CN103554271A - 抗cd4抗体和抗融合肽的缀合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及缀合物,所述缀合物包含2个或多个抗融合肽和抗-CD4抗体(mAb CD4),特征是1-8个抗融合肽分别与所述抗-CD4抗体的重链和/或轻链的一个末端缀合,并涉及所述缀合物的药物用途。
Description
本申请为2008年7月18日提交的、发明名称为“抗CD4抗体和抗融合肽的缀合物”的PCT申请PCT/EP2008/005894的分案申请,所述PCT申请进入中国国家阶段的日期为2010年1月20日,申请号为200880025361.4。
本发明涉及抗CD4抗体和抗融合肽的缀合物,其中2至8个抗融合肽各自与抗CD4抗体的重链和/或轻链的一个末端缀合。抗融合肽的氨基酸水平可以不同、相似或相同。
发明背景
人免疫缺陷病毒(HIV)对细胞的感染受感染细胞的膜与病毒膜融合过程的影响。认为该过程的普遍方案如下:病毒被膜糖蛋白复合体(gp120/gp41)与位于感染细胞膜上的细胞表面受体相互作用。gp120结合例如CD4受体和共受体(例如,CCR-5或CXCR-4)的组合导致gp120/gp41复合体构象的改变。该构象改变的结果是gp41蛋白能够插入到靶细胞的膜内。所述插入是膜融合过程的开始。由于天然存在的多态性,已知gp41蛋白的氨基酸序列在不同HIV株之间不同。但是可以识别相同的结构域结构,更精确的,融合信号、两个七残基重复序列结构域(HR1、HR2)和跨膜结构域(N-至C-端方向)。提示,融合(或致融(fusogenic))结构域参与了细胞膜的被插入和分解。HR区域由多个包含7个氨基酸(“七残基(heptad)”)序列段(stretch)构成(参见例如,Shu,W.等人,Biochemistry38(1999)5378-5385)。除了七残基外,还存在一个或多个亮氨酸拉链-样基序。上述组成是gp41蛋白卷曲螺旋结构形成以及源自这些结构域的肽的原因。卷曲螺旋总体来说是由两个或多个相互作用的螺旋构成的寡聚体。具有从gp41的HR1或HR2结构域推测的氨基酸序列的肽是有效的HIV摄入细胞内的体外和体内抑制剂(例如这样的肽,参见例如US5,464,933、US5,656,480、US6,258,782、US6,348,568或US6,656,906)。例如,T20(还已知为DP178,HR2肽)、T651(US6,479,055)和T2635(WO2004/029074)是HIV感染非常有效的抑制剂。已经尝试使用例如氨基酸置换或化学交联来增加HR2衍生肽的功效(Sia,S.K.等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA99(2002)14664-14669;Otaka,A.等人,Angew.Chem.Int.Ed.41(2002)2937-2940)。
肽与一些分子的缀合可以改变其药物动力学的性质,例如,可以增加此类肽缀合物的血清半衰期。例如,报道了以下的缀合,聚乙二醇(PEG)和白介素-6(EP0442724),PEG和红细胞生成素(WO01/02017),包含内皮抑制素和免疫球蛋白的嵌合分子(US2005/008649),基于融合蛋白的分泌抗体(US2002/147311),包含白蛋白的融合多肽(US2005/0100991;人血清白蛋白US5,876,969),PEG化多肽(US2005/0114037)以及干扰素融合体。现有技术还描述了包含多花白树毒蛋白和抗体(WO94/26910)的免疫毒素,修饰的转铁蛋白-抗体融合蛋白(US2003/0226155),抗体-细胞因子融合蛋白(US2003/0049227),和由具有免疫刺激性、膜转运或嗜同性活性的肽和抗体组成的融合蛋白(US2003/0103984)。在WO2004/085505中,报道了由生物学活性化合物与大分子化学连接组成的长效生物学活性缀合物。
根据表面糖蛋白CD4和CD8的存在,将T-淋巴细胞分成CD4+-和CD8+-T-细胞。CD4表面糖蛋白的络合作用可以起始例如,T-细胞增殖或淋巴因子的释放。CD4是55kDa的膜糖蛋白,通过与抗原呈递细胞上的MHC II类抗原相互作用,在起始T细胞应答中发挥中心作用,所述抗原呈递细胞将肽展示给T细胞上的抗原特异性受体。用p56Ick——T淋巴细胞活化涉及的酪氨酸激酶,通过在胞质结构域中的基序,将效应传递至细胞质(Brady,R.L.和Barclay,A.N.,Cu rr.Top.Microbiol.Immunol.205(1996)1-18;Rudd,C.E.等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA85(1988)5190-5194;Weilette,A.等人,Eur.J.Immunol.20(1990)1397-1400)。CD4表面受体是HI-病毒进入细胞必需的靶。在HIV感染后,CD4+-淋巴细胞成为无功能的细胞。
在US2006/0121480中,报道了用于预防辅助T细胞和其他靶细胞被HIV感染的方法,所述方法是通过将靶细胞暴露在至少一种附着抑制剂和至少一种融合抑制剂的协同组合下。在WO2004/103312中,报道了用作HIV融合抑制剂的肽。在WO2001/43779中,报道了抗CD4分子和HIV-1融合抑制肽的缀合物。在WO2004/108885中,报道了具有抗HIV药物的FC嵌合蛋白。
发明概述
发明包括这样的缀合物,所述缀合物包含两个或多个抗融合肽和抗-CD4抗体(mAb CD4),特征是2至8个抗融合肽分别与所述抗CD4抗体的重链和/或轻链的一个末端缀合(仅如果当mAb CD4包含8个末端时,即包含例如两条重链和两条轻链,才可能每个mAb CD4具有8个抗融合肽的数量;如果mAb CD4包含较少数量的C-和N-端,例如scFv,缀合物中最大可能的抗融合肽的相应数量也降低,即降低至少于8)。
在一个实施方案中,抗-CD4抗体链的羧基端氨基酸与抗融合肽的氨基端氨基酸缀合,或者抗融合肽的羧基端氨基酸与抗体链的氨基端氨基酸缀合,优选的通过具有或不具有中间接头的肽键。
在另一个实施方案中,缀合物的特征是如下通式
mAb CD4-[接头]m-[抗融合肽]n
其中,对于每种抗融合肽,m是独立的为0(即,在mAb CD4和抗融合肽之间为肽键)或者1(即,在mAb CD4和抗融合肽之间为接头),n是从2至8的整数,在一个实施方案中,是从2至8的偶数,优选的2或4。
在一个实施方案中,mAb CD4的重链和/或轻链与抗融合肽的优选缀合物(“链缀合物”)选自(从N-端至C-端方向):
(1)[抗融合肽]-[接头]m-[重链]
(2)[重链]-[接头]m-[抗融合肽]
(3)[抗融合肽]-[接头]m-[重链]-[抗融合肽]
(4)[抗融合肽]-[接头]m-[轻链]
(5)[轻链]-[接头]m-[抗融合肽]
(6)[抗融合肽]-[接头]m-[轻链]-[抗融合肽]
(7)[抗融合肽]-[接头]m-[重链]-[接头]m-[抗融合肽]
(8)[抗融合肽]-[接头]m-[轻链]-[接头]m-[抗融合肽]
其中,所述链缀合物(之中或之间)的接头可以是相同或不同的,其中m是整数1或0,在所述链缀合物(之中或之间),m可以是独立的相同或不同的。肽或mAb CD4链的左侧意指N-端,右侧意指C-端。因此,在(1)中,抗融合肽的C-端通过肽键或接头与mAb CD4的重链N-端相连。
在另一个实施方案中,链缀合物被装配成包含mAb CD4(例如,由两条轻链和两条重链组成,包括恒定的Fc结构域、scFv片段或Fab片段)的根据发明的缀合物。
优选的链缀合物是(2)、(3)、(4)和(7)。根据发明的优选缀合物包括2x[mAb CD4轻链]和2x(2),2x[mAb CD4轻链]和2x(3),或2x[mAb CD4重链]和2x(4),或2x[mAb CD4轻链]和2x(7)。重链和/或轻链优选的包括恒定区。
在其它实施方案中,根据发明的缀合物的特征是包含可变的重链结构域,所述结构域由免疫球蛋白构架和CDR3区组成,所述CDR3区选自SEQ ID NO:29、30或31的重链CDR3序列。
在其它实施方案中,缀合物的特征是包含可变的重链结构域,所述结构域由免疫球蛋白构架和CDR3区、CDR2区和CDR1区组成,所述CDR3区选自SEQ ID NO:29、30或31的CDR3序列,所述CDR2区选自SEQ IDNO:26、27或28的CDR2序列,所述CDR1区选自SEQ ID NO:23、24或25的CDR1序列。
在另一个实施方案中,缀合物的特征是包含重链可变结构域,其中重链可变结构域包含SEQ ID NO:8或10。
在一个实施方案中,缀合物的特征是包含可变的轻链结构域,所述结构域由免疫球蛋白构架和CDR1区、CDR2区和CDR3区组成,所述CDR1区选自SEQ ID NO:13、14、15或16,所述CDR2区选自SEQ ID NO:17、18或19,所述CDR3区选自SEQ ID NO:20、21或22。
在另一个实施方案中,缀合物的特征是包含SEQ ID NO:7的CDR作为重链CDR,和SEQ ID NO:1的CDR作为轻链CDR,SEQ ID NO:8的CDR作为重链CDR,和SEQ ID NO:2的CDR作为轻链CDR,SEQ IDNO:10的CDR作为重链CDR,和SEQ ID NO:4的CDR作为轻链CDR,SEQ ID NO:11的CDR作为重链CDR,和SEQ ID NO:5的CDR作为轻链CDR,或者SEQ ID NO:12的CDR作为重链CDR,和SEQ ID NO:6的CDR作为轻链CDR。
在一个实施方案中,缀合物的特征是包括可变的重链和轻链结构域,独立的选自:
a)氨基酸序列SEQ ID NO:7定义的重链可变结构域,和氨基酸序列SEQ ID NO:1定义的轻链可变结构域;
b)氨基酸序列SEQ ID NO:8定义的重链可变结构域,和氨基酸序列SEQ ID NO:2定义的轻链可变结构域;
c)氨基酸序列SEQ ID NO:10定义的重链可变结构域,和氨基酸序列SEQ ID NO:4定义的轻链可变结构域;
d)氨基酸序列SEQ ID NO:11定义的重链可变结构域,和氨基酸序列SEQ ID NO:5定义的轻链可变结构域;
e)氨基酸序列SEQ ID NO:12定义的重链可变结构域,和氨基酸序列SEQ ID NO:6定义的轻链可变结构域。
在另一个实施方案中,缀合物的特征是包括氨基酸序列SEQ ID NO:7定义的重链可变结构域和氨基酸序列SEQ ID NO:1定义的轻链可变结构域;或氨基酸序列SEQ ID NO:8定义的重链可变结构域和氨基酸序列SEQID NO:2定义的轻链可变结构域;或氨基酸序列SEQ ID NO:10定义的重链可变结构域和氨基酸序列SEQ ID NO:4定义的轻链可变结构域;氨基酸序列SEQ ID NO:11定义的重链可变结构域和氨基酸序列SEQ ID NO:5定义的轻链可变结构域;或氨基酸序列SEQ ID NO:12定义的重链可变结构域和氨基酸序列SEQ ID NO:6定义的轻链可变结构域;接头(其选自氨基酸甘氨酸(G)和天冬酰胺(N),三肽GST,和SEQ ID NO:46-76);以及抗融合肽(其选自SEQ ID NO:35-44的抗融合肽)。
在一个实施方案中,缀合物的特征是包括抗融合肽,其选自抗融合肽C34、T20、T1249、T651、T2635、N36、DP107或afp-1。
在另一个实施方案中,缀合物的特征是在重链的每个C-端或轻链的每个N-端包括抗融合肽(两个抗融合肽)。在一个实施方案中,缀合物的特征是在重链的每个C-端和轻链的每个N-端包括抗融合肽(4个抗融合肽)。在另一个实施方案中,缀合物的特征是在重链的2个C-端和轻链的2个N-端包括抗融合肽(4个抗融合肽)。
在一个实施方案中,缀合物的特征是包括2条SEQ ID NO:1的轻链可变结构域,2个(2)型缀合物,每个所述(2)型缀合物包含SEQ ID NO:7的重链可变结构域、SEQ ID NO:75的接头和SEQ ID NO:42的抗融合肽;特征是包括2条SEQ ID NO:2的轻链可变结构域,2个(2)型缀合物,每个所述(2)型缀合物包含SEQ ID NO:8的重链可变结构域,SEQ IDNO:75的接头和SEQ ID NO:42的抗融合肽;特征是包括2条SEQ ID NO:4的轻链可变结构域,2个(2)型缀合物,每个所述(2)型缀合物包含SEQID NO:10的重链可变结构域、SEQ ID NO:75的接头和SEQ ID NO:42的抗融合肽;特征是包括2条SEQ ID NO:5的轻链可变结构域,2个(2)型缀合物,每个所述(2)型缀合物包含SEQ ID NO:11的重链可变结构域,SEQ ID NO:75的接头和SEQ ID NO:42的抗融合肽;或者,特征是包括2条SEQ ID NO:6的轻链可变结构域,2个(2)型缀合物,每个所述(2)型缀合物包含SEQ ID NO:12的重链可变结构域,SEQ ID NO:75的接头和SEQ ID NO:42的抗融合肽。
在一个实施方案中,缀合物的特征是所述抗-CD4抗体是IgG1亚类或IgG4亚类的。在一个实施方案中,所述抗-CD4抗体还是IgG4或IgG1或IgG2亚类的,具有在氨基酸位置S228、L234、L235和/或D265的突变,和/或包含PVA236突变。在另一个实施方案中,缀合物的特征是所述IgG4亚类的抗-CD4抗体具有S228P突变,且所述IgG1亚类的抗-CD4抗体具有L234A和L235A突变。
发明包括了用于生产根据发明的缀合物的方法,特征是方法包括:
a)在适合缀合物表达的条件下,培养包含一个或多个质粒的细胞,每个质粒包含一种或多种编码根据发明的缀合物的核酸分子,
b)从细胞或上清液中回收缀合物。
在一个实施方案中,编码与抗融合肽相连或不相连的mAb CD4的轻链和重链的基因位于相同的表达载体或不同的表达载体上。
发明还包括药物组合物,所述组合物含有根据发明的缀合物,以及可药用的赋形剂或载体。
发明还包括了根据发明的缀合物的用途,用于生产用于治疗病毒感染的药物。在一个实施方案中,用途的特征是所述病毒感染是HIV感染。
发明包括了根据发明的缀合物的用途,用于治疗需要抗病毒治疗的患者,优选的抗HIV治疗。
发明的详述
本发明报道了这样的缀合物,所述缀合物包含两个或多个抗融合肽和抗-CD4抗体(mAb CD4),特征是2至8个抗融合肽分别与所述抗-CD4抗体的重链和/或轻链的一个末端缀合。仅在如果mAb CD4包含8个末端时,即包含例如两条重链和两条轻链,每个mAb CD4上8个抗融合肽的数量才有可能。如果mAb CD4包含较少数量的C-和N-端,例如scFv,缀合物中最大可能的抗融合肽的相应数量也降低,即降低至少于8。
“抗融合肽”是这样的肽,所述肽抑制与膜融合相关的事件,或膜融合事件本身,包括抑制由于膜融合导致的病毒对未感染细胞的感染等。上述抗融合肽在一个实施方案中是线性肽。例如,它们可以源自gp41胞外域,例如DP107、DP178。此类肽的实例可见于US5,464,933、US5,656,480、US6,013,263、US6,017,536、US6,020,459、US6,093,794、US6,060,065、US6,258,782、US6,348,568、US6,479,055、US6,656,906、WO1996/19495、WO1996/40191、WO1999/59615、WO2000/69902和WO2005/067960中。例如,此类肽的氨基酸序列包括或者可以选自US5,464,933的SEQ ID NO:1-10;US5,656,480的SEQ ID NO:1-15;US6,013,263的SEQ ID NO:1-10和16-83;US6,017,536的SEQ ID NO:1-10、20-83和139-149;US6,093,794的SEQ ID NO:1-10、17-83和210-214;US6,060,065的SEQ ID NO:1-10、16-83和210-211;US6,258,782的SEQID NO:1286和1310;US6,348,568的SEQ ID NO:1129、1278-1309、1311和1433;US6,479,055的SEQ ID NO:1-10和210-238;US6,656,906的SEQID NO:1-171、173-216、218-219、222-228、231、233-366、372-398、400-456、458-498、500-570、572-620、622-651、653-736、739-785、787-811、813-823、825、827-863、865-875、877-883、885、887-890、892-981、986-999、1001-1003、1006-1018、1022-1024、1026-1028、1030-1032、1037-1076、1078-1079、1082-1117、1120-1176、1179-1213、1218-1223、1227-1237、1244-1245、1256-1268、1271-1275、1277、1345-1348、1350-1362、1364、1366、1368、1370、1372、1374-1376、1378-1379、1381-1385、1412-1417、1421-1426、1428-1430、1432、1439-1542、1670-1682、1684-1709、1712-1719、1721-1753、1755-1757;或者WO2005/067960的SEQ ID NO:5-95。在一个实施方案中,抗融合肽具有包含5-100个氨基酸的氨基酸序列,优选的10-75个氨基酸,更优选的15-50个氨基酸。在一个优选的实施方案中,抗融合肽是C-34、T-20、T-1249、T-651、T-2635、N-36(Root,M.J.等人,Curr.Pharm.Des.10(2004)1805-1825)和DP-107(Wild,C.等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA91(1994)12676-12680)。在一个实施方案中,根据发明的缀合物包含一个或多个抗融合肽和抗-CD4抗体(mAb CD4),其中,i)所述抗融合肽是具有5-100个氨基酸的氨基酸序列的线性肽,和ii)1至8个抗融合肽分别与所述抗-CD4抗体的重链和/或轻链的一个末端缀合。在另一个实施方案中,根据发明的缀合物包含一个或多个抗融合肽和抗-CD4抗体(mAb CD4),其中,i)所述抗融合肽源自gp41胞外域,和ii)1至8个抗融合肽分别与所述抗-CD4抗体的重链和/或轻链的一个末端缀合。术语“gp41胞外域”表示HIV-1gp160的始于氨基酸位置561且止于氨基酸位置620的氨基酸序列,或者HIV-1gp41的始于氨基酸位置50且止于氨基酸位置109的氨基酸序列(SEQ ID NO:66)(还参见例如Bar,S.和Alizon,M.J.Virol.78(2004)811-820)。
术语“抗体”涵盖了抗体结构的多种形式,包括完整的抗体和抗体片段。在一个实施方案中,根据发明的抗体是人抗体、人源化抗体、嵌合抗体或T细胞抗原缺失抗体(参见例如WO98/33523、WO98/52976和WO00/34317)。抗体的遗传加工例如描述在Morrison,S.L.等人,Proc.Natl.Acad Sci.USA81(1984)6851-6855;US5,202,238和US5,204,244;Riechmann,L.等人,Nature332(1988)323-327;Neuberger,M.S.等人,Nature314(1985)268-270;Lonberg,N.,Nat.Biotechnol.23(2005)1117-1125。
“抗体片段”包括全长抗-CD4抗体的一部分,优选的其可变结构域,或至少其抗原结合部分。抗体片段的实例是例如单链抗体分子(scFv)、Fab、F(ab)2片段等,只要其保留了抗-CD4抗体的结合特征。scFv抗体例如,描述在Huston,J.S.,Methods in Enzymol.203(1991)46-88中。Huston还描述了用于连接用于本发明的多肽的接头和方法。
“CD4”意指人CD4,描述在例如Brady,R.L.和Barclay,A.N.,Curr.Top.Microbiol.Immunol.205(1996)1-18以及SwissProt P01730中。术语“结合CD4的抗体”、“抗-CD4抗体”或“mAb CD4”在本申请中是可互换的使用的,表示特异性结合CD4并且优选的抑制HIV与靶细胞的融合的抗体。可以在基于细胞的体外ELISA测定中测试结合(使用表达CD4的CHO细胞)。如果在100ng/ml的抗体浓度时,讨论的抗体导致S/N(信号/噪声)比例为5或更高,优选的10或更高,则发现了结合。术语“抑制HIV与靶细胞融合”指抑制HIV与测定中测量的靶细胞融合,所述测定包括在存在讨论的抗体的条件下,将所述靶细胞(例如PBMC)与病毒接触(所述抗体的浓度为有效抑制病毒和所述细胞之间的膜融合的浓度),以及测量例如,荧光素酶报道基因活性或HIV p24抗原浓度。术语“膜融合”指表达CD4多肽的第一细胞与表达HIV env蛋白的第二细胞或病毒之间的融合。通过报道基因测定(例如,通过荧光素酶报道基因测定),通过遗传改造的细胞和/或病毒,确定膜融合。
在本申请中使用的术语“嵌合”表示抗体或抗体结构域包含源自非人动物的抗体的氨基酸序列,以及源自人起源的抗体的氨基酸序列。
在例如Reimann,K.A.等人,Aids Res.Human Retrovir.13(1997)933-943、EP0512112、US5,871,732、EP0840618、EP0854885、EP1266965、US2006/0051346、WO97/46697、WO01/43779、US6,136,310、WO91/009966中提及了优选的抗-CD4抗体。特别优选的抗-CD4抗体描述在US5,871,732,和Reimann,K.A.等人,Aids Res.Human Retrovir.13(1997)933-943,以及WO91/009966中。特别优选的抗-CD4抗体的特征是当向人施用时,是非免疫抑制性的或非缺失的抗体,并且也不阻断HIVgp120与人CD4的结合。在一个实施方案中,优选的抗-CD4抗体的特征还在于所述抗体包含可变重链结构域,所述可变重链结构域由免疫球蛋白构架和CDR3区组成,所述CDR3区选自SEQ ID NO:29、30或31的重链CDR3序列。在更优选的实施方案中,抗体包含可变重链区,所述可变重链区由免疫球蛋白构架和CDR3区、CDR2区和CDR1区组成,所述CDR3区选自SEQ ID NO:29、或30或31的CDR3序列,所述CDR2区选自SEQ ID NO:26或27的CDR2序列,所述CDR1区选自SEQ ID NO:23或24的CDR1序列。在优选的实施方案中,重链可变结构域还显示在SEQID NO:8、10或12中。在优选的实施方案中,抗-CD4抗体还包含可变轻链结构域,所述可变轻链结构域由免疫球蛋白构架和CDR1区、CDR2区和CDR3区组成,所述CDR1区选自SEQ ID NO:13、14或15的CDR1序列,所述CDR2区选自SEQ ID NO:17或18的CDR2序列,所述CDR3区选自SEQ ID NO:20或21的CDR3序列。在一个实施方案中,抗-CD4抗体的特征是包含SEQ ID NO:8的CDR作为重链CDR,和SEQ ID NO:2的CDR作为轻链CDR,SEQ ID NO:10的CDR作为重链CDR,和SEQ IDNO:4的CDR作为轻链CDR,SEQ ID NO:11的CDR作为重链CDR,和SEQ ID NO:5的CDR作为轻链CDR,或者SEQ ID NO:12的CDR作为重链CDR,和SEQ ID NO:6的CDR作为轻链CDR。
可以根据Kabat,E.A.等人,Sequences of Proteins of ImmunologicalInterest,第5版,Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD(1991)的标准定义确定CDR序列。SEQ ID NO:13-31中显示了SEQ ID NO:1至SEQ ID NO:12的CDR。
在一个实施方案中,抗-CD4抗体包括可变的重链和轻链结构域,独立的选自:
a)氨基酸序列SEQ ID NO:8定义的重链可变结构域,和SEQ ID NO:2定义的轻链可变结构域;
b)氨基酸序列SEQ ID NO:10定义的重链可变结构域,和SEQ IDNO:4定义的轻链可变结构域;
c)氨基酸序列SEQ ID NO:11定义的重链可变结构域,和SEQ IDNO:5定义的轻链可变结构域;
d)氨基酸序列SEQ ID NO:12定义的重链可变结构域,和SEQ IDNO:6定义的轻链可变结构域。
在一个实施方案中,根据发明的缀合物中使用的抗体的特征是恒定结构域是人源的。此类恒定结构域是本领域现有技术中普遍已知的,例如Kabat(参见例如,Johnson,G.和Wu,T.T.,Nucleic Acids Res.28(2000)214-218)描述的。例如,在一个实施方案中,有效的人IgG1重链恒定区(CH1-绞合部-CH2-CH3)包含独立的选自SEQ ID NO:32、33的氨基酸序列。例如,有效的人kappa(κ)轻链恒定结构域包括SEQ ID NO:34的kappa轻链恒定结构域(κ轻链恒定结构域,CL)的氨基酸序列。在另一个实施方案中,抗体的可变结构域是小鼠起源的,并包括根据Kabat的小鼠抗体的抗体可变结构域序列构架(参见例如,Johnson,G.和Wu,T.T.,Nucleic Acids Res.28(2000)214-218)。在另一个实施方案中,抗体的可变结构域是小鼠起源的,并且已经人源化。
优选的抗-CD4抗体表现出与具有可变结构域1(US5,871,732)或可变结构域2(Reimann,K.A.等人,Aids Res.Human Retrovir.13(1997)933-943)的抗体结合相同的CD4表位,或者由于结合的空间位阻或竞争性结合,被具有可变结构域1或可变结构域2的抗体抑制与CD4的结合。根据Olson,W.C.等人,(J.Virol.73(1999)4145-4155描述的用于表位制图的方法,通过使用丙氨酸扫描研究表位结合。信号降低75%或更多表示突变的氨基酸对所述抗体表位识别有贡献。如果研究的抗体和具有可变结构域1或可变结构域2的抗体识别对表位有贡献的氨基酸,则发现抗体与相同表位的结合。
术语“表位”表示能够与抗体特异性结合的蛋白决定簇。表位通常由化学活性表面的分子群组成,例如氨基酸或糖侧链,并通常具有特定的三维结构特征,以及特定的电荷特征。构象性表位和非构象性表位的区别是在存在变性溶剂的条件下丧失与前者而非后者的结合。
本文中使用的术语“可变结构域”(轻链(VL)的可变结构域,重链(VH)的可变结构域)表示抗体的成对轻链和重链的单个结构域,所述结构域直接涉及抗体与靶抗原的结合。可变结构域通常是成对轻链和重链的N-端结构域。轻链和重链的可变结构域具有相同的常规结构,即,它们具有“免疫球蛋白构架”,且每个结构域包括四个“构架区”(FR),其序列是普遍保守的,通过三个“高变区”(或“互补决定区”,CDR)连接。构架区采用了β-折叠构象,CDR可以形成连接β-折叠结构的环。通过构架区维持每条链的CDR的三维结构,并且所述CDR与其它链的CDR共同形成抗原结合位点。抗体重链和轻链CDR3区在根据发明的抗体的结合特异性/亲和力中发挥了特别重要的作用,因此提供了发明的另一个对象。
当在本文中使用时,术语“抗体的抗原-结合部分”或“抗体的抗原-结合位点”指抗体的负责抗原结合的氨基酸残基。抗体的抗原结合位点包括来自“互补决定区”或“CDR”的氨基酸残基。“构架”或“FR”区是本文定义的高变区残基以外的那些可变结构域区域。因此,抗体的轻链和重链可变结构域从N-至C-端包括区域FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3和FR4(免疫球蛋白构架)。特别地,重链的CDR3区是最主要负责抗原结合的区域并且限定了抗体。在一个实施方案中,根据发明的抗体的特征是它的重链可变结构域中包含SEQ ID NO:29或SEQ ID NO:30的CDR3序列。根据Kabat,E.A.等人,Sequences of Proteins of ImmunologicalInterest,第5版,Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD(1991)的标准定义来确定互补决定区(CDR)和构架(FR)区。
抗-CD4抗体的“Fc部分”不直接参与CD4的结合,但表现出不同的效应子功能。根据重链恒定区氨基酸序列,将抗体(免疫球蛋白)分为以下类别:IgA、IgD、IgE、IgG和IgM。一些上述类别进一步分成亚类(同种型),即,IgG分为IgG1、IgG2、IgG3和IgG4,或IgA分为IgA1和IgA2。根据抗体所属的免疫球蛋白类别,将免疫球蛋白的重链恒定区分别标识为α(alpha,IgA)、δ(delta,IgD)、ε(epsilon,IgE)、γ(gamma,IgG)和μ(miu,IgM)。在一个实施方案中,根据发明的抗体属于IgG类别。“抗体的Fc部分”是本领域技术人员熟知的术语,是基于抗体的木瓜蛋白酶切割而定义的。根据发明的抗体含有人Fc部分或者源自人起源的Fc部分作为Fc部分。在发明的其它实施方案中,Fc部分是人抗体IgG4亚类的Fc部分,或人抗体IgG1、IgG2或IgG3亚类的Fc部分,所述Fc部分经过修饰使得不能检测到如下文所定义的任何Fcγ受体(例如,FcγRIIIa)结合和/或C1q结合。在一个实施方案中,Fc部分是人Fc部分,优选的来自人IgG4亚类,或人IgG1亚类的突变Fc部分。在另一个实施方案中,Fc部分是来自人IgG1亚类的Fc部分,具有L234A和L235A的突变。在其它实施方案中,Fc部分是SEQ ID NO:32、SEQ ID NO:33的Fc部分,SEQ ID NO:32具有突变L234A和L235A,SEQ ID NO:33具有突变S228P。当IgG4表现出降低的Fcγ受体(FcγRIIIa)结合时,其它IgG亚类的抗体表现出强烈的结合。然而,Pro238、Asp265、Asp270、Asn297(缺失Fc糖类)、Pro329、Leu234、Leu235、Gly236、Gly237、Ile253、Ser254、Lys288、Thr307、Gln311、Asn434或/和His435是这样的残基,如果改变也提供降低的Fcγ受体结合(Shields,R.L.等人,J.Biol.Chem.276(2001)6591-6604;Lund,J.等人,FASEB J.9(1995)115-119;Morgan,A.等人,Immunology86(1995)319-324;EP0307434)。在一个实施方案中,在Fcγ受体与IgG4亚类或与IgG1或IgG2亚类的结合方面,根据发明的抗体具有在L234、L235和/或D265的突变,和/或含有PVA236突变。在优选的实施方案中,突变是S228P、L234A、L235A、L235E和/或PVA236(PVA236意指来自IgG1的氨基酸位置233-236的氨基酸序列ELLG(以单字母氨基酸代码给出),或IgG4的EFLG被PVA取代),优选的,IgG4的突变S228P,和IgG1的L234A和L235A。抗体的Fc部分直接参与ADCC(依赖抗体的细胞毒性)和CDC(依赖补体的细胞毒性)。补体活化(CDC)是通过补体因子C1q与大部分IgG抗体亚类的Fc部分结合来起始的。通过在所谓的结合位点的定义的蛋白质-蛋白质相互作用,导致C1q与抗体的结合。此类Fc部分结合位点是现有技术已知的,描述在例如Lukas,T.J.等人,J.Immunol.127(1981)2555-2560;Brunhouse,R.和Cebra,J.J.,Mol.Immunol.16(1979)907-917;Burton,D.R.等人,Nature288(1980)338-344;Thommesen,J.E.等人,Mol.Immunol.37(2000)995-1004;Idusogie,E.E.等人,J.Immunol.164(2000)4178-4184;Hezareh,M.等人,J.Virol.75(2001)12161-12168;Morgan,A.等人,Immunology86(1995)319-324;和EP0307434中。此类Fc部分结合位点的特征是氨基酸L234、L235、D270、N297、E318、K320、K322、P331和P329(根据Kabat的EU指数编号)等。IgG1、IgG2和IgG3亚类的抗体通常表现出补体激活,包括C1q和C3结合,而IgG4不激活补体系统,也不结合C1q和/或C3。不结合Fcγ受体和/或补体因子C1q的抗-CD4抗体不引发抗体依赖性细胞毒作用(ADCC)和/或依赖补体细胞毒性(CDC)。在一个实施方案中,该抗体的特征是它结合CD4,含有源自人起源的Fc部分,并且不结合Fcγ受体和/或补体因子C1q。在优选的实施方案中,该抗体是人抗体,或人源化抗体,或T细胞抗原缺失抗体。可以根据Idusogie,E.E.等人,J.Immunol.164(2000)4178-4184来测量C1q结合。如果在此类测定中,对于讨论的抗体,492-405nm的光密度(OD)低于8μg/ml的抗体浓度时未修饰的野生型抗体Fc部分的人C1q结合值的15%,则没有发现“C1q结合”。ADCC可以作为抗体与人NK细胞上的人FcγRIIIa的结合来测量。在20μg/ml的抗体浓度确定结合。“无Fcγ受体结合”或“无ADCC”意指与相同的抗体如人IgG1(SEQ ID NO:32)的结合相比,在20μg/ml的抗体浓度时,与人NK细胞上的人FcγRIIIa的结合达30%。
根据发明的缀合物中使用的抗体还包括,具有“保守序列修饰”的此类抗体(变体抗体),所述修饰是这样的氨基酸序列修饰,它们不影响或不改变根据发明的抗体的上述特征。可以通过本领域已知的标准技术引入修饰,例如定点诱变和PCR-介导的诱变。保守性氨基酸取代包括这样的取代,其中用具有相似侧链的氨基酸残基替换了氨基酸残基。本领域已经定义了具有相似侧链的氨基酸残基家族。这些家族包括具有碱性侧链(例如,赖氨酸、精氨酸、组氨酸)、酸性侧链(例如,天冬氨酸、谷氨酸)、不带电荷的极性侧链(例如,甘氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、色氨酸)、非极性侧链(例如,丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸)、β-分支侧链(例如,苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸)和芳香侧链(例如,酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、组氨酸)的氨基酸。因此,在一个实施方案中,可以用来自相同侧链家族的另一个氨基酸残基取代人抗-CD4抗体中预测的非必需氨基酸残基。因此,“变体”抗-CD4抗体在本文中指氨基酸序列不同于“亲本”抗-CD4抗体的氨基酸序列的分子,所述不同是在重链CDR3区之外的亲本抗体的一个或多个可变结构域区域中,添加、缺失和/或取代在一个实施方案中达10处,在另一个实施方案中,约2至约5处。每个其它的重链CDR区包含最多一个单氨基酸添加、缺失和/或取代。发明包括修饰结合CD4的亲本抗体的CDR氨基酸序列的方法,特征是从SEQ ID NO:8或10的重链可变结构域中选择重链可变结构域,和/或从SEQ ID NO:2或4的轻链可变结构域中选择轻链可变结构域,提供编码所述初始可变结构域的氨基酸序列的核酸,修饰所述核酸使得重链CDR1中的一个氨基酸被修饰,重链CDR2中的一个氨基酸被修饰,轻链CDR1中的1-3个氨基酸被修饰,轻链CDR2中的1-3个氨基酸被修饰,和/或轻链CDR3中的1-3个氨基酸被修饰,在抗体结构中表达和掺入所述修饰的可变结构域氨基酸序列,测量所述抗体是否结合CD4,并且如果抗体结合CD4,则选择一个或多个所述修饰的可变结构域/CDR。在一个实施方案中,此类修饰是保守的序列修饰。可以通过基于分子建模的诱变来实施氨基酸序列修饰,如Riechmann,L.等人,Nature332(1988)323-327,和Queen,C.等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA86(1989)10029-10033中描述的。
本申请中使用的术语“接头”或“肽接头”表示天然和/或合成起源的肽接头。所述接头由线性的氨基酸链组成,其中20个天然存在的氨基酸是单体构件。链具有1-50个氨基酸的长度,优选的在1和28个氨基酸之间,特别优选的在3和25个氨基酸之间。接头可以包含重复的氨基酸序列,或天然存在的多肽序列,例如具有绞合部功能的多肽。通过允许肽正确的折叠和适当的呈递,接头可以实施其生物学活性,所述接头具有保证肽与抗-CD4抗体缀合的功能。在一个实施方案中,接头是“合成的肽接头”,其被设计为富含甘氨酸、谷氨酸和/或丝氨酸残基。这些残基排列成例如多达5个氨基酸的小重复单元,如GGGGS、QQQQG或SSSSG。该小重复单元可以重复2-5次,形成多聚单元。在多聚单元的氨基-和/或羧基末端,可以添加多达6个额外的任意的、天然存在的氨基酸。其它的合成肽接头包括单个氨基酸,其重复在10-20次之间,并可以在氨基-和/或羧基-末端包括多达6个额外的任意的、天然存在的氨基酸,例如接头GSSSSSSSSSSSSSSSG(SEQ ID NO:64)中的丝氨酸。表2中显示了优选的接头。在一个实施方案中,接头选自[GQ4]3GNN(SEQ ID NO:50)、LSLSPGK(SEQ ID NO:46)、LSPNRGEC(SEQ ID NO:47)、LSLSGG(SEQ ID NO:71)、LSLSPGG(SEQ ID NO:72)、G3[SG4]2SG(SEQ IDNO:75)、或G3[SG4]2SG2(SEQ ID NO:76)。所有的肽接头都可以由核酸分子编码,从而可以重组的表达。当接头自身是肽时,抗融合肽通过在两个氨基酸之间形成的肽键与接头连接。在抗融合肽和与抗融合肽缀合的抗-CD4抗体链之间引入肽接头。因此,分别存在2种或3种可能的序列(从氨基-至羧基-端的方向):a)抗融合肽-肽接头-抗-CD4抗体多肽链,或b)抗-CD4抗体多肽链-肽接头-抗融合肽,或c)抗融合肽-肽接头-抗-CD4抗体多肽链-肽接头-抗融合肽。
在发明的一个实施方案中,缀合物的特征是包含i)氨基酸序列SEQ IDNO:8定义的重链可变结构域,和SEQ ID NO:2定义的轻链可变结构域;或氨基酸序列SEQ ID NO:10定义的重链可变结构域和SEQ ID NO:4定义的轻链可变结构域;或氨基酸序列SEQ ID NO:11定义的重链可变结构域和SEQ ID NO:5定义的轻链可变结构域;或氨基酸序列SEQ ID NO:12定义的重链可变结构域和SEQ ID NO:6定义的轻链可变结构域;ii)接头,其选自氨基酸甘氨酸(G)和天冬酰胺(N),三肽GST,和SEQ ID NO:46-76或80或81;以及iii)抗融合肽,其选自SEQ ID NO:35-44或83的抗融合肽。本发明的其它方面是SEQ ID NO:42的抗融合肽afp-1。在一个实施方案中,抗融合肽是SEQ ID NO:36、38、39,或42或83的抗融合肽。在另一个实施方案中,接头是SEQ ID NO:46、47、50、64、71、72、75或76的接头。
在一个实施方案中,mAb CD4的重链和/或轻链与抗融合肽的缀合物(“链缀合物”)选自以下顺序的链缀合物(1)[抗融合肽]-[接头]m-[重链],(2)[重链]-[接头]m-[抗融合肽],(3)[抗融合肽]-[接头]m-[重链]-[抗融合肽],(4)[抗融合肽]-[接头]m-[轻链],(5)[轻链]-[接头]m-[抗融合肽],(6)[抗融合肽]-[接头]m-[轻链]-[抗融合肽],(7)[抗融合肽]-[接头]m-[重链]-[接头]m-[抗融合肽],(8)[抗融合肽]-[接头]m-[轻链]-[接头]m-[抗融合肽],其中,在所述链缀合物之中或之间,接头可以是相同或不同的,其中m是整数1或0,并且在所述链缀合物之中或之间,m可以是独立的相同或不同的。例如,在包含链缀合物(7)和mAb CD4轻链的缀合物中,链缀合物(7)的两个接头可以是相同的,即,具有相同的氨基酸序列和长度,或者可以是不同的,即,具有不同的氨基酸序列和/或长度,或者可以缺失其中之一或两者。例如,在包含链缀合物(2)和(4)的缀合物中,链缀合物(2)中含有的接头和链缀合物(4)中含有的接头可以是相同的,即,具有相同的氨基酸序列和长度,或者可以是不同的,即,具有不同的氨基酸序列和/或长度,或者可以缺失其中之一或两者。在链缀合物中,可以存在(m=1)或缺失(m=0)接头。优选的链缀合物是链缀合物(2)、(3)、(4)和(7)。本发明的一个实施方案是包含2x[mAb CD4轻链]和2x链缀合物(2)的缀合物。该缀合物包含2条不缀合的抗-CD4抗体轻链,和2条抗-CD4抗体重链,每条重链通过其C-端与单个抗融合肽的N-端缀合,任选的通过中间接头。本发明的另一个实施方案是包含两条mAb CD4轻链和两条链缀合物(3)的缀合物。另一个实施方案是包含两条mAb CD4重链和两条链缀合物(4)的缀合物。本发明的另一个实施方案是包含两条mAb CD4轻链和两条链缀合物(7)的缀合物。重链和/或轻链优选的包括恒定区(Fc)。
发明还提供了用于生产药物组合物的方法,所述药物组合物包括有效量的根据发明的缀合物,和可药用的载体,以及根据发明的缀合物用于此类方法的用途。
发明还提供了有效量的根据发明的缀合物的用途,用于生产药物,所述药物优选的与可药用的载体共同用于治疗患有AIDS的患者。
本申请中使用的术语“氨基酸”表示羧基α-氨基酸类群,所述氨基酸可以由核酸直接或以前体形式编码。单个氨基酸由三个核苷酸组成的核酸编码,称为密码子或碱基三联体。每个氨基酸至少由一个密码子编码。这已知为“遗传密码的简并性”。本申请中使用的术语“氨基酸”表示天然存在的羧基α-氨基酸,其包括丙氨酸(三字母密码:ala,单字母密码:A)、精氨酸(arg,R)、天冬酰胺(asn,N)、天冬氨酸(asp,D)、半胱氨酸(cys,C)、谷氨酰胺(gln,Q)、谷氨酸(glu,E)、甘氨酸(gly,G)、组氨酸(his,H)、异亮氨酸(ile,I)、亮氨酸(leu,L)、赖氨酸(lys,K)、甲硫氨酸(met,M)、苯丙氨酸(phe,F)、脯氨酸(pro,P)、丝氨酸(ser,S)、苏氨酸(thr,T)、色氨酸(trp,W)、酪氨酸(tyr,Y)和缬氨酸(val,V)。
本领域技术人员已知的,可用于实施本发明的方法和技术,描述在例如Ausubel,F.M.编著,Current Protocols in Molecular Biology,卷I至III(1997),Wiley和Sons;Sambrook等人,Molecular Cloning:A LaboratoryManual,第2版,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold SpringHarbor,N.Y.(1989)中。
在一个实施方案中,在根据发明的缀合物中,抗-CD4抗体链的羧基端氨基酸通过肽键与抗融合肽的氨基-端氨基酸缀合,或者抗融合肽的羧基端氨基酸通过肽键与抗-CD4抗体链的氨基-端氨基酸缀合。在一个实施方案中,中间接头存在于抗融合肽和抗-CD4抗体链之间。因此,根据发明的缀合物的特征是通式:
mAb CD4-[接头]m-[抗融合肽]n
其中,对于每个抗融合肽,m是独立的为0(即,在mAb CD4和抗融合肽之间直接的肽键)或者1(即,在mAb CD4和抗融合肽之间存在接头),且n是从2至8的整数。在一个实施方案中,n是从2至8的整数。在另一个实施方案中,n是从2至8的偶数。在另一个实施方案中,n是从2至4的整数。在另一个实施方案中,n是整数2或4。发明的一个实施方案是这样的缀合物,其特征是在抗CD4抗体的重链的每个C-端或在抗-CD4抗体轻链的每个N-端包含抗融合肽。在该实施方案中,两个抗融合肽与一个抗-CD4抗体缀合。在另一个实施方案中,缀合物的特征是在重链的每个C-端和在轻链的每个N-端包含抗融合肽。在该实施方案中,四个抗融合肽与一个抗-CD4抗体缀合。
与mAb CD4相比,引入mAb CD4重链和/或轻链的抗融合肽尺寸小。例如,最小的免疫球蛋白,G型免疫球蛋白,具有约150kDa的分子量;在一个实施方案中,抗融合肽具有小于12.5kDa的大小(分子量),等价于约100个氨基酸,通常小于7.5kDa,等价于约60个氨基酸。在一个实施方案中,抗融合肽具有从5至100个氨基酸残基的氨基酸序列,优选的从10至75个氨基酸残基,更优选的从15至50个氨基酸残基。本发明的缀合物可用于药物、治疗和/或诊断用途。可以与mAb CD4重链和/或轻链缀合的抗融合肽的数量,从1至抗-CD4抗体多肽链的氨基和羧基末端的组合数。当本发明涵盖了不同类型的抗-CD4抗体时,抗融合肽的可能数量可以改变。在含有两条重链和两条轻链的抗-CD4抗体的情况下,氨基-末端(N-端)和羧基-末端(C-端)的组合数是8,这同时是缀合的抗融合肽能够达到的最大总数;例如,在抗-CD4抗体片段(例如,单链抗体(scFv))的情况下,末端的组合数以及因此能缀合的抗融合肽的最大数是2。如果单个抗融合肽与mAb CD4缀合,则肽可以占据抗-CD4抗体链的任何一个末端。同样,如果mAb CD4缀合了最大可能数量的肽,则所有的末端都被单个肽占据。如果与mAb CD4缀合的肽数量小于最大可能数,则在抗-CD4抗体链的末端存在不同的肽分布是可能的。例如,如果G或E型免疫球蛋白缀合了4个抗融合肽,则可能有5种不同的组合(参见表1)。在2种组合中,一种类型的所有末端,即抗-CD4抗体链的所有4个氨基端或所有4个羧基端都分别与一个单个抗融合肽缀合。未缀合其它的末端。在一个实施方案中,这导致修饰/缀合在抗-CD4抗体的一个区域的分配。在其它情况下,多肽与多数的两个末端缀合。在这些组合中,缀合的肽分布在抗-CD4抗体的不同区域。在两种情况下,缀合的末端总数都是4。
表1:4个肽与由4条多肽链组成的抗-CD4抗体的末端缀合的可能组合
占据的氨基端数目 | 占据的羧基端数目 | 占据的末端总数 |
4 | 0 | 4 |
3 | 1 | 4 |
2 | 2 | 4 |
1 | 3 | 4 |
0 | 4 | 4 |
缀合的抗融合肽的氨基酸序列可以不同、相似或相同。在一个实施方案中,氨基酸序列同一性的范围在90%至少于100%;这些氨基酸序列和相应肽定义为相似。在优选的实施方案中,抗融合肽是相同的,即,具有100%氨基酸同一性和相同长度。
在一个实施方案中,根据发明的缀合物的特征是i)包括2条SEQ IDNO:2的轻链可变结构域,2个(2)型链缀合物,其中每个所述(2)型链缀合物包含SEQ ID NO:8的重链可变结构域,SEQ ID NO:75或76的接头和SEQ ID NO:42或83的抗融合肽;ii)包括2条SEQ ID NO:4的轻链可变结构域,2个(2)型链缀合物,其中每个所述(2)型链缀合物包含SEQ ID NO:10的重链可变结构域,SEQ ID NO:75或76的接头和SEQ IDNO:42或83的抗融合肽;iii)包括2条SEQ ID NO:5的轻链可变结构域,2个(2)型链缀合物,其中每个所述(2)型链缀合物包含SEQ ID NO:11的重链可变结构域,SEQ ID NO:75或76的接头和SEQ ID NO:42或83的抗融合肽;或者,iv)包括2条SEQ ID NO:6的轻链可变结构域,2个(2)型链缀合物,其中每个所述(2)型链缀合物包含SEQ ID NO:12的重链可变结构域,SEQ ID NO:75或76的接头和SEQ ID NO:42或83的抗融合肽。
在核酸水平实施抗融合肽和抗-CD4抗体之间的缀合。因此,在抗融合肽和抗-CD4抗体链之间形成具有或缺少中间接头的肽键。因此,抗融合肽的羧基端氨基酸与抗-CD4抗体链的氨基-端氨基酸缀合(具有或缺少中间接头);或者,抗-CD4抗体链的羧基端氨基酸与抗融合肽的氨基-端氨基酸缀合(具有或缺少中间接头);或者,抗-CD4抗体链的两端都与抗融合肽缀合(每个具有或缺少中间接头)。对于重组生产根据发明的抗融合肽-抗CD4抗体-缀合物,需要一个或多个编码不同多肽的核酸分子,在一个实施方案中,使用了2至4种核酸分子。在一个实施方案中,使用了2种核酸分子。这些核酸分子编码缀合物的不同的抗CD4抗体多肽链,在下文称为结构基因。它们可以位于相同的表达质粒(载体)上,或可选的位于不同的表达质粒(载体)上。缀合物的装配优选的在缀合物分泌前,从而在表达细胞内发生。因此,在一个实施方案中,编码缀合物的多肽链的核酸分子在相同的宿主细胞内表达。如果在重组表达后获得缀合物的混合物,则可以通过本领域技术人员已知的方法分离和纯化所述缀合物。这些方法是普遍建立的,并广泛用于免疫球蛋白纯化,单独使用或组合使用。此类方法是,例如使用微生物衍生蛋白的亲和色谱(例如,蛋白A或蛋白G亲和色谱),离子交换色谱(例如,阳离子交换(羧甲基树脂)、阴离子交换(氨基乙基树脂)和混合模式交换色谱),亲硫吸附(例如,使用β-巯基乙醇和其他SH配基),疏水相互作用或芳香族吸附色谱(例如,使用苯基-琼脂糖、氮杂-喜砂(arenophilic)树脂,或间氨基苯硼酸),金属螯合物亲和色谱(例如,使用Ni(II)-和Cu(II)-亲和材料),尺寸排阻色谱和制备电泳法(例如,凝胶电泳、毛细管电泳)(Vijayalakshmi,M.A.,Appl.Biochem.Biotech.75(1998)93-102)。使用本领域技术人员已知的重组改造方法,可以在核酸/基因水平定制缀合物。编码免疫球蛋白轻链和重链的核酸序列是已知的,例如可以从基因组数据库中获得。同样地,编码抗融合肽的核酸序列是已知的,可以从它们相应的氨基酸序列轻易的推断。构建用于根据发明的缀合物表达的表达质粒所需要的元件是,例如天然的和/或缀合形态的抗-CD4抗体轻链的表达盒,天然的和/或缀合形态的抗-CD4抗体重链的表达盒(可选的,抗-CD4抗体轻链和抗-CD4抗体重链结构基因可以包含在相同的表达盒中,例如,作为双顺反子表达元件),选择标记,和大肠杆菌复制和选择单位。表达盒包括启动子、编码分泌信号序列的DNA区段、结构基因和终止子/多聚腺苷酸化信号。元件以可操作的连接形式装配在一个编码缀合物的所有链的质粒上,或者在两个或多个质粒上,所述质粒每个编码缀合物的一条或多条链。对于结构基因的表达,将质粒引入合适的宿主细胞内。在哺乳动物细胞中生产蛋白质,例如CHO细胞、NS0细胞、Sp2/0细胞、COS细胞、HEK细胞、K562细胞、BHK细胞、细胞等。在一个实施方案中,在CHO细胞、或BHK细胞或HEK细胞中表达缀合物。以下述方式选择质粒的调控元件,所述方式使其在选定的宿主细胞内具有功能。为了表达,将宿主细胞培养在适合缀合物表达的条件下。功能性的装配表达的缀合物链。完全加工的抗融合肽-抗CD4抗体-缀合物被分泌到培养基中。
“表达质粒”是为包含的结构基因在宿主细胞内的表达提供所有需要的元件的核酸。通常,表达质粒包括原核质粒增殖单位,例如,对于大肠杆菌,包含复制起点和选择性标记、真核选择标记和一个或多个用于表达目标结构基因的表达盒,每个所述表达盒都包含启动子、结构基因和转录终止子(包括多聚腺苷酸化信号)。基因表达通常置于启动子的控制下,此类结构基因被称为与启动子“有效连接”。相似的,如果调控元件调节核心启动子的活性,则调控元件和核心启动子有效连接。
因此,本发明的一个方面是用于生产根据发明的缀合物的方法,包括下列步骤:
a)在适合缀合物表达的条件下,培养包含核酸分子的细胞,所述核酸分子编码根据发明的缀合物,
b)从细胞或上清液中回收缀合物。
术语“在适合缀合物表达的条件下”表示这样的条件,所述条件将用于表达多肽的细胞的培养,并且是本领域技术人员已知的或可以轻易的确定的。本领域技术人员已知,这些条件可以根据培养细胞的类型和表达多肽的类型而变化。通常,细胞培养在例如20℃和40℃之间的温度下,培养足以允许有效生产缀合物的时间,例如,从4至28天,其体积为0.01至107升。
如本文中使用的,“可药用的载体”包括任何的和全部的生理相容性溶剂、分散介质、包衣、抗菌和抗真菌剂、等渗剂和吸附延迟剂/吸回(resorption)延迟剂等。优选的,载体适用于注射或输注。可药用的载体包括无菌水性溶液或分散剂,和用于制备无菌可注射溶液或分散剂的无菌粉末。此类介质和活性剂用作药学活性物质的用途是本领域已知的。除水以外,载体可以是例如等渗的缓冲盐溶液。
不论选择的施用途径如何,通过本领域技术人员已知的常规方法,将本发明的化合物和/或本发明的药物组合物配制成可药用的剂量形式,所述化合物可以合适的含水形态使用。
本发明的药物组合物中的活性成分的实际剂量水平可以改变,从而获得这样量的活性成分,所述量使对于特定的患者、组合物和施用方式而言,有效实现理想的治疗应答,而对患者没有毒性。选定的剂量水平将取决于多种药物动力学因子,包括所使用的本发明特定组合物的活性,施用途径,施用时间,所使用的特定化合物排泄的速率,与使用的特定组合物组合使用的其它药物、化合物和/或材料,受治疗患者的年龄、性别、体重、病况、一般健康和既往医药历史等医学领域普遍已知的因素。
发明优选的包括根据发明的缀合物的用途,用于治疗患有免疫缺陷综合征例如AIDS的患者。
下列实施例、序列表和附图为理解本发明提供帮助,所附权利要求提出了本发明的实际范围。可以理解,在不脱离发明的宗旨范围内,可以对提出的规程进行修饰。
附图说明
图1:mAb CD4κ-轻链表达载体6310的质粒图谱。
图2:mAb CD4γ1-重链表达载体6309的质粒图谱。
图3:mAb CD4γ1-重链缀合物表达载体6303的质粒图谱。
图4:mAb CD4γ1-重链缀合物表达载体6304的质粒图谱。
抗体命名
在US5,871,732的SEQ ID NO:10、15、45和56中报道了可变结构域1。
在Reimann,K.A.等人,Aids Res.Human Retrovir.13(1997)933-943中报道了可变结构域2和4。
在WO91/009966的附图3、4、12和13中报道了可变结构域3。
抗-CD4抗体序列、抗融合肽序列和肽接头序列
SEQ ID NO:01 鼠轻链可变结构域1
SEQ ID NO:02 嵌合轻链可变结构域1
SEQ ID NO:03 嵌合轻链1
SEQ ID NO:04 嵌合轻链可变结构域2
SEQ ID NO:05 嵌合轻链可变结构域3
SEQ ID NO:06 嵌合轻链可变结构域4
SEQ ID NO:07 鼠重链可变结构域1
SEQ ID NO:08 嵌合重链可变结构域1
SEQ ID NO:09 嵌合重链1
SEQ ID NO:10 嵌合重链可变结构域2
SEQ ID NO:11 嵌合重链可变结构域3
SEQ ID NO:12 嵌合重链可变结构域4
SEQ ID NO:13 轻链CDR1
SEQ ID NO:14 轻链CDR1
SEQ ID NO:15 轻链CDR1
SEQ ID NO:16 轻链CDR1
SEQ ID NO:17 轻链CDR2
SEQ ID NO:18 轻链CDR2
SEQ ID NO:19 轻链CDR2
SEQ ID NO:20 轻链CDR3
SEQ ID NO:21 轻链CDR3
SEQ ID NO:22 轻链CDR3
SEQ ID NO:23 重链CDR1
SEQ ID NO:24 重链CDR1
SEQ ID NO:25 重链CDR1
SEQ ID NO:26 重链CDR2
SEQ ID NO:27 重链CDR2
SEQ ID NO:28 重链CDR2
SEQ ID NO:29 重链CDR3
SEQ ID NO:30 重链CDR3
SEQ ID NO:31 重链CDR3
SEQ ID NO:32 人γ1重链恒定区
SEQ ID NO:33 人γ4重链恒定区
SEQ ID NO:34 人κ轻链恒定结构域
SEQ ID NO:35 C34
SEQ ID NO:36 T20
SEQ ID NO:37 T1249
SEQ ID NO:38 T651
SEQ ID NO:39 T2635
SEQ ID NO:40 N36
SEQ ID NO:41 DP107
SEQ ID NO:42 afp-1
SEQ ID NO:43 HIV-1gp41胞外域变体单突变体:I568P
SEQ ID NO:44 HIV-1gp41胞外域变体四突变体:I568P,L550E,L566E,I580E
SEQ ID NO:45 HIV-1gp41
SEQ ID NO:46-76 接头肽
80,81
SEQ ID NO:77 成熟mAb CD4-轻链的氨基酸序列
SEQ ID NO:78 具有afp-1的成熟mAb CD4γ1-重链的氨基酸序列
SEQ ID NO:79 成熟mAb CD4缀合物重链的氨基酸序列
SEQ ID NO:82 具有T-651的成熟mAb CD4γ1-重链的氨基酸序列
SEQ ID NO:83 afp-2
表2:接头
No. | 接头肽 | SEQ ID NO: |
1 | LSLSPGK | 46 |
2 | LSPNRGEC | 47 |
3 | [GQ4]3 | 48 |
4 | [GQ4]3G | 49 |
5 | [GQ4]3GNN | 50 |
6 | GGG[SG4]2SGG | 51 |
7 | GGG[SG4]2SGN | 52 |
8 | [SG4]3 | 53 |
9 | [SG4]3G | 54 |
10 | G[SG4]3T | 55 |
11 | [SG4]3GG | 56 |
12 | [SG4]3GGT | 57 |
13 | [SG4]3GGN | 58 |
14 | [SG4]3GAS | 59 |
15 | [SG4]5 | 60 |
16 | [SG4]5G | 61 |
17 | [SG4]5GG | 62 |
18 | [SG4]5GAS | 63 |
19 | G(S)15G | 64 |
No. | 接头肽 | SEQ ID NO: |
20 | G(S)15GAS | 65 |
21 | G | - |
22 | N | - |
23 | GST | - |
24 | [(G)4S]3GAS | 66 |
25 | [(G)4S]3G | 67 |
26 | [(G)4S]5G | 68 |
27 | [(G)4S]3GG | 69 |
28 | [(G)4S]5GG | 70 |
29 | LSLSGG | 71 |
30 | LSLSPGG | 72 |
31 | [G3S]5 | 73 |
32 | [G3S]5GGG | 74 |
33 | G3[SG4]2SG | 75 |
34 | G3[SG4]2SG2 | 76 |
35 | [G4S]3GGN | 80 |
36 | K[G4S]3GGN | 81 |
实施例
材料&方法
关于人免疫球蛋白轻链和重链的核苷酸序列的一般信息给出在:Kabat,E.A.等人,Sequences of Proteins of Immunological Interest,第5版,Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD(1991)。抗体链的氨基酸根据EU编号进行编号和命名(Edelman,G.M.等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA63(1969)78-85;Kabat,E.A.等人,Sequencesof Proteins of Immunological Interest,第5版,Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD,(1991))。
重组DNA技术
使用标准方法操作DNA,如Sambrook,J.等人,Molecular cloning:Alaboratory manual;Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold SpringHarbor,New York,1989中所述。根据生产商的说明使用分子生物学试剂。
基因合成
从通过化学合成生产的寡核苷酸制备理想的基因区段。通过寡核苷酸退火和连接(包括PCR扩增)装配100-600bp长的基因区段,所述区段侧翼是单数的限制性核酸内切核酸酶切割位点,然后将所述区段通过A-突出端克隆到pCR2.1-TOPO-TA克隆载(Invitrogen Corp.,USA)体中。通过DNA测序验证了亚克隆的基因片段的DNA序列。
蛋白质确定
利用基于氨基酸序列计算的摩尔消光系数,通过确定280nm的光密度(OD)来确定缀合物的蛋白质浓度。
实施例1
制备表达质粒
将编码抗-CD4抗体轻链可变结构域(VL)和人κ-轻链恒定结构域(CL)的基因区段相连接,如同抗-CD4抗体重链可变结构域(VH)和人γ1-重链恒定结构域(CH1-绞合部-CH2-CH3)的基因区段那样。
在SEQ ID NO:77/78的mAb CD4的情况下,重链和轻链可变结构域源自小鼠抗体,并进行人源化,例如在Reimann,K.A.等人,Aids Res.Human Retrovir.13(1997)933-943或US5,871,732中描述的,而重链和轻链恒定结构域源自人抗体(C-κ和IgG1)。
然后,将编码完整的抗-CD4抗体轻链的基因区段在N和/或C端与编码包括连接接头序列的抗融合肽的核酸连接,和/或将编码完整的抗-CD4抗体重链的基因区段在N和/或C端与编码包括连接接头序列的抗融合肽的核酸连接。
a)载体6310
载体6310是表达质粒,例如用于mAb CD4轻链在HEK293细胞中的瞬时表达(基因组组织的表达盒;外显子-内含子结构)。
除了mAb CD4κ-轻链表达盒,该载体还含有:
-新霉素抗性基因作为选择标记,
-来自载体pUC18的复制起点,其允许该质粒在大肠杆菌中复制,和
-β-内酰胺酶基因,其在大肠杆菌中赋予氨苄青霉素抗性。
mAb CD4κ-轻链基因的转录单位由以下元件组成:
-来自人巨细胞病毒的即时早期增强子和启动子,
-人抗体种系基因的5’-非翻译区,
-鼠免疫球蛋白重链信号序列,其包括信号序列内含子(信号序列1、内含子、信号序列2[L1-内含子-L2]),
-人源化的抗-CD4抗体成熟的可变κ-轻链编码区段,其在3’-端排列了剪接供体位点和独特的BamHI限制性位点,
-截短的人κ-轻链内含子2,
-人κ-轻链基因恒定结构域,
-牛生长激素(bGH)多聚腺苷酸化(“polyA”)信号序列,和
-3’-端独特的限制性位点AscI和SgrAI。
图1中显示了mAb CD4κ-轻链表达载体6310的质粒图谱。SEQ IDNO:77中显示了成熟的(没有信号序列)mAb CD4κ-轻链氨基酸序列。
b)载体6309
载体6309是表达质粒,例如用于mAb CD4γ1-重链在HEK293细胞中的瞬时表达(基因组组织的表达盒;外显子-内含子结构)。
除了mAb CD4γ1-重链表达盒,该载体还含有:
-来自载体pUC18的复制起点,其允许该质粒在大肠杆菌中复制,和
-β-内酰胺酶基因,其在大肠杆菌中赋予氨苄青霉素抗性。
mAb CD4γ1-重链的转录单位由以下元件组成:
-来自人巨细胞病毒的即时早期增强子和启动子,
-人抗体种系基因的5’-非翻译区,
-鼠免疫球蛋白重链信号序列,其包括信号序列内含子(信号序列1、内含子、信号序列2[L1-内含子-L2]),
-人源化的抗-CD4抗体成熟的可变重链编码区段,其在3’-端排列了剪接供体位点和独特的XhoI限制性位点,
-小鼠/人重链杂种内含子2,
-基因组人γ1-重链基因恒定结构域,其含有L234A和L235A突变,
-牛生长激素(bGH)多聚腺苷酸化(“polyA”)信号序列,和
-3’-端独特的限制性位点SgrAI。
图2中显示了mAb CD4γ1-重链表达载体6309的质粒图谱。SEQ IDNO:78中显示了成熟的(没有信号序列)mAb CD4γ1-重链氨基酸序列。
c)载体6303
载体6303是表达质粒,例如用于嵌合肽-抗CD4抗体γ1-重链缀合物在HEK293细胞中的瞬时表达(基因组组织的表达盒;外显子-内含子结构)。
载体6303以下述方式源自载体6309,所述方式中mAb CD4γ1-重链在倒数第2个C-端氨基酸上(即,去除了重链的C-端赖氨酸残基),连接有编码抗融合肽afp-1(SEQ ID NO:42)和SEQ ID NO:75的肽甘氨酸-丝氨酸接头的核酸。
除了嵌合肽-抗CD4抗体γ1-重链缀合物表达盒,该载体还含有:
-来自载体pUC18的复制起点,其允许该质粒在大肠杆菌中复制,和
-β-内酰胺酶基因,其在大肠杆菌中赋予氨苄青霉素抗性。
嵌合肽-抗CD4抗体γ1-重链缀合物的转录单位由以下元件组成:
-来自人巨细胞病毒的即时早期增强子和启动子,
-人抗体种系基因的5’-非翻译区,
-鼠免疫球蛋白重链信号序列,其包括信号序列内含子(信号序列1、内含子、信号序列2[L1-内含子-L2]),
-人源化的抗-CD4抗体成熟的可变重链编码区段,其在3’-端排列了剪接供体位点和独特的XhoI限制性位点,
-小鼠/人重链杂种内含子,其含有L234A和L235A突变,
-SEQ ID NO:75的肽丝氨酸-甘氨酸接头序列,
-SEQ ID NO:42的抗融合肽afp-1,
-牛生长激素(bGH)多聚腺苷酸化(“polyA”)信号序列,和
-3’-端独特的限制性位点SgrAI。
图3中显示了mAb CD4γ1-重链缀合物表达载体6303的质粒图谱。SEQ ID NO:79中显示了成熟的(没有信号序列)缀合物重链氨基酸序列。
d)载体6304
载体6304是表达质粒,例如用于嵌合肽-抗CD4抗体γ1-重链缀合物在HEK293细胞中的瞬时表达(基因组组织的表达盒;外显子-内含子结构)。
除了嵌合肽-抗CD4抗体γ1-重链缀合物表达盒,该载体还含有:
-来自载体pUC18的复制起点,其允许该质粒在大肠杆菌中复制,和
-β-内酰胺酶基因,其在大肠杆菌中赋予氨苄青霉素抗性。
嵌合肽-抗CD4抗体γ1-重链缀合物的转录单位由以下元件组成:
-来自人巨细胞病毒的即时早期增强子和启动子,
-人抗体种系基因的5’-非翻译区,
-鼠免疫球蛋白重链信号序列,其包括信号序列内含子(信号序列1、内含子、信号序列2[L1-内含子-L2]),
-人源化的抗-CD4抗体成熟的可变重链编码区段,其在3’-端排列了剪接供体位点和独特的XhoI限制性位点,
-小鼠/人重链杂种内含子,其含有L234A和L235A突变,
-SEQ ID NO:80的肽丝氨酸-甘氨酸接头序列,
-SEQ ID NO:38的抗融合肽T-651,
-牛生长激素(bGH)多聚腺苷酸化(“polyA”)信号序列,和
-3’-端独特的限制性位点SgrAI。
图4中显示了mAb CD4γ1-重链缀合物表达载体6304的质粒图谱。SEQ ID NO:82中显示了成熟的(没有信号序列)缀合物重链氨基酸序列。
载体6304以下述方式源自载体6309,所述方式中mAb CD4γ1-重链在倒数第2个C-端氨基酸上(即,去除了重链的C-端赖氨酸残基),连接有编码抗融合肽T-651(SEQ ID NO:38)和SEQ ID NO:80的肽甘氨酸-丝氨酸接头的核酸。
e)载体6305
载体6305是表达质粒,例如用于嵌合肽-抗CD4抗体γ1-重链缀合物在HEK293细胞中的瞬时表达(基因组组织的表达盒;外显子-内含子结构)。
除了嵌合肽-抗CD4抗体γ1-重链缀合物表达盒,该载体还含有:
-来自载体pUC18的复制起点,其允许该质粒在大肠杆菌中复制,和
-β-内酰胺酶基因,其在大肠杆菌中赋予氨苄青霉素抗性。
嵌合肽-抗CD4抗体γ1-重链缀合物的转录单位由以下元件组成:
-来自人巨细胞病毒的即时早期增强子和启动子,
-人抗体种系基因的5’-非翻译区,
-鼠免疫球蛋白重链信号序列,其包括信号序列内含子(信号序列1、内含子、信号序列2[L1-内含子-L2]),
-人源化的抗-CD4抗体成熟的可变重链编码区段,其在3’-端排列了剪接供体位点和独特的XhoI限制性位点,
-小鼠/人重链杂种内含子,其含有L234A和L235A突变,
-SEQ ID NO:76的肽丝氨酸-甘氨酸接头序列,
-SEQ ID NO:83的抗融合肽afp-2,
-牛生长激素(bGH)多聚腺苷酸化(“polyA”)信号序列,和
-3’-端独特的限制性位点SgrAI。
载体6305以下述方式源自载体6309,所述方式中mAb CD4γ1-重链在倒数第2个C-端氨基酸上(即,去除了重链的C-端赖氨酸残基),连接有编码抗融合肽afp-2(SEQ ID NO:83)和SEQ ID NO:76的肽甘氨酸-丝氨酸接头的核酸。
实施例2
制备最终的表达质粒
使用已知的重组方法和技术,通过连接相应的核酸区段,装配融合基因(重链和/或轻链抗体融合基因),所述融合基因包含mAb CD4基因区段,任选的接头基因区段和抗融合肽基因区段。通过化学合成分别合成编码肽接头和抗融合多肽的核酸序列,然后将它们连接到大肠杆菌质粒中用于扩增。通过DNA测序验证亚克隆的核酸序列。
实施例3
免疫球蛋白和免疫球蛋白变体在HEK293EBNA细胞中的瞬时表达
通过瞬时转染贴壁生长的HEK293-EBNA细胞(表达EB病毒核抗原的人胚肾细胞系293;美国典型培养物保藏中心保藏号ATCC#CRL-10852),来产生重组抗-CD4抗体和抗-CD4抗体变体,所述细胞培养在补充了10%超低IgG FCS(胎牛血清,Gibco)、2mM谷氨酰胺(Gibco)、1%体积/体积(v/v)的非必需氨基酸(Gibco)和250μg/ml G418(Roche Molecular Biochemicals)的DMEM(Dulbecco’s改良的Eagle’s培养基,Gibco)中。为进行转染,使用FuGENETM6转染试剂(RocheMolecular Biochemicals),试剂(μl)与DNA(μg)的比例范围从3:1至6:1。从两种不同的质粒表达包括抗融合肽-抗CD4抗体缀合物轻链和重链的轻链和重链,使用的轻链编码质粒与重链编码质粒的摩尔比范围分别从1:2至2:1。在转染后的第4至11天,收获含有抗融合肽-抗CD4抗体缀合物的细胞培养上清液。关于人免疫球蛋白在例如HEK293细胞中的重组表达的一般信息给出在:Meissner,P.等人,Biotechnol.Bioeng.75(2001)197-203中。
实施例4
使用SDS PAGE、Western印迹转移和用免疫球蛋白特异性抗体缀合物检测的表达分析
通过十二烷基硫酸钠(SDS)聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)处理表达和分泌的抗融合肽-抗CD4抗体缀合物,将分离的抗CD4抗体和抗融合肽-抗CD4抗体缀合物链从凝胶转移到膜上,然后通过免疫学方法检测。
SDS-PAGE
LDS样品缓冲液,四倍浓度(4x):4g甘油,0.682g TRIS-碱,0.666g TRIS-氢氯化物,0.8g LDS(十二烷基硫酸锂),0.006g EDTA(乙二胺四酸(ethylene diamin tetra acid)),0.75ml的1%(重量)(w/w)的ServaBlue G250水溶液,0.75ml的1%(重量)(w/w)的酚红溶液,加水至总体积10ml。
将含有分泌的抗融合肽-抗CD4抗体缀合物的培养基离心,去除细胞和细胞残渣。将澄清上清液的等分试样与1/4体积(v/v)的4x LDS样品缓冲液和1/10体积(v/v)的0.5M1,4-二硫苏糖醇(DTT)混合。然后,在70℃孵育样品10分钟,通过SDS-PAGE分离蛋白质。根据生产商的说明使用Pre-Cast凝胶系统(Invitrogen)。特别地,使用10% Bis-TRIS Pre-Cast凝胶(pH6.4)和MOPS电泳缓冲液。
Western印迹
转移缓冲液:39mM甘氨酸,48mM TRIS-氢氯化物,0.04%(重量)(w/w)SDS,和20%体积的甲醇(v/v)。
在SDS-PAGE后,根据Burnette的“半干印迹方法(Semidry-Blotting-Method)”(Burnette,W.N.,Anal.Biochem.112(1981)195-203),将分离的抗融合肽-抗CD4抗体缀合物链电泳转移到硝化纤维素滤膜(孔径:0.45μm)上。
免疫检测
TBS-缓冲液:50mM TRIS-氢氯化物,150mM NaCl,调节至pH7.5
封闭溶液:TBS-缓冲液中的1%(w/v)Western封闭试剂(RocheMolecular Biochemicals)
TBST-缓冲液:具有0.05%(体积)(v/v)的Tween-20的1x TBS-缓冲液。
对于免疫检测而言,在室温下TBS缓冲液中振荡孵育Western印迹膜2次,各5分钟,在封闭溶液中孵育1次,90分钟。
肽免疫球蛋白缀合物链的检测
重链:对于抗融合肽-抗CD4抗体缀合物的重链的检测,使用了纯化的缀合了过氧化物酶的兔抗人IgG抗体(DAKO,Code No.P0214)。
轻链:使用了纯化的缀合了过氧化物酶的兔抗人κ轻链抗体(DAKO,Code No.P0129),检测抗融合肽-抗CD4抗体缀合物的轻链。
为了抗体轻链和重链的可视化,首先将洗涤和封闭了的Western印迹膜用下述1:10,000稀释的抗体在10ml封闭溶液中,4℃振荡孵育过夜,所述抗体在重链的情况下,是纯化的缀合了过氧化物酶的兔抗人IgG抗体,或者,在轻链的情况下,是纯化的缀合了过氧化物酶的兔抗人κ轻链抗体。在室温,用TBTS缓冲液洗涤膜3次,并用TBS缓冲液洗涤1次10分钟后,用Luminol/过氧化物溶液显色Western印迹膜,产生化学发光(Lumi-LightPLUS Western Blotting Substrate,Roche MolecularBiochemicals)。因此,在10ml Luminol/过氧化物溶液中孵育膜10秒至5分钟,然后用LUMI-Imager F1分析仪(Roche Molecular Biochemicals)检测发射的光,和/或用X-射线胶片记录。用LumiAnalyst软件定量点的强度(3.1版)。
免疫印迹的多重染色
通过在含有100mMβ-巯基乙醇和20%(w/v)SDS的1M TRIS-氢氯化物缓冲液(pH6.7)中,在70℃孵育膜1小时,可以从染色的印迹中去除用于检测的二级过氧化物酶-标记的抗体缀合物。在该处理后,可以用不同的二抗第二次对印迹染色。在第二次检测前,在室温在TBS缓冲液中振荡洗涤印迹三次,各10分钟。
实施例5
肽免疫球蛋白缀合物的亲和纯化,透析和浓缩
使用Protein A-SepharoseTM CL-4B(GE Healthcare formerAmersham Bioscience,Sweden)通过亲和色谱,根据已知的方法,纯化表达和分泌的抗融合肽-抗CD4抗体缀合物。简而言之,在离心(10,000g,10分钟)和通过0.45μm滤膜过滤后,将含有肽免疫球蛋白缀合物的澄清培养上清液施于用PBS缓冲液(10mM Na2HPO4,1mM KH2PO4,137mMNaCl和2.7mM KCl,pH7.4)平衡的Protein A-SepharoseTM CL-4B柱。用PBS平衡缓冲液和0.1M柠檬酸盐缓冲液,pH5.5,洗去未结合的蛋白质。用0.1M柠檬酸盐缓冲液,pH3.0洗脱抗融合肽-抗CD4抗体缀合物,并且用1M TRIS-碱中和包含缀合物的级分。然后,在4℃,将抗融合肽-抗CD4抗体缀合物对PBS缓冲液广泛的透析,用装备Biomax-SK膜(Millipore Corp.,USA)的-CL Centrifugal Filter Unit浓缩,并储存在0℃的冰-水浴中。如实施例4中描述的,在存在和没有还原剂的条件下,通过SDS-PAGE分析缀合物的完整性,并用考马斯亮蓝染色。通过分析性尺寸排阻色谱,分析抗融合肽-抗CD4抗体缀合物的聚集。
实施例6
肽免疫球蛋白缀合物的去糖基化
通过用肽-N-糖苷酶F(PNGaseF,Roche Molecular Biochemicals,Mannheim,Germany or Prozyme,San Leandro,CA)的酶处理,切除了抗CD4抗体和抗融合肽-抗CD4抗体缀合物的N-连接糖。因此,使用50mUPNGaseF/mg N-糖基化蛋白,在PBS缓冲液中,37℃孵育抗CD4抗体和抗融合肽-抗CD4抗体缀合物12-24h,蛋白质浓度为约2mg/ml。然后,根据已知的方法,通过制备凝胶过滤分离肽-N-糖苷酶F。简而言之,将PNGaseF处理的抗CD4抗体和抗融合肽-抗CD4抗体缀合物施于用PBS缓冲液(10mM Na2HPO4,1mM KH2PO4,137mM NaCl和2.7mM KCl,pH7.4)平衡的SuperoseTM1210/300GL柱(GE Healthcare formerAmersham Bioscience,Sweden)上,然后,用平衡缓冲液以0.5-1.0ml/min的流速洗脱,使用来自Amersham Bioscience(GE Healthcare formerAmersham Bioscience,Sweden)的探测色谱系统。
实施例7
单循环抗病毒活性测定
为了进行假型NL-Bal病毒的生产,将质粒pNL4-3Δenv(HIVpNL4-3基因组构建体,具有env基因内的缺失)和pCDNA3.1/NL-BALenv[pcDNA3.1质粒,含有NL-Bal env基因(获得自NIBSC CentralizedFacility for AIDS Reagents)]共转染到HEK293FT细胞系(InvitrogenCorp.)内,在含有10%胎牛血清(FCS),100U/mL青霉素,100μg/mL链霉素,2mM L-谷氨酰胺和0.5mg/mL遗传霉素(所有介质均来自Invitrogen/Gibco)的Dulbecco’s改良的基本培养基(DMEM)中培养。在转染后2天,收获含有假型病毒的上清液,并通过0.45μm孔径PES(多醚砜)滤膜(Nalgene)过滤去除细胞残渣,以等分试样储存在-80℃下。对于测定性能的归一化,使用病毒储液的等分试样感染JC53-BL(US NIHAids Reagent Program)细胞,产生约1.5x105RLU(相对光单位)/孔。在96孔板中,系列稀释测试的抗融合肽-抗CD4抗体缀合物,亲本抗CD4抗体,参照抗体和参照抗融合肽(T-651)。测定一式四份的进行。每个平板都含有细胞对照和病毒对照孔。每个孔添加1.5x105RLU的病毒储液的等价物,然后向每个孔添加2.5x104个JC53-BL细胞,最终测定体积为200μl/孔。在37℃,90%相对湿度和5%CO2中孵育3天后,吸出培养基,并向每个孔加入50μl的Luciferase Assay System(Promega)。在室温孵育10分钟后,在Luminometer(Luminoskan,Thermo Electron Corporation)上对测定平板读数。在减去背景后,计算每个剂量点的荧光素酶活性的百分比抑制,通过使用Excel(3.0.5版Build12;Microsoft)的Xlfit曲线拟合软件,确定IC50和IC90-值。结果显示在表3中。
表3:抗融合多肽、抗体和抗融合肽-抗CD4抗体缀合物的抗病毒活性(以重量计)。
表4:抗融合多肽、抗体和抗融合肽-抗CD4抗体缀合物的抗病毒活性
(以体积摩尔浓度计)。
实施例8
细胞-细胞融合测定
第1天,将表达gp160的Hela细胞(2x104个细胞/50μl/孔)种植到白96孔微滴度板中,在补充有10%FCS和2μg/ml多西环素的DMEM培养基中。第2天,在干净的96孔微滴度板中添加100μl上清液样品或抗体对照/孔。然后,添加100μl含有8x104CEM-NKr-Luc悬浮细胞的培养基,在37℃孵育30分钟。从96孔板中吸出Hela细胞培养基,加入来自200μl抗体/CEM-NKr-Luc混合物中的100μl,在37℃孵育过夜。第3天,添加100μl/孔Bright-GloTM Luciferase测定底物(1,4-二硫苏糖醇和连二亚硫酸钠;Promega Corp.,USA),在RT孵育最少15分钟后,测量化学发光。
材料:
在含有营养物和10%FCS(具有400μg/ml G418和200μg/ml潮霉素B.CEM.NKR-CD4-Luc的DMEM培养基中培养Hela-R5-16细胞(细胞系以在多西环素诱导时表达HIV gp160)(货号:5198,可从NIH AIDSResearch&Reference Reagent Program McKesson BioServicesCorporation Germantown,MD20874,USA获得的T-细胞系))。细胞类型转染(电穿孔):CEM.NKR-CD4(Cat.#4376),以在HIV-2LTR的转录控制下表达荧光素酶基因,并令其在含有10%胎牛血清,4mM谷氨酰胺,青霉素/链霉素(100U/mL青霉素,100μg/mL链霉素),和0.8mg/ml硫酸遗传霉素(G418)的RPMI1640中增殖。生长特征:圆形淋巴样细胞,形态学不多变。细胞在悬浮液中生长为单细胞,其可以形成小团块(clump)。每周1:10分2次。特殊特征:在反式激活HIV-2LTR后表达荧光素酶活性。适合用原代HIV分离株感染,用于中和和药物灵敏度测定(Spenlehauer,C.,等人,Virology280(2001)292-300;Trkola,A.等人,J.Virol.73(1999)8966-8974)。通过NIH AIDS Research and ReferenceReagent Program,NIAID,NIH,从John Moore和Catherine Spenlehauer博士获得细胞系。Bright-GloTM荧光素酶测定缓冲液(Promega Corp.USA,Part No E2264B),Bright-GloTM荧光素酶测定底物(Promega Corp.USA,Part No EE26B)。
实施例9
在外周血单核细胞(PBMC)中的抗病毒活性测定
根据生产商的规程,从暗黄覆盖层(获得自Stanford Blood Center)中通过Ficoll-Paque(Amersham,Piscataway,New Jersey,USA)密度梯度离心,分离人PBMC。简而言之,将血液从暗黄覆盖层转移到50ml锥形管中,用无菌的Dulbecco’s磷酸缓冲的盐溶液(Invitrogen/Gibco)稀释至终体积50ml。将25ml稀释的血液转移到2个50ml锥形管中,用12.5mlFicoll-Paque Plus(Amersham Biosciences)小心的垫底,在室温450x g离心20分钟,不制动。将白细胞层小心的转移到新的50ml锥形管中,用PBS洗涤2次。为了去除剩余的红血细胞,在室温用ACK裂解缓冲液(Biosource)孵育细胞5分钟,并用PBS再洗涤1次。计数PBMC,在含有10%FCS(Invitrogen/Gibco),1%青霉素/链霉素,2mM L-谷氨酰胺,1mM丙酮酸钠,和2μg/ml植物凝集素(Invitrogen)的RPMI1640中,以2-4x106个细胞/ml的浓度,37℃孵育24h。在测定前,用5单位/ml人IL-2(Roche Molecular Biochemicals)孵育细胞至少48h。在96孔圆底平板中,在存在系列稀释的测试抗融合肽-抗CD4抗体-缀合物、参照免疫球蛋白、亲本抗CD4抗体和参照肽(T-651)的条件下,用HIV-1JR-CSF病毒(Koyanagi,Y.等人,Science236(1987)819-822)感染1x105个PBMC。使用的病毒的量等价于1.2ng HIV-1p24抗原/孔。感染一式四份的进行。在37℃孵育平板6天。在感染末期,通过使用p24ELISA(HIV-1p24ELISA#NEK050B,Perkin Elmer/NEN)测量病毒产生,使用Microsoft Excel Fit(版本3.0.5,Build12;equation205;Microsoft)中具有一个结合位点的S形剂量应答模型。
表5:抗融合多肽、抗体和抗融合肽-抗CD4抗体缀合物的抗病毒活性(以重量计)
在表6中,给出了抗融合肽-抗CD4抗体缀合物根据分子中的糖基化位点数的抗病毒活性。可见抗病毒活性随糖基化位点数而变化。
表6:抗融合多肽、抗体和抗融合肽-抗CD4抗体缀合物的抗病毒活性(以重量计)
Claims (24)
1.缀合物,其包含2个或多个抗融合肽,以及抗-CD4抗体,特征是2-8个抗融合肽各自与所述抗-CD4抗体的重链和/或轻链的一个末端缀合。
2.根据权利要求1的缀合物,特征是抗-CD4抗体链的羧基端氨基酸与抗融合肽的氨基端氨基酸缀合,或者抗融合肽的羧基端氨基酸与抗体链的氨基端氨基酸缀合,优选的通过具有或不具有中间接头的肽键。
3.根据权利要求1的缀合物,特征是缀合物具有通式
mAb CD4-[接头]m-[抗融合肽]n
其中,对于每种抗融合肽而言,m是独立的为0或者1,
其中,n是从2至8的整数。
4.根据权利要求3的缀合物,特征是n是2或4。
5.根据权利要求1的缀合物,特征是缀合物包含mAb CD4的重链和/或轻链以及抗融合肽(“链缀合物”),选自(从N-端至C-端方向):
(1)[抗融合肽]-[接头]m-[重链]
(2)[重链]-[接头]m-[抗融合肽]
(3)[抗融合肽]-[接头]m-[重链]-[抗融合肽]
(4)[抗融合肽]-[接头]m-[轻链]
(5)[轻链]-[接头]m-[抗融合肽]
(6)[抗融合肽]-[接头]m-[轻链]-[抗融合肽]
(7)[抗融合肽]-[接头]m-[重链]-[接头]m-[抗融合肽]
(8)[抗融合肽]-[接头]m-[轻链]-[接头]m-[抗融合肽]
其中,在所述链缀合物中,接头可以是相同或不同的,其中m是整数1或0,在所述链缀合物中,m可以是独立的相同或不同的。
6.根据权利要求5的缀合物,其包括
2x[mAb CD4轻链]和2x链缀合物(2),
2x[mAb CD4轻链]和2x链缀合物(3),
2x[mAb CD4重链]和2x链缀合物(4),或
2x[mAb CD4轻链]和2x链缀合物(7)。
7.根据权利要求1或4的缀合物,特征是所述可变的重链结构域由免疫球蛋白构架和CDR3区组成,所述CDR3区选自SEQ ID NO:29、30或31的重链CDR3序列。。
8.根据权利要求7的缀合物,特征是缀合物包含可变的重链结构域,所述结构域由免疫球蛋白构架和CDR3区、CDR2区和CDR1区组成,所述CDR3区选自SEQ ID NO:29、30或31的CDR3序列,所述CDR2区选自SEQ ID NO:26、27或28的CDR2序列,所述CDR1区选自SEQ IDNO:23、24或25的CDR1序列。
9.根据权利要求1或4的缀合物,特征是其包含SEQ ID NO:8或10的重链可变结构域。
10.根据权利要求1或4的缀合物,特征是其包含可变的轻链结构域,所述结构域由免疫球蛋白构架和CDR1区、CDR2区和CDR3区组成,所述CDR1区选自SEQ ID NO:13、14、15或16,所述CDR2区选自SEQ IDNO:17、18或19,所述CDR3区选自SEQ ID NO:20、21或22。
11.根据权利要求1或4的缀合物,特征是其包含SEQ ID NO:7的CDR作为重链CDR,和SEQ ID NO:1的CDR作为轻链CDR,SEQ IDNO:8的CDR作为重链CDR,和SEQ ID NO:2的CDR作为轻链CDR,SEQ ID NO:10的CDR作为重链CDR,和SEQ ID NO:4的CDR作为轻链CDR,SEQ ID NO:11的CDR作为重链CDR,和SEQ ID NO:5的CDR作为轻链CDR,或者SEQ ID NO:12的CDR作为重链CDR,和SEQ IDNO:6的CDR作为轻链CDR。
12.根据权利要求1或4的缀合物,特征是包括可变的重链和轻链结构域,独立的选自:
a)氨基酸序列SEQ ID NO:7定义的重链可变结构域,和氨基酸序列SEQ ID NO:1定义的轻链可变结构域;
b)氨基酸序列SEQ ID NO:8定义的重链可变结构域,和氨基酸序列SEQ ID NO:2定义的轻链可变结构域;
c)氨基酸序列SEQ ID NO:10定义的重链可变结构域,和氨基酸序列SEQ ID NO:4定义的轻链可变结构域;
d)氨基酸序列SEQ ID NO:11定义的重链可变结构域,和氨基酸序列SEQ ID NO:5定义的轻链可变结构域;
e)氨基酸序列SEQ ID NO:12定义的重链可变结构域,和氨基酸序列SEQ ID NO:6定义的轻链可变结构域。
13.根据权利要求1或4的缀合物,特征是其包括氨基酸序列SEQ IDNO:7定义的重链可变结构域和氨基酸序列SEQ ID NO:1定义的轻链可变结构域;或氨基酸序列SEQ ID NO:8定义的重链可变结构域和氨基酸序列SEQ ID NO:2定义的轻链可变结构域;或氨基酸序列SEQ ID NO:10定义的重链可变结构域和氨基酸序列SEQ ID NO:4定义的轻链可变结构域;或氨基酸序列SEQ ID NO:11定义的重链可变结构域和氨基酸序列SEQ IDNO:5定义的轻链可变结构域;或氨基酸序列SEQ ID NO:12定义的重链可变结构域和氨基酸序列SEQ ID NO:6定义的轻链可变结构域;接头;以及抗融合肽,所述接头选自氨基酸甘氨酸(G)和天冬酰胺(N),三肽GST,和SEQ ID NO:46-76或80或81,所述抗融合肽选自SEQ ID NO:35-44或83的抗融合肽。
14.根据权利要求1或4的缀合物,特征是缀合物包括抗融合肽,其选自抗融合肽C34、T20、T1249、T651、T2635、N36、DP107或afp-1,或afp-2。
15.根据权利要求1或4的缀合物,特征是其在重链的每个C-端或轻链的每个N-端包括抗融合肽。
16.根据权利要求1或4的缀合物,特征是其在重链的每个C-端和轻链的每个N-端包括抗融合肽。
17.根据权利要求1或4的缀合物,特征是包括2条SEQ ID NO:1的轻链可变结构域,2个(2)型缀合物,每个所述(2)型缀合物包含SEQ IDNO:7的重链可变结构域、SEQ ID NO:75的接头和SEQ ID NO:42的抗融合肽;特征是包括2条SEQ ID NO:2的轻链可变结构域,2个(2)型缀合物,每个所述(2)型缀合物包含SEQ ID NO:8的重链可变结构域,SEQID NO:75的接头和SEQ ID NO:42的抗融合肽;特征是包括2条SEQ IDNO:4的轻链可变结构域,2个(2)型缀合物,每个所述(2)型缀合物包含SEQ ID NO:10的重链可变结构域、SEQ ID NO:75的接头和SEQ IDNO:42的抗融合肽;特征是包括2条SEQ ID NO:5的轻链可变结构域,2个(2)型缀合物,每个所述(2)型缀合物包含SEQ ID NO:11的重链可变结构域,SEQ ID NO:75的接头和SEQ ID NO:42的抗融合肽;或者,特征是包括2条SEQ ID NO:6的轻链可变结构域,2个(2)型缀合物,每个所述(2)型缀合物包含SEQ ID NO:12的重链可变结构域,SEQ IDNO:75的接头和SEQ ID NO:42的抗融合肽。
18.根据权利要求1或4的缀合物,特征是所述抗-CD4抗体是IgG1亚类或IgG4亚类的。
19.根据权利要求18的缀合物,特征是所述IgG4亚类的抗-CD4抗体具有S228P突变,且所述IgG1亚类的抗-CD4抗体具有L234A和L235A突变。
20.根据权利要求1或4的缀合物,特征是所述抗-CD4抗体是人抗体、人源化抗体、嵌合抗体或T细胞抗原缺失抗体。
21.用于生产根据权利要求1的缀合物的方法,特征是方法包括:
a)在适合缀合物表达的条件下,培养包含一个或多个质粒的细胞,所述质粒包含一种或多种编码根据发明的缀合物的核酸分子,
b)从细胞或上清液中回收缀合物。
22.SEQ ID NO:42的抗融合肽。
23.药物组合物,其包含根据权利要求1的缀合物,以及可药用的赋形剂或载体。
24.根据权利要求1的缀合物的用途,其用于制备用于治疗病毒感染的药物。
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