疾病包括，但不限於，胰島素依賴性糖尿病、多發性硬化症、實驗性自身免疫性腦脊髓炎、類風溼性關節炎、實驗性自身免疫性關節炎、重症肌無力、甲狀腺炎、實驗性葡萄膜炎、橋本氏甲狀腺炎、原發性粘液性水腫、甲狀腺毒症、惡性貧血、自身免疫性萎縮性胃炎、愛迪生氏病、過早絕經、男性不育、青少年糖尿病、肺出血腎炎症候群、尋常型天皰瘡、類天皰瘡、交感性眼炎、晶狀體炎性葡萄膜炎、自身免疫性溶血性貧血、特發性白細胞減少症、原發性膽汁性肝硬化、慢性活動性肝炎Hbs-ve、隱源性肝硬化、潰瘍性結腸炎、舍格倫症候群、硬皮病、韋格納肉芽腫、多肌炎、皮肌炎、盤狀紅斑狼瘡、系統性紅斑狼瘡或結締組織病。

實施例

下文為用於實現本發明特定實施方式的實施例。這些實施例僅為說明性目的，其無意於以任何方式限制本發明的保護範圍。雖已盡力確保所使用數字(例如，量、溫度，等等)的準確度，但是仍應允許有某些實驗誤差和偏差。

除另有說明外，本發明的實施將採用本領域範圍內常規的蛋白質化學、生物化學、重組DNA技術和藥理學方法。此類技術已在文獻中有詳細的解釋。參見，例如T.E.Creighton,Proteins:Structures and Molecular Properties(W.H.Freeman and Company,1993)；A.L.Lehninger,Biochemistry(Worth Publishers,Inc.,現行版本)；Sambrook,et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual(第2版，1989)；Methods In Enzymology(S.Colowick and N.Kaplan eds.,Academic Press,Inc.)；Remington's Pharmaceutical Sciences,第18版(Easton,Pennsylvania:Mack Publishing Company,1990)；Carey and Sundberg Advanced OrganicChemistry 3rd Ed.(Plenum Press)Vols A and B(1992)。

實施例1：RNase-Ig融合基因的構建。

依照來自EST文庫(來自Dr.C.Raine,Albert Einstein School of Medicine,Bronx,NY)的全長cDNA擴增鼠源性RNase 1，該克隆由Dr.C.Raine直接送達本實驗室，沒有附帶MTA。使用的序列特異性的5』和3』引物來自公開序列。通過序列分析對克隆的序列進行驗證。Genebank登錄號為NCBI geneID 19752。全長人RNase 1分離自隨機引物和oligo dT引物cDNA，所述cDNA來自於人胰臟總RNA(Ambion/Applied Biosystems,Austin,TX)。

將全長克隆分離後，設計引物以構建帶有小鼠IgG2a(SEQ ID NO:114)或人IgG1(SEQ ID NO:110)Fc結構域的融合基因。設計了兩種不同的引物，針對融合在Fc尾的氨基末端的5』序列；第一種加入了來自小鼠(或人)RNase的天然前導肽，而第二種在RNase氨基末端的預計的信號肽裂解位點處連接了一個AgeI位點，以便將RNase與已克隆的人VKIII先導肽融合，所述人VKIII先導肽已用於其它表達研究。對於鼠源性RNase而言，第一個引物的序列為：

mribNL5』

30mer(RNase 5』帶有天然信號肽和HindIII+Kozak)

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

第二個引物在RNase 5』末端的現有前導序列和成熟序列之間構建基因融合連接，所述連接位於或接近預計的前導肽裂解位點。

27mer(RNase 5』成熟序列(無先導，帶有AgeI位點))

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

融合於鼠源性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』末端帶有XhoI位點用於與mIgG2a融合)。

5』-ggC TCg AgC ACA gTA gCA TCA AAg tGG ACT ggT ACg TAg g-3』(SEQ ID NO:3)

另設計兩個寡核苷酸，以構建–Ig-RNase融合基因，其中–Ig尾是RNase酶結構域的氨基末端。

mrib5X

帶有連接胺基酸和XbaI位點的36mer RNase 5』末端，用於與Fc結構域的羧基末端融合。

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

mrib3X

帶有兩個終止密碼子和XbaI位點的31mer RNase 3』末端，用於與Fc結構域的羧基末端融合。

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

實施例2：從表達單克隆抗體的雜交瘤中分離抗-RNA或抗-DNA scFvs。

命名為H564的抗-RNA雜交瘤用於分離RNA特異性的V區。回收前，使H564抗-RMA雜交瘤細胞在PRMI 1640培養基(Invitrogen/Life Technologies,Gaithersburg,Md.)中保持對數生長若干天，培養基中添加了穀氨醯胺、丙酮酸鈉、DMEM非必需胺基酸和青黴素-鏈黴素。離心培養基收集細胞，用2x107個細胞製備RNA。使用QIAGEN RNAeasy試劑盒(Valencia,Calif.)，總RNA分離試劑盒和QIAGEN QIAshredder，根據試劑盒中附帶的生產廠商說明書，從雜交瘤細胞中分離RNA。將4μg總RNA用於逆轉錄，製備cDNA的模板。將RNA、300ng隨機引物、500ng寡核苷酸dT(12-18)以及1μl 25mM dNTP混合，並在80℃條件下變性5分鐘，然後加入酶。將Superscript III逆轉錄酶(Invitrogen,Life Technologies)加入總體積為25μl的RNA與引物的混合物中，還有與酶一併提供的5倍第二緩衝液以及0.1M DTT。在50℃條件下進行逆轉錄反應一小時。

根據生產廠商提供的說明書，使用QIAquick PCR純化試劑盒(QIAGEN,Valencia CA)純化逆轉錄反應中獲得的cDNA，並用末端轉移酶(Invitrogen,Carlsbad,CA)加上poly-G序列尾。使用QIAquick PCR純化試劑盒再次純化加尾後的cDNA，並用試劑盒中提供的30μl洗脫緩衝液(EB緩衝液)洗脫。用2μl加尾的cDNA作為模板，用包含poly-C結構域的錨定-尾部5』引物和恆定區特異性、簡併3』引物，通過PCR擴增H564抗體輕鏈和重鏈的可變區。設計在兩個可變鏈上加入限制性酶位點，使得在經過擴增和限制性酶酶切後，通過兩個V區與連接序列三片段連接組裝為scFv。

使用編碼(gly4ser)4肽接頭的兩半分子的重疊引物，通過重疊延伸PCR，擴增所述接頭序列，從而在兩個V區之間插入(gly4ser)4肽接頭。採用瓊脂糖凝膠電泳分離PCR片段，從凝膠上切下適宜的條帶，並使用QIAquick凝膠提取試劑盒(QIAGEN,Valencia,CA)純化擴增得到的DNA來分離片段。將來自H564雜交瘤的scFv衍生物組裝為VH-接頭-VL融合基因，並可連接在更大-Ig融合基因的兩個末端。擴增VH結構域，其不帶有前導肽，但是包含用於與VL融合的5』AgeI限制性位點和用於與接頭結構域融合的3』末端BglII限制性位點。

通過將scFv HindIII-XhoI片段插入pDG對scFv-Ig進行組裝，所述pDG含有可被限制性酶HindIII和XhoI酶切的人IgG1鉸鏈、CH2和CH3區域。連接後，將連接產物轉化進入DH5-α細菌。在PE 9700熱循環儀中對scFv-Ig cDNA進行循環測序，採用25個循環的程序：96℃變性10秒、50℃退火30秒以及72℃延伸4分鐘。測序引物為pDG正向和反向引物，內部引物退火至IgG恆定區部分的人CH2結構域。根據生產廠商的說明書，使用Big Dye Terminator Ready Sequencing Mix v3.1(PE-Applied Biosystems,Foster City,Calif.)進行測序反應。隨後使用Autoseq G25柱(GE Healthcare)對樣品進行純化，在Savant真空乾燥儀上乾燥洗脫液，使用模板抑制試劑(PE-ABI)變性，並在ABI 310Genetic Analyzer(PE-Applied Biosystems)上進行分析。使用Vector Nti 10.0版(Informax/Invitrogen,North Bethesda,Md.)對序列進行編輯、翻譯和分析。

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

從人胰臟總RNA中通過PCR擴增分離人RNase1(SEQ ID NO:113)，所述人胰臟總RNA從Ambion/Applied Biosystems(Austin,TX)獲得。將4μg總RNA作為模板通過逆轉錄製備cDNA。將RNA、300ng隨機引物、500ng寡核苷酸dT(12-18)以及1μl 25mM dNTP混合，並在加入酶之前在80℃條件下變性5分鐘。將Superscript III逆轉錄酶(Invitrogen,Life Technologies)加入總體積25μl的RNA與引物的混合物中，還有與酶一併提供的第二鏈緩衝液以及0.1M DTT。在50℃條件下進行逆轉錄反應一小時。使用QIAquick PCR純化柱對反應物進行進一步純化，在PCR反應前將cDNA洗脫至40μl EB緩衝液中。將2μl cDNA洗脫液加入含50pmol人RNase 1特異性5』和3』引物的PCR反應物中，將45μl PCR高保真超混合液(Invitrogen,Carlsbad,CA)加入0.2ml PCR反應管中。使用C1000熱循環儀(BioRad,Hercules CA)進行PCR反應。反應包括初始變性步驟95℃ 2分鐘，隨後進行34個循環，在94℃變性30sec，50℃退火30sec以及68℃，延伸1分鐘，隨後在72℃最後延伸4分鐘。將野生型尾分離後，將片段TOPO克隆至pCR2.1載體；根據生產廠商的說明使用QIAGEN旋轉質粒微量製備試劑盒製備DNA。根據生產廠商的說明使用ABI Dye Terminator v3.1即用反應混合物對質粒DNA進行測序。

實施例3：人和小鼠-Fc結構域的分離以及在編碼序列中引入突變。

用於分離小鼠(SEQ ID NO:114)和人(SEQ ID NO:110)-Fc結構域的RNA來自下文所述的小鼠或人組織。單細胞懸液來自RPMI培養基中的小鼠脾臟。或者，使用淋巴細胞分離液(LSM)Organon Teknika(Durham,NC)從新鮮全血中分離人PBMC，按照生產廠商的說明書收集血沉棕黃色層，使用前在PBS中將細胞洗滌三次。離心培養基收集細胞，用2x107個細胞製備RNA。利用QIAGEN RNAeasy試劑盒(Valencia,Calif.)，總RNA分離試劑盒和QIAGEN QIAshredder柱，根據試劑盒中附帶的生產廠商說明書從細胞中分離RNA。使用4μg總RNA作為逆轉錄製備cDNA的模板。將RNA、300ng隨機引物、500ng寡核苷酸dT(12-18)、以及1μl 25mM dNTPs混合併在加入酶之前在80℃條件下變性5分鐘。將Superscript III逆轉錄酶(Invitrogen,Life Technologies)加入總體積25μl的RNA與引物的混合物中，還有與酶一併提供的第二鏈緩衝液以及0.1M DTT。在50℃條件下進行逆轉錄反應一小時。使用QIAquick(QIAGEN)PCR純化柱，根據生產廠商的說明純化cDNA，並且在用於PCR反應前將其洗脫至40μlEB緩衝液中。

使用上文所述的cDNA作為模板，通過PCR擴增，分離野生型小鼠和人-Fc結構域。下述引物用於野生型序列的初始擴增，但是已在鉸鏈結構域加入了所需的突變性改變：

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』(SEQ ID NO:9)

mIgG2a-5scc:47mer

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

mIgG2a3S:48mer

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

使用C1000熱循環儀(BioRad,Hercules CA)或Eppendorf熱循環儀(ThermoFisher Scientific,Houston TX)進行PCR反應。反應包括95℃下的初始變性步驟2分鐘，隨後進行34個循環：在94℃變性30秒，50℃退火30秒，以及72℃延伸1分鐘，隨後在72℃最後延伸4分鐘。野生型尾分離後，將片段TOPO克隆至pCR2.1載體，根據生產廠商的說明，使用QIAGEN旋轉質粒微量製備試劑盒製備DNA，以及根據生產廠商的說明使用ABI Dye Terminator v3.1測序反應物對克隆進行測序。

將來自正確克隆的DNA作為重疊延伸PCR中的模板，以便在小鼠IgG2a或人-IgG1編碼序列的所需位置引入突變。在50μl反應體積中搭建PCR反應，使用全長野生型克隆作為模板(1μl)，50pmol的5』和3』引物，用於從每個方向PCR在-Fc結構域中達到且包括所需突變位點的各部分，以及PCR高保真超混合液(Invitrogen,Carlsbad CA)，使用短擴增循環。作為重疊PCR誘變的一個例子，用於下文所示的引物組合將P331S突變引入人-IgG1：

使用全長野生型克隆作為模板擴增5』亞片段，5』引物為hIgG1-5scc：5』-agatctcgagcccaaatcttctgacaaaactcacacatgtccaccgtgt-3』(SEQ ID NO:12)，3』引物為P331AS：5』-gttttctcgatggaggctgggagggctttgttggagacc-3』(SEQ ID NO:13)。使用全長野生型克隆作為模板擴增3』亞片段，5』引物為P331S：5』aaggtctccaacaaagccctcccagcctccatcgagaaaacaatctcc-3』(SEQ ID NO:14)，3』引物為mahIgG1S：5』-tctagattatcatttacccggagacagagagaggctcttctgcgtgtagtg-3』(SEQ ID NO:15)。

將亞片段擴增並使用瓊脂糖凝膠電泳分離後，根據生產廠商的說明，使用QIAquick凝膠純化柱對擴增產物進行純化，並洗脫至30μl EB緩衝液中。隨後以兩個亞片段作為新反應的重疊模板進行兩輪PCR。暫停循環，在反應物中加入5』(hIgG1-5scc，見上文)和3』(mahIgG1S，見上文)側翼引物(均為50pmol)。隨後在上文所述的野生型分子採用的條件下進行34個循環的PCR擴增。通過凝膠電泳分離全長片段，並TOPO克隆至pCR2.1載體，用於序列分析。再將帶有正確序列來自克隆的片段亞克隆進入表達載體，以構建本發明所述的不同雜交核酸酶分子。

實施例4：穩定CHO細胞系中RNAse-Ig(SEQ ID NO：124、125、126、127、174(核苷酸)或160、161、162、163、175(胺基酸))、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(胺基酸))、多亞單位Ig融合構建體(SEQ ID NO：115、116、117、172、176、178、180(核苷酸)或SEQ ID NO：151、152、153、173、177、179、181(胺基酸))、以及H564 scFv-Ig融合蛋白的表達。

本實施例舉例說明了在真核細胞系中表達本發明所述的不同-Ig融合基因，並通過SDS-PAGE和IgG夾心ELISA對表達的融合蛋白進行鑑定。

將帶有正確序列的-Ig融合基因片段插入哺乳動物表達載體pDG，並使用QIAGEN質粒製備試劑盒(QIAGEN,Valencia,Calif.)擴增來自陽性克隆的DNA。隨後通過AscI的酶切作用，將重組質粒DNA(100μg)在非必需區線性化，使用酚提取法純化，並在組織培養基Excell 302中重懸(目錄號#14312-79P，JRH Biosciences,Lenexa,Kans./SAFC)。將轉染用的細胞，CHO DG44細胞，保持對數生長，每次轉染反應收集107個細胞。將總體積為0.8ml的線性DNA加入CHO細胞中用於電穿孔。

在中國倉鼠卵巢(CHO)細胞中通過電穿孔導入選擇性、可擴增質粒pDG，其含有在CMV啟動子控制下的RNase-Ig cDNA，以實現穩定生產-Ig融合蛋白。pDG載體是pcDNA3的改進版，其編碼帶有減弱啟動子的DHFR選擇性標記物，以增加質粒的選擇性壓力。使用Qiagen maxiprep試劑盒製備質粒DNA，在進行酚提取和乙醇沉澱前，在唯一的AscI位點將純化的質粒線性化。加入鮭魚精子DNA(Sigma-Aldrich,St.Louis,Mo.)作為載體DNA，將質粒和載體DNA各100μg通過電穿孔轉染107CHO DG44個細胞。細胞在Excell 302培養基(JRH Biosciences)(下文中將其稱為「Excell 302完全」培養基)中生長至對數期，所述培養基中含有穀氨醯胺(4mM)、丙酮酸鈉、重組胰島素、青黴素-鏈黴素和2xDMEM非必需胺基酸(均來自Life Technologies,Gaithersburg,Md.)。非轉染細胞使用的培養基中也含有HT(稀釋自次黃嘌呤和胸腺嘧啶的100x溶液)(Invitrogen/Life Technologies)。供選擇性轉染使用的培養基中含有不同水平的甲氨蝶呤(Sigma-Aldrich)作為選擇劑，其範圍為50nM至1μM。在280伏、950微法條件下進行電穿孔。使轉染細胞在非選擇性培養基中恢復過夜，隨後將其以125個細胞/孔至2000個細胞/孔範圍間的不同系列稀釋度，選擇性接種至96孔平底培養板(Costar)中。細胞克隆使用的培養基為Excell 302完全培養基，其中含有50nM甲氨蝶呤。一旦克隆充分向外生長，則對主孔培養基上清進行系列稀釋，然後使用-IgG夾心ELISA篩選-Ig融合蛋白的表達情況。簡言之，將NUNC immulon II培養板用7.5微克/ml F(ab』2)山羊抗小鼠IgG(KPL Labs,Gaithersburg,MD)PBS溶液在4℃條件下包被過夜。使用PBS/3％BSA封閉培養板，並將培養基上清的系列稀釋液在室溫條件下孵育2-3小時。使用PBS/0.05％吐溫20洗板3次，並使用辣根過氧化物酶偶聯的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，均在PBS/1.0％BSA中按照1:3500的比例稀釋，在室溫條件下孵育1-2小時。使用PBS/0.05％吐溫20洗板4次，使用SureBlue Reserve，TMB底物(KPL Labs,Gaithersburg,MD)進行結合檢測。加入等體積的1N HCl終止反應，使用Spectramax Pro酶標儀(Microdevices,Sunnyvale CA)於450nm條件下讀板。將融合蛋白產量最高的克隆先後擴增至T25和T75燒瓶中，以提供用於凍存和大規模生產融合蛋白的適宜數量的細胞。將來自四個最佳克隆的培養物在含甲氨蝶呤的培養基中逐漸擴增，以進一步增加其生產水平。在細胞的各次連續傳代過程中，增加Excell 302完全培養基中甲氨蝶呤的濃度，這樣僅有擴增了DHFR質粒的細胞才能夠存活。來自RNaseIg CHO轉染子的四個未擴增主孔的生產水平範圍為30-50mg每毫升培養基，所述主孔為生產水平最高的四個孔。即時對擴增培養物進行檢測以確定其生產水平。

收集表達RNase-Ig的CHO細胞的上清液，使用0.2μm PES快速濾器(Nalgene,Rochester,N.Y.)過濾，並使其通過蛋白A-瓊脂糖(IPA 300交聯瓊脂糖)柱(Repligen,Needham,Mass.)。使用柱洗滌緩衝液(90mM Tris-鹼、150mM NaCl、0.05％疊氮鈉，pH 8.7)對柱進行衝洗，使用0.1M檸檬酸緩衝液pH 3.0洗脫結合蛋白。收集組分，使用Nanodrop(Wilmington DE)微量樣品分光光度計於280nm處測定蛋白濃度，使用0.1M pH3.0檸檬酸緩衝液進行空白檢測。將含有融合蛋白的部分混合，將其用centricon濃縮器在PBS中連續振搖以進行緩衝液交換，隨後使用0.2μm的濾器過濾，以降低內毒素汙染的可能性。使用Vector Nti 10.0版軟體包(Informax,North Bethesda,Md.)中的蛋白分析工具確定消光係數為1.05，使用在線ExPasy蛋白分析工具預測裂解位點。

實施例5：RNaseIg融合蛋白的SDS-PAGE分析。

採用SDS-聚丙烯醯胺凝膠電泳對純化的RNase-Ig(SEQ ID NO:115)進行分析。將融合蛋白樣品在SDS上樣緩衝液中煮沸，其中二硫鍵還原或不還原，隨後上樣於SDS 10％Tris-BIS凝膠(目錄號#NP0301,Novex,Carlsbad,Calif.)。將每種純化蛋白各五微克加入凝膠中。電泳後進行考馬斯亮藍染色(Pierce Gel Code Blue染色試劑，目錄號#24590，Pierce,Rockford,Ill.)，並使用蒸餾水脫色，以便對蛋白進行檢測。在同一塊凝膠中加入分子量標記物(Kaleidoscope預染標準品，目錄號#161-0324，Bio-Rad,Hercules,Calif)。對其它樣品進行如下處理：將Rnase-Ig融合蛋白加入上樣緩衝液(62.5mM Tris-HCl、pH 6.8、2％SDS、10％甘氨酸、0.01％溴酚藍，含有或不含5％的2-巰基乙醇)中，上樣至4-12％的預製凝膠(Bio-RAD)中。100伏電壓下跑膠，直至染料跑完凝膠。使用GelCode Blue(Thermo scientific)將凝膠在室溫條件下染色過夜，然後進行水洗。

圖3顯示了RNase-Ig融合蛋白對比小鼠IgG的結果。Rnase-Ig通過與蛋白A瓊脂糖的結合和洗脫從CHO轉染細胞的上清液中純化。SDS-PAGE凝膠中顯示，Rnase-Ig在還原條件下約為50kDa，在非還原條件下約為110kDa。

實施例6：小鼠血清中RNase-Ig的檢測。

SRED檢測

使用蒸餾水製備2％的瓊脂糖凝膠。將Poly-IC(Sigma)溶解在蒸餾水中使其濃度為3mg/ml，按照如下方法製備膠板：將1.5ml反應緩衝液(0.2M pH 7.0Tris-HCl、40mM EDTA和0.1mg/ml溴乙錠)、1ml Poly-IC和0.5ml水置於試管中，在50℃條件下保持5min。在試管中加入3ml瓊脂糖(保持在50℃)。將混合物立即傾倒在玻璃板上。在凝膠上打樣品孔。各血清樣品均取2μl加入各孔，將凝膠置於溼盒中在37℃孵育4小時。然後將凝膠在置於冰上的緩衝液(20mM乙酸鈉pH 5.2，20mg/ml溴乙錠)中孵育30min，並在UV下檢測。

圖4顯示了三隻小鼠(410、413和418)靜脈注射Rnase-Ig融合蛋白(SEQ ID NO:150)(在本實驗中通過與蛋白A瓊脂糖的結合和洗脫從COS轉染細胞的上清液中純化)後的RNase活性。最上面的一行為標準品。需注意小鼠410兩周後的第二次注射(見箭頭)。分別取三隻小鼠2μl血清，加入含0.5mg/ml poly-C的1％瓊脂糖凝膠中。在37℃條件下將凝膠在溼盒中孵育4小時，然後在含20mM乙酸鈉和20μg/ml溴乙錠的緩衝液中浸泡30min。通過中心孔周圍的大小和強度反映RNase的活性。該數據顯示在小鼠血清中RNase-Ig融合蛋白的半衰期延長。

實施例7：抗-RNA ELISA檢測小鼠血清中的RNA特異性抗體。

用50μg/ml聚-L-賴氨酸(Sigma)包被96-孔板(Nunc,Thermal fisher scientific)過夜。用含0.05％吐溫的PBS洗板五次，用含10μg/ml酵母RNA的PBS包板，4℃過夜。洗板五次後，室溫條件下將板用含1％BSA的PBS封閉2小時。將1:50稀釋的血清樣品加入板中，4℃下孵育過夜。使用雜交瘤H564(抗-RNA)培養基作為標準品，從1:300的比例開始連續倍比稀釋。檢測抗體為偶聯有鹼性磷酸酶(Jackson Lab)的抗-鼠IgG，按1:5000的比例稀釋後加入板中，室溫孵育1小時。將鹼性磷酸酶(Sigma)溶解在顯色緩衝液中(ThermoFisher Scientific)，並將其以50μl/孔的量加入板中。使用Spectramax Plus酶標儀(Microdevices,Sunnyvale,CA)於405nm對樣品進行讀數。

圖5顯示了在向小鼠410靜脈注射RNase-Ig融合蛋白(SEQ ID NO:150)之前和之後抗-RNA抗體的ELISA滴度結果。將預先包被了聚-L-賴氨酸(50μg/ml)的板上包被10μg/ml的酵母RNA。將血清(1:50)加入板中並在4℃條件下孵育過夜。使用1:5000的檢測抗體抗-小鼠IgG-鹼性磷酸酶(Jackson Labs)在室溫條件下孵育1小時，隨後加入磷酸酶底物並在405nm讀數。數據顯示注射Rnase-Ig導致抗-RNA抗體滴度降低並持續3周以上。

圖6顯示了三周時間內，小鼠413在RNase-Ig融合蛋白(SEQ ID NO:150)注射之前和之後的抗-RNA抗體ELISA滴度結果。實驗操作如小鼠410的描述。在注射Rnase-Ig後，抗-RNA抗體的滴度降低。

實施例8：體外培養物中加入RNaseIg後抑制人PBMC產生IFN-α。

加入RNase-Ig(SEQ ID NO:150)終止了人外周血單核細胞中幹擾素-α的誘導，所述人外周血單核細胞受免疫複合物刺激，所述免疫複合物由SLE患者(J11)的血清與細胞核提取物(NE)形成。簡言之，使用50微升1:2500比例稀釋的捕獲抗體(抗-IFNα，PBL 21112-1,Piscataway,NJ)包被ELISA板，4℃孵育過夜。用PBS/0.05％吐溫20洗板，室溫條件下用PBS/1％BSA封閉2小時，PBS/0.05％吐溫20洗板，室溫條件下用IFN-α的標準稀釋液或血清樣品的系列稀釋液孵育2小時。洗板並用PBS/1％BSA 1:2000稀釋的檢測抗體(PBL 31101-2,Piscataway,NJ)孵育。PBS/0.05％吐溫20洗板，用50微升PBS/1％BSA 1:12,000稀釋的驢抗-兔HRP(Jackson Immunoresearch,Westgrove,PA)孵育。加入TMB底物前洗板五次。加入1/2體積2N H2SO4終止反應，在Spectramax Pro酶標儀(MicroDevices,Sunnyvale,CA)中於450nm處對樣品進行讀數。結果見圖7，結果顯示加入RNase-Ig終止了人外周血單核細胞中幹擾素-α的誘導，所述人外周血單核細胞受免疫複合物刺激，所述免疫複合物由SLE患者(J11)的血清與細胞核提取物形成。

實施例9：TLR7.1xRNaseA雙轉基因小鼠的表型。

構建出一種過表達RNaseA(RNase Tg)的小鼠。這種核酸酶在RNase Tg小鼠中具有較高的表達水平(見圖8)。開發了單相酶擴散(SRED)法(左欄)和定量ELISA，所述ELISA在血清中能夠更加準確的對RNase進行定量(見圖9)。我們將RNaseA Tg與TLR7.1Tg小鼠雜交獲得具有8-16個TLR7拷貝的雙Tg(DTg)。TLR7.1小鼠患有非常嚴重的、迅速進展的狼瘡樣疾病並在3月齡時開始死亡，其中位生存期為6個月。在一項初步分析中，收集3月齡DTg及其同窩對照的血樣，以確定DTg小鼠是否出現改善跡象。如圖8所示，DTg小鼠血清中的RNase水平非常高(等效量>13U/ml RNase，標準品的比活度為993U/mg)。採用ELISA試驗測定了Tg和DTg小鼠中的RNaseA濃度，結果見圖9。RNase A Tg和TLR7.1XRNaseA Dtg小鼠RNase A的血清濃度在1-2ng/ml之間。

Rnase A ELISA的詳細方法(實施例9，圖9)

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

2.用0.05％吐溫/1XPBS洗板3次

3.用含1％BSA的PBS至少封閉1小時

4.用0.05％吐溫/1XPBS洗板3次

5.上樣，樣品1:50稀釋

6.室溫條件下孵育2小時

7.用0.05％吐溫/1XPBS洗板3次

8.製備1:4500稀釋的生物素標記的抗Rnase抗體(2.2ug/ml)。室溫放置1小時(Rockland 200-4688：10mg/ml)。

9.洗板3次

10.按照1:2500的比例稀釋StrepAV HRP(Biolegend 405210)。使用錫箔紙覆蓋並在室溫下放置25-30min。

11.洗板6次，在兩次洗滌之間讓液體在各孔中至少停留30s。

12.加入BD OptEIA底物A+B 1:1。放置直至顏色改變，最多5-10min。最上邊孔中標準品的讀數不能超過1.0。加入80μl。(目錄號：51-2606KC；試劑A，51-2607KC；試劑B)

13.加入40μl 1M的硫酸終止反應

產品/試劑信息：

RNaseA Ab：ab6610(90mg/ml)

ELISA緩衝液：含1％BSA的PBS

ELISA洗滌緩衝液：0.05％吐溫/1XPBS

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

Strep AV HRP：Biolegend 405210

BD OptEIA試劑A和B：51-2606KC和51-2607KC

實施例10：TLR7.1轉基因小鼠品系的存活曲線。

DTg和TLR7.1同窩對照的存活率存在非常顯著的差異。如圖10所示，在10個月時，61％的TLR7.1小鼠死亡，而31％的DTg小鼠死亡。該數據顯示RNaseA過表達產生強大的治療作用。儘管嚴重的貧血、血小板減少和腎小球腎炎在這中間起了一部分作用，TLR7.1小鼠過早死亡的原因尚不完全明確。為確定DTg小鼠中紅細胞和血小板計數是否確實受到了RNaseA表達的影響，我們進行了血液計數，但TLR7.1和DTg小鼠之間未發現存在差異。相反，DTg小鼠中腎臟組織病理學得到了顯著改善。我們觀察到DTg小鼠中IgG和C3的沉積減少。與TLR7.1同窩對照相比，DTg小鼠中的PAS染色也減少，所述PAS染色能反映腎小球膜炎症。當用抗-MAC-2(半乳凝素3)抗體(Lyoda et al.Nephrol Dial Transplat 22:3451,2007)比較腎臟中的巨噬細胞浸潤時發現，DTg小鼠腎小球中的mac-2陽性細胞更少。各組取5隻小鼠，每隻小鼠取20個腎小球進行計數的結果顯示，單一和DTg的平均值+/-SE分別為3.8+/-1.1和1.4+/-0.2，p＝.05。此外，還對腎小球叢的尺寸進行了定量檢測，並觀察到DTg小鼠中腎小球叢的尺寸顯著降低(單一和DTg中分別為179+/-41和128+/-16.8μm2，p＝0.037)。總之，TLR7.1XRNaseA DTg小鼠的存活期顯著長於其單一Tg TLR7.1同窩，且腎臟的炎症和損傷減輕。

實施例11：TLR Tg小鼠脾臟中的IRG分析。

對TLR7.1Tg和TLR7.1X RNaseA DTg小鼠脾臟中的幹擾素應答基因(IRGs)進行分析的結果顯示，DTg小鼠中IRF7基因的表達顯著降低(p＝0.03)。與Tg小鼠相比，其它某些IRGs包括MX1和VIG1在DTg小鼠中降低，但是該差異不具有顯著性。見圖11。如下文所示進行定量PCR：使用RNeasy mini試劑盒(Qiagen,Valencia,CA,USA)從小鼠脾臟中分離總RNA，使用Turbo-DNA-free(Applied Biosystems,Foster City,CA,USA)處理DNase，使用RNA-to-cDNA試劑盒(Applied Biosystems)利用隨機引物製備第一鏈cDNA。使用NanoDrop(Thermo Scientific,Waltham,MA,USA)檢測分離RNA的260/280在1.7至2.0之間。將cDNA稀釋至相當於1ng/μl總RNA，每次反應使用8μl。合成對照基因(18s)和目標基因(GOI)的引物(IDT,Coralville,Iowa,USA)，用分子級水將所述引物稀釋至適於qPCR的濃度。引物的BLAST結果顯示，其為僅與對照基因或GOI同源的特異性序列。反應設置雙復管(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 Fast 7500系統中進行。通過2-ddCT法計算相對量，以年齡匹配的野生型B6小鼠作為基線確定各GOI的變化倍數。反應的解離曲線顯示了各基因的單一熔化峰。標準曲線顯示了各基因具有相似的擴增效率且模板濃度在各引物線性動力學範圍內。

實施例12：產生的雜交核酸酶分子的結構。

雜交核酸酶分子被設計加入所需結構和功能活性，所述分子單酶或多酶結構作為模塊盒與限制性酶位點具有相容性，所述限制性酶位點用於穿梭和結構域交換。雜交核酸酶分子不同實施方式的示意性結構見圖12。引物見表1。代表性的雜交核酸酶分子的核苷酸和胺基酸序列見表2。

產生雜交核酸酶分子的一般途徑

使用QIAgen RNAeasy試劑盒(Valencia,CA)從人胰臟RNA(Ambion)中分離人cDNA或從正常人外周血淋巴細胞(約5x10e6)中分離人PBMC RNA，使用QIAshredder試劑盒(Qiagen,Valencia,CA)均質化細胞裂解產物。人PBMC分離自D-PBS1:1稀釋的肝素化人血液，使用聚蔗糖梯度LSM淋巴細胞分離液(MP Biomedicals,Irvine,CA)分層。

利用QIAgen RNAeasy試劑盒(Valencia,CA)從約5x10e6個脾細胞中分離小鼠脾臟RNA。離心培養基收集細胞，使用5x10e6個細胞製備RNA。利用QIAGEN RNAeasy試劑盒(Valencia,Calif.)總RNA分離試劑盒和QIAGEN QIAshredder根據試劑盒和試劑盒所附帶的生產廠商說明書從細胞中分離RNA。使用1至2微克(1-2μg)總RNA作為逆轉錄製備cDNA的模板。將RNA、300ng隨機引物、500ng寡核苷酸dT(12-18)以及1μl 25mM dNTP混合併在加入酶之前在80℃條件下變性5分鐘。將Superscript III逆轉錄酶(Invitrogen,Life Technologies)加入總體積25μl的RNA與引物的混合物中，其中還存在5倍量的第二鏈緩衝液以及與酶一併加入的0.1M DTT。在50℃條件下進行逆轉錄反應一小時。

10-100ng cDNA用於PCR擴增反應，所述PCR擴增反應使用對目標核酸酶基因(RNaseA、RNase1、DNase1、Trex1、DNase1L3，等等)具有特異性的引物。對於初始克隆反應而言，設計引物以分離全長cDNA或編碼目標基因的截短產物。使用瓊脂糖凝膠電泳分離全長或縮短的PCR片段，並採用Qiagen QIAquick柱進行純化以除去核苷酸、引物和不需要的擴增產物。將經純化的片段克隆至pCR2.1TOPO克隆載體(Invitrogen,Carlsbad,CA)，並轉化至TOP10感受態細菌中。將分離的克隆挑出接種至含50μg/ml羧變青黴素的LuriaBroth培養基中，生長過夜以分離質粒。對TOPO克隆是否經EcoRI酶切至正確的尺寸進行篩選，所述篩選用限制性酶EcoRI(NEB,Ipswich,MA)進行酶切並對酶切得到的片段進行瓊脂糖凝膠電泳。使用ABI即用型反應混合物v 3.1和ABI 3730XL DNA測序儀對陽性克隆進行DNA序列分析。獲得正確克隆後，進一步設計序列修飾並進行PCR反應，以產生所需的等位基因或表達盒。利用PCR誘變產生截短產物和等位基因，所述PCR誘變使用重疊引物以在基因的特定位點引入突變。通過重疊PCR，使用內部重疊引物合成接頭，通過連續的PCR循環在兩個末端均連上附加序列。將雜交核酸酶分子組裝成一串若干可互換的盒。優選實施方式中的分子包含固定的前導肽、核酸酶盒、編碼若干不同的備選多肽接頭的可選盒、在CH3結構域羧基末端帶有終止密碼子或接頭、且用於resolvICase型分子的-Ig Fc結構域盒、第二接頭盒、後接第二核酸酶盒。圖12顯示了這些雜交核酸酶分子的盒型結構以及插入各位點的可能序列的例子。將雜交核酸酶分子組裝後，將其轉移至哺乳動物表達質粒pDG中，所述質粒pDG適於在COS7或其它細胞中瞬時表達以及在使用甲氨蝶呤對DHFR進行選擇的CHO DG44細胞中穩定表達。

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