CN114106185A - 抗her2抗体和免疫缀合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了抗HER2抗体和免疫缀合物以及其使用方法。

Description

抗HER2抗体和免疫缀合物
本申请是申请日为2015年9月11日、中国申请号为 201580048008.8、发明名称为“抗HER2抗体和免疫缀合物”的发明申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及抗HER2抗体和免疫缀合物以及其使用方法。
发明背景
在全世界范围内，乳腺癌是一个非常主要的发病和死亡原因。全球每年诊断超过130万例乳腺癌，其中超过450,000例死亡与该疾病有关(Jemal A,Bray F,Center M等,Global cancer statistics.CA Cancer J Clin,2011；61(2):69-90)。
HER2(ErbB2)受体酪氨酸激酶是跨膜受体表皮生长因子受体 (EGFR)家族的一个成员。在大约20％的人类乳腺癌中观察到HER2过度表达，而且其牵涉与这些肿瘤相关的侵袭性生长和不良临床结果 (Slamon等,(1987)Science 235:177-182)。HER2蛋白过度表达可以使用对经过固定的肿瘤块进行基于免疫组织化学的评估来测定(Press MF等,(1993)Cancer Res 53:4960-70)。
曲妥珠单抗(CAS 180288-69-1，
Figure BDA0003257716380000011
huMAb4D5-8、 rhuMAb HER2，Genentech)是来源于重组DNA的IgG1κ单克隆抗体，其是在基于细胞的测定中以高亲和力(Kd＝5nM)选择性地结合HER2 细胞外域的鼠类抗HER2抗体(4D5)的人源化版本(US5677171；US 5821337；US 6054297；US 6165464；US 6339142；US 6407213；US 6639055；US6719971；US 6800738；US 7074404；Coussens等(1985) Science 230:1132-9；Slamon等(1989)Science 244:707-12；Slamon等 (2001)New Engl.J.Med.344:783-792)。曲妥珠单抗在体外测定和动物中都已经表现出能抑制过度表达HER2的人肿瘤细胞的增殖(Hudziak等(1989)Mol Cell Biol 9:1165-72；Lewis等(1993)Cancer Immunol Immunother；37:255-63；Baselga等(1998)Cancer Res.58:2825-2831)。曲妥珠单抗是抗体依赖性细胞毒性ADCC的介体(Lewis等(1993) Cancer Immunol Immunother 37(4):255-263；Hotaling等(1996)[摘要]. Proc.Annual Meeting Am Assoc Cancer Res；37:471；Pegram MD等,(1997)[摘要].Proc Am Assoc Cancer Res；38:602；Sliwkowski等(1999) Seminars inOncology 26(4),增刊12:60-70；Yarden Y.和Sliwkowski, M.(2001)Nature Reviews:Molecular Cell Biology,Macmillan Magazines, Ltd.,第2卷:127-137)。
1998年已经批准了
Figure BDA0003257716380000021
用于治疗已经接受多种先前抗癌疗法的HER2过度表达型转移性乳腺癌患者(Baselga等,(1996)J. Clin.Oncol.14:737-744)，且从此已经被用于超过300,000名患者 (Slamon DJ等,N Engl J Med 2001；344:783-92；Vogel CL等,J Clin Oncol 2002；20:719-26；Marty M等,J Clin Oncol 2005；23:4265-74； RomondEH等,T N Engl J Med 2005；353:1673-84；Piccart-Gebhart MJ 等,N Engl J Med 2005；353:1659-72；Slamon D等,[摘要].Breast Cancer Res Treat 2006,100(增刊1):52)。2006年，FDA批准了
Figure BDA0003257716380000022
(曲妥珠单抗，Genentech Inc.)作为含有阿霉素、环磷酰胺和太平洋紫杉醇的治疗方案的一部分用于辅助治疗HER2阳性淋巴节阳性乳腺癌患者。
用于治疗HER2阳性乳腺癌的新颖抗体-药物缀合物(ADC)曲妥珠单抗-MCC-DM1(T-DM1、曲妥珠单抗-安坦辛、ado-曲妥珠单抗-安坦辛、
Figure BDA0003257716380000023
)是由细胞毒性剂DM1(含硫醇的类美登素抗微管剂)与曲妥珠单抗以约3.5的平均药物负载(药物对抗体比)经由MCC 接头在赖氨酸侧链处缀合而构成。在与肿瘤细胞上所表达的HER2结合之后，T-DM1进行受体介导的内在化，从而引起含DM1的细胞毒性分解代谢物的细胞内释放和随后的细胞死亡。
2013年2月22日，美国食品药物管理局批准了以商标名
Figure BDA0003257716380000031
出售的曲妥珠单抗安坦辛用于治疗先前已经接受曲妥珠单抗和紫杉烷治疗的HER2阳性转移性乳腺癌患者。
帕妥珠单抗(也称为重组人源化单克隆抗体2C4、rhuMAb 2C4、
Figure BDA0003257716380000032
Genentech,Inc，South San Francisco)代表着被称为HER 二聚抑制剂(HDI)的一类新药剂中首先问世的药剂，并且其功能在于抑制HER2与其他HER受体(诸如EGFR/HER1、HER2、HER3和 HER4)形成活性异源二聚体或同源二聚体的能力。参见例如Harari和 Yarden Oncogene19:6102-14(2000)；Yarden和Sliwkowski.Nat Rev Mol Cell Biol 2:127-37(2001)；Sliwkowski Nat Struct Biol 10:158-9 (2003)；Cho等,Nature 421:756-60(2003)；以及Malik等,Pro Am Soc Cancer Res 44:176-7(2003)。
已经证明了帕妥珠单抗对肿瘤细胞中的HER2-HER3异源二聚体形成的阻断能抑制关键性细胞信号传导，由此减少肿瘤增殖和存活时间(Agus等,Cancer Cell 2:127-37(2002))。
已经在II期研究中评估了帕妥珠单抗与曲妥珠单抗组合用于先前已经接受曲妥珠单抗用于转移性疾病的HER2阳性转移性乳腺癌患者。由美国国家癌症学会(NCI)进行的一项研究登记了11名先前经过治疗的HER2阳性转移性乳腺癌患者。所述11名患者中有两名表现出部分响应(PR)(Baselga等,J Clin Oncol 2007 ASCO Annual MeetingProceedings；25:18S(6月20日增刊):1004)。在2010年12月 8日至12日的CTRC-AACR圣安东尼奥乳腺癌研讨会(SABCS)上呈递的评估帕妥珠单抗与曲妥珠单抗加化学疗法(多烯紫杉醇)的新颖组合方案在早期HER2阳性乳腺癌女性中的效果的II期新辅助研究结果显示，在新辅助处置中在手术之前给与两种HER2抗体加多烯紫杉醇显著提高了乳房中的完全肿瘤消失率(病理完全反应率，pCR， 45.8％)，与曲妥珠单抗加多烯紫杉醇(pCR 29.0％)相比高出一倍，p＝ 0.014。
2012年批准了以商标名
Figure BDA0003257716380000042
出售的帕妥珠单抗用于治疗晚期(转移性)HER2阳性乳腺癌患者。HER2阳性乳腺癌中存在的有助于癌细胞生长和存活的HER2蛋白的量有所增加。
2013年9月30日，美国食品药物管理局授权加速批准
Figure BDA0003257716380000041
(帕妥珠单抗)作为手术前用于早期乳腺癌(EBC)患者的完全治疗方案的一部分(新辅助处置)。
Figure BDA0003257716380000043
是用于乳腺癌新辅助治疗的首个 FDA批准药物。
本领域中需要其他安全而又有效的靶向HER2的药剂以用于治疗诸如乳腺癌之类的HER2相关病状，以用于单一疗法和组合疗法。本发明满足了该需要并且提供了其他效益。
发明概要
本发明提供了抗HER2抗体和免疫缀合物以及其使用方法。
在一些实施方案中，提供了一种结合HER2的分离的抗体，其中所述抗体包含(a)包含SEQ ID NO:15的氨基酸序列的HVR-H1；(b)包含SEQ ID NO:16的氨基酸序列的HVR-H2；(c)包含SEQ ID NO:17 的氨基酸序列的HVR-H3；(d)包含SEQ ID NO:12的氨基酸序列的HVR-L1；(e)包含SEQ ID NO:13的氨基酸序列的HVR-L2；以及(f)包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列的HVR-L3。在一些实施方案中，所述抗体包含有包含SEQ ID NO:11的序列的重链可变区和包含SEQ ID NO:10的序列的轻链可变区。在一些实施方案中，所述抗体是单克隆抗体。在一些实施方案中，所述抗体是人源化或嵌合抗体。在一些实施方案中，所述抗体是结合HER2的抗体片段。
在一些实施方案中，HER2是包含SEQ ID NO:1的氨基酸23至1255的人HER2。在一些实施方案中，所述抗体结合HER2的细胞外域I。在一些实施方案中，HER2的细胞外域I具有SEQ ID NO:35的序列。在一些实施方案中，所述抗体结合细胞外域I的环163-189和环185-189(例如，由细胞外域I的氨基酸163-189限定的第一环和由氨基酸185-189限定的第二环)。在一些实施方案中，所述抗体接触细胞外域I的His171、Ser186、Ser187和Glu188。
在一些实施方案中，所述抗体是IgG1、IgG2a或IgG2b抗体。在一些实施方案中，所述抗体在重链恒定区中包含至少一个选自A118C 和S400C的突变。在一些实施方案中，所述抗体在轻链恒定区中包含至少一个选自K149C和V205C的突变。
在一些实施方案中，所述抗体包含：
a)包含SEQ ID NO:19的序列的重链和包含SEQ ID NO:18的序列的轻链；或
b)包含SEQ ID NO:19的序列的重链和包含SEQ ID NO:23的序列的轻链；或
c)包含SEQ ID NO:24的序列的重链和包含SEQ ID NO:18的序列的轻链。
在一些实施方案中，所述抗体包含SEQ ID NO:28的重链恒定区。在一些实施方案中，所述抗体包含SEQ ID NO:25的轻链恒定区。
在一些实施方案中，提供了一种结合HER2的分离的抗体，其中所述抗体包含有包含SEQ ID NO:19的序列的重链和包含SEQ ID NO:23的序列的轻链。在一些实施方案中，提供了一种结合HER2的分离的抗体，其中所述抗体包含有包含SEQ ID NO:24的序列的重链和包含SEQ ID NO:18的序列的轻链。
在一些实施方案中，提供了一种分离的核酸，其编码本文中所描述的抗体。在一些实施方案中，提供了一种包含所述核酸的宿主细胞。在一些实施方案中，提供了一种产生抗体的方法，其包括培养所述宿主细胞以便产生所述抗体。
在一些实施方案中，提供了一种免疫缀合物，其包含本文中所描述的抗体和细胞毒性剂。在一些实施方案中，所述免疫缀合物具有式 Ab-(L-D)p，其中：
a)Ab是如权利要求1至16中任一项所述的抗体；
b)L是接头；
c)D是细胞毒性剂；且
d)p在1至8的范围内。
在一些实施方案中，所述细胞毒性剂选自奥里斯他汀、类美登素、卡奇霉素、吡咯并苯二氮呯、奈莫柔比星衍生物和1-(氯甲基)-2,3-二氢-1H-苯并[e]吲哚(CBI)。
在一些实施方案中，提供了免疫缀合物，其中D是具有式A的吡咯并苯二氮呯：
Figure BDA0003257716380000061
其中虚线指出了C1与C2或C2与C3之间的双键的可选存在；
R2独立地选自H、OH、＝O、＝CH2、CN、R、OR、＝CH-RD、＝C(RD)2、 O-SO2-R、CO2R和COR，且任选地进一步选自卤代或二卤代，其中 RD独立地选自R、CO2R、COR、CHO、CO2H和卤代；
R6和R9独立地选自H、R、OH、OR、SH、SR、NH2、NHR、 NRR'、NO2、Me3Sn和卤代；
R7独立地选自H、R、OH、OR、SH、SR、NH2、NHR、NRR'、 NO2、Me3Sn和卤代；
Q独立地选自O、S和NH；
R11是H或R，或者在Q是O的情况下是SO3M，其中M是金属阳离子；
R和R'各自独立地选自任选地被取代的C1-8烷基、C3-8杂环基和 C5-20芳基，并且任选地，关于基团NRR'，R和R'与其所连接的氮原子一起形成任选地被取代的4元、5元、6元或7元杂环；
R12、R16、R19和R17分别如针对R2、R6、R9和R7所定义；
R”是C3-12亚烷基，所述链可能间杂一个或多个杂原子和/或任选地被取代的芳环；且
X和X'独立地选自O、S和N(H)。
在一些实施方案中，D具有以下结构：
Figure BDA0003257716380000071
其中n是0或1。
在一些实施方案中，提供了一种免疫缀合物，其中D是奈莫柔比星衍生物。在一些实施方案中，D具有选自以下的结构：
Figure BDA0003257716380000081
以及
Figure BDA0003257716380000082
在一些实施方案中，提供了一种免疫缀合物，其中D包含1-(氯甲基)-2,3-二氢-1H-苯并[e]吲哚(CBI)。在一些实施方案中，D具有下式：
Figure BDA0003257716380000083
其中
R1选自H、P(O)3H2、C(O)NRaRb或与L的键；
R2选自H、P(O)3H2、C(O)NRaRb或与L的键；
Ra和Rb独立地选自H和任选地被一个或多个F取代的C1-C6烷基，
或Ra与Rb形成五元或六元杂环基；
T是选自C3-C12亚烷基、Y、(C1-C6亚烷基)-Y-(C1-C6亚烷基)、 (C1-C6亚烷基)-Y-(C1-C6亚烷基)-Y-(C1-C6亚烷基)、(C2-C6亚烯基)-Y- (C2-C6亚烯基)和(C2-C6亚炔基)-Y-(C2-C6亚炔基)的系链基；
其中Y独立地选自O、S、NR1、芳基和杂芳基；
其中亚烷基、亚烯基、芳基和杂芳基独立地且任选地被F、OH、 O(C1-C6烷基)、NH2、NHCH3、N(CH3)2、OP(O)3H2和C1-C6烷基取代，其中烷基任选地被一个或多个F取代；
或亚烷基、亚烯基、芳基和杂芳基独立地且任选地被与L的键取代；
D'是选自以下的药物部分：
Figure BDA0003257716380000091
Figure BDA0003257716380000092
以及
Figure BDA0003257716380000101
其中波形线指出了与T的连接位点；
X1和X2独立地选自O和NR3，其中R3选自H和任选地被一个或多个F取代的C1-C6烷基；
R4是H、CO2R或与连接基团(L)的键，其中R是C1-C6烷基或苯甲基；且
R5是H或C1-C6烷基。
在一些实施方案中，D具有选自以下的结构：
Figure BDA0003257716380000102
Figure BDA0003257716380000111
以及
Figure BDA0003257716380000112
在一些实施方案中，提供了一种免疫缀合物，其中所述接头可以被蛋白酶裂解。在一些实施方案中，所述接头具有酸不稳定性。在一些实施方案中，所述接头包含腙。在一些实施方案中，所述接头包含二硫化物。
在一些实施方案中，提供了一种免疫缀合物，其中所述免疫缀合物包含选自以下的结构：
Figure BDA0003257716380000113
Figure BDA0003257716380000121
以及
Figure BDA0003257716380000122
其中Ab是本文中所描述的抗体。
在一些实施方案中，提供了一种免疫缀合物，其中所述免疫缀合物包含选自以下的结构：
Figure BDA0003257716380000123
Figure BDA0003257716380000131
以及
Figure BDA0003257716380000132
其中Ab是本文中所描述的抗体。
在一些实施方案中，提供了一种免疫缀合物，其中所述免疫缀合物包含选自以下的结构：
Figure BDA0003257716380000133
Figure BDA0003257716380000141
Figure BDA0003257716380000142
以及
Figure BDA0003257716380000143
其中Ab是本文中所描述的抗体。
在本文中所描述的任何免疫缀合物中，p可以在1.3至2、1.4至 2、1.5至2或2至5的范围内。
在一些实施方案中，提供了一种药物制剂，其包含本文中所描述的免疫缀合物和药学上可接受的载体。在一些实施方案中，所述药物制剂还包含额外治疗剂。在一些实施方案中，所述额外治疗剂是结合HER2的抗体或免疫缀合物。在一些实施方案中，所述额外治疗剂是 (i)结合HER2的结构域II的抗体或免疫缀合物和/或(ii)结合结构域IV 或HER2的抗体或免疫缀合物。在一些实施方案中，所述额外治疗剂是(i)结合表位2C4的抗体或免疫缀合物和/或(ii)结合表位4D5的抗体或免疫缀合物。在一些实施方案中，所述额外治疗剂选自曲妥珠单抗、曲妥珠单抗-MCC-DM1(T-DM1)和帕妥珠单抗。在一些实施方案中，所述药物制剂还包含(1)曲妥珠单抗或T-DM1和(2)帕妥珠单抗。
在一些实施方案中，提供了治疗患有HER2阳性癌症的个体的方法。在一些实施方案中，方法包括向所述个体施用有效量的本文中所描述的免疫缀合物或本文中所描述的药物组合物。在一些实施方案中，所述HER2阳性癌症是乳腺癌或胃癌。在一些实施方案中，所述HER2 阳性乳腺癌是早期乳腺癌。在一些实施方案中，所述HER2阳性乳腺癌是转移性乳腺癌。在一些实施方案中，所述HER2阳性癌症是复发性癌症。在一些实施方案中，所述复发性癌症是局部复发性癌症。在一些实施方案中，所述HER2阳性癌症是晚期癌症。在一些实施方案中，所述HER2阳性癌症是非可切除的。在一些实施方案中，所述方法还包括向所述个体施用额外治疗剂。
在一些实施方案中，治疗患有HER2阳性癌症的个体的方法包括向所述个体施用有效量的本文中所描述的免疫缀合物和至少一种额外治疗剂。在一些实施方案中，所述额外治疗剂是结合HER2的抗体或免疫缀合物。在一些实施方案中，所述额外治疗剂是(i)结合HER2 的结构域II的抗体或免疫缀合物和/或(ii)结合结构域IV或HER2的抗体或免疫缀合物。在一些实施方案中，所述额外治疗剂是(i)结合表位2C4的抗体或免疫缀合物和/或(ii)结合表位4D5的抗体或免疫缀合物。在一些实施方案中，所述额外治疗剂选自曲妥珠单抗、曲妥珠单抗-MCC-DM1(T-DM1)和帕妥珠单抗。在一些实施方案中，所述额外治疗剂是(1)曲妥珠单抗或T-DM1和(2)帕妥珠单抗。在一些实施方案中，所述HER2阳性癌症是乳腺癌或胃癌。在一些实施方案中，所述 HER2阳性乳腺癌是早期乳腺癌。在一些实施方案中，所述HER2阳性乳腺癌是转移性乳腺癌。在一些实施方案中，所述HER2阳性癌症是复发性癌症。在一些实施方案中，所述复发性癌症是局部复发性癌症。在一些实施方案中，所述HER2阳性癌症是晚期癌症。在一些实施方案中，所述HER2阳性癌症是非可切除的。
在一些实施方案中，提供了一种治疗患有HER2阳性癌症的个体的方法，其包括：
a)用本文中所描述的免疫缀合物或本文中所描述的药物制剂对所述个体进行新辅助治疗，
b)通过确定性手术去除所述癌症，以及
c)用本文中所描述的免疫缀合物或本文中所描述的药物制剂对所述个体进行辅助治疗。
在一些实施方案中，所述HER2阳性癌症是乳腺癌或胃癌。
在一些实施方案中，提供了抑制HER2阳性细胞增殖的方法。在一些实施方案中，方法包括在允许本文中所描述的免疫缀合物与所述细胞表面上的HER2结合的条件下将所述细胞暴露于所述免疫缀合物，从而抑制所述细胞增殖。在一些实施方案中，所述细胞是胃癌细胞的乳腺癌细胞。
在一些实施方案中，提供了一种与标记缀合的本文中所描述的抗体。在一些实施方案中，所述标记是正电子发射体。在一些实施方案中，所述正电子发射体是89Zr。
在一些实施方案中，提供了在生物样品中检测人HER2的方法。在一些实施方案中，方法包括使所述生物样品与本文中所描述的抗 HER2抗体在允许所述抗HER2抗体与天然存在的人HER2结合的条件下接触，以及检测所述抗HER2抗体与所述生物样品中的天然存在的人HER2之间是否形成复合物。在一些实施方案中，所述生物样品是乳腺癌或胃癌样品。
在一些实施方案中，提供了用于在受试者中检测HER2阳性癌症的方法。在一些实施方案中，方法包括(i)向患有或疑似患有HER2阳性癌症的受试者施用已标记的抗HER2抗体，其中所述已标记的抗 HER2抗体包含本文中所描述的抗HER2抗体，以及(ii)在所述受试者体内检测所述已标记的抗HER2抗体，其中检测到所述已标记的抗 HER2抗体表明所述受试者中存在HER2阳性癌症。在一些实施方案中，所述已标记的抗HER2抗体包含与正电子发射体缀合的抗HER2 抗体。在一些实施方案中，所述正电子发射体是89Zr。
本发明还包括如下项：
1.一种结合HER2的分离的抗体，其中所述抗体包含(a)包含SEQ ID NO:15的氨基酸序列的HVR-H1；(b)包含SEQ ID NO:16的氨基酸序列的HVR-H2；(c)包含SEQ ID NO:17的氨基酸序列的HVR-H3； (d)包含SEQ ID NO:12的氨基酸序列的HVR-L1；(e)包含SEQ ID NO:13的氨基酸序列的HVR-L2；以及(f)包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列的HVR-L3。
2.如项1所述的抗体，其中所述抗体包含有包含SEQ ID NO:11 的序列的重链可变区和包含SEQ ID NO:10的序列的轻链可变区。
3.如前述项中任一项所述的抗体，其是单克隆抗体。
4.如前述项中任一项所述的抗体，其是人源化或嵌合抗体。
5.如前述项中任一项所述的抗体，其是结合HER2的抗体片段。
6.如前述项中任一项所述的抗体，其中HER2是包含SEQ ID NO:1的氨基酸23至1255的人HER2。
7.如前述项中任一项所述的抗体，其中所述抗体结合HER2的细胞外域I。
8.如项7所述的抗体，其中HER2的细胞外域I具有SEQ ID NO:35的序列。
9.如前述项中任一项所述的抗体，其是IgG1、IgG2a或IgG2b抗体。
10.如前述项中任一项所述的抗体，其中所述抗体在重链恒定区中包含至少一个选自A118C和S400C的突变。
11.如前述项中任一项所述的抗体，其中所述抗体在轻链恒定区中包含至少一个选自K149C和V205C的突变。
12.如项1至9中任一项所述的抗体，其中所述抗体包含：
a)包含SEQ ID NO:19的序列的重链和包含SEQ ID NO:18的序列的轻链；或
b)包含SEQ ID NO:19的序列的重链和包含SEQ ID NO:23的序列的轻链；或
c)包含SEQ ID NO:24的序列的重链和包含SEQ ID NO:18的序列的轻链。
13.如项1至9中任一项所述的抗体，其中所述抗体包含SEQ ID NO:28的重链恒定区。
14.如项1至9中任一项所述的抗体，其中所述抗体包含SEQ ID NO:25的轻链恒定区。
15.一种结合HER2的分离的抗体，其中所述抗体包含有包含 SEQ ID NO:19的序列的重链和包含SEQ ID NO:23的序列的轻链。
16.一种结合HER2的分离的抗体，其中所述抗体包含有包含 SEQ ID NO:24的序列的重链和包含SEQ ID NO:18的序列的轻链。
17.一种分离的核酸，其编码如前述项中任一项所述的抗体。
18.一种宿主细胞，其包含如项17所述的核酸。
19.一种产生抗体的方法，其包括培养如项18所述的宿主细胞以便产生所述抗体。
20.一种免疫缀合物，其包含如项1至16中任一项所述的抗体和细胞毒性剂。
21.如项20所述的免疫缀合物，其具有式Ab-(L-D)p，其中：
(a)Ab是如项1至16中任一项所述的抗体；
(b)L是接头；
(c)D是细胞毒性剂；并且
(d)p在1至8的范围内。
22.如项20或21所述的免疫缀合物，其中所述细胞毒性剂选自奥里斯他汀、类美登素、卡奇霉素、吡咯并苯二氮呯、奈莫柔比星衍生物和1-(氯甲基)-2,3-二氢-1H-苯并[e]吲哚(CBI)。
23.如项20或21所述的免疫缀合物，其中所述细胞毒性剂是具有式A的吡咯并苯二氮呯：
Figure BDA0003257716380000191
其中虚线指出了C1与C2或C2与C3之间的双键的可选存在；
R2独立地选自H、OH、＝O、＝CH2、CN、R、OR、＝CH-RD、＝C(RD)2、O-SO2-R、CO2R和COR，且任选地进一步选自卤代或二卤代，其中 RD独立地选自R、CO2R、COR、CHO、CO2H和卤代；
R6和R9独立地选自H、R、OH、OR、SH、SR、NH2、NHR、 NRR'、NO2、Me3Sn和卤代；
R7独立地选自H、R、OH、OR、SH、SR、NH2、NHR、NRR'、 NO2、Me3Sn和卤代；
Q独立地选自O、S和NH；
R11是H或R，或者在Q是O时是SO3M，其中M是金属阳离子；
R和R'各自独立地选自任选地被取代的C1-8烷基、C3-8杂环基和 C5-20芳基，并且任选地，关于基团NRR'，R和R'与其所连接的氮原子一起形成任选地被取代的4元、5元、6元或7元杂环；
R12、R16、R19和R17分别如针对R2、R6、R9和R7所定义；
R”是C3-12亚烷基，所述链可能间杂一个或多个任选地被取代的杂原子和/或芳环；并且
X和X'独立地选自O、S和N(H)。
24.如项23所述的免疫缀合物，其中D具有以下结构：
Figure BDA0003257716380000201
其中n是0或1。
25.如项20或21所述的免疫缀合物，其中所述细胞毒性剂是奈莫柔比星衍生物。
26.如项25所述的免疫缀合物，其中所述细胞毒性剂具有选自以下的结构：
Figure BDA0003257716380000211
以及
Figure BDA0003257716380000212
27.如项20或21所述的免疫缀合物，其中所述细胞毒性剂包含 1-(氯甲基)-2,3-二氢-1H-苯并[e]吲哚(CBI)。
28.如项27所述的免疫缀合物，其中所述细胞毒性剂具有下式：
Figure BDA0003257716380000221
其中
R1选自H、P(O)3H2、C(O)NRaRb或与L的键；
R2选自H、P(O)3H2、C(O)NRaRb或与L的键；
Ra和Rb独立地选自H和任选地被一个或多个F取代的C1-C6烷基，
或Ra与Rb形成五元或六元杂环基；
T是选自C3-C12亚烷基、Y、(C1-C6亚烷基)-Y-(C1-C6亚烷基)、 (C1-C6亚烷基)-Y-(C1-C6亚烷基)-Y-(C1-C6亚烷基)、(C2-C6亚烯基)-Y- (C2-C6亚烯基)和(C2-C6亚炔基)-Y-(C2-C6亚炔基)的系链基；
其中Y独立地选自O、S、NR1、芳基和杂芳基；
其中亚烷基、亚烯基、芳基和杂芳基独立地且任选地被F、OH、 O(C1-C6烷基)、NH2、NHCH3、N(CH3)2、OP(O)3H2和C1-C6烷基取代，其中烷基任选地被一个或多个F取代；
或亚烷基、亚烯基、芳基和杂芳基独立地且任选地被与L的键取代；
D'是选自以下的药物部分：
Figure BDA0003257716380000231
Figure BDA0003257716380000232
以及
Figure BDA0003257716380000233
其中波形线指出了与T连接的位置；
X1和X2独立地选自O和NR3，其中R3选自H和任选地被一个或多个F取代的C1-C6烷基；
R4是H、CO2R或与接头(L)的键，其中R是C1-C6烷基或苯甲基；且
R5是H或C1-C6烷基。
29.如项28所述的免疫缀合物，其中所述细胞毒性剂具有选自以下的结构：
Figure BDA0003257716380000241
Figure BDA0003257716380000242
以及
Figure BDA0003257716380000243
30.如项21至29中任一项所述的免疫缀合物，其中所述接头可以被蛋白酶裂解。
31.如项21至29中任一项所述的免疫缀合物，其中所述接头具有酸不稳定性。
32.如项31所述的免疫缀合物，其中所述接头包含腙。
33.如项21至29中任一项所述的免疫缀合物，其中所述接头包含二硫化物。
34.如项21或24所述的免疫缀合物，其具有选自以下的结构：
Figure BDA0003257716380000251
；
以及
Figure BDA0003257716380000261
35.如项21或26所述的免疫缀合物，其具有选自以下的结构式：
Figure BDA0003257716380000262
Figure BDA0003257716380000263
以及
Figure BDA0003257716380000271
36.如项21或29所述的免疫缀合物，其具有选自以下的结构：
Figure BDA0003257716380000272
Figure BDA0003257716380000273
以及
Figure BDA0003257716380000281
37.如项20或21所述的免疫缀合物，其中所述细胞毒性剂包含以下结构：
Figure BDA0003257716380000282
38.如项21至37中任一项所述的免疫缀合物，其中p在1.3至 2或2至5的范围内。
39.一种药物制剂，其包含如项20至38中任一项所述的免疫缀合物和药学上可接受的载体。
40.如项39所述的药物制剂，其还包含额外治疗剂。
41.如项40所述的药物制剂，其中所述额外治疗剂是结合HER2 的抗体或免疫缀合物。
42.如项41所述的药物制剂，其中所述额外治疗剂是(i)结合 HER2的结构域II的抗体或免疫缀合物，和/或(ii)结合结构域IV或HER2的抗体或免疫缀合物。
43.如项41所述的药物制剂，其中所述额外治疗剂是(i)结合表位2C4的抗体或免疫缀合物，和/或(ii)结合表位4D5的抗体或免疫缀合物。
44.如项40所述的药物制剂，其中所述额外治疗剂选自曲妥珠单抗、曲妥珠单抗-MCC-DM1(T-DM1)和帕妥珠单抗。
45.如项40所述的药物制剂，其还包含(1)曲妥珠单抗或T-DM1 和(2)帕妥珠单抗。
46.一种治疗患有HER2阳性癌症的个体的方法，所述方法包括向所述个体施用有效量的如项20至38中任一项所述的免疫缀合物或如项39至45中任一项所述的药物制剂。
47.如项46所述的方法，其中所述HER2阳性癌症是乳腺癌或胃癌。
48.如项47所述的方法，其中所述HER2阳性乳腺癌是早期乳腺癌。
49.如项47所述的方法，其中所述HER2阳性乳腺癌是转移性乳腺癌。
50.如项46至49中任一项所述的方法，其还包括向所述个体施用额外治疗剂。
51.一种治疗患有HER2阳性癌症的个体的方法，所述方法包括向所述个体施用有效量的如项20至38中任一项所述的免疫缀合物且向所述个体施用至少一种额外治疗剂。
52.如项51所述的方法，其中所述额外治疗剂是结合HER2的抗体或免疫缀合物。
53.如项52所述的方法，其中所述额外治疗剂是(i)结合HER2的结构域II的抗体或免疫缀合物，和/或(ii)结合结构域IV或HER2的抗体或免疫缀合物。
54.如项52所述的方法，其中所述额外治疗剂是(i)结合表位2C4 的抗体或免疫缀合物，和/或(ii)结合表位4D5的抗体或免疫缀合物。
55.如项51所述的方法，其中所述额外治疗剂选自曲妥珠单抗、曲妥珠单抗-MCC-DM1(T-DM1)和帕妥珠单抗。
56.如项51所述的方法，其中所述额外治疗剂是(1)曲妥珠单抗或T-DM1和(2)帕妥珠单抗。
57.如项51至56中任一项所述的方法，其中所述HER2阳性癌症是乳腺癌或胃癌。
58.如项57所述的方法，其中所述HER2阳性乳腺癌是转移性乳腺癌。
59.如项57所述的方法，其中所述HER2阳性乳腺癌是早期乳腺癌。
60.如项46至59中任一项所述的方法，其中所述HER2阳性癌症是复发性癌症。
61.如项60所述的方法，其中所述复发性癌症是局部复发性癌症。
62.如项46至58中任一项所述的方法，其中所述HER2阳性癌症是晚期癌症。
63.如项46至62中任一项所述的方法，其中所述HER2阳性癌症是非可切除型。
64.一种治疗患有HER2阳性癌症的个体的方法，其包括：
a)用如项20至38中任一项所述的免疫缀合物或如项39至45 中任一项所述的药物制剂对所述个体进行新辅助治疗；
b)通过确定性手术来去除所述癌症；以及
c)用如项20至38中任一项所述的免疫缀合物或如项39至45 中任一项所述的药物制剂对所述个体进行辅助治疗。
65.如项64所述的方法，其中所述HER2阳性癌症是乳腺癌或胃癌。
66.如项65所述的方法，其中所述HER2阳性癌症是乳腺癌。
67.一种抑制HER2阳性细胞增殖的方法，所述方法包括在允许如项20至38中任一项所述的免疫缀合物与所述细胞表面上的HER2 结合的条件下将所述细胞暴露于所述免疫缀合物，从而抑制所述细胞增殖。
68.如项67所述的方法，其中所述细胞是胃癌细胞的乳腺癌细胞。
69.如项1至16中任一项所述的抗体，其与标记缀合。
70.如项69所述的抗体，其中所述标记是正电子发射体。
71.如项70所述的抗体，其中所述正电子发射体是89Zr。
72.一种检测生物样品中的人HER2的方法，其包括使所述生物样品与如项1至16和69中任一项所述的抗HER2抗体在允许所述抗HER2抗体与天然存在的人HER2结合的条件下接触，以及检测在所述抗HER2抗体与所述生物样品中的天然存在的人HER2之间是否形成复合物。
73.如项72所述的方法，其中所述生物样品是乳腺癌或胃癌样品。
74.一种检测HER2阳性癌症的方法，其包括(i)向患有或疑似患有HER2阳性癌症的受试者施用已标记的抗HER2抗体，其中所述已标记的抗HER2抗体包含如项1至16中任一项所述的抗HER2抗体，以及(ii)在所述受试者体内检测所述已标记的抗HER2抗体，其中检测到所述已标记的抗HER2抗体表明所述受试者存在HER2阳性癌症。
75.如项74所述的方法，其中所述已标记的抗HER2抗体包含与正电子发射体缀合的抗HER2抗体。
76.如项75所述的方法，其中所述正电子发射体是89Zr。
附图简述
图1示出了人类VH亚组I(VHI)共有序列与如实施例1中所描述的鼠类7C2.B9(“7C2”)和人源化7C2.v2.2.LA的重链可变区序列的比对。
图2示出了人类VLκIV(VLKIV)共有序列与如实施例1中所描述的鼠类7C2.B9(“7C2”)和人源化7C2.v2.2.LA的轻链可变区序列的比对。
图3示出了Her2细胞外域结构，其中指出了结构域I至IV以及抗Her2抗体曲妥珠单抗、帕妥珠单抗和7C2所结合的结构域。
图4示出了如实施例3中所描述用hu7C2.v2.2.LA抗体-药物缀合物(ADC)治疗后肿瘤体积(mm3)随时间变化。
图5示出了如实施例4中所描述用hu7C2.v2.2.LA抗体-药物缀合物(ADC)治疗后肿瘤体积(mm3)随时间变化。
图6示出了如实施例5中所描述用hu7C2.v2.2.LA抗体-药物缀合物(ADC)治疗后肿瘤体积(mm3)随时间变化。
图7示出了如实施例6中所描述用hu7C2.v2.2.LA抗体-药物缀合物(ADC)治疗后肿瘤体积(mm3)随时间变化。
图8示出了如实施例7中所描述用hu7C2.v2.2.LA抗体-药物缀合物(ADC)治疗后肿瘤体积(mm3)随时间变化。
图9和图10示出了如实施例3中所描述的用于制造某些CB- PBD接头药物中间物的示例性合成方法。
图11示出了如实施例3中所描述的用于制造某些CBI-CBI接头药物中间物的示例性合成方法。
图12A至图12F示出了用于本文中的实施例中的某些抗体-药物缀合物的结构，图12A：硫代-hu7C2-HC-A118C-二硫键-PBD和硫代 -hu7C2-LC-K149C-二硫键-PBD，图12B：硫代-hu7C2-LC-K149C-CBI 二聚体，图12C：硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-CBI-PBD，图12D：硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-PNU，图12E：硫代-hu7C2-HC-A118C- 马来酰亚胺-PNU和硫代-hu7C2-LC-K149C-马来酰亚胺-PNU，图12F：硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-CBI-PBD(磷酸盐)。
图13A至图13B示出了帕妥珠单抗主要种类抗体轻链(A)和重链 (B)氨基酸序列。
图14A至图14B示出了示例性帕妥珠单抗变异种类抗体轻链(A) 和重链(B)氨基酸序列。
如15A至图15B示出了曲妥珠单抗抗体轻链(A)和重链(B)氨基酸序列。
图16示出了Her2受体和结构域I至IV的序列的示意图。
图17示出了如实施例8中所描述用hu7C2.v2.2.LA抗体-药物缀合物(ADC)治疗后肿瘤体积(mm3)随时间变化。
图18示出了如实施例9中所描述用hu7C2.v2.2.LA抗体-药物缀合物(ADC)治疗后肿瘤体积(mm3)随时间变化。
图19A至图19D示出了(A)HER2 ECD(表面被结构域遮蔽且显示为空间填充模型)与7C2 Fab之间的复合物的晶体结构。7C2 Fab结合HER2的结构域I，这不同于结合曲妥珠单抗Fab(Tmab，PDB码： 1N8Z)和帕妥珠单抗Fab(Pmab，PDB码：1S78)的表位。(B)曲妥珠单抗/HER2复合物、帕妥珠单抗/HER2复合物和7C2/HER2复合物内的 HER2 ECD的结构重叠。(C)7C2/HER2复合物界面。参与7C2/HER2 相互作用的残基的侧链显示为杆状。一些潜在分子间氢键显示为短划线。(D)7C2结合表位与chA21单链Fv(scFv)部分重叠。chA21 scFv/HER2复合物(PDB码：3H3B)与7C2/HER2复合物的结构重叠。
发明详述
现在将详细参考本发明的某些实施方案，其实例在所附结构和式子中加以说明。尽管将结合所列举的实施方案来描述本发明，但应该理解，它们不意欲本发明仅限于那些实施方案。相反，本发明意欲覆盖可以包括在如权利要求书所限定的本发明范围内的所有替代方案、修改和等效方案。本领域技术人员将识别可以用来实施本发明的与本文中所描述的方法和材料相似或等效的许多方法和材料。本发明决不仅限于所描述的方法和材料。
本发明中所引用的所有参考文献明确地以全文引用的方式并入本文中。为了防止所并入的文献、专利和类似材料中有一个或多个与本申请不同或矛盾，包括但不限于所定义的术语、术语用法、所描述的技术或类似物，以本申请为准。
I.定义
词语“包含”和“包括”在用于本说明书和权利要求书中时意欲规定所陈述的特征、整数、组分或步骤的存在，但其不排除一个或多个其他特征、整数、组分、步骤或其群组的存在或添加。
出于本文中的目的，“受体人框架”是包含来源于人免疫球蛋白框架或如下文所定义的人共有框架的轻链可变域(VL)框架或重链可变域(VH)框架的氨基酸序列的框架。“来源于”人免疫球蛋白框架或人共有框架的受体人框架可以包含与其相同的氨基酸序列，或其可以含有氨基酸序列变化。在一些实施方案中，氨基酸变化的数目是10以下、 9以下、8以下、7以下、6以下、5以下、4以下、3以下或2以下。在一些实施方案中，VL受体人框架在序列上与VL人免疫球蛋白框架序列或人共有框架序列同一。
“亲和力”是指分子(例如抗体)的单一结合位点与其结合搭配物 (例如抗原)之间的总非共价相互作用总和的强度。除非另外指出，否则如本文中所使用，“结合亲和力”是指体现结合对的成员(例如抗体和抗原)之间的1:1相互作用的固有结合亲和力。分子X对其搭配物 Y的亲和力一般可以由离解常数(Kd)表示。亲和力可以通过本领域中已知的常用方法，包括本文中所描述的方法来测量。以下描述用于测量结合亲和力的特定说明性和示例性实施方案。
“亲和力成熟”抗体是指在一个或多个高变区(HVR)中具有一处或多处改变的抗体，与不具有此类改变的亲本抗体相比，此类改变可以提高所述抗体对抗原的亲和力。
术语“抗HER2抗体”和“结合HER2的抗体”是指能够以足够亲和力结合HER2，使得所述抗体可用作诊断和/或治疗剂以用于靶向 HER2的抗体。在一个实施方案中，抗HER2抗体与无关非HER2蛋白的结合程度小于所述抗体与HER2结合的约10％，如例如通过放射性免疫测定法(RIA)所测量。在某些实施方案中，结合HER2的抗体的离解常数(Kd)≤1μM、≤100nM、≤10nM、≤5nm、≤4nM、≤3 nM、≤2nM、≤1nM、≤0.1nM、≤0.01nM或≤0.001nM(例如，10-8M以下，例如10-8M至10-13M，例如10-9M至10-13M)。在某些实施方案中，抗HER2抗体结合在来自不同物种的HER2间保守的HER2 表位。
术语“抗体”在本文中以最广范的意义使用，并且涵盖各种抗体结构，包括但不限于单克隆抗体、多克隆抗体、多特异性抗体(例如双特异性抗体)和抗体片段，只要其表现出所期望的抗原结合活性即可。
“抗体片段”是指与完整抗体不同的分子，其包含完整抗体的一部分并且结合完整抗体所结合的抗原。抗体片段的实例包括但不限于Fv、Fab、Fab'、Fab'-SH、F(ab')2；双功能抗体；线性抗体；单链抗体分子 (例如scFv)；和由抗体片段形成的多特异性抗体。
与参考抗体“结合相同表位的抗体”是指在竞争测定法中阻断参考抗体与其抗原结合达50％以上的抗体，且相反，所述参考抗体在竞争测定法中阻断所述抗体与其抗原结合达50％以上。本文中提供示例性竞争测定法。
术语“癌症”和“癌瘤”是指或描述哺乳动物中典型地以不受调节的细胞生长/增殖为特征的生理状况。癌症的实例包括但不限于癌瘤、淋巴瘤、母细胞瘤、肉瘤和白血病。在一些实施方案中，癌症是乳腺癌或胃癌。在一些实施方案中，癌症是任何HER2阳性癌症。
“HER2阳性”癌症包含具有高于正常水平的HER2的癌细胞。 HER2阳性癌症的实例包括HER2阳性乳腺癌和HER2阳性胃癌。任选地，HER2阳性癌症具有2+或3+的免疫组织化学(IHC)评分和/或≥2.0的原位杂交(ISH)扩增比。
术语“早期阶段乳腺癌(EBC)”或“早期乳腺癌”在本文中用于指尚未传播超出乳房或腋淋巴结的乳腺癌。这包括导管原位癌以及I期、 IIA期、IIB期和IIIA期乳腺癌。
提到肿瘤或癌症是“0”、“I期”、“II期”、“III期”或“IV期”和这个分类内的各种亚期指出了使用本领域中已知的总体期别分组法或罗马数字分期法得到的肿瘤或癌症分类。虽然癌症的实际期别取决于癌症类型，但一般来说，0期癌症是原位病变，I期癌症是小型局部肿瘤，II期和III期癌症是表现出涉及局部淋巴结的局部晚期肿瘤，且 IV期癌症表示转移性癌症。各肿瘤类型的特定期别对熟练临床医师来说是已知的。
术语“转移性乳腺癌”意指癌细胞通过血管或淋巴从原始部位传播至体内其他处的一个或多个部位，从而在除乳房以外的一个或多个器官中形成一个或多个继发性肿瘤的乳腺癌状态。
“晚期”癌症是已通过局部侵袭或转移在原始部位或器官外传播的癌症。因此，术语“晚期”癌症包括局部晚期和转移性疾病。
“复发性”癌症是在对诸如手术之类的初始疗法作出反应之后在初始部位或在远端部位再生长的癌症。
“局部复发性”癌症是治疗后在与先前所治疗的癌症相同处重现的癌症。
“可手术”或“可切除”癌症是局限于原发器官且适于手术(切除术) 的癌症。
“非可切除”或“不可切除”癌症不能够通过手术去除(切除)。
术语“嵌合”抗体是指重链和/或轻链的一部分来源于特定来源或物种，而重链和/或轻链的其余部分来源于不同的来源或物质的抗体。
抗体的“类别”是指其重链所具有的恒定域或恒定区的类型。存在五个主要抗体类别：IgA、IgD、IgE、IgG和IgM，而且这些类别中的若干种可以进一步分成亚类(同种型)，例如IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、 IgA1和IgA2。对应于不同的免疫球蛋白类别的重链恒定域分别称为α、δ、ε、γ和μ。
如本文中所使用的术语“细胞毒性剂”是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、I131、I125、Y90、Re186、Re188、Sm153、Bi212、P32、 Pb212以及Lu的放射性同位素)；化学治疗剂或药物(例如，氨甲蝶呤、阿霉素、长春花生物碱(长春新碱、长春花碱、依托泊苷)、多柔比星、美法仑、丝裂霉素C、苯丁酸氮芥、道诺霉素或其他插入剂；生长抑制剂；酶和其片段，诸如核苷酸分解酶；抗生素；毒素，诸如细菌、真菌、植物或动物来源的小分子毒素或酶活性毒素，包括其片段和/或变体；以及下文所公开的各种抗肿瘤或抗癌剂。
“效应功能”是指可归因于抗体Fc区的生物活性，其随抗体同种型而变化。抗体效应功能的实例包括：C1q结合和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)；吞噬作用；细胞表面受体(例如B细胞受体)下调；以及B细胞活化。
药剂，例如药物制剂的“有效量”是指在必需的剂量和时间段下有效实现所期望的治疗或预防结果的量。用于治疗癌症的药物有效量可以减少癌细胞数目；减小肿瘤尺寸；抑制(即，在一定程度上减缓且优选地终止)癌细胞浸入周围器官中；抑制(即，在一定程度上减缓且优选地终止)肿瘤转移；在一定程度上抑制肿瘤生长；和/或在一定程度上减轻与癌症相关的一种或多种症状。在药物可以预防生长和/或杀死现存癌细胞的程度上，其可以具有细胞抑制性和/或细胞毒性。有效量可以延长无进展存活时间(例如，如通过用于实性肿瘤、RECIST或 CA-125变化的反应评估准则所度量)，产生客观反应(包括部分反应 PR或完全反应CR)，增加总体存活时间，和/或改善癌症的一种或多种症状(例如，如通过FOSI所评估)。
术语“表位”是指抗原分子上与抗体结合的特定位点。
“表位4D5”或“4D5表位”或“4D5”是HER2的细胞外域中与抗体 4D5(ATCC CRL10463)和曲妥珠单抗结合的区域。这个表位接近 HER2的跨膜域并且在HER2的结构域IV内。为了筛选结合4D5表位的抗体，可以进行诸如Antibodies,A Laboratory Manual,ColdSpring Harbor Laboratory,Harlow和David Lane编(1988)中所描述的常规交叉阻断测定。替代地，可以进行表位图谱分析以评估抗体是否结合 HER2的4D5表位(例如HER2(SEQID NO:39)中从约残基550至约残基610的区域(包括端点)中的任何一个或多个残基)。
“表位2C4”或“2C4表位”是HER2的细胞外域中与抗体2C4结合的区域。为了筛选结合2C4表位的抗体，可以进行诸如Antibodies,A Laboratory Manual,Cold Spring HarborLaboratory,Harlow和David Lane编(1988)中所描述的常规交叉阻断测定。替代地，可以进行表位图谱分析以评估抗体是否结合HER2的2C4表位。表位2C4包含来自HER2细胞外域中的结构域II的残基。2C4抗体和帕妥珠单抗结合至HER2细胞外域中结构域I、II和III的接合处(Franklin等,Cancer Cell 5:317-328(2004))。
术语“Fc区”在本文中用于定义含有恒定区的至少一部分的免疫球蛋白重链C末端区。所述术语包括天然序列Fc区和变异Fc区。在一个实施方案中，人IgG重链Fc区从Cys226或从Pro230延伸至重链的羧基末端。然而，Fc区的C末端赖氨酸(Lys447)可能存在或可能不存在。除非本文中另外规定，否则Fc区或恒定区中的氨基酸残基的编号是根据如Kabat等,Sequences of Proteins of Immunological Interest,第5版.Public Health Service,National Institutes of Health, Bethesda,MD,1991中所描述的EU编号系统，也称为EU指数。
“框架”或“FR”是指除高变区(HVR)残基以外的可变域残基。可变域的FR一般由四个FR结构域组成：FR1、FR2、FR3和FR4。因此， HVR和FR序列一般出现在VH(或VL)中的以下序列中：FR1-H1(L1)- FR2-H2(L2)-FR3-H3(L3)-FR4。
术语“全长抗体”、“完整抗体”和“整抗体”在本文中可互换用于指结构基本上类似于天然抗体结构或重链含有如本文中所定义的Fc区的抗体。
术语“HER2的糖基化形式”是指通过添加糖类残基而被翻译后修饰的天然存在的HER2形式。
术语“宿主细胞”、“宿主细胞株”和“宿主细胞培养物”可互换使用并且是指已引入外源核酸的细胞，包括此类细胞的子代。宿主细胞包括“转化株”和“转化细胞”，其包括原代转化细胞和由其衍生的子代，不考虑继代次数。子代在核酸内容方面可能与亲本细胞不完全同一，而是可能含有突变。本文中包括具有与针对原始转化细胞所筛选或选择相同的功能或生物活性的突变子代。
“人抗体”是具有与由人或人细胞产生或来源于利用人抗体谱系或其他人抗体编码序列的非人来源的抗体的氨基酸序列对应的氨基酸序列的抗体。人抗体的这种定义明确不包括包含非人抗原结合残基的人源化抗体。
“人共有框架”是代表人免疫球蛋白VL或VH框架序列选集中最常存在的氨基酸残基的框架。一般来说，人免疫球蛋白VL或VH序列的选集来自于可变域序列亚组。一般来说，序列亚组是如Kabat等, Sequences of Proteins of Immunological Interest,第五版,NIH Publication 91-3242,Bethesda MD(1991),第1-3卷中的亚组。在一个实施方案中，对于VL，所述亚组是如Kabat等,同上中的亚组κI。在一个实施方案中，对于VH，所述亚组是如Kabat等,同上中的亚组III。
“人源化”抗体是指包含来自非人HVR的氨基酸残基和来自人FR 的氨基酸残基的嵌合抗体。在某些实施方案中，人源化抗体将包含基本上所有至少一个且典型地两个可变域，其中所有或基本上所有 HVR(例如，CDR)都对应于非人抗体的那些HVR，且所有或基本上所有FR都对应于人抗体的那些FR。人源化抗体任选地可以包含来源于人抗体的抗体恒定区的至少一部分。抗体(例如，非人抗体)的“人源化形式”是指已进行人源化的抗体。
如本文中所使用的术语“高变区”或“HVR”是指抗体可变域中在序列方面高变和/或形成结构被限定的环(“高变环”)的各区域。一般来说，天然四链抗体包含六个HVR；三个在VH中(H1、H2、H3)，且三个在VL中(L1、L2、L3)。HVR一般包含来自高变环和/或来自“互补性决定区”(CDR)的氨基酸残基，后者具有最高序列变异性和/或参与抗原识别。示例性高变环存在于氨基酸残基26-32(L1)、50-52 (L2)、91-96(L3)、26-32(H1)、53-55(H2)和96-101(H3)。(Chothia和 Lesk,J.Mol.Biol.196:901-917(1987)。)示例性CDR(CDR-L1、CDR- L2、CDR-L3、CDR-H1、CDR-H2和CDR-H3)存在于氨基酸残基24- 34(L1)、50-56(L2)、89-97(L3)、31-35B(H1)、50-65(H2)和95-102 (H3)。(Kabat等,Sequences of Proteins ofImmunological Interest,第5 版,Public Health Service,National Institutes ofHealth,Bethesda,MD (1991)。)除VH中的CDR1以外，CDR一般包含形成高变环的氨基酸残基。CDR还包含“特异性决定残基”或“SDR”，其是接触抗原的残基。SDR包含在被称为缩短CDR或a-CDR的CDR区内。示例性a- CDR(a-CDR-L1、a-CDR-L2、a-CDR-L3、a-CDR-H1、a-CDR-H2和a- CDR-H3)存在于氨基酸残基31-34(L1)、50-55(L2)、89-96(L3)、31- 35B(H1)、50-58(H2)和95-102(H3)。(参见Almagro和Fransson,Front. Biosci.13:1619-1633(2008)。)在本文中，除非另外指出，否则可变域中的HVR残基和其他残基(例如，FR残基)是根据Kabat等,同上进行编号。
“免疫缀合物”是与一个或多个异源分子，包括但不限于细胞毒性剂缀合的抗体。
“患者”或“个体”或“受试者”是哺乳动物。哺乳动物包括但不限于驯化动物(例如，牛、绵羊、猫、狗和马)、灵长类动物(例如，人和非人灵长类动物，诸如猴)、兔和啮齿动物(例如，小鼠和大鼠)。在某些实施方案中，所述患者、个体或受试者是人。在一些实施方案中，所述患者可以是“癌症患者”，即，罹患或处在罹患癌症，具体来说，胃癌或乳腺癌的一种或多种症状的风险下的患者。
“患者群体”是指癌症患者群组。此类群体可以用于显示药物的统计学上显著的效力和/或安全性。
“复发性”患者是缓解之后具有癌症病征或症状的患者。任选地，患者在辅助或新辅助疗法之后复发。
“呈现HER表达、扩增或活化”的癌症或生物样品是在诊断性试验中表达(包括过度表达)HER受体、具有已扩增的HER基因和/或以其他方式显示HER受体活化或磷酸化的样品。
“新辅助疗法”或“手术前疗法”在本文中是指在手术前给与的疗法。新辅助疗法的目的在于提供即时系统治疗，从而可能根除微转移，否则如果按照手术后进行系统疗法的标准顺序，则其将会增殖。新辅助疗法还可能有助于减小肿瘤尺寸，从而允许完全切除最初不可切除的肿瘤，或保留部分器官和其功能。此外，新辅助疗法允许体内评估药物效力，由此可以指导后续治疗的选择。
“辅助疗法”在本文中是指在无法检测到残余疾病证据的确定性手术后给与以降低疾病复发风险的疗法。辅助疗法的目的在于预防癌症复发，且因此降低癌症相关死亡的几率。辅助疗法在本文中明确不包括新辅助疗法。
“确定性手术”是以医学团体内使用所述术语的方式加以使用。确定性手术包括例如去除或切除肿瘤的手术或其他程序，包括去除或切除所有非常明显的肿瘤的那些程序。确定性手术包括例如肿瘤的完全或治愈性切除或完全全体切除。确定性手术包括在一个或多个阶段内发生的程序，且包括例如在切除肿瘤之前进行一项或多项手术或其他程序的多阶段手术程序。确定性手术包括去除或切除肿瘤，包括所涉及的器官、器官的一部分和组织以及诸如淋巴结之类的周围器官、器官的一部分或组织的程序。去除可能不完全，使得肿瘤细胞可能残余，即使并未检测到。
“存活”是指患者仍活着，且包括无疾病存活(DFS)、无进展存活 (PFS)和总体存活(OS)。存活可以通过Kaplan-Meier法加以评估，并且使用分层对数秩检验来计算任何存活差异。
“无进展存活”(PFS)是从治疗第一天至记录到疾病进展(包括孤立 CNS进展)或研究中因任何原因死亡(以首先发生者为准)的时间。
“无疾病存活(DFS)”是指患者仍活着而无癌症再现，持续限定的时间段，诸如从开始治疗或从初步诊断开始约1年、约2年、约3年、约4年、约5年、约10年等。在本发明的一个方面，根据意图治疗原则分析DFS，即，基于患者指派的疗法评估患者。DFS分析中所使用的事件可以包括局部、区域性和远端癌症复发、出现继发性癌症以及在无先前事件的情况下因患者的任何原因而死亡(例如乳腺癌复发或第二种原发癌)。
“总体存活”是指患者仍活着持续限定的时间段，诸如从开始治疗或从初步诊断开始约1年、约2年、约3年、约4年、约5年、约10 年等。在作为本发明的基础的研究中，用于存活分析的事件是因任何原因死亡。
“延长存活”意指相对于未治疗的患者或相对于对照治疗方案在已治疗的患者中增加DFS和/或OS。在开始治疗后或在初步诊断后监测存活时间，持续至少约六个月、或至少约1年、或至少约2年、或至少约3年、或至少约4年、或至少约5年、或至少约10年等。
“单一疗法”意指在治疗周期过程中仅包括单一治疗剂用于治疗癌症或肿瘤的治疗方案。
“维持疗法”意指为了降低疾病复发或进展的可能性而给与的治疗方案。可以提供维持疗法持续任何时间长度，包括直至个体生命跨度的延伸时间周期。可以在初始疗法之后或连同初始或额外疗法一起提供维持疗法。用于维持疗法的剂量可以变化，并且可以包括与用于其他类型疗法的剂量相比有所减少的剂量。
如本文中所定义，术语“曲妥珠单抗”、
Figure BDA0003257716380000441
和“huMAb4D5-8”可互换使用。此类抗体优选地分别包含SEQ ID NO:30 和SEQ ID NO:29中所示的轻链和重链氨基酸序列。
出于本文的目的，“帕妥珠单抗”、
Figure BDA0003257716380000442
和“rhuMAb 2C4”可互换使用。此类抗体包含分别具有SEQ ID NO:32和31中的轻链和重链氨基酸序列的主要种类抗体(图13A和图13B)。在一些实施方案中，帕妥珠单抗包含具有氨基末端前导序列延伸，例如包含SEQ ID NO:34的轻链氨基酸序列和SEQ ID NO:33的重链氨基酸序列的变异种类抗体。所述抗体任选地由重组中国仓鼠卵巢(CHO)细胞产生。
如本文中所定义，术语“T-DM1”、“曲妥珠单抗-MCC-DM1”、“ado- 曲妥珠单抗-安坦辛”、“曲妥珠单抗-安坦辛”和
Figure BDA0003257716380000443
可互换使用，并且是指曲妥珠单抗经由接头部分MCC与类美登素药物部分 DM1连接，包括以不同方式负载和连接的抗体-药物缀合物的所有混合物，其中1、2、3、4、5、6、7和8个药物部分共价连接至抗体曲妥珠单抗(US 7097840；US 8337856；US 2005/0276812；US 2005/0166993)。
“分离的抗体”是已与其天然环境的组分分离的抗体。在一些实施方案中，抗体被纯化至大于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)或色谱(例如离子交换或逆相HPLC)所测定。关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)。
“分离的核酸”是指已与其天然环境的组分分离的核酸分子。分离的核酸包括通常含有所述核酸分子但所述核酸分子存在于染色体外或处在与其天然染色体位置不同的染色体位置的细胞中所含有的核酸分子。
“编码抗HER2抗体的分离的核酸”是指编码抗体重链和轻链(或其片段)的一种或多种核酸分子，包括处于单一载体或独立载体中的此类核酸分子和存在于宿主细胞中的一个或多个位置上的此类核酸分子。
如本文中所使用的术语“HER2”是指由细胞中处理HER2前驱蛋白而产生的任何天然成熟HER2。除非另外指出，否则该术语包括来自任何脊椎动物来源的HER2，包括哺乳动物，诸如灵长类动物(例如人类和食蟹猕猴)和啮齿动物(小鼠和大鼠)。该术语还包括天然存在的 HER2变体，例如剪接变体或等位基因变体。具有信号序列(具有信号序列，氨基酸1-22)的示例性人HER2前驱蛋白的氨基酸序列示于SEQ ID NO:1中。示例性成熟人HER2的氨基酸序列是SEQ ID NO:1的氨基酸23-1255。
术语“HER2阳性细胞”是指在其表面上表达HER2的细胞。
如本文中所使用的术语“单克隆抗体”是指获自基本上同源的抗体群体的抗体，即，构成所述群体的个别抗体是同一的和/或结合相同表位，除了可能的变异抗体，例如，含有天然存在的突变或在产生单克隆抗体制剂期间产生，此类变体一般以微量存在。与典型地包括针对不同决定子(表位)的不同抗体的多克隆抗体制剂相反，单克隆抗体制剂的各单克隆抗体针对抗原上的单一决定子。因而，修饰语“单克隆”指出抗体在获自基本上同源的抗体群体时的特征且不应被视为需要通过任何特定方法来产生所述抗体。举例来说，根据本发明使用的单克隆抗体可以通过多种技术制造，包括但不限于杂交瘤法、重组 DNA法、噬菌体呈现法和利用含有所有或部分人免疫球蛋白基因座的转基因动物的方法，此类方法和用于制造单克隆抗体的其他示例性方法描述于本文中。
“裸抗体”是指未与异源部分(例如细胞毒性部分)或放射性标记缀合的抗体。裸抗体可以存在于药物制剂中。
“天然抗体”是指具有变化结构的天然存在的免疫球蛋白分子。举例来说，天然IgG抗体是由二硫键键合的两个同一轻链和两个同一重链组成的约150,000道尔顿的异源四多糖蛋白。从N末端至C末端，各重链具有可变区(VH，也称为可变重链结构域或重链可变域)，随后是三个恒定域(CH1、CH2和CH3)。类似地，从N末端至C末端，各轻链具有可变区(VL，也称为可变轻链结构域或轻链可变域)，随后是一个恒定轻链(CL)结构域。抗体的轻链可以基于其恒定域的氨基酸序列而指派为两种类型(称为κ和λ)之一。
“小瓶”是适于容纳液体或冻干制剂的容器。在一个实施方案中，小瓶是单次使用小瓶，例如具有瓶塞的20-cc单次使用小瓶。
术语“包装插页”用于指按例包括在治疗产品的市售包装中的说明书，其含有关于使用此类治疗产品的适应症、用法、剂量、施用、组合疗法、禁忌和/或警告。
关于参考多肽序列的“氨基酸序列同一性百分比(％)”定义为在将候选序列与参考多肽序列对准且必要时引入间隙以实现最大序列同一性百分比且不将任何保守取代视为序列同一性的一部分之后，候选序列中与参考多肽序列中的氨基酸残基同一的氨基酸残基的百分比。出于确定氨基酸序列同一性百分比的目的，对准可以用本领域中的技术范围内的各种方式来实现，例如使用公开可得的计算机软件，诸如 BLAST、BLAST-2、ALIGN或Megalign(DNASTAR)软件。本领域技术人员可以确定用于对准序列的适当参数，包括在所比较的序列全长上实现最大对准所需的任何算法。然而，出于本文中的目的，使用序列比较计算机程序ALIGN-2来产生氨基酸序列同一性％值。ALIGN- 2序列比较计算机程序是由Genentech,Inc.授权，且源代码已与用户文件一起提交至美国版权办公室(WashingtonD.C.，20559)，以美国版权登记号TXU510087寄存在此。ALIGN-2程序可公开得自Genentech,Inc.(South San Francisco，California)，或可以由源代码汇编。ALIGN- 2程序应经过汇编以用于UNIX操作系统，包括数字UNIX V4.0D。所有序列比较参数都由ALIGN-2程序设定且不加变化。
在采用ALIGN-2进行氨基酸序列比较的情况下，如下计算指定氨基酸序列A相对于、与或针对指定氨基酸序列B的氨基酸序列同一性％(其可以替代地表述为指定氨基酸序列A相对于、与或针对指定氨基酸序列B具有或包含某一氨基酸序列同一性％)：
100×分数X/Y，
其中X是由序列比对程序ALIGN-2在该程序的A与B比对中评分为同一匹配的氨基酸残基数，且其中Y是B中的氨基酸残基总数。应了解，如果氨基酸序列A的长度与氨基酸序列B的长度不相等，则A相对于B的氨基酸序列同一性％将不等于B相对于A的氨基酸序列同一性％。除非另外明确陈述，否则本文中所使用的所有氨基酸序列同一性％值都如前一段中所描述，使用ALIGN-2计算机程序来获得。
术语“药物制剂”是指呈允许其中所含有的活性成分的生物活性有效且不含对将施用所述制剂的受试者具有不可接受的毒性的额外组分的形式的制剂。
“药学上可接受的载体”是指药物制剂中除活性成分以外的对受试者无毒的成分。药学上可接受的载体包括但不限于缓冲剂、赋形剂、稳定剂或防腐剂。
如本文中所使用，“治疗”(和其语法变化形式)是指试图改变所治疗个体的天然过程的临床干预，而且可以出于预防目的或在临床病理学过程中进行。治疗的理想效果包括但不限于预防疾病发生或复发、减轻症状、减轻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缓解或得到改善的预后。在一些实施方案中，本发明的抗体用于延迟疾病发展或减缓疾病进展。
“共同施用”意指在同一次施用期间经静脉内施用两种(或更多种) 药物，而不是相继输注所述两种或更多种药物。一般来说，这将涉及将两种(或更多种)药物组合在同一IV袋中，随后将其共同施用。
与一种或多种其他药物“同时”施用的药物是在同一治疗循环期间、与所述一种或多种其他药物在治疗同一天和任选地与所述一种或多种其他药物在同一时间施用。举例来说，对于每3周给与的癌症疗法，同时施用的药物各自在3周循环的第1天施用。
“化学疗法”是使用可用于治疗癌症的化学治疗剂。
“化学治疗剂”是可用于治疗癌症的化学化合物，不考虑作用机制。化学治疗剂的类别包括但不限于：烷基化剂、抗代谢物、纺缍体抑制剂植物碱、细胞毒性/抗肿瘤抗生素、拓扑异构酶抑制剂、抗体、光敏剂和激酶抑制剂。化学治疗剂的实例包括：蒽环类，诸如表柔比星或多柔比星
Figure BDA0003257716380000481
环磷酰胺
Figure BDA0003257716380000482
蒽环类与环磷酰胺组合(“AC”)；紫杉烷，例如多烯紫杉醇
Figure BDA0003257716380000483
或太平洋紫杉醇
Figure BDA0003257716380000484
5-FU(氟尿嘧啶、5-氟尿嘧啶，CAS号51-21-8)、拉帕替尼
Figure BDA0003257716380000485
卡培他滨
Figure BDA0003257716380000486
吉西他滨(
Figure BDA0003257716380000487
Lilly)、PD-0325901(CAS号391210-10-9，Pfizer)、顺铂(顺二胺二氯铂(II)，CAS号15663-27-1)、卡铂(CAS号 41575-94-4)、替莫唑胺(4-甲基-5-氧代-2,3,4,6,8-五氮杂双环[4.3.0]壬- 2,7,9-三烯-9-甲酰胺，CAS号85622-93-1，
Figure BDA0003257716380000488
Schering Plough)、它莫西芬((Z)-2-[4-(1,2-二苯基丁-1-烯基)苯氧基]- N,N-二甲基-乙胺，
Figure BDA0003257716380000489
)。
化学治疗剂的更多实例包括：奥沙利铂(
Figure BDA00032577163800004810
Sanofi)、硼替佐米(
Figure BDA00032577163800004811
Millennium Pharm.)、索坦(
Figure BDA00032577163800004812
SU11248，Pfizer)、来曲唑(
Figure BDA00032577163800004813
Novartis)、甲磺酸伊马替尼 (
Figure BDA00032577163800004814
Novartis)、XL-518(MEK抑制剂，Exelixis，WO 2007/044515)、ARRY-886(Mek抑制剂，AZD6244，Array BioPharma， AstraZeneca)、SF-1126(PI3K抑制剂，Semafore Pharmaceuticals)、BEZ- 235(PI3K抑制剂，Novartis)、XL-147(PI3K抑制剂，Exelixis)、 PTK787/ZK 222584(Novartis)、氟维司群(
Figure BDA0003257716380000491
AstraZeneca)、甲酰四氢叶酸(亚叶酸)、雷帕霉素(西罗莫司，
Figure BDA0003257716380000492
Wyeth)、洛那法尼(SARASARTM，SCH 66336，Schering Plough)、索拉非尼(
Figure BDA0003257716380000493
BAY43-9006，Bayer Labs)、吉非替尼(
Figure BDA0003257716380000494
AstraZeneca)、伊立替康(
Figure BDA0003257716380000495
CPT-11，Pfizer)、替吡法尼 (ZARNESTRATM，Johnson&Johnson)、ABRAXANETM(无氢化蓖麻油)、太平洋紫杉醇的白蛋白工程改造纳米粒子制剂(AmericanPharmaceutical Partners，Schaumberg，Il)、凡德他尼(rINN，ZD6474，
Figure BDA0003257716380000496
AstraZeneca)、苯丁酸氮芥、AG1478、AG1571(SU 5271； Sugen)、西罗莫司(
Figure BDA0003257716380000497
Wyeth)、帕唑帕尼(GlaxoSmithKline)、莰佛酰胺(
Figure BDA0003257716380000498
Telik)、硫替派和环磷酰胺
Figure BDA0003257716380000499
Figure BDA00032577163800004910
烷基磺酸酯，诸如白消安、英丙舒凡和哌泊舒凡；氮丙啶，诸如苯佐替派、卡巴醌、美妥替派和乌瑞替派；乙烯亚胺和甲基蜜胺，包括六甲蜜胺、曲他胺、三乙烯磷酰胺、三乙烯硫代磷酰胺和三甲基蜜胺；聚乙酰(尤其是布拉他辛和布拉他辛酮)；喜树碱(包括合成类似物拓扑替康)；苔藓抑素；海葵抑素；CC-1065(包括其阿多来新(adozelesin)、卡折来新和比折来新合成类似物)；念珠藻素(尤其念珠藻素1和念珠藻素8)；多拉司他汀；倍癌霉素(包括合成类似物KW- 2189和CB1-TM1)；五加苷素；水鬼蕉碱；珊瑚素；海绵抑素；氮芥类，诸如苯丁酸氮芥、萘氮芥、胆磷酰胺、雌莫司汀、异环磷酰胺、甲氮芥、盐酸甲氧氮芥、美法仑、新氮芥、苯芥胆留醇、泼尼莫司汀、曲磷胺、尿嘧啶氮芥；亚硝基脲，诸如卡莫司汀、氯脲菌素、福莫司汀、洛莫司汀、尼莫司汀和雷莫司汀；抗生素，诸如烯二炔类抗生素 (例如，卡奇霉素、卡奇霉素γ1I、卡奇霉素ωI1(Angew Chem.Intl.Ed. Engl.(1994)33:183-186)、达内霉素、达内霉素A；二磷酸盐，诸如氯膦酸盐；埃斯培拉霉素；以及新制癌菌素发色团和相关色蛋白烯二炔类抗生素发色团)、阿克拉霉素、放线菌素、安曲霉素、重氮丝氨酸、博来霉素、放线菌素C、卡柔比星、洋红霉素、嗜癌菌素、色霉素、放线菌素D、道诺霉素、地托比星、6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸、吗啉基多柔比星、氰基吗啉基多柔比星、2-吡咯啉基多柔比星和脱氧多柔比星)、表柔比星、依索比星、伊达比星、麻西罗霉素、诸如丝裂霉素 C之类的丝裂霉素、霉酚酸、诺拉霉素、橄榄霉素、培洛霉素、泊非霉素、嘌呤霉素、三铁阿霉素、罗多比星、链黑菌素、链脲霉素、杀结核菌素、乌苯美司、净司他丁、佐柔比星；抗代谢物，诸如胺甲蝶呤和5-氟尿嘧啶(5-FU)；叶酸类似物，诸如二甲叶酸、胺甲蝶呤、蝶酰蝶呤、三甲曲沙；嘌呤类似物，诸如氟达拉滨、6-巯基嘌呤、硫咪嘌呤、硫鸟嘌呤；嘧啶类似物，诸如安西他滨、阿扎胞苷、6-氮尿苷、卡莫氟、阿拉伯糖苷、双脱氧尿苷、脱氧氟尿苷、依诺他滨、氟尿苷；雄激素，诸如卡鲁睾酮、丙酸屈他雄酮、环硫雄醇、美雄烷、睾内酯；抗肾上腺剂，诸如胺鲁米特、米托坦、曲洛司坦；叶酸补充剂，诸如亚叶酸；醋葡内酯；醛磷酰胺糖苷；氨基乙酰丙酸；恩尿嘧啶；安吖啶；贝斯尿嘧啶；比生群；依达曲沙；地磷酰胺；秋水仙胺；地吖醌；依氟鸟氨酸；依利醋铵；埃博霉素；依托格鲁；硝酸镓；羟基脲；蘑菇多糖；氯尼达明；类美登素，诸如美登素和安丝菌素；米托胍腙；米托蒽醌；莫哌达醇；二胺硝吖啶；喷司他丁；蛋氨氮芥；吡柔比星；洛索蒽醌；鬼臼酸；2-乙基酰肼；丙卡巴肼；
Figure BDA0003257716380000501
多糖复合物(JHSNatural Products，Eugene，OR)；雷佐生；根霉素；西佐喃；螺旋锗；细交链孢菌酮酸；三亚胺醌；2,2',2”-三氯三乙胺；单端孢霉素(T-2毒素、疣孢霉素A、杆孢菌素A和蛇形菌素)；乌拉坦；长春地辛；达卡巴嗪；甘露醇氮芥；二溴甘露醇；二溴卫矛醇；哌泊溴烷；加西托辛；阿拉伯糖苷(Ara-C)；环磷酰胺；噻替派；6-硫代鸟嘌呤；巯基嘌呤；氨基蝶呤；铂类似物，诸如顺铂和卡铂；长春花碱；依托泊苷(VP- 16)；异环磷酰胺；米托蒽醌；长春新碱；长春瑞滨
Figure BDA0003257716380000502
诺安托；替尼泊苷；依达曲沙；道诺霉素；氨基蝶呤；伊班膦酸盐； CPT-11；拓扑异构酶抑制剂RFS 2000；二氟甲基鸟氨酸(DMFO)；类视黄素，诸如视黄酸；以及以上任一者的药学上可接受的盐、酸和衍生物。
治疗剂的“固定”或“不变”剂量在本文中是指在不考虑患者的体重(WT)或体表面积(BSA)的情况下施用给人类患者的剂量。因此，固定或不变剂量不作为mg/kg剂量或mg/m2剂量，而是作为治疗剂的绝对量提供。
“负载”剂量在本文中一般包括施用给患者的治疗剂的初始剂量，且随后是其一个或多个维持剂量。一般来说，施用单一负载剂量，但本文中涵盖多个负载剂量。通常，所施用的负载剂量的量超过所施用的维持剂量的量，和/或负载剂量比维持剂量更频繁地施用，从而实现治疗剂的所期望的稳态浓度可以比用维持剂量更早地实现。
“维持”剂量在本文中是指在治疗周期中施用给患者的一个或多个剂量的治疗剂。通常，维持剂量以隔开的治疗间隔施用，诸如大约每周、大约每2周、大约每3周或大约每4周，优选地每3周。
“输注”是指将含药物的溶液经静脉引入体内以用于治疗目的。一般来说，这是经由静脉内(IV)袋实现。
“静脉内袋”或“IV袋”是可以容纳可以经由患者静脉施用的溶液的袋状物。在一个实施方案中，所述溶液是生理盐水溶液(例如约0.9％或约0.45％NaCl)。任选地，所述IV袋是由聚烯烃或聚氯乙烯形成。
术语“可变区”或“可变域”是指参与抗体与抗原结合的抗体重链或轻链结构域。天然抗体的重链和轻链可变域(分别是VH和VL)一般具有类似的结构，各结构域包含四个保守框架区(FR)和三个高变区 (HVR)。(参见例如Kindt等,Kuby Immunology,第6版,W.H.Freeman and Co.,第91页(2007)。)单一VH或VL结构域可能足以赋予抗原结合特异性。此外，结合特定抗原的抗体可以使用来自于结合所述抗原的抗体的VH或VL结构域来分别筛选互补VL或VH结构域文库而加以分离。参见例如Portolano等,J.Immunol.150:880-887(1993)； Clarkson等,Nature 352:624-628(1991)。
如本文中所使用的术语“载体”是指能够使其所连接的另一个核酸延伸的核酸分子。该术语包括呈自复制核酸结构形式的载体以及并入已引入其的宿主细胞的基因组中的载体。某些载体能够指导与其可操作地连接的核酸的表达。此类载体在本文中称为“表达载体”。
“烷基”是含有正、仲、叔或环状碳原子的C1-C18烃。实例是甲基 (Me、-CH3)、乙基(Et、-CH2CH3)、1-丙基(n-Pr、n-丙基、-CH2CH2CH3)、 2-丙基(i-Pr、i-丙基、-CH(CH3)2)、1-丁基(n-Bu、n-丁基、- CH2CH2CH2CH3)、2-甲基-1-丙基(i-Bu、i-丁基、-CH2CH(CH3)2)、2-丁基(s-Bu、s-丁基、-CH(CH3)CH2CH3)、2-甲基-2-丙基(t-Bu、t-丁基、- C(CH3)3)、1-戊基(n-戊基、-CH2CH2CH2CH2CH3)、2-戊基(- CH(CH3)CH2CH2CH3)、3-戊基(-CH(CH2CH3)2)、2-甲基-2-丁基(- C(CH3)2CH2CH3)、3-甲基-2-丁基(-CH(CH3)CH(CH3)2)、3-甲基-1-丁基 (-CH2CH2CH(CH3)2)、2-甲基-1-丁基(-CH2CH(CH3)CH2CH3)、1-己基(- CH2CH2CH2CH2CH2CH3)、2-己基(-CH(CH3)CH2CH2CH2CH3)、3-己基 (-CH(CH2CH3)(CH2CH2CH3))、2-甲基-2-戊基(-C(CH3)2CH2CH2CH3)、 3-甲基-2-戊基(-CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3)、4-甲基-2-戊基(- CH(CH3)CH2CH(CH3)2)、3-甲基-3-戊基(-C(CH3)(CH2CH3)2)、2-甲基-3- 戊基(-CH(CH2CH3)CH(CH3)2)、2,3-二甲基-2-丁基(-C(CH3)2CH(CH3)2)、 3,3-二甲基-2-丁基(-CH(CH3)C(CH3)3。
如本文中所使用的术语“C1-C8烷基”是指具有1至8个碳原子的直链或支链饱和或不饱和烃。代表性“C1-C8烷基”包括但不限于-甲基、 -乙基、-正丙基、-正丁基、-正戊基、-正己基、-正庚基、-正辛基、- 正壬基和-正癸基；而支链C1-C8烷基包括但不限于-异丙基、-仲丁基、 -异丁基、-叔丁基、-异戊基、2-甲基丁基；不饱和C1-C8烷基包括但不限于-乙烯基、-烯丙基、-1-丁烯基、-2-丁烯基、-异丁烯基、-1-戊烯基、-2-戊烯基、-3-甲基-1-丁烯基、-2-甲基-2-丁烯基、-2,3-二甲基-2- 丁烯基、1-己基、2-己基、3-己基、-乙炔基、-丙炔基、-1-丁炔基、- 2-丁炔基、-1-戊炔基、-2-戊炔基、-3-甲基-1-丁炔基。C1-C8烷基可能未被取代或者被一个或多个基团取代，所述基团包括但不限于-C1-C8烷基、-O-(C1-C8烷基)、-芳基、-C(O)R'、-OC(O)R'、-C(O)OR'、-C(O)NH2、-C(O)NHR'、-C(O)N(R')2、-NHC(O)R'、-SO3R'、-S(O)2R'、-S(O)R'、- OH、-卤素、-N3、-NH2、-NH(R')、-N(R')2和-CN，其中各R'独立地选自H、-C1-C8烷基和芳基。
如本文中所使用的术语“C1-C12烷基”是指具有1至12个碳原子的直链或支链饱和或不饱和烃。C1-C12烷基可能未被取代或者被一个或多个基团取代，所述基团包括但不限于-C1-C8烷基、-O-(C1-C8烷基)、 -芳基、-C(O)R'、-OC(O)R'、-C(O)OR'、-C(O)NH2、-C(O)NHR'、- C(O)N(R')2、-NHC(O)R'、-SO3R'、-S(O)2R'、-S(O)R'、-OH、-卤素、 -N3、-NH2、-NH(R')、-N(R')2和-CN，其中各R'独立地选自H、-C1-C8烷基和芳基。
如本文中所使用的术语“C1-C6烷基”是指具有1至6个碳原子的直链或支链饱和或不饱和烃。代表性“C1-C6烷基”包括但不限于-甲基、 -乙基、-正丙基、-正丁基、-正戊基和-正己基；而支链C1-C6烷基包括但不限于-异丙基、-仲丁基、-异丁基、-叔丁基、-异戊基和2-甲基丁基；不饱和C1-C6烷基包括但不限于-乙烯基、-烯丙基、-1-丁烯基、- 2-丁烯基和-异丁烯基、-1-戊烯基、-2-戊烯基、-3-甲基-1-丁烯基、-2- 甲基-2-丁烯基、-2,3-二甲基-2-丁烯基、1-己基、2-己基和3-己基。C1- C6烷基可能未被取代或者被一个或多个基团取代，如上文关于C1-C8烷基所描述。
如本文中所使用的术语“C1-C4烷基”是指具有1至4个碳原子的直链或支链饱和或不饱和烃。代表性“C1-C4烷基”包括但不限于-甲基、 -乙基、-正丙基、-正丁基；而支链C1-C4烷基包括但不限于-异丙基、 -仲丁基、异丁基、-叔丁基；不饱和C1-C4烷基包括但不限于-乙烯基、 -烯丙基、-1-丁烯基、-2-丁烯基和-异丁烯基。C1-C4烷基可能未被取代或者被一个或多个基团取代，如上文关于C1-C8烷基所描述。
“烷氧基”是以单键与氧键合的烷基。示例性烷氧基包括但不限于甲氧基(-OCH3)和乙氧基(-OCH2CH3)。“C1-C5烷氧基”是具有1至5个碳原子的烷氧基。烷氧基可能未被取代或者被一个或多个基团取代，如上文关于烷基所描述。
“烯基”是含有正、仲、叔或环状碳原子与至少一个不饱和部位，即，碳-碳sp2双键的C2-C18烃。实例包括但不限于：乙烯基(-CH＝CH2)、烯丙基(-CH2CH＝CH2)、环戊烯基(-C5H7)和5-己烯基(- CH2CH2CH2CH2CH＝CH2)。“C2-C8烯基”是含有2至8个正、仲、叔或环状碳原子与至少一个不饱和部位，即，碳-碳sp2双键的烃。
“炔基”是含有正、仲、叔或环状碳原子与至少一个不饱和部位，即，碳-碳sp三键的C2-C18烃。实例包括但不限于：乙炔基(-C≡CH) 和炔丙基(-CH2C≡CH)。“C2-C8炔基”是含有2至8个正、仲、叔或环状碳原子与至少一个不饱和部位，即，碳-碳sp三键的烃。
“亚烷基”是指从母体烷烃的同一碳原子或两个不同的碳原子去除两个氢原子而得到的具有1至18个碳原子且具有两个单价基团中心的饱和支链或直链或环状烃基。典型亚烷基包括但不限于：亚甲基 (-CH2-)、1,2-乙基(-CH2CH2-)、1,3-丙基(-CH2CH2CH2-)、1,4-丁基(- CH2CH2CH2CH2-)等等。
“亚烯基”是指从母体烯烃的同一碳原子或两个不同的碳原子去除两个氢原子而得到的具有2至18个碳原子且具有两个单价基团中心的不饱和支链或直链或环状烃基。典型亚烯基包括但不限于：1,2- 乙烯基(-CH＝CH-)。
“亚炔基”是指从母体炔烃的同一碳原子或两个不同的碳原子去除两个氢原子而得到的具有2至18个碳原子且具有两个单价基团中心的不饱和支链或直链或环状烃基。典型亚炔基包括但不限于：乙炔 (-C≡C-)、炔丙基(-CH2C≡C-)和4-戊炔基(-CH2CH2CH2C≡C-)。
“芳基”是指碳环芳基。芳基的实例包括但不限于苯基、萘基和蒽基。碳环芳基或杂环芳基可能未被取代或者被一个或多个基团取代，所述基团包括但不限于-C1-C8烷基、-O-(C1-C8烷基)、-芳基、-C(O)R'、 -OC(O)R'、-C(O)OR'、-C(O)NH2、-C(O)NHR'、-C(O)N(R')2-NHC(O)R'、 -S(O)2R'、-S(O)R'、-OH、-卤素、-N3、-NH2、-NH(R')、-N(R')2和-CN，其中各R'独立地选自H、-C1-C8烷基和芳基。
“C5-C20芳基”是在碳环芳环中具有5至20个碳原子的芳基。C5- C20芳基的实例包括但不限于苯基、萘基和蒽基。C5-C20芳基可能被取代或未被取代，如上文关于芳基所描述。“C5-C14芳基”是在碳环芳环中具有5至14个碳原子的芳基。C5-C14芳基的实例包括但不限于苯基、萘基和蒽基。C5-C14芳基可能被取代或未被取代，如上文关于芳基所描述。
“亚芳基”是具有两个共价键并且可以呈邻、间或对构型的芳基，如以下结构中所示：
Figure BDA0003257716380000551
其中苯基可能未被取代或者被至多四个基团取代，所述基团包括但不限于-C1-C8烷基、-O-(C1-C8烷基)、-芳基、-C(O)R'、-OC(O)R'、 -C(O)OR'、-C(O)NH2、-C(O)NHR'、-C(O)N(R')2、-NHC(O)R'、-S(O)2R'、 -S(O)R'、-OH、-卤素、-N3、-NH2、-NH(R')、-N(R')2和-CN，其中各 R'独立地选自H、-C1-C8烷基和芳基。
“芳基烷基”是指与碳原子，典型地末端或sp3碳原子键合的氢原子之一被芳基置换的非环状烷基。典型芳基烷基包括但不限于苯甲基、2-苯基乙烷-1-基、2-苯基乙烯-1-基、萘甲基、2-萘乙烷-1-基、2- 萘乙烯-1-基、萘并苯甲基、2-萘并苯乙烷-1-基等等。芳基烷基包含6 至20个碳原子，例如芳基烷基的烷基部分(包括烷基、烯基或炔基)是 1至6个碳原子且芳基部分是5至14个碳原子。
“杂芳基烷基”是指与碳原子，典型地末端或sp3碳原子键合的氢原子之一被杂芳基置换的非环状烷基。典型杂芳基烷基包括但不限于2-苯并咪唑基甲基、2-呋喃基乙基等等。杂芳基烷基包含6至20 个碳原子，例如杂芳基烷基的烷基部分(包括烷基、烯基或炔基)是1 至6个碳原子且杂芳基部分是5至14个碳原子以及1至3个选自N、 O、P和S的杂原子。杂芳基烷基的杂芳基部分可以是具有3至7个环成员(2至6个碳原子)的单环或具有7至10个环成员(4至9个碳原子和1至3个选自N、O、P和S的杂原子)的双环，例如双环[4,5]、 [5,5]、[5,6]或[6,6]系统。
“取代的烷基”、“取代的芳基”和“取代的芳基烷基”分别意指一个或多个氢原子各自独立地被取代基置换的烷基、芳基和芳基烷基。典型取代基包括但不限于-X、-R、-O-、-OR、-SR、-S-、-NR2、 -NR3、＝NR、-CX3、-CN、-OCN、-SCN、-N＝C＝O、-NCS、-NO、-NO2、＝N2、-N3、NC(＝O)R、-C(＝O)R、-C(＝O)NR2、-SO3 -、-SO3H、-S(＝O)2R、 -OS(＝O)2OR、-S(＝O)2NR、-S(＝O)R、-OP(＝O)(OR)2、-P(＝O)(OR)2、- PO- 3、-PO3H2、-C(＝O)R、-C(＝O)X、-C(＝S)R、-CO2R、-CO2 -、-C(＝S)OR、 -C(＝O)SR、-C(＝S)SR、-C(＝O)NR2、-C(＝S)NR2、-C(＝NR)NR2，其中各X独立地是卤素：F、Cl、Br或I；且各R独立地是-H、C2-C18烷基、C6-C20芳基、C3-C14杂环、保护基或前药部分。上文所描述的亚烷基、亚烯基和亚炔基也可以类似地被取代。
“杂芳基”和“杂环”是指一个或多个环原子是例如氮、氧和硫的杂原子的环系统。杂环基团包含3至20个碳原子以及1至3个选自N、O、P和S的杂原子。杂环可以是具有3至7个环成员(2至6 个碳原子以及1至3个选自N、O、P和S的杂原子)的单环或具有7 至10个环成员(4至9个碳原子以及1至3个选自N、O、P和S的杂原子)的双环，例如双环[4,5]、[5,5]、[5,6]或[6,6]系统。
示例性杂环描述于例如以下文献中：Paquette,Leo A.,“Principles of ModernHeterocyclic Chemistry”(W.A.Benjamin,New York,1968), 特别是第1章、第3章、第4章、第6章、第7章和第9章；“The Chemistry of Heterocyclic Compounds,A series ofMonographs”(John Wiley&Sons,New York,1950至今),特别是第13卷、第14卷、第 16卷、第19卷和第28卷；以及J.Am.Chem.Soc.(1960)82:5566。
杂环的实例包括例如而不限于吡啶基、二氢吡啶基、四氢吡啶基 (哌啶基)、噻唑基、四氢噻吩基、硫氧化的四氢噻吩基、嘧啶基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、四唑基、苯并呋喃基、噻萘基、吲哚基、吲哚啉基、喹啉基、异喹啉基、苯并咪唑基、哌啶基、 4-哌啶酮基、吡咯烷基、2-吡咯烷酮基、吡咯啉基、四氢呋喃基、双四氢呋喃基、四氢吡喃基、双四氢吡喃基、四氢喹啉基、四氢异喹啉基、十氢喹啉基、八氢异喹啉基、吖噌基、三嗪基、6H-1,2,5-噻二嗪基、2H,6H-1,5,2-二噻嗪基、噻吩基、噻蒽烯基、吡喃基、异苯并呋喃基、色烯基、呫吨基、酚黄素基、2H-吡咯基、异噻唑基、异噁唑基、吡嗪基、哒嗪基、吲哚嗪基、异吲哚基、3H-吲哚基、1H-吲唑基、嘌呤基、4H-喹嗪基、酞嗪基、萘啶基、喹喔啉基、喹唑啉基、噌啉基、蝶啶基、4aH-咔唑基、咔唑基、β-咔啉基、菲啶基、吖啶基、嘧啶基、菲咯啉基、吩嗪基、吩噻嗪基、呋吖基、吩噁嗪基、异色烷基、色烷基、咪唑烷基、咪唑啉基、吡唑烷基、吡唑啉基、哌嗪基、二氢吲哚基、异二氢吲哚基、奎宁环基、吗啉基、噁唑烷基、苯并三唑基、苯并异噁唑基、羟吲哚基、苯并噁唑啉基和靛红酰基。
举例来说但不具限制性，碳键合型杂环键合在吡啶的2、3、4、 5或6位，哒嗪的3、4、5或6位，嘧啶的2、4、5或6位，吡嗪的 2、3、5或6位，呋喃、四氢呋喃、硫代呋喃、噻吩、吡咯或四氢吡的2、3、4或5位，噁唑、咪唑或噻唑的2、4或5位，异噁唑、吡唑或异噻唑的3、4或5位，氮丙啶的2或3位，氮杂环丁烷的2、3 或4位，喹啉的2、3、4、5、6、7或8位，或异喹啉的1、3、4、5、6、7或8位。更典型地，碳键合型杂环包括2-吡啶基、3-吡啶基、4- 吡啶基、5-吡啶基、6-吡啶基、3-哒嗪基、4-哒嗪基、5-哒嗪基、6-哒嗪基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧啶基、6-嘧啶基、2-吡嗪基、3-吡嗪基、5-吡嗪基、6-吡嗪基、2-噻唑基、4-噻唑基或5-噻唑基。
举例来说但不具限制性，氮键合型杂环键合在氮丙啶、氮杂环丁烷、吡咯、吡咯烷、2-吡咯啉、3-吡咯啉、咪唑、咪唑烷、2-咪唑啉、 3-咪唑啉、吡唑、吡唑啉、2-吡唑啉、3-吡唑啉、哌啶、哌嗪、吲哚、二氢吲哚、1H-吲唑的1位，异吲哚或异吲哚啉的2位，吗啉的4位，和咔唑或β-咔啉的9位。更典型地，氮键合型杂环包括1-氮丙啶基、 1-氮杂环丁基、1-吡咯基、1-咪唑基、1-吡唑基和1-哌啶基。
“C3-C8杂环”是指一至四个环碳原子独立地被选自O、S和N 的杂原子置换的芳香族或非芳香族C3-C8碳环。C3-C8杂环的代表性实例包括但不限于苯并呋喃基、苯并噻吩、吲哚基、苯并吡唑基、熏草基、异喹啉基、吡咯基、噻吩基、呋喃基、噻唑基、咪唑基、吡唑基、三唑基、喹啉基、嘧啶基、吡啶基、吡啶酮基、吡嗪基、哒嗪基、异噻唑基、异噁唑基和四唑基。C3-C8杂环可能未被取代或者被至多七个基团取代，所述基团包括但不限于-C1-C8烷基、-O-(C1-C8烷基)、 -芳基、-C(O)R'、-OC(O)R'、-C(O)OR'、-C(O)NH2、-C(O)NHR'、- C(O)N(R')2、-NHC(O)R'、-S(O)2R'、-S(O)R'、-OH、-卤素、-N3、-NH2、 -NH(R')、-N(R')2和-CN，其中各R'独立地选自H、-C1-C8烷基和芳基。
“C3-C8杂环并”是指以上定义的C3-C8杂环基，其中所述杂环基的氢原子之一被键置换。C3-C8杂环并可能未被取代或者被至多六个基团取代，所述基团包括但不限于-C1-C8烷基、-O-(C1-C8烷基)、-芳基、-C(O)R'、-OC(O)R'、-C(O)OR'、-C(O)NH2、-C(O)NHR'、-C(O)N(R')2- NHC(O)R'、-S(O)2R'、-S(O)R'、-OH、-卤素、-N3、-NH2、-NH(R')、 -N(R')2和-CN，其中各R'独立地选自H、-C1-C8烷基和芳基。
“C3-C20杂环”是指一至四个环碳原子独立地被选自O、S和N 的杂原子置换的芳香族或非芳香族C3-C8碳环。C3-C20杂环可能未被取代或者被至多七个基团取代，所述基团包括但不限于-C1-C8烷基、 -O-(C1-C8烷基)、-芳基、-C(O)R'、-OC(O)R'、-C(O)OR'、-C(O)NH2、 -C(O)NHR'、-C(O)N(R')2-NHC(O)R'、-S(O)2R'、-S(O)R'、-OH、-卤素、 -N3、-NH2、-NH(R')、-N(R')2和-CN，其中各R'独立地选自H、-C1-C8烷基和芳基。
“C3-C20杂环并”是指以上定义的C3-C20杂环基，其中所述杂环基的氢原子之一被键置换。
“碳环”意指具有3至7个碳原子呈单环形式或7至12个碳原子呈双环形式的饱和或不饱和环。单环碳环具有3至6个环原子，更典型地5或6个环原子。双环碳环所具有的7至12个环原子例如排列为双环[4,5]、[5,5]、[5,6]或[6,6]系统，或者9或10个环原子排列为双环[5,6]或[6,6]系统。单环碳环的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、 1-环戊-1-烯基、1-环戊-2-烯基、1-环戊-3-烯基、环己基、1-环己-1-烯基、1-环己-2-烯基、1-环己-3-烯基、环庚基和环辛基。
“C3-C8碳环”是3、4、5、6、7或8元饱和或不饱和非芳香族碳环。代表性C3-C8碳环包括但不限于-环丙基、-环丁基、-环戊基、 -环戊二烯基、-环己基、-环己烯基、-1,3-环已二烯基、-1,4-环已二烯基、-环庚基、-1,3-环庚二烯基、-1,3,5-环庚三烯基、-环辛基和-环辛二烯基。C3-C8碳环基可能未被取代或者被一个或多个基团取代，所述基团包括但不限于-C1-C8烷基、-O-(C1-C8烷基)、-芳基、-C(O)R'、 -OC(O)R'、-C(O)OR'、-C(O)NH2、-C(O)NHR'、-C(O)N(R')2、-NHC(O)R'、 -S(O)2R'、-S(O)R'、-OH、-卤素、-N3、-NH2、-NH(R')、-N(R')2和-CN，其中各R'独立地选自H、-C1-C8烷基和芳基。
“C3-C8碳环并”是指以上定义的C3-C8碳环基，其中所述碳环基的氢原子之一被键置换。
“接头”是指将抗体共价连接至药物部分的包含共价键或原子链的化学部分。在各种实施方案中，接头包括二价基团，诸如烷基二基、芳基二基、杂芳基二基；诸如-(CR2)nO(CR2)n-、烷氧基重复单元(例如，聚乙烯氧基、PEG、聚亚甲基氧基)和烷基氨基重复单元(例如，聚亚乙基氨基、JeffamineTM)的部分；以及二酸酯和酰胺，包括琥珀酸酯、琥珀酰胺、二甘醇酸酯、丙二酸酯和己酰胺。在各种实施方案中，接头可以包含一个或多个氨基酸残基，诸如缬氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和高赖氨酸。
术语“手性”是指具有镜像搭配物的不可叠加性的分子，而术语“非手性”是指可叠加于其镜像搭配物上的分子。
术语“立体异构体”是指具有相同的化学组成，但在原子或基团的空间排列方面不同的化合物。
“非对映异构体”是指具有两个或更多个手性中心且其分子彼此不为镜像的立体异构体。非对映异构体具有不同的物理性质，例如熔点、沸点、光谱性质和反应性。可以在诸如电泳和色谱之类的高分辨率分析程序下分离非对映异构体的混合物。
“对映异构体”是指彼此为不可叠加的镜像的两种化合物立体异构体。
本文中所使用的立体化学定义和规定总体上按照S.P.Parker编, McGraw-HillDictionary of Chemical Terms(1984)McGraw-Hill Book Company,New York；以及Eliel,E.和Wilen,S.,Stereochemistry of Organic Compounds(1994)John Wiley&Sons,Inc.,New York。许多有机化合物以光学活性形式存在，即，其能够使平面偏振光的平面旋转。在描述光学活性化合物时，前缀D和L或R和S用于表示分子关于其手性中心的绝对构型。前缀d和l或(+)和(-)用于指定由化合物所致的平面偏振光旋转标识，其中(-)或l意指所述化合物左旋。以(+)或d 为前缀的化合物右旋。对于指定化学结构，这些立体异构体是相同的，但其彼此为镜像。特定立体异构体也可以称为对映异构体，且此类异构体的混合物通常称为对映异构混合物。对映异构体的50:50混合物称为外消旋混合物或外消旋物，其可以在化学反应或过程中无立体选择或立体特异性的情况下存在。术语“外消旋混合物”和“外消旋物”是指缺乏光学活性的两种对映异构种类的等摩尔混合物。
“离去基”是指可以被另一个官能基取代的官能基。某些离去基在本领域中是众所周知的，且实例包括但不限于卤离子(例如，氯离子、溴离子、碘离子)、甲烷磺酰基(甲磺酰基)、对甲苯磺酰基(甲苯磺酰基)、三氟甲基磺酰基(三氟甲磺酸酯)和三氟甲基磺酸酯。
术语“保护基”是指通常用来封闭或保护特定官能度，同时使化合物上的其他官能基反应的取代基。举例来说，“氨基保护基”是与氨基连接从而封闭或保护化合物中的氨基官能度的取代基。合适的氨基保护基包括但不限于乙酰基、三氟乙酰基、叔丁氧基羰基(BOC)、苯甲氧基羰基(CBZ)和9-茀基甲氧基羰基(Fmoc)。关于保护基和其用途的一般描述，参见T.W.Greene,Protective Groups in Organic Synthesis,John Wiley&Sons,NewYork,1991或稍后版本。
II.组合物和方法
在一个方面，本发明部分基于结合HER2的抗体和包含此类抗体的免疫缀合物。本发明的抗体和免疫缀合物可用于例如诊断或治疗 HER2阳性癌症。
A.示例性抗HER2抗体
本文中提供结合HER2的结构域I的分离的抗体。在一些实施方案中，所述抗体不干扰曲妥珠单抗和/或帕妥珠单抗结合HER2。在一些实施方案中，所述抗体不干扰曲妥珠单抗结合HER2且不干扰帕妥珠单抗结合HER2。在本文中所描述的任何实施方案中，所述抗体可以是单克隆抗体。在一些实施方案中，所述抗体可以是人抗体、人源化抗体或嵌合抗体。
SEQ ID NO:1中提供了具有信号序列(氨基酸1-22)的示例性天然存在的人HER2前驱蛋白序列，且相应成熟HER2蛋白序列对应于 SEQ ID NO:1的氨基酸23-1255。在一些实施方案中，HER2的结构域I具有SEQ ID NO:35的氨基酸序列，结构域II具有SEQ ID NO:36 的氨基酸序列，结构域III具有SEQ ID NO:37的氨基酸序列，且结构域IV具有SEQ ID NO:38的氨基酸序列(参见图16)。
抗体hu7C2和其他实施方案
在一些实施方案中，本发明提供了一种抗HER2抗体，其包含至少一、二、三、四、五或六个选自以下的HVR：(a)包含SEQ ID NO:15 的氨基酸序列的HVR-H1；(b)包含SEQ IDNO:16的氨基酸序列的 HVR-H2；(c)包含SEQ ID NO:17的氨基酸序列的HVR-H3；(d)包含SEQ ID NO:12的氨基酸序列的HVR-L1；(e)包含SEQ ID NO:13的氨基酸序列的HVR-L2；以及(f)包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列的 HVR-L3。在一些实施方案中，本发明提供了一种抗HER2抗体，其包含有包含SEQ ID NO:16的氨基酸序列的HVR-H2和至少一、二、三、四或五个选自以下的HVR：(a)包含SEQ ID NO:15的氨基酸序列的HVR-H1；(b)包含SEQ ID NO:17的氨基酸序列的HVR-H3；(c)包含SEQ ID NO:12的氨基酸序列的HVR-L1；(d)包含SEQ ID NO:13的氨基酸序列的HVR-L2；以及(e)包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列的HVR-L3。
在一个方面，本发明提供了一种抗体，其包含选自以下的至少一个、至少两个或所有三个VH HVR序列：(a)包含SEQ ID NO:15的氨基酸序列的HVR-H1；(b)包含SEQ ID NO:16的氨基酸序列的HVR- H2；以及(c)包含SEQ ID NO:17的氨基酸序列的HVR-H3。在一个实施方案中，所述抗体包含有包含SEQ ID NO:17的氨基酸序列的HVR- H3。在一个实施方案中，所述抗体包含有包含SEQ ID NO:16的氨基酸序列的HVR-H2。在另一个实施方案中，所述抗体包含有包含SEQ ID NO:17的氨基酸序列的HVR-H3和包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列的HVR-L3。在另一个实施方案中，所述抗体包含有包含SEQ ID NO:17的氨基酸序列的HVR-H3、包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列的HVR-L3和包含SEQ ID NO:16的氨基酸序列的HVR-H2。在另一个实施方案中，所述抗体包含有(a)包含SEQ ID NO:15的氨基酸序列的HVR-H1；(b)包含SEQ ID NO:16的氨基酸序列的HVR-H2；以及 (c)包含SEQ ID NO:17的氨基酸序列的HVR-H3。
在另一个方面，本发明提供了一种抗体，其包含选自以下的至少一个、至少两个或所有三个VL HVR序列：(a)包含SEQ ID NO:12的氨基酸序列的HVR-L1；(b)包含SEQ ID NO:13的氨基酸序列的HVR- L2；以及(c)包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列的HVR-L3。在一个实施方案中，所述抗体包含有(a)包含SEQ ID NO:12的氨基酸序列的 HVR-L1；(b)包含SEQ IDNO:13的氨基酸序列的HVR-L2；以及(c) 包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列的HVR-L3。
在另一个方面，本发明的抗体包含有(a)包含选自以下的至少一个、至少两个或所有三个VH HVR序列的VH结构域：(i)包含SEQ ID NO:15的氨基酸序列的HVR-H1、(ii)包含SEQ ID NO:16的氨基酸序列的HVR-H2和(iii)包含选自SEQ ID NO:17的氨基酸序列的HVR-H3；以及(b)包含选自以下的至少一个、至少两个或所有三个VL HVR 序列的VL结构域：(i)包含SEQ ID NO:12的氨基酸序列的HVR-L1、 (ii)包含SEQ ID NO:13的氨基酸序列的HVR-L2和(c)包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列的HVR-L3。
在另一个方面，本发明提供了一种抗体，其包含(a)包含SEQ ID NO:15的氨基酸序列的HVR-H1；(b)包含SEQ ID NO:16的氨基酸序列的HVR-H2；(c)包含SEQ ID NO:17的氨基酸序列的HVR-H3；(d) 包含SEQ ID NO:12的氨基酸序列的HVR-L1；(e)包含SEQ ID NO:13的氨基酸序列的HVR-L2；以及(f)包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列的HVR-L3。
在任何以上实施方案中，抗HER2抗体是人源化抗体。在一个实施方案中，抗HER2抗体包含如任何以上实施方案中的HVR，而且还包含人受体框架，例如人免疫球蛋白框架或人共有框架。在某些实施方案中，所述人受体框架是人VLκIV共有(VLKIV)框架和/或VH框架VH1。在某些实施方案中，所述人受体框架是包含本文中所描述的任一突变的人类VLκIV共有(VLKIV)框架和/或VH框架VH1。
在另一个方面，抗HER2抗体包含与SEQ ID NO:11的氨基酸序列具有至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、 99％或100％序列同一性的重链可变域(VH)序列。在某些实施方案中，与SEQ ID NO:11的氨基酸序列具有至少90％、91％、92％、93％、 94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性的VH序列相对于参考序列含有取代(例如保守取代)、插入或缺失，但包含所述序列的抗 HER2抗体保留结合HER2的能力。在某些实施方案中，SEQ ID NO:11 中总计1至10个氨基酸被取代、插入和/或缺失。在某些实施方案中， SEQ ID NO:11中总计1至5个氨基酸被取代、插入和/或缺失。在某些实施方案中，HVR以外的区域中(即，FR中)存在取代、插入或缺失。任选地，所述抗HER2抗体包含SEQ IDNO:11的VH序列，包括所述序列的翻译后修饰。在一个具体实施方案中，所述VH包含有选自以下的一个、两个或三个HVR：(a)包含SEQ ID NO:15的氨基酸序列的HVR-H1、(b)包含SEQID NO:16的氨基酸序列的HVR-H2和 (c)包含SEQ ID NO:17的氨基酸序列的HVR-H3。
在另一个方面，提供了一种抗HER2抗体，其中所述抗体包含与 SEQ ID NO:10的氨基酸序列具有至少90％、91％、92％、93％、94％、 95％、96％、97％、98％、99％或100％序列同一性的轻链可变域(VL)。在某些实施方案中，与SEQ ID NO:10的氨基酸序列具有至少90％、 91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性的VL序列相对于参考序列含有取代(例如保守取代)、插入或缺失，但包含所述序列的抗HER2抗体保留结合HER2的能力。在某些实施方案中，SEQ ID NO:10中总计1至10个氨基酸被取代、插入和/或缺失。在某些实施方案中，SEQ ID NO:10中总计1至5个氨基酸被取代、插入和/或缺失。在某些实施方案中，HVR以外的区域中(即， FR中)存在取代、插入或缺失。任选地，所述抗HER2抗体包含SEQ ID NO:10的VL序列，包括所述序列的翻译后修饰。在一个具体实施方案中，所述VL包含有选自以下的一个、两个或三个HVR：(a)包含 SEQ ID NO:12的氨基酸序列的HVR-L1；(b)包含SEQ ID NO:13的氨基酸序列的HVR-L2；以及(c)包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列的HVR-L3。
在另一个方面，提供了一种抗HER2抗体，其中所述抗体包含如以上所提供的任何实施方案中的VH和如以上所提供的任何实施方案中的VL。
在一个实施方案中，所述抗体分别包含SEQ ID NO:11和SEQ ID NO:10中的VH和VL序列，包括那些序列的翻译后修饰。
在另一个方面，本文中所提供的抗体与本文中所提供的抗HER2 抗体结合同一表位。举例来说，在某些实施方案中，所提供的抗体与分别包含SEQ ID NO:11的VH序列和SEQID NO:10的VL序列的抗HER2抗体结合同一表位。
在另一个方面，抗HER2抗体包含与SEQ ID NO:19的氨基酸序列具有至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、 99％或100％序列同一性的重链序列。在某些实施方案中，与SEQ ID NO:19的氨基酸序列具有至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性的重链序列相对于参考序列含有取代(例如保守取代)、插入或缺失，但包含所述序列的抗HER2抗体保留结合HER2的能力。在某些实施方案中，SEQID NO:19中总计 1至10个氨基酸被取代、插入和/或缺失。在某些实施方案中，SEQ ID NO:19中总计1至5个氨基酸被取代、插入和/或缺失。在某些实施方案中，HVR以外的区域中(即，FR中)存在取代、插入或缺失。任选地，所述抗HER2抗体包含SEQ ID NO:19的重链序列，包括所述序列的翻译后修饰。在一个具体实施方案中，所述重链包含有选自以下的一个、两个或三个HVR：(a)包含SEQ ID NO:15的氨基酸序列的HVR-H1、(b)包含SEQ ID NO:16的氨基酸序列的HVR-H2和(c)包含SEQ ID NO:17的氨基酸序列的HVR-H3。
在另一个方面，提供了抗HER2抗体，其中所述抗体包含与SEQ ID NO:18的氨基酸序列具有至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、 96％、97％、98％、99％或100％序列同一性的轻链。在某些实施方案中，与SEQ ID NO:18的氨基酸序列具有至少90％、91％、92％、93％、 94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性的轻链序列相对于参考序列含有取代(例如保守取代)、插入或缺失，但包含所述序列的抗 HER2抗体保留结合HER2的能力。在某些实施方案中，SEQ ID NO:18 中总计1至10个氨基酸被取代、插入和/或缺失。在某些实施方案中， SEQ ID NO:18中总计1至5个氨基酸被取代、插入和/或缺失。在某些实施方案中，HVR以外的区域中(即，FR中)存在取代、插入或缺失。任选地，所述抗HER2抗体包含SEQID NO:18的轻链序列，包括所述序列的翻译后修饰。在一个具体实施方案中，所述轻链包含有选自以下的一个、两个或三个HVR：(a)包含SEQ ID NO:12的氨基酸序列的HVR-L1；(b)包含SEQ ID NO:13的氨基酸序列的HVR-L2；以及(c)包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列的HVR-L3。
在另一个方面，提供了一种抗HER2抗体，其中所述抗体包含如以上所提供的任何实施方案中的重链和如以上所提供的任何实施方案中的轻链。
在一个实施方案中，所述抗体分别包含SEQ ID NO:19和SEQ ID NO:18中的重链和轻链序列，包括那些序列的翻译后修饰。
在另一个方面，本文中所提供的抗体与本文中所提供的抗HER2 抗体结合同一表位。举例来说，在某些实施方案中，所提供的抗体与分别包含SEQ ID NO:19的重链序列和SEQ ID NO:18的轻链序列的抗HER2抗体结合同一表位。
本文中所提供的抗体包含有包含如图1中所描绘的根据Kabat编号的HVR1-LC、HVR2-LC和HVR3-LC序列的轻链可变域以及包含如图2中所描绘的根据Kabat编号的HVR1-HC、HVR2-HC和HVR3- HC序列的重链可变域。在一些实施方案中，所述抗体包含有包含如图1中所描绘的HVR1-LC、HVR2-LC和/或HVR3-LC序列的轻链可变域，以及FR1-LC、FR2-LC、FR3-LC和/或FR4-LC序列。在一些实施方案中，所述抗体包含有包含如图2中所描绘的HVR1-HC、HVR2-HC和/或HVR3-HC序列的重链可变域，以及FR1-HC、FR2- HC、FR3-HC和/或FR4-HC序列。
在本发明的另一个实施方案中，根据任何以上实施方案的抗 HER2抗体是单克隆抗体，包括人抗体。在一个实施方案中，抗HER2 抗体是抗体片段，例如Fv、Fab、Fab'、scFv、双抗体或F(ab')2片段。在另一个实施方案中，所述抗体是基本上全长抗体，例如IgG1抗体、IgG2a抗体或如本文中所定义的其他抗体类别或同种型。
在另一个方面，根据任何以上实施方案的抗HER2抗体可以并入如以下所描述的任何特征，单独或组合。
1.抗体亲和力
在某些实施方案中，本文中所提供的抗体的离解常数(Kd)≤1 μM、≤100nM、≤50nM、≤10nM、≤5nM、≤1nM、≤0.1 nM、≤0.01nM或≤0.001nM，且任选地≥10-13M(例如10-8M以下，例如10-8M至10-13M，例如10-9M至10-13M)。
在一个实施方案中，Kd是通过如以下测定法中所描述用相关抗体的Fab版本和其抗原进行的经过放射性标记的抗原结合测定(RIA) 来测量。Fab对抗原的溶液结合亲和力是通过以下方式来测量：在未经过标记的抗原的滴定系列存在下以最低浓度的经过(125I)标记的抗原使Fab平衡，然后以经过抗Fab抗体涂布的板来俘获已结合的抗原 (参见例如Chen等,J.Mol.Biol.293:865-881(1999))。为了建立测定条件，以含5μg/ml俘获抗Fab抗体(Cappel Labs)的50mM碳酸钠(pH 9.6)将
Figure BDA0003257716380000671
多孔板(Thermo Scientific)涂布过夜，且随后在室温(大约23℃)下以含2％(w/v)牛血清白蛋白的PBS阻断二至五小时。在非吸附板(Nunc#269620)中，将100pM或26pM[125I]-抗原与相关Fab的连续稀释混合(例如，与评估抗VEGF抗体Fab-12一致， Presta等,Cancer Res.57:4593-4599(1997))。然后将相关Fab孵育过夜；然而，所述孵育可以持续更长的时间段(例如，约65小时)以确保达到平衡。此后，将混合物转移至俘获板以便在室温下孵育(例如，一小时)。然后取出溶液且用含0.1％聚山梨酸酯20
Figure BDA0003257716380000681
的PBS 将板洗涤八次。当板已干燥时，加入150μl/孔闪烁剂(MICROSCINT- 20TM；Packard)，且在TOPCOUNTTMγ计数仪(Packard)上对板计数十分钟。选择产生小于或等于最大结合的20％的各Fab浓度用于竞争性结合测定。
根据另一个实施方案，使用表面电浆子共振测定法，使用
Figure BDA0003257716380000682
-2000或
Figure BDA0003257716380000683
-3000(BIAcore,Inc.，Piscataway，NJ) 在25℃下用经过固定的抗原CM5芯片在约10个反应单位(RU)下测量Kd。简单来说，根据供应商的说明书以N-乙基-N'-(3-二甲基氨基丙基)-碳化二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化羧甲基葡聚糖生物传感器芯片(CM5，BIACORE,Inc.)。以10mM乙酸钠 pH 4.8将抗原稀释至5μg/ml(约0.2μM)，随后以5μl/min流速注入以达到大约10个反应单位(RU)的偶合蛋白。继注入抗原之后，注入1M乙醇胺以阻断未反应的基团。对于动力学测量，在25℃下以大约 25μl/min的流速将Fab的两倍连续稀释(0.78nM至500nM)注入含 0.05％聚山梨酸酯20(TWEEN-20TM)表面活性剂的PBS(PBST)中。使用简单一对一朗缪尔结合模型(
Figure BDA0003257716380000684
评估软件3.2版)，通过同时拟合缔合和离解传感图来计算缔合速率(kon)和离解速率(koff)。平衡离解常数(Kd)计算为比率koff/kon。参见例如Chen等,J.Mol.Biol. 293:865-881(1999)。如果以上表面电浆子共振测定法得到缔合速率超过106M-1 s-1，则可以通过使用荧光淬灭技术(激发＝295nm；发射＝340nm，16nm带通)来测定缔合速率，所述技术测量含20nM抗抗原抗体(Fab形式)的PBS pH7.2在25℃下在增加浓度的抗原存在下的荧光发射强度增减，如在诸如配备停流的分光光度计(Aviv仪器)或具有搅拌杯的8000系列SLM-AMINCOTM分光光度计(ThermoSpectronic)的光谱仪中所测量。
2.抗体片段
在某些实施方案中，本文中所提供的抗体是抗体片段。抗体片段包括但不限于Fab、Fab'、Fab'-SH、F(ab')2、Fv和scFv片段以及以下所描述的其他片段。关于某些抗体片段的综述，参见Hudson等,Nat. Med.9:129-134(2003)。关于scFv片段的综述，参见例如Pluckthün, The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,第113卷,Rosenburg和Moore编,(Springer-Verlag,New York),第269-315页(1994)；还参见 WO 93/16185；以及美国专利号5,571,894和5,587,458。关于包含救援受体结合表位残基且具有增加的体内半衰期的Fab和F(ab')2片段的讨论，参见美国专利号5,869,046。
双功能抗体是具有两个抗原结合位点的抗体片段，其可能是二价或双特异性的。参见例如EP 404,097；WO 1993/01161；Hudson等, Nat.Med.9:129-134(2003)；以及Hollinger等,Proc.Natl.Acad.Sci. USA 90:6444-6448(1993)。三功能抗体和四功能抗体也描述于Hudson 等,Nat.Med.9:129-134(2003)中。
单域抗体是包含抗体的所有或部分重链可变域或者所有或部分轻链可变域的抗体片段。在某些实施方案中，单域抗体是人单结构域抗体(Domantis,Inc.，Waltham，MA；参见例如美国专利号6,248,516 B1)。
抗体片段可以通过各种技术来产生，包括但不限于完整抗体的蛋白水解消化以及由重组宿主细胞(例如大肠杆菌或噬菌体)产生，如本文中所描述。
3.嵌合和人源化抗体
在某些实施方案中，本文中所提供的抗体是嵌合抗体。某些嵌合抗体描述于例如美国专利号4,816,567和Morrison等,Proc.Natl.Acad. Sci.USA,81:6851-6855(1984))中。在一个实例中，嵌合抗体包含非人可变区(例如，来源于小鼠、大鼠、仓鼠、兔或诸如猴之类的非人灵长类动物的可变区)和人恒定区。在另一个实例中，嵌合抗体是“类别转换”抗体，其中类别或亚类已经从亲本抗体的类别或亚类变化。嵌合抗体包括其抗原结合片段。
在某些实施方案中，本文中所提供的嵌合抗体是人源化抗体。典型地，非人抗体经过人源化以降低对人的免疫原性，而保留亲本非人抗体的特异性和亲和力。一般来说，人源化抗体包含一个或多个可变域，其中例如CDR的HVR(或其部分)来源于非人抗体且FR(或其部分)来源于人抗体序列。人源化抗体任选地还将包含人恒定区的至少一部分。在一些实施方案中，人源化抗体中的一些FR残基被来自非人抗体(例如，HVR残基来源抗体)的相应残基取代，例如，以修复或改善抗体特异性或亲和力。
人源化抗体和其制造方法综述于例如Almagro和Fransson,Front. Biosci.13:1619-1633(2008)中，且进一步描述于例如以下文献中：Riechmann等,Nature 332:323-329(1988)；Queen等,Proc.Nat’l Acad. Sci.USA 86:10029-10033(1989)；美国专利号5,821,337、7,527,791、 6,982,321和7,087,409；Kashmiri等,Methods 36:25-34(2005)(描述SDR(a-CDR)移植)；Padlan,Mol.Immunol.28:489-498(1991)(描述“表面重塑”)；Dall’Acqua等,Methods 36:43-60(2005)(描述“FR改组”)；和Osbourn等,Methods 36:61-68(2005)；以及Klimka等,Br.J.Cancer, 83:252-260(2000)(描述用于FR改组的“导向选择”方法)。
可用于人源化的人框架区包括但不限于：使用“最佳拟合”法选择的框架区(参见例如Sims等,J.Immunol.151:2296(1993))；来源于特定轻链或重链可变区亚组的人抗体的共有序列的框架区(参见例如 Carter等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:4285(1992)；以及Presta等,J. Immunol.,151:2623(1993))；人成熟(体细胞突变)框架区或人生殖系框架区(参见例如Almagro和Fransson,Front.Biosci.13:1619-1633 (2008))；以及来源于筛选FR文库的框架区(参见例如Baca等,J.Biol. Chem.272:10678-10684(1997)；和Rosok等,J.Biol.Chem.271:22611- 22618(1996))。
4.人抗体
在某些实施方案中，本文中所提供的抗体是人抗体。人抗体可以使用本领域中已知的各种技术来产生。人抗体总体上描述于以下文献中：van Dijk和van de Winkel,Curr.Opin.Pharmacol.5:368-74(2001)；以及Lonberg,Curr.Opin.Immunol.20:450-459(2008)。
人抗体可以通过向经过修饰以响应于抗原攻击而产生完整人抗体或具有人类可变区的完整抗体的转基因动物施用免疫原来制备。此类动物典型地含有所有或部分人免疫球蛋白基因座，所述基因座置换内源性免疫球蛋白基因座或存在于染色体外或随机整合至动物的染色体中。在此类转基因小鼠中，内源性免疫球蛋白基因座一般被钝化。关于从转基因动物获得人抗体的方法的综述，参见Lonberg,Nat. Biotech.23:1117-1125(2005)。还参见例如描述XENOMOUSETM技术的美国专利号6,075,181和6,150,584；描述
Figure BDA0003257716380000712
技术的美国专利号5,770,429；描述K-M
Figure BDA0003257716380000713
技术的美国专利号7,041,870；以及描述
Figure BDA0003257716380000711
技术的美国专利申请公布号US 2007/0061900。可以进一步修饰由此类动物产生的完整抗体的人类可变区，例如，通过与不同的人恒定区组合。
也可以通过基于杂交瘤的方法来产生人抗体。已经描述了用于产生人单克隆抗体的人骨髓瘤和小鼠-人异源骨髓瘤细胞株。(参见例如 Kozbor J.Immunol.,133:3001(1984)；Brodeur等,Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications,第51-63页(Marcel Dekker, Inc.,New York,1987)；以及Boerner等,J.Immunol.,147:86(1991)。) 经由人B细胞杂交瘤技术产生的人抗体还描述于Li等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,103:3557-3562(2006)中。其他方法包括例如以下文献中所描述的那些：美国专利号7,189,826(描述由杂交瘤细胞株产生单克隆人IgM抗体)和Ni,XiandaiMianyixue,26(4):265-268(2006)(描述人-人杂交瘤)。人杂交瘤技术(Trioma技术)还描述于以下文献中： Vollmers和Brandlein,Histology and Histopathology,20(3):927-937(2005)；以及Vollmers和Brandlein,Methods and Findings in Experimental andClinical Pharmacology,27(3):185-91(2005)。
也可以通过从来源于人的噬菌体呈现库分离出所选Fv克隆可变域序列来产生人抗体。然后可以将此类可变域序列与所期望的人类恒定域组合。以下描述用于从抗体库选择人抗体的技术。
5.来源于文库的抗体
本发明的抗体可以通过筛选组合库中具有所期望的活性的抗体加以分离。举例来说，本领域中已知用于产生噬菌体呈现库和筛选此类库中具有所期望的结合特征的抗体的各种方法。此类方法的综述见于例如Hoogenboom等,Methods in Molecular Biology 178:1-37(O'Brien 等编,Human Press,Totowa,NJ,2001)中，且进一步描述于例如以下文献中：McCafferty等,Nature 348:552-554；Clackson等,Nature 352: 624-628(1991)；Marks等,J.Mol.Biol.222:581-597(1992)；Marks和 Bradbury,Methods in Molecular Biology248:161-175(Lo编,Human Press,Totowa,NJ,2003)；Sidhu等,J.Mol.Biol.338(2):299-310(2004)； Lee等,J.Mol.Biol.340(5):1073-1093(2004)；Fellouse,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101(34):12467-12472(2004)；以及Lee等,J.Immunol.Methods 284(1-2):119-132(2004)。
在某些噬菌体呈现方法中，通过聚合酶链反应(PCR)独立地克隆 VH和VL基因谱系，且随机重组于噬菌体库中，然后可以如Winter 等,Ann.Rev.Immunol.,12:433-455(1994)中所描述来筛选抗原结合噬菌体。噬菌体典型地呈现呈单链Fv(scFv)片段形式或呈Fab片段形式的抗体片段。来自于已免疫来源的库提供针对免疫原的高亲和力抗体而无需构建杂交瘤。替代地，可以克隆(例如，从人)天然谱系以提供单一抗体来源至大范围非自体以及自体抗原而不进行任何免疫，如 Griffiths等,EMBO J,12:725-734(1993)所描述。最后，也可以通过克隆来自干细胞的非重排V基因区段且使用含有随机序列的PCR引物来编码高变CDR3区且在体外实现重排而合成产生天然库，如 Hoogenboom和Winter,J.Mol.Biol.,227:381-388(1992)所描述。描述人抗体噬菌体库的专利公布包括例如美国专利号5,750,373以及美国专利公布号2005/0079574、2005/0119455、2005/0266000、 2007/0117126、2007/0160598、2007/0237764、2007/0292936和 2009/0002360。
在本文中，从人抗体库分离的抗体或抗体片段被视为人抗体或人抗体片段。
6.多特异性抗体
在某些实施方案中，本文中所提供的抗体是多特异性抗体，例如双特异性抗体。多特异性抗体是对至少两个不同的位点具有结合特异性的单克隆抗体。在某些实施方案中，结合特异性中一个针对HER2 且另一个针对任何其他抗原。在某些实施方案中，结合特异性中一个针对HER2且另一个针对CD3。参见例如美国专利号5,821,337。在某些实施方案中，双特异性抗体可以结合HER2的两个不同的表位。双特异性抗体还可以用于将细胞毒性剂定位于表达HER2的细胞。双特异性抗体可以制备为全长抗体或抗体片段。
用于制造多特异性抗体的技术包括但不限于具有不同的特异性的两对免疫球蛋白重链-轻链的重组共表达(参见Milstein和Cuello, Nature 305:537(1983))；WO 93/08829；以及Traunecker等,EMBO J. 10:3655(1991))和“钮入孔”工程改造(参见例如美国专利号5,731,168)。如本文中所使用的术语“钮入孔”或“KnH”技术是指通过在相互作用界面上将突起(钮结构)引入一个多肽并且将凹穴(孔结构)引入另一个多肽从而在体外或体内指导两个多肽配对在一起的技术。举例来说，已将KnH引入抗体的Fc:Fc结合界面、CL:CH1界面或VH/VL界面上(参见例如US 2011/0287009；US2007/0178552；WO 96/027011；WO 98/050431；Zhu等,1997,Protein Science 6:781-788；和WO 2012/106587)。在一些实施方案中，KnH在制造多特异性抗体期间驱动两个不同的重链配对在一起。举例来说，Fc区中具有KnH的多特异性抗体可能还包含与各Fc区连接的单一可变域，或还包含与类似或不同的轻链可变域配对的不同重链可变域。KnH技术还可以用于使两个不同的受体细胞外域一起或使包含不同的靶识别序列的任何其他多肽序列(例如包括亲和体、肽体和其他Fc融合物)配对。
如本文中所使用的术语“钮突变”是指将突起(钮结构)引入多肽中的所述多肽与另一个多肽相互作用的界面上的突变。在一些实施方案中，所述另一个多肽具有孔突变。
如本文中所使用的术语“孔突变”是指将凹穴(孔结构)引入多肽中的所述多肽与另一个多肽相互作用的界面上的突变。在一些实施方案中，所述另一个多肽具有钮突变。
以下提供简要非限制性讨论。
“突起”是指至少一个氨基酸侧链从第一多肽的界面上突出，且因此可以位于相邻界面(即，第二个多肽的界面)上的互补凹穴中以便稳定异源二聚体，且从而相对于同源二聚体形成有利于稳定异源二聚体形成。突起可以存在于原始界面上，或可以通过合成引入(例如通过改变编码所述界面的核酸)。在一些实施方案中，编码第一多肽的界面的核酸经过改变以编码突起。为了实现这个目的，将编码第一多肽的界面中的至少一个“原始”氨基酸残基的核酸置换为编码至少一个侧链体积大于原始氨基酸残基的“输入”氨基酸残基的核酸。应了解，可能存在多于一个原始残基和相应的输入残基。各种氨基残基的侧链体积示于例如US2011/0287009的表1中。用于引入“突起”的突变可以称为“钮突变”。
在一些实施方案中，用于形成突起的输入残基选自精氨酸(R)、苯丙氨酸(F)、酪氨酸(Y)和色氨酸(W)的天然存在的氨基酸残基。在一些实施方案中，输入残基是色氨酸或酪氨酸。在一些实施方案中，用于形成突起的原始残基具有小侧链体积，诸如丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸或缬氨酸。
“凹穴”是指从第二多肽的界面凹陷且因此容纳第一多肽的相邻界面上的相应突起的至少一个氨基酸侧链。凹穴可以存在于原始界面上，或可以通过合成引入(例如通过改变编码所述界面的核酸)。在一些实施方案中，编码第二多肽的界面的核酸经过改变以编码凹穴。为了实现这个目的，将编码第二多肽的界面中的至少一个“原始”氨基酸残基的核酸置换为编码至少一个侧链体积小于原始氨基酸残基的“输入”氨基酸残基的DNA。应了解，可能存在多于一个原始残基和相应的输入残基。在一些实施方案中，用于形成凹穴的输入残基是选自丙氨酸(A)、丝氨酸(S)、苏氨酸(T)和缬氨酸(V)的天然存在的氨基酸残基。在一些实施方案中，输入残基是丝氨酸、丙氨酸或苏氨酸。在一些实施方案中，用于形成凹穴的原始残基具有大侧链体积，诸如酪氨酸、精氨酸、苯丙氨酸或色氨酸。用于引入“凹穴”的突变可以称为“孔突变”。
突起“可位于”凹穴中，这意味着突起和凹穴分别在第一多肽和第二多肽的界面上的空间定位，且突起和凹穴的大小使得突起可以位于凹穴中而不显著干扰第一多肽与第二多肽在界面上的正常缔合。因为诸如Tyr、Phe和Trp之类的突起典型地并不垂直于界面的轴而延伸且具有优选的构形，所以在一些情况下，突起与相应凹穴的对准可能依赖于基于三维结构(诸如通过X射线结晶学或核磁共振(NMR)所获得的那个)对突起/凹穴配对进行模型化。这可以使用本领域中被广泛接受的技术来实现。
在一些实施方案中，IgG1恒定区中的钮突变是T366W(EU编号)。在一些实施方案中，IgG1恒定区中的孔突变包含一个或多个选自 T366S、L368A和Y407V的突变(EU编号)。在一些实施方案中，IgG1 恒定区中的孔突变包含T366S、L368A和Y407V(EU编号)。
在一些实施方案中，IgG4恒定区中的钮突变是T366W(EU编号)。在一些实施方案中，IgG4恒定区中的孔突变包含一个或多个选自 T366S、L368A和Y407V的突变(EU编号)。在一些实施方案中，IgG4 恒定区中的孔突变包含T366S、L368A和Y407V(EU编号)。
多特异性抗体还可以通过以下方式来制造：对静电牵引效应进行工程改造以制造抗体Fc异源二聚分子(WO 2009/089004A1)；使两个或更多个抗体或片段交联(参见例如美国专利号4,676,980以及 Brennan等,Science,229:81(1985))；使用亮氨酸拉链以产生双特异性抗体(参见例如Kostelny等,J.Immunol.,148(5):1547-1553(1992))；使用“双功能抗体”技术来制造双特异性抗体片段(参见例如Hollinger 等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444-6448(1993))；以及使用单链Fv (sFv)二聚体(参见例如Gruber等,J.Immunol.,152:5368(1994))；以及制备三特异性抗体，例如，如Tutt等,J.Immunol.147:60(1991)中所描述。
本文中还包括具有三个或更多个功能抗原结合位点的工程改造抗体，包括“章鱼抗体”(参见例如US 2006/0025576A1)。
本文中的抗体或片段还包括“双作用Fab”或“DAF”，其包含结合HER2以及另一种不同的抗原的抗原结合位点(参见例如US 2008/0069820)。
7.抗体变体
在某些实施方案中，涵盖本文中所提供的抗体的氨基酸序列变体。举例来说，可能需要改善抗体的结合亲和力和/或其他生物性质。抗体的氨基酸序列变体可以通过向编码所述抗体的核苷酸序列中引入适当的修饰或通过肽合成来制备。此类修饰包括例如抗体氨基酸序列内的残基缺失和/或插入和/或取代。可以对缺失、插入和取代进行任何组合以获得最终构建体，条件是最终构建体具有所期望的特征，例如抗原结合。
a)取代、插入和缺失变体
在某些实施方案中，提供具有一个或多个氨基酸取代的抗体变体。用于取代诱变的相关位点包括HVR和FR。保守取代示于表1中标题“优选取代”下。更多实质性变化提供于表1中标题“示例性取代”下，且如以下关于氨基酸侧链类别进一步描述。可以将氨基酸取代引入相关抗体中且筛选具有所期望的活性(例如，保持/提高的抗原结合、降低的免疫原性或提高的ADCC或CDC)的产物。
表1
Figure BDA0003257716380000771
Figure BDA0003257716380000781
氨基酸可以根据共同侧链性质进行分组：
(1)疏水性：正亮氨酸、Met、Ala、Val、Leu、Ile；
(2)中性亲水性：Cys、Ser、Thr、Asn、Gln；
(3)酸性：Asp、Glu；
(4)碱性：His、Lys、Arg；
(5)影响链取向的残基：Gly、Pro；
(6)芳香族：Trp、Tyr、Phe。
非保守取代将需要将这些类别之一的成员交换成另一个类别。
一种类型的取代变体涉及取代亲本抗体(例如人源化或人抗体)的一个或多个高变区残基。一般来说，选择用于进一步研究的所得一种或多种变体相对于亲本抗体将在某些生物学性质方面有所改变(例如改善)(例如增加的亲和力、降低的免疫原性)和/或将基本上保留亲本抗体的某些生物学性质。示例性取代变体是亲和力成熟抗体，其可以例如使用基于噬菌体呈现的亲和力成熟技术(诸如本文中所描述的那些)方便地产生。简单来说，使一个或多个HVR残基突变并且使变异抗体呈现在噬菌体上并筛选特定生物学活性(例如结合亲和力)。
可以在HVR中进行改变(例如取代)，例如以提高抗体亲和力。此类改变可以在HVR“热点”(即，由在体细胞成熟过程期间以高频率进行突变的密码子编码的残基)(参见例如Chowdhury,Methods Mol. Biol.207:179-196(2008))和/或SDR(a-CDR)中进行，测试所得变异VH 或VL的结合亲和力。通过构建二级文库并且从其中再选择来实现亲和力成熟已描述于例如Hoogenboom等,Methods in Molecular Biology 178:1-37(O'Brien等编,HumanPress,Totowa,NJ,(2001))中。在亲和力成熟的一些实施方案中，通过多种方法(例如易错PCR、链改组或寡核苷酸定向诱变)中的任一种将多样性引入选择用于成熟的可变基因中。然后创建二级文库。然后筛选所述文库以鉴别具有所期望的亲和力的任何抗体变体。引入多样性的另一种方法涉及HVR定向方法，其中使若干个HVR残基(例如一次4-6个残基)随机化。可以例如使用丙氨酸扫描诱变或模型化来特异性地鉴别参与抗原结合的HVR残基。具体来说，通常靶向CDR-H3和CDR-L3。
在某些实施方案中，取代、插入或缺失可以发生在一个或多个 HVR内，只要此类改变基本上不降低抗体结合抗原的能力即可。举例来说，可以在HVR中进行基本上不降低结合亲和力的保守改变(例如，如本文中提供的保守取代)。此类改变可以在HVR“热点”或SDR 以外。在以上所提供的变异VH和VL序列的某些实施方案中，各 HVR未改变或含有不多于一个、两个或三个氨基酸取代。
可用于鉴别抗体中可以作为诱变靶标的残基或区域的一种方法称为“丙氨酸扫描诱变”，如Cunningham和Wells(1989)Science, 244:1081-1085中所描述。在这种方法中，鉴别一个残基或一组靶残基(例如，带电残基，诸如arg、asp、his、lys和glu)且置换为中性或带负电氨基酸(例如丙氨酸或聚丙氨酸)以确定抗体与抗原的相互作用是否受影响。可以在对初始取代显示功能敏感性的氨基酸位置上引入进一步取代。替代地，或另外，使用抗原-抗体复合物的晶体结构来鉴别抗体与抗原之间的接触点。此类接触残基和相邻残基可以作为取代候选物而受到靶向或消除。可以筛选变体以确定其是否含有所期望的性质。
氨基酸序列插入包括长度在一个残基至含有一百个以上残基的多肽范围内的氨基末端和/或羧基末端融合物，以及具有单个或多个氨基酸残基的序列内插入物。末端插入物的实例包括具有N末端甲硫氨酰基残基的抗体。抗体分子的其他插入变体包括抗体的N末端或C末端与可增加所述抗体的血清半衰期的酶(例如用于ADEPT)或多肽的融合物。
b)糖基化变体
在某些实施方案中，改变本文中所提供的抗体以增加或降低抗体糖基化的程度。对抗体进行糖基化位点添加或缺失可以通过改变氨基酸序列，从而创建或去除一个或多个糖基化位点而方便地实现。
在抗体包含Fc区的情况下，可以改变与其连接的碳水化合物。由哺乳动物细胞产生的天然抗体典型地包含一般由N-键联连接至Fc 区CH2结构域的Asn297的分支双触角寡糖。参见例如Wright等, TIBTECH 15:26-32(1997)。寡糖可以包括各种碳水化合物，例如甘露糖、N-乙酰基葡糖胺(GlcNAc)、半乳糖和唾液酸，以及连接至双触角寡糖结构“主干”中的GlcNAc的海藻糖。在一些实施方案中，可以对抗体中的寡糖进行修饰以产生具有某些改善性质的抗体变体。
在一个实施方案中，提供具有缺乏(直接或间接)连接至Fc区的海藻糖的碳水化合物结构的抗体变体。举例来说，此类抗体中的海藻糖的量可以是1％至80％、1％至65％、5％至65％或20％至40％。海藻糖的量是通过计算Asn297处糖链内的海藻糖平均量相对于与Asn297连接的所有糖结构(例如复合、杂合和高甘露糖结构)的总和来确定，如通过MALDI-TOF质谱法所测量，举例来说，如WO 2008/077546中所描述。Asn297是指位于Fc区中约297位(Fc区残基的Eu编号)上的天冬酰胺残基；然而，Asn297还可能由于抗体中的微小序列变异而位于297位上游或下游约±3个氨基酸处，即，在294 位与300位之间。此类海藻糖基化变体可以具有改善的ADCC功能。参见例如美国专利公布号US 2003/0157108(Presta,L.)；US2004/0093621(Kyowa Hakko Kogyo Co.,Ltd)。与“去海藻糖基化”或“海藻糖缺乏”抗体变体相关的公布的实例包括：US 2003/0157108；WO 2000/61739；WO 2001/29246；US 2003/0115614；US 2002/0164328； US 2004/0093621；US 2004/0132140；US 2004/0110704；US2004/0110282；US 2004/0109865；WO 2003/085119；WO 2003/084570； WO 2005/035586；WO2005/035778；WO2005/053742；WO2002/031140； Okazaki等,J.Mol.Biol.336:1239-1249(2004)；Yamane-Ohnuki等, Biotech.Bioeng.87:614(2004)。能够产生去海藻糖基化抗体的细胞株的实例包括缺乏蛋白质海藻糖基化的Lec13CHO细胞(Ripka等,Arch.Biochem.Biophys.249:533-545(1986)；美国专利申请号US 2003/0157108 A1,Presta,L；和WO 2004/056312 A1,Adams等,尤其是实施例11)和基因剔除细胞株，诸如α-1,6-海藻糖基转移酶基因 FUT8剔除CHO细胞(参见例如Yamane-Ohnuki等,Biotech.Bioeng. 87:614(2004)；Kanda,Y.等,Biotechnol.Bioeng.,94(4):680-688(2006)；以及WO2003/085107)。
进一步提供具有二等分寡糖的抗体变体，例如，其中连接至抗体 Fc区的双触角寡糖被GlcNAc二等分。此类抗体变体可以具有降低的海藻糖基化和/或改善的ADCC功能。此类抗体变体的实例描述于例如WO 2003/011878(Jean-Mairet等)；美国专利号6,602,684(Umana 等)；以及US 2005/0123546(Umana等)中。还提供了在连接至Fc区的寡糖中具有至少一个半乳糖残基的抗体变体。此类抗体变体可以具有改善的CDC功能。此类抗体变体描述于例如WO 1997/30087(Patel 等)；WO 1998/58964(Raju,S.)；以及WO 1999/22764(Raju,S.)中。
c)Fc区变体
在某些实施方案中，可以将一个或多个氨基酸修饰引入本文中所提供的抗体的Fc区中，从而产生Fc区变体。Fc区变体可以包含在一个或多个氨基酸位置上包含氨基酸修饰(例如取代)的人Fc区序列 (例如人IgG1、IgG2、IgG3或IgG4Fc区)。
在某些实施方案中，本发明涵盖具有一些而非所有效应功能的抗体变体，由此使其成为抗体的体内半衰期较为重要但某些效应功能 (诸如补体和ADCC)不必要或不利的应用的理想候选物。可以进行体外和/或体内细胞毒性测定以证实CDC和/或ADCC活性的降低/缺失。举例来说，可以进行Fc受体(FcR)结合测定以确保抗体缺乏FcγR结合(因此可能缺乏ADCC活性)，但保留FcRn结合能力。用于介导 ADCC的原代细胞NK细胞仅表达Fc(RIII，而单核细胞表达Fc(RI、 Fc(RII和Fc(RIII。造血细胞上的FcR表达概括在Ravetch和Kinet,Annu.Rev.Immunol.9:457-492(1991)第464页表3中。评估相关分子的ADCC活性的体外测定法的非限制性实例描述于美国专利号 5,500,362(参见例如Hellstrom,I.等,Proc.Nat’lAcad.Sci.USA 83:7059- 7063(1986))和Hellstrom,I等,Proc.Nat’l Acad.Sci.USA 82:1499-1502 (1985))；5,821,337(参见Bruggemann,M.等,J.Exp.Med.166:1351-1361(1987))中。替代地，可以采用非放射性测定法(参见例如用于流式细胞术的ACTITM非放射性细胞毒性测定法(CellTechnology,Inc.Mountain View,CA；和CytoTox
Figure BDA0003257716380000821
非放射性细胞毒性测定法(Promega,Madison, WI)。可用于此类测定法的效应细胞包括外周血单核细胞(PBMC)和自然杀手(NK)细胞。替代地，或另外，可以例如在诸如Clynes等,Proc. Nat’lAcad.Sci.USA 95:652-656(1998)中所公开的动物模型中评估相关分子的ADCC活性。还可以进行C1q结合测定以证实抗体不能结合C1q且因此缺乏CDC活性。参见例如WO 2006/029879和WO 2005/100402中的C1q和C3c结合ELISA。为了评估补体活化，可以进行CDC测定(参见例如Gazzano-Santoro等,J.Immunol.Methods 202:163(1996)；Cragg,M.S.等,Blood101:1045-1052(2003)；以及Cragg, M.S.和M.J.Glennie,Blood 103:2738-2743(2004))。还可以使用本领域中已知的方法来进行FcRn结合和体内清除率/半衰期测定(参见例如Petkova,S.B.等,Int’l.Immunol.18(12):1759-1769(2006))。
在一些实施方案中，可以将一个或多个氨基酸修饰引入本文中所提供的抗体的Fc部分中以增加与新生儿Fc受体的IgG结合。在某些实施方案中，根据EU编号，所述抗体包含以下三个突变：M252Y、 S254T和T256E(“YTE突变”)(美国专利号8,697,650；还参见 Dall'Acqua等,Journal of Biological Chemistry 281(33):23514-23524 (2006))。在某些实施方案中，YTE突变不影响抗体结合其同源抗原的能力。在某些实施方案中，与天然(即，非YTE突变)抗体相比，YTE 突变增加抗体的血清半衰期。在一些实施方案中，与天然(即，非YTE 突变)抗体相比，YTE突变使抗体的血清半衰期增加3倍。在一些实施方案中，与天然(即，非YTE突变)抗体相比，YTE突变使抗体的血清半衰期增加2倍。在一些实施方案中，与天然(即，非YTE突变)抗体相比，YTE突变使抗体的血清半衰期增加4倍。在一些实施方案中，与天然(即，非YTE突变)抗体相比，YTE突变使抗体的血清半衰期增加至少5倍。在一些实施方案中，与天然(即，非YTE突变)抗体相比，YTE突变使抗体的血清半衰期增加至少10倍。参见例如美国专利号8,697,650；还参见Dall'Acqua等,Journal of Biological Chemistry281(33):23514-23524(2006)。
在某些实施方案中，YTE突变体提供调节抗体的抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)活性的手段。在某些实施方案中，YTEO突变体提供调节人源化IgG抗体针对人抗原的ADCC活性的手段。参见例如美国专利号8,697,650；还参见Dall'Acqua等,Journal ofBiological Chemistry 281(33):23514-23524(2006)。
在某些实施方案中，YTE突变体允许同时调节血清半衰期、组织分布和抗体活性(例如，IgG抗体的ADCC活性)。参见例如美国专利号8,697,650；还参见Dall'Acqua等,Journal of Biological Chemistry 281(33):23514-23524(2006)。
效应功能有所降低的抗体包括Fc区残基238、265、269、270、 297、327和329中的一个或多个被取代的抗体(美国专利号6,737,056)。此类Fc突变体包括在氨基酸位置265、269、270、297和327中的两个或更多个上具有取代的Fc突变体，包括残基265和297取代成丙氨酸的所谓“DANA”Fc突变体(美国专利号7,332,581)。
在某些实施方案中，用甘氨酸或精氨酸或足够大从而足以破坏在 Fc的P329与FcgRIII的色氨酸残基W87和W110之间所形成的 Fc/Fcγ受体界面内的脯氨酸夹心的氨基酸残基来取代野生型人Fc区的位置329(EU编号)上的脯氨酸(P329)(Sondermann等,Nature406, 267-273(2000年7月20日))。在另一个实施方案中，Fc变体中的至少一个进一步氨基酸取代是S228P、E233P、L234A、L235A、L235E、 N297A、N297D或P331S，并且在另一个实施方案中，所述至少一个进一步氨基酸取代是人IgG1Fc区的L234A和L235A或人IgG4Fc 区的S228P和L235E，都根据EU编号(美国专利号8,969,526，其以全文引用的方式并入)。
在某些实施方案中，多肽包含野生型人IgG Fc区的Fc变体，其中所述多肽中人IgGFc区的P329被甘氨酸取代且其中所述Fc变体在人IgG1Fc区的L234A和L235A或人IgG4Fc区的S228P和L235E 上包含至少两个进一步氨基酸取代，且其中所述残基是根据EU编号进行编号(美国专利号8,969,526，其以全文引用的方式并入)。在某些实施方案中，包含P329G、L234A和L235A(EU编号)取代的多肽对人FcγRIIIA和FcγRIIA表现出降低的亲和力，用于将ADCC下调至包含野生型人IgG Fc区的多肽诱导的ADCC的至少20％，和/或用于下调ADCP(美国专利号8,969,526，其以全文引用的方式并入)。
在一个具体实施方案中，包含野生型人Fc多肽的Fc变体的多肽包含三重突变：位置Pro329上的氨基酸取代、L234A和L235A突变 (P329/LALA)，根据EU编号(美国专利号8,969,526，其以全文引用的方式并入)。在具体实施方案中，所述多肽包含以下氨基酸取代：P329G、 L234A和L235A，根据EU编号。
已经描述了与FcR的结合有所改善或受到削弱的某些抗体变体。 (参见例如美国专利号6,737,056；WO 2004/056312；以及Shields等, J.Biol.Chem.9(2):6591-6604(2001)。)
在某些实施方案中，抗体变体包含具有一个或多个可以改善 ADCC的氨基酸取代(例如在Fc区的位置298、333和/或334(残基的 EU编号)上的取代)的Fc区。
在一些实施方案中，在Fc区中进行引起C1q结合和/或补体依赖性细胞毒性(CDC)改变(即，有所改善或受到削弱)的改变，例如，如美国专利号6,194,551、WO 99/51642和Idusogie等,J.Immunol.164: 4178-4184(2000)中所描述。
半衰期有所增加且与负责将母体IgG转移至胎儿的新生儿Fc受体(FcRn)(Guyer等,J.Immunol.117:587(1976)和Kim等,J.Immunol. 24:249(1994))的结合有所改善的抗体描述于US2005/0014934A1 (Hinton等)中。那些抗体包含其中具有一个或多个可以改善Fc区与 FcRn结合的取代的Fc区。此类Fc变体包括在以下一个或多个Fc区残基处具有取代的变体：238、256、265、272、286、303、305、307、 311、312、317、340、356、360、362、376、378、380、382、413、 424或434，例如对Fc区残基434的取代(美国专利号7,371,826)。
关于Fc区变体的其他实例，还参见Duncan和Winter,Nature 322:738-40(1988)；美国专利号5,648,260；美国专利号5,624,821；和 WO 94/29351。
d)半胱氨酸工程改造的抗体变体
在某些实施方案中，可能需要产生半胱氨酸工程改造的抗体，例如“THIOMABTM”，其中抗体的一个或多个残基被半胱氨酸残基取代。在具体实施方案中，经过取代的残基存在于抗体中可用于缀合的位点处。通过用半胱氨酸取代那些残基，反应性硫醇基借此位于所述抗体的可及位点处且可用于使抗体与其他部分(如药物部分或接头-药物部分)缀合以产生免疫缀合物，如本文中进一步描述。在某些实施方案中，任何一个或多个以下残基都可以被半胱氨酸取代：轻链的K149 (Kabat编号)；轻链的V205(Kabat编号)；重链的A118(EU编号)；重链的A140(EU编号)；重链的L174(EU编号)；重链的Y373(EU 编号)；和重链Fc区的S400(EU编号)。在具体实施方案中，本文中所描述的抗体包含HC-A140C(EU编号)半胱氨酸取代。在具体实施方案中，本文中所描述的抗体包含LC-K149C(Kabat编号)半胱氨酸取代。在具体实施方案中，本文中所描述的抗体包含HC-A118C(EU 编号)半胱氨酸取代。可以如例如美国专利号7,521,541中所描述来产生半胱氨酸工程改造的抗体。
在某些实施方案中，所述抗体包含以下重链半胱氨酸取代之一：
链(HC/LC) 残基 EU突变位点编号 Kabat突变位点编号
HC T 114 110
HC A 140 136
HC L 174 170
HC L 179 175
HC T 187 183
HC T 209 205
HC V 262 258
HC G 371 367
HC Y 373 369
HC E 382 378
HC S 424 420
HC N 434 430
HC Q 438 434
在某些实施方案中，所述抗体包含以下轻链半胱氨酸取代之一：
链(HC/LC) 残基 EU突变位点编号 Kabat突变位点编号
LC I 106 106
LC R 108 108
LC R 142 142
LC K 149 149
LC V 205 205
非限制性示例性hu7C2.v2.2.LA轻链(LC)K149C THIOMABTM分别具有SEQ ID NO:19和23的重链和轻链氨基酸序列。非限制性示例性hu7C2.v2.2.LA重链(HC)A118C THIOMABTM分别具有SEQ ID NO:24和18的重链和轻链氨基酸序列。
示例性S400C半胱氨酸工程改造的重链恒定区示于SEQ ID NO:28中。S400C半胱氨酸工程改造的重链恒定区可以与SEQ ID NO:11中所示的hu7C2.v2.2.LA重链可变区的C末端融合。所得 hu7C2.v2.2.LA HC S400C重链可以与hu7C2.v2.2.LAκ轻链配对，诸如SEQ IDNO:18中所示的轻链。
示例性V205C半胱氨酸工程改造的轻链恒定区示于SEQ ID NO:25中。V205C半胱氨酸工程改造的轻链恒定区可以与SEQ ID NO:10中所示的hu7C2.v2.2.LA轻链可变区的C末端融合。所得 hu7C2.v2.2.LA LC V205C轻链可以与hu7C2.v2.2.LA IgG重链配对，诸如SEQID NO:19中所示的重链。
e)抗体衍生物
在某些实施方案中，本文中所提供的抗体可以经过进一步修饰以含有本领域中已知且容易获得的其他非蛋白质部分。适于对抗体进行衍生化的部分包括但不限于水溶性聚合物。水溶性聚合物的非限制性实例包括但不限于聚乙二醇(PEG)、乙二醇/丙二醇共聚物、羧甲基纤维素、葡聚糖、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚-1,3-二氧杂环戊烷、聚-1,3,6-三噁烷、乙烯/马来酸酐共聚物、聚氨基酸(均聚物或无规共聚物)和葡聚糖或聚(n-乙烯基吡咯烷酮)聚乙二醇、丙二醇均聚物、聚环氧丙烷/环氧乙烷共聚物、聚氧乙基化多元醇(例如甘油)、聚乙烯醇和其混合物。聚乙二醇丙醛可能由于其在水中的稳定性而具有制造优势。所述聚合物可以具有任何分子量，并且可以是分支或未分支的。连接至抗体的聚合物数目可以变化，并且如果连接多于一个聚合物，则其可以是相同或不同的分子。一般来说，用于衍生化的聚合物数目和/或类型可以基于多种考虑因素来确定，包括但不限于欲改善的特定抗体性质或功能、抗体衍生物是否将在限定条件下用于疗法中等。
在另一个实施方案中，提供抗体与可以通过曝露于辐射而被选择性地加热的非蛋白质部分的缀合物。在一个实施方案中，非蛋白质部分是碳纳米管(Kam等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 102:11600-11605 (2005))。辐射可以具有任何波长，且包括但不限于不会伤害普通细胞但会将非蛋白质部分加热至能杀死与抗体-非蛋白质部分邻近的细胞的温度的波长。
B.重组方法和组合物
可以使用例如美国专利号4,816,567中所描述的重组方法和组合物来产生抗体。在一个实施方案中，提供编码本文中所描述的抗HER2 抗体的分离的核酸。此类核酸可以编码包含抗体VL的氨基酸序列和 /或包含抗体VH的氨基酸序列(例如抗体的轻链和/或重链)。在另一个实施方案中，提供了一种或多种包含此类核酸的载体(例如表达载体)。在另一个实施方案中，提供了一种包含此类核酸的宿主细胞。在一个此类实施方案中，宿主细胞包含(例如经过转化而具有)：(1)包含编码包含抗体VL的氨基酸序列和包含抗体VH的氨基酸序列的核酸的载体，或(2)包含编码包含抗体VL的氨基酸序列的核酸的第一载体和包含编码包含抗体VH的氨基酸序列的核酸的第二载体。在一个实施方案中，宿主细胞是真核的，例如中国仓鼠卵巢(CHO)细胞或类淋巴细胞(例如Y0、NS0、Sp20细胞)。在一个实施方案中，提供了一种制备抗HER2抗体的方法，其中所述方法包括在适于表达所述抗体的条件下培养如以上所提供的包含编码所述抗体的核酸的宿主细胞，以及任选地从宿主细胞(或宿主细胞培养基)回收抗体。
为了重组产生抗HER2抗体，分离编码例如以上所描述的抗体的核酸并且将其插入一种或多种载体中以便在宿主细胞中进一步克隆和/或表达。此类核酸可以使用常规程序(例如通过使用能够特异性结合编码抗体重链和轻链的基因的寡核苷酸探针)容易地分离和测序。
适于克隆或表达抗体编码载体的宿主细胞包括本文中所描述的原核或真核细胞。举例来说，可以在细菌中产生抗体，特别是当不需要糖基化和Fc效应功能时。关于在细菌中表达抗体片段和多肽，参见例如美国专利号5,648,237、5,789,199和5,840,523。(还参见Charlton, Methods in Molecular Biology,第248卷(B.K.C.Lo编,Humana Press,Totowa,NJ,2003),第245-254页，描述在大肠杆菌中表达抗体片段。) 在表达之后，抗体可以从细菌细胞浆分离于可溶性部分中而且可以进一步纯化。
除原核生物以外，诸如丝状真菌或酵母之类的真核微生物也是抗体编码性载体的合适克隆或表达宿主，包括糖基化路径已被“人源化”，从而产生具有部分或完全人类糖基化模式的抗体的真菌和酵母菌株。参见Gerngross,Nat.Biotech.22:1409-1414(2004)；和Li等,Nat.Biotech. 24:210-215(2006)。
适于表达糖基化抗体的宿主细胞还来源于多细胞生物体(无脊椎动物和脊椎动物)。无脊椎动物细胞的实例包括植物细胞和昆虫细胞。已经鉴别了众多可以联合昆虫细胞一起使用的杆状病毒菌株，特别是用于转染草地贪夜蛾细胞。
植物细胞培养物也可以用作宿主。参见例如美国专利号5,959,177、 6,040,498、6,420,548、7,125,978和6,417,429(描述用于在转基因植物中产生抗体的PLANTIBODIESTM技术)。
脊椎动物细胞也可以用作宿主。举例来说，适应在悬浮液中生长的哺乳动物细胞株可以是可用的。可用哺乳动物宿主细胞株的其他实例是由SV40转化的猴肾CV1细胞株(COS-7)；人胚肾细胞株(如例如 Graham等,J.Gen Virol.36:59(1977)中所描述的293或293细胞)；幼仓鼠肾细胞(BHK)；小鼠塞尔托利细胞(如例如Mather,Biol.Reprod. 23:243-251(1980)中所描述的TM4细胞)；猴肾细胞(CV1)；非洲绿猴肾细胞(VERO-76)；人类宫颈癌细胞(HELA)；犬肾细胞(MDCK)；布法罗大鼠肝细胞(BRL 3A)；人肺细胞(W138)；人肝细胞(Hep G2)；小鼠乳腺肿瘤(MMT 060562)；TRI细胞，如例如Mather等,Annals N.Y.Acad.Sci.383:44-68(1982)中所描述；MRC 5细胞；以及FS4细胞。其他可用哺乳动物宿主细胞株包括中国仓鼠卵巢(CHO)细胞，包括 DHFR-CHO细胞(Urlaub等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 77:4216(1980))；以及骨髓瘤细胞株，诸如Y0、NS0和Sp2/0。关于适于抗体产生的某些哺乳动物宿主细胞株的综述，参见例如Yazaki和Wu,Methods inMolecular Biology,第248卷(B.K.C.Lo编,Humana Press,Totowa,NJ), 第255-268页(2003)。
C.测定法
可以通过本领域中已知的各种测定法来鉴别、筛选或表征本文中所提供的抗HER2抗体的物理/化学性质和/或生物活性。
在一个方面，例如通过已知方法，诸如ELISA、
Figure BDA0003257716380000901
FACS 或免疫印迹法来测试本发明抗体的抗原结合活性。
在另一个方面，可以使用竞争测定法来鉴别与本文中所描述的任何抗体竞争结合HER2的抗体。在某些实施方案中，此类竞争性抗体结合与本文中所描述的抗体所结合的表位相同的表位(例如线性或构形表位)。用于对抗体所结合的表位进行图谱分析的详细示例性方法提供于Morris(1996)“Epitope Mapping Protocols”,Methods in MolecularBiology第66卷(Humana Press,Totowa,NJ)中。
在一种示例性竞争测定法中，在包含能结合HER2的第一已标记抗体(例如本文中所描述的任何抗体)和欲测试与所述第一抗体竞争结合HER2的能力的第二未标记抗体的溶液中孵育已固定的HER2。所述第二抗体可以存在于杂交瘤上清液中。作为对照，在包含所述第一已标记抗体而无所述第二未标记抗体的溶液中孵育已固定的HER2。在允许所述第一抗体与HER2结合的条件下孵育之后，去除过量未结合的抗体，并且测量与已固定的HER2缔合的标记的量。如果测试样品中与已固定的HER2缔合的标记的量相对于对照样品基本上有所减少，则表明所述第二抗体与所述第一抗体竞争结合HER2。参见Harlow和Lane(1988)Antibodies:A Laboratory Manual第14章(Cold Spring Harbor Laboratory,ColdSpring Harbor,NY)。
D.免疫缀合物
本发明还提供了免疫缀合物，其包含本文中所提供的抗HER2抗体与一种或多种细胞毒性剂的缀合物，诸如化学治疗剂或药物、生长抑制剂、毒素(例如蛋白质毒素；细菌、真菌、植物或动物来源的酶活性毒素；或其片段)或放射性同位素(即，放射性缀合物)。
免疫缀合物允许药物部分靶向递送至肿瘤，且在一些实施方案中，允许在肿瘤中发生细胞内积聚，其中全身施用未缀合的药物可能造成对正常细胞不可接受的毒性水平(Polakis P.(2005)Current Opinion in Pharmacology 5:382-387)。
抗体-药物缀合物(ADC)是通过使有效细胞毒性药物靶向表达抗原的肿瘤细胞(Teicher,B.A.(2009)Current Cancer Drug Targets 9:982- 10044)，从而通过使效力最大化且使脱靶毒性最小化来增强治疗指数 (Carter,P.J.和Senter P.D.(2008)TheCancer Jour.14(3):154-169；Chari, R.V.(2008)Acc.Chem.Res.41:98-107)而组合抗体与细胞毒性药物两者的性质的被靶向化学治疗分子。
本发明的ADC化合物包括具有抗癌活性的化合物。在一些实施方案中，ADC化合物包括与药物部分缀合(即共价连接)的抗体。在一些实施方案中，抗体经由接头共价连接至药物部分。本发明的抗体-药物缀合物(ADC)将有效剂量的药物选择性地递送至肿瘤组织，从而可以实现较高选择性(即，较低有效剂量)，同时增加治疗指数(“治疗窗”)。
抗体-药物缀合物(ADC)的药物部分(D)可以包括具有细胞毒性或细胞抑制作用的任何化合物、部分或基团。药物部分可以通过多种机制赋予其细胞毒性和细胞抑制效应，包括但不限于微管蛋白结合、 DNA结合或插入和对RNA聚合酶、蛋白质合成和/或拓扑异构酶的抑制。示例性药物部分包括但不限于类美登素、多拉司他汀、奥里斯他汀、卡奇霉素、吡咯并苯二氮呯(PBD)、奈莫柔比星和其衍生物、 PNU-159682、蒽环类、倍癌霉素、长春花生物碱、紫杉烷、单端孢霉素、CC1065、喜树碱、依利奈法德和其具有细胞毒性活性的立体异构体、同电子排列体、类似物和衍生物。示例性药物部分包括但不限于吡咯并苯并二氮呯(PBD)和其具有细胞毒性活性的衍生物。以下进一步详细讨论此类免疫缀合物的非限制性实例。
1.示例性抗体-药物缀合物
抗体-药物缀合物(ADC)化合物的示例性实施方案包含靶向肿瘤细胞的抗体(Ab)、药物部分(D)和将Ab连接至D的接头部分(L)。在一些实施方案中，抗体经由一个或多个氨基酸残基(诸如赖氨酸和/或半胱氨酸)连接至接头部分(L)。
示例性ADC具有式I：
Ab-(L-D)p I
其中p是1至约20。在一些实施方案中，可以与抗体缀合的药物部分数目受游离半胱氨酸残基数目限制。在一些实施方案中，通过本文中所描述的方法将游离半胱氨酸残基引入抗体氨基酸序列中。具有式I的示例性ADC包括但不限于具有1、2、3或4个工程改造半胱氨酸氨基酸的抗体(Lyon,R.等(2012)Methods in Enzym.502:123- 138)。在一些实施方案中，一个或多个游离半胱氨酸残基在不使用工程改造的情况下便已经存在于抗体中，在所述情况下所述已存在游离半胱氨酸残基可以用于使所述抗体与药物缀合。在一些实施方案中，将抗体暴露于还原条件，随后缀合所述抗体以便产生一个或多个游离半胱氨酸残基。
a)示例性接头
“接头”(L)是可以用来将一个或多个药物部分(D)连接至抗体(Ab)以形成式I的抗体-药物缀合物(ADC)的双官能或多官能部分。在一些实施方案中，可以使用具有用于共价连接至药物和抗体的反应性官能度的接头来制备抗体-药物缀合物(ADC)。举例来说，在一些实施方案中，抗体(Ab)的半胱氨酸硫醇可以与接头或药物-接头中间物的反应性官能基形成键以产生ADC。
在一个方面，接头具有能够与抗体上所存在的游离半胱氨酸反应以形成共价键的官能度。非限制性示例性此类反应性官能度包括马来酰亚胺、卤代乙酰胺、α-卤代乙酰基、诸如琥珀酰亚胺酯、4-硝基苯基酯、五氟苯基酯、四氟苯基酯之类的活化酯、酸酐、酰基氯、磺酰基氯、异氰酸酯和异硫代氰酸酯。参见例如Klussman等(2004), BioconjugateChemistry 15(4):765-773第766页的缀合方法和本文中的实施例。
在一些实施方案中，接头具有能够与抗体上所存在的亲电子基团反应的官能度。示例性此类亲电子基团包括但不限于醛和酮羰基。在一些实施方案中，接头的反应性官能度的杂原子可以与抗体上的亲电子基团反应而且与抗体单元形成共价键。非限制性示例性此类反应性官能度包括但不限于酰肼、肟、氨基、肼、硫半卡腙、肼羧酸酯和芳基酰肼。
接头可以包含一种或多种接头组分。示例性接头组分包括6-马来酰亚胺基己酰基(“MC”)、马来酰亚胺基丙酰基(“MP”)、缬氨酸- 瓜氨酸(“val-cit”或“vc”)、丙氨酸-苯丙氨酸(“ala-phe”)、对氨基苯甲氧基羰基(“PAB”)、N-琥珀酰亚胺基4-(2-吡啶基硫代)戊酸酯(“SPP”)和4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-1-甲酸酯(“MCC”)。本领域中已知各种接头组分，以下描述其中的一些。
接头可以是促进药物释放的“可裂解接头”。非限制性示例性可裂解接头包括酸不稳定性接头(例如，包含腙)、蛋白酶敏感性(例如，肽酶敏感性)接头、光不稳定性接头或含二硫键的接头(Chari等, Cancer Research 52:127-131(1992)；US 5208020)。
在某些实施方案中，接头具有以下式II：
-Aa-Ww-Yy- II
其中A是“延伸物单元”，且a是整数0至1；W是“氨基酸单元”，且w是整数0至12；Y是“间隔基单元”，且y是0、1或2；并且Ab、D和p如上文针对式I所定义。此类接头的示例性实施方案描述于美国专利号7,498,298中，所述专利以引用的方式并入本文中。
在一些实施方案中，接头组分包含将抗体连接至另一个接头组分或药物部分的“延伸物单元”。以下示出了非限制性示例性延伸物单元(其中波形线指出了与抗体、药物或其他接头组分共价连接的部位)：
Figure BDA0003257716380000941
在一些实施方案中，接头组分包含“氨基酸单元”。在一些此类实施方案中，氨基酸单元允许接头被蛋白酶裂解，从而有助于在暴露于诸如溶酶体酶之类的细胞内蛋白酶后从免疫缀合物中释放药物 (Doronina等(2003)Nat.Biotechnol.21:778-784)。示例性氨基酸单元包括但不限于二肽、三肽、四肽和五肽。示例性二肽包括但不限于缬氨酸-瓜氨酸(vc或val-cit)、丙氨酸-苯丙氨酸(af或ala-phe)；苯丙氨酸- 赖氨酸(fk或phe-lys)；苯丙氨酸-高赖氨酸(phe-homolys)；和N-甲基- 缬氨酸-瓜氨酸(Me-val-cit)。示例性三肽包括但不限于甘氨酸-缬氨酸 -瓜氨酸(gly-val-cit)和甘氨酸-甘氨酸-甘氨酸(gly-gly-gly)。氨基酸单元可以包含天然存在的氨基酸残基和/或次要氨基酸和/或非天然存在的氨基酸类似物，诸如瓜氨酸。氨基酸单元可以经过设计和优化以便通过特定酶，例如肿瘤相关蛋白酶、组织蛋白酶B、C和D或胞浆素蛋白酶进行酶促裂解。
在一些实施方案中，接头组分包含直接或经由延伸物单元和/或氨基酸单元连接抗体与药物部分的“间隔基”单元。间隔基单元可以是“自我牺牲”或“非自我牺牲”的。“非自我牺牲”间隔基单元是 ADC裂解后部分或所有间隔基单元保持与药物部分结合的间隔基单元。非自我牺牲间隔基单元的实例包括但不限于甘氨酸间隔基单元和甘氨酸-甘氨酸间隔基单元。在一些实施方案中，通过肿瘤细胞相关蛋白酶对含有甘氨酸-甘氨酸间隔基单元的ADC进行酶促裂解引起甘氨酸-甘氨酸-药物部分从ADC的其余部分释放。在一些此类实施方案中，甘氨酸-甘氨酸-药物部分在肿瘤细胞中经受水解步骤，从而使甘氨酸-甘氨酸间隔基单元从药物部分裂解。
“自我牺牲”间隔基单元允许释放药物部分。在某些实施方案中，接头的间隔基单元包含对氨基苯甲基单元。在一些此类实施方案中，对氨基苯甲醇经由酰胺键连接至氨基酸单元，且所述苯甲醇与药物之间产生氨基甲酸酯、甲基氨基甲酸酯或碳酸酯(Hamann等(2005) Expert Opin.Ther.Patents(2005)15:1087-1103)。在一些实施方案中，所述间隔基单元是对氨基苯甲氧基羰基(PAB)。在一些实施方案中，包含自我牺牲接头的ADC具有以下结构：
Figure BDA0003257716380000961
其中Q是-C1-C8烷基、-O-(C1-C8烷基)、-卤素、-硝基或-氰基； m是整数0至4；且p在1至约20的范围内。在一些实施方案中，p 在1至10、1至7、1至5或1至4的范围内。
自我牺牲间隔基的其他实例包括但不限于电子性质类似于PAB 基团的芳香族化合物，诸如2-氨基咪唑-5-甲醇衍生物(美国专利号7,375,078；Hay等(1999)Bioorg.Med.Chem.Lett.9:2237)和邻氨基苯甲醛或对氨基苯缩醛。在一些实施方案中，可以使用在酰胺键水解后经历环化的间隔基，诸如被取代或未被取代的4-氨基丁酸酰胺(Rodrigues等(1995)Chemistry Biology 2:223)、被适当取代的双环[2.2.1] 和双环[2.2.2]环系统(Storm等(1972)J.Amer.Chem.Soc.94:5815)以及 2-氨基苯基丙酸酰胺(Amsberry等,(1990)J.Org.Chem.55:5867)。药物与甘氨酸残基的α碳的键联是可能可用于ADC的自我牺牲间隔基的另一个实例(Kingsbury等(1984)J.Med.Chem.27:1447)。
在一些实施方案中，接头L可以是经由分支多官能接头部分将多于一个药物部分共价连接至抗体的树枝型接头(Sun等(2002) Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters12:2213-2215；Sun等(2003) Bioorganic&Medicinal Chemistry 11:1761-1768)。树枝状接头可以增加药物与抗体的摩尔比，即，负载，这与ADC的效力有关。因而，在抗体仅带有一个反应性半胱氨酸硫醇基的情况下，可以经由树枝状接头连接众多药物部分。
以下示出了在具有式I的ADC的情形下的非限制性示例性接头：
Figure BDA0003257716380000971
其他非限制性示例性ADC包括以下结构：
Figure BDA0003257716380000972
其中X是：
Figure BDA0003257716380000981
Y是：
Figure BDA0003257716380000982
各R独立地是H或C1-C6烷基；且n是1至12。
典型地，可以通过在两个或更多个氨基酸和/或肽片段之间形成肽键来制备肽型接头。此类肽键可以例如根据液相合成法来制备(例如，E.
Figure BDA0003257716380000983
和K.Lübke(1965)“ThePeptides”,第1卷,第76- 136页,Academic Press)。
在一些实施方案中，接头被可调节溶解度和/或反应性的基团取代。作为一个非限制性实例，诸如磺酸根(-SO3 -)或铵之类的带电取代基可以增加接头试剂的水溶解度且促进接头试剂与抗体和/或药物部分的偶合反应，或促进抗体-接头中间物(Ab-L)与D或药物-接头中间物(D-L)与Ab的偶合反应Ab，取决于用于制备ADC的合成途径。在一些实施方案中，使接头的一部分与抗体偶合，并且使接头的一部分与药物偶合，然后使Ab-(接头部分)a与药物-(接头部分)b偶合以形成式I的ADC。在一些此类实施方案中，所述抗体包含多于一个(接头部分)a取代基，使得式I的ADC中多于一个药物与抗体偶合。
本发明的化合物明确涵盖但不限于用以下接头试剂制备的ADC：双马来酰亚胺基三氧乙二醇(BMPEO)、N-(β-马来酰亚胺基丙氧基)-N- 羟基琥珀酰亚胺酯(BMPS)、N-(ε-马来酰亚胺基己酰氧基)琥珀酰亚胺酯(EMCS)、N-[γ-马来酰亚胺基丁酰氧基]琥珀酰亚胺酯(GMBS)、1,6- 己烷-双-乙烯砜(HBVS)、4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-1-羧基-(6- 酰胺基己酸)琥珀酰亚胺基酯(LC-SMCC)、间马来酰亚胺基苯甲酰基- N-羟基琥珀酰亚胺基酯(MBS)、4-(4-N-马来酰亚胺基苯基)丁酸酰肼 (MPBH)、3-(溴乙酰胺基)丙酸琥珀酰亚胺基酯(SBAP)、碘乙酸琥珀酰亚胺基酯(SIA)、(4-碘乙酰基)氨基苯甲酸琥珀酰亚胺基酯(SIAB)、N- 琥珀酰亚胺基-3-(2-吡啶基二硫代)丙酸酯(SPDP)、N-琥珀酰亚胺基-4- (2-吡啶基硫代)戊酸酯(SPP)、4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-1-甲酸琥珀酰亚胺基酯(SMCC)、4-(对马来酰亚胺基苯基)丁酸琥珀酰亚胺基酯(SMPB)、6-[(β-马来酰亚胺基丙酰胺基)己酸]琥珀酰亚胺基酯 (SMPH)、亚氨基硫杂环戊烷(IT)、磺酸基-EMCS、磺酸基-GMBS、磺酸基-KMUS、磺酸基-MBS、磺酸基-SIAB、磺酸基-SMCC和磺酸基 -SMPB和琥珀酰亚胺基-(4-乙烯基砜)苯甲酸酯(SVSB)，而且包括双马来酰亚胺试剂：二硫双马来酰亚胺基乙烷(DTME)、1,4-双马来酰亚胺基丁烷(BMB)、1,4-双马来酰亚胺基-2,3-二羟基丁烷(BMDB)、双马来酰亚胺基己烷(BMH)、双马来酰亚胺基乙烷(BMOE)、BM(PEG)2(如下所示)和BM(PEG)3(如下所示)；酰亚胺基酯的双官能衍生物(诸如己二亚酰胺酸二甲酯盐酸盐)、活性酯(诸如辛二酸二琥珀酰亚胺基酯)、醛(诸如戊二醛)、双叠氮基化合物(诸如双(对叠氮基苯甲酰基)己二胺)、双重氮衍生物(诸如双(对重氮苯甲酰基)-乙二胺)、二异氰酸酯(诸如甲苯2,6-二异氰酸酯)和双活性氟化合物(诸如1,5-二氟-2,4-二硝基苯)。在一些实施方案中，双马来酰亚胺试剂允许抗体中的半胱氨酸的硫醇基连接至含硫醇的药物部分、接头或接头-药物中间物。与硫醇基具有反应性的其他官能基包括但不限于碘乙酰胺、溴乙酰胺、乙烯基吡啶、二硫化物、吡啶基二硫键、异氰酸酯和异硫代氰酸酯。
Figure BDA0003257716380001001
某些可用接头试剂可以获自各种商业来源，诸如Pierce Biotechnology,Inc.(Rockford，IL)、Molecular Biosciences Inc.(Boulder， CO)，或根据本领域中所描述的程序来合成；例如Toki等(2002)J.Org. Chem.67:1866-1872；Dubowchik等,(1997)Tetrahedron Letters, 38:5257-60；Walker,M.A.(1995)J.Org.Chem.60:5352-5355；Frisch 等(1996)Bioconjugate Chem.7:180-186；US 6214345；WO 02/088172； US2003130189；US2003096743；WO 03/026577；WO 03/043583；和 WO 04/032828。
经过碳14标记的1-异硫代氰酸酯基苯甲基-3-甲基二亚乙基三胺五乙酸(MX-DTPA)是用于缀合放射性核苷酸与抗体的示例性螯合剂。参见例如WO94/11026。
b)示例性药物部分
(1)美登素和类美登素
在一些实施方案中，免疫缀合物包含与一个或多个类美登素分子缀合的抗体。类美登素是美登素的衍生物，并且是通过抑制微管蛋白聚合而起作用的有丝分裂抑制剂。美登素首先从东非灌木齿叶美登木中分离(美国专利号3896111)。随后，发现某些微生物也产生类美登素，诸如美登醇和C-3美登醇酯(美国专利号4,151,042)。合成类美登素公开于例如美国专利号4,137,230、4,248,870、4,256,746、4,260,608、 4,265,814、4,294,757、4,307,016、4,308,268、4,308,269、4,309,428、 4,313,946、4,315,929、4,317,821、4,322,348、4,331,598、4,361,650、 4,364,866、4,424,219、4,450,254、4,362,663和4,371,533中。
类美登素药物部分在抗体-药物缀合物中是具有吸引力的药物部分，因为其：(i)相对可以通过发酵或对发酵产物进行化学修饰或衍生化来制备，(ii)可以用适于经由非二硫键接头与抗体缀合的官能基进行衍生化，(iii)在血浆中稳定，而且(iv)对多种肿瘤细胞株有效。
适用作类美登素药物部分的某些类美登素在本领域中是已知的，而且可以根据已知的方法从天然来源分离或使用基因工程改造技术产生(参见例如Yu等(2002)PNAS 99:7968-7973)。类美登素也可以根据已知的方法合成制备。
示例性类美登素药物部分包括但不限于具有经修饰的芳环的类美登素药物部分，诸如：C-19-脱氯(美国专利号4256746)(举例来说，通过氢化锂铝还原安丝菌素P2来制备)；C-20-羟基(或C-20-脱甲基 +/-C-19-脱氯(美国专利号4361650和4307016)(举例来说，通过使用链霉菌或放线菌脱甲基或使用LAH脱氯来制备)；和C-20-脱甲氧基、 C-20-酰氧基(-OCOR)+/-脱氯(美国专利号4,294,757)(举例来说，通过使用酰基氯进行酰化来制备)，以及在芳环的其他位置具有修饰的类美登素药物部分。
示例性类美登素药物部分还包括具有诸如以下修饰的类美登素药物部分：C-9-SH(美国专利号4424219)(举例来说，通过美登醇与 H2S或P2S5的反应来制备)；C-14-烷氧基甲基(脱甲氧基/CH2OR)(US 4331598)；C-14-羟基甲基或酰氧基甲基(CH2OH或CH2OAc)(美国专利号4450254)(举例来说，由奴卡菌属制备)；C-15-羟基/酰氧基(US 4364866)(举例来说，通过链霉菌属转化美登醇来制备)；C-15-甲氧基 (美国专利号4313946和4315929)(举例来说，从滑桃树分离)；C-18- N-脱甲基(美国专利号4362663和4322348)(举例来说，通过链霉菌属对美登醇进行脱甲基来制备)；以及4,5-脱氧(US 4371533)(举例来说，通过三氯化钛/LAH还原美登醇来制备)。
类美登素化合物上的许多位置可用作键联位置。举例来说，可以通过使用常规偶合技术与羟基反应而形成酯键联。在一些实施方案中，所述反应可以在具有羟基的C-3位置、经过羟基甲基修饰的C-14位置、经过羟基修饰的C-15和具有羟基的C-20位置上发生。在一些实施方案中，在美登醇或美登醇类似物的C-3位置上形成键联。
类美登素药物部分包括具有以下结构的那些：
Figure BDA0003257716380001021
其中波形线指出了类美登素药物部分的硫原子与ADC的接头共价连接。各R可以独立地是H或C1-C6烷基。将酰胺基连接至硫原子的亚烷基链可以是甲烷基、乙烷基或丙基，即，m是1、2或3(US 633410；US 5208020；Chari等(1992)Cancer Res.52:127-131；Liu等(1996)Proc.Natl.Acad.Sci USA 93:8618-8623)。
本发明的ADC涵盖类美登素药物部分的所有立体异构体，即，手性碳处R和S构形的任何组合(US 7276497、US 6913748、US 6441163、US 633410(RE39151)、US 5208020、Widdison等(2006)J. Med.Chem.49:4392-4408，所述文献以引用的方式并入本文中)。在一些实施方案中，类美登素药物部分具有以下立体化学：
Figure BDA0003257716380001031
类美登素药物部分的示例性实施方案包括但不限于具有以下结构的DM1、DM3和DM4：
Figure BDA0003257716380001032
Figure BDA0003257716380001041
其中波形线指出了药物的硫原子与抗体-药物缀合物的接头(L)共价连接。
其他示例性类美登素抗体-药物缀合物具有药物以下结构和缩写 (其中Ab是抗体且p是1至约20。在一些实施方案中，p是1至10， p是1至7，p是1至5，或p是1至4)：
Figure BDA0003257716380001042
Ab-SPP-DM1
Figure BDA0003257716380001051
Ab-SMCC-DM1。
DM1经由BMPEO接头连接至抗体的硫醇基的示例性抗体-药物缀合物具有以下结构和缩写：
Figure BDA0003257716380001052
其中Ab是抗体；n是0、1或2；且p是1至约20。在一些实施方案中，p是1至10，p是1至7，p是1至5，或p是1至4。
含有类美登素的免疫缀合物、其制造方法和其治疗用途公开于例如美国专利号5,208,020和5,416,064、US 2005/0276812 A1以及欧洲专利EP 0 425 235 B1中，所述文献的公开内容以引用的方式明确并入在此。还参见Liu等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93:8618-8623(1996)；以及Chari等,Cancer Research 52:127-131(1992)。
在一些实施方案中，抗体-类美登素缀合物可以通过在不显著降低抗体或类美登素分子的生物活性的情况下将抗体化学连接至类美登素分子来制备。参见例如美国专利号5,208,020(其公开内容以引用的方式明确并入在此)。在一些实施方案中，每个抗体分子平均缀合3 至4个类美登素分子的ADC已经在增强靶细胞的细胞毒性而不负面影响抗体的功能或溶解度方面示出了效力。在一些情况下，预计与使用裸抗体相比，即使一个毒素/抗体分子也可以增强细胞毒性。
用于制造抗体-类美登素缀合物的示例性连接基团包括例如本文中所描述的那些和以下文献中所描述的那些：美国专利号5208020；欧洲专利0 425 235B1；Chari等,CancerResearch 52:127-131(1992)； US 2005/0276812 A1；以及US 2005/016993 A1，所述文献的公开内容以引用的方式明确并入在此。
(2)奥里斯他汀和多拉司他汀
药物部分包括多拉司他汀、奥里斯他汀等等和衍生物(US 5635483；US 5780588；US 5767237；US 6124431)。奥里斯他汀是海洋软体动物化合物多拉司他汀10的衍生物。尽管不希望受任何特定理论束缚，但多拉司他汀和奥里斯他汀已经显示出干扰微管动力学、GTP水解以及核和细胞分裂(Woyke等(2001)Antimicrob.Agents and Chemother.45(12):3580-3584)且具有抗癌(US 5663149)和抗真菌活性 (Pettit等(1998)Antimicrob.AgentsChemother.42:2961-2965)。多拉司他汀/奥里斯他汀药物部分可以经由肽药物部分的N(氨基)末端或C (羧基)末端连接至抗体(WO 02/088172；Doronina等(2003)NatureBiotechnology 21(7):778-784；Francisco等(2003)Blood 102(4):1458- 1465)。
示例性奥里斯他汀实施方案包括US 7498298和US 7659241中所公开的N末端连接的单甲基奥里斯他汀药物部分DE和DF，所述文献的公开内容以全文引用的方式明确并入：
Figure BDA0003257716380001071
其中DE和DF的波形线指出了与抗体或抗体-接头组分的共价连接部位，且在各位置上独立地：
R2选自H和C1-C8烷基；
R3选自H、C1-C8烷基、C3-C8碳环、芳基、C1-C8烷基-芳基、C1- C8烷基-(C3-C8碳环)、C3-C8杂环和C1-C8烷基-(C3-C8杂环)；
R4选自H、C1-C8烷基、C3-C8碳环、芳基、C1-C8烷基-芳基、C1- C8烷基-(C3-C8碳环)、C3-C8杂环和C1-C8烷基-(C3-C8杂环)；
R5选自H和甲基；
或R4与R5共同形成碳环状环且具有式-(CRaRb)n-，其中Ra和Rb独立地选自H、C1-C8烷基和C3-C8碳环，且n选自2、3、4、5和6；
R6选自H和C1-C8烷基；
R7选自H、C1-C8烷基、C3-C8碳环、芳基、C1-C8烷基-芳基、C1- C8烷基-(C3-C8碳环)、C3-C8杂环和C1-C8烷基-(C3-C8杂环)；
各R8独立地选自H、OH、C1-C8烷基、C3-C8碳环和O-(C1-C8烷基)；
R9选自H和C1-C8烷基；
R10选自芳基或C3-C8杂环；
Z是O、S、NH或NR12，其中R12是C1-C8烷基；
R11选自H、C1-C20烷基、芳基、C3-C8杂环、-(R13O)m-R14或-(R13O)m- CH(R15)2；
m是在1至1000范围内的整数；
R13是C2-C8烷基；
R14是H或C1-C8烷基；
R15在每次出现时独立地是H、COOH、-(CH2)n-N(R16)2、-(CH2)n- SO3H或-(CH2)n-SO3-C1-C8烷基；
R16在每次出现时独立地是H、C1-C8烷基或-(CH2)n-COOH；
R18选自-C(R8)2-C(R8)2-芳基、-C(R8)2-C(R8)2-(C3-C8杂环)和- C(R8)2-C(R8)2-(C3-C8碳环)；并且
n是在0至6范围内的整数。
在一个实施方案中，R3、R4和R7独立地是异丙基或仲丁基，且 R5是-H或甲基。在一个示例性实施方案中，R3和R4各自是异丙基， R5是-H，并且R7是仲丁基。
在另一个实施方案中，R2和R6各自是甲基，且R9是-H。
在另一个实施方案中，R8在每次出现时是-OCH3。
在一个示例性实施方案中，R3和R4各自是异丙基，R2和R6各自是甲基，R5是-H，R7是仲丁基，R8在每次出现时是-OCH3，并且R9是-H。
在一个实施方案中，Z是-O-或-NH-。
在一个实施方案中，R10是芳基。
在一个示例性实施方案中，R10是-苯基。
在一个示例性实施方案中，当Z是-O-时，R11是-H、甲基或叔丁基。
在一个实施方案中，当Z是-NH时，R11是-CH(R15)2，其中R15是 -(CH2)n-N(R16)2，并且R16是-C1-C8烷基或-(CH2)n-COOH。
在另一个实施方案中，当Z是-NH时，R11是-CH(R15)2，其中R15是-(CH2)n-SO3H。
式DE的示例性奥里斯他汀实施方案是MMAE，其中波形线指出了共价连接至抗体-药物缀合物的接头(L)：
Figure BDA0003257716380001091
式DF的示例性奥里斯他汀实施方案是MMAF，其中波形线指出了共价连接至抗体-药物缀合物的接头(L)：
Figure BDA0003257716380001092
其他示例性实施方案包括在五肽奥里斯他汀药物部分的C末端具有苯丙氨酸羧基修饰的单甲基缬氨酸化合物(WO 2007/008848)和在五肽奥里斯他汀药物部分的C末端具有苯丙氨酸侧链修饰的单甲基缬氨酸化合物(WO 2007/008603)。
包含MMAE或MMAF和各种接头组分的式I的ADC的非限制性示例性实施方案具有以下结构和缩写(其中“Ab”是抗体；p是1至约8，“Val-Cit”是缬氨酸-瓜氨酸二肽；且“S”是硫原子)：
Figure BDA0003257716380001101
Ab-MC-vc-PAB-MMAF；
Figure BDA0003257716380001102
Ab-MC-vc-PAB-MMAE；
Figure BDA0003257716380001103
Ab-MC-MMAE；
Figure BDA0003257716380001104
Ab-MC-MMAF
包含MMAF和各种接头组分的式I的ADC的非限制性示例性实施方案还包括Ab-MC-PAB-MMAF和Ab-PAB-MMAF。包含由不可蛋白水解裂解的接头连接至抗体的MMAF的免疫缀合物已经显示出具有与包含由可蛋白水解裂解的接头连接至抗体的MMAF的免疫缀合物相当的活性(Doronina等(2006)Bioconjugate Chem.17:114-124)。在一些此类实施方案中，相信药物释放受抗体在细胞中降解影响。
典型地，可以通过在两个或更多个氨基酸和/或肽片段之间形成肽键来制备基于肽的药物部分。此类肽键可以例如根据液相合成法来制备(参见例如，E.
Figure BDA0003257716380001111
和K.Lübke,“The Peptides”,第1卷,第 76-136页,1965,Academic Press)。在一些实施方案中，奥里斯他汀/多拉司他汀药物部分可以根据以下文献的方法来制备：US 7498298；US5635483；US 5780588；Pettit等(1989)J.Am.Chem.Soc.111:5463-5465； Pettit等(1998)Anti-Cancer Drug Design 13:243-277；Pettit,G.R.等, Synthesis,1996,719-725；Pettit等(1996)J.Chem.Soc.Perkin Trans.1 5:859-863；以及Doronina(2003)Nat.Biotechnol.21(7):778-784。
在一些实施方案中，式DE(诸如MMAE)和式DF(诸如MMAF) 的奥里斯他汀/多拉司他汀药物部分以及药物-接头中间物和其衍生物 (诸如MC-MMAF、MC-MMAE、MC-vc-PAB-MMAF和MC-vc-PAB- MMAE)可以使用以下文献中所描述的方法来制备：US 7498298； Doronina等(2006)Bioconjugate Chem.17:114-124；以及Doronina等 (2003)Nat.Biotech.21:778-784，然后与相关抗体缀合。
(3)卡奇霉素
在一些实施方案中，免疫缀合物包含与一个或多个卡奇霉素分子缀合的抗体。卡奇霉素家族抗生素和其类似物能够在次皮摩尔浓度下产生双股DNA断裂(Hinman等,(1993)Cancer Research 53:3336-3342； Lode等,(1998)Cancer Research 58:2925-2928)。卡奇霉素具有细胞内作用位点，但在某些情况下不容易越过胞质膜。因此，在一些实施方案中，通过抗体介导的内在化对这些药剂进行细胞摄取可以大幅增强其细胞毒性效应。用卡奇霉素药物部分制备抗体-药物缀合物的非限制性示例性方法描述于例如US 5712374、US5714586、US 5739116 和US 5767285中。
在一些实施方案中，与抗体缀合的卡奇霉素药物部分是具有下式的化合物：
Figure BDA0003257716380001121
其中X是Br或I；
L是接头；R是氢、C1-6烷基或-C(＝O)C1-6烷基；并且Ra是氢或 C1-6烷基。
在一些实施方案中，X是Br，Ra是氢且R是异丙基。
在其他实施方案中，X是Br，Ra是氢且R是乙基。
在其他实施方案中，X是I，Ra是氢且R是异丙基。
在其他实施方案中，X是I，Ra是氢且R是乙基。
在一些实施方案中，X是Br，Ra是氢且R是-C(＝O)CH3。
在其他实施方案中，X是I，Ra是氢且R是-C(＝O)CH3。
在其他实施方案中，X是I，Ra是乙基且R是-C(＝O)CH3。
在其他实施方案中，X是Br，Ra是乙基且R是-C(＝O)CH3。
(4)吡咯并苯二氮呯
在一些实施方案中，ADC包含吡咯并苯二氮呯(PBD)。在一些实施方案中，PBD二聚体识别并结合特定DNA序列。1965年首次报告了天然产物安曲霉素PBD(Leimgruber等,(1965)J.Am.Chem.Soc., 87:5793-5795；Leimgruber等,(1965)J.Am.Chem.Soc.,87:5791-5793)。从那时起，已经报告了许多天然存在的PBD和类似物(Thurston等, (1994)Chem.Rev.1994,433-465)，包括三环PBD支架的二聚体(US 6884799；US 7049311；US7067511；US 7265105；US 7511032；US 7528126；US 7557099)。不希望受任何特定理论束缚，相信二聚体结构赋予适当三维形状以便与B型DNA的小沟具有等螺旋性，从而在结合位点处适贴配合(Kohn,Antibiotics III.Springer-Verlag,New York, 第3-11页(1975)；Hurley和Needham-VanDevanter,(1986)Acc.Chem. Res.,19:230-237)。带有C2芳基取代基的二聚PBD化合物已经显示出可用作细胞毒性剂(Hartley等(2010)Cancer Res.70(17):6849-6858； Antonow(2010)J.Med.Chem.53(7):2927-2941；Howard等(2009) Bioorganicand Med.Chem.Letters 19(22):6463-6466)。
在一些实施方案中，PBD化合物可以通过在N10位置上用在体内可去除的氮保护基对其进行保护而用作前药(WO 00/12507；WO 2005/023814)。
已经使PBD二聚体与抗体缀合，且所得ADC显示出具有抗癌性 (US 2010/0203007)。PBD二聚体上的非限制性示例性键联位点包括五元吡咯并环、PBD单元之间的系链和N10-C11亚胺基团(WO 2009/016516；US 2009/304710；US 2010/047257；US 2009/036431； US 2011/0256157；WO 2011/130598)。
ADC的非限制性示例性PBD二聚体组分具有式A：
Figure BDA0003257716380001131
以及其盐和溶剂合物，其中：
波形线指出了与接头的共价连接位点；
虚线指出了C1与C2或C2与C3之间的双键的可选存在；
R2独立地选自H、OH、＝O、＝CH2、CN、R、OR、＝CH-RD、＝C(RD)2、 O-SO2-R、CO2R和COR，且任选地进一步选自卤代或二卤代，其中 RD独立地选自R、CO2R、COR、CHO、CO2H和卤代；
R6和R9独立地选自H、R、OH、OR、SH、SR、NH2、NHR、 NRR'、NO2、Me3Sn和卤代；
R7独立地选自H、R、OH、OR、SH、SR、NH2、NHR、NRR'、 NO2、Me3Sn和卤代；
Q独立地选自O、S和NH；
R11是H或R，或者在Q是O的情况下是SO3M，其中M是金属阳离子；
R和R'各自独立地选自任选地被取代的C1-8烷基、C1-12烷基、C3-8杂环基、C3-20杂环和C5-20芳基，并且任选地，关于基团NRR'，R和 R'与其所连接的氮原子一起形成任选地被取代的4元、5元、6元或 7元杂环；
R12、R16、R19和R17分别如关于R2、R6、R9和R7所定义；
R”是C3-12亚烷基，所述链可能间杂一个或多个杂原子，例如O、 S、N(H)、NMe；和/或芳环，例如苯或吡啶，所述环任选地被取代；并且
X和X'独立地选自O、S和N(H)。
在一些实施方案中，R和R'各自独立地选自任选地被取代的C1-12烷基、C3-20杂环和C5-20芳基，并且任选地，关于基团NRR'，R和 R'与其所连接的氮原子一起形成任选地被取代的4元、5元、6元或 7元杂环。
在一些实施方案中，R9和R19是H。
在一些实施方案中，R6和R16是H。
在一些实施方案中，R7和R17都是OR7A，其中R7A是任选地被取代的C1-4烷基。在一些实施方案中，R7A是Me。在一些实施方案中， R7A是Ch2Ph，其中Ph是苯基。
在一些实施方案中，X是O。
在一些实施方案中，R11是H。
在一些实施方案中，各单体单元中的C2与C3之间存在双键。
在一些实施方案中，R2和R12独立地选自H和R。在一些实施方案中，R2和R12独立地是R。在一些实施方案中，R2和R12独立地是任选地被取代的C5-20芳基或C5-7芳基或C8-10芳基。在一些实施方案中，R2和R12独立地是任选地被取代的苯基、噻吩基、萘基、吡啶基、喹啉基或异喹啉基。在一些实施方案中，R2和R12独立地选自＝O、＝CH2、＝CH-RD和＝C(RD)2。在一些实施方案中，R2和R12各自是＝CH2。在一些实施方案中，R2和R12各自是H。在一些实施方案中，R2和R12各自是＝O。在一些实施方案中，R2和R12各自是＝CF2。在一些实施方案中，R2和/或R12独立地是＝C(RD)2。在一些实施方案中，R2和/或R12独立地是＝CH-RD。
在一些实施方案中，当R2和/或R12是＝CH-RD时，各基团可以独立地具有以下所示出的任一构形：
Figure BDA0003257716380001151
在一些实施方案中，＝CH-RD＝呈构形(I)。
在一些实施方案中，R”是C3亚烷基或C5亚烷基。
在一些实施方案中，ADC的示例性PBD二聚体组分具有式A(I) 的结构：
Figure BDA0003257716380001161
其中n是0或1。
在一些实施方案中，ADC的示例性PBD二聚体组分具有式A(II) 的结构：
Figure BDA0003257716380001162
其中n是0或1。
在一些实施方案中，ADC的示例性PBD二聚体组分具有式A(III) 的结构：
Figure BDA0003257716380001163
其中RE和RE”各自独立地选自H或RD，其中RD如以上所定义；且其中n是0或1。
在一些实施方案中，n是0。在一些实施方案中，n是1。在一些实施方案中，RE和/或RE”是H。在一些实施方案中，RE和RE”是H。在一些实施方案中，RE和/或RE”是RD，其中RD是任选地被取代的C1-12烷基。在一些实施方案中，RE和/或RE”是RD，其中RD是甲基。
在一些实施方案中，ADC的示例性PBD二聚体组分具有式A(IV) 的结构：
Figure BDA0003257716380001171
其中Ar1和Ar2各自独立地是任选地被取代的C5-20芳基；其中 Ar1与Ar2可能相同或不同；且
其中n是0或1。
在一些实施方案中，ADC的示例性PBD二聚体组分具有式A(V) 的结构：
Figure BDA0003257716380001172
其中Ar1和Ar2各自独立地是任选地被取代的C5-20芳基；其中 Ar1与Ar2可能相同或不同；且
其中n是0或1。
在一些实施方案中，Ar1和Ar2各自独立地选自任选地被取代的苯基、呋喃基、噻吩基和吡啶基。在一些实施方案中，Ar1和Ar2各自独立地是任选地被取代的苯基。在一些实施方案中，Ar1和Ar2各自独立地是任选地被取代的噻吩-2-基或噻吩-3-基。在一些实施方案中， Ar1和Ar2各自独立地是任选地被取代的喹啉基或异喹啉基。喹啉基或异喹啉基可以经由任何可利用的环位置与PBD核心结合。举例来说，喹啉基可以是喹啉-2-基、喹啉-3-基、喹啉-4-基、喹啉-5-基、喹啉-6-基、喹啉-7-基和喹啉-8-基。在一些实施方案中，喹啉基选自喹啉-3-基和喹啉-6-基。异喹啉基可以是异喹啉-1-基、异喹啉-3-基、异喹啉-4-基、异喹啉-5-基、异喹啉-6-基、异喹啉-7-基和异喹啉-8-基。在一些实施方案中，异喹啉基选自异喹啉-3-基和异喹啉-6-基。
ADC的其他非限制性示例性PBD二聚体组分具有式B：
Figure BDA0003257716380001181
以及其盐和溶剂合物，其中：
波形线指出了与接头的共价连接位点；
连接至OH的波形线指出了S或R构形；
RV1和RV2独立地选自H、甲基、乙基和苯基(所述苯基可以任选地被氟取代，特别是在4位上)和C5-6杂环基；其中RV1和RV2可能相同或不同；且
n是0或1。
在一些实施方案中，RV1和RV2独立地选自H、苯基和4-氟苯基。
在一些实施方案中，接头可以连接至PBD二聚体药物部分的不同位点之一，包括B环的N10亚胺、C环的C-2内/外位置或连接A 环的系链单元(参见以下结构C(I)和C(II))。
ADC的非限制性示例性PBD二聚体组分包括式C(I)和式C(II)：
Figure BDA0003257716380001191
式C(I)和式C(II)以其N10-C11亚胺形式示出。示例性PBD药物部分还包括甲醇胺和受保护的甲醇胺形式，如下表中所示：
Figure BDA0003257716380001192
其中：
X是CH2(n＝1至5)、N或O；
Z和Z'独立地选自OR和NR2，其中R是含有1至5个碳原子的伯、仲或叔烷基链；
R1、R'1、R2和R'2各自独立地选自H、C1-C8烷基、C2-C8烯基、 C2-C8炔基、C5-20芳基(包括被取代的芳基)、C5-20杂芳基、-NH2、-NHMe、 -OH和-SH，其中在一些实施方案中，烷基、烯基和炔基链包含至多 5个碳原子；
R3和R'3独立地选自H、OR、NHR和NR2，其中R是含有1至 5个碳原子的伯、仲或叔烷基链；
R4和R'4独立地选自H、Me和OMe；
R5选自C1-C8烷基、C2-C8烯基、C2-C8炔基、C5-20芳基(包括被卤代、硝基、氰基、烷氧基、烷基、杂环基取代的芳基)和C5-20杂芳基，其中在一些实施方案中，烷基、烯基和炔基链包含至多5个碳原子；
R11是H、C1-C8烷基或保护基(诸如乙酰基、三氟乙酰基、叔丁氧基羰基(BOC)、苯甲氧基羰基(CBZ)、9-茀基甲氧基羰基(Fmoc)或包含诸如缬氨酸-瓜氨酸-PAB的自我牺牲单元的部分)；
R12是H、C1-C8烷基或保护基；
其中R1、R'1、R2、R'2、R5或R12之一的氢或介于A环之间的- OCH2CH2(X)nCH2CH2O-间隔基的氢被连接至ADC的接头的键置换。
ADC的示例性PBD二聚体部分包括但不限于(波形线指出了与接头的共价连接位点)：
Figure BDA0003257716380001201
PBD二聚体；
包含PBD二聚体的ADC的非限制性示例性实施方案具有以下结构：
Figure BDA0003257716380001202
PBD二聚体-val-cit-PAB-Ab；
Figure BDA0003257716380001211
PBD二聚体-Phe-Lys-PAB-Ab，其中：
n是0至12。在一些实施方案中，n是2至10。在一些实施方案中，n是4至8。在一些实施方案中，n选自4、5、6、7和8。
包含PBD二聚体的另一个非限制性示例性ADC可以通过以下方式制得：使单甲基二硫化物N10连接的PBD(如下所示)与抗体缀合：
Figure BDA0003257716380001212
以产生单甲基二硫化物N10连接的PBD抗体-药物缀合物：
Figure BDA0003257716380001221
参见例如PCT公布号WO 2013/055987。
PBD二聚体-val-cit-PAB-Ab和PBD二聚体-Phe-Lys-PAB-Ab的接头是蛋白酶可裂解的，而PBD二聚体-马来酰亚胺-缩醛的接头是酸不稳定的。
PBD二聚体和包含PBD二聚体的ADC可以根据本领域中已知的方法来制备。参见例如WO 2009/016516；US 2009/304710；US 2010/047257；US 2009/036431；US 2011/0256157；WO 2011/130598； WO 2013/055987。
(5)蒽环类
在一些实施方案中，ADC包含蒽环类。蒽环类是表现出细胞毒性活性的抗生素化合物。尽管不希望受任何特定理论束缚，但研究表明蒽环类可以操作以便通过许多不同的机制杀死细胞，包括：1)将药物分子插入细胞的DNA中，从而抑制DNA依赖性核酸合成；2)由药物产生自由基，然后与细胞大分子反应以便对细胞造成损伤；和/或 3)药物分子与细胞膜的相互作用(参见例如C.Peterson等,“Transport And Storage Of Anthracycline InExperimental Systems And Human Leukemia”,Anthracycline Antibiotics In Cancer Therapy；N.R.Bachur, “Free Radical Damage”，同前，第97-102页)。由于其细胞毒性潜力，蒽环类已经被用于治疗许多癌症，诸如白血病、乳腺癌、肺癌、卵巢腺癌和肉瘤(参见例如P.H-Wiernik,Anthracycline:Current Status And New Developments第11页)。
非限制性示例性蒽环类包括多柔比星、表柔比星、伊达比星、道诺霉素、奈莫柔比星和其衍生物。已经制备并研究了道诺霉素和多柔比星的免疫缀合物和前药(Kratz等(2006)Current Med.Chem.13:477- 523；Jeffrey等(2006)Bioorganic&Med.Chem.Letters16:358-362； Torgov等(2005)Bioconj.Chem.16:717-721；Nagy等(2000)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 97:829-834；Dubowchik等(2002)Bioorg.&Med.Chem. Letters 12:1529-1532；King等(2002)J.Med.Chem.45:4336-4343；EP 0328147；US 6630579)。抗体-药物缀合物BR96-多柔比星特异性地与肿瘤相关抗原Lewis-Y反应并且已经在I期和II期研究中对其进行评估(Saleh等(2000)J.Clin.Oncology 18:2282-2292；Ajani等(2000) CancerJour.6:78-81；Tolcher等(1999)J.Clin.Oncology 17:478-484)。
PNU-159682是奈莫柔比星的有效代谢物(或衍生物)(Quintieri等, (2005)Clinical Cancer Research 11(4):1608-1617)。奈莫柔比星是具有多柔比星的糖苷氨基上的2-甲氧基吗啉基的半合成多柔比星类似物，并且已经在临床评估中(Grandi等(1990)Cancer Treat.Rev.17:133； Ripamonti等(1992)Brit.J.Cancer 65:703)，包括针对肝细胞癌的II/III 期试验(Sun等(2003)Proceedings of the American Society forClinical Oncology 22,Abs1448；Quintieri(2003)Proceedings of the AmericanAssociation of Cancer Research,44:第1版,Abs 4649；Pacciarini等(2006)Jour.Clin.Oncology 24:14116)。
包含奈莫柔比星或奈莫柔比星衍生物的非限制性示例性ADC示出于式Ia中：
Figure BDA0003257716380001241
其中R1是氢原子、羟基或甲氧基，且R2是C1-C5烷氧基，或其药学上可接受的盐；
L1与Z一起是如本文中所描述的接头(L)；
T是如本文中所描述的抗体(Ab)；且
m是1至约20。在一些实施方案中，m是1至10、1至7、1至 5或1至4。
在一些实施方案中，R1和R2都是甲氧基(-OMe)。
包含奈莫柔比星或奈莫柔比星衍生物的另一种非限制性示例性 ADC示于式Ib中：
Figure BDA0003257716380001242
其中R1是氢原子、羟基或甲氧基，且R2是C1-C5烷氧基，或其药学上可接受的盐；
L2与Z一起是如本文中所描述的接头(L)；
T是如本文中所描述的抗体(Ab)；且
m是1至约20。在一些实施方案中，m是1至10、1至7、1至 5或1至4。
在一些实施方案中，R1和R2都是甲氧基(-OMe)。
在一些实施方案中，含奈莫柔比星的ADC的奈莫柔比星组分是 PNU-159682。在一些此类实施方案中，ADC的药物部分可以具有以下结构之一：
Figure BDA0003257716380001251
其中波形线指出了与接头(L)的连接。
蒽环类，包括PNU-159682，可以经由若干个键联位点和多种接头与抗体缀合(US2011/0076287；WO2009/099741；US 2010/0034837； WO 2010/009124)，包括本文中所描述的接头。
包含奈莫柔比星和接头的示例性ADC包括但不限于：
Figure BDA0003257716380001261
PNU-159682马来酰亚胺缩醛-Ab；
Figure BDA0003257716380001262
PNU-159682-val-cit-PAB-Ab；
Figure BDA0003257716380001271
PNU-159682-val-cit-PAB-间隔基-Ab；
Figure BDA0003257716380001272
PNU-159682-val-cit-PAB-间隔基(R1R2)-Ab，其中：
R1和R2独立地选自H和C1-C6烷基；以及
Figure BDA0003257716380001281
PNU-159682-马来酰亚胺- Ab。
包含PBD二聚体的另一种非限制性示例性ADC可以通过以下方式来制造：使吡啶基二硫键PNU酰胺(如下所示)与抗体缀合：
Figure BDA0003257716380001282
以产生二硫键连接的PNU-159682抗体-药物缀合物：
Figure BDA0003257716380001283
PNU-159682马来酰亚胺缩醛-Ab的接头是酸不稳定的，而PNU- 159682-val-cit-PAB-Ab、PNU-159682-val-cit-PAB-间隔基-Ab和PNU- 159682-val-cit-PAB-间隔基(R1R2)-Ab的接头是蛋白酶可裂解的。
(6)1-(氯甲基)-2,3-二氢-1H-苯并[e]吲哚(CBI)二聚体药物部分
在一些实施方案中，ADC包含1-(氯甲基)-2,3-二氢-1H-苯并[e]吲哚(CBI)。DNA小沟烷基化剂的5-氨基-1-(氯甲基)-1,2-二氢-3H-苯并 [e]吲哚(氨基CBI)类别是有效的细胞毒素(Atwell等,(1999)J.Med. Chem.,42:3400)，而且已经用作针对癌症疗法而设计的许多前药类别中的效应单元。这些包括抗体缀合物(Jeffrey等,(2005)J.Med.Chem., 48:1344)、基于氨基甲酸硝基苯甲酯的用于基因疗法的前药(Hay等, (2003)J.Med.Chem.46:2456)和用作低氧活化前药的相应硝基CBI衍生物(Tercel等,(2011)Angew.Chem.,Int.Ed.,50:2606-2609)。已经通过烷基链将CBI和吡咯并[2,1-c][1,4]苯并二氮呯(PBD)药效团连接在一起(Tercel等(2003)J.Med.Chem 46:2132-2151)。
在一些实施方案中，ADC包含1-(氯甲基)-2,3-二氢-1H-苯并[e]吲哚(CBI)二聚体。在一些此类实施方案中，所述二聚体是异源二聚体，其中所述二聚体的一半是CBI部分且所述二聚体的另一半是PBD部分。
在一些实施方案中，CBI二聚体包含下式：
Figure BDA0003257716380001291
其中
R1选自H、P(O)3H2、C(O)NRaRb或与接头(L)的键；
R2选自H、P(O)3H2、C(O)NRaRb或与接头(L)的键；
Ra和Rb独立地选自H和任选地被一个或多个F取代的C1-C6烷基，或Ra与Rb形成五元或六元杂环基；
T是选自C3-C12亚烷基、Y、(C1-C6亚烷基)-Y-(C1-C6亚烷基)、 (C1-C6亚烷基)-Y-(C1-C6亚烷基)-Y-(C1-C6亚烷基)、(C2-C6亚烯基)-Y- (C2-C6亚烯基)和(C2-C6亚炔基)-Y-(C2-C6亚炔基)的系链基；
其中Y独立地选自O、S、NR1、芳基和杂芳基；
其中亚烷基、亚烯基、芳基和杂芳基独立地且任选地被F、OH、 O(C1-C6烷基)、NH2、NHCH3、N(CH3)2、OP(O)3H2和C1-C6烷基取代，其中烷基任选地被一个或多个F取代；
或亚烷基、亚烯基、芳基和杂芳基独立地且任选地被与L的键取代；
D'是选自以下的药物部分：
Figure BDA0003257716380001301
Figure BDA0003257716380001311
其中波形线指出了与T的连接位点；
X1和X2独立地选自O和NR3，其中R3选自H和任选地被一个或多个F取代的C1-C6烷基；
R4是H、CO2R或与连接基团(L)的键，其中R是C1-C6烷基或苯甲基；且
R5是H或C1-C6烷基。
表A的接头-药物中间物51至86是通过根据WO 2015/023355 的程序使CBI二聚体或CBI/PBD异源二聚体药物部分与接头试剂偶合而制备，所述文献以全文引用的方式并入本文中。
表A接头-CBI二聚体和CBI/PBD异源二聚体药物中间物51至 86
Figure BDA0003257716380001312
Figure BDA0003257716380001321
Figure BDA0003257716380001331
Figure BDA0003257716380001341
Figure BDA0003257716380001351
Figure BDA0003257716380001361
Figure BDA0003257716380001371
Figure BDA0003257716380001381
表B的接头-药物中间物87和88是根据WO 2013/055987的程序通过使PBD二聚体药物部分与接头试剂偶合来制备，所述文献以全文引用的方式并入本文中。
表B PBD二聚体药物中间物87-88
Figure BDA0003257716380001382
Figure BDA0003257716380001391
表C的接头-药物中间物89和90是根据WO 2015/095227的程序通过使CBI二聚体药物部分与肽模拟物接头试剂偶合来制备，所述文献以全文引用的方式并入本文中。
表C CBI二聚体肽模拟物接头药物中间物89-90
Figure BDA0003257716380001392
Figure BDA0003257716380001401
ADC的示例性CBI二聚体部分包括但不限于以下CBI-PBD二聚体(波形线指出了与接头的共价连接位点)：
Figure BDA0003257716380001402
Figure BDA0003257716380001403
以及
以下CBI-CBI二聚体：
Figure BDA0003257716380001411
包含CBI二聚体的ADC的非限制性示例性实施方案具有以下结构：
Figure BDA0003257716380001412
CBI-PBD-二硫键-Ab；或
Figure BDA0003257716380001413
CBI-PBD(哌嗪-氨基甲酸酯前药)-二硫键-Ab；
Figure BDA0003257716380001414
CBI-PBD(磷酸盐)-二硫键-Ab；以及
Figure BDA0003257716380001421
CBI-CBI(磷酸盐)-缩醛-马来酰亚胺-Ab。
可以与抗体缀合以形成ADC的非限制性示例性CBI-PBD异源二聚体接头-药物中间物包括但不限于：
Figure BDA0003257716380001422
CBI-PBD-2-丙基吡啶基二硫键83；
Figure BDA0003257716380001423
CBI-PBD(哌嗪-氨基甲酸酯前药)-2-丙基吡啶基二硫键81；
Figure BDA0003257716380001431
CBI-PBD-(磷酸盐)-2-丙基吡啶基二硫键82；
Figure BDA0003257716380001432
CBI-PBD-(磷酸盐)-2-丙基硝基吡啶基二硫键85；以及
Figure BDA0003257716380001433
CBI-PBD-(磷酸盐)-肽模拟物接头86。
可以与抗体缀合以形成ADC的非限制性示例性CBI-CBI同源二聚体接头-药物中间物包括但不限于：
Figure BDA0003257716380001441
CBI-CBI(磷酸盐)-缩醛-马来酰亚胺78；
Figure BDA0003257716380001442
CBI-CBI(磷酸盐)-肽模拟物PAB接头89；以及
Figure BDA0003257716380001443
CBI-CBI(磷酸盐)-肽模拟物EDA接头90。
(7)毒伞肽
在一些实施方案中，所述免疫缀合物包含与一个或多个毒伞肽分子缀合的抗体。毒伞肽是由8个氨基酸组成的环肽。其可以从毒鹅膏蕈菌分离或通过合成制备。毒伞肽特异性地抑制哺乳动物细胞的 DNA依赖性RNA聚合酶II，且从而还抑制受影响细胞的转录和蛋白质生物合成。对细胞中的转录的抑制导致生长和增殖停止。参见例如 Moldenhauer等.JNCI 104:1-13(2012)；WO2010115629、 WO2012041504、WO2012119787、WO2014043403、WO2014135282 和WO2012119787，所述文献以全文引用的方式并入在此。在一些实施方案中，所述一个或多个毒伞肽分子是一个或多个α-蝇蕈肽分子。
(8)其他药物部分
药物部分还包括格尔德霉素(Mandler等(2000)J.Nat.Cancer Inst. 92(19):1573-1581；Mandler等(2000)Bioorganic&Med.Chem.Letters 10:1025-1028；Mandler等(2002)Bioconjugate Chem.13:786-791)；以及酶活性毒素和其片段，包括但不限于白喉A链、白喉毒素的非结合活性片段、外毒素A链(得自绿脓杆菌)、蓖麻毒素A链、相思子毒素 A链、蒴莲根毒素A链、α-帚曲毒素、油桐蛋白、石竹素蛋白、垂序商陆蛋白(PAPI、PAPII和PAP-S)、苦瓜抑制剂、麻疯树毒素、巴豆毒素、肥皂草抑制剂、白树毒素、丝林霉素、局限曲菌素、酚霉素、伊诺霉素和单端孢菌毒素。参见例如WO 93/21232。
药物部分还包括具有核酸水解活性的化合物(例如核糖核酸酶或 DNA核酸内切酶)。
在某些实施方案中，免疫缀合物可以包含放射性原子。多种放射性同位素可用于产生放射性缀合抗体。实例包括At211、I131、I125、Y90、 Re186、Re188、Sm153、Bi212、P32、Pb212和Lu的放射性同位素。在一些实施方案中，当免疫缀合物被用于检测时，其可以包含用于闪烁研究的放射性原子，例如Tc99或I123，或用于核磁共振(NMR)成像(也称为磁共振成像，MRI)的自旋标记物，诸如锆-89、碘-123、碘-131、铟- 111、氟-19、碳-13、氮-15、氧-17、钆、锰或铁。锆-89可以与各种金属螯合剂错合且与抗体缀合，例如，以用于PET成像(WO 2011/056983)。
放射性标记或其他标记可以用已知方式并入免疫缀合物中。举例来说，可以使用包含例如一个或多个氟-19原子替代一个或多个氢的合适氨基酸前体来生物合成或化学合成肽。在一些实施方案中，可以经由抗体中的半胱氨酸残基连接诸如Tc99、I123、Re186、Re188和In111之类的标记。在一些实施方案中，可以经由抗体的赖氨酸残基连接钇 -90。在一些实施方案中，可以使用IODOGEN法(Fraker等(1978) Biochem.Biophys.Res.Commun.80:49-57)来并入碘-123。“Monoclonal Antibodies in Immunoscintigraphy”(Chatal,CRC Press1989)描述某些其他方法。
在某些实施方案中，免疫缀合物可以包含与前药活化酶缀合的抗体。在一些此类实施方案中，前药活化酶将前药(例如，肽基化学治疗剂，参见WO 81/01145)转化成活性药物，诸如抗癌药物。在一些实施方案中，此类免疫缀合物可用于抗体依赖性酶介导的前药疗法 (“ADEPT”)。可以与抗体缀合的酶包括但不限于碱性磷酸酯酶，其可用于将含磷酸酯的前药转化成游离药物；芳基硫酸酯酶，其可用于将含硫酸酯的前药转化成游离药物；胞嘧啶脱胺酶，其可用于将无毒 5-氟胞嘧啶转化成抗癌药物5-氟尿嘧啶；蛋白酶，诸如沙雷氏菌蛋白酶、嗜热菌蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、羧基肽酶和组织蛋白酶(诸如组织蛋白酶B和组织蛋白酶L)，其可用于将含肽前药转化成游离药物； D-丙氨酰羧基肽酶，其可用于转化含有D-氨基酸取代基的前药；糖裂解酶，诸如β-半乳糖苷酶和神经胺酸脢，其可用于将糖基化前药转化成游离药物；β-内酰胺酶，其可用于将经过β-内酰胺衍生化的药物转化成游离药物；以及青霉素酰胺酶，诸如青霉素V酰胺酶和青霉素 G酰胺酶，其可用于将在其胺氮处分别经过苯氧基乙酰基或苯基乙酰基衍生化的药物转化成游离药物。在一些实施方案中，可以通过本领域中众所周知的重组DNA技术使酶与抗体共价结合。参见例如 Neuberger等,Nature312:604-608(1984)。
c)药物负载
药物负载由式I分子中每个抗体的药物部分平均数p表示。药物负载可以在每个抗体1至20个药物部分(D)的范围内。式I的ADC 包括与一定范围的药物部分(1至20个)缀合的抗体的集合。得自缀合反应的ADC制剂中每个抗体的药物部分平均数可以通过常规方法加以表征，诸如质谱法、ELISA测定法和HPLC。也可以测定p表示的 ADC定量分布。在一些情况下，分离、纯化和表征p是某一值的均质ADC与具有其他药物负载的ADC可以通过诸如逆相HPLC或电泳之类的手段来实现。
对于一些抗体-药物缀合物，p可能受抗体上的连接位点数目限制。举例来说，当连接是如以上某些示例性实施方案中的半胱氨酸硫醇时，抗体可以具有仅一个或若干个半胱氨酸硫醇基，或可以具有仅一个或若干个具有足够反应性的可连接接头的硫醇基。在某些实施方案中，较高药物负载(例如p>5)可能导致某些抗体-药物缀合物聚集、不溶解、毒性或细胞渗透性损失。在某些实施方案中，ADC的平均药物负载在1至约8；约2至约6；或约3至约5的范围内。实际上，已经证明对于某些ADC，药物部分/抗体的最佳比率可能小于8，并且可以是约2至约5(US 7498298)。
在某些实施方案中，少于理论最大值的药物部分在缀合反应期间与抗体缀合。抗体可以含有例如不与以下所讨论的药物-接头中间物或接头试剂反应的赖氨酸残基。一般来说，抗体不含许多可能连接至药物部分的游离反应性半胱氨酸硫醇基；实际上，抗体中的大部分半胱氨酸硫醇残基以二硫桥形式存在。在某些实施方案中，可以用诸如二硫苏糖醇(DTT)或三羰基乙基膦(TCEP)之类的还原剂在部分或完全还原性条件下还原抗体以产生反应性半胱氨酸硫醇基。在某些实施方案中，抗体经受变性条件以显示反应性亲核基团，诸如赖氨酸或半胱氨酸。
ADC的负载(药物/抗体比)可以用不同的方式加以控制，且例如通过：(i)限制药物-接头中间物或接头试剂相对于抗体的摩尔过量；(ii) 限制缀合反应时间或温度；以及(iii)用于半胱氨酸硫醇修饰的部分或限制性还原性条件。
应理解，在多于一个亲核基团与药物-接头中间物或接头试剂反应时，则所得产物是具有一个或多个药物部分连接至抗体的分布的 ADC化合物的混合物。每个抗体的药物平均数可以通过对抗体具有特异性且对药物具有特异性的双ELISA抗体测定法由混合物计算得到。可以通过质谱法来鉴别混合物中的个别ADC分子且通过HPLC 加以分离，例如疏水性相互作用色谱法(参见例如McDonagh等(2006) Prot.Engr.Design&Selection 19(7):299-307；Hamblett等(2004)Clin. Cancer Res.10:7063-7070；Hamblett,K.J.等,“Effect ofdrug loading on the pharmacology,pharmacokinetics,and toxicity of an anti-CD30 antibody-drug conjugate”,摘要编号624,American Association for CancerResearch,2004 Annual Meeting,2004年3月27-31日, Proceedings of the AACR,第45卷,2004年3月；Alley,S.C.等, “Controlling the location of drug attachment inantibody-drug conjugates”,摘要编号627,American Association for CancerResearch, 2004 Annual Meeting,2004年3月27-31日,Proceedings of the AACR, 第45卷,2004年3月)。在某些实施方案中，可以通过电泳或色谱法分离具有单一负载值的均质ADC与缀合混合物。
d)某些制备免疫缀合物的方法
可以采用本领域技术人员已知的有机化学反应、条件和试剂，通过若干种途径来制备式I的ADC，包括：(1)使抗体的亲核基团与二价接头试剂反应以经由共价键形成Ab-L，随后与药物部分D反应；以及(2)使药物部分的亲核基团与二价接头试剂反应以经由共价键形成D-L，随后与抗体的亲核基团反应。经由后一种途径制备式I的 ADC的示例性方法描述于US 7498298中，所述专利以引用的方式明确并入本文中。
抗体上的亲核基团包括但不限于：(i)N末端氨基；(ii)侧链氨基，例如赖氨酸；(iii)侧链硫醇基，例如半胱氨酸；以及(iv)糖羟基或氨基，其中抗体被糖基化。氨基、硫醇基和羟基具有亲核性且能够与接头部分和接头试剂上的亲电子基团反应以形成共价键，包括：(i)活性酯，诸如NHS酯、HOBt酯、卤代甲酸酯和酸卤化物；(ii)烷基和苯甲基卤化物，诸如卤代乙酰胺；以及(iii)醛、酮、羧基和马来酰亚胺基。某些抗体具有可还原的链间二硫键，即，半胱氨酸桥。可以经由用诸如二硫苏糖醇(DTT)或三羰基乙基膦(TCEP)之类的还原剂进行处理，使得抗体被完全或部分还原而使抗体具有反应性以便与接头试剂缀合。各半胱氨酸桥因而将在理论上形成两个反应性硫醇亲核体。其他亲核基团可以通过修饰赖氨酸残基，例如通过使赖氨酸残基与2-亚氨基硫杂环戊烷(特劳特氏试剂)反应，从而使胺转化成硫醇而引入抗体中。反应性硫醇基还可以通过引入一个、两个、三个、四个或更多个半胱氨酸残基而引入抗体中(例如通过制备包含一个或多个非天然半胱氨酸氨基酸残基的变异抗体)。
本发明的抗体-药物缀合物还可以通过抗体上的亲电子基团(诸如醛或酮羰基)与接头试剂或药物上的亲核基团之间的反应来产生。接头试剂上的可用亲核基团包括但不限于酰肼、肟、氨基、肼、硫半卡腙、肼羧酸酯和芳基酰肼。在一个实施方案中，修饰抗体以引入能够与接头试剂或药物上的亲核取代基反应的亲电子部分。在另一个实施方案中，糖基化抗体的糖可以例如用过碘酸盐氧化试剂加以氧化以形成可以与接头试剂或药物部分的氨基反应的醛或酮基团。所得亚胺希夫碱基团可以形成稳定键联，或者可以例如由硼氢化物试剂还原以形成稳定胺键联。在一个实施方案中，糖基化抗体的碳水化合物部分与半乳糖氧化酶或偏过碘酸钠的反应可以在抗体中产生可以与药物上的适当基团反应的羰基(醒和酮)(Hermanson,Bioconjugate Techniques)。在另一个实施方案中，含有N末端丝氨酸或苏氨酸残基的抗体可以与偏过碘酸钠反应，从而在第一氨基酸处产生醛 (Geoghegan和Stroh,(1992)Bioconjugate Chem.3:138-146；US 5362852)。可以使此类醛与药物部分或接头亲核体反应。
药物部分上的示例性亲核基团包括但不限于：胺、硫醇、羟基、酰肼、肟、肼、硫半卡腙、肼羧酸酯和芳基酰肼基团，其能够与接头部分和接头试剂上的亲电子基团反应以形成共价键，包括：(i)活性酯，诸如NHS酯、HOBt酯、卤代甲酸酯和酸卤化物；(ii)烷基和苯甲基卤化物，诸如卤代乙酰胺；以及(iii)醛、酮、羧基和马来酰亚胺基。。
可以用于制备ADC的非限制性示例性交联试剂描述于本文中标题为“示例性接头”的部分中。使用此类交联试剂来连接两个部分(包括蛋白质部分和化学部分)的方法在本领域中是已知的。在一些实施方案中，可以例如通过重组技术或肽合成来制备包含抗体和细胞毒性剂的融合蛋白。重组DNA分子可以包含编码缀合物的抗体和细胞毒性部分的区域，所述区域彼此相邻或由编码不会破坏缀合物的所期望的性质的接头肽的区域隔开。
在另一个实施方案中，抗体可以与“受体”(诸如抗生蛋白链菌素) 缀合以用于肿瘤预靶向，其中向患者施用抗体-受体缀合物，随后使用清除剂从循环中去除未被结合的缀合物，然后施用与细胞毒性剂(例如药物或放射性核苷酸)缀合的“配体”(例如亲和素)。
E.曲妥珠单抗-MCC-DM1和帕妥珠单抗
曲妥珠单抗-MCC-DM1(T-DM1)
本发明包括用抗体药物缀合物曲妥珠单抗-MCC-DM1(T-DM1，也称为曲妥珠单抗安坦辛)(CAS登记号139504-50-0)进行治疗性治疗，所述抗体药物缀合物具有以下结构：
Figure BDA0003257716380001511
其中Tr是经由接头部分MCC连接至类美登素药物部分DM1的曲妥珠单抗(US5208020；US 6441163)。药物与抗体比或药物负载由以上曲妥珠单抗-MCC-DM1结构中的p表示，并且是1至约8范围内的整数值。曲妥珠单抗-MCC-DM1包括具有不同负载和连接的抗体-药物缀合物的所有混合物，其中1、2、3、4、5、6、7和8个药物部分共价连接至抗体曲妥珠单抗(US 7097840；US 8337856；US 2005/0276812；US 2005/0166993)。
曲妥珠单抗可以通过哺乳动物细胞(中国仓鼠卵巢，CHO)悬浮液培养而产生。HER2(或c-erbB2)原癌基因编码在结构上与表皮生长因子受体有关的185kDa跨膜受体蛋白。曲妥珠单抗是具有或来源于鼠类4D5抗体(ATCC CRL 10463，1990年5月24日根据布达佩斯条约寄存在美国典型菌种保藏中心(12301Parklawn Drive，Rockville，Md. 20852))的抗原结合残基的抗体。示例性人源化4D5抗体包括如US 5821337中的huMAb4D5-1、huMAb4D5-2、huMAb4D5-3、huMAb4D5- 4、huMAb4D5-5、huMAb4D5-6、huMAb4D5-7和huMAb4D5-8(曲妥珠单抗，
Figure BDA0003257716380001512
)。在一些实施方案中，T-DM1的抗体部分包含分别示于SEQ ID NO:30和SEQ ID NO:29中的轻链和重链氨基酸序列。
曲妥珠单抗-MCC-DM1可以根据例如美国申请公布号 20110165155的实施例1来制备。
作为一般建议，每剂量所施用的初始药学有效量的曲妥珠单抗- MCC-DM1将在约0.3至15mg/kg患者体重/天的范围内。
市售T-DM1制剂(
Figure BDA0003257716380001521
ado-曲妥珠单抗安坦辛)是处于单次使用小瓶中的无菌白色至灰白色无防腐剂冻干粉末。各小瓶含有 100mg或160mg ado-曲妥珠单抗安坦辛。在复水后，各单次使用小瓶含有ado-曲妥珠单抗安坦辛(20mg/mL)、聚山梨醇酯20[0.02％ (w/v)]、琥珀酸钠(10mM)和蔗糖[6％(w/v)]，pH值是5.0且密度是 1.026g/mL。含有20mg/mL ado-曲妥珠单抗安坦辛的所得溶液在稀释后通过静脉内输注来施用。在一些实施方案中，ado-曲妥珠单抗安坦辛每三周以3.6mg/kg的剂量施用。在一些实施方案中，ado-曲妥珠单抗安坦辛每周以2.4mg/kg的剂量施用。
帕妥珠单抗组合物
帕妥珠单抗组合物包含如上文所定义的主要种类帕妥珠单抗抗体与其一种或多种变体的混合物。本文中帕妥珠单抗主要种类抗体的优选实施方案是包含SEQ ID NO:32的轻链氨基酸序列和SEQ ID NO: 31的重链氨基酸序列(包括这些序列的脱酰胺化和/或氧化变体)的抗体。在一些实施方案中，所述组合物包含主要种类帕妥珠单抗抗体与其包含氨基末端前导序列延伸的氨基酸序列变体的混合物，例如包含 SEQ ID NO:34的轻链氨基酸序列和SEQ ID NO:33的重链氨基酸序列。氨基末端前导序列延伸优选在抗体变体的轻链上(例如在抗体变体的一个或两个轻链上)。主要种类HER2抗体或抗体变体可以是全长抗体或抗体片段(例如F(ab')2片段的Fab)，但优选地全都是全长抗体。本文中的抗体变体可以包含处在其重链或轻链中的任何一个或多个上的氨基末端前导序列延伸。氨基末端前导序列延伸优选地在抗体的一个或两个轻链上。氨基末端前导序列延伸优选地包含VHS--或由其组成。组合物中氨基末端前导序列延伸的存在可以通过各种分析技术加以检测，包括但不限于N末端序列分析、电荷异质性测定法(例如，阳离子交换色谱或毛细管区电泳)、质谱等。组合物中的抗体变体的量一般在构成用于检测变体的任何测定法(优选地N末端序列分析)的检测极限的量至小于主要种类抗体的量的量的范围内。一般来说，组合物中约20％以下(例如约1％至约15％，例如5％至约15％)的抗体分子包含氨基末端前导序列延伸。此类百分比量优选地使用定量N末端序列分析或阳离子交换分析(优选地使用高分辨率弱阳离子交换柱，诸如PROPAC WCX-10TM阳离子交换柱)来测定。除氨基末端前导序列延伸变体以外，还涵盖主要种类抗体和/或变体的其他氨基酸序列改变，包括但不限于在其一个或两个重链上包含C末端赖氨酸残基的抗体、抗体变体等。
此外，主要种类抗体或变体可能还包含糖基化变异，其非限制性实例包括包含连接至其Fc区的G1或G2寡糖结构的抗体、包含连接至其轻链的碳水化物部分(例如，连接至抗体的一个或两个轻链，例如连接至一个或多个赖氨酸残基的一个或两个碳水化合物部分，诸如葡萄糖或半乳糖)的抗体、包含一个或两个未糖基化重链的抗体或包含连接至其一个或两个重链的唾液酸化寡糖的抗体等。
所述组合物可以从基因工程改造细胞株，例如表达HER2抗体的中国仓鼠卵巢(CHO)细胞株回收，或者可以通过肽合成来制备。
关于示例性帕妥珠单抗组合物的更多信息，参见美国专利号 7,560,111和7,879,325以及US 2009/0202546A1。
市售帕妥珠单抗
Figure BDA0003257716380001531
制剂含有呈无防腐剂溶液形式的帕妥珠单抗420mg/14mL(30mg/mL)以用于静脉内输注。在一些实施方案中，帕妥珠单抗疗法包括施用840mg初始负载剂量，随后施用每三周420mg无波动维持剂量。
F.用于诊断和检测的方法和组合物
在某些实施方案中，本文中所提供的任何抗HER2抗体都可用于检测生物样品中的HER2的存在。如本文中所使用的术语“检测”涵盖定量或定性检测。“生物样品”包含例如细胞或组织(例如生检材料，包括癌性或潜在癌性乳房组织)。
在一个实施方案中，提供了用于诊断或检测方法的抗HER2抗体。在另一个方面，提供了一种检测生物样品中的HER2的存在的方法。在某些实施方案中，所述方法包括使所述生物样品与如本文中所描述的抗HER2抗体在允许所述抗HER2抗体与HER2结合的条件下接触，以及检测所述抗HER2抗体与所述生物样品中的HER2之间是否形成复合物。此类方法可以是体外或体内方法。在一个实施方案中，使用抗HER2抗体来选择适宜抗HER2抗体疗法的受试者，例如，在 HER2是用于选择患者的生物标记物时。在另一个实施方案中，生物样品是细胞或组织。
在另一个实施方案中，抗HER2抗体被用于体内检测(例如通过体内成像)受试者的HER2阳性癌症，例如，出于对癌症进行诊断、预测或分期的目的，从而确定适当疗程或监测癌症对疗法的反应。本领域中已知的一种体内检测方法是免疫正电子发射断层扫描术(免疫 PET)，如例如van Dongen等,The Oncologist 12:1379-1389(2007)和 Verel等,J.Nucl.Med.44:1271-1281(2003)中所描述。在此类实施方案中，提供了一种用于检测受试者的HER2阳性癌症的方法，所述方法包括向患有或疑似患有HER2阳性癌症的受试者施用已标记的抗 HER2抗体，以及在所述受试者中检测所述已标记的抗HER2抗体，其中检测到所述已标记的抗HER2抗体表明所述受试者中存在HER2 阳性癌症。在某些此类实施方案中，所述已标记的抗HER2抗体包含与诸如68Ga、18F、64Cu、86Y、76Br、89Zr和124I的正电子发射体缀合的抗HER2抗体。在一个具体实施方案中，所述正电子发射体是89Zr。
在其他实施方案中，诊断或检测方法包括使固定至底物的第一抗 HER2抗体与欲测试HER2的存在的生物样品接触，使所述底物暴露于第二抗HER2抗体，以及检测所述第二抗HER2是否跟所述第一抗 HER2抗体与所述生物样品中的HER2之间的复合物结合。底物可以是任何载体介质，例如玻璃、金属、陶瓷、聚合物珠粒、载物片、芯片和其他底物。在某些实施方案中，生物样品包含细胞或组织。在某些实施方案中，所述第一或第二抗HER2抗体是本文中所描述的任何抗体。
可以根据任何以上实施方案诊断或检测的示例性病症包括HER2 阳性癌症，诸如HER2阳性乳腺癌和HER2阳性胃癌。在一些实施方案中，HER2阳性癌症具有2+或3+的免疫组织化学(IHC)评分和/或≥ 2.0的原位杂交(ISH)扩增比。
在某些实施方案中，提供已标记的抗HER2抗体。标记包括但不限于可以直接检测的标记或部分(诸如荧光标记、发色标记、电子密集标记、化学发光标记和放射性标记)，以及例如通过酶反应或分子间相互作用间接检测的部分，诸如酶或配体。示例性标记包括但不限于放射性同位素32P、14C、125I、3H和131I、荧光团(诸如稀土螯合物或荧光素和其衍生物)、若丹明和其衍生物、丹酰基、伞形酮、荧光素酶(例如萤火虫荧光素酶和细菌荧光素酶(美国专利号4,737,456))、荧光素、 2,3-二氢酞嗪二酮、辣根过氧化物酶(HRP)、碱性磷酸酶、β-半乳糖苷酶、葡糖淀粉酶、溶菌酶、糖氧化酶(例如葡萄糖氧化酶、半乳糖氧化酶和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶)、与采用过氧化氢来氧化染料前体的酶(诸如HRP、乳过氧化物酶或微过氧化物酶)偶合的杂环氧化酶(诸如尿酸酶和黄嘌呤氧化酶)、生物素/亲和素、自旋标记、噬菌体标记、稳定自由基等。在另一个实施方案中，标记是正电子发射体。正电子发射体包括但不限于68Ga、18F、64Cu、86Y、76Br、89Zr和124I。在一个具体实施方案中，正电子发射体是89Zr。
G.药物制剂
如本文中所描述的抗HER2抗体或免疫缀合物的药物制剂是通过将具有所期望的纯度程度的此类抗体或免疫缀合物与一种或多种任选地选用的药学上可接受的载体混合(Remington's Pharmaceutical Sciences第16版,Osol,A.编(1980))而制成冻干制剂或水溶液形式。药学上可接受的载体在所用剂量和浓度下一般对接受者无毒，而且包括但不限于：缓冲剂，诸如磷酸盐、柠檬酸盐和其他有机酸；抗氧化剂，包括抗坏血酸和甲硫氨酸；防腐剂(诸如十八烷基二甲基苯甲基氯化铵；氯化六羟季铵；氯化苯甲烃铵；苄索氯铵；苯酚、丁醇或苯甲醇；对羟基苯甲酸烷基酯，诸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；以及间甲酚)；低分子量(小于约 10个残基)多肽；蛋白质，诸如血清白蛋白、明胶或免疫球蛋白；亲水性聚合物，如聚乙烯吡咯烷酮；氨基酸，如甘氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、组氨酸、精氨酸或赖氨酸；单糖、双糖和其他碳水化合物，包括葡萄糖、甘露糖或糊精；螯合剂，诸如EDTA；糖，诸如蔗糖、甘露糖醇、海藻糖或山梨糖醇；成盐抗衡离子，诸如钠；金属错合物 (例如Zn-蛋白质错合物)；和/或非离子表面活性剂，诸如聚乙二醇(PEG)。本文中的示例性药学上可接受的载体还包括间质性药物分散剂，诸如可溶性中性-活性玻尿酸酶糖蛋白(sHASEGP)，例如人类可溶性PH-20玻尿酸酶糖蛋白，诸如rHuPH20(
Figure BDA0003257716380001561
Baxter International,Inc.)。某些示例性sHASEGP和使用方法(包括rHuPH20) 描述于美国专利公布号2005/0260186和2006/0104968中。在一个方面，将sHASEGP与一种或多种其他糖胺多糖酶，诸如软骨素酶组合。
示例性冻干抗体或免疫缀合物制剂描述于美国专利号6,267,958 中。水性抗体或免疫缀合物制剂包括美国专利号6,171,586和 WO2006/044908中所描述的那些，后一种制剂包括组氨酸-乙酸盐缓冲剂。
本文中的制剂也可以含有多于一种如所治疗的具体适应症所必需的活性成分，优选地是具有对彼此无不利影响的互补活性的活性成分。
活性成分可以包埋在例如通过凝聚技术或通过界面聚合所制备的微胶囊中，例如分别在胶状药物递送系统(例如脂质体、白蛋白微球体、微乳液、纳米粒子和纳米胶囊)中或在巨乳液中的羟甲基纤维素或明胶微胶囊和聚(甲基丙烯酸甲酯)微胶囊。此类技术公开于Remington's Pharmaceutical Sciences第16版,Osol,A.编(1980)中。
可以制备持续释放制剂。持续释放制剂的合适实例包括含有抗体或免疫缀合物的固体疏水性聚合物的半透性基质，所述基质呈成形制品形式，例如膜或微胶囊。
用于体内施用的制剂一般是无菌的。灭菌可以例如通过经无菌过滤膜进行过滤而容易地实现。
H.治疗方法和组合物
本文中所提供的任何抗HER2抗体或免疫缀合物都可以用于诸多方法，例如治疗方法中。
在一个方面，本文中所提供的抗HER2抗体或免疫缀合物被用于抑制HER2阳性细胞增殖的方法中，所述方法包括在允许所述抗 HER2抗体或免疫缀合物与所述细胞表面上的HER2结合的条件下使所述细胞暴露于所述抗HER2抗体或免疫缀合物，从而抑制所述细胞增殖。在某些实施方案中，所述方法是体外或体内方法。在其他实施方案中，所述细胞是乳腺癌细胞或胃癌细胞。
可以使用可购自Promega(Madison,WI)的CellTiter-GloTM发光细胞活力测定法来测定体外细胞增殖抑制。所述测定法基于对所存在的 ATP的定量来测定培养物中的活细胞数，ATP是代谢活性细胞的指标。参见Crouch等(1993)J.Immunol.Meth.160:81-88；美国专利号 6602677。所述测定法可以按96或384孔格式进行，使其适于自动化高通量筛选(HTS)。参见Cree等(1995)AntiCancer Drugs 6:398-404。测定法程序包括向所培养的细胞中直接加入单一试剂(CellTiter-
Figure BDA0003257716380001571
试剂)。这导致细胞溶解且产生由荧光素酶反应所产生的发光信号。发光信号与所存在的ATP的量成比例，所存在的ATP的量与培养物中所存在的活细胞数成正比。可以通过光度计或CCD照相机成像装置来记录数据。发光输出表达为相对光单位(RLU)。
在另一个方面，提供了一种用作药剂的抗HER2抗体或免疫缀合物。在其他方面，提供了一种用于治疗方法中的抗HER2抗体或免疫缀合物。在某些实施方案中，提供了一种用于治疗HER2阳性癌症的抗HER2抗体或免疫缀合物。在某些实施方案中，本发明提供了一种用于治疗患有HER2阳性癌症的个体的方法中的抗HER2抗体或免疫缀合物，所述方法包括向所述个体施用有效量的所述抗HER2抗体或免疫缀合物。在一个此类实施方案中，所述方法还包括向所述个体施用有效量的至少一种其他治疗剂，例如，如以下所描述。
在另一个方面，本发明提供抗HER2抗体或免疫缀合物用于制造或制备药剂的用途。在一个实施方案中，所述药剂用于治疗HER2阳性癌症。在另一个实施方案中，所述药剂用于治疗HER2阳性癌症的方法中，所述方法包括向患有HER2阳性癌症的个体施用有效量的所述药剂。在一个此类实施方案中，所述方法还包括向所述个体施用有效量的至少一种其他治疗剂，例如，如以下所描述。
在另一个方面，本发明提供了一种用于治疗HER2阳性癌症的方法。在一个实施方案中，所述方法包括向患有此类HER2阳性癌症的个体施用有效量的抗HER2抗体或免疫缀合物。在一个此类实施方案中，所述方法还包括向所述个体施用有效量的至少一种其他治疗剂，如以下所描述。
根据任何以上实施方案的HER2阳性癌症可以是例如HER2阳性乳腺癌或HER2阳性胃癌。在一些实施方案中，HER2阳性癌症具有2+或3+的免疫组织化学(IHC)评分和/或≥2.0的原位杂交(ISH)扩增比。
根据任何以上实施方案的“个体”、“患者”或“受试者”可以是人类。
在另一个方面，本发明提供包含本文中所提供的任何抗HER2抗体或免疫缀合物的药物制剂，例如，以用于任何以上治疗方法中。在一个实施方案中，药物制剂包含本文中所提供的任何抗HER2抗体或免疫缀合物和药学上可接受的载体。在另一个实施方案中，药物制剂包含本文中所提供的任何抗HER2抗体或免疫缀合物和至少一种额外治疗剂，例如，如以下所描述。
本发明的抗体或免疫缀合物可以单独或与其他药剂组合用于疗法中。举例来说，本发明的抗体或免疫缀合物(例如，hu7C2.v.2.2.LA 抗体-药物缀合物(hu7C2 ADC))可以与至少一种额外治疗剂共同施用。在一些实施方案中，所述额外治疗剂也是结合HER2的抗体或免疫缀合物。在一些实施方案中，所述额外治疗剂是(i)结合HER2的结构域 II的抗体或免疫缀合物和/或(ii)结合结构域IV或HER2的抗体或免疫缀合物。在一些实施方案中，所述额外治疗剂是(i)结合表位2C4的抗体或免疫缀合物和/或(ii)结合表位4D5的抗体或免疫缀合物。
在一些实施方案中，hu7C2.v.2.2.LA抗体-药物缀合物(hu7C2 ADC)与选自曲妥珠单抗
Figure BDA0003257716380001591
T-DM1
Figure BDA0003257716380001592
和帕妥珠单抗
Figure BDA0003257716380001593
的一种或多种额外治疗剂共同施用。在一些实施方案中， hu7C2 ADC与曲妥珠单抗共同施用。在一些实施方案中，hu7C2 ADC 与T-DM1共同施用。在一些实施方案中，hu7C2 ADC与帕妥珠单抗共同施用。在一些实施方案中，hu7C2 ADC与曲妥珠单抗和帕妥珠单抗共同施用。在一些实施方案中，hu7C2ADC与T-DM1和帕妥珠单抗共同施用。
以上所指出的此类组合疗法涵盖组合施用(其中两种或更多种治疗剂包括在相同或独立的制剂中)和独立施用，在此情况下，施用本发明的抗体或免疫缀合物可以在施用额外治疗剂和/或佐剂之前、同时和/或之后发生。本发明的抗体或免疫缀合物还可以与放射疗法组合使用。
本发明的抗体或免疫缀合物(和任何额外治疗剂)可以通过任何合适的方法施用，包括肠胃外、肺内和鼻内以及当需要用于局部治疗时经病变内施用。肠胃外输注包括肌肉内、静脉内、动脉内、腹膜内或皮下施用。给药可以通过任何合适的途径，例如通过注射，诸如静脉内或皮下注射，部分取决于施用是短暂的还是长期的。本文中涵盖不同的给药时程，包括但不限于在不同的时间点单次或多次施用、推注施用和脉冲式输注。
本发明的抗体或免疫缀合物将以符合良好医学实践的方式被配制、给与和施用。这种情形下的考虑因素包括所治疗的具体病症、所治疗的具体哺乳动物、个别患者的临床病状、病症的原因、药剂的递送部位、施用方法、施用时程和医学从业者已知的其他因素。所述抗体或免疫缀合物不必而是任选地与一种或多种当前用于预防或治疗所述病症的药剂一起配制。此类其他药剂的有效量取决于制剂中所存在的抗体或免疫缀合物的量、病症或治疗类型和以上所讨论的其他因素。这些一般用与本文中所描述相同的剂量和施用途径，或以本文中所描述剂量的约1％至99％，或以凭经验/临床上确定适当的任何剂量和任何途径来使用。
对于预防或治疗疾病，本发明的抗体或免疫缀合物(当单独或与一种或多种其他额外治疗剂组合使用时)的适当剂量将取决于欲治疗的疾病的类型、抗体或免疫缀合物的类型、疾病的严重程度和病程、施用抗体或免疫缀合物是出于预防目的还是治疗目的、先前疗法、患者的临床病史以及对抗体或免疫缀合物的反应和主治医师的判断。抗体或免疫缀合物适合一次或经一系列治疗施用给患者。取决于疾病的类型和严重程度，约1μg/kg至15mg/kg(例如0.1mg/kg-10mg/kg)抗体或免疫缀合物可以是施用给患者的初始候选剂量，无论是例如通过一或多次独立施用还是通过连续输注。取决于以上所提到的因素，一种典型每日剂量可以在约1μg/kg至100mg/kg以上的范围内。对于经若干天或更长时间重复施用，取决于病状，治疗一般将持续直至出现所期望的疾病症状抑制。抗体或免疫缀合物的一个示例性剂量将在约0.05mg/kg至约10mg/kg的范围内。因而，可以向患者施用一个或多个约0.5mg/kg、2.0mg/kg、4.0mg/kg或10mg/kg的剂量(或其任何组合)。此类剂量可以间歇性地施用，例如每周或每三周(例如，使得患者接受约二至约二十个，或例如约六个剂量的抗体)。可以依次施用初始较高负载剂量和一个或多个较低剂量。然而，其他给药方案可能适用。这种疗法的进展容易通过常规技术和测定法进行监测。
应理解，任何以上制剂或治疗方法都可以使用本发明的免疫缀合物与抗HER2抗体两者来进行。
I.制品
在本发明的另一个方面，提供含有可用于本文中的治疗方法的 hu7C2.v.2.2.LA抗体-药物缀合物(hu7C2 ADC)和曲妥珠单抗-MCC- DM1和/或帕妥珠单抗的制品或“试剂盒”。在一些实施方案中，所述试剂盒包括包含hu7C2 ADC的容器。在一些实施方案中，所述试剂盒还包括包含曲妥珠单抗-MCC-DM1的容器。在一些实施方案中，所述试剂盒还包括包含帕妥珠单抗的容器。在一些实施方案中，所述试剂盒还包括包含曲妥珠单抗-MCC-DM1的容器和包含帕妥珠单抗的容器。在一些实施方案中，所述试剂盒在同一容器中包含hu7C2ADC、曲妥珠单抗-MCC-DM1和帕妥珠单抗中的两种或更多种。所述试剂盒可能还包括在容器上或与容器相关联的标签或包装插页。术语“包装插页”是用于指照例包括在治疗产品的商业包装中的说明书，其含有关于与使用此类治疗产品相关的适应症、用法、剂量、施用、禁忌和/或警告的信息。合适的容器包括例如瓶子、小瓶、注射器、泡罩包装等。容器可以由诸如玻璃或塑胶之类的多种材料形成。容器可以容纳对本文中的治疗方法有效的hu7C2 ADC和任选地存在的曲妥珠单抗-MCC-DM1和/或帕妥珠单抗或其制剂，而且可以具有无菌存取口(例如，容器可以是具有可以通过皮下注射针刺穿的栓塞的静脉内溶液袋或小瓶)。所述标签或包装插页指出了组合物用于如本文中所描述和要求保护的治疗方法。所述制品还可以含有另一个容器，其包含药学上可接受的缓冲液，诸如抑菌注射用水(BWFI)、磷酸盐缓冲生理盐水、林格氏溶液和右旋糖溶液。其可能还包括从商业和使用者观点来看合乎需要的其他材料，包括其他缓冲液、稀释剂、过滤器、针和注射器。
所述试剂盒可能还包括关于施用hu7C2 ADC和任选地存在的曲妥珠单抗-MCC-DM1和/或帕妥珠单抗的指导。举例来说，如果所述试剂盒包含有包含hu7C2 ADC和第二药物制剂的第一组合物，则所述试剂盒可能还包括关于向需要其的患者同时、相继或独立施用所述第一药物组合物和第二药物组合物的指导。
在另一个实施方案中，所述试剂盒适用于递送hu7C2 ADC和任选地存在的曲妥珠单抗-MCC-DM1和/或帕妥珠单抗的固体口服形式，诸如片剂或胶囊。此类试剂盒优选地包括许多单位剂量。此类试剂盒可以包括具有按其预定使用顺序标定的剂量的卡片。此类试剂盒的实例是“泡罩包装”。泡罩包装在包装行业中是众所周知的而且被广泛用于包装药物单位剂型。需要时，可以提供记忆辅助，例如呈数字、字母或其他标记形式或具有日历插页，从而指定治疗时程中可以施用剂量的日子。
根据一个实施方案，试剂盒可以包含(a)含hu7C2 ADC的第一容器和任选地存在的(b)其中含有曲妥珠单抗-MCC-DM1和/或其中含有帕妥珠单抗的第二容器。在一些实施方案中，试剂盒可以包含(a)含 hu7C2 ADC的第一容器、(b)其中含有曲妥珠单抗-MCC-DM1的第二容器以及(c)其中含有帕妥珠单抗的第三容器。在一些实施方案中，所述试剂盒可能还包括包含诸如抑菌注射用水(BWFI)、磷酸盐缓冲生理盐水、林格氏溶液和右旋糖溶液的药学上可接受的缓冲液的容器。其可能还包括从商业和使用者观点来看合乎需要的其他材料，包括其他缓冲液、稀释剂、过滤器、针和注射器。
在试剂盒包含hu7C2 ADC和曲妥珠单抗-MCC-DM1和/或帕妥珠单抗的组合物时，所述试剂盒可以包括诸如分隔瓶或分隔箔封包的用于容纳个别组合物的容器，然而，个别组合物也可以容纳在单一未分隔容器中。典型地，所述试剂盒包括关于施用个别组分的指导。当个别组分优选地以不同的剂型施用(例如口服和肠胃外)时、以不同的剂量间隔施用时或当处方医师需要滴定组合的个别组分时，试剂盒形式特别有利。
本文中的制品的一个实施方案包括适用于施用给癌症患者的含有hu7C2 ADC与帕妥珠单抗和/或T-DM1的稳定混合物的静脉内(IV) 袋。所述混合物任选地呈生理盐水溶液形式；例如包含约0.9％NaCl 或约0.45％NaCl。示例性IV袋是聚烯烃或聚氯乙烯输注袋，例如250 mL IV袋。根据本发明的一些实施方案，所述混合物包括约420mg 或约840mg帕妥珠单抗和约100mg至约160mg T-DM1。
任选地，IV袋中的混合物在5℃或30℃下稳定达24小时。可以通过一种或多种选自以下的测定法来评估混合物的稳定性：颜色、外观和透明度(CAC)、浓度和混浊度分析、微粒分析、尺寸排除色谱 (SEC)、离子交换色谱(IEC)、毛细管区电泳(CZE)、图像毛细管等电聚焦(iCIEF)和效力测定。
III.实施例
以下是本发明的方法和组合物的实施例。应理解，鉴于以上所提供的一般性描述，可以实践各种其他实施方案。
实施例1：鼠类抗体7C2的人源化
抗HER2鼠类抗体7C2结合HER2结构域I中的表位。参见例如 PCT公布号WO 98/17797。这个表位与曲妥珠单抗所结合的结合HER2结构域IV的表位和帕妥珠单抗所结合的结合HER2结构域II 的表位不同。参见图3、图16和图18。通过结合结构域IV，曲妥珠单抗使与配体无关的HER2-HER3复合物分裂，从而抑制下游信号传导(例如，PI3K/AKT)。相反，结合结构域II的帕妥珠单抗防止配体驱动HER2与其他HER家族成员(例如HER3、HER1或HER4)相互作用，因而也防止下游信号传导。MAb 7C2与结构域I结合不干扰曲妥珠单抗或帕妥珠单抗分别与结构域IV和II结合，从而可能组合MAb 7C2 ADC与曲妥珠单抗、曲妥珠单抗安坦辛(T-DM-1)和/或帕妥珠单抗。
如下对鼠类抗体7C2(7C2.B9，参见PCT申请号WO 98/17797) 进行人源化。
A.材料和方法
残基编号是根据Kabat(Kabat等,Sequences of proteins of immunologicalinterest,第5版,Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD(1991))。
移植至受体人共有框架上的直接高变区移植物。对7C2人源化期间构建的变体以IgG形式进行评估。将来自小鼠7C2的VL和VH 结构域与人类VLκIV(VLKIV)和人类VH亚组I(VHI)共有序列对准。将来自小鼠7C2(7C2.B9)抗体的高变区工程改造至VLKIV和VHI受体框架中以产生CDR移植变体。从mu7C2VL结构域将位置24-34(L1)、 50-56(L2)和89-97(L3)移植至VLKI中。从mu7C2VH结构域将位置26-35(H1)、50-65(H2)和95-102(H3)移植至VHI中(图1和图2)。 HVR定义由其序列高变性(Wu,T.T.和Kabat,E.A.(1970))、其结构位置(Chothia,C.和Lesk,A.M.(1987))和其参与抗原-抗体接触 (MacCallum等,J.Mol.Biol.262:732-745(1996))定义。为了评估可能重要的框架游标位置，使所选游标位置突变回鼠类序列。所述游标位置包括VL中的位置4和49以及VH中的位置37、67、69、71和 73。合成VL序列和VH序列的三种不同的版本(Blue Heron，Bothell， WA)，且随后次克隆至哺乳动物表达载体中。通过组合LC与HC的不同版本，产生总计九种不同的hu7C2移植变体(v1.1、v1.2、v1.3、v2.1、v2.2、v2.3、v3.1、v3.2和v3.3)。
亲和力成熟文库。使用具有在单一phoA启动子控制下的2个开放阅读框的单价Fab-g3呈现噬菌粒载体。第一开放阅读框由与受体轻链VL和CH1结构域融合的stII信号序列组成，并且第二开放阅读框由与受体重链VH和CH1结构域融合的stII信号序列和随后的次要噬菌体壳蛋白P3组成。通过Kunkel诱变，使用针对各高变区的个别寡核苷酸来产生HVR移植变体(7C2.v2.1)且作为Fab呈现于噬菌体上。
为了提高亲和力，产生含有各高变区中的变化的噬菌体库。使用 Kunkel诱变在7C2.v2.1高变区中的各位置上单独引入序列多样性。使用编码NNS的寡核苷酸使7C2.v2.1高变区中的各位置每次一个完全随机化成所有可能的20个氨基酸。产生总计68个库，各库由20 个成员组成，其中位于7C2高变区之一内的单一位置完全随机化。汇集同一高变区中具有多个位置的库以产生总计六个库。
噬菌体库的产生。使被设计成向如上文所陈述的各高变区中引入多样性的寡核苷酸在37℃下在含有660ng寡核苷酸、50mM Tris pH 7.5、10mM MgCl2、1mM ATP、20mM DTT和5U聚核苷酸激酶的 20μl反应物中单独磷酸化1小时。
为了产生亲和力成熟库，在96孔PCR板中进行68次个别Kunkel 诱变反应。从磷酸化寡核苷酸反应(以上)，将2μl加入含500ng Kunkel 模板的50mM Tris pH 7.5、10mMMgCl2中，最终体积是25μl。使混合物在90℃下退火1分钟、在50℃下退火3分钟，然后在冰上冷却。然后通过在室温下在2小时内加入总体积是30μl的0.5μl 10mM ATP、0.5μl 10mMdNTP(dATP、dCTP、dGTP和dTTP各10mM)、 1μl 100mM DTT、1μl 10×TM缓冲液(0.5M Tris pH7.5、0.1M MgCl2)、 80U T4连接酶和4U T7聚合酶来填充已退火的模板。然后将这些经过填充且经过结扎的产物各自转化至XL1-蓝细胞中。汇集在同一CDR区中含有多个位置的库且在37℃下在1小时内回收在10ml SOC 培养基中。加入羧苄青霉素(50μg/ml)和M13/KO7辅助噬菌体(MOI 10)。在37℃下将培养物再孵育30分钟且转移至含50μg/ml羧苄青霉素和50μg/ml卡那霉素的500ml 2YT中，并且在37℃下生长20 小时。
噬菌体选择。使用NHS-PEG4-生物素(Pierce)通过游离胺对Her2 细胞外域(Her2ECD)进行生物素标记。对于生物素标记反应，使用含 4倍摩尔过量生物素试剂的PBS。反应后在PBS中进行透析。
从细胞培养物上清液中收集噬菌体并且将其悬浮在含1％BSA 的PBS中。在室温下将噬菌体库与生物素标记Her2 ECD一起孵育，然后在4℃下在已于PBS中固定在MaxiSorp微量滴定板(Nunc)上过夜的中性亲和素(10μg/ml)上俘获与生物素-Her2结合的噬菌体5分钟。用含0.05％Tween 20的PBS(PBST)充分洗涤微量滴定板，并且通过将各孔与20mM HCl、500mM KCl一起孵育30分钟来洗脱已结合的噬菌体。用1M Tris pH 7.5中和所洗脱的噬菌体并且使用XL1- 蓝细胞和M13/KO7辅助噬菌体进行扩增，并且在37℃下在2YT、50 μg/ml羧苄青霉素和50μg/ml卡那霉素中生长过夜。将从含靶标的孔中洗脱的噬菌体的滴定度与从不含靶标的孔中回收的噬菌体的滴定度相比较以评估富集。通过降低生物素标记Her2 ECD在结合期间的浓度(从5nM至0.2nM)和用1μM未标记Her2 ECD溶液来增加竞争时间(从0至60分钟，在室温下)来增加选择严格度。
变体的表面电浆子共振评估。通过293瞬时转染将7C2变体表达为IgG。用蛋白G亲和色谱法来纯化IgG。使用BIAcoreT100，通过表面电浆子共振测定各7C2IgG变体对Her2的亲和力。Biacore S 系列CM5传感器芯片固定有单克隆小鼠抗人IgG(Fc)抗体(人抗体俘获试剂盒，GE Healthcare)。以30μl/min的流速注入各7C2变体的连续3倍稀释。利用3分钟缔合和10分钟离解来分析各样品。在各注入步骤之后，使用3M MgCl2再生芯片。通过从俘获处在类似密度下的无关IgG的流动细胞减去RU来修正结合反应。使用同时拟合kon和koff的1:1朗缪尔模型进行动力学分析。
B.结果和讨论
7C2的人源化。用于7C2人源化的人受体框架是基于人类VLκIV 共有序列(VLKIV)和人类VHI共有序列。将鼠类7C2的VL和VH结构域与人类VLKIV和VHI结构域对准；鉴别高变区且移植至人受体框架中以产生7C2.v1.1。7C2.v1.1的单价亲和力相对于mu7C2.B9降低 2.5倍，如通过SPR所评估(参见表2)。
表2：7C2 CDR移植抗体的亲和力
Figure BDA0003257716380001671
为了改善7C2.v1.1的结合亲和力，将轻链中的位置4和49以及重链中的位置37、67、69、71和73变成在mu7C2.B9中的这些位置上所发现的残基。将这些改变过的轻链和重链与来自7C2.v1.1的链的组合转染至293细胞中，表达为IgG并加以纯化，并且通过SPR来评估与Her2 ECD的结合(参见表2)。轻链中含有2个已改变的位置且重链中含有5个已改变的位置的变体7C2.v3.3具有与嵌合 mu7C2.B9相当的单价亲和力(参见表2)。
探测亲和力成熟库以试图使用轻链中含有最低限度的已改变游标位置(Y49K)的7C2.v2.1的框架来募集进一步改善。对于各高变区，使用Kunkle诱变将所有20个氨基酸各别地引入个别位置(总计68个文库，各自含有20个成员，汇集至六个亲和力成熟库中)。在含生物素标记Her2 ECD的溶液中将所述六个亲和力成熟库淘选4轮。通过降低生物素标记Her2 ECD的浓度(从5nM至0.2nM)和用饱和量的未标记Her2 ECD增加竞争时间(从0至1小时，在室温下)来逐渐增加选择严格度。对于H2库，观测到两千倍噬菌体富集。
拣选来自最后一轮的总计588个克隆用于DNA序列分析。鉴别各HVR中的个别序列变化(参见表3)。最丰富的克隆在VH中的位置 S53上变成Met或Leu。将S53M和S53L变体表达为IgG，且SPR 分析表明S53M和S53L对Her2具有相当的亲和力。选择S53L变体，这是因为甲硫氨酸在制造过程中易于氧化之故。利用S55A突变消除HVR-H2中的潜在异天冬氨酸形成位点(参见表4)。
表3：亲和力提高的变体的动力学性质
Figure BDA0003257716380001681
表4：hu7C2变体亲和力的概括
Figure BDA0003257716380001682
mu7C2.B9(“7C2”)和hu7C2.v2.2.LA(在以下实施例中称为“hu7C2”)的人VLKIV和VHI结构域以及重链和轻链可变区的比对示于图1和图2中。
实施例2：产生hu7C2抗体药物缀合物
对于较大规模的抗体产生，在CHO细胞中产生抗体。将编码重链和轻链的载体转染至CHO细胞中，并且通过蛋白A亲和色谱法从细胞培养物中纯化出IgG。
A.吡啶基二硫键PNU酰胺接头药物中间物的合成
具有下式的吡啶基二硫键PNU酰胺接头药物中间物((2S,4S)-4- [[(1S,3R,4aS,9S,9aR,10aS)-9-甲氧基-1-甲基-3,4,4a,6,7,9,9a,10a-八氢- 1H-吡喃并[1,2]噁唑并[3,4-b][1,4]噁嗪-3-基]氧基]-2,5,12-三羟基-7-甲氧基-6,11-二氧代-N-[2-(2-吡啶基二硫烷基)乙基]-3,4-二氢-1H-稠四苯 -2-甲酰胺；“LD-51”)：
Figure BDA0003257716380001691
是以如下方式合成。按照US 8389697的实施例3，向如WO 1998/02446和US8470984的实施例1中所报告而制备的PNU-159682 (15.3mg，0.02038mmol)在3ml甲醇和2mlH2O中的溶液中加入 NaIO4(5.1mg，0.0238mmol)在1ml H2O中的溶液。在室温下将反应混合物搅拌3小时，直至无可检测的起始材料(TLC和HPLC分析)。在减压下去除溶剂，并且粗制红色固体(2S,4S)-2,5,12-三羟基-7-甲氧基-4-{[(1S,3R,4aS,9S,9aR,10aS)-9-甲氧基-1-甲基八氢-1H-吡喃并 [4',3':4,5][1,3]噁唑并[2,3-c][1,4]噁嗪-3-基]氧基}-6,11-二氧代- 1,2,3,4,6,11-六氢稠四苯-2-甲酸51a不进行进一步纯化便用于下一个步骤中。MS(ESI):628[M+H]+。
Figure BDA0003257716380001701
在氩气气氛下向粗制中间物51a在无水二氯甲烷中的溶液中加入无水三乙胺、TBTU(O-(苯并三唑-1-基)-N,N,N',N'-四甲基脲鎓四氟硼酸盐，也称为N,N,N',N'-四甲基-O-(苯并三唑-1-基)脲鎓四氟硼酸盐， CAS号125700-67-6，Sigma-Aldrich B-2903)和N-羟基琥珀酰亚胺，以形成中间物51a的NHS酯。替代地，可以使用诸如DCC或EDC 之类的其他偶合试剂。在一小时之后，加入2-(吡啶-2-基二硫烷基)乙胺盐酸盐(CAS号106139-15-5)。在室温下将反应混合物搅拌30分钟，直至起始材料消失(HPLC-MS分析)。在真空下蒸发溶剂，然后在硅胶上通过快速柱色谱法纯化残余物，得到LD-51。MS(ESI):796.88 [M+H]+。
B.CBI-PBD接头药物中间物的合成
具有下式的CBI-PBD二聚体(哌嗪-氨基甲酸酯前药)-2-丙基吡啶基二硫键接头-药物中间物(3-[6-[1-(氯甲基)-5-(4-甲基哌嗪-1-羰基)氧基-1,2-二氢苯并[e]吲哚-3-基]-6-氧代-己氧基]-6-羟基-2-甲氧基-11-氧代-6a,7,8,9-四氢-6H-吡咯并[2,1-c][1,4]苯并二氮呯-5-甲酸2-(2-吡啶基二硫烷基)丙酯；表A的化合物81)：
Figure BDA0003257716380001711
和具有下式的CBI-PBD二聚体(磷酸盐)-2-丙基吡啶基二硫键接头-药物中间物(3-[6-[1-(氯甲基)-5-膦酰基氧基-1,2-二氢苯并[e]吲哚- 3-基]-6-氧代-己氧基]-6-羟基-2-甲氧基-11-氧代-6a,7,8,9-四氢-6H-吡咯并[2,1-c][1,4]苯并二氮呯-5-甲酸2-(2-吡啶基二硫烷基)丙酯；表A 的化合物82)：
Figure BDA0003257716380001712
是以如下方式合成。关于反应流程，包括试剂和中间物的结构式，参见图9和图10。这种合成还适于制造3-[6-[1-(氯甲基)-5-羟基-1,2- 二氢苯并[e]吲哚-3-基]-6-氧代-己氧基]-6-羟基-2-甲氧基-11-氧代- 6a,7,8,9-四氢-6H-吡咯并[2,1-c][1,4]苯并二氮呯-5-甲酸2-(2-吡啶基二硫烷基)丙酯(“CBI-PBD-2-丙基吡啶基二硫键”)。
在室温下将1(1.40g，4.00mmol，按照文献程序制备：J.Med. Chem.2003,46,2132-2151)、2(1.31g，5.22mmol，按照文献程序制备：WO2004065491A1)和K2CO3(829mg，6.00mmol)在无水DMA (15mL)中的混合物搅拌43小时。然后用EtOAc和H2O稀释混合物，充分混合且分离诸层。用H2O(3×)、盐水(1×)洗涤有机层并干燥 (Na2SO4)，且在真空下去除溶剂。在硅胶上通过柱色谱法使用EtOAc:Hex 50:50至67:33至100:0来纯化粗产物，得到黄色油状化合物3(1.74g，84％)。1H NMRδ(400MHz,CDCl3)8.77(br s,1H),7.79 (s,1H),6.82(s,1H),6.02-5.92(m,1H),5.36(dq,J＝17.2,1.5Hz,1H), 5.26(dq,J＝10.4,1.2Hz,1H),4.69-4.60(m,2H),4.47-4.39(m,1H),4.28 (br s,1H),4.09-4.05(m,2H),3.83(s,3H),3.90-3.80(m,1H),3.74-3.70 (m,1H),3.65-3.59(m,1H),3.54-3.47(m,1H),2.25(t,J＝7.4Hz,2H), 2.20-2.15(m,1H),1.93-1.84(m,3H),1.81-1.72(m,1H),1.70-1.63(m, 3H),1.53-1.47(m,2H),1.44(s,9H)。HRMS m/z 543.2666[(M+Na)+ C27H40N2NaO8计算值543.2677]。
Figure BDA0003257716380001721
在室温下将Et3N(1.32mL，9.47mmol)加入3(821mg，1.58mmol) 在无水DCM(6mL)中的溶液中。然后加入乙酸酐(0.75mL，7.93mmol) 且在室温下将混合物搅拌4.5小时。将反应混合物冷却至0℃且加入无水MeOH(1mL)，并且在0℃下将混合物搅拌15分钟。然后加入EtOAc(120mL)，且用H2O(2×)、盐水(1×)洗涤混合物，干燥(Na2SO4) 且在真空下去除溶剂，得到化合物4(891mg，定量)，不进行纯化便将其用于下一个步骤中。1H NMRδ(400MHz,CDCl3)8.88(br s,1H), 7.82(s,1H),6.81(s,1H),6.01-5.91(m,1H),5.36(dq,J＝17.2,1.5Hz,1H),5.25(dq,J＝10.4,1.3Hz,1H),4.65-4.62(m,2H),4.61-4.54(m,1H), 4.32-4.22(m,2H),4.09-4.06(m,2H),3.83(s,3H),3.55-3.47(m,2H), 2.26-2.23(m,2H),2.18-2.12(m,1H),2.07(s,3H),1.97-1.77(m,5H), 1.70-1.63(m,2H),1.54-1.47(m,2H),1.44(s,9H)。HRMS m/z 585.2774 [(M+Na)+ C29H42N2NaO9计算值585.2783]。
Figure BDA0003257716380001722
在室温下将吡咯烷(1.6mL，19.2mmol)加入4(1.06g，1.88mmol) 在无水DCM(20mL)中的溶液中。然后加入Pd(PPh3)4(109mg，0.0943 mmol)且在室温下将反应混合物搅拌40分钟。用0.25M HCl溶液 (2×75mL)洗涤反应混合物，干燥(Na2SO4)且在真空下去除溶剂。在硅胶上通过柱色谱法使用EtOAc:Hex 50:50至100:0来纯化粗产物，得到黄色油状化合物5(726mg，81％)。1H NMRδ(400MHz,DMSO-d6) 6.67(s,1H),6.35(s,1H),5.08(s,2H),4.35-4.30(m,1H),4.13-4.06(m, 2H),3.87(t,J＝6.4Hz,2H),3.63(s,3H),3.50-3.44(m,1H),3.42-3.35 (m,1H),2.21(t,J＝7.2Hz,2H),2.07-2.00(m,1H),2.01(s,3H),1.89- 1.82(m,1H),1.77-1.67(m,4H),1.59-1.51(m,2H),1.44-1.36(m,2H), 1.39(s,9H)。HRMS m/z501.2573[(M+Na)+ C25H38N2NaO7计算值 501.2571]。
Figure BDA0003257716380001731
在室温下，在氮气下将双光气(0.22mL，1.82mmol)加入5(726 mg，1.52mmol)和DMAP(557mg，4.56mmol)在无水DCM(25mL) 中的混合物中。在30分钟之后，加入6(2.60g，12.9mmol；通过以上所提到的程序新制造——先前未分派编号给醇)在无水DCM(25 mL)中的溶液，并且在室温下将混合物搅拌过夜。在18小时之后，用 H2O(1×)洗涤反应混合物，干燥(Na2SO4)且在真空下去除溶剂。在硅胶上通过柱色谱法使用DCM:EtOAc 100:0至95:5至94:6直至洗脱过量6，然后用EtOAc:Hex 70:30来纯化粗产物，得到浅黄色油状化合物7(920mg，86％)。1H NMRδ(400MHz,DMSO-d6)9.16(br s,1H), 8.45-8.43(m,1H),7.83-7.78(m,2H),7.25-7.21(m,1H),7.15(d,J＝2.8 Hz,1H),6.87(s,1H),4.29(br s,1H),4.17-3.99(m,4H),3.92(t,J＝6.4 Hz,2H),3.75(s,3H),3.42-3.30(m,3H),2.20(t,J＝7.2Hz,2H),2.06- 1.95(m,4H),1.83(br s,1H),1.77-1.68(m,4H),1.58-1.49(m,2H),1.43- 1.36(m,2H),1.39(s,9H),1.29(d,J＝6.8Hz,3H)。HRMS m/z 706.2832 [(M+H)+ C34H48N3O9S2计算值706.2826]。
Figure BDA0003257716380001741
在室温下将7(949mg，1.34mmol)和K2CO3(1.85g，13.4mmol) 在DCM-MeOH(34mL/17mL)中的混合物搅拌45分钟。用DCM稀释混合物，倾入冰H2O(200mL)中，充分混合并且分离诸层。用DCM (1×)提取水层，干燥(Na2SO4)所合并的有机层并且在真空下去除溶剂。在硅胶上通过柱色谱法使用DCM:EtOAc 100:0至50:50来纯化粗产物，得到浅黄色油状化合物8(808mg，91％)。1H NMRδ(400MHz, DMSO-d6)9.20(br s,1H),8.44(d,J＝4.7Hz,1H),7.81-7.80(m,2H), 7.25-7.20(m,2H),6.94(s,1H),4.75(t,J＝5.6Hz,1H),4.17-3.99(m,3H),3.92(t,J＝6.4Hz,2H),3.74(s,3H),3.60-3.46(m,2H),3.37-3.20(m,3H), 2.20(t,J＝7.2Hz,2H),1.93-1.76(m,3H),1.75-1.68(m,3H),1.58-1.51 (m,2H),1.44-1.36(m,2H),1.39(s,9H),1.29(d,J＝6.9Hz,3H)。HRMS m/z 664.2721[(M+H)+ C32H46N3O8S2计算值664.2724]。
Figure BDA0003257716380001742
在室温下将(二乙酰氧基碘)苯(259mg，0.804mmol)加入8(349 mg，0.526mmol)和TEMPO(82.2mg，0.526mmol)在无水DCM(10 mL)中的混合物中，并且将反应混合物搅拌过夜。在24小时之后，用 DCM和饱和Na2S2O3水溶液稀释混合物并且充分混合。分离诸层，且用饱和Na2S2O3水溶液(1×)、饱和NaHCO3水溶液(1×)洗涤有机层，干燥(Na2SO4)，并且在真空下去除溶剂。在硅胶上通过柱色谱法使用 EtOAc:Hex 70:30至100:0来纯化粗产物，得到白色发泡体状化合物9 (248mg，71％)。1H NMRδ(400MHz,DMSO-d6)8.45-8.43(m,1H), 7.79-7.69(m,1H),7.51-7.48(m,1H),7.24-7.20(m,1H),7.10(s,1H),6.96 和6.91(2s,1H),6.55(t,J＝5.9Hz,1H),5.46(dd,J＝8.9,6.1Hz,1H), 4.31-4.21(m,1H),4.02-3.84(m,3H),3.80和3.79(2s,3H),3.52-3.46(m, 1H),3.40-3.18(m,3H),2.19-2.13(m,2H),2.09-2.00(m,1H),1.96-1.85 (m,3H),1.70-1.67(m,2H),1.56-1.45(m,2H),1.40-1.34(m,2H),1.38和 1.37(2s,9H),1.15-1.10(m,3H)。HRMS m/z 662.2592[(M+H)+ C32H44N3O8S2计算值662.2564]。
Figure BDA0003257716380001751
在室温下将9(254mg，0.384mmol)和4M HCl在二噁烷(11mL) 中的混合物搅拌1小时15分钟。在25℃至30℃下在真空下去除溶剂，得到化合物10(162mg，70％)，不进行纯化便将其用于下一个步骤中。
Figure BDA0003257716380001752
在室温下，在氮气下将10(161mg，0.266mmol)、58b(195mg， 0.542mmol，通过以上所提到的程序新制得)、EDCI·HCl(253mg，1.32 mmol)和TsOH(19.5mg，0.113mmol)在无水DMA(5mL)中的混合物搅拌过夜。在23小时之后，用EtOAc和饱和NaHCO3水溶液稀释反应混合物并且充分混合。分离诸层且用EtOAc(1×)提取水层。用H2O (1×)、盐水(1×)洗涤所合并的有机层，干燥(Na2SO4)且在真空下去除溶剂。在硅胶上通过柱色谱法使用DCM:MeOH 100:0至93:7来纯化粗产物，且使用DCM:MeOH 99:1至94:6使所述材料重新跑柱，得到浅黄色发泡体状11(化合物编号81，118mg，47％，HPLC纯度：98.0％)。1H NMRδ(400MHz,DMSO-d6)8.43-8.41(m,1H),8.22(s,1H),7.96(d, J＝8.4Hz,1H),7.83(d,J＝8.4Hz,1H),7.73-7.66(m,1H),7.61-7.56(m, 1H),7.51-7.45(m,2H),7.22-7.17(m,1H),7.10(s,1H),6.97和6.92(2s, 1H),6.56(t,J＝6.0Hz,1H),5.46(dd,J＝9.1,6.2Hz,1H),4.42-4.20(m, 4H),4.05-3.76(m,7H),3.80和3.79(2s,3H),3.52-3.47(m,1H),3.38- 3.11(m,4H),2.09-1.99(m,1H),1.94-1.88(m,3H),1.77-1.74(m,2H), 1.65-1.62(m,2H),1.48-1.42(m,2H),1.35-1.23(m,1H),1.15-1.10(m, 3H),9H部分被DMSO遮蔽。HRMS m/z 969.3070[(M+Na)+C47H55ClN6NaO9S2计算值969.3053]。
如下制备化合物82：
Figure BDA0003257716380001761
在室温下，在氮气下将10(162mg，0.267mmol)、66d(178mg，0.418mmol，通过以上所提到的程序新制得)、EDCI·HCl(184mg， 0.960mmol)和TsOH(11mg，0.0639mmol)在无水DMA(5mL)中的混合物搅拌过夜。在18.5小时之后，用EtOAc和H2O稀释反应混合物且充分混合。分离诸层，且用饱和NaHCO3水溶液(1×)、H2O(1×)、盐水(1×)洗涤有机层，干燥(Na2SO4)，并且在真空下去除溶剂。在硅胶上通过柱色谱使用EtOAc:MeOH 100:0至95:5来纯化粗产物，得到黄色残余物。通过制备型HPLC(柱：Synergi-MAX RP 4μ，21.20×250 mm；流速：12mL/min；流动相：溶剂A：H2O/甲酸铵缓冲液pH 3.45，溶剂B：MeCN/H2O 90:10；方法：梯度，溶剂A:溶剂B 90:10至10:90 至0:100，30分钟)进一步纯化此物质，得到白色发泡体状化合物12 (89.3mg，33％，HPLC纯度：99.5％)。1H NMRδ(400MHz,DMSO- d6)8.56(s,1H),8.43-8.41(m,1H),8.04(d,J＝8.2Hz,1H),7.92(d,J＝8.4Hz,1H),7.73-7.67(m,1H),7.60-7.56(m,1H),7.51-7.45(m,2H), 7.22-7.17(m,1H),7.10(s,1H),6.98和6.92(2s,1H),6.55(t,J＝5.6Hz, 1H),5.47-5.44(m,1H),4.40-4.36(m,1H),4.30-4.19(m,3H),4.04-3.86 (m,4H),3.86-3.75(m,1H),3.80和3.79(2s,3H),3.52-3.46(m,1H),3.38- 3.22(m,3H),3.21-3.15(m,1H),2.09-1.99(m,1H),1.94-1.85(m,3H), 1.78-1.74(m,2H),1.69-1.60(m,2H),1.55-1.40(m,2H),1.47和1.47(2s, 18H),1.28-1.23(m,1H),1.15-1.10(m,3H)。HRMS m/z1035.3162 [(M+Na)+ C49H62ClN4NaO11PS2计算值1035.3175]。
Figure BDA0003257716380001771
在室温下将12(84.0mg，0.0829mmol)和TFA(1mL)在无水DCM (2mL)中的混合物搅拌40分钟。然后在25℃下在真空下去除溶剂，得到绿色残余物。将残余物溶解于DCM中，用EtOAc稀释溶液且在真空下去除DCM，得到白色固体且倾析剩余溶剂。重复这种处理并且将所得固体与EtOAc一起湿磨并干燥，得到白色固体状13(表A 的化合物82，43.8mg，59％，HPLC纯度：93.8％)。1H NMRδ(400 MHz,DMSO-d6)8.47(s,1H),8.44-8.42(m,1H),8.08(d,J＝8.3Hz,1H), 7.90(d,J＝8.3Hz,1H),7.74-7.68(m,1H),7.58-7.54(m,1H),7.51-7.48 (m,1H),7.47-7.43(m,1H),7.22-7.18(m,1H),7.10(s,1H),6.98和6.93 (2s,1H),5.46(d,J＝9.5Hz,1H),4.39-4.18(m,4H),4.04-3.95(m,3H), 3.90-3.85(m,1H),3.84-3.76(m,1H),3.80和3.80(2s,3H),3.52-3.47(m, 1H),3.40-3.27(m,3H),3.21-3.15(m,1H),2.10-2.02(m,1H),1.94-1.88 (m,3H),1.78-1.74(m,2H),1.69-1.60(m,2H),1.48-1.42(m,2H),1.35-1.23(m,1H),1.16-1.10(m,3H),3H未观测到。HRMS m/z 923.1938 [(M+Na)+C41H46ClN4NaO11PS2计算值923.1923]。
如下制备化合物83：
Figure BDA0003257716380001781
在室温下，在氮气下将10(45.0mg，0.0743mmol)、67d(24.3mg， 0.0899mmol，通过以上所提到的程序新制得)、EDCI·HCl(42.7mg， 0.223mmol)和TsOH(3mg，0.0174mmol)在无水DMA(3mL)中的混合物搅拌5小时。向混合物中再加入部分67d(24.3mg，0.0899mmol) 和EDCI·HCl(16.0mg，0.0835mmol)且在室温下将反应物搅拌过夜。在22小时之后，用EtOAc稀释反应混合物且用H2O(2×)、盐水(1×) 洗涤，干燥(Na2SO4)且在真空下去除溶剂。在硅胶上通过柱色谱法使用EtOAc来纯化粗产物，得到绿色粉末。第二次在硅胶上进行柱色谱法使用EtOAc进一步纯化这种物质，得到米色固体状14(表A的化合物83，8.3mg，13.5％，HPLC纯度：81.2％)。1H NMRδ(400MHz, DMSO-d6)10.33(s,1H),8.43-8.42(m,1H),8.07(d,J＝8.1Hz,1H),7.98 (s,1H),7.77(d,J＝8.4Hz,1H),7.74-7.67(m,1H),7.50-7.46(m,2H),7.33-7.29(m,1H),7.24-7.18(m,1H),7.10(s,1H),6.98和6.92(2s,1H), 6.56(t,J＝6.0Hz,1H),5.47-5.44(m,1H),4.33-4.21(m,2H),4.15-4.13 (m,2H),4.05-3.93(m,3H),3.90-3.75(m,2H),3.80和3.79(2s,3H),3.52- 3.47(m,1H),3.38-3.13(m,4H),2.10-1.99(m,1H),1.94-1.89(m,3H), 1.77-1.74(m,2H),1.66-1.62(m,2H),1.52-1.41(m,2H),1.32-1.24(m, 1H),1.15-1.10(m,3H)。HRMS m/z 843.2258[(M+Na)+ C41H45ClN4NaO8S2计算值843.2260]。
如下制备化合物85：
在20℃下向82(15mg，16.64umol)在DMF(1.0mL)中的溶液中加入5-硝基吡啶-2-硫醇(25.99mg，166.41umol)的溶液。在20℃下将反应混合物搅拌1小时。过滤反应混合物且通过制备型HPLC(FA)加以纯化，得到灰色固体状(11aS)-8-((6-((S)-1-(氯甲基)-5-(膦酰氧基)- 1,2-二氢-3H-苯并[e]吲哚-3-基)-6-氧代己基)氧基)-11-羟基-7-甲氧基- 5-氧代-2,3,11,11a-四氢-1H-苯并[e]吡咯并[1,2-a][1,4]二氮呯-10(5H)- 甲酸2-((5-硝基吡啶-2-基)二硫烷基)丙酯85(7.5mg，47.62％)。LCMS: (10-80,CD_NEG,3.0min),1.161min,MS＝944.2[M-1]-；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ9.18(s,1H),8.41(br,1H,J＝7.6Hz),8.11(br,1H),7.80 (d,1H,J＝8.0Hz),7.67(d,1H,J＝8.4Hz),7.46(d,1H,J＝7.6Hz),7.30 (s,1H),7.07(s,1H),6.99-6.93(m,1H),5.52(d,1H,J＝8.4Hz),4.26– 4.14(m,4H),3.98–3.80(m,4H),3.76(s,3H),3.40–3.26(m,5H),2.40– 2.28(m,2H),2.10-1.80(m,5H),1.79-1.55(m,5H),1.40(br,1H),1.19(s, 1H),1.12(d,3H,J＝8.8Hz)。
如下制备化合物86：
步骤A：(S)-磷酸二叔丁酯(1-(氯甲基)-3-(2,2,2-三氟乙酰基)-2,3- 二氢-1H-苯并[e]吲哚-5-基)酯1u的合成
Figure BDA0003257716380001791
在20℃下，在氮气气氛下向(S)-1-(氯甲基)-5-羟基-1,2-二氢-3H- 苯并[e]吲哚-3-甲酸叔丁酯(3.34g，10.0mmol)在无水DCM(25mL)中的搅拌均质溶液中加入含4M HCl的二噁烷(12.5mL，50.0mmol)。加入之后，在20℃下在氮气下将反应混合物再搅拌20小时。用石油醚(250mL)稀释混合物且在20℃下在氮气下搅拌20分钟。倾析溶剂且用石油醚(250mL)将所述程序再重复一次。在25℃下在真空下将所得固体干燥1小时，得到(S)-1-(氯甲基)-2,3-二氢-1H-苯并[e]吲哚-5-醇盐酸盐(2.7g，100％)；1H NMR[(CD3)2SO]δ10.80(s,1H),8.15(d,J＝ 8.3Hz,1H),7.87(d,J＝8.2Hz,1H),7.58(br t,J＝7.5Hz,1H),7.43(brt,J＝7.4Hz,1H),6.81(s,1H),4.27-4.17(m,1H),4.01(dd,J＝11.0,3.2 Hz,1H),3.93-3.74(m,3H),2个质子未观测到。粗产物没有进行进一步纯化便用于下一个步骤。
在0℃下，在氮气气氛下向(S)-1-(氯甲基)-2,3-二氢-1H-苯并[e]吲哚-5-醇盐酸盐(2.7g，10.0mmol)在无水DCM(10mL)和二噁烷(30mL) 中的搅拌非均质混合物中加入三氟乙酸酐(TFAA)(3.4mL，24.0mmol)，随后是二异丙基乙胺(DIPEA)(8.71mL，50.0mmol)。加入之后，在 0℃下在氮气下将反应混合物再搅拌50分钟。加入乙酸乙酯(400mL) 且在0℃下加入1N HCl(200mL)，且在氮气下将混合物搅拌20分钟。分离乙酸乙酯层，相继用1N HCl(200mL)和水(2×200mL)洗涤，然后干燥(MgSO4)并且在25℃浴温下在减压下蒸发，得到灰绿色固体状(S)-1-(1-(氯甲基)-5-羟基-1,2-二氢-3H-苯并[e]吲哚-3-基)-2,2,2-三氟乙-1-酮(3.3g，100％)。这种物质没有经过进一步纯化便用于下一个步骤。
在20℃下，在氮气气氛下向(S)-1-(1-(氯甲基)-5-羟基-1,2-二氢- 3H-苯并[e]吲哚-3-基)-2,2,2-三氟乙-1-酮(3.3g，10.0mmol)在无水THF (40mL)中的搅拌均质溶液中加入二叔丁基-N,N-二异丙基亚磷酰胺 (4.31mL，13.0mmol)。加入之后，在20℃下在氮气下将反应混合物搅拌5-10分钟，然后在17分钟内逐滴加入四唑(在CH3CN中的3％溶液，38.0mL，13.0mmol)。在20℃下在氮气下将最终反应混合物再搅拌19小时。在冰浴中冷却混合物且加入30％H2O2(11.3mL，100.0 mmol)。加入之后，在20℃下将反应混合物再搅拌1小时30分钟。用乙酸乙酯(300mL)和10％Na2S2O3水溶液(500mL)稀释混合物并且在0℃下搅拌20分钟。分离乙酸乙酯层且相继用水(200mL)、饱和 NaHCO3(200mL)和水(200mL)洗涤，然后干燥(MgSO4)并且在减压下在25℃浴温下蒸发，得到琥珀色油。通过硅胶色谱(用乙酸乙酯:石油醚1:3洗脱)加以纯化，得到无色发泡固体状1u(4.7g,90％)，mp 39- 42℃；[α]D-61.8°(c1.02，CHCl3)。分析(C23H28ClF3NO5P)计算值：C， 52.93；H，5.41；N，2.68.实验值：C，53.05；H，5.43；N，2.80。
步骤B：乙酸((S)-1-(2-((((4-((S)-2-(((烯丙氧基)羰基)氨基)-6-((叔丁氧基羰基)氨基)己酰胺基)苯甲基)氧基)羰基)氨基)-4-((6-((S)-1-(氯甲基)-5-((二叔丁氧基磷酰基)氧基)-1,2-二氢-3H-苯并[e]吲哚-3-基)-6- 氧代己基)氧基)-5-甲氧基苯甲酰基)吡咯烷-2-基)甲酯3g的合成
Figure BDA0003257716380001811
Figure BDA0003257716380001821
向(S)-6-(5-(((烯丙氧基)羰基)氨基)-4-(2-(羟基甲基)吡咯烷-1-羰基)-2-甲氧基苯氧基)己酸2,2,2-三氯乙酯3a(4.14g，6.95mmol)(J. Med.Chem.2003,46,2132-2151)在无水DCM(25mL)中的搅拌溶液中加入乙酸酐(3.30mL，34.8mmol)和三乙胺(5.81mL，41.7mmol)。在 20℃下将混合物搅拌3小时30分钟。加入无水MeOH(4.0mL)并并且将混合物搅拌30分钟。使混合物分配在EtOAc(400mL)与水(400 mL)之间。分离EtOAc层，用水(2×200mL)洗涤，然后干燥(MgSO4)并蒸发，得到油状(S)-6-(4-(2-(乙酰氧基甲基)吡咯烷-1-羰基)-5-(((烯丙氧基)羰基)氨基)-2-甲氧基苯氧基)己酸2,2,2-三氯乙酯3b(4.28g，96％)； [α]D-57.4°(c 0.21，CHCl3)；1H NMR[(CD3)2SO]δ9.10(s,1H),7.17(s, 1H),6.87(s,1H),6.01-5.87(m,1H),5.32(dd,J＝17.2,1.5Hz,1H), 5.21(dd,J＝10.4,1.4Hz,1H),4.89(s,2H),4.54(d,J＝5.4Hz,2H), 4.39-4.20(m,3H),3.93(t,J＝6.4Hz,2H),3.75(s,3H),3.46-3.27(m,2 H),2.13-1.90(m,4H),1.89-1.60(m,7H),1.54-1.40(m,2H),2个质子被DMSO峰遮蔽。HRMS(ESI)m/z C27H36Cl3N2O9计算值:637.1481, 实验值:637.1475[MH+]；C27H35Cl3N2NaO9计算值:659.1300,实验值: 659.1303[MNa+]；C27H35Cl3KN2O9计算值:675.1040,实验值:675.1035 [MK+]。
向3b(4.27g，6.69mmol)在丙酮(75mL)、水(50mL)和THF(30 mL)中的搅拌溶液中加入锌粉(17.5g，268mmol)和NH4Cl(28.6g，535 mmol)。在20℃下在氮气气氛下将混合物搅拌42小时。加入丙酮(100 mL)，将混合物搅拌10分钟，并且倾析上清液。将所述程序重复两次且在减压下蒸发所合并的上清液以去除丙酮和THF。用水(50mL)稀释残余物且用1N HCl水溶液酸化至pH～1。用石油醚(2×200mL)洗涤所述酸性混合物并且用EtOAc(400mL)提取。用水(200mL)洗涤 EtOAc提取物并且干燥(MgSO4)，并且蒸发溶剂，得到油状(S)-6-(4-(2-(乙酰氧基甲基)吡咯烷-1-羰基)-5-(((烯丙氧基)羰基)氨基)-2-甲氧基苯氧基)己酸3c(2.72g，80％)；[α]D-73.5°(c 1.12,CHCl3)；1H NMR [(CD3)2SO]δ11.99(s,可与D2O交换,1H),9.10(s,可与D2O交换, 1H),7.17(s,1H),6.87(s,1H),6.00-5.86(m,1H),5.32(dd,J＝17.2,1.5 Hz,1H),5.20(dd,J＝10.4,1.5Hz,1H),4.57-4.52(m,2H),4.37-4.03 (m,3H),3.93(t,J＝6.5Hz,2H),3.75(s,3H),3.40-3.10(m,2H),2.23 (t,J＝7.3Hz,2H),2.07-1.93(m,4H),1.89-1.66(m,5H),1.62-1.49(m, 2H),1.47-1.34(m,2H)。HRMS(ESI)m/z C25H35N2O9计算值:507.2337, 实验值:507.2340[MH+]；C25H34KN2O9计算值:545.1896,实验值:545.1906[MK+]；C25H34N2NaO9计算值:529.2157,实验值:529.2169 [MNa+]。
在0℃下，在氮气气氛下向磷酸(S)-二叔丁酯(1-(氯甲基)-3-(2,2,2- 三氟乙酰基)-2,3-二氢-1H-苯并[e]吲哚-5-基)酯1u(1.38g，2.64mmol) 在MeOH(10mL)中的搅拌溶液中加入Cs2CO3(1.03g，3.17mmol)。在0℃下将混合物搅拌2小时30分钟，然后分配在EtOAc(200mL) 与水(150mL)之间。分离EtOAc层且再次用水(100mL)洗涤，然后干燥(MgSO4)且在减压下在25℃浴温下蒸发，得到浅黄色发泡固体状磷酸(S)-二叔丁酯(1-(氯甲基)-2,3-二氢-1H-苯并[e]吲哚-5-基)酯1v(1.17 g)，在0-20℃下用含3c(1.24g，2.45mmol)、EDCI·HCl(1.41g，7.35 mmol)和对甲苯磺酸(84mg，0.49mmol)的无水DMA(14mL)处理22 小时。使混合物分配在EtOAc(400mL)与水(300mL)之间。分离EtOAc 层，且再次用水(100mL)洗涤，然后干燥(MgSO4)并蒸发。通过硅胶色谱(用EtOAc:石油醚2:1洗脱)进行纯化，得到浅黄色发泡固体状乙酸((S)-1-(2-(((烯丙氧基)羰基)氨基)-4-((6-((S)-1-(氯甲基)-5-((二叔丁氧基磷酰基)氧基)-1,2-二氢-3H-苯并[e]吲哚-3-基)-6-氧代己基)氧基)- 5-甲氧基苯甲酰基)吡咯烷-2-基)甲酯3d(1.49g，66％)，mp 55-59℃； [α]D-68.0°(c 1.00,CHCl3)；1HNMR[(CD3)2SO]δ9.10(s,可与D2O交换,1H),8.56(s,1H),8.03(d,J＝8.1Hz,1H),7.92(d,J＝8.4Hz,1 H),7.57(t,J＝8.1Hz,1H),7.47(t,J＝7.6Hz,1H),7.19(s,1H),6.86 (s,1H),5.99-5.86(m,1H),5.32(dd,J＝17.2,1.6Hz,1H),5.20(dd,J＝ 10.4,1.5Hz,1H),4.53(d,J＝5.4Hz,2H),4.45-3.84(m,10H),3.74 (s,3H),3.44-3.26(m,2H),2.68-2.47(m,2H),2.02(br s,3H),1.93-1.43 (m,10H),1.474和1.469(2s,18H)。HRMS(ESI)m/z C46H62ClN3O12P 计算值:914.3754,实验值:914.3749[MH+]；C46H61ClKN3O12P计算值: 952.3313,实验值:952.3381[MK+]；C46H61ClN3NaO12P计算值: 936.3574,实验值:936.3589[MNa+]。
在20℃下在氮气气氛下向3d(548mg，0.60mmol)在DCM(8mL) 中的搅拌溶液中加入Pd(Ph3P)4(17.1mg；9.8％Pd)和吡咯烷(0.49mL， 6.00mmol)。在20℃下将混合物搅拌30分钟，然后分配在EtOAc(200 mL)与水(150mL)之间。分离EtOAc层，且再次用水(50mL)洗涤，然后干燥(MgSO4)并且在减压下在25℃浴温下蒸发。通过硅胶色谱(用 EtOAc:MeOH 50:1洗脱)纯化粗产物，得到浅黄色发泡固体状乙酸((S)- 1-(2-氨基-4-((6-((S)-1-(氯甲基)-5-((二叔丁氧基磷酰基)氧基)-1,2-二氢 -3H-苯并[e]吲哚-3-基)-6-氧代己基)氧基)-5-甲氧基苯甲酰基)吡咯烷- 2-基)甲酯3e(323mg，65％)，mp 46-49℃；[α]D-85.2°(c 0.36,CHCl3)；1H NMR[(CD3)2SO]δ8.56(s,1H),8.04(d,J＝8.3Hz,1H),7.93(d,J ＝8.4Hz,1H),7.58(t,J＝8.2Hz,1H),7.47(t,J＝8.1Hz,1H),6.67(s, 1H),6.37(s,1H),5.09(s,可以与D2O交换,2H),4.46-3.85(m,10H), 3.63(s,3H),3.52-3.34(m,2H),2.69-2.50(m,2H),2.08-1.94(m,1H), 2.01(s,3H),1.91-1.61(m,7H),1.58-1.44(m,2H),1.476和1.470(2s,18H)。HRMS(ESI)m/z C42H58ClN3O10P计算值:830.3522,实验值: 830.3543[MH+]。
在20℃下，在氮气气氛下向3e(293mg，0.35mmol)和DMAP (202mg，1.65mmol)在无水DCM(7mL)中的搅拌溶液中加入双光气在无水DCM中的溶液(0.05M，6.7mL，0.33mmol)。将混合物搅拌 25分钟，然后加入(6-((4-(羟基甲基)苯基)氨基)-6-氧代己-1,5-二基)(S)-二氨基甲酸烯丙酯叔丁酯3f(1.54g，3.54mmol)在无水DCM(20mL) 中的溶液。在20℃下在氮气气氛下将混合物搅拌68小时，然后分配在EtOAc(300mL)与水(200mL)之间。分离EtOAc层，且再次用水 (100mL)洗涤，然后干燥(MgSO4)并且在30℃浴温下蒸发。通过硅胶色谱(用EtOAc:MeOH:石油醚30:0.5:10洗脱)纯化所得橙色油，得到发泡固体状乙酸((S)-1-(2-((((4-((S)-2-(((烯丙氧基)羰基)氨基)-6-((叔丁氧基羰基)氨基)己酰胺基)苯甲基)氧基)羰基)氨基)-4-((6-((S)-1-(氯甲基)-5-((二叔丁氧基磷酰基)氧基)-1,2-二氢-3H-苯并[e]吲哚-3-基)-6-氧代己基)氧基)-5-甲氧基苯甲酰基)吡咯烷-2-基)甲酯3g(385mg，84％)， mp 72-75℃；[α]D-55.2°(c 0.53,CHCl3)；1H NMR[(CD3)2SO]δ10.04 (s,可与D2O交换,1H),9.12(br s,可与D2O交换,1H),8.56(s,1H), 8.03(d,J＝8.3Hz,1H),7.92(d,J＝8.4Hz,1H),7.65-7.52(m,3H,在 D2O之后降至2H),7.46(t,J＝7.8Hz,2H),7.31(d,J＝8.5Hz,2H), 7.20(br s,1H),6.86(s,1H),6.75(不良拆分的t,可与D2O交换,1H), 5.97-5.83(m,1H),5.30(br d,J＝17.3Hz,1H),5.17(br d,J＝10.6Hz, 1H),5.18-4.97(m,2H),4.51-3.85(m,13H),3.74(s,3H),3.43-3.23(m, 2H,部分被水峰遮蔽),2.94-2.83(m,2H),2.65-2.50(m,2H,部分被 DMSO峰遮蔽),2.07-1.91(m,1H),2.01(br s,3H),1.88-1.43(m,11H), 1.473-1.468(2s,18H),1.43-1.20(m,4H),1.35(s,9H)。HRMS(ESI) m/zC65H89ClN6O17P计算值:1291.5665,实验值:1291.5705[MH+]； C65H88ClKN6O17P计算值:1329.5262,实验值:1329.5264[MK+]；C65H88ClN6NaO17P计算值:1313.5554,实验值:1313.5524[MNa+]。
步骤C：86的合成
Figure BDA0003257716380001861
在0℃下将3g(366mg，0.28mmol)和K2CO3(1.14g，8.24mmol) 在DCM(9mL)和MeOH(9mL)中的混合物搅拌3小时30分钟。将混合物与冷EtOAc(200mL)和冰水(150mL)一起搅拌10分钟。分离 EtOAc层，再次用水(100mL)洗涤，然后干燥(MgSO4)并且在25℃浴温下蒸发，得到无色发泡固体状((S)-6-((4-((((5-((6-((S)-1-(氯甲基)-5- ((二叔丁氧基磷酰基)氧基)-1,2-二氢-3H-苯并[e]吲哚-3-基)-6-氧代己基)氧基)-2-((S)-2-(羟基甲基)吡咯烷-1-羰基)-4-甲氧基苯基)氨基甲酰基)氧基)甲基)苯基)氨基)-6-氧代己烷-1,5-二基)二氨基甲酸烯丙酯叔丁酯3h(343mg，97％)，mp 71-75℃；[α]D-58.2°(c 0.57,CHCl3)；1HNMR[(CD3)2SO]δ10.04(s,可与D2O交换,1H),9.11(br s,可与D2O 交换,1H),8.56(s,1H),8.03(d,J＝8.3Hz,1H),7.92(d,J＝8.4Hz,1 H),7.65-7.53(m,3H,在D2O之后降至2H),7.46(t,J＝7.6Hz,2H), 7.32(d,J＝8.6Hz,2H),7.27(br s,1H),6.93(s,1H),6.75(不良拆分的t,可与D2O交换,1H),5.97-5.82(m,1H),5.29(br d,J＝17.2Hz,1H), 5.17(br d,J＝10.5Hz,1H),5.03(br s,2H),4.73(t,J＝5.8Hz,可与 D2O交换,1H),4.50-3.82(m,11H),3.74(s,3H),3.62-3.44(m,2H), 3.40-3.21(m,2H,部分被水峰遮蔽),2.95-2.80(m,2H),2.65-2.50(m, 2H,部分被DMSO峰遮蔽),1.93-1.21(m,16H),1.473-1.468(2s,18 H),1.35(s,9H)。HRMS(ESI)m/z C63H86ClKN6O16P计算值:1287.5158, 实验值:1287.5113[MK+]；C63H86ClN6NaO16P计算值:1271.5419,实验值:1271.5381[MNa+]。
在0℃下，在3分钟内向3h(322mg，0.26mmol)在无水DCM(14 mL)中的搅拌溶液中逐份加入戴斯马丁过碘烷(DMP)(131mg，0.31 mmol)。在0℃下将反应混合物再搅拌2小时，然后在20℃下搅拌50 小时。用DCM(40mL)和10％Na2S2O3(40mL)稀释混合物，在20℃下搅拌10分钟，然后分配在DCM(200mL)与饱和NaHCO3溶液(150 mL)之间。分离DCM层且用DCM(2×50mL)进一步提取水层。用饱和NaHCO3溶液(2×100mL)和水(2×100mL)洗涤所合并的DCM提取物，然后干燥(MgSO4)并且在25℃浴温下蒸发。通过硅胶色谱(用 CHCl3:MeOH 40:1洗脱)纯化所得橙色油，得到浅棕色发泡固体状 (11aS)-8-((6-((S)-1-(氯甲基)-5-((二叔丁氧基磷酰基)氧基)-1,2-二氢- 3H-苯并[e]吲哚-3-基)-6-氧代己基)氧基)-11-羟基-7-甲氧基-5-氧代- 2,3,11,11a-四氢-1H-苯并[e]吡咯并[1,2-a][1,4]二氮呯-10(5H)-甲酸4-((S)-2-(((烯丙氧基)羰基)氨基)-6-((叔丁氧基羰基)氨基)己酰胺基)苯甲酯3i(228mg，71％)，mp 98℃(分解)；[α]D+74.5°(c 0.26,CHCl3)；1H NMR[(CD3)2SO]δ10.02(s,可与D2O交换,1H),8.56(s,1H),8.04 (d,J＝8.3Hz,1H),7.92(d,J＝8.4Hz,1H),7.65-7.47(m,5H,在D2O 之后降至4H),7.25-7.12(m,2H,br s和在D2O交换时1H),7.03(s,1 H),6.83-6.64(m,2H),6.48(br s,可与D2O交换,1H),5.96-5.80(m,1 H),5.52-5.39(m,在D2O交换时d,J＝9.6Hz,1H),5.27(br d,J＝16.8 Hz,1H),5.21-5.10(m,2H),4.81(br d,J＝12.3Hz,1H),4.54-3.85(m, 8H),3.83-3.70(m,5H),3.53-3.21(m,3H,部分被水峰遮蔽),2.93-2.82 (m,2H),2.64-2.47(m,2H,部分被DMSO峰遮蔽),2.10-1.20(m,16H), 1.470和1.464(2s,18H),1.34(s,9H)。HRMS(ESI)m/z C63H84ClKN6O16P计算值:1285.5002,实验值:1285.4938[MK+]；C63H84ClN6NaO16P计算值:1269.5262,实验值:1269.5220[MNa+]。
在20℃下在氮气气氛下向3i(125mg，0.10mmol)在DCM(2mL) 中的搅拌溶液中加入Pd(Ph3P)4(2.9mg；9.8％Pd)和吡咯烷(0.08mL， 1.00mmol)。在20℃下搅拌混合物且通过TLC(EtOAc:MeOH 20:1)进行监测。在40分钟之后，再加入Pd(Ph3P)4(5.8mg；9.8％Pd)和吡咯烷(0.16mL，2.00mmol)并且将混合物再搅拌3小时。使混合物分配在EtOAc(100mL)与水(100mL)之间。分离EtOAc层且再次用水(50 mL)洗涤，然后干燥(MgSO4)并且在25℃浴温下蒸发。粗制(11aS)-8- ((6-((S)-1-(氯甲基)-5-((二叔丁氧基磷酰基)氧基)-1,2-二氢-3H-苯并[e] 吲哚-3-基)-6-氧代己基)氧基)-11-羟基-7-甲氧基-5-氧代-2,3,11,11a-四氢-1H-苯并[e]吡咯并[1,2-a][1,4]二氮呯-10(5H)-甲酸4-((S)-2-氨基-6- ((叔丁氧基羰基)氨基)己酰胺基)苯甲酯3j(94mg，81％)没有经过进一步纯化便用于下一个步骤。HRMS(ESI)m/z C59H81ClN6O14P计算值: 1163.5231,实验值:1163.5188[MH+]。
在20℃下在氮气气氛下将3j(91mg，0.078mmol)在无水DMA (1.0mL)中的溶液用1-((5-(2,5-二氧代-2,5-二氢-1H-吡咯-1-基)戊基)氨基甲酰基)环丁烷甲酸1p(36mg，0.12mmol)、EDCI·HCl(34mg，0.18 mmol)和TsOH(4.0mg，0.023mmol)在无水DMA(0.5mL)中的预先形成(20℃，10分钟)混合物进行处理。10分钟之后，加入DIPEA(0.016 mL，0.078mmol)并且将反应混合物搅拌23小时。使混合物分配在EtOAc(100mL)与水(100mL)之间。分离EtOAc层且用饱和NaHCO3 (50mL)、水(50mL)进一步洗涤，然后干燥(MgSO4)。在25℃浴温下蒸发溶剂，得到粗产物，通过硅胶色谱(用CHCl3:EtOAc:MeOH 30:10:2 洗脱)进行纯化，得到浅棕色发泡固体状(11aS)-8-((6-((S)-1-(氯甲基)- 5-(膦酰氧基)-1,2-二氢-3H-苯并[e]吲哚-3-基)-6-氧代己基)氧基)-11-羟基-7-甲氧基-5-氧代-2,3,11,11a-四氢-1H-苯并[e]吡咯并[1,2-a][1,4]二氮呯-10(5H)-甲酸4-((S)-6-((叔丁氧基羰基)氨基)-2-(1-((5-(2,5-二氧代 -2,5-二氢-1H-吡咯-1-基)戊基)氨基甲酰基)环丁烷-1-甲酰胺基)己酰胺基)苯甲酯3k(63mg，56％)；mp 67-70℃；[α]D+23.9°(c 2.09,CHCl3)；1H NMR[(CD3)2SO]δ10.05(s,可以与D2O交换,1H),8.56(s,1H), 8.03(d,J＝8.3Hz,1H),7.92(d,J＝8.4Hz,1H),7.84-7.71(m,2H,可与D2O交换),7.62-7.52(m,3H),7.46(t,J＝7.7Hz,1H),7.22-7.13(m, 2H),7.03(br s,1H),6.96(s,2H),6.71(br s,2H,在D2O之后降至1 H),6.49(br s,可与D2O交换,1H),5.51-5.41(m,但在D2O交换时是 d,J＝9.5Hz,1H),5.15(d,J＝12.2Hz,1H),4.82(br d,J＝12.4Hz,1 H),4.47-3.85(m,8H),3.77(br s,3H),3.52-3.20(m,3H,部分被水峰遮蔽),3.12-3.20(m,但在D2O交换时是t,J＝6.7Hz,2H),2.92-2.80 (m,2H),2.65-2.50(m,2H,部分被DMSO峰遮蔽),2.39(t,J＝7.9Hz, 2H),2.07-1.24(m,28H),1.469和1.463(2s,18H),1.33(s,9H)。 HRMS(ESI)m/z C74H98ClN8NaO18P计算值:1475.6317,实验值: 1475.6267[MNa+]。
Figure BDA0003257716380001901
在20℃下向3k(45mg，0.031mmol)在DCM(1.0mL)中的搅拌溶液中加入TFA(1.0mL)且将混合物搅拌15分钟。加入石油醚(20mL) 并且将混合物搅拌30分钟。倾析上清液且使用EtOAc:石油醚(1:5) (2×20mL)重复所述程序。收集所得固体且通过制备型HPLC[SynergiPolarRP柱；TFA水溶液(pH＝2.56；90％至2％)/10％水/CH3CN(10％至98％)；在23分钟内进行梯度洗脱，流速12mL/min]进行纯化，得到米色固体状纯86(17.5mg，38％)，纯度(HPLC)：99.1％；[α]D+54.9° (c 0.18,MeOH)；1H NMR[(CD3)2SO]δ10.20(s,可与D2O交换,1H), 8.50(s,1H),8.20-7.78(m,7H,在D2O之后降至1H),8.12(d,J＝9.1 Hz,1H),7.72-7.47(m,4H,在D2O之后降至3H),7.40(t,J＝7.5Hz,1 H),7.17(br d,J＝7.3Hz,2H),7.03(br s,1H),6.97(s,2H),6.66(br s, 可与D2O交换,1H),5.51(br s,1H),5.48(br d,J＝9.7Hz,1H),5.32-5.18(m,但在D2O之后是d,J＝12.6Hz,1H),4.75(br d,J＝12.4Hz, 1H),4.44-3.81(m,8H),3.77(s,3H),3.52-3.21(m,5H,部分被水峰遮蔽),3.04(q,但在D2O之后是t,J＝6.8Hz,2H),2.80-2.68(m,2H), 2.39(t,J＝7.7Hz,2H),2.12-1.08(m,28H)。HRMS(ESI)m/zC61H75ClN8O16P计算值:1241.4722,实验值:1241.4700[MH+]； C61H74ClN8NaO16P计算值:1263.4541,实验值:1263.4531[MNa+]。
C.合成CBI二聚体接头药物中间物
具有下式的CBI-CBI二聚体([(1S)-1-(氯甲基)-3-[(E)-3-[4-[(E)-3- [(1S)-1-(氯甲基)-5-膦酰基氧基-1,2-二氢苯并[e]吲哚-3-基]-3-氧代-丙- 1-烯基]-2-[2-[2-(2,5-二氧代吡咯-1-基)乙氧基]乙氧基]苯基]丙-2-烯酰基]-1,2-二氢苯并[e]吲哚-5-基]二氢磷酸酯；表A的化合物78)：
Figure BDA0003257716380001911
是以如下方式合成。关于反应流程，包括试剂和中间物的结构式，参见图11。
在室温下向(S)-1-(氯甲基)-5-羟基-1H-苯并[e]吲哚-3(2H)-甲酸叔丁酯51a(2.00g，5.99mmol)在DMF(5mL)中的溶液中加入溴甲苯 (7.13mL，59.90mmol)、碘化钾KI(50mg，0.30mmol)和碳酸钾K2CO3 (4.14g，30.00mmol)。将混合物搅拌2小时，然后用乙酸乙酯稀释。滤出沉淀物。使滤液再分配在乙酸乙酯与水之间。用乙酸乙酯将水相提取三次。用水和盐水洗涤所合并的有机提取物，经过无水Na2SO4干燥，且经由硅藻土过滤。通过旋转蒸发器去除溶剂且泵出过量溴甲苯。通过柱色谱法使用乙酸乙酯与石油醚的混合物(v/v 1:10)作为洗脱剂来纯化所得残余物，得到白色固体状(S)-5-(苯甲氧基)-1-(氯甲基)- 1H-苯并[e]吲哚-3(2H)-甲酸叔丁酯57a(1.97g，78％)；mp 186℃-188℃。1H NMR(CDCl3)δ8.29(d,J＝8.3Hz,1H),7.86(br s,1H),7.65(d,J＝ 8.29Hz,1H),7.55-7.49(m,3H),7.45-7.41(m,2H),7.38-7.31(m,2H), 5.26(s,2H),4.26(br s,1H),4.13(t,J＝10.8Hz,1H),4.00-3.92(m,2H), 3.44(t,J＝10.5Hz,1H),1.61(s,9H)ppm。LRMS(APCI)计算值m/z 424.8(M+H)。C25H27ClNO3需要424.2。(Boger D.,Ishizakilb T.,Kitos P.和Suntornwat O.,(1990)J.Org.Chem.,55,5823-5832。)
向在冰浴中冷却的由(S)-1-(氯甲基)-5-羟基-1H-苯并[e]吲哚- 3(2H)-甲酸叔丁酯51a(1.595g，3.76mmol)制备的(S)-5-(苯甲氧基)-1- (氯甲基)-1H-苯并[e]吲哚-3(2H)-甲酸叔丁酯57a在DCM(15mL)中的溶液中加入含4N HCl的二噁烷(40mL)。使混合物升温至室温并且搅拌2小时。泵出所有挥发性组分。使所得残余物再分配在乙酸乙酯与冷5％氨水溶液之间。用乙酸乙酯将水相提取三次。依次用水和盐水洗涤所合并的有机提取物，经过无水Na2SO4干燥，且经由硅藻土过滤。去除溶剂，得到棕色胶状(S)-5-(苯甲氧基)-1-(氯甲基)-2,3-二氢 -1H-苯并[e]吲哚57b，其直接使用；1H NMR(DMSO)δ8.04(d,J＝8.2 Hz,1H),7.61(d,J＝8.3Hz,1H),7.53(d,J＝7.2Hz,2H),7.45-7.34(m, 4H),7.14(t,J＝7.3Hz,1H),6.60(s,1H),5.24(s,2H),3.96-3.92(m,1H), 3.84(dd,J＝3.4,10.7Hz,1H),3.70(t,J＝9.3Hz,1H),3.60(dd,J＝2.4, 10.0Hz,1H),3.55(t,J＝10.3Hz,1H)ppm。HRMS(ESI)实验值m/z 324.1150(M+H)。C20H19ClNO需要324.1150。
在冰浴中冷却中间物57b且加入吡啶(15mL)，随后加入三氟乙酸酐(3.14mL，22.57mmol)。将所得混合物搅拌10分钟并且加入冰。使混合物再分配在乙酸乙酯与水之间。用乙酸乙酯将水相提取三次。依次用水和盐水洗涤所合并的有机提取物，经过无水Na2SO4干燥，且经由硅藻土过滤。去除溶剂且通过柱色谱法使用乙酸乙酯与石油醚的混合物(v/v 1:10)作为洗脱剂来纯化所得残余物，得到白色固体状 (S)-1-(5-(苯甲氧基)-1-(氯甲基)-1H-苯并[e]吲哚-3(2H)-基)-2,2,2-三氟乙酮66a(1.11g，70％)；mp 167℃-170℃。1H NMR(CDCl3)δ8.37(d, J＝8.3Hz,1H),8.05(s,1H),7.72(d,J＝8.2Hz,1H),7.61-7.54(m,3H),7.49-7.42(m,3H),7.39-7.35(m,1H),5.30(AB q,J＝11.7,15.7Hz,2H), 4.63-4.59(m,1H),4.43-4.38(m,1H),4.15-4.09(m,1H),3.97-3.93(m, 1H),3.49(dd,J＝9.9,11.3Hz,1H)ppm。HRMS(ESI)实验值m/z 442.0799(M+Na)。C22H17ClF3NNaO2需要442.0795。
在-10℃下，向66a(1.10g，2.62mmol)在THF(20mL)中的溶液中加入25％甲酸铵水溶液(20mL)，随后是Pd-C催化剂(10％，湿润， 550mg)并且将混合物搅拌2小时，随后再加入Pd-C催化剂(550mg)。在-10℃下将所得混合物搅拌过夜且经由硅藻土滤出催化剂。从滤液中去除THF且使残余物再分配在乙酸乙酯与水之间。用乙酸乙酯将水相提取三次。依次用水和盐水洗涤所合并的有机提取物，经无水 Na2SO4干燥，且经由硅藻土过滤。去除溶剂且通过柱色谱法使用乙酸乙酯与石油醚的混合物(v/v 1:5)作为洗脱剂来纯化所得残余物，得到灰白色固体状(S)-1-(1-(氯甲基)-5-羟基-1H-苯并[e]吲哚-3(2H)-基)- 2,2,2-三氟乙酮66b(758mg，88％)；mp 209℃-212℃。1H NMR(CDCl3) δ8.33(d,J＝8.2Hz,1H),8.10(s,1H),7.85(s,1H),7.64(d,J＝8.2Hz, 1H),7.60-7.56(m,1H),7.51-7.47(m,1H),4.60-4.56(m,1H),4.41-4.36 (m,1H),4.00-3.95(m,1H),3.93-3.90(m,1H),3.44(dd,J＝9.8,11.3Hz,1H)ppm。HRMS(ESI)实验值m/z 352.0331(M+Na)。C15H11ClF3NNaO2需要352.0323。
向66b(250mg，0.76mmol)在THF(15mL)中的溶液中加入四唑 (3％，在乙腈中，13.5mL，4.55mmol)，随后是二叔丁基-N,N-二异丙基亚磷酰胺(1.51mL，4.55mmol)。在室温下将混合物搅拌过夜，然后在冰浴中冷却并且逐滴加入H2O2(30％水溶液，0.78mL，7.58mmol)。使所得混合物升温至室温并且搅拌5小时。通过在冰浴中冷却的情况下加入10％亚硫酸钠水溶液来淬灭反应。通过旋转蒸发器去除有机挥发性物质。使所得混合物再分配在乙酸乙酯与水之间。用乙酸乙酯将水相提取三次。依次用水和盐水洗涤所合并的有机提取物，经无水 Na2SO4干燥，且经由硅藻土过滤。去除溶剂且通过
Figure BDA0003257716380001931
(US Silica)柱色谱法使用乙酸乙酯与石油醚的梯度混合物(v/v 1:6至1:3)作为洗脱剂来纯化所得残余物，得到无色油状(S)-磷酸二叔丁酯1-(氯甲基)- 3-(2,2,2-三氟乙酰基)-2,3-二氢-1H-苯并[e]吲哚-5-基酯66c(367mg， 93％)。1H NMR(DMSO)δ8.44(d,J＝1.0Hz,1H),8.11(d,J＝8.1Hz, 1H),8.06(d,J＝8.2Hz,1H),7.69-7.65(m,1H),7.63-7.59(m,1H),4.61-4.56(m,1H),4.46-4.41(m,1H),4.15-4.12(m,1H),4.06-4.00(m,1H), 1.50(s,9H),1.48(s,9H)ppm。31P NMR(DMSO)δ-15.54ppm。HRMS (ESI)实验值m/z 544.1236(M+Na)。C23H28ClF3NNaO5P需要544.1238。
向在冰浴中冷却的66c(239mg，0.46mmol)在MeOH(2mL)中的溶液中加入CsCO3(298mg，0.92mmol)和若干滴水。在冰浴中将混合物搅拌1小时，然后再分配在乙酸乙酯与水之间。用乙酸乙酯将水相提取三次。用水和盐水洗涤所合并的有机提取物，经无水Na2SO4干燥，经由硅藻土过滤且去除溶剂。将所得残余物溶解于乙酸乙酯中并且经由
Figure BDA0003257716380001941
(USSilica)柱色谱的衬垫进行过滤，得到灰白色胶状(S)-磷酸二叔丁酯1-(氯甲基)-2,3-二氢-1H-苯并[e]吲哚-5-基酯66d (183mg，94％)，其没有经过进一步纯化即直接使用；1HNMR(DMSO) δ8.08(d,J＝8.4Hz,1H),7.58(d,J＝8.3Hz,1H),7.46-7.42(m,1H), 7.25-7.21(m,1H),7.13(d,J＝0.8Hz,1H),4.00-3.93(m,1H),3.87-3.78 (m,2H),3.54-3.42(m,2H),1.50(s,9H),1.49(s,9H)ppm。31P NMR (DMSO)δ-15.58ppm。HRMS(ESI)实验值m/z 426.1587(M+H)。 C21H30ClNO4P需要426.1595。
向76mg(0.18mmol)1(66d，通过以上所提到的程序新制得)中加入2(18mg，0.045mmol)、EDCI盐酸盐(69mg，0.36mmol)、甲苯磺酸(0.8mg，0.005mmol)和DMA(0.25mL)。将混合物搅拌过夜之后，在真空下去除大部分DMA并且使残余物再分配在乙酸乙酯与水之间。用乙酸乙酯将水相提取三次。依次用水和盐水洗涤所合并的有机提取物，经无水Na2SO4干燥，且经由硅藻土垫过滤。去除溶剂且将所得残余物溶解于最低限度的DCM中，且通过加入庚烷引起沉淀，得到粗产物(54mg)，通过制备型HPLC(柱：Synergi-Max RP 4μ，250×21.20mm；流动相：A/B＝20％至1％(A：甲酸铵pH 3.45，B： 90％乙腈/水)；流速12mL/min，梯度法；波长：254nm、325nm)进一步纯化，得到黄色固体状3(17mg，30％)。1H NMR(CDCl3)δ8.72(br s,2H),8.23(d,J＝8.4Hz,2H),7.96(d,J＝15.2Hz,1H),7.83(d,J＝ 15.3Hz,1H),7.71(d,J＝8.2Hz,2H),7.54-7.50(m,3H),7.42-7.39(m, 2H),7.26-7.12(m,3H),6.95-6.88(m,1H),6.67(s,2H),4.57-4.52(m,2H), 4.47-4.38(m,2H),4.28-4.24(m,2H),4.16-4.09(m,2H),4.00-3.94(m, 4H),3.78(明显s,4H),3.55-.348(m,2H),1.57(s,36H)ppm。31P NMR(CDCl3)δ-15.64(s)ppm。HRMS(ESI)实验值m/z 1238.3862(M+Na)。 C62H73Cl2N3NaO14P2需要1238.3837。
向在冰浴中冷却的3(16mg，0.013mmol)在DCM(1mL)中的溶液中加入TFA(0.5mL，3.24mmol)。使混合物升温至室温并且搅拌3 小时。泵出所有挥发性组分且将所得残余物与乙酸乙酯一起湿磨，得到黄色固体状化合物78(13mg，100％，HPLC纯度100％)。1H NMR(DMSO)δ8.60(s,2H),8.12(d,J＝8.4Hz,2H),7.95-7.87(m,4H),7.72 (d,J＝15.1Hz,1H),7.61-7.57(m,2H),7.53-7.45(m,4H),7.38-7.32(m, 2H),6.97(s,2H),4.60-4.48(m,4H),4.30-4.28(m,4H),4.08-3.88(m,6H), 3.68-3.58(m,4H)。31P NMR(DMSO)δ-5.94(s)ppm。HRMS(ESI)实验值m/z 1014.1301(M+Na)。C46H41Cl2N3NaO14P2需要1014.1333。
D.接头-药物部分与抗体的缀合
通过使具有重链A118C突变(硫代hu7C2-HC A118C)或轻链 K149C突变(硫代hu7C2-LC-K149C)的hu7C2.v.2.2.LA与所选药物-接头部分缀合来产生Hu7C2抗体-药物缀合物(ADC)。在初步分离时，抗体中经过工程改造的半胱氨酸残基作为与细胞硫醇(例如谷胱甘肽) 的混合二硫化物存在，且因而不可用于缀合。这些抗体的部分还原(例如用DTT)、纯化和用脱氢抗坏血酸(DHAA)再氧化得到了具有可用于缀合的游离半胱氨酸硫氢基的抗体，如先前所描述，例如，在Junutula 等(2008)Nat.Biotechnol.26:925-932和US 2011/0301334中。简单来说，将抗体与药物-接头部分组合以允许药物-接头部分与抗体的游离半胱氨酸残基缀合。若干小时之后，对ADC进行纯化。测定各ADC 的药物负载(每个抗体的药物部分平均数)并且在1.4至2.0的范围内。
所得ADC结构和其下方所使用的术语示于图12中。
实施例3：hu7C2抗体药物缀合物在MMTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤移植异种移植模型中的效力
将CRL nu/nu小鼠(Charles River Laboratory)植入～2×2mm MMTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤片段。当肿瘤达到100-250mm3的平均肿瘤体积时，将动物分成7组，每组8至10只小鼠。小鼠在第 1天经由静脉内尾静脉注射接受单次施用以下治疗之一：(1)媒介物(20mM L-组氨酸；240mM蔗糖，0.02％Tween-20，pH 5.5)；(2)硫代-hu7C2-HC-A118C-二硫键-PBD，0.3mg/kg；(3)硫代-hu7C2-HC- A118C-二硫键-PBD，1mg/kg；(4)硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键- PBD，0.3mg/kg；(5)硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-PBD，1mg/kg； (6)硫代-对照Ab-HC-A118C-二硫键-PBD，1mg/kg；或(7)硫代-对照 Ab-LC-K149C-二硫键-PBD，1mg/kg。在研究持续期间，每周进行至少一次肿瘤和体重测量。当肿瘤达到1000至2000mm3时或如果小鼠损失其体重的20％以上时，对小鼠施以安乐死。在两个维度(长度和宽度)上使用测径规测量肿瘤体积且使用下式计算肿瘤体积：肿瘤尺寸(mm3)＝(较长测量值×较短测量值2)×0.5。
所述实验的结果示于表5和图4中。表5中的数据得自于第21 天，但媒介物对照组得自于第10天。各组在研究开始时含有8只小鼠且在第21天含有8只小鼠(或对于媒介物对照组，在第10天含有 8只小鼠)。使用下式计算AUC/天％TGI(肿瘤生长抑制)：％TGI＝ 100×(1-AUC治疗/天÷AUC媒介物/天)。PR＝部分反应，其定义为在研究期间的任一天与起始肿瘤体积相比肿瘤体积减小超过50％但不到100％。这个实验中没有动物显示完全反应。
表5：hu7C2 ADC在MMTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤异种移植模型中的效力
Figure BDA0003257716380001971
如表5中所示，硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-PBD在1mg/kg 下示出了8个部分反应且在0.3mg/kg下示出了1个部分反应。硫代-hu7C2-HC-A118C-二硫键-PBD在1mg/kg下示出了2个部分反应且在0.3mg/kg下没有部分反应。
实施例4：hu7C2抗体药物缀合物在MMTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤移植异种移植模型中的效力
将CRL nu/nu小鼠(Charles River Laboratory)植入～2×2mm M MTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤片段。当肿瘤达到100-250mm3的平均肿瘤体积时，将动物分成9组，每组8至10只小鼠。小鼠在第1 天经由静脉内尾静脉注射接受单次施用以下治疗之一：(1)媒介物(20 mM L-组氨酸、240mM蔗糖、0.02％Tween-20，pH 5.5)；(2)硫代 -hu7C2-LC-K149C-CBI二聚体，1mg/kg；(3)硫代-hu7C2-LC-K149 C-CBI二聚体，3mg/kg；(4)硫代-hu7C2-LC-K149C-CBI二聚体，6 mg/kg；(5)硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-CBI-PBD，1mg/kg；(6) 硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-CBI-PBD，3mg/kg；(7)硫代-hu7C 2-LC-K149C-二硫键-CBI-PBD，6mg/kg；(8)硫代-对照Ab-LC-K14 9C-CBI二聚体，6mg/kg；或(9)硫代-对照Ab-LC-K149C-二硫键-C BI-PBD，6mg/kg。在研究持续期间，每周进行至少一次肿瘤和体重测量。当肿瘤达到1000至2000mm3时或如果小鼠损失其体重的20％以上时，对小鼠施以安乐死。在两个维度(长度和宽度)上使用测径规测量肿瘤体积且使用下式计算肿瘤体积：肿瘤尺寸(mm3)＝(较长测量值×较短测量值2)×0.5。
所述实验的结果示于表6和图5中。表6中的数据得自于第21 天，但媒介物对照组得自于第14天。各组在研究开始时含有8只小鼠且在第21天含有8只小鼠，但媒介物对照组在研究开始时具有8 只小鼠且在第14天具有7只小鼠。如前一个实施例中所描述来测定AUC/天TGI％(肿瘤生长抑制)和PR。CR＝完全反应，其定义为在研究期间的任一天肿瘤体积减少100％(无可测量的肿瘤)。用于所述实验的各抗体-药物缀合物的药物:抗体比(DAR)示于第二栏。
表6：hu7C2 ADC在MMTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤异种移植模型中的效力
Figure BDA0003257716380001981
Figure BDA0003257716380001991
如表6中所示，硫代-hu7C2-LC-K149C-CBI二聚体在1mg/kg下示出了1个部分反应，在3mg/kg下示出了6个部分反应，且在6 mg/kg下示出了5个部分反应和2个完全反应。硫代-hu7C2-LC- K149C-二硫键-CBI-PBD在6mg/kg下示出了1个部分反应。在剂量降至1mg/kg的第二研究中，硫代-hu7C2-LC-K149C-CBI二聚体在1 mg/kg下引起肿瘤消退，而硫代-对照Ab-LC-K149C-CBI二聚体在1 mg/kg引起60％的％TGI。不希望受任何特定理论束缚，相信对照的活性体现非靶向活性。
实施例5：hu7C2抗体药物缀合物在MMTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤移植异种移植模型中的效力
将CRL nu/nu小鼠(Charles River Laboratory)植入～2×2mm MMTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤片段。当肿瘤达到100-250mm3的平均肿瘤体积时，将动物分成7组，每组8至10只小鼠。小鼠在第 1天经由静脉内尾静脉注射接受单次施用以下治疗之一：(1)媒介物(20mM L-组胺算、240mM蔗糖、0.02％Tween-20，pH 5.5)；(2)硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-PNU，1mg/kg；(3)硫代-hu7C2-LC- K149C-二硫键-PNU，3mg/kg；(4)硫代-对照Ab-LC-K149C-二硫键- PNU，1mg/kg；(5)硫代-对照Ab-LC-K149C-二硫键-PNU，3mg/kg； (6)曲妥珠单抗-MCC-DM1(T-DM1、曲妥珠单抗安坦辛、ado-曲妥珠单抗安坦辛)，3mg/kg；或(7)T-DM1，10mg/kg。在研究持续期间，每周进行至少一次肿瘤和体重测量。当肿瘤达到1000至2000mm3时或如果小鼠损失其体重的20％以上时，对小鼠施以安乐死。在两个维度(长度和宽度)上使用测径规测量肿瘤体积且使用下式计算肿瘤体积：肿瘤尺寸(mm3)＝(较长测量值×较短测量值2)×0.5。
所述实验的结果示于表7和图6中。表7中的数据得自于第20 天，但媒介物对照组、硫代-对照Ab-LC-K149C-二硫键-PNU 1mg/kg 组和T-DM1 3mg/kg组得自于第14天。各组在研究开始时含有8只小鼠且在结束时含有8只小鼠，但媒介物对照组在研究开始时具有8 只小鼠且在结束时具有7只小鼠。如先前实施例中所描述来测定 AUC/天％TGI(肿瘤生长抑制)。在这个实验中，没有部分反应或完全反应。用于所述实验的各抗体-药物缀合物的药物:抗体比(DAR)示于第二栏。
表7：hu7C2 ADC在MMTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤异种移植模型中的效力
Figure BDA0003257716380002001
这些数据表明在这个模型中硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-PNU (3mg/kg)具有比T-DM1或对照免疫缀合物更大的效力。
实施例6：hu7C2抗体药物缀合物在MMTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤移植异种移植模型中的效力
将CRL nu/nu小鼠(Charles River Laboratory)植入～2×2mm M MTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤片段。当肿瘤达到100-250mm3的平均肿瘤体积时，将动物分成9组，每组8至10只小鼠。小鼠在第1 天经由静脉内尾静脉注射接受单次施用以下治疗之一：(1)媒介物(20mM L-组氨酸、240mM蔗糖、0.02％Tween-20，pH 5.5)；(2)硫代-hu7C2-HC-A118C-马来酰亚胺-PNU，～1mg/kg(与第IV组相匹配的药物剂量)；(3)硫代-hu7C2-LC-K149C-马来酰亚胺-PNU，0.3m g/kg；(4)硫代-hu7C2-LC-K149C-马来酰亚胺-PNU，1mg/kg；(5)硫代-hu7C2-LC-K149C-马来酰亚胺-PNU，3mg/kg；(6)硫代-对照Ab- LC-K149C-马来酰亚胺-PNU，3mg/kg；(7)硫代-hu7C2-LC-K149C- CBI二聚体，0.3mg/kg；(8)硫代-hu7C2-LC-K149C-CBI二聚体，1mg/kg；或(9)硫代-对照Ab-LC-K149C-CBI二聚体，1mg/kg。在研究持续期间，每周进行至少一次肿瘤和体重测量。当肿瘤达到1000 至2000mm3时或如果小鼠损失其体重的20％以上时，对小鼠施以安乐死。在两个维度(长度和宽度)上使用测径规测量肿瘤体积且使用下式计算肿瘤体积：肿瘤尺寸(mm3)＝(较长测量值×较短测量值2)×0. 5。
所述实验的结果示于表8和图7中。表8中的数据得自于各组研究最后一天，如该表的第二栏中所指出。各组在研究开始时含有8只小鼠且在结束时含有8只小鼠，但第(9)组在研究结束时具有7只小鼠。如先前实施例中所描述来测定AUC/天％TGI(肿瘤生长抑制)、PR和CR。用于所述实验的各抗体-药物缀合物的药物:抗体比(DAR)示于第二栏。
表8：hu7C2 ADC在MMTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤异种移植模型中的效力
Figure BDA0003257716380002021
如表8中所示，硫代-hu7C2-LC-K149C-马来酰亚胺-PNU在1 mg/kg下示出了3个部分反应且在3mg/kg下示出了8个完全反应。硫代-hu7C2-LC-K149C-CBI二聚体在1mg/kg下示出了5个部分反应。
实施例7：hu7C2抗体药物缀合物在KPL4乳腺癌细胞株异种移植模型中的效力
SCI-Beige小鼠(C.B-17SCID.bg，Charles River Laboratories)每只小鼠在胸部乳房脂肪垫中接种体积0.2ml的悬浮在HBSS/Matrige l中的3百万个细胞。当肿瘤达到100-250mm3的平均肿瘤体积时，将动物分成9组，每组8至10只小鼠。小鼠在第1天经由静脉内尾静脉注射接受单次施用以下治疗之一：(1)媒介物(20mM L-组氨酸、 240mM蔗糖、0.02％Tween-20，pH 5.5)；(2)硫代-hu7C2-LC-K14 9C-马来酰亚胺-PNU，0.3mg/kg；(3)硫代-hu7C2-LC-K149C-马来酰亚胺-PNU，1mg/kg；(4)硫代-hu7C2-LC-K149C-马来酰亚胺-PNU，3mg/kg；(5)硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-PNU，0.3mg/kg；(6) 硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-PNU，1mg/kg；(7)硫代-hu7C2-LC- K149C-二硫键-PNU，3mg/kg；(8)硫代-对照Ab-LC-K149C-马来酰亚胺-PNU，3mg/kg；(9)硫代-对照Ab-LC-K149C-二硫键-PNU，3 mg/kg。在研究持续期间，每周进行至少一次肿瘤和体重测量。当肿瘤达到1000至2000mm3时或如果小鼠损失其体重的20％以上时，对小鼠施以安乐死。在两个维度(长度和宽度)上使用测径规测量肿瘤体积且使用下式计算肿瘤体积：肿瘤尺寸(mm3)＝(较长测量值×较短测量值2)×0.5。
所述实验的结果示于表9和图8中。表9中所有群组的数据得自于第22天，但媒介物对照组和硫代-对照Ab-LC-K149C-二硫键-PNU 组得自于第18天。各组在研究开始时含有8只小鼠且在结束时含有 8只小鼠，但第(6)组在研究结束时具有7只小鼠。如先前实施例中所描述来测定AUC/天％TGI(肿瘤生长抑制)、PR和CR。用于所述实验的各抗体-药物缀合物的药物:抗体比(DAR)示于第二栏。
表9：hu7C2 ADC在KPL4乳腺癌细胞株异种移植模型中的效力
Figure BDA0003257716380002031
Figure BDA0003257716380002041
如表9中所示，硫代-hu7C2-LC-K149C-马来酰亚胺-PNU在3 mg/kg下示出了7个部分反应和1个完全反应。硫代-hu7C2-LC- K149C-二硫键-PNU在3mg/kg下示出了7个部分反应。
实施例8：hu7C2抗体药物缀合物在MMTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤移植异种移植模型中的效力
将CRL nu/nu小鼠(Charles River Laboratory)植入～2×2mm M MTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤片段。当肿瘤达到100-250mm3的平均肿瘤体积时，将动物分成7组，每组8至10只小鼠。小鼠在第0 天经由静脉内尾静脉注射接受单次施用以下治疗之一：(1)媒介物(20mM L-组氨酸、240mM蔗糖、0.02％Tween-20，pH 5.5)；(2)硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-CBI-PBD，2mg/kg；(3)硫代-hu7C2-L C-K149C-二硫键-CBI-PBD，5mg/kg；(4)硫代-对照Ab-LC-K149C- 二硫键-CBI-PBD，5mg/kg；(5)硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-CBI -PBD(磷酸盐)，2mg/kg；(6)硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-CBI-P BD(磷酸盐)，5mg/kg；或(7)硫代-对照Ab-LC-K149C-二硫键-CBI -PBD(磷酸盐)，5mg/kg。在研究持续期间，每周进行至少一次肿瘤和体重测量。当肿瘤达到1000至2000mm3时或如果小鼠损失其体重的20％以上时，对小鼠施以安乐死。在两个维度(长度和宽度)上使用测径规测量肿瘤体积且使用下式计算肿瘤体积：肿瘤尺寸(mm3)＝ (较长测量值×较短测量值2)×0.5。
所述实验的结果示于表10和图17中。表10中的数据得自于第 21天。各组在研究开始时含有7只小鼠且在结束时含有7只小鼠，但第(1)组在)研究开始时具有5只小鼠，且第(4)组在研究结束时具有 6只小鼠。如先前实施例中所描述来测定AUC/天TGI％(肿瘤生长抑制)和PR。这个实验中没有小鼠示出完全反应。用于所述实验的各抗体-药物缀合物的药物:抗体比(DAR)示于第二栏。
表10：hu7C2 ADC在MMTV-Her2 Fo5转基因乳腺肿瘤异种移植模型中的效力
Figure BDA0003257716380002051
如表10中所示，硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-CBI-PBD在2 mg/kg下示出了2个部分反应且在5mg/kg下示出了4个部分反应。硫代-hu7C2-LC-K149C--二硫键-CBI-PBD(磷酸盐)在2mg/kg下示出了1个部分反应且在5mg/kg下示出了7个部分反应。
实施例9：hu7C2抗体药物缀合物在HCC1569X2移植异种移植模型中的效力
从ATCC(美国典型菌种保藏中心；Manassas，VA)获得了HCC1569人类乳腺癌细胞株并且在Genentech产生子系HCC1569X2 以便在小鼠中实现最佳生长。
雌性C.B-17SCI-Beige小鼠(Charles River Laboratory)各自在胸部乳房脂肪垫区域中接种悬浮在HBSS/Matrigel(1:1比率)中的5百万个 HCC1569X2细胞。当异种移植肿瘤达到100-300mm3的平均肿瘤体积时(第0天)，将动物随机分成7组，每组7只小鼠，且经由静脉内尾静脉注射接受单次施用以下治疗之一：(1)媒介物(20mM L-组氨酸， 240mM蔗糖，0.02％Tween-20,pH 5.5)；(2)曲妥珠单抗-MCC-DM1 (T-DM1、曲妥珠单抗安坦辛、ado-曲妥珠单抗安坦辛)，3mg/kg；(3) 硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-CBI-PBD，0.5mg/kg；(4)硫代-hu7C2- LC-K149C-二硫键-CBI-PBD，1mg/kg；(5)硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-CBI-PBD，2mg/kg；(6)T-DM1，3mg/kg+硫代-hu7C2-LC- K149C-二硫键-CBI-PBD，0.5mg/kg；或(7)T-DM1，3mg/kg+硫代- hu7C2-LC-K149C-二硫键-CBI-PBD，1mg/kg。贯穿所述研究，每周测量小鼠的肿瘤和体重1至2次。当体重损失大于其初始体重的20％时，对小鼠施以安乐死。在肿瘤达到3000mm3或显示出即将溃疡的迹象之前对所有动物施以安乐死。在两个维度(长度和宽度)上使用测径规测量肿瘤体积且使用下式计算肿瘤体积：肿瘤尺寸(mm3)＝(较长测量值×较短测量值2)×0.5。
所述实验的结果示于表11和图18中。表11中的数据得自于第14天，其中所有群组都具有7只小鼠。
表11：hu7C2抗体药物缀合物在HCC1569X2移植异种移植模型中的效力。
Figure BDA0003257716380002071
在本研究中，硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-CBI-PBD示出了对肿瘤生长的剂量依赖性抑制，其中在2mg/kg剂量下观察到肿瘤消退。硫代-hu7C2-LC-K149C-二硫键-CBI-PBD与T-DM1组合产生比任一种单独药剂更大的效力，且基于动物体重与媒介物组相比存在极小变化，其耐受性良好。
实施例10：与HER2结合的7C2 Fab的晶体结构
方法
7C2/HER2复合物的表达、纯化和结晶-将7C2 Fab表达于大肠杆菌中，且使用蛋白G琼脂糖凝胶亲和力树脂(GE)、SP琼脂糖凝胶阳离子交换色谱和尺寸排除色谱(SEC)进行纯化。将HER2细胞外域 (ECD)表达于CHO细胞中，且通过使用与可控孔径玻璃珠连接的曲妥珠单抗抗体的亲和力色谱，继之以DEAE阴离子交换和尺寸排除色谱来进行纯化。
通过SEC来纯化Fab 7C2与HER2 ECD之间的复合物。使用酶组合(Endo F1、F2、F3、Endo H和PNG酶)对所述复合物进行脱糖基化，随后通过SEC在0.1M NaCl、20mM HEPES pH7.2和2％甘油中加以纯化。使所述复合物结晶，在悬滴中一周之后使用相等份数的蛋白质(10mg/mL)和储备液(30％v/v PEG 550单甲基醚、0.1M二水合柠檬酸三钠pH 5.0)产生厚板，并且在浸入液氮中之前用储备液简单处理。
在～110K下在SSRL梁线11-1上收集延伸至
Figure BDA0003257716380002082
分辨率的复合物的衍射数据。使用程序HKL2000和CCP4套装的元件对衍射图像进行积分和定标。参见Winn等,2011,ActaCrystallogr D.Biol. Crystallogr.67:235-42。
使用程序Phaser通过分子置换(MR)解出结构。参见McCoy等, 2005,ActaCrystallogr D.Biol.Crystallogr.61:458-64。MR搜索模型包括来源于HER2/HerceptinFab复合物的晶体结构的HER2 ECD结构域(PDB代码：1N8Z)、Fab恒定域(PDB代码：1N8Z)和针对由程序 Modeller产生的可变域的预测模型。参见Fiser等,2003,Methods Enzymol.,374:461-91。利用程序REFMAC5(Marshudov等,2011,Acta CrystallogrD.Biol.Crystallogr.67:355-67)和PHENIX.refine(Adams 等,2010,Acta CrystallogrD.Biol.Crystallogr.66(pt.2):213-21)，使用最大可能性目标函数、各向异性个别B因子和TLS精化来精化结构。数据和精化统计数据概括在表12中。
表12：X射线衍射数据收集和结构精化的统计数据(括号中的值针对最外拆解壳层)
Figure BDA0003257716380002081
Figure BDA0003257716380002091
精化
Figure BDA0003257716380002092
结果
在
Figure BDA0003257716380002093
分辨率下测定7C2 Fab/HER2复合物的晶体结构。各不对称单位晶胞含有一个Fab/HER2复合物。结构示出了7C2 Fab结合 HER2 ECD的结构域I(图19A)。结合表位跟先前表征的HER2 ECD 与分别位于结构域IV和II上的治疗抗体曲妥珠单抗(Tmab)或帕妥珠单抗(Pmab)的Fab片段的复合物中的那些表位不同。参见例如Cho等, 2003,Nature,421:756-60；Eigenbrot等,2010,PNAS,107:15039-44；以及Franklin等,2004,Caner Cell,5:17-28。实际上，7C2 Fab/HER2 ECD复合物结构与Tmab/HER2 ECD复合物结构和Pmab/HER2ECD 复合物结构重叠表明所述三个Fab具有独立的不重叠表位且在空间上不会干扰彼此与HER2结合(图19A)。Tmab/HER2 ECD复合物、 Pmab/HER2 ECD复合物和7C2 Fab/HER2 ECD复合物内的HER2 ECD结构叠合表明极小结构差异(图19B)。这个观测结果表明HER2 ECD是相对刚性的，这个结果与文献中的先前报告一致。参见例如Cho等,2003,Nature,421:756-60；Eigenbrot等,2010,PNAS,107: 15039-44；以及Franklin等,2004,Caner Cell,5:17-28。
7C2 Fab结合HER2结构域I内的环163-175和环185-189(即，成熟HER2的氨基酸163-175和185-189，例如SEQ ID NO:39；结构域I示于SEQ ID NO:35中)。所述结合掩蔽了界面每一侧上
Figure BDA0003257716380002103
的溶剂可及表面积。存在疏水性氢键合和离子相互作用的交错网络。参与结合的某些残基标记于图19C中。His171的侧链与重链残基 His52和Asp55接触。HER2残基Ser186、Ser187和Glu188与来自于重链的D102和来自于轻链的两个Tyr残基(Tyr36和Tyr54)形成氢键合。
7C2结合表位与来自于先前报告的抗HER2抗体chA21的7C2 结合表位部分重叠(图19D)。参见Zhou等,2011,JBC,286:31676-83。两个表位都包括结构域I中的环(残基163-187)。令人感兴趣的是，残基His171在与两种抗体的抗体相互作用中都起作用。然而，chA21结合表位跨越
Figure BDA0003257716380002101
的溶剂可及表面积，这个结果比7C2表位高出
Figure BDA0003257716380002102
且包括两个额外N末端环，残基100-105和残基135-144。
尽管已经出于清楚理解的目的通过说明和实施例细描述了上述本发明，但所述发明描述和实施例不应被视为限制本发明的范围。本文中所引用的所有专利和科学文献的公开内容全都以全文引用的方式明确并入本文中。
序列表
Figure BDA0003257716380002111
Figure BDA0003257716380002121
Figure BDA0003257716380002131

Claims (10)

1.一种结合HER2的分离的抗体，其中所述抗体包含(a)包含SEQ ID NO:15的氨基酸序列的HVR-H1；(b)包含SEQ ID NO:16的氨基酸序列的HVR-H2；(c)包含SEQ ID NO:17的氨基酸序列的HVR-H3；(d)包含SEQ ID NO:12的氨基酸序列的HVR-L1；(e)包含SEQ ID NO:13的氨基酸序列的HVR-L2；以及(f)包含SEQ ID NO:14的氨基酸序列的HVR-L3。
2.一种结合HER2的分离的抗体，其中所述抗体包含有包含SEQ ID NO:19的序列的重链和包含SEQ ID NO:23的序列的轻链。
3.一种结合HER2的分离的抗体，其中所述抗体包含有包含SEQ ID NO:24的序列的重链和包含SEQ ID NO:18的序列的轻链。
4.一种分离的核酸，其编码如前述权利要求中任一项所述的抗体。
5.一种宿主细胞，其包含如权利要求4所述的核酸。
6.一种产生抗体的方法，其包括培养如权利要求5所述的宿主细胞以便产生所述抗体。
7.一种免疫缀合物，其包含如权利要求1至3中任一项所述的抗体和细胞毒性剂。
8.如权利要求7所述的免疫缀合物，其具有式Ab-(L-D)p，其中：
(a)Ab是如权利要求1至3中任一项所述的抗体；
(b)L是接头；
(c)D是细胞毒性剂；并且
(d)p在1至8的范围内。
9.一种药物制剂，其包含如权利要求7至8中任一项所述的免疫缀合物和药学上可接受的载体。
10.一种治疗患有HER2阳性癌症的个体的方法，所述方法包括向所述个体施用有效量的如权利要求7至8中任一项所述的免疫缀合物或如权利要求9所述的药物制剂。
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