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CN116848147A - Cd19人源化抗体及其应用 - Google Patents

Cd19人源化抗体及其应用 Download PDF

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CN116848147A
CN116848147A CN202180078166.3A CN202180078166A CN116848147A CN 116848147 A CN116848147 A CN 116848147A CN 202180078166 A CN202180078166 A CN 202180078166A CN 116848147 A CN116848147 A CN 116848147A
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CN
China
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seq
antibody
antigen
cell
heavy chain
Prior art date
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Application number
CN202180078166.3A
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葛虎
辛莲
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Xiansheng Zaiming Pharmaceutical Co ltd
Original Assignee
Xiansheng Zaiming Pharmaceutical Co ltd
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Publication date
Application filed by Xiansheng Zaiming Pharmaceutical Co ltd filed Critical Xiansheng Zaiming Pharmaceutical Co ltd
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Abstract

本发明公开了CD19人源化抗体及其应用,具体公开能够结合CD19的抗体或抗原结合片段、多特异性抗原结合分子、嵌合抗原受体、免疫效应细胞、核酸片段、载体、细胞、组合物、制备方法、制药用途以及癌症和自身免疫性疾病的治疗方法。

Description

CD19人源化抗体及其应用
本发明要求2020年11月20日向中国国家知识产权局提交的,专利申请号为202011305760.5,发明名称为“CD19人源化抗体及其应用”的在先申请的优先权。上述在先申请的全文通过引用的方式结合于本发明中。
技术领域
本发明涉及抗体领域,具体而言,涉及CD19人源化抗体及其应用。
背景技术
B细胞包括前B细胞(pre-B cell)、早期发育的B细胞(即,不成熟B细胞)和成熟B细胞等,成熟B细胞通过末端分化成为浆细胞和恶性B细胞。大多数的前B急性淋巴细胞性白血病(Pre B ALL)、非霍奇金恶性淋巴瘤、慢性淋巴细胞性白血病(CLL)、前淋巴细胞性白血病、毛细胞白血病、急性淋巴细胞白血病(ALL)和一些非急性淋巴母细胞性白血病都高表达CD19(Nadler等人,J.Immunol.,131:244-250(1983);Loken等人,Blood,70:1316-1324(1987))。在浆细胞上的CD19的表达进一步说明其可在不同的B细胞瘤例如多发性骨髓瘤、浆细胞瘤、华氏瘤上表达(Grossbard等,Br.J.Haematol,102:509-15(1998);Treon等,Semin.Oncol,30:248-52(2003))。因此CD19被认为是多种血液肿瘤的靶标。同时,有研究表明,CD19可能在体内调节MHCⅡ类表达和信号传导中起作用,CD19还可作为自身免疫性疾病的潜在免疫治疗靶点。
目前针对CD19的抗体主要是鼠源抗体(鼠抗),如J Immunol.1987May 1;138(9):2793-9公开了鼠抗HD37、安进公司己上市的药物Blinatumomab等。鼠源CD19抗体FMC63,能够识别人CD19蛋白,多家公司选择该抗体开发药物以及细胞治疗类产品。如已经上市的CD19CAR-T采用鼠源CD19抗体FMC63。但鼠抗具有较强的免疫原性,在临床应用中会引起人抗鼠抗体(HAMA)反应和抗抗体反应(AAR)等,导致半衰期缩短,易被清除,治疗效果减弱,严重的甚至威胁患者的人生命。因此,鼠源CD19抗体FMC63的成功人源化对该抗体的进一步开发和成药具有重要意义。
发明内容
本发明提供CD19人源化抗体或抗原结合片段、多特异性抗原结合分子、嵌合抗原受体、免疫效应细胞、核酸片段、载体、细胞、组合物、制备方法、制药用途以及疾病治疗方法。
在第一方面,本发明提供一种特异性结合CD19的人源化抗体或抗原结合片段,所述抗体或抗原结合片段包含重链可变区和轻链可变区,所述重链可变区包含:
a、CDR1,其包含SEQ ID NO:2或8~10任一项所示VH的HCDR1;
b、CDR2,其包含SEQ ID NO:2或8~10任一项所示VH的HCDR2;
c、CDR3,其包含SEQ ID NO:2或8~10任一项所示VH的HCDR3;和,
d、框架区,其包含SEQ ID NO:3所示IGHV2-26*01的框架区HFR1、HFR2和HFR3,以及SEQ ID NO:4所示IGHJ6*01的框架区HFR4;
所述轻链可变区包含:
a、CDR1,其包含SEQ ID NO:1或7所示VL的LCDR1;
b、CDR2,其包含SEQ ID NO:1或7所示VL的LCDR2;
c、CDR3,其包含SEQ ID NO:1或7所示VL的LCDR3;和,
d、框架区,其包含SEQ ID NO:5所示IGKV1-39*01的框架区LFR1、LFR2和LFR3,以及SEQ ID NO:6所示IGKJ4*01的框架区LFR4。
在一些具体的实施方案中,SEQ ID NO:1~10任一项所示序列的CDR区和框架区根据Kabat编号系统、Chothia编号系统或IMGT编号系统确定;
可选地,根据Kabat编号系统:
所述HCDR1为DYGVS(SEQ ID NO:22);
所述HCDR2为VIWGSETTYYNSALKS(SEQ ID NO:23);
所述HCDR3为HYYYGGSYAMDY(SEQ ID NO:24);
所述HFR1为QVTLKESGPVLVKPTETLTLTCTVSGFSLS(SEQ ID NO:25);
所述HFR2为WIRQPPGKALEWLA(SEQ ID NO:26);
所述HFR3为RLTISKDTSKSQVVLTMTNMDPVDTATYYCAR(SEQ ID NO:27);
所述HFR4为WGQGTTVTVSS(SEQ ID NO:4);
所述LCDR1为RASQDISKYLN(SEQ ID NO:28);
所述LCDR2为HTSRLHS(SEQ ID NO:29);
所述LCDR3为QQGNTLPYT(SEQ ID NO:30);
所述LFR1为DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITC(SEQ ID NO:31),
所述LFR2为WYQQKPGKAPKLLIY(SEQ ID NO:32);
所述LFR3为GVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYC(SEQ ID NO:33);
所述LFR4为FGGGTKVEIK(SEQ ID NO:6);
可选地,根据Chothia编号系统:
所述HCDR1为GVSLPDY(SEQ ID NO:34)、GFSLSDY(SEQ ID NO:35)或GFSLPDY(SEQ ID NO:36);
所述HCDR2为WGSET(SEQ ID NO:37)
所述HCDR3为HYYYGGSYAMDY(SEQ ID NO:24);
所述HFR1为QVTLKESGPVLVKPTETLTLTCTVS(SEQ ID NO:38);
所述HFR2为GVSWIRQPPGKALEWLAHI(SEQ ID NO:39);
所述HFR3为KSYSTSLKSRLTISKDTSKSQVVLTMTNMDPVDTATYYCAR(SEQ ID NO:40);
所述HFR4为WGQGTTVTVSS(SEQ ID NO:4);
所述LCDR1为RASQDISKYLN(SEQ ID NO:28);
所述LCDR2为HTSRLHS(SEQ ID NO:29);
所述LCDR3为:QQGNTLPYT(SEQ ID NO:30);
所述LFR1为DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITC(SEQ ID NO:31);
所述LFR2为WYQQKPGKAPKLLIY(SEQ ID NO:32);
所述LFR3为GVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYC(SEQ ID NO:33);
所述LFR4为FGGGTKVEIK(SEQ ID NO:6)
可选地,根据IMGT编号系统:
所述HCDR1为GVSLPDYG(SEQ ID NO:41)、GFSLSDYG(SEQ ID NO:42)或GFSLPDYG(SEQ ID NO:43);
所述HCDR2为IWGSETT(SEQ ID NO:44)
所述HCDR3为AKHYYYGGSYAMDY(SEQ ID NO:45);
所述HFR1为QVTLKESGPVLVKPTETLTLTCTVS(SEQ ID NO:38);
所述HFR2为VSWIRQPPGKALEWLAH(SEQ ID NO:46);
所述HFR3为SYSTSLKSRLTISKDTSKSQVVLTMTNMDPVDTATYY(SEQ ID NO:47);
所述HFR4为WGQGTTVTVSS(SEQ ID NO:4);
所述LCDR1为QDISKY(SEQ ID NO:48);
所述LCDR2为HT(SEQ ID NO:49)或HTS(SEQ ID NO:50);
所述LCDR3为QQGNTLPYT(SEQ ID NO:30);
所述LFR1为DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITC(SEQ ID NO51);
所述LFR2为LNWYQQKPGKAPKLLIY(SEQ ID NO:52);
所述LFR3为SSLQSGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYC(SEQ ID NO:53)或者SLQSGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYC(SEQ ID NO:54);
所述LFR4为FGGGTKVEIK(SEQ ID NO:6)。
在一些具体的实施方案中,根据Kabat编号系统确定编号,所述重链可变区的框架区还包括选自下组的一种或多种的突变:Q1E、F27V、S30P、T73N或R94K;优选包括Q1E和R94K;或优选包括Q1E、S30P和R94K;或优选包括Q1E、F27V、S30P、T73N和R94K。
在一些具体的实施方案中,根据Kabat编号系统编号,所述轻链可变区的框架区还包括选自下组的一种或多种突变:K42G、P44V或F71Y,优选包括K42G、P44V和F71Y。
在一些具体的实施方案中,所述重链可变区具有SEQ ID NO:8~10任一项所述的氨基酸序列,和/或所述轻链可变区具有如SEQ ID NO:7所述的氨基酸序列。
在一些具体的实施方案中,所述重链可变区的CDR1、CDR2和/或CDR3包含与所述HCDR1、HCDR2和/或HCDR3具有至少80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、 96%、97%、98%、99%或100%同一性的序列;
和/或,所述轻链可变区的CDR1、CDR2和/或CDR3包含与所述LCDR1、LCDR2和/或LCDR3具有至少80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%同一性的序列。
在一些具体的实施方案中,所述重链可变区的CDR1、CDR2和/或CDR3包含与所述HCDR1、HCDR2和/或HCDR3相比发生至多6个氨基酸突变的序列,所述突变的数目可选自0、1、2、3、4、5或6;
和/或,所述轻链可变区的CDR1、CDR2和/或CDR3包含与所述LCDR1、LCDR2和/或LCDR3相比发生至多6个氨基酸突变的序列,所述突变的数目可选自0、1、2、3、4、5或6。
在一些具体的实施方案中,所述重链可变区的框架区包含与HFR1、HFR2、HFR3和/或HFR4相比具有至少80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%同一性的序列;
和/或,所述轻链可变区的框架区包含与LFR1、LFR2、LFR3和/或LFR4相比具有至少80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%同一性的序列。
在一些具体的实施方案中,所述重链可变区的框架区包含与所述HFR1、HFR2、HFR3和/或HFR4相比发生至多15个氨基酸突变的序列,所述突变的数目可选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15;
和/或,所述轻链可变区包含与所述LFR1、LFR2、LFR3和/或LFR4相比发生至多15个氨基酸突变的序列,所述突变的数目可选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15。
在一些具体的实施方式中,所述突变可选自插入、缺失或替换,优选地,所述替换为保守氨基酸的替换。
在一些具体的实施方式中,所述抗体或抗原结合片段包含或不包含重链恒定区和/或轻链恒定区;
优选地,所述重链恒定区包含全长重链恒定区或其片段,所述片段可选自CH1结构域、Fc结构域或CH3结构域;
优选地,所述重链恒定区和/或轻链恒定区为人重链恒定区和/或人轻链恒定区;
优选地,所述重链恒定区可选自IgG重链恒定区,例如IgG1重链恒定区、IgG2重链恒定区、IgG3重链恒定区或IgG4重链恒定区;
优选地,所述重链恒定区是人Ig G1重链恒定区、人IgG2重链恒定区、人IgG3重链恒定区或人IgG4重链恒定区;
优选地,所述抗体或抗原结合片段缺乏岩藻糖基化。
在一些具体的实施方式中,所述抗体或抗原结合片段选自单克隆抗体、多克隆抗体、天然抗体、工程化抗体、单特异性抗体、多特异性抗体(例如双特异性抗体)、单价抗体、多 价抗体、全长抗体、抗体片段、裸抗体、缀合抗体、人源化抗体、全人抗体、Fab、Fab’、Fab’-SH、F(ab’) 2、Fd、Fv、scFv、双抗体(diabody)或单域抗体。
在一些具体的实施方式中,所述抗体或抗原结合片段还偶联有治疗剂或示踪剂;优选地,所述治疗剂选自放射性同位素、化疗药或免疫调节剂,所述示踪剂选自放射学造影剂、顺磁离子、金属、荧光标记、化学发光标记、超声造影剂或光敏剂。
在一些具体的实施方式中,所述抗体或抗原结合片段与人CD19和/或猴CD19结合;可选地,所述抗体或抗原结合片段结合人CD19的KD值小于1.00E-8M、1.00E-9M、2.00E-09M、3.00E-9M、4.00E-09M、5.00E-09M、6.00E-09M、7.00E-09M、8.00E-09M、9.00E-09M、1.00E-10M、2.00E-10M、3.00E-10M、4.00E-10M、5.00E-10M、6.00E-10M、7.00E-10M、8.00E-10M、9.00E-10M、1.00E-11M、2.00E-11M、3.00E-11M、4.00E-11M、5.00E-11M、6.00E-11M、7.00E-11M、8.00E-11M、9.00E-11M、1.00E-12M、2.00E-12M、3.00E-12M、4.00E-12M、5.00E-12M、6.00E-12M、7.00E-12M、8.00E-12M或9.00E-12M。
在第二方面,本发明还公开一种多特异性抗原结合分子,所述多特异性抗原结合分子包含第一抗原结合模块和第二抗原结合模块,所述第一抗原结合模块包含前述的抗体或抗原结合片段,所述第二抗原结合模块特异性结合CD19以外的其他抗原或结合与第一抗原结合模块不同的CD19抗原表位;
优选地,所述其他抗原选自CD3、CD16、CD16A、CD4、CD5、CD8、CD14、CD15、CD19、CD20、CD21、CD22、CD23、CD25、CD33、CD37、CD38、CD40、CD40L、CD46、CD52、CD54、CD66(a-d)、CD74、CD80、CD126、CD138、B7、MUC、Ia、HLA-DR、腱生蛋白、VEGF、P1GF、ED-B纤连蛋白、癌基因产物、IL-2、IL-6、TRAIL-R1或TRAIL-R2;
优选地,所述多特异性抗体为双特异性、三特异性或四特异性。
在第三方面,本发明还公开一种嵌合抗原受体(CAR),所述嵌合抗原受体包含细胞外抗原结合结构域、跨膜结构域和胞内结构域,所述细胞外抗原结合结构域包含前述CD19抗体或抗原结合片段。
在第四方面,本发明还公开一种免疫效应细胞,所述免疫效应细胞包含前述嵌合抗原受体或包含编码前述嵌合抗原受体的核酸片段;
优选地,所述免疫效应细胞选自T细胞、NK细胞(natural killer cell)、NKT细胞(natural killer cell)、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞或肥大细胞;所述T细胞可选自细胞毒性T细胞、调节性T细胞(Treg)或辅助性T细胞;
优选地,所述免疫效应细胞为同种异体免疫效应细胞或自体免疫效应细胞。
在第五方面,本发明还公开一种分离的核酸片段,所述核酸片段编码前述的抗体或抗原结合片段或多特异性抗原结合分子或嵌合抗原受体。
在第六方面,本发还公开一种载体(vector),所述载体包含前述核酸片段。
在第七方面,本发明还公开一种宿主细胞,所述宿主细胞包含前述载体;优选地,所述细胞为原核细胞或真核细胞,例如细菌(大肠杆菌)、真菌(酵母)、昆虫细胞或哺乳动物细胞(CHO细胞系或293T细胞系);优选地,所述细胞缺乏岩藻糖基转移酶,更优选地, 所述岩藻糖基转移酶是FUT8。
在第八方面,本发明还公开一种制备前述抗体或抗原结合片段或前述多特异性抗原结合分子的方法,所述方法包括培养前述细胞,以及分离所述细胞表达的抗体或抗原结合片段或多特异性抗原结合分子。
在第九方面,本发明还公开一种制备前述免疫效应细胞的方法,所述方法包括将编码前述CAR的核酸片段导入所述免疫效应细胞,可选地,所述方法还包括启动所述免疫效应细胞表达前述CAR。
在第十方面,本发明还公开一种药物组合物,所述组合物包含前述的抗体或抗原结合片段、多特异性抗原结合分子、嵌合抗原受体、免疫效应细胞、核酸片段、载体或细胞;优选地,所述组合物还包含药学上可接受的运载体(carrier)、稀释剂或助剂。
在第十一方面,本发明还公开前述抗体或抗原结合片段、多特异性抗原结合分子、嵌合抗原受体、免疫效应细胞、核酸片段、载体或细胞在制备治疗癌症或自身免疫性疾病的药物中的应用;
优选地,所述癌症选自淋巴瘤或白血病,所述淋巴瘤或白血病可选自B细胞淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、套细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、边缘区淋巴瘤、原发纵隔B细胞淋巴瘤、弥漫性大B细胞淋巴瘤、前体B细胞急性淋巴细胞白血病(pre-B ALL)、急性淋巴细胞白血病(ALL)、慢性淋巴细胞白血病、毛细胞白血病、前淋巴细胞性白血病、浆细胞瘤、华氏瘤或多发性骨髓瘤;
优先地,所述自身免疫性疾病可选自类风湿性关节炎、多发性硬化症、系统性硬化症、视神经脊髓炎谱系病、系统性红斑狼疮、重症肌无力或IgG4相关性疾病。
在第十二方面,本发明还公开一种治疗癌症或自身免疫性疾病的方法,所述方法包括向受试者施用有效量的前述抗体或抗原结合片段、多特异性抗原结合分子、嵌合抗原受体、免疫效应细胞、核酸片段、载体或细胞;
优选地,所述癌症选自淋巴瘤或白血病,所述淋巴瘤或白血病可选自B细胞淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、套细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、边缘区淋巴瘤、原发纵隔B细胞淋巴瘤、弥漫性大B细胞淋巴瘤、前体B细胞急性淋巴细胞白血病(pre-B ALL)、急性淋巴细胞白血病(ALL)、慢性淋巴细胞白血病、毛细胞白血病、前淋巴细胞性白血病、浆细胞瘤、华氏瘤或多发性骨髓瘤;
优选地,所述自身免疫性疾病可选自类风湿性关节炎、多发性硬化症、系统性硬化症、视神经脊髓炎谱系病、系统性红斑狼疮、重症肌无力或IgG4相关性疾病。
在第十三方面,本发明还公开前述的抗体或抗原结合片段、多特异性抗原结合分子、嵌合抗原受体、免疫效应细胞、核酸片段、载体或细胞,用于治疗癌症或自身免疫性疾病;
优选地,所述癌症选自淋巴瘤或白血病,所述淋巴瘤或白血病可选自B细胞淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、套细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、边缘区淋巴瘤、原发纵隔B细胞淋巴瘤、弥漫性大B细胞淋巴瘤、前体B细胞急性淋巴细胞白血病(pre-B ALL)、急性淋巴细胞白血病(ALL)、慢性淋巴细胞白血病、毛细胞白血病、前淋巴细胞性白血病、浆细胞瘤、华氏瘤或多发性骨髓瘤;
优选地,所述自身免疫性疾病可选自类风湿性关节炎、多发性硬化症、系统性硬化症、视神经脊髓炎谱系病、系统性红斑狼疮、重症肌无力或IgG4相关性疾病。
术语定义和说明
除非本文另外定义,本文所有术语均具有本领域普通技术人员通常理解的含义。
此外,除非本文另有说明,本文单数形式的术语应包括复数形式,复数形式的术语应包括单数形式。更具体地,如在本说明书和所附权利要求中所使用的,除非另外明确指出,否则单数形式“一种”和“这种”包括复数指示物。
本文术语“包括”、“包含”和“具有”之间可互换使用,旨在表示方案的包含性,意味着所述方案可存在除所列出的元素之外的其他元素。同时应当理解,在本文中使用“包括”、“包含”和“具有”描述,也提供“由……组成”方案。
术语“和/或”在本文使用时,包括“和”、“或”和“由所属术语链接的要素的全部或任何其他组合”的含义。
本文术语“CD19”(Cluster of Differention 19)是表达于B淋巴细胞及滤泡树突状细胞的表面蛋白,属于免疫球蛋白超家族成员,本文“CD19”包括成熟或未成熟的全长野生型CD19蛋白或其突变体(例如点突变、插入突变或缺失突变)、剪切变体(splice variant)、直系同源物(Orthologs)及其片段。本文“CD19”可以来源于人、灵长类动物,如猴(例如恒河猴、食蟹猴)和啮齿类动物,例如小鼠和大鼠。示例性地,人CD19蛋白的氨基酸序列可参见NCBI:NP_001761.3,猴CD19蛋白的氨基酸序列可参见NCBI:XM_005591542.1。
本文术语“结合”或“特异性结合”是指抗原结合分子(例如抗体)通常以高亲和力特异性结合抗原和实质上相同的抗原,但不以高亲和力结合不相关抗原。亲和力通常以平衡解离常数(equilibrium dissociation constant,KD)来反映,其中较低KD表示较高亲和力。以抗体为例,高亲和力通常指具有约10 -7M或更低、约10 -8M或更低、约1×10 -9M或更低、约1×10 -10M或更低、1×10 -11M或更低、1×10 -12M或更低的KD。KD计算方式如下:KD=Kd/Ka,其中Kd表示解离速率,Ka表示结合速率。可采用本领域周知的方法测量平衡解离常数KD,如表面等离子共振(例如Biacore)或平衡透析法测定,示例性地,可参见本文实施例6所示方法获得KD。
本文术语“抗原结合分子”按最广义使用,是指特异性结合抗原的分子。示例性地,抗原结合分子包括但不限于抗体或抗体模拟物。“抗体模拟物”是指能够与抗原特异性结合,但与抗体结构无关的有机化合物或结合域,示例性地,抗体模拟物包括但不限于affibody、affitin、affilin、经设计的锚蛋白重复蛋白(DARPin)、核酸适体或Kunitz型结构域肽。
本文术语“抗体”按最广义使用,是指包含来自免疫球蛋白重链可变区的足够序列和/或来自免疫球蛋白轻链可变区的足够序列,从而能够特异性结合至抗原的多肽或多肽组合。本文“抗体”涵盖各种形式和各种结构,只要它们展现出期望的抗原结合活性。本文“抗体”包括具有移植的互补决定区(CDR)或CDR衍生物的替代蛋白质支架或人工支架。此类支架包括抗体衍生的支架(其包含引入以例如稳定化抗体三维结构的突变)以及包含例如生物相容性聚合物的全合成支架。参见,例如Korndorfer et al.,2003,Proteins:Structure,Function,and Bioinformatics,53(1):121-129(2003);Roque et al.,Biotechnol.Prog.20:639-654(2004)。此类支架还可以包括非抗体衍生的支架,例如本领域已知可用于移植CDR的支架蛋白,包括但不限于肌腱蛋白、纤连蛋白、肽适体等。
本文“抗体”包括一种典型的“四链抗体”,其属于由两条重链(HC)和两条轻链(LC)组成的免疫球蛋白;重链是指这样的多肽链,其在N端到C端的方向上由重链可变区(VH)、重链恒定区CH1结构域、铰链区(HR)、重链恒定区CH2结构域、重链恒定区CH3结构域组成;并且,当所述抗体为IgE同种型时,任选地还包括重链恒定区CH4结构域;轻链是在N端到C端方向上由轻链可变区(VL)和轻链恒定区(CL)组成的多肽链;重链与重链之间、重链与轻链之间通过二硫键连接,形成“Y”字型结构。由于免疫球蛋白重链恒定区的氨基酸组成和排列顺序不同,故其抗原性也不同。据此,可将本文“免疫球蛋白”分为五类,或称为免疫球蛋白的同种型,即IgM、IgD、IgG、IgA和IgE,其相应的重链分别为μ链、δ链、γ链、α链和ε链。同一类Ig根据其铰链区氨基酸组成和重链二硫键的数目和位置的差别,又可分为不同的亚类,如IgG可分为IgG1、IgG2、IgG3、IgG4,IgA可分为IgA1和IgA2。轻链通过恒定区的不同分为κ链或λ链。五类Ig中第每类Ig都可以有κ链或λ链。
本文“抗体”还包括不包含轻链的抗体,例如,由单峰驼(Camelus dromedarius)、双峰驼(Camelus bactrianus)、大羊驼(Lama glama)、原驼(Lama guanicoe)和羊驼(Vicugna pacos)等产生的重链抗体(heavy-chain antibodies,HCAbs)以及在鲨等软骨鱼纲中发现的免疫球蛋白新抗原受体(Ig new antigen receptor,IgNAR)。
本文“抗体”可以来源于任何动物,包括但不限于人和非人动物,所述非人动物可选自灵长类动物、哺乳动物、啮齿动物和脊椎动物,例如骆驼科动物、大羊驼、原鸵、羊驼、羊、兔、小鼠、大鼠或软骨鱼纲(例如鲨)。
本文“抗体”包括但不限于单克隆抗体、多克隆抗体、单特异性抗体、多特异性抗体(例如双特异性抗体)、单价抗体、多价抗体、完整抗体、抗原结合片段、裸抗体、缀合抗体、人源化抗体或全人抗体。
本文术语“单克隆抗体”是指从基本上同质的抗体群体获得的抗体,即,除了可能的变异体(例如含有天然存在的突变或在制剂的生产过程中产生,此类变体通常以少量存在)之外,包含所述群体的各个抗体是相同的和/或结合相同的表位。与通常包括针对不同决定簇(表位)的不同抗体的多克隆抗体制剂相反,单克隆抗体制剂中的每种单克隆抗体针对抗原上的单一决定簇。本文修饰语“单克隆”不应解释为需要通过任何特定方法产生所述抗体或抗原结合分子。举例来说,单克隆抗体可通过多种技术制得,包括(但不限于)杂交瘤技术、重组DNA方法、噬菌体库展示技术和利用含有全部或部分人免疫球蛋白基因座的转殖基因动物的方法和其它本领域已知的方法。
本文术语“天然抗体”是指通过多细胞生物体的免疫系统制造和/或配对的抗体。本文术语“工程化抗体”的抗体是指通过基因工程、抗体工程等技术获得的非天然抗体,示例性地,“工程化抗体”包括人源化抗体、小分子抗体(例如scFv等)、双特异性抗体等等。
本文术语“单特异性”是指具有一个或多个结合位点,其中每个结合位点结合相同抗原的相同表位。
本文术语“多特异性”是指具有至少两个抗原结合位点,所述至少两个抗原结合位点中的每一个抗原结合位点与相同抗原的不同表位或与不同抗原的不同表位结合。因此,诸如“双特异性”、“三特异性”、“四特异性”等术语是指抗体/抗原结合分子可以结合的不同表位的数目。
本文术语“价”表示抗体/抗原结合分子中规定数目的结合位点的存在。因此,术语“单价”、“二价”、“四价”和“六价”分别表示抗体/抗原结合分子中一个结合位点、两个结合位点、四个结合位点和六个结合位点的存在。
本文“全长抗体”、“完好抗体”和“完整抗体”可互换使用,是指其具有基本上与天然抗体结构相似的结构。
本文“抗原结合片段”和“抗体片段”可互换使用,其不具备完整抗体的全部结构,仅包含完整抗体的局部或局部的变体,所述局部或局部的变体具备结合抗原的能力。本文“抗原结合片段”或“抗体片段”包括但不限于Fab、F(ab’) 2、Fab’、Fab’-SH、Fd、Fv、scFv、双抗体(diabody)和单域抗体。
完整抗体经木瓜蛋白酶消化生成两个同一的抗原结合片段,称作“Fab”片段,每个Fab片段含有重链可变区和轻链可变区,还有轻链的恒定区和重链的第一恒定区(CH1)。如此,本文术语“Fab片段”指包含轻链的VL区和恒定区(CL)的轻链片段,和重链的VH区和第一恒定区(CH1)的抗体片段。Fab’片段因在重链CH1区的羧基末端增加少数残基而与Fab片段不同,包括来自抗体铰链区的一个或多个半胱氨酸。Fab’-SH是其重链恒定区的半胱氨酸残基携带游离硫醇基团的Fab’片段。F(ab’) 2是完整抗体经胃蛋白酶处理产生的具有两个抗原结合位点(两个Fab片段)和Fc区的一部分的抗体片段。
本文术语“Fd”是指由VH和CH1结构域组成的抗体。本文术语“Fv”是指由单臂VL和VH结构域组成的抗体片段。Fv片段通常被认为是,能形成完整的抗原结合位点的最小抗体片段。一般认为,六个CDR赋予抗体的抗原结合特异性。然而,即便是一个可变区(例如Fd片段,其仅仅含有三个对抗原特异的CDR)也能够识别并结合抗原,尽管其亲和力可能低于完整的结合位点。
本文术语“scFv”(single-chain variable fragment)是指包含VL和VH结构域的单个多肽链,其中所述VL和VH通过接头(linker)相连(参见,例如,Bird等人,Science242:423-426(1988);Huston等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:5879-5883(1988);和Pluckthun,The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,第113卷,Roseburg和Moore编,Springer-Verlag,纽约,第269-315页(1994))。此类scFv分子可具有一般结构:NH2-VL-接头-VH-COOH或NH2-VH-接头-VL-COOH。合适的现有技术接头由重复的GGGGS氨基酸序列或其变体组成。例如,可使用具有氨基酸序列(GGGGS) 4的接头,但也可使用其变体(Holliger等人(1993),Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6444-6448)。可用于本发明的其他接头由Alfthan等人(1995),Protein Eng.8:725-731,Choi等人(2001),Eur.J.Immunol.31:94-106,Hu等人(1996),Cancer Res.56:3055-3061,Kipriyanov等人(1999),J.Mol.Biol.293:41-56和Roovers等人(2001),Cancer Immunol.描述。在一些情况下,scFv的VH与VL之间还可以存在二硫键,形成二硫键连接的Fv(dsFv)。
本文术语“双抗体(diabody)”,其VH和VL结构域在单个多肽链上表达,但使用太短的接头(linker)以致不允许在相同链的两个结构域之间配对,从而迫使结构域与另一条链的互补结构域配对并且产生两个抗原结合部位(参见,例如,Holliger P.等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6444-6448(1993),和Poljak R.J.等人,Structure 2:1121-1123(1994))。
本文术语“单域抗体”(single domain antibody,sdAb)、“VHH”和“纳米抗体(nanobody)”具有相同的含义并可互换使用,指克隆抗体重链的可变区,构建仅由一个重链可变区组成的抗体,它是具有完整功能的最小的抗原结合片段。通常先获得天然缺失轻链和重链恒定区1(CH1)的抗体后,再克隆抗体重链的可变区,构建仅由一个重链可变区组成的单域抗体(VHH)。单域抗体可以衍生自骆驼科重链抗体或软骨纲鱼类IgNAR。
本文术语“裸抗体”是指不与治疗剂或示踪剂缀合的抗体;术语“缀合抗体”是指与治疗剂或示踪剂缀合的抗体。
本文术语“人源化抗体”是指,经基因工程改造的非人源抗体,其氨基酸序列经修饰以提高与人源抗体的序列的同源性。通常而言,人源化抗体的全部或部分CDR区来自于非人源抗体(供体抗体),全部或部分的非CDR区(例如,可变区FR和/或恒定区)来自于人源抗体(受体抗体)。人源化抗体通常保留或部分保留了供体抗体的预期性质,包括但不限于,抗原特异性、亲和性、反应性、提高免疫细胞活性的能力、增强免疫应答的能力等。
本文术语“全人抗体”是指具有其中FR和CDR二者都源自人种系免疫球蛋白序列的可变区的抗体。此外,如果抗体包含恒定区,则恒定区也源自人种系免疫球蛋白序列。本文全人抗体可以包括不由人种系免疫球蛋白序列编码的氨基酸残基(例如,通过体外随机或位点特异性诱变或通过体内体细胞突变引入的突变)。然而,本文“全人抗体”不意图包括其中来源于另一个哺乳动物物种(例如小鼠)的种系的CDR序列已被移植到人框架序列上的抗体。
本文术语“可变区”是指抗体重链或轻链中牵涉使抗体结合抗原的区域,“重链可变区”与“VH”、“HCVR”可互换使用,“轻链可变区”与“VL”、“LCVR”可互换使用。天然抗体的重链和轻链的可变域(分别是VH和VL)一般具有相似的结构,每个域包含四个保守的框架区(FR)和三个高变区(HVR)。参见例如Kindt et al.,Kuby Immunology,6th ed.,W.H.Freeman and Co.,p.91(2007)。单个VH或VL可足以赋予抗原结合特异性。本文术语“互补决定区”与“CDR”可互换使用,通常指重链可变区(VH)或轻链可变区(VL)的高变区(HVR),该部位因在空间结构上可与抗原表位形成精密的互补,故又称为互补决定区,其中,重链可变区CDR可缩写为HCDR,轻链可变区CDR可缩写为LCDR。本术语“构架区”或“FR区”可互换,是指抗体重链可变区或轻链可变区中除CDR以外的那些氨基酸残基,其中重链可变区的框架区可缩写为HFR,轻链可变区的框架区可缩写为LFR。通常典型的抗体可变区由4个FR区和3个CDR区按以下顺序组成:FR1-CDR1-FR2-CDR2-FR3-CDR3-FR4。
对于CDR的进一步描述,参考Kabat等人,J.Biol.Chem.,252:6609-6616(1977);Kabat等人,美国卫生与公共服务部,“Sequences of proteins of immunological interest”(1991);Chothia等人,J.Mol.Biol.196:901-917(1987);Al-Lazikani B.等人,J.Mol.Biol.,273:927-948(1997);MacCallum等人,J.Mol.Biol.262:732-745(1996);Abhinandan和Martin,Mol.Immunol.,45:3832-3839(2008);Lefranc M.P.等人,Dev.Comp.Immunol.,27:55-77(2003);以及Honegger 和Plückthun,J.Mol.Biol.,309:657-670(2001)。本文“CDR”可由本领域公知的编号系统加以标注和定义,包括但不限于Kabat编号系统、Chothia编号系统或IMGT编号系统,使用的工具网站包括但不限于AbRSA网站(http://cao.labshare.cn/AbRSA/cdrs.php)、abYsis网站(www.abysis.org/abysis/sequence_input/key_annotation/key_annotation.cgi)和IMGT网站(http://www.imgt.org/3Dstructure-DB/cgi/DomainGapAlign.cgi#results)。本文CDR包括不同定义方式的氨基酸残基的重叠(overlap)和子集。
本文术语“Kabat编号系统”通常是指由Elvin A.Kabat提出的免疫球蛋白比对及编号系统(参见,例如Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.,1991)。
本文术语“Chothia编号系统”通常是指由Chothia等人提出的免疫球蛋白编号系统,其是基于结构环区的位置鉴定CDR区边界的经典规则(参见,例如Chothia&Lesk(1987)J.Mol.Biol.196:901-917;Chothia等人(1989)Nature 342:878-883)。
本文术语“IMGT编号系统”通常是指基于由Lefranc等人发起的国际免疫遗传学信息系统(The international ImMunoGeneTics information system(IMGT))的编号系统,可参阅Lefranc et al.,Dev.Comparat.Immunol.27:55-77,2003。
示例性地,FMC63及其人源化抗体重链可变区(SEQ ID NO:2、8~10)和轻链可变区(SEQ ID NO:1,7)以及人源化模板IGHV2-26*01(SEQ ID NO:3)和IGHJ6*01(SEQ ID NO:4)、IGHV2-26*01(SEQ ID NO:3)和IGHJ6*01(SEQ ID NO:4),按kabat编号系统、chothia编号系统或IMGT编号系统进行CDR定义和FR区定义,具体如下所示(www.abysis.org/abysis/sequence_input/key_annotation/key_annotation.cgi,http://www.imgt.org/3Dstructure-DB/cgi/DomainGapAlign.cgi#results):
根据Kabat编号系统
1.SEQ ID NO:2、8~10所示VH的HCDR1、HCDR2和HCDR3:
HCDR1为DYGVS(SEQ ID NO:22);
HCDR2为VIWGSETTYYNSALKS(SEQ ID NO:23);
HCDR3为HYYYGGSYAMDY(SEQ ID NO:24)。
2.根据SEQ ID NO:3所示IGHV2-26*01和SEQ ID NO:4所示IGHJ6*01的框架区FR1、FR2、FR3和FR4:
HFR1为QVTLKESGPVLVKPTETLTLTCTVSGFSLS(SEQ ID NO:25);
HFR2为WIRQPPGKALEWLA(SEQ ID NO:26);
HFR3为RLTISKDTSKSQVVLTMTNMDPVDTATYYCAR(SEQ ID NO:27);
HFR4为WGQGTTVTVSS(SEQ ID NO:4)。
3.SEQ ID NO:1或7所示VL的LCDR1、LCDR2和LCDR3:
LCDR1为RASQDISKYLN(SEQ ID NO:28);
LCDR2为HTSRLHS(SEQ ID NO:29);
LCDR3为QQGNTLPYT(SEQ ID NO:30)。
4.根据SEQ ID NO:5所示IGKV1-39*01和SEQ ID NO:6所示IGKJ4*01的框架区FR1、FR2、FR3和FR4:
LFR1为DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITC(SEQ ID NO:31);
LFR2为WYQQKPGKAPKLLIY(SEQ ID NO:32);
LFR3为GVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYC(SEQ ID NO:33);
LFR4为FGGGTKVEIK(SEQ ID NO:6)。
根据Chothia编号系统
1.SEQ ID NO:2、8~10所示VH的HCDR1、HCDR2和HCDR3
HCDR1为GVSLPDY(SEQ ID NO:34)、GFSLSDY(SEQ ID NO:35)或GFSLPDY(SEQ ID NO:36);
HCDR2为WGSET(SEQ ID NO:37)
HCDR3为HYYYGGSYAMDY(SEQ ID NO:24);
2.根据SEQ ID NO:3所示IGHV2-26*01和SEQ ID NO:4所示IGHJ6*01的框架区FR1、FR2、FR3和FR4
HFR1为QVTLKESGPVLVKPTETLTLTCTVS(SEQ ID NO:38);
HFR2为GVSWIRQPPGKALEWLAHI(SEQ ID NO:39);
HFR3为KSYSTSLKSRLTISKDTSKSQVVLTMTNMDPVDTATYYCAR(SEQ ID NO:40);
HFR4为WGQGTTVTVSS(SEQ ID NO:4);
3.SEQ ID NO:1或7所示VL的LCDR1、LCDR2和LCDR3
LCDR1为RASQDISKYLN(SEQ ID NO:28);
LCDR2为HTSRLHS(SEQ ID NO:29);
LCDR3为:QQGNTLPYT(SEQ ID NO:30);
4.根据SEQ ID NO:5所示IGKV1-39*01和SEQ ID NO:6所示IGKJ4*01的框架区FR1、FR2、FR3和FR4
LFR1为DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITC(SEQ ID NO:31);
LFR2为WYQQKPGKAPKLLIY(SEQ ID NO:32);
LFR3为GVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYC(SEQ ID NO:33);
LFR4为FGGGTKVEIK(SEQ ID NO:6)。
根据IMGT编号系统
1.SEQ ID NO:2、8~10所示VH的HCDR1、HCDR2和HCDR3
HCDR1为GVSLPDYG(SEQ ID NO:41)、GFSLSDYG(SEQ ID NO:42)或GFSLPDYG(SEQ ID NO:43);
HCDR2为IWGSETT(SEQ ID NO:44);
HCDR3为AKHYYYGGSYAMDY(SEQ ID NO:45);
2.根据SEQ ID NO:3所示IGHV2-26*01和SEQ ID NO:4所示IGHJ6*01的框架区FR1、FR2、FR3和FR4
HFR1为QVTLKESGPVLVKPTETLTLTCTVS(SEQ ID NO:38);
HFR2为VSWIRQPPGKALEWLAH(SEQ ID NO:46);
HFR3为SYSTSLKSRLTISKDTSKSQVVLTMTNMDPVDTATYYC(SEQ ID NO:47);
HFR4为WGQGTTVTVSS(SEQ ID NO:4);
3.SEQ ID NO:1或7所示VL的LCDR1、LCDR2和LCDR3
LCDR1为QDISKY(SEQ ID NO:48);
LCDR2为HT(SEQ ID NO:49)或HTS(SEQ ID NO:50);
LCDR3为QQGNTLPYT(SEQ ID NO:30);
4.根据SEQ ID NO:5所示IGKV1-39*01和SEQ ID NO:6所示IGKJ4*01的框架区FR1、FR2、FR3和FR4
LFR1为DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITCRAS(SEQ ID NO:51);
LFR2为LNWYQQKPGKAPKLLIY(SEQ ID NO:52);
LFR3为SSLQSGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYC(SEQ ID NO:53)或者SLQSGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYC(SEQ ID NO:54);
LFR4为FGGGTKVEIK(SEQ ID NO:6)。
本文术语“重链恒定区”是指抗体重链的羧基端部分,其不直接参与抗体与抗原的结合,但是表现出效应子功能,诸如与Fc受体的相互作用,其相对于抗体的可变结构域具有更保守的氨基酸序列。“重链恒定区”至少包含以下之一:CH1结构域,铰链区,CH2结构域,CH3结构域,或其变体或片段。“重链恒定区”包括“全长重链恒定区”和“重链恒定区片段”,前者具有基本上与天然抗体恒定区基本相似的结构,而后者仅包括“全长重链恒定区的一部分”。示例性地,典型的“全长抗体重链恒定区”由CH1结构域-铰链区-CH2结构域-CH3结构域组成;当抗体为IgE时,其还包括CH4结构域;当抗体为重链抗体时,则其不包括CH1结构域。示例性地,典型的“重链恒定区片段”可选自CH1、Fc或CH3结构域。
本文术语“轻链恒定区”是指抗体轻链的羧基端部分,其不直接参与抗体与抗原的结合,所述轻链恒定区可选自恒定κ结构域或恒定λ结构域。
本文术语“Fc”是指完整抗体经木瓜蛋白水解而成的抗体羧基端部分,典型地,其包含抗体的CH3和CH2结构域。Fc区包括例如天然序列Fc区、重组Fc区和变体Fc区。尽管免疫球蛋白重链的Fc区的边界可以略微变化,但是人IgG重链的Fc区通常被定义为从Cys226位置的氨基酸残基或从Pro230延伸至其羧基末端。Fc区的C末端赖氨酸(根据Kabat编号系统的残基447)可以例如在抗体的产生或纯化过程中,或通过对编码抗体重链的核酸重组工程化而除去,因此,Fc区可包括或不包括Lys447。
如无其他说明,本文所述“抗体”或“抗原结合片段”氨基酸残基编号由Kabat编号系统确定,详见,Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.,1991)。以下结合氨基酸残基突变加以说明,例如,重链可变区F27V突变是指根据前述Kabat编号系统确定的重链第27位氨基酸残基由F突变为V。
本文术语“保守氨基酸”通常是指属于同一类或具有类似特征(例如电荷、侧链大小、疏水性、亲水性、主链构象和刚性)的氨基酸。示例性地,下述每组内的氨基酸属于彼此的保守氨基酸残基,组内氨基酸残基的替换属于保守氨基酸的替换:
示例性地,下述每组内的氨基酸属于彼此的保守氨基酸残基,组内氨基酸残基的替换属于保守氨基酸的替换:
1)丙氨酸(A)、丝氨酸(S)、苏氨酸(T);
2)天冬氨酸(D)、谷氨酸(E);
3)天冬酰胺(N)、谷氨酰胺(Q);
4)精氨酸(R)、赖氨酸(K)、组氨酸(H);
5)异亮氨酸(I)、亮氨酸(L)、甲硫氨酸(M)、缬氨酸(V);和
6)苯丙氨酸(F)、酪氨酸(Y)、色氨酸(W)。
本文术语“同一性”可通过以下方式计算获得:为确定两个氨基酸序列或两个核酸序列的“同一性”百分数,将所述序列出于最佳比较目的比对(例如,可以为最佳比对而在第一和第二氨基酸序列或核酸序列之一或二者中引入空位或可以为比较目的而抛弃非同源序列)。随后比较在对应氨基酸位置或核苷酸位置处的氨基酸残基或核苷酸。当第一序列中的位置由第二序列中对应位置处的相同氨基酸残基或核苷酸占据时,则所述分子在这个位置处是相同的。
考虑到为最佳比对这两个序列而需要引入的空位的数目和每个空位的长度,两个序列之间的同一性百分数随所述序列共有的相同位置变化而变化。
可以利用数学算法实现两个序列间的序列比较和同一性百分数的计算。例如,使用已经集成至GCG软件包的GAP程序中的Needlema和Wunsch((1970)J.Mol.Biol.48:444-453)算法(在www.gcg.com可获得),使用Blossum 62矩阵或PAM250矩阵和空位权重16、14、12、10、8、6或4和长度权重1、2、3、4、5或6,确定两个氨基酸序列之间的同一性百分数。又例如,使用GCG软件包中的GAP程序(在www.gcg.com可获得),使用NWSgapdna.CMP矩阵和空位权重40、50、60、70或80和长度权重1、2、3、4、5或6,确定两个核苷酸序列之间的同一性百分数。特别优选的参数集合(和除非另外说明否则应当使用的一个参数集合)是采用空位罚分12、空位延伸罚分4和移码空位罚分5的Blossum62评分矩阵。
还可以使用PAM120加权余数表、空位长度罚分12,空位罚分4,利用已经并入ALIGN程序(2.0版)的E.Meyers和W.Miller算法,((1989)CABIOS,4:11-17)确定两个氨基酸序列或核苷酸序列之间的同一性百分数。
额外地或备选地,可以进一步使用本发明所述的核酸序列和蛋白质序列作为“查询序列”以针对公共数据库执行检索,以例如鉴定其他家族成员序列或相关序列。例如,可以使用Altschul等人,(1990)J.Mol.Biol.215:403-10的NBLAST及XBLAST程序(版本2.0)执行此类检索。BLAST核苷酸检索可以用NBLAST程序,评分=100、字长度=12执行,以获得与本发明核酸(SEQ ID NO:1)分子同源的核苷酸序列。BLAST蛋白质检索可以用XBLAST程序、评 分=50、字长度=3执行,以获得与本发明蛋白质分子同源的氨基酸序列。为了出于比较目的获得带空位的比对结果,可以如Altschul等人,(1997)Nucleic Acids Res.25:3389-3402中所述那样使用空位BLAST。当使用BLAST和空位BLAST程序时,可以使用相应程序(例如,XBLAST和NBLAST)的默认参数。参见www.ncbi.nlm.nih.gov。
本文术语“抗原嵌合受体(CAR)”是指经改造以在免疫效应细胞上表达并且特异性结合抗原的人工细胞表面受体,其包含至少(1)细胞外抗原结合结构域,例如抗体的可变重链或轻链,(2)锚定CAR进入免疫效应细胞的跨膜结构域,和(3)胞内信号传导结构域。CAR能够利用细胞外抗原结合结构域以非MHC限制性的方式将T细胞和其它免疫效应细胞重定向至所选择的靶标,例如癌细胞。
本文术语“核酸”包括包含核苷酸的聚合物的任何化合物和/或物质。每个核苷酸由碱基,特别是嘌呤或嘧啶碱基(即胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)、腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)或尿嘧啶(U))、糖(即脱氧核糖或核糖)和磷酸基团组成。通常,核酸分子由碱基的序列描述,由此所述碱基代表核酸分子的一级结构(线性结构)。碱基的序列通常表示为5′至3′。在本文中,术语核酸分子涵盖脱氧核糖核酸(DNA),包括例如互补DNA(cDNA)和基因组DNA、核糖核酸(RNA),特别是信使RNA(mRNA)、DNA或RNA的合成形式,以及包含两种或更多种这些分子的混合的聚合物。核酸分子可以是线性的或环状的。此外,术语核酸分子包括有义链和反义链二者,以及单链和双链形式。而且,本文所述的核酸分子可含有天然存在的或非天然存在的核苷酸。非天然存在的核苷酸的例子包括具有衍生的糖或磷酸骨架键合或化学修饰的残基的修饰的核苷酸碱基。核酸分子还涵盖DNA和RNA分子,其适合作为载体用于在体外和/或体内,例如在宿主或患者中,直接表达本发明的抗体。此类DNA(例如cDNA)或RNA(例如mRNA)载体可以是未修饰的或修饰的。例如,可以对mRNA进行化学修饰以增强RNA载体的稳定性和/或被编码分子的表达,从而可以将mRNA注入到受试者内以在体内产生抗体(参见例如Stadler等人,Nature Medicine 2017,published online 2017年6月12日,doi:10.1038/nm.4356或EP 2 101 823B1)。本文“分离的”核酸指已经与其天然环境的组分分开的核酸分子。分离的核酸包括在下述细胞中含有的核酸分子,所述细胞通常含有该核酸分子,但该核酸分子存在于染色体外或存在于不同于其天然染色体位置的染色体位置处。
本文术语“载体”是指能够扩增与其连接的另一个核酸的核酸分子。该术语包括作为自我复制型核酸结构的载体以及整合入已引入该载体的宿主细胞的基因组中的载体。某些载体能够指导与它们可操作连接的核酸的表达。这样的载体在本文中称为“表达载体”。
本文术语“宿主细胞”是指细胞中引入外源核酸的细胞,包括这种细胞的后代。宿主细胞包括“转化体”和“经转化的细胞”,其包括原代的经转化的细胞和来源于其的后代,而不考虑传代的次数。后代在核酸内容物上可能与亲本细胞不完全相同,而是可以包含突变。本文中包括具有与在初始转化的细胞中筛选或选择的相同功能或生物学活性的突变体后代。
本文术语“药物组合物”是指这样的制剂,其以允许包含在其中的活性成分的生物学活性有效的形式存在,并且不含有对施用所述药物组合物的受试者具有不可接受的毒性的另外的成分。
本文术语“治疗”是指外科手术或药物处理(surgical or therapeutic treatment),其目的 是预防、减缓(减少)治疗对象中不希望的生理变化或病变,如癌症、自身免疫性疾病的进展。有益的或所希望的临床结果包括但不限于症状的减轻、疾病程度减弱、疾病状态稳定(即,未恶化)、疾病进展的延迟或减慢、疾病状态的改善或缓和、以及缓解(无论是部分缓解或完全缓解),无论是可检测的或不可检测的。需要治疗的对象包括已患有病症或疾病的对象以及易于患上病症或疾病的对象或打算预防病症或疾病的对象。当提到减缓、减轻、减弱、缓和、缓解等术语时,其含义也包括消除、消失、不发生等情况。
本文术语“受试者”是指接受对如本发明所述的特定疾病或病症的治疗的生物体。对象和患者的实例包括接受疾病或病症治疗的哺乳动物,如人、灵长类动物(例如,猴)或非灵长类哺乳动物。
本文术语“有效量”指单独给予或与另一治疗剂组合给予细胞、组织或对象时能有效防止或缓解疾病病症或该疾病进展的治疗剂用量。“有效量”还指足以缓解症状,例如治疗、治愈、防止或缓解相关医学病症,或治疗、治愈、防止或缓解这些病症的速度增加的化合物用量。当将活性成分单独给予个体时,治疗有效剂量单指该成分。当应用某一组合时,治疗有效剂量指产生治疗作用的活性成分的组合用量,而无论是组合、连续或同时给予。
本文术语“自身免疫性疾病”是指对象对其自身的细胞、组织和/或器官产生免疫反应而引起的细胞、组织和/或器官损伤的病症。
本文术语“癌症”指向或描述哺乳动物中典型地以不受调节的细胞生长为特征的生理状况。此定义中包括良性和恶性癌症。
本文术语“肿瘤”或“瘤”是指所有赘生性(neoplastic)细胞生长和增殖,无论是恶性的还是良性的,及所有癌前(pre-cancerous)和癌性细胞和组织。术语“癌症”和“肿瘤”在本文中提到时并不互相排斥。
本文术语“EC50”是指半最大有效浓度,其包括在指定暴露时间之后诱导基线与最大值之间的半途响应的抗体浓度。EC50本质上代表其中观察到其最大作用的50%的抗体浓度,可通过本领域已知方法测量。
有益效果
与现有技术相比,本发明的技术方案至少具有以下之一的有益效果:
1.与鼠源FMC63抗体相比,本发明所述人源化抗体不但具有结合CD19的能力,同时还降低了免疫原性,有助于降低人受试者使用时的免疫排斥风险。
2.在与人CD19和/或猴CD19结合方面,意外发现本发明所述人源化抗体与其亲本鼠源抗体FMC63相当或更优,优于常规的人源化抗体(常规人源化抗体的结合能力较之亲本鼠源抗体降低2~3倍)。
3.本发明所述人源化抗体显示与人CD19和/或猴CD19的良好结合能力,有利于提高其治疗效果和/或开展临床前的动物实验。
附图说明
图1为人CD19 exon1-3-his蛋白样品SDS-PAGE还原胶和非还原胶检测结果,泳道M为蛋白marker,泳道1为非还原条件,泳道2为还原条件;
图2A为FMC63抗体检测Raji细胞CD19表达量的FACS结果;
图2B为9G8抗体检测Raji细胞CD19表达量的FACS结果;
图3为人CD19蛋白转染的CHO-K1细胞FACS筛选检测结果;
图4为FMC63抗体检测猴CD19蛋白转染的HEK293T细胞的FACS结果;
图5为ELISA检测FMC63人源化抗体与人CD19-His蛋白的结合反应;
图6A为FACS检测FMC63人源化抗体与Raji的结合反应;
图6B为FACS检测FMC63人源化抗体与CHO-K1-人CD19的结合反应;
图6C为FACS检测FMC63人源化抗体与MOLT-4的结合反应;
图6D为FACS检测FMC63人源化抗体与CHO-K1的结合反应;
图7为ELISA检测FMC63人源化抗体与鼠CD19-his蛋白的结合反应;
图8为ELISA检测FMC63人源化抗体与猴CD19-his蛋白的结合反应;
图9A为FACS检测FMC63人源化抗体与HEK293T-猴CD19的结合反应;;
图9B为FACS检测FMC63人源化抗体与HEK293T的结合反应;
图10为FACS检测FMC63人源化抗体与食蟹猴B细胞的结合反应,其中FMC63-L2H5即FMC63.25,FMC63-L2H6即FMC63.26,FMC63-L2H7即FMC63.27;
图11A为SPR检测FMC63与人CD19蛋白的亲和力;
图11B为SPR检测FMC63.25人源化抗体与人CD19蛋白的亲和力;
图11C为SPR检测FMC63.26人源化抗体与人CD19蛋白的亲和力;
图11D为SPR检测FMC63.27人源化抗体与人CD19蛋白的亲和力;
图12为为ELISA检测FMC63人源化抗体与人CD19 exon1-3-his蛋白的结合反应。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明,本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施例仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1 FMC63抗体的人源化
1.1 鼠源抗体FMC63的人源化设计
比对IMGT(http://imgt.cines.fr)人类抗体重轻链可变区种系基因数据库,挑选 IGKV1-39*01和IGKJ4*01作为FMC63的人源化轻链模板,挑选IGHV2-26*01和IGHJ6*01作为FMC63的人源化重链模板。将鼠源抗体的CDR分别移植到相应的人源模板中,形成次序为FR1-CDR1-FR2-CDR2-FR3-CDR3-FR4的可变区序列,并对框架序列中的个别氨基酸残基进行回复突变和热点突变(具体参见表1)。本实施例抗体的氨基酸残基序列编号、CDR区和FR区均由Kabat编号系统确定。
表1 FMC63的人源化抗体回复突变和热点突变设计
注:Grafted代表将鼠抗体CDR植入人种系FR区序列;K42G表示将Grafted第42位K突变回G,其它依此类推。
对上述表1的FMC63的人源化抗体轻、重链可变区的突变设计进行交叉组合,最终获得多种FMC63人源化抗体(参见表2)。
表2 FMC63人源化抗体可变区对应氨基酸序列
FMC63.VH5 FMC63.VH6 FMC63.VH7
FMC63.VL2 FMC63.25 FMC63.26 FMC63.27
注:FMC63.25表示FMC63人源化抗体FMC63.25具有如FMC63.VL2所述轻链可变区和如FMC63.VH5所述重链可变区,其它依此类推。
1.2 鼠源FMC63抗体、人源化模板及FMC63人源化抗体可变区具体序列
FMC63轻链可变区(SEQ ID NO:1):
FMC63重链可变区(SEQ ID NO:2):
IGHV2-26*01(SEQ ID NO:3):
IGHJ6*01(SEQ ID NO:4):WGQGTTVTVSS。
IGKV1-39*01(SEQ ID NO:5):
IGKJ4*01(SEQ ID NO:6):FGGGTKVEIK。
FMC63.VL2氨基酸序列(SEQ ID NO:7):
FMC63.VH5氨基酸序列(SEQ ID NO:8):
FMC63.VH6氨基酸序列(SEQ ID NO:9):
FMC63.VH7氨基酸序列(SEQ ID NO:10):
1.3 FMC63人源化抗体制备
由泰州市百英生物科技有限公司将FMC63人源化抗体FMC63.25、FMC63.26和FMC63.27的重链可变区序列克隆到包含信号肽和鼠源抗体IgG1的重链恒定区的表达载体pcDNA3.4-B1HH1(重链恒定区序列如SEQ ID NO:11所示),轻链可变区序列克隆到包含信号肽和鼠源抗体IgG1的轻链恒定区的表达载体pcDNA3.4-B1HLK(轻链恒定区序列如SEQ ID NO:12所示),获得FMC63.25-mIgG1、FMC63.26-mIgG1和FMC63.27-mIgG1的序列,并按已建立的标准分子生物学方法制备质粒,具体方法参见Sambrook,J.,Fritsch,E.F.,and Maniatis,T.(1989).Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Second Edition(Plainview,New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press。将表达载体按照PEI(购自Polysciences,货号:24765-1)说明书瞬时转染HEK293E细胞(购自苏州益研生物科技有限公司),并使用FreeStyle TM 293(Thermofisher scientific,货号:12338018)在37℃下连续培养5天,离心去除细胞成分,获得含抗体的培养上清液。将培养上清液上样到蛋白A层析柱(蛋白A填料AT Protein A Diamond和层析柱BXK16/26均购自博格隆,货号分别为:AA0273和B-1620),使用PBS磷酸盐缓冲液(pH7.4)清洗后再用20mM PB,1M NaCl(pH 7.2)进行清洗,最后使用pH3.4的柠檬酸缓冲液进行洗脱,收集从蛋白A层析柱上洗脱下来的带Fc标签的抗体,用1/10体积的pH8.0的1M Tris中和,用PBS在4℃条件透析过夜,透析后的蛋白经0.22微米滤膜无菌过滤后分装于-80℃保存。
鼠源抗体IgG1重链恒定区(SEQ ID NO:11):
鼠源抗体IgG1轻链恒定区(SEQ ID NO:12):
实施例2 CD19抗原以及阳性抗体的制备
2.1 人CD19 exon1-3-His标签蛋白的制备
将含有编码人CD19 exon1-3 Pro 20-Gln186氨基酸序列(SEQ ID NO:13)的核苷酸序列克隆到pTT5载体(由通用生物系统安徽有限公司完成)并按已建立的标准分子生物学方法制备质粒,对应的氨基酸序列信息如下表3所示。具体方法参见Sambrook,J.,Fritsch,E.F.,and Maniatis,T.(1989).Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Second Edition(Plainview,New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press)。对HEK293E细胞(购自苏州益研生物科技有限公司)进行瞬时转染(PEI,Polysciences,货号:24765-1)并使用FreeStyle TM 293(Thermofisher scientific,货号:12338018)在37℃下进行扩大培养。6天后收集细胞培养液,离心去除细胞成分,获得含人CD19 exon1-3的培养上清液。将培养上清液上样到镍离子亲和层析柱HisTrap TM Excel(GE Healthcare,货号:GE17-3712-06),同时用紫外(UV)检测仪监测紫外吸收值(A280nm)的变化。上样后用20mM PB,0.5M NaCl(pH7.4)清洗镍离子亲和层析柱直到紫外吸收值回到基线,然后用buffer A:20mM PB,0.5M NaCl(pH7.4)和buffer B:20mM PB,0.5M NaCl,500mM咪唑进行梯度洗脱(2%,4%,8%,16%,50%,100%),收集从镍离子亲和层析柱上洗脱下来的带His标签的人CD19 exon1-3蛋白,用PBS磷酸盐缓冲液(pH7.4)在4℃冰箱透析过夜。透析后的蛋白经0.22微米滤膜无菌过滤后分装于-80℃保存,即获得纯化的人CD19 exon1-3蛋白,SDS-PAGE还原胶和非还原胶检测样品目的条带如图1所示。
表3 人CD19 exon1-23蛋白氨基酸序列
2.2 人CD19对照抗体的制备
FMC63和9G8克隆是识别人CD19的抗体,两者的抗原结合表位位于近膜端。FMC63克隆的重链可变区和轻链可变区序列根据专利WO2016033570A1获得,9G8克隆的重链可变区和轻链可变区序列根据专利WO2018083535获得。由泰州市百英生物科技有限公司将FMC63和9G8克隆的轻链可变区序列克隆到包含信号肽和鼠源抗体IgG1的轻链恒定区的表达载体pcDNA3.4-B1HH1,重链可变区序列克隆到包含信号肽和鼠源抗体IgG1的重链恒定区的表达载体pcDNA3.4-B1HLK,获得FMC63-mIgG1和9G8-mIgG1的序列,如无特殊说明则后文中FMC63和9G8均分别指FMC63-mIgG1和9G8-mIgG1。并按已建立的标准分子生物学方法制备质粒,具体方法参见Sambrook,J.,Fritsch,E.F.,and Maniatis,T.(1989).Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Second Edition(Plainview,New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press。将表达载体按照PEI(购自Polysciences,货号:24765-1)说明书瞬时转染HEK293E细胞(购自苏州益研生物科技有限公司),并使用FreeStyle TM 293(Thermofisher scientific,货号:12338018)在37℃下连续培养5天,离心去除细胞成分,获得含抗体的培养上清液。将培养上清液上样到蛋白A层析柱(蛋白A填料AT Protein A Diamond和层析柱BXK16/26均购自博格隆,货号分别为:AA0273和B-1620),使用PBS磷酸盐缓冲液(pH7.4)清洗后再用20mM PB,1M NaCl(pH 7.2)进行清洗,最后使用pH3.4的柠檬酸缓冲液进行洗脱,收集从蛋白A层析柱上洗脱下来的带Fc标签的抗体,用1/10体积的pH8.0的1M Tris中和,用PBS在4℃条件透析过夜,透析后的蛋白经0.22微米滤膜无菌过滤后分装于-80℃保存。
表4 抗人CD19的抗体FMC63-mIgG1和9G8-mIgG1的重链和轻链序列信息
实施例3 内源表达细胞株的鉴定、过表达人CD19以及猴CD19的细胞株构建和鉴定
3.1 内源性表达CD19细胞株的鉴定
将Raji细胞(购自武汉大学中国典型培养物保藏中心)在T-25细胞培养瓶中扩大培养至对数生长期,离心弃去培养基上清,细胞沉淀用PBS洗涤2次。用FMC63和9G8抗体作为一抗,APC标记的二抗(购自Biolegend,货号:409306),用FACS(FACS CantoTM,购自BD公司)检测和分析结果。分析结果如表5以及图2A-2B所示,Raji细胞均可与FMC63和9G8结合。
表5 内源细胞系Raji细胞的FACS检测结果
3.2 CHO-K1稳转人CD19单克隆细胞株的制备
编码人CD19全长氨基酸序列(NCBI:NP_001761.3,SEQ ID NO:20)的核苷酸序列被克隆到pcDNA3.1载体并制备质粒(由通用生物系统(安徽)有限公司完成)。对CHO-K1细胞系(购自中国科学院上海生命科学研究院)进行质粒转染( 3000Transfection Kit,购自Invitrogen,货号:L3000-015)后,在含10μg/ml嘌呤霉素和含10%(w/w)胎牛血清的DMEM/F12培养基中选择性培养2周,用FMC63抗体作为一抗,Alexa Fluor 647标记的二抗(Jackson,货号:109605088)在流式细胞仪FACS AriaII(BD Biosciences)上分选阳性单克隆细胞到96孔板,并置于37℃,5%(v/v)CO 2细胞培养箱中培养,大约2周后选择部分单克隆孔进行扩增。对扩增后的克隆经流式细胞分析法进行筛选。选择长势较 好、荧光强度较高的单克隆细胞系继续扩大培养并液氮冻存。
具体选择结果如表6和图3所示,IgG亚型对照为鼠IgG1对照,图3中,横坐标为细胞荧光强度,纵坐标为细胞数。表6和图3的结果说明,已制得人CD19高水平表达的CHO-K1单克隆细胞株:CHO-K1-人CD19-2C8、CHO-K1-人CD19-1C4、CHO-K1-人CD19-2G4、以及CHO-K1-人CD22 1C9。选择CHO-K1-人CD19-2C8细胞株用于后续抗体结合实验。
人CD19全长氨基酸序列(SEQ ID NO:20):
表6 人CD19蛋白的CHO-K1稳转细胞系FACS检测结果
3.3 HEK293T稳转猴CD19细胞株的制备
编码猴CD19全长氨基酸序列(NCBI:XM_005591542.1,SEQ ID NO:21)的核苷酸序列被克隆到pcDNA3.1载体(购自Thermofisher scientific)并制备质粒。对HEK293T细胞系用 HD(Promega,货号:#E2311)进行质粒转染后,在含10μg/ml puromycin的含10%(w/w)胎牛血清的DMEM培养基中选择性培养2周,用有限稀释法在96孔培养板中进行亚克隆,并置于37℃,5%(v/v)CO 2培养,大约2周后选择部分多克隆孔扩增到6孔板中。对扩增后的克隆用具有猴交叉活性的CD19抗体9G8经流式细胞分析法进行筛选,选择长势较好、荧光强度较高的细胞系继续扩大培养并液氮冻存。结果如表7和图4所示。9G8抗体检测HEK293T细胞株经流式细胞分析显示经过puromycin筛选后过表达猴CD19的阳性细胞峰,可用于检测FMC63人源化抗体的交叉活性。
猴CD19全长氨基酸序列(SEQ ID NO:21):
表7.猴CD19蛋白的HEK293T稳转细胞系FACS检测结果
实施例4 FMC63人源化抗体的鉴定
4.1 酶联免疫吸附实验(ELISA)检测抗体与CD19蛋白的结合
将人CD19-his蛋白(购自ACROBiosystems,货号:CD9-H52H2)用PBS稀释到终浓度4μg/mL,然后以100μl每孔加到96孔ELISA板。用塑料膜封好4℃孵育过夜,第二天用PBS洗板2次,加入封闭液[PBS+2%(w/w)BSA]室温封闭2小时。倒掉封闭液,加入100nM梯度稀释的FMC63人源化抗体、FMC63或阴性对照抗体50μl每孔。37℃孵育2小时后,用PBS洗板3次。加入HRP(辣根过氧化物酶)标记的二抗(购自Jackson Immuno,货号:115-035-003),37℃孵育1小时后,用PBS洗板5次。加入TMB底物50μl每孔。室温孵育10分钟后,加入终止液(1.0N HCl)50μl每孔。用ELISA读板机(Multimode Plate Reader,EnSight,购自Perkin Elmer)读取OD450nm数值,FMC63人源化抗体与人CD19的ELISA结果如图5和表8所示,表8说明,FMC63人源化抗体均能与人CD19在ELISA水平结合。其中阴性对照抗体mIgG1为针对鸡卵溶菌酶的抗体anti-hel-mIgG1(购自百英,货号:B118301),表中的数据为OD450nm值。
表8.ELISA检测FMC人源化抗体与人CD19蛋白的结合反应
4.2 流式细胞实验(FACS)检测FMC63人源化抗体与不同CD19表达细胞的结合
将所需细胞在T-75细胞培养瓶中扩大培养至对数生长期,对于贴壁细胞CHO-K1吸除培养基,用PBS缓冲液洗涤2次,然后用胰酶消化细胞,终止消化后用PBS缓冲液洗涤细胞2次;对于悬浮细胞Raji直接离心弃去培养基上清,细胞沉淀用PBS洗涤2次。对上一步的细胞进行细胞计数后将细胞沉淀用[PBS+2%(w/w)BSA]封闭液重悬至2×10 6个细胞/毫升, 按50μl/孔加入到96孔FACS反应板中,加入待测样品(FMC63人源化抗体、FMC63或阴性对照抗体)50μl/孔,冰上孵育2小时。用PBS缓冲液离心洗涤3次,加入50μl/孔Alexa Fluor647标记的二抗(购自Jackson Immuno,货号:115-605-003),冰上孵育1小时。用PBS缓冲液离心洗涤5次,用FACS(FACS CantoTM,购自BD公司)检测和分析结果。通过软件(CellQuest)进行数据分析,得到细胞的平均荧光强度(MFI)。再通过软件(GraphPad Prism8)分析,进行数据拟合,计算EC50值。分析结果如表9以及图6A-6D所示,FMC63人源化抗体均可结合Raji细胞和CHO-K1-人CD19细胞表面的人CD19蛋白(图6A-6B)。使用同样的方法同时检测了FMC63人源化抗体与内源CD19阴性的细胞MOLT-4细胞(购自ATCC,CRL-1582)以及CHO-K1细胞的结合,结果如图6C-6D所示,FMC63人源化抗体均不结合MoLT4细胞以及CHO-K1细胞,具有很好的特异性。
表9.FACS检测FMC63人源化抗体与Raji和CHO-K1-人CD19细胞的结合反应
实施例5 FMC63人源化抗体的种属交叉结合活性检测
5.1 ELISA检测FMC63人源化抗体与不同种属CD19蛋白的结合
为检测FMC63人源化抗体的种属交叉活性,将商品化的鼠CD19(ACROBiosystems,货号:50510-M08H)和猴CD19(ACROBiosystems,货号:90051-C08H)分别包被ELISA板,按照实施例4.1的方法进行ELISA检测。FMC63人源化抗体与鼠CD19的ELISA结果如图7和表10所示,图7和表10说明,FMC63人源化抗体与鼠CD19在ELISA水平均无结合。其中IgG对照为mIgG1,Alpaca serum为人CD19-ECD-His免疫羊驼后的血清作为阳性对照(Alpaca serum已验证能与鼠CD19结合),表中的数据为OD450nm值。
表10.ELISA检测FMC63人源化抗体与鼠CD19蛋白的结合反应
注:Alpaca serum血清从1:100开始进行10倍浓度梯度稀释。
FMC63人源化抗体与猴CD19的ELISA结果如图8和表11所示,图8和表11说明,FMC63人源化抗体与猴CD19在ELISA水平均无结合。其中IgG对照为mIgG1, S003-NB151-89为人CD19-His免疫羊驼后取外周血建库筛选出来的能结合猴CD19-His蛋白的克隆作为阳性对照,表中的数据为OD450nm值。
表11 ELISA检测FMC63人源化抗体与猴CD19蛋白的结合反应
5.2 FACS检测FMC63人源化抗体与猴CD19表达细胞的结合
将HEK293T-猴CD19细胞按照实施例4.2的方法进行FACS检测与数据分析。分析结果如表12以及图9A所示,FMC63.25与过表达猴CD19的293T细胞有很好的结合活性,FMC63.26与过表达猴CD19的293T细胞有较弱的结合活性,FMC63.27和FMC63与过表达猴CD19的293T细胞仅最高浓度有较弱的结合活性。使用同样的方法同时检测了FMC63人源化抗体与HEK293T细胞的结合,结果如图9B所示,所有FMC63人源化抗体均不结合HEK293T细胞,具有很好的特异性。
表12 FACS检测FMC63人源化抗体与293T-猴CD19细胞的结合反应
5.3 FACS检测FMC63人源化抗体与食蟹猴(拉丁名:Macaca fascicularis)外周血B细胞的结合
从新鲜食蟹猴外周血(购自上海美迪西生物医药股份有限公司)中按照Ficoll-Paque Plus(购自GE Healthcae,货号:171440-02)说明书提取猴外周血单核细胞,细胞悬液离心后以含1%BSA的PBS重悬细胞后计数,同时加入鼠源抗体Brilliant Violet 605anti-human CD20(货号:302334,购自Biolegend)和待测FMC63人源化抗体(1nM、10nM和100nM)。室温孵育1小时。清洗细胞三次后加入Alexa Fluor 647标记的二抗anti-mouse IgG H+L(货号:115-605-003,购自Jackson Immuno),避光室温孵育30分钟后清洗细胞5次,用PBS轻轻重悬细胞,用FACS(FACS CantoTM,购自BD公司)检测和分析,其中CD20作为B细胞的标记物,对CD20阳性的B细胞群进行圈门,分析其中FMC63人源化抗体阳性细胞所占比例,分别计算100nM,10nM和1nM浓度下FMC63人源化抗体处理的呈阳性细胞群占B 细胞群的比例如表13所示。Brilliant Violet 605标记CD20和Alexa Fluor 647二抗间接标记FMC63人源化抗体的双染细胞散点图见图10。由结果可知,FMC63.25在100nM浓度条件下与食蟹猴B细胞有较高比例的结合,且相比于阳性抗体9G8有相当或者更好的结合活性;其它抗体与食蟹猴CD19无结合或者相对较弱结合。
表13.FACS检测FMC63人源化抗体与食蟹猴B细胞的结合反应
实施例6 CD19抗体亲和力测定
6.1 人源化抗体与人CD19-His蛋白亲和力测定
使用Protein A芯片(GE Helthcare;29-127-558)捕获抗人CD19抗体。样品和运行缓冲液是HBS-EP+(10mM HEPES,150mM NaCl,3mM EDTA,0.05%surfactant P20)(GE Healthcare;BR-1006-69)。流经池设置为25℃。样品块设置为16℃。两者都用运行缓冲液预处理。在每一个循环中,首先用Protein A芯片捕获待测抗体,然后注入单一浓度的CD19抗原蛋白,记录抗体和抗原蛋白的结合和解离过程,最后用Glycine pH1.5(GE Helthcare;BR-1003-54)完成芯片再生。通过注射溶液中不同浓度的重组人CD19-His持续240秒来测量结合,其中流速为30μL/分钟,从200nM起始(测试的实际浓度见详细结果),以1:1稀释,总共5个浓度。监测解离相长达600秒,并通过从样品溶液切换到运行缓冲液触发。通过用10mM甘氨酸溶液(pH 1.5)以30μL/分钟的流速洗涤30秒,再生表面。通过减去从山羊抗人Fc表面获得的响应来校正本体折射率(Bulk refractive index)差异。也减去空白注射(=双重参照)。为了计算表观KD和其他动力学参数,使用Langmuir 1:1模型。FMC63人源化抗体与人CD19-His蛋白的结合速率(Kon)、解离速率(Koff)及结合亲和力(KD)如表14所示,其中抗体FMC63作为对照。如图11和表14所示,FMC63人源化抗体与人CD19结合的KD都优于2E-09M,例如,1.81E-09,更优可至3.46E-10,最优可达到1.95E-11M,表现出与FMC63相当或更优的亲和力。
表14.SPR(biacore)检测FMC63人源化抗体与人CD19的亲和力
抗体名称 ka(1/Ms) kd(1/s) KD(M)
FMC63.25 9.24E+04 1.80E-06 1.95E-11
FMC63.26 9.72E+04 3.36E-05 3.46E-10
FMC63.27 8.42E+04 1.52E-04 1.81E-09
FMC63 9.53E+04 1.17E-04 1.23E-09
实施例7 FMC63人源化抗体与抗原结合区域的鉴定
鼠源FMC63的抗原结合表位是CD19蛋白膜外区的近膜端(exon4-7)。为了进一步确认人源化后的抗体的抗原结合表位仍然保持不变,按照实施例4.1中的ELISA方法,将人CD19exon 1-3-His(远膜端)以2μg/mL包被,如图12和表15所示,FMC63人源化抗体与人CD19exon 1-3-His均无结合活性。因此可判断FMC63人源化抗体的抗原结合表位与母抗体FMC63相同,均位于CD19蛋白膜外区的近膜端(exon4-7)。
表15 FMC63人源化抗体表位分类

Claims (26)

  1. 一种特异性结合CD19的人源化抗体或抗原结合片段,其特征在于,所述抗体或抗原结合片段包含重链可变区和轻链可变区,所述重链可变区包含:
    a、CDR1,其包含SEQ ID NO:2或8~10任一项所示VH的HCDR1;
    b、CDR2,其包含SEQ ID NO:2或8~10任一项所示VH的HCDR2;
    c、CDR3,其包含SEQ ID NO:2或8~10任一项所示VH的HCDR3;和,
    d、框架区,其包含SEQ ID NO:3所示IGHV2-26*01的框架区HFR1、HFR2和HFR3,以及SEQ ID NO:4所示IGHJ6*01的框架区HFR4;
    所述轻链可变区包含:
    a、CDR1,其包含SEQ ID NO:1或7所示VL的LCDR1;
    b、CDR2,其包含SEQ ID NO:1或7所示VL的LCDR2;
    c、CDR3,其包含SEQ ID NO:1或7所示VL的LCDR3;和,
    d、框架区,其包含SEQ ID NO:5所示IGKV1-39*01的框架区LFR1、LFR2和LFR3,以及SEQ ID NO:6所示IGKJ4*01的框架区LFR4。
  2. 根据权利要求1所述的抗体或抗原结合片段,其特征在于,SEQ ID NO:1~10任一项所示序列的CDR区和框架区根据Kabat编号系统、Chothia编号系统或IMGT编号系统确定;
    可选地,根据Kabat编号系统:
    所述HCDR1为DYGVS(SEQ ID NO:22);
    所述HCDR2为VIWGSETTYYNSALKS(SEQ ID NO:23);
    所述HCDR3为HYYYGGSYAMDY(SEQ ID NO:24);
    所述HFR1为QVTLKESGPVLVKPTETLTLTCTVSGFSLS(SEQ ID NO:25);
    所述HFR2为WIRQPPGKALEWLA(SEQ ID NO:26);
    所述HFR3为RLTISKDTSKSQVVLTMTNMDPVDTATYYCAR(SEQ ID NO:27);
    所述HFR4为WGQGTTVTVSS(SEQ ID NO:4);
    所述LCDR1为RASQDISKYLN(SEQ ID NO:28);
    所述LCDR2为HTSRLHS(SEQ ID NO:29);
    所述LCDR3为QQGNTLPYT(SEQ ID NO:30);
    所述LFR1为DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITC(SEQ ID NO:31);
    所述LFR2为WYQQKPGKAPKLLIY(SEQ ID NO:32);
    所述LFR3为GVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYC(SEQ ID NO:33);
    所述LFR4为FGGGTKVEIK(SEQ ID NO:6);
    可选地,根据Chothia编号系统:
    所述HCDR1为GVSLPDY(SEQ ID NO:34)、GFSLSDY(SEQ ID NO:35)或GFSLPDY(SEQ ID NO:36);
    所述HCDR2为WGSET(SEQ ID NO:37)
    所述HCDR3为HYYYGGSYAMDY(SEQ ID NO:24);
    所述HFR1为QVTLKESGPVLVKPTETLTLTCTVS(SEQ ID NO:38);
    所述HFR2为GVSWIRQPPGKALEWLAHI(SEQ ID NO:39);
    所述HFR3为KSYSTSLKSRLTISKDTSKSQVVLTMTNMDPVDTATYYCAR(SEQ ID NO:40);
    所述HFR4为WGQGTTVTVSS(SEQ ID NO:4);
    所述LCDR1为RASQDISKYLN(SEQ ID NO:28);
    所述LCDR2为HTSRLHS(SEQ ID NO:29);
    所述LCDR3为:QQGNTLPYT(SEQ ID NO:30);
    所述LFR1为DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITC(SEQ ID NO:31);
    所述LFR2为WYQQKPGKAPKLLIY(SEQ ID NO:32);
    所述LFR3为GVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYC(SEQ ID NO:33);
    所述LFR4为FGGGTKVEIK(SEQ ID NO:6)
    可选地,根据IMGT编号系统:
    所述HCDR1为GVSLPDYG(SEQ ID NO:41)、GFSLSDYG(SEQ ID NO:42)或GFSLPDYG(SEQ ID NO:43);
    所述HCDR2为IWGSETT(SEQ ID NO:44);
    所述HCDR3为AKHYYYGGSYAMDY(SEQ ID NO:45);
    所述HFR1为QVTLKESGPVLVKPTETLTLTCTVS(SEQ ID NO:38);
    所述HFR2为VSWIRQPPGKALEWLAH(SEQ ID NO:46);
    所述HFR3为SYSTSLKSRLTISKDTSKSQVVLTMTNMDPVDTATYYC(SEQ ID NO:47);
    所述HFR4为WGQGTTVTVSS(SEQ ID NO:4);
    所述LCDR1为QDISKY(SEQ ID NO:48);
    所述LCDR2为HT(SEQ ID NO:49)或HTS(SEQ ID NO:50);
    所述LCDR3为QQGNTLPYT(SEQ ID NO:30);
    所述LFR1为DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITCRAS(SEQ ID NO:51);
    所述LFR2为LNWYQQKPGKAPKLLIY(SEQ ID NO:52);
    所述LFR3为SSLQSGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYC(SEQ ID NO:53)或者SLQSGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYC(SEQ ID NO:54);
    所述LFR4为FGGGTKVEIK(SEQ ID NO:6)。
  3. 根据权利要求1或2所述的抗体或抗原结合片段,其特征在于,根据Kabat编号系统编号,所述重链可变区的框架区还包括选自下组的一种或多种的突变:Q1E、F27V、S30P、T73N或R94K;优选包括Q1E和R94K;或优选包括Q1E、S30P和R94K;或优选包括Q1E、 F27V、S30P、T73N和R94K。
  4. 根据权利要求1~3任一项所述的抗体或抗原结合片段,其特征在于,根据Kabat编号系统编号,所述轻链可变区的框架区还包括选自下组的一种或多种突变:K42G、P44V或F71Y,优选包括K42G、P44V和F71Y。
  5. 根据权利要求1~4任一项所述的抗体或抗原结合片段,其特征在于,所述重链可变区具有SEQ ID NO:8~10任一项所述的氨基酸序列,和/或所述轻链可变区具有SEQ ID NO:7所述的氨基酸序列。
  6. 根据权利要求1~5任一项所述的抗体或抗原结合片段,其特征在于,所述重链可变区的CDR1、CDR2和/或CDR3包含与所述HCDR1、HCDR2和/或HCDR3具有至少80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%同一性的序列;
    和/或,所述轻链可变区的CDR1、CDR2和/或CDR3包含与所述LCDR1、LCDR2和/或LCDR3具有至少80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%同一性的序列。
  7. 根据权利要求1~5任一项所述的抗体或抗原结合片段,其特征在于,所述重链可变区的CDR1、CDR2和/或CDR3包含与所述HCDR1、HCDR2和/或HCDR3相比发生至多6个氨基酸突变的序列,所述突变的数目可选自0、1、2、3、4、5或6;
    和/或,所述轻链可变区的CDR1、CDR2和/或CDR3包含与所述LCDR1、LCDR2和/或LCDR3相比发生至多6个氨基酸突变的序列,所述突变的数目可选自0、1、2、3、4、5或6。
  8. 根据权利要求1~7任一项所述的抗体或抗原结合片段,其特征在于,所述重链可变区的框架区包含与所述HFR1、HFR2、HFR3和/或HFR4相比具有至少80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%同一性的序列;
    和/或,所述轻链可变区的框架区包含与LFR1、LFR2、LFR3和/或LFR4相比具有至少80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%同一性的序列。
  9. 根据权利要求1~7任一项所述的抗体或抗原结合片段,其特征在于,所述重链可变区的框架区包含与所述HFR1、HFR2、HFR3和/或HFR4相比发生至多15个氨基酸突变的序列,所述突变的数目可选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15;
    和/或,所述轻链可变区包含与所述LFR1、LFR2、LFR3和/或LFR4相比发生至多15个氨基酸突变的序列,所述突变的数目可选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15。
  10. 根据权利要求7或9所述的抗体或抗原结合片段,其特征在于,所述突变可选自插入、缺失或替换,优选地,所述替换为保守氨基酸的替换。
  11. 根据权利要求1~10任一项所述的抗体或抗原结合片段,其特征在于,所述抗体或抗原结合片段包含或不包含重链恒定区和/或轻链恒定区;
    优选地,所述重链恒定区包含全长重链恒定区或其片段,所述片段可选自CH1结构域、 Fc结构域或CH3结构域;
    优选地,所述重链恒定区和/或轻链恒定区为人重链恒定区和/或人轻链恒定区;
    优选地,所述重链恒定区可选自IgG重链恒定区,例如IgG1重链恒定区、IgG2重链恒定区、IgG3重链恒定区或IgG4重链恒定区;
    优选地,所述重链恒定区是人Ig G1重链恒定区、人IgG2重链恒定区、人IgG3重链恒定区或人IgG4重链恒定区;
    优选地,所述抗体或抗原结合片段缺乏岩藻糖基化。
  12. 根据权利要求1~11任一项所述的抗体或抗原结合片段,其特征在于,所述抗体或抗原结合片段选自单克隆抗体、多克隆抗体、天然抗体、工程化抗体、单特异性抗体、多特异性抗体(例如双特异性抗体)、单价抗体、多价抗体、全长抗体、抗体片段、裸抗体、缀合抗体、人源化抗体、全人抗体、Fab、Fab’、Fab’-SH、F(ab’) 2、Fd、Fv、scFv、双抗体(diabody)或单域抗体。
  13. 根据权利要求1~12任一项所述的抗体或抗原结合片段,其特征在于,所述抗体或抗原结合片段还偶联有治疗剂或示踪剂;优选地,所述治疗剂选自放射性同位素、化疗药或免疫调节剂,所述示踪剂选自放射学造影剂、顺磁离子、金属、荧光标记、化学发光标记、超声造影剂或光敏剂。
  14. 根据权利要求1~13任一项所述的抗体或抗原结合片段,其特征在于,所述抗体或抗原结合片段与人CD19和/或猴CD19结合;可选地,所述抗体或抗原结合片段结合人CD19的KD值小于1.00E-8M、1.00E-9M、2.00E-09M、3.00E-9M、4.00E-09M、5.00E-09M、6.00E-09M、7.00E-09M、8.00E-09M、9.00E-09M、1.00E-10M、2.00E-10M、3.00E-10M、4.00E-10M、5.00E-10M、6.00E-10M、7.00E-10M、8.00E-10M、9.00E-10M、1.00E-11M、2.00E-11M、3.00E-11M、4.00E-11M、5.00E-11M、6.00E-11M、7.00E-11M、8.00E-11M、9.00E-11M、1.00E-12M、2.00E-12M、3.00E-12M、4.00E-12M、5.00E-12M、6.00E-12M、7.00E-12M、8.00E-12M或9.00E-12M。
  15. 一种多特异性抗原结合分子,其特征在于,所述多特异性抗原结合分子包含第一抗原结合模块和第二抗原结合模块,所述第一抗原结合模块包含权利要求1~14任一项所述的抗体或抗原结合片段,所述第二抗原结合模块特异性结合CD19以外的其他抗原或结合与第一抗原结合模块不同的CD19抗原表位;
    优选地,所述其他抗原选自CD3、CD16、CD16A、CD4、CD5、CD8、CD14、CD15、CD19、CD20、CD21、CD22、CD23、CD25、CD33、CD37、CD38、CD40、CD40L、CD46、CD52、CD54、CD66(a-d)、CD74、CD80、CD126、CD138、B7、MUC、Ia、HLA-DR、腱生蛋白、VEGF、P1GF、ED-B纤连蛋白、癌基因产物、IL-2、IL-6、TRAIL-R1或TRAIL-R2;
    优选地,所述多特异性抗体为双特异性、三特异性或四特异性。
  16. 一种嵌合抗原受体(CAR),其特征在于,所述嵌合抗原受体包含细胞外抗原结合结构域、跨膜结构域和胞内信号传导结构域,所述细胞外抗原结合结构域包含权利要求1~14任一项所述CD19抗体或抗原结合片段。
  17. 一种免疫效应细胞,其特征在于,所述免疫效应细胞包含权利要求16所述嵌合抗原 受体或包含编码权利要求16所述嵌合抗原受体的核酸片段;
    优选地,所述免疫效应细胞选自T细胞、NK细胞(natural killer cell)、NKT细胞(natural killer cell)、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞或肥大细胞;所述T细胞可选自细胞毒性T细胞、调节性T细胞(Treg)或辅助性T细胞;
    优选地,所述免疫效应细胞为同种异体免疫效应细胞或自体免疫效应细胞。
  18. 一种分离的核酸片段,其特征在于,所述核酸片段编码权利要求1~14任一项所述的抗体或抗原结合片段、权利要求15所述的多特异性抗原结合分子或权利要求16所述的嵌合抗原受体。
  19. 一种载体(vector),其特征在于,所述载体包含权利要求18所述核酸片段。
  20. 一种宿主细胞,其特征在于,所述宿主细胞包含权利要求19所述载体;优选地,所述细胞为原核细胞或真核细胞,例如细菌(大肠杆菌)、真菌(酵母)、昆虫细胞或哺乳动物细胞(CHO细胞系或293T细胞系);优选地,所述细胞缺乏岩藻糖基转移酶,更优选地,所述岩藻糖基转移酶是FUT8。
  21. 一种制备权利要求1~14任一项所述抗体或抗原结合片段或权利要求15所述多特异性抗原结合分子的方法,其特征在于,所述方法包括培养权利要求20所述细胞,以及分离所述细胞表达的抗体或抗原结合片段或多特异性抗原结合分子。
  22. 一种制备权利要求17所述免疫效应细胞的方法,其特征在于,所述方法包括将编码权利要求16所述CAR的核酸片段导入所述免疫效应细胞,可选地,所述方法还包括启动所述免疫效应细胞表达权利要求16所述CAR。
  23. 一种药物组合物,其特征在于,所述组合物包含权利要求1~14任一项所述的抗体或抗原结合片段、权利要求15所述的多特异性抗原结合分子、权利要求16所述的嵌合抗原受体、权利要求17所述的免疫效应细胞、权利要求18所述的核酸片段、权利要求19所述的载体或权利要求20所述的细胞;优选地,所述组合物还包含药学上可接受的运载体(carrier)、稀释剂或助剂。
  24. 权利要求1~14任一项所述抗体或抗原结合片段、权利要求15所述多特异性抗原结合分子、权利要求16所述的嵌合抗原受体、权利要求17所述的免疫效应细胞、权利要求18所述的核酸片段、权利要求19所述的载体或权利要求20所述的细胞在制备治疗癌症或自身免疫性疾病的药物中的应用;
    优选地,所述癌症选自淋巴瘤或白血病,所述淋巴瘤或白血病可选自B细胞淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、套细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、边缘区淋巴瘤、原发纵隔B细胞淋巴瘤、弥漫性大B细胞淋巴瘤、前体B细胞急性淋巴细胞白血病(pre-B ALL)、急性淋巴细胞白血病(ALL)、慢性淋巴细胞白血病、毛细胞白血病、前淋巴细胞性白血病、浆细胞瘤、华氏瘤或多发性骨髓瘤;
    优选地,所述自身免疫性疾病可选自类风湿性关节炎、多发性硬化症、系统性硬化症、视神经脊髓炎谱系病、系统性红斑狼疮、重症肌无力或IgG4相关性疾病。
  25. 一种治疗癌症或自身免疫性疾病的方法,其特征在于,所述方法包括向受试者施用有效量的权利要求1~14任一项所述的抗体、权利要求15所述多特异性抗原结合分子、权利要 求16所述的嵌合抗原受体、权利要求17所述的免疫效应细胞、权利要求18所述的核酸片段、权利要求19所述的载体或权利要求20所述的细胞;
    优选地,所述癌症选自淋巴瘤或白血病,所述淋巴瘤或白血病可选自B细胞淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、套细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、边缘区淋巴瘤、原发纵隔B细胞淋巴瘤、弥漫性大B细胞淋巴瘤、前体B细胞急性淋巴细胞白血病(pre-B ALL)、急性淋巴细胞白血病(ALL)、慢性淋巴细胞白血病、毛细胞白血病、前淋巴细胞性白血病、浆细胞瘤、华氏瘤或多发性骨髓瘤;
    优先地,所述自身免疫性疾病可选自类风湿性关节炎、多发性硬化症、系统性硬化症、视神经脊髓炎谱系病、系统性红斑狼疮、重症肌无力或IgG4相关性疾病。
  26. 权利要求1~14任一项所述的抗体或抗原结合片段、权利要求15所述多特异性抗原结合分子、权利要求16所述的嵌合抗原受体、权利要求17所述的免疫效应细胞、权利要求18所述的核酸片段、权利要求19所述的载体或权利要求20所述的细胞,其特征在于,用于治疗癌症或自身免疫性疾病;
    优选地,所述癌症选自淋巴瘤或白血病,所述淋巴瘤或白血病可选自B细胞淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、套细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、边缘区淋巴瘤、原发纵隔B细胞淋巴瘤、弥漫性大B细胞淋巴瘤、前体B细胞急性淋巴细胞白血病(pre-B ALL)、急性淋巴细胞白血病(ALL)、慢性淋巴细胞白血病、毛细胞白血病、前淋巴细胞性白血病、浆细胞瘤、华氏瘤或多发性骨髓瘤;
    优选地,所述自身免疫性疾病可选自类风湿性关节炎、多发性硬化症、系统性硬化症、视神经脊髓炎谱系病、系统性红斑狼疮、重症肌无力或IgG4相关性疾病。
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