CN108463243A - 重组人c1酯酶抑制剂及其用途 - Google Patents

重组人c1酯酶抑制剂及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明尤其提供了用于治疗补体介导的疾病的方法和组合物。在一些实施例中，本发明提供了具有与天然血浆来源的人C1酯酶抑制剂相似或更长的半衰期的重组人C1酯酶抑制剂蛋白及其制备方法。在一些实施例中，本发明提供了向患有或易患补体介导的疾病的个体施用有效量的重组人C1酯酶抑制剂蛋白的方法，使得所述补体介导的疾病的至少一种症状或特征在强度、严重性或频率方面得到预防和/或减少。

Description

重组人C1酯酶抑制剂及其用途
相关申请
本专利申请要求于2015年11月19日提交的美国临时申请号62/257,711的优先权和权益，所述美国临时申请的内容在此以引用的方式全文并入。
以引用的方式并入的序列表
于2016年11月16日创建并且大小为15KB，名称为“SHR-1234WO SequenceListing_ST25.txt”的文本文件的内容在此以引用的方式全文并入。
背景技术
C1抑制剂(C1-INH)也称为C1酯酶抑制剂，是丝氨酸蛋白酶抑制剂蛋白超家族中的最大成员。它是重度糖基化的丝氨酸蛋白酶抑制剂，具有抑制补体系统的自发活化的主要功能。C1-INH调节补体级联系统，在调节接触(激肽释放酶-激肽)扩增级联中起关键作用，并且参与凝血和纤维蛋白溶解系统的调节。参见Karnaukhova,E.,C1-EsteraseInhibitor:Biologi cal Activities and Therapeutic Applications.J HematolThromb Dis,1:113(2013)。
由于C1-INH不能抑制补体系统的活化，所以受试者中C1-INH的功能障碍和/或缺陷已与各种自身免疫性疾病相关联。这种疾病的一个例子是遗传性血管性水肿(HAE)，这是一种罕见的，但潜在危及生命的病症，其特征在于炎症的无法预测和反复发作。HAE发作的症状包括自然发生或由轻度创伤引发的面部、口和/或气道的肿胀。这种肿胀也可在身体的任何部位发生。在某些情况下，HAE与C1抑制剂的低血浆水平相关，而在其它情况下，蛋白质以正常或升高的量循环，但它是功能失调的。除炎症发作之外，它还可导致更严重或危及生命的适应症，如自身免疫性疾病或红斑狼疮。
是人血浆来源的C1酯酶抑制剂，已被批准用于HAE急性发作的预防性使用和治疗。(也是血浆来源的人C1-INH，CSL Behring)指示用于急性HAE发作的治疗。人血浆来源的C1酯酶抑制剂的供应与血液和血浆捐献的可用性有关。(conestat alfa,Pharmi ng N.V.)，在经改造的兔中表达的重组C1-INH，指示用于IV施用以治疗急性HAE发作。尽管具有与人血浆来源的C1-INH相同的氨基酸序列，但由于它是在兔中制备的，其糖基化谱与人血浆来源的C1-INH非常不同。结果是Ruconest具有约2.4-2.7小时的极短半衰期。参见RucFDA标签和处方信息。
因此，本领域仍然需要改善的重组人C1酯酶抑制剂来治疗各种C1酯酶介导的适应症。
发明内容
本发明尤其提供了改良的长效重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)，其可用于有效治疗各种补体介导的病症并且可以以成本有效的方式制造。
特别地，本发明提供了显示出比(conestat alfa)更长的半衰期的重组C1酯酶抑制剂蛋白。在一些实施例中，本发明的rhC1-INH蛋白显示出与血浆来源的C1-INH相当或更长的半衰期。例如，本发明人已证实根据本发明的某些示例性rhC1-INH蛋白具有至少4天的延长的血清半衰期。考虑了rhC1-INH的长血清半衰期导致优异的体内功效，并且允许优选的给药方案和施用途径。在某些实施例中，与经批准的静脉内施用的C1酯酶抑制剂相比，本发明的rhC1-INH蛋白可以以相似或降低的频率皮下施用，同时仍达到所需功效(例如预防)。此外，本发明的rhC1-INH蛋白可在宿主细胞中重组产生，使得所公开的rhC1-INH蛋白不依赖于血液供应，不造成传染原传播的风险，并且制造成本较低。由于兔宿主相关杂质的存在，Ruconest也携带超敏反应和/或过敏反应的风险。Ruconest不能施用于任何对兔或来自兔的产品具有已知敏感或过敏的任何患者，它也指示不能用于儿童中的施用。
由于本发明提供了在宿主细胞中重组产生的重组C1酯酶抑制剂蛋白，因此与从人血液、人血液组分(例如血浆)或动物乳中纯化的那些产品相比，它们提供了在生产和最终产品中更高的一致性。此外，与Ruconest不同，本文提供的rhC1-INH蛋白不依赖于畜牧业考虑因素，包括动物年龄和/或成熟度、产奶量、动物疾病等，所有这些都可以影响兔表达的C1-INH的数量和质量(例如，糖基化谱、表达蛋白的异质性、宿主相关杂质等)两者。
在一个实施例中，本发明提供了包括纯化的重组人C1酯酶抑制剂(rh C1-INH)的组合物，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中所述纯化的重组人C1酯酶抑制剂具有与血浆来源的人C1酯酶抑制剂相似或更长的半衰期。
在一个实施例中，本发明提供了包括纯化的重组人C1酯酶抑制剂(rh C1-INH)的组合物，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中所述纯化的重组人C1酯酶抑制剂具有至少约10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65或70小时的半衰期。
在一个方面，重组rhC1-INH蛋白包含与SEQ ID NO:1相同的氨基酸序列。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH包含与SEQ ID NO:2相同的氨基酸序列。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH具有包含不超过约50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％的中性聚糖种类的糖基化谱。在另一个方面，重组rhC1-INH蛋白是融合蛋白。在另一个方面，重组rhC1-INH蛋白包含与C1-INH结构域直接或间接融合的Fc结构域。在另一个方面，重组rhC1-INH蛋白包含与C1-INH结构域直接或间接融合的白蛋白结构域。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH具有包含约5％至约25％的中性聚糖种类的糖基化谱。在另一个方面，纯化的重组rhC1-I NH含有小于约20％、15％、10％、5％或0％的甘露糖、α-半乳糖、NGNA和/或寡甘露糖型糖基化中的一种或多种。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH具有包含不超过约30％的中性聚糖种类和足够的唾液酸化聚糖种类的糖基化谱，使得纯化的rhC1-INH具有与血浆来源的C1-INH相似或更长的半衰期。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH具有包含下述中的至少一种的糖基化谱：约5％至约30％的中性聚糖种类；约10％至约30％的单唾液酸化聚糖种类；约30％至约50％的二唾液酸化聚糖种类；约15％至约35％的三唾液酸化聚糖种类；或约5％至约15％的四唾液酸化聚糖种类。
在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH具有包括下述的糖基化谱：不超过30％的中性聚糖种类；约20％至约30％的单唾液酸化聚糖种类；约30％至约40％的二唾液酸化聚糖种类；约10％至约20％的三唾液酸化聚糖种类；和约5％至约10％的四唾液酸化聚糖种类。
在一个实施例中，本发明提供了包含纯化的重组人C1酯酶抑制剂(rh C1-INH)的组合物，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中所述纯化的重组rhC1-INH平均包含至少约10、11、12、13或14个唾液酸化的聚糖残基/分子，并且具有与人血浆来源的C1酯酶抑制剂相似或更长的半衰期。
在一个方面，纯化的重组rhC1-INH平均包括至少约15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28或29个唾液酸化的聚糖残基/分子。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH平均包括至少约30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40个唾液酸化的聚糖残基/分子。
在一个实施例中，本发明提供了包括纯化的重组人C1酯酶抑制剂(rh C1-INH)的组合物，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中所述纯化的重组rhC1-INH平均包含至少约30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％的荷电聚糖/分子，并且具有与人血浆来源的C1酯酶抑制剂相似或更长的半衰期。
在一个方面，纯化的重组rhC1-INH平均包括至少约15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40摩尔唾液酸/摩尔蛋白质。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的50％-150％范围内。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的80％-120％范围内。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH具有与血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期相似或更长的半衰期。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约20mg/mL的浓度下是稳定的。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约60mg/mL的浓度下是稳定的。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在约70mg/mL或更高的浓度下是稳定的。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在约100mg/mL或更高的浓度下是稳定的。在另一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约50、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700或750U/mL的浓度下是稳定的。
在一个实施例中，本发明提供了编码重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的核酸，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列。
在一个方面，本发明提供了包括编码重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的核酸的细胞，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列。
在一个实施例中，本发明提供了包括编码重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的表达载体的宿主细胞，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SE Q ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中一旦在细胞培养条件下培养，所述宿主细胞就能够表达以约0.1g/L至约10.0g/L滴度的重组rhC1-INH。
在一个实施例中，本发明提供了包括编码重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的表达载体的宿主细胞，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SE Q ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中一旦在细胞培养条件下培养，所述宿主细胞就能够以大于约2、3、4、5、6、7、8、9或10皮克/细胞/天的比生产率表达重组rhC1-INH。
在一个方面，一旦在细胞培养条件下培养，宿主细胞就能够以大于约10、15、20、25、30、35、40、45或50皮克/细胞/天的比生产率表达重组rhC1-INH。在另一个方面，宿主细胞是哺乳动物细胞。在另一个方面，哺乳动物细胞是CHO细胞。在另一个方面，哺乳动物细胞是人细胞。在另一个方面，人细胞是HT1080或HEK细胞。在另一个方面，宿主细胞被改造为增加所表达的重组rhC1-INH的唾液酸化。
在一个实施例中，本发明提供了包括编码重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的表达载体的宿主细胞，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SE Q ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中所述重组rhC1-INH蛋白被改造为增加唾液酸化。
在一个方面，宿主细胞被改造为表达异源酶以增加唾液酸化，被改造为表达突变型异源酶以增加唾液酸化，被改造为过表达内源酶以增加唾液酸化，被改造为表达突变的内源酶以增加唾液酸化，和/或被改造为降低或阻止内源酶的表达，所述内源酶降低、抑制或降解唾液酸化。在一个方面，本发明提供了生产重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的方法，其包括培养宿主细胞。
在一个方面，生产重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的方法包括以下步骤：提供经改造以表达rhC1-INH的宿主细胞，所述rhC1-INH包含与S EQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列；并且在适于细胞产生rhC1-INH的条件下培养宿主细胞，其中所述条件包括用包含糖基化调节剂的培养基饲养细胞至少一段时间。在另一个方面，细胞在约30℃至34℃下培养至少一段时间。
在一个实施例中，本发明提供了用于在哺乳动物细胞中大规模生产重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)蛋白质的方法，其包括在大规模培养容器中悬浮培养表达重组rhC1-INH蛋白的哺乳动物细胞，其中所述重组人C1酯酶抑制剂具有与人血浆来源的C1酯酶抑制剂相似或更长的半衰期。
在一个方面，细胞共表达聚糖修饰构建体。在另一个方面，聚糖修饰的构建体增加唾液酸化。在另一个方面，哺乳动物细胞在缺乏血清的细胞培养基中培养。在另一个方面，大规模培养容器是生物反应器。在另一个方面，生物反应器的规模为或大于约5L、10L、200L、500L、1,000L、1,500L、2,000L、5,000L、10,000L、15,000L或20,000L。在另一个方面，培养步骤包括灌注过程。在另一个方面，培养步骤包括补料分批过程。在另一个方面，将细胞在补料分批过程中在30-34℃下培养至少一段时间。在另一个方面，细胞平均以大于约5皮克/细胞/天的比生产率产生重组rhC1-INH蛋白。在另一个方面，细胞平均以大于约10皮克/细胞/天的比生产率产生重组rhC1-INH蛋白。在另一个方面，细胞以至少约5、6、8、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300mg/升/天的平均收获滴度产生重组rhC1-INH蛋白。在另一个方面，哺乳动物细胞是人细胞。在另一个方面，哺乳动物细胞是CHO细胞。
在一个方面，培养基缺乏动物来源的组分。在另一个方面，培养基是化学成分确定的培养基。在另一个方面，培养基不含蛋白质。在另一个方面，培养基包含至少一种糖基化调节剂。在一个方面，培养基包括至少一种生长调节剂。在另一个方面，至少一种生长调节剂包括次黄嘌呤。在一个方面，次黄嘌呤的浓度范围为约0.1mM至约10mM。在一个方面，至少一种生长调节剂包含胸苷。在一个方面，胸苷的浓度范围为约1μM至约100mM。在一个方面，培养基具有范围为约6.8-7.5的pH。在一个方面，培养基具有范围为约6.9-7.3的pH。在一个方面，培养步骤包括维持约20％至约40％溶解氧的溶解氧设定点。在一个方面，培养步骤包含生长阶段和生产阶段。在一个方面，哺乳动物细胞在范围为30-37℃的温度下培养。在一个方面，哺乳动物细胞在生长阶段和生产阶段期间在不同温度下培养。在一个方面，哺乳动物细胞在生长阶段期间在约37℃下培养，并且在生产阶段期间在约32℃-34℃下培养。在一个方面，用于生长阶段和生产阶段的培养基具有不同的pH。
在一个方面，该方法还包括收获重组rhC1-INH蛋白的步骤。在一个方面，重组rhC1-INH蛋白包含与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列。在一个方面，控制培养物的pH、充气和温度中的一种或多种，以允许rhC1-INH分子充分唾液酸化，以提供与人血浆来源的C1酯酶抑制剂相似或更长的半衰期。
在一个实施例中，本发明提供了从不纯的制备物中纯化重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的方法，所述方法包括亲和层析、阴离子交换层析、阳离子交换层析、混合模式层析和疏水作用层析的一个或多个步骤，其中纯化的rhC1-INH蛋白是至少90％纯的，并且具有与人血浆来源的C1酯酶抑制剂相似或更长的半衰期。
在一个方面，不纯的制备物包含细胞培养基。在另一个方面，该方法包括执行阴离子交换(AEX)层析，以减少工艺杂质和不需要的聚糖种类。在另一个方面，该方法包括执行阳离子交换(CEX)层析，以减少工艺杂质和不需要的聚糖种类。在另一个方面，该方法包括执行阴离子交换(AEX)层析、阳离子交换(CEX)层析和疏水作用(HIC)层析。在另一个方面，该方法还包括一个或多个病毒灭活和/或去除步骤。在另一个方面，病毒灭活和/或去除步骤选自过滤步骤、溶剂病毒灭活步骤和去污剂灭活步骤。在一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白平均包括不超过约50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％的中性聚糖种类。在一个方面，纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的50％-150％范围内。在一个方面，纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的80％-120％范围内。在一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约20mg/mL的浓度下是稳定的。在一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约60mg/mL的浓度下是稳定的。在一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在约70mg/mL或更高的浓度下是稳定的。
在一个方面，本发明提供了药物组合物，其包括纯化的重组人C1酯酶抑制剂蛋白和药学可接受的载体。
在一个方面，药物组合物包括在配制缓冲液中的重组人C1酯酶抑制剂蛋白，所述配制缓冲液包括50mM Tris、50mM山梨糖醇和150mM甘氨酸，其中所述组合物具有7.2的pH。在一个方面，药物组合物是液体。在一个方面，药物组合物是冻干的。在一个方面，药物组合物由用于重构的合适缓冲液重构。在一个方面，用于重构的合适缓冲液选自包含一种或多种药学可接受的载体的无菌水、无菌盐水溶液、无菌缓冲溶液或无菌溶液。在一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约20m g/mL的浓度下是稳定的。在一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约60mg/mL的浓度下是稳定的。在一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在约70mg/mL或更高的浓度下是稳定的。在一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在约100mg/mL或更高的浓度下是稳定的。在一个方面，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约50、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700或750U/mL的浓度下是稳定的。
在一个方面，提供了试剂盒。在一个方面，该试剂盒还包括注射器。在一个方面，注射器预装载有药物组合物。在一个方面，包括药物组合物的试剂盒还包括用于重构的缓冲液，其中混合冻干的组合物和用于重构的缓冲液产生组合物。在一个方面，该试剂盒还包括注射器。
在一个实施例中，本发明提供治疗补体介导的病症的方法，其包括向需要治疗的受试者施用药物组合物。在一个方面，补体介导的病症选自遗传性血管性水肿、抗体介导的排斥、视神经脊髓炎谱群疾病、创伤性脑损伤、脊髓损伤、缺血性脑损伤、烧伤、中毒性表皮坏死松解症、多发性硬化、肌萎缩性侧索硬化(ALS)、帕金森氏病、中风、慢性炎性脱髓鞘性多发性神经病(CIDP)、重症肌无力、多灶性运动神经病。
在一个实施例中，本发明提供了包括重组人C1-酯酶抑制剂的组合物在制造用于治疗补体介导的病症的药剂中的用途。在一个方面，补体介导的病症选自遗传性血管性水肿、抗体介导的排斥、视神经脊髓炎谱群疾病、创伤性脑损伤、脊髓损伤、缺血性脑损伤、烧伤、中毒性表皮坏死松解症、多发性硬化、肌萎缩性侧索硬化(ALS)、帕金森氏病、中风、慢性炎性脱髓鞘性多发性神经病(CIDP)、重症肌无力和/或多灶性运动神经病。
因此，本发明提供了rhC1-INH抑制剂的成本有效和可靠的制造，以及HAE及其它补体介导的病症的更安全、更有效的治疗。本发明的其它特征、目的和优点在随后的详细描述中是显而易见的。然而，应该理解，虽然指出了本发明的实施例，但该详细描述仅作为说明而不是限制给出。根据详细描述，在本发明的范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
附图仅用于说明性目的，而不是限制。
图1是C1-INH的图示。从左到右，三个结构域是信号肽、N-末端(也称为N-末端结构域)和丝氨酸蛋白酶抑制剂结构域。N-联聚糖显示为具有菱形头部的长垂直线，并且O-联聚糖显示为短垂直线。
图2是rhC1-INH纯化的下游工艺流程的图示。
图3描绘了示例性的Gigacap Q洗脱曲线以及中性和唾液酸化种类的相应分离。
图4描绘了阴离子交换层析步骤分离工艺杂质例如宿主细胞蛋白(HC P)的能力。
图5描绘了示例性的Poros XS洗脱曲线，证实所需唾液酸化聚糖种类的富集。
图6显示了Poros XS洗脱后HCP含量的减少
图7描绘了rhC1-INH的NGA-NP/AE样品的整合的例子。
图8描绘了标记的混合模式层析图，其中峰通过来自rhC1-INH的HP LC分级聚糖库的MALDI-TOF MS分析鉴定。
图9描绘了血浆来源的C1-INH的聚糖谱。
图10显示了示例性rhC1-INH的N-聚糖的HILIC分析的层析图。通过在线LC/MS鉴定标记的峰。
图11呈现了对于rhC1-INH的N-聚糖谱(PNGase-F)和N+O-聚糖谱(O RELA去糖基化)获得的谱。
图12是一系列图，其指示rhC1-INH制剂在2℃-8℃(小图A)和25℃(小图B)下的稳定性。
图13显示了在兔中与比较的rhC1-INH的半衰期。
图14描绘了rhC1-INH蛋白纯化过程的示意图。
图15描绘了一系列层析图，其显示下述谱运行的产率和相关描述符：Sartobind Q(小图A)、Sartobind STIC(小图B)和Natrix(小图C)。
图16描绘了一系列层析图，其显示了关于Sartobind Q(小图A)、以30MV/分钟的Sartobind STIC(小图B)和以5MV/分钟的Sartobind ST IC(小图C)的产物运行。
图17描绘了显示用Sartobind Q的DNA掺料空白运行的层析图。
图18描绘了一系列层析图，其显示了DNA掺料研究随后rhC1-INH纯化的结果。图18，小图A是显示用Sartobind Q(未稀释负载)的掺料研究结果的层析图；图18，小图B是显示用Sartobind Q(稀释负载)的掺料研究结果的层析图；图18的小图C是显示用SartobindSTIC的掺料研究结果的层析图。
图19是显示用Sartobind Q的最大负载运行结果的层析图。
图20是显示设计为评价在GigacapQ后Sartobind Q膜的性能的实验结果的层析图。
定义
为了使本发明更容易理解，首先在下文定义了某些术语。下述术语和其它术语的另外定义在说明书各处阐述。
如本文使用的，某些术语具有下述定义的含义。如说明书和权利要求中使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该/所述”包括复数所指物，除非上下文另有明确说明。例如，术语“一个(一种)细胞”包括多个细胞，包括其混合物。
动物：如本文使用的，术语“动物”指动物界的任何成员。在一些实施例中，“动物”指处于任何发育阶段的人。在一些实施例中，“动物”指处于任何发育阶段的非人动物。在某些实施例中，非人动物是哺乳动物(例如啮齿类动物、小鼠、大鼠、兔、猴、犬、猫、绵羊、牛、灵长类动物和/或猪)。在一些实施例中，动物包括但不限于哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖动物、鱼类、昆虫和/或蠕虫。在一些实施例中，动物可以为转基因动物、基因改造的动物和/或克隆。
大约或约：如本专利申请中使用的，术语“约”和“大约”作为等价物使用。本专利申请中以及或不以及约/大约使用的任何数字意欲涵盖由相关领域的普通技术人员了解的任何正常波动。如本文使用的，当应用于一个或多个目的值时，术语“大约”或“约”指与所述参考值相似的值。在某些实施例中，术语“大约”或“约”指落入所述值任一方向(大于或小于)中的25％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％或更少的一系列值，除非另有说明或从上下文中另外显而易见的(除非该数字超过可能值的100％)。
生物利用度：如本文使用的，术语“生物利用度”一般指达到受试者血流的施用剂量的百分比。
生物活性的：如本文使用的，短语“生物活性的”指在生物系统中，且特别是在生物体中具有活性的任何试剂的特征。例如，当施用于生物时，对该生物体具有生物效应的试剂视为生物活性的。在特定实施例中，当肽是生物活性的情况下，共享肽的至少一种生物活性的该肽的一部分通常被称为“生物活性”部分。
载体或稀释剂：如本文使用的，术语“载体”和“稀释剂”指可用于制备药物制剂的药学可接受的(例如，对于施用于人安全和无毒的)载体或稀释物质。示例性稀释剂包括无菌水、注射用抑菌水(BWFI)、pH缓冲溶液(例如磷酸缓冲盐溶液)、无菌盐水溶液、林格溶液或右旋糖溶液。
C1抑制剂或C1酯酶抑制剂或C1-INH：如本文使用的，术语“C1抑制剂”或“C1酯酶抑制剂”或“C1-INH”可全部互换使用，并且指保留基本C1-INH生物活性的任何野生型、天然或天然存在或经修饰的C1-INH多肽(例如具有一个或多个氨基酸突变、截短、缺失、插入和/或融合蛋白的C1-INH蛋白)，除非另有说明。在一些实施例中，C1-INH融合蛋白包含C1-INH多肽和Fc结构域。在一些实施例中，C1-INH融合蛋白包含C1-IN H多肽和白蛋白结构域。在一些实施例中，融合蛋白还包含接头。C1-INH可在细胞中重组表达。在某些实施例中，rhC1-INH在哺乳动物细胞，优选CHO细胞或人细胞，优选HT1080或HEK细胞中表达。
功能等价物或衍生物：如本文使用的，在氨基酸序列的功能性衍生物的上下文中，术语“功能等价物”或“功能衍生物”指示保留与原始序列基本上相似的生物活性(功能或结构)的分子。功能性衍生物或等价物可以为天然衍生物或合成制备的。示例性的功能性衍生物包括具有一个或多个氨基酸的取代、缺失或添加的氨基酸序列，条件是蛋白质的生物活性是保守的。取代氨基酸期望地具有与被取代氨基酸相似的化学-物理性质。期望的相似的化学-物理性质包括电荷、膨松性、疏水性、亲水性等等中的相似性。
融合蛋白：如本文使用的，术语“融合蛋白”或“嵌合蛋白”指通过连接两种或更多种最初分离的蛋白质或其一部分而产生的蛋白质。在一些实施例中，每种蛋白质之间将存在接头或间隔物。
半衰期：如本文使用的，术语“半衰期”是数量例如蛋白质浓度或活性降至如在时间段开始时测量时其值的一半所需的时间。
遗传性血管性水肿或HAE：如本文使用的，术语“遗传性血管性水肿”或“HAE”指特以炎症的无法预测和反复发作为特征的血液病症。HAE通常与C1-INH缺乏相关，所述C1-INH缺乏可能是低水平的C1-INH或者具有受损或降低活性的C1-INH的结果。症状包括但不限于可在身体任何部位发生的肿胀，所述部位如面部、四肢、生殖器、胃肠道和上呼吸道。
改善、增加或减少：如本文使用的，术语“改善”、“增加”或“减少”或语法等价物指示相对于基线测量的值，所述基线测量例如在本文所述的治疗开始之前相同个体中的测量，或在不存在本文所述的治疗的情况下在对照受试者(或多个对照受试者)中的测量。“对照受试者”是患有与正在接受治疗的受试者相同形式的疾病的受试者，其与正在接受治疗的受试者大约相同的年龄。
原位：如本文使用的，术语“原位”指在原始、天然、现有的地点或位置或环境中发生的事件。
体外：如本文使用的，术语“体外”指在人造环境中，例如在试管或反应容器中，在细胞培养等中，而不是在多细胞生物体内发生的事件。
体内：如本文使用的，术语“体内”指在多细胞生物内，例如人和非人动物内发生的事件。在基于细胞的系统的背景下，该术语可用于指在活细胞内(与例如体外系统相反)发生的事件。
接头：如本文使用的，术语“接头”指在融合蛋白中，除在天然蛋白中的特定位置处出现的那种外的氨基酸序列，并且一般设计为柔性的或在两个蛋白质部分之间插入结构，例如α-螺旋。接头也被称为间隔物。接头或间隔物通常本身不具有生物学功能。
多肽：如本文使用的，术语“多肽”指经由肽键连接在一起的氨基酸的连续链。该术语用于指任何长度的氨基酸链，但本领域普通技术人员将理解，该术语并不限于长链，并且可以指包含经由肽键连接在一起的两个氨基酸的最小链。如本领域技术人员已知的，多肽可进行加工和/或修饰。如本文使用的，术语“多肽”和“肽”可互换使用。
预防：如本文使用的，当与疾病、病症和/或状况的发生结合使用时，术语“预防(prevent)”或“预防(prevention)”指降低疾病、病症和/或状况发展的风险。参见“风险”的定义。
蛋白质：如本文使用的，术语“蛋白质”指充当离散单位的一种或多种多肽。如果单个多肽是离散功能单元，并且不需要与其它多肽永久或暂时物理结合以便形成离散功能单元，则术语“多肽”和“蛋白质”可互换使用。如果离散功能单元由超过一种彼此物理结合的多肽组成，则术语“蛋白质”指离散单元物理偶联和共同起作用的多种多肽。
风险：如从上下文应理解的，疾病、病症和/或状况的“风险”包括特定个体将发展成疾病、病症和/或状况(例如肌营养不良)的可能性。在一些实施例中，风险表示为百分比。在一些实施例中，风险为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90直至100％。在一些实施例中，风险表示为相对于与参考样品或参考样品组相关的风险的风险。在一些实施例中，参考样品或参考样品组具有疾病、病症、病况和/或事件(例如肌营养不良)的已知风险。在一些实施例中，参考样品或参考样品组来自与特定个体相当的个体。在一些实施例中，相对风险是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多。
稳定性：如本文使用的，术语“稳定的”指治疗剂(例如重组蛋白质)经过延长时间段维持其治疗功效(例如其预期的生物活性和/或生理化学完整性的全部或大部分)的能力。治疗剂的稳定性和药物组合物维持此类治疗剂稳定性的能力可在延长的时间段内(例如，至少1、3、6、12、18、24、30、36个月或更久)进行评价。在制剂的情况下，稳定的制剂是其中的治疗剂在贮存时和在加工期间(例如冷冻/解冻、机械混合和冻干)基本上保持其物理和/或化学完整性和生物活性的制剂。对于蛋白质稳定性，它可通过高分子量(HMW)聚集体的形成、酶活性的损失、肽片段的生成和电荷分布的转变来测量。
受试者：如本文使用的，术语“受试者”指人或任何非人动物(例如小鼠、大鼠、兔、犬、猫、牛、猪、绵羊、马或灵长类动物)。人包括出生前和出生后形式。在许多实施例中，受试者是人类。受试者可以为患者，其指提供给医疗提供者用于疾病的诊断或治疗的人。术语“受试者”在本文中可与“个体”或“患者”互换使用。受试者可患有或易患疾病或病症，但可表现出或可不表现出疾病或病症的症状。
基本上：如本文使用的，术语“基本上”指显示出目的特征或性质的总体或接近总体程度或范围的定性条件。生物领域的普通技术人员应理解，生物学现象和化学现象很少(如果有的话)完成和/或进行至完成或达到或避免绝对结果。术语“基本上”因此在本文中用于捕获许多生物学现象和化学现象固有的潜在缺乏的完整性。
基本同源性：短语“基本同源性”在本文中用于指氨基酸或核酸序列之间的比较。如本领域普通技术人员应了解的，如果两个序列在相应位置含有同源残基，则它们一般视为“基本同源的。”同源残基可以为相同的残基。可替代地，同源残基可以为具有适当相似的结构和/或功能特征的不相同的残基。例如，如本领域普通技术人员众所周知的，某些氨基酸通常被分类为“疏水”或“亲水”氨基酸，和/或具有“极性”或“非极性”侧链。一种氨基酸取代相同类型的另一种氨基酸可经常被视为“同源”取代。
如本领域众所周知的，可使用各种算法中的任一种比较氨基酸或核酸序列，所述算法包括可在商业计算机程序中获得的那些算法，例如用于核苷酸序列和BLASTP的BLASTN、缺口BLAST和用于氨基酸序列的PSI-BLAST。示例性的这种程序在以下中描述：Altschul等人，Basic local al ignment search tool,J.Mol.Biol.,215(3):403-410,1990；Altschul等人，Methods in Enzymology；Altschul等人，“Gapped BLAST and PSI-BLAST:a new generation of protein database search programs”,Nucleic AcidsRes.25:3389-3402,1997；Baxevanis等人，Bioinformatics:A Practica l Guide to theAnalysis of Genes and Proteins,Wiley,1998；和Misener等人，(编辑)，BioinformaticsMethods and Protocols(Methods in Mole cular Biology，第132卷)，Humana Press,1999。除鉴定同源序列之外，上述程序通常提供同源性程度的指示。在一些实施例中，如果其相应残基的至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更多在相关残基段上是同源的，则两个序列表示为基本同源。在一些实施例中，相关段是全序列。在一些实施例中，相关段是至少10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500个或更多个残基。在一些实施例中，氨基酸的保守取代包括在下述组内的氨基酸中进行的取代：(a)M、I、L、V；(b)F、Y、W；(c)K、R、H；(d)A、G；(e)S、T；(f)Q、N；以及(g)E、D。在一些实施例中，“保守氨基酸取代”指不改变其中进行氨基酸取代的蛋白质的相对电荷或尺寸特征的氨基酸取代。
基本同一性：短语“基本同一性”在本文中用于指氨基酸或核酸序列之间的比较。如本领域普通技术人员应了解的，如果两个序列在相应位置含有相同残基，则它们一般视为“基本相同的。”如本领域众所周知的，可使用各种算法中的任一种比较氨基酸或核酸序列，所述算法包括可在商业计算机程序中获得的那些算法，例如用于核苷酸序列和BLASTP的BLAST N、缺口BLAST和用于氨基酸序列的PSI-BLAST。示例性的这种程序在以下中描述：Altschul等人，Basic local alignment search tool,J.Mol.B iol.,215(3):403-410,1990；Altschul等人，Methods in Enzymology；Alt schul等人，Nucleic Acids Res.25:3389-3402,1997；Baxevanis等人，Bi oinformatics:A Practical Guide to theAnalysis of Genes and Protein s,Wiley,1998；和Misener等人，(编辑)，Bioinformatics Methods and P rotocols(Methods in Molecular Biology，第132卷)，Humana Press,1999。除鉴定相同序列之外，上述程序通常提供同一性程度的指示。在一些实施例中，如果其相应残基的至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更多在相关残基段上是相同的，则两个序列表示为基本相同。在一些实施例中，相关段是全序列。在一些实施例中，相关段是至少10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500个或更多个残基。
如本文使用的，关于本文鉴定的参考蛋白质序列(例如，参考C1-INH蛋白序列)的“百分比(％)氨基酸序列同一性”定义为在比对序列和需要时引入缺口以实现最大百分比序列同一性之后，并且不考虑任何保守取代作为序列同一性的部分，候选序列中的氨基酸残基与参考序列中的氨基酸残基相同的百分比。用于确定百分比氨基酸序列同一性目的的比对可以在本领域技术范围内的各种方式实现，例如使用公众可用的计算机软件，例如BLAST、ALIGN或Megalign(DNASTAR)软件。本领域技术人员可确定用于测量比对的适当参数，包括在待比较的序列的全长上实现最大比对所需的任何算法。优选地，使用WU-BLAST-2软件来确定氨基酸序列同一性(Altschul等人，Methods in Enzymology 266,460-480(1996)；http://blast.wustl/edu/blast/README.html)。WU-BLAST-2使用几个搜索参数，其中大部分设定为默认值。可调参数设为下述值：重叠跨度＝1，重叠分数＝0.125，世界阈值(T)＝11。HSP评分(S)和HSP S2参数是动态值，并且由程序本身确定，取决于特定序列的组成，然而，最小值可被调整并且如上所述设定。
患有：患有“疾病、病症和/或状况”的个体已被诊断有或表现出疾病、病症和/或状况的一种或多种症状。
易患：“易患”疾病、病症和/或状况的个体仍未被诊断患有疾病、病症和/或状况。在一些实施例中，易患疾病、病症和/或状况的个体可不表现出疾病、病症和/或状况的症状。在一些实施例中，易患疾病、病症、状况或事件(例如DMD)的个体可通过下述中的一种或多种来表征：(1)与疾病、病症和/或状况的发展有关的基因突变；(2)与疾病、病症和/或状况的发展有关的遗传多态性；(3)与疾病、病症和/或状况相关的蛋白质的表达和/或活性增加和/或降低；(4)与疾病、病症、状况和/或事件的发展相关的习惯和/或生活方式，(5)已经历移植，计划经历移植或需要移植。在一些实施例中，易患疾病、病症和/或状况的个体将发展疾病、病症和/或状况。在一些实施例中，易患疾病、病症和/或状况的个体将不发展疾病、病症和/或状况。
治疗有效量：如本文使用的，术语治疗剂的“治疗有效量”意指当施用于患有或易患疾病、病症和/或状况的受试者时，足以治疗、诊断、预防和/或延迟疾病、病症和/或状况的症状发作的量。本领域普通技术人员应了解，治疗有效量通常经由包含至少一个单位剂量的给药方案施用。
治疗：如本文使用的，术语“治疗(treat)”、“治疗(treatment)”或“治疗(treating)”指用于部分或完全缓解、改善、减轻、抑制、预防、延迟以下的发作、减少以下的严重性和/或减少以下的发生率：特定疾病、病症和/或状况的一种或多种症状或特征。治疗可施用于未表现出疾病征兆和/或仅表现出疾病早期征兆的受试者，用于降低与疾病相关病理发展的风险。
具体实施方式
本发明尤其提供了使用rhC1-INH作为蛋白质治疗剂来治疗补体介导的病症，包括遗传性血管性水肿(HAE)的方法和组合物。
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C1-INH
人C1-INH是重要的抗炎血浆蛋白，具有广泛范围的抑制性和非抑制性生物活性。通过序列同源性、其C末端结构域的结构和蛋白酶抑制机制，它属于丝氨酸蛋白酶抑制剂超家族，最大类别的血浆蛋白酶抑制剂，其还包括抗凝血酶、α1-蛋白酶抑制剂、纤溶酶原激活物抑制剂、以及调节不同生理系统的许多其他结构上相似的蛋白质。C1-INH是补体系统、激肽生成的接触系统和固有凝血途径中的蛋白酶抑制剂。Cai,S.&Davis,A.E.,ComplementRegulatory Protein C1Inhibitor Binds to Selectins and Int erferes withEndothelial-Leukocyte Adhesion,J Immunol,171:4786-4791(2003)。具体地，C1-INH已显示抑制补体系统的C1r和C1s。C1-INH也是凝血因子XI和XII的主要调节剂，以及激肽释放酶、和凝血和纤维蛋白溶解系统的其它丝氨酸蛋白酶，包括组织型纤溶酶原激活物和纤溶酶。
C1-INH的低血浆含量或其功能障碍导致补体和接触血浆级联两者的激活，并且也可影响其它系统。C1-INH血浆含量降低至低于55μg/mL(正常的～25％)的水平已显示诱导C1的自发性激活。
图1中提供了描绘C1-INH结构的示意图。显示了信号肽、N末端结构域和丝氨酸蛋白酶抑制剂结构域。22个氨基酸的信号肽是分泌所需的，并且从C1-INH蛋白的剩余部分中切割。C1-INH具有两个结构域：具有365个氨基酸的C末端结构域，其是典型的丝氨酸蛋白酶抑制剂结构域，以及具有113个氨基酸的N末端结构域。蛋白质由连接结构域的两个二硫桥稳定。这些二硫桥由与C末端(丝氨酸蛋白酶抑制剂)结构域的Cys406形成二硫键的N末端结构域的Cys101，以及与C末端结构域的Cys183形成二硫键的N末端结构域的Cys108形成。丝氨酸蛋白酶抑制剂结构域负责C1-INH的蛋白酶活性。P1-P1’指示Arg444-Thr445易切断键。
糖基化蛋白质的超过26％的重量是碳水化合物。聚糖不均匀地分布在人C1-INH上。N-末端是重糖基化的，具有三个N-联(显示为具有菱形头部的长垂直线)和至少七个O-联(显示为短垂直线)碳水化合物基团。三个N-附着的聚糖附着至丝氨酸蛋白酶抑制剂结构域中的天冬酰胺残基Asn216、Asn231和Asn330(显示为具有菱形头部的长垂直线)。尽管特别长且重糖基化的N末端结构域的功能作用仍不清楚，但它对于蛋白质的构象稳定性、识别、对内毒素和选择素的亲和力以及清除可能是重要的。碳水化合物部分的固有异质性极大地促成了整个C1-INH的异质性，这是模拟血浆来源的C1-INH性质的rhC1-INH的产生困难的原因之一。
如本文使用的，适合于本发明的rhC1-INH蛋白包含保留基本C1-INH生物活性的任何野生型和经修饰的人C1-INH多肽(例如具有氨基酸突变、缺失、截短和/或插入的C1-INH蛋白)。通常，rhC1-INH蛋白是使用重组技术生产的。
通常，合适的rhC1-INH蛋白具有的体内半衰期为或大于约12小时、18小时、24小时、36小时、2天、2.5天、3天、3.5天、4天、4.5天、5天、5.5天、6天、6.5天、7天、7.5天、8天、8.5天、9天、9.5天或10天。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白具有以下的体内半衰期：0.5至10天、1天至10天、1天至9天、1天至8天、1天至7天、1天至6天、1天至5天、1天至4天、1天至3天、2天至10天、2天至9天、2天至8天、2天至7天、2天至6天、2天至5天、2天至4天、2天至3天、2.5天至10天、2.5天至9天、2.5天至8天、2.5天至7天、2.5天至6天、2.5天至5天、2.5天至4天、3天至10天、3天至9天、3天至8天、3天至7天、3天至6天、3天至5天、3天至4天、3.5天至10天、3.5天至9天、3.5天至8天、3.5天至7天、3.5天至6天、3.5天至5天、3.5天至4天、4天至10天、4天至9天、4天至8天、4天至7天、4天至6天、4天至5天、4.5天至10天、4.5天至9天、4.5天至8天、4.5天至7天、4.5天至6天、4.5天至5天、5天至10天、5天至9天、5天至8天、5天至7天、5天至6天、5.5天至10天、5.5天至9天、5.5天至8天、5.5天至7天、5.5天至6天、6天至10天、7天至10天、8天至10天、9天至10天。
在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有与血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期相似或更长的半衰期。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有与血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期相当或更长的半衰期。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有与血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期等价或更长的半衰期。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有与血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期生物等价或更长的半衰期。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有与血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期相同的半衰期。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的50％-150％范围内。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的60％-130％范围内。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的70％-130％范围内。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的80％-120％范围内。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的80％-130％范围内。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的80％-140％范围内。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的80％-150％范围内。
在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽包括与野生型人C1-INH蛋白(氨基酸1-478)(氨基酸1-97是加下划线的)至少50％(例如至少55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％)相同的氨基酸序列：
NPNATSSSSQDPESLQDRGEGKVATTVISKMLFVEPILEVSSLPTTNSTTNSATKITANTTDEPTTQPTTEPTTQPT IQPTQPTTQLPTDSPTQPTTGSFCPGPVTLCSDLESHSTEAVLGDALVDFSLKLYHAFSAMKKVETNMAFSPFSIASLLTQVLLGAGENTKTNLESILSYPKDFTCVHQALKGFTTKGVTSVSQIFHSPDLAIRDTFVNASRTLYSSSPRVLSNNSDANLELINTWVAKNTNNKISRLLDSLPSDTRLVLLNAIYLSAKWKTTFDPKKTRMEPFHFKNSVIKVPMMNSKKYPVAHFIDQTLKAKVGQLQLSHNLSLVILVPQNLKHRLEDMEQALSPSVFKAIMEKLEMSKFQPTLLTLPRIKVTTSQDMLSIMEKLEFFDFSYDLNLCGLTEDPDLQVSAMQHQTVLELTETGVEAAAASAISVARTLLVFEVQQPFLFVLWDQQHKFPVFMGRVYDPRA(SEQ ID NO:1)。
在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽包括与具有E165Q突变(突变的氨基酸粗体且加下划线)的人C1-INH蛋白(氨基酸1-478)至少50％(例如至少55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％)相同的氨基酸序列：
在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽包括与截短的野生型人C1-INH蛋白(氨基酸98-478)至少50％(例如至少55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％)相同的氨基酸序列：
GSFCPGPVTLCSDLESHSTEAVLGDALVDFSLKLYHAFSAMKKVETNMAFSPFSIASLLTQVLLGAGENTKTNLESILSYPKDFTCVHQALKGFTTKGVTSVSQIFHSPDLAIRDTFVNASRTLYSSSPRVLSNNSDANLELINTWVAKNTNNKISRLLDSLPSDTRLVLLNAIYLSAKWKTTFDPKKTRMEPFHFKNSVIKVPMMNSKKYPVAHFIDQTLKAKVGQLQLSHNLSLVILVPQNLKHRLEDMEQALSPSVFKAIMEKLEMSKFQPTLLTLPRIKVTTSQDMLSIMEKLEFFDFSYDLNLCGLTEDPDLQVSAMQHQTVLELTETGVEAAAASAISVARTLLVFEVQQPFLFVLWDQQHKFPVFMGRVYDPRA(SEQID NO:3)。
在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽包括与具有E165Q突变(突变的氨基酸粗体且加下划线)的截短的野生型人C1-INH蛋白(氨基酸98-478)至少50％(例如至少55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％)相同的氨基酸序列：
如本文公开的，SEQ ID NO:1代表人C1-INH蛋白的经典氨基酸序列。在一些实施例中，C1-INH多肽可以为截短的C1-INH，如SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:4。在一些实施例中，合适的rhC1-INH多肽可以为野生型或天然存在的蛋白质的同源物或相似物。例如，与野生型或天然存在的C1-INH蛋白(例如SEQ ID NO:1)相比，野生型或天然存在的人C1-INH多肽的同源物或相似物可含有一个或多个氨基酸或结构域取代、缺失和/或插入，同时保留基本C1-INH蛋白活性(例如SEQ ID NO:2)。因此，在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽与野生型人C1-INH蛋白(SEQ ID NO:1)基本同源。
在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽具有与SEQ ID NO:1至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更同源的氨基酸序列。在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽与野生型人C1-INH蛋白(SEQ ID NO:1)基本相同。在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽具有与SEQ ID NO:1至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更相同的氨基酸序列。
在一些实施例中，适合于本发明的重组人C1-INH多肽具有与SEQ ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更同源的氨基酸序列。在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽与SEQ ID NO:2的人C1-INH蛋白基本相同。在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽具有与SEQ ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更相同的氨基酸序列。
人C1-INH蛋白的同源物或相似物可根据本领域普通技术人员已知的用于改变多肽序列的方法来制备，所述方法例如在编译此类方法的参考文献中发现的。在一些实施例中，氨基酸的保守取代包括在下述组内的氨基酸中进行的取代：(a)M、I、L、V；(b)F、Y、W；(c)K、R、H；(d)A、G；(e)S、T；(f)Q、N；以及(g)E、D。在一些实施例中，“保守氨基酸取代”指不改变其中进行氨基酸取代的蛋白质的相对电荷或尺寸特征的氨基酸取代。
在一些实施例中，与SEQ ID NO:1的野生型人C1-INH蛋白或SEQID NO:2的C1-INH蛋白相比，适合本发明的rhC1-INH多肽含有一个或多个氨基酸缺失、插入或取代。例如，合适的rhC1-INH多肽可被截短，例如SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:4的多肽。
在一些实施例中，C1-INH多肽可以为截短的C1-INH，同时保留基本的C1-INH蛋白活性，如SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:4。因此，在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽与SEQ ID NO:3或SEQ IDNO:4基本同源。在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽具有与SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:4至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更同源的氨基酸序列。在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽与SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:4基本相同。在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH多肽具有与SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:4至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更相同的氨基酸序列。
适合于本发明的rhC1-INH蛋白通过例如增强或增加rhC1-INH蛋白的半衰期、稳定性、效力和/或递送，或者减少或消除免疫原性、清除或毒性来显示出C1-INH的疗效。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白具有与血浆来源的C1-INH相似或更长的半衰期。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白具有与血浆来源的C1-INH相似或更大的活性。
示例性的重组C1-INH蛋白
在特定实施例中，合适的rhC1-INH蛋白包含与SEQ ID NO:1的野生型人C1-INH多肽、或者SEQ ID NO:2的C1-INH多肽、或者SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:4的截短的C1-INH多肽至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列。在一些实施例中，合适的rhC1-INH蛋白具有范围为约0.5-10天(例如约0.5-5.5天、约0.5-5天、约1-5天、约1.5-5天、约1.5-4.5天、约1.5-4.0天、约1.5-3.5天、约1.5-3天、约1.5-2.5天、约2-6天、约2-5.5天、约2-5天、约2-4.5天、约2-4天、约2-3.5天、约2-3天)的体内半衰期。在一些实施例中，合适的rhC1-INH蛋白具有范围为约2-10天(例如，范围为约2.5-10天、约3-10天、约3.5-10天、约4-10天、约4.5-10天、约5-10天、约3-8天、约3.5-8天、约4-8天、约4.5-8天、约5-8天、约3-6天、约3.5-6天、约4-6天、约4.5-6天、约5-6天)的体内半衰期。
在一些实施例中，合适的rhC1-INH蛋白具有与SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ IDNO:3或SEQ ID NO:4至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更同源或相同的氨基酸序列。
适合于本发明的rhC1-INH蛋白在各种浓度下稳定延长时间段。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约20mg/mL、30mg/mL、40mg/mL、50mg/mL、60mg/mL.70mg/mL、80mg/mL、90mg/mL、100mg/mL或更大的浓度下是稳定的。
糖基化/聚糖图谱(谱)
根据本发明产生的rhC1-INH蛋白或多肽具有不同的特征，例如唾液酸含量和聚糖图谱。在一些实施例中，重组表达的C1-INH蛋白或多肽具有与血浆来源的C1-INH相似的糖基化谱。在一些实施例中，重组表达的C1-INH蛋白或多肽具有这样的糖基化谱，使得重组表达的C1-INH蛋白显示出与血浆来源的C1-INH相似的半衰期。在一些实施例中，重组表达的C1-INH蛋白或多肽具有这样的糖基化谱，使得重组表达的C1-INH蛋白显示出比血浆来源的C1-INH蛋白更长的半衰期。
在一些实施例中，纯化的rhC1-INH蛋白可通过它们的蛋白多糖组成来表征，通常称为聚糖图谱。不希望受任何理论束缚，认为聚糖连接以及分支结构的形状和复杂性可影响体内清除、生物利用度和/或功效。
通常，可通过酶促消化和后续的层析分析来确定聚糖图谱。各种酶可用于酶促消化，包括但不限于合适的糖基化酶、肽酶(例如内肽酶、外肽酶)、蛋白酶和磷酸酶。在一些实施例中，合适的酶是碱性磷酸酶。在一些实施例中，合适的酶是神经氨酸酶。聚糖可通过层析分析来检测。例如，聚糖可通过伴随脉冲安培检测的高效阴离子交换层析(HPAE-PAD)或尺寸排阻高效液相层析(HPLC)来检测。可根据本领域已知和本文公开的方法，使用聚糖的标准曲线计算聚糖图谱上由每个峰表示的聚糖数量。
在一些实施例中，根据本发明的纯化的C1-INH用聚糖图谱来表征。可基于相对于预定参考标准中的对应峰组面积的峰组面积来确定与每个峰组对应的聚糖的相对量。用于聚糖图谱的各种参考标准是本领域中已知的，并且可用于实践本发明。在一些实施例中，纯化的rhC1-INH的特征在于包含选自指示以下的峰组的五个或更少的峰组：中性、单唾液酸化、二唾液酸化、三唾液酸化或四唾液酸化的rhC1-INH蛋白。
在一些实施例中，纯化的rhC1-INH具有包含下述至少一种的糖基化谱：中性聚糖种类、单唾液酸化种类、二唾液酸化种类、三唾液酸化种类和/或四唾液酸化种类。在一些实施例中，纯化的rhC1-INH具有包含中性聚糖种类、单唾液酸化种类、二唾液酸化种类、三唾液酸化种类和四唾液酸化种类的糖基化谱。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有包含约10％至约20％的中性聚糖种类的糖基化谱。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有包含不超过约50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％的中性聚糖种类的糖基化谱。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有包含约5％至约30％的中性聚糖种类的糖基化谱。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有包含约5％至约25％的中性聚糖种类的糖基化谱。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有包含约10％至约30％的单唾液酸化种类的糖基化谱。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有包含约30％至约50％的二唾液酸化种类的糖基化谱。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有包含约15％至约35％的三唾液酸化种类的糖基化谱。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有包含约5％至约15％的四唾液酸化种类的糖基化谱。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白平均包含至少约80％的荷电聚糖/分子(例如，大于约85％、90％、95％或99％的聚糖/分子)。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有包含不超过约30％的中性聚糖种类和唾液酸化聚糖种类的糖基化谱，使得纯化的rhC1-INH具有与血浆来源的C1-INH相似或更长的半衰期。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有包含不超过30％的中性聚糖种类、约20％至约30％的单唾液酸化聚糖种类、约30％至约40％的二唾液酸化聚糖种类、约10％至约20％的三唾液酸化聚糖种类、以及约5％至约10％的四唾液酸化聚糖种类的糖基化谱。
在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH含有小于约20％、15％、10％、5％或0％的甘露糖、α-半乳糖、N-羟乙酰神经氨酸(NGNA)、和/或寡甘露糖型糖基化中的一种或多种。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH含有不超过约20％、15％、10％、5％或0％的甘露糖、α-半乳糖、N-羟乙酰神经氨酸(NGNA)和/或寡甘露糖型糖基化中的一种或多种。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有非免疫原性的糖基化谱。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有与血浆来源的人C1-INH相比不增加血清清除率的糖基化谱。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有与血浆来源的人C1-INH相比降低血清清除率的糖基化谱。在一些实施例中，纯化的重组rhC1-INH具有与考奈司他α(conestat alfa)相比降低血清清除率的糖基化谱。
在一些实施例中，经改造以表达rhC1-INH的细胞也可被改造为增加表达的rhC1-INH的唾液酸化。在一些实施例中，细胞被改造为表达异源酶，以增加唾液酸化。在一些实施例中，细胞被改造为表达突变型异源酶，以增加唾液酸化。在一些实施例中，细胞被改造为过表达内源酶，以增加唾液酸化。在一些实施例中，细胞被改造为表达突变的内源酶，以增加唾液酸化。在一些实施例中，细胞被改造为减少或防止减少、抑制或降解唾液酸化的内源酶的表达(例如用反义构建体)。
操纵蛋白质的糖基化谱的各种方法是本领域已知的。这些方法以及还有待开发的其它方法是本发明考虑了的。操纵本发明的C1-INH蛋白和多肽的糖基化谱的方法包括体外、原位和体内方法。在一些实施例中，表达的蛋白质或多肽的糖基化谱通过表达的蛋白质或多肽的表达后化学修饰而改变。在一些实施例中，操纵细胞培养条件以实现具有所需糖基化谱的蛋白质的表达。这些细胞培养条件包括生产和培养过程的控制，包括培养的长度、培养基的添加物和/或基因的共表达以增强糖基化。宿主细胞和经转染的宿主细胞的特定克隆的选择也可用于增强糖基化。增强糖基化的一些方法包括纯化方法以富集具有所需糖基化谱的蛋白质或多肽。
C1-INH的半衰期可受糖基化谱影响。例如，(Pharming N.V.)，与血浆来源的人C1-INH相比唾液酸化较少和/或具有不同的唾液酸化分布的重组C1-INH多肽，已显示具有比血浆来源的人C1-INH明显更短的半衰期。参见例如Davis,B.&Bernstein,J.A.,Conestat alfa for the treatment of angioedema attacks,Ther Clin Risk Manag.7:265–273(2011)；Koles,K.等人，Influence of lactation parameters on the N-glycosyl ation of recombinant human C1esterase inhibitor isolated from themilk of transgenic rabbits,Glycobiology,14(11):979-986(2004)；Koles,K.等人，N-and O-glycans of recombinant human C1esterase inhibitor expre ssed in themilk of transgenic rabbits,Glycobiology,14(1):51-64(2004)。尽管具有与人血浆来源的C1-INH相同的氨基酸序列，但由于它是在兔中制备的，其糖基化谱与人血浆来源的C1-INH非常不同。结果是具有约2.4-2.7小时的极短半衰期。参见FDA标签和处方信息。相比之下，人血浆来源的C1-INH显示具有约56-62小时范围内的平均半衰期。参见处方信息。如本文讨论的，本发明的细胞可被改造为改善表达的rhC1-INH蛋白的糖基化谱，使得本发明的rhC1-INH具有与血浆来源的C1-INH相似或更长的半衰期。
唾液酸化/唾液酸含量
在一些实施例中，重组表达的C1-INH蛋白或多肽具有相似于血浆来源的C1-INH的唾液酸化谱。在一些实施例中，重组表达的C1-INH蛋白或多肽具有这样的唾液酸化谱，使得重组表达的C1-INH蛋白显示出与血浆来源的C1-INH相似的半衰期。在一些实施例中，重组表达的C1-INH蛋白或多肽具有这样的唾液酸化谱，使得重组表达的C1-INH蛋白显示出比血浆来源的C1-INH蛋白更长的半衰期。在一些实施例中，纯化的重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH或C1-INH)平均包含至少约10、11、12、13或14个唾液酸化的聚糖残基/分子。在一些实施例中，纯化的重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH或C1-INH)平均包含至少约15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28或29个唾液酸化的聚糖残基/分子。在一些实施例中，纯化的重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH或C1-INH)平均包含至少约30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40个唾液酸化的聚糖残基/分子。
操纵蛋白质的唾液酸化谱的各种方法是本领域已知的。这些方法以及还有待开发的其它方法是本发明考虑了的。操纵本发明的C1-INH蛋白和多肽的唾液酸化谱的方法包括体外、原位和体内方法。在一些实施例中，表达的蛋白质或多肽的唾液酸化谱通过表达的蛋白质或多肽的表达后化学修饰而改变。在一些实施例中，操纵细胞培养条件以实现具有所需唾液酸化谱的蛋白质的表达。这些细胞培养条件包括对生产和培养过程的控制，包括培养的长度、培养基的添加物和/或基因的共表达以增强唾液酸化。宿主细胞和经转染的宿主细胞的特定克隆的选择也可用于增强唾液酸化。增强唾液酸化的一些方法包括纯化方法以富集具有所需唾液酸化谱的蛋白质或多肽。
重组C1-INH蛋白的生产
适合于本发明的rhC1-INH蛋白可通过任何可用的手段来生产。例如，rhC1-INH蛋白可通过利用宿主细胞系统而重组产生，所述宿主细胞系统经改造以表达编码rhC1-INH蛋白的核酸。可替代地或另外地，rhC1-INH蛋白可通过激活内源基因来产生。可替代地或另外地，rhC1-INH蛋白可通过化学合成来部分或完全制备。
在蛋白质重组产生的情况下，可使用任何表达系统。仅举几个例子，已知的表达系统包括例如大肠杆菌(E.coli)、鸡蛋、杆状病毒、植物、酵母或哺乳动物细胞。
在一些实施例中，适合于本发明的rhC1-INH蛋白在哺乳动物细胞中产生。根据本发明可使用的哺乳动物细胞的非限制性例子包括BALB/c小鼠骨髓瘤细胞系(NSO/l，ECACC编号：85110503)；人成视网膜细胞(PER.C6，CruCell，Leiden，荷兰)；由SV40转化的猴肾CV1系(COS-7，ATCC CRL 1651)；人胚肾系(亚克隆而用于在悬浮培养中生长的HEK293或293细胞，Graham等人，J.Gen Virol.,36:59,1977)；人纤维肉瘤细胞系(例如HT1080)；幼仓鼠肾细胞(BHK21，ATCC CCL 10)；中国仓鼠卵巢细胞+/-DHFR(CHO，Urlaub和Chasin，Proc.Natl.Acad.Sci.USA,77:4216,1980)；小鼠塞尔托利细胞(TM4,Mather,Biol.Reprod.,23:243-251,1980)；猴肾细胞(CV1ATCC CCL 70)；非洲绿猴肾细胞(VERO-76，ATCC CRL-1 587)；人宫颈癌细胞(HeLa，ATCC CCL 2)；犬肾细胞(MDCK，ATCC CCL 34)；水牛鼠肝细胞(BRL 3A，ATCC CRL 1442)；人肺细胞(W138，ATCC CCL 75)；人肝细胞(HepG2，HB8065)；小鼠乳房肿瘤(MMT 060562，ATCC CCL51)；TRI细胞(Mather等人，AnnalsN.Y.Acad.Sci.,383:44-68,1982)；MRC 5细胞；FS4细胞；和人肝癌细胞系(Hep G2)。
在一些实施例中，本发明提供了由人细胞产生的rhC1-INH蛋白。在一些实施例中，本发明提供了由CHO细胞、HT1080细胞或HEK细胞产生的rhC1-INH蛋白。
通常，被改造为表达rhC1-INH蛋白的细胞可包含编码本文所述的rhC1-INH蛋白的转基因。应该了解，编码rhC1-INH蛋白的核酸可含有用于表达rhC1-INH蛋白的调节序列、基因控制序列、启动子、非编码序列和/或其它合适序列。通常，编码区与这些核酸组分中的一种或多种可操作地连接。
转基因的编码区可包括一个或多个沉默突变，以优化特定细胞类型的密码子使用。例如，C1-INH转基因的密码子可被优化用于在脊椎动物细胞中表达。在一些实施例中，C1-INH转基因的密码子可被优化用于在哺乳动物细胞中表达。在一些实施例中，C1-INH转基因的密码子可被优化用于在人细胞中表达。在一些实施例中，C1-INH转基因的密码子可被优化用于在CHO细胞中表达。
编码重组C1抑制剂蛋白的核酸
在一些实施例中，提供了核酸分子，其包含编码本文各种实施例中描述的目的重组基因(本文中称为转基因)，例如C1抑制剂蛋白的核酸序列。在一些实施例中，编码转基因的核酸可被修饰以提供编码的C1抑制剂蛋白的增加的表达，其也被称为密码子优化。例如，编码转基因的核酸可通过改变编码序列的开放读码框来修饰。如本文使用的，术语“开放读码框”与“ORF”同义，并且意指潜在能够编码蛋白质或蛋白质的一部分的任何核苷酸序列。开放读码框通常以起始密码子(表示为例如在标准密码中用于RNA分子的AUG和DNA分子中的ATG)开始，并且以密码子三联体读取，直到框以终止密码子(表示为例如标准密码中用于RNA分子的UAA、UGA或UAG以及DNA分子中的TAA、TGA或TAG)结束。如本文使用的，术语“密码子”意指在蛋白质合成期间指定特定氨基酸的核酸分子中的三个核苷酸的序列；也称为三联体或密码子三联体。例如，在标准遗传密码中的64个可能的密码子中，两个密码子，GAA和GAG编码氨基酸谷氨酰胺，而密码子AAA和AAG指定氨基酸赖氨酸。在标准遗传密码中，三个密码子是终止密码子，它们不指定氨基酸。如本文使用的，术语“同义密码子”意指编码单个氨基酸的任何和全部密码子。除了甲硫氨酸和色氨酸之外，氨基酸由两至六个同义密码子编码。例如，在标准遗传密码中，编码氨基酸丙氨酸的四个同义密码子是GCA、GCC、GCG和GCU，指定谷氨酰胺的两个同义密码子是GAA和GAG，并且编码赖氨酸的两个同义密码子是AAA和AAG。
在一些实施例中，编码C1抑制剂蛋白的开放读码框的核酸可使用标准密码子优化方法进行修饰。用于密码子优化的各种商业算法是可用的并且可用于实践本发明。通常，密码子优化不改变编码的氨基酸序列。在一些实施例中，密码子优化可导致氨基酸改变，例如取代、缺失或插入。通常，这种氨基酸改变基本上不改变蛋白质活性。
示例性的核酸序列编码具有与SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3或SEQ IDNO:4至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更相同或同源的氨基酸序列的C1抑制剂蛋白。
在一些实施例中，核苷酸变化可改变开放读码框内的同义密码子，以便与选择为表达C1抑制剂蛋白的特定异源细胞中发现的内源密码子使用一致。可替代地或另外地，核苷酸变化可改变开放读码框内的G+C含量，以更好地匹配存在于异源宿主细胞中的内源核酸序列中发现的开放读码框的平均G+C含量。核苷酸变化也可改变在C1抑制剂蛋白序列内发现的多核苷酸区域或者内部调节或结构位点。因此，设想了各种经修饰或优化的核苷酸序列，包括但不限于提供原核细胞；酵母细胞；昆虫细胞；以及哺乳动物细胞中的C1抑制剂蛋白表达增加的核酸序列。
通常，经修饰的核酸编码具有或不具有氨基酸序列改变的C1抑制剂蛋白。在存在氨基酸改变的情况下，这种改变通常基本上不降低C1抑制剂蛋白活性。在一些实施例中，这种改变增加和/或增强C1抑制剂蛋白活性。活性可参考下述非限制性参数列表：增加的半衰期、通过宿主细胞增加/升高的蛋白质表达、表达蛋白质的稳定性增加、表达蛋白质的溶解度增加、表达蛋白质的聚集减少、表达蛋白质的更简单配制、表达蛋白质的更简单纯化、表达蛋白质对pH变化的耐受性增加、蛋白质耐受高和低pH条件的能力增强、表达的蛋白质适合于以高浓度配制。
表达载体
编码如本专利申请中所述的C1抑制剂蛋白的核酸序列可被分子克隆(插入)到合适的载体内，用于在宿主细胞中繁殖或表达。广泛多样的表达载体可用于实践本发明，包括但不限于原核表达载体；酵母表达载体；昆虫表达载体和哺乳动物表达载体。适合于本发明的示例性载体包括但不限于基于病毒的载体(例如基于AAV的载体、基于逆转录病毒的载体、基于质粒的载体)。在一些实施例中，可将编码C1抑制剂蛋白的核酸序列插入合适的载体内。通常，编码C1抑制剂蛋白的核酸可操作地连接至各种调节序列或元件。
调节序列或元件
各种调节序列或元件可掺入适合于本发明的表达载体中。示例性调节序列或元件包括但不限于启动子、增强子、阻遏物或抑制子、5'非翻译(或非编码)序列、内含子、3'非翻译(或非编码)序列。
如本文使用的，“启动子”或“启动子序列”是能够结合细胞中的RNA聚合酶(例如直接或通过其它启动子结合的蛋白质或物质)，并启动编码序列的转录的DNA调节区。一般而言，启动子序列在其3'末端处通过转录起始位点结合并向上游(5'方向)延伸，以包括在任何水平上起始转录所需的最小数目的碱基或元件。启动子可与表达控制序列或待表达的核酸可操作地结合或可操作地连接，所述表达控制序列包括增强子和阻遏物序列。在一些实施例中，启动子可以为诱导型的。在一些实施例中，诱导型启动子可以为单向或双向的。在一些实施例中，启动子可以为组成型启动子。在一些实施例中，启动子可以为杂合启动子，其中含有转录调节区的序列从一个来源获得，并且含有转录起始区的序列从第二来源获得。用于将控制元件连接至转基因内的编码序列的系统是本领域众所周知的(一般的分子生物学和重组DNA技术在Sambrook、Fritsch和Maniatis，Molecular Cloning:ALaboratory Manual，第二版，Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold SpringHarbor,NY,1989中描述，所述参考文献以引用的方式并入本文)。适合在各种生长和诱导条件下插入转基因以在各种宿主细胞中表达的商业载体也是本领域众所周知的。
在一些实施例中，可使用特异性启动子来控制在哺乳动物宿主细胞中的转基因表达，所述启动子例如但不限于SRα-启动子(参见Takebe等人，Molec.and Cell.Bio.8:466-472(1988))、人CMV立即早期启动子(Bos hart等人，Cell 41:521-530(1985)；Foecking等人，Gene 45:101-105(1986))、人CMV启动子、人CMV5启动子、鼠CMV立即早期启动子、EF1-α启动子、用于肝特异性表达的杂交CMV启动子(例如，通过将CMV立即早期启动子与人α-1-抗胰蛋白酶(HAT)或白蛋白(HAL)启动子的转录启动子元件缀合而制备)、或用于肝瘤细胞特异性表达的启动子(例如，其中人白蛋白(HAT；约1000bp)或人α-1-抗胰蛋白酶(HAT，约2000bp)的转录启动子元件与人α-1-微球蛋白和尿抑胰酶素前体基因(AMBP)的145长增强子元件组合；HAL-AMBP和HAT-AMBP)；SV40早期启动子区(参见Benoist等人，Nature 290:304-310(1981))、枞树毒蛾(Orgy ia pseudotsugata)立即早期启动子、疱疹胸苷激酶启动子(参见Wagner等人，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:1441-1445(1981))；或金属硫蛋白基因的调节序列(参见Brinster等人，Nature 296:39-42(1982))。在一些实施例中，哺乳动物启动子是组成型启动子，例如但不限于次黄嘌呤磷酸核糖基转移酶(HPTR)启动子、腺苷脱氨酶启动子、丙酮酸激酶启动子、β-肌动蛋白启动子以及本领域普通技术人员已知的其它组成型启动子。
在一些实施例中，可使用特异性启动子来于控制在原核宿主细胞中的转基因表达，所述原核宿主细胞例如但不限于β-内酰胺酶启动子(参见Villa-Komaroff等人，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:3727-3731(1978))；tac启动子(参见DeBoer等人，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 80:21-25(1983))；T7启动子、T3启动子、M13启动子或M16启动子；在酵母宿主细胞中，例如但不限于GAL1、GAL4或GAL10启动子、ADH(醇脱氢酶)启动子、PGK(磷酸甘油激酶)启动子、碱性磷酸酶启动子、甘油醛-3-磷酸脱氢酶III(TDH3)启动子、甘油醛-3-磷酸脱氢酶II(TDH2)启动子、甘油醛-3-磷酸脱氢酶I(TDH1)启动子、丙酮酸激酶(PYK)、烯醇化酶(ENO)或磷酸丙糖异构酶(TPI)。
在一些实施例中，启动子可以为病毒启动子，其中许多能够调节在几种宿主细胞类型(包括哺乳动物细胞)中的转基因表达。已显示驱动编码序列在真核细胞中的组成性表达的病毒启动子包括例如猿猴病毒启动子、单纯疱疹病毒启动子、乳头状瘤病毒启动子、腺病毒启动子、人免疫缺陷病毒(HIV)启动子、劳氏肉瘤病毒启动子、巨细胞病毒(CMV)启动子、莫洛尼鼠白血病病毒和其它逆转录病毒的长末端重复序列(LTR)、单纯疱疹病毒的胸苷激酶启动子以及本领域普通技术人员已知的其它病毒启动子。
在一些实施例中，表达载体的基因控制元件还可包括分别涉及转录和翻译起始的5'非转录和5'非翻译序列，例如TATA盒、加帽序列、CAAT序列、Kozak序列等等。增强子元件可任选用于增加待表达的多肽或蛋白质的表达水平。已显示在哺乳动物细胞中发挥功能的增强子元件的例子包括如Dijkema等人，EMBO J.(1985)4:761中所述的SV40早期基因增强子，以及如Gorman等人，Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1982b)79:6777中所述的来源于劳氏肉瘤病毒(RSV)的长末端重复序列(LTR)的增强子/启动子，以及如Boshart等人，Cell(1985)41:521中所述的人巨细胞病毒。表达载体的遗传控制元件还包括涉及转录和翻译终止的3'非转录和3'非翻译序列。分别地，例如用于稳定和加工从启动子转录的mRNA的3'末端的多聚聚腺苷酸化(聚A)信号。聚A信号包括例如兔β珠蛋白聚A信号、牛生长激素聚A信号、鸡β珠蛋白终止子/聚A信号或SV40晚期聚A区。
可选择标记物
表达载体将优选但任选包括至少一种可选择标记物。在一些实施例中，可选择标记物是编码可操作地连接至一种或多种遗传调节元件的抗性基因的核酸序列，以对宿主细胞赋予在细胞毒性化学品和/或药物的存在下生长时维持活力的能力。在一些实施例中，可选择的试剂可用于维持宿主细胞内的表达载体的保留。在一些实施例中，可选择的试剂可用于防止表达载体内的转基因序列的修饰(即甲基化)和/或沉默。在一些实施例中，可选择的试剂用于维持载体在宿主细胞内的游离型表达。在一些实施例中，可选择的试剂用于促进转基因序列稳定整合到宿主细胞基因组内。在一些实施例中，试剂和/或抗性基因可包括但不限于，用于真核宿主细胞的氨甲蝶呤(MTX)、二氢叶酸还原酶(DHFR，美国专利号4,399,216；4,634,665；4,656,134；4,956,288；5,149,636；5,179,017，氨苄青霉素、新霉素(G418)、博来霉素、霉酚酸或谷氨酰胺合成酶(GS，美国专利号5,122,464；5,770,359；5,827,739)；用于原核宿主细胞的四环素、氨苄青霉素、卡那霉素或氯霉素；以及用于酵母宿主细胞的URA3、LEU2、HIS3、LYS2、HIS4、ADE8、CUP1或TRP1。
表达载体可被转染、转化或转导到宿主细胞内。如本文使用的，术语“转染”、“转化”和“转导”全部指将外源核酸序列引入宿主细胞内。在一些实施例中，含有编码C1抑制剂蛋白的核酸序列的表达载体被转染、转化或转导到宿主细胞内。
本领域众所周知的转化、转染和转导方法的例子包括脂质体递送，即lipofectamineTM(Gibco BRL)Method of Hawley-Nelson,Focus 15:73(1193)，电穿孔，Graham和van der Erb,Virology,52:456-457(1978)的CaPO4递送方法，DEAE-葡聚糖药物递送，显微注射，生物射弹粒子递送，聚凝胺介导的递送，阳离子介导的脂质递送，转导，和病毒感染，例如逆转录病毒、慢病毒、腺病毒、腺伴随病毒和杆状病毒(昆虫细胞)。本领域已描述了细胞宿主转化的一般方面，例如通过Axel在美国专利号4,399,216中；Sambrook，同上，第1-4章和第16-18章；Ausubel，同上，第1、9、13、15和16章。关于用于转化哺乳动物细胞的各种技术，参见Keown等人，Methods in Enzymology(1989),Keown等人，Methods inEnzym ology,185:527-537(1990)，以及Mansour等人，Nature,336:348-352(1988)。
一旦被引入细胞内，表达载体就可稳定地整合到基因组中或作为染色体外构建体存在。载体也可被扩增，并且多个拷贝可存在或被整合到基因组中。在一些实施例中，本发明的细胞可含有编码C1抑制剂蛋白的核酸的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20个或更多个拷贝。在一些实施例中，本发明的细胞可含有编码C1抑制剂蛋白和一种或多种蛋白质的核酸的多个拷贝(例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20个或更多个)，所述一种或多种蛋白质优选通过增加唾液酸化来增强所表达的C1抑制剂蛋白的糖基化。唾液酸化也可通过本文所述的各种方法来操纵。不希望受任何理论束缚，发现减少的唾液酸化与所公开构建体的肝素结合增加相关，由此阻止C1-INH结合位点与靶结合。肝素结合也增加了内化到溶酶体内的可能性，从而增加清除率。
宿主细胞
如本文使用的，术语“宿主细胞”指可用于产生重组C1抑制剂蛋白的细胞。特别地，宿主细胞适合以大规模生产重组C1抑制剂蛋白。合适的宿主细胞可来源于各种生物，包括但不限于哺乳动物、植物、鸟类(例如禽类系统)、昆虫、酵母和细菌。在一些实施例中，宿主细胞是哺乳动物细胞。在一些实施例中，合适的宿主细胞被改造为改善所表达的rhC1-INH蛋白的糖基化谱。在本发明的一些实施例中，rhC1-INH多肽具有与天然血浆来源的C1-INH的相似部分相同或相似的糖基化谱。在一些实施例中，C1-INH多肽具有与天然血浆来源的C1-INH相当的至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％的聚糖。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白的糖基化谱具有人源化的糖基化谱。在一些实施例中，与天然血浆来源的C1-INH相比，rhC1-INH蛋白具有增加的唾液酸化。
糖基化谱的改善可以指增加唾液酸化和/或使糖基化谱人源化，例如，在经改造的细胞中表达包含C1-INH多肽的rhC1-INH蛋白，从而产生比在未经改造的细胞中表达的C1-INH多肽更相似于天然人C1-INH的糖基化谱。与Ruconest相比，改善还可以指增加、增强和/或优化C1-INH的糖基化谱。
本领域已知改变、控制、操纵、改善、增强和/或优化蛋白质的糖基化谱的各种方法。可优化的糖基化谱的特征包括聚糖残基的数目、聚糖残基附着的位置、聚糖附着的方式(例如键的类型)、聚糖附着的过程、以及附着到蛋白质或多肽上的聚糖残基的同一性。本发明蛋白质的任何部分的糖基化谱被视为用于糖基化优化的合适靶。考虑了控制糖基化谱的方法这些，以及技术人员鉴于本公开内容理解为在优化本发明蛋白质的糖基化方面具有效用的还有待发现的其它方法。改变、控制、操纵、改善、增强和/或优化本发明的C1-INH蛋白和多肽的糖基化谱的方法包括体外、原位和体内方法。
在一些实施例中，所表达的蛋白质或多肽的糖基化谱通过所表达的蛋白质或多肽的翻译后修饰和/或化学修饰而改变。
在一些实施例中，与具有未经历所述翻译后修饰和/或化学修饰的相同序列的C1-INH蛋白相比，已经历翻译后修饰和/或化学修饰的C1-INH蛋白具有改变、改善、增强、人源化和/或优化的糖基化谱。在一些实施例中，与具有未经历所述翻译后修饰和/或化学修饰的相同序列的C1-INH蛋白相比，已经历翻译后修饰和/或化学修饰的C1-INH蛋白具有改变、改善、增强、人源化和/或优化的唾液酸化谱。
在一些实施例中，与具有由未经改造以增强糖基化的相同细胞系表达的相同序列的C1-INH蛋白相比，由经改造以增强糖基化的细胞系表达的C1-INH蛋白具有改变、改善、增强、人源化和/或优化的糖基化谱。在一些实施例中，与具有由未经改造以增强唾液酸化的相同细胞系表达的相同序列的C1-INH蛋白相比，由经改造以增强唾液酸化的细胞系表达的C1-INH蛋白具有改变、改善、增强、人源化和/或优化的唾液酸化谱。
在一些实施例中，与具有由未在增强糖基化的条件下培养的细胞系表达的相同序列的C1-INH蛋白相比，由在增强糖基化的条件下培养的细胞系表达的C1-INH蛋白具有改变、改善、增强、人源化和/或优化的糖基化谱。在一些实施例中，与具有由未在增强唾液酸化的条件下培养的细胞系表达的相同序列的C1-INH蛋白相比，由在增强唾液酸化的条件下培养的细胞系表达的C1-INH蛋白具有改变、改善、增强、人源化和/或优化的唾液酸化谱。
在一些实施例中，与Ruconest相比，C1-INH蛋白具有改变、改善、增强、人源化和/或优化的糖基化谱。在一些实施例中，与人血浆来源的C1-INH相比，C1-INH蛋白具有改变、改善、增强、人源化和/或优化的糖基化谱。
在一些实施例中，操纵细胞培养条件以实现具有所需糖基化谱的蛋白质的表达。这些细胞培养条件包括对生产和培养过程的控制，包括培养的长度、培养基的添加物、基因的共表达以通过增加的糖基化增强糖基化、和/或细胞的改造以敲除、阻止其表达、使其失活、或破坏与聚糖降解有关的酶(例如，唾液酸酶)。用于操纵糖基化的合适方法包括但不限于在例如美国专利号5,047,335；5,096,816；5,705,364；7,645,609；8,273,723；8,524,477；8,617,878；8,871,723；PCT公开号WO2006/106348；WO2007/095506；WO2008/025856；WO2010/007214；WO2010/099394；和WO2013/093760中所述的那些，所述专利的公开内容以引用的方式并入本文。
宿主细胞和经转染的宿主细胞的特定克隆的选择也可用于增强糖基化。增强糖基化的一些方法包括纯化方法以富集具有所需糖基化谱的蛋白质或多肽。
操纵蛋白质的唾液酸化谱的各种方法是本领域已知的。这些方法以及还有待开发的其它方法是本发明考虑了的。操纵本发明的C1-INH蛋白和多肽的唾液酸化谱的方法包括体外、原位和体内方法。在一些实施例中，表达的蛋白质或多肽的唾液酸化谱通过表达的蛋白质或多肽的表达后化学修饰而改变。在一些实施例中，操纵细胞培养条件以实现具有所需唾液酸化谱的蛋白质的表达。这些细胞培养条件包括对生产和培养过程的控制，包括培养的长度、培养基的添加物和/或基因的共表达以增强唾液酸化。宿主细胞和经转染的宿主细胞的特定克隆的选择也可用于增强唾液酸化。增强唾液酸化的一些方法包括纯化方法以富集具有所需唾液酸化谱的蛋白质或多肽。
唾液酸化也可通过本文所述的各种方法来操纵。不希望受任何理论束缚，发现减少的唾液酸化与所公开构建体的肝素结合增加相关，由此阻止C1-INH结合位点与靶结合。肝素结合也增加了内化到溶酶体内的可能性，从而增加清除率。
哺乳动物细胞系
对细胞培养和多肽表达敏感的任何哺乳动物细胞或细胞类型都可根据本发明用作宿主细胞。根据本发明可使用的哺乳动物细胞的非限制性例子包括人胚肾293细胞(HEK293)，HeLa细胞；BALB/c小鼠骨髓瘤细胞系(NSO/l，ECACC编号：85110503)；人成视网膜细胞(PER.C6，CruCell，Leiden，荷兰)；由SV40转化的猴肾CV1系(COS-7，ATCC CRL 1651)；人胚肾系(亚克隆用于在悬浮培养中生长的293或293细胞，Graham等人，J.Gen Virol.,36:59(1977))；幼仓鼠肾细胞(BHK，ATCC CCL 10)；中国仓鼠卵巢细胞+/-DHFR(CHO，Urlaub和Chasin，Proc.Natl.Acad.Sci.USA,77:4216,1980)；小鼠塞尔托利细胞(TM4,Mather,Biol.Reprod.,23:243-251,1980)；猴肾细胞(CV1 ATCC CCL 70)；非洲绿猴肾细胞(VERO-76，ATCC CRL-1 587)；人宫颈癌细胞(HeLa，ATCC CCL 2)；犬肾细胞(MDCK，ATCC CCL 34)；水牛鼠肝细胞(BRL 3A，ATCCCRL 1442)；人肺细胞(W138，ATCC CCL 75)；人肝细胞(Hep G2，HB 8065)；小鼠乳房肿瘤(MMT 060562，ATCC CCL51)；TRI细胞(Mather等人，AnnalsN.Y.Acad.Sci.,383:44-68,1982)；MRC 5细胞；FS4细胞；和人肝癌细胞系(Hep G2)。在一些实施例中，合适的哺乳动物细胞不是内体酸化缺陷型细胞。
另外，表达多肽或蛋白质的任何数目的商购可得和非商购可得的杂交瘤细胞系都可根据本发明利用。本领域技术人员应了解，杂交瘤细胞系可具有不同的营养需求和/或可能需要不同的培养条件用于最佳生长和多肽或蛋白质表达，并且将能够根据需要改变条件。
非哺乳动物细胞系
对细胞培养和多肽表达敏感的任何非哺乳动物来源的细胞或细胞类型都可根据本发明用作宿主细胞。根据本发明可使用的非哺乳动物宿主细胞和细胞系的非限制性例子包括用于酵母的源自巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)、甲醇毕赤酵母(Pichiamethanolica)、安格斯毕赤酵母(Pichia an gusta)、粟酒裂殖酵母(Schizosacccharomyces pombe)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)的细胞和细胞系；用于昆虫的草地贪夜蛾(Sodopterafrugiperda)、粉纹夜娥(Trichoplusis ni)、黑腹果蝇(Drosophila melangoster)和烟草天蛾(Manduca sexta)；以及用于细菌的大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphimurium)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacilluslichenifonnis)、脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)、产气荚膜梭菌(Clostridiaperfringens)、艰难梭菌(Clostridia difficil)；以及来自两栖动物的非洲爪蟾(XenopusLaevis)。
可适应贴壁生长与悬浮增长
在某些实施例中，基于某些优选的属性或在选择用于培养细胞的特定条件下的生长来选择宿主细胞用于生成细胞系。本领域技术人员应了解，可基于已建立的系(即特征化的商购可得的细胞系)的已知特征和/或性状或通过经验评估来确定这些属性。在一些实施例中，细胞系可就其在细胞饲养层上生长的能力加以选择。在一些实施例中，细胞系可就其悬浮生长的能力加以选择。在一些实施例中，细胞系可就其作为贴壁单层细胞生长的能力加以选择。在一些实施例中，这样的细胞可与任何组织培养容器或用合适的粘附基材处理的任何容器一起使用。在一些实施例中，合适的粘附基材选自胶原(例如胶原I、II、II或IV)、明胶、纤连蛋白、层粘连蛋白、玻连蛋白、纤维蛋白原、BD MatrigelTM、基膜基质、硫酸皮肤素蛋白多糖、聚-D-赖氨酸和/或其组合。在一些实施例中，可在特定生长条件下选择且修饰贴壁宿主细胞，以悬浮生长。修饰贴壁细胞以悬浮生长的这种方法是本领域已知的。例如，通过随着时间过去逐渐从生长培养基中去除动物血清，可以调节细胞以使其在悬浮培养中生长。
细胞系选择和评估
根据本发明，经改造以表达rhC1-INH蛋白的细胞就其在商业可行规模下生产rhC1-INH蛋白的能力加以选择。特别地，根据本发明的经改造的细胞能够以高水平和/或高酶促活性产生rhC1-INH蛋白。在一些实施例中，一旦在细胞培养条件(例如标准的大规模悬浮或贴壁培养条件)下培养，期望的细胞就可产生5皮克/细胞/天或大于约5皮克/细胞/天(例如，大于约10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100皮克/细胞/天)的量的C1-INH蛋白。在一些实施例中，一旦在细胞培养条件(例如，标准的大规模悬浮或贴壁培养条件)下培养，所需细胞就能够以范围为约5-100皮克/细胞/天(例如约5-90皮克/细胞/天、约5-80皮克/细胞/天、约5-70皮克/细胞/天、约5-60皮克/细胞/天、约5-50皮克/细胞/天、约5-40皮克/细胞/天、约5-30皮克/细胞/天、约10-90皮克/细胞/天、约10-80皮克/细胞/天、约10-70皮克/细胞/天、约10-60皮克/细胞/天、约10-50皮克/细胞/天、约10-40皮克/细胞/天、约10-30皮克/细胞/天、约20-90皮克/细胞/天、约20-80皮克/细胞/天、约20-70皮克/细胞/天、约20-60皮克/细胞/天、约20-50皮克/细胞/天、约20-40皮克/细胞/天、约20-30皮克/细胞/天)的量产生C1-INH蛋白。
细胞培养基和条件
各种细胞培养基和条件可用于使用根据本发明经改造的细胞生产rhC1-INH蛋白。例如，rhC1-INH蛋白可在含血清或无血清培养基中产生。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白在无血清培养基中产生。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白在无动物培养基(即，缺乏动物来源的组分的培养基)中产生。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白在化学成分确定的培养基中产生。如本文使用的，术语“化学成分确定的营养培养基”指基本上所有化学组分都是已知的培养基。在一些实施例中，化学成分确定的营养培养基不含动物来源的组分，例如血清、血清来源的蛋白质(例如白蛋白或胎球蛋白)和其它组分。在一些实施例中，化学成分确定的培养基包含一种或多种蛋白质(例如蛋白质生长因子或细胞因子)。在一些实施例中，化学成分确定的营养培养基包含一种或多种蛋白质水解产物。在一些实施例中，化学成分确定的营养培养基是不含蛋白质的培养基，即不含蛋白质、水解产物或组成未知的组分的无血清培养基。
在一些实施例中，化学成分确定的培养基可通过一种或多种动物来源的组分补充。这样的动物来源的组分包括但不限于胎牛血清、马血清、山羊血清、驴血清、人血清和血清来源的蛋白质例如白蛋白(例如牛血清白蛋白或人血清白蛋白)。
各种细胞培养条件可用于以大规模生产rhC1-INH蛋白，包括但不限于滚瓶培养、生物反应器分批培养、灌注培养和生物反应器补料分批培养。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白由悬浮培养的细胞产生。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白由贴壁细胞产生。在一些实施例中，灌注培养用于控制所表达的蛋白质的糖基化。灌注培养的示例性方法包括但不限于在例如美国专利号6,528,286和PCT公开号WO1996/039488A1中描述的那些，所述专利的公开内容以引用的方式并入本文。
示例性细胞培养基和培养条件在实例部分中描述。这些实例并不预期是限制性的。
培养起始
可首先通过本领域普通技术人员众所周知的各种方法中的任一种，在初始培养物中繁殖表达C1-INH蛋白的所需细胞。细胞通过使其在有助于细胞存活、生长和活力的温度和培养基中生长来繁殖。初始培养体积可以为任何大小，但通常小于最终生产中使用的生产型生物反应器的培养体积，并且在接种生产型生物反应器之前，细胞通常增加培养体积传代几次。可搅动或摇动细胞培养物，以增加培养基的充氧和营养素向细胞的分散。可替代地或另外地，本领域众所周知的专用喷洒装置可用于增加和控制培养物的充氧。
起始细胞密度可通过本领域普通技术人员选择。根据本发明，起始细胞密度可低至单个细胞/培养物体积。在一些实施例中，起始细胞密度范围可以为1x 102个活细胞/mL至约1x 103、1x 104、1x 105、1x 106个活细胞/mL且更高。
在接种下一个中间或最终生产型生物反应器之前，初始和中间细胞培养物可生长至任何所需密度。在一些实施例中，接种生产型生物反应器之前的最终活力大于约70％、75％、80％、85％、90％、95％或更多。例如，可通过低速离心从上清液中取出细胞。在接种下一个生物反应器以去除任何不需要的代谢废物产物或培养基组分之前，用培养基洗涤去除的细胞也是期望的。培养基可以为细胞先前在其中生长的培养基，或者可以为通过本发明的从业者选择的不同培养基或洗涤溶液。
然后可将细胞稀释至适当密度用于接种生产型生物反应器。在一些实施例中，将细胞稀释到将在生产型生物反应器中使用的相同培养基内。可替代地，可将细胞稀释到另一种培养基或溶液内，这取决于本发明的从业者的需要和愿望，或者适应细胞本身的特定要求，例如，如果它们在接种生物反应器之前待贮存短时间段。
生长阶段
通常，一旦生产型生物反应器已如上所述接种，就在有助于细胞培养物的存活、生长和活力的条件下，将细胞培养物维持在初始生长阶段。根据本发明，生产型生物反应器可以为适合大规模生产蛋白质的任何体积。参见下文“生物反应器”小节。
生长阶段中细胞培养物的温度主要基于细胞培养物在其下保持存活的温度范围来选择。生长阶段的温度可维持在单一恒定温度下或在一定温度范围内。例如，温度可在生长阶段期间稳步增加或降低。一般而言，大多数哺乳动物细胞在约25℃至42℃(例如30℃至40℃、约30℃至37℃、约35℃至40℃)的范围内生长良好。在一些实施例中，哺乳动物细胞在范围为约30-37℃(例如约31-37℃、约32-37℃、约33-37℃、约34-37℃、约35-37℃、约36-37℃)的温度下进行培养。在一些实施例中，哺乳动物细胞在范围为约30-34℃(例如约31-34℃、约31-35℃、约32-34℃、约33-34℃、约33-35℃)的温度下进行培养。通常，在生长阶段期间，细胞在约28℃、约30℃、约31℃、约32℃、约33℃、约34℃、约35℃、约36℃、约37℃、约38℃、约39℃或约40℃下生长。
取决于从业者的需要和细胞本身的要求，细胞可在初始生长阶段期间生长更长或更短的时间量。在一个实施例中，使细胞生长足以获得活细胞密度的时间段，所述活细胞密度是如果允许细胞不受干扰地生长而将最终达到的最大活细胞密度的给定百分比。例如，细胞可生长足以达到最大活细胞密度的1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或99百分比的所需活细胞密度的时间段。
在一些实施例中，允许细胞生长限定时间段。例如，取决于细胞培养物的起始浓度、细胞在其下生长的温度以及细胞的固有生长率，细胞可生长0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多天。在某些情况下，细胞可允许生长一个月或更长时间。
在一些实施例中，允许细胞生长至所需活细胞密度。例如，到生长阶段结束时所需的活细胞密度大于约1.0x 106个活细胞/mL、1.5x 106活细胞/mL、2.0x 106个活细胞/mL、2.5x 106个活细胞/mL、5x 106个活细胞/mL、10x 106个活细胞/mL、20x 106个活细胞/mL、30x 106个活细胞/mL、40x 106个活细胞/mL、或50x 106个活细胞/mL。
细胞培养物可在初始培养阶段期间被搅动或摇动，以便增加充氧和营养素向细胞的分散。根据本发明，本领域普通技术人员将理解，在初始生长阶段期间控制或调节生物反应器的某些内部条件可能是有益的，包括但不限于pH、温度、充氧等。例如，可通过供应适量的酸或碱来控制pH，并且可用本领域众所周知的喷洒装置来控制充氧。在一些实施例中，生长阶段的所需pH范围为约6.8-7.5(例如约6.9-7.4、约6.9-7.3、约6.95-7.3、约6.95-7.25、约7.0-7.3、约7.0-7.25、约7.0-7.2、约7.0-7.15、约7.05-7.3、约7.05-7.25、约7.05-7.15、约7.05-7.20、约7.10-7.3、约7.10-7.25、约7.10-7.20、约7.10-7.15)。在一些实施例中，生长阶段的所需pH为约6.8、6.85、6.9、6.95、7.0、7.05、7.1、7.15、7.2、7.25、7.3、7.35、7.4、7.45或7.5。
在一些实施例中，生长阶段的所需溶解氧设定点范围为约0％-70％、约5％-60％、约25％-50％、约20％-40％、约30％-60％。在一些实施例中，生长阶段的所需溶解氧设定点为约5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％。
转变阶段
在一些实施例中，当细胞准备用于生产阶段时，可改变培养条件以最大化重组目的蛋白的产生。这种培养条件的变化通常在转变阶段发生。在一些实施例中，这种改变可以为多种培养条件中的一种或多种的转变，包括但不限于温度、pH、渗透压和培养基。在一个实施例中，培养物的pH转变。例如，培养基的pH可从生长阶段到生产阶段增加或降低。在一些实施例中，pH的这种变化是快速的。在一些实施例中，pH的这种变化在经过延长的时间段内缓慢地发生。在一些实施例中，通过加入碳酸氢钠调节pH的变化。在一些实施例中，pH的变化在转变阶段开始时起始，并且在后续的生产阶段期间维持。
在一个实施例中，细胞培养基的葡萄糖浓度转变。根据该实施例，在转变阶段起始时，将细胞培养物内的葡萄糖浓度调节至高于7.5mM的速率。
在一些实施例中，温度从生长阶段到生产阶段向上或向下转变。例如，温度可从生长阶段向生产阶段向上或向下转变约0.1℃、0.2℃、0.3℃、0.°°°°°°°°°°
4C、0.5C、1.0C、1.5C、2.0C、2.5C、3.0C、3.5C、4.0C、4.5C、5.0℃、5.5℃、6.0℃、6.5℃、7.0℃、7.5℃、8.0℃或更多。
生产阶段
根据本发明，一旦细胞培养物达到所需细胞密度和活力，有或没有转变阶段，细胞培养物在培养条件下维持用于后续的生产阶段，所述培养条件有助于细胞培养物的存活和活力，并且适合于以商业足够的水平表达C1-INH蛋白。
在一些实施例中，在生产阶段期间，将培养物维持在低于生长阶段的温度或温度范围的温度或在该温度范围内。例如，在生产阶段期间，细胞可在约25℃至35℃(例如约28℃至35℃、约30℃至35℃、约32℃至约35℃)的范围内良好表达rhC1-INH蛋白。在一些实施例中，在生产阶段期间，细胞可在约25℃、约26℃、约27℃、约28℃、约29℃、约30℃、约31℃、约32℃、约33℃、约34℃、约35℃、约36℃、约37℃的温度下良好表达rhC1-INH蛋白。在其它实施例中，在生产阶段期间，培养物维持在高于生长阶段的温度或温度范围的温度或在该温度范围内。
另外或可替代地，在生产阶段期间，培养物维持在与生长阶段的pH或pH范围不同(更低或更高)的pH或在该pH范围内。在一些实施例中，用于生产阶段的培养基具有范围为约6.8-7.5(例如约6.9-7.4、约6.9-7.3、约6.95-7.3、约6.95-7.25、约7.0-7.3、约7.0-7.25、约7.0-7.2、约7.0-7.15、约7.05-7.3、约7.05-7.25、约7.05-7.15、约7.05-7.20、约7.10-7.3、约7.10-7.25、约7.10-7.20、约7.10-7.15)的pH。在一些实施例中，培养基具有约6.8、6.85、6.9、6.95、7.0、7.05、7.1、7.15、7.2、7.25、7.3、7.35、7.4、7.45或7.5的pH。
在一些实施例中，生产阶段的所需溶解氧设定点为约0％-70％、约5％-60％、约25％-50％、约20％-40％、约30％-60％。在一些实施例中，生产阶段的所需溶解氧设定点为约5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％。
在一些实施例中，细胞可在整个生产过程中持在所需活细胞密度范围内。例如，在细胞培养的生产阶段期间，所需活细胞密度在生产阶段期间的范围可以为约1.0-50x 106个活细胞/mL(例如约1.0-40x 106个活细胞/mL、约1.0-30x 106个活细胞/mL、约1.0-20x106个活细胞/mL、约1.0-10x 106个活细胞/mL、约1.0-5x 106个活细胞/mL、约1.0-4.5x 106个活细胞/mL、约1.0-4x 106个活细胞/mL、约1.0-3.5x 106个活细胞/mL、约1.0-3x 106个活细胞/mL、约1.0-2.5x 106个活细胞/mL、约1.0-2.0x 106个活细胞/mL、约1.0-1.5x 106个活细胞/mL、约1.5-10x 106个活细胞/mL、约1.5-5x 106个活细胞/mL、约1.5-4.5x 106个活细胞/mL、约1.5-4x 106个活细胞/mL、约1.5-3.5x 106个活细胞/mL、约1.5-3.0x106个活细胞/mL、约1.5-2.5x 106个活细胞/mL、约1.5-2.0x 106个活细胞/mL)。
在一些实施例中，可将细胞维持足以达到最大活细胞密度的1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或99百分比的活细胞密度的时间段。在某些情况下，可能期望允许活细胞密度达到最大值。在一些实施例中，可能期望允许活细胞密度达到最大值，然后在收获培养物之前允许活细胞密度下降到某一水平。在一些实施例中，在生产阶段结束时的总活力小于约90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％。
在一些实施例中，允许细胞在生产阶段期间生长限定的时间段。例如，取决于在后续的生长阶段开始时细胞培养物的浓度、细胞在其下生长的温度以及细胞的固有生长率，细胞可生长约5-90天(例如约5-80天、约5-70天、约5-60天、约5-50天、约5-40、约5-30天、约5-20天、约5-15天、约5-10天、约10-90天、约10-80天、约10-70天、约10-60天、约10-50天、约10-40天、约10-30天、约10-20天、约15-90天、约15-80天、约15-70天、约15-60天、约15-50天、约15-40天、约15-30天)。在一些实施例中，生产阶段持续约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85或90天。
在一些实施例中，细胞在生产阶段中维持直至rhC1-INH蛋白的滴度达到最大值。在其它实施例中，可在这个点之前收获培养物。例如，在一些实施例中，细胞维持在生产阶段中，直至rhC1-INH蛋白的滴度达到所需滴度。因此，rhC1-INH蛋白的所需平均收获滴度可以为每天每升至少6mg(mg/L/天)(例如，至少8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、250、300、350、400、450或500mg/L/天或更多)。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白的所需平均收获滴度可以为约6-500mg/L/天(例如约6-400mg/L/天、约6-300mg/L/天、约6-200mg/L/天、约6-100mg/L/天、约6-90mg/L/天、约6-80mg/L/天、约6-70mg/L/天、约6-60mg/L/天、约6-50mg/L/天、约6-40mg/L/天、约6-30mg/L/天、约10-500mg/L/天、约10-400mg/L/天、约10-300mg/L/天、约10-200mg/L/天、约10-100mg/L/天、约10-90mg/L/天、约10-80mg/L/天、约10-70mg/L/天、约10-60mg/L/天、约10-50mg/L/天、约10-40mg/L/天、约10-30mg/L/天、约20-500mg/L/天、约20-400mg/L/天、约20-300mg/L/天、约20-200mg/L/天、约20-100mg/L/天、约20-90mg/L/天、约20-80mg/L/天、约20-70mg/L/天、约20-60mg/L/天、约20-50mg/L/天、约20-40mg/L/天、约20-30mg/L/天)。
在一些实施例中，在生产阶段期间用已被细胞耗尽或代谢的营养素或其它培养基组分补充细胞培养物可能是有益或必需的。例如，用在细胞培养期间观察到已耗尽的营养素或其它培养基组分补充细胞培养物可能是有利的。可替代地或另外地，在生产阶段之前补充细胞培养物可能是有益或必需的。作为非限制性例子，用以下补充细胞培养物可能是有益或必需的：氧化还原调节剂、生长调节剂(例如激素和/或其它生长因子)、糖基化调节剂、特定离子(例如钠、氯化物、钙、镁、锰、磷酸盐)、缓冲剂、维生素、核苷或核苷酸、微量元件(通常以极低的最终浓度存在的无机化合物)、氨基酸、脂质、蛋白胨、酵母提取物、植物水解产物、大豆水解产物、血清、脂质补充剂、核苷酸糖、核苷酸糖前体、氨、葡糖胺、尿苷、唾液酸前体、N-乙酰甘露糖胺、葡萄糖、半乳糖、氨基酸(例如谷氨酰胺、半胱氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、缬氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酸)、糖(例如葡萄糖、半乳糖、唾液酸)或能源。
这些补充组分可全部一次添加到细胞培养物中，或者它们可以以一系列添加物的形式提供给细胞培养物。在一些实施例中，补充组分以按比例的量多次提供给细胞培养物。在其它实施例中，细胞培养物用这些补充组分连续补料。通常，该过程被称为灌注，并且涉及灌注的细胞培养被称为“灌注培养。”如本文使用的，术语“灌注培养”指培养细胞的方法，其中额外的组分在培养过程开始之后连续或半连续地提供给培养物。通常在连续或半连续的基础上收获培养基中的一部分细胞和/或组分，并且任选进行纯化。
在一些实施例中，培养基在生产阶段期间通过灌注过程进行连续交换。通常，将新鲜培养基相对于反应器工作体积/天(VVD)的体积定义为灌注速率。根据本发明可使用各种灌注速率。在一些实施例中，灌注过程具有这样的灌注速率，使得加入细胞培养物的总体积保持最小量。在一些实施例中，灌注过程具有范围为约0.5-2体积的新鲜培养基/反应器的工作体积/天(VVD)(例如约0.5-1.5VVD、约0.75-1.5VVD、约0.75-1.25VVD、约1.0-2.0VVD、约1.0-1.9VVD、约1.0-1.8VVD、约1.0-1.7VVD、约1.0-1.6VVD、约1.0-1.5VVD、约1.0-1.4VVD、约1.0-1.3VVD、约1.0-1.2VVD、约1.0-1.1VVD)的灌注速率。在一些实施例中，灌注过程具有约0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.05、1.10、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、1.85、1.9、1.95或2.0VVD的灌注速率。
灌注过程还可通过添加的新鲜培养基的体积/细胞/天来表征，其被定义为细胞比灌注速率。可使用各种细胞比灌注速率。在一些实施例中，灌注过程具有范围为约0.05-5纳升/细胞/天(nL/细胞/天)(例如约0.05-4nL/细胞/天、约0.05-3nL/细胞/天、约0.05-2nL/细胞/天、约0.05-1nL/细胞/天、约0.1-5nL/细胞/天、约0.1-4nL/细胞/天、约0.1-3nL/细胞/天、约0.1-2nL/细胞/天、约0.1-1nL/细胞/天、约0.15-5nL/细胞/天、约0.15-4nL/细胞/天、约0.15-3nL/细胞/天、约0.15-2nL/细胞/天、约0.15-1nL/细胞/天、约0.2-5nL/细胞/天、约0.2-4nL/细胞/天、约0.2-3nL/细胞/天、约0.2-2nL/细胞/天、约0.2-1nL/细胞/天、约0.25-5nL/细胞/天、约0.25-4nL/细胞/天、约0.25-3nL/细胞/天、约0.25-2nL/细胞/天、约0.25-1nL/细胞/天、约0.3-5nL/细胞/天、约0.3-4nL/细胞/天、约0.3-3nL/细胞/天、约0.3-2nL/细胞/天、约0.3-1nL/细胞/天、约0.35-5nL/细胞/天、约0.35-4nL/细胞/天、约0.35-3nL/细胞/天、约0.35-2nL/细胞/天、约0.35-1nL/细胞/天、约0.4-5nL/细胞/天、约0.4-4nL/细胞/天、约0.4-3nL/细胞/天、约0.4-2nL/细胞/天、约0.4-1nL/细胞/天、约0.45-5nL/细胞/天、约0.45-4nL/细胞/天、约0.45-3nL/细胞/天、约0.45-2nL/细胞/天、约0.45-1nL/细胞/天、约0.5-5nL/细胞/天、约0.5-4nL/细胞/天、约0.5-3nL/细胞/天、约0.5-2nL/细胞/天、约0.5-1nL/细胞/天)的细胞比灌注速率。在一些实施例中，灌注过程具有约0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9或5.0nL/细胞/天的细胞比灌注速率。
细胞培养物可在生产阶段期间被搅动或摇动，以便增加充氧和营养素向细胞的分散。根据本发明，本领域普通技术人员将理解，在生长阶段期间控制或调节生物反应器的某些内部条件可能是有益的，包括但不限于pH、温度、充氧等。例如，可通过供应适量的酸或碱来控制pH，并且可用本领域众所周知的喷洒装置来控制充氧。还可提供一种或多种消泡剂(anti form agent)。
在整个生产过程中可使用相同的培养基，所述生产过程包括生长阶段、生产阶段和灌注(profusion)。在一些实施例中，在rhC1-INH的生产中使用至少两种不同的培养基。例如，配制用于细胞生长的营养培养基通常用于支持在整个细胞生长阶段的细胞生长，并且配制用于蛋白质生产的营养培养基在该过程的生产阶段期间使用，以支持C1-INH的表达和收获。在任一种情况下，营养培养基可含有或不含有血清或其它动物来源的组分(例如胎球蛋白)。
根据本发明，细胞通常在悬浮液中生长。然而，细胞可贴壁至基材。在一个例子中，细胞可贴壁到悬浮在营养培养基中的微珠或颗粒上。
生物反应器
本发明还提供了可用于生产rhC1-INH的生物反应器。例如，生物反应器可以为灌注、分批、补料分批、重复分批或连续的(例如连续搅拌罐反应器模型)。通常，生物反应器包括设计并配置成容纳培养基(例如化学成分确定的营养培养基)的至少一个容器。该容器通常还包括设计并配置成将新鲜营养培养基流入容器内的至少一个入口。该容器通常还包括设计并配置成将废弃培养基从容器中流出的至少一个出口。在一些实施例中，容器还可包括至少一个滤器，其被设计并配置成最小化容器中的分离细胞与废弃培养基一起通过至少一个出口的程度。生物反应器也可配备有一个或多个其它部件，其设计为维持适合于细胞生长的条件。例如，生物反应器可配配有一个或多个循环或混合装置，其被设计并配置成在容器内循环或混合营养培养基。通常，经改造以表达rhC1-INH的分离的细胞悬浮在营养培养基中。因此，在一些情况下，循环装置确保分离的细胞在营养培养基中保持悬浮。在某些情况下，细胞贴壁至基材。在一些情况下，细胞贴壁到在营养培养基中悬浮的一个或多个基材(例如微珠)上。生物反应器可包括用于从容器获得细胞悬浮液样品的一个或多个端口。生物反应器可配置有用于监测和/或控制培养条件的一个或多个部件，包括条件例如气体含量(例如空气、氧、氮、二氧化碳)、流速、温度、pH和溶解氧水平和搅拌速度/循环速率。
在生物反应器中可使用任何适当大小的容器。通常，容器尺寸适合于满足制造rhC1-INH的生产需求。在一些实施例中，容器被设计且配置成包含至多1L、至多10L、至多100L、至多500L、至多1000L、至多1500L、至多2000L或更多的营养培养基。在一些实施例中，生产型生物反应器的体积为至少10L、至少50L、100L、至少200L、至少250L、至少500L、至少1000L、至少1500L、至少2000L、至少2500L、至少5000L、至少8000L、至少10,000L、至少12,000L、至少15,000L、或至少20,000L或更多、或两者之间的任何体积。生产型生物反应器可由有助于细胞生长和活力的任何材料构成，所述材料不干扰生产的C1-INH蛋白的表达或稳定性或活性。示例性材料可包括但不限于玻璃、塑料或金属。
在一些实施例中，细胞可在容纳在生物反应器的容器中的化学成分确定的培养基中培养。培养方法通常涉及通过至少一个入口将新鲜的营养培养基灌注到容器内，并且通过至少一个出口将废弃的营养培养基从容器中排出。排出以至多约0.1容器体积/天、约0.2容器体积/天、约0.3容器体积/天、约0.4容器体积/天、约0.5容器体积/天、约1容器体积/天、约1.5容器体积/天或更多的速率执行。该方法还涉及收获包含rhC1-INH的营养培养基。收获可以以至多约0.1容器体积/天、约0.2容器体积/天、约0.3容器体积/天、约0.4容器体积/天、约0.5容器体积/天、约1容器体积/天、约1.5容器体积/天或更多的速率执行。灌注也通常以等价于排出速率和收获速率之和的速率执行。例如，灌注速率可大于约0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0容器体积/天。在一些实施例中，灌注速率小于约5.0、4.5、4.0、3.5、3.0、2.5、2.0、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5容器体积/天。在整个说明书中描述了示例性的灌注速率。
监测培养条件
在本发明的某些实施例中，从业者可能发现定期监测生长细胞培养的特定条件是有益或必需的。监测细胞培养条件允许从业者确定细胞培养物是否以次最佳水平产生重组多肽或蛋白质，或培养物是否将进次最佳生产阶段。为了监测某些细胞培养条件，必需去除培养物的少量等分试样用于分析。
作为非限制性例子，监测所表达的C1-INH蛋白的温度、pH、细胞密度、细胞活力、整合的活细胞密度、渗透压、或滴度或活性可能是有益或必需的。本领域众所周知的许多技术允许本领域的普通技术人员能够测量这些条件。例如，可使用血细胞计数器、库尔特计数器或细胞密度检查(CEDEX)来测量细胞密度。活细胞密度可通过用台盼蓝染色培养物样品来确定。由于仅死细胞摄取台盼蓝，因此可通过计数细胞总数目，将摄取染料的细胞数目除以细胞总数目，并且采取倒数来确定活细胞密度。可替代地，所表达的C1-INH蛋白的水平可通过标准分子生物学技术如SDS-PAGE凝胶的考马斯染色、蛋白质印迹、Bradford测定、Lowry测定、双缩脲测定和UV吸光度来确定。监测所表达的C1-INH蛋白的翻译后修饰，包括磷酸化和糖基化，也可能是有益或必需的。
示例性细胞培养基和培养条件在实例部分中描述。这些实例并不预期是限制性的。
表达的C1-INH蛋白的纯化
各种方法可用于纯化或分离根据本文所述的各种方法产生的C1-INH蛋白。在一些实施例中，表达的C1-INH蛋白被分泌到培养基内，并且因此可通过例如离心或过滤来去除细胞和其它固体，作为纯化过程中的第一步。可替代地或另外地，表达的C1-INH蛋白结合宿主细胞的表面。在一些实施例中，表达多肽或蛋白质的宿主细胞被裂解用于纯化。哺乳动物宿主细胞的裂解可通过本领域普通技术人员众所周知的任何数目的手段来实现，包括通过玻璃珠的物理破碎和暴露于高pH条件。
C1-INH蛋白可通过标准方法分离和纯化，所述标准方法包括但不限于层析(例如离子交换、亲和力、尺寸排阻和羟磷灰石层析)、凝胶过滤、离心或差异溶解度、乙醇沉淀或通过用于纯化蛋白质的任何其它可用技术(参见例如Scopes,Protein PurificationPrinciples and Practice第2版，Springer-Verlag,New York,1987；Higgins,S.J.和Hames,B.D.(编辑)，Protein Expression:A Practical Approach,Oxford Univ Press,1999；以及Deutscher,M.P.,Simon,M.I.,Abelson,J.N.(编辑)，Guide to ProteinPurification:Methods in Enzymology(Methods in Enzymology Series，第182卷)，Academic Press,1997，所有所述参考文献都以引用的方式并入本文)。特别对于免疫亲和层析，蛋白质可通过使其与包含抗体的亲和柱结合来分离，所述抗体针对该蛋白质产生并且固定到固定支撑物。可替代地，可通过标准重组技术将亲和标签如流感衣壳序列、聚组氨酸或谷胱甘肽-S-转移酶附着至蛋白质，以允许通过适当的亲和柱进行简单纯化。蛋白酶抑制剂如苯甲基磺酰氟(PMSF)、亮肽素、胃酶抑素或抑肽酶可在任何或所有阶段加入，以便减少或消除在纯化过程期间多肽或蛋白质的降解。当细胞必须裂解以便分离和纯化表达的多肽或蛋白质时，蛋白酶抑制剂是特别需要的。
避免与C1-INH蛋白纯化有关的问题的示例性纯化方法在下文实例部分中描述。用于纯化的合适树脂包括但不限于阴离子交换树脂、白蛋白亲和树脂、C1酯酶抑制剂亲和树脂和蛋白A树脂。在一些实施例中，不需要pH下降的纯化方法是优选的。在一些实施例中，不需要用酸性pH洗脱的纯化方法是优选的。在其它实施例中，利用防止聚集的稳定剂。在一些实施例中，防止聚集的稳定剂用于需要pH下降的方法中。合适的稳定剂的非限制性例子包括EDTA。
用于纯化本发明的C1-INH蛋白的合适方法包括但不限于在例如美国专利号5,276,141；US7384754；8,802,816；PCT公开号WO2012107572；和WO2013009526中描述的那些，所述专利的公开内容以引用的方式并入本文。
污染物的减少
本公开内容还提供了减少下游过程中的非靶蛋白污染物或杂质的方法。在一个实施例中，下游过程是rhC1-INH。非靶蛋白污染物包括例如污染DNA、RNA、宿主细胞蛋白质(HCP)、和/或病毒、和/或并非靶蛋白的任何其它物质。在一个实施例中，通过向rhC1-INH下游过程引入另外的纯化步骤来减少非靶蛋白污染物。在图14中描述了不含额外的纯化步骤的用于rhC1-INH的一个下游过程的例子。
DNA、HCP和/或病毒污染物的减少可在下游过程的任何阶段发生。在一个实施例中，阴离子交换(AEX)膜吸收剂用于减少污染物。AEX膜吸收剂的例子可包括Sartobind Q、Sartobind STIC和/或Natrix。在一个实施例中，通过在图14中描述的POROS XS纯化步骤后引入AEX膜步骤，发生DNA和/或宿主细胞蛋白质污染物的减少。在一个实施例中，通过在图14中描述的下游过程中的POROS XS纯化步骤之后引入Sartobind Q膜吸收剂步骤，发生DNA、宿主细胞蛋白质和/或病毒污染物的减少。在一个实施例中，通过在图14中描述的下游过程中的POROS XS纯化步骤之后引入Sartobind Q膜吸收剂步骤，发生DNA污染物的减少。在一个实施例中，通过在图14中描述的下游过程中的POROS XS纯化步骤后引入SartobindQ膜吸收剂步骤，发生宿主细胞蛋白污染物的减少。在一个实施例中，通过在图14中描述的下游过程中的POROS XS纯化步骤之后引入Sartobind STIC膜吸收剂步骤，发生DNA污染物的减少。在一个实施例中，通过在图14中描述的下游过程中的POROS XS纯化步骤之后引入Sartobind STIC膜吸收剂步骤，发生宿主细胞蛋白质污染物的减少。
引入额外的污染物纯化步骤可影响rhC1-INH产率和纯度。在一个实施例中，与Sartobind STIC或Natrix膜的使用相比，Sartobind Q AEX膜的使用获得了增加的rhC1-INH产率和纯度。在一个实施例中，在POROSXS下游处理步骤之后使用Sartobind Q AEX膜获得了增加的rhC1-INH产率和纯度。
污染物的减少还可通过在AEX膜纯化步骤期间操纵pH和/或电导率参数得到进一步改善。例如，将电导率降低至约5mS/cm会增加污染物(如污染DNA、HCP和/或病毒)的减少。在一个实施例中，通过具有约0.5-20mS/cm的电导率实现污染物的减少量的增加。例如，电导率可以为约0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16.0、16.5、17.0、17.5、18.0、18.5、19.0、19.5或20mS/cm或其间的任何数目。在一个实施例中，通过具有约0.5-8mS/cm的电导率实现污染物的减少量的增加。例如，电导率可以为约0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5或8.0mS/cm或其间的任何数目。在一个实施例中，通过具有约3.0-6.0mS/cm的电导率实现污染物的减少量的增加。例如，电导率可以为约3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0或其间的任何数目。
在一个实施例中，通过在AEX膜纯化步骤中具有约5.0-9.0的pH来实现污染物的减少量的增加。例如，pH可以为约5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9或9.0。在一个实施例中，通过具有约5.0-7.5的pH来实现污染物的减少量的增加。例如，pH可以为约5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4或7.5。
药物组合物
本发明还提供了含有本文所述的rhC1-INH蛋白和生理可接受的载体或赋形剂的药物组合物。载体和rhC1-INH蛋白可以为无菌的。该制剂应该适合施用模式。
合适的药学可接受的载体包括但不限于水、盐溶液(例如NaCl)、盐水、缓冲盐水、醇、甘油、乙醇、阿拉伯树胶、植物油、苯甲醇、聚乙二醇、明胶、碳水化合物例如乳糖、直链淀粉或淀粉、糖例如甘露醇、蔗糖或其它、右旋糖、硬脂酸镁、滑石、硅酸、粘性石蜡、芳香油、脂肪酸酯、羟甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮等、以及其组合。需要时，药物制剂可与辅助试剂(例如润滑剂、防腐剂、稳定剂、润湿剂、乳化剂、影响渗透压的盐、缓冲剂、着色剂、调味剂和/或芳香物质等等)混合，所述辅助试剂不会有害地与活性化合物反应或干扰其活性。在一个优选实施例中，使用适合于静脉内施用的水溶性载体。
需要时，合适的药物组合物或药剂还可含有少量润湿剂或乳化剂或pH缓冲剂。组合物可以为液体溶液、悬浮液、乳液、片剂、丸剂、胶囊、缓释制剂或粉末。组合物也可用传统的粘合剂和载体如甘油三酯配制成栓剂。经口制剂可包括标准载体例如药物级的甘露醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、聚乙烯吡咯烷酮、糖精钠、纤维素、碳酸镁等。
药物组合物或药剂可根据常规程序配制为适合施用于人类的药物组合物。例如，在一些实施例中，用于静脉内施用的组合物通常是无菌等渗水性缓冲液中的溶液。必要时，组合物还可包括增溶剂和局部麻醉剂，以缓解在注射部位处的疼痛。一般地，成分分开供应或以单位剂型混合在一起供应，例如作为在指示活性剂数量的气密密封容器例如安瓿或小药囊中的干燥冻干粉末或无水浓缩物。当组合物通过输注施用时，它可以用含有无菌药物级水、盐水或右旋糖/水的输液瓶来分配。当组合物通过注射施用时，可提供用于注射的无菌水或盐水的安瓿，以便可在施用之前混合成分。
本文所述的rhC1-INH蛋白可配制为中性或盐形式。药学可接受的盐包括与游离氨基形成的那些，如源自盐酸、磷酸、乙酸、草酸、酒石酸等的那些，以及与游离羧基形成的那些，例如源自钠、钾、铵、钙、氢氧化铁、异丙胺、三乙胺、2-乙氨基乙醇、组氨酸、普鲁卡因等的那些。
优选的制剂包含50mM NaPO4(pH 7.2)、50mM山梨糖醇和150mM甘氨酸。在一些实施例中，该制剂包含约50mM NaPO4(约pH 7.2)、约50mM山梨糖醇和约150mM甘氨酸。例如，在一些实施例中，该制剂包含约20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或80mM NaPO4(pH7.2)；NaPO4的pH为约6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9或8.0；山梨糖醇浓度为约20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或80mM；并且甘氨酸浓度为约75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、190、195或200mM。
另一种优选的制剂包含在以pH 7.1的150mM甘氨酸、50mM山梨糖醇和50mM磷酸钠缓冲液中的70mg/mL rhC1-INH。在一些实施例中，该制剂包含在以约pH 7.1的约150mM甘氨酸、约50mM山梨糖醇和约50mM磷酸钠缓冲液中的约70mg/mL rhC1-INH。例如，在一些实施例中，rhC1-INH浓度为约45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100mg/mL；甘氨酸浓度为约75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、190、195或200mM；山梨糖醇浓度为约20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或80mM；磷酸钠缓冲液为约20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或80mM；磷酸钠缓冲液的pH为约6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9或8.0。
另一种优选制剂包含在以pH 7.1的150mM甘氨酸、50mM山梨糖醇、150mM Arg-HCl和50mM磷酸钠缓冲液中的rhC1-INH。在一个方面，该制剂在2℃-8℃和25℃下具有增加的稳定性。在一些实施例中，该制剂包含在以pH 7.1的约150mM甘氨酸、约50mM山梨糖醇、约150mM Arg-HCl和约50mM磷酸钠缓冲液中的rhC1-INH。例如，在一些实施例中，该制剂包含浓度为约45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100mg/mL的rhC1-INH；甘氨酸浓度为约75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、190、195或200mM；山梨糖醇浓度为约20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或80mM；Arg-HCL浓度为约75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、190、195或200mM；磷酸钠浓度为约20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或80mM；磷酸钠缓冲液的pH为约6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9或8.0。
制剂可以为液体的，或者可在施用之前冻干并重构。
施用途径
本文所述的rhC1-INH蛋白(或者含有本文所述的rhC1-INH蛋白的组合物或药剂)通过任何适当的途径施用。在一些实施例中，全身施用rhC1-INH蛋白或含有其的药物组合物。全身施用可以为静脉内、皮内、颅内、鞘内、吸入、透皮(局部)、眼内、肌内、皮下、肌内、经口和/或透粘膜施用。在一些实施例中，皮下施用rhC1-INH蛋白或含有其的药物组合物。如本文使用的，术语“皮下组织”被定义为紧接在皮肤之下的松散的不规则的结缔组织层。例如，皮下施用可通过将组合物注射到区域包括但不限于大腿部、腹部、臀部或肩胛部的区域内来执行。在一些实施例中，静脉内施用rhC1-INH蛋白或含有其的药物组合物。在一些实施例中，经口施用rhC1-INH蛋白或含有其的药物组合物。在一些实施例中，颅内施用rhC1-INH蛋白或含有其的药物组合物。在一些实施例中，鞘内施用rhC1-INH蛋白或含有其的药物组合物。需要时，可同时使用多于一个途径。
在一些实施例中，通过鞘内施用将rhC1-INH蛋白或含有其的药物组合物施用于受试者。如本文使用的，术语“鞘内施用”或“鞘内注射”指注射到椎管(脊髓周围的鞘内空间)内。可使用各种技术，包括但不限于通过钻孔或脑池或腰椎穿刺等等的侧脑室注射。在一些实施例中，根据本发明的“鞘内施用”或“鞘内递送”指经由腰部区域或腰区的IT施用或递送，即腰部IT施用或递送。如本文使用的，术语“腰区”或“腰部区域”指第三和第四腰(腰背部)椎骨之间的区域，并且更包含地指脊柱的L2-S1区。
在一些实施例中，rhC1-INH蛋白或含有其的药物组合物通过皮下(即在皮肤之下)施用于受试者。为了这样的目的，可使用注射器注射制剂。然而，用于制剂施用的其它装置是可用的，例如注射装置(例如Inject-easeTM和GenjectTM装置)；注射笔(如GenPenTM)；无针装置(例如MediJectorTM和BioJectorTM)；和皮下贴剂递送系统。
在一些实施例中，鞘内施用可与其它施用途径(例如静脉内、皮下、肌内、肠胃外、透皮或透粘膜(例如经口或经鼻))联合使用。
本发明考虑单次施用以及多次施用治疗有效量的本文所述的rhC1-INH蛋白或含有其的药物组合物。取决于受试者状况(例如遗传性血管性水肿)的性质、严重性和程度，rhC1-INH蛋白或含有其的药物组合物可以规律间隔施用。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白或含有其的药物组合物的治疗有效量可以规律间隔地定期施用(例如每年一次、每六个月一次、每五个月一次、每三个月一次、双月一次(每两个月一次)、每月一次(每一个月一次)、双周一次(每两周一次)、每周一次、每天一次或连续地)。
在一些实施例中，施用仅在个体中产生局部效应，而在其它实施例中，施用在个体的多个部分各处产生效应，例如全身效应。通常，施用导致将rhC1-INH蛋白递送至一种或多种靶组织。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白被递送至一种或多种靶组织，包括但不限于心脏、脑、皮肤、血液、脊髓、横纹肌(例如骨骼肌)、平滑肌、肾、肝、肺和/或脾。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白被递送至心脏。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白被递送至中枢神经系统，特别是脑和/或脊髓。在一些实施例中，rhC1-INH蛋白被递送至三头肌、胫骨前肌、比目鱼肌、腓肠肌、二头肌、斜方肌、三角肌、四头肌和/或膈肌。
剂型和给药方案
在一些实施例中，组合物以治疗有效量和/或根据与特定所需结果相关的施用方案(例如，预防补体介导的慢性疾病，例如HAE)施用。
根据本发明的待施用的特定剂量或量可例如取决于所需结果的性质和/或程度、施用途径和/或施用时机的细节、和/或一个或多个特征(例如，体重、年龄、个人历史、遗传特征、生活方式参数、心脏缺陷的严重性和/或心脏缺陷的风险水平等、或其组合)。这些剂量或量可由普通技术人员确定。在一些实施例中，根据标准临床技术确定适当的剂量或量。可替代地或另外地，在一些实施例中，通过使用一种或多种体外或体内测定来确定适当的剂量或量，以帮助鉴定待施用的期望或最佳的剂量范围或量。
在各种实施例中，rhC1-INH蛋白以治疗有效量施用。一般地，治疗有效量足以对受试者实现有意义的益处(例如，预防、治疗、调节、治愈、防止和/或改善潜在的疾病或状况)。一般地，施用于有此需要的受试者的治疗剂(例如rhC1-INH蛋白)的量将取决于受试者的特征。这些特征包括受试者的状况、疾病严重性、一般健康状况、年龄、性别和体重。本领域普通技术人员将能够容易地根据这些和其它相关因素确定适当剂量。另外，可任选地采用客观和主观测定来确定最佳剂量范围。在一些特定实施例中，可从源自体外或动物模型测试系统的剂量-响应曲线推断待施用的适当剂量或量。
在一些实施例中，组合物作为药物制剂提供。在一些实施例中，药物制剂是或包含单位剂量，用于根据与实现HAE发作的减少发生率或风险相关的施用方案施用。
在一些实施例中，包含本文所述的rhC1-INH蛋白的制剂作为单一剂量施用。在一些实施例中，以规则间隔施用包含本文所述的rhC1-INH蛋白的制剂。如本文使用的，以“间隔”施用指示治疗有效量是周期性地(与一次性剂量不同)施用。间隔可通过标准的临床技术来确定。在一些实施例中，包含本文所述的rhC1-INH蛋白的制剂双月一次、每月一次、每月两次、三周一次、双周一次、每周一次、每周两次、每周三次、每天一次、每天两次或每六小时一次施用。单一个体的施用间隔不需要是固定的间隔，而是可随着时间过去变化，这取决于个体的需要。
治疗有效量通常以可包含多个单位剂量的给药方案施用。对于任何特定的治疗性蛋白质，治疗有效量(和/或有效给药方案内的适当单位剂量)可例如根据施用途径、与其它药物试剂的组合而变。另外，用于任何特定患者的特定治疗有效量(和/或单位剂量)可取决于各种因素，包括待治疗的病症和病症的严重性；所采用的特定药物试剂的活性；所采用的特定组成；患者的年龄、体重、一般健康状况、性别和饮食；所采用的特定蛋白质的施用时间、施用途径和/或排泄或代谢速率；治疗的持续时间；以及医学领域众所周知的类似因素。
如本文使用的，术语“双月一次”意指施用一次/两个月(即每两个月一次)；术语“每月一次”意指施用一次/月；术语“三周一次”意指施用一次/三周(即每三周一次)；术语“双周一次”意指施用一次/两周(即每两周一次)；术语“每周一次”意指施用一次/周；而“每天一次”意指施用一次/天。
在一些实施例中，包含本文所述的rhC1-INH蛋白的制剂无限期地以规律间隔施用。在一些实施例中，包含本文所述的rhC1-INH蛋白的制剂以规律间隔施用限定时期。
应进一步理解，对于任何特定受试者，应该根据个体需要和施用酶替代疗法或监督施用酶替代疗法的人的专业判断，随时间调整具体的剂量方案，并且本文所述的剂量范围仅为示例性的，并不预期限制本发明的范围或实践。
组合疗法
在一些实施例中，rhC1-INH蛋白与目前用于治疗补体介导的疾病的一种或多种已知治疗剂(例如皮质类固醇)组合施用。在一些实施例中，已知的治疗剂根据其标准或批准的给药方案和/或时间表施用。在一些实施例中，已知的治疗剂根据与其标准或批准的给药方案和/或时间表相比改变的方案施用。在一些实施例中，这种改变的方案与标准或批准的给药方案的不同之处在于一个或多个单位剂量的量被改变(例如减少或增加)，和/或给药在频率中改变(例如，单位剂量之间的一个或多个间隔扩大，导致更低的频率，或间隔减少，导致更高的频率)。
病症
在一些实施例中，由本发明提供的重组蛋白质适合于与补体介导的病症例如NMOSD、AMR或HAE事件相关的急性发作。这些发作可很长或很短。在一些实施例中，疾病或病症是慢性的。在一些实施例中，本发明的组合物和方法被预防性使用。可使用本文公开的组合物和方法治疗的示例性补体介导的疾病包括但不限于遗传性血管性水肿、抗体介导的排斥、视神经脊髓炎谱群疾病、创伤性脑损伤、脊髓损伤、缺血性脑损伤、烧伤、中毒性表皮坏死松解症、多发性硬化、肌萎缩性侧索硬化(ALS)、帕金森氏病、中风、慢性炎性脱髓鞘性多发性神经病(CIDP)、重症肌无力、多灶性运动神经病。
实例
本发明的其它特征、目的和优点在下述实例中是显而易见的。然而，应该理解，尽管示出了本发明的实施例，但实例仅给出用于说明而不是限制。在本发明的范围内的各种改变和修改根据实例对于本领域技术人员将变得显而易见。
实例1：重组人C1-INH的瞬时表达
人血浆来源的C1-INH的氨基酸序列用于产生CHO优化的核苷酸序列。然后将该序列插入pXLG6表达载体内并转染到CHO细胞内。
测试了两种不同的转染方法(HD1和HD2)和两种不同的培养温度(31℃和37℃)。对于HD1和HD2两者，在转染当天，将细胞传代到新鲜的生长培养基内，并且将聚乙烯亚胺线性MW 25,000(PEI)和DNA的混合物加入细胞中。所有的转染都显示良好的活力和良好的转染效率。C1-INH活性和抗原ELISA测定用于确定细胞培养上清液中活性蛋白的滴度。
对于测试的所有条件，C1抑制剂都以高水平(>200mg/L)表达。HD2和进料的组合出乎意料地导致非常高的表达水平(>600mg/L)。在37℃下，这种条件到第5天时可达到超过1000mg/L，考虑到可用于表达的短时帧，这是令人惊讶地高的。在31℃下，观察到的滴度一般较低，但仍高于600mg/L。
实例2：产生C1抑制剂的稳定克隆的建立
适于悬浮培养和无血清生长条件的CHO细胞系用作亲本细胞系，以生成且开发稳定表达重组人C1-INH的细胞系。
通过使用HD1和HD2两者的化学转染，用pXLG6-C1-INH转染亲本CHO细胞系。用嘌呤霉素经过几天选择重组细胞库并测试它们的rhC1-INH表达水平。然后通过库的有限稀释生成克隆群体。由于高表达水平和高活性/抗原比率的组合，选择1号和12号库用于产生克隆细胞系。
从1号和12号库开始，使用有限稀释法在96孔板中执行单细胞克隆。定期测量细胞密度、活力和生产率。基于高生产率、所表达的rhC1-INH的质量和稳定性，选择第1号和第31号克隆用于进一步开发。
实例3：细胞培养优化
为了鉴定用于开发可按比例扩大生产过程的克隆/培养基的稳健组合，例如高体积生产率和所需的唾液酸化程度，使用第1号和第31号克隆执行40种商业培养基的培养基筛选研究。
取决于使用的培养基，第1号克隆能够产生约1000-1200mg/L的重组C1-INH，而第31号克隆产生约600-800mg/L。然而，由第31号克隆产生的C1-INH的唾液酸化看起来比由第1号克隆产生的C1-INH更相似于血浆来源的C1-INH。相应地，选择第31号克隆用于进一步开发。
实例4：培养基和进料优化
研究四种进料以评估它们对细胞生长和C1-INH表达的作用。这些是：表1中所述的进料3、PW2，Pep1510和Pep4601。对于每种条件，在第7天和第10天时测量细胞活力和滴度。进料3和Pep1510的混合物(进料3:Pep1510(v/v)＝9:1)在实验的培养条件下使滴度和活力两者最大化。
表1：进料组分
基于实例3中描述的筛选结果选择的表2中详述的三种培养基与进料组合进行测试，以鉴定使蛋白质质量最大化的培养条件。实验在表3中概述的组合中在生物反应器(MTS)中运行。监测和补充培养物以维持葡萄糖和碳酸氢盐的充分水平。
表2：用第31号克隆测试的三种生长培养基。
这些培养基与进料组合进行测试，以鉴定使蛋白质质量最大化的培养条件。实验在表3中概述的条件下在生物反应器(MTS)中运行。监测和补充培养物以维持葡萄糖和碳酸氢盐的充分水平。
表3：测试的培养基和进料组合
在第3天，使用在每种条件下培养的细胞开始卫星培养，以便测试温度(31℃、34℃和37℃)对蛋白质质量和生产率的作用。在第10天时，使用流式细胞仪测量这些卫星培养物中的活细胞密度和活力。对于每种条件，获取CCS样品用于以后的分析。数据指示使用PowerCHO1的条件可使产物数量和质量最大化。
实例5：大规模重组C1抑制剂生产
许多生产运行评估了各种参数，以优化通过第31号克隆的C1-INH的大规模生产。发现用于补料培养物的最佳混合物是对于1体积的HyPep1510(本文称为“Pep1510”)(Sheffield Bioscience，目录号5X59053，在水中200g/l)9体积的imMEDIAte ADVANTAGE(本文称为“进料3”(Sigma(SAFC)，目录号8383C)。使用与PowerCHO1培养基结合的进料3+Pep1510组合，达到在第10天时大约1.3g/l的产率(90％活力)，以及在第14天时约2.0g/l(87％活力)的产率。为了使PCO2和渗透压最小化，pH控制是HCl/碳酸盐。空气+5％CO2的混合物在0.03vvm下连续鼓泡，并且pH维持在7.2。
虽然重复使用相同的接种密度和pH控制方案，但设计另一种生物反应器运行，以探索用PowerFeed A(本文中称为“PW2”)，(Lonza，目录号BE02-044Q)，(化学成分确定的进料)，替换进料3(复杂的非化学成分确定的进料)的可能性。对于所有反应器，使用0.5x 106个细胞/ml的接种密度。令人惊讶的是，如表4中所示，使用PW2获得的生产滴度结果远低于预期。
表4：比较进料3和PW2的生产率。
两种其它测试的培养基/进料组合产生了良好的结果：CDCIM/(平衡进料+进料补充物)：在第10天时的1.2g/l(94％活力)和在第14天时的2.6g/l(92％活力)，以及CDCIM+CB/进料C：在第10天时的1.0g/l(98％活力)和在第14天时的2.0g/l(82％活力)。
总的来说，所有条件都表现得非常好。当使用Cell Boost和进料C时，获得更高的细胞密度，同时达到最高滴度-在14天结束时-没有Cell Boost和平衡进料。在第10天时，滴度差异不显著。因此，对于1g/L工艺，可使用两种公益。
总之，所生成的数据证实，本发明的示例性细胞系可在充分优化的补料分批过程中产生超过2g/升水平的C1抑制剂的产率。重要的是，如由下文实例证实的，实现高滴度细胞培养过程，同时维持所需的产物质量属性：特别是实现与血浆来源的人C1-INH相似或更长的半衰期所需的唾液酸化。
实例6：重组C1抑制剂的纯化
用于纯化由细胞表达的rhC1-INH的方法可包括浓缩收获物，随后使用溶剂去污剂处理(SD)对浓缩收获物进行的病毒灭活，三个层析下游纯化步骤，病毒过滤物减少步骤和最终浓缩/渗滤步骤。图2描绘了用于rhC1-INH纯化的示例性过程。
下表5中提供了关于使用Gigacap Q进行AEX层析的示例性层析操作参数。
表5：示例性层析操作参数。
限定的层析条件被设计成通过去除工艺杂质并富集唾液酸化聚糖来提高强产物质量。图3显示了示例洗脱曲线以及相应的中性和唾液酸化种类的分离(表6)。另外，如图4中所示，所开发的阴离子交换步骤能够分离工艺杂质例如宿主细胞蛋白(HCP)。
样品名称 0SA 1SA 2SA 3SA 4SA
GcapQ B6 28.89％ 30.82％ 24.66％ 11.36％ 4.27％
GcapQ B8 20.46％ 29.89％ 29.37％ 14.60％ 5.68％
GcapQ B10 15.56％ 27.88％ 32.68％ 17.08％ 6.80％
GcapQ B12 11.88％ 25.42％ 35.55％ 19.50％ 7.65％
GcapQ C2 9.00％ 22.65％ 37.69％ 21.51％ 9.15％
GcapQ C4 7.11％ 20.52％ 40.58％ 21.06％ 10.72％
GcapQ C6 5.72％ 17.76％ 40.21％ 24.66％ 11.64％
GcapQ C8 5.18％ 15.99％ 40.29％ 25.32％ 13.22％
GcapQ C10 5.90％ 14.96％ 39.11％ 25.02％ 15.01％
GcapQ C12 9.26％ 15.83％ 36.17％ 23.28％ 15.46％
GcapQ Pool 10.05％ 21.97％ 36.87％ 21.32％ 9.79％
表6：描述中性和唾液酸化种类的示例性分离的表
下表7提供了使用利用POROS XS的阳离子层析使用来优化产物质量的层析操作参数。
表7：层析操作参数。
限定的操作条件被设计成通过去除产物污染物并富集所需糖基化谱来增强产物质量。如图6中所示，在Poros XS洗脱后的HCP含量减少。图5描绘了示例性的Poros XS洗脱曲线，证实所需唾液酸化聚糖种类的富集。表8中显示了通过Poros XS富集所需的唾液酸化聚糖种类。
表8：通过Poros XS富集所需的唾液酸化聚糖种类。
实例7：重组C1抑制剂的聚糖分析
C1-INH的完整分子量的大约50％是聚糖。存在六(6)个N-联位点(丝氨酸蛋白酶抑制剂结构域中的三个(Asn216、Asn231、Asn330)和N末端结构域中的3个(Asn3、Asn47、Asn59)和八(8)个O-联位点，全部在N末端结构域中(Ser42、Thr25、Thr26、Thr49、Thr61、Thr66、Thr70、Thr74)。
开发和/或评估了几种分析方法，以表征根据本文所述的方法由CHO细胞表达的重组C1抑制剂上的N-聚糖和O-聚糖分布。商购可得的血浆来源的人C1-INH也作为比较物运行。这些方法是用于分析糖基化的示例性方法，并不预期以任何方式进行限制。
每种方法都需要下述的测定前步骤：从蛋白质中去除聚糖，用荧光团例如2-氨基苯甲酸(2-AA)使聚糖衍生化，通过固相提取去除过量的衍生化试剂以及表征所得到的标记聚糖。
1.通过混合模式正相/阴离子交换HPLC(NP/AE)的N-聚糖分析
通过主要基于电荷(由于唾液酸含量)，以及通过大小、寡糖组成和连接来分离标记的聚糖，由此，使用混合模式正相/阴离子交换层析(NP/AE)的N-聚糖分析(NGA)来提供rhC1-INH的N-联聚糖含量谱。洗脱峰基于唾液酸含量大致分为“电荷簇，”而电荷簇内的峰在大小、寡糖组成或连接方面不同。使用配备有荧光检测器的高效液相层析(HPLC)系统执行梯度分离。基于唾液酸含量，所得到的层析图的整合允许重现性地定量相对N-聚糖分布。图7呈现了rhC1-INH的示例谱，其中基于唾液酸含量来标记峰组。通过离线MALDI-TOF质谱分析所收集的峰级分，确认所观察到的峰组的身份(图8)。
为了比较，关于血浆来源的C1-INH的聚糖谱显示于图9中。
2.通过亲水作用HPLC(HILIC)进行N-聚糖分析
使用亲水作用液相层析(NGA-HILIC)的N-聚糖分析(NGA)提供了主要基于聚糖大小，还基于单糖含量和连接的C36的N-联聚糖含量的高分辨率谱。使用配备有荧光检测器的高效液相层析系统执行梯度分离。所得到的层析图的整合允许重现性地定量相对N-聚糖分布。
图10呈现了具有从在线LC/MS评估获得的峰身份的代表性rhC1-INH HILIC层析图。层析图的基线分辨性质允许计算不同聚糖属性的相对水平，如岩藻糖基化、触角性、唾液酸化和末端半乳糖水平。
通过混合模式层析和HILIC从NGA获得的结果对于具有1至4个唾液酸的聚糖是相似的。
3.通过亲水作用HPLC(HILIC)进行N和O聚糖分析
使用ORELA释放试剂(Ludger Ltd.)执行O-聚糖分析。使用ORELA试剂的化学聚糖释放导致由天冬酰胺连接的(N-联)和丝氨酸/苏氨酸连接的(O-联)聚糖组成的聚糖样品。将用ORELA试剂生成的测试样品的分析与使用PNGase F生成的样品进行比较，使得总聚糖谱可与(仅)N-联聚糖谱进行比较。另外的聚糖峰因此代表了O-联糖基化位点对rhC1-INH的贡献。该分析使用亲水作用层析(HILIC)执行。
HILIC层析方法允许主要基于大小，还通过单糖含量和连接来分离标记的聚糖。因此，最常观察到的O-联聚糖应在层析图早期洗脱，不应与N-联聚糖共洗脱。该方法利用粒径为1.7μm的UPLC层析柱。可使用配备有荧光检测器的HPLC或UPLC系统执行梯度分离。
在ORELA样品中观察到的新峰代表O-联聚糖，其可使用在线负离子液相层析/质谱法(LC/MS)进行鉴定或收集且经受离线基质辅助激光解吸电离-飞行时间(MALDI-TOF)质谱法。
如上所述，使用ORELA释放试剂执行N-和O-联聚糖的释放。使用2-AA作为荧光标记执行N-和O-连接聚糖的衍生化。通过PNGase-F消化对N-联聚糖进行去糖基以评估N-联聚糖谱评估，进行层析谱的比较。图11呈现了对于代表性rhC1-INH样品的N-聚糖谱(PNGase-F)和N+O-聚糖谱(ORELA去糖基化)获得的图谱。如图11中所示，在保留时间为16分钟时观察到显著的新峰，以及在约5分钟时观察到较小的峰。洗脱后观察到另外的峰，其与N-联谱中观察到的聚糖的保留时间相匹配。
使用负离子模式的在线LC/MS分析执行新峰身份的评估。来自该分析的结果将新峰身份确认为具有1或2个唾液酸的核心-1O-聚糖(核心-1＝N-乙酰基己糖胺+己糖(HexNAC/Hex))。值得注意的是在两个峰中观察到具有两个唾液酸的核心-1O-聚糖。关于这点的原因尚未确定，但可能与聚糖组分之间的连接差异有关。在N+O-聚糖分析中观察到的结果与来自去唾液酸化后rhC1-INH的肽图谱的观察结果一致，其中观察到作为HexNAC/Hex-修饰形式的具有预期的O-糖基化的糖肽。
实例8：rhC1-INH的结构分析
使用各种生理化学方法来表征示例性rhC1-INH蛋白的结构。通过去N-糖基化的rhC1-INH的肽图谱LCMS、MS/MS评估一级结构和翻译后修饰。该方法确认了预测的氨基酸序列，其包括与野生型C1-INH(E165Q)的单个氨基酸差异。通过该方法鉴定O-联聚糖并且经由基于LC的聚糖图谱正交确认。
采用另外的方法评估糖基化、唾液酸化和总体电荷分布。通过在释放的N-聚糖和O-聚糖上的聚糖图谱，显示rhC1-INH聚糖主要由复合的N-联聚糖以及二-和三-唾液酸化的核心-1O-联结构组成。分析还显示，不存在潜在的免疫原性的α-半乳糖结构。高水平的N-乙酰神经氨酸(NANA)用唾液酸含量测定确认，并且这些数据与观察到的聚糖谱和pI分布一致。总体碳水化合物评价也与完整质量评估一致，表明分子上的高度糖基化。
通过MALDI-MS确定平均完整质量，并且将结果与未修饰多肽的理论质量进行比较。理论质量和实测质量之间的差异代表碳水化合物含量，并且与血浆来源的C1酯酶抑制剂一致。还分别通过SDS-PAGE和尺寸排阻层析研究rhC1-INH的表观分子量和尺寸分布。通过DSC评估rhC1-INH的高级结构，并且确定与血浆来源的C1酯酶抑制剂相当。
使用生物学相关的酶测定根据国际标准以及相对于最初的开发参考标准，评价重组C1-INH的效力，其指示重组分子是完全功能的。各种方法已显示能够监测这些途径。累积地，这些研究已允许通过确认一级结构并提供对该分子的生物活性、糖基化谱、翻译后修饰和较高级的结构的评价来阐明rhC1-INH结构。此外，这些研究已证实，虽然rhC1-INH具有与血浆来源的C1-INH不同的糖基化结构，但出人意料的是，rhC1-INH显示出与血浆来源的C1-INH相似或更好的活性以及相似或更好的药代动力学性质，包括半衰期。
实例9：重组C1抑制剂的功能结合测定
可使用显色诊断试剂盒，例如C1-INH试剂盒(Technoclone，Vienna，奥地利)评价rhC1-INH蛋白的活性。将这种商业诊断试剂盒重新开发成全曲线显色测定法，用于根据国际标准以及相对于参照标准来测量rhC1-INH的效力。
示例性rhC1-INH原料药批次的效力确定为7.2U/mg，具有相对于初始开发参考标准为121％的效力。该显色C1酯酶抑制测定也用于测定取自本文所述的生产运行和强制降解研究的各种样品中的rhC1-INH的效力。已观察到血浆来源的C1-INH具有约7U/mg的中点比活性。不同批次的rhC1-INH的比活性范围为7.1至7.3U/mg。观察到与相比，大量rhC1-INH的比活性值没有显著差异。
实例10：重组C1抑制剂的制剂和稳定性
在一个实施例中，制备含有在以pH 7.1的150mM甘氨酸、50mM山梨糖醇和50mM磷酸钠缓冲液中的70mg/mL rhC1-INH的水溶液。蛋白质浓度基于rhC1-INH的溶解度和稳定性曲线，并且选择为提供最大临床剂量。pH 7.1的50mM磷酸钠的选择得到了在热应力下的稳定性的支持。150mM甘氨酸和50mM山梨糖醇的选择使得静脉内和皮下施用达到适合的等渗性，以及最佳的蛋白质稳定性。
该示例性制剂证实在≤-65℃下具有足够的rhC1-INH溶解度和稳定性以用于长期贮存(至少12个月)，并且用于通过静脉内或皮下注射的肠胃外施用的临床背景下。如通过结构和功能(例如效力)分析确定的，发现该示例性制剂在室温下稳定至少一个月，并且在2℃-8℃下稳定至少六个月。
进一步精制rhCl-INH制剂以优化2℃-8℃和25℃下的稳定性。该精制制剂含有在以pH 7.1的150mM甘氨酸、50mM山梨糖醇、150mM Arg-HCl和50mM磷酸钠缓冲液中的rhC1-INH。通过尺寸排阻层析(SEC)在2℃-8℃和25℃下监测精制和示例性制剂的聚集曲线三个月。在这些贮存条件下的SEC数据显示，高分子量聚集物(HMW)的水平在精制制剂中明显较低。(参见图13)。
实例11：rhC1-INH的体内研究
用血浆来源的C1-INH或rhC1-INH注射兔。rhC1-INH具有10-20％的中性聚糖、约26％的单唾液酸化聚糖、约35％的二唾液酸化聚糖、约17％的三唾液酸化聚糖和约5％的四唾液酸化聚糖的糖基化谱。图13显示了兔PK研究的结果。
PK数据的分析指示与血浆来源的C1-INH相比，rhC1-INH显示出略微增加的半衰期。
如通过比较半衰期和众多补体参数评价的，发现rhC1-INH的生物学效力与血浆来源的C1-INH相似。因此，rhC1-INH适合以与血浆来源的C1-INH相同或相似的量和浓度给药，并用于治疗相同的适应症。
实例12：临床前安全性研究
在14天大鼠毒性/TK+14-d恢复期研究中，将大鼠以500、1000或2000U/kg/天的rhC1-INH给药，所述rhC1-INH配制为含有在以pH 7.1的150mM甘氨酸、50mM山梨糖醇和50mM磷酸钠缓冲液中的70mg/mL rhC1-INH的水溶液。每组包含10只大鼠。所有动物都存活。未观察到rhC1-INH对体重、食物消耗或临床病理学参数(血液学、凝血、血清化学和尿分析)的相关影响。未观察到rhC1-INH相关的眼科发现、肉眼观察、器官重量的改变或组织学变化。检测到抗药物抗体，但是是未中和的，并且不影响暴露。未观察到不良反应水平(NOAEL)是2000U/kg/天，是最高测试剂量。
在14天非人灵长类动物(NHP)毒性/TK+14-d恢复期研究中，食蟹猴以250、500或1000U/kg/天的rhC1-INH给药，所述rhC1-INH配制为含有在以pH 7.1的150mM甘氨酸、50mM山梨糖醇和50mM磷酸钠缓冲液中的70mg/mL rhC1-INH的水溶液。每组包含4只猴子。所有动物都存活。没有发现rhC1-INH对体重或其它相关临床观察的影响。未观察到rhC1-INH相关的眼科、心电图、肉眼或显微镜发现或器官重量变化。
总而言之，非临床动物数据指示所述rhC1-INH对人的评估是良好耐受和安全的。
实例13：污染物的减少
本实例详述了用于纯化重组人C1抑制剂蛋白(rhC1-INH)的污染物(例如DNA和/或宿主细胞蛋白)减少步骤的开发。图14中显示了当前下游过程的概述。
关于为图14中所述的下游过程提供另外的DNA清除，评估阴离子交换膜吸收剂(Sartobind Q、Sartobind STIC和Natrix)。数据呈现于下文，其显示阴离子交换(AEX)膜吸收剂(Sartobind Q和Sartobind STIC)是在rhC1-INH下游过程的第三个层析步骤(即POROSXS(CEX))之后的污染物减少(包括DNA减少)的合适工艺步骤(参见图14)。基于下文详述的DNA掺料研究，使用CHO DNA，与Sartobind STIC相比，Sartobind Q具有更高的工艺产率。Sartobind Q具有大于90％的工艺产率和大于4.1log的DNA清除率。对于Sartobind Q和Sartobind STIC两者测量的宿主细胞蛋白质清除率是最小的(<1log)。
一般材料、方法和设备
通过UV分光光度法测定蛋白质含量
通过使用在280nm处测量的吸光度和消光系数ε280＝0.514mL/(mgx cm)，测定不含条件培养基的所有样品的蛋白质浓度。
TME-0499-01，通用中国仓鼠卵巢细胞蛋白(CHOP)ELISA-第3代
在开发过程中分析的样品使用TME-0499以测定样品中CHO细胞蛋白的量。该方法使用由Cygnus Technologies制造的第3代中国仓鼠卵巢宿主细胞蛋白试剂盒，目录号F550。
DNA浓度
CHO DNA分析最初由Pico Green执行。该方法是超灵敏的荧光核酸染剂。首先将可能含有dsDNA的样品在一次性使用的比色杯中在TE缓冲液中稀释至最终体积1.0ml。执行实验样品的稀释以减小某些污染物(例如NaCl)的干扰效应。然后将1.0ml Quant-ITPicoGreen试剂的水性工作溶液加入比色杯中，并且避光温育2至5分钟。在荧光分光光度计和标准荧光素波长(激发～480nm，发射～520nm)下测量样品的荧光。通过将未知物的信号与同时测定的dsDNA标准进行比较来实现精确的定量。CHO DNA分析也通过qPCR执行。
DNA减少步骤开发
表9显示了用于开发rhC1-INH的过程中间产物和最终批量的历史DNA水平。数据指示DNA水平在该过程中的第一个柱步骤之后低于可检测的水平。然而，在最终批量的浓度达到70g/L之后，所有运行都具有可测量的DNA水平。
基于70mg/ml原料药的典型给药，推荐<14ng DNA/mg的靶。
表9：过程中间产物和最终批量的历史DNA结果的概括。
测试三种阴离子交换(AEX)吸收剂减少污染物，特别是减少污染DNA的能力。测试的吸收剂是Sartobind Q、Sartobind STIC和Natrix膜。
POROS XS洗脱剂被鉴定为施加AEX吸收剂的最合适位置
POROS XS洗脱剂被鉴定为施加AEX吸收剂的最合适位置。与Gigacap Q洗脱剂的7.5相比，将pH 6的POROS XS洗脱剂视为更合适的AEX吸收剂负载，对于rhC1-INH给出～2.7-3.6的低pI。AEX膜吸收剂的理想配置是使rhC1-INH流过装置，同时带负电的污染物结合。较低的pH运行条件降低了蛋白质结合膜的可能性，同时允许污染物结合。电导率是选择POROS XS洗脱剂的另一个原因。高负载电导率对于AEX膜层析一般是不期望的，因为它降低了污染物对膜的亲和力。POROS XS洗脱剂的电导率通常略低于GigacapQ洗脱剂，并且因此从这个角度来看更合适。此外，GigacapQ洗脱剂用50mM磷酸盐(二价带负电的缓冲剂)进行缓冲。高磷酸盐条件视为最坏的情况，因为高离子强度和多重负电荷会干扰阴离子交换层析。
用于Sartobind Q、Sartobind STIC和Natrix膜的概况运行
进行概况运行以便确定AEX吸收剂步骤是否可在Sartobind Q、Sartobind STIC和Natrix膜的流通模式下运行。
辛基流通物用于这些实验。将辛基流通物透析到20mM Tris Tris、30mM NaCl，pH6.0内，并且浓缩至1g/L。将这种低盐条件用作最坏的情况评价，以确定rhC1-INH是否在低盐条件下结合。用增加离子强度的逐步洗涤来鉴定促进结合的rhC1-INH释放的条件。缓冲液共混用于执行逐步洗涤。每种吸收剂在单个膜以规模500L规模使用所需的最小负载条件下运行(例如，对于Sartobind Q和STIC，>250g rhC1-INH/L膜，假设1.6L超大尺寸用于500L规模)。
层析图、确切的运行条件和产率显示于图15中。关于Sartobind Q和SartobindSTIC的结果显示在低于～150mM NaCl的盐浓度下C36的结合最小。POROS XS层析树脂在20mM Bis-Tris中用30-300mM NaCl盐梯度洗脱，并且洗脱剂的盐浓度预期接近150mM。基于这些实验，选择Sartobind Q和Sartobind STIC作为进一步评估的有利候选物。
相反，对于Natrix膜，在远低于150mM的盐浓度观察到产物结合。基于这点，Natrix膜从进一步评估中排除。
与Sartobind STIC相比，Sartobind Q导致更高的产率
执行比较Sartobind Q和Sartobind STIC吸收剂的产物运行。用符合预期POROSXS洗脱条件的平衡和洗涤条件测试Sartobind Q和Sartobind STIC。虽然AEX膜吸收剂被设计成一次性使用的，但这些实验中包括高电导率的洗涤和剥离，以允许在较低强度下定量由膜保留的材料。这些产物运行的实验条件显示于下表10中。
表10：用于产物运行的实验条件
这些实验结果的层析图显示于图16中。这些结果概括于下表11中。
表11：产物运行的结果-产率和HCP含量
每个层析图中的A280迹线显示了蛋白质在负载阶段如何良好地流过过滤器，以及高电导率洗涤和剥离阶段是否释放结合的材料。与STIC相比，Sartobind Q具有略微更佳的产率，对应于Q运行的较小洗涤2峰和不存在剥离峰。Sartobind Q在流量特性征方面也更强大；该膜能够在低于35psi的入口压力下以30MV/分钟的高流速操作。相反，当以30MV/分钟操作STIC时，观察到高于90psi的压力。为了解决这点，工艺流速降低到5MV/分钟。对于1.6L超大尺寸膜(这对于500L规模是典型的)，5MV/分钟的流速对应于8LPM。在8LPM下，流速足够高以最小化处理时间，并且可使用简单的蠕动泵实现。然而，尽管在较低流速下的操作中有所改善，STIC的产率仍低于Sartobind Q(91％对95％)。
通过CHOP ELISA对流通库执行宿主细胞蛋白的分析。在理想条件下，AEX膜预期提供几个对数的HCP清除率。然而，对于两种膜观察到的清除率<1log。考虑到该装置的耐盐性质，Sartobind STIC具有0.2log的略微更佳的清除率。两种吸收剂的弱HCP清除率可能是由于负载物质的高盐条件或负载中相对较高的HCP含量(>2000ng/ml)。
这些数据显示与Sartobind STIC相比，Sartobind Q具有略微更高的产率(95％对82-91％)，但Sartobind STIC显示略微更佳的HCP清除率(0.21对于0.14)。STIC在高流速下也易受压力累积影响。为了方便生产和避免在操作过程中的高入口压力，对于两种吸收剂推荐5MV/分钟的最大流速。
与Sartobind STIC相比，Sartobind Q具有优异的DNA清除率
在符合预期的POROS XS洗脱条件的平衡和洗涤条件下测试Sartobind Q和Sartobind STIC。实验中再次包括高电导率洗涤和剥离，以允许在较低的离子强度下定量由膜保留的材料。
λDNA(Thermo Fischer，部件编号：SD0011，批号：1304003VS)用于不含产物的初始掺料实验(即，缓冲液空白运行)，其通过PicoGreen测试。用CHO DNA(Cygnus，部件编号：D552，批号：71211A，9.4μg/mL)和来自先前运行的rhC1-INH负载材料完成后续的掺料运行。通过qPCR测试来自这些实验的级分。表12中提供了用于CHO DNA掺料实验的运行条件。
表12：用于CHO DNA掺料运行的实验条件
仅用缓冲液完成初始测试，以确定Sartobind Q用于DNA清除的能力。负载材料由加入20mL的20mM Bis-Tris、30mM NaCl，pH 6.0中的360μL的λDNA原液(298ng/μL)组成。负载材料的所得到的DNA浓度通过A260测量为5.5ng/μl DNA。在负载和洗涤阶段后执行几次高电导率洗涤(参见图17)。收集流出物级分并且通过PicoGreen测试DNA含量。将rhC1-INH蛋白从该实验中排除，因为它干扰PicoGreen测定。实验的目的是估计在该步骤的预期缓冲条件下可能的DNA清除水平。未结合级分中测量的DNA量为0.874pg，显示5.1log的清除率。DNA与膜强烈地结合，如通过后续的高盐洗涤检测不到的DNA水平所证明的。一些DNA(负载的26％)用2M NaCl剥离从滤器中释放。
用Q和STIC膜两者完成用CHO DNA进行掺料研究。将1mL 9.4μg/ml浓度的CHO DNA加入到25-30mL POROS XS循环1洗脱剂中，以充当每个实验的负载材料。样品由Shire通过qPCR进行测定。图18中给出了这些实验各自的层析图。结果显示对于具有未稀释和稀释的负载材料的Sartobind Q分别为>4.1和3.7的DNA对数清除率。虽然稀释的负载材料预期不会改善DNA清除，但稀释负载实验在处理过程中的确经历了异常的压力掺料(参见图18，小图B)，这可导致该较低的结果。相比之下，Sartobind STIC的清除率为2.5log。考虑到Sartobind STIC预期在POROS XS洗脱剂的高盐条件下表现更好，这最后结果是出乎意料的。与以前的结果一致，Sartobind STIC具有比Sartobind Q略低的产率。结果概括于下表13中。总之，这些数据指示Sartobind Q在产率和DNA清除方面具有优异的性能。
表13：来自产物运行的结果-产率和DNA含量
关于Sartobind Q的最大负载运行
执行实验以测试在最大负载下的Sartobind Q滤器。这些实验的实验设计呈现于下表14中。
表14：用于CHO DNA掺料运行的实验条件
这些实验显示关于高达605g/Lm(是500L规模下所需的两倍)的负载的有利结果。压力增加在整个实验中是最低限度的。来自这些实验的数据显示于表15和图19中。
表15：来自使用Sartobind Q的最大负载实验的结果
在Gigacap Q后的Sartobind Q
执行另外的实验以测试在GigacapQ之后的膜性能。
表16中显示了用于CHO DNA掺料实验的实验设计和运行条件。
表16：用于CHO DNA掺料运行的实验条件
这些结果指示使用Gigacap Q洗脱剂的Sartobind Q产率较低。图20中显示的层析图也指示在膜上发生了一些结合。工艺条件为50mM磷酸盐缓冲液，pH 7.0和负载电导率17mS。考虑到rhC1-INH的低pI，在高pH下较低的产率是很可能的。在更高的pH条件下HCP清除没有改善，这可以指示对于具有与HCP相似的pI值的病毒的病毒清除。
结果概括
总之，本实例详述了旨在鉴定用于rhC1-INH下游过程的新的DNA清除步骤的一组实验。阴离子交换层析是作为DNA清除步骤的一种选择，因为DNA的极低pI促使其在几乎任何pH下都能与阴离子交换配体结合。然而，rhC1-INH的低pI也可允许rhC1-INH与阴离子交换膜结合。对Sartobind Q、Sartobind STIC和Natrix AEX膜吸收剂测试了在当前rhC1-INH过程的第二个柱步骤后的适合性。Natrix从研究中早期排除，因为rhC1-INH与膜结合，导致该膜的产率较低。对Sartobind Q和Sartobind STIC用DNA掺料研究进一步评估，并且基于与STIC相比具有优异的产率和DNA清除而选择Sartobind Q。进一步的实验显示，SartobindQ在产率和DNA清除方面具有优异的性能。
等价方案和范围
本领域技术人员将认识到，或使用不超过常规实验能够确定本文所述的本发明的具体实施例的许多等价方案。本发明的范围并不预期限于上文说明书，而是如在下述权利要求中阐述的：
序列表
<110> 夏尔人类遗传性治疗公司
<120> 重组人C1酯酶抑制剂及其用途
<130> SHR-1234WO
<150> 62/257,711
<151> 2015-11-19
<160> 4
<170> PatentIn version 3.5
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<212> PRT
<213> 智人
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Claims (108)

1.一种包含纯化的重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的组合物，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中所述纯化的重组人C1酯酶抑制剂具有与血浆来源的人C1酯酶抑制剂相似或更长的半衰期。
2.一种包含纯化的重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的组合物，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中所述纯化的重组人C1酯酶抑制剂具有至少约10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65或70小时的半衰期。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述重组rhC1-INH蛋白包含与SEQ ID NO:1相同的氨基酸序列。
4.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH包含与SEQ ID NO:2相同的氨基酸序列。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH具有包含不超过约50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％的中性聚糖种类的糖基化谱。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述重组rhC1-INH蛋白是融合蛋白。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述重组rhC1-INH蛋白包含与C1-INH结构域直接或间接融合的Fc结构域。
8.根据权利要求6的组合物，其中所述重组rhC1-INH蛋白包含与C1-INH结构域直接或间接融合的白蛋白结构域。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH具有包含约5％至约25％的中性聚糖种类的糖基化谱。
10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH含有小于约20％、15％、10％、5％或0％的甘露糖、α-半乳糖、NGNA和/或寡甘露糖型糖基化中的一种或多种。
11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH具有包含不超过约30％的中性聚糖种类和足够的唾液酸化聚糖种类的糖基化谱，使得纯化的rhC1-INH具有与血浆来源的C1-INH相似或更长的半衰期。
12.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH具有包含下述中的至少一种的糖基化谱：
约5％至约30％的中性聚糖种类；
约10％至约30％的单唾液酸化聚糖种类；
约30％至约50％的二唾液酸化聚糖种类；
约15％至约35％的三唾液酸化聚糖种类；或
约5％至约15％的四唾液酸化聚糖种类。
13.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH具有包含下述的糖基化谱：
不超过30％的中性聚糖种类；
约20％至约30％的单唾液酸化聚糖种类；
约30％至约40％的二唾液酸化聚糖种类；
约10％至约20％的三唾液酸化聚糖种类；和
约5％至约10％的四唾液酸化聚糖种类。
14.一种包含纯化的重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的组合物，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中所述纯化的重组rhC1-INH平均包含至少约10、11、12、13或14个唾液酸化的聚糖残基/分子，并且具有与人血浆来源的C1酯酶抑制剂相似或更长的半衰期。
15.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH平均包含至少约15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28或29个唾液酸化的聚糖残基/分子。
16.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH平均包含至少约30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40个唾液酸化的聚糖残基/分子。
17.一种包含纯化的重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的组合物，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中所述纯化的重组rhC1-INH平均包含至少约30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％的荷电聚糖/分子，并且具有与人血浆来源的C1酯酶抑制剂相似或更长的半衰期。
18.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH平均包含至少约15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40摩尔唾液酸/摩尔蛋白质。
19.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的50％-150％范围内。
20.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的80％-120％范围内。
21.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH具有与血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期相似或更长的半衰期。
22.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约20mg/mL的浓度下是稳定的。
23.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约60mg/mL的浓度下是稳定的。
24.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在约70mg/mL或更高的浓度下是稳定的。
25.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在约100mg/mL或更高的浓度下是稳定的。
26.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约50、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700或750U/mL的浓度下是稳定的。
27.一种编码重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的核酸，所述rhC1-INH具有与SEQ IDNO:1或SEQ ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列。
28.一种细胞，其包含根据权利要求27所述的核酸。
29.一种包含编码重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的表达载体的宿主细胞，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中一旦在细胞培养条件下培养，所述宿主细胞就能够表达以约0.1g/L至约10.0g/L滴度的重组rhC1-INH。
30.一种包含编码重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的表达载体的宿主细胞，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中一旦在细胞培养条件下培养，所述宿主细胞就能够以大于约2、3、4、5、6、7、8、9或10皮克/细胞/天的比生产率表达重组rhC1-INH。
31.根据权利要求29或权利要求30所述的宿主细胞，其中一旦在细胞培养条件下培养，所述宿主细胞就能够以大于约10、15、20、25、30、35、40、45或50皮克/细胞/天的比生产率表达重组rhC1-INH。
32.根据权利要求29-31中任一项所述的宿主细胞，其中所述宿主细胞是哺乳动物细胞。
33.根据权利要求32所述的宿主细胞，其中所述哺乳动物细胞是CHO细胞。
34.根据权利要求32所述的宿主细胞，其中所述哺乳动物细胞是人细胞。
35.根据权利要求34所述的宿主细胞，其中所述人细胞是HT1080或HEK细胞。
36.根据权利要求29-35中任一项所述的宿主细胞，其中所述宿主细胞被改造为增加所表达的重组rhC1-INH的唾液酸化。
37.一种包含编码重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的表达载体的宿主细胞，所述rhC1-INH具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列，其中所述重组rhC1-INH蛋白被改造为增加唾液酸化。
38.根据权利要求36所述的宿主细胞，其中所述宿主细胞被改造为表达异源酶以增加唾液酸化，被改造为表达突变型异源酶以增加唾液酸化，被改造为过表达内源酶以增加唾液酸化，被改造为表达突变的内源酶以增加唾液酸化，和/或被改造为降低或阻止内源酶的表达，所述内源酶降低、抑制或降解唾液酸化。
39.一种生产重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的方法，其包括培养根据权利要求29-38中任一项所述的宿主细胞。
40.一种生产重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的方法，其包括以下步骤：
提供经改造以表达rhC1-INH的宿主细胞，所述rhC1-INH包含与SEQ ID NO:1或SEQ IDNO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列；和
在适合于细胞产生rhC1-INH的条件下培养所述宿主细胞，其中所述条件包括用包含糖基化调节剂的培养基饲养细胞至少一段时间。
41.根据权利要求32或33所述的方法，其中所述细胞在约30℃至34℃下培养至少一段时间。
42.一种用于在哺乳动物细胞中大规模生产重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)蛋白的方法，其包括在大规模培养容器中悬浮培养表达重组rhC1-INH蛋白的哺乳动物细胞，其中所述重组人C1酯酶抑制剂具有与人血浆来源的C1酯酶抑制剂相似或更长的半衰期。
43.根据权利要求39-42中任一项所述的方法，其中所述细胞共表达聚糖修饰构建体。
44.根据权利要求43所述的方法，其中所述聚糖修饰构建体增加唾液酸化。
45.根据权利要求39-44中任一项所述的方法，其中所述哺乳动物细胞在缺乏血清的细胞培养基中培养。
46.根据权利要求39-45中任一项所述的方法，其中所述大规模培养容器是生物反应器。
47.根据权利要求46所述的方法，其中所述生物反应器的规模为或大于约5L、10L、200L、500L、1,000L、1,500L、2,000L、5,000L、10,000L、15,000L或20,000L。
48.根据权利要求39-47中任一项所述的方法，其中所述培养步骤包括灌注过程。
49.根据权利要求39-48中任一项所述的方法，其中所述培养步骤包括补料分批过程。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述细胞在补料分批过程中在30-34℃下培养至少一段时间。
51.根据权利要求39-50中任一项所述的方法，其中所述细胞平均以大于约5皮克/细胞/天的比生产率产生所述重组rhC1-INH蛋白。
52.根据权利要求39-51中任一项所述的方法，其中所述细胞平均以大于约10皮克/细胞/天的比生产率产生所述重组rhC1-INH蛋白。
53.根据权利要求39-52中任一项所述的方法，其中所述细胞以至少约5、6、8、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300mg/升/天的平均收获滴度产生所述重组rhC1-INH蛋白。
54.根据权利要求39-53中任一项所述的方法，其中所述哺乳动物细胞是人细胞。
55.根据权利要求39-54中任一项所述的方法，其中所述哺乳动物细胞是CHO细胞。
56.根据权利要求39-55中任一项所述的方法，其中所述培养基缺乏动物来源的组分。
57.根据权利要求39-56中任一项所述的方法，其中所述培养基是化学成分确定的培养基。
58.根据权利要求39-57中任一项所述的方法，其中所述培养基不含蛋白质。
59.根据权利要求39-58中任一项所述的方法，其中所述培养基包含至少一种糖基化调节剂。
60.根据权利要求39-59中任一项所述的方法，其中所述培养基包含至少一种生长调节剂。
61.根据权利要求60所述的方法，其中所述至少一种生长调节剂包含次黄嘌呤。
62.根据权利要求58所述的方法，其中所述次黄嘌呤的浓度范围为约0.1mM至约10mM。
63.根据权利要求60-62中任一项所述的方法，其中所述至少一种生长调节剂包含胸苷。
64.根据权利要求63所述的方法，其中所述胸苷的浓度范围为约1μM至约100mM。
65.根据权利要求39-64中任一项所述的方法，其中所述培养基具有范围为约6.8-7.5的pH。
66.根据权利要求65所述的方法，其中所述培养基具有范围为约6.9-7.3的pH。
67.根据权利要求39-66中任一项所述的方法，其中所述培养步骤包括维持约20％至约40％溶解氧的溶解氧设定点。
68.根据权利要求39-67中任一项所述的方法，其中所述培养步骤包含生长阶段和生产阶段。
69.根据权利要求39-68中任一项所述的方法，其中所述哺乳动物细胞在范围为30-37℃的温度下培养。
70.根据权利要求68或69所述的方法，其中所述哺乳动物细胞在生长阶段和生产阶段期间在不同温度下培养。
71.根据权利要求68所述的方法，其中所述哺乳动物细胞在生长阶段期间在约37℃下培养，并且在生产阶段期间在约32℃-34℃下培养。
72.根据权利要求68-71中任一项所述的方法，其中用于所述生长阶段和所述生产阶段的所述培养基具有不同的pH。
73.根据权利要求39-72中任一项所述的方法，其中所述方法还包括收获所述重组rhC1-INH蛋白的步骤。
74.根据权利要求39-72中任一项所述的方法，其中所述重组rhC1-INH蛋白包含与SEQID NO:1或SEQ ID NO:2至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列。
75.根据权利要求39-74中任一项所述的方法，其中控制所述培养物的pH、充气和温度中的一种或多种，以允许rhC1-INH分子充分唾液酸化，以提供与人血浆来源的C1酯酶抑制剂相似或更长的半衰期。
76.一种从不纯的制备物中纯化重组人C1酯酶抑制剂(rhC1-INH)的方法，所述方法包括亲和层析、阴离子交换层析、阳离子交换层析、混合模式层析和疏水作用层析的一个或多个步骤，其中纯化的rhC1-INH蛋白是至少90％纯的，并且具有与人血浆来源的C1酯酶抑制剂相似或更长的半衰期。
77.根据权利要求76所述的方法，其中所述不纯的制备物包含细胞培养基。
78.根据权利要求76或权利要求77所述的方法，其中所述方法包括执行阴离子交换(AEX)层析，以减少工艺杂质和不需要的聚糖种类。
79.根据权利要求76-78中任一项所述的方法，其中所述方法包括执行阳离子交换(CEX)层析，以减少工艺杂质和不需要的聚糖种类。
80.根据权利要求76-79中任一项所述的方法，其中所述方法包括执行阴离子交换(AEX)层析、阳离子交换(CEX)层析和疏水作用(HIC)层析。
81.根据权利要求76-80中任一项所述的方法，其还包括一个或多个病毒灭活和/或去除步骤。
82.根据权利要求81所述的方法，其中所述病毒灭活和/或去除步骤选自过滤步骤、溶剂病毒灭活步骤和去污剂灭活步骤。
83.根据权利要求76-82中任一项所述的方法，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白平均包含不超过约50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％的中性聚糖种类。
84.根据权利要求39-83中任一项所述的方法，其中所述纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的50％-150％范围内。
85.根据权利要求39-84中任一项所述的方法，其中所述纯化的重组rhC1-INH具有的半衰期在血浆来源的人C1酯酶抑制剂的半衰期的80％-120％范围内。
86.根据权利要求39-85中任一项所述的方法，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约20mg/mL的浓度下是稳定的。
87.根据权利要求39-86中任一项所述的方法，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约60mg/mL的浓度下是稳定的。
88.根据权利要求39-87中任一项所述的方法，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在约70mg/mL或更高的浓度下是稳定的。
89.一种药物组合物，其包含含有根据权利要求1-26中任一项所述的纯化的重组人C1酯酶抑制剂蛋白和药学可接受的载体的组合物。
90.一种药物组合物，其包含在配制缓冲液中的根据权利要求1-26或89中任一项所述的重组人C1酯酶抑制剂蛋白，所述配制缓冲液包含50mM Tris、50mM山梨糖醇和150mM甘氨酸，其中所述组合物具有7.2的pH。
91.根据权利要求1-26或89-90中任一项所述的药物组合物，其中所述组合物是液体。
92.根据权利要求1-26或89-90中任一项所述的药物组合物，其中所述组合物是冻干的。
93.根据权利要求92所述的药物组合物，其中所述组合物由用于重构的合适缓冲液重构。
94.根据权利要求93所述的药物组合物，其中用于重构的合适缓冲液选自包含一种或多种药学可接受的载体的无菌水、无菌盐水溶液、无菌缓冲溶液或无菌溶液。
95.根据权利要求89-91或93-94中任一项所述的药物组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约20mg/mL的浓度下是稳定的。
96.根据权利要求89-91或93-94中任一项所述的药物组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约60mg/mL的浓度下是稳定的。
97.根据权利要求89-91或93-94中任一项所述的药物组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在约70mg/mL或更高的浓度下是稳定的。
98.根据权利要求89-91或93-94中任一项所述的药物组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在约100mg/mL或更高的浓度下是稳定的。
99.根据权利要求89-91或93-94中任一项所述的药物组合物，其中所述纯化的重组rhC1-INH蛋白作为液体产物在超过约50、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700或750U/mL的浓度下是稳定的。
100.一种试剂盒，其包含根据权利要求89-99中任一项所述的药物组合物。
101.根据权利要求100所述的试剂盒，其还包括注射器。
102.根据权利要求101所述的试剂盒，其中所述注射器预装载有根据权利要求89-91或95-99中任一项所述的药物组合物。
103.一种试剂盒，其包含根据权利要求92所述的药物组合物；和
用于重构的缓冲液，其中混合所述冻干的组合物和用于重构的缓冲液产生根据权利要求89-91或95-99中任一项所述的组合物。
104.根据权利要求103所述的试剂盒，其还包括注射器。
105.一种治疗补体介导的病症的方法，其包括向需要治疗的受试者施用根据权利要求89-104中任一项所述的药物组合物。
106.根据权利要求105所述的方法，其中所述补体介导的病症选自遗传性血管性水肿、抗体介导的排斥、视神经脊髓炎谱群疾病、创伤性脑损伤、脊髓损伤、缺血性脑损伤、烧伤、中毒性表皮坏死松解症、多发性硬化、肌萎缩性侧索硬化(ALS)、帕金森氏病、中风、慢性炎性脱髓鞘性多发性神经病(CIDP)、重症肌无力、多灶性运动神经病。
107.包含根据权利要求1-26中任一项所述的重组人C1-酯酶抑制剂的组合物在制造用于治疗补体介导的病症的药物中的用途。
108.根据权利要求107所述的用途，其中所述补体介导的病症选自遗传性血管性水肿、抗体介导的排斥、视神经脊髓炎谱群疾病、创伤性脑损伤、脊髓损伤、缺血性脑损伤、烧伤、中毒性表皮坏死松解症、多发性硬化、肌萎缩性侧索硬化(ALS)、帕金森氏病、中风、慢性炎性脱髓鞘性多发性神经病(CIDP)、重症肌无力和/或多灶性运动神经病。
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