通过施用il-4r拮抗剂治疗或预防哮喘的方法_3

文档序号:8435261阅读:来源:国知局
(例如,"肽抗体"(peptibody)分子),和特异性结合人IL-4R的抗体或抗体的抗原结合 片段。
[0103] 术语"人IL4R"(hIL_4R)指特异性结合白介素-4(IL_4)的人细胞因子受体,诸如 IL-4Ra (SEQ ID N0:274)〇
[0104] 术语"抗体"是指包含通过二硫键连接的4条多肽链,两条重(H)链和两条轻链(L) 的免疫球蛋白分子,以及其多聚体(例如,IgM抗体)。每条重链包含重链可变区(在本文 中缩写为!10^或¥ 11)和重链恒定区。重链恒定区包含三个结构域,〇11,〇12和〇13。每条轻 链包含轻链可变区(本文中缩写为LCVR或VJ和轻链恒定区。轻链恒定区包含一个结构 域(Ql)。区可以进一步细分成具有高可变性的区域,称为互补决定区(CDR),这些 区域之间散布有更保守的称为框架区(FR)的区域。每个由三个CDR和四个FR构 成,按以下顺序从氨基末端布置到羧基末端:FR1,CDR1,FR2, CDR2, FR3, CDR3, FR4。在不同 的实施方案中,抗IL-4R抗体的FR(或其抗原结合部分)可与人种系序列相同,或可以是天 然或人工修饰的。氨基酸共有序列可以基于两个或多个CDR的肩并肩分析来界定。
[0105] 术语"抗体"还包括完整的抗体分子的抗原结合片段。抗体的"抗原结合部分"、抗 体的"抗原结合片段",和类似的术语,如本文中所使用的,包括任何特异性结合抗原形成复 合物的天然存在的、可酶促获得的、合成的、或遗传工程的多肽或糖蛋白。抗原结合的抗体 的片段可以,例如,使用任何合适的标准技术,如蛋白水解消化或涉及编码抗体可变域和任 选的恒定域的DNA之操作和表达的重组遗传工程技术,从完全抗体分子衍生。这样的DNA 是已知的和/或很容易获得的,例如从商业来源、DNA文库(包括,例如,噬菌体抗体文库), 或可以合成。可将DNA测序,并用化学手段或通过使用分子生物学技术操作,以便,例如,将 一个或多个可变和/或恒定域安排为合适的配置,或者引入密码子,创建半胱氨酸残基,修 饰、增加或删除氨基酸等等。
[0106] 抗原结合片段的非限制性实例包括:(i)Fab片段;(ii)F(ab')2片段;(iii)Fd片 段;(iv)Fv片段;(v)单链Fv(scFv)分子;(vi)dAb片段;和(vii)由模仿抗体的高变区 的氨基酸残基构成的最小识别单位(例如,分离的互补决定区(CDR),CDR3肽),或受约束 的FR3-CDR3-FR4肽。其它工程分子,如域特异性抗体,单域抗体,域缺失抗体,嵌合抗体, CDR嫁接的抗体,双抗体,三抗体,四抗体,微型抗体,纳米抗体(如单价纳米抗体,二价纳米 抗体等),小模块化免疫药(small modular immunopharmaceuticals,SMIP),和藍鱼可变 IgNAR域,也包括在术语"抗原结合片段"内。
[0107] 抗体的抗原结合片段将通常包含至少一个可变域。可变域可以具有任何大小或氨 基酸组成,且一般会包括与一个或多个框架序列邻近或合框的至少一个⑶R。在具有与八 结构域相关联的VH结构域的抗原结合片段中,V ^结构域可以以任何合适的安排相对于 彼此放置。例如,可变区可以是二聚的,包含VH-VH,VH-'或Vf'二聚体。或者,抗体的抗 原结合片段可包含单体的¥11或V。结构域。
[0108] 在某些实施方案中,抗体的抗原结合片段可包含共价连接到至少一个恒定域的至 少一个可变域。可能在本发明抗体的抗原结合片段中发现的可变区和恒定域配置的非限 制性实例包括:⑴ VCH1 ; (ii) VCH 2 ; (iii) VCH3 ; (iv) VH-CH1-CH2 ; (V) VH-CH1-CH2-CH3 ; (vi)VH-CH-CH3 ;(vii)VH-CL;(viii)VL-CHl ;(ix)VL-CH2 ; (x) VL-CH3 ; (xi) VL-CH1-CH2 ;(xii) VfCHl-CH2-CH3 ;(xiii)VfCH2-CH3 ;及(xiv)VfQ。在可变和恒定域的任何配置,包括任何以 上列出的示例性配置中,可变和恒定域可以直接彼此连接,或可以由全部或部分铰链或接 头区相连接。铰链区可以由至少2个(例如,5,10,15,20,40,60或更多个)氨基酸组成, 这些氨基酸导致单个多肽分子中相邻的可变和/或恒定域之间的柔性或半柔性的联接,优 选地,铰链区可以由2至60个氨基酸之间,优选5至50个,或优选10至40个氨基酸组成。 此外,本发明抗体的抗原结合片段可以包含任何上面列出的可变和恒定域配置彼此非共价 缔合和/或与一种或多种单体的%或¥^:或(例如通过二硫键(S))非共价缔合而成的同二 聚体或异二聚体(或其他多聚体)。
[0109] 如同完整抗体分子一样,抗原结合片段可以是单特异性或多特异性(例如,双特 异性)的。抗体的多特异性抗原结合片段一般将包含至少两个不同的可变域,其中每个可 变域能够特异性结合单独的抗原,或相同的抗原上的不同表位。任何多特异性抗体形式均 可使用本领域中可用的常规技术适用于本发明抗体的抗原结合片段的语境中。
[0110] 抗体的恒定区对于抗体固定补体并介导细胞依赖性细胞毒性的能力是重要的。因 而,抗体的同种型可能基于其是否有利于抗体介导细胞毒性来选择。
[0111] 术语"人抗体"包括具有来自人种系免疫球蛋白序列的可变区和恒定区的抗体。作 为本发明特征的人抗体可能仍包括不是由人种系免疫球蛋白序列编码的氨基酸残基(例 如,通过随机或定点诱变在体外、或通过体细胞突变在体内引入的突变),例如在CDR中,特 别是在CDR3中。然而,术语"人抗体"不包括其中来自另一哺乳动物物种(例如小鼠)的 种系CDR序列已被移植到人框架序列上的抗体。
[0112] 如本文所用,术语"重组人抗体"包括通过重组方法制备、表达、产生或分离的 所有人抗体,诸如使用转染入宿主细胞内的重组表达载体表达的抗体下文进一步描述), 从重组、组合的人抗体文库分离的抗体(下文进一步描述),从用人免疫球蛋白基因转 基因的动物(例如,小鼠)分离的抗体(例如参见Taylor et al. (1992) Nucl. Acids Res. 20:6287-6295)或通过涉及将人免疫球蛋白基因序列剪切为其他DNA序列的任何其他 方法制备、表达、产生或分离的抗体。此类重组人抗体具有源于人种系免疫球蛋白序列的可 变区和恒定区。然而,在某些实施方案中,将此类重组人抗体进行体外诱变(或者,当使用 以人g序列进行转基因的动物时,为体内体细胞诱变),因此该重组抗体的区域的 氨基酸序列是这样的序列,尽管来源于人种系V0P ^序列或与人种系V#P 列相关,但 所述氨基酸序列并不天然存在于体内人抗体种系所有组成成分中。
[0113] 人抗体可以以与铰链异质性(hinge heterogeneity)相关的两种形式存在。在一 种形式中,免疫球蛋白分子包含大约150_160kDa的稳定的四链构建体,其中二聚体通过链 间重链二硫键结合在一起。在第二种形式中,二聚体并不经链间的二硫键连接,而是形成由 共价偶联的轻链和重链构成的约75-80kDa的分子(半抗体)。这些形式即使在亲和纯化后 仍极难分离。
[0114] 在多种完整IgG同种型中出现第二种形式的概率是由于但不限于与抗体的铰链 区同种型相关的结构差异。在人IgG4铰链的铰链区内的单个氨基酸取代能够将第二种形 式的出现(Angal et al. (1993)Molecular Immunology 30:105)显著减少至使用人IgGl较 链通常观察到的水平。本发明包括在铰链区、CH2或CH3区内具有一个或多个突变的抗体, 所述突变可以是所希望的,例如在生产中用于提高想要的抗体形式的产量。
[0115] "分离的抗体"表示已经从它的天然环境的至少一种组分中鉴定并分离和/或回收 的抗体。例如,已经与生物的至少一种组分分离或将生物的至少一种组分除去的抗体、或者 从抗体天然存在或天然产生的组织或细胞中分离或除去的抗体是用于本发明的目的的"分 离的抗体"。分离的抗体还包括在重组细胞内的原位抗体。分离的抗体是已经进行至少一 个纯化或分离步骤的抗体。根据某些实施方案,分离的抗体可以基本上不含其他细胞物质 和/或化学品。
[0116] 术语"特异地结合"等表示抗体或其抗原结合片段与抗原形成在生理条件下相对 稳定的复合体。用于确定抗体是否特异地结合抗原的方法是本领域众所周知的,并且包 括例如平衡透析、表面等离振子共振等等。例如,如在本发明的上下文中所用,"特异地结 合" IL-4R的抗体包括以下述Kd(如在表面等离振子共振测定中测量的)结合IL-4R或其 部分的抗体:少于约l〇〇〇nM、少于约500nM、少于约300nM、少于约200nM、少于约100nM、少 于约90nM、少于约80nM、少于约70nM、少于约60nM、少于约50nM、少于约40nM、少于约30nM、 少于约20nM、少于约10nM、少于约5nM、少于约4nM、少于约3nM、少于约2nM、少于约InM,或 少于约0. 5nM。然而,特异地结合IL-4R的分离的抗体可以与其他抗原诸如来自其他(非 人)物种的IL-4R分子具有交叉反应性。
[0117] 与抗体来源的所对应的种系序列相比,对本发明的方法有用的抗IL-4R抗体可以 包含在重链和轻链可变域的框架区和/或CDR区中的一个或多个氨基酸取代、插入和/或 缺失(例如1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,或10个取代或1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,或10个插入和/ 或1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9或10个缺失)。通过比较本文公开的氨基酸序列与例如从自公共 抗体序列数据库中获得的种系序列可以容易地确定此类突变。本发明包括涉及使用抗体 及其抗原结合片段的方法,所述抗体来源于本文公开的任一氨基酸序列,其中将一个或多 个框架区和/或一个或多个(例如对四抗体而言为1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11或12个, 对于抗体的HCVR和LCVR而言为1,2, 3, 4, 5或6个)CDR区中的一个或多个氨基酸(例如 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,或10个氨基酸)突变至抗体来源的种系序列的对应残基、或者突变至 另一人种系序列的对应残基、或者突变至对应种系残基的保守氨基酸取代物(此类序列改 变在本文中共同称为"种系突变")。本领域的普通技术人员从本文公开的重链和轻链可变 区序列开始,能够容易地产生包含一个或多个单个种系突变或其组合的大量抗体和抗原结 合片段。在某些实施方案中,将在%和/或V j吉构域内的所有框架和/或CDR残基突变回 在抗体来源的原始种系序列中发现的残基。在其他实施方案中,仅将某些残基突变回原始 种系序列,例如,仅突变在FR1的前8个氨基酸内或在FR4的最后8个氨基酸内发现的突变 残基,或者仅突变在CDR1、CDR2或CDR3内发现的突变残基。在其他实施方案中,将一个或 多个框架和/或CDR残基突变为不同种系序列(即,与抗体原始来源的种系序列不同的种 系序列)所对应的残基。此外,本发明的抗体可以含有在框架区和/或CDR区内的两个或 多个种系突变的任意组合,例如,其中将某些单独的残基突变为特定种系序列的对应残基, 而将与原始种系序列不同的某些其他残基保持或突变为不同种系序列的对应残基。一旦获 得含有一个或多个种系突变的抗体和抗原结合片段后,可以容易地对其测试一种或多种想 要的特性,诸如提高的结合特异性、增加的结合亲和力、提高的或增强的拮抗性或激动性生 物学特性(视情况而定)、降低的免疫原性等。以这种一般方式获得的抗体和抗原结合片段 的用途包含于本发明中。
[0118] 本发明还包括涉及这样的抗IL-4R抗体的使用的方法,所述抗体包含本文公开的 任何HCVR、LCVR和/或CDR氨基酸序列的具有一个或多个保守性取代的变体。例如,本发 明包括这样的抗IL-4R抗体的用途,相对于本文公开的任何HCVR、LCVR和/或⑶R氨基酸 序列,所述抗IL-4R抗体具有例如10个或更少、8个或更少、6个或更少、4个或更少的保守 氨基酸取代的HCVR、LCVR和/或⑶R氨基酸序列。
[0119] 术语"表面等离振子共振"指通过例如使用BIAcore?系统(GEHealthcare的 Biacore Life Sciences部门,Piscataway,NJ)来检测生物传感器基质内的蛋白质浓度改 变从而允许分析实时相互作用的光学现象。
[0120] 术语"KD"指特定抗体-抗原相互作用的平衡解离常数。
[0121] 术语"表位"指与抗体分子可变区内的特定抗原结合位点(称为互补位)相互作 用的抗原决定簇。单一抗原可以具有多于一个表位。因此,不同抗体可以结合抗原上的不 同区域并且可以具有不同的生物效应。表位可以是构象性的或线性的。构象表位由来自线 性多肽链不同区段的且在空间上并列的氨基酸产生。线性表位是由多肽链中相邻的氨基酸 残基产生的表位。在某些情况下,表位可以包括抗原上的糖、磷酰基或磺酰基部分。
[0122] 人抗体的制备
[0123] 在转基因小鼠中产生人抗体的方法是本领域中已知的。可将任何这样的已知方法 用于本发明的情况中来制备与人IL-4R特异性结合的人抗体。
[0124]使用 VEL0CIMMUNE?技术(参见,例如 US6, 596, 541,Regeneron Pharmaceutical s,VELOCIMMIINE?)或用于产生单克隆抗体的任何其他已知方法,最先分离具有人 可变区和小鼠恒定区的对IL-4R的高亲和力嵌合抗体。VELOCIMMIINE?技术包括产 生转基因小鼠,其具有包含与内源小鼠恒定区基因座可操作地连接的人重链和轻链可变区 的基因组,从而使得小鼠响应抗原刺激产生包含人可变区和小鼠恒定区的抗体。分离编码 抗体的重链和轻链之可变区的DNA,并且与编码人重链和轻链恒定区的DNA可操作地连接。 然后使DNA在能够表达完全人抗体的细胞中表达。
[0125] -般地,用目标抗原刺激VELOCIMMUNE?小鼠,并且从表达抗体的小鼠中 回收淋巴细胞(例如B细胞)。可将淋巴细胞与骨髓瘤细胞系融合以制备永生的杂交瘤 细胞系,筛选并选择这样的杂交瘤细胞系以鉴别产生对目标抗原特异之抗体的杂交瘤细胞 系。可分离编码重链和轻链之可变区的DNA,并且与重链和轻链的期望的同型恒定区连接。 可在细胞如CH0细胞中产生这样的抗体蛋白。或者,可从抗原特异性淋巴细胞中直接分离 编码抗原特异性嵌合抗体或轻链和重链的可变结构域的DNA。
[0126] 最初,分离具有人可变区和小鼠恒定区的高亲和力嵌合抗体。使用本领域技术人 员已知的标准程序对抗体进行表征并且根据期望特性(包括亲和力、选择性、表位等)进行 选择。将小鼠恒定区替换成期望的人恒定区以产生作为本发明特征的完全人抗体,例如野 生型或经修饰的IgGl或IgG4。尽管所选择的恒定区可根据特定用途而改变,但是高亲和的 抗原结合和靶标特异性特征存在于可变区。
[0127] 一般来说,如上所述,当通过与固定在固相上或溶液相中的抗原结合来测量时,可 用于本发明的方法中的抗体具有高的亲和力。将小鼠恒定区替换成期望的人恒定区以产生 作为本发明特征的完全人抗体。虽然所选择的恒定区可根据特定用途而改变,但是高亲和 的抗原结合和靶标特异性特征存在于可变区。
[0128] 与可用于本发明之方法的与IL-4R特异性结合的人源抗体或抗体的抗原结合片 段的具体实例包括任何这样的抗体或抗原结合片段,其包含重链可变区(HCVR)内所含的 三个重链〇?0^01?1、1^01?2、1^01?3),所述重链可变区具有选自3£0 10勵:2、18、22、26、 42、46、50、66、70、74、90、94、98、114、118、122、138、142、146、162、166、170、186、190、194、 210、214、218、234、238、242、258、和262的氨基酸序列。该抗体或抗原结合片段可包含如下 所述的轻链可变区(LCVR)内所含的三个轻链CDR(LCVR1、LCVR2、LCVR3),该轻链可变区包 含选自 SEQ ID N0:10、20、24、34、44、48、58、68、72、82、92、96、106、116、120、130、140、144、 154、164、168、178、188、192、202、212、216、226、236、240、250、260,和 264 的氨基酸序列。用 于鉴定HCVR和LCVR内的CDR的方法和技术是本领域公知的,并且可以用于鉴定本文所公 开的具体HCVR和/或LCVR氨基酸序列中的CDR。可以用于鉴定CDR边界的示例规则包 括,例如,Kabat定义、Chothia定义、和AbM定义。一般而言,Kabat定义基于序列可变性, Chothia定义基于结构环区的位置,AbM定义则是Kabat和Chothia方法的折中。参见,例 如,Kabat,''Sequences of Proteins of Immunological Interest,''National Institutes of Health, Bethesda, Md. (1991) ;A1-Lazikani et al.,J.Mol. Biol. 273:927-948(1997); 和 Martin et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA86:9268-9272 (1989)。还有公共数据库可供用 于鉴定抗体中的CDR序列。
[0129] 在本发明的某些实施方案中,所述抗体或其抗原结合片段包括源自重链和轻链可 变区氨基酸序列对(HCVR/LCVR)的 6 个 CDR(HCDR1、HCDR2、HCDR3、LCDR1、LCDR2 和 LCDR3), 所述氨基酸序列对选自 SEQ ID N0:2/10、18/20、22/24、26/34、42/44、46/48、50/58、 66/68、70/72、74/82、90/92、94/96、98/106、114/116、118/120、122/130、138/140、142/144、 146/154、162/164、166/168、170/178、186/188、190/192、194/202、210/212、214/216、 218/226、234/236、238/240、242/250、258/260、和 262/264。
[0130] 在本发明的特定实施方案中,抗体或其抗原结合部分包含6个CDR(HCDR1/ HCDR2/HCDR3/LCDR1/LCDR2/LCDR3),所述CDR具有选自下组的氨基酸序列:SEQ ID NOs:4/6/8/12/14/16 ;28/30/32/36/38/40 ;52/54/56/60/62/64;76/78/80/84/86/88 ; 100/102/104/108/110/112 ; 124/126/128/132/134/136 ; 148/150/152/156/158/160 ; 172/174/176/180/182/184 ; 196/198/200/204/206/208 ;220/222/224/228/230/232 ;和 244/246/248/252/254/256。
[0131] 在本发明的某些实施方案中,所述抗体或其抗原结合片段包含选自下列一组 序列对的 HCVR/LCVR 氨基酸序列对:2/10、18/20、22/24、26/34、42/44、46/48、50/58、 66/68、70/72、74/82、90/92、94/96、98/106、114/116、118/120、122/130、138/140、142/144、 146/154、162/164、166/168、170/178、186/188、190/192、194/202、210/212、214/216、 218/226、234/236、238/240、242/250、258/260、和 262/264。
[0132] 药物组合物
[0133] 本发明包括给患者施用IL-4R拮抗剂的方法,其中该IL-4R拮抗剂包含在药物 组合物中。本发明特征的药物组合物是与适宜的载体、辅料以及赋予药物各种适宜特性 (如转移、递送、耐受性)的其他试剂一起配制的。在这本所有药剂化学师均知晓的处方集 里可以找到许多适宜的配方:Remington' sPharmaceutical Sciences, Mack Publishing Company,Easton,PA)。这些配方包括,例如粉剂、糊剂、油膏、凝胶、赌剂、油剂、脂类、含有 脂质(阳离子或阴离子)的泡囊(如LIPOFECTIN?)、DNA偶联物、无水吸收性糊剂、水包油 或油包水乳剂、乳胶状碳蜡(各种分子量的聚乙二醇)、半固体状凝胶以及含有碳蜡
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