CN105457024A - 抗butyrophilin-3人源化抗体及其使用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供使用抗butyrophilin-3(嗜乳脂蛋白-3)人源化抗体或其片段的组合物和方法,所述抗butyrophilin-3人源化抗体或其片段包含了轻链可变区CDR序列QSLSDN(SEQIDNO:1)、FAS(SEQIDNO:2)和QQSHSWPYT(SEQIDNO:3)及重链可变区CDR序列GFTFSSYA(SEQIDNO:4)、ISSGGNYS(SEQIDNO:5)和ARHGPDDFTSWVDY(SEQIDNO:6)。抗butyrophilin-3人源化抗体或片段对治疗疾病(例如肿瘤、自身免疫性疾病和免疫排斥性疾病)是有益的,其中靶向的细胞表达butyrophilin-3成员蛋白(butyrophilin-3成员蛋白共包含三个蛋白:BTN3A1,BTN3A2和BTN3A3)。抗butyrophilin-3人源化抗体能够同时识别BTN3A1,BTN3A2和BTN3A3,因此它是抗-BTN3A1人源化抗体、抗-BTN3A2人源化抗体和抗-BTN3A3人源化抗体的总称。
Description
技术领域
本发明属于医学生物技术和人源化抗体研究领域。本发明涉及对人butyrophilin-3(嗜乳脂蛋-3)的抗原决定簇具有特异性识别的人源化抗体分子和包含所述抗体分子及其片段的组合物。本发明还涉及人源化抗butyrophilin-3抗体在治疗各种疾病中的用途。
背景技术
人的butyrophilin-3(嗜乳脂蛋-3)基因家族位于6号染色体MHCI类分子基因簇的延伸端,最初称为MHC相关基因。Butyrophilin-3家族包含三个成员:BTN3A1,BTN3A2,BTN3A3。Butyrophilin-3基因在小鼠上缺失。Butyrophilin-3蛋白是单次穿膜蛋白,其胞外区结构属于免疫球蛋白超基因家族,包含有一个N端的IgV样结构域,和一个近膜端的IgC样结构域。BTN3A1,BTN3A2和BTN3A3的胞外区氨基酸组成上高度同源,其中IgV样结构域的同源性达99-100%。因此,针对IgV样结构域的抗butyrophilin-3抗体通常能同时识别BTN3A1,BTN3A2和BTN3A3,因此它是抗-BTN3A1人源化抗体、抗-BTN3A2人源化抗体和抗-BTN3A3人源化抗体的总称。
BTN3A1表达于人类各种肿瘤细胞膜表面,如非小细胞肺癌、肝细胞肝癌、胃癌、胰腺腺癌、乳腺癌、卵巢癌、宫颈癌、急性原髓样白血病、慢性髓样白血病、多发性骨髓瘤、红白血病、骨髓瘤细胞、滑膜肉瘤、软骨肉瘤等。
针对肿瘤细胞膜表面BTN3A1的抗体能够抑制肿瘤细胞的生长和诱导肿瘤细胞微管蛋白的解聚。因此开发一种人源化抗butyrophilin-3抗体能够有效地治疗多种肿瘤。
发明内容
本发明是基于所获得的一株具有与人butyrophilin-3蛋白特异性结合的亲本抗人butyrophilin-3鼠单克隆抗体6D9,通过克隆、鉴定与基因结构的分析,确定了其CDR区序列,构建了相应的人源化抗体及其真核细胞表达载体,并获得了表达并分泌该抗人butyrophilin3人源化抗体的细胞株,生产纯化了该人源化抗体。
本发明研发了针对butyrophilin-3蛋白IgV样结构域的人源化抗体,命名为Xylizumab(再力助单抗),发现Xylizumab能够识别BTN3A1,BTN3A2和BTN3A3三个蛋白,其结合的表位位于butyrophilin3蛋白IgV样结构域。
Xylizumab能够抑制20种人类肿瘤细胞系的生长,这些细胞系覆盖了上皮来源的癌症细胞如非小细胞肺癌细胞系(Calu-1)、肝细胞肝癌细胞系(Huh7,HepG2)、胃癌细胞系(MGC80-3)、胰腺腺癌细胞系(PANC-1,BxPC-3,CFPAC-1)、乳腺癌细胞系(SKBR3)、卵巢癌细胞系(SKOV3)、宫颈癌细胞系(HeLa);血液系统肿瘤,如急性原髓样白血病细胞系(HL-60,NB4)、慢性髓样白血病细胞系(K-562)、多发性骨髓瘤细胞系(U266,KM3)、红白血病细胞系(HEL);肉瘤,如骨髓瘤细胞系(U-2OS,MNNG/HOS)、滑膜肉瘤细胞系(SW982)、软骨肉瘤细胞系(SW1353)。但它对正常细胞系HFL1没有表现出抑制作用。Xylizumab能够诱导某些肿瘤细胞凋亡,这种现象对于HL-60细胞特别明显,并且Xylizumab能够完全抑制HL-60的生长。
Xylizumab介导的肿瘤生长抑制是通过抗体与细胞膜上的BTN3A1结合后,来向胞内传递生长抑制信号的。Xylizumab在正常浓度10ug/ml的水平下就能发挥抑制效应,当培养体系中浓度增加至500ug/ml的时候,它能诱导细胞内微管蛋白解聚。
动物实验显示Xylizumab能够减缓移植性肝癌HepG2和移植性骨肉瘤MNNG/HOS的生长,延长裸鼠的生存期。
另外,这个抗体能够抑制骨髓来源的原代急性髓性白血病M3和M4的细胞克隆形成,这说明该抗体能够治疗某些原代血液系统肿瘤。
由于BTN3A1广泛表达于几乎所有类型肿瘤细胞系中,所以BTN3A1能够做为不同类型肿瘤的共同靶标。Xylizumab能够通过与细胞膜上的BTN3A1结合来介导胞内微管解聚,这项功能的发现丰富了我们对抗体功能的认识,也拓展了抗体的应用范围。利用抗体的这一新功能,可以动态可逆地调节微管的聚合,并且以这个抗体为基础的免疫治疗也会具有广阔的应用前景。
因此,本发明主要涉及了以下几个方面:
第一方面,本发明涉及一种抗人butyrophilin-3人源化抗体,其中所述人源化抗体由含有3个轻链可变区的轻链和含有3个重链可变区的重链组成,其中所述3个轻链可变区CDR的氨基酸序列为QSLSDN(SEQIDNO:1)、FAS(SEQIDNO:2)和QQSHSWPYT(SEQIDNO:3),重链可变区CDR的氨基酸序列为GFTFSSYA(SEQIDNO:4)、ISSGGNYS(SEQIDNO:5)和ARHGPDDFTSWVDY(SEQIDNO:6)。本领域公知,抗体的结合特异性及亲合力均主要由CDR序列决定,根据成熟、公知的现有各项技术可轻易地将非CDR区域的氨基酸序列改变而获得具有相类似的生物活性的变体。本发明涉及的具有与上述CDR序列完全相同的CDR序列的单克隆抗体变体,因其具有与本发明所述的人源化抗体完全相同的CDR序列,因此具有相类似的生物活性。
第二方面,本发明涉及抗人butyrophilin-3人源化抗体的片段,其中该片段选自由F(ab’)2、Fab’、Fab、Fv、scFv和抗体最小识别单位组成的组。并且该片段包含了3个轻链可变区的CDR和3个重链可变区的CDR,其轻链可变区CDR氨基酸序列为QSLSDN(SEQIDNO:1)、FAS(SEQIDNO:2)和QQSHSWPYT(SEQIDNO:3)及重链可变区CDR序列为GFTFSSYA(SEQIDNO:4)、ISSGGNYS(SEQIDNO:5)和ARHGPDDFTSWVDY(SEQIDNO:6)。
第三方面,本发明涉及一种治疗疾病的方法,其中所述疾病选自由以下组成的组:肿瘤,如:骨肉瘤、软骨肉瘤、滑膜肉瘤、甲状腺髓样癌(MTC)、结肠直肠癌、肝细胞癌、肝癌、胃癌、食道癌、肺癌、非小细胞肺癌、乳腺癌、胰腺癌、卵巢癌、子宫癌、宫颈癌、子宫内膜癌、头颈部癌、膀胱癌、尿路上皮癌、前列腺癌、血液系统肿瘤、淋巴系统肿瘤、胸腺瘤、黑素瘤等;自身免疫性疾病,如:类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、多发性硬化症、系统性血管炎、自身免疫性肝病、天疱疮、硬皮病、皮肌炎、混合性结缔组织病、自身免疫性溶血性贫血、甲状腺自身免疫病、溃疡性结肠炎、Crohn氏病、银屑病、干燥性综合症、恶性贫血、新生儿溶血、自身免疫性溶血性贫血、特发性血小板减少性紫癜、胰岛素依赖型糖尿病、强直性脊柱炎、硬皮病、重症肌无力、结节性多动脉炎、Wegener肉芽肿病、亚急性细菌性心内膜炎等;免疫排斥性疾病,如宿主抗移植物反应、移植物抗宿主反应、输血相关性移植物抗宿主病、过敏性反应等。
附图说明
图1a是采用ELISA方法证实抗-butyrophilin-3人源化抗体Xylizumab识别从CHO细胞表达纯化的BTN3A1、BTN3A2和BTN3A3。b是采用ELISA方法证实抗-butyrophilin-3人源化抗体Xylizumab识别的抗原决定簇位于butyrophilin-3蛋白的IgV结构域。由于butyrophilin-3蛋白的IgV结构高度同源,因此Xylizumab能够同时识别BTN3A1、BTN3A2和BTN3A3。
图2是Xylizumab抑制裸鼠移植性肝细胞肝癌HepG2的生长。
图3是Xylizumab抑制裸鼠移植性骨肉瘤MNNG/HOS的生长。
图4是Xylizumab延长移植性肝细胞肝癌HepG2荷瘤裸鼠的生存期(log-ranktest,Chisquare=14.36,P<0.001)。
图5是Xylizumab延长移植性骨肉瘤MNNG/HOS荷瘤裸鼠的生存期(log-ranktest,Chisquare=12.67,P<0.001)。
1.
CDRL1
GlnSerLeuSerAspAsn
2.
CDRL2
PheAlaSer
3.
CDRL3
GlnGlnSerHisSerTrpProTyrThr
4.
CDRH1
GlyPheThrPheSerSerTyrAla
5.
CDRH2
IleSerSerGlyGlyAsnTyrSer
6.
CDRH3
AlaArgHisGlyProAspAspPheThrSerTrpValAspTyr
Claims (27)
1.一种组合物,其包括包含轻链可变区CDR(互补决定区)序列QSLSDN(SEQIDNO:1)、FAS(SEQIDNO:2)和QQSHSWPYT(SEQIDNO:3)及重链可变区CDR序列GFTFSSYA(SEQIDNO:4)、ISSGGNYS(SEQIDNO:5)和ARHGPDDFTSWVDY(SEQIDNO:6)的人源化抗-butyrophilin-3抗体、单链抗体或其抗体片段。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述抗butyrophilin-3人源化抗体包含人抗体IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgM、IgE、IgD任何其中之一恒定区的序列。
3.根据权利要求1所述的组合物,其中所述组合物是药物组合物。
4.根据权利要求1所述的组合物,其中所述抗体片段选自由F(ab’)2、Fab’、Fab、Fv、scFv和抗体最小识别单位组成的组。
5.根据权利要求1所述的组合物,其中抗-butyrophilin-3人源化抗体或其片段是裸抗体或其片段。
6.根据权利要求1所述的组合物,其中所述人源化抗-butyrophilin-3抗体与butyrophilin3A1(BTN3A1),butyrophilin3A2(BTN3A2),butyrophilin3A3(BTN3A3)结合。
7.根据权利要求6所述,抗-butyrophilin-3人源化抗体是抗-BTN3A1人源化抗体、抗-BTN3A2人源化抗体和抗-BTN3A3人源化抗体的总称。
8.根据权利要求1所述的组合物,其中所述抗-butyrophilin-3人源化抗体或其片段与至少一种诊断剂和/或治疗剂偶联以形成免疫偶联物。
9.根据权利要求8所述的组合物,其中所述治疗剂选自由以下组成的组:裸抗体、细胞毒素剂、药物、放射性核素、硼原子、免疫调节剂、光敏性治疗剂、免疫偶联物、寡核苷酸和激素。
10.根据权利要求9所述的组合物,其中所述细胞毒素剂是药物或毒素。
11.根据权利要求10所述的组合物,其中所述药物具有选自由抗有丝分裂、烷基化、抗代谢、抗血管生成、细胞凋亡、生物碱、COX-2抑制剂和抗生素剂组成的组的药物性质。
12.根据权利要求10所述的组合物,其中所述药物选自由以下组成的组:氮芥、乙烯亚胺衍生物、烷基磺酸盐、亚硝基脲、三氮烯、叶酸类似物、蒽环霉素、紫杉烷、COX-2抑制剂、嘧啶类似物、嘌呤类似物、抗代谢物、抗生素、酶、表鬼臼毒素、铂配位络合物、长春花生物碱、经取代的脲、甲基肼衍生物、肾上腺皮质抑制剂、拮抗剂、内皮抑素、紫杉醇、喜树碱、奥沙利铂和阿霉素。
13.根据权利要求10所述的组合物,其中所述药物选自由以下组成的组:5-氟尿嘧啶、aplidin、阿扎立平、阿那曲唑、蒽环霉素、苯达莫司汀、博来霉素、硼替佐米、苔藓抑素-1、白消安、刺孢霉素、喜树碱、卡铂、10-羟基喜树碱、亚硝脲氮芥、西乐葆、苯丁酸氮芥、顺铂(CDDP)、COX-2抑制剂、伊立替(CPT-11)、SN-38、卡铂、克拉屈滨、喜树碱、环磷酰胺、阿糖胞苷、达卡巴嗪、多西他赛、更生霉素、柔红霉素、阿霉素、2-吡咯啉代阿霉素(2P-DOX)、氰基吗啉代阿霉素、阿霉素葡糖苷酸、表柔比星葡糖苷酸、雌氮芥、表鬼臼毒素、雌激素受体结合剂、依托泊苷(VP16)、依托泊苷葡糖苷酸、依托泊苷磷酸酯、氟尿苷(FUdR)、3′,5′-O-二油酰基-FudR(FUdR-dO)、氟达拉滨、氟他胺、法呢基蛋白转移酶抑制剂、吉西他滨、羟基尿素、伊达比星、异环磷酰胺、L-天冬酰胺酶、来那度胺、甲酰四氢叶酸、洛莫司汀、氮芥、马法兰、巯基嘌呤、6-巯基嘌呤、甲氨蝶呤、米托蒽醌、普卡霉素、丝裂霉素、米托坦、诺维本、亚硝基脲、光辉霉素、丙卡巴肼、紫杉醇、喷司他丁、PSI-341、雷洛昔芬、司莫司汀、链唑霉素、他莫昔芬、紫杉醇、替莫唑胺、反铂、沙利度胺、硫鸟嘌呤、塞替派、替尼泊苷、托泊替康、尿嘧啶氮芥、长春瑞滨、长春碱、长春新碱和长春花生物碱。
14.根据权利要求10所述的组合物,其中所述毒素选自由以下组成的组:篦麻毒素、相思豆毒素、α毒素、皂草素、核糖核酸酶(RNA酶)、豹蛙酶、DNA酶I、葡萄球菌肠毒素-A、商陆抗病毒蛋白、白树毒素、白喉毒素、假单胞外毒素和假单胞内毒素。
15.根据权利要求9所述的组合物,其中所述寡核苷酸选自由RNAi和siRNA组成的组。
16.根据权利要求9所述的组合物,其中所述放射性核素选自由以下组成的组:111In、111At、177Lu、211Bi、212Bi、213Bi、211At、62Cu、67Cu、90Y、125I、131I、133I、32P、33P、47Sc、111Ag、67Ga、153Sm、161Tb、152Dy、166Dy、161Ho、166Ho、186Re、188Re、189Re、211Pb、212Pb、223Ra、225Ac、77As、89Sr、99Mo、105Rh、149Pm、169Er、194Ir、58Co、80mBr、99mTc、103mRh、109Pt、119Sb、189mOs、192Ir、219Rn、215Po、221Fr、255Fm、11C、13N、15O、75Br、198Au、199Au、224Ac、77Br、113mIn、95Ru、97Ru、103Ru、105Ru、107Hg、203Hg、121mTe、122mTe、125mTe、165Tm、167Tm、168Tm、197Pt、109Pd、142Pr、143Pr、161Tb、57Co、58Co、51Cr、59Fe、75Se、201Tl、76Br和169Yb。
17.根据权利要求9所述的组合物,其中所述免疫调节剂选自由以下组成的组:细胞因子、趋化因子、干细胞生长因子、淋巴毒素、造血因子、集落刺激因子(CSF)、干扰素、促红细胞生成素、促血小板生成素、肿瘤坏死因子(TNF)、白介素(IL)、粒细胞-集落刺激因子(G-CSF)、粒细胞巨噬细胞-集落刺激因子(GM-CSF)和干细胞生长因子。
18.根据权利要求17所述的组合物,其中所述细胞因子选自由以下组成的组:人生长激素、N-甲硫氨酰基人生长激素、牛生长激素、甲状旁腺激素、甲状腺素、胰岛素、胰岛素原、松弛素、松弛素原、促卵胞激素(FSH)、促甲状腺激素(TSH)、黄体生成素(LH)、肝生长因子、前列腺素、成纤维细胞生长因子、催乳素、胎盘催乳素、OB蛋白、肿瘤坏死因子-α、肿瘤坏死因子-β、苗勒氏管抑制物质、小鼠促性腺激素相关肽、抑制素、激活素、血管内皮生长因子、整联蛋白、促血小板生成素(TPO)、NGF-β、血小板-生长因子、TGF-α、TGF-β、胰岛素样生长因子-I、胰岛素样生长因子-II、促红细胞生成素(EPO)、骨诱导因子、干扰素-α、干扰素-β、干扰素-γ、巨噬细胞-CSF(M-CSF)、IL-1、IL-1α、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-14、IL-15、IL-16、IL-17、IL-18、IL-21、IL-25、LIF、FLT-3、血管抑素、血小板反应素、内皮抑素、肿瘤坏死因子和LT。
19.根据权利要求17所述的组合物,其中所述趋化因子选自RANTES、MCAF、MIP1-α、MIP1-β和IP-10组成的组。
20.权利要求8所述的组合物,其中所述诊断剂选自由以下组成的组:放射性核素、放射性造影剂、顺磁离子、金属、荧光标记、化学发光标记物、超声造影剂和光敏剂。
21.根据权利要求20所述的组合物,其中所述放射性核素选自由以下组成的组:110In、111In、177Lu、18F、52Fe、62Cu、64Cu、67Cu、67Ga、68Ga、86Y、90Y、89Zr、94mTc、94Tc、99mTc、120I、123I、124I、125I、131I、154-158Gd、32P、11C、13N、15O、186Re、188Re、51Mn、52mMn、55Co、72As、75Br、76Br、82mRb和83Sr。
22.根据权利要求20所述的组合物,其中所述顺磁离子选自由以下组成的组:铬(III)、锰(II)、铁(III)、铁(II)、钴(II)、镍(II)、铜(II)、钕(III)、钐(III)、镱(III)、钆(III)、钒(II)、铽(III)、镝(III)、钬(III)和铒(III)。
23.根据权利要求20所述的组合物,其中所述荧光标记选自由以下组成的组:Alexa350、Alexa405、Alexa430、Alexa488、Alexa555、Alexa647、AMCA、氨基吖啶、BODIPY630/650、BODIPY650/665、BODIPY-FL、BODIPY-R6G、BODIPY-TMR、BODIPY-TRX、5-羧基-4′,5′-二氯-2′,7′-二甲氧基荧光素、5-羧基-2′,4′,5′,7′-四氯荧光素、5-羧基荧光素、5-羧基罗丹明、6-羧基罗丹明、6-羧基四甲基罗丹明、CascadeBlue、Cy2、Cy3、Cy5,6-FAM、丹磺酰氯、荧光素、HEX、6-JOE、NBD(7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑)、OregonGreen488、OregonGreen500、OregonGreen514、PacificBlue、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、甲酚固紫、甲酚蓝紫、亮甲酚蓝、对氨基苯甲酸、赤藓红、酞菁、偶氮甲碱、花青、黄嘌呤、琥珀酰荧光素、稀土金属穴状化合物、三双吡啶基二胺铕、铕穴状化合物或螯合物、二胺、双花青苷、LaJolla蓝染料、别藻蓝蛋白、allococyaninB、藻蓝蛋白C、藻蓝蛋白R、硫胺、藻红青蛋白、藻红蛋白R、REG、罗丹明绿、罗丹明异硫氰酸酯、罗丹明红、ROX、TAMRA、TET、TRIT(四甲基罗丹明异硫醇)、四甲基罗丹明和德克萨斯红。
24.一种递送诊断剂和/或治疗剂的方法,其包括给受试者使用抗-butyrophilin-3人源化抗体或其片段,其中所述抗-butyrophilin-3人源化抗体或其片段包含所述轻链可变区CDR序列QSLSDN(SEQIDNO:1)、FAS(SEQIDNO:2)和QQSHSWPYT(SEQIDNO:3)及重链可变区CDR序列GFTFSSYA(SEQIDNO:4)、ISSGGNYS(SEQIDNO:5)和ARHGPDDFTSWVDY(SEQIDNO:6),其中所述抗-butyrophilin-3人源化抗体或其片段与至少一种治疗剂和/或诊断剂偶联。
25.一种治疗疾病的方法,其包括给受试者使用抗-butyrophilin-3人源化抗体或其片段,其中所述抗-butyrophilin-3抗体或其片段包含所述轻链可变区CDR序列QSLSDN(SEQIDNO:1)、FAS(SEQIDNO:2)和QQSHSWPYT(SEQIDNO:3)及重链可变区CDR序列GFTFSSYA(SEQIDNO:4)、ISSGGNYS(SEQIDNO:5)和ARHGPDDFTSWVDY(SEQIDNO:6)。
26.根据权利要求25所述的方法,其中所述疾病选自由以下组成的组:肿瘤,如:骨肉瘤、软骨肉瘤、滑膜肉瘤、甲状腺髓样癌(MTC)、结肠直肠癌、肝细胞癌、肝癌、胃癌、食道癌、肺癌、非小细胞肺癌、乳腺癌、胰腺癌、卵巢癌、子宫癌、宫颈癌、子宫内膜癌、头颈部癌、膀胱癌、尿路上皮癌、前列腺癌、血液系统肿瘤、淋巴系统肿瘤、胸腺瘤、黑素瘤等;自身免疫性疾病,如:类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、多发性硬化症、系统性血管炎、自身免疫性肝病、天疱疮、硬皮病、皮肌炎、混合性结缔组织病、自身免疫性溶血性贫血、甲状腺自身免疫病、溃疡性结肠炎、Crohn氏病、银屑病、干燥性综合症、恶性贫血、新生儿溶血、自身免疫性溶血性贫血、特发性血小板减少性紫癜、胰岛素依赖型糖尿病、强直性脊柱炎、硬皮病、重症肌无力、结节性多动脉炎、Wegener肉芽肿病、亚急性细菌性心内膜炎等;免疫排斥性疾病,如宿主抗移植物反应、移植物抗宿主反应、输血相关性移植物抗宿主病、过敏性反应等。
27.一种促进细胞微管蛋白解聚的方法,其包括给受试物体或细胞使用抗-butyrophilin-3人源化抗体或其片段,其中所述抗-butyrophilin-3人源化抗体或其片段包含所述轻链可变区CDR序列QSLSDN(SEQIDNO:1)、FAS(SEQIDNO:2)和QQSHSWPYT(SEQIDNO:3)及重链可变区CDR序列GFTFSSYA(SEQIDNO:4)、ISSGGNYS(SEQIDNO:5)和ARHGPDDFTSWVDY(SEQIDNO:6)。
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