专利名称：新型兔抗体人源化方法和人源化的兔抗体的制作方法
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相关申请本申请涉及且要求临时申请美国序列号60/924，550和60/924，551以及实用新 型专利申请美国序列号11/802，235的优先权，所述专利各自于2007年5月21日提交，并 且其内容通过引用整体合并入本文。此外，本申请要求下述PCT申请的优先权,并且通过 引用整体合并，该PCT申请于2008年5月21日提交，名称为“IL-6antibodies and Use Thereof and TNF-Alpha Antibodies”，并且所述 PCT 申请以代理人案号 67858-701902 和 67858-701802 提交。本发明提供了基于氨基酸序列和同源性的新型和改良方法，用于修饰(人源化) 兔抗体氨基酸可变重链和轻链多肽序列或来自紧密相关的物种例如其他兔形目动物的抗 体。相对于亲本抗体例如兔抗体,所得到的经修饰的抗体序列在人中具有更少免疫原性或 无免疫原性,并且相对于经修饰的(人源化)抗体序列所衍生来源的亲本抗体,保留相同或 基本上相同的抗原结合亲和力。本发明进一步提供了衍生自通过此种方法产生的兔抗体的人源化的可变轻链和 可变重链。如下文所示,本发明的方法可重现地产生保留原始兔抗体的抗原特异性和亲和 力的人源化抗体。本发明的操作一般而言依赖于兔抗体互补决定区(CDR)中包含的特定氨 基酸残基(“选择性决定残基”)从兔抗体转移到同源的人抗体可变重链和轻链多肽序列 上。在更具体的实施方案中，本发明例示了对于白介素 6(IL 6)或肿瘤坏死因子 a (下文“TNF-a ”)具有结合特异性的人源化抗体及其人源化抗体片段和变体,其使用
。然而，应当理解本文提供的新型人源化方案可应用 目动物衍生抗体的人源化，所述抗体与任何所需抗原特异性结合。这包 染物(病毒、细菌、真菌、寄生虫等)，变应原，人抗原例如酶、激素、自身 抗原、生长因子、细胞因子、受体、受体配体、免疫调整(immimoregularoty)和免疫调节 (immunomodulatory)分子等的抗原特异的抗体。本发明还涉及使用根据本发明产生的人源化抗体和抗体片段作为治疗和用于诊 断用途例如用于体外和体内筛选测定法的方法,用于检测与此种抗原相关的疾病和病症。 例如,这包括使用针对IL-6或TNF- a的抗体的体内成像筛选方法,和通过施用所述人源化 抗体或其片段治疗与TNF-a 抗体在免疫应答中起关键作用。它们可以灭活病毒和细菌毒素，并且在召募补体 系统和各种类型的白血细胞以杀死侵入微生物和大型寄生虫方面是必需的。抗体专有地通 过B淋巴细胞合成，并且以数百万种形式产生，各种具有不同的氨基酸序列和对于抗原的 不同结合位点。抗体统称为免疫球蛋白(Ig),属于血液中最丰富的蛋白质组分。Alberts等人，Molecular Biology of the Cell,第 2 片反，1989, GarlandPublishing, Inc。
典型的抗体是具有2条相同的重(H)链(各自包含约440个氨基酸)和2条相同 的轻(U链(各自包含约220个氨基酸)的Y形分子。4条链通过非共价和共价(二硫) 键的组合结合在一起。蛋白水解酶例如木瓜蛋白酶和胃蛋白酶可以使抗体分子分成不同的 特征片段。木瓜蛋白酶产生各自具有1个抗原结合位点的2个分开且相同的Fab片段,和 1个Fc片段。胃蛋白酶产生1个F(ab' )2片段。Alberts等人，Molecular Biology of the Cell，第 2 片反，1989，GarlandPublishing, Inc。 L和H:链都具有在其氨基末端处的可变序列但在其羧基末端处的恒定序列。L链具 有长约110个氨基酸的恒定区和相同大小的可变区。H链也具有长约110个氨基酸的可变 区，但H链的恒定区长约330或440个氨基酸，依赖于H链的种类。Alberts等人，Molecular Biologyof the Cell，第 2 版，1989，Garland Publishing, Inc.在第 1019 页。仅部分可变区直接参与抗原的结合。研究已显示L和H链的可变区中的可变性大 部分限制于每条链中的3个小高变区(也称为互补决定区,或CDR)。可变区的其余部分称 为构架区(FR)是相对恒定的。Alberts等人，Molecular Biology of the Cell，第2版， 1989, GarlandPublishing, Inc.在第 1019-1020 页。天然免疫球蛋白已在测定法、诊断和至更有限程度的治疗中使用。然而，特别是在 治疗中的此种用途已受天然免疫球蛋白的多克隆性质所阻碍。限定特异性的单克隆抗体的 出现增加用于治疗用途的机会。然而，在用靶蛋白质免疫接种啮齿类动物宿主动物，以及产 生目的抗体的啮齿类动物脾细胞与啮齿类动物骨髓瘤细胞的后续融合后，产生大多数单克 隆抗体。因此,它们基本上是啮齿类动物蛋白质,并且像这样在人中是天然免疫原性的，常 常产生不希望有的免疫应答称为HAMA(人抗小鼠抗体)应答。许多团体已设计了减少治疗性抗体的免疫原性的技术。传统地，通过与供体抗体 的同源性程度选择人模板,即将在可变区中与非人抗体最同源的人抗体用作模板用于人源 化。基本原理是构架序列用于使CDR保持在其正确的空间方向上用于与抗原相互作用，并 且构架残基有时甚至可以参与抗原结合。因此,如果所选择的人构架序列最类似于供体 构架的序列，那么这将使亲和力保留在人源化抗体的可能性达到最大。例如，Winter(EP No. 0239400)提出使用长寡核苷酸通过定点诱变产生人源化抗体，以便移植来自每个重链 和轻链可变区的3个互补决定区(CDR1、⑶R2和CDR3)。尽管这种方法已显示出起作用，但 它限制了选择支持供体CDR的最佳人模板的可能性。尽管人源化抗体在人中比其天然或嵌合配对物具有更少免疫原性，但许多团体发 现CDR移植的人源化抗体可能显示显著降低的结合亲和力(例如，Riechmann等人，1988， Nature 3 32:323-327)。例如，Reichmann和同事发现CDR区单独的转移在CDR移植的产 物中不足以提供满意的抗原结合活性，并且还必须使人序列在位置27处的丝氨酸残基转 变成相对应的大鼠苯丙氨酸残基。这些结果指出对人序列在CDR区外的残基的改变可能是 必须的，以获得有效的抗原结合活性。即使如此，结合亲和力仍显著低于原始单克隆抗体的 那种。例如，Queen等人(美国专利号5, 530，101)描述了与白介素_2受体结合的人源 化抗体的制备，其通过使鼠类单克隆(抗Tac MAb)的CDR与人免疫球蛋白构架和恒定区相 组合。选择人构架区以使与抗Tac Mab序列的同源性达到最大。此外，将计算机建模用于鉴定可能与CDR或抗原相互作用的构架氨基酸残基,并且在人源化抗体中的这些位置处使 用小鼠氨基酸。据报告获得的人源化抗Tac抗体具有对于白介素-2受体(p55)3xl0_9 M—1 的亲和力，这仍仅是鼠类Mb的亲和力的约三分之一。其他团体鉴定了在可变区的构架内的进一步位置(即，在可变区的a)R和结构环 外)，在其上残基的氨基酸同注可能促成获得具有满意的结合亲和力的CDR移植产物。参 见例如，美国专利号6，054，297和5，929，212。然而，可能无法预先了解特定CDR移植排列 对于任何给定目的抗体如何有效。l,eung(美国专利申请公开号US 2003/0040606)描述了构架修补(patching)方 法，其中将免疫球蛋白的可变区划分成FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3和FR4,并且通过非 人抗体和人抗体模板之间的最佳同源性选择个别FR序列。然而，这种方法是劳动密集型 的，并且可能不容易鉴定最佳构架区。随着更多治疗性抗体被开发并且持有更有希望的结果，能够减少或消除所施用的 抗体引起的机体的免疫应答是重要的。因此，允许有效和快速改造抗体成为人样和/或允 许使抗体人源化的劳动减少的新方法提供极大的利益和医学价值。本文参考文献的引用或讨论不应解释为这是本发明的现有技术的承认。发明概述本发明部分基于用于产生人源化可变重区域和/或轻区域和包含此种人源化可 变重区域和轻区域的人源化抗体或抗体片段的新人源化策略，所述区域衍生自兔或其他兔 形目动物抗体。优选地,用于人源化的这些兔或其他兔形目抗体衍生抗体衍生自得自免疫 接种兔的克隆B细胞群体。更具体而言,本发明提供了用于人源化衍生自兔或另一种兔形目动物抗体的抗体 可变轻链的新型人源化策略，其依赖于选择合适的同源人轻链可变序列和保留兔轻链CDR 中包含的特定选择性决定残基作为人源化策略的部分。“选择性决定残基”在下文中更详细地定义，但基本上对应于兔a)R区中包含的特 定氨基酸残基,与用于衍生人源化抗体的人种系CDR中包含的相对应氨基酸残基比较,基 于其结构和/或化学性质，所述氨基酸残基被认为对抗原识别和/或抗原结合具有显著影 响。此外,更具体而言，本发明提供了用于人源化衍生自兔或另一种兔形目动物抗体 的抗体可变重链的新型策略,其依赖于选择合适的同源重链可变序列和保留特定选择性决 定残基作为人源化策略的部分。此外，更具体而言，本发明提供了用于产生包含人源化可变重链和/或轻链的人 源化抗体和抗体片段的新型人源化策略,所述链衍生自兔或另一种兔形目动物抗体可变重 链和轻链多肽。更具体而言，本发明提供了用于产生衍生自兔形目动物(兔)轻链抗体序列的人 源化轻链抗体序列的人源化策略，其包括下述步骤(1)从与所需抗原特异性结合的兔抗体获得兔轻链抗体序列，并且鉴定跨越所包 括的构架1(FR1)开始到构架3(FR3)结束的氨基残基；(i i)使用跨越FR1幵始到FR3结束序列的所述兔轻链抗体氨基酸序列进行针对包 含人轻链抗体可变序列的文库的同源性搜索，并且鉴定对其显示基本序列同源性的人轻链抗体序列，即相对于文库中的其他人轻链抗体可变序列，优选与其具有至少80% -90%同 一性和/或在氨基酸水平上显示最大的序列同一性；(iii)在兔和人轻链可变序列中鉴定对应于FRl、TO2、ra3、CDRl、CDR2区域的排列 及其特定残基,并且比对在兔和所选择的人抗体轻链中的这些不连续区域；(iv)构建DNA或氨基酸序列,其中将所选择的同源人轻链序列的CDR1和CDR2区 域中至少不同于兔轻链CDR1和CDR2中的相对应选择性决定残基的氨基酸残基用兔CDR1 和CDR2区域中的相对应选择性决定残基替代；(v)将编码或包含兔CDR3轻链抗体序列的相对应氨基酸残基的DNA序列或多肽进 一步附着至通过步骤(iv)获得的DNA或氨基酸序列；(vi)进一步选择与兔轻链中包含的FR4同源且优选与其相差至多2-4个氨基酸残 基的人轻链构架4区(FR4),并且使编码所述人FR4的DNA序列或所述人FR4的相对应氨基 残基附着至在步骤(v)后获得的DNA或氨基酸序列上；和(vii)合成编码或包含步骤⑴到(vi)中得到的人源化的兔轻链序列的DNA或氨 基酸序列。此外，更具体而言，本发明提供了用于产生来自兔重链抗体序列的人源化重链抗 体序列的人源化策略,其包括下述步骤(i)从与所需抗原特异性结合的兔抗体获得兔重链抗体序列，并且鉴定跨越所包 括的构架1(FR1)幵始到构架3(FR3)结束的氨基残基；(ii)使用跨越FR1开始到FR3结束序列的所述兔重链抗体氨基酸序列进行同源性 搜索(例如，通过包含人种系抗体序列的文库的BLAST搜索)，并且鉴定与其同源的人重链 抗体序列，即相对于文库中的其他人重链抗体可变序列,优选在氨基酸水平上与其具有至 少80% -90%同一性和/或在氨基酸水平上显示最大的序列同一性；(iii)在兔和人重链序列中鉴定对应于FR1、FR2、FR3、CDR1、CDR2区域的排列及其 特定残基，并且针对所选择的同源人抗体重链的相对应区域比对兔的这些不连续区域；(iv)构建DNA或氨基酸序列,其中将所选择的同源人重链序列的CDR1和CDR2区 域中至少不同于兔重链CDR1和CDR2区域中的相对应选择性决定残基的氨基酸残基用兔重 链序列的CDR1和CDR2区域中包含的相对应选择性决定残基替代，并且进一步任选用兔重 链FR1的相对应末端1-3个氨基酸替换人重FR1区的末端1 3个氨基酸；和/或任选用兔 重链构架2的相对应末端氨基酸残基替换人重链构架2区域的末端氨基酸,和/或任选用 相对应人CDR2残基(一般是丝氨酸)替换来自兔重链CDR2的末端的第4个氨基酸(一般 是色氨酸)；(v)将编码或具有兔重链⑶R3的相对应氨基酸残基的DNA序列进一步附着至通过 步骤(iv)获得的DNA或氨基酸序列,所述氨基酸残基包含在相同的兔重链抗体序列中；并 且所述兔CDR3长度一般是5-19个氨基酸(并且其中所述CDR3 一般在残基WGXG前并且进 一步其中X—般是Q或P)；(vi)进一步选择与其同源的人重链构架4区域(FR4)(优选与人源化的兔抗体重 链序列中包含的FR4相差至多4个氨基酸残基),并且使编码所述所选择的同源人FR4的 DNA序列或所述人FR4的相对应氨基残基附着至在步骤(v)后获得的DNA或氨基酸序列上 (通常这种人FR4 DNA或多肽序列将编码或包含WGQGTLVTVSS)；和
(vii)合成编码或包含步骤⑴到(vi)中得到的人源化的兔重链序列的DNA或氨
基酸序列。此外，更具体而言，本发明提供了用于产生人源化抗体或抗体片段的人源化策略， 所述人源化抗体或抗体片段包含衍生自兔轻链抗体序列的至少一种人源化轻链抗体序列 和/或衍生自兔抗体重链的至少--种人源化重链序列，其中此种人源化轻链和/或重链序 列根据下述步骤衍生自兔重链和轻链(i)从对所需抗原特异的兔抗体获得兔轻链抗体序列，并且鉴定跨越所包括的构 架1 (FR1)开始到构架3(FR3)结束的氨基残基；(ii)使用跨越FR1开始到FR 3结束序列的所述兔轻链抗体氨基酸序列进行针对 包含人轻链抗体序列的文库的同源性搜索，并且鉴定与其同源的人轻链抗体序列，即相对 于文库中的其他人轻链抗体可变序列,优选在氨基酸水平上与其至少80% -90%等同和/ 或在氨基酸水平上显示最大的序列同一性；(iii)在兔和人轻链序列中鉴定对应于FR1、FR2、FR3、CDR1、CDR2区域的排列及其 特定残基，并且比对兔轻链的这些不连续区域与所选择的同源人轻链区的相对应区域；(iv)构建DNA或氨基酸序列，其中将所选择的同源人轻链序列的CDR1和CDR2区 域中至少不同于兔可变轻链CDR1和CDR2区域中的相对应选择性决定残基的氨基酸残基用 兔轻链序列的兔CDR1和CDR2区域中的相对应选择性氨基酸残基替代；(v)将编码或具有兔轻链抗体序列中包含的CDR3的相对应氨基酸残基的DNA序列 进一步附着至通过步骤(iv)获得的DM或氨基酸序列；(vi)进一步选择与所述兔抗体轻链中包含的FR4同源且人FR4优选与兔抗体轻 链序列的FR4相差至多2-4个氨基酸残基的人轻链构架4区(FR4),并且使编码所述人FR4 的DNA序列或所述人FR4的相对应氨基残基附着至在步骤(v)后获得的DNA或氨基酸序列 上；和(vii)合成编码或包含步骤⑴到(vi)中得到的人源化的兔轻链序列的DNA或氨 基酸序列；和/或进一步产生来自兔重链抗体序列的人源化重链抗体序列，其包括下述步(1)从对所需抗原特异的兔抗体获得兔重链抗体序列，并且鉴定跨越所包括的构 架1 (FR1)开始到构架3(FR3)结束的氨基残基；(ii)使用跨越FR1开始到FR3结束序列的所述兔重链抗体氨基酸序列进行同源 性搜索，例如，通过包含人种系抗体序列的文库的BLAST搜索，并且鉴定如下人重链抗体序 列，相对于文库中包含的其他人重链抗体可变序列，所述人重链抗体序列在氨基酸水平上 与其至少85% -90%等同和/或在氨基酸水平上显示最大的序列同--'性；(iii)在兔和人重链序列中鉴定对应于FR1、FR2、FR3、CDR1、CDR2区域的排列及其 特定残基，并且针对所选择的同源人重链比对兔抗体的这些不连续区域；(iv)构建DNA或氨基酸序列,其中所选择的同源人重链序列的CDR1和CDR2区域 中至少不同于兔可变重链CDR1和CDR2区域中的相对应选择性决定残基的氨基酸残基用兔 重链序列的CDR1和CDR2区域中的相对应选择性决定残基替代，和/或任选用兔重链FR1的 末端H个氨基酸替换人重FR1区域的最后个氨基酸；和/或任选用兔重链构架2末端氨基酸残基替换人重链构架2区域的末端氨基酸；和/或进一步任选用相对应人CDR2 残基(一般是丝氨酸)替换来自兔重链CDR2的末端的第4个氨基酸(一般是色氨酸)；(v)将编码或相同兔重链抗体序列中包含的兔重链CDR3的相对应氨基酸残基的 DKA序列进一步附着至通过步骤(iv)获得的DNA或氨基酸序列；(所述CDR3长度一般是 5-19个氨基酸)(并且所述CDR3进一步一般在WGXG前)；(vi)进一步选择与其同源的人重链构架4区域(FR4)(即，优选与人源化的兔抗体 重链序列中包含的FR4相差至多2-4个氨基酸残基)，并且使编码所述所选择的同源人FR4
上(通常人FR4DNA或多肽序列将编码或包含WGQGTLVTVSS)；和(vii)合成编码或包含步骤⑴到(vi)中得到的人源化的兔重链序列的DNA或氨 基酸序列；并且使用如上所述产生的所述合成的人源化重链和轻链DNA或氨基酸序列，以产 生包含至少一条人源化的兔轻链和/或至少--条人源化的兔重链的人源化抗体或片段或 编码DNA序列。此外,本发明提供了新型和改良的人源化抗体重链和轻链、以及包含通过主题人 源化方法产生的所述人源化重链和轻链的抗体、及其在治疗和诊断方法中的用途。特别地,本发明提供了人源化抗体轻链,其包含下述(i)跨越FR1的第一个残基 到FR 3的末端的氨基酸残基，包括选择自人种系序列文库的人轻链种系序列的CDR1和 CDR2区域，所述选自基于其跨越FR1到FR3的氨基酸残基(相对于文库中的其他人轻链种 系序列，相对于跨越FR1到FR3的兔可变轻链中的所述区域，优选在氨基酸水平上具有最大 序列同一'性百分比的序列)在氨基酸水平上与待人源化的对所需抗原具有特异性的亲本 兔抗体轻链的相对应氨基酸残基的更大同源性(序列同一性)；和(ii)进一步其中对应于 相同亲本兔抗体的轻链中的“选择性决定残基”的在CDR1和CDR2中的CDR残基用相对应 兔选择性决定残基替换；(iii)包含相同亲本兔抗体的整个CDR3区域的氨基酸残基；(iv) 基于其与相同亲本兔抗体的轻链中包含的相对应FR4区域的更大同源性(序列同-一性)，包 含衍生自人种系序列文库的抗体轻链的整个FR4区域的氨基酸残基；和(v)进一步其中将 所选择的同源人FR区域中的人FR1、FR2, FR3和FR4区域的少数或无FR残基用相对应兔 FR残基替代(即，在人源化的亲本兔轻链抗体序列中的一个或多个相对应位点处存在的残 此外，本发明提供了人源化抗体重链多肽，其包含至少下述(i)跨越FR1的第一 个残基到FR3的末端的氨基酸残基，包括选择自人种系序列文库的人种系序列的CDR1和 CDR2区域，所述选择基于其跨越FR1到FR3的所选择的氨基酸残基(相对于文库中的其他 人种系序列)与待人源化的对所需抗原具有特异性的亲本兔抗体重链的相对应氨基酸残 基的更大同源性(在氨基酸水平上的序列同一性百分比)；和(ii)进一步其中对应于相同 亲本兔抗体的重链的CDR1和CDR2区域中的“选择性决定残基”的在人重链的CDR1和CDR2 区域中的CDR残基用兔重链的CDR1和CDR2区域中包含的相对应重链选择性决定残基替 换；(iii)包含相同亲本兔抗体的整个CDR3区的氨基酸残基；(iv)基于其与相同亲本兔抗 体的重链中包含的相对应FR4区域的更大同源性(序列同一性)，衍生自人种系序列文库 的FR4区域；和(V)其中人重FR1区域的最后1-3个氨基酸任选用相对应兔重链FR1残基
14的末端1-3个氨基酸替换；和/或人重链构架2区域的末端氨基酸任选用兔重链构架2的 相对应末端氨基酸残基替换；和/或来自兔重链CDR2的末端的第4个氨基酸(一般是色氨 酸)任选用相对应人CDR2残基(一般是丝氨酸)替换；和(Vi)其中所选择的同源人FR区 域的少数或无其余FR残基用相对应兔冊残基替代(即，在人源化的兔抗体重链中的一个 或多个相对应位点处存在的FR残基)。此外，本发明提供了包含前述人源化重链和轻链多肽的新型和改良的人源化抗 体，和编码所述人源化重链和轻链多肽的核酸序列，和包含所述人源化重链和轻链的人源 化抗体,和载体，以及包含所述载体和核酸序列的宿主细胞,及其在治疗和诊断方法和组合 物中的用途。本发明进一步考虑了使所述人源化重链或轻链DNA或多肽与包含或编码所需抗 体恒定结构域优选人抗体恒定结构域的DNA或多肽序列附着，和/或在抗体多肽或核酸序 列的羧酸或氨基末端处与所需效应物部分的附着(直接或间接)，所述效应物部分例如毒 素、药物、放射性核素、荧光团、酶、细胞因子、或易位序列例如信号肽、和促进亲和力分离的 多肽。发明简要概述如讨论的,本发明提供了用于获得衍生自兔抗体的人源化可变轻链和可变重链的 新型和改良方法，和通过此种方法产生的人源化重链和/或轻链多肽和编码DNA。本发明的 方法可重现地产生这样的人源化抗体，其在人中应基本____丨二无免疫原性，并且保留亲本兔抗 体的抗原特异性和基本上或完全地结合亲和力。本发明的操作一般而言依赖于特定氨基酸 残基从供体兔抗体(特别是假定在抗原识别和结合中起作用的选择性决定残基和必要时 少数构架残基)转移到同源的受体人抗体可变重链和轻链多肽序列上。更具体而言，本发明涉及用于人源化衍生自兔抗体的抗体可变轻链的新型人源化 策略，其将不连续数目的在本文中称为“选择性决定残基”的兔轻链CDR残基和任选地无或 极少数构架残基掺入到同源的人抗体轻链序列上。此外，更具体而言,本发明提供了用于人源化衍生自兔抗体的抗体可变重链的新 型策略，其将无或极少数不连续数目的兔CDR掺入同源的人重链序列....丨二。此外，更具体而言，本发明涉及用于产生包含人源化可变重链和/或轻链的人源 化抗体和人源化抗体片段的新型和改良的人源化策略，所述可变重链和/或轻链衍生自兔 抗体可变重链和轻链多肽以及合适的同源人抗体可变重链和轻链多肽,从而使得在人重链 和轻链CDR中包含的至少不同于兔重链和轻链CDR(选择性决定残基)中的相对应选择性 决定残基的特定残基保留在人源化重链和/或轻链区域中，并且其中人轻链中的极少数或 无构架残基和人重链中的极少数构架残基用相对应兔构架残基替代。此外,更具体而言,本发明涉及用于产生衍生自供体兔轻链抗体序列和受体人轻 链抗体序列的人源化轻链抗体序列的人源化策略，其包括F述步骤(i)从与所需抗原特异性结合的兔抗体获得兔轻链抗体序列，并且鉴定跨越所包 括的构架1 (FR1)开始到构架3(FR3)结束的氨基残基；(ii)使用跨越FR1开始到FR3结束序列的所述兔轻链抗体氨基酸序列进行针对包 含人轻链抗体可变序列的文库的同源性搜索，并且鉴定对其显示基本序列同源性的人轻链 抗体序列，即相对于包含人轻链抗体序列文库中的其他序列，优选在氨基酸水平上与其具有至少80% -90%同--'性和/或优选在氨基酸水平上具有最大的序列同--'性百分比；(iii)在兔和人轻链序列中鉴定对应于FR1、FR2、FR3、CDR1、CDR2区域的方向及其 特定残基，并且比对兔和所选择的人抗体轻链中的这些不连续区域；(iv)构建DNA或氨基酸序列,其中所选择的同源人轻链序列的CDR1和CDR2区域 中至少不同于兔轻链CDR1和CDR2区域中的相对应选择性决定残基的残基用兔轻链序列的 CDR1和CDR2区域中包含的相对应选择性决定残基替代；(v)将编码或包含兔CDR3轻链抗体序列的相对应氨基酸残基的DNA序列或多肽进 一步附着至通过步骤(iv)获得的DNA或氨基酸序列；(vi)进一步选择与兔轻链中包含的FR4同源且优选与其相差至多2-4个氨基酸残 基的人轻链构架4区域(FR4)，并且使编码所述人FR4的DNA序列或所述人FR4的相对应氨 基残基附着至在步骤(V)后获得的DM或氨基酸序列上；和(vii)合成编码或包含步骤⑴到(vi)中得到的人源化的兔轻链序列的DNA或氨 基酸序列。此外，更具体而言，本发明提供了用于产生来自兔重链抗体序列的人源化重链抗 体序列的人源化策略，其包括下述步骤(i)从与所需抗原特异性结合的兔抗体获得兔重链抗体序列，并且鉴定跨越所包 括的构架1(FR1)开始到构架结束的氨基残基；(ii)使用跨越FR1幵始到FR3结束序列的所述兔重链抗体氨基酸序列进行同源性 搜索(例如，通过包含人种系抗体序列的文库的BLAST搜索)，并且鉴定与其同源的人重链 抗体序列，即相对于包含人重链抗体序列的文库中的其他序列,优选在氨基酸水平上与其 具有至少85% -90%同--'性和/或优选在氨基酸水平上具有最大的序列同--'性百分比；(iii)在兔和人轻链序列中鉴定其对应于？1 1、[^2、？1 、001 1、0 2区域的残基， 并且针对所选择的同源人抗体重链的相对应区域比对兔的这些不连续区域；(iv)构建DNA或氨基酸序列，其中所选择的同源人重链序列的⑶R1和CDR2区域 中至少不同于兔重链序列的CDR1和CDR2区域中的相对应选择性决定残基的氨基酸残基由 兔重链序列的CDR1和CDR2区域中包含的相对应选择性决定残基替代，并且任选用兔重链 FR1的相对应末端1-3个氨基酸替换人重FR1区域的末端1-3个氨基酸；和/或任选用兔 重链构架2的相对应末端氨基酸残基替换人重链构架2区域的末端氨基酸，和/或任选用 相对应人CDR2残基(一般是丝氨酸)替换来自兔重链CDR2的末端的第4个氨基酸(一般 是色氨酸)；(v)将编码或具有兔重链CDR3的相对应氨基酸残基的DNA序列进一步附着至通过 步骤(iv)获得的DNA或氨基酸序列,所述氨基酸残基包含在相同的兔重链抗体序列中；并 且所述兔CDR3长度一般是5-19个氨基酸(这个CDR3 —般在残基WGXG前)；(vi)进一步选择与其同源的人重链构架4区域(FR4)(优选与人源化的兔抗体重 链序列中包含的FR4相差至多1-4个氨基酸残基)，并且使编码所述所选择的同源人FR4的 DKA序列或所述人FM的相对应氨基残基附着至在步骤(v)后获得的DNA或氨基酸序列上 (通常这种人FR4 DNA或多肽序列将编码或包含WGQGTLVTVSS)；和(vii)合成编码或包含步骤⑴到(vi)中得到的人源化的兔重链序列的DNA或氨 基酸序列。
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此外，更具体而言,本发明提供了用于产生人源化抗体或抗体片段的人源化策略, 所述人源化抗体或抗体片段包含衍生自兔轻链抗体序列的至少一种人源化轻链抗体序列 和/或衍生自兔抗体重链的至少一种人源化重链序列，其中此种人源化轻和重链序列根据 下述步骤衍生自兔重链和轻链(i)从对所需抗原特异的兔抗体获得兔轻链抗体序列，并且鉴定跨越所包括的构 架1(FR1)幵始到构架3(FR3)结束的氨基残基；(i i)使用跨越FR1开始到FR3结束序列的所述兔轻链抗体氨基酸序列进行针对包 含人轻链抗体序列的文库的同源性搜索,并且鉴定与其同源的人轻链抗体序列，即相对于 包含人轻链抗体序列的文库中的其他序列,优选在氨基酸水平上与其至少80% -90%等同 和/或优选在氨基酸水平上具有最大的序列同一性百分比；(iii)在兔和人轻链序列中鉴定对应于FRl、TO2、ra3、CDRl、CDR2区域的方向及其 特定残基,并且比对兔轻链的这些不连续区域与所选择的同源人轻链区域的相对应区域；(iv)构建DNA或氨基酸序列,其中所选择的同源人轻链序列的CDR1和CDR2区域 中包含的至少不同于兔CDR1和CDR2区域中包含的相对应选择性决定残基的残基用兔轻链 序列的相对应CDR1和CDR2区域替代；(v)将编码或具有兔轻链抗体序列中包含的CDR3的相对应氨基酸残基的DNA序 列(这个CDR3 --般包含9-15个氨基酸并且通常在FGGG残基前)进一步附着至通过步骤 (iv)获得的DNA或氨基酸序列；(vi)进一步选择与所述兔抗体轻链中包含的FR4同源且人FR4优选与兔抗体轻链 序列的FR4相差至多2-4个氨基酸残基的人轻链构架4区域(FR4)，并且使编码所述人FR4 的DNA序列或所述人FR4的相对应氨基酸残基附着至在步骤(v)后获得的DNA或氨基酸序 列上；和(vii)合成编码或包含步骤⑴到(vi)中得到的人源化的兔轻链序列的DNA或氨 基酸序列；和/或从兔重链抗体序列进一步产生人源化重链抗体序列,其包括下述步骤(i)从对所需抗原特异的兔抗体获得兔重链抗体序列，并且鉴定跨越所包括的构 架1 (FR1)开始到构架3 (FR3)结束的氨基残基；(ii)使用跨越FR1开始到FR3结束序列的所述兔重链抗体氨基酸序列进行同源 性搜索,例如,通过包含人种系抗体序列的文库的BLAST搜索,并且鉴定如下人重链抗体序 列，相对于包含人重链抗体序列的文库中的其他序列，所述人重链抗体序列在氨基酸水平 上与其至少80% -90%等同和/或优选在氨基酸水平上最大的序列同一性百分比；(i i i)在兔和人重链序列中鉴定其对应于FR1、FR2、FR3、CDR1、CDR2区域的残基， 并且针对所选择的同源人重链比对兔抗体的这些不连续区域；(iv)构建DNA或氨基酸序列，其中所选择的同源人重链序列的CDR1和CDR2区域 中包含的至少不同于兔重链CDR1和CDR2区域中包含的相对应选择性决定残基的残基用兔 重链序列的相对应CDR1和CDR2区域替代，和/或任选用兔重链FR1的末端1-3个氨基酸 替换人重FR1区域的最后1-3个氨基酸；和/或任选用兔重链构架2的末端氨基酸残基替 换人重链构架2区域的末端氨基酸；和/或进一步任选用相对应人CDR2残基(一般是丝氨 酸)替换来自兔重链CDR2的末端的第4个氨基酸(一般是色氨酸)；
(v)将编码或相同兔重链抗体序列中包含的兔重链CDR3的相对应氨基酸残基的 DNA序列(所述CDR3长度一般是5-19个氨基酸并且一般在WGXG前)进一步附着至通过步 骤(iv)获得的DNA或氨基酸序列；；(vi)进一步选择与其同源的人重链构架4区域(FR4)(即，优选与人源化的兔抗体 重链序列中包含的FR4相差至多2-4个氨基酸残基),并且使编码所述所选择的同源人FR4 的DNA序列或所述人FR4的相对应氨基残基附着至在步骤(v)后获得的DNA或氨基酸序列 上(通常人FR4DNA或多肽序列将编码或包含WGQGTLVTVSS)；和(vii)合成编码或包含步骤⑴到(vi)中得到的人源化的兔重链序列的DNA或氨 基酸序列；和产生包含所述人源化轻链和重链中至少一条的核酸序列或多肽；和合成编码人源化抗体或抗体片段的DNA或包含人源化抗体或抗体片段的多肽，所 述人源化抗体或抗体片段包含编码根据前述步骤产生的至少人源化轻链序列和/或至少 一条人源化重链的DNA,或包含根据前述步骤产生的至少人源化轻链序列和/或至少一条 人源化重链的多肽。本发明进一步考虑了使所述人源化抗体DNA或多肽与所需恒定结构域优选人恒 定结构域附着，和/或在羧酸或氨基末端处与所需效应物部分的附着(直接或间接)，所述 效应物部分例如毒素、药物、放射性核素、荧光团、酶、细胞因子、易位序列例如信号肽、和促 进亲和力分离的多肽。在更具体的实施方案中，本发明涉及对于TNF-a或IL_6具有结合特异性的特定 人源化抗体及其片段，特别是具有特定表位特异性和/或功能性质的人源化抗体。本发明的一个实施方案包含能够与IL-6或TNF- a和/或TNF- a /TNFR或IL-6/ IL-6R复合物结合的特异性人源化抗体及其片段。本发明的另一个实施方案涉及具有小于50皮摩尔的结合亲和力(Kds)和/或小 于或等于10 4 S 1的Km值的人源化抗体。在本发明的优选实施方案中，这些人源化抗体和人源化抗体片段和变体将衍生自 兔免疫细胞(B淋巴细胞)或较不优选地分泌对所需抗原特异的兔抗体的杂交瘤。此外，用 于人源化的兔抗体可以基于其与人种系抗体序列的同源性(序列同一性)进一步选择。这 些抗体可以进一步促进在人源化后功能性质的保留，因为当使用主题人源化方法时,较少 的氨基酸被修饰。本发明的--个进一步实施方案涉及根据本发明产生的例如对IL-6或TNF- a特异 的人源化抗体片段，包含根据本发明产生的人源化VH、VL和CDR多肽，例如衍生自通过兔免 疫细胞分泌的抗体和编码其的多核苷酸，以及这些抗体片段和编码其的多核苷酸在制备能 够识别所需抗原例如丨丄-6、TNF a和/或TNF- a /TNFR或IL-6/IL-6R复合物的新型抗体 和多肽组合物中的用途。本发明还考虑了与一种或多种功能或可检测部分缀合的主题人源化的兔抗体和 片段，例如人源化抗TNF- a或抗IL-6抗体及其结合片段的缀合物。本发明还考虑了制备所 述人源化抗TNF- a、IL-6或抗TNF- a /TNFR或抗IL-6/IL-6R复合物抗体及其结合片段的 方法。在一个实施方案中，结合片段包括但不限于人源化Fab、Fab'、F(ab' )2、Fv和scFv 本发明的实施方案进一步涉及对所需抗原特异的主题人源化抗体，例如人源化抗TNF-a或抗IL-6抗体用于诊断、评估和治疗与特定抗原例如TNF_ a、IL-6或其异常表达 相关的疾病和病症的用途。本发明还考虑了根据本发明的人源化抗体片段，例如人源化抗 TNF-a或抗IL-6抗体用于诊断、评估和治疗与特定抗原例如IL-6、TNF-a或其异常表达本发明的其他实施方案涉及在重组宿主细胞、优选二倍体酵母例如二倍体毕赤酵 母属(Pichia)和其他酵母菌株中，衍生自兔抗体序列的根据新型和改良的人源化方案产 生的人源化抗体和人源化抗体片段的产生。附图简述
图1包含示意性描述本发明兔抗体人源化方案的流程图。图2包含特定示例性可变轻链和可变重链多肽序列的比对，即，在人种系序列文 库中鉴定的抗原特异性兔抗体可变轻链多肽和可变重链多肽序列和同源人序列，以及使用 本发明人源化方案产生的最终人源化序列。构架区在其中标识为FR1-FR4。互补决定区 (CDR)标识为CDR1-CDR3。氨基酸残基如该图中所示进行编号且符合Kabat编号方案。最 初兔序列在该图和下文中对于兔可变轻链和可变重链多肽序列分别称为RbtVL和RbtVh。 在人种系序列文库中鉴定的跨越FR1开始到FR 3结束的最相似人种系抗体序列中的3个 在兔序列下进行比对。认为与兔序列最相似的人序列紧挨在兔序列下。在本发明人源化策 略的这个例证中，最相似的人种系序列对于轻链是L12A,并且对于重链是3-64-04。人CDR3 序列未显示。最紧密的人构架4序列在兔构架4序列F进行比对。垂直短划线指出其中兔 残基与在相同位置处的一个或多个人残基等同。粗体残基指出在该位置处的人残基与在相 同位置处的兔残基等同。最终的人源化序列对于可变轻序列和可变重序列分别称为VLh和 VHh。在该图中，下划线的残基指出该残基与在该位置处的兔残基相同,但不同于在3个比 对的人序列中该位置处的人残基。图3相似地包含衍生自IL-6特异性抗体的相同亲本兔可变重链和轻链序列、同 源人种系序列、以及使用主题人源化策略由其产生的2个人源化可变重链和轻链序列的比 对。特别地，该图包含原始兔轻链和重链序列、3个同源人种系序列和2个人源化重链序 列和2个人源化轻链序列，在其中称为“aggres”和“consrv”。从比对中可以看出人源化 “aggres"和“consrv ”序列在特定兔构架残基的存在或不存在下彼此不同。图4将衍生自对hIL 6和TNF-a特异的兔抗体的嵌合抗体与人源化抗体的解离 常数进行比较,其使用本发明的人源化操作产生。图5包含比较通过不同人源化抗体的IL-6依赖性T1165细胞增殖的拮抗的实验， 所述人源化抗体使用本发明的人源化操作产生、衍生自特异性兔抗IL4抗体。图6包含比较通过不同人源化抗体的hIL-6依赖性T1165细胞增殖的拮抗的实 验,所述人源化抗体使用本发明的人源化操作产生、衍生自特异性兔抗hIL-6抗体。图7包含比较通过嵌合抗TNF- a抗体与针对人源化抗体的抗体的hTNF- a依赖 性细胞毒性的拮抗的实验，所述嵌合抗TNF-a抗体衍生自兔抗hTNF-a抗体，所述所述人 源化抗体根据本发明的人源化操作由其产生。优选实施方案详述定义为这些可以改变。还应当理解本文使用的术语仅用于描述特定实施方案，并且不意欲限制 仅受所附权利要求限制的本发明的范围。如本文所使用的，除非上下文另有明确说明，单数形式“一”、“一个”和“一种”包 括复数指示物。因此’例如，提及“细胞”包括多个此种细胞,并且提及“蛋白质”包括提及 --种或多种蛋白质和本领域技术人员已知的其等价物，等等。除非另有明确说明，本文使用 的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解相同的含义。如本文所使用的，术语“受体”和“受体抗体”或“原始”或“亲本”抗体指提供或编 码用于根据本发明从兔抗体可变序列产生人源化抗体序列的序列的人抗体或核酸序列。一 般地,受体抗体将提供--个或多个构架区的至少80 %、至少85 %、至少90 %、至少95 %、至 少96、97、98、99或100%氨基酸序列。在某些实施方案中，术语“受体”指提供或编码一个或 多个恒定区的抗体或核酸序列。在另外一个实施方案中，术语“受体”指提供或编码一个或 多个构架区和恒定区的抗体或核酸序列。在一个具体实施方案中，术语“受体”指这样的人 抗体或核酸序列，其提供或编码一个或多个构架区的至少80%、优选至少85%、至少90%、 至少95%、至少96、97、98、99或100%氨基酸序列。依照这个实施方案，受体可以包含在人 抗体的一个或多个特定位置处不存在的至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个 或至少10个氨基酸残基。受体构架区和/或一个或多个受体恒定区可以例如衍生自或得 自种系抗体基因、成熟抗体基因、功能抗体(例如,本领域众所周知的抗体、开发中的抗体、 或商购可得的抗体)。如本文所使用的，术语“抗体”指单克隆抗体、多特异性抗体、人抗体、人源化抗体、 骆驼化(caraelised)抗体、嵌合抗体、单链Fvs (scFv)、单链抗体、单结构域抗体、Fab片段、 Fab'片段、F(ab ' )2片段、二硫键连接的Fvs (sdFv)、抗独特型(抗Id)抗体和任何上述的 表位结合片段。特别地，抗体包括免疫球蛋白分子和免疫球蛋白分子的免疫活性片段，即包 含抗原结合位点的分子。免疫球蛋白分子可以是任何类型(例如，IgG、IgE、IgM, IgD、IgA 和IgY),种类(例如IgGl、IgG2、IgG3、IgG4、IgAl和IgA2)或亚类。如所述的,本发明一般 而言涉及通过使对所需抗原特异的兔供体抗体的特定残基和同源人(受体)抗体序列相组 合产生的人源化抗体和人源化抗体片段。一般的抗体包含与2条轻链配对的2条重链。全长重链大小约50kD (长度约446 个氨基酸)，并且由重链可变区基因(约116个氨基酸)和恒定区基因编码。在本发明中， 基本上将编码人源化可变轻链序列和人源化可变重链序列的2个核酸或遗传组分融合在 一起，以产生编码人源化可变链的构建体，所述序列包含所需抗原特异性和功能性质的兔 抗体的特定CDR残基并且可以简称为外显子，当这个构建体在合适的表达系统中表达时， 所述构建体导致人源化可变区的表达。如果恒定区存在,那么主题人源化抗体将包含人恒定区。存在编码不同同种型例 如a、Y (IgGl、IgG2、IgG3、IgG4)、S、e和u序列的重链恒定区的不同恒定区基因。全 长轻链大小约25Kd (长度约214个氨基酸)，并且由轻链可变区基因(约110个氨基酸)和 k或、恒定区基因编码。轻链和/或重链的可变区负责与抗原结合，并且恒定区负责抗体 -一般的效应子功能。如本文所使用的，术语“类似物”在蛋白质性质试剂(例如，蛋白质、多肽和肽，例 如抗体)的上下文中指这样的蛋白质性质试剂，其具有与第二种蛋白质性质试剂相似或相同功能，但不一定包含第二种蛋白质性质试剂的相似或相同氨基酸序列，或具有第二种蛋 白质性质试剂的相似或相同结构。具有相似氨基酸序列的蛋白质性质试剂指满足F述至少 一种的第二种蛋白质性质试剂(a)具有与第二种蛋白质性质的氨基酸序列至少30%、至 少35 %、至少40 %、至少45 %、至少50 %、至少55 %、至少60 %、至少65 %、至少70 %、至少 75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%或至少96、97、98、99或100%相同的氨基 酸序列的蛋白质性质试剂；(b)由如下核苷酸序列编码的蛋白质性质试剂，所述核苷酸序 列在严格条件下与编码第二种蛋白质性质试剂的核苷酸序列杂交，所述第二种蛋白质性质 试剂具有至少5个邻接氨基酸残基、至少10个邻接氨基酸残基、至少15个邻接氨基酸残 基、至少20个邻接氨基酸残基、至少25个邻接氨基酸残基、至少40个邻接氨基酸残基、至 少50个邻接氨基酸残基、至少60个邻接氨基酸残基、至少70个邻接氨基酸残基、至少80个 邻接氨基酸残基、至少90个邻接氨基酸残基、至少100个邻接氨基酸残基、至少125个邻接 氨基酸残基或至少150个邻接氨基酸残基；和(c)由如下核苷酸序列编码的蛋白质性质试 剂，所述核苷酸序列与编码第二种蛋白质性质试剂的核苷酸序列至少30%、至少35%、至 少40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少65%、至少70%、至少75%、至少 80%、至少85%、至少90%、至少95%或至少96、97、98、99或100%相同。具有与第二种蛋 白质性质试剂相似的结构的蛋白质性质试剂指具有与第二种蛋白质性质试剂相似的二级、 三级或四级结构的蛋白质性质试剂。蛋白质性质试剂的结构可以通过本领域技术人员已知 的方法进行测定，包括但不限于，肽测序、X射线晶体学、核磁共振、圆二色性和结晶学电子 显微镜检查。为了测定2个氨基酸序列或2个核酸序列的同一性百分比,序列就最佳比较目的 进行比对(例如,可以将缺口引入第一个氨基酸或核酸序列的序列中用于与第二个氨基酸 或核酸序列的最佳比对)。随后比较在相对应氨基酸位置或核苷酸位置处的氨基酸残基或 核苷酸。当第一个序列中的位置由与第二个序列中的相对应位置相同的氨基酸残基或核苷 酸占据时，那么分子在那个位置处是相同的。2个序列之间的同一性百分比是由序列共享的 相同位置数目的函数(即，同-一性％ =相同重叠位置数目！位置总数目乘以100% )。在一 个实施方案中，2个序列是相同长度的。如所述的，本发明在其人源化策略中选择与兔轻链 或重链可变区的相对应可变区具有高序列同一性或同源性的人可变区，所述兔轻链或重链 可变区用于衍生相对应“人源化”变体。一般地,所选择的人可变区在包含⑶R1和CDR2区 域的可变区的特定部分上将与相对应兔可变序列具有至少80%或更大的序列同--'性。理想 地，如通过合适方法例如BLAST搜索测定的，与包含人抗体可变区编码序列的人种系序列 群体或文库的所有其他成员比较，所选择的人可变区与兔可变区将具有最大的同源性或序 列同一性。此外，主题人源化策略中使用的优选或前导候选兔抗体可以基于其与人种系序 列的高同源性或序列同一性选自兔抗体群体(可比较亲和力和/或功能特征)。这可能是 因为本发明在优选实施方案中使用B细胞免疫接种方案产生其亲本抗体，已发现所述B细 胞免疫接种方案产生对识别在抗原靶例如IL-6上的不同表位的靶特异的许多(例如，10种 或更多)高亲和力抗体。在某些情况下,这个同一性可以基本上使得人源化抗体和亲本抗 体可以在人受试者中具有相似的免疫原性性质，已知与一般用于人源化的其他动物例如啮 齿类动物和豚鼠比较，人和兔抗体之间的高序列同一性。2个序列之间的同一性百分比的测定也可以使用数学算法来完成。用于2个序列比较的数学算法的优选、非限制性例子是Karl in和Altschul, 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 87 2264-2268,如在 Karl in 和 Altschul, 1993，Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 90 5873-5877中修饰的算法。将此种算法并入Altschul等人，1990’ J. Mol. Biol. 215 403的 NBLAST和XBLAST程序内。BLAST核苷酸搜索可以用NBLAST核苷酸程序参数组来执行，例 如对于得分=100,字长=12获得与本发明的核酸分子同源的核苷酸序列。BLAST蛋白质 搜索可以用XBLAST程序参数组来执行，例如对于得分-50，字长=3获得与本发明的蛋白质 分子同源的氨基酸序列。为了获得用于比较目的的缺口比对 ，可以利用如Altschul等人， 1997，Nucleic Acids Res. 25 :3389-3402 中所述的 Gapped BLAST。备选地，PSI-BLAST 可 以用于执行检测分子之间的距离关系的迭代搜索(同上)。当利用BLAST.GappedBLAST和 PSI-Blast程序时，可以使用各自程序(例如XBLAST和NBLAST的)缺省参数(参见，例如 NCBI网站)。用于序列比较的数学算法的另一个优选、非限制性例子是Myers和Miller， 1988, CABI0S 4 :11-17的算法。将此种算法并入其为GCG序列比对软件包的部分的ALIGN 程序(版本2.0)中。当利用ALIGN程序用于比较氨基酸序列时,可以使用PAM120权重残 基表、缺口长度罚分12和缺口罚分4。2个序列之间的同一性百分比可以使用类似于上文描述的技术进行测定，允许或 不允许缺口。在计算同一性百分比中，一般仅计数确切匹配。如本文所使用的,术语“CDR”指在抗体可变序列内的互补决定区。在重链和轻链 的每个可变区中存在3个CDR,对于每个可变区指定为CDR1、CDR2和CDR3。这些CDR的 确切边界已根据不同系统进行不同限定。由Kabat(Kabat等人，Sequences of Proteins of Immuno1ogicalInterest(National Institutes of Health, Bethesda, Md. (1987)禾D (1991))描述的系统不仅提供可应用于抗体的任何可变区的明确残基编号系统,还提供限 定3个CDR的精确残基边界。这些CDR可以称为Kabat CDR。Chothia和同事(Chothia和 Leska,J. Mol Biol. 196 :901-917 (1987)和 Cho thia 等人，Nature 342:877-883(1989))发 现在Kabat CDR内的特定亚部分采用接近相同的肽主链构象,尽管在氨基酸序列水平上具 有很高的多样性。这些亚部分指定为L1、L2和L3或H1、H2和H3,其中“L”和“H”分别指轻 链和重链区域。这些区域可以称为Chothia CDR，其具有与Kabat CDR重叠的边界。限定与 Kabat CDR重叠的 CDR 的其他边界已由 Padlan(FASEB J. 9 :133-139 (1995))和MacCallum(J Mol Biol 262(5) :732-45 (1996))描述。另外的CDR边界定义可能不严格遵循上述系统之 --，但仍将与Kabat CDR重叠,尽管根据特定残基或残基组或甚至整个CDR不显著影响抗原 结合的预测或实验发现，它们可能缩短或延长。本文使用的方法可以利用根据任何这些系 统限定的CDR，尽管优选实施方案使用Kabat或Chothia限定的CDR。如下所述，这些CDR 包含称为“选择性决定残基”被认为在抗原结合或识别中重要的不连续残基。在本发明中的表达“选择性决定残基”指兔可变重链和轻链多肽中包含的特定氨 基酸残基，其被认为明显涉及抗原识别和/或抗原结合。在本发明的人源化策略中，兔CDR 区域中的这些选择性决定残基以经验为主如下进行鉴定通过比较所有兔CDR残基与所选 择的同源人可变区中的相对应残基，并且基于这个比较鉴定假定的“选择性决定残基”。如 果根据Kabat编号方案特定CDR残基基本上不同于相对应人CDR残基,那么它基本上被视 为选择性决定残基。“基本上”在本文中指兔和人种系CDR氨基酸残基之间的显著化学或结 构差异，例如电荷、荷电对未荷电、大侧链的存在或不存在中的差异等。例如,如果兔CDR氨基酸残基包含大侧链，并且相对应人CDR氨基酸残基不包含,那么兔CDR残基将视为选择性 决定残基，并且将保留在人源化可变区中。此外，如果兔可变区中的CDR氨基酸残基是碱性 氨基酸，并且人CDR中的相对应氨基酸残基是酸性氨基酸残基,那么兔CDR中的这个残基将 被确定为选择性决定残基，并且将保留在人源化可变区中。相比之下,如果兔CDR中的CDR 残基和人CDR中的相对应残基都是酸性或都包含相似的大侧链,那么残基将被确定为不是 选择性决定残基，并且人CDR残基在人源化可变区中将不被修饰。使兔CDR区中的特定残 基分类为在本人源化策略中使用的“选择性决定”或“非选择性决定”以便选择应保留在人 源化可变区中的特定兔CDR残基的这个方法，类似于在用于测定氨基酸置换修饰可以视为 保守还是非保守的蛋白质诱变中使用的标准。然而,应当理解尽管基于这些残基中的每个 在抗原识别和/或结合中起作用的推测，本发明在人源化可变区多肽中一般保留所有此种 选择性决定残基，但在某些情况下，可以在不同人源化可变链变体合成后确定，特别假定的 选择性决定残基的保留就包含人源化可变区的抗体的抗原结合而言是非必需的。例如，如 果亲本兔抗体对于靶抗原具有极高的抗原亲和力，那么所有假定的选择性决定残基的保留 可能对于衍生具有所需抗原结合识别和亲和力的人源化抗体不是必需的。这可以通过合成 不同人源化可变区多肽以经验为主进行确定。此外，特定CDR残基作为选择性决定或非选 择性决定的鉴定可以依赖于所选择的同源人可变区的一个或多个特定序列而变。表达“可变区”或“VR”指在抗体中的每对轻链和重链内直接涉及抗体与抗原结合 的结构域。每条重链在一个末端处具有可变结构域(VH)，随后为多个恒定结构域。每条轻 链在一个末端处具有可变结构域(VJ且在其另一个末端处具有恒定结构域；将轻链的恒定 结构域与重链的第一个恒定结构域进行比对，并且将轻链可变结构域与重链的可变结构域 进行比对。表达“构架区”或“FR”指在抗体的轻链和重链的可变区内的一个或多个构架区 (参见 Kabat, E. A.等人，Sequences of Proteins of Immunological Interest, National Institutes of Health, Bethesda, Md. , (1.987))。构架区或FR包括插入抗体的轻链和重 链的可变区内包含的CDR之间的氨基酸序列区。如本文所使用的，表达“典型(canonical)”残基指在限定如由Chothia等人 (J. Mol Biol. 196 :901-907 (1987) ；Chothia 等人，J. Mol. Biol. 227 799 (1992)，两者都通 过引用合并入本文)限定的特定典型CDR结构的CDR或构架中的残基。根据Chothia等人， 许多抗体的CDR的关键位置具有几乎相同的肽主链构象,尽管在氨基酸序列水平上极大的 多样性。每个典型结构主要描述了关于构成环的氨基酸残基的邻接区段的一组肽主链扭 如本文所使用的,在蛋白质性质试剂(例如，蛋白质、多肽和肽，例如抗体)上下 文中的表达“衍生物”指包含氨基酸序列的蛋白质性质试剂,所述氨基酸序列已通过引入氨 基酸残基置换、缺失和/或添加而被改变。如本文所使用的，表达“衍生物”也指已被修饰 的蛋白质性质试剂，即,通过任何类型分子与蛋白质性质试剂的共价附着。例如,但不限于， 抗体可以例如通过去糖基化、糖基化、乙酰化、聚乙二醇化、磷酸化、酰胺化、通过已知保护/ 阻断基团的衍生化、蛋白质酶解切割、与细胞配体或其他蛋白质连接等衍生化进行修饰。优 选地，抗体是去糖基化的。蛋白质性质试剂的衍生物可以通过化学修饰来产生，气质使用本 领域技术人员已知的技术，包括但不限于特定化学切割、乙酰化、甲酰化、衣霉素的代谢合成等。此外,蛋白质性质试剂的衍生物可以包含一个或多个非典型氨基酸。蛋白质性质试 剂的衍生物具有与它由其衍生的蛋白质性质试剂相似或相同的功能。如本文所使用的，表达“病症”或“疾病”对于受试者中的病状可互换使用。如本文所使用的,表达“供体”或“供体抗体”指提供一个或多个CDR的抗体。在 --个优选实施方案中，供体抗体是来自不同于构架区由获得或衍生来源的抗体的物种的抗 体。在人源化抗体的上下文中，术语“供体抗体”指 提供一个或多个CDR的非人(兔)抗体。如本文所使用的，表达“有效量”指如下治疗量，其足以减少或改善病症或其一种 或多种症状的严重度和/或持续时间，阻止病症的进展，引起病症消退，阻止与病症相关的 一种或多种症状复发、发展、发作或进展,检测病症，或者增强或改善另-一种治疗 例如,预 防或治疗剂)的一种或多种预防或治疗效应。 如本文所使用的，表达“表位”指在动物中,优选在哺乳动物中，且最优选在人中具 有抗原或免疫原性活性的多肽或蛋白质的片段。具有免疫原性活性的表位是在动物中引发 抗体应答的多肽或蛋白质的片段。具有抗原活性的表位是如通过本领域技术人员众所周知 的任何方法，例如通过免疫测定法测定的，抗体与之免疫特异性结合的多肽或蛋白质的片 段。抗原表位不一定是免疫原性的。如所述的，本发明优选产生针对特定靶抗原的兔抗体， 其中使用已发现产生对抗原靶上的一系列不同表位具有高亲和力的抗体的克隆B细胞免 疫接种方法。如本文所使用的，表达“融合蛋白”指如下多肽或蛋白质(包括但不限于抗体)，其 包含第一种蛋白质或多肽或其功能片段、类似物或衍生物的氨基酸序列,和异种蛋白质、多 肽或肽(即，不同于第一种蛋白质或其片段、类似物或衍生物的第二种蛋白质或多肽或其 片段、类似物或衍生物)的氨基酸序列。在一个实施方案中，融合蛋白包含与异种蛋白质、 多肽或肽融合的预防或治疗剂。依照这个实施方案，异种蛋白质、多肽或肽可以是或不是不 同类型的预防或治疗剂。例如,具有免疫调节活性的2种不同蛋白质、多肽或肽可以融合在 一起，以形成融合蛋白。在一个优选实施方案中，相对于在与异种蛋白质、多肽或肽融合前 的原始蛋白质、多肽或肽的活性,融合蛋白保留或具有改善的活性。如本文所使用的，表达“片段”指包含如F氨基酸序列的肽或多肽(包括但不限于 抗体)，所述氨基酸序列具有另一种多肽或蛋白质的至少5个邻接的氨基酸残基、至少10 个邻接的氨基酸残基、至少15个邻接的氨基酸残基、至少20个邻接的氨基酸残基、至少25 个邻接的氨基酸残基、至少40个邻接的氨基酸残基、至少50个邻接的氨基酸残基、至少60 个邻接的氨基酸残基、至少70个邻接的氨基酸残基、至少邻接的80个氨基酸残基、至少邻 接的90个氨基酸残基、至少邻接的100个氨基酸残基、至少邻接的125个氨基酸残基、至少 150个邻接的氨基酸残基、至少邻接的175个氨基酸残基、至少邻接的200个氨基酸残基或 至少邻接的250个氨基酸残基。在--个具体实施方案中，蛋白质或多肽片段保留蛋白质或 多肽的至少一种功能。如本文所使用的，表达“功能片段”指包含如下氨基酸序列的肽或多肽(包括但不 限于抗体)，所述氨基酸序列具有第二种、不同多肽或蛋白质的氨基酸序列的至少5个邻接 的氨基酸残基、至少10个邻接的氨基酸残基、至少15个邻接的氨基酸残基、至少20个邻接 的氨基酸残基、至少25个邻接的氨基酸残基、至少40个邻接的氨基酸残基、至少50个邻接 的氨基酸残基、至少60个邻接的氨基酸残基、至少70个邻接的氨基酸残基、至少邻接的80个氨基酸残基、至少邻接的90个氨基酸残基、至少邻接的100个氨基酸残基、至少邻接的 125个氨基酸残基、至少150个邻接的氨基酸残基、至少邻接的175个氨基酸残基、至少邻接 的200个氨基酸残基或至少邻接的250个氨基酸残基，其中所述多肽或蛋白质保留第二种、 不同多肽或蛋白质的至少一种功能。在一个具体实施方案中，多肽或蛋白质片段保留蛋白 质或多肽的至少2、3、4或5种功能。优选地,与特定抗原免疫特异性结合的抗体片段保留 与抗原免疫特异性结合的能力。 如本文所使用的，表达“种系抗体基因”或“基因片段”指由非淋巴样细胞编码的 免疫球蛋白序列，所述非淋巴样细胞未经历导致用于表达特定免疫球蛋白的遗传重排和 突变的成熟过程。(参见例如，Shapiro 等人，Crit Rev. Immunol. 22(3) 183-200 (2002)； Marchalonis等人，Adv Exp Med Biol. 484 :13_30 (2001))。由本发明的各种实施方案所提 供的优点之一起源于下述认识种系抗体基因比成熟抗体基因更可能保存物种中个体的必 需氨基酸序列结构特征，因此当在那个物种中在治疗上使用时,更不可能识别为来自外来如本文所使用的，表达“关键”残基指在可变区内的特定残基，其对抗体特别是人 源化抗体的结合特异性和/或亲和力具有更多影响。这包括前述选择性决定残基,并且进 一步包括但不限于下述一种或多种与CDR邻近的残基、潜在的糖基化位点(可以是N或0 联糖基化位点)、罕见残基、能够与抗原相互作用的残基、能够与CDR相互作用的残基、典型 残基、在重链可变区和轻链可变区之间的接触残基、在Vernier带内的残基、和在可变重链 CDR1的Chothia定义和第一个重链构架的Kabat定义之间重叠的区域中的残基。如本文所使用的，表达“肿瘤坏死因子-a ”或(TNF-cx )或TNF-a不仅包含可作 为GenBank蛋白质登记号CAA26669 (智人TNF- a )获得的下述233氨基酸序列MSTESMIRDVELAEEALPKKTGGPQGSRRCLFLSLFSFLIVAGATTLFCLLHFGVIGPQREEFPRDLSL ISPLAQAVRSSSRTPSDKPVAHVVANPQAEGQLQWLNRRANALLANGVELRDNQLVVPSEGLYLIYSQVLFKGQGCP STHVLLTHTISRIAVSYQTKVNLLSAIKSPCQRETPEGAEAKPWYEPIYLGGVFQLEK(;DRLSAEINRPDYLDFAES GQVYFGIIAL (SEQ ID NO 1),还包含这个TNF- a氨基酸序列的任何前原、原、成熟、可溶和/ 或膜结合形式，以及这个序列的突变型(突变蛋白质(mutien))、剪接变体、直向同源物、同 系物和变体。表达“白介素-6”或(IL-6)在本文中不仅包含可作为GenBank蛋白质登记号 NP_00591获得的下述212氨基酸序列MNSFSTSAFGPVAFSLGLLLVLPAAFPAPVPPGEDSKDVAAPHRQPLTSSERIDKQIRYILDGISALRK
ETCNKSNMCESSKEALAENNLNLPKMAEKDGCFQSGFNEETCLVKIITGLLEFEVYLEYLQNRFESSEEQARAVQMS TKVLIQFLQKKAKNIJ)AITTPI)PTTNAS]J.;ilLID NO
2),还包含这个IL-6氨基酸序列的任何前原、原和成熟形式，以及这个序列的突变型和变 体包括等位变体。表达“交配感受态酵母物种”在本文中意欲广泛地包含可以在培养中稳定维持的 任何二倍体酵母。此种酵母物种以单倍体和二倍体形式存在。在合适条件下,二倍体细胞 可以以二倍体形式增殖无限代。二倍体细胞还可以形成孢子以形成单倍体细胞。此外，顺 次交配通过营养缺陷型二倍体的进一步交配可以产生四倍体菌株。在本发明中，二倍体或 多倍体酵母细胞优选通过交配或质体融合产生。
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在本发明的--个实施方案中，交配感受态酵母是酵母菌科(Saccharomycetaceae) 成员，所述酵母菌科包括Arxiozyma ；Ascobotryozyma ；固囊酵母属(Citeromyces)；德 巴利酵母属(Debaryomyces)；德克酵母属(Dekkera)；假囊酵母属(Eremothecium)；伊 莎酵母属(Issatchenkia) ；Kazachstania ；克鲁维酉孝母属(Kluyveromyces) ；Kodamaea ； 娄德罗酵母属(Lodderomyces)；管囊酵母属(Pachysolen)；毕赤酵母属(Pichia)；酵母 属(Saccharomyces) ；Saturnispora ；Tetrapisispora ； WillBf ^M (Torulaspora)；拟 威尔酵母属(Williopsis)和接合酵母属(Zygosaccharomyces)。在本发明中潜在有用 的其他类型的酵母包括子囊菌酵母属(Yarrowia)、红冬孢酵母属(Rhodosporidium)、假 丝酵母属(Candida)、汉逊酵母属(Hansenula)、Filobasium、Filobasidellla、锁掷酵母 属(Sporidiobolus)、布勒掷孢酵母属(Bullera)、白冬孢酵母属(Leucosporidium)和 Filobasidella。在本发明的一个优选实施方案中，交配感受态酵母是毕赤酵母属成员。在本发 明的一个进一步优选的实施方案中，毕赤酵母属的交配感受态酵母是下述物种之一巴斯 德毕赤酵母(Pichia pastoris)、甲醇毕赤酵母(Pichia methanolica)、和多形汉逊酵母 (IlansMulapolymorpha)(安格斯毕赤酵母(Pichia angusta))。在本发明的一个特别优选 的实施方案中，毕赤酵母属的交配感受态酵母是物种巴斯德毕赤酵母。表达“单倍体酵母细胞”在本文中指具有其通常基因组(染色体)互补体的每个 基因的单个拷贝的酵母细胞。表达“多倍体酵母细胞”在本文中指具有其通常基因组(染色体)互补体的超过 一个拷贝的酵母细胞。表达“二倍体酵母细胞”在本文中指具有其通常基因组互补体的每个基因的二个 拷贝(等位基因)的酵母细胞，通常通过2个单倍体细胞的融合(交配)过程形成。表达“四倍体酵母细胞”在本文中指具有其通常基因组互补体的每个基因的四个 拷贝(等位基因)的细胞,通常通过2个单倍体细胞的融合(交配)过程形成。四倍体可 以携带2、3或4个不同盒。此种四倍体可以在酿酒酵母(S. cerevisiae)中通过选择性交 配纯合异宗配合的a/a和a/a或a/a 二倍体获得，以及在毕赤酵母属中通过单倍体的顺 次交配以获得营养缺陷型二倍体。例如[met his]单倍体可以与[ade his]单倍体交配， 以获得二倍体[his]；并且[met arg]单倍体可以与[ade arg]单倍体交配，以获得二倍体 [arg]；随后二倍体Diis]X 二倍体[arg],以获得四倍体原养型。本领域技术人员应当理解 提及二倍体细胞的优点和用途也可以应用于四倍体细胞。表达“酵母交配”指通过其，2个单倍体酵母细胞天然融合以形成1个二倍体酵母 细胞的过程。表达“减数分裂”在本文中指通过其,二倍体酵母细胞经历减少的分裂以形成4个 单倍体孢子产物的过程。每个孢子随后可以出芽并形成单倍体营养生长细胞系。表达“可选标记”在本文中指可选标记是对由于例如通过转化事件对接受那种基 因的细胞赋予生长表型(物理生长特征)的基因或基因片段。可选标记允许细胞在选择性 生长培养基中在其中未接受那种可选标记的细胞无法生长的条件下存活且生长。可选标记 基因一般归为几个类型，包括阳性可选标记基因例如当2个ts突变型杂交或ts突变型转 化时，赋予细胞针对抗生素或其他药物，温度的抗性的基因；阴性可选标记基因例如赋予细胞在不含特定营养素的培养基中生长的能力的生物合成基因,所述特定营养素是没有那种 生物合成基因的所有细胞所需要的，或赋予细胞没有野生型基因的细胞无法生长的诱变的 生物合成基因。合适标记包括但不限于:ZE0 ；G418 ；LYS3 ；MET1 ；MET3a ；ADE1 ；ADE3 ；URA3 ；表达“表达载体”在本文中指包含有助于靶宿主细胞内表达外源蛋白质的操作的 元件的DNA载体。方便地，序列操作和用于转化的DNA产生首先在细菌宿主例如大肠杆菌 (E. coli)中执行，并且通常载体将包括有助于此种操作的序列，包括细菌的复制起点和合 适的细菌选择标记。选择标记编码对于在选择培养基中生长的转化宿主细胞的存活或生长 所需的蛋白质。未用包含选择基因的载体转化的宿主细胞在培养基中将不存活。一般的选 择基因编码如下蛋白质其(a)赋予针对抗生素或其他毒素的抗性，(b)补充营养缺陷型缺 陷，或(c)供应从复合培养基中无法获得的关键营养素。适合于在本发明的方法中使用的表达载体进一步包括酵母特异性序列，包括用于 鉴定转化的酵母菌株的可选营养缺陷型或药物标记。药物标记可以进一步用于扩增载体在 酵母宿主细胞中的拷贝数。目的多肽编码序列与提供多肽在酵母细胞中表达的转录和翻译调节序列可操作 地连接。这些载体组分可以包括但不限于下述一种或多种增强子元件、启动子和转录终止 序列。还可以包括用于多肽分泌的序列,例如信号序列等。酵母复制起点是任选的，因为表 达载体通常整合到酵母基因组内。在本发明的一个实施方案中，目的多肽与提供多肽从酵母二倍体细胞中的优化分 泌的序列可操作地连接或融合。与核酸序列结合的表达“可操作地连接”指这些序列放置在彼此的功能关系内。 例如，编码信号序列的DNA可以与关于多肽的DNA可操作地连接，如果它表达为参与多肽 分泌的前蛋白质；启动子或增强子与编码序列可操作地连接，如果它影响序列的转录。一 般地，“可操作地连接”指被连接的DNA序列是邻接的，并且在分泌前导区的情况下,邻接且 在读码框中。然而,增强子不一定是邻接的。连接通过在方便的限制位点处连接或备选地 经由本领域技术人员熟悉的PCR/重组方法(Gateway^ Technology ；Invitrogen, Carlsbad California)来完成。如果此种位点不存在，那么依照常规实践使用合成寡核苷酸连接物或 接头。表达“启动子”指位于结构基因(一般在100-1000bp内)的起始密码子上游(5’) 的非翻译序列，其控制与它们可操作地连接的特定核酸序列的转录和翻译。此种启动子归 为几个种类诱导型、组成型和阻遏型启动子(其响应阻遏物的不存在而增加转录水平)。 诱导型启动子可以响应培养条件中的某些变化,例如营养素的存在或不存在或温度中的改 变，起始来自在其控制下的DNA的转录水平增加。酵母启动子片段也可以充当用于同源重组和表达载体整合到酵母基因组中的相 同位点内的位点；备选地，可选标记用作用于同源重组的位点。毕赤酵母属转化在Cregg等 人(1985)Mo 1. Cell. Biol. 5 3376-3385 中描述。来自毕赤酵母属的合适启动子的例子包括A0X1和启动子(Cregg等人(1989)joL Cell. Biol. 9 1316-1323) ；ICL1 启动子(Menendez 等人(2003) Yeast 20(13) 1097-108)； 甘油醛-3-磷酸脱氢酶启动子(GAP) (Waterham 等人(1997)Genel86 (1) :37-44)；和 FLD1启动子(Shen等人(1998)_ 216(1) :93_102)。GAP启动子是强组成性启动子,并且A0X 和FLD1启动子是诱导型的。其他酵母启动子包括ADIII、乙醇脱氢酶II、GAL4、PH03、PH05、Pyk和由以上衍生的 嵌合启动子。此外，可以在本发明中使用非酵母启动子，例如哺乳动物、昆虫、植物、爬行动 物、两栖动物、病毒和禽类启动子。最一般地，启动子将包含哺乳动物启动子(对表达的基 因潜在内源的)，或将包含提供在酵母系统中的有效转录的酵母或病毒启动子。目的多肽不仅可以直接重组产生，还可以作为与异源多肽的融合多肽产生，所述 异源多肽例如信号序列或在成熟蛋白质或多肽的N末端处具有特定切割位点的其他多肽。 一般而言，信号序列可以是载体的组分,或它可以是插入载体内的多肽编码序列的部分。选 择的异源信号序列优选地是通过宿主细胞内可用的标准途径之一被识别且加工的信号序 列。已证明酿酒酵母a因子前原信号在从巴斯德毕赤酵母中分泌各种重组蛋白质中有效。 其他酵母信号序列包括交配因子a信号序列、转化酶信号序列和衍生自其他分泌的酵母 多肽的信号序列。此外,这些信号肽序列可以经改造以在二倍体酵母表达系统中提供增强 的分泌。其他目的分泌信号还包括哺乳动物信号序列，这可以对于被分泌的蛋白质是异源 的，或可以是关于被分泌蛋白质的天然序列。信号序列包括前肽序列，并且在某些情况下可 以包括原肽序列。许多此种信号序列是本领域已知的,包括在免疫球蛋白链上发现的信号 序列,例如K28前原毒素序列、PHA-E、FACE、人MCP-1、人血清白蛋白信号序列、人Ig重链、 人 Ig 轻链等。例如，参见 Hashimoto 等人 ProteinEng 11(2)75(1998)；和 Kobayashi 等人 Therapeutic Apheresis2(4)257(1998)。转录可以通过将转录激活子序列插入载体内得到增加。这些激活子是DNA的顺式 作用元件，通常为约10-300bp,这作用于启动子以增加其转录。转录增强子是相对方向和位 置独立的，已经对于转录单位5’和3’、在内含子内、以及在编码序列其自身内发现。增强子 可以在对于编码序列5’或3’的位置处剪接到表达载体内，并且优选位于来自启动子5’的 位点处。在真核宿主细胞中使用的表达载体也可以包含转录终止和稳定mRNA所需的序 列。此种序列通常在来自翻译终止密码子的3’、在真核或病毒DNA或cDNA的非翻译区中获 得。这些区域包含在mRNA的非翻译部分中转录为多腺苷酸化片段的核苷酸区段。包含一个或多个上述组分的合适载体的构建采用标准连接技术或PCR/重组方 法。对分离的质粒或DNA片段以所需形式进行切割、加尾和连接，以产生所需质粒,或经由 重组方法。为了分析以证实在构建质粒中的正确序列，连接混合物用于转化宿主细胞，并且 合适时通过抗生素抗性(例如，氨苄青霉素或Zeocin)选择成功的转化体。制备来自转化 体的质粒，并且通过限制性核酸内切酶消化分析和/或测序。作为片段限制和连接的备选方案,基于att位点和重组酶的重组方法可以用于将 DNA序列插入载体内。此种方法例如由Landy (1989)Ann. Rev. Biochem. 58 :913_949描述； 并且是本领域技术人员已知的。此种方法利用由X和大肠杆菌编码的重组蛋白质的混 合物介导的分子间DNA重组。重组在相互作用DNA分子上的特定附着(att)位点之间发 生。关于 att.位点的描述，参见 Weisber g 禾口 Landy (1983) Site-Specific Recombination in Phage Lambda, in Lambda II，Weisberg，编辑(Cold Spring Harbor, NY :Cold Spring Harbor Press),第211—250页。交换重组位点侧面的DNA区段，从而使得在重组后，att位
att位点可以通过如下方式引入目的序列内使目的序列连接到合适载体内；通 过使用特定引物产生包含att B位点的PCR产物；产生克隆到包含att位点的合适载体内 的cDNA文库；等。如本文所使用的，折叠指多肽和蛋白质的三维结构，其中氨基酸残基之间的相互 作用用于稳定结构。尽管非共价相互作用在确定结构中是重要的,但通常目的蛋白质将具 有由2个半胱氨酸残基形成的分子内和/或分子间共价二硫键。对于天 然存在的蛋白质和 多肽或其衍生物和变体，正确折叠一般是导致最佳生物活性的排列，并且可以通过关于活 性例如配体结合、酶促活性等的测定法方便地监控。在某些情况下，例如当所需产物是合成起源时，基于生物活性的测定法意义较小。 此种分子的正确折叠可以基于物理性质、能量考虑、建模研究等进行测定。表达宿主可以通过引入编码--种或多种酶的序列而进一步修饰,所述酶增强折叠 和二硫键形成，即折叠酶、伴侣蛋白等。此种序列可以如本领域已知的，使用载体、标记等在 酵母宿主细胞中组成性或诱导性表达。优选地，序列包括对于所需表达模式足够的转录调 节元件,将其通过靶向方法稳定整合到酵母基因组中。例如,真核PDI不仅是蛋白质半胱氨酸氧化和二硫键异构化的有效催化剂,还显 示伴侣蛋白活性。PDI的共表达可以促进具有多个二硫键的活性蛋白质的产生。还感兴趣 的是BIP(免疫球蛋白重链结合蛋白)；环孢素；等的表达。在本发明的一个实施方案中，单 倍体亲代菌株各自表达不同的折叠酶,例如一种菌株可以表达BIP,并且另一种菌株可以表 达PDI或其组合。术语“所需蛋白质”或“靶蛋白质”可互换使用，并且一般指本文描述的人源化抗体 或其结合部分。在本发明中,用于产生抗体用作根据本发明的原材料的来源是兔。众多抗体 编码序列已得到描述；并且其他可以通过本领域众所周知的方法产生。其例子包括嵌合抗 体、人抗体和其他非人哺乳动物抗体、人源化抗体、单链抗体(scFvs)、骆驼科抗体、SIMPS、 和抗体片段例如Fabs、Fab'、F(ab' )2等。例如，抗体或抗原结合片段可以通过基因工程产生。在这种技术中，与其他方法一 样，使抗体生成细胞对所需抗原或免疫原致敏。从抗体生成细胞中分离的信使RNA用作模 板，以使用PCR扩增制备cDNA。通过将扩增免疫球蛋白cDNA的合适部分插入表达载体内， 产生保留起始抗原特异性的各自包含一种重链基因和一种轻链基因的载体文库。通过使重 链基因文库与轻链基因文库相组合构建组合文库。这导致共表达重链和轻链(类似抗体分 子的Fab片段或抗原结合片段)的克隆文库。将携带这些基因的载体共转染到宿主细胞 内。当抗体基因合成在转染宿主中诱导时，重链和轻链蛋白质自我装配，以产生可以通过用 抗原或免疫原筛选检测的活性抗体。目的抗体编码序列包括由天然序列编码的核酸，以及由于遗传密码的简并性在序 列中不同于公开核酸的核酸,及其变体。变体多肽可以包括氨基酸(aa)置换、添加或缺失。 氨基酸置换可以是保守氨基酸置换或消除非必需氨基酸的置换,例如以改变糖基化位点、 或通过置换或缺失对于功能不必需的一个或多个半胱氨酸残基使错误折叠降到最低。可以 设计变体，以便保留或具有蛋白质的特定区域(例如，功能结构域、催化氨基酸残基等)的增强生物活性。变体还包括本文公开的多肽的片段,特别是生物活性片段和/或与功能结 构域相对应的片段。用于克隆基因的体外诱变的技术是已知的。在本发明中还包括已使用 普通分子生物学技术修饰的多肽，以便改善其对蛋白酶解降解的抗性或优化可溶性质或使 得它们更适合于作为治疗剂。嵌合抗体可以通过重组方法通过使从一个物种的抗体生成细胞获得可变轻链和 重链区域0MnvH)相组合进行制备，其具有来自另一个物种的恒定轻和重链区域。一般 地，嵌合抗体利用啮齿类动物或兔可变区和人恒定区，以便产生具有占优势地人结构域的 抗体。此种嵌合抗体的产生是本领域众所周知的,并且可以通过标准方法(如例如美国专 利号5, 624, 659中描述的,其通过引用整体合并入本文)来实现。进一步考虑本发明的嵌 合抗体的人恒定区可以选自 IgGl、IgG2、IgG3、IgG4、IgG5、IgG6、IgG7、IgG8、IgG9、IgGlO、 IgGll、IgG12、IgG13、IgG14、IgG15、IgG16、IgG17、IgG18 或 IgG19 恒定区。“以延长时间稳定表达或表达所需分泌异源多肽的多倍体酵母”指如下酵母培养 物，其在--般至少10-25mg/升和优选基本上更大的阈值表达水平下，分泌所述多肽至少数 天到一周、更优选至少一个月、更加优选至少1-6个月、且甚至更优选超过一年。表达“分泌所需量重组多肽的多倍体酵母培养物”指以稳定或延长时期分泌至少 10 25mg/升异源多肽、更优选至少50-500rag/升、且最优选500-lOOOmg/升或更多的培养 物。如果多核苷酸序列依照遗传密码的翻译产生多肽序列(即，多核苷酸“编码”多肽 序列)，那么多核苷酸序列与多肽序列“相对应”，如果2个序列编码相同的多肽序列，那么 一个多核苷酸序列与另一个多核苷酸序列“相对应”。表达DNA构建体的“异源”区域或“异源结构域”指在自然界中未发现与较大分子 相关的在较大DNA分子内的DNA可鉴定区段。因此，当异源区域编码哺乳动物基因时，基因 通常侧面是如下DNA,所述DNA不在来源生物体的基因组中的哺乳动物基因组DNA的侧面。 异源区域的另一个例子是其中编码序列本身在自然界中未发现(例如,其中基因组编码序 列的cDNA包含内含子,或具有不同于天然基因的密码子的合成序列)的构建体。等位基因 变体或天然存在的突变事件不产生如本文定义的DNA的异源区。表达“编码序列”指(就遗传密码而言)对应于或编码蛋白质或肽序列的密码子 的框内序列。如果序列或其互补序列编码相同的氨基酸序列,那么2个编码序列彼此相对 应。与合适调节序列结合的编码序列可以转录且翻译成多肽。多腺苷酸化信号和转录终止 序列通常将位于编码序列3’。表达“载体”在本文中指用于将外源物质例如DNA、RNA或蛋白质引入生物体或宿 主细胞内的材料。一般的载体包括重组病毒(对于多核苷酸)和脂质体(对于多肽)。“DNA 载体”是另一个多核苷酸区段可以与之附着以便造成附着区段的复制的复制子,例如质粒、 噬菌体或粘粒。在本文中，“表达载体”是如下DNA载体，其包含将指导通过合适宿主细胞的 多肽合成的调节序列。这通常指结合RNA聚合酶且起始mRNA转录的启动子，以及核糖体结 合位点和起始信号以指导mRNA翻译成一种或多种多肽。多核苷酸序列在合适位点处和在 正确读码框中掺入表达载体内，随后通过载体转化合适宿主细胞,使得能够生产由所述多 核苷酸序列编码的多肽。在多核苷酸序列上下文中的术语“扩增”是特定核酸序列的多个拷贝的体外产生。
30扩增的序列通常为DNA的形式。用于执行此种扩增的多种技术在Van Brunt (1990, Bio/ Techno 1. ,8(4) 291-294)的综述文章中描述。聚合酶链反应或PCR是核酸扩增的典型，并 且PCR在本文中的使用应视为其他合适扩增技术的示例。发明详述主题人源化方法--般可应用于人源化任何兔抗体或其可变区，即这些抗体可以与 不同所需抗原特异性结合。此外，主题人源化方法可以应用于人源化其他物种抗体，例如来 自与兔紧密相关的动物例如在兔形目或兔科中的其他哺乳动物(其包括不同的兔和野兔) 的抗体。因为它们与驯养兔紧密相关,所以这些哺乳动物应具有与本文用作人源化的来源 或兔抗体的驯养兔物种紧密相关的可变序列。因此,下文与人源化抗TNF-a或抗IL-6抗 体合成相对应的描述是示例性的。本发明人源化方案在图1中示意性描述并且在F文中详 细描述。对下文公开的方法的描述提供通常应用的规则以及这些规则对作为例子在图2中 所示的特定序列的应用。本发明考虑了主题人源化策略产生人源化重链和轻链以及包含对任何所需抗原 特异的抗体和抗体片段的用途。合适抗原的例子包括人蛋白质例如生长因子，细胞因子， 酶，激素，肿瘤特异性抗原,癌基因等，变应原，来自传染物例如细菌、病毒、真菌、酵母、寄生 虫等的抗原,毒素等。下文的例子例示用于获得对TNF-a和IL-6特异的人源化兔抗体的 方法,并且举例说明本发明方法及其固有优点。本发明还考虑了包括根据本发明产生的一条或多条人源化重链或轻链的抗体片 段。本发明特别考虑了对于TNF-a或IL-6具有结合特异性的人源化抗体片段。此种抗体 片段可以以一种或多种下述非限制性形式存在Fab、Fab'、F(ab' )2、Fv和单链Fv抗体如先前所述，在本发明的一个优选和示例性实施方案中，在本文提及的人源化过 程起始前，用于人源化的抗体起始于或选自一种或多种克隆抗原特异性兔B细胞群体。如上所述,抗体及其片段可以进行翻译后修饰，以添加效应物部分，例如化学接 头,可检测部分例如荧光染料、酶、底物、生物发光材料、放射性材料和化学发光部分,或功 能部分例如链霉亲和素、抗生物素蛋白、生物素、细胞毒素、细胞毒素剂和放射性材料。关于可检测部分，进一步的示例性酶包括但不限于，辣根过氧化物酶、乙酰胆碱酯 酶、碱性磷酸酶、卩-半乳糖苷酶和萤光素酶。进一步的示例性荧光材料包括但不限于,罗 丹明、荧光素、异硫氰酸荧光素、伞形酮、二氯三嗪基胺(dichlorotriazinylamine)、藻红蛋 白和丹酰氯。进一步的示例性化学发光部分包括但不限于鲁米诺。进一步的示例性生物发 光材料包括但不限于，萤光素和水母荧光素。进一步的示例性放射性材料包括但不限于，碘 125 (1251)、碳 14 (14C)、硫 35 (35S)、氘(3H)和磷 32 (32P)。关于功能部分，示例性细胞毒素剂包括但不限于，氨甲蝶呤、氨基蝶呤、6-巯嘌 呤、6-硫鸟嘌呤、阿糖胞苷、5-氟尿嘧啶氮烯咪胺；烷化剂例如氮芥、thioepa苯丁酸氮 芥、美法仑、卡莫司汀(BSNU)、丝裂霉素C、罗莫司汀(CCNU)、1 甲基亚硝脲、环磷酰胺 (cyd.othospharai.de)、氮芥、白消安、二溴甘露醇、链脲霉素、丝裂霉素C、顺钼(II) (DDP)顺 钼和卡钼(伯尔定)；蒽环类包括柔红霉素(以前的道诺霉素)、多柔比星(doxorubicin) (阿霉素)、地托比星、洋红霉素、伊达比星、表柔比星、米托蒽醌和比生群；抗生素包括更生 霉素(放线菌素D)、博来霉素、卡奇霉素、光辉霉素和氨茴霉素(AMC)；和抗有丝分裂试剂例如长春花生物碱、长春新碱和长春碱。其他细胞毒素剂包括紫杉醇(泰素)、蓖麻蛋白、假 单胞菌外毒素、吉西他滨、细胞松弛素B、短杆菌肽D、溴化乙啶、依米丁、依托泊苷、替尼泊 苷(tenoposide)、秋水仙碱、二羟基蒽二酮、1-脱氢睾酮、糖皮质激素、普鲁卡因、丁卡因、 利多卡因、普萘洛尔、嘌呤霉素、丙卡巴胼、羟基脲、天冬酰胺酶、皮质类固醇、mytotane(0, P' _(DDD))、干扰素、和这些细胞毒素剂的混合物。进一步的细胞毒素剂包括但不限于，化学治疗剂例如卡钼、顺钼、紫杉醇、吉西他 滨、卡奇霉素、多柔比星、5-氟尿嘧啶、丝裂霉素C、放线菌素D、环磷酰胺、长春新碱和博来 霉素。来自植物和细菌的毒性酶例如蓖麻蛋白、白喉毒素和假单胞菌毒素可以与人源化 抗体或其结合片段缀合，以产生细胞类型特异性杀死试剂(Youle等人，Proc. Natl Acad. Sci.USA 77 =5483(1980) ;Gilliland 等人，Proc. Nat ' lAcad. Sci. USA 77:4539(1980); Krolick 等人，Proc. Nat' 1 Acad. Sci. USA 77:5419(1980))。其他细胞毒素剂包括细胞毒性核糖核酸酶，如由Go 1 denberg在美国专利号 6,653, 104中描述的。本发明的实施方案还涉及其中发出a或粒子的放射性核素与 抗体或其结合片段稳定偶联的放射免疫缀合物，其中使用或不使用复合物形成试剂。此 种放射性核素包括0 -发射体例如磷-32 (32P)、钪-47 (47Sc)、铜-67 (67Cu)、镓-67 (67Ga)、 钇-88 (88Y)、钇-90(9°Y)、碘-125 (1251)、碘-131 (1311)、钐-153 (153Sm)、镨-177(mLu)、 铼-186 (186Re)或铼-188 (188Re)，以及 a -发射体例如砹-211 (21lAt)、铅-212 (212Pb)、 铋-212(212Bi)或-213(213Bi)或锕-225 (225Ac)。用于使抗体或其结合片段与可检测部分等缀合的方法是本领域已知的，例如 由 Hunter 等人，Nature 144 945(1962) ；David 等人，Biochemis try 13 1014(1974)； Pain 等人,J. Immunol. Met.h. 40 219(1981)；禾口 Nygren, J. , Histochem. and Cytochem. 30 407(1982)描述的那些方法。本文描述的实施方案进一步包括与本文阐述的抗体、抗体片段、多肽、可变区和 CDR基本上同源的变体和等价物。这些可以包含例如保守置换突变(即，一个或多个氨基 酸被相似氨基酸置换)。例如,保守置换指氨基酸由在相同一般种类内的另一个置换,例如 一个酸性氨基酸由另一个酸性氨基酸置换，一个碱性氨基酸由另一个碱性氨基酸置换，或 一个中性氨基酸由另一个中性氨基酸置换。保守氨基酸置换的所指内容是本领域众所周知 的。在另一个实施方案中，本发明考虑了与本文阐述的抗体片段、可变区和CDR的任 何一个或多个人源化多肽序列具有至少90%或更大序列同源性的多肽序列。更优选地，本 发明考虑了与根据本发明产生的任何一个或多个人源化抗体片段具有至少95%或更大序 列同源性、更加优选至少98%或更大序列同源性、并且更加优选至少99%或更大序列同源 性的人源化多肽序列。本发明人源化方案的显著优点是根据本发明产生的包含人源化可变序列的抗体 的结合亲和力相对于亲本兔抗体的结合亲和力保持基本上完整(未改变的)。优选地，通过 本发明产生的人源化抗体例如人源化抗IL-6或TNF a抗体及其片段将对于IL 6、TNF_ a 或在人治疗中有用的另一种抗原具有结合特异性，并且将以小于或等于SxlO—V^lCTV、 SxlO—SM—^lO—SM—^SxlO—ll—^lOll—^SxlO—iaM—^lCn—^SxlO—nM—^lO—nM—^SxlOmM—^lO—WM—1、 5x10 10 ^^^SxlO 10 ^^^SxlO 15M 1 it 10 15M 1 的解离常数(KD)与其抗原结合优选地,主题人源化抗体将以小于或等于SxlO^M—1的解离常数结合其抗原靶例如IL-6或 TNF- a抗体。在本发明的另一个实施方案中，由兔抗体产生的人源化抗体和片段将对于抗原 例如IL-6或TNF-a具有结合特异性，其离开速率小于或等于lO-nS-yxlO—S-1、 l(T6S]、5xl(T7S-1 或 1(T7S-1。在本发明的一个进一步的实施方案中，本发明的主题人源化抗体及其片段的活性 将对于抗原例如TNF-a具有结合特异性，并且显示激动或拮抗特定抗原的功能的活性。优 选地抗原将是治疗靶,并且人源化抗体将改善或减少与特定抗原例如IL-6或TNF或另一种 治疗靶例如人肿瘤多肽、自身抗原、变应原或对传染物特异的抗原相关的疾病和病症的症B细胞筛选和分离如所述的,本发明提供了可应用于有效人源化任何兔抗体，即对任何所需抗原特 异的--般方法。这些抗体可以衍生自杂交瘤细胞、血清、或衍生自分泌兔抗体或紧密相关物 种例如其他兔形目动物的抗体的免疫细胞。如果使用免疫细胞，那么优选这些细胞构成分 泌对所需靶抗原特异的抗体的B细胞,所述B细胞通过下述B细胞分离方案衍生。已发现 这个方案提供如下B细胞群体,其产生具有良好结合亲和力的抗体的选择,并且此外产生 抗体的完全储库或多样性，即包括与广泛多样的不同表位结合的那些的抗体群体。在这个 优选实施方案中，本发明提供了分离得自免疫兔的抗原特异性B细胞的克隆群体的方法， 所述免疫兔可以用于分离至少一种抗原特异性细胞。如所述和下文例示的,这些方法包含 可以分开、组合、顺次、重复或周期使用的一系列培养和选择步骤。优选地，这些方法用于分 离至少一种抗原特异性细胞,其可以用于产生对所需抗原特异的单克隆抗体，或与此种抗 体相对应的核酸序列。基本上，这些方法包括下述步骤a.制备包含至少一种抗原特异性B细胞的细胞群体；b.例如通过层析法富集细胞群体，以形成包含至少一种抗原特异性B细胞的富集 细胞群体；c.从富集的B细胞群体中分离单个B细胞；和d.测定单个B细胞是否产生对抗原特异的抗体。这些方法提供对分离单个、抗体生成B细胞的方法的改善,所述改善包括富集得 自宿主的B细胞群体，所述宿主已免疫接种或天然暴露于抗原，其中富集步骤在任何选择 步骤前进行，包括至少一个培养步骤，且得到产生对所述抗原特异的单个单克隆抗体的B 细胞的克隆群体。就优选用于衍生分泌本申请自始至终的本发明人源化方法中使用的抗体的兔B 细胞的此种方法而言，“B细胞的克隆群体”指仅分泌对所需抗原特异的单个抗体的B细胞 群体。这就是说这些细胞仅产生对所需抗原特异的一个类型的单克隆抗体。在描述此种方法中，表达“富集”细胞群体的细胞指增加在混合细胞群体,例如衍 生自针对所需抗原免疫接种的宿主的含B细胞分离物中包含的所需细胞一般是抗原特异 性细胞的频率。因此，富集的细胞群体包含由于富集步骤具有更高频率的抗原特异性细胞 的细胞群体，但这个细胞群体可以包含并产生不同抗体。
在进一步描述此种方法中，一般表达“细胞群体”包含富集前和后细胞群体,应记 住当执行多个富集步骤时，细胞群体可以是富集前和后的。更优选地，用于衍生抗原特异性 B细胞的克隆群体的这些方法将包括a.从免疫接种的宿主中收获细胞群体，以获得收获的细胞群体；b.由收获的细胞群体制备至少一种单细胞悬浮液；c.富集至少一种单细胞悬浮液，以形成第一种富集的细胞群体；d.富集第一种富集的细胞群体，以形成第二种富集的细胞群体；e.富集第二种富集的细胞群体，以形成第三种富集的细胞群体；和f.选择由第三种富集的细胞群体的抗原特异性细胞产生的抗体。每种细胞群体可以在F—个步骤中直接使用，或它可以部分或完全冷冻用于长期 或短期贮存或用于稍后步骤。此外，来自细胞群体的细胞可以个别悬浮，以产生单细胞悬浮 液。单细胞悬浮液可以进行富集,从而使得单细胞悬浮液充当富集前细胞群体。随后,一种 或多种抗体特异性单细胞悬浮液一起形成富集的细胞群体；抗原特异性单细胞悬浮液可以 集合在一起，例如再铺板用于进一步分析和/或抗体产生。抗原特异性可以就任何抗原而言进行测量。抗原可以是抗体与之结合的任何物 质,包括但不限于,肽、蛋白质或其片段；碳水化合物；有机和无机分子；通过动物细胞、细 菌细胞和病毒产生的受体；酶；生物途径的激动剂和拮抗剂；激素；和细胞因子。示例性抗 原包括但不限于，IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IL-12、IL-13、IL-18、IFN-a、IFN- y , BAFF、 CXCL13、IP-10、VEGF、EPO、EGF、HRG、MIF、和集落刺激因子、TPAs、干扰素、肿瘤相关抗原、 HIV抗原例如env和gag和po:[、流感抗原、禽流感抗原等。优选的抗原包括IL-6、]丄-13、 TNF-a、VEGF-a、海帕西啶(hepcidin)和肝细胞生长因子以及对特定人癌症特异的肿瘤 抗原。在利用超过一个富集步骤的方法中，在每个富集步骤中使用的抗原可以彼此相同或 不同。使用相同抗原的多个富集步骤可以产生抗原特异性细胞的大型和/或分散群体；使 用不同抗原的多个富集步骤可以产生对不同抗原具有交叉特异性的富集细胞群体。富集细胞群体可以通过本领域已知用于分离抗原特异性细胞的任何细胞选择方 法来执行。例如，细胞群体可以通过层析技术进行富集，例如Miltenyi珠或磁珠技术。珠 可以与目的抗原直接或间接附着。在一个优选实施方案中，富集细胞群体的方法包括至少 一个层析富集步骤。细胞群体还可以通过本领域已知的任何抗原特异性测定技术进行富集,例如 ELISA测定法或晕圈测定法(halo assay) 0 ELISA测定法包括但不限于，选择性抗原固定 (例如，使用链霉亲和素、抗生物素蛋白或中性链亲和素包被平板的生物素化抗原捕获)、 非特异性抗原平板包被、和通过抗原叠加策略(例如，选择性抗原捕获随后结合配体添加， 以产生异聚蛋白质-抗原复合物)。抗原可以与固体基质或支持物例如柱直接或间接附着。 晕圈测定法包括使细胞与抗原装载的珠和对用于收获B细胞的宿主特异的标记抗宿主抗 体接触。标记可以是例如荧光团。在一个实施方案中，对至少一种单细胞悬浮液执行至少 一个测定富集步骤。在另一个实施方案中，富集细胞群体的方法包括至少一个层析富集步 骤和至少--个测定富集步骤。通过大小或密度“富集”细胞群体的方法是本领域已知的。这些步骤可以在本方 法中另外用于通过抗原特异性富集细胞群体。
在这些方法中使用的细胞群体将包含能够识别抗原的至少--种细胞。抗原识别细 胞包括但不限于B细胞、浆细胞及其后代。一般地，这些方法将在产生包含单个类型的抗原 特异性B细胞的克隆细胞群体的条件下实现，即细胞群体产生对所需抗原特异的单个单克 隆抗体。在本发明中，这些抗原特异性B细胞一般将是兔的,或备选地B细胞来自紧密相关 的哺乳动物物种。认为通过本文提供的新型培养和选择方案获得由占优势地抗原特异性、抗体分泌 细胞组成的克隆抗原特异性B细胞群体。在此种方法中，单个B细胞的分离可以通过在任何选择步骤前富集得自宿主的细 胞群体来实现，例如,从细胞群体中选择特定B细胞和/或选择通过特定细胞生产的抗体。 富集步骤可以以1、2、3或更多个步骤来执行。在一个实施方案中，在证实单个B细胞是否 分泌具有抗原特异性和/或所需性质的抗体前，从富集的细胞群体中分离单个B细胞。在本发明的一个优选实施方案中,得自对所需抗原免疫接种的兔的富集细胞群体 在用于抗体产生和/或选择的方法中使用，所述抗体是用于主题人源化策略的候选原材 料。该方法可以包括F述步骤制备包含至少一种抗原特异性细胞的细胞群体，通过分离至 少一种抗原特异性细胞富集细胞群体，以形成富集的细胞群体，并且诱导来自至少一种抗 原特异性细胞的抗体产生。在一个优选实施方案中，富集的细胞群体包含超过一种抗原特 异性细胞。在一个实施方案中,在由其分离抗体生成细胞和/'或使用所述B细胞产生抗体, 或与在苯发明的人源化策略中使用的此种抗体相对应的核酸序列前，在产生克隆抗原特异 性B细胞群体的条件下培养富集群体的每个抗原特异性细胞。与从具有低频率的抗原特异 性细胞的细胞群体产生抗体的现有技术形成对比,本发明允许来自高频率的抗原特异性细 胞中的抗体选择。因为富集步骤在抗体选择前使用，所以用于抗体产生的大多数细胞，优选 基本上所有细胞是抗原特异性的。通过从具有增加频率的抗原特异性的细胞群体产生抗 体，增加抗体的数量和品种，从而提供更多原材料用于人源化。当使用这些抗体选择方法用于衍生用于人源化的兔抗体时,优选在产生抗原特异 性B细胞的克隆群体的富集步骤和培养步骤后选择抗体。该方法可以进一步包括测序来自 一种或多种分离的、抗原特异性细胞的所选择抗体或其部分的步骤。可以利用本领域已知 用于测序的任何方法,并且可以包括测序重链、轻链、一个或多个可变区、和/或一个或多 个互补决定区(CDR)。除富集步骤外,用于抗体选择的方法还可以包括就抗原识别和/或抗体功能性筛 选细胞群体的一个或多个步骤。例如，所需抗体可以具有特异性结构特征，例如与特定表位 结合或对特定结构的模拟；拮抗剂或激动剂活性；或中和活性，例如抑制抗原和配体之间 的结合。在一个实施方案中，抗体功能性筛选是配体依赖性的。就抗体功能性筛选包括但 不限于,再创造抗原配体与重组受体蛋白质的天然相互作用的体外蛋白质-蛋白质相互作 用测定法；和配体依赖性且容易监控的基于细胞的应答(例如增殖应答)。在一个实施方案 中，用于抗体选择的方法包括通过测量抑制浓度(IC50)就抗体功能性筛选细胞群体的步 骤。在一个实施方案中，至少一种分离的、抗原特异性细胞产生具有小于约100、50、30、25、 10 u g/mL或其中的增量的IC50的抗体。除富集步骤外，用于抗体选择的方法还可以包括就抗体结合强度筛选细胞群体 的一个或多个步骤。抗体结合强度可以通过本领域已知的任何方法(例如，Biacore)进
35行测量。在一个实施方案中，至少--种分离的、抗原特异性细胞产生具有高抗原亲和力 的抗体，例如小于约 SxlO-^-1、优选约 lxio-1、-1 至 SxlO^VaxlO^M"1 至 7. SxlO^^f1, 1x10 nM 1至2x10 nM人或约1. 5x10 nM 1或其中的增量的解离常数(Kd)。在这个实施方 案中，抗体被说成亲和力成熟的。在一个优选实施方案中，用于本文人源化的抗体的亲和 力可与下述任何一种的亲和力相当或高于下述任何一种的亲和力:Panorex (依决 洛单抗)、Rituxan (利妥昔单抗)、Herceptin (曲妥珠单抗)、Mylotarg (gentuzumab)、Campa th (阿仑珠单抗)、ZeValinTM(替伊莫单抗)Jrbitux (西妥昔单 抗)、AVaStinTM(beViCiZumab) ,Raptiva (依法珠单抗)、Refilicad& (英夫利昔单抗)、 Humira (阿达木单抗)和Xolair (奥马珠单抗)。优选地，抗体的亲和力可与Humira 的 亲和力相当或高于Humira 的亲和力。抗体的亲和力还可以通过已知亲和力成熟技术而得 到增加。在一个实施方案中，至少一种细胞群体就抗体功能性和抗体结合强度中的至少--种、优选两种进行筛选。除富集步骤外，用于选择候选物用于人源化的抗体选择的方法也可以包括就抗体 序列同源性特别是人同源性筛选兔细胞群体的一个或多个步骤。在一个实施方案中，至少 一种分离的、抗原特异性细胞产生对人抗体具有约50% -约100%或其中的增量的同源性， 或超过约60%、70%、80%、85%、90%或95%同源性的抗体。在另一个优选实施方案中，本发明还提供了根据上文就IC50、Kd和/或同源性而 言描述的任何实施方案从抗体产生的兔衍生的人源化抗体。与用于获得抗体分泌B细胞和对所需靶抗原特异的单克隆抗体的其他方法比较, 本文公幵的B细胞选择方案具有许多固有优点，所述方案优选用于鉴定产生抗体的B细胞， 所述抗体具有使得其成为用于人源化的良好候选物的亲和力和功能性质。这些优点包括但 不限于下述首先，已发现当这些选择操作与所需抗原例如IL-6或TNF- a 一起使用时,该方法 可重现地产生抗原特异性B细胞，例如衍生自能够产生看起来是抗体的基本上全面互补体 的兔，即与抗原的各种不同表位结合的抗体。不受理论束缚，假定全面互补体可归因于在起 始B细胞回收前执行的抗原富集步骤。此外,这个优点允许分离和选择具有不同性质的抗 体,因为这些性质可能依特定抗体的表位特异性而变。这些抗体是用于本发明人源化策略 的理想原材料。其次，已发现本发明的B细胞选择方案可重现地产生包含单个B细胞或其后代的 克隆B细胞培养物,其分泌一般以相对高的结合亲和力与所需抗原结合的单个单克隆抗 体。相比之下,现有的抗体选择方法趋于产生相对少数的高亲和力抗体,并且因此需要广泛 的筛选操作以分离具有治疗潜力的抗体。不受理论束缚，假定本发明的方案导致宿主的体 内B细胞免疫接种(初次免疫接种)，随后为第二次体外B细胞刺激(二次抗原引发步骤)， 这可以增强回收的克隆B细胞分泌对抗原靶特异的单个高亲和力单克隆抗体的能力和性 质。第三，已观察到本发明的B细胞选择方案可重现地得到产生IgG的B细胞，所述 IgG平均起来,对所需靶具有高度选择性(抗原特异性)。在基于其上的部分中，通过本发 明方法回收的抗原富集的B细胞被认为包含能够得到表位特异性的所需完全互补体的B细
36胞，如上文讨论的。 第四，已观察到这种B细胞选择方案，即使与小抗原一起使用时，即100个氨基酸 或更少的肽，例如长5-50个氨基酸,也可重现地产生克隆B细胞培养物，其分泌针对小抗原 例如肽的单个高亲和力抗体。这是卜分令人惊讶的，因为这一般是很难、劳力密集型的、且 有时甚至无法产生针对小肽的高亲和力抗体。因此,这些方法可以用于产生理想候选物用 于衍生针对所需肽靶的人源化治疗抗体，所述肽靶例如病毒、细菌或自身抗原肽，从而允许 产生具有非常分散的结合性质的单克隆抗体、或甚至产生针对不同肽靶例如不同病毒毒株 的单克隆抗体混合物(cocktail)。在产生具有所需效价的治疗或预防疫苗的背上下文中， 这个优点可以是特别有用的，所述疫苗例如诱导针对不同HPV毒株的保护性免疫的HPV疫 第五
细胞选择方案，特别是当与衍生自兔的B细胞一起使用时，趋于可重 ㈣待异性抗体序列，其与内源人免疫球蛋白非常相似(在氨基酸水平上约90% 相似)，并且包含具有非常类似于人免疫球蛋白的长度且因此需要很少的序列修饰或无序 列修饰的CDR( 一般如先前所述在亲本抗体序列中至多仅需要修饰少数CDR残基且不引入 构架外源残基)，以便消除潜在的免疫原性牵扯。特别地，优选地重组抗体将仅包含抗原识 别所需的宿主(兔)⑶R1和⑶R2残基和整个⑶R3,因为这似乎对于抗体亲和力成熟是重要 的。因此，即使人源化时,根据本发明的B细胞和抗体选择方案产> 原结合亲和力也保持完整或基本上完整。总之，通过使用比先前已知更有效的方案，本发明方沒 表位显示更高结合亲和力的人源化抗体。在一个具体实施方案中,本发明提供了通过包括下述步骤的过程用于鉴定单个B 细胞的方法，所述B细胞分泌对所需抗原特异的抗体用于在本发明方案中人源化，并且任 选具有至少一种所需功能性质例如亲和力、亲合力、细胞溶解活性等，a.针对抗原免疫接种宿主；b.从宿主中收获B细胞；c.富集收获的B细胞，以增加抗原特异性细胞的频率；d.制备至少一种单细胞悬浮液；e.在有利于单个抗原特异性B细胞/培养孔存活的条件下，培养来自单细胞悬浮 液的亚群；f.从亚群中分离少于10-12个B细胞；和g.测定单个B细胞是否产生对所述抗原特异的抗体。本发明方法将进一步整体或部分包括分离和测序编码所需抗体的多肽和核酸序 列的另外步骤，以鉴定关键残基例如选择性决定残基,并且以便使用这种序列作为BLAST 搜索的部分，来鉴定候选同源人可变序列以用于衍生其理想的人源化形式。这些序列或其 人源化形式或部分可以在所需宿主细胞中表达，以便产生针对所需抗原例如IL 6、TNF a、 肝细胞生长因子、海帕西啶等的重组抗体。如先前所述,认为B细胞的克隆群体占优势地包含产生针对所需抗原的抗体的抗 体分泌B细胞。还认为基于用几种抗原和用不同B细胞群体获得的实验结果，根据本发明产
生的克隆产生的B细胞
细胞分泌如下单克隆抗体，与从培养的抗原特异性B细胞衍生单克隆抗体的其他方法比较，所述单克隆抗体一般具有相对 高的亲和力，并且此外能够有效且可重现地产生更大表位变异性的单克隆抗体的选择。在 本发明中，在此种B细胞选择方法中使用的免疫细胞群体将衍生自兔或与其紧密相关的动 物，例如另一个兔科物种。认为兔或紧密相关的哺乳动物用作B细胞的来源可以增强单克 隆抗体的多样性，所述单克隆抗体可以在本发明中用于衍生人源化形式。此外,根据本发明 衍生自兔的抗体序列一般具有如F序列，所述序列与人抗体序列具有高度序列同一性，使 得它们有利于在人中使用，因为它们应产生具有很少抗原性的人源化变体。在人源化的过 程中，最终人源化抗体包含少得多的外源/宿主残基含量，通常限制于由于其性质与移植 中使用的人靶序列显著不同的宿主CDR残基的子集。这增强了在使用本发明的人源化策略 产生的人源化抗体蛋白质中完全活性回收的可能性。使用本文公开的富集步骤的抗体选择方法包括从免疫接种的宿主中获得包含免 疫细胞的细胞群体的步骤。从免疫接种的宿主中获得包含免疫细胞的细胞群体的方法是本 领域已知的，并且一般包括在宿主中诱导免疫应答,和从宿主中收获细胞以获得一种或多 种细胞群体。可以通过针对所需抗原免疫接种宿主而引发应答。备选地，用作此种免疫细 胞来源的宿主可以天然地暴露于所需抗原,例如已用特定病原体例如细菌或病毒感染的个 体,或者备选地已设定对个体所患有的癌症的特异性抗体应答。在本方法中，宿主是兔。如所述的，免疫应答可以由于疾病天然地发生,或它可以通过使用抗原的免疫接 种而诱导。免疫接种可以通过本领域已知的任何方法来执行，例如，通过一次或多次注射抗 原连同或不连同增强免疫应答的试剂，例如完全或不完全弗氏佐剂。作为体内免疫接种宿 主动物的备选方案,该方法可以包括体外免疫接种宿主细胞培养物。允许用于免疫应答(例如,如通过血清抗体检测测量)的时间后，收获宿主动物细 胞以获得一种或多种细胞群体。在一个优选实施方案中，就抗体结合强度和/或抗体功能 性筛选收获的细胞群体。收获的细胞群体优选来自脾、淋巴结、骨髓和/或外周血单核细胞 (PBMC)中的至少一种。细胞可以从超过一个来源收获且合并。特定来源对于特定抗原可 能是优选的。例如,脾、淋巴结和PBMC对于IL-6是优选的；并且淋巴结对于TNF是优选的。 在免疫接种后约20到约90天或其中的增量，优选约50到约60天收获细胞群体。收获的 细胞群体和/或来自其的单细胞悬浮液可以就抗体选择进行富集、筛选和/或培养。抗原 特异性细胞在收获的细胞群体内的频率通常为约-约5%,或其中的增量。在--个实施方案中，来自收获细胞群体的单细胞悬浮液优选通过使用Miltenyi 珠进行富集。来自具有约_约5%抗原特异性细胞的频率的收获细胞群体，从而衍生具 有接近100%抗原特异性细胞的频率的富集细胞群体。使用富集步骤的抗体选择方法包括从来自富集细胞群体的至少一种抗原特异性 细胞产生抗体的步骤。体外产生抗体的方法是本领域众所周知的，并且可以采用任何合适 的方法。在一个实施方案中，将富集细胞群体，例如来自收获细胞群体的抗原特异性单细 胞悬浮液，以多种细胞密度，例如50、100、250、500、或在1-1000个细胞之间的其他增量/ 孔进行铺平板。优选地,亚群包含不超过约10，000个抗原特异性、抗体分泌细胞，更优选 约50-10, 000、约50-5，000、约50-1, 000、约50-500、约50-250个抗原特异性、抗体分泌细 胞，或其中的增量。随后，这些亚群用合适的培养基(例如，活化T细胞条件培养基，特别是 1-5%活化兔T细胞条件培养基)在饲养层上培养，优选在有利于单个增殖抗体分泌细胞/培养孔存活的条件下。饲养层--般包含被照射的细胞物质,例如EL4B细胞,不构成细胞群 体的部分。细胞在合适的培养基中培养足以用于抗体产生的时间，例如约1天到约2周、约 1天到约10天、至少约3天、约3到约5天、约5天到约7天、至少约7天、或其中的其他增 量。在一个实施方案中，同时培养超过一个亚群。优选地,单个抗体生成细胞及其后代在每 个孔中存活,从而在每个孔中提供抗原特异性B细胞的克隆群体。在这个阶段时,通过克隆 群体产生的免疫球蛋白G(IgG)与抗原特异性高度关联。在一个优选实施方案中，IgG显示 出与抗原特异性超过约50 %，更优选超过70 %、85 %、90 %、95 %、99 %，或其中的增量的关 联。该关联已通过在有限条件下建立B细胞培养物以产生单个抗原特异性抗体产物/孔得 到证实。比较抗体特异性与--般IgG合成。观察到3个群体识别抗原(生物素化且直接 包被的)的单个甲酸盐的IgG，与固定无关的可检测IgG和抗原识别，和单独的IgG产生。 IgG产生与抗原特异性高度关联。任选收集包含抗体的上清液,这可以根据上文描述的步骤就抗体选择进行富集、 筛选和/或培养。在--个实施方案中，上清液就抗体功能性进行富集(优选通过抗原特异 性测定法，特别是ELISA测定法)和/或筛选。在另一个实施方案中，富集的、优选克隆、抗原特异性B细胞群体(由其任选筛选 上文描述的上清液，以便检测所需分泌的单克隆抗体的存在)用于分离少数B细胞,优选单 个B细胞,其随后在合适的测定法中进行测试，以便证实单个抗体生成B细胞在克隆B细胞 群体中的存在。在一个实施方案中，从克隆B细胞群体中分离约1到约20个细胞，优选小 于约15、12、10、5或3个细胞,或其中的增量，最优选单个细胞。筛选优选通过抗原特异性 测定法特别是晕圈测定法来完成。晕圈测定法可以用全长蛋白质或其片段来执行。包含抗 体的上清液也可以就下述至少一种进行筛选抗原结合亲和力；抗原_配体结合的激动或 拮抗、特定靶细胞类型增殖的诱导或抑制；靶细胞裂解的诱导或抑制，和涉及抗原的生物途 径的诱导或抑制。衍生自兔宿主的鉴定的抗原特异性细胞可以用于衍生编码所需单克隆抗体的相 对应核酸序列，所述单克隆抗体可以在本发明的人源化方法中使用。(Alul消化可以证实仅 产生单个单克隆抗体类型/孔)。如上所述，这些序列随后优选通过本发明的人源化方案进 行突变，以便使得它们更适合于在人药物中使用。如所述的，在本发明过程中使用的来自兔的富集B细胞群体也可以根据上文描述 的步骤就抗体选择进行进一步富集、筛选和/或培养,所述步骤可以重复或以不同顺序执 行。在一个优选实施方案中，富集的、优选克隆、抗原特异性细胞群体的至少一个细胞进行 分离、培养和用于抗体选择。因此,在另一个实施方案中，本发明提供了分离在主题人源化方法中使用的抗体 候选物的方法，其包括a.从免疫接种的兔宿主中收获细胞群体，以获得收获的细胞群体；b.由收获的细胞群体制备至少一种单细胞悬浮液；c.优选通过层析法富集至少一种单细胞悬浮液，以形成第一种富集的细胞群体；d.优选通过ELISA测定法富集第--种富集的细胞群体，以形成优选是克隆的第二 种富集的细胞群体，即，它仅包含单个类型的抗原特异性B细胞；e.优选通过晕圈测定法富集第二种富集的细胞群体，以形成包含单个或少数B细胞的第三种富集的细胞群体，所述B细胞产生对所需抗原特异的抗体；和f.选择通过从第三种富集的细胞群体中分离的抗原特异性细胞产生的抗体。该方法可以进一步包括就抗体结合强度(亲和力、亲合力)和/或抗体功能性筛 选收获的细胞群体的一个或多个步骤。合适的筛选步骤包括但不限于，检测下述的测定方 法由鉴定的抗原特异性B细胞产生的抗体是否产生具有最低抗原结合亲和力的抗体，抗 体是激动还是拮抗所需抗原与配体的结合；抗体是诱导还是抑制特定细胞类型的增殖；抗 体是否诱导或引发针对靶细胞的细胞溶解反应；抗体是否与特定表位结合；和抗体是否调 节(抑制或激动)涉及抗原的一个或多个特定生物途径。类似地,该方法可以包括就抗体结合强度和/或抗体功能性筛选第二种富集的细 胞群体的一个或多个步骤。该方法进一步包括测序所选择抗体的多肽序列或相对应核酸序列，以鉴定关键残 基且以便进行用于在主题人源化方法中使用的合适同源人种系抗体序列的BLAST搜索的 步骤。该方法还包括使用所选择抗体的序列、其片段、或遗传修饰的人源化形式产生重组 抗体的步骤。这些人源化突变方法可以产生具有所需效应子功能、免疫原性、稳定性、去除 或添加糖基化等的重组抗体。本文描述的重组人源化抗体或人源化抗体片段可以通过任 何合适的重组细胞产生,所述重组细胞包括但不限于哺乳动物细胞，例如CHO、COS、BHK、 HEK-293,细菌细胞,酵母细胞,植物细胞，昆虫细胞和两栖动物细胞。在一个优选实施方案 中，亲本兔抗体和衍生自这些抗体的人源化抗体和同源人可变序列在多倍体酵母细胞，即 二倍体酵母细胞特别是毕赤酵母属中表达。基本上，该方法可以如下实现a.针对抗原免疫接种兔宿主，以产生兔抗体；b.就抗原特异性和中和筛选所获得的兔抗体；c.从兔中收获B细胞；d.富集收获的兔B细胞，以制备具有增加频率的抗原特异性细胞的富集细胞群 体；e.在有利于单个B细胞存活的条件下，培养来自富集细胞群体的一个或多个亚 群，以在至少一个培养孔中产生克隆群体；f.测定克隆群体是否产生对抗原特异的兔抗体；g.分离单个兔B细胞；和h.测序由单个B细胞产生的兔抗体的核酸序列和i.使用这个抗体序列，以便使用本发明的人源化策略衍生具有亲本兔抗体的亲和 力和任选其他性质的人源化抗体。人源化抗体的方法如所述的，本发明提供了用于人源化兔抗体重链和轻链的新型和改良方法。本发 明的方法可以如下实现用于人源化兔抗体重链和轻链 1.鉴定其为信号肽序列后的第一个的氨基酸。这是构架1的开始。信号肽在第 一个起始甲硫氨酸处幵始，并且对于兔轻链蛋白质序列长度一般但不一定是22个氨基酸。 成熟多肽的开始也可以通过N末端蛋白质测序进行实验测定，或可以使用预测算法进行预
40测。这也是构架1开始,如通常由本领域技术人员限定的。实例图2中的RbtVL氨基酸残基1，以‘AYDM...，开始。2.鉴定构架3的结束。这一般是构架1开始后的86-90个氨基酸，并且一般是2 个酪氨酸残基后的半胱氨酸残基。这是构架3的结束，如通常由本领域技术人员限定的。实例图2中的RbtVL氨基酸残基88,以‘TYYC，结束。3.使用如上限定的从构架1开始起始到构架3结束的多肽的兔轻链序列，并且执 行用于最相似的人抗体蛋白质序列的序列同源性搜索。这一般将是在抗体成熟前针对人 种系序列的搜索，以便减少免疫原性的可能性,然而,可以使用任何人序列。一般地,程序 如BLAST可以用于就最同源搜索序列数据库。人抗体序列的数据库可以从各种来源例如 NCBI (国家生物技术信息中心(National Center forBiotechnology Information))发现。实例在图2中从编号1到88的残基的RbtVL氨基酸序列是针对人抗体种系数据 库BLAST的。前3个独特的返回序列在图2中显示为L12A、VI和Vx02o4. 一般地,最同源的人种系可变轻链序列随后用作用于人源化的基础。然而本领 域技术人员可以决定使用如通过同源性算法测定并非最高同源性的另一个序列，基于其他 因素包括序列缺口和构架相似性。实例在图2中，L12A是最同源的人种系可变轻链序列，并且用作用于RbtVL人源 化的基础。5.测定关于用于轻链人源化的人同系物的构架和CDR排列(FR1、FR2、FR3、CDR1 和CDR2)。这是使用如本领域描述的传统布局。比对兔可变轻链序列与人同系物，同时维持 构架和⑶R区的布局。实例在图2中，将RbtVL序列与人同源序列L12A比对,并且指出构架和CDR结构 6.用来自兔序列的CDR1和CDR2序列替换人同源轻链序列CDR1和CDR2区域。如 果在兔和人CDR序列之间在长度方面存在差异，那么使用整个兔CDR序列及其长度。如果 执行更小或更大的序列交换,或如果改变一个或多个特定残基,那么所得到的人源化抗体 的特异性、亲和力和/或免疫原性可能未改变，这是可能的，然而，如所述的交换已成功地实例在图2中，用来自RbtVL兔抗体轻链序列的CDR1和CDR2氨基酸序列替换人 同源可变轻链L12A的CDR1和CDR2氨基酸残基。人L12A构架1、2和3未改变。所得到的 人源化序列在下面显示为VLh从编号1到88的残基。应当指出仅不同于L12A人序列的残 基是有下划线的，并且因此是兔衍生的氨基酸残基。在这个实例中，88个残基中仅8个不同 于人序列。在步骤6中制备新杂交序列的构架3后，附着兔轻链抗体序列的整个CDR3。CDR3 序列可以具有各种长度，但长度一般为9-15个氨基酸残基。常规限定并且可通过本领域技 术人员鉴定CDR3区和随后构架4区域的开始。一般地,构架4的开始和因此在CDR3结束 后由序列‘FGGG... ’组成，然而,某些变化可能存在于这些残基中。实例在图2中，在指示为VLh的人源化序列中在构架3结束后添加RbtVL的 CDR3 (编号89-100的氨基酸残基)。 8.兔轻链构架4用最近的人轻链构架4同系物替换，通常来自种系序列，所述兔轻链构架4 一般是可变轻链的最后11个氨基酸残基,并且如上文步骤7中所示开始且一般以 氨基酸序列‘...VVKR’结束。通常，这种人轻链构架4具有序列‘FGGGTKVEIKR’。可能可 以使用并非最同源或在其他方面不同的其他人轻链构架4序列,而不影响所得到的人源化 抗体的特异性、亲和力和/或免疫原性。将这种人轻链构架4序列加入紧接来自上文步骤 7的CDR3序列的可变轻链人源化序列末端。这现在是可变轻链人源化氨基酸序列的末端。实例在图2中，RbtVL兔轻链序列的构架4 (FR4)显示在同源人FR4序列....丨二面。将 人FR4序列加入到在上文步骤7中加入的CDR3区结束后右侧的人源化可变轻链序列(VLh) 中。^MMmm^A^m1.鉴定其为信号肽序列后的第一个的氨基酸。这是构架1的幵始。信号肽在第一 个起始甲硫氨酸处开始，并且对于兔重链蛋白质序列长度一般是19个氨基酸。一般但不一 定地,兔重链信号肽的最后3个氨基酸残基是‘...VQC，,随后为构架1的开始。成熟多肽的 开始也可以通过N末端蛋白质测序进行实验测定,或可以使用预测算法进行预测。这也是 构架1幵始，如通常由本领域技术人员限定的。实例图2中的Rb tVII氨基酸残基1，以‘QEQL...，开始。2.鉴定构架3的结束。这一般是构架1开始后的95-100个氨基酸，并且一般是 ‘..CAR’(尽管丙氨酸也可以是缬氨酸)的最终序列。这是构架3的结束,如通常由本领域 技术人员限定的。实例图2中的Rb tVH氨基酸残基98,以‘...FCVR，结束。3.使用如上限定的从构架1开始起始到构架3结束的多肽的兔重链序列，并且执 行用于最相似的人抗体蛋白质序列的序列同源性搜索。这一般将在抗体成熟前针对人种 系序列的数据库，以便减少免疫原性的可能性，然而，可以使用任何人序列。一般地，程序 如BLAST可以用于就最同源搜索序列数据库。人抗体序列的数据库可以从各种来源例如 NCBI(国家生物技术信息中心)发现。实例在图2中从编号1到98的残基的RbtVH氨基酸序列是针对人抗体种系数据 库BLAST的。前3个独特的返回序列在图2中显示为3-64-04、3-66-04和3-53-02。4. 一般地,最同源的人种系可变重链序列随后用作用于人源化的基础。然而，本领 域技术人员可以决定使用如通过同源性算法测定并非最高同源性的另一个序列，基于其他 因素包括序列缺口和构架相似性。实例在图2中，3-64-04是最同源的人种系可变重链序列，并且用作用于RbtVH 人源化的基础。5.测定关于用于重链人源化的人同系物的构架和CDR排列(FR1、FR2, FR3, CDR1 和CDR2)。这是使用如本领域描述的传统布局。比对兔重链序列与人同系物，同时维持构架 和⑶R区的布局。实例在图2中，将RbtVII序列与人同源序列3-64-04比对 ，并且指出构架和CDR 结构域。6.用来自兔序列的CDR1和CDR2序列替换人同源重链序列CDR1和CDR2区域。如 果在兔和人CDR序列之间在长度方面存在差异，那么使用整个兔CDR序列及其长度。此外， 可能必须用兔重链构架1的最后3个氨基酸替换人重链构架1区域的最后3个氨基酸。一般但不一定,在兔重链构架1中，这3个残基跟在丝氨酸残基后的甘氨酸残基之后。此外’ 可能必须用兔重链构架2的最后氨基酸替换人重链构架2区域的最后氨基酸。一般但不一 定，在兔重链构架2中,这是在异亮氨酸残基后的甘氨酸残基。如果执行更小或更大的序列 交换,或如果改变一个或多个特定残基，那么所得到的人源化抗体的特异性、亲和力和/或 免疫原性可能未改变,这是可能的,然而,如所述的交换已成功地使用，但不排除可以允许 其他改变的可能性。例如，色氨酸氨基酸残基一般存在于兔重链CDR2区结束前4个残基处， 而在人重链CDR2中，这个残基一般是丝氨酸残基。已证实将这个位置处的这个兔色氨酸残 基改变成人丝氨酸残基，对人源化抗体的特异性或亲和力具有最低影响或无影响，并且因 此使人源化序列中兔序列衍生的氨基酸残基含量进一步降到最低。实例在图2中，用来自RbtVH兔抗体轻链序列的CDR1和CDR2氨基酸序列替换人 同源可变重链的CDR1和CDR2氨基酸残基，除加方框的残基外，这在兔序列(位置编号63) 中是色氨酸,并且在人序列中在相同位置处是丝氨酸,并且保持为人丝氨酸残基。除CDR1 和CDR2改变外,构架1的最后3个氨基酸(位置28-30)以及构架2的最后残基(位置49) 保留为兔氨基酸残基而不是人的。所得到的人源化序列在下面显示为VHh从编号1到98 的残基。应当指出仅不同于3-64-04人序列的残基是有下划线的，并且因此是兔衍生的氨 基酸残基。在这个实例中,98个残基中仅15个不同于人序列。7.在步骤6中制备新杂交序列的构架3后，附着兔重链抗体序列的整个CDR3。 CDR3序列可以具有各种长度，但长度一般为5-19个氨基酸残基。常规限定并且可通过本领 域技术人员鉴定CDR3区和随后构架4区的开始。一般地，构架4的开始和因此在CDR3结 束后由序列WGXG...(其中X通常是Q或P)组成，然而,某些变化可能存在于这些残基中。实例在指示为VHh的人源化序列中在构架3结束后添加RbtVH的CDR3(编号 99-110的氨基酸残基)。8.兔重链构架4用最近的人重链构架4同系物替换，通常来自种系序列，所述兔 重链构架4 一般是可变重链的最后11个氨基酸残基，并且如上文步骤7中所示开始且一般 以氨基酸序列‘...TVSS’结束。通常,这种人重链构架4具有序列‘WGQGTLVTVSS’。可能 可以使用并非最同源或在其他方面不同的其他人重链构架4序列，而不影响所得到的人源 化抗体的特异性、亲和力和/或免疫原性。将这种人重链构架4序列加入紧接来自上文步 骤7的CDR3序列后的可变重链人源化序列末端。这现在是可变重链人源化氨基酸序列的 末端。实例在图2中，RbtVH兔重链序列的构架4 (FR4)显示在同源人FR4序列....丨二面。将 人FR4序列加入到在上文步骤7中加入的CDR3区结束后右侧的人源化可变重链序列(VHh)上述人源化方法提供超过现有人源化方法的显著优点。例如,本发明提供了用于 人源化来自兔抗体序列的抗体序列的方法，其用来自所选择的同源比对的人抗体序列的人 抗体残基替换非常大百分比的兔氨基酸残基。因此，它们在人中较不可能是免疫原性的。此外，本发明方法仅依赖于初级序列的比较，并且不依赖于或需要(i)对供体 或受体抗体序列的三维结构的理解；(ii)就表面与隐蔽残基而言对残基的定位的理解； (iii)试验出在特定或随机位点处不同形式或变化的不同构架残基备选物。因此，相对于更 复杂的人源化方法，本发明是高度有效的，无需关于所得到的人源化抗体的所需性质的任何妥协，例如结合亲和力和其他功能性质。 此外且与前述有关，相对于亲本兔抗体，通过本发明方法产生的所得到的人源化此外,本发明方法不要求另外的“亲和力成熟”,以便优化或增强抗原亲和力。相比 之下,在大多数其他人源化方法中，在人源化后必须通过实现“亲和力成熟”方案的反复而 显著增加抗原亲和力(以在可用剂量下治疗或诊断上有效)，所述方案通过筛选许多随机 或限定的序列变体，以便鉴定具有增加的结合亲和力的变体。因此，本发明比先前人源化方 法更简单和更有效。再进--步地,本发明的人源化方法是有利的，因为所得到的人源化可变轻链和重 链序列可以用于产生全长抗体以及人源化抗体片段或包含的融合蛋白。因此，这些人源化 抗体、人源化抗体片段和包含的融合蛋白，例如与治疗或诊断剂附着的那些,充分适合于免 疫治疗以及体内免疫诊断和免疫预测，例如在肿瘤组织、转移灶、粥样硬化斑块、炎性位点 等的成像中使用。重组产生本发明的人源化抗体及其片段的优选方法本发明还涉及用于产生本文描述的人源化的兔抗体或其片段的优选方法。与本文 描述的抗体或其片段相对应的重组多肽或其片段优选由交配感受态酵母的多倍体、优选二 倍体或四倍体菌株分泌。本发明涉及用于以延长时期产生分泌形式的这些重组多肽的方 法，其中使用包含多倍体酵母的培养物，即至少数天到1周、更优选至少1个月或数个月、并 且更加优选至少6个月到1年或更长。这些多倍体酵母培养物将表达至少10-25mg/升多 肽、更优选至少50-25()mg/升、更加优选至少500-l()()()rag/升、并且最优选1克/升或更多 重组多肽。在本发明的一个实施方案中，用包含所需异源多聚蛋白质亚单位的表达载体转化 一对遗传标记的酵母单倍体细胞。一种单倍体细胞包含第一个表达载体，并且第二种单倍 体细胞包含第二个表达载体。在另一个实施方案中,用一个或多个表达载体转化二倍体酵 母细胞，所述表达载体提供由本发明提供的一种或多种重组人源化多肽的表达和分泌。在 另外一个实施方案中，单种单倍体细胞可以用一个或多个载体进行转化，并且通过融合或 交配策略用于产生多倍体酵母。在另外一个实施方案中，二倍体酵母培养物可以用一个或 多个载体转化,所述载体提供根据本发明产生的所需人源化的兔重链或轻链或者抗体多肽 或多肽的表达和分泌。这些载体可以包含染色体外维持的质粒,或可以包含随机或通过同 源重组整合到酵母细胞的基因组内的载体，例如线性化的质粒。任选地，可以将另外的表达 载体引入单倍体或二倍体细胞内；或第一个或第二个表达载体可以包含另外的编码序列； 用于合成异源三聚体；异源四聚体；等。非相同多肽的表达水平可以单独校正，并且通过合 适的选择、载体拷贝数、启动子强度和！或诱导等进行调整。转化的单倍体细胞遗传上杂交 或融合。所得到的二倍体或四倍体菌株用于产生和分泌完全装配和生物学功能的蛋白质、 本文描述的人源化抗体或其片段。使用二倍体或四倍体细胞用于蛋白质生产提供了意想不到的优点。可以培养细胞 用于生产目的，即按比例放大,并且用于延长的时间段,在对单倍体细胞的生长有害的条件 下，所述条件 以包括高细胞密度；在最小培养基中生长；在低温下生长；在不存在选择压 力的情况下稳定生长；和随着时间提供异源基因序列完整性的维持和高水平表达的维持。不希望由此束缚，本发明人建立理论这些优点可能至少部分起于由2种不同的亲本单倍 体菌株制备二倍体菌株。此种单倍体菌株可以包含众多较少的自养突变，所述突变在二倍 体或四倍体中补充，使得能够在高度选择性条件下生长。转化的交配感受态单倍体酵母细胞提供使得所需人源化抗体蛋白质能够亚单位 配对的一般方法。单倍体酵母菌株用2个表达载体的每--个进行转化,第一个载体指导一 条多肽链的合成，和第二个载体指导第二条、非相同多肽链，即人源化的兔重链和轻链多肽 的合成。使2种单倍体菌株交配，以提供二倍体宿主，在其中可以获得优化的靶蛋白质(人 源化的兔抗体或人源化的兔抗体片段)产生。任选地,提供一种或多种另外的非相同编码序列。此种序列可以存在于另外的表 达载体—丨二或在第一个或第二个表达载体中。如本领域已知的，多个编码序列可以由个别启 动子独立表达；或可以通过包括“内核糖体进入位点”或“IRES”协调表达，所述IRES是促 进直接内核糖体进入顺反子(蛋白质编码区)的起始密码子例如ATG的元件,从而导致基 因的帽不依赖性翻译。在酵母中起作用的IRES元件由Thompson等人(2001)P. N. A. S. 98 12866-12868 描述。 在本发明的一个实施方案中，抗体序列在与分泌J链的组合中产生，所述J链提供 增强的IgA稳定性(参见美国专利号5，959，177 ；和5，202，422)。在--个优选实施方案中，2种单倍体酵母菌株各自是营养缺陷的，并且需要补充培 养基用于单倍体细胞生长。营养缺陷型对是互补的，从而使得二倍体产物将在不存在单倍 体细胞所需的补充物的情况下生长。在酵母中的许多此种遗传标记是已知的，包括对氨基 酸(例如met、lyS、hiS、arg等)、核苷酸(例如ura3、adel等)；等的需求。氨基酸标记对 于本发明的方法可能是优选的。备选地,包含所需载体的二倍体细胞可以通过其他方法进 行选择，例如通过使用其他可选标记，例如绿色荧光蛋白、各种显性可选标记等。2种转化的单倍体细胞可以进行遗传杂交，并且通过其杂交营养需求选择由这种 交配事件产生的二倍体菌株。备选地,使2种转化的单倍体菌株群体形成原生质体且融合， 并且再生且选择二倍体后代。通过任一方法,可以鉴定并且选择性培养二倍体菌株，因为， 与其单倍体亲本不同，它们不具有相同的营养需求。例如，二倍体细胞可以在最小培养基中 生长。二倍体合成策略具有特定的优点。二倍体菌株具有通过对潜在突变更广泛的互补作 用产生增强水平的异种蛋白质的潜力，所述突变可能影响重组蛋白质的产生和/或分泌。如上所述,在某些实施方案中，单倍体酵母可以用单种或多种载体进行转化,并且 与未转化的细胞交配或融合，以产生包含一种或多种载体的二倍体细胞。在其他实施方案 中，二倍体酵母细胞可以用一种或多种载体转化,所述载体提供通过二倍体酵母细胞的一 种或多种所需人源化的兔抗体多肽的表达和分泌。在本发明的--个实施方案中，2种单倍体菌株用多肽文库进行转化,例如根据本发 明产生的人源化的兔抗体重链或轻链的文库。使合成所述多肽的转化的单倍体细胞与互补 的单倍体细胞交配。将所得到的二倍体细胞就功能蛋白质进行筛选。二倍体细胞提供快速、 方便和廉价地集合大量的多肽组合用于功能测试的方法。这种技术可特别应用于产生异源 二聚蛋白质产物,其中优化的亚单位合成水平对于功能蛋白质表达和分泌是关键的。在本发明的另一个实施方案中，调节2个亚单位的表达水平比，以便使产物产生 达到最大。先前已显示异源二聚体亚单位蛋白质水平影响最终产物产生(Simmons LC，JImmunol Methods. 2002May 1 ；263 (1-2) :133_47)。可以在交配步骤前通过就表达载体上存 在的标记的选择来实现调节。通过稳定增加载体的拷贝数，可以增加表达水平。在某些情 况下，可能希望增加一条链相对于另一条的水平，以便达到多肽亚单位之间的平衡比例。抗 生素抗性标记对于这个目的有用，例如Zeocin抗性标记、G418抗性等，并且通过选择对高 水平的Zeocin或G418有抗性的转化体,提供关于在菌株中包含表达载体的多个整合拷贝 的菌株的富集方法。亚单位基因合适的比例，例如1 丨丨2;等对于有效蛋白质产生可 能是重要的。即使当相同启动子用于转录2个亚单位时，许多其他因素促成所表达蛋白质 的最终水平，并且因此，增加一个编码基因相对于另一个的拷贝数可能是有用的。备选地, 通过使2种单倍体菌株交配制备相对于单拷贝载体菌株产生更高水平的人源化抗体多肽 的二倍体菌株，所述2种单倍体菌株都具有表达载体的多个拷贝。宿主细胞用上述表达载体转化，交配以形成二倍体菌株，并且在适当修饰的常规 营养培养基中培养,用于诱导启动子、选择转化体或扩增编码所需序列的基因。适合于酵 母生长的许多最小培养基是本领域已知的。需要时,这些培养基中的任何都可以补充有盐 (例如氯化钠、钙、镁和磷酸盐)、缓冲剂(例如HEPES、磷酸钾、磷酸钠)、核苷(例如腺苷和 胸苷)、抗生素、微量元素和葡萄糖或等价能源。任何其他必需补充物也可以以合适浓度包 括在内，这将是本领域技术人员已知的。培养条件例如温度、PH等是先前就表达选择宿主 细胞使用的那些，并且对于普通技术人员将是显而易见的。从培养基中回收分泌的蛋白质。蛋白酶抑制剂例如苯甲基磺酰氯化物(PMSF)对 于抑制在纯化过程中的蛋白酶解降解可能有用，并且可以包括抗生素以阻止偶发污染物的 生长。组合物可以使用本领域已知的方法进行浓缩、过滤、透析等。可以培养本发明的二倍体细胞用于生产目的。此种生产目的希望包括在最小培养 基中生长，所述培养基缺乏预先形成的氨基酸和其他复杂生物分子，例如包含氨作为氮源、 和葡萄糖作为能源和碳源、和盐作为磷酸盐、钙等的来源的培养基。优选地，此种生产培养 基缺乏选择剂，例如抗生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等。二倍体细胞可以培养至高细胞密度,例 如至少约50g/'L ；更通常至少约100g/L ；并且可以是至少约300、约400、约500g/L或更多。在本发明的一个实施方案中，主题细胞用于生产目的的培养在低温F执行，所述 温度可以在对数期过程中、在稳定期过程中或两者中降低。术语“低温”指至少约15°C、更 通常至少约17°c,并且可以是约2(rc,并且通常不超过约25°C、更通常不超过约22°C。生 长温度可以影响分泌的全长蛋白质在生产培养物中的产生，并且降低培养生长温度可以强 烈增强完整产物得率。降低的温度似乎通过由宿主使用的折叠和翻译后加工途径帮助细胞 内运输以产生靶产物，连同减少细胞蛋白酶降解。本发明的方法提供分泌的、活性蛋白质,优选哺乳动物蛋白质的表达。在一个实施 方案中，如本文所使用的,分泌的、“活性蛋白质”指至少2条正确配对链的正确折叠的多聚 体，其与其同源抗原正确结合。活性蛋白质的表达水平通常是至少约10_50mg/升培养物、 更通常至少约100mg/升、优选至少约500mg/升，并且可以是lOOOrng/升或更多。本发明的方法可以提供在生产过程中宿主和异源编码序列增加的稳定性。稳定性 例如通过高水平表达时间的维持得到证明，其中经过约20次倍增、50次倍增、100次倍增或 更多，表达的起始水平减少不超过约20%、通常不超过10%，并且可以减少不超过约5%。菌株稳定性也提供随着时间异源基因序列完整性的维持,其中经过约20次倍增、50次倍增、100次倍增或更多，活性编码序列和必要转录调节元件的序列在至少约99%的 二倍体细胞中，通常在至少约99. 9 %的二倍体细胞中，并且优选在至少约99. 99 %的二倍 体细胞中得到维持。优选地,基本上所有二倍体细胞维持活性编码序列和必要转录调节元 件的序列。使用本领域普通技术人员众所周知的相同常规方法产生第二个表达载体,所述表 达载体包含操纵子和编码抗体轻链的DNA序列，其中编码抗体特异性所需的CDR的DNA序 列衍生自兔B细胞来源，而编码抗体链其余部分的DNA序列衍生自人细胞来源。表达载体通过本领域普通技术人员众所周知的常规技术转染到宿主细胞内以产 生所述抗体多肽，所述转染的宿主细胞通过本领域普通技术人员众所周知的常规技术培宿主细胞可以用上文描述的2个表达载体共转染，第一个表达载体包含编码操纵 子和人源化的兔轻链衍生多肽的DNA,和第二个载体包含编码操纵子和人源化的兔重链衍 生多肽的DNA。2个载体包含不同的可选标记,但优选地实现基本上相等的重链和轻链多肽 的表达。备选地，可以使用单个载体，该载体包括编码人源化的兔重链和轻链多肽的DNA。2种转化的单倍体细胞可以进行遗传杂交,并且通过其杂交体营养需求和/或抗 生素抗性谱选择这种交配事件产生的二倍体菌株。备选地,使2种转化的单倍体菌株群体 形成原生质体且融合，以及再生且选择二倍体后代。通过任--方法,基于其在与其亲本不同 的培养基中生长的能力，可以鉴定并且选择性培养二倍体菌株。例如，二倍体细胞可以在包 括抗生素的最小培养基中进行培养。二倍体合成策略具有特定的优点。二倍体菌株具有通 过对潜在突变更广泛的互补作用产生增强水平的异种蛋白质的潜力,所述突变可能影响重 组蛋白质的产生和/或分泌。此外,一旦已获得稳定菌株,任何抗生素就用于选择不一定需 要连续存在于生长培养基中的那些菌株。用于表达抗体多肽的宿主细胞可以是细菌细胞例如大肠杆菌、或真核细胞。在本 发明的一个特别优选的实施方案中，可以使用就此目的的明确定义类型的哺乳动物细胞, 例如骨髓瘤细胞或中国仓鼠卵巢(CH0)细胞系。通过其可以构建载体的一般方法，产生宿主细胞所需的转染方法和由所述宿主细 胞产生抗体多肽所需的培养方法都包括常规技术。尽管优选地用于产生抗体的细胞系是哺 乳动物细胞系,但备选地可以使用任何其他合适的细胞系，例如细菌细胞系例如大肠杆菌 衍生的细菌菌株、或酵母细胞系。相似地，一旦产生，人源化的兔抗体多肽就可以根据本领域的标准操作进行纯化， 例如交叉流过滤、硫酸铵沉淀法、亲和柱层析法等。本文描述的人源化抗体多肽也可以用于设计和合成对于与本发明的抗体多 肽相同的治疗应用有用的肽或非肽模拟物。参见例如，Saragobi等人，Science, 253 792-795(1991)，其内容通过引用整体合并入本文。施用根据本发明产生的人源化的兔抗体和片段和包含的融合物优选用于人治疗或用 于诊断方法,例如肿瘤位点的体内成像。在本发明的--个实施方案中,本文描述的人源化抗 体、或其人源化结合片段、以及所述抗体片段的组合，以约0. 05-10. Omg/kg接受受试者体 重的浓度施用于受试者。在本发明的一个优选实施方案中,本文描述的人源化抗体、或其人
47源化结合片段、以及所述抗体片段的组合，以约0. 1-1. Omg/kg接受受试者体重的浓度施用 于受试者。在本发明的另一个实施方案中,本文描述的人源化的兔抗体、或其结合片段、以及 所述抗体片段的组合，在药物制剂中施用于受试者。“药物组合物”指适合于对哺乳动物施用的化学或生物组合物。此种组合物可 以经特别配制用于经由许多途径中的一种或多种施用，所述途径包括但不限于颊、表皮 (epicutaneous)、硬膜外、吸入、动脉内、心内、脑室内、真皮内、肌内、鼻内、眼内、腹膜内、脊 柱内、鞘内、静脉内、经口、肠胃外、经由灌肠剂或栓剂经直肠、皮下、真皮下、舌下、透皮和经 粘膜。此外,施用可以借助于注射、粉剂、液体、凝胶剂、滴剂或其他施用方法发生。“药物赋形剂，，或“药学上可接受的赋形剂”是在其中配制活性治疗剂的载体，通 常为液体。在本发明的一个实施方案中，活性治疗剂是对IL-6或TNF-a特异的人源化抗 体，或其一个或多个片段。赋形剂通常对制剂不提供任何药理学活性，尽管它可以提供化学 和/'或生物学稳定性、和释放特征。示例性制剂可以例如在Remington' sPharmaceutical Sciences，第19版，Grennaro, A.，编辑，1995中发现，所述参考文献通过引用合并。如本文所使用的，“药学上可接受的载体”或“赋形剂”包括生理学相容的任何和所 有溶剂、分散介质、包衣、抗菌和抗真菌剂、等渗和吸收延迟剂。在一个实施方案中，载体适 合于肠胃外施用。备选地,载体可以适合于静脉内、腹膜内、肌内或皮下施用。药学上可接 受的载体包括无菌水溶液或分散系和用于临时制备无菌可注射溶液或分散系的无菌粉剂。 此种介质和试剂用于药学活性物质的用途是本领域众所周知的。除非任何常规介质或试剂 与活性化合物不相容,包括其在本发明的药物组合物中的使用。补充性活性化合物也可以 掺入组合物内。药物组合物一般在制造和贮存条件下必须是无菌和稳定的。组合物可以配制为溶 液、微乳剂、脂质体、或适合于高药物浓度的其他有序结构。载体可以是包含例如水、乙醇、 多羟基化合物(例如，甘油、丙二醇和液体聚乙二醇)及其适当混合物的溶剂或分散介质。 合适的流动性可以如下得到维持例如通过使用包衣例如卵磷脂，在分散系的情况下通过 维持所需颗粒大小，和通过使用表面活性剂。在许多情况下，在组合物中将优选包括等渗剂，例如，糖，多元醇例如甘露醇、山梨 糖醇,或氯化钠。可注射组合物的延长吸收可以通过在组合物中包括延迟吸收的试剂来达 到,所述试剂例如单硬脂酸盐和明胶。此外,在时间释放制剂中，例如在包括缓慢释放聚合 物的组合物中，可以配制碱性多肽。活性化合物可以用保护化合物不快速释放的载体制备， 例如控制释放制剂，包括埋植剂和微囊递送系统。可以使用生物可降解、生物相容的聚合 物，例如乙烯乙酸乙烯酯、聚酐、聚乙醇酸、胶原、聚原酸酯、聚乳酸和聚乳酸、聚乙醇酸共聚 物(PLG)。用于制备此种制剂的许多方法是本领域技术人员已知的。对于每个所述实施方案，化合物可以通过各种剂型施用。包括本领域普通技术人 员已知的任何生物学可接受的剂型及其组合。此种剂型的例子包括但不限于，可重构粉 剂、酏剂、液体、溶液、悬浮液、？L剂、粉剂、粒剂、颗粒、微粒、分散粒剂、扁囊剂、吸入剂、气溶 胶吸入剂、贴剂、粒子吸入剂、埋植剂、沉淀埋植剂、注射剂(包括皮下、肌内、静脉内和真皮 内)、浸剂及其组合。
0361]本发明各种举例说明的实施方案的上述描述不意欲是详尽的或使本发明限制于目的描述, 一文提供的
文教
公开的精确形式。尽管本发明的具体实施方案〗
但在本发明范围内的各种等价修饰是可能的，如相关领域技术人员将认识到 本发明教导可以应用于其他目的，除上文描述的例子外。根据上文详述可以对本发明进行这些和其他改变。一般而言,在下述权利要求中， 使用的术语不应解释为将本发明限制于说明书中公开的具体实施方案和权利要求。因此, 本发明不受公开内容限制的，相反，本发明的范围完全由下述权利要求决定。本发明可以以除前述说明书和例子中特别描述的那些外的方式进行实施。根据上 争,本发明的众多修饰和变化是可能的,并且因此在所附权利要求的范围内。 I与用于获得抗原特异性B细胞的克隆群体的方法相关的特定教导公开于2006年5 曰提交的美国临时专利申请号60/801，412中，所述美国临时专利申请号的公开内容
i整体合并入本文。
与使用交配感受态酵母产生抗体或其片段相关的特定教导和相对应方法 公开于2006年5月8日提交的美国专利申请号11/429,053(美国专利申请公开号 US2006/0270045)中，所述美国专利申请号的公幵内容通过引用整体合并入本文。在发明背景、详述和实施例中引用的每个文件(包括专利、专利申请、期刊论文、 摘要、手册、书本或其他公开内容)的完整公开内容通过引用整体合并入本文。提出下述实施例，以便为本领域普通技术人员提供如何制备和使用本发明的完整 公幵内容和描述，并且不意欲限制视为本发明的范围。已进行努力以确保就使用的数字 (例如量、温度、浓度等)而言的精确度，但应允许某些实验误差和偏差。除非另有说明，份 是重量份,分子量是平均分子量,温度是摄氏度
应答。--般地,用于免疫接种的宿主是兔或其他宿主，其使用相似的成熟过程产生抗体，并 且提供产生可比较多样性，例如表位多样性的抗体的抗原特异性B细胞群体。起始抗原免 疫接种可以使用完全弗氏佐剂(CFA)进行，并且用不完全佐剂实现后续加强。在免疫接种 后约50-60天时,优选在第55天时,测试抗体滴度,并且如果确定合适滴度，那么起始抗体 选择(ABS)过程。关于ABS起始的2个关键标准是在多克隆血清中的有效抗原识别和功能 修饰活性。在确定阳性抗体滴度时，处死动物且分离B细胞来源。这些来源包括脾、淋巴结、 骨髓和外周血单核细胞(PBMC)。产生单细胞悬浮液,并且洗涤细胞悬浮液，以使得它们适应 低温长期贮存。细胞随后一般进行冷冻。为了起始抗体鉴定过程，使小部分冷冻细胞悬浮液解冻、洗涤、且在组织培养基中 铺平板。随后使这些悬浮液与用于产生动物免疫应答的生物素化形式的抗原混合，并且使 用Miltenyi磁珠细胞选择方法回收抗原特异性细胞。使用链霉亲和素珠进行特异性富集。 回收富集群体并且进展至特异性B细胞分离的下一个阶段中。实施例2 包含克隆、抗原特异性B细胞的培养物的产生将根据实施例1产生的富集B细胞随后在各种细胞密度下铺平板在96孔微定板的每个孔中。一般地，这是50、100、250或500个细胞/孔,具有10块平板/组。培 养基补充有4%活化的兔T细胞条件培养基，连同50K冷冻的被照射EL4B饲养细胞。这些 培养物不受扰乱51天,在这时收集包含分泌抗体的上清液,并且在分开的测定设置中就 靶性质进行评估。使其余上清液保持完整,并且将平板冷冻在 7(rc。在这些条件下,培养 过程--般产生包含混合细胞群体的孔,所述混合细胞群体包含抗原特异性B细胞的克隆群 体，即单个孔将仅包含对所需抗原特异的单个单克隆抗体。实施例3 :抗体上清液就所需特异性和/或功能性质的单克隆抗体的筛选衍生自包含根据实施例2产生的克隆抗原特异性B细胞群体的孔的含抗体上清液 最初就抗原识别，使用ELISA方法进行筛选。这包括选择性抗原固定(例如,通过链霉亲和 素包被的平板进行生物素化抗原捕获)，非特异性抗原平板包被，或备选地，通过抗原叠加 策略(例如，选择性抗原捕获后通过结合伴侣添加，以产生异聚蛋白质-抗原复合物)。抗 原阳性孔上清液随后任选在严格依赖于配体的功能修饰测定法中进行测试。一个此种例子 是体外蛋白质_蛋白质相互作用测定法,其再现抗原配体与重组受体蛋白质的天然相互作 用。备选地，利用配体依赖性且容易监控的基于细胞的应答(例如，增殖应答)。显示显著 抗原识别和效价的上清液视为阳性孔。衍生自最初阳性孔的细胞随后过渡到抗体回收阶实施例4 所需抗原特异性的单个、抗体生成B细胞的回收从包含抗原特异性B细胞的克隆群体(根据实施例2或3产生)的孔中分离少 数细胞，其分泌单个抗体序列。对分离的细胞随后进行测定，以分离单个、抗体分泌细胞。 Dyna!链霉亲和素珠在缓冲介质下用生物素化的靶抗原包被，以制备与细胞存活力相容 的含抗原微珠。接下来,使抗原装载的珠、来自阳性孔的抗体生成细胞和异硫氰酸荧光素 (FITC)标记的抗宿主H&L IgG抗体(如指出的，宿主可以是任何哺乳动物宿主，例如兔、小 鼠、大鼠等)一起在37°C下温育。将这个混合物随后以等分试样再次吸取到载玻片上，从而 使得每个等分试样平均具有单个、抗体生成B细胞。随后通过荧光显微镜检查检测抗原特 异性、抗体分泌细胞。由于结合抗原，分泌抗体局部集中于邻近珠上，并且基于强荧光信号 提供定位信息。经由对分泌细胞邻近的所形成抗体-抗原复合物的FITC检测鉴定抗体分泌 细胞。随后使用显微操作器回收在这种复合物中心处发现的单个细胞。将细胞在eppendorf PGR管中速冻用于在 80°C下贮存,直至起始抗体序列回收。实施例5 从抗原特异性B细胞中分离抗体序列使用基于组合RT-PCR的方法，从根据实施例4产生的单个分离的B细胞中，或从 根据实施例2获得的克隆B细胞群体中分离的抗原特异性B细胞中回收抗体序列。设计引 物以在靶免疫球蛋白基因(重和轻)，例如兔免疫球蛋白序列的保守和恒定区中退火，和使 用2步巢式PCR回收步骤以获得抗体序列。对来自每个孔的扩增子就回收和大小完整性进 行分析。随后用Alul消化所得到的片段，以采集序列克隆性的指纹。相同序列在其电泳分 析中显示共同断裂模式。明显地，一般甚至在最初铺平板至1000个细胞/孔的孔中观察到 证明细胞克隆性的这个共同断裂模式。最初的重链和轻链扩增子片段随后用Hindlll和 Xhol或Hindlll和BsiwI进行限制性酶消化，以制备各自DNA的碎片用于克隆。所得到的 消化物随后连接到表达载体内，并且转化到细菌内用于质粒繁殖和产生。选择菌落用于序 列表征。
实施例6 所需抗原特异性和/或功能性质的单克隆抗体的重组产生确定包含单个单克隆抗体的每个孔的正确全长抗体序列，并且使用Qiagen固相 方法制备小量制备DNA。这种DNA随后用于转染哺乳动物细胞，以产生重组全长抗体。对粗 抗体产物就抗原识别和功能性质进行测试，以证实在重组抗体蛋白质中发现的最初特征。 合适时，完成大规模瞬时哺乳动物转染,并且通过蛋白质A亲和层析法纯化抗体。使用标准 方法(例如Biacore)评估Kd，以及在效价测定法中评估IC50。实施例7 结合所需抗原例如HuTNF a或IL 6的抗体的制备通过使用本文描述的抗体选择方案，可以产生显示TNF-a或对于IL-6或另一 种所需抗原的有效功能拮抗的抗体集合。抗体阐明多种表位，并且因此可以提供关于抗 体的有用备选物或抗体的有用辅助，所述抗体靶向先前鉴定关于特定抗原的表位，例如在 HuTNF-a、tnf-a表位的情况下，例如Remieade (英夫利昔单抗)。在IL-6或TNF- a的特定情况下，可以采用筛选方法以鉴定结合备选IL-6或 TNF-a表位，同时保留显著的功能拮抗的抗体。例如,在TNF-a的情况下,在初次抗原识 别筛选后，对阳性BCC孔可以就针对TNF-a的功能拮抗以及表位竞争进行测试，例如与英 夫利昔单抗竞争。独特的表位识别可以通过ForteBio Octet抗体-TNF-a结合竞争研究 来确定。追踪显示功能活性以及缺乏竞争的BCC孔,并且回收在这些孔中存在的抗体的编 码序列。大多数回收序列将显示最初靶特征有效抗原识别、功能拮抗和不同的表位识别。 因此，所得到的抗体集合确立了与有效功能拮抗相关的多个新型表位区域。在通过引用合 并入本文的临时申请中用IL 6证实了相似结果。免疫接种策略:使用TNF- a _#210-TA)和人IL-6免疫接种兔，如2007年5月21日提交且通 过引用整体合并入本文的临时专利申请美国序列号60/924，551和60/924, 551中描述的。抗体选ff丨商Iti平估抗原识别测定法可以通过其中描述的方案对于TNF- a或人IL-6进行测定。功能滴度评估可以如引用的临时申请中所述的测定样品的功能活性。例如，在分别地tnf-a的 情况下，在圆底96孔板中,加入以1 100稀释(在所述培养基中)的血清样品，随后为跨 越平板的1 10稀释(列2-10,列11仅是用于TNF-a对照的培养基)，50 11 :[/孔,5次重 复(行B-F,行G仅是用于本底对照的培养基)。将50 u 1/孔包含以最终EC50的4倍浓度 的TNF- a的培养基(浓度先前对于每个批次进行测定)和1 U g/ml放线菌素D加入所有 样品孔中，除行F外。使平板在37°C下温育1小时。 在1小时,将50 11 1血清/kg复合物和对照转移至包含50 11 1/孔以固定密度(终 体积100 u 1/孔)应答细胞的96孔平底平板,并且在37°C下温育24小时。(使列1和12 以及行A和H充满200 u 1培养基，以防止蒸发及造成边缘效应。)在24小时，根据制造商方案，将20 u 1/孔CellTiter96试剂(Promega)加入所有 测试孔，并且使平板在37°C下温育2小时。2小时后,使平板轻轻振荡以允许测试孔中的均 匀。在490nm波长处对平板进行读数。使用Graph Pad Prizm(使用非线性S形剂量/应 答曲线)绘制0D与稀释度的比较，并且测定功能滴度。组织收获
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如上文引用的临时申请中所述收获兔脾、淋巴结和全血，加工且冷冻。B mmmm (BCC)如通过引用合并的临时专利申请中所述制备B细胞培养物。 抗原识别筛选急匕活.ft難如引用的临时申请中所述执行功能活性筛选。例如，在TNF-a的情况下，通过 WEH:[细胞毒性测定法对其进行测定。对来自一块或多块主平板的上清液在TNF-a剌激的 WEHI细胞毒性测定法(如上文所述)中作为单个点进行测试。与其中所述相同整洁的测试 上清液。对干重体的次级功能活件测丨定法诵1寸用huTNF-a孙理的HUVEC细朐阳.断 丨丄-6表汰TNF-a或IL-6特定测定法可以如通过引用合并如本文的相同临时专利申请中所 述来实现。例如，在TNF-a的情况下，将人脐静脉内皮细胞(HUVEC)常规维持在内皮生长 培养基(EGM)培养基和合适的HUVEC补充物(Cambrex)中。在测定当天，通过台盼蓝测定 HUVEC存活力。将细胞以5E05/ml重悬浮于合适体积的测试所需的培养基中(100 u !/孔)。 使细胞铺平板在96孔平底培养平板的中间孔中，并且将200 u 1培养基加入所有外部孔中， 以防止蒸发。使平板在37tTF温育24小时。在24小时，在EGM中以4倍所需终浓度制备合适抗体稀释物。(起始抗体浓度为 1 U g/ral ；跨越平板执行1 3稀释，除最后1行外。)将相同体积的在EGM中的rhuTNF- a (4 倍所需终浓度)加入孔中。使平板在37°C下温育1小时，以形成抗体/抗原复合物。在1 小时，取出来自HUVEC培养平板的50 11 1培养基并弃去。加入50 11 1 Ab-Ag混合物，并且使 平板在37°C下温育48小时。包括标准阳性和阴性对照在48小时,通过ELISA评估条件培养基丨丄-6水平。用1 u g/ml羊抗人huIL-6以 50u 1/孔包被Immulon平板,在4°C下过夜,或在室温下1小时。将平板在PBS+0. 5% Tween 20中在平板洗涤器(200 11 1/孔；3次)中进行洗涤。用200 u 1/孔FSG在室温下封闭平板 1小时。抽吸封闭溶液,并印迹平板。设定huIL-6标准，以lyg/ml开始并跨越平板1 3 稀释(所有稀释在FSG中进行)。将来自HUVEC培养的样品加入在标准曲线下的孔中，并且 在室温下温育1小时。重复洗涤。将1 U g/ml人源化抗体(抗huIL-6)以50 u 1/孔加入 平板中，并且在室温下温育1小时。重复洗涤。将以1 5000稀释的次级抗人IgG Fc HRP 以50 yl/孔加入，并且在室温下温育45分钟。重复洗涤。测定用SOiil/孔3，3' ,5,5' 四乙基联苯胺(TMB)显色最少5分钟。用50 u 1/孔HC1终止反应,并且平板在450膽处在 平板阅读器中进行读数。使用Graph Pad Prizm分析数据。B细胞回收如上文引用的临时中请中所述执行关于huIL-6和huTNF- a的病灶方案。实施例8 根据本发明的示例性人源化兔抗体(对IL-6特异)的制备使用本文描述和图1中示意性描绘的人源化策略人源化衍生自兔抗huIL-6抗体 的重链和轻链，所述重链和轻链如通过引用合并的临时专利申请中所述且根据前述实施例 产生。使用BLAST针对人种系序列文库筛选示例性兔抗IL 6抗体的可变轻链区(包含这种IL-6特异性抗体的FR1到FR3结束的区域),并且鉴定相对于这个文库中的其他人种系 序列，与其具有显著同源性的3个种系序列，即Vl-6、Vl-27和V1-5。发现种系序列V1-6显 示与兔轻链可变序列最大的序列同一性，并且因此选择作为原材料以产生2种人源化轻链 形式,在图3中指定为“aggres”和“consrv”。基本上通过用如该图顶部中所示的来自兔亲 本抗IL-6CDR1和CDR2区域的特定选择性决定残基修饰V1-6人种系序列，并通过进一步掺 入少数(consrv形式)或无供体(兔)FR残基(aggres形式)，衍生这些序列。特别地，如 图3中所示，产生1条人源化轻链(在该图中称为“aggres”)，其中不掺入兔FR残基，并且 通过融合对于兔轻链CDR3的VI-6序列和与兔轻链FR4序列同源的人FR4序列。产生在相 同图中描述的称为“ consrv"的另一个形式,其包含来自兔轻链FR1的2个FR残基。
使用相似的人源化方法和如图1中示意性描绘的，将包含CDR1和CDR2以及相关 FR区域的优选抗IL-6抗体的可变区用于使用BLAST方法针对人种系序列文库进行筛选， 以便鉴定与其最同源的人种系序列。如该图中所示,这个筛选鉴定了包含图2中的序列的 3个同源的人种系序列V3-66、V3-53和V3-23。最同源的人种系序列V3-23再次用作原材 料，以产生通过掺入重链的CDR1和CDR2区域的特定选择性决定残基相似地修饰的2种人 源化形式，有利于相对应人CDR1和CDR2残基，进一步掺入少数不连续的兔FR残基且与兔 CDR3区域并融合同源人FR4区域。如图3底部中所示,所得到的2种人源化重链再次被称 为“aggres”和“consrv，，。基于比对序列,可以看出这些人源化形式仅在"consrv"形式中 存在几个兔FR3残基的方面不同，所述残基在“aggres”中不存在。与人种系序列比较，这 2种序列仅在相对少数的残基处改变,并且因此在人中应是基本上无免疫原性的。 发现包含“aggres”人源化重链和轻链以及"consrv"的人源化抗IL-6抗体具有 与亲本兔抗体非常近似的IL-6结合亲和力。这验证了本发明的人源化策略的功效,并且进实施例9 根据本发明产生的示例性人源化兔抗体(对h IL-6和hTNF- a特异)的 保留亲和力性质如下文讨论的，本发明的显著优点是主题人源化方法可重现地产生具有高亲和力 的人源化抗体，即结合亲和力与亲本兔或由其衍生的嵌合抗体的结合亲和力相当。这通过 图4中包含的解离常数举例说明。在其中，2种不同兔嵌合抗hIL 6抗体的解离常数与由其 衍生的3和2种不同人源化抗体分别比较,所述人源化抗体都使用本发明方法产生。根据 该图中包含的数据，可以看出从由其衍生的嵌合到人源化变体，解离常数在大多数情况下 大致未改变。在最坏的情况下，解离常数减少约3. 5倍。这与一般导致抗原结合亲和力基 本丧失的其他人源化方法形成对比，即相对于人源化形式,与亲本相差1个数量级或更多。此外,相同的图4包含使2种不同嵌合兔抗hTNF-a抗体与使用本发明的人源化 方法由其衍生的人源化抗体的解离常数比较的数据。相似地，亲本兔衍生的嵌合抗hTNF- a 抗体和人源化抗体的解离常数基本上相同。这些结果举例说明主题人源化方法的重现性， 即它们用于人源化不同兔抗体序列和用于人源化对不同抗原特异的抗体的广泛应用性。实施例10 根据本发明产生的示例性人源化兔抗体(对hIL-6和hTNF- a特异) 的保留功能性质兔抗体相当的抗原结合常数。基于此,预测亲本嵌合抗体和由其衍生的人源化变体的拮抗 性质将同样是相当的。事实上，这些本发明人的预测已得到证实。如图5和6中所示，本发明人使衍生自兔抗IL 6抗体的2种不同嵌合抗体分别与 衍生自每种的2种不同人源化抗体的拮抗性质比较。在检测这些抗hIL-6抗体对h:[L 6依 赖性细胞增殖的作用的测定法——用于检测拮抗活性的公认功能测定法中比较拮抗。从图 5和6中的数据可以看出，对于由其衍生的嵌合和人源化抗体，对hIL-6依赖性细胞增殖的 抑制基本上相同。(细胞增殖数据曲线在不同抗体浓度下基本上重叠或非常相似。)此外，如图7中所示,本发明人使衍生自兔抗hTNF-a抗体的对hTNF-a特异的嵌 合抗体与由其衍生的人源化抗体的拮抗性质比较，所述人源化抗体使用主题人源化方法产 生。在检测这些抗hTNF-a抗体对hTNF-a依赖性细胞毒性的作用的测定法——用于检测 抗hTNF-a抗体拮抗活性的公认功能测定法中比较拮抗。从图7中的数据可以看出，对于 由其衍生的嵌合和人源化抗hTNF-a抗体,hTNF-a依赖性细胞毒性的抑制非常相似。(细 胞毒性数据曲线在不同抗体浓度下基本上重叠或非常相似。)这些实施例意欲是本发明及其固有优点的示例。事实上，本发明的人源化方法可 以用于人源化对任何所需抗原具有特异性的任何兔抗体(或紧密相关物种的抗体)。优选 地,这些抗体将对适合于人治疗的靶抗原特异，并且对于该靶抗原具有高亲和力。例如,此 种抗体可以特别包括2008年5月21日提交的美国序列号60/924，550和60/924, 551以及 PCT申请中公幵的任何兔抗体重链和轻链序列，所述临时和PCT申请分别具有代理人案号 67858. 901902 和 67858. 701802,名称为 IL-6Antibodies and Use Thereof and Anti-TNF Antibodies，所述临时和PCT申请包括其中报告的所有抗体序列通过引用整体合并入本 文。此外，为了进一步描述和示例请求保护的人源化方法和由此可获得的人源化抗体产物， 关于这2个PCT申请的序列表在本文权利要求前。这些序列表包含本发明方法产生的对 IL-6和TNF-a特异的兔抗体序列和根据人源化形式。此外,本发明的人源化方案可以用于人源化任何可获得的兔重链或轻链序列，即 针对任何所需抗原,例如肽、蛋白质、糖蛋白、半抗原、碳水化合物等。优选地,抗原是人抗原 或来自感染或引起或涉及人中的疾病的试剂的抗原。优选地，兔抗体将衍生自通过前述ABC 筛选方案分离的兔B细胞。
权利要求
包含至少一个重链和轻链多肽的人源化抗体或抗体片段，其中所述轻链多肽是人源化轻链多肽，其包含至少下述(i)跨越FR1的第一个残基到FR3的末端的氨基酸残基，包括选择自人种系序列文库的人轻链种系序列的CDR1和CDR2区域，所述选择基于其跨越FR1到FR3的所选择的氨基酸残基(相对于文库中的其他人轻链序列)与待人源化的对所需抗原具有特异性的亲本兔抗体轻链的相对应氨基酸残基的更大同源性(序列同一性百分比)；和(ii)进一步其中相对应相同亲本兔抗体的轻链中的“选择性决定残基”在CDR1和CDR2中的CDR残基用相对应兔选择性决定残基替换；(iii)包含相同亲本兔抗体的整个CDR3区域的氨基酸残基；(iv)基于其与相同亲本兔抗体的轻链中包含的相对应FR4区域的更大同源性(序列同一性)，包含衍生自人种系序列文库的抗体轻链的整个FR4区域的氨基酸残基；和(v)其中所选择的同源人FR区域中的人FR1、FR2、FR 3和FR4区域的少数或无FR残基用相对应兔FR残基替代。
2.权利要求1的人源化抗体,其中所述亲本兔抗体对人、病毒或细菌抗原特异。
3.权利要求2的人源化抗体,其中所述人抗原是细胞因子、生长因子、激素或癌抗原。
4.权利要求1的人源化抗体,其对IL-6、海帕西啶、肝细胞生长因子或TNF多肽特异。
5.核酸序列，其编码权利要求1、2、3或4任一项中所述的人源化抗体中包含的人源化 抗体轻链。
6.载体,其包含根据权利要求5的核酸序列。
7.细胞,其包含根据权利要求6的载体。
8.权利要求7的细胞，其选自酵母、细菌和哺乳动物细胞。
9.权利要求8的细胞，其是二倍体酵母细胞。
10.权利要求9的细胞，其是毕赤酵母属或其他甲醇利用二倍体酵母。
11.包含至少一个重链和轻链多肽的人源化抗体或抗体片段，其中所述重链多肽是人 源化重链多肽，其包含至少下述(i)跨越FR1的第一个残基到FR3的末端的氨基酸残基， 包括由选择自人种系序列文库的人种系序列编码的CDR1和CDR2区域，所述选择基于其跨 越FR1到FR3的所选择的氨基酸残基(相对于文库中的其他人种系序列)与待人源化的对 所需抗原具有特异性的亲本兔抗体重链的相对应氨基酸残基的更大同源性(序列同-一注 百分比)；和(ii)进一步其中对应于相同亲本兔抗体的重链的CDR1和CDR2区域中的“选 择性决定残基”在人重链的CDR1和CDR2区域中的CDR残基用兔重链的CDR1和CDR2区域 中包含的相对应重链选择性决定残基替换；(iii)包含相同亲本兔抗体的整个CDR3区域的 氨基酸残基；(iv)基于其与相同亲本兔抗体的重链中包含的相对应FR4区域的更大同源性 (序列同一性)，衍生自人种系序列文库的FR4区域；和(v)其中人重FR1区域的最后1-3个 氨基酸任选用相对应兔重链FR1残基的末端1-3个氨基酸替换；和/或人重链构架2区域 的末端氨基酸任选用兔重链构架2的相对应末端氨基酸残基替换；和/或来自兔重链CDR2 的末端的第4个氨基酸(一般是色氨酸)任选用相对应人CDR2残基(一般是丝氨酸)替 换；和(vi)其中所选择的同源人FR区域的少数或无其余FR残基用相对应兔FR残基替代。
12.权利要求11的人源化抗体，其中所述亲本兔抗体对人、病毒或细菌抗原特异。
13.权利要求12的人源化抗体,其中所述人抗原是细胞因子、生长因子、激素或癌抗
14.权利要求11的人源化抗体，其对IL-6、海帕西啶、肝细胞生长因子或TNF多肽特
15.核酸序列，其编码权利要求11、12、13或14任一项中所述的人源化抗体中包含的人 源化抗体重链。
16.载体,其包含根据权利要求15的核酸序列。
17.细胞,其包含根据权利要求16的载体。
18.权利要求17的细胞，其选自酵母、细菌和哺乳动物细胞。
19.权利要求18的细胞,其是二倍体酵母细胞。
20.权利要求19的细胞,其是毕赤酵母属或其他甲醇利用二倍体酵母。
21.权利要求1的人源化抗体,其包含至少一个人源化轻链多肽且进--步包含至少一 个重链多肽，其中所述至少一个重链是人源化重链多肽，其包含至少下述(i)跨越FR1的 第一个残基到FR3的末端的氨基酸残基,包括由选择自人种系序列文库的人种系序列编码 的CDR1和CDR2区域,所述选择基于其跨越FR1到FR3的所选择的氨基酸残基(相对于文 库中的其他人种系序列)与待人源化的对所需抗原具有特异性的亲本兔抗体重链的相对 应氨基酸残基的更大同源性(序列同一性百分比)；和(ii)进一步其中对应于相同亲本兔 抗体的重链的CDR1和CDR2区域中的“选择性决定残基”在人重链的CDR1和CDR2区域中的 ⑶R残基用兔重链的CDR1和⑶R2区域中包含的相对应重链选择性决定残基替换；(iii)包 含相同亲本兔抗体的整个CDR3区的氨基酸残基；(iv)基于其与相同亲本兔抗体的重链中 包含的相对应FR4区域的更大同源性(序列同一性)，衍生自人种系序列文库的FR4区域； 和Cv)其中人重FR1区域的最后1-3个氨基酸任选用相对应兔重链FR1残基的末端1-3个 氨基酸替换；和/或人重链构架2区域的末端氨基酸任选用兔重链构架2的相对应末端氨 基酸残基替换；和！或来自兔重链CDR2的末端的第4个氨基酸(一般是色氨酸)任选用相 对应人CDR2残基(一般是丝氨酸)替换；和(vi)其中所选择的同源人FR区域的少数或无
22.权利要求21的人源化抗体,其对IL-6、海帕西啶、肝细胞生长因子或TNF多肽特
23.用于产生人源化轻链抗体序列的人源化策略，其包括F述步骤(i)从与所需抗原特异性结合的兔抗体获得编码兔轻链抗体序列的DNA，并且鉴定跨 越所包括的构架1(FR1)开始到构架3(PR3)结束的氨基残基；(ii)使用跨越FR1开始到FR3结束序列的所述兔轻链抗体氨基酸序列进行针对包含人 轻链抗体可变序列的文库的同源性搜索，并且鉴定相对于其他人轻链抗体可变序列，对其 显示基本序列同源性的人轻链抗体序列；(iii)在兔和人轻链序列中鉴定对应于FRl、FR2、F:R3、a)Rl、CDR2区域的排列及其特定 残基,并且比对在兔和所选择的人抗体轻链中的这些不连续区域；(iv)构建DNA或氨基酸序列，其中所选择的同源人轻链序列的CDR1和CDR2区域用兔 轻链序列的CDR1和CDR2区域中包含的相对应选择性决定残基替代；(v)将编码或包含兔CDR3轻链抗体序列的相对应氨基酸残基的DNA序列或多肽进一步 附着至通过步骤(iv)获得的DNA或氨基酸序列；(vi)进一步选择与兔轻链中包含的FR4同源且优选与其相差至多2-4个氨基酸残基的 人轻链构架4区域(FR4)，并且使编码所述人FR4的DNA序列或所述人FR4的相对应氨基残基附着至在步骤(v)后获得的DNA或氨基酸序列上；和(vii)合成编码或包含步骤⑴到(vi)中得到的人源化的兔轻链序列的DNA或氨基酸 序列。
24.权利要求23的人源化策略，其中所述起始FR1的氨基酸是在所述兔轻链信号序列 后的第一个氨基酸。
25.权利要求23的人源化策略，其中所述信号序列包含约20-22个氨基酸残基。
26.权利要求23的人源化策略，其中所述人轻链序列从包含人种系可变轻链序列的文 库中鉴定。
27.权利要求23的人源化策略,其中所述兔序列中的FR1、FR2、FR3以及CDR1和CDR2 区域通过比对兔FR1、FR2、FR3以及CDR1和CDR2区域与相对应人轻链FR1、FR2、FR3、CDR1、 CDR2区域而进行鉴定。
28.权利要求23的人源化策略,其中所述兔CDR3区域包含9-1.5个氨基酸残基。
29.权利要求23的人源化策略,其中所述兔轻链FR4区域包含11个氨基酸残基。
30.权利要求23的人源化策略，其中所述FR3以YYC结束。
31.权利要求23的人源化策略，其中所述兔轻链中的FR4以FGGGG开始。
32.权利要求31的人源化策略,其中所述兔FM区域以WKR氨基酸序列开始。
33.权利要求23的人源化策略,其中所述所选择的人FR4轻链序列包含FGGGTKVEIKR。
34.权利要求23的人源化策略，其中所述所得到的人源化的兔轻链在结合所需抗原的 人源化抗体或人源化抗体片段制造中使用。
35.人源化的兔轻链可变氨基酸序列或编码其的DNA,其根据权利要求23-24中任一项 产生。
36.权利要求35的人源化的兔轻链可变氨基酸序列或DNA序列，其对选自微生物抗原、 人抗原、病毒抗原和变应原的抗原特异。
37.权利要求36的人源化的兔轻链可变氨基酸或DNA序列,其中所述人抗原选自人自 身抗原、细胞因子、受体蛋白质、酶、激素、受体配体、类固醇、生长因子和癌基因。
38.抗体或抗体片段，其包含根据权利要求23-24中任一项产生的人源化的兔轻链可 变序列。
39.根据权利要求23-24中任一项产生的人源化的兔轻链或包含其的抗体,其与效应 物部分附着。
40.权利要求39的人源化的兔轻链多肽，其中所述效应物部分选自药物、毒素、酶、放 射性核素、荧光团、细胞因子、亲和标记和易位肽。
41.根据权利要求23-24中任一项产生的人源化的兔轻链多肽或包含其的抗体或编码 其的DNA,其衍生自特异性结合细胞因子、生长因子或肿瘤特异性多肽的兔抗体。
42.权利要求41的人源化的兔轻链多肽或包含其的抗体，其衍生自特异性结合IL-6、 TNF、VEGF、IL-12、海帕西啶或肝细胞生长因子的兔抗体。
43.用于从兔重链抗体序列产生人源化重链抗体序列的人源化策略，其包括下述步骤(i)从与所需抗原特异性结合的兔抗体获得兔重链抗体序列，并且鉴定跨越所包括的 构架1(FR1)开始到构架结束的氨基残基；(ii)使用跨越FR1开始到FR3结束序列的所述兔重链抗体氨基酸序列进行同源性搜 索(例如，通过包含人种系抗体序列的文库的BLAST搜索)，并且鉴定与其同源的人重链抗 体序列，即优选在氨基酸水平上与其具有至少80% -90%同一性；(iii)在兔和人重链序列中鉴定对应于FR1、FR2、FR3、CDR1、CD:R2区域的排列及其特定 残基，并且针对所选择的同源人抗体重链的相对应区域比对兔的这些不连续区域；(iv)构建DNA或氨基酸序列，其中所选择的同源人重链序列的CDR1和CDR2区域中的 残基用兔重链序列的相对应CDR1和CDR2区域中包含的选择性决定残基替代,并且任选用 兔重链FR1的相对应末端1-3个氨基酸替换人重FR1区域的末端1-3个氨基酸；和/或任 选用兔重链构架2的相对应末端氨基酸残基替换人重链构架2区域的末端氨基酸,和/或 任选用相对应人CDR2残基(一般是丝氨酸)替换来自兔重链CDR2的末端的第4个氨基酸 (一般是色氨酸)；(v)将编码或具有兔重链CDR3的相对应氨基酸残基的DNA序列进一步附着至通过步骤 (iv)获得的DNA或氨基酸序列,所述氨基酸残基包含在相同的兔重链抗体序列中；(vi)进一步选择与其同源的人重链构架4区域(FR4)(优选与人源化的兔抗体重链序 列中包含的FR4相差至多4个氨基酸残基)，并且使编码所述所选择的同源人FR4的DNA序 列或所述人FM的相对应氨基残基附着至在步骤(v)后获得的DNA或氨基酸序列上；和(vii)合成编码或包含步骤(i)到(vi)中得到的人源化的兔重链序列的DNA或氨基酸 序列。
44.权利要求43的人源化策略，其中所述起始FR1的氨基酸是在所述兔重链信号序列 后的第一个氨基酸。
45.权利要求43的人源化策略，其中所述FR3的结束是在FR1的第一个残基后约 95-100个氨基酸残基。
46.权利要求43的人源化策略，其中所述信号序列包含不超过19个氨基酸残基。
47.权利要求43的人源化策略,其中所述同源的人重链序列通过在抗体成熟前获得的 人种系序列的BLAST搜索进行鉴定。
48.权利要求43的人源化策略，其中所述所选择的同源人重链与所述兔轻链的相对应 区域具有至少90-95%序列同一性。
49.权利要求43的人源化策略,其中所述兔重链序列中的FR1、FR2,FR3以及CDR1和 CDR2区域通过比对兔FR1、FR2、FR3以及CDR1和CDR2区域与相对应人重链FR1、FR2、FR3、 CDRUCDR2区域而进行鉴定。
50.权利要求43的人源化策略，其中用所述兔FR1的相对应3个残基替换所述人FR1 的最后3个氨基酸残基。
51.权利要求50的人源化策略,其中所述兔FR1中的3个残基在ser-gly后。
52.权利要求43的人源化策略，其进一步包括用兔FR2的相对应末端氨基酸残基替换 所述人FR2的末端氨基酸残基。
53.权利要求52的人源化策略，其中所述末端兔FR2残基包含任选在异亮氨酸残基后 的甘氨酸。
54.权利要求43的人源化策略，其进一步包括用丝氨酸残基更换位于距离所述兔CDR2 的末端约4个残基的色氨酸残基。
55.权利要求43的方法,其中所述兔CDR3包含5-19个氨基酸残基。
56.权利要求43的人源化策略，其中所述兔⑶R3随后为残基WG“X”G，其中“X”优选 是Q或P。
57.权利要求43的人源化策略,其中所述兔FR4包含1.1个氨基酸残基。
58.权利要求57的人源化策略,其中所述兔FR4包含WGQGTLVTVSS。
59.通过权利要求43-58中任一项产生的人源化的兔重链可变氨基酸序列或DNA序列， 其衍生自对选自微生物抗原、人抗原、病毒抗原和变应原的抗原特异的兔抗体。
60.权利要求59的人源化的兔重链可变氨基酸序列或DNA序列,其对人抗原特异。
61.权利要求59的人源化的兔重链可变氨基酸序列或DNA序列,其中所述人抗原选自 人自身抗原、细胞因子、受体蛋白质、酶、激素、受体配体、类固醇、生长因子和癌基因。
62.抗体或抗体片段,其包含根据权利要求43-58中任一项产生的人源化的兔重链可 变序列。
63.根据权利要求43-58中任一项产生的人源化的兔重链,其与效应物部分附着。
64.权利要求63的人源化的兔重链多肽，其中所述效应物部分选自药物、毒素、酶、放 射性核素、荧光团、细胞因子、亲和标记和易位肽。
65.根据权利要求43-58中任一项产生的人源化的兔重链多肽或编码其的DNA,其衍生 自特异性结合细胞因子、生长因子或肿瘤特异性多肽的兔抗体。
66.权利要求65的人源化的兔重链多肽，其衍生自特异性结合IL-6、TNF_a、VEGF_ a、 IL-12、海帕西啶或肝细胞生长因子的兔抗体。
67.权利要求64的人源化的兔重链多肽,其是去糖基化的。
68.人源化的兔抗体,其包含根据权利要求23-34中至少--项产生的至少--条人源化 的兔轻链，和根据权利要求43-58中的一项产生的至少一条人源化的兔重链。
69.权利要求68的人源化的兔抗体，其包含人恒定结构域。
70.权利要求69的人源化的兔抗体,其选自IgGl、IgG2、IgG3和IgG4。
71.权利要求68的人源化的兔抗体,其结合选自人抗原、细菌抗原、病毒抗原、病原体、 寄生虫、酵母抗原和真菌抗原的抗原。
72.免疫治疗或免疫诊断方法，其包括施用人源化抗体，其中所述改善包括施用根据权 利要求1 5、11 14、21或22中任一项的人源化抗体或抗体片段。
73.权利要求72的方法,其包括改善或减少与IL-6或TNF相关的疾病或病症的症状。
74.权利要求73的方法，其中与IL-6或TNF-a相关的所述疾病或病症是癌症或炎性
75.权利要求73的方法,其中所述抗体是抗IL-6抗体，并且用于治疗或诊断IL-6相关 的疲劳、恶病质或关节炎的预后。
76.权利要求73的方法，其中与IL-6相关的所述疾病或病症选自四肢无力、运动性 疲劳、癌症相关性疲劳、炎性疾病相关性疲劳、慢性疲劳综合征、癌症相关性恶病质、心脏 病相关性恶病质、呼吸相关性恶病质、肾相关性恶病质、年龄相关性恶病质、类风湿性关节 炎、全身性红斑狼疮(SLE)、全身性幼年特发性关节炎、牛皮癣、牛皮癣性关节病、强直性脊 柱炎、炎性肠病(IBD)、风湿性多肌痛、巨细胞动脉炎、自身免疫性脉管炎、移植物抗宿主病 (GVHD)、Sjogren’ s综合征、成人斯蒂尔病、类风湿性关节炎、全身性幼年特发性关节炎、骨关节炎、骨质疏松症、佩吉特骨病、骨关节炎、多发性骨髓瘤、何杰金氏淋巴瘤、非何杰金氏 淋巴瘤、前列腺癌、白血病、肾细胞癌、多中心性卡斯尔曼病、卵巢癌、癌症化学治疗中的抗 药性、癌症化学治疗毒性、缺血性心脏病、动脉粥样硬化、肥胖症、糖尿病、哮喘、多发性硬化 症、阿尔茨海默氏病和脑血管疾病。
77.权利要求73的方法,其中与TNF相关的所述疾病或病症选自四肢无力、运动性 疲劳、癌症相关性疲劳、炎性疾病相关性疲劳、慢性疲劳综合征、癌症相关性恶病质、心脏 病相关性恶病质、呼吸相关性恶病质、肾相关性恶病质、年龄相关性恶病质、类风湿性关节 炎、全身性红斑狼疮(SLE)、全身性幼年特发性关节炎、牛皮癣、牛皮癣性关节病、强直性脊 柱炎、炎性肠病(IBD)、风湿性多肌痛、巨细胞动脉炎、自身免疫性脉管炎、移植物抗宿主病 (GVHD)、Sjogren’ s综合征、成人斯蒂尔病、类风湿性关节炎、全身性幼年特发性关节炎、骨 关节炎、骨质疏松症、佩吉特骨病、骨关节炎、多发性骨髓瘤、何杰金氏淋巴瘤、非何杰金氏 淋巴瘤、前列腺癌、白血病、肾细胞癌、多中心性卡斯尔曼病、卵巢癌、癌症化学治疗中的抗 药性、癌症化学治疗毒性、缺血性心脏病、动脉粥样硬化、肥胖症、糖尿病、哮喘、多发性硬化 症、阿尔茨海默氏病和脑血管疾病。
78.权利要求72的方法，其中所述人源化抗体或抗体片段在多倍体酵母培养物中表 达,所述多倍体酵母培养物在培养基内稳定表达且分泌至少10-25mg/升所述抗体,所述方 法包括(i)将至少一种表达载体引入单倍体酵母细胞内，所述表达载体包含与启动子和信号 序列可操作地连接的编码所述人源化抗体或片段的一种或多种异源多核苷酸；(ii)通过交配或质体融合从所述第一种和/或第二种单倍体酵母细胞产生多倍体酵(iii)选择稳定表达所述人源化抗体或片段的多倍体酵母细胞；和(iv)从所述多倍体酵母细胞产生稳定的多倍体酵母培养物，所述多倍体酵母细胞在培 养基内稳定表达至少10-25rag/升所述人源化抗体或片段。
79.权利要求78的方法，其中所述酵母选自下述属Arxiozyma；Ascobotryozyma ； 固囊酵母属；德巴利酵母属；德克酵母属；假囊酵母属；伊莎酵母属；Kazachstania ；克鲁 维酵母属；Kodamaea ；娄德罗酵母属；管囊酵母属；毕赤酵母属；酵母属；Saturnispora ； Tetrapisispora ；有孢圆酵母属；拟威尔酵母属和接合酵母属。
80.权利要求79的方法,其中所述酵母属是毕赤酵母属。
81.权利要求80的方法，其中所述毕赤酵母属的物种选自巴斯德毕赤酵母、甲醇毕赤 酵母和多形汉逊酵母(安格斯毕赤酵母)。
82.包含通过根据权利要求23-34或43-58中任一项产生的人源化抗体多肽的人源 化抗体或抗体片段,其中所述人源化抗体或片段以小于或等于Sxio—V^icrUxicnr1、 1 (T8M 人 5x 1 (T9M-1、1 (T9M 人 5x 1 (r10M 人 10—M-1、5x 1 (T111、1 (T111、5x 1 (T12M-1、1 (T12M-1、5x 1 (T13M 人 lO13!1或SxlOl1的解离常数(Kd)与抗原结合。
83.权利要求82的人源化抗体，其中所述抗体以小于或等于SxKr^M—1的解离常数(Kd) 与抗原结合。
84.权利要求82的人源化抗体，其中所述抗体以小于或等于lO^S^SxlO、-1、^)、-1、 5x10 6S]、10 6S\5xl0 7S 1或10 7S 1的离开速率(Koff)与抗原结合。
85.权利要求82的人源化抗体,其中所述亲本兔抗体源于--种或多种兔B细胞群体。
86.权利要求82的人源化抗体，其中所述抗体抑制IL-6与IL-6R或TNF与其受体的结合°
87.权利要求86的人源化抗体,其中所述IL-6R是可溶性IL-6R(sIL-6R)。
88.权利要求86的人源化抗体,其中所述TNF受体(TNFR)是可溶性的。
89.载体，其表达根据权利要求1-22或82-88中任一项的人源化的兔。
90.宿主细胞，其包含权利要求89的载体。
91.权利要求90的宿主细胞,其中所述宿主细胞是属于毕赤酵母属的酵母细胞。
全文摘要
本发明涉及用于人源化兔重和轻可变区的新型和改良方法。所得到的人源化的兔重链和轻链以及包含其的抗体和抗体片段良好适合于在免疫治疗和免疫诊断中使用，因为它们保留亲本抗体的抗原结合亲和力，并且基于其与人抗体序列极高水平的序列同一性，在人中应是基本上无免疫原性的。本发明示例了用于制造治疗性人源化的抗人TNF-α和抗人IL-6抗体的方案。
文档编号C07K16/00GK101868477SQ200880022859
公开日2010年10月20日 申请日期2008年5月21日 优先权日2007年5月21日
发明者B·科瓦瑟维奇, J·莱瑟姆 申请人:奥尔德生物制药公司