一种双特异性抗体及其用途制造技术

本发明专利技术提供了一种双特异性抗体及其用途。所述双特异性抗体包含第一蛋白功能区和第二蛋白功能区，其中，第一蛋白功能区靶向TIM‑3，其对应的靶向TIM‑3的TIM‑3全长抗体与猕猴(Macaca)TIM‑3有弱结合活性，与狨猴(Marmoset)和人TIM‑3有强结合活性并能够激活人NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。所述的双特异性抗体保留单个TIM‑3抗体所具有的激活PBMC(NK)杀伤肿瘤细胞的活性，同时保持另一个蛋白功能区的原有活性，并能够达到和两个分子联用相当或者更好激活T淋巴细胞的活性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种双特异性抗体及其用途本申请要求申请日为2018/7/3的中国专利申请201810720048.8的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。
本专利技术属于肿瘤治疗和分子免疫学领域，具体涉及一种包含两个蛋白功能区的双特异性抗体，其中一个蛋白功能区为靶向TIM-3的蛋白功能区。
技术介绍
肿瘤免疫治疗是肿瘤治疗领域近年取的重大突破。近年来针对免疫检查点PD-1/PD-L1的研究异常火热，过去不到一年时间，国内已经有5款PD-1抗体药物上市。在PD-1/PD-L1以外的免疫检查点中，T细胞免疫球蛋白结构域和粘蛋白结构域3(TIM-3)是可能和PD-1/PD-L1联合调控T细胞活性的免疫检查点分子之一。TIM-3在分泌IFN-γ的Th1(T辅助l)CD4+细胞和细胞毒性的CD8+T(Tc1)细胞上表达的跨膜受体蛋白。除在分泌INF-γ的Th1、Tc1表达外，在调节T细胞(Treg)、先天性免疫细胞、包括树突细胞DC、自然杀伤细胞NK、单核细胞monocytes等中均有表达(Anderson A.C.et al，Immunity 44，2016，p989-1004)。TIM-3有多个配体，包括半乳凝素9(galectin-9)、磷脂酰丝氨酸phosphatidylserine、HMGB1以及CEACM-1等。TIM-3一般不在幼稚T细胞上表达，而是在活化的效应T细胞上表达上调，在调节体内的免疫性和耐受度中具有作用。同有些免疫检查点分子不同的是，TIM-3并非只是在T细胞激活后，如Th1、Tc1中高表达，参与协同抑制功能、抑制效应T细胞活性、引起耐受，还在耗竭(exhausted)T细胞中高表达，抑制了T细胞的功能。TIM-3在PD-1抗体治疗的动物模型中高表达，而且联合TIM-3的抗体后显著提高治疗药效。Nigiow SF et al.(Cancer Res.71(10):3540-51，2011)最近研究还发现，PD-1抗体治疗的病人出现耐药，其CD4+、CD8+细胞上TIM-3表达显著提高，这和动物模型上看到的情况一致(Koyama S et al.Nat Communication.2016 Feb 17)。因此，TIM-3抗体和PD-1抗体联合治疗不仅可能是提高PD-1抗体治疗有效率的方法之一，而且还可能是PD-1抗体治疗耐药后的病人的有效选择。目前临床试验的TIM-3抗体有Tesaro的TSR-022，用于单独或者和PD-1抗体联用治疗晚期或转移实体瘤和诺华的MGB-453，用于单独或和PD-1抗体联用治疗晚期恶性肿瘤。现有技术当中缺乏包含有针对TIM-3的蛋白功能区的双特异性抗体。专利申请US2017114135A中的双特异性抗体尽管将针对TIM-3的抗体作为其蛋白功能区之一，然而该双特异性抗体中的TIM-3抗体与人TIM-3的结合活性弱；且US2017114135A中的TIM-3抗体包括Tim3-0028(用于动物药效评价的分子)、Tim3-0038等和猕猴、狨猴等灵长类动物TIM-3几乎没有结合，因此其在临床前灵长类动物选择(临床前研究)上受到极大限制；而且，双特异性抗体例如Tim3-0028和Tim3-0038激活NK细胞杀伤肿瘤细胞的活性较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为克服现有技术中双特异性抗体中的TIM-3抗体部分以及其对应的单独完整抗体与人TIM-3的结合活性低、且激活PBMC(NK)细胞杀伤肿瘤细胞的活性较低等缺陷，提供一种双特异性抗体及其用途。所述的双特异性抗体包含靶向TIM-3的蛋白功能区以及另一蛋白功能区，所述的双特异性抗体既能保留单个TIM-3抗体所具有的激活PBMC(NK)杀伤肿瘤细胞的活性，也能够保持另一个蛋白功能区所对应的全长抗体的原有活性，并能够达到和两个分子联用相当或者更好(协同效应)激活T淋巴细胞的活性。具体地，专利技术人意外发现一类TIM-3抗体，其与猕猴的TIM-3有弱结合活性、但是与狨猴以及人的TIM-3有强结合活性，且能够激活人NK细胞对肿瘤的杀伤作用，基于本专利技术Tim-3抗体序列特异设计的双特异抗体(Sbody)结构稳定，针对双靶点特异性结合活性好，表达量高，纯化工艺简单。而且，所得到的双特异分子(双特异性抗体)细胞功能活性等同和/或优于两个单独的单克隆抗体分子联合作用，更加意想不到的是本专利技术所设计的双特异抗体分子动物药效，生存优势等均显示协同效果，优于两个单独的单克隆抗体联合作用。而且，双特异抗体还具有单药低成本，方便给药等明显优势。本专利技术主要通过以下技术手段解决上述技术问题：本专利技术的第一方面提供一种双特异性抗体，其包含第一蛋白功能区和第二蛋白功能区，所述第一蛋白功能区为靶向TIM-3的蛋白功能区，所述的第一蛋白功能区所对应的靶向TIM-3的TIM-3全长抗体与猕猴(Macaca)TIM-3有弱结合活性，所述的弱结合活性为ELISA测定的EC50值高于1nM，优选高于10nM，更优选检测不到EC50值；且与狨猴(Marmoset)和人TIM-3有强结合活性并能够激活人NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用；所述的强结合活性为ELISA测定的EC50值低于1nM；更优选低于0.5nM；进一步更优选地低于0.2nM；所述激活人NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用和本底即抗体浓度为0μg/mL相比，被杀死的肿瘤细胞增加3％以上，优选5％以上，更优选10％以上。本领域中，抗体与抗原的强结合活性和弱结合活性是相对的，在本申请中，如上所述是以1nM的ELISA测定的EC50值为分界，高于1nM为弱结合，低于1nM为强结合。所述的“激活人NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用”的测定，可以采用分离出的NK细胞或者未分离出NK细胞的人血细胞(PBMC)进行NK细胞杀伤活性实验，本专利技术优选后者，因此最终检测的是NK细胞对肿瘤细胞的杀伤活性。本专利技术所述NK细胞的全称为Natural Killer Cell，即：自然杀伤细胞。另外，本专利技术中测定杀伤的肿瘤细胞采用的是测定乳酸脱氢酶(LDH)活性这一指标，以乳酸脱氢酶释放量的增加百分比代表被杀死的肿瘤细胞的增加百分比。所述的第一蛋白功能区包括重链可变区和轻链可变区，所述的重链可变区较佳地包含氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:1～3所示的CDR(遵循Kabat定义规则，也可以是根据CCG定义的如序列表中SEQ ID NO:26、SEQ ID NO:2和SEQ ID NO:3所示的CDR)，或者SEQ ID NO:4～6所示的CDR(遵循Kabat定义规则，也可以是根据CCG定义的如序列表中SEQ ID NO:27、SEQ ID NO:5和SEQ ID NO:6所示的CDR)；所述的轻链可变区较佳地包含氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:7～9或者SEQ ID NO:10～12所示的CDR。较佳地，所述的第一蛋白功能区，其重链可变区包含氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:1～3所示的CDR，且其轻链可变区包含氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:7～9所示的CDR；或者其重链可变区包含氨基酸序列如序列表中SEQ ID本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双特异性抗体，其包含第一蛋白功能区和第二蛋白功能区，所述第一蛋白功能区为靶向TIM-3的蛋白功能区，其特征在于，所述的第一蛋白功能区所对应的靶向TIM-3的TIM-3全长抗体与猕猴(Macaca)TIM-3有弱结合活性，所述的弱结合活性为ELISA测定的EC50值高于1nM，优选高于10nM，更优选检测不到EC50值；且与狨猴(Marmoset)和人TIM-3有强结合活性并能够激活人NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用；所述的强结合活性为ELISA测定的EC50值低于1nM；更优选低于0.5nM；进一步更优选地低于0.2nM；所述的激活人NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用为：和本底即抗体浓度为0μg/mL相比，被杀死的肿瘤细胞增加3％以上，优选5％以上，更优选10％以上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180703 CN 2018107200488一种双特异性抗体，其包含第一蛋白功能区和第二蛋白功能区，所述第一蛋白功能区为靶向TIM-3的蛋白功能区，其特征在于，所述的第一蛋白功能区所对应的靶向TIM-3的TIM-3全长抗体与猕猴(Macaca)TIM-3有弱结合活性，所述的弱结合活性为ELISA测定的EC50值高于1nM，优选高于10nM，更优选检测不到EC50值；且与狨猴(Marmoset)和人TIM-3有强结合活性并能够激活人NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用；所述的强结合活性为ELISA测定的EC50值低于1nM；更优选低于0.5nM；进一步更优选地低于0.2nM；所述的激活人NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用为：和本底即抗体浓度为0μg/mL相比，被杀死的肿瘤细胞增加3％以上，优选5％以上，更优选10％以上。


如权利要求1所述的双特异性抗体，其特征在于，所述的第一蛋白功能区，其包括重链可变区和轻链可变区，所述重链可变区包含氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:1-3所示的CDR，或者如序列表中SEQ ID NO:4-6所示的CDR；和/或，所述轻链可变区包含氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:7-9或者SEQ ID NO:10-12所示的CDR；
较佳地，所述的第一蛋白功能区，其重链可变区包含氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:1-3所示的CDR，其轻链可变区包含氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:7-9所示的CDR；或者，其重链可变区包含氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:4-6所示的CDR，其轻链可变区包含氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:10-12所示的CDR；更佳地，如序列表中SEQ ID NO:1-3所示的序列依次分别为重链可变区的CDR1、CDR2和CDR3；如序列表中SEQ ID NO:7-9所示的序列依次分别为轻链可变区的CDR1、CDR2和CDR3；如序列表中SEQ ID NO:4-6所示的序列依次分别为重链可变区的CDR1、CDR2和CDR3；如序列表中SEQ ID NO:10-12所示的序列依次分别为轻链可变区的CDR1、CDR2和CDR3。


如权利要求1或2所述的双特异性抗体，其特征在于，所述的第一蛋白功能区，其重链可变区的氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:13或者15所示；和/或，其轻链可变区的氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:14或者16所示；
较佳地，所述的第一蛋白功能区，其重链可变区的氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:13所示，且其轻链可变区的氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:14所示；或者其重链可变区的氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:15所示，且其轻链可变区的氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:16所示。


如权利要求1-3中任一项所述的双特异性抗体，其特征在于，所述的第一蛋白功能区或第二蛋白功能区为免疫球蛋白、scFv、Fab、Fab’或者F(ab’)
2；较佳地，所述的第一蛋白功能区为免疫球蛋白，所述的第二蛋白功能区为scFv；或者所述的第一蛋白功能区为scFv，所述的第二蛋白功能区为免疫球蛋白；所述的scFv中的重链可变区与轻链可变区通过连接子1连接，所述的连接子1优选(G
4S)
n，所述的n优选为0-10之间的整数，更优选为1、2、3或者4；所述的免疫球蛋白的恒定区较佳地为人抗体恒定区，所述的人抗体恒定区优选包括人抗体轻链恒定区和人抗体重链恒定区，所述的人抗体轻链恒定区优选κ链或者λ链，更优选κ链；所述的人抗体重链恒定区优选人IgG
1、IgG
2或者IgG
4，更优选IgG
4。



如权利要求4所述的双特异性抗体，其特征在于，所述scFv为轻链可变区-连接子2-重链可变区，其轻链可变区N末端或重链可变区C末端通过连接子2相应地连接在所述的免疫球蛋白轻链和/或重链的C末端或N末端；或所述scFv为重链可变区-连接子2-轻链可变区，其重链可变区N末端或者轻链可变区C末端通过连接子2相应地连接在所述的免疫球蛋白轻链和/或重链的C末端或N末端；所述的连接子2优选(G
4S)
n，所述的n优选为0-10之间的整数，更优选为1、2、3或者4；

较佳地，所述连接子为(G
4S)
3，和/或，所述scFv的数量为两个或四个或六个或八个，其分别对称地连接在所述的免疫球蛋白轻链和/或重链的C末端和/或N末端；更佳地，当所述scFv的数量为两个时：所述scFv为轻链可变区-连接子-重链可变区结构，两个scFv的重链可变区的C末端分别通过(G
4S)
3对称地连接在所述免疫球蛋白的两条轻链可变区或重链可变区...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳建，
申请(专利权)人：上海健信生物医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31