CN107667115B - 针对埃博拉病毒糖蛋白的人抗体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了与埃博拉病毒糖蛋白结合的单克隆抗体或其抗原结合片段,包含所述抗体的药物组合物及其使用方法。本发明的抗体用于抑制或中和埃博拉病毒活性,从而提供了一种治疗或预防人类埃博拉病毒感染的方法。在一些实施方式中,本发明提供了一种或多种与埃博拉病毒结合的抗体用于防止病毒附着至和/或进入宿主细胞的用途。本发明的抗体可以预防性或治疗性地使用,并且可以单独使用或与一种或多种其他抗病毒剂或疫苗联用。
Description
发明领域
本发明涉及与埃博拉病毒糖蛋白结合的抗体,包含这些抗体的药物组合物及其使用方法。
背景技术
埃博拉病毒(EBOV)和相关的丝状病毒在人类和非人灵长类动物中引起严重的病毒性出血热,在人类中爆发时具有高达约90%的死亡率。(Murin,C.D.等,(2014),ProcNatl Acad Sci USA,111(48):17182-17187)。正在对媒介保护作用(mediate protection)的免疫机制进行研究,但是到目前为止,尚无经批准供人类使用的疗法。
埃博拉病毒糖蛋白(GP)是在病毒表面上和感染细胞上存在的唯一蛋白。据推测其负责病毒与宿主细胞的结合和融合。GP以多种形式存在。这些GP在两个开放阅读框中编码。未经编辑的GP mRNA产生非结构分泌性、可溶性GP(sGP),其在感染过程的早期合成(Volchkova等,(1995),Virology 214:421-430;Volchkova,VA等,(1998),Virology 250:408-414;Sanchez等,(1996),Proc Natl Acad Sci USA,93:3602-3607;Sanchez等,(1999)J.Infect.Dis.179(suppl.1,S164))。sGP形成二聚体(Volchkova等,(1995),Virology214:421-430;Falzarano,D.等,Chembiochem(2006),7:1605-1611)且在患者的血液和感染的实验动物中检测到较高含量(Sanchez等,(1996),Proc Natl Acad Sci USA,93:3602-3607;Dolnik,O.等,(2004),EMBO J 23:2175-2184)。
感染后期,产生经编辑的mRNA,其从第二个开放阅读框中获得编码能力。这种经编辑的mRNA编码含有跨膜(TM)结构域形式的GP,该结构域使得这种形式的GP被栓系在细胞质膜上并整合至病毒体中,在病毒体中其作为功能性宿主细胞受体-结合蛋白/融合蛋白。在这种形式的GP生物合成期间,该蛋白被蛋白水解处理成通过二硫键连接在一起的两个产物。将氨基端产物称为GP1(140kDa),羧基端裂解产物称为GP2(26kDa)(Sanchez等,(1998),J.Virol.72:6442-6447)。
可以将埃博拉病毒的GP(EBOV GP)作为保护性抗体的靶点,但是抗体在抵抗疾病中的作用一直存在争议。在康复期患者中中和抗体可以忽略不计的血清滴度,以及实验性向动物转移免疫血清所达到保护作用的不一致结果,引发了对中和抗体在感染恢复中的作用的思考(Peters,CJ和LeDuc,JW,(1999),J.Infect.Dis.179Suppl 1;Mikhailov,VV,(1994),Vopr.Virusol.39:82;Xu,L.等,(1998),Nature Med.4:37)。然而,在最近的埃博拉病毒爆发中,一些感染该疾病并且经特异于病毒GP的单克隆抗体鸡尾酒(ZMapp)治疗的患者已经从疾病中恢复。而且,使用来自这些患者以及感染后存活下来的其他患者的血清治疗的其他患者也有正面的结果。
已有对与埃博拉病毒GP结合的若干抗体的描述(参见例如美国专利号6630144、6875433、7335356和8513391。亦参见EP1539238、EP2350270和EP8513391)。
虽然技术进步已经提高了生产改良的埃博拉病毒抗原疫苗组合物的能力,但是仍然需要提供额外的保护来源来应对新出现的埃博拉毒株。目前有数种针对埃博拉病毒的候选治疗剂正在评估中,包括暴露后疫苗(Feldman,H等,(2007),PLos Pathog 3(1):e2)、小分子抑制剂(Cote,M.等,(2011),Nature,477(7364):344-348;Johansen,LM等,(2013),SciTransl Med 5(190):190ra179;Warren,TK等,(2014),Nature,508(7496):402-405)、基于siRNA的治疗剂(Geisbert,TW,等,(2006),J.Infect Dis.193(12):1650-1657;Geisbert,TW等,(2010),Lancet 375(9729):1896-1905)以及单克隆抗体(Saphire,EO,(2013),Immunotherapy 5(11):1221-1233;Wong,G.等,(2014),Trends Microbiol.22(8):456-463;Qiu,X等,(2014),Hum.Vaccin.Immunother.10(4):964-967)。已证明了向非人灵长类被动施用抗体是有效的(Dye,JM.等,(2012),Proc Natl Acad Sci USA 109(13):5034-5039)。最近,正在利用烟草植物生产三种抗体的鸡尾酒(ZMapp)并且将其开发以供人类使用(Qiu,X.等,(2014),Nature 514(7520):47-53)。
尽管通常认为使用包含目标抗原(例如GP)的疫苗组合物在患者中产生中和抗体的想法是一种很好的方法,但是其可能不利于在已经暴露于病毒的患者中使用,因为机体需要数周时间对疫苗组合物产生应答。在该时间点之前,取决于能够获得的护理及姑息疗法的水平,患者可能已经因病毒感染而死亡。在这些患者中,或在任何无法激发有效抗体应答的患者中,提供一种已含有可以靶向EBOV特定毒株或多种毒株的共有表位的保护性抗体的组合物可能更为有利。
因此,在本领域中仍然需要鉴定能够用于预防或治疗埃博拉病毒感染的新抗体。
发明内容
本发明提供了与埃博拉病毒(EBOV)糖蛋白(GP)结合的抗体及其抗原结合片段。本发明的抗体用于抑制或中和埃博拉病毒的活性。在一些实施方式中,所述抗体用于阻断埃博拉病毒附着于宿主细胞和/或用于预防埃博拉病毒进入宿主细胞。在一些实施方式中,所述抗体通过抑制病毒的细胞间传播,或者通过杀死感染埃博拉病毒的细胞,减少病原性病毒的产生而发挥作用。在某些实施方式中,所述抗体用于在对象中预防、治疗或改善埃博拉病毒感染的至少一种症状。在某些实施方式中,可以预防性或治疗性地向已经被埃博拉病毒感染或处于被埃博拉病毒感染风险中的对象施用所述抗体。在某些实施方式中,可以向忌用疫苗或疫苗对其效力较低的对象施用包含至少一种本发明抗体的组合物,例如老年患者、非常年轻的患者、对疫苗的任意一种或多种成分过敏的患者,或可能对疫苗中的免疫原无应答的免疫功能低下的患者。在某些实施方式中,可以在埃博拉病毒爆发期间向医院员工、住院患者或养老院居住者或其他高风险患者施用包含至少一种本发明抗体的组合物。在某些实施方式中,可以将包含至少一种本发明抗体的组合物作为一线治疗向已暴露于埃博拉病毒的患者施用。
本发明的抗体可以是全长的(例如,IgG1或IgG4抗体)或者可以仅包含抗原结合部分(例如,Fab、F(ab’)2或scFv片段),并且可以对其进行影响功能性的修饰,例如增加在宿主中的持续性或消除残留的效应物功能(Reddy等,2000,J.Immunol.164:1925-1933)。在某些实施方式中,所述抗体可以是双特异性的。
在第一个方面,本发明提供了与EBOV GP特异性结合的分离的重组单克隆抗体或其抗原结合片段。
在一个实施方式中,本发明提供了一种与埃博拉病毒(EBOV)和/或埃博拉病毒糖蛋白(EBOV-GP)特异性结合的分离的重组抗体或其抗原结合片段,其中所述抗体具有一个或多个下述特征:
(a)含有三个重链互补性决定区(CDR)(HCDR1、HCDR2和HCDR3)和三个轻链CDR(LCDR1、LCDR2和LCDR3),所述三个重链CDR包含在选自下组的任意一个重链可变区(HCVR)序列中:SEQ ID NO:18、66、146、2、34、50、82、98、114、130、162、178、194、210、226、242、258、274、290和306;所述三个轻链CDR包含在选自下组的任意一个轻链可变区(LCVR)序列中:SEQ ID NO:26、74、154、10、42、58、90、106、122、138、170、186、202、218、234、250、266、282和298:
(b)是全人单克隆抗体;
(c)根据在表面等离子体共振测定中进行的检测,以小于10-7M的解离常数(KD)与EBOV或表达EBOV-GP的病毒样颗粒(VLP)结合;
(d)在pH 5或pH 6时表现出的解离半衰期(t1/2)与pH 7.4时相比至少增加3倍;
(e)表现出以从约10-11M至约10-9M的IC50中和扎伊尔埃博拉病毒;
(f)表现出与表达EBOV-GP的细胞结合触发抗体依赖性细胞毒性;
(g)与选自下组的一个或多个EBOV毒株交叉反应:扎伊尔2014、扎伊尔1995、苏丹、本迪布焦和科特迪瓦;
(h)与可溶性GP(sGP)结合;
(i)与对照抗体交叉竞争,其中所述对照抗体包含重链可变区(HCVR)和轻链可变区(LCVR)氨基酸序列,所述重链可变区(HCVR)和轻链可变区(LCVR)氨基酸序列选自由表1中的任意HCVR和LCVR氨基酸序列组成的组。
在一个实施方式中,本发明提供了一种与EBOV和/或埃博拉病毒糖蛋白(EBOV GP)特异性结合的分离的重组抗体或其抗原结合片段,其中所述抗体具有两个或多个下述特征:
(a)是全人单克隆抗体;
(b)根据在表面等离子体共振测定中进行的检测,以小于10-7M的解离常数(KD)与EBOV或表达EBOV GP的病毒样颗粒(VLP)结合;
(c)在pH 5或pH 6时表现出的解离半衰期(t1/2)与pH 7.4时相比至少增加3倍;
(d)表现出以从约10-11M至约10-9M的IC50中和扎伊尔埃博拉病毒;
(e)表现出与表达EBOV-GP的细胞结合触发抗体依赖性细胞毒性;
(f)与选自下组的一个或多个EBOV毒株交叉反应:扎伊尔2014、扎伊尔1995、苏丹、本迪布焦和科特迪瓦;
(g)与可溶性GP(sGP)结合;
(h)与对照抗体交叉竞争,其中所述对照抗体包含重链可变区(HCVR)和轻链可变区(LCVR)氨基酸序列,所述重链可变区(HCVR)和轻链可变区(LCVR)氨基酸序列选自由表1中的任意HCVR和LCVR氨基酸序列组成的组。
本发明的示例性抗埃博拉病毒GP抗体列于本申请中的表1和表2中。表1列出了示例性抗埃博拉病毒GP抗体的重链可变区(HCVR)、轻链可变区(LCVR)、重链互补性决定区(HCDR1、HCDR2和HCDR3)和轻链互补性决定区(LCDR1、LCDR2和LCDR3)的氨基酸序列标识。表2列出了示例性抗埃博拉病毒GP抗体的HCVR、LCVR、HCDR1、HCDR2、HCDR3、LCDR1、LCDR2和LCDR3的核酸序列标识。
本发明提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含HCVR,所述HCVR含有选自表1中列出的任意HCVR氨基酸序列的氨基酸序列,或与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性的基本上与其相似的序列。
本发明还提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含LCVR,所述LCVR含有选自表1中列出的任意LCVR氨基酸序列的氨基酸序列,或与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性的基本上与其相似的序列。
本发明还提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含HCVR和LCVR氨基酸序列对(HCVR/LCVR),所述HCVR/LCVR包含表1中列出的任意HCVR氨基酸序列与表1中列出的任意LCVR氨基酸序列配对。根据某些实施方式,本发明提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含表1中列出的任意示例性抗埃博拉病毒GP抗体中所含的HCVR/LCVR氨基酸序列对。
在一个实施方式中,所述分离的抗体或其抗原结合片段包含选自下组的HCVR/LCVR氨基酸序列对:SEQ ID NO:18/26、66/74、146/154、2/10、34/42、50/58、82/90、98/106、114/122、130/138、162/170、178/186、194/202、210/218、226/234、242/250、258/266、274/282、290/298和306/282。
在一个实施方式中,所述分离的抗体或抗原结合片段包含:
(a)HCDR1结构域,所述HCDR1结构域具有选自下组的氨基酸序列:SEQ ID NO:20、68、148、4、36、52、84、100、116、132、164、180、196、212、228、244、260、276、292和308:
(b)HCDR2结构域,所述HCDR2结构域具有选自下组的氨基酸序列:SEQ ID NO:22、70、150、6、38、54、86、102、118、134、166、182、198、214、230、246、262、278、294和310;
(c)HCDR3结构域,所述HCDR3结构域具有选自下组的氨基酸序列:SEQ ID NO:24、72、152、8、40、56、88、104、120、136、168、184、200、216、232、248、264、280、296和312;
(d)LCDR1结构域,所述LCDR1结构域具有选自下组的氨基酸序列:SEQ ID NO:28、76、156、12、44、60、92、108、124、140、172、188、204、220、236、252、268、284和300;
(e)LCDR2结构域,所述LCDR2结构域具有选自下组的氨基酸序列:SEQ ID NO:30、78、158、14、46、62、94、110、126、142、174、190、206、222、238、254、270、286和302;
(f)LCDR3结构域,所述LCDR3结构域具有选自下组的氨基酸序列:SEQ ID NO:32、80、160、16、48、64、96、112、128、144、176、192、208、224、240、256、272、288和304。
在某些实施方式中,HCVR/LCVR氨基酸序列对选自下组:SEQ ID NO:18/26(H1H17139P)、66/74(H1H17161P)和146/154(H1H17203P)。
本发明还提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含重链CDR1(HCDR1),所述HCDR1含有选自表1中列出的任意HCDR1氨基酸序列的氨基酸序列,或与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性的基本上与其相似的序列。
本发明还提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含重链CDR2(HCDR2),所述HCDR2含有选自表1中列出的任意HCDR2氨基酸序列的氨基酸序列,或与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性的基本上与其相似的序列。
本发明还提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含重链CDR3(HCDR3),所述HCDR3含有选自表1中列出的任意HCDR3氨基酸序列的氨基酸序列,或与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性的基本上与其相似的序列。
本发明还提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含轻链CDR1(LCDR1),所述LCDR1含有选自表1中列出的任意LCDR1氨基酸序列的氨基酸序列,或与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性的基本上与其相似的序列。
本发明还提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含轻链CDR2(LCDR2),所述LCDR2含有选自表1中列出的任意LCDR2氨基酸序列的氨基酸序列,或与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性的基本上与其相似的序列。
本发明还提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含轻链CDR3(LCDR3),所述LCDR3含有选自表1中列出的任意LCDR3氨基酸序列的氨基酸序列,或与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性的基本上与其相似的序列。
本发明还提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含HCDR3和LCDR3氨基酸序列对(HCDR3/LCDR3),所述HCDR3/LCDR3包含与表1中列出的任意HCDR3氨基酸序列与表1中列出的任意HCDR3氨基酸序列配对。根据某些实施方式,本发明提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含表1中列出的任意示例性抗埃博拉病毒GP抗体中所含的HCDR3/LCDR3氨基酸序列对。在某些实施方式中,HCDR3/LCDR3氨基酸序列对选自下组:SEQ ID NO:24/32(例如H1H17139P)、72/80(例如H1H17161P)和152/160(例如H1H17203P)。
本发明还提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含表1中列出的任意示例性抗埃博拉病毒GP抗体中所含的一组六个CDR(即HCDR1-HCDR2-HCDR3-LCDR1-LCDR2-LCDR3)。在某些实施方式中,HCDR1-HCDR2-HCDR3-LCDR1-LCDR2-LCDR3氨基酸序列组选自下组:SEQ ID NO:20-22-24-28-30-32(例如H1H17139P)、68-70-72-76-78-80(例如H1H17161P);以及148-150-152-156-158-160(例如H1H17203P)。
在一个相关的实施方式中,本发明提供了抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含如表1中所列的任意示例性抗埃博拉病毒GP抗体所定义的HCVR/LCVR氨基酸序列对中所含的一组六个CDR(即HCDR1-HCDR2-HCDR3-LCDR1-LCDR2-LCDR3)。例如,本发明包括抗体或其抗原结合片段,所述抗体或其抗原结合片段包含选自下组的HCVR/LCVR氨基酸序列对中所含的HCDR1-HCDR2-HCDR3-LCDR1-LCDR2-LCDR3氨基酸序列组:SEQ IDNO:18/26(例如H1H17139P)、66/74(例如H1H17161P);以及146/154(例如H1H17203P)。用于识别HCVR和LCVR氨基酸序列中的CDR的方法和技术是本领域公知的,并且其能够用于识别本申请中公开的特定HCVR和/或LCVR氨基酸序列中的CDR。能够用于识别CDR边界的示例性的常规方法包括例如Kabat定义、Chothia定义和AbM定义。一般而言,Kabat定义基于序列的变异性,Chothia定义基于结构环区域的位置,而AbM定义是介于Kabat和Chothia方法之间的折中方法。参见例如Kabat,“Sequences of Proteins of Immunological Interest”,National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1991);Al-Lazikani等,J.Mol.Biol.273:927-948(1997)和Martin等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:9268-9272(1989)。也可以利用公共数据库来识别抗体中的CDR序列。
本发明包括具有经修饰的糖基化模式的抗埃博拉病毒抗体。在一些实施方式中,除去不需要的糖基化位点进行的修饰,或者例如缺少存在于寡糖链上的岩藻糖部分的抗体,可能有助于提高抗体依赖性细胞毒性(ADCC)功能(参见Shield等,(2002)JBC 277:26733)。在其他应用中,可以进行半乳糖苷化修饰以改变补体依赖性细胞毒性(CDC)。
本发明还提供了与包含HCVR中的多个CDR以及LCVR中的多个CDR的抗体或抗原结合片段竞争与埃博拉病毒的特异性结合的抗体及其抗原结合片段,其中HCVR和LCVR均具有选自表1中列出的HCVR和LCVR序列的氨基酸序列。
本发明还提供了与包含HCVR中的多个CDR以及LCVR中的多个CDR的对照抗体或抗原结合片段交叉竞争与埃博拉病毒的结合的抗体及其抗原结合片段,其中HCVR和LCVR均具有选自表1中列出的HCVR和LCVR序列的氨基酸序列。
本发明还提供了阻断埃博拉病毒附着至和/或进入宿主细胞的分离的抗体及其抗原结合片段。
在某些实施方式中,本发明的抗体或抗原结合片段是双特异的,所述抗体或抗原结合片段包含针对埃博拉病毒中的第一表位的第一结合特异性和针对埃博拉病毒中的第二表位的第二结合特异性,其中第一和第二表位不同并且不重叠。在某些实施方式中,所述双特异性抗体可以包括与病毒糖蛋白中的表位结合的第一臂和与另一不同病毒抗原中的表位结合的第二臂。
在第二个方面,本发明提供了一种编码抗埃博拉病毒抗体或其部分的核酸分子。例如,本发明提供了编码表1中列出的任意HCVR氨基酸序列的核酸分子;在某些实施方式中,所述核酸分子包含多核苷酸序列或基本上与其相似的序列,所述多核苷酸序列选自表2中列出的任意HCVR核酸序列,所述基本上与其相似的序列与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性。
本发明还提供了编码表1中列出的任意LCVR氨基酸序列的核酸分子;在某些实施方式中,所述核酸分子包含多核苷酸序列或基本上与其相似的序列,所述多核苷酸序列选自表2中列出的任意LCVR核酸序列,所述基本上与其相似的序列与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性。
本发明还提供了编码表1中列出的任意HCDR1氨基酸序列的核酸分子;在某些实施方式中,所述核酸分子包含多核苷酸序列或基本上与其相似的序列,所述多核苷酸序列选自表2中列出的任意HCDR1核酸序列,所述基本上与其相似的序列与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性。
本发明还提供了编码表1中列出的任意HCDR2氨基酸序列的核酸分子;在某些实施方式中,所述核酸分子包含多核苷酸序列或基本上与其相似的序列,所述多核苷酸序列选自表2中列出的任意HCDR2核酸序列,所述基本上与其相似的序列与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性。
本发明还提供了编码表1中列出的任意HCDR3氨基酸序列的核酸分子;在某些实施方式中,所述核酸分子包含多核苷酸序列或基本上与其相似的序列,所述多核苷酸序列选自表2中列出的任意HCDR3核酸序列,所述基本上与其相似的序列与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性。
本发明还提供了编码表1中列出的任意LCDR1氨基酸序列的核酸分子;在某些实施方式中,所述核酸分子包含多核苷酸序列或基本上与其相似的序列,所述多核苷酸序列选自表2中列出的任意LCDR1核酸序列,所述基本上与其相似的序列与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性。
本发明还提供了编码表1中列出的任意LCDR2氨基酸序列的核酸分子;在某些实施方式中,所述核酸分子包含多核苷酸序列或基本上与其相似的序列,所述多核苷酸序列选自表2中列出的任意LCDR2核酸序列,所述基本上与其相似的序列与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性。
本发明还提供了编码表1中列出的任意LCDR3氨基酸序列的核酸分子;在某些实施方式中,所述核酸分子包含多核苷酸序列或基本上与其相似的序列,所述多核苷酸序列选自表2中列出的任意LCDR3核酸序列,所述基本上与其相似的序列与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性。
本发明还提供了编码HCVR的核酸分子,其中所述HCVR包含一组3个CDR(即HCDR1-HCDR2-HCDR3),其中所述HCDR1-HCDR2-HCDR3的氨基酸序列组如表1中列出的任意示例性抗埃博拉病毒GP抗体所定义。
本发明还提供了编码LCVR的核酸分子,其中所述LCVR包含一组3个CDR(即LCDR1-LCDR2-LCDR3),其中所述LCDR1-LCDR2-LCDR3的氨基酸序列组如表1中列出的任意示例性抗埃博拉病毒GP抗体所定义。
本发明还提供了编码HCVR和LCVR的核酸分子,其中所述HCVR包含表1中列出的任意HCVR氨基酸序列的氨基酸序列,并且其中所述LCVR包含表1中列出的任意LCVR氨基酸序列的氨基酸序列。在某些实施方式中,所述核酸分子包含选自表2中列出的任意HCVR核酸序列的多核苷酸序列或与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性的基本上与其相似的序列,并且包含选自表2中列出的任意LCVR核酸序列的多核苷酸序列或与其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列同一性的基本上与其相似的序列。在根据本发明这一方面的某些实施方式中,所述核酸分子编码HCVR和LCVR,其中所述HCVR和LCVR均来源于表1中列出的同一抗埃博拉病毒GP抗体。
本发明提供了编码表1中列出的任意重链氨基酸序列的核酸分子。本发明还提供了编码表1中列出的任意轻链氨基酸序列的核酸分子。
在一个相关的方面,本发明提供了重组表达载体,所述重组表达载体能够表达包含抗埃博拉病毒GP抗体重链或轻链可变区的多肽。例如,本发明包括包含上文提及的任意核酸分子的重组表达载体,即编码表1中所示的任意HCVR、LCVR和/或CDR序列的核酸分子。本发明的范围内还包括其中已经引入了此类载体的宿主细胞,以及通过在允许抗体或其片段产生的条件下培养宿主细胞并且回收如此产生的抗体和抗体片段的生产抗体或其片段的方法。
在第三个方面,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包含一种或多种与埃博拉病毒GP特异性结合的分离的单克隆抗体或其抗原结合片段,以及药学上可接受的载体或稀释剂。所述一种或多种分离的抗体包含HCVR/LCVR氨基酸序列对,所述HCVR/LCVR氨基酸序列对选自由表1中列出的HCVR和LCVR序列组成的组。在一个实施方式中,HCVR/LCVR氨基酸序列对选自由以下SEQ ID NO组成的组:18/26、66/74、146/154、2/10、34/42、50/58、82/90、98/106、114/122、130/138、162/170、178/186、194/202、210/218、226/234、242/250、258/266、274/282、290/298和306/282。在一个实施方式中,HCVR/LCVR氨基酸序列对选自由以下SEQ ID NO组成的组:18/26、66/74和146/154。
在一个相关的方面,本发明记述了一种组合物的特征,所述组合物为至少两种本发明抗体与药学上可接受的载体或稀释剂的组合。
在一个相关的方面,本发明记述了一种组合物的特征,所述组合物为至少三种本发明的抗体与药学上可接受的载体或稀释剂的组合/鸡尾酒。
在一个实施方式中,药物组合物包含(a)第一抗埃博拉病毒抗体,所述第一抗埃博拉病毒抗体包含如表1中所述的HCVR/LCVR氨基酸序列对,或其抗原结合片段;(b)第二抗埃博拉病毒抗体,所述第二抗埃博拉病毒抗体包含如表1中所述的HCVR/LCVR氨基酸序列对,或其抗原结合片段;以及(c)第三抗埃博拉病毒抗体,所述第三抗埃博拉病毒抗体包含如表1中所述的HCVR/LCVR氨基酸序列对,或其抗原结合片段;其中所述第一抗体与埃博拉病毒GP上的第一表位结合或相互作用,并且所述第二和/或第三抗体与埃博拉病毒GP上的不同表位结合或相互作用,以及(d)药学上可接受的载体或稀释剂。
在另一个相关的方面,本发明记述了一种组合物的特征,所述组合物为抗埃博拉病毒GP抗体与第二治疗剂的组合。
在一个实施方式中,所述第二治疗剂是与抗埃博拉病毒GP抗体组合是有利的任意药剂。与抗埃博拉病毒抗体组合可能是有利的示例性药剂包括但不限于结合和/或抑制埃博拉病毒活性的其他药剂(包括其他抗体或其抗原结合片段等)和/或不直接与埃博拉病毒结合但是仍然会抑制病毒活性(包括宿主细胞感染性)的药剂。
在某些实施方式中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包含:(a)第一抗埃博拉病毒抗体,所述第一抗埃博拉病毒抗体包含表1中所述的HCVR/LCVR氨基酸序列对,或其抗原结合片段;(b)第二抗埃博拉病毒抗体,所述第二抗埃博拉病毒抗体包含表1中所述的HCVR/LCVR氨基酸序列对,或其抗原结合片段,其中所述第一抗体与埃博拉病毒GP上的第一表位结合,并且所述第二抗体与埃博拉病毒GP上的第二表位结合,其中所述第一和第二表位不同并且不重叠的;以及(c)药学上可接受的载体或稀释剂。
在某些实施方式中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包含:(a)第一抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段;(b)第二抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段,其中所述第一抗体不与所述第二抗体交叉竞争与埃博拉病毒的结合;以及(c)药学上可接受的载体或稀释剂。
在某些实施方式中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包含:(a)第一抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段;(b)与不同的埃博拉病毒抗原相互作用的第二抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段,其中所述第一抗体与埃博拉病毒GP上的表位结合,并且所述第二抗体与不同埃博拉病毒抗原上的表位结合;以及(c)药学上可接受的载体或稀释剂。
在某些实施方式中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包含:(a)第一抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段;(b)第二抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段;(c)第三抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段,其中所述第一抗体与埃博拉病毒GP上的第一表位结合,并且所述第二和/或第三抗体与埃博拉病毒GP上的不同表位结合,其中所述第一、第二和第三表位是不同的并且不重叠;以及(c)药学上可接受的载体或稀释剂。
在某些实施方式中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包含:(a)第一抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段;(b)第二抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段;(c)第三抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段,其中所述第一抗体可以与或者可以不与所述第二和/或第三抗体交叉竞争与埃博拉病毒的结合;以及(c)药学上可接受的载体或稀释剂。
在某些实施方式中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包含:(a)第一抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段;(b)与不同的埃博拉病毒抗原相互作用的第二和/或第三抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段,其中所述第一抗体与埃博拉病毒上的表位结合,并且所述第二和/或第三抗体与不同埃博拉病毒抗原上的表位结合;以及(c)药学上可接受的载体或稀释剂。
在一个实施方式中,所述药物组合物包含与一种埃博拉病毒株上的一个表位结合或相互作用的第一抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段,以及与埃博拉病毒同一毒株或不同毒株上的第二和/或第三表位结合或相互作用的第二和/或第三抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段。与本发明的抗体相互作用的埃博拉病毒毒株可以选自下组:扎伊尔2014、扎伊尔1995、苏丹、本迪布焦和科特迪瓦或其变体。
在一个相关的方面,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包含与埃博拉病毒GP特异性结合的第一分离的单克隆抗体或其抗原结合片段,其中所述第一分离的单克隆抗体或其抗原结合片段包含SEQ ID NO:20所示的HCDR1氨基酸序列;SEQ ID NO:22所示的HCDR2氨基酸序列;SEQ ID NO:24所示的HCDR3氨基酸序列;SEQ ID NO:28所示的LCDR1氨基酸序列;SEQ ID NO:30所示的LCDR2氨基酸序列;和SEQ ID NO:32所示的LCDR3氨基酸序列,以及药学上可接受的载体或稀释剂。药物组合物还可以包含与埃博拉病毒GP特异性结合的第二分离的单克隆抗体或其抗原结合片段,其中所述第二分离的单克隆抗体或其抗原结合片段包含SEQ ID NO:68所示的HCDR1氨基酸序列;SEQ ID NO:70所示的HCDR2氨基酸序列;SEQ ID NO:72所示的HCDR3氨基酸序列;SEQ ID NO:76所示的LCDR1氨基酸序列;SEQID NO:78所示的LCDR2氨基酸序列;和SEQ ID NO:80所示的LCDR3氨基酸序列。药物组合物还可以包含与埃博拉病毒GP特异性结合的第三分离的单克隆抗体或其抗原结合片段,其中所述第三分离的单克隆抗体或其抗原结合片段包含SEQ ID NO:148所示的HCDR1氨基酸序列:SEQ ID NO:150所示的HCDR2氨基酸序列;SEQ ID NO:152所示的HCDR3氨基酸序列;SEQID NO:156所示的LCDR1氨基酸序列;SEQ ID NO:158所示的LCDR2氨基酸序列;和SEQ IDNO:160所示的LCDR3氨基酸序列。
在某些实施方式中,可以将每种抗体配制成单独的制剂,并且如果确定需要一种以上抗体以获得最大治疗效果,则可以根据需要将各抗体制剂共同施用(同时或依次)。或者可以共同配制抗体鸡尾酒。
在某些实施方式中,当两种或多种抗体在一种药物组合物中组合在一起时,其可能与或可能不与埃博拉病毒蛋白上的相同或重叠表位结合。在本申请的其他部分还公开了涉及本发明的抗埃博拉病毒抗体的其他联合疗法和共制剂。
在第四个方面,本发明提供了使用本发明的抗埃博拉病毒GP抗体或抗体的抗原结合部分,或者本发明的至少两种或多种抗体的鸡尾酒,治疗与埃博拉病毒相关的疾病或病症(如在对象中的病毒感染),或与病毒感染相关的至少一种症状,或与EBOV感染相关的至少一种症状的频率或严重程度的治疗方法,其中所述治疗方法包括向需要其的对象施用治疗有效量的至少两种或多种本发明的抗体或抗原结合片段。在一个实施方式中,所述方法包括施用至少三种本发明抗体的组合(鸡尾酒)。在一个实施方式中,所述抗体鸡尾酒包含具有SEQ ID NO:18/26、66/74和146/154中所示的氨基酸序列对的三种抗-EBOV抗体。所治疗的病症是通过抑制埃博拉病毒活性改善、减轻、抑制或预防的任何疾病或状况。在某些实施方式中,本发明提供了预防、治疗或改善埃博拉病毒感染的至少一种症状的方法,所述方法包括向需要其的对象施用至少一种或多种本发明的抗埃博拉病毒GP抗体或其抗原结合片段。
在一个相关的方面,本发明提供了一种中和传染性EBOV的方法,所述方法包括将被EBOV感染的细胞暴露于包含一种或多种抗-EBOV抗体或其抗原结合片段的组合物,其中所述暴露导致增强的使细胞免于病毒感染或细胞死亡的作用。在某些实施方式中,所述暴露可以是在体外或在体内。在一个实施方式中,所述方法包括施用一种或多种本发明的抗体。在一个实施方式中,所述方法包括施用至少三种本发明抗体的组合(鸡尾酒)。在一个实施方式中,抗体鸡尾酒包含具有SEQ ID NO:18/26、66/74和146/154中所示的氨基酸序列对的三种抗-EBOV抗体。
在一些实施方式中,本发明提供了通过施用一种或多种本发明的抗埃博拉病毒GP抗体改善或减轻在对象中埃博拉病毒感染的至少一种症状的严重程度、持续时间或发生频率的方法,其中至少一种症状选自下组:发热、头痛、乏力、食欲不振、肌痛、腹泻、呕吐、腹痛、脱水和不明原因出血。
在某些实施方式中,本发明提供了在对象中减少病毒载量的方法,所述方法包括向对象施用治疗有效量的一种或多种与埃博拉病毒GP结合并阻止埃博拉病毒结合和/或进入宿主细胞的本发明的抗体或其片段。
在一个相关的方面,本发明提供了增加遭受EBOV感染的对象,或者已暴露于EBOV或处于暴露于EBOV或获得EBOV风险中的对象的存活或者存活可能性的方法,所述方法包括向需要其的对象施用至少一种本发明的抗体或抗原结合片段或者包含至少一种本发明抗体的药物组合物。
在一个实施方式中,本发明提供了增加遭受EBOV感染的对象,或者已暴露于EBOV、或处于暴露于EBOV或获得EBOV风险中的对象的存活或者存活可能性的方法,所述方法包括施用包含至少两种本发明抗-EBOV抗体的混合物的抗体鸡尾酒。在一个实施方式中,所述方法包括施用包含至少三种本发明抗-EBOV抗体的混合物的抗体鸡尾酒。在一个实施方式中,待施用的抗体鸡尾酒包含至少三种本发明抗-EBOV抗体的混合物,其中所述至少三种抗体包含如SEQ ID NO:18/26、66/74和146/154中所示的HCVR/LCVR氨基酸序列对。
在一个实施方式中,需要其的对象是处于暴露于埃博拉病毒感染或获得埃博拉病毒感染风险中的对象,其中所述对象选自下组:免疫功能低下的个体、医护人员、疑似已与携带埃博拉病毒的人接触的人、与已感染个体有身体接触或密切接近的人、医院员工、药物研究者、负责清洁接诊过埃博拉患者的医院设施或机构的维护人员、访问过或计划访问已知存在或疑似存在埃博拉病毒爆发的地区或国家的个体,以及常飞旅客。
在一个实施方式中,可以向需要其的对象施用至少一种本发明的抗-EBOV抗体或其抗原结合片段,或者包含至少一种本发明的抗体或其抗原结合片段与第二治疗剂的组合的药物组合物。所述第二治疗剂可以选自下组:抗病毒药、抗炎药(例如皮质类固醇和非甾体抗炎药)、EBOV的不同抗体、针对EBOV的疫苗、TKM埃博拉(靶向病毒RNA聚合酶的小干扰RNA)布林西多福韦(CMX-001)、法匹拉韦(T-705)、BCX-4430、AVI-7537(靶向埃博拉病毒VP24基因的反义磷酰二胺吗啉代寡聚物)和干扰素。
在一个实施方式中,可以皮下、静脉内、皮内、肌内、鼻内或口服施用所述药物组合物。
在一个相关的实施方式中,使用包含含有至少三种本发明抗体的抗体鸡尾酒的药物组合物治疗哺乳动物时,在暴露于或被EBOV感染的哺乳动物中观察到加强的保护作用。
在一个实施方式中,所观察到的加强的保护作用可以通过至少一种EBOV感染相关症状的严重程度或频率的减少,通过病毒载量的降低,或通过被EBOV感染的哺乳动物的存活的增加来检测。所述至少一种症状可以选自下组:发热、头痛、乏力、食欲不振、肌痛、腹泻、呕吐、腹痛、脱水和不明原因出血。
当将所述抗体在单独使用时,或当将其与一种或多种其他治疗剂或抗-EBOV治疗模式联用时,可以观察到加强的保护作用。
所述一种或多种其他治疗剂可以选自下组:抗病毒药、抗炎药(例如皮质类固醇和非甾体抗炎药)、EBOV的不同抗体、针对EBOV的疫苗、TKM埃博拉(靶向病毒RNA聚合酶的小干扰RNA)布林西多福韦(CMX-001)、法匹拉韦(T-705)、BCX-4430、AVI-7537(靶向埃博拉病毒VP24基因的反义磷酰二胺吗啉代寡聚物)和干扰素。
在一个实施方式中,所述一种或多种其他治疗剂包括一种或多种抗-EBOV抗体。
在一个实施方式中,所述一种或多种抗-EBOV抗体包含重链可变区(HCVR)和轻链可变区(LCVR)氨基酸序列,所述HCVR和LCVR选自表1的任意HCVR和LCVR氨基酸序列组成的组。
在一个相关的实施方式中,所述一种或多种抗-EBOV抗体包含重链可变区(HCVR)和轻链可变区(LCVR)氨基酸序列对,所述氨基酸序列对选自下组:SEQ ID NO:2/10、18/26、34/42、50/58、66/74、82/90、98/106、114/122、130/138、146/154、162/170、178/186、194/202、210/218、226/234、242/250、258/266、274/282、290/298和306/282。
在另一个相关的实施方式中,所述一种或多种抗-EBOV抗体包含重链可变区(HCVR)和轻链可变区(LCVR)氨基酸序列对,所述氨基酸序列对选自下组:SEQ ID NO:18/26、66/74和146/154。
在某些实施方式中,可以预防性或治疗性地向具有,或者处于具有或倾向发生埃博拉病毒感染风险的对象施用一种或多种抗体或其抗原结合片段。处于风险中的对象包括但不限于免疫功能低下的人,例如因自身免疫性疾病而免疫功能低下的人,或接受免疫抑制治疗(例如在器官移植后)的人,或患有人类免疫缺陷综合征(HIV)或获得性免疫缺陷综合征(AIDS)、消耗或破坏白细胞的某些形式的贫血的人,接受放疗或化疗的人,或患有炎性病症的人。处于获得埃博拉病毒感染风险的其他对象包括医护人员,或者与受感染个体有身体接触或密切接近,或暴露于来自受感染个体的体液或组织的任何人,也具有增加的发生埃博拉病毒感染的风险。而且,对象会由于与疾病的爆发邻近(例如对象居住在人口稠密的城市,或紧邻已确诊或疑似感染埃博拉病毒的对象)或者职业选择(例如负责清洁接诊过埃博拉患者的医院设施或机构的维护人员、医院员工、药物研究者、访问过或计划访问已知存在或疑似存在埃博拉病毒爆发的地区或国家的个体,以及常飞旅客),在而处于遭受埃博病毒感染的风险。
在某些实施方式中,向需要其的对象联合施用本发明的抗体或其抗原结合片段和第二治疗剂。所述第二治疗剂可以选自下组:抗炎药(例如皮质类固醇和非甾体抗炎药)、抗感染药、抗病毒药、埃博拉病毒的不同抗体、针对埃博拉病毒的疫苗、ZMapp疗法、TKM埃博拉(靶向病毒RNA聚合酶的小干扰RNA)布林西多福韦(CMX-001)、法匹拉韦(T-705)、BCX-4430、AVI-7537(靶向埃博拉病毒VP24基因的反义磷酰二胺吗啉代寡聚物)、干扰素、膳食补充剂(如抗氧化剂)以及本领域公知的用于改善埃博拉病毒感染的至少一种症状,或用于降低患者中的病毒载量的任意其他药物或疗法。在某些实施方式中,所述第二治疗剂可以是辅助对抗或降低与本发明的抗体或其抗原结合片段相关的任何可能的副作用的药剂,如果此类副作用发生的话。可以皮下、静脉内、皮内、腹腔内、口服、鼻内、肌内或颅内施用所述抗体或其片段。在一个实施方式中,可以以单次静脉内输注形式施用抗体以达到所述抗体在对象血清中的最高浓度。所述抗体或其片段可以以约0.1mg/kg体重至约100mg/kg体重的剂量施用。在某些实施方式中,本发明的抗体可以以一个或多个介于约50mg至600mg之间的剂量施用。
本发明亦包括使用本发明的抗埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段治疗患有、疑似患有或已暴露于EBOV的对象的用途,或者用于制备用于治疗会从阻断埃博拉病毒的结合和/或活性中获益的疾病或病症的药物的用途。
通过阅读下文中随后的详细描述,其他实施方式将是显而易见的。
附图说明
图1:H1H17161P有效中和活EBOV。
图2:显示了三种抗-EBOV抗体与埃博拉GP或埃博拉可溶性GP(sGP)的相互作用。
具体实施方式
在对本发明进行描述前,应理解本发明不限于所描述的特定方法和实验条件,因为这些方法和条件是可以改变的。还应理解本申请中所使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的,并且不旨在限制,因为本发明的范围将仅由所附的权利要求限制。
除非另有定义,本申请中使用的所有技术和科学术语均与本发明所属领域普通技术人员的通常理解具有相同的含义。尽管与本申请中所描述的那些类似或等效的任意方法和材料均能够用于实施或测试本发明,但是现在描述的是优选的方法和材料。
定义
“埃博拉病毒”或“EBOV”是丝状病毒科的一个属,已知其会导致严重且发展迅速的出血热。根据核苷酸序列和爆发地区不同有多种不同的埃博拉病毒种和毒株,例如,扎伊尔、Tai Forest(以前称为科特迪瓦或象牙海岸)、苏丹、雷斯顿和本迪布焦。最致命的病毒形式是扎伊尔和苏丹毒株。雷斯顿毒株是已知仅感染非人灵长类的唯一毒株。术语“埃博拉病毒”还包括从不同埃博拉病毒分离物中分离出来的埃博拉病毒变体。
全长埃博拉病毒糖蛋白的氨基酸序列,在本申请中称为“EBOV GP”或“埃博拉病毒GP”,是以GenBank中登录号为AHX24649.1(亦参见SEQ ID NO:314)和AHX24649.2(亦参见SEQ ID NO:315)的氨基酸序列为示例的。该术语还包括与例如组氨酸标签(例如参见带有十组氨酸标签的登录号AHX24649.1(SEQ ID NO:318))、小鼠或人Fc或者单一序列。“可溶性GP”或“sGP”的氨基酸序列如登录号AHX24650以及如SEQ ID NO 316(带有信号序列)和SEQID NO:317(无信号序列,但带有myc-myc组氨酸标签)所示。“GP1”的氨基酸序列始于全长GP氨基末端的残基1处,并终止于SEQ ID NO:315的残基501。“GP2”的氨基酸序列跨越如SEQID NO:315所示的全长GP的残基502至676。
本申请中所用的术语“埃博拉病毒感染”或“EBOV感染”指由暴露于该病毒或受感染的动物或受感染的人类患者,或由接触来自感染埃博拉病毒的动物或人类患者的体液或组织所导致的严重出血热。“与埃博拉病毒感染相关的症状”包括发热、头痛、乏力、食欲不振、肌痛、腹泻、呕吐、腹痛、脱水和不明原因出血。
本申请中所用的术语“抗体”旨在指免疫球蛋白分子,所述免疫球蛋白分子由四条多肽链,互相之间通过二硫键连接的两条重(H)链和两条轻(L)链(即“全长抗体分子”),以及其多聚体(例如IgM)或其抗原结合片段组成。各条重链由重链可变区(“HCVR”或“VH”)和重链恒定区(包含结构域CH1、CH2和CH3)组成。各条轻链由轻链可变区(“LCVR”或“VL”)和轻链恒定区(CL)组成。VH和VL区可进一步细分为高变区,称为互补决定区(CDR),其散布在更为保守的称为框架区(FR)的区域中。各个VH和VL由三个CDR和四个FR组成,其从氨基末端到羧基末端以下述顺序排列:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4。在本发明某些的实施方式中,抗体(或其抗原结合片段)的FR可以与人源种系序列相同,或者可以是天然的或人工修饰的。可以基于对两个或多个CDR的并行分析(side-by-side analysis)定义氨基酸的共有序列。
一个或多个CDR残基的取代或者一个或多个CDR的省略也是可能的。在科学文献中已描述了一些抗体,其中的一个或两个CDR对于结合而言是可以去掉的。Padlan等(1995FASEB J.9:133-139)基于已发表的晶体结构对抗体及其抗原之间的接触区域进行了分析,并且得出结论实际上仅有约五分之一至三分之一的CDR残基接触所述抗原。Padlan还发现很多抗体的一个或两个CDR中没有氨基酸与抗原接触(亦参见Vajdos等,2002 J Mol Biol320:415-428)。
通过分子建模和/或经验,可以基于此前的研究从位于Chothia CDR以外的KabatCDR区识别不接触抗原的CDR残基(例如在CDRH2中的残基H60-H65通常是不需要的)。如果去掉CDR或其残基,其通常被取代为在另一条人抗体序列或此类序列的共有序列中占据相应位置的氨基酸。在CDR中取代的位置和取代成的氨基酸也可凭经验选择。经验性的取代可以是保守的或非保守的取代。
本申请公开的全人抗埃博拉病毒单克隆抗体与相应的种系序列相比,可以在重链和轻链可变结构域的框架和/或CDR区中包含一个或多个氨基酸的取代、插入和/或缺失。通过将本申请公开的氨基酸序列与能够从例如公共抗体序列数据库中获得的种系序列进行比较,能够容易地确定此类突变。本发明包括来源于本申请公开的任意氨基酸序列的抗体及其抗原结合片段,其中在一个或多个框架和/或CDR区内的一个或多个氨基酸突变为抗体源自的种系序列的相应残基,或突变为另一人源种系序列的相应残基,或突变为相应的种系残基的保守性氨基酸取代(在本申请中将此类序列变化统称为“种系突变”)。本领域的普通技术人员从本申请公开的重链和轻链可变区序列起始,能够容易地生产多种抗体和抗原结合片段,所述抗体和抗原结合片段包含一种或多种单独的种系突变或其组合。在某些实施方式中,在VH和/或VL结构域中的所有框架和/或CDR残基均突变回抗体源自的原始种系序列中存在的残基。在其他实施方式中,只有某些残基突变回原始种系序列,例如只有在FR1中的前8个氨基酸之中的或在FR4中的后8个氨基酸之中的突变残基,或者只有在CDR1、CDR2或CDR3中的突变残基。在其他实施方式中,一个或多个框架和/或CDR残基突变为不同种系序列(即与抗体最初源自的种系序列不同的种系序列)的相应残基。而且,本发明的抗体可以含有在框架和/或CDR区中的两个或多个种系突变的任意组合,例如,其中某些个别残基突变为特定种系序列的相应残基,而某些不同于原始种系序列的其他残基保持不变或突变为不同种系序列的相应残基。含有一个或多个种系突变的抗体和抗原结合片段一旦获得,就可以很容易地检测一种或多种所需的性质,如改善的结合特异性、增加的结合亲和性、改善的或增加的拮抗或激动的生物学性质(视情况而定)、降低的免疫原性等。根据这种一般方法获得的抗体和抗原结合片段包括在本发明中。
本发明还包括全人抗埃博拉病毒单克隆抗体,所述全人抗埃博拉病毒单克隆抗体包含本申请公开的任意HCVR、LCVR和/或CDR氨基酸序列的具有一个或多个保守性取代的的变体。例如,本发明包括抗埃博拉病毒抗体,所述抗埃博拉病毒抗体具有相对于本申请公开的任意HCVR、LCVR和/或CDR的氨基酸序列,有例如10个或更少的、8个或更少的、6个或更少的、4个或更少等等的保守性氨基酸取代的HCVR、LCVR和/或CDR氨基酸序列。
本申请中所用的术语“人抗体”旨在包括具有来源于人源种系免疫球蛋白序列的可变和恒定区的抗体。本发明的人mAb可以包括例如在CDR中,特别是CDR3中的并非由人源种系免疫球蛋白序列所编码的氨基酸残基(例如,通过体外的随机或位点特异性诱变,或通过体内的体细胞突变引入突变)。然而,本申请中所用的术语“人抗体”并非旨在包括其中在人FR序列上接有来源于另一哺乳动物物种(例如小鼠)种系的CDR序列的mAb。该术语包括在非人动物或者在非人哺乳动物细胞中重组生产的抗体。该术语并非旨在包括从人类对象中分离或产生的抗体。
本申请中所用的术语“重组”指通过本领域公知认为属于重组DNA技术的技术或方法(包括例如DNA剪接和转基因表达)形成、表达、分离或获得本发明的抗体或其抗原结合片段。该术语指在非人哺乳动物(包括转基因非人哺乳动物,例如转基因小鼠)或细胞(例如CHO细胞)表达系统表达的,或者从重组的组合人源抗体文库分离的抗体。
术语“特异性结合”或“特异性结合于”或者类似术语指抗体或其抗原结合片段与抗原形成在生理条件下相对稳定的复合物。特异性的结合可以以至少约1x10-7M或更低平衡解离常数来表征(例如KD越小表明结合越紧密)。确定两个分子是否特异性结合的方法是本领域技术人员熟知的,并且包括例如平衡透析法、表面等离子体共振等。如本申请所述的,已通过表面等离子体共振(例如,BIACORETM)识别特异性结合至埃博拉病毒的抗体。而且,与埃博拉病毒中的一个结构域以及一种或多种其他抗原结合的多特异性抗体,或者与埃博拉病毒的两个不同区域结合的双特异性抗体,也认为是本申请中所述的“特异性结合”的抗体。
术语“高亲和性”抗体指根据表面等离子体共振(例如BIACORETM)或溶液-亲和性ELISA测定,与埃博拉病毒的结合亲和性(以KD表示)至少为10-7M;优选地为10-8M;更优选地为10-9M,再更优选地为10-10M,再更优选地为10-11M,再更优选地为10-12M的mAb。
术语“缓慢解离速率”、“Koff”或“kd”指根据表面等离子体共振(例如BIACORETM)测定,抗体以1x10-3 s-1或更低,优选地1x10-4 s-1或更低的速率常数从埃博拉病毒或表达埃博拉病毒GP的病毒样颗粒上解离。
本申请中所用的术语:抗体的“抗原结合部分”、抗体的“抗原结合片段”等,包括任意天然形成的、可酶促获取的、合成的或经基因改造的特异性结合抗原以形成复合物的多肽或糖蛋白。本申请中所用的,术语:抗体的“抗原结合部分”或“抗体片段”指保留与埃博拉病毒结合能力的一个或多个抗体片段。
在特定的实施方式中,本发明的抗体或抗体片段可以与诸如配体的部分或治疗性部分缀合(“免疫缀合”),如抗病毒药物、第二抗埃博拉病毒抗体或用于治疗由埃博拉病毒导致的感染的任意其他治疗性部分。
如在本申请中所使用的,“分离的抗体”旨在指一种抗体,其基本上不含具有不同的抗原特异性的其他抗体(Ab)(例如,一种与埃博拉病毒特异性结合的分离的抗体或其片段,基本上不含与埃博拉病毒以外的抗原特异性结合的Ab)。
如在本申请中所使用的,“阻断抗体”或“中和抗体”(或“中和埃博拉病毒活性的抗体”或“拮抗抗体”)旨在指与埃博拉病毒的结合导致抑制埃博拉病毒的至少一种生物活性的抗体。例如,本发明的抗体可以防止或阻断埃博拉病毒附着至或进入宿主细胞。此外,“中和抗体”是能够中和(即预防、抑制、减少、阻碍或干扰病原体启动和/或持续在宿主中感染的能力)的抗体。术语“中和抗体(neutralizing antibody)”和“中和抗体(an antibodythat neutralizes)”或“中和抗体(antibodies that neutralize)”在本申请中互换使用。这些抗体可以经适当制剂后单独或与其他抗病毒剂联合用作预防剂或治疗剂,或结合活性疫苗使用或用作诊断工具。
“抗体依赖性细胞介导的细胞毒性”或“ADCC”是细胞介导的免疫防御机制,免疫系统的效应物细胞通过其积极裂解靶细胞,所述靶细胞的膜表面抗原已经与(诸如本申请所述的)特异性抗体结合。因此,通过这种机制,举例来说,病毒特异性抗体可以起到限制感染传播的作用。经典的ADCC是由自然杀伤细胞(NK细胞)、巨噬细胞、中性粒细胞以及在某些特定的情况下,由嗜酸性粒细胞所介导的。
本申请中所用的术语“表面等离子体共振”指通过例如使用BIACORETM系统(Pharmacia Biosensor AB瑞典乌普萨拉和新泽西皮斯卡塔韦)检测在生物传感器基质中蛋白浓度的改变,实现实时生物分子相互作用分析的光学现象。
本申请中所用的术语“KD”旨在指特定抗体-抗原相互作用的平衡解离常数。
术语“表位”指抗原决定簇,所述抗原决定簇与在抗体分子的可变区中被称为补位的特异性抗原结合位点相互作用。单一的抗原可以具有一个以上的表位。因此,不同抗体可以与抗原上的不同区域结合并且可以具有不同的生物效应。术语“表位”也指抗原上使B和/或T细胞产生应答的位点。也指抗原上与抗体结合的区域。表位可以定义为结构性的或功能性的。功能性表位通常是结构性表位的子集并且具有直接促进相互作用的亲和性的残基。表位还可以是构象型的,也就是说由非线性氨基酸组成。在某些实施方式中,表位可以包括为分子的具有化学活性的表面集群的决定簇,如氨基酸、糖侧链、磷酰基或磺酰基,并且在某些实施方式中,表位可以具有特异性的三维结构特征和/或特异性的电荷特征。
本申请中所用的术语“交叉竞争”指抗体或其抗原结合片段结合至抗原并抑制或阻断另一抗体或其抗原结合片段的结合。该术语还包括两个抗体之间在两个方向上的竞争,即第一抗体结合并阻断第二抗体结合,反之亦然。在某些实施方式中,第一抗体和第二抗体可以结合至相同表位。或者,第一和第二抗体可以结合至不同但重叠的表位,使得一个抗体的结合抑制或阻断另一个抗体的结合,例如通过空间位阻。可以采用本领域公知的方法检测抗体之间的交叉竞争,例如通过实时、无标记的生物层干涉测定。为确定待测抗体是否与本发明的对照抗埃博拉病毒GP抗体交叉竞争,使对照抗体在饱和条件下与埃博拉病毒GP或肽结合。接下来,评估待测抗体与埃博拉病毒GP结合的能力。如果在与对照抗埃博拉病毒GP抗体的结合饱和后,待测抗体能够与埃博拉病毒GP结合,则可以得出结论待测抗体结合的表位与对照抗埃博拉病毒抗体不同。另一方面,如果在与对照抗埃博拉病毒GP抗体的结合饱和后,待测抗体不能与埃博拉病毒GP结合,则待测抗体可能结合至与本发明的对照抗埃博拉病毒GP抗体结合的表位相同的表位。
术语“基本上的同一性”或“基本上相同”在指核酸或其片段时,表示在将适当的核苷酸插入或缺失与其他核酸(或其互补链)进行优化比对时,根据如下文所讨论的任意本领域熟知的序列同一性算法(如FASTA、BLAST或GAP)测定,至少约90%,更优选地至少约95%、96%、97%、98%或99%的核苷酸碱基有核苷酸序列同一性。在某些情况下,与对照核酸分子具有基本上的同一性的核酸分子可以编码与所述对照核酸分子编码的多肽具有相同或基本上相似的氨基酸序列的多肽。
在用于多肽时,术语“基本上的相似性”或“基本上相似”指在两条多肽序列当进行优化比对时,如通过使用缺省缺口权重的程序GAP或BESTFIT时具有至少90%的序列同一性,再更优选地具有至少95%、98%或99%的序列同一性。优选地,不相同的残基位置的差别为保守性氨基酸取代。“保守性氨基酸取代”是指氨基酸残基被具有相似化学性质(例如电荷或疏水性)的侧链(R基团)的另一个氨基酸取代。在通常情况下,保守性氨基酸取代将不会实质性地改变蛋白的功能性性质。在两个或多个氨基酸序列彼此之间的差别为保守性取代的情况下,可以对相似性的百分比或程度进行上调以校正所述取代的保守性性质。用于进行这种调整的方法是本领域技术人员熟知的。(参见例如Pearson(1994)MethodsMol.Biol.24:307-331)。具有相似化学性质的侧链的氨基酸基团的示例包括1)脂肪族侧链:甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸;2)羟基脂肪族侧链:丝氨酸和苏氨酸;3)含有酰胺的侧链:天冬酰胺和谷氨酰胺;4)芳香侧链:苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸;5)碱性侧链:赖氨酸、精氨酸和组氨酸;6)酸性侧链:天冬氨酸和谷氨酸;和7)含硫侧链:半胱氨酸和甲硫氨酸。优选的保守性氨基酸取代基团是:缬氨酸-亮氨酸-异亮氨酸、苯丙氨酸-酪氨酸、赖氨酸-精氨酸、丙氨酸-缬氨酸、谷氨酸-天冬氨酸和天冬酰胺-谷氨酰胺。或者,保守性的替代是在Gonnet等(1992)Science 256:1443-45所公开的PAM250对数似然矩阵中具有正值的任意改变。“适度保守性的”替代是在所述PAM250对数似然矩阵中具有非负值的任意改变。
多肽的序列相似性通常使用序列分析软件测定。蛋白分析软件利用分配给包括保守性氨基酸取代在内的各种取代、缺失和其他修饰的相似性的测定参数,来匹配相类似的序列。例如,GCG软件含有如GAP和BESTFIT等程序,可以采用缺省参数,用于确定密切相关的多肽之间,例如来自不同物种生物体的同源性多肽之间,或者野生型蛋白与其突变蛋白之间的序列同源性或序列同一性。参见例如GCG 6.1版。也可以采用缺省或推荐参数,使用GCG6.1版中的程序FASTA对多肽序列进行比较。FASTA(例如FASTA2和FASTA3)提供查询和检索序列之间最佳重叠区域的比对和序列同一性百分率(Pearson(2000),如上所述)。当将本发明的序列与包含来自不同生物体的大量序列的数据库进行比较时,另一种优选的算法是计算机程序BLAST,特别是使用缺省参数的BLASTP或TBLASTN。参见例如Altschul等,(1990)J.Mol.Biol.215:403-410和Altschul等,(1997)Nucleic Acids Res.25:3389-3402。
短语“治疗有效量”指产生所需效应的施用量。精确的量将取决于治疗目的并且将由本领域技术人员使用公知的技术确定(参见例如Lloyd(1999)The Art,Science andTechnology of Pharmaceutical Compounding)。
本申请中所用的术语“对象”指需要缓解、预防和/或治疗疾病或病症(如病毒感染)的动物,优选哺乳动物,更优选人。对象可能已感染埃博拉病毒或易于发生埃博拉病毒感染。“易于发生埃博拉病毒感染”的对象或者“可能处于增加的遭受埃博拉病毒感染的风险的”对象是由于自身免疫性疾病而免疫功能低下的对象,接受免疫抑制治疗的人(例如器官移植后),患有人类免疫缺陷综合征(HIV)或获得性免疫缺陷综合征(AIDS)的、消耗或破坏白细胞的某些形式的贫血的人,接受放疗或化疗的人,或忠有炎性疾病的那些人。此外,年龄极小或极老对象的所处的风险增加。与受感染的动物或人类患者身体接触或密切接近,或者暴露于受感染的动物或人类患者的体液或组织的任何人均具有增加的发生埃博拉病毒感染的风险。而且,对象会由于与疾病的爆发邻近(例如对象居住在人口稠密的城市,或紧邻已确诊或疑似感染埃博拉病毒的对象)或者职业选择(例如医院员工、药物研究者、访问过或计划访问已知存在或疑似存在埃博拉病毒爆发的地区或国家的个体,以及常飞旅客),而处于遭受埃博拉病毒感染的风险。
本申请中所用的术语“治疗(treat、treating或treatment)”指由于向需要其的对象施用治疗剂(如本发明的抗体)而减轻或缓解埃博拉病毒感染的至少一种症状或适应症的严重程度。该术语包括抑制疾病进展或感染恶化。该术语还包括对疾病的积极预后,即在施用治疗剂(如本发明的抗体)后,对象可以免于感染,或者对象具有的病毒滴度可以降低或消除。可以以治疗剂量向对象施用治疗剂。
术语“预防(prevent、preventing或prevention)”指在施用本发明的抗体后抑制埃博拉病毒感染的出现或者埃博拉病毒感染的任何症状或适应症。该术语包括在暴露于病毒或处于埃博拉病毒感染风险的对象中预防感染的传播。
本申请中所用的术语“抗病毒药”指用于在对象中治疗、预防或改善病毒感染的任意抗感染剂或疗法,无论其是化学部分,还是生物疗法。例如,在本发明中,抗病毒药可以包括但不限于埃博拉病毒的抗体(在一个实施方式中,埃博拉病毒的抗体可以不同于本申请中所描述的)、针对埃博拉病毒的疫苗、ZMapp疗法、TKM埃博拉(靶向病毒RNA聚合酶的小干扰RNA)布林西多福韦(CMX-001)、法匹拉韦(T-705)、BCX-4430、AVI-7537(靶向埃博拉病毒VP24基因的反义磷酰二胺吗啉代寡聚物)和干扰素。在本发明中,待治疗的感染是由埃博拉病毒引起的。
一般性描述
埃博拉病毒病是由为丝状病毒科成员的丝状病毒颗粒引起的一种严重的、通常是致死性的疾病。已知有数种埃博拉病毒属病毒能够导致人类疾病。这些包括扎伊尔、苏丹、Tai Forest(此前称为象牙海岸)和本迪布焦。该病毒的天然宿主未知,并且到目前为止没有被批准的疗法或疫苗。
该病毒的基因组是由长度约19kb的单链负义RNA组成。埃博拉病毒含有7个蛋白:表面糖蛋白(GP)、核蛋白(NP)、四个病毒体结构蛋白(VP40、VP35、VP30和VP24)和RNA依赖性RNA聚合酶(L)(Feldman等,(1992)Virus Res.24,1-19)。
该病毒表面上存在的唯一蛋白是糖蛋白。由于RNA编辑,GP基因的转录导致编码包括非结构性可溶性GP(sGP)和表面病毒体GP在内的病毒GP的若干GP基因特异性mRNA的合成(Volchkova,VA等,(1998),Virology 250:408-414)。这两种GP均被合成为前体分子,其在细胞内加工期间被细胞蛋白酶弗林蛋白水解地裂解(Volchkov,VE等,((1998),Proc NatlAcad Sci USA 95:5762-5767)。sGP形成二聚体,而经裂解的羧基末端片段是单体。病毒表面的突起形成为GP1,2的三聚体,GP1,2由通过二硫键连接的两个亚基GP1和GP2构成(Volchkova,VA等,(1998),Virology 250:408-414;Falzarano,D.等,(2006),Chembiochem7:1605-1611)。已知GP1介导病毒附着至宿主细胞,以及GP2参与膜融合(Sanchez,A.等,(1996),Proc Natl Acad Sci USA 93:3602-3607;Alazard-Dany,N.等,(2006),J.Gen.Virol.87:1247-1257)。
在EBOV感染期间,大量可溶性糖蛋白(sGP)从感染病毒的细胞中释放。已显示这种形式的GP结合至并隔离针对表面或病毒体GP的病毒的中和抗体(Dolnik,O.等,(2004),EMBO J 23:2175-2184)。除了这种抗体-阻断以外,可溶性GP的作用就病毒复制和/或致病性而言尚未被准确定义。Escudero-Perez等最新的研究表明sGP可能结合至并活化未被感染的树突状细胞和巨噬细胞并诱导促炎性和抗炎性细胞因子分泌。此外,其证明了sGP影响内皮细胞功能并可能影响血管通透性。(Escudero-Perez等,(2014),PLOS Pathogens,Vol.10,Issue 11:1-17)。这可以解释感染后失调的炎症宿主反应并可以导致病毒的致病性。
用于预防或治疗传染病的被动免疫疗法已经使用了一个多世纪,通常以含有高滴度中和抗体的恢复期人血清的形式(Good等,(1991);Cancer 68:1415-1421)。如今,多种纯化的单克隆抗体目前正处于用作抗微生物剂的临床前和临床研发中(Marasco等,2007;Nature Biotechnology 25:1421-1434)。已描述了与埃博拉病毒糖蛋白结合的某些抗体。(参见例如Audet等,(2014),Scientific Reports 4:6881;Chen等,(2014),ACS ChemBiol.Oct.17;9(10):2263-73;Koellhoffer JF等,(2012),Chembiochem Nov.26;13(17):2549-57;Qiu,X.等,Nature(2014)Oct 2;514(7520):47-53)。
本发明人在本申请中描述了特异性结合至埃博拉病毒GP并且调节埃博拉病毒与那些细胞相互作用的全人抗体及其抗原结合片段。该抗埃博拉病毒GP抗体可以以较高的亲和性结合至埃博拉病毒。在某些实施方式中,本发明的抗体是阻断抗体,其中所述抗体可以结合至埃博拉病毒GP并阻断病毒附着至和/或进入宿主细胞。在某些实施方式中,本发明的阻断抗体可以阻断埃博拉病毒结合至细胞,并且由此可以抑制或中和病毒感染宿主细胞。在某些实施方式中,本发明的抗体可以介导抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC),并且由此可以有助于破坏携带病毒的细胞。在某些实施方式中,所述抗体可以以两种方式发挥作用,例如其可以中和病毒的感染性且可以介导ADCC。在一些实施方式中,所述抗体可以用于治疗遭受埃博拉病毒感染的对象。所述抗体在向需要其的对象施用时可以减少对象被病毒(如埃博拉病毒)感染。可以将其用于降低对象中的病毒载量。可以将其单独使用或作为辅助疗法与本领域公知的用于治疗病毒感染的其他治疗部分或方式一起使用。在某些实施方式中,这些抗体可以与埃博拉病毒GP的氨基末端的表位结合。在某些实施方式中,这些抗体可以与埃博拉病毒GP的羧基末端的表位结合。另外,已识别的抗体可以预防性地(感染前)用于保护哺乳动物免受感染,或者可以治疗性地(已确立感染后)用于改善此前已确立的感染或改善与所述感染相关的至少一种症状。
示例性埃博拉病毒GP的全长氨基酸序列分别如GenBank登录号AHX24649.1和AHX24649.2,亦如SEQ ID NO:314和315所示。GP1跨全长GP的氨基酸残基1-501和GP2跨全长GP的氨基酸残基502至676,如SEQ ID NO:314或SEQ ID NO:315中所示。全长EBOV GP(亦如登录号AHX24649.1所示)可以与十组氨酸标签偶联,如SEQ ID NO:318中所示。可溶性GP(sGP)如GenBank登录号AHX24650.1,亦如SEQ ID NO:316(带有附接的信号序列)和SEQ IDNO:317(无信号序列,但是含有myc-myc-his标签)所示。
在某些实施方式中,本发明的抗体获取自用初级免疫原(如全长埃博拉病毒GP)或用重组形式的埃博拉病毒GP或其片段免疫,随后用次级免疫原或用埃博拉病毒GP的免疫原活性片段免疫的小鼠。在某些实施方式中,所述抗体获取自用编码全长埃博拉病毒GP的DNA免疫的小鼠(扎伊尔2014,参见GenBank KJ660346.2;亦参见SEQ ID NO:313)。免疫原可以是埃博拉病毒GP的生物活性和/或免疫原性片段,或编码其活性片段的DNA。该片段可以来源于病毒GP的任意区域,包括氨基末端片段(例如GP1)或羧基末端片段(例如GP2)。可以对肽进行修饰以包括加入或取代某些残基以用作标签或用于与载体分子(如KLH)缀合的目的。例如,可以在肽的N末端或C末端加入半胱氨酸,或者可以加入接头序列,以制备用于与例如KLH缀合以用于免疫的肽。
如通过体外或体内测定确定,本发明的某些抗埃博拉病毒抗体能够结合至并中和埃博拉病毒的活性。可以使用本领域技术人员公知的任何标准方法(包括如本申请所述的结合测定或活性测定)检测在病毒感染后本发明的抗体结合至并中和埃博拉病毒的活性并因而阻止病毒附着至和/或进入宿主细胞以及随后的病毒感染的能力。
用于检测结合活性的非限制性、示例性体外测定如本申请中的实施例3所示。在实施例3中,利用Biacore确定了抗埃博拉病毒GP抗体针对埃博拉病毒的结合亲和性和解离常数。在实施例4和7中,使用中和测定确定了不同埃博拉病毒毒株的感染性。
特异性针对埃博拉病毒GP的抗体可以不含有附加的标记或部分,或者其可以含有N-末端或C-末端标记或部分。在一个实施方式中,标记或部分是生物素。在结合测定中,标记的位置(如果有的话)可以确定肽相对于其所结合表面所处的方向。例如,如果表面由抗生物素蛋白包被,则含有N-末端生物素的肽将处于使得该肽的C-末端部分远离表面的方向。在一个实施方式中,标记可以是放射性核素、荧光染料或MRI-可检测标记。在某些实施方式中,此类标记抗体可用于包括成像测定在内的诊断测定。
抗体的抗原结合片段
除非另有特别明示,本申请中所用的术语“抗体”应理解为包括含有两条免疫球蛋白重链和两条免疫球蛋白轻链的抗体分子(即“全抗体分子”)及其抗原结合片段。本申请中所用的术语:抗体的“抗原结合部分”、抗体的“抗原结合片段”等,包括任意天然形成的、可酶促获取的、合成的或基因改造的特异性结合抗原以形成复合物的多肽或糖蛋白。在本申请中所用的术语:抗体的“抗原结合部分”或“抗体片段”,指保留特异性与埃博拉病毒结合的能力的一个或多个抗体的片段。抗体片段可以包括Fab片段、F(ab′)2片段、Fv片段、dAb片段、含有CDR的片段或者分离的CDR。在某些实施方式中,术语“抗原结合片段”指多特异性抗原结合分子的多肽片段。抗体的抗原结合片段可以使用任意适宜的标准技术,如蛋白水解消化或涉及对编码抗体可变和恒定(可选)结构域的DNA操控和表达的重组基因工程技术,取自例如全抗分子。这种DNA是已知的和/或易于从例如商业来源、DNA文库(包括例如噬菌体-抗体文库)获得,或者能够被合成。可以化学地或使用分子生物学技术对DNA进行测序和操控,例如将一个或多个可变和/或恒定结构域排布成适宜的构型,或者引入密码子、形成半胱氨酸残基、修饰、加入或删除氨基酸等。
抗原结合片段的非限制性示例包括:(i)Fab片段;(ii)F(ab′)2片段;(iii)Fd片段;(iv)Fv片段;(v)单链Fv(scFv)分子;(vi)dAb片段以及(vii)由模拟抗体高变区(例如分离的互补性决定区(CDR),如CDR3肽)的氨基酸残基或受限制的FR3-CDR3-FR4肽组成的最小识别单元。其他改造的分子,如结构域特异性抗体、单结构域抗体、结构域缺失抗体、嵌合抗体、CDR移植抗体、双体、三体、四体、微型抗体、纳米抗体(例如单价纳米抗体、二价纳米抗体等)、小模块化免疫药物(SMIP)和鲨鱼可变IgNAR结构域,也包括在本申请所用的表述“抗原结合片段”中。
抗体的抗原结合片段通常将包括至少一个可变结构域。所述可变结构域的尺寸或氨基酸结构可任意,并且通常将包括至少一个CDR,其与一个或多个框架序列邻近或处于同一框架中。在具有与VL结构域结合的VH结构域的抗原结合片段中,可以安排所述VH和VL结构域处于任意相对于彼此的适宜位置。例如,所述可变区可以是二聚的并且含有VH-VH、VH-VL或VL-VL二聚体。或者,抗体的抗原结合片段可以含有单体的VH或L结构域。
在某些实施方式中,抗体的抗原结合片段可以含有与至少一个恒定结构域共价连接的至少一个可变结构域。可以见于本发明抗体的抗原结合片段中的非限制性的、示例性的可变和恒定结构域构型包括:(i)VH-CH1;(ii)VH-CH2;(iii)VH-CH3;(iv)VH-CH1-CH2;(v)VH-CH1-CH2-CH3;(vi)VH-CH2-CH3;(vii)VH-CL;(viii)VL-CH1;(ix)VL-CH2;(x)VL-CH3;(xi)VL-CH1-CH2;(xii)VL-CH1-CH2-CH3;(xiii)VL-CH2-CH3和(xiv)VL-CL。在任意可变和恒定结构域的任意构型中,包括上文列出的任意示例性构型,所述可变和恒定结构域可以直接彼此间连接,或者通过全长或部分铰链或接头区连接。铰链区可以由至少2个(例如5、10、15、20、40、60个或更多个)氨基酸组成,其在单一多肽分子中相邻的可变和/或恒定结构域之间形成柔性或半柔性的连接。而且,本发明抗体的抗原结合片段可以包括在彼此之间和/或与一个或多个单体VH或VL结构域的非共价结合的(例如通过二硫键)上文列出的任意可变和恒定结构域构型的同源二聚体或异源二聚体(或其他多聚体)。
与全抗体分子一样,抗原结合片段可以是单特异性的或多特异性的(例如双特异性的)。抗体的多特异性抗原结合片段通常包括至少两个不同的可变结构域,其中各可变结构域能够与单独的抗原或同一抗原上不同的表位特异性结合。任意多特异性抗体形式,包括本申请公开的示例性双特异性抗体形式,使用本领域可用的常规技术,可以适用于本发明抗体的抗原结合片段的背景。
人抗体的制备
在转基因小鼠中产生人抗体的方法是本领域公知的方法。任意的上述公知方法均可以用于本发明的背景下以制备特异性与埃博拉病毒GP结合的人抗体。可以使用包含下述中的任意一种的免疫原产生针对埃博拉病毒的抗体。在某些实施方式中,本发明的抗体获取自用全长的天然埃博拉病毒GP(参见例如GenBank登录号AHX24649.1(SEQ ID NO:314)和AHX24649.2(SEQ ID NO:315)),或用编码糖蛋白或其片段的DNA免疫的小鼠。或者,可以使用标准生物学技术生产埃博拉病毒GP或其片段,并经修饰后用作免疫原。在一个实施方式中,免疫原是重组生产的埃博拉病毒GP或其片段。在本发明的某些实施方式中,免疫原可以是市售的埃博拉病毒GP。在某些实施方式中,可以给予一次或多次加强注射。在某些实施方式中,加强注射可以包含一种或多种市售的埃博拉病毒GP。在某些实施方式中,免疫原可以是在大肠杆菌或者在任意其他真核或哺乳动物细胞(如中国仓鼠卵巢(CHO)细胞)中表达的重组埃博拉病毒GP。
使用技术(参见例如US 6,596,541,瑞泽恩制药公司,或用于产生单克隆抗体的任意其他公知的方法,首先分离出具有人可变区和小鼠恒定区的针对埃博拉病毒GP的高亲和性嵌合抗体。技术涉及转基因小鼠的产生,所述小鼠具有包含可操作地连接至内源性小鼠恒定区基因座的人重链和轻链可变区的基因组,使得所述小鼠响应抗原的刺激产生包含人可变区和小鼠恒定区的抗体。分离编码所述抗体的重链和轻链可变区的DNA,并将其可操作地连接至编码人重链和轻链恒定区的DNA。然后在能够表达全人抗体的细胞中表达所述DNA。
在通常情况下,使用目标抗原攻击小鼠,并且从表达抗体的小鼠中回收淋巴细胞(如B细胞)。可以将所述淋巴细胞与骨髓瘤细胞系融合以制备永生化的杂交瘤细胞系,并且对此类杂交瘤细胞系进行筛选和选择,以识别产生特异于目标抗原的抗体的杂交瘤细胞系。可以分离编码所述重链和轻链可变区的DNA并将其连接至所述重链和轻链的所需的同种型恒定区。可以在细胞(如CHO细胞)中生产此类抗体蛋白。或者,可以直接从抗原特异性淋巴细胞中分离编码所述抗原特异性嵌合抗体,或所述轻链和重链可变结构域的DNA。
首先,分离出具有人可变区和小鼠恒定区的高亲和性嵌合抗体。如在下面的实验章节中所述,对抗体进行表征并根据所需的特征进行选择,包括亲和性、选择性、表位等。用所需的人恒定区取代小鼠恒定区以生成本发明的全人抗体,例如野生型或经修饰的IgG1或IgG4。尽管根据不同的特定用途,所选择的恒定区可以不同,但高亲和性抗原结合和靶点特异性的特征均存在于可变区中。
生物等价物
本发明的抗埃博拉病毒GP抗体和抗体片段包含氨基酸序列不同于本申请所述抗体、但仍保留了埃博拉病毒结合能力的蛋白。与母体序列相比,此类变体抗体和抗体片段包含一个或多个氨基酸加入、缺失或取代,但是显示出基本上与所述抗体等价的生物活性。同样地,本发明的编码抗体的DNA序列包括,与所公开的序列相比包含一个或多个核苷酸加入、缺失或取代,但编码与本发明的抗体或抗体片段在生物学上基本等价的抗体或抗体片段的序列。
如果两种抗原结合蛋白或抗体,例如在药学上等价或在药学上可互相替代,即在类似的实验条件下单剂量或多剂量施用相同摩尔剂量时,两者的吸收速率和程度未显示出显著差异,则认为这两者是生物等价物。一些在吸收程度上等价而在吸收速率上不等价的抗体,仍可以认为等价或在药学上可互相替代,并且也可以认为其是生物等价物,因为这种在吸收速率上的差异是有意的并且已经反映在标签中,其对例如长期使用时达到有效的机体药物浓度不是必要的,并且认为其针对所研究的特定药品在医学上不重要。
在一个实施方式中,如果两种抗原结合蛋白在安全性、纯度或效能方面不存在具有临床意义的差异,则认为它们是生物等价物。
在一个实施方式中,如果患者能够在对照产品和生物产品之间进行一次或多次的转换而在不良反应的风险方面无预期的增加,则认为这两种抗原结合蛋白是生物等价物,所述不良反应包括与无这种转换的连续疗法相比,免疫原性出现具有临床意义的改变,或有效性降低。
在一个实施方式中,如果两种抗原结合蛋白针对使用的状况通过共同的作用机制发挥作用,并且此类作用机制在公知的范围内,则认为它们是生物等价物。
生物等效性可以通过体内和/或体外方法证明。生物等效性的测定包括,例如(a)在人或其他哺乳动物中的体内检测,测定抗体或其代谢产物在血液、血浆、血清或其他生物液体中的浓度对时间的函数;(b)体外检测,其已经相关联于并且能合理预测人体内的生物利用度数据;(c)在人或其他哺乳动物中的体内检测,测定适当的抗体(或其靶点)的急性药理学作用对时间的函数;和(d)在有严格对照的临床试验中确定抗体的安全性、有效性或者生物利用度或生物等效性。
可以通过例如对残基或序列进行各种取代,或者删除生物活性不需要的末端或中间的残基或序列,来构建本发明抗体的生物等价变体。例如,可以删除或用其它氨基酸取代不为生物活性所必须的半胱氨酸残基,以防止在复性时形成不必要的或不正确的分子内二硫键桥。在其他情况下,生物等价抗体可以包括包含有氨基酸改变的抗体变体,其对抗体的糖基化特征进行修饰,例如消除或除去糖基化的突变。
包含Fc变体的抗埃博拉病毒抗体
根据本发明的某些实施方式,提供了包含Fc结构域的抗埃博拉病毒抗体,所述Fc结构域含有一个或多个突变,使抗体与FcRn受体的结合例如在酸性pH时比中性pH时增强或减弱。例如,本发明包括抗埃博拉病毒GP抗体,所述抗体在Fc结构域的CH2或CH3区包含突变,其中所述突变在酸性环境中(例如,在pH范围为约5.5至约6.0的内含体中)增强Fc结构域与FcRn的亲和性。此类突变可以导致抗体向动物施用时血清半衰期的增加。此类Fc修饰的非限制性实例包括例如在位置250(例如E或Q);250和428(例如L或F);252(例如L/Y/F/W或T)、254(例如S或T)和256(例如S/R/Q/E/D或T)的修饰;或者在位置428和/或433(例如H/L/R/S/P/Q或K)和/或434(例如A、W、H、F或Y[N434A、N434W、N434H、N434F或N434Y]的修饰;或者在位置250和/或428的修饰;或者在位置307或308(例如308F、V308F)和434的修饰。在一个实施方式中,所述修饰包含428L(例如M428L)和434S(例如N434S)的修饰;428L、259I(例如V259I)和308F(例如V308F)的修饰;433K(例如H433K)和434(例如434Y)的修饰;252、254和256(例如252Y、254T和256E)的修饰;250Q和428L(例如T250Q和M428L)的修饰;以及307和/或308(例如308F或308P)的修饰。在又一个实施方式中,所述修饰包含265A(例如D265A)和/或297A(例如N297A)的修饰。
例如,本发明包括包含Fc结构域的抗埃博拉病毒抗体,所述Fc结构域包含选自下组的一对或多对,或一组或多组的突变:250Q和248L(例如T250Q和M248L);252Y、254T和256E(例如M252Y、S254T和T256E);428L和434S(例如M428L和N434S);257I和311I(例如P257I和Q311I);257I和434H(例如P257I和N434H);376V和434H(例如D376V和N434H);307A、380A和434A(例如T307A、E380A和N434A);以及433K和434F(例如H433K和N434F)。在本申请公开的抗体可变结构域中的前述Fc结构域突变和其他突变的所有可能的组合均包括在本发明的范围内。
本发明还包括包含嵌合的重链恒定(CH)区的抗埃博拉病毒抗体,其中所述嵌合的CH区包含来源于一个以上免疫球蛋白同种型的CH区的区段。例如,本发明的抗体可以包含嵌合的CH区,所述嵌合的CH区包含来源于人IgG1、人IgG2或人IgG4分子的部分或全部的CH2结构域,连同来源于人IgG1、人IgG2或人IgG4分子的部分或全部的CH3结构域。根据某些实施方式,本发明的抗体包含具有嵌合的铰链区的嵌合的CH区。例如,嵌合的铰链可以包含来源于人IgG1、人IgG2或人IgG4铰链区的“上部铰链”氨基酸序列(来自根据EU编号的位置216至227的氨基酸残基),连同来源于人IgG1、人IgG2或人IgG4铰链区的“下部铰链”序列(来自根据EU编号的位置228至236的氨基酸残基)。根据某些实施方式,所述嵌合的铰链区包含来源于人IgG1或人IgG4上部铰链的氨基酸残基和来源于人IgG2下部铰链的氨基酸残基。在某些实施方式中,如本申请所述的包含嵌合的CH区的抗体显示出改善的Fc效应器功能且对抗体的治疗或药代动力学性质未产生不利影响。(参见例如2013年2月1日提交的美国临时申请号61/759,578)。
抗体的生物学特性
在通常情况下,本发明的抗体通过结合至埃博拉病毒GP发挥功能。例如,本发明包括抗体和抗体的抗原结合片段,所述抗体和抗体的抗原结合片段根据基于表面等离子体共振(例如使用本申请所述的测定形式)测定,以小于10-7nM的KD结合埃博拉病毒GP(例如在25℃或37℃下)。在某些实施方式中,根据表面等离子体共振(例如使用本申请所述的测定形式)或基本上类似的测定方法的所测,所述抗体或其抗原结合片段以小于约10nM、小于约5nM、小于约1nM、小于约500pM、小于250pM或小于100pM的KD结合埃博拉病毒GP。
本发明还包括抗体及其抗原结合片段,所述抗体及其抗原结合片段根据使用本申请所定义的测定形式进行的表面等离子体共振测定,或基本上类似的测定方法所测,在25℃下以大于约3分钟的解离半衰期(t1/2),或者在例如37℃下以大于约1分钟的解离半衰期(t1/2)结合埃博拉病毒,并且在pH 5或pH 6时解离半衰期(t1/2)至少增加3倍。在某些实施方式中,根据在25℃或37℃下进行的表面等离子体共振(例如使用本申请所述的测定形式(例如mAb-捕获或抗原-捕获形式))或基本上类似的测定方法的检测,本发明的抗体或其抗原结合片段以大于约10分钟、大于约30分钟、大于约60分钟、大于约100分钟、大于约200分钟、大于约300分钟、大于约400分钟、大于约500分钟、大于约600分钟、大于约700分钟、大于约800分钟、大于约900分钟或大于约1000分钟的t1/2结合埃博拉病毒。
本发明还包括中和埃博拉病毒对其宿主细胞的感染性的抗体或其抗原结合片段。在一些实施方式中,抗体以范围为约10-11M至约10-9M的IC50,显示出针对扎伊尔2014VLP的中和效力。本发明的抗体还与含有来自不同EBOV毒株GP的埃博拉病毒VLP交叉反应,所述EBOV毒株包括扎伊尔1995、扎伊尔2014、埃博拉苏丹、本迪布焦和科特迪瓦(象牙海岸)。本发明的抗体还介导如实施例5中所示的ADCC。而且,如实施例6中所示,本发明的抗体与结合EBOV GP的其他抗体交叉竞争。
在一个实施方式中,本发明提供了一种与埃博拉病毒GP特异性结合的分离的重组抗体或其抗原结合片段,其中所述抗体或其片段显示出一个或多个下述特征:(a)是全人单克隆抗体;(b)根据表面等离子体共振测定所测,以小于10-7M的解离常数(KD)与EBOV或表达埃博拉病毒糖蛋白的病毒样颗粒(VLP)结合;(c)在pH 5或pH 6时表现出的解离半衰期(t1/2)与pH 7.4时相比至少增加3倍;(d)表现出以约10-11M至约10-9M的IC50中和扎伊尔埃博拉病毒;(e)表现出对感染埃博拉病毒的细胞的抗体依赖性细胞毒性;(f)与选自下组的一个或多个埃博拉病毒VLP毒株交叉反应:扎伊尔2014、扎伊尔1995、苏丹、本迪布焦和科特迪瓦;(g)与对照抗体交叉竞争,其中所述对照抗体包含重链可变区(HCVR)和轻链可变区(LCVR)氨基酸序列,所述重链可变区(HCVR)和轻链可变区(LCVR)氨基酸序列选自由表1中的任意HCVR和LCVR氨基酸序列组成的组。
本发明的抗体可以具有一种或多种上述生物学特征或其任意组合。将本发明抗体的某些性质总结如下。通过阅读包括本申请的工作实施例在内的本公开,对本领域普通技术人员而言,本发明抗体的其他生物学特征将是显而易见的。
表位定位和相关技术
本发明包括与埃博拉病毒GP中存在的一个或多个氨基酸相互作用的抗埃博拉病毒抗体。与抗体结合的表位可以由位于埃博拉病毒GP分子内的3个或更多个(例如3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20个或更多个)氨基酸的单一连续序列组成(例如在结构域中的线形表位)。或者,表位可以由位于埃博拉病毒GP分子内的多个不连续的氨基酸(或氨基酸序列)组成(例如构象型表位)。
可以采用本领域的普通技术人员公知的多种技术确定抗体是否与多肽或蛋白中的“一个或多个氨基酸相互作用”。示例性的技术包括例如常规的交叉阻断测定,如Antibodies,Harlow和Lane(Cold Spring Harbor Press,纽约冷泉港)中所描述。其他方法包括丙氨酸扫描突变分析、肽印迹分析(Reineke(2004)Methods Mol Biol 248:443-463)、肽裂解分析晶体学研究和NMR分析。此外,可以使用如抗原的表位删除、表位提取和化学修饰的方法(Tomer,2000,Prot.Sci.9:487-496)。另一种能够用于识别多肽中与抗体相互作用的氨基酸的方法是通过质谱检测的氢/氘交换。一般而言,所述氢/氘交换的方法涉及用氘标记目标蛋白,并随后将所述抗体与氘标记的蛋白结合。接下来,将该蛋白/抗体复合物转移至水中,氨基酸中受到抗体复合物保护的可交换质子进行氘至氢的返交换,其速率慢于氨基酸中未作为界面一部分的可交换质子。结果,形成蛋白/抗体界面一部分的氨基酸可以保留氘,并且因此与未包括于界面中的氨基酸相比显示出更高的质量。在抗体解离后,对靶蛋白进行蛋白酶裂解和质谱分析,从而揭示对应于同抗体相互作用的特定氨基酸的氘标记残基。参见例如Ehring(1999)Analytical Biochemistry 267(2):252-259;Engen和Smith(2001)Anal.Chem.73:256A-265A。
术语“表位”指抗原上使B和/或T细胞产生应答的位点。B细胞表位可以由连续的氨基酸,或由蛋白三级折叠同时形成的不连续的氨基酸形成。暴露于变性溶剂后,由连续的氨基酸形成的表位通常仍保留,而由三级折叠形成的表位,则通常在使用变性溶剂处理后丧失。表位通常包括独特空间构象中的至少3个,以及更通常地至少5或8-10个氨基酸。
修饰辅助特征分析(MAP)也称为基于抗原结构的抗体特征分析(ASAP),是一种根据各抗体与化学或酶修饰的抗原表面结合特征的相似性,对针对相同抗原的大量的单克隆抗体(mAb)进行分类的方法(参见US 2004/0101920)。各类别能够反映与另一分类所表示的表位明显不同或部分重叠的独特的表位。这种技术能够迅速滤除基因相同的抗体,以使得表征能够集中于基因不同的抗体。当应用于杂交瘤筛选时,MAP可有助于识别产生具有所需特性的mAb的稀有杂交瘤克隆。MAP可以用于将本发明的抗体分类至结合不同表位的抗体组。
在某些实施方式中,埃博拉病毒抗体或其抗原结合片段结合埃博拉病毒GP中示例性的任意一个或多个区域中的表位或其片段,所述表位是天然形态的或重组生产的。
本发明包括结合至相同表位或表位的一部分的抗埃博拉病毒抗体。同样地,本发明还包括与本申请所述的任意特定示例性抗体竞争结合至埃博拉病毒GP或其片段的抗埃博拉病毒GP抗体。例如,本发明包括与从表1和表2中所述的那些抗体获得的一个或多个抗体交叉竞争结合至埃博拉病毒的抗埃博拉病毒GP抗体。
通过使用本领域公知的常规方法,能够容易地确定是否抗体与对照抗埃博拉病毒GP抗体结合至相同表位,还是与之竞争结合。例如,为确定是否待测抗体与本发明的对照抗埃博拉病毒GP抗体结合至相同表位,在饱和条件下将对照抗体与埃博拉病毒GP或肽结合。接下来,评估待测抗体结合至埃博拉病毒GP的能力。如果待测抗体能够结合至与对照抗埃博拉病毒GP抗体饱和结合的埃博拉病毒GP,则能够推断出所述待测抗体与对照抗埃博拉病毒抗体结合至不同的表位。另一方面,如果待测抗体不能结合至与对照抗埃博拉病毒GP抗体饱和结合的埃博拉病毒GP,则所述待测抗体可能结合至与本发明的对照抗埃博拉病毒GP抗体结合的表位相同的表位。
为确定是否抗体与对照抗埃博拉病毒GP抗体竞争结合,在两个方向上进行上文所述的结合方法:在第一个方向上,在饱和条件下将对照抗体与埃博拉病毒GP结合,随后评估待测抗体与埃博拉病毒GP的结合。在第二个方向上,在饱和条件下将待测抗体与埃博拉病毒GP结合,随后评估对照抗体与埃博拉病毒GP的结合。如果在这两个方向上仅第一(饱和的)抗体能够与埃博拉病毒GP结合,则推断出待测抗体和对照抗体与埃博拉病毒GP竞争性地结合。本领域普通技术人员将会理解,与对照抗体竞争结合的抗体并不一定与对照抗体结合至相同表位,而可能通过结合重叠或邻近表位,在空间上阻断对照抗体的结合。
如果两个抗体各自竞争性地抑制(阻断)彼此与抗原的结合,则这两个抗体结合至相同的或重叠的表位。也就是说,根据竞争性结合测定的结果,1、5、10、20或100倍过量的一个抗体对另一个结合的抑制为至少50%,但优选地为75%、90%或甚至99%(参见例如Junghans等,Cancer Res.199050:1495-1502)。或者,如果抗原中降低或消除一个抗体的结合的基本上所有氨基酸的突变都降低或消除另一个抗体的结合,则两个抗体具有相同的表位。如果降低或消除一个抗体结合的一部分氨基酸的突变降低或消除另一个的结合,则两个抗体具有重叠的表位。
然后可以进行附加的常规实验(例如肽突变和结合分析)以确证所观察到的待测抗体结合的缺乏是否事实上是由于与对照抗体结合相同的表位导致的,或者是否是空间位阻(或另外的现象)导致了所观察到的结合缺乏。可以使用ELISA、RIA、表面等离子体共振、流式细胞术或本领域中任意其他定量或定性的抗体结合测定,来进行这种类型的实验。
免疫缀合物
本发明包括与治疗性部分缀合的人抗埃博拉病毒GP单克隆抗体(“免疫缀合物”),如治疗埃博拉病毒感染的抗病毒药。本申请中所用的术语“免疫缀合物”指与放射活性剂、细胞因子、干扰素、靶点或报告部分、酶、肽或蛋白或者治疗剂化学或生物学连接的抗体。抗体可以在分子上能够结合其靶点的任意位置与放射活性剂、细胞因子、干扰素、靶点或报告部分、酶、肽或治疗剂连接。免疫缀合物的实例包括抗体药物缀合物和抗体-毒素融合蛋白。在一个实施方式中,药剂可以是第二种不同的埃博拉病毒或埃博拉病毒GP的抗体。在某些实施方式中,抗体可以与特异性于病毒感染细胞的药剂缀合。可以与抗埃博拉病毒抗体缀合的治疗性部分的类型将考虑待治疗的病况和待达到的所需的治疗效果。用于形成免疫缀合物的适宜药剂的示例是本领域所公知的,参见例如WO 05/103081。
多特异性抗体
本发明的抗体可以是单特异性的、双特异性的或多特异性的。多特异性抗体可以特异于一个靶多肽的不同表位,或者可以含有特异于一个以上的靶多肽的抗原结合结构域。参见例如Tutt等,1991,J.Immunol.147:60-69;Kufer等,2004,Trends Biotechnol.22:238-244。
可以采用本领域的普通技术人员公知的标准分子生物学技术(例如重组DNA和蛋白表达技术)构建本发明的任意多特异性抗原结合分子或其变体。
在一些实施方式中,以双特异性形式产生埃博拉病毒特异性抗体(“双特异性抗体”),其中与埃博拉病毒的不同结构域结合的可变区连接在一起,以使得单一结合分子中具有双结构域特异性。合理设计的双特异性可以通过增加特异性和结合亲和力,来增强对埃博拉病毒-蛋白的总体抑制性作用。特异于单独的结构域(例如N-末端结构域的区段)或能够结合至一个结构域中的不同区域的可变区在结构支架上配对,所述结构支架能够使得各区域同时与独立的表位或一个结构域中的不同区域结合。在关于双特异性抗体的一个实例中,来自对一个结构域具有特异性的结合子的重链可变区(VH)与来自对第二个结构域具有特异性的一系列结合子的轻链可变区(VL)重组,以识别能够与原始VH配对但不会破坏其对VH的原始特异性的非同源VL伴侣。使用这种方法,可以将单一VL区段(例如VL1)与两个不同的VH结构域(例如VH1和VH2)结合,以产生由两个结合“臂”(VH1-VL1和VH2-VL1)组成的双特异性抗体。使用单一VL区段降低了系统的复杂性,从而使产生双特异性抗体所用到的克隆、表达和纯化过程得到简化,并且效率增加(参见例如USSN13/022759和US2010/0331527)。
或者,可以使用本申请所述的技术或本领域技术人员公知的其他技术,将与一个以上结构域和第二靶点(例如但不限于如第二种不同的抗埃博拉病毒抗体)结合的抗体制成双特异性形式。与不同区域结合的抗体可变区与例如埃博拉病毒上的相关位点结合的可变区可以连接在一起,以使得在单一的结合分子中具有双抗原特异性。合理设计的此种性质的双特异性抗体具有双重功能。对胞外域具有特异性的可变区与对胞外域以外具有特异性的可变区组合并在结构支架上配对,所述结构支架能够使得每个可变区均能够与独立的抗原结合。
能够用于本发明背景下的示例性双特异性抗体形式涉及使用第一免疫球蛋白(Ig)CH3结构域和第二Ig CH3结构域,其中所述第一和第二Ig CH3结构域彼此间存在至少一个氨基酸的差异,并且其中与不存在所述氨基酸差异的双特异性抗体相比,至少一个氨基酸的差异降低了双特异性抗体与蛋白A的结合。在一个实施方式中,第一Ig CH3结构域结合蛋白A,并且第二Ig CH3结构域含有减少或消除与蛋白A的结合的突变,如H95R修饰(根据IMGT外显子编号;根据EU编号为H435R)。第二CH3还可以包括Y96F修饰(根据IMGT;根据EU为Y436F)。可见于第二CH3中的进一步的修饰包括:在IgG1抗体的情况下D16E、L18M、N44S、K52N、V57M和V82I(根据IMGT;根据EU为D356E、L358M、N384S、K392N、V397M和V422I);在IgG2抗体的情况下N44S、K52N和V82I(IMGT;根据EU为N384S、K392N和V422I);以及在IgG4抗体的情况下Q15R、N44S、K52N、V57M、R69K、E79Q和V82I(根据IMGT;根据EU为Q355R、N384S、K392N、V397M、R409K、E419Q和V422I)。上文所述的双特异性抗体形式的变体包括在本发明的范围内。
能够用于本发明背景下的其他示例性的双特异性形式包括但不限于,例如基于scFv的或双体双特异性形式、IgG-scFv融合、双可变结构域(DVD)-Ig、四源杂交瘤、凸起-进入-孔洞(knob-into-hole)、共有轻链(例如具有凸起-进入-孔洞等的共有轻链)、CrossMab、CrossFab、(SEED)体、亮氨酸拉链、Duobody、IgG1/IgG2、双作用Fab(DAF)-IgG和Mab2双特异性形式(对前述形式的综述参见例如Klein等,2012,mAbs 4:6,1-11,以及其中引用的参考文献)。也可以使用肽/核酸缀合构建双特异性抗体,例如其中将具有正交化学反应性的非天然氨基酸用于生成位点特异性抗体-寡核苷酸缀合物,随后所述缀合物自组装成具有所定义的组分、价态和几何形状的多聚体复合物(参见例如Kazane等,J.Am.Chem.Soc.[Epub:Dec.4,2012])。
治疗性施用和处方
本发明提供了包含本发明的抗埃博拉病毒GP抗体或其抗原结合片段的治疗性组合物。根据本发明所述的治疗性组合物将与包含于处方中的适宜的载体、赋形剂和其他试剂一起施用,以提供更好的转移、递送和耐受性等。大量适宜的处方能够在所有药物化学家公知的处方集中找到:Remington′s Pharmaceutical Sciences,Mack PublishingCompany,宾夕法尼亚伊斯顿。这些处方包括例如粉剂、糊剂、软膏、凝胶、蜡、油、脂质、含有(阳离子或阴离子)脂质的囊泡(如LIPOFECTINTM)、DNA缀合物、无水吸收糊剂、水包油和油包水乳剂、乳状碳蜡(各种分子量的聚乙二醇)、半固体凝胶和含有半固体混合物的碳蜡。亦参见Powell等,″Compendium of excipients for parenteral formulations″PDA(1998)JPharm Sci Technol 52:238-311。
可以根据被施用对象的年龄和身材、目标疾病、病况、施用途径等改变抗体的剂量。本发明的抗体用于治疗成人患者中的疾病或病症,或者用于预防此类疾病时,正常地以约0.1至约60mg/kg体重,更优选地约5至约60、约10至约50或者约20至约50mg/kg体重的单一剂量施用本发明的抗体是有利的。根据状况的严重程度,可以对治疗的频率和持续时间进行调整。在某些实施方式中,可以以至少约0.1mg至约800mg,约1至约500mg,约5至约300mg,或者约10至约200mg、至约100mg或至约50mg作为初始剂量施用本发明的抗体或其抗原结合片段。在某些实施方式中,初始剂量后可以以与初始剂量大致相同或少于初始剂量的量施用第二个或多个随后剂量的抗体或其抗原结合片段,其中随后的剂量间隔至少1天至3天;至少1周;至少2周;至少3周;至少4周;至少5周;至少6周;至少7周;至少8周;至少9周;至少10周;至少12周或至少14周。
多种递送系统是公知的并且能够用于施用本发明的药物组合物,例如包封在脂质体中、微粒、微囊、能够表达突变病毒的重组细胞、受体介导的内吞作用(参见例如Wu等,(1987)J.Biol.Chem.262:4429-.4432)。引入的方法包括但不限于皮内、经皮内、肌内、腹腔内、静脉内、皮下、鼻内、硬膜外和口服途径。可以通过任意方便的途径施用所述组合物,例如通过输注或推注,通过上皮或粘膜皮肤内层(例如口腔粘膜、直肠和小肠粘膜等)吸收,并且可以与其他生物活性剂一起施用。施用可以是全身的或局部的。还可以在囊泡特别是脂质体中递送所述药物组合物(参见例如Langer(1990)Science 249:1527-1533)。
在本申请中还涉及使用纳米颗粒递送本发明的抗体。与抗体缀合的纳米颗粒可用于治疗和诊断应用。Arruebo,M.等,2009(“Antibody-conjugated nanoparticles forbiomedical applications”in J.Nanomat.第2009卷,文章ID 439389,第24页,doi:10.1155/2009/439389)详细描述了与抗体缀合的纳米颗粒及其制备方法和用途,其通过引用并入本申请。可以对纳米颗粒进行研发并将其与药物组合物中包含的抗体缀合以靶向病毒感染的细胞。已在例如US 8257740或US 8246995中描述了用于药物递送的纳米颗粒,其均整体并入本申请。
在某些情况下,可以在控释系统中递送药物组合物。在一个实施方式中,可以使用泵。在另一个实施方式中,可以使用聚合材料。在又一个实施方式中,控释系统可以置于所述组合物的靶点附近,这样仅需要全身剂量的一部分。
可注射的制剂可以包括用于静脉内、皮下、皮内和肌内注射,点滴输注等的剂型。可以采用公知的方法制备这些可注射剂型。例如,可以通过例如将上文所述的抗体或其盐溶解、混悬或乳化于常规用于注射的无菌水性介质或油性介质中,制备可注射制剂。用于注射的水性介质有,例如生理盐水、含有葡萄糖和其他辅助剂等的等渗溶液,可以将其与适宜的增溶剂联用,如醇(例如乙醇)、多元醇(例如丙二醇、聚乙二醇)、非离子表面活性剂[例如聚山梨醇酯80、HCO-50(氢化蓖麻油的聚氧乙烯(50mol)加合物)]等。作为油性介质使用的有,例如芝麻油、豆油等,其可以与如苯甲酸苄酯、苄醇等的助溶剂联用。优选将由所制备的注射剂填充入适宜的安瓿中。
可以用标准针头和注射器皮下或静脉内递送本发明的药物组合物。此外,对于皮下递送,钢笔式递送装置易于应用于递送本发明的药物组合物。这种钢笔式递送装置可以是可重复使用或一次性的。可重复使用的钢笔式递送装置通常使用含有药物组合物的可替换的芯。一旦所述芯中的药物组合物全部被施用并且所述芯被排空,则能够容易地弃去空芯并替换成含有所述药物组合物的新芯。然后便可重新使用所述钢笔式递送装置。在一次性的钢笔式递送装置中,无可替换的芯。相反,一次性钢笔式递送装置已预充好药物组合物,贮存在该装置内的容器中。一旦所述容器中的药物组合物被排空,则弃去整个装置。
多种可重复使用的钢笔式的和自动注射的递送装置已应用于本发明药物组合物的皮下递送中。示例包括但当然不限于,仅举几个来说:AUTOPENTM(Owen Mumford,Inc.,英国伍德斯托克),DISETRONICTM笔(Disetronic Medical Systems,瑞士布格多夫),HUMALOGMIX 75/25TM笔,HUMALOGTM笔,HUMALIN 70/30TM笔(Eli Lilly and Co.,印第安纳印第安纳波利斯),NOVOPENTM I、II和III(Novo Nordisk,丹麦哥本哈根),NOVOPEN JUNIORTM(NovoNordisk,丹麦哥本哈根),BDTM笔(Becton Dickinson,新泽西富兰克林湖),OPTIPENTM,OPTIPEN PROTM,OPTIPEN STARLETTM和OPTICLIKTM(sanofi-aventis,德国法兰克福)。应用于皮下递送本发明药物组合物的一次性钢笔式递送装置的例子包括但当然不限于,仅举几个来说:SOLOSTARTM笔(sanofi-aventis),FLEXPENTM(Novo Nordisk)和KWIKPENTM(EliLilly),SURECLICKTM自动注射器(Amgen,加利福尼亚千橡市),PENLETTM(Haselmeier,德国斯图加特),EPIPEN(Dey,L.P.)和HUMIRATM笔(Abbott Labs,伊利诺伊雅培公园)。
有利地,将上文所述的用于口服或胃肠外的药物组合物制成适于活性成分剂量的合适单位剂量的剂型。这种单位剂量的剂型包括例如片剂、丸剂、胶囊、注射剂(安瓿)、栓剂等。所含的上述抗体的量通常为约5至约500mg每单位剂量剂型;特别是在注射剂的形式中,所含的上述抗体优选地为约5至约100mg,而对于其他剂型为约10至约250mg。
抗体的治疗性用途
本发明的抗体用于治疗和/或预防与埃博拉病毒感染相关的疾病或病症或状况和/或用于改善与此类疾病、病症或状况相关的至少一种症状。
在某些实施方式中,本发明的抗体用于治疗患有由埃博拉病毒引起的严重和急性呼吸道感染的对象。在一些实施方式中,本发明的抗体用于在宿主中降低病毒滴度或减少病毒载量。在一个实施方式中,可以以治疗性剂量向埃博拉病毒感染的患者施用本发明的抗体或其抗原结合片段。
可以施用一种或多种本发明的抗体以缓解或预防或减轻所述疾病或病症的一种或多种症状或状况的严重程度。所述抗体可以用于改善或减轻埃博拉病毒感染的至少一种症状的严重程度,包括但不限于:发热、头痛、乏力、食欲不振、肌痛、腹泻、呕吐、腹痛、脱水和不明原因出血。
本发明还涉及将一种或多种本发明的抗体预防性地用于处于发生埃博拉病毒感染风险的对象,如免疫功能低下的个体、医护人员、疑似已与携带埃博拉病毒的人接触的人、与已感染个体有身体接触或密切接近的人、医院员工、药物研究者、负责清洁已接诊埃博拉患者的医院设施或机构的维护人员、访问或计划访问已知存在或疑似存在埃博拉病毒爆发的地区或国家的个体,以及常飞旅客。
在本发明的又一个实施方式中,本抗体用于制备用于治疗埃博拉病毒感染患者的药物组合物。在本发明的另一个实施方式中,本抗体作为辅助疗法,与任意其他药剂或本领域技术人员公知的任意期货疗法,一同用于治疗或改善埃博拉病毒感染。
联合疗法
联合疗法可以包括本发明的抗埃博拉病毒GP抗体,和可以有利地与本发明的抗体或与本发明抗体的生物活性片段联用的任意其他治疗剂。本发明的抗体可以协同地与一种或多种药物或药剂联用以治疗埃博拉病毒感染。
例如,用于治疗病毒感染的示例性药剂可包括例如抗病毒药、抗炎药(例如皮质类固醇和非甾体抗炎药)、埃博拉病毒的不同抗体、针对埃博拉病毒的疫苗、ZMapp疗法、TKM埃博拉(靶向病毒RNA聚合酶的小干扰RNA)布林西多福韦(CMX-001)、法匹拉韦(T-705)、BCX.-4430、AVI-7537(靶向EBOV VP24基因的反义磷酰二胺吗啉代寡聚物)、干扰素或用于治疗埃博拉病毒感染的任意其他姑息疗法。
在一些实施方式中,本发明的抗体可以与第二治疗剂联用以降低埃博拉病毒感染患者中的病毒负荷,或以改善感染的一种或多种症状。
在某些实施方式中,第二治疗剂是特异性针对埃博拉病毒GP的另一种不同的抗体或抗体鸡尾酒,其中所述不同的抗体或在鸡尾酒中的抗体可以结合或者可以不结合至与本发明的抗体所结合的表位相同或重叠的表位。在某些实施方式中,第二治疗剂是针对不同埃博拉病毒蛋白的抗体。第二抗体可以特异性针对来自不同病毒株的一种或多种不同的埃博拉病毒蛋白。本申请涉及使用具有针对埃博拉病毒具有中和或抑制活性的本发明抗体的组合(“鸡尾酒”)。在一些实施方式中,可以将非竞争性抗体组合并向需要其的对象施用,以降低埃博拉病毒因突变而逃逸的能力。在一些实施方式中,包含组合的抗体结合至GP上不同的非重叠表位。包含该组合的抗体可以阻断病毒附着至和/或进入宿主细胞和/或与宿主细胞融合。抗体可以与来自选自下组的EBOV毒株的GP相互作用:扎伊尔、苏丹、本迪布焦或科特迪瓦,并且在单独使用或与任意一种或多种上文提到的药剂联用时,可以中和任意一种或多种提到的埃博拉病毒株。
本申请还涉及使用本发明的抗埃博拉病毒GP抗体的组合,其中该组合包含无交叉竞争的一种或多种抗体。在某些实施方式中,该组合包含含有至少三种本发明抗体的混合物的鸡尾酒。在鸡尾酒中的抗体在中和病毒或感染病毒的细胞的能力方面,或者在介导抗体依赖性细胞毒性(ADCC)的能力方面,或者在与EBOV可溶性糖蛋白(sGP)结合的能力方面可以是不同的。
本申请中所用的术语“联合”指其他治疗活性成分可以在本发明的至少一种抗埃博拉病毒GP抗体或者包含一种或多种本发明抗体的鸡尾酒施用之前、同时或之后施用。术语“联用”还包括抗埃博拉病毒GP抗体与第二治疗剂依次或同时施用。
可以在本发明的抗埃博拉病毒GP抗体施用前向对象施用其他治疗活性成分。例如,如果第一成分在第二成分施用前1周、72小时、60小时、48小时、36小时、24小时、12小时、6小时、4小时、3小时、2小时、1小时、30分钟、15分钟、10分钟、5分钟或小于1分钟施用,则可以视为第一成分在第二成分“之前”施用。在其他实施方式中,可以在本发明的抗埃博拉病毒GP抗体施用后向对象施用其他治疗活性成分。例如,如果第一成分在第二成分施用后1分钟、5分钟、10分钟、15分钟、30分钟、1小时、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、12小时、24小时、36小时、48小时、60小时、72小时施用,则可以视为第一成分在第二成分“之后”施用。在其他实施方式中,其他治疗活性成分与本发明的抗埃博拉病毒GP抗体可以同时向对象施用。对于本发明的目的而言,“同时”施用包括例如,将抗埃博拉病毒GP抗体和其他治疗活性成分以单一剂型向对象施用,或者相隔约30分钟或以内,以两个独立的剂型向对象施用。如果在独立剂型中施用,可以通过相同途径施用各剂型(例如抗埃博拉病毒GP抗体和其他治疗活性成分均可以静脉内施用等):或者,可以通过不同途径施用各剂型(例如,可以静脉内施用抗埃博拉病毒GP抗体,以及可以口服施用其他治疗活性成分)。在任何情况下,对于本公开的目的而言,通过相同途径以单一剂型和以两个独立剂型,或者通过不同途径以独立剂型施用所述成分均认为是“同时施用”。对于本发明的目的而言,抗埃博拉病毒GP抗体在其他治疗活性成分施用“之前”、“同时”或“之后”(如本申请上文对这些术语的定义)施用,均认为是抗埃博拉病毒GP抗体与其他治疗活性成分“联合”施用。
本发明包括将本发明的抗埃博拉病毒GP抗体与如本申请其他部分所述的一种或多种其他治疗活性成分共同制剂的药物组合物。
施用方案
根据某些实施方式,可以向需要其的对象施用单一剂量的本发明的抗埃博拉病毒GP抗体(或包含抗埃博拉病毒GP抗体与本申请所提到的任意其他治疗活性剂的组合的药物组合物)。根据本发明的某些实施方式,可以在预定的时间段内向对象施用多个剂量的抗埃博拉病毒GP抗体(或包含抗埃博拉病毒GP抗体与本申请所提到的任意其他治疗活性剂的组合的药物组合物)。根据本发明这一方面所述的方法包括向对象依次施用多个剂量的本发明的抗埃博拉病毒GP抗体。本申请中所述的“依次施用”指各剂量抗埃博拉病毒GP抗体不同的时间点向对象施用,例如在由预定的间隔(例如小时、天、周或月)分隔的不同日。本发明包括包含向患者依次施用单一初始剂量的抗埃博拉病毒GP抗体,随后一个或多个第二剂量的抗埃博拉病毒GP抗体,以及随后可选的一个或多个第三剂量的抗埃博拉病毒GP抗体的方法。
术语“初始剂量”、“第二剂量”和“第三剂量”指施用抗埃博拉病毒GP抗体的时间顺序。因此,“初始剂量”是在治疗方案开始时施用的剂量(也称为“基线剂量”);“第二剂量”是在初始剂量之后施用的剂量;而“第三剂量”是在第二剂量之后施用的剂量。初始、第二和第三剂量可以均含有相同量的抗埃博拉病毒GP抗体,但是彼此之间通常在施用频率方面可以存在差异。但在某些实施方式中,在治疗过程中,初始、第二和/或第三剂量中抗埃博拉病毒GP抗体的含量相对于彼此之间有所改变(例如适当地上调或下调)。在某些实施方式中,在治疗方案开始时施用两个或多个(例如2、3、4或5个)剂量作为“负荷剂量”,随后以较低频率施用后续剂量(例如“维持剂量”)。
在本发明的某些示例性实施方式中,第二和/或第三剂量各自在上一个剂量施用后的1至48(例如1、11/2、2、21/2、3、31/2、4、41/2、5、51/2、6、61/2、7、71/2、8、81/2、9、91/2、10、101/2、11、111/2、12、121/2、13、131/2、14、141/2、15、151/2、16、161/2、17、171/2、18、181/2、19、191/2、20、201/2、21、211/2、22、221/2、23、231/2、24、241/2、25、251/2、26、261/2或更多)小时施用。本申请所用的短语“上一全剂量”指在依次施用多个剂量中,在顺次的下一个剂量施用前向患者施用的抗埃博拉病毒GP抗体的剂量,中间无插入剂量。
根据本发明这一方面的方法可以包括向患者施用任意数量的第二和/或第三剂量的抗埃博拉病毒GP抗体。例如,在某些实施方式中,仅向患者施用单一的第二剂量。在其他实施方式中,向患者施用两个或多个(例如2、3、4、5、6、7、8或更多)第二剂量。同样地,在某些实施方式中,仅向患者施用单一的第三剂量。在其他实施方式中,向患者施用两个或多个(例如2、3、4、5、6、7、8或更多)第三剂量。
在本发明的某些实施方式中,向患者施用的第二和/或第三剂量的频率可以在治疗方案的过程中变化。在治疗过程中还可以由医师根据临床检查后各患者的需要调整施用频率。
抗体的诊断用途
本发明的抗埃博拉病毒GP抗体可以用于检测和/或测定样品中的埃博拉病毒,例如用于诊断目的。一些实施方式涉及在测定中使用一种或多种本发明的抗体检测疾病或病症(如病毒感染)。针对埃博拉病毒的示例性诊断测定可以包括例如将来自患者的样品与本发明的抗埃博拉病毒GP抗体接触,其中所述抗埃博拉病毒GP抗体用可检测标签或报告分子标记,或者用作捕获配体以从患者的样品中选择性分离埃博拉病毒。或者,在诊断应用中可以将未标记的抗埃博拉病毒GP抗体与其自身具有可检测标签的第二种抗体联用。所述可检测标签或报告分子可以是放射性同位素如3H、14C、32p、35S或125I;荧光或化学发光部分,如荧光素异硫氰酸酯或罗丹明;或酶,如碱性磷酸酶、β-半乳糖苷酶、辣根过氧化物酶或荧光素酶。能够用于检测或测定样品中的埃博拉病毒的具体的示例性测定包括酶联免疫吸附检测(ELISA)、放射性免疫检测(RIA)和荧光活化细胞分选(FACS)。
能够用于根据本发明的埃博拉病毒诊断测定的样品包括来自患者的任意组织或液体样品,在正常或病理状况下其含有可检测量的埃博拉病毒或其片段。通常会先测定获取自健康患者(例如未患有与埃博拉病毒相关的疾病的患者)的特定样品中的埃博拉病毒的水平以建立基线或标准埃博拉病毒水平。然后可以将埃博拉病毒的该基线水平,与在获取自疑似患有与埃博拉病毒相关的病况,或者与这种疾况相关的症状的个体的样品中测得的埃博拉病毒的水平进行比较。
特异性针对埃博拉病毒的抗体可以不含其他标记或部分,或者可以含有N-末端或C-末端标记或部分。在一个实施方式中,所述标记或部分是生物素。在结合测定中,标记的位置(如果有的话)可以确定肽相对于其所结合表面所述的方向。例如,如果表面由抗生物素蛋白包被,则含有N-末端生物素的肽将处于使得该肽的C-末端部分远离表面的方向。
实施例
提出了下述实施例,以便向本领域普通技术人员提供关于如何制备和使用本发明的方法和组合物的完整公开和描述,并且其并非旨在对发明人所认为的其发明的范围做出限制。已经努力确保所用数字(例如数量、温度等)的准确性,但是也应对一些实验误差和偏差予以考虑。除非另外指出,份数是按重量的份数、分子量是平均分子量、温度单位是摄氏度,室温为约25℃,以及压力处于或接近大气压。
实施例1:针对埃博拉病毒的人源抗体的产生
在包含编码人免疫球蛋白重链和K轻链可变区DNA的小鼠中产生针对埃博拉病毒的人抗体。在一个实施方式中,在小鼠中产生针对埃博拉病毒的人源抗体。在一个实施方式中,使用编码全长埃博拉病毒GP[扎伊尔埃博拉病毒2014(GenBank:KJ660346.2)]的DNA免疫(VI)小鼠。采用包含间隔2周的2次免疫接种的加速方法产生抗体。通过埃博拉病毒GP特异性免疫测定监测抗体的免疫应答。例如,针对纯化的全长EBOV GP、亚基GP蛋白(GP1和GP2)以及表达EBOV GP的病毒样颗粒(VLP)的特异性抗体滴度进行血清测定。使用B-细胞分选技术(BST)和杂交瘤方法分离产生抗体的克隆。例如,当达到所需的免疫应答时,收集脾细胞并与小鼠骨髓瘤细胞融合以保持其活力并且形成杂交瘤细胞系。筛选和选择杂交瘤细胞系以识别产生埃博拉病毒GP-特异性抗体的细胞系。使用这种技术和上文所述的多种免疫原,得到若干嵌合抗体(即具有人可变结构域和小鼠恒定结构域的抗体);将由这种方法产生的示例性抗体命名为H1M17354N、H2aM17356N、H1M17357N、H2aM17358N、H2aM17359N和H2aM17360N。
还可以直接从未与骨髓瘤细胞融合的抗原阳性小鼠B细胞中直接分离抗-埃博拉病毒抗体,如美国专利号7582298中所述。使用这种方法,得到了若干全人抗埃博拉病毒GP抗体(即具有人可变结构域和人恒定结构域的抗体);将由这种方法产生的示例性抗体命名如下:H1H17134P、H1H17139P、H1H17142P、H1H17151P、H1H17161P、H1H17162P、H1H17193P、H1H17196P、H1H17199P、H1H17203P、H1H17214P、H1H17219P、H1H17223P和H1H17228P。
在下述的实施例中详细描述了根据本实施例的方法产生的示例性抗体的某些生物学性质。
实施例2:重链和轻链可变区的氨基酸和核酸序列
表1中列出了所选定的本发明的抗埃博拉病毒抗体的重链和轻链可变区以及CDR的氨基酸序列标识。相应的核酸序列标识如表2中所示。
表1:氨基酸序列标识
表2:核酸序列标识
本申请中的抗体通常根据下述命名法命名:Fc前缀(例如“H1H”、“H2M”等),随后为数字标识(例如“17139”、“17161”等,如表1或2中所示),随后为“P”、“P2”、“N”、“N2”或“B”后缀。在本申请中使用的抗体命名中的H1H和H2M前缀表示抗体同种型的特定Fc区。根据这种命名法,抗体可以因而在本申请中称为例如“H1H17359N”、“H2aM17359N”等。例如,“H1M”抗体具有小鼠IgG1 Fc,“H2M”抗体具有小鼠IgG2 Fc(a或b亚型)(抗体名称中的第一个“H”表示所有可变区是全人的)。本领域的普通技术人员将理解,具有特定Fc同种型的抗体可以转换为具有不同Fc同种型的抗体(例如具有小鼠IgG1 Fc的抗体可以转换为具有人IgG4的抗体等等),但是如论如何,表1或2中显示的数字标识所指示的可变结构域(包括CDR)将保持不变,并且无论Fc结构域的性质如何,预计其与抗原结合的性质相同或基本上相似。
实施例3:根据表面等离子体共振确定抗体与埃博拉病毒GP结合
A.在37℃下的pH依赖性解离速率常数
在Biacore T200仪器上使用实时表面等离子体共振生物传感器测定确定在37℃下埃博拉病毒GP与纯化的抗埃博拉病毒GP单克隆抗体结合的结合解离速率常数(kd)和解离半衰期(t1/2)。通过与单克隆的小鼠抗人Fc抗体(GE,#BR-1008-39)或单克隆的山羊抗小鼠Fc抗体(GE,#BR-1008-38)胺偶联将CM4 Biacore传感器表面衍生化以捕获纯化的抗埃博拉病毒GP mAb。在实施例3A中进行的所有Biacore结合研究均在pH 7.4、6.0和5.0下,在由0.01M Na2HPO4/NaH2PO4、0.15M NaC1、0.05%v/v表面活性剂P20组成的缓冲液(PBS-P电泳缓冲液)中进行。进行低pH追踪以评估抗体是否在低pH下维持结合。这将模拟在内含体酸化后的膜融合过程中病毒将遇到的条件。以25μL/分钟的流速,将在PBS-P电泳缓冲液(90nM至11.1nM,3倍稀释)中制备的不同浓度的具有C-末端多组氨酸标签(EbolaGP.his;SinoBiologicals,目录号#40442-V08B1)的埃博拉病毒GP注射在捕获了抗埃博拉病毒GP单抗的表面上。对埃博拉病毒GP与所捕获的单克隆抗体的结合监测5分钟,对埃博拉病毒GP在PBS-P电泳缓冲液中的解离监测6分钟。所有的解离速率常数实验均在37℃下进行。通过使用Scrubber 2.0c曲线拟合软件将实时传感图与1:1结合模型拟合,确定动力学解离(kd)速率常数。由动力学速率常数按照如下所示计算解离半衰期(t1/2):
表3 中显示了在37℃时埃博拉病毒GP与纯化的抗埃博拉病毒GP mAb结合的解离速率参数。
表3:在37℃时解离半衰期的pH依赖性
NB-在所测试的测定条件下无可检测的结合
B.在25℃和37℃下的结合亲和性和动力学
使用应用Biacore 4000仪器的实时表面等离子体共振生物传感器确定埃博拉病毒GP与纯化的抗埃博拉病毒GP mAb结合的平衡解离常数(KD值)。通过与单克隆的小鼠抗人Fc抗体(GE,#BR-1008-39)或单克隆的山羊抗小鼠Fc抗体(GE,#BR-1008-38)胺偶联将CM4Biacore传感器表面衍生化以捕获纯化的抗埃博拉病毒GP mAb。在实施例3B中进行的所有Biacore结合研究均在由pH 7.4的0.01M HEPES、0.15M NaC1、3mM EDTA、0.05%v/v表面活性剂P20组成的缓冲液(HBS-ET电泳缓冲液)中进行。以30μL/分钟的流速,将在HBS-ET电泳缓冲液(90nM至3.3nM,3倍稀释)中制备的不同浓度的具有C-末端多组氨酸标签(SinoBiologicals,目录号#40442-V08B1)的埃博拉病毒GP注射在捕获了抗埃博拉病毒GP mAb的表面上。对埃博拉病毒GP与所捕获的单克隆抗体的结合监测5分钟,对埃博拉病毒GP在HBS-ET电泳缓冲液中的解离监测10分钟。所有的结合动力学实验均在25℃和37℃下进行。通过使用Scrubber 2.0c曲线拟合软件将实时传感图与1∶1结合模型拟合,确定动力学结合(ka)和动力学解离(kd)速率常数。由动力学速率常数按照如下所示计算结合解离平衡常数(KD)和解离半衰期(t1/2):
表4A和4B中显示了在25℃和37℃下埃博拉病毒GP与纯化的抗埃博拉病毒GP mAb结合的结合动力学参数。
表4A:在25℃时的结合动力学
mAb | ka(1/Ms) | kd(1/s) | KD(M) | t<sub>1/2</sub>(min) |
H1H17162P | 2.18E+04 | ≤1E-5 | 4.60E-10 | ≥1155 |
H1H17177P | 3.18E+03 | 1.12E-05 | 3.53E-09 | 1030.3 |
H1H17193P | 4.58E+03 | 1.08E-04 | 2.36E-08 | 106.6 |
H1H17196P | 2.56E+04 | ≤1E-5 | 3.91E-10 | ≥1155 |
H1H17150P | 2.16E+04 | 5.42E-05 | 2.51E-09 | 213.1 |
H1H17151P | 1.26E+04 | 9.44E-05 | 7.49E-09 | 122.3 |
H1H17160P | 6.85E+04 | 3.76E-03 | 5.48E-08 | 3.1 |
H1H17161P | 5.29E+04 | ≤1E-5 | 1.89E-10 | ≥1155 |
H1H17214P | 3.76E+04 | ≤1E-5 | 2.66E-10 | ≥1155 |
H1H17219P | 3.11E+04 | 2.90E-05 | 9.34E-10 | 398.3 |
H1H17223P | 3.00E+04 | 6.08E-05 | 2.03E-09 | 190.0 |
H1H17228P | 4.49E+04 | 1.69E-03 | 3.76E-08 | 6.9 |
H1H17142P | 2.00E+04 | 2.81E-05 | 1.41E-09 | 410.7 |
H1H17141P | 1.98E+04 | 9.69E-05 | 4.90E-09 | 119.2 |
H1H17139P | 2.29E+04 | 1.63E-04 | 7.13E-09 | 70.8 |
H1H17134P | 7.65E+04 | 9.41E-04 | 1.23E-08 | 12.3 |
H1H17211P | 3.33E+04 | 2.14E-04 | 6.43E-09 | 54.0 |
H1H17210P | 1.09E+02 | 2.06E-04 | 1.89E-06 | 56.0 |
H1H17203P | 2.78E+04 | 1.68E-04 | 6.04E-09 | 68.7 |
H1H17199P | 1.25E+04 | 2.36E-04 | 1.89E-08 | 49.0 |
H1M17348N | IC | IC | IC | IC |
H1M17349N | 7.03E+04 | 8.69E-04 | 1.24E-08 | 13.3 |
H1M17350N | IC | IC | IC | IC |
H1M17351N | NB | NB | NB | NB |
H1M17352N | IC | IC | IC | IC |
H1M17353N | IC | IC | IC | IC |
H1M17354N | 4.94E+04 | 3.16E-03 | 6.39E-08 | 3.7 |
H1M17357N | IC | IC | IC | IC |
H2aM17355N | 1.44E+04 | ≤1E-5 | 6.96E-10 | ≥1155 |
H2aM17356N | 2.18E+04 | 9.57E-05 | 4.40E-09 | 120.7 |
H2aM17358N | 3.22E+02 | 2.01E-04 | 6.23E-07 | 57.5 |
H2aM17359N | 3.82E+03 | 1.95E-04 | 5.09E-08 | 59.4 |
H2aM17360N | 2.30E+04 | 1.06E-05 | 4.63E-10 | 1086.5 |
H2aM17361N | 1.22E+02 | 1.25E-04 | 1.02E-06 | 92.5 |
NB-在所测试的测定条件下无可检测的结合
IC-用于拟合的非确定性结合传感图
表4B:在37℃时的结合动力学
mAb | ka(1/Ms) | kd(1/s) | KD(M) | t<sub>1/2</sub>(min) |
H1H17162P | 3.47E+04 | ≤1E-5 | 2.88E-10 | ≥1155 |
H1H17177P | 1.68E+04 | 1.62E-04 | 9.62E-09 | 71.3 |
H1H17193P | 1.58E+04 | 5.03E-04 | 3.18E-08 | 22.9 |
H1H17196P | 3.16E+04 | ≤1E-5 | 3.17E-10 | ≥1155 |
H1H17150P | 3.18E+04 | 3.94E-05 | 1.24E-09 | 292.8 |
H1H17151P | 2.26E+04 | 3.83E-04 | 1.70E-08 | 30.2 |
H1H17160P | 5.72E+04 | 5.63E-03 | 9.85E-08 | 2.1 |
H1H17161P | 4.39E+04 | ≤1E-5 | 2.28E-10 | ≥1155 |
H1H17214P | 3.67E+04 | 1.54E-04 | 4.20E-09 | 74.9 |
H1H17219P | 4.41E+04 | ≤1E-5 | 2.27E-10 | ≥1155 |
H1H17223P | 3.51E+04 | 2.42E-04 | 6.89E-09 | 47.7 |
H1H17228P | 7.32E+04 | 3.83E-03 | 5.23E-08 | 3 |
H1H17142P | 2.60E+04 | 1.74E-04 | 6.68E-09 | 66.6 |
H1H17141P | 2.65E+04 | 2.92E-04 | 1.10E-08 | 39.6 |
H1H17139P | 2.48E+04 | 5.12E-04 | 2.06E-08 | 22.5 |
H1H17134P | 6.99E+04 | 4.69E-04 | 6.70E-09 | 24.6 |
H1H17211P | 1.90E+04 | 7.31E-04 | 3.84E-08 | 15.8 |
H1H17210P | 6.19E+02 | 6.12E-04 | 9.89E-07 | 18.9 |
H1H17203P | 3.85E+04 | 1.19E-03 | 3.09E-08 | 9.7 |
H1H17199P | 3.04E+04 | 1.28E-03 | 4.22E-08 | 9 |
H1M17348N | IC | IC | IC | IC |
H1M17349N | 1.77E+04 | 1.93E-03 | 1.09E-07 | 6 |
H1M17350N | 4.84E+02 | 1.00E-03 | 2.07E-06 | 11.5 |
H1M17351N | NB | NB | NB | NB |
H1M17352N | 4.09E+04 | 1.55E-03 | 3.80E-08 | 7.4 |
H1M17353N | 2.33E+02 | 5.38E-04 | 2.31E-06 | 21.5 |
H1M17354N | 5.08E+04 | 5.73E-03 | 1.13E-07 | 2 |
H1M17357N | 2.35E+04 | 1.84E-03 | 7.81E-08 | 6.3 |
H2aM17355N | 1.99E+04 | 2.06E-04 | 1.03E-08 | 56.2 |
H2aM17356N | 7.26E+03 | 2.50E-04 | 3.44E-08 | 46.2 |
H2aM17358N | 1.07E+04 | 5.67E-04 | 5.28E-08 | 20.4 |
H2aM17359N | 1.54E+04 | 3.52E-04 | 2.29E-08 | 32.8 |
H2aM17360N | 2.43E+04 | 3.37E-04 | 1.39E-08 | 34.3 |
H2aM17361N | 1.83E+04 | 4.15E-04 | 2.27E-08 | 27.8 |
NB-在所测试的测定条件下无司检测的结合
IC-用于拟合的非确定性结合感测图
结果
如上表4A和4B中所示,在25℃和37℃时抗体分别以范围为934pM至1890nM和227pM至2310nM的KD值与埃博拉病毒GP结合。在pH 7.4时,抗体在25℃时显示出范围为3.0分钟至超过1155分钟的解离半衰期(t1/2)值,在37℃时显示出范围为2.0分钟至超过1155分钟的解离半衰期(t1/2)值。在低pH时未观察到失去结合。与pH 7.4相比在低pH时若干抗体显示出增加的解离半衰期(t1/2)值。在pH 5和/或pH 6时解离半衰期(t1/2)值增加3倍或以上的抗体包括H1H17162P、H1H17177P、H1H17150P、H1H17151P、H1H17160P、H1H17161P、H1H17141P、H1H17139P、H1H17210P、H1H17203P、H1H17199P、H1M17348N、H1M17350N、H2aM17360N和H2aM17361N。
实施例4:埃博拉病毒假颗粒的产生和中和研究
通过将293T细胞与表达埃博拉病毒GP、HIV gag-pol和编码萤火虫荧光素酶的HIV前病毒载体的质粒构建体的混合物共转染产生埃博拉病毒假颗粒(也称为病毒样颗粒或VLP)。在转染后48小时收集含有埃博拉病毒假颗粒的上清液,用离心使其澄清,分成等份并在-80℃下冷冻。通过用编码水泡性口炎病毒糖蛋白(VSVg)的质粒取代表达埃博拉病毒GP的质粒产生对照假颗粒。
基于埃博拉假颗粒的中和测定
在中和测定中对如上述产生的假颗粒进行测试。特别地,将抗体稀释物与埃博拉病毒假颗粒在室温下孵育1h。Huh7细胞用0.02M EDTA分离,洗涤并与抗体/假病毒的混合物一起孵育72h。通过用荧光素酶测定(Promega,美国加利福尼亚圣路易斯-奥比斯波)进行荧光素酶检测并在酶标仪(Perkin Elmer,美国马萨诸塞州沃尔瑟姆)中对光产物读数,对感染效能进行定量。
表5:扎伊尔2014VLP的中和作用
上表5中所示的数据显示,在20种本发明抗埃博拉病毒抗体中,有14种使用本申请所述的实验设计以范围为约10-11M至约10-9M的IC50有效地中和感染性。
实施例5:抗埃博拉病毒抗体的抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)
利用抗体通过基于CD16的报告系统(Promega ADCC报告生物测定核心试剂盒美国加利福尼亚圣路易斯-奥比斯波)传递信号的能力测试抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)。接种表达埃博拉病毒GP的293细胞。一天后,加入在fuc-细胞系中产生的稀释抗体(参见美国专利号8409838)和效应物细胞(效应物与靶点之比为1.5:1)并孵育过夜。使用荧光素酶测定(Promega,美国加利福尼亚圣路易斯-奥比斯波)检测报告子活性并在酶标仪(Perkin美国马萨诸塞州沃尔瑟姆)中对光产物进行读数。
表6:ADCC结果
根据与同种型(阴性)对照的活性进行比较计算抗体介导ADCC的能力。将大于阴性对照5倍以上的任意值认为是阳性的。上表6中的数据显示了20个抗埃博拉病毒抗体中的17个介导ADCC。
实施例6:Octet交叉竞争
在Octet HTX生物传感器(ForteBio Corp.,Pall生命科学的分部)上使用实时、无标记生物层干涉(BLI)测定确定此前已确定同埃博拉病毒GP结合的抗埃博拉病毒GP单克隆抗体之间的结合竞争。以相同测定形式检测可溶性GP(sGP)、GP1或GP2相关对照的结合并且从所测试的各mAb的目标埃博拉病毒GP试剂中扣除其应答。整个实验在25℃下,在由pH7.4的0.01M HEPES、0.15M NaC1、3mM EDTA、0.05%v/v表面活性剂P20、1.0mg/mL BSA组成的缓冲液(Octet HBS-ET缓冲液)中,以1000rpm的速度摇板进行。为评估两个抗体是否彼此之间竞争与同C-末端多组氨酸标签一起表达的埃博拉病毒GP(Ebola virus GP.h,SinoBiologicals Inc.,亦参见GenBank AHX24649.1和SEQ ID NO:314)上其各自的表位结合,首先通过将传感器浸入含有20μg/mL埃博拉病毒GP溶液的孔中3分钟,将约~1.0am埃博拉病毒GP捕获于抗-五-His抗体包被的Octet生物传感器(Fortebio Inc,#18-5079)上。然后通过浸入含有50μg/mL第一抗埃博拉病毒GP单克隆抗体(下文中称为mAb-1)溶液的孔中5分钟,用mAb-1饱和捕获了抗原的生物传感器。然后将生物传感器浸入含有50μg/mL第二抗埃博拉病毒GP单克隆抗体(下文中称为mAb-2)溶液的孔中3分钟。在实验的各步骤之间在Octet HBS-ET缓冲液中洗涤所有生物传感器。在实验过程中监测实时结合应答并记录每个步骤结束时的结合应答。对mAb-2与预复合了mAb-1的埃博拉病毒GP结合的应答进行比较,并使用50%抑制阈值确定不同抗埃博拉病毒GP单克隆抗体的竞争/非竞争行为。表7明确定义了在两个方向上竞争的抗体的关系,其与结合顺序无关。
如表7中所示,左列显示了使用AHC Octet生物传感器捕获的mAb1抗体,右列表示与mAb1抗体交叉竞争的抗体(mAb2)。
表7:抗埃博拉病毒GP抗体与埃博拉病毒GP结合的交叉竞争
实施例7:H1H17203P、H1H17139P和H1H17161P与埃博拉病毒糖蛋白的顺序结合
采用从交叉竞争实验中获得的信息,进行顺序结合研究以确定三个单独的候选抗体是否能够同时与可溶性埃博拉病毒糖蛋白(GP)结合,从而确证各单克隆抗体在埃博拉病毒GP上的结合位点是独立的。如果是这样的话,则该信息将支持在治疗性鸡尾酒中使用这些抗体。
因此,针对三个埃博拉病毒GP的抗埃博拉病毒GP单克隆抗体H1H17203P、H1H17139P和H1H17161P进行了顺序结合实验,以测试其针与埃博拉病毒GP独立且非竞争的结合。这项实验在Octet RED生物传感器(ForteBio Corp.,Pall生命科学的分部)上使用实时、无标记生物层干涉(BLI)测定进行。整个实验在25℃下,在由pH7.4的0.01MHEPES、0.15MNaC1、3mM EDTA、0.05%v/v表面活性剂P20、1.0mg/mL BSA组成的缓冲液(Octet HBS-ET缓冲液)中,以1000rpm的速度摇板进行。为评估三个抗体是否能够同时结合至所捕获的同C-末端多组氨酸标签一起表达的埃博拉病毒GP(埃博拉病毒GP.his,Sino Biologicals),通过将生物传感器浸入含有20μg/mL埃博拉病毒GP.h.溶液的孔中3分钟,首先将约~0.6nm埃博拉病毒GP.h捕获于抗-五-His抗体包被的Octet生物传感器上(Fortebio Inc,#18-5079)。然后通过浸入含有50μg/mL REGN第一抗埃博拉病毒GP单克隆抗体(下文中称为H1H17161P)溶液的孔中5分钟,用H1H17161P饱和捕获了抗原的生物传感器。然后将生物传感器浸入含有50μg/mL第二抗埃博拉病毒GP单克隆抗体(下文中称为H1H17139P)溶液的孔中5分钟。最后,注射50ug/mL第三抗体(下文中称为H1H17161P)5分钟以达到饱和。在实验过程中监测实时结合应答并记录每个步骤结束时的结合应答。
结果
所测试的三个候选单克隆抗体能够同时与埃博拉病毒GP结合,表明每种抗体均不干扰所测试的其他抗体在埃博拉病毒GP上的结合位点,提示其分别与不同表位结合或相互作用。这支持了这三种抗体用于治疗抗体混合物中的作用。
实施例8:抗埃博拉抗体与不同埃博拉病毒样颗粒(VLP)毒株的结合
进行了一项研究以确定抗埃博拉病毒GP抗体是否会与含有来自其他埃博拉病毒毒株的GP的病毒样颗粒(VLP)反应。在这项研究中包括含有来自本迪布焦NC_014373、科特迪瓦FJ217162、苏丹NC_006432、扎伊尔1995、扎伊尔2014AY354458的GP的VLP,以及阴性对照——VSV糖蛋白(VSVg)。该研究使用“MesoScale Discovery”(MSD)进行,这是一种使埃博拉毒株VLP(其表达埃博拉糖蛋白/病毒表面蛋白)结合/固定在碳表面上,随后进行ELISA类型结合测定的技术。其目的是确认mAb与各种埃博拉毒株的结合性质。
该测定在96孔聚丙烯微孔板中进行,首先制备来自各种VLP/孔(如下表中所示)的上清液的1∶10稀释液,并将稀释液加入PBS(50μl/孔)中并且在4℃下孵育过夜。
将孔中液体弃去,接下来以150μl/孔的PBS+2%BSA阻断并在室温下孵育1小时。然后弃去各孔的内容物并使用MSD专用的AquaMax2000洗板器用PBS对孔进行洗涤。使用PBS+1%BSA稀释50微升一抗并且在室温下以中速(5)振荡孵育。然后弃去孔中的内容物并用PBS洗板。向各孔中加入50微升在PBS+0.5%BSA中的浓度为1μg/ml的硫代-TAG检测试剂(人或小鼠Fc)并且在室温下以中速(5)振荡孵育1小时。弃去孔中的内容物并使用PBS+0.5%BSA洗板。向各孔中加入150μl不含表面活性剂的1X读数缓冲液并将板置于barcode的SECTORImager6000上读数。
如下表8所示,结果表明所测试的所有抗埃博拉病毒GP抗体均与含有扎伊尔2014和扎伊尔1995GP的VLP结合。除了与表8中提到的两种扎伊尔毒株结合以外,某些所测试的抗体还与含有来自其他埃博拉病毒毒株的GP的VLP结合。特别地,除了与含有来自扎伊尔2014和扎伊尔1995的GP的VLP结合以外,称为H1H17161P和H1H17162P的抗埃博拉病毒抗体与含有来自苏丹和本迪布焦毒株的GP的VLP结合,同时称为H2aM17356N和H1H17142P的抗埃博拉病毒抗体与本迪布焦和科特迪瓦毒株结合。
表8:抗埃博拉病毒抗体与来自不同埃博拉病毒毒株的GP的交叉反应性
实施例9:活/感染性埃博拉病毒(EBOV)的体内中和作用
在Vero细胞中对称为H1H17203P、H1H17139P和H1H17161P的抗体中和感染性EBOV的能力进行分析。将Vero细胞在DMEM-10%FBS中置于384孔板上,并使其在37℃下生长至约75%融合。将H1H17203P、H1H17139P和H1H17161P如所示进行稀释。将EBOV毒株(Mayinga,Kikwit,Makona和豚鼠适应株Mayinga)复苏并适当稀释至MOI介于0.01-0.1之间。使用称为KZ52的市售抗-EBOV抗体作为阳性对照。(参见Maruyama,T.等,J Virol 73,6024-6030(1999))。将抗体与病毒在37℃下孵育1小时。然后将抗体/病毒混合物加入预铺板的细胞中并且将板在37℃下孵育24小时。孵育期过后,从培养箱中取出板并通过浸入10%中性缓冲的福尔马林中灭活,将其置于热封袋中并在4℃下在BSL-4中保存过夜。使用1X-PBS洗板3次,并在室温(RT)下用25μl含0.1%Triton X-100的1X-PBS对细胞透化处理15-20分钟。弃去Triton-X并用含3.5%BSA的1X-PBS在室温下对板阻断1小时。用在1X-PBS中以1:1500稀释的抗-EBOV GP一抗4F3(小鼠抗-EBOV GP单克隆抗体4F3,参见IBT BIOSERVICES,目录号0201-020)将板在4℃下处理过夜。使用1X-PBS洗板10-15分钟并重复两次。用与Alexa-fluor-488缀合的抗小鼠二抗将细胞孵育1小时。弃去二抗并使用1X-PBS洗板10-15分钟,重复两次。将板与25μl/孔的Hoechst(1:50,000溶于1X-PBS中)一起在室温下孵育30分钟。使用荧光显微镜的蓝色和绿色荧光频道对板成像。
结果
如图1所示,结果表明H1H17161P抗体中和活病毒并且比阳性对照抗体KZ52更有效,但是称为H1H17203P和H1H17139P的抗体未发挥中和剂的作用。
实施例10:抗埃博拉抗体与可溶性GP(sGP)的结合
在EBOV基因组中的第四个基因编码两个独特的蛋白,一个称为sGP的非结构性、二聚体分泌的糖蛋白,和一个三聚体、附着于病毒粒子的包膜糖蛋白(GP)。这两种GP共享前295个氨基酸,但是具有独特的C末端。为了确定瑞泽恩前导的mAb是否与sGP结合,在公司内部生产了重组sGP.mmh蛋白(SEQ ID NO:317)。使用基于干涉的生物传感器Octet HTX确定H1H17203P、H1H17139P、H1H17161P单克隆抗体是否能够与埃博拉sGP.mmh蛋白结合。测定形式包括将H1H17203P、H1H17139P、H1H17161P捕获于抗-hFc传感器尖端上,随后将其浸入300nM埃博拉GP.10xhis(SEQ ID NO:318)、sGP.mmh(SEQ ID NO:317)或hCNTFR(睫状神经营养因子受体.mmh,其是阴性对照蛋白)溶液中。以0.94-1.36am之间的水平捕获各mAb。
如图2中所示,所有单抗显示出与埃博拉GP.10xhis特异性结合并且与阴性对照蛋白无结合;但是,仅H1H17139显示出与埃博拉sGP.mmh特异性结合。这项发现表明H1H17139的结合表位可能位于sGP和GP的前295个氨基酸中的共有区域;但是其他mAb可能仅识别埃博拉GP的C-末端。
实施例11:其他抗-EBOV GP抗体与埃博拉GP.h、埃博拉GP可溶性.mmh和hCNTFR.mmh的结合
进行另一项研究以确定本发明其他抗-EBOV GP抗体的结合特性,特别是,进行该研究以确定其他这些抗体与可溶性GP和GP结合的能力。该研究采用实时、无标记生物层干涉(BLI)测定在Octet HTX生物传感器(ForteBio Corp.,Pall生命科学的分部)上进行。整个实验在25℃下,在由pH7.4的0.01M HEPES、0.15M NaC1、3mM EDTA、0.05%v/v表面活性剂P20、1.0mg/mL BSA组成的缓冲液(Octet HBS-ET缓冲液)中,以1000rpm的速度摇板进行。为了评估抗体是否能够与埃博拉sGP或其他埃博拉GP试剂结合,通过将生物传感器浸入含有20μg/mL mAb溶液的孔中3分钟,将约~1.0nm抗埃博拉GP mAb捕获于包被了抗人Fc(Fortebio Inc,#18-5064)抗体的Octet生物传感器上。通过浸入含有300nM埃博拉GP蛋白溶液或无关对照的孔中5分钟,测试捕获了mAb的生物传感器与选定的蛋白试剂的结合情况。在实验的各步骤之间使用Octet HBS-ET缓冲液洗涤所有的生物传感器。在实验过程中监测实时结合应答并记录每个步骤结束时的结合应答。
结果
如表9中所示,任何低于0.10nm的值确定为非结合抗体。基于迄今为止的结果,所测试的所有的抗体,除了一个以外(H1H17360N),均显示出与EBOV的全长GP结合,且在所测试的20个抗体中有13个显示出与可溶性GP(sGP)结合。
表9:抗-EBOV GP抗体与埃博拉GP.h、埃博拉GP可溶性.mmh和hCNTFR.mmh的结合
Claims (49)
1.一种分离的重组抗体或其抗原结合片段,所述分离的重组抗体或其抗原结合片段与埃博拉病毒和/或埃博拉病毒糖蛋白特异性结合,其中所述抗体含有三个重链互补性决定区HCDR1、HCDR2和HCDR3,和三个轻链互补性决定区LCDR1、LCDR2和LCDR3,其中所述三个重链CDR和三个轻链CDR为选自如SEQ ID NO:18/26所示的重链可变区/轻链可变区(HCVR/LCVR)氨基酸序列对中的CDR。
2.根据权利要求1所述的分离的重组抗体或其抗原结合片段,所述分离的抗体或其抗原结合片段包含如SEQ ID NO:18/26所示的HCVR/LCVR氨基酸序列对。
3.根据权利要求1所述的分离的重组抗体或其抗原结合片段,其中所述抗体或其抗原结合片段防止埃博拉病毒附着至和/或进入宿主细胞。
4.一种药物组合物在制备用于中和感染性EBOV的药物中的用途,所述组合物包含根据权利要求1-3中任意一项所述的抗-EBOV抗体或其抗原结合片段,其中将被EBOV感染的细胞暴露于所述组合物导致所述细胞对病毒感染或细胞死亡具有增强的保护作用。
5.根据权利要求4所述的用途,其中所述感染性EBOV在体外或体内被中和。
6.根据权利要求4所述的用途,其中当将所述抗体单独使用,或者当将其与一种或多种其他治疗剂或抗-EBOV治疗方式联用时,观察到所述增强的保护作用。
7.根据权利要求6所述的用途,其中所述一种或多种其他治疗剂为抗病毒药或抗炎药。
8.根据权利要求6所述的用途,其中所述一种或多种其他治疗剂选自下组:EBOV的不同抗体、针对EBOV的疫苗、TKM埃博拉、布林西多福韦、法匹拉韦、BCX-4430、AVI-7537和干扰素。
9.根据权利要求7所述的用途,其中所述抗炎药是皮质类固醇或者非甾体抗炎药。
10.根据权利要求6所述的用途,其中所述一种或多种其他治疗剂包括一种或多种抗-EBOV抗体。
11.根据权利要求10所述的用途,其中所述一种或多种抗-EBOV抗体包含HCVR/LCVR氨基酸序列对,所述HCVR/LCVR氨基酸序列对选自由以下SEQ ID NO组成的组:2/10、34/42、50/58、66/74、82/90、98/106、114/122、130/138、146/154、162/170、178/186、194/202、210/218、226/234、242/250、258/266、274/282、290/298和306/282。
12.根据权利要求11所述的用途,其中所述一种或多种抗-EBOV抗体包含HCVR/LCVR氨基酸序列对,所述HCVR/LCVR氨基酸序列对选自由以下SEQ ID NO组成的组:66/74和146/154。
13.一种药物组合物,所述药物组合物包含根据权利要求1-3中任意一项所述的与EBOV特异性结合的分离的抗体或其抗原结合片段,以及药学上可接受的载体或稀释剂。
14.根据权利要求13所述的药物组合物,其中所述药物组合物还包含其他与EBOV特异性结合的抗体或其抗原结合片段。
15.根据权利要求13所述的药物组合物,其中所述药物组合物还包含两种其他与EBOV特异性结合的抗体或其抗原结合片段。
16.根据权利要求14或15所述的药物组合物,其中所述其他抗体或其抗原结合片段包含HCVR/LCVR氨基酸序列对,所述HCVR/LCVR氨基酸序列对选自由以下SEQ ID NO组成的组:66/74和146/154。
17.一种药物组合物,包含(a)第一抗-EBOV抗体或其抗原结合片段,其中所述第一抗-EBOV抗体或其抗原结合片段为根据权利要求1-3中任意一项所述的抗体或其抗原结合片段;(b)第二抗-EBOV抗体或其抗原结合片段;和(c)第三抗-EBOV抗体或其抗原结合片段,以及(d)药学上可接受的载体或稀释剂,其中所述第二和/或第三抗-EBOV抗体与所述第一抗-EBOV抗体与EBOV上的不同表位结合或相互作用。
18.根据权利要求17所述的药物组合物,其中所述第二和第三抗-EBOV抗体包含HCVR/LCVR氨基酸序列对,所述HCVR/LCVR氨基酸序列对选自由以下SEQ ID NO组成的组:2/10、34/42、50/58、66/74、82/90、98/106、114/122、130/138、146/154、162/170、178/186、194/202、210/218、226/234、242/250、258/266、274/282、290/298和306/282。
19.根据权利要求17所述的药物组合物,其中与所述第一、第二和/或第三抗-EBOV抗体或其抗原结合片段结合或相互作用的表位不同并且不重叠。
20.根据权利要求17所述的药物组合物,其中所述第一抗-EBOV抗体或其抗原结合片段与一个EBOV毒株上的一个表位结合或相互作用,并且所述第二或第三抗-EBOV抗体或其抗原结合片段与EBOV的相同或不同毒株上的第二或第三表位结合或相互作用。
21.根据权利要求20所述的药物组合物,其中所述EBOV毒株选自下组:扎伊尔2014、扎伊尔1995、苏丹、本迪布焦和科特迪瓦毒株。
22.一种药物组合物,包含与EBOV特异性结合的第一分离的单克隆抗体或其抗原结合片段以及药学上可接受的载体或稀释剂,其中所述第一分离的单克隆抗体或其抗原结合片段包含SEQ ID NO: 20所示的HCDR1氨基酸序列;SEQ ID NO: 22所示的HCDR2氨基酸序列;SEQ ID NO: 24所示的HCDR3氨基酸序列;SEQ ID NO: 28所示的LCDR1氨基酸序列;SEQ IDNO: 30所示的LCDR2氨基酸序列;以及SEQ ID NO: 32所示的LCDR3氨基酸序列。
23.根据权利要求22所述的药物组合物,所述药物组合物进一步包含与EBOV特异性结合的第二分离的单克隆抗体或其抗原结合片段,其中所述第二分离的单克隆抗体或其抗原结合片段包含SEQ ID NO: 68所示的HCDR1氨基酸序列;SEQ ID NO: 70所示的HCDR2氨基酸序列;SEQ ID NO: 72所示的HCDR3氨基酸序列;SEQ ID NO: 76所示的LCDR1氨基酸序列;SEQ ID NO: 78所示的LCDR2氨基酸序列;以及SEQ ID NO: 80所示的LCDR3氨基酸序列。
24.根据权利要求23所述的药物组合物,所述药物组合物进一步包含与EBOV特异性结合的第三分离的单克隆抗体或其抗原结合片段,其中所述第三分离的单克隆抗体或其抗原结合片段包含SEQ ID NO: 148所示的HCDR1氨基酸序列;SEQ ID NO: 150所示的HCDR2氨基酸序列;SEQ ID NO: 152所示的HCDR3氨基酸序列;SEQ ID NO: 156所示的LCDR1氨基酸序列;SEQ ID NO: 158所示的LCDR2氨基酸序列;以及SEQ ID NO: 160所示的LCDR3氨基酸序列。
25.一种分离的多核苷酸分子,所述分离的多核苷酸分子包含编码如权利要求1-3中任意一项所述抗体的HCVR和LCVR的多核苷酸序列。
26.一种载体,包含权利要求25所述的多核苷酸分子。
27.一种细胞,表达权利要求26所述的载体。
28.根据权利要求13-24中任意一项所述的药物组合物在制备用于在需要其的对象中预防、治疗或改善EBOV感染的至少一种症状或者降低EBOV感染的至少一种症状的发生频率或严重程度的药物中的用途。
29.根据权利要求28所述的用途,其中所述组合物包括抗体鸡尾酒,所述抗体鸡尾酒包含至少两种抗-EBOV抗体的混合物。
30.根据权利要求28所述的用途,其中所述组合物包括抗体鸡尾酒,所述抗体鸡尾酒包含三种抗-EBOV抗体的混合物,其中所述三种抗-EBOV抗体的混合物包含SEQ ID NO:18/26、66/74和146/154中所示的HCVR/LCVR氨基酸序列对。
31.根据权利要求28所述的用途,其中所述至少一种症状选自下组:发热、头痛、乏力、食欲不振、肌痛、腹泻、呕吐、腹痛、脱水和不明原因出血。
32.根据权利要求28所述的用途,其中向需要所述药物组合物的对象预防性或治疗性地施用所述药物组合物。
33.根据权利要求32所述的用途,其中所述需要所述药物组合物的对象是遭受EBOV感染的对象,或已暴露于或处于暴露于EBOV的风险的对象,或处于获得EBOV感染的风险的对象,其中所述对象选自下组:免疫功能低下的个体、医护人员、疑似已与携带埃博拉病毒的人接触的人、与已感染个体有身体接触或密切接近的人、医院员工、药物研究者、负责清洁已接诊埃博拉患者的医院设施或机构的维护人员、已访问或计划访问已知存在或疑似存在埃博拉病毒爆发的地区或国家的个体,以及常飞旅客。
34.根据权利要求28-33中任意一项所述的用途,其中所述抗体或其抗原结合片段,或者包含所述抗体或其抗原结合片段的所述药物组合物与第二治疗剂联合施用。
35.根据权利要求34所述的用途,其中所述第二治疗剂为抗病毒药或抗炎药。
36.根据权利要求34所述的用途,其中所述第二治疗剂选自下组:EBOV的不同抗体、针对EBOV的疫苗、TKM埃博拉、布林西多福韦、法匹拉韦、BCX-4430、AVI-7537和干扰素。
37.根据权利要求35所述的用途,其中所述抗炎药是皮质类固醇或者非甾体抗炎药。
38.根据权利要求28-33中任意一项所述的用途,其中所述药物组合物由皮下、静脉内或肌内施用。
39.根据权利要求13-24中任意一项所述的药物组合物在制备用于在需要所述药物组合物的对象中增加对象存活或存活可能性的药物中的用途,所述对象遭受EBOV感染或者已暴露于EBOV或处于暴露于EBOV的风险,或处于获得EBOV感染的风险。
40.根据权利要求39所述的用途,其中所述组合物包括抗体鸡尾酒,所述抗体鸡尾酒包含至少两种抗-EBOV抗体的混合物。
41.根据权利要求39所述的用途,其中所述组合物包括抗体鸡尾酒,所述抗体鸡尾酒包含三种抗-EBOV抗体的混合物,其中所述三种抗-EBOV抗体的混合物包含SEQ ID NO:18/26、66/74和146/154中所示的HCVR/LCVR氨基酸序列对。
42.根据权利要求39-41中任意一项所述的用途,其中所述组合物向需要其的对象预防性或治疗性地施用。
43.根据权利要求42所述的用途,其中处于暴露于或处于获得EBOV感染的风险的所述需要所述药物组合物的对象选自下组:免疫功能低下的个体、医护人员、疑似已与携带埃博拉病毒的人接触的人、与已感染个体有身体接触或密切接近的人、医院员工、药物研究者、负责清洁已接诊埃博拉患者的医院设施或机构的维护人员、已访问或计划访问已知存在或疑似存在埃博拉病毒爆发的地区或国家的个体,以及常飞旅客。
44.根据权利要求39所述的用途,其中所述药物组合物或者所述抗体鸡尾酒与第二治疗剂联合施用。
45.根据权利要求44所述的用途,其中所述第二治疗剂为抗病毒药或抗炎药。
46.根据权利要求44所述的用途,其中所述第二治疗剂选自下组: EBOV的不同抗体、针对EBOV的疫苗、TKM埃博拉、布林西多福韦、法匹拉韦、BCX-4430、AVI-7537和干扰素。
47.根据权利要求45所述的用途,其中所述抗炎药是皮质类固醇或者非甾体抗炎药。
48.根据权利要求39-41中任意一项所述的用途,其中所述药物组合物由皮下、静脉内或肌内施用。
49.根据权利要求1所述的分离的抗体或其抗原结合片段,其中所述抗体具有一个或多个下述特征:
(a)是全人单克隆抗体;
(b)根据在表面等离子体共振测定中进行的检测,以小于10-7M的解离常数与EBOV或表达EBOV-GP的病毒样颗粒结合;
(c)在pH 5或pH 6时表现出的解离半衰期与pH 7.4时相比至少增加3倍;
(d)表现出以从约10-11 M至约10-9 M的IC50中和扎伊尔埃博拉病毒;
(e)表现出与表达EBOV-GP的细胞结合触发抗体依赖性细胞毒性;
(f)与选自下组的一个或多个EBOV毒株交叉反应:扎伊尔2014、扎伊尔1995、苏丹、本迪布焦和科特迪瓦;
(g)与可溶性GP结合。
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