CN101128487B - 靶向血清白蛋白和glp-1或pyy的双特异性结构域抗体 - Google Patents

靶向血清白蛋白和glp-1或pyy的双特异性结构域抗体 Download PDF

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Abstract

含有融合或缀合结合了血清白蛋白的抗体的抗原结合片段的肠降血糖素治疗或诊断剂的药物融合体和缀合物。与未缀合或未融合的治疗或诊断剂相比较，缀合物和融合体具有更长的体内半衰期。

Description

靶向血清白蛋白和GLP-1或PYY的双特异性结构域抗体
相关申请
本申请要求2004年12月2日申请的U.S.临时专利申请No.60/632,361的权益和GB专利申请No.0511019.2的权益。在此将上述申请的全部教导引入作为参考。
发明背景
许多药物具有能用于治疗和/或诊断目的的活性，但由于给药时，它们迅速地从机体排除，因此具有有限的价值。例如，许多具有治疗用途活性的多肽通过肾脏迅速地从循环中清除。因此，为了获得想要的治疗效果，必须给药大剂量。需要改良的治疗与诊断剂，其具有改良的药学动力学特性。
一类这样的在体内或体循环中具有短半衰期的药物是肠促胰岛素激素，如胰高血糖素样肽1或肽YY。
胰高血糖素样肽(GLP)-1是肠促胰岛素激素，具有有效的葡萄糖依赖性促胰岛素和glucagonostatic作用、对胰腺β细胞的营养作用和对胃肠分泌和运动的抑制作用，这些结合起来来降低血浆葡萄糖和降低血糖波动幅度。此外，通过其提高饱腹感的能力，GLP-1降低了食物摄入，因此限制体重增加，甚至可以引起体重减轻。总之，这些作用给予GLP-1独特的特征，用作抗糖尿病剂是相当理想的，特别是由于其抗高血糖作用的葡萄糖依赖性将最小化严重高血糖的任何风险。然而，药物动力学/药效特征使得天然GLP-1在治疗上是无用的。因此，尽管连续给药时GLP-1最有效，但是单次皮下注射具有短期效果。GLP-1对体内酶降解是高度敏感的，二肽酰肽酶IV(DPP-IV)的分裂可能是最相关的，因为这快速发生并产生非促胰岛素代谢物。因此基于影响其代谢稳定性和药物动力学/药效特征的因素的理解，利用GLP-1治疗潜能的策略是热切研究的焦点。
已经进行了广泛的工作来尝试抑制肽酶或修饰GLP-1，以这样的方式使得减缓其降解同时仍然保持生物活性。WO05/027978公开了具有延长作用特征的GLP-1衍生物(并在此引入作为参考，作为可用于本发明中的GLP-1衍生物和类似物的实例)。WO02/46227公开了包括融合GLP-1或类似物的多肽(例如，白蛋白)的异种融合蛋白(在此将这些类似物的公开内容引入作为参考，作为可用于本发明中的GLP-1类似物的实例)。WO05/003296、WO03/060071、WO03/059934公开了氨基融合蛋白质，其中GLP-1已经与白蛋白融合来提高激素的半衰期。
然而，尽管这些努力，还是没有产生长效活性GLP-1。
因此，特别是在糖尿病和肥胖症的领域中，存在对改良的GLP-1肽或其他药剂极大的需要，这些肽和其他药剂相似地具有促胰岛素效果，特别适于糖尿病和肥胖症的治疗。因此需要改进GLP-1和其他促胰岛素肽来提供较长的体内作用持续时间，同时维持它们的低毒性和治疗优势。
发明概述
本发明涉及具有提高的血清半衰期的药物融合体和药物缀合物。一方面中，药物融合体是具有通式的连续多肽链：
a-(X)n1-b-(Y)n2-c-(Z)n3-d或a-(Z)n3-b-(Y)n2-c-(X)n1-d
其中
X是具有第一目标结合特异性的多肽药物；
Y是具有血清白蛋白结合特异性的免疫球蛋白重链可变结构域(VH)，或具有血清白蛋白结合特异性的免疫球蛋白轻链可变结构域(VL)；
Z是具有第二目标结合特异性的多肽药物；
a、b、c和d各自独立地不存在或是1至约100个氨基酸残基；
n1是1至约10；
n2是1至约10；和
n3是0至约10，
附加条件是n1和n2都是1且n3是0时，X不包括抗体链或抗体链的片段。
一些实施方案中，Y包括选自SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：24、SEQ ID NO：25和SEQ ID NO：26的氨基酸序列，或选自SEQ ID NO：16、SEQ ID NO：17、SEQ ID NO：18、SEQ ID NO：19、SEQ ID NO：20、SEQ ID NO：21、SEQ ID NO：22和SEQ ID NO：23的氨基酸序列。特定的实施方案中，X是GLP-1或GLP-1类似物。
另一方面中，药物融合体包括连续多肽链，所述链包括部分X’和Y’，其中
X’是多肽药物，附加条件是X’不包括抗体链或抗体链的片段；和
Y’是具有血清白蛋白结合特异性的免疫球蛋白重链可变结构域(VH)，或具有血清白蛋白结合特异性的免疫球蛋白轻链可变结构域(VL)。一些实施方案中，Y’包括选自SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：24、SEQ ID NO：25和SEQ ID NO：26的氨基酸序列，或选自SEQ ID NO：16、SEQ ID NO：17、SEQ ID NO：18、SEQ ID NO：19、SEQ ID NO：20、SEQ ID NO：21、SEQ ID NO：22和SEQ ID NO：23的氨基酸序列。特定的实施方案中，X’是GLP-1或GLP-1类似物。
另一方面中，本发明是药物缀合物，该缀合物包括具有血清白蛋白结合特异性的免疫球蛋白重链可变结构域(VH)，或具有血清白蛋白结合特异性的免疫球蛋白轻链可变结构域(VL)；和共价键合所述VH或VL的药物。一些实施方案中，免疫球蛋白重链可变结构域包括选自SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：24、SEQ ID NO：25和SEQ ID NO：26的氨基酸序列，或选自SEQ ID NO：16、SEQ IDNO：17、SEQ ID NO：18、SEQ ID NO：19、SEQ ID NO：20、SEQID NO：21、SEQ ID NO：22和SEQ ID NO：23的氨基酸序列。特定的实施方案中，药物是GLP-1或GLP-1类似物。
本发明还提供了编码在此所述的药物融合体的重组核酸和构建体，和包括重组核酸和/或构建体的宿主细胞。本发明进一步提供了生产药物融合体的方法，该方法包括在适于所述重组核酸表达的条件下培养含有编码在此所述的药物融合体的重组核酸和/或构建体的宿主细胞，借此产生药物融合体。
本发明还提供了包括本发明的药物融合体或药物缀合物的组合物(例如，药物组合物)。本发明还提供了患有如在此所述那些的疾病或失调的个体的治疗方法，该方法包括将治疗有效量的本发明的药物缀合物或药物融合体给药于所述个体。一些实施方案中，疾病或失调是炎症疾病，如关节炎(例如，类风湿性关节炎)。再一实施方案中，疾病或失调是代谢疾病，如糖尿病或肥胖症。本发明还提供了本发明的药物缀合物或药物融合体用于制造治疗疾病或失调如炎症疾病(例如，关节炎(例如，类风湿性关节炎))，或糖尿病或肥胖症的药物的用途。本发明还涉及在此所述的药物融合体或药物缀合物用于治疗、诊断或预防的用途。
另一方面中，本发明是非共价药物缀合物，该缀合物包括具有血清白蛋白结合特异性的免疫球蛋白重链可变结构域(VH)，或具有血清白蛋白结合特异性的免疫球蛋白轻链可变结构域(VL)，和非共价键合所述VH或VL的药物。一些实施方案中，免疫球蛋白重链可变结构域包括选自SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：24、SEQ ID NO：25和SEQ ID NO：26的氨基酸序列，或选自SEQ IDNO：16、SEQ ID NO：17、SEQ ID NO：18、SEQ ID NO：19、SEQID NO：20、SEQ ID NO：21、SEQ ID NO：22和SEQ ID NO：23的氨基酸序列。
进一步的实施方案中，本发明提供了Dom7h-8、iDom7h-8的失活形式，其不结合用作研究工具的血清白蛋白并是活性血清白蛋白结合Dom7h-8的预测。
附图简述
图1A是通过结合小鼠血清白蛋白(MSA)选择的三个VKS的氨基酸序列的序列比对。比对的氨基酸序列来自于指定为MSA16，其也称为DOM7m-16(SEQ ID NO：1)，MSA12，其也称为DOM7m-12(SEQ ID NO：2)，以及MSA 26，其也称为DOM7m-26(SEQ IDNO：3)的VKS。
图1B是通过结合老鼠血清白蛋白(RSA)选择的六个VKS的氨基酸序列的序列比对。比对的氨基酸序列来自于指定为DOM7r-1(SEQ IDNO：4)、DOM7r-3(SEQ ID NO：5)、DOM7r-4(SEQ ID NO：6)、DOM7r-5(SEQ ID NO：7)、DOM7r-7(SEQ ID NO：8)以及DOM7r-8(SEQ ID NO：9)的VKS。
图1C是通过结合人血清白蛋白(HSA)选择的六个VKS的氨基酸序列的序列比对。比对的氨基酸序列是来自于指定为DOM7h-2(SEQ IDNO：10)、DOM7h-3(SEQ ID NO：11)、DOM7h-4(SEQ ID NO：12)、DOM7h-6(SEQ ID NO：13)、DOM7h-1(SEQ ID NO：14)以及DOM7h-7(SEQ ID NO：15)的VKS。
图1D是通过结合人血清白蛋白与共有序列(SEQ ID NO：23)选择的七个VHS的氨基酸序列的序列比对。比对的氨基酸序列是来自于指定为DOM7h-22(SEQ ID NO：16)、DOM7h-23(SEQ ID NO：17)、DOM7h-24(SEQ ID NO：18)、DOM7h-25(SEQ ID NO：19)、DOM7h-26(SEQ ID NO：20)、DOM7h-21(SEQ ID NO：21)以及DOM7h-27(SEQ ID NO：22)的VHS。
图1E是通过结合人血清白蛋白与老鼠血清白蛋白选择的三个VKS的氨基酸序列的序列比对。比对的氨基酸序列是来自于指定为DOM7h-8(SEQ ID NO：24)、DOM7r-13(SEQ ID NO：25)和DOM7r-14(SEQ ID NO：26)的VKS。
图2A和2B是分别用于表达MSA16IL-1ra(也称为DOM7m-16/IL-1ra)和IL-1raMSA16(也称为IL-1ra/DOM7m-16)融合体的载体的图谱。
图2C-2D示例了编码IL-1raMSA16融合体(也称为IL-1ra/DOM7m-16)的核苷酸序列(SEQ ID NO：27)，以及该融合体的氨基酸序列(SEQ ID NO：28)。
图2E-2F示例了编码MSAl 6IL-1ra融合体(也称为DOM7m-16/IL-1ra)的核苷酸序列(SEQ ID NO：29)，以及该融合体的氨基酸序列(SEQ ID NO：30)。
图2G-2H示例了编码不与血清白蛋白结合的DummylL-1ra融合体的核苷酸序列(SEQ ID NO：31)，以及该融合体的氨基酸序列(SEQID NO：32)。
图3A示例了IL-1诱导了通过Hela细胞产生IL-8，而且示例了在ELISA分析中检测到IL-8的机制。
图3B的图表显示了，通过MRC-5细胞，IL-1ra(□，标记的“R&D”)，MSAl 6IL-1ra(■)与IL-1raMSA16(▲)每个都抑制IL-1诱导的IL-8的分泌。观察到的抑制是IL-1ra，MS Al 6IL-1ra和IL-1raMSA16剂量依赖的。
图4A-4C的图表显示了，通过培养的MRC-5细胞，在分析中IL-1ra(□)与MSA16IL-1ra(■)都抑制了IL-1诱导的IL-8的分泌，其包括没有小鼠血清白蛋白(4A)，5％小鼠血清白蛋白(4B)或10％小鼠血清白蛋白(4C)。观察到的抑制在所有测试条件下都是IL-1ra和MS A 16IL-1ra剂量依赖的。
图5是ELISA结果的图示，其证实了MSA16ILl-ra融合体与IL-1raMSA16融合体都结合血清白蛋白，但是虚构的ILl-ra融合体不结合血清白蛋白。
图6A-6C的sensograms与表格显示了，与人血清白蛋白(HSA)结合的克隆DOM7h-1(6A)，与HAS结合的DOM7h-7(6B)，以及与老鼠血清白蛋白(RSA)结合的DOM7r-1(6C)的BIACORE亲和性数据。
图7的表格显示了DOM7h-1、D0M7r-1、DOM7h-2、DOM7r-3、DOM7h-7、DOM7h-8、DOM7r-8、DOM7r-13、DOM7r-14、DOM7m-16、DOM7h-22、DOM7h-23、DOM7h-26、DOM7r-16、DOM7m-26、DOM7r-27以及DOM7R-31对它们结合的血清白蛋白的亲和性。DOM7h-8也结合猪血清白蛋白，而且亲和性(KD)为60nM。
图8A图示了编码人白细胞间介素1受体拮抗剂(IL-1ra)的核酸的核苷酸序列(SEQ ID NO：33)，该人白细胞间介素1受体拮抗剂(IL-1ra)在GenBank以登录号NM_173842保存。该核酸的开放阅读框从第65位开始。
图8B示例了由图8A中所示的核酸(SEQ ID NO：33)编码的人IL-1ra的氨基酸序列(SEQ ED NO：34)。该成熟蛋白由152个氨基酸残基组成(SEQ ID NO：34的26-177位氨基酸残基)。
图9显示了单次静脉(i.v.)注射(剂量为大约1.5mg/kg)到CDl株雄性动物中后，小鼠血清中结合dAb/HA抗原表位标签融合蛋白的MSA的浓度(μg/mL)随时间(天)变化的曲线图。使用山羊抗-HA(Abeam，UK)捕获和蛋白质L-HRP(Invitrogen，USA)检测试剂，通过ELISA来测定血清浓度。在存在1x小鼠血清以确保与测试样品的可比性时，建立已知浓度的结合dAb/HA融合体的MSA的标准曲线。用一个区室模型(WinNonlin Software，Pharsight Corp.，USA)进行模拟，显示结合dAb/HA抗原表位标签融合蛋白的MSA具有29.1小时的末期t1/2，与559hrμg/mL曲线下的面积。
图10示例了通过结合老鼠血清白蛋白(RSA)选择的VKS的氨基酸序列。示例的序列来自于指定为DOM7r-15(SEQ ID NO：37)、DOM7r-16(SEQ ID NO：38)、DOM7r-17(SEQ ID NO：39)、DOM7r-18(SEQ ID NO：40)、DOM7r-19(SEQ ID NO：41)的VKS。
图11A-11B示例了结合老鼠血清白蛋白(RSA)的VHS的氨基酸序列。示例的序列是来自于指定为DOM7r-20(SEQ ID NO：42)、DOM7r-21(SEQ ID NO：43)、DOM7r-22(SEQ ID NO：44)、DOM7r-23(SEQ ID NO：45)、DOM7r-24(SEQ ID NO：46)、DOM7r-25(SEQ IDNO：47)、DOM7r-26(SEQ ID NO：48)、DOM7r-27(SEQ ID NO：49)、DOM7r-28(SEQ ID NO：50)、DOM7r-29(SEQ ID NO：51)、DOM7r-30(SEQ ID NO：52)、DOM7r-31(SEQ ID NO：53)、DOM7r-32(SEQ ID NO：54)以及DOM7r-33(SEQ ID NO：55)的VHS。
图12显示了单次静脉(i.v.)注射(剂量为大约1.5mg/kg)到CDl株雄性动物中后，D0M7m-16、DOM7m-26或不结合MSA的对照dAb的浓度随时间变化的曲线图，其中D0M7m-16，DOM7m-26或不结合MSA的对照dAb每个都含有HA抗原表位标签。使用山羊抗-HA(Abeam，UK)捕获和蛋白质L-HRP(Invitrogen，USA)检测试剂，通过ELISA来测定血清浓度。在存在1x小鼠血清以确保与测试样品的可比性时，建立已知浓度的结合dAb/HA融合体的MSA的标准曲线。用一个区室模型(WinNonlin Software，Pharsight Corp.，USA)进行模拟，显示对照dAb具有20分钟的末期t1/2β，而DOM7m-16，DOM7m-26在血清中持续的显著更长。
图13的图表显示了，在小鼠胶原质诱导的关节炎(CIA)模型中，DOM7m-16/IL-1ra治疗关节炎比IL-1ra或
Figure G200580047647920070806D000071
(entarecept；Immunex Corporation)更有效。诱导关节炎，而且从第21天开始，用0.4mg/Kg(类固醇)的地塞米松、1mg/Kg的(IL-1ra/抗-SA 1mg/kg)或10mg/Kg(IL-1ra/抗-SA 10mg/kg)的DOM7m-16/IL-1ra、1mg/Kg或10mg/Kg的IL-1ra、5mg/Kg的(entarecept；ImmunexCorporation)或盐处理小鼠。结果显示，在该研究中DOM7m-16/IL-1ra比IL-1ra或
Figure G200580047647920070806D000082
(entarecept；imm[upsilon]nexCorporation)更有效。对IL-1ra的应答是剂量依赖的，如所预期的，对DOM7m-16/IL-1ra的应答也是剂量依赖的。用1mg/Kg的DOM7m-16/IL-1ra处理的平均分数始终如一地低于用10mg/kg的IL-1ra处理获得的平均分数。该结果表明，在该研究中用DOM7m-16/IL-1ra处理比IL-1ra有效10倍。
图14A-14G示例了皂草素多肽的氨基酸序列，图14A示例了以Swissprot登录号P27559保藏的皂草素-2前体的氨基酸序列(SEQ IDNO：60)。信号肽是SEQ ID NO：60的1-24位氨基酸。图14B示例了以Swissprot登录号P27560保藏的皂草素-3的氨基酸序列(SBQ IDNO：61)。图14C示例了以Swissprot登录号P27561保藏的皂草素-4前体的氨基酸序列(SEQ ID NO：62)。信号肽为SEQ ID NO：62的第1-24位氨基酸。图14D示例了以Swissprot登录号Q41389保藏的皂草素-5的氨基酸序列(SEQ ID NO：63)。图14E示例了以Swissprot登录号P20656保藏的皂草素-6前体的氨基酸序列(SEQ ID NO：64)。信号肽为SEQ ID NO：64的第1-24位氨基酸，而且可能的前肽propeptide为SEQ ID NO：64的第278-299位氨基酸。成熟多肽为SEQID NO：64的第25-277位氨基酸(SEQ ID NO：65)。图14F示例了以Swissprot登录号Q41391保藏的皂草素-7的氨基酸序列(SEQ IDNO：66)。图14G示例了包括皂草素-6的几个变体和同工型的共有氨基酸序列(SEQ ID NO：67)。
图15示例了WO 2004/041862中所述的结合小鼠血清白蛋白的几个Camelid VHH的氨基酸序列。序列A(SEQ ID NO：72)、序列B(SEQ ID NO：73)、序列C(SEQ ID NO：74)、序列D(SEQ IDNO：75)、序列E(SEQ ID NO：76)、序列F(SEQ ID NO.77)、序列G(SEQ ID NO：78)、序列H(SEQ ID NO：79)、序列I(SEQ IDNO：80)、序列J(SEQ ID NO：81)、序列K(SEQ ID NO：82)、序列L(SEQ ID NO：83)、序列M(SEQ ID NO：84)、序列N(SEQ IDNO：85)、序列O(SEQ ID NO：86)、序列P(SEQ ID NO：87)、序列Q(SEQ ID NO：88)。
图16A是编码[Pro9]GLP-1-Dom7h8融合体的核苷酸序列(SEQ IDNO：175)和融合体的氨基酸序列(SEQ ID NO：176)的说明。
图16B是编码[Pro9]GLP-1-PSS-Dom7h8融合体的核苷酸序列(SEQ ID NO：177)和融合体的氨基酸序列(SEQ ID NO：178)的说明。
图16C是编码[Pro9]GLP-1-PSSGAP-Dom7h8融合体的核苷酸序列(SEQ ID NO：179)和融合体的氨基酸序列(SEQ ID NO：180)的说明。
图17是显示了具有与GLP-1对照(▲)、Exendin-4
Figure G200580047647920070806D000091
相等的剂量依赖性细胞增殖活性的[Pro9]GLP-1-PSSGAP-Dom7h8融合体
Figure G200580047647920070806D000092
的图。基础零对照显示为(□)。
图18是显示了具有与GLP-1对照(▲)、Exendin-4
Figure G200580047647920070806D000093
相等的剂量依赖性胰岛素释放的[Pro9]GLP-1-PSSGAP-Dom7h8融合体
Figure G200580047647920070806D000094
的图。基础零对照显示为(□)。
图19A-19C各自说明了Dom7h-8PYY(3-36)(SEQ ID NO：181)、PYY(3-36)DOM7h-8(SEQ ID NO：182)和[Pro9]GLP-1(3-37)-DOM7h-8PYY(3-36)(SEQ ID NO：183)融合体的氨基酸序列。
发明详述
如在此使用的，“药物”指任何化合物(例如，小的有机分子、核酸、多肽)，其给药给个体以通过结合和/或改变个体中的生物学靶分子的功能，而产生有利的治疗或诊断效果。靶分子可以是由个体的基因组编码的内源靶分子(例如，由个体的基因组编码的酶、受体、生长因子、细胞因子)，或者由病原体的基因组编码的外源靶分子(例如，由病毒、细菌、真菌、线虫类或其它的病原体编码的酶)。
如在此使用的术语“药物基础”指基于用于分析，测定或确定活性的药物(或药物部分)的量标准化的药物组合物和药物的活性。一般，本发明的药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)的分子量比它们包含的药物的分子量大。因此，按重量计算，等量的药物组合物和药物，将包含不同分子或摩尔基础量的药物。例如，如果本发明的药物组合物的分子量是它包含的药物的分子量的两倍，可以使用2μg的药物组合物和1μg药物，根据“药物基础”来测定活性，因为这些量将包含相同量的药物(与游离药物或药物组合物的部分)。使用适当的计算，例如，通过根据每个靶结合位点基础表示活性，或对于酶药物根据每个活性位点基础，可以对活性进行标准化，并以“药物基础”表示。
如在此使用的，“药物组合物”指包括与多肽结合部分共价或非共价键合的药物的组合物，其中多肽结合部分含有能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽的结合位点(例如，抗原结合位点)。药物组合物可以是缀合物，其中药物与多肽结合部分共价或非共价键合。药物可与多肽结合部分直接或间接地共价或非共价键合(例如，通过合适的连接体和/或互补结合伴体(例如，生物素和抗生物素蛋白)的非共价键合)。当应用互补结合伴体时，一个结合伴体可直接与药物共价键合或通过合适的连接体部分与药物结合，而且互补结合伴体可与多肽结合部分直接共价键合或通过合适的连接体部分与多肽结合。当药物时多肽或肽时，药物组合物可以是融合蛋白，其中多肽或肽药物与多肽结合部分是连续多肽链的离散部分(部分(moieties))。
如在此使用的“缀合物”指包括抗体的抗原结合片段的组合物，该抗体结合与药物结合的血清白蛋白。这种缀合物包括“药物缀合物”，其包括抗体的抗原结合片段，该抗体结合与药物共价键合的血清白蛋白，以及“非共价药物缀合物”，其包括抗体的抗原结合片段，该抗体结合与药物非共价键合的血清白蛋白。
如在此使用的，“药物缀合物”指包括抗体的抗原结合片段的组合物，该抗体结合与药物共价键合的血清白蛋白。药物可直接或通过合适的连接体部分间接与抗原结合片段共价键合。药物可在任何合适的位置与抗原结合片段结合，例如，氨基-末端，羧基末端或通过合适的氨基酸侧链(例如，赖氨酸的ε氨基)。
如在此使用的，“非共价药物缀合物”指包括抗体的抗原结合片段的组合物，该抗体结合与药物非共价键合的血清白蛋白。药物可直接(例如，静电作用、疏水作用)或间接(例如，通过互补结合伴体(例如，生物素和抗生物素蛋白)的非共价键合，其中一个伴体与药物共价键合，而且互补结合伴体与抗原结合片段共价键合)与抗原结合片段非共价键合。当使用互补结合伴体时，一个结合伴体可直接或通过合适的连接体部分与药物共价键合，而且互补结合伴体可直接或通过合适的连接体部分与结合血清白蛋白的抗体的抗原结合部分共价键合。
如在此使用的，“药物融合体”指融合蛋白，其包括结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段和多肽药物。结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段和多肽药物以一个连续多肽链的离散部分(moieties部分)存在。
如在此所用的术语“白蛋白结合残基”意思是非共价键合人血清白蛋白的残基。连接治疗多肽的白蛋白结合残基通常具有低于10μM的人血清白蛋白亲和性，优选低于1pM。一实施方案中，各种白蛋白结合残基是已知的，其中为含有4-40个碳原子的直链和支链亲脂性部分、具有环戊二烯并菲骨架的化合物、具有10-30个氨基酸残基的肽等。
如在此使用的“白细胞间介素1受体拮抗剂”(IL-1ra)指天然存在的或内源的哺乳动物IL-1ra蛋白，以及具有与天然存在的或内源的相应哺乳动物IL-1ra蛋白相同的氨基酸序列的蛋白质(例如，重组蛋白、合成蛋白(也即，使用合成有机化学方法产生的))。因此，如这里限定的，该术语包括IL-1ra的成熟蛋白，多态或等位基因变体，以及其它的同工型(例如，通过选择性剪接或其它的细胞方法产生的)，以及前述的修饰或非修饰形式(例如，脂质化、糖基化、PEG化)。天然存在的或内源IL-1ra包括野生型蛋白，如天然存在于哺乳动物(例如，人或非人的灵长类动物)中的成熟IL-1ra，多态或等位基因变体以及其它同工型。这种蛋白质例如可从天然产生IL-1ra的来源重新获得或分离。这些蛋白质，和具有与天然存在的或内源的相应IL-1ra相同的氨基酸序列的IL-1ra蛋白，以相应的哺乳动物的名称称呼。例如，当相应的哺乳动物是人时，该蛋白质指定为人IL-1ra。
IL-1ra的“功能性变体”包括可使用合适的方法(例如，突变(例如，化学突变，辐射突变)，重组DNA技术)产生的功能性片段，功能性突变蛋白，和/或功能性融合蛋白。“功能性变体”拮抗白细胞间介素-1型1受体。一般，相对于成熟IL-1ra，IL-1ra的片段或部分包括具有氨基酸(也即一个或多个氨基酸)缺失和/或添加(也即，一个或多个缺失和/或添加)的那些IL-1ra(如N-端、C-端或内部缺失)。相对于成熟IL-1ra，其中只缺失连续氨基酸或其中只缺失非连续氨基酸的片段或部分也是预见的。人IL-1ra的功能性变体可与成熟的152个氨基酸形式的人IL-1ra具有至少大约80％，或至少大约85％，或至少大约90％，或至少大约95％，或至少大约96％，或至少大约97％，或至少大约98％，或至少大约99％的氨基酸序列同一性，并拮抗人白细胞间介素-1型1受体。(参见，Eisenberg等，Nature343：341-346(1990).)变体可包括一个或多个添加的氨基酸(例如，包括153或154或多个氨基酸)。例如，变体IL-1ra的氨基酸序列包括氨基末端的甲硫氨酸残基，后面是SEQ ID NO：33的26到177残基。(
Figure G200580047647920070806D000121
(anakinra)，Amgen Inc.)
如在此关于多肽所用的术语“类似物”意思是修饰的肽，其中肽的一个或多个氨基酸残基已经由其他氨基酸残基置换和/或其中一个或多个氨基酸残基已经从肽删除和/或其中一个或多个氨基酸残基已经从肽删除和或其中一个或多个氨基酸残基已经添加至肽。这样的氨基酸残基的添加或删除可以发生在肽的N-端和/或肽的C-端或可以在肽内部。使用简单的系统来描述GLP-1的类似物：例如，[Arg34]GLP-1(7-37)Lys指定GLP-1类似物，其中在位置34天然产生的赖氨酸已经由精氨酸置换并将赖氨酸残基添加至C-端(位置38)。使用根据IUPAC-IUB命名法所用的氨基酸标准单字母缩写来描绘肽类似物及其衍生物的通式。
如在此所用的术语“GLP-1肽”意思是GLP-1(7-37)(SEQ IDNo.158)或GLP-1(7-36)(SEQ ID No.159)、GLP-1类似物、GLP-1衍生物或GLP-1类似物的衍生物。这样的肽、类似物和衍生物是促胰岛素剂。
如在此所用的术语“促胰岛素剂”意思是能够刺激或引起激素胰岛素的刺激、合成或表达或活性的化合物。促胰岛素剂的实例包括但不限于葡萄糖、GIP、GLP、Exendin和OXM。
如在此所用的术语“肠促胰岛素”意思是一种在葡萄糖水平正常时或特别是升高时引起释放的胰岛素含量增加的胃肠激素。例如，它们包括GLP-1、GLP和OXM。
如在此所用的术语“exendin-4肽”意思是exendin-4(1-39)、exendin-4类似物、exendin-4衍生物或exendin-4类似物的衍生物。一实施方案中，exendin-4肽是促胰岛素剂。这样的肽、类似物和衍生物是促胰岛素剂。
如在此关于多肽所用的术语“DPP-IV保护的”意思是为了给予所述化合物对血浆肽酶二肽酰氨基肽酶-4(DPP-IV)的抗性而已经修饰的多肽(例如，化学修饰)。已知血浆中DPP-IV酶涉及几种肽激素的降解，例如GLP-1、GLP-2等。因此，为了降低DPP-IV降解的速率和/或程度，进行了相当的努力来发展对DPP-IV介导的水解敏感的多肽的类似物和衍生物。
如在此使用的“皂草素”指由植物肥皂草(Saponaria officinalis)产生的单链核糖体非活性多肽家族。(Stirpe，F.，等，Biochem.J.216：617-625(1983)，Bagga，S.等，J.Biol.Chem.278：4813-4820(2003).)。皂草素多肽以长度和/或氨基酸序列不同的几种形式存在。(参见，例如，Id.和Barthelemy，I.等，J.Biol.Chem.268：6541-6548(1993).)。皂草素-6是最有活性的皂草素形式。(Bagga，S.等，J.Biol.Chem.278：4813-4820(2003).)已经描述了至少4种天然存在的皂草素-6的同工型，其中成熟多肽(SEQ ID NO：61)的第48位氨基酸是Asp或Glu，成熟多肽(SEQ ID NO：61)的第91位氨基酸是Arg或Lys。(Barthelemy，I.等，J.Biol.Chem.268：6541-6548(1993).)其它形式的皂草素-6包括多肽，其中成熟多肽(SEQ ID NO：65)的第99位氨基酸是Ser或Leu；成熟多肽(SEQ ID NO：65)的第134位氨基酸是Gln或Lys；成熟多肽(SEQ ID NO：65)的第147位氨基酸是Ser或Leu；成熟多肽(SEQ ID NO：65)的第149位氨基酸是Ser或Phe；成熟多肽(SEQ ID NO：65)的第162位氨基酸是Asp或Asn；成熟多肽(SEQ ID NO：65)的第177位氨基酸是Ala或Val；成熟多肽(SEQ ID NO：65)的第188位氨基酸是Ile或Thr；成熟多肽(SEQID NO：65)的第196位氨基酸是Asn或Asp；成熟多肽(SEQ IDNO：65)的第198位氨基酸是Glu或Asp；成熟多肽(SEQ ID NO：65)的第231位氨基酸是Asn或Ser；成熟多肽(SEQ ID NO：65)的第233位氨基酸是Lys或Arg。包括这些同工型和变体的共有序列如图14G所示(SEQ ID NO：67)。
因此，术语“皂草素”包括前体蛋白、成熟蛋白、天然蛋白、多肽或等位基因变体，和其它的同工型(例如，通过选择性剪接或其它的细胞方法产生的)，以及前述的修饰或非修饰形式(例如，脂质化、糖基化、PEG化)，包括天然存在的，合成的或重组产生的多肽。天然存在的或内源皂草素包括野生型蛋白如成熟皂草素(例如，成熟皂草素-6)，天然存在于肥皂草中多态或等位基因变体和其它的同工型。这些蛋白质可使用任何合适的方法从肥皂草重新获得或分离。皂草素的“功能性变体”包括可使用合适的方法(例如，突变(例如，化学突变，辐射突变)，重组DNA技术)产生的功能性片段，功能性突变蛋白，和/或功能性融合蛋白。一般，相对于成熟皂草素，皂草素(例如，皂草素-5)的片段或部分包括具有氨基酸缺失和/或添加(也即，一个或多个氨基酸缺失和/或添加)的那些皂草素(如N-端，C-端或内部缺失)。相对于成熟皂草素，其中只缺失连续的氨基酸，或其中只缺失非连续的氨基酸的片段或部分也是预见的。可以制备皂草素的各种功能性变体。例如，已经制备了含有氨基-末端延伸的皂草素-6的融合蛋白，而且显示在兔网状细胞溶解产物分析中保持全部的核糖体抑制活性。(Barthelemy，L等，J，Biol Chem.268：6541-6548(1993).)变体或皂草素-6是一个活性位点残基，Tyr72、Tyr120、Glul 76、Arg179或Trp208(SEQ ID NO：65的第72、120、176、179或208位氨基酸)被丙氨酸取代，而且其在离体分析中细胞毒性降低。(Bagga，S.等，J，Biol Chan.278：4813-4820(2003).)。因此，如果需要制备皂草素另外的功能性变体，应该避免活性位点残基的突变，置换，取代，缺失或修饰。优选地，含有比天然存在的成熟多肽少的氨基酸的皂草素的功能性变体，至少包括活性位点。例如，皂草素-6的变体，其含有比天然存在的成熟皂草素-6少的氨基酸，包括成熟皂草素-6的活性位点残基(Tyr72、Tyr120、Glu176、Arg 179和Trp208(SEQ IDNO：65的第72、120、176、179和208位氨基酸))，而且长度为至少大约137个氨基酸，长度为至少大约150个氨基酸，长度为至少大约175个氨基酸，长度为至少大约200个氨基酸，长度为至少大约225个氨基酸，或长度为至少大约250个氨基酸。
皂草素的“功能性变体”具有核糖体灭活活性(例如，rRNA N-糖苷酶活性)和/或细胞毒性。这种活性可使用任何合适的方法分析，如使用熟知的兔网状细胞溶解产物分析的蛋白质合成抑制或应用肿瘤细胞系的任何熟知细胞毒素分析。(参见，例如，Bagga，S.等，J.BiolChem.278：4813-4820(2003)和Barthelemy，I，等，J.Biol Chem.268：6541-6548(1993).)
在一些实施方案中，皂草素的功能性变体与成熟皂草素-6(SEQ IDNO：65)具有至少大约80％，或至少大约85％，或至少大约90％，或至少大约91％，或至少大约92％，或至少大约93％，或至少大约94％，或至少大约95％，或至少大约96％，或至少大约97％，或至少大约98％，或至少大约99％的氨基酸序列同一性。
本发明涉及包括药物和药物结合部分的药物组合物，该多肽结合部分含有能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽的结合位点(例如，抗原结合位点)。如这里关于药物组合物详细所述的，该药物组合物包括特异性结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段，药物与多肽结合部分可彼此共价或非共价键合。在一些实施方案中，药物组合物是包括多肽药物与多肽结合部分的融合蛋白，该多肽结合部分含有一个能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽的抗原结合部分。在其它的实施方案中，药物组合物包括与多肽结合部分共价或非共价键合的药物，该多肽结合部分含有能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽的抗原结合位点。
本发明涉及药物组合物包括药物和多肽结合部分含有结合位点(例如，抗原结合位点)具有结合特异性多肽提高体内血清半衰期。如在此所述的详细关于药物组合物包括抗原结合片段抗体的具有血清白蛋白结合特异性，药物和多肽结合部分相互共价键合或非共价。一些实施方案中，药物组合物是融合蛋白包括多肽药物和多肽结合部分含有抗原结合位点具有多肽结合特异性提高体内血清半衰期。其他实施方案中，药物组合物包括药物共价或非共价键合多肽结合部分含有抗原结合位点具有结合特异性多肽提高体内血清半衰期。
通常，增加体内血清半衰期的多肽是这样的多肽，其在体内天然出现，并且抵抗降解或者被内源性机制除去，所述内源性机制将不需要的物质从生物体(例如人)中除去。例如，增加体内血清半衰期的多肽可以选自下列蛋白：来自细胞外基质的蛋白，血液中存在的蛋白，血脑屏障或神经组织中存在的蛋白，定位于肾、肝脏、肺、心脏、皮肤或骨中的蛋白，应激蛋白，疾病特异性蛋白，或参与Fc转运的蛋白。
增加体内血清半衰期的合适的多肽包括，例如，铁传递蛋白受体特异性配体-神经药剂融合蛋白(参见，美国专利号5,977,307，其教导引入这里作为参考)，脑毛状内皮细胞受体，铁传递蛋白，铁传递蛋白受体(例如，可溶的铁传递蛋白受体)，胰岛素，胰岛素样生长因子1(IGF 1)受体，胰岛素样生长因子2(IGF 2)受体，胰岛素受体，血液凝结因子Xα1-抗胰蛋白酶和HNF 1-α。增加体内血清半衰期的合适的多肽还包括α-1糖蛋白类(α-酸性糖蛋白；AAG)，α-1抗胰凝乳蛋白酶(ACT)、α-1微球蛋白(HC蛋白；AM)、抗凝血酶III(ATIII)、载脂蛋白A-I(Apo A-I)、载脂蛋白B(Apo B)、血浆铜蓝蛋白(Cp)、补体成分C3(C3)、补体成分C4(C4)、C1酯酶抑制剂(Cl INH)、C-反应性蛋白(CRP)、铁蛋白(FER)、血液结合素(HPX)、脂蛋白(a)(Lp(a))、甘露糖结合蛋白(MBP)、肌球素(Myo)、前白蛋白(甲状腺素运载蛋白；PAL)、维生素A结合蛋白(RBP)以及类风湿因子(RF)。
来自细胞外基质的合适的蛋白质包括，例如，胶原质、层粘连蛋白、整联蛋白和纤连蛋白。胶原质是细胞外基质的主要蛋白质。目前已知大约15种胶原质分子，其发现于机体的不同部分，例如，I型胶原质(占机体胶原质的90％)发现于骨、皮肤、腱、韧带、角膜、内脏，或II型胶原质发现于软骨，脊椎盘，脊索和眼睛的玻璃状液。
来自血液的合适的蛋白质包括，例如，血浆蛋白质(例如，纤维蛋白、α-2巨球蛋白、血清白蛋白、纤维蛋白原(例如，纤维蛋白原A、纤维蛋白原B)，血清淀粉样蛋白A、结合珠蛋白、抑制蛋白、遍在蛋白质、子宫球蛋白和β-2-微球蛋白，酶和酶抑制剂(例如，血浆酶原，溶解酵素，半胱氨酸蛋白酶抑制剂C，α-1-抗胰蛋白酶和胰腺胰蛋白酶抑制剂)，免疫系统的蛋白质，如免疫球蛋白(例如，IgA、IgD、IgE、IgG、IgM、免疫球蛋白轻链(κ/λ))、转运蛋白(例如，微生素A结合蛋白，α-1微球蛋白)，防御素(例如，β-防御素1、嗜中性粒细胞防御素1、嗜中性粒细胞防御素2和嗜中性粒细胞防御素3)，等等。
在血液脑障碍物或神经组织中发现的合适的蛋白质包括，例如，黑肾上腺皮质激素受体，髓磷脂，抗坏血酸转运蛋白，等等。
增加体内血清半衰期的合适的多肽还包括定位于肾的蛋白质(例如，聚胱氨酸、IV型胶原质、有机阴离子转运蛋白K1、埃曼氏抗原)，定位于肝脏的蛋白质(例如，乙醇脱氢酶、G250)，定位于肺的蛋白质(例如，分泌成分，其结合IgA)，定位于心脏的蛋白质(例如，HSP27，其与扩张心脏病相关)，定位于皮肤的蛋白质(例如，角蛋白)，骨特异性蛋白如成形素蛋白(BMP)，其是证明具有成骨活性的转化生长因子β超家族蛋白的亚型(例如，BMP-2，BMP-4，BMP-5，BMP-6、BMP-7、BMP-8)，肿瘤特异性蛋白(例如，滋养层抗原，herceptin受体，雌激素受体，组织蛋白酶(例如，组织蛋白酶B，其可发现于肝脏和脾)。
合适的疾病特异性蛋白质包括，例如，仅仅在激活的T细胞上表达的抗原，包括LAG-3(淋巴细胞活化基因)、骨保护素配体(OPGL；参见，Nature 402，304-309(1999))、OX40(TNF受体家族的成员，表达于激活的T细胞上，而且特别地在人T细胞白血病病毒I型(HTLV-I)产生细胞中上调；参见Immunol.165(l)：263-70(2000))。合适的疾病特异性蛋白质还包括，例如，金属蛋白酶(与关节炎/癌症相关)包括果蝇CG6512、人paraplegin、人FtsH、人AFG3L2、鼠的ftsH和血管生成生长因子，包括酸性成纤维细胞生长因子(FGF-1)、碱性成纤维细胞生长因子(FGF-2)、血管内皮生长因子/血管通透因子(VEGF/VPF)转化生长因子-α(TGFα)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、血管生成素、白细胞介素-3(IL-3)、白细胞介素-8(IL-8)，血小板衍生内皮生长因子(PD-ECGF)、胎盘生长因子(PIGF)、midkine血小板衍生生长因子-BB(PDGF)以及fractalkine。
增加体内血清半衰期的合适的多肽还包括应激蛋白如热激蛋白(HSP)。HSP通常发现于细胞内。当于细胞外发现它们时，它是细胞已经死亡而且溢出它的内含物的指示。当由于外伤，疾病或损伤时，这种未编程的细胞死亡(坏死)发生，细胞外的HSP引发来自免疫系统的应答。结合细胞外的HSP可导致本发明的组合物定位于疾病位点。
参与Fc转运的合适的蛋白质包括，例如，Brambell受体(亦称FcRB)。这种Fc受体具有两个作用，二者都可能用于传递。作用是(1)把IgG从母亲跨越胎盘转运到幼儿(2)保护IgG以免降解从而延长它的血清半衰期。人们认为该受体重复利用来自核内体的IgG。(参见，Holliger等，Nat Biotechnol 15(7)：632-6(1997).)。
本发明的药物组合物可包括含有结合位点(例如，抗原结合位点)的任何多肽结合部分，该结合位点能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽。优选地，多肽结合部分包括至少31，至少大约40，至少大约50，至少大约60，至少大约70，至少大约80个氨基酸，至少大约90个氨基酸，至少大约100个氨基酸或至少大约110个氨基酸作为一个单独的分子实体。优选地，多肽结合部分结合增加体内血清半衰期的多肽，该多肽的KD为至少大约大约5mM KD(KD＝Koff(kd)/Kon(ka))。在一些实施方案中，多肽结合部分结合增加体内血清半衰期的多肽，该多肽的KD为大约10到大约100nM，或大约100nM到大约500nM，或大约500nM到大约5mM，如通过表面胞质基因共振所测定的(例如，使用BIACORE仪器)。在特定的实施方案中，多肽结合部分结合增加体内血清半衰期的多肽，该多肽的KD为大约50nM，或大约70nM，或大约100纳米，或大约150nM或大约200nM。
优选地，含有能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽的结合位点的多肽结合部分，不是原核生物的或细菌多肽或肽。优选地，多肽结合部分是真核生物的，哺乳动物或人多肽或肽。
在某些实施方案中，含有能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽的结合位点(例如，抗原结合位点)的多肽结合部分，是折叠蛋白功能域。在其他的实施方案中，多肽结合部分以分子量为至少大约4KDa，至少大约4.5KDa，至少大约5KDa，至少大约5.5KDa，至少大约6KDa，至少大约6.5KDa，至少大约7KDa，至少大约7.5KDa或至少大约8KDa，作为一个单独的分子实体。
含有结合位点(例如，抗原结合位点)的合适的多肽结合部分，该结合位点能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽，可以使用任何合适的方法进行鉴定，如通过在合适的附着分析中筛选天然存在或非天然存在的多肽。如这里所描述的，优选的多肽结合部分，其具有用于增加体内血清半衰期的多肽的抗原结合位点，是能特异性结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段。不过，能特异性结合增加体内血清半衰期的其他多肽的抗体的抗原结合片段，可用于本发明。
如果需要，结合增加体内血清半衰期的多肽的抗体或其抗原结合片段的一个或多个互补决定区(CDR)，可以制成保留抗体或抗原结合片段的抗原结合特异性的非免疫球蛋白结构。本发明的药物组合物可包括这种非免疫球蛋白结合部分。这种非免疫球蛋白结合部分可使用任何合适的方法制备，例如天然的细菌受体如SpA已经用作支架用于嫁接CDR，以产生特异性结合抗原表位的多肽结合部分。美国专利申请号5,831,012中描述了这种方法的细节，其教导引入这里作为参考。其他合适的支架包括那些基于纤粘连蛋白和亲和体。WO98/58965中详细描述了合适的方法。其它合适的支架包括lipocallin和CTLA4，如van den Beuken等，J.MoI.Biol.310：591-601(2001)中所述，以及支架如WO 00/69907(Medical Research Council)中所描述的那些支架，其基于例如细菌GroEL或其他的伴侣多肽的环状结构。
在一些实施方案中，本发明的药物组合物包括能特异性结合血清白蛋白的非免疫球蛋白结合部分，其中非免疫球蛋白结合部分包括这里所述的VH，Vκ或VHH的一个，两个或三个CDR，和一个合适的支架。在某些实施方案中，非免疫球蛋白结合部分包括这里所述的VH，Vκ或VHH的CDR3，而不是CDR1或CDR2，和一个合适的支架。在其他的实施方案中，非免疫球蛋白结合部分包括这里所述的VH，Vκ或VHH的CDR1和CDR2，而不是CDR3，和一个合适的支架。在其他的实施方案中，非免疫球蛋白结合部分包括这里所述的VH，Vκ或VHH的CDR1，CDR2和CDR3，和一个合适的支架。在其他的实施方案中，药物组合物仅仅包括这里所述的VH，Vκ或VHH的CDR3，和药物。
本发明的药物组合物可使用合适的方法制备，如这里描述的用于制备药物融合体，药物缀合物和非共价药物缀合物的方法。另外，本发明的药物组合物具有这里详细描述的关于药物融合体，药物缀合物和非共价药物缀合物的优点和用途。
本发明提供了药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)，与单独的药物(非缀合的药物，非融合的药物)相比较，其具有提高的药物动力学特性(例如，增加血清半衰期)及其他的优点。药物缀合物，非共价的药物缀合物和药物融合体包括，能特异性结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段，和一种或多种想要的药物。
如这里所述，本发明的药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)，相较于单独的药物，具有显著延长的体内血清半衰期和/或增加的AUC。而且，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)中药物的活性通常基本上没有改变。但是，与单独的药物相比，药物组合物的活性的一些改变是可接受的，而且通常被药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)的提高的药物动力学特性所补偿。例如，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)可以低于单独的药物的亲和性结合药物靶，但是与单独的药物相比较，由于药物组合物提高的药物动力学特性(例如，延长的体内血清半衰期，较大的AUC)，而具有大约相等的或较高的功效。此外，可以给药较低量的药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物和药物融合体)，而达到想要的治疗或诊断效果。药物组合物的活性优选与单独的药物有至多大约100，或至多大约50，或至多大约10，或至多大约5，或至多大约4，或至多大约3，或至多大约2分之一不同。例如，药物可具有1nM的KD，Ki或中和剂量50(ND50)，而药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)可具有大约2nM，或大约3nM，或大约4nM，或大约5nM，或大约10nM的KD，Ki或ND50。
优选地，与药物的活性相比较，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)的活性，基本上没有降低。在某些实施方案中，相对于药物的活性，药物组合物的活性降低至多大约10％，至多大约9％，至多大约8％，至多大约7％，至多大约6％，至多大约5％，至多大约4％，至多大约3％，至多大约2％，至多大约1％，或基本上没有变化。替换地陈述，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)保留至少大约90％，至少大约91％，至少大约92％，至少大约93％，至少大约94％，至少大约95％，至少大约96％，至少大约97％，至少大约98％，至少大约99％的药物活性，或基本上与药物相同的活性。优选地，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)和药物的活性基于“药物基础”进行测定和/或比较。
如这里描述和显示的，本发明的药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)具有比单独的药物更高的活性(例如，体内活性)。例如，如实施例6中所示，当这些试剂按体重计以相同的剂量(10mg/Kg或1mg/Kg)给药时，在小鼠模型中DOM7m-16/IL-1ra治疗关节炎比IL-1ra更有效。DOM7m-16/IL-1ra是更有效的，尽管它的分子量是IL-1ra的分子量的大约两倍。因此，接受DOM7m-16/IL-1ra的小鼠只接受大约一半的接受IL-1ra的小鼠的IL-1ra(作为DOM7m-16/ILl-ra中的部分)。
在某些实施方案中，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)具有比药物更高的活性(例如，体内活性)，药物组合物可具有至少大约100％，至少大约150％，至少大约200％，至少大约250％，至少大约300％，至少大约350％，至少大约400％，至少大约450％，或至少大约500％的药物活性。优选地，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)和药物的活性基于“药物基础”进行测定和/或比较。药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)和药物的活性使用合适的体外或或体内系统进行测定。在某些实施方案中，如体内所测定的，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)具有比它包含的药物更高的活性。在其他的实施方案中，如体外所测定的，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)具有比它包含的药物更高的活性。
药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)，其包括能特异性结合血清白蛋白的功能抗体(dAb)，提供了另外的优点。功能抗体是很稳定的，比抗体及抗体其他抗原结合片段小，通过在大肠杆菌或酵母(例如，巴斯德毕赤氏酵母)中表达可以高产量生产，而且如这里所述的，结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段，可以很容易地选自人来源的文库或任何想要的物种。因此，包含结合血清白蛋白的dAb的药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)，可以比通常在哺乳动物细胞中生产的治疗剂(例如，人，人化或嵌合的抗体)更容易地生产，而且可以使用非免疫原性的dAb(例如，人dAb可用于药物融合体或药物缀合物，用于治疗或诊断人类的疾病)。
当药物是包含结合血清白蛋白的多肽结合部分(例如，结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段)的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)的部分时，药物的免疫原性可能被降低。因此，在包含结合血清白蛋白的多肽结合部分的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)的上下文中，药物可具有较低的免疫原性(比单独的药物)或基本上是非免疫原性的。因此，这种药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)可以随时间重复地给药给个体，而功效损失最小，由于个体的免疫系统分解了抗药物抗体。
另外，这里描述的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)可具有比单独的药物增加的安全外形和较少的副作用。例如，作为能特异性结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段的血清白蛋白结合活性的结果，药物融合体和缀合物(药物缀合物，非共价药物缀合物)在血管循环中具有增加的停留时间。另外，缀合物和药物融合体在全身给药(例如，血管内给药)之后基本上不能通过血脑屏障，并在中枢神经系统中积累。因此，与单独的药物相比，可给药缀合物(药物缀合物，非共价药物缀合物)和药物融合体，其包含具有神经学毒性或不需要的影响精神的作用的药物，而具有更高的安全和降低的副作用。类似地，缀合物(药物缀合物，非共价药物缀合物)和药物融合体可具有比单独的药物对特定的器官(例如，肾或肝脏)降低的毒性。这里描述的缀合物和药物融合体还可以用于螯合药物或靶，该药物或靶在血管循环中结合药物(例如，毒素)，从而降低药物或靶对组织的作用(例如，抑制毒素的作用)。
用于体内半衰期的药物动力学分析和测定的合适的方法是本领域熟知的。这些方法描述于，例如，Kenneth，A等Chemical Stability ofPharmaceuticals：A Handbook for Pharmacists，与Peters等，Pharmacokinetc analysis：A Practical Approach(1996)中。也参考文献″Pharmacokinetics″，M Gibaldi & D Perron，Marcel Dekker出版，2nd Rev.edition(1982)，其描述了药物动力学参数如tα与tβ半衰期(t1/2α，t1/2β)，以及曲线下的面积(AUC)。
半衰期(t1/2α，t1/2β)和AUC可根据缀合物或融合体的血清浓度对时间的曲线来测定。可使用WinNonlin分析程序包(可获自PharsightCorp.，Mountain View，CA 94040，USA)，例如，用于制作曲线。第一阶段(α阶段)，药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)主要分散在患者中，并有一些排出。当药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)已经分散，而且血清浓度随着药物组合物从患者中的清除而降低时，第二阶段(β阶段)是最后阶段。tα半衰期是第一阶段的半衰期，tβ半衰期是第二阶段的半衰期。本发明提供了一种药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)，或包含本发明的药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)的组合物，其tα半衰期在15分钟范围内或更长。在一个实施方案中，该范围的下端是30分钟，45分钟，1小时，2小时，3小时，4小时，5小时，6小时，7小时，8小时，9小时，10小时，11小时或12小时。此外，或者可替换地，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)或本发明的组合物，其tα半衰期高达并包括12小时。在一个实施方案中，该范围的上端是11，10，9，8，7，6或5小时。一个合适范围的例子是1到6小时，2到5小时或3到4小时。
有利地，本发明提供了药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)，其tβ半衰期在2.5小时内或更长。在一个实施方案中，该范围的下端是3小时，4小时，5小时，6小时，7小时，8小时，9小时，10小时，11小时，或12小时。在一些实施方案中，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)的tβ半衰期高达并包括21天。在一个实施方案中，该范围的上端是12小时，24小时，2天，3天，5天，10天，15天或20天。在特定的实施方案中，本发明的药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)的tβ半衰期为12到60小时。在另外的实施方案中，它为12到48小时。仍然在另外的实施方案中，它为12到26小时。
上述标准以外，或者可替换地，本发明提供了药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)，其AUC值(曲线下面的面积)为0.01mg.min/mL或更多，或者1mg.min/mL或更多。在一个实施方案中，该范围的下端是0.01，0.1，1，5，10，15，20，30，100，200或者300mg.min/mL。在特定的实施方案中，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)的AUC高达600mg.min/mL。在一个实施方案中，该范围的上端是500，400，300，200，150，100，75或者50mg.min/mL。在其它的实施方案中，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)的AUC在选自下列的范围内：15到150mg.min/mL，15到100mg.min/mL，15到75mg.min/mL，15到50mg.min/mL，0.01到50mg.min/mL，0.1到50mg.min/mL，1到50mg.min/mL，5到50mg.min/mL，以及10到50mg.min/mL。
本发明涉及药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物，药物融合体)，其包括药物和含有结合位点的多肽结合部分，该结合位点(例如，抗原结合位点)能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽。在药物组合物的优选实施方案中，含有能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽的结合位点(例如，抗原结合位点)的多肽结合部分，能特异性结合血清白蛋白。
在一些实施方案中，药物组合物包括与含有结合位点(例如，抗原结合位点)的多肽结合部分共价连接的药物，该结合位点能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽。在这些实施方案中，药物可与多肽结合功能域在任何合适的位置共价连接，如氨基末端，羧基末端或者通过合适的氨基酸侧链(例如，赖氨酸的ε氨基)。
在其他的实施方案中，药物组合物包括与含有结合位点(例如，抗原结合位点)的多肽结合部分非共价连接的药物，该结合位点能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽。在这些实施方案中，药物可直接(例如，通过静电相互作用，疏水作用)或者间接地(例如，通过互补结合伴侣(例如，生物素和抗生物素蛋白)的非共价键合，其中一个伴侣与药物共价连接，互补结合伴侣与抗原结合片段共价连接)与抗原结合片段非共价连接。当使用互补结合伴侣时，一个结合伴侣可直接或通过合适的连接体部分与药物共价连接，而互补结合伴侣可直接或者通过合适的连接体部分与多肽结合功能域共价连接。
在其他的实施方案中，药物组合物是融合蛋白，其包括含有结合位点(例如，抗原结合位点)的多肽结合部分与多肽药物，该结合位点能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽。融合蛋白质包括连续的多肽链，所述的链包括多肽结合部分作为第一部分，该多肽结合部分含有能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽的结合位点(例如，抗原结合位点)，和多肽药物作为第二部分，其作为多肽链的独立部件(部分)存在。第一和第二部分可通过肽键彼此直接连接，或者通过合适的氨基酸，或肽或多肽连接体连接。另外的部分(例如，第三，第四)和/或连接体序列的存在视情况而定。相对于第二部分(也即，多肽药物)，第一部分可位于N-末端，C-末端或内部。在某些实施方案中，融合蛋白包括一个或多个含有能特异性结合增强体内血清半衰期的多肽的结合位点的多肽结合部分，和一个或多个多肽药物部分。在这些实施方案中，融合蛋白可包括1到大约10(例如，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10)个多肽药物部分，它们可以是相同的或不同的，和1到大约20(例如，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，1819或20)个含有能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽的结合位点的多肽结合部分，它们可以是相同的或不同的。
含有能特异性结合增加体内血清半衰期的结合位点的多肽结合部分，与多肽药物部分，可存在于任何预定位置例如，从氨基末端到羧基末端，这些部分可以下列顺序存在：一个或多个多肽结合部分，一个或多个多肽药物部分，一个或多个多肽结合部分。在另一个例子中，从氨基末端到羧基末端，这些部分可以下列顺序存在：一个或多个多肽结合部分，一个或多个多肽药物部分，一个或多个多肽结合部分，一个或多个多肽药物部分，一个或多个多肽结合部分。如这里说描述的，多肽结合部分与多肽药物部分可通过肽键彼此直接连接，或通过合适的氨基酸，或肽或多肽连接体连接。
在某些实施方案中，融合蛋白是具有下式的连续的多肽链(氨基末端到羧基末端)：
a-(P)n2-b-(X)n1-c-(Q)n3-d或a-(Q)n3-b-(X)n1-c-(P)n2-d
其中X是多肽药物；
P与Q是每个独立地多肽结合部分，其包含能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽的结合位点；
a，b，c与d每个独立地缺乏，或者是1到大约100个氨基酸残基；
n1，n2与n3分别表示X，P或Q部分存在的数目；
n1是1到大约10；
n2是0到大约10；
而且n3是0到大约10，
附带条件是n2与n3不都是0；而且
附带条件是当n1和n2都是1，而且n3是0时，X不含有抗体链或抗体链的片段。
在一些实施方案中，n2是1，2，3，4，5或6，而且n3是零。在其他的实施方案中，n3是1，2，3，4，5或6，而且n2是零。在其他的实施方案中，n1，n2和n3都是1。
在某些实施方案中，X不含有抗体链或抗体链的片段。
在优选的实施方案中，P和Q每个独立地是能特异性结合血清白蛋白的多肽结合部分。
在尤其优选的实施方案中，药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物，药物融合体)包括含有结合位点(例如，抗原结合位点)的多肽结合部分，该结合位点能特异性结合增加体内血清半衰期的多肽，其中该多肽结合功能域是能特异性结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段。
结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段
本发明的药物缀合物，非共价的药物缀合物和药物融合体包括，结合血清白蛋白的抗体的(也即，一个或多个)抗原结合片段。抗原结合片段可特异性结合动物的血清白蛋白，将对该动物给药药物缀合物或药物融合体。优选地，抗原结合片段能特异性结合人血清白蛋白。然而，兽医应用是期待的，而且抗原结合片段能特异性结合来自预定动物的血清白蛋白，例如来自狗、猫、马、母牛、小鸡、绵羊、猪、山羊、鹿、貂等等的血清白蛋白。在一些实施方案中，抗原结合片段能特异性结合来自超过一个物种的血清白蛋白。例如，如这里所述的，已经生产了能特异性结合鼠血清白蛋白与小鼠血清白蛋白的人dAb，以及能特异性结合鼠，小鼠与人血清白蛋白的dAb。(表1和图7)这些dAb提供了允许使用相同的药物缀合物或药物融合体进行临床前的与临床研究的优点，并避免了使用合适的替代品药物融合体或药物缀合物进行临床前的研究的需要。
适合用于本发明的抗原结合片段包括，例如，Fab片段，Fab′片段，F(ab′)2片段，Fv片段(包括单链Fv(scFv)和二硫键连接的Fv)、单链可变区和dAbs(VH，VL)。这些抗原结合片段可使用任何合适的方法生产，如通过使用胃蛋白酶，木瓜蛋白酶或其他的具有需要的裂解特异性的蛋白酶对抗体进行蛋白水解，或使用重组技术。例如，Fv片段可通过用合适的蛋白酶消化抗体，或使用重组DNA技术制备。例如，可制备编码轻链可变区与重链可变区的核酸，该轻链可变区与重链可变区通过合适的肽连接体，如2个到大约20个氨基乙酰残基链连接。可使用任何合适的技术(例如，转染，转化，感染)把核酸引入到合适的宿主(例如，大肠杆菌)中，而且该宿主在适于表达单链Fv片段的条件下保持。可使用抗体基因制备抗体的各种抗原结合片段，其中已经引入一个或多个终止密码子到天然终止位点的上游。例如，可通过在编码重链绞链区的序列的3’端引入翻译终止密码子，来设计编码免疫球蛋白重链的F(ab′)2部分的表达构建体。本发明的药物缀合物，非共价药物缀合物和药物融合体，可包括结合血清白蛋白的抗体的各个重链与轻链，或结合血清白蛋白的各个链的部分(例如，单个VH、Vκ或Vλ)。
结合想要的血清白蛋白(例如，人血清白蛋白)的抗体及其抗原结合片段，可选自天然或人造抗体或在合适的宿主中针对合适的免疫原产生的抗体的合适的集合。例如，可通过用血清白蛋白(例如，分离的或纯化的人血清白蛋白)或血清白蛋白的肽(例如，包括至少大约8，9，10，11，12，15，20，25，30，33，35，37，或40个氨基酸残基的肽)，免疫合适的宿主(例如，小鼠，人抗体转基因小鼠，鼠，兔，小鸡，山羊，非人灵长类动物(例如，猴))，来生产抗体。结合血清白蛋白的抗体和抗原结合片段，还可以选自重组抗体或抗原结合片段的文库，如噬菌体展示文库。这种文库可包括含有天然或人工氨基酸序列的抗体或抗体的抗原结合片段。例如，文库可包括含有人工CDR(例如，随机氨基酸序列)和人构架区的Fab片段。(参见，例如，美国专利号6,300,064(Knappik，等)。)。在其他的例子中，文库包括scFv片段或dAb(单链VH，单链Vκ或单链Vλ)，其序列有一个或多个CDR不同。(参见，例如，WO 99/20749(Tomlinson和Winter)、WO 03/002609 A2(Winter等)、WO 2004/003019A2(Winter等))
结合血清白蛋白的合适的抗体及其抗原结合片段包括，例如，人抗体及其抗原结合片段，人化抗体及其抗原结合片段，嵌合抗体及其抗原结合片段，啮齿动物(例如，小鼠，鼠)抗体及其抗原结合片段，和Camelid抗体及其抗原结合片段。在某些实施方案中，药物缀合物，非共价药物缀合物和药物融合体包括结合血清白蛋白的CamelidVHH，Camelid VHH是免疫球蛋白单链可变区多肽，其来源于天然缺乏轻链的重链抗体。这种抗体存在于Camelid物种中，包括骆驼，美洲驼，羊驼，单峰骆驼和大羊驼。VHH分子比IgG分子小大约10倍，而且如同单个多肽，是很稳定的，并且能抵抗极端pH和温度条件。结合血清白蛋白的合适的Camelid VHH包括WO 2004/041862(Ablytoc N.V.)和这里(附图15和SEQ ID NOS：73-84)描述的那些Camelid VHH。在某些实施方案中，Camelid VHH结合人血清白蛋白，而且包括与SEQ ID NO：72、SEQ ID NO：73、SEQ ID NO：74、SEQ ID NO：75、SEQ ID NO：76、SEQ ID NO：77、SEQ ID NO：78、SEQID NO：79、SEQ ID NO：80、SEQ ID NO：81、SEQ ID NO：82、SEQ IDNO：83、SEQ ID NO：84、SEQ ID NO：85、SEQ ID NO：86、EQ ID NO：87或SEQ ID NO：88具有至少大约80％，或至少大约85％，或至少大约90％，或至少大约95％，或至少大约96％，或至少大约97％，或至少大约98％，或至少大约99％的氨基酸序列同一性的氨基酸序列。氨基酸序列同一性优选使用合适的序列比对算法和缺省参数进行确定，如BLAST P(Karlin和Altschul，Proc.Natl.Acad.Sd.VSA S7(6)：2264-2268(1990))。
免疫抗原的制备，多克隆和单克隆抗体生产可以使用任何合适的技术进行。已经描述了各种方法。(参见，例如，Kohler等，Nature，256：495-497(1975)和Eur.J.Immunol.6：511-519(1976)；Milstein等，Nature 266：550-552(1977)；Koprowski等，U.S.专利No.4,172,124；Harlow，E.和D.Lane，1988，Antibodies：A LaboratoryManual，(Cold Spring Harbor Laboratory：Cold Spring Harbor，NY)；Current Protocols In Molecular Biology，Vol.2(Supplement 27，Summer′94)，Ausubel，F.M.等编辑(John Wiley & Sons：New York，NY)，Chapter 11，(1991)。)。一般，想要单克隆抗体时，通过融合来自无限增殖细胞系(例如，骨髓瘤细胞系如SP2/0，P3X63Ag8.653或异源骨髓瘤)的合适细胞与抗体产生细胞来生产杂交瘤。抗体产生细胞可以获自人，人-抗体转基因动物或用目的抗原免疫的其他合适动物的外周血或，优选脾或淋巴结。生产人来源的抗体(例如，人抗体)的细胞，可以使用合适的方法生产，例如，融合人抗体产生细胞和异源骨髓瘤或trioma，或用Epstein Barr病毒感染的激活人B细胞的无限增殖。(参见，例如，U.S.专利No.6,197,582(Trakht)；Niedbala等，Hybridoma，17：299-304(1998)；Zanella等，J Immunol Methods，156：205-215(1992)；Gustafsson等，Hum Antibodies Hybridomas，2：26-32(1991))。融合的或无限增殖的抗体产生细胞(杂交瘤)，可使用选择培养条件分离，并通过有限稀释进行克隆。生产具有想要的特异性的抗体的细胞，可使用合适的分析进行鉴定(例如，ELISA)。
抗体还可以从人，人-抗体转基因动物或用目的抗原免疫的其他合适的动物的分离的抗原特异性抗体产生细胞直接制备(例如，合成或克隆)(参见，例如，美国专利号5,627,052(Schrader))。
把药物缀合物，非共价药物缀合物或药物融合体给药给人时，结合血清白蛋白(例如，人血清白蛋白)的抗体或其抗原结合片段可以是人，人化的或嵌合抗体或这种抗体的抗原结合片段。这些类型抗体和抗原结合片段在人中免疫原性较低或者是非免疫原性的，并提供了众所周知的优点。例如，包含人，人化的或嵌合抗体的药物缀合物，非共价药物缀合物或药物融合体，可重复地给药给人而较少或不损失功效(相较于其他的完全免疫原性抗体)，由于结合药物缀合物或药物融合体的人抗体的分解。当药物缀合物，非共价药物缀合物或药物融合体计划用于兽医给药时，可使用类似的抗体或抗原结合片段。例如，来自鼠或人抗体的CDR可以嫁接到来自想要的动物如马或母牛的构架区。
人抗体和编码人抗体的核酸，可以获自例如人或人-抗体转基因动物。人-抗体转基因动物(例如，小鼠)是能产生人抗体的基因库的动物，如XENOMOUSE(Abgenix，Fremont，CA)，HUMAB-MOUSE，KIRIN TC MOUSE或KM-MOUSE(MEDAREX，Princeton，NJ)。通常，人-抗体转基因动物的基因组已经改变成包括转基因，该转基因包括来自可进行功能性重排的人免疫球蛋白基因座的DNA。可破坏或删除人-抗体转基因动物中的内源免疫球蛋白基因座，以消除动物产生内源基因编码的抗体的能力。用于生产人-抗体转基因动物的合适的方法是本领域熟知的。(参见，例如，美国专利号5,939,598和6,075,181(Kucherlapati等)，美国专利号5,569,825、5,545,806、5,625,126、5,633,425、5,661,016，和5,789,650(Lonberg等)，Jakobovits等，Proc.Natl Acad.ScL USA，90：2551-2555(1993)，Jakobovits等，Nature，362：255-258(1993)，Jakobovits等WO98/50433，Jakobovits等WO 98/24893，Lonberg等WO 98/24884，Lonberg等WO 97/13852，Lonberg等WO 94/25585，Lonberg等EP 0814 259 A2，Lonberg等GB 2 272 440 A，Lonberg等，Nature368：856-859(1994)，Lonberg等，Int Rev Immunol 13(1)：65-93(1995)，Kucherlapati等WO 96/34096，Kucherlapati等EP 0463 151 B1，Kucherlapati等EP 0 710 719 A1，Surani等美国专利号5,545,807，Bruggemann等WO 90/04036，Bruggemann等EP 0 438 474 B1，Taylor等，Int.Immunol.6(4)579-591(1994)，Taylor等，Nucleic AcidsResearch 20(23)：6287-6295(1992)，Green等，Nature Genetics 7：13-21(1994)，Mendez等，Nature Genetics 15：146-156(1997)，Tuaillon等，Proc Natl Acad Sci USA 90(8)：3720-3724(1993)以及Fishwild等，Nat Biotechnol 14(7)：845-851(1996)，前述每个的教导以其全部内容引入这里作为参考)。
人-抗体转基因动物可以用合适的抗原(例如，人血清白蛋白)进行免疫，可使用常规方法分离和融合抗体产生细胞以形成杂交瘤。生产具有想要的特性(例如，特异性，亲和性)的人抗体的杂交瘤，可使用任何合适的分析(例如，ELISA)进行鉴定，而且如果需要，使用合适的培养技术进行选择和亚克隆。
可以使用任何合适的方法制备人化的抗体及其他CDR嫁接的抗体。CDR嫁接的抗体的CDR，可以源自于结合血清白蛋白的合适的抗体(称为供体抗体)。合适的CDR的其它来源包括天然的和人造血清白蛋白特异性抗体，其获自人或非人类的来源，如啮齿动物(例如，小鼠，鼠，兔)，小鸡，猪，山羊，非人灵长类动物(例如，猴)或文库。
人化抗体的构架区优选是人来源的，而且可源自于与供体抗体的抗原结合区的类似或等价区(例如，重链可变区或轻链可变区)具有序列相似性的任何人抗体可变区。人来源的构架区的其它来源包括人可变区共有序列。(参见，例如，Kettleborough，CA.等，ProteinEngineering 4：773-783(1991)；Carter等，WO 94/04679；Kabat，E.A.，等，Sequences of Proteins of Immunological Interest，Fifth Edition，U.S.Department of Health and Human Services，U.S.GovernmentPrinting Office(1991))。其它类型的CDR嫁接的抗体，可包括合适来源的构架区，如由来自马，母牛，狗，猫等等的种系抗体基因部分编码的构架区。
人来源的构架区可包括氨基酸取代或置换，如“回复突变”，其用来自供体抗体相应位置的残基置换人或动物来源的构架区中的氨基酸残基。可以进行构架区中的一个或多个突变，包括一个或多个氨基酸的缺失，插入和取代。变体可通过各种合适的方法产生，包括非人类供体或受体人链的诱变。(参见，例如，美国专利号5,693,762(Queen等)和5,859,205(Adair等)，其以其全部教导引入这里作为参考)。
抗体，抗体链(例如，重链，轻链)或其片段或部分的恒定区，如果存在，可源自于任何合适的来源。例如，人，人化和某些嵌合抗体，抗体链(例如，重链，轻链)或其片段或部分的恒定区，如果存在，可以是人来源的，而且可源自于任何合适的人抗体或抗体链。例如，人来源的恒定区或其部分可源自于人κ或λ轻链，和/或人γ(例如，γ1、γ2、γ3、γ4)，μ，α(例如，α1，α2)，δ或ε重链，包括等位变体。在某些实施方案中，抗体或抗原结合片段(例如，人来源的抗体，人抗体)，可包括氨基酸取代或置换，其改变或修整了作用(例如，效应子功能)。例如，人来源的恒定区(例如，γ1恒定区，γ2恒定区)可以设计成降低补体激活和/或Fc受体结合。(参见，例如，美国专利号5,648,260(Winter等)，5,624,821(Winter等)和5,834,597(Tso等)，其以其全部教导引入这里作为参考)。优选地，包括这种氨基酸取代或置换的人来源的恒定区的氨基酸序列，与人来源的未改变的恒定区的氨基酸序列全长具有至少大约95％同一性，更优选与人来源的未改变的恒定区的氨基酸序列全长具有至少大约99％同一性。
人化抗体，CDR嫁接抗体，人化或CDR嫁接抗体的抗原结合片段，可使用任何合适的方法制备。几个这种方法是本领域熟知的。(参见，例如美国专利号5,225,539(Winter)，美国专利号5,530,101(Queen等)。)。人化或CDR嫁接抗体(例如，CDR，骨架，恒定区)的部分，可获自或直接来源于合适的抗体(例如，通过一部分的从头合成)，或者可生产和表达编码具有想要特性(例如，结合血清白蛋白)的抗体或其链的核酸。为了制备链的部分，可以在想要的位置引入一个或多个终止密码子。例如，可使用PCR诱变方法以改变存在的DNA序列，来构建编码人化或CDR嫁接可变区的核酸(例如，DNA)序列。(参见，例如，Kamman，M.，等，Nucl.Acids Res.17：5404(1989)。)。编码新CDR的PCR引物可与预先人化的可变区的DNA模板杂交，该预先人化的可变区基于相同的或很相似的人可变区(Sato，K.，等，Cancer Research 53：851-856(1993))。如果相似的DNA序列不能有效用作模板，可以从合成寡核苷酸来构建包括编码可变区序列的序列的核酸(参见，例如，Kolbinger，F.，Protein Engineering 8：971-980(1993))。还可以把编码信号肽的序列整合到该核酸中(例如，合成，插入到载体中)。可以使用来自受体抗体的天然信号肽序列，来自另一个抗体的信号肽序列或其他的合适序列(参见，例如，kettleborough，C.A.，Protein Engineering A：112-783(1991))。使用这些方法或其他的合适方法，可以很容易地生产变体。在一个实施方案中，可以对克隆的可变区进行突变，并选择编码具有想要的特异性的变体的序列(例如，来自噬菌体文库；参见，例如，美国专利号5,514,548(Krebber等)和WO 93/06213(Hoogenboom等))。
结合血清白蛋白的抗体或抗原结合片段，可以是嵌合抗体或嵌合抗体的抗原结合片段。嵌合抗体或其抗原结合片段包括来自一个物种(例如，小鼠)的可变区，和来自另一个物种(例如，人)的恒定区的至少一部分嵌合抗体和嵌合抗体的抗原结合片段可以使用任何合适的方法制备。几种合适的方法是本领域熟知的。(参见，例如，美国专利号4,816,567(Cabilly等)，美国专利号5,116,946(Capon等))。
一种用于获得结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段的优选方法，包括从全部基因库抗原结合片段选择能特异性结合想要的血清白蛋白的抗原结合片段(例如，scFvs，dAb)。例如，如这里所描述的，结合血清白蛋白的dAb可选自合适的噬菌体展示文库。已经描述了许多合适的噬菌体显示文库和选择方法(例如，单价展示和多价展示系统)。(参见，例如，Griffiths等，美国专利号6,555,313 B1(引入这里作为参考)；Johnson等，美国专利号5,733,743(引入这里作为参考)；McCafferty等，美国专利号5,969,108(引入这里作为参考)；Mulligan-Kehoe，美国专利号5,702,892(引入这里作为参考)；Winter，G.等；Annu.Rev.Immunol.72：433-455(1994)；Soumillion，P.等，Appl Biochem.Biotechnol 47(2-3)：175-189(1994)；Castagnoli，L.等，Comb.Chem.High Throughput Screen，4(2)：121-133(2001)；WO99/20749(Tomlinson和Winter)；WO 03/002609 A2(Winter等)；WO 2004/003019A2(Winter等)。)。噬菌体文库中展示的多肽可以展示在任何合适的噬菌体上，如丝状噬菌体(例如，fd，M13，F1)，裂解性噬菌体(例如，T4、T7、λ)，或RNA噬菌体(例如，MS2)，例如，并选择其与血清白蛋白(例如，人血清白蛋白)的结合。
通常，显示基因库多肽的噬菌体文库与合适的噬菌体外壳蛋白用作融合蛋白。这种文库可以使用任何合适的方法生产，如引入编码显示抗体或其抗原结合片段的噬菌体载体的或噬菌粒载体文库到合适的宿主细菌中，并培养得到的细菌，来生产噬菌体(例如，如果需要，使用合适的辅助噬菌体或补体质粒)。噬菌体的文库可以使用任何合适的方法从这种培养物中重新获得，如沉淀和离心。
文库可包括含有任何想要量的氨基酸序列多样性的基因库抗体或其抗原结合片段。例如，基因库可包括抗体或其抗原结合片段，其氨基酸序列相应于来自想要的有机体的天然存在的抗体，和/或可包括随机或随机化的氨基酸序列(例如，CDR序列)的一个或多个区域。这种基因库或文库中的抗体或其抗原结合片段，可包括随机或随机化的氨基酸序列的限定区域，和常见氨基酸序列的限定区域。在某些实施方案中，基因库中全部或基本上全部多肽是想要类型的抗体的抗原结合片段(例如，人VH或人VL)。例如，基因库中每个多肽可包括VH，VL或Fv(例如，单链Fv)。
可使用任何合适的方法，把氨基酸序列差异引入到抗体或其抗原结合片段的任何想要的区域。例如，使用任何合适的诱变方法(例如，低保真PCR，寡核苷酸介导的或位点定向诱变，使用NNK密码子的多样化)或任何其他的合适方法，制备编码多样化的抗体或其抗原结合片段的核酸的文库，可把氨基酸序列差异引入到目标区域，如抗体可变区的互补决定区。如果需要，待多样化的抗体或其抗原结合片段的区域，可以随机化。
合适的噬菌体展示文库可用于选择结合血清白蛋白并具有其他的有益特性的抗体或抗体的抗原结合片段。例如，可选择当展开时能抵抗聚集的抗体或抗原结合片段。聚集受多肽浓度的影响，而且认为在部分折叠或展开中间物的很多情况下出现。促成部分折叠中间物的因素和条件，如高温和高多肽浓度，促进不可逆的聚集。(Fink，A.L.，Folding & Design 3：R1-R23(1998).)。例如，以浓缩形式储存纯化的多肽，如冻干制品，经常导致至少部分多肽的不可逆聚集。并且，通过在生物系统如大肠杆菌中表达来生产多肽，常常导致含有聚集多肽的包涵体的形成。从包涵体回收活性多肽可能是很困难的，而且需要增加另外的步骤如再折叠步骤到生物生产系统中。
可以从合适的噬菌体展示文库选择，当加热时，抵抗聚集和可逆展开的抗体和抗原结合片段。通常，包括展示的抗体或其抗原结合片段的基因库的噬菌体展示文库被加热到某个温度(Ts)，该温度时至少部分展示的抗体或其抗原结合片段是展开的，然后冷却到某个温度(Tc)，其中Ts＞Tc，从而至少部分抗体或其抗原结合片段已经再折叠，而且部分多肽已经聚集。然后，在温度(Tr)时回收可逆展开并结合血清白蛋白的抗体或其抗原结合片段。回收的可逆展开的抗体或其抗原结合片段具有解链温度(Tm)，而且优选地，基因库被加热到Ts，冷却到Tc，在Tr时分离可逆展开的抗体或其抗原结合片段，以便Ts＞Tm＞Tc，而且Ts＞Tm＞Tr。通常，在选择之前，噬菌体展示文库被加热到大约80℃，并冷却到大约室温或大约40℃。能可逆展开并抵抗聚集的抗体或其抗原结合片段，还可以通过用能可逆展开的残基置换某些氨基酸残基进行设计或基因工程操作。(参见，WO2004/101790(Jespers等)，和美国临时专利申请号60/470,340(2003年5月14日提交)和60/554,021(2004年3月17日提交)详细论述了用于选择和设计或基因操作能可逆展开的抗体或其抗原结合片段的方法。WO 2004/101790和前述的两个美国临时专利申请的教导引入这里作为参考。)。
可逆展开和抵抗聚集的抗体或其抗原结合片段提供了几个优点。例如，由于它们对聚集的抗性，通过使用合适的生物生产系统如大肠杆菌进行表达，能可逆展开的抗体或其抗原结合片段，可以很容易地高产量生产为可溶蛋白。此外，能可逆展开的抗体或其抗原结合片段，可以高于常规多肽的浓度配制和/或储存，而较少聚集和损失活性。DOM7h-26(SEQ ID NO：20)是能可逆展开的人VH。
优选地，结合血清白蛋白的抗体或其抗原结合片段包括可变区(VH、Vκ、Vλ)，其中一个或多个构架区(FR)包含(a)人构架区的氨基酸序列，(b)人构架区的氨基酸序列的至少8个连续的氨基酸，或(c)由人种系抗体基因部分编码的氨基酸序列，其中所述的构架区如Kabat所定义。在某些实施方案中，一个或多个构架区的氨基酸序列与由人种系抗体基因部分编码的对应构架区的氨基酸序列相同，或者相对于由人种系抗体基因部分编码的所述对应构架区的氨基酸序列，一个或多个所述构架区的氨基酸序列共同地包含高达5个氨基酸的差异。
在其他的实施方案中，FR1、FR2、FR3和FR4的氨基酸序列与由人种系抗体基因部分编码的对应构架区的氨基酸序列相同，或者相对于由所述的人种系抗体基因部分编码的对应构架区的氨基酸序列，FR1、FR2、FR3和FR4的氨基酸序列共同地包括高达10个氨基酸的差异。在其他的实施方案中，所述的FR1，FR2和FR3的氨基酸序列，与由所述的人种系抗体基因部分编码的对应构架区的氨基酸序列相同。
在特定的实施方案中，结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段，包括基于人种系序列的免疫球蛋白可变区(例如，VH，VL)，而且如果需要，可具有一个或多个多样化区域，如互补决定区。用于VH的合适的人种系序列包括，例如，由VH基因片段DP4、DP7、DP8、DP9、DP10、DP31、DP33、DP45、DP46、DP47、DP49、DP50、DP51、DP53、DP54、DP65、DP66、DP67、DP68和DP69，以及JH片段JH1、JH2、JH3、JH4、JH4b、JH5和JH6编码的序列。用于VL的合适的人种系序列包括，例如，由VK基因片段DPK1、DPK2、DPK3、DFK4、DPK5、DPK6、DPK7、DPK8、DPK9、DPK10、DPK12、DPK13、DPK15、DPK16、DPKI8、DPK19、DPJC20、DPK2I、DPK22、DPK23、DPK24、DPK25、DPK26和DPK 28，以及由Jκ片段Jκ1、Jκ2、Jκ3、Jκ4和Jκ5编码的序列。
在某些实施方案中，药物缀合物，非共价药物缀合物或药物融合体不包括结合血清白蛋白的小鼠，鼠和/或兔抗体，或者这种抗体的抗原结合片段。
抗原结合片段可以任何想要的亲和性，结合速率(on rate)和解离速率(off rate)，结合血清白蛋白。可以选择亲和性(KD)，结合速率(Kon或ka)和解离速率(Koff或kd)，以获得特定药物想要的血清半衰期。例如，获得药物最大的血清半衰期是需要的，该药物中和慢性炎症性紊乱的炎症介质(例如结合并中和炎性细胞因子的dAb)，而较短的半衰期可能是具有一些毒性的药物所需要的(例如，化疗剂)。一般，对血清白蛋白的快速结合速率和快速或中速解离速率是优选的。包括具有这些特性的抗原结合片段的药物缀合物和药物融合体，在给药后将迅速地结合血清白蛋白，并迅速地解离和重新结合血清白蛋白。这些特性将降低药物的快速清除(例如，通过肾)，但是仍然提供高效的传递并到达药物靶。
结合血清白蛋白的抗原结合片段(例如，dAb)，一般以大约1nM到大约500μM的KD结合。在一些实施方案中，抗原结合片段以大约10到大约100nM，或大约100nM到大约500nM，或大约500nM到大约5mM的KD(KD＝Koff(kd)/Kon(ka))结合血清白蛋白，如通过表面胞质基因共振所测定的(例如，使用BIACORE仪器)。在特定的实施方案中，药物缀合物，非共价药物缀合物或药物融合体包括以大约50nM，或大约70nM，或大约100nM，或大约150nM或大约200nM的KD结合血清白蛋白(例如，人血清白蛋白)的抗体的抗原结合片段。这里所述的药物缀合物，非共价药物缀合物和药物融合体的提高的药物动力学特性(例如，延长的t1/2β，增加的AUC)，可能与结合血清白蛋白的抗原结合片段的亲和性有关。因此，具有提高的药物动力学特性的药物缀合物，非共价药物缀合物或药物融合体，一般可使用以高亲和性(例如，大约500nM或较少，大约250nM或较少，大约100nM或较少，大约50nM或较少，大约10nM或较少，或大约1nM或较少，或大约100pM或较少的KD)结合血清白蛋白(例如，人血清白蛋白)的抗原结合片段制备。
优选地，与结合血清白蛋白的抗原结合片段共轭或融合的药物，以比抗原结合片段对血清白蛋白更强的亲和性(KD)，和/或比抗原结合片段对血清白蛋白更快的Koff(kd)与它的靶(药物靶)结合，如通过表面胞质基因共振所测定的(例如，使用BIACORE仪器)。例如，药物可能以比结合SA的抗原结合片段对SA高大约1到大约100000，或大约100到大约100000，或大约1000到大约100000，或大约10000到大约100000的亲和性与它的靶结合。例如，结合SA的抗体的抗原结合片段，可以大约10μM的亲和性结合，而药物以大约100pM的亲和性结合它的靶。
在特定的实施方案中，结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段是结合人血清白蛋白的dAb。例如，具有选自SEQ ID NO：10、SEQ IDNO：11、EQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：24、SEQ ID NO：25和SEQ ID NO：26的氨基酸序列的VκdAb，或具有选自SEQ ID NO：16、SEQ ID NO：17、SEQ IDNO：18、SEQ ID NO：19、SEQ ID NO：20、SEQ ID NO：21、SEQ IDNO：22和SEQ ID NO：23的氨基酸序列的VHdAb。在其他的实施方案中，结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段是结合人血清白蛋白，并包括任何上述氨基酸序列的CDR的dAb。在其它的实施方案中，结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段是dAb，其结合人血清白蛋白，并包括与SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：12、SEQID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：24、SEQ IDNO：25、SEQ ID NO：26、SEQ ID NO：16、SEQ ID NO：17、SEQ ID NO：18、SEQ ID NO：19、SEQ ID NO：20、SEQ ID NO：21、SEQ ID NO：22或SEQ ID NO：23具有至少大约80％，或至少大约85％，或至少大约90％，或至少大约95％，或至少大约96％，或至少大约97％，或至少大约98％，或至少大约99％氨基酸序列同一性的氨基酸序列。氨基酸序列同一性优选使用合适的序列比对算法和缺省参数进行确定，如BLAST P(Karlin和Altschul，Proc.Natl.Acad.ScL USAS7(6)：2264-2268(1990))。
药物
本发明特定的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物)可以包括任何药物(例如，小的有机分子、核酸、多肽)，这些药物可以给药于个体来产生有益治疗或诊断效果，例如，通过结合和/或改变个体中生物目标分子的功能。本发明的其他药物组合物(例如，药物融合体)可以包括多肽或肽药物。药物融合体的优选实施方案中，药物不包括抗体链或抗体链的片段(例如，VH、Vκ、Vλ)。特定的实施方案中，药物选自促胰岛素剂、肠促胰岛素、胰高血糖素样1肽、GLP-1肽、GLP-1类似物、GLP-1衍生物、PYY、PYY肽、PYY类似物、PYY衍生物、Exendin-3、Exendin-3肽、Exendin-3类似物、Exendin-3衍生物、Exendin-4和Exendin-4肽、Exendin-4类似物、Exendin-4衍生物或这些中两种或多种的组合(例如，GLP-1肽和PYY肽)。
用于本发明中合适的药物包括，例如，免疫抑制剂(例如，环孢菌素A、雷帕霉素、FK506、强的松)、抗病毒剂(无环鸟苷、更昔洛韦(ganciclovir)、茚地那韦(indinavir))、抗生素(青霉素、mynocyclin、四环素)、抗炎剂(阿司匹林、布洛芬、强的松)、细胞毒素或细胞毒剂(例如，紫杉醇(paclitaxel)、细胞松弛素B、短杆菌肽D、溴化乙锭、吐根碱、丝裂霉素C、足叶乙甙、替尼泊苷(tenoposide)、长春新碱、长春花碱、秋水仙素、阿霉素、柔红霉素、二羟基anthracindione、米托蒽醌、光神霉素、防线菌素D、1-二氢睾酮、糖皮质激素、普鲁卡因、邦妥卡因、利多卡因、心得安、嘌呤霉素，以及上述任一种药剂的类似物或同系物。合适的药物还包括抗代谢物(例如，氨甲喋呤、6-巯基嘌呤、6-硫鸟嘌呤、阿糖胞苷、5-氟尿嘧啶)、烷化剂(例如，氮芥、thioepachlorambucil、CC-1065、苯丙氨酸氮芥、卡氮芥(BSNU)、环己亚硝脲(CCNU)、环磷酰胺、白消安、二溴甘露醇、链脲菌素、丝裂霉素C和顺-二氯二胺铂(II)(DDP)顺铂)、anthracycline(例如，柔红霉素(之前为道诺霉素)和阿霉素)、抗生素(例如，防线菌素D(之前为防线菌素)、博来霉素、光神霉素和氨茴霉素(AMC))、放射性核素(例如，吲哚-125、-126)、钇(例如，钇-90、-91)和镨(例如，镨-144、-145)和蛋白酶抑制剂(例如，基质金属蛋白酶的抑制剂)。其他合适的药物是核酸，如反义核酸和RNAi。刺孢霉素也适用于本发明。
合适的药物还包括止痛剂，包括麻醉剂(例如，可待因、纳美芬(nalmefene)、纳洛酮、芬太尼、麦啶、吗啡、曲马多、丙氧吩、氧可酮、美沙酮、纳布啡)、非甾族抗炎剂(例如，消炎痛、ketorolac、anthrotec、布洛芬、萘普生、水杨酸盐、塞来考昔(celecoxib)、refecoxib)、醋氨酚、辣椒素、ziconotide等。
特定的实施方案中，药物是多肽毒素，例如，毒素，如相思豆毒素、蓖麻毒A、假单胞菌外毒素或白喉毒素。其他合适的多肽药物包括抗体或抗体的抗原结合片段(例如，dAb)、多肽激动剂、激活剂、促分泌素、拮抗剂或抑制剂。例如，多肽或肽药物可以结合并促进或抵抗细胞表面蛋白，如CD抗原、细胞因子受体(例如，白细胞间介素受体、趋化因子受体)、粘附分子或共刺激分子。例如，多肽药物可以结合细胞因子、生长因子、细胞因子受体、生长因子受体和其他目标配体，其包括但不限于：ApoE、Apo-SAA、BDNF、促心脏激素-1、CEA、CD40、CD40配体、CD56、CD38、CD138、EGF、EGF受体、ENA-78、Eotaxin、Eotaxin-2、Exodus-2、FAPα、FGF-酸、FGF-碱、成纤维细胞生长因子-10、FLT3配体、Fractalkine(CX3C)、GDNF、G-CSF、GM-CSF、GF-β1、人血清白蛋白、胰岛素、IFN-γ、IGF-I、IGF-II、IL-1α、IL-1β、IL-1受体、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8(72a.a.)、IL-8(77a.a.)、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-15、IL-16、IL-17、IL-18(IGIF)、抑制素α、抑制素β、IP-10、角质细胞生长因子-2(KGF-2)、KGF、Leptin、LIF、Lymphotactin、Mullerian抑制物质、单核细胞集落抑制因子、单核细胞引诱蛋白、M-CSF、MDC(67a.a.)、MDC(69a.a.)、MCP-1(MCAF)、MCP-2、MCP-3、MCP-4、MDC(67a.a.)、MDC(69a.a.)、MIG、MIP-1α、MIP-1β、MIP-3α、MIP-3β、MIP-4、脊髓前体抑制因子-1(MPIF-1)、NAP-2、Neurturin、神经生长因子、β-NGF、NT-3、NT-4、制瘤素M、PDGF-AA、PDGF-AB、PDGF-BB、PF-4、RANTES、SDF1α、SDF1β、SCF、SCGF、干细胞因子(SCF)、TARC、TGF-α、TGF-β、TGF-β2、TGF-β3、肿瘤坏死因子(TNF)、TNF-α、TNF-β、TNF受体I、TNF受体II、TNIL-1、TPO、VEGF、VEGF A、VEGF B、VEGFC、VEGF受体1、VEGF受体2、VEGF受体3、GCP-2、GRO/MGSA、GRO-β、GRO-γ、HCC1、1-309、HER 1、HER 2、HER 3和HER4。认识到该列表不是穷举。
合适的药物还包括激素，包括垂体激素(PTH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、血管紧张肽原酶、促黄体生成激素-释放激素(LHRH)、促性腺激素-释放激素(GnRH)、促黄体生成激素(LH)、促卵泡激素(FSH)、醛甾酮等。合适的药物还包括胶质细胞生长因子、干扰素(例如，IFN-α、IFN-β、IFN-γ)、促红细胞生成素(EPO)、蛋白酶、弹性蛋白酶、LHRH类似物、激动剂和拮抗剂、阿片样物质受体激动剂，如κ阿片样物质受体激动剂(例如，强啡肽A)、降钙素和降钙素类似物、抗利尿激素(后叶加压素)、催产素拮抗剂、血管活性肠肽、凝血酶抑制剂、冯威勒布兰德氏因子、表面活性剂和蜗牛毒液(例如，ziconotide)。
合适的药物还包括具有抗癌活性(例如，增殖抑制、生长抑制、凋亡抑制、转移抑制、粘附抑制、新血管形成抑制)的肽和多肽。几种这样的肽和多肽是本领域已知的。(参见，例如，Janin Y.L.，AminoAcids，25：1-40(2003)。将该参考文献的全部教导，特别是其中公开的肽和多肽，在此引入作为参考)。表8中列出了几种这样的肽的氨基酸序列。
其他合适的药物包括具有抗病毒活性的肽和多肽。几种这样的肽和多肽是本领域已知的，例如以下文献中所公开的肽和多肽，Giannecchini等，J Viro.，77(6)：3724-33(2003)；Wang，J.，等，ClinChem(2003)；Hilleman，M.R.，Vaccine，21(32)：4626-49(2003)；Tziveleka，L.A.，等，Curr Top Med Chem，3(13)：1512-35(2003)；Poritz，M.A.，等，Virology，313(7)：170-83(2003)；Oevermann，A.，等，Antivlral Res，59(i)：23-33(2003)；Cole，A.M.等，Curr Pharm Des，9(18)：1463-73(2003)；Pinon，J.D.，等，Virol，77(5)：3281-90(2003)；Sia，S.K.，等，Proc Natl Acad Sci USA，99(23)：14664-9(2002)；Bahbouhi，B.，等，Biochem J，66(Pt 5)：863-72(2002)；de Soultrait，V.R.，等，J MoI Biol，18(i)：45-58(2002)；Witherell，G.，Curr OpinInvestig Drugs，2(5)：340-7(2001)；Ruff，M.R.，等，Antivlral Res，52(l)：63-75(2001)；Bultmann，H.，等，J.Virol，75(6)：2634-45(2001)；Egal，M.，等，Int J Antimicrob AGents，13(/)：57-60(1999)和Robinson，W.E.，Jr，JLeukoc Biol，63(7)：94-100(1998)。在此将这些参考文献的全部教导，特别是其中公开的肽和多肽，引入作为参考。这些肽和多肽是可以用于本发明的组合物、药物融合体、药物缀合物、非共价药物缀合物中的药物实例。
多肽药物还可以是细胞因子或生长因子或受体的可溶性部分(例如，细胞因子受体、生长因子受体、激素受体)或其他多肽，如上述的多肽。例如，合适的多肽药物还包括受体(例如，生长因子受体、细胞因子受体、激素受体)激动剂和拮抗剂，如白细胞间介素1受体拮抗剂(Eisenberg等，Nature 343：341-346(1990))、血栓形成素受体激动剂(例如，GW395058(de Serres等，Stem Cells 17：316-326(1999))、黑素皮质素受体拮抗剂(例如，MCR-4拮抗剂(Cepoi等，Brain Res.1000：64-71(2004))、anginex、6DBF7(Mayo等，J.Biol.Chem.278：45746-45752(2003))、趋化因子模拟物(例如，RANTES模拟物(Nardese等，Nat.Struct.Biol.8：611-615(2001))、生长激素(例如，人生长激素)、生长激素类似物和生长激素促分泌素(例如，CP-424，391(MacAndrew等，Eur.J.Pharmacol.432：195-202(2001))、生长激素释放激素模拟物(例如，MK-677(Chapman等，J.Clin.Endocrinol.Metab.82：3455-3463(1997))、细胞粘附分子相互作用的抑制剂(例如，LFA-I/ICAM-I、VLA-l/VCAM-1(Yusuf-Makagiansar等，Med.Res.Rev.22：146-167(2002))、干扰素的模拟物(例如，SYR6(Sato等，Biochem.J.371(Pt.2)：603-608(2003)、herceptin的模拟物(Nature Biotechnol 18：137(2000))、抗原递呈的抑制剂(Bolin等，J.Med.Chem.43：2135-2148(2000))、GPIB/IIIA拮抗剂(例如，FK633(Aoki等，Thromb.Res.81：439-450(1996))、αβ3拮抗剂(例如，SC56631(Engleman等，J.Clin.Invest.99：2284-2292(1997))、促红细胞生成素模拟物(例如，EMPl(Johnson等，Biochemistry37：3699-3710(1998))、阿片样物质受体拮抗剂(例如，[(2S，3R)-TMTl]DPDPE(Liao等，J.Med.Chem.41：4767-4776(1998))、造血因子(例如，促红细胞生成素(EPO)、粒细胞集落刺激因子(GM-CSF))。
其他合适的肽和多肽药物包括结合人1型IL-1受体的肽拮抗剂(例如，AF 11377(FEWTPGYWQPYALPL，SEQ ID NO：56)、AF11869(FEWTPGYWQ JYALPL，SEQ ID NO：57(J＝1-吖丁啶-2-羧酸)、FEWTPGYWQJY(SEQ ID NO：58)、FEWTPGWYQJY(SEQ IDNO：59)、FEWTPGWYQJYALPL(SEQ ID NO：60)、或任选地含有乙酰化氨基端和/或胺化羧基端的任一在前序列(Akeson等，J.Biol.Chem.271：30517-305123(1996))、TNF-α-介导的细胞毒性的肽拮抗剂(例如，Chirinos-Rojas等公开的那些，J.Immunol.161：5621-5626(1998))、促红细胞生成素受体的肽激动剂(例如，McConnel等，Biol.Chem.379：1279-1286(1998)或Wrighton等，Science 273：458-464(1996)公开的那些)、胰高血糖素样肽-1(GLP-1，例如，GLP-1(7-37)、GLP-1(7-36)酰胺及其类似物(参见，例如，Ritzel U.等，J.Endocrinology 159：93-102(1998))和干扰素(例如，INF-α、INF-β、INF-λ)。其他合适的多肽和肽药物包括整联蛋白抑制剂(例如，RGD肽，如H-Glu[环(Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys)]2(Janssen，MX.，等，CancerResearch 62：6146-6151(2002))、环(Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys)(Kantlehner M.，等，Agnew.Chem.Int.Ed.38：560(1999))、环(Arg-Gly-Asp-D-Tyr-Lys)(Haubher，R.，等，J.Nucl.Med.42：326-336(2001))、核糖体灭活蛋白(RIP)，如Saporin(例如，SEQ ID NO：67)、基质金属蛋白酶抑制剂(例如，U.S.Patent No.5,616,605)和抗病毒肽和多肽，如HIV融合抑制剂(例如，T-l249和T-20(
Figure G200580047647920070806D000421
(enfuvirtide)；Trimeris Inc.)，和可溶性受体拮抗剂，如免疫附着因子(例如，LFA3-Ig，CTLA4-Ig)。
抗微生物多肽和肽药物也适用于本发明中。合适的抗微生物多肽和肽药物的实例包括adenoregulin、dermcidin-1L、cathelicidin(例如，cathelicidin样肽、人LL-37/hCAP-18)、防御素，包括α-防御素(例如，人嗜中性肽1(HNP-1)、HNP-2、HNP-3、HNP-4、人防御素5、人防御素6)、β防御素(例如，人β-防御素-1、人β-防御素-2)和θ-防御素(例如，θ-防御素-1)、histatin(例如，histatin1、histatin3、histatin5)、乳铁蛋白衍生的肽和相关的肽(参见，Tomita M等，ActaPaediatr.Jpn.36：585-591(1994)和Strom，M.B.等，Biochem Cell Biol.80：65-74(2002))。
本发明优选的实施方案中，药物是促胰岛素药物。合适的促胰岛素药物的实例包括GLP-1、GLP-1衍生物、GLP-1类似物或GLP-1类似物的衍生物。此外，它们包括Exedin-4、Exedin-4类似物和Exedin-4衍生物和Exedin-3、Exedin-3衍生物和Exedin-3类似物。
其他合适的药物包括肽YY(3-36)或类似物。肽YY(PYY)是最初从胰肠分离的36个残基肽酰胺，并位于胃肠道和胰腺的内分泌细胞中(Tatemoto等，Proc.Natl.Acad.Sci.79：2514，1982)。肽YY具有N-端和C-端酪氨酸酰胺；因此，这两个酪氨酸给予PYY其名字(Y表示肽命名中的氨基酸酪氨酸)。此外，PYY共享其最初从猪脑分离出来的同源肽神经肽Y(NPY)的多个中枢和外周调节作用(Tatemoto，Proc.Natl.Acad.Sci.79：5485，1982)。与PYY的细胞定位相反，NPY存在于粘膜下和肠肌层神经元中，其各自神经支配粘膜和平滑肌层(Ekblad等，Neuroscience 20：169，1987)。认为PYY和NPY都能抑制肠运动性和血流(Laburthe，Trends Endocrinol.Metab.1：168，1990)，还认为它们在大鼠中减弱基础的(Cox等，Br.J.Pharmacol.101：247，1990)和促分泌素诱导的肠分泌(Lundberg等，Proc.Natl.Acad.Sci USA 79：4471，1982)，以及刺激净吸收(MacFadyen等，Neuropeptides 7：219，1986)。总之，这些观察表明进餐后PYY和NPY释放至循环中(Adrian等，Gastroenterology89：1070，1985；Balasubramaniam等，Neuropeptides 14：209，1989)，因此在调节肠分泌和吸收中起着生理作用。
已经在大鼠肠上皮中表征了呈现出对PYY的亲和性略高于NPY的高亲和性PYY受体系统(Laburthe等，Endocrinology 118：1910，1986)并显示出消极地结合腺苷酸环化酶(Servin等，Endocrinology124：692，1989)。使用几个部分序列的结构活性研究已经导致PYY(22-36)鉴定为与肠PYY受体相互作用的活性位点(Balsubrammaniam等，Pept.Res.1：32，1988)。
此外，PYY涉及各种生理活动，包括营养吸收(Bilcheik等，Digestive Disease Week 506：623，1993)、细胞增殖(Laburthe，TrendsEndocrinol.Metab.1：168，1990；Voisin等，J.Biol.Chem，1993)、脂肪分解(Valet等，J.Clin.Invest.291，1990)和血管收缩(Lundberg等，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 79：4471，1982)。
WO03/057235和WO03/026591公开了通过给药PYY或激动剂和GLP-1降低热量摄入、食物摄入和食欲的方法。这些公开以其整体在此引入作为参考，特别是用来提供PYY和GLP-1药物和可以用于本发明中的方法的实例。
更多其他适用于本发明中的药物包括胰岛素、Resistin、Leptin、MC3R/MC4R拮抗剂、AgRP拮抗剂、载脂蛋白A-IV、Enterostatin、胃泌素-释放肽(GRP)、IGF1、BMP-9、IL-22、RegIV、干扰素α、INGAP肽、生长激素释放抑制因子、amylin、neurulin、干扰素β、干扰素杂合体、脂联素、内源性大麻素、C肽、WNT10b、Orexin-A、促肾上腺皮质激素、Enterostatin、缩胆囊肽、oxyntomodulin、黑素细胞刺激激素、黑素皮质素、黑色素浓缩激素、BB-2、NPY Y2激动剂、NPY Y5/Y1拮抗剂、OXM、Gal-1R拮抗剂、MCH-1R拮抗剂、MC-3/4激动剂、BRS-3激动剂、胰多肽、抗-Chrelin抗体片段、脑产生的神经营养因子、人生长激素、甲状旁腺激素、促卵泡激素、胃抑制肽或其类似物。
药物融合体
本发明的药物融合体是包括连续多肽链的融合蛋白，所述的链包含结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段作为第一部分，与多肽药物的第二部分连接。第一和第二部分可通过肽键彼此直接连接，或者通过合适的氨基酸，或肽或多肽连接体连接。另外的部分(例如，第三，第四)和/或连接体序列的存在视情况而定。相对于第二部分(也即，多肽药物)，第一部分可位于N-末端，C-末端或内部。在某些实施方案中，每个部分可存在超过1个拷贝。例如药物融合体可包括两个或多个第一部分，每个都含有结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段(例如，结合人血清白蛋白的VH，和结合人血清白蛋白的VL，或结合人血清白蛋白的两个或多个VH或VL)。
在一些实施方案中，药物融合体是具有下式的连续多肽链□
a-(X)n1-b-(Y)n2-c-(Z)n3-d或a-(Z)n3-b-(Y)n2-c-(X)n1-d；
其中X是能特异性结合第一靶的多肽药物；
Y是特异性结合血清白蛋白的抗体的单链抗原结合片段；
Z是能特异性结合第二靶的多肽药物；
a，b，c和d每个独立地缺乏，或者是1到大约100个氨基酸残基；
n1是1到大约10；
n2是1到大约10；
和n3是0到大约10，
附带条件是当n1和n2都是1，而且当n3是0时，X不包括抗体链或抗体链的片段。
在一个实施方案中，X和Z都不含有抗体链或抗体链的片段。在一个实施方案中，n1是1，n3是1，n2是2，3，4，5，6，7，8或9。优选地，Y是特异性结合血清白蛋白的免疫球蛋白重链可变区(VH)，或特异性结合血清白蛋白的免疫球蛋白轻链可变区(VL)。更优选地，Y是结合人血清白蛋白的dAb(例如，VH，Vκ或Vλ)。在一个特定的实施方案中，X或Z是人IL-1ra或人IL-1ra的功能性变体。
在某些实施方案中，Y包括选自SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：24、SEQ ID NO：25和SEQ ID NO：26的氨基酸序列。在其它的实施方案中，Y包括选自SEQ ID NO：16、SEQ ID NO：17、SEQID NO：18、SEQ ID NO：19、SEQ ID NO：20、SEQ ID NO：21、SEQ IDNO：22和SEQ ID NO：23的氨基酸序列。
在其他的实施方案中，药物融合体包括X’与Y’部分，其中X′是多肽药物，附带条件是X′不包含抗体链或抗体链的片段；和Y’是特异性结合血清白蛋白的抗体的单链抗原结合片段。优选地，Y’是特异性结合血清白蛋白的免疫球蛋白重链可变区(VH)，或特异性结合血清白蛋白的免疫球蛋白轻链可变区(VL)。更优选地，Y’是结合人血清白蛋白的dAb(例如，VH，VK或Vλ)。X′可位于Y’的氨基末端，或Y′可位于X′的氨基末端。在一些实施方案中，X’与Y’被氨基酸，或被含有2到大约100个氨基酸的肽或多肽连接体隔开。在一个特定的实施方案中，X’是人IL-1ra或人IL-1ra的功能性变体。
在某些实施方案中，Y′包括选自SEQ ID NO：10、SEQ IDNO：11、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：24、SEQ ID NO：25和SEQ ID NO：26的氨基酸序列。在其他的实施方案中，Y′包括选自SEQ ID NO：16、SEQ ID NO：17、SEQ ID NO：18、SEQ ID NO：19、SEQ ID NO：20、SEQ ID NO：21、SEQ ID NO：22和SEQ ID NO：23的氨基酸序列。
在特定的实施方案中，药物融合体包括结合血清白蛋白的dAb，与人IL-1ra(例如，SEQ ID NO：28)。优选地，dAb结合人血清白蛋白并包括人构架区。
在其他的实施方案中，药物融合体或药物缀合物包括人IL-1ra的功能性变体，其与成熟的152个氨基酸形式的人IL-1ra具有至少大约80％，或至少大约85％，或至少大约90％，或至少大约95％，或至少大约96％，或至少大约97％，或至少大约98％，或至少大约99％的氨基酸序列同一性，并拮抗人白细胞介素-1型1受体。(参见，Eisenberg等，Nature 343：341-346(1990).)。变体可包含一个或多个另外的氨基酸(例如，包含153或154个或更多个氨基酸)。本发明的药物融合体可使用任何合适的方法生产。例如，一些实施方案是通过把编码药物融合体的核酸插入到合适的表达载体中来生产。然后把得到的构建体引入到合适的宿主细胞中用于表达。紧接着表达之后，可使用任何合适的方法，从细胞溶解产物或优选地从培养基或周质分离或纯化融合蛋白。(参见，例如，Current Protocols in MolecularBiology(Ausubel，F.M.等，编辑，Vol.2，Suppl.26，pp.16.4.1-16.7.8(1991))。
进一步的实施方案中，药物融合体或药物缀合物包括促胰岛素剂。优选的实施方案中，药物融合体或药物缀合物包括GLP-1，或GLP-1的类似物或肽。进一步优选的实施方案中，药物融合体或药物缀合物包括Ser8GLP-1(7-36)酰胺。
进一步的实施方案中，药物融合体或药物缀合物包括具有一个或多个以下置换的GLP-1类似物：Val8或Pro9。
优选，GLP-1类似物是Pro9GLP-1(7-36)或Pro9GLP-1(7-37)。更多的GLP-1类似物或肽可以包括任一种以下的C-端延伸：PSS、PSSGAP或PSSGAPPS。
另一个实施方案中，药物融合体或药物缀合物包括含有通式I序列的GLP-1类似物
His7-Xaa8-Xaa9-Gly10-Xaa11-Phe12-Thr13-Xaa14-Asp15-Xaa16-Xaa17-Xaa18-Xaa19-Xaa20-Xaa21-Xaa22-Xaa23-Xaa24-Xaa25-Xaa26-Xaa27-Phe28-Ile29-Xaa30-Xaa31-Xaa32-Xaa33-Xaa34-Xaa35-Xaa36-Xaa37-Xaa38-Xaa39-Xaa40-Xaa41-Xaa42-Xaa43-Xaa44-Xaa45
通式I-SEQ ID NO：171
其中：
位置8的Xaa为Ala、Gly、Ser、Thr、Leu、Ile、Val、Glu、或Lys；
位置9的Xaa为Glu或Asp；
位置11的Xaa为Thr、Ala、Gly、Ser、Leu、Ile、Val、Glu、Asp或Lys；
位置14的Xaa为Ser、Ala、Gly、Thr、Leu、Ile、Val、Glu、Asp或Lys；
位置16的Xaa为Val、Ala、Gly、Ser、Thr、Leu、Ile、Tyr、Glu、Asp、Trp或Lys；
位置17的Xaa为Ser、Ala、Gly、Thr、Leu、Ile、Val、Glu、Asp或Lys；
位置18的Xaa为Ser、Ala、Gly、Thr、Leu、Ile、Val、Glu、Asp、Trp、Tyr或Lys；
位置19的Xaa为Tyr、Phe、Trp、Glu、Asp、Gln或Lys；
位置20的Xaa为Leu、Ala、Gly、Ser、Thr、Ile、Val、Glu、Asp、Met、Trp、Tyr或Lys；
位置21的Xaa为Glu、Asp或Lys；
位置22的Xaa为Gly、Ala、Ser、Thr、Leu、Ile、Val、Glu、Asp或Lys
位置23的Xaa为Gln、Asn、Arg、Glu、Asp或Lys；
位置24的Xaa为Ala、Gly、Ser、Thr、Leu、Ile、Val、Arg、Glu、Asp或Lys；
位置25的Xaa为Ala、Gly、Ser、Thr、Leu、Ile、Val、Glu、Asp或Lys；
位置26的Xaa为Lys、Arg、Gln、Glu、Asp或His；
位置27的Xaa为Leu、Glu、Asp或Lys；
位置30的Xaa为Ala、Gly、Ser、Thr、Leu、Ile、Val、Glu、Asp或Lys；
位置31的Xaa为Trp、Phe、Tyr、Glu、Asp或Lys；
位置32的Xaa为Leu、Gly、Ala、Ser、Thr、Ile、Val、Glu、Asp或Lys；位置33的Xaa为Val、Gly、Ala、Ser、Thr、Leu、Ile、Glu、Asp或Lys；位置34的Xaa为Asn、Lys、Arg、Glu、Asp或His；
位置35的Xaa为Gly、Ala、Ser、Thr、Leu、Ile、Val、Glu、Asp或Lys；
位置36的Xaa为Gly、Arg、Lys、Glu、Asp或His；
位置37的Xaa为Pro、Gly、Ala、Ser、Thr、Leu、Ile、Val、Glu、Asp或Lys，或删除；
位置38的Xaa为Ser、Arg、Lys、Glu、Asp或His，或删除；
位置39的Xaa为Ser、Arg、Lys、Glu、Asp或His，或删除；
位置40的Xaa为Gly、Asp、Glu或Lys，或删除
位置41的Xaa为Ala、Phe、Trp、Tyr、Glu、Asp或Lys，或删除；
位置42的Xaa为Ser、Pro、Lys、Glu或Asp，或删除；
位置43的Xaa为Ser、Pro、Glu、Asp或Lys，或删除；
位置44的Xaa为Gly、Pro、Glu、Asp或Lys，或删除；
和位置45的Xaa为Ala、Ser、Val、Glu、Asp或Lys，或删除；
倘若位置37、38、39、40、41、42、43或44的氨基酸删除时，那么该氨基酸的每个氨基酸下游也是删除的。
另一个实施方案中，药物融合体或药物缀合物包括含有通式(II)的氨基酸序列的GLP-1类似物：
Xaa7-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Xaa16-Ser-Xaa18-Xaa19-Xaa20-Glu-Xaa22-Xaa23-Ala-Xaa25-Xaa26-Xaa27-Phe-Ile-Xaa30-Trp-Leu-Xaa33-Xaa34-Xaa35-Xaa36-Xaa37-Xaa38-Xaa39-Xaa40-Xaa41-Xaa42-Xaa43-Xaa44-Xaa45-Xaa46
通式(II)-SEQ ID NO：172
其中Xaa7是L-组氨酸、D-组氨酸、脱氨基-组氨酸、2-氨基-组氨酸、3-羟基组氨酸、同型组氨酸、Nα-乙酰-组氨酸、α-氟甲基-组氨酸、α-甲基-组氨酸、3-吡啶丙氨酸、2-吡啶丙氨酸或4-吡啶丙氨酸；
Xaa8是Ala、Gly、Val、Leu、Ile、Lys、Aib、(1-氨基环丙基)羧酸、(1-氨基环丁基)羧酸、(1-氨基环戊基)羧酸、(1-氨基环己基)羧酸、(1-氨基环庚基)羧酸或(1-氨基环辛基)羧酸；
Xaa16为Val或Leu；
Xaa18为Ser、Lys或Arg；
Xaa19为Tyr或Gln；
Xaa20为Leu或Met；
Xaa22为Gly、Glu或Aib；
Xaa23为Gln、Glu、Lys或Arg；
Xaa25为Ala或Val；
Xaa26为Lys、Glu或Arg；
Xaa27为Glu或Leu；
Xaa30为Ala、Glu或Arg；
Xaa33为Val或Lys；
Xaa34为Lys、Glu、Asn或Arg；
Xaa35为Gly或Aib；
Xaa36为Arg、Gly或Lys；
Xaa37为Gly、Ala、Glu、Pro、Lys、酰胺或不存在；
Xaa38为Lys、Ser、酰胺或不存在。
Xaa39为Ser、Lys、酰胺或不存在；
Xaa40为Gly、酰胺或不存在；
Xaa41为Ala、酰胺或不存在；
Xaa42为Pro、酰胺或不存在；
Xaa43为Pro、酰胺或不存在；
Xaa44为Pro、酰胺或不存在；
Xaa45为Ser、酰胺或不存在；
Xaa46为酰胺或不存在；倘若Xaa38、Xaa39、Xaa40、Xaa41、Xaa42、Xaa43、Xaa44、Xaa45或Xaa46不存在，那么每个氨基酸残基下游也不存在。
本发明的另一实施方案中，药物融合体或药物缀合物包括含有通式(III)的氨基酸序列的GLP-1肽：
Xaa7-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Xaa18-Tyr-Leu-Glu-Xaa22-Xaa23-Ala-Ala-Xaa26-Glu-Phe-Ile-Xaa30-Trp-Leu-Val-Xaa34-Xaa35-Xaa36-Xaa37-Xaa38
通式(III)-SEQ ID NO：173
其中
Xaa7为L-组氨酸、D-组氨酸、脱氨基-组氨酸、2-氨基组氨酸、β-羟基-组氨酸、同型组氨酸、N’1-乙酰-组氨酸、α-氟甲基-组氨酸、α-甲基-组氨酸、3-吡啶丙氨酸、2-吡啶丙氨酸或4-吡啶丙氨酸；
Xaa8是Ala、Gly、Val、Leu、Ile、Lys、α-氨基异丁酸(Aib)、(1-氨基环丙基)羧酸、(1-氨基环丁基)羧酸、(1-氨基环戊基)羧酸、(1-氨基环己基)羧酸、(1-氨基环庚基)羧酸或(1-氨基环辛基)羧酸；
Xaa18为Ser、Lys或Arg；
Xaa22为Gly、Glu或Aib；
Xaa23为Gln、Glu、Lys或Arg；
Xaa26为Lys、Glu或Arg；
Xaa36为Ala、Glu或Arg；
Xaa34为Lys、Glu或Arg；
Xaa35为Gly或Aib；
Xaa为Arg或Lys；
Xaa37为Gly、Ala、Glu或Lys；
Xaa38为Lys、酰胺或不存在。
本发明的再一实施方案中，GLP-1肽选自：GLP-1(7-35)、GLP-1(7-36)、GLP-1(7-36)-酰胺、GLP-1(7-37)、GLP-1(7-38)、GLP-1(7-39)、GLP-1(7-40)、GLP-1(7-41)或其类似物或肽。
本发明的另一实施方案中，GLP-1肽是GLP-1(A-B)或其类似物，其中A是1至7的整数，B是37至45的整数，含有一个通过亲水性间隔物连接C-端氨基酸残基的白蛋白结合残基，和任选地，第二个连接其他氨基酸残基之一的白蛋白结合残基。
另一个实施方案中，GLP-1肽包括与GLP-1(7-37)相比较不超过十五个已经改变、添加或删除的氨基酸残基或与GLP-1(7-37)相比较不超过十个已经改变、添加或删除的氨基酸残基。
另一个实施方案中，GLP-1肽包括与GLP-1(7-37)相比较不超过六个(优选，不超过5、4、3、2或1个)已经交换、添加或删除的氨基酸残基。
另一个实施方案中，GLP-1肽包括不超过4个(优选，不超过3、2或1个)不是由遗传密码编码的氨基酸残基。
另一个实施方案中，GLP-1肽是DPPIV保护的GLP-1肽。
另一个实施方案中，促胰岛素剂是DPPIV稳定的。
另一个实施方案中，GLP-1肽在位置8含有α-氨基异丁酸(Aib)残基。
另一个实施方案中，所述GLP-1肽位置7的氨基酸残基选自D-组氨酸、脱氨基-组氨酸、2-氨基-组氨酸、β-羟基-组氨酸、高组氨酸、Nα-乙酰-组氨酸、α-氟甲基-组氨酸、α-甲基-组氨酸、3-吡啶基丙氨酸、2-吡啶基丙氨酸和4-吡啶基丙氨酸。
另一个实施方案中，GLP-1肽选自：
Arg34GLP-1(7-37)，Arg26，34Lys38GLP-1(7-38)，Arg26，34Lys38GLP-1(7-38)-OH，Lys36Arg26，34GLP-1(7-36)，Aib8，22，35GLP-1(7-37)，Aib8，35GLP-1(7-37)，Aib8，22GLP-1(7-37)，Aib8，22，35Arg26，34Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，35Arg26，34Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，22Arg26，34Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，22，35Arg26，34Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，35Arg26，34Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，22，35Arg26Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，35Arg26Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，22Arg26Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，22，35Arg34Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，35Arg34Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，22Arg34Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，22，35Ala37Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，35Ala37Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，22Ala37Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，22，35Lys37GLP-1(7-37)，Aib8，35Lys37GLP-1(7-37)，Aib8Arg26，34Glu22，23，30Lys38GLP-1(7-38)，Gly8Arg26，34Lys36GLP-1(7-37)，Aib8Arg26，34Lys38GLP-1(7-38)，Aib8Lys38GLP-1(7-38)，Gly8Arg26，34Lys38GLP-1(7-38)，
GLP-1(7-37)酰胺、GLP-1(7-37)酰胺、
Aib8Arg26，34Lys36GLP-1(7-37)，Arg26，34Lys36GLP-1(7-37)，Gly8Arg26，34Lys36GLP-1(7-37)，Aib8，36Lys37GLP-1(7-37)-OH，Ala8Arg26，34Lys38GLP-1(7-38)，Aib8，22，35Lys38GLP-1(7-38)，Aib8Arg26，34Lys36GLP-1(7-36)，Gly8Arg26，34Lys36GLP-1(7-37)-OH，Aib8，22，35Lys37GLP-1(7-37)-NH2，Aib8Arg34GLP-1(7-37)-OH，Gly8Arg26，34Lys38GLP-1(7-38)，Arg34GLP-1(7-37)-OH，Gly8Glu22，23，30Arg18，26，34Lys38GLP-1(7-38)，
咪唑基丙酸7Asp18Aib22，35Lys38GLP-1(7-38)、咪唑基丙酸7Aib22，35Lys38GLP-1(7-38)、[3-(5-咪唑基)丙酰基7Aib8Arg26，34Lys38GLP-1(7-38)和Aib8，22Lys37GLP-1(7-38)。
另一个实施方案中，GLP-1肽通过天然GLP-1或GLP-1类似物位置23、26、34、36或38的氨基酸残基连接亲水性间隔物。
另一个实施方案中，促胰岛素剂是Lys20exendin-4(1-39)-NH2。
另一个实施方案中，GLP-1肽是HGEGTFTSDLSKQMEEEACRLFIEWLKNGGPSSGAPPSKKKKKK-酰胺-SEQ ID NO：174。
另一个实施方案中，GLP-1肽是HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGX-SEQ ID NO：175
其中X＝P或Y，或其片段或类似物。
本发明的另一个实施方案中，GLP-1肽是Arg18、Leu20、Gln34、Lys33(Nε-(γ-氨基丁酰基(Nα-十六烷酰基)))Exendin-4-(7-45)-酰胺或Arg33、Leu20、Gln34、Lys18(Nε-(&γ；-氨基丁酰基(Nα-十六烷酰基)))Exendin-4-(7-45)-酰胺。
可以用作根据本发明的GLP-1类似物或衍生物或GLP-1样药物的促胰岛素剂实例描述于国际专利申请No.O87/06941(The GeneralHospital Corporation)中，其涉及包括GLP-1(7-37)及其功能性衍生物的肽片段并涉及其作为促胰岛素剂的用途(在此引入作为参照，特别是用于本发明中的药物实例)。
更多的GLP-1类似物描述于国际专利申请No.90/11296(TheGeneral Hospital Corporation)中，其涉及包括GLP-1(7-36)及其功能性衍生物并具有超过GLP-1(1-36)或GLP-1(1-37)促胰岛素剂活性的促胰岛素剂活性的肽片段并涉及其作为促胰岛素剂的用途(在此引入作为参考，特别是用于本发明中的药物实例)。
国际专利申请No.WO91/11457(Buckley等)公开了活性GLP-1肽7-34、7-35、7-36和7-37的类似物，其还可以用作根据本发明的GLP-1药物(在此引入作为参考，特别是用于本发明中的药物实例)。
用于本发明中的更多Exendin-类似物描述于PCT专利公开WO99/25728(Beeley等)、WO99/25727(Beeley等)、WO98/05351(Young等)、WO99/40788(Young等)、WO99/07404(Beeley等)和WO99/43708(Kundsen等)中(在此全部引入作为参考，特别是用于本发明中的药物实例)。
合适的表达载体可以含有多个成分，例如，复制起点、选择标记基因、一个或多个表达控制元素，如转录控制元素(例如，启动子、增强子、终止子)和/或一个或多个翻译信号、信号序列或前导序列等。表达控制元素和信号序列，如果存在，可以通过载体或其他来源来提供。例如，克隆的编码抗体链的核酸的转录和/或翻译控制序列可以用来指导表达。
启动子为所需宿主细胞中的表达作准备。启动子可以是组成型或诱导型。例如，启动子可以可操作地连接编码抗体、抗体链或其一部分的核酸，使得其指导核酸的转录。各种用于原核生物(例如，用于E.coli的lac、tac、T3、T7启动子)和真核生物宿主(例如，猿病毒40早期或晚期启动子、鲁斯氏肉瘤病毒长末端重复启动子、巨细胞病毒启动子、腺病毒晚期启动子)的合适启动子是可获得的。
此外，表达载体通常包括选择标记用于携带载体的宿主细胞的选择，且在可复制表达载体的情况中，包括复制起点。编码给予抗生素或抗药性产物的基因是常用的选择标记并可以用于原核生物(例如，内酰胺酶基因(氨苄青霉素抗性)、用于四环霉素抗性的Tet基因)和真核生物细胞(例如，新霉素(G418或geneticin)、gpt(霉酚酸)、氨苄青霉素或潮霉素抗性基因)。二氢叶酸盐还原酶标记基因允许在各种宿主中使用氨甲喋呤的选择。编码宿主营养缺陷标记基因产物的基因(例如，LEU2、URA3、HIS3)通常用作酵母中的选择标记。还考虑了使用病毒(例如，杆状病毒)或噬菌体载体，以及能够整合至宿主细胞中的载体，如逆转录病毒载体。用于在哺乳动物细胞和原核生物细胞(E.coli)、昆虫细胞(果蝇S2细胞、Sf9)和酵母(甲醇毕赤酵母(P.methanolica)、P.pastoris、酿酒酵母(S.cerevisiae))中的合适表达载体是本领域公知的。
提供了表达药物融合体的重组宿主细胞和制备在此所述的药物融合体的方法。重组宿主细胞包括编码药物融合体重组核酸。可以通过编码蛋白质的重组核酸在合适宿主细胞中的表达来产生药物融合体，或使用其他合适的方法。例如，可以将在此所述的表达构建体引入合适的宿主细胞中，并在适于构建体表达的条件下培养所得到的细胞(例如，在培养物、动物中)。合适的宿主细胞可以是原核生物的，包括细菌细胞，如大肠杆菌、枯草芽胞杆菌和或其他合适的细菌，真核生物的，如真菌或酵母细胞(例如，Pichia pastoris、曲霉菌种、酿酒酵母、粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)、链孢霉(Neurosporacrassa))，或其他低等真核细胞，和高等真核生物的细胞，如来自昆虫(例如，Sf9昆虫细胞(WO94/26087(O’Connor))或哺乳动物(例如，COS细胞，如COS-1(ATCC登录号No.CRL-1650)和COS-7(ATCC登录号No.CRL-1651)、CHO(例如，ATCC登录号No.CRL-9096)、293(ATCC登录号No.CRL-1573)、HeLa(ATCC登录号No.CCL-2)、CV1(ATCC登录号No.CCL-70)、WOP(Dailey等，J.Virol.54：739-749(1985))、3T3、293T(Pear等，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.90：8392-8396(1993))、NSO细胞、SP2/0、HuT 78细胞等的那些(参见，例如，Ausubel，F.M.等，编辑，Current Protocols inMolecular Biology，Greene Publishing Associates and John Wiley &Sons Inc.，(1993))。
本发明还包括生产药物融合体的方法，包括在适于药物融合体表达的条件下培养本发明的重组宿主细胞。如果需要，该方法可以进一步包括分离或回收药物融合体的步骤。在另一个实施方案中，将药物融合体的成分(例如，结合人血清白蛋白和IL-1ra的dAb)化学装配来形成连续的多肽链。
缀合物
另一个方面中，本发明提供了包括结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段的缀合物，该片段结合药物。这样的缀合物包括“药物缀合物”，其包括结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段，该片段与药物共价键合，和“非共价药物缀合物”，其包括结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段，该片段与药物非共价键合。优选，缀合物足够稳定使得结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段和药物在体内条件下(例如，给药于人时)彼此保持实质性的结合(共价或非共价)。优选，在体内条件下不高于约20％、不高于约15％、不高于约10％、不高于约9％、不高于约8％、不高于约7％、不高于约6％、不高于约5％、不高于约4％、不高于约3％、不高于约2％、不高于约1％或基本上没有缀合物分解或分裂来释放药物和抗原结合片段。例如，通过在血清(例如，人血清)中37℃孵育药物缀合物或非共价药物缀合物24小时来方便地评定“体内”条件下的稳定性。该方法的一个实施例中，将等量的药物缀合物和未缀合的药物稀释至两个不同瓶子的血清中。将每个瓶子的一半内含物立即在-20℃冷冻，并将另一半在37℃孵育24小时。然后使用任何合适的方法如SDS-PAGE和/或蛋白质印迹来分析全部的四种样品。可以使用结合药物的抗体来探测蛋白质印迹。如果不存在分解，药物缀合物泳道中的所有药物将跑到药物缀合物的大小处。许多合适的方法可以用来测定“体内”条件下的稳定性，例如，使用合适的分析方法来分析如上所述制得的样品，如色谱法(例如，凝胶过滤、离子交换和反相)、ELISA、质谱等。
药物缀合物
另一方面中，本发明提供了药物缀合物，该缀合物包括具有血清白蛋白结合特异性的抗体的抗原结合片段，和共价键合所述抗原结合片段的药物，附加条件是药物缀合物不是单个连续的多肽链。
一些实施方案中，药物缀合物包括具有血清白蛋白结合特异性的免疫球蛋白重链可变结构域(VH)，或具有血清白蛋白结合特异性的免疫球蛋白轻链可变结构域(VL)，和共价键合所述VH或VL的药物，前提条件是药物缀合物不是单个连续多肽链。优选药物缀合物包括单个结合血清白蛋白的VH或单个结合血清白蛋白的VL。特定的实施方案中，药物缀合物包括结合人血清白蛋白的VκdAb并包括选自SEQ IDNO：10、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQID NO：14、SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：24、SEQ ID NO：25和SEQ ID NO：26的氨基酸序列。其他实施方案中，药物缀合物包括结合人血清白蛋白的VHdAb并包括选自SEQ ID NO：16、SEQ ID NO：17、SEQ ID NO：18、SEQ ID NO：19、SEQ ID NO：20、SEQ ID NO：21SEQ ID NO：22和SEQ ID NO：23的氨基酸序列。
药物缀合物可以包括任何所需的药物并可以使用任何合适的方法制得。例如，药物可以通过合适的连接部分在一个或多个位置如氨基端、羧基端或通过氨基酸侧链直接或间接结合抗体的抗原结合片段，抗体结合血清白蛋白。一实施方案中，药物缀合物包括结合人血清白蛋白的dAb和多肽药物(例如，人IL-1ra或人IL-1ra的功能变体)，且多肽药物(例如，人IL-1ra或人IL-1ra的功能变体)的氨基端直接地或通过合适的连接体部分结合dAb的羧基端。另一个实施方案中，药物缀合物包括结合人血清白蛋白的dAb和促胰岛素药物(例如，GLP-1或GLP-1类似物)，且促胰岛素药物的氨基端是游离的(即，在缀合物中不是连接的或结合的)和羧基端直接或通过合适的连接体部分结合dAb的氨基端。其他实施方案中，药物缀合物包括结合人血清白蛋白的dAb和两个或多个共价键合dAb的不同药物。例如，第一个药物可以共价键合(直接或间接)dAb的羧基端和第二个药物可以共价键合(直接或间接)或通过侧链氨基(例如，赖氨酸的ε氨基)结合氨基端。优选的实施方案中，促胰岛素药物(例如，GLP-1或GLP-1类似物)的氨基端是游离的。可以使用选择性结合的公知方法来制得这样的药物缀合物。(参见，例如，Hermanson，G.T.BiocnjugateTechniques，Academic Press：San Diego，CA(1996))。
可以使用各种用于缀合药物和具有血清白蛋白结合特异性的抗体的抗原结合片段的方法。将根据待缀合的药物来选择特定的方法。如果需要，可以使用含有末端官能团的连接体来连接抗原结合片段和药物。通常，通过将含有反应性官能团(或修饰来含有反应性官能团)的药物与连接体反应或直接与结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段反应来实现缀合。通过使含有(或修饰来含有)可以在合适条件下与第二个化学基团反应因此形成共价键的化学部分或官能团的药物反应来形成共价键。如果需要，可以使用任何合适的方法将合适的反应性化学基团添加至抗原结合片段或连接体。(参见，例如，Hermanson，G.T.Biocnjugate Techniques，Academic Press：San Diego，CA(1996))。许多合适的反应性化学基团组合是本领域已知的，例如，胺基可以与亲电子基团如甲苯磺酸盐、甲磺酰酯、卤素(氯、溴、氟、碘)、N-羟基湖泊酰酯(NHS)等反应。硫醇可以与马来酰亚胺、吲哚乙酰基、丙烯酰基、吡啶二硫化物、5-硫醇-2-硝基苯甲酸硫醇(TNB-硫醇)等反应。醛官能团可以结合含有胺或酰肼的分子，叠氮基可以与三价含磷基团反应来形成氨基磷酸酯或磷酰亚胺键。将活性基团引入分子中的合适方法是本领域已知的(参见，例如，Hermanson，G.T.Biocnjugate Techniques，Academic Press：San Diego，CA(1996))。
一些实施方案中，通过两个硫醇反应来形成二硫键将具有血清白蛋白结合特异性的抗体的抗原结合片段结合药物。其他实施方案中，通过异硫氰酸盐基团和伯胺反应来产生异硫脲键将具有血清白蛋白结合特异性的抗体的抗原结合片段结合药物。
合适的连接体部分可以是直链或支链的，并包括，例如，四乙二醇、C2-C12乙烯、-NH-(CH2)p-NH-或-(CH2)p-NH-(其中p是一至十二)、-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH-NH-、包括1至约100个(优选1至约12)氨基酸的多肽链等。
非共价药物缀合物
一些非共价键(例如，氢键、范德华相互作用)可以产生稳定的、高度特异性的分子间连接。例如，在互补结合伴侣之间通过多个非共价键获得的分子识别相互作用成为许多重要生物相互作用的基础，如酶与底物的结合、抗体对抗原的识别、配体与其受体的结合以及蛋白质和肽的三维结构的稳定。因此，可以使用这样的弱非共价相互作用(例如，氢键、范德华相互租用、静电相互租用、疏水性相互租用等)来将药物结合具有血清白蛋白结合特异性的抗体的抗原结合片段。
优选，连接抗原结合片段和药物的非共价键是足够强的，使得抗原结合片段和药物在体内条件(例如，给药于人时)下彼此保持实质性的结合。通常，连接抗原结合片段和药物的非共价键具有至少约1010M-1的强度。优选的实施方案中，非共价键的强度为至少约1011M- 1、至少约1012M-1、至少约1013M-1、至少约1014M-1或至少约1015M-1。已知生物素和抗生物素蛋白之间以及生物素和抗生蛋白链菌素之间的相互作用在许多条件下是非常有效和稳定的，并且如在此所述的，生物素和抗生物素蛋白之间或生物素和抗生蛋白链菌素之间的非共价键可以用来制备本发明的非共价药物缀合物。
可以在具有血清白蛋白特异性的抗体的抗原结合片段和药物之间直接形成非共价键，或可以在合适的互补结合伴侣之间形成(例如，生物素和抗生物素蛋白或抗生蛋白链菌素)，其中一个伴侣与药物共价键合，互补的结合伴侣与抗原结合片段共价键合。使用互补结合伴侣时，结合伴侣之一可以直接或通过合适的连接体部分与药物共价键合，互补结合伴侣可以直接或通过合适的连接体部分与结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段共价键合。
互补结合伴侣是成对的选择性彼此结合的分子。许多互补结合伴侣是本领域已知的，例如，抗体(或其抗原结合片段)与其同源的抗原或抗原决定部位，酶与其底物，以及受体与其配体。优选的互补结合伴侣是生物素和抗生物素蛋白，以及生物素和抗生蛋白链菌素。
可以如上所述完成互补结合对的成员与具有血清白蛋白结合特异性的抗原结合片段或药物的直接或间接共价键合，例如，通过将含有反应性官能团(或修饰来含有反应性官能团)的互补结合伴侣与结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段反应，使用或没用连接体。将根据待缀合的化合物(例如，药物、互补结合伴侣、结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段)来选择特定的方法。如果需要，可以使用含有末端反应性官能团的连接体(例如，同型双功能连接体、杂双功能连接体)来连接抗原结合片段和/或药物与互补结合伴侣。一实施方案中，可以使用含有两个不同反应部分的杂双功能连接体。可以选择杂双功能连接体，使得反应部分之一与具有血清白蛋白结合特异性的抗体的抗原结合片段或药物反应，且另一个反应部分与互补结合伴侣反应。可以使用任何合适的连接体(例如，杂双功能连接体)并且许多这样的连接体是本领域已知的并是商业来源可获得的(例如，PierceBiotechnology，Inc.，IL)。
组合物以及治疗和诊断方法
提供了含有本发明药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)的组合物，包括药物或生理组合物(例如，用于人和/或牲畜给药)。药物或生理组合物包括一种或多种药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)，和药物学上或生理学上可接受的载体。通常，这些载体包括水或醇/水溶液、乳浊液或悬浮液，包括盐水和/或缓冲介质。非肠道载体包括氯化钠溶液、Ringer’s葡萄糖、葡萄糖和氯化钠和乳酸盐化Ringer’s。合适的生理学上可接受的佐剂，如果需要将多肽复合物保持于悬浮液中，可以选自增稠剂，如羧甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、明胶和藻朊酸盐。静脉内载体包括流体以及营养补充剂和电解质补充剂，如基于Ringer’s葡萄糖的那些。防腐剂和其他佐剂，如抗微生物剂、抗氧化剂、螯合剂和惰性气体，也可以存在(Mack(1982)Remington’s PharmaceuticalSciences，第16版)。
组合物可以包括所需量的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)。例如，组合物可以包括约5％至约99％重量的药物缀合物、非共价药物缀合物或药物融合体。特定的实施方案中，组合物可以包括约10％至约99％、或约20％至约99％、或约30％至约99％或约40％至约99％、或约50％至约99％、或约60％至约99％、或约70％至约99％、或约80％至约99％、或约90％至约99％、或约95％至约99％重量的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)。在一个实施例中，组合物是冷冻干燥的(冻干)。
在此所述的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)通常在预防、抑制或治疗以下病症中发现用途，这些病症为炎症状态(例如，急性和/或慢性炎症疾病)，如慢性梗塞性肺病(例如，慢性支气管炎、慢性梗塞性支气管炎、气肿)、过敏性超敏、癌症、细菌或病毒感染、肺炎，如细菌性肺炎(例如，葡萄球菌肺炎)、自体免疫失调(其包括，但不限于，I型糖尿病、多发性硬化、关节炎(例如，骨关节炎、类风湿性关节炎、青少年类风湿性关节炎、银屑病关节炎、狼疮关节炎、脊柱关节病(例如，强直性脊柱炎))、全身性红斑狼疮、炎性肠病(例如，节段性回肠炎、溃疡性结肠炎)、Behcet’s综合症和重症肌无力)、子宫内膜异位、牛皮癣、腹部粘附(例如，腹部手术后)、哮喘和脓毒性休克。在此所述的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)可以用于预防、抑制或治疗疼痛，如慢性或急性外伤疼痛、慢性或急性神经痛、急性或慢性肌肉骨骼疼、慢性或急性癌症疼痛等。还可以给药在此所述的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)用于诊断目的。
使用在此所述的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)可以预防、抑制或治疗的癌症包括淋巴瘤(例如，B细胞淋巴瘤、急性骨髓淋巴瘤、霍奇金淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤)、骨髓瘤(例如，多发性骨髓瘤)、肺癌(例如，小细胞肺癌、非小细胞肺癌)、结直肠癌、头颈部癌、胰腺癌、肝癌、胃癌、乳癌、卵巢癌、膀胱癌、白血病(例如，急性骨髓性白血病、慢性骨髓性白血病、急性淋巴性白血病、慢性淋巴性白血病)、腺癌、肾癌、haematopoetic癌(例如，骨髓发育不良综合症、骨髓增生性失调(例如，真性红血球增多症、基础(或原发性)血小板增多症、先天性骨髓纤维化)等。
在此所述的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)还适用于预防、抑制或治疗子宫内膜异位、纤维化、不育症、早产、勃起障碍、骨质疏松、糖尿病(例如，II型糖尿病)、生长失调、HIV感染、呼吸窘迫综合征、肿瘤和尿床。
本发明的优选实施方案中涉及根据本发明的化合物用于制备治疗高血糖、2型糖尿病、葡萄糖耐量异常、1型糖尿病、肥胖症、高血压、综合征X、血脂异常、(β-细胞凋亡、j3-ce)i不足、心肌梗塞、炎性肠综合征、消化不良、认识失调，例如，认知增强、神经保护、动脉粥样硬化、冠心病和其他心血管疾病药物的用途。在用于这些适应症的特定实施方案中，药物选自促胰岛素剂、肠促胰岛素、胰高血糖素-样1肽、GLP-1肽、GLP-1类似物、GLP-1衍生物、PYY、PYY肽、PYY类似物、PYY衍生物、Exendin-3、Exendin-3肽、Exendin-3类似物、Exendin-3衍生物、Exendin-4、Exendin-4肽、Exendin-4类似物、Exendin-4衍生物或这些中两种或多种的组合(例如，GLP-1肽和PYY肽)。
本发明的另一个实施方案涉及根据本发明的化合物用于制备治疗小肠综合征、炎性肠综合征或节段性回肠炎药物的用途。用于这些适应症的特定实施方案，药物选自促胰岛素剂、肠促胰岛素、胰高血糖素-样1肽、GLP-1肽、GLP-1类似物、GLP-1衍生物、PYY、PYY肽、PYY类似物、PYY衍生物、Exendin-3、Exendin-3肽、Exendin-3类似物、Exendin-3衍生物、Exendin-4、Exendin-4肽、Exendin-4类似物、Exendin-4衍生物或这些中两种或多种的组合(例如，GLP-1肽和PYY肽)。
另一个实施方案中，本发明涉及根据本发明的化合物用于制备治疗高血糖、1型糖尿病、2型糖尿病或β-细胞不足药物的用途。用于这些适应症的特定实施方案中，药物选自促胰岛素剂、肠促胰岛素、胰高血糖素-样1肽、GLP-1肽、GLP-1类似物、GLP-1衍生物、PYY、PYY肽、PYY类似物、PYY衍生物、Exendin-3、Exendin-3肽、Exendin-3类似物、Exendin-3衍生物、Exendin-4、Exendin-4肽、Exendin-4类似物、Exendin-4衍生物或这些中两种或多种的组合(例如，GLP-1肽和PYY肽)。
用根据本发明的化合物的治疗还可以结合第二种或更多药物学活性物质，其可以是药物缀合物或融合体的一部分。例如，活性物质选自抗糖尿病剂、抗肥胖症剂、食欲调节剂、抗高血压剂、用于治疗和/或预防由糖尿病引起或糖尿病相关并发症的药剂和用于治疗和/或预防由肥胖症引起或肥胖症相关并发症和失调的药剂。在本发明的内容中，表述“抗糖尿病剂”包括用于治疗和/或预防胰岛素抗药性和其中胰岛素抗药性是病理生理机制的疾病的化合物。
这些药物学活性物质的实例是：胰岛素、GLP-1激动剂、磺脲(例如，甲苯磺丁脲、格列苯脲、格列吡嗪和格列齐特)、双胍，例如，二甲双胍、meglitinide、葡糖苷酶抑制剂(例如，acorbose)、胰高血糖素拮抗剂、DPP-IV(二肽酰肽酶-IV)抑制剂、涉及刺激糖原异生和/或糖原分解的肝脏酶的抑制剂、葡萄糖吸收调节剂、噻唑二酮，如troglitazone和ciglitazone，调节脂质代谢的化合物，如抗高脂血剂，如HMG CoA抑制剂(斯他汀类)，降低食物摄入的化合物，RXR激动剂和作用于β-细胞的ATP-依赖性钾通道的药剂，例如，格列苯脲、格列吡嗪、格列齐特和瑞格列那；消胆胺、考来替泼、吉非贝齐、lovastatin、普伐他汀、辛伐他汀、普罗布考、右旋甲状腺素、neteglinide、瑞格列奈；(β-阻断剂如alprenolol、阿替洛尔、噻吗洛尔、pindolol、普萘洛尔和美托洛尔，ACE(血管紧张素转化酶)抑制剂如benazepril、卡托普利、依那普利、福辛普利、赖诺普利、alatriopril、喹那普利和雷米普利，钙通道阻断剂如硝苯地平、非洛地平、尼卡地平、伊拉地平、尼莫地平、地尔硫
Figure G200580047647920070806D000611
和verapamil，以及a-阻断剂如多沙唑嗪、乌拉地尔、哌唑嗪和特拉唑嗪；CART(可卡因-苯丙胺相关转录产物)激动剂、NPY(神经肽Y)拮抗剂、MC4(黑皮酥4)激动剂、orexin拮抗剂、TNF(肿瘤坏死因子(激动剂、CRF(促肾上腺皮质激素释放因子)激动剂、CRF BP(促肾上腺皮质激素释放因子结合蛋白)拮抗剂、urocortin激动剂、β3激动剂、MSH(黑素细胞刺激激素)激动剂、MCH(黑素细胞浓缩激素)拮抗剂、CCK(胆囊收缩素)激动剂、serotonin再吸收抑制剂、serotonin和noradrenaline再吸收抑制剂、混合的serotonin和noradrenergic化合物、5HT(serotonin)激动剂、bombesin激动剂、galanin拮抗剂、生长激素、生长激素释放化合物、TRH(thyreotropin释放激素)激动剂、UCP2或3(解偶联蛋白2或3)调节剂、leptin激动剂、DA激动剂(bromocriptin、doprexin)、脂酶/淀粉酶抑制剂、RXR(视黄醇X受体)调节剂、TRβ激动剂；组胺H3拮抗剂。
更多的胰岛素可以是以下类似物之一的形式：AspB28-人胰岛素、LysB28，ProB29-人胰岛素、LysB3 GluB29-人胰岛素、GlyA21，ArgB31，ArgB32-人胰岛素和des(B30)人胰岛素。
更多其他的活性药物包括，人生长激素或其类似物、甲状旁腺激素或其类似物、生长因子如血小板产生的生长因子(PDGF)、转化生长因子α(TGF-α)、转化生长因子-β(TGF-β)、上皮生长因子(EGF)、血管上皮生长因子(VEGF)、促生长因子如胰岛素生长因子I(IGF-I)、胰岛素生长因子II(IGF-II)、促红细胞生成素(EPO)、血小板生成素(TPO)或血管生成素、干扰素、尿激酶原、尿激酶、组织血纤蛋白溶酶原激活因子(t-PA)、血纤蛋白溶酶原激活因子抑制剂1、血纤蛋白溶酶原激活因子抑制剂2、冯威勒布兰德氏因子、细胞因子，例如，白细胞间介素如白细胞间介素(IL)1、IL-1Ra、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-9、IL-11、IL-12、IL-13、IL-15、IL16、IL-17、IL-18、IL-20或IL-21、集落刺激因子(CFS)如GM-CFS、干细胞因子、肿瘤坏死因子如TNF-α、淋巴细胞毒素-α、淋巴细胞毒素-β、CD40L或CD30L、蛋白酶抑制剂，例如，抑肽酶、人促卵泡激素或其类似物、酶如超氧物歧化酶、天冬酰胺酶、精氨酸酶、精氨酸脱氨酶、腺苷脱氨酶、核糖酶、过氧化氢酶、尿酸酶、胆红素氧化酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性磷酸酶、3-葡萄糖醛酸酶、嘌呤核苷磷酸化酶或类凝血酶、镇静剂，例如，内啡肽、脑啡肽或非天然镇静剂，激素或神经肽，例如，降钙素，胰高血糖素，胃泌素，促肾上腺皮质激素(ACTH)，缩胆囊肽，促黄体激素，促性腺激素-释放激素，绒膜促性腺激素，促肾上腺皮质激素-释放因子，后叶加压素，催产素，抗利尿激素，甲状腺刺激激素，促甲状腺激素释放激素，松弛素，催乳激素，肽YY，神经肽Y，胰多肽，leptin，CART(可卡因-苯丙胺相关转录产物)，CART相关肽，脂滴包被蛋白，黑素皮质素(黑素细胞-刺激激素)如MC-4，黑色素浓缩激素，促尿钠排泄肽，肾上腺髓质素，内皮素，分泌素，amylin，血管活性肠肽(VIP)，垂体腺苷酸环化酶激活多肽(PACAP)，bombesin，bombesin-样肽，胸腺素，肝素结合蛋白，可溶性CD4，hypothalmic释放因子，褪黑激素及其类似物。
还可以给药在此所述的药物缀合物或药物融合体用于诊断目的或作为成像剂。
在本发明的应用中，术语“防止”涉及在疾病诱导之前给药保护性的组合物。“抑制”指的是诱导事件之后但在疾病临床显现之前给药组合物。“治疗”涉及在疾病症状变得明显之后给药保护性的组合物。
可以用于筛选药物组合物(例如，药物缀合物，非共价药物缀合物、药物融合体)在保护或治疗疾病中有效性的动物模型系统是可获得的。用于测试易感大鼠中全身性红斑狼疮(SLE)的方法是本领域已知的(Knight等，(1978)，J.Exp.Med.，147：1653；Reinersten等(1978)New Eng.J.Med.，299：515)。通过用来自另一个物种的可溶性AchR蛋白诱导疾病在SJL/J雌性小鼠中测试重症肌无力(MG)(Lindstrom等，(1988)Adv.Immunol.，42：233)。通过注射II型胶原在小鼠易感株系中诱导关节炎(Stuart等(1984)Ann.Rev.Immunol.42：233)。已经描述了通过注射分枝杆菌热击蛋白在易感大鼠中诱导佐剂性关节炎的模型(Van Eden等，(1988)，Nature，331：171)。可以在其中通过关节内注射胶原酶诱导关节炎的鼠模型中测定治疗骨关节炎的有效性(Blom，A.B.等，Osteoarthritis Cartilage 12：627-635(2004)。按照所述的通过给药甲状腺球蛋白在小鼠中诱导甲状腺炎(Maron等，(1980)J.Exp.Med.152：1115)。胰岛素依赖型糖尿病(IDDM)自然地产生或可以在特定的小鼠株系中诱导，如Kanasawa等，(1984)Diabetologia，27：113所述的那些。小鼠和大鼠中的EAE作为人MS的模型。在该模型中，通过给药髓磷脂碱性蛋白来诱导脱髓鞘疾病(参见Paterson(1986)Textbook of Immunopathology，Mischer等，编辑，Crune和Stratton，New York，pp.179-213；McFarlin等(1973)Science，179：478：和Satoh等(1987)J.Immunol.，138：179)。
本发明的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)可以用作分开给药的组合物或结合其他药剂。这些可以包括各种免疫治疗药物，如cylcosporine、氨甲喋呤、阿霉素或顺铂、免疫毒素等。药物组合物可以包括各种细胞毒素或其他药剂的“混合物”。结合本发明的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)，或包括不同药物的根据本发明的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物组合物、药物融合体)的药物组合物的组合。
依照任何合适的技术将药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)给药于任何个体或患者。各种给药途径是可能的，包括，例如，口服、饮食、局部、经皮、直肠、非肠道(例如，静脉内、动脉内、肌内、皮下、皮内、腹膜内、鞘内、关节内注射)和吸入(例如，支气管内、鼻内或口服吸入、鼻内滴液)给药途径，取决于药物组合物和待治疗的疾病或病症。给药可以是所示的局部的或全身的。优选的给药模式可以根据选定的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)和待治疗的病症(例如，疾病)而改变。给药的剂量和频率将取决于患者的年龄、性别和状况，其他药物的同时给药，临床医师考虑的conterindication和其他参数。给药药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)的治疗有效量。治疗有效量是在给药的条件下足以获得所需治疗效果的含量。
本发明的优选实施方案中，根据本发明含有GLP-1药物或GLP-1类似物或衍生物的药物组合物可以非肠道给药于需要这样治疗的患者。非肠道给药可以通过注射器任选笔式注射器通过皮下、肌内或静脉内注射来进行。或者，可以通过灌输泵来进行非肠道给药。进一步的选项是粉末或液体的组合物用于以鼻或肺喷雾形式给药GLP-1药物或GLP-1类似物或衍生物。作为再一选项，本发明的GLP-1药物或GLP-1类似物或衍生物还可以经皮给药，例如从贴膏，任选离子导入贴剂，或经粘膜，例如，颊给药。其他实施方案中，可以口服给药组合物，例如作为丸剂、胶囊、饮剂(例如，市售的作为肥胖症治疗的减轻体重饮料)。
可以按照例如WO03/002136(在此引入作为参考)中所述的来制备用于非肠道给药GLP-1化合物的组合物。
可以按照例如欧洲专利No.272097(Novo Nordisk A/S)或WO93/18785(在此全部引入作为参考)中所述的来制备用于特定肽的鼻给药的组合物。
在此限定的术语“患者”或“个体”包括动物，如哺乳动物，包括但不限于，灵长类(例如人)、牛、绵羊、山羊、马、狗、猫、兔子、豚鼠、大鼠、小鼠或其他牛、绵羊、马、犬、猫、啮齿动物或鼠科种。
药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)可以作为中性化合物或作为盐来给药。可以获得含有胺或其他碱基的化合物(例如，药物组合物、药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)的盐，例如，通过与合适的有机或无机酸反应，如氯化氢、溴化氢、乙酸、高氯酸等。具有季胺基团的化合物还含有反阳离子，如氯、溴、碘、醋酸盐、高氯酸盐。可以通过与合适的碱反应来制备含有羧酸或其他酸官能团的化合物的盐，碱例如为，氢氧化碱。酸性官能团的盐含有反阳离子，如钠、钾等。
本发明还提供了用于将药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)给药于患者(例如，病人)的药盒，该药盒包括药物组合物(例如，药物组合物、非共价药物组合物、药物融合体)、药物传送装置和任选的使用说明书。可以以制剂如冻干制剂来提供药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)。特定实施方案中，药物传送装置选自注射器、吸入器、鼻内或眼睛给药装置(例如，mister，眼睛或鼻滴管)和无针注射装置。
可以将本发明的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)冻干，用于存储和在使用前在合适载体中重建。可以使用任何合适的冻干方法(例如，喷雾干燥、滤饼干燥)和/或重建技术。本领域技术人员将认识到冻干和重建将导致不同程度的抗体活性损失(例如，对于常规免疫球蛋白，IgM抗体易于具有比IgG抗体更高的活性损失)，并认识到可以调节使用水平来补偿。特定的实施方案中，本发明提供了含有如在此所述的冻干(冷冻干燥)药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)的组合物。优选，冻干(冷冻干燥)药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)在水合时，其活性损失不超过约20％、或不超过约25％、或不超过约30％、或不超过约35％、或不超过约40％、或不超过约45％、或不超过约50％(例如，对于血清白蛋白的结合活性)。活性是在冻干之前产生药物组合物效果需要的药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)的含量。例如，获得并维持所需血清浓度一段所需时间需要的药物缀合物或药物融合体的含量。可以在冻干前使用任何合适的方法来测定药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)的活性，并可以使用相同方法在复水后测量活性来测定损失的活性量。
可以给药含有药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)或其混合物的组合物用于预防性和/或治疗性处理。特定的治疗应用中，将给药条件下足以获得所需治疗或预防效果的含量定义为“治疗有效量或剂量”，这些效果如选定细胞群的至少部分抑制、遏制、调节、杀灭或一些其它可测量参数。获得该剂量需要的含量将取决于疾病的严重程度和病人自身免疫系统和一般健康的一般状态，但通常为约10μg/kg至约80mg/kg，或约0.005至5.0mg药物缀合物或药物融合体每公斤体重，更常使用0.05至2.0mg/kg/剂的剂量。例如，可以每天(例如，每天高达四次给药)、每两天、每三天、每周两次、每周一次、每两周一次、一月一次或每两月一次给药本发明的药物组合物(例如，药物融合体、药物缀合物、非共价药物缀合物)，以剂量，例如，约10μg/kg至约80mg/kg、约100μg/kg至约80mg/kg、约1mg/kg至约80mg/kg、约1mg/kg至约70mg/kg、约1mg/kg至约60mg/kg、约1mg/kg至约50mg/kg、约1mg/kg至约40mg/kg、约1mg/kg至约30mg/kg、约1mg/kg至约20mg/kg、约1mg/kg至约10mg/kg、约10μg/kg至约10mg/kg、约10μg/kg至约5mg/kg、约10μg/kg至约2.5mg/kg、约1mg/kg、约2mg/kg、约3mg/kg、约4mg/kg、约5mg/kg、约6mg/kg、约7mg/kg、约8mg/kg、约9mg/kg或约10mg/kg。
对于预防性应用，含有药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)或其混合物的组合物也可以以相似或略低的剂量给药。含有根据本发明药物组合物(例如，药物缀合物、非共价药物缀合物、药物融合体)的组合物可以用于预防性和治疗性环境中来帮助缓解、灭活、杀灭或去除哺乳动物中选择的靶细胞群。
实施例
白细胞间介素1受体拮抗剂(IL 1-ra)是通过竞争性抑制IL-1结合白细胞间介素1受体(IL-1R1)而阻断IL-1生物活性的拮抗剂。应答炎症刺激物诱导了IL-1并介导了各种生物应答，包括炎症和免疫应答。IL-1具有各种活性，包括软骨降解和骨吸收的刺激。在类风湿性关节炎病人中，局部产生的IL-1的含量升高了且天然产生的IL1-ra的水平不足以竞争这些异常升高的含量。存在几种可用于RA的处理，包括疾病改变抗风湿病药物(DMARDS)，如氨甲喋呤，和生物制剂如
Figure G200580047647920070806D000661
(anakinra、Amgen)。
Figure G200580047647920070806D000662
(anakinra、Amgen)是人白细胞间介素-1受体拮抗剂的重组、非糖基化形式，由153个氨基酸构成并具有17.3千道尔顿的分子量。(
Figure G200580047647920070806D000663
(anakinra、Amgen)的氨基酸序列对应于天然产生IL-1ra中的152个氨基酸和另外的N-端蛋氨酸)。
Figure G200580047647920070806D000664
Figure G200580047647920070806D000665
(anakinra、Amgen)适用于降低具有一种或多种DMARD无效的18岁年龄或更大患者中中度至严重类风湿性关节炎的信号和症状。剂量是单次使用每日皮下注射100mg药物。Tβ1/2是4-6小时且71％病人在14-28天内产生注射部位反应。
在此我们证明了连接治疗多肽和血清-白蛋白结合dAb形成化合物，其(i)具有与治疗多肽单独相似的活性和(ii)还结合血清白蛋白。此外，本发明提供了形成长血清半衰期形式治疗多肽的方法。例如，我们已经将血清白蛋白结合dAb结合IL 1-ra，这形成了血清半衰期长于IL 1-ra单独的化合物。
实施例1结合小鼠、大鼠和人血清白蛋白的结构域抗体的选择
该实施例说明了制备对准血清白蛋白的单结构域抗体(dAb)的方法。描述了对准小鼠血清白蛋白(MSA)、人血清白蛋白(HSA)和大鼠血清白蛋白(RSA)的dAb的选择。
按照WO2004/003019A2中所述的来选择对准小鼠血清白蛋白的dAb。使用了三个人噬菌体展示抗体文库。每个文库基于VH(V3-23/DP47和JH4b)或Vκ(o12/o2/DPK9和Jκ1)的单个人框架，VH和Vκ具有在互补性决定片段(CDR1、CDR2和CDR3)中引入的NNK密码子编码的侧链多样性。
文库1(VH)
多样性位置在：H30、H31、H33、H35、H50、H52、H52a、H53、H55、H56、H58、H95、H97、H98
文库大小：6.2×109
文库2(VH)：
多样性位置在：H30、H31、H33、H35、H50、H52、H52a、H53、H55、H56、H58、H95、H97、H98、H99、H100、H100A、H100B。
文库大小：4.3×109
文库3(Vκ)
多样性位置在：L30、L31、L32、L34、L50、L53、L91、L93、L94、L96
文库大小：2×109
已经预选了VH和Vκ文库，用于各自结合种属配体蛋白A和蛋白L，使得选定文库中的大部分克隆是功能性的。以上所示的文库大小对应于预选后的大小。
使用各自分开的文库对血清白蛋白进行两轮选择。对于每次选择，将抗原以4mL PBS中100μg/ml的浓度涂覆在免疫管(nunc)上。在第一轮的选择中，将三个文库中的每一个对HSA(Sigma)或MSA(Sigma)分开涂布。在第二轮选择中，将来自六个第一轮选择中每一个的噬菌体对(i)相同抗原再次(例如，第一轮MSA、第2轮MSA)和(ii)对互换的抗原(例如，第1轮MSA，第2轮HSA)涂布，形成总共12轮选择。在每种情况中，第二轮选择后，测试48个克隆与HSA和MSA的结合。按照对于scFv片段所述的产生可溶性dAb片段，Harrison等，Methods Enzymol.1996；267：83-109，并遵照标准ELISA方案(Hoogenboom等，(1991)Nucleic Acids Res.，19：4133)，除了将2％吐温PBS用作阻断缓冲剂并用蛋白质L-HRP(Sigma)(用于VκS)和蛋白质A-HRP(Amersham Pharmacia Biotech)(用于VHS)来检测结合的dAb。
以ELISA不溶性形式测试给予表示结合MSA、HSA或两者的高出背景信号的dAb，只结合塑料但全部是血清白蛋白特异性的。然后将克隆测序(参见表1)，揭示已经鉴定出21个独特的dAb序列。选定的VκdAb克隆之间的最小相似性(在氨基酸水平)是86.25％((69/80)×100；所有多样化残基不同时的结果，例如，克隆24和34)。选定的VHdAb之间的最小相似性是94％((127/136)×100)。
接着，测试血清白蛋白结合dAb从溶液中捕获生物素化抗原的能力。遵照ELISA方案(如上)，除了用1μg/ml蛋白L(用于Vκ克隆)和1μg/ml蛋白A(用于VH克隆)覆盖ELISA平板。按照方案从溶液捕获可溶性dAb，并用生物素化MSA或HSA和抗生蛋白链菌素HRP来检测。已经根据制造商的说明制备了生物素化MSA和HSA，目的是获得每个血清白蛋白分子平均2个生物素。在ELISA中鉴定了二十四个从溶液中捕获生物素化MSA的克隆。这些中的两个克隆(以下的克隆2和38)还捕获了生物素化的HSA。接着，测试dAb结合涂覆于CM5 Biacore芯片上MSA的能力。在Biacore上发现八个结合MSA的克隆。
对于抗MSA-aAb，按照之前所述的选择对准人血清白蛋白和大鼠血清白蛋白的dAb，除了以下对方案的改变：合成VH结构域的噬菌体文库是文库4G，其是基于包括DP47种系基因和JH4片段的人VH3。通过诱变引入以下特定位置的多样性(使用NNK密码子；根据Kabat编号)，CDR1：30、31、33、35；CDR2：50、52、52a、53、55、56；和CDR3：4-12个多样化残基：例如，4G H11中H95、H96、H97和H98，以及4G H19中H95、H96、H97、H98、H99、H100、H100a、H100b、H100c、H100d、H100e和H100f。最后三个CRR3残基是FDY，因此CDR3长度在7-15个残基之间改变。文库包括＞1×1010单个克隆。
已经预选VH和Vκ文库的子集用于各自结合种属配体蛋白A和蛋白L，使得未选择文库中的大部分克隆是功能性的。以上所示文库的大小对应于预选后的大小。
使用分开的VH和Vκ文库的子集对大鼠和人血清白蛋白进行两轮选择。对于每次选择，将抗原(i)以4ml PBS中100μg/ml的浓度涂覆于免疫管(nunc)上，或(ii)生物素化，然后用于可溶性选择，接着在抗生蛋白链菌素珠子(第1轮中)和neutravidin珠子(第2轮中)上的捕获。(参见表1用于分离每个克隆的选择策略的详细内容)。在每种情况中，在第二轮选择后.测试24个噬菌体克隆与HSA或RSA的结合。
如果选择之一中显著比例的克隆在噬菌体ELISA中是阳性的，然后将该选择的DNA克隆至表达载体中，用于生产可溶性dAb，并挑选单个克隆。按照对于scFV片段所述的生产可溶性dAb片段，Harrison等(Methods Enzymol.1996；267：83-109)，并遵照标准ELISA方案(Hoogenboom等，(1991)Nucleic Acids Res.，19：4133)，除了将2％吐温PBS用作阻断缓冲剂并用抗-myc-HRP检测结合的dAb。然后对于结合MSA、RSA或HSA筛选ELISA中的阳性克隆，使用BIACORE表面等离子共振装置(Biacore AB)。进一步分析结合MSA、RSA或HSA的dAb。然后将克隆测序并鉴定出独特的dAb序列。
表1.结合血清白蛋白的dAb的选择方案
  Dab   文库   R1选择   R2选择  Biacore结合
  DOM7r-1   4G Vκ   10μg/ml管RSA   10μg/ml管RSA   RSA
  DOM7r-3   4G Vκ   10μg/ml管RSA   10μg/ml管RSA   RSA
  DOM7r-4   4G Vκ   10μg/ml管RSA   10μg/ml管RSA   RSA、MSA
  DOM7r-5   4G Vκ   10μg/ml管RSA   10μg/ml管RSA   RSA
  DOM7r-7   4G Vκ   10μg/ml管RSA  10μg/ml管RSA   RSA、MSA
  DOM7r-8   4G Vκ   10μg/ml管RSA  10μg/ml管RSA   RSA、MSA
  DOM7h-1   4G Vκ   10μg/ml管HSA  10μg/ml管HSA   HSA
  DOM7h-2   4G Vκ   可溶性100nM HSA  可溶性50nMHSA   HSA
  DOM7h-3   4G Vκ   10μg/ml管HSA  10μg/ml管HSA   -
  DOM7h-4   4G Vκ   10μg/ml管HSA  10μg/ml管HSA   -
  DOM7h-6   4G Vκ
  DOM7h-7   4G Vκ
  DOM7h-8   4G Vκ   可溶性200nM HSA  可溶性50nM HSA   HSA、RSA、MSA
  DOM7r-13   4G Vκ   可溶性200nM HSA  可溶性50nMHSA   RSA、HSA、MSA
  DOM7r-14   4G Vκ   可溶性200nM HSA  可溶性50nM HSA   RSA、HSA、MSA
  DOM7h-21   4G VH   100μg/ml HSA管  100μg/ml HSA管   HSA
  DOM7h-22   4G VH   100μg/ml HSA管  100μg/ml HSA管   HSA
  DOM7h-23   4G VH   100μg/ml HSA管  100μg/ml HSA管   HSA
  DOM7h-24   4G VH   100μg/ml HSA管  100μg/ml HSA管   HSA
  DOM7h-25   4G VH   100μg/ml HSA管  100μg/ml HSA管   HSA
  DOM7h-26   4G VH   100μg/ml HSA管  100μg/ml HSA管   HSA
  DOM7h-27   4G VH   100μg/ml HSA管  100μg/ml HSA管   HSA
然后进一步分析BIACORE芯片(Biacore AB)上结合血清白蛋白的dAb来获得关于亲和性的信息。使用覆盖血清白蛋白的CM5芯片(羧甲基化的葡聚糖基质)进行分析。流动细胞1是未涂覆的、阻断的阴性对照，流动细胞2覆盖HSA，流动细胞3覆盖RSA，流动细胞4覆盖MSA。将血清白蛋白固定于醋酸盐缓冲剂pH5.5中，使用BIACORE覆盖wizard，将其编程来瞄准覆盖材料的500共振单位(RU)。在大肠杆菌的周质中以200mL-500mL规模表达每种目标dAb并使用用于VH的蛋白A-流线型亲和树脂(Amersham，UK)和用于Vκ的蛋白L-琼脂糖亲和树脂(Affitech，Norway)分批吸收从上清液中纯化，接着用pH2.2的甘氨酸洗脱并缓冲交换至PBS。通过稀释至BIACORE HBS-EP缓冲剂中来制备各种浓度的dAb(5nM至5μM的范围)并流动通过BIACORE芯片。
通过使结合速率和解离速率曲线适合KD范围内dAb浓度产生的痕迹从BIACORE痕迹计算亲和性(KD)。鉴定具有不同血清白蛋白亲和性的dAb。10-100nM范围内包括的是DOM7h-8对HSA、DOM7h-2对HSA和DOM7r-1对RSA的亲和性。100nM至500nM范围内包括的是DOM7h-7对HSA、DOM7h-8对RSA和DOM7h-26对HSA的亲和性。500nM至5μM范围内包括的是DOM7h-23对HSA和DOM7h-1对HSA的亲和性。图6A-6C中包括了实例痕迹。
实施例2.格式化抗血清白蛋白抗体作为与IL-1受体拮抗剂(IL-1ra)的融合体
该实施例描述了制备包括IL-1ra和结合血清白蛋白的dAb的融合蛋白的方法。形成两个融合体，一个具有IL-1ra的dAb N-端(MSA16IL 1-ra)和一个具有IL-1ra的dAb C-端(IL1-ra MSA 16)。融合体的次序和载体显示于图2C和2D中。还产生了没有结合MSA的对照融合体，其序列显示于图2E中。
KINERET(anakina、Amgen)具有4-6小时的短半衰期，推荐的剂量方案要求每日注射。该方案在71％的情况中在14-28天内导致注射部位反应。因此，具有较长血清半衰期的人IL-1ra形式将是有益的并可以提高效率和降低给药频率。这些对于药物学都是理想的特征。
克隆
简而言之，按照以下详述的设计两个多克隆位点(MCS)并插入具有T7启动子的表达载体中。设计限制位点用于IL1-ra、dAb、GAS前导和连接体的插入。一个(MCS 1+3)编码具有IL-1ra的dAb N端的蛋白，另一个(MCS 2+4)编码具有IL1ra的dAb C-端的蛋白。
用于dAb IL-1ra融合体的克隆位点1+3
NdeI、填充物、SalI、NotI、填充物、XhoI、BamHI
gcgcatatgttagtgcgtcgacgtcaaaaggccatagcgggcggccgctgcaggtctcgagtgcgatggatcc
(SEQ ID NO：35)
用于IL1-radAb融合体的克隆位点2+4
NdeI、填充剂、StUI、SacI、填充剂、SalI、NotI、TAA TAA BamHI
gcgcatatgttaagcgaggccttctggagagagctcaggagtgtcgacggacatccagatgacccaggcggccgctaataa
ggatccaatgc(SEQ ID NO：36)
然后通过使用合适的限制酶消化MCS和连接编码前导的退火引物将GAS前导插入每个载体中。接着，以相似的方式插入编码连接体的连接体DNA。通过PCR(使用设计来添加所需限制位点的引物)从cDNA克隆获得编码IL-1ra的DNA并插入TOPO克隆载体。通过核酸测序证实正确序列后，从TOPO载体切除编码IL-1ra的DNA并连接含有前导和连接体的载体。最后，从dAb表达载体切除编码dAb的DNA并通过插入片段(通过凝胶过滤纯化的)和载体的SalI/NotI消化插入载体。
表达和纯化
在大肠杆菌的周质中表达MSA 16IL1-ra、IL1-ra MSA16和伪IL-1ra并使用蛋白L-琼脂糖亲和树脂(Affitech，Norway)的分批吸收接着用pH2.2甘氨酸洗脱从上清液中纯化。然后通过SDS-PAGE凝胶电泳接着库马西染色分析纯化的dAb。对于蛋白质之一(IL-1raMSA 16)，＞90％的蛋白质是预期大小的并因此分析活性而不需要进一步的纯化。另一种蛋白(MSA 16IL1-ra和伪IL-1ra)受到较小条带的污染并因此在pH9的RESOURSEQ离子交换柱上通过FPLC离子交换色谱来进一步纯化。使用0-500mM NaCl的线性盐梯度来洗脱蛋白质。通过SDS-PAGE凝胶电泳分析后，合并含有预期大小蛋白质的级分，产生＞90％纯度的合并部分。将该蛋白质用于进一步的分析。
实施例3.dAb IL1-ra融合体体外活性的测定
MRC-5IL-8测定
测试MSA 16IL-1ra融合体中和通过MRC-5细胞中的IL-1(ATCC登录号No.CCL-171；美国典型培养收集中心，Manassas，VA)诱导IL-8分泌的能力。该方法改编自Akeson，L.等(1996)Journal ofBiological Chemistry 271，30517-30523，其描述了HUVEC中通过IL-1诱导IL-8，使用MRC-5来替代HUVEC细胞系。简而言之，用dAbIL-1ra融合蛋白质或IL-1ra对照，和IL-1(100pg/mL)将涂布于微量滴定平板中的MRC-5细胞孵育过夜。孵育后，将上清液从细胞中吸出并通过夹层ELISA(R&D Systems)来测量IL-8浓度。
融合蛋白中IL-1ra的活性导致IL-8分泌的降低。将MSA16IL1-ra融合体的活性和IL-1raMSA16的活性引起的IL-8分泌降低与使用IL-1ra对照(重组人IL-1ra，R&D系统)所观察到的降低相比较。测定每种测试蛋白的中和剂量50(ND50)并列于表2中。
表2
  蛋白质   ND50
  IL-1ra   0.5nM
  MSA 16IL-1ra   2nM
  IL-1ra MSA16   8nM
结果证明了IL-1ra作为具有抗血清白蛋白dAb的融合构建体的一部分保留了活性。进一步研究MSA16IL-1ra蛋白来测定其药物动力学(PK研究)。
血清白蛋白、抗IL-1ra夹层ELISA
测试三种dAb/IL-1ra融合体结合血清白蛋白的能力并同时通过单克隆抗-IL ra抗体来检测。测试的融合体是MSA 16IL-1ra、IL-1raMSA16和伪IL-1ra。简而言之，用10μg/ml的小鼠血清白蛋白覆盖ELISA平板过夜，用0.05％吐温PBS洗涤5×，然后用4％MarvelPBS阻断1小时。阻断后，用0.05％吐温PBS将平板洗涤5×，然后用稀释于4％MPBS中的dAb、IL-1ra融合体各自孵育1小时。以1μM浓度和7个连续4-倍稀释度(即降至60pM)来孵育每种融合体。孵育后，用0.05％吐温PBS洗涤5×，然后用制造商推荐的稀释于4％MPBS中的兔子多克隆抗体(ab-2573)对人IL-1受体拮抗剂(Abcam，UK)的稀释度孵育1小时。该孵育后，用0.05％吐温PBS将平板洗涤5×，然后用稀释于4％MPBS中的1/2000稀释度的二抗(抗兔子IgG-HRP)孵育1h。用二抗孵育后，用0.05％吐温PBS将平板洗涤3×和PBS洗涤2×，然后用每孔50μlTMB微孔过氧化物酶底物(KPL，MA)发展并用每孔50μl HCl来停止反应。在450nM处阅读吸收值。
在夹层ELISA中以1μM浓度在高于2×背景水平来检测MSA16IL-1ra和IL-1raMSA16蛋白质。在降至3.9nM的稀释度在2×背景或更高来检测MSA 16IL-1ra，而仅在降至500nM的2×背景来检测IL-1raMSA16蛋白质。显示出MSA16IL-1ra融合体与血清白蛋白的结合对于血清白蛋白是特异性的，因为对照构建体(伪IL-1ra)没有结合血清白蛋白。
实施例4.小鼠PK研究中药物融合体血清半衰期的测定
A.小鼠中MSA结合dAb/HA抗原决定部位标记融合蛋白的血清半衰期的测定
在大肠杆菌的周质中表达MSA结合dAb/HA抗原决定部位标记融合蛋白并使用蛋白质L-琼脂糖亲和树脂(Affitech，Norway)的分批吸收接着用pH2.2的甘氨酸洗脱来纯化。在单次静脉内(i.v.)注射约1.5mg/kg至CD1柱系雄性动物后在小鼠中测定融合蛋白的血清半衰期。使用山羊抗-HA(Abcam，UK)捕获和用4％Marvel阻断的蛋白质L-HRP(Invitrogen，USA)检测通过ELISA来检测血清水平。用0.05％吐温-20PBS洗涤。在1×小鼠血清存在下设定已知浓度MSA结合dAb/HA融合体的标准曲线来确保与测试样品的相容性。用1区隔模型的模型化(WinNonlin Software，Pharsight Corp.，USA)显示出MSA结合dAb/HA抗原决定部位标记融合蛋白具有29.1小时的终止期t1/2和559hr.μg/ml的曲线下面积。这证明了超过短为仅有几分钟的HA抗原决定部位标记肽单独的预定半衰期内的极大提高。
该使用HA抗原决定部位标记作为药物模型的研究结果，证明了将药物制为具有结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段(例如，dAb)的药物融合体或药物缀合物时，可以延长药物的体内血清半衰期。
还测定了小鼠中抗-MSA dAb DOM7m-16和DOM7m-26，和没有结合MSA的对照dAb的体内半衰期。再者，含有HA抗原决定部位标记的DOM7m-16、DOM7m-26和对照dAb，作为药物(例如，肽药物)模型。该研究中，没有结合MSA的对照dAb，具有20分钟的体内半衰期，而DOM7m-16和DOM7m-26的体内半衰期明显延长。(图12)在进一步的研究中发现DOMm-16在小鼠中具有29.5小时的体内半衰期。
另一个研究中，评价了小鼠中含有HA抗原决定部位标记的DOM7h-8的体内半衰期(t1/2β)。用2个区隔模型(WinNonlinSoftware，Pharsight Corp.，USA)的模型化显示出DOM7h-8具有29.1小时的t1/2β。
这些使用HA抗原决定部位标记作为药物(例如，肽药物)模型研究中的每一个结果证明了将药物制为具有结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段(例如，dAb)的药物融合体或药物缀合物时，药物的体内血清半衰期显著延长。
B.小鼠中MSA结合dAb/IL-1ra融合蛋白的血清半衰期的测定
在大肠杆菌的周质中表达MSA结合dAb/IL-1ra融合蛋白(MSA16IL-1ra)并使用蛋白质L-琼脂糖亲和树脂(Affitech，Norway)的分批吸收接着用pH2.2的甘氨酸洗脱来纯化。在单次i.v.注射约1.5mg/kg至CD1柱系雄性动物后测定了小鼠中MSA 16IL-1ra(DOM7m-16/IL-1ra)、具有没有结合MSA的dAb的IL-1ra融合体(伪dAb/IL-1ra)和融合HA抗原决定部位标记物的抗-MSA dAb(DOM7m-16HA标记物)的体内半衰期。
通过IL-1ra夹层ELISA(R&D Systems，USA)分析血清水平。在1×小鼠血清存在下设定已知浓度dAb/IL-1ra融合体的标准曲线来确保与测试样品的相容性。使用WinNonlin药物动力学软件(PharsightCorp.，USA)来进行模型化。
预期与非MSA结合dAb与IL-1ra的融合体的对照相比较时，与抗-MSA dAb的IL-1ra融合体将显著提高血清半衰期。预测对照非MSA结合dAb/IL-1ra融合体具有短的半衰期。
研究的结果列于表3中，并显示出具有抗MSA dAb的IL-1ra融合体(DOM7m-16/IL-1ra)具有比具有没有结合MSA的dAb的IL-1ra融合体(伪dAb/IL-1ra)长约10倍的血清半衰期。结果还揭示了与伪/IL-1ra(AUC：1.5hr.μg/ml)相比较，对于DOM7m-16/IL-1ra存在＞200倍的浓度时间曲线下面积的提高(增加)(AUC：267hr.μg/ml)。
表3
  试剂   血清半衰期
  DOM7m-16/IL-1ra   4.3小时
  伪/IL-1ra   0.4小时
  DOM7m-16HA标记物   29小时
这些研究的结果证明了将药物制为具有结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段(例如，dAb)的药物融合体或药物缀合物时，药物的体内血清半衰期显著延长。
实施例5.大鼠中RSA结合dAb/HA抗原决定部位标记融合蛋白的血清半衰期的测定
在大肠杆菌的周质中表达具有C-端HA的抗大鼠血清白蛋白dAb，并使用用于Vk dAb的蛋白质L-琼脂糖亲和树脂(Affitech，Norway)的分批吸收和用于VH dAb的蛋白质A亲和树脂的分批吸收，接着用pH2.2的甘氨酸洗脱来纯化。为了测定血清半衰期，将一组4只大鼠给予单次i.v.注射1.5mg/Kg DOM7r-27、DOM7r-31、DOM7r-16、DOM7r-3或结合无关抗原的对照dAb(HEL4)。通过在7天时间段内从尾巴连续抽血来获得血清样品并使用覆盖于ELISA平板上的山羊抗-HA(Abcam，Cambridge UK)的夹层ELISA，接着用蛋白A-HRP(用于VH dAb)或蛋白L-HRP(用于VκdAb)检测来分析。在1×大鼠血清存在下设定已知浓度dAb的标准曲线来确保与测试样品的相容性。使用2个区隔模型的模型化(使用WinNonlin药物动力学软件(Pharsight Corp.，USA)的模型化来计算t1/2β和曲线下面积(AUC)(表4)。
表4
  试剂   支架   大鼠血清白蛋白的亲和性(KD)   t1/2β   AUC(μg.hr/mL)
  DOM7r-3   Vκ   12nM   13.7小时   224
  DOM7r-16   Vκ   1μM   34.4小时   170
  DOM7r-27   VH   250nM   14.8小时   78.9
  DOM7r-31   VH   5μM   5.96小时   71.2
该使用HA抗原决定部位标记作为药物模型的大鼠研究的结果，证明了将药物制为具有结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段(例如，dAb)的药物融合体或药物缀合物时，药物的体内血清半衰期显著延长。
人体中半衰期的预测
可以使用类比法(allometric scaling)从动物获得的半衰期数据来计算人体中dAb、药物融合体或药物缀合物的体内半衰期。将3种动物中测定的体内半衰期的对数对动物体重的对数作曲线。通过绘制的点画一条直线，并将直线的斜率和y-截距用于计算人体内的体内半衰期，使用公式logY＝log(a)+b log(W)，其中Y是人体内的体内半衰期，log(a)是y-截距，b是斜率，W是人的体重。使用体重约35克(例如，小鼠)、约260克(例如，大鼠)和约2710克的动物中获得的体内半衰期数据来产生直线。对于该计算，可以考虑人的体重为70,000克。
实施例6.胶原诱导的类风湿性关节炎的关节炎模型小鼠中抗-SAdAb/IL-1ra药物融合体的功效
测定了融合DOM7m-16/IL-1ra和IL-1ra在公认的类风湿性关节炎小鼠模型中(DBA/1小鼠中的II型胶原诱导的关节炎(CIA))的功效。在整个研究中，将小鼠饲养于标准2型笼子的测试设备中，圈养于20-24℃的HEPA-过滤的Scantainer中，使用12-小时亮12-小时暗的循环周期。随意提供食物(Harlan-Teklad通用膳食2016)和UV灭菌的水。在开始研究前将小鼠放入测试设备中至少7天来确保合适的适应(acclimitization)。
将7-8周大的DBA/1小鼠(从Taconic M和B获得，Domholtveg，Denmark)注射一次以1∶1比例乳化直至乳浊液稳定的Arthrogen-CIA佐剂和Arthrogen-CIA胶原(两者都是MD biosceiences)的乳浊液。认为将一滴乳浊液加入一烧杯水中形成固体块时，乳浊液是稳定的。然后给小鼠注射乳浊液。
乳浊液注射二十一天后，从研究中除去20只关节炎疾病最严重的动物，将剩余的小鼠分成10只动物一组(每组含有5只雄性和5只雌性)。如表5中所示的处理小鼠，所有处理以计算的浓度来传送，使得给药10ml/Kg。
表5
Figure G200580047647920070806D000781
从第21天至第49天每周记录关节炎严重程度的临床评分3次。在第49天将小鼠安乐死。如果存在12或更高的关节炎分值或具有严重的活动问题，将个别小鼠提前安乐死。
对于临床评分，根据以下的标准将每肢评分并将全部四肢的分值相加来产生该小鼠的总分。该方法对于每只小鼠得到0至16的分值。评分标准为：0＝正常；1＝轻度但的脚踝或腰有一定的红肿，或限于个别足趾的明显红肿，与受影响足趾的数目无关；2＝脚踝和腰的中度红肿；3＝整个爪包括足趾的严重红肿；4＝涉及多个关节的最大发炎肢。
使用来自个体小鼠的临床分值计算每个处理天每个处理组的组平均关节炎分值。将出于伦理原因从研究中退出的任何动物定位于最大16的分值。将组平均关节炎分值对时间作图(图13)。
使用Wilcoxon测试进行第49天的组平均关节炎分值的统计学分析。该统计学分析揭示了与盐水对照组(组6)相比较时，用DOM7m-16/IL-1ra(1mg/Kg或10mg/Kg(组3和4)处理的两个组在第49天已经显著提高了关节炎分值(各自为P＜1％和P＜0.05％显著水平)。相反，用1mg/Kg IL-1ra的处理(组1)在第49天没有导致显著提高关节炎分值，而用10mg/Kg IL-1ra的处理(组2)在P＜5％的显著水平导致显著提高。用
Figure G200580047647920070806D000791
(entarecept；ImmunexCorporation)的处理(组5)在第49天在P＜10％的显著水平导致关节炎分值显著提高。
与使用5mg/Kg
Figure G200580047647920070806D000792
(entarecept；Immunex Corporation)的标准处理(组5)相比较时，用10mg/Kg剂量DOM7m-16/IL-1ra的处理(组4)，在第49天提高关节炎分值中是有效的(在P＜0.5％水平的显著性)。此外，用较低1mg/Kg剂量DOM7m-16/IL-1ra的处理(组3)在第49天提高关节炎分值中比用相同剂量IL-1ra单独处理(组1)(在P＜10％水平的显著性)更有效。
研究的结果表明在该研究中特定剂量的DOM7m-16/IL-1ra比IL-1ra或
Figure G200580047647920070806D000793
(entarecept；Immunex Corporation)更有效。对IL-1ra的应答是剂量依赖性的，和预期的一样，对DOM7m-16/IL-1ra的应答也是剂量依赖性的。用1mg/Kg DOM7m-16/IL-1ra治疗的平均分值显著低于用10mg/kg IL-1ra治疗获得的平均分值。这些图示的结果(图13)表明在该研究中用DOM7m-16/IL-1ra的处理约比IL-1ra有效10倍。
即使DOM7-16/IL-1ra融合蛋白含有约一半数量的IL-1受体结合抗原决定部位，观察到DOM7m-16/IL-1ra这种上等的功效，如重量基的IL-1ra(例如，1mg的DOM7m-16/IL-1ra(MW≈31.2kD)含有约一半数量的IL-1受体结合抗原决定部位作为1mg的IL-1ra(MW≈17.1kD)。
该研究的结果证明了结合血清白蛋白的dAb可以连接IL-1ra(对于RA临床上证明有效的疗法)且所得到的药物融合体具有长的血清半衰期特征(dAb给予的)和IL-1受体结合特征(IL-1ra给予的)。由于药物融合体的血清停留时间，治疗CIA有效的DOM7-16/IL-1ra的剂量相对于IL-1ra显著降低。
该研究的结果证明了除了延长的半衰期和提高的AUC的益处，以具有结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段(例如，dAb)的药物融合体或药物缀合物制备的药物是提供超过药物单独优势的高度有效的治疗剂。例如，如在小鼠CIA模型中证明的，较低剂量的药物融合体是有效的并与IL-1ra单独相比较，抑制了关节炎症和由IL-1引起的关节损伤更长的时间段，并提供了更大的对抗疾病进程的保护。实施例7.抗SA dAb/Saporin非共价药物缀合物
核糖体-灭活蛋白Saporin(抗癌药物)对变性剂和蛋白酶是高度稳定的并已经用作T淋巴细胞的靶向毒素。通过生物素-抗生蛋白链菌素连接结合Saporin和DOM7h-8来制备非共价药物缀合物。用该非共价药物缀合物获得的结果证明了与药物结合时DOM7h-8保留了血清白蛋白结合特征。
通过在HB2151细胞中重组核酸的表达来制备各种称为DOM7h-8cys的DOM7h-8变体，其中位置108(SEQ ID NO：24的氨基酸108)的C-端精氨酸由半胱氨酸残基替代。使细胞生长并在通过离心回收上清液之前在过夜表达自体诱导TB readymix(Merck KGa，Germany)中30℃诱导72小时。使用蛋白质L-琼脂糖上的亲和性捕获从上清液中纯化DOM7h-8cys。然后用10柱体积2×PBS洗涤树脂并用0.1M pH2的甘氨酸洗脱DOM7h-8cys。用0.2×体积的Tris pH8中和洗脱的DOM7h-8cys并浓缩至1mg/ml(使用CENTRICON 20ml浓缩器(Millipore Corp.，MA)。
使用NAP5脱盐柱(CE Healthcare/Amersham Biosciences，NJ)将浓缩的DOM7h-8cys缓冲交换至PBS并测定浓度。然后使用EZ-LINK磺-NHS-LC-生物素(Pierce Biotechnology Inc.，IL)将dAb生物素化(通过伯胺)。将生物素化dAb与抗生蛋白链菌素-saporin以1∶1的摩尔比混合。
为了证实形成了dAb/saporin复合物，使用夹层ELISA来检测完整的复合物。以每孔100μl体积的10μg/ml将人血清白蛋白(HAS)覆盖在ELISA平板(Nunc，NY)的一半孔上过夜。在过夜孵育后，用PBS、0.05％吐温洗涤平板3次，然后用2％PBS将整个平板阻断。阻断后，用PBS、0.05％吐温将平板洗涤3次，然后用稀释于2％吐温PBS中至0.5μM的DOM7h-8/saporin非共价缀合物孵育1小时。作为相同ELISA平板上的对照，将0.5μM未结合的saporin和0.5μM未结合的DOM7h8在2％吐温PBS中孵育。另外的对照是在没有覆盖HAS并用2％吐温阻断的ELISA平板的孔上孵育的相同三种稀释的蛋白质。孵育后，用PBS、0.05％吐温将平板洗涤3次，然后用稀释于2％吐温PBS中1/2000稀释度的山羊抗-saporin多克隆抗体(Advanced Therapeutic Systems)孵育1小时。孵育后，用PBS、0.05％吐温将平板洗涤3次，然后用检测二抗(1/2000的抗山羊Ig HRP缀合物)孵育1小时。孵育后，用PBS、0.05％吐温将平板洗涤3次，用PBS洗涤一次，在纸上轻叩干燥。用100μl 3，3’，5，5’-四甲基联苯胺作为底物来发展ELISA，并用50μl 1M盐酸停止反应。通过比较缀合物和任一个未缀合部分的OD600来证实DOM7h-8和saporin的非共价缀合物的存在。
表6
  DOM7h-8/Saporin   DOM7h-8单独  Saporin单独
  OD600(覆盖HAS的平板)   0.311   0.060  0.079
  OD600(用2％吐温PBS阻断的平板)   0.078   0.068  0.075
该研究的结果证明了药物可以缀合结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段，且缀合的抗原结合片段保持血清白蛋白结合活性。此外，由于生物素-抗生蛋白链菌素的稳定性和强度，结果显示出可以制备共价键合的和非共价键合的缀合物保持结合血清白蛋白的抗体的抗原结合片段的结合血清白蛋白活性。
实施例8.抗-SA dAb/荧光素缀合物
荧光素异硫氰酸盐(FITC)可以与蛋白质上的氨基、巯基、咪唑基、酪氨酰或羰基交联。其具有389Da的分子量，这在大小上与许多小分子药物是相容的。用该缀合物获得的结果证明了抗-sa dAb结合小化学部分时保持了血清白蛋白结合特征，并表示小分子药物可以缀合抗-SA dAb。
按照实施例7中所述的制备浓缩的DOM7h-8cys。使用NAP5脱盐柱(CE Healthcare/Amersham Biosciences，NJ)将浓缩的dAb缓冲交换至50mM pH8硼酸盐中(结合缓冲剂)，然后使用2mlCENTRICO浓缩器浓缩至2.3mg/ml(Millipore Corp.，MA)。根据制造商的说明将FITC(Pierce Biotechnology Inc.)稀释于二甲基甲酰胺(DMF)中至10mg/ml，然后与dAb在结合缓冲剂中以24∶1FITC∶dAb的摩尔比混合。使反应进行30分钟。在这点上，使用PBS预先平衡的PD10脱盐柱(GE Healthcare/Amersham Bioscinces，NJ)从反应中除去过量的未反应FITC，并用PBS洗脱DOM7h-8cys/FITC缀合物。
为了证实FITC/dAb结合反应是成功的，使用夹层ELISA来检测结合的dAb。以每孔100μl体积的10μg/ml将人血清白蛋白(HAS)覆盖在ELISA平板(Nunc，NY)的一半孔上过夜。过夜孵育后，用PBS、0.05％吐温将整个平板洗涤3次，然后用2％吐温PBS将全部孔阻断2小时。阻断后，用PBS、0.05％吐温将平板洗涤3次，然后用稀释于2％吐温PBS中至1μM的DOM7h-8cys/FITC孵育1小时。作为相同ELISA平板上的对照，在2％吐温PBS中孵育1μM的对照FITC结合的抗体和1μM的未结合的DOM7h-8。另外的对照是未覆盖HAS并用2％吐温阻断的ELISA平板的孔上孵育的相同三种稀释的蛋白质。孵育后，用PBS、0.05％吐温将平板洗涤3次，然后用稀释于2％吐温PBS中的1/500稀释度的大鼠FITC抗体(Serotec)孵育1小时。孵育后，用PBS、0.05％吐温将平板洗涤3次，然后用稀释于2％吐温PBSzhong的检测二抗(1/5000抗大鼠Ig HRP缀合物)孵育1小时。孵育后，用PBS、0.05％吐温将平板洗涤3次，用PBS洗涤一次，在纸上扣干。用100μl 3，3’，5，5’-四甲基联苯胺作为底物来发展ELISA，并用50μl 1M盐酸停止反应。通过比较缀合物和任一个未缀合部分的OD600来证实DOM7h-8和saporin的非共价缀合物的存在。
表7
  DOM7h-8/FITC   DOM7h-8单独   缀合FITC的抗体(阴性对照)
  OD600(覆盖HAS的平板)   0.380   0.042   0.049
  OD600(用2％吐温PBS阻断的平板)   0.041   0.041   0.045
实施例9.抗-SA dAb/肽缀合物
许多肽具有治疗效果。将具有N或C-端半胱氨酸的模型肽结合抗血清白蛋白dAb。
在这种情况中，使用四种不同的肽：肽1YPYDVPDYAKKKKKKC(SEQ ID NO：68)；肽2CKKKKKKYPYDVPDYA(SEQ ID NO：69)；肽3HHHHHHKKKKKKC(SEQ ID NO：70)和肽4：CKKKKKKHHHHHH(SEQ ID NO：71)。肽1和2包括血球凝集素标记(HA标记)的序列，肽3和4包括His标记的序列。按照实施例7中所述的制备浓缩的DOM7h-8cys。
用5mM二硫苏糖醇还原浓缩的dAb，然后使用NAP5脱盐柱(GEHealthcare/Amersham Biosciences，NJ)将缓冲交换至结合缓冲剂(20mM BisTris pH6.5，5mM EDTA，10％甘油)。使用终浓度为5mM二硫代二吡啶阻断半胱氨酸(来防止dAb与其自身二聚)，将其加入dAb溶液形成DMSO中100mM二硫代二吡啶的储液。使dAb和二硫代二吡啶来结合20-30分钟。然后使用PD10脱盐柱来除去未反应的二硫代二吡啶，并将dAb洗脱于结合缓冲剂(20mM BisTris pH6.5，5mM EDTA，10％甘油)中。然后将所得到的蛋白质冷冻直至需要。
将肽1-4以200μM的浓度分别溶解于水中，使用5mM DTT来还原，然后使用NAP5脱盐柱(GE Healthcare/Amersham Biosciences，NJ)来脱盐。然后以20∶1的比例将每种肽加入还原和阻断的dAb的溶液中，用于产生肽-dAb结合。为了证实肽、dAb结合反应的成功，使用夹层ELISA来检测抗-SA dAb/肽缀合物。
以每孔100μl体积的10μg/ml将人血清白蛋白涂覆于ELISA平板(Nunc，NY)上过夜。过夜孵育后，用PBS、0.05％吐温将平板洗涤3次，然后用4％Marvel PBS阻断2小时。阻断后，用PBS、0.05％吐温将平板洗涤3次，然后用稀释于4％Marvel PBS中至1μM的DOM7h-8/肽孵育1小时。作为相同ELISA平板上的对照，在4％MPBS中孵育20μM未结合的肽和1μM未结合的DOM7h-8。孵育后，用PBS、0.05％吐温将平板洗涤3次，然后用1/2000稀释度的用于肽1和2的山羊抗HA抗体(Abcam)，和稀释于4％Marvel PBS中的1/2000稀释度的Ni NTA-HRP(用于肽3和4)孵育1小时。孵育后，用PBS、0.05％吐温将平板洗涤3次，并稀释于4％MPBS中1/2000的抗山羊HRP二抗将含有山羊抗HA抗体的孔孵育1h(其他孔阻断1h)。孵育后，用PBS、0.05％吐温将平板洗涤3次，用PBS洗涤一次，然后在纸上扣干。用100μl 3，3’，5，5’-四甲基联苯胺作为底物来发展ELISA，并用1M盐酸停止反应。通过比较缀合物和任一个未缀合部分的OD600来证实DOM7h-8/肽缀合物的缀合物的存在。
Figure G200580047647920070806D000841
Figure G200580047647920070806D000851
Figure G200580047647920070806D000861
Figure G200580047647920070806D000871
Figure G200580047647920070806D000881
Figure G200580047647920070806D000891
实施例10.GLP药物组合物的分析
可以通过从剂量-应答曲线计算EC50值来测定促胰岛素剂的效力。用GLP-1和肽类似物刺激从稳定转染的表达人GLP-1受体的细胞系BHK467-12A(tk-ts13)纯化的质膜，并使用来自Perkin Elmer LifeSciences的AlphaScreenTM cAMP来测量cAMP产生的效力。
制备稳定转染的细胞系并选择高表达克隆用于筛选。然后将细胞生长于DMEM，5％FCS，1％Pen/Strep和0.5mg/ml G418中，5％CO2。
用PBS洗涤大约80％汇合的细胞2×，并用Versene收集，在1000rpm离心5分钟并除去上清液。在冰上进行其他的步骤。通过Ultrathurax将细胞沉淀物在10ml缓冲剂1中(20mM Na-HEPES，10mM EDTA，pH7.4)均质20-30秒，在20000rpm离心15分钟，将沉淀重悬浮于10ml的缓冲剂2中(20mM Na-HEPES，0.1mMEDTA，pH7.4)。将悬浮液均质20-30秒，并在20000rpm离心15分钟。将悬浮于缓冲剂2中、均质和离心重复一次，并将膜重悬浮于缓冲剂2中并准备用于进一步的分析或存储于-80℃。
通过The AlphaScreen Technology通过测量肽诱导的cAMP产生来进行功能受体测定。The AlphaScreen Technology的基础原理是内源cAMP和外源添加的生物素-cAMP之间的竞争。使用与受体珠子缀合的特异性抗体来实现cAMP的捕获。用AlphaFusion微量平板分析仪计数并测量所形成的cAMP。使用Graph-Pad Prisme软件来计算EC50值。
可以通过以下降解测试来测定肽对二肽酰氨基肽酶IV降解的抗性：用等份的纯化二肽酰氨基肽酶IV将等份的肽在在pH7-8的合适缓冲剂中37℃孵育4-22小时(缓冲剂不是白蛋白)。通过加入三氟醋酸来终止酶反应，分离肽降解产物并使用HPLC或LC-MS分析来定量。将混合物运用至Zorbax 300SB-C18(30nm孔，5μm颗粒)150×2.1mm柱上并使用0.1％三氟醋酸中线性梯度的乙腈以0.5ml/min的流速来洗脱(在30分钟内0％-100％乙腈)。通过214nm(肽键)或280nm(芳香族氨基酸)的吸收值来监控肽及其降解产物，并通过它们的峰面积的积分来定量。使用LC-MS来测定降解模式，其中可以测定分开的峰的MC谱。将给定时间的百分比完整/降解的化合物用于估算肽DPPIV稳定性。
当基于给定时间的百分比完整化合物稳定性高于天然肽10倍时，将肽定义为DPPIV稳定的。因此，DPPIV稳定的GLP-1化合物比GLP-1(7-37)至少稳定10倍。
腺苷酸环化酶的刺激
将BRIN-BD11细胞接种于24-孔平板中(3×105/孔)并在补充氚化腺嘌呤(2mCi)的培养基中预培养16h之前培养48h。用冷的Hanks缓冲盐水(HBS)将细胞洗涤两次并加入测试溶液(400μl；37℃)。然后将细胞暴露于HBS缓冲剂中各种浓度(10-10-10-5M)的GLP-1化合物中，在1mM IBMX和5.6mM葡萄糖的存在下(20分钟；37℃)。孵育后，除去测试溶液，并加入300μl裂解溶液(5％TFA，3％SDS，5mM未标记的ATP，和300μM未标记的cAMP)。使用Dowex和氧化铝交换树脂从细胞裂解物中氚化腺嘌呤和ATP分离氚化cAMP，如所述的(Miguel JC等，Biochem.Pharmacol.2003，65：283)。
可以在胰腺β-细胞BRIN-BD11细胞中测量胰岛素分泌应答。可以将细胞以1×105/孔的密度接种于24-多孔平板中，并使其在过夜培养过程中粘附。通过在补充1.1mM葡萄糖的1.0Krebs-Ringer碳酸氢盐缓冲剂(115mM NaCl、4.7mM KCl、1.28mM CaCl2·2H2O、1.2mMKH2PO4、1.2mM MgSO4·H2O、10mM NaHCO和5g/L牛血清白蛋白，pH7.4)中37℃预孵育40分钟来进行胰岛素释放的急性研究。在5.6mM葡萄糖存在下使用各种浓度的GLP-1化合物(10-12-10-6M)在37℃进行测试孵育。20分钟孵育后，从每个孔中除去缓冲剂并将等份试样存储于-20℃，用于胰岛素的测量。
肥胖糖尿病(ob/ob)小鼠中葡萄糖降低和胰岛素分泌活性
可以在12-16周大的肥胖糖尿病(ob/ob)小鼠中测定GLP-1化合物的体内生物活性。以12h亮：12h暗循环周期将动物单独饲养在22±2℃的空调房间里。使动物随意饮水并持续接近标准啮齿动物饲养膳食。将小鼠禁食18h并在腹膜内给药8ml/kg体重盐水(9g/L NaCl)、葡萄糖单独(18mM/kg体重)或结合GLP-1化合物(25nM/kg体重)。就在注射之前和注射后15、30和60分钟将血样收集至冷却的氟化物/肝素微量离心管中，并将获得的血浆存储于-20℃。
其他测定
可以使用Analox葡萄糖分析仪(Hammersmith，London，UK)测定血浆葡萄糖水平，其使用了葡萄糖氧化酶方法(Stevens JF，Clin.Chim.Acta 1971，32：199)。可以通过葡聚糖-覆盖的活性炭放射免疫测试(Flatt PR和Bailey CJ，Diabetologia 1981，20：573)来测定胰岛素水平。可以使用GraphPad PRISM版本3.0(GraphpadSoftware，San Diego，CA，USA)计算递增的血浆葡萄糖和胰岛素曲线下面积(AUC)。
GLP-1化合物的活性可以是本发明药物组合物的一部分，只要GLP-1药物能够结合并诱导通过GLP-1受体的信号。可以使用体外测试，如EP619,322的实施例2、3和4中和U.S.专利No.5,120,712的实施例1、2和3中各自所述的那些测试(在此引入作为参考)，来测定GLP-1受体结合和信号转导。
可以按照WO02/46227的实施例中所述的进行药物动力学研究(在此引入作为参考)。
i.v.或s.c.给药后GLP-1衍生物的半衰期延长
可以通过监控sc给药于健康猪后血浆中的浓度来测定GLP-1类似物的半衰期延长。为了比较，可以遵照sc.给药后GLP-1(7-37)(天然活性形式GLP-1并用作对照)血浆中的浓度。
将测试物质溶解于适于皮下或静脉内给药的载体中。调节浓度使得给药体积大约为1ml。在12只来自Ellegaard Gottingen MinipigsApS的雄性
Figure G200580047647920070806D000921
小种猪中进行研究。在动物进入研究之前给予大约10天的适应环境阶段。在适应环境阶段开始时，小种猪为5个月大且体重范围为8-10kg。
在具有21-23℃室温和大约50％相对湿度设定的合适动物房中进行研究。将房间照明来给予12小时亮和12小时黑暗的循环周期。光从06.00至18.00h。将动物饲养在有稻草作为床的围栏中，每个围栏里一共六只。在研究过程中使动物自由接近驯养质量饮用水，但在给药前一天从大约16.00h开始禁食直至给药后大约12小时。在到达时和给药那天将动物称重。
动物接受单次静脉内或皮下注射。在颈部右侧给予皮下注射，大约离开耳朵5-7cm和离开颈部中间7-9cm。用针上的制动器给予注射，使0.5cm的针引入。将每种测试物质给予三只动物。每只动物接受2nmol/kg体重的剂量。每周给药六只动物，而剩余六只休息。
从每只动物获得全部血浆浓度-时间特征。根据以下时间表来采集血样：静脉内给药后：给药前(0)，注射后0.17(10分钟)、0.5、1、2、4、6、8、12、24、48、72、96和120小时。皮下给药后：给药前(0)、注射后0.5、1、2、4、6、8、12、24、48、72、96和120小时。
在每次取样时间，从每只动物抽出2ml血。从颈静脉采取血样。将血样收集至含有用于稳定的缓冲剂的试管中，以便防止GLP-1类似物的酶降解。将血浆立即转移至Micronic-管中。将大约200μl血浆转移至每个Micronic-管中。将血浆储存在-20℃直至测定。使用免疫测定测定血浆样品的GLP-1类似物含量。
通过非-间隔药物动力学分析来分析血浆浓度-时间特征。在每种情况计算以下的药物动力学参数：AUC、AUC/Dose、AUC％Extrap、Cmax、tmax、λz、t1/2、CL、CL/f、Vz、Vz/f和MRT。
还可以在Danish Landrace猪中测试本发明的组合物。
从实验开始使猪(50％Duroc、25％Yorkshire、25％DanishLandrace，大约40kg)禁食。给每只猪给药50pM等渗溶液(5mM磷酸盐、pH7.4，0.02％吐温
Figure G200580047647920070806D000931
-20(Merck)、45mg/ml甘露醇(无热原，Novo Nordisk)中0.5nmol测试化合物/kg体重。从颈静脉的导管中抽取血样。将5ml血样倒入冷却的含有175μl以下溶液的杯子中：0.18M EDTA、15000KIE/ml抑肽酶(Novo Nordisk)和0.30mM缬氨酸-Pyrrolidide(Novo Nordisk)，pH7.4。在30分钟内，将样品在5-6000＊g离心10分钟。将温度保持在4℃。将上清液吸移至不同的杯子中并保持在-20℃直至使用。
在夹层ELISA中或通过RIA使用不同的单-或多克隆抗体测定肽的血浆浓度。抗体的选择取决于GLP-1类似物。获得血浆中达到峰浓度的时间在宽的界限内变化，这取决于选定的特定GLP-1类似物。
96-孔微量滴定平板中夹层ELISA的一般测定方案
覆盖缓冲剂(PBS)：磷酸盐缓冲盐水，pH7.2
洗涤-缓冲剂(PBS-洗涤)：磷酸盐缓冲盐水，0.05％v/v吐温20，pH7.2
测定-缓冲剂(BSA-缓冲剂)：磷酸盐缓冲盐水，10g/l牛血清白蛋白(Fluka 05477)，0.05％v/v吐温20，pH7.2
抗生蛋白链菌素-缓冲剂：磷酸盐缓冲盐水，0.5M NaCl，0.05％v/v吐温20，pH7.2
标准：血浆基质中的单个化合物
A-TNP：Nonsense抗体
AMDEX：抗生蛋白链菌素-辣根-过氧化物酶(AmershamRPN4401V)
TMB-底物：3，3’，5，5’-四甲基联苯胺(＜0.02％)，过氧化氢
可以如下进行测定(体积/孔)：
1.)用100μl PBS-缓冲剂中5μg/ml的接触抗体覆盖，孵育o/n，4℃，5×PBS洗涤，用最少30分钟的最后洗涤来阻断，然后倒空平板
2.)20μl样品+100μl含有10μg/mlA-TNP的BSA-缓冲剂中1μg/ml生物素化的检测抗体；孵育2h，室温，在振荡器上；5×PBS洗涤，然后倒空平板。
3.)100μl抗生蛋白链菌素-缓冲剂中1∶8000 AMDEX，孵育45-60分钟，室温，振荡器上；5×PBS-洗涤，然后倒空平板。
4.)100μl TMB-底物，在振荡器上室温孵育，用100μl 4M H3PO4停止反应。在450nm处阅读吸收值，620nm作为对照。可以从标准曲线计算样品中的浓度。
用于RIA的一般测定方案
DB-缓冲剂：80mM磷酸盐缓冲剂，0.1％人血清白蛋白，10mMEDTA，0.6mM硫柳汞，pH7.5
FAM-缓冲剂：40mM磷酸盐缓冲剂，0.1％人血清白蛋白，0.6mM硫柳汞，pH7.5
活性炭：40mM磷酸盐缓冲剂，0.6mM硫柳汞，16.7％牛血浆，15g/l活性碳，pH7.5(在使用前在4℃混合悬浮液最少1h)
标准：血浆基质中的单个化合物。
如下在12×75mm的minisorp管(体积/管)中进行测定：
Figure G200580047647920070806D000951
在4℃混合并孵育30分钟。在3000rpm离心30分钟，此后立即将上清液转移至新的试管中，用塞子密封并在γ计数器上计数1分钟。从单个标准曲线计算样品中的浓度。
GLP-1放射性受体测定(RRA)：
GLP-1放射性受体测定是使用LEADseeker成像颗粒的放射性测量-配体结合测定。测定包括含有GLP-1受体的膜片段、未标记的GLP-1类似物、125I标记的人GLP-1和麦芽凝集素(WGA)覆盖的PSLEADseeker颗粒。冷的和125I-标记的GLP-1将竞争与受体的结合。加入LEADseeker颗粒时，它们通过WGA-残基结合膜片段上的碳水化合物残基。125I-分子和LEADseeker之间的接近引起光从颗粒发射出来。LEADseeker将发射的光成像并使其可逆地与样品中存在的GLP-1类似物含量相关联。
试剂&材料：
动物血浆的预处理：将动物血浆在56℃热处理4h并在10,000rpm离心10分钟。此后，加入Val-Pyr(10μM)和aprotenin(500KOE/ml)并存储在-18℃直至使用。
GLP-1类似物标准：将GLP-1类似物掺入热处理过的血浆中来产生大约1μM至1pM的线形稀释度。
GLP-1RRA测定缓冲剂：25mM Na-HEPES(pH7.5)、2.5mMCaCl2、1mM MgCl2、50mM NaCl、0.1％卵清蛋白、0.003％吐温20、0.005％杆菌肽、0.05％NaN3。
GLP-1受体悬浮液：从表达人胰腺GLP-1受体的婴儿仓鼠肾脏(BHK)细胞纯化GLP-1受体膜片段。存储于-80℃直至使用。
WGA-缀合的聚苯乙烯LEADseeker成像珠(RPNQ0260，Amersham)：用GLP-1RRA测定缓冲剂重建珠子至13.3mg/ml的浓度。然后加入GLP-1受体膜悬浮液并在使用之前冷(2-8℃)孵育至少1h。
材料
125I-GLP-1(7-36)酰胺(Novo Nordisk A/S)。存储于-18℃直至使用。
乙醇99.9％vol(De Dansk Sprotfabrikker A/S)。存储于-18℃直至使用。
Figure G200580047647920070806D000961
Solvinert 0.45μm疏水性PTFE平板(MSRPN0450，Millopore Corp.)。
聚丙烯384-孔平板(cat.No.781075，Greiner Bio-One)。
装置：
水平平板混合器
具有标准回摆料桶微量滴定平板转子部件的离心机
UltrVap，Drydown样品浓缩器(Provair)
Figure G200580047647920070806D000962
Multimodality成像系统(Amersham)
程序：
样品制备：将
Figure G200580047647920070806D000963
Solvinert滤板装在化学相容接受平板(即聚丙烯平板)上来收集滤液。
将150μl冰冷乙醇99.9％加入MultiScreen Solvinert滤板的空孔中，接着加入50μl校准或血浆样品。将存储盖放在滤板上并在水平平板混合器上18-22℃孵育15分钟。
将装配的带有盖子的过滤和接受平板放入标准回摆料桶微量滴定平板转子部件中。通过1500rpm 2分钟将滤液收集至接受平板的空孔中。使用Ultra Vap使用加热的N2(40℃)将滤液干燥15分钟。通过将100μl GLP-1RRA测定缓冲剂加入每个孔中来重建干物质。将这在水平混合器上孵育5分钟。
GLP-1放射性受体测定：使用以下吸移方案和白色聚苯乙烯384-孔平板：
1.35μl GLP-1RRA测定缓冲剂
2.5μl重建的滤液
3.10μl125I-GLP-1(7-36)酰胺。在使用前将储液稀释于GLP-1RRA测定缓冲剂中至20000cpm/孔。
4.15μL GLP-1受体膜片段(0.5μg/孔)预先覆盖WGA-聚苯乙烯LEADseeker成像珠(0.2mg/孔)。
将平板密封并在18-22℃孵育过夜。使用LEADseekerMultimodality成像系统检测每个孔的光发射，持续10分钟。
表达克隆的人GLP-1受体的细胞系中cAMP形成的刺激
用GLP-1和肽类似物刺激表达人GLP-1受体的稳定转化的细胞系BHK467-12A(tk-ts13)的纯化的血浆膜，并使用来自Perkin ElmerLife Sciences的AlphaScreenTM cAMP测定试剂盒测量cAMP产生的功效。
制备稳定转染的细胞系并选择高表达克隆用于筛选。将细胞生长于5％CO2，DMEM，5％FCS，1％Pen/Strep和0.5mg/ml G418中。
用PBS将大约80％汇合的细胞洗涤2X并用Versene收集，在1000rpm离心5分钟并除去上清液。其他步骤全部在冰上进行。通过Ultrathurax将细胞沉淀物在10ml缓冲剂1(20mM Na-HEPES，10mMEDTA，pH7.4)中均质20-30秒，在20,000rpm离心15分钟并将沉淀重悬浮于10ml的缓冲剂2中(20mM Na-HEPES，0.1mM EDTA，pH7.4)。将悬浮液均质20-30秒并在20,000rpm离心15分钟。将缓冲剂2中的悬浮、均质和离心重复一次并将膜重悬浮于缓冲剂2中并准备进一步分析或存储于-80℃。通过AlphaScreen技术通过测量肽诱导的cAMP产生来进行功能受体测定。The AlphaScreen Technology的基础原理是内源cAMP和外源添加的生物素-cAMP之间的竞争。使用与受体珠子缀合的特异性抗体来实现cAMP的捕获。在AlphaFusion微量平板分析仪上计数并测量所形成的cAMP。使用Graph-Pad Prisme软件来计算EC50值。
实施例11.胰高血糖素样肽-1和iDom 7h-8的遗传融合体使用GAS前导的细菌表达
使用GAS前导将GLP-1(7-37)，位置9的谷氨酸盐由脯氨酸替代([Pro9]GLP-1(7-37))，作为与iDom7h-8的融合体(CDR3中通过Kabat编号的P96E突变)克隆至pET 12a载体中(参见WO05/093074)。GLP-1谷氨酸盐至脯氨酸9的替代是为了给予融合体的GLP-1部分对二肽酰肽酶IV(DPPIV)分裂降解的抗性(Brian D.Green等(2003)Metabolic Stability，Receptor Binding，cAMPGeneration，Insulin secretion and Antihyperglycaemic Activity of NovelN-terminal Glu9-substituted Analogues of Glucagon-like-peptide-1(胰高血糖样肽-1的新N-端Glu9置换类似物的代谢稳定性、受体结合、cAMP产生、胰岛素分泌和抗高血糖活性：Biol.Chem.(384)1543-1555)。总地，形成三种构建体，一个不具有连接体，一个在[Pro9]GLP-1(7-37)和iDOM7h-8之间具有PSS氨基酸，一个在[Pro9]GLP-1(7-37)和iDOM7h-8之间具有PSSGAP氨基酸(图7中显示为白蛋白结合形式的Dom7h-8)。在通过离心回收上清液之前使用过夜表达自体诱导TBreadymix(Novagen)在BL21 DE3 Plys S细胞中30℃表达48小时。使用蛋白质L-琼脂糖上的亲和性捕获从上清液中纯化[Pro9]GLP-1(7-37)iDom7h-8融合体。然后用10体积的PBS洗涤树脂并用0.1M甘氨酸pH2洗脱结合的蛋白质。然后将[Pro9]GLP-1(7-37)-iDom7h-8融合体装载于甘氨酸缓冲剂中，装载于用pH6.2的20mM柠檬酸盐缓冲剂预平衡的阳离子交换柱上(1mlS-柱，GEhealthcare)。用0-50％梯度的补充1M NaCl的相同缓冲剂洗脱。收集峰并通过SDS PAGE电泳来测定蛋白质的大小。合并具有预期大小的蛋白质的峰并将缓冲剂交换至PBS。通过质谱和N-端测序来证实蛋白质的同一性。
实施例12.[Pro9]GLP-1(7-37)-PSSGAP-iDOM7h-8融合体的GLP-1活性测定
为了证实[Pro9]GLP-1(7-37)-PSSGAP-iDOM7h-8融合体证明的GLP-1活性，将融合体接受两个不同的生物测定。在第一个测定中，用不同浓度(10pM至0.1μM)的GLP-1和[Pro9]GLP-1(7-37)-PSSGAP-iDOM7h-8融合体将RINm5f大鼠胰岛瘤细胞系(1980年由Gadzar等从x-射线诱导的大鼠可移植胰岛素瘤产生的)孵育60分钟。此外，增加Exendin-4(对二肽酰肽酶IV降解抗性的GLP-1类似物)的单点测定，和单点缓冲剂仅有测定作为对照。尽管RINm5f大鼠细胞对葡萄糖应答差，当暴露于营养素或非促分泌素时，它们呈现出与β细胞相似的分泌应答。因此，通过使用细胞增殖ELISA系统(Amersham，Little Chalfont，UK)在增殖细胞中的DNA合成过程中测量5-溴-2’-脱氧尿苷(BrdU)的引入水平来测定化合物对细胞增殖的作用，参见图17。使用OD450来测量DNA水平，随着[Pro9]GLP-1(7-37)-PSSGAP-iDOM7h-8融合体递增的水平高达100nM的融合体浓度，存在DNA水平的剂量依赖性增加。GLP-1也显示出预期的剂量依赖性应答。
在第二个测定中，在5.6mM中用不同浓度(10pM至0.1μM)的GLP-1和[Pro9]GLP-1(7-37)-PSSGAP-iDOM7h-8融合体将RINm5f细胞孵育60分钟。此外，增加Exendin-4(对DPPIV降解抗性的GLP-1类似物)的单点测定，和单点Krebs-Ringer碳酸氢盐缓冲剂(KRB)仅有测定作为对照。在37℃使用补充GLP-1、3A23或exendin-4的KBR缓冲剂孵育60分钟后测定胰岛素分泌。收集培养基，离心并使用放射免疫测试来测定上清液的胰岛素浓度。将胰岛素浓度标准化至每个孔内的细胞数量。然后将胰岛素浓度(以ng/ml/hr测量)对化合物浓度作图。在[Pro9]GLP-1(7-37)-PSSGAP-iDOM7h-8融合体的递增剂量高达10nM的融合体浓度，存在胰岛素释放的剂量依赖性增加。这与GLP-1单独的公开数据非常一致。
实施例13.胰高血糖素样肽-1和iDom7h-8的遗传融合体使用OMP-T前导的细菌表达。
用OMP-T前导重制实施例11中所述相同的3种构建体(一种不具有连接体，一种在[Pro9]GLP-1(7-37)和iDOM7h-8之间具有PSS氨基酸，一个在[Pro9]GLP-1(7-37)和iDOM7h-8之间具有PSSGAP氨基酸)。为了清楚，构建体中元素的次序是OMP-T前导、[Pro9]GLP-1、连接体(在合适的情况中)和iDom7h-8。在通过离心回收细胞沉淀之前，在0.5mM IPTG在OD16诱导的TB培养基中在BL21 DE3 Plys S细胞中25℃表达4小时。然后通过周质制备来回收分泌的蛋白质。使用蛋白质L-琼脂糖上的亲和性捕获从周质级分钟纯化GLP-1iDom7h-8融合体。然后用10体积PBS洗涤树脂并用0.1M甘氨酸pH洗脱结合的蛋白质。然后将[Pro9]GLP-1(7-37)融合体装载于甘氨酸缓冲剂中，装载于用20mM pH6.2柠檬酸缓冲剂预平衡的阳离子交换柱上(1ml S-柱，GE healthare)。用补充1M NaCl的相同缓冲剂的0-50％梯度来洗脱。在这种情况中，用pH6.2(0％NaCl)的20mM柠檬酸盐缓冲剂洗涤柱子导致流过预期大小的条带，因此使用5K vivaspin柱(Vivascience)来将其浓缩。
实施例14.胰高血糖素样肽-1和iDom7h-8的遗传融合体的Pichiapastoris表达
将[Pro9]GLP-1-PSS-iDOM7h-8融合体构建体(如图16b中所述的但使用iDom7h-8)克隆至单独和具有N-端EAEA延伸的pPICzα载体中并转化至Pichia pastoris KM71h中。(i)使用30℃甲醇诱导4天和(ii)使用25℃甲醇诱导2天来表达蛋白质。通过离心回收上清液并在SDS PAGE凝胶上检测蛋白质的大小。
通过SDS Page预期融合体具有正确大小并且在实施例10和实施例12中所述的GLP-1测定中是活性的。
实施例15.胰高血糖素样肽-1和iDom7h-8在BL21 DE3包含体中的大肠杆菌表达。
将实施例11中所述的相同融合体克隆至pET21表达载体(Novagen)中，将其设计用于细胞质中的蛋白表达。任选地，在[Pro9]GLP-1(7-37)的牺牲N-端和HAP...之间的构建体中包括蛋白酶分裂位点。这能够使蛋白质得到消化来确保完全天然的N-端。可以用于此的酶包括因子Xa、凝血酶或DPPI。然后在IPTG诱导时在BL21(DE3)细胞中高水平表达蛋白质并将在细胞内包涵体中累积。从BL21细胞分离包涵体并溶解于HCl胍中。还原后，将包涵体在氧化还原滑移缓冲剂系统中重新折叠(Buchner，J.，Pastan，I.和Brinkmann，U(1992)。A method for increasing the yield of properly foldedrecombinant fusion proteins(用于提高正确折叠的重组融合蛋白产量的方法)Anal.Biochem.205，263-270。重新折叠后，将蛋白质在5Kvivaspin柱(Vivascience)中渗析和浓缩并通过S-柱(GE healthcare)纯化。
通过SDS Page预期融合体具有正确大小并在实施例10和实施例12中所述的GLP-1测定中是活性的。
实施例16.胰高血糖素样肽-1和Dom7h-8的哺乳动物表达
使用鼠分泌信号肽将[Pro9]GLP-1-PSS-DOM7h-8融合构建体(如图16b中所述的)克隆至PcDNA(-)载体中来促进翻译的蛋白质分泌至培养基中。使用碱性裂解在大肠杆菌中制备1mg的DNA(megaprep试剂盒，qiagen，CA)并转染至1.5L生长于Dulbecco’s改良Elgle’s培养基(Gibro)中的HEK293细胞中，用于瞬时蛋白质表达。通过在37℃孵育培养物5天来表达蛋白质并通过离心来回收上清液(含有表达的蛋白质)。使用蛋白质L-琼脂糖上的亲和性捕获从周质级分钟纯化[Pro9]GLP-1-PSS-DOM7h-8融合体。然后用10体积PBS洗涤树脂并用0.1M甘氨酸pH2洗脱结合的蛋白质。然后将蛋白质装载于甘氨酸缓冲剂中，装载于用pH6.2的20mM柠檬酸缓冲剂预平衡的阳离子交换柱上(1ml S-柱，GE healthare)。用补充1M NaCl的相同缓冲剂的0-50％梯度来洗脱。然后使用5K vivaspin柱(Vivascience)浓缩SDS-PAGE凝胶上正确大小的蛋白质并缓冲交换至PBS中用于生物测定。
实施例17.与Dom7h-8融合的肽YY的大肠杆菌表达
肽PYY(3-36)(PYY：氨基酸序列ID No.167和核酸序列IDNo.168 IKPEAPGEDASPEDASPEELNRYYASLRHYLNLVTRQRY)抑制人的食物摄入并在血浆中具有短的半衰期(10-30分钟)。应答进餐而释放并通过弓状核中的Y2R起作用在生理学上调节食物摄入。将PYY克隆至邻接DOM7h-8的pET GAS载体中(WO05093074)(参见图20a和20b，其各自显示了DOM7h-8的肽C-端和N-端)。在通过离心回收细胞沉淀之前在BL21 DE3 Plys S细胞中在25℃在05mMIPTG诱导的TB培养基中表达4小时。然后通过周质制备来回收分泌的蛋白质。使用蛋白质L-琼脂糖上的亲和性捕获来纯化PYYDom7h-8融合体。然后用10体积PBS洗涤树脂并用0.1M甘氨酸pH2洗脱结合的蛋白质，并通过离子交换进一步纯化。然后通过渗析将纯化的蛋白质缓冲交换至PBS，在5K vivaspin柱(Vivascience)中浓缩并接受生物测定来测量cAMP释放的刺激，如所述的(Goumain等(2001)The Peptide YY-Preferring Receptor Mediating Inhibition ofSmall Intestinal Secretion Is a Peripheral Y2 Receptor：PharmacologicalEvidence and Molecular Cloning：Molecular pharmacology(介导小肠分泌抑制的肽YY偏好受体是外周Y2受体：药理学证据和分子克隆：分子药理学)：60 124-134)。简而言之，在连续搅拌下将200μg蛋白质/ml的分离肠窝细胞在0.5ml磷酸盐缓冲盐水中，pH70，含有1.4％(w/v)牛血清白蛋白，0.1％杆菌肽和0.2mM 3-异丁基-1-甲基黄嘌呤(IBMX)中15℃孵育45分钟，如所述的(Servin等(1989)：Peptide-YYand neuropeptide-Y inhibit vasoactive intestinal peptide-sitimulatedadenosine 3’，5’-monophosphate production in rat small intestinal：structural requirements of peptides for interationg with PYY-preferring receptors.(肽YY和神经肽Y抑制大鼠小肠中血管活性肠肽-刺激的腺苷3’，5’-单磷酸盐产生：用于与PYY偏好受体相互作用的肽的结构要求)Endocrinology 124：692-700)。将PYY单独或PYY-Dom7h-8融合体一起加入，在肠细胞中(例如，VIP)具有有效的cAMP产生生理刺激。通过加入细胞来启动反应并在45分钟后通过加入50μl的11M高氯酸来停止反应。在4,000g离心10分钟后，将上清液中存在的cAMP琥珀酰化，通过放射免疫测定来测量其浓度，如所述的(Laburthe等，(1982)Alpha-adrenergic inhibition ofcyclic AMP accumulation in epithelial cells isolated from rat smallintestine.(从大鼠小肠分离的上皮细胞中环AMP累积的α-肾上腺素抑制)Biochim Biophys Acta 721：101-108)。
预期融合体是预期的大小并显示出与非融合对照相等的PYY活性。
实施例18.Dom7h-8肽YY、GLP-1、融合体的大肠杆菌表达
将[Pro9]GLP-1(7-37)-DOM7h-8-PYY(参见图19c)融合体克隆至pET GAS载体中，然后按照实施例17中对Dom7h-8PYY所述的来表达。纯化后，按照实施例17和实施例12中各自所述的测定，测定融合体的PYY和GLP-1的生物活性。
预期融合体是预期大小的并显示出与非融合对照相等的PYY和GLP-1活性。
尽管已经参照其优选实施方案特别地显示并描述了本发明，本领域技术人员将理解其中可以形成各种形式上和详细内容的改变，而没有脱离所附权利要求包括的本发明的范围。

Claims (32)

1.药物缀合物或融合体，其包括促胰岛素剂或肠促胰岛素，和结合抗原的抗体片段，其中抗原作用来提高药物缀合物或融合体的体内半衰期；其中所述促胰岛素剂或肠促胰岛素选自GLP-1肽、Exendin-3肽、和Exendin-4肽；所述抗原是血清白蛋白；所述抗体片段是免疫球蛋白单链可变区。
2.权利要求1的药物缀合物或融合体，其中药物是包括键合抗体片段的促胰岛素剂肽或肠促胰岛素肽的药物融合体蛋白。
3.权利要求2的药物缀合物或融合体，其中促胰岛素剂或肠促胰岛素通过肽连接体部分与抗体片段融合。
4.权利要求1的药物缀合物或融合体，其中所述免疫球蛋白单链可变区选自Vh、VL或Vhh结构域。
5.权利要求1的药物缀合物或融合体，其中GLP-1肽包括选自SEQ ID NO：157或159的氨基酸序列。
6.权利要求1-5任一项的药物缀合物或融合体，其中GLP-1肽包括Gly10、Thr12、Asp14、Phe27和Ile29。
7.权利要求1-5任一项的药物缀合物或融合体，其中GLP-1肽不同于SEQ ID NO：157或SEQ ID NO：159不超过6个氨基酸。
8.权利要求1-7任一项的药物缀合物或融合体，其包括对血清白蛋白(SA)特异性的单链可变区，其对SA具有1nM至500μM的解离常数(Kd)，通过表面等离子共振测定。
9.权利要求8的药物缀合物或融合体，其中SA特异性结构域在标准配体结合测定中结合SA，具有1nM至500μM的IC50。
10.权利要求1-9任一项的药物缀合物或融合体，其包括2、3或4个促胰岛素剂(IA)部分。
11.权利要求10的药物缀合物或融合体，其包括IA-IA’-AF或IA-(AF)n-IA’，其中IA和IA’是相同或不同的促胰岛素剂，且AF是权利要求1中所述的抗体片段，且n等于1、2、3、4或5。
12.权利要求11的药物缀合物或融合体，其包括[GLP-1]-[AF]-[GLP-1]或[GLP-1]-[GLP-1]-[AF]。
13.在前任一项权利要求的药物缀合物或融合体，其包括选自 PYY肽、PYY(3-36)的抗饱腹感剂。
14.权利要求13的药物缀合物或融合体，其包括IA-(AF)n-(IA’)x-[抗饱腹感剂]或[抗饱腹感剂]-(IA’)x-(AF)n-IA，其中n等于1、2、3、4或5，且x等于0、1、2、3、4或5。
15.任一项在前权利要求的药物缀合物或融合体，其具有1至6小时的t1/2α。
16.任一项在前权利要求的药物缀合物或融合体，其具有12至60小时的t1/2β。
17.前述权利要求任一项的药物缀合物或融合体，其进一步包括选自下列的活性剂：胰岛素、Exendin-4、Exendin-3、PYY(3-36)、Resistin、Leptin、MC3R/MC4R拮抗剂、AgRP拮抗剂、载脂蛋白A-IV、Enterostatin、胃泌素释放肽(GRP)、IGF1、BMP-9、IL-22、RegIV、干扰素α、INGAP肽、生长抑制素、amylin、neurulin、干扰素β、干扰素杂合体、adiponectin、内大麻素、C肽、WNT10b、Orexin-A、促肾上腺皮质激素、Enterostatin、缩胆囊肽、oxyntomodulin、黑素细胞刺激激素、黑素皮质素、黑色素浓缩激素、BB-2、NPY Y2激动剂、NPY Y5/Y1拮抗剂、OXM、Gal-1R拮抗剂、MCH-1R拮抗剂、MC-3/4激动剂、BRS-3激动剂、胰多肽、抗-Ghrelin抗体片段、脑产生的神经营养因子、人生长激素、甲状旁腺激素、促卵泡激素或胃抑制肽。
18.前述权利要求任一项的药物缀合物或融合体，其中GLP肽是GLP-1(7-37)、GLP-1(7-36)酰胺、[Ser8]GLP-1(7-36)酰胺、[Pro9]GLP-1(7-36)、[Pro9]GLP-1(7-37)。
19.权利要求18的药物缀合物或融合体，其中GLP具有选自PSS、PSSGAP或PSSGAPPPS的C端肽。
20.前述权利要求任一项的药物缀合物或融合体，其包括单个蛋白质部分。
21.编码前述权利要求任一项药物缀合物或融合体的重组核酸。
22.含有权利要求21的重组核酸的核酸构建体。
23.含有权利要求22的重组核酸的宿主细胞。
24.生产药物融合体的方法，所述方法包括在适于所述重组核酸表达的条件下培养权利要求23的宿主细胞，借此生产药物融合体。
25.药物组合物，其包括前述权利要求任一项的药物缀合物或融合 体和生理学上可接受的载体。
26.前述权利要求任一项的药物缀合物或融合体在制备药物中的用途，所述药物用于治疗和/或预防患者病症，其中所述病症选自高血糖、2型糖尿病、葡萄糖耐量异常、1型糖尿病、肥胖症、高血压、综合征X、血脂异常、认知障碍、动脉粥样硬化、心肌梗塞、冠心病和其他心血管病症、中风、炎性肠综合征、消化不良和胃溃疡。
27.前述权利要求任一项的药物缀合物或融合体在制备药物中的用途，所述药物用于延迟或防止患者2型糖尿病疾病进展。
28.前述权利要求任一项的药物缀合物或融合体在制备药物中的用途，所述药物用于降低患者食物摄入、降低患者β-细胞凋亡、提高β-细胞功能和β-细胞数量和/或恢复β-细胞葡萄糖敏感性。
29.前述权利要求任一项的药物缀合物或融合体在制备药物中的用途，所述药物用于治疗和/或预防患者高血糖、1型糖尿病、2型糖尿病或β-细胞不足。
30.用于治疗和/或预防糖尿病的前述权利要求任一项的药物缀合物或融合体。
31.用于治疗和/或预防肥胖症的前述权利要求任一项的药物缀合物或融合体。
32.用于降低患者的食物摄入的前述权利要求任一项的药物缀合物或融合体。 
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