优化的Fc变体及其产生方法_3

文档序号:8467622阅读:来源:国知局
Oncol16 : 2825-2833)。在166个临床患者中,6%显示了完全响应,42%显示了部分响应,中值响应持 续时间大约为12个月。曲妥单抗(Herceptin?,Genentech的注册商标),一种用于治疗 乳腺癌转移的抗_HER2/neu抗体,具有较低的疗效。对222个受试患者使用曲妥单抗的总 响应率仅有15%,其中8个完全响应,26个部分响应,中值响应持续时间和存活时间为9-13 个月(Cobleigh等.,1999,JClinOncol17:2639-2648)。目前对于抗癌治疗而言,在死 亡率上任何小的改善都意味着成功。因此,特别需要增强抗体破坏靶癌细胞的能力。 一种用于增强抗体抗肿瘤效力的有希望的方法是通过增加它们介导诸如ADCC、ADCP和CDC的细胞毒性效应器功能的能力。对于抗体抗癌活性而言,FeYR-介导的效应器功 能的重要性已在小鼠中得到证实(Clynes等.,1998,ProcNatlAcadSciUSA95: 652-656 ;Clynes等.,2000,NatMed6 :443-446),并在基于细胞的测定中证实了与靶细 胞毒性相关的Fc与特定FcyR之间相互作用的亲和力(Shields等.,2001,JBiolChem 276 :6591-6604 ;Presta等?,2002,BiochemSocTrans30 :487-490;Shields等?,2002,J BiolChem277:26733-26740)。此外,已观察到人临床疗效与它们的同种异型-FcyRIIIa 的高亲和力多态型(V158)或低亲和力多态型(F158)之间的相互关系(Cartron等?,2002, Blood99:754-758)。综合起来,这些数据提示了对于与特定FeYR结合而言,在患者体内 具有Fc区优化的抗体能更好地介导效应器功能并因此能更有效地破坏癌细胞。在激活与 抑制受体之间的平衡要得到重点考虑,并应由Fc产生最佳的效应器功能,对诸如FeYRI、 FeyRIIa/c以及FeyRIIIa的激活受体而言应具有增强的亲和力,还应减少对抑制性受体 FeyRIIb的亲和力。此外,因为FeyR能介导通过抗原呈递细胞的抗原摄入和加工过程,所 以增强Fc/FcYR亲和力也能改善抗体治疗能力以引发获得性免疫应答。 为不同目的对Fc进行诱变研宄,通常对丙氨酸进行取代(称为丙氨酸扫描)或通 过序列同源性取代指导进行取代(Duncan等.,1988,Nature332 :563-564 ;Lund等., 1991,JTmmun〇 1 147 :2657-2662;Lund等?,1992,MolImmunol29 :53-59;JefTeris等, 1995,ImmunolLett44 :111-117;Lund等?,1995,FasebJ9 :115-119;JefTeris等?, 1996,ImmunolLett54 :101-104;Lund等,1996,JImmunol157 :4963-4969;Armour等, 1999,EurJImmunol29 :2613-2624;Shields等.,2001,JBiolChem276:6591-6604; JefTeris等.,2002,ImmunolLett82 :57-65)(US5,624,821;US5,885,573;PCTTO 00/42072;PCTWO99/58572)。大多数取代减少或消除了与FcyR的结合。另一方面,在 获得具有更高FeYR亲和力的Fc变体方面已取得了一些成功(参见例如US5, 624, 821 和PCTWO00/42072)。例如,Winter及其同事在小鼠IgG2b抗体的235位上用人氨基酸 进行取代(谷氨酸到亮氨酸突变),该小鼠抗体与人FeYRI的结合增加了 100倍(Duncan 等.,1988,Nature332 :563-564)(US5, 624, 821)。Shields等使用丙氨酸扫描诱变来定 位对FeYR结合起重要作用的Fc残基,然后通过用非丙氨酸突变对所选定的残基进行取代 (Shields等.,2001,JBiolChem276 :6591-6604;Presta等.,2002,BiochemSocTrans 30 :487-490)(PCTWO00/42072)。该研宄公开了一些突变,包括S298A、E333A和K334A,显 示了与激活受体FeYRIIIa增强的结合以及减少了与抑制性受体FeYRIIb的结合。组合 这些突变以获得双重和三重突变的变体,在结合方面其显示了累加的改善。在该研宄中所 公开的最好的变体是S298A/E333A/K334A三重突变体,其与F158FeYRIIIa的结合大约增 加了 1.7倍,与FcyRIIb的结合减少了 5倍,且ADCC增加了 2. 1倍。 使用改造后的糖型(engineeredglycoform)也已实现了Fc对FeyR增强的亲和力,该 糖型产生自工程改造的或变异的细胞系中抗体的表达(Umana等.,1999,NatBiotechnol 17 :176-180 ;Davies等,2001,BiotechnolBioeng74 :288-294 ;Shields等.,2002,JBiol Chem277 :26733-26740;Shinkawa等?,2003,JBiolChem278 :3466-3473)。该方法产生 了实质上增加的抗体与FeYRIIIa结合并介导ADCC的能力。尽管在实践中存在诸如在大 规模生产条件下表达菌株生长效率的局限性,用于增强Fc/FcYR亲和力以及效应器功能 的该方法仍然是有前途的。实际上,对于优化效应器功能来说,将这些可选的糖型技术与本 发明的Fc变体结合可提供累加效应或协同效应。 尽管需要更强的效应器功能,对于某些抗体治疗剂而言,减少或消除效应器功能也许 是其所需的。通常认为治疗性抗体其作用机理包括阻断或拮抗但不杀死具有靶抗原的细 胞。这样的话耗尽靶细胞并不是所需的并认为存在着副作用。例如,抗CD4抗体阻断T细 胞上CD4受体的能力使其能有效地抗炎,甚至它们招募FeyR受体的能力也可指导免疫系 统攻击靶细胞,导致T细胞损耗(Reddy等?,2000,JImmunol164 :1925-1933)。对于称 为放射缀合物的放射标记的抗体以及称为免疫毒素的缀合毒素的抗体而言,效应器功能也 许是一道难题。这些药物可用于破坏癌细胞,但是通过Fc与FeYR相互作用所招募的免 疫细胞使得健康的免疫细胞接近致死性的负载物(放射物或毒素),导致正常淋巴组织连 同革巴癌细胞一起损耗(Hutchins等?,1995,ProcNatlAcadSciUSA92 :11980-11984 ; White等.,2001,AnnuRevMed52:125-145)。通过使用IgG同种型有可能解决该问题, 该IgG同种型无法充分地招募补体或效应细胞,例如IgG2及IgG4。可选的解决方案是开 发能减少或消除结合能力的Fc变体(Alegre等?,1994,Transplantation57 :1537-1543 ; Hutchins等?,1995,ProcNatlAcadSciUSA92 :11980-11984;Armour等?,1999,EurJ Immunol29 :2613-2624;Reddy等?,2000,JImmunol164 :1925-1933;Xu等?,2000,Cell Immunol200 :16-26 ;Shields等?,2001,JBiolChem276 :6591-6604)(US6,194,551;US 5, 885, 573;PCTWO99/58572)。对于减少或消除效应器功能而言,主要的考虑是其它重要 的抗体特性不被干扰。应改造Fc变体,以不仅消除与FeYR和/或Clq的结合,而且还能 保持抗体的稳定性、可溶性和结构的整体性(integrity),以及能保持与诸如FcRn和蛋白A 及G的其它重要Fc配体相互作用的能力。 本发明解决了抗体的另一个主要缺点,即它们过分苛求的生产必备条件(Garber, 2001,NatBiotechnol19 :184-185 ;Dove,2002,NatBiotechnol20:777-779)。抗体应 当在哺乳动物细胞中表达,且目前市售抗体与其它高度需求的生
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