结合α-突触核蛋白原纤维的抗体的制作方法

结合
α-突触核蛋白原纤维的抗体
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年6月26日提交的美国临时申请号63/044881和2020年8月27日提交的美国临时申请号63/071150的权益，这些临时申请各自的全部内容通过援引并入本文。
3.参考序列表
4.名称为sequence_listing_avr-71925_st25.txt、包含seq id no：1至seq id no：20的序列表的全部内容通过援引并入本文，该序列表包括本文所披露的核酸和氨基酸序列。该序列表已通过efs以ascii文本格式以电子方式提交。该序列表于2021年6月17日首次创建，并且大小为18,417个字节。


背景技术：

5.国际专利申请号wo 2011/104696 a1(其通过援引并入本文)披露了一种与α-突触核蛋白的原纤维(protofibril)形式结合的鼠单克隆igg抗体mab47。仍然需要适用于人类的与α-突触核蛋白的原纤维形式选择性结合的抗体。


技术实现要素：

6.本披露内容涉及对人α-突触核蛋白原纤维具有高亲和力并且对α-突触核蛋白单体具有低亲和力的抗体。在一些实施方案中，本文所述的抗体选择性靶向比如寡聚物/原纤维等人α-突触核蛋白聚集体，即，与单体相比，与α-突触核蛋白原纤维的结合要强得多。在一些实施方案中，当比较α-突触核蛋白原纤维相对于单体的结合比时，本文所述的抗体具有比mab47更好的选择性。在一些实施方案中，本文所述的抗体为抗α-突触核蛋白抗体。
7.在一个方面，本披露内容涉及ban0805，即一种单克隆抗体，其包含含有seq id no：3所示的氨基酸序列的重链和含有seq id no：4所示的氨基酸序列的轻链；该单克隆抗体选择性靶向比如寡聚物/原纤维等人α-突触核蛋白聚集体，对人α-突触核蛋白原纤维具有高亲和力并且对α-突触核蛋白单体具有低亲和力。有趣的是，ban0805相比于mab47还表现出较低的α-突触核蛋白单体结合，使得当比较α-突触核蛋白原纤维相对于单体的结合比时，ban0805比mab47的选择性更好。此外，未检测到ban0805与β-突触核蛋白单体和γ-突触核蛋白单体或aβ-原纤维的结合。
8.本披露内容进一步涉及用于在治疗具有α-突触核蛋白病状的神经退行性疾病方面进行改善的抗体，这些神经退行性疾病包括但不限于帕金森病(pd)。
附图说明
9.专利或申请文件包含至少一幅彩色附图。在提出请求并支付必要的费用后，专利局将提供带有一幅或多幅彩图的本专利或专利申请公布的副本。
10.图1示出ban0805的热应激数据。将1mg/ml纯化候选抗体的样品暴露于a)4℃、b)25℃、c)37℃和d)50℃的温度持续两周。然后通过sec-mals分析了样品以检查聚集情况。数据
表明，ban0805不存在由热应激引起的聚集问题。
11.图2示出ban0805在与α-突触核蛋白单体和原纤维(pf)结合时进行的抑制elisa，以ic
50
值表示。与仅具有340倍选择性的mab47相比(未示出)，ban0805对α-突触核蛋白的原纤维形式具有910倍的更好的选择性。原纤维水平在浓度方面表示为与单体水平相当，并且不考虑原纤维的大小。通过将单体结合的ic
50
值与pf结合的ic
50
值相除来计算倍数选择性。
12.图3示出使用biacore spr测得的ban0805相比于mab47的结合和选择性。mab47和ban0805对α-突触核蛋白原纤维的kd值相似，这表明mab47的修饰不影响与α-突触核蛋白原纤维的强结合，确认了从抑制elisa得到的结果。用spr测得的kd值使得ban0805和mab47对pf相对于单体分别具有110,000倍和18,000倍的选择性。示出了在biacore 8k上得到的mab47和ban0805 spr测量结果的代表性传感图。
13.图4示出使用抑制elisa测得的ban0805(在本文中称为hu47-igg4)对α-突触核蛋白单体、β-突触核蛋白单体、γ-突触核蛋白单体和aβ-原纤维的交叉反应性。结果表明，与β-突触核蛋白单体或γ-突触核蛋白单体或aβ-原纤维未发生可检测的结合。
具体实施方式
14.本披露内容涉及对人α-突触核蛋白原纤维具有高亲和力并且对α-突触核蛋白单体具有低亲和力的抗体。
15.如本文所披露，本披露内容涉及以下实施方案。
16.实施方案1.一种抗体，其包含含有seq id no：1的氨基酸序列的重链和含有seq id no：2的氨基酸序列的轻链。
17.实施方案2.如实施方案1所述的抗体，其中该抗体属于igg同种型。
18.实施方案3.如实施方案1所述的抗体，其中该抗体属于igg4同种型。
19.实施方案4.如实施方案1至3中任一项所述的抗体，其中该抗体结合α-突触核蛋白的原纤维形式的kd值是结合α-突触核蛋白的单体形式的kd值的至多1/110,000。
20.实施方案5.如实施方案1至3中任一项所述的抗体，其中该抗体结合α-突触核蛋白的该原纤维形式的kd值为至多18pm，并且结合α-突触核蛋白的该单体形式的kd值为至少2200nm。
21.实施方案6.如实施方案4或5所述的抗体，其中所述抗体与α-突触核蛋白结合的该原纤维形式的kd以及所述抗体与α-突触核蛋白结合的该单体形式的kd通过spr来测量。
22.实施方案7.一种抗体，其包含含有seq id no：3的氨基酸序列的重链和含有seq id no：4的氨基酸序列的轻链。
23.实施方案8.如实施方案7所述的抗体，其中该抗体包含两条重链和两条轻链。
24.实施方案9.一种核酸，其编码包含选自由seq id no：1-4组成的组的氨基酸序列的多肽。
25.实施方案10.如实施方案9所述的核酸，其包含选自由seq id no：11-14和17-20组成的组的序列。
26.实施方案11.一种或多种核酸，其编码如实施方案1至8中任一项所述的抗体。
27.实施方案12.如实施方案11所述的一种或多种核酸，其中
28.(a)该一种或多种核酸包含seq id no：11和12的序列，
29.(b)该一种或多种核酸包含seq id no：13和14的序列，
30.(c)该一种或多种核酸包含seq id no：17和18的序列，或
31.(d)该一种或多种核酸包含seq id no：19和20的序列。
32.实施方案13.一种或多种载体，其包含如实施方案9、10、11或12中任一项所述的一种或多种核酸。
33.实施方案14.一种宿主细胞，其包含如实施方案9至12中任一项所述的一种或多种核酸。
34.实施方案15.一种宿主细胞，其包含如实施方案13所述的一种或多种载体。
35.实施方案16.一种宿主细胞，其表达如实施方案1至8中任一项所述的抗体。
36.实施方案17.一种组合物，其包含如实施方案1至8中任一项所述的至少一种抗体和药学上可接受的载剂。
37.在一个方面，本披露内容涉及一种抗体，该抗体对人α-突触核蛋白原纤维具有高亲和力并且对α-突触核蛋白单体具有低亲和力，并且包含含有seq id no：1的氨基酸序列的重链和含有seq id no：2的氨基酸序列的轻链。
38.在一个实施方案中，本文所提供的抗体包含含有seq id no：1的氨基酸序列的重链和含有seq id no：2的氨基酸序列的轻链。
39.在一个实施方案中，本文所提供的抗体包含含有seq id no：3的氨基酸序列的重链和含有seq id no：4的氨基酸序列的轻链。在一些实施方案中，本文所提供的抗体包含两条重链和两条轻链。
40.在一个实施方案中，本披露内容所述的抗体属于igg同种型，尤其是人igg同种型。在另一实施方案中，该抗体属于igg4同种型。
41.在本披露内容内，对人α-突触核蛋白原纤维的高亲和力是指对人α-突触核蛋白原纤维的解离常数kd小于10-7
m。因此，在一个实施方案中，本披露内容所述的抗体对人α-突触核蛋白原纤维具有小于10-8
m、10-9
m、10-10
m、10-11
m或10-12
m的kd。在特别的实施方案中，抗体包含含有seq id no：1所示的氨基酸序列的重链和含有seq id no：2所示的氨基酸序列的轻链，并且该抗体对人α-突触核蛋白原纤维具有11.2pm至25.8pm的kd。
42.在另一实施方案中，抗体包含含有seq id no：1的氨基酸序列的重链和含有seq id no：2的氨基酸序列的轻链，并且该抗体对人α-突触核蛋白单体具有低亲和力。例如，本披露内容所述的抗体与α-突触核蛋白的单体形式结合的kd为至少1500nm、至少1600nm、至少1700nm、至少1800nm、至少1900nm、至少2000nm、至少2100nm、至少2200nm、至少2300nm、至少2400nm、至少2500nm、至少2600nm、至少2700nm、至少2800nm、至少2900nm或至少3000nm。在特别的实施方案中，抗体包含含有seq id no：1所示的氨基酸序列的重链和含有seq id no：2所示的氨基酸序列的轻链，并且该抗体对人α-突触核蛋白单体具有1650nm至2730nm的kd。
43.在一个实施方案中，抗体包含含有seq id no：1的氨基酸序列的重链和含有seq id no：2的氨基酸序列的轻链，并且该抗体对人α-突触核蛋白原纤维的选择性是对单体α-突触核蛋白的选择性的80,000倍、90,000倍、100,000倍、110,000倍或120,000倍。在特别的实施方案中，抗体包含含有seq id no：1所示的氨基酸序列的重链和含有seq id no：2所示的氨基酸序列的轻链，并且该抗体对人α-突触核蛋白原纤维的选择性是对单体α-突触核蛋
白的选择性的64,000倍至244,000倍。
44.在一个实施方案中，这些结合亲和力使用抑制elisa来测量，例如，如实施例3中所述。在另一实施方案中，这些结合亲和力使用表面等离子体共振(spr)来测量，例如，如实施例3中所述。
45.在另一方面，本文提供了核酸，该核酸编码至少一种包含选自由seq id no：1-4组成的组的氨基酸序列的多肽。该核酸可以是dna或rna。该核酸可包含选自由seq id no：11-14和17-20组成的组的序列。
46.在另一方面，本文提供了编码本发明的抗体的一种或多种核酸。在一个实施方案中，该一种或多种核酸包含seq id no：11和12的序列。在另一实施方案中，该一种或多种核酸包含seq id no：13和14的序列。在一个实施方案中，该一种或多种核酸包含seq id no：17和18的序列。在一个实施方案中，该一种或多种核酸包含seq id no：19和20的序列。
47.在另一方面，本文提供了载体，该载体包含编码至少一种包含选自由seq id no：1-4组成的组的氨基酸序列的多肽的核酸。此类载体包括但不限于克隆载体或表达载体。在一个方面，提供了编码本发明的抗体的一种或多种载体。在一个实施方案中，该一种或多种载体包含seq id no：11和12的序列。在另一实施方案中，该一种或多种载体包含seq id no：13和14的序列。在一个实施方案中，该一种或多种载体包含seq id no：17和18的序列。在一个实施方案中，该一种或多种载体包含seq id no：19和20的序列。
48.在另一方面，本文提供了宿主细胞，该宿主细胞包含编码至少一种包含选自由seq id no：1-4组成的组的氨基酸序列的多肽的核酸。在一个实施方案中，宿主细胞包含编码本发明的抗体的一种或多种核酸。本文所述的宿主细胞可为比如b细胞、杂交瘤或cho细胞等哺乳动物细胞。在一个实施方案中，本文所述的宿主细胞为人细胞。
49.在另一方面，本文提供了一种组合物，该组合物包含本发明的抗体和药学上可接受的赋形剂。
50.实施例
51.实施例1-抗体候选物的生成
52.mab47的初始变异体是通过将mab47 cdr直接移植到人框架序列并且在不同位置对小鼠残基进行回复突变来生成的。初始变异体均未显示出所期望的与α-突触核蛋白的结合特性。因此，构建了新的模型并且加以分析，以找到更多用于生成新变异体的可能的突变。
53.在第二次尝试改良mab47时，检查了与靶标相互作用的可能性较小的残基以及距所确定的cdr处的残基。生成具有seq id no：3所示的重链序列和seq id no：4所示的轻链序列的抗体变异体，并且将其命名为ban0805。结果发现，回复突变v71k和r94k虽然同时存在于ban0805中，但对这些抗体的结合能力至关重要，因为在其他变异体中去除这些回复突变导致结合丧失。
54.由于ban0805的回复突变比类似的变异体少一个，并且已经显示出对原纤维的结合和选择性超过对单体物质的结合和选择性，因此选择ban0805作为先导候选物。
55.实施例2-抗体候选物的表征
56.为确定热稳定性，抗体经受较高温度10分钟，冷却至4℃，并且在每种候选物的ec
80
浓度(通常为5ng/ml至50ng/ml)下用于elisa测定。ban0805是稳定的，保持其与α-突触核蛋
白的结合能力，直至达到75℃，此时其结合能力开始下降，而嵌合小鼠抗体c47或cmab47(组合人igg4以及mab47的可变区的嵌合体)的结合提早约5℃急剧下降。
57.为确定抗体的解链温度，在热位移测定中，相对于ban0805，对cmab47进行了测试。解链温度数据表明，ban0805的tm计算结果为65℃至65.4℃，低于嵌合抗体的70℃。
58.此外，将1mg/ml的纯化样品以0.4ml/min进样至hplc系统中的体积排阻柱中，并且通过多角度光散射进行分析以确定绝对摩尔质量并且检查聚集情况。数据表明，ban0805不存在聚集问题。ban0805是单分散的(mw/mn＜1.05)。质量回收率为100％(计算质量比进样质量)，表明蛋白质回收率良好。
59.使用大量纯化的人多克隆igg的交叉相互作用色谱是一种监测非特异性蛋白质-蛋白质相互作用的技术，并且可用于区分可溶性抗体与不溶性抗体。升高的保留指数(k
′
)表明自身相互作用倾向和低溶解度。ban0805显示出0.025的保留指数，该保留指数低于cmab47的0.035，表明非特异性相互作用的倾向低并且溶解度良好。
60.对于冻/融应激分析，1mg/ml纯化候选抗体的样品经受10次如下循环：在-80℃冷冻15分钟，然后在室温解冻15分钟。对于热诱导应激分析，将1mg/ml纯化候选抗体的样品暴露于a)4℃、b)25℃、c)37℃和d)50℃的温度持续两周。然后通过sec-mals分析了样品以检查聚集情况。数据表明，冻融循环和热应激不会引起ban0805中的聚集。见图1。
61.按照imgt cdr定义和domaingapalign工具，对ban0805进行了分析，并且与最接近的种系(对于hk为igvh4-59*03/ighj3*01，并且对于ka为igvk2-28*01/igkj2*02)进行了比较。对于轻链，与人种系的总体同一性为86.5％，高于85％的截止值，因此在该分析中将其视为人源化的。对于重链，在移植cdr并且引入两个小鼠回复突变后，与人种系的百分比同一性下降至略低于81％。这可以被解释为imgt cdr2明显短于本文所用的kabat定义，其导致在框架3的开始处插入更多数量的小鼠残基。
62.实施例3-ban0805与人α-突触核蛋白原纤维的选择性结合
63.ban0805对人α-突触核蛋白原纤维的结合选择性通过抑制elisa和表面等离子体共振(spr)两者来测量。
64.mab47和ban0805对α-突触核蛋白原纤维的ic
50
值非常接近(分别为2.7nm和2.2nm)，这表明人源化后，对原纤维的结合特性没有改变。相比之下，与α-突触核蛋白单体的结合发生改变，导致ban0805与α-突触核蛋白单体的结合强度降低。这使得与mab47(340倍)相比，ban0805(910倍)对α-突触核蛋白原纤维相对于单体具有更好的选择性。见图2。
65.然而，由于检测的局限性，不可能进一步降低抗体浓度以使其能够检测更低的ic
50
值并因此接近
″
真实
″
ic
50
值。因此，已经根据已用于所有mab47和ban0805批次的抑制elisa的现行程序获得了所呈现的ic
50
值，认为对原纤维的ic
50
值可能被高估(即，结合强度可能被低估)。使用如下所述的spr获得了更准确的结合，并因此获得了更准确的选择性。
66.mab47和ban0805的结合选择性使用biacore 8k仪器(ge医疗(ge healthcare))通过spr得到确认。由于靶抗原的复杂性与抗体的显著的亲合力依赖性相结合所引起的可行性问题，分别使用不同的测定设置来评定α-突触核蛋白原纤维和单体结合。为测量与单体的结合，对于mab47和ban0805，分别用抗小鼠抗体或抗人抗体包被芯片。然后在表面上捕获0.25μg/ml至1.5μg/ml的mab47或ban0805，然后进行α-突触核蛋白单体的5倍稀释单循环动力学注射。为测量与原纤维(pf)的结合，用0.5μg/ml pf包被芯片，并且使用单循环动力学
来注射mab47或ban0805的2倍稀释液。mab47和ban0805的代表性传感图如图3中所示。
67.mab47和ban0805对α-突触核蛋白原纤维的kd值相似，这表明mab47的修饰不影响与α-突触核蛋白原纤维的强结合(表1)，确认了来自抑制elisa的结果。但是，kd值是在pm范围内，确认了抑制elisa的上述局限性。重要的是，通过spr确认，与mab47相比，ban0805对α-突触核蛋白单体的亲和力降低。用spr测得的kd值使得ban0805和mab47对pf相对于单体分别具有110,000倍和18,000倍的选择性。mab47和ban0805对α-突触核蛋白单体和原纤维的平均kd值如表1中所示。
68.表1.通过biacore spr测得的mab47和ban0805与α-突触核蛋白原纤维(pf)和单体(m)结合的kd值。
[0069][0070]
数据呈现为平均值
±
标准偏差(n＝实验次数)
[0071]
kd：解离常数
[0072]
使用直接elisa(其中致密涂层模拟聚集形式的包被蛋白质)以及抑制elisa两者测试了比如β-突触核蛋白或γ-突触核蛋白等同源蛋白质和其他易聚集蛋白质(如aβ)的交叉反应性。在本文中，通过抑制elisa并行分析mab47和ban0805的交叉反应性。用β-突触核蛋白单体、γ-突触核蛋白单体和aβ-原纤维作为抗原进行抑制elisa。结果表明，ban0805与β-突触核蛋白单体或γ-突触核蛋白单体或aβ-原纤维未发生可检测的结合。抑制elisa中ban0805对β-突触核蛋白或γ-突触核蛋白的代表性交叉反应性测试如图4中所示。数据呈现于表2中。
[0073]
表2.mab47和ban0805对β-突触核蛋白单体、γ-突触核蛋白单体和aβ-原纤维的交叉反应性。
[0074][0075]
n.b.＝无结合
[0076]
抑制elisa的结果和表面等离子体共振(spr)biacore数据均显示，与mab47相比，ban0805对α-突触核蛋白单体的亲和力降低，表明ban0805的选择性相比于mab47更好。此外，在测试的浓度(高达μm范围)下，未见ban0805与β-突触核蛋白单体和γ-突触核蛋白单体或aβ-原纤维的结合。
[0077]
因此，本披露内容涉及一种抗体，该抗体对α-突触核蛋白原纤维具有高亲和力并
且对α-突触核蛋白单体具有低亲和力，并且与鼠mab47相比具有以下特性：
[0078]
(1)与单体相比，ban0805与α-突触核蛋白原纤维的结合要强得多；
[0079]
(2)抑制elisa和spr biacore数据均表明，与ban0805相比，mab47的α-突触核蛋白单体结合更强，使得当比较α-突触核蛋白原纤维相对于单体的结合比时，ban0805具有比mab47更好的选择性(即，与mab47相比，ban0805与不期望的单体α-突触核蛋白靶标结合的倾向较低)；以及
[0080]
(3)在测试的浓度(高达μm范围)下，未见ban0805与β-突触核蛋白单体和γ-突触核蛋白单体或aβ-原纤维的结合。
[0081]
实施例4-ban0805的生产
[0082]
为生产ban0805，合成了编码ban0805 vh(seq id no：13)和vl(seq id no：14)(包括信号肽)的优化dna序列，并且将其分别克隆到gs载体pxc-igg4pro(deltak)和pxc-kappa(龙沙(lonza)公司)中。然后使用所得hc和lc sgv生成含有hc和lc基因两者的双基因载体(dgv)。编码ban0805重链(hc)和轻链(lc)的优化dna序列分别如seq id no：11和12所示。编码ban0805重链可变区(vh)和轻链可变区(vl)的优化dna序列分别如seq id no：13和14所示。seq id no：11-14均包括编码信号肽的核苷酸序列(见表3b)。与ban0805 hc、lc、vh和vl(排除信号肽)的氨基酸序列相对应的核苷酸序列分别如seq id no：17、18、19和20所示。ban0805的cdr序列列于表3a中。根据chothia命名法的重链cdr(vh-cdr)1至3的氨基酸序列分别如seq id no：5、6和7所示。根据rabat命名法的重链cdr(vh-cdr)1至3的氨基酸序列分别如seq id no：15、16和7所示。根据chothia和rabat命名法的重链cdr(vh-cdr-3)的氨基酸序列相同，并且如seq id no：7所示。根据chothia和rabat命名法的轻链cdr(vl-cdr)1至3的氨基酸序列相同，并且分别如seq id no：8、9和10所示。
[0083]
然后将所得dgv(称为pban0805/dgv)瞬时转染至chok1sv gs-ko细胞，并且在引起组装的抗体分泌的条件下培养。然后通过蛋白a亲和色谱纯化分泌的抗体。
[0084]
表3.序列表
[0085]
a.ban0805
[0086]
vh：
[0087][0088]
vl：
[0089][0090]
重链
[0091]
[0092]
轻链
[0093][0094]
cdr
[0095]
vh-cdr-1(chothia)：gfsltsygvh(seq id no：5)
[0096]
vh-cdr-1(rabat)：sygvh(seq id no：15)
[0097]
vh-cdr-2(chothia)：viwrggstdysaaf(seq id no：6)
[0098]
vh-cdr-2(kabat)：viwrggstdysaafms(seq id no：16)
[0099]
vh-cdr-3(kabat/chothia)：llrsvggfad(seq id no：7)
[0100]
vl-cdr-1(kabat/chothia)：rssqtivhnngntyle(seq id no：8)
[0101]
vl-cdr-2(kabat/chothia)：kvsnrfs(seq id no：9)
[0102]
vl-cdr-3(kabat/chothia)：fqgshvpft(seq id no：10)
[0103]
表3a列出的带有下划线的序列为根据chothia命名法的cdr序列，并且以粗体显示的序列为根据kabat命名法的cdr序列。cdr1、cdr2和cdr3按标准出现顺序从左(n-末端)到右(c-末端)显示。
[0104]
b.编码ban0805重链和轻链的核苷酸序列
[0105]
具有信号序列的ban0805 hc基因(seq id no：11)
[0106][0107]
具有信号序列的ban0805 lc基因(seq id no：12)
[0108][0109]
具有信号序列的ban0805 vh基因(seq id no：13)
[0110][0111]
具有信号序列的ban0805 vl基因(seq id no：14)
[0112][0113]
ban0805 hc基因(seq id no：17)
[0114][0115]
ban0805 lc基因(seq id no：18)
[0116][0117]
ban0805 vh基因(seq id no：19)
[0118][0119]
ban0805 vl基因(seq id no：20)
[0120][0121]
编码信号肽的序列加下划线。起始密码子以粗体显示，并且终止密码子以斜体显示。