鉴定和选择用于组合药品的药物候选物的制作方法

专利名称：鉴定和选择用于组合药品的药物候选物的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于鉴定和挑选具有或贡献功能性作用的化学实体的方法。这种鉴定和挑选可用于发现和开发新的组合药物，其中两种或更多种化合物的组合共同显示协同作用一起显示协同作用，例如用于鉴定可以引起改善的疾病治疗或预防的化学实体的组合。 本发明还涉及用于鉴定和挑选化学实体间的最适化学计量比以获得显示最佳功效和效能的组合药物的方法。
背景技术：
人的抗体应答本质上是多克隆的。尽管迄今为止开发和商品化的大部分重组抗体产物是单克隆抗体，但是近年来已经开了新类型的多克隆抗体产物。这些是包括结合相同或不同靶的两种或更多种抗体的重组抗体组合物，可以制备为重组单克隆抗体的“混合物 (cocktails)，，(其中每一种是单独制备的)，或单个批次中制备的重组多克隆抗体。后一方法由 Wiberg 等在 Biotechnol. Bioeng. 94 :396-405(2006)中描述。Logtenberg(Trends in Biotechnology, 25 (9) =390-394,2007)综述了关于抗体组合或混合物的文献，描述了抗体混合物对众多靶的协同或叠加效应，包括病毒，可溶性分子诸如毒素或生长因子，和细胞结合分子诸如HER-2以及其他癌症相关的细胞表面分子。Logtenberg没有提供有关如何设计协同抗体组合的任何指导。Bregenholt & Haurum(Expert Opin Biol Ther. 2004Mar ；4(3) :387-96)教导为了在大的群体中提供针对生物战剂(biowarfare agents)诸如病毒和细菌的广泛预防，病原体特异性的多克隆抗体理论上应当包括针对指定表型的大范围的反应性以防止微生物通过识别表位的突变逃脱中和抗体。Bregenholt 等(Curr Pharm Des. 2006 ；12(16) :2007-2015)描述了设计病毒特异性多克隆抗体药物的指导。他们总结出应当选择抗体组分以覆盖尽可能宽的中和表位范围，并保持抗体组合物尽可能近似的模拟中和人免疫应答。WO 2007/101441公开了一种重组多克隆抗RSV抗体。具体地，公开了一种针对G 和F蛋白上多个表位的抗RSV重组多克隆抗体(rpAb)。优选的，属于保守组还可能属于亚型特异组和菌株特异组的G蛋白表位被抗RSV rpAb覆盖。WO 2006/007850公开了一种比单克隆抗IihD抗体具有潜在优势的重组多克隆抗 RhesusD抗体。通过不止一种抗体覆盖每个潜在的RD表位，抗IihDrpAb组合物可用于怀有 RhD (+)的I hD(-)和IihDVI女性的预防性治疗，与MiD (+)亚型无关。WO 2007/06M33公开了一种重组多克隆抗正痘病毒抗体。据称包括针对多个IMV 和/或EEV颗粒蛋白和优选的还针对单个IMV/EEV蛋白上多个表位的不同抗体对多克隆抗体来说是有利的。此外，描述了具有针对正痘病毒相关调节因子的补体激活(RCA)的反应性的抗体作为抗正痘病毒rpAb的所需成分。Devaux 等(Mol. Cell. Chem. 74 :117-128(1987)描述了单克隆抗体用于抑制金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus)核酸酶的用途，包括对两种不同抗体的组合进行测定以检测可能的协作效应。
单克隆抗体越来越多的与例如细胞生长抑制剂，化疗剂，酪氨酸激酶抑制剂和其他抗体(例如Herceptin 以及Avastin )用于组合疗法。对于这些治疗方式来说，需要组合疗法的合理设计以确保挑选到最优组合。临床上可用于组合的其他化合物包括抗生素，抗癌剂，抗AIDS剂，抗生长因子，抗病毒剂，可溶性受体，RNAi' s和疫苗。当设计组合药物时，可以针对两种不同的目标。在一种类型的组合药物中，化合物可以具有或有助于相同的功能性作用，但当组合和一起施用时它们显示协同作用。在另一类型的组合药物中，化合物可以显示不同的功能性作用，由此可以开发出能够治疗不止一种医学病症的药物。当大量潜在药物候选物包括在混合物中时，需要合理的药物设计以确保实现协同作用，包括以下情况，其中从开始就不清楚最佳药物设计，但必须通过经验建立。对合理药物设计的需要还存在于甚至更复杂的情况下，其中例如抗体与小分子药物混合以提供组合治疗。鉴定不同药物候选物的最佳混合物的挑战是尤其与多克隆抗体组合物相关的，其中目标是提供特异性结合特定靶抗原的不同单克隆抗体的混合物，从而尽可能的模拟其存在于人和非人动物中的自然抗体应答。一个挑战仅仅是确定特定多克隆抗体组合物中不同抗体的“最佳”数目，例如两种或三种抗体是否提供与利用五种或十种抗体获得的效果差不多一样的疗效。即使预先确定了组合物中不同抗体的大概数目，例如基于生产成本考虑，鉴定最佳组合的任务无论任何都不轻。例如，如果目标是提供包括5种抗体的多克隆组合物， 而存在30种候选抗体从中选择，5种抗体的特有组合的数目是142，506，如果包括6种抗体的多克隆组合物选自36种候选抗体，特有组合的数目接近200万。发明概述本发明的目标是提供鉴定来自多种化学实体(通常超过10种)的两种或更多种实体的混合物的合理化法，以便鉴定具有所需功能性作用的混合物。通过这种方法鉴定的混合物可以显示有关特定功能参数的协同作用，或它们可以显示两种或更多种功能性作用，这源于以下事实具有不同功能性作用的不同化学实体共同存在于相同药物中。因此，本发明的第一个方面涉及一种鉴定和挑选具有或贡献功能性作用的化学实体的方法，以便提供包括至少两种显示所需功能性作用的化学实体的混合物，所述方法包括以下步骤a)提供η种样品，每种样品包括待测的化学实体；b)将所述η种样品中的两种或更多种以所有可能的组合进行混合以便获得第一组待测的混合物；c)对所述第一组混合物进行能测量功能参数的功能性测定，以便鉴定贡献功能性作用的化学实体；d)挑选出m种样品，每种样品包括在步骤C)中贡献功能性作用的化学实体，其中 m小于η ；e)将所述m种样品中的两种或更多种以所有可能的组合进行混合以便获得第二组待测的混合物；f)对所述第二组混合物进行能测量功能参数的功能性测定，以便鉴定贡献功能性作用的化学实体；和g)挑选具有所需功能性作用的混合物。上述方法是独特的，因为它以合理的方式提供关于η种待测样品的所有可能混合物的信息。研究所有可能混合物的功能性作用，允许鉴定显示最佳功能性作用的混合物，从而使挑选增强其他化合物功能的化合物成为可能。如果大量样品将被检测，上面所列的本发明基本方法可以通过包括其他的方法步骤来进一步合理化。首先，将η种样品分为亚组，随后将每个亚组的样品用于方法步骤a，b 和c，以及任选的步骤d，e和f。在每组中，然后基于步骤c和任选的步骤f获得的结果挑选样品，例如基于功效或效果标准，然后将只包括这些最有效的化学实体的新混合物混合并进行检测。采用这种方式，通过制备混合物和进行功能性测定来完成的工作量被保持在最低限度。在其它情况下，可以针对包括大量化学实体的混合物，在这种情况下，首先鉴定并挑选包括更小数目的化学实体的最有效混合物，之后混合并分析这些挑选的混合物。采用这种方式，改变本发明的方法以便提供用最少的时间和努力来鉴定最有力和最高效的混合物的系统性和合理化方法。由于本发明方法运行的系统性和合理化模式，它尤其适合于自动化，例如通过机器人。在另一个方面，本发明涉及一种用于在包括至少2种化学实体的混合物中鉴定和挑选化学实体间最佳化学计量比的方法，所述混合物显示所需的功能性作用，该方法包括以下步骤aa)提供ρ种样品，每种样品包括所述混合物中存在的一种化学实体；bb)将所述ρ种样品中的每一种稀释q次以便获得ρ系列样品，每个包括不同浓度的相同化学实体；cc)将步骤aa和ΙΛ获得的2种或更多种样品以所有可能的组合进行混合以便获得待测的混合物；dd)将所述混合物用于能够测量功能性作用的功能性测定，以便鉴定被测的功能性作用与混合物中化学实体浓度之间的关系；和ee)挑选具有所需功能性作用的混合物。这允许采用系统性和合理化的方式鉴定混合物中存在的化学实体之间的最佳化学计量比。附图简述

图1显示进行本发明挑选方法以鉴定大量药物的最有效组合的一种方式的示意图。图2显示在添加8种药物候选物的第一、第二和第三层到96孔板后，接收板布局的示意图。A)层1，B)层1+2和C)层1+2+3。用不同的灰度显示8种药物候选物。图3显示针对包含各种抗体的混合物，A431NS细胞生长的％ MAC(%代谢活性细胞)的散布点图。每个点代表6个检测孔的平均值。还显示包含单个抗体的所有混合物的中位％ MAC。虚线指示不存在对A431NS细胞生长的影响的水平。图4显示，在顶部，条形图显示具有最高功效的20种抗体混合物的SEM的平均％ MAC，在底部，在最终组的包含特定抗体的所有混合物的A431NS细胞生长的％ MAC的散布点图。每个点代表6个检测孔的平均值。还显示所有抗体混合物的中位％ MAC。虚线指示不存在对A431NS细胞生长的影响的水平。图5显示，在顶部，条形图显示具有最高功效的抗体20种混合物的SEM的平均％ MAC。底部显示最终组中包含抗体的所有2-混合物的A431NS细胞生长的％ MAC的散布点图。每个点代表6个检测孔的平均值。还显示所有抗体混合物的中位％ MAC。虚线指示不存在对A431NS细胞生长的影响的水平。发明详述
权利要求
1.一种鉴定和挑选具有或贡献功能性作用的化学实体的方法，以便提供包括至少2种显示所需功能性作用的化学实体的混合物，所述方法包括以下步骤a)提供η种样品，每种样品包括待测的化学实体，b)将所述η种样品中的2种或更多种以所有可能的组合进行混合以便获得第一组待测的混合物，c)对所述第一组混合物进行能测量功能参数的功能性测定，以便鉴定贡献功能性作用的化学实体，d)挑选出m种样品，每种样品包括在步骤c)中贡献功能性作用的化学实体，其中m小于η;e)将所述m种样品中的两种或更多种以所有可能的组合进行混合以便获得第二组待测的混合物；f)对所述第二组混合物进行能测量功能参数的功能性测定，以便鉴定贡献功能性作用的化学实体；和g)挑选具有所需功能性作用的混合物。
2.权利要求1的方法，其中对各包含m种所选样品的单独亚库(sub-pools)重复步骤 d、e 禾口 f。
3.权利要求2的方法，其中步骤d、e和f被重复1，2，3，4，5，6，7，8，9或10次，并且所述步骤是平行地或顺序地重复的。
4.权利要求1到3中任意一项的方法，其中，通过在步骤b中混合所述η种样品中的3 种来鉴定和挑选含3种化学实体的混合物。
5.权利要求2或3中任意一项的方法，其中通过在步骤b中混合所述η种样品中的3 种来鉴定和挑选含3种化学实体的混合物，并且在步骤(e)中混合所述m种样品中的3种。
6.权利要求1到5中任意一项的方法，所述方法包括以下步骤dl)挑选具有所需功能性作用的ml混合物；el)将步骤dl中挑选的所述ml混合物中的2，3，4或5种以所有可能的组合进行混合；fl)对步骤el的所述混合物进行能测量功能参数的功能性测定，以便鉴定贡献功能性作用的混合物；和gl)从步骤el的混合物中挑选出具有所需功能性作用的第二混合物。
7.权利要求6的方法，所述方法还包括以下步骤h)将步骤gl获得的2，3，4或5种所选混合物混合，i)对所述混合物进行能测量功能参数的功能性测定，以便鉴定贡献功能性作用的混合物，和j)挑选具有所需功能性作用的第三混合物。
8.权利要求6或7的方法，其中任何化学实体只在步骤el混合的任一种混合物中出现一次。
9.权利要求8的方法，其中任何化学实体只在步骤h混合的任意混合物中出现一次。
10.权利要求1到9中任意一项的方法，其中通过将包括所述化学实体的混合物的功能性作用与不包括所述化学实体的一种或更多种混合物的功能性作用进行比较，以鉴定特定的化学实体是否贡献功能性作用。
11.权利要求1到9中任意一项的方法，其中通过将包括所述化学实体和其他化学实体的混合物的功能性作用与只包括所述化学实体的混合物的功能性作用进行比较，以鉴定特定的化学实体是否贡献功能性作用。
12.权利要求1到9中任意一项的方法，其中通过将包括所述化学实体的混合物的功能性作用与参照值进行比较，以鉴定特定的化学实体是否贡献功能性作用。
13.权利要求12的方法，其中所述参照值是预定值，经鉴定的包括所述化学实体的混合物的功能性作用必须高于、等于或小于所述预定值以确认所述化学实体贡献功能性作用，或所述参照值是一个区间，经鉴定的包括所述化学实体的混合物的功能性作用必须位于所述区间内以确认所述化学实体贡献功能性作用。
14.权利要求1到9中任意一项的方法，其中通过鉴定在具有功能性作用的混合物中最常出现的化学实体，以鉴定贡献功能性作用的化学实体。
15.权利要求1到14中任意一项的方法，其中η是3以上的整数，优选的具有3到1440 之间的值，更优选的3到360，甚至更优选的3到120，甚至更优选的3到Μ，和特别优选的 3 至Ij 12。
16.权利要求1到15中任意一项的方法，其中m是整数，具有3或更大的值，优选的具有3到720的值，更优选的3到360，甚至更优选的3到120，甚至更优选的3到对，和特别优选的3到12。
17.权利要求1到16中任意一项的方法，其中任一种待测化学实体中包括的化合物选自抗体，抗生素，抗癌剂，抗AIDS剂，抗生长因子，抗病毒剂，可溶性受体，细胞因子， RNAi' s，疫苗及其混合物。
18.权利要求17的方法，其中待测化学实体中包括的化合物是两种或更多种抗体的组合；或一种或更多种抗体组合至少一种非抗体化合物，例如所述非抗体化合物选自抗生素， 抗病毒剂，抗癌剂，抗自身免疫病剂和RNAi' S。
19.权利要求17或18的方法，其中待测化学实体中包括的化合物是单克隆抗体。
20.权利要求19的方法，其中待测化学实体中含有的化合物包括a)—种或更多种单克隆抗体，和b)至少一种其他治疗剂，其与a)的一种或更多种抗体一起提供所需功能性作用。
21.权利要求1到20中任意一项的方法，其中待检测的功能参数选自生理作用的发挥， 与配体的结合，催化活性的发挥，对催化活性的易感性，药剂的跨生物膜运送的变化的促进，药剂向胞内小室中的移位的变化的促进，对真核细胞群中至少一种基因的表达的影响， 对真核细胞群中生长或代谢的影响，对靶细胞的影响，对病原体的影响，对继发性免疫作用的影响，对待表达、制备或配制的化合物的功能的影响，和对稳定性的影响。
22.权利要求21的方法，其中将待测混合物用于能够测量功能参数的两种或更多种功能性测定，以便独立的测量每种混合物的两种或更多种功能参数。
23.权利要求21或22的方法，其中所述功能参数是对真核细胞群的生长或代谢的影响，对靶细胞的影响或所述化合物对靶细胞的影响。
24.权利要求1到23中任意一项的方法，其中所述方法在多孔板中进行和/或利用自动化移液管和/或利用机器人进行。
25.一种用于在包括至少2种化学实体的混合物中鉴定和挑选化学实体间最佳化学计量比的方法，所述混合物显示所需的功能性作用，该方法包括以下步骤 aa)提供ρ种样品，每种样品包括所述混合物中存在的一种化学实体， bb)将所述ρ种样品中的每一种稀释q次以便获得ρ系列样品，每个包括不同浓度的相同化学实体，cc)将步骤aa和ΙΛ获得的2种或更多种样品以所有可能的组合进行混合以便获得待测的混合物；dd)将所述混合物用于能够测量功能性作用的功能性测定，以便鉴定被测的功能性作用与混合物中化学实体浓度之间的关系，和 ee)挑选具有所需功能性作用的混合物。
26.权利要求25的方法，其中在步骤ΙΛ中将样品稀释2，5，10，20，50或100倍。
27.权利要求25或沈的方法，其中ρ是2以上的整数，更优选的具有2到M之间的值，甚至更优选的2到12。
28.权利要求25到27中任意一项的方法，其中q是整数，具有1，2，3，4或5的值。
全文摘要
本发明涉及鉴定和挑选具有或贡献功能性作用的化学实体的方法，用于发现和开发新的组合药物，其中两种或更多种化合物的组合一起显示协同作用。所述化合物可以是例如抗体，抗生素，抗癌剂，抗AIDS剂，抗生长因子，抗病毒剂，可溶性受体，细胞因子，RNAi′s，疫苗及其混合物。所述方法包含a)提供n种样品，每种都包括化学实体，b)将所述n种样品中的2种或更多种以所有可能的组合进行混合，c)对所述混合物进行功能性测定，以便鉴定贡献所述功能性作用的化学实体。在来自步骤c)的、贡献所述功能性作用的化学实体上重复步骤a-c。
文档编号C04B20/06GK102265152SQ200980148711
公开日2011年11月30日 申请日期2009年10月6日 优先权日2008年10月6日
发明者珀-约翰.梅杰, 艾伦.詹森, 迈克尔.W.佩德森 申请人:西福根有限公司