用于调节细胞内化的组合物和方法技术

本文提供了用于调节细胞表面分子的内化特性，例如将非内化细胞表面抗原转化为内化细胞表面抗原以及将内化细胞表面抗原转化为非内化细胞表面抗原的组合物和方法。在一些实施方案中，提供了工程化抗体，其各自含有对引导物抗原具有特异性的抗原结合部分和对效应物抗原具有特异性的另一抗原结合部分，其中所述工程化抗体或其功能片段的内化特性是由所述引导物抗原与所述效应物抗原的相对表面密度比率决定的。还提供了重组细胞、编码此类工程化抗体的重组核酸以及含有其的药物组合物。本公开文本还提供了可用于调节细胞或受试者中的细胞内化的方法以及用于调节受试者中的细胞类型选择性信号传导和/或用于治疗疾病的方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调节细胞内化的组合物和方法
关于联邦政府资助研发的声明
[0001]本专利技术是在通过美国国立卫生研究院授予的资助号R01 CA118919、R01 CA129491和R01 CA171315下由政府支持进行的。政府拥有本专利技术中的某些权利。相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年1月14日提交的美国临时专利申请序列号62/792,359的优先权，将该申请通过引用以其整体(包括任何附图)明确地并入本文。序列表的并入
[0003]本申请是与电子格式的序列表一起提交的。序列表以2019年12月23日创建的名为“Sequence Listing_048536
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628001WO.txt”的文件提供，其大小为约124KB。将在电子格式的序列表中的信息通过引用以其整体并入本文。


[0004]本申请的各个方面涉及细胞生物学和免疫学领域。更特别地，本文提供了调节和/或扩大细胞类型特异性内化，例如将细胞类型选择性非内化表面抗原转化为细胞类型选择性内化表面抗原以及将细胞类型选择性内化表面抗原转化为细胞类型选择性非内化表面抗原的工程化抗体。本专利技术还提供了可用于产生此类工程化抗体的组合物和方法，以及用于治疗健康障碍或疾病(如与癌症相关的疾病，包括实体瘤和血液恶性肿瘤)的方法。

技术介绍

[0005]生物制药或包含用于治疗疾病、障碍或健康病症的治疗性蛋白质的药物组合物的用途是许多制药和生物技术公司的核心策略。例如，在癌症免疫疗法中，可靶向特定癌细胞以防止其增殖和/或杀死特定癌细胞的抗体和抗体
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药物缀合物(ADC)的开发已成为补充现有治疗策略的有希望的治疗方法。
[0006]特别地，单克隆抗体的高特异性通常被用于靶向疗法开发。理想地，附接至细胞类型特异性抗体的有效的细胞毒性剂可以将所述细胞毒性剂导向靶细胞，并优先在靶组织中积累。靶向的治疗剂的另一个例子涉及抗体
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药物缀合物(ADC)，其在许多临床研究中显示出有希望的有效性。
[0007]尽管在概念上简单明了，但治疗性抗体和ADC中的靶标选择受到以下发现的阻碍：很少发现所谓的肿瘤特异性抗原，并且甚至很少发现具有治疗剂靶向所需的特征(即由癌细胞以高水平均匀表达)且有效内化所需的特征的肿瘤特异性抗原。此外，通过质膜的移动是大分子细胞递送的主要限制步骤。因此，依赖于治疗剂的细胞内化的疗法的有效性取决于其在靶细胞表面的靶标的质量以及与其靶标复合的表面结合的治疗剂的细胞内化速率。此外，内化治疗性抗体通常是实现有效的细胞内有效载荷递送和肿瘤杀伤所需的，但这种要求对于可通过细胞膜扩散以引起旁观者效应的某些药物(如一甲基奥瑞他汀E(MMAE))不是绝对的。在一些情况下，在需要细胞内有效载荷递送的靶向疗法中，许多肿瘤抗原高表达但内化不佳。在其他情况下，受体内化也用于关闭信号传导途径，从而导致脱敏，所述受体
内化是导致受体从质膜移动至细胞内部的受体介导的内吞过程。
[0008]因此，持续需要用于治疗疾病、障碍或健康病症(例如像炎性疾病、免疫疾病和癌症)的新方法和组合物。特别地，本领域存在对于通过改善治疗性抗体和ADC的内化特性来治疗疾病、障碍或健康病症的更有效的组合物和方法的需要。

技术实现思路

[0009]本节提供了本公开文本的一般性
技术实现思路
，但并不是其全部范围或其全部特征的全面内容。
[0010]本公开文本涉及用于通过引导物
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效应物双特异性抗体设计操纵细胞类型选择性抗体内化的组合物和方法。特别地，本文提供了能够共同接合在同一细胞的表面上表达的一对抗原(称为“引导物抗原”和“效应物抗原”)的工程化抗体。当由所述工程化抗体共同接合时，所述引导物抗原可以影响所述效应物抗原的细胞表面动力学和/或信号传导功能。在一些特定的设计中，所述效应物抗原是与靶信号传导途径相关的抗原，并且所述引导物抗原提供细胞类型特异性以重定向和增强对目标细胞的效应子功能。例如，通过使用能够结合(i)非内化效应物抗原和(ii)内化引导物抗原的引导物
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效应物双特异性抗体设计，可以将所述非内化效应物抗原转化为内化效应物抗原。类似地，通过使用能够结合(i)内化效应物抗原和(ii)非内化引导物抗原的引导物
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效应物双特异性抗体设计，可以将所述内化效应物抗原转化为非内化效应物抗原，如下文更详细描述的，在一些情况下，内化的调节直接影响细胞内有效载荷递送和受体信号传导。还提供了重组细胞、编码此类工程化抗体的重组核酸以及含有其的药物组合物。本公开文本还提供了可用于通过使用此类工程化抗体调节细胞或受试者中的细胞内化的组合物和方法，以及用于调节受试者中的细胞类型选择性信号传导和/或用于治疗健康障碍和疾病如与癌症(包括实体瘤和血液恶性肿瘤)相关的疾病的方法。
[0011]在一方面，本公开文本的一些实施方案涉及一种工程化抗体或其功能片段，所述工程化抗体或其功能片段包含：a)能够与具有第一细胞内化速率的细胞表面引导物抗原结合的第一抗原结合部分；和b)能够与具有第二细胞内化速率的细胞表面效应物抗原结合的第二抗原结合部分，其中所述工程化抗体或其功能片段的内化特性是由所述引导物抗原与所述效应物抗原的相对表面密度比率决定的，并且其中所述两个细胞内化速率中的一个比另一个速率大至少50％、至少70％、至少80％或至少90％。
[0012]本公开文本的工程化抗体的实施方案的实现可以包括以下特征中的一种或多种。在一些实施方案中，所述细胞表面引导物抗原是内化细胞表面抗原。在一些实施方案中，所述细胞表面效应物抗原是非内化细胞表面抗原。在一些实施方案中，所述引导物抗原与所述效应物抗原的相对表面密度比率大于阈值。在一些实施方案中，所述引导物抗原与所述效应物抗原的相对表面密度比率低于阈值。在一些实施方案中，所述阈值为约1:1、约1:2、约1:3、约1:4、约1:5、约1:10、约1:20或约1:30。在一些实施方案中，所述第一抗原结合部分和所述第二抗原结合部分独立地选自抗原结合片段(Fab)、单链可变片段(scFv)、全长免疫球蛋白、纳米抗体、单结构域抗体(sdAb)、可变新抗原受体(VNAR)结构域和VHH结构域、多特异性抗体、双抗体或其功能片段。在一些实施方案中，所述引导物抗原和所述效应物抗原独立地选自激活的白细胞粘附分子(ALCAM)、神经细胞粘附分子(NCAM)、钙激活的氯离子通道
2(CaCC)、碳酸酐酶IX、癌胚抗原(CEA)、组织蛋白酶G、CD19、CD20、CD22、CD30、CD33、CD38、CD44、CD44v6、CD46、CD52、CD71、CD73、CD272、CD276、B细胞成熟抗原(BCMA)、上皮细胞粘附分子(EpCAM)、肝配蛋白A型受体2(EphA2)、肝配蛋白A型受体3(EphA3)、肝配蛋白A型受体4(EphA4)、肝配蛋白B2、受体酪氨酸激酶样孤儿受体1(ROR1)、叶酸受体、FLT3(CD135)、KIT(CD117)、CD213A2、IL
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种工程化抗体或其功能片段，所述工程化抗体或其功能片段包含：能够与具有第一细胞内化速率的细胞表面引导物抗原结合的第一抗原结合部分；和能够与具有第二细胞内化速率的细胞表面效应物抗原结合的第二抗原结合部分，其中所述工程化抗体或其功能片段的内化特性是由所述引导物抗原与所述效应物抗原的相对表面密度比率决定的，并且其中所述两个细胞内化速率中的一个比另一个速率大至少50％、至少70％、至少80％或至少90％。2.根据权利要求1所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述细胞表面引导物抗原是内化细胞表面抗原。3.根据权利要求1所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述细胞表面效应物抗原是非内化细胞表面抗原。4.根据权利要求1至2中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述引导物抗原与所述效应物抗原的相对表面密度比率大于阈值。5.根据权利要求1至2中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述引导物抗原与所述效应物抗原的相对表面密度比率低于阈值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述阈值是约1:1、约1:2、约1:3、约1:4、约1:5、约1:10、约1:20或约1:30。7.根据权利要求1至6中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第一抗原结合部分和所述第二抗原结合部分独立地选自抗原结合片段(Fab)、单链可变片段(scFv)、全长免疫球蛋白、纳米抗体、单结构域抗体(sdAb)、VNAR结构域、和VHH结构域、多特异性抗体、双抗体或其功能片段。8.根据权利要求1至7中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述引导物抗原和所述效应物抗原独立地选自激活的白细胞粘附分子(ALCAM)、神经细胞粘附分子(NCAM)、钙激活的氯离子通道2(CaCC)、碳酸酐酶IX、癌胚抗原(CEA)、组织蛋白酶G、CD19、CD20、CD22、CD30、CD33、CD38、CD44、CD44v6、CD46、CD52、CD71、CD73、CD272、CD276、B细胞成熟抗原(BCMA)、上皮细胞粘附分子(EpCAM)、肝配蛋白A型受体2(EphA2)、肝配蛋白A型受体3(EphA3)、肝配蛋白A型受体4(EphA4)、肝配蛋白B2、受体酪氨酸激酶样孤儿受体1(ROR1)、叶酸受体、FLT3(CD135)、KIT(CD117)、CD213A2、IL
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1Ra、PRSS21、VEGFR2、CD24、PDGFR
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β、SSEA
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4、表皮生长因子受体(EGFR)、Erb
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B2受体酪氨酸激酶2(ErbB2)、Erb
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B2受体酪氨酸激酶3(ErbB3)、Erb
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B2受体酪氨酸激酶4(ErbB4)、叶酸结合蛋白(叶酸受体)、神经节苷脂、神经节苷脂、gp100、gpA33、未成熟层粘连蛋白受体、细胞间粘附分子1(ICAM
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1)、路易斯
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Y、间皮素、前列腺干细胞抗原(PSCA)、粘蛋白16(MUC16或CA
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125)、细胞表面相关的粘蛋白1(MUC1)、形成寡聚物粘液凝胶的粘蛋白2(MUC2)、粘蛋白、前列腺膜特异性抗原(PSMA)、TEM1/CD248、TEM7R、CLDN6、促甲状腺激素受体(TSHR)、GPRC5D、CD97、CD179a、间变性淋巴瘤激酶(ALK或CD246)、免疫球蛋白λ样多肽1(IGLL1)、P选择素、c
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Met、成纤维细胞生长因子受体(FGFR)、胰岛素样生长因子1受体(IGF
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1R)、肿瘤相关钙信号转导子2(Trop
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2)和肿瘤相关糖蛋白72(TAG
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72)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述引导物抗原是选自以下的癌症相关抗原：CD19、CD22、HER2(ErbB2/neu)、间皮素、PSCA、CD123、CD30、
CD71、CD171、CS
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1、CLECL1、CD33、EGFRvIII、GD2、GD3、BCMA、PSMA、受体酪氨酸激酶样孤儿受体1(ROR1)、叶酸受体、FLT3(CD135)、TAG72、CD38、CD44v6、CD46、CEA、EpCAM、CD272、B7H3(CD276)、KIT(CD117)、CD213A2、IL
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1Ra、PRSS21、VEGFR2、CD24、PDGFR
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β、SSEA
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4、CD20、MUC1、MUC16、EGFR、ErbB2、ErbB3、ErbB4、NCAM、前列腺酸性磷酸酶(PAP)、肝配蛋白B2、成纤维细胞激活蛋白(FAP)、EphA2、c
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Met、成纤维细胞生长因子受体(FGFR)、胰岛素样生长因子1受体(IGF
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1R)、GM3、TEM1/CD248、TEM7R、CLDN6、促甲状腺激素受体(TSHR)、GPRC5D、CD97、CD179a、间变性淋巴瘤激酶(ALK或CD246)和免疫球蛋白λ样多肽1(IGLL1)。10.根据权利要求1至9中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述效应物抗原选自ALCAM、EpCAM、叶酸结合蛋白、PSMA、PSCA、间皮素、CD19、CD20、CD22、CD30、CD33、CD38、CD44、CD46、ICAM
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1、CD55、CD59、CD70、CD71、CD73、CD97、BCMA、CD272、CD276、MUC1、MUC16、NCAM、CD24、EphA2、EphA3、EphA4、肝配蛋白B2、CEA、c
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Met、FGFR、IGF
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1R、VEGFR、PDGFR、Trop
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2、TAG
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72、P选择素、EGFR、ErbB2、ErbB3和ErbB4。11.根据权利要求1至10中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述抗体或其功能片段与选自治疗部分、诊断剂和改善药代动力学的部分的至少一个目标部分(MOI)缀合或共价结合。12.根据权利要求11所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述至少一个MOI选自抗癌剂、抗自身免疫性疾病药剂、抗炎剂、抗细菌剂、抗微生物剂、抗生素、抗感染性疾病药剂和抗病毒剂。13.根据权利要求12所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述至少一个MOI选自细胞毒性抗癌剂、DNA螯合剂、微管抑制剂、拓扑异构酶抑制剂、翻译起始抑制剂、核糖体失活分子、核转运抑制剂、RNA剪接抑制剂、RNA聚合酶抑制剂和DNA聚合酶抑制剂。14.根据权利要求13所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述细胞毒性抗癌剂选自奥瑞他汀、海兔毒素、微管溶素、美登木素生物碱、紫杉烷、长春花生物碱、毒伞肽、蒽环类、刺孢霉素、喜树碱、伊立替康、SN
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38、康普瑞汀、倍癌霉素、烯二炔类、埃博霉素、乙烯亚胺类、自力霉素、吡咯并苯二氮卓类(PBD)和卡奇霉素。15.根据权利要求11至14中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述至少一个目标部分(MOI)与所述工程化抗体或其功能片段的恒定区缀合或共价结合。16.根据权利要求15所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述至少一个目标部分(MOI)与所述工程化抗体或其功能片段的重链恒定(CH1)区缀合或共价结合。17.根据权利要求15所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述至少一个目标部分(MOI)与所述工程化抗体或其功能片段的轻链恒定(CL)区缀合或共价结合。18.根据权利要求11至17中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中每个抗体的平均MOI数量(平均DAR)的范围是1至20。19.根据权利要求18所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述平均DAR是约1至约5、约2至约6、约3至约7、约3至约8、约4至约9、约5至约10、约10至约15、约15至约20或约10至约20。20.根据权利要求1至19中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，所述工程化抗体或其功能片段包含：能够与在细胞表面上表达的肝配蛋白受体A2(EphA2)结合的第一抗原结合部分；和
能够与在同一细胞的表面上表达的激活的白细胞粘附分子(ALCAM)结合的第二抗原结合部分。21.根据权利要求20所述的工程化抗体或其功能片段，其中EphA2与ALCAM的表面密度比率大于约1:5的阈值。22.根据权利要求1至21中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述工程化抗体或其功能片段包含与表4中鉴定的氨基酸序列中的任一个具有至少80％序列同一性的氨基酸序列。23.根据权利要求22所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第一抗原结合部分包含与表4中鉴定的VH序列具有至少80％序列同一性的重链可变(VH)区。24.根据权利要求23所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第一抗原结合部分包含与SEQ ID NO:81或SEQ ID NO:96具有至少80％序列同一性的VH区。25.根据权利要求22至24中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第一抗原结合部分的VH区包含如在序列表中鉴定的三个互补决定区HCDR1、HCDR2和HCDR3。26.根据权利要求25所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第一抗原结合部分的VH区包含HCDR1、HCDR2和HCDR3，所述HCDR1、HCDR2和HCDR3分别含有：(a)SEQ ID NO:104、SEQ ID NO:105和SEQ ID NO:106；或分别含有：(b)SEQ ID NO:104、SEQ ID NO:105和SEQ ID NO:110。27.根据权利要求22至26中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第一抗原结合部分包含与表4中鉴定的VL序列具有至少80％序列同一性的轻链可变(VL)区。28.根据权利要求27所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第一抗原结合部分包含与SEQ ID NO:82或SEQ ID NO:97具有至少80％序列同一性的VL区。29.根据权利要求22至28中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第一抗原结合部分的VL区包含如在序列表中鉴定的CDR。30.根据权利要求29所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第一抗原结合部分的VL区包含LCDR1、LCDR2和LCDR3，所述LCDR1、LCDR2和LCDR3分别含有SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:108和SEQ ID NO:109。31.根据权利要求22至30中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第二抗原结合部分包含与表4中鉴定的VH序列具有至少80％序列同一性的VH区。32.根据权利要求31所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第二抗原结合部分包含与SEQ ID NO:73或SEQ ID NO:75具有至少80％序列同一性的VH区。33.根据权利要求22至32中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第二抗原结合部分的VH区包含如在序列表中鉴定的三个HCDR。34.根据权利要求33所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第二抗原结合部分的VH区包含HCDR1、HCDR2和HCDR3，所述HCDR1、HCDR2和HCDR3分别含有SEQ ID NO:98、SEQ ID NO:99和SEQ ID NO:100。35.根据权利要求22至34中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第二抗原结合部分包含与表4中鉴定的VL序列具有至少80％序列同一性的VL区。36.根据权利要求35所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第二抗原结合部分包含与SEC ID NO:74或SEQ ID NO:76具有至少80％序列同一性的VL区。
37.根据权利要求22至36中任一项所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第二抗原结合部分的VL区包含如在序列表中鉴定的三个CDR。38.根据权利要求37所述的工程化抗体或其功能片段，其中所述第二抗原结合部分的VL区包含LCDR1、LCDR2和LCDR3，所述LCDR1、LCDR2和LCDR3分别含有SEQ ID NO:101、SEQ ID NO:102和SEQ ID NO:103。39.一种重组核酸分子，所述重组核酸分子包含编码根据权利要求1至38中任一项所述的工程化抗体或其功能片段的核酸序列。40.根据权利要求39所述的重组核酸分子，其中所述重组核酸分子与异源核酸序列可操作地连接。41.根据权利要求39至40中任一项所述的重组核酸分子，其中所述重组核酸分子进一步被限定为表达盒或载体。42.一种重组细胞，所述重组细胞包含：根据权利要求1至36中任一项所述的工程化抗体或其功能片段；和/或根据权利要求39至41中任一项所述的核酸分子。43.根据权利要求42所述的重组细胞，其中所述重组细胞是原核细胞或真核细胞。44.一种细胞培养物，所述细胞培养物包含至少一种根据权利要求42至43中任一项所述的重组细胞和培养基。45.一种药物组合物，所述药物组合物包含以下中的一种或多种：根据权利要求1至38中任一项所述的工程化抗体或其功能片段；根据权利要求39至41中任一项所述的核酸分子；和根据权利要求42至43中任一项所述的重组细胞，以及药学上可接受的载体。46.一种用于调节细胞内化的方法，所述方法包括向细胞施用以下中的一种或多种：根据权利要求1至38中任一项所述的工程化抗体或其功能片段；根据权利要求39至41中任一项所述的核酸分子；和根据权利要求45所述的药物组合物。47.一种用于调节细胞内化的方法，所述方法包括向细胞施用包含以下项的工程化抗体或其功能片段：能够与具有第一细胞内化速率的细胞表面引导物抗原结合的第一抗原结合部分；和能够与具有第二细胞内化速率的细胞表面效应物抗原结合的第二抗原结合部分，其中所述工程化抗体或其功能片段的内化特性是由所述引导物抗原与所述效应物抗原的相对表面密度比率决定的，并且其中所述两个细胞内化速率中的一个比另一个速率大至少50％、至少7...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘滨，N，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：