CN103709249B - 抗体及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了抗体，包括嵌合人抗体、重组抗体、合成抗体，以及编码它们的核酸，制备和使用这些免疫球蛋白的方法。本发明提供了重组和合成的多肽及这些多肽和/或抗体的核酸的实施方案。本发明还提供了包含或由共有人构架区或“独立共有构架（ICF）”组成的多肽，编码它们的核酸，以及包含这些ICF和/或本发明抗体的文库和试剂盒，它们是单独的形式及在组合文库和组合中的形式。

Description

抗体及其制备和使用方法
本申请是2007年9月14日提交的题为“抗体及其制备和使用方法”的中国专利申请200780051557.6的分案申请。
相关申请
本申请根据35U.S.C.$119(e)要求2006年12月20日申请的美国临时申请系列号(USSN)60/871,069的优先权。上述申请全文并入本文用于所有目的。
经EFS-WEB提交的序列表的参考
本申请如MPEP$1730II.B.2.(a)(A)规定那样通过USPTOEFS-WEB服务器电子提交，该电子提交包括电子提交的序列(SEQID)表，序列表的全文包含在此作为参考。电子提交的序列表是如下的文本文件：
文件名 创建日期 大小
564462015840.txt 2007年9月7日 212,659比特
技术领域
本发明一般地涉及遗传工程、分子生物学和医学。在一个方面中，本发明提供了抗体如嵌合人抗体(具有人成分的嵌合抗体)、编码它们的核酸及制备和使用这些免疫球蛋白的方法。本发明提供了重组和合成多肽及这些多肽的核酸实施方案。本发明还提供了包含或由共有人构架区或“独立共有构架区(IndependentlyConsensusedFramworkregions)(ICF)”组成的多肽，编码它们的核酸，及包含这些ICF和/或本发明的抗体的文库和试剂盒，它们是单独的形式或在组合文库和组合中的形式。
背景技术
抗体(或免疫球蛋白，Ig)是由免疫系统应答身体中存在外来物质而产生的蛋白质。免疫球蛋白还实施和介导免疫系统的其它功能。编码免疫球蛋白的核酸序列最初衍生自基因组(种系)中的若干基因，这些基因随后在成熟过程中重排和突变以进一步增加最终成熟形式的免疫球蛋白的多样性。一种典型的免疫球蛋白IgG具有由4条链形成的Y形结构：两条重链和两条轻链，每条链具有可变区和恒定区。可变区可以进一步分成各种亚区，如构架(FR)和互补决定区(CDR)。
免疫球蛋白已被用于治疗许多疾病和病症，例如变态反应、移植物排斥、癌症和宿主抗移植物疾病。但是，当将治疗性抗体制剂给予人类患者时，抗体有时会引起不希望的潜在危险的免疫应答，是患者针对抗体本身(“免疫原性”)，特别是在重复给药后。当抗体来自非人来源如来自动物时，免疫原性可引起特别的问题。当抗体衍生自小鼠时(这经常在治疗模型中使用)，患者可发生人抗小鼠抗体(HAMA)应答。为降低不希望的免疫原性如HAMA，动物抗体的一些区域可以用人抗体的相应区域置换，实质上是“人源化”所述抗体。修饰的抗体，如“嵌合”抗体和CDR移植抗体，已被开发以降低免疫原性应答。但是，这种置换策略可能不足以使免疫原性最小化并且可降低免疫球蛋白的治疗效果。因此，需要修饰的免疫球蛋白，其降低或消除免疫原性同时保持或甚至改良治疗效果。
发明概述
本发明提供了具有衍生自一个物种的构架及衍生自另一物种的负责结合抗原的序列的抗体。在可选的方面中，这些抗体是分离的、重组的或合成的形式。在可选的实施方案中，本发明抗体的至少一个、一些或全部构架片段(或“构架区”或FR)由衍生自种系序列的核酸序列编码；及在一个方面中，至少一个、一些或全部构架片段是“共有序列”，如本文所述。在一个方面，所述抗体构架片段衍生自动物，例如人，本发明抗体给予该人，例如作为体内免疫治疗剂或免疫诊断试剂。负责结合抗原的抗体序列片段，也称为“互补决定区”(或CDR)衍生自用于产生希望的抗原特异性抗体的非人动物；在可选的方面，抗原可以人工给予这一动物，或者抗原可以是天然或偶然环境暴露的结果，如感染或毒素或毒物暴露(toxinorpoisonexposure)，或者通过有目的给予抗原。在可选的实施方案中，FR由衍生自人基因组多核苷酸的“共有序列”编码，CDR来自鼠源，如小鼠。
本发明提供了用于设计和提供本发明抗体的方法(“人构架重组装(HumanFrameworkReassembly或HuFR)”，所述抗体包括重组抗体，例如本发明的重组人源化抗体，其在性质上更类似于待治疗对象天然抗体。所述方法可以从重链(HC)的构架亚区(如FR1,FR2,FR3和FR4)和轻链(LC)可变区推导共有序列，其中独立于其它构架亚区获得和选择每一亚区的所述共有序列。因此，可以从每一构架亚区的独立选择的共有序列的组合文库产生核酸或多肽的多样性集合，其随后可以用于制备重组抗体，包括本发明的重组人源化抗体。这些共有序列可以衍生自成熟免疫球蛋白的序列或特定生物体如人、非人灵长类、狗、猫和马的种系序列，由此产生具有在该特定生物体、动物和/或人中降低的免疫原性的抗体。
本发明提供了重组重链或轻链可变区多肽，以及编码它们的核酸，其中所述可变区可包括至少三个“独立共有构架”结构域(ICF)：ICF1,ICF2和ICF3。重组可变区多肽可进一步包括独立共有构架4结构域(ICF4)。
在一个实施方案中，每个ICF结构域包含从多个氨基酸序列确定的氨基酸共有序列，所述多个氨基酸序列从种系核酸序列翻译而来，所述种系核酸序列每个编码至少一部分相应的Kabat构架区(KF)结构域，如KF1、KF2或KF3。在一个实施方案中，每个ICF结构域包含从成熟KF结构域氨基酸序列确定的氨基酸共有序列。在一个实施方案中，获得这种共有序列的方法(“共有(consensusing)”)包括：通过检查或使用本领域的序列对比程序对比编码一种Kabat构架亚区(如KF1、KF2、KF3或KF4)的至少一部分的氨基酸或核酸序列集合；确定残基(如核苷酸或氨基酸)在该特定亚区的每个位置出现的频率；及合成高频残基成为该亚区的共有序列集合，由此产生ICF1、ICF2、ICF3或ICF4共有序列。提供了举例的ICF，重链ICF(见表1和2)，轻链ICF(见表3和4)。
本发明还提供了Ig多肽，其包含本发明的重链和轻链可变区，如全长抗体，单链抗体，二价抗体，Fab片段，或单链Fv。ICF1,2和3结构域可以衍生自第一动物物种，CDR1,2和3结构域可以衍生自第二动物物种。提供了结合抗原如CD20或CD3的举例的抗体。
本发明进一步提供了产生本发明的多肽和核酸及其组合文库的方法。本发明多肽的组合文库可以以不同组合方式组合不同的ICF1,ICF2,和ICF3。重链和轻链文库各个成员配对的进一步结合可以产生大于30000种抗体的文库。组合文库可以针对希望性质进行筛选，如结合希望的抗原或降低的免疫原性。
本发明提供了抗体或其抗原结合片段，其包含至少一种具有如下组合的可变区：
(1)轻链BD22084(SEQIDNO:225)和
重链BD20332(SEQIDNO:138)；
(2)轻链BD22085(SEQIDNO:232)和
重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(3)轻链BD22086(SEQIDNO:227)和
重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(4)轻链BD22088(SEQIDNO:229)和
重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(5)轻链BD22087(SEQIDNO:240)和
重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(6)轻链BD22089(SEQIDNO:243)和
重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(7)轻链BD22090(SEQIDNO:234)和
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(8)轻链BD22095(SEQIDNO:244)和
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(10)轻链BD22108(SEQIDNO:230)和
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(11)轻链BD22092(SEQIDNO:235)和
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(12)轻链BD22094(SEQIDNO:231)和
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(16)轻链BD22097(SEQIDNO:246)和
重链BD20335(SEQIDNO:143)
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重链BD20337(SEQIDNO:148)；
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(22)轻链BD22105(SEQIDNO:237)和
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(23)轻链BD22101(SEQIDNO:247)和
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重链BD20333(SEQIDNO:142)；
(25)轻链BD22108(SEQIDNO:230)和
重链BD20338(SEQIDNO:149)；
(26)轻链BD22109(SEQIDNO:233)和
重链BD20341(SEQIDNO:154)；或者
(27)轻链BD22111(SEQIDNO:238)和
重链BD20336(SEQIDNO:144)。
本发明提供了抗体或其抗原结合片段，包含至少一部分重链可变区和至少一部分轻链可变区，其中所述轻链部分和所述重链部分与至少一种如下组合的各自轻链和重链具有至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或完全的序列相同性：
(1)轻链BD22084(SEQIDNO:225)和
重链BD20332(SEQIDNO:138)；
(2)轻链BD22085(SEQIDNO:232)和
重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(3)轻链BD22086(SEQIDNO:227)和
重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(4)轻链BD22088(SEQIDNO:229)和
重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(5)轻链BD22087(SEQIDNO:240)和
重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(6)轻链BD22089(SEQIDNO:243)和
重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(7)轻链BD22090(SEQIDNO:234)和
重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(8)轻链BD22095(SEQIDNO:244)和
重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(9)轻链BD22091(SEQIDNO:242)和
重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(10)轻链BD22108(SEQIDNO:230)和
重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(11)轻链BD22092(SEQIDNO:235)和
重链BD20338(SEQIDNO:149)；
(12)轻链BD22094(SEQIDNO:231)和
重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(13)轻链BD22096(SEQIDNO:241)和
重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(14)轻链BD22092(SEQIDNO:235)和
重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(15)轻链BD22102(SEQIDNO:248)和
重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(16)轻链BD22097(SEQIDNO:246)和
重链BD20335(SEQIDNO:143).
(17)轻链BD22104(SEQIDNO:239)和
重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(18)轻链BD22085(SEQIDNO:232)和
重链BD20339(SEQIDNO:150)；
(19)轻链BD22107(SEQIDNO:226)和
重链BD20339(SEQIDNO:150)；
(20)轻链BD22100(SEQIDNO:236)和
重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(21)轻链BD22103(SEQIDNO:228)和
重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(22)轻链BD22105(SEQIDNO:237)和
重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(23)轻链BD22101(SEQIDNO:247)和
重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(24)轻链BD22106(SEQIDNO:245)和
重链BD20333(SEQIDNO:142)；
(25)轻链BD22108(SEQIDNO:230)和
重链BD20338(SEQIDNO:149)；
(26)轻链BD22109(SEQIDNO:233)和
重链BD20341(SEQIDNO:154)；或者
(27)轻链BD22111(SEQIDNO:238)和
重链BD20336(SEQIDNO:144)
并且其中所述至少一部分轻链，所述至少一部分重链，或两者至少部分衍生自由如下方法制备的序列，所述方法包括：
(1)提供独立共有构架1(ICF1)结构域，其包含衍生自多个氨基酸序列的氨基酸共有序列，所述多个氨基酸序列每个均包含衍生自至少一部分Kabat构架区1(KF1)结构域的氨基酸，其中所述多个氨基酸序列从免疫球蛋白可变区基因的种系序列翻译而来或者得自成熟免疫球蛋白；
(2)提供至少一部分互补决定区1(CDR1)，其衍生自1F5抗体的可变区；
(3)提供独立共有构架2(ICF2)结构域，其包含衍生自多个氨基酸序列的氨基酸共有序列，所述多个氨基酸序列每个均包含衍生自至少一部分Kabat构架区2(KF2)结构域的氨基酸，其中所述多个氨基酸序列从免疫球蛋白可变区基因的种系序列翻译而来或者得自成熟免疫球蛋白；
(4)提供至少一部分互补决定区2(CDR2)，其衍生自1F5抗体的可变区；
(5)提供独立共有构架3(ICF3)结构域，其包含衍生自多个氨基酸序列的氨基酸共有序列，所述多个氨基酸序列每个均包含衍生自至少一部分Kabat构架区3(KF3)结构域的氨基酸，其中所述多个氨基酸序列从免疫球蛋白可变区基因的种系序列翻译而来或者得自成熟免疫球蛋白；
(6)提供至少一部分互补决定区3(CDR3)，其衍生自1F5抗体的可变区；和
(7)任选地提供独立共有构架4(ICF4)结构域，其包含衍生自多个氨基酸序列的氨基酸共有序列，所述多个氨基酸序列每个均包含衍生自至少一部分Kabat构架区4(KF4)结构域的氨基酸，其中所述多个氨基酸序列从免疫球蛋白可变区基因的种系序列翻译而来或者得自成熟免疫球蛋白；
其中至少一个ICF衍生自基因组核酸序列；
(8)以5’至3’方向连接编码ICF1-CDR1-ICF2-CDR2-ICF3-CDR3和任选地ICF4
结构域的核酸。
本发明提供了本发明的抗原结合抗体片段，其中所述抗体片段是Fab片段、Fab’片段、F(ab')2片段、单链抗体、Fv片段、scFv片段、抗体模拟物、Fd片段或Fd’片段；或者，本发明的抗原结合抗体片段是或包含与Fc融合的抗体片段。
本发明提供了重组、合成或分离的抗体，其具有包含本发明的至少一种可变区组合的结构。
本发明提供了嵌合抗体或其抗原结合片段，其包含本发明的至少一种可变区组合。
本发明提供了本发明的嵌合抗原结合抗体片段，其中所述嵌合抗体片段是嵌合Fab、嵌合Fab’、嵌合F(ab')2、嵌合单链抗体、嵌合Fv、嵌合scFv、抗体模拟物、嵌合Fd或嵌合Fd’。
本发明提供了特异结合CD20抗原并包含如下轻链可变区的抗体或其抗原结合片段，所述轻链可变区包含(a)ICF1，其包含SEQIDNO:43-49的氨基酸序列；(b)CDR1，其包含SEQIDNO:163的氨基酸序列；(c)ICF2，其包含SEQIDNO:58-61的氨基酸序列；(d)CDR2，其包含SEQIDNO:164的氨基酸序列；(e)ICF3，其包含SEQIDNO:67-71,73或74的氨基酸序列；(f)CDR3，其包含SEQIDNO:165的氨基酸序列；和/或(g)ICF4，其包含SEQIDNO:83的氨基酸序列。
本发明提供了特异结合CD20抗原并包含如下重链可变区的抗体或其抗原结合片段，所述重链可变区包含(a)ICF1，其包含SEQIDNO:6或7的氨基酸序列；(b)CDR1，其包含SEQIDNO:151的氨基酸序列；(c)ICF2，其包含SEQIDNO:9,10或11的氨基酸序列；(d)CDR2，其包含SEQIDNO:152的氨基酸序列；(e)ICF3，其包含SEQIDNOS:13,17,19或20的氨基酸序列；(f)CDR3，其包含SEQIDNO:153的氨基酸序列；和/或(g)ICF4，其包含SEQIDNO:21的氨基酸序列。
本发明提供了药物组合物或配制品，其包含：(a)本发明的抗体或其抗原结合片段；在一个方面，所述药物组合物或配制品进一步包含药物学可接受载体或赋形剂。
本发明提供了治疗或改善疾病、感染、病症或毒性暴露的方法，包括：(a)提供包含本发明的抗体或其抗原结合片段的组合物；和(b)将足够量的所述抗体或其抗原结合片段给予需要的个体。
本发明提供了抑制或消除免疫应答的方法，包括：(a)提供本发明的抗体或其抗原结合片段；和(b)将足够量的所述抗体或其抗原结合片段给予需要的个体。
本发明提供了抑制或消除B细胞介导的免疫应答的方法，包括：(a)提供本发明的抗体或其抗原结合片段；和(b)将足够量的所述抗体或其抗原结合片段给予需要的个体。
本发明提供了治疗B细胞淋巴瘤的方法，包括：(a)提供本发明的抗体或其抗原结合片段；和(b)将足够量的所述抗体或其抗原结合片段给予需要的个体(例如人)。
本发明利用本发明的抗体或其抗原结合片段制备用于通过将有效量的所述抗体或其片段给予对象而治疗具有B细胞介导的疾病的对象(例如人)的药物组合物；在一个方面中，其中所述疾病是B细胞淋巴瘤。
本发明的一或多个方面的细节见所述附图和如下描述。本发明的其它特征、目的和优点从说明书和附图及权利要求书中显而易见。
本文引用的所有出版物、专利、专利申请、GenBank序列及ATCC保藏物明确并入本文用于所有目的。
附图简述
图1是举例的重链或轻链(氨基酸序列或编码它们的核酸)的成分示意图，示出了人构架重组装。示出了起始鼠链，从其获得三个CDR(下划线)的序列。针对相应于FR1、FR2、FR3和任选地FR4的每一个位置提供了各种独立共有构架结构域(ICF)。优选的ICF针对每一位置独立选择并与鼠CDR组装，任选地与恒定结构域(双下划线)组装，获得重组HuFR免疫球蛋白链。
图2示出衍生自人种系κ轻链可变区的基因的氨基酸序列。
图3示出衍生自人种系λ轻链可变区的基因的氨基酸序列。
图4示出来自抗CD20ELISA的数据图，其证实抗CD20HuFR克隆在抗CD20细胞ELISA中的比活性，如以下实施例3讨论。
图5示出数据条形图，其比较了最高的(top)抗CD20HuFR克隆在抗CD20ELISA中的比活性，如以下实施例3讨论。
图6是凋亡测定条形图，其证实若干最高HuFRhit具有等于或优于参考抗体和DVSA-CD20的活性，如以下实施例3讨论。
图7是细胞周期测定，其示出HuFR抗CD20hit在体外人PBMC中不诱导细胞增殖，如以下实施例3讨论。
图8是CDC测定条形图，如以下实施例3讨论。
图9是ADCC测定条形图，如以下实施例3讨论。
图10示出DVSA-CD3的轻链(上部)和重链(下部)核酸序列，如以下实施例4讨论。
图11示出DVSA-CD3的重链(上部)和轻链(中部)氨基酸序列，以及DVSA-CD3的轻链(下部)，如以下实施例4讨论。
图12提供了最高9个抗CD3hit的重链和轻链序列对比。
各附图中相似标号代表相似元件。
发明详述
本发明提供了抗体，如嵌合人抗体(具有人成分的嵌合抗体)、重组抗体、合成抗体，编码它们的核酸，及用于制备和使用这些免疫球蛋白的方法。本发明提供了设计抗体包括嵌合抗体和/或重组或合成抗体的新方法。所述方法至少部分基于产生免疫球蛋白可变区构架亚区的共有序列，其中所述每个亚区的共有序列独立于其它亚区而获得。
在一个方面中，共有序列衍生自(相比于)种系序列；因此，在种系中最高表现的序列可以优先用于抗体设计。使用针对每个构架亚区独立选择的共有序列的文库，可以产生抗体组合文库。例如，保留(与已知抗原特异结合的)已知抗体的CDR区，所述CDR区可以重组装成不同的构架亚区组合，由此产生具有相同CDR区但不同构架序列的抗体的大集合。可以随后测试这种抗体集合以确定哪些构架序列提供最小的免疫原性同时保持对靶抗原的足够的亲和性和亲合力。
本发明提供了组合物和文库，其包含重链可变区多肽，包括嵌合和/或重组重链可变区多肽，以及编码它们的核酸(例如编码本发明的嵌合重链可变区多肽的核酸)。本发明还提供了轻链可变区多肽的组合物和文库，包括嵌合和/或重组轻链可变区多肽，编码它们的核酸(例如编码嵌合重链可变区多肽的核酸)。本发明的重链可变区多肽，包括嵌合和/或重组重链可变区多肽，可以与轻链可变区多肽(例如本发明的轻链可变区多肽)结合以产生二价免疫球蛋白(Ig)。
本发明还提供了从包含ICF的重链和轻链可变区产生的抗体组合物。在可选的实施方案中，来自任何已知抗体(例如表5-6示出的举例抗体)的任何CDR可以与例如表1-4所示的ICF组合或连接。另外，它们可以进一步与恒定结构域(CD)(例如表7-8所示的那些)组合或连接以产生全长重链可变区多肽或全长轻链可变区多肽。在组合多肽产生免疫球蛋白后，所述Ig可以作为功能单位以用于如下非限制性例子：单链抗体，二价抗体(如二硫键连接抗体)，Fab片段和单链Fv。
另外，本发明提供了产生编码含ICF的重链和轻链可变区的核酸的组合文库的方法。本发明还提供了用于产生特异于抗原并具有降低的免疫原性的抗体的方法。另外，本发明提供了用于产生编码包含ICF的重链和轻链可变区的核酸的组合文库的方法。本发明还提供了用于产生特异于抗原并具有降低的免疫原性的抗体的方法。
在可选的实施方案中，本发明的抗体(例如本发明的嵌合和/或重组抗体)无限制地包括并包含(是指)，单克隆抗体、多特异性抗体、人抗体、多克隆抗体、嵌合抗体、单链Fv(scFv)、单链抗体、单域抗体、Fab片段、F(ab)片段、二硫键连接的Fv(sdFv)、抗独特型抗体(anti-Id)，以及上述任一的表位结合片段。在可选的实施方案中，本发明的抗体(例如例如本发明的嵌合和/或重组抗体)包括免疫球蛋白分子和免疫球蛋白分子的免疫活性片段，即含有抗原结合位点的分子。抗体片段也可以包括但不限于小“抗体模拟物”，其由至少一种来自重链或轻链的CDR3、至少一种来自不提供所述CDR3的免疫球蛋白链的CDR1或CDR2以及至少一种基于其模拟亲代分子(亲代抗体)的CDR连接的能力而选自重链或轻链的构架区组成。免疫球蛋白分子可以是任何类型(例如IgG,IgE,IgM,IgD,IgA和IgY)，任何类别(例如IgG1,IgG2,IgG3,IgG4,IgA1和IgA2)或亚类。
在可选的实施方案中，本发明的抗体(例如本发明的嵌合和/或重组抗体)可以包含天然全长抗体的等价物，例如包含与两条轻链配对的两条重链。在可选的实施方案中，本发明的抗体(例如本发明的嵌合和/或重组抗体)可以包含大小约为50kD的全长重链(长度为大约446个氨基酸)，其在一个方面中可以由重链可变区基因(大约116个氨基酸)和恒定区基因编码。在可选的实施方案中，使用编码不同同种型的重链恒定区的不同恒定区基因如α、γ(IgG1,IgG2,IgG3,IgG4)、δ、ε和μ序列。在可选的实施方案中，使用由轻链可变区基因和恒定区基因编码的大小约为25kD的全长轻链(长度大约214个氨基酸)。轻链和/或重链可变区参与与抗原的结合，恒定区通常负责抗体的效应子功能。
在可选的实施方案中，本发明的抗体(例如本发明的嵌合和/或重组抗体)可以包含抗体重链和/或轻链的“可变区”(其是抗体链的N末端成熟结构域)。所有结构域、CDR和残基编号均基于序列对比和结构知识进行指定。在可选的实施方案中，本发明的抗体(例如本发明的嵌合和/或重组抗体)可以包含：VH，其是抗体重链的可变结构域；或VL，其是抗体轻链的可变结构域，并且可以是κ或λ同种型。
在可选的实施方案中，本发明的抗体(例如本发明的嵌合和/或重组抗体)可以包含免疫球蛋白轻链和/或重链可变区；其在一个方面中可以包含或由构架区(FR)组成，所述构架区接届并包含3个或4个独立的超变区，也称为互补决定区或CDR。在可选的实施方案中，如在自然界一样，FR和CDR之间的边界可以不总是确定的，并且可以取决于特定抗体及其相对于其它类似抗体的可变性程度和位置。不同轻链或重链的构架区序列在物种内是相对保守的。抗体的构架区即组成成分轻链和重链的组合构架区定位并排列CDR。CDR主要负责与抗原表位的结合。
在可选的实施方案中，使用Kabat系统(一种熟知并广泛使用的指南)鉴别本发明的构架区和CDR，参见SequencesofProteinsofImmunologicalInterest,E.Kabatetal.,U.S.DepartmentofHealthandHumanServices,(1987)and(1991)。鉴别Kabat构架序列是本领域熟知的并因此是常规方法，参见例如U.S.PatentNo.5,840,299；U.S.Pat.App.Pub.No.20050261480。Kabatetal.列出了许多针对每一亚类的抗体氨基酸序列并列出了在该亚类每个残基位置的最常发生的氨基酸。Kabatetal.使用一种方法将残基编号赋予所列序列的每个氨基酸，这一赋予残基编号的方法已成为本领域标准。通过将被讨论的抗体与Kabatetal中的共有序列之一对比，Kabatetal.的方案可延及一览表中未包括的其它抗体。Kabatetal.编号系列的应用能够容易地鉴别在不同抗体的等价位置的氨基酸。例如，在人抗体的L50位的氨基酸占据小鼠抗体的氨基酸位置L50的等价位置。
如本领域所用，术语“CDR”是指抗体可变序列内的互补决定区。在每个重链和轻链可变区中有3个CDR，它们针对每个可变区被称为CDR1,CDR2和CDR3。因为CDR代表(相对于类似序列区域)增加的可变性区域，所以这些CDR的精确边界可以根据不同系统不同地定义。广泛使用的由Kabat(Kabatetal.,SequencesofProteinsofImmunologicalInterest(NationalInstitutesofHealth,Bethesda,Md.(1987)and(1991))所述系统提供了适用于任何抗体可变区的残基编号系统，并提供了限定3个CDR的残基边界。这些CDR可被称作"KabatCDR"。Chothiaetal.(Nature(1989)342:877-883；ChothiaandLesk,(1987)J.Mol.Biol.196:901-917)发现KabatCDR内的一些亚部分采取几乎相同的肽骨架构象，而无论氨基酸序列水平差异有多大。这些亚部分被称为L1,L2和L3或者H1,H2和H3，其中"L"和"H"表示轻链和重链区域。这些区域可以被称为ChothiaCDR，其具有与KabatCDR重叠的边界。
术语“构架”、“构架区”或“构架序列”是指可变区减去CDR所剩的序列。因为CDR序列的精确限定可以由不同系统确定，所有构架序列的含义有相应不同的解释。在一个实施方案中，6个CDR(轻链的CDR1,2和3及重链的CDR1,2和3)在构架区内的定位有效地将每条链的构架区分成4个亚区，称为FR1,FR2,FR3和FR4。CDR1位于FR1和FR2之间；CDR2位于FR2和FR3之间；CDR3位于FR3和FR4之间。不指明特定的亚区域如FR1,FR2,FR3或FR4，则其它指代的构架区代表在天然发生的免疫球蛋白单链的可变区之内的组合的亚区FR1,FR2,FR3和FR4。在可选的实施方案中，本发明的构架区(FR)包含或由完整构架序列的任何部分组成(代表)，包括由4个亚区之一组成的序列。在可选的实施方案中，本发明的构架区(FR)包含或由衍生自Kabat构架区(KF)结构域的氨基酸组成，其中所述氨基酸序列衍生自种系免疫球蛋白序列。
在一个实施方案中，术语“种系序列”对于免疫球蛋白序列是指未经历成熟过程的(含有免疫球蛋白编码序列的)基因组序列，所述成熟过程导致基因重排和体细胞超变而用于表达特定免疫球蛋白(参见例如Shapiroetal.,(2002)Crit.Rev.Immunol.22(3):183-200；Marchalonisetal.,(2001)Adv.Exp.Med.Biol.484:13-30)。“种系”可以包括产生配子的细胞谱系并且连续经过许多世代。
在一个实施方案中，术语“成熟”例如对于成熟的免疫球蛋白、成熟的(Ab)序列和/或成熟的(Ab)形式等等而言，可以包括任何非种系免疫球蛋白序列；例如任何V区域重排的任何同种型的任何重排的或修饰的种系序列，包括亲和性成熟的序列(例如，在体内或体外亲和性成熟过程之后)。
在一个实施方案中，术语“共有序列”包含这样的氨基酸序列或由这样的氨基酸序列组成(是指这样的氨基酸序列)，所述氨基酸序列包含在一系列相关蛋白质(例如任何特定亚类(例如轻链，如κ或λ或同种型)或亚基结构的免疫球蛋白)的每一个位置更经常发生的氨基酸残基。共有序列可以基于一特定物种或许多物种的免疫球蛋白。在可选的实施方案中，“更经常”是指在一系列相关蛋白质(例如任何特定亚类(例如轻链，如κ或λ或同种型)或亚基结构的免疫球蛋白)的每一残基位置至少大约5％,10％,15％,20％,25％,30％,35％,40％,45％,50％,51％,52％,53％,54％,55％,56％,57％,58％,59％,60％,61％,62％,63％,64％,65％,66％,67％,68％,69％,70％,71％,72％,73％,74％,75％,76％,77％,78％,79％,80％,81％,82％,83％,84％,85％,86％,87％,88％,89％,90％,91％,92％,93％,94％,95％,96％,97％,98％或99％更经常发生的氨基酸残基。
术语“衍生物”是指可以从另一分子形成的分子。在核苷酸(例如核酸序列)或蛋白质物质(如蛋白质、多肽、肽等；例如抗体)的上下文中，衍生物可以指包含原始核酸序列(如种系序列)的物质，或者包含氨基酸序列的蛋白质物质，所述氨基酸序列得自原始来源或通过导入氨基酸残基取代、缺失和/或添加而改变。这种物质的衍生物具有与其所衍生的物质相似或相同的序列。
如本文所用，“占位子(placeholder)”是指一种核酸序列，其编码包含已知免疫球蛋白的Kabat构架区1、2和3及CDR1、2和3的免疫球蛋白可变区(例如轻链可变区)。占位子是基于与加工的成熟抗体的序列相比的种系可变区核酸序列相同性(例如与成熟抗体的核酸序列最相似的那些轻链可变区种系序列)而确定的。一旦鉴别了占位子，其可以随后用作临时单链分子与例如本发明的重链可变区分子结合，用于评估与第二条链结合时重链的功能性质。在一个实施方案中，占位子是轻链可变区(例如κ链或λ链)。
如本文所用，“Kabat构架区”(KF)是相应于标准Kabat方案的可变链构架区(亚区)，所述标准Kabat方案用于编号免疫球蛋白的氨基酸残基并指定FR和CDR的位置(Kabat,etal.(1991)SequencesofProteinsofImmunologicalInterest,FifthEdition.NIHPublicationNo.91-3242)。例如，根据这一方案，下述Kabat编号可以用于辨别可变重链构架亚区：Kabat构架区1(KF1，其可以相应于FR1)包含从残基1至大约残基29；Kabat构架区2(KF2，其可以相应于FR2)包含从大约残基36至大约残基49；Kabat构架区3(KF3，其可以相应于FR3)包含从大约残基66至大约残基94；及Kabat构架区4(KF4，其可以相应于FR4)包含从大约残基103至大约残基113。
另外，根据这一方案，在可选的实施方案中，下述Kabat编号用于辨别可变轻链构架区：Kabat构架区1(KF1，其可以相应于FR1)包含从残基1至大约残基23；Kabat构架区2(KF2，其可以相应于FR2)包含从大约残基35至大约残基49；Kabat构架区3包含从大约残基57至大约残基88(KF3，其可以相应于FR3)；及Kabat构架区4包含从大约残基96至大约残基109(KF4，其可以相应于FR4)。
如本文所用，“独立共有构架”(ICF)是指一种构架区(例如FR1,FR2,FR3,FR4,并因此可相应于KF1,KF2,KF3或KF4)，其具有这样的氨基酸或核酸编码序列，所述序列是一种共有序列，得自例如：(1)种系V或J基因，(2)重排的VDJ基因，(3)重排的VJ基因，及(4)已知免疫球蛋白的氨基酸序列(和/或编码相同或基本上相同氨基酸序列的核酸序列)。由于遗传密码的简并性，大量功能相同的核酸编码任何给定多肽。例如，密码子CGU,CGC,CGA,CGG,AGA和AGG均编码氨基酸精氨酸。因此，在精氨酸由一密码子限定的每一位置，该密码子可以被改变为所述的任一相应密码子而不改变所编码的多肽。这种核酸变异是“沉默变异”。本领域技术人员理解核酸序列中的每一密码子(除了AUG；其通常是甲硫氨酸的唯一密码子)可以根据标准技术被修饰以产生功能相同的分子。
在一个实施方案中，每个ICF包含一共有序列，其独立地选自可变区的其它ICF。换句话说，在一个方面中，ICF共有序列得自分析独立于其它构架亚区的一特定构架亚区(与这样的方法相反，即通过检查完整构架区而分析构架共有序列，而非独立分析单独的构架亚区)。独立选择可以排列得自多个编码至少一些部分的可变链构架区的种系核酸序列的ICF种系核酸序列库，然后根据序列相似性聚类序列，其中来自每一构架聚簇的序列然后用于形成共有序列。在翻译后，所述共有序列证实在每一残基位置最经常发生的氨基酸序列。结构域可以是ICF1、ICF2、ICF3或ICF4。可变构架区氨基酸残基可以相应于标准Kabat编号系统。ICF序列可以与用于确定ICF结构域的原始种系序列相同。共有序列还包括核酸共有序列中的任何摆动变化，其中所述核苷酸变化仍编码相同氨基酸序列。例如，可以基于人种系序列确定针对人的共有序列。也可以使用合适的种系序列针对如下非限制性例子而确定共有序列，例如犬、猫、绵羊、马、牛、猪、家禽、山羊、鲑鱼和杂交瘤细胞系。
免疫球蛋白结构
免疫球蛋白(Ig)是作为抗体起作用并由浆细胞应答抗原(即通过感染或免疫接种)而产生的分子。免疫球蛋白可以特异性结合一或几种密切相关的抗原。免疫球蛋白的主要功能是结合抗原，其介导各种效应子功能，可以最终导致对动物的保护。Ig基于重链恒定区中的氨基酸序列差异被分成5个不同类别，例如γ重链(IgG)、μ重链(IgM)、α重链(IgA)、δ重链(IgD)和ε重链(IgE)。属于一给定类别的所有Ig均具有相似的重链恒定区。Ig类别可以基于重链恒定区中的氨基酸序列中的小差异被进一步分成亚类。属于一个亚类的Ig可以具有相似的重链恒定区氨基酸序列，其中差异通过血清学手段检测。例如，IgG亚类包括IgG1,IgG2,IgG3,和IgG4，其中所述重链根据氨基酸差异被分成是γ1重链、γ2重链等等。在另一个例子中，IgA亚类包括IgA1和IgA2，其中所述重链根据氨基酸差异被分成是α1重链、α2重链。
免疫球蛋白还包含轻链如κ轻链或λ轻链。轻链类型的差别是基于轻链恒定区氨基酸序列中的差异，其也可以被血清学手段检测。轻链也可以基于轻链恒定区氨基酸序列中的差异被分成亚型。例如λ亚型被分为λ1、λ2、λ3和λ4。
免疫球蛋白包括一群异质分子，因为它们由不同类别和亚类的重链组成。每个重链可以随后与不同类型和亚型的轻链结合。其结果是，不同的免疫球蛋白分子由于不同的VH和VL区而可以具有不同的抗原结合性质。通常，免疫球蛋白包括4-链结构作为它们的基础单位。全长Ig包括共价连接的两条重链(～50-70kD)和两条轻链(每条～23kD，如λ或κ链)。每条轻链也与一条重链共价连接。例如，两条重链以及重链和轻链通过链间二硫键和非共价相互作用而结合在一起。链间二硫键的数量可以在不同免疫球蛋白分子间变化。每条链具有N末端可变结构域(VH或VL，其中每个长度为～110个氨基酸)以及在C末端的一或多个恒定结构域。轻链的恒定结构域(CL，其长度为～110个氨基酸)结合并与重链的第一个恒定结构域(CH，其长度为～330-440个氨基酸)二硫键相连。轻链可变结构域与重链的可变结构域相结合。Ig重链可以包括2个或更多个额外的CH结构域(如CH2、CH3等等)。例如，可以在CH1和CH2恒定结构域之间鉴别一铰链区。这是其中抗体分子的臂形成Y形并使得分子有一些柔性的区域。
如上述讨论和限定的，重链和轻链的可变结构域包括构架区(FR)和称为互补决定区(CDR)的超变区及链间二硫键(参见例如Chothiaetal.,(1985)J.Mol.Biol.186:651-663；NovotnyandHaber,(1985)Proc.Natl.Acad.Sci.USA82:45924596；Padlaretal.,(1986)Mol.Immunol.,23(9):951-960；andS.Miller,J.(1990)Mol.Biol,216:965-973)。
Ig重链和轻链可变区可以基于它们在构架区内的相似性和差异分成组和亚组。所述可变性是不同可变区基因(如V、D和J基因)产物的结果。
VDJ重组、种系序列和免疫球蛋白多样性
Ig分子的重链和轻链可变区包括V片段(可变基因片段)和J片段(连接基因片段)。V基因编码V片段，J片段是指由J基因编码的区域。另外，重链可变区包括D片段(多样性基因片段)，其由D基因编码。重链和轻链可变区的V片段由FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3及CDR3的几个氨基酸组成。轻链可变区的J片段包括其余的CDR3及完整的FR4。在重链可变区，J片段包括CDR3的一部分及FR4的全部，其中D片段包括CDR3的其余部分。例如，为产生轻链可变区，作为在B细胞分化期间轻链可变区基因的重排结果，J片段被加入到V片段。在重链情况中，D片段与J片段被加入到V片段，产生重链可变区。
免疫球蛋白多样性是各种过程的结果，如组合组装(例如V(D)J重组)、连接组装(junctionalassembly)、轻链偶联(例如κ和λ轻链的不同组合可以被使用但是不是所有重链均与κ和λ同等好配对)，及体细胞超变。
多种系基因的组合组装涉及编码可变区和各种体细胞事件。V(D)J重组从发育B细胞中的组分V、D和J基因片段组装Ig基因。体细胞事件包括可变(V)基因片段与多样性(D)和连接(J)基因片段的随机重组以产生完整VH区-重链可变区的V(D)J结构域。简而言之，第一次重组事件发生在发育B细胞的重链基因座的一个D和一个J基因片段之间，形成DJ复合物。这两个基因之间的DNA被缺失。D-J重组事件随后为来自新形成的DJ复合物的上游区的一个V基因的连接，导致形成重排的VDJ基因。该新VDJ基因的V和D片段之间的其它基因现在被缺失。免疫球蛋白轻链基因座的κ和λ链类似于重链可变区而重组，除了轻链缺少Δ片段，其中所述事件也可以引起可变(V)和连接(J)基因片段之间的随机重组，产生完整VJ区-轻链可变区的VJ结构域。
连接多样性还有助于重组过程中实现的Ig多样性。当D基因片段被连接至J基因片段，V基因片段随后连接至DJ区时，该过程本身是不精确的，并且可以导致编码V(D)J结构域连接处的各种氨基酸的核苷酸的丧失或添加。这些参与产生多样性的机制发生在暴露于抗原之前的发育B细胞中。
在抗原刺激后，B细胞中表达的Ig基因经历体细胞突变或超变(参见Maizels(2005)Ann.Rev.Genet.39:23-46)，其进一步有助于Ig可变性。成熟的B细胞在遭遇抗原活化后，具有将点突变导入免疫球蛋白基因的可变区中的能力(也称作亲和性成熟)；这发生在专门的淋巴样结构生发中心中。一些突变可导致Ig具有对抗原更高的亲和性。与抗原强结合的抗体被选择进行增殖，因为它们比与其抗原弱结合的抗体更经常被刺激。
除了上述产生Ig多样性的机制外，可以使用完全或部分衍生自编码表达的免疫球蛋白的序列的核苷酸的遗传学差异集合。例如，序列可以通过体外刺激从细胞系产生，应答这而发生重排。或者，部分或全部序列可以得自组合例如未重排的V片段与D和J片段，使用核苷酸合成、随机诱变和其它方法，如美国专利5,565,332所述的方法。基于估计数目的种系基因片段(如重链和轻链可变区的V、D和J片段)、这些片段的随机重组及重链和轻链可变区的随机配对(VH-VL)，大约1.6x107种不同抗体可以被产生(FundamentalImmunology(3rded),ed.Paul,RavenPress,NewYork,N.Y.,1993；Immunobiology:theimmunesysteminhealthanddisease,4thed.,Janewayetal.,ElsevierScience/GarlandPublishing,York,N.Y.,1999)。当考虑其它有助于抗体多样性的方法(如体细胞超变)时，大约1010种不同Ig可以被产生(ImmunoglobulinGenes,2<nd>ed.,eds.Jonioetal.,AcademicPress,SanDiego,Calif.,1995；Immunology,3rded.,Kuby,J.,W.H.FreemanandCo.,NewYork,NY.,1997)。
多肽
除了编码重链可变区多肽的核酸之外，本发明还提供了重组重链可变区多肽的组合物。本发明还提供了重组轻链可变区多肽的组合物以及编码重链可变区多肽的核酸。所述重组重链可变区多肽可以与轻链可变区多肽偶联以产生免疫球蛋白。用于本发明方法中的核酸序列之外的核酸组合物，即至少部分编码个体轻链或重链可变区肽、多肽或蛋白质的那些，可以是天然发生的、合成的或其组合。它们可以是mRNA、DNA或cDNA。在本发明的一些实施方案中，所述核酸编码抗体。在进一步的实施方案中，所述核酸编码单链抗体、二价抗体、Fab片段或单链Fv。
在一个实施方案中，编码独立共有构架(ICF)的氨基酸序列被提供以产生重组重链可变区(见表1)。在另一个实施方案中，编码相应于ICF的氨基酸序列的核酸被提供以产生重组重链可变区多肽(表2)。在其它实施方案中，编码独立共有构架的氨基酸序列被提供以产生重组轻链可变区(见表3)。在进一步实施方案中，编码相应于ICF的氨基酸序列的核酸被提供以产生重组轻链可变区多肽(表4)。ICF(例如ICF1,ICF2,ICF3或ICF4)可以是Kabat构架(KF)区(即KF1,KF2,KF3或KF4)，其包含这样的氨基酸或核酸编码序列，所述序列是共有序列，得自例如(1)种系V或J基因，(2)重排的VDJ基因，(3)重排的VJ基因，或(4)已知Ig的氨基酸序列(和/或编码相同或基本上相同的氨基酸序列的核酸序列)。
表1可变重(VH)链ICF的示例性氨基酸序列
重链ICF1s：
重链ICF2s
重链ICF3s
重链ICF4s
表2可变重(VH)链ICF的示例性核酸序列
重链ICF1s：
重链ICF2s：
重链ICF3s：
重链ICF4s：
表3可变轻链(Vκ或Vλ)ICFs的示例性氨基酸序列
表4：可变轻链ICFs的示例性核酸序列
ICF2 lambda 核酸序列
VL1_2 TGGTACCAGCAGCTCCCAGGAACAGCCCCCAAACTCCTCATCAT 104
VL3_4 TGGTACCAACAGCACCCAGGCAAAGCCCCCAAACTCATGATTTAT 105
VL5_6 TGGTACCAGCAGAAGCCAGGCCAGGCCCCTGTGCTGGTCATCTAT 106
VL7 TGGTATCAGCAGAAGCCAGGCCAGTCCCCTGTGCTGGTCATCTAT 107
除了表1-4列出的序列之外，可以用于本发明的其它ICF在实施例3和4公开的组装的HuFR序列中提供(有颜色的或非下划线亚序列)。
例如，每个ICF包含独立选择的共有序列，其中独立选择可涉及序列对比ICF种系核酸序列库，随后根据序列相似性聚类(clustering)序列，所述ICF种系核酸序列得自多个编码可变链Kabat构架区的至少一些部分的种系核酸序列。例如，来自每个构架聚簇的序列然后被用于建立重链可变区的共有序列。在一个非限制性实施例中，可以汇编所有种系人VH外显子的序列，每个外显子序列可以随后被分成构架亚区FR1,2,3和4，如Kabatetal.所述(见上述)。
然后对比FR亚区序列集合(如KabatFR1序列库)而非包含构架亚区1-4的完整构架序列，并经序列相似性聚类。来自每个FR亚区聚簇的序列(例如FR1,FR2,FR3或FR4)可以然后用于产生共有序列(例如ICF1,ICF2,ICF3和ICF4)，其独立地衍生自完整构架区，其包含在每个序列位置最频繁发生的氨基酸(见表1和2)。这一共有方法也可以针对VL外显子进行以鉴别每个构架亚区内的共有序列(表3-4；还见实施例1-2)。例如，用于组装重链可变区的ICF序列产生总共336种重链可变区组合(即7个IFC1序列x6个ICF2序列x8个ICF3序列x1个ICF4序列)。在另一个使用ICF序列组装轻链可变区(例如κ轻链)的例子中，总共可能有224种轻链可变区组合(即7个IFC1序列x4个ICF2序列x8个ICF3序列x1个ICF4序列)。当重链和轻链可变区组合互相结合时，总共可以产生75264种重链-轻链复合物(例如，更人样的(morehuman-like)免疫球蛋白分子)。
在一个实施方案中，重链可变区ICF1核酸序列包含SEQIDNO:22,23,24,25,26,27或28任一序列。在另一个实施方案中，重链可变区ICF2核酸序列包含SEQIDNO:29,30,31,32或33。在进一步的实施方中，重链可变区ICF3核酸序列包含SEQIDNO:34,35,36,37,38,39,40或41。在本发明的另一个实施方案中，重链可变区ICF4核酸序列是SEQIDNO:42。
在另一个实施例中，来自每个构架聚簇的序列也可以用于建立轻链可变区的共有序列。在一个实施方案中，轻链可变区ICF1核酸序列包含SEQIDNO:85,86,87,88,89,90,91,92,93,94,95,96,97或98。在另一个实施方案中，轻链可变区ICF2核酸序列包含SEQIDNO:100,101,102,103,104,105,106或107。在进一步的实施方案中，轻链可变区ICF3核酸序列包含SEQIDNO:109,110,111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122或123。在本发明的另一个实施方案中，轻链可变区ICF4核酸序列是SEQIDNO:125或126。
来自每个构架聚簇的氨基酸序列也可以用于建立重链可变区的共有序列。在一个实施方案中，重链可变区ICF1氨基酸序列包含SEQIDNO:1-7,186,187,188,189,181,199任一序列。在另一个实施方案中，重链可变区ICF2氨基酸序列包含SEQIDNO:8-12或190-192任一序列。在进一步的实施方案中，重链可变区ICF3氨基酸序列包含SEQIDNO:13-20,180,182-185或193-198。在本发明的另一个实施方案中，重链可变区ICF4氨基酸序列是SEQIDNO:21,206或207。
另外，来自每个构架聚簇的氨基酸序列也可以用于建立轻链可变区的共有序列。在一个实施方案中，轻链可变区ICF1氨基酸序列包含SEQIDNO:43-57或200-204任一序列。在另一个实施方案中，轻链可变区ICF2氨基酸序列包含SEQIDNO:58,59,60,61,62,63,64,65,66或204。在进一步的实施方案中，轻链可变区ICF3氨基酸序列包含SEQIDNO:67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80,81或82。在本发明的另一个实施方案中，轻链可变区ICF4氨基酸序列是SEQIDNO:83或84。
在翻译后，ICF1,ICF2,ICF3或ICF4共有序列证实在每个残基位置发生的最频繁的氨基酸序列。ICF序列可以与用于确定ICF结构域的原始种系序列相同。在一个实施方案中，包含重链可变区的ICF序列与种系Kabat构架区(KFR)至少80％相同。在另一个实施方案中，ICF序列与种系KFR至少85％,90％,93％,95％,99％或100％相同。
本发明的轻链可变区多肽的ICF序列也可以与用于确定ICF结构域的原始种系序列相同。在另一个实施方案中，包含轻链可变区的ICF序列与种系KFR至少70％相同。在另一个实施方案中，ICF序列与种系KFR至少50％,60％,70％,80％,85％,90％,93％,95％,99％或100％相同。
在翻译后，ICF1,ICF2,ICF3或ICF4共有序列证实在每个残基位置发生的最频繁的氨基酸序列。在一个实施方案中，包含重链可变区的ICF序列与成熟抗体KFR至少80％,85％,90％,93％,95％,99％或100％相同。
本发明的轻链可变区多肽的ICF序列也可以与用于确定ICF结构域的原始成熟抗体序列相同。在一个实施方案中，包含轻链可变区的ICF序列与成熟抗体KFR至少50％相同。在其它实施方案中，包含轻链可变区的ICF与成熟抗体KFR至少60％,70％,80％,85％,90％,93％,95％,99％或100％相同。
可变构架区氨基酸残基可以相应于上述标准Kabat编号系统。Kabat编号系统可以相应于本发明的ICF氨基酸序列。例如，重链可变区的ICF1可以包含Kabat构架(KF)1的大约25个残基。在一个实施方案中，重链可变区的ICF1包含KF1的至少20、25或至少29个连续残基。
在一个实施方案中，重链可变区的ICF2可以包含大约14个KF2的残基。在一个实施方案中，重链可变区的ICF2包含至少10、12或14个连续的KF2残基。
重链可变区的ICF3可以包含大约32个KF3的残基。在一个实施方案中，重链可变区的ICF3包含至少25、30或32个连续的KF3残基。
重链可变区的ICF4可以包含大约12个KF4的残基。在一个实施方案中，重链可变区的ICF4包含至少8、10或12个连续的KF4残基。
Kabat编号系统也可以相应于本发明的轻链可变区多肽的ICF氨基酸序列。例如，轻链(例如Vκ或Vλ)可变区的ICF1可以包含Kabat构架(KF)1的大约25个残基。在一个实施方案中，轻链可变区的ICF1包含KF1的至少15、20或23个连续残基。
轻链可变区的ICF2可以包含大约15个KF2的残基。在一个实施方案中，轻链可变区的ICF2包含至少10个连续的KF2残基。在另一个实施方案中，ICF2包含至少12个连续的KF2残基。在进一步的实施方案中，ICF2包含至少14个连续的KF2残基。
轻链可变区的ICF3可以包含大约32个KF3的残基。在一个实施方案中，轻链可变区的ICF3包含至少25、30或32个连续的KF3残基。
轻链可变区的ICF4可以包含大约10个KF4的残基。在一个实施方案中，轻链可变区的ICF4包含至少8、10、13个连续的KF4残基。
ICF核酸共有序列可以包括核酸共有序列中的任何摆动位点变化，其中所述核苷酸变化仍编码相同氨基酸序列。因为遗传密码的简并性，大量的功能相同核酸编码任何给定多肽。例如，密码子CGU,CGC,CGA,CGG,AGA和AGG均编码氨基酸精氨酸。因此，在精氨酸由一密码子限定的每个位置，该密码子可以改变为所述的任一相应密码子而不改变编码的多肽。
在一些实施方案中，编码重链可变区ICF1的核酸序列与SEQIDNO:22,23,24,25,26,27或28至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。在其它实施方案中，编码重链可变区ICF2的核酸序列与SEQIDNO:29,30,31,32或33至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。在一些实施方案中，编码重链可变区ICF3的核酸序列与SEQIDNO:34,35,36,37,38,39,40或41至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。在进一步的实施方案中，编码重链可变区ICF4的核酸序列与SEQIDNO:42至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。
在其它实施方案中，编码轻链可变区ICF1的核酸序列与SEQIDNO:85,86,87,88,89,90,91,92,93,94,95,96,97或98至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。在一些实施方案中，编码轻链可变区ICF2的核酸序列与SEQIDNO:100,101,102,103,104,105,106或107至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。在一些实施方案中，编码轻链可变区ICF3的核酸序列与SEQIDNO:109,110,111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122或123至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。在其它实施方案中，编码轻链可变区ICF4的核酸序列与SEQIDNO:125或126至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。
保守氨基酸变化是指具有相似侧链变化的氨基酸残基的互换性。例如，一组具有碱性侧链的氨基酸是赖氨酸、精氨酸和组氨酸；一组具有脂羟基侧链的氨基酸是丝氨酸和苏氨酸；一组具有含酰胺侧链的氨基酸是天冬酰胺和谷氨酰胺；一组具有脂族侧链的氨基酸是甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸；一组具有芳香侧链的氨基酸是酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸；一组具有含硫侧链的氨基酸是半胱氨酸和甲硫氨酸。
在一些实施方案中，编码重链可变区ICF1的氨基酸序列与SEQIDNO:1,2,3,4,5,6或7至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。在其它实施方案中，编码重链可变区ICF2的氨基酸序列与SEQIDNO:8,9,10,11或12至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。在一些实施方案中，编码重链可变区ICF3的氨基酸序列与SEQIDNO:13,14,15,16,17,18,19或20至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。在进一步的实施方案中，编码重链可变区ICF4的氨基酸序列与SEQIDNO:21至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。
在其它实施方案中，编码轻链可变区ICF1的氨基酸序列与SEQIDNO:43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56或57至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。在一些实施方案中，编码轻链可变区ICF2的氨基酸序列与SEQIDNO:58,59,60,61,62,63,64,65或66至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。在一些实施方案中，编码轻链可变区ICF3的氨基酸序列与SEQIDNO:67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80,81或82至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。在其它实施方案中，编码轻链可变区ICF4的氨基酸序列与SEQIDNO:83或84至少70％,75％,80％,85％,90％,95％,96％,97％,98％或99％相同。
可以基于人种系序列或成熟(即重排的)抗体序列确定针对人的ICF核酸或氨基酸共有序列(例如相应于ICF1,ICF2,ICF3或ICF4的序列)。ICF核酸或氨基酸共有序列也可以使用合适的种系序列针对如下非限制性例子而确定，例如犬、猫、绵羊、马、牛、猪、家禽、山羊、鲑鱼和杂交瘤细胞系。
本发明提供了从上述重链和轻链可变区产生的抗体组合物。根据本发明，来自已知抗体的CDR(如表5-6所示的那些)可以与如表1-4所示的那些ICF组合。另外，它们可以进一步组合恒定结构域(CD)(例如表7-8所示那些)以产生全长重链可变区多肽或全长轻链可变区多肽。这些多肽可以随后组合产生Ig，其中所述Ig可以作为功能单位用于下述非限制性抗体例子：单链抗体、二价抗体(如二硫键连接抗体)、Fab片段和单链Fv。
免疫球蛋白片段可以通过蛋白酶消化产生并已证明在阐述免疫球蛋白的结构/功能关系中非常有用。Ig片段可以包括重链和轻链可变区的组合以形成抗原结合位点。抗体片段包括例如Fab,Fab',F(ab')2,Fv,scFv,Fd和Fd'片段。
例如，Fab片段可以通过用木瓜蛋白酶消化产生，其中所述酶在H-H链间二硫键之前在铰链区断裂免疫球蛋白分子。这导致形成两个相同片段，它们含有轻链和重链的VH和CH1结构域并额外包含抗体的抗原结合位点。每个Fab片段是单价的，但是原始分子是二价的。Fc片段例如也可以通过用木瓜蛋白酶消化产生。所述酶能产生含有两条重链其余部分的片段，各自含有CH2和CH3结构域。
用胃蛋白酶处理免疫球蛋白导致在H-H链间二硫键之后重链裂解，产生含有两个抗原结合位点的片段。由胃蛋白酶消化产生的这一二价片段被称为F(ab')2。分子的Fc区被胃蛋白酶消化成小肽。F(ab')2片段可以结合其抗原但是通常不介导抗体的效应子功能。
组合物
本发明的每种化合物(例如本文描述的化合物)当与可接受载体或赋形剂组合时可以用作组合物(例如药物组合物)。本发明的这些组合物(例如药物组合物)可以用于体外或体内分析或体内或离体给予对象(例如人)以用于治疗对象。
因此，本发明的药物组合物除了活性成分之外还可以包括药物学可接受赋形剂、载体、缓冲剂、稳定剂或本领域技术人员熟知的其它材料。在一个方面中，这些材料是无毒的并且不干扰活性成分的功效。载体或其它材料的精确性质可取决于配方和给药途径。
包含本发明的蛋白质例如本发明的抗体或其抗原结合片段(例如由本发明方法鉴别的那些)的本发明的药物配制品可以制备用于储存，所述制备通过例如将具有希望纯度的蛋白质与任选的生理学可接受载体、赋形剂或稳定剂(参见例如Remington'sPharmaceuticalSciences最新版或第16版,Osol,A.Ed.(1980))混合而进行，例如呈冻干配制品或水溶液形式。在可选的实施方案中，可接受载体、赋形剂或稳定剂是在采用的剂量和浓度下对受体(例如人类患者)无毒的，并可以包括缓冲剂如磷酸盐、柠檬酸盐和其它有机酸；抗氧化剂，包括抗坏血酸和甲硫氨酸；防腐剂(如十八烷基二甲基苄基氯化铵；氯化六甲铵(hexamethoniumchloride)；benzalkoniumchloride,benzethoniumchloride；酚,丁醇或苄基醇；烷基parabens如甲基或丙基paraben；儿茶酚；间苯二酚；环己醇；3-戊醇；和m-甲酚)；低分子量(小于大约10个残基)多肽；蛋白质，如血清白蛋白，明胶或免疫球蛋白；亲水性聚合物如聚乙烯吡咯烷酮；氨基酸如甘氨酸，谷氨酰胺，天冬酰胺，组氨酸，精氨酸或赖氨酸；单糖，二糖，和其它碳水化合物包括葡萄糖，甘露糖或糊精；螯合剂如EDTA；糖如蔗糖，甘露醇，海藻糖或山梨糖醇；成盐反荷离子如钠；金属复合物(例如Zn-蛋白质复合物)；和/或非离子型表面活性剂如 或聚乙二醇(PEG)。
在可选的实施方案中，可接受载体是针对给予个体(例如人类患者)生理学可接受的并保留了其所给予的化合物的治疗性质。可接受载体及其配制品一般性地在例如Remington'pharmaceuticalSciences最新版(也参见第18版,ed.A.Gennaro,MackPublishingCo.,Easton,PA1990)中描述。在一个方面中，举例的载体是生理盐水。
用于实施本发明的“药物学可接受载体”可以包括药物学可接受材料、组合物或运载体，如液体或固体填充剂、稀释剂、赋形剂、溶剂或包囊材料，参与携带或转运化合物从一个器官的给药部位或机体部分到另一器官或机体的另一部分，或者在离体或体外测定系统中。在可选的实施方案中，每个载体是可接受的是指其与配制品的其它成分是相容的并且对于其所给药的对象是无伤害的。在替代实施方案中，可接受载体不改变对象化合物的比活性。
本发明的药物组合物或药物配制品包括适于在对象中的药物学用途的组合物。本发明的药物组合物和配制品可以包括一定量的本发明化合物和药物学或生理学可接受载体。
本发明的组合物(例如药物组合物或药物配制品)可以配制成与特定给药途径(即全身或局部给药)相容。因此，本发明的组合物可以包括适于各种途径给药的载体、稀释剂或赋形剂。
在另一个实施方案中，如果需要，组合物可进一步包含可接受添加剂以改良组合物中的化合物的稳定性和/或控制组合物的释放速率。可接受添加剂不改变对象化合物的比活性。举例的可接受添加剂包括但不限于糖，如甘露醇、山梨糖醇、葡萄糖、木糖醇、海藻糖、山梨糖、蔗糖、半乳糖、葡聚糖、右旋糖、果糖、乳糖及其混合物。可接受添加剂可与可接受载体和/或赋形剂如右旋糖组合。或者，举例的可接受添加剂包括但不限于表面活性剂如polysorbate20或polysorbate80以增加肽稳定性和降低溶液的胶凝。表面活性剂可以以0.01％-5％溶液的量加入到组合物中。加入这种可接受添加剂增加组合物储存稳定性和半衰期。
本发明的药物组合物可以例如通过注射给药。在可选的实施方案中，用于注射的组合物包括水溶液(当是水溶性时)或分散液和用于即时制备无菌注射溶液或分散液的无菌粉末。在可选的实施方案中，对于静脉内给药，合适的载体包括生理盐水、抑菌水、CREMOPHORELTM(BASF,Parsippany,NJ.)或磷酸缓冲盐水(PBS)。载体可以是溶剂或者含有例如水、乙醇、多元醇(例如甘油、丙二醇和液体聚乙二醇等)的分散介质，及其合适的混合物。可以例如通过使用包衣如卵磷脂，在分散液情况中通过保持所需颗粒大小以及通过使用表面活性剂而保持流动性。
抗细菌剂和抗真菌剂可以包括例如对羟苯甲酸酯、三氯叔丁醇、酚、抗坏血酸和硫柳汞。等渗剂例如糖、多元醇如甘露醇、山梨糖醇及氯化钠可以包括在组合物中。所得溶液可以原样包装或者冻干；冻干制剂可以稍后与无菌溶液在给药前组合。
对于静脉内注射或者在受影响部位注射，活性成分可以呈胃肠外可接受水溶液形式，其是无热原的并具有合适的pH、等渗性和稳定性。本发明的组合物可以包含(以及本领域技术人员完全能够制备)合适的溶液，使用例如等渗运载体如氯化钠注射液、Ringer注射液、乳酸Ringer注射液。如果需要，防腐剂、稳定剂、缓冲剂、抗氧化剂和/或其它添加剂可以包括进来。无菌注射溶液可以通过将活性成分以所需量掺入具有一种或者如果需要上述成分组合的合适的溶剂，随后过滤灭菌。在一个方面中，分散液是通过将活性成分掺入无菌运载体中而制备，所述运载体含有碱性分散介质和所需的来自上述的其它成分。在用于制备无菌注射溶液的无菌粉末情况中，可选的制备方法是真空干燥和冻干，其产生活性成分加来自先前无菌过滤的溶液的任何额外所需成分的粉末。
组合物可以常规地静脉内给药，如通过注射单位剂量而进行。为了注射，活性成分可以是胃肠外可接受水溶液形式，其基本上是无热原的并具有合适的pH、等渗性和稳定性。可以使用例如等渗运载体如氯化钠注射液、Ringer注射液、乳酸Ringer注射液制备合适的溶液。如果需要，防腐剂、稳定剂、缓冲剂、抗氧化剂和/或其它添加剂可以包括进来。另外，组合物可以经气溶胶化(aerosolization)给药(Lahnetal.,AerosolizedAnti-T-cell-ReceptorAntibodiesAreEffectiveagainstAirwayInflammationandHyperreactivity,Int.Arch.AllegeryImmune,134:49-55(2004))。
一个实施方案涉及使用本文描述的组合物制备用于治疗本文描述的病症、疾病或失调的药物。药物可以基于需要治疗的患者/对象的身体特征配制，并且可以基于病症、疾病或失调的阶段而配制成单或多个配制品。药物可以合适包装，贴上合适标签，以配送到医院和临床医生，其中标签是用于指示治疗具有本文描述疾病的对象。
治疗
在一个方面中，本发明的多肽可以特异性结合CD20，CD20是一种在B细胞前体和成熟B细胞上的跨膜表面抗原，其在结合后不内在化，也不从细胞表面脱落。CD20还在参与各种疾病的大部分B细胞上表达。本发明的抗体或抗原结合片段可以用于治疗具有肿瘤发生疾病的对象，例如特征在于存在表达CD20的肿瘤细胞的疾病，包括例如B细胞淋巴瘤，例如NHL。
在可选的方面中，本发明的组合物和本发明的方法用于“抑制”、“改善”、“治疗”和/或“治疗”疾病或病症，这些术语可以互换使用，并可以指例如症状的停滞、生存延长、症状部分或完全改善以及病症、疾病或失调的完全或部分根除。本发明的抗体或抗原结合片段可以用于治疗B细胞介导的疾病。在一个方面中，本发明的“治疗”可以包括免疫应答的抑制或废除。本发明的抗体或抗原结合片段可以用于抑制或废除B细胞介导的免疫应答。本发明的抗体或抗原结合片段可以用于癌症治疗中，包括癌细胞、生长或肿瘤的停滞、部分或完全消除。在可选的方面中，治疗或部分消除包括例如细胞、生长或肿瘤大小和/或体积成倍降低，如降低大约2倍、大约3倍、大约4倍、大约5倍、大约10倍、大约20倍、大约50倍或之间的任何倍数。在可选方面中，治疗或部分消除可以包括细胞、生长或肿瘤大小和/或体积降低百分比大约为1％,2％,3％,4％,5％,10％,20％,30％,40％,50％,60％,70％,80％,90％,95％或之间的任何百分比降低。
可以用本发明组合物或方法治疗和/或预防的肿瘤发生疾病的例子包括B细胞淋巴瘤，例如NHL，包括前体B细胞淋巴母细胞白血病/淋巴瘤和成熟B细胞新生物，如B细胞慢性淋巴细胞白血病(CLL)/小淋巴细胞淋巴瘤(SLL),B细胞幼淋巴细胞白血病，淋巴质浆细胞淋巴瘤(lymphoplasmacyticlymphoma)，外套细胞淋巴瘤(MCL),滤泡淋巴瘤(FL),包括低度、中度和高度FL，皮肤滤泡中心淋巴瘤(cutaneousfolliclecenterlymphoma)，边缘区B细胞淋巴瘤(MALT型,结节和脾型)，多毛细胞白血病，弥漫性大B细胞淋巴瘤，Burkitt's淋巴瘤，浆细胞瘤，浆细胞骨髓瘤，移植后淋巴增生性障碍，Waldenstrom's巨球蛋白血症和间变性大细胞淋巴瘤(ALCL)。
可以用本发明组合物或方法治疗和/或预防的B细胞非Hodgkin's淋巴瘤的进一步例子是淋巴瘤样肉芽肿病，原发性渗出性淋巴瘤，血管内大B细胞淋巴瘤，纵膈大B细胞淋巴瘤，重链疾病(包括γ、μ和α疾病)，由使用免疫抑制剂治疗诱导的淋巴瘤，如环孢菌素诱导的淋巴瘤和氨甲喋呤诱导的淋巴瘤。
可以用本发明的组合物或方法治疗和/或预防的其中涉及CD20表达B细胞的免疫疾病包括自身免疫疾病，如银屑病，银屑病性关节炎，皮炎，系统性硬皮病和硬化，炎症性肠病(IBD)，克隆氏病，溃疡性结肠炎，呼吸窘迫综合征，脑膜炎，脑炎，葡萄膜炎，肾小球肾炎，湿疹，哮喘，动脉粥样硬化，白细胞粘附缺陷，多发性硬化，雷诺综合征，干燥综合征，青少年糖尿病，Reiter's病，白塞病，免疫复合物肾炎，IgA肾病，IgM多神经病，免疫介导的血小板减少，如急性特发性血小板减少性紫癜和慢性特发性血小板减少性紫癜，溶血性贫血，重症肌无力，狼疮肾炎，系统性红斑狼疮，类风湿性关节炎(RA),特应性皮炎，天疱疮，Graves'病，桥本甲状腺炎，韦格纳肉芽肿病，Omenn's综合征，慢性肾衰竭,，急性传染性单核细胞增多症，HIV，疱疹病毒相关疾病。进一步的例子是重症急性呼吸窘迫综合征和脉络膜视网膜炎(choreoretinitis)。
在可选的方面，可以用本发明的组合物或方法治疗和/或预防的其它疾病或失调包括由B细胞被病毒如Epstein-Barr病毒(EBV)感染所导致或介导的那些疾病或失调。
表5.所列抗体的可变重链(VH)和可变轻链(Vκ或Vλ)的CDR片段的示例性核酸序列
表6所列抗体的可变重链(VH)和可变轻链(Vκ或Vλ)的CDR片段的示例性氨基酸序列
表7Ig重链和κ轻链的示例性恒定结构域(CD)的氨基酸序列
表8编码Ig重链和κ轻链的示例性恒定结构域(CD)的核酸序列
除了表5－8列出的序列之外，其它CDR(下划线)和恒定区(双下划线或黄色高亮)在实施例3－6公开的原始和组装的HuFR序列中提供。
示例性抗体
可选的实施方案中，本发明的组合物，例如本发明的嵌合和/或重组抗体特异结合CD20，CD20是在B细胞表面上表达的未糖基化磷酸蛋白并作为B细胞标记。CD20是跨膜钙传导的调节物并在B细胞活化和増殖中起作用。在本发明的一个方面中，可以产生含有更人样的可变区的抗体，其针对真核细胞(例如B细胞)的表面蛋白。在一个实施方案中，含有抗CD20抗体的CDR的本发明的重组重链可变区多肽和重组轻链可变区多肽被用于形成具有特征更人类的可变区的抗体。例如，所述抗体结合CD20抗原。在一个实施方案中，抗体的轻链可变区包含ICF1，其包含SEQIDNO:43,44,45,46,47,38,或49的氨基酸序列；CDR1，其包含SEQIDNO:163的氨基酸序列；ICF2，其包含SEQIDNO:58,59,60或61的氨基酸序列；CDR2，其包含SEQIDNO:164的氨基酸序列；ICF3，其包含SEQIDNO:67-71,73或74的氨基酸序列；CDR3，其包含SEQIDNO:165的氨基酸序列；以及ICF4，其包含SEQIDNO:83的氨基酸序列。在其它实施方案中，抗体的重链可变区包含ICF1，其包含SEQIDNO:6或7的氨基酸序列；CDR1，其包含SEQIDNO:151的氨基酸序列；ICF2，其包含SEQIDNO:9,10或11的氨基酸序列；CDR2，其包含SEQIDNO:152的氨基酸序列；ICF3，其包含SEQIDNO:13,17,19或20的氨基酸序列；CDR3，其包含SEQIDNO:153的氨基酸序列；以及ICF4，其包含SEQIDNO:21的氨基酸序列.
CD3是T细胞受体复合物的成分。其是特异于T细胞的表面标记，因此可用于特异性鉴别T细胞。根据本发明，可以产生含有更人样的可变区的抗体，其针对真核细胞(例如T细胞)的表面蛋白。在一个实施方案中，含有抗CD3抗体的CDR的本发明的重组重链可变区多肽和重组轻链可变区多肽被用于形成具有特征更人类的可变区的抗体。例如，所述抗体结合CD3抗原。在一个实施方案中，抗体的轻链可变区包含ICF1，其包含SEQIDNO:43-46或49的氨基酸序列；CDR1，其包含SEQIDNO:169的氨基酸序列；ICF2，其包含SEQIDNO:58,59或60的氨基酸序列；CDR2，其包含SEQIDNO:170的氨基酸序列；ICF3，其包含SEQIDNO:68-69,72,73或74的氨基酸序列；CDR3，其包含SEQIDNO:171；以及ICF4，其包含SEQIDNO:83的氨基酸序列。在进一步的实施方案中，抗体的重链可变区包含ICF1，其包含SEQIDNO:3,7或181的氨基酸序列；CDR1，其包含SEQIDNO:157的氨基酸序列；ICF2，其包含SEQIDNO:9或11；CDR2，其包含SEQIDNO:158的氨基酸序列；ICF3，其包含SEQIDNOS:15,16或17的氨基酸序列；CDR3，其包含SEQIDNO:159的氨基酸序列；以及ICF4，其包含SEQIDNO:21的氨基酸序列。
核酸
在一个实施方案中，除了编码已知免疫球蛋白重链可变区的互补决定区1、2和3的序列(如抗CD20、抗CD3的那些)之外，还提供了本发明的独立编码共有的重链可变区结构域ICF1,2和3的核酸序列。在另一个实施方案中，除了编码已知免疫球蛋白重链可变区的互补决定区1、2和3的序列(如抗CD20、抗CD3的那些)之外，还提供了本发明的独立编码共有的轻链可变区结构域ICF1,2和3的核酸序列。在进一步的实施方案中，额外提供了独立编码共有的重链和轻链可变区结构域ICF4的核酸序列。例如，本发明的重链可变区ICF1,2,3和4结构域以及轻链可变区ICF1,2,3和4结构域具有表2和表4列出的SEQIDNO。相应于已知免疫球蛋白重链可变区的CDR1,2和3的核酸序列见表5。
以上提供的编码重链或轻链可变区ICF结构域和CDR的核酸以5’至3’方向融合，形成这样的核酸，所述核酸产生单核酸分子的异质群体。在一个实施方案中，编码重链可变区ICF结构域和CDR的核酸以5’至3’方向以如下顺序融合：编码ICF1的核酸；编码CDR1的核酸；编码ICF2的核酸；编码CDR2的核酸；编码ICF3的核酸；和编码CDR3的核酸。在另一个实施方案中，编码轻链可变区ICF结构域和CDR的核酸以5’至3’方向以如下顺序融合：编码ICF1的核酸；编码CDR1的核酸；编码ICF2的核酸；编码CDR2的核酸；编码ICF3的核酸；和编码CDR3的核酸。在进一步的实施方案中，编码重链和轻链可变区结构域ICF4的核酸序列以5’至3’方向融合至重链或轻链CDR3的C末端。例如，本发明的重链可变区ICF1,2,3和4结构域以及轻链可变区ICF1,2,3和4结构域具有表2和表4列出的SEQIDNO。相应于已知免疫球蛋白重链可变区的CDR1,2和3的核酸序列见表5。
通过HuFR获得的Ig链可针对希望的性质用GeneSiteSaturationMutagenesis(GSSMTM)或SyntheticLigationReassembly(SLR或GeneReassemblyTM)进化方法进一步修饰，如美国专利6,171,820,No.6,537,776,No.6,562,594,No.6,605,449和No.6,764,835所述。
载体
一旦产生重链或轻链可变区分子，随后可以将其克隆进质粒并转化进细胞中以表达所述重链或轻链可变区多肽。在一个实施方案中，携带重链或轻链可变区多肽基因的质粒在大肠杆菌中扩增并转染进哺乳动物细胞以产生全长免疫球蛋白。
适于培养的细胞可携带导入的表达载体(构建体)如质粒。表达载体构建体可以通过转染、脂染、转化、注射、电穿孔或感染导入。表达载体可以含有编码用于在培养方法中表达和生产的蛋白质的编码序列或其部分。这种表达载体可以包括插入的编码序列的转录和翻译所需的成分。含有编码产生的蛋白质和多肽的序列以及合适的转录和翻译控制元件的表达载体可用本领域技术人员熟知和使用的方法产生。这些方法包括体外重组DNA技术、合成技术和体内基因重组，其描述见J.Sambrooketal.,(1989)MolecularCloning,ALaboratoryManual,ColdSpringHarborPress,Plainview,N.Y.andinF.M.Ausubeletal.,1989,CurrentProtocolsinMolecularBiology,JohnWiley&Sons,NewYork,N.Y.。可使用的方法和工具类型的更详细描述如下提供。
通过标准分子生物学方案获得的克隆可以转染进合适的宿主细胞如哺乳动物细胞以表达希望的产物。转染技术用本领域建立的适于被使用的宿主细胞的标准技术进行。例如，哺乳动物细胞转染可用脂染、原生质体融合、DEAE-葡聚糖介导的转染、CaPO4共沉淀、电穿孔、直接显微注射以及本领域已知的其它方法实现，所述其它方法包括刮擦(scraping)、直接摄取、渗透压或蔗糖休克、溶菌酶融合或红细胞融合、间接显微注射如红细胞介导技术和/或将宿主细胞通电。
表达
编码感兴趣蛋白质(例如重链或轻链可变区多肽、糖蛋白如Ig)的DNA在衍生自多细胞生物体(例如哺乳动物来源的)的真核宿主细胞中的表达可以用于本发明(TissueCultures,(1973)AcademicPress,CruzandPatterson,Eds.)。衍生自多细胞生物体的宿主细胞具有剪接去掉内含子的能力，因此可直接用于表达基因组DNA片段。能携带、表达和分泌感兴趣蛋白质的有用的宿主细胞系包括中华仓鼠卵巢细胞(CHO),如CHO-Kl(ATCCCCL-61),DG44(Chasinetal.,1986,Som.CellMolec.Genet,12:555-556；Kolkekaretal.,1997,Biochemistry,36:10901-10909；andWO01/92337A2),二氢叶酸还原酶阴性CHO细胞(CHO/dhfr-,UrlaubandChasin,1980,Proc.Natl.Acad.SciUSA,77:4216),和dp12.CHO细胞(U.S.Pat.No.5,721,121)；由SV40转化的猴肾CV1细胞(COS细胞,COS-7,ATCCCRL-1651)；人胚胎肾细胞(例如293细胞或被亚克隆以悬浮培养生长的293细胞，Grahametal.,1977,J.Gen.Virol.,36:59)；幼仓鼠肾细胞(BHK,ATCCCCL-IO)；猴肾细胞(CV1,ATCCCCL-70)；非洲绿猴肾细胞(VERO-76,ATCCCRL-1587；VERO,ATCCCCL-81)；小鼠Sertoli细胞(TM4,Mather,1980,Biol.Reprod.,23:243-251)；人宫颈癌细胞(HELA,ATCCCCL-2)；犬肾细胞(MDCK,ATCCCCL-34)；人肺细胞(W138,ATCCCCL-75)；人肝细胞瘤细胞(HEP-G2,HB8065)；小鼠乳房肿瘤细胞(MMT060562,ATCCCCL-51)；水牛鼠肝细胞(BRL3A,ATCCCRL-1442)；TRI细胞(Mather,1982,AnnalsNYAcad.Sci,383:44-68)；MCR5细胞；FS4细胞。
用于真核细胞如哺乳动物细胞的表达载体可包括与哺乳动物细胞相容的启动子和控制序列，其是本领域熟知的。一些调节元件可以是例如在各种表达载体这发现的CMV启动子或禽肉瘤病毒(ASV)启动子。其它常用的早期和晚期启动子包括来自猴病毒40的那些(SV40)(Fiers,etal.,(1973)Nature273:113),或其它病毒启动子如衍生自牛乳头状瘤、多瘤和腺病毒2病毒的那些启动子。也可以使用可调节启动子hMTII(Karin,etal.,1982,Nature299:797-802)，及其它本领域已知的启动子。对于在培养的昆虫细胞(例如SF9细胞)中表达重组蛋白，可利用的一些杆状病毒载体包括pVL系列(Lucklow,V.A.,andSummers,M.D.,1989,Virology170:31-39)和pAc系列(Smithetal.,1983,Mol.CellBiol.3:2156-2165)。本领域技术人员还了解增强子区(在非编码DNA区域中启动子区上游或下游发现的那些序列)对于改善表达也是重要的。如果需要可以采用来自病毒来源的复制起点，例如如果使用原核宿主导入质粒DNA。
宿主细胞
在可选的实施方案中，除了哺乳动物宿主细胞之外，还可以使用其它真核生物体作为宿主以表达感兴趣蛋白质(例如本发明的多肽，例如本发明的重链或轻链可变区多肽，包括糖蛋白如Ig)。在可选的实施方案中，可以使用芽殖酵母酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)的实验室菌株以及其它酵母菌株，如裂殖酵母粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomycespombe)。携带编码感兴趣蛋白质(例如本发明多肽)的DNA的酵母载体可以使用2μ复制起点(Broachetal.,(1983)Meth.Enz.101:307)，或其它与酵母相容的复制起点(例如Stinchcombetal.,1979,Nature282:39；Tschempeetal.,1980,Gene10:157；andClarkeetal.,1983,Meth.Enz.101:300)。酵母载体中所含的调节元件可以是用于合成糖酵解酶的启动子(Hessetal.,1968,J.Adv.EnzymeReg.7:149；Hollandetal.,1978,Biochemistry17:4900)。本领域技术人员也可以使用其它启动子，其中生长条件可以调节可调节基因的转录。与哺乳动物表达系统类似，酵母表达载体中的终止子序列位于编码序列的3’末端也是希望的并且在酵母衍生基因的开放读框后的3’非翻译区中发现。本发明的重组蛋白例如本发明的重链或轻链可变区多肽，糖蛋白如Ig也可以在昆虫细胞中表达(例如使用杆状病毒载体)。
可以使用针对被培养的宿主细胞的各种培养参数。哺乳动物的合适培养条件是本领域熟知的(Clevelandetal.,(1983)J.Immunol.Methods,56:221-234)或者可以由本领域技术人员确定(参见例如AnimalCellCulture:APracticalApproach2ndEd.,(1992)Rickwood,D.andHames,B.D.,eds.(OxfordUniversityPress:NewYork,))，并根据所选择的特定宿主细胞变化。可以使用商购培养基，包括例如最小基本培养基(MEM,Sigma,St.Louis,Mo.)；Dulbecco'sModifiedEaglesMedium(DMEM,Sigma)；Ham'sFlOMedium(Sigma)；HyClone细胞培养基(HyClone,Logan,Utah)；RPMI-1640培养基(Sigma)；和化学限定(CD)培养基，其针对特定细胞类型配制，例如CD-CHO培养基(Invitrogen,Carlsbad,Calif.)。任何这些培养基如果需要可以补加合适浓度或量的先前限定的补充组分或成分，包括任选组分。
感兴趣蛋白质(如本发明多肽)，包括糖蛋白、免疫球蛋白，可以通过在各种细胞培养条件下生长表达希望的蛋白质产物的细胞而产生。本领域技术人员理解用于蛋白质生产的细胞培养物和培养运转可以包括三种一般类型：连续培养、分批培养和补料分批培养。在一个方面中，连续培养方法，新鲜培养基补充物(例如饲养培养基)在培养期间被供应给细胞，而旧培养基被除去。在连续培养期间产生的产物也可以例如以每日为基础或连续收获。只要细胞保持存活，以及环境和培养条件被保持，则细胞可以在连续培养方法中保持培养希望长时间。
产生感兴趣蛋白质(例如本发明多肽)的培养细胞可以根据最适合特定哺乳动物宿主细胞和特定生产计划的任何方案或程序进行繁殖。可以开发细胞培养条件以增强细胞培养物生长期的哺乳动物细胞群的扩增或生长，增强的时间是这种扩增和生长最大化的时间。另外，可以开发细胞培养条件以增强细胞生产期的蛋白质生产一段时间。可以使用的培养条件如温度、pH、溶解氧(DO2)是培养哺乳动物宿主细胞中使用的那些条件，它们为本领域技术人员所了解。培养哺乳动物宿主细胞如CHO细胞的合适温度范围是在30-40℃之间，在一个实施方案中是大约37℃。pH通常用酸或碱调节至大约6.5至7.5之间的水平。合适的DO2是在5-90％空气饱和度之间。这些培养条件可用于促进培养产生希望的感兴趣蛋白质的哺乳动物细胞。
制备抗体的方法
本发明还提供了产生特异于抗原并具有降低的免疫原性的抗体的方法，其中所述抗体包括含ICF的重链和轻链可变区。产生这一集合的方法包括提供在细胞中表达的重链和轻链核酸(来自上述)的组合文库，其产生重链或轻链可变区多肽，其中所述可变区包含ICF，以及筛选结合抗原并具有降低的免疫原性的抗体。在一个实施方案中，轻链和重链可变区核酸的组合文库可以根据本领域方法转染进细胞中，因此使这两个集合由细胞表达。这会使得轻链和重链在细胞内重组，产生可以用本领域已知方法筛选结合亲和性和/或降低的免疫原性的抗体。
在另一个实施方案中，重链组合文库可以在第一细胞群中，轻链组合文库可以在第二细胞群中。适于分开表达和筛选的方法如2006年10月4日申请的美国临时申请60/849,597所述，其完整内容并入本文。
组合文库
本发明提供了用于产生编码包含ICF的重链和轻链可变区的核酸组合文库的方法。用于产生这一集合的方法包括提供编码包含ICF的重链和轻链可变区的核酸，以5’至3’方向连接编码重链和轻链可变区的核酸，以及在细胞中表达所述核酸。
在一个实施方案中，所述方法提供重链可变区的核酸(或其编码的氨基酸序列)的组合文库。表G显示了可用于组合文库中的ICF1,2,3和4集合的例子。
表G.用于制备组合重链文库的示例性ICF集合
ICF1 工CF2 ICF3 ICF4
GL1_8 GL1_7_8 GL_1 GL_1
GL_2 GL2_3 GL_2
GL_3 GL_4 GL_3
GL_4 GL_5 GL_4
GL_5 GL_6 GL_5
GL_6 GL_6
GL_7 GL_7
GL_8
使用表G中的4个ICF集合可以产生总共280种重链组合(7ICF1x5ICF2x8ICF3x1ICF4)。
对于相应的轻链文库，表H中的ICF集合是可以使用的ICF的例子。
表H.用于制备组合轻链文库的示例性ICF集合
VK.ICF1 VK.ICF2 VK.工CF3 VK.工CF4
VK1_2 VK1_2_3 VK1 VK1
VK3 VK4_5_6 VK2
VK4 VK7 VK3
VK5 VK8 VK4
VK6 VK5
VK7 VK6
VK8 VK7
VK8
Vλ.工CF1 Vλ.ICF2 Vλ.ICF3 Vλ.工CF4
VL1 VL1_2 VL1 VL1
VL2 VL3_4 VL2
VL3 VL5_6 VL3
VL4 VL7 VL4
VL5 VL8 VL5
VL6 VL6
VL7 VL7
VL8 VL8
因此，224种κ链(7x4x8x1)或320种(8x5x8x1)λ链的组合文库可以得自这些集合。
本发明的组合文库可以从其它ICF集合中组装。例如，可以制备简化的文库，例如组合具有相同指示编号的ICF1、ICF2和ICF3：VK1_2+VK1_2_3+VK1+VK1或VK6_VK4_5_6+VK6+VK1，由此获得8种κ链的简化的但代表性的集合。可以通过用如表1-4所提供的另一种ICF置换ICF而制备其它文库。例如，当选择ICF1集合用于重链文库时，GL2可以(a)被省略，(b)由GL2a,GL2b或表1或实施例中所列的其它ICF1置换，或者(c)由与GL2,GL2a,GL2b或其它ICF1相似的一或多种序列如种系或成熟抗体中的相应序列置换。
可选的示例性实施方案
在另一个实施方案中，HuFR可以涉及两步重组装过程，其涉及一或多种占位子核酸。占位子可以包含简化的轻链ICF集合。占位子还可以基于已知抗体或与加工的成熟抗体序列(例如与成熟抗体的核酸序列最相似的那些轻链可变区种系序列)相比的种系可变区核酸序列相同性而确定。鉴别后，在转染和在细胞中表达后，占位子核酸序列可以用作暂时的单轻链分子，其可以与本发明的重链可变区分子偶联。
具有希望性质如结合抗原的重链可变区多肽是最佳重链。在一个实施方案中，编码选择的多肽的核酸序列可以与在细胞中表达的轻链可变区核酸的组合文库组合。在另一个实施方案中，可以如上所述筛选抗体克隆。例如，可以筛选抗体克隆的增强的结合亲和性，例如诱导凋亡或介导细胞死亡的能力。
合成轻链基因以作为占位子轻链，用于HC筛选目的。获得来自FR1,FR2,FR3和FR4的轻链构架的代表性序列，其属于相同家族(例如，衍生自相同原始种系序列)，并用作占位子轻链基因。选择了8个家族的κ构架区和8个家族的λ构架区，代表可以被生成以用于筛选目的的8个潜在κ或λ文库。
一旦产生针对所述8个家族的每一个的重链和占位子轻链，每种产物可以结合成文库(例如245种重链与家族1轻链一起产生；245种重链与家族2轻链一起产生；等等，直至具有总共8个文库)。从8个文库的每一个(每个文库代表1个种系家族)，用结合测定(如ELISA)筛选总共1960种抗体。因此，在所有8个文库被筛选后，总共15680个HC候选物被检查。从那些中进一步评价最高的10个结合HC，这是在占位子轻链被除去并用轻链可变区核酸组合文库置换之后进行，其在HuFR方法的第二阶段确定。
在文库合成和克隆之后，可以在大肠杆菌中扩增携带抗体基因的质粒并转染进哺乳动物细胞以用于产生全长Ig。所得抗体上清可以随后在凋亡测定中筛选。例如，在CD3抗体情况中，从初次筛选中有326个hit被选择，52个hit被证实，最高10个重链hit被选择(见实施例4)。
在第二轮中，由凋亡测定鉴别的最高的10个重组装重链基因可以随后与HuFR组合轻链文库组合。这一文库可以被筛选以鉴别具有与对照抗体相比相同或改善的性质的变体。例如，在CD3抗体情况中，从初次筛选中有268个hit被选择，37个hit被证实，最高10个被选择。9个成功再转染并在证实测定中被测定(见实施例4)。
本发明将参照以下实施例进一步描述；但是应理解本发明不限于这些实施例。
实施例
实施例1:用于轻链文库的构架重组装片段
本发明提供了轻链和重链构架区“片段”或工作片段的文库，其可以用于构建嵌合抗原结合多肽。下述实施例描述了可以用于构建嵌合抗原结合多肽的轻链构架区“片段”或工作片段的举例文库，以及制备其的举例方法。
在一个方面，构架片段设计用于表现人类构架区(FR)例如FR1、FR2和FR3亚区的序列多样性。在本实施例中，基于人种系免疫球蛋白轻链可变区(VL)构建片段文库。
设计轻链λ(Vλ)构架区片段用于重组装文库
为鉴别λ链构架区的序列，查询抗体序列的Kabat数据库以确定哪些人种系基因用于成熟功能抗体中。使用序列比较软件鉴别最相似的种系基因用于每种成熟VL。因此，基因可以通过其可产生的成熟抗体百分比而进行比较。基于功能全长序列(图2－3)，选择最高的(top)全长种系序列以获得各个FR区域。
为获得代表人FR的“共有”序列，汇编所有人cκ外显子的序列，并将外显子序列分成FR。对每一组FR序列进行下述步骤。通过序列相似性对比一组FR序列并聚簇。来自每种主FR簇的序列用于创建共有序列，其由在每个序列位置最频繁发生的氨基酸组成。所得序列是17个共有FR1(也称作ICF1),16个共有FR2(也称作ICF2),和15个共有FR3(也称作ICF3)。每个共有区(例如ICF1,ICF2,ICF3)与种系文库FR片段至少52％相同，与成熟FR片段至少65％相同。FR共有序列(例如ICF1、ICF2、ICF3)被转变为DNA序列。
可以根据希望的覆盖率和筛选能力选择这些ICF的亚集。通过先包括来自ICFVκ文库(在当时使用的)的独特片段，然后主要基于它们由成熟抗体的相对使用度及其次基于它们对由当前文库错过的任何序列空间的覆盖度而用共有片段补充这一列表而选择亚集片段。
实施例2:用于重链文库的构架重组装片段
本发明提供了轻链和重链ICF的单独的文库；这些文库使用本发明举例方法制备。下述实施例描述了可以用于构建嵌合抗原结合多肽的重链构架区“片段”或工作片段的举例文库，以及制备它们的举例方法。
基于人种系免疫球蛋白重链可变区(VH)和已经经过天然免疫学成熟过程的人VH构架重链ICF的单独文库。任何VH可以被亚分为互补决定区(CDR)和FR。对于每种FR，设计若干片段以表现天然VHFR中见到的多样性。
汇编所有人VH外显子序列，并且将外显子序列分成FR。对每一组FR序列进行下述步骤。通过序列相似性对比一组FR序列并聚簇。来自每种主FR簇的序列用于创建共有序列(例如ICF1、ICF2、ICF3)，其由在每个序列位置最频繁发生的氨基酸组成。每个FR家族氨基酸共有序列(例如ICF1、ICF2、ICF3)以非偏倚方式被逆翻译成密码子。这些初步核苷酸模型与人VH外显子对比以确定“天然”密码子使用。与初级核苷酸模型对比的外显子区被用于产生二级核苷酸模型。翻译所述二级核苷酸模型以比较原始共有一级结构(例如ICF1、ICF2、ICF3)。导致来自共有序列(例如ICF1、ICF2、ICF3)的突变的二级模型中的密码子用编码在共有序列中所见的残基的人密码子置换。FR3具有12个代表性片段序列；在一个实验文库中，使用8个片段。选择这些以使12个片段集合与8个片段集合之间的序列多样性差异最小化。
实施例3:抗CD20抗体
本发明提供了嵌合多肽和特异性结合多肽CD20例如在一个实施方案中人CD20的特异性二价抗体。
特异性结合人CD20的小鼠抗体被鉴别，具有与参考抗体相似的生物学性质。培养小鼠杂交瘤，经荧光激活的细胞淘选(FACS)分析证实小鼠抗体与CD20+B细胞系(Daudi)的结合。
在进一步鉴定和及开发测定法之前，将选择的亲本小鼠抗体转变为嵌合抗CD20抗体。嵌合抗体是进行选择抗体对参考抗体(小鼠－人嵌合体)的比较生物学研究所需的。另外，制备嵌合抗体以作为修饰中所用筛选测定的合适对照。制备亲本嵌合体以便来自免疫球蛋白重链(HC)和轻链(LC)基因的编码可变区的序列被分离并克隆进含有人IgG1恒定区的哺乳动物表达载体中。所得嵌合抗CD20抗体被称为DVSA-CD20。
测定法开发
建立基于细胞的ELISA，以作为鉴别具有类似于或优于DVSA-CD20的CD20结合性质的HuFR变体的简单、快速初级筛选工具。这一测定用悬浮的CD20+B细胞系以及用表达人CD20蛋白质的稳定的贴壁HEK-293细胞系开发。
CDC(补体依赖的细胞毒性)测定.开发基于荧光的96孔板测定，以评价抗CD20补体结合CD20+淋巴细胞的能力。补体激活通过测量细胞存活而评估。对于这一测定，参考抗体和DVSA-CD20用作阳性对照。阴性对照包括未处理细胞、仅用补体处理的细胞、用无关人IgG和补体处理的细胞以及用载体对照上清和补体处理细胞。
ADCC(抗体依赖的细胞介导的细胞毒性测定).测定了抗CD20抗体诱导ADCC的能力。抗CD20抗体变体在CD20细胞ELISA中被测试具有类似的或改良的与DVSA-CD20的结合，在CDC测定中具有与DVSA-CD20相比类似的或改良的活性。为证实抗CD20变体保留了这种效应子功能，建立了96孔板ADCC测定。用LDH释放测量细胞死亡。测定的阳性对照包括参考抗体和DVSA-CD20抗体。
凋亡测定.开发了用于测量细胞质膜完整性丧失的基于FACS的测定以评估抗CD20变体诱导凋亡的能力。为此测定，人CD20阳性B细胞淋巴瘤细胞用抗CD20处理，用膜联蛋白V和碘化丙锭染色，随后FACS分析。
细胞周期测定.DVSA-CD20的完全小鼠亲代抗体已被报道在存在交联抗体时诱导体外人PBMC的细胞増殖。参考抗体未证实这一不希望的活性。为保证抗CD20变体不诱导人B细胞增殖，抗CD3细胞周期测定被适应这一筛选。小鼠CD20(muCD20)如文献报道当在交联抗体存在下保温时诱导适当水平的细胞增殖。
构建HuFR文库
人构架重组装进行2轮。为进行第一轮，制备重链文库。下表示出用于具有小鼠CD2R的CD20重链组装的ICF(ICF序列见表1和表2)，如图1示意性示出：
重链ID ICF1 ICF2 ICF3 ICF4
BD20332 GL7 GL2_3 GL7 GL1
BD20333 GL7 GL2_3 GL8 GL1
BD20335 GL7 GL5 GL1 GL1
BD20336 GL7 GL2_3 GL1 GL1
BD20337 GL7 GL4 GL7 GL1
BD20338 GL6 GL5 GL7 GL1
BD20339 GL7 GL5 GL8 GL1
BD20341 GL7 GL4 GL8 GL1
重链可变区的完整核苷酸和氨基酸序列提供如下：
重链可变区的核苷酸序列：
>BD20332(SEQIDNO：99)
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>BD20333(SEQIDNO：108)
CAGGTGCAGCTGGTGCAGTCTGGGGCTGAGGTGAAGAAGCCTGGGGCTTCGGTGAAGGTCTCCTGCAAGGCTTCTGGCTACACATTTACCAGTTACAATATGCACTGGGTCCGCCAGGCTCCAGGGAAGGGGCTGGAGTGGGTTGGTGCTATTTATCCAGGAAATGGTGATACTTCCTACAATCAGAAGTTCAAAGGCAGAGTCACGATTACCGCGGACAAATCCACGAGCACAGCCTACATGGAGCTGAGCAGCCTGAGATCTGAGGACACGGCCGTGTATTACTGTGCGAGATCGCACTACGGTAGTAACTACGTAGACTACTTTGACTACTGGGGCCAGGGCACCCTGGTCACCGTCTCCTCC
>BD20335(SEQIDNO：124)
CAGGTGCAGCTGGTGCAGTCTGGGGCTGAGGTGAAGAAGCCTGGGGCTTCGGTGAAGGTCTCCTGCAAGGCTTCTGGCTACACATTTACCAGTTACAATATGCACTGGGTGCGACAGGCTCCTGGAAAAGGGCTTGAGTGGATGGGTGCTATTTATCCAGGAAATGGTGATACTTCCTACAATCAGAAGTTCAAAGGCAGATTCACCATCTCCAGAGACAACGCCAAGAACTCACTGTATCTGCAAATGAACAGCCTGAGAGCCGAGGACACGGCTGTGTATTACTGTGCGAGATCGCACTACGGTAGTAACTACGTAGACTACTTTGACTACTGGGGCCAGGGCACCCTGGTCACCGTCTCCTCC
>BD20336(SEQIDNO：130)
CAGGTGCAGCTGGTGCAGTCTGGGGCTGAGGTGAAGAAGCCTGGGGCTTCGGTGAAGGTCTCCTGCAAGGCTTCTGGCTACACATTTACCAGTTACAATATGCACTGGGTCCGCCAGGCTCCAGGGAAGGGGCTGGAGTGGGTTGGTGCTATTTATCCAGGAAATGGTGATACTTCCTACAATCAGAAGTTCAAAGGCAGATTCACCATCTCCAGAGACAACGCCAAGAACTCACTGTATCTGCAAATGAACAGCCTGAGAGCCGAGGACACGGCTGTGTATTACTGTGCGAGATCGCACTACGGTAGTAACTACGTAGACTACTTTGACTACTGGGGCCAGGGCACCCTGGTCACCGTCTCCTCC
>BD20337(SEQIDNO：131)
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>BD20338(SEQIDNO：132)
GAGGTGCAGCTGGTGCAGTCTGGGGCAGAGGTGAAAAAGCCCGGGGAGTCTCTGAAGATCTCCTGTAAGGGTTCTGGCTACACATTTACCAGTTACAATATGCACTGGGTGCGACAGGCTCCTGGAAAAGGGCTTGAGTGGATGGGTGCTATTTATCCAGGAAATGGTGATACTTCCTACAATCAGAAGTTCAAAGGCAGAGTCACCATCTCAGCTGACAAGTCCATCAGCACTGCCTACCTGCAGTGGAGCAGCCTGAAGGCCTCGGACACCGCCATGTATTACTGTGCGAGATCGCACTACGGTAGTAACTACGTAGACTACTTTGACTACTGGGGCCAGGGCACCCTGGTCACCGTCTCCTCC
>BD20339(SEQIDNO：136)
CAGGTGCAGCTGGTGCAGTCTGGGGCTGAGGTGAAGAAGCCTGGGGCTTCGGTGAAGGTCTCCTGCAAGGCTTCTGGCTACACATTTACCAGTTACAATATGCACTGGGTGCGACAGGCTCCTGGAAAAGGGCTTGAGTGGATGGGTGCTATTTATCCAGGAAATGGTGATACTTCCTACAATCAGAAGTTCAAAGGCAGAGTCACGATTACCGCGGACAAATCCACGAGCACAGCCTACATGGAGCTGAGCAGCCTGAGATCTGAGGACACGGCCGTGTATTACTGTGCGAGATCGCACTACGGTAGTAACTACGTAGACTACTTTGACTACTGGGGCCAGGGCACCCTGGTCACCGTCTCCTCC
>BD20341(SEQIDNO：137)
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重链可变区的氨基酸序列
>BD20332(SEQIDNO：138)
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>BD20333(SEQIDNO：142)
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>BD20335(SEQIDNO：143)
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>BD20336(SEQIDNO：144)
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>BD20337(SEQIDNO：148)
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>BD20341(SEQIDNO：154)
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与重链相关的信号序列和恒定区如下：
>HC信号(SEQIDNO：155)
ATGGAGTTTGGGCTGAGCTGGCTTTTTCTTGTGGCTATTTTAAAAGGTGTCCAGTGT
>HC信号(SEQIDNO：156)
MEFGLSWLFLVAILKGVQC
>>HC恒定(SEQIDNO：160)
GCCTCCACCAAGGGCCCATCGGTCTTCCCCCTGGCACCCTCCTCCAAGAGCACCTCTGGGGGCACAGCGGCCCTGGGCTGCCTGGTCAAGGACTACTTCCCCGAACCGGTGACGGTGTCGTGGAACTCAGGCGCCCTGACCAGCGGCGTGCACACCTTCCCGGCTGTCCTACAGTCCTCAGGACTCTACTCCCTCAGCAGCGTGGTGACCGTGCCCTCCAGCAGCTTGGGCACCCAGACCTACATCTGCAACGTGAATCACAAGCCCAGCAACACCAAGGTGGACAAGAGAGTTGAGCCCAAATCTTGTGACAAAACTCACACATGCCCACCGTGCCCAGCACCTGAACTCCTGGGGGGACCGTCAGTCTTCCTCTTCCCCCCAAAACCCAAGGACACCCTCATGATCTCCCGGACCCCTGAGGTCACATGCGTGGTGGTGGACGTGAGCCACGAAGACCCTGAGGTCAAGTTCAACTGGTACGTGGACGGCGTGGAGGTGCATAATGCCAAGACAAAGCCGCGGGAGGAGCAGTACAACAGCACGTACCGTGTGGTCAGCGTCCTCACCGTCCTGCACCAGGACTGGCTGAATGGCAAGGAGTACAAGTGCAAGGTCTCCAACAAAGCCCTCCCAGCCCCCATCGAGAAAACCATCTCCAAAGCCAAAGGGCAGCCCCGAGAACCACAGGTGTACACCCTGCCCCCATCCCGGGATGAGCTGACCAAGAACCAGGTCAGCCTGACCTGCCTGGTCAAAGGCTTCTATCCCAGCGACATCGCCGTGGAGTGGGAGAGCAATGGGCAGCCGGAGAACAACTACAAGACCACGCCTCCCGTGCTGGACTCCGACGGCTCCTTCTTCCTCTACAGCAAGCTCACCGTGGACAAGAGCAGGTGGCAGCAGGGGAACGTCTTCTCATGCTCCGTGATGCATGAGGCTCTGCACAACCACTACACGCAGAAGAGCCTCTCCCTGTCTCCGGGTAAATGA
>HC恒定(SEQIDNO：161)
ASTKGPSVFPLAPSSKSTSGGTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTQTYICNVNHKPSNTKVDKRVEPKSCDKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK
重链文库然后与8个占位子轻链相结合。每个轻链由固定集合的人构架和小鼠CDR组成。携带抗体基因的质粒在大肠杆菌中扩增并转染进哺乳动物细胞中用于产生全长含IgG上清，以用于在细胞ELISA中进行筛选。由细胞ELISA鉴别的最佳重组装重链基因然后与如下重组装轻链文库组合：
轻链ID ICF1 ICF2 ICF3 ICF4
BD22084 VK8 VK7 VK5 VK1
BD22107 VK8 VK8 VK5 VK1
BD22086 VK8 VK4_5_6 VK7 VK1
BD22103 VK8 VK1_2_3 VK7 VK1
BD22088 VK8 VK7 VK2 VK1
BD22108 VK8 VK4_5_6 VK2 VK1
BD22094 VK8 VK4_5_6 VK3 VK1
BD22085 VK7 VK4_5_6 VK1 VK1
BD22109 VK7 VK7 VK5 VK1
BD22090 VK8 VK8 VK8 VK1
BD22092 VK1_2 VK8 VK7 VK1
BD22100 VK3 VK4_5_6 VK2 VK1
BD22105 VK6 VK8 VK7 VK1
BD22111 VK7 VK1_2_3 VK3 VK1
BD22104 VK4 VK8 VK1 VK1
BD22087 VK6 VK1_2_3 VK3 VK1
BD22096 VK5 VK1_2_3 VK3 VK1
BD22091 VK5 VK7 VK4 VK1
BD22089 VK5 VK7 VK2 VK1
BD22095 VK4 VK7 VK2 VK1
BD22106 VK6 VK4_5_6 VK2 VK1
BD22097 VK6 VK7 VK1 VK1
BD22101 VK5 VK7 VK1 VK1
BD22102 VK4 VK7 VK1 VK1
轻链可变区的完整核苷酸和氨基酸序列提供如下：
轻链可变区的核苷酸序列：
>BD22084(SEQIDNO：162)
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>BD22107(SEQIDNO：166)
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>BD22086(SEQIDNO：167)
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>BD22103(SEQIDNO：168)
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>BD22088(SEQIDNO：172)
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>BD22108(SEQIDNO：173)
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>BD22094(SEQIDNO：174)
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GACATCGTGATGACCCAGTCTCCAGACTCCCTGGCTGTGTCTCTGGGCGAGAGGGCCACCATCAACTGCAGGGCCAGCTCAAGTTTAAGTTTCATGCACTGGTATCAGCAGAAACCAGGACAGCCTCCTAAGCTGCTCATTTATGCCACATCCAACCTGGCTTCTGGGATCCCAGCCAGGTTCAGTGGCAGTGGGTCTGGGACAGACTTCACTCTCACCATCAGCAGCCTAGAGCCTGAAGATTTTGCAGTTTATTACTGTCATCAGTGGAGTAGTAACCCGCTCACGTTCGGCCAAGGTACCAAGGTGGAAATCAAA
>BD22090(SEQIDNO：210)
GATATTGTGATGACCCAGTCTCCACTCTCCCTGCCCGTCACCCCTGGAGAGCCGGCCTCCATCTCCTGCAGGGCCAGCTCAAGTTTAAGTTTCATGCACTGGTATCTGCAGAAGCCAGGGCAGTCTCCACAGCTCCTGATCTATGCCACATCCAACCTGGCTTCTGGGGTCCCTGACAGGTTCAGTGGCAGTGGATCAGGCACAGATTTTACACTGAAAATCAGCAGAGTGGAGGCTGAGGATGTTGGGGTTTATTACTGTCATCAGTGGAGTAGTAACCCGCTCACGTTCGGCCAAGGTACCAAGGTGGAAATCAAA
>BD22092(SEQIDNO：211)
GACATCCAGATGACCCAGTCTCCATCCTCCCTGTCTGCATCTGTAGGAGACAGAGTCACCATCACTTGCAGGGCCAGCTCAAGTTTAAGTTTCATGCACTGGTATCTGCAGAAGCCAGGGCAGTCTCCACAGCTCCTGATCTATGCCACATCCAACCTGGCTTCTGGGGTCCCTGACCGATTCAGTGGCAGCGGGTCTGGGACAGATTTCACTCTCACCATCAGCAGCCTGCAGGCTGAAGATGTGGCAGTTTATTACTGTCATCAGTGGAGTAGTAACCCGCTCACGTTCGGCCAAGGTACCAAGGTGGAAATCAAA
>BD22100(SEQIDNO：212)
GACATCCAGATGACCCAGTCTCCTTCCACCCTGTCTGCATCTGTAGGAGACAGAGTCACCATCACTTGCAGGGCCAGCTCAAGTTTAAGTTTCATGCACTGGTATCAGCAGAAACCTGGCCAGGCTCCCAGGCTCCTCATCTATGCCACATCCAACCTGGCTTCTGGGGTCCCATCAAGGTTCAGTGGAAGTGGATCTGGGACAGATTTTACTTTCACCATCAGCAGCCTGCAGCCTGAAGATATTGCAACATATTACTGTCATCAGTGGAGTAGTAACCCGCTCACGTTCGGCCAAGGTACCAAGGTGGAAATCAAA
>BD22105(SEQIDNO：213)
GAAATTGTGTTGACCCAGTCTCCAGGCACCCTGTCTTTGTCTCCAGGGGAAAGAGCCACCCTCTCCTGCAGGGCCAGCTCAAGTTTAAGTTTCATGCACTGGTATCTGCAGAAGCCAGGGCAGTCTCCACAGCTCCTGATCTATGCCACATCCAACCTGGCTTCTGGGGTCCCTGACCGATTCAGTGGCAGCGGGTCTGGGACAGATTTCACTCTCACCATCAGCAGCCTGCAGGCTGAAGATGTGGCAGTTTATTACTGTCATCAGTGGAGTAGTAACCCGCTCACGTTCGGCCAAGGTACCAAGGTGGAAATCAAA
>BD22111(SEQIDNO：214)
GACATCGTGATGACCCAGTCTCCAGACTCCCTGGCTGTGTCTCTGGGCGAGAGGGCCACCATCAACTGCAGGGCCAGCTCAAGTTTAAGTTTCATGCACTGGTATCAGCAGAAACCAGGGAAAGCCCCTAAGCTCCTGATCTATGCCACATCCAACCTGGCTTCTGGGGTCCCATCAAGGTTCAGCGGCAGTGGATCTGGGACAGAATTCACTCTCACCATCAGCAGCCTGCAGCCTGATGATTTTGCAACTTATTACTGTCATCAGTGGAGTAGTAACCCGCTCACGTTCGGCCAAGGTACCAAGGTGGAAATCAAA
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轻链可变区的氨基酸序列：
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EIVLTQSPATLSLSPGERATLSCRASSSLSFMHWYQQKPGQPPKLLIYATSNLASGIPARFSGSGSGTEFTLTISSLQSEDFAVYYCHQWSSNPLTFGQGTKVEIK
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>BD22095(SEQIDNO：244)
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>BD22106(SEQIDNO：245)
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>BD22097(SEQIDNO：246)
EIVLTQSPGTLSLSPGERATLSCRASSSLSFMHWYQQKPGQPPKLLIYATSNLASGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYCHQWSSNPLTFGQGTKVEIK
>BD22101(SEQIDNO：247)
EIVLTQSPATLSLSPGERATLSCRASSSLSFMHWYQQKPGQPPKLLIYATSNLASGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYCHQWSSNPLTFGQGTKVEIK
>BD22102(SEQIDNO：248)
EIVMTQSPATLSVSPGERATLSCRASSSLSFMHWYQQKPGQPPKLLIYATSNLASGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYCHQWSSNPLTFGQGTKVEIK
与轻链相关的信号序列和恒定区如下：
>LC信号(SEQIDNO：249)
ATGGACATGAGGGTCCCCGCTCAGCTCCTGGGGCTCCTGCTGCTCTGGCTCCCAGGTGCCAAATGT
>HC信号(SEQIDNO：250)
MDMRVPAQLLGLLLLWLPGAKC
>LC恒定(SEQIDNO：251)
CGAACTGTGGCTGCACCATCTGTCTTCATCTTCCCGCCATCTGATGAGCAGTTGAAATCTGGAACTGCCTCTGTTGTGTGCCTGCTGAATAACTTCTATCCCAGAGAGGCCAAAGTACAGTGGAAGGTGGATAACGCCCTCCAATCGGGTAACTCCCAGGAGAGTGTCACAGAGCAGGACAGCAAGGACAGCACCTACAGCCTCAGCAGCACCCTGACGCTGAGCAAAGCAGACTACGAGAAACACAAAGTCTACGCCTGCGAAGTCACCCATCAGGGCCTGAGCTCGCCCGTCACAAAGAGCTTCAACAGGGGAGAGTGTTAA
>LC恒定(SEQIDNO：252)
RTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC
这些经质粒Ig链表达载体转染进HEK-293悬浮细胞中，筛选所得细胞培养上清。
HuFR文库筛选结果.用于最终HuFR文库的最初高通量筛选数据来自抗CD20ELISA测定的数据图，证实在使用贴壁CD20+HEK-293细胞的抗CD20细胞ELISA中抗CD20HuFR克隆的比活性。DVSA-CD20的比活性设为1.0。具有大于或等于1.0的活性的克隆在CDC测定中进行测试。对于定量ELISA信噪比是4.2(CV8.8％)，对于抗CD20细胞ELISA信噪比是3.6(CV5.7％)。HuFR克隆的比活性通过用抗体表达水平(如定量IgGELISA确定)归一化抗CD20细胞ELISA结合活性而确定。DVSA-CD20的比活性设为1.0并根据最高比活性排列。选择最佳推定hit(＞80)进一步分析。从细胞ELISA鉴别的最高的推定hit在CDC测定中进行谱分析。将CD20细胞ELISA和CDC测定中的最高hit相比较示出许多细胞ELISAhit保留了与DVSA-CD20相似的细胞毒性活性，如图5所示。图5是比较抗CD20ELISA中的最高抗CD20HuFR克隆的比活性(紫色，左边条)与CDC测定中的最高克隆活性(浅绿色，右边条)。示出了DVSA-CD20阳性对照(cDVSA)和阴性对照(无关人IgG)的活性。
基于细胞ELISA和CDC测定的结果，选择最高的HuFR变体进行证实，并在一组二级测定中进一步分析。这些变体中相关的HuFR重链和轻链如下：
LC&HC组合 轻链 重链
1 BD22084 BD20332
2 BD22085 BD20335
3 BD22086 BD20335
4 BD22088 BD20337
5 BD22087 BD20335
6 BD22089 BD20335
7 BD22090 BD20337
8 BD22095 BD20337
9 BD22091 BD20337
10 BD22108 BD20337
11 BD22092 BD20338
12 BD22094 BD20337
13 BD22096 BD20337
14 BD22092 BD20337
15 BD22102 BD20337
16 BD22097 BD20335
17 BD22104 BD20337
18 BD22085 BD20339
19 BD22107 BD20339
20 BD22100 BD20335
21 BD22103 BD20337
22 BD22105 BD20337
23* BD22108 BD20337
24 BD22101 BD20335
25 BD22106 BD20333
26 BD22108 BD20338
27 BD22109 BD20341
28 BD22111 BD20336
29* BD22104 BD20337
*注意LC&HC组合编号23具有与编号10相同的轻链和重链组合(BD22108和BD20337)。编号29具有与编号17相同的重链/轻链组合(BD22104和BD20337)。但是，组合编号23和29被保留以与下述结果一致。
最高的变体转染进HEK-293悬浮细胞，并在一组二级测定中测试所得(未纯化的)细胞培养上清：凋亡，见图6；细胞周期，见图7；CDC，见图8；ADCC，见图9。
图6是凋亡测定的条形图，其证实一些最高HuFRhit具有等于或优于参考抗体和DVSA-CD20的活性。阳性对照是星状孢子素(staurosporine)、参考抗体和DVSA-CD20。阴性对照是未处理的细胞(培养基无染色)、仅未处理的细胞交联抗体(仅培养基GAH)和用无关人IgG处理的细胞(人)。图7是细胞周期测定，其显示HuFR抗CD20hit不诱导体外人PBMC细胞増殖。DVSA-CD3是阳性对照(第1条)。阴性对照包括具有交联抗体的未处理细胞和用无关人IgG处理的细胞。图8是CDC测定的条形图。一些抗CD20HuFRhit诱导CDC以及或者优于参考抗体和DVSA-CD20(第3和4条)。这一测定的阴性对照(100％存活)是未处理的细胞和用无关人IgG处理的细胞(第1和T条)。
图9是ADCC测定的条形图，如下述实施例4详细讨论。最高抗CD20HuFRhit亚集的初级ADCC数据提示这些hit中的一些具有类似于浓度为1μg/ml的参考抗体和DVSA-CD20的活性。这一测定的阴性对照是与无关人IgG(人)抗CD3保温的CD20+靶细胞。
测定数据的总结如表A所示。变体排列顺序为1至29，起自细胞ELISA中最佳结合活性。++的表现相当于参考抗体。最高12个抗体以星号表示。
表A.在二级基于细胞的测定组中的抗CD20变体的概述
变体 CDC 凋亡 细胞周期 ADCC
1 - - ++ +
2 + + + ++
3 + + ++ ++
4* + + ++ +++
5 - ++ ++ +++
6* + ++ ++ ++
7 + + ++ ++
8* + +++ ++ ++
9* ++ ++ ++ ++
10* ++ + ++ ++
11 ++ + - +
12 - + ++ +++
13 - - ++ +++
14* + +++ ++ ++++
15* + + ++ +++
16 - + ++ +++
17* ++ + ++ ++
18* +++ ++ + +++
19* ++ + + +++
20 - + ++ +++
21 ++ + +++ +
22* ++ +++ ++ +
23 ++ + ++ +
24 ++ + ++ +
25 - ++ ++ +++
26 - + +++ +
27 + ++ ++ +
28* ++ +++ ++ ++
29 ++ + + +
实施例4：抗CD3抗体
本发明提供了嵌合多肽和嵌合二价抗体，其特异性结合多肽CD3，例如在一个实施方案中，人CD3。在一个方面中，本发明的多肽例如本发明的嵌合多肽或嵌合二价抗体被用于抑制或消除免疫应答，例如治疗(改善)肾移植患者中的急性同种异体移植物排斥以及心脏和肝脏移植患者中的类固醇抗性急性同种异体移植物排斥，以及治疗(改善)自身免疫疾病，严重移植物抗宿主病，治疗(改善)银屑病和溃疡性结肠炎，以及改善I型糖尿病，例如通过维持或改善糖尿病患者包括刚确诊的I型糖尿病患者中的胰岛素生成而改善。
在其它实施方案中，本发明的抗CD3抗体可用于治疗肾移植患者中的急性同种异体移植物排斥以及心脏和肝脏移植患者中的类固醇抗性急性同种异体移植物排斥。在其它实施方案中，本发明的这些抗体还可以用于治疗自身免疫疾病，包括银屑病和溃疡性结肠炎，和严重移植物抗宿主病，以及维持或改善刚确诊的I型糖尿病患者中的胰岛素生成。修饰的抗CD3正在银屑病和溃疡性结肠炎研究的2期研究中进行评价。
一种参考小鼠抗CD3抗体被转变为本发明的嵌合抗CD3抗体。在抗体的Fc区中插入一单氨基酸变化(T299V)以降低与该参考抗体相关的不希望的细胞因子副作用(具有这一T299V突变的Fc区被称为“Fcnull”)。Fcnull用作额外的对照。
还制备了嵌合抗体用作建立修饰中所用的筛选测定的合适对照。制备了亲代嵌合体以便编码可变区的参考序列被克隆到含有人IgG1恒定区的哺乳动物表达载体中。
图9是ADCC测定的条形图，如下述实施例4详细讨论。最高抗CD20HuFRhit亚集的初级ADCC数据提示这些hit中的一些具有类似于浓度为1μg/ml的参考抗体和DVSA-CD20的活性。这一测定的阴性对照是与无关人IgG(人)抗CD3保温的CD20+靶细胞。
所得的嵌合抗CD3抗体被称为DVSA-CD3，如图10和图11所示。图10示出DVSA-CD3的轻链(上部)和重链(底部)核酸序列。黄色高亮文字代表CDR。图11示出DVSA-CD3的重链(上部)和轻链(中部)氨基酸序列，以及DVSA-CD3的轻链(底部)。黄色高亮文字代表恒定区。
凋亡测定
在细胞培养基(RPMI-1640(ATCCCat.30-2001)/10％FBS(InvitrogenCat.10082-147)/0.05mM2-巯基乙醇(SigmaM-7522))中培养的JurkatT细胞(ATCCCat.TIB-152)在以大约2.5x104个细胞的密度最后一次传代培养后2天铺板。然后在200g室温离心细胞5分钟。吸掉用过的细胞培养基，将细胞温和重悬于新鲜培养基中。细胞计数后用新鲜细胞培养基将细胞数调整至4.0x105个细胞/ml。细胞然后铺板于96孔板中(～50μl/孔)。在细胞培养基中配制的抗体溶液(100ng/ml,50ng/ml,25ng/ml或12.5ng/mlIgG)被加入到细胞并在37℃、5％CO2下保温24小时。待测抗体(20ng/ml)是在筛选过程中鉴别的那些抗体。无关人IgG1(EMDBiosciencesCat.400120),DVSA-CD3,DVSA-CD3(Fcnull)作为对照抗体。
使用APO-ONEAPOPTOSISASSAYTM(PromegaCat.G7791)。该测定的读出是基于在96孔格式中荧光标记的四肽底物的裂解(APO-ONETMHOMOGENEOUSCASPASE-3/7Assay,PromegaCat.G7790,G7791)。100μl/孔的APO-ONETM试剂/底物(100:1稀释)被加入到每孔中并于黑暗中室温保温24小时。这一建立的凋亡测定测量在抗CD3抗体处理后人类CD3+T细胞中caspase活性的诱导。然后用荧光微滴定板阅读器以485nm激发波长和530nm发射波长读板。
构建HuFR抗CD3文库
如实施例3所述进行HuFR。在第一轮中，抗体上清(与kappa占位子(placeholder)链相关的重链HuFR文库)在测量抗体变体诱导T细胞信号转导和随后的凋亡的能力的高通量测定中筛选。在一个实验循环中，从最初筛选中选择了326个hit，52个hit被证实，并选择最高10个重链hit。表C和表D显示了最高的重链和轻链序列(见表1至表4)。
在第二轮中，由凋亡测定鉴别的最高10个重组装重链基因然后与HuFR轻链文库组合。筛选这一文库以鉴别具有与对照DVSA-CD3(Fc-null)相比相同的或改善的性质的变体。在一个实验中，从初次筛选获得268个hit，37个hit被证实，最高的10个被选择。9个候选克隆被成功再转染并在证实测定中被测定(表B)。在最高重链和轻链中出现的ICF适于表C和D。
表B.最高抗CD3HuFR抗体中的重链和轻链
HuFR抗体 重链ID 轻链ID
1 BD20610 BD21130
2 BD20613 BD21131
3 BD20611 BD21132
4 BD20611 BD21133
5 BD20611 BD21134
6 BD20611 BD21135
7 BD20611 BD21136
8 BD20611 BD21137
9 BD20613 BD21138
表C.在抗CD3的最高重链中使用的ICF
重链ID ICF1 ICF2 IVF3 ICF4
BD20610 GL_7a GL_5 GL_4 GL1
BD20611 GL_7a GL_5 GL_5 GL1
BD20613 GL_3 GL2_3 GL_3 GL1
表D.在抗CD3的最高kappa轻链中使用的ICF
轻链ID ain ID ICF1 ICF2 ICF3 ICF4
BD21130 VK1_2 VK7 VK8 VK1
BD21131 VK3 VK4_5_6 VK8 VK1
BD21132 VK5 VK1_2_3 VK3 VK1
BD21133 VK8 VK7 VK3 VK1
BD21134 VK4 VK7 VK3 VK1
BD21135 VK4 VK4_5_6 VK7 VK1
BD21136 VK3 VK1_2_3 VK6 VK1
BD21137 VK3 VK7 VK2 VK1
BD21138 VK3 VK1_2_3 VK8 VK1
图12提供了最高9个抗CD3hit的重链和轻链对比。
HuFR文库筛选结果
最高的9个CD3抗体变体重链和轻链候选者被转染进HEK-293悬浮细胞中，测试所得细胞培养上清的凋亡活性和热稳定性。通过人类构架组装反应获得的所有9个变体均展示凋亡活性，其与DVSA-CD3(Fc-null)体外相同或更好(表E)。阴性对照是未处理细胞(培养基)和无关人类IgG(hulgG)。
表E.HuFR抗体的Apo-One凋亡测定
热稳定性
还测定了9个HuFR变体的热稳定性测定，以保证抗体的结构完整性未被任何氨基酸变化削弱。通过人类构架组装反应获得的9个变体具有比DVSA-CD3(Fc-null)抗体高的解链温度。
表F.9个变体的热稳定性不受HuFR影响
本发明提供了下述能结合抗原的变体1至变体9的嵌合多肽，它们具有热稳定的结合活性：
抗体 Tm(℃)
DVSA-CD3(Fc-null) 59.6
变体1 66.5
变体2 70.5
变体3 64.7
变体4 65.8
变体5 67.7
变体6 65.2
变体7 65.5
变体8 70.7
变体9 63.5
本文中引用的所有专利、专利申请和文献均并入本文。

Claims (8)

1.抗体或其抗原结合片段，包含具有如下组合的至少一种可变区：
(1)轻链BD22084(SEQIDNO:225)和重链BD20332(SEQIDNO:138)；
(2)轻链BD22085(SEQIDNO:232)和重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(3)轻链BD22086(SEQIDNO:227)和重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(4)轻链BD22088(SEQIDNO:229)和重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(5)轻链BD22087(SEQIDNO:240)和重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(6)轻链BD22089(SEQIDNO:243)和重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(7)轻链BD22090(SEQIDNO:234)和重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(8)轻链BD22095(SEQIDNO:244)和重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(9)轻链BD22091(SEQIDNO:242)和重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(10)轻链BD22108(SEQIDNO:230)和重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(11)轻链BD22092(SEQIDNO:235)和重链BD20338(SEQIDNO:149)；
(12)轻链BD22094(SEQIDNO:231)和重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(13)轻链BD22096(SEQIDNO:241)和重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(14)轻链BD22092(SEQIDNO:235)和重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(15)轻链BD22102(SEQIDNO:248)和重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(16)轻链BD22097(SEQIDNO:246)和重链BD20335(SEQIDNO:143).
(17)轻链BD22104(SEQIDNO:239)和重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(18)轻链BD22085(SEQIDNO:232)和重链BD20339(SEQIDNO:150)；
(19)轻链BD22107(SEQIDNO:226)和重链BD20339(SEQIDNO:150)；
(20)轻链BD22100(SEQIDNO:236)和重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(21)轻链BD22103(SEQIDNO:228)和重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(22)轻链BD22105(SEQIDNO:237)和重链BD20337(SEQIDNO:148)；
(23)轻链BD22101(SEQIDNO:247)和重链BD20335(SEQIDNO:143)；
(24)轻链BD22106(SEQIDNO:245)和重链BD20333(SEQIDNO:142)；
(25)轻链BD22108(SEQIDNO:230)和重链BD20338(SEQIDNO:149)；
(26)轻链BD22109(SEQIDNO:233)和重链BD20341(SEQIDNO:154)；或者
(27)轻链BD22111(SEQIDNO:238)和重链BD20336(SEQIDNO:144)。
2.权利要求1的抗体或其抗原结合片段，其中所述抗体或其抗原结合片段是Fab片段、Fab’片段、F(ab')2片段、单链抗体、Fv片段、scFv片段、抗体模拟物、Fd片段或Fd’片段。
3.权利要求2的抗体或其抗原结合片段，其中所述抗体或其抗原结合片段与Fc融合。
4.重组、合成或分离的抗体，其具有包含权利要求1的至少一种可变区组合的结构。
5.嵌合抗体或其抗原结合片段，其包含权利要求1的至少一种可变区组合。
6.权利要求5的嵌合抗体或其抗原结合片段，其中所述嵌合抗体或其抗原结合片段是嵌合Fab、嵌合Fab’、嵌合F(ab')2、嵌合单链抗体、嵌合Fv、嵌合scFv、抗体模拟物、嵌合Fd或嵌合Fd’。
7.药物组合物或配制品，其包含：(a)权利要求1的抗体或其抗原结合片段。
8.权利要求7的药物组合物或配制品，进一步包含药物学可接受载体或赋形剂。
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