产生中和金黄色葡萄球菌lukgh(lukab)毒素的高效抗体的制作方法_3

文档序号:9713089阅读:来源:国知局
[0165] 谷氨酰胺:(Gin,Q)极性,中性;
[0166]甘氨酸:(Gly,G)非极性,中性;
[0167] 异亮氨酸:(IIe,I)非极性,中性;
[0168] 亮氨酸:(Leu,L)非极性,中性;
[0169] 蛋氨酸:(Met,M)非极性,中性;
[0170]苯丙氨酸:(Phe,F)非极性,中性;
[0171]脯氨酸:(Pro,P)非极性,中性;
[0172] 丝氨酸:(Ser,S)极性,中性;
[0173] 苏氨酸:(Thr,T)极性,中性;
[0174] 色氨酸:(Trp,W)非极性,中性;
[0175]酪氨酸:(Tyr,Y)极性,中性;
[0176] 缬氨酸:(Val,V)非极性,中性;及
[0177] 组氨酸:(His,Η)极性,带正电荷(10%),中性(90%)。
[0178]带"里"电荷的氨基酸有:
[0179]精氨酸:(Arg,R)极性,带正电荷;及 [0180]赖氨酸:(Lys,K)极性,带正电荷。
[0181] 带"息"电荷的氨基酸有:
[0182] 天冬氨酸:(Asp,D)极性,带负电荷;及
[0183] 谷氨酸:(Glu,E)极性,带负电荷。
[0184] 本文谈及抗体序列和同系物时描述的"氨基酸序列一致性的百分数(% )"定义,为 了得到最大的序列一致性百分数,在比对序列和引入缺口(如果需要的话)后,候选序列中 与特定多肽序列中氨基酸残基相同的氨基酸残基百分数,任何保守替换并不视为序列一致 性的一部分。熟悉本领域的技术人员能够确定衡量比对的合适参数,包括被比较的全长序 列实现最大比对所需的任何算法。
[0185] 抗体变体特别理解为包括同系物、类似物、片断、具有特定糖基化形式的修饰或变 体,例如,通过糖工程产生,其是功能性的和可以作为功能等同物,例如,与特定靶结合和具 有功能性质。本发明所描述的优选变体在抗原结合方面是功能活性的,优选具有中和金黄 色葡萄球菌的效力与/或是保护抗体。
[0186]本发明的抗体可以具有或不具有Fe效应子功能。虽然作用模式主要是通过中和抗 体调节,并没有Fe效应子功能,但是,Fe可以募集补体,通过形成免疫复合物,帮助从循环内 消除靶抗原,如毒素。
[0187]特异性抗体可以缺少活性Fe部分,因此,由不含抗体Fe部分或不包含Fcgamma受体 结合位点的抗体域组成,或包括缺乏Fe效应子功能的抗体域,例如,通过修饰,减少Fe效应 子功能,特别是,消除或降低ADCC与/或CDC活性。可以通过改造替代抗体,掺入修饰,以增加 Fe效应子功能,尤其是增强ADCC与/或CDC活性。
[0188] 这种修饰可通过突变,例如,Fcgamma受体结合位点中的突变引起,或通过衍生物 或试剂引起,以干扰抗体形式的ADCC与/或CDC活性,从而减少或增加 Fe效应子功能。
[0189] Fe效应子功能显著降低通常理解为指的是以ADCC与/或⑶C活性测定的Fe效应子 功能低于未修饰(野生型)形式的10%,优选低于5%。
[0190] Fe效应子功能显著增加通常理解为指的是以ADCC与/或⑶C活性测定的Fe效应子 功能是未修饰(野生型)形式的至少10%,优选至少是20%、30%、40%或50%。
[0191 ]谈及抗体序列时使用的词语"糖基化改造"变体应指的是因糖基化改造而具有改 进的免疫原特性、ADCC与/或CDC的糖基化变体。所有抗体在重链恒定区的保守位置处含有 糖结构,每个同种型具有N-连接糖结构的不同排列,可变地影响蛋白质组装、分泌或功能活 性。IgGl型抗体是每个CH2域中Asn297处具有保守的N-连接糖基化位点的糖蛋白。与Asn297 连接的两个复合双头(bi-antennary)低聚糖埋藏在CH2域之间,与多肽骨架形成广泛的接 触,它们的存在对抗体介导效应子功能是必不可少的,例如,抗体依赖性细胞毒性作用 (ADCC)。通过使N297突变,例如,突变为A,或T299,脱除N-聚糖,通常得到ADCC下降的无糖基 化抗体形式。
[0192] 抗体糖基化的主要区别在于细胞系,甚至在不同培养条件下培养的给定细胞系也 会出现小的区别。菌细胞中的表达通常提供无糖基化抗体。据报道,具有β(1,4)-Ν_乙酰葡 糖胺基转移酶III(GnTIII)(催化平分型GIcNAc形成的糖基转移酶)的四环素调控表达的 CHO细胞,具有改善的ADCC活性(Umana et al.,1999,Nature Biotech.l7:176-180)。除宿 主细胞选择之外,影响重组产生抗体期间糖基化的因素包括生长模式、培养基配方、培养密 度、氧合作用、pH、纯化方案等。
[0193] 词语"抗原结合位点"或"结合位点"指的是抗体参与抗原结合的部分。抗原结合位 点是由重链("H")与/或轻链("L")N_端可变("V")区或其可变域的氨基酸残基形成的。重链 和轻链V区内的三个高度发散伸展,称为"超可变区",插在较保守的侧翼伸展(称为框架区) 之间。抗原结合位点提供与结合的表位或抗原三维表面互补的表面,超可变区被称为"互补 决定区"或"CDR" XDR中掺入的结合位点在本发明中亦称为"CDR结合位点"。
[0194] 本发明所用词语"抗原"可与词语"祀"或"靶抗原"互换,指的是抗体结合位点识别 的整个靶分子或所述分子的片段。特别是,抗原的子结构,例如,多肽或糖结构,通常称为 "表位",例如,B-细胞表位或T-细胞表位,这些表位是免疫相关的,可由这样的结合位点识 别。
[0195] 本发明所用的词语"表位"应特别指的是完全构成抗体结合位点特异性结合伴侣 或特异性结合伴侣一部分的分子结构。表位可以是由糖、肽结构、脂肪酸、有机物质、生化物 质或无机物质组成或是它们的衍生物和它们的任何组合。如果表位包括在肽结构中,如肽、 多肽或蛋白质中,它通常包括至少3个氨基酸,优选5至40个氨基酸,更优选大约10-20个氨 基酸。表位可以是线性表位或构象表位。线性表位由多肽或糖链一级序列的单片段组成。线 性表位可以是连续的或重叠的。构象表位由通过将多肽重叠形成三级结构而在一起的氨基 酸或糖类组成,在线性序列中,氨基酸不必彼此相邻。特别是,关于多肽抗原,构象或非连续 表位的特征在于存在两个或多个在一级序列中被分开的两个或多个离散氨基酸残基,但 是,当多肽折叠成天然蛋白质/抗原时,所述离散氨基酸残基在分子表面上组装形成一致的 结构。
[0196]此处词语"表位"应尤其指的是抗体识别的单一表位,或包括表位变体的表位混合 物,每个表位被交叉反应性抗体识别。
[0197]特别是,革E向LukGH复合物的抗体识别的表位位于LukG和LukH结合形成的抗原区 内,例如,位于与LukH和LukG两者都接触的蛋白质结构域上面,例如,边缘(r im)域或盖 (cap)域,但仍然可以接近,从而,当LukG和LukH组分复合,在溶液中形成二聚体或低聚体 时,并且暴露或可以接近而被抗体结合时,形成本发明抗体特异性识别的LukGH复合物表 位。
[0198] 特别是,在抗体与可溶LukGH复合物结合时,表位位于这种在其它情况下与易感细 胞受体接触的蛋白质域上,并抑制可溶LUKGH复合物与其推定的细胞受体结合。因此,抗 LukGH复合物的这种表位的抗体将与LukGH复合物结合,与受体结合进行竞争。
[0199] 特别是,表位仅位于可溶LukGH复合物可接近,而当LukGH与易感细胞结合时不能 接近的这种蛋白质结构域上。
[0200] 词语"表达"应按下述方式理解。含表达产物(如本发明所述抗体)的期望的编码序 列和控制序列(如可操作连接的启动子)的核酸分子可用于表达目的。利用这些序列转化或 转染的宿主能够产生编码蛋白质。为了引发转化,表达系统可以包括在载体中;但是,相关 DNA也可以整合到宿主染色体内。特别是,该词语指的是宿主细胞和相容的载体,在合适的 条件下,例如,通过载体携带且引入到宿主细胞内的外源DNA,表达编码的蛋白质。
[0201 ]编码DNA是一种DNA序列,其编码特定多肽或蛋白质,如抗体的特定氨基酸序列。启 动子DNA是引发、调节或介导或控制编码DNA表达的DNA序列。启动子DNA和编码DNA可以来自 同一基因或不同基因,可以来自同一有机体或不同有机体。重组克隆载体将通常包括一种 或多种用于克隆或表达的复制系统,一种或多种用于在宿主中选择的标记(例如,抗生素抗 性),及一种或多种表达盒。
[0202] 此处使用的词语"载体"定义为合适的宿主有机体中克隆重组核苷酸序列转录,即 重组基因转录及其mRNA翻译所需的DNA序列。
[0203] "表达盒"指的是对规定限制位点处插入到载体内的表达产物进行编码的DNA编码 序列或DNA片段。表达盒限制位点设计用于确保表达盒插在合适的阅读框内。通常,外源DNA 在载体DNA的一个或多个限制位点处插入,然后,随同可转移载体DNA-起由载体携带进入 至幢主细胞内。具有插入或增加 DNA(如表达载体)的DNA片段或序列也可以称为"DNA构建 体"。
[0204] 表达载体包括表达盒和另外通常包括宿主细胞自主复制起始点或基因组整合位 点、一个或多个可选择的标记(例如,氨基酸合成基因或抗生素抗性基因,所述抗生素如 zeocin(博来霉素)、卡那霉素、G418或潮霉素)、多个限制性酶切位点、合适的启动子序列和 转录终止子,这些组分是可操作地连接在一起的。此处所用词语"载体"包括自主复制核苷 酸序列以及基因组整合核苷酸序列。载体的常见类型是"质粒",质粒通常是双链DNA的自包 含分子,容易接受其它(外源)DNA和容易被引入到合适的宿主细胞内。质粒载体通常包含编 码DNA和启动子DNA,具有一个或多个适合插入外源DNA的限制位点。特别是,词语"载体"或 "质粒"指的是一种媒介体,DNA或RNA序列(例如,外源基因)通过该媒介体可以被引入到宿 主细胞内,从而转化宿主并促进引入序列的表达(例如,转录和翻译)。
[0205]此处使用的词语"宿主细胞"应指的是转化产生特定重组蛋白质如本发明所述的 抗体的原代主体细胞,及其任何子代。应该理解的是,并非所有子代都与亲本细胞完全相同 (由于有意或无意的突变或环境差异),但是,只要子代保留了与原转化细胞相同的功能性, 这些词语包括这些改变了的子代。词语"宿主细胞系"指的是用于表达重组基因以产生重组 多肽如重组抗体的宿主细胞的细胞系。此处使用的词语"细胞系"指的是已经获得了长期增 殖能力的特定细胞类型的已建立的克隆。这种宿主细胞或宿主细胞系可以在细胞培养物中 维持与/或培养以产生重组多肽。
[0206]本发明使用的词语"LukGH复合物"应指的是二聚体或低聚体,包括LukG和LukH组 分1:1的二聚体,或任何其它比例,优选包括至少ILukG组分和至少ILukH组分的复合物,或 LukG或LukH每种组分或任一种组分或LukG和LukH两种组分至少是2,或至少是3,或至少是 LLukGH二聚体理解为包含ILukG分子和ILukH分子结合形成二聚体复合物的LukGH复合物。 LukGH四聚体理解为包含2LukG分子和2LukH分子结合形成四聚体复合物的LukGH复合物。 LukGH六聚体理解为包含3LukG分子和3LukH分子结合形成六聚体复合物的LukGH复合物。 LukGH八聚体理解为包含4LukG分子和4LukH分子结合形成八聚体复合物的LukGH复合物。三 聚体或五聚体LukGH复合物通常包括1:1以外的比例,例如ILukG分子和2LukH分子(或反之 亦可)形成三聚体,或2LukG分子和3LukH分子(或反之亦可)形成五聚体。
[0207]对组合物,例如免疫原组合物,此处亦称为"免疫原"(包含此处所述的抗原或表 位,或疫苗)的"免疫应答"是在宿主或主体中引发针对目标组合物或疫苗的细胞与/或抗体 介导的免疫应答。通常,这种应答由主体产生的抗体、B细胞、辅助T细胞、抑制T细胞、与/或 细胞毒性T细胞组成,特异性导向包括在目标组合物或疫苗中的抗原。
[0208] "保护性免疫应答"理解为与未免疫群体相比,提供显著改善的诱导或自然感染或 毒素挑战结果的免疫应答。针对毒素的保护性免疫应答主要通过高亲和力中和抗体(例如, Kd小于I(T8M)介导。毒素中和的好处是保护靶细胞和防止炎症。通过从循环中清除毒素(通 过RES细胞),Fc介导的免疫复合物形成也有一些作用。
[0209]免疫原或免疫原组合物通常包括抗原或表位和载体,特别是可以包含佐剂。词语 "佐剂"指的是一种化合物,当其与抗原一起施用时增强与/或重新定向针对抗原的免疫应 答,但是,当其单独施用时,并不会产生针对抗原的免疫应答。佐剂可以通过几种机制增强 免疫应答,包括淋巴细胞募集、刺激B细胞与/或T细胞及刺激巨噬细胞。示例性载体有脂质 体或阳离子肽;示例性佐剂有磷酸铝或氢氧化铝、MF59或CpG寡核苷酸。
[0210]此处谈到核酸、抗体或其它化合物时使用的词语"分离的"或"分离"应指的是此种 化合物已经与其自然相关的环境充分分离,从而以"基本上纯"的形式存在。"分离"并不一 定指的是不包括与其它化合物或材料的人工或合成混合物,或存在不干扰基本活性的杂 质,及例如由于不完全纯化,可能存在杂质。特别是,本发明的分离核酸分子还指包括那些 化学合成的核酸分子。
[0211] 谈及本发明的核酸时,有时采用词语"分离核酸"。该词语应用于DNA时,指的是与 起始有机体天然基因组直接邻接序列分离的DNA分子。例如,"分离核酸"包括插入到载体内 的DNA分子,如质粒或病毒载体,或整合到原核或真核细胞或宿主有机体基因组DNA内的DNA 分子。当应用于RNA时,词语"分离核酸"主要指的是由上文定义的分离DNA分子编码的RNA分 子。或者,该词语指的是在其自然状态(即在细胞中或组织中)与其缔合的其它核酸充分分 离的RNA分子。"分离核酸"(DNA或RNA)进一步指的是采用生物或合成手段直接产生并与其 产生期间存在的其它组分分离的分子。
[0212] 谈到多肽或蛋白质,如本发明的抗体或表位时,词语"分离"特别指的是不含或基 本不含其自然相关的材料,如在其自然环境中,或其制备环境(如细胞培养)中发现的其它 化合物,制备是采用重组DNA技术在体外或体内进行。分离的化合物可以采用稀释剂或佐剂 配制,但对于实际用途来说仍然是分离的-例如,用于诊断或疗法时,多肽或多核苷酸可以 与药学上可接受的载体或赋形剂混合。
[0213]特别是,本发明的分离LukGH复合物是从生理表面,如细胞表面分离,其中LukG和 LukH将被固定,在易被这种LukGH双组分毒素细胞溶解的细胞表面上形成LukGH双组分成孔 毒素。
[0214] 此处所用词语"中和"或"中和作用"指的是广义,指的是任何分子,不考虑实现中 和的机制,所述任何分子抑制病原体如金黄色葡萄球菌感染主体,或抑制病原体通过产生 有效的蛋白质毒素促进感染,或抑制毒素损害主体的靶细胞。中和可以通过抑制金黄色葡 萄球菌毒素与其靶细胞上的同源受体结合与/或相互作用的抗体而实现。在一些实施例中, 此处描述的抗体可以中和毒素活性,其中毒素和靶细胞如红血细胞之间的体内和体外相互 作用影响被降低或消除。通过抑制形成活性毒素,例如,在金黄色葡萄球菌双组分溶细胞素 的情况下,通过抑制S-组分和F-组分的结合或细胞膜内低聚体孔的形成而进一步发生中 和。
[0215] 抗体抗溶细胞毒素的中和效力通常采用标准试验,通过测量对给定毒素敏感的细 胞活性或功能性的增加而确定。中和可以以有抗体和没有抗体时活细胞的百分数表示。对 高效价抗体来说,优选的表示中和效力的方式是抗体/毒素摩尔比,其中数值越低,效力越 高。数值在1以下表明效力非常高。
[0216] 本发明使用的词语"交叉中和"应指的是中和LukGH复合物的主要变体,包括 USA300克隆的LukGH复合物和至少一种LukGH变体。
[0217]词语"金黄色葡萄球菌"或"S. aureus"或"病原性S. aureus"应按下述方式理解。金 黄色葡萄球菌通常在人和动物的皮肤上或鼻子内发现。这种细菌通常是无害的,除非它们 通过切口或其它伤口进入体内。一般说来,对健康的人来说,感染是微小的皮肤问题。过去, 采用广谱抗生素(如甲氧西林)处理感染。然而,现在,已经出现了一些耐甲氧西林和其它β_ 内酰胺抗生素如青霉素和先锋霉素的菌株。它们被称为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(亦称 为耐多药金黄色葡萄球菌,或"MRSA")。
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