CN101432305B - 运铁蛋白受体抗体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了疾病和癌症相关抗原运铁蛋白受体的进一步表征。本发明还提供了与运铁蛋白受体结合的新抗体家族、诊断和治疗表达运铁蛋白受体的多种人癌症和疾病的方法。

Description

运铁蛋白受体抗体
技术领域
本发明属于生物学和免疫治疗领域。其更特别地涉及疾病和癌症相关抗原运铁蛋白受体，以及与运铁蛋白受体结合的多克隆和单克隆抗体和其它多肽。本发明还提供使用拮抗剂、调节剂和与运铁蛋白受体结合的肽(包括抗运铁蛋白受体抗体)诊断和/或治疗多种与运铁蛋白受体相关的人疾病和癌症。
发明背景
除抗体已知的诊断学用途外，抗体显示可用作治疗剂。例如近年来已使用免疫治疗或为了治疗目的使用抗体以治疗癌症。被动免疫治疗涉及在癌症治疗中使用单克隆抗体。参阅例如Cancer：Principles and Practice ofOncology，第6版(2001)，第20章，495-508页。这些抗体能够具有通过直接抑制肿瘤细胞生长或存活以及通过它们募集机体免疫系统天然细胞杀伤活性的能力的固有治疗生物学活性。这些试剂可单独或与辐射或化学治疗剂结合施用。被批准分别用于治疗非霍奇金淋巴瘤和乳腺癌的利妥昔单抗(Rituximab)和曲妥珠单抗(Trastuzumab)是这类治疗的两个实例。另外，抗体可用于制备抗体缀合物，其中抗体与毒剂连接并通过与肿瘤特异性结合使所述试剂导向肿瘤。吉姆单抗奥佐米星(Gemtuzumab ozogamicin)是被批准的用于治疗白血病的抗体缀合物实例。已公开发表与癌细胞结合并有潜力用于诊断和治疗的单克隆抗体。参阅例如下列特别公开了一些靶蛋白分子量的专利申请：美国专利号6,054,561(200kD c-erbB-2(Her2)和其它40-200KD大小的未知抗原)和美国专利号5,656,444(50kD和55kD癌胚蛋白)。临床试验和/或批准用于治疗实体瘤的抗体实例包括：曲妥珠单抗(抗原：180kD，HER2/neu)、依决洛单抗(Edrecolomab)(抗原：40-50kD，Ep-CAM)、抗人乳脂肪球(HMFGI)(抗原＞200kD，HMW粘蛋白)、西妥昔单抗(Cetuximab)(抗原：150kD和170kD，EGF受体)、阿仑单抗(Alemtuzumab)(抗原：21-28kD，CD52)和利妥昔单抗(抗原：35kD，CD20)。
大量正常人成体组织(包括皮肤、结肠、肺、卵巢、肝和胰)中存在一些可检测水平的用于治疗乳腺癌的曲妥珠单抗(Her-2受体)和临床试验用于治疗若干癌症的西妥昔单抗(EGF受体)的抗原靶标。使用这些疗剂的安全界限可能由表达水平差异或这些位点上抗体的通路或活性差异提供。
另一种类型的免疫治疗为主动免疫治疗或用特定癌症中存在的抗原或指导该抗原表达的DNA构建体接种，所述接种随后诱发个体中的免疫应答，即诱导个体积极地产生针对它们自身癌症的抗体。主动免疫接种不如被动免疫治疗或免疫毒素常用。
已提出疾病(包括癌症)进展的若干种模式。理论范围从由单个感染/转化事件引起到日渐“疾病样”或“癌症样”的组织类型的进化，所述进化最终引起具有完全致病或恶性能力的组织类型。一些主张在例如癌症中，单个突变事件足够引起恶性肿瘤，而其他则主张随后的变化也是必需的。一些其它的理论提出提高的突变负荷和肿瘤等级对经由细胞水平上突变选择事件连续体的瘤形成的起始和进展都是必需的。一些癌症靶标仅在肿瘤组织中发现，而其它的存在于正常组织中并在肿瘤组织中上调和/或过表达。在这类情况下，一些研究员提出过表达与恶性肿瘤的获得相关，而其他的提出过表达只是通向提高的疾病状态路径趋势的标记。
理想的诊断和/或治疗抗体将对在大量癌症中存在但在任何正常组织中不存在或仅低水平存在的抗原特异。发现、表征和分离与癌症特异相关的新抗原将可用于许多方面。首先，可使用抗原制备针对该抗原的单克隆抗体。抗体将理想地具有针对癌症细胞的生物活性，并能够募集免疫系统对外来抗原的应答。抗体可以作为疗法剂单独施用或与当前的治疗组合施用，或用于制备与毒剂相连的免疫缀合物。具有相同特异性但单独施用时生物活性低或无的抗体也可以是有用的，因为抗体能够用于制备与放射性同位素、毒素或化学治疗剂的免疫缀合物或含有化学治疗剂的脂质体，而缀合形式是有生物学活性的，因为抗体将毒素导向含抗原的细胞。
理想的诊断和/或治疗抗体期望的一个方面为发现并表征与大量癌症相关的抗原。在大量类型的癌症中表达的抗原(例如“泛癌症”抗原)中少数在非癌细胞中有限表达。分离和纯化这类抗原将有用于制备靶向该抗原的抗体(例如诊断或治疗性的)。与针对只与一种特定类型癌症相关的抗原的抗体相反，与“泛癌症”抗原结合的抗体能够寻靶在不同组织中发现的多种癌症。抗原还将有用于药物开发(例如小分子)和进一步表征细胞调节、生长和分化。
运铁蛋白受体在人肿瘤中广泛表达(Garter等，Transferrin receptorsin human tissues：their distribution and possible clinical relevance，J ClinPathol 36，539-545(1983))并在细胞增殖和存活中起关键作用。与运铁蛋白受体结合的抗体之前已显示对动物肿瘤模型有效。在使用CCRF-CEM细胞的白血病异种移植模型(White等，Combinations of anti-transferrinreceptor monoclonal antibodies inhibit human tumor cell growth in vitro andin vivo：evidence for synergistic antiproliferative effects，Cancer Res 50，6295-6301(1990))和M21人黑素瘤异种移植(Trowbridge和Domingo，Anti-transferrin receptor monoclonal antibody and toxin-antibody conjugatesaffect growth of human tumor cells，Nature 294，171-173(1981))中，运铁蛋白受体抗体也抑制了肿瘤进展。
从20世纪80年代起，已使用裸抗体、毒素缀合的抗体和运铁蛋白-毒素缀合物，包括用鼠IgA抗体42/6的I相临床试验(Brooks等，PhaseIa trial of murine immunoglobulin A antitransferrin receptor antibody 42/6，Clin Cancer Res 1，1259-1265(1995))将运铁蛋白受体作为癌症靶标进行研究(参阅例如Griffin等，Combined antitumor therapy with thechemotherapeutic drug doxorubicin and an anti-transferrin receptorimmunotoxin：In vitro and in vivo studies，J Immunol 11，12-18(1992)；Qian等，Targeted drug delivery via the transferrin receptor-mediated endocytosispathway，Pharmacological Reviews 54，561-587(2002)；Trowbridge和Collin等，Structure-function analysis of the human transferrin receptor：Effects of anti-receptor monoclonal antibodies on tumor growth，Curr StudHematol Blood Transf 58，139-147(1991))。运铁蛋白受体的表达与细胞增殖相关，并且已提出这解释了高比例的肿瘤运铁蛋白受体抗体阳性染色而正常组织有限染色的原因(Gatter，1983)。普遍认可运铁蛋白受体抗体通过减少铁进入细胞的摄取抑制细胞增殖(Kemp，Iron deprivation and cancer：a view beginning with studies of monoclonal antibodies against thetransferrin receptor，Histol Histopathol 12，291-296，(1997))。这可通过阻断运铁蛋白受体与带有铁的运铁蛋白的相互作用或通过改变运铁蛋白受体循环的动力学和细胞表面提呈来实现。阻断肿瘤细胞中铁摄取的效应最初显示为细胞周期阻滞(主要是在S期)，随后是G1期细胞的堆积(White，1990)。铁撤消的终点表现为细胞抑制(cytostasis)到诱导细胞死亡不等。
在同系小鼠白血病模型中测定了能够识别鼠运铁蛋白受体的来自大鼠的抗体(Savage等，Effects of monoclonal antibodies that block transferrinreceptor function on the in vivo growth of a syngeneic murine leukemia，Cancer Res 47，IAI-153(1987))。该分子相对于对照显著促进存活，并且在四周治疗期后没有严重毒性迹象或被抗体识别的正常组织损伤的迹象。另外，红细胞或白细胞计数没有变化。然而，骨髓祖细胞分析显示CFU-e/106细胞两倍的降低和较不显著的CFU-c减少。其它对封闭运铁蛋白受体效应的看法可通过评价使用小鼠抗体42/6的I相临床试验的结果提供。在该研究中，尽管疗程短且小鼠抗体药物动力学差，但有混和瘤应答的迹象(Brooks，1995)。对用42/6治疗的患者评估显示用抗体治疗后有减少的骨髓BFU-e迹象，但是该结果并非统计学显著性的。由于运铁蛋白受体已显示在分化的骨髓祖细胞中表达(Helm等，Characterization and phenotypicanalysis of differentiating CD34+human bone marrow cells in liquid culture，Eur J Haematol 59，318-326(1997))，期望掺入抗运铁蛋白受体抗体的治疗剂具有胜过骨髓毒性潜力的潜在疗效。
需要疾病细胞和/或癌症细胞表面上的新靶标，所述靶标可用于用特异性识别细胞表面靶标的抗体和其它试剂诊断和治疗这类疾病和/或癌症。基于本文公开的发现，存在对特异性识别细胞表面靶标的新抗体和其它试剂的进一步需要，所述靶标能够通过减少或增强调节运铁蛋白受体的疾病促进活性。本发明的一个目是的鉴定能够抑制其疾病相关活性的人运铁蛋白受体拮抗剂。另一目的是提供用于检测运铁蛋白受体和用作免疫原或选择抗人运铁蛋白受体抗体的新化合物。
如下文将更详细描述的，本发明者发现了人运铁蛋白受体的新表位，鉴定为本文提供的新拮抗剂、调节剂和抗体的抗原靶标。
发明概述
本发明提供与在多种人癌症中表达的运铁蛋白受体结合的运铁蛋白受体拮抗剂、调节剂和单克隆抗体。一方面，本发明为与运铁蛋白受体结合的单克隆抗体家族。
另一方面，本发明为由在2004年6月8日以专利保藏号PTA-6055保藏于美国典型培养物保藏中心(American Type Culture Collection)的宿主细胞系CA130.3.13C9.1A7产生的抗运铁蛋白受体单克隆抗体。
另一方面，本发明为产生与患病细胞和/或癌细胞反应的抗运铁蛋白受体的单克隆抗体的方法，包括步骤：(a)用免疫原免疫宿主哺乳动物；(b)从所述哺乳动物中获得淋巴细胞；(c)将(b)的淋巴细胞与骨髓瘤细胞系融合产生杂交瘤；(d)培养(c)的杂交瘤产生单克隆抗体；和(e)筛选抗体以仅仅选择下述抗体：与患病的和/或癌细胞或细胞系结合但不与非癌的或正常细胞或细胞系结合，或与正常细胞以更低水平或以不同方式结合的抗体。
另一方面，本发明是产生抗运铁蛋白受体抗体的方法，包括在允许产生所述抗体的条件下培养编码这类抗体的宿主细胞或其后代，并纯化抗运铁蛋白受体抗体。
另一方面，本发明提供通过在合适细胞中表达编码抗体(其可作为单独的轻或重链分别表达，或从一个载体上表达轻链和重链)的一种或多种多核苷酸产生本文所述任何抗体(或多肽)的方法，通常随后回收和/或分离目的抗体或多肽。
另一方面，本发明为竞争性抑制抗运铁蛋白受体抗体对运铁蛋白受体优先结合的抗运铁蛋白受体抗体或多肽(可以是或不是抗体)。在一些实施方案中，本发明为与LUCA31抗体在运铁蛋白受体上相同的表位优先结合的抗体或多肽(可以是或不是抗体)。
另一方面，本发明为竞争性抑制抗运铁蛋白受体抗体对运铁蛋白受体优先结合的运铁蛋白受体调节剂(可以是或不是多肽)。在一些实施方案中，本发明可以是与其它抗运铁蛋白受体抗体在运铁蛋白受体上相同的或不同的表位优先结合的小分子或化合物。
又在另一方面，本发明为包含与特异于运铁蛋白受体表位的抗体结合的运铁蛋白受体的组合物。在一个实施方案中，抗体为抗运铁蛋白受体。在其它实施方案中，施用两种或以上的抗运铁蛋白受体抗体，其中这类抗体指向运铁蛋白受体的两个或以上的不同的表位。在一些实施方案中，抗运铁蛋白受体抗体与治疗剂或可检测标记相连。
另一方面，本发明为包含LUCA31抗体片段或区域的抗体。在一个实施方案中，片段为抗体轻链。在另一实施方案中，片段为抗体重链。又在另一实施方案中，片段包含来自抗体轻链和/或重链的一个或多个可变区。又在另一实施方案中，片段包含来自抗体轻链和/或重链的一个或多个互补决定区(CDR)。
另一方面。本发明提供包含下列任一的多肽：抗运铁蛋白受体抗体的a)来自轻链或重链的一个或多个CDR(或其片段)；b)来自轻链的三个CDR；c)来自重链的三个CDR；d)来自轻链的三个CDR和来自重链的三个CDR；e)轻链可变区；f)重链可变区。在优选的实施方案中，这些多肽选自LUCA31抗体序列。
另一方面，本发明为人源化抗体。在一些实施方案中，人源化抗体包含非人抗运铁蛋白受体抗体的一个或多个CDR。在一些实施方案中，人源化抗体与其它LUCA31相同或不同的表位结合。通常本发明的人源化抗体包含一个或多个(一个、二个、三个、四个、五个、六个或其片段)与原始非人抗运铁蛋白受体抗体的CDR相同和/或衍生自它们的CDR。在一些实施方案中，人抗体与其它抗运铁蛋白受体抗体相同或不同的表位结合。另一方面，本发明为包含可变区和恒定区的嵌合抗体，所述可变区来自非人抗运铁蛋白受体抗体的重链和轻链的可变区，所述恒定区来自人抗体重链和轻链的恒定区。
另一方面，本发明为编码抗体LUCA31的分离的多核苷酸，所述抗体由保藏号ATCC No.PTA-6055的宿主细胞或其后代产生。该发明包括具有任何上文指定抗体的固有结合活性或生物活性的抗体多肽。另一方面，本发明提供编码本文所述任何抗体(包括抗体片段)以及任何其它多肽的多核苷酸。
另一方面，本发明为包含本文所述任何多肽(包括任何本文所述抗体)或多核苷酸的药物组合物，例如包含与化学治疗剂相连的抗运铁蛋白受体抗体、含有抗运铁蛋白受体抗体片段的抗体、非人抗运铁蛋白受体抗体的人源化抗体、包含来自非人抗运铁蛋白受体抗体可变区的可变区和来自人抗体恒定区的恒定区的嵌合抗体、或具有一个或多个非人抗运铁蛋白受体抗体特性的人抗体的药物组合物，或包含与化学治疗剂(例如放射性部分)相连的任何本文所述抗运铁蛋白受体抗体和可药用赋形剂。
另一方面，本发明为含有与患病细胞或癌细胞中存在的运铁蛋白受体结合的抗运铁蛋白受体抗体的组合物。在优选的实施方案中，癌细胞选自卵巢癌、肺癌、前列腺癌、胰腺癌、结肠癌和乳腺癌细胞。在一些实施方案中，癌细胞被分离。在一些实施方案中，癌细胞在生物样品中。通常生物样品来自个体，例如人。
另一方面，本发明为通过检测来自个体细胞上的运铁蛋白受体诊断个体疾病，特别是个体与炎症性应答或自身免疫应答相关的疾病或紊乱的方法。在本发明的另一方面，提供用于调节个体炎症性应答或自身免疫应答的方法。可使用本发明组合物和方法进行治疗的由炎症和自身免疫紊乱引起的疾病和病情包括(举例说明而并非限制)多发性硬化、脑膜炎、脑炎、中风、其它脑外伤、炎性性肠病(包括溃疡性结肠炎和克罗恩病(Crohn′sdisease))、重症肌无力、狼疮、类风湿性关节炎、哮喘、急性青少年型糖尿病、AIDS痴呆、动脉粥样硬化、肾炎、视网膜炎、特应性皮炎、银屑病、心肌缺血和急性白细胞介导的肺损伤。本发明的抗体发现能应用于施用给需要治疗这类疾病的个体。
本发明抗体和其它治疗剂治疗用途的其它适应症包括施用给处于器官或移植物排斥风险中的个体。近年来移植组织和器官如皮肤、肾、肝、心脏、肺、胰和骨髓的外科技术的效率有可观的进展。可能主要的突出问题为缺乏令人满意的诱导受体中对移植的同种异体移植物或器官免疫耐受的试剂。将同种异体细胞或器官移植进宿主(即供体和受体是来自相同物种的不同个体)中时，宿主免疫体系很可能发动对移植物中外来抗原的免疫应答(宿主抗移植物疾病)，造成移植的组织被破坏。本发明的抗体发现能应用于施用给处在器官或移植物排斥风险中的个体。
另一方面，本发明为诊断个体是否患有癌症的方法，包括测定来自个体的选定细胞上是否表达运铁蛋白受体，其中运铁蛋白受体在所述细胞中的表达预示着所述癌症。在一些实施方案中，使用抗运铁蛋白受体抗体测定运铁蛋白受体的表达。在一些实施方案中，该方法涉及检测来自细胞的运铁蛋白受体表达水平。本文使用术语“检测”包括参考或不参考对照定性和/或定量检测(测量水平)。
又在另一方面，本发明为通过检测个体细胞上或从中释放的运铁蛋白受体诊断个体癌症的方法，其中癌症选自但不限于：肾上腺肿瘤、AIDS相关癌症、腺泡状软组织肉瘤、星形细胞瘤、膀胱癌(鳞状细胞癌和移行细胞癌)、骨癌(釉质瘤、动脉瘤样骨囊肿、骨软骨瘤、骨肉瘤)、脑和脊髓癌、转移性脑瘤、乳腺癌、颈动脉体瘤、子宫颈癌、软骨肉瘤、脊索瘤、肾嫌色细胞癌、透明细胞癌、结肠癌、结肠直肠癌、皮肤良性纤维组织细胞瘤、促纤维组织增生性小细胞癌、室管膜瘤、尤文氏瘤(Ewing’stumors)、骨外粘液样软骨肉瘤、骨不完全性纤维发生、骨纤维性结构不良、胆囊癌和胆管癌、妊娠性滋养层细胞病、生殖细胞瘤、头与颈癌、胰岛细胞瘤、卡波西肉瘤(Kaposi’s sarcoma)、肾癌(肾母细胞瘤、乳头状肾细胞癌)、白血病、脂肪瘤/良性脂肪瘤性肿瘤、脂肪肉瘤/恶性脂肪瘤性肿瘤、肝癌(肝母细胞瘤、肝细胞癌)、淋巴瘤、肺癌、髓母细胞瘤、黑素瘤、脑膜瘤、多发性内分泌肿瘤、多发性骨髓瘤、骨髓增生异常综合症、成神经细胞瘤、神经内分泌肿瘤、卵巢癌、胰腺癌、乳头状甲状腺癌、甲状旁腺肿瘤、儿童癌症(pediatric cancer)、外周神经鞘肿瘤、嗜铬细胞瘤、垂体瘤、前列腺癌、色素膜黑素瘤或眼内黑素瘤、罕见血液病(rarehematologic disorder)、肾转移癌、横纹肌样肿瘤、横纹肌肉瘤、肉瘤、皮肤癌、软组织肉瘤、鳞状上皮细胞癌、胃癌、滑膜肉瘤、睾丸癌、胸腺癌、胸腺瘤、甲状腺转移癌和子宫癌(宫颈癌、子宫内膜癌和平滑肌瘤)。
另一方面，本发明是辅助诊断个体癌症(例如但不仅限于卵巢癌、肺癌、前列腺癌、胰腺癌、结肠癌或乳腺癌)的方法，包括测定个体生物样品中运铁蛋白受体的表达。在一些实施方案中，使用抗运铁蛋白受体抗体测定运铁蛋白受体的表达。在一些实施方案中，该方法为检测来自细胞的运铁蛋白受体表达水平。癌症释放的运铁蛋白受体可能促成能够在体液(例如血液、唾液或消化道粘蛋白分泌物)中检测到的提高水平的运铁蛋白受体或其部分。
又在另一方面，本发明为通过施用有效量足以减少癌细胞生长的与运铁蛋白受体结合的抗体治疗癌症的方法。在一些实施方案中，抗体为抗运铁蛋白受体抗体。在某些实施方案中，癌细胞选自包括但不限于：肾上腺肿瘤、AIDS相关癌症、腺泡状软组织肉瘤、星形细胞瘤、膀胱癌(鳞状细胞癌和移行细胞癌)、骨癌(釉质瘤、动脉瘤样骨囊肿、骨软骨瘤、骨肉瘤)、脑和脊髓癌、转移性脑瘤、乳腺癌、颈动脉体瘤、子宫颈癌、软骨肉瘤、脊索瘤、肾嫌色细胞癌、透明细胞癌、结肠癌、结肠直肠癌、皮肤良性纤维组织细胞瘤、促纤维组织增生性小细胞癌、室管膜瘤、尤文氏瘤、骨外粘液样软骨肉瘤、骨不完全性纤维发生、骨纤维性结构不良、胆囊癌和胆管癌、妊娠性滋养层细胞病、生殖细胞瘤、头与颈癌、胰岛细胞瘤、卡波西肉瘤、肾癌(肾母细胞瘤、乳头状肾细胞癌)、白血病、脂肪瘤/良性脂肪瘤性肿瘤、脂肪肉瘤/恶性脂肪瘤性肿瘤、肝癌(肝母细胞瘤、肝细胞癌)、淋巴瘤、肺癌、髓母细胞瘤、黑素瘤、脑膜瘤、多发性内分泌肿瘤、多发性骨髓瘤、骨髓增生异常综合症、成神经细胞瘤、神经内分泌肿瘤、卵巢癌、胰腺癌、乳头状甲状腺癌、甲状旁腺肿瘤、儿童癌症、外周神经鞘肿瘤、嗜铬细胞瘤、垂体瘤、前列腺癌、色素膜黑素瘤或眼内黑素瘤、罕见血液病、肾转移癌、横纹肌样肿瘤、横纹肌肉瘤、肉瘤、皮肤癌、软组织肉瘤、鳞状上皮细胞癌、胃癌、滑膜肉瘤、睾丸癌、胸腺癌、胸腺瘤、甲状腺转移癌和子宫癌(宫颈癌、子宫内膜癌和平滑肌瘤)。在某些优选的实施方案中，癌细胞选自包括但不限于乳腺癌、结肠癌、前列腺癌、肺癌、肉瘤、肾转移癌、甲状腺转移癌和透明细胞癌的实体瘤。
又在另一方面，本发明为延迟患癌症个体癌转移发展的方法，包括施用有效量的至少一个家族的与运铁蛋白受体特异性结合的抗体。在一个实施方案中，抗体为抗运铁蛋白受体抗体。另一方面，本发明为抑制体外或个体内癌细胞生长和/或增殖的方法，包括对细胞培养物或样品或个体施用有效量的组合物，所述组合物包含与化学治疗剂结合(包括相连)的抗运铁蛋白受体抗体。
又在另一方面，本发明为通过对个体施用有效量的至少一个家族的特异性结合运铁蛋白受体的抗体将治疗剂递送至个体癌细胞的方法。在其它实施方案中，抗运铁蛋白受体抗体与另一治疗剂相连(包括连接)被递送到个体中。
在一些实施方案中，抗运铁蛋白受体抗体为来自本文指定抗体的人源化抗体(通常但不必须包含抗体的一个或多个部分或完整的CDR)。在一些实施方案中，抗运铁蛋白受体抗体为具有一个或多个指定抗体性质的人抗体。在一些实施方案中，将化学治疗剂(例如毒素或放射性分子)递送到癌细胞(内在化)。在一些实施方案中，所述试剂为皂草素。
另一方面，本发明为治疗个体癌症的方法，包括对个体施用有效量的含有与化学治疗剂相连(包括连接)的抗运铁蛋白受体抗体的组合物。
本发明还提供了通过增强或减少调节运铁蛋白受体与细胞质信号转导配偶体结合的方法。运铁蛋白受体与细胞质信号转导配偶体的结合可通过将细胞表面存在的运铁蛋白受体分子与调节信号转导配偶体与运铁蛋白受体结合的试剂相接触受到影响。阻断或降低运铁蛋白受体与其结合的试剂和/或信号转导配偶体可用于调节运铁蛋白受体介导的炎症或免疫应答所涉及的生物学和病理进程。涉及该作用的病理进程包括肿瘤相关的细胞生长。
可检测试剂阻断、降低、增强或以其它方式调节运铁蛋白受体与结合配偶体(例如抗运铁蛋白受体抗体)结合的能力。具体地，可通过将包含运铁蛋白受体相互作用位点的肽(通常以其存在于完整活细胞中时的天然构象)与结合配偶体和检测剂一起孵育，并测定是否检测剂降低或增强结合配偶体对运铁蛋白受体肽的结合来检测试剂调节这类相互作用的能力。
运铁蛋白受体功能的激动剂、拮抗剂和其它调节剂明确包括在本发明范围内。这些激动剂、拮抗剂和调节剂为包含运铁蛋白受体一个或多个抗原决定簇位点的多肽，或包含这类位点的一个或多个片段、这类位点的变体或这类位点的肽模拟物(peptidomimetics)。这些激动剂、拮抗剂和运铁蛋白受体调节化合物以线性或环形形式提供，并任选地包含至少一个天然不常见的氨基酸残基或至少一个酰胺等排物。这些化合物可以是糖基化的。本发明的运铁蛋白受体功能激动剂、拮抗剂和其它调节剂期望用于上文所述涉及抗体的所有实施方案和方法中。
本发明的其它方面涉及鉴定的运铁蛋白受体新表位，并在文中称之为LUCA31抗体的抗原。该抗原适合用作免疫原及多种研究、诊断和治疗目的。
在某些方面，本发明为辅助诊断个体疾病的方法，包括步骤：(i)测试从个体获得的血样或组织样品中运铁蛋白受体的存在；(ii)检测是否所述样品具有相对于正常(无疾病)血样或组织样品提高量的运铁蛋白受体标记物；和(iii)将提高量的所述标记物与疾病阳性诊断相互关联，或将不存在提高量所述标记物与疾病阴性诊断相互关联。在某些实施方案中，施用抗运铁蛋白受体抗体检测标记物。在某些实施方案中，通过选自放射性核素成像、流式细胞术和免疫组织化学的技术实现该方法。
附图的简短说明
图1显示使用LUCA31单克隆抗体对SW480细胞裂解物的免疫沉淀作用，跟着使用LUCA31单克隆抗体进行western印迹，并使用ECL+检测体系(Amersham)成像。
图2显示32个细胞系的LUCA31(阴影)和EGF(白色)受体抗体染色的FACS阵列。
图3显示LUCA31不与纯化的运铁蛋白受体样品结合。箭头指示凝胶中运铁蛋白受体的位置。
图4显示存在已知运铁蛋白受体抗体时分析的与HCT 15细胞结合的LUCA31。
图5显示使用LUCA31对CHO细胞的FACS分析。细胞仅用pDEF载体(左图)或包含人运铁蛋白受体的pDEF载体(右图)转染。
图6A显示运铁蛋白对LUCA31与HCT15细胞结合的影响。图6B显示LUCA31对运铁蛋白与HCT 15细胞结合的影响。
图7显示单独使用紫杉醇(paclitaxel)或紫杉醇与5μg/ml LUCA31抗体组合的化学疗法组合研究的结果。
图8显示100μg/ml运铁蛋白对HCT15(A)、HCT116(B)和LOVO(C)细胞中LUCA31和42/6活性的影响。
图9显示5μg/ml LUCA31对HCT 15细胞周期进展的影响。通过丙锭测定处理的和对照细胞的DNA含量。箭头指示预示S期阻滞和细胞死亡的直方图区域。
图10显示一组人肿瘤细胞系中的LUCA31活性。图10A显示了LUCA31与来自乳腺癌和前列腺癌的细胞系结合的FACS分析。数据绘制为平均荧光强度的函数，并纳入EGFR染色作为标准。图10B显示乳腺癌和前列腺癌细胞系中LUCA31(在0.5％血清中测量)的最大活性。数据值代表使用10μg/ml和0.6μg/ml之间的抗体的五点剂量滴定所观察到的细胞增殖最大抑制。
图11显示一组人血液肿瘤细胞系中的LUCA31活性。图11A显示了LUCA31与来自血癌的细胞系结合的FACS分析。图11B显示了血癌系中LUCA31(在0.5％血清中测量)的最大活性。
图12A为显示LUCA31对786-O细胞系生长体外活性的图。图12B为显示LUCA31对SKMES-1细胞系体外活性的图。图12C为显示LUCA31对SKBR3细胞系体外活性的图。图12D为显示LUCA31对Colo205细胞系体外活性的图。
图13为显示LUCA31和Mab-ZAP(皂草素抗IgG缀合物)对人结肠癌细胞系Colo205生长影响的图。
图14显示LUCA31对白细胞增殖的影响。在正常人白细胞增殖测定中比较了LUCA31和对照IgG1抗体1B7.11。使用PHA刺激细胞并通过氚化胸苷参入测定细胞增殖。数据绘制为相对于抗体浓度的抑制百分比(相对于无抗体对照)的函数。
图15显示LUCA31对CD34+骨髓祖细胞的影响。在使用两种接种密度骨髓祖细胞的细胞增殖测定中比较LUCA31和对照IgG1抗体1B7.11。
图16显示LUCA31对HCT15肿瘤生长的影响。图16A显示中位肿瘤体积测量结果。图16B显示带有误差棒的平均肿瘤体积测量结果。对每个实验组而言，绘制数据直至出现第一只具有大于1000mm3肿瘤的动物。
发明详述
本发明提供了人运铁蛋白受体新表位(文中称为LUCA31表位)，其在多种组织类型的癌细胞中表达，包括但不仅限于乳腺癌、结肠癌、肺癌和前列腺癌。本发明还提供与该运铁蛋白受体表位结合的单克隆抗体和多肽，以及制备和使用这些抗体和多肽以诊断和治疗多种与运铁蛋白受体表达和/或过表达相关的多种人癌症疾病的方法。
就以前的运铁蛋白受体抗体提出的一个问题来自于这些抗体结合表位相对广泛的组织分布谱。本发明涉及在许多实体瘤细胞系中具有强抗增殖活性的抗体(本文中有时称为LUCA31抗体)。已发现LUCA31抗体与人运铁蛋白受体表位结合，所述运铁蛋白受体和其它运铁蛋白受体抗体相比显示独特和更有限的正常组织分布。脑内皮为正常富含运铁蛋白受体的组织(参阅例如Jefferies等，Transferrin receptor on endothelium of braincapillaries，Nature 312，162-163(1984)；Orte等，A comparison ofblood-brain barrier and blood-nei～ve barrier endothelial cell markers，AnatEmbryol 199，509-517(1999)；Rothenberger等，Coincident expression anddistribution of melanotransferrin and transferrin receptor in human braincapillary endothelium，Brain Res 712，117-121(1996))，其染色显示与LUCA31的非常有限的反应性。胰(包括胰岛细胞)已表明运铁蛋白受体抗体阳性染色(Gatter，1983)，但是我们仅看到有限的胰腺组织被LUCA31染色。另外，发表的数据显示运铁蛋白受体存在于肝中的Kupfer细胞和肝细胞中(Gatter，1983)，然而用LUCA31分析并未显示肝组织染色。总而言之，LUCA31表位的强活性和独特组织分布谱提供下述理论基础：即LUCA31和相关的抗体与其它运铁蛋白受体抗体迥异，并可能提供显著的治疗优势和商业优势。
I.一般技术
除非另有说明，将使用属于本领域技术的分子生物学(包括重组技术)、微生物学、细胞生物学、生物化学和免疫学常规技术实施本发明。这类技术在文献中被充分解释，例如Molecular Cloning：A Laboratory Manual，第二版(Sambrook等，1989)Cold Spring Harbor Press；OligonucleotideSynthesis(MJ.Gait编，1984)；Methods in Molecular Biology，HumanaPress；Cell Biology：A Laboratory Notebook(J.E.Cellis编1998)，AcademicPress；Animal Cell Culture(R.I.Freshney编，1987)；Introduction to Celland Tissue Culture(J.P.Mather和P.E.Roberts，1998)Plenum Press；Celland Tissue Culture：Laboratory Procedures(A.Doyle，J.B.G riffiths，和D.G.Newell编1993-8)J.Wiley and Sons；Methods in Enzymology(AcademicPress，Inc.)；Handbook of Experimental Immunology(D.M.Weir和CC.Blackwell编)；Gene Transfer Vectors for Mammalia Cells(J.M.Miller和M.P.Calos编，1987)；Current Protocols in Molecular Biology(F.M.Ausubel等编，1987)；PCR：The Polymerase Chain Reaction(Mullis等编，1994)；Current Protocols in Immunology(J.E.Coligan等编，1991)；Short Protocolsin Molecular Biology(Wiley and Sons，1999)；Immunobiology(CA.Janeway和P.Travers，1997)；Antibodies(P.Finch，1997)；Antibodies：apractical approach(D.Catty.编，IRL Press，1988-1989)；Monoclonalantibodies：a practical approach(P.Shepherd和C Dean编，OxfordUniversity Press，2000)；Using antibodies：a laboratory manual(E.Harlow和D.Lane(Cold Spring Harbor Laboratory Press，1999))；The Antibodies(M.Zanetti和J.D.Capra编，Harwood Academic Publishers，1995)和Cancer：Principles and Practice of Oncology(V.T.DeVita等编，J.B.Lippincott Company，1993)。
 II定义
“运铁蛋白受体”是指本发明抗体针对的具有约90kD到100kD分子量的多肽抗原。运铁蛋白受体为与抗运铁蛋白受体抗体结合的并存在于若干正常组织(包括结肠和十二指肠)和数类癌中的细胞表面蛋白质。所述抗原可具有一个以上不同的表位。抗体LUCA31结合的人运铁蛋白受体的新表位在本文中称为LUCA31表位，并在本发明中具有特别意义。目前认为在某些癌细胞中，与它们的正常组织对应物相比，运铁蛋白受体和LUCA31表位可能是过表达的。在某些实施方案中，泛指运铁蛋白受体性质旨在特指。
运铁蛋白受体功能的激动剂、拮抗剂和其它调节剂明确包括在本发明范围内。这些激动剂、拮抗剂和调节剂为包含运铁蛋白受体一个或多个抗原决定簇位点的多肽，或包含这类位点的一个或多个片段、这类位点的变体或这类位点的肽模拟物。这些激动剂、拮抗剂和运铁蛋白受体调节化合物以线性或环形形式提供，并任选地包含至少一个天然不常见的氨基酸残基或至少一个酰胺等排物。这些化合物可以是糖基化的。
更具体地，本文使用术语“运铁蛋白受体调节剂”定义为下述的任何化合物：(1)能够破坏或阻断人运铁蛋白受体与其天然配体或抗运铁蛋白受体抗体间的相互作用；(2)能够结合人运铁蛋白受体及其天然配体或抗运铁蛋白受体抗体；(3)含有可用于产生这样的抗体的抗原位点，所述抗体能够结合人运铁蛋白受体及其天然配体或抗运铁蛋白受体抗体；(4)含有可用于筛选这样的抗体的抗原位点，所述抗体能够结合人运铁蛋白受体及其天然配体或抗运铁蛋白受体抗体；(5)含有可用于产生这样的抗体的抗原位点，所述抗体能够破坏或阻断人运铁蛋白受体与其天然配体或抗运铁蛋白受体抗体间相互作用；(6)含有可用于筛选这样的抗体的抗原位点，所述抗体能够破坏或阻断人运铁蛋白受体与其天然配体或抗运铁蛋白受体抗体间相互作用。运铁蛋白受体调节剂可以是“运铁蛋白受体激动剂”或“运铁蛋白受体拮抗剂”，取决于是否它们的活性分别增强或抑制正常运铁蛋白受体的生物活性。
运铁蛋白受体激动剂、拮抗剂和调节剂包括运铁蛋白受体变体、运铁蛋白受体肽拮抗剂、肽模拟物和小分子、抗运铁蛋白受体抗体和免疫球蛋白变体、人运铁蛋白受体的氨基酸变体(包括氨基酸取代、缺失和添加变体，或它们的任何组合)以及嵌合免疫球蛋白。本发明的运铁蛋白受体激动剂、拮抗剂和调节剂是以本发明者对运铁蛋白受体结构域的鉴定为基础的，所述结构域参与人运铁蛋白受体与其天然配体或抗运铁蛋白受体抗体的结合。因此，本发明提供了具有这样的分子结构的运铁蛋白受体激动剂、拮抗剂和调节剂，所述分子结构复制或模拟人运铁蛋白受体的一个或多个抗运铁蛋白受体结合结构域。
本文使用术语“运铁蛋白受体变体”是指人运铁蛋白受体的任何氨基酸变体，包括氨基酸取代、缺失和添加变体，或它们的任何组合。该定义包括嵌合分子，例如人运铁蛋白受体/非人嵌合体和其它杂合分子。该定义还包括组成变体或分子杂合区的运铁蛋白受体变体分子的任何片段。
“抗体”为能够通过至少一个位于免疫球蛋白分子可变区的抗原识别位点与靶标(例如碳水化合物、多核苷酸、脂质、多肽等)特异性结合的免疫球蛋白分子。本文使用该术语不仅包括完整的多克隆或单克隆抗体，还包括其片段(例如Fab、Fab′、F(ab′)2、Fv)、单链(ScFv)、其突变体、天然存在的变体、包含具有所需特异性的抗原识别位点的抗体部分的融合蛋白、人源化抗体、嵌合抗体和包含所需特异性的抗原识别位点的免疫球蛋白分子的任何其它修饰构型。
“单克隆抗体”是指均质抗体群，其中单克隆抗体由参与抗原选择性结合的(天然存在的和非天然存在的)氨基酸组成。单克隆抗体高度特异地针对单一的抗原位点。术语“单克隆抗体”不仅包括完整的单克隆抗体和全长单克隆抗体，还包括其片段(例如Fab、Fab′、F(ab′)2、Fv)、单链(ScFv)、其突变体、含有抗体部分的融合蛋白、人源化单克隆抗体、嵌合单克隆抗体和含有所需特异性的抗原识别位点和结合抗原能力的免疫球蛋白分子的任何其它修饰构型。不旨在限制抗体来源或制备抗体的方式(例如通过杂交瘤、噬菌体选择、重组表达、转基因动物等)。术语包括上文依据“抗体”定义所述的完整免疫球蛋白以及片段等。
“人源化”抗体是指嵌合分子，其通常使用重组技术制备，具有来自非人物种的免疫球蛋白的抗原结合位点和基于人免疫球蛋白结构和/或序列的分子的剩余免疫球蛋白结构。抗原结合位点可包含与恒定结构域融合的完整可变结构域，或只包含移植进可变结构域中合适框架区的互补决定区(CDR)。抗原结合位点可以是野生型的，或被一个或多个氨基酸取代修饰。这排除了恒定区在人个体中作为免疫原，但保留了对外源可变区免疫应答的可能性(LoBuglio，A.F.等(1989)Proc Natl Acad Sci USA86：4220-4224)。另一途径不仅关注于提供衍生自人的恒定区，还关注于修饰可变区并将其改造尽可能接近于人的形式。公知重链和轻链的可变区都含有三个互补决定区(CDR)，它们对所讨论抗原的应答能力不等，并决定了结合能力，侧接四个框架区(FR)，所述框架区在给定物种中相对保守并推测为CDR提供支架。当针对特定抗原制备非人抗体时，可通过将来自非人抗体的CDR移植到待修饰人抗体中存在的FR上“重塑”或“人源化”可变区。该方法在多种抗体中的应用已有报道：Sato，K.等(1993)CancerRes 53：851-856；Riechmann，L.等(1988)Nature 332：323-327；Verhoeyen，M.等(1988)Science 239：1534-1536；Kettleborough，C.A.等(1991)ProteinEngineering 4：773-3783；Maeda，H.等(1991)Human AntibodiesHybridoma 2：124-134；Gorman，S.D.等(1991)Proc Natl Acad Sci USA88：4181-4185；Tempest，P.R.，等(1991)Bio/Technology 9：266-271；Co，M.S.等(1991)Proc Natl Acad Sci USA 88：2869-2873；Carter，P.等(1992)ProcNatl Acad Sci USA 89：4285-4289和Co，M.S.等(1992)J Immunol148：1149-1154。在一些实施方案中，人源化抗体保留所有CDR序列(例如含有来自小鼠抗体的所有六个CDR的人源化小鼠抗体)。在其它实施方案中，人源化抗体具有一个或多个(一个、两个、三个、四个、五个、六个)相对于原始抗体改变了的CDR，其还被称之为“衍生自”原始抗体一个或多个CDR的一个或多个CDR。
与抗体或多肽“特异性结合”或“优先结合”(本文可互换使用)的表位是本领域公知的术语，并且确定这类特异性或优先结合的方法也是本领域公知的。如果分子与特定细胞或物质反应或结合比它与其它细胞和物质反应或结合更频繁、更迅速、持续时间更长和/或亲和力更大，则称为其显示“特异性结合”或“优先结合”。如果抗体与靶标结合比抗体与其它物质结合亲和力更大、亲合力更大、更容易和/或持续时间更长，则抗体“特异性结合”或“优选结合”靶标。例如，特异性或优先结合某一运铁蛋白受体表位的抗体为与该运铁蛋白受体表位结合比与其它运铁蛋白受体表位或非运铁蛋白受体表位结合亲和力更大、亲合力更大、更容易和/或持续时间更长的抗体。例如，通过阅读该定义还应理解与第一靶标特异性或优先结合的抗体(或部分或表位)可以或不可以与第二靶标特异性或优先结合。因此，“特异性结合”或“优先结合”不必须要求(尽管可以包括)专一结合。通常(但不必然)提及结合是指优先结合。
就“免疫活性的”或“保持免疫活性的”表位而言，术语“免疫活性的”是指抗体(例如抗运铁蛋白受体抗体)在不同条件下(例如在已将表位置于还原或变性条件下之后)结合表位的能力。
不同的生物功能与抗运铁蛋白受体抗体相关，包括(但不仅限于)结合运铁蛋白受体(包括癌细胞上的运铁蛋白受体，所述癌细胞包括但不仅限于卵巢癌、前列腺癌、胰腺癌、肺癌、结肠癌或乳腺癌细胞)的能力、体外或体内结合暴露于活细胞表面的运铁蛋白受体部分的能力、将化学治疗剂递送至表达运铁蛋白受体的癌细胞(例如卵巢癌、前列腺癌、胰腺癌、肺癌、结肠癌或乳腺癌细胞)的能力、将治疗剂或可检测标记物递送至表达运铁蛋白受体的癌细胞的能力。如本文所述，本发明多肽(包括抗体)可具有任何一种或多种这些特征。
“抗运铁蛋白受体等价抗体”或“抗运铁蛋白受体等价多肽”是指具有一个或多个与抗运铁蛋白受体抗体相关的生物功能(例如结合特异性)的抗体或多肽。
本文使用“试剂”是指生物、药物或化学化合物。非限制性的实例包括单一或复合的有机或无机分子、肽、蛋白质、寡核苷酸、抗体、抗体衍生物、抗体片段、维生素衍生物、碳水化合物、毒素或化学治疗化合物。可合成多种化合物，例如小分子和寡聚体(例如寡肽和寡核苷酸)以及基于多种核心结构的合成有机化合物。另外，多种天然来源可提供用于筛选的化合物，例如植物或动物提取物等等。技术人员可容易地认识到不存在对本发明试剂结构性质的限制。
可随机选择或理性选择或设计本发明方法使用的试剂。当本发明使用的试剂是随机选择而不考虑涉及运铁蛋白受体与其天然结合配偶体或已知抗体结合的特定序列时，则称该试剂为随机选择的。随机选择试剂的实例为化学文库或肽组合文库的应用。
当本文使用的试剂以非随机基础(考虑到与该试剂作用有关的靶位序列和/或其构象)选择时，称该试剂为理性选择或设计的。关于抗运铁蛋白受体试剂，目前认为运铁蛋白受体上存在至少三个表位，可针对所述表位产生抗体，因此阻断运铁蛋白受体/抗运铁蛋白受体相互作用的试剂有至少三个作用位点。本发明还包括作用于运铁蛋白受体与其天然结合配偶体间相互作用位点的试剂，当然其它配体和它们的活性运铁蛋白受体相互作用位点也包括在本发明范围内，无论是目前已知的还是之后鉴定的。试剂可通过使用构成受体/配体和/或运铁蛋白受体/抗运铁蛋白受体抗体复合物接触位点的肽序列进行理性选择或理性设计。例如，理性选择的肽剂可以是其氨基酸序列与运铁蛋白受体暴露于天然环境中活细胞表面时出现的表位相同的肽。这类试剂会如所期望的那样通过与抗运铁蛋白受体抗体或天然配体结合而降低或阻断抗运铁蛋白受体抗体与运铁蛋白受体的结合、或运铁蛋白受体与其天然配体的结合。
本文关于抗体使用的术语“标记的”旨在包括通过对抗体偶联(即物理连接)可检测物质如放射剂或荧光团(例如异硫氰酸荧光素(FITC)或藻红蛋白(PE))直接标记抗体，以及通过与可检测物质的反应性间接标记探针或抗体。
本文关于抗体使用的术语“相连”包括对试剂(例如化学治疗剂)的共价或非共价附着或结合。抗体可通过直接结合或附着于共有平台间接结合而与试剂(例如化学治疗剂)相连，从而抗体指导试剂定位于抗体所结合的癌细胞，以及在生理条件下抗体和试剂不显著分离，从而试剂不靶向抗体结合的相同癌细胞，或从而试剂的效力不降低。
“生物样品”包括从个体获得并可用于诊断或监测试验的多种样品类型。该定义包括唾液、血液和其它生物学来源的液体样品、固体组织样品如活检标本或组织培养物或来自其中的细胞及其后代，例如从怀疑患有癌症的个体中收集的组织样品(在优选的实施方案中从卵巢、肺、前列腺、胰腺、结肠和乳腺组织)中获得的细胞。该定义还包括获得后用任何方法处理的样品，例如用试剂处理、溶解或富集某些组分(如蛋白质或多核苷酸)或为了切片目的包埋进半固体或固体基质中。术语“生物样品”包括临床样品，也包括培养物、细胞悬液、细胞裂解液、血清、血浆、生物体液和组织样品中的细胞。
“宿主细胞”包括可以或已经作为掺入多核苷酸插入物载体的受体的单个细胞或细胞培养物。宿主细胞包括单个宿主细胞的后代，由于天然的、偶然的或故意的突变，后代可以不必与原始母细胞(在形态学或基因组DNA组方面)完全相同。宿主细胞包括用本发明多核苷酸体内转染的细胞。
本文使用“延迟转移进展”是指延迟、阻碍、减缓、延缓、稳定和/或推迟转移的进展。该延迟可以是长度不等的时间，取决于癌症和/或个体被治疗的病史。如本领域技术人员显而易见的，充分或显著的延迟可以有效地包括预防，其中个体不发展转移。
“有效量”的药物组合物在一个实施方案中是指足够引起有益或期望结果的量，所述结果包括(并非限制)临床结果如缩小肿瘤尺寸(就癌症而言，例如乳腺癌或前列腺癌)、延缓癌细胞生长、延迟转移进展、减少疾病引起的症状、提高患者生活质量、减少治疗疾病所需的其它药物剂量、通过诸如靶向和/或内在化增强其它药物的效果、延迟疾病的进展和/或延长个体存活。有效量可以以一种或多种给药方式施用。就本发明目的而言，有效量的药物、化合物或药物组合物为足够直接或间接地减少(或破坏)癌细胞增殖并减少和/或延迟癌细胞转移的发展或生长的量。在一些实施方案中，有效量的药物、化合物或药物组合物可以与或不与其它药物、化合物或药物组合物联合完成。因此，“有效量”在上下文中可认为是施用一种或多种化学治疗剂，并且单个试剂可认为是当以有效量与一种或多种其它试剂联合施用时，可以具有或达到期望的结果。当个体需求改变时，确定每种组分有效量的最佳范围属于本领域的技术。一般的剂量包括0.1到100mg/kg/体重。优选剂量包括1到100mg/kg/体重。最优选的剂量包括10到100mg/kg/体重。
如本文所用，当核酸分子、试剂、抗体、组合物或细胞等基本上从来自其原始来源的污染核酸分子、抗体、试剂、组合物或细胞等中分离出来时，则称该核酸分子或试剂、抗体、组合物或细胞等为“分离的”。
“个体”为脊椎动物，优选哺乳动物，更优选人。哺乳动物包括但不仅限于农场动物、体育动物(sport animal)、宠物、灵长类、小鼠和大鼠。
术语“多肽”、“寡肽”、“肽”和“蛋白质”在文中可互换使用，是指任何长度的氨基酸聚合物。聚合物可以是线性或分支的，其可包括修饰的氨基酸并可被非氨基酸中断。该术语还包括天然或干预修饰的氨基酸聚合物，例如二硫键形成、糖基化、脂化、乙酰化、磷酸化或任何其它操作或修饰，例如与标记成分缀合。该定义还包括例如含有氨基酸(包括例如非天然氨基酸等)的一个或多个类似物的多肽，以及其它本领域已知的修饰。应理解由于本发明多肽是基于抗体的，所述多肽可以以单链或结合的链存在。
本发明的范围还包括本文所述的运铁蛋白受体肽激动剂、拮抗剂和调节剂(包括抗运铁蛋白受体抗体)的肽模拟物。这类肽模拟物包括这样的肽，其中至少一个氨基酸残基替换为天然不常见的氨基酸残基，如氨基酸的D异构体或N-烷基化氨基酸。在其它实施方案中，肽模拟物通过用酰胺等排物代替运铁蛋白受体肽激动剂、拮抗剂或调节剂的中至少一个酰胺键(--C(＝O)--NH--)构建。合适的酰胺等排物包括--CH2--NH--、--CH2--S--、--CH2--S(O)n--(其中n为1或2)、--CH2--CH2--、--CH＝CH--(E或Z)、--C(＝O)--CH2--、--CH(CN)-NH--、--C(OH)--CH2--和--O--C(＝O)--NH--。作为用酰胺等排物代替的适当候选者，运铁蛋白受体肽激动剂、拮抗剂或调节剂中的酰胺键包括这样的键，所述键可被运铁蛋白受体肽激动剂、拮抗剂或调节剂治疗的目的受试者的内源酯酶或蛋白酶水解。
本文使用“基本纯的”是指至少50％纯的(即不含污染物)，更优选至少90％纯的，更优选至少95％纯的，更优选至少98％纯的，更优选至少99％纯或更纯的材料。
“毒素”是指在细胞中产生不利反应的任何物质。例如针对癌细胞的毒素会对癌细胞产生不利的(有时有害的)效应。毒素的实例包括但不仅限于放射性同位素、卡奇霉素和美登木素类物质。
本文使用“治疗”是用于获得有利的或期望结果(包括并优选为临床结果)的方法。就本发明目的而言，有利的或期望临床结果包括但不仅限于一个或多个下列结果：减少(或破坏)癌细胞或其它患病细胞的增殖、减少癌症中发现的癌细胞转移、缩小肿瘤尺寸、减少疾病引起的症状、提高遭受疾病患者的生活质量、减少治疗疾病所需其它药物的剂量、延迟疾病进展和/或延长个体存活。
III.制备抗体和多肽的方法
制备单克隆抗体的方法为本领域公知。可以使用的一个方法为Kohler和Milstein，Nature 256：495-497(1975)或其改良形式。通常单克隆抗体在非人物种如小鼠中产生。通常使用小鼠或大鼠用于免疫，但也可使用其它动物。通过用致免疫量的细胞、细胞提取物或含有人运铁蛋白受体的蛋白制品免疫小鼠产生抗体。免疫原可以是(但不仅限于)原代细胞、培养的细胞系、癌细胞、核酸或组织。在一个实施方案中，可使用培养的人肿瘤细胞系。在另一实施方案中，使用人膀胱祖细胞或胰祖细胞。用于免疫的细胞如人胎肾细胞、人胎儿膀胱细胞或人胰祖细胞在用作免疫原前可培养一段时间(至少24小时)。可使用细胞自身(例如人胎肾细胞、人胎儿膀胱细胞或人胰祖细胞)或与非变性佐剂如Ribi组合用作免疫原。通常用作免疫原时细胞应保持完整并优选是活的。完整的细胞比起破裂的细胞可允许抗原被免疫动物更好地检测。变性或苛刻佐剂(例如弗氏佐剂)的使用可破裂人胎肾细胞或其它细胞，因此不鼓励使用。免疫原可以以周期性间隔(如双周或每周)多次施用，或可以按维持在动物中生存力的方法施用(例如在组织重组体中)。实施例2描述了用于产生抗运铁蛋白受体抗体的方法并可用于产生其它结合运铁蛋白受体的单克隆抗体。
在一个实施方案中，通过使用过表达运铁蛋白受体的宿主细胞作为免疫原获得与运铁蛋白受体结合的单克隆抗体。这类细胞包括(用于举例说明而非限制)人胎肾细胞和人结肠癌细胞。
为了监测抗体应答，可从动物获得小生物样品(例如血液)并测试针对免疫原的抗体效价。可取出脾和/或若干大淋巴结并解离为单个细胞。如果期望，可(在去除非特异性粘附细胞后)通过将细胞悬液涂在包被着抗原的平板或孔中筛选脾细胞。表达特意于抗原的膜结合免疫球蛋白的B细胞会与平板结合，且不会被悬液的剩余部分冲掉。然后可将产生的B细胞或所有解离的脾细胞与骨髓瘤细胞(例如X63-Ag8.653和来自SaIkInstitute，Cell Distribution Center，San Diego，CA的那些)融合。可使用聚乙二醇(PEG)将脾或淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤。然后在选择性培养基(例如次黄嘌呤、氨基蝶呤、胸苷培养基，也称为“HAT培养基”)中培养杂交瘤。然后将产生的杂交瘤通过有限稀释涂板，并利用FACS或免疫组织化学(IHC筛选)测定与免疫原(例如人胎肾细胞表面、癌细胞系表面、运铁蛋白受体Ag、胎儿膀胱切片等)特异性结合的抗体的产生。然后体外(例如在组织培养瓶或中空纤维反应器中)或体内(例如小鼠腹水内)培养选择的分泌单克隆抗体的杂交瘤。实施例3提供了关于用以获得和筛选抗运铁蛋白受体抗体的方法的更多细节。
作为细胞融合技术的另一可选方案，可使用EBV永生化的B细胞产生本发明的单克隆抗体。如果期望，扩增和亚克隆杂交瘤，并通过常规测定方法(例如FACS、IHC、放射免疫测定、酶免疫分析法、荧光免疫分析等)测定上清液的抗免疫原活性。
在另一可选方案中，可测序并通过本领域已知的任何方法(例如人源化、使用转基因小鼠产生全人抗体、噬菌体展示技术等)重组产生抗LUCA31单克隆抗体和任何其它等价抗体。在一个实施方案中，测序抗运铁蛋白受体单克隆抗体，然后将多核苷酸序列克隆进载体以进行表达或增殖。编码目的抗体的序列可保存在宿主细胞中的载体中，然后可将宿主细胞扩增并冷冻以供将来使用。
实施例4显示了抗运铁蛋白受体单克隆抗体LUCA31κ轻链的核酸和相应翻译的蛋白质序列，包括天然信号序列。
实施例4还显示了抗运铁蛋白受体单克隆抗体LUCA31 G1重链的核酸和相应翻译的蛋白质序列。
单克隆抗体LUCA31和任何其它等价抗体的多核苷酸序列可用于基因操作以产生“人源化”抗体、促进抗体的亲和力或其它特征。将抗体人源化的一般原理包括当用人抗体序列交换抗体的非人残余部分时，保留抗体抗原结合部分的基本序列。人源化单克隆抗体有四个一般步骤，为：(1)确定起始抗体轻链和重链可变结构域的核苷酸和预测的氨基酸序列；(2)设计人源化抗体，即确定在人源化操作中使用何种抗体框架区；(3)实际的人源化方法论/技术和(4)转染并表达人源化抗体。参阅例如美国专利号4,816,567、5,807,715、5,866,692和6,331,415。
已描述了大量含有来自非人免疫球蛋白的抗原结合位点的“人源化”抗体分子，包括嵌合抗体，所述嵌合抗体具有与人恒定结构域融合的啮齿动物或修饰的啮齿动物V区以及与之相连的互补决定区(CDR)。参阅例如Winter等Nature 349：293-299(1991)、Lobuglio等Proc.Nat.Acad.Sci.USA86：4220-4224(1989)、Shaw等J Immunol.138：4534-4538(1987)和Brown等Cancer Res.47：3577-3583(1987)。其它参考文献描述了在与合适的人抗体恒定结构域融和前将啮齿动物CDR移植进人支持框架区(FR)。参阅例如Riechmann等Nature 332：323-327(1988)、Verhoeyen等Science239：1534-1536(1988)和Jones等Nature 321：522-525(1986)。其它参考文献描述了由重组修饰的啮齿动物框架区支持的啮齿动物CDR。参阅例如欧洲专利公布号519,596。这些“人源化”分子被设计以最小化对啮齿动物抗人抗体分子的不必要的免疫应答，所述免疫应答限制了这些部分在人受体中治疗应用的持续时间和效力。其它也可以利用的将抗体人源化的方法描述于Daugherty等Nucl.Acids Res.，19：2471-2476(1991)和美国专利号6,180,377、6,054,297、5,997,867和5,866,692中。
本发明还包括本发明抗体如LUCA31的单链可变区片段(″scFv″)。单链可变区片段通过使用短连接肽连接轻链和/或重链可变区制备。Bird等(1988)Science 242：423-426描述了连接肽的实例，所述肽在一个可变区的羧基端和另一可变区的氨基端之间架桥约3.5nm。已设计和使用了其它序列的接头，Bird等(1988)。接头依次可被修饰具有附加的功能，例如附着药物或附着于固体载体上。单链变体可重组或合成产生。为了合成产生scFv，可使用自动化合成仪。为了重组产生scFv，可向适当的真核(例如酵母、植物、昆虫或哺乳动物细胞)或原核(例如大肠杆菌)宿主细胞中导入含有编码scFv的多核苷酸的合适质粒。编码目的scFv的多核苷酸可通过常规操作如多核苷酸的连接制备。可使用本领域公知的标准蛋白质纯化技术分离产生的scFv。
本发明包括对运铁蛋白受体激动剂、拮抗剂、调节剂和抗体的修饰，包括功能性等价抗体和不显著影响它们性质的多肽和具有增强或减少活性的变体。多肽的修饰为本领域的常规实践无需在文中详述。修饰的多肽的实例包括具有氨基酸残基保守取代、不显著有害改变功能活性的一个或多个氨基酸缺失或添加或使用化学类似物的多肽。可彼此保守取代的氨基酸残基包括但不仅限于：甘氨酸/丙氨酸、缬氨酸/异亮氨酸/亮氨酸、天冬酰胺/谷氨酰胺、天冬氨酸/谷氨酸、丝氨酸/苏氨酸、赖氨酸/精氨酸以及苯丙氨酸/色氨酸。这些多肽还包括糖基化和非糖基化多肽，以及具有其它翻译后修饰(例如不同糖的糖基化、乙酰化和磷酸化)的多肽。优选的氨基酸取代应该是保守的，即取代的氨基酸应具有与原始氨基酸类似的化学性质。这类保守取代为本领域公知的并已在上文中提供实例。氨基酸修饰可从改变或修饰一个或多个氨基酸到完全重新设计区域如可变区变动。可变区的改变可改变亲和力和/或特异性。其它修饰方法包括使用本领域公知的偶联技术，包括但不仅限于酶促方法、氧化替代和螯合作用。修饰可用于例如附着免疫测定标记，例如附着放射性免疫测定的放射性部分。修饰的多肽使用本领域确立的方法制备，并可使用本领域公知的标准测定法筛选。
本发明还包括含有来自本发明多肽和抗体的一个或多个片段或区域的融合蛋白。在一个实施方案中，提供包含轻链可变区至少10个连续氨基酸和重链可变区至少10个氨基酸的融合多肽。在另一实施方案中，融合多肽含有异源免疫球蛋白恒定区。在另一实施方案中，融合多肽含有以如本文所述ATCC保藏的杂交瘤产生的抗体的轻链可变区和重链可变区。就本发明目的而言，抗体融合蛋白包含一个或多个抗运铁蛋白受体多肽和天然分子中并不与之附着的其它氨基酸序列，例如异源序列或来自另一区域的同源序列。
抗运铁蛋白受体多肽和其它运铁蛋白受体激动剂、拮抗剂和调节剂可通过本领域已知方法如合成或重组产生。产生运铁蛋白受体肽激动剂、拮抗剂和调节剂的一种方法包括化学合成多肽，然后在适当的氧化条件下处理以获得天然构象即正确的二硫键连接。这可使用本领域技术人员公知的方法论完成(参阅Genetic Engineering Principles and Methods，Setlow，J.K.编辑Plenum Press，N.Y.，第12卷，1-19页(1990)中Kelley，R.F.& Winkler，M.E.；Stewart，J.M.& Young，J.D.Solid Phase Peptide Synthesis PierceChemical Co.Rockford，III.(1984)；还参阅美国专利号4,105,603、3,972,859、3,842,067和3,862,925)。
本发明多肽可使用固相肽合成法方便地制备(Merrifield，J.Am.Chem.Soc，85：2149(1964)；Houghten，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82：5132(1985))。
又在另一个可选方案中，全人抗体可通过使用被设计用来表达特定人免疫球蛋白蛋白质的市售小鼠获得。被设计用来产生更期望的(例如全人抗体)或更强的免疫应答的转基因动物还可用于产生人源化抗体或人抗体。这类技术的实例为来自Abgenix，Inc.(Fremont，CA)的XenomouseTM和来自Medarex，Inc.(Princeton，NJ)的HuMAb-Mouse和TC MouseTM。
在可选方案中，抗体可使用任何本领域公知方法重组产生和表达。抗体可通过首先从宿主动物中分离制备的抗体、获得基因序列并使用基因序列在宿主细胞(例如CHO细胞)中重组表达抗体来重组产生。可以使用的另一方法为在植物(例如烟草)或转基因乳中表达抗体序列。已公开在植物或乳中重组表达抗体的方法。参阅例如Peeters等(2001)Vaccine19：2756；Lonberg，N.和D.Huszar(1995)Int.Rev.Immunol 13：65；和Pollock等(1999)J Immunol Methods 231：147。用于制备抗体衍生物(例如人源化抗体、单链抗体等)的方法为本领域公知。另一可选方案中，抗体可通过噬菌体展示技术重组产生。参阅例如美国专利号5,565,332、5,580,717、5,733,743、6,265,150和Winter等Annu.Rev.Immunol.12：433-455(1994)。
可通过本领域技术人员公知的埃德曼降解法对目的抗体或蛋白质进行测序。从质谱法或埃德曼降解法产生的肽信息可用于设计用于克隆目的蛋白质的探针或引物。
克隆目的蛋白质的另一方法为使用纯化的运铁蛋白受体或其部分“淘洗”表达目的抗体或蛋白质的细胞。“淘洗”操作这样进行：从表达目的抗体或蛋白质的组织或细胞中获得cDNA文库，在第二细胞类型中过表达cDNA，并筛选第二细胞类型的转染的细胞对运铁蛋白受体的特异性结合。通过“淘洗”克隆编码细胞表面蛋白质的哺乳动物基因时使用的方法详细描述可在本领域找到。参阅例如Aruffo，A.和Seed，B.Proc.Natl.Acad.ScLUSA，84，8573-8577(1987)和Stephan，J.等Endocrinology 140：5841-5854(1999)。
编码抗运铁蛋白受体抗体和其它运铁蛋白受体肽激动剂、拮抗剂和调节剂的cDNA可通过根据本领域标准方法反转录来自特定细胞类型的mRNA获得。具体的，mRNA可根据前文Sambrook等公开的操作使用多种裂解酶或化学溶液进行分离，或通过市售核酸结合树脂按照制备商(例如Qiagen、Invitrogen、Promega)提供的附带说明书进行提取。然后将合成的cDNA引入表达载体，在第二类型的细胞中产生目的抗体或蛋白质。这暗示表达载体在宿主细胞中必须能够复制，作为附加体或作为染色体DNA的整合部分均可。合适的表达载体包括但不仅限于质粒、病毒载体(包括腺病毒、腺相关病毒、逆转录病毒)和粘粒。
含有目的多核苷酸的载体可通过大量合适方法任一导入宿主细胞，所述方法包括电穿孔，使用氯化钙、氯化铷、磷酸钙、DEAE葡聚糖或其它物质转染，微粒轰击，脂转染和侵染(例如载体为传染剂如痘苗病毒时)。用于导入的载体或多核苷酸的选择通常取决于宿主细胞的性质。
任何能够过表达异源DNA的宿主细胞可用于分离编码目的抗体、多肽或蛋白质的基因的目的。哺乳动物宿主细胞非限制性的实例包括但不仅限于COS、Hela和CHO细胞。优选宿主细胞以比宿主细胞中相应的内源目的抗体或蛋白质(如果存在的话)表达水平高约5倍，更优选高约10倍，甚至更优选高约20倍的水平表达cDNA。通过免疫测定或FACS完成宿主细胞与运铁蛋白受体特异性结合的筛选。过表达目的抗体或蛋白质的细胞可被鉴定。
现在可用于产生突变体运铁蛋白受体肽激动剂、拮抗剂和调节剂的多种技术也是可获得的，所述突变体编码相对于亲本运铁蛋白受体肽激动剂、拮抗剂或调节剂分子产生的蛋白质氨基酸序列中的添加、缺失或改变。
本发明包括包含本发明抗体氨基酸序列的多肽。本发明的多肽可通过本领域公知方法制备。多肽可通过抗体蛋白水解或其它降解法、通过如上所述的重组方法(例如单个或融合多肽)或通过化学合成产生。抗体的多肽，特别是最高达约50个氨基酸的较短多肽通过化学合成方便地制备。化学合成的方法为本领域公知并可商业获得。例如，抗运铁蛋白受体多肽可通过自动多肽合成仪使用固相法产生。
IV.筛选多肽和单克隆抗体的方法
可使用若干方法筛选与运铁蛋白受体结合的多肽和单克隆抗体。应理解“结合”是指生物或免疫有关的结合，即对免疫球蛋白分子所编码的或多肽所针对的独特抗原特异。其不表示当以非常高浓度使用针对非特异性靶标的免疫球蛋白时可能发生的非特异性结合。在一个实施方案中，使用标准筛选技术筛选单克隆抗体对运铁蛋白受体的结合。以这种方式获得了抗运铁蛋白受体单克隆抗体。根据布达佩斯条约(Budapest Treaty)，产生抗运铁蛋白受体单克隆抗体的杂交瘤已在2004年7月8日以专利保藏号PTA-6055保藏于美国典型培养物保藏中心(ATCC)10801 University Blvd.，Manassas VA 20110-2209。
筛选结合运铁蛋白受体的单克隆抗体对癌组织和非癌细胞的结合。在一个实施方案中，选择结合运铁蛋白受体并与人癌细胞或组织交叉反应，但与正常细胞或组织反应不到相同程度的单克隆抗体。可用于筛选的一个方法为免疫组织化学(IHC)。标准免疫组织化学技术为本领域普通技术人员公知。参阅例如Animal Cell Culture Methods(J.P.Mather和D.Barnes编，Academic Press，第57卷，第18和19章，314-350页，1998)。可从组织活检、尸体解剖或尸检获得生物样品(例如组织)。为了确认是否运铁蛋白受体仅存在于癌细胞中，可使用抗运铁蛋白受体抗体检测运铁蛋白受体在来自患癌症个体的组织中的存在，而其它来自遭受癌症个体中的非癌组织或来自未患癌症个体中的组织用作对照。组织可包埋于冷冻时预防损伤的固体或半固体物质(例如琼脂糖凝胶或OCT)中，然后切片用于染色。来自不同器官和处于不同等级的癌可用于筛选单克隆抗体。可用于筛选目的的组织实例包括但不仅限于卵巢、乳腺、肺、前列腺、结肠、肾、皮肤、甲状腺、脑、心、肝、胃、神经、血管、骨、上消化道和胰。可用于筛选目的的不同类型癌的实例包括但不仅限于癌瘤、腺癌、肉瘤、腺肉瘤、淋巴瘤和白血病。
还在另一种可选方案中，可使用癌细胞系如BT474(ATCC#HTB-20)、MCF7(ATCC#HTB-22)、MDA-175(ATCC#HB-25)、MDA-361(ATCC#HB-27)、SK-BR-3(ATCC#HTB-30)、A549(ATCC#CCL-185)、CaLu3(ATCC#HTB-55)SKMES1(ATCC#HTB-58)、ES-2(ATCC#CRL-1978)、SKOV3(ATCC#HTB-77)、AsPC-I(ATCC#CRL-1682)、HPAFII(ATCC#CRL-1997)、Hs700T(ATCC#HTB-147)、Colo205(ATCC#CCL-222)、HT29(ATCC#HTB-38)、SW480(ATCC#CCL-228)、SW948(ATCC#CCL-237)、293(ATCC#CRL-1573)、786-O(ATCC#CRL-1932)、A498(ATCC#HTB-44)、Caki2(ATCC#HTB-47)、Cos7(ATCC#CRL-1651)、RL65(ATCC#CRL-10345)、SVT2(ATCC#CCL-163.1)、22Rv1(ATCC#CRL 2505)、DU145(ATCC#HTB-81)、LNCaP(ATCC#CRL-1740)、PC3(ATCC#CRL-1435)、Hs746T(ATCC#HTB 135)、TDH-I(Raven生物技术公司研制的专利前列腺癌细胞系)、Rav CAl 30(Raven生物技术公司研制的专利肺癌系)、Rav9979(Raven生物技术公司研制的专利肺癌细胞系)、Rav9926(Raven生物技术公司研制的专利胰腺癌细胞系)和NCI-N87(ATCC#CRL-5822)和来自它们各自组织的正常细胞筛选特异于癌组织的单克隆抗体。来自不同器官(包括但不仅限于卵巢、乳腺、肺、前列腺、结肠、肾、皮肤、甲状腺、主动脉平滑肌和肉皮细胞)正常组织的原代细胞培养物或低传代细胞培养物可用作阴性对照。癌或非癌细胞可在载玻片或盖玻片上或塑料表面生长，或如WO 01/43869所述在CellArrayTM中制备，并使用如上所述用于组织的IHC筛选抗体结合。另外，可使用非蛋白水解方法将细胞从生长表面取出并离心为沉淀，然后将所述沉淀作为用于如上所述IHC分析的组织进行包埋和处理。细胞可接种进免疫缺陷动物，允许肿瘤生长然后可将该肿瘤收集、包埋并用作IHC分析的组织来源。在另一可选方案中，可通过和一抗、连接荧光分子的“报告”二抗一起孵育，然后使用荧光活性细胞分选(FACS)仪器分析来筛选单个细胞。
可使用若干不同的检测系统检测抗体与组织切片的结合。通常免疫组织化学包括一抗与组织的结合，然后产生与来自一抗的物质反应并与可检测标记物(例如辣根过氧化物酶HRP或二氨基联苯胺DAB)缀合的二抗。可使用的一种选择方法为多克隆镜像补体抗体或polyMICA。由D.C.Mangham和P.G.Isaacson(Histopathology(1999)35(2)：129-33)描述的polyMICA(多克隆镜像补体抗体)技术可用于检测一抗(例如抗运铁蛋白受体抗体)对正常组织和癌组织的结合。可从The Binding Site Limited(P.O.Box 4073 Birmingham B29 6AT England)购得若干种polyMICATM检测试剂盒。产品号HK004.D为使用DAB发色团的polyMICATM检测试剂盒。产品号HK004.A为使用AEC发色团的polyMICATM检测试剂盒。另外，可用可检测标记物直接标记一抗。
通过IHC筛选选择合适抗体的第一步为小鼠中产生的一抗(例如抗运铁蛋白受体抗体)与一个或多个免疫原(例如细胞或组织样品)的结合。在一个实施方案中，组织样品为来自不同器官的冷冻组织切片。细胞或组织样品可以是癌或非癌样品。
冷冻组织可固定或不固定制备、切片，并通过本领域熟练技术人员公知的大量方法任一进行IHC。参阅例如Stephan等Dev.Biol.212：264-277(1999)和Stephan等Endocrinology 140：5841-54(1999)。
V.表在抗运铁蛋白受体抗体的方法
可使用若干方法表征抗运铁蛋白受体抗体。一种方法为鉴定其与之结合的表位。表位作图可从多种来源购得，例如Pepscan Systems(Edelhertweg 15，8219 PH Lelystad，The Netherlands)。表位作图可用于确定抗运铁蛋白受体与之结合的序列。表位可以是线性表位(即包含在单条链氨基酸中)或通过不必须包含在单条链中的氨基酸序列的三维相互作用形成的构象表位。可分离并合成(例如重组)不同长度(例如至少4-6个氨基酸长)的肽，并用于与抗运铁蛋白受体抗体的结合测定。抗运铁蛋白受体抗体结合的表位可在系统筛选中确定，所述筛选使用来自胞外序列的重叠肽，并通过抗运铁蛋白受体抗体测定结合。
另一可用于表征抗运铁蛋白受体抗体的方法为使用与其它已知结合相同抗原(即运铁蛋白受体)的抗体的竞争测定以确定是否抗运铁蛋白受体抗体结合与其它抗体相同的表位。可获得市售运铁蛋白受体抗体的实例，并可使用本文教导的结合测定进行鉴定。竞争测定为本领域技术人员公知，并且这类方法和举例说明性的数据在实施例中进一步详细描述。抗运铁蛋白受体抗体可通过它们与之结合的组织、癌类型或肿瘤类型进一步表征。
另一表征抗运铁蛋白受体抗体的方法借助于其与之结合的抗原。抗运铁蛋白受体抗体用于与来自多种人癌的细胞裂解液进行Western印迹。如本领域技术人员公知，Western印迹可包括在变性或非变性凝胶上电泳细胞裂解液和/或细胞级分，将蛋白质转移至硝酸纤维素膜，然后用抗体(例如抗运铁蛋白受体抗体)探测印迹以观察哪些个蛋白质与抗体结合。所述方法在实施例中进一步详细描述。分离抗运铁蛋白受体抗体与之结合的条带，并使用质谱法进一步分析。发现抗运铁蛋白受体抗体与之结合的抗原是运铁蛋白受体。运铁蛋白受体与不同组织(包括但不仅限于结肠、肺、乳腺、前列腺、卵巢、胰、肾)的多种人癌症和其它类型癌症例如肉瘤相关。对运铁蛋白受体的其它描述在下文实施例中给出。
VI.使用抗运铁蛋白受体抗体和运铁蛋白受体调节剂诊断癌症的方法
通过本发明公开的方法制备的运铁蛋白受体单克隆抗体可为了诊断的目的用于鉴定多种组织(包括但不仅限于卵巢、乳腺、肺、前列腺、结肠、肾、胰、皮肤、甲状腺、脑、心、肝、胃、神经、血管、骨和上消化道)中癌细胞的存在或不存在。通过本发明公开的方法制备的运铁蛋白受体单克隆抗体还可用于鉴定癌细胞的存在或不存在或其水平，所述癌细胞从实体瘤中释放后在血中循环。这类循环抗原可以是完整的运铁蛋白受体抗原或其片段，所述片段保留根据本发明教导方法能够被检测到的能力。这类检测可通过FACS分析使用本领域常用的标准方法完成。
这些用途可涉及运铁蛋白受体与特异性结合运铁蛋白受体的抗体间复合物的形成。这类抗体的实例包括但不仅限于那些由以指定名称PTA-6055保藏于ATCC的杂交瘤产生的抗运铁蛋白受体单克隆抗体。这类复合物的形成可以是体外或体内的。不受理论束缚，抗运铁蛋白受体单克隆抗体可与运铁蛋白受体通过运铁蛋白受体的细胞外结构域结合并随后被内在化。
在本发明诊断方法的优选实施方案中，抗体带有可检测标签。可使用的标签实例包括放射性试剂或荧光团，例如荧光异硫氰酸盐或藻红蛋白。
如同商业用于诊断和治疗目的的其它已知抗体那样，本发明的靶抗原在正常组织中广泛表达。其也在一些肿瘤中上调。因此，用作诊断或治疗剂的本发明抗体的具体剂量和递送途径将取决于手头的具体肿瘤或疾病状态，以及被治疗的具体个体。
抗体用于诊断的一种方法为体内肿瘤成像，其通过将抗体与放射性或不透射线剂连接，将抗体施用于个体并使用X射线或其它成像仪器使标记的抗体在表达抗原的癌细胞表面定位显影。以促进生理条件下结合的浓度施用抗体。
检测运铁蛋白受体的体外技术是本领域常规的并包括酶联免疫吸附测定(ELISA)、免疫沉淀法、免疫荧光法、酶免疫测定(EIA)、放射免疫测定(RIA)和Western印迹分析。
就本发明而言，放射性成像肿瘤或赘生物的方法或测量使用放射性标记抗体治疗方法效率的方法，包括参照本发明的操作对个体施用放射性标记的、肿瘤特异的抗体的步骤。放射性标记的抗体可以是包含放射性标签的单克隆或多克隆抗体，所述放射性标签优选选自锝-99m、铟-111、碘-131、铼-186、铼-188、钐-153、镥-177、铜-64、钪-47、钇-90。特别优选用治疗性放射性核素例如碘-131、铼-188、钬-166、钐-153和钪-47标记的单克隆抗体，其不破坏抗体的免疫反应性并且在体内不分解。本领域技术人员会理解其它放射性同位素是已知的并适用于特定应用。放射性成像可使用单光子发射计算机体层摄影术(SPECT)、正电子发射体层摄影术(PET)、计算机体层摄影术(CT)或磁共振成象(MRI)进行。允许解剖学清晰度更高的放射性免疫成像定位的转移定位相关成像也值得考虑。
在其它方法中，取出癌细胞，并通过本领域公知的方法(例如固定或不固定地包埋进冷冻化合物、冷冻并切片；使用或不使用多种抗原回收和复染法固定并石蜡包埋)制备组织用于免疫组织化学。单克隆抗体也可用于鉴定位于发展不同阶段的癌细胞。抗体还可用于鉴定何种个体的肿瘤在其表面表达预定水平的抗原并从而成为使用直接针对所述抗原的抗体免疫治疗的候选者。抗体可识别表达运铁蛋白受体的卵巢、前列腺和胰的原发癌和转移癌，以及肺的原发癌。如本文使用，检测可包括定性和/或定量检测，并可包括将测量的水平与正常细胞比较，以得到运铁蛋白受体在癌细胞中提高的表达水平。
本发明还提供使用任何与运铁蛋白受体结合的抗体和可用于确定运铁蛋白受体表达水平的任何其它方法帮助诊断个体中癌症(例如卵巢癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌、结肠癌或乳腺癌)的方法。本文使用“帮助诊断”的方法是指帮助作出涉及癌症分类或性质的临床决定的方法，关于最终诊断可以是或不是决定性的。因此，帮助诊断癌症的方法可包括检测来自个体的生物样品中运铁蛋白受体水平和/或测定样品中运铁蛋白受体表达水平。识别抗原的抗体或其部分可用于产生用于检测从体液(包括但不仅限于血、唾液、尿、肺液或腹水)中活的或濒死的癌细胞释放或分泌的抗原的诊断性免疫测定。
并非所有特定的目的肿瘤中的细胞都表达运铁蛋白受体，且其它组织中的癌细胞可能表达运铁蛋白受体，因此应筛选个体中癌细胞上运铁蛋白受体的存在或不存在以确定免疫疗法在个体中的有用性。通过本文公开的方法制备的抗运铁蛋白受体抗体可用于确定诊断患有癌症的个体是否可认为是使用直接针对运铁蛋白受体抗体的免疫疗法的候选者。在一个实施方案中，可使用直接针对运铁蛋白受体的抗体检测癌性肿瘤或活检样品的运铁蛋白受体表达。具有表达运铁蛋白受体的癌细胞的个体是使用直接针对运铁蛋白受体抗体的免疫疗法的合适候选者。用抗运铁蛋白受体抗体染色也可用于区别癌组织和正常组织。
使用抗运铁蛋白受体抗体用于诊断目的的方法可用于任何形式的抗癌治疗(例如化学疗法或放射疗法)之前或之后，以确定何种肿瘤最可能响应给定治疗、癌症个体的预后、肿瘤亚型或转移疾病的来源以及疾病进展或对治疗的反应。
本发明的组合物还可用于使用上文一般描述的方法应用于其它患病(非癌的)细胞诊断除癌症外的疾病状态。适用于本发明方法的疾病状态包括但不仅限于与个体中炎症应答和自身免疫应答相关的疾病或病症。上述方法可用于调节个体中炎症应答和自身免疫应答。能够使用本发明组合物和方法进行诊断和/或治疗的由炎症和自身免疫性疾病引起的疾病和病症包括(通过例证而并非限制)多发性硬化、脑膜炎、脑炎、中风、其它脑外伤、炎性肠病(包括溃疡性结肠炎和克罗恩病(Crohn′s disease))、重症肌无力、狼疮、类风湿性关节炎、哮喘、急性青少年型糖尿病、AIDS痴呆、动脉粥样硬化、肾炎、视网膜炎、特应性皮炎、银屑病、心肌缺血和急性白细胞介导的肺损伤。
使用本发明抗体和其它治疗剂用于诊断和/或治疗的其它适应症包括施用给处于器官或移植物排斥风险中的个体。近年来移植组织和器官如皮肤、肾、肝、心脏、肺、胰和骨髓的外科技术有可观进展。可能主要的突出问题为缺乏令人满意的诱导受体中对移植的同种异体移植物或器官免疫耐受的试剂。将同种异体细胞或器官移植进宿主(即供体和受体是来自相同物种的不同个体)中时，宿主免疫体系可能发动对移植物中外来抗原的免疫应答(宿主抗移植物疾病)引起移植的组织被破坏。
本申请中无论何处描述的叙述它们用于抗运铁蛋白受体抗体的用途还包括本文所述其它运铁蛋白受体激动剂、拮抗剂和调节剂的用途。在这类实施方案中，在描述的步骤中以运铁蛋白受体激动剂、拮抗剂或其它非抗体调节剂替代运铁蛋白受体抗体，并且作出常规技术人员范围内的改变以使方法适应替代的运铁蛋白受体调节组合物。
VII.本发明的组合物
本发明还包括组合物，其包括这样的药物组合物，所述药物组合物包含抗运铁蛋白受体抗体、来自抗运铁蛋白受体抗体的多肽、包含编码抗运铁蛋白受体抗体的序列的多核苷酸和本文所述的其它试剂。本文使用的组合物还包括一种或多种抗体、结合运铁蛋白受体的多肽和/或蛋白质、运铁蛋白受体激动剂、拮抗剂、调节剂和/或一种或多种多核苷酸，所述多核苷酸包含编码一种或多种与运铁蛋白受体结合的抗体、多肽或蛋白质的序列。
本发明还提供任何运铁蛋白受体肽激动剂、拮抗剂或调节剂的缀合物，和支持特定运铁蛋白受体肽激动剂、拮抗剂或调节剂预期功能或功能的其它化学构造。这些缀合物包括与大分子(例如本文公开的诊断、筛选或纯化操作中使用的任何不可溶的固体支持物)共价结合的运铁蛋白受体肽激动剂、拮抗剂或调节剂。合适的基质材料包括任何化学惰性的、具有高孔隙率的并具有大量能够与肽配体形成共价键的官能团的物质。基质材料的实例和制备基质-配体缀合物的方法描述于Dean等编，《AffinityChromatography：A Practical Approach》，IRL Press(1985)；Work等编《Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology》，第7卷，第II部分，North-Holland(1979)中Lowe，″An Introduction to AffinityChromatography″；Neurath等(编)《The Proteins》，第三版，第1卷，95-178页(1975)中Porath等″Biospecific Affinity Chromatography″和Schott，《Affinity Chromatography》，Dekker(1984).
本文还提供运铁蛋白受体肽激动剂、拮抗剂或调节剂与本文所述诊断操作中使用的任何报告部分的缀合物。
运铁蛋白受体肽激动剂、拮抗剂或调节剂，本发明多肽和蛋白质，包括抗运铁蛋白受体抗体，由任何(一个或多个)下列标准进一步鉴定并表征：
(a)结合运铁蛋白受体(包括癌细胞上的运铁蛋白受体，所述癌细胞包括但不仅限于卵巢癌、前列腺癌、胰腺癌、肺癌、结肠癌或乳腺癌细胞)的能力；
(b)竞争性抑制已知抗运铁蛋白受体抗体与运铁蛋白受体优先结合的能力，包括优先结合与原始抗体优先结合的相同的运铁蛋白受体表位的能力；
(c)结合暴露于体外或体内活细胞表面的运铁蛋白受体部分的能力；
(d)结合暴露于活癌细胞(例如但不仅限于卵巢癌、前列腺癌、胰腺癌、肺癌、结肠癌或乳腺癌细胞)表面的运铁蛋白受体部分的能力；
(e)将化学治疗剂或可检测标记物递送至表达运铁蛋白受体的癌细胞(例如但不仅限于卵巢癌、前列腺癌、胰腺癌、肺癌、结肠癌或乳腺癌细胞)的能力；
(f)将治疗剂递送至表达运铁蛋白受体的癌细胞(例如但不仅限于卵巢癌细胞的能力)的能力。
在一些实施方案中，本发明抗体为由保藏号ATCC No.PTA-6055的宿主细胞或其后代产生的抗体。本发明还包括由这些保藏的杂交瘤产生的多种抗体制剂和等价抗体或多肽片段(例如Fab、Fab′、F(ab′)2、Fv、Fc等)、嵌合抗体、单链(ScFv)、其突变体、包含抗体部分的融合蛋白、人源化抗体和任何这些的任何修饰的构型，或包含抗原(运铁蛋白受体)、必需特异性识别位点的等价抗体。本发明还提供显示一种或多种抗运铁蛋白受体家族成员生物学特征的人抗体。抗运铁蛋白受体家族的等价抗体(包括人源化抗体和人抗体)、多肽片段和包含任何这些片段的多肽由任何的(一条或更多)上述五条标准鉴定并表征。
在一些实施方案中，结合运铁蛋白受体的本发明的抗体、多肽和蛋白质是竞争性抑制本文所述抗运铁蛋白受体抗体与运铁蛋白受体的优先结合的抗体、多肽和蛋白质。在一些实施方案中，抗体、多肽和蛋白质与抗体LUCA31优先结合的运铁蛋白受体上相同的表位优先结合。
因此，本发明提供任何下述(或组合物，包括含有任何下列的药物组合物)：(a)上文所述保藏号的宿主细胞或其后代产生的抗体；(b)该抗体的人源化形式；(c)包含一个或多个该抗体轻链和/或重链可变区的抗体；(d)包含可变区和恒定区的嵌合抗体，所述可变区与该抗体重链和轻链可变区同源或来自其中，所述恒定区与人抗体重链和轻链恒定区同源或来自其中；(e)包含该抗体一个或多个轻链和/或重链CDR(至少一个、两个、三个、四个、五个或六个)的抗体；(f)包含该抗体重链和/或轻链的抗体；(g)与该抗体等价的人抗体。抗体的人源化形式可具有或不具有与原始抗体或有上述保藏号的宿主细胞产生的抗体同一的CDR。确定CDR区域完全属于本领域技术。在一些实施方案中，本发明提供包含至少一个下述CDR的抗体或由有上述保藏号的宿主细胞产生的抗体，所述CDR与由上述保藏的杂交瘤之一产生的抗体的至少一个CDR，至少两个、至少三个、至少四个、至少5个CDR基本同源(或在一些实施方案中与这些抗体之一的所有6个CDR同源，或衍生自这些抗体之一)。其它实施方案包括下述抗体，其具有的至少两个、三个、四个、五个或六个CDR与由本文所述保藏的杂交瘤产生的抗体的至少两个、三个、四个、五个或六个CDR基本同源，或衍生自由本文所述保藏的杂交瘤产生的抗体。应理解就本发明的目的而言，通常保留结合特异性和/或总体活性(其可以是将化学治疗剂递送至或递送进癌细胞以减少癌细胞的生长和/或增殖，诱导癌细胞中调亡细胞死亡，延迟转移进展和/或姑息治疗的形式)，尽管活性范围可能与由保藏的杂交瘤产生的抗体相比有所改变(可以是更大或更小)。本发明还提供制备任何这类抗体的方法。制备抗体的方法为本领域公知并在本文中描述。
本发明还提供包含本发明抗体氨基酸序列的多肽。在一些实施方案中，多肽包含一个或多个抗体轻链和/或重链可变区。在一些实施方案中，多肽包含一个或多个抗体轻链和/或重链CDR。在一些实施方案中，多肽包含抗体轻链和/或重链的三个CDR。在一些实施方案中，多肽包含具有下列任一的抗体的氨基酸序列：原始抗体氨基酸序列的至少5个连续氨基酸、至少8个连续氨基酸、至少约10个连续氨基酸、至少约15个连续氨基酸、至少约20个连续氨基酸、至少约25个连续氨基酸、至少约30个连续氨基酸，其中至少3个氨基酸来自抗体可变区。在一个实施方案中，可变区来自原始抗体的轻链。在另一实施方案中，可变区来自抗体重链。在另一实施方案中，5个(或更多)连续氨基酸来自抗体互补决定区(CDR)。
在本发明的一些实施方案中，表达本发明运铁蛋白受体、运铁蛋白受体部分、抗运铁蛋白受体抗体或其它运铁蛋白受体结合多肽的本发明细胞直接施用给个体以调节他们的体内运铁蛋白受体生物学活性。
VIII.为了治疗目的使用运铁蛋白受体调节剂和抗运铁蛋白受体抗体的方法
运铁蛋白受体的单克隆抗体可为了治疗目的用于患癌症或其它疾病的个体。使用抗运铁蛋白受体抗体的疗法可涉及如上所述体外或体内复合物的形成。在一个实施方案中，抗运铁蛋白受体的单克隆抗体可结合癌细胞并减少其增殖。应理解抗体以促进生理(例如体内)条件下结合的浓度施用。在另一实施方案中，针对运铁蛋白受体的单克隆抗体可用于指向不同组织(如结肠、肺、乳腺、前列腺、卵巢、胰、肾)的癌细胞和其它类型癌症(如肉瘤)的免疫疗法。在另一实施方案中，抗运铁蛋白受体的单克隆抗体可单独结合癌细胞并减少其细胞分裂。又另一实施方案中，抗运铁蛋白受体的单克隆抗体可与癌细胞结合并延迟转移的进展。还在另一实施方案中，用抗运铁蛋白受体抗体给予患有癌症的个体姑息治疗。对癌症个体的姑息治疗涉及治疗或减轻该疾病的不利症状或由针对该疾病给予的其它治疗引起的医源性症状，而不直接影响癌症进展。这包括用于减轻痛苦、营养支持、性问题、心理不适、抑郁、疲劳、精神疾病、恶心、呕吐等的治疗。
在这类情况下，抗运铁蛋白受体抗体可与增强或指导个体自身免疫应答的试剂(如增强ADCC的试剂)一起施用。
又在另一实施方案中，抗运铁蛋白受体抗体可与放射性分子、毒素(例如卡奇霉素(calicheamicin))、化学治疗分子、脂质体或其它含有化学治疗化合物的载体缀合或连接，并施用于需要这类治疗的个体中，以将这些化合物靶向含有被所述抗体识别的抗原的癌细胞中并从而消除癌细胞或疾病细胞。不受限于任何特定理论，抗运铁蛋白受体抗体被表面上载有运铁蛋白受体的细胞内在化，从而将缀合的部分递送至细胞以引起治疗效应。又在另一实施方案中，抗体可用作外科去除表达抗原的癌症时的辅助疗法，以延迟转移的进展。抗体还可在外科手术前施用(新辅助疗法)于患有表达抗原的肿瘤的个体中，以减少肿瘤的尺寸从而能够进行或简化外科手术、在手术中节省组织和/或减少产生的缺陷。
本发明的实施考虑细胞周期给药。在这类实施方案中，使用化学治疗剂使肿瘤或其它靶标疾病细胞的细胞周期同步在预定的阶段。然后(单独或与其它治疗部分一起)施用本发明的抗运铁蛋白受体抗体。在备选的实施方案中，抗运铁蛋白受体抗体在施用第二轮治疗之前用于使细胞周期同步并减少细胞分裂；第二轮可以是施用抗运铁蛋白受体抗体和/或其它治疗部分。
化学治疗剂包括放射性分子、毒素(也称为细胞毒素或细胞毒性剂，其包括对癌细胞生存力有害的任何剂)、剂和脂质体或其它含有化学治疗化合物的载体。合适的化学治疗剂的实例包括但不仅限于1-去氢睾甾酮、5-氟尿嘧啶氨烯咪胺、6-巯基嘌呤、6-硫代鸟嘌呤、放线菌素D、阿霉素、阿地流津、烷化剂、别嘌呤醇钠、六甲蜜胺、阿密磷定、阿那曲唑、氨曲霉素(AMC))、抗有丝分裂剂、顺式二氯二胺合铂(II)(DDP)顺铂)、二氨基二氯络铂、蒽环类抗生素、抗生素、抗代谢物、天门冬酰胺酶、BCG活菌(膀胱内)、倍他米松磷酸酯钠和醋酸倍他米松、比卡鲁胺、硫酸博来霉素、白消安、亚叶酸钙、卡奇霉素、卡培他滨、卡铂、洛莫司汀(CCNU)、卡莫司汀(BSNU)、苯丁酸氮芥、顺铂、克拉屈滨、秋水仙碱、缀合的雌激素、环磷酰胺、环磷酰胺、阿糖胞苷、阿糖胞苷、细胞松弛素B、达卡巴嗪、更生霉素(先前称放线菌素)、盐酸阿霉素、柠檬酸柔红霉素、地尼白介素2、右雷佐生、二溴甘露醇、二氢炭疽菌素二酮(dihydroxy anthracindione)、多西紫杉醇、多拉司琼、盐酸多柔比星、屈大麻酚、大肠杆菌L-天门冬酰胺酶、依米丁、阿法依伯汀、欧文氏菌L-门冬酰胺酶、酯化雌激素、雌二醇、雌二醇氮芥磷酸钠、溴化乙锭、乙炔雌二醇、羟乙二膦酸、etoposide citrororum factor、磷酸依托泊苷、非格司亭、氟尿苷、氟康唑、磷酸氟达拉滨、氟尿嘧啶、氟他胺、亚叶酸、盐酸吉西他滨、糖皮质激素、醋酸戈舍瑞林、短杆菌肽D、盐酸格拉司琼、羟基脲、盐酸去甲氧基柔红霉素、异环磷酰胺、干扰素α-2b、盐酸伊立替康、来曲唑、甲酰四氢叶酸钙、醋酸亮丙瑞林、盐酸左旋咪唑、利多卡因、洛莫司汀、美登木素生物碱、盐酸双氯乙基甲胺、醋酸甲羟孕酮、醋酸甲地孕酮、盐酸美法仑、mercaptipurine、美司钠、甲氨蝶呤、甲睾酮、光神霉素、丝裂霉素C、米托坦、米托蒽醌、尼鲁米特、醋酸奥曲肽、盐酸昂丹司琼、紫杉醇、帕米膦酸二钠、喷司他丁、盐酸毛果芸香碱、plimycin、植入卡莫司汀的聚苯丙生20、卟吩姆钠、普鲁卡因、盐酸丙卡巴肼、普萘洛尔、利妥昔单抗、沙格司亭、链唑霉素、他莫昔芬、泰素、替尼泊苷、tenoposide、睾内酪、丁卡因、thioepa chlorambucil、硫鸟嘌呤、塞替派、盐酸拓扑特肯、枸橼酸托瑞米芬、曲妥珠单抗、维甲酸、戊柔比星、长春花碱、硫酸长春新碱和长春瑞滨。
在优选的实施方案中，细胞毒素在分裂的或快速分裂的细胞中尤其有效，因此不分裂细胞相对的不受毒效应影响。
本发明抗体可被内在化进它们结合的疾病或癌细胞中从而对治疗应用特别有用，例如将由于其有害活性需要被内在化的毒素递送进细胞。这类毒素的实例包括但不仅限于皂草素、卡奇霉素、auristatin和美登木素类化合物。
本发明抗体或多肽可与放射性分子、毒素或其它治疗剂，或脂质体或其它含有治疗剂的载体共价或非共价、直接或间接地相连(包括缀合或连接)。抗体可与放射性分子、毒素或化学治疗分子在沿着抗体的任何位点连接，从而抗体能够结合其靶运铁蛋白受体。
毒素或化学治疗剂可直接或间接与合适的单克隆抗体(例如通过接头基团或可选的，通过具有合适附着位点的连接分子，例如如美国专利5,552,391所述的平台分子)偶联(例如共价结合)。本发明的毒素和化学治疗剂可使用本领域已知的方法直接偶联到特定靶标蛋白质上。例如，当试剂和抗体间均具有能够彼此反应的取代基时，它们之间可能发生直接反应。例如位于一个上的亲核基团(如氨基或巯基)可能能够与位于另一个上的含羰基基团(如酸酐或酸性卤化物)或含有好的离去基团(例如卤化物)的烷基反应。
抗体或多肽还可通过微载体与化学治疗剂连接。微载体是指不能溶于水的生物可降解的或不能生物降解的颗粒，其尺寸小于约150、120或100mm，更经常小于约50-60μm，优选小于约10、5、2.5、2或1.5μm。微载体包括“纳载体”，其为尺寸小于约1μm，优选小于约500nm的微载体。这类颗粒为本领域公知。固相微载体可以是由生物相容的天然存在多聚体、合成多聚体或合成共聚体形成的颗粒，其可包括或不包括由琼脂糖或交联琼脂糖以及本领域公知的其它生物可降解材料形成的微载体。生物可降解固相微载体可由多聚体形成，所述多聚体在哺乳动物生理条件下可降解(例如聚乳酸、聚羟基乙酸及其共聚物)或可侵蚀的(例如聚正酯如3，9-二亚乙基-2，4，8，10-四氧杂螺环[5.5]十一烷(DETOSU)或聚酐如癸二酸聚酐)。微载体还可以是液相的(如基于油或脂质)，例如脂质体、不含抗原的iscom(免疫刺激复合物，其为胆固醇和磷脂、佐剂活性皂苷的稳定复合物)或水包油或油包水乳剂中发现的微滴或微团，只要液相微载体是生物可降解的。生物可降解液相微载体通常掺入生物可降解油，大量的油为本领域公知，包括角鲨烯和植物油。微载体形状通常是球形，但是偏离球形的微载体也可接受(例如椭圆体、棒状的等)。由于其不能溶解的特性(就水而言)，微载体可从水或基于水(水的)溶液中过滤。
本发明的抗体或多肽缀合物可包括双功能接头，所述接头含有能够偶联毒剂或化学治疗剂的基团和能够偶联抗体的基团。接头可作为间隔区作用分离抗体和剂从而避免对结合能力的干扰。接头可以是能切开或不能切开的。接头还可用于提高剂或抗体上取代基的化学反应性，并从而提高偶联效率。化学反应性的提高还可促进剂或剂上官能团的使用，否则会是不可能的。双功能接头可通过本领域已知的方法与抗体偶联。例如，含有活性酯部分(例如N-羟基琥珀酰亚胺酯)的接头可用于通过酰胺键与抗体中的赖氨酸残基偶联。在另一实施例中，含有亲和胺或阱残基的接头可与醛基偶联，所述醛基由抗体糖残基糖酵解氧化产生。除这些直接偶联的方法外，接头可通过中间体earner如氨基乙醇与抗体偶联。在这些实施方案中，修饰的键为通过赖氨酸、糖类或中间体载体。在一个实施方案中，接头与蛋白质中游离的巯基残基位点选择性偶联。适用于与蛋白质上巯基选择性偶联的部分为本领域公知。实例包括二硫化物化合物、α-卤羰基和α-卤羰基化合物及顺丁烯二酰亚胺。当与α-卤羰基或羧基相同的分子中存在亲核胺功能时，存在通过胺分子内烷基化发生环化的可能。预防该问题的方法为本领域普通技术人员熟知，例如通过制备下述分子，所述分子中胺和α-卤素功能被不可弯曲的基团(如芳基或反烯烃)分开，这使得离体化学不支持不期望的环化。参阅例如美国专利号6,441,163制备美登木素生物碱和抗体通过二硫化物部分的缀合物。
能用于制备抗体药物缀合物的可切割接头之一为以顺乌头酸为基础的对酸敏感的接头，其利用不同细胞内区室(例如受体介导的胞吞中遇到的核内体和溶酶体)的酸性环境。参阅例如Shen等Biochem.Biophys.Res.Commun.102：1048-1054(1981)关于用大分子载体制备柔红霉素缀合物；Yang等J.Natl.Canc.Inst.80：1154-1159(1988)关于制备抗黑素瘤抗体的柔红霉素缀合物；Dillman等Cancer Res.48：6097-6102(1988)关于以类似方式使用对酸敏感的接头制备柔红霉素和抗T细胞抗体的缀合物；Trouet等Proc.Natl.Acad.ScL 79：626-629(1982)关于通过肽间隔臂将柔红霉素与抗体连接。
本发明抗体(或多肽)可通过任何本领域已知方法与放射性分子缀合(连接)。为了讨论放射性标记抗体的方法，参阅《Cancer Therapy withMonoclonal AntibodiesT》D.M.Goldenberg编，(CRC Press，Boca Raton，1995)。
另外，抗体可与第二抗体缀合形成如美国专利号4,676,980中Segal所述的抗体异缀合物。交联抗体的形成可使免疫系统靶向特定类型的细胞，例如表达运铁蛋白受体的癌细胞或疾病细胞。
本发明还提供用于延迟患癌症(包括但不仅限于前列腺癌、肺癌、乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌或结肠癌)个体中转移进展的方法，所述方法使用连有化学治疗剂的抗运铁蛋白受体抗体或其它结合运铁蛋白受体的实施方案。在一些实施方案中，抗体为非人抗运铁蛋白受体抗体的人源化或嵌合体形式。
还在另一实施方案中，抗体可用作外科去除表达抗原的癌症时的辅助疗法，以延迟转移的进展。抗体或连有化学治疗剂的抗体还可在外科手术前施用(新辅助疗法)于患有表达抗原的肿瘤的个体中，以减少肿瘤的尺寸从而能够进行或简化外科手术、在手术中节省组织和/或减少产生的缺陷。。
还在另一实施方案中，本文所述任何运铁蛋白受体结合实施方案可与表达运特蛋白受体的癌细胞结合并诱导针对表达运铁蛋白受体的癌细胞的活性免疫应答。一些情况下，活性免疫应答可引起癌细胞死亡(例如与癌细胞结合的抗体诱导的细胞调亡)或抑制癌细胞生长(例如阻断细胞周期进展)。在其它情况下，任何本文所述的新抗体可结合癌细胞且抗体依赖性细胞毒性(ADCC)能够消灭抗运铁蛋白受体结合的癌细胞。因此，本发明提供刺激免疫应答的方法，包括施用本文所述的任何组合物。
在一些情况下，抗体结合还可激活细胞和体液免疫应答并召集更多的天然杀伤细胞或提高细胞因子(例如IL-2、IFN-g、IL-12、TNF-a、TNF-b)的产生。还在另一实施方案中，抗运铁蛋白受体抗体可与癌细胞结合，且巨噬细胞或其它吞噬细胞能调理癌细胞。
抗运铁蛋白受体抗体或其片段的多种配方可用于给药。在一些实施方案中，抗运铁蛋白受体抗体或其片段可单独给药。除药物活性剂外，本发明的组合物可包含合适的可药用载体(包括赋形剂和辅料)，所述载体为本领域公知并且是相对惰性的物质，所述惰性物质促进药物有效成分的施用或促进将有效化合物加工进制剂中，所述制剂可用于药物递送至作用位点。例如赋形剂可给予形状或稠度，或作为稀释剂作用。合适的赋形剂包括但不仅限于稳定剂、湿润剂和乳化剂、用于改变重量摩尔渗透压浓度的盐、成胶囊剂、缓冲液和皮肤穿透促进剂。
用于非消化道给药的合适的配方包括水溶性形式(如水溶性盐)的活性化合物的水制溶液。另外，可施用适用于油剂注射液的活性化合物悬液。合适的亲脂溶剂或载体包括脂肪酸(如麻油)或合成脂肪酸酯(如油酸乙酯或甘油三酯)。水剂注射液可包含提高悬液粘度的物质，包括例如羧甲基纤维素钠、山梨醇和/或葡聚糖。任选地，悬液还可包含稳定剂。还可使用脂质体使剂成胶囊用于递送进细胞。
用于根据本发明的全身用药的药物配方可配制用于肠内给药、非消化道给药或外用给药。实际上所有三种类型的配方可同时使用以完成活性成分的全身给药。用于消化道外和非注射药物递送的赋形剂和配方描述于Remington，《The Science and Practice of Pharmacy》第20版，MackPublishing(2000)。
适用于口服给药的配方包括硬或软胶囊、丸剂、片剂(包括糖衣片剂)、酏剂、悬液、糖浆剂或吸入剂及其控释剂型。
通常这些剂配制用于注射给药(例如腹膜内、静脉内、皮下、肌内等)，尽管也可使用其它给药形式(例如口服、粘膜等)。因此，抗运铁蛋白受体抗体优选地与可药用载体(例如盐水、林格氏溶液、葡萄糖溶液等)组合。
具体的给药方案(即剂量、定时和重复)将取决于具体的个体和该个体的医疗史。通常施用剂量为至少约100μg/kg体重，更优选至少约250ug/kg体重，甚至更优选至少约750μg/kg体重，甚至更优选至少约3mg/kg体重，甚至更优选至少约5mg/kg体重，甚至更优选至少约3mg/kg体重。
根据经验的考虑(如半衰期)通常会帮对决定剂量有所帮助。与人免疫系统相容的抗体(例如人源化抗体或全人抗体)可用于延长抗体的半衰期并防止抗体被宿主的免疫系统攻击。给药频率可在治疗过程中决定并调整，并基于减少癌细胞数量、保持癌细胞的减少、减少癌细胞增殖或延迟转移进展。另外，持续缓释的抗运铁蛋白受体抗体配方可以是合适的。多种用于完成持续释放的配方和方法为本领域公知。
在一个实施方案中，对已给予一种或多种给药的个体中抗运铁蛋白受体抗体的剂量可根据经验决定。给予个体增加剂量的抗运铁蛋白受体抗体。为了评价抗运铁蛋白受体抗体的效率，可随后标记特异癌症疾病状态。这包括通过触诊或目测直接测量肿瘤尺寸，通过X射线或其它成像技术间接测量肿瘤尺寸；通过直接肿瘤活检和镜检肿瘤样品评价进步；测量间接肿瘤标记(例如对前列腺癌用PSA)，疼痛或麻痹的减少；改善的言语、视觉、呼吸或其它肿瘤相关残疾；提高的食欲；或通过公认的检测测量的生活质量提高或生存延长。本领域技术人员会理解剂量会依赖于个体、癌症类型、癌症阶段、是否癌症开始转移至个体中其它位置和过去及目前使用的治疗。
其它配方包括本领域公知的合适的递送形式，包括但不仅限于载体如脂质体。参阅例如Mahato等(1997)Pharm.Res.14：853-859。脂质体制剂包括但不仅限于细胞转染剂、多室脂质体和单室囊泡。
在一些实施方案中，可存在多于一种抗体。抗体可以是单克隆或多克隆的。这类组合物可包含至少一种、至少两种、至少三种、至少四种、至少五种不同的与癌、腺癌、肉瘤或腺肉瘤反应的抗体。抗运铁蛋白受体抗体可掺入一种或多种与器官(包括但不仅限于卵巢癌、乳腺癌、肺癌、前列腺癌、结肠癌、肾癌、皮肤癌、甲状腺癌、骨癌、上消化道癌和胰腺癌)中癌、腺癌、肉瘤或腺肉瘤反应的抗体。在一个实施方案中，使用不同抗运铁蛋白受体抗体的混合物。如本领域常指的抗体混合物可特别有用于治疗广泛的个体总体。
提供下列实施例以说明而非限制本发明。
                    实施例
下列实施例涉及的某些材料和方法列于该部分结尾。
实施例1.制备作为免疫原的癌细胞系
从组织或细胞培养物分离的完整细胞用作产生特异于代表特定细胞类型的表面抗原的单克隆抗体的免疫原。适于实践本发明的这类方法描述于美国专利号6,541,225。通常为了产生针对特异细胞类型细胞表面抗原的单克隆抗体，期望用活且完整的该类细胞，优选用表面没有血清的这类细胞免疫未转化的B细胞。适用于产生针对运铁蛋白受体抗原的单克隆抗体的细胞系为，例如但不仅限于LUCA31，包括：BT-474(ATCC#HTB-20)、MDA-MB-175VII(ATCC#HB-25)、MDA-MB-361(ATCC#HB-27)、SKBR3(ATCC#HTB-30)、SKMES-1(ATCC#HTB-58)、ES-2(ATCC#CRL-1978)、SKOV3(ATCC#HTB-77)、HPAFII(ATCC#CRL-1997)、Hs700T(ATCC#HTB-147)、Colo205(ATCC#CCL-222)、HT-29(ATCC#HTB-38)、SW480(ATCC#CCL-228)、SW948(ATCC#CCL-237)、A498(ATCC#HTB-44)和Caki-2(ATCC#HTB-47)。
在补充了生长因子但不含血清的合适营养培养基上培养细胞。用已经在含血清培养基上繁殖的细胞免疫会非常不利。血清含有具有不明确活性的小生物分子及大生物分子的复杂混合物。这些生物分子可附着在细胞表面从而引起抗体与非特异细胞类型代表性的分子交叉反应。另外，血清生物分子与细胞表面的结合可引起掩蔽期望细胞表面抗原靶标。大量不含血清的培养基制剂为商业公知并可公开获得，例如含有下列添加物的F12/DME(1∶1)营养培养基∶胰岛素(10μg/ml终浓度)、表皮生长因子(EGF)(5ng/ml终浓度)、亚硒酸(2.5x10-8M终浓度)和猪垂体提取物(PPE)(5μl/ml终浓度)。
为了收集细胞，用不含钙和镁的Hanks盐溶液冲洗细胞单层一次，在Hanks盐溶液中的10mM EDTA中37℃孵育15分钟。温和吸打将细胞从培养物表面分离。通过在1000×g离心5分钟沉淀细胞悬液。去除上清并将细胞重悬于无血清培养基(适当的时候含有非变性佐剂)中。
实施例2.产生单克隆抗体
用2ml磷酸盐缓冲盐水再水合非变性佐剂(Ribi，R730，Corixa，Hamilton MT)。然后将100μl该再水合的佐剂与来自实施例1的一些用于免疫的细胞沉淀温和混和。向Balb/c小鼠通过爪垫注射约106人胎肾细胞，约每周一次或两次。精确的免疫接种日程表如下：第0天，加Ribi免疫。第3天，加Ribi免疫。第7天，加Ribi免疫。第24天，无Ribi免疫。第29天，无Ribi免疫。第32天，无Ribi免疫。第36天，无Ribi免疫。第44天，无Ribi免疫。第51天，无Ribi免疫。第69天，取血用于效价检测。第71天，加Ribi免疫。第74天，加Ribi免疫。第81天，加Ribi免疫。第91天，预融合加强(无Ribi)。第104天，收集淋巴结用于融合。
第69天，从每个免疫动物的尾部取出一滴血使用FACS分析检测针对用于免疫的细胞系的抗体效价。当效价达到至少1∶2000时，使用CO2和随后的颈脱位法处死小鼠。收集淋巴结用于制备杂交瘤。
来自小鼠的淋巴细胞与小鼠骨髓瘤系X63-Ag8.653使用35％聚乙二醇4000融合。融合后第10天，通过荧光激活细胞分选术(FACS)筛选杂交瘤上清液中免疫细胞特异性的单克隆抗体的存在。来自各杂交瘤的条件培养基与人胎肾细胞等份试样孵育30分钟。孵育后洗涤细胞样品，重悬于0.1ml稀释液中，并与1μg/ml FITC缀合的山羊抗小鼠IgG F(ab′)2片段在4℃孵育30分钟。洗涤细胞，重悬于0.2ml FACS稀释液中，并使用FACScan(tm)细胞分析仪(Becton Dickinson；San Jose，CA)分析。通过FACS基于它们对人胎肾细胞表面的结合来选择杂交瘤克隆，进一步扩增、克隆和表征。选择了产生命名为LUCA31的单克隆抗体的杂交瘤，所述单克隆抗体与命名为Ag-运铁蛋白受体的抗原和该抗原上命名为Ag-运铁蛋白受体.1的表位结合。
实施例3.纯化抗运铁蛋白受体抗体，包括LUCA31
人癌细胞(例如但不仅限于SKMES-1、786-O和Colo205细胞系)在存在10.0mM EDTA时从组织培养瓶中分离，以1400rpm离心5分钟并重悬于含1％BSA和2mM EDTA的PBS(FACS稀释液)中。计数细胞并调整为107细胞/ml。将约0.1ml细胞与100μl FACS稀释液在37℃孵育30分钟。与人癌细胞结合的单克隆抗体使用G蛋白亲和层析从组织培养上清液中纯化。下列材料用于抗体纯化操作：杂交瘤组织培养上清液、Immunopure(G)IgG结合缓冲液(Pierce #21011 Rockford，IL)、Immunopure IgG洗脱缓冲液(Pierce#21009)、浓缩盐酸(用于调节pH)、Corning 1升PES(聚醚砜)、0.22μm滤膜(Corning#431098，Corning，NY)、Amersham Pharmacia AKTA Explorer system(Amersham Biosciences，Piscataway，NJ)、Protein-G Sepharose 4 Fast Flow(AmershamBiosciences#17-0618-03)、包括3M硫氰酸钾/50mM Tris pH 7.8和PBS(磷酸盐缓冲盐水)、3M Tris pH 9.0的剥离缓冲液。
为了纯化本文称为LUCA31的小鼠抗人运铁蛋白受体抗体，测量上清液的体积并向上清液中加入等体积的结合缓冲液。使混合物平衡至室温。通过0.22μm滤膜澄清上清液。使用AKTA Explorer system(AmershamBiosciences)将上清液上样至protein-G Sepharose柱上，然后用5-10倍柱体积的结合缓冲液洗涤。单克隆抗体用洗脱缓冲液洗脱并收集级分。一经洗脱即向空管中添加3MTris，pH9.0(1/60体积的级分)中和级分。合并含有单克隆抗体的峰值级分。将合并的样品注入预先浸湿的slidealyzercassette(10,000截留分子量；Pierce#66810)中，并在1x PBS中于4℃透析(更换3次缓冲液，每次更换至少透析4小时)。将纯化的单克隆抗体无菌过滤(0.2μm Acrodisc)并储存于2-8℃。
通过UV吸收(A280)和SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)测定纯化抗体样品的浓度。在非还原和还原条件下进行SDS-PAGE以分析分子量、鉴定单克隆抗体的典型带型并评价纯度。
从杂交瘤上清液中纯化LUCA31单克隆抗体后，重新测试其与人胎肾细胞的结合。如上所述制备细胞样品，并与不同浓度的纯化的抗体孵育。孵育后洗涤细胞，重悬于0.1ml稀释液中，并与1μg/ml FITC缀合的山羊抗小鼠IgG F(ab′)2片段在4℃孵育30分钟。洗涤细胞，重悬于0.5mlFACS稀释液中，并使用FACScan细胞分选仪(Becton Dickinson，San Jose，CA)分析。FACScan直方图上向右的偏移表明纯化的抗体仍与人胎肾细胞结合。
在其它实施方案中，使用活细胞ELISA检测LUCA31抗体对运铁蛋白受体的结合。使用了下列方法，当然可以适用本领域公知的其它方法：在组织培养物处理的96孔板(Falcon)上、在含10％胎牛血清(FBS)的培养基中培养细胞(HT-29、SKOV3、SKMES-1、SW480、SKBR-3和HPAFII)至汇合。用PBS洗涤细胞然后与50μl期望浓度的期望抗体在含有1％BSA和0.1％叠氮化钠的Hank’s平衡盐溶液(HBSS)中于室温孵育1小时。然后用每孔100μl HBSS洗涤细胞三次，然后与辣根过氧化物酶(HRP)二抗(50μl每孔于HBSS中稀释)于室温孵育30分钟。最终用HBSS洗涤细胞三次，并向每个孔中按每孔100μl加入变色底物(TMB底物，KPL)。每孔加入100μl 1M磷酸终止变色反应。然后在O.D.450nm处对平板读数。
实施例4.测序LUCA31
使用材料和方法部分中列出的简并寡聚物进行RT-PCR，产生可区分的条带，对于重链，使用MVHrev1和rev2连同MVHfwd9。对于轻链，MVLrev与MVLfwd2和fwd5的组合均产生产物。使用的PCR程序包括用于Topo克隆的72℃孵育10分钟。根据制造商方案将PCR产物与pCR2.1Topo TA克隆载体连接起来。每个连接反应挑取20个克隆用于小量制备，并将具有正确大小插入物的克隆进行微量化学分析，用M13和M13rev测序。
从每个PCR产物中获得共有序列，用于BLAST搜索，并选择有代表性的小量制备物继续克隆。
Luca31轻链：
用MVLrev和MVLfwd2产生的Luca31 LC具有不完整的V区。用MVLfwd5产生的LC是完整的。选择克隆5.19用作下一步克隆的模板。PCR引物设计为在VL区5’末端掺入HindIII位点和最佳Kozak，而在3’末端掺入BbsI位点。
  引物名称   序列
  Luca31 VL fwd   GAAAACCAAGCTTACCGCCACCATGGATTTTCAGGTGCAG
  Luca31 VL rev   CGGGAAGATGAAGACAGATGGTGCAGCATCAGCCCG
对LC克隆5.19进行PCR并将产生的条带凝胶回收、用HindII和BbsI消化，然后连接在用相同酶消化的8.5kb pDEF2B/κ载体片段上，产生pDEF2B/Luca31.LC。用引物96-91和CM-KR测序小量制备物并选择正确的克隆接种大量制备培养物。
通过将来自pDEF2B/Luca31.LC的1776bp NotI-XbaI LC片段与11.7kb pNEF32或19.4kb pNEF5 NotI-XbaI载体片段连接产生pNEF32/Luca31.LC和pNEF5/Luca31.LC，建立轻链表达载体。
Luca31重链：
Luca31 HC PCR产物仅在它们的3’末端不同，因为MVHrev1和rev2互为稍有差异的衍生物。产生了共有序列，其含有两个稀有密码子，但是这些位点的DNA序列是明确的。选择克隆9R1.1用作下一步克隆的模板。PCR引物设计为在VH区5’末端掺入HindIII位点和最佳Kozak序列，而在3’末端掺入NheI位点。
 引物名称   序列
 Luca31 VH fwd   GAAAACCAAGCTTGCCGCCACCATGGATTGGGTGTGGAAC
 Luca31 VH rev   GCCCTTGGTGCTAGCTGCAGAGACAGTGACCAGAGT
对HC克隆9R1.1进行PCR并将产生的条带凝胶回收、用HindIII和NheI消化，然后连接在9.3kb pICFSP.IgG1.NH或pICFSP.IgG4.NHHindIII-NheI载体片段上，分别产生pICFSP.Luca31.G1或G4.HC。
通过将来自pICFSP.Luca31.G1或G4.HC的3.2 NotI-XbaI HC片段与12kb pDEF32或19.7kb pDEF14 NotI-XbaI载体片段连接产生pDEF32/Luca3 LGl.HC、pDEF14/Luca31.G1.HC、pDEF32/Luca31.G4.HC和pDEF14/Luca31.G4.HC，建立重链表达载体。
多合一表达载体：
通过将19.7kb pDEF14 NotI-XbaI载体片段与3.4kb BglII-XbaIpDEF2B/Luca31.LC轻链片段和6.5kb NotI-BamHI pICFSP/Luca31.G1连接产生pDEF14/Luca31.1，建立pDEF14多合一表达载体。
确定了下列序列：
邻近“Topo LC5共有序列比对”概览
邻近“Luca31 VH共有序列”概览
实施例5.Western印迹分析癌细胞系SW480中运铁蛋白受体的表达
在175cm2培养皿上培养肾细胞癌细胞SW480(ATCC#CCL-228)至汇合。用Hank′s平衡盐溶液(HBSS+，不含碳酸氢钠或酚红；用10mMHEPES，pH 7.4缓冲；Sigma Chemicals)将汇合的单层洗涤三次，并于室温用200μg sulfo-NHS-LC-生物素(Pierce Endogen)进行生物素化30分钟。然后用含有0.1M Tris，pH 7.4(Sigma Chemicals)的HBSS+洗涤细胞并在含有0.1M Tris，pH 7.4(Sigma Chemicals)的HBSS+中于室温孵育15分钟。最后用HBSS+将细胞洗涤三次并通过在裂解缓冲液(HBSS+，含2％TritonX-100，2mM PMSF，0.1％叠氮化钠，以及每5ml裂解缓冲液一片不含EDTA的完全性小量蛋白酶混合物(Roche Molecular Biochemicals))中于冰上孵育5分钟裂解。
在裂解缓冲液中摩擦细胞并收集裂解液。裂解液在4℃以14,000×g离心1小时。然后用5μl人IgG缀合的(1mg/ml)CNBr 4MB琼脂糖珠(Amersham Pharmacia)在4℃预清洁澄清的裂解液。离心并去取出IgG珠，然后将预清洁的裂解液与和CNBr 4MB琼脂糖珠(以1mg/ml缀合)缀合的单克隆抗体LUCA31在4℃孵育2小时。2小时的孵育后，离心并取出LUCA31珠。人IgG和LUCA31珠分别用1ml裂解缓冲液洗涤三次然后用1ml HBSS+洗涤三次。洗涤的珠通过添加30μl SDS-PAGE样品缓冲液并在99℃煮5分钟进行洗脱。
然后将样品重溶于4-20％Novex梯度凝胶(Invitrogen)中，转移至0.2μm硝酸纤维素膜(Invitrogen)上，并通过辣根过氧化物酶(HRP)缀合的链霉抗生物素蛋白(Pierce Endogen)或以5μg LUCA31/印迹通过western印迹显影。
为了用HRP缀合的链霉抗生物素蛋白检测，先用封闭缓冲液(5％脱脂奶粉，溶于含0.05％吐温20的Tris缓冲盐水(TBST)之中)将硝酸纤维素封闭1小时。HRP缀合的链霉抗生物素蛋白以1μg/ml稀释至TBST中，并于室温接触硝酸纤维素30分钟。在TBST中洗涤硝酸纤维素三次，然后用ECL+(Amersham)显影。
为了用LUCA31进行western印迹，类似地在封闭缓冲液中封闭硝酸纤维素1小时。然后在含有1ml由封闭液稀释的5μg/ml LUCA31的热封塑料袋中孵育硝酸纤维素。用TBST洗涤硝酸纤维素三次，然后与10ml 1μg/ml HRP缀合的驴抗小鼠IgG(重链和轻链特异性的，针对牛、鸡、山羊、豚鼠、金黄仓鼠、马、人、兔、绵羊血清蛋白交叉吸收；JacksonImmunoresearch Cat.#709-035-149)于室温孵育1小时。最后用TBST洗涤硝酸纤维素三次，并通过ECL+(Amersham)显影。
图1显示用LUCA31免疫沉淀SW480细胞裂解液和随后使用LUCA31抗体的western印迹。箭头指向大约90-100kDa分子量的独特条带。
实施例6.免疫组织化学方法
将来自癌症患者的冷冻组织样品包埋于OCT化合物，并在异戊烷中用干冰迅速冷冻。用Leica 3050CM mictrotome以8-10μm的厚度切下冰冻切片并融化放置于SuperFrost Plus载玻片(VWR#48311-703)上。用75％丙酮/25％乙醇在10℃固定切片，并使之于室温风干2-4小时。固定的切片保存于-80℃直至使用。
对于免疫组织化学，在Tris缓冲的0.05％Tween(TB-T)中洗涤复苏组织切片，并在封闭缓冲液(TB-T，5％正常山羊血清和100μg/ml抗生物素蛋白)中于室温封闭30分钟。然后将载玻片与用封闭缓冲液(1μg/ml)稀释的抗运铁蛋白受体抗体和对照单克隆抗体于室温孵育60-90分钟。然后用封闭缓冲液洗涤切片三次。用山羊抗小鼠IgG+IgM(H+L)F(ab′)2-过氧化物酶缀合物和过氧化物酶底物二氨基联苯胺(1mg/ml，Sigma目录号D5637)在0.1M醋酸钠缓冲液pH 5.05和0.003％过氧化氢(Sigma目录号H1009)中检测结合的单克隆抗体。染色的载玻片用苏木精复染，并在Nikon显微镜下检查。
在一些情况下，在使用合适的抗原复苏法后将石蜡包埋的甲醛固定的组织用于免疫组织化学。一种这类抗原复苏法描述于Mangham和Isaacson，Histopathology 35：129-33(1999)。其它的抗原复苏和/或检测法可由本领域技术人员使用。得到了使用冷冻组织或适当情形下采用抗原复苏和polyMICA检测法的固定组织进行的类似试验的结果。评价抗运铁蛋白受体抗体对大量正常和癌组织的结合。在所有情况下，对照固定组织中的抗体结合与冷冻组织中的抗体结合相关。仅当二者与对照不匹配时，才使用来自冷冻组织的结果。
方便起见，使用来自不同来源的冷冻外科组织的若干实验的综合结果示于下文表1和表2。
实施例7.免疫细胞化学结果
使用单克隆抗体LUCA31检测与来自不同类型组织中的多种细胞系的反应性。结果记为弱阳性染色“+”，中度阳性染色“++”，强阳性染色“+++”和阴性染色“-”。
使用CellArrayTM技术如WO 01/43869所述获得免疫组织化学结果。不使用蛋白酶将来自不同的确立细胞系的细胞从生长表面取出，填充并包埋在OCT化合物中。将细胞冷冻并切片，然后使用标准IHC方案染色。
方便起见，LUCA31抗体对多种确立的人正常和肿瘤细胞系的结合列于表3。表3中描述的实验包括使用本文所述方法的活细胞ELISA和CellArrayTM结合实验。
表3
细胞系 ATCC# 器官 细胞类型   反应性细胞测定   反应性活细胞ELISA
HMEC CC-2251* 乳腺   正常乳腺上皮   -
  HuVEC   初级   内皮细胞   正常成人   -
  BT474   HTB-20   乳腺   导管癌   +
  MCF7   HTB-22   乳腺   腺癌   -
  MDA175   HB-25   乳腺   导管癌   +
  MDA361   HB-27   乳腺   腺癌   ++
  SK-BR-3   HTB-30   乳腺   腺癌   +   +
  9979   RAVEN   肺   肺癌系   +
  A459   CCL-185   肺   癌   -
  CA130   RAVEN   肺   小细胞癌   +++
  CaLu3   HTB-55   肺   腺癌   -
  SKMES1   HTB-58   肺   鳞状癌   +   +
  ES-2   CRL-1978   卵巢   癌   +
  SKOV3   HTB-77   卵巢   腺癌   +   +
  9926   RAVEN   胰   腺癌   ++
  AsPC-1   CRL-1682   胰   腺癌   -
  HPAFII   CRL-1997   胰   腺癌   +   -
  Hs700T   HTB-147   胰   腺癌   +
Colo205 CCL-222 结肠   腹水结肠直肠腺癌 ++
HT-29 HTB-38 结肠   结肠直肠腺癌 + +
SW480 CCL-228 结肠   结肠直肠腺癌 ++ +
SW948 CCL-237 结肠   结肠直肠腺癌 ++
293 CRL-1573 肾   用腺病毒5DNA转化   -
  786-O   CRL-1932   肾   肾细胞癌   -
  A498   HTB-44   肾   癌   +
  Caki2   HTB-47   肾   透明细胞癌   ++
Cos7 CRL-1651   肾(非洲绿猴) SV40转化的 -
  RL65   CRL-10345   肺(大鼠)   -
SVT2 CCL-163.1 胚胎(小鼠)   成纤维细胞；SV40转化的   -
  22Rv1   CRL-2505   前列腺   癌   -
  DU145   HTB-81   前列腺   腺癌   -
  LNCaP   CRL-1740   前列腺   癌   +
  PC3   CRL-1435   前列腺   腺癌   -
  TDH-I   RAVEN   前列腺   前列腺癌系   +
 Hs746T   HTB 135   胃   癌  -
 NCI-N87   CRL-5822   胃   癌  -
*CC-2251 Bio Whittaker
单克隆抗体LUCA31用于检测与胶质瘤衍生细胞系的反应性。使用与上述用于CellArrayTM技术类似的方案获得免疫组织化学结果。不使用蛋白酶将胶质瘤衍生细胞系从生长表面取出，填充并包埋在OCT化合物中。将细胞冷冻并切片，然后使用标准IHC方案染色。在筛选的25个胶质瘤衍生细胞系中有21个为LUCA31阳性。染色强度范围从+/-到2+染色。
实施例8.其它LUCA细胞系的筛选
分析肿瘤细胞系分布。使用代表结肠直肠癌、非小细胞肺癌和胰腺癌的一组32个人肿瘤细胞系评价LUCA31表位表达。LUCA31对靶细胞的结合相对于内部抗体标准(抗EGF受体)测定，并将数据绘制为平均荧光强度的函数。LUCA31染色的分布显示在图2中。表位表达实验的结果表明LUCA31在所述细胞组中具有广泛的染色强度。
实施例9.细胞增殖测定
为了确定LUCA31抗体的生物活性，我们如本文别处所述在测量氚化胸苷掺入的细胞增殖测定中对其进行检测。对FACS阵列中所列的32个相同细胞系和另外五个我们先前已显示被该抗体识别的细胞系进行测定。我们使用标准(10％)和低(0.5％)血清条件检测抗体活性。使用两种血清条件检测活性的决定是基于小鼠EGF受体抗体225(鼠西妥昔单抗前体)只在使用降低的血清条件时有活性的经验。
每种抗体使用五个抗体浓度(10、5、2.5、1.25和0.6μg/ml)检测，并将结果与无抗体对照比较。每个测定一式三份进行。细胞初步筛选的结果概括在表4中，并表明LUCA31在该组细胞系中具有广泛活性。阴影细胞代表阳性得分，数字代表细胞增殖最大抑制(即90＝90％生长抑制)。
等于或大于40％的细胞增殖抑制记为阳性。该阈值表示抗体基本上抑制了生物活性，与曲妥珠单抗和EGF受体抗体225经验一致(两者在该测定中均引起细胞增殖减少40-50％)。LUCA31抗体在该测定中特别有活性，在低血清条件下常大量减少细胞增殖。血清浓度对该抗体的影响类似于使用ASPC-1或A431细胞时对EGFR抗体225所观察到的。
  结肠   HCT116   80
  结肠   SW48   60
  结肠   LoVo   60
  结肠   Ls174T   40
  胰   AsPC-1   40
  胰   HPAF-II   30
  胰   Hs 700t   20
  胰   Panc-1   60
  胰   BX-PC3   20
  胰   Panc 03.27   40
  胰   MiaPaca   20
  胰   Panc 2.03   40
  乳腺   SKBR-3   60
  乳腺   MDA-MB-175-VII   90
  肾   A-498   50
  肾   786-O   80
  卵巢   SK-OV-3   50
实施例10.附加的IHC分析
使用一组正常(脑、结肠、心、肝、肾、肺、胰、小肠、脾)和肿瘤(乳腺、结肠、肺、胰)组织如材料和方法中所述评价LUCA31。首先使用Raven鉴定为阳染的组织优化染色。优化后使用过氧化物酶缀合的二抗评价组织的免疫反应性并对强度进行评分。表5给出使用0.1μg/mlLUCA31产生的IHC数据总结。对于LUCA31，正常组织中最强染色见于结肠和小肠，而其它组织中观察到有限的染色。
实施例11.分离并表征运铁蛋白受体抗原
为了鉴定LUCA31对其具有反应性的抗原，进行免疫沉淀(Ippt)实验。对于Ippt，用30ml裂解缓冲液裂解30个175cm2瓶的SW480细胞。裂解缓冲液包括Hanks平衡盐溶液(HBSS+)，增加了2％Triton X-100、蛋白酶抑制剂混合物(每5ml裂解缓冲液1片来自Roche MolecularBiochemicals的完全性小量不含EDTA的蛋白酶混合物)、0.1％叠氮化钠和2mM PMSF。以24,000×g于4℃澄清细胞裂解液30分钟，然后移入包括1ml G蛋白的柱(Amersham Pharmacia)中。然后将预清洁的SW480裂解液与吸收了G蛋白的运铁蛋白受体(10μg运铁蛋白受体与5μl G蛋白于室温预孵育30分钟)在4℃孵育2小时。然后用裂解缓冲液将小珠(预清洁的G蛋白珠和吸收了G蛋白的运铁蛋白受体珠)洗涤三次之后，用30μl SDS样品缓冲液(3％SDS、20％甘油、10mM DTT、2％溴酚蓝、0.1M Tris，pH8.0)洗脱。然后将25μl洗脱液进行SDS-PAGE分离，并通过考马斯染色显影。5μl洗脱液进行SDS-PAGE分离，并进一步转移至硝酸纤维素用于western印迹。
然后用LUCA31探测印迹，并使用Western印迹试剂盒(Invitrogen产品号WB7103)显影确认抗原识别。通过运铁蛋白受体和针对运铁蛋白受体的小鼠IgG洗脱液的western印迹，观察到独特于运铁蛋白受体洗脱液(90-100kDa)的蛋白质。通过考马斯染色观察到～100kD处有运铁蛋白受体独特蛋白质。使用干净的手术刀片从NuPAGE凝胶上切下染色的蛋白质条带，并置于干净的Eppendorf管中。切下的条带保藏于-20℃直到用于通过质谱法鉴定蛋白质。
实施例12.使用质谱法(MS/MS)表征LUCA31与之结合的抗原
如实施例11所述分离LUCA31与之结合的抗原，并根据Kane等J BioChem.2002年6月21日；277(25)：22115-8(5月6日电子出版)的方法进行Tandem质谱分析。通过SDS-PAGE分离蛋白质，并用胶体考马斯蓝试剂(Invitrogen)将凝胶染色。目的蛋白质在凝胶中用胰蛋白酶消化。在离子阱质谱仪(Thermo-Finnigan LCDQ DECA XP)上如Wu等Nature405：477-482(2000)所述用微毛细管液相色谱MS/MS测序胰蛋白酶水解肽。结果产生一种质量与运铁蛋白受体片段一致的多肽。
为了确认LUCA31是否与运铁蛋白受体结合，我们使用纯化的来自人胎盘的运铁蛋白受体制品进行实验。如图3所示，另一运铁蛋白受体抗体LUCA29和市售运铁蛋白受体抗体BER-T9均与纯化的运铁蛋白受体结合，但LUCA31不结合。用不同的运铁蛋白受体制品重复该实验时得到类似结果(数据未显示)。
我们解释这些数据表明LUCA31与和运铁蛋白受体相互作用的蛋白质结合，或与纯化材料样品中不大量存在的表位结合。为了使我们对LUCA31靶标的理解去芜存真，我们进行了下列实验。
a.抗体竞争分析。我们评价了已知运铁蛋白受体抗体与LUCA31竞争结合HCT 15细胞的能力。该实验的结果显示于图4的A和B中。我们发现生物素化的LUCA31与HCT 15细胞结合的能力被抗体42/6完全抑制，而被OVCA26、LUCA29和KID21部分抑制。OVCA18促进LUCA31对细胞的结合而其它运铁蛋白受体抗体未显示影响LUCA31结合。图4B证明阴性对照抗体1B7.11对LUCA31结合没有影响，未生物素化的LUCA31完全阻断生物素化抗体的结合。基于这些观察，我们提出LUCA31可能识别由OVCA18抗体稳定或诱导的表位，且该表位可功能性连接于运铁蛋白结合位点。OVCA18还刺激细胞增殖(数据未显示)，并刺激运铁蛋白对细胞的结合(见下文表6)，这使得该观察结果特别有意义。总而言之，这些数据与LUCA31与运铁蛋白受体结合的观点一致，但不排除抗体可能与联合因子结合的可能性，所述因子与运铁蛋白受体抗体亚型共享结合位点。
b.在CHO细胞中表达运铁蛋白受体。为了进一步阐明LUCA31表位，我们如材料和方法中所述在CHO细胞中克隆并表达了全长人运铁蛋白受体。如图5所示，CHO细胞LUCA31染色的FACS分析与单独使用二抗观察到的染色水平相当。相反，用运铁蛋白受体构建体转染的CHO细胞相对于二抗试剂显示出显著的LUCA31染色。这些数据与抗体竞争研究的结果一起表明LUCA31直接与运铁蛋白受体结合。
c.推测的作用原理。我们当前的数据与LUCA31抗体直接结合运铁蛋白受体的观点一致，但是其可与通常不被特异性结合运铁蛋白受体的单克隆抗体(mAb)所识别的表位相互作用。先前已经证明运铁蛋白受体抗体通过干扰运铁蛋白受体胞吞作用限制铁转运或通过阻断运铁蛋白对受体的结合阻断细胞增殖。为了确定是否LUCA31和运铁蛋白与受体竞争结合，我们在细胞结合测定中检测了LUCA31和运铁蛋白的相互作用。提高的运铁蛋白浓度未显著影响LUCA31对细胞的结合，但是降低了基准运铁蛋白受体抗体42/6的结合(图6A)。有意义的是，添加LUCA31提高了运铁蛋白对细胞的结合，相反，基准抗体42/6抑制运铁蛋白结合(图6B)。这些结果指出，与42/6不同，LUCA31结合的位点与运铁蛋白结合不重叠。考虑到42/6抑制LUCA31对细胞结合的观察结果，这非常有意义。由于OVCA18抗体对LUCA31与细胞结合的影响，我们还检测了它在这些研究中的效应。同LUCA31相似，OVCA18抗体也提高运铁蛋白对细胞的结合，但程度较小。
实施例13.其它的组织结合研究
靶标表达和分布。由于我们的数据与LUCA31与运铁蛋白受体上存在的表位结合的观点一致，我们认为评价LUCA31表位的组织分布和表达并与运铁蛋白受体相比较是很重要的。先前的研究已指出LUCA31不染色肝、胰或脑切片，而这些组织通常被运铁蛋白受体mAb识别。为拓展此研究，我们使用这些组织各自的三个样品分析了三种已知运铁蛋白受体抗体(H68.4、BERT9和DF1513)和LUCA31的染色模式，并纳入结肠作为参照组织。该实验的总结示于表6。
  #1 3112-01-02
  脑#1 1138-04-05   +++内皮++灰质-白质  +++内皮+灰质-白质  +++内皮+灰质-白质   内皮标记极弱  未进行
  脑#2 1289-03-03   +++内皮+++灰质-白质  +++内皮++灰质-白质  +++内皮++灰质-白质   内皮标记极弱  +++内皮标记
该实验的结果与先前研究一致，并显示LUCA31不产生与原型运铁蛋白受体抗体相同的组织染色模式。这些结果支持了LUCA31抗体识别这样的表位的观点，所述表位分布模式与被其它运铁蛋白受体抗体识别的表位不同，并可以提供比起其它运铁蛋白受体抗体更好的治疗指数。然而，10μg/ml的胰和脑内皮染色提示LUCA31表位存在于这些组织中，但比起结肠和一些肿瘤样品丰度较低。
我们还研究了其它肿瘤组织与LUCA31的染色，以更好地确定癌症中表位表达的发生率。先前该抗体证明在人结肠癌、人胰腺癌和人肺癌中为阳性。在本研究中，我们评价了另外的肺癌、胰腺癌和结肠癌样品以更好地确定该抗体阳性反应性的发生率。LUCA31在4个结肠癌患者中的4个，2个胰腺癌患者中的2个和2个肺癌患者中的2个中均为阳性(表7)。所有在肿瘤在1μg/ml和10μg/ml时均为阳性。结肠癌和肺癌在1μg/ml抗体时具高强度染色，而胰腺癌在1μg/ml抗体时具有低强度染色，在10μg/ml抗体时具有中等强度染色。这些结果与其它显示LUCA31表位在肿瘤组织中表达的数据一致。
  结肠CA H3114   +++表皮
  胰CA H2100   ++表皮
  胰CA H3185   ++表皮
  肺CA H3181   +++表皮
  肺CA H3145   +++表皮
实施例14.FACS分析RBC、血小板和白细胞
对红血细胞、血小板和白细胞进行LUCA31分析，以评价血液区室中的抗原表达。任何这些细胞群中都没有观察到染色。这也与发表的运铁蛋白受体在单核细胞和淋巴细胞群中表达的报道矛盾。然而，由于相对于非增殖淋巴细胞而言，在受激的淋巴细胞中运铁蛋白受体表达被诱导(Neckers和Cossman，Transferrin receptor induction in mito gen-stimulatedhuman T lymphocytes is required for DNA synthesis and cell division and isregulated by interleukin 2，Proc Natl Acad Sci USA 80，3494-3498(1983))，我们通过使用LUCA31检测用PHA刺激的T淋巴细胞染色来拓展我们的分析(表8)。作为参照，我们使用运铁蛋白受体抗体LUCA29和BERT9，以及α2和β1整联蛋白抗体作为标准用于淋巴细胞染色。与我们分析组织样品的结果不同，在该测定中我们未观察到LUCA31和其它运铁蛋白mAb的差异。
                   表8
备注：
-除非注明，整个种群具有所示的染色水平。
-缩写“sub”是指独特的亚群显示活性，而其余亚群为阴性。
-该表中“B”细胞代表CD3阴性淋巴细胞。
-该表中“T”细胞代表CD3阳性淋巴细胞。
由于运铁蛋白受体已显示在不同的骨髓祖细胞中表达(Helm等Characterization and phenotypic analysis of differentiating CD34+humanbone marrow cells in liquid culture，Eur J Haematol 59，318-326(1997))，我们也进行了实验以研究是否LUCA31表位还在骨髓衍生细胞中表达。为此，我们获得了富集CD34的骨髓细胞，并使用LUCA31和另一具有不同特异性的抗体KID20通过FACS评价它们。
来自该实验的数据显示在表9中，其显示人骨髓祖细胞被其它抗体染色。未刺激的细胞和生长因子刺激的细胞的抗体染色通过FACS确定，并且结果表示为抗体染色的细胞百分比。在未处理细胞中，LUCA31染色与用运铁蛋白受体抗体BERT9获得的结果非常类似。当细胞在生长因子(包括GM-CSF、SCF、IL3和EPO)存在下培养72小时后，LUCA31和BERT9染色细胞的比例上升。该结果与用增殖的淋巴细胞观察到的结果类似，并表明LUCA31表位也在生长因子刺激的骨髓组细胞群中表达。
                    表9
  BERT9   7   30
  0.4   2.4
  未染色的   0.08   2
祖细胞刺激条件
5ng/ml rGM-CSF
50ng/ml rSCF
5ng/ml rlL-3
5单位/ml EPO
实施例15.活性测定
为了更全面表征该分子的活性，我们研究了一组已在异种移植肿瘤模型(人异种移植细胞系)中验证的细胞，并证明该抗体单独和与化学治疗剂组合时高度有效。由于我们已显示LUCA31与运铁蛋白受体相互作用，我们相对于充分研究的IgA运铁蛋白受体抗体42/6(Trowbridge和Lopez，1982)校准了其活性。如表10所示，LUCA31在我们优先考虑的异种移植组的所有细胞系中均有活性，并与抗运铁蛋白受体抗体42/6相比有利。
  SW48   35   0
还在异种移植细胞组中检测了与化学治疗剂喜树碱、卡铂、多柔比星、吉西他滨和紫杉醇组合的LUCA31抗体。对于每种试剂，添加LUCA31引起加成效应，表明抗体不太可能拮抗溶癌剂的作用。HCT116细胞中LUCA31与化学治疗剂组合的代表性数据在图7中显示。来自LUCA31化学疗法组合研究的结果与我们检测与Her2靶向抗体曲妥珠单抗配对的化学治疗剂时获得的结果相当。
LUCA31的活性在低血清条件下最大，说明胎牛血清(FBS)中可得的组分减弱了该抗体阻断细胞增殖的能力。42/6抗体阻断实体瘤细胞系增殖的能力也显示在低血清条件下最大，这是由于抗体和运铁蛋白之间的竞争所致(Taetle，R.和Honeysett，J.M.(1987)Effects of monoclonalanti-receptor antibodies on in vitro growth of human solidtumor cells.Cancer Res 47，2040-2044)。尽管LUCA31未显示与运铁蛋白竞争结合运铁蛋白受体，我们进行了实验以确定是否10％FBS中LUCA31降低的活性是细胞培养基中运铁蛋白增加的结果。
为了研究该问题，我们向低血清培养基中添加带铁的运铁蛋白，并使用异种移植肿瘤细胞系组检测LUCA31和42/6的活性。我们发现向细胞培养基中添加全运铁蛋白时LUCA31和42/6的活性均降低。图8显示对LUCA31最敏感的三个细胞系：HCT15、HCT116和LOVO在0和100μg/ml运铁蛋白时的数据。在HCT15细胞中，LUCA31在存在添加的运铁蛋白时保持良好活性。
这与该抗体也在10％血清中保持活性的能力一致。总而言之，这些数据提示LUCA31阻断细胞增殖的能力可被运铁蛋白减弱，并支持该抗体在含10％血清的细胞培养物条件下受限的活性是由于运铁蛋白浓度提高的观点。尽管迹象表明抗体42/6在高血清中降低活性，该运铁蛋白受体抗体和其它运铁蛋白受体抗体已显示在动物癌症模型中有活性，提示该分子体内作用的能力不会被血清运铁蛋白水平消除。
实施例16.细胞周期分析
为了进一步解释LUCA31的作用机制，我们检测了抗体如何通过细胞周期影响HCT15细胞的进展。如图9所示，用LUCA31处理HCT15细胞24小时引起二倍体(2N)含量(G1)细胞比例降低，并提高DNA含量与S期阻滞一致的细胞群。另外，用LUCA31处理的HCT15细胞也显示DNA含量＜2N的细胞比例提高，与细胞死亡一致。该效应在对照抗体处理或未处理的细胞中不明显。这些数据提示LUCA31可在HCT15细胞亚群中诱导细胞死亡而不是细胞抑制，并提供了为何这些细胞对LUCA31暴露最敏感的原理。
实施例17.LUCA31对肿瘤细胞系的影响
为了探索该分子在其它肿瘤类型中的潜在活力，在来自前列腺(DU145，LNCap)和乳腺(MCF7，MDA-MB-231，MDA-MB-435，ADR-Res)的实体瘤细胞系中对LUCA31进行了测试(图10)。LUCA31表位表达在每种细胞系中类似，但是LUCA31似乎在MCF7细胞中活性最大。这些结果与使用结肠癌、肺癌和胰腺癌产生的数据相当。
除了实体瘤细胞系外，我们还使用来自淋巴瘤、白血病和多发性骨髓瘤的细胞测量LUCA31活性。我们认为这是重要的，因为大部分公开的使用基准运铁蛋白受体抗体(42-6)的研究是用血癌细胞系进行的(参阅例如Savage，1987；Trowbridge和Lopez，Monoclonal antibody to transferrinreceptor blocks transferrin binding and inhibits human tumor cell growth invitro，Proc Natl Acad Sci USA 79，1175-1179(1982)；White，1990)。示于图11中的来自这些实验的结果说明LUCA31表位在CCRF-CEM细胞系中最高表达，但是也在其它研究的细胞系中发现(图11A)。LUCA31在每种这些细胞系中均有效，在一些情况下将细胞增殖减少至对照值的10％(图11B)。该活性优于基准抗体42-6(数据未显示)并在减少的血清时最大。
实施例18.LUCA31对癌细胞系786-O、SKMES-1、MDA-MB-175VII和 Colo205的影响
抗体减少体外(生长为单层时)细胞数量的能力可通过使用在存在或不存在可变量测试或对照纯化的抗体时生长的单层细胞测量，并使用MTT测量细胞数量变化。MTT为测量线粒体酶活性并与相对活细胞数量相关的染料。目的细胞涂布并在补充有10％胎牛血清的F12/DMEM(1∶1)生长培养基的96孔板上生长。下列细胞系以下列密度一式三份涂布于96孔皿的孔中：786-O、Colo205、MDA-MB-175VII和SKMES-1分别为1800、1500、2500和1500细胞/孔。涂布后立刻加入LUCA31。细胞在潮湿的培养箱中5％CO2/空气中37℃培养5天。测定结束时，将MTT溶解于PBS(5mg/ml)并以1∶10稀释度直接加入孔中。将平板放回培养箱中4小时。孵育后去除培养基，并加入100μl DMSO溶解MTT沉淀。在O.D.540nm处读数平板。
20μg/ml LUCA31抑制54％肾细胞腺癌786-O(3次实验平均值)，37％结肠直肠腺癌Colo205(4次实验平均值)，35％胸腺导管癌MDA-MB-175VII(2次实验平均值)，和45％肺鳞状癌SKMES-1(3次实验平均值)的生长。
LUCA31效应的代表性图示结果示于图12。图12A显示LUCA31对786-O细胞效应的代表性图示结果。图12B显示LUCA31对Colo205细胞效应的代表性图示结果。图12C显示LUCA31对SKMES-1细胞效应的代表性图示结果。
实施例19.LUCA31和毒素缀合的抗小鼠IgG的内在化
Mab-ZAP(Advanced Targeting Systems，San Diego，CA)为与抑制蛋白质合成的毒素皂草素缀合的抗小鼠IgG。该毒素不能透过细胞膜。如果单克隆抗体结合于能够内在化的细胞表面抗原，则毒素缀合物可与结合的单克隆结合，从而被内在化并最终杀死细胞。由于依赖于内在化来证明毒素活性，Mab-ZAP可用于评价是否给定抗原能作为任何毒素的合适靶标，所述毒素依赖于内在化而表达细胞毒素效应。照这样，Mab-ZAP用作这类内在化依赖型毒素如美登木素类化合物和卡奇霉素的模型。
为了检测肿瘤细胞对LUCA31和与皂草素缀合的抗小鼠IgG的内在化和皂草素内在化后杀伤肿瘤细胞的效应，用10mM EDTA将人结肠肿瘤细胞Colo205从储存瓶中取出并离心。细胞以50,000/ml重悬于合适的培养基中，并以100μl每孔涂布于96孔板上。立刻向适当的孔中以10x浓度加入抗体LUCA31，使得终浓度为10μg/ml。室温15分钟后向适当的孔中以10x浓度加入Mab-ZAP(Cat.#IT-04，Advanced Targeting Systems，San Diego CA)，使得终浓度从0.001nM到10nM。生长4天后，加入MTT(目液5mg/ml PBS，1∶10稀释于孔中)在37℃孵育4小时。然后从所有孔中去除培养基，并加入100μl/孔的DMSO。温和涡旋平板，以溶解蓝色的MTT沉淀，并在O.D.540nm处读数平板。
Colo205细胞在存在LUCA31时MTT染色与不存在LUCA31时染色相比降低。这表明Colo205细胞的生长在存在LUCA31和Mab-ZAP时被抑制，这些结果预示着LUCA31和与毒素缀合的抗小鼠IgG被内在化进Colo205细胞中。
根据该实施例方法的内在化实验的结果显示在图13中。
实施例20.淋巴细胞和骨髓细胞的活性
为了确定是否淋巴细胞和骨髓祖细胞的LUCA31染色预示着这些细胞中的抗增殖活性，我们使用人外周血白细胞和CD34选择的骨髓祖细胞进行了基于氚化胸苷的细胞增殖测定。对于这两个细胞群我们使用相同的细胞因子混合物，其用于确定LUCA31表位染色。为了检测LUCA31对人白细胞的效应，我们单独用PHA/IL-2或在不等量的对照IgG1抗体或LUCA31存在时刺激PBMC。该实验的结果(图14)显示LUCA31有效抑制增殖的白细胞群中氚化胸苷的掺入，引起几乎90％的细胞增殖抑制。
为了评价LUCA31对骨髓祖细胞的效应，我们进行类似的测定，这次使用用细胞因子/生长因子混合物(包括EPO、IL-3、SCF和GM-CSF)刺激的CD34选择的人骨髓衍生细胞。对于该实验，我们使用两种不同的细胞接种密度将LUCA31与对照IgG1抗体1B7.11比较。该实验的结果(图15)显示LUCA31将细胞增殖降低至对照水平的20％。相比之下，对照抗体具有中度的效应。总而言之，这些实验表明LUCA31能够有效抑制肿瘤细胞以及来自外周血和骨髓区室正常细胞的增殖。
考虑到潜在的毒性易感性，LUCA31对骨髓衍生细胞的效应特别值得注意。如上所述，人I期运铁蛋白受体抗体42-6试验中存在一些人骨髓抑制的迹象(Brooks等，1995)。我们的数据与LUCA31像其它运铁蛋白受体抗体一样能够抑制肿瘤细胞增殖，但可能也影响骨髓祖细胞群增殖的观点一致。然而，相信LUCA31相对于先前已知的运铁蛋白受体抗体具有显著降低的毒性。
实施例21.体内生物学
我们用肿瘤衍生细胞系的体外研究结果表明LUCA31在我们转变为异种移植模型的一组细胞系内具有广泛活性。LUCA31对阻断结肠癌细胞系HCT15增殖特别有效。基于这些结果，我们选择在确立的HCT15肿瘤异种移植模型中，单独地和与吉西他滨组合地测定LUCA31的效应。在该研究中，用500μg抗体每周两次处理15只小鼠群计四周。吉西他滨剂量为120mg/kg按照q3d x2方案，这接近于MTD。当肿瘤体积平均为70mm3时开始治疗。该研究的结果显示在图16中。在图16A中显示了中位肿瘤体积，而在图16B中给出了带误差棒的平均肿瘤体积。在该实验中，LUCA31抗体产生与盐水对照相比大于14天的肿瘤生长延迟。吉西他滨产生20天的肿瘤生长延迟，而LUCA31与吉西他滨的组合产生相对于单独用吉西他滨时18天的肿瘤生长延迟。
该实验的结果表明LUCA31抗体在该肿瘤模型中有活性，且数据与结肠直肠肿瘤模型中的西妥昔单抗有利地相当。基于我们对LUCA31的理解，并不受具体的机制限制，目前相信该抗体对肿瘤细胞的作用主要受到由其与运铁蛋白受体相互作用介导的内在活性驱动。由于LUCA31为小鼠IgG1分子而该同种型的Fc结构域对Fc受体亲和力低，ADCC介导的肿瘤细胞破坏不太可能显著引起肿瘤生长延迟。
具有对小鼠Fc受体提高亲和力的抗体通过受体交联和通过增强的免疫效应作用在控制肿瘤生长时可更为有效。为了研究该观点，已制备了含有人IgG1Fc结构域的人嵌合LUCA31分子。
实施例中提及的材料和方法：
Luca31V区克隆和表达载体的构建
引言：从表达小鼠抗体的杂交瘤细胞系中提取Luca31 RNA，并通过RT-PCR从cDNA中得到重链和轻链可变区。将V区插入CHEF1哺乳动物表达载体中。
材料和方法
RNA提取：
使用QIAGEN Rneasy迷你试剂盒(目录号74106)从冷冻杂交瘤细胞沉淀中提取RNA。
cDNA：
使用Roche的用于RT-PCR的“第一链cDNA合成试剂盒(AMV)”(目录号1483188)产生cDNA。反应经RT或不经RT进行，以产生PCR反应的阴性对照。
RT-PCR：
PCR在cDNA模板上使用Padma的“ShortPCR”程序和来自Clontech的Advantage PCR试剂盒的试剂进行。
2μl cDNA反应物
5μl 10X缓冲液
2μl各引物
1μl dNTP混合物
1μl Advantage聚合酶
dH2O至50μl
对每种引物组合都运行阴性对照(无RT cDNA)。使用的简并引物包含用于信号序列的序列而不只是V区的CH1结构域。
小鼠抗体V区简并引物
载体构建：
使用的限制性酶和连接酶购自Roche、NEB或Promega。将连接产物化学转化进来自Stratagene的感受态XL10-GoId细胞，并涂布于LBM/Carb琼脂糖平板上。将菌落挑至含100或50μg/ml羧苄青霉素的LBM中用于小量制备。
用QIAGEN试剂盒完成小量制备和大量制备。对于大载体(pDEF14和pNEF5)的大量制备，培养200ml过夜培养物并沉淀细胞。依照QIAGEN方案，如果制备2×100ml培养物，则P1、P2和P3体积均加倍。第一次离心后，将所有上清液加在一个柱上，有效浓缩DNA产率。转染进CHO细胞之前测序表达载体编码区，并用限制性酶切消化分析。
LUCA31染色的组织分析
使用冷冻组织切片评价LUCA31和市售运铁蛋白受体抗体。组织切片在-20℃的100％丙酮中固定10分钟，然后在第一封闭溶液步骤前置于洗涤缓冲液中。洗涤缓冲液＝1×TBS含0.05％吐温20/稀释液＝含20％人血清，2％BSA的洗涤缓冲液
染色方案：
1)H2O2封闭：DAKO过氧化物酶封闭试剂，cat#003715，15分钟
2)蛋白质封闭：溶于洗涤缓冲液的20％人血清，2％BSA
3)抗生物素蛋白/生物素封闭：载体cat#sp-2001，用抗生物素蛋白(A)洗涤两次，每次15分钟
4)吸去生物素(B)并添加一抗
5)1°抗体：(见表)1小时
6)1°后洗涤三次
7)3°(见表)洗涤3次，每次30分钟
8)DAB：DAKO DAB+，Cat#K3468，每ml提供的缓冲液1滴DAB。
(包装说明)显影后用H2O终止反应。
9)复染：Gills苏木精，迅速蘸一下然后洗涤数次。在自来水中变蓝5分钟。
10)二甲苯脱水并用封固剂封上盖玻片。
  Slide Id   1°and2°
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抗体生物测定
测定在96孔平底组织培养皿中进行。
第1天：
制备使用的细胞：涂布的细胞数取决于细胞系(1000-6000/孔)；以200μl RPMI1640+10％胎牛血清(FBS)的体积将细胞添加进孔内。
在37℃孵育过夜。
第2天
从孔中吸出培养基，并加回150μl完全培养基，然后加入50μl 4×抗体稀释液(10μg/ml、5μg/ml、2.5μg/ml、1.25μg/ml、0.6μg/ml)或阴性对照。一式三份制备抗体稀释液。
37℃孵育过夜。
第3天37℃继续孵育48小时
第5天
注意一脉冲之前，离心带有半贴壁细胞(例如Colo205)的平板。
用1uCi 3H-胸苷(20μl完全培养基中)脉冲。
孵育6小时至过夜
第6天
向孔中加入20μl 0.5％SDS(用D-PBS配制)一SDS终浓度为0.05％。
将细胞在-80℃冰箱冷冻约60分钟
收集并计数掺入细胞DNA中的氚化胸苷。
在CHO细胞中表达人运铁蛋白受体并用LUCA31染色
使用下列引物从人cDNA中PCR扩增人运铁蛋白受体：
5′-GAA TTC TGC AGG GGA TCC GCC ACC ATG ATG GATCAA GCT AGA TCA GCA TTC TC-3′
5′-CTC GAG CGG CCG CCA CTG TTA AAA CTC ATT GTC AATGTC CC-3′
并将全长运铁蛋白受体基因克隆进修饰的pDEF2载体，以建立表达载体TFRC-pDEF99TORA。使用Mirus TransIT转染试剂并通过使用PvuI消化的线性质粒电穿孔将TFRC-pDEF99TORA表达构建体转染进CHO细胞。通过有限稀释选择细胞。本文中引用美国专利号5,888,809中公开的可行方法作为参考。
为了评价LUCA31染色，对细胞系进行FACS和荧光显微术。细胞等份式样在冰上与稀释为100ng/ml的LUCA31抗体一起孵育30分钟，洗涤然后与1∶200稀释的FITC缀合的抗小鼠抗体孵育。然后用FACS评价洗涤的细胞或直接使用荧光显微镜观察。在未转染的CHO细胞中或用载体单独转染的CHO细胞中未观察到荧光染色检测。使用FL1通道通过FACS在用TFRC-pDEF99TORA载体转染的细胞中检测到相对于单独载体表达高出50倍的背景。
FACS分析：
FACS缓冲液(D-PBS+.1％BSA)
BSA(不含内毒素)
_-小鼠IgG FITC缀合物(Sigma#F-2883-1∶200稀释于FACS缓冲液中)
1％甲醛(在D-PBS中)
FACS管(Falcon#2052)
96孔，聚苯乙烯，圆底细胞培养板(Corning/Costar#3799)
方案
-将细胞重悬于200_1 D-PBS
-温和振荡。
-每孔加入50_l合适的试剂(抗体、同种型对照、培养基……)并温和振荡。
-冰上孵育30分钟。
-离心(1100RPM/5分钟)并去除(轻弹)培养基。
-温和振荡。
-在200_l D-PBS中洗涤一次(离心、轻弹、温和振荡)。
-重悬于200_l_-小鼠IgG FITC缀合物(1∶200稀释于FACS缓冲液中)并温和振荡。
-黑暗(箔)中冰上孵育30分钟
-离心(1100RPM/5分钟)并去除(轻弹)培养基。
-温和振荡。
-在200_l D-PBS中洗涤一次(离心、轻弹、温和振荡)。
-重悬于200_l1％甲醛(在D-PBS中)并转移至FACS管。
-在FACS上读出FL1荧光强度。
应理解本文所述实施例和实施方案仅用于举例说明的目的，且根据其启示，本领域技术人员会容易地想到多种修饰或改变，并应当包含在本申请的精神和范围内。在本说明书中引用的所有出版物、专利和专利申请都在此处引用其整体作为参考用于所有的目的，就如同每一单个出版物、专利或专利申请被明确和单独地说明被引用作为参考一样。

Claims (27)

1.一种分离的抗体，或其抗原结合片段，所述其抗原结合片段保留所述抗体的结合特异性，其中所述抗体或所述其抗原结合片段包含具有ATCC保藏号PTA-6055的杂交瘤表达的抗体的轻链的三个互补决定区，和该抗体重链的三个互补决定区，并特异性结合人运铁蛋白受体上的与被具有ATCC保藏号PTA-6055的杂交瘤表达的抗体结合的相同的表位。
2.权利要求1的分离的抗体，或其抗原结合片段，其中所述分离的抗体是嵌合抗体。
3.权利要求1的分离的抗体，或其抗原结合片段，其中所述分离的抗体是人源化抗体。
4.权利要求2的分离的抗体，或其抗原结合片段，其中所述抗体是下述嵌合抗体，所述嵌合抗体包含来自具有ATCC保藏号PTA-6055的细胞系产生的抗-LUCA31抗体的重链和轻链可变区序列。
5.权利要求3的分离的抗体，或其抗原结合片段，其中所述抗体包含来自人抗体的重链恒定区序列和轻链恒定区序列。
6.权利要求1的分离的抗体，或其抗原结合片段，其中所述分离的抗体与治疗剂相连。
7.权利要求1的分离的抗体，或其抗原结合片段，其中所述抗体包含来自具有ATCC保藏号PTA-6055的细胞系产生的抗-LUCA31抗体的重链可变区序列。
8.权利要求1的分离的抗体，或其抗原结合片段，其中所述抗体包含来自具有ATCC保藏号PTA-6055的细胞系产生的抗-LUCA31抗体的轻链可变区序列。
9.权利要求1的分离的抗体，或其抗原结合片段，其中所述抗原结合片段选自Fab、Fab'、F(ab')2和Fv，并且其中所述抗原结合片段保留具有ATCC保藏号PTA-6055的细胞系产生的抗-LUCA31抗体的结合特异性。
10.权利要求1的分离的抗体，或其抗原结合片段，其中所述抗体由杂交瘤ATCC保藏号PTA-6055表达。
11.编码权利要求1-10中任一项抗体或其抗原结合片段的分离的核酸序列。
12.权利要求11的核酸，其中所述核酸与启动子有效连接。
13.权利要求12的核酸，其中所述启动子和核酸包含在表达载体中。
14.用含有权利要求11的核酸的载体转染、转化或侵染的细胞系。
15.产生与人运铁蛋白受体上的与被具有ATCC保藏号PTA-6055的杂交瘤表达的抗体结合的相同的表位特异性结合的分离的抗体的方法，其包括步骤：
a.在抗体表达的条件下培养用权利要求11的核酸转化的细胞系；和
b.收集表达的抗体。
16.包含治疗有效剂量的权利要求1-10中任一项的抗体或其抗原结合片段，以及可药用载体的药物组合物。
17.由ATCC保藏号PTA-6055组成的分离的细胞系，其中所述分离的细胞系表达下述抗体，所述抗体包含具有ATCC保藏号PTA-6055的杂交瘤表达的抗体的轻链的三个互补决定区，和该抗体重链的三个互补决定区，并特异性结合人运铁蛋白受体上的与被具有ATCC保藏号PTA-6055的杂交瘤表达的抗体结合的相同的表位。
18.权利要求1-10中任一项的抗体或其抗原结合片段在制备药物中的用途，所述药物将化学治疗剂递送至癌细胞，所述递送包括施用这样的组合物，所述组合物包含与所述化学治疗剂相连的所述抗体或抗原结合片段，其中癌细胞选自来自乳腺癌、肺癌、卵巢癌、肾癌、胰腺癌、结肠癌、结肠直肠癌、前列腺癌、透明细胞癌、小细胞癌、鳞状癌、淋巴瘤、白血病和多发性骨髓瘤的癌细胞。
19.权利要求18的用途，其中所述肾癌是肾细胞癌。
20.权利要求18的用途，其中对个体施用化学治疗剂。
21.权利要求1-10中任一项的抗体或其抗原结合片段在制备用于抑制个体中癌细胞生长的药物中的用途，所述抑制包括对个体施用有效量这样的组合物，所述组合物包含与化学治疗剂相连的所述抗体或抗原结合片段，其中癌细胞选自来自乳腺癌、肺癌、卵巢癌、肾癌、胰腺癌、结肠癌、结肠直肠癌、前列腺癌、透明细胞癌、小细胞癌、鳞状癌、淋巴瘤、白血病和多发性骨髓瘤的癌细胞。
22.权利要求21的用途，其中所述肾癌是肾细胞癌。
23.权利要求21的用途，其中化学治疗剂被递送到癌细胞中。
24.权利要求1-10中任一项的抗体或其抗原结合片段在制备用于检测个体中癌细胞存在或不存在的诊断剂中的用途，所述检测包括将来自个体的细胞样品与能够结合人运铁蛋白受体上的与被具有ATCC保藏号PTA-6055的杂交瘤表达的抗体结合的相同的表位的所述抗体或其抗原结合片段接触，并且如果有的话检测来自细胞和抗体的运铁蛋白受体复合物，其中癌细胞选自来自乳腺癌、肺癌、卵巢癌、肾癌、胰腺癌、结肠癌、结肠直肠癌、前列腺癌、透明细胞癌、小细胞癌、鳞状癌、淋巴瘤、白血病和多发性骨髓瘤的癌细胞。
25.权利要求24的用途，其中所述肾癌是肾细胞癌。
26.权利要求1-10中任一项的抗体或其抗原结合片段在制备用于抑制个体中癌细胞生长的药物中的用途，所述抑制包括对个体施用有效量这样的组合物，所述组合物含有能够结合人运铁蛋白受体上的与被具有ATCC保藏号PTA-6055的杂交瘤表达的抗体结合的相同的表位的所述抗体或其抗原结合片段，其中癌细胞选自来自乳腺癌、肺癌、卵巢癌、肾癌、胰腺癌、结肠癌、结肠直肠癌、前列腺癌、透明细胞癌、小细胞癌、鳞状癌、淋巴瘤、白血病和多发性骨髓瘤的癌细胞。
27.权利要求26的用途，其中所述肾癌是肾细胞癌。
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