CN105153306B - 抑制TNFα的稳定和可溶的抗体 - Google Patents

Abstract

本发明特别地涉及对TNFα特异性的稳定和可溶的scFv抗体和Fab片段，其包含特异性轻链和重链序列，这些序列针对稳定性、可溶性、体外和体内与TNFα的结合性以及低免疫原性被优化。所述抗体被设计用于诊断和/或治疗与TNFα相关的紊乱。还公开了表达本发明重组抗体的核酸、载体和宿主细胞，分离它们的方法和所述抗体在药物中的应用。

Description

抑制TNFα的稳定和可溶的抗体

本申请是申请号为200680028415.3、申请日为2006年6月6日、发明名称为“抑制TNFα的稳定和可溶的抗体”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及优化的抗体和抗体衍生物，其与肿瘤坏死因子α(TNFα)结合并阻断其功能，并具有诊断和/或治疗、预防或改善与TNFα相关的疾病的用途；它们的编码序列、生产和在药理学上合适的组合物中的应用。

背景技术

肿瘤坏死因子α(TNFα，亦称恶液质素)是天然存在的哺乳动物细胞因子，由许多类型细胞对内毒素或其他刺激物应答产生，包括单核细胞和巨噬细胞。TNFα是炎症、免疫和病理生理反应的主要介质(Grell,M.,等(1995)Cell,83:793-802)。

可溶TNFα由跨膜蛋白前体切割形成(Kriegler,等(1988)Cell53:45-53)，分泌的17kDa多肽装配成可溶同源三聚体复合物(Smith,等(1987),J.Biol.Chem.262:6951-6954；对于TNF的综述,参见Butler,等(1986),Nature 320:584；Old(1986),Science 230:630)。然后这些复合物与各种细胞上发现的受体结合。这种结合产生一系列促炎作用，包括(i)释放其他促炎细胞因子，如白介素(IL)-6、IL-8和IL-1，(ii)释放基质金属蛋白酶和(iii)上调内皮粘附分子的表达，通过吸引白细胞进入血管外组织而进一步放大炎症和免疫级联。

许多紊乱与TNFα水平升高有关，其中很多具有显著的医学重要性。已经证明TNFα在很多人类疾病中被上调，包括慢性疾病如类风湿性关节炎(RA)，炎性肠紊乱包括克罗恩病和溃疡性结肠炎，脓毒病，充血性心力衰竭，支气管哮喘和多发性硬化。人TNFα转基因小鼠组成型产生高水平TNFα并发展为类似RA的自发、有害的多关节炎(Keffer等1991,EMBOJ.,10,4025-4031)。因此TNFα被称为促炎细胞因子。

现在TNFα已被充分确立为RA发病机理中的关键因素，RA是慢性、进行性和使人衰弱的疾病，其特征是多关节炎症和破坏，伴发热、不适和疲劳的全身症状。RA还引起慢性滑膜炎，经常进展为关节软骨和骨破坏。在遭受RA的患者的滑膜液和外周血液中都发现TNFα水平增加。当将TNFα阻断剂给予遭受RA的患者时，它们减轻炎症、改善症状和延迟关节损害(McKown等(1999),Arthritis Rheum.42:1204-1208)。

在生理学上，TNFα还与保护不受特殊感染的危害相关(Cerami.等(1988),Immunol.Today 9:28)。TNFα由被革兰氏阴性细菌的脂多糖激活的巨噬细胞释放。这样，TNFα可能是与细菌脓毒病相关内毒素性休克的发展和发病机理中涉及的中心环节的内源介质(Michie,等(1989),Br.J.Surg.76:670-671.；Debets.等(1989),Second Vienna ShockForum,p.463-466；Simpson,等(1989)Crit.Care Clin.5:27-47；Waage等(1987).Lancet1:355-357；Hammerle.等(1989)Second Vienna Shock Forum p.715-718；Debets.等(1989),Crit.Care Med.17:489-497；Calandra.等(1990),J.Infect.Dis.161:982-987；Revhaug等(1988),Arch.Surg.123:162-170)。

如同其他器官系统一样，TNFα也被证明在中枢神经系统中起关键作用，尤其是在神经系统的炎症和自身免疫紊乱中，包括多发性硬化、Guillain-Barre综合征(传染性神经元炎)和重症肌无力，和在神经系统的退行性紊乱中，包括阿尔茨海默氏病、帕金森氏症和杭廷顿氏病。TNFα还参与视网膜和肌肉相关系统的紊乱，包括视神经炎、黄斑变性、糖尿病视网膜病、皮肌炎、肌萎缩性侧索硬化和肌营养不良，以及神经系统的损害，包括外伤性脑损伤、急性脊髓损伤和中风。

肝炎是另一个与TNFα相关的炎症性紊乱，除了其他触发物之外，它可以由病毒感染引起，包括EB病毒、巨细胞病毒和A-E型肝炎病毒。肝炎引起门脉和小叶区急性肝炎，随后是纤维化和肿瘤发展。

TNFα可以在癌症中介导恶病质，后者引起多数癌症发病和死亡(Tisdale M.J.(2004),Langenbecks Arch Surg.389:299-305)。

TNFα在炎症、细胞免疫反应和很多疾病的病理过程中所起的关键作用导致人们探寻TNFα拮抗剂。

TNFα是重要的细胞因子，它的全身阻断带来临床上明显感染的频率和严重性增加的风险，尤其是潜伏性结核的重新活化和可能的其他风险，包括诱发淋巴瘤、脱髓鞘疾病和心力衰竭。

设计用于治疗TNFα介导的疾病的一类TNFα拮抗剂是特异性结合TNFα并由此阻断其功能的抗体或抗体片段。抗TNFα抗体的使用表明阻断TNFα可以逆转归因于TNFα的作用，包括IL-1、GM-CSF、IL-6、IL-8、粘附分子和组织破坏减少(Feldmann等(1997),Adv.Immunol.1997:283-350)。

已经提议针对TNFα的抗体用于预防和治疗内毒素性休克(Beutler等(1985)Science:234,470-474)。Bodmer等于1993年(Critical Care Medicine,21:441-446,1993)、Wherry等于1993年(Critical Care Medicine,21:436-440)和Kirschenbaum等于1998年(Critical Care Medicine,26:1625-1626)论述了抗TNFα抗体在治疗脓毒性休克中的应用。

US2003147891中已经公开了一种通过给予抗TNFα单克隆抗体或其TNFα结合片段治疗人类中神经变性疾病的方法。

WO0149321教导了TNFα阻断剂，包括抗TNFα抗体治疗由TNFα引起的神经疾病和相关紊乱的用途。它提供了一种通过给予TNFα拮抗剂来治疗所述紊乱的方法。

WO03047510公开了针对TNFα的各种类型的单克隆和改造的抗体，它们的生产、包含它们的化合物和在药物中的应用。

对治疗TNFα介导的疾病有用的抗体通常是单克隆抗体(mAB)或改造的抗体，前者通过杂交瘤技术从天然来源，通常是小鼠而产生。后者相应于天然存在的抗体，因为它们包含全长重链和轻链，或相应于也可以由天然抗体蛋白水解分裂产生的Fab片段，或相应于单链scFv抗体，其中重链和轻链可变区的片段通过肽接头连接。

抗体的重链和轻链都包含恒定区和可变区。由于非人抗体具有免疫原性，因此在所谓的“杂种”抗体中，抗体中人样序列的量常常增加，该抗体包含人IgG恒定区和与动物抗体序列匹配的可变区，该动物抗体在多数情况下是具有期望特异性的鼠抗体。然后这些可变区可以通过诱变进一步被改动变得更类似于典型的人抗体，产生“人源化”抗体。在又一个可供选择的方法中，仅仅抗原结合部分，即小鼠抗体可变区的互补决定区(CDRs)与人抗体的构架区结合，产生“CDR移植”抗体。

现有技术中已经描述了针对TNFα的单克隆抗体。Meager等1087(Hybridoma 6:305-311)描述了针对重组TNFα的鼠单克隆抗体。Shimamoto等于1988年(ImmunologyLetters 17:311-318)描述了针对TNFα的鼠单克隆抗体在预防小鼠内毒素性休克中的应用。

US5919452公开了抗TNFα嵌合抗体以及它们在治疗与TNFα存在相关的病理改变中的应用。

Feldman等于(1998)年(Transplantation Proceedings30:4126-4127)、Adorini等于1997年(Trends in Immunology Today18:209-211)和Feldmann等于1997年(AdvancedImmunology64:283-350)论述了抗TNFα抗体在治疗RA和克罗恩病中的应用。这种疗法中使用的TNFα的抗体一般是嵌合抗体，如US5919452中描述的抗体。

US20003187231公开了具有结合提高的特征的含至少一个非人CDR区的人源化抗TNFα抗体。此外，在国际专利申请WO 92/11383中公开了对TNFα特异性的重组抗体，包括CDR移植抗体。Rankin等于(1995),(British J.Rheumatology 34:334-342)描述了这种CDR移植抗体在RA治疗中的应用。

WO9211383公开了一种对TNFα特异性的重组的人源化CDR移植抗体，其来源于鼠单克隆抗体61E7、hTNFI、hTNF3或101.4，并且它教导了所述抗体的生产和在诊断和/或治疗与TNFα相关的紊乱中的应用。

在仅仅最近才成为市场上可买到的TNFα的特异性抑制剂当中，已经证明针对TNFα的单克隆、嵌合小鼠-人抗体(英夫利昔单抗,Remicade^TM；Centocor Corporation/Johnson&Johnson)在治疗RA中的临床功效(Elliott et.al.1994,Lancet 344:1105-1110；Mani等(1998),Arthritis&.Rheumatism 41:1552-1563).也已经证明英夫利昔单抗在治疗炎性肠紊乱克罗恩病中的临床功效(Baert等,1999,Gastroenterology 116:22-28.)。

US22002037934公开了通过给予抗TNFα抗体如英夫利昔单抗治疗肝炎。

US6428787教导了用抗TNFα抗体治疗神经疾病和与TNFα相关的疾病，包括英夫利昔单抗、CDP571和D2E7。

业已开发了一种人抗TNFα单克隆抗体(Abbott)D2E7(Adalimumab)治疗RA和克罗恩病(WO9729131)。Celltech正在开发一种人源化单克隆抗TNFαIgG4抗体CDP571(EP0626389)来治疗克罗恩病，和一种人源化单克隆抗TNFα抗体片段CDP870来治疗RA。US2003185826中公开了局部给予治疗局部紊乱的所述抗体。

产生了针对众多不同抗原的很多单链抗体(scFvs)，特别是因为使用技术，例如噬菌体展示或核糖体显示可以容易地选择高结合能力的抗体。而且，可以在微生物系统中生产scFv抗体，这与生产治疗性全长抗体相比费用较低有关。

除常规细胞外和体外应用之外，scFvs也已经成功用于细胞内(Worn等2000,JBC,28；275(4):2795-2803；Auf der Maur等2002,JBC,22；277(47):45075-45085；Stocks MR,2004,Drug Discov Today.15；9(22):960-966)；因此，已经开发了针对细胞内抗原的scFvs。通常，功能性scFvs的细胞内表达受到它们的不稳定性、不溶性和形成聚集体倾向的限制。因为这个原因，使用所谓的“质量控制”筛选已经成功开发了体内筛选scFv抗体的系统，其在细胞内环境(例如核、细胞质)典型的还原条件下特别可溶和稳定(WO0148017；Aufder Maur等(2001),FEBS Lett.508:407-412；Auf der Maur等(2004),Methods 34:215-224)，并且已经致使鉴定到了为了这种目的的特别稳定和可溶的scFv构架序列(WO03097697)。此外，这些构架在天然氧化条件下细胞外环境中亦显示出异常的表达水平以及稳定性和可溶性性能增加。因此，这些有利的生物物理和生化特性转化为有利的高产量和使这些抗体片段一旦对准特异性抗原就能够作为蛋白治疗剂在特定治疗区域进行局部和/或全身应用。由于scFv抗体和Fab片段与全长抗体相比缺少被单核细胞例如天然杀伤细胞的Fc受体识别的Fc部分，因此它们不引起依赖于抗体的细胞介导细胞毒性(ADCC)并因此不会引起由于与非靶细胞上Fc受体结合造成的无特异性的毒性。

因此，需要用于治疗与TNFα相关的紊乱如RA的新的有效形式的抗体，尤其是通过局部给药可以提供持续、可控制疗法且副作用程度低的治疗。本发明提供了有效和连续治疗关节炎及其他TNFα介导的紊乱的炎性过程或病理生理机制，尤其是各种形式疼痛的抗体、组合物和方法。

本文引用的全部出版物和参考文献以它们的整体在此引入作为参考。

发明公开内容

因此，本发明的一般目的是提供在体外和体内特异性结合TNFα的稳定和可溶的抗体或抗体衍生物。在优选实施方案中，所述抗体衍生物是scFv抗体或Fab片段。

现在，为了实施本发明的这些目的和随着描述的进行会变得更显然的其它目的，所述抗体或抗体衍生物表现出以下特征：它包含是或衍生自序列SEQ ID NO:1的轻链可变域，其与是或衍生自序列SEQ ID NO:2的重链可变域组合，其中在衍生序列的情况下，所述序列在所述VL域的构架区内具有最多达到5个改变和/或在所述VH域的构架内具有最多达到9个改变。

本发明的一个优选实施方案是所述抗体或抗体衍生物，其中在构架区中任何位置导入一个或多个氨基酸改变，优选在选自下组的一个或多个位置：VL域的4、46、65、67、70和83位，和/或在选自下组的一个或多个位置：VH域的11、16、28、43、48、68、70、71、72、73、76、77、79、93和112位。更优选，至少一个转变产生在SEQ ID NO:3(对于VL)和/或SEQ ID NO:4(对于VH)中存在的氨基酸，和甚至更优选总共存在最多13个转变。

最优选，所述抗体或抗体衍生物包含序列SEQ ID N0:l的VL域和/或序列SEQ IDNO:2的VH域或衍生自该序列SEQ ID NO：2的VH域，或序列SEQ ID NO:11的VL域和序列SEQID NO:4的VH域。如果本发明抗体的VH域包含SEQ ID NO:1的VL域，在优选实施方案中，VH序列衍生自SEQ ID NO:2使得在68位苯丙氨酸转变为丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸或缬氨酸。VH内外加的改变是任选的。这个类型的scFv抗体在SEQ ID NO:31、SEQ ID NO:33、SEQ ID NO:34、SEQ ID NO:35、SEQ ID NO:36和SEQ ID NO:37中给出。

在本发明的另一个优选实施方案中，所述抗体或抗体衍生物衍生自具有VL序列SEQ ID N0:l和VH序列SEQ ID NO:2的抗体，并且包含至少一个在至少一个CDRs中转变为VL序列SEQ ID NO:5和/或VH序列SEQ ID NO:6或SEQ ID NO:25的相应CDR中存在的残基的氨基酸残基。

在本发明的非常优选的实施方案中，在所述抗体或抗体衍生物中，VL CDR2、VLCDR3、VH CDR2或VH CDR3中至少一个CDR转变为VL序列SEQ ID NO:5和/或VH序列SEQ IDNo:25或SEQ ID N0:6的相应CDR。

最优选，所述抗体或抗体衍生物包含下列VL/VH序列组合：

VL SEQ ID NO:7/VH SEQ ID NO:2、

VL SEQ ID NO:8/VH SEQ ID NO:2、

VL SEQ ID NO:1/VH SEQ ID NO:9、

VL SEQ ID NO:1/VH SEQ ID NO:25、

VL SEQ ID NO:1/VH SEQ ID NO:28、

VL SEQ ID NO:1/VH SEQ ID NO:29、

VL SEQ ID NO:26/VH SEQ ID NO:30、

VL SEQ ID NO:27/VH SEQ ID NO:30。

在另一个优选实施方案中，本发明的抗体或抗体衍生物对人TNFα具有特异性。优选，抗原结合的特征是K_d为≈100nM或更低。更优选，抗体的K_d为10nM或更低，最优选1nM或更低。

根据本发明的抗体衍生物是例如Fc融合体、毒素融合体、与酶活性的融合体、不同形式如微抗体(minibodies)、双功能抗体(diabodies)、线性抗体、单链抗体、双特异性抗体片段，特别是scFv和Fab片段。

本发明的另一个优选目的是scFv抗体，其VL和VH域通过接头连接，优选以VL-接头-VH序列方式排列。更优选所述接头具有序列SEQ ID NO:10。

本发明的另一个优选目的是衍生自SEQ ID NO:40(TB-A)的scFv抗体。这种抗体可以通过诱变获得，和在构架区、CDR和/或接头序列中包含三个或更少突变。优选，scFv抗体具有序列SEQ ID NO:20、SEQ ID NO:21、SEQ ID NO:22、SEQ ID NO:23、SEQ ID NO:24、SEQID NO:31、SEQ ID NO:32、SEQ ID NO:33、SEQ ID NO:34、SEQ ID NO:35、SEQ ID NO:36、SEQID NO:37或SEQ ID NO:38.

本发明的另一个优选目的是Fab片段，其包含与人Igκ链恒定区融合的VL域，和与人IgG的CH1域融合的VH域，两个融合多肽通过链间二硫键连接。

在又一个方面，本发明的抗体或抗体衍生物，例如抗体片段被标记或化学修饰。

本发明还提供了编码本发明任何抗体或抗体衍生物的DNA序列，以及含所述DNA序列的克隆或表达载体。此外，提供了用所述DNA序列转化的适当的宿主细胞，优选是大肠杆菌、酵母或哺乳动物细胞。

此外，提供了生产本发明抗体或抗体衍生物的方法，包括在允许抗体或抗体衍生物合成的条件下培养用编码任何所述抗体或抗体衍生物的DNA转化的宿主细胞，和从所述培养物中回收所述分子。优选，所述方法提供了从大肠杆菌纯化的scFv抗体或Fab片段。

本发明的另一个方面是本发明提供的抗体或抗体衍生物作为体外诊断的诊断工具和/或作为药物的用途。特别优选这个用途是在本文任何与TNFα相关的状况中。

本发明还包括一种组合物，其包含本发明抗体或抗体衍生物与药物可接受载体、稀释剂或赋形剂组合，所述组合物待用作治疗与TNFα相关的疾病的药物。

在本发明的更多方面提供了组合制剂，其包含本发明的抗体或抗体衍生物，优选与不是对TNFα特异性的抗体或抗体衍生物的第二个化合物组合。

在本发明的又一个方面，包含编码本发明scFv抗体的DNA序列的载体用于基因治疗。

与TNFα相关的疾病的治疗通过由于TNFα与抗体或抗体衍生物之间的强烈相互作用导致阻断TNFα来实现。优选，考虑自身免疫、急性或慢性炎症状况、癌症相关疾病、疼痛、神经病学和神经变性紊乱、传染病和心血管疾病的治疗。

附图简述

当考虑了下列详细说明后，将更好地理解本发明并且除上面列出的目的之外的目的将变得很显然。这种说明参考附图，其中：

图1显示了具有TB-A和TB-B序列的scFv抗体的方案，划定了最频繁变异的范围。星号指示本发明抗体构架区中这一位置容许氨基酸改变。CDRs(灰色背景强调CDRs)下面指出的氨基酸可以用在各自的CDRs中。

图2显示了Fab片段表达的示例性方案。

图3显示了当在大肠杆菌中表达时scFvs的产量。A.表达蛋白的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳。B.TB-A和TB-wt的分析型凝胶过滤，显示了TB-A优异的可溶性。

图4显示了ELISA测定的不同scFv抗体对TNFα亲和力的比较。

图5显示了在小鼠L929成纤维细胞中，人TNFα诱导的细胞毒性的抑制。A.TB-A与TB-wt和英夫利昔单抗(infliximab)相比的浓度依赖性抑制，显示了IC₅₀值。B.TB-A衍生物阻断TNFα诱导的细胞毒性的比较。C.TB-A的scFv和Fab形式的比较。

图6显示了抗体治疗对人TNFα诱导的大鼠关节肿胀的作用(实验:5.3.、实验1)。

图7显示了组织病理炎症得分的评分方案。

图8显示了抗体治疗对人TNFα诱导的大鼠关节炎症的作用(实验:5.3.、实验1)。

图9显示了抗体治疗对人TNFα诱导的大鼠关节肿胀的作用(实验:5.3.、实验2)。

图10显示了抗体治疗对人TNFα诱导的大鼠关节炎症的作用(实验:5.3.、实验2)。

图11显示了TB-A在不同体液中的稳定性。

本发明的实施方式

已经发现包含所谓的“质量控制(quality control)”筛选(WO0148017)中鉴定的构架区的抗体或抗体衍生物的特征是普遍高稳定性和/或可溶性，并因此在细胞外应用范围如中和TNFα中可能也有用。本发明提供了以稳定性和可溶性增加为特征的、特异性识别和结合TNFα并由此适于体内阻断TNFα功能的抗体或抗体衍生物。所述抗体或抗体衍生物的特征为EP1479694中公开的由针对具有不依赖于其抗原结合部位的特别稳定和可溶构架区的抗体进行筛选的"质量控制"筛选得到的特殊构架区。如果筛选中使用的构架区是人抗体构架区，它们可以被认为是应用于人的非免疫原性构架区。本发明抗体的CDRs与以高亲和力(Kd＝0.4nM)特异性结合人TNFα并可以阻断TNFα与它的受体结合的鼠单克隆抗体Di62的CDRs(

等,1994)相同或衍生自它们。此外，在小鼠L929细胞中，Di62抑制人TNFα诱导的细胞毒性。将来自该小鼠抗体的CDRs移植到显然最合适的、抗原结合性能不明确的人受体构架区(其中所述构架区具有VL序列SEQ ID NO:5和VH序列SEQ ID NO:6，所述序列通过(GGGGS)₄接头(SEQ ID NO:10)连接)上的显然步骤产生了下述序列的scFv抗体：

DIVLTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDWWYQQRPGKAPKRLIYSAFNRYTGVPSRFSGSGSGTEFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYSFTHYGMNWVRQAPGQGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRVTLTRDTSIGTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS(SEQ ID NO:3+SEQ ID NO:10+SEQ ID NO:4)

所述scFv抗体被成作TB-B。TB-B在蛋白表达中得到好的产量(图3a)，但是不能特异性结合TNFα(图4a)。

因此，为获得下述特性的抗体或抗体衍生物：(i)对结合TNFα具有足够的特异性，(ii)是足够可溶的，以允许有效生产和纯化并体内阻断TNFα，(iii)足够稳定以致可有效作为药物，不会经受快速降解和(iv)足够的非免疫原性，通过改变构架区和CDRs寻求最好的可溶性和最好的抗原结合特性之间的折衷。本发明提供了为标准(i-iv)的组合而优化的VL和VH的序列。包含通过(GGGGS)₄接头与所述VH(SEQ ID NO:2)连接所述VL(SEQ ID NO:1)的scFv抗体被称为TB-A。SEQ ID NO：40给出了TB-A的序列。这个抗体仍然相当稳定和可溶以致当由大肠杆菌表达和纯化时获得满意的产量(图3A)，并且它不聚集(图3B)。它对TNFα的结合特性是优异的，具有0.8nM的Kd。

本发明还公开了以多种方式衍生自TB-A中存在的序列的VL和VH序列。首先，已经发现在VL构架区的不超过五个位置和/或在VH构架区的不超过九个位置的点突变是可接受的，尤其是致使构架区更像TB-B的点突变，即对于VL更像SEQ ID NO:3或对于VH更像SEQ IDNO:4。包含通过(GGGGS)₄接头连接的序列SEQ ID NO:11的VL域和序列SEQ ID NO:4的VH域的scFv抗体被称为TB-B R46L，因为它与TB-B仅在VL第46位不同。与TB-B相比，这个抗体仍然对TNFα具有好的结合性能(Kd≈100nM)。这提示TB-B R46L相对于TB-A改变的数量代表了可变域构架区改变的近似上限。

在本发明的优选实施方案中，仅单个或两个点突变引入TB-A的VL和/或VH构架区。优选的突变的构架区残基对于VL是在第4、46、65、67、70和83位，和对于VH是在第11、16、28、43、48、68、70、71、72、73、76、77、79、93和112位。所述位置根据序列表中的编号来编号。氨基酸置换优选“保守的”，或使得替换的氨基酸与TB-B序列中存在的相应氨基酸更相似或优选甚至与其相同。例如，TB-A中VH的A76可以转变为I76，如同TB-B中存在的那样，但是它也可以转变为具有相似的即非极性侧链的另一个氨基酸，如V或L。这是“保守性”氨基酸置换的一个实例。现有技术中已经定义了适于本文使用的"保守性"置换的具有相似侧链的氨基酸残基家族，包括碱性侧链(K、R、H)、酸性侧链(D、E)、不带电荷的极性侧链(Q、N、S、T、Y、C)、非极性侧链(G、A、V、L、I、P、F、M、W)、β分支侧链(T、V、I)和芳香侧链(Y，F、W、H)。一个优选保守性改变是VL在83位的改变，因为V转变为F(SEQ ID NO:26)或A(SEQ ID NO:27)。然而，在SEQID NO:32中，VL中的非保守性改变是V83E，其与CDR1的改变即N31D组合，和在VH具有V79A改变。另一个特别的TB-A变体是SEQ ID NO:33，它在VH中具有保守性F68L交换，其与VL通过接头连接，接头第2位携带R，替换了G。

非常优选的单个氨基酸交换是VL中R65S或Y67S，和VH中K43Q或F68交换为V、L或A。非常优选的双交换是VH中F70L/L72R或A76I/S77G。包含具有所述改变的TB-A序列的ScFv抗体显示抑制L929细胞中由TNFα诱导的细胞毒性。它们中的一些结果在图5B中显示。它们的序列如下：

SEQ ID NO:18＝TB-A H_K43Q(TB-A H43)

SEQ ID NO:19＝TB-A H_F68V(TB-A H68)

SEQ ID NO:20＝TB-A H_F70L/L72R(TB-A H70/72)

SEQ ID NO:21＝TB-A H_A76I/S77G(TB-A H76/77)

SEQ ID NO:22＝TB-A L_L46R(TB-A L46)

SEQ ID NO:23＝TB-A L_R65S(TB-A L65)

SEQ ID NO:24＝TB-A L_Y67S(TB-A L67)

在优选实施方案中，上述任何VH域可以与上述任何VL域组合。

在本发明的另一个优选实施方案中，TB-A和TB-B的VL和VH域被改组，使得TB-A的VL域(SEQ ID NO:1)与TB-B的VH域(SEQ ID NO:4)组合，或TB-B的VL域(SEQ ID NO:4)与TB-A的VH域(SEQ ID NO:2)组合。在很优选的实施方案中，scFv中获得的该改组形式与序列SEQID NO:10的(GGGGS)₄接头连接，分别产生scFv抗体TB-AB(SEQ ID NO:12)或TB-BA(SEQ IDNO:13)。所述(GGGGS)₄接头可以具有甘氨酸变为更亲水的，即具有极性或甚至带电荷氨基酸的氨基酸交换，这可使得该抗体更可溶。这些变异当中，优选具有序列GRGGS-(GGGGS)3(SEQ ID NO:39)的那个。

TB-B样序列的VL或VH域与TB-A样序列的VH或VL域组合也在本发明范围内，这里TB-B/TB-A样序列是指该序列与这个相比与另一个更接近。

在本发明的又一个优选实施方案中，TB-A VL和/或VH序列的CDR区中一个或多个氨基酸被改变为与所选SEQ ID NO:5的VL序列和/或SEQ ID NO:6或SEQ ID NO:25的VH中存在的相应氨基酸匹配。很优选的是VL CDRs(VL CDR2或VL CDR3)和/或VH CDRs(CDR2或CDR3)之一中的改变，最优选的改变分别产生VL序列SEQ ID N0:7或SEQ ID NO:8和/或VH序列SEQ ID NO:25或SEQ ID NO:9。

在本发明的另一个优选实施方案中，VL序列SEQ ID NO:26或SEQ ID NO:27与VH序列SEQ ID NO:30组合。在本发明的又一个优选实施方案中，VL序列SEQ ID NO:1与VH序列SEQ ID NO:28或SEQ ID NO:29组合。

通常，公开的任何VL序列可以与公开的任何VH序列组合。

本发明的目的是抗体和抗体片段，尤其是VL或VH多肽、单链抗体(scFv)或Fab片段。在scFv抗体的情况下，选择的VL域可以与选择的VH域通过柔性接头以二者之一任何方向连接。适当的技术现状接头由重复的GGGGS氨基酸序列或其变体组成。在本发明的优选实施方案中，使用序列ID NO:10的(GGGGS)₄接头或其衍生物SEQ ID NO:39，但是也可能是1-3个重复的变体(Holliger等(1993),Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6444-6448)。Alfthan等(1995),Protein Eng.8:725-731,Choi等(2001),Eur.J.Immunol.31:94-106,Hu等(1996),Cancer Res.56:3055-3061,Kipriyanov等(1999),J.Mol.Biol.293:41-56和Roovers等(2001),Cancer Immunol.Immunother.50:51-59描述了本发明可以使用的其他接头。排列可以是VL-接头-VH或VH-接头-VL，前一方向是优选的。

在Fab片段的情况下，选择的轻链可变域VL与人Ig kappa链恒定区融合，而适当的重链可变域VH与人IgG的第一个(N-末端)恒定区CH1融合。在本发明的示例性实施方案中，人C_K域具有序列SEQ ID NO:14和用于构建Fab片段的CH1域具有序列SEQ ID NO:15。图2显示了Fab片段的一个实例，其中使用TB-A的VL和VH域，使得VL域直接与人kappa恒定域连接，产生序列

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRXTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEIKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC(SEQ IDNO:l+SEQ ID NO:14)

而VH域与第一个恒定域(CH1)融合，产生序列

QVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRFTFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSSASTKGPSVFPLAPSSKSTSGGTAALGCLVKDYFSEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSWTVPSSSLGTQTYICNVNHKPSNTKVDKKVEPKSCTS(SEQ ID NO:2+SEQ ID NO:15)。

在C末端，两个恒定域之间形成链间二硫键。

本发明的抗体或抗体衍生物能够具有对人TNFα的亲和力，解离常数K_d范围是0.8-10'000nM。在本发明的优选实施方案中，Kd≤10nM。抗体对抗原的亲和力可以使用合适的方法(Berzofsky等"Antibody-Antigen Interactions",in Fundamental Immunology,Paul,W.E.,Ed,Raven Press:New York,NY(1992)；Kuby,J.Immunology,W.H.Freeman andCompany:New York,NY)和其中描述的方法用实验方法测定。

在本发明的一个方面，抗体或抗体衍生物，特别是scFv或Fab片段是标记的。TNFα特异性抗体或抗体衍生物的可检测标记可以通过将它与酶免疫测定(EIA)或酶联免疫吸附测定(ELISA)中使用的酶连接来完成，这些测定是本领域技术人员熟知的方法(例如Current Protocols in Immunology,Coligan et al等Eds,John Wiley&Sons,2005)。

通过放射性标记TNFα特异性抗体或抗体衍生物，有可能通过使用放射免疫测定(RIA)检测TNF-α(参见例如Work等,Laboratory Techniques and Biochemistry inMolecular Biology,North Holland Publishing Company,N.Y.(1978)。放射性同位素可以通过使用γ粒子计数器或闪烁计数器或通过放射自显影术来检测。特别有效的同位素是³H、¹³¹I、³⁵S、¹⁴C，和优选¹²⁵I。

本发明的抗体或抗体衍生物还可以用荧光标记化合物来标记，如荧光素、异硫氰酸盐、若丹明、藻红蛋白、藻青蛋白、别藻蓝蛋白、邻苯二甲醛和荧光胺，或用化学发光化合物如鲁米诺、异鲁米诺、theromatic acridinium ester、imidazol acridinium盐和草酸酯。

标记和检测方案是本领域技术人员熟知的。例如，它们可以从Using Antibodies:A Laboratory Manual:Portable Protocol NO.I(Harlow,E.and Lane,D.,1998)获得。

标记的本发明的抗体或抗体衍生物在诊断目的中有用，尤其是检测从患者取出的生物样品中的TNFα。可以使用含有TNFα的任何样品，例如生物流体像血液、血清、淋巴、尿、炎症渗出液、脑脊液、羊水、组织提取液或匀浆等等，或用于原位检测的组织学样品。

药物制剂

定义：术语“药物制剂”是指处于允许抗体或抗体衍生物的生物活性明确有效的形式，并且不含对将给予该制剂的受试者有毒的另外组分的制剂。“药物可接受”赋形剂(载体、添加剂)是可以合理给予受试哺乳动物以提供有效剂量的所采用活性成分。

“稳定的”制剂是在贮藏时，其中的抗体或抗体衍生物保持它的物理稳定性和/或化学稳定性和/或生物活性的制剂。测定蛋白稳定性的各种分析技术是本领域可获得的，并且在例如Peptide and Protein Drug Delivery,247-301,Vincent Lee Ed.,MarcelDekker,Inc.,New York,N.Y.,Pubs.(1991)和Jones,A.Adv.Drug Delivery Rev.10:29-90(1993)中综述。稳定性可以在选定温度选定时间段进行测定。优选，该制剂在室温(约30℃)或40℃至少1个月是稳定的和/或在2-8℃至少1年或至少2年是稳定的。此外，优选该制剂在制剂的冰冻(至例如－70℃)和融解后是稳定的。

如果颜色和/或透明度的肉眼检查，或通过紫外线灯散射或大小排阻层折测定，它没有聚集、沉淀和/或变性的迹象，则抗体或抗体衍生物在药物制剂中“保持它的物理稳定性”。

如果给定时间内的化学稳定性使蛋白被认为仍然保持它的如下限定的生物活性，则抗体或或抗体衍生物在药物制剂中“保持它的化学稳定性”。化学稳定性可以通过检测和定量化学上改变的蛋白形式来估计。化学改变可以包括大小修饰(例如修剪)，其可以使用例如大小排阻层析、SDS-PAGE和/或基质辅助的激光解吸电离/飞行时间质谱(MALDI/TOFMS)来估计。其他类型的化学改变包括电荷改变(例如作为脱酰胺结果而发生)，这可以通过例如离子交换层析估计。

如果用例如抗原结合试验测定，在给定时间内抗体的生物活性是在药物制剂制备时显示的生物活性的约10％内(在试验误差之内)，则抗体或抗体衍生物在药物制剂中“保持它的生物活性”。其他的抗体“生物活性”试验在此下面详述。

“等渗的”意思是感兴趣制剂具有基本上与人血液相同的渗透压。等渗制剂通常具有约250至350mOsm的渗透压。等渗性可以使用例如蒸气压或冰冻型渗透压力计来测定。

“多元醇”是具有多个羟基的物质，包括糖(还原和和非还原糖)、糖醇和糖酸。本文优选的多元醇具有小于约600kD的分子量(例如在约120至约400kD的范围内)。“还原糖”是含有可以还原金属离子或与蛋白中的赖氨酸及其他氨基共价反应的半缩醛基的糖，和“非还原糖”是不具备还原糖这些性能的糖。还原糖的实例是果糖、甘露糖、麦芽糖、乳糖、阿拉伯糖、木糖、核糖、鼠李糖、半乳糖和葡萄糖。非还原糖包括蔗糖、海藻糖、山梨糖、松三糖和棉子糖。甘露糖醇、木糖醇、赤藓糖醇、苏糖醇、山梨醇和甘油是糖醇的实例。至于糖酸，这些包括L-葡糖酸和它的金属盐。在期望制剂是冻融稳定的制剂的情况下，优选多元醇是不在冰冻温度(例如－20℃)时结晶致使制剂中抗体不稳定的多元醇。非还原糖如蔗糖和海藻糖是本文优选的的多元醇，海藻糖比蔗糖优选，因为海藻糖优异的溶液稳定性。

在此使用的“缓冲液”是指通过其共轭酸碱组分的作用来抵抗pH改变的缓冲溶液。本发明的缓冲液具有约4.5至约6.0范围的pH；优选约4.8到约5.5；和最优选具有约5.0的pH。控制pH在这个范围之内的缓冲液实例包括醋酸盐(例如乙酸钠)、琥珀酸盐(如琥珀酸钠)、葡糖酸盐、组氨酸、柠檬酸盐及其他有机酸缓冲液。在期望冻融稳定的制剂的情况下，缓冲液优选不是磷酸盐。

在本发明上下文中，在药理学意义上，抗体或抗体衍生物的“治疗有效量”是指有效预防或治疗抗体或抗体衍生物有效治疗的紊乱的量。“疾病/紊乱”是将受益于用该抗体或抗体衍生物治疗的任何状况。这包括慢性和急性紊乱或疾病，包括易于使该哺乳动物引起所述紊乱的那些病理状况。

“防腐剂”是可以包括在制剂中以实质性地降低其中的细菌作用，由此例如利于生产多用途制剂的化合物。有潜力的防腐剂实例包括氯化十八烷基二甲基苄铵、氯化二甲双铵、苯扎氯铵(氯化烷基苄基二甲基铵的混合物，其中烷基是长链化合物)和苄索氯铵。其他类型的防腐剂包括芳醇类如苯酚、丁基和苯甲基醇、对羟苯甲酸烷基酯如对羟苯甲酸甲酯或丙酯、儿茶酚、间苯二酚、环己醇、3-戊醇和间甲酚。本文最优选的防腐剂是苯甲醇。

本发明还提供了包含一种或多种抗体或抗体衍生物化合物，和至少一种生理学可接受的载体或赋形剂的药物组合物。药物组合物可以包含例如一种或多种下述物质：水、缓冲液(例如中性缓冲盐水或磷酸盐缓冲盐水)、乙醇、矿物油、植物油、二甲亚砜、碳水化合物(例如葡萄糖、甘露糖、蔗糖或葡聚糖)、甘露糖醇、蛋白、助剂、多肽或氨基酸如甘氨酸、抗氧化剂、螯合剂如EDTA或谷胱甘肽和/或防腐剂。如上所述，其他活性成分可以(但不必须)包括在本文提供的药物组合物中。

载体是可以在给予患者前与抗体或抗体衍生物结合的物质，常常为了控制该化合物的稳定性或生物利用率。在这种制剂内使用的载体通常是生物相容的，并且也可以是生物可降解的。载体包括例如单价或多价分子如血清白蛋白(例如人或牛的)，卵白蛋白、肽、聚赖氨酸和多糖如氨基葡聚糖和polyamidoamines。载体还包括固相支持材料如珠子和微粒，包含例如聚乳酸、聚羟乙酸、聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚丙烯酸酯、胶乳、淀粉、纤维素或葡聚糖。载体可以以各种方式承载化合物，包括共价键合(直接或通过接头基团)、非共价作用或混合。

药物组合物可以配制成用于任何适合的给药方式，包括例如局部、口服、鼻内、直肠或肠胃外给药。在某些实施方案中，优选以适于口服使用的形式的组合物。这种包括例如丸剂、片剂、锭剂、糖锭、水或油悬浮剂、可分散性粉剂或粒剂、乳剂、硬或软胶囊或糖浆或酏剂。又在其它实施方案中，本文提供的组合物可以冻干物配制。本文使用的术语胃肠外包括皮下、皮内、血管内(例如静脉内)、肌内、脊柱、颅内、鞘内和腹膜内注射，以及任何相似的注射或输注技术。

为用于口服使用的组合物可以根据本领域已知的制备药物组合物的任何方法来制备，和为了提供吸引人和可口的制剂，可以含有一种或多种试剂，如甜味剂、调味剂、着色剂和防腐剂。片剂含有与适于制备片剂的生理学可接受赋形剂混合的活性成分。这种赋形剂包括例如惰性稀释剂(例如碳酸钙、碳酸钠、乳糖、磷酸钙或磷酸钠)、成粒剂和崩解剂(例如玉米淀粉或藻酸)、粘合剂(例如淀粉、明胶或阿拉伯胶)和润滑剂(例如硬脂酸镁、硬脂酸或滑石粉)。该片剂可以是无包衣的或它们可以通过已知技术被包衣，以延迟崩解和在胃肠道吸收，由此提供较长时间的持续作用。例如，可以使用时间延迟材料如单硬脂酸甘油脂或二硬脂酸甘油脂。

口服使用的制剂也可以以硬明胶胶囊存在，其中活性成分与惰性固体稀释剂(例如碳酸钙、磷酸钙或高岭土)混合，或以软明胶胶囊存在，其中活性成分与水或油性介质(例如花生油、液体石蜡或橄榄油)混合。水悬剂含有抗体或抗体衍生物，与适于制备水悬剂的赋形剂混合。这种这种赋形剂包括悬浮剂(例如羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、黄蓍树胶和阿拉伯树胶)；和分散或湿润剂(例如天然存在的磷脂如卵磷脂，亚烷基氧化物与脂肪酸的缩合产物，如聚氧化乙烯硬脂酸，乙烯氧化物与长链脂族醇的缩合产物，如heptadecaethyleneoxycetanol，环氧乙烷与来源于脂肪酸和己糖醇的偏酯的缩合产物如聚氧化乙烯山梨醇一油酸酯，或环氧乙烷与来源于脂肪酸和己糖醇酐的偏酯的缩合产物如聚乙烯失水山梨醇一油酸酯)。水悬剂也可以包含一种或多种防腐剂，例如间羟基苯酸乙基或正丙基酯，一种或多种着色剂、一种或多种调味剂和和一种或多种甜味剂如蔗糖或糖精。糖浆和酏剂可以与甜味剂一起配制，如甘油、丙二醇、山梨醇或蔗糖。这种制剂也可以包含一种或多种缓和剂、防腐剂、调味剂和/或着色剂。

油悬剂可以通过将活性成分悬浮于植物油(例如花生油、橄榄油、芝麻油或椰子油)或矿物油如液体石蜡中来配制。油悬剂可以含有增稠剂如蜂蜡、硬石蜡或鲸蜡醇。可以添加甜味剂如上列出的那些，和/或调味剂以提供可口的口服制剂。这种悬剂可以通过添加抗氧化剂如抗坏血酸来保存。

适于添加水制备水悬剂的可分散性粉剂和粒剂提供了与分散或润湿剂、悬浮剂和一种或多种防腐剂混合的活性成分。合适的分散或湿润剂和悬浮剂由上面已经提及的来举例。也可以存在另外的赋形剂例如甜味剂、调味剂和着色剂。

药物组合物也可以是水包油乳剂。该油相可以是植物油(例如橄榄油和花生油)、矿物油(例如液体石蜡)或它们的混合物。合适的乳化剂包括天然存在的树胶(例如阿拉伯树胶或黄蓍树胶)、天然存在的磷脂(例如大豆、卵磷脂和来源于脂肪酸和己糖醇的酯或偏酯)、酐(例如失水山梨糖一油酸酯)和来源于脂肪酸和己糖醇的偏酯与环氧乙烷的缩合产物(例如聚氧化乙烯失水山梨糖一油酸酯)。乳剂也可以包含一种或多种甜味剂和/或调味剂。

药物组合物可以制备成无菌注射水悬剂或油悬剂，根据使用的载体和浓度，其中的调节剂悬浮或溶于该载体。可以根据已知技术，使用合适的分散、湿润剂和/或悬浮剂如上述的那些，配制这种组合物。可以使用的可接受载体和溶剂是水、1,3-丁二醇、Ringer′s溶液和等渗氯化钠溶液。此外，可以使用无菌固定油类作为溶剂或悬浮介质。为了这个目的，可以使用任何温和固定油类，包括合成的甘油单或二酯。此外，可注射组合物的制备中可以使用脂肪酸如油酸，且助剂如局部麻醉剂、防腐剂和/或缓冲剂可以溶于该载体。

药物组合物可以配制成持续释放制剂(即制剂如胶囊，给药后引起调节剂缓慢释放)。这种制剂制剂通常可以使用熟知技术来制备，和通过例如口服、直肠、皮下植入，或通过植入期望靶部位来给予。这种制剂中使用的载体是生物相容的，和也可以是生物可降解的；优选该制剂提供相对恒定水平的调节剂释放。持续释放制剂中含有的抗体或抗体衍生物的量取决于例如植入部位、释放速度和预期持续时间和待治疗或预防的疾病/紊乱的性质。

本文提供的抗体或抗体衍生物通常以在体液(例如血液、血浆、血清、CSF、滑膜液、淋巴、细胞间液、泪液或尿液)中达到足以可检测地结合TNFα和预防或抑制与TNFα相关的疾病/紊乱的浓度的量给予。如果一种剂量产生如本文描述的可辨别的患者益处，则该剂量被认为是有效的。优选的全身剂量范围从每天每公斤体重约0.1mg至约140mg(每天每一患者约0.5mg至约7g)，口服剂量通常比静脉内剂量高大约5-20倍。可能与载体材料结合以产生单一剂型的抗体或抗体衍生物的量将根据治疗的宿主和特定给药方式而变化。剂量单位形式通常将含有从约1mg至约500mg之间的活性成分。

药物组合物可以为治疗对针对TNF-α的抗体或抗体衍生物反应的状况而进行包装。包装的药物组合物可以包括容纳有效量的至少一种本文描述的抗体或抗体衍生物和说明书(例如标签)的容器，所述说明书标明含有的组合物将用于治疗给予患者后对一种抗体或抗体衍生物反应的疾病/紊乱。

本发明的抗体或抗体衍生物还可以被化学修饰。优选的修饰基团是聚合物，例如任选取代的直或支链聚烯烃、polyalkenylene或聚氧化亚烷基聚合物或分支或不分支多糖。这种效应基团可以增加抗体在体内的半衰期。合成聚合物的具体实例包括任选取代的直或支链聚(乙二醇)(PEG)、聚(丙二醇)、聚(乙烯醇)或它们的衍生物。具体天然存在的聚合物包括乳糖、直链淀粉、葡聚糖、糖原或它们的衍生物。聚合物的大小可以根据需要变化，但是通常是范围从500Da至50000Da的平均分子量。对于设计抗体穿透组织的局部应用，优选的聚合物分子量是大约5000Da。聚合物分子可以与抗体连接，尤其是通过共价连接的铰链肽与Fab片段重链C末端连接，如WO0194585所述。对于PEG部分的连接，参考Poly(ethyleneglycol)Chemistry,Biotechnological and Biomedical Applications",1992,J.Milton Harris(编),Plenum Press,New York和"Bioconjugation Protein CouplingTechniques for the Biomedical Sciences",1998,M.Aslam和A.Dent,GrovePublishers,New York。

制剂的制备

制备了如上所述的感兴趣抗体或抗体衍生物后，制备含有它的药物制剂。待配制的抗体没有经受在先的冻干，在此的感兴趣制剂是含水制剂。优选制剂中的抗体或抗体衍生物是抗体片段，如scFv。制剂中存在的抗体的治疗有效量通过考虑例如期望的剂量体积和给药方式来确定。从约0.1mg/ml至约50mg/ml，优选约0.5mg/ml至约25mg/ml和最优选约2mg/ml至约10mg/ml是制剂中示例的抗体浓度。

在pH缓冲溶液中制备包含抗体或抗体衍生物的含水制剂。本发明的缓冲液具有约4.5至约6.0范围的pH，优选约4.8到约5.5，和最优选具有约5.0的pH。控制pH在这个范围之内的缓冲液实例包括醋酸盐(例如乙酸钠)、琥珀酸盐(如琥珀酸钠)、葡糖酸盐、组氨酸、柠檬酸盐及其他有机酸缓冲液。缓冲液浓度可以从约1mM至约50mM，优选从约5mM至约30mM，根据例如缓冲液和期望的制剂等渗性而定。优选缓冲液是乙酸钠(约10mM))，pH 5.0。

发挥促进张力(tonicifier)作用并可以稳定抗体的多元醇包括在制剂中。在优选实施方案中，制剂不含促进张力(tonicifying)量的盐，如氯化钠，因为这可能引起抗体或抗体衍生物沉淀和/或可以导致低pH下氧化。在优选实施方案中，多元醇是非还原糖，如蔗糖或海藻糖。多元醇以可以相对于期望的制剂等渗性而变化的量添加至制剂。优选含水制剂是等渗的，在这种情况下制剂中多元醇的合适浓度是例如约1％至约15％w/v，优选约2％至约10％w/v。然而，高渗或低渗制剂也可能是合适的。添加的多元醇的量也可以相对于多元醇分子量而改变。例如，可以添加与二糖(如海藻糖)相比量降低的单糖(例如甘露糖醇)。

表面活性剂也添加至抗体或抗体衍生物制剂中。示例的表面活性剂包括非离子型表面活性剂如聚山梨酯(polysorbates)(例如聚山梨酯20、80等)或泊洛沙姆(例如泊洛沙姆188)。添加的表面活性剂的量使得它降低配制的抗体/抗体衍生物的聚集和/或尽量减少制剂中微粒的形成和/或降低吸附。例如，表面活性剂可以在制剂中以从约0.001％至约0.5％，优选约0.005％至约0.2％和最优选约0.01％至约0.1％的量存在。

在一个实施方案中，制剂含有上述说明的试剂(即抗体或抗体衍生物、缓冲液、多元醇和表面活性剂)和基本上无一种或多种防腐剂，如苯甲醇、苯酚、间甲苯酚、氯丁醇和苄索氯铵。在另一个实施方案中，制剂中可以包括防腐剂，尤其是制剂是多剂量制剂时。防腐剂浓度可以从约0.1％至约2％，最优选约0.5％至约1％。一种或多种其他药物可接受载体、赋形剂或稳定剂如Remington′s Pharmaceutical Sciences21st edition,Osol,A.Ed.(2006)中描述的那些可以包括在制剂中，只要它们不会不利地影响制剂的期望特性。可接受的载体、赋形剂或稳定剂是在使用的剂量和浓度下对受体无毒的，和包括另外的缓冲剂；助溶剂；抗氧化剂包括抗坏血酸和甲硫氨酸；螯合剂如EDTA；金属复合物(例如Zn-蛋白复合物)；可生物降解的聚合物如聚酯；和/或成盐平衡离子如钠。

用于体内给药的制剂必须是无菌的。这通过在制剂制备前或后通过无菌过滤膜过滤而容易地实现。

制剂的给药

该制剂根据已知方法给予需要用该抗体治疗的哺乳动物，优选人，如静脉内给药，一次大剂量或在一段时间内连续输注，通过肌内的、腹膜内、脑脊髓内(intracerobrospinal)、皮下、关节内、滑膜腔内、鞘内、口服、局部或吸入途径。在优选实施方案中，该制剂通过静脉内给药给予哺乳动物。为了这种目的，可以例如使用注射器或通过IV途径注射该制剂。

合适的剂量(“治疗有效量”)的抗体将依赖于例如待治疗的状况、状况的严重性和过程、为预防还是为治疗目的给予抗体、先前的治疗、患者临床病史和对抗体的反应、使用的抗体类型和主治医师的辨别力。抗体或抗体衍生物一次或经一系列治疗合适地给予患者，和可以在从诊断起任何时间给予患者。抗体或抗体衍生物可以作为唯一的治疗给予或与对所讨论的状况有用的其它药物或疗法一起给予。

作为一般的建议，给予的抗体或抗体衍生物的治疗有效量在每公斤患者体重约0.1至约50mg/kg的范围内，无论是一次还是多次给药，使用抗体的典型范围是例如每天给予约0.3至约20mg/kg，更优选约0.3至约15mg/kg。然而，其他剂量方案可能有效。这种治疗的进展通过传统方法可容易地监测。

制备的产品

在本发明的另一个实施方案中，提供了制备的产品，包含容纳本发明的含水药物制剂的容器和任选提供它的使用说明书。合适的容器包括例如瓶、小瓶和注射器。容器可以用各种材料制成，如玻璃或塑料。示例容器是3-20cc一次性使用的玻璃小瓶。可供选择地，对于多剂量制剂，容器可以是3-100cc玻璃小瓶。容器容纳制剂而容器上或与容器结合的标签可以标明使用指示。制备的产品可以进一步包括从商品化和用户立场期望的其他材料，包括其他缓冲液、稀释剂、过滤器、针、注射器和带使用说明书的包装插入物。

本发明的抗体的产生

本发明的抗体或抗体衍生物可以使用重组遗传学领域的常规技术产生。已知多肽的序列，可以通过基因合成产生编码它们的cDNAs(www.genscript.com)。这些cDNAs可以克隆入合适的载体质粒。一旦获得了编码VL和/或VH域的DNA，可以进行定向诱变获得各种衍生物，例如通过使用诱变引物的PCR。最好的“开始”序列可以根据VL和/或VH序列中期望改变的数量来选择。优选序列是TB-A序列和它的衍生物，例如scFv序列或Fab融合肽序列可以选择作为PCR驱动诱变和/或克隆的模板。

可以使用本领域技术人员熟知的标准克隆和诱变技术连接接头、改组结构域或构建融合物，用于生产Fab片段。公开本发明的一般方法的基本方案在Molecular Cloning,ALaboratory Manual(Sambrook&Russell,3^rd ed.2001)和Current Protocols inMolecular Biology(Ausubel等,1999)中描述。

将承载基因的DNA序列——该基因编码scFv多肽，或在Fab片段的情况下，对于VL-C_K和VH-CHl融合物，编码两个分开的基因或包含两个基因的双顺反子操纵子(图2)——克隆在合适的表达载体中，优选具有诱导型启动子的表达载体。必须注意每个基因的前面存在确保翻译的合适核糖体结合位点(图2中的RBS)。应理解本发明的抗体包含公开的序列而不是由它们组成。例如，克隆策略可能要求构建体由在N末端存在一个或几个另外残基的抗体构成。具体地说，在没有被翻译后切割的情况下，在最终蛋白中可以存在来源于起始密码子的甲硫氨酸。大部分scFv抗体的构建体在N末端产生另外的丙氨酸。在本发明的优选实施方案中，选择在大肠杆菌周质表达的表达载体(Krebber,1997)。所述载体在可切割信号序列前包含启动子。然后抗体肽的编码序列符合读框地与可切割信号序列融合。这允许表达的多肽靶向至细菌周质，在其中信号序列被切割。然后抗体折叠。在Fab片段的情况下，VL-C_K和VH-CHl融合肽必须与输出信号连接。肽到达周质后，在C末端半胱氨酸处形成共价S-S键。如果优选抗体在胞质表达，则通常可以从包涵体获得高产量所述抗体，包涵体可以容易地与其他细胞碎片和蛋白分开。在这种情况下，将包涵体溶于变性剂如盐酸胍(GndHCl)，然后通过本领域技术人员熟知的复性步骤重折叠。

表达scFv或Fab多肽的质粒被引入合适的宿主，优选细菌、酵母或哺乳动物细胞，最优选合适的大肠杆菌菌株，对于周质表达，如JM83，或对于以包涵体表达，如BL21。可以从周质或包涵体收获多肽并使用标准技术纯化，如本领域技术人员已知的离子交换层析、反相层析、亲和层析和/或凝胶过滤。

本发明的抗体或抗体衍生物可以用产量、溶解度和体外稳定性表征。对TNFα，优选对人TNFα的结合能力可以通过ELISA或表面等离子体共振(BIACore)使用重组人TNFα(如WO9729131所述)，进行体外检测，后一方法也允许测定k_Off速度常数，其应该优选小于10^-3S^-1。优选K_d值≤10nM。

本发明抗体或抗体衍生物的体内中和活性可以使用L929细胞毒性试验估计。人重组TNFα以浓度依赖性方式对培养的小鼠L929成纤维细胞发挥细胞毒性作用。这种TNFα诱导的细胞毒性可以通过TNFα中和抗体抑制(

1994)。优选的相对于最大抑制浓度一半的IC₅₀值≤100ng ml^-1。

TNFα在各种人类疾病中具有被证实的病理生理作用，尤其是炎症性紊乱、免疫和免疫调节的紊乱、引起脓毒性、内毒素性和心血管性休克的感染、神经变性疾病和恶性病。由于怀疑TNFα在稳定增长数量的另外人类疾病中起着与疾病相关的作用，因此难以给出也确保TNFα抑制剂未来临床应用范围的完整说明的指征全面列表。因此，本发明的抗体或抗体衍生物可以应用于治疗下列目录中所列疾病，其不被认为是完整或排他的列表。也包括没有具体提及的直接或间接受TNFα影响的其他疾病。

自身免疫或慢性炎症：

一般的炎症慢性和/或自身免疫状态、一般的免疫介导的炎性紊乱、炎性CNS病、影响眼睛、关节、皮肤、粘膜、中枢神经系统、胃肠道、泌尿道或肺的炎性疾病、一般的眼色素层炎状态、视网膜炎、HLA-B27+眼色素层炎、Behcet氏病、干眼综合征、青光眼、干燥综合征(

syndrome)、糖尿病(包括糖尿病神经病变)、胰岛素抵抗、一般的关节炎状态、类风湿性关节炎、骨关节炎、反应性关节炎和瑞特氏综合征(Reiter′s syndrome)、少年关节炎、强直性脊柱炎、多发性硬化、格林－巴利综合征(Guillain-Barre syndrome)、重症肌无力、肌萎缩性侧索硬化、结节病、肾小球性肾炎、慢性肾病、膀胱炎、银屑病(包括牛皮癣关节炎)、化脓性汗腺炎、脂膜炎、坏疽性脓皮病、SAPHO综合征(滑膜炎、痤疮、脓疱病、骨肥大和骨炎)、痤疮、Sweet综合征、天疱疮、克罗恩病(包括肠外表现)、溃疡性结肠炎、支气管哮喘、过敏性肺炎、一般的变态反应、过敏性鼻炎、过敏性鼻窦炎、慢性阻塞性肺病(COPD)、肺部纤维化、Wegener肉芽肿病、川崎综合征、巨细胞性动脉炎、Churg-Strauss血管炎、结节性多动脉炎、烧伤、移植物抗宿主疾病、宿主抗移植物反应、器官或骨髓移植后排斥发作、一般的全身或局部血管炎状态、系统性和盘状红斑狼疮、多发性肌炎和皮肌炎、硬皮病、先兆子痫、急性和慢性胰腺炎、病毒性肝炎、酒精性肝炎。

急性炎症和/或预防术后或外伤后炎症和疼痛：

预防一般的术后炎症、眼手术(例如白内障(眼晶体置换)或青光眼手术)、关节手术(包括关节镜手术)、关节相关结构(例如韧带)的手术、口腔和/或牙科手术、最低限度的介入心血管程序(例如PTCA、经皮腔内斑块旋切术(atherectomy)、放置支架)、腹腔镜和/或内窥镜腹内和妇科程序、内窥镜泌尿科程序(例如前列腺手术、输尿管镜检查、膀胱镜检查、间质性膀胱炎)、一般的手术前后炎症(预防)。

神经病和神经变性疾病：

阿尔茨海默病(Alzheimer disease)、帕金森氏病、亨廷顿舞蹈病、贝尔麻痹(Bell′palsy)、克-雅病(Creutzfeld-Jakob disease)。

癌症：

癌症相关骨质溶解、癌症相关炎症、癌症相关疼痛、癌症相关恶病质、骨转移。

疼痛：

急性和慢性形式的疼痛，无论这些是由TNFα的中枢还是外周作用引起的和无论它们被分为炎性、伤害性还是神经性形式的疼痛、坐骨神经痛、腰背痛、腕管综合征、复杂性区域疼痛综合征(CRPS)、痛风、带状疱疹后神经痛、纤维肌痛、局部疼痛状态、由于转移性肿瘤引起的慢性疼痛综合征、dismenorrhea。

感染

细菌、病毒或真菌性脓毒病、结核、AIDS。

心血管疾病：

动脉粥样硬化、冠状动脉病、高血压、血脂障碍(dyslipidemia)、心功能不全和慢性心力衰竭。

在本发明的优选实施方案中，用本发明的抗体或抗体衍生物可以达到治疗骨关节炎或眼色素层炎或炎症性肠病。

本发明还提供了一种药物组合物，包含本发明的抗体或抗体衍生物分子与药物可接受赋形剂、稀释剂或载体结合。

该药物组合物优选应包含治疗有效量的本发明抗体，即治疗、改善或预防与TNFα相关的疾病或状况，或显示可检测的治疗或预防效果所需要的量的所述抗体。治疗有效剂量可以以细胞培养试验或动物模型来估计，通常以啮齿类、兔、狗、猪或灵长类动物。动物模型也可以用于测定合适的浓度范围和给药途径。观察本发明抗体或抗体衍生物作用的合适动物模型是大鼠急性单关节炎(monoarthritis)模型(Bolon等(2004),Vet.Pathol.41:235-243。人TNFα通过关节内注入大鼠膝关节，在注射关节引起急性、自限性单关节炎。抗TNFα抗体(衍生物)的生物活性可以通过降低TNFα诱导的膝关节肿胀和或降低炎症组织学参数来定量。

由于本发明的抗体或抗体衍生物是高度可溶的，因此高抗体浓度(60mg ml^-1或更高)允许应用的体积小。

本发明的抗体或抗体衍生物可以应用在期望降低存在于人或动物体中的具有生物活性的TNFα水平的任何治疗中。TNFα可以在体内循环或以不期望的高水平局限性存在于体内特殊部位。本发明提供了一般全身以及局部应用的方式，它包括但不限于下列那些：口服应用、静脉内、皮下、肌内、关节内、玻璃体内、真皮内、或实质内注射、气雾剂吸入、局部应用于皮肤、粘膜或眼睛、通过可植入微型泵全身或局部释放或通过通过允许延迟释放的可植入制剂/装置局部释放、局部应用于浆膜表面、鞘内或室内应用、以允许在胃肠道所选部分的控制管腔内释放的制剂口服、从足够的制剂/装置(例如支架)局部血管内释放、局部输送至尿囊肿、局部管腔内释放(例如释放入胆道、输尿管)，或通过内窥镜装置局部输送，或从隐形眼镜释放(接触)。优选的应用是局部应用，如关节内注射或局部应用，例如应用至眼睛中。对于二种优选应用，本发明的抗体需要处于溶液中。

本发明也揭示本发明抗体或抗体衍生物用于生产治疗与TNFα相关疾病的药物的用途。在这种情况下，抗体或抗体衍生物包含在治疗组合物中。所述组合物用作药物，最优选用于预防或治疗与TNFα相关的疾病。

在另一个方面，本发明的scFv抗体用于基因治疗，尤其是过继性(adoptive)细胞基因治疗。自身免疫紊乱表示对准自身组织的不适当的免疫反应。抗原特异性CD4+T细胞和抗原呈递树突细胞(DCs)是自身免疫性疾病发病机理中重要的介质，并因此是过继性细胞基因治疗、离体治疗性基因转移方法的理想候选物。使用逆转录病毒转导细胞和萤光素酶生物发光，Tarner等(2003,Ann.N.Y.Acad.Sci.998:512-519)证明了在多发性硬化、关节炎和糖尿病动物模型中，原代T细胞、T细胞杂交瘤和DCs快速和优先到达炎症部位。用驱动各种“调节蛋白”如白介素和抗TNF scFv表达的逆转录病毒载体转导的这些细胞将这些免疫调节蛋白输送至发炎损害部位，对于实验性自身免疫性脑炎、胶原诱导的关节炎和非肥胖糖尿病小鼠提供治疗。本发明抗体或抗体衍生物的稳定和可溶构架区特别适于胞内递送抗原，例如当抗体或抗体衍生物从合适的逆转录病毒载体携带的转基因表达时。过继性细胞基因治疗引起抗TNFαscFv局部表达和分泌。Smith等(2003)证明了来源于TNFα中和单克隆抗体的scFvs(i)可以体外中和TNFα和(ii)改变细胞因子在罹患胶原诱导的关节炎的小鼠关节局部而不是全身的表达模式。可供选择地，允许抗TNFαscFv抗体连续表达的合适载体(例如病毒)直接全身或局部注射被认为是另一种可能的基因治疗方法。

本发明的序列是下列序列：

SEQ ID NO：1 TB-A的VL

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKR

SEQ ID NO：2 TB-A的VH

QVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRFTFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：3 TB-B的VL

DIVLTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKRLIYSAFNRYTGVPSRFSGSGSGTEFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKR

SEQ ID NO：4 TB-B的VH

QVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYSFTHYGMNWVRQAPGQGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRVTLTRDTSIGTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：5 FW2.3的VL

DIVLTQSPSSLSASVGDRVTLTCRASQGIRNELAWYQQRPGKAPKRLIYAGSILQSGVPSRFSGSGSGTEFTLTISSLQPEDVAVYYCQQYYSLPYMFGQGTKLEVKR

SEQ ID NO：6 FW2.3的VH

QVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYSFTGYFLHWVRQAPGQGLEWMGRINPDSGDTIYAQKFQDRVTLTRDTSIGTVYMELTSLTSDDTAVYYCARVPRGTYLDPWDYFDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：7 TB_L2的VL

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYAGSILQSGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKR

SEQ ID NO：8 TB_L3的VL

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQYYSLPYMFGQGTKLEVKR

SEQ ID NO：9 TB_H2的VH

QVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGRINPDSGDTIYAQKFQDRFTFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：10接头

GGGGSGGGGSGGGGSGGGGS

SEQ ID NO：11 TB-B R46L的VL

DIVLTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGSGSGTEFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKR

SEQ ID NO：12 TB-AB

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYSFTHYGMNWVRQAPGQGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRVTLTRDTSIGTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：13 TB-BA

DIVLTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKRLIYSAFNRYTGVPSRFSGSGSGTEFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRFTFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：14 Fab的Cκ

TVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC

SEQ ID NO：15Fab的CH1

ASTKGPSVFPLAPSSKSTSGGTAALGCLVKDYFSEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTQTYICNVNHKPSNTKVDKKVEPKSCTS

SEQ ID NO：16 BT-wt的VL

DIVMTQTPKFLLVSAGDRVTITCTASQSVSNDVVWYQQKPGQSPKMLMYSAFNRYTGVPDRFTGBGYGTDFTFTISSVQAEDLAVYFCQQDYNSPRTFGGGTKLEIKR

SEQ ID NO：17 TB-wt的VH

QIQLVQSGPELKKPGETVKISCKASGYTFTHYGMNWVKQAPGKGLKWMGWINTYTGEPTYADDFKEHFAFSLETSASTVFLQINNLKNEDTATYFCARERGDAMDYWGQGTSVTVSS

SEQ ID NO：18 TB-A H_K43Q，也称TB-A H43

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGQGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRFTFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：19 TB-A H_F68V，也称TB-A H68

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRVTFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：20 TB-A H_F70L/L72R，也称TB-A H70/72

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRFTLSRETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：21，TB-A H_A76I/S77G，也称TB-A H76/77

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRFTFSLETSIGTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：22 TB-A L_L46R，也称TB-A L46

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKRLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRFTFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：23 TB-A L_R65S，也称TB-A L65

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SEQ ID NO：24 TB-A L_Y67S，也称TB-A L67

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGSGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRFTPSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：25 含D66G的TB-A的VH

QVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKGRFTFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：26 含V83F的TB-A的VL

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDFAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKR

SEQ ID NO：27含V83A的TB-A的VL

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDAAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKR

SEQ ID NO：28 TB-A的VH H43/70/71/73/77

QVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGQGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRFTLTLDTSAGTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：29 TB-A的VH H43/70/71

QVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGQGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRFTLTLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：30 TB-A的VH

H11/16/43/66/70/71/73/77/93/112

QVQLVQSGAEDKKPGGSVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGQGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKGRFTLTLDTSAGTVYMELTSLTSDDTATYYCARERGDAMDYWGQGTSVTVSS

SEQ ID NO：31 TS-A H_M48L/F68I

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWLGWINTYTGEPTYADKFKDRITFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：32 TB-A L_V83E H_V79A

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SEQ ID NO：33 TB-A接头_G2R H_F68L

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGRGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRLTFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：34 TB-A H_K43R/F68I

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVGLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGRGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRITFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：35 TB-A H_F68L

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTATISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEFTYADKFKDRLTFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：36 TB-A H_F68A

DIVWTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYSMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRATFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：37 TB-A H_F68V/F70L

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRVTLSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：38 TB-A H_F70L

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRFTLSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

SEQ ID NO：39接头G2R

GRGGSGGGGSGGGGSGGGGS

SEQ ID NO：40 TB-A

DIVMTQSPSSLSASVGDRVTLTCTASQSVSNDVVWYQQRPGKAPKLLIYSAFNRYTGVPSRFSGRGYGTDFTLTISSLQPEDVAVYYCQQDYNSPRTFGQGTKLEVKRGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSQVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCTASGYTFTHYGMNWVRQAPGKGLEWMGWINTYTGEPTYADKFKDRFTFSLETSASTVYMELTSLTSDDTAVYYCARERGDAMDYWGQGTLVTVSS

参考下列实施例将更充分理解本发明。然而它们不应被认为是限制本发明的范围。所有参考文献和专利引证在此引入作为参考。

实验1：scFv抗体的构建

用于产生人源化抗人TNFα抗体或抗体衍生物，如单链片段(scFv)或Fab片段的起始原料是鼠单克隆抗体Di62。

等(1994,Mol.Immunol.31:1059-1067)中公开了轻链和重链可变区的序列。在同一出版物中也探讨了这个单克隆抗体的性能。简言之，Di62以浓度依赖性方式特异性结合人TNFα。它是高亲和力抗体(Kd＝0.4nM)并可以阻断TNFα结合其受体。此外，在小鼠L929细胞中，Di62抑制人TNFα诱导的细胞毒性。

根据它的公开序列，构建VL-接头-VH方向的单链抗体衍生物(scFv)形式的Di62，其中接头序列包含四个重复的四个甘氨酸和一个丝氨酸残基(Gly₄Ser)₄。在此，这个scFv被称为TB-wt，VL是SEQ ID NO:16而VH是SEQ ID NO:17。

为了a)使抗体衍生物与人序列更相似以减小潜在的免疫原性，和b)使它更稳定和可溶的目的而人源化这个抗体衍生物，为此，TB-wt CDR序列移植在稳定和可溶的人构架区上(Auf der Maur等(2001),FEBS Lett.508:407-412；Auf der Maur等(2004),Methods34:215-224).人VL-kappa亚型I和VH亚型I被鉴定为最接近人的亚族。从人VL和VH序列库选择合适的受体构架区，选择有利的生物化学和生物物理学性能，例如稳定性、溶解度和表达性能的那些(Auf der Maur,等(2001),FEBS Lett.508:407-412；Auf der Maur,等(2004),Methods 34:215-224)。WO03097697/EP1506236中描述了这些抗体构架区的分离和性能。从这个库，抗原结合性能不明确的单链抗体构架区被确定为合适的受体。这个受体由人VL-kappa I结构域(SEQ ID ID NO:5)与人VHI结构域(SEQ ID NO:6)结合组成。在本文中，这个受体构架区被称为FW2.3。81个VL构架区残基当中，TB-wt和FW2.3共享55个相同的氨基酸残基，折合67％同一性。在87个VH构架区残基当中，TB-wt和FW2.3具有55个相同的残基，折合63％同一性。这两个单链抗体衍生物都具有相同的CDR长度，除了VH-CDR3，它在FW2.3中较长。对于两个scFvs，CDR残基内的氨基酸组成是不同的。描述了将抗体可变域人源化的各种方法(Riechmann等(1998),Nature 332:323-327；Padlan,E.A.(1991).Mol.Immunol.28:489-498；Roguska等(1994),Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:969-973；Gonzales等(2005),Tumor Biol.26:31-43；Ewert,S.,等(2004),Methods 34:184-199)。首先进行最低限度的方法，即全部小鼠CDR环从TB-wt保守性转移到FW2.3上。产生的scFv被称为TB-B并具有SEQID NO:3的VL序列和SEQ ID NO:4的VH序列。根据Kabat编号方案定义TB-wt中的CDR-环(Kabat等(1991),Sequences of Proteins of Immunological Interest,5^thEd,Natl.Inst.Health,Bethesda,MD)并限定下列残基(见图1)：

VL

CDRl:L24-L34(相同的Kabat编号)

CDR2:L50-L56(相同的Kabat编号)

CDR3:L89-L97(相同的Kabat编号)

VH

CDRl:H31-H35(相同的Kabat编号)

CDR2:H50-H66(Kabat编号H50-H65)

CDR3:H99-H106(Kabat编号H95-H102)。

这个抗体不能有效地结合TNFα(图4A)。下一步是测定这些组分的哪个残基或哪些残基应被置换以优化产生的人源化抗体的性能。

由于用其他氨基酸置换人氨基酸残基应该减至最少，因为外来氨基酸序列的引入增加抗体或抗体衍生物在人中的免疫原性风险(Gonzales等(2005),Tumor Biol.26:31-43，因此构建几个变体。构建所述变体之一在此称为TB-B L46(VL SEQ ID NO:11；VH SEQID NO:4)，旨在将免疫原性风险降至最小，但仍显示出足够的结合活性。这个变体基于TB-B并在VL第46位含有一个单氨基酸改变，即R→L。这个氨基酸位于轻链上部核心内并参与二聚体界面。它参与限定L-CDRl的构象并对VH/VL包装有影响。据报导亮氨酸残基在这个特殊位置有利(PCT/US03/19333)。与TB-B相比，scFv TB-B L46保留了一些TNFα特异性结合(图4A；K_d≈100nM)。

为了进一步提高TNFα-结合活性，在VL残基4、46、65、67、70和/或VH残基28、43、68、70、71、72、73、76、77中一个或多个位置进行一个或多个更多交换。在此，在全部位置具有交换的变体被称为TB-A(VL SEQ ID NO:1；VH SEQ ID NO:2)。

此外，关于本发明的特定抗TNFα抗体，用来源于L-CDR1和L-CDR2的肽进行的竞争试验表明两个CDR环对于scFv与抗原的结合都是重要的(

等(1994),Mol.Immunol.31:1059-1067)。

在旨在将保留结合所需非人残基数量减至最少和优化生物物理学性能(稳定性和溶解度)的进一步实验中，应用系统诱变和结构域改组，以阐明小鼠和人源化VL和VH域之间的功能差异。

通过结构域改组获得两个变体。第一个变体包含来自TB-A的VL域，通过甘氨酸丝氨酸接头(SEQ ID NO:10)与来自TB-B的VH域连接，产生TB-AB(SEQ ID NO:12)。第二个变体，TB-BA是第一个变体的反向，即，VL域来自TB-B，与TB-A的VH域结合(SEQ ID NO:13)。

通过TB-A的系统诱变产生另外的变体。图1显示了TB-A和TB-B的VL和VH序列的序列比较。TB-A和TB-B之间总共14个构架区残基不同(星号)。它们中仅五个——VL残基4和70和VH残基28、71和73在大小和性能上显示出较小的差异，因此在这一点上没有考虑用来诱变。下列构架区位置被来自TB-B的相应氨基酸取代。TB-A的这些单或双突变体如下：

TB-A H43 K→Q 交界面(SEQ ID NO:18)

TB-A H68 F→V 外环VH(SEQ ID NO:19)

TB-A H70/72 F→L,L→R 外环VH(SEQ ID NO:20)

TB-A H76/77 A→I,S→G 外环VH(SEQ ID NO:21)

TB-A L46 L→R 交界面(SEQ ID NO:22)

TB-A L65 R→S 外环VL(SEQ ID NO:23)

TB-A L67 Y→S 外环VL(SEQ ID NO:24)

很多因素可以影响抗体或抗体衍生物的免疫原性(Gonzales等(2005),TumorBiol.26:31-43)。为进一步降低人源化TB-A scFv可变区的非人内容，用来自FW2.3的相应的人CDR环交换鼠VL CDR2和CDR3环和鼠VH CDR2环。所产生的构建体在此分别称为TB_L2(SEQ ID N0:7)、TB_L3(SEQ ID NO:8)和TB_H2(SEQ ID NO:9)。

通过基因合成产生编码鼠单链形式单克隆抗体Di62和两个人源化形式TB-B和TB-A的cDNAs(www.genscript.com)。标准克隆程序后通过PCR驱动的位点定向诱变引入其他变异体中的全部点突变(TB-B L46、TB-A H43、TB-A H67、TB-A H69/71、TB-A H75/76、TB-AL46、TB-A L65、TB-A L67、TB-A V83F、TB-A V83A、TB-A D66G)。使用PCR和目前技术状况克隆程序完成用来自FW2.3的人CDR环交换TB-A的鼠CDR环。通过完全的基因合成获得编码SEQID NO:28、SEQ ID NO:29和SEQ ID NO:30中公开的所有VH TB-A变体的cDNA。

SEQ ID NO:31至SEQ ID NO:38中公开了一些更优选的TB-A。发现这些抗体特别稳定和可溶，如下面表I所示。

全部scFv片段克隆入表达载体用于在大肠杆菌进行周质生产(Krebber等(1997),J.Immunol.Methods 201:35-55)。

除了如上所述的单链抗体衍生物(scFvs)，如下产生相应的Fab片段。选择的轻链可变域(VL)与人Ig kappa链恒定区融合，同时适当的重链可变域(VH)与人IgG的第一个(N-末端)恒定区(CH1)融合。通过PCR从人脾cDNA文库扩增这两个人恒定域，产生CK的序列SEQID NO:14和CH1的SEQ ID NO:15。

实验2：人源化scFv或Fab抗体的表达、生产和稳定性

编码TB-wt、其人源化衍生物或Fab片段的质粒导入适当的大肠杆菌菌株(例如JM83)进行周质表达。scFv变体也以包涵体表达，例如在BL21大肠杆菌菌株中。通过包涵体的再折叠和随后通过例如凝胶过滤纯化获得了功能性单链抗体。

在标准实验室培养条件(dYT培养基，在30℃诱导大约3小时，以200rpm振荡)常规摇瓶下，scFvs周质表达的表达产量在每升培养物0.5mg至12mg之间。通常，我们注意到，如我们预先对为稳定性和可溶性所选构架区的分析所预期的那样(Auf der Maur,等(2004),Methods 34:215-224)，人源化衍生物的序列与受体构架区序列(FW2.3)越接近，在细菌中表达获得的产量越高。例如，TB-B表达获得的产量比TB-A表达获得的产量高得多。根据这些发现，降低TB-A中存在的不同氨基酸的数量对表达产量具有积极作用(图3A)。

本发明抗体或抗体衍生物的另一个重要特征是它们的可溶性。图3B显示了构架区TB-A就在磷酸盐缓冲盐水中的溶解度而言优于供体构架区(TB-wt)的优势。在分析性凝胶过滤中，TB-A主要以单体状态迁移(峰值在70ml)，而TB-wt显示出形成聚集体的强烈倾向(峰值在50ml)。除了这些，通过PEG沉淀法估计TB-A及其某些衍生物的最大可溶性(AthatDH.等JBC.1981,256；23.12108-12117)。

简言之，在聚乙二醇3000(PEG3000)存在下测定测试蛋白的表观溶解度。通过测定离心的蛋白-PEG300混合物的上清液中蛋白浓度来测定溶解度曲线。所有曲线显示出log S(mg/ml)与PEG3000浓度(％,w/v)之间的线性相关。线性回归向0％PEG的外推法估计测试蛋白的最大溶解度(S_max)(表I)。对于TB-A，计算S_max是大约70mg/ml。所有测试蛋白显示出极好的溶解度。在第二个方法中，应用被称为自身相互作用层析(SIC)的方法估计1mg/ml浓度的TB-A(SEQ ID NO:40)、TB-A linker_G2R H_F68L(SEQ ID NO:33)、TB-A H_K43R/F68I(SEQID NO:34)和TB-A H_F68L(SEQ ID NO:35)在PBS(50mM磷酸盐pH 6.5,150mM NaCl)中的分子间引力/排斥力。在这个方法中，感兴趣蛋白固定在多孔固定相上并装填入柱。游离(流动相)和固定的蛋白之间的相互作用被检测为保留体积的变动。根据Tessier,PM等.Biophys.J.2002,82:1620-1632计算蛋白osmotic second virion系数B₂₂，其是分子间引力/排斥力的尺度(表I)。B₂₂正数越高，测试蛋白的分子间引力越低，因此它的溶解度越高。由于测试蛋白序列的高度相似性，假定不同蛋白的B₂₂值可以直接彼此比较。

表I：TB-A衍生物的溶解度特性

序列	pI	Log S<sub>max</sub>	B<sub>22</sub>值(SIC)
				TB-A	7.8	1.84±0.13	-24.5×10<sup>－4</sup>±3.8×10<sup>-4</sup>
TB-A H_M48L/F68I	7.8	nd	nd
				TB-A L_V83E H_V79A	6.58	nd	nd
TB-A linker_G2R H_F68L	8.2	1.91±0.09	1.59×10<sup>－3</sup>±5.9×10<sup>-5</sup>
				TB-A H_K43R/F68I	7.8	1.86±0.02	1.28×10<sup>－3</sup>±3.0×10<sup>-4</sup>
TB-A H_F68L	7.8	1.88±0.07	1.06×10<sup>－4</sup>±2.9×10<sup>-5</sup>
				TB-A H_F68A	7.8	nd	nd
TB-A H_F68V/F70L	7.8	nd	nd
				TB-A H_F70L	7.8	nd	nd

本发明抗体或抗体衍生物的另一个相关特征是它们的高稳定性。通过经圆二色光谱和光散射在218和292nm测定伸展开始的温度，评价TB-A、TB-A H_M48L/F68I(SEQ ID NO:31)、TB-A Linker_G2R H_F68L(SEQ ID N0:33)、TB-A H_K43R/F68I(SEQ ID NO:34)和TB-AH_F68L(SEQ ID NO:35)的蛋白稳定性(表II)。在这个实验中，TB-A在53℃的温度开始伸展，而它的衍生物TB-A H_M48L/F68I(SEQ ID NO:31)、TB-A Linker_G2R H_F68L(SEQ ID NO:33)、TB-A H_K43R/F68I(SEQ ID NO:34)和TB-A H_F68L(SEQ ID NO:35)显示出热稳定性增加(56℃和58℃)。所有的测试蛋白在伸展时显示出不可逆变性作用和沉淀，使得不可能测定熔解温度。为了测定可逆过程中转变(transition)中点，用盐酸胍(GdnHCl)诱导伸展以保持伸展蛋白在溶解状态。在这个方法中，荧光发射最大通过荧光测定法测定，以跟踪伸展。在这个设置中，TB-A再次显示出好的稳定性，转变中点在2.07M GdnHCl。与热力伸展引起的结果一致，衍生物TB-A Linker_G2R H_F68L(SEQ ID NO:33)和TB-A H_K43R/F68I(SEQID NO:34)显示出稳定性增加，因为显示出较高的转变中点，分别是2.33和2.3M GdnHCl。

表II：TB-A衍生物的稳定性特性

序列	变性开始[℃]	转变中点时的[GdnHCl]
			TB-A	53	2.07M
TB-A H_M48L/F68I	58	nd
			TB-A L_V83E H_V79A	nd	nd
TB-A Linker_G2R H_F68L	58	2.33M
			TB-A-QC15.2	56	2.30M
TB-A-QC23.2	58	nd
			TB-A H_F68A	nd	nd
TB-A H_F68V/F70L	nd	nd
			TB-A H_F70L	nd	nd

通过在各个体液或作为阳性对照的试验缓冲液(TBSTM)中37℃孵育3天后测定TB-A的TNFα结合活性，检测TB-A在人血清、人尿液、猪玻璃体液和猪前房液中的稳定性。TB-A在体液中稀释为10μM的终浓度。孵育期后，为了测定TB-A的结合常数K_d，用ELISA检测系列稀释样品(图11)。当体液样品与阳性对照TBSTM样品比较时，K_d向更高浓度变化表明孵育期间活性蛋白减少。然而，在我们的实验中，没有检测到这样的变化，表明由于抗体的高稳定性，完全活性的TB-A量在每种体液试验中保持恒定。

实验3：人源化抗体衍生物的结合特性

在ELISA中，测试所有人源化scFv变体与重组人TNFα的结合性能。所有变体的解离常数(K_d)位于0.8至10′000nM以上的范围内。似乎在与人受体构架区的同源性等级和各个结合物的亲和力之间存在反向相关性(图4A)。然而，含有朝向TB-B序列突变的一些TB-A变体显示出与TB-A相当的与人TNFα的亲和性水平。图4B显示了在ELISA中比较时显示出与TB-A相似亲和力的两个表达产量提高的TB-A衍生物(比较图3A)。

TB-A代表表达产量和亲和力明显权衡之间好的折衷。在亲和力方面，单链和Fab片段形式的TB-A之间没有检测到显著的差异(数据未显示)。

通过表面等离子共振(BIACore)也测定了TB-A对TNFα的亲和力和结合动力学，得到离解常数K_d＝0.8nM,k_Off解离速率＝4.4x10^-4s^-1和k_on结合速率＝5x10⁵s^-1M^-1。

实验4：L929细胞毒性试验

抗体或抗体衍生物在体内中和TNFα的作用可通过测定抑制TNFα对培养的小鼠L929成纤维细胞或作为替代方案对人KYM-1骨髓肉瘤细胞的细胞毒性来检测(表III)。Di62的人源化scFv衍生物在L929试验中显示出不同的功效，如图5B所示。一些scFv衍生物显示出5ng/ml范围内的IC50(达到50％抑制的抑制浓度)值，而其他的在L929试验中没有效果。ELISA数据和L929试验的结果并不总是相关。然而，KYM-1数据和L929结果极好地相关，唯一的不同是重组人TNF的浓度高很多和因此看到作用所需的拮抗剂浓度也高很多。因此KYM-1主要用于证实L929结果。为了测试蛋白的直接比较，用对TB-A标准化的相对值(EC₅₀X/EC₅₀TB-A)表示效能。然而结合者的序列与人受体构架区(FW2.3)越接近，通常IC50值再次变得更高。图5比较了TB-A不同衍生物阻断TNFα诱导的对小鼠L929成纤维细胞的细胞毒性的效力。在450nm的吸光度与细胞存活率相关。

TB-A和抗hTNFαIgG

(英夫利昔单抗)在L929试验中显示出相似的IC50值，而TB-wt阻断人TNFα诱导细胞毒性的效力显著较低(图5A)。当TB-A衍生物与TB-A比较它们阻断TNFα诱导的细胞毒性的效力时，这些衍生物中大多数在L929中都具有降低的功效，除了TB-H43(图5B)。

表III：TB-A衍生物的功能特性

与ELISA数据一致，scFv和Fab形式的TB-A之间在阻断TNFα诱导的细胞毒性的能力上没有显著差异(图5C)。TB-A Fab形式的IC₅₀值是TB-A scFv形式的IC₅₀值的大约2倍(图5C)，最可能是Fab片段分子量更高的结果。

实验5.用抗TNFα抗体衍生物进行动物实验

5.1.实验说明

为了测试ESBATech′s抗TNFα抗体衍生物(scFv和Fab)在体内情况下功能性中和人TNFα生物活性的功效，使用最近公开的大鼠急性单关节炎模型。Bolon和同事们已经广泛描述了这个模型(参见Bolon等(2004),Vet.Pathol.41:235-243)。简言之，在这个动物关节炎模型中，人TNFα通过关节内注入雄性Lewis大鼠膝关节。人TNFα的注射引起被注射关节的急性、自限性单关节炎。关节炎可以根据关节肿胀和组织学得分的测定结果来定量。因此，各个TNFα拮抗剂的生物活性可以通过TNFα诱导的关节肿胀的降低和/或炎症的组织学参数的降低来定量。

5.2.材料和方法

实验设计

当前的研究被设计用于研究如上所述抗体系列中的代表性scFv抗体和代表性Fab抗体与市售抗体英夫利昔单抗

抑制适当的动物关节炎模型中人TNFα生物活性的各自潜力。Bolon和同事们已经表明10微克重组人TNFα通过关节内应用于大鼠膝关节激起可通过标准宏观和微观分析定量的急性、自限性单关节炎。因此这个动物模型充当估计局部应用抗体衍生物的治疗作用的理想系统。系列完成了两个实验(表IV和V)，1)估计抗体阻断人TNFα诱导的单关节炎的总体潜力的基本功效研究；和2)估计抗体衍生物彼此之间相对功效的剂量反应研究。细胞因子和抗体衍生物都是通过分开注射给予一次，如下所述。使用的细胞因子剂量基于Bolon和同事们的出版物，而抗体衍生物的剂量范围基于可利用的细胞培养数据和有根据的推测。根据一般的动物管理准则实施实验。

动物和饲养

将年轻的、成年雄性Lewis大鼠(6-7周和175-200g)随机分配至处理组(n＝3/组)并根据Bolon等(2004),Vet.Pathol.41:235-243关养。细胞因子和抗体滴注

如Bolon和同事们的描述实行麻醉和细胞因子注射。为了不超过50微升的关节内注射总体积，细胞因子和抗体衍生物以两个分开的关节内注射滴入，借此10微克重组人TNFα在10微升过滤除菌的磷酸缓冲盐水(PBS)中注射而各个抗体的各自剂量在40微升过滤除菌的磷酸缓冲盐水中注射。腹膜内应用英夫利昔单抗/

处理的动物在关节内注射人TNFα前3小时通过腹膜内注射抗体衍生物。在关节内应用抗体治疗处理的所有动物中，注射人TNFα前5分钟注射各个抗体剂量。对照动物注射无人TNFα的10微升PBS。

实验中使用的英夫利昔单抗/

购自瑞士官方药房。在大肠杆菌中表达抗人TNFα特异性scFv和Fab(TB-A)抗体以及在剂量反应实验中用作非特异性对照抗体的天然scFv抗体构架区并用标准方法纯化。所有制剂中内毒素污染低于每毫克蛋白10EU，因为脂多糖成分是有力的TNFα诱导剂。

重组人TNFα购自PeproTech EC Ltd。

关节直径的测定

在注射分别通过腹膜内或关节内应用的抗体衍生物之前或在对照动物的情况下，在注射PBS或TNFα之前即刻用标准测径器测定被注射的膝关节直径。注射TNFα(或在对照动物是PBS)后48小时和杀死动物之前即刻再次测定注射膝关节的直径并用第一个直径测定值减去第二个直径测定值来计算关节肿胀(图6和9)。

组织处理

注射TNFα(或在对照动物的情况下是PBS)48小时后，杀死动物。尸体解剖时，将注射的膝盖与足和股分开，浸入70％乙醇中固定完好并进行标准的苏木精和伊红(HE)染色，如Bolon和同事们所述。

形态学分析

如Bolon和同事们的描述进行测定关节炎症的组织学评分分析。应用根据Bolon和同事们的评定关节炎症的组织病理学评分标准(图7、8和10)。

5.3.结果

在第一组实验中，根据下表IV，将代表性的关节内应用的ESBATech scFv抗体，TB-A，和相应的关节内应用的ESBATech Fab抗体阻断诱导急性单关节炎的能力和关节内和腹膜内应用的英夫利昔单抗/

进行比较：

表IV：注射方案实验1

图6呈现了获得的关于处理对膝直径改变的影响(作为对TNFα诱导的关节肿胀的影响的指示)的结果。所有抗体完全阻断了TNFα诱导的关节肿胀。

为评价关节炎症的治疗效果，实行HE染色组织玻片的组织学评分。通过下列标准为关节炎症打分(参见图7中代表性评分实例)：

得分0：正常

得分1：滑膜衬里层轻微增厚

得分2：滑膜衬里层增厚和衬里下层轻微炎症

得分3：滑膜衬里层增厚和衬里下层中等炎症

图8显示了获得的关于对组织病理炎症得分的治疗效果的结果。

观察到所有治疗对组织病理炎症得分具有相类似的效果。

在第二组实验中，比较了对评价的抗体衍生物的相对剂量反应。根据表V，将实验1的代表性的关节内应用的ESBATech scFv抗体TB-A和相应的关节内应用的Fab抗体与关节内和腹膜内应用的英夫利昔单抗/

和缺乏任何与人TNFα的结合活性的无关scFv抗体在比实验1更宽和不同的剂量范围内相比。

表V：注射方案实验2

图9显示了获得的关于处理对膝直径改变的影响(作为对TNFα诱导的关节肿胀的影响的指示)的结果。

图10提供了获得的关于对组织病理炎症得分的治疗效果的结果。

总之，代表性的ESBATech抗TNFαscFv和代表性的ESBATech抗TNFαFab抗体二者在局部(关节内)给药后阻断人TNFα诱导的单关节炎方面都非常有效。

尽管显示和描述了目前本发明优选的实施方案，但是会清楚地理解本发明不限于它们，而是可以在下列权利要求范围内另外进行各种实施和实践。

Claims (42)

1.一种稳定和可溶的抗体或抗体衍生物，所述抗体或抗体衍生物包含SEQ ID NO:18、SEQ ID NO:19、SEQ ID NO:20、SEQ ID NO:21、SEQ ID NO:23或SEQ ID NO:24所示的序列；其中所述抗体衍生物是微抗体、单链抗体或双特异性抗体片段。

2.权利要求1的抗体或抗体衍生物，其对人TNFα具有特异性。

3.权利要求1或2的抗体衍生物，其是包含通过接头连接的VL和VH域的scFv抗体。

4.根据权利要求3的scFv抗体，包含VL-接头-VH序列排列方式。

5.根据权利要求4的scFv抗体，其中接头具有序列SEQ ID NO:10或衍生自所述序列。

6.权利要求5的scFv抗体，其中所述接头的至少一个G改变为更有极性或带电荷的氨基酸。

7.权利要求6的scFv抗体，其中接头具有序列SEQ ID NO:39。

8.根据权利要求1或2的抗体或抗体衍生物，其是被标记的或被化学修饰的。

9.编码根据权利要求1-8任一项的抗体或抗体衍生物的DNA序列。

10.含有根据权利要求9的DNA序列的克隆或表达载体。

11.用根据权利要求10的表达载体转化的适当的宿主细胞。

12.权利要求11的宿主细胞，其是原核或真核细胞。

13.权利要求11的宿主细胞，其是大肠杆菌、酵母、植物、昆虫或哺乳动物细胞。

14.生产根据权利要求1-8任一项所述的抗体或抗体衍生物的方法，包括在允许所述抗体分子合成的条件下培养权利要求11的宿主细胞，和从所述培养物中回收所述分子。

15.包含权利要求1-8任一项所述的抗体或抗体衍生物的药物组合物。

16.权利要求1-8任一项所述的抗体或抗体衍生物用于生产用于治疗与TNFα相关的疾病或作为体外诊断剂检测该疾病的药物的用途。

17.权利要求16所述的用途，其中所述TNFα相关的疾病是骨关节炎、眼色素层炎、炎性肠病、Behcet氏病、克罗恩病、强直性脊柱炎、溃疡性结肠炎或坏疽性脓皮病。

18.诊断或治疗组合物，包含与药学上可接受的载体组合的权利要求1-8任一项所述的抗体或抗体衍生物。

19.组合制剂，包含权利要求1-8任一项所述的抗体或抗体衍生物和至少第二种化合物。

20.权利要求19的组合制剂，其中第二种化合物不是对TNFα特异性的抗体。

21.权利要求19的组合制剂用于生产用于治疗与TNFα相关的疾病的药物的用途。

22.权利要求10的载体用于生产用于在人和/或动物中基因治疗应用的药物的用途，所述药物用于治疗与TNFα相关的疾病。

23.权利要求1-8任一项所述的抗体或抗体衍生物在制备用于治疗TNFα相关的疾病的药物中的用途，其中所述药物通过局部或表面施用。

24.权利要求1-8任一项中限定的SEQ ID NO:18-21、23和24中任何序列在制备表达载体中的用途。

25.稳定的含水药物制剂，包含未经受在先冻干的治疗有效量的权利要求1-8任一项所述的抗体或抗体衍生物、pH4.8至6.0的醋酸盐缓冲液、表面活性剂和多元醇，其中该制剂缺乏促进张力量的氯化钠。

26.权利要求25的制剂，其是等渗的。

27.权利要求25或26的制剂，其中多元醇是非还原糖。

28.权利要求27的制剂，其中非还原糖是海藻糖。

29.权利要求27的制剂，其中非还原糖是蔗糖。

30.权利要求25的制剂，其中所述抗体衍生物是scFv。

31.权利要求25的制剂，其中所述抗体结合TNFα。

32.权利要求25的制剂，其中制剂中抗体或抗体衍生物的浓度是0.1至50mg/ml。

33.权利要求25的制剂，其中表面活性剂是聚山梨酯。

34.权利要求30的制剂，其中scFv结合TNFα。

35.权利要求25的制剂，其中醋酸盐以5-30mM的量存在。

36.权利要求35的制剂，其中醋酸盐以10-30mM的量存在。

37.权利要求25的制剂，进一步包含防腐剂。

38.权利要求37的制剂，其中防腐剂是苯甲醇。

39.权利要求34的制剂，其中所述抗体或抗体衍生物以30-50mg/ml的量存在。

40.一种制造的产品，包含容纳稳定的含水药物制剂的容器，该制剂包含未经受在先冻干的治疗有效量的权利要求1-8任一项所述的抗体或抗体衍生物、pH 4.8至6.0的醋酸盐缓冲液、表面活性剂和多元醇，其中该制剂缺乏促进张力量的氯化钠。

41.诊断或治疗组合物，包含与药物可接受稀释剂组合的权利要求1-8任一项所述的抗体或抗体衍生物。

42.诊断或治疗组合物，包含与药物可接受赋形剂组合的权利要求1-8任一项所述的抗体或抗体衍生物。

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