CN116333125A - 结合死亡受体4和死亡受体5的抗体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及结合死亡受体4和/或死亡受体5的单克隆抗体，包括所述抗体的药物组合物，以及对患者给予所述药物组合物的治疗方法。
Description
分案申请说明
本申请是申请日为2016年10月28日，申请号为201680062988.1，发明名称为“结合死亡受体4和死亡受体5的抗体”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请主张于2015年10月30日提交的US 62/248,782的权益，为了一切目的，在此通过引用一并结合。
技术领域
本发明整体涉及单克隆抗体(mAb)和用于开发新生物制剂的重组DNA技术的组合，更具体地，涉及例如结合并活化死亡受体4和5的单克隆抗体的生产。
背景技术
肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL，也称为Apo2配体，还称为Apo2L或Apo2L/TRAIL)是TNF配体超家族的成员(综述于IAM van Roosmalen等，Biochem Pharmacol 91:447-456，2014)。TRAIL以刺激依赖性方式在免疫系统的许多细胞上表达并调节免疫应答，例如作为NK细胞介导的细胞毒性中的关键效应分子(C Falschlehner等，Immunol 127：145-154,2009)。TRAIL通过与细胞膜受体死亡受体4(DR4，也称为TRAIL-R1)和/或死亡受体5(DR5，也称为TRAIL-R2或Apo2)结合来激活外源性凋亡途径，从而诱导杀死易感细胞。更具体地说，这种有活性的、可溶形式的TRAIL是自组装的、非共价的同源三聚体，它以高亲和力结合三种受体分子的胞外结构域。这种结合诱导细胞内死亡结构域的寡聚化，和同聚或异聚复合物的形成(FC Kischkel等，Immunity 12：611-620,2000)，随后募集具有死亡结构域(FADD)的Fas相关蛋白，并形成死亡诱导信号复合体(DISC)。该死亡诱导信号复合体能导致半胱天冬酶的激活，然后是凋亡，细胞程序性死亡(参见van Roosmalen等.,如前文所引用)。
许多癌细胞表达了DR4和/或DR5，并且TRAIL能够选择性诱导癌细胞的凋亡(综述于J Lemke等，Cell Death Differ 21：1350-1364，2014)以及在肿瘤内皮细胞呈交联形式(NSWilson等，Cancer Cell 22:80-90，2012)。TRAIL本身和各种TRAIL受体激动剂已经被证明对癌细胞系和临床前模型具有强抗肿瘤活性(例如，A Ashkenazi等，J Clin Invest104:155-162,1999)。这些包括由人TRAIL的胞外区组成的重组人TRAIL(rhTRAIL；dulanermin)(R Pitti等，J.Biol Chem 271：12687-12690,1996)和许多针对DR4或DR5的激动剂单克隆抗体(mAb)，包括鼠源的，嵌合的，人源化的和人单克隆抗体(mAbs)(参见vanRoosmalen等，如前所引)。此类mAb包括针对DR4的4H6.17.8mAb(本文称为4H6；美国专利No.7,252,994)和mapatumumab(HGS-ETR1；Pukac等，Br J Cancer 92:1430-1441,2005)；以及针对DR5的3H3.14.5mAb(本文称为3H3；美国专利No.6,252,050)、conatumumab(AMG 655；P Kaplan-Lefko等，Cancer Biol Ther 9:618-631,2010)、drozitumab(Apomab；C Adams等.,Cell Death Differ15:751-761,2008)、lexatumumab(HGS-ETR2；GGeorgakis等，Br JHaematol 130：501-510,2005)和TRA-8及其人源化形式的tigatuzumab(CS-1008，A Yada等.,Ann Oncol 19:1060-1067,2008)；以及van Roosmalen所列的其他mAbs(如前所引，见第450页的表1)。
然而，尽管所有这些药物在体外以及通常的动物模型中能够非常有效地杀死肿瘤细胞(参见上文引用的参考文献)，但是它们中的任何一种在临床试验中都没有表现出强的活性，无论是单独使用还是与其他药剂组合使用，并且没有一种进入III期试验(综述于PMHolland，Cytokine Growth Factor Rev 25:185-193,2014以及Lemke等，如前所引。特别参见Holland的表1和Lemke等的表2和3，和其中引用的参考文献)。对于mAbs，一个原因可能是有交联mAbs的要求，以此寡聚化死亡受体以触发凋亡途径。这样的要求可以通过在体内将mAbs的Fc结构域与免疫细胞上的Fcγ受体(FcγR)结合而体内满足，但浸润肿瘤的免疫细胞可能太少，或者这种结合可能不具有足够高的亲和力。癌细胞也可能表达凋亡蛋白的抑制剂(见Lemke等，如前所引)。为了改善功效，人们正在开发TRAIL的修饰形式，包括与其他蛋白结构域融合以增强稳定性、寡聚和/或靶向(Lemke等，如前所引和Holland，如前所引)。同样地，已开发出了包含多个结合DR4和/或DR5的抗体结构域的结构体(K Miller等，JImmunol 170：4854-4861,2003；W Wang等，Immunol Cell Biol 91:360-367,2013；JEAllen等.，Mol Cancer Ther 11:2087-95，2012；H Huet等，Cancer Res 72abstract 3853,2012；WO 2014/022592；WO 2015/017822)，但这些结构体还没进入临床试验，或是在临床试验中未取得成功(KP Papadopoulos等，Cancer Chemother Pharmacol；Feb 27，2015，PMID：25721064)；它们非常不自然的结构可能会限制它们的临床效用。在另一种方案中，TRAIL和抗DR5 mAb AMG655的组合或联合用药比其单独的任一种药剂在体外和体内更有效(JDGraves等.，Cancer Cell 26：177-189,2014)。
发明内容
本发明提供了与DR4和DR5结合的单克隆抗体(mAb)，如D114和G4.2以及它们的人源化形式。在一个实施方案中，本发明提供了包含两对重链和轻链的双特异性单克隆抗体，其中每个重链/轻链对包含一个结合DR4的结构域和一个结合DR5的结构域。在其他实施方案中，本发明提供了具有4个结合DR4的结构域或4个结合DR5的结构域的多聚体mAb。在优选的实施方案中，该抗体具有Bs(scFv)4-IgG抗体的形式，该术语定义见下文。在任何双特异性或多聚体mAbs中，每个结合结构域优选为来自人源化的或人mAb，例如D114和G4.2的人源化形式。而且，本发明的任何mAb可以含有恒定区，所述恒定区包含增强与细胞Fcγ受体(FcγR)结合的突变，例如FcγRIIb，例如γ-1恒定区中的S267E和/或L328F突变(根据基于EU索引的Kabat编号)，优选两个或更多个此类突变。有利的是，mAb抑制小鼠中人肿瘤异种移植物的生长。另一方面，本发明提供了包含任何这些mAbs的药物组合物。第三个方面，对患者给予这种药物组合物来治疗癌症或其它疾病。
附图说明
图1A,B。为Bs(scFv)4-IgG抗体形式的结构简图，示出了单独的可变区和恒定区(A)或通过将每个轻链区与各自的重链区折叠在一起形成的结构域(B)。
VH1(或VL 1)＝第一抗体的重链(或轻链)可变区；对于第二抗体的VH2和VL2同样如此。CH1，CH2，CH3(或CL)＝重(轻)恒定区；H＝铰链区。V1(或V2)＝第一(或第二)抗体的全部可变区。
图2A-D。
图2A显示4H6和D114 mAbs与DR4的结合。
图2B显示4H6和D114 mAbs抑制Apo2L与DR4的结合。
图2C显示3H3和G4.2 mAbs与DR5的结合。
图2D显示3H3和G4.2 mAbs抑制Apo2L与DR5的结合。
mlgG是小鼠阴性对照mAb。
图3A-D。
在山羊抗小鼠IgG-Fc抗体(anti-mIgG-Fc)存在的情况下，经4H6和D114mAbs处理后，H60肺肿瘤细胞(A)和SW480结肠肿瘤细胞(B)的细胞活力；
在anti-mIgG-Fc存在的情况下，经3H3和G4.2 mAbs处理后，H60肺肿瘤细胞(C)和COLO 205结肠肿瘤细胞(D)的细胞活力。
图4A-D。4H6mAb的成熟重链(A)和轻链(B)可变区以及3H3mAb的成熟重链(C)和轻链(D)可变区的单字母氨基酸序列(分别为SEQ ID NOS:1-4)。
图5A-D。为HuD114-L1轻链(A)和HuD114-H1和HuD114-H2重链(B)的成熟可变区的氨基酸序列与小鼠D114和人受体V区的比对；HuG4.2-L1和HuG4.2-L2轻链(C)以及HuG4.2-H1和HuG4.2-H2重链(D)的成熟可变区的氨基酸序列与小鼠G4.2和人受体V区的比对。
上述序列分别为(A)SEQ ID NOS.5-7，(B)SEQ ID NOS.8-11，(C)SEQ ID NOS.12-15，和(D)SEQ ID NOS.16-19。
CDRs在D114(或G4.2)序列中用下划线标注。
D114的CDR-L1，-L2，-L3，-H1，-H2和-H3分别表示为SEQ ID NOS.20-25，而G4.2的则分别表示为SEQ ID NOS.26-31，HuD114(或HuG4.2)序列中用小鼠D114(或G4.2)氨基酸取代的氨基酸用双下划线标注。这里所有图中的轻链和重链都采用单字母氨基酸编码和Kabat编号系统。
图6A，B。双特异性抗体B-3H3/4H6-hFc**(SEQ ID NOS.32和33)的完整重链(A)和轻链(B)的单字母氨基酸序列，包括被切除的信号肽，所述信号肽因此不存在于成熟蛋白质中，其中成熟蛋白质为SEQ ID NO：34和35.
序列下的箭头将各个区域分开，所述区域分别为信号肽(删除线标注)，4H6 VH区(A)或3H3 VH区(B)，接头序列(下划线标注)，4H6 VL区(A)或3H3 VL区(B)和重链(A)或轻链(B)恒定区。突变的氨基酸267E和328F用加粗下划线标注。
图7A，B。在山羊anti-hIgG-Fc存在(B)或者不存在(A)的情况下，用WST-8试验分析测定经所述试剂处理后的SW480结肠肿瘤细胞的细胞活力。图中hIgG是对照人mAb。
图8A，B。在没有山羊anti-hIgG-Fc(A)和存在人PBMC(B)的情况下，经所示试剂剂处理后的H460肺肿瘤细胞的细胞活力。
图9A，B。(A)经来自4个人供体的PBMC和0.5μg/ml所示试剂孵育后，COLO 205结肠肿瘤细胞的细胞活力。(B)经1.0μg/ml指示剂和PBMC孵育后，所述细胞的细胞活力。
图中误差条是平均数的标准差(SEM)。
图10A，B。(A)在PBMCs(短虚线，4H6-hFc；长虚线，4H6-hFc*)存在下，经所示试剂处理后的COLO 205细胞的细胞活力。(B)所示试剂对COLO 205结肠肿瘤异种移植物的生长的抑制。
图11A-C。所示试剂对COLO 205结肠肿瘤异种移植物(A，C)和SW480结肠肿瘤异种移植物(B)的生长的抑制。
图12A，B。所示试剂对COLO 205结肠肿瘤异种移植物(A)和MIA PaCa-2胰腺肿瘤异种移植物(B)的生长的抑制。
图13A，B。图为所示抗DR4 mAbs与DR4的结合(A)和抗DR5 mAbs与DR5的结合(B)。本文的所有图中，-Fc和-Fc**后缀分别与-hFc和-hFc**意思相同(例如，HuD114-Fc#1与HuD114-hFc#1意思相同)。在此图和下面的图中，如图所示，一般实线表示mAbs的hFc**形式，虚线表示hFc或hFc*形式，点线表示小鼠mAb。
图14A，B。存在羊抗hIgG-Fc情况下，经抗DR4 Ab(A)和抗DR5mAb(B)处理后的COLO205结肠肿瘤的细胞活力。(A)和(B)中使用不同的浓度单位。
图15A-D。存在抗mlgG-Fc的情况下(对应的使用试剂是鼠TRA-8mAb)或存在山羊anti-hIgG-Fc的情况下(对应的使用试剂是人源化或人mAbs)，用所示试剂处理之后，COLO205结肠肿瘤细胞(A)，SW480结肠肿瘤细胞(B)，COLO 205细胞(C)和MIA PaCa-2胰腺肿瘤细胞(D)的细胞活性。
图16A-B。存在山羊抗hIgG-Fc的情况下，经所示试剂处理后的H60肺肿瘤细胞(A)和SW480结肠肿瘤细胞(B)的细胞活性。
图17A-F。存在人类PBMCs的情况下，用所示试剂治疗后，COLO 205结肠肿瘤细胞(A，C和E)和H60肺肿瘤细胞(B，D和F)的细胞活力。
图18A-D。所示试剂对COLO 205结肠肿瘤异种移植物(A)、H60肺肿瘤异种移植物(B)、COLO 205异种移植物(C)和Ramos淋巴瘤异种移植物(D)的生长抑制。
图19A，B。所示试剂对COLO 205肿瘤异种移植物(A)和MIA PaCa-2胰腺肿瘤异种移植物(B)的生长抑制。
图20A-D。(A，C)所示各个试剂与DR4和DR5同时结合的ELISA测定结果。在(A)中，4H6-hFc**和3H3-hFc**的曲线重叠，无法区分。(B，D)没有山羊抗mlgG-Fc的情况下，经所示试剂处理后的COLO 205细胞的细胞活力。
具体实施方式
1.抗体
本文中所述的“抗体”是指含有一个或多个能够结合抗原的结构域的蛋白质，其中这样的结构域来自或同源于天然抗体的可变结构域。单克隆抗体(“mAb”)是一种独特的抗体，与不同抗体的混合物相反。本文所述的抗体一般是单克隆的，除非另外说明。抗体的“抗原”是抗体特异结合的化合物，通常是多肽，但也可以是小肽或小分子半抗原或碳水化合物或其它部分。抗体的例子包括天然的、全长四聚体抗体；抗体片段，例如Fv、Fab、Fab’和(Fab’)2；单链抗体(scFv)(Huston等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:5879,1988；Bird等,Science 242:423,1988)；单臂抗体(Nguyen等.,Cancer Gene Ther 10:840,2003)；和双特异性抗体，嵌合抗体以及人源化抗体，这些术语在下文会进一步解释。抗体可能来源于任何脊椎动物物种，包括鸡、啮齿动物(例如小鼠、大鼠和仓鼠)、兔子、骆驼、灵长类和人类。包含恒定结构域的抗体可以是任何已知同种型，IgG、IgA、IgM和IgE及其亚型，例如人lgG1、LGG2、LGG3、lgG4和鼠IgG1，lgG2a、lgG2b和lgG3，和它们的同种异型以及isoallotypes，包括在同种异型和isoallotypes中多态性位点残基的排列。抗体也可以是嵌合的同种型，即它的一个或多个恒定区(C)可以包含不同同种型的区域，例如一个γ-1CH1区和铰链区，与来自γ-2，γ-3和/或γ-4基因的CH2和/或CH3结构域在一起。抗体也可以包含在恒定区的置换，来减少或增加效应功能，例如补体介导的细胞毒性或ADCC(参见，如Winter等,USPatent No.5,624,821；Tso等,US Patent No.5,834,597；和Lazar等,Proc Natl Acad SciUSA 103:4005,2006)，或延长人体内的半衰期(参见，例如Hinton等,J Biol Chem 279:6213,2004)。
天然抗体分子通常是由两个相同的异二聚体组成的四聚体，每个异二聚体包含成配对的一条重链和一条轻链。每条轻链和重链由可变区(VL指代轻链，VH指代重链，或V指代两者)与随后的恒定区(CL或CH或C)组成。CH区本身包含CH1，铰链(H)，CH2和CH3区。在三维(3D)空间中，VL和VH区折叠在一块形成V结构域，由于其与抗原结合，所以也称为结合结构域。CL区与CH1区折叠在一块，使得轻链的VL-CL和重链的VH-CH1区一起形成抗体的一部分，即为熟知的Fab：因此天然的“Y-型”抗体含有两个Fab，每个异源二聚体中的一个形成Y的臂。一个异源二聚体的CH2区域与另一个异源二聚体的CH2区域位置相对，并且各自的CH3区域彼此折叠，一起形成抗体单独的Fc结构域(Y的基础)，所述Fc结构域与免疫系统的其他组分相互作用。
在每个轻链或重链可变区内，存在称为互补决定区(“CDRs”)的三个短区段(平均约10个氨基酸长度)。抗体可变区中的六个CDR(三个来自轻链，三个来自重链)在3D空间中一起折叠形成实际的抗体结合位点，所述抗体结合位点锁定在靶抗原上。CDR的位置和长度已经由E Kabat等人定义了(Sequences of Proteins of Immunological Interest,U.S.Department of Health and Human Services,1983,1987,1991.)。CDRs以外的可变区部分被称为框架，其构成CDR的环境。Chothia等，J.Mol.Biol.196:901,1987已经定义了由结构决定的高变区或环的相关概念。
本文所述的，“基因工程”mAb是基于重组DNA技术，构建基因或将其置于非天然环境中(例如，人基因置于小鼠或噬菌体中)，并且因此包括如下所述的嵌合抗体和人源化抗体，但不包括用常规杂交瘤技术制备的小鼠或其他啮齿动物mAb。嵌合抗体(或分别是嵌合抗体轻链或重链)是一种抗体(或分别是抗体轻链或重链)，其中小鼠(或其它非人类物种)的抗体(或分别是抗体轻链或重链)的可变区与人抗体恒定区组合；它们的基因工程构建方法已被熟知。此类抗体保留小鼠抗体的结合特异性，同时约为人类的三分之二。
人源化抗体是基因工程抗体，其中来自非人“供体”(例如鸡，小鼠，大鼠，兔或仓鼠)的抗体CDR移植入人“受体”抗体序列中，使得人源化抗体保留了供体抗体的结合特异性(参见，如Queen,美国专利No.5,530,101 and 5,585,089；Winter,美国专利No.5,225,539；Carter,美国专利No.6,407,213；Adair,美国专利Nos.5,859,205 6,881,557；Foote,美国专利No.6,881,557)。受体抗体序列可以是例如成熟的人抗体序列，人抗体序列的共有序列，种系人抗体序列或两个或更多个此类序列的组合。因此，人源化抗体是一种具有完全或基本来自供体抗体的部分或全部的CDRs，还具有完全或基本来自人抗体序列的可变区构架序列和恒定区(如果有的话)。类似地，人源化轻链(或重链)至少具有完全或基本上来自供体抗体轻链(或重链)和轻链(或重链)可变区框架的1个、2个和通常情况下的全部3个CDRs，和基本上来自人受体轻链(重链)的轻链(或重链)恒定区(如果存在的话)。人源化抗体通常包含人源化重链和人源化轻链。人源化抗体中的CDR基本上来自非人抗体的相应CDR，当这两者的至少85％、90％、95％或100％的对应氨基酸(由Kabat定义)相同时。抗体链的可变区框架或者恒定区主要来源于对应的人可变区或者人恒定区，当这两者的至少85％、90％、95％或100％的对应氨基酸(由Kabat定义)相同时。
在此，以及本申请的其他地方所述，百分比序列同一性以Kabat编号惯例(CH区域的Eu指数)通过抗体序列最大匹配来确定的。比对后，如果是受试抗体区域(例如重链或轻链的完整成熟可变区)与参考抗体的相同区域进行比较，受试抗体和参考抗体区域的百分比序列同一性是受试抗体和参考抗体区域中被相同氨基酸占据的位置数量除以这两个区域的比对位置总数，其中空位不计数，乘以100转换为百分比。
为了保留人源化抗体的高结合亲和力，可以使用另外的两种结构元件中的至少一种。参见美国专利No.5,530,101和5,585,089，在此通过引用并入本文，其提供了构建人源化抗体的详细说明。在第一个结构元件中，受体或人源化抗体的重链可变区的框架被选择为与供体抗体的重链可变区的框架具有高度的序列同一性(在65％和95％之间)，通过从许多已知的人抗体中适应性地选择受体抗体重链。在第二个结构元件中，在构建人源化抗体时，根据规定的规则，将人受体抗体框架内(CDR外部)的选定氨基酸用来自供体抗体的相应氨基酸置换。具体地，基于它们与CDR相互作用的能力，来选择框架中要置换的氨基酸。例如，替换的氨基酸可以与供体抗体序列中的CDR相邻，或者距离人源化抗体中的CDR的4-6埃内，所述距离是在三维空间中测量的。
也可以用其他设计人源化抗体的方法获得与上文中美国专利No.5,811,429和No.5,585,089中的方法相同的结果，例如“超人源化”(参见Tan等人，J Immunol 169：1119,2002，和美国专利No.6,881,557)或是Studnicak等人，Protein Eng.7:805,1994中的方法。此外，其它的制备基因工程、降低免疫原性mAbs方法包括“重塑”、“高嵌合化”和镶面/表面重建，例如Vaswami等，Annals of Allergy，Asthma and Immunology 81:105，1998；Roguska等，Protein Eng.9:895,1996；以及美国专利No.6,072,035和No.5,639,641。更似人源的镶面抗体是通过替换有可能构成B或T细胞表位的、非人供体抗体的可变区框架中的特定氨基酸制备而成，例如暴露的残基(Padlan，Mol.Immunol.28：489，1991)。其他类型的基因工程抗体包括使用噬菌体展示方法制备的人抗体(Dower等，WO91/17271；Mccafferty等，WO92/001047；Winter，WO92/20791；和Winter，FEBS Lett.23：92,1998，其每一篇在此引用并入本文)或使用转基因动物(Lonberg等，WO93/12227；Kucherlapati WO91/10741，其每一篇在此引用并入本文)。
术语“抗体”或“mAb”还包括双特异性抗体。“双特异性抗体”是含有结合第一抗原的第一结构域，以及结合第二抗原的第二(不同)结构域的抗体，其中第一和第二结构域来自天然抗体的可变结构域或与其同源。第一抗原和第二抗原可以是相同的抗原，在这种情况下，第一和第二结构域可以结合抗原上的不同表位。术语双特异性抗体包括多特异性抗体，其除了第一和第二结构域之外，还含有一个或多个其他结合其它抗原的结构域，并来自或同源于天然抗体可变结构域。术语双特异性抗体还包括含有来自或同源于天然抗体可变区结构域的抗体，和来自另一种蛋白的第二结合结构域，例如受体的胞外结构域(双特异抗体-免疫粘附素)。并且术语双特异性抗体还包括具有双特异性结合结构域的“二合一”抗体(G Schaefer等，Cancer Cell 20:472-486,2011)。
双特异性抗体可用多种形式制备(参见例如Kontermann，MAbs 4:182-197,2012及其中引用的参考文献)，例如单链可变片段(scFv)，Fab-scFv和scFv-scFv融合蛋白(Coloma等，Nat Biotechnol 15：125-126,1997；Lu等，J Immunol Methods 267:213-226,2002；Mallender，J Biol Chem 269:199-206,1994)，Bs(scFv)4-IgG(Z Zuo等，Protein Eng 13:361-367,2000)，双可变结构域抗体(C Wu等，Nat Biotechnol 25:1290-1297,2007)和双抗体(Holliger等，Proc Natl Acad Sci USA 90:6444-6448,1993)。双特异性F(ab')2抗体片段通过化学偶联(Brennan等，Science 229：81,1985)或通过使用亮氨酸拉链(Kostelny等，J Immunol 148：1547-1553,1992)制备。形状更自然的双特异性抗体，其中每个重链-轻链对具有不同V区，该抗体可通过例如化学交联分别制备的两条重链-轻链对制备而得(Karpovsky等，J Exp Med 160：1686-1701,1984)，自然形状的双特异性抗体也可以通过在单个细胞中表达需要的重链和轻链来制备，或者通过融合两种杂交瘤细胞系来制备(“四联体”；Milstein等，Nature 305：537-540)或通过转染。可以通过“knobs-into-holes”技术(Ridgway等，Protein Eng 9：617-621,1996；Atwell等，J Mol Biol 270：26-35,1997；和美国专利No.7,695,936)来促进细胞中表达的正确的轻链和重链的结合，以形成目标双特异性抗体；任选地与一条轻链-重链对的抗原结合片段(Fab)内的重链和轻链结构域交换或“交叉”，从而产生称为“CrossMabs”的双特异性抗体(Schaefer等人，Proc Natl Acad SciUSA 108：11187-11192,2011；WO 2009/080251；WO 2009/080252；WO 2009/080253)。
与双特异性抗体的概念相关的是“多聚体”抗体，其是包含多于两个结合结构域的mAbs，各结合结构域结合相同的抗原。双特异性单克隆抗体的许多形式，例如Bs(scFv)4-IgG和双可变结构域，可通过使用相同的可变结构域作为各个结合结构域来改造成多聚体mAb。因此，例如，多聚体Bs(scFv)4-IgG抗体含有4个相同结合结构域的拷贝。
如果一个抗体与抗原的结合比其它不相关抗体与该抗原的结合显著得多时，就认为它特异性结合该抗原，并且因此通常具有针对该抗原的至少106，但优选107,108,109或1010M-1的结合亲和力(Ka)。通常，当说抗体与抗原结合时，意指特异性结合。如果说抗体不结合抗原，则意味着在实验误差内，其指示结合的任何信号与无关对照抗体的信号无法区分。mAb的表位是mAb结合的它的抗原上的区域。如果两种抗体彼此竞争性抑制(阻断)另一种抗体与抗原的结合，则判定两种抗体结合相同或重叠的表位。竞争性抑制结合是指1倍或5倍过量的一种抗体，以至少50％但优选75％抑制另一种抗体的结合，或者10倍，20倍或100倍过量的一种抗体，以至少75％但优选90％或甚至95％或99％抑制另一种抗体，通过竞争结合试验(参见Junghans等，Cancer Res.50:1495,1990)。如果竞争结合试验中，第二mAb抑制结合(第一mAb)的抑制浓度50(IC50)相当于，即第一抗体抑制其自身结合的IC50的2倍或3倍内，则称一个mAb(第二mAb)与另一mAb“完全”竞争结合抗原。如果第二mAb抑制(第一mAb的)结合的IC50实际大于，例如大于3倍或5倍或10倍的第一抗体抑制其自身结合的IC50，则称第二mAb与第一mAb“部分地”竞争结合抗原。通常，如果两种mAb彼此间完全竞争结合抗原，则这两种mAb在抗原上具有相同表位，并且如果一种mAb与另一种mAb至少部分竞争结合，则这两种mAb具有重叠表位。或者，如果抗原中几乎所有导致降低或消除该抗原与一种抗体结合的氨基酸突变都降低或消除其与另一种抗体的结合，则这两种抗体具有相同的表位；而如果抗原的部分氨基酸突变降低或消除该抗原与另一种抗体的结合，则这两种抗体具有重叠表位。
2.抗DR4和抗DR5抗体
如果结合DR4(即抗DR4 mAb)，或者结合DR5(即抗DR5 mAb)的单克隆抗体，在单克隆抗体与细胞膜受体DR4或DR5结合时，将凋亡信号传递给至少某些类型的细胞，从而诱导细胞凋亡，则称其为激动剂。这种抗体可以是阻断的或非阻断的，即分别是抑制或不抑制Apo2L/TRAIL与DR4或DR5的结合。本发明的激动剂mAb可以是结合DR4和DR5其中一个以及一个第二抗原，或者同时结合DR4和DR5的双特异性抗体，其以例如0.1、1、10、100、1000或10,000ng/ml的浓度抑制细胞活力或诱导细胞凋亡约25％、50％、75％、90％、95％、99％或更多，其以例如通过抑制细胞代谢的方法测定，例如使用WST-8试验。这里的细胞系可以是例如COLO 205或SW480结肠肿瘤系，H460肺癌系或BxPC-3胰腺癌细胞系。这种抑制细胞活力或诱导细胞凋亡的作用可以通过单独使用mAb，或者存在人外周血单核细胞等人细胞、或者存在交联mAb的抗体例如山羊anti-IgG-Fc(用例如10μg/ml)的情况下使用mAb而实现。作用效果通常将mAb加细胞加任何其他药物，在37℃孵育过夜后来测定。
本发明中使用的MAb优选对DR4或DR5特异，即它们不(特异性)结合，或仅以低得多的程度结合(例如，少于十倍)与DR4或DR5相关的蛋白质，例如肿瘤坏死因子(TNF)受体TNFR1和TNFR2以及TNFR超家族的其他成员，其他死亡受体如Apo-1(Fas)以及诱饵受体DcR1和DcR2。用于本发明的MAbs通常对DR4或DR5，具有至少107M-1但优选108M-1或更高的结合亲和力(Ka)，且最优选109M-1、1010M-1或1011M-1或更高。这样的mAb结合人DR4或DR5，但也有利地结合来自其他物种的DR4或DR5(例如小鼠或非人灵长类动物，例如食蟹猴)，理想地，其具有类似于(例如10倍以内)对人类DR4或DR5的结合亲和力。人DR4和DR5的序列分别由G Pan等人，Science.276：111-113,1997(GenBank：AAC51226.1)和H Walczak等人，EMBO J 16：5386-5397,1997(GenBank：CAG46696.1)提供。
本发明的示例性抗体是D114和G4.2及其嵌合和人源化形式，例如HuD114和HuG4.2。这些以及其它抗DR4 mAb如4H6(由杂交瘤ATCC HB-12455产生；参见美国专利No.7,252,994)和抗DR5 mAb如3H3(由杂交瘤ATCC HB-12534产生；参见美国专利No.6,252,050)，或其它的包含4H6或3H3的所有CDRs的抗体，都可以用于本发明的双特异性和多聚体mAb制备，其中优选嵌合、人源化或人激动剂mAbs形式。本发明的其他实施方案包括，优选激动剂抗DR4或抗DR5 mAb-普通IgG或双特异性或多聚体抗体-包含恒定区中增加与Fc受体结合的突变，所述Fc受体例如IgG抗体受体(FcγR)，例如FcγRIIb受体，例如下文所述的HuD114-hFc**和HuG4.2-hFc**mAbs。示例性突变为单独的G236D、L328F、S239D和S267E突变，并且优选为双突变例如G236D/S267E、S239D/S267E和最优选S267E/L328F，所述双突变提供比任一上述突变更大的结合亲和力(SY Chu Mol Immunol 45：3926-3933,2008)，也提供比其它氨基酸位置突变更大的结合亲和力，采用Kabat编号系统定义本文所述的所有氨基酸位置。其中，已显示S267E单突变，在体外和体内增加抗DR5 mAb的效力(F Li等，Proc Natl AcadSci USA 109：10966-10971,2012)。最优选地，本发明的mAb抑制小鼠中人肿瘤异种移植物的生长，其通过实施例中的任何一种方法或本领域中已知的其他方法测定。
具有在氨基酸序列上(如Kabat所定义的)，单独或总共地至少有90％，95％或98％或完全等同于D114(或G4.2)的CDRs的CDRs(例如轻链中的3个CDR和重链中的3个CDR)，并保持功能性质的MAbs，例如人源化的D114(或G4.2)mAb、或有少量功能上无关的氨基酸取代(例如，下文定义的保守取代)、缺失或插入的D114(或G4.2)都属于本发明的实施方案，此时可具有或不具有前文所述氨基酸突变。
一旦分离出具有本文所述期望性质的单个、原型抗人DR4(或抗人DR5)mAb，例如D114(或G4.2)，就可以通过本领域已知的方法，直接生产其它具有类似性质的mAbs，包括与DR4(或DR5)竞争结合和/或具有相同表位。例如，可用DR4(或DR5)的胞外结构域免疫小鼠，产生杂交瘤，根据与D114竞争结合DR4(或DR5)的能力，筛选得到mAb。还可以用含有D114(或G4.2)结合的表位的DR4(或DR5)的较小片段免疫小鼠。可以通过例如，与跨越DR4(或DR5)的一系列重叠肽的结合来定位表位。然后以这些方式产生的小鼠mAbs可以人源化。或者，采用Jespers等，Biotechnology 12：899,1994的方法，其可以用于指导选择具有相同表位并且因而具有与D114(或G4.2)相似性质的mAbs，该文献在此引用并入本文。使用噬菌体展示，首先将D114(或G4.2)的重链与一组(优选人类)轻链配对来选择结合DR4(或DR5)的mAb，然后将新的轻链与一组(优选人类)重链配对以选择具有与D114(或G4.2)相同表位的结合DR4(或DR5)的mAb。或者可通过诱变编码D114(或G4.2)的重链和轻链的DNA而获得D114(或G4.2)的变体。
可以通过多种本领域已知的方法来表达基因工程mAb，例如嵌合或人源化或双特异性mAb。例如，可以通过重叠的寡核苷酸合成编码它们的轻链和重链V区的基因，并将其与可用的C区一起插入表达载体(例如，可从Invitrogen购买)，所述载体提供必需的调节区，例如启动子、增强子、多聚A位点等。优选使用CMV启动子-增强子。然后可以使用各种众所周知的方法，例如脂质转染或电穿孔，将表达载体转染至多种哺乳动物细胞系，比如CHO或包括Sp2/0和NS0的非生产性骨髓瘤，以及适当的抗生素筛选选择的表达抗体的细胞。参见例如美国专利No.5,530,101。可以通过在可商购的生物反应器中培养细胞来产生更大量的抗体。因此，本发明提供了表达本文所述的任何mAbs的细胞系。
经过表达，本发明的包括双特异性mAbs在内的mAbs可根据本领域的标准程序，例如微滤、超滤、蛋白A或G亲和层析、尺寸排阻层析、阴离子交换层析、阳离子交换层析和/或基于有机染料等的其他形式的亲和层析。对于药物用途，优选具有至少约90或95％同源性的基本上纯的抗体，并且最优选98％或99％或更多的同源性。还应理解的是，当mAb通过常规程序制造时，轻链和/或重链的氨基末端或羧基末端处的一个至数个氨基酸，例如重链的C-末端赖氨酸，可能有一部分或全部地缺失或衍生，并且这种组合物仍然被认为是相同的mAb。
3.双特异和多聚体抗体
在一个实施方案中，本发明提供了双特异性单克隆抗体，其包含至少一个结合DR4的结合结构域和至少一个结合DR5的结合结构域。这种抗体在本文中被称为双特异性DR4/DR5抗体或mAb。在优选的实施方案中，每个结合结构域来自人源化或人mAb。在优选的实施方案中，双特异性抗体包含两个或更多个结合DR4的结合结构域和两个或更多个结合DR5的结合结构域；通常两个结合DR4的结合结构域是相同的，并且结合DR5的两个结合结构域是相同的。在任何情况下，优选如上所述的双特异性mAb作激动剂，即在易感细胞如癌细胞中通过DR4和/或DR5诱导凋亡信号。示例性的双特异性mAbs包含本文公开的4H6抗DR4 mAb或D114 mAb及其人源化形式的结合结构域，以及本文公开的3H3抗DR5 mAb或G4.2 mAb的结合结构域及其人源化形式。
本发明的双特异性抗体可以是任何形式，例如上文引用的Kontermann所列出的任何形式。在一个优选的实施方案中，双特异性抗体为上文所引用的Zuo等描述的Bs(scFv)4-IgG形式，并在图1A，B中示出。在这种形式下，单链(scFv)形式的一个结合结构域连接到CL区域，因而成为轻链的N端结构域，而scFv形式的另一个结合结构域连接到CH1结构域，因而成为重链的N端结构域，两条轻链和两条重链形成与普通IgG抗体一样的同型二聚体，但其每种结合域各含有两个。因此，Bs(scFv)4-IgG形式的优点是它是同型二聚体，每个单体中具有相同的重链和轻链，因此不需要采取任何预防措施来确保正确的异源二聚化。通常选择(G4S)3GS或ASGS(G4S)3作为每个scFv内连接VL和VH区的接头。每个scFv结合结构域可以是VL-接头-VH的形式或VH-接头-VL的形式(如图1A所示)，或者结合结构域可是轻链的一部分加重链的一部分，所以可以由两种给定的结合结构域(例如，HuD114和HuG4.2的结合结构域域)制备Bs(scFv)4-IgG抗体的总共2×2×2＝8个变体，所述变体可能具有不同的性质。
在本发明的另一个实施方案中，双特异性抗体为例如前文引用的Wu等人描述的双可变结构域形式(参见图1A及其标注)。与Bs(scFv)4-IgG mAbs一样，这种双特异性mAb是同源二聚体，每个单体含有每种结合结构域各一个，以V1-V2-恒定结构域的顺序连接。多种肽接头可用于连接第一个和第二个可变区，例如重链中的ASTKGPSVFPLAP和轻链中的RTVAAPSVIFIPP，或两条链中的ASGS(G4S)3。例如，在这样的双特异性mAb中，HuG4.2的可变结构域可以作为第一结构域，HuD114的可变结构域可以作为第二结构域；接头可以是前面提到过的，并且恒定区可以是人类lgG1，κ同种型。
在本发明的其它优选实施方案中，包含轻链和重链对的抗DR4 mAb的单体，与包含轻链和重链的抗DR5 mAb的单体配对，形成具有正常IgG分子构型的异源二聚体。如果在细胞中表达全部四条链，可通过将隆起物和空穴插入相应重链的CH3区，来促进目标异源二聚体双特异性抗体而不是同源二聚体的形成(Ridgway等,Protein Eng 9:617-21,1996；Atwell等,J Mol Biol270:26-35,1997；和美国专利No.7,695,936)，同时在其中一个单体的重链和轻链结构域通过“交叉”促进轻链和重链的正确配对以形成每种抗DR4和抗DR5单体(Schaefer等，Proc Natl Acad Sci USA 108：11187-92,2011；WO2009/080251；WO2009/080252；WO2009/080253)。
在另一个实施方案中，本发明提供了含有3个或更多个结合DR4结合结构域、或3个或更多个结合DR5的结合结构域的多聚体抗体，例如4个结合结构域。在优选的实施方案中，抗DR4或抗DR5多聚mAb以Bs(scFv)4-IgG或双可变结构域形式存在，从而其分别恰好含有4个针对DR4或DR5的结合结构域。
在本发明特别优选的实施方案中，任何形式的双特异性DR4/DR5或多聚体抗DR4或抗DR5抗体，包括恒定区中增加与Fc受体结合的突变，例如FcγRIIb受体，所述的形式包括上文中具体描述的那些形式，如Bs(scFv)4-IgG和双可变结构域。示例性的突变为单独的G236D、L328F、S239D、S267E突变，并且优选为双突变G236D/S267E，S239D/S267E，最优选S267E/L328F(如前文引用的SY Chu等所描述)，还有这些氨基酸位点的其它突变。任何具有结合DR5的V1结构域、结合DR4的V2结构域以及天然人恒定区的Bs(scFv)4-IgG或双可变结构域双特异性抗体(参见图1B)，称为B-DR5/DR4-hFc，进一步地如果含有S267E/L328F双重突变，则称为B-DR5/DR4-hFc**；类似地，具有结合DR4的V1与结合DR5的V2的，则称为B-DR4/DR5-hFc和B-DR4/DR5-hFc**。V1和V2都与DR4(或DR5)结合的多聚体Bs(scFv)4-IgG或双重可变域抗体，称为B-DR4/DR4-hFc(或B-DR5/DR5-hFc)，如果它进一步地含有S267E/L328F突变，则称为B-DR4/DR4-hFc**(或B-DR5/DR5-hFc**)。
本发明还提供了包括双特异性抗体的变体抗体，其轻链和重链与本文具体描述的轻链和重链的区别在于，有少量(例如，通常不超过1、2、3、5或10)的取代、缺失或插入，通常在C区或V区框架中，但也可能在CDRs中。就被替换的氨基酸而言，通常在变体序列中进行的替换是保守的。可以如下对氨基酸分组用于确定保守取代，即组内的取代：组Ⅰ(疏水侧链)：met、ala、val、leu、ile；组Ⅱ(中性亲水侧链)：cys、ser、thr；组Ⅲ(酸性侧链)：asp、glu；组Ⅳ(碱性侧链)：asn、gln、his、lys、arg；组V(影响链走向的残基)：gly、pro；组VI(芳香族侧链)：trp、tyr、phe。优选地，抗体中的置换对抗体的结合亲和力或效力，即其通过DR4和/或DR5传递凋亡信号的能力，没有实质性影响。优选地，变体序列至少90％，更优选至少95％，最优选至少98％相同于原始序列。另外，可以使用恒定区的其他同种异型或同种型。
4.治疗方法
在一个优选的实施方案中，本发明提供了包含本文所述的任何抗体的药物制剂，例如B-DR5/DR4-hFc、B-DR5/DR4-hFc**、B-DR4/DR5-hFc或B-DR4/DR5-hFc**双特异性mAb、或B-DR4/DR4-hFc B-DR4/DR4-hFc**、B-DR5/DR5-hFc或B-DR5/DR5-hFc**多聚体mAb，以及D114和G4.2的人源化形式，例如HuD114-hFc**和HuG4.2-hFc**。药物制剂含有置于生理上可接受的载体中的mAb，可选地含有赋形剂或稳定剂，该药物制剂呈冻干或水溶液形式。可接受的载体，赋形剂或稳定剂在所使用的剂量和浓度下，对接受者无毒，并且包括缓冲液，例如磷酸盐、柠檬酸盐或乙酸盐，缓冲液的pH值通常为5.0至8.0，最通常为6.0至7.0；盐例如氯化钠、氯化钾等制成等渗液；抗氧化剂、防腐剂、低分子量多肽、蛋白质、亲水聚合物例如聚山梨醇酯80、氨基酸、碳水化合物、螯合剂、糖和本领域技术人员已知的其他标准成分(Remington'S Pharmaceutical Science 16th edition,Osol,A.Ed.1980)。mAb通常以0.1-1mg/kg或1-100mg/ml的浓度存在，但最通常的是10-50mg/ml，例如10、20、30、40或50mg/ml。
在另一个优选的实施方案中，本发明提供了一种通过施用药物制剂形式的本发明的任何抗体，例如B-DR5/DR4-hFc、B-DR5/DR4-hFc**、B-DR4/DR5-hFc或B-DR4/DR5-hFc**双特异性mAb或B-DR4/DR4-hFc、B-DR4/DR4-hFc**、B-DR5/DR5-hFc或B-DR5/DR5-hFc**多聚mAb、以及D114和G4.2的人源化形式(例如HuD114-hFc**和HuG4.2-hFc**)，治疗病患的方法，这些抗体通常为了破坏有害细胞比如表达DR4和/或DR5的癌症细胞。制备于药物制剂中的mAb可以通过任何合适的途径给予患者，特别是通过静脉内输注或推注、肌内或皮下给药。静脉滴注可以在15分钟内完成，但更常见的是30分钟，或者1、2或甚至3小时。mAb也可以直接注射到病灶(例如肿瘤)，或者封装到载体试剂如脂质体中。给予的剂量足以缓解所治疗的病症(“治疗有效剂量”)，并且可能为0.1-5mg/kg体重，例如1、2、3、4或5mg/kg，但可以高达10mg/kg或甚至15、20或30mg/kg，例如在0.1-1mg/kg、1-10mg/kg或1-20mg/kg的范围内。还可以给予固定的单位剂量，例如50、100、200、500或1000mg，或者剂量可以基于患者的表面积，例如1000mg/m2。通常给药1至8剂量(例如1、2、3、4、5、6、7或8)以治疗癌症，但可能给药10、20或更多剂量。例如每日一次，mAb给药频率为每周两次、每周一次、每隔一周一次，每月一次或以其他一些时间间隔，这取决于例如mAb的半衰期，持续1周、2周、4周、6周、8周、3-6个月或更长时间。也有可能有重复的疗程，如慢性给药。
特别易受本发明mAb治疗的疾病包括，与相同组织类型的正常细胞相比表达升高水平的DR4和/或DR5的细胞(例如癌细胞)的相关的疾病，例如卵巢癌、乳腺癌、肺癌(小细胞或非小细胞)、结肠癌、前列腺癌、胰腺癌、胃癌、肝癌(肝细胞癌)、肾癌(肾细胞癌)、头颈部肿瘤、黑素瘤、肉瘤、和脑肿瘤(例如成胶质细胞瘤)。血液恶性肿瘤如白血病和淋巴瘤对本发明的mAb也可能是易感的。可选地，可以在开始或继续治疗之前评估受治疗者的癌细胞中DR4和/或DR5的表达。可以在mRNA上或优选在蛋白质水平上评估表达，例如通过活检标本的免疫测定，例如免疫组织化学(IHC)。DR4和/或DR5的表达优选至少高于用无关对照抗体通过免疫测定法评估的背景，并且更优选地高于相同组织类型的非癌细胞的表达水平。其它对用本发明的mAb治疗敏感的疾病包括自身免疫性疾病，例如类风湿性关节炎、多发性硬化症和炎性肠病。
在一个优选的实施方案中，本发明的mAb与其他治疗方案联合(即与其一起，即在其之前、期间或之后)给药。例如，为了治疗癌症，mAb可以与任何一种或多种已知的化疗药物联合给药，例如烷化剂如卡莫司汀、苯丁酸氮芥、顺铂、卡铂、奥沙利铂、丙卡巴肼和环磷酰胺；抗代谢物例如氟尿嘧啶、氟尿苷、氟达拉滨、吉西他滨、甲氨蝶呤和羟基脲；天然药物，包括植物生物碱和抗生素如博来霉素、多柔比星、柔红霉素、伊达比星、依托泊苷、丝裂霉素、米托蒽醌、长春碱、长春新碱和Taxol(紫杉醇)或相关化合物例如
拓扑异构酶1抑制剂伊立替康；酪氨酸激酶抑制剂例如/>
(伊马替尼)、/>
(舒尼替尼)、/>
(索拉非尼)、/>
(埃罗替尼)、/>
(拉帕替尼)、/>
(吉非替尼)和/>
(克唑替尼)；雷帕霉素(西罗莫司)和其他mTOR抑制剂；和血管生成抑制剂；以及WO 2005/017107 A2(其通过引用并入本文)中列出的所有批准的和实验性的抗癌剂。mAb可以与1、2、3或更多种这些其他药剂组合使用，优选以标准化疗方案使用。通常，其他药物是已被人们认为或已知的对所治疗的特定类型的癌症有效的那些药物。
其它的与本发明的mAb联合用于治疗癌症的药剂，包括生物制剂，例如单克隆抗体，所述的单克隆抗体包括针对HER2抗原的
或/>
(培妥珠单抗)、针对VEGF的/>
表皮生长因子(EGF)受体的抗体，例如/>
(西妥昔单抗)和
(帕尼单抗)、免疫系统的激活剂，例如/>
(伊匹单抗)、还有抗PD-1mAb例如/>
(nivolurnab)和/>
(pembroluzimab)、以及抗体-药物缀合物如KadcylaTM(ado-trastuzumab emtansine)。而且，mAb可以与任何形式的手术和/或放射疗法联用。
联合本发明的mAb的治疗方案(例如标准化疗)，与相同的不联合mAb的治疗方案(例如化疗)相比，可以将具有如上文所列出的特定类型的癌症患者的中位无进展生存或总体生存时间，增加至少20％或30％或40％，但优选50％、60％至70％或甚至100％或更长；或(至少)增加2、3、4、6或12个月。另外或备选地，联合mAb的治疗方案(例如标准化学疗法)，与不联合mAb的相同治疗方案(例如化疗)相比，可以将患者(特别是复发或难治性)的完全反应率、部分反应率或客观反应率(完全+部分)增加至少30％或40％，但优选50％，60％至70％或甚至100％。
通常，在临床试验中(例如Ⅱ期、Ⅱ/Ⅲ期或Ⅲ期试验)，相对于只接受化学疗法的对照组(或加上安慰剂)，化疗联合单克隆抗体mAb治疗的患者的中位无进展生存和/或反应率(前文提到的)的增加具有统计学显着性，例如在p＝0.05或0.01或甚至0.001水平。还应理解的是，反应率由癌症临床试验中常用客观标准确定，例如，如国家癌症研究所和/或食品和药物管理局所接受的，例如RECIST标准(实体瘤的反应评估标准)。
5.其它方法
本发明的mAbs还可用于诊断、预后和实验。它们可以用于测量肿瘤患者的肿瘤中或循环系统中的DR4和/或DR5的水平，并由此遵循和指导肿瘤的治疗。例如，与高水平的DR4和/或DR5相关的肿瘤特别容易受到mAb治疗的影响。在具体的实施方案中，例如在肿瘤活检标本或血清中，mAb可以用于ELISA或放射免疫分析来测定DR4和/或DR5的水平。同时使用抗DR4mAb和抗DR5 mAb对检测同时表达DR4和DR5的细胞特别有用。对于各种测定方法，可以用荧光分子、自旋标记的分子、酶或放射性同位素标记mAb，并且可以以试剂盒的形式提供，所述试剂盒带有进行测定的所有必需试剂。在其他用途中，单克隆抗体用于来纯化DR4或DR5，例如通过亲和层析。
6.实施例
实施例1：抗DR4和抗DR5mAbs的制备
为了制备和测定结合人DR4的mAbs，使用标准分子生物学方法构建了几种融合蛋白。为了制备DR4-hFc，制备了编码人DR4的细胞外结构域(氨基酸109-239)的cDNA，并将其插入pCI载体(Invitrogen)的衍生物，在C端与人Igγ-1Fc区(铰链-cH2-cH3)连接，转染并在293F哺乳动物细胞中表达。采用类似地方法，使用从食蟹猴肝cDNA(Biochain)克隆而来的猴DR4胞外结构域，构建cDR4-hFc融合蛋白来获得猴DR4结构域。通过使用蛋白质A柱，从293F培养上清液纯化这些Fc-融合蛋白。类似地，通过将人DR4细胞外结构域连接至C端带有FLAG肽(DYKDDDDK)的人Igκ恒定区，来制备DR4-KF融合蛋白；使用食蟹猴DR4制备类似蛋白质cDR4-KF。用抗FLAG柱纯化这些FLAG标记的融合蛋白。为了产生和测定与人DR5结合的mAb，使用人和食蟹猴DR5以与DR4相同的方式，制备完全类似的一组蛋白DR5-hFc和DR5-KF以及cDR5-hFc和cDR5-KF细胞外结构域(氨基酸54-183)。应用人Apo2L/TRAIL蛋白(氨基酸95-281)(R&D systems)进行阻断检测。还使用商业化的人DR4-Fc和DR5-Fc融合蛋白(R&Dsystems)。
为了制备抗DR4 mAbs，通过各个后足垫免疫Balb/c小鼠，每周免疫两次，进行11次(使用1μgDR4-hFc(来自R&D Systems的TRAILR1-Fc))，然后用5μg DR4-hFc重悬于MPL/TDM佐剂(Sigma-Aldrich)免疫5次，DR4-hFc的制备如上文所述。最后一次加强免疫三天后，使用35％聚乙二醇将腘窝淋巴结细胞与鼠骨髓瘤细胞P3X63AgU.1(ATCC CRL 1597)融合。根据Chuntharapai和Kim,J Immunol 163：766,1997所述，在HAT培养基中筛选杂交瘤。融合十天后，通过下文所述的DR4结合ELISA来筛选杂交瘤培养上清液。筛选的杂交瘤通过有限稀释克隆两次。通过蛋白质A/G柱纯化，腹水和筛选的杂交瘤培养液中的MAbs。在筛选出的用于进一步分析的几种抗体中，选择抗体D114用于下一步，这是因为其在细胞杀伤测定中显示出优越的激动剂活性。使用同种型试剂盒测定D114的同种型，确定为IgG1，κ。
为了制备抗DR5 mAbs，通过各个后足垫免疫Balb/c小鼠，每周免疫两次，进行12次(使用5μg DR5-hFc，然后用重悬于MPL/TDM佐剂(Sigma-Aldrich)的1μg DR5-hFc免疫1次。最后一次加强后三天，将腘窝淋巴结细胞与鼠骨髓瘤细胞融合，并且按上文对于抗DR4mAbs那样的，用HAT培养基筛选杂交瘤。融合十天后，按下文所述的DR5结合ELISA，筛选杂交瘤培养上清液。然后按上文对抗DR4 mAbs那样的，通过有限稀释将筛选的杂交瘤克隆两次，并进行纯化。如下文所述，进一步测试所筛选mAbs对COLO 205细胞活力的影响，以及其对猴DR5的结合活性。在几种筛选的抗体中，选择抗体G4.2用于下一步，这是因为其在细胞杀伤测定中显示出优越的激动剂活性。使用同种型试剂盒测定G4.2，其同种型确定为IgG1，κ。
实施例2：抗体的结合与阻断活性
本专利申请中所述的每个ELISA检测的步骤，都是通过与合适的试剂在室温下孵育1小时来进行，除了开始的平板包被步骤要4℃过夜，并随后用2％BSA阻断1小时。在每个步骤之间，用含有0.05％吐温20的PBS洗涤平板3次。数据点一般是取两次或三次；重复数据点之间通常几乎没有变化。
为了测定mAbs与DR4(或DR5)的结合，通常使用捕获测定法：首先用山羊抗小鼠IgG-Fc(2μg/ml)包被平板过夜，用2％BSA封闭，用杂交瘤上清液或递增梯度浓度的待测纯化抗体孵育，然后用0.3μg/ml的DR4-KF(或DR5-KF)。通过添加HRP-山羊抗人κ，然后是TMB基质来检测捕获的DR4-KF(或DR5-KF)。然而，为了测量HuG4.2变体与DR5的结合，如下所述，使用直接结合测定法：将平板用Dr5-Fc(0.5μg/ml)包被、封闭、捕获与递增梯度浓度的mAbs温育，而结合的mAb用HRP-山羊抗人κ检测。
为了测定mAb的阻断活性，首先用山羊抗人IgG g-Fc(2μg/ml)包被平板过夜、用2％BSA封闭、然后与0.5μg/ml的DR4-hFc(或DR5-hFc)孵育。然后将50ng/ml Apo2L(TRAIL，R&D Systems)与各种浓度mAb混合加入到孔中，通过加入0.2μg/ml生物素化的抗TRAIL抗体(R&D Systems)、然后加入HRP-链霉亲和素、然后加入TMB底物检测结合的Apo2L。
采用这些ELISA测定方法，显示D114如同4H6那样结合DR4(图2A)，并且如同4H6那样阻断Apo2L与DR4结合(图2B)。类似地，在结合测定中使用cDR4-hFc蛋白的结果表明，D114与食蟹猴DR4结合，这也如同其与人DR4的结合。还显示G4.2与DR5良好结合(图2C)并有效阻断Apo2L与DR5的结合(图2D)。此外，根据上文所述使用cDR5-hFc蛋白的结合测定，显示G4.2也与食蟹猴DR5良好结合，然而该测定中3H3不与食蟹动物DR5结合，这给G4.2提供了相对于3H3的优势，也表明G4.2必须具有与3H3不同的表位。
实施例3：D114和G4.2的细胞杀伤作用
为了进行试验以检测细胞活力的降低(本文称为细胞杀伤)，将人肿瘤细胞系(在DMEM/10％FCS中)的以2×104个细胞/100μI/孔接种到96孔板中，并温育过夜(在37℃和5％CO2的标准条件下)。然后去除培养基，并换成100μL含有递增梯度浓度的mAb的相同培养基，用或不用10μg/ml针对小鼠的山羊抗小鼠IgG-Fc(抗mIgG-Fc)和针对人类、人源化或嵌合抗体的山羊抗人IgG-Fc(抗hIgG-Fc)。在某些试验中，当孔板接种肿瘤细胞时，mAb和抗IgG-Fc被包含在培养基中。每种浓度的mAb一式两份进行。在标准条件下孵育过夜后，加入10μL/孔的WST-8过1小时，测量OD 450处的吸光度来测定细胞活力。在一些实验中使用山羊抗mIgG-Fc或抗hIgG-Fc的目的，是交联(寡聚)被测试的抗DR4或抗DR5抗体，因此可能向细胞传递更强的凋亡信号。抗IgG-Fc抗体的这种交联被认为模拟了，当抗-DR4或抗-DR5抗体结合DR4或者DR5，由此与浸润肿瘤的白细胞通过其细胞表面的FcγR产生的交联。
使用该测定法，在抗mIgG-Fc的存在情况下，测定了D114抑制H460肺肿瘤细胞系(ATCC HTB-177；图3A)和SW480结肠肿瘤细胞系(ATCC CCL-228；图3B)以及其它测试细胞系的细胞活力的作用于4H6一样。类似地，G4.2抑制H460细胞(图3C)和COLO 205结肠肿瘤细胞(ATCC CCL-222；图3D)的细胞活力的作用几乎与3H3一样。
实施例4：抗体的构建和鉴定
mAbs的重链和轻链可变区的克隆，各种mAbs的构建和表达以及突变的引入，均使用分子生物学的标准方法进行，例如美国专利No.7,632,926所述(在此引入作为参考用于所有目的)。4H6的成熟重链和轻链可变区的氨基酸序列分别显示于图4A和4B中，3H3的成熟重链和轻链可变区分别显示于图4C和4D中。D114的成熟重链和轻链可变区分别显示于图5A和5B中，其列于顶部线条标记为D114；G4.2的成熟重链和轻链可变区分别显示于图5C和5D中，其列于顶部线条标记为G4.2。
另外，为了与本文公开的mAb比较，基于已公开的序列构建了几种其它抗DR5mAbs：人mAbs drozitumab(Apomab；美国专利No.US 8,030,023的图17和18)和conatumumab(AMG 655；WO2012/106556的图19)和小鼠mAb TRA-8(美国专利No.7,244,429的图23和24)。
作为本文使用的惯例，应用于抗体的“hFc**”后缀(在某些图中也写作Fc**)意指其含有具有S267E和L328F突变的人γ-1恒定区，其序列是如图6A的一部分所示(参见图6A的说明)，而“hFc”后缀意指它含有没有S267E和L328F突变(因此在那些氨基酸位置是S和L)的人γ-1恒定区。我们通过将对应小鼠抗体的可变区与人κ恒定区以及人γ-1恒定区组合的方法构建了3H3-hFc、4H6-hFc、0114-hFc和G4.2-hFc嵌合抗体，还构建了对应的具有包含S267E和L328F突变的人γ-1恒定区的3H3-hFc**、4H6-hFc**、D114-hFc**和G4.2-hFc**嵌合抗体。为了在一些实验中进行比较，我们还通过将人Apomab可变区与含有S267E和L328F突变的人γ-1恒定区组合来构建抗体Apomab-hFc**。
以Bs(scFv)4-IgG的形式构建双特异性抗体B-4H6/3H3-hFc**：该mAb的重链和轻链的氨基酸序列分别示于图6A和图6B，每个成熟链起始于信号肽后的第一个氨基酸。因此，该mAb具有图1A所示的构造，具有来自4H6 mAb的VH1和VL1以及来自3H3 mAb的VH2和VL2。
实施例5：抗体的细胞杀伤作用
在上述细胞杀伤试验中，测试了上述各种抗体杀死不同细胞系的能力(即降低细胞活力)。在不存在抗hIgG-Fc的情况下，3H3-hFc**和4H6-hFc**甚至这两种mAb的组合(混合物)都未显示出有任何杀伤SW480结肠肿瘤细胞(图7A)或H460肺肿瘤细胞(图8A)的作用，因为没有使抗体寡聚化的交联剂，它们不能将死亡信号传递给细胞。然而，在存在交联剂抗hIgG-Fc的情况下，3H3-hFc*和4H6-hFc**(更大程度上)可以杀死SW480细胞(图7B)。向4H6-hFc**中加入3H3-hFc**不会进一步增加杀伤作用。
为了确定存在表达FcγRIIb的细胞的情况下，具有突变的抗体是否具有杀死肿瘤细胞的优势，使用Ficoll-Paque PLUS(GE Healthcare)，根据制造商的说明进行操作，从人血中分离出主要由单核细胞和淋巴细胞组成的外周血单核细胞(PBMC)。如上文所述方法进行细胞活力测定，除了含有mAb的培养基，通常还含有2×105个人PBMC。在存在PBMC时，4H6-hFc**比4H6-hFc更有效地杀死H460肿瘤细胞(图8B)。
我们接下来探索了，是否人γ-1恒定区中的两个突变比单个突变提供更高的细胞杀伤活性。因此，我们构建了仅具有S267E突变的嵌合4H6-Fc*mAb(由带单星号的Fc*表示)，不同于4H6-hFc**中的S267E/L328F双重突变。考虑到PBMC的潜在变异性，上述细胞杀伤测定法使用固定浓度为0.5μg/ml mAb，每孔4x104COLO 205肿瘤细胞和来自四个不同人类供体的每孔4x105个PBMCs。对于每个供体，4H6-hFc能适度降低肿瘤细胞的生存力(相对于，对于每个供体，设定为100％存活率的对照hlgG mAb)，具有单一突变的4H6-hFc*对细胞生存力的降低，略高于到显著高于4H6-hFc，但4H6-hFc**对的生存力的降低显著高于4H6-hFc*(图9A)，这表明两个突变加强了对FcγRIIb的结合，优于这样的单突变。为确定其它至少两种突变的组合是否也是如此，我们根据下表将其他突变对引入4H6-hFc中：
表1:突变变体
| 命名 | 第一突变 | 第二突变 | 第三突变 |
| 4H6-hFc**(2) | S267E | L328F | |
| 4H6-hFc**(3) | S267E | S239D | |
| 4H6-hFc**(4) | 1332E | S239D | |
| 4H6-hFc***(5) | 1332E | S239D | A330L |
存在人PBMC的情况下，使用1μg/ml的固定抗体浓度，在测定条件下，对于COLO 205细胞、MDA-MB-231细胞(ATCC HTB-26)和H460细胞(图9B)，所有的四种变体减少的细胞生存力大致相同，对于COLO 205细胞观察到最大的效果，而对于H60仅观察到适度的影响。因此，能各自增加与FcγRIIb结合的两个或更多个突变的各种组合，同样适合于增强肿瘤细胞杀伤。
为了进一步探索双突变相对于单突变的优点，在一定范围的抗体浓度下，在存在PBMC的情况下，测试了4H6-hFc、4H6-hFc*和4H6-hFc**杀伤COLO 205细胞的能力(图10A)。实验显示，没有观察到4H6-hFc对COLO 205细胞的杀伤作用，观察到4H6-hFc*对COLO 205细胞有较弱的杀伤作用和4H6-hFc**则有强杀伤作用，这再次显示了双突变相对单突变的优势。
作为这方面的最后一个实验，根据下文所述方法，比较了4H6-hFc，4H6-hFc*和4H6-hFc**抑制小鼠中COLO 205肿瘤异种移植物的生长。每周2次，分别给予2mg/kg的每种mAb，具有双突变的4H6-hFc**抑制异种移植物的能力强于没有突变的4H6-Fc或只有一个突变的4H6-Fc*(图10B)，这与细胞杀伤结果一致。
实施例6：抗体抑制肿瘤异种移植物生长的能力
异种移植实验基本上按先前的技术进行(Kim等，Nature 362:841,1993)。通常在完全DMEM培养基中培养人肿瘤细胞，在HBSS中收获。取雌性免疫缺陷小鼠(4-6周龄)，在背部区域皮下注射悬浮于0.1-0.2ml HBSS中的2-10×106细胞，一些实验中还含有Matrigel(Corning)。当肿瘤大小达到约100mm3时，将小鼠随机分组，并且通常腹腔注射0.5-5mg/kg的mAbs，以0.1ml体积量仅注射一次、或每周一次或每周两次。通过测量两个维度[长度(a)和宽度(b)]，每周两次测定肿瘤大小。根据V＝ab2/2计算肿瘤体积，并表示为平均肿瘤体积±SEM。每个治疗组中的小鼠通常为5-7只。可以用例如在最终数据点上使用Student's t检验的方法进行统计分析。
我们首先进行异种移植实验以确定是否，由于hFc**恒定区中的突变提供的FcγR结合增强，与上述PBMCs存在下细胞杀伤增强一致，在体内hFc**形式的抗DR4和抗DR5 mAbs比hFc形式更有效。事实上，以单剂量2mg/kg给药时，抗DR4mAb D114-hFc仅较弱地抑制COLO205异种移植物的生长，同样条件下D114-hFc**几乎完全抑制异种移植物(图11A)。(如下所述，用人源化形式的HuD114-hFc和HuD114-hFc**抑制COLO 205异种移植获得的结果与此非常相似；图18A)。而且当以这种方式给药时，D114-hFc也不显着抑制SW480结肠肿瘤异种移植物的生长，但D114-hFc**在这些条件下较弱地抑制异种移植物生长(图11B)。最后，当以2mg/kg每周给药两次时，另一种抗DR4 mAb 4H6-hFc较弱地抑制COLO 205异种移植物的生长，但4H6-hFc**在这些条件下完全抑制异种移植物(图11C)。
关于抗DR5 mAbs，当以0.5mg/kg给药一次时，3H3-Fc不显着抑制COLO205异种移植物的生长，但即使以非常低的剂量水平给药，3H3-hFc**也完全抑制这些异种移植物的生长(图12A)。类似地，当以1mg/kg给药一次时，3H3-Fc仅较弱地抑制MIA PaCa-2(ATCC CRL-1420)胰腺肿瘤异种移植物的生长，但即使以这样非常低剂量水平给药，3H3-hFc**也完全抑制这些异种移植物的生长(图12B)。类似地，如下所述，当以1mg/kg给药一次时，人源化mAb HuG4.2-hFc**比HuG4.2-hFc更好地，抑制COLO 205异种移植物和MIA PaCa-2异种移植物的生长(图19A,B)。因此，对于抗DR4和抗DR5 mAbs，具有突变的hFc**形式在体内比没有突变的hFc形式更有效。
实施例7：人源化抗体的构建和鉴定
人源化D114和人源化G4.2 mAbs的设计、构建、表达和纯化均使用分子生物学标准方法进行，例如美国专利No.7,632,926中描述的用于L2G7 mAb的方法，为了所有目的将其通过引用并入本文。更具体地说，为了设计人源化的D114(或G4.2)mAb，通常遵循Queen等人的美国专利No.5,530,101和5,585,089的方法。如图5A和5B(或5C和5D)所示，列在最下面一行的VK序列AIT38746和VH序列AAC18293(或人VK序列AAQ02698和VH序列AAC50998)，分别作为D114(或G4.2)VL和VH序列的受体序列，因为它们具有与之特别高的框架同源性(即序列同一性)。使用D114(或G4.2)可变域的计算机生成的分子模型，来定位框架中足够接近CDRs的氨基酸，所述氨基酸潜在地与CDRs相互作用。为了设计人源化的D114(或G4.2)轻链和重链可变区，首先将来自小鼠D114(或G4.2)mAb的CDsR概念性移植到受体框架区中。在计算机模型表明显著地接触CDRs的框架位点(可能是需要用来维持CDR构象的)，用来自小鼠抗体的氨基酸取代人框架氨基酸。
对于D114，这些取代是在轻链的残基48和71(HuD114-L1)，以及重链的残基48和71(HuD114-H1)或在这些残基基础加上额外的重链的残基67和69(HuD114-H2)。人源化D114的轻链和重链V区序列分别显示于图5A和5B中(中间行标记为HuD114)，其中它们与各自的D114供体和人受体V区域对齐。具有HuD114-L1轻链和HuD114-H1或HuD114-H2重链的mAbs分别被命名为HuD114#1和HuD114#2。这些中的每一个都以两种形式制备：HuD114-hFc，其中人γ-1恒定区不具有S267E和L328F突变(并因此在267和328位是S和L)，以及HuD114-hFc**，其中恒定区具有这些突变。使用上文所述结合检测，就像上文所述的嵌合抗体D114-hFc那样，HuD114-hFc**#1和HuD114-hFc**#2都与DR4结合(图13A)，这表明人源化过程没有亲和力丧失。存在山羊anti-hIgG-Fc情况下，HuD114-HFC**#1和HuD114-hFc**#2杀死COLO 205细胞的效力相同(图14A)。为了提高细胞杀伤活性，制备具有额外小鼠取代的Hu0114轻链和重链的新版本：在残基48和71加43和44处含有小鼠取代的HuD114-L2，和在残基48、67、69和71加上91含有小鼠取代的HuD114-H3。制备由HuD114-L1和HuD114-L2与HuD114-H1，HuD114-H2和HuD114-H3的所有组合组成的六种抗体，但它们都具有相当的结合活性和细胞杀伤活性。因此，HuD114-hFc#2和HuD114-hFc**#2被用于下一步研究，并且在之后和图中标记为HuD114-hFc和HuD114-hFc**。
本发明还包括这些优选抗体的变体，例如包含轻链V区和重链V区的人源化抗体，所述轻链V区的序列与图5A中的HuD114-L1至少90、95、98或99％相同，并且所述重链V区具有与图5B中的HuD114-H1或Hu0114-H2至少90、95、98或99％序列相同的序列。优选地，所述抗体中的所有CDR残基都是供体的那些残基。优选地，轻链位置48和71分别被V和Y占据，重链位置48和71分别被L和A占据。
类似地，对于G4.2小鼠取代，发生在轻链的残基4和68(HuG4.2-L1)或在这些残基加上残基1(HuG4.2-L2)处，重链的残基27、28、30和93(HuG4.2-H1)或这些残基加上残基47(HuG4.2-H2)。HuG4.2的轻链和重链V区序列分别显示于图5C和5D中，列于中间标记为HuG4.2，它们与各自的G4.2供体和人受体V区对齐。通过将每个人源化轻链与每个人源化重链组合，制备命名为HuG4.2#1、#2、#3和#4的四种不同的人源化G4.21抗体，如下表所示，其中括号中给出了每个链中的取代数目。对于HuD114，这些mAb中的每一种均以两种形式制备：没有人γ-1重链恒定区突变的hFc，以及具有突变S267E和L328F的hFc**。
表2：HuG4.2变体
| HuG4.2 | 轻链 | 重链 |
| #1 | L1(2) | H1(4) |
| #2 | L1(2) | H2(5) |
| #3 | L2(3) | H1(4) |
| #4 | L2(3) | H2(5) |
HuG4.2的所有四种版本均与DR5良好结合，其中HuG4.2-hFc**#1和HuG4.2-hFc**#2略好于HuG4.2-hFc**#3和HuG4.2-hFc**#4(图13B)。事实上，相比，HuG4.2-hFc**#1和#2结合DR5的能力与嵌合抗体G4.2-hFc**相当，表明人源化过程中很少有或没有亲和力丢失。在存在山羊抗hIgG-Fc(图14B)的情况下，HuG4.2的所有四种版本也都良好地杀伤COLO 205细胞，其中HuG4.2-hFc**#2略优于其他抗体，基本上与嵌合抗体G4.2-hFc**持平。因此，HuG4.2-Fc#2和HuG4.2-hFc**#2被用于下一步的研究，并在之后和附图中表示为HuG4.2-Fc和HuG4.2-Fc**。
本发明还包括HuG4.2的变体，其包含与图5C中的HuG4.2-L 1或HuG4.2-L2具有至少90、95、98或99％序列同一性的轻链V区，和具有与图5D中的HuG4.2-H1或HuG4.2-H2至少90、95、98或99％序列同一性的重链V区。优选地，这些抗体中的所有CDR残基都来自供体抗体。优选地，轻链位置4和68分别被L和R占据，并且重链位置27、28、30和93分别被L、P、N和T占据。任选地，重链位置47被L占据。
存在山羊抗IgG-Fc(10μg/ml)作为交联剂的情况下，测试各种人源化mAb杀伤细胞的能力。HuD114-hFc和HuD114-hFc**都比在临床试验中测试的抗DR4 mAb mapatumumab更好很多地杀死COLO 205结肠肿瘤细胞(图15A)和SW480结肠肿瘤细胞(图15B)。然而HuD114-hFc和HuD114-hFc**没有显著差异，正如预期的那样，因为由突变提供的与FcγRIIb结合的增加，在不存在表达FcγRIIb的细胞时，不应该发挥作用。类似地，将HuG4.2-hFc和/或HuG4.2-hFc**与抗DR5 mAbs Apomab、AMG655和lexatumumab进行杀伤COLO 205细胞的能力比较(图15C)，并与Apomab和TRA-8进行杀伤MIA PaCa-2胰腺肿瘤细胞的能力比较(图15D)。再次，在测试的情况下，由于缺少表达FcγRIIb的细胞，HuG4.2-hFc和HuG4.2-hFc**之间没有显着差异。然而，HuG4.2-hFc和HuG4.2-hFc**杀伤两种细胞系的能力明显好于其他的已经进行临床试验的其他测试mAb。在anti-hIgG-Fc存在情况下，还测定了各种mAb杀伤H460细胞(图16A)和SW480细胞(图16B)的能力。HuD114-hFc**和HuG4.2-hFc**杀伤H460细胞的能力明显好于抗DR5 mAb Apomab和AMG655，而HuD114-hFc**杀伤SW480细胞的能力明显好于HuG4.2-hFc**，略好于Apomab和AMG655，这与刚才提到的结果一致(图15A-D)。
接下来，我们比较了各种mAb在存在人PBMC情况下杀伤细胞的能力，其中由于S267E和L328F突变提供的对FcγRIIb结合的增强，hFc**形式可能优于hFc形式。事实上，在杀伤COLO 205细胞(图17A)或H60细胞(图17B)的能力上，HuG4.2-Fc**比HuG4.2-Fc好得多，并且同样地，同样引入上述这些突变的Apomab的一种形式Apomab-hFc**，比Apomab本身能更好地杀伤细胞(图17A，B)。然而，HuG4.2-hFc**仍然比Apomab-hFc**实质上更好地杀伤COLO 205或H60细胞(并且优于AMG 655)，这再次表明HuG4.2-hRFc**抗DR5mAb的优越能力。
在HuD114和HuG4.2的背景中，为了比较双突变和单突变的影响，我们测试了存在PBMCs情况下，没有突变的mAbs HuD114-hFc(或HuG4.2-hFc)、仅具有S267E突变的mAbsHuD114-hFc*(或HuG4.2-hFc*)、以及具有S267E/L328F双突变的mAbs HuD114-hFc**(或HuG4.2-hFc**)的细胞杀伤能力。HuD114-hFc*杀伤COLO 205细胞(图17C)和H460细胞(图17D)的能力稍好于HuD114-hFc，而HuD114-hFc**杀伤细胞的能力好得多。类似地，HuG4.2-hFc杀伤COLO 205细胞(图17E)和H460细胞(图17F)的能力稍好于HuG4.2-hFc，而HuG4.2-hFc**杀伤细胞的能力好得多。因此，恒定区中存在双突变相比单突变大有优势。
最后探索人源化mAb HuD114和HuG4.2抑制异种移植物生长的能力，当以2mg/kg给药一次时，HuD114-hFc适度抑制COLO 205异种移植物的生长，而在这些条件下，HuD114-hFc**完全抑制异种移植物生长(图18A)。以2mg/kg给予一次的HuD114-hFc**也强烈抑制H460肺肿瘤异种移植物的生长能力(图18B)。在另一个实验中，在低剂量测试条件下，HuD114-h Fc**完全抑制COLO205异种移植物，而已经在临床试验中测试的抗体mapatumumab没有效果(图18C)。当以2mg/kg给药一次时，在抑制Ramos(ATCC CRL-1596)淋巴瘤异种移植物的生长方面，HuD114-hFc**也比mapatumumab略微有效(图18D)。单剂量1mg/kg的HuG4.2-hFc或HuG4.2-hFc**抑制COLO 205异种移植物(图19A)和MIA PaCa-2胰腺肿瘤异种移植物(图19B)的生长，其中HuG4.2-hFc**明显比HuG4.2-hFc更有效。(HuD114-hFc**在该模型中也是有效的；图19B)。在异种移植模型中，这些mAb的hFc**形式相对于hFc形式有更大功效，这个结果与上述PBMCs存在下hFc**形式具有更大的在体外杀死肿瘤细胞的能力相一致。
实施例8：双特异抗体的鉴定
为证明上述双特异性B-4H6/3H3-hFc**mAb(图6A，B)可以同时结合DR4和DR5，首先将平板用抗DR4 mAb(2μg/ml)包被过夜，所述抗DR4 mAb不与4H6竞争结合，再用2％BSA封闭，然后与DR4-hFc(0.5μg/ml)一起孵育。然后将递增梯度浓度的B-4H6/3H3-hFc**mAb加入孔中，然后加入0.5μg/ml DR5-KF。用HRP-anti-Flag M2(Sigma)和底物来检测结合的DR5-KF。由于只有能够同时结合DR4(以DR4-hFc的形式)和DR5(以DR5-KF的形式)的mAb会在该ELISA分析中给出阳性结果，结果(图20A)显示B-4H6/3H3-hFc**具有这种能力，而mAbs4H6-hFc**和3H3-hFc**显然是不能的。
测定B-4H6/3H3-hFc**在不含交联剂抗mIgG-Fc的情况下杀伤COLO 205的能力。4H6-hFc**在这些条件下不能杀伤细胞，而3H3-hFc**表现出一定程度的杀伤作用(图20B)。这是由于COLO 205细胞对死亡受体激动剂非常敏感，远高于其他细胞系如本文所用的H60和SW480。然而，虽然4H6成分本身没有细胞杀伤能力，但B-4H6/3H3-hFc**双特异性mAb杀死细胞明显优于3H3-hFc**(图20B)。相反，简单地混合单独的mAbs 3H3-hFc**和4H6-hFc**不会增加任何一种mAb的细胞杀伤能力(图7A，B)。
以与B-4H6/3H3-hFc**相同的方式,以Bs(scFv)4-IgG形式构建另一种双特异性抗体B-HuD114/HuG4.2-hFc**，并且还含有恒定区的双突变。使用本实施例中上述ELISA测定法检测获知，B-HuD114/HuG4.2-hFc**与DR4和DR5都结合，而HuG4.2-hFc**不会(图20C)。在没有抗hIgG-Fc的情况下，B-HuD114/HuG4.2-hFc**mAb也杀伤COLO 205细胞，甚至比天然配体TRAIL的效果更好(图20D)。
尽管已经参照当前的优选实施方式描述了本发明，但应该理解，可以在不脱离本发明的情况下进行各种修改。除非文中另有明示，否则本发明的任何步骤、元件、实施例、特征或方面可以与任何其他方面一起使用。所有引用的出版物、专利和专利申请(包括登录号等)都通过引用整体并入本文，为了所有目的，其程度如同每个单独的出版物、专利和专利申请被明确地和单独地指出通过引用并入用于所有目的。“在此”一词表示本专利申请中的任何地方，而不仅仅是在“本文”一词出现的部分内。如果多个序列在不同时间与登录号相关联，则与本申请的有效申请日的登记号相关的序列是预期的，有效申请日是指实际申请日或早于申请日的一份披露有关登记号码的优先权申请。
Claims (9)
1.一种与死亡受体5结合的单克隆抗体(mAb)，其包含轻链V区和重链V区，所述轻链V区具有三个CDR，所述轻链V区的三个CDR的序列分别如SEQ ID NO：26-28所示，所述重链V区具有三个CDR，所述重链V区的三个CDR的序列分别如SEQ ID NO：29-31所示。
2.根据权利要求1所述的mAb，其是人源化抗体。
3.根据权利要求2所述的mAb，其包含具有与HuG4.2-L1(SEQ ID NO：13)或HuG4.2-L2(SEQ ID NO：14)至少90％序列同一性的轻链V区，和具有与HuG4.2-H1(SEQ ID NO：17)或HuG4.2-H2(SEQ ID NO：18)至少90％序列同一性的重链V区，其中Kabat编号的轻链位置4和68分别被L和R占据，Kabat编号的重链位置27、28、30和93分别被L、P、N和T占据。
4.根据权利要求2所述的mAb，其包含具有HuG4.2-L1(SEQ ID NO：13)或HuG4.2-L2(SEQID NO：14)序列的轻链V区和具有HuG4.2-H1(SEQ ID NO：17)或HuG4.2-H2(SEQ ID NO：18)序列的重链V区。
5.根据权利要求1所述的mAb，其抑制小鼠中人肿瘤异种移植物的生长。
6.根据权利要求1所述的mAb，其是双特异性抗体。
7.根据权利要求1所述的mAb，其包含人恒定区，所述人恒定区具有一个或者多个增加与人Fcγ受体结合的突变，并且所述一个或多个突变为S267E和L328F突变中的一个或两个。
8.一种药物组合物，其包含权利要求1所述的抗体和药学上可接受的载体。
9.权利要求1-8任一项的mAb在制备治疗癌症的药物中的应用。
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