CN109320612A - 抗her2抗体及其缀合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种HER2抗体及其和小分子药物的缀合物。本发明还公开了所述抗体及其缀合物在制备用于治疗肿瘤的药物中的用途。

Description

抗HER2抗体及其缀合物
本申请是申请日为2014年11月18日、发明名称为“抗HER2抗体及其缀合物”、申请号为201480006648.8的发明的分案申请。
技术领域
本发明涉及新型HER2抗体或其功能性片段，其包含经改造的重链和轻链。本发明还涉及所述改进的HER2抗体和小分子药物的缀合物。本发明还涉及所述抗体和所述缀合物在制备用于治疗肿瘤的药物中的用途。
背景技术
1.HER2概述
ErbB2，又名HER2/neu，是EGFR家族的第二个成员，ErbB2通过与EGFR家族中其它三位成员构成异源二聚体，从而发挥生物学作用。目前尚未发现能与ErbB2直接结合的配体。编码ErbB2的neu基因最早从大鼠神经母细胞瘤中分离得到。人类体细胞内neu基因的同源基因，称为HER2，位于17号染色体的长臂(17q21.1)，编码的产物ErbB2由1255个氨基酸组成，分子量约为185kDa，其中720-987位属于酪氨酸激酶活性域。ErbB2除了通过PI3K及MAPK信号通路发挥作用，还可降低细胞周期蛋白(cyclin)D及c-myc的表达，进而降低细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependentkinase，cdk)抑制剂p27kipl的表达，cdk2的活性受抑制而导致细胞的增殖[1]。
随着研究的不断扩大和深入，发现HER2在多种肿瘤中表达和过度表达，目前已见报道的HER2在几种肿瘤中的阳性表达、过度表达和HER2过表达人数情况分别如下：卵巢癌45％、21％，23316人[2]；乳腺癌58％、38％，223112人[3]。因此临床上亟需靶向HER2的有效药物来治疗恶性肿瘤，目前已上市的以HER2为靶点的单抗有曲妥珠单抗和帕妥珠单抗。
2.曲妥珠单抗与帕妥珠单抗
(曲妥珠单抗，Trastuzumab)是由美国Genentech公司开发的靶向HER2的人源化单克隆抗体。1998年美国FDA批准Trastuzumab与紫杉醇联合作为一线治疗方案用于HER2/neu过表达的转移性乳腺癌的治疗，或是作为单药用于治疗至少已经过一个周期化疗的HER2/neu过表达的转移性乳腺癌。Trastuzumab不仅对HER2受体有高度亲和力，同时还解决了鼠源性抗体应用于人体的免疫源性问题。临床试验结果表明，单独应用Trastuzumab的有效率为11.6％～16％，而与化学药物联合治疗的有效率可达50％。与单独化疗相比，进展期复发乳腺癌患者的生存期延长，死亡率降低。
另一个以HER2为靶点的抗体药物是帕妥珠单抗(Pertuzumab)[4]，该抗体也是由美国Genentech公司开发，帕妥珠单抗与HER2受体的胞外结构域Ⅱ区结合，抑制二聚体的形成，从而抑制受体介导的信号转导通路。而曲妥珠单抗(赫赛汀)与HER-2受体的细胞外Ⅳ区结合。美国FDA于2012年6月8日批准了帕妥珠单抗用于治疗HER2阳性的晚期转移性乳腺癌患者(可参见CN101023100B)。
3.抗体-药物缀合物
单克隆抗体治疗因具有靶点特异性高、副作用低等特点，受到越来越多的关注，但是单独使用，其疗效比较有限。目前抗肿瘤的单抗药物最成功是针对淋巴细胞肿瘤，如非霍金氏(NHL)，慢性淋巴细胞肿瘤。Rituxan对NHL的II期临床研究表明只有6％的完全反应。对转移性乳腺癌也只有15％的反应。因此，大多数单抗药物都与化疗联合使用。例如，Rituxan与标准化学疗法联合使用治疗慢性淋巴细胞肿瘤，其有效率可以提高到90％。目前提高单抗疗效的主要途径是抗体药物缀合物。
抗体药物缀合物属于一类新型抗癌生物导弹药物，是由三部分组成的：抗体，细胞毒物与连接两者的接头。化学偶联将单克隆抗体与细胞毒素偶联后，抗体药物缀合物利用单克隆抗体的靶向性，特异性地识别癌细胞表面的受体，并与受体结合，然后进入到细胞内部，利用细胞内的蛋白酶释放细胞毒物阻止癌细胞繁殖与杀灭癌细胞。抗体药物偶联技术使小分子药物与生物蛋白融为一体，兼具二者之长，极大增强了药效，并减少毒副作用，成为新一代治疗产品。
靶向抗体药物缀合物的第一个临床成功例子是Gemtuzumab ozogamicin(Wyeth商品名Mylotarg)。Mylotarg是第一个获批上市的单抗偶联药物。该药是由抗CD33抗体、DNA的降解药物Calicheamicin与化学接头AcBut组成。Mylotarg为人源化的抗CD33IgG4与抗肿瘤药物Calicheamicin偶联，用于治疗急性骨髓性白血病[5]。Mylotarg是第一代的单抗偶联药物，在技术上存在着三大致命缺陷，第一，用于连接毒物的接头非常不稳定，半衰期只有2天，毒物脱落严重，临床上呈现高毒副作用；第二，抗体是由赖氨酸的氨基偶联到接头，而一个抗体表面有数十个赖氨酸，偶联位点是随机，部分影响药效，更重要的是当时的偶联技术不成熟，只有50％的抗体有偶联上药物，临床上药效不够理想；第三，使用的抗体是IgG4，缺乏抗体介导的细胞毒性作用(ADCC)与补体介导的细胞毒性作用(CDC)。因此，Mylotarg上市十年之后，由于毒副作用大，疗效有限而撤市。
靶向抗体药物缀合物的第二个临床成功例子是治疗霍奇金淋巴瘤的新药。尽管该药只做了二期临床，由于疗效特别好，美国FDA在2011年就批准其上市。这个药是由美国西雅图遗传(Seattle Genetics)研发的一种新型靶向抗体-药物缀合物(ADC)，能靶向性地治疗两类表达CD30抗原的淋巴瘤患者。该抗体药物缀合物贝伦妥单抗(brentuximab)是由抗CD30的单克隆抗体、微管抑制物(MMAE)和一个二肽化学接头(linker)组成的。该抗体药物缀合物具有低副作用和高效抑制淋巴瘤的特点。Ⅱ期单组人体临床实验中，102例年龄介于15～77岁(中位年龄为31岁)、患有复发性或难治性的霍奇金淋巴瘤的患者，接受贝伦妥单抗治疗，中位治疗9个周期。总体应答率为73％，中位疗程为6.7个月。完全应答率为34％，中位疗程为20.5个月；接受治疗的患者中有40％达到了部分应答[7]。最常见的不良反应是周围神经病变。该药物的成功表明了靶向抗体药物缀合物的技术可行性与前途非常光明。
靶向抗体药物缀合物另一个成功的例子是基因泰克(Genentech Inc.)开发的抗恶性乳腺癌的T-DM1[8]。该抗体药物缀合物的单克隆抗体是抗乳腺癌细胞表面的HER2(ErbB2),其偶联的细胞毒物是微管抑制物DM1。该药物的三期临床试验结果展现的疗效比化学疗法好，且副作用小。乳腺癌患者先前接受过赫赛汀和紫杉烷类化疗药物(taxane)治疗，但病情依然进展，但是接受抗体药物缀合物治疗的患者，可以显著地延长HER2阳性乳腺癌患者在疾病不恶化的前提下的生存时间[9]。基于该药的良好药效[10]，美国食品药品管理局(FDA)已在2013年2月22日批准该药上市，用于治疗HER2阳性晚期转移性乳腺癌患者(可参见CN100482281C)。
虽然赫赛汀是曾尝试过多种抗癌治疗的HER2过量表达型乳腺癌治疗史上的一次突破，但是约85％的受试者对赫赛汀疗法无反应或者只有弱反应[11]。研究表明，HER2在多种肿瘤中表达和过量表达，因此临床上亟需开发HER2-靶向的抗癌药物，以用于那些对赫赛汀疗法无反应或只有弱反应的HER2过量表达型肿瘤或其他HER2表达相关的疾病患者(不只包括乳腺癌)。
因此，目前临床上亟需开发HER2-靶向的药物。本发明提供了满足这一需求的一种方案。
发明内容
在一个方面，本发明提供了能够特异性结合HER2的抗体或其功能性片段。特别地，所述抗体包含重链和轻链，其中
(i)所述重链包含三个CDR区，其中所述CDR区中至少一个的氨基酸序列具有如SEQ IDNO:1、2或3所示的氨基酸序列或者与其具有至少80％(优选85％、90％、95％、98％或者99％)序列同一性的序列；并且
(ii)所述轻链包含三个CDR区，其中所述CDR区中至少一个的氨基酸序列具有如SEQ IDNO:4、5或6所示的氨基酸序列或者与其具有至少80％(优选85％、90％、95％、98％或者99％)序列同一性的序列。
在一个特定实施方案中，所述抗体包含重链和轻链，其中
(i)所述重链至少包含三个CDR区，所述CDR区分别具有如SEQ ID NO:1、2和3所示的氨基酸序列；和/或
(ii)所述轻链至少包含三个CDR区，所述CDR区分别具有如SEQ ID NO:4、5和6所示的氨基酸序列。
在一个优选实施方案中，本发明提供了在2013年08月22日以保藏编号No.8102(CGMCC No.8102)保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，100101)的杂交瘤细胞所分泌的抗体或者衍生自其的抗体(转为按照布达佩斯条约之保藏的日期为2013年10月29日)。在又一个优选实施方案中，本发明提供了在2013年11月06日以保藏编号C2013170(CCTCC C2013170)保藏于中国典型培养物保藏中心(中国湖北省武汉市武昌珞珈山武汉大学，430072)的中国仓鼠卵巢细胞(CHO细胞)所分泌的抗体或者衍生自其的抗体。
在另一个方面，本发明提供了编码本发明抗体的分离的多核苷酸。
在又一个方面，本发明提供了分离的多核苷酸的组合，所述组合包括编码本发明抗体或其功能性片段之轻链的多核苷酸和编码本发明抗体或其功能性片段之重链的多核苷酸。
在又一个方面，本发明提供了表达载体，其包含根据本发明的多核苷酸或者根据本发明的多核苷酸的组合，所述多核苷酸与允许其所编码的多肽在宿主细胞或无细胞表达系统中表达的调节序列有效连接。
在另一个方面，本发明提供了缀合物，其包含与一个或更多个治疗剂偶联的本发明所述的抗体或其功能性片段，优选地所述治疗剂为细胞毒性药物(例如抗代谢药、抗肿瘤抗生素、生物碱)、免疫增强剂或放射性同位素，更优选地所述治疗剂选自美登素类(maytansinoids)(例如安丝菌素(Ansamitocin)或者美登素(Mertansine))、海兔毒素肽(dolastatin)及其衍生物，最优选地所述治疗剂选自MMAE(Monomethyl auristatin E，单甲基耳抑素肽E)和MMAF(Monomethyl auristatin F，单甲基耳抑素肽F)。在另一些实施方案中，所述治疗剂还可选自下表1中所列出的那些。
表1本发明的缀合物中可用治疗剂的列表
缩写 全称 类别/作用机制
MMAE Monomethyl auristatin E 微管单体蛋白聚合抑制剂<sup>[12]</sup>
MMAE衍生物
MMAF Monomethyl auristatin F 微管单体蛋白聚合抑制剂<sup>[12]</sup>
MMAF衍生物
DM1 Mertansine derivative M4 微管解聚(microtubule-depolymerizing)<sup>[15]</sup>
DM4 Mertansine derivative M4 微管解聚<sup>[15]</sup>
Duocarmycine Duocarmycine DNA结合物<sup>[13]</sup>
Calicheamicin Calicheamicin DNA小沟结合物<sup>[13]</sup>
PBDA pyrrolobenzodiazepines DNA结合物<sup>[13]</sup>
Doxorubicin Doxorubicin 拓扑异构酶抑制剂<sup>[13]</sup>
Vinca Alkaloids Vinca Alkaloids <sup>[13]</sup>
Metrotrexate Metrotrexate <sup>[13]</sup>
Vinblastine Vinblastine 微管解聚<sup>[13]</sup>
Daunorubicin Daunorubicin <sup>[13]</sup>
在一些具体实施方案中，所述治疗剂与所述抗体或其功能性片段通过接头偶联。本发明中所使用的接头可通过本领域已知的任何方式与抗体连接，优选地通过巯基和/或氨基连接。在一个特别优选的实施方案中，本发明的抗体通过巯基与接头连接。本发明中所使用的接头可以是可切割的接头(即，可在体内环境下发生断裂的接头)或者不可切割的接头。在一些实施方案中，本发明的接头选自可切割的接头，优选地选自肽、腙和二硫化物接头，例如马来酰亚氨基己酰基-缬氨酸-瓜氨酸-p-氨基苯甲氧羰基(以下简写为mc-vc-pAB或者vc，即maleimidocaproyl-valine-citrulline-p-aminobenzyloxycarbonyl)。在另一些实施方案中，本发明的接头选自不可切割的接头，例如马来酰亚氨基己酰基(以下简写为mc，即maleimidocaproyl)。在另一些实施方案中，所述接头还可选自下表2中所列出的那些。
表2本发明的缀合物中可用接头的列表
在另一个方面，本发明提供了具有通式Ab-(L-U)n的缀合物，其中Ab表示根据本发明的抗体或其功能性片段，L表示接头(例如mc-vc-pAB或mc)，U表示治疗剂(优选地所述治疗剂选自细胞毒性药物、免疫增强剂和放射性同位素，更优选地所述治疗剂选自美登素类(maytansinoids)、海兔毒素肽及其衍生物，最优选地所述治疗剂选自MMAE和MMAF)，以及n为1至8的整数(例如1、2、3、4、5、6、7或8)。本发明中所使用的接头可以是可切割的接头(即，可在体内环境下发生断裂的接头)或者不可切割的接头。
在又一个方面，本发明提供了药物组合物，其包含根据本发明的抗体或其功能性片段和/或根据本发明的缀合物，以及可药用载体。
在另一个方面，本发明提供了一种治疗或预防癌症(特别是HER2阳性癌症)的方法，其包括向有此需要的对象施用治疗有效量的根据本发明的抗体、多核苷酸、多核苷酸组合、表达载体、缀合物和/或药物组合物。
在又一个方面，本发明提供了根据本发明的抗体、多核苷酸、多核苷酸组合、表达载体、缀合物和/或药物组合物在制备用于治疗或预防癌症的药物中的用途。
在又一个方面，本发明提供了根据本发明的抗体、多核苷酸、多核苷酸组合、表达载体、缀合物和/或药物组合物，其用于治疗或预防癌症。优选地，所述癌症为HER2阳性癌症，更优选选自乳腺癌、卵巢癌或胃癌。更优选地，所述癌症为拉帕替尼和/或赫赛汀耐药的癌症，例如拉帕替尼和/或赫赛汀耐药的乳腺癌、卵巢癌或胃癌。
在又一个方面，本发明提供了一种杂交瘤细胞，其在2013年08月22日以保藏编号No.8102保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(国内保藏转为布达佩斯条约保藏的日期为2013年10月29日)。
在又一个方面，本发明提供了一种CHO细胞，其在2013年11月06日以保藏编号C2013170保藏于中国典型培养物保藏中心。
特别地，本发明涉及能够治疗癌症的抗体-小分子药物缀合物(ADC,antibody–drug conjugates)。所述缀合物包含能够跟癌症细胞表面受体特异性结合的单克隆抗体、具有细胞毒作用的小分子药物以及能够将以上两部分通过共价键连接到一起的接头。本发明也涉及到这些缀合物在制备治疗乳腺癌和/或卵巢癌和/胃癌的药物中的应用。
在某些具体实施方案中，本发明涉及抗体-小分子药物缀合物，其具有以下通式Ab-(L-U)n，Ab表示靶向HER2的单克隆抗体，L选自mc-vc-pAB或mc，U选自MMAE或MMAF，以及n为1到8的整数。
特别地，本发明所公开的靶向HER2的人源化抗体为RC48，其重链CDRs区的氨基酸序列分别由SEQ ID NO.1，SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.3所示。
特别地，本发明所公开的靶向HER2的人源化抗体为RC48，其轻链CDRs区的氨基酸序列分别由SEQ ID NO.4，SEQ ID NO.5和SEQ ID NO.6所示。
更特别地，本发明公开的上述靶向HER2的人源化抗体为RC48，其由在2013年11月06日以保藏编号C2013170保藏于中国典型培养物保藏中心的保藏细胞所分泌。
曲妥珠单抗是一种重组的人源化单克隆抗体，选择性地作用于人表皮生长因子受体-2(HER2)的胞外部位，主要用于治疗HER2阳性的癌症。本发明中的人源化抗体RC48是一种重组人HER2抗体，能够以高亲和力结合于HER2的胞外结构域，在体外实验和动物体中，RC48单抗显示出能够抑制过表达HER2的人肿瘤细胞增殖。
本发明中涉及到的二个小分子细胞毒物是MMAE(Monomethyl auristatin E，单甲基耳抑素肽E)或MMAF(Monomethyl auristatin F，单甲基耳抑素肽F)(见图6)，是二种细胞微管蛋白抑制小分子。本发明还涉及两种接头马来酰亚胺基己酰基(Maleimidocaproyl)(以下缩写为mc)和马来酰亚胺基-己酰基-缬氨酸-瓜氨酸-p-氨基苄氧基(Maleimido-Caproyl-Valine-Citrulline-p-AminoBenzyloxy)(以下缩写为mc-vc-pAB)(见图7)，在缀合物的名称中也可简单地由vc来表示，前一种不可裂解，后一种可裂解，对应缀合物在体内表现出不同的稳定性和半衰期。RC48单抗通过半胱氨酸与接头相连组成以下三种抗体药物缀合物RC48-vc-MMAE(可参见图8)、RC48-vc-MMAF(可参见图9)和RC48-mc-MMAF(可参见图10)。
本发明中涉及的缀合物体外抗原抗体结合力与RC48裸抗体、T-DM1相当；在细胞活性实验中，细胞毒活性明显高于RC48裸抗、Herceptin、T-DM1，实验用细胞包括HER2高表达的乳腺癌细胞株SK-BR-3(图12)和HER2高表达的卵巢癌细胞株SK-OV-3(图13)。在裸鼠移植瘤模型的动物试验中，本发明缀合物对BT474人乳腺癌荷瘤裸鼠有显著的抑瘤作用(图14)，且优选的缀合物对和拉帕替尼耐药的荷瘤裸鼠也表现出显著的抗肿瘤活性，效果明显优于阳性对照药(图15)；同时本发明的抗体缀合物对卵巢癌和胃癌抑制瘤荷瘤裸鼠也表现出预料不到的抑瘤效果(图16和图17)。通过小鼠体内实验，确定本发明缀合物的最大耐受量分别为RC48-mc-MMAF:&gt;150mg/kg、RC48-vc-MMAF:60mg/kg、RC48-vc-MMAE:100mg/kg进一步采用人卵巢癌裸小鼠移植瘤模型做了药效实验，通过观察用药过程中小鼠肿瘤模型体积及小鼠自身体重的变化发现，缀合物的药效明显且高于裸抗及T-DM1，且小鼠的体重增长(图18)，呈现出低毒高效的良好药效。缀合物为治疗HER2阳性癌症、HER2抗体药物耐药癌症、酪氨酸激酶抑制剂耐药癌症等相关疾病提供了一种新的候选药物选择。
在某些具体实施方案中，根据本发明的抗体或其功能性片段是分离的。
在某些具体实施方案中，根据本发明的抗体或其功能性片段是单克隆抗体。
在某些具体实施方案中，根据本发明的抗体或其功能性片段是人源化抗体。
在某些具体实施方案中，根据本发明的抗体或其功能性片段具有ADCC活性。
在某些具体实施方案中，根据本发明的抗体或其功能性片段具有CDC活性。
在某些具体实施方案中，根据本发明的抗体或其功能性片段特异性地结合HER2，而基本上不结合EGFR、HER3和HER4。
在某些具体实施方案中，根据本发明的抗体或其功能性片段是IgG1κ抗体。
在某些具体实施方案中，根据本发明的抗体或其功能性片段可用于治疗或预防癌症，其中所述癌症过表达HER2。
附图说明
图1该图为纯化人重组蛋白HER2-ECD的SDS-PAGE图，经考马斯亮蓝染色。每孔上样量为10μg。
图2表示cRC48，RC48的SDS-PAGE分析图，抗体每孔上样量为2μg。
图3显示了通过ELISA实验测定的人源化抗体RC48的HER2-ECD的结合亲和力，并计算出结合亲和力常数Kd。本实验中Herceptin和cRC48作为对照。
图4A表示用流式细胞术分析抗HER2人源化抗体RC48结合HER2+细胞SK-BR3，BT474，HER2-细胞MDA-MB468的能力。图4B显示流式细胞术分析不同抗体浓度下抗HER2抗体结合BT474细胞表面抗原的能力。抗HER2抗体包括Herceptin，cRC48，RC48。共分析了5×104个细胞。
图5表示RC48只对HER2表现出特异结合亲和力，而对EGFR，HER3，HER4没有结合.
图6显示了微管蛋白的结合物MMAE与MMAF的分子结构。
图7表示化学接头mc-vc-pAB与mc的分子结构。
图8显示了RC48抗体药物缀合物(RC48-vc-MMAE)的分子结构。
图9显示了RC48抗体药物缀合物(RC48-vc-MMAF)的分子结构。
图10显示了RC48抗体药物缀合物(RC48-mc-MMAF)的分子结构。
图11显示了RC48对BT474人乳腺癌抑制瘤模型的抑瘤作用。
图12显示了RC48缀合物对HER2阳性细胞SK-BR-3的生长抑制作用。
图13显示了RC48缀合物对HER2阳性细胞SK-OV-3的生长抑制作用。
图14显示了RC48缀合物对BT474人乳腺癌荷瘤裸鼠模型的抑瘤作用。
图15显示了RC48-vc-MMAE、T-DM1对赫赛汀和拉帕替尼抗药人乳腺癌BT-474/L1.9裸小鼠移植瘤的疗效。
图16显示了RC48缀合物对SK-OV-3人卵巢癌抑制瘤模型的的抑瘤作用。
图17显示了RC48-vc-MMAE、赫赛汀、拉帕替尼对人胃癌NCI-N87裸小鼠移植瘤的疗效。
图18显示了不同的抗体药物缀合物对小鼠体重的影响。
具体实施方式
定义
除非另有定义，本文使用的所有科技术语具有本领域普通技术人员所理解的相同含义。关于本领域的定义及术语，专业人员具体可参考Current Protocols in MolecularBiology(Ausubel)。氨基酸残基的缩写是本领域中所用的指代20个常用L-氨基酸之一的标准3字母和/或1字母代码。
尽管本发明的广义范围所示的数字范围和参数近似值，但是具体实施例中所示的数值尽可能准确的进行记载。然而，任何数值本来就必然含有一定的误差，其是由它们各自的测量中存在的标准偏差所致。另外，本文公开的所有范围应理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围。例如记载的“1至10”的范围应认为包含最小值1和最大值10之间(包含端点)的任何和所有子范围；也就是说，所有以最小值1或更大起始的子范围，例如1至6.1，以及以最大值10或更小终止的子范围，例如5.5至10。另外，任何称为“并入本文”的参考文献应理解为以其整体并入。
另外应注意，如本说明书中所使用的，单数形式包括其所指对象的复数形式，除非清楚且明确的限于一个所指对象。术语“或”可与术语“和/或”互换使用，除非上下文另有清楚指明。
本文使用的术语“药物组合物”、“组合药物”和“药物组合”可互换地使用，其表示组合在一起以实现某种特定目的的至少一种药物以及任选地可药用载体或辅料的组合。在某些实施方案中，所述药物组合物包括在时间和/或空间上分开的组合，只要其能够共同作用以实现本发明的目的。例如，所述药物组合物中所含的成分(例如根据本发明的抗体、核酸分子、核酸分子组合和/或缀合物)可以以整体施用于对象，或者分开施用于对象。当所述药物组合物中所含的成分分开地施用于对象时，所述成分可以同时或依次施用于对象。优选地，所述可药用载体是水、缓冲水溶液、等渗盐溶液如PBS(磷酸盐缓冲液)、葡萄糖、甘露醇、右旋葡萄糖、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、纤维素、碳酸镁、0.3％甘油、透明质酸、乙醇或聚亚烷基二醇如聚丙二醇、甘油三酯等。所用可药用载体的类型尤其依赖于根据本发明的组合物是否配制为用于口服、鼻、皮内、皮下、肌内或静脉施用。根据本发明的组合物可包含润湿剂、乳化剂或缓冲液物质作为添加剂。
根据本发明的药物组合物、疫苗或者药物制剂可通过任何适宜的途径施用，例如可口服、鼻、皮内、皮下、肌内或静脉内施用。
本文使用的术语“治疗剂”表示能够起到治疗作用(例如治疗、预防、缓解或抑制任何疾病和/或病症)的任何物质或实体(entity)，其包括但不限于：化学治疗剂、放射治疗剂、免疫治疗剂、热治疗剂(thermally therapeutic agent)等。
本文使用的“CDR区”或“CDR”是指免疫球蛋白的重链和轻链的高变区，如Kabat etal.所定义(Kabat et al.,Sequences of proteins of immunological interest,5thEd.,U.S.Department of Health and Human Services,NIH,1991,以及以后版本)。存在三个重链CDR和三个轻链CDR。根据情况，本文所用术语CDR或CDRs是为了指示这些区域之一、或者这些区域的几个或者甚至全部，所述区域包含通过抗体对抗原或其识别表位的亲和力而负责结合的大部分氨基酸残基。
对本发明来说，两种核酸或者氨基酸序列间的“一致性”、“同一性”或“相似性”是指，在最佳比对(最优比对)后所获得的、待比较的两序列之间相同核苷酸或相同氨基酸残基的百分数，该百分数是纯粹统计学的并且两种序列间的差异随机分布并覆盖其全长。两种核酸或者氨基酸序列之间的序列比较通常是在以最优方式使它们匹配以后，通过比较这些序列而进行，所述比较能够通过区段或者通过“比较窗”实施。除了能够手工实施外，用于比较序列的最优比对，还能够通过Smith和Waterman(1981)[Ad.App.Math.2:482]的局部同源性算法、通过Neddleman和Wunsch的(1970)[J.MoI.Biol.48:443]局部同源性算法、通过Pearson和Lipman的(1988)[Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:2444)相似性搜索方法、通过使用这些算法的计算机软件实施(GAP、BESTFIT、FASTA和TFASTA in the WisconsinGenetics Software Package,Genetics Computer Group,575Science Dr.,Madison,WI,或者通过BLAST N or BLAST P比较软件)。
本文使用的“治疗有效量”或“有效量”是指足以显示其对于所施用对象益处的剂量。施用的实际量，以及施用的速率和时间过程会取决于所治疗者的自身情况和严重程度。治疗的处方(例如对剂量的决定等)最终是全科医生及其它医生的责任并依赖其做决定，通常考虑所治疗的疾病、患者个体的情况、递送部位、施用方法以及对于医生来说已知的其它因素。
本文所使用的术语“对象”是指哺乳动物，如人类，但也可以是其它动物，如野生动物(如苍鹭、鹳、鹤等)，家畜(如鸭、鹅等)或实验动物(如猩猩、猴子、大鼠、小鼠、兔子、豚鼠、土拨鼠、地松鼠等)。
术语“抗体”系指完整抗体和其任何抗原结合片段(“抗原结合部分”)或单链。“全长抗体”系指包含通过二硫键而互连的至少两条重(H)链和两条轻(L)链的蛋白。每条重链包含一重链可变区(缩写为VH)和一重链恒定区。该重链恒定区包含三个域(domain)，CH1、CH2和CH3。每条轻链包含一轻链可变区(缩写为VL)和一轻链恒定区。该轻链恒定区包含一个域，CL。VH和VL区域还可再细分为具有高可变性的多个区，被称为互补决定区(CDR)，其间散布有更为保守的被称为框架区(FR)的多个区域。每个VH和VL均由三个CDR和四个FR构成，按照以下顺序从氨基端至羧基端排布：FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4。重链和轻链的这些可变区包含与抗原相互作用的结合域。抗体的恒定区可介导免疫球蛋白与宿主的组织或因子结合，包括免疫系统的各种细胞(如效应细胞)和经典补体系统的第一成分(Clq)。嵌合或人源化抗体也涵盖在根据本发明的抗体中。
术语“人源化抗体”是指一种抗体，其包含来源于非人源抗体的CDR区、并且该抗体分子的其他部分来源于一种(或几种)人抗体。而且，为了保留结合亲和力，可以修饰骨架(称为FR)区段的一些残基(Jones et al.,Nature,321:522-525,1986；Verhoeyen et al.,Science,239:1534-1536,1988；Riechmann et al.,Nature,332:323-327,1988)。通过本领域技术人员已知的技术可以制备根据本发明的人源化抗体或其片段(例如，描述于文件Singer et al.,J.Immun.150:2844-2857,1992；Mountain et al.,Biotechnol.Genet.Eng.Rev.,10:1-142,1992；或Bebbington et al.,Bio/Technology,10:169-175,1992)。
术语“嵌合抗体”系指以下抗体，其中的可变区序列来自一物种而恒定区序列来自另一物种，例如可变区序列来自小鼠抗体而恒定区序列来自人抗体的抗体。通过使用基因重组技术可以制备根据本发明的嵌合抗体或其片段。例如，所述嵌合抗体可以通过克隆重组DNA来生产，所述重组DNA包含启动子和编码根据本发明的非人尤其是鼠单克隆抗体可变区的序列、以及编码人抗体恒定区的序列。由这种重组基因编码的本发明嵌合抗体将是，例如，鼠-人嵌合体，该抗体的特异性由来源于鼠DNA的可变区确定，并且其同种型由来源于人DNA的恒定区来确定。对于制备嵌合抗体的方法，例如，可以参考文件Verhoeyn et al.(BioEssays,8:74,1988)。
术语“单克隆抗体”系指具有单一分子组成的抗体分子的制备物。单克隆抗体组合物显示出对于特定表位的单一结合特异性和亲和性。
本文中所使用的术语“mRC48抗体”，除另有说明外，均指本发明人所得到的抗HER2鼠源单克隆抗体mRC48。本文中所使用的术语“RC48抗体”，除另有说明外，均指人源化抗HER2抗体RC48，其通过人源化改造衍生自mRC48抗体。
本文中所指cRC48抗体，指嵌合RC48抗体，即人-鼠嵌合抗体，包含鼠源可变区和人源恒定区。cRC48抗体与RC48抗体的区别只在于可变区中框架区的不同，cRC48的框架区为鼠源的，RC48的框架区为人源的。
本文所使用的术语“功能性片段”尤其是指抗体片段如Fv、scFv(sc指单链)、Fab、F(ab’)2、Fab’、scFv-Fc片段或者双抗体(diabody)、或者通过化学修饰或通过掺入脂质体中应能够增加半寿期的任何片段，所述化学修饰例如添加聚(亚烷基)二醇如聚乙二醇(“聚乙二醇化，PEG化”)(被称为Fv-PEG、scFv-PEG、Fab-PEG、F(ab')2-PEG或Fab'-PEG的聚乙二醇化片段)(“PEG”为聚乙二醇)，所述片段具有EGFR结合活性。优选地，所述功能片段将由其来源抗体的重或轻可变链的部分序列构成或者包含它们，所述部分序列足以保留与其来源抗体相同的结合特异性和充分的亲和力，对于EGFR，优选至少等于其来源抗体亲和力的1/100，在更优选方式中至少等于1/10。这种功能片段将包含最少5个氨基酸，优选其来源的抗体序列的10、15、25、50和100个连续氨基酸。
通常，为了制备单克隆抗体或其功能片段，尤其是鼠源的单克隆抗体或其功能片段，可以参考尤其描述在手册“Antibodies”中的技术(Harlow and Lane,Antibodies:ALaboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor NY,pp.726,1988)或者参考Kohler和Milstein描述的从杂交瘤细胞制备的技术(Nature,256:495-497,1975)。
根据本发明的单克隆抗体例如可以在亲和柱上纯化，已经预先在所述亲和柱上固定了HER2抗原(例如HER2-ECD)或其包含可被根据本发明所述单克隆抗体特异性识别的表位的片段之一。更具体而言，所述单克隆抗体可以如此纯化，通过蛋白质A和/或G色谱，接或不接目的在于消除残留蛋白质污染物以及DNA和LPS的离子交换色谱，其本身接或不接在Sepharose凝胶上的排阻色谱以消除由于二聚体或其他多聚体存在而潜在的聚集体。在更优选的方式中，全部这些技术可以同时或者连续使用。
本文使用的术语“海兔毒素肽(dolastatin)”是指分离自一种海洋生物截尾海兔(Dollabella auricularia)的多肽，其包括但不限于海兔毒素肽10(dolastatin 10)和海兔毒素肽15(dolastatin 15)。海兔毒素肽是有丝分裂抑制剂，其表现出强的抗癌活性，因此被作为抗癌药物的候选。研究人员进一步发现和合成了许多海兔毒素肽的衍生物，例如MMAE和MMAF。
本文使用的术语“接头”是指抗体药物缀合物(即ADC)中将抗体与药物相连接的部分，其可以是可切割的或者不可切割的。可切割的接头(即可断裂的接头或生物可降解接头)可以在靶标细胞内或其上断裂，从而释放药物。在某些实施方案中，本发明的接头具有非常好的稳定性，大大减少了药物在递送到靶标过程中(例如在血液中)的释放，从而减少了副作用和毒性。在一些特定实施方案中，本发明的接头选自可切割的接头，例如基于二硫化物的接头(其在巯基浓度更高的肿瘤细胞中选择性断裂)、肽接头(其被肿瘤细胞中的酶所切割)、腙接头。在另一些特定实施方案中，本发明的接头选自不可切割的接头，例如硫醚接头。优选地，本发明的接头选自可切割的mc-vc-pAB接头和不可切割的mc接头。
提供了以下实施例以证明并进一步解释本发明的一些优选的实施方式和方面，不应被解释为限制其范围。
实施例1鼠源单克隆抗体mRC48的制备与序列分析
1)HER2抗原的表达和纯化
首先制备出由HER2胞外区(ECD)构成的重组人蛋白HER2-ECD，其作为抗原用于后面的免疫反应、单克隆抗体的生产以及各种生物分析等。
编码HER2-ECD(氨基酸Thr23至Thr652，GenBank登录号为M11730)的cDNA片段通过PCR克隆到pcDNA3(Invitrogen公司)表达载体上。
具体方法为：通过RT-PCR方法从HER2+SKBR3细胞株(ATCC号：HTB-30)中获得HER2-ECD编码区的cDNA(试剂盒采用Promega公司的ImProm-IITM Reverse TranscriptionSystem逆转录系统)。引物为：P1：5’CGGGATCCTGCCACCAGCTGTGCGCC(SEQ ID NO:7)，P2：5’GCTCTAGA TCAGTTGATGGGGCAAGGCT(SEQ ID NO:8)，下划线序列分别为引入的BamHI、XbaI酶切位点，以反转录的HER2-ECD的cDNA为模板用上述引物进行PCR扩增，扩增条件是：94℃变性30s，60℃退火30s，72℃延伸1分钟，循环30次，最后72℃延伸10分钟。然后将PCR片段回收，用BamHI和XbaI酶(NEB)进行酶切，与pcDNA3载体连接。HER2-ECD的C末端加入了一个多聚组氨酸标签以方便纯化。用构建的DNA表达载体转染HEK293细胞(美国ATCC)，利用Ni-NTA亲和层析(Qiagen)从细胞培养液中纯化His-标记的可溶性蛋白HER2-ECD。SDS-PAGE及考马斯亮蓝染色表明纯化的HER2-ECD蛋白具有95％以上的同质性，结果见图1。可溶性的HER2-ECD以单体形式出现，相对分子量约为～75kDa，比计算的分子量(71kDa)稍大，表明蛋白在HEK293细胞中进行了糖基化。将纯化得到的HER2-ECD蛋白进一步浓缩，并转移到无菌pH7.4的PBS缓冲液中，用于随后的体内和体外分析。
2)杂交瘤细胞的生产与筛选
使用上述制备的HER2-ECD作为抗原免疫小鼠，制备单克隆抗体。免疫反应、杂交瘤细胞融合和初筛都按照标准步骤(参考文献：WHO Technical Report Series,No.822,1992Annex 3)进行。0.25ml HER2-ECD蛋白(50-100μg)和0.25ml弗氏完全佐剂(Difco Lab)等体积混合均匀后免疫4只Balb/c小鼠(购自上海斯莱克实验动物有限责任公司)，间隔2周后进行第2次注射，用弗氏不完全佐剂(Difco Lab)，抗原量为25-50μg/0.5ml/只小鼠，间隔3周后进行第3次注射，注射剂量同第2次，第3次注射后10天取血。用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测小鼠的血清，将血清中抗HER2抗体滴度最大的2只小鼠的脾脏取出，然后与骨髓瘤细胞P3X63Ag8(ATCC CRL-1580)融合。将融合细胞稀释到10块96孔板上，根据与HER2-ECD的结合能力用ELISA方法进行初筛。在典型的ELISA实验中，用HER2-ECD(0.2-1μg/ml)包被Nunc Maxisorb 96孔板，然后用梯度稀释的小鼠血清或杂交瘤上清液(100μL)孵育。鼠源的抗HER2抗体用辣根过氧化物酶偶联的山羊F(ab')2抗鼠IgG Fc特异的二抗(Invitrogen公司)进行检测。
用ELISA法对400个杂交瘤细胞株的上清液进行筛选，其中36个表现出强的HER2–ECD结合力。选择HER2结合能力最强的十株杂交瘤细胞，通过有限稀释方法筛选亚克隆杂交瘤细胞株。通过悬浮亚克隆杂交瘤细胞株培养，蛋白纯化，用ELISA确定HER2的结合亲和力，用流式细胞仪(BD FACS Calibur)来进一步测试他们对自然表达在人乳腺癌细胞株表面的HER2的结合能力(更详细的描述见实施例4)。最终通过序列分析确定了一株杂交瘤细胞系mRC48(鼠源IgG1k)，它具有强的HER2结合能力，后续通过ELISA和细胞试验对其做进一步的分析。所述杂交瘤细胞mRC48在2013年08月22日以保藏编号No.8102保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(转为按照布达佩斯条约之保藏的日期为2013年10月29日)。
3)抗HER2杂交瘤细胞克隆mRC48的序列分析
上述杂交瘤细胞克隆mRC48重链和轻链的可变区根据说明书利用商业试剂盒SMARTTM RACE cDNA Amplification Kit(Clontech公司)快速扩增5’末端进行测序。
用RNApure Tissue Kit(北京康威世纪生物科技有限公司)从杂交瘤细胞中提取总RNA，使用SMARTTM RACE cDNA Amplification Kit进行总RNA的反转录，以总RNA为模板，利用试剂盒中的引物，加入反转录酶SMARTScribeTM Reverse Transcriptase，按照试剂盒提供的步骤进行反转录获得RACE-Ready第一链cDNA，然后进行两轮PCR，第一轮PCR以获得的cDNA为模板，试剂盒中提供的UPM为5’端引物，3’端引物为mRC48-VL-1/mRC48-VH-1。PCR反应条件为：94℃预变性5min；25个扩增循环(94℃变性30s，68℃退火30s，72℃延伸2min)；最后72℃延伸10min。
第二轮PCR，以第一轮PCR的产物为模板，以试剂盒中提供的NUP为5’端引物，3’端引物为mRC48-VL-2/mRC48-VH-2，PCR反应条件为：94℃预变性5min；25个扩增循环(94℃变性30s，68℃退火30s，72℃延伸2min)；72℃延伸10min。这样既获得上述杂交瘤细胞克隆mRC48重链和轻链的可变区。
PCR产物通过琼脂糖凝胶电泳进行纯化，并亚克隆到pCR2.1TOPO克隆载体上(Invitrogen公司)。通过PCR，获得10个独立克隆的质粒DNA，进而用M13正向和反向引物测序。DNA序列分析表明，这10个克隆都具有编码相同VH或VL多肽的cDNA。互补决定区(CDR)的氨基酸序列通过Kabat编码表定义，并在表3中列出。序列比较分析表明，抗HER2 mRC48的CDR与已知的HER2抗体包括Herceptin(曲妥珠单抗)有显著区别。
表3抗HER2单克隆抗体mRC48 CDR的氨基酸序列
重链(VH) 轻链(VL)
CDR1 DYYIH(SEQ ID NO.1) KASQDVGTAVA(SEQ ID NO.4)
CDR2 RVNPDHGDSYYNQKFKD(SEQ ID NO.2) WASIRHT(SEQ ID NO.5)
CDR3 ARNYLFDHW(SEQ ID NO.3) HQFATYT(SEQ ID NO.6)
实施例2抗HER2单克隆抗体mRC48的人源化
我们通过移植轻链或重链CDR到人的IgG1κ框架区来人源化鼠抗HER2单克隆抗体mRC48。
根据已发表的方法，我们得知人IgG1κ与鼠RC48抗体(mRC48)具有很高的同源性。由此，我们设计了人源化RC48抗体的轻链可变区(RC48-VL)，以及人源化RC48抗体的重链可变区(RC48-VH)，从而组合成为人源化抗HER2抗体：RC48。RC48-VH的整体序列与人IgG1VH基因的相似性分别84％。RC48抗体包含轻链可变区RC48-VL和重链可变区RC48-VH。
人源化抗HER2单克隆抗体RC48是通过CDR移植的方法获得的，重链或轻链可变区是由南京金斯瑞生物科技有限公司直接合成，合成的可变区包括Kozak共有序列、起始密码子，重链或轻链信号肽，人源框架区和鼠源CDR，可变区与人IgG1k恒定区是通过重叠延伸PCR的方法连接成完整片段。
重叠延伸PCR的引物是：
重链：VH1:5'CGCGGATCC GCCGCCACCATGGGATGGAGCT3'(SEQ ID NO:13)
VH2:5'GATGGGCCCTTGGTGCTAGCGGAGCTCACTGTCACCAGTGTT3'(SEQ ID NO:14)
CH1:5'GCTAGCACCAAGGGCCCATC 3'(SEQ ID NO:15)
CH2:5'CCGGAATTCTTTACCGGGAGACAGGGAGA 3'(SEQ ID NO:16)
轻链：VL1:5'CGCGGATCC GCCGCCACCATGGACATGAGGGT 3'(SEQ ID NO:17)
VL2:5'GATGGTGCAGCCACAGTACGCTTTATCTCAACTTTTG T
AC3'(SEQ ID NO:18)
CL1:5'CGTACTGTGGCTGCACCAT 3'(SEQ ID NO:19)
CL2:5'CCGGAATTCACACTCTCCCCTGTTGAAGC3'(SEQ ID NO:20)
对于重链的扩增，首先以合成的可变区为模板，以VH1和VH2为引物，人IgG1κ重链恒定区为模板，以CH1和CH2为引物，分别扩增重链的可变区、恒定区，扩增条件均是：94℃变性30s，60℃退火30s，72℃延伸1分钟，循环30次，最后72℃延伸10分钟。再以两次的PCR产物为模板，VH1和CH2为引物，扩增RC48的重链序列。扩增条件均是：94℃变性30s，60℃退火30s，72℃延伸2分钟，循环30次，最后72℃延伸10分钟。
对于轻链的扩增，首先以合成的可变区为模板，以VL1和VL2为引物，以人IgG1κ轻链恒定区为模板，以CL1和CL2为引物，分别扩增轻链的可变区、恒定区，扩增条件均是：94℃变性30s，60℃退火30s，72℃延伸1分钟，循环30次，最后72℃延伸10分钟。再以两次的PCR产物为模板，VL1和CL2为引物，扩增轻链序列。扩增条件均是：94℃变性30s，60℃退火30s，72℃延伸2分钟，循环30次，最后72℃延伸10分钟。
因此，我们得到了人源化抗HER2单克隆抗体RC48，其中RC48包含人IgG1κ重链恒定区和重链可变区RC48-VH，以及人IgG1κ轻链恒定区和轻链可变区RC48-VL。
人-鼠嵌合抗体cRC48也是通过相同的方法获得，将鼠的可变区和人IgG1k恒定区通过重叠延伸PCR的方法连接成完整片段。
将上述扩增到的各片段分别亚克隆到表达载体pcDNA3.0上。将构建的不同质粒转染到悬浮CHO细胞(Invitrogen)中，以产生不同的重组抗体，并利用Protein A进行纯化和后续的特征分析。嵌合的抗-HER2 RC48(被称为cRC48)是由鼠-人嵌合cRC48重链和轻链组成。RC48包括人源化重链RC48-VH和人源化轻链RC48-VL。cRC48和RC48都能够表达，从CHO细胞上清液中收集所述抗体，经Protein A进行纯化，在还原与非还原条件下用SDS-PAGE分析(见图2)。如上所述分泌RC48抗体的CHO细胞(即转染了人IgG1κ重链恒定区和重链可变区RC48-VH，以及人IgG1κ轻链恒定区和轻链可变区RC48-VL的CHO细胞)在2013年11月06日以保藏编号C2013170保藏于中国典型培养物保藏中心。
实施例3抗HER2 RC48抗体的表征分析
用ELISA法测定嵌合的cRC48和人源化RC48抗体(RC48)的HER2-结合亲和力常数(Kd)，具体方法可见实施例1，即以可溶性HER2-ECD蛋白包被96孔板，之后与稀释的抗体(Herceptin和嵌合cRC48作为对照)一起孵育，对于与HER2-ECD相关的抗体(所有形式的人IgG1κ)用HRP-偶联的羊F(ab’)2抗-人IgG Fc-特异性二抗进行检测(invitrogen)。绘制结合曲线并进一步用单一位点特异性结合非线性方程(Journal of ImmunologicalMethods，270：155–162，2002)，为每一个抗HER2抗体计算表面结合亲和力常数(Kd)值(图3中展示的是由3次独立的ELISA实验得出的一条典型HER2-结合曲线)。ELISA试验结果见图3。
从3次独立的测定试验可知，与cRC48(平均亲和常数77pM)和Herceptin(平均亲和常数97pM)相比，人源化抗-HER2抗体RC48有更高的HER2-ECD结合亲和力，平均亲和常数为44pM，结果见表4。
表4本发明的抗体与Herceptin的平均亲和常数比较
样品 平均亲和常数
Herceptin 97pM
cRC48 77pM
RC48 44pM
实施例4.人源化抗体RC48与HER2的结合力
1)RC48抗体与HER2的结合亲和力试验
利用流式细胞仪来检测人乳腺癌细胞内源表达的HER2与人源化抗HER2抗体RC48的结合力，结果见图3。用6μg对照组人IgG、Herceptin、cRC48、RC48分别与两种HER2+细胞系人乳腺癌细胞SK-BR-3、BT474以及HER2-细胞MDA-MB468(2×107个细胞)共同孵育，冰上孵育30-45分钟。用4ml冷的PBS充分洗涤2次之后，细胞表面结合的抗体通过偶联R-PE的山羊抗人IgG Fc(15μl，25μg/mL)特异性二抗检测，然后利用流式细胞仪(BD FACSCalibur)进行分析。对照组人IgG1没有检测出与上述三种癌症细胞的结合。相比而言，Herceptin、cRC48、RC48与两种HER2阳性细胞强烈结合，但与HER2阴性细胞不结合，这说明这种结合是HER2特异性的(如图4a所示)。通过比较同种对照组的平均荧光强度发现，与Herceptin和cRC48相比，RC48表现出更高的结合亲和力。通过滴定抗HER2抗体的浓度，以及流式细胞术中分析的细胞数目，得出基于细胞的抗HER2的抗体与细胞表面HER2的结合曲线，结果见图4b。人源化的抗HER2抗体RC48表现出明显的结合亲和力，与BT474细胞表面HER2结合亲和力Kd为4nM，Herceptin、cRC48分别为10nM和5nM，结果见表5。
表5本发明抗体与BT474细胞表面HER2的结合亲和力
样品 结合亲和力Kd
Herceptin 10nM
cRC48 5nM
RC48 4nM
2)抗原结合特异性试验
用ELISA方法测定Herceptin、cRC48、RC48结合不同的表面抗原EGFR、HER2、HER3、HER4的能力。ELISA方法见实施例1。分别用抗原EGFR、HER2、HER3、HER4包被96孔板，每孔上样量为20ng，用不同的抗HER2抗体进行孵育，即Herceptin、cRC48、RC48抗体，然后用辣根过氧化物酶偶联的羊F(ab')2抗鼠IgG Fc特异的二抗(Invitrogen公司)进行检测。结果见图5，结果表明Herceptin、cRC48、RC48抗体与EGFR、HER3、HER4几乎无结合力，而与HER2有强的结合力，说明Herceptin、RC48对HER2的结合有高度的特异性。
实施例5 RC48对BT474人乳腺癌抑制瘤模型的抑瘤实验
人乳腺癌BT474裸鼠移植瘤模型是通过将BT474细胞接种于裸鼠皮下而建立，在体内连续生长3代后取生长旺盛期的瘤组织剪切成1.5mm3左右，在无菌条件下，接种于裸小鼠(上海斯莱克实验动物有限公司提供，合格证编号2007000540582，许可证号SCXK(沪)2012-0002)右侧腋窝皮下。裸小鼠移植瘤用游标卡尺测量移植瘤直径，待肿瘤生长至100～300mm3后将动物随机分组。施用所测试药物huIgG1，Herceptin，RC48各10mg/kg，间隔一周后第二次给药，间隔两周后第三次给药，共给药三次。
结果如图11所示,给药huIgG1后，对肿瘤没有抑制作用，肿瘤体积仍不断增加。给药Herceptin和RC48后，均对BT474肿瘤有抑制效果。与Herceptin相比，RC48的抑瘤效果明显更好。
实施例6抗体缀合物的制备
1)单克隆抗体RC48的纯化
经Protein A从CHO细胞培养液中捕获得到RC48的单克隆抗体，SDS-PAGE电泳及SEC分析纯度达到95％以上。用30KD膜包将所获抗体蛋白超滤透析到PBS缓冲液中，浓缩，用紫外吸光光度计标定浓度，用于后续的偶联反应。
2)单克隆抗体RC48与药物分子的偶联
用PBS缓冲液分别配制还原剂和保护剂如下：1～20mmol/L TCEP(Tris-2-carboxyethyl-phosphine)、1～20mmol/L DTPA(Diethylene triamine pentacetateacid)母液，还原剂用量根据所需偶联率不同可在一定浓度范围内添加，与一定浓度单克隆抗体(如：5～30mg/ml)按照一定体积比(如1：1)混合，TCEP与抗体的终浓度摩尔比0.5～6.0：1，于25℃搅拌反应2h。用DTNB法于412nm检测自由巯基浓度，与抗体的摩尔比计算自由巯基个数。TCEP还原可重复性好，还原后自由巯基数可以达到1.0-8.0。
TCEP还原后抗体可直接进行后续偶联。配制一定浓度(10mM)药物(vc-MMAE、vc-MMAF、mc-MMAF)(购自上海皓元化学科技有限公司)溶于25％的DMSO(dimethyl sulfoxide，二甲亚砜)，按照药物与巯基的摩尔比0.3～2.8:1缓慢加药，于25℃搅拌反应2h。用DTNB法于412nm检测自由巯基浓度(接近0)，Sephadex G-25纯化除去残余未反应药物以及DMSO等游离小分子，SDS-PAGE电泳、反相高效液相(R-HPLC)疏水高效液相(HIC-HPLC)法检测偶联情况。
实施例7缀合物亲和力的测定
ELISA法测亲和力
用重组蛋白HER2-ECD(浓度为0.5mg/ml)包被ELISA板，2℃-8℃过夜。洗板机洗板3次。3％BSA-PBST溶液封闭，37度2h。洗板机洗板3次。加样：用PBST溶液稀释标线从1000ng/ml起梯度稀释11个点，100μl/孔，37度2h。洗板机洗板3次。用PBST溶液稀释二抗(山羊抗人IgG-Fc-HRP)5000倍。加入TMB显色液显色，室温避光显色8-10分钟。用2M H2SO4终止试验，酶标仪450/655nm处读数。结果见表6。
表6缀合物与T-DM1亲和力比较
由结果可知，RC48-vc-MMAE、RC48-vc-MMAF、RC48-mc-MMAF的HER2-ECD亲和力与T-DM1相当。
实施例8 RC48缀合物对肿瘤细胞的抑制作用
将生长状态良好的细胞用胰酶(购自Sigma)消化后，HER2阳性乳腺癌细胞SK-BR-3、HER2阳性卵巢癌细胞SK-OV-3分别用含10％胎牛血清的DMEM培养基、McCoy's 5A培养基(培养基均购自Gibco，)重悬，分别以5000、4000个/孔的密度接种至96孔板，37℃、5％CO2培养箱中培养24小时。将RC48、Herceptin、RC48-vc-MMAE、RC48-vc-MMAF、RC48-mc-MMAF、T-DM1(自制)用含10％胎牛血清的培养基以下图中所示的浓度稀释后加入96孔板。37℃、5％CO2培养箱中培养72小时后，用CCK-8试剂盒(购自同仁化学研究所)检测，所得数据使用Prism软件进行统计分析。
结果见图12至图13，由图中可知同浓度下本发明ADC药物对各细胞的抑制作用明显强于裸抗体药物，对细胞增殖的抑制率可提高一半。根据本发明的偶联了MMAF的ADC药物对SK-BR-3、SK-OV-3细胞的抑制作用强于根据本发明的偶联了MMAE的ADC药物，但两者都明显优于阳性对照T-DM1。
实施例9药物缀合物对乳腺癌的抗肿瘤活性
1)RC48缀合物对BT474人乳腺癌荷瘤裸鼠模型的抑瘤实验
BT474细胞5百万悬浮于PBS中，接种至BALB/c裸鼠(上海斯莱克实验动物有限公司提供，合格证编号2007000540582，许可证号SCXK(沪)2012-0002)腋下。成瘤后，取生长旺盛期的瘤组织剪切成1.5mm3左右，在无菌条件下，接种于裸小鼠右侧腋窝皮下。裸小鼠移植瘤用游标卡尺测量移植瘤直径，待肿瘤生长至100～300mm3后将动物随机分组。施用所测试药物RC4810mg/kg,RC48-vc-MMAE 10mg/kg,RC48-vc-MMAF 10mg/kg,RC48-mc-MMAF 10mg/kg，共给药3次；阴性对照组同时给等量生理盐水。
如图14所示，在给药后37天阴性对照组的肿瘤体积达到485mm3，RC48组的肿瘤体积为对照组的83％，表明RC48对BT474肿瘤生长有一定的抑制作用。本实验测试的3个抗体缀合物，RC48-vc-MMAE、RC48-vc-MMAF、RC48-mc-MMAF都能显著抑制BT474肿瘤生长，在给药后37天肿瘤体积缩小到对照组的13-19％。在37天实验期间，对照组有3只小鼠死亡，而RC48-vc-MMAE组小鼠均存活。
2)RC48-vc-MMAE对和拉帕替尼抗药的BT-474/L1.9人乳腺癌裸小鼠皮下移植瘤模型的抑瘤实验
BT474/L1.9是BT-474细胞经和拉帕替尼长期处理，同时对和拉帕替尼抗药。
SPF级BALB/c裸鼠，皮下接种一定数量的BT-474/L1.9肿瘤细胞，待肿瘤生长至100-200mm3后，将动物随机分组。给药剂量见图示，RC48-vc-MMAE、KadcylaTM(购自罗氏制药)每周1次给药，共2次，(购自罗氏制药)每周1次给药，共3次，拉帕替尼(购自GSK)每天给药。每周测2次瘤体积，称鼠重观察荷瘤小鼠对药物的耐受能力，记录数据。计算不同观察时间点各荷瘤小鼠的肿瘤体积和各荷瘤小鼠的抑瘤率。
图15所示，(10mg/kg)对BT474/L1.9裸小鼠皮下移植瘤的抑瘤率为51％；拉帕替尼(200mg/kg)对BT474/L1.9的抑瘤率为45％；说明乳腺癌BT474/L1.9对和拉帕替尼均抗药。RC48-vc-MMAE(1.5、5mg/kg)剂量依赖性地抑制BT474/L1.9裸小鼠皮下移植瘤的生长，抑瘤率分别为38％和91％；参比药物KadcylaTM(5mg/kg)对BT474/L1.9裸小鼠皮下移植瘤的抑瘤率为58％，说明BT474/L1.9也对KadcylaTM抗药。荷瘤小鼠对以上药物均能很好耐受。
综上所述，本发明的ADC对BT474/L1.9细胞裸小鼠皮下移植瘤模型显示显著的抗肿瘤活性；显著强于赫赛汀和拉帕替尼(P&lt;0.01)；在相同剂量5mg/kg下与KadcylaTM相比，本发明的RC48-vc-MMAE的抑瘤效果具有明显优势(P&lt;0.01)，抑瘤率为91％：58％。
实施例10药物缀合物对卵巢癌的抗肿瘤活性
1)RC48缀合物对SK-OV-3人卵巢癌抑制瘤模型的抑瘤实验
人卵巢癌SK-OV-3裸鼠移植瘤模型是通过将SK-OV-3细胞接种于裸鼠(上海斯莱克实验动物有限公司提供，合格证编号2007000540582，许可证号SCXK(沪)2012-0002)皮下而建立。待肿瘤生长至100～300mm3后将动物随机分组。施用所测试药物RC48 10mg/kg、T-DM110mg/kg、RC48-vc-MMAE 3mg/kg、RC48-vc-MMAE 10mg/kg、RC48-vc-MMAF 3mg/kg、RC48-vc-MMAF10mg/kg、RC48-mc-MMAF 3mg/kg、RC48-mc-MMAF 10mg/kg，每周给药1次，共给药三次；紫杉醇10mg/kg，每周三次共三周；阴性对照同时给等量生理盐水。
RC48与不同接头和治疗剂连接后对SK-OV-3的抑瘤作用结果表明：较未偶联的裸抗体RC48相比，本发明的ADC均有好的抑瘤作用，在相同剂量10mg/kg下，与T-DM1相比，本发明的RC48缀合物的抑瘤效果具有明显优势。具体结果见图16。
实施例11药物缀合物对HER2阳性NCI-N87人胃癌细胞裸小鼠皮下移植瘤模型的抑瘤实验
人胃癌NCI-N87细胞高表达HER2和EGFR，对抗药，模型建造方法同实施例9。结果见图17。
由图17所示，RC48-vc-MMAE(2.5、5、10mg/kg)单次静脉注射给药能显著抑制高表达HER2人胃癌NCI-N87裸小鼠皮下移植瘤的生长，抑瘤率分别为133％、193％和200％,低剂量组引起6/6小鼠肿瘤部分消退，中剂量引起1/6肿瘤部分消退，5/6肿瘤完全消退，高剂量组则引起所有肿瘤(6/6)完全消退，直到实验结束(D21)未再复发。参比药物(10mg/kg,每周1次给药3次)能够抑制NCI-N87裸小鼠皮下移植瘤的生长，但抑瘤率只有49％；另一个参比药物小分子EGFR/HER2抑制剂拉帕替尼(200mg/kg,每天1次给药21天)对NCI-N87裸小鼠皮下移植瘤有效，抑瘤率为78％。荷瘤小鼠对以上药物均能较好耐受，没有体重减轻等症状发生。
该研究结果表明：1)RC48-vc-MMAE(2.5、5、10mg/kg)单次静脉注射给药能显著抑制高表达HER2人胃癌NCI-N87裸小鼠皮下移植瘤的生长，引起肿瘤部分甚至完全消退；2)RC48-vc-MMAE对NCI-N87裸小鼠皮下移植瘤的疗效明显强于参比药物和拉帕替尼(P&lt;0.01)。
实施例12RC48缀合物小鼠耐受性试验
取检疫合格KM小鼠，雌雄分别按体重随机分为以下剂量组：MMAE 2mg/kg、MMAF50mg/kg、RC48-vc-MMAE 25mg/kg(对应的MMAE剂量为0.5mg/kg)～200mg(MMAE剂量为4.0mg/kg)，RC48-vc-MMAF 50mg/kg(MMAF剂量为1.0mg/kg)～450mg/kg(MMAF剂量为9.0mg/kg),RC48-mc-MMAF 50mg/kg(MMAF剂量为1.0mg/kg)～450mg/kg(MMAF剂量为9.0mg/kg)系列不同剂量13组，雌雄各半，静脉注射相应药液。另取同批次小鼠做为对照组，按同体积尾静脉给予0.9％氯化钠注射液。给药后隔日称重一次，持续到第16天。MMAE或MMAF系列小鼠体重增长曲线分别见图18。
试验结果表明：在本试验条件下，相同剂量下RC48-vc-MMAE毒性小于未偶联MMAE。RC48-vc-MMAE的小鼠最大耐受量在100mg/kg(MMAE剂量2.0mg/kg)～150mg/kg(MMAE剂量3.0mg/kg)之间。
在相同的剂量下RC48-vc-MMAF毒性明显大于RC48-mc-MMAF，RC48-vc-MMAF的小鼠最大耐受量在50mg/kg(MMAF剂量为1.0mg/kg)～100mg/kg(MMAF剂量为2.0mg/kg)之间。RC48-mc-MMAF的小鼠MTD在150mg/kg(MMAF剂量为3.0mg/kg)～450mg/kg(MMAF剂量为9.0mg/kg)之间。
实施例13药物缀合物对SD大鼠单次静脉输注给药的毒性实验
购自北京维通利华实验动物技术有限公司的SPF级SD大鼠(合格证号为SCXK(京)2012-0001)按性别区段随机分为7组，每组10只，雌雄各半；这7个组为生理盐水阴性对照组、0.48mg/kg MMAE对照组、40mg/kg RC48裸抗对照组和系列RC48-vc-MMAE剂量组各大鼠通过尾静脉输注给药，，试验观察期为21天；于D1(药前)、D8、D15和D22称重，观察期结束后，将动物实施安乐死，进行病理学大体解剖观察，并将大体解剖观察异常的组织器官进行组织学检查。
动物死亡情况：MMAE对照组9/10动物、RC48-vc-MMAE 30mg/kg组1/10动物和40mg/kg组2/10动物于试验期间发现死亡，其余各组动物均未见死亡或濒死状态。
在本试验条件下，RC48-vc-MMAE大鼠致死剂量为30mg/kg，最大耐受剂量大于或等于24mg/kg(相当偶联的MMAE剂量为0.48mg/kg)。RC48裸抗体以40mg/kg的剂量单次静脉输注给予SD大鼠，未见明显毒性反应症状，大鼠最大耐受剂量大于或等于40mg/kg。该结果显示，即便使用远远高于非缀合药物MMAE的剂量(40mg/kg vs 0.48mg/kg)，本发明的缀合物仍显示出远远低于非缀合药物MMAE的毒性，证明MMAE与抗体偶联形成ADC后毒性降低非常明显。
以上描述地仅是优选实施方案，其只作为示例而不限制实施本发明所必需特征的组合。所提供的标题并不意指限制本发明的多种实施方案。术语例如“包含”、“含”和“包括”不意在限制。此外，除非另有说明，没有数词修饰时包括复数形式，以及“或”、“或者”意指“和/或”。除非本文另有定义，本文使用的所有技术和科学术语的意思与本领域技术人员通常理解的相同。
本申请中提及的所有公开物和专利通过引用方式并入本文。不脱离本发明的范围和精神，本发明的所描述的方法和组合物的多种修饰和变体对于本领域技术人员是显而易见的。虽然通过具体的优选实施方式描述了本发明，但是应该理解所要求保护的本发明不应该被不适当地局限于这些具体实施方式。事实上，那些对于相关领域技术人员而言显而易见的用于实施本发明的所描述的模式的多种变体意在包括在随附的权利要求的范围内。
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序列表
&lt;110&gt; 荣昌生物制药（烟台）有限公司
&lt;120&gt; 抗HER2抗体及其缀合物
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&lt;210&gt; 9
&lt;211&gt; 22
&lt;212&gt; DNA
&lt;213&gt; Artificial Sequence
&lt;400&gt; 9
gttggtgcag catcagcccg tt 22
&lt;210&gt; 10
&lt;211&gt; 23
&lt;212&gt; DNA
&lt;213&gt; Artificial Sequence
&lt;400&gt; 10
gttcactgcc atcaatcttc cac 23
&lt;210&gt; 11
&lt;211&gt; 20
&lt;212&gt; DNA
&lt;213&gt; Artificial Sequence
&lt;400&gt; 11
gccagtggat agacagatgg 20
&lt;210&gt; 12
&lt;211&gt; 21
&lt;212&gt; DNA
&lt;213&gt; Artificial Sequence
&lt;400&gt; 12
aggtcactgt cactggctca g 21
&lt;210&gt; 13
&lt;211&gt; 31
&lt;212&gt; DNA
&lt;213&gt; Artificial Sequence
&lt;400&gt; 13
cgcggatccg ccgccaccat gggatggagc t 31
&lt;210&gt; 14
&lt;211&gt; 42
&lt;212&gt; DNA
&lt;213&gt; Artificial Sequence
&lt;400&gt; 14
gatgggccct tggtgctagc ggagctcact gtcaccagtg tt 42
&lt;210&gt; 15
&lt;211&gt; 20
&lt;212&gt; DNA
&lt;213&gt; Artificial Sequence
&lt;400&gt; 15
gctagcacca agggcccatc 20
&lt;210&gt; 16
&lt;211&gt; 29
&lt;212&gt; DNA
&lt;213&gt; Artificial Sequence
&lt;400&gt; 16
ccggaattct ttaccgggag acagggaga 29
&lt;210&gt; 17
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&lt;212&gt; DNA
&lt;213&gt; Artificial Sequence
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cgcggatccg ccgccaccat ggacatgagg gt 32
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&lt;212&gt; DNA
&lt;213&gt; Artificial Sequence
&lt;400&gt; 18
gatggtgcag ccacagtacg ctttatctca acttttgtac 40
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&lt;211&gt; 19
&lt;212&gt; DNA
&lt;213&gt; Artificial Sequence
&lt;400&gt; 19
cgtactgtgg ctgcaccat 19
&lt;210&gt; 20
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&lt;212&gt; DNA
&lt;213&gt; Artificial Sequence
&lt;400&gt; 20
ccggaattca cactctcccc tgttgaagc 29

Claims (12)

1.能够特异性结合HER2的抗体或其功能性片段，其中所述抗体包含重链和轻链，其中
(i)所述重链包含三个CDR区，其中所述CDR区的氨基酸序列分别具有如SEQ ID NO：1、2和3所示的氨基酸序列；和
(ii)所述轻链包含三个CDR区，其中所述CDR区的氨基酸序列分别具有如SEQ ID NO：4、5和6所示的氨基酸序列。
2.根据前述任一权利要求所述的抗体或其功能性片段，其中所述抗体或其功能性片段衍生自在2013年08月22日以保藏编号CGMCC No.8102保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的杂交瘤所分泌的抗体。
3.根据前述任一权利要求所述的抗体或其功能性片段，其中所述抗体是人源化抗体，优选地所述抗体是在2013年11月06日以保藏编号CCTCC C2013170保藏于中国典型培养物保藏中心的CHO细胞所分泌的抗体。
4.分离的多核苷酸，其编码根据前述权利要求任一项所述的抗体或其功能性片段。
5.分离的多核苷酸的组合，其包括：编码根据权利要求1-3中任一项所述抗体或其功能性片段之轻链的多核苷酸和编码根据权利要求1-3中任一项所述抗体或其功能性片段之重链的多核苷酸。
6.表达载体，其包含根据权利要求4的多核苷酸或者根据权利要求5的多核苷酸的组合，所述多核苷酸与允许其所编码的多肽在宿主细胞或无细胞表达系统中表达的调节序列有效连接。
7.缀合物，其包含与一个或更多个治疗剂偶联的权利要求1至3中任一项所述的抗体或其功能性片段，优选地所述治疗剂选自细胞毒性药物、免疫增强剂和放射性同位素，更优选地所述治疗剂选自海兔毒素肽及其衍生物，最优选地所述治疗剂选自MMAE和MMAF。
8.根据权利要求7的缀合物，其中所述治疗剂与所述抗体或其功能性片段通过接头偶联，优选地，所述接头与抗体通过巯基连接，更优选地所述接头选自mc-vc-pAB和mc。
9.具有通式Ab-(L-U)n的缀合物，其中Ab表示根据权利要求1至3中任一项所述的抗体或其功能性片段，L表示接头，例如：mc-vc-pAB或mc；U表示治疗剂，优选地所述治疗剂选自细胞毒性药物、免疫增强剂和放射性同位素，更优选地所述治疗剂选自海兔毒素肽及其衍生物，最优选地所述治疗剂选自MMAE和MMAF，以及n为1至8的整数。
10.药物组合物，其包含权利要求1至3中任一项的抗体或其功能性片段和/或权利要求7至9中任一项的缀合物，以及可药用载体。
11.权利要求1至3中任一项的抗体或其功能性片段、权利要求4的多核苷酸、权利要求5的分离的多核苷酸组合、权利要求6的表达载体、权利要求7至9中任一项的缀合物或权利要求10的药物组合物在制备用于治疗或预防癌症的药物中的用途。
12.根据权利要求11的用途，其中所述癌症为HER2阳性癌症，优选乳腺癌或卵巢癌或胃癌，更优选拉帕替尼和/或赫赛汀耐药的乳腺癌或卵巢癌或胃癌。
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CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Fang Jianmin

Inventor after: Huang Changjiang

Inventor after: Jiang Jing

Inventor after: Yao Xuejing

Inventor after: Li Hongwen

Inventor after: Xu Qiaoyu

Inventor after: Li Zhuanglin

Inventor before: Fang Jianmin

Inventor before: Huang Changjiang

Inventor before: Jiang Jing

Inventor before: Yao Xuejing