CN101277716A - 治疗癌症的抗体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及与丝裂霉素C、平阳霉素或者其它抗细胞剂偶联的单克隆抗体LA1或LA22。本发明还涉及与丝裂霉素C或者平阳霉素偶联的其它抗EGFR抗体。本发明的抗体可用来治疗癌症,其包括但不限于上皮起源的那些癌症,比如胶质母细胞瘤或者肺癌、乳癌、头颈癌和膀胱癌。
Description
关联申请的交叉引用
本申请要求于2005年4月27日提交的美国临时专利申请No.60/675,094的优先权,其全部内容通过参考并入本文。
技术领域
本发明涉及抗-EGFR免疫偶联物和用其治疗癌症的方法。
背景技术
表皮生长因子受体(EGFR)是一种跨膜蛋白质,其参与细胞增殖所必需的信号传导途径。该受体的过表达经常伴随恶性肿瘤的发生和生长。有越来越多的证据表明EGFR的高表达与攻击性肿瘤生长相关,以及与人常见癌症的较差临床后果相关,所述癌症包括乳癌、宫颈癌、肺癌和头颈癌(Baselga,J.et al.,J.Clin.Oncol.,18:904-914,2000;Nicholson,R.I.et al.,Eur.J.Cancer,37:S9-S15,2001)。EGFR在癌症中的关键作用已经引发了对EGFR信号传导途径的选择性抑制剂的广泛研究。开发阻止配体结合EGFR的单克隆抗体是一种有希望的策略,其首先由J.Mendelsohn在二十世纪八十年代提出(Ciardello,F.et al.,Clin.Cancer Res.,7:2958-2970,2001)。爱必妥(Erbitux)是市场上第一个被批准的具有抗癌活性的抗-EGFR单克隆抗体药物。除爱必妥外,另外至少三种抗EGFR的阻断性单克隆抗体已被开发出来(Speake,G.et al.,Curr.Opin.Pharmacol.,5:343-349,2005)。
癌细胞中EGFR自分泌生长途径的活化可归因于几种机制,即,EGFR过表达,配体浓度增加,磷酸酶活性降低,受体转换率降低和存在异常受体。只施用阻断性抗-EGFR抗体对不依赖于配体结合的那些癌症不太有治疗作用。当前应用的抗癌药物不能从正常细胞中识别肿瘤细胞。达到细胞杀伤临床有效水平所需的抗癌药物量经常引起活跃增殖的非恶性细胞(比如胃肠道细胞和骨髓细胞)的严重破坏,导致大量的不期望副作用。这种特性要求治疗方案在杀伤肿瘤细胞和对于患者过度毒性之间的谨慎平衡,其造成了癌症化疗中的主要障碍。这样的考虑经常造成对施用剂量在功效方面的限制(Aboud-Pirak,E.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86:3778-3781,1989)。选择性干扰癌细胞的靶向生物学疗法可以改善治疗功效,而不增加治疗相关的毒性。经由抗-EGFR抗体-药物偶联物对抗癌剂的EGFR介导的特异性肿瘤递送是一种治疗效果不依赖配体结合EGFR的替代性策略(Aboud-Pirak,E.et al.,supra;Mamot,C.et al.,Cancer Res.63:3154-3161,2003)。理论上,药物与抗体的偶联使得药物失活。一旦处于肿瘤部位时,所述偶联物结合于所述肿瘤细胞表面并且被进一步内化从而释放所述药物以杀伤肿瘤细胞。这样的抗体-药物偶联物还被当作肿瘤活化的前药(Lambert,J.M.,Curr.Opin.Phamacol.,5:543-549,2005)。因此,基于以上所述,开发具有改进的肿瘤特异性和有利于抗癌活性的新的化疗剂是非常重要的。
发明内容
本发明涉及附加的抗-EGFR免疫偶联物以及用其抑制肿瘤细胞生长和治疗上皮起源癌症的方法。在一个方面中,本发明涉及EGFR结合分子。每个分子包含抗-EGFR单克隆抗体的抗原结合片段和细胞毒性剂。在一个实施方案中,本发明的EGFR结合分子是与细胞毒性剂偶联的单克隆抗体LA1或者LA22。
任何类型的细胞毒性剂可以与EGFR结合分子偶联。细胞毒性剂的非限制性实施例包括细胞毒性抗生素、化疗剂、放射性同位素、细胞毒素或者抗癌前药活化酶。在一个实施例中,所偶联的细胞毒性剂是丝裂霉素C或者平阳霉素。
本发明还涉及人源化或者工程化的抗体,其包含与丝裂霉素C、平阳霉素或者其它抗细胞剂偶联的LA1或者LA22的抗原结合片段。
此外,本发明涉及与丝裂霉素C或者平阳霉素偶联的其它抗-EGFR抗体。这些抗体可以是单克隆抗体、人抗体、人源化或者工程化抗体、合成的抗体或者单链抗体。
本发明的EGFR结合分子或者抗体可以用来杀伤或者抑制癌细胞的生长。这些方法包括将癌细胞与本发明的EGFR结合分子或者抗体接触。
此外,本发明的EGFR结合分子或者抗体可以用来治疗癌症。这些方法包括给有此需要的对象施用有效量的本发明的EGFR结合分子或抗体。可按本发明处理的癌症或者癌细胞包括那些上皮细胞起源的。
此外,本发明还涉及药物组合物,其包含本发明的EGFR结合分子或者抗体。
通过下文的详细描述,本发明其它的特征、目标和优点将是显而易见的。然而,应当理解,对本发明的详细描述以及给出的实施方案仅是举例说明,并无限制的意思。对于本领域的技术人员而言,通过以下的详细说明,本发明范围内的各种变化和改进将变得显而易见。
附图说明
提供附图用于举例说明,并无限制性含义。
图1表明与平阳霉素或者丝裂霉素C偶联的抗-EGFR单克隆抗体对人表皮样癌细胞的细胞毒作用。
图2举例说明与平阳霉素或者丝裂霉素C偶联的单克隆抗体LA22对人表皮样癌细胞的剂量依赖性细胞毒作用。
图3A和3B显示LA22-MMC免疫偶联物、MMC和裸mAb LA22对A431和A549细胞的体外细胞毒作用。
图4显示与平阳霉素或者丝裂霉素C偶联的单克隆抗体LA1对人表皮样癌细胞的剂量依赖性细胞毒作用。
图5表明与平阳霉素或者丝裂霉素C偶联的单克隆抗体LA1对人肺细胞的剂量依赖性细胞毒作用。
图6举例说明LA22-MMC对雌性Balb/c小鼠的体内肿瘤毒性作用。图6A显示LA22-MMC免疫偶联物对A431异种移植物的处理方案以及体内肿瘤生长的抑制作用。图6B总结了每个处理组的肿瘤大小和肿瘤抑制百分率(对照,MMC以及0.0032mg/kg和0.08mg/kg的LA22-MMC)。
图7显示,在经125I-放射性标记和免疫闪烁成像后,LA22-MMC免疫偶联物在荷瘤小鼠上的生物学分布。
详细说明
本发明涉及与细胞毒性剂或抗细胞剂偶联的抗-EGFR单克隆抗体LA1或者LA22。LA1和LA22可以从Upstate USA,Inc.,Charlottesville,VA购得。单克隆抗体LA22也在美国专利No.5,459,061中有描述,其全部内容通过参考并入本文。
合适的细胞毒性剂或者抗细胞剂的非限制性实例包括化疗剂、放射性同位素和细胞毒素。细胞毒性剂或者抗细胞剂的具体实例包括但不限于细胞毒性抗生素(比如丝裂霉素C或者平阳霉素)、激素(比如类固醇)、抗代谢物(比如阿糖胞苷、氟脲嘧啶、甲氨蝶呤或者氨基蝶呤)、蒽环霉素(anthracycline)、长春花属生物碱、秋水仙胺、依托泊苷、光神霉素、烷化剂(比如苯丁酸氮芥或者苯丙氨酸氮芥)、阿霉素、道诺霉素、甲氨蝶呤、长春花碱、新制癌菌素、大分子霉素、三来胺醌、α-鹅膏菌素、蓖麻毒蛋白、蓖麻毒蛋白A链、柔红霉素、紫杉醇、溴化乙锭、丝裂霉素、依托泊苷、替尼泊苷(tenoposide)、长春新碱、长春花碱、秋水仙素、二氢蒽环二酮(dihydroxy anthracin dione)、放线菌素D、白喉毒素、假单胞菌外毒素(pseudomonas exotoxin,PE)A、PE40、相思豆毒蛋白、相思豆毒蛋白A链、莫迪素(modeccin)A链、α-帚曲菌素(α-sarcin)、白树毒蛋白(gelonin)、丝林霉素(mitogellin)、retstrictocin、酚霉素、依诺霉素、α-帚曲菌素、曲霉素、restirictocin、核糖核酸酶、白喉毒素、假单胞菌外毒素、麻风树毒蛋白(curicin)、巴豆毒蛋白、加利车霉素(calicheamicin)、sapaonaria officinalis抑制剂、美登素类(maytansinoids)、糖皮质激素和放射性同位素。
LA1或者LA22单克隆抗体还可以与抗癌前药活化酶偶联,其能够将前药转换为它的活性形式。参见,例如美国专利No.4,975,287,其全部内容通过参考并入本文。
可以通过多种机制,例如,共价结合、亲和性结合、嵌插作用、配位结合和络合作用,实现抗体与一种或多种细胞毒性结构的连接或者偶联。优选的结合方法涉及共价结合,比如应用化学交联剂、天然肽或者二硫键的。
可以通过现有侧链的直接缩合或者外部桥联分子的并入来实现共价结合。许多二价或者多价试剂可用于将蛋白质分子与其它蛋白质、肽或者胺功能基(amine functions)相偶联。偶联剂的实例是碳二亚胺、二异氰酸酯、戊二醛、重氮苯和六亚甲基二胺。此列表并非对所述本领域已知各种偶联剂的穷举,而只是可以应用的所述更常见偶联剂的举例。
在很多实施方案中,抗体首先被衍生化,随后将细胞毒性组分附着到衍生产物上。如本文所用,术语“衍生化”是指用合适的交联剂对抗体底物进行化学修饰。以此方式应用的交联剂的实例包括含二硫键的连接子SPDP(N-琥珀酰亚胺-3-(2-吡啶二硫基)丙酸酯)和SMPT(4-琥珀酰亚胺-氧羰基-α-甲基-α(2-吡啶基二硫基)甲苯)。
在构建临床活性免疫偶联物中,还可以利用可生物学释放的键,以使得一旦所述偶联物进入靶细胞,细胞毒性结构就能够从抗体上释放。已经知道许多类型的连接构建体,包括在氨基酸比如半胱氨酸所含的或者以其它方式引入相应蛋白质构造物的巯基基团之间简单地直接形成二硫键,以及应用可用的或者设计的连接子结构的二硫键。
已知很多类型的含二硫键连接子,可以成功地利用其偶联细胞毒性结构和抗体。某些连接子是优选的,比如,例如空间位阻二硫键连接子,由于它们较大的体内稳定性,从而防止在与作用位点结合之前释放毒性结构。尽管也可以应用其它的连接子比如SATA、SPDP和2-亚氨基巯醇(2-iminothiolane),另一种优选的交联剂是SMPT。
一旦发生偶联,可以纯化偶联物以去除污染物,比如未偶联的细胞毒性剂或者抗体。在许多情形中,去除未偶联的细胞毒性剂是重要的,因为有毒性增加的可能性。此外,可以去除未偶联的抗体以避免偶联的和未偶联的抗体之间竞争抗原的可能性。可以应用多种纯化技术提供足够纯度的偶联物,从而使得它们可用于临床中。
本发明还涉及抗-EGFR分子,其包含与细胞毒性剂或者抗细胞剂偶联的LA22或者LA1单克隆抗体的抗原结合片段。这些抗原结合片段可以包括LA22或者LA11单克隆抗体的scFv、双功能抗体(diabody)、minibody、Fab、F(ab’)2或者Fv片段或者由它们组成。
在一个实施方案中,本发明的抗-EGFR分子是从单克隆抗体LA22或者LA1制备的人源化或者工程化的单克隆抗体。人源化或者工程化的抗体对于治疗人类对象是尤为理想的。非人(例如鼠)抗体的人源化或者工程化形式是嵌合体免疫球蛋白,或者其抗原结合片段(比如scFv、双功能抗体、minibody、Fab或F(ab’)2),其含有源于非人免疫球蛋白的最小序列。人源化或者工程化抗体来源于人免疫球蛋白,其中形成互补决定区(CDR)的残基由来自非人抗体(比如LA22或者LA1)CDR的残基所取代。在一些情形中,人免疫球蛋白的Fv骨架残基被相应的非人残基所替代。人源化或者工程化抗体还可以包含一些残基,其既不属于受体抗体也不属于导入的CDR或者骨架序列。所述人源化或者工程化抗体可以包含至少一个或两个可变结构域,其中所有或基本所有的CDR区对应于非人免疫球蛋白以及所有或基本所有的恒定区对应于人免疫球蛋白共有序列。
此外,可以应用称为“定向选择”的技术产生识别所选表位的人源化或者工程化抗体。在该方法中,所选的非人单克隆抗体(例如鼠抗体)被用来引导识别相同表位的人源化或者工程化抗体的选择。
还可以应用如美国专利No.6,639,055和6,794,132(它们通过参考并入本文)所述的方法来制备人源化或者工程化抗体。
此外,本发明涉及与丝裂霉素C、平阳霉素或者其它细胞毒性抗生素偶联的其它抗-EGFR抗体。适于所述目的的抗体包括但不限于多克隆抗体、单克隆抗体、单特异性抗体、多特异性抗体、非特异性抗体、人源化或者工程化抗体、人抗体、单链抗体、嵌合抗体、合成抗体、重组抗体、杂合抗体、突变抗体(mutated)、移植抗体或者体外产生的抗体。优选地,本发明的抗体结合于EGFR细胞外结构域中的表位并且具有至少10-5M-1、10-6M-1、10-7M-1、10-8M-1、10-9M-1、10-10M-1或者更强的EGFR结合亲和性。这些抗体的scFv、双功能抗体(diabody)、minibody、Fab、F(ab’)2或者Fv片段也可用来偶联丝裂霉素C、平阳霉素或者其它细胞毒性抗生素。
在制备好足够量的纯化EGFR结合分子之后,人们可能期望将其制成药物组合物。本发明的药物组合物典型地包括本发明的EGFR结合分子(例如,丝裂霉素C或者平阳霉素偶联的LA22或者LA1)和药物可接受载体。如本文所用的,“药物可接受载体”包括任何和所有的溶剂、分散介质、包被剂、抗细菌剂和抗真菌剂、等渗剂和吸收延迟剂等。这些介质和试剂在药物活性物质中的应用在本领域中是众所周知的。除了在此范围内的一些常规介质或者试剂不与本发明的载体或者细胞相容外,其在治疗性或者预防性组合物中的应用也在预期范围内。还可以将补充的活性成分掺入所述组合物中。
可以通过任何常规途径施用本发明的药物组合物,只要经由该途径可达到靶组织即可。这包括口、鼻、口腔(含服)、直肠、阴道或者局部途径。作为替代,可以通过原位(orthotopic)、皮内、皮下、肌内、腹膜内、肿瘤内、环绕(circumferentially)、导管插入或者静脉内注射来施用。
还可以通过肠胃外或者腹膜内施用药物组合物。可通过在水中与表面活性剂(比如羟丙基纤维素)适当混合来制备作为游离碱或者药物可接受盐的活性化合物的溶液。还可以在甘油、液态聚乙二醇及其混合物中以及在油中制备分散系(dispersion)。在通常的保存和应用条件下,这些制备物可以包含防腐剂以防止微生物的生长。
适于注射应用的药物形式包括无菌水溶液或者分散系(dispersion)以及用于即时制备无菌注射溶液或者分散系的无菌粉末。在大多数情况下,所述形式是达到易于注射程度的无菌和流体形式。还优选其在制造和保存以及防止微生物(比如细菌和真菌)污染作用的条件下是稳定的。所述载体可以是溶剂或者分散介质,含有例如水、乙醇、多元醇(例如,甘油、丙二醇和液体聚乙二醇等)、其合适混合物或者植物油。可以例如通过应用包衣(比如卵磷脂)、通过保持分散系情形需要的颗粒大小或者通过应用表面活性剂来保持适当的流动性。可以通过各种抗细菌剂或者抗真菌剂,例如对羟基苯甲酸酯类、氯代丁醇、苯酚、山梨酸、硫柳汞(thimerosal)等来防止微生物作用。在许多情况中,将优选包含等渗剂,例如糖或者氯化钠。可以通过在所述组合物中应用延迟吸收剂,例如单硬脂酸铝和明胶来实现注射组合物的延长吸收。
可以通过在具有以上所列举的各种其它成分的合适溶剂中掺入需要量的本发明EGFR结合分子来制备无菌注射溶液,如果需要的话,之后可以过滤除菌。通常,通过向无菌载体中掺入各种灭过菌的活性成分来制备分散系,其包含基础分散介质和来自以上所列举的所需其它成分。在用于制备无菌注射溶液的无菌粉末情形中,优选的制备方法是真空干燥或者冷冻干燥技术,其从之前经无菌过滤的溶液产生活性成分加上任何其它期望成分的粉末。
对于口服施用,本发明的EGFR结合分子可以掺入赋形剂并且以非摄入型漱口剂和洁牙剂的形式应用。可以通过在合适的溶剂(比如硼酸钠溶液(Dobell溶液))中掺入需要量的活性成分来制备漱口剂。作为替代,可以将EGFR结合分子掺入抗菌防腐洗液,其包含硼酸钠、甘油和碳酸氢钾。EGFR结合分子还可以分散在洁牙剂中,其包括:凝胶剂、糊剂(paste)、散剂或者膏剂(slurries)。可以将治疗或者预防有效量的EGFR结合分子加入糊状洁牙剂,其可以包含水、粘合剂、磨擦剂、芳香剂、起泡剂或者湿润剂。
可以将本发明的组合物配制为中性或者盐的形式。药物可接受的盐包括与蛋白质的游离氨基形成的或者与无机酸或有机酸形成的酸加成盐,所述无机酸比如例如盐酸或者磷酸,所述有机酸比如醋酸、草酸、酒石酸、苦杏仁酸等。与游离羧基形成的盐还可以源于无机碱,比如,例如氢氧化钠、钾、铵、钙或铁,以及源于有机碱比如异丙胺、三甲胺、组胺、普鲁卡因等。
根据制剂,将以与剂型相容的方式以及治疗或者预防有效量施用组合物或者溶液。制剂易于以各种剂型施用,比如注射溶液、药物释放胶囊等。对于水溶液的肠胃外施用,例如,如有必要可以适当地缓冲所述溶液并且用足够的盐或者葡萄糖使得液体稀释剂首先形成等渗条件。这些特定的水溶液尤其适于静脉内、肌肉内、皮下和腹膜内施用。就此而论,根据本文公开的内容,可应用的无菌水性介质对于本领域的技术人员是已知的。例如,一剂量可以溶解于1ml等渗NaCl溶液中以及或者添加到1000ml皮下输液流体或者在建议输注位点注射(见,例如REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES(第15版),第1035-1038和1570-1580页)。取决于治疗对象的病况,有必要产生剂量上的一些变化。
技术人员依据REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES(第15版),33章,特别是624-652页,其全部内容通过参考并入本文。取决于治疗对象的病况,有必要产生剂量上的一些变化。负责施用的人员将确定针对对象个体的合适剂量。
可以应用本发明的EGFR结合分子杀伤癌细胞或者抑制癌细胞的生长。还可以应用本发明的EGFR结合分子治疗患者或者动物的癌症。可按本发明治疗的癌症的实例包括但不限于上皮起源的癌症,比如胶质母细胞瘤、肺癌、乳癌、头颈癌和膀胱癌或者其它的表皮样癌。
为杀伤细胞或者抑制细胞生长,可以将靶细胞与本发明的EGFR结合分子接触。将以有效杀伤或者抑制肿瘤细胞增殖的量提供所述EGFR结合分子。
还可以将EGFR结合分子与其它治疗癌症的常规疗法联合。适于联合疗法应用的试剂或者因素是应用于细胞时引起DNA损伤的任何化合物或者治疗方法。这样的试剂和因素包括引起DNA损伤的辐射和波,比如γ-辐照、X-射线、UV-辐照、微波、电子发射等。多种化合物,也被称为化疗剂,具有引起DNA损伤的功能,它们所有都可以用于本文公开的联合治疗方法。预期可用的化疗剂包括,例如,阿霉素、5-氟脲嘧啶(5FU)、依托泊苷(VP-16)、喜树碱、放线菌素-D、丝裂霉素C、顺铂(CDDP)和在某些情形中的过氧化氢。
应当理解,上述的实施方案和以下的实施例是以举例说明的方式给出,并无限制的意思。对于本领域的技术人员而言,通过本说明书,本发明范围内的各种改变和变型将变得显而易见。
实施例
材料和方法
将2×104细胞密度的LA22杂交瘤(ATCC No.HB10342)细胞注射给Balb/c裸鼠。应用蛋白G亲和琼脂糖珠(Upstate,Lake Placid,NY)纯化来自腹水的单克隆抗体。简要地说,用PBS(pH 7.4)以1∶1稀释腹水液并在14,000g离心4分钟。小心收集上清液并将其加载于蛋白G柱(含有2mL蛋白G琼脂糖)以及随后向柱施加10mL的PBS以洗去未结合组分。用洗脱缓冲液(50mM盐酸甘氨酸,pH 2.7)洗脱结合的mAb LA22并通过脱盐柱(Pierce,Rockford,IL)将其转移到PBS(pH7.4)中。用SDS-PAGE分析等分试样的纯度。确定mAb LA22的浓度为1mg/ml的小鼠IgG,其相当于1.40的O.D.(光密度)读值。
应用A431人表皮样癌细胞(其表达大量的EGFR)和A549人肺腺癌细胞进行体外细胞毒性测定。用含有10%胎牛血清(FBS)(Hyclone,Logan,UT)的Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM)在37℃单层培养这些细胞。
用来将小分子抗癌药物丝裂霉素(MMC;Kyowa Hakko Kogyo,Tokyo,Japan)或平阳霉素(PYM)偶联到抗-EGFR mAb LA22或LA1的原理包括用N-琥珀酰亚胺-3-(2-吡啶二硫基)-丙酸酯(SPDP)活化mAb的氨基,接着用亚胺硫醇(iminothiolane)修饰的mAb LA22进行二硫键交换(图1)。见Knoll,K.et al.,Cancer Res.,60:6089-6094,2000.为了活化,MMC(10mg溶于5mL PBS)与0.9mL SPDP(Pierce,Rockford,IL)贮液(10mg溶于1mL DMF)在4℃反应6小时。以小等分在-80℃保存所得溶液,直至以后使用。在氮气氛下,通过加入46μL2-亚胺硫醇(4.4mg溶于1mL DMF),经过1小时来还原mAb LA22(5.5mg溶于3mL PBS)或者mAb LA1。通过应用用PBS预平衡的脱盐柱(Pierce,Rockford,IL)通过体积排阻色谱纯化还原后抗体。活化的MMC(Mr:137)或者活化的PMC与硫醇化(thiolated)mAb LA22(Mr:~150K)或者硫醇化mAb LA1的偶联分别在氮气氛下以40∶1的摩尔比在室温下实施1小时。应用脱盐柱(Pierce,Rockford,IL)去除剩余游离的MMC-SPDP或者PMC-SPDP,脱盐柱同样用PBS进行预平衡。用0.2μm Supor膜(Pall,Ann Arbor,MI)对LA22-MMC(或者LA22-PMC)或者LA1-MMC(或者LA1-PMC)产物进行过滤灭菌。根据所添加MMC或者PMC的总量计算LA22-MMC(或者LA22-PMC)或者LA1-MMC(或者LA1-PMC)偶联物用于细胞毒性和/或体内试验的剂量。最终免疫偶联产物的等分试样在4℃保存,留待以后使用。
实施例1
A431细胞(人表皮样癌细胞系(ATCC No.CRL-1551))以2000细胞/孔的量接种于含DMEM-10%FBS的96孔板中。4小时后,将对照培养基、mAb LA22(40nM)、LA22-PYM免疫偶联物(LA22-P,40nM)、LA22-MMC免疫偶联物(LA22-M,40nM)、mAb LA1(40nM)、LA1-PYM免疫偶联物(LA1-P,40nM)、LA1-MMC免疫偶联物(LA1-M,40nM)、PYM-SPDP(P-连接子,40nM)、或者MMC-SPDP(M-连接子,40nM)添加到细胞培养中。4天后,通过MTT测定(Mosmann,J.Immunol.Methods,65:55-63(1983))来确定每孔中的细胞数。该数以细胞死亡百分率来表示(图1)。
如图1所示,在单独应用40nM抗-EGFR mAb LA22的情况下,没有观察到明显的细胞死亡,而LA22-PYM和LA22-MMC分别导致42%和84%的细胞死亡。在相同剂量(40nM)下,单独的抗-EGFR mAb LA1引起35%的细胞死亡。对于LA1-PYM和LA1-MMC免疫偶联物观察到细胞杀伤活性增加。
实施例2
为评价LA22抗生素免疫偶联物的上述体外细胞毒性的浓度依赖性,在将所述细胞以2000细胞/孔的量接种于DMEM-10%FBS的96孔板中之后4小时,将不同量的LA22、LA22-PYM和LA22-MMC添加到A431细胞培养物中。4天后,通过MTT测定来确定每孔的细胞数。该数以细胞死亡百分率来表示(图2)。图2说明抗-EGFR mAb LA22-PYM或者LA22-MMC以剂量依赖方式引起A431人癌细胞死亡。
与另外的对照一起实施另一LA22-MMC细胞毒性测定。将A431细胞以及人肺腺癌A549细胞(ATCC No.CCL-185)接种(2×103个细胞/孔,100μL/孔)于96孔细胞培养板(Corning,Corning,NY),其中存在DMEM培养基和10%FBS,在37℃和5%CO2条件下培养4小时。将在无血清DMEM培养基(100μL)中的MMC、裸mAb LA22或LA22-MMC免疫偶联物添加到各个孔中,并在37℃和5%CO2条件下孵育4天。首先弃掉上清液。对于死亡细胞对照,将100μL的冷95%乙醇加入孔中,保持1分钟,随后弃掉。添加(100μL/孔)MTT溶液(USB,Cleveland,OH;10%在DMEM培养基中)并在37℃孵育4小时。弃掉上清液并添加DMSO(100μL/孔)以溶解沉淀物。用酶标仪(Bio-Rad,Hercules,CA)在570nm处读取光密度。
对A431/A549体外细胞生长的上述抑制作用被用作体外药物活性的度量,并且通过将培养细胞(2×103个细胞/孔)与MMC、LA22-MMC或者LA22在37℃下接触4天来确定。所检验的MMC浓度为0.03μg/mL至30μg/mL。根据添加到化学偶联反应中的MMC总量来计算LA22-MMC偶联物有关细胞毒性的剂量。因为化学偶联反应的效率不是100%,所以在理论上与LA22连接的实际MMC浓度低于所指示的浓度。LA22的剂量与LA22-MMC相同。这些结果表明MMC偶联LA22比单独的游离MMC的效力要低,但是比裸mAb LA22的效力要强(见图3A和3B)。用MMC标记非特异性小鼠IgG(作为阴性对照)并将其加到A431细胞中以评估其对体外细胞生长的细胞毒性。结果显示非特异性小鼠IgG-MMC免疫偶联物没有以LA22-MMC一样有效地杀伤培养细胞,这证明LA22-MMC的细胞毒性可通过LA22-EGFR结合来介导(数据未显示)。
实施例3
同样地,以相似方式评估应用LA1抗生素免疫偶联物的体外细胞毒性测定。将A431细胞以2000个细胞/孔的量接种于DMEM-10%FBS的96孔板中。4小时后,将不同量的LA1、LA1-PYM或者LA1-MMC添加到所述细胞培养中。4天后,通过MTT测定来确定每孔的细胞数。该数以细胞死亡百分率来表示(图4)。如图3所表明的,mAb LA1和它的免疫偶联物以剂量依赖的方式诱导A431人癌细胞死亡。与平阳霉素或者丝裂霉素C的偶联明显增加了mAb LA1的细胞杀伤效力。
实施例4
应用人肺癌A549细胞系(ATCC No.CCL-185)进一步实施关于LA1免疫偶联物的另一体外细胞毒性测定。将A549细胞以2000个细胞/孔的量接种于DMEM-10%FBS的96孔板中。4小时后,将不同量的LA1、LA1-MMC或者MMC-SPDP添加到所述细胞培养中。4天后,通过MTT测定来确定每孔的细胞数。该数以细胞死亡百分率来表示(图5)。LA1-MMC以剂量依赖的方式诱导A549人肺癌细胞死亡。单独应用mAb LA1没有观察到明显的细胞死亡。与丝裂霉素C的偶联明显地增加了LA1的细胞杀伤效力。
实施例5
为检验LA22-MMC对体内肿瘤毒性的作用,应用体重约20g的5周龄雌性BALB/c小鼠。通过在第0天将2×106个肿瘤细胞(重悬于0.2mL PBS中)皮下注射入小鼠右前腿产生A431细胞系的异种移植物。将小鼠分组(每组5只小鼠)并在第1天、第5天和第9天以指定浓度腹膜内施用PBS、MMC、裸抗体或者免疫偶联物。每周三次测量肿瘤大小,根据以下等式计算肿瘤体积:肿瘤大小=宽度2×长度/2。在试验结束时(第21天),处死小鼠,取出肿瘤并称重。
如图6A所示,当与对照未处理小鼠比较时,用LA22-MMC(0.08mg/kg)处理的小鼠抑制了体内肿瘤生长。尽管注射MMC(0.08mg/kg)强烈抑制肿瘤生长,但是其效率大大低于LA22-MMC(0.08mg/kg),这表明LA22介导的特异性肿瘤靶向的极大优势。低剂量(0.0032mg/kg)施用LA22-MMC不具有高剂量(0.08mg/kg)施用LA22-MMC同样的效力,这表明了LA22-MMC免疫偶联物的剂量依赖性作用。考虑到由测量肿瘤所引起的巨大误差,处死小鼠并称重肿瘤(图6B)。在注射了LA22-MMC(0.08mg/kg)的2只小鼠内没有可检测的肿瘤。LA22-MMC(0.08mg/kg)处理组的平均肿瘤大小远低于其它组。与对照组(注射PBS)相比,肿瘤缩小到15%,而在注射三次MMC(0.08mg/kg)后,肿瘤只缩小到60%。这些结果显示LA22-MMC在体内强烈抑制肿瘤生长。
实施例6
为显示LA22-MMC免疫偶联物的生物分布,保持在无特定抗原条件下的5周龄雌性BALB/c裸鼠,在它们的右上肋腹处皮下植入A431细胞(5×106)或者A549细胞(5×106)。当肿瘤的平均直径达到~1.0cm时,对荷瘤小鼠实施免疫闪烁成像处理。向用40μg Iodogen(Sigma-Aldrich,St.Louis,MO)包被的小瓶加入100μg的LA-22-MMC抗体(0.76mg/mL,132μL)和0.2M、pH7.4磷酸缓冲液中的100MBq Na125I(Beijing Atom High Tech.,Beijing,China)。在室温下孵育10分钟后,通过PD-10柱(Amersham,Piscataway,NJ)纯化反应混合物。通过ITLC(85%甲醇作为流动相)在放射-薄层扫描仪(Bioscan AR2000,Washington,DC)上测量标记产率和放射化学纯度,它们分别大于85%和97%。向荷载A431/A549异种移植物的裸鼠静脉内注射17.6MBq(~20μg,0.3mL)的125I-LA22-MMC,并将其俯卧置于双头γ照相机(E.CAM,Siemens,Munich,Germany),该照相机配备有平行孔(parallel-hole)、低能、高分辨率准直仪(collimator)。在注射后的不同时间点获取后部图像,用于视觉观察LA22-MMC的体内分布,并将其以128×128矩阵进行数字化保存。采集计数限制(Acquisition count limits)设置为1000K。
在图7中显示在4小时至7天中的成像结果。125I标记的LA22-MMC首先分布于循环系统和富含血液的组织比如肝或心中(4小时成像);逐渐地,标记的免疫偶联物富集在肿瘤部位(第1天至第4天)。4天后,LA22-MMC主要富集在肿瘤部位上。
实施例7
爱必妥和赫赛汀是两种用于癌症治疗的商品单抗药物,它们分别靶向EGFR和HER2。EGFR和HER2都属于ErbB受体家族(Mendelsohn,J.et al.,Oncogene,19:6550-7565,2000)。为比较LA22-MMC与爱必妥以及赫赛汀,实施应用MTT方法的体外细胞毒性测定。根据以上所述,实施MMC与爱必妥(ImClone,New York,NY)或者赫赛汀(Genentech,San Francisco,CA)或者小鼠IgG的偶联。
用MMC标记爱必妥和赫赛汀并评价它们的细胞毒性。将A431(图8A)或者A549(图8B)细胞接种在96孔细胞培养板中。孔中加入裸抗体或者免疫偶联物并在37℃和5%CO2条件下孵育4天。应用MTT测定法测量活细胞。使用相似的抗体浓度,LA22-MMC前药比爱必妥-MMC或者赫赛汀-MMC更有效地杀伤A431和A549细胞(见图8A和8B)。
本发明前面的描述提供了例证和说明,但并没有穷举的意思或者将本发明限制于某一具体公开的内容。改进和变化可能与上述教导相一致或者可以从本发明的实践中获得。因此,应注意本发明的范围是由权利要求和它们的等同物来限定。
Claims (17)
1.EGFR结合分子,其包含抗-EGFR单克隆抗体的抗原结合片段和细胞毒性剂,其中所述抗-EGFR单克隆抗体选自LA1和LA22。
2.根据权利要求1的EGFR结合分子,其包含与所述细胞毒性剂偶联的所述单克隆抗体。
3.根据权利要求1或2任一项的EGFR结合分子,其中所述细胞毒性剂是细胞毒性抗生素。
4.根据权利要求3的EGFR结合分子,其中所述细胞毒性抗生素选自丝裂霉素C和平阳霉素。
5.根据权利要求4的EGFR结合分子,其中所述EGFR结合分子是工程化抗体,其包含LA1或LA22的抗原结合片段。
6.根据权利要求1或2任一项的EGFR结合分子,其中所述细胞毒性剂选自化疗剂、放射性同位素、细胞毒素和抗癌前药活化酶。
7.一种杀伤或者抑制癌细胞生长的方法,其包括将所述细胞与根据权利要求1-6中任一项的EGFR结合分子接触。
8.根据权利要求7的方法,其中所述癌细胞是表皮样癌细胞。
9.根据权利要求7的方法,其中所述癌细胞是肺癌细胞。
10.一种治疗目标对象中癌症的方法,其包括给所述目标对象施用有效量的根据权利要求1-6中任一项的EGFR结合分子。
11.药物组合物,其包含根据权利要求1-6中任一项的EGFR结合分子。
12.与丝裂霉素C或者平阳霉素偶联的抗-EGFR抗体。
13.根据权利要求12的抗体,其中所述抗体是单克隆抗体。
14.根据权利要求12或13中任一项的抗体,其中所述抗体是工程化抗体或者抗体片段。
15.杀伤或者抑制癌细胞生长的方法,其包括将所述细胞与根据权利要求12-14中任一项的抗体接触。
16.治疗目标患者中癌症的方法,其包括向所述目标患者施用有效量的根据权利要求12-14中任一项的抗体。
17.药物组合物,其包含根据权利要求12-14中任一项的EGFR结合分子。
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