CN115135345A - 中和寨卡病毒的人抗体及其使用方法 - Google Patents

中和寨卡病毒的人抗体及其使用方法 Download PDF

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小詹姆斯·E·克罗
罗伯特·H·卡尔纳汉
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Abstract

本公开内容涉及与寨卡病毒结合并中和寨卡病毒的抗体及其使用方法。

Description

中和寨卡病毒的人抗体及其使用方法
优先权要求
本申请要求于2019年11月19日提交的美国临时申请序列号62/937,603的优先权权益,其全部内容在此通过引用并入。
联邦资助声明
本发明是在由国防部(Department of Defense)授予的基金号HR0011-18-2-0001的政府支持下完成的。政府对本发明具有一定的权利。
背景
1.技术领域
本公开内容一般地涉及医学、感染性疾病和免疫学领域。更特别地,本公开内容涉及与寨卡病毒(Zika virus)结合的人抗体及其用途。
2.背景技术
ZIKV是新兴的蚊子传播的黄病毒,其已成为全球公共卫生威胁。最近ZIKV在密克罗尼西亚(Micronesia)、巴西(Brazil)、南美洲和中美洲的其他地区以及墨西哥(Mexico)的流行(Duffy et al.,2009)与成人中的格林-巴利综合征(Guillain-Barre syndrome)和在妊娠期间感染(Araugo et al.,2016;Gatherer&Kohl,2016)的情况下的新生婴儿中的小头畸形(Oehler et al.,2014;Musso et al.,2014)有关。由于ZIKV是由全球分布的伊蚊(Aedes)种的蚊子传播的,因此存在这些载体的国家可能是未来流行病的场所。尽管有可能导致数百万人患病,但ZIKV的特定治疗或疫苗尚不可用,这在该领域留下了相当大的未满足的需求。
发明内容
因此,根据本公开内容,提供了在对象中检测寨卡病毒感染的方法,其包括(a)使来自所述对象的样品与具有克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列的抗体或抗体片段接触;以及(b)通过所述抗体或抗体片段与所述样品中的寨卡病毒抗原的结合来检测所述样品中的寨卡病毒。样品可以是体液,例如血液、痰、泪、唾液、黏液或血清、精液、宫颈或阴道分泌物、羊水、胎盘组织、尿、渗出物(exudate)、渗出液(transudate)、组织刮屑(scraping)或粪便。检测可包括ELISA、RIA、侧流测定或Western印迹。该方法还可包括第二次进行步骤(a)和(b)以及确定与第一次测定相比寨卡病毒抗原水平的变化。抗体或抗体片段可由表1中所示的克隆配对可变序列编码,由与表1中所示的克隆配对可变序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码,或者由与表1中所示的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列编码。抗体或抗体片段可包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列,可包含与来自表2的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列,或者可包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。抗体片段可以是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。
在另一个实施方案中,提供了治疗感染寨卡病毒的对象或降低处于感染寨卡病毒风险之中的对象的感染可能性的方法,其包括向所述对象递送具有克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列的抗体或抗体片段。抗体或抗体片段可由表1中所示的克隆配对可变序列编码,由与表1中所示的克隆配对可变序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码,或者由与表1中所示的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列编码。抗体或抗体片段可包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列,可包含与来自表2的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列,或者可包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。抗体片段可以是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。抗体可以是IgG或重组IgG抗体或抗体片段,其包含Fc部分,所述Fc部分突变成改变(消除或增强)FcR相互作用、提高半衰期和/或提高治疗效力,例如LALA、N297、GASD/ALIE、YTE或LS突变;或者经聚糖修饰成改变(消除或增强)FcR相互作用,例如酶促或化学添加或去除聚糖或者在用限定的糖基化模式改造的细胞系中表达。抗体可以是嵌合抗体或双特异性抗体。
抗体或抗体片段可在感染之前或在感染之后施用。对象可以是妊娠雌性、性活跃雌性或正在接受生育治疗的雌性。递送可包括抗体或抗体片段施用,或者用编码所述抗体或抗体片段的RNA或DNA序列或载体进行的遗传递送。
在又一个实施方案中,提供了单克隆抗体,其中抗体或抗体片段的特征在于克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列。抗体或抗体片段可由表1中所示的克隆配对可变序列编码,由与表1中所示的克隆配对可变序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码,或者由与表1中所示的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列编码。抗体或抗体片段可包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列,可包含与来自表2的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列,或者可包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。抗体片段可以是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。抗体可以是IgG或重组IgG抗体或抗体片段,其包含Fc部分,所述Fc部分突变成改变(消除或增强)FcR相互作用、提高半衰期和/或提高治疗效力,例如LALA、N297、GASD/ALIE、YTE或LS突变;或者经聚糖修饰成改变(消除或增强)FcR相互作用,例如酶促或化学添加或去除聚糖或者在用限定的糖基化模式改造的细胞系中表达。抗体可以是嵌合抗体或双特异性抗体。抗体或抗体片段还可包含细胞穿透肽和/或为胞内抗体。
在又一个实施方案中,提供了编码抗体或抗体片段的杂交瘤或经改造的细胞,其中抗体或抗体片段的特征在于克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列。杂交瘤或经改造的细胞可编码抗体或抗体片段,所述抗体或抗体片段可由表1中所示的克隆配对可变序列编码,由与表1中所示的克隆配对可变序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码,或者由与表1中所示的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列编码。杂交瘤或经改造的细胞可编码抗体或抗体片段,所述抗体或抗体片段包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列,可包含与来自表2的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列,或者可包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。杂交瘤或经改造的细胞可编码抗体片段,所述抗体片段可以是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。杂交瘤或经改造的细胞可编码抗体,所述抗体是IgG或重组IgG抗体或抗体片段,其包含Fc部分,所述Fc部分突变成改变(消除或增强)FcR相互作用、提高半衰期和/或提高治疗效力,例如LALA、N297、GASD/ALIE、YTE或LS突变;或者经聚糖修饰成改变(消除或增强)FcR相互作用,例如酶促或化学添加或去除聚糖或者在用限定的糖基化模式改造的细胞系中表达。杂交瘤或经改造的细胞可编码嵌合抗体或双特异性抗体。杂交瘤或经改造的细胞可编码抗体或抗体片段,所述抗体或抗体片段还包含细胞穿透肽和/或为胞内抗体。
在另一个实施方案中,提供了包含一种或更多种抗体或抗体片段的疫苗制剂,所述抗体或抗体片段的特征在于克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列。抗体或抗体片段可由表1中所示的克隆配对可变序列编码,由与表1中所示的克隆配对可变序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码,或者由与表1中所示的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列编码。抗体或抗体片段可包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列,可包含与来自表2的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列,或者可包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。抗体片段可以是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。抗体可以是IgG或重组IgG抗体或抗体片段,其包含Fc部分,所述Fc部分突变成改变(消除或增强)FcR相互作用、提高半衰期和/或提高治疗效力,例如LALA、N297、GASD/ALIE、YTE或LS突变;或者经聚糖修饰成改变(消除或增强)FcR相互作用,例如酶促或化学添加或去除聚糖或者在用限定的糖基化模式改造的细胞系中表达。抗体可以是嵌合抗体或双特异性抗体。抗体或抗体片段还可包含细胞穿透肽和/或为胞内抗体。
还提供了疫苗制剂,其包含编码第一抗体或抗体片段的一种或更多种表达载体,所述第一抗体或抗体片段为本文中所述的抗体或抗体片段。表达载体可以是辛德毕斯病毒(Sindbis virus)或VEE载体。疫苗制剂可配制成用于通过针注射、喷射注射或电穿孔来递送。疫苗制剂还可包含编码第二抗体或抗体片段的一种或更多种表达载体,所述第二抗体或抗体片段例如不同的本文中所述的抗体或抗体片段。
在另一个实施方案中,提供了保护感染寨卡病毒或处于感染寨卡病毒风险之中的妊娠对象的胎盘和/或胎儿的健康的方法,其包括向所述对象递送具有克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列的抗体或抗体片段。抗体或抗体片段可由表1中所示的克隆配对可变序列编码,由与表1中所示的克隆配对可变序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码,或者由与表1中所示的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列编码。抗体或抗体片段可包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列,可包含与来自表2的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列,或者可包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。抗体片段可以是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。抗体可以是IgG或重组IgG抗体或抗体片段,其包含Fc部分,所述Fc部分突变成改变(消除或增强)FcR相互作用、提高半衰期和/或提高治疗效力,例如LALA、N297、GASD/ALIE、YTE或LS突变;或者经聚糖修饰成改变(消除或增强)FcR相互作用,例如酶促或化学添加或去除聚糖或者在用限定的糖基化模式改造的细胞系中表达。抗体可以是嵌合抗体或双特异性抗体。抗体或抗体片段还可包含细胞穿透肽和/或为胞内抗体。
抗体或抗体片段可在感染之前或在感染之后施用。对象可以是妊娠雌性、性活跃雌性或正在接受生育治疗的雌性。递送可包括抗体或抗体片段施用,或者用编码所述抗体或抗体片段的RNA或DNA序列或载体进行的遗传递送。与未经处理的对照相比,抗体或抗体片段可提高胎盘的尺寸。与未经处理的对照相比,抗体或抗体片段可降低胎儿的病毒载量和/或病理状况。
在另一个实施方案中,提供了确定寨卡病毒抗原的抗原性完整性、正确构象和/或正确序列的方法,其包括(a)使包含所述抗原的样品与具有克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列的第一抗体或抗体片段接触;以及(b)通过所述第一抗体或抗体片段与所述抗原的可检测结合来确定所述抗原的抗原性完整性、正确构象和/或正确序列。样品可包含重组产生的抗原或者疫苗制剂或疫苗生产批次。检测可包括ELISA、RIA、western印迹、使用表面等离子体共振或生物层干涉术的生物传感器、或者流式细胞术染色。
第一抗体或抗体片段可由表1中所示的克隆配对可变序列编码,由与表1中所示的克隆配对可变序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码,或者由与表1中所示的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列编码。第一抗体或抗体片段可包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列,可包含与来自表2的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列,或者可包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。第一抗体片段可以是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。第一抗体可以是IgG或重组IgG抗体或抗体片段,其包含Fc部分,所述Fc部分突变成改变(消除或增强)FcR相互作用、提高半衰期和/或提高治疗效力,例如LALA、N297、GASD/ALIE、YTE或LS突变;或者经聚糖修饰成改变(消除或增强)FcR相互作用,例如酶促或化学添加或去除聚糖或者在用限定的糖基化模式改造的细胞系中表达。第一抗体可以是嵌合抗体或双特异性抗体。第一抗体或抗体片段还可包含细胞穿透肽和/或为胞内抗体。该方法还可包括再次进行步骤(a)和(b)以确定所述抗原随时间的抗原性稳定性。
该方法还可包括(c)使包含所述抗原的样品与具有克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列的第二抗体或抗体片段接触;以及(d)通过所述第二抗体或抗体片段与所述抗原的可检测结合来确定所述抗原的抗原性完整性。第二抗体或抗体片段可由表1中所示的克隆配对可变序列编码,由与表1中所示的克隆配对可变序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码,或者由与表1中所示的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列编码。第二抗体或抗体片段可包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列,可包含与来自表2的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列,或者可包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。第二抗体片段可以是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。第二抗体可以是IgG或重组IgG抗体或抗体片段,其包含Fc部分,所述Fc部分突变成改变(消除或增强)FcR相互作用、提高半衰期和/或提高治疗效力,例如LALA、N297、GASD/ALIE、YTE或LS突变;或者经聚糖修饰成改变(消除或增强)FcR相互作用,例如酶促或化学添加或去除聚糖或者在用限定的糖基化模式改造的细胞系中表达。第二抗体可以是嵌合抗体或双特异性抗体。第二抗体或抗体片段还可包含细胞穿透肽和/或为胞内抗体。该方法还可包括再次进行步骤(c)和(d)以确定所述抗原随时间的抗原性稳定性。
在又一个实施方案中,提供了人单克隆抗体或抗体片段,或者产生所述抗体或抗体片段的杂交瘤或经改造的细胞,其中所述抗体与寨卡病毒E2抗原结合,识别高度四元表位并且识别选自D83、P222、F218和K123的一种或更多种残基。表位可以是结构域II表位。抗体或抗体片段可识别残基D83、P222、F218和K123中的每一种。抗体或抗体片段可中和至少一种非洲谱系寨卡病毒和至少一种亚洲谱系寨卡病毒。
当在权利要求书和/或说明书中与术语“包含/包括”结合使用时,没有数量词修饰的名词的使用可意指“一个/种”,但是其也符合“一个/种或更多个/种”、“至少一个/种”和“一个/种或多于一个/种”的含义。词语“约”意指加上或减去所述数字的5%。
预期本文中所述的任何方法或组合物可相对于本文中所述的任何其他方法或组合物来实施。根据以下详细描述,本公开内容的其他目的、特征和优点将变得明显。然而,应理解,详细描述和具体实例尽管指出了本公开内容的一些具体实施方案,但仅通过举例说明的方式给出,因为根据该详细描述,在本公开内容的精神和范围内的多种改变和修改对于本领域技术人员而言将变得明显。
附图说明
以下附图构成本说明书的一部分,并且被包括在内以进一步说明本公开内容的某些方面。通过参照这些附图中的一幅或更多幅并结合本文中所示具体实施方案的详细描述,可以更好地理解本公开内容。
图1A至D.来自ZIKV E2抗原特异性人B细胞的抗体基因的挽救和序列分析。(图1A)评估来自可用对象的PBMC的ZIKV E2抗原特异性B细胞的频率。图对有生存力的B细胞进行设门。(图1B)用于标记和分选ZIKV E2抗原特异性B细胞的两种方法。红色箭头指示分选的细胞。(图1C)使用被改造为表达人CD40L、IL-21和BAFF的经辐照的3T3细胞系对分选的B细胞进行体外扩增。(图1D)选择mAb序列以用于合成的生物信息学过滤步骤。
图2A至E.高通量mAb产生和筛选,以确定体内保护研究的先导候选物。(图2A)小规模(micro-scale)纯化的mAb的量化。示出了显示同时纯化<1,000种mAb的能力的示例性板(左,未发表的数据)和ZIKV mAb发现研究的估计mAb浓度(右)。左图上的每个点表示各mAb的浓度。LOD-检测限(5μg/mL)。浓度低于LOD的mAb(123种mAb)的值设定为5μg/mL(LOD)。中值mAb浓度(286μg/mL)用紫色线示出。(图2B)在xCelligence(Acea Biosciences)分析仪上使用实时细胞分析(real-time cell analysis,RTCA)细胞阻抗测定针对中和活性对mAb进行高通量筛选。上图中示出了受遮蔽电极(shadowed electrode)和来自96孔E板的单孔的黏附Vero细胞(有和无病毒以显现细胞病变效应[cytopathic effect,CPE])的放大明视场图像。中图示出了在存在或不存在中和mAb的情况下用ZIKV接种的Vero细胞的代表性实时阻抗测量曲线。显示了测定重复的平均值+/-SEM。下图中示出了来自96孔E板测量值的示例性RTCA动力学曲线,其显示出具有最高中和活性的mAb的快速鉴定。(图2C)ZIKV组的598种小规模纯化的mAb的重组E2抗原结合,其显示为OD450nm ELISA值的热图(6列,每列98至100种mAb)。将0.4(为阴性对照的5倍)的OD450nm设定为mAb反应性的阈值。每种经纯化的mAb均在小规模纯化样品(固定100μl体积)的单一稀释度(40或100倍)下进行测试,并且mAb的浓度未归一化。(图2D)显示组中各mAb的结合与中和活性之间关系的热图(6列,每列98至100种mAb)。与图2C中一样确定结合。中和活性是在小规模纯化mAb的单一25倍稀释度下或直接从CHO细胞培养上清液进行测量的。如果mAb部分或完全抑制Vero细胞培养物中针对巴西(或在一些实验中为达喀尔(Dakar))病毒毒株的CPE,则认为该mAb具有中和作用。受试mAb浓度的估计范围为<50ng/ml至>50μg/ml。(图2E)通过评估经纯化mAb的IC50值对中和效力进行排序。显示了前二十种中和mAb,并且其针对巴西和达喀尔毒株病毒的IC50值用数字表示并作为热图显示。
图3Aa至Cc.由快速发现的针对ZIKV的人mAb的先导治疗性候选物识别的表位。(图3Aa至c)代表中和mAb的各最强效类别的重组E2抗原ELISA结合剂量-响应曲线。对不相关的呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus,RSV)融合蛋白(F)抗原具有特异性的mAbrRSV-90用作阴性对照。(图3Ba至c)病毒中和作用。通过RTCA细胞阻抗测定确定的针对巴西和达喀尔毒株病毒的剂量-响应中和曲线。显示的数据是一式三份测定的平均值+/1SD。使用具有可变斜率分析的非线性拟合,将IC50值估计为八个3倍mAb稀释液随时间的细胞指数变化。(图3Ca至c)使用丙氨酸扫描诱变在细胞表面展示prM/E蛋白文库中确定关键表位接触残基。
图4A至D.在小鼠中通过RNA递送或抗体蛋白治疗介导的针对ZIKV致命攻击的保护。将4周龄的C57Bl6/J(B6)小鼠组(每组n=5至14只)在第-1天用抗-IFN-α受体抗体进行i.p.处理。对于预防性,将小鼠在同一天(第-1天)通过i.p.途径用指定量的mAb进行处理。对于治疗性保护研究,将小鼠在病毒攻击之后1天(1dpi)用mAb进行处理。在第0天,用1,000FFU的小鼠适应性ZIKV达喀尔毒株病毒(ZIKV-MA)对小鼠进行s.q.攻击,并监测21天的存活。在2dpi时通过RT-PCR评估血浆中的病毒载量。先前报道的ZIKV-117mAb用作阳性对照。阴性对照包括用对甲型H1N1流感病毒血凝素蛋白具有特异性的IgG1mAb 5J8进行的处理。(图4A)针对用70μg/小鼠mAb剂量的预防(d-1处理)估计的Kaplan-Meier存活曲线。通过RT-qPCR确定的ZIKV血浆滴度(2dpi)(图4B),以及针对用9g/小鼠mAb剂量的预防(d-1处理)估计的Kaplan-Meier存活曲线(图4C)。(图4D)针对用9μg/小鼠mAb剂量的治疗性(1dpi)处理估计的Kaplan-Meier存活曲线。在图4B中,点表示来自个体小鼠的测量值,并且低于测定检测限(2.9log10(GEQ/mL)的值被设定为LOD。使用单因素ANOVA以及Dunnett多重比较检验,将来自各处理组的病毒滴度与对照组进行比较,并且约95%CI的中值在图4B中示出。图4A、4C和4D中的存活曲线是使用双侧对数秩检验(Mantel-Cox)进行比较的,其中如果对象存活直至研究结束,则将该对象右删失。将每组与对照组进行比较。p<0.05被认为是显著的,并且未针对多重测试校正进行调整。*p<0.05;**p<0.01;***p<0.001;ns-不显著。
图5.快速发现针对ZIKV的强效人抗体的工作流。
图6.使用RNA递送进行的体内保护。预防性治疗,40μg RNA剂量。
图7.使用RNA递送进行的体内保护。预防性治疗,40μg RNA剂量。
具体实施方式
如上所述,寨卡病毒(ZIKV)感染导致全身和中枢神经系统病理状况或疾病,其中先天性出生缺陷与妊娠期间的感染有关(Coyne et al.,2016)。为了开发针对ZIKV的候选治疗剂,本发明人从先前曾感染ZIKV的健康对象中分离出一组人单克隆抗体(mAb)。然后,本发明人在多种模型中评价了治疗效力。以下详细描述了本公开内容的这些方面和另一些方面。
I.寨卡病毒
寨卡病毒(ZIKV)是病毒家族黄病毒科(Flaviviridae)的成员。其由白天活跃的伊蚊,例如埃及伊蚊(A.aegypti)和白纹伊蚊(A.albopictus)传播。其名字来自于乌干达(Uganda)的寨卡森林(Zika Forest),在此该病毒在1947年被首次分离出来。寨卡病毒与登革(dengue)、黄热病(yellow fever)、日本脑炎(Japanese encephalitis)和西尼罗(WestNile)病毒有关。自20世纪50年代以来,已知其发生在从非洲至亚洲的狭窄赤道带内。从2007年至2016年,该病毒向东传播,跨越太平洋到达美洲,导致2015至2016年寨卡病毒流行。
该感染被称为寨卡热或寨卡病毒病,其通常不引起症状或仅引起温和症状,类似于非常温和形式的登革热。虽然没有特定的治疗,但对乙酰氨基酚(醋氨酚)和休息可有助于症状。截至2016年,该疾病无法通过药物或疫苗来预防。寨卡也可从妊娠女性传播至其胎儿。这可导致小头畸形、严重脑畸形和其他出生缺陷。成人中的寨卡感染可罕见地导致格林-巴利综合征。
在2016年1月,美国疾病控制和预防中心(Centers for Disease Control andPrevention,CDC)发布了有关受影响国家的旅行指南,其包括增强预防措施的使用、以及针对妊娠女性的指南,包括考虑推迟旅行。其他政府或卫生机构也发布了类似的旅行警告,而哥伦比亚(Colombia)、多米尼加共和国(Dominican Republic)、波多黎各(Puerto Rico)、厄瓜多尔(Ecuador)、萨尔瓦多(El Salvador)和牙买加(Jamaica)则建议女性推迟妊娠直至对风险有了更多了解。
寨卡病毒属于黄病毒科和黄病毒属,并且因此与登革、黄热病、日本脑炎和西尼罗病毒有关。与其他黄病毒一样,寨卡病毒具有包膜和二十面体并且具有非分段、单链、10kb正义RNA基因组。其与Spondweni病毒最密切相关,并且是Spondweni病毒进化枝中的两种已知病毒之一。
正义RNA基因组可直接翻译成病毒蛋白。与在其他黄病毒例如类似尺寸的西尼罗病毒中一样,RNA基因组编码七种非结构蛋白和三种结构蛋白。结构蛋白中的一种包封了病毒。RNA基因组与12-kDa衣壳蛋白的拷贝一起形成核衣壳。核衣壳转而被包封在用两种病毒糖蛋白修饰的宿主来源的膜中。病毒基因组复制取决于:从单链正义RNA(ssRNA(+))基因组合成双面RNA,随后进行转录和复制以提供病毒mRNA和新的ssRNA(+)基因组。
存在两种寨卡谱系:非洲谱系和亚洲谱系。系统发生研究表明,在美洲传播的病毒与非洲基因型有89%相同,但与2013至2014年爆发期间在法属波利尼西亚(FrenchPolynesia)流行的亚洲毒株最密切相关。
该病毒的脊椎动物宿主主要是在所谓的地方性蚊子-猴-蚊子循环中的猴,并且仅偶尔传播至人。在2007年开始的当前大流行之前,寨卡“极少在人中引起公认的‘溢出’感染,即使在高度流行的区域也是如此。”然而,很少有其他虫媒病毒成为人疾病并在蚊子-人-蚊子循环中传播,例如黄热病病毒和登革热病毒(二者均为黄病毒),以及基孔肯雅病毒(chikungunya virus)(披膜病毒(togavirus))。尽管大流行的原因未知,但已知感染同一物种的蚊子载体的相关虫媒病毒登革特别地随着城市化和全球化而加剧。寨卡主要由埃及伊蚊(Aedes aegypti)蚊传播,并且也可通过性接触或输血传播。估计寨卡病毒的基本繁殖数(R0,传播性的量度)为1.4至6.6。
在2015年,新闻报道提请注意寨卡在拉丁美洲(Latin America)和加勒比地区(the Caribbean)的迅速传播。当时,泛美卫生组织(Pan American Health Organization)发布了经历“本地寨卡病毒传播”的国家和地区的列表,其包括巴巴多斯(Barbados)、玻利维亚(Bolivia)、巴西、哥伦比亚、多米尼加共和国、厄瓜多尔、萨尔瓦多、法属圭亚那(French Guiana)、瓜德罗普(Guadeloupe)、危地马拉(Guatemala)、圭亚那(Guyana)、海地(Haiti)、洪都拉斯(Honduras)、马提尼克(Martinique)、墨西哥、巴拿马(Panama)、巴拉圭(Paraguay)、波多黎各、圣马丁(Saint Martin)、苏里南(Suriname)和委内瑞拉(Venezuela)。至2016年8月,超过50个国家经历了寨卡病毒的活跃(本地)传播。
寨卡主要由主要在白天活跃的雌性埃及伊蚊传播,但是研究人员也在常见的库蚊(Culex)家蚊中发现了该病毒。蚊子必须以血液为食以便产卵。该病毒也已从伊蚊属中的许多树栖蚊(arboreal mosquito)物种,例如非洲伊蚊(A.africanus)、A.apicoargenteus、A.furcifer、A.hensilli、A.luteocephalus和A.vittatus中分离出来,在蚊子中的外潜伏期为约10天。
载体的真实范围仍然未知。寨卡已在Anopheles coustani、常型曼蚊(Mansoniauniformis)和Culex perfuscus以及伊蚊的更多物种中被检测到,但仅此并不能证明它们是载体。
通过虎蚊白纹伊蚊的传播报道自2007年加蓬(Gabon)的城市爆发,在此它新近入侵该国并成为所伴随的基孔肯雅和登革病毒爆发的主要载体。由于输入到意大利的前两例经实验室确定的寨卡感染病例被报道为来自从法属波利尼西亚返回的病毒血症旅行者,因此在欧洲国家的城市地区存在通过白纹伊蚊感染的本土感染问题。
寨卡的潜在社会风险可通过传播它的蚊子物种的分布来界定。由于全球贸易和旅行,被引用最多的寨卡载体埃及伊蚊的全球分布正在扩大。埃及伊蚊分布现在是有记录以来最广泛的——遍及所有大陆,包括北美洲甚至欧洲周边(马德拉(Madeira)、荷兰(Netherlands)和黑海东北部沿岸(northeastern Black Sea coast))。在华盛顿特区(Washington,D.C.)的国会山(Capitol Hill)附近发现了能够携带寨卡的蚊子种群,并且遗传证据表明它们在该地区存活了至少四个连续的冬天。该研究的作者得出结论:蚊子正在适应在北方气候下持续存在。寨卡病毒显示出在感染之后约一周通过蚊子传染。当通过精液传播时,该病毒被认为在感染之后的较长时间(至少2周)内具有感染性。
对其生态位(ecological niche)的研究表明,与登革相比,寨卡在更大程度上可受降水和温度方面的变化的影响,这使其更有可能局限于热带地区。然而,全球温度上升将使得疾病载体进一步向北扩大其范围,这使得寨卡病毒随之而来。
寨卡可从男性和女性传播给他们的性伴侣。截至2016年4月,在2015年爆发期间,已在六个国家(阿根廷、智利、法国、意大利、新西兰和美国)中记录了寨卡的性传播。
在2014年,在男子感染寨卡热之后至少两周(并且可能长至10周)的精液中发现了能够在实验室培养中生长的寨卡。在2011年的研究发现,在塞内加尔(Senegal)研究蚊子时被多次咬伤的美国生物学家在2008年8月返回家中之后六天发生症状,但在与其自2008年以来未出过美国的妻子有无保护性交之前无症状。丈夫和妻子二者均被确定有寨卡抗体,这提高了对性传播可能性的意识。在2016年2月早期,达拉斯县卫生与公众服务部门(Dallas County Health and Human Services department)报道,来自德克萨斯州(Texas)的未出国旅行的男性在症状发作之前一天和之后一天与其一夫一妻制的男性性伴侣进行了肛交之后被感染。截至2016年2月,另外14例可能的性传播病例正在调查研究中,但尚不清楚女性是否可将寨卡传播给其性伴侣。当时,对“男性泌尿生殖道脱落的发生率和持续时间”的了解限于一例报道。因此,CDC临时指南建议不要出于评估性传播风险的目的而对男性进行测试。
在2016年3月,CDC更新了其关于夫妻预防措施时长的建议,并建议其中男性被确定为寨卡热或寨卡症状的异性夫妇应考虑在症状开始之后至少6个月使用避孕套或不进行插入性性行为(即阴道性交、肛交或口交)。这包括居住在具有寨卡的地区的男性以及去过具有寨卡的地区的男性。其中男性去过具有寨卡的地区但未发生寨卡症状的夫妇应考虑在其返回之后至少8周使用避孕套或不发生性行为,以使风险最小。其中男性居住在具有寨卡的地区但未发生症状的夫妇可考虑在该地区存在活跃寨卡传播时使用避孕套或不发生性行为。寨卡病毒可在妊娠期间或分娩时从受感染的母亲传播给其胎儿。
截至2016年4月,全球报道了两例通过输血传播寨卡的病例,二者均来自巴西,此后美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration,FDA)建议筛查血液供体并将高风险供体推迟4周。根据法属波利尼西亚寨卡爆发期间的血液供体筛查研究怀疑存在潜在风险,其中2.8%(42)的供体在2013年11月和2014年2月针对寨卡RNA测试为阳性,并且在献血时均无症状。阳性供体中的11名在其捐献之后被报道了寨卡热症状,但34个样品中仅3个在培养中生长。
寨卡病毒在蚊子的中肠上皮细胞中复制,并且随后在其唾液腺细胞中复制。在5至10天之后,可在蚊子的唾液中发现病毒。如果将蚊子的唾液接种到人皮肤中,则病毒可感染表皮角质形成细胞、皮肤中的皮肤成纤维细胞和朗格汉斯细胞。假定病毒的发病机制继续扩散至淋巴结和血流。黄病毒通常在胞质中复制,但在受感染的细胞核中发现了寨卡抗原。
寨卡热(也称为寨卡病毒病)是由寨卡病毒引起的疾病。大多数病例无症状,但当出现时它们通常是温和的并且可类似于登革热。症状可包括发烧、红眼、关节痛、头痛和斑丘疹。症状通常持续小于7天。在最初的感染期间,其未引起任何报道的死亡。妊娠期间的感染在一些婴儿中引起小头畸形和其他脑畸形。成人中的感染与格林-巴利综合征(GBS)有关。通过在患者生病时测试血液、尿或唾液中寨卡病毒RNA的存在进行诊断。
预防包括降低疾病发生地区中的蚊子叮咬,以及合理使用避孕套。防止叮咬的措施包括使用驱虫剂,用衣物、蚊帐覆盖身体的大部分,以及去除蚊子繁殖的积水。没有有效的疫苗。卫生官员建议受2015至2016年寨卡爆发影响的地区中的女性考虑推迟妊娠,并且妊娠女性不要去这些地区。虽然没有特定的治疗,但对乙酰氨基酚(醋氨酚)和休息可有助于症状。极少需要住院。
自20世纪30年代以来,已经存在针对黄病毒科的数种病毒的有效疫苗,即黄热病疫苗、日本脑炎疫苗和蜱媒脑炎疫苗,以及自21世纪10年代中期以来的登革热疫苗。世界卫生组织(World Health Organization,WHO)专家建议,应优先开发在妊娠女性和育龄女性中安全使用的灭活疫苗和其他非活疫苗。
截至2016年3月,国际上有18家公司和机构正在开发针对寨卡的疫苗,但疫苗不大可能在约十年内广泛使用。在2016年6月,FDA授权了寨卡疫苗的人体临床试验的首次批准。
该病毒由黄热病研究所(Yellow Fever Research Institute)的科学家于1947年4月首次从恒河猴分离出来,该恒河猴被放置于维多利亚湖(Lake Victoria)附近的乌干达寨卡森林中的笼中。随后在1948年1月在同一地点第二次从非洲伊蚊中分离出来。当猴发生发热时,研究人员从其血清中分离出“可滤过的传播剂”,其在1948年被命名为寨卡。
根据1952年发表的在乌干达和尼日利亚的血清学调查结果,已知寨卡感染人:在所有年龄段的84个人中,有50个个体对寨卡有抗体,并且所有超过40岁的均具有免疫力。1952年在印度进行的研究显示,针对寨卡进行测试的“大量”印度人表现出对该病毒的免疫应答,这表明它长期在人群中广泛传播。
直到1954年,才公开从人中分离出了寨卡。这是1952年对疑似黄热病的黄疸的爆发调查的一部分。它是在患有低烧、头痛和疟疾迹象但没有黄疸的10岁尼日利亚女性的血液中发现的,该女性在三天内恢复。将血液注射到实验室小鼠的脑中,随后进行多至15小鼠代次。随后在中和测试中使用对寨卡具有特异性免疫的恒河猴血清对来自小鼠脑的病毒进行了测试。相比之下,两名受感染的患有发烧、黄疸、咳嗽、全身弥漫性关节痛及发烧(diffuse joint pains in one and fever)、头痛、眼后疼痛和关节疼痛的成人的血液中未分离出病毒。通过寨卡特异性血清抗体的升高证明了感染。
从1951年到1983年,从其他非洲国家(例如中非共和国(Central AfricanRepublic)、埃及、加蓬、塞拉利昂(Sierra Leone)、坦桑尼亚(Tanzania)和乌干达)以及亚洲部分地区(包括印度(India)、印度尼西亚(Indonesia)、马来西亚(Malaysia)、菲律宾(the Philippines)、泰国(Thailand)、越南(Vietnam)和巴基斯坦(Pakistan))报道了人感染寨卡的证据。从其发现直至2007年,仅14例确定的寨卡感染的人病例来自非洲和东南亚。
在2007年4月,非洲和亚洲以外的第一次爆发发生在密克罗尼西亚联邦(Federated States of Micronesia)的雅浦岛(island of Yap),其特征在于皮疹、结膜炎和关节痛,最初被认为是登革、基孔肯雅或罗斯河(Ross River)疾病。来自疾病急性期中患者的血清样品包含寨卡的RNA。确定病例49例,未确定病例59例,无住院,并且无死亡。2013年至2014年,法属波利尼西亚、复活节岛(Easter Island)、库克群岛(the Cook Islands)和新喀里多尼亚(New Caledonia)发生了另外的流行病。在2016年3月22日,路透社报道,作为回顾性研究的一部分,寨卡是从孟加拉国吉大港(Chittagong in Bangladesh)中一名老人的2014年血液样品中分离出来的。
截至2016年初,寨卡正在大范围爆发,主要在美洲。爆发在巴西于2015年4月开始,并已蔓延至南美洲、中美洲、北美洲和加勒比地区的其他国家。寨卡病毒于2016年8月到达新加坡和马来西亚。在2016年1月,WHO表示,该病毒可能在年底前在美洲大部分地区传播;并且在2016年2月,WHO宣布巴西报道的小头畸形和格林-巴利综合征病例簇(强烈怀疑与寨卡病毒爆发有关)为国际关注的突发公共卫生事件。据估计,在巴西有150万人被寨卡感染,其中2015年10月至2016年1月报道了超过3,500例小头畸形病例。
许多国家已发布旅游警告,并且预期该爆发对旅游业有重大影响。数个国家采取了不同寻常的措施:建议其公民推迟妊娠直至更多地了解关于该病毒及其对胎儿发育的影响。随着2016年夏季奥运会在里约热内卢(Riode Janeiro)举办,全世界的卫生官员均对巴西以及可能的不知被感染的国际运动员和游客返回家中并可能传播该病毒的潜在危机表示担忧。一些研究人员推测,在三周的时间期间仅一或两名游客可能被感染,或者每100,000游客中约3.2人感染。
II.单克隆抗体及其产生
“分离的抗体”是已从其天然环境的组分中分离和/或回收的抗体。其天然环境的污染物组分是会干扰抗体的诊断或治疗用途的物质,并且可包括酶、激素和其他蛋白质性或非蛋白质性溶质。在一些具体实施方案中,抗体被纯化至:(1)通过劳里法(Lowrymethod)确定的抗体的按重量计大于95%,并且最特别地按重量计大于99%;(2)通过使用旋转杯序列分析仪(spinning cup sequenator)足以获得N端或内部氨基酸序列的至少15个残基的程度;或者(3)使用考马斯蓝或银染色剂在还原或非还原条件下通过SDS-PAGE的均质。由于抗体天然环境的至少一种组分将不存在,分离的抗体包括重组细胞内的原位抗体。然而,通常来说,分离的抗体将通过至少一个纯化步骤来制备。
基础四链抗体单元是由两条相同的轻(L)链和两条相同的重(H)链构成的异四聚体糖蛋白。IgM抗体由5个基础异四聚体单元以及被称为J链的另外的多肽组成,并且因此包含10个抗原结合位点,而分泌的IgA抗体可聚合以形成包含2至5个基础4链单元以及J链的多价聚集体。在IgG的情况下,4链单元通常为约150,000道尔顿。每条L链通过一个共价二硫键与H链连接,而两条H链根据H链同种型通过一个或更多个二硫键彼此连接。每条H和L链还具有规则间隔的链内二硫桥。每条H链在N端具有可变区(VH),随后是对于每个α和γ链的三个恒定结构域(CH),以及对于μ和同种型是四个CH结构域。每条L链在N端具有可变区(VL),随后是在其另一端的恒定结构域(CL)。VL与VH对齐,并且CL与重链的第一恒定结构域(CH1)对齐。认为特定的氨基酸残基在轻链和重链可变区之间形成界面。VH和VL的配对一起形成单个抗原结合位点。对于不同类别抗体的结构和特性,参见例如Basic and ClinicalImmunology,第8版,Daniel P.Stites,Abba I.Terr and Tristram G.Parslow(编辑),Appleton&Lange,Norwalk,Conn.,1994,第71页和第6章。
来自任何脊椎动物物种的L链可基于其恒定结构域(CL)的氨基酸序列分配为两种明显不同的类型(称为κ和λ)之一。根据其重链的恒定结构域(CH)的氨基酸序列,免疫球蛋白可分为不同类别或同种型。存在五种类别的免疫球蛋白:IgA、IgD、IgE、IgG和IgM,其具有分别定名为α、δ、ε、γ和μ的重链。基于CH序列和功能的相对较小差异,其γ和α类别进一步分为亚类,人表达以下亚类:IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1和IgA2。
术语“可变”是指V结构域的某些区段在抗体之间序列差异很大的事实。V结构域介导抗原结合并且限定特定抗体对其特定抗原的特异性。然而,可变性不是均匀地分布于可变区的110个氨基酸跨度中。相反,V区由15至30个氨基酸的称为框架区(frameworkregion,FR)的相对不变的段(stretch)组成,所述相对不变的段被每个9至12个氨基酸长的称为“高变区”的极度可变的较短区域分隔。天然重链和轻链的可变区各自包含通过被形成环连接的三个高变区连接的四个FR,所述四个FR主要采用β-片层构型,并且在一些情况下形成β-片层结构的一部分。每条链中的高变区通过FR紧密地保持在一起,并且与来自其他链的高变区一起有助于抗体的抗原结合位点的形成(参见Kabat et al.,Sequences ofProteins of Immunological Interest,第5版.Public Health Service,NationalInstitutes of Health,Bethesda,Md.(1991))。恒定结构域不直接参与抗体与抗原的结合,但表现出多种效应物功能,例如使抗体参与抗体依赖性细胞毒性(antibody dependentcellular cytotoxicity,ADCC)、抗体依赖性细胞吞噬作用(antibody-dependentcellular phagocytosis,ADCP)、抗体依赖性嗜中性粒细胞吞噬作用(ntibody-dependentneutrophil phagocytosis,ADNP)和抗体依赖性补体沉积(antibody-dependentcomplement deposition,ADCD)。
当在本文中使用时,术语“高变区”是指抗体的负责抗原结合的氨基酸残基。高变区通常包含来自“互补决定区”或“CDR”的氨基酸残基(例如,VL中的约第24至34位(L1)、第50至56位(L2)和第89至97位(L3)残基附近,以及VH中的约第31至35位(H1)、第50至65位(H2)和第95至102位(H3)残基附近,当根据Kabat编号系统编号时;Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,第5版.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1991));和/或来自“高变环”的那些残基(例如,VL中的第24至34位(L1)、第50至56位(L2)和第89至97位(L3)残基,以及VH中的第26至32位(H1)、第52至56位(H2)和第95至101位(H3)残基,当根据Chothia编号系统编号时;Chothia and Lesk,J.Mol.Biol.196:901-917(1987));和/或来自“高变环”/CDR的那些残基(例如,VL中的第27至38位(L1)、第56至65位(L2)和第105至120位(L3)残基,以及VH中的第27至38位(H1)、第56至65位(H2)和第105至120位(H3)残基,当根据IMGT编号系统编号时;Lefranc,M.P.et al.Nucl.Acids Res.27:209-212(1999),Ruiz,M.et al.Nucl.AcidsRes.28:219-221(2000))。任选地,抗体在以下点中的一个或更多个处具有对称插入:VL中的28、36(L1)、63、74至75(L2)和123(L3),以及VsubH中的28、36(H1)、63、74至75(H2)和123(H3),当根据AHo编号时;Honneger,A.and Plunkthun,A.J.Mol.Biol.309:657-670(2001))。
“种系核酸残基”意指天然存在于编码恒定区或可变区的种系基因中的核酸残基。“种系基因”是在生殖细胞(即注定要变成卵子或精子的细胞)中发现的DNA。“种系突变”是指在单细胞阶段在生殖细胞或受精卵中发生的特定DNA的可遗传变化,并且当传递给后代时,这样的突变被并入身体的每个细胞中。种系突变与在单个体细胞中获得的体细胞突变形成对比。在一些情况下,编码可变区的种系DNA序列中的核苷酸突变(即体细胞突变)并被不同的核苷酸替换。
本文中使用的术语“单克隆抗体”是指从基本上均质的抗体的群体获得的抗体,即除可能少量存在的可能天然存在突变之外,构成该群体的各抗体是相同的。单克隆抗体是高度特异性的,针对单一抗原位点。此外,与包含针对不同决定簇(表位)的不同抗体的多克隆抗体制备物相反,每种单克隆抗体针对抗原上的单个决定簇。除它们的特异性之外,单克隆抗体的优点还在于其可被合成而不受其他抗体的污染。修饰语“单克隆”不应被解释为要求通过任何特定方法产生抗体。例如,本公开内容中可用的单克隆抗体可通过最初由Kohler et al.,Nature,256:495(1975)描述的杂交瘤方法来制备,或者可在对抗原特异性B细胞、响应于感染或免疫接种的抗原特异性浆母细胞进行单细胞分选,或大量经分选抗原特异性集合中从单个细胞中捕获连接的重链和轻链之后使用重组DNA方法在细菌、真核动物或植物细胞中制备(参见,例如美国专利4,816,567)。“单克隆抗体”还可例如使用Clackson et al.,Nature,352:624-628(1991)和Marks et al.,J.Mol.Biol.,222:581-597(1991)中描述的技术从噬菌体抗体文库分离。
A.一般方法
应当理解,与寨卡病毒结合的单克隆抗体将具有多种应用。这些包括产生用于检测和诊断寨卡病毒感染以及用于治疗其的诊断试剂盒。在这些情况下,可将这样的抗体与诊断或治疗剂连接,将其在竞争性测定中用作捕获剂或竞争剂,或者单独使用它们而没有与其连接的另外的试剂。如下文进一步讨论的,抗体可突变或被修饰。用于制备和表征抗体的方法是本领域中公知的(参见,例如,Antibodies:A Laboratory Manual,Cold SpringHarbor Laboratory,1988;美国专利4,196,265)。
用于产生单克隆抗体(monoclonal antibody,MAb)的方法通常沿着与用于制备多克隆抗体的方法相同的路线开始。这两种方法的第一步均是对合适的宿主进行免疫接种或鉴定由于之前的自然感染或用许可的或实验疫苗进行疫苗接种而免疫接种的对象。如本领域中公知的,用于免疫接种的给定组合物的免疫原性可不同。因此,通常有必要加强宿主的免疫系统,如可通过将肽或多肽免疫原与载体偶联来实现。一些示例性且优选的载体是钥孔戚血蓝蛋白(keyhole limpet hemocyanin,KLH)和牛血清白蛋白(bovine serumalbumin,BSA)。其他白蛋白例如卵白蛋白、小鼠血清白蛋白或兔血清白蛋白也可用作载体。用于使多肽与载体蛋白缀合的方式是本领域中公知的,并且包括戊二醛、间马来酰亚胺基苯甲酰基-N-羟基琥珀酰亚胺酯(m-maleimidobencoyl-N-hydroxysuccinimide ester)、碳二亚胺(carbodiimyde)和双-重氮联苯胺(bis-biazotized benzidine)。同样如本领域中公知的,特定免疫原组合物的免疫原性可通过使用免疫应答的非特异性刺激物(称为佐剂)来增强。动物中的示例性且优选的佐剂包括完全弗氏佐剂(包含经杀伤结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)的免疫应答的非特异性刺激物)、不完全弗氏佐剂和氢氧化铝佐剂,并且在人中,包括明矾、CpG、MFP59以及免疫刺激分子的组合(“佐剂系统”,例如AS01或AS03)。进行另外实验接种形式来诱导寨卡特异性B细胞是可能的,包括纳米粒疫苗,或在物理递送系统(例如脂质纳米粒或在金生物弹道珠上)中作为DNA或RNA基因递送以及利用针、基因枪、经皮电穿孔装置递送的基因编码抗原。抗原基因也可由有复制能力或复制缺陷型病毒载体例如腺病毒、腺相关病毒、痘病毒、疱疹病毒或甲病毒复制子或替代地病毒样颗粒编码来携带。
在针对天然病原体的人抗体的情况下,合适的方法是识别已暴露于病原体的对象,例如已被诊断为已感染该疾病的那些或已接种疫苗以产生针对该病原体的保护性免疫的那些,或者测试实验疫苗的安全性或有效性。可检测循环的抗病原体抗体,并随后可从抗体阳性对象获得编码或产生B细胞的抗体。
用于产生多克隆抗体的免疫原组合物的量根据免疫原的性质以及用于免疫接种的动物而不同。可使用多种途径来施用免疫原(皮下、肌内、皮内、静脉内和腹膜内)。可通过在免疫接种之后的不同时间点对经免疫接种的动物采血来监测多克隆抗体的产生。还可给予第二、加强注射。重复加强免疫和滴定过程直至获得合适的效价。当获得期望的免疫原性水平时,可对经免疫接种的动物采血并分离和储存血清,和/或可将动物用于产生MAb。
在免疫接种之后,选择具有产生抗体潜力的体细胞,特别是B淋巴细胞(B细胞),用于MAb产生方案。这些细胞可从活检的脾、淋巴结、扁桃体或腺样体、骨髓抽吸物或活检物、来自黏膜器官例如肺或GI道的组织活检物或者从循环血液获得。然后将来自经免疫接种的动物或免疫人的抗体产生B淋巴细胞与永生化骨髓瘤细胞的细胞融合,其通常是与经免疫接种的动物为同一物种的永生化骨髓瘤细胞或者是人或人/小鼠嵌合细胞。适用于产生杂交瘤的融合程序的骨髓瘤细胞系优选地不产生抗体、具有高融合效率和酶缺陷,这然后使得其不能在仅支持期望的融合细胞(杂交瘤)生长的某些选择培养基中生长。如本领域技术人员已知的,可使用多种骨髓瘤细胞中的任一种(Goding,第65至66页,1986;Campbell,第75至83页,1984)。HMMA2.5细胞或MFP-2细胞是这样的细胞的特别有用的实例。
用于产生抗体产生脾细胞或抗体产生淋巴结细胞与骨髓瘤细胞的杂交体的方法通常包括:在存在促进细胞膜融合的一种或更多种试剂(化学的或电学的)的情况下使体细胞与骨髓瘤细胞以2∶1的比例混合,但是该比例可分别为约20∶1至约1∶1而不等。在一些情况下,用EB病毒(Epstein Barr virus,EBV)转化人B细胞作为初始步骤提高了B细胞的尺寸,从而增强与相对较大尺寸的骨髓瘤细胞的融合。通过在转化培养基中使用CpG和Chk2抑制剂药物增强了EBV的转化效率。或者,可通过在含另外的可溶性因子例如IL-21和人B细胞活化因子(BAFF)(TNF超家族的II型成员)的培养基中与表达CD40配体(CD154)的转染细胞系共培养来活化人B细胞。Kohler和Milstein(1975;1976)已描述了使用仙台病毒(Sendaivirus)的融合方法,并且Geffer et al.,(1977)已描述了使用聚乙二醇(PEG)例如37%(v/v)PEG的融合方法。使用电诱导融合方法也是合适的(Goding,第71至74页,1986),并且一些方法具有更好的效率(Yu et al.,2008)。融合程序通常以较低频率(约1×10-6至1×10-8)产生活杂交体,但是利用优化程序可实现接近1/200的融合效率(Yu et al.,2008)。然而,相对低的融合效率并不造成问题,因为通过在选择培养基中培养,活的融合杂合体与亲本未融合细胞(特别是在正常情况下将持续无限分裂的未融合骨髓瘤细胞)区分开来。选择培养基通常是在组织培养基中包含阻断核苷酸从头合成的试剂的培养基。示例性且优选的试剂为氨基蝶呤、甲氨蝶呤和重氮丝氨酸。氨基蝶呤和甲氨蝶呤阻断嘌呤和嘧啶二者的从头合成,而重氮丝氨酸仅阻断嘌呤合成。当使用氨基蝶呤或甲氨蝶呤时,向培养基补充次黄嘌呤和胸苷作为核苷酸的来源(HAT培养基)。当使用重氮丝氨酸时,向培养基补充次黄嘌呤。如果B细胞来源是EBV转化的人B细胞系,则添加哇巴因(ouabain)以清除未与骨髓瘤融合的EBV转化系。
优选的选择培养基是HAT或具有哇巴因的HAT。只有能够进行核苷酸补救途径的细胞才能在HAT培养基中存活。骨髓瘤细胞在补救途径的关键酶(例如,次黄嘌呤磷酸核糖基转移酶(hypoxanthine phosphoribosyl transferase,HPRT))中有缺陷,因此其不能存活。B细胞可进行该途径,但是其在培养中具有有限的寿命并且通常在约两周内死亡。因此,只有可在选择培养基中存活的细胞才是由骨髓瘤和B细胞形成的那些杂合体。当用于融合的B细胞的来源是EBV转化B细胞系时,此时还可将哇巴因用于杂合体的药物选择,因为EBV转化B细胞对药物杀伤易感,而选择所使用的骨髓瘤配偶体对哇巴因具有抗性。
培养提供了从中选择特定杂交瘤的杂交瘤群体。通常来说,杂交瘤的选择如下进行:通过在微量滴定板中进行单克隆稀释来培养细胞,随后测试单独的克隆上清液(在约两至三周之后)的期望反应性。测定应灵敏、简单并且迅速,例如放射免疫测定、酶免疫测定、细胞毒性测定、噬菌斑测定、斑点免疫结合测定等。然后将选择的杂交瘤连续稀释或通过流式细胞术分选进行单细胞分选,并克隆到单独抗体产生细胞系中,所述克隆然后可无限增殖以提供mAb。细胞系可以以两种基本方式用于MAb产生。可将杂交瘤样品注射(通常注射到腹膜腔中)到动物(例如,小鼠)中。任选地,在注射之前将动物用烃,特别是油(例如姥鲛烷(四甲基十五烷))致敏(prime)。当以这种方式使用人杂交瘤时,注射免疫妥协小鼠(例如SCID小鼠)是最佳的,以防止肿瘤排斥。经注射动物产生分泌由融合细胞杂合体产生的特异性单克隆抗体的肿瘤。然后,可取出动物的体液(例如血清或腹水)以提供高浓度的MAb。也可在体外培养单个细胞系,其中mAb自然地分泌到培养基中,从中可容易地获得高浓度的mAb。或者,可在体外使用人杂交瘤细胞系以在细胞上清液中产生免疫球蛋白。可将细胞系调整为在不含血清的培养基中生长,以优化回收高纯度的人单克隆免疫球蛋白的能力。
如果期望的话,可使用过滤、离心和多种色谱方法(例如FPLC或亲和色谱)对通过任一种方式产生的mAb进行进一步纯化。本公开内容的单克隆抗体的片段可通过以下方法由经纯化的单克隆抗体获得:其包括用酶(例如胃蛋白酶或木瓜蛋白酶)消化,和/或通过经化学还原切割二硫键。或者,本公开内容所涵盖的单克隆抗体片段可使用自动化肽合成仪合成。
还考虑了可使用分子克隆方法来产生单克隆抗体。可使用顺磁珠选择或流式细胞术分选来物理地分选用目的抗原标记的单B细胞,然后可从单细胞中分离RNA,并通过RT-PCR扩增抗体基因。或者,可将抗原特异性的大量分选的细胞群隔离在微泡中,并使用重链和轻链扩增子的物理连接或对来自囊泡的重链和轻链基因进行共同条码化来从单细胞中回收匹配的重链和轻链可变基因。来自单细胞的匹配的重链和轻链基因也可通过用携带RT-PCR引物和用于以每个细胞一种条码来标记转录物的条码的细胞穿透纳米粒处理细胞来从抗原特异性B细胞群获得。也可通过杂交瘤系的RNA提取分离抗体可变基因,并通过RT-PCR获得抗体基因并克隆到免疫球蛋白表达载体中。或者,由从细胞系分离的RNA制备组合的免疫球蛋白噬菌粒文库,并使用病毒抗原通过淘选选择表达合适抗体的噬菌粒。该方法相对于常规杂交瘤技术的优点是可在单轮中产生并筛选约104倍多的抗体,并且通过H链和L链组合产生新特异性,其进一步提高了发现合适抗体的机会。
教导产生可用于本公开内容的抗体的其他美国专利(其各自通过引用并入本文)包括美国专利5,565,332,其描述了使用组合方法产生嵌合抗体;美国专利4,816,567,其描述了重组免疫球蛋白制备;和美国专利4,867,973,其描述了抗体-治疗剂缀合物。
B.本公开内容的抗体
根据本公开内容的抗体可在第一种情况下通过其结合特异性来限定。通过使用本领域技术人员公知的技术评估给定抗体的结合特异性/亲和力,本领域技术人员可确定这样的抗体是否落入本发明权利要求书的范围内。例如,给定抗体与之结合的表位可由位于抗原分子内的3个或更多个(例如,3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20个)氨基酸的单个连续序列组成(例如,结构域中的线性表位)。或者,表位可由位于抗原分子内的多个不连续的氨基酸(或氨基酸序列)组成(例如,构象表位)。
本领域普通技术人员已知的多种技术可用于确定抗体是否与多肽或蛋白质内的“一个或更多个氨基酸相互作用”。示例性技术包括例如常规的交叉阻断测定,例如在Antibodies,Harlow and Lane(Cold Spring Harbor Press,Cold Spring Harbor,N.Y.)中描述的。交叉阻断可在多种结合测定(例如ELISA、生物层干涉术或表面等离子体共振)中测量。其他方法包括丙氨酸扫描突变分析、肽印迹分析(Reineke(2004)MethodsMol.Biol.248:443-63)、肽切割分析、使用单粒子重建的高分辨率电子显微术技术、cryoEM、或断层摄影术(tomography)、晶体学研究和NMR分析。另外,可使用例如表位切除、表位提取和抗原的化学修饰的方法(Tomer(2000)Prot.Sci.9:487-496)。可用于鉴定抗体与之相互作用的多肽内氨基酸的另一种方法是通过质谱检测的氢/氘交换。一般而言,氢/氘交换方法涉及氘标记目的蛋白,随后使抗体与氘标记的蛋白质结合。接下来,将蛋白质/抗体复合物转移到水中,并且受抗体复合物保护的氨基酸内的可交换质子以比不是界面一部分的氨基酸内的可交换质子更慢的速率进行氘对氢的反向交换。作为结果,与不包含在界面中的氨基酸相比,形成蛋白质/抗体界面的一部分的氨基酸可保留氘,并且因此表现出相对更高的质量。在抗体解离之后,对靶蛋白进行蛋白酶切割和质谱分析,从而揭示氘标记的残基,其对应于抗体与之相互作用的特定氨基酸。参见,例如Ehring(1999)AnalyticalBiochemistry 267:252-259;Engen and Smith(2001)Anal.Chem.73:256A-265A。当抗体中和寨卡时,可通过在存在高浓度抗体的情况下在体外或在动物模型中繁殖寨卡来分离抗体逃逸突变变体生物体。编码抗体所靶向的抗原的寨卡基因的序列分析揭示了赋予抗体逃逸的突变,表明了表位中的残基或以别构方式影响表位结构的残基。
术语“表位”是指抗原上B和/或T细胞对其做出响应的位点。B细胞表位可由连续氨基酸或通过蛋白质的三级折叠而并列的非连续氨基酸二者形成。由连续氨基酸形成的表位通常在暴露于变性溶剂时保留,而通过三级折叠形成的表位通常在用变性溶剂处理时丢失。表位通常包含具有独特的空间构象的至少3个,并且更通常地至少5或8至10个氨基酸。
修饰辅助谱分析(Modification-Assisted Profiling,MAP),也称为基于抗原结构的抗体谱分析(Antigen Structure-based Antibody Profiling,ASAP),是根据每种抗体与化学或酶促修饰的抗原表面的结合特性的相似性对大量针对相同抗原的单克隆抗体(mAb)进行分类的方法(参见US 2004/0101920,特别地其通过引用整体并入本文)。每个类别可反映与通过另一类别所代表的表位明显不同或部分重叠的独特表位。该技术使得能够快速过滤遗传上相同的抗体,从而使表征可集中在遗传上独特的抗体上。当应用于杂交瘤筛选时,MAP可有助于鉴定产生具有期望特征的mAb的罕见杂交瘤克隆。MAP可用于将本公开内容的抗体分类为结合不同表位的抗体组。
本公开内容包括可与相同表位或表位的一部分结合的抗体。同样,本公开内容还包括与本文中所述的任何具体示例性抗体竞争与靶标或其片段结合的抗体。通过使用本领域中已知的常规方法,可容易地确定抗体是否与参考抗体结合相同的表位,或与其竞争结合。例如,为了确定受试抗体是否与参考结合相同表位,允许参考抗体在饱和条件下与靶标结合。接下来,评估受试抗体与靶分子结合的能力。如果受试抗体能够与与参考抗体饱和结合之后的靶分子结合,则可得出结论,受试抗体与参考抗体结合不同的表位。在另一方面,如果受试抗体不能与与参考抗体饱和结合之后的靶分子结合,则受试抗体可与与由参考抗体结合的表位相同的表位结合。
为了确定抗体是否与参考抗寨卡病毒抗体竞争结合,在两个方向上进行上述结合方法:在第一个方向上,使参考抗体与寨卡病毒抗原在饱和条件下结合,随后评估受试抗体与寨卡病毒分子的结合。在第二个方向上,使受试抗体与寨卡病毒抗原分子在饱和条件下结合,随后评估参考抗体与寨卡病毒分子的结合。如果在两个方向上,仅第一(饱和)抗体能够与寨卡病毒结合,则可得出结论,受试抗体和参考抗体竞争与寨卡病毒的结合。如本领域普通技术人员将理解的,与参考抗体竞争结合的抗体可能不一定与参考抗体结合相同的表位,但可通过结合重叠或相邻表位而在空间上阻断参考抗体的结合。
如果两种抗体中的一种竞争性地抑制(阻断)另一种与抗原的结合,则两种抗体与相同或重叠的表位结合。即,一种抗体过量1-、5-、10-、20-或100倍会抑制另一种抗体的结合至少50%,但优选75%、90%或甚至99%,如在竞争性结合测定中测量的(参见,例如,Junghans et al.,Cancer Res.1990 50:1495-1502)。或者,如果抗原中降低或消除一种抗体结合的基本上所有氨基酸突变降低或消除另一种抗体的结合,则两种抗体具有相同表位。如果降低或消除一种抗体结合的一些氨基酸突变降低或消除另一种抗体的结合,则两种抗体具有重叠表位。
然后可进行另外的常规实验(例如,肽突变和结合分析)以确认观察到的受试抗体的结合缺乏是否实际上是由于与参考抗体结合相同的表位,或者空间阻断(或其他现象)是否是缺乏观察到的结合的原因。可使用ELISA、RIA、表面等离子体共振、流式细胞术或本领域可用的任何其他定量或定性抗体结合测定来进行这类实验。使用EM或晶体学进行的结构研究也可证明两种竞争结合的抗体是否识别相同的表位。
在另一个方面中,提供了单克隆抗体,其具有克隆配对的分别来自如表3和4中所示的重链和轻链的CDR。这样的抗体可使用本文中所述的方法通过以下在实施例部分中讨论的克隆来产生。
在另一个方面中,抗体可由其包含另外的“框架”区的可变序列来限定。这些在表1和2中提供,其编码或表示完整的可变区。此外,抗体序列可不同于这些序列,任选地使用以下更详细讨论的方法。例如,核酸序列可在以下方面不同于上述那些:(a)可变区可与轻链和重链的恒定结构域分离;(b)核酸可不同于上述那些同时不影响由其编码的残基;(c)核酸可以以给定百分比,例如70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%同源性不同于上述核酸;(d)核酸可由于在高严格性条件下进行杂交的能力而不同于上述核酸,如通过低盐和/或高温条件所例示的,例如由约50℃至约70℃的温度下约0.02M至约0.15M NaCl提供的;(e)氨基酸可以以给定百分比,例如80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%同源性不同于上述氨基酸;或者(f)氨基酸可通过允许保守置换(以下讨论)而不同于上述那些。上述各项均适用于如表1所示的核酸序列和表2的氨基酸序列。
当比较多核苷酸和多肽序列时,如果两个序列中的核苷酸或氨基酸的序列在比对最大对应性时相同,则这两个序列被称为“相同”,如下所述。两个序列之间的比较通常通过在比较窗上比较序列以鉴定和比较序列相似性的局部区域来进行。本文中使用的“比较窗”是指至少约20个连续位置(通常为30至约75、40至约50个)的区段,其中在将两个序列最佳比对之后,可将序列与相同数目的连续位置的参考序列进行比较。
用于比较的序列的最佳比对可使用生物信息学软件的Lasergene套件中的Megalign程序(DNASTAR,Inc.,Madison,Wis.)使用默认参数来进行。该程序体现了描述于以下参考文献中的数种比对方案:Dayhoff,M.O.(1978)A model of evolutionary changein proteins--Matrices for detecting distant relationships.In Dayhoff,M.O.(编辑)Atlas of Protein Sequence and Structure,National Biomedical ResearchFoundation,Washington D.C.第5卷,增刊3,第345至358页;Hein J.(1990)UnifiedApproach to Alignment and Phylogeny第626至645页Methods in Enzymology第183卷,Academic Press,Inc.,San Diego,Calif.;Higgins,D.G.and Sharp,P.M.(1989)CABIOS5:151-153;Myers,E.W.and Muller W.(1988)CABIOS 4:11-17;Robinson,E.D.(1971)Comb.Theor 11:105;Santou,N.Nes,M.(1987)Mol.Biol.Evol.4:406-425;Sneath,P.H.A.and Sokal,R.R.(1973)Numerical Taxonomy--the Principles and Practice ofNumerical Taxonomy,Freeman Press,San Francisco,Calif.;Wilbur,W.J.and Lipman,D.J.(1983)Proc.Natl.Acad.,Sci.USA 80:726-730。
或者,用于比较的序列的最佳比对可通过以下来进行:Smith and Waterman(1981)Add.APL.Math 2:482的局部同一性算法、通过Needleman and Wunsch(1970)J.Mol.Biol.48:443的同一性比对算法、通过Pearson and Lipman(1988)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:2444的检索相似性方法、通过这些算法(Wisconsin遗传学软件包中的GAP、BESTFIT、BLAST、FASTA和TFASTA,Genetics Computer Group(GCG),575Science Dr.,Madison,Wis.)的计算机实施或通过检查。
适合于确定序列同一性和序列相似性的百分比的算法的一个特定实例是BLAST和BLAST 2.0算法,其分别描述于Altschulet al.(1977)Nucl.Acids Res.25:3389-3402和Altschul et al.(1990)J.Mol.Biol.215:403-410中。BLAST和BLAST 2.0可例如与本文中所述的参数一起使用,以确定本公开内容的多核苷酸和多肽的序列同一性百分比。用于进行BLAST分析的软件可通过美国国家生物技术信息中心(National Center forBiotechnology Information)公开获得。抗体序列的重排性质和每个基因的可变长度需要多轮BLAST检索以寻找单一抗体序列。而且,不同基因的人工组装是困难且容易出错的。序列分析工具IgBLAST(万维网网址为ncbi.nlm.nih.gov/igblast/)鉴定与种系V、D和J基因的匹配,重排接界的细节,Ig V结构域框架区和互补决定区的描述。IgBLAST可分析核苷酸或蛋白质序列,并且可分批处理序列,并允许同时对种系基因数据库和其他序列数据库进行检索,以使丢失可能的最佳匹配的种系V基因的机会最小。
在一个举例说明性实例中,对于核苷酸序列,可使用参数M(匹配残基对的奖励评分;总是>0)和N(错配残基的罚分;总是<0)来计算累积评分。在以下情况下,将停止单词命中在每个方向上的扩展:累积比对评分从其最大实现值下降了量X;累积评分变为零或更低,由于一个或更多个负评分残基比对的累积;或者到达任一序列的末端。BLAST算法参数W、T和X确定比对的灵敏度和速度。BLASTN程序(对于核苷酸序列)默认使用字长(W)为11,以及期望(E)为10,以及BLOSUM62评分矩阵(参见Henikoff and Henikoff(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.USA89:10915)比对,(B)为50,期望(E)为10,M=5,N=-4,以及对两条链的比较。
对于氨基酸序列,可使用评分矩阵来计算累积评分。在以下情况下,将停止单词命中在每个方向上的扩展:累积比对评分从其最大实现值下降了量X;累积评分变为零或更低,由于一个或更多个负评分残基比对的累积;或者到达任一序列的末端。BLAST算法参数W、T和X确定比对的灵敏度和速度。
在一种方法中,通过在至少20个位置的比较窗上比较两个最佳比对的序列来确定“序列同一性百分比”,其中与两个序列的最佳比对的参考序列(其不包含添加或缺失)相比,比较窗中的多核苷酸或多肽序列的一部分可包含20%或更低,通常为5%至15%,或10%至12%的添加或缺失(即空位(gap))。百分比通过以下来计算:确定两个序列中出现相同核酸碱基或氨基酸残基的位置数目以产生匹配位置数目,将匹配位置数目除以参考序列中位置的总数目(即窗大小),并将结果乘以100,即可得出序列同一性的百分比。
限定抗体的又一种方式是作为下述抗体及其抗原结合片段的任一种的“衍生物”。术语“衍生物”是指与抗原免疫特异性地结合但相对于“亲本”(或野生型)分子包含1、2、3、4、5或更多个氨基酸置换、添加、缺失或修饰的抗体或其抗原结合片段。这样的氨基酸置换或添加可引入天然存在的(即,DNA编码的)或非天然存在的氨基酸残基。术语“衍生物”涵盖例如如具有改变的CH1、铰链、CH2、CH3或CH4区域的变体,以便形成例如具有表现出增强的或受损的效应物或结合特征的变体Fc区的抗体等。术语“衍生物”另外涵盖非氨基酸修饰,例如可被糖基化(例如,具有改变的甘露糖、2-N-乙酰氨基葡萄糖、半乳糖、岩藻糖、葡萄糖、唾液酸、5-N-乙酰神经氨酸、5-羟乙酸神经氨酸等含量),乙酰化,聚乙二醇化,磷酸化,酰胺化,被已知的保护/阻断基团衍生化,蛋白水解切割,与细胞配体或其他蛋白质连接等的氨基酸,在一些实施方案中,改变的碳水化合物修饰调节以下中的一项或更多项:抗体增溶、促进抗体的亚细胞运输和分泌、促进抗体组装、构象完整性和抗体介导的效应物功能。在一个具体实施方案中,相对于缺乏碳水化合物修饰的抗体,改变的碳水化合物修饰增强了抗体介导的效应物功能。导致抗体介导的效应物功能改变的碳水化合物修饰是本领域公知的(例如,参见Shields,R.L.et al.(2002),J.Biol.Chem.277(30):26733-26740;DaviesJ.et al.(2001),Biotechnology&Bioengineering 74(4):288-294)。改变碳水化合物含量的方法是本领域技术人员已知的,参见,例如,Wallick,S.C.et al.(1988),J.Exp.Med.168(3):1099-1109;Tao,M.H.et al.(1989),J.Immunol.143(8):2595-2601;Routledge,E.G.et al.(1995),Transplantation 60(8):847-53;Elliott,S.et al.(2003),NatureBiotechnol.21:414-21;Shields,R.L.et al.(2002),J.Biol.Chem.277(30):26733-26740)。
可产生具有经改造序列或糖基化状态的衍生抗体或抗体片段,以赋予在以下中的优选的活性水平:抗体依赖性细胞毒性(ADCC)、抗体依赖性细胞吞噬(ADCP)、抗体依赖性嗜中性粒细胞吞噬(ADNP)或抗体依赖性补体沉积(ADCD)功能,如通过基于珠的或基于细胞的测定或者在动物模型中进行的体内研究所测量的。
衍生抗体或抗体片段可通过使用本领域技术人员已知的技术进行化学修饰来修饰,所述技术包括但不限于特异性化学切割、乙酰化、制剂、衣霉素代谢合成等。在一个实施方案中,抗体衍生物将具有与亲本抗体相似或相同的功能。在另一个实施方案中,相对于亲本抗体,抗体衍生物将表现出改变的活性。例如,与亲本抗体相比,衍生抗体(或其片段)可更紧密地与其表位结合或对蛋白水解更具抗性。
C.抗体序列的改造
在多个实施方案中,可出于多种原因,例如改善表达、改善交叉反应性或降低脱靶结合而选择对所鉴定抗体的序列进行改造。经修饰抗体可通过本领域技术人员已知的任何技术来制备,所述技术包括通过标准分子生物技术表达或多肽的化学合成。用于重组表达的方法在本文件的其他地方提出。以下是用于抗体改造的相关目标技术的一般讨论。
可培养杂交瘤,然后裂解细胞,并提取总RNA。可使用随机六聚体和RT一起来产生RNA的cDNA拷贝,并随后使用预期扩增所有人可变基因序列的PCR引物的多重混合物进行PCR。可将PCR产物克隆到pGEM-T Easy载体中,然后使用标准载体引物通过自动化DNA测序进行测序。可使用从杂交瘤上清液收集并使用G蛋白柱通过FPLC纯化的抗体进行结合和中和的测定。
可通过以下产生重组全长IgG抗体:将来自克隆载体的重链和轻链Fv DNA亚克隆到IgG质粒载体中,将其转染到293(例如Freestyle)细胞或CHO细胞中,并可从293或CHO细胞上清液中收集和纯化抗体。另一些合适的宿主细胞系统包括细菌(例如大肠杆菌(E.coli))、昆虫细胞(S2、Sf9、Sf29、High Five)、植物细胞(例如具有或不具有针对类人聚糖进行改造的烟草)、藻类或多种非人转基因环境,例如小鼠、大鼠、山羊或牛。
还考虑了出于随后抗体纯化和出于对宿主进行免疫接种二者目的的编码抗体的核酸的表达。抗体编码序列可以是RNA,例如天然RNA或经修饰RNA。经修饰RNA考虑了赋予mRNA以提高的稳定性和低免疫原性,从而促进治疗上重要的蛋白质的表达的某些化学修饰。例如,就翻译能力而言,N1-甲基-假尿苷(N1mΨ)优于数种其他核苷修饰及其组合。除关闭免疫/eIF2α磷酸化依赖性翻译抑制之外,并入的N1mΨ核苷酸还通过提高mRNA上核糖体停顿和密度来显著改变翻译过程的动态。经修饰mRNA的核糖体载量提高通过促进同一mRNA上的核糖体再循环或从头重新核糖体募集而使它们更易于起始。这样的修饰可用于在接种RNA之后增强体内抗体表达。RNA,无论是天然的还是经修饰的,均可作为裸RNA或在递送载剂(例如脂质纳米粒)中递送。
或者,可将编码抗体的DNA用于相同目的。将DNA包含在含有在为其设计的宿主细胞中具有活性的启动子的表达盒中。表达盒有利地包含在可复制载体,例如常规质粒或微载体中。载体包括病毒载体,例如考虑了痘病毒、腺病毒、疱疹病毒、腺相关病毒和慢病毒。还考虑了编码抗体基因的复制子,例如基于VEE病毒或辛德毕斯病毒的甲病毒复制子。这样的载体的递送在期望体内表达时可通过针通过肌内、皮下或皮内途径,或者通过经皮电穿孔来进行。
与最终cGMP制造过程在相同宿主细胞和细胞培养过程中产生的抗体的迅速可用性有可能降低过程开发计划的持续时间。Lonza已经开发了使用在CDACF培养基中培养的合并转染子用于在CHO细胞中迅速产生少量(多至50g)抗体的一般方法。尽管比真正的瞬时系统稍慢,但是其优点包括更高的产物浓度和与生产细胞系使用相同的宿主和过程。在一次性生物反应器中表达模型抗体之GS-CHO库的生长和生产力的实例为:在以补料分批模式进行的一次性袋状生物反应器培养(5L工作体积)中,在转染后9周内达到了2g/L的收获抗体浓度。
抗体分子将包含例如通过mAb的蛋白水解切割产生的片段(例如F(ab’)、F(ab’)2)或者例如可通过重组方式产生的单链免疫球蛋白。F(ab’)抗体衍生物是单价的,而F(ab’)2抗体衍生物是二价的。在一个实施方案中,这样的片段可彼此组合,或者与其他抗体片段或受体配体组合以形成“嵌合”结合分子。明显地,这样的嵌合分子可包含能够与同一分子的不同表位结合的取代基。
在一些相关实施方案中,抗体是所公开抗体的衍生物,例如,包含与所公开抗体中CDR序列相同的CDR序列的抗体(例如,嵌合抗体或CDR接枝抗体)。或者,可希望进行修饰,例如向抗体分子中引入保守变化。在进行这种变化时,可考虑氨基酸的亲水指数(hydropathic index)。氨基酸亲水指数在赋予蛋白质以相互作用生物学功能中的重要性是本领域中通常了解的(Kyte and Doolittle,1982)。已接受的是,氨基酸的相对亲水特性有助于所得蛋白质的二级结构,其转而限定了蛋白质与另一些分子(例如酶、底物、受体、DNA、抗体、抗原等)的相互作用。
在本领域中还应理解,可基于亲水性有效地进行类似氨基酸的替换。美国专利4,554,101(通过引用并入本文)声称:蛋白质的最大局部平均亲水性(如受其邻近氨基酸的亲水性支配)与蛋白质的生物学特性相关。如美国专利4,554,101中所详述的,已向氨基酸残基分配了以下亲水性值:碱性氨基酸:精氨酸(+3.0)、赖氨酸(+3.0)和组氨酸(-0.5);酸性氨基酸:天冬氨酸(+3.0±1)、谷氨酸(+3.0±1)、天冬酰胺(+0.2)和谷氨酰胺(+0.2);亲水性非离子氨基酸:丝氨酸(+0.3)、天冬酰胺(+0.2)、谷氨酰胺(+0.2)和苏氨酸(-0.4);含硫氨基酸:半胱氨酸(-1.0)和甲硫氨酸(-1.3);疏水性非芳族氨基酸:缬氨酸(-1.5)、亮氨酸(-1.8)、异亮氨酸(-1.8)、脯氨酸(-0.5±1)、丙氨酸(-0.5)和甘氨酸(0);疏水性芳族氨基酸:色氨酸(-3.4)、苯丙氨酸(-2.5)和酪氨酸(-2.3)。
应理解,氨基酸可被替换为具有类似亲水性的另一氨基酸,并且产生在生物学或免疫学上修饰的蛋白质。在这样的变化中,优选亲水性值在±2内的氨基酸的替换,特别优选在±1内的那些,并且甚至更特别优选在±0.5内的那些。
如上文概括的,氨基酸替换通常基于氨基酸侧链取代基的相对相似性,例如,其疏水性、亲水性、电荷、大小等。预期多个前述特征的示例性替换是本领域技术人员公知的,并且包括:精氨酸和赖氨酸;谷氨酸和天冬氨酸;丝氨酸和苏氨酸;谷氨酰胺和天冬酰胺;以及缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸。
本公开内容还考虑了同种型修饰。通过修饰Fc区域以具有不同同种型,可实现不同功能。例如,改变为IgG1可提高抗体依赖性细胞细胞毒性,转换为A类可改善组织分布,以及转换为M类可改善价位。
作为替代或补充,将氨基酸修饰与改变IL-23p19结合分子的Fc区的C1q结合和/或补体依赖性细胞毒性(CDC)功能的一种或更多种另外的氨基酸修饰组合在一起可以是有用的。特别令人感兴趣的结合多肽可以是与C1q结合并显示出补体依赖性细胞毒性的结合多肽。可修饰具有预先存在的C1q结合活性,任选地还具有介导CDC能力的多肽以使得这些活性中的一种或两种得到增强。改变C1q和/或修饰其补体依赖性细胞毒性功能的氨基酸修饰描述于例如WO/0042072中,其在此通过引用并入。
可例如通过修饰C1q结合和/或FcγR结合并由此改变CDC活性和/或ADCC活性来设计具有改变的效应物功能的抗体的Fc区。“效应物功能”负责激活或减弱生物活性(例如,在对象中)。效应物功能的一些实例包括但不限于:C1q结合;补体依赖性细胞毒性(CDC);Fc受体结合;抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC);吞噬作用;下调细胞表面受体(例如B细胞受体;BCR)等。这样的效应物功能可需要待与结合结构域(例如抗体可变结构域)组合的Fc区,并可使用多种测定(例如Fc结合测定、ADCC测定、CDC测定等)进行评估。
例如,可产生抗体的具有改善的C1q结合和改善的FcγRIII结合(例如,具有改善的ADCC活性和改善的CDC活性二者)的变体Fc区。或者,如果期望降低或消除效应物功能,则可将变体Fc区改造为具有降低的CDC活性和/或降低的ADCC活性。在另一些实施方案中,可提高这些活性中的仅一种,并且任选地,另一种活性也降低(例如,产生具有改善的ADCC活性但是降低的CDC活性的Fc区变体,反之亦然)。
FcRn结合。还可引入Fc突变并将其改造成改变其与新生Fc受体(FcRn)的相互作用并改善其药动学特性。已经描述了具有与FcRn的结合改善的人Fc变体的集合(Shields etal.,(2001).High resolution mapping of the binding site on human IgG1 for FcγRI,FcγRII,FcγRIII,and FcRn and design of IgG1 variants with improvedbinding to the FcγR,(J.Biol.Chem.276:6591-6604)。已知可导致半衰期提高的许多方法(Kuo and Aveson,(2011)),包括可通过包括以下的技术产生氨基酸修饰:丙氨酸扫描诱变、随机诱变以及筛选,以评估与新生Fc受体(FcRn)结合和/或体内行为。诱变之后的计算策略也可用于选择氨基酸突变中之一以进行突变。
因此,本公开内容提供了具有与FcRn的最佳结合的抗原结合蛋白的变体。在一个具体实施方案中,抗原结合蛋白的所述变体在所述抗原结合蛋白的Fc区中包含至少一个氨基酸修饰,其中与所述亲本多肽相比,所述修饰选自Fc区的第226位、第227位、第228位、第230位、第231位、第233位、第234位、第239位、第241位、第243位、第246位、第250位、第252位、第256位、第259位、第264位、第265位、第267位、第269位、第270位、第276位、第284位、第285位、第288位、第289位、第290位、第291位、第292位、第294位、第297位、第298位、第299位、第301位、第302位、第303位、第305位、第307位、第308位、第309位、第311位、第315位、第317位、第320位、第322位、第325位、第327位、第330位、第332位、第334位、第335位、第338位、第340位、第342位、第343位、第345位、第347位、第350位、第352位、第354位、第355位、第356位、第359位、第360位、第361位、第362位、第369位、第370位、第371位、第375位、第378位、第380位、第382位、第384位、第385位、第386位、第387位、第389位、第390位、第392位、第393位、第394位、第395位、第396位、第397位、第398位、第399位、第400位、第401403位、第404位、第408位、第411位、第412位、第414位、第415位、第416位、第418位、第419位、第420位、第421位、第422位、第424位、第426位、第428位、第433位、第434位、第438位、第439位、第440位、第443位、第444位、第445位、第446位和第447位,其中Fc区中氨基酸的编号是Kabat中EU索引的编号。在本公开内容的另一方面中,修饰是M252Y/S254T/T256E。
另外,多个出版物描述了用于获得半衰期被修饰的生理活性分子的方法,参见例如Kontermann(2009),通过将FcRn结合多肽引入到分子中,或者通过将分子与保留了FcRn结合亲和力但针对其他Fc受体的亲和力已大大降低的抗体融合或与抗体的FcRn结合结构域融合。
衍生抗体可用于改变亲本抗体在哺乳动物,特别是人中的半衰期(例如血清半衰期)。这样的改变可导致半衰期大于15天,优选大于20天、大于25天、大于30天、大于35天、大于40天、大于45天、大于2个月、大于3个月、大于4个月或大于5个月。本公开内容的抗体或其片段在哺乳动物,优选人中的半衰期提高使得所述抗体或抗体片段在哺乳动物中的血清效价更高,并因此降低了所述抗体或抗体片段的施用频率和/或降低了待施用的所述抗体或抗体片段的浓度。具有提高的体内半衰期的抗体或其片段可通过本领域技术人员已知的技术来产生。例如,具有提高的体内半衰期的抗体或其片段可通过对被鉴定为参与Fc结构域与FcRn受体之间的相互作用的氨基酸残基进行修饰(例如,替换、缺失或添加)来产生。
Beltramello et al.(2010)先前报道了通过产生其中CH2结构域的1.3和1.2位的亮氨酸残基(根据C结构域的IMGT独特编号)被丙氨酸残基替换来使mAb(由于其倾向于增强登革病毒(dengue virus)感染)中和的修饰。该修饰(也称为“LALA”突变)消除了与FcγRI、FcγRII和FcγRIIIa结合的抗体,如Hessell et al.(2007)所述。比较变体和未经修饰的重组mAb的中和和增强四种登革病毒血清型的感染的能力。LALA变体保留了与未经修饰mAb相同的中和活性,但完全没有增强活性。因此,在当前公开的抗体的上下文中,考虑了这种性质的LALA突变。
糖基化改变。本公开内容的一个具体实施方案是包含无唾液酸、半乳糖或岩藻糖的基本上均质的聚糖的分离的单克隆抗体或其抗原结合片段。单克隆抗体包含重链可变区和轻链可变区,其二者可分别与重链或轻链恒定区连接。前述基本上均质的聚糖可与重链恒定区共价连接。
本公开内容的另一个实施方案包含具有新Fc糖基化模式的mAb。分离的单克隆抗体或其抗原结合片段存在于由GNGN或G1/G2糖型表示的基本上均质的组合物中。Fc糖基化在治疗性mAb的抗病毒和抗癌特性中发挥重要作用。本公开内容与最近的研究一致,该研究显示在体外无岩藻糖的抗HIV mAb的抗慢病毒细胞介导的病毒抑制提高。具有缺乏核心岩藻糖的均质聚糖的本公开内容的该实施方案显示出针对特定病毒的保护提高了两倍以上。消除核心岩藻糖显著改善了由自然杀伤(natural killer,NK)细胞介导的mAb的ADCC活性,但显示对多形核细胞(polymorphonuclear cell,PMN)的ADCC活性具有相反的作用。
与不具有基本上均质的GNGN糖型和具有含G0、G1F、G2F、GNF、GNGNF或GNGNFX糖型的相同抗体相比,包含由GNGN或G1/G2糖型表示的基本上均质的组合物的分离的单克隆抗体或其抗原结合片段表现出对FcγRI和FcγRIII的结合亲和力提高。在本公开内容的一个实施方案中,所述抗体以1×10-8M或更小的Kd从FcγRI解离并且以1×10-7M或更小的Kd从FcγRIII解离。
Fc区的糖基化通常是N-连接或O-连接的。N-连接是指碳水化合物部分与天冬酰胺残基的侧链的连接。O-连接的糖基化是指糖N-乙酰半乳糖胺、半乳糖或木糖中的一种与羟基氨基酸(最通常为丝氨酸或苏氨酸)的连接,尽管也可使用5-羟基脯氨酸或5-羟基赖氨酸。用于将碳水化合物部分与天冬酰胺侧链肽序列酶促连接的识别序列是天冬酰胺-X-丝氨酸和天冬酰胺-X-苏氨酸,其中X是除脯氨酸之外的任何氨基酸。因此,多肽中这些肽序列中任一个的存在均产生了潜在的糖基化位点。
糖基化模式可例如通过缺失一个或更多个存在于多肽中的糖基化位点和/或添加一个或更多个不存在于多肽中的糖基化位点来改变。通过改变氨基酸序列以使其包含一个或更多个上述三肽序列,方便地实现了将糖基化位点添加至抗体的Fc区(对于N-连接的糖基化位点)。示例性的糖基化变体具有重链的残基Asn 297的氨基酸替换。该改变也可通过向原始多肽的序列添加一个或更多个丝氨酸或苏氨酸残基或者用一个或更多个丝氨酸或苏氨酸残基替换原始多肽的序列来进行(对于O-连接的糖基化位点)。另外,将Asn 297改变为Ala可去除糖基化位点之一。
在某些实施方案中,抗体在表达β(1,4)-N-乙酰氨基葡萄糖转移酶III(GnT III)的细胞中表达,使得GnT III将GlcNAc添加至IL-23p19抗体。用于以这样的方式产生抗体的方法提供于WO/9954342、WO/03011878、专利公开20030003097A1和Umana et al.,NatureBiotechnology,17:176-180,February 1999中。可使用基因组编辑技术例如成簇规律间隔短回文重复序列(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat,CRISPR)将细胞系改变以增强或降低或消除某些翻译后修饰,例如糖基化。例如,CRISPR技术可用于在用于表达重组单克隆抗体的293或CHO细胞中消除编码糖基化酶的基因。
单克隆抗体蛋白质序列倾向性(liability)的消除。可改造从人B细胞获得的抗体可变基因序列以增强其可制造性和安全性。潜在的蛋白质序列倾向性可通过检索与包含以下的位点相关的序列基序来鉴定:
1)未配对的Cys残基,
2)N-连接的糖基化,
3)Asn脱酰胺,
4)Asp异构化,
5)SYE截短,
6)Met氧化,
7)Trp氧化,
8)N端谷氨酸,
9)整合素结合,
10)CD11c/CD18结合,或
11)片段化。
这样的基序可通过改变编码重组抗体的cDNA的合成基因来消除。
在开发治疗性抗体领域中的蛋白质改造工作清楚地揭示了某些序列或残基与溶解度差异相关(Fernandez-Escamilla et al.,Nature Biotech.,22(10),1302-1306,2004;Chennamsetty et al.,PNAS,106(29),11937-11942,2009;Voynov et al.,Biocon.Chem.,21(2),385-392,2010)。文献中来自溶解度改变突变的证据表明与另一些亲水性残基,例如天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、赖氨酸和精氨酸相比,一些亲水性残基例如天冬氨酸、谷氨酸和丝氨酸明显更有利地有助于蛋白质溶解度。
稳定性。可对抗体进行改造以增强生物物理特性。可使用平均表观解链温度(average apparent melting temperature),使用升高的温度来使抗体解折叠(unfold)以确定相对稳定性。差示扫描量热术(Differential Scanning Calorimetry,DSC)测量作为温度函数的分子的热容Cp(使该分子升温每度所需的热)。可使用DSC研究抗体的热稳定性。mAb的DSC数据是特别令人感兴趣的,因为其有时解析了mAb结构内单独结构域的解折叠,从而在热谱图中产生多至三个峰(来自Fab、CH2和CH3结构域的解折叠)。通常来说,Fab结构域的解折叠产生最强峰。Fc部分的DSC谱和相对稳定性显示了人IgG1、IgG2、IgG3和IgG4亚类的特征差异(Garber and Demarest,Biochem.Biophys.Res.Commun.355,751-757,2007)。还可使用圆二色性(circular dichroism,CD)(用CD分光计进行)来确定平均表观解链温度。将以0.5nm的增量在200至260nm范围内测量抗体的远紫外CD谱。最终谱可确定为20次累积的平均值。可在背景减除之后计算残基椭圆率值。抗体(0.1mg/mL)的热解折叠可在235nm处在25℃至95℃下以及以1℃/分钟的加热速率进行监测。可使用动态光散射(dynamic lightscattering,DLS)来评估聚集的倾向性。DLS用于表征多种颗粒包括蛋白质的尺寸。如果体系在尺寸上不分散,则可确定颗粒的平均有效直径。这种测量取决于颗粒核芯的尺寸、表面结构的尺寸和颗粒浓度。由于DLS基本上测量了由颗粒引起的散射光强度的波动,因此可确定颗粒的扩散系数。商业DLA仪器中的DLS软件显示不同直径的颗粒群。可使用DLS方便地进行稳定性研究。样品的DLS测量可通过确定颗粒的流体动力学半径是否提高来显示颗粒是否随时间或随温度变化而聚集。如果颗粒聚集,则可看到半径更大的更大颗粒群。取决于温度的稳定性可通过控制原位温度来分析。毛细管电泳(capillary electrophoresis,CE)技术包括经过验证的用于确定抗体稳定性特征的方法。可使用iCE方法解析由于脱酰胺、C端赖氨酸、唾液酸化、氧化、糖基化以及可导致蛋白质pI变化的任何其他蛋白质变化而引起的抗体蛋白质电荷变体。可使用Protein Simple Maurice仪器在毛细管柱(cIEF)中通过高通量、自由溶液等电聚焦(isoelectric focusing,IEF)来评价每种表达的抗体蛋白质。可每30秒进行全柱UV吸收检测,以实时监测聚焦在等电点(pI)的分子。这种方法将传统凝胶IEF的高分辨率与基于柱的分离中存在的定量和自动化的优点相组合,同时消除了对转移步骤的需要。该技术对表达的抗体的身份、纯度和异质性谱进行可重现、定量分析。结果确定了抗体上的电荷异质性和分子尺寸,在吸光度和天然荧光检测模式二者下并且检测灵敏度低至0.7μg/mL。
溶解度。可确定抗体序列的固有溶解度评分。固有溶解度评分可使用CamSolIntrinsic(Sormanni et al.,J Mol Biol 427,478-490,2015)进行计算。可通过在线程序评价每个抗体片段例如scFv的HCDR3中第95至102位残基(Kabat编号)的氨基酸序列,以计算溶解度评分。也可使用实验室技术确定溶解度。存在多种技术,包括将冻干的蛋白质添加至溶液直至溶液变得饱和并达到溶解度极限,或者通过在具有合适的分子量截止值的微浓缩器中超滤进行浓缩。最直接的方法是诱导无定形沉淀,其使用涉及使用硫酸铵进行蛋白质沉淀的方法来测量蛋白质溶解度(Trevino et al.,J Mol Biol,366:449-460,2007)。硫酸铵沉淀提供有关相对溶解度值的快速且准确的信息。硫酸铵沉淀产生具有明确水相和固相的沉淀的溶液,并且需要相对少量的蛋白质。使用通过硫酸铵诱导无定形沉淀进行的溶解度测量也可在不同的pH值下容易地进行。蛋白质溶解度是高度pH依赖性的,并且pH被认为是影响溶解度的最重要的外在因素。
自身反应性。通常认为,应在个体发生期间通过负选择消除自身反应性克隆;然而,已经清楚的是,具有自身反应性特性的许多人天然存在抗体在成体成熟库中仍然存在,并且自身反应性可增强许多抗体针对病原体的抗病毒功能。已经注意到,在早期B细胞发育期间抗体中的HCDR3环通常富含正电荷并且表现出自身反应性模式(Wardemann et al.,Science 301,1374-1377,2003)。可通过在显微镜(使用黏附的HeLa或HEp-2上皮细胞)和流式细胞术细胞表面染色(使用悬浮的Jurkat T细胞和293S人胚肾细胞)中评估与人来源细胞结合的水平来测试给定抗体的自身反应性。也可使用对与组织阵列中组织的结合的评估来考察自身反应性。
优选残基(“人相似性”)。在许多近期研究中,正在大规模地对来自血液供体的人B细胞进行B细胞库深度测序。关于人抗体库重要部分的序列信息有助于对健康人中常见的抗体序列特征进行统计学评估。利用人重组抗体可变基因参考数据库中有关抗体序列特征的知识,可估计抗体序列的“人相似性”(Human Likeness,HL)的位置特异性程度。已表明HL可用于开发临床使用的抗体,如治疗性抗体或作为疫苗的抗体。目的是提高抗体的人相似性,以降低将导致抗体药物的效力显著下降或可诱导严重的健康影响的潜在不良作用和抗抗体免疫应答。可评估总共约4亿个序列的三名健康人血液供体的组合抗体库的抗体特征,并创建了聚焦于抗体的高变区的新“相对人相似性”(rHL)评分。rHL评分使人们容易地区分人序列(正评分)与非人序列(负评分)。可对抗体进行改造,以消除人库中不常见的残基。
D.单链抗体
单链可变片段(scFv)是用短(通常丝氨酸、甘氨酸)接头连接在一起的免疫球蛋白重链和轻链可变区的融合物。这种嵌合分子虽然去除了恒定区并且引入了接头肽但是保留了原始免疫球蛋白的特异性。这种修饰通常不改变特异性。历史上产生这些分子是为了有利于噬菌体展示,其中将抗原结合结构域表达为单个肽非常方便。或者,可由来源于杂交瘤或B细胞的亚克隆重链和轻链直接产生scFv。单链可变片段缺少存在于完全抗体分子中的恒定Fc区,并因此缺少用于纯化抗体的常见结合位点(例如,蛋白A/G)。这些片段通常可使用蛋白L纯化/固定,因为蛋白L与κ轻链的可变区相互作用。
柔性接头通常由促进螺旋和转角的氨基酸残基(例如丙氨酸、丝氨酸和甘氨酸)构成。然而,其他残基也可很好地作用。Tang et al.(1996)使用噬菌体展示作为从蛋白质接头文库中快速选择用于单链抗体(scFv)的专用接头的方式。构建随机接头文库,其中用于重链和轻链可变结构域的基因通过编码具有可变组成的18-氨基酸多肽的区段连接。在丝状噬菌体上展示scFv库(约5×106个不同成员)并且用半抗原进行亲和选择。所选择变体的群体表现出结合活性显著提高,但是保留了相当大的序列多样性。随后筛选1054个单独变体产生了以可溶性形式有效产生的催化活性scFv。序列分析揭示,所选择栓链(tether)的仅有的共同特征是:VHC末端之后的两个残基是接头中的保守脯氨酸以及在其他位置处有大量的精氨酸和脯氨酸。
本公开内容的重组抗体还可涉及允许受体二聚化或多聚化的序列或部分。这样的序列包括来源于IgA的那些,其允许与J链联合形成多聚体。另一个多聚化结构域是Gal4二聚化结构域。在另一些实施方案中,可用允许两个抗体组合的试剂(例如生物素/抗生物素蛋白)对链进行修饰。
在一个独立的实施方案中,可通过使用非肽接头或化学单元连接受体轻链和重链来产生单链抗体。通常来说,使轻链和重链在不同细胞中产生,纯化,并且随后以合适的方式连接在一起(即,通过合适的化学桥将重链的N端与轻链的C端连接)。
使用交联试剂形成将两个不同分子的官能团系住的分子桥,例如,稳定和凝结剂。然而,考虑了可产生相同类似物的二聚体或多聚体或者包含不同类似物的异聚复合体。为了以逐步方式连接两个不同化合物,可使用异-双官能交联剂,其消除了不想要的均聚物形成。
一种示例性的异-双官能交联剂包含两个反应性基团:一个与伯胺基(例如,N-羟基琥珀酰亚胺)反应并且另一个与硫醇基团(例如,吡啶基二硫化物、马来酰亚胺、卤素等)反应。通过伯胺反应基,交联剂可与一个蛋白质(例如,所选择的抗体或片段)的赖氨酸残基反应,并且通过硫醇反应基,已经系在第一蛋白质上的交联剂与另一蛋白质(例如,选择剂)的半胱氨酸残基(游离巯基)反应。
优选的是将使用在血液中具有合理稳定性的交联剂。已知多种类型含二硫键的接头可成功用于使靶向剂和治疗剂/预防剂缀合。包含在空间上受阻之二硫键的接头可证明在体内提供更高稳定性,从而防止靶向肽在到达作用位点之前释放。因此,这些接头是一组连接剂。
另一种交联试剂是SMPT,这是一种包含二硫键的双官能交联剂,该二硫键由于邻近的苯环和甲基而在“空间上受阻”。认为二硫键的空间位阻发挥了保护键不被可存在于组织和血液中的硫醇盐阴离子(例如谷胱甘肽)攻击的功能,并且从而有助于防止缀合物在连接的药剂递送到靶部位之前解偶联。
与许多其他已知的交联试剂一样,SMPT交联试剂也能够使官能团例如半胱氨酸的SH或伯胺(例如,赖氨酸的ε氨基)交联。另一种可能的交联剂类型包括含有可切割二硫键的异-双官能光反应性叠氮基苯,例如磺基琥珀酰亚胺基-2-(对叠氮基水杨酰氨基)乙基-1,3’-二硫代丙酸酯。N-羟基-琥珀酰亚胺基与伯氨基反应,并且叠氮基苯(光分解之后)非选择性地与任何氨基酸残基反应。
除了受阻交联剂,非受阻交联剂也可据此使用。不考虑包含或产生被保护的二硫化物的话,其他可用的交联剂包括SATA、SPDP和2-亚氨基硫烷(Wawrzynczak&Thorpe,1987)。这样的交联剂的使用是本领域中非常了解的。另一个实施方案涉及使用柔性接头。
美国专利4,680,338描述了可用于产生配体与含胺聚合物和/或蛋白质的缀合物,特别是用于与螯合剂、药物、酶、可检测标记等形成抗体缀合物的双官能接头。美国专利5,141,648和5,563,250公开了包含在多种温和条件下可切割之不稳定键的可切割缀合物。这种接头特别可用,因为目的药剂可直接与接头键合,并且其切割导致活性剂的释放。特别的用途包括向蛋白质例如抗体或药物添加游离氨基或游离巯基。
美国专利5,856,456提供了用于连接多肽成分以制备融合蛋白(例如,单链抗体)的肽接头。接头的长度为多至约50个氨基酸;包含带电氨基酸(优选精氨酸或赖氨酸)接着是脯氨酸,出现至少一次;并且以更高的稳定性和聚集降低为特征。美国专利5,880,270公开了可用于多种免疫诊断和分离技术的含氨基氧基接头。
E.多特异性抗体
在某些实施方案中,本公开内容的抗体是双特异性或多特异性的。双特异性抗体是对至少两种不同表位具有结合特异性的抗体。示例性的双特异性抗体可与单一抗原的两种不同表位结合。其他这样的抗体可将第一抗原结合位点与第二抗原的结合位点组合。或者,可将抗病原体臂与和白细胞上的触发分子例如T细胞受体分子(例如CD3)或IgG的Fc受体(FcγR),例如FcγRI(CD64)、FcγRII(CD32)和FcγRIII(CD16)结合的臂组合,以便将细胞防御机制集中和定位至受感染细胞。双特异性抗体也可用于将细胞毒性剂定位于受感染细胞。这些抗体具有病原体结合臂和与细胞毒性剂(例如,皂草毒蛋白(saporin)、抗干扰素-α、长春花生物碱、蓖麻毒蛋白A链、甲氨蝶呤或放射性同位素半抗原)结合的臂。可将双特异性抗体制备为全长抗体或抗体片段(例如F(ab’)2双特异性抗体)。WO 96/16673描述了双特异性抗ErbB2/抗FcγRIII抗体,并且美国专利5,837,234公开了双特异性抗ErbB2/抗FcγRI抗体。WO98/02463中示出了双特异性抗ErbB2/Fcα抗体。美国专利5,821,337教导了双特异性抗ErbB2/抗CD3抗体。
用于制备双特异性抗体的方法是本领域已知的。全长双特异性抗体的传统产生基于两个免疫球蛋白重链-轻链对的共表达,其中两条链具有不同的特异性(Millstein etal.,Nature,305:537-539(1983))。由于免疫球蛋白重链和轻链的随机分类,因此这些杂交瘤(四源杂交瘤(quadroma))产生了十种不同抗体分子的可能的混合物,其中只有一种具有正确的双特异性结构。通常通过亲和色谱步骤而完成的正确分子的纯化相当繁琐,并且产物产率低。在WO 93/08829和Traunecker et al.,EMBO J.,10:3655-3659(1991)中公开了类似的操作。
根据不同的方法,将具有期望结合特异性(抗体-抗原组合位点)的抗体可变区与免疫球蛋白恒定结构域序列融合。优选地,融合是与Ig重链恒定结构域(包含铰链区、CH2区和CH3区的至少一部分)进行的。优选使得包含轻链键合所必需位点的第一重链恒定区(CH1)存在于至少一个融合物中。将编码免疫球蛋白重链融合物和(如果期望的话)免疫球蛋白轻链的DNA插入到分开的表达载体中,并共转染到合适的宿主细胞中。在当构建中使用的不等比率的三条多肽链提供了期望双特异性抗体的最佳产率时的一些实施方案中,这为调节三个多肽片段的相互比例提供了更大的灵活性。然而,当至少两条多肽链以相等比率的表达导致高产率时,或者当比率对所期望链组合的产率没有显著影响时,可将两条或全部三条多肽链的编码序列插入到单个表达载体中。
在该方法的一个具体实施方案中,双特异性抗体由一个臂中的具有第一结合特异性的杂合免疫球蛋白重链和另一个臂中的杂合免疫球蛋白重链-轻链对(提供第二结合特异性)构成。已发现,这种不对称结构有助于从不期望的免疫球蛋白链组合中分离期望的双特异性化合物,因为仅在双特异性分子的一半中存在免疫球蛋白轻链提供了简易的分离方式。该方法在WO 94/04690中公开。对于产生双特异性抗体的另外的详细信息,参见例如Suresh et al.,Methods in Enzymology,121:210(1986)。
根据美国专利5,731,168中描述的另一种方法,可对一对抗体分子之间的界面进行改造,以使从重组细胞培养物中回收的异二聚体的百分比最大化。优选的界面包括CH3结构域的至少一部分。在该方法中,将来自第一抗体分子的界面的一个或更多个小氨基酸侧链替换为较大的侧链(例如,酪氨酸或色氨酸)。通过将大的氨基酸侧链替换为较小的侧链(例如,丙氨酸或苏氨酸),在第二抗体分子的界面上产生了与一种或更多种大的侧链相同或类似尺寸的补偿“腔”。这提供了提高异二聚体的产率而不是其他不期望的最终产物(例如同二聚体)的产率的机制。
双特异性抗体包括交联或“异缀合”抗体。例如,异缀合物中的一种抗体可与抗生物素蛋白偶联,另一种与生物素偶联。例如,已提出这样的抗体以将免疫系统细胞靶向不期望的细胞(美国专利4,676,980),以及用于治疗HIV感染(WO 91/00360、WO 92/200373和EP03089)。异缀合物抗体可使用任何方便的交联方法来制成。合适的交联剂是本领域公知的,并在美国专利4,676,980中公开,以及许多交联技术。
关于从抗体片段产生双特异性抗体的技术也已在文献中描述。例如,可使用化学键联来制备双特异性抗体。Brennan et al.,Science,229:81(1985)描述了这样的操作,其中完整的抗体被蛋白水解切割以产生F(ab’)2片段。这些片段在二硫醇络合剂亚砷酸钠的存在下被还原,以稳定邻位二硫醇并阻止分子间二硫化物形成。然后将产生的Fab’片段转化为硫代硝基苯甲酸酯(TNB)衍生物。然后通过用巯基乙胺还原将一种Fab’-TNB衍生物重新转化为Fab’-硫醇,并与等摩尔量的另一种Fab’-TNB衍生物混合以形成双特异性抗体。产生的双特异性抗体可用作用于选择性固定酶的试剂。
存在促进从大肠杆菌直接回收Fab’-SH片段的技术,该片段可进行化学偶联以形成双特异性抗体。Shalaby et al.,J.Exp.Med.,175:217-225(1992)描述了人源化双特异性抗体F(ab’)2分子的产生。每个Fab’片段单独从大肠杆菌中分泌出,并在体外进行定向化学偶联以形成双特异性抗体。如此形成的双特异性抗体能够与过表达ErbB2受体的细胞和正常人T细胞结合,以及触发人细胞毒性淋巴细胞针对人乳腺肿瘤靶标的裂解活性。
还已描述了用于直接从重组细胞培养物制备并分离双特异性抗体片段的多种技术(Merchant et al.,Nat.Biotechnol.16,677-681,1998)。例如,已使用亮氨酸拉链产生了双特异性抗体(Kostelny et al.,J.Immunol.,148(5):1547-1553,1992)。通过基因融合,将来自Fos和Jun蛋白的亮氨酸拉链肽与两种不同抗体的Fab’部分连接。抗体同二聚体在铰链区还原以形成单体,然后再氧化以形成抗体异二聚体。该方法也可用于产生抗体同二聚体。Hollinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444-6448(1993)描述的“双抗体”技术为制备双特异性抗体片段提供了替代机制。片段包含通过接头与VL连接的VH,该接头太短而无法允许在同一链上的两个结构域之间的配对。因此,一个片段的VH和VL结构域被迫与另一片段的互补的VL和VH结构域配对,从而形成两个抗原结合位点。还已报道了通过使用单链Fv(sFv)二聚体制备双特异性抗体片段的另一种策略。参见Gruber et al.,J.Immunol.,152:5368(1994)。
在一个具体实施方案中,双特异性或多特异性抗体可形成为DOCK-AND-LOCKTM(DNLTM)复合物(参见,例如,美国专利7,521,056;7,527,787;7,534,866;7,550,143和7,666,400,其各自的实施例部分通过引用并入本文)。通常来说,该技术利用了在cAMP依赖性蛋白激酶(PKA)的调节(R)亚基的二聚化及对接结构域(dimerization and dockingdomain,DDD)序列与来源于多种AKAP蛋白中任何一种的锚定结构域(anchor domain,AD)序列之间发生的特异性和高亲和力结合相互作用(Baillie et al.,FEBS Letters.2005;579:3264;Wong and Scott,Nat.Rev.Mol.Cell Biol.2004;5:959)。DDD和AD肽可与任何蛋白质、肽或其他分子连接。由于DDD序列自发地二聚化并与AD序列结合,因此该技术允许在可与DDD或AD序列连接的任何选择的分子之间形成复合物。
考虑了具有多于二价的抗体。例如,可制备三特异性抗体(Tutt et al.,J.Immunol.147:60,1991;Xu et al.,Science,358(6359):85-90,2017)。多价抗体可比二价抗体更快速地被表达抗体与其结合的抗原的细胞内化(和/或分解代谢)。本公开内容的抗体可以是具有三个或更多个抗原结合位点的多价抗体(例如四价抗体),其可通过重组表达编码抗体多肽链的核酸来容易地产生。多价抗体可包含二聚化结构域以及三个或更多个抗原结合位点。优选的二聚化结构域包含Fc区或铰链区(或由其组成)。在这种情况下,抗体将包含Fc区和Fc区氨基末端的三个或更多个抗原结合位点。本文中优选的多价抗体包含三个至约八个,但优选四个抗原结合位点(或由其组成)。多价抗体包含至少一条多肽链(并且优选两条多肽链),其中该一条或更多条多肽链包含两个或更多个可变区。例如,一条或更多条多肽链可包含VD1-(X1)n-VD2-(X2)n-Fc,其中VD1是第一可变区,VD2是第二可变区,Fc是Fc区的一条多肽链,X1和X2代表氨基酸或多肽,并且n为0或1。例如,一条或更多条多肽链可包含VH-CH1-柔性接头-VH-CH1-Fc区链;或VH-CH1-VH-CH1-Fc区链。本文中的多价抗体优选地还包含至少两个(并且优选四个)轻链可变区多肽。本文中的多价抗体可例如包含约二至约八个轻链可变区多肽。在此考虑的轻链可变区多肽包含轻链可变区,并且任选地还包含CL结构域。
电荷修饰特别可用于多特异性抗体的情况,其中Fab分子中的氨基酸替换导致轻链与不匹配重链的错配(本-周型(Bence-Jones-type)副产物)降低,这可在基于Fab的双/多特异性抗原结合分子的产生中发生,所述分子的结合臂中的一个(或更多个,在分子包含多于两个抗原结合Fab分子的情况下)具有VH/VL交换(另见PCT公开no.WO 2015/150447,特别是其中的实施例,通过引用整体并入本文)。
因此,在一些具体实施方案中,治疗剂中所包含的抗体包含:
(a)与第一抗原特异性结合的第一Fab分子,
(b)与第二抗原特异性结合的第二Fab分子,并且其中Fab轻链和Fab重链的可变结构域VL和VH彼此替换,
其中所述第一抗原是活化T细胞抗原并且所述第二抗原是靶细胞抗原,或者所述第一抗原是靶细胞抗原并且所述第二抗原是活化T细胞抗原;并且
其中:
i)在a)中的所述第一Fab分子的恒定结构域CL中,第124位氨基酸被带正电荷的氨基酸替换(根据Kabat编号),并且其中在a)中的所述第一Fab分子的恒定结构域CH1中,第147位氨基酸或第213位氨基酸被带负电荷的氨基酸替换(根据Kabat EU索引编号);或者
ii)在b)中的所述第二Fab分子的恒定结构域CL中,第124位氨基酸被带正电荷的氨基酸替换(根据Kabat编号),并且其中在b)中的所述第二Fab分子的恒定结构域CH1中,第147位氨基酸或第213位氨基酸被带负电荷的氨基酸替换(根据Kabat EU索引编号)。
抗体可不包含i)和ii)中提到的两种修饰。第二Fab分子的恒定结构域CL和CH1不相互替换(即保持未交换)。
在抗体的另一个实施方案中,在a)中的所述第一Fab分子的恒定结构域CL中,第124位氨基酸独立地被赖氨酸(K)、精氨酸(R)或组氨酸(H)替换(根据Kabat编号)(在一个优选实施方案中独立地被赖氨酸(K)或精氨酸(R)替换),并且在a)中的所述第一Fab分子的恒定结构域CH1中,第147位氨基酸或第213位氨基酸独立地被谷氨酸(E)或天冬氨酸(D)替换(根据Kabat EU索引编号)。
在另一个实施方案中,在a)中的所述第一Fab分子的恒定结构域CL中,第124位氨基酸独立地被赖氨酸(K)、精氨酸(R)或组氨酸(H)替换(根据Kabat编号),并且在a)中的所述第一Fab分子的恒定结构域CH1中,第147位氨基酸独立地被谷氨酸(E)或天冬氨酸(D)替换(根据Kabat EU索引编号)。
在一个具体实施方案中,在a)中的所述第一Fab分子的恒定结构域CL中,第124位氨基酸独立地被赖氨酸(K)、精氨酸(R)或组氨酸(H)替换(根据Kabat编号)(在一个优选实施方案中独立地被赖氨酸(K)或精氨酸(R)替换)并且第123位氨基酸独立地被赖氨酸(K)、精氨酸(R)或组氨酸(H)替换(根据Kabat编号)(在一个优选实施方案中独立地被赖氨酸(K)或精氨酸(R)替换),并且在a)中的所述第一Fab分子的恒定结构域CH1中,第147位氨基酸独立地被谷氨酸(E)或天冬氨酸(D)替换(根据Kabat EU索引编号)并且第213位氨基酸独立地被谷氨酸(E)或天冬氨酸(D)替换(根据Kabat EU索引编号)。
在一个更具体的实施方案中,在a)中的所述第一Fab分子的恒定结构域CL中,第124位氨基酸被赖氨酸(K)替换(根据Kabat编号)并且第123位氨基酸被赖氨酸(K)或精氨酸(R)替换(根据Kabat编号),并且在a)中的所述第一Fab分子的恒定结构域CH1中,第147位氨基酸被谷氨酸(E)替换(根据Kabat EU索引编号)并且第213位氨基酸被谷氨酸(E)替换(根据Kabat EU索引编号)。
在一个甚至更具体的实施方案中,在a)中的所述第一Fab分子的恒定结构域CL中,第124位氨基酸被赖氨酸(K)替换(根据Kabat编号)并且第123位氨基酸被精氨酸(R)替换(根据Kabat编号),并且在a)中的所述第一Fab分子的恒定结构域CH1中,第147位氨基酸被谷氨酸(E)替换(根据Kabat EU索引编号)并且第213位氨基酸被谷氨酸(E)替换(根据KabatEU索引编号)。
F.嵌合抗原受体
人工T细胞受体(也称为嵌合T细胞受体、嵌合免疫受体、嵌合抗原受体(CAR))是经改造的受体,其可将任意特异性移植到免疫效应细胞上。通常来说,这些受体用于将单克隆抗体的特异性移植到T细胞上,通过逆转录病毒载体促进其编码序列的转移。以这种方式,可产生大量的肿瘤特异性T细胞以用于过继细胞转移。这种方法的I期临床研究显示出效力。
这些分子的最常见形式是来源于单克隆抗体的单链可变片段(scFv)的融合,其与CD3-ζ跨膜和胞内结构域融合。这样的分子导致响应于scFv对其靶标的识别的ζ信号的传递。这样的构建体的一个实例是14g2a-ζ,其是来源于杂交瘤14g2a(识别二唾液酸神经节苷脂GD2)的scFv的融合体。当T细胞表达这种分子(通常通过癌逆转录病毒载体转导实现)时,其识别并杀伤表达GD2的靶细胞(例如神经母细胞瘤细胞)。为了靶向恶性B细胞,研究者使用对B谱系分子CD19具有特异性的嵌合免疫受体重定向了T细胞的特异性。
免疫球蛋白重链和轻链的可变部分通过柔性接头融合以形成scFv。该scFv之前是信号肽,以将新生蛋白定向至内质网并随后进行表面表达(这是经切割的)。柔性间隔子允许scFv在不同方向上定向,以使得能够进行抗原结合。跨膜结构域是通常来源于信号传导胞内结构域的原始分子的典型疏水α螺旋,所述信号传导胞内结构域突入细胞中并传递所期望的信号。
I型蛋白质实际上是其之间通过跨膜α螺旋连接的两个蛋白质结构域。跨膜结构域通过的细胞膜脂质双层用于将内部部分(胞内结构域)与外部部分(胞外结构域)分离。并不出人意料的是,将来自一种蛋白质的胞外结构域与另一种蛋白质的胞内结构域连接产生了将前者的识别与后者的信号组合的分子。
胞外结构域。信号肽将新生蛋白定向至内质网中。如果受体待被糖基化并锚定在细胞膜中,这是必不可少的。任何真核信号肽序列通常均很好地发挥作用。通常,使用与最氨基末端组分天然连接的信号肽(例如,在具有轻链-接头-重链取向的scFv中,使用轻链的天然信号)。
抗原识别结构域通常是scFv。然而,有很多替代物。已描述了来自天然T细胞受体(T-cell receptor,TCR)α和β单链的抗原识别结构域,如具有简单的胞外结构域(例如识别HIV感染细胞的CD4胞外结构域)和更独特的识别组分例如连接的细胞因子(其导致识别带有细胞因子受体的细胞)。实际上,几乎以高亲和力结合给定靶标的任何事物均可用作抗原识别区域。
间隔区将抗原结合结构域与跨膜结构域连接。它应有足够柔性以允许抗原结合结构域在不同方向上定向以促进抗原识别。最简单的形式是来自IgG1的铰链区。替代物包括免疫球蛋白的CH2CH3区域和部分CD3。对于大部分基于scFv的构建体,IgG1铰链就足够了。然而,最好的间隔子通常必须凭经验确定。
跨膜结构域。跨膜结构域是跨越膜的疏水α螺旋。通常,使用来自胞内结构域最靠近膜的组分的跨膜结构域。令人感兴趣的是,使用CD3-ζ跨膜结构域可导致将人工TCR并入到天然TCR中,该因素取决于天然CD3-ζ跨膜带电荷天冬氨酸残基的存在。不同的跨膜结构域导致不同的受体稳定性。CD28跨膜结构域产生明显表达的稳定受体。
胞内结构域。这是受体的“行使功能的一端(business-end)”。在抗原识别之后,受体聚集并且信号传递至细胞。最常用的胞内结构域组分是包含3ITAM的CD3-ζ。这在抗原被结合之后将活化信号传递至T细胞。CD3-ζ可不提供完全有效的活化信号并且需要另外的共刺激信号传导。
“第一代”CAR通常具有来自CD3ξ-链的胞内结构域,其是来自内源性TCR的信号的主要传递器。“第二代”CAR将来自多种共刺激蛋白受体(例如CD28、41BB、ICOS)的胞内信号传导结构域添加至CAR的胞质尾以为T细胞提供另外的信号。临床前研究表明,第二代CAR设计提高了T细胞的抗肿瘤活性。最近,“第三代”CAR组合了多种信号传导结构域,例如CD3z-CD28-41BB或CD3z-CD28-OX40,以进一步增强效力。
G.ADC
抗体药物缀合物或ADC是被设计为治疗患有感染性疾病的人的靶向治疗的新类别高度强效生物药物。ADC是由通过具有不稳定键的稳定化学接头与生物活性细胞毒性/抗病毒有效负荷或药物连接的抗体(完整的mAb或抗体片段,例如单链可变片段或scFv)构成的复合分子。抗体药物缀合物是生物缀合物和免疫缀合物的实例。
通过将单克隆抗体独特的靶向能力与细胞毒性药物的癌症杀伤能力相结合,抗体-药物缀合物允许灵敏地区分健康组织和患病组织。这意味着,与传统的全身性方法相反,抗体-药物缀合物靶向并攻击受感染细胞,因此健康细胞受到的影响没那么严重。
在基于ADC的抗肿瘤治疗的开发中,将抗癌药物(例如细胞毒素(cell toxin)或细胞毒素(cytotoxin))与特异性靶向某些细胞标志物(例如,理想地仅在受感染细胞中或受感染细胞上发现的蛋白质)的抗体偶联。抗体在体内追踪这些蛋白质并将其自身附着于癌细胞表面。抗体与靶蛋白(抗原)之间的生化反应触发肿瘤细胞中的信号,肿瘤细胞然后吸收或内化抗体以及细胞毒素。在ADC内化之后,细胞毒性药物被释放并杀伤细胞或损害病毒复制。由于这种靶向,与其他药剂相比,理想地该药物具有更低的副作用并给予更宽的治疗窗。
抗体与细胞毒性剂/抗病毒剂之间的稳定连接是ADC的一个关键方面。接头基于包括二硫化物、腙或肽(可裂解)或硫醚(不可裂解)的化学基序,并控制细胞毒性剂的分布和向靶细胞的递送。在临床前和临床试验中,已证明可裂解和不可裂解类型的接头是安全的。本妥昔单抗(Brentuximab vedotin)包含将强效且高毒性的抗微管剂,合成的抗肿瘤剂单甲基澳瑞他汀E(Monomethyl auristatin E)或MMAE,递送至人特异性CD30阳性恶性细胞的酶敏感的可裂解接头。MMAE由于其高毒性(其通过阻断微管蛋白的聚合来抑制细胞分裂),因此不能用作单一药剂化学治疗药物。然而,与抗CD30单克隆抗体(cAC10,肿瘤坏死因子或TNF受体的一种细胞膜蛋白)连接的MMAE的组合被证明在胞外流体中是稳定的,可被组织蛋白酶裂解,并且用于治疗是安全的。曲妥珠单抗美坦新(Trastuzumab emtansine)作为另一种批准的ADC,是微管形成抑制剂美登素(DM-1)(美登素的衍生物)与抗体曲妥珠单抗
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通过稳定的、不可裂解的接头连接的组合。
更好和更稳定的接头的可用性已改变了化学键的功能。接头的类型(可裂解的或不可裂解的)为细胞毒性(抗癌)药物提供了特定的特性。例如,不可裂解的接头将药物保留在细胞内。作为结果,整个抗体、接头和细胞毒性剂进入靶癌细胞,在那里抗体被降解至氨基酸水平。所得的复合体(氨基酸、接头和细胞毒性剂)现成为活性药物。相反,可裂解的接头被宿主细胞中的酶催化,在那里释放细胞毒性剂。
目前在开发中的另一种类型的可裂解接头在细胞毒性药物/抗病毒药物与裂解位点之间添加了额外的分子。该接头技术允许研究人员创建具有更高灵活性的ADC,而不必担心改变裂解动力学。研究人员还在开发基于Edman降解的肽裂解的新方法,该方法是对肽中的氨基酸进行测序的方法。ADC开发的未来方向还包括位点特异性缀合(TDC)的开发,以进一步改善稳定性和治疗指数以及发射α的免疫缀合物和抗体缀合的纳米粒。
H.BiTE
双特异性T细胞接合物(Bi-specific T-cell engager,BiTE)是一类人工双特异性单克隆抗体,已被研究用作抗癌药物。其指导宿主的免疫系统,更具体地T细胞的细胞毒性活性,来针对受感染细胞。BiTE是Micromet AG的注册商标。
BiTE是融合蛋白,其由不同抗体的两个单链可变片段(scFv)或者来自约55千道尔顿的单条肽链上的四个不同基因的氨基酸序列组成。scFv中的一个通过CD3受体与T细胞结合,另一个通过特定分子与受感染细胞结合。
与其他双特异性抗体一样,与普通的单克隆抗体不同,BiTE在T细胞和靶细胞之间形成连接。这导致T细胞独立于MHC I或共刺激分子的存在,通过产生例如穿孔素和颗粒酶的蛋白质对受感染细胞发挥细胞毒性/抗病毒活性。这些蛋白质进入受感染细胞并引发细胞凋亡。该作用模仿了在T细胞攻击受感染细胞期间观察到的生理过程。
I.胞内抗体
在一个具体实施方案中,抗体是适合在细胞内发挥作用的重组抗体——这样的抗体被称为“胞内抗体”。这些抗体可通过多种机制,例如通过改变胞内蛋白质运输,干扰酶的功能以及阻断蛋白质-蛋白质或蛋白质-DNA的相互作用来干扰靶向功能。在许多方面中,它们的结构模仿或类似于以上所讨论的单链和单结构域抗体的那些。实际上,单转录物/单链是重要的特征,其允许在靶细胞中进行胞内表达,并且还使蛋白质跨细胞膜转运更为可行。然而,还需要另外的特征。
影响胞内抗体治疗的实施的两个主要问题是递送(包括细胞/组织靶向)和稳定性。关于递送,已采用了多种方法,例如组织定向的递送、细胞类型特异性启动子的使用、基于病毒的递送以及细胞通透性/膜易位肽的使用。关于稳定性,方法通常是通过蛮力(bruteforce)筛选,包括涉及噬菌体展示并且可包括序列成熟或共有序列的开发的方法,或者更定向的修饰,例如插入稳定序列(例如Fc区、伴侣蛋白序列、亮氨酸拉链)和二硫化物替换/修饰。
胞内抗体可需要的另外的特征是胞内靶向的信号。已设计了可将胞内抗体(或其他蛋白质)靶向至亚细胞区域(例如细胞质、细胞核、线粒体和ER)的载体,并且是可商购的(Invitrogen Corp.;Persic et al.,1997)。
凭借其进入细胞的能力,胞内抗体具有其他类型的抗体可能无法实现的另外的用途。在本发明抗体的情况下,在活细胞中与MUC1胞质结构域相互作用的能力可干扰与MUC1CD相关的功能,例如信号传导功能(与其他分子结合)或寡聚体形成。特别地,考虑了这样的抗体可用于抑制MUC1二聚体的形成。
J.纯化
在某些实施方案中,本公开内容的抗体可以是经纯化的。如本文中使用的术语“纯化的”旨在指可与其他组分分离的组合物,其中蛋白质被纯化至相对于其可天然获得状态的任何程度。因此,经纯化的蛋白质也指这样的蛋白质,其脱离了其可天然存在的环境。当使用术语“基本上纯化的”时,该指定将指这样的组合物,其中蛋白质或肽形成该组合物的主要组分,例如构成组合物中蛋白质的约50%、约60%、约70%、约80%、约90%、约95%或更多。
蛋白质纯化技术是本领域技术人员公知的。这些技术在一个水平上涉及将细胞环境粗分级至多肽级分和非多肽级分。在使多肽与其他蛋白质分离之后,可使用色谱和电泳技术进一步纯化目的多肽以实现部分纯化或完全纯化(或纯化至均质)。特备适合制备纯肽的分析方法是离子交换色谱、排阻色谱;聚丙烯酰胺凝胶电泳;等电聚集。其他用于蛋白质纯化的方法包括用硫酸铵、PEG、抗体等或通过热变性进行沉淀,然后进行离心;凝胶过滤、反相、羟基磷灰石和亲和色谱;以及这些技术与其他技术的组合。
在纯化本公开内容的抗体中,可期望在原核或真核表达系统中表达多肽并使用变性条件提取蛋白质。可使用与多肽的标记部分结合的亲和柱从其他细胞组分纯化多肽。如本领域中通常已知的,认为进行各纯化步骤的顺序可改变,或者可省略某些步骤,并且仍然获得适合制备基本上纯化的蛋白质或肽的方法。
通常,使用与抗体的Fc部分结合的试剂(即,蛋白A)对完全抗体进行分级。或者,可使用抗原以同时纯化和选择合适的抗体。这样的方法通常使用结合在支持物(例如柱、过滤器或珠)上的选择剂。使抗体与支持物结合,除去(例如,冲洗掉)污染物,并通过施加条件(盐、热等)释放抗体。
根据本公开内容,本领域技术人员将知道多种用于对蛋白质或肽之纯化程度进行定量的方法。这些包括例如确定活性级分的比活性,或者通过SDS/PAGE分析来评估级分中多肽的量。另一种用于评估级分纯度的方法是计算级分的比活性,将其与初始提取物的比活性比较,并因此计算纯度。当然,用于表示活性量的实际单位将取决于根据纯化而选择的特定测定技术,以及所表达蛋白质或肽是否表现出可检测活性。
已知多肽的迁移可随着不同的SDS/PAGE条件而改变,有时候显著地改变(Capaldiet al.,1977)。因此,应理解的是,在不同的电泳条件下,纯化的或部分纯化的表达产物的表观分子量可改变。
III.主动/被动免疫接种和寨卡病毒感染的治疗/预防
A.制剂和施用
本公开内容提供了包含抗寨卡病毒抗体和用于产生该抗寨卡病毒抗体的抗原的药物组合物。这样的组合物包含预防或治疗有效量的抗体或其片段或者肽免疫原以及可药用载体。在一个具体实施方案中,术语“可药用”意指由联邦或州政府的监管机构批准或者在美国药典或其他公认的药典中列出用于动物并且更特别地用于人。术语“载体”是指与治疗剂一起施用的稀释剂、赋形剂或载剂。这样的药用载体可以是无菌液体,例如水和油,包括石油、动物、植物或合成来源的那些,例如花生油、豆油、矿物油、芝麻油等。当药物组合物是静脉内施用时,水是特定的载体。盐水溶液和右旋糖水溶液和甘油溶液也可用作液体载体,特别是用于可注射溶液。另一些合适的药用赋形剂包括淀粉、葡萄糖、乳糖、蔗糖、明胶、麦芽、稻、面粉、白垩、硅胶、硬脂酸钠、单硬脂酸甘油酯、滑石、氯化钠、脱脂乳粉、甘油、丙二醇、水、乙醇等。
如果需要的话,组合物还可包含少量的润湿剂或乳化剂或pH缓冲剂。这些组合物可采取溶液剂、混悬剂、乳剂、片剂、丸剂、胶囊剂、散剂、缓释制剂等形式。经口制剂可包含标准载体,例如药用级的甘露糖醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、糖精钠、纤维素、碳酸镁等。合适的药用剂的一些实例在“Remington’s Pharmaceutical Sciences”中描述。这样的组合物将包含预防或治疗有效量的抗体或其片段(优选以纯化的形式)以及合适量的载体,以便向患者提供用于适当施用的形式。制剂应适合于施用方式,其可以是经口、静脉内、动脉内、颊内、鼻内、雾化、支气管吸入、直肠内、经阴道、表面或通过机械通气递送。
还设想了主动疫苗,其中抗体像所公开的那些抗体一样是在处于寨卡病毒感染的风险之中的对象中体内产生的。这样的疫苗可配制成用于肠胃外施用,例如配制成用于通过皮内、静脉内、肌内、皮下或甚至腹膜内途径注射。考虑了通过皮内和肌内途径的施用。或者,疫苗可通过表面途径直接施用至黏膜,例如通过滴鼻剂、吸入、通过雾化器、或通过直肠内或阴道递送。可药用盐包括酸盐以及与以下形成的盐:无机酸,例如如盐酸或磷酸,或有机酸,例如乙酸、草酸、酒石酸、扁桃酸等。与游离羧基形成的盐也可来源于无机碱,例如如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化钙或氢氧化铁,以及有机碱,例如异丙胺、三甲胺、2-乙氨基乙醇、组氨酸、普鲁卡因等。
抗体的被动转移,称为人工获得的被动免疫,通常将涉及静脉内或肌内注射的使用。抗体的形式可以是人或动物血液血浆或血清,作为用于静脉内使用的合并人免疫球蛋白(IVIG)或肌内使用的合并人免疫球蛋白(IG),作为来自经免疫接种或来自从疾病中恢复的供体的高效价人IVIG或IG,以及作为单克隆抗体(MAb)。这样的免疫通常仅持续短的时间段,并且还存在对于超敏反应和血清病,尤其是来自于非人来源的γ-球蛋白的超敏反应和血清病的潜在风险。然而,被动免疫提供即时保护。抗体将被配制在适合于注射(即无菌且可注射)的载体中。
通常来说,本公开内容的组合物的成分以单位剂型分开提供或混合在一起提供,例如作为在指示活性剂的量的密封容器(例如安瓿或药袋(sachette))中的干燥的冻干粉末或无水浓缩物提供。当组合物通过输注施用时,其可用含有无菌药用级水或盐水的输液瓶进行分配。当组合物通过注射施用时,可提供一安瓿的无菌注射用水或盐水以便可在施用之前将成分混合。
本公开内容的组合物可被配制为中性或盐形式。可药用盐包括与阴离子形成的那些,所述阴离子例如来源于盐酸、磷酸、乙酸、草酸、酒石酸等的那些;以及与阳离子形成的那些,所述阳离子例如来源于钠、钾、铵、钙、铁氢氧化物、异丙胺、三乙胺、2-乙基氨基乙醇、组氨酸、普鲁卡因等的那些。
2.ADCC
抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)是导致免疫效应细胞裂解抗体包被的靶细胞的一种免疫机制。靶细胞是抗体或其包含Fc区的片段通常通过该Fc区N端的蛋白质部分与之特异性结合的细胞。“具有提高/降低的抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)的抗体”意指通过本领域普通技术人员已知的任何合适方法所确定的具有提高/降低的ADCC的抗体。
本文中使用的术语“提高/降低的ADCC”被定义为:在靶细胞周围的介质中的抗体的给定浓度下,通过如上定义的ADCC的机制,在给定时间内裂解的靶细胞数量的提高/降低;和/或在靶细胞周围的介质中,通过ADCC机制,在给定时间内实现给定数量的靶细胞裂解所需的抗体浓度的降低/提高。ADCC的提高/降低是相对于使用相同标准的产生、纯化、配制和储存方法(其是本领域技术人员已知的)由同一类型的宿主细胞(但其是未经改造的)产生的相同抗体介导的ADCC。例如,由通过本文中所述方法改造为具有改变的糖基化模式(例如,表达糖基转移酶GnTIII或其他糖基转移酶)的宿主细胞产生的抗体所介导的ADCC的提高是相对于由通过同一类型的未经改造宿主细胞产生的相同抗体介导的ADCC。
3.CDC
补体依赖性细胞毒性(CDC)是补体系统的功能。其是免疫系统中的过程,通过破坏病原体的膜来杀伤病原体而无需免疫系统的抗体或细胞的参与。存在三种主要过程。所有这三种过程都将一种或更多种攻膜复合物(membrane attack complex,MAC)插入病原体中,这引起致死的胶体-渗透肿胀,即CDC。其是抗体或抗体片段具有抗病毒作用的机制之一。
IV.抗体缀合物
本公开内容的抗体可与至少一种试剂连接以形成抗体缀合物。为了提高抗体分子作为诊断剂或治疗剂的效力,常规地与至少一种期望的分子或部分连接或共价结合或复合。这样的分子或部分可以是但不限于至少一种效应分子或报道分子。效应分子包括具有期望活性,例如细胞毒活性的分子。已与抗体连接的效应分子的一些非限制性实例包括毒素、抗肿瘤剂、治疗性酶、放射性核素、抗病毒剂、螯合剂、细胞因子、生长因子和寡核苷酸或多核苷酸。相比之下,报道分子被定义为可使用测定检测的任何部分。已经与抗体缀合的报道分子的一些非限制性实例包括酶、放射性标记、半抗原、荧光标记、磷光分子、化学发光分子、发色团、光亲和分子、着色颗粒或配体,例如生物素。
通常优选使用抗体缀合物作为诊断剂。抗体诊断剂通常属于两类:用于体外诊断例如用于多种免疫测定的那些,以及用于通常称为“抗体指导的成像”的体内诊断方案的那些。许多合适的显像剂是本领域中已知的,其与抗体连接的方法也如此(参见,例如,美国专利5,021,236、4,938,948和4,472,509)。所使用的成像部分可以是顺磁性离子、放射性同位素、荧光染料、可NMR检测物质和X-射线显像剂。
在顺磁性离子的情况下,可通过以下示例性离子来提及:例如铬(III)、锰(II)、铁(III)、铁(II)、钴(II)、镍(II)、铜(II)、钕(III)、钐(III)、镱(III)、钆(III)、钒(II)、铽(III)、镝(III)、钬(III)和/或铒(III),其中特别优选钆。在另一些情况(例如X-射线成像)下可用的离子包括但不限于镧(III)、金(III)、铅(II)和特别是铋(III)。
在用于治疗和/或诊断应用的放射性同位素的情况下,可提及砹21114碳、51铬、36氯、57钴、58钴、铜67152Eu、镓673氢、碘123、碘125、碘131、铟11159铁、32磷、铼186、铼18875硒、35硫、锝99m和/或钇90。在某些实施方案中通常优选使用125I,并且也通常优选锝99m和/或铟111,因为其能量低和适用于长距离检测。本公开内容的放射性标记的单克隆抗体可根据本领域公知的方法产生。例如,可通过与碘化钠和/或碘化钾和化学氧化剂(例如次氯酸钠)或酶促氧化剂(例如乳过氧化物酶)接触来使单克隆抗体碘化。根据本公开内容的单克隆抗体可通过配体交换过程用锝99m标记,例如,通过用亚锡溶液还原高锝酸盐,将还原的锝螯合到Sephadex柱上,并将抗体施加于该柱。或者,可使用直接标记技术,例如通过孵育高锝酸盐、还原剂(例如SNCl2)、缓冲溶液(例如邻苯二甲酸钠钾溶液)和抗体进行。通常用于使作为金属离子存在的放射性同位素与抗体结合的中间官能团是二乙烯三胺五乙酸(DTPA)或乙二胺四乙酸(EDTA)。
考虑用作缀合物的荧光标记包括Alexa 350、Alexa 430、AMCA、BODIPY 630/650、BODIPY 650/665、BODIPY-FL、BODIPY-R6G、BODIPY-TMR、BODIPY-TRX、Cascade Blue、Cy3、Cy5、6-FAM、异硫氰酸荧光素、HEX、6-JOE、Oregon Green 488、Oregon Green 500、OregonGreen 514、Pacific Blue、REG、罗丹明绿、罗丹明红、肾造影剂(Renographin)、ROX、TAMRA、TET、四甲基罗丹明和/或德克萨斯红(Texas Red)。
本公开内容中考虑的另外类型的抗体是主要意图体外使用的那些,其中抗体与第二结合配体和/或在与显色底物接触之后产生着色产物的酶(酶标签)连接。合适的酶的一些实例包括脲酶、碱性磷酸酶、(辣根)过氧化氢酶或葡萄糖氧化酶。优选的第二结合配体是生物素以及抗生物素蛋白和链霉抗生物素蛋白化合物。这样的标记的使用对于本领域技术人员是公知的,并且在例如美国专利3,817,837、3,850,752、3,939,350、3,996,345、4,277,437、4,275,149和4,366,241中描述。
分子与抗体的位点特异性连接的另一种已知方法包括使抗体与基于半抗原的亲和标记反应。实质上,基于半抗原的亲和标记与抗原结合位点中的氨基酸反应,从而破坏该位点并阻断特异性抗原反应。然而,这可能是不利的,因为其导致通过抗体缀合物的抗原结合丧失。
包含叠氮基的分子也可用于经由通过低强度紫外光产生的反应性氮宾中间体来与蛋白质形成共价键(Potter和Haley,1983)。特别地,已经使用嘌呤核苷酸的2-叠氮类似物和8-叠氮类似物作为定点光探针以鉴定粗制细胞提取物中的核苷酸结合蛋白(Owens&Haley,1987;Atherton et al.,1985)。2-叠氮核苷酸和8-叠氮核苷酸还已被用于对经纯化蛋白质的核苷酸结合结构域进行图谱绘制(Khatoon et al.,1989;King et al.,1989;Dholakia et al.,1989)并且可用作抗体结合剂。
用于使抗体与其缀合部分连接或缀合的数种方法是本领域中已知的。一些连接方法涉及使用金属螯合物复合物,其使用例如与抗体连接的有机螯合剂,例如二乙烯三胺五乙酸酐(DTPA);亚乙基三胺四乙酸;N-氯-对-甲苯磺酰胺;和/或四氯-3α-6α-二苯基甘脲-3(tetrachloro-3α-6α-diphenylglycouril-3)(美国专利4,472,509和4,938,948)。单克隆抗体还可在存在偶联剂例如戊二醛或高碘酸盐的情况下与酶反应。与荧光素标记的缀合物在存在这些偶联剂的情况下或通过与异硫氰酸酯反应来制备。在美国专利4,938,948中,使用单克隆抗体实现了乳腺肿瘤的成像并且使用接头例如甲基-对羟基苯甲亚氨酸酯或N-琥珀酰亚胺基-3-(4-羟基苯基)丙酸酯使可检测成像部分与抗体结合。
在另一些实施方案中,考虑了通过使用不改变抗体结合位点的反应条件选择性地将巯基引入免疫球蛋白的Fc区中来使免疫球蛋白衍生化。据公开,根据这种方法产生的抗体缀合物表现出改善的寿命、特异性和灵敏度(美国专利5,196,066,其通过引用并入本文)。在文献中也已经公开了效应分子或报道分子的位点特异性连接,其中报道分子或效应分子与Fc区中的糖残基缀合(O’Shannessy et al.,1987)。已经报道该方法产生目前处于临床评价之中的在诊断和治疗方面有希望的抗体。
V.免疫检测方法
在另一些实施方案中,本公开内容涉及用于结合、纯化、去除、定量和以其他方式一般地检测寨卡病毒及其相关抗原的免疫检测方法。虽然这样的方法可以在传统意义上应用,但另一种用途将是用于疫苗和其他病毒储液的质量控制和监测,其中根据本公开内容的抗体可用于评估病毒中抗原的量或完整性(即长期稳定性)。或者,该方法可用于筛选多种抗体的适当/期望反应性谱。
其他免疫检测方法包括用于在对象中确定寨卡病毒之存在的特异性测定。考虑了广泛多种测定形式,但具体地是将用于在从对象获得的流体(例如唾液、血液、血浆、痰、精液或尿)中检测寨卡病毒的那些。特别地,已表明精液作为用于检测寨卡病毒的有生存力的样品(Purpura et al.,2016;Mansuy et al.,2016;Barzon et al.,2016;Gornet et al.,2016;Duffy et al.,2009;CDC,2016;Halfon et al.,2010;Elder et al.2005)。可有利地对测定进行格式化以用于非健康护理(家庭)使用,包括类似于家庭妊娠测试的侧流测定(见下文)。这些测定可以以带有适当试剂的试剂盒的形式和说明书一起包装以允许家庭成员的对象使用。
一些免疫检测方法包括酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbentassay,ELISA)、放射免疫测定(radioimmunoassay,RIA)、免疫放射测定、荧光免疫测定、化学发光测定、生物发光测定和Western印迹等。特别地,还提供了用于检测和定量针对样品中特定寄生物表位的寨卡病毒抗体的竞争性测定。在科学文献例如Doolittle and Ben-Zeev(1999)、Gulbis and Galand(1993)、De Jager et al.(1993)和Nakamura et al.(1987)中已描述了多种可用免疫检测方法的步骤。通常来说,免疫结合方法包括获得怀疑包含寨卡病毒的样品并根据本公开内容使样品与第一抗体接触,视情况而定,这在有效允许免疫复合物形成的条件下进行。
这些方法包括用于从样品中纯化寨卡病毒或相关抗原的方法。抗体将优选地连接至固体支持物,例如柱基质形式的固体支持物,并且将怀疑包含寨卡病毒或抗原成分的样品应用于固定化抗体。不需要的成分将从柱上洗掉,使寨卡病毒抗原免疫复合至固定化抗体,其然后通过从柱上去除生物体或抗原来收集。
免疫结合方法还包括用于在样品中检测和定量寨卡病毒或相关组分的量以及检测和定量在结合过程期间形成的任何免疫复合物的方法。在此,将获得怀疑包含寨卡病毒或其抗原的样品,并使该样品与结合寨卡病毒或其组分的抗体接触,随后检测并定量在特定条件下形成的免疫复合物的量。就抗原检测而言,所分析的生物样品可以是任何怀疑包含寨卡病毒或寨卡病毒抗原的样品,例如组织切片或试样,均质化组织提取物,生物流体包括血液和血清,或者分泌物例如粪便或尿。
使所选生物样品与抗体在有效条件下接触并持续足以允许形成免疫复合物(初级免疫复合物)的时间通常是简单地将抗体组合物添加至样品并将混合物孵育足够长的时间以使抗体与存在的寨卡病毒或抗原形成免疫复合物(即与之结合)的问题。在该时间之后,通常对样品-抗体组合物,例如组织切片、ELISA板、斑点印迹或Western印迹进行洗涤以去除任何非特异性结合的抗体种类,从而允许只有特异性结合在初级免疫复合物中的那些抗体被检测到。
通常来说,免疫复合物形成的检测是本领域中公知的,并且可通过应用多种方法来实现。这些方法通常基于标记或标志物(例如那些放射性标签、荧光标签、生物标签和酶标签中的任一种)的检测。有关使用这样的标记的专利包括美国专利3,817,837、3,850,752、3,939,350、3,996,345、4,277,437、4,275,149和4,366,241。当然,如本领域中已知的,通过使用第二结合配体例如第二抗体和/或生物素/抗生物素蛋白配体结合布置,可发现另外的优点。
用于检测的抗体可本身与可检测标记连接,其中然后将简单地检测该标记,从而允许确定组合物中初级免疫复合物的量。或者,可通过对第一抗体具有结合亲和力的第二结合配体来检测结合在初级免疫复合物中的该抗体。在这些情况下,第二结合配体可与可检测标记连接。第二结合配体本身通常是抗体,其因此可称为“第二”抗体。使初级免疫复合物与经标记的第二结合配体或抗体在有效条件下接触并持续足以允许形成次级免疫复合物的时间。然后,通常洗涤次级免疫复合物以去除任何非特异性结合的经标记的第二抗体或配体,并且随后检测次级免疫复合物中的剩余标记。
另一些方法包括通过两步法检测初级免疫复合物。如上所述,将对抗体具有结合亲和力的第二结合配体(例如抗体)用于形成次级免疫复合物。在洗涤之后,再次使次级免疫复合物与对第二抗体具有结合亲和力的第三结合配体或抗体在有效条件下接触并持续足以允许形成免疫复合物(三级免疫复合物)的时间。第三配体或抗体与可检测标记连接,从而允许检测由此形成的三级免疫复合物。如果期望的话,该系统可提供信号放大。
一种免疫检测方法使用两种不同的抗体。将第一生物素化抗体用于检测靶抗原,并且然后将第二抗体用于检测与复合生物素连接的生物素。在该方法中,首先将待测试样品在包含第一步抗体的溶液中孵育。如果存在靶抗原,则一些抗体与抗原结合形成生物素化抗体/抗原复合物。然后通过在链霉抗生物素蛋白(或抗生物素蛋白)、生物素化DNA和/或互补生物素化DNA的连续溶液中孵育来扩大抗体/抗原复合物,其中每个步骤向抗体/抗原复合物添加另外的生物素位点。重复扩大步骤直至达到合适的扩大水平,此时将样品在包含针对生物素的第二步抗体的溶液中孵育。该第二步抗体是经标记的,例如经酶标记的,所述酶可用于使用色原底物通过组织酶学来检测抗体/抗原复合物的存在。经过适当扩大,可产生宏观可见的缀合物。
另一种已知的免疫检测方法利用免疫PCR(聚合酶链反应)方法。在与生物素化DNA一起孵育之前,PCR方法类似于Cantor方法,然而,作为使用多轮链霉抗生物素蛋白和生物素化DNA孵育的替代,将DNA/生物素/链霉抗生物素蛋白/抗体复合物用低pH或高盐缓冲液洗掉,这释放抗体。然后将所得洗涤溶液用于用合适的引物与合适的对照进行PCR反应。至少在理论上,PCR的巨大扩增能力和特异性可用于检测单抗原分子。
A.ELISA
免疫测定在其最简单和直接的意义上是结合测定。某些优选的免疫测定是本领域中已知的多种类型的酶联免疫吸附测定(ELISA)和放射免疫测定(RIA)。使用组织切片的免疫组织化学检测也特别有用。然而,将容易理解的是,检测不限于此类技术,并且也可使用western印迹、斑点印迹、FACS分析等。
在一种示例性ELISA中,将本公开内容的抗体固定在表现出蛋白质亲和力的所选表面上,例如聚苯乙烯微量滴定板中的孔上。随后,向孔添加怀疑包含寨卡病毒或寨卡病毒抗原的受试组合物。在结合并洗涤以去除非特异性结合的免疫复合物之后,可检测结合的抗原。检测可通过添加与可检测标记连接的另外的抗寨卡病毒抗体来实现。这种类型的ELISA是简单的“夹心ELISA”。检测也可通过添加第二抗寨卡病毒抗体,随后添加对该第二抗体具有结合亲和力的第三抗体来实现,其中该第三抗体与可检测标记连接。
在另一种示例性ELISA中,将怀疑包含寨卡病毒或寨卡病毒抗原的样品固定在孔表面上,并随后与本公开内容的抗寨卡病毒抗体接触。在结合并洗涤以去除非特异性结合的免疫复合物之后,检测结合的抗寨卡病毒抗体。当初始抗寨卡病毒抗体与可检测标记连接时,可直接检测免疫复合物。同样,可使用对第一抗寨卡病毒抗体具有结合亲和力的第二抗体来检测免疫复合物,其中第二抗体与可检测标记连接。
不论使用何种形式,ELISA都具有某些共同特征,例如包被、孵育和结合、洗涤以去除非特异性结合的物质以及检测结合的免疫复合物。以下对这些进行描述。
在用抗原或抗体包被板中,通常用抗原或抗体的溶液孵育板的孔过夜或持续指定的一段时间。然后对板的孔进行洗涤以去除不完全吸附的物质。然后,将孔的任何剩余可用表面用相对于受试抗血清为抗原性中性的非特异性蛋白质“包被”。这些包括牛血清白蛋白(BSA)、酪蛋白或乳粉溶液。包被允许封闭固定表面上的非特异性吸附位点,并因此降低由抗血清在表面上的非特异性结合引起的背景。
在ELISA中,可能更习惯于使用二级或三级检测方法而不是直接操作。因此,在蛋白质或抗体与孔结合,用非反应性物质包被以降低背景,并洗涤以去除未结合的物质之后,使固定表面与待测试的生物样品在有效允许免疫复合物(抗原/抗体)形成的条件下接触。然后,免疫复合物的检测需要经标记的第二结合配体或抗体,以及与经标记的第三抗体或第三结合配体联合的第二结合配体或抗体。
“在有效允许免疫复合物(抗原/抗体)形成的条件下”意指该条件优选包括用溶液(例如BSA、牛丙种球蛋白(bovine gamma globulin,BGG)或磷酸缓冲盐水(PBS)/吐温)来稀释抗原和/或抗体。这些添加的试剂还倾向于有助于降低非特异性背景。
“合适的”条件还意指孵育在足以允许有效结合的温度或时间下进行。孵育步骤通常在优选为约25℃至27℃的温度下进行约1至2至4小时左右,或者可在约4℃左右下过夜进行。
在ELISA中所有孵育步骤之后,洗涤接触的表面以去除未复合的物质。一个优选的洗涤过程包括用溶液例如PBS/吐温或硼酸盐缓冲液洗涤。在受试样品与最初结合物质之间形成特异性免疫复合物并随后进行洗涤之后,可确定甚至是微量的免疫复合物的出现。
为了提供检测手段,第二或第三抗体具有缔合的标记以允许检测。优选地,这是在与合适的显色底物孵育之后产生显色的酶。因此,例如,期望在有利于发生进一步的免疫复合物形成的时间和条件下使初级和次级免疫复合物与脲酶、葡萄糖氧化酶、碱性磷酸酶或过氧化氢酶缀合的抗体接触或孵育(例如,在室温下在含有PBS的溶液(例如PBS-吐温)中孵育2小时)。
在与经标记的抗体孵育并随后进行洗涤以去除未结合的物质之后,对标记的量进行定量,例如通过与显色底物(例如尿素或溴甲酚紫或2,2’-联氮基-二-(3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)或H2O2(在过氧化物酶作为酶标记的情况下))一起孵育进行。然后通过测量产生的颜色的程度,例如使用可见光谱分光光度计实现定量。
在另一个实施方案中,本公开内容考虑使用竞争形式。这特别可用于在样品中检测寨卡病毒抗体。在基于竞争的测定中,未知量的分析物或抗体通过其置换已知量的经标记抗体或分析物的能力来确定。因此,信号的可量化损失指示样品中未知抗体或分析物的量。
在此,本发明人提出使用经标记的寨卡病毒单克隆抗体以确定样品中寨卡病毒抗体的量。基本形式将包括使已知量的寨卡病毒单克隆抗体(与可检测标记连接)与寨卡病毒抗原或颗粒接触。寨卡病毒抗原或生物体优选附着于支持物。在经标记的单克隆抗体与支持物结合之后,添加样品并在以下条件下孵育:允许样品中任何未经标记的抗体与经标记的单克隆抗体竞争并因此替代经标记的单克隆抗体。通过测量丢失的标记或剩余的标记(并从结合的标记的初始量中将其减去),可确定有多少未经标记的抗体与支持物结合,并因此确定样品中存在多少抗体。
B.Western印迹
Western印迹(或者,蛋白质免疫印迹)是用于在给定的组织匀浆或提取物样品中检测特定蛋白质的分析技术。其使用凝胶电泳通过多肽的长度(变性条件)或通过蛋白质的3-D结构(天然/非变性条件)来分离天然或变性的蛋白质。然后将蛋白质转移到膜(通常是硝酸纤维素或PVDF)上,在膜上使用对靶蛋白具有特异性的抗体对其进行探测(检测)。
样品可取自整个组织或来自细胞培养物。在大多数情况下,首先使用搅拌器(用于较大的样品体积)、使用均化器(较小的体积)或通过声处理将实体组织机械破碎。细胞也可通过上述机械方法之一破裂。然而,应注意的是,细菌、病毒或环境样品可以是蛋白质的来源,并因此Western印迹不仅限于细胞研究。可使用多种洗涤剂、盐和缓冲液来促进细胞裂解和使蛋白质溶解。通常添加蛋白酶和磷酸酶抑制剂以防止样品被其自身的酶消化。组织制备通常在低温下进行以避免蛋白质变性。
使用凝胶电泳分离样品的蛋白质。蛋白质的分离可通过等电点(pI)、分子量、电荷或这些因素的组合来进行。分离的本质取决于样品的处理和凝胶的性质。这是确定蛋白质的非常有用的方法。也可使用二维(two-dimensional,2-D)凝胶,其将来自单个样品的蛋白质以两个维度散布。在第一维度中根据等电点(蛋白质具有中性净电荷时的pH)分离蛋白质,而在第二维度中根据其分子量分离蛋白质。
为了使蛋白质易于进行抗体检测,将其从凝胶中移动到由硝酸纤维素或聚偏二氟乙烯(PVDF)制成的膜上。将膜放置在凝胶的顶部,并在其顶部放置一叠滤纸。将整叠放置在缓冲溶液中,该缓冲溶液通过毛细作用移动至纸上,从而使蛋白质随之移动。用于转移蛋白质的另一种方法称为电印迹,并且使用电流将蛋白质从凝胶拉到PVDF或硝酸纤维素膜中。蛋白质在维持其在凝胶中具有的组织的同时从凝胶中移动到膜上。作为该印迹过程的结果,蛋白质被暴露在薄的表面层上用于检测(参见下文)。选择这两种膜是因为其非特异性的蛋白质结合特性(即,同等良好地结合所有蛋白质)。蛋白质结合基于疏水性相互作用以及膜与蛋白质之间的带电相互作用。硝酸纤维素膜比PVDF便宜,但更加易脆而不能良好地经受反复探测。蛋白质从凝胶转移到膜上的均匀性和整体有效性可通过用考马斯亮蓝或丽春红S(Ponceau S)染料对膜进行染色来检查。一旦转移,就使用经标记的初级抗体或未经标记的初级抗体并随后使用经标记蛋白A或与初级抗体的Fc区结合的第二经标记抗体进行间接检测来检测蛋白质。
C.侧流测定
侧流测定,也称为侧流免疫色谱测定,是旨在检测样品(基质)中目标分析物的存在(或不存在)而无需专用且昂贵的设备的简单装置,尽管存在许多由阅读设备支持的基于实验室的应用。通常来说,这些测试用作低资源医学诊断,用于家庭测试,即时检测(pointof care testing)或实验室使用。广泛传播且公知的应用是家庭妊娠测试。
该技术基于一系列毛细管床,例如多孔纸片或烧结聚合物。这些元件中的每一个都具有自发运输流体(例如尿)的能力。第一元件(样品垫)充当海绵并容纳过量的样品流体。一旦浸泡,流体就迁移至制造商已在其中储存所谓缀合物的第二元件(缀合垫),所述缀合物是在盐-糖基质中干燥形式的生物活性颗粒(见下文),该基质包含确保靶分子(例如抗原)与其已固定在颗粒表面上的化学配偶体(例如抗体)之间的优化化学反应的所有物质。在样品流体溶解盐-糖基质的同时,它还溶解颗粒,并且在一种组合的运输作用下,样品和缀合物在流过多孔结构的同时混合。以这种方式,分析物在进一步迁移通过第三毛细管床的同时与颗粒结合。该材料具有一个或更多个区域(通常称为条带(stripe)),制造商已将第三分子固定在该区域上。当样品-缀合物混合物到达这些条带时,分析物已结合在颗粒上,并且第三“捕获”分子结合复合物。一段时间之后,当越来越多的流体已通过条带时,颗粒积聚并且条带区域变色。通常来说,至少有两个条带:一个(对照)捕获任何颗粒,并从而表明反应条件和技术运行良好,第二个包含特定的捕获分子并且仅捕获已将分析物分子固定在其上的那些颗粒。在通过这些反应区之后,流体进入最终的多孔材料,芯(wick),其仅充当废物容器。侧流测试可作为竞争性测定或夹心测定进行操作。侧流测定在美国专利6,485,982中公开。
D.免疫组织化学
本公开内容的抗体还可与新鲜冷冻和/或福尔马林固定石蜡包埋的组织块二者联合使用,所述组织块为了通过免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)进行研究而制备。由这些颗粒状样本制备组织块的方法已成功用于多种预后因子的先前IHC研究中,并且是本领域技术人员公知的(Brown et al.,1990;Abbondanzo et al.,1990;Allred etal.,1990)。
简言之,冷冻切片可通过以下来制备:在室温下在小塑料囊中的磷酸缓冲盐水(PBS)中将50ng冷冻的“粉碎”组织再水合;通过离心使颗粒沉淀;将其重悬在黏性包埋介质(OCT)中;将囊倒置和/或通过离心再次沉淀;在-70℃异戊烷中速冻;切割塑料囊和/或取出冷冻的组织圆柱状物;将组织圆柱状物固定在低温恒温切片机卡盘上;和/或从囊上切下25至50个连续切片。或者,可将整个冷冻的组织样品用于连续切片切割。
可通过类似的方法制备永久切片,其包括在塑料微量离心管中将50mg样品再水合;沉淀;重悬于10%福尔马林中固定4小时;洗涤/沉淀;重悬于温热的2.5%琼脂中;沉淀;在冰水中冷却以使琼脂硬化;从管中取出组织/琼脂块;将块浸入和/或包埋在石蜡中;和/或切割多至50个连续的永久切片。同样,整个组织样品可替换。
E.免疫检测试剂盒
在另一些实施方案中,本公开内容涉及与上述免疫检测方法一起使用的免疫检测试剂盒。由于抗体可用于检测寨卡病毒或寨卡病毒抗原,因此试剂盒中可包含抗体。免疫检测试剂盒因此在合适的容器装置中包含结合寨卡病毒或寨卡病毒抗原的第一抗体和任选地免疫检测试剂。
在某些实施方案中,寨卡病毒抗体可与固体支持物,例如柱基质和/或微量滴定板的孔预先结合。试剂盒的免疫检测试剂可采取多种形式中的任一种,包括与给定抗体缔合或连接的那些可检测标记。也考虑了与第二结合配体缔合或连接的可检测标记。一些示例性的第二配体是对第一抗体具有结合亲和力的那些第二抗体。
用于本发明试剂盒的其他合适的免疫检测试剂包括双组分试剂,其包含对第一抗体具有结合亲和力的第二抗体,以及对第二抗体具有结合亲和力的第三抗体,所述第三抗体与可检测标记连接。如上所述,许多示例性的标记在本领域中是已知的,并且所有这样的标记均可结合本公开内容使用。
试剂盒还可包含适当等分的寨卡病毒或寨卡病毒抗原的组合物,无论是标记的还是未标记的,如可用于制备用于检测测定的标准曲线那样。试剂盒可包含以完全缀合形式、以中间体形式或作为将由试剂盒使用者进行缀合的独立部分的抗体-标记缀合物。试剂盒的组分可包装在水性介质中或以冻干形式包装。
试剂盒的容器装置通常包括至少一个小瓶、试管、烧瓶、瓶、注射器或其他容器装置,其中可放置抗体,或者优选将抗体适当地等分。本公开内容的试剂盒通常还包括用于封闭限制式容纳抗体、抗原和任何其他试剂容器以用于商业销售的装置。这样的容器可包括其中保持期望小瓶的注塑或吹塑的塑料容器。
F.疫苗和抗原品质控制测定
本公开内容还考虑了如本文中所述的抗体和抗体片段用于评估样品中病毒抗原的抗原性完整性的用途。生物药物产品如疫苗与化学药物的不同之处在于其通常不能在分子上进行表征;抗体是具有显著复杂性的大分子并且具有因制备而广泛变化的能力。其也施用于健康个体,包括刚出生的儿童,并因此必须高度重视其品质,以可能的最大程度来确保其在预防或治疗危及生命的疾病方面是有效的,而且其本身不引起伤害。
疫苗生产和分配的日益全球化为更好地管理公共健康问题打开了新的可能性,但也提出了关于通过多种来源采购的疫苗的等效性和可互换性的问题。因此,起始材料、生产和品质控制测试的国际标准化,以及对这些产品的制备和使用方式的管理监督设置高期望,已经是持续成功的基石。但这仍然是不断变化的领域,并且该领域中的持续技术进步为开发强效的针对旧公共健康威胁以及新的威胁(疟疾、大流行性流感和HIV,仅举几例)的新武器提供了前景,但也给制造商、监管机构和更广泛的医学界施加了巨大压力以确保产品继续达到可实现的最高品质标准。
因此,可从任何来源或在制备过程期间的任何点获得抗原或疫苗。因此,品质控制过程可从制备用于鉴定本文中公开的抗体或片段与病毒抗原的结合的免疫测定的样品开始。这样的免疫测定在本文件的其他地方公开,并且这些中的任一种均可用于评估抗原的结构/抗原性完整性。用于发现样品包含可接受量的抗原性的正确和完整抗原的标准可由监管机构来确立。
其中评估抗原完整性的另一个重要实施方案是确定保质期和储存稳定性。大多数药物包括疫苗可随时间而变质。因此,至关重要的是确定抗原(例如疫苗中的抗原)随时间降解或不稳定的程度,使得当施用于对象时其不再具有抗原性和/或产生免疫应答的能力。再次,用于发现样品包含可接受量的抗原性的完整抗原的标准可由监管机构来确立。
在某些实施方案中,病毒抗原可包含多于一种的保护性表位。在这些情况下,使用观察多于一种抗体(例如2、3、4、5或甚至更多种抗体)结合的测定可证实是可用的。这些抗体与密切相关的表位结合,使得其彼此相邻甚至重叠。另一方面,其可代表来自抗原不同部分的不同表位。通过检查多种表位的完整性,可确定抗原的整体完整性的更完整图片,并因此确定产生保护性免疫应答的能力。
如本公开内容中所述的抗体及其片段也可在用于通过检测保护性寨卡病毒抗体的存在来监测疫苗接种程序的效力的试剂盒中使用。如本公开内容中所述的抗体、抗体片段、或其变体和衍生物也可在用于监测具有期望免疫原性的疫苗制备的试剂盒中使用。
VI.实施例
包括以下实施例以表明一些优选实施方案。本领域技术人员应理解,以下实施例中公开的技术代表了本发明人发现在实施方案的实施中良好发挥作用的技术,并因此可被认为构成了用于其实践的优选模式。然而,本领域技术人员应理解,根据本公开内容,可对公开的具体实施方案进行许多改变并且仍然获得相同或类似的结果,而不脱离本公开内容的精神和范围。
实施例1-记忆B细胞分选和抗体基因测序
据估计,人免疫供体中寨卡E2特异性记忆B细胞的频率低。因此,本发明人首先评估了来自先前暴露于ZIKV亚洲谱系的11个供体的组群的PBMC中B细胞对ZIKV的应答,以鉴定具有最高应答的供体。使用先前用于鉴定强效ZIKV mAb而使用的抗原非洲ZIKV谱系可溶性重组E2蛋白,本发明人列举了来自11个供体的PBMC的ZIKV特异性B细胞的频率。简言之,B细胞经磁性纯化并用生存力染料表型分型抗体和生物素化E2进行染色。经抗原标记的类别转换记忆B细胞-E2复合物(CD19+IgM-IgD-IgA-E2+DAPI-)使用荧光标记的链霉亲和素进行检测,并使用四色流式细胞术方法进行量化(图1A)。该研究揭示,在11个ZIKV免疫供体中的7个中的PBMC中容易地检测到E2特异性B细胞,其中IgG类别转换记忆B细胞的频率范围为0.4%至2.5%(数据未显示);ZIKV非免疫PBMC的背景染色为0.2%。在鉴定出具有针对ZIKV的最高B细胞应答的7个供体之后,本发明人使用FACS从这些供体的合并PBMC中分离出E2特异性记忆B细胞。使用生物素化E2抗原进行的分选已成功使用用于分离人中和ZIKV mAb;然而,本发明人认为,如果那些抗原性位点通过生物素与蛋白质偶联的化学性质而改变,则这种方法可能错过鉴定具有一些特异性的mAb。为了增加本发明人的针对表位特异性的mAb组的多样性,他们采用了两种标记方法(图1B),并且还应用了不同的E2特异性B细胞设门策略,这导致产生了三个独立的mAb亚组。第一种标记方法包括使用生物素化E2进行分选(亚组1)。第二种标记方法鉴定了为融合环(fusion loop,FL)特异性mAb的B细胞亚群,其在对ZIKV的应答中占主导,但通常难以中和病毒。本发明人使用其先前鉴定的FL特异性mAbZIKV-88的竞争结合来鉴定这样的克隆。本发明人用完整的E2进行标记,并随后应用新的ZIKV随后是ZIKV-88。如果新的mAb阻断了ZIKV-88结合,则将这些FL特异性B细胞从组中消除。为了使组进一步多样化,本发明人分开对所有标记的B细胞(如亚组2中的)和高亲和力B细胞的特定亚群(高E2标记克隆,亚组3)进行分选。总的说来,从>5×108个PBMC中,对>5,000个E2特异性B细胞进行分选并进行进一步分析。
为了挽救配对的重链和轻链抗体序列,本发明人使用了商业化单细胞基因表达自动化系统(10x Genomics Chromium测序技术)。这种测序方法比其他现有的mAb基因挽救方法具有优势,因为除了链配对之外,它还允许鉴定重链亚类/同种型,以及框架1和4区域的准确测序。该平台的另一个期望的特征是配对抗体分析的规模前所未有,其中每单次实验多至100,000个单个细胞/mAb序列。另外,由于每个mAb序列均具有唯一的分子标识符,因此其可单独表达和测试,而无需生成文库。该特征还消除了进行重复选择测序以鉴定所期望mAb的需要。本发明人先前对其他病毒靶标的研究(未发表数据)显示抗体可变基因序列的回收率相对低(约10%),这可能归因于记忆B细胞中低的IgG mRNA水平和单细胞扩增的挑战性质。在该研究中,本发明人评估了两种用于制备用于测序的分选B细胞的方法。在流式细胞术分选之后立即对约800个分选的细胞进行直接测序(亚组3)。其余细胞在存在经辐照的3T3饲养细胞的情况下在培养基中大量扩增8天(图1C),这些饲养细胞被改造以表达人CD40L、IL-21和BAFF。如通过ELISA从培养上清液中确定的,经扩增的类淋巴母细胞细胞系(lymphoblastoid cell line,LCL)分泌高水平的E2特异性mAb,并且与输入细胞相比,细胞数目为至少10倍高(数据未显示)。随后使用10x Genomics技术对扩增的LCL进行测序。
使用生物信息学筛分,本发明人向下选择了可能序列的总库以选择仅598种配对序列用于另外的研究(图1D)。向下选择在两个阶段中进行。在第一阶段,使用本发明人的PyIR工具(github.com/crowelab/PyIR)对获得的包含单个重链和轻链序列的所有配对的重链和轻链核苷酸序列进行处理。不包含终止密码子、具有完整CDR3并包含产生性连接区的所有重链和轻链对均被认为是产生性的并被保留用于另外的下游处理。
处理的第二阶段将所有重链核苷酸序列还原为其V3J克隆型[PMID:30760926](在CDR3中共有共同的推断的VH和JH基因以及相同氨基酸的克隆)。该步骤是通过首先确定样品A、B和C之间共有的所有重链V3J克隆型来完成的。随后对与每种重链V3J克隆型相关的体细胞变体进行排序,并且仅保留突变最多的重链序列以用于下游表达和表征。不考虑任何不具有IgG同种型的体细胞变体(基于通过Chromium Cell Ranger分析管线的序列和分配)。翻译所有重-轻链核苷酸序列,并除去冗余条目以避免表达相同的mAb。
先前的ZIKV特异性mAb发现工作已鉴定了结构域III特异性抗体的公共克隆型,例如mAb ZIKV-116(Nature,2016 Dec 15;540(7633):443-447)和随后从独立供体报道的抗体(Cell,2017 May 4;169(4):597-609.e11.)的VH3-23*04/D3-10*01/JH4*02(重链)+VK1-5*03/J1*01(轻链)克隆型。将获得的新抗体可变基因序列与先前报道的针对人ZIKV mAb的那些进行比较,未鉴定出任何公共克隆型成员。这些结果表明,新的ZIKV mAb组鉴定了独特的克隆型集合。使用高通量cDNA合成平台(Twist Bioscience)合成了所有598种所选择的ZIKV mAb候选物的序列,并将其克隆到IgG1表达载体中以用于哺乳动物细胞培养mAb分泌。
总之,本发明人以前所未有的速度、规模和效率从ZIKV免疫供体的B细胞中获得了数百个人mAb序列,其已准备好进行重组表达和功能验证。数据表明,当病毒抗原可用时,本发明人有能力进行定制的靶标特异性B细胞选择和大规模人抗体发现。
实施例2-针对结合和中和活性的高通量mAb表达和筛选
为了表征mAb组并确定用于体内保护研究的先导候选物,本发明人重组表达了所有598种ZIKV mAb候选物。他们采用并优化了数种高通量技术,其允许从96孔板形式(定义为“小规模”)的小样品体积(0.1至1mL)中快速产生和分析mAb。作为一个实例,可在小于五天的时间内从质粒DNA开始产生>1,000个单个重组mAb,并对其进行纯化和量化(图2A,左图)一具有足够的纯化蛋白质以完全表征单独mAb的活性并确定用于体内研究的先导候选物。为了以高通量方式产生单独mAb,本发明人对中国仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary,CHO)细胞培养物进行了小规模瞬时转染。通过iQue Screener Plus(Intellicyt Corp)流式细胞仪进行的高通量和半自动IgG定量分析显示出,当早在转染之后第3天评估培养上清液时,组中大多数mAb的产生水平可检测到(>5μg mAb/mL CHO培养物)(数据未显示)。598种mAb中的475种成功表达并以小规模形式进行亲和纯化。来自小规模转染的CHO培养物(1mL/转染)的mAb产率范围为0.5μg(IgG定量测定的检测限)至300g,中值为29g/纯化抗体(图2A,右图)。该结果表明了用于快速分离纯化mAb的小规模方法的高实用性。
为了快速鉴定大组中的中和mAb,本发明人使用了实时细胞分析(real-time cellanalysis,RTCA)细胞阻抗测定和xCelligence(Acea Biosciences)分析仪。RTCA基于微电子生物传感器技术,其监测细胞生理学中的动力学变化,包括病毒诱导的细胞病变效应(CPE)(图2B,上图和中图)。一个xCelligence单元具有中等通量CPE动力学分析的能力:可同时评估多至576种单独mAb,并在每个孔的基础上实时监测其中和活性,并且可使用多个单元(6×96孔E板/单元)(图3Ba至c)。从比较并行研究中,本发明人发现,基于阻抗的CPE动力学测定与针对ZIKV的常规减焦中和测试(focus-reduction neutralization test,FRNT)类似地进行。总之,两种测定均从组中鉴定出相同的中和mAb,并且类似地通过中和mAb的来自每种测定中的半数最大抑制浓度(IC50)测量值的效力对中和mAb进行排序(数据未显示)。然而,xCelligence平台因其速度而为mAb的大组分析提供了明显的优势:针对中和活性的初始定性鉴定为24至36小时(相对于针对传统FRNT测定的5至6天),并且针对ZIKVmAb的完整CPE动力学和IC50值确定为约60小时。作为一个实例,本发明人在7天内针对ZIKV进行了三轮后续mAb测试。这些包括(1)对来自未经纯化的CHO培养上清液的中和mAb活性进行鉴定的初步分析,(2)针对两种病毒(ZIKV巴西和达喀尔)使用单一浓度的每种纯化mAb进行重复分析(以确定(1)中鉴定的那些的活性并检查中和作用广度),以及(3)使用剂量响应曲线分析,通过经鉴定的中和mAb针对两种病毒的效力(估计的IC50值)对经鉴定的中和mAb进行排序。本发明人对H3N2流感病毒和通过类似的10x Genomics测序方法从浆母细胞中分离出1,100种mAb的较大组的先前工作表明,使用更快复制的病毒,使用RTCA测定法,可在小于三天的时间内鉴定出强效中和抗体,对其进行充分表征并按其效力进行排序(未发表且数据未显示)。
为了表征598种小规模纯化的人mAb的组,本发明人通过ELISA评估了它们与重组E2抗原的结合,并且通过RTCA评估了它们的中和活性。当在纯化样品的单一稀释度下进行测试时,约15%百分比(92/598)的mAb与E2强烈结合,并且8%(48/598)的mAb具有针对至少一种ZIKV毒株的中和活性(图2C至D)。令人感兴趣的是,14种强中和mAb未显示出通过ELISA与重组E2抗原可检测地结合(OD450nm<0.4,2μg/mL的mAb),从该组中得到总共106种ZIKV特异性mAb(92种E2反应性加14种E2-非反应性中和)。该发现表明,板结合的E2抗原的构象不同于溶液中E2抗原的构象,后者是其在用于分选的B细胞标记过程期间的呈现方式。该发现也可解释:当与本发明人在使用埃博拉病毒(ebolavirus)糖蛋白抗原的类似分选策略的情况下的先前数据(未发表且数据未显示)相比时,ZIKV组中E2反应性mAb的观察频率相对较低(约15%)。
我们的对象在最近在南美洲爆发期间感染了亚洲毒株ZIKV。该组的29种mAb中和了抗原性同源(巴西毒株;亚洲谱系)和异源(达喀尔毒株;非洲谱系)病毒(数据未显示)二者。完全中和两种受试病毒中的至少一种的20种mAb(如从单个样品稀释液组筛选中确定的)被认为是体内保护研究的先导候选物,并对其进行了进一步的表征。剂量-响应中和曲线显示出对达喀尔病毒或巴西病毒或两种病毒的强效中和,其中RTCA估计的IC50值范围为约7至1,100ng/mL(图2E)。三种最有效的mAb(ZIKV-491、-350和-538)交叉中和巴西和达喀尔,IC50值低于100ng/mL,但表现出对重组E2的差异结合。ZIKV-350结合强,ZIKV-538结合弱,并且在测试的最高mAb浓度(10μg/mL)下未检测到ZIKV-491的结合(图3Aa至Bc)。使用来自本发明人先前工作的参考ZIKV E2特异性人mAb ZIKV-117(识别二聚体-二聚体界面)、ZIKV-116(结构域III)和ZIKV-88(FL)的竞争结合分析表明,这三种新鉴定的中和ZIKV-491、-350和-538识别不同的、非重叠的表位。该结论得到了来自对细胞表面展示E2抗原的丙氨酸突变文库的结合分析的表位作图数据的支持,其揭示了ZIKV-491、-350和-538的三种不同表位(图3Ca至c)。值得注意的是,这些mAb是从不同的E2抗原分选策略中鉴定出的,其中ZIKV-491来自亚组2,并且ZIKV-350和-538分别来自亚组1或3。该发现强调了研究设计在抗体发现工作流中的重要性,这可能依赖于数种独立的B细胞分离策略以鉴定具有不同表位特异性的强效mAb,并且与发现具有互补特异性和活性的治疗性混合物的mAb也具有高度相关性。
本发明人现在已鉴定出四组不同的抗体。组1抗体可能与结构域III结合,与ZIKV-116竞争,并通过ELISA与重组E2强烈结合。ZIKV-350是组1抗体。组2抗体可能是结构域II,与ZIKV-117竞争,并通过ELISA与重组E2强烈结合。ZIKV-207和ZIKV-604是组2抗体。组3抗体不与任何参考mAb,包括ZIKV-88(FL)、ZIKV-116(DIII)和ZIKV-117(DII)竞争,并通过ELISA与重组E2强烈结合。ZIKV-538和ZIKV-578是组3抗体。组4抗体通过ELISA与重组E2弱结合,与共表达prM/E-弗林蛋白酶的未固定细胞结合,并且是四元表位。ZIKV-491和ZIKV-233抗体是组4抗体。
总之,这些数据表明了新开发的测定在整合的工作流中的高实用性,并表明了本发明人加速产生和分析重组人抗体的大组以鉴定用于体内研究的先导候选物的能力。
实施例3-经鉴定mAb在致死ZIKV攻击小鼠模型中的保护效力
接下来,本发明人使用ZIKV致死小鼠攻击模型来确定被选为先导候选物的中和mAb的保护能力。对于预防性处理,4周龄C57Bl6/J(B6)小鼠组(每组n=5至14只小鼠)在第-1天用抗IFN-α受体抗体和单独ZIKV mAb进行腹膜内(i.p.)处理。不相关的IgG1同种型mAb(FLU-5J8,其对甲型流感病毒血凝素具有特异性)用作对照。在第0天,用1,000个病灶形成单位(focus-forming unit,FFU)的小鼠适应性ZIKV达喀尔病毒(ZIKV-MA)对小鼠进行皮下(s.q.)攻击,并监测21天的存活。当与对照组相比时,五种受试mAb中的三种的高剂量预防(每只小鼠约70μg的mAb,其对应于对于14g的4周龄小鼠约5mg/kg mAb剂量)提供了免于死亡的完全保护(对于ZIKV-233、-350和-491,p=0.049);p≤o.05被认为是对数秩检验显著的)。MAb ZIKV-266提供了部分但不显著的保护,并且mAb ZIKV-32没有保护(图4A)。鉴于高剂量mAb预防的完全保护,本发明人接下来用低剂量预防方法(每只小鼠使用约9μg的mAb,其对应于对于14g的4周龄小鼠约0.65mg/kg mAb剂量)测试了10种中和mAb的大组(图4A至D)。作为与mAb介导的保护相关的早期时间点,本发明人通过实时定量PCR(RT-qPCR)分析确定了来自各处理组的单独小鼠的血浆病毒滴度。值得注意的是,当与在所有动物中发生高病毒血症的对照mAb FLU-5J8处理组(中值病毒载量为6.4log10基因组当量(GEq)/mL血浆)相比时,所有使用ZIKV mAb处理的组均显示出至2dpi血浆滴度显著降低(中值病毒载量为3至3.7log10基因组当量(GEQ)/mL)(图4B)。值得注意的是,在ZIKV mAb处理组中的许多动物的血浆中未检测到病毒(检测限=2.9log10(GEQ/mL),这表明在预防性环境中通过低剂量抗体有效抑制病毒血症。当与其中至10dpi所有小鼠死于疾病的mAb FLU-5J8处理组相比时,与血浆中的病毒载量降低一致,所有受试mAb均赋予了针对疾病的显著保护,如通过降低的和/或延迟的死亡率来判断的(p≤0.05被认为是对数秩检验显著的)(图4C)。如使用每组5至13只动物的研究而估计的,十种受试交叉中和mAb中的三种(ZIKV-233、266和491)赋予了完全保护(100%小鼠存活),并且通过其他两种交叉中和mAb即ZIKV-350和ZIKV-538的保护是部分但高度显著的(通过对数秩检验p<0.001)(图4C)。上述结果表明一些新鉴定的针对ZIKV的mAb具有高水平的预防效力。
鉴于针对这些克隆使用低剂量预防性处理的高水平保护,本发明人接下来通过使用在1dpi时提供给小鼠的低剂量mAb(每只小鼠约9μg的mAb,其对应于对于14g的4周龄小鼠约0.65mg/kg mAb剂量)测试了治疗效力。他们选择测试三种mAb ZIKV-350、-491和-538,这是由于它们的特征,包括广泛且强效地中和ZIKV(巴西和达喀尔;图2E,图3Ba至c),识别E2的不同的、非重叠的表位(图3Ca至c),以及预防性处理的高水平保护(图4C)。值得注意的是,ZIKV-491和-538在治疗性处理环境中以相对低的mAb剂量赋予了完全保护(图4D)。总之,这些结果表明了新鉴定的针对ZIKV的中和mAb具有高水平治疗效力,并提出了在恒河猴(非人灵长类-NHP)ZIKV攻击模型中测试的新的有前景的候选物。
总之,本发明人以前所未有的速度、规模和效率鉴定了许多针对ZIKV的强效中和且保护性人mAb(表A;图5)。本发明人的数据为大规模发现针对已知病毒抗原的强效抗病毒人单克隆抗体治疗剂提供了路线图。
表A.快速发现的针对ZIKV的人mAb的组的结合、中和和保护特性的总结
特征mAb特性 mAb的数目
组大小 598
ZIKV E2-反应性(结合) 92
ZIKV-特异性(E2-反应性+不结合E2的中和剂) 106
ZIKV中和 48
广泛中和(巴西和达喀尔) 29
高度保护(每只小鼠12.5或100ug IgG)* (测试的11种中的)4
·通过在小鼠中预防提供了免于死亡的完全保护,如图4A至D中所示。
表B.抗体命名/名称的对应图
Figure BPA0000323366340000711
表1-抗体可变区的核苷酸序列
Figure BPA0000323366340000721
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Figure BPA0000323366340000781
Figure BPA0000323366340000791
表2-抗体可变区的蛋白质序列
Figure BPA0000323366340000801
Figure BPA0000323366340000811
Figure BPA0000323366340000821
表3-CDR重链序列
Figure BPA0000323366340000831
表4-CDR轻链序列
Figure BPA0000323366340000841
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根据本公开内容,不需要过度实验就可进行和实施本文中公开和要求保护的所有组合物和方法。尽管已经按照一些优选实施方案描述了本公开内容的组合物和方法,然而对于本领域技术人员显而易见的是,可对本文中所述组合物和方法以及方法的步骤或步骤的顺序进行改变,而不脱离本公开内容的概念、精神和范围。更具体地,显而易见的是,可用某些在化学和生理学两个方面均相关的试剂替代本文中所述的试剂,同时实现相同或类似的结果。对于本领域技术人员显而易见的所有这些类似替代和修改被认为在由所附权利要求书所限定的本公开内容的精神、范围和概念内。
VII.参考文献
以下参考文献就其提供补充本文中所阐述的那些操作或细节的示例性操作或其他细节而言特别地通过引用并入本文。
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Figure IPA0000323366290000021
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Claims (100)

1.在对象中检测寨卡病毒感染的方法,其包括:
(a)使来自所述对象的样品与具有克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列的抗体或抗体片段接触;以及
(b)通过所述抗体或抗体片段与所述样品中的寨卡病毒抗原的结合来检测所述样品中的寨卡病毒。
2.权利要求1所述的方法,其中所述样品是体液。
3.权利要求1至2所述的方法,其中所述样品是血液、痰、泪、唾液、黏液或血清、精液、宫颈或阴道分泌物、羊水、胎盘组织、尿、渗出物、漏出液、组织刮屑或粪便。
4.权利要求1至3所述的方法,其中检测包括ELISA、RIA、侧流测定或Western印迹。
5.权利要求1至4所述的方法,其还包括再次进行步骤(a)和(b)以及确定与第一次测定相比寨卡病毒抗原水平的变化。
6.权利要求1至5所述的方法,其中所述抗体或抗体片段由表1中所示的克隆配对可变序列编码。
7.权利要求1至5所述的方法,其中所述抗体或抗体片段由与表1中所示的克隆配对可变序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码。
8.权利要求1至5所述的方法,其中所述抗体或抗体片段由与表1中所示的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列编码。
9.权利要求1至5所述的方法,其中所述抗体或抗体片段包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列。
10.权利要求1至5所述的方法,其中所述抗体或抗体片段包含与来自表2的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列。
11.权利要求1至5所述的方法,其中所述抗体或抗体片段包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。
12.权利要求1至11所述的方法,其中所述抗体片段是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。
13.治疗感染寨卡病毒的对象或降低处于感染寨卡病毒风险之中的对象的感染可能性的方法,其包括向所述对象递送具有克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列的抗体或抗体片段。
14.权利要求13所述的方法,所述抗体或抗体片段由表1中所示的克隆配对的轻链和重链可变序列编码。
15.权利要求13至14所述的方法,所述抗体或抗体片段由与表1中所示的具有95%同一性的克隆配对的轻链和重链可变序列编码。
16.权利要求13至14所述的方法,其中所述抗体或抗体片段由与来自表1的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码。
17.权利要求13所述的方法,其中所述抗体或抗体片段包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列。
18.权利要求13所述的方法,其中所述抗体或抗体片段包含与来自表2的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列。
19.权利要求13所述的方法,其中所述抗体或抗体片段包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。
20.权利要求13至19所述的方法,其中所述抗体片段是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。
21.权利要求13至20所述的方法,其中所述抗体是IgG或重组IgG抗体或抗体片段,其包含Fc部分,所述Fc部分突变成改变(消除或增强)FcR相互作用、提高半衰期和/或提高治疗效力,例如LALA、N297、GASD/ALIE、YTE或LS突变;或者经聚糖修饰成改变(消除或增强)FcR相互作用,例如酶促或化学添加或去除聚糖或者在用限定的糖基化模式改造的细胞系中表达。
22.权利要求13至19所述的方法,其中所述抗体是嵌合抗体或双特异性抗体。
23.权利要求13至22所述的方法,其中所述抗体或抗体片段在感染之前或在感染之后施用。
24.权利要求13至23所述的方法,其中所述对象是妊娠雌性、性活跃雌性或正在接受生育治疗的雌性。
25.权利要求13至24所述的方法,其中递送包括抗体或抗体片段施用,或者用编码所述抗体或抗体片段的RNA或DNA序列或载体进行的遗传递送。
26.单克隆抗体,其中所述抗体或抗体片段的特征在于克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列。
27.权利要求26所述的单克隆抗体,其中所述抗体或抗体片段由根据来自表1的克隆配对序列的轻链和重链可变序列编码。
28.权利要求26所述的单克隆抗体,其中所述抗体或抗体片段由与来自表1的克隆配对序列具有至少70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码。
29.权利要求26所述的单克隆抗体,其中所述抗体或抗体片段由与来自表1的克隆配对序列具有至少95%同一性的轻链和重链可变序列编码。
30.权利要求26所述的单克隆抗体,其中所述抗体或抗体片段包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列。
31.权利要求26所述的单克隆抗体,其中所述抗体或抗体片段包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。
32.权利要求26至31所述的单克隆抗体,其中所述抗体片段是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。
33.权利要求26至31所述的单克隆抗体,其中所述抗体是嵌合抗体或者是双特异性抗体。
34.权利要求26至33所述的单克隆抗体,其中所述抗体是IgG或重组IgG抗体或抗体片段,其包含Fc部分,所述Fc部分突变成改变(消除或增强)FcR相互作用、提高半衰期和/或提高治疗效力,例如LALA、N297、GASD/ALIE、YTE或LS突变;或者经聚糖修饰成改变(消除或增强)FcR相互作用,例如酶促或化学添加或去除聚糖或者在用限定的糖基化模式改造的细胞系中表达。
35.权利要求26至34所述的单克隆抗体,其中所述抗体或抗体片段还包含细胞穿透肽和/或为胞内抗体。
36.编码抗体或抗体片段的杂交瘤或经改造的细胞,其中所述抗体或抗体片段的特征在于克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列。
37.权利要求36所述的杂交瘤或经改造的细胞,其中所述抗体或抗体片段由根据来自表1的克隆配对序列的轻链和重链可变序列编码。
38.权利要求36所述的杂交瘤或经改造的细胞,其中所述抗体或抗体片段由与来自表1的克隆配对可变序列具有至少70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码。
39.权利要求36所述的杂交瘤或经改造的细胞,其中所述抗体或抗体片段由与来自表1的克隆配对可变序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列编码。
40.权利要求36所述的杂交瘤或经改造的细胞,其中所述抗体或抗体片段包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列。
41.权利要求36所述的杂交瘤或经改造的细胞,其中所述抗体或抗体片段由与来自表2的克隆配对可变序列具有至少70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码。
42.权利要求36所述的杂交瘤或经改造的细胞,其中所述抗体或抗体片段包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。
43.权利要求36至42所述的杂交瘤或经改造的细胞,其中所述抗体片段是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。
44.权利要求36至43所述的杂交瘤或经改造的细胞,其中所述抗体是嵌合抗体或双特异性抗体。
45.权利要求36至43所述的杂交瘤或经改造的细胞,其中所述抗体是IgG或重组IgG抗体或抗体片段,其包含Fc部分,所述Fc部分突变成改变(消除或增强)FcR相互作用、提高半衰期和/或提高治疗效力,例如LALA、N297、GASD/ALIE、YTE或LS突变;或者经聚糖修饰成改变(消除或增强)FcR相互作用,例如酶促或化学添加或去除聚糖或者在用限定的糖基化模式改造的细胞系中表达。
46.权利要求36至45所述的杂交瘤或经改造的细胞,其中所述抗体或抗体片段还包含细胞穿透肽和/或为胞内抗体。
47.疫苗制剂,其包含一种或更多种抗体或抗体片段,所述抗体或抗体片段的特征在于克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列。
48.权利要求47所述的疫苗制剂,其中所述抗体或抗体片段中的至少一种由根据来自表1的克隆配对序列的轻链和重链可变序列编码。
49.权利要求47所述的疫苗制剂,其中所述抗体或抗体片段中的至少一种由与来自表1的克隆配对序列具有至少70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码。
50.权利要求47所述的疫苗制剂,其中所述抗体或抗体片段中的至少一种由与来自表1的克隆配对序列具有至少95%同一性的轻链和重链可变序列编码。
51.权利要求47所述的疫苗制剂,其中所述抗体或抗体片段中的至少一种包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列。
52.权利要求47所述的疫苗制剂,其中所述抗体或抗体片段中的至少一种包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。
53.权利要求47至52所述的疫苗制剂,其中所述抗体片段中的至少一种是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。
54.权利要求47至52所述的疫苗制剂,其中所述抗体中的至少一种是嵌合抗体或是双特异性抗体。
55.权利要求47至54所述的疫苗制剂,其中所述抗体是IgG或重组IgG抗体或抗体片段,其包含Fc部分,所述Fc部分突变成改变(消除或增强)FcR相互作用、提高半衰期和/或提高治疗效力,例如LALA、N297、GASD/ALIE、YTE或LS突变;或者经聚糖修饰成改变(消除或增强)FcR相互作用,例如酶促或化学添加或去除聚糖或者在用限定的糖基化模式改造的细胞系中表达。
56.权利要求47至55所述的疫苗制剂,其中所述抗体或抗体片段中的至少一种还包含细胞穿透肽和/或为胞内抗体。
57.疫苗制剂,其包含编码第一抗体或抗体片段的一种或更多种表达载体,所述第一抗体或抗体片段为根据权利要求26至34所述的。
58.权利要求57所述的疫苗制剂,其中所述表达载体是辛德毕斯病毒或VEE载体。
59.权利要求57至58所述的疫苗制剂,其配制成用于通过针注射、喷射注射或电穿孔来递送。
60.权利要求57所述的疫苗制剂,其还包含编码第二抗体或抗体片段、例如不同的根据权利要求26至34所述的抗体或抗体片段的一种或更多种表达载体。
61.保护感染寨卡病毒或处于感染寨卡病毒风险之中的妊娠对象的胎盘和/或胎儿的健康的方法,其包括向所述对象递送具有克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列的抗体或抗体片段。
62.权利要求61所述的方法,所述抗体或抗体片段由表1中所示的克隆配对的轻链和重链可变序列编码。
63.权利要求61至62所述的方法,所述抗体或抗体片段由与表1中所示的具有95%同一性的克隆配对的轻链和重链可变序列编码。
64.权利要求61至62所述的方法,其中所述抗体或抗体片段由与来自表1的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码。
65.权利要求61所述的方法,其中所述抗体或抗体片段包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列。
66.权利要求61所述的方法,其中所述抗体或抗体片段包含与来自表2的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列。
67.权利要求61所述的方法,其中所述抗体或抗体片段包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。
68.权利要求61至67所述的方法,其中所述抗体片段是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。
69.权利要求61至68所述的方法,其中所述抗体是IgG或重组IgG抗体或抗体片段,其包含Fc部分,所述Fc部分突变成改变(消除或增强)FcR相互作用、提高半衰期和/或提高治疗效力,例如LALA、N297、GASD/ALIE、YTE或LS突变;或者经聚糖修饰成改变(消除或增强)FcR相互作用,例如酶促或化学添加或去除聚糖或者在用限定的糖基化模式改造的细胞系中表达。
70.权利要求61至67所述的方法,其中所述抗体是嵌合抗体或双特异性抗体。
71.权利要求61至70所述的方法,其中所述抗体或抗体片段在感染之前或在感染之后施用。
72.权利要求61至71所述的方法,其中所述对象是妊娠雌性、性活跃雌性或正在接受生育治疗的雌性。
73.权利要求61至72所述的方法,其中递送包括抗体或抗体片段施用,或者用编码所述抗体或抗体片段的RNA或DNA序列或载体进行的遗传递送。
74.权利要求61所述的方法,其中与未经处理的对照相比,所述抗体或抗体片段提高了胎盘的尺寸。
75.权利要求61所述的方法,其中与未经处理的对照相比,所述抗体或抗体片段降低了胎儿的病毒载量和/或病理状况。
76.确定寨卡病毒抗原的抗原性完整性、正确构象和/或正确序列的方法,其包括:
(a)使包含所述抗原的样品与具有克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列的第一抗体或抗体片段接触;以及
(b)通过所述第一抗体或抗体片段与所述抗原的可检出结合来确定所述抗原的抗原性完整性、正确构象和/或正确序列。
77.权利要求76所述的方法,其中所述样品包含重组产生的抗原。
78.权利要求76所述的方法,其中所述样品包含疫苗制剂或疫苗生产批次。
79.权利要求76至78所述的方法,其中检测包括ELISA、RIA、western印迹、使用表面等离子体共振或生物层干涉术的生物传感器、或者流式细胞术染色。
80.权利要求76至79所述的方法,其中所述第一抗体或抗体片段由表1中所示的克隆配对可变序列编码。
81.权利要求76至79所述的方法,其中所述第一抗体或抗体片段由与表1中所示的克隆配对可变序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码。
82.权利要求76至79所述的方法,其中所述第一抗体或抗体片段由与表1中所示的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列编码。
83.权利要求76至79所述的方法,其中所述第一抗体或抗体片段包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列。
84.权利要求76至79所述的方法,其中所述第一抗体或抗体片段包含与来自表2的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列。
85.权利要求76至79所述的方法,其中所述第一抗体或抗体片段包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。
86.权利要求76至85所述的方法,其中第一抗体片段是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。
87.权利要求76至86所述的方法,其还包括再次进行步骤(a)和(b)以确定所述抗原随时间的抗原稳定性。
88.权利要求76至87所述的方法,其还包括:
(c)使包含所述抗原的样品与具有克隆配对的分别来自表3和表4的重链CDR序列和轻链CDR序列的第二抗体或抗体片段接触;以及
(d)通过所述第二抗体或抗体片段与所述抗原的可检出结合来确定所述抗原的抗原性完整性。
89.权利要求88所述的方法,其中所述第二抗体或抗体片段由表1中所示的克隆配对可变序列编码。
90.权利要求89所述的方法,其中所述第二抗体或抗体片段由与表1中所示的克隆配对可变序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列编码。
91.权利要求89所述的方法,其中所述第二抗体或抗体片段由与表1中所示的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列编码。
92.权利要求89所述的方法,其中所述第二抗体或抗体片段包含根据来自表2的克隆配对序列的轻链和重链可变序列。
93.权利要求89所述的方法,其中所述第二抗体或抗体片段包含与来自表2的克隆配对序列具有70%、80%或90%同一性的轻链和重链可变序列。
94.权利要求89所述的方法,其中所述第二抗体或抗体片段包含与来自表2的克隆配对序列具有95%同一性的轻链和重链可变序列。
95.权利要求89所述的方法,其中第二抗体片段是重组scFv(单链可变片段)抗体、Fab片段、F(ab’)2片段或Fv片段。
96.权利要求89所述的方法,其还包括再次进行步骤(c)和(d)以确定所述抗原随时间的抗原稳定性。
97.人单克隆抗体或抗体片段,或者产生所述抗体或抗体片段的杂交瘤或经改造的细胞,其中所述抗体与寨卡病毒E2抗原结合,识别高度四元表位并且识别选自D83、P222、F218和K123的一种或更多种残基。
98.权利要求97所述的人单克隆抗体或抗体片段,其中所述表位是结构域II表位。
99.权利要求97或98所述的人单克隆抗体或抗体片段,其中所述抗体或抗体片段识别残基D83、P222、F218和K123中的每一种。
100.权利要求97至99所述的人单克隆抗体或抗体片段,其中所述抗体或抗体片段中和至少一种非洲谱系寨卡病毒和至少一种亚洲谱系寨卡病毒。
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