具有促进抗原清除的FcRn结合结构域的治疗性抗原结合分子制造技术

本发明专利技术提供：在中性pH下对新生儿Fc受体(FcRn)的亲和力提高的修饰的FcRn结合结构域；包含所述FcRn结合结构域的抗原结合分子，其具有低免疫原性、高稳定性并且仅形成少数聚集体；在中性或酸性pH下具有提高的FcRn结合活性而在中性pH下对预存抗药抗体的结合活性又不提高的修饰抗原结合分子；抗原结合分子用于改进抗原结合分子介导的细胞对抗原的摄入的用途；抗原结合分子用于降低血浆特定抗原浓度的用途；修饰的FcRn结合结构域用于增加单个抗原结合分子在其降解前可结合的抗原的总数的用途；修饰的FcRn结合结构域用于改进抗原结合分子的药代动力学的用途；用于降低对预存抗药抗体的结合活性的方法；和用于产生所述抗原结合分子的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有促进抗原清除的FcRn结合结构域的治疗性抗原结合分子
本专利技术涉及:在中性pH下对新生儿Fe受体(FcRn)的亲和力提高的修饰的FcRn结合结构域；包含所述FcRn结合结构域的抗原结合分子，其具有低免疫原性、高稳定性并且仅形成少数聚集体；在中性或酸性PH下FcRn结合活性提高而在中性pH下对预存抗药抗体的结合活性又不提高的修饰抗原结合分子；所述抗原结合分子用于改进抗原结合分子介导的细胞对抗原的摄入的用途；所述抗原结合分子用于降低血浆特定抗原浓度的用途；所述修饰的FcRn结合结构域用于增加单个抗原结合分子在其降解前可结合的抗原的总数的用途；所述修饰的FcRn结合结构域用于改进抗原结合分子的药代动力学的用途；用于降低对预存抗药抗体的结合活性的方法；和用于产生所述抗原结合分子的方法。
技术介绍
由于其在血浆中的高稳定性和很少副作用，越来越多的抗体被用作药物。靶向可溶性抗原的常规抗体在注射后结合患者血浆中的抗原，然后以抗体-抗原复合物的形式稳定地持续存在直到降解。虽然典型的抗体一般具有长的半衰期(1-3周)，但是抗原具有少于一天的相对短的半衰期。与抗体的复合物中的抗原因此比仅抗原具有显著较长的半衰期。因此，在注射常规抗体后抗原浓度往往增加。已报告了靶向各种可溶性抗原的抗体的这种情况，例如IL_6(J Immunotoxicol.2005, 3, 131-9.(NPLl)) ；β淀粉状蛋白(MAbs.20109-10 月;2 (5):576-88(NPL2)) ；MCP-1 (ARTHRITIS&RHEUMATISM2006, 54, 2387-92 (NPL3)) ；hepcidin(AAPS J.2010，12(4):646-57.(NPL4))和 sIL-6 受体(Blood.2008 年11月15日；112 (10):3959-64.(NPL5))。报告描述了在给予抗体时血浆总抗原浓度从基线增加至约10-1000倍(取决于抗原)。由于不需要血浆总抗原浓度的这种增加，因此开发了通过治疗性抗体消除抗原的策略。这些策略之一是使用针对IgG的新生儿Fe受体(FcRn)的结合亲和力提高的pH依赖性抗原结合抗体来快速处理抗原(参见例如PCT申请号PCT/JP2011/001888 (PTLl))。FcRn是存在于许多细胞的膜中的蛋白质。在中性pH下对FcRn的结合活性提高的抗体可结合细胞表面上的FcRn,籍此抗体与受体一起以小囊泡内化进入细胞。由于小囊泡内部的pH逐渐降低，因此抗原由于其在酸性PH下的低亲和力而自pH依赖性抗原结合抗体中解离。解离的抗原然后被降解，同时FcRn和结合的抗体在降解前再循环返回细胞表面。因此，在中性pH下对FcRn的结合活性提高的pH依赖性抗原结合抗体可用来从血浆中消除抗原并降低其血浆浓度。之前的研究也已表明提高在酸性pH下对FcRn的结合亲和力的Fe工程改造还可改进内体再循环效率和抗 体的药代动力学。例如，M252Y/S254T/T256E (YTE)变体(J Biol Chem, 2006，281:23514-23524.(NPL6))、M428L/N434S (LS)变体(NatBiotechnol, 201028:157-159.(NPL7))、T250Q/M428L(J Immunol.2006, 176(I):346-56.(NPL8))和 N434H 变体(Clinical Pharmacology&Therapeutics(201I)89(2):283-290.(NPL9))显示相对于天然IgGl半衰期改进。然而，这类取代还具有改变抗体性质的风险，所述性质对治疗性抗体的研发是重要的，例如抗体的稳定性、免疫原性、聚集行为和对预存抗体(例如类风湿因子)的结合亲和力。因此提供不仅仅提高抗体清除而且还满足开发治疗性抗原结合分子的标准的修饰FcRn结合结构域是本专利技术的主要目的。这些可开发性标准特别是高稳定性、低免疫原性、低聚集体百分比和低的对预存抗药抗体(ADA)的结合亲和力。下面显示与本专利技术有关的现有技术文件。本说明书中引用的所有文件均通过引用结合到本文中。引用列表专利文献[PTL1] PCT/JP2011/00188 (W0/2011/122011)，ANTIGEN-BINDING MOLECULES THATPROMOTE ANTIGEN CLEARANCE(促进抗原清除的抗原结合分子)非专利文献[NPLl]Martin PL, Cornacoff J, Prabhakar U, Lohr T, Treacy G, SutherlandJEj Hersey S，Martin E ；Reviews Preclinical Safety and Immune-ModulatingEffects of Therapeutic Monoclonal Antibodies to Interleukin_6and TumorNecrosis Factor-alpha in Cynomolgus Macaques (食蟹弥猴中抗白介素 _6 和肿瘤坏死因子_α的治疗性 单克隆抗体的临床前安全性和免疫调节作用综述)；JImmunotoxicol.2005，3，131-9。[NPL2]Davda JPj Hansen RJ.；Properties of a general PK/PDmodel ofantibody-1igand interactions for therapeutic antibodies that bind to solubleendogenous targets (与可溶性内源祀结合的治疗性抗体的抗体_配体相互作用的通用PK/H)模型的性质);MAbs.2010 年 9-10 月;2 (5): 576-88。[NPL3] Haringman JJj Gerlag DM, Smeets TJj Baeten Dj van denBosch F，Bresnihan B, Breedveld FC，Dinant HJj Legay F，Gram H，LoetscherP，Schmouder Rj Woodworth T，Tak PP.；A randomized controlled trial with ananti_CCL2(ant1-monocyte chemotactic proteinI)monoclonal antibody in patientswith rheumatoid arthritis (类风湿性关节炎患者中用抗CCL2 (抗单核细胞趋化蛋白I)单克隆抗体的随机对照试验)；ARTHRITIS and RHEUMATISM2006，54，2387-92。[NPL4]Xiao JJj Krzyzanski Wj Wang YMj Li H，Rose MJj Ma Mj Wu Y，HinkleBjPerez-Ruixo JJ.；Pharmacokinetics of ant1-hepcidin monoclonal antibodyAbl2B9m and hepcidin in cynomolgus monkeys (本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含修饰的FcRn结合结构域的抗原结合分子，其中所述修饰的FcRn结合结构域在选自以下的一个或多个位置上包含氨基酸取代：EU238、EU250、EU252、EU254、EU255、EU258、EU286、EU307、EU308、EU309、EU311、EU315、EU428、EU433、EU434和EU436，其中数字表明按照EU编号的取代的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.30 JP 2011-218736;2012.03.30 JP PCT/JP20121.一种包含修饰的FcRn结合结构域的抗原结合分子，其中所述修饰的FcRn结合结构域在选自以下的一个或多个位置上包含氨基酸取代:EU238、EU250、EU252、EU254、EU255、EU258、EU286、EU307、EU308、EU309、EU311、EU315、EU428、EU433、EU434 和 EU436，其中数字表明按照EU编号的取代的位置。2.权利要求1的抗原结合分子，其中所述FcRn结合结构域具有 a)在EU252和EU434位上的氨基酸的氨基酸取代；和 b)在选自以下的一个或多个位置上的氨基酸取代:EU238、EU250、EU252、EU254、EU255、EU256、EU258、EU286、EU387、EU307、EU308、EU309、EU311、EU315、EU428、EU433、EU434和 EU436。3.权利要求1或2的抗原结合分子，其中所述修饰的FcRn结合结构域包含: EU238位上的天冬氨酸， EU250位上的缬氨酸， EU252位上的酪氨酸， EU254位上的苏氨酸， EU255位上的亮氨酸， EU256位上的谷氨酸， EU258位上的天冬氨酸或异亮氨酸， EU286位上的谷氨酸， EU307位上的谷氨酰胺， EU308位上的脯氨酸， EU309位上的谷氨酸， EU311位上的丙氨酸或组氨酸， EU315位上的天冬氨酸， EU428位上的异亮氨酸， EU433位上的丙氨酸、赖氨酸、脯氨酸、精氨酸或丝氨酸， EU434位上的酪氨酸或色氨酸，和/或 EU436位上的异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸或苯丙氨酸。4.权利要求2的抗原结合分子，其中所述FcRn结合结构域包含在选自以下的一个或多个位置组合上的氨基酸的氨基酸取代:a)EU252、EU434 和 EU436 ;b)EU252、EU307、EU311和 EU434 ;c)EU252、EU315 和 EU434 ;d)EU252、EU308 和 EU434;e)EU238、EU252 和 EU434 ;f)EU252、EU434、EU307、EU311 和 EU436 ;和g)EU252、EU387 和 EU434。5.权利要求4的抗原结合分子，其中所述FcRn结合结构域包含: a)EU252位上的酪氨酸、EU315位上的天冬氨酸和EU434位上的酪氨酸；或 b)EU252位上的酪氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的异亮氨酸；或c)EU252位上的酪氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的亮氨酸；或 d)EU252位上的酪氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸；或e)EU252位上的酪氨酸、EU254位上的苏氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的异亮氨酸。6.权利要求2的抗原结合分子，其中所述FcRn结合结构域在3个或更多个位置上包含氨基酸取代，其中所述3个或更多个位置是选自以下的组合之一:a)EU252 / EU434 / EU307 / EU311 / EU286 ；b)EU252 / EU434 / EU307 / EU311 / EU286 / EU254 ；c)EU252 / EU434 / EU307 / EU311 / EU436 ；d)EU252 / EU434 / EU307 / EU311 / EU436 / EU254 ；e)EU252 / EU434 / EU307 / EU311 / EU436 / EU250 ； f)EU252 / EU434 / EU308 / EU250 ；g)EU252 / EU434 / EU308 / EU250 / EU436 ;和h)EU252 / EU434 / EU308 / EU250 / EU307 / EU311。7.权利要求6的抗原结合分子，其中所述FcRn结合结构域包含: a)EU252位上的酪氨酸、EU286位上的谷氨酸、EU307位上的谷氨酰胺、EU311位上的丙氨酸和EU434位上的酪氨酸；或 b)EU252位上的酪氨酸、EU254位上的苏氨酸、EU286位上的谷氨酸、EU307位上的谷氨酰胺、EU311位上的丙氨酸和EU434位上的酪氨酸；或 c)EU252位上的酪氨酸、EU307位上的谷氨酰胺、EU311位上的丙氨酸、EU434位上的酪氨酸和436位上的异亮氨酸；或 d)EU252位上的酪氨酸、EU254位上的苏氨酸、EU286位上的谷氨酸、EU307位上的谷氨酰胺、EU311位上的丙氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的异亮氨酸；或 e)EU250位上的缬氨酸、EU252位上的酪氨酸、EU254位上的苏氨酸、EU308位上的脯氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸；或 f)EU250位上的缬氨酸、EU252位上的酪氨酸、EU307位上的谷氨酰胺、EU311位上的丙氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸；或 g)EU252位上的酪氨酸、EU307位上的谷氨酰胺、EU311位上的丙氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸；或 h)EU250位上的缬氨酸、EU252位上的酪氨酸、EU308位上的脯氨酸和EU434位上的酪氨酸；或 i)EU250位上的缬氨酸、EU252位上的酪氨酸、EU307位上的谷氨酰胺、EU308位上的脯氨酸、EU311位上的丙氨酸和EU434的酪氨酸。8.权利要求2的抗原结合分子，其中所述FcRn结合结构域在3个或更多个位置上包含氨基酸取代，其中所述3个或更多个位置是选自以下的组合之一:a)EU252 和 EU434 和 EU307 和 EU311 和 EU436 和 EU286 ；b)EU252 和 EU434 和 EU307 和 EU311 和 EU436 和 EU250 和 EU308 ；c)EU252 和 EU434 和 EU307 和 EU311 和 EU436 和 EU250 和 EU286 和 EU308 ；d)EU252 和 EU434 和 EU307 和 EU311 和 EU436 和 EU250 和 EU286 和 EU308 和 EU428。9.权利要求8的抗原结合分子，其中所述FcRn结合结构域包含: a) EU252位上的酪氨酸、EU286位上的谷氨酸、EU307位上的谷氨酰胺、EU311位上的丙氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸；或 b)EU250位上的缬氨酸、EU252位上的酪氨酸、EU307位上的谷氨酰胺、EU308位上的脯氨酸、EU311位上的丙氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸；或 c)EU250位上的缬氨酸、EU252位上的酪氨酸、EU286位上的谷氨酸、EU307位上的谷氨酰胺、EU308位上的脯氨酸、EU311位上的丙氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸；或 d)EU250位上的缬氨酸、EU252位上的酪氨酸、EU286位上的谷氨酸、EU307位上的谷氨酰胺、EU308位上的脯氨酸、EU311位上的丙氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸。10.权利要求2的抗原结合分子，其中所述FcRn结合结构域在3个或更多个位置上包含氨基酸取代，其中所述3个或更多个位置是选自以下的组合之一:a)EU434 和 EU307 和 EU311 ;b)EU434 和 EU307 和 EU309 和 EU311 ;或c)EU434 和 EU250 和 EU252 和 EU436。11.权利要求10的抗原结合分子，其中所述FcRn结合结构域包含: a)EU307位上的谷氨酰胺、EU311位上的组氨酸和EU434位上的酪氨酸；或 b)EU307位上的谷氨酰胺、EU309位上的谷氨酸、EU311位上的丙氨酸和EU434位上的酪氨酸；或 c)EU307位上的谷氨酰胺、EU309位上的谷氨酸、EU311位上的组氨酸和EU434位上的酪氨酸；或 d)EU250位上的缬氨酸；EU252位上的酪氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸。12.权利要求1-11中任一项的抗原结合分子，其中高分子量物类的比率小于2%。13.权利要求1-12中任一项的抗原结合分子，其中所述抗原结合分子包含抗原结合结构域，其具有: a)在pH5.5-6.5下比在pH 7-8下对抗原的结合活性低，或 b)对抗原的“钙浓度依赖性结合”活性。14.权利要求1-5中任一项的抗原结合分子,其中所述结合分子在pH7下对FcRn的结合活性为50-150nM，Tm高于63.0°C，Epibase评分小于250。15.权利要求1-3和权利要求6-7中任一项的抗原结合分子，其中所述结合分子在pH7下对FcRn的结合活性为15-50nM，Tm高于60°C，Epibase评分小于500。16.权利要求1-3和权利要求8-9中任一项的抗原结合分子，其中所述结合分子在pH7下对FcRn的结合活性强于15nM，Tm高于57.5°C, Epibase评分小于500。17.权利要求1-3中任一项的抗原结合分子，其中所述FcRn结合结构域包含以下氨基酸取代: a)在EU238、EU255和/或EU258位上的氨基酸取代，和 b)在3个或更多个位置上的氨基酸取代，其中所述3个或更多个位置是表4-7提供的组合之一。18.权利要求1-17中任一项的抗原结合分子，其中 a)在FcRn结合结构域的EU257位上，氨基酸不是选自以下的氨基酸:丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和苏氨酸，和/或 b)在FcRn结合结构域的EU252位上，氨基酸不是色氨酸。19.权利要求1-18中任一项的抗原结合分子，其中所述抗原结合分子具有与包含完整FcRn结合结构域的对照抗体的结合亲和力相比不显著提高的对预存抗药抗体的结合活性。20.权利要求19的抗原结合分子，其中所述FcRn结合结构域还在选自以下的一个或多个位置上包含氨基酸取代:EU387、EU422、EU424、EU426、EU433、EU436、EU438 和 EU440。21.权利要求20的抗原结合分子，其中所述FcRn结合结构域包含一个或多个选自以下的氨基酸取代: EU387位上的精氨酸； EU422位上的谷氨酸、精氨酸、或丝氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、苏氨酸或谷氨酰胺； EU424位上的谷氨酸或精氨酸、赖氨酸或天冬酰胺； EU426位上的天冬氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸或酪氨酸； EU433位上的天冬氨酸； EU436位上的苏氨酸； EU438位上的谷氨酸、精氨酸、丝氨酸或赖氨酸；和 EU440位上的谷氨酸、天冬氨酸或谷氨酰胺。22.权利要求1-21中任一项的抗原结合分子，其中所述修饰的FcRn结合结构域包含3个或更多个取代，其中所述3个或更多个取代是表12-13提供的组合之一。23.权利要求1-22中任一项的抗原结合分子，其中所述修饰的FcRn结合结构域包含3个或更多个取代，其中所述3个或更多个取代是表14-15提供的组合之一。24.权利要求20-23中任一项的抗原结合分子，其中所述FcRn结合结构域包含: a)EU252位上的酪氨酸、EU387位上的精氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸；或 b)EU252位上的酪氨酸、EU422位上的谷氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸；或 c)EU252位上的酪氨酸、EU422位上的精氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸；或 d)EU252位上的酪氨酸、EU422位上的丝氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸；或 e)EU252位上的酪氨酸、EU424位上的谷氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸；或 f)EU252位上的酪氨酸、EU424位上的精氨酸、EU434位上的酪氨酸和EU436位上的缬氨酸；或 g)EU252位上的酪氨酸、EU434位上的酪氨酸、EU436位上的缬氨酸和EU438位上的谷氨酸；或h)EU252位上的酪氨酸、EU434位上的酪氨酸、EU436位上的缬氨酸和EU438位上的精氨酸；或 i)EU252位上的酪氨酸、EU434位上的酪氨酸、EU436位上的缬氨酸和EU438位上的丝氨酸；或 j) EU252位上的酪氨酸、EU434位上的酪氨酸、EU436位上的缬氨酸和EU440位上的谷氨酸。25.权利要求1-24中任一项的抗原结合分子，其中所述抗原结合分子是抗体。26.权利要求1-25中任一项的抗原结合分子用于改进抗原结合分子介导的细胞对抗原的摄入的用途。27.权利要求1-25中任一项的抗原结合分子用于降低血浆特定抗原浓度的用途，其中所述抗原结合分子包含可结合所述抗原的抗原结合结构域。28.一种用于改进抗原结合分子的药代动力学方法，所述方法包括在选自以下的一个或多个位置上将氨基酸取代引入所述抗原结合分子的FcRn结合结构域中的步骤:EU238、EU250、EU252、EU254、EU255、EU258、EU286、EU307、EU308、EU309、EU311、EU315、EU428、EU433、EU434 和 EU436。29.一种用于延迟消除受试者中的抗原结合分子的方法，所述方法包括在选自以下的一个或多个位置上将氨基酸取代引入所述抗原结合分子的FcRn结合结构域中的步骤:EU238、EU250、EU252、EU254、EU255、EU258、EU286、EU307、EU308、EU309、EU311、EU315、EU428、EU433、EU434 和 EU436。30.一种延长抗原结合分子的血浆滞留时间的方法，所述方法包括在选自以下的一个或多个位置上将氨基酸取代引入所述抗原结合分子的FcRn结合结构域中的步骤:EU238、EU250、EU252、EU254...

【专利技术属性】
技术研发人员：井川智之，前田敦彦，味元风太，仓持太一，
申请(专利权)人：中外制药株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP