用于诊断和治疗癌症以及自身免疫病的单克隆抗体的制作方法_4

文档序号:8226845阅读:来源:国知局
病 患者或者可用于鉴定哪些患者可能对基于PR1的免疫疗法(如疫苗或过继T细胞转移)易 感。因为HLA-A2+是最常表达的HLA等位基因(一般白种人群体的40% ),所以用于T细 胞表位的基于抗体的疗法是新颖的,并且其可被广泛应用。通过用重组PR1/HLA-A* 0201 单体对于有免疫能力的BALB/c小鼠进行免疫,它们获得了IgG2a-K单克隆抗体(8F4),其 对组合的PR1/HLA-A* 0201表位具有特异性。8F4抗体示出对PR1/HLA-A* 0201具有高 亲和力(KD= 9. 9纳摩尔),并且其示出仅识别经PR-1脉冲的T2靶细胞而不识别经对照肽 脉冲的细胞。8F4与HLA-A2+AML结合,使用FACS和共聚焦显微术二者以标记细胞,而不标 记正常的HLA-A2+外周血细胞。
[0057] 此外,8F4诱导HLA-A2+原发性人白血病细胞而不诱导正常骨髓细胞的剂量依赖 性补体介导的细胞毒性(⑶C)。显著地,8F4抗体特异性预防HLA-A2转基因N0D/SCID动物 模型中的人AML植入,仅在过继性转移至动物中时单次暴露于抗体。此外,8F4延迟了乳腺 癌肿瘤生长并延长了存活,尽管事实是P3和NE在乳腺癌细胞中不表达。总之,这些结果表 明产生了对于细胞膜结合的PR1/HLA-A* 0201表位(一种重要的T细胞靶抗原)具有特 异性的抗体,其特异性靶向并消除人白血病和实体瘤。
[0058]I?定义
[0059] 短语"经分离"或"生物纯"是指这样的材料,其基本上或本质上不含通常以所述 材料的天然状态发现时伴随其的组分。因此,根据本发明的经分离肽优选不包含在其原位 环境中通常与肽缔合的材料。
[0060] "主要组织相容性复合体"或"MHC"是在控制负责生理学免疫应答的细胞相互作用 中发挥作用的一组基因。对于人,MHC复合体也被称为HLA复合体。对于MHC和HLA复合 体的详细描述,参见Paul(1993)。
[0061] "人白细胞抗原"或"HLA"是人I类或II类主要组织相容性复合体(MHC)蛋白(参 见例如Stites,1994)。
[0062] 本文使用的"HLA超型(supertype)或家族"描述了基于共有的肽结合特异性分组 的HLA分子的集合。共有对具有某些氨基酸基序的肽具有某种程度类似结合亲和力的HLA I类分子被分组为HLA超型。术语HLA超家族、HLA超型家族、HLA家族和HLA-xx样超型分 子(其中xx表示特定的HLA类型)是同义词。
[0063] 术语"基序"是指限定长度的肽(通常,对于I类HLA基序为约8至约13个氨基酸 的肽,而对于II类HLA基序为约6至约25个氨基酸的肽)中残基的模式,其由特定的HLA 分子识别。对于由人HLA等位基因各自编码的每种蛋白质,肽基序通常是不同的,而且不同 之处在于一级和二级锚定残基(anchorresidue)的模式。
[0064] "异常细胞"是被认为是具有对于该细胞类型非典型的特征(包括非典型生长、非 典型位置处的典型生长或针对非典型靶标的典型作用)的任何细胞。这样的细胞包括癌细 胞、良性增生细胞或发育异常细胞、炎性细胞或自身免疫细胞。
[0065]II.PR-1 和HLA限制
[0066] A. PR-1
[0067]PR-1自身肽(VLQELNVTV;SEQIDN0 :45)来源于蛋白酶3(P3)和嗜中性粒细胞 弹性蛋白酶(NE),二者均在白血病中异常表达。已示出其在白血病细胞膜表达的HLA-A* 0201上被⑶8+细胞毒性T淋巴细胞(CTL)识别。PR-1特异性CTL特异性裂解髓性白血病 (包括急性骨髓性粒细胞白血病(AML)、慢性骨髓性粒细胞白血病(CML)和骨髓发育异常综 合征(MDS))细胞,而不裂解正常骨髓细胞。之前,本发明人已经示出,用MontanideISA-51 和GM-CSF中的PR1肽对患有AML、CML和MDS的HLA-A2+患者进行PR-1疫苗接种,在58% 的患者中诱导了PR-1-CTL免疫,并且在66名患者的13名(20%)中诱导了目的临床应答。
[0068]B.HLA-A2
[0069] 人白细胞抗原系统(HLA)是人类的主要组织相容性复合体(MHC)的名称。该超基 因座含有大量与人类免疫系统功能相关的基因。该组基因位于染色体6上,并且编码细胞 表面抗原呈递蛋白和许多其他基因。由某些基因编码的蛋白质也被称为抗原,是其作为器 官移植中的因子的历史发现的结果。主要HLA抗原是免疫功能中的必需要素。不同类别具 有不同功能。
[0070]HLAI类抗原(A、B&C)从细胞内部呈递肽(包括病毒肽,如果存在的话)。这些肽 由在溶酶体中分解的经消化蛋白质产生。所述肽一般为小聚合物,长度约9个氨基酸。外 来抗原吸引破坏细胞的杀手T细胞(也称为CD8+细胞)。HLAII类抗原(DR、DP&DQ)由细 胞外部将抗原呈递至T淋巴细胞。这些特定的抗原刺激T辅助细胞繁殖并且这些T辅助细 胞进而刺激产生抗体的B细胞,自身抗原被抑制性T细胞所抑制。
[0071]HLA-A2(A2)是HLA-A"A"血清型组中的人白细胞抗原血清型。所述血清型鉴定 许多HLA-A* 02等位基因的基因产物,包括HLA-A* 0201、* 0202、* 0203、* 0206和* 0207基因产物。A* 02是全球常见的,而A* 0201在亚洲北部和北美频率高。A2是最多 样化的血清型,在东非和西南亚显示出多样性。虽然A* 0201在亚洲北部的频率高,但是 其多样化限于A* 0201,较不常见的亚洲变体为A* 0203、A* 0206。
[0072] 通过HLA-Aa链a2子集的抗体识别确定血清型。对于A2,a"A"链由HLA-A* 02等位基因组编码并且0链由B2M基因座编码。A2和A* 02在意思上几乎同义。A2在 亚洲北部和北美比其他地方更为常见,并且其是几种长单元型(haplotype)的一部分。
[0073]III?抗体
[0074] 本发明涉及在HLA-A2呈递情况下与PR1结合的抗体的产生和用途。抗体能够与 特定靶标或一系列抗原性相关靶标"特异性结合"。如本文所使用的,如果基于与抗体可变 区的结合可将抗原与抗原性不同分子区分开,则认为抗体能够与抗原"特异性结合"。这样 的相互作用与非特异性结合形成对比,其涉及化合物类别而不考虑其化学结构(例如,蛋 白质与硝化纤维素的结合等)。特别地,本发明的抗体可表现出"高度特异性结合",使得其 不能或基本上不能与即使密切相关的分子结合。
[0075] 单克隆抗体可通过使用公知技术容易地制备,例如通过引用并入本文的美国专利 4, 196, 265中举例说明的那些。通常,技术包括首先用所选抗原(例如,本发明的多肽或多 核苷酸)以足以提供免疫应答的方式免疫合适动物。啮齿动物(例如小鼠和大鼠)是优选 的动物。然后使来自经免疫动物的脾细胞与无限增殖(immortal)骨髓瘤细胞融合。然后 筛选成功的融合用于产生合适抗体。
[0076] 在一个实施方案中,抗体分子将包含例如通过蛋白水解切割mAb产生的片段(例 如F(ab' )、F(ab' )2),或者例如可通过重组手段产生的单链免疫球蛋白。这样的抗体衍 生物是单价的。在一个实施方案中,这些片段可彼此组合或者与其他抗体片段或受体配体 组合以形成"嵌合"结合分子。显著地,这些嵌合分子可包含能够与同一分子的不同表位结 合的取代基,或者其可能能够与活化蛋白C表位和"非活化蛋白C"表位结合。
[0077] 当抗体或其片段旨在用于治疗目的时,可期望使其"人源化"以减弱任何免疫反 应。这样的人源化抗体可在体外或体内情景下进行研究。人源化抗体可例如通过将抗体的 免疫原性部分替换为对应的但非免疫原性的部分来产生(即,嵌合抗体)。PCT申请PCT/ U.S. 86/02269、EP申请 184, 187、EP申请 171,496、EP申请 173, 494、PCT申请W0 86/01533、 EP申请125, 023、Sun等(1987)、Wood等(1985)和Shaw等(1988);全部参考文献通过引 用并入本文。M〇rriS〇n(1985)提供了"人源化"嵌合抗体的一般性综述;其也通过引用并 入本文。或者,"人源化"抗体可通过⑶R或CEA替换来产生。Jones等(1986)、Verhoeyan 等(1988)、Beidler等(1988);全部参考文献通过引用并入本文。
[0078]A?变体
[0079] 以下是基于改变蛋白质的氨基酸以产生经修饰蛋白质的讨论。在进行这些改变 时,可考虑氨基酸的亲水指数。本领域中通常理解亲水氨基酸指数在赋予蛋白质相互作用 的生物学功能方面的重要性(Kyte和Doolittle,1982)。认为氨基酸的相对亲水特征有助 于所得蛋白质的二级结构,其进而限定蛋白质与其他分子(例如酶、底物、受体、DNA、抗体、 抗原等)的相互作用。
[0080] 在本领域中还应理解,可基于亲水性有效地进行相似氨基酸的替换。通过引用并 入本文的美国专利4, 554, 101声明,蛋白质的最大局部平均亲水性(如受其相邻氨基酸 的亲水性支配)与蛋白质的生物学性质相关联。如美国专利4, 554, 101所详细描述的, 以下亲水性值分配给氨基酸残基:碱性氨基酸:精氨酸(+3. 0)、赖氨酸(+3. 0)和组氨酸 (-0.5);酸性氨基酸:天冬氨酸(+3. 0±1)、谷氨酸(+3. 0±1)、天冬酰胺(+0.2)和谷氨酰 胺(+0. 2);亲水的非离子性氨基酸:丝氨酸(+3. 0)、天冬酰胺(+0. 2)、谷氨酰胺(+0. 2)和 苏氨酸(-0.4);含硫氨基酸:半胱氨酸(-1.0)和甲硫氨酸(-1.3);疏水的非芳香性氨基 酸:缬氨酸(-1.5)、亮氨酸(-1.8)、异亮氨酸(-1.8)、脯氨酸(_0.5±1)、丙氨酸(-0.5)和 甘氨酸(〇);疏水的芳香性氨基酸:色氨酸(-3. 4)、苯丙氨酸(-2. 5)和酪氨酸(-2. 3)。
[0081] 应理解,氨基酸可被替换为具有类似亲水性的另一种氨基酸并产生生物学或免疫 学修饰蛋白。在这样的改变中,其亲水性值在±2内的氨基酸替换是优选的,在±1内的那 些是特别优选的,并且在±0. 5内的那些是甚至更特别优选的。
[0082] 如上所述,氨基酸替换一般基于氨基酸侧链取代基的相对相似性,例如其疏水性、 亲水性、电荷、大小等。将各种以上特征考虑在内的示例性替换对于本领域技术人员是公 知的并且包括:精氨酸和赖氨酸;谷氨酸和天冬氨酸;丝氨酸和苏氨酸;谷氨酰胺和天冬酰 胺;以及缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸。
[0083] 本发明还可采用使用肽模拟物来制备具有抗体的多个天然性质但是具有经改变 和/或改善特征的多肽(参见例如Johnson,1993)。使用模拟物背后的基本原理是存在蛋 白质的肽骨架,主要以这样的方式定向氨基酸侧链以便有助于分子相互作用,如抗体与抗 原的那些。这些原理可与上述原理结合使用,以改造具有抗体的多个天然性质但是具有经 改变和/或改善特征的第二代分子。
[0084] 预期本发明还可采用序列变体,例如插入变体或缺失变体。缺失变体缺少天然蛋 白质的一个或更多个残基。插入突变体通常包括在多肽的非末端的点中添加物质。还将理 解,插入序列变体可包含N端或C端氨基酸,并且本质上仍如本文所公开序列之一所示,只 要该序列满足上述标准,包括维持生物学活性。
[0085] 本发明还预期了同种型修饰。如以下所讨论的,抗体8F4被确定为IgG2a_K。通 过修饰Fc区以具有不同同种型,可实现不同的功能。例如,改变为IgGl可增加抗体依赖性 的细胞毒性,转变为A类可改善组织分布,而转变为M类可改善效价。
[0086] 经修饰的抗体可通过本领域技术人员已知的任意技术来制备,包括通过标准
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