重组人KGF-2的研究发展（国家一类新药）

1． 摘要
角质细胞生长因子（Keratinocyte growth factor-2，KGF-2）是来源于胚胎上皮细胞、新生或成年间质成纤维细胞系、在成年人的肾、胃肠道脏器均有表达的一种碱性蛋白。由208年氨基酸组成，有酸和热不稳定性。KGF-2的主要功能是促进表细胞的增生和发育，在创作愈合方面有重要的作用，还能刺激胎儿肺部液体分泌。KGF-2是一种对伤口愈合非常有治疗潜力的蛋白因子，有上皮组织损伤处均可使用之。
角质细胞生长因子（Keratinocyte growth factor-2，KGF-2）因能特异刺激上皮细胞生长而得名。作为成纤维细胞生长因子家的新成员，KGF-2又被称为FGF-10，具有很强的肝素亲和性。
人的KGF-2由以下208个氨基酸组成，有酸和热不稳定性。
“MWKWILTHCASAFPHLPGCCCCCFLLLFLVSSVPVTCQALGQDM
VSPEATNSSSSSFSSPSSAGRHVRSYNHLQGDVRWRKLFSFTKYFLKIEKNGKVSGTK
KENCPYSILEITSVEIGVVAVKAINSNYYLAMNKKGKLYGSKEFNNDCKLKERIEENG
YNTYASFNWQHNGRQMYVALNGKGAPRRGQKTRRKNTSAHFLPMVVHS”
人KGF-2的氨基酸序列
KGF-2通过结合细胞表面的KGF-2受体KGF2R发挥生物学作用。KGF2R是跨膜酪氨酸激酶，有位于细胞外蛋白中的Ig样区域，KGF2R特异的表达于上皮细胞表面，KGF-2与其同源蛋白KGF-1均以高亲和力与之结合。
用反转录的方法对来源于成年男性肺组织的KGF-2进行分析，结果显示人的KGF-2的mRNA长267bp，与从前报道的KGF-1有57%的同源序列，其起始密码子为ATG，终止密码子为TAG。

2． 生物学功能
1） KGF-2的主动功能是促进表皮细胞的增生和发育。由成纤维细胞合成放
的KGF-2与角质细胞上受体结合，发挥旁分泌作用。体外研究显示KGF-2刺激角质细胞合成的能力比转化因子-ɑ（TGF-ɑ）和表皮细胞生长因子（EGF）强2至10倍。
组织学实验表明缺乏FGF-10（KGF-2）基因的小鼠的表皮发育出现异常。表现为基底层细胞的生成数量减少，颗粒细胞层发育不全而且缺少特征性的透明角质蛋白和张力纤维，兜甲蛋白（表皮细胞鉴别标志之一）的表达量有所下降。说明FGF-10（KGF-2）对鼠胚胎期表皮发育必不可少。
表皮细胞生长因子（FGFs）被认为在正常前列腺上皮细胞生长过程中发挥重要作用，可与前列腺上皮细胞表达的受体FGFr-2IIIb结合并促进此类细胞的生长。用RT-PCR和Northern印迹法检测FGF-10在人前列腺组织、前列腺上皮细胞和基质细胞基本培养基中的表达。并能过此后向前列腺上皮细胞基本培养基中加入FGF-10观察到了其促细胞生长的作用。人们还对FGF-10在前列腺上皮增殖中的作用进行了研究，原代培养的良性前列腺肥大患者的上皮细胞不表达FGF-10的mRNA。加入FGF-10后观察到了明显的促有丝分裂作用。
已有证据表明KGF-2可促进肺泡II型上皮细胞、胰管、胃肠道上皮细胞、肝细胞的增生，此外还能促进乳腺上皮细胞增生和精囊发育。

2） KGF-2在伤口愈合中的作用
动物研究显示，当小鼠皮肤作全层切割损伤时，可引起真皮KGFmRNA表达上调160倍，明显的KGF上调可维持到损伤后7天，恰好是伤口愈合的时间，这表明KGF是促进伤口愈合的重要生长调节剂。
角质细胞生长因子-2与其同源蛋白KGF-1均有促进上皮细胞有丝分裂的作用。用Indo诱导小肠溃疡模型，按预防或治疗方案分别在诱导前后给予药，KGF-2的给予药量为0.3~5mg/kg。急性药效实验中，用Indo诱导前连续注射7天或诱导后连续注射5天。另一15天的慢性药效实验中，在Indo诱导前每天静脉注射KGF-2或诱导7天后每天注射。静脉注射的KGF-2明显的降低了急性实验中小肠的损伤度和慢性实验中小肠的溃疡程度。KGF-2能促进体外培养的上皮细胞的损伤恢复，表现为温和的促细胞再生作用，刺激培养的上皮细胞表达cox-2及对体外实验中PGE（2）的表达有正调节作用。
另一个减弱性局部缺血的兔耳模型实验显示KGF-2和KGF-1均可促进伤口再上皮化，但是KGF-2能促进粒细胞组织的形成而KGF-1不能。免疫组化分析表明，KGF-2以旁分泌形式介导间叶细胞与上皮细胞间的相互作用，此后的疤痕形成实验显示，与其他生长因子（包括KGF-1和TGF-相β）相比，KGF-2的效果最好且不留明显疤痕。

3） KGF-2能刺激胎儿肺部液体分泌
胎儿时期肺的上皮细胞分泌液体使气道扩大并对正常的肺部的生长发育起重要作用，在人的胚胎及出生婴儿的肺中有KGF和KGFR的表达。由于KGF基因的增强子包含cAMP和IL-6的应答位点，考虑二者能否促进KGF及其受体的表达。对三月龄的胎儿肺的移植体进行48小时的实验，表明IL-6和cAMP可以促进KGF的表达从而促进肺内液体分泌，但并不促进KGFR的表达。因此cAMP可能是引起KGF合成增加的信号物质，KGF和KGFR可能是调节人肺部液体分泌的重要的旁分泌因子。

4） KGF-2的辐射防护作用
KGF-2可以提高辐射后小鼠的肠干细胞的存活率，并对辐射引起的气道上皮细胞的通透性升高具有拮抗作用。Knan等人应用离子微集落刺激法发现，KGF能显著降低辐射引起的肠道损伤。Waters和Savla等人用测定荧光素异硫氰酸盐标记的牛血清白蛋白（FITC-BSA）的外渗来反应培养的Calu-3和16HBE140单层细胞的通透性，结果发现在同等剂量的辐照条件，KGF（50ng/ml）预处理的培养单层细胞对FITC-BSA的通透性明显下降，而KGF对未辐射过的单层细胞的通透性无影响。通过激活蛋白激酶C（PKC），KGF可以加速辐射诱导的DNA损伤修复，并维持细胞骨架蛋白F-肌纤蛋白的稳定和保护细胞间连接。

5） KGF-2与生殖调节
KGF-2的卵泡与子宫内膜定位及作用的研究提示KGF-2参加与卵泡发育及子宫内膜着床的调节。Prrott等研究了牛卵泡膜细胞-颗粒细胞的间质-上皮细胞相互作用，检测了间充质来源的KGF-2自分泌情况及其作用，证实KGF-2有调节卵泡膜细胞-颗粒细胞之间的相互作用的机能。此外，Mcgee等对KGF-2在原始卵泡的生存、生长及分化方面做了研究，发现单独用KGF-2（100ug/ml）处理分离培养的窦 前细胞，提高卵泡直径率8.2%，同时其蛋白质和DAN含量也相应增加，原田用大叔胚泡模型研究了KGF-2对胚泡着床的影响，发现有间质细胞以旁分泌放肆分泌的KGF-2参与卵泡着床过程，并通过与受体结合增加滋养层面积。

3． KGF-2的表达与克隆
目前含有人KGF-2基因的工程菌已被构建出来。用IPTG诱导含有人KGF-2基因的大肠杆菌，通过Amp抗性对菌种进行筛迁，可使目的蛋白在菌体中高效表达。将菌体破碎，重组人KGF-2溶于上清液中，再通过分离提纯即可获得。

4． KGF-2的应用
KGF-2是一种能刺激上皮细胞再生、分化和迁移的人体蛋白，有促进皮肤和胃肠道内膜伤口愈合的潜力。
美国的人类基因组公司（HGSI）对KGF-2进行了临床研究：伤口愈合模型中，KGF-2通过使新皮肤生成使全层伤口在短时间内愈合，疤痕很少；在口腔和肠道内皮损伤（粘膜炎）模型中，KGF-2使病情减轻并加快愈合速度；在炎性肠道疾病模型中KGF-2使受试对象胃肠道内膜细胞几乎恢复了正常结构。KGF-2全身给药是安全的。政常人体对其产生很好的耐受。
KGF-2的另一应用是治疗粘膜炎。粘膜炎是黏膜组织的炎症，见于口腔和胃肠道，是癌症放疗和化疗过程中相当严重的剂量依赖性毒性反应，症状为溃疡和红肿。严惩时患者需要住院或延长住院治疗时间，以保证的营养和控制疼痛。起保护作用的粘膜受破坏还可能引起严重的感染，令患者受到脓毒血症和死亡的威胁。KGF-2能通过吸引成纤维细胞胶原和结缔组织向伤口处移行而促使新组织生成。
KGF-2还可用于治疗静脉溃疡。静脉溃疡症由慢性静脉供血不足引起，常会造成踝部和小腿皮肤机能障碍。静脉曲张经常引发血液淤积、肿胀或水肿、以及鳞状皮肤病。当皮肤炎症发生时渐渐形成溃疡。目前的治疗方法主要是用清创术控制感染发展，治疗常连续数月而且有时以失败告终。2000年5月23日，HGSI宣布了KGF-2治疗慢性静脉溃疡的研究结果。HGS进行对94名有慢性静脉溃疡的患者给予KGF-2评价其安全性和初步有效性。受试者的溃汤面积从3cm2到30cm2不等，溃疡持续时间为3个月到36个月。受试者被分为3组，其中31人以20ug/cm2的剂量给药；另32人以60 ug/cm2的剂量给药；其余的31人给安慰剂。每周治疗再次，连续治疗12周以上或直至其伤口痊愈。结果显示人体对KGF-2有良好的耐60ug/ cm2、受，KGF- 2引起的不良反应的例数与安慰剂组基本相同。三组的伤口愈合率分别是73%、75%和56%（P=0.059）.此后以对65名患者进行了研究,他们的静脉溃疡伤口为3 cm2到15 cm2不等，持续3至18个月。给药量为20ug/ cm2和对照组的平均伤口愈合率分别为89%、81%和63%（P=0.029）。

5． 结论
综上所述，角质细胞生长因子-2（KGF-2），是一种对伤口愈合非常有治疗潜力的蛋白因子，有上皮组织操作处均可使用之。这些损伤包括静脉溃疡、糖尿病溃疡、炎性肠道疾病及口腔和肠道黏膜炎。此外，KGF-2还可用于急性手术伤口愈合，及减小癌症治疗的副作用。随着研究不断进展，人们将对KGF-2的生物学特性有更深入的认识，并将其投入到广阔的医学领域。可以说，人重组KGF-2的出现已为为类摆脱慢性伤口困扰打开了一扇希望的天窗。


6． 研究进展
目前已完成实验室及中试工艺研究，并进行了相关检测，证明活性好、纯度高、与设计相同。
2001.9~10 完成中试工艺并申报国家药品检定所检定
2001.9~2002.3 完成动物实验有关内容
2002.4 申报国家药品监督管理局注册
2002.7~2004.5 进行临床验证、获得新药证书，上市生产、销售。

7． 合作方式
所有权转让与合作开发。

生物制药