双特异性抗体及其应用制造技术

本发明专利技术提供了双特异性抗体及其应用，所述双特异性抗体含有抗体或抗体片段，所述抗体或抗体片段为具有第一重链和第一轻链以及第二重链和第二轻链的双特异性抗体或抗体片段；所述第一重链和第一轻链形成第一Fab区；所述第二重链和第二轻链形成第二Fab区；所述第一Fab区和第二Fab区中引入了多种突变。本申请通过对所述抗体或抗体片段的重链CH1和轻链CL界面氨基酸进行氨基酸大小和电荷突变，增强了针对不同抗原的重/轻链正确配对，保持特定抗原的结合能力，减少了错配并提高了结合特异性，提高了目的产物的产率。高了目的产物的产率。高了目的产物的产率。

【技术实现步骤摘要】
双特异性抗体及其应用


[0001]本专利技术属于蛋白工程
，涉及蛋白质分子内或分子间的改造方法。具体而言，本专利技术涉及对包含两种不同轻链的双特异性抗体的重链CH1和轻链CL的界面氨基酸进行氨基酸大小和电荷突变，防止错配以提高其结合特异性的方法，尤其涉及双特异性抗体及其应用。

技术介绍

[0002]双特异性抗体能同时结合两种不同的抗原表位，具有特殊的生物学功能，并能产生优于单个抗体的加成或协同作用，是抗体工程领域以及肿瘤免疫治疗领域的一个研发热点。过往的一些研究针对新的双特异性形式(如DVD
‑
Ig、CrossMab和BiTE等)进行过许多抗体工程化的尝试(Spiess等，Molecular Immunology，67(2)，pp.95
‑
106(2015))，然而，这些形式可能在稳定性、溶解性、半衰周期和免疫原性等方面存在多种限制。
[0003]在双特异性抗体开发中，IgG型的双特异性抗体是较为通用的形式，结构上由靶向抗原A的一半抗体和靶向抗原B的一半抗体构成，具有与天然IgG相似的大小和形状。在制备IgG型双特异性抗体时，需要同时表达两条不同的重链以及两条不同的轻链，通过两对重链
‑
轻链的精确配对形成识别两种不同抗原的两个Fab。然而，在此过程中，同源重链结合以及异源轻链结合产生的错配会产生十余种不同的产物，其中只有重链
‑
轻链正确配对后的一种形式为所需要的正确产物。虽然可以通过下游纯化的方式获取目标双特异性抗体，但往往效率极低并且限制了大规模生产。因此，制备该种抗体需要解决的主要问题是不同链的随机装配，如同源重链错配、轻链错配以及其他非目的产物的污染等。
[0004]“knob
‑
into
‑
hole”是重链配对问题的第一个解决方案(Ridgway等，Protein Engineering，9(7)，pp.617
‑
21(1996)；Merchant等，Nature Biotechnology，16(7)，pp.677
‑
681(1998))。此外，静电导向(Gunasekaran等，Journal of Biological Chemistry，285(25)，pp.19637
‑
19646(2010))或负状态设计(Kreudenstein等，mAbs，5(5)，pp.646
‑
654(2013)；Leaver
‑
Fay等，Structure，24(4)，pp.641
‑
651(2016))等也是解决重链错配的方法。虽然这些策略有效降低了同源重链的错配，但并没有解决同源重链
‑
轻链配对的问题。
[0005]轻
‑
重链之间的界面包括可变结构域(VH
‑
VL)和恒定结构域(CH1
‑
CL)。已有数种方案应用于正交界面的设计以便于同源配对：Roche交换了CH1和CL的结构域，并且创造了CrossMab平台(Schaefer等，Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，108(27)，pp.11187
‑
11192(2011))，MedImmune替代性地引入了二硫键(Mazor等，mAbs，7(2)，pp.377
‑
389(2015))，Amgen在CH1
‑
CL区进一步做了静电作用修饰(Liu等，Journal of Biological Chemistry，290(12)，pp.7535
‑
7562(2015))，Lilly(Lewis等，Nature Biotechnology，32(2)，pp.191
‑
198(2014))和Genentech(Dillon等，mAbs，9(2)，pp.213
‑
230(2017))在可变结构域和恒定结构域均引入了突变。
[0006]通过设计VH:VL界面突变来解决异源轻链错配可能对抗体的亲和力及功能产生不
利影响。转植TCRαβ恒定区界面的方法也可能影响亲和力或产生免疫源性。而对恒定区的CH1和CL结构域实施替换改造的方法还不足以有效地生产目标双特异性抗体。
[0007]因此，如何提供降低重链和轻链之间的错配的方法，提高目的产物的产率，已成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足和实际需求，本专利技术提供双特异性抗体及其应用，通过对重链CH1和轻链CL界面氨基酸进行氨基酸大小和电荷突变，减少了轻重链之间的错配，提高了其对特定抗原的结合能力，提高了正确产物的产率，应用价值极高。
[0009]为达此目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了抗体或抗体片段，所述抗体或抗体片段为具有第一重链和第一轻链以及第二重链和第二轻链的双特异性抗体或抗体片段；
[0011]所述第一重链和第一轻链形成第一Fab区；
[0012]所述第二重链和第二轻链形成第二Fab区；
[0013]所述抗体或抗体片段的第一Fab区引入以下突变中的任意一种或至少两种的组合：
[0014]a)重链恒定区CH1中的
[0015]S186A/S186T/S186E/S186Q/S186M/S186D/S186K/S186V/S186W/S186Y；
[0016]和轻链恒定区CL中的
[0017]T178M/T178Y/T178L/T178I/T178A/T178V/T178S/T178R/T178E；
[0018]b)重链恒定区CH1中的
[0019]S188Y/S188M/S188T/S188F/S188V/S188L/S188I/S188R；
[0020]和轻链恒定区CL中的
[0021]S176M/S176L/S176Y/S176A/S176I/S176E/S176T/S176W/S176H/S176V；
[0022]c)重链恒定区CH1中的
[0023]V190T/V190I/V190W/V190M/V190Y/V190F/V190L/V190Q/V190S；
[0024]和轻链恒定区CL中的
[0025]S174F/S174N/S174M/S174A/S174T/S174W/S174R/S174C/S174K/S174H/S174Y/S174L；
[0026]所述抗体或抗体片段的第二Fab区引入以下突变中的任意一种或至少两种的组合：
[0027]a)重链恒定区CH1中的
[0028]S186A/S186T/S186E/S186Q/S186M/S186D/S186K/S18本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.抗体或抗体片段，其特征在于，所述抗体或抗体片段为具有第一重链和第一轻链以及第二重链和第二轻链的双特异性抗体或抗体片段；所述第一重链和第一轻链形成第一Fab区；所述第二重链和第二轻链形成第二Fab区；所述抗体或抗体片段的第一Fab区引入以下突变中的任意一种或至少两种的组合：a)重链恒定区CH1中的S186A/S186T/S186E/S186Q/S186M/S186D/S186K/S186V/S186W/S186Y；和轻链恒定区CL中的T178M/T178Y/T178L/T178I/T178A/T178V/T178S/T178R/T178E；b)重链恒定区CH1中的S188Y/S188M/S188T/S188F/S188V/S188L/S188I/S188R；和轻链恒定区CL中的S176M/S176L/S176Y/S176A/S176I/S176E/S176T/S176W/S176H/S176V；c)重链恒定区CH1中的V190T/V190I/V190W/V190M/V190Y/V190F/V190L/V190Q/V190S；和轻链恒定区CL中的S174F/S174N/S174M/S174A/S174T/S174W/S174R/S174C/S174K/S174H/S174Y/S174L；所述抗体或抗体片段的第二Fab区引入以下突变中的任意一种或至少两种的组合：a)重链恒定区CH1中的S186A/S186T/S186E/S186Q/S186M/S186D/S186K/S186V/S186W/S186Y；和轻链恒定区CL中的T178M/T178Y/T178L/T178I/T178A/T178V/T178S/T178R/T178E；b)重链恒定区CH1中的S188Y/S188M/S188T/S188F/S188V/S188L/S188I/S188R；和轻链恒定区CL中的S176M/S176L/S176Y/S176A/S176I/S176E/S176T/S176W/S176H/S176V；c)重链恒定区CH1中的V190T/V190I/V190W/V190M/V190Y/V190F/V190L/V190Q/V190S；和轻链恒定区CL中的S174F/S174N/S174M/S174A/S174T/S174W/S174R/S174C/S174K/S174H/S174Y/S174L。2.根据权利要求1所述的抗体或抗体片段，其特征在于，所述抗体或抗体片段的第一Fab区引入以下突变中的任意一种：a)重链恒定区CH1中的S186T和轻链恒定区CL中的T178A；b)重链恒定区CH1中的S188Y和轻链恒定区CL中的S176E；c)重链恒定区CH1中的V190F和轻链恒定区CL中的S174A；或a)重链恒定区CH1中的S186V和轻链恒定区CL中的T178L；b)重链恒定区CH1中的S188L和轻链恒定区CL中的S176W；c)重链恒定区CH1中的V190M和轻链恒定区CL中的S174R；或a)重链恒定区CH1中的S186W和轻链恒定区CL中的T178M；b)重链恒定区CH1中的S188F和轻链恒定区CL中的S176V；c)重链恒定区CH1中的V190T和轻链恒定区CL中的S174K；或a)重链恒定区CH1中的S186Y；
b)重链恒定区CH1中的S188M和轻链恒定区CL中的S176V；c)重链恒定区CH1中的V190F；优选地，所述抗体或抗体片段的第二Fab区引入以下突变中的任意一种：a)重链恒定区CH1中的S186M和轻链恒定区CL中的T178V；b)重链恒定区CH1中的S188I和轻链恒定区CL中的S176H；c)重链恒定区CH1中的V190W和轻链恒定区CL中的S174R；或a)重链恒定区CH1中的S186T和轻链恒定区CL中的T178V；b)重链恒定区CH1中的S188R；c)重链恒定区CH1中的V190F；或a)重链恒定区CH1中的S186K和轻链恒定区CL中的T178E；b)重链恒定区CH1中的S188L和轻链恒定区CL中的S176M；c)轻链恒定区CL中的S174Y；或a)重链恒定区CH1中的S186M和轻链恒定区CL中的T178V；b)重链恒定区CH1中的S188I和轻链恒定区CL中的S176H；c)重链恒定区CH1中的V190W和轻链恒定区CL中的S174R。3.根据权利要求1或2所述的抗体或抗体片段，其特征在于，所述第一Fab区的轻链恒定区CL还引入突变A178D，第二Fab区的重链恒定区CH1还引入突变I188D；优选地，所述第一Fab区的轻链恒定区CL还引入突变L178K，第二Fab区的重链恒定区CH1还引入突变T192K；优选地，所述抗体或抗体片段的第一Fab区和第二Fab区引入的突变相同或不同。4.双特异性抗体，其特征在于，所述双特异性抗体含有权利要求1～3任一项所述的抗体或抗体片段；优选地，所述双特异性抗体轻链恒定区CL各自独立地选自以下序列中的任意一种：SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:7、SEQ ID NO:11、SEQ ID NO:15、SEQ ID NO:19、SEQ ID NO:23、SEQ ID NO:27、SEQ ID NO:31、SEQ ID NO:35、SEQ ID NO:39、SEQ ID NO:43、SEQ ID NO:47、SEQ ID NO:51、SEQ ID NO:55、SEQ ID NO:59、SEQ ID NO:63、SEQ ID NO:67、SEQ ID NO:71、SEQ ID NO:75、SEQ ID NO:79、SEQ ID NO:83、SEQ ID NO:87、SEQ ID NO:91、SEQ ID NO:95、SEQ ID NO:99、SEQ ID NO:103、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:111或SEQ ID NO:115；优选地，所述双特异性抗体的重链恒定区CH1各自独立地选自以下序列中的任意一种：SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:9、SEQ ID NO:13、SEQ ID NO:17、SEQ ID NO:21、SEQ ID NO:25、SEQ ID NO:29、SEQ ID NO:33、SEQ ID NO:37、SEQ ID NO:41、SEQ ID NO:45、SEQ ID NO:49、SEQ ID NO:53、SEQ ID NO:57、SEQ ID NO:61、SEQ ID NO:65、SEQ ID NO:69、SEQ ID NO:73、SEQ ID NO:77、SEQ ID NO:81、SEQ ID NO:85、SEQ ID NO:89、SEQ ID NO:93、SEQ ID NO:97、SEQ ID NO:101、SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:109或SEQ ID NO:113；优选地，所述双特异性抗体的第一Fab区和第二Fab区各自独立地选自以下序列中的任意一种：
SEQ ID NO:35的轻链恒定区CL和SEQ ID NO:33的重链恒定区CH1；或SEQ ID NO:79的轻链恒定区CL和SEQ ID NO:77的重链恒定区CH1；或SEQ ID NO:55的轻链恒定区CL和SEQ ID NO:53的重链恒定区CH1；或SEQ ID NO:115的轻链恒定区CL和SEQ ID NO:113的重链恒定区CH1；或SEQ ID NO:83的轻链恒定区CL和SEQ ID NO:81的重链恒定区CH1；或SEQ ID NO:91的轻链恒定区CL和SEQ ID NO:89的重链恒定区CH1；或SEQ ID NO:107的轻链恒定区CL和SEQ ID NO:105的重链恒定区CH1；或SEQ ID NO:79的轻链恒定区CL和SEQ ID NO:77的重链恒定区CH1；优选地，所述双特异性抗体的第一Fab区和第二Fab区结合不同的抗原，或同一抗原的两个不同的表位；优选地，所述抗原选自CD2，CD3，CD3E，CD4，CD11，CD11a，CD14，CD16，CD18，CD19，CD20，CD22，CD23，CD25，CD28，CD29，CD30，CD32a，CD32b，CD33，CD38，CD40，CD40L，CD52，CD54，CD56，CD64，CD80，CD147，GD3，IL
‑
1α，IL
‑
1β，IL
‑
1R，IL
‑
2，IL
‑
2R，IL
‑
4，IL
‑
5，IL
‑
5R，IL
‑
6，IL
‑
6R，IL
‑
8，IL
‑
9，IL
‑
12，IL
‑
13，IL
‑
15，IL
‑
17，IL
‑
17R，IL
‑
18，IL
‑
23，干扰素α，干扰素β，干扰素γ，TNF
‑
α，TNFβ，TNF
‑
R1，TNF
‑
RII，FasL，CD27L，CD30L，4
‑
1BBL，TRAIL，RANKL，TWEAK，APRIL，BAFF，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文军，李峰，刘敏，潘志豪，覃陆英，曹广灿，
申请(专利权)人：广州爱思迈生物医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：