抗TMPRSS6抗体及其用途的制作方法

发明领域本文公开了特异性结合至跨膜丝氨酸蛋白酶6(tmprss6)的抗体及其抗原结合片段。本文还公开了包含编码此类抗体的核苷酸序列的核酸、包含所述核酸的宿主细胞以及使用所述抗体及其抗原结合片段的治疗方法。

背景技术：

1、跨膜丝氨酸蛋白酶6(tmprss6；也称为蛋白裂解酶-2或mtp-2)是ii型跨膜丝氨酸蛋白酶，其包含短的n末端胞内区，其后为单个跨膜结构域、单个sea结构域、两个cub结构域、三个ldlra重复结构域和c末端催化丝氨酸蛋白酶结构域。tmprss6在肝中高度表达，并通过负调节铁调素表达来在铁稳态中发挥作用。高水平的铁调素通过降低来自细胞表面的铁流出通道运铁素的水平来阻断铁从细胞中输出。tmprss6裂解血幼素(hjv)，导致smad信号传导降低，并随后导致编码铁调素的基因hamp转录下调。

2、铁调素表达水平降低可导致铁过载或血色素沉着病。铁过载病症是一组导致体内过量铁储存的病症。由于身体不能排泄过量铁，过量铁储存在某些器官，例如肝、心脏和胰腺中。储存在此类器官中的过量铁会导致器官损伤和其他相关疾病，诸如糖尿病。

3、铁过载疾病的实例包括遗传性血色素沉着病(hhc)，其为一种身体从饮食中吸收过多的铁的遗传性病症，以及继发性血色素沉着病，这可能是患有某些血液疾病诸如地中海贫血(一种类型的由血红蛋白产生降低引起的遗传性贫血)或骨髓增生异常综合征(一种导致获得性贫血的血癌)的患者的并发症。在β-地中海贫血和/或骨髓增生异常综合征的情况下，为治疗与疾病相关的贫血而施用重复输血通常会导致铁过载。

4、铁过载病症的治疗选项是有限的，并且通常需要贯穿患者的一生。治疗方案包括铁螯合疗法、通过静脉切开术或静脉切放血术定期清除富含铁的血液以及减少铁摄入的饮食限制。本领域需要额外的和改进的用于治疗铁过载病症的组合物和方法。

技术实现思路

1、本文公开了特异性结合跨膜丝氨酸蛋白酶6(tmprss6)蛋白的抗体及其抗原结合片段(即抗tmprss6抗体)。在某些实施方案中，抗tmprss6抗体是完全人抗体，其以高亲和力结合人tmprss6并抑制其蛋白酶活性。

2、在一个方面，本公开提供了一种特异性结合至跨膜蛋白酶丝氨酸6(tmprss6)蛋白的分离的抗体或其抗原结合片段，其中所述抗体或其抗原结合片段结合至tmprss6的催化结构域，但不结合至tmprss6的催化三联体。

3、在某些实施方案中，抗体或其抗原结合片段还结合在tmprss6的ldlra结构域2内包含的位点处。在一个实施方案中，抗体或其抗原结合片段与tmprss6的结合不直接封闭tmprss6的催化三联体。在其他实施方案中，抗体或其抗原结合片段与tmprss6的结合介导tmprss6的变构调节。在某些实施方案中，抗体或其抗原结合片段与tmprss6的结合介导tmprss6的变构抑制。

4、在另一方面，本公开提供了一种特异性结合至跨膜蛋白酶丝氨酸6(tmprss6)蛋白的分离的抗体或其抗原结合片段，其中所述抗体或其抗原结合片段是tmprss6的变构抑制剂。在某些实施方案中，抗体或抗原结合片段将tmprss6保持在能够结合至tmprss6底物但不裂解tmprss6底物的无活性构象。在某些实施方案中，tmprss6底物是血幼素(hjv)。

5、在另一方面，本公开提供了一种特异性结合至跨膜蛋白酶丝氨酸6(tmprss6)蛋白的分离的抗体或其抗原结合片段，其中所述抗体或抗原结合片段结合在tmprss6的催化结构域内在空间上封闭tmprss6的催化三联体的位点处。在某些实施方案中，抗体或其抗原结合片段与血幼素(hhv)竞争结合tmprss6。

6、在另一方面，本公开提供了一种特异性结合至人跨膜蛋白酶丝氨酸6(htmprss6)蛋白(seq id no:126)的分离的抗体或其抗原结合片段，其中如通过氢/氘交换所确定的，所述抗体或其抗原结合片段与htmprss6胞外结构域内包含的一个或多个氨基酸相互作用。

7、在某些实施方案中，如通过氢/氘交换所确定的，抗体或其抗原结合片段与选自以下的氨基酸序列相互作用：(a)seq id no:126的氨基酸125至133；(b)seq id no:126的氨基酸586-594；(c)seq id no:126的氨基酸626至650；(d)seq id no:126的氨基酸693至703；(e)seq id no:126的氨基酸704至724；和/或(e)seq id no:126的氨基酸780至805。在其他实施方案中，如通过氢/氘交换所确定的，抗体或其抗原结合片段与选自以下的氨基酸序列相互作用：(a)seq id no:126的氨基酸693至703；和/或(b)seq id no:126的氨基酸780至805。在某些实施方案中，如通过氢/氘交换所测定的，抗体或其抗原结合片段与选自以下的氨基酸序列相互作用：(a)seq id no:126的氨基酸125至133；(b)seq id no:126的氨基酸586-594；(c)seq id no:126的氨基酸626至650；和/或(d)seq id no:126的氨基酸704-724。

8、在另一方面，本公开提供了一种特异性结合至跨膜蛋白酶丝氨酸6(tmprss6)蛋白的分离的抗体或其抗原结合片段，其中如通过冷冻电子显微镜结构建模所确定的，所述抗体或其抗原结合片段与人tmprss6(seq id no:126)的残基g699、h701、d724、q726、l727、i728、p729、l732、e735、g749、y750、r751、k752和n791相互作用。

9、在某些实施方案中，如通过冷冻电子显微镜结构建模所确定的，抗体或其抗原结合片段还与人tmprss6(seq id no:126)的残基v490、s501、t502、c503、i504、s505和k508相互作用。

10、在另一方面，本公开提供了一种特异性结合至跨膜蛋白酶丝氨酸6(tmprss6)蛋白的分离的抗体或其抗原结合片段，其中如通过冷冻电子显微镜结构建模所确定的，所述抗体或其抗原结合片段与人tmprss6的残基r597、r599、i601、d622、l710、r711、e712、g713、g714、p715和i716相互作用。

11、在另一方面，本公开提供了一种特异性结合至跨膜蛋白酶丝氨酸6(tmprss6)蛋白的分离的抗体或其抗原结合片段，其中所述抗体或其抗原结合片段包含重链可变区(hcvr)内包含的三个重链互补决定区(cdr)(hcdr1、hcdr2和hcdr3)；以及轻链可变区(lcvr)内包含的三个轻链cdr(lcdr1、lcdr2和lcdr3)，其中hcdr3具有选自表1中列出的hcdr3序列的氨基酸序列。

12、在某些实施方案中，lcdr3序列具有选自表1中列出的lcdr3序列的氨基酸序列。在某些实施方案中，抗体或抗原结合片段包含表1中列出的hcdr1、hcdr2和hcdr3序列。在某些实施方案中，抗体或抗原结合片段包含表1中列出的lcdr1、lcdr2和lcdr3序列。

13、在某些实施方案中，(a)hcdr1结构域具有选自seq id no:4、24、34、44、64、84或102的氨基酸序列；(b)hcdr2结构域具有选自seq id no:6、26、36、46、66、86或104的氨基酸序列；(c)hcdr3结构域具有选自seq id no:8、28、38、48、68、88或106的氨基酸序列；(d)lcdr1结构域具有选自seq id no:12、52、72、92或110的氨基酸序列；(e)lcdr2结构域具有选自seq id no:14、54或74的氨基酸序列；并且(f)lcdr3结构域具有选自seq id no:16、56、76、94或112的氨基酸序列。

14、在某些实施方案中，三个重链cdr和三个轻链cdr包含以下cdr组之一：(a)seq idno:4(hcdr1)、seq id no:6(hcdr2)、seq id no:8(hcdr3)、seq id no:12(lcdr1)、seq idno:14(lcdr2)和seq id no:16(lcdr3)；(b)seq id no:24(hcdr1)、seq id no:26(hcdr2)、seq id no:28(hcdr3)、seq id no:12(lcdr1)、seq id no:14(lcdr2)和seq id no:16(lcdr3)；(c)seq id no:34(hcdr1)、seq id no:36(hcdr2)、seq id no:38(hcdr3)、seq idno:12(lcdr1)、seq id no:14(lcdr2)和seq id no:16(lcdr3)；(d)seq id no:44(hcdr1)、seq id no:46(hcdr2)、seq id no:48(hcdr3)、seq id no:52(lcdr1)、seq id no:54(lcdr2)和seq id no:56(lcdr3)；(e)seq id no:64(hcdr1)、seq id no:66(hcdr2)、seqid no:68(hcdr3)、seq id no:72(lcdr1)、seq id no:74(lcdr2)和seq id no:76(lcdr3)；(f)seq id no:84(hcdr1)、seq id no:86(hcdr2)、seq id no:88(hcdr3)、seq id no:92(lcdr1)、seq id no:14(lcdr2)和seq id no:94(lcdr3)；或(g)seq id no:102(hcdr1)、seq id no:104(hcdr2)、seq id no:106(hcdr3)、seq id no:110(lcdr1)、seq id no:14(lcdr2)和seq id no:112(lcdr3)。

15、在某些实施方案中，三个重链cdr和三个轻链cdr包含以下cdr组：seq id no:44(hcdr1)、seq id no:46(hcdr2)、seq id no:48(hcdr3)、seq id no:52(lcdr1)、seq idno:54(lcdr2)和seq id no:56(lcdr3)。在其他实施方案中、三个重链cdr和三个轻链cdr包含以下cdr组：seq id no:102(hcdr1)、seq id no:104(hcdr2)、seq id no:106(hcdr3)、seq id no:110(lcdr1)、seq id no:14(lcdr2)和seq id no:112(lcdr3)。

16、在另一方面，本公开提供了一种结合至tmprss6的抗体或其抗原结合片段，其中所述抗体或其抗原结合片段包含hcvr内包含的三个重链cdr(hcdr1、hcdr2和hcdr3)和lcvr内包含的三个轻链cdr(lcdr1、lcdr2和lcdr3)；其中hcvr包含：(i)选自seq id no:2、22、32、42、62、82或100的氨基酸序列；(ii)与选自seq id no:2、22、32、42、62、82或100的氨基酸序列具有至少90％同一性的氨基酸序列；(iii)与选自seq id no:2、22、32、42、62、82或100的氨基酸序列具有至少95％同一性的氨基酸序列；或(iv)相对于选自seq id no:2、22、32、42、62、82或100的序列具有不超过12个氨基酸取代的氨基酸序列。

17、在某些实施方案中，lcvr包含：(a)选自seq id no:10、50、70、90或108的氨基酸序列；(b)与选自seq id no:10、50、70、90或108的氨基酸序列具有至少90％同一性的氨基酸序列；(c)与选自seq id no:10、50、70、90或108的氨基酸序列具有至少95％同一性的氨基酸序列；或(d)相对于选自seq id no:10、50、70、90或108的序列具有不超过10个氨基酸取代的氨基酸序列。

18、在某些实施方案中，hcvr包含选自seq id no:2、22、32、42、62、82或100的氨基酸序列。在某些实施方案中，lcvr包含选自seq id no:10、50、70、90或108的氨基酸序列。

19、在某些实施方案中，抗体或其抗原结合片段包含选自seq id no:2/10、22/10、32/10、42/50、62/70、82/90或100/108的hcvr/lcvr氨基酸序列对。在某些实施方案中，抗体或抗原结合片段包含seq id no:42/50的hcvr/lcvr氨基酸序列对。在其他实施方案中，抗体或抗原结合片段包含seq id no:100/108的hcvr/lcvr氨基酸序列对。

20、在另一方面，本公开提供了一种结合至tmprss6的抗体，其中所述抗体包含重链(hc)和轻链(lc)，其中所述重链包含选自由seq id no:18、30、40、58、78、96和114组成的组的氨基酸序列。

21、在某些实施方案中，轻链包含选自由seq id no:20、60、80、98和116组成的组的氨基酸序列。在某些实施方案中，抗体包含选自seq id no:18/20、30/20、40/20、58/60、78/80、96/98或114/116的hc/lc氨基酸序列对。在某些实施方案中，抗体包含58/60的hc/lc氨基酸序列对。在其他实施方案中，抗体包含114/116的hc/lc氨基酸序列对。

22、在某些实施方案中，本公开的抗体或抗原结合片段具有选自以下的一种或多种性质：(a)是完全人单克隆抗体或其抗原结合片段；(b)如在表面等离子体共振测定中测量的，在25℃和37℃下与人tmprss6结合的解离常数(kd)小于约21.2nm；(c)如在表面等离子体共振测定中测量的，在25℃和37℃下与猴tmprss6结合的kd小于约25.7nm；(d)如在表面等离子体共振测定中测量的，在25℃和37℃下与小鼠tmprss6结合的kd小于约703nm；(e)与表达人tmprss6的细胞结合的ec50小于约2.7nm；(f)与表达猴tmprss6的细胞结合的ec50小于约3.6nm；(g)与表达小鼠tmprss6的细胞结合的ec50小于约35nm；(h)在人tmprss6存在下抑制细胞表面血幼素的蛋白酶依赖性释放，例如抑制人tmprss6，抑制百分比大于约90％；(i)在人tmprss6存在下抑制细胞表面血幼素的蛋白酶依赖性释放，例如抑制人tmprss6并表现出小于约200pm的ic50；(j)在小鼠tmprss6存在下抑制细胞表面血幼素的蛋白酶依赖性释放，例如抑制小鼠tmprss6，抑制百分比大于约42％；(k)在小鼠tmprss6存在下抑制细胞表面血幼素的蛋白酶依赖性释放，例如抑制小鼠tmprss6并表现出小于约274pm的ic50；(l)在25℃和37℃抑制人tmprss6，抑制百分比大于约65％；(m)在25℃和37℃下抑制人tmprss6并表现出小于约10nm的ic50；(n)在25℃和37℃抑制猴tmprss6，抑制百分比大于约66％；(o)在25℃和37℃抑制猴tmprss6，并表现出小于约50nm的ic50；(p)在25℃和37℃抑制小鼠tmprss6，抑制百分比大于约58％；(q)在25℃和37℃抑制小鼠tmprss6，并表现出小于约35nm的ic50；(r)当向有需要的受试者施用时，降低受试者的血清铁水平；(s)当向有需要的受试者施用时，增加受试者的血清铁调素水平；(t)当向有需要的受试者施用时，增加受试者的成熟红细胞水平；(u)当向有需要的受试者施用时，增加受试者脾和/或骨髓中的成熟红细胞水平；(v)当向有需要的受试者施用时，增加受试者的血红蛋白水平；或(w)当向有需要的受试者施用时，降低受试者的转铁蛋白饱和度水平。在某些实施方案中，抗体是完全人单克隆抗体。

23、在另一方面，本公开提供了一种抗体或其抗原结合片段，其与本文公开的抗体或其抗原结合片段竞争结合tmprss6。

24、在另一方面，本公开提供了一种抗体或其抗原结合片段，其与本文公开的抗体或其抗原结合片段结合至相同的表位。

25、在另一方面，本公开提供了一种药物组合物，其包含与如本文所公开的tmprss6结合的分离的抗体或其抗原结合片段以及药学上可接受的载剂或稀释剂。

26、在另一方面，本公开提供了一种分离的多核苷酸分子，其包含编码本文公开的抗体或其抗原结合片段的hcvr的多核苷酸序列。

27、在另一方面，本公开提供了一种分离的多核苷酸分子，其包含编码本文公开的抗体或其抗原结合片段的lcvr的多核苷酸序列。

28、在另一方面，本公开提供了一种载体，其包含本文公开的多核苷酸序列。

29、在另一方面，本公开提供了一组载体，其包含第一载体和第二载体，所述第一载体包含编码本文公开的抗体或其抗原结合片段的hcvr的多核苷酸序列，所述第二载体包含编码本文公开的抗体或其抗原结合片段的lcvr的多核苷酸序列。

30、在另一方面，本公开提供了一种宿主细胞，其包含本文公开的载体或载体组。

31、在另一方面，本公开提供了一种产生特异性结合至tmprss6的抗体或其抗原结合片段的方法，其包括在允许产生所述抗体或其抗原结合片段的条件下培养本公开的宿主细胞，以及回收如此产生的抗体或其抗原结合片段。在某些实施方案中，方法还包括将抗体或其抗原结合片段配制成包含药学上可接受的载剂的药物组合物。

32、在另一方面，本公开提供了一种治疗、预防或改善与铁过载相关的疾病或病症的至少一种症状或适应症的方法，所述方法包括向有需要的受试者施用包含治疗有效量的本公开的抗体或其抗原结合片段的药物组合物。

33、在某些实施方案中，疾病或病症是先天性红细胞生成异常性贫血、diamond-blackfan贫血、α地中海贫血、β地中海贫血、输血依赖性溶血性贫血、骨髓增生异常综合征、镰状细胞病、真性红细胞增多症、遗传性血色素沉着病或慢性肝病。在某些实施方案中，疾病或病症是β地中海贫血。在某些实施方案中，疾病或病症是重型β地中海贫血或中型β地中海贫血。在某些实施方案中，疾病或病症是骨髓增生异常综合征。在某些实施方案中，疾病或病症是伴有环形铁粒幼细胞的骨髓增生异常综合征。在某些实施方案中，疾病或病症是输血依赖性溶血性贫血。在某些实施方案中，疾病或病症是由于丙酮酸激酶缺乏引起的输血依赖性溶血性贫血或铁粒幼细胞输血依赖性溶血性贫血。在某些实施方案中，疾病或病症是慢性肝病。在某些实施方案中，疾病或病症是酒精相关性慢性肝病、丙型肝炎或自身免疫性肝炎。

34、在某些实施方案中，向有需要的受试者预防性或治疗性地施用药物组合物。在其他实施方案中，皮下、静脉内、皮内、腹膜内或肌肉内施用药物组合物。

35、通过阅读随后的具体实施方式，其他实施方案将变得显而易见。