多聚体IL‑15可溶性融合分子与其制造与使用方法技术

本发明专利技术提供多聚体IL‑15可溶性融合分子与其制造与使用方法。本发明专利技术提供具有至少二个可溶性融合蛋白质的可溶性融合蛋白质复合物。第一融合蛋白质是共价性连结至介白素‑15(IL‑15)或其功能性片段的生物活性多肽。第二融合蛋白质是共价性连结至可溶性介白素‑15受体α(IL‑15Rα)多肽或其功能性片段的第二生物活性多肽。本发明专利技术的复合物中，第一及第二融合蛋白质中的一者或二者进一步包含免疫球蛋白Fc结构域或其功能性片段；及第一融合蛋白质结合至第二融合蛋白质的可溶性IL‑15Rα结构域以形成可溶性融合蛋白质复合物。本发明专利技术进一步提供制造与使用本发明专利技术的复合物的方法。

Multimeric IL 15 soluble fusion molecules and its manufacturing method and use

【技术实现步骤摘要】
多聚体IL-15可溶性融合分子与其制造与使用方法本申请是申请号为201180055995.6，申请日为2011年9月21日，专利技术名称为“多聚体IL-15可溶性融合分子与其制造与使用方法”的中国专利申请的分案申请。相关申请案此申请案主张2010年9月21日申请的美国临时申请案第61/384,817号以及2011年8月26日申请的美国临时申请案第61/527,911号的优先权，其全部内容以引用方式并入本文。政府支持支持此申请案的研究是由部长代表的美国卫生与公众福利部所进行。
技术介绍
先前的研究已经显示创造多聚体标靶蛋白质对于经由形成多价分子而增强有效亲和性或经由形成多重特异性分子而增广辨识幅度的用途。已将多种蛋白质交互作用结构域应用在产生具有二聚性与多聚性结合位点的重组蛋白质。起始地，标靶结构域对亮胺酸拉链结构域的融合常用在二聚化。在此方案中，亮氨酸拉链结构域的疏水性互动是通过平行α-螺旋中规律间隔的亮氨酸所调控，但是二聚化同伴则是由疏水性芯的立刻外侧的其它胺基酸决定，主要是带电残基，以形成盐桥(1-3)。此互动例举为Fos与Jun家族蛋白质，其较佳形成异源二聚物而不显着影响标靶结构域特异性。此方案提供多功能支架以创造多聚性复合物(4,5)。然而，有限制显着影响此方案用在治疗蛋白质开发的有效性。最重要地，Fos与Jun为胞内蛋白质其几乎特有的累积在核中。因此，可溶性与分泌的Fos与Jun融合物通常使用杆状病毒感染或安定的转形昆虫细胞系统生产，为相对低产率且不容易升级制造过程(6,7)。在创造双特异性分子的尝试中，连结至Fos-Jun的抗体结构域在细菌细胞或哺乳动物细胞中生产，但主要限制为亚单元的同源二聚化(8,9)，此会复杂化纯化过程及降低整体产率(8,9)。再者，当使用治疗应用时，通过昆虫细胞或细菌细胞所生产的不同形式的蛋白质糖基化，提升产物潜在免疫原性的顾虑。除了亮氨酸拉链模体外，免疫球蛋白(IgG)恒定结构域、螺旋-转角-螺旋自二聚化肽、胶原蛋白及p53的三-及四-聚性亚结构域已用在在作为支架用以创造多价分子(8,10-13)。除了IgG片段，这些互动结构域主要作为分子支架且其本身缺乏其它功能活性。同时，含有这些结构域的融合蛋白质通常需要进一步的最佳化以促进安定多聚体的形成及特殊化生产细胞株及生产方法，这些对于治疗开发是令人厌烦的或强加的管控障碍(10,12)。许多这些支架是非人类蛋白质结构域或写将非原始成分的衍生物，可能显现不佳的药物动力学性质及拥有可能限制这些的治疗潜力的免疫原性回应风险。
技术实现思路
本专利技术提供具有至少二种可溶性融合蛋白质的可溶性融合蛋白质复合物。在某需实施例中，第一融合蛋白质包含共价性连结至介白素-15(IL-15)多肽或其功能性片段的第一生物活性多肽。第二融合蛋白质包含共价性连结至可溶性介白素-15受体α(IL-15Rα)多肽或其功能性片段的第二生物活性多肽。这些复合物中，第一及第二融合蛋白质中的一者或二者进一步包含免疫球蛋白Fc结构域或其功能性片段。这些复合物中，第一融合蛋白质的IL-15结构域结合至第二融合蛋白质的可溶性IL-15Rα结构域以形成可溶性融合蛋白质复合物。某些实施例中，在可溶性融合蛋白质复合物中，第1及第二生物活性多肽的一者包含第一可溶性T细胞受体(TCR)或其功能性片段。某些实施例中，包含第一可溶性TCR的可溶性融合蛋白质包含第二可溶性TCR作为生物活性多肽，藉此创造具有增加的结合活性的多价TCR融合蛋白质复合物。某些实施例中，复合物中的TCR包含至少二个不同的TCR。某些实施例中，当存在至少二个不同的TCR时，TCR结合至分别的标靶分子。某些实施例中，当存在至少二个不同的TCR时，TCR结合至相同分子上的不同表位。某些实施例中，TCR是特异辨识特定抗原。本专利技术的可溶性融合复合物中，某些实施例中，TCR是独立地选自包括α及β链TCR的异源二聚物与单链TCR多肽。某些实施例中，单链TCR包含通过肽连结子序列共价性连结至TCRV-β链的TCRV-α链。某些实施例中，单链TCR进一步包含共价性连结至TCRV-β链的可溶性TCRCβ链片段。某些实施例中，单链TCR进一步包含共价性连结至TCRV-α链的可溶性TCRCα链片段。可溶性融合蛋白质复合物的某些实施例中，第一生物活性多肽包含TCRα多肽或其功能性片段及第二生物活性多肽包含TCRβ多肽或其功能性片段。某些实施例中，可溶性融合蛋白质复合物中，第一及第二生物活性多肽的一者或二者包含抗体或其功能性片段。某些实施例中，所有抗体都相同。某些实施例中，当存在至少二种不同抗体时，抗体结合至分别的标靶分子。某些实施例中，当存在至少二种不同抗体时，抗体结合至相同标靶分子上的不同表位。某些实施例中，抗体是特异辨识特定抗原。可溶性融合蛋白质复合物的某些实施例中，抗体是单-链抗体或单-链Fv。某些实施例中，单-链抗体包括通过多肽连结子序列共价性连结至免疫球蛋白重链可变结构域的免疫球蛋白轻链可变结构域。某些实施例中，第一生物活性多肽包括抗体重链多肽或其功能性片段及第二生物活性多肽包括抗体轻链多肽或其功能性片段。本专利技术的可溶性融合蛋白质复合物的某些实施例中，IL-15多肽是相较于原始IL-15多肽为具有不同胺基酸序列的IL-15变体。人类IL-15多肽在本文指称为huIL-15、hIL-15、huIL15、hIL15、IL-15野生型(wt)等且其变体是使用原始胺基酸指称其在成熟序列及变体胺基酸的位置。例如，huIL15N72D指称包括在位置72的N取代为D的人类IL-15。某些实施例中，IL-15变体作用为IL-15激动剂如通过相较于原始IL-15多肽显示增加的IL-15RβγC受体结合活性。某些实施例中，IL-15变体作用为IL-15拮抗剂如通过相较于原始IL-15多肽显示减少的IL-15RβγC受体结合活性。某些实施例中，IL-15变体相较于原始IL-15多肽对于IL-15RβγC受体具有增加的结合亲和性或减少的结合活性。某些实施例中，IL-15变体的序列，相较于原始IL-15序列，具有至少1个(也就是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个)胺基酸改变。胺基酸改变可包含与IL-15R及/或IL-15RβγC互动的IL-15结构中的一个或多个胺基酸取代或删除。某些实施例中，胺基酸改变是成熟人类IL-15序列(序列编号：1)的位置8、61、65、72、92、101、108或111的一或多个胺基酸取代或删除。例如，成熟人类IL-15序列的位置8的D取代为N或A，位置61的D取代为A，位置65的N取代为A，位置72的N取代为R或位置108的Q取代为A，或这些取代的任何组合。某些实施例中，胺基酸改变是成熟IL-15序列的位置72的N取代为D。本专利技术的某些实施例中，在可溶性融合蛋白质复合物中，Fc结构域或其功能性片段包含选自由IgGFc结构域、人类IgGlFc结构域、人类IgG2Fc结构域、人类IgG3Fc结构域、人类IgG4Fc结构域、IgAFc结构域、IgDFc结构域、IgEFc结构域及IgMFc结构域；或其任何组合所组成群的Fc结构域。某些实施例中，Fc结构域包含造成Fc结构域具有改变的补体或Fc受体结合性质的胺基酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可溶性融合蛋白质复合物包括至少二种可溶性融合蛋白质，其中第一融合蛋白质包括(a)共价性连结至(b)介白素(IL‑15)多肽或其功能性片段的第一生物活性多肽；及第二融合蛋白质包括(c)共价性连结至(d)可溶性介白素‑15受体α(IL‑15Rα)多肽或其功能性片段的第二生物活性多肽；其中所述第一及第二融合蛋白质的一者或二者进一步包括免疫球蛋白Fc结构域或其功能性片段；其中所述第一融合蛋白质的IL‑15结构域结合至所述第二融合蛋白质的可溶性IL‑15Rα结构域以形成可溶性融合蛋白质复合物。

【技术特征摘要】
2010.09.21 US 61/384,817;2011.08.26 US 61/527,9111.一种可溶性融合蛋白质复合物包括至少二种可溶性融合蛋白质，其中第一融合蛋白质包括(a)共价性连结至(b)介白素(IL-15)多肽或其功能性片段的第一生物活性多肽；及第二融合蛋白质包括(c)共价性连结至(d)可溶性介白素-15受体α(IL-15Rα)多肽或其功能性片段的第二生物活性多肽；其中所述第一及第二融合蛋白质的一者或二者进一步包括免疫球蛋白Fc结构域或其功能性片段；其中所述第一融合蛋白质的IL-15结构域结合至所述第二融合蛋白质的可溶性IL-15Rα结构域以形成可溶性融合蛋白质复合物。2.根据权利要求1的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述第一及第二生物活性多肽的一者包括第一可溶性T细胞受体(TCR)或其功能片段。3.根据权利要求2的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述生物活性多肽的另一者包括权利要求2的所述第一可溶性TCR或其功能性片段，藉此创造具有增加的结合活性的多价TCR融合蛋白质复合物。4.根据权利要求2的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述另一生物活性多肽包括第二可溶性TCR或其功能性片段，其不同于所述第一可溶性TCR。5.根据权利要求2至4的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述TCR是特异辨识特定抗原。6.根据权利要求2至4的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述TCR式包括α及β链TCR的异源二聚物。7.根据权利要求2至4的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述TCR包括单链TCR多肽。8.根据权利要求7的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述单链TCR包括通过肽连结子序列共价性连结至TCRV-β链的TCRV-α链。9.根据权利要求8的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述单链TCR进一步包括共价性连结至TCRV-β链的TCRCβ链片段。10.根据权利要求8或9的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述单链TCR进一步包括共价性连结至TCRV-α链的TCRCα链片段。11.根据权利要求1的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述第一生物活性多肽包括TCRα多肽或其功能性片段及第二生物活性多肽包括TCRβ多肽或其功能性片段。12.根据权利要求1的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述第一及第二生物活性多肽的一者或二者包括抗体或其功能性片段。13.根据权利要求12的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述抗体是特异辨识特定抗原。14.根据权利要求12或13的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述抗体是单链抗体或单链Fv。15.根据权利要求14的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述单链抗体包括通过多肽连结子序列共价性连结至免疫球蛋白重链可变结构域的免疫球蛋白轻链可变结构域。16.根据权利要求1的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述第一生物活性多肽包括抗体重链多肽或其功能性片段，及所述第二生物活性多肽包括抗体轻链多肽或其功能性片段。17.根据权利要求1的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述IL-15多肽是相较于原始IL-15多肽为包括不同氨基酸序列的IL-15变体。18.根据权利要求17的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述IL-15变体作用为IL-15激动剂或拮抗剂。19.根据权利要求17的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述IL-15变体相较于所述原始IL-15多肽对于IL-15RβγC受体具有增加的或减少的结合活性。20.根据权利要求17至19任一项的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述IL-15变体的序列相较于所述原始IL-15序列具有至少一个氨基酸改变。21.根据权利要求20的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述氨基酸改变是在与IL-15Rβ及/或IL-15RγC互动的IL-15结构域中的氨基酸取代或删除。22.根据权利要求20的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述氨基酸改变是在成熟人类IL-15序列(序列编号：1)的位置6、8、10、61、65、72、92、101、104、105、108、109、111或112的一个或多个氨基酸取代或删除。23.根据权利要求20的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述氨基酸改变是取代于所述成熟人类IL-15序列的位置6的I为S，位置8的D为N或A，位置61的D为A，位置65的N为A，位置72的N为R，位置104的V为P或位置108的Q为A，或这些取代的任何组合。24.根据权利要求23的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述氨基酸改变造成IL-15变体，所述变体相较于所述原始IL-15多肽具有IL-15拮抗剂活性或对于IL-15RβγC受体具有降低的结合活性。25.根据权利要求20的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述氨基酸改变是取代于所述成熟人类IL-15序列的位置72的N为D。26.根据权利要求25的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述氨基酸改变造成IL-15变体，所述变体相较于所述原始IL-15多肽具有IL-15激动剂活性或对于IL-15RβγC受体具有增加的结合活性。27.根据权利要求1的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述Fc结构域或其功能性片段包括选自IgGFc结构域、人类IgGlFc结构域、人类IgG2Fc结构域、人类IgG3Fc结构域、人类IgG4Fc结构域、IgAFc结构域、IgDFc结构域、IgEFc结构域及IgMFc结构域所成群组的Fc结构域。28.根据权利要求27的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述Fc结构域包括氨基酸改变，所述氨基酸改变造成具有经改换的补体或Fc受体结合性质的Fc结构域。29.根据权利要求28的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述氨基酸改变是选自下述所成群组：在所述IgGlCH2的位置234及235(根据抗体共有序列编号)的亮氨酸残基(也就是...PELLGG...)经丙氨酸残基取代(也就是...PEAAGG...)、在所述IgGlCH2的位置322(根据抗体共有序列编号)的赖氨酸残基(也就是...KCKSL...)经丙氨酸残基取代(也就是...KCASL...)；或其任何组合。30.根据权利要求1至29的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述第一生物活性多肽是通过多肽连结子序列共价性连结至IL-15多肽(或其功能片段)。31.根据权利要求1至30的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述第二生物活性多肽是通过多肽连结子序列共价性连结至IL-15Rα多肽(或其功能性片段)。32.根据权利要求1至31的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述IL-15Rα多肽(或其功能性片段)通过多肽连结子序列共价性连结至Fc结构域(或其功能性片段)。33.根据权利要求5的可溶性融合蛋白质复合物，其中针对所述TCR结构域的所述抗原包括呈现在MHC或HLA分子的肽抗原。34.根据权利要求33的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述肽抗原是源自肿瘤相关多肽或病毒编码多肽。35.根据权利要求13的可溶性融合蛋白质复合物，其中针对所述抗体结构域的所述抗原包括细胞表面受体或配体。36.根据权利要求13或35的可溶性融合蛋白质复合物，其中针对所述抗体结构域的所述抗原包括CD抗原、细胞激素或趋化激素受体或配体、生长因子受体或配体、细胞粘附分子、MHC/类MHC分子、Fc受体、类Toll受体、NK受体、TCR、BCR、阳性/阴性共刺激受体或配体、死亡受体或配体、肿瘤相关抗原或病毒编码抗原。37.根据权利要求1至34的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述IL-15Rα多肽包括能用于结合IL-15多肽的所述IL-15受体α的细胞外结构域。38.根据权利要求1至35任一项的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述IL-15Rα多肽包括IL-15Rαsushi结构域或IL-15RαΔE3结构域。39.一种可溶性融合蛋白质复合物，包括共价性连结至权利要求1至38任一项的第二可溶性融合蛋白质复合物的权利要求1至38任一项的第一可溶性融合蛋白质复合物。40.根据权利要求39的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述第一可溶性融合蛋白质复合物是相同于所述第二可溶性融合蛋白质复合物。41.根据权利要求39的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述第一可溶性融合蛋白质复合物是不同于所述第二可溶性融合蛋白质复合物。42.根据权利要求39的可溶性融合蛋白质复合物，其中所述第一可溶性融合蛋白质复合物是通过双硫键共价性连结至所述第二可溶性融合蛋白质复合物。43.根据权利要求42的可溶性融合复合物，其中所述双硫键共价性连结所述第一可溶性融合蛋白质复合物的第二多肽的Fc结构域至所述第二可溶性融合蛋白质复合物的第二多肽的Fc结构域。44.一种核酸序列，编码权利要求1至38任一项的第一融合蛋白质。45.一种核酸序列，编码权利要求1至38任一项的第二融合蛋白质。46.根据权利要求44或45的核酸序列，其中所述核酸序列进一步包括操作性连结至编码所述融合蛋白质的所述序列的启动子、转录起始信号及前导序列。47.一种DNA载体，包括权利要求44的核酸序列。48.一种DNA载体，包括权利要求45的核酸序列。49.一种DNA载体，包括权利要求44与45的核酸序列。50.一种细胞，包括选自权利要求44的序列、权利要求45的序列及权利要求44及权利要求45的序列所成群组的核酸序列。51.一种制造权利要求1的可溶性融合蛋白质复合物的方法，所述方法包括：a)将编码第一融合蛋白质的权利要求47的DNA载体导入第一宿主细胞，b)在足以在所述细胞或媒质中表现所述第一融合蛋白质的条件下，在所述媒质中培养所述第一宿主细胞；c)自所述宿主细胞或所述媒质纯化所述第一融合蛋白质，d)将编码第二融合蛋白质的权利要求48的DNA载体导入第二宿主细胞，e)在足以在细胞或媒质中表现第二融合蛋白质的条件下，在所述媒质中培养所述第二宿主细胞；及f)自所述宿主细胞或所述媒质纯化所述第二融合蛋白质，及g)在足以使第一融合蛋白质的IL-15结构域与第二融合蛋白质的可溶性IL-15Rα结构域结合的条件下，混合所述第一及第二融合蛋白质以形成所述可溶性融合蛋白质复合物。52.根据权利要求51的方法，进一步包括在足以使自权利要求48的核酸所表现的多肽之间形成双硫键的条件下混合所述第一及第二融合蛋白质，其中制得权利要求39的可溶性融合蛋白质复合物。53.一种制造权利要求1的可溶性融合蛋白质复合物的方法，所述方法包括：a)将编码第一融合蛋白质的权利要求47的DNA载体及编码第二融合蛋白质的权利要求48的DNA载体导入宿主细胞，b)在足以在所述细胞或媒质中表现所述融合蛋白质以及使所述第一融合蛋白质的IL-15结构域与所述第二融合蛋白质的可溶性IL-15Rα结构域之间结合的条件下，在所述媒质中培养所述宿主细胞以形成所述可溶性融合蛋白质复合物；c)自所述宿主细胞或所述媒质纯化所述可溶性融合蛋白质复合物。54.根据权利要求53的方法，进一步包括在足以使权利要求48的核酸所表现的多肽之间形成双硫键的条件下，混合所述第一及第二融合蛋白质，其中制得权利要求39的可溶性融合蛋白质。55.一种制造权利要求1的可溶性融合蛋白质复合物的方法，所述方法包括：a)将编码第一及第二融合蛋白质的权利要求49的DNA载体导入...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·C·王，P·罗德，B·刘，X·朱，KP·韩，
申请(专利权)人：阿尔托生物科学有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US