CN109053901A - 血脑屏障穿梭体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及结合血脑屏障上的受体(R/BBB)的血脑屏障穿梭体及其使用方法。

Description

血脑屏障穿梭体
本申请是2013年8月26日提交的发明专利申请201380042265.1的分案申请。
技术领域
本发明涉及结合血脑屏障上的受体(R/BBB)的血脑屏障穿梭体及其使用方法。
背景技术
神经疾病药物(例如具有低脑穿透的大生物治疗药物或小分子药物)的脑穿透，受广泛的且不可渗透的血脑屏障(BBB)以及神经血管单元(NVU)中的其它细胞组分严格限制。已经试验了许多克服该阻碍的策略，并且一种策略是利用在脑毛细血管内皮上表达的内源性受体所介导的胞吞转运途径。已经针对这些受体设计了重组蛋白诸如单克隆抗体或肽，以实现受体介导的生物治疗剂向脑的递送。但是，使脑摄取最大化、同时使脑内皮细胞(BEC)内的错误分选(miss-sorting)以及在BEC中的某些细胞器(特别是导致生物治疗剂的降解的细胞器)内的积累程度最小化的策略仍未得到探究。
单克隆抗体和其它生物治疗剂在治疗中枢神经系统(CNS)的病理学中具有巨大治疗潜力。但是，它们进入脑中的途径被BBB阻止。以前的研究已经阐明，非常小百分比(大约0.1％)的在血流中注射的IgG能够穿透进CNS隔室中(Felgenhauer,Klin.Wschr.52:1158-1164(1974))。由于抗体在CNS内的低浓度，这必然会限制任何药理学作用。
因此，需要使神经疾病药物穿过BBB的递送系统，以将药物有效地穿梭进脑中。
发明内容
在第一方面，本发明提供了一种血脑屏障穿梭体，其包含脑效应物实体、接头和一个结合血脑屏障受体的单价结合实体，其中所述接头将所述效应物实体与所述结合血脑屏障受体的单价结合实体偶联。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述结合血脑屏障受体的单价结合实体选自蛋白、多肽和肽。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述结合血脑屏障受体的单价结合实体包含选自以下的分子：血脑屏障受体配体、scFv、Fv、sFab、VHH，优选sFab。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述血脑受体选自转铁蛋白受体、胰岛素受体、胰岛素样生长因子受体、低密度脂蛋白受体相关的蛋白8、低密度脂蛋白受体相关的蛋白1和结合肝素的表皮生长因子样生长因子，优选转铁蛋白受体。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述结合血脑屏障受体的单价结合实体包含一个针对转铁蛋白受体的scFab，更具体地是识别被包含在Seq.Id.No.14、15或16的氨基酸序列中的转铁蛋白受体内的表位的scFab。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述脑效应物实体选自神经疾病药物、神经营养因子、生长因子、酶、细胞毒性剂、针对脑靶标的抗体、针对脑靶标的单克隆抗体、针对脑靶标的肽。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述脑靶标选自β-分泌酶1、Aβ、表皮生长因子、表皮生长因子受体2、Tau、磷酸化的Tau、载脂蛋白E4、α突触核蛋白、α突触核蛋白的寡聚片段、CD20、亨廷顿蛋白、朊病毒蛋白、富含亮氨酸的重复序列激酶2、帕金蛋白、早老蛋白2、γ分泌酶、死亡受体6、淀粉样蛋白前体蛋白、p75神经营养因子受体和胱天蛋白酶6。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述脑效应物实体选自蛋白、多肽和肽。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述结合血脑受体的单价结合实体选自蛋白、多肽和肽，且所述单价结合实体通过所述接头偶联至所述脑效应物实体的C-末端。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述脑效应物实体包含针对脑靶标的全长抗体，优选全长IgG。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述血脑屏障穿梭体包含作为脑效应物实体的全长IgG抗体、接头和一个作为结合血脑受体的单价结合实体的scFab，其中所述scFab通过所述接头偶联至所述IgG抗体的重链之一的Fc部分的C-末端。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述效应物实体是针对Aβ的全长抗体。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述针对Aβ的抗体包含：(a)H-CDR1，其包含Seq.Id.No.5的氨基酸序列，(b)H-CDR2，其包含Seq.Id.No.6的氨基酸序列，(c)H-CDR3，其包含Seq.Id.No.7的氨基酸序列，(d)L-CDR1，其包含Seq.Id.No.8的氨基酸序列，(e)L-CDR2，其包含Seq.Id.No.9的氨基酸序列，和(f)L-CDR3，其包含Seq.Id.No.10的氨基酸序列。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述针对Aβ的抗体包含：包含Seq.Id.No.11的氨基酸序列的VH结构域和包含Seq.Id.No.12的氨基酸序列的VL结构域。
在血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述效应物实体是针对Aβ的全长抗体，且所述单价结合实体是针对转铁蛋白受体的scFab，更具体地是识别被包含在Seq.Id.No.14、15或16的氨基酸序列中的转铁蛋白受体内的表位的scFab。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述针对脑靶标的血脑屏障穿梭体的抗体的第一重链包含第一二聚化模块，且所述针对脑靶标的血脑屏障穿梭体的抗体的第二重链包含第二二聚化模块，从而允许所述两个重链的异源二聚化。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，根据突出物进入孔洞(knobsinto holes)策略，所述针对脑靶标的血脑屏障穿梭体的抗体的第一重链的第一二聚化模块包含突出物，且所述针对脑靶标的血脑屏障穿梭体的抗体的第二重链的二聚化模块包含孔洞。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述效应物实体是针对磷酸化的Tau的全长抗体，且所述单价结合实体是一个针对转铁蛋白受体的scFab。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述效应物实体是针对α突触核蛋白的全长抗体，且所述单价结合实体是一个针对转铁蛋白受体的scFab。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述接头是肽接头，优选地是具有至少25个氨基酸长度的氨基酸序列的肽，更优选地具有30-50个氨基酸的长度，特别地所述接头是(G4S)6G2或(G4S)4。
本发明的下述3个实施方案涉及血脑屏障穿梭体，其中所述脑效应物实体是蛋白、多肽或肽，前提条件是，所述脑效应物实体不是全长抗体，尤其全长IgG。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述结合血脑屏障受体的单价结合实体包含CH2-CH3 Ig实体和一个结合血脑屏障受体的sFab，其中所述sFab通过第二接头偶联至CH2-CH3 Ig实体的C-末端。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述血脑屏障穿梭体包含脑效应物实体、接头、CH2-CH3 Ig结构域、第二接头和一个结合血脑屏障受体的sFab，其中所述脑效应物实体通过第一接头偶联至CH2-CH3 Ig结构域的N-末端，且所述sFab通过第二接头偶联至CH2-CH3 Ig结构域的C-末端。
在所述血脑屏障穿梭体的一个特定实施方案中，所述CH2-CH3 Ig实体是CH2-CH3IgG实体。
此外，本发明涉及编码本发明的血脑屏障穿梭体的分离的核酸、包含编码所述血脑屏障穿梭体的分离的核酸的宿主细胞、和包含所述血脑屏障穿梭体的药物制剂。
本发明的血脑屏障穿梭体可以用作药物，特别地，它可以用于治疗神经疾病例如阿尔茨海默病。
本发明的血脑屏障穿梭体可以用于运输所述脑效应物实体穿过血脑屏障。
在一个特定实施方案中，本发明的血脑屏障穿梭体的IgG抗体的重链(其在Fc部分的C-末端处偶联至scFab，所述scFab作为结合血脑屏障受体的单价结合实体)具有下述结构：
●IgG重链，
●接头，其将IgG重链的Fc部分的C-末端偶联至scFab的VL结构域的N-末端，
●scFab的可变轻链结构域(VL)和C-κ轻链结构域，
●接头，其将scFab的C-κ轻链结构域的C-末端偶联至scFab的VH结构域的N-末端，
●scFab抗体的可变重链结构域(VH)和IgG CH3重链结构域。
在第二方面，本发明提供了一种运输脑效应物实体穿过血脑屏障的融合蛋白，所述融合蛋白包含CH2-CH3 Ig实体、接头和一个针对血脑屏障受体的sFab，其中所述sFab通过所述接头偶联至CH2-CH3 Ig实体的C-末端。
在本发明的融合蛋白的一个特定实施方案中，本发明的融合蛋白进一步包含在CH2-CH3 Ig实体的N-末端处的接头，以将所述脑效应物实体偶联至CH2-CH3 Ig实体的N-末端。
在本发明的融合蛋白的一个特定实施方案中，所述脑效应物实体选自神经疾病药物、神经营养因子、生长因子、酶、细胞毒性剂、选自scFv、Fv、scFab、Fab、VHH、F(ab’)2的针对脑靶标的抗体片段或肽。
在本发明的融合蛋白的一个特定实施方案中，所述针对血脑屏障受体的sFab是针对转铁蛋白受体的sFab，优选地是识别被包含在Seq.Id.No.14、15或16的氨基酸序列中的转铁蛋白受体内的表位的scFab。
在本发明的融合蛋白的一个特定实施方案中，所述接头是肽接头，尤其是具有至少15个氨基酸长度的氨基酸序列的肽，更优选地具有20-50个氨基酸的长度，最特别地所述接头具有氨基酸序列(G4S)6G2(Seq.Id.No.13)或(G4S)4(Seq.Id.No.17)。
在本发明的融合蛋白的一个特定实施方案中，所述CH2-CH3 Ig实体是CH2-CH3IgG实体。
此外，本发明提供了一种编码本发明的融合蛋白的分离的核酸和包含编码本发明的融合蛋白的核酸的宿主细胞。
在第三方面，本发明提供了一种缀合物，其包含本发明的融合蛋白和脑效应物实体，所述脑效应物实体通过接头偶联至本发明的融合蛋白的CH2-CH3 Ig实体的N-末端。
在本发明的缀合物的一个特定实施方案中，所述脑效应物实体是神经营养因子，且其中将所述神经营养因子偶联至CH2-CH3 Ig实体的N-末端的接头是肽接头。
此外，本发明提供了包含本发明的缀合物和药用载体的药物制剂，所述缀合物作为药物的用途，尤其是所述缀合物用于治疗神经变性疾病、尤其是阿尔茨海默病的用途。
附图说明
图1：在实施例中使用的不同形式的血脑屏障穿梭体(融合蛋白)。1A：针对Aβ的IgG(mAb31)。1B：针对TfR的单Fab(sFab)，其偶联至针对Aβ的IgG(mAb31)的Fc部分。1C：针对TfR的双Fab(dFab)，其偶联至针对Aβ的IgG(mAb31)的Fc部分。所述scFab结构与IgG抗体的重链的C-末端融合。
图2：融合蛋白对Aβ结构的结合性能。使用ELISA方案测量结合亲和力，所述ELISA方案表明，所述Fab构建体已经保留Aβ结合性能。mAb31-8D3构建体与Aβ纤丝的结合。尽管8D3(空心正方形)不会结合固定化的Aβ纤丝，但是mAb31-8D3-dFab(实心正方形)、mAb31-8D3-sFab(空心三角形)和mAb31(实心三角形)以可比较的亲和力结合。
图3：所述构建体对转铁蛋白受体(TfR)的结合性能。使用ELISA方案测量结合亲和力，所述ELISA方案表明，仅Fab构建体结合转铁蛋白受体(TfR)，且双Fab构建体由于二价结合模式而具有稍微更高的表观亲和力。mAb31-8D3构建体与mTfR的结合。尽管mAb31(实心三角形)不会结合固定化的mTfR，但是mAb31-8D3-dFab(实心正方形)的结合亲和力与8D3亲本抗体(空心正方形)的结合亲和力相当。单价构建体mAb31-8D3-sFab(空心三角形)显示出中间结合亲和力。
图4：抗-Aβ单克隆抗体mAb31(图4A)、单Fab mAb31(与mAb31的C-末端融合的单Fab)(图4B)和双Fab mAb31(与mAb31的C-末端融合的双Fab)(图4C)的斑块染色。将构建体注射进PS2APP小鼠(n＝3/构建体)，单次静脉内给药10mg/kg，然后在给药后8小时进行脑灌注。分析包括斑块结合的免疫组织化学和共焦显微术。数据表明，仅单Fab-mAb31构建体能够穿过BBB并结合斑块。该图显示了得自所有动物的脑的一个代表性区域。
图5：显示了双Fab-mAb31构建体的定量。在所有3只治疗的动物的3个不同区域(每种构建体共计9个区域)定量斑块和毛细血管染色。数据表明，仅双Fab-mAb31构建体与mAb31相比存在毛细血管的增加。没有检测到在斑块处(在脑内)增加的双Fab-mAb31水平。以10mg/kg给药后8h，mab31(HEK对照)相对于双Fab-mab3的定量。
图6：显示了单Fab-mAb31构建体的定量。在所有3只治疗的动物的3个不同区域(每种构建体共计9个区域)定量斑块和毛细血管染色。数据表明，单Fab-mAb31构建体与mAb31相比存在斑块的大量增加。荧光信号的定量指示，单Fab-mAb31与mAb31构建体相比超过50倍的增加。单Fab-mAb31构建体与mAb31相比也存在毛细血管中的短暂染色，从而指示穿过BBB。以10mg/kg给药后8h和以25mg/kg给药后24h，mab31(HEK对照)相对于单Fab-mab31的定量。
图7:2种不同剂量的抗-Aβ单克隆抗体mAb31和非常低剂量的单Fab mAb31(与mAb31的C-末端融合的单Fab)的斑块染色。将构建体注射进PS2APP小鼠(n＝3/构建体)中，单次静脉内给药，然后在给药后的不同时间点进行脑灌注。分析包括斑块结合的免疫组织化学和共焦显微术。数据表明，仅单Fab-mAb31构建体能够穿过BBB并结合斑块。对于单Fab-mAb31构建体而言，脑暴露是非常快速的，并且斑块染色从单次施用持续超过至少1周。
图8：用单Fab-mab31或双Fab-mAb31处理的TfR的细胞表面表达的定量。双Fab-mAb31构建体对转铁蛋白受体(TfR)的细胞表面减量调节。将表达TfR的脑内皮细胞与单Fab-mAb31构建体(图8A)或双Fab-mAb31构建体(图8B)一起温育24小时。仅双Fab-mAb31构建体降低了细胞表面表达的TfR的水平。
图9：用单Fab-mab31或双Fab-mAb31处理的TfR的体内细胞运输。在体内研究毛细血管和斑块染色的早期时间点。sFab-MAb31(图9A)和dFab-MAb31(图9B)在注射后15分钟将脑脉管系统染色，它们的分布没有差异。注射后8小时，sFab-MAb31达到实质并将淀粉样蛋白斑块染色(箭头,图9C)，而dFab-MAb31停留在脑脉管系统内，类似于15分钟时间点(图9D)。对于dFab-MAb31而言，在实质中没有检测到淀粉样蛋白斑块。
图10：用单Fab-mab31或双Fab-mAb31处理的TfR的体内细胞运输。为了控制在研究中使用的所有构建体的完整性，使用MAb31(图10A)、sFab-MAb31(图10B)或dFab-MAB31(图10C)，进行18个月小鼠APP转基因脑冷冻切片的染色。图10D显示了对照的结果。结果表明，所有3种构建体检测到转基因小鼠的脑中的淀粉样蛋白斑块。
图11：用单Fab-mab31处理的TfR的体内细胞运输。对体内处理过的样品的高分辨率共焦显微术表明，sFab-MAb31没有将脑毛细血管的腔侧染色，但是被包含在囊泡样结构(其穿过内皮细胞的腔膜)内和内皮细胞胞质溶胶内。在图11中的箭头指示在内皮细胞细胞核的近腔侧上含有sFab-MAb31构建体的囊泡。这些数据提示，sFab-MAb31可以进入脑内皮细胞并穿过脉管系统和到达脑的实质空间内的淀粉样蛋白斑块(与图9A和C对比)。
图12：用双Fab-mab31处理的TfR的体内细胞运输。对体内处理过的样品的高分辨率共焦显微术表明，dFab-MAb31没有将脑毛细血管的腔侧染色，但是被包含在囊泡样结构(其穿过内皮细胞的腔膜)内和内皮细胞胞质溶胶内。在图12中的箭头指示在内皮细胞细胞核的近腔侧上含有dFab-MAb31构建体的囊泡。这些数据提示，dFab-MAb31可以进入脑内皮细胞，但是被捕集，不能穿过脉管系统，且因此不能到达脑的实质空间内的淀粉样蛋白斑块(与图图9B和D对比)。
图13：静脉内施用以后的脑暴露和斑块染色。图13A：将mAb31、dFab和sFab构建体以10mg/kg静脉内地注射进PS2APP转基因动物，在注射后8小时将动物灌注和处死。dFab与mAb31相比，没有检测到斑块染色的显著增加。对于sFab构建体，基于来自检测抗体的在555nm的荧光强度，检测到比亲本mAb31高55倍的斑块染色。注射后8小时，mAb31(图13B)、dFab(图13C)和sFab(图13D)在皮质中的代表性免疫组织化学染色。dFab仅显示微血管染色，而sFab广泛地将淀粉样蛋白-β斑块染色。图13E：证实了与2mg/kg和10mg/kg mAb31相比，低剂量的sFab构建体(2.66mg/kg)会快速地且显著地到达脑中的斑块。sFab构建体的靶标啮合在注射后持续超过至少1周。免疫组织化学染色显示了2mg/kg的mAb31(图13F)和2.66mg/kg的sFab(图13G)在注射后7天的斑块染色。
图14：在通过14次每周静脉内注射治疗的、带有斑块的PS2APP小鼠中的慢性研究的体内效力。分别对于低剂量mAb31、中剂量mAb31、低剂量sFab和中剂量sFab(图14A-D)，显示了在研究结束时，与残余斑块结合的施用构建体的靶斑块结合。在斑块的免疫组织化学染色以后，显示了皮质和海马的定量形态测定分析(图14E)。在4.5个月龄时处死的未治疗的动物的斑块负载被显示为在研究开始时的淀粉样变性的基线水平。与在媒介物治疗的动物中观察到的进行性斑块形成相比，在用中剂量sFab治疗以后，斑块数目的显著减少是显而易见的；减少的斑块形成的趋势甚至出现在低剂量sFab。因而，sFab构建体显著减少了皮质和海马中的斑块数目。斑块尺寸的分析揭示了斑块数目的减少，对于小斑块尺寸而言是最显著的。*p≤0.05，**p≤0.01，***p≤0.001。
图15：具有与Fc C-端融合的TfR scFab片段的抗体多聚体没有诱导ADCC。通过定量LDH释放，测量NK92介导的BA/F3小鼠红白血病细胞的杀死。仅多聚体构建体(其具有结合TfR的Fab部分，呈“常规”“N-端至Fc”取向)诱导显著的ADCC，而呈相反取向的脑穿梭构建体是沉默的。
图16：针对转铁蛋白受体的scFab 8D3结合小鼠转铁蛋白受体的细胞外结构域中的3个不同肽。通过抗体的化学发光检测，揭示了有3个氨基酸重叠的抗体8D3-15聚体肽的结合，所述抗体在携带固定化的mTfR肽的CelluSpot载玻片上温育。框：被8D3结合的肽#373、374和376(Seq.Id.No.15、16和17)。
具体实施方式
定义
“血脑屏障”或“BBB”是指外周循环与脑和脊髓之间的生理屏障，其由脑毛细血管内皮质膜内的紧密连接部形成，从而建立限制分子(甚至非常小的分子如尿素(60道尔顿))运输进脑中的紧密屏障。脑内的BBB、脊髓内的血液-脊髓屏障和视网膜内的血液-视网膜屏障，是CNS内的相连毛细血管屏障，并且在本文中被统称为血脑屏障或BBB。BBB还包括血液-CSF屏障(脉络丛)，其中屏障由室管膜细胞而不是毛细血管内皮细胞构成。
突出物进入孔洞二聚化模块和它们在抗体工程中的应用描述在：Carter P.；Ridgway J.B.B.；Presta L.G.:Immunotechnology,Volume 2,Number 1,1996年2月,第73-73页(1))。
“中枢神经系统”或“CNS”是指控制身体功能的神经组织的复合体，并且包括脑和脊髓。
“血脑屏障受体”(本文中简写为“R/BBB”)是在脑内皮细胞上表达的细胞外膜连接的受体蛋白，其能够将分子运输穿过BBB或者用于运输外源施用的分子。本文中R/BBB的例子包括：转铁蛋白受体(TfR)、胰岛素受体、胰岛素样生长因子受体(IGF-R)、低密度脂蛋白受体(包括但不限于低密度脂蛋白受体相关的蛋白1(LRP1)和低密度脂蛋白受体相关的蛋白8(LRP8))、和结合肝素的表皮生长因子样生长因子(HB-EGF)。本文中的一种示例性的R/BBB是转铁蛋白受体(TfR)。
“脑效应物实体”是指要穿过BBB运输至脑的分子。效应物实体通常具有希望递送至脑的特征性治疗活性。效应物实体包括神经疾病药物和细胞毒性剂例如肽、蛋白和抗体，尤其是针对脑靶标的单克隆抗体或其片段。
“单价结合实体”是指能够特异性地且以单价结合模式与R/BBB结合的分子。本发明的血脑穿梭和/或缀合物的特征在于存在单价结合实体的单个单元，即本发明的血脑穿梭和/或缀合物包含单价结合实体的一个单元。所述单价结合实体包括但不限于蛋白、多肽、肽和抗体片段，包括Fab、Fab'、Fv片段、单链抗体分子例如单链Fab、scFv。所述单价结合实体可以是例如使用现有技术(如噬菌体展示或免疫接种)工程改造的支架蛋白。所述单价结合实体还可以是肽。在某些实施方案中，所述单价结合实体包含CH2-CH3 Ig结构域和针对血脑屏障受体的单Fab(sFab)。所述sFab通过接头偶联至CH2-CH3 Ig结构域的C-末端。在某些实施方案中，所述sFab是指转铁蛋白受体。
“单价结合模式”是指与R/BBB的特异性结合，其中单价结合实体和R/BBB之间的相互作用通过一个单独表位而发生。由于单个表位相互作用点，单价结合模式会阻止R/BBB的任何二聚化/多聚化。单价结合模式会阻止R/BBB的细胞内分选发生变化。
术语“表位”包括能够特异性结合抗体的任何多肽决定簇。在某些实施方案中，表位决定簇包括分子的化学活性表面分组(groupings)，诸如氨基酸、糖侧链、磷酰基或磺酰基，且在某些实施方案中，可以具有特定的三维结构特征，和或特定的带电特性。表位是被抗体结合的抗原区域。
“转铁蛋白受体”(“TfR”)是一种跨膜糖蛋白(具有约180,000的分子量)，其由参与脊椎动物中的铁摄取的两个二硫键键合的亚基(各自的表观分子量为约90,000)组成。在一个实施方案中，本文中的TfR是人TfR，其包含例如在Schneider等.Nature 311:675-678(1984)中的氨基酸序列。
本文中使用的“神经疾病”是指影响CNS和/或具有在CNS中的病因的疾病或病症。示例性的CNS疾病或病症包括、但不限于：神经病、淀粉样变性、癌症、眼的疾病或病症、病毒或微生物感染、炎症、缺血、神经变性疾病、癫痫发作、行为疾病和溶酶体贮积病。为了本申请的目的，将理解CNS包括眼，其通常通过血液-视网膜屏障与身体的其它部分隔离。神经疾病的具体例子包括、但不限于：神经变性疾病(包括、但不限于，雷维小体病(Lewy bodydisease)，脊髓灰质炎后综合征(postpoliomyelitis syndrome)，夏伊-德雷格综合征(Shy-Draeger syndrome)，橄榄体脑桥小脑萎缩(olivopontocerebellar atrophy)，帕金森病(帕金蛋白son's disease)，多系统萎缩(multiple system atrophy)，纹状体黑质变性(striatonigral degeneration)，Tau病变(tauopathy)(包括、但不限于，阿尔茨海默病(Alzheimer disease)和核上性麻痹(supranuclear palsy))，朊病毒病(prion disease)(包括、但不限于，牛海绵状脑病(bovine spongiform encephalopathy)，痒病(scrapie)，克-雅综合征(Creutzfeldt-Jakob syndrome)，库鲁病(kuru)，格-施-沙病(Gerstmann-Straussler-Scheinker disease)，慢性消耗性疾病(chronic wasting disease)，和致命性家族性失眠症(fatal familial insomnia))，延髓性麻痹(bulbar palsy)，运动神经元病(motor neuron disease)，和heterodegenerative疾病(包括、但不限于卡纳范病(Canavan disease)，亨廷顿病(Huntington's disease)，神经元蜡样脂褐素沉积症(neuronal ceroid-lipofuscinosis)，亚历山大病(Alexander's disease)，图雷特综合征(Tourette's syndrome)，门克斯扭结发综合征(Menkes kinky hair syndrome)，科凯恩综合征(Cockayne syndrome)，哈勒沃登-施帕茨综合征(Halervorden-Spatz syndrome)，拉福拉病(lafora disease)，雷特综合征(Rett syndrome)，肝豆状核变性(hepatolenticular degeneration)，莱施-奈恩综合征(Lesch-Nyhan syndrome)，和翁-隆综合征(Unverricht-Lundborg syndrome))，痴呆(包括、但不限于，皮克病(Pick'sdisease)，和脊髓小脑性共济失调(spinocerebellar ataxia))，癌症(例如CNS和/或脑的癌症，包括源自身体其它位置的癌症的脑转移灶)。
“神经疾病药物”是治疗一种或多种神经疾病的药物或治疗剂。本发明的神经疾病药物包括，但不限于，小分子化合物，抗体，肽，蛋白质，一种或多种CNS靶标的天然配体，一种或多种CNS靶标的天然配体的修饰形式，适体，抑制性核酸(即，小的抑制性RNA(siRNA)和短发夹RNA(shRNA))，核酶，和小分子，或上述中任何一种的活性片段。本发明的示例性神经疾病药物描述于此并且包括、但不限于：抗体，适体，蛋白质，肽，抑制性核酸和小分子和上述中任何一种的活性片段，它们是它们本身或特异性识别和/或作用于(即，抑制，活化，或检测)CNS抗原或靶标分子如，但不限于，淀粉样蛋白前体蛋白或其部分，淀粉样蛋白β，β-分泌酶，γ-分泌酶，tau，α-突触核蛋白，帕金蛋白，亨廷顿蛋白，DR6，早老蛋白，ApoE，神经胶质瘤或其它CNS癌症标志物，和神经营养因子。神经疾病药物的非限制性例子以及可以使用它们治疗的对应疾病：脑衍生的神经营养因子(BDNF)，慢性脑损伤(神经发生)，成纤维细胞生长因子2(FGF-2)，抗-表皮生长因子受体脑癌，(EGFR)-抗体，神经胶质细胞系衍生的神经因子，帕金森病(GDNF)，脑衍生的神经营养因子(BDNF)，肌萎缩性侧索硬化，抑郁症，溶酶体酶，脑的溶酶体贮积疾病，睫状神经营养因子(CNTF)，肌萎缩性侧索硬化，神经调节蛋白-1，精神分裂症，抗-HER2抗体(例如曲妥珠单抗)，来自HER2-阳性癌症的脑转移。
“成像剂”是这样的化合物：其具有允许它的存在和/或位置被直接或间接检测到的一种或多种性质。这样的成像剂的例子包括蛋白和小分子化合物，其掺入使检测成为可能的标记实体。
“CNS抗原”或“脑靶标”是在CNS(包括脑)中表达的抗原和/或分子，其可以被抗体或小分子所靶向。这样的抗原和/或分子的例子包括、但不限于:β-分泌酶1(BACEl)、淀粉样蛋白β(Aβ)、表皮生长因子受体(EGFR)、人表皮生长因子受体2(HER2)、Tau、载脂蛋白E4(ApoE4)、α-突触核蛋白、CD20、亨廷顿蛋白、朊病毒蛋白(PrP)、富含亮氨酸的重复序列激酶2(LRRK2)、帕金蛋白、早老蛋白1、早老蛋白2、γ分泌酶、死亡受体6(DR6)、淀粉样蛋白前体蛋白(APP)、p75神经营养因子受体(p75NTR)和胱天蛋白酶6。在一个实施方案中，所述抗原是BACEl。
本文中的“天然序列”蛋白质是指包含在自然中发现的蛋白质的氨基酸序列的蛋白质，包括所述蛋白质的天然存在的变体。本文中使用的该术语包括从其天然来源分离的蛋白质或重组制备的蛋白质。
术语“抗体”在本文中以最宽的含义使用，并且具体地涵盖单克隆抗体、多克隆抗体、由至少两个完整抗体形成的多特异性抗体(例如、双特异性抗体)和抗体片段，只要它们表现出期望的生物活性即可。
“抗体片段”在本文中包括保持结合抗原的能力的完整抗体的一部分。抗体片段的例子包括Fab、Fab'、F(ab')2和Fv片段；双体；线性抗体；单链抗体分子例如单链Fab、scFv和由多个抗体片段形成的多特异性抗体。“单链Fab”形式例如描述在Hust M.等.BMCBiotechnol.2007年3月8日；7:14中。
本文中使用的术语“单克隆抗体”是指从一群基本上同质的抗体中获得的抗体，即除了可能的变体(该变体可以在产生单克隆抗体的过程中出现，此类变体通常少量存在)外，构成群体的个体抗体是相同的和/或结合相同的表位。相比于通常包括针对不同决定簇(表位)的不同抗体的多克隆抗体制备物，每个单克隆抗体针对抗原上的单一决定簇。除它们的特异性外，单克隆抗体的优势在于它们不受其它免疫球蛋白的污染。修饰语“单克隆”表明抗体从基本上同质的抗体群获得的特征，不应解释为要求通过任何特定方法来生产抗体。例如，根据本发明使用的单克隆抗体可通过最先由Kohler等，Nature，256:495(1975)描述的杂交瘤方法制备，或可以通过重组DNA方法(参见，例如，美国专利号4,816,567)制备。”单克隆抗体”也可以使用例如在Clackson等，Nature，352:624-628(1991)和Marks等，J.Mol.Biol.，222:581-597(1991)中所述的技术从噬菌体抗体文库分离。本文中的单克隆抗体的具体实例包括嵌合抗体、人源化抗体和人抗体，包括它们的抗原结合片段。单克隆抗体在本文中具体地包括：“嵌合”抗体(免疫球蛋白)，其中重链和/或轻链的一部分与衍生自特定物种或属于特定抗体类别或亚类的抗体中的相应序列相同或同源，而所述链的剩余部分与衍生自另一物种或属于另一抗体类别或亚类的抗体中的相应序列相同或同源；以及此类抗体的片段，只要它们展现出期望的生物学活性(美国专利号4,816,567；Morrison等，Proc.Nat.Acad.Sci.USA(美国国家科学院学报)81:6851-6855(1984))。本文感兴趣的嵌合抗体包括“灵长类源化(primatized)”抗体，该抗体包含来源于非人灵长类动物(例如旧大陆猴(Old World Monkey)，如狒狒、恒河猴(rhesus)或食蟹猴(cynomolgus monkey))的可变结构域抗原-结合序列以及人恒定区序列(美国专利号5,693,780)。
非人(例如鼠)抗体的“人源化”形式指最低限度包含衍生自非人免疫球蛋白的序列的嵌合抗体。在大部分情况中，人源化抗体是人免疫球蛋白(受体抗体)，其中受体高变区的残基被具有所需特异性、亲和力和能力的非人物种(供体抗体)(诸如小鼠、大鼠、兔或非人灵长类动物)的高变区残基替换。在有些情况中，将人免疫球蛋白的框架区(FR)残基用相应的非人残基替换。此外，人源化抗体可包含在受体抗体中或在供体抗体中没有发现的残基。进行这些修饰以进一步改进抗体的性能。一般而言，人源化抗体将包含基本上全部的至少一个、典型地两个可变结构域，其中所有或基本上所有高变区对应于非人免疫球蛋白的高变区，且所有或基本上所有FR是人免疫球蛋白序列的那些，不同之处在于如上所述的FR置换。人源化抗体任选还将包含至少部分免疫球蛋白恒定区，所述免疫球蛋白恒定区典型地是人免疫球蛋白的恒定区。更多细节见例如Jones等，自然(Nature)321:522-525(1986)；Riechmann等，自然(Nature)332:323-329(1988)；及Presta，Curr.Op.Struct.Biol.2:593-596(1992)。
“人抗体”在本文中是包含这样的氨基酸序列结构的抗体，所述氨基酸序列结构与可获得自人B细胞的抗体的氨基酸序列结构对应，并且包括人抗体的抗原结合片段。可以通过多种技术鉴定或制备这样的抗体，所述技术包括、但不限于：通过在免疫后能够在不存在内源免疫球蛋白生产的情况下生产人抗体的转基因动物(例如，小鼠)生产(参见，例如，Jakobovits等，Proc.Natl.Acad.Sci.USA，90:2551(1993)；Jakobovits等，Nature，362:255-258(1993)；Bruggermann等，Year in Immuno.，7:33(1993)；和美国专利号5,591,669,5,589,369和5,545,807))；从表达人抗体或人抗体片段的噬菌体展示文库选择(参见，例如，McCafferty等，Nature 348:552-553(1990)；Johnson等，Current Opinion inStructural Biology 3:564-571(1993)；Clackson等，Nature，352:624-628(1991)；Marks等，J.Mol.Biol.222:581-597(1991)；Griffith等，EMBO J.12:725-734(1993)；美国专利号5,565,332和5,573,905)；通过体外活化的B细胞生成(参见美国专利5,567,610和5,229,275)；和分离自生产人抗体的杂交瘤。
“多特异性抗体”在本文中是对至少两个不同的表位具有结合特异性的抗体。示例性多特异性抗体可以结合R/BBB和脑抗原两者。多特异性抗体可以被制备成全长抗体或抗体片段(例如F(ab')2双特异性抗体)。也预期有改造的具有两个、三个或更多个(例如四个)功能性抗原结合位点的抗体(参见，例如，美国申请号US 2002/0004587 A1，Miller等)。多特异性抗体可以被制备成全长抗体或抗体片段。
本文中的抗体包括具有改变的抗原结合或生物学活性的“氨基酸序列变体”。这样的氨基酸变化的例子包括具有增强的对抗原的亲和力的抗体(例如“亲和力成熟”抗体)，和具有改变的Fc区(如果存在的话)的抗体，例如具有改变的(增加或减小的)依赖抗体的细胞介导的细胞毒性(ADCC)和/或依赖补体的细胞毒性(CDC)的抗体(参见，例如，WO 00/42072，Presta，L.和WO 99/51642，Iduosogie等)；和/或具有增加的或减小的血清半衰期的抗体(参见，例如，WO00/42072，Presta，L.)。
“亲和力修饰的变体”具有一个或多个被置换的亲本抗体的高变区或框架残基(例如亲本嵌合、人源化或人抗体的)，其改变(增加或减小)亲和力。在一个实施方案中，根据本发明，所得的被选用于进一步开发的变体将具有减小的对R/BBB的亲和力。产生这种置换变体的简便方式是使用噬菌体展示。简言之，将若干个高变区位点(例如6-7个位点)突变以在每个位点产生所有可能的氨基置换。因此产生的抗体变体以单价形式从丝状噬菌体颗粒展示为与包装在每个颗粒内的M13的基因III产物的融合体(fusion)。然后对噬菌体展示的变体的生物学活性(例如结合亲和力)进行筛选。为了鉴定用于修饰的候选高变区位点，可以进行丙氨酸扫描诱变以鉴别显著有助于抗原结合的高变区残基。可替换地，或另外地，可能有利的是分析抗原-抗体复合物的晶体结构从而鉴别抗体及其靶标间的接触点。根据本文所述的技术，这样的接触残基和邻近残基是置换的候选物。在这样的变体产生后，对一组变体进行筛选，并且可以选择具有改变的亲和力的抗体用于进一步的开发。
本文中的抗体可以是“糖基化变体”以使与Fc区相连的任何糖(如果存在的话)被改变。例如，具有缺乏与抗体的Fc区偶联的岩藻糖的成熟糖结构的抗体描述于美国专利申请号US 2003/0157108(Presta，L.)中。也参见US 2004/0093621(Kyowa Hakko Kogyo Co.,Ltd)。在与抗体的Fc区连接的糖中具有平分型N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)的抗体引用在WO2003/011878(Jean-Mairet等)和美国专利号6,602,684(Umana等)中。在与抗体的Fc区连接的寡糖中具有至少一个半乳糖残基的抗体在WO 1997/30087，Patel等中被报道。也参见WO1998/58964(Raju，S.)和WO 1999/22764(Raju，S.)，其涉及具有改变的与其Fc区连接的糖的抗体。也参见US 2005/0123546(Umana等)，其描述了具有修饰的糖基化的抗体。术语“高变区”当在本文中使用时是指抗体的负责抗原结合的氨基酸残基。高变区包含来自“互补决定区”或“CDR”的氨基酸残基(例如轻链可变结构域中的残基24-34(L1)、50-56(L2)和89-97(L3)和重链可变结构域中的31-35(H1)、50-65(H2)和95-102(H3)；Kabat等，免疫学感兴趣的蛋白的序列(Sequences of Proteins of Immunological Interest)，第5版.公众健康服务(Public Health Service)，国立卫生研究所(National Institutes of Health)，Bethesda，MD.(1991))和/或来自“高变环”的那些残基(例如轻链可变结构域中的残基26-32(L1)、50-52(L2)和91-96(L3)以及重链可变结构域中的26-32(H1)、53-55(H2)和96-101(H3)；Chothia和Lesk，分子生物学杂志(J.Mol.Biol.)196:901-917(1987))。”框架”或”FR”残基是不同于本文所定义的高变区残基的那些可变结构域残基。
“全长抗体”是这样的抗体，其包含抗原-结合可变区以及轻链恒定结构域(CL)和重链恒定结构域，CH1，CH2和CH3。恒定结构域可以是天然序列恒定结构域(例如人天然序列恒定结构域)或其氨基酸序列变体。
“裸抗体”是没有缀合异源分子(如细胞毒性实体、聚合物或放射性标记)的抗体(如本文所定义的)。
抗体“效应子功能”指那些可归因于抗体的Fc区(天然序列Fc区或氨基酸序列变体Fc区)的生物学活性。抗体效应子功能的例子包括：C1q结合，补体依赖性细胞毒性(CDC)，Fc受体结合，抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)等。在一个实施方案中，本文中的抗体基本上缺少效应子功能。
术语“抗体依赖性的细胞的细胞毒性(ADCC)”是指在有效应细胞存在下抗体对人靶细胞的裂解。术语“补体依赖性的细胞毒性(CDC)”指由补体因子C1q与大多数IgG抗体亚类的Fc部分结合而起始的过程。C1q与抗体的结合由在所谓的结合位点的定义的蛋白-蛋白相互作用所导致。这样的Fc部分结合位点是现有技术中已知的。这些Fc部分结合位点例如特征在于氨基酸L234、L235、D270、N297、E318、K320、K322、P331和P329(根据Kabat的EU索引编号)。亚类IgG1、IgG2和IgG3的抗体通常显示包括C1q和C3结合的补体激活，而IgG4不激活补体系统并且不结合C1q和/或C3。
取决于其重链恒定结构域的氨基酸序列，可以将全长抗体分配到不同的”类别”。有五个主要类别的全长抗体：IgA、IgD、IgE、IgG和IgM，并且这些中的数个可以进一步被划分为“亚类”(同种型)，例如，IgGl、IgG2、IgG3、IgG4、IgA和IgA2。对应于不同类别的抗体的重链恒定结构域分别被称为α、δ、ε、γ和μ。不同类别的免疫球蛋白的亚基结构和三维构型是已知的。术语”重组抗体”，当在本文中使用时，是指这样的抗体(例如嵌合、人源化或人抗体或其抗原结合片段)，该抗体由包含编码所述抗体的核酸的重组宿主细胞表达。用于生产重组抗体的“宿主细胞”的例子包括：(1)哺乳动物细胞，例如，中国仓鼠卵巢(CHO)、COS、骨髓瘤细胞(包括Y0和NS0细胞)，幼仓鼠肾细胞(BHK)，Hela细胞和Vero细胞；(2)昆虫细胞，例如，sf9，sf21和Tn5；(3)植物细胞，例如属于烟草属(genus Nicotiana)的植物(例如烟草(Nicotiana tabacum))；(4)酵母细胞，例如，属于酵母属(genus Saccharomyces)的那些(例如酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae))或属于曲霉属(genus Aspergillus)的那些(例如黑曲霉(Aspergillus niger))；(5)细菌细胞，例如大肠杆菌(Escherichia.coli)细胞或枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)细胞等。
本文中使用的“特异性结合”或“特异地结合”是指抗体选择性地或优先地结合抗原。通常使用标准测定，如斯卡查德分析或表面等离子共振技术(例如使用)确定结合亲和力。
与参照抗体“结合相同表位的抗体”是指这样的抗体，其在竞争测定中阻断50％以上的所述参照抗体与其抗原的结合，反之，参照抗体在竞争测定中阻断50％以上的该抗体与其抗原的结合。
术语“细胞毒性剂”用在本发明中指抑制或防止细胞功能和/或引起细胞死亡或破坏的物质。细胞毒性剂包括、但不限于：放射性同位素(例如，At211,1131,1125,Y90,Re186,Re188,Sm153,Bi212,P32,Pb212和Lu的放射性同位素)；化疗剂或药物(例如，甲氨蝶呤(methotrexate)，阿霉素(adriamicin)，长春花生物碱(vinca alkaloids)(长春新碱(vincristine)，长春碱(vinblastine)，依托泊苷(etoposide))，多柔比星(doxorubicin)，美法仑(melphalan)，丝裂霉素(mitomycin)C，苯丁酸氮芥(chlorambucil)，柔红霉素(daunorubicin)或其它嵌入剂)；生长抑制剂；酶及其片段如核酸水解酶；抗生素；毒素如小分子毒素或细菌、真菌、植物或动物起源的酶促活性毒素，包括其片段和/或变体。
试剂例如药物制剂的”有效量”是指在需要的剂量和时间阶段有效获得所需的治疗或预防结果的量。
术语“Fc区”在本文中用于定义免疫球蛋白重链的C端区域，所述区域包含恒定区的至少一部分。Fc区包含免疫球蛋白的CH2和CH3结构域。该术语包括天然序列Fc区和变体Fc区。在一个实施方案中，人IgG重链Fc区从Cys226或Pro230延伸至重链的羧基端。但是，Fc区的C端赖氨酸(Lys447)可以存在或可以不存在。除非另外说明，Fc区或恒定区中的氨基酸残基的编号是根据EU编号系统，其也被称为EU索引，如在Kabat等，Sequences of Proteinsof Immunological Interest(免疫学感兴趣的蛋白质的序列)，第5版.Public HealthService，National Institutes of Health，Bethesda，MD，1991中所述。“框架”或”FR”是指除高变区(HVR)残基之外的可变结构域残基。可变结构域的FR通常由以下四个FR结构域组成：FR1，FR2，FR3和FR4。因此，HVR和FR序列通常以下列顺序出现在VH(或VL)中：FR1-H1(L1)-FR2-H2(L2)-FR3-H3(L3)-FR4。
本文中使用的术语“CH2-CH3 Ig实体”是指从免疫球蛋白CH2或CH3结构域衍生出的蛋白实体。“CH2-CH3 Ig实体”包含2个形成二聚体的“CH2-CH3”多肽。所述免疫球蛋白可以是IgG、IgA、IgD、IgE或IgM。在一个实施方案中，所述CH2-CH3 Ig实体衍生自IgG免疫球蛋白，且在本文中被称作“CH2-CH3 IgG实体”。该术语包括CH2-CH3结构域的天然序列和变体CH2-CH3结构域。在一个实施方案中，所述“CH2-CH3 Ig实体”衍生自人重链CH2-CH3 IgG结构域，所述结构域从Cys226或从Pro230延伸至重链的羧基端。但是，Fc区的C-端赖氨酸(Lys447)可以存在或可以不存在。除非在本文中另外说明，CH2-CH3结构域区域或恒定区中的氨基酸残基的编号是根据EU编号系统，其也被称为EU索引，如在Kabat等，Sequences ofProteins of Immunological Interest(免疫学感兴趣的蛋白质的序列)，第5版.PublicHealth Service，National Institutes of Health，Bethesda，MD，1991中所述。
“缀合物”是与一个或多个异源分子缀合的本发明的融合蛋白，所述异源分子包括、但不限于标记、神经疾病药物或细胞毒性剂。
本文中使用的“接头”是指化学接头或单链肽接头，其将血脑屏障穿梭体和/或融合蛋白和/或本发明的缀合物的不同实体共价地连接。例如，所述接头将脑效应物实体与单价结合实体连接。例如，如果单价结合实体包含CH2-CH3 Ig实体和针对血脑屏障受体的sFab，那么所述接头将sFab与CH3-CH2 Ig实体的C-末端连接。将脑效应物实体与单价结合实体连接的接头(第一接头)和将sFab与CH2-CH3 Ig结构域的C-末端连接的接头(第二接头)可以相同或不同。
可以使用单链肽接头，其包含1-20个通过肽键连接的氨基酸。在某些实施方案中，所述氨基酸选自2种天然存在的氨基酸。在某些其它实施方案中，所述氨基酸中的一个或多个选自甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺和赖氨酸。在其它实施方案中，所述接头是化学接头。在某些实施方案中，所述接头是具有至少25个氨基酸长度的氨基酸序列的单链肽，优选地具有32-50个氨基酸的长度。在一个实施方案中，所述接头是(GxS)n，其中G＝甘氨酸，S＝丝氨酸(x＝3、n＝8、9或10且m＝0、1、2或3)或(x＝4和n＝6、7或8且m＝0、1、2或3)，优选地，其中x＝4，n＝6或7且m＝0、1、2或3，更优选地，其中x＝4，n＝7且m＝2。在一个实施方案中，所述接头是(G4S)4(Seq.Id.No.17)。在一个实施方案中，所述接头是(G4S)6G2(Seq.Id.No.13)。
可以使用多种化学接头进行缀合。例如，使用多种双功能的蛋白偶联剂诸如N-琥珀酰亚胺基-3-(2-吡啶基二硫)丙酸酯(SPDP)、琥珀酰亚胺基-4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-l-甲酸酯(SMCC)、亚氨基硫杂环戊烷(IT)、亚胺酯的双功能衍生物(诸如己二亚氨酸二甲酯HC1)、活性酯(诸如辛二酸二琥珀酰亚胺酯)、醛(诸如戊二醛)、二-叠氮基化合物(诸如双(对叠氮基苯甲酰基)己烷二胺)、二-重氮鎓衍生物(诸如二-(对重氮鎓苯甲酰基)-乙二胺)、二异氰酸酯(诸如甲苯2,6-二异氰酸酯)和双活性的氟化合物(诸如l,5-二氟-2,4-二硝基苯)，可以缀合单价结合实体或融合蛋白和脑效应物实体。所述接头可以是“可切割的接头”，从而促进效应物实体在递送至脑以后的释放。例如，可以使用酸不稳定的接头、肽酶敏感的接头、光不稳定的接头、二甲基接头或含有二硫键的接头(Chari等,CancerRes.52:127-131(1992)；美国专利号5,208,020)。
共价缀合可以直接进行或通过接头进行。在某些实施方案中，直接缀合通过构建蛋白融合体进行(即，通过编码针对R/BBB的单价结合实体和效应物实体的两种基因的基因融合并且表达为单一蛋白)。在某些实施方案中，直接缀合通过在针对R/BBB的单价结合实体的两部分之一上的反应基团与脑效应物实体上的对应基团或接受体之间形成共价键进行。在某些实施方案中，直接缀合通过将要缀合的两种分子中的一种进行修饰(即基因修饰)而进行，从而包括在适当条件下形成与要缀合的其它分子的共价连接的反应基团(作为非限制性例子，巯基或羧基)。作为一个非限制性例子，可以引入具有期望的反应基团(即，半胱氨酸残基)的分子(即，氨基酸)，例如，引入到针对R/BBB抗体的单价结合实体中，并且与神经药物形成二硫键。使核酸与蛋白共价缀合的方法也是本领域已知的(即，光交联，参见，例如，Zatsepin等.Russ.Chem.Rev.(俄罗斯化学综述)74:77-95(2005))。还可以使用多种接头进行缀合。例如，使用多种双功能的蛋白偶联剂诸如N-琥珀酰亚胺基-3-(2-吡啶基二硫)丙酸酯(SPDP)、琥珀酰亚胺基-4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-l-甲酸酯(SMCC)、亚氨基硫杂环戊烷(IT)、亚胺酯的双功能衍生物(诸如己二亚氨酸二甲酯HC1)、活性酯(诸如辛二酸二琥珀酰亚胺酯)、醛(诸如戊二醛)、二-叠氮基化合物(诸如双(对叠氮基苯甲酰基)己烷二胺)、二-重氮鎓衍生物(诸如二-(对重氮鎓苯甲酰基)-乙二胺)、二异氰酸酯(诸如甲苯2,6-二异氰酸酯)和双活性的氟化合物(诸如l,5-二氟-2,4-二硝基苯)，可以缀合单价结合实体和效应物实体。也可以使用包含通过肽键连接的1-20个氨基酸的肽接头。在某些这样的实施方案中，氨基酸选自20种天然存在的氨基酸。在某些其它这样的实施方案中，一个或多个氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺和赖氨酸。接头可以是“可切割的接头”，从而促进效应物实体在递送至脑后的释放。例如，可以使用酸不稳定的接头、肽酶敏感的接头、光不稳定的接头、二甲基接头或含有二硫键的接头(Chari等,CancerRes.52:127-131(1992)；美国专利号5,208,020)。
“标记”是与本文中的融合蛋白偶联并被用于检测或成像的标志物。这样的标记的例子包括：放射性标记、荧光团、生色团或亲和标签。在一个实施方案中，标记是用于医疗成像的放射性标记，例如tc99m或I123，或用于核磁共振(NMR)成像(也被称为磁共振成像，mri)的自旋标记，如又有碘-123，碘-131，铟-111，氟-19，碳-13，氮-15，氧-17，钆，锰，铁等。“个体”或“受试者”是哺乳动物。哺乳动物包括、但不限于，家养动物(例如，牛，羊，猫，狗和马)，灵长类动物(例如，人和非人灵长类动物如猴)，兔，以及啮齿类动物(例如，小鼠和大鼠)。在某些实施方案中，个体或受试者是人。
“分离的”抗体是这样的抗体，其已经与其天然环境的组分分离。在某些实施方案中，将抗体纯化至超过95％或99％纯度，如通过例如电泳(例如，SDS-PAGE，等电聚焦(IEF)，毛细管电泳)或层析(例如，离子交换或反相HPLC)确定的。对于用于评估抗体纯度的方法的综述，参见，例如，Flatman等，J.Chromatogr.B 848:79-87(2007)。
术语“包装说明书”用于指常规地包含在治疗性产品的商业包装中的说明书，其含有关于适应症、用法、剂量、施用、组合疗法、禁忌症和/或关于使用此类治疗性产品的警告的信息。
术语“药物制剂”指这样的制剂，其以允许包含在其中的活性成分的生物学活性有效的形式存在，并且不包含对被施用所述制剂的受试者具有不可接受的毒性的另外的成分。
“药用载体”是指药物制剂中不同于活性成分的成分，其对受试者是无毒的。药用载体包括、但不限于缓冲剂、赋形剂、稳定剂或防腐剂。
本文中使用的“治疗(treatment)”(及其语法变化如“治疗(treat)”或“治疗(treating)”)指在尝试改变待治疗的个体的天然进程中的临床干预，并且可以为了预防或在临床病理学的进程中进行。治疗的理想效果包括、但不限于防止疾病发生或复发，缓和征状，消除疾病的任何直接或间接病理学后果，预防转移，降低疾病进展速率，改善或减轻疾病状态，和征状缓解或改善的预后。在某些实施方案中，将本发明的抗体用于延缓疾病的发生或减缓疾病的进展。
组合物和方法
本发明的方法和制品使用，或包括，结合R/BBB的血脑屏障穿梭体和/或融合蛋白。要用于生产或筛选单价结合实体的R/BBB抗原可以是，例如，包含所需表位的可溶形式的或其部分(例如胞外结构域)。可替换地，或另外地，在其细胞表面表达BBB-R的细胞可以用于产生或筛选单价结合实体。可用于生产单价结合实体的R/BBB的其它形式对于本领域技术人员将是明显的。本文中的R/BBB的例子包括转铁蛋白受体(TfR)、胰岛素受体、胰岛素样生长因子受体(IGF-R)、低密度脂蛋白受体相关的蛋白1(LRP1)和LRP8和结合肝素的表皮生长因子样生长因子(HB-EGF)。
根据本发明，选择针对R/BBB的“单价结合”实体(例如针对TfR的单价结合实体)，这基于本文中证实此种单价结合实体显示提高的CNS(例如，脑)摄取的数据。为了鉴别此种结合实体，用于测量单价结合模式的多种测定是可用的，其包括、但不限于：Scatchard测定和表面等离子体共振技术(例如使用)和本文描述的体内研究。
因而，本发明提供了制备可用于将脑效应物实体(例如神经疾病药物)运输穿过血脑屏障的单价结合实体的方法，所述方法包括：从针对R/BBB的单价结合部分集合中选择单价结合实体，因为它具有对R/BBB的单价结合模式。所述单价结合模式确保某些R/BBB的有效BBB穿过，但是不会干扰受体正常细胞内筛选。
对于神经病疾病，可以选择作为镇痛药的神经药物，包括、但不限于，麻醉药/阿片类镇痛药(即，吗啡，芬太尼(fentanyl)，丙碘酮(hydrocodone)，哌替啶(meperidine)，美沙酮(methadone)，羟吗啡酮(oxymorphone)，喷他佐辛(pentazocine)，丙氧芬(propoxyphene)，曲马朵(tramadol)，可待因(codeine)和羟可酮(oxycodone))，非甾类抗炎药(NSAID)(即，布洛芬(ibuprofen)，萘普生(naproxen)，双氯芬酸(diclofenac)，二氟尼柳(diflunisal)，依托度酸(etodolac)，非诺洛芬(fenoprofen)，氟比洛芬(flurbiprofen)，吲哚美辛(indomethacin)，酮咯酸(ketorolac)，甲芬那酸(mefenamicacid)，美洛昔康(meloxicam)，萘丁美酮(nabumetone)，奥沙普秦(oxaprozin)，吡罗昔康(piroxicam)，舒林酸(sulindac)和托美丁(tolmetin))，皮质类甾醇(即，可的松(cortisone)，泼尼松(prednisone)，泼尼松龙(prednisolone)，地塞米松(dexamethasone)，甲泼尼龙(methylprednisolone)和去炎松(triamcinolone))，抗偏头痛剂(即，sumatriptin，阿莫曲普坦(almotriptan)，夫罗曲普坦(frovatriptan)，舒马普坦(sumatriptan)，利扎曲普坦(rizatriptan)，依来曲普坦(eletriptan)，佐米曲普坦(zolmitriptan)，双氢麦角胺(dihydroergotamine)，依来曲普坦(eletriptan)和麦角胺(ergotamine))，醋氨酚(acetaminophen)，水杨酸盐(即，阿司匹林(aspirin)，水杨酸胆碱(choline salicylate)，水杨酸镁(magnesium salicylate)，二氟尼柳(diflunisal)和双水杨酯(salsalate))，抗惊厥药(即，卡马西平(carbamazepine)，氯硝西泮(clonazepam)，加巴喷丁(gabapentin)，拉莫三嗪(lamotrigine)，普瑞巴林(pregabalin)，噻加宾(tiagabine)和托吡酯(topiramate))，麻醉药(即，异氟醚(isoflurane)，三氯乙烯(trichloroethylene)，氟烷(halothane)，七氟烷(sevoflurane)，苯佐卡因(benzocaine)，氯普鲁卡因(chloroprocaine)，可卡因(cocaine)，环美卡因(cyclomethycaine)，二甲卡因(dimethocaine)，丙氧卡因(propoxycaine)，普鲁卡因(procaine)，奴佛卡因(novocaine)，丙美卡因(proparacaine)，丁卡因(tetracaine)，阿替卡因(articaine)，布比卡因(bupivacaine)，卡替卡因(carticaine)，辛可卡因(cinchocaine)，依替卡因(etidocaine)，左布比卡因(levobupivacaine)，利多卡因(lidocaine)，甲哌卡因(mepivacaine)，哌罗卡因(piperocaine)，丙胺卡因(prilocaine)，罗哌卡因(ropivacaine)，三甲卡因(trimecaine)，蛤蚌毒素(saxitoxin)和河豚毒素(tetrodotoxin))，和cox-2-抑制剂(即，塞来昔布(celecoxib)，罗非昔布(rofecoxib)和伐地考昔(valdecoxib))。对于伴有眩晕的神经疾病，可以选择作为抗眩晕剂的神经药物，其包括、但不限于，美克洛嗪(meclizine)，苯海拉明(diphenhydramine)，异丙嗪(promethazine)和地西泮(diazepam)。对于伴有恶心的神经疾病，可以选择作为抗恶心剂的神经药物，其包括、但不限于，异丙嗪(promethazine)，氯丙嗪(chlorpromazine)，丙氯拉嗪(prochlorperazine)，曲美苄胺(trimethobenzamide)和甲氧氯普胺(metoclopramide)。对于神经变性疾病，可以选择是生长激素或神经营养因子的神经药物；实例包括、但不限于脑源性神经营养因子(BDNF)，神经生长因子(NGF)，神经营养因子-4/5，成纤维细胞生长因子(FGF)-2和其它FGF，神经营养因子(NT)-3，促红细胞生成素(EPO)，肝细胞生长因子(HGF)，表皮生长因子(EGF)，转化生长因子(TGF)-α，TGF-β，血管内皮生长因子(VEGF)，白介素-1受体拮抗剂(IL-1ra)，睫状神经营养因子(CNTF)，神经胶质源性神经营养因子(GDNF)，neurturin，血小板源性生长因子(PDGF)，调蛋白(heregulin)，神经调节蛋白，artemin，persephin，白介素，胶质细胞源性神经营养因子(GFR)，粒细胞集落刺激因子(CSF)，粒细胞-巨噬细胞-CSF，导蛋白(netrin)，心肌营养蛋白-1，刺猬分子(hedgehogs)，白血病抑制因子(LIF)，中期因子，多效营养因子，骨形成蛋白(BMP)，导蛋白，皂化蛋白，脑信号蛋白和干细胞因子(SCF)。对于癌症，可以选择是化疗剂的神经药物。化疗剂的例子包括烷基化试剂，如塞替哌(thiotepa)和环磷酰胺(cyclosphosphamide)烷基磺酸酯(alkyl sulfonates)如白消安(busulfan)，英丙舒凡(improsulfan)和哌泊舒凡(piposulfan)；吖丙啶类(aziridines)如苯佐替派(benzodopa)、卡波醌(carboquone)、美妥替哌(meturedopa)和乌瑞替哌(uredopa)；乙撑亚胺类(ethylenimines)和甲基蜜胺类(methylamelamines)，包括六甲蜜胺(altretamine)、曲他胺(triethylenemelamine)、三亚乙基磷酰胺(triethylenephosphoramide)、三乙烯硫代磷酸胺(triethylenethiophosphoramide)和三羟甲蜜胺(trimethylomelamine)；聚乙酸类(acetogenins)(特别是布拉他辛(bullatacin)和布拉他辛酮(bullatacinone))；△-9-四氢大麻酚(delta-9-tetrahydrocannabinol)(屈大麻酚(dronabinol)、)；β-拉帕醌(beta-lapachone)；拉帕醇(lapachol)；秋水仙碱(colchicines)；桦木酸(betulinic acid)；喜树碱(camptothecin)(包括合成的类似物托泊替康(topotecan)CPT-11(伊立替康(irinotecan))、乙酰喜树碱(acetylcamptothecin)、东莨菪亭(scopolectin)和9-氨基喜树碱(9-aminocamptothecin))；苔藓抑素(bryostatin)；海绵多烯酮类化合物(callystatin)；CC-1065(包括其阿多来新(adozelesin)、卡折来新(carzelesin)和比折来新(bizelesin)合成类似物)；鬼臼毒素(podophyllotoxin)；鬼臼酸(podophyllinic acid)；替尼泊苷(teniposide)；隐藻素类(cryptophycins)(特别是隐藻素1和隐藻素8)；多拉司他汀(dolastatin)；倍癌霉素(duocarmycin)(包括合成的类似物、KW-2189和CB1-TM1)；艾榴素(eleutherobin)；水鬼蕉碱(pancratistatin)；匍枝珊瑚醇(sarcodictyin)；海绵素(spongistatin)；氮芥(nitrogen mustards)如苯丁酸氮芥(chlorambucil)、萘氮芥(chlornaphazine)、胆磷酰胺(chlorophosphamide)、雌莫司汀(estramustine)、异环磷酰胺(ifosfamide)、氮芥(mechlorethamine)、盐酸氧氮芥(mechlorethamine oxidehydrochloride)、美法仑(melphalan)、新氮芥(novembichin)、苯芥胆甾醇(phenesterine)、泼尼莫司汀(prednimustine)、曲磷胺(trofosfamide)、尿嘧啶氮芥(uracil mustard)；亚硝基脲类(nitrosoureas)如卡莫司汀(carmustine)、氯脲菌素(chlorozotocin)、福莫司汀(fotemustine)、洛莫司汀(lomustine)、尼莫司汀(nimustine)和雷莫司汀(ranimnustine)；抗生素如烯二炔类(enediyne)抗生素(例如加利车霉素(calicheamicin)，尤其是加利车霉素γ1I和加利车霉素ωI1(参见例如Agnew，Chem.Intl.Ed.Engl.,33:183-186(1994))；烯二炔蒽环类抗生素(dynemicin)，包括烯二炔蒽环类抗生素A；埃斯波霉素(esperamicin)；以及新制癌菌素(neocarzinostatin)生色团和相关色素蛋白烯二炔类抗生素生色团)、阿克拉霉素(aclacinomysins)、放线菌素(actinomycin)、蒽霉素(authramycin)、偶氮丝氨酸(azaserine)、博来霉素(bleomycins)、放线菌素C(cactinomycin)、carabicin、洋红霉素(carminomycin)、嗜癌霉素(carzinophilin)、色霉素(chromomycins)、放线菌素D(dactinomycin)、柔红霉素(daunorubicin)、地托比星(detorubicin)、6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸(6-diazo-5-oxo-L-norleucine)、多柔比星(doxorubicin)(包括吗啉代-多柔比星(morpholino-doxorubicin)、氰基吗啉代-多柔比星(cyanomorpholino-doxorubicin)、2-吡咯啉-多柔比星(2-pyrrolino-doxorubicin)和脱氧多柔比星(deoxydoxorubicin))、表柔比星(epirubicin)、依索比星(esorubicin)、伊达比星(idarubicin)、马塞罗霉素(marcellomycin)、丝裂霉素类(mitomycins)如丝裂霉素C、麦考酚酸(mycophenolicacid)、诺拉霉素(nogalamycin)、橄榄霉素(olivomycins)、培洛霉素(peplomycin)、紫菜霉素(porfiromycin)、嘌呤霉素(puromycin)、三铁阿霉素(quelamycin)、罗多比星(rodorubicin)、链黑霉素(streptonigrin)、链佐星(streptozocin)、杀结核菌素(tubercidin)、乌苯美司(ubenimex)、净司他丁(zinostatin)、佐柔比星(zorubicin)；抗代谢物如甲氨喋呤(methotrexate)和5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil)(5-FU)；叶酸类似物如二甲叶酸(denopterin)、甲氨喋呤、喋罗呤(pteropterin)、三甲曲沙(trimetrexate)；嘌呤类似物如氟达拉滨(fludarabine)、6-巯嘌呤(6-mercaptopurine)、硫咪嘌呤(thiamiprine)、硫鸟嘌呤(thioguanine)；嘧啶类似物如安西他滨(ancitabine)、阿扎胞苷(azacitidine)、6-氮尿苷(6-azauridine)、卡莫氟(carmofur)、阿糖胞苷(cytarabine)、双脱氧尿苷(dideoxyuridine)、去氧氟尿苷(doxifluridine)、依诺他滨(enocitabine)、氟尿苷(floxuridine)；雄激素类，诸如卡鲁睾酮(calusterone)、丙酸屈他雄酮(dromostanolonepropionate)、环硫雄醇(epitiostanol)、美雄烷(mepitiostane)、睾内酯(testolactone)；抗肾上腺药(anti-adrenals)如氨鲁米特(aminoglutethimide)、米托坦(mitotane)、曲洛司坦(trilostane)；叶酸补偿剂如亚叶酸(frolinic acid)；醋葡醛内酯(aceglatone)；羟醛磷酰胺配糖(aldophosphamide glycoside)；5-氨基酮戊酸(aminolevulinic acid)；恩尿嘧啶(eniluracil)；安吖啶(amsacrine)；bestrabucil；比生群(bisantrene)；依达曲沙(edatraxate)；defofamine；秋水仙胺(demecolcine)；地吖醌(diaziquone)；elfornithine；依利醋铵(elliptinium acetate)；埃坡霉素(epothilone)；依托格鲁(etoglucid)；硝酸镓(gallium nitrate)；羟基脲(hydroxyurea)；香菇多糖(lentinan)；氯尼达明(lonidainine)；美登木素生物碱类(maytansinoids)如美登素(maytansine)和安丝菌素(ansamitocins)；米托胍腙(mitoguazone)；米托蒽醌(mitoxantrone)；莫哌达醇(mopidanmol)；尼曲吖啶(nitraerine)；喷司他丁(pentostatin)；异丙嗪(phenamet)；吡柔比星(pirarubicin)；洛索蒽醌(losoxantrone)；2-乙基酰肼(2-ethylhydrazide)；丙卡巴肼(procarbazine)；多糖复合物(JHS Natural Products(JHS天然产品),Eugene,OR)；雷佐生(razoxane)；利索新(rhizoxin)；西佐喃(sizofiran)；锗螺胺(spirogermanium)；细交链孢菌酮酸(tenuazonic acid)；三亚胺醌(triaziquone)；2,2’,2’-三氯三乙胺(2,2’,2”-trichlorotriethylamine)；单端孢霉烯族化合物(trichothecenes)(特别是T-2毒素、verracurin A、杆孢菌素A(roridin A)和蛇形菌素(anguidine))；乌拉坦(urethan)；长春地辛(vindesine)达卡巴嗪(dacarbazine)；甘露莫司汀(mannomustine)；二溴甘露醇(mitobronitol)；二溴卫矛醇(mitolactol)；哌泊溴烷(pipobroman)；gacytosine；阿糖胞苷(arabinoside)(“Ara-C”)；塞替哌(thiotepa)；紫杉烷类化合物(taxoid)，例如紫杉醇(paclitaxel)(Bristol-Myers Squibb Oncology,Princeton,N.J.)、不含Cremophor的ABRAXANETM(ABRAXANETM Cremophor-free)，紫杉醇的白蛋白改造的纳米颗粒制剂(American Pharmaceutical Partners，Schaumberg，Illinois)和多西他塞(docetaxel)(-Poulenc Rorer，Antony，法国))；苯丁酸氮芥(chloranbucil)；吉西他滨(gemcitabine)6-硫鸟嘌呤(6-thioguanine)；巯嘌呤(mercaptopurine)；甲氨喋呤；铂类似物如顺铂(cisplatin)和卡铂(carboplatin)；长春碱(vinblastine)铂；依托泊苷(etoposide)(VP-16)；异环磷酰胺(ifosfamide)；米托蒽醌(mitoxantrone)；长春新碱(vincristine)奥沙利铂(oxaliplatin)；亚叶酸(leucovorin)；长春瑞滨(vinorelbine)诺安托(novantrone)；依达曲沙(edatrexate)；道诺霉素(daunomycin)；氨基喋呤(aminopterin)；伊班膦酸盐(ibandronate)；拓扑异构酶抑制剂RFS 2000；二氟甲基鸟氨酸(difluoromethylornithine)(DMFO)；类视黄酸类(retinoids)如视黄酸(retinoic acid)；卡培他滨(capecitabine)以上任何一种的药用盐、酸或衍生物；以及以上各项中的两个以上的组合，CHOP，即环磷酰胺、多柔比星、长春新碱、和泼尼松龙(prednisolone)的组合疗法的缩写；以及FOLFOX，即与5-FU和亚叶酸(leucovorin)组合的奥沙利铂(oxaliplatin)(ELOXATINTM)的治疗方案的缩写。
同样包括在对化疗剂的该定义中的是抗激素剂，其作用为调节、降低、阻断或抑制可促进癌生长的激素效果，并且通常为系统或全身治疗的形式。它们自身可以是激素。实例包括抗雌激素类和选择性雌激素受体调控物类(SERM)，包括，例如，他莫昔芬(tamoxifen)(包括他莫昔芬)，雷洛昔芬(raloxifene)，屈洛昔芬(droloxifene)，4-羟基他莫西芬，曲沃昔芬(trioxifene)，keoxifene，LY117018，奥那司酮(onapristone)，和托瑞米芬(toremifene))；抗黄体酮；雌激素受体下调剂(ERDs)；起作用抑制或关闭卵巢的药剂，例如，促黄体生成激素释放素(leutinizinghormone-releasing hormone)(LHRH)激动剂如和醋酸亮丙立德(leuprolide acetate)，醋酸戈舍瑞林(goserelin acetate)、醋酸布舍瑞林(buserelinacetate)和tripterelin；其它抗雄激素类，如氟他胺(flutamide)、尼鲁米特(nilutamide)和比卡鲁胺(bicalutamide)；和抑制芳香酶的芳香酶抑制剂,其调节肾上腺中的雌激素生产，诸如例如，4(5)-咪唑、氨鲁米特(aminoglutethimide)、醋酸甲地孕酮(megestrol acetate)、依西美坦(exemestane)、福美坦(formestanie),法倔唑(fadrozole)、伏氯唑(vorozole)、来曲唑(letrozole)和阿那曲唑(anastrozole)。此外，对化疗剂的这种定义包括二膦酸盐类(bisphosphonates)如氯膦酸盐(clodronate)(例如，或)、依替膦酸盐(etidronate)、NE-58095、唑来膦酸(zoledronicacid)/唑来膦酸盐(zoledronate)、阿仑膦酸盐(alendronate)、帕米膦酸盐(pamidronate)、替鲁膦酸盐(tiludronate)或利塞膦酸盐(risedronate)；以及曲沙他滨(troxacitabine)(1,3-二氧戊环核苷胞嘧啶类似物)；反义寡核苷酸，特别是抑制在涉及异常细胞增殖的信号传导途径中基因的表达的那些，诸如例如，PKC-α、Raf、H-Ras和表皮生长因子受体(EGF-R)；疫苗诸如疫苗和基因治疗疫苗、例如，疫苗、疫苗和疫苗；拓扑异构酶1抑制剂；rmRH；托西拉帕替尼(lapatinib ditosylate)(ErbB-2和EGFR双重酪氨酸激酶小分子抑制剂，也已知为GW572016)；和以上任何一种的药用盐、酸或衍生物。
可以被选作用于癌症治疗或预防的神经药物的另一组化合物是抗癌症免疫球蛋白(包括、但不限于，曲妥珠单抗(trastuzumab)，贝伐珠单抗(bevacizumab)，阿仑单抗(alemtuxumab)，西妥昔单抗(cetuximab)，吉妥珠单抗(gemtuzumab ozogamicin)，替尼莫单抗(ibritumomab tiuxetan)，帕尼单抗(panitumumab)和利妥昔单抗(rituximab))。在一些情况中，与有毒的标记结合的抗体可以用于靶向并杀死目的细胞(即，癌症细胞)，所述抗体包括、但不限于，具有放射性标记的托西莫单抗(tositumomab)。
对于眼疾病或病症，可以选择是以下各项的神经药物：抗新生血管眼科试剂(即，贝伐珠单抗(bevacizumab)，兰尼单抗(ranibizumab)和培加尼布(pegaptanib))，眼科青光眼药(即，卡巴胆碱(carbachol)，肾上腺素(epinephrine)，地美溴铵(demecariumbromide)，阿可乐定(apraclonidine)，溴莫尼定(brimonidine)，布林唑胺(brinzolamide)，左布诺洛尔(levobunolol)，噻吗洛尔(timolol)，倍他洛尔(betaxolol)，多佐胺(dorzolamide)，比马前列素(bimatoprost)，卡替洛尔(carteolol)，美替洛尔(metipranolol)，地匹福林(dipivefrin)，曲伏前列素(travoprost)和拉坦前列素(latanoprost))，碳酸酐酶抑制剂(即，醋甲唑胺(methazolamide)和乙酰唑胺(acetazolamide))，眼科抗组胺剂(即，萘甲唑啉(naphazoline)，去氧肾上腺素(phenylephrine)和四氢唑啉(tetrahydrozoline))，眼用润滑剂，眼科甾类化合物(即，氟米龙(fluorometholone)，泼尼松龙(prednisolone)，氯替泼诺(loteprednol)，地塞米松(dexamethasone)，二氟泼尼酯(difluprednate)，利美索龙(rimexolone)，醋酸氟轻松(fluocinolone)，甲羟松(medrysone)和去炎松(triamcinolone))，眼科麻醉剂(即，利多卡因(lidocaine)，丙美卡因(proparacaine)和丁卡因(tetracaine))，眼科抗感染剂(即，左氧氟沙星(levofloxacin)，加替沙星(gatifloxacin)，环丙沙星(ciprofloxacin)，莫西沙星(moxifloxacin)，氯霉素(chloramphenicol)，杆菌肽/多粘菌素b(bacitracin/polymyxin b)，磺胺醋酰(sulfacetamide)，妥布霉素(tobramycin)，阿奇霉素(azithromycin)，贝西沙星(besifloxacin)，诺氟沙星(norfloxacin)，磺胺异唑(sulfisoxazole)，庆大霉素(gentamicin)，碘苷(idoxuridine)，红霉素(erythromycin)，那他霉素(natamycin)，短杆菌肽(gramicidin)，新霉素(neomycin)，氧氟沙星(ofloxacin)，曲氟尿苷(trifluridine)，更昔洛韦(ganciclovir)，阿糖腺苷(vidarabine))，眼科抗炎剂(即，奈帕芬胺(nepafenac)，酮咯酸(ketorolac)，氟比洛芬(flurbiprofen)，舒洛芬(suprofen)，环孢菌素(cyclosporine)，去炎松(triamcinolone)，双氯芬酸(diclofenac)和溴芬酸(bromfenac))，和眼科抗组胺剂或解充血药(即，酮替芬(ketotifen)，奥洛他定(olopatadine)，依匹斯汀(epinastine)，萘甲唑啉(naphazoline)，色甘酸钠(cromolyn)，四氢唑啉(tetrahydrozoline)，吡嘧司特(pemirolast)，贝他斯汀(bepotastine)，萘甲唑啉(naphazoline)，去氧肾上腺素(phenylephrine)，奈多罗米(nedocromil)，洛度沙胺(lodoxamide)，去氧肾上腺素(phenylephrine)，依美斯汀(emedastine)和氮卓斯汀(azelastine))。对于发作疾病，可以选择是抗惊厥药或抗癫痫药的神经药物，其包括、但不限于，巴比妥酸盐(barbiturate)抗惊厥药(即，扑米酮(primidone)，美沙比妥(metharbital)，甲苯比妥(mephobarbital)，阿洛巴比妥(allobarbital)，异戊巴比妥(amobarbital)，阿普比妥(aprobarbital)，苯烯比妥(alphenal)，巴比妥(barbital)，溴烯比妥(brallobarbital)和苯巴比妥(phenobarbital))，苯并二氮卓类(benzodiazepine)抗惊厥药(即，地西泮(diazepam)，氯硝西泮(clonazepam)和劳拉西泮(lorazepam))，氨基甲酸酯(carbamate)抗惊厥药(即非尔氨酯(felbamate))，碳酸酐酶(carbonic anhydrase)抑制剂抗惊厥药(即，乙酰唑胺(acetazolamide)，托吡酯(topiramate)和唑尼沙胺(zonisamide))，二苯并氮卓(dibenzazepine)抗惊厥药(即，卢非酰胺(rufinamide)，卡马西平(carbamazepine)和奥卡西平(oxcarbazepine))，脂肪酸衍生物抗惊厥药(即，双丙戊酸钠(divalproex)和丙戊酸(valproic acid))，γ-氨基丁酸类似物(即，普瑞巴林(pregabalin)，加巴喷丁(gabapentin)和氨己烯酸(vigabatrin))，γ-氨基丁酸再摄取抑制剂(即，噻加宾(tiagabine))，γ-氨基丁酸转氨酶抑制剂(即，氨己烯酸(vigabatrin)，乙内酰脲抗惊厥药(即苯妥英(phenytoin)，乙苯妥英(ethotoin)，磷苯妥英(fosphenytoin)和美芬妥英(mephenytoin))，杂类抗惊厥药(即，拉科酰胺(lacosamide)和硫酸镁)，孕酮类(即，黄体酮(progesterone))，唑烷二酮(oxazolidinedione)抗惊厥药(即，甲乙双酮(paramethadione)和三甲双酮(trimethadione))，吡咯烷抗惊厥药(即，左乙拉西坦(levetiracetam))，琥珀酰亚胺抗惊厥药(即，乙琥胺(ethosuximide)和甲琥按(methsuximide))，三嗪抗惊厥药(即，拉莫三嗪(lamotrigine))，和尿素抗惊厥药(即，苯乙酰脲(phenacemide)和苯丁酰脲(pheneturide))。
对于溶酶体贮积病，可以选择这样的神经药物，其自身或以其它方式模拟在疾病中受损的酶的活性。用于治疗溶酶体贮积病的示例性重组酶包括、但不限于在例如美国专利申请公开号2005/0142141中描述的那些(即，α-L-艾杜糖醛酸酶(iduronidase)，艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶，N-硫酸酯酶，α-N-乙酰葡糖胺糖苷酶，N-乙酰-半乳糖胺-6-硫酸酯酶，β-半乳糖苷酶，芳基硫酸酯酶B，β-葡糖醛酸糖苷酶，酸性α-葡糖苷酶，葡糖脑苷脂酶，α-半乳糖苷酶A，己糖胺酶A，酸性神经磷脂酶，β-半乳糖脑苷脂酶，β-半乳糖苷酶，芳基硫酸酯酶A，酸性酰胺酶，天冬氨酸酰酶(aspartoacylase)，棕榈酰-蛋白硫酯酶1和三肽酰氨肽酶1)。
对于淀粉样变性，可以选择这样的神经药物，其包括、但不限于，特异性地结合选自β分泌酶，tau，早老蛋白，淀粉样蛋白前体蛋白或其部分，淀粉样蛋白β肽或其低聚物或纤丝(fibril)，死亡受体6(DR6)，高度糖基化终产物受体(RAGE)，帕金蛋白和亨廷顿蛋白的靶标的抗体或其它结合分子(包括、但不限于小分子，肽，适体，或其它蛋白质结合物)；胆碱酯酶抑制剂(即，加兰他敏(galantamine)，多奈哌齐(donepezil)，利斯的明(rivastigmine)和他克林(tacrine))；NMDA受体拮抗剂(即，美金刚(memantine))，单胺耗竭剂(monoaminedepletor)(即，丁苯那嗪(tetrabenazine))；氢麦角碱(ergoloid mesylate)；抗胆碱能抗帕金森病药(即，丙环定(procyclidine)，苯海拉明(diphenhydramine)，trihexylphenidyl，苯扎托品(benztropine)，比哌立登(biperiden)和苯海索(trihexyphenidyl))；多巴胺能抗帕金森病药(即，恩他卡朋(entacapone)，司来吉兰(selegiline)，普拉克索(pramipexole)，溴隐亭(bromocriptine)，罗替高汀(rotigotine)，司来吉兰(selegiline)，罗匹尼罗(ropinirole)，雷沙吉兰(rasagiline)，阿扑吗啡(apomorphine)，卡比多巴(carbidopa)，左旋多巴(levodopa)，培高利特(pergolide)，托卡朋(tolcapone)和金刚烷胺(amantadine))；丁苯那嗪(tetrabenazine)；抗炎药(包括、但不限于，非甾类抗炎药(即，吲哚美辛(indomethicin)和以上列出的其它化合物)；激素(即，雌激素，孕酮和亮丙立德(leuprolide))；维生素(即，叶酸和烟酰胺)；dimebolin；高牛磺酸(homotaurine)(即，3-氨基丙磺酸；3APS)；5-羟色胺受体活性调节剂(即，扎利罗登(xaliproden))；干扰素和糖皮质激素。
对于病毒或微生物疾病，可以选择这样的神经药物，其包括、但不限于，抗病毒化合物(包括、但不限于，金刚烷抗病毒药(即，金刚乙胺(rimantadine)和金刚烷胺)，抗病毒干扰素(即，聚乙二醇干扰素α-2b(peginterferon alfa-2b))，趋化因子(chemokine)受体拮抗剂(即，马拉韦罗(maraviroc))，整合酶链转移抑制剂(即，raltegravir)，神经氨酸酶(neuraminidase)抑制剂(即，奥塞米韦(oseltamivir)和扎那米韦(zanamivir))，非核苷逆转录酶抑制剂(即，依法韦仑(efavirenz)，依曲韦林(etravirine)，地拉韦啶(delavirdine)和奈韦拉平(nevirapine))，核苷逆转录酶抑制剂(去羟肌苷加(tenofovir)，阿巴卡韦(abacavir)，拉米夫定(lamivudine)，齐多夫定(zidovudine)，司他夫定(stavudine)，恩替卡韦(entecavir)，恩曲他滨(emtricitabine)，阿德福韦(adefovir)，扎昔他宾(zalcitabine)，替比夫定(telbivudine)和去羟肌苷(didanosine))，蛋白酶抑制剂(即，达芦那韦(darunavir)，阿扎那韦(atazanavir)，呋山那韦(fosamprenavir)，替拉那韦(tipranavir)，利托纳韦(ritonavir)，奈芬纳韦(nelfinavir)，氨普那韦(amprenavir)，茚地那韦(indinavir)和沙奎那韦(saquinavir))，嘌呤核苷(即，伐昔洛韦(valacyclovir)，泛昔洛韦(famciclovir)，阿昔洛韦(acyclovir)，利巴韦林(ribavirin)，更昔洛韦(ganciclovir)，缬更昔洛韦(valganciclovir)和西多福韦(cidofovir))，和杂类抗病毒药(即，恩夫韦肽(enfuvirtide)，膦甲酸(foscarnet)，帕利珠单抗(palivizumab)和福米韦生(fomivirsen))，抗生素(包括、但不限于，氨基青霉素(即，羟氨苄青霉素(amoxicillin)，氨苄青霉素(ampicillin)，苯唑西林(oxacillin)，萘夫西林(nafcillin)，氯唑西林(cloxacillin)，双氯西林(dicloxacillin)，flucoxacillin，替莫西林(temocillin)，阿洛西林(azlocillin)，羟苄青霉素(carbenicillin)，替卡西林(ticarcillin)，美洛西林(mezlocillin)，哌拉西林(piperacillin)和巴氨西林(bacampicillin))，头孢菌素(cephalosporin)(即，头孢唑林(cefazolin)，头孢氨苄(cephalexin)，头孢噻吩(cephalothin)，头孢孟多(cefamandole)，头孢曲松(ceftriaxone)，头孢噻肟(cefotaxime)，头孢达肟(cefpodoxime)，头孢他啶(ceftazidime)，头孢羟氨苄(cefadroxil)，头孢拉定(cephradine)，氯碳头孢(loracarbef)，头孢替坦(cefotetan)，头孢唑肟(cefuroxime)，头孢丙烯(cefprozil)，头孢克洛(cefaclor)和头孢西丁(cefoxitin))，碳青霉烯/培南(carbapenem/penem)(即，亚胺培南(imipenem)，美罗培南(meropenem)，厄他培南(ertapenem)，法罗培南(faropenem)和多利培南(doripenem))，单酰胺菌素(monobactam)(即，胺曲南(aztreonam)，替吉莫南(tigemonam)，norcardicin A和烟毒素-β-内酰胺(tabtoxinine-β-lactam))，与另一种β-内酰胺抗生素联合的β-内酰胺酶抑制剂(即，克拉维酸(clavulanic acid)，三唑巴坦(tazobactam)和舒巴克坦(sulbactam))，氨基葡糖苷(即，阿米卡星(amikacin)，庆大霉素(gentamicin)，卡那霉素(kanamycin)，新霉素(neomycin)，奈替米星(netilmicin)，链霉素，托普霉素(tobramycin)和巴龙霉素(paromomycin))，安沙霉素(ansamycin)(即，格尔德霉素(geldanamycin)和除莠霉素(herbimycin))，碳头孢烯(carbacephem)(即，氯碳头孢(loracarbef))，糖肽(即，替考拉宁(teicoplanin)和万古霉素(vancomycin))，大环内酯(即，阿奇霉素(azithromycin)，克拉霉素(clarithromycin)，地红霉素(dirithromycin)，红霉素(erythromycin)，罗红霉素(roxithromycin)，醋竹桃霉素(troleandomycin)，泰利霉素(telithromycin)和壮观霉素(spectinomycin))，单酰胺菌素(即，胺曲南(aztreonam))，喹诺酮(quinolone)(即，环丙沙星(ciprofloxacin)，依诺沙星(enoxacin)，加替沙星(gatifloxacin)，左氧氟沙星(levofloxacin)，利莫沙星(lomefloxacin)，莫西沙星(moxifloxacin)，诺氟沙星(norfloxacin)，氧氟沙星(ofloxacin)，曲伐沙星(trovafloxacin)，格帕沙星(grepafloxacin)，司帕沙星(sparfloxacin)和替马沙星(temafloxacin))，磺酰胺(即，磺胺米隆(mafenide)，sulfonamidochrysoidine，乙酰磺胺(sulfacetamide)，磺胺嘧啶(sulfadiazine)，磺胺甲二唑(sulfamethizole)，磺胺(sulfanilamide)，柳氮磺吡啶(sulfasalazine)，磺胺异唑(sulfisoxazole)，甲氧苄啶(trimethoprim)，甲氧苄啶(trimethoprim)和磺胺甲唑(sulfamethoxazole))，四环素(tetracycline)(即，四环素(tetracycline)，地美环素(demeclocycline)，多西环素(doxycycline)，米诺环素(minocycline)和土霉素(oxytetracycline))，抗肿瘤药或细胞毒性抗生素(即，多柔比星(doxorubicin)，米托蒽醌(mitoxantrone)，博来霉素(bleomycin)，柔红霉素(daunorubicin)，更生霉素(dactinomycin)，表柔比星(epirubicin)，伊达比星(idarubicin)，普利霉素(plicamycin)，丝裂霉素(mitomycin)，喷司他丁(pentostatin)和戊柔比星(valrubicin))和杂类抗菌化合物(即，杆菌肽(bacitracin)，粘菌素(colistin)和多粘菌素B(polymyxin B))，抗真菌剂(即，甲硝唑(metronidazole)，硝唑尼特(nitazoxanide)，替硝唑(tinidazole)，氯喹(chloroquine)，双碘喹啉(iodoquinol)和巴龙霉素(paromomycin))，和抗寄生虫药(包括、但不限于，奎宁(quinine)，氯喹(chloroquine)，阿莫地喹(amodiaquine)，乙胺嘧啶(pyrimethamine)，磺胺多辛(sulphadoxine)，百乐君(proguanil)，甲氟喹(mefloquine)，阿托伐醌(atovaquone)，伯氨喹(primaquine)，青蒿素(artemesinin)，卤泛群(halofantrine)，多西环素(doxycycline)，克林霉素(clindamycin)，甲苯达唑(mebendazole)，双羟萘酸噻嘧啶(pyrantel pamoate)，噻苯哒唑(thiabendazole)，乙胺嗪(diethylcarbamazine)，伊维菌素(ivermectin)，利福平(rifampin)，两性霉素B(amphotericin B)，美拉胂醇(melarsoprol)，efornithine和阿苯达唑(albendazole))。对于缺血，可以选择这样的神经药物，其包括、但不限于，溶血栓药(即，尿激酶，阿替普酶(alteplase)，瑞替普酶(reteplase)和替奈普酶(tenecteplase))，血小板凝集抑制剂(即，阿司匹林(aspirin)，西洛他唑(cilostazol)，氯吡格雷(clopidogrel)，普拉格雷(prasugrel)和双嘧达莫(dipyridamole))，他汀(statin)(即，洛伐他汀(lovastatin)，普伐他汀(pravastatin)，氟伐他汀(fluvastatin)，罗舒伐他汀(rosuvastatin)，阿托伐他汀(atorvastatin)，辛伐他汀(simvastatin)，西立伐他汀(cerivastatin)和匹伐他汀(pitavastatin))，和提高血液流动或血管弹性的化合物，包括例如血压药物。
对于行为疾病，神经药物可以选自行为修正化合物，其包括、但不限于，非典型抗精神病药(即，利哌立酮(risperidone)，奥氮平(olanzapine)，apripiprazole，喹硫平(quetiapine)，帕潘立酮(paliperidone)，阿塞那平(asenapine)，氯氮平(clozapine)，伊潘立酮(iloperidone)和齐拉西酮(ziprasidone))，吩噻嗪抗精神病药(即，丙氯拉嗪(prochlorperazine)，氯丙嗪(chlorpromazine)，氟奋乃静(fluphenazine)，奋乃静(perphenazine)，三氟拉嗪(trifluoperazine)，硫利达嗪(thioridazine)和美索达嗪(mesoridazine))，噻吨(即，氨砜噻吨(thiothixene))，杂类抗精神病药(即，匹莫齐特(pimozide)，锂(lithium)，吗茚酮(molindone)，氟哌啶醇(haloperidol)和洛沙平(loxapine))，选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(即，西酞普兰(citalopram)，依他普仑(escitalopram)，帕罗西汀(paroxetine)，氟西汀(fluoxetine)和舍曲林(sertraline))，5-羟色胺-去甲肾上腺素(norepinephrine)再摄取抑制剂(即，度洛西汀(duloxetine)，文拉法辛(venlafaxine)，地文拉法辛(desvenlafaxine))，三环抗抑郁药(即，多塞平(doxepin))，氯米帕明(clomipramine)，阿莫沙平(amoxapine)，去甲替林(nortriptyline)，阿米替林(amitriptyline)，曲米帕明(trimipramine)，丙咪嗪(imipramine)，普罗替林(protriptyline)和地昔帕明(desipramine))，四环抗抑郁药(即，米氮平(mirtazapine)和麦普替林(maprotiline))，苯基哌嗪抗抑郁药(即，曲唑酮(trazodone)和奈法唑酮(nefazodone))，单胺氧化酶抑制剂(即，异卡波肼(isocarboxazid)，苯乙肼(phenelzine)，司来吉兰(selegiline)和反苯环丙铵(tranylcypromine))，苯并二氮卓(即，阿普唑仑(alprazolam)，艾司唑仑(estazolam)，氟西泮(flurazeptam)，氯硝西泮(clonazepam)，劳拉西泮(lorazepam)和地西泮(diazepam))，去甲肾上腺素-多巴胺再摄取抑制剂(即，安非他酮(bupropion))，CNS兴奋剂(即，芬特明(phentermine)，安非拉酮(diethylpropion)，甲基苯丙胺(methamphetamine)，右旋安非他命(dextroamphetamine)，安非他命(amphetamine)，哌醋甲酯(methylphenidate)，右哌甲酯(dexmethylphenidate)，利右苯丙胺(lisdexamfetamine)，莫达非尼(modafinil)，匹莫林(pemoline)，苯甲曲秦(phendimetrazine)，苄非他明(benzphetamine)，苯甲曲秦(phendimetrazine)，阿莫非尼(armodafinil)，安非拉酮(diethylpropion)，咖啡因(caffeine)，阿托西汀(atomoxetine)，多沙普仑(doxapram)和马吲哚(mazindol))，抗焦虑药/镇静药/催眠药(包括、但不限于，巴比妥酸盐(barbiturate)(即，司可巴比妥(secobarbital)，苯巴比妥(phenobarbital)和甲苯比妥(mephobarbital))，苯并二氮(如上所述)，和杂类抗焦虑药/镇静药/催眠药(即苯海拉明(diphenhydramine)，羟丁酸钠(sodium oxybate)，扎来普隆(zaleplon)，羟嗪(hydroxyzine)，水合氯醛(chloral hydrate)，aolpidem，丁螺环酮(buspirone)，多塞平(doxepin)，左旋佐匹克隆(eszopiclone)，雷美尔通(ramelteon)，甲丙氨酯(meprobamate)和乙氯维诺(ethclorvynol)))，分泌素(参见，例如，Ratliff-Schaub等，Autism 9:256-265(2005))，阿片样肽(参见，例如，Cowen等，J.Neurochem.89:273-285(2004))，和神经肽(参见，例如，Hethwa等，Am.J.Physiol.289：E301-305(2005))。
对于CNS炎症，可以选择治疗炎症自身的神经药物(即，非甾类抗炎剂如布洛芬或萘普生)，或治疗炎症的潜在原因的神经药物(即，抗病毒或抗癌症药剂)。
在另一个实施方案中，所述脑效应物实体是完整或全长抗体。取决于其重链恒定结构域的氨基酸序列，可以将完整抗体分配到不同的”类别”。有五个主要类别的完整抗体：IgA，IgD，IgE，IgG和IgM，并且这些中的数个可以进一步被划分为亚类(同种型)，例如，IgGl，IgG2，IgG3，IgG4，IgA和IgA2。对应于不同类别的抗体的重链恒定结构域分别被称为α，δ，ε，γ和μ。不同类别的免疫球蛋白的亚基结构和三维构型是公知的。在一个实施方案中，完整抗体缺少效应子功能。
用于生产抗体的技术是已知的，并且实例被提供在以上在本文件的定义部分中。在一个实施方案中，抗体是嵌合抗体、人源化抗体或人抗体或其抗原结合片段。
多种技术可用于确定单价结合实体与R/BBB的结合。一种这样的测定是酶联免疫吸附测定(ELISA)，其用于确认与人R/BBB(及脑抗原)结合的能力。根据该测定，将包被有抗原(例如重组sR/BBB)的平板与包含针对R/BBB的单价结合实体的样品一起温育，并且测定单价结合实体与目的抗原的结合。
在一个方面，例如，通过已知方法如ELISA、蛋白印迹法等，测试本发明的单价结合实体的抗原结合活性。
在一个方面，使用X-射线结构测定的表位作图，测试本发明的单价结合实体对R/BBB的单抗原结合活性。
用于评价全身性地施用的血脑屏障穿梭体和/或缀合物的摄取以及血脑屏障穿梭体和/或缀合物的其它生物活性的测定，可以如在实施例中公开的或如关于目标血脑屏障穿梭体和/或缀合物已知的那样进行。使用例如微透析或毛细血管耗竭方法与标记的血脑屏障穿梭体和/或缀合物的ELISA或放射性测量的组合，也可以测量CNS的实质空间内的浓度。
药物制剂
通过以冻干制剂或水溶液形式与任选的药用载体、赋形剂或稳定剂混合(Remington's Pharmaceutical Sciences，第16版，Osol，A.编(1980))，制备根据本发明使用的血脑屏障穿梭体和/或缀合物的治疗制剂用于贮存。可接受的载体、赋形剂或稳定剂在所用剂量及浓度下对接受者无毒，且包括：缓冲液，例如磷酸盐、柠檬酸盐及其它有机酸；抗氧化剂，包括抗坏血酸及甲硫氨酸；防腐剂(例如氯化十八烷基二甲基苄铵、氯化六羟季铵、苯扎氯铵、苄索氯铵；苯酚、丁醇或苄醇；对羟基苯甲酸烷基酯，例如对羟基苯甲酸甲酯或对羟基苯甲酸丙酯；儿茶酚；间苯二酚；环己醇；3-戊醇；及间甲酚)；低分子量(少于约10个残基)多肽；蛋白质，例如血清白蛋白、明胶或免疫球蛋白；亲水性聚合物，例如聚乙烯吡咯啶酮；氨基酸，例如甘氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、组氨酸、精氨酸或赖氨酸；单糖、二糖和其它糖类，包括葡萄糖、甘露糖或糊精；螯合剂，例如EDTA；糖类，例如蔗糖、甘露醇、海藻糖或山梨醇；成盐平衡离子，例如钠离子；金属复合体(例如Zn-蛋白质复合体)；和/或非离子表面活性剂，例如TWEENTM、PLURONICSTM或聚乙二醇(PEG)。
本文中的制剂在必要时也可以包含超过一种活性化合物，任选地包含具有不会不利地影响彼此的互补活性的那些。此种药物的类型和有效量取决于例如存在于制剂中的血脑屏障穿梭体和/或缀合物的量以及受试者的临床参数。以下讨论示例性的此种药物。
也可将活性成分截留于例如通过凝聚技术或通过界面聚合所制备的微囊中，例如，分别是在羟甲基纤维素或明胶微囊及聚-(甲基丙烯酸甲酯)微囊中，胶体释药系统(例如脂质体、白蛋白微球体、微乳液、纳米粒子及纳米囊)中或粗滴乳状液中。这些技术披露于Remington's Pharmaceutical Sciences，第16版，Osol，A.编(1980)中。
可制备持续释放制剂。持续释放制剂的合适实例包括含有抗体的固体疏水性聚合物的半渗透基质，该基质呈成形物品形式，例如薄膜或微囊形式。持续释放基质的例子包括聚酯、水凝胶(例如聚(2-羟乙基-甲基丙烯酸酯)或聚(乙烯醇))、聚交酯(美国专利第3,773,919号)、L-谷氨酸与γ乙基-L-谷氨酸酯的共聚物、不可降解的乙烯-乙酸乙烯酯、可降解的乳酸-乙醇酸共聚物，例如LUPRON DEPOTTM(由乳酸-乙醇酸共聚物与乙酸亮丙瑞林(leuprolide acetate)组成的可注射微球体)、和聚-D-(-)-3-羟基丁酸。
欲用于体内施用的制剂必须是无菌的。这可以通过借助无菌过滤膜过滤而轻易地实现。在一个实施方案中，制剂是等渗的。
本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物可以被用于多种体内方法。例如，本发明提供将治疗性化合物运输穿过BBB的方法，所述方法包括将血脑屏障穿梭体和/或缀合物暴露于BBB，以使该单价结合实体将与其偶联的治疗性化合物运输穿过BBB。在另一个实施例中，本发明提供将神经疾病药物运输穿过BBB的方法，所述方法包括将血脑屏障穿梭体和/或缀合物暴露于BBB，以使该单价结合实体将与其偶联的神经疾病药物运输穿过BBB。在一个实施方案中，本文中的BBB是在哺乳动物(例如人)(例如患有神经疾病的人)中，所述神经疾病包括、但不限于：阿尔茨海默病(AD)，卒中，痴呆，肌营养不良(MD)，多发性硬化(MS)，肌萎缩性侧索硬化(ALS)，囊性纤维化，安吉尔曼综合征，利德尔综合征，帕金森病，皮克病，佩吉特病，癌症，外伤性脑损伤等。
在一个实施方案中，神经疾病选自：神经病，淀粉样变性，癌症(例如涉及CNS或脑的癌症)，眼睛疾病或病症，病毒或微生物感染，炎症(例如CNS或脑的炎症)，缺血，神经变性疾病，发作，行为疾病，溶酶体贮积症等。
神经疾病是神经系统的疾病或异常，其特征在于不适当的或不受控的神经信号传导或缺少神经信号传导，并且包括、但不限于，慢性疼痛(包括感受伤害的疼痛)，由对身体组织的损伤引起的疼痛，包括癌相关的疼痛，神经性疼痛(由神经、脊髓或脑中的异常引起的疼痛)，和精神性疼痛(完全或大部分与心理疾病相关)，头痛，偏头痛，神经病，以及常常伴随这样的神经疾病的征状和综合征如眩晕或恶心。
淀粉样变性是一组与在CNS中的胞外蛋白质沉积物相关的疾病和病症，其包括、但不限于，继发性淀粉样变性，年龄相关性淀粉样变性，阿尔茨海默病(AD)，轻度认知受损(mild cognitive impairment,MCI)，雷维小体痴呆，唐氏综合征，遗传性脑出血伴淀粉样变性(Dutch型)；Guam Parkinson-痴呆综合征状，脑淀粉样血管病，亨廷顿病，进行性核上性麻痹，多发性硬化；克-雅病，帕金森病，传递性海绵状脑病，HIV相关痴呆，肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)，包涵体肌炎(inclusion-body myositis,IBM)，和涉及β-淀粉样蛋白沉积的眼病(即，黄斑变性，玻璃疣相关视神经病变和白内障)。
CNS的癌症表征为一个或多个CNS细胞(即，神经细胞)的异常增殖，并且包括、但不限于，胶质瘤(glioma)，多形性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme)，脑膜瘤(meningioma)，星细胞瘤(astrocytoma)，听神经瘤(acoustic neuroma)，软骨瘤(chondroma)，少突神经胶质瘤(oligodendroglioma)，成神经管细胞瘤(medulloblastomas)，神经节神经胶质瘤(ganglioglioma)，神经鞘瘤(Schwannoma)，神经纤维瘤(neurofibroma)，成神经细胞瘤(neuroblastoma)，和硬膜外、髓内或硬膜内肿瘤。
CNS的病毒或微生物感染包括、但不限于由以下引起的感染：病毒(即，流感，HIV，脊髓灰质炎病毒，风疹，)，细菌(即，奈瑟氏球菌属(Neisseria sp.)，链球菌属(Streptococcus sp.)，假单胞菌属(Pseudomonas sp.)，变形菌属(Proteus sp.)，大肠杆菌(E.coli)，金黄色葡萄球菌(S.aureus)，肺炎球菌属(Pneumococcus sp.)，脑膜炎球菌属(Meningococcus sp.)，嗜血杆菌属(Haemophilus sp.)，和结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis))和其它微生物如真菌(即，酵母，新型隐球菌(Cryptococcusneoformans))，寄生虫(即，弓形虫(toxoplasma gondii))或变形虫(amoebas)，导致CNS病理生理学，包括、但不限于，脑膜炎，脑炎，脊髓炎，血管炎和脓肿(abscess)，其可以是急性的或慢性的。CNS的炎症是这样的炎症，其由对CNS的损伤导致，所述损伤可以是物理损伤(即，由于事故，手术，脑创伤，脊髓损伤，脑震荡(concussion)所致的)或由于一种或多种CNS的其它疾病或病症(即，脓肿，癌症，病毒或微生物感染)导致或与之相关的损伤。
本文中使用的CNS的缺血是指一组病症，其与脑部的异常血流或血管行为或其病因相关，并且包括、但不限于，局灶性脑缺血(focal brain ischemia)，全局脑缺血(globalbrain ischemia)，卒中(即，蛛网膜下出血和脑内出血(intracerebral hemorrhage))，和动脉瘤。
神经变性疾病是一组疾病和病症，其与CNS中神经细胞丧失功能或死亡相关，并且包括、但不限于，肾上腺脑白质营养不良(adrenoleukodystrophy)，亚历山大病，阿尔珀斯病(Alper’s disease)，肌萎缩性侧索硬化，运动失调性毛细血管扩张症(ataxiatelangiectasia)，Batten病(Batten disease)，科凯恩综合征，基层皮质变性(corticobasal degeneration)，由淀粉样变性引起或与其相关的变性，弗里德赖希共济失调症(Friedreich’s ataxia)，额颞叶变性(emporal lobar degeneration)，Kennedy病(Kennedy’s disease)，多系统萎缩，多发性硬化，原发性侧索硬化，进行性核上性麻痹，脊髓性肌萎缩，横贯性脊髓炎，雷夫叙姆病(Refsum’s disease)，和脊髓小脑性共济失调。
CNS的发作疾病和病症涉及CNS中的不适当和/或异常电导，并且包括、但不限于，癫痫(即，失神发作(absence seizures)，失张力发作(atonic seizures)，良性运动性癫痫(benign Rolandic epilepsy)，儿童期失神(childhood absence)，阵挛发作(clonicseizures)，复杂部分发作(complex partial seizures)，额叶性癫痫(frontal lobeepilepsy)，发热性癫痫发作(febrile seizures)，婴儿痉挛(infantile spasms)，少年肌阵挛性癫痫(juvenile myoclonic epilepsy)，青少年期失神癫癎(juvenile absenceepilepsy)，伦-格综合征(Lennox-Gastaut syndrome)，兰-克综合征(Landau-KleffnerSyndrome)，Dravet综合征(Dravet’s syndrome)，Otahara综合征(Otahara syndrome)，West综合征(West syndrome)，肌肉阵挛性发作(myoclonic seizures)，线粒体病(mitochondrial disorders)，进行性肌阵挛性癫痫(progressive myoclonicepilepsies)，精神性发作(psychogenic seizures)，反射性癫痫(reflex epilepsy)，Rasmussen综合征(Rasmussen's Syndrome)，简单部分发作(simple partial seizures)，继发性全身性癫痫发作(secondarily generalized seizures)，颞叶癫痫(temporal lobeepilepsy)，阵挛性发作(toniclonic seizures)，强直发作(tonic seizures)，精神运动发作(psychomotor seizures)，边缘叶癫痫(limbic epilepsy)，部分性癫痫发作(partial-onset seizures)，全身发作性癫痫发作(generalized-onset seizures)，癫痫持续状态(status epilepticus)，腹型癫痫(abdominal epilepsy)，失神型发作(akineticseizures)，植物神经性发作(autonomic seizures)，大量双侧肌阵挛(massive bilateralmyoclonus)，月经性癫痫(catamenial epilepsy)，跌倒发作(drop seizures)，情绪性发作(emotional seizures)，病灶性发作(focal seizures)，发笑发作(gelastic seizures)，贾克森扩布(Jacksonian March)，拉福拉病(Lafora Disease)，运动性发作(motorseizures)，多病灶性发作(multifocal seizures)，夜发作(nocturnal seizures)，光敏性发作(photosensitive seizure)，假性发作(pseudo seizures)，感觉性发作(sensoryseizures)，微小发作(subtle seizures)，sylvan发作(sylvan seizures)，戒断发作(withdrawal seizures)，和视反射发作(visual reflex seizures))。
行为疾病是CNS的病症，其表征为就受折磨的受试者而言的异常行为，并且包括、但不限于：睡眠障碍(sleep disorders)(即，失眠(insomnia)，深眠状态(parasomnias)，夜惊(night terrors)，昼夜节律睡眠障碍(circadian rhythm sleep disorders)，和发作性睡病(narcolepsy))，心境障碍(mood disorders)(即，抑郁(depression)，自杀性抑郁(suicidal depression)，焦虑(anxiety)，慢性情感障碍(chronic affectivedisorders)，恐怖病(phobias)，惊恐发作(panic attacks)，强迫性疾病(obsessive-compulsive disorder)，注意力缺陷伴多动疾病(attention deficit hyperactivitydisorder)(ADHD)，注意缺陷障碍(attention deficit disorder)(ADD)，慢性疲劳综合征(chronic fatigue syndrome)，广场恐怖症(agoraphobia)，创伤后应激障碍(post-traumatic stress disorder)，双相性精神障碍(bipolar disorder))，进食障碍(即，厌食症(anorexia)或贪食症(bulimia))，精神病(psychoses)，发育行为障碍(developmentalbehavioral disorder)(即，自闭症(autism)，雷特综合征(Rett’s syndrome)，Aspberger综合征(Aspberger’s syndrome))，人格障碍和精神障碍(即，精神分裂症(schizophrenia)，妄想障碍(delusional disorder)，等)。
溶酶体贮积症(Lysosomal storage disorder)是代谢病症，在一些情况中其与CNS相关或具有CNS特异性征状；这样的病症包括、但不限于泰-萨克斯病(Tay-Sachsdisease)，戈谢病(Gaucher’s disease)，法布里病(Fabry disease)，粘多糖贮积症(I，II，III，IV，V，VI和VII型)，糖原贮积病(glycogen storage disease)，GM1神经节苷脂贮积症(GM1-gangliosidosis)，异染性脑白质病变(metachromatic leukodystrophy)，Farber病(Farber’s disease)，卡纳范脑白质营养不良(Canavan’s leukodystrophy)，和神经元蜡样脂褐素沉积症(neuronal ceroid lipofuscinoses)1型和2型，尼曼-皮克病(Niemann-Pick disease)，Pompe病(Pompe disease)，和克拉伯病(Krabbe’s disease)。
在一个方面，提供了用作药物的本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物。在其它方面，提供了用于治疗神经疾病或病症(例如，阿尔茨海默病)的本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物。在某些实施方案中，提供了用在治疗方法中的本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物。在某些实施方案中，本发明提供了用在治疗具有神经疾病或病症的个体的方法中的本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物，所述方法包括：给所述个体施用有效量的本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物。根据任意上述实施方案的“个体”任选地是人。
在治疗中，本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物可以单独使用或与其它药剂组合使用。例如，本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物可以与至少一种另外的治疗剂共同施用。在某些实施方案中，另外的治疗剂是这样的治疗剂：其可以有效地治疗与采用本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物所治疗的神经疾病相同或不同的神经疾病。示例性的另外的治疗剂包括、但不限于：以上所述的多种神经药物，胆碱酯酶抑制剂(如多奈哌齐，加兰他敏，利斯的明和他克林)，NMDA受体拮抗剂(如丁苯那嗪)，淀粉样蛋白β肽聚集抑制剂，抗氧化剂，γ-分泌酶调节物，神经生长因子(NGF)模拟物或NGF基因疗法，PPARy激动剂，HMS-CoA还原酶抑制剂(他汀类)，丙嗪类，钙通道阻断剂，GABA受体拮抗剂，糖原合成酶激酶抑制剂，静脉内免疫球蛋白，毒蕈碱(muscarinic)受体激动剂，烟碱(nicrotinic)受体调节物，主动或被动淀粉样蛋白β肽免疫，磷酸二酯酶抑制剂，5-羟色胺受体拮抗剂和抗淀粉样蛋白β肽抗体。在某些实施方案中，因其减轻神经药物的一种或多种副作用的能力而选择至少一种另外的治疗剂。
这样的以上所述的组合疗法包括组合给药(其中两种以上治疗剂被包含在相同或分开的制剂中)和分别给药(其中，本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物的给药可以发生在另外的治疗剂和/或佐剂的给药之前、同时和/或之后)。本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物也可以与其它介入疗法组合使用，介入疗法诸如，但不限于，放射疗法，行为疗法，或本领域中已知的且对于待治疗或预防的神经疾病来说是合适的其它疗法。本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物(以及任何另外的治疗剂)可以通过任何合适的方法给药，包括胃肠外给药，肺内给药和鼻内给药，并且，如果局部治疗需要，病灶内给药。胃肠外输注包括肌肉内、静脉内、动脉内、腹膜内或皮下给药。
给药可以是通过任何适合途径，例如通过注射，例如静脉内或皮下注射，部分地取决于给药是短期的还是长期的。本文中涵盖各种定量给药方案，包括，但不限于，单次给药或在多个时间点多次给药、推注给药及脉冲输注。
本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物将以与良好医疗实践相一致的方式配制、定量给药和施用。在这方面考虑的因素包括待治疗的具体病症、待治疗的具体哺乳动物、个体患者的临床状态、病症的原因、递送试剂的位点、给药方法、给药时间安排、和医疗从业者已知的其它因素。本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物不需要，但任选地，与目前用于预防或治疗所讨论病症的一种或多种药剂一起配制。所述其它药剂的有效量取决于制剂中存在的血脑屏障穿梭体和/或缀合物的量、病症或治疗的类型、和以上讨论的其它因素。这些一般以相同剂量，并使用如本文中所述的给药途径，或以本文中所述的剂量的约1-99％，或以通过经验/临床确定为合适的任意剂量和任何途径来使用。
为了预防或治疗疾病，本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物的合适剂量(当单独或与一种或多种其它另外的治疗剂组合使用时)将取决于待治疗疾病的类型、血脑屏障穿梭体和/或缀合物的类型、疾病的严重性和进程、所述抗体是以预防目的施用还是以治疗目的施用、以前的治疗、患者的临床病史和对血脑屏障穿梭体和/或缀合物的应答，和主治医师的判断力。所述血脑屏障穿梭体和/或缀合物以一次治疗或经过一系列治疗合适地施用于患者。根据疾病的类型和严重性，约1μg/kg-15mg/kg(例如0.1mg/kg-10mg/kg)的血脑屏障穿梭体和/或缀合物可以是用于向患者施用的最初候选剂量，无论，例如，通过一次或多次分别施药，还是通过连续输注。一个典型的日剂量可以在约1μg/kg-100mg/kg或更多的范围内，其取决于上文提及的因素。为了重复施用数日或更长，根据病症，通常将持续治疗直至出现疾病征状的理想抑制。所述抗体的一个示范性剂量应该在约0.05mg/kg-约10mg/kg范围内。因此，约0.5mg/kg、2.0mg/kg、4.0mg/kg或10mg/kg(或其任意组合)的一个或多个剂量可以施用于患者。这样的剂量可以间隔地，例如每周或每三周施用(例如以使得患者接受约2-约20或例如约6个剂量的所述抗体)。可以施用最初较高的负荷剂量，随后是一个或多个较低的剂量。但是，其它治疗方案可以是有用的。该疗法的进展可以容易地通过常规技术和测定来监测。
制品
在本发明的另一个方面，提供一种制品，其包含可用于治疗和/或预防上述病症的材料。该制品包括容器和在容器上或与容器一起的标签或包装说明书(package insert)。适合的容器包括，例如，瓶子、小瓶、注射器、IV溶液包等。所述容器可以由各种材料诸如玻璃或塑料制成。容器装有组合物，所述组合物是单独地或与可有效用于治疗、预防和/或诊断所述病症的另一种组合物组合，并且可以具有无菌的存取口(例如，所述容器可以是具有可被皮下注射针刺穿的塞子的静脉输注液袋或小瓶)。组合物中至少一种活性试剂是本发明的血脑穿梭和/或缀合物。标签或包装说明书标明该组合物是用于治疗特定的病症。此外，所述制品可以包含(a)其中包含组合物的第一容器，其中所述组合物包含本发明的血脑屏障穿梭体和/或缀合物；和(b)其中包含组合物的第二容器，其中所述组合物包含另一种细胞毒性剂或其它的治疗剂。本发明的该实施方案中的制品还可以包括包装说明书，所述包装说明书指明所述组合物可以用于治疗特定病症。可替换地，或另外地，所述制品还可以包括第二(或第三)容器，所述第二(或第三)容器包含药用缓冲剂，如抑菌注射用水(BWFI)，磷酸盐缓冲盐水，林格氏液(Ringer’s solution)和葡萄糖溶液。从商业和用户立场，它还可以包括所需的其它材料，包括其它缓冲剂、稀释剂、滤膜、针头和注射器。
该制品任选地还包括包装说明书，其具有关于在受试者中治疗神经疾病的说明，其中该说明指示利用如本文中所公开的血脑屏障穿梭体和/或缀合物的治疗来治疗神经疾病，并且任选地指示所述血脑屏障穿梭体和/或缀合物由于其对R/BBB的单价结合模式而具有改善的穿过BBB的摄取。
实施例
实施例1：表达质粒的制备
基础/标准哺乳动物表达质粒的描述
通过瞬时转染人胚胎肾细胞(HEK 293)，表达期望的蛋白。为了表达期望的基因/蛋白(例如抗体-Fab多聚体蛋白)，使用包含下述功能元件的转录单元：
●得自人巨细胞病毒(P-CMV)的立即早期增强子和启动子，包括内含子A，
●人重链免疫球蛋白5’-非翻译区(5’UTR)，
●鼠免疫球蛋白重链信号序列(SS)，
●要表达的基因/蛋白(例如全长抗体重链)，和
●牛生长激素多腺苷酸化序列(BGH pA)。
除了包括要表达的期望基因的表达单位/盒以外，基础/标准哺乳动物表达质粒含有：
●得自载体pUC18的复制起点，其允许在大肠杆菌中复制该质粒，和
●β-内酰胺酶基因，其在大肠杆菌中赋予氨苄西林抗性。
构建编码下述抗体-sFab融合多肽/蛋白的表达质粒：
四价Mab31-scFab(8D3)(图1C)(Mab31＝识别Mab31的Aβ.INN的人单克隆抗体＝更 汀芦单抗(Gantenerumab))
重链(10132_pPM284_Mab31(IgG1)-(G4S)4-VL-Ck-(G4S)6-GG-VH-CH1) (Seq.Id.No.1)：
Mab31-scFab(8D3)重链融合蛋白的组成：
●不含C-端Lys的Mab31人IgG1重链
●甘氨酸丝氨酸-接头
●小鼠8D3抗-转铁蛋白抗体的可变轻链结构域(VL)变体(L596V和L598I)(Boado,R.J.Zhang,Y.Wang,Y和Pardridge,W.M.,Biotechnology and Bioengineering(2009)102,1251-1258)
●人C-κ轻链
●甘氨酸丝氨酸-接头
●小鼠8D3抗-转铁蛋白抗体的可变重链结构域(VH)(Boado,R.J.Zhang,Y.Wang,Y和Pardridge,W.M.,Biotechnology and Bioengineering(2009)102,1251-1258)
●人IgG1 CH3重链结构域
轻链(5170-VL-Mab31-BsmI-L2-Neo-BGHpA)(Seq.Id.No.2)
Mab31轻链的组成
-Mab31人Cκ轻链
三价Mab31-scFab(8D3)(图1B)
突出物重链(10134_pPM287_Mab31(IgG1)_突出物_SS_-(G4S)4-VL-Ck-(G4S)6-GG-VH-CH1)(Seq.Id.No.3)
突出物Mab31-scFab(8D3)重链融合蛋白的组成
●不含C-端Lys的Mab31人IgG1重链，其含有用于形成额外二硫键的CH3突出物突变T366W和S354C突变
●甘氨酸丝氨酸-接头
●小鼠8D3抗-转铁蛋白抗体的可变轻链结构域(VL)变体(L596V和L598I)(Boado,R.J.Zhang,Y.Wang,Y和Pardridge,W.M.,Biotechnology and Bioengineering(2009)102,1251-1258)
●人C-κ轻链
●甘氨酸丝氨酸-接头
●小鼠8D3抗-转铁蛋白抗体的可变重链结构域(VH)(Boado,R.J.Zhang,Y.Wang,Y和Pardridge,W.M.,Biotechnology and Bioengineering(2009)102,1251-1258)
●人IgG1CH3重链结构域
孔洞重链(10133_pPM286_Mab31(IgG1)_孔洞_SS)(Seq.Id.No.4)
孔洞Mab31重链融合蛋白的组成
●Mab31人IgG1重链，其含有用于形成额外二硫键的CH3孔洞突变T366S、Y407V和L368A以及Y349C突变
轻链(5170-VL-Mab31-BsmI-L2-Neo-BGHpA)(Seq.Id.No.2)
Mab31轻链的组成
-Mab31人Cκ轻链
实施例2：单和双Mab31-Fab构建体的纯化
通过瞬时转染在F17培养基(Invitrogen Corp.)中培养的HEK293细胞(从人胚胎肾细胞系293衍生出)，制备抗体链。为了转染，使用“293-Fectin”转染试剂(Invitrogen)。从2种(四价Mab31-scFab(8D3))或3种(三价Mab31-scFab(8D3))不同质粒表达抗体链，所述质粒分别编码四价Mab31-scFab(8D3)重链和Mab31对应轻链、或突出物和孔洞三价Mab31-scFab(8D3)重链和Mab31对应轻链。在转染后，以等摩尔质粒比率使用所述2种或3种质粒。如在生产商的说明书中所述，进行转染。在转染后7天，收获含有抗体融合蛋白的细胞培养物上清液。在纯化之前，将上清液冷冻储存。
从经过滤的细胞培养物上清液纯化蛋白。将上清液施加于蛋白A Sepharose柱(GEHealthcare)，并用PBS(pH 7.4)洗涤。用100mM柠檬酸盐缓冲液(pH 3.0)洗脱抗体，随后立即将样品中和至pH6.5。浓缩以后，通过尺寸排阻色谱法(Superdex 200；GE Healthcare)将聚集的蛋白和其它副产物与单体抗体分离在20mM组氨酸、140mM NaCl(pH 6.0)中。在分析型SEC(TSK G3000SWXL)上和在基于芯片的毛血管电泳系统(CE-SDS,LabChipGX,测径器)上分析每个单独级分，以定量不完全装配的分子和其它副产物。将不含副产物的单体抗体级分合并。使用MILLIPOREAmicon Ultra(30分子量截止)离心浓缩器浓缩以后，在-80℃储存蛋白。通过UV蛋白测定、CE-SDS、尺寸排阻色谱法、质谱法以及通过内毒素测定，进行终产物的分析表征。
实施例3：单Fab和双Fab构建体的ELISA结合数据
通过间接ELISA，评估mAb31-8D3构建体与小鼠转铁蛋白受体(mTfR)的结合。为此目的，将重组mTfR(细胞外结构域；Sino Biological)以在PBS中的1μg/mL包被至Maxisorb微孔滴定板(Nunc)上在4℃过夜。在1％Crotein-C/PBS(封闭缓冲液；Roche)中在室温封闭1h并用0.1％吐温-20/PBS(洗涤缓冲液)洗涤4次以后，将mAb31-8D3构建体以在封闭缓冲液中的0.01-150nM之间的浓度加入孔中，并在室温温育1h。4个洗涤步骤以后，通过以在封闭缓冲液(1RT)中的1:10,000稀释度加入抗-人-IgG-HRP(Jackson Immunoresearch)来检测构建体，随后洗涤6次并在TMB(Sigma)中温育。用1N HCl停止显色以后，在450nm读出吸光度。
图3表明，二价mAb31-8D3-dFab与mTfR的结合与8D3 IgG的结合相当，而单价构建体mAb31-8D3-sFab显示出降低的亲和力。
通过ELISA证实mAb31的功能性。简而言之，将Aβ(1-40)以在PBS中的7μg/mL包被在Maxisorp平板上在37℃保持3天，以产生纤丝状Aβ，然后在室温干燥3h。将平板用在PBS(封闭缓冲液)中的1％Crotein C和0.1％RSA在室温封闭1h，然后用洗涤缓冲液洗涤1次。将mAb31构建体以在封闭缓冲液中至多100nM的浓度加入，并在4℃温育过夜。4个洗涤步骤以后，如上所示检测构建体。
图4表明，mAb31-8D3构建体(sFab和dFab)以与未修饰的mAb31相当的亲和力结合固定化的Aβ纤丝。
实施例4：仅单Fab构建体穿过BBB和并将斑块染色
脑切片和免疫组织化学染色：
在PBS灌注以后准备脑，并根据Paxinos和Franklin的脑图集，切割在侧向～1.92至1.68毫米之间的矢向冷冻切片。使用Leica CM3050S低温恒温器，在-15℃在20微米的标称厚度制作脑切片，并放在预冷的载玻片(Superfrost plus,Menzel,德国)上。对于每个脑，将3个间隔80微米的切片放在相同载玻片上。
将切片在PBS中再水合5分钟，随后用预冷却至-20℃的100％丙酮浸渍2min。在室温进行所有其它步骤。将带有脑切片的载玻片用PBS(pH 7.4)洗涤，并如下封闭非特异性的结合位点：在Ultra V block(LabVision)中连续温育5分钟，随后进行PBS洗涤，并在高效封闭溶液(BioGenex)中与在PBS中的2％正常山羊血清一起温育20min。将载玻片与浓度为20微克/ml(在含有2％正常山羊血清的PBS(pH 7.4)中)的第二抗体一起直接温育1小时，所述第二抗体是亲和纯化的与Alexa Fluor 555染料(#A-21433，批号54699A,MolecularProbes)缀合的山羊抗-人IgG(具有重链和轻链特异性)。用PBS充分洗涤以后，通过与0.5微克/ml的BAP-2(一种Roche自制鼠单克隆抗体，其针对与Alexa Fluor 488染料缀合的Aβ)一起在含有高效封闭溶液(BioGenex)和10％正常绵羊血清的PBS中温育1小时，对Aβ斑块进行双标记，由此评估斑块定位。PBS洗涤以后，通过在含有4mM CuSO4的50mM乙酸铵(pH 5)中温育30分钟进行淬灭，减少脂褐素的自发荧光。用双蒸馏水冲洗载玻片以后，用ConfocalMatrix(Micro Tech Lab,奥地利)包埋载玻片。
共焦显微术
拍摄每只PS2APP-小鼠的脑的每个切片的3个图像，所述小鼠具有在额皮质(一级运动皮质的区域)中的含有斑块的区域。用具有1Airy的针孔设置的Leica TCS SP5共焦系统记录图像。
在30％激光功率，用经调节的光电倍增管增益和偏移(通常，分别为770V和-0％)，在相同波谱条件(488nm激发和500-554nm带通发射)下捕获用Alexa Fluor 488染料免疫标记的斑块。
在570-725nm范围内的窗口(其覆盖施加的检测抗体的发射波长范围)，在561nm激发激光线，记录在组织切片的可利用表面上的结合的第二Alexa Fluor 555抗体。为了图像获取，将仪器设置保持恒定，以允许试验的人抗-Aβ抗体的比较强度测量；具体地为激光功率、扫描速度、增益和偏移。将激光功率设定为30％，并且PMT增益的设置通常为850V，且标称偏移为0％。这能够用相同设置实现微弱地和强烈地染色的斑块的显影。获取频率是在400Hz。
以512x512像素分辨率，用在水中的HCX PL APO 20x 0.7 IMM UV物镜将共焦扫描记录为单个光学层，并且交互地控制在垂直轴上的光学测量深度，以确保在组织切片内的成像。拍摄位于额皮质的第2-5层中的淀粉样蛋白-β斑块的图像，并定量荧光强度。
统计分析
将免疫阳性区域显影为TIFF图像，并进行加工用于用ImageJ 1.45版(NIH)定量荧光强度和面积(以像素为单位来测量)。为了定量，在每个图像中减去5的背景强度，并滤出小于5平方像素的阳性区域。将选择的等值面的总荧光强度确定为单个单独阳性区域的强度的总和，并通过将总强度除以分析的像素的数目来计算平均像素强度。
用Microsoft Excel(Redmond/WA,USA)，从得自9个图像的所有测量的等值面计算平均值和标准差值，所述图像取自每只动物的3个不同切片。使用Student氏t检验(对于组对比)或Mann-Whitney检验，进行统计分析。
将10mg/ml mAb31(图1A的构建体)、13.3mg/kg sFab-mAb31(图1B的构建体)和16.7mg/kg dFAb-mAb31(图1C的构建体)注射进小鼠尾巴静脉中，且在8小时以后，用PBS灌注脑。如上所述制备切片，并用山羊抗-人IgG染色。对于mAb31构建体，几乎没有检测到特异性信号(图4A)。对于sFab-mAb31，检测到斑块和毛细血管的广泛染色(图4B)，而对于dFab-mAb31，仅检测到毛细血管的染色(图4C)。这清楚地表明，单价结合模式(针对转铁蛋白受体的sFab-mAb31)远远更有效地携带构建体穿过脑内皮细胞到达BBB处。在图5中显示了二价结合分子(dFab-mAb31)的定量。数据表明，对于dFab-mAb31构建体而言，不存在斑块染色的增加，由于构建体的毛细血管积累，仅存在总强度的增加。
实施例5：单Fab构建体的脑暴露的定量
在实施例4中描述了实验规程。使用10mg/ml mAb31(图1A的构建体)和13.3mg/kgsFab-mAb31(图1B的构建体)，在图6中显示了sFab-mAb31脑暴露的定量。在注射sFab-mAb31构建体以后8小时，与mAb31相比存在大量摄取(约55倍增加)。在使用25mg/ml mAb31(图1A的构建体)和33.3mg/kg sFab-mAb31(图1B的构建体)给药后24小时，得到类似的数据。图6也显示了sFab-mAb31的暂时毛细血管染色，解释了靶向效应和随时间对BBB的穿过。所有这些数据是非常显著的，如在图6中所示。
图7显示了低剂量的mAb31(图1A的构建体)和sFab-mAb31(图1B的构建体)构建体的数据。再一次，仅sFab-mAb31构建体能够穿过脑内皮细胞并将脑中的斑块染色。最大效应已经在给药后8小时达到。对于mAb31构建体，仅在较高剂量(10mg/kg)和相对长的时间(7天)，才存在与脑中的Aβ斑块结合的信号增加的趋势(图7)。所有这些数据是非常显著的，如在图7中所示。
实施例6：双Fab构建体对细胞表面TfR的特异性减量调节
实验细节：以6-孔板形式培养bEnd3细胞。在汇合后2-3天，用dFab-mAb31、sFab-mAb31处理24小时，对照不处理。然后，将培养基除去/抽吸，并将细胞用5ml/孔的冰冷的PBS(-MgCl)(-CaCl)(Gibco 14190-094)洗涤2次。加入1ml胰蛋白酶/EDTA(Lonza CC-5012)/孔，并在37℃温育15分钟，直到所有细胞脱离。用1ml胰蛋白酶中和溶液(冰冷的)(LonzaCC-5002)停止反应。将2ml胰蛋白酶/EDTA+中和溶液收集在50ml Falcon试管中，并保持在冰上。将细胞在1400rpm在4℃离心10分钟。将沉淀物再悬浮于50ml冰冷的bEnd3培养基(DMEM-12(Gibco 31331)+10％FBS)中。将细胞在4℃在1400rpm离心10分钟。将沉淀物再悬浮于3ml冰冷的FACS-缓冲液(BD 554656)中。细胞计数：a)sFab试管(2,5x105个细胞/ml)生存力：47％，b)dFab试管(3.18x105个细胞/ml)生存力:55％,c)对照试管(4.6x105个细胞/ml)生存力：57％。FACS将1x105个细胞/埃彭道夫管染色，分布并离心(4℃，10min，1500rpm)。抽吸上清液；a)CD71-PE(克隆R17217-IgG2a单克隆抗体)(圣克鲁斯sc-52504)20微升抗体/沉淀物(染色体积100微升)用冰冷的FACS-缓冲液(BD 554656)补充至100微升，b)CD31-APC(BD 551262)(大鼠抗小鼠IgG2a(200微克/ml))5微克抗体/沉淀物(染色体积100微升)用冰冷的FACS-缓冲液(BD 554656)补充至100微升，c)将8D3-Alexa488(1:50)(染色体积100微升)在冰冷的FACS-缓冲液(BD 554656)中稀释，d)Alexa488、APC和PE的同种型对照(都得自BD)。在暗处在冰上温育1小时。用冰冷的FACS-缓冲液补充至1.5ml并离心(4℃，10min，1500rpm)。将沉淀物用1.5ml冰冷的FACS-缓冲液洗涤2次，最后将沉淀物重新悬浮于500微升PBS中。使用仪器Guava Flow Cytometry，进行FACS测量。数据表明，双(dFab)构建体(图8B)似乎会减量调节细胞表面上的转铁蛋白受体。这在该测定方案中是不可检测的，单个(sFab)构建体(图8A)指示单价结合模式对决定脑内皮细胞上的细胞表面处的转铁蛋白受体的量的细胞运输和重复利用没有直接影响。
实施例7：单和双Fab构建体的体内细胞内筛选
用下述构建体MAb31(10mg/kg)、sFab-MAb31(13.3mg/kg)或dFab-MAb31(17.44mg/kg)静脉内注射(尾巴注射)APPswe/PS2转基因小鼠。以MAb31作为参照，注射剂量反映了分子大小。注射后15分钟或8小时，将小鼠用CO2安乐死，并如下处理。将心脏的右心房切开，使得血液和灌注溶液可以流出。将左心室切开，将管饲探针#10插入主动脉中。注射大约20mlPBS(～10ml/min,室温)，随后注射30ml 2％的PFA在PBS中的溶液。将脑取出，并在相同灌注盐水(perfusat)中温育另外7h00。使用振动切片机制备100微米脑游离漂浮切片，将其用于免疫荧光染色。首先将切片渗透化处理，并使用PBS-0.3％Triton X-100-10％驴血清封闭。然后，将切片与在PBS-5％驴血清中稀释的指定第一抗体一起温育过夜。按照生产商的推荐，使用分子探针第二抗体。使用Leica SP5共焦显微镜获取图像，将Imaris软件用于图像处理和3D重构。
这些数据解释了脑内皮细胞对周围施用的sFab-MAb31和dFab-MAb31的摄取。使用与Alexa 555偶联的山羊抗-人抗体，检测MAb31、sFab-MAb31和dFab-MAb31。如在图9中所示，sFab-MAb31(图9A)和dFab-MAb31(图9B)在注射后15min都将脑脉管系统染色，它们的分布没有差异。注射后8h00，sFab-MAb31到达实质并将淀粉样蛋白斑块染色(图9C箭头)，而dFab-MAb31(图9D)停留在脑脉管系统内，类似于15min时间点。用dFab-MAb31没有检测到实质中的淀粉样蛋白斑块。
图10：为了控制在研究中使用的所有构建体的完整性，使用MAb31(图10A)、sFab-MAb31(图10B)或dFab-MAB31(图10C)进行18个月脑冷冻切片的染色。结果表明，所有3种构建体检测到转基因小鼠的脑中的淀粉样蛋白斑块。
图11-12：高分辨率共焦显微术表明，sFab(图11)和dFab-MAb31(图12)没有将脑毛细血管的腔侧染色，但是被包含在囊泡样结构(其穿过内皮细胞的腔膜)内和内皮细胞胞质溶胶内。在图11和图12中的箭头指示在内皮细胞细胞核的近腔侧上含有sFab或dFab-MAb31构建体的囊泡。总之，这些数据提示，sFab-MAb31和dFab-MAb31可以进入内皮细胞中，但是仅sFab-MAb31可以穿过脉管系统和达到淀粉样蛋白斑块。
本发明的方法和组合物提供了显著改善抗体的一部分的途径，所述抗体分布进CNS中并因而更容易地在CNS中达到治疗浓度。本发明的方法和组合物是新颖的，且显著改善穿过BEC内的不同细胞器的效率，使用最佳的和稳定的细胞内途径/分选到达近腔侧。
实施例8：对于穿过BBB而言关键性的单价受体结合模式
抗-Aβ单克隆抗体mAb31是非常特异性的和有效的Aβ斑块结合剂，从而给我们提供了定量脑实质内的靶标啮合的有力读出。我们使用PS2APP双转基因淀粉样变性模型来研究两种脑穿梭构建体与mAb31亲本抗体相比的脑暴露的量。将三种变体以10mg/kg静脉内地注射，并通过定量注射后8小时存在于斑块处的抗体的量来确定脑暴露的程度。对于dFab构建体，与mAb31相比没有检测到斑块染色的显著增加(图13A)。但是，对于sFab构建体，与亲本mAb31抗体相比，存在斑块染色的大量增加。对于sFab构建体，基于使用经标记的第二抗体的荧光强度定量，在淀粉样蛋白斑块处的靶标啮合提高了超过50倍。而sFab构建体表现出广泛的斑块染色(图13D)，dFab仅在微血管中是可检测的(图13C)，从而指示dFab构建体靶向并进入脑微血管，但是没有在近腔侧逃逸。我们研究了2.66mg/kg低剂量的sFab构建体的靶标啮合能力，并将体内暴露时间延长至7天。在8小时内达到最大斑块染色，随后在单次注射以后的至少一周中持续斑块结合(图13E)。
在以前的研究中，已经证实亲本mAb31在注射后7天达到最大斑块结合。微血管结构中的染色的定量指示，sFab构建体在BBB处的定位是非常暂时的，从而解释了所述构建体穿过该屏障的相对快速的速率。2mg/kg的亲本抗体mAb31在注射后7天(图13F)和等摩尔浓度的sFab构建体(图13G)的代表性斑块染色图像解释了斑块结合的增加，该成就用sFab脑穿梭构建体达到。sFab构建体仅显示与溶酶体隔室一起的微小共定位，这可能反映了TfR向溶酶体的正常组成性运输。我们的体外研究也表明sFab构建体的重复利用和胞吞转运。总之，这些发现提示，sFab构建体不会干扰TfR的正常运输。相反，dFab构建体显示出与溶酶体隔室一起的强共定位，但是没有胞吞转运活性，无论是在体外还是在体内。
实施例9：增加的穿过BBB的抗体递送转化成增强的体内效能
在下一组实验中，我们研究了使用单价结合模式引起的脑暴露的显著增加是否会改善抗-Aβ抗体在长期治疗研究中的体内效能。我们每周注射sFab构建体和对照亲本抗体mAb31持续3个月。在前5个月研究中，已经证实20mg/kg的治疗性抗体mAb31会减少斑块负荷。基于在图14中显示的数据，我们选择2个低剂量来研究改善的脑暴露是否会导致增强的体内效能。在最终的靶斑块结合指示，在两种剂量，与亲本mAb31抗体相比，存在与sFab构建体更强的靶标啮合(图14A-D)。在基线以及在媒介物、低剂量亲本mAb31和低剂量sFab构建体处理以后，定量APPPS2双转基因小鼠中的淀粉样变性程度。在这些低剂量，用亲本单克隆mAb31没有检测到体内效应(图14E)，这基于历时5个月的先前长期研究而预见到。相反，用2.67mg/kg低剂量的sFab构建体，观察到皮质和海马中的斑块数目的显著减少。即使在0.53mg/kg的远远更低的剂量(图14E)，观察到支持sFab构建体的趋势，特别是在皮质中，尽管它没有达到统计显著性。斑块尺寸的二级分析揭示了小斑块的斑块数目的更显著的减少，这与mAb31的作用模式相一致。这些数据指示，由TfR结合的单价模式实现的增加的脑穿透会导致治疗性抗体在阿尔茨海默病病理学的慢性动物模型中的效能的显著改善。
实施例10：不同抗体融合蛋白在体外对TfR+BaF3细胞的效应子功能(ADCC)
使用表达转铁蛋白受体的BaF3细胞(DSMZ,#CLPZ04004)(TfR+)作为由不同的抗体融合分子诱导的抗体依赖性的细胞毒性(ADCC)实验的靶细胞。
简而言之，将1x104个BaF3细胞接种在圆底96孔中，并任选地在有或没有抗体融合蛋白存在下以3:1的效应物/靶标比率与人NK92效应细胞(高亲和力CD16克隆7A2F3；RocheGlycArt)一起共培养。温育(37℃，5％CO2)4小时以后，如通过死亡/染色细胞对乳酸脱氢酶(LDH)的释放所测量的，评估细胞毒性。对于该细胞，在250xg离心5min，并将50μl上清液转移至平底板。加入50μl LDH反应混合物(Roche LDH反应混合物,目录号11644793001；RocheDiagnostics GmbH)，并将反应物在37℃、5％CO2温育20min。随后，在Tecan Sunrise读数器上在492/620nm波长测量吸光度。
一式三份地试验所有样品，并基于下述对照计算结果：
-仅靶细胞(+培养基)
-最大LDH释放：靶细胞+3％Triton-X
-自发释放:靶细胞+NK细胞(3:1的E:T)
通过下式计算特异性的ADCC/裂解百分比：
图15：含有与Fc C-端融合的TfR scFab片段的抗体融合没有诱导ADCC。通过定量LDH释放，测量NK92介导的BA/F3小鼠红白血病细胞的杀死。仅融合构建体(其具有结合TfR的Fab部分，呈“常规”“N-端至Fc”取向)诱导显著的ADCC，而呈相反取向的脑穿梭构建体是沉默的。构建体:8D3-IgG(全长8D3 IgG)、OA-8D3(8D3 IgG的单个重链)、mAb31(图1A的抗体)、mAb31-8D3 sFab(图1B的构建体)、mAb31-8D3-dFab(图1C的构建体)。
实施例11：mTfR抗体8D3的表位作图
借助于与鼠转铁蛋白受体1的细胞外结构域的序列(90-763)对应的重叠的、固定化的肽片段(长度：15个氨基酸，转移：3个氨基酸)的文库，进行单克隆抗体8D3的表位作图。为了制备肽阵列，采用Intavis CelluSpotsTM技术。在该方案中，用自动化的合成仪(Intavis MultiPep RS)在改性纤维素盘(其在合成后溶解)上合成肽。然后将保持与大分子纤维素共价连接的各个肽的溶液印迹到包被的显微镜载玻片上。利用9-芴基甲氧基羰基(Fmoc)化学法在384-孔合成板中在氨基-改性纤维素盘上逐步进行CelluSpotsTM合成。在每个偶联循环中，用DIC/HOBt在DMF中的溶液活化对应的氨基酸。在偶联步骤之间，用乙酸酐、二异丙基乙胺和1-羟基苯并三唑的混合物将未反应的氨基加帽。合成结束后，将纤维素盘转移至96-孔板，并用三氟乙酸(TFA)、二氯甲烷、三异丙基硅烷(TIS)和水的混合物处理进行侧链去保护。除去裂解溶液以后，将纤维素结合的肽用TFA、TFMSA、TIS和水的混合物溶解，用二异丙基醚沉淀，并再悬浮于DMSO中。随后使用Intavis载玻片印迹机器人将这些肽溶液印迹到Intavis CelluSpotsTM载玻片上。
对于表位分析，将制备的载玻片用乙醇洗涤，然后用Tris-缓冲盐水(TBS；50mMTris,137mM NaCl,2.7mM KCl,pH 8)洗涤，再用5mL 10x Western Blocking Reagent(Roche Applied Science)、2.5g在TBS中的蔗糖、0.1％吐温20在4℃进行封闭步骤16h。洗涤(TBS+0.1％吐温20)以后，将载玻片用抗体8D3在TBS+0.1％吐温20中的溶液(1μg/mL)在环境温度温育2h。洗涤以后，将载玻片温育，用抗-小鼠第二HRP-抗体(1:20000在TBS-T中)检测，随后与化学发光底物鲁米诺一起温育，并用LumiImager(Roche Applied Science)显影。定量ELISA-阳性的SPOT，并通过对应肽序列的分配，鉴别抗体结合表位。
图16:8D3结合小鼠转铁蛋白受体的细胞外结构域中的3种独特肽。通过在携带固定化的mTfR肽的CelluSpot载玻片上温育的抗体的化学发光检测，揭示了有3个氨基酸重叠的抗体8D3-15聚体肽的结合。框：被8D3结合的肽#373、374和376。
表1：在肽绘图实验中被8D3结合的mTfR细胞外结构域肽序列.
肽ID 肽序列 序列号
373 I-G-Q-N-M-V-T-I-V-Q-S-N-G-N-L Seq.Id.No.14
374 N-M-V-T-I-V-Q-S-N-G-N-L-D-P-V Seq.Id.No.15
376 Q-S-N-G-N-L-D-P-V-E-S-P-E-G-Y Seq.Id.No.16
在本文中描述了一组针对血脑屏障受体、尤其是转铁蛋白受体(TfR)的生物治疗剂构建体，其可以以治疗上有关的剂量递送治疗剂(包括抗体、蛋白、肽和小分子)穿过BBB。某些经工程改造的生物治疗剂构建体的分布在注射后数小时内从脑血管空间改变至实质空间，从而指示这些特定构建体利用最佳运输途径穿过BEC，以实现显著量的生物治疗剂被胞吞转运穿过BEC以到达实质。生物治疗剂构建体在CNS中的摄取和分布的程度完全依赖于与血脑屏障受体、尤其是TfR的单价结合模式。当TfR通过生物治疗剂构建体与R/BBB的结合而变得二聚化时，没有检测到实质空间内的可检测的水平。使用本发明的方法工程改造的单Fab抗-Aβ单克隆构建体的单次全身剂量不仅导致在脑中的显著抗体摄取，而且急剧增加与病理性淀粉样蛋白斑块结合的抗-Aβ单克隆的染色。但是，使用针对R/BBB的双Fab结合构建体，没有检测到CNS内的可检测的水平。在本申请中描述的事实和实验解释了在使用针对R/BBB的单价结合模式增加生物治疗剂(诸如抗体)向CNS中的摄取背后的关键性促成机制。首先，双(或多聚体)抗-R/BBB结合模式通过快速地减量调节在腔侧上的细胞表面上的R/BBB而限制脑摄取，从而减少可以被吸收进脉管系统中的总量抗-R/BBB，这是有效的BBB穿过的第一步。其次，双(或多聚体)抗-R/BBB结合模式会在BEC中在细胞内地诱导独特的错误分选，其阻止构建体到达近腔侧。惊人的是，与R/BBB的单价结合会改善脑摄取和分布，在从脉管系统向CNS内的淀粉样蛋白斑块的定位中观察到完全转移。其次，生物治疗剂构建体对R/BBB的经工程改造的单价结合模式会确保R/BBB向腔侧的重复利用，以允许摄取额外融合多肽构建体并运输至近腔侧和进入实质中。第三，单价结合模式生物治疗剂构建体在IgG的Fc部分的C-末端处经过工程改造，这会阻止治疗性单克隆抗体的原始形式，其在大多数情况下对于体内效力而言是关键性的。这还可以如下实现：与在本申请内描述的IgG的其它部分连接。这是有利的，因为已经开发了具有确立的临床前和临床效力的IgG单克隆抗体，其可以掺入该运输系统中，而不损害确立的功能和效力。此外，受体介导的基于运输(RMT)的单价靶向R/BBB技术打开了CNS疾病的宽范围潜在治疗剂的大门。本发明提供了工程改造穿透BBB的治疗剂的方法，所述治疗剂保留现有的IgG形式，具有经证实的治疗活性，其极大地改善了所述治疗剂穿过BBB的运输和CNS分布。
公开的氨基酸序列
氨基酸序列名称 序列识别编号(Seq.Id.No.)
Mab31重链-scFab(8D3) 1
Mab31轻链 2
突出物Mab31重链-scFab(8D3) 3
孔洞Mab31重链-scFab(8D3) 4
Mab 31V<sub>H</sub> CDR1 5
Mab 31V<sub>H</sub> CDR2 6
Mab 31V<sub>H</sub> CDR3 7
Mab 31V<sub>L</sub> CDR1 8
Mab 31V<sub>L</sub> CDR2 9
Mab 31V<sub>L</sub> CDR3 10
Mab 31V<sub>H</sub> 11
Mab 31V<sub>L</sub> 12
肽接头(G<sub>4</sub>S)<sub>6</sub>G<sub>2</sub> 13
8D3表位作图肽373 14
8D3表位作图肽374 15
8D3表位作图肽376 16
肽接头(G<sub>4</sub>S)<sub>4</sub> 17

Claims (42)

1.一种血脑屏障穿梭体，其包含脑效应物实体、接头和一个结合血脑屏障受体的单价结合实体，其中所述接头将所述效应物实体与所述结合血脑屏障受体的单价结合实体偶联。
2.根据权利要求1所述的血脑屏障穿梭体，其中所述结合血脑屏障受体的单价结合实体选自由蛋白、多肽和肽组成的组。
3.根据权利要求1或2所述的血脑屏障穿梭体，其中所述结合血脑屏障受体的单价结合实体包含选自由以下组成的组的分子：血脑屏障受体配体、scFv、Fv、sFab、VHH，优选sFab。
4.根据权利要求1-3所述的血脑屏障穿梭体，其中所述血脑受体选自由以下组成的组：转铁蛋白受体、胰岛素受体、胰岛素样生长因子受体、低密度脂蛋白受体相关的蛋白8、低密度脂蛋白受体相关的蛋白1和结合肝素的表皮生长因子样生长因子，优选转铁蛋白受体。
5.根据权利要求1-4所述的血脑屏障穿梭体，其中所述结合血脑屏障受体的单价结合实体包含一个针对转铁蛋白受体的scFab，优选是识别包含在Seq.Id.No.14、15或16的氨基酸序列中的转铁蛋白受体中的表位的scFab。
6.根据权利要求1或5所述的血脑屏障穿梭体，其中所述脑效应物实体选自由神经疾病药物、神经营养因子、生长因子、酶、细胞毒性剂、针对脑靶标的抗体、针对脑靶标的单克隆抗体、针对脑靶标的肽组成的组。
7.根据权利要求6所述的血脑屏障穿梭体，其中所述脑靶标选自由以下组成的组：β-分泌酶1、Aβ、表皮生长因子、表皮生长因子受体2、Tau、磷酸化的Tau、载脂蛋白E4、α突触核蛋白、α突触核蛋白的寡聚片段、CD20、亨廷顿蛋白、朊病毒蛋白、富含亮氨酸的重复序列激酶2、帕金蛋白、早老蛋白2、γ分泌酶、死亡受体6、淀粉样蛋白前体蛋白、p75神经营养因子受体和胱天蛋白酶6。
8.根据权利要求1-7所述的血脑屏障穿梭体，其中所述脑效应物实体选自由蛋白、多肽和肽组成的组。
9.根据权利要求8所述的血脑屏障穿梭体，其中所述结合血脑受体的单价结合实体通过所述接头偶联至所述脑效应物实体的C-末端。
10.根据权利要求1-9所述的血脑屏障穿梭体，其中所述脑效应物实体包含针对脑靶标的全长抗体，优选全长IgG。
11.根据权利要求10所述的血脑屏障穿梭体，所述血脑屏障穿梭体包含作为脑效应物实体的全长IgG抗体、接头和一个作为结合血脑受体的单价结合实体的scFab，其中所述scFab通过所述接头偶联至所述IgG抗体的重链之一的Fc部分的C-末端。
12.根据权利要求10或11所述的血脑屏障穿梭体，其中所述效应物实体是针对Aβ的全长抗体。
13.根据权利要求12所述的血脑屏障穿梭体，其中所述针对Aβ的抗体包含：(a)H-CDR1，其包含Seq.Id.No.5的氨基酸序列，(b)H-CDR2，其包含Seq.Id.No.6的氨基酸序列，(c)H-CDR3，其包含Seq.Id.No.7的氨基酸序列，(d)L-CDR1，其包含Seq.Id.No.8的氨基酸序列，(e)L-CDR2，其包含Seq.Id.No.9的氨基酸序列，和(f)L-CDR3，其包含Seq.Id.No.10的氨基酸序列。
14.根据权利要求13所述的血脑屏障穿梭体，其中所述针对Aβ的抗体包含：包含Seq.Id.No.11的氨基酸序列的VH结构域，和包含Seq.Id.No.12的氨基酸序列的VL结构域。
15.根据权利要求10-11所述的血脑屏障穿梭体，其中所述效应物实体是针对磷酸化的Tau的全长抗体，且所述单价结合实体是一个针对转铁蛋白受体的scFab。
16.根据权利要求10或11所述的血脑屏障穿梭体，其中所述效应物实体是针对α突触核蛋白的全长抗体，且所述单价结合实体是一个针对转铁蛋白受体的scFab。
17.根据权利要求1-16所述的血脑屏障穿梭体，其中所述接头是肽接头，优选是具有至少20个氨基酸长度的氨基酸序列的肽，更优选具有25-50个氨基酸的长度。
18.根据权利要求1-7所述的血脑屏障穿梭体，其中所述结合血脑屏障受体的单价结合实体包含CH2-CH3Ig实体和一个结合血脑屏障受体的sFab，其中所述sFab通过第二接头偶联至CH2-CH3Ig实体的C-末端。
19.根据权利要求18所述的血脑屏障穿梭体，所述血脑屏障穿梭体包含所述脑效应物实体、所述接头、所述CH2-CH3Ig结构域、所述第二接头和一个结合血脑屏障受体的sFab，其中所述脑效应物实体通过第一接头偶联至所述CH2-CH3Ig结构域的N-末端，且所述sFab通过第二接头偶联至所述CH2-CH3Ig结构域的C-末端。
20.根据权利要求18或19所述的血脑屏障穿梭体，其中所述CH2-CH3Ig实体是CH2-CH3IgG实体。
21.一种分离的核酸，其编码根据权利要求1-20所述的血脑屏障穿梭体。
22.一种宿主细胞，其包含根据权利要求21所述的核酸。
23.一种药物制剂，其包含根据权利要求1-20所述的血脑屏障穿梭体和药用载体。
24.用作药物的根据权利要求1-20所述的血脑屏障穿梭体。
25.根据权利要求1-20所述的血脑屏障穿梭体在制备药物中的用途。
26.根据权利要求25所述的用途，其中所述药物用于治疗神经变性疾病，优选阿尔茨海默病。
27.用于运输脑效应物实体穿过血脑屏障的根据权利要求1-20所述的血脑屏障穿梭体。
28.一种用于运输脑效应物实体穿过血脑屏障的融合蛋白，其包含CH2-CH3Ig实体、接头和一个针对血脑屏障受体的sFab，其中所述sFab通过所述接头偶联至CH2-CH3Ig实体的C-末端。
29.根据权利要求28所述的用于运输脑效应物实体穿过血脑屏障的融合蛋白，其中所述脑效应物实体选自由以下组成的组：神经疾病药物、神经营养因子、生长因子、酶、细胞毒性剂、选自由scFv、Fv、scFab、Fab、VHH、F(ab’)2组成的组的针对脑靶标的抗体片段或肽。
30.根据权利要求28或29所述的用于运输脑效应物实体穿过血脑屏障的融合蛋白，其中所述针对血脑屏障受体的sFab是针对转铁蛋白受体的sFab，优选是识别包含在Seq.Id.No.14、15或16的氨基酸序列中的转铁蛋白受体中的表位的scFab。
31.根据权利要求28-30所述的用于运输脑效应物实体穿过血脑屏障的融合蛋白，其中所述接头是肽接头。
32.根据权利要求28-31所述的融合蛋白，其中所述CH2-CH3Ig实体是CH2-CH3IgG实体。
33.一种分离的核酸，其编码根据权利要求28-32所述的融合蛋白。
34.一种宿主细胞，其包含根据权利要求33所述的核酸。
35.一种缀合物，其包含根据权利要求28-32所述的用于运输脑效应物实体穿过血脑屏障的融合蛋白和通过接头与所述融合蛋白的CH2-CH3Ig实体的N-末端偶联的脑效应物实体。
36.根据权利要求35所述的缀合物，其中所述脑效应物实体选自由蛋白、多肽和肽组成的组。
37.根据权利要求36所述的缀合物，其中所述效应物实体的C-末端通过接头偶联至CH2-CH3Ig实体的N-末端。
38.一种药物制剂，其包含根据权利要求35-37所述的缀合物和药用载体。
39.用作药物的根据权利要求35-37所述的缀合物。
40.根据权利要求35-37所述的缀合物在制备药物中的用途。
41.根据权利要求40所述的用途，其中所述药物用于治疗神经变性疾病，优选阿尔茨海默病。
42.如前文所述的发明。
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