针对中间位的单克隆抗体框架结合界面、中间位投递系统及其使用方法技术方案

技术编号:9546996 阅读:122 留言:0更新日期:2014-01-08 23:32
本文中提供了针对环状中间位C-QFDLSTRRLK-C(cQFD;SEQ?ID?NO:1)和C-QYNLSSRALK-C(cQYN;SEQ?ID?NO:2)的抗体框架结合界面及其使用方法。在一个实施方案中,通过抗体或其功能性片段的框架区而非互补决定区(CDR)形成结合界面。在另一个实施方案中,治疗性人或人源化抗体的一个或多个人框架残基用一个或多个相应的鼠残基替换,使得具有序列cQFD或cQYN的中间位稳定结合一个或多个人框架残基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权要求本申请要求2010年10月8日提交的美国临时申请流水号61/391,558的权益,其通过提述完整并入本文。专利技术背景癌症通过主动抑制免疫系统来避开免疫监视。一种预想用于抵消此免疫抑制的方法是经由利用由肿瘤细胞独特地表达或过表达的抗原表位的疫苗接种。例如,已经在临床中成功执行阻断信号传导途径、扣留生长因子和/或诱导免疫应答的单克隆抗体(单抗)以治疗癌症和其它疾病。由于单抗的有利特性和临床成功,其已经是并且继续是强烈蛋白质工程化努力的主题。这些努力已经得到实现改善的靶向的双特异性单抗;实现较好的肿瘤穿透和血液清除的单链Fab可变片段(scFv)、双抗体和微型抗体(minibody);和改变免疫刺激或改善药动学/药效学特性的经修饰的Fe (经由突变或糖基化得到)。类似地,单抗已经再工程化改造为允许位点特异性缀合小分子以实现改善的投递(例如ThioMAB)或不可逆地结合其抗原(例如无限的亲和力单抗)。单抗还已经开发为改善生物活性肽和其它生物制剂的循环和呈现(例如CovXbody)。亦已经开发出与亲合素融合的单抗或scFv或异多聚体scFv以进行预靶向疗法及改善肿瘤成像的检测限。尽管单抗可以是有效的且相对于小分子办法具有一些优点,但是诸如由于脱靶相互作用导致的不良副作用或由于缀合有放射性核素的单抗的长循环时间导致的伴随损伤等限制指示仍有相当大的空间来改善其效力,包括改善的靶向和协同。因此,增强抗体和小分子治疗效力在癌症和其它疾病的治疗中会是有用的且期望的。专利技术概述`显示了抗体结合肽 C-QFDLSTRRLK-C(cQFD;SEQ ID NO:1)和C-QYNLSSRALK-C (cQYN; SEQ ID NO: 2)具有新的单抗结合特性。具体地,显示了 cQFD和cQYN(其亦称作“中间位(meditope) ”)结合抗EGFR单抗西妥昔单抗(cetuximab)的Fab框架区,而不与结合抗原的互补决定区(CDR)结合。Fab框架上的该结合区与其它框架结合抗原如超抗原葡萄球菌蛋白A(SpA) (Graille等,2000)和大消化链球菌(Peptostreptococcusmagnus)蛋白L(PpL) (Graille等,2001)截然不同,并且先前是未知的。因而,第一个实施方案是一种框架结合界面,其包含独特的鼠-人抗体或其功能性片段的框架区,所述框架区结合具有序列 CQFDLSTRRLKC(SEQ ID NO:1)或 CQYNLSSRALKC (SEQ ID NO:2)的环状中间位。通过表面等离振子共振对中间位的表征指示,cQFD和cQYN分别以约0.70-0.95和2-5 u M的解离常数结合Fab。设计为破坏特异性相互作用的点突变进一步支持该结构模型。FACS分析揭示高浓度的cQFD中间位(60 u M)在西妥昔单抗结合MDA-MB-468细胞(其过表达EGFR受体)的能力中产生可忽略的差异。如此,中间位结合不影响抗原结合。另外,将中间位与荧光基团缀合,并且显示了其结合用西妥昔单抗预处理的MDA-MB-468细胞,但是不结合用鼠抗EGFR抗体M425预处理的MDA-MB-468细胞(图29)。这些数据共同限定Fab框架内的中间位结合界面,并且证明中间位结合不抑制抗原结合(例如不起变构调节物的作用)。在另一个实施方案中,可以使用具有上文所描述的新颖结合特性的中间位(例如cQYN或cQFD)或其变体来向治疗性单克隆抗体(“单抗”)添加功能性。在又一个实施方案中,可以利用本文中描述的中间位来影响治疗性物质如单克隆抗体及其功能性片段或其它物质如小分子的效力。在又一个实施方案中,为了诊断或治疗用途可以将标签或可检测标记物附接于中间位以鉴定某些细胞或组织类型。在一个分开的实施方案中,中间位含有半胱氨酸,其共价结合Fab中在中间位结合位点处的半胱氨酸。将中间位与任何物质、分子或化合物(其可以是治疗性分子如小分子诊断分子,如标志物)缀合。“Cys中间位”将缀合物引导至IgG,并且经由共价连接结合。附图简述图1显示了结合西妥昔单抗框架环的中间位肽。图1A:西妥昔单抗Fab (轻链以Vl和Q表示,重链以Vh和Ch表示)和环状CQFDLSTRRLKC (在阴影区内描绘,并用词语“中间位”标记)(SEQ ID NO:1)的复合物指示中间位结合Fab框架的界面,其与西妥昔单抗的⑶R环截然不同。图1B显示 了 cQFD中间位的棍表示,而图1C显示了 cQYN中间位的棍表示。N和C端半胱氨酸是溶剂暴露的,并且展现出高的热因数(thermal factor)。图2显示了西妥昔单抗Fab结合界面的某些实施方案。西妥昔单抗是一种鼠嵌合物,并且因此具有鼠Ig可变域和人Ig恒定域的混合物。图2A显示了与中间位接触的噬菌体“负”选择、chl4.18、以及人源化曲妥珠单抗(trastuzumab)的对应残基。图2B顶部小图显示了 cQFD中间位中占据由西妥昔单抗的鼠序列编码的独特袋(前景)的Arg9的立体视图。叠加曲妥珠单抗Fab(lN8Z.pdb ;背景)(Cho等,2003)。存在有从Asp85至中间位Arg9的胍盐基团和LeulO的主链酰胺的盐桥。图2B底部小图图示了 Fab片段的叠合,指示由于中间位中的F至Y所导致的细微效应。具体地,疏水性基团F/Y3 L5和LlO是几乎相同定位的,但是cQYN中间位中Y5的羟基基团阻止R8与Qlll主链相互作用,如在cQFD中间位中观察到的(“空间相撞”)。此重排也导致转角的主链残基的伴随变化(“主链旋转”)。图3是两幅线图,其显示了 cQFD和cQYN与Fab片段的表面等离振子共振(SPR)迹线。将用于结晶学研究的西妥昔单抗Fab以低密度与CM5芯片偶联。显示了递增浓度的cQFD (图3A)和cQYN (图3B)中间位的迹线。使用简单指数将一系列迹线拟合至单一结合位点模型(例如信号=A*eXp[kon*时间])。拟合的残差各自在下方显示。图4显示了如先前假设的,本中间位不结合⑶R。图4A表明2.0 A晶体结构,其中中间位结合西妥昔单抗Fab的中间“洞”。抗原EGFR域III在离中间位结合位点相当大距离处在互补决定区结合。图4B显示了左手侧的凝胶结果和右手侧的相关大小排阻层析结果。个别组分Fab、EGFR域II1、和SMT_cQFD中间位、以及所有3种的混合物的大小排阻实验指示异三聚体复合物和共洗脱物的形成。非还原性SDS-PAGE凝胶显示了首先洗脱的级分,其指示从混合物观察到的新峰(最左边的峰代表“复合物”,以浅灰色加阴影)内存在所有3种组分。图4C显示了 FACS分析的结果,指示中间位仅在存在西妥昔单抗(箭头)的情况下结合EGFR阳性MD-MBA-468细胞。单独的中间位或在存在M425 (—种鼠EGFR抗体)情况下的中间位不结合。图4D和4E显示了使用与西妥昔单抗scFv偶联的传感器芯片的表面等离振子共振实验的结果。该实验指示在高达100 μ M浓度的cQFD中间位不能实现scFv的饱和。使用偶联有西妥昔单抗Fab的传感器芯片的相同实验指示完全饱和。来自此实验的解离常数是660nM。对照SPR实验显示了西妥昔单抗scFv容易地结合可溶性EGFR域III片段,指示CDR环是功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.08 US 61/391,5581.一种框架结合界面,其包含嵌合鼠-人抗体或其功能性片段的框架区,所述框架区结合具有序列 CQFDLSTRRLKC(SEQ ID NO:1)、CQYNLSSRALKC(SEQ ID N0:2)、或其变体的中间位。2.权利要求1的框架结合界面,其中中间位是环状的。3.权利要求1的框架结合界面,其中中间位是线性的。4.权利要求1的框架结合界面,其中所述结合界面位于所述嵌合鼠-人抗体或其功能性片段的Fab轻链和Fab重链之间。5.权利要求1的框架结合界面,其中所述框架区由Fab部分构成。6.权利要求1的框架结合界面,其中所述抗体是西妥昔单抗或其功能性片段。7.一种多价中间位拴系实体,其包含使用长接头、多价支架、化学小支架、生物素-链霉亲合素、或IgG Fe域中的一种偶联的两个或更多个中间位。8.权利要求7的多价中间位拴系实体,其中所述两个或更多个中间位选自CQFDLSTRRLKC (SEQ ID NO:1)、CQYNLSSRALKC (SEQ ID N0:2)、或其变体。9.权利要求7的多价中间位拴系实体,其中所述多价中间位拴系实体是二价、三价或四价中间位拴系实体。10.权利要求7的多价中间位拴系实体,其中所述多价中间位拴系实体用于拴系两个或更多个中间位使能性治疗性抗体或其功能性片段。11.权利要求7的多价中间位拴系实体,其中所述多价中间位拴系实体增强中间位使能性单克隆抗体或其功能性片段的结合稳定性和/或效力。12.权利要求11的多价中间位拴系实体,其中所述中间位使能性单克隆抗体是选自下组的中间位使能性治疗性抗体:阿巴伏单抗(abagovomab)、阿昔单抗(abciximab)、阿达木单抗(adalimumab)、阿德木单抗(adecatumumab)、阿仑单抗(alemtuzumab)、atlizumab、altumumab pentetate>anatumumab mafenatox、arcitumumab、巴利昔单抗(basiliximab)、bectumumab、贝纳利珠单抗(benralizumab)、卡罗单抗喷地妝(capromab pendetide)、卡妥索单抗(catumaxomab)、赛妥珠单抗(certolizumab)、西妥昔单抗(cetuximab)、clivatuzumab tetraxetan、达克珠单抗(daclizumab)、地诺单抗(denosumab)、依库利珠单抗(eculizumab)、依法利珠单抗(efalizumab)、伊瑞西珠单抗(etaracizumab)、etrumaxomab、法索单抗(fanolesomab)、FBTA05、芳妥珠单抗(fontolizumab)、吉姆单抗(gemtuzumab)、吉利妥昔单抗(girentuximab)、戈利木单抗(golimumab)、替伊莫单抗(ibritumomab)、伊戈伏单抗(igovomab)、英夫利昔单抗(infliximab)、易普利单抗(ipiIimumab)、拉贝珠单抗(Iabetuzumab)、美泊利单抗(mepolizumab)、莫罗单抗(muromonab)-Q)3、那他珠单抗(natalizumab)、尼妥珠单抗(nimotuzumab)、奥法木单抗(ofatumumab)、奥玛珠单抗(omalizumab)、奥戈伏单抗(oregovomab)、帕利珠单抗(palivizumab)、帕木单抗(panitumumab)、兰尼单抗(ranibizumab)、利妥昔单抗(rituximab)、tiuzetan、托西莫单抗(tositumomab)、曲妥珠单抗(trastuzumab)、TRBS07、ustekinumab、维西珠单抗(visilizumab)、伏妥莫单抗(votumumab)、zalutumumab 或其功能性片段。13.权利要求7的多价中间位拴系实体,其进一步包含成像剂、治疗剂或两者。14.权利要求13的多价中间位拴系实体,其中所述成像剂、治疗剂或两者是与金属离子结合的金属螯合剂。15.—种组合物,其包含与一种或多种治疗性物质、成像物质、或其组合结合的中间位。16.权利要求15的组合物,其中所述中间位包含序列CQFDLSTRRLKC(SEQID NO:1)或CQYNLSSRALKC(SEQ ID NO:2)。17.权利要求15的组合物,其中所述治疗性物质是下列一种或多种:小分子、化疗剂、治疗性抗体或功能性片段、毒素、放射性同位素、酶、核酸酶、激素、免疫调节剂、寡核苷酸、纳米颗粒、RNAi分子、螯合剂、硼化合物、光活剂、染料或其组合。18.权利要求15的组合物,其中所述成像物质是下列一种或多种:荧光或发光物质、酶、增强剂、放射性物质、或纳米颗粒。19.权利要求15的组合物,其中所述治疗性物质是与CovX-Body?有关的。20.一种用于修饰治疗性人或人源化抗体的方法,包括将一个或多个位于中央Fab空穴的人框架区内的人框架残基用相应的一个或多个鼠残基取代,使得具有序列CQFDLSTRRLKC(SEQ ID NO:1)、CQYNLSSRALKC (SEQ ID NO: 2)、或其变体的中间位结合所述一个或多个人框架残基。21.权利要求20的方法,其中所述一处或多处取代是轻链位置P8,V9,I10,S14,E17,Q38,R39, T40, N41G42, S43, P44, D82, 183,A84, D85, Y86, Y87, G99, A100, G101, T102, K103, LlO4,E105, K107, R142, S162, V163, T164, E165, Q166, D167, S168 或 Y173 ;或重链位置 Q6, P9, R38,Q39, S40, P41, G42, K43, G44, L45, S87, D89, T90, A91, 192,Y93, Y94, W109, G110, Q111, G112,T113, L114, V115, T116, Y151, E154, P155, V156, T171, F172, P173, A174, V175, Y182, S183 或L184处的框架残基。22.权利要求20的方法,其中所述一处或多处取代是西妥昔单抗的轻链框架残基S9I,S10L, K39R, P40T, P40S, G41N, K42G, A43S, F83I, F83V, T85N, T85D 或 Q100A ;或重链框架残基A36S 或 V89I。23.权利要求20的方法,其中所述取代允许结合多价中间位拴系实体,这增强治疗性人抗体或其功能性片段的结合和/或治疗效果。24.权利要求20的方法,其中对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:JC威廉斯JM唐纳森DA霍恩Y马C泽K布齐梅克KN阿弗里
申请(专利权)人:希望之城公司
类型:
国别省市:

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