CN118201961A - Pd-l1靶向融合蛋白及其使用方法 - Google Patents
Pd-l1靶向融合蛋白及其使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了PD‑L1靶向融合蛋白及其使用方法。所述靶向融合蛋白包含三特异性杀伤接合器分子,所述三特异性杀伤接合器分子包含骆驼或人CD16自然杀伤(NK)细胞接合器结构域、野生型或突变IL‑15细胞因子NK激活结构域以及PD‑L1靶向肽的轻链和重链。所述使用方法包含治疗癌症的方法。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2021年9月16日提交的美国临时申请第63/245,135号的优先权权益。在先申请的公开内容被视为本申请的公开内容的一部分并且通过引用整体并入本申请的公开内容中。
序列表的并入
所附序列表中的材料特此通过引用并入到本申请中。名称为G1421US00_GTBIO2190-1WO.xml的所附序列表xml文件于2022年9月9日创建并且大小为58kb。
技术领域
本发明总体上涉及融合蛋白,并且更具体地涉及靶向PD-L1的三特异性杀伤接合器(engager)分子和其用于治疗癌症的用途。
背景技术
免疫疗法是一种激活或抑制免疫系统以放大或减小免疫应答的个体化治疗,并且在治疗各种形式的癌症方面发展迅速。癌症的免疫疗法(如嵌合抗原受体(CAR)-T细胞、CAR-自然杀伤(NK)细胞、PD-1和PD-L1抑制剂)旨在帮助患者的免疫系统对抗癌症。T细胞的激活取决于T细胞受体(TCR)与肽结合的主要组织相容性复合物(MHC)的特异性组合,以及T细胞的共刺激分子与抗原呈递细胞(APC)上配体的相互作用两者。
免疫检查点(如PD-1、PD-L1、PD-L2和CTLA4)是保持许多受体-配体相互作用以避开免疫系统并促进增殖的分子。开发了若干种阻断这些蛋白质的单克隆抗体(mAb),以下调抑制性免疫应答并促进消除肿瘤细胞的T细胞的细胞毒性。在免疫检查点阻断药物中,靶向PD-1或CTLA4的抑制剂成功用于治疗患有转移性黑色素瘤的患者,具有改进的应答和延长的生存期。这一成功使得此类用于治疗广泛范围的恶性肿瘤的药剂得到开发,所述恶性肿瘤包含肾细胞癌(RCC)、NSCLC和急性髓系白血病(AML),与常规治疗相比,所述药剂进一步提高了应答率并延长了患者的生存时间(Yang等人,《国际生物科学杂志(Int J BiolSci)》2020;16(11):1767-1773)。
程序化细胞死亡-1受体(PD-1)和其配体(PD-L1/PD-L2)属于免疫检查点蛋白家族,其作为共抑制因子可以阻止或限制T细胞应答的发展。PD-1在经激活的T细胞的表面上表达,而PD-L1和PD-L2在树突细胞或巨噬细胞的表面上表达。PD-1/PD-L1相互作用确保免疫系统仅在适当时间被激活,以使慢性自身免疫炎症的可能性最小化。在正常条件下,免疫系统执行一系列步骤,所述一系列步骤基于由呈递肿瘤抗原的树突细胞激活T细胞以及由T细胞释放诱导靶癌细胞的细胞凋亡的细胞毒素来引起抗癌免疫应答和癌细胞死亡。
PD-1/PD-L1通路表示响应于内源性免疫抗肿瘤活性而由肿瘤细胞所发挥的适应性免疫抵抗机制。PD-L1在肿瘤细胞上或肿瘤微环境中的未转化细胞上过表达。在肿瘤细胞上表达的PD-L1与经激活的T细胞上的PD-1受体结合,这导致细胞毒性T细胞的抑制。这些失活的T细胞在肿瘤微环境中仍受到抑制。
尽管取得了一定成功,但仍有一些限制因素降低了mAb疗法的总体效率。随着CD16定向的双特异性和三特异性单链片段可变(BiKE和TriKE)重组分子的开发,避免了这些不期望的限制因素中的大多数限制因素,同时引起高效应子功能,因为所述重组分子缺乏整个抗体的Fc部分,并且对CD16具有靶向特异性(Gleason等人,《分子癌症疗法(Mol CancerTher)》;11(12);2674–84,2012)。因此,重组试剂对于在临床上用于增强自然杀伤(NK)细胞免疫疗法具有吸引力。
NK细胞识别和杀死靶标的能力受到抑制性和激活性细胞表面受体的复杂组库的调节。NK细胞细胞毒性可以通过经由天然细胞毒性受体(NCR)介导的天然细胞毒性而发生,或者由如利妥昔单抗(rituximab)等抗体通过CD16(即由NK细胞的CD56dim子集高度表达的免疫球蛋白G(IgG)的激活性低亲和力Fc-γ受体)触发抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)而发生。CD16/CD19 BiKE和CD16/CD19/CD22 TriKE可以通过CD16的直接信号传导触发NK细胞激活,并且诱导裂解颗粒的定向分泌和靶细胞死亡。此外,这些试剂诱导NK细胞激活,使得产生细胞因子和趋化因子。
发明内容
本发明是基于PD-L1靶向融合蛋白、以及具体地靶向PD-L1的三特异性杀伤接合器分子(TriKE)的开发。
在一个实施例中,本发明提供了一种如SEQ ID NO:13或14中所示的分离的核酸序列或与其具有90%同一性的序列。
在另一个实施例中,本发明提供了一种由如SEQ ID NO:13或14中所示的核酸序列或与其具有90%同一性的序列编码的蛋白质。
在一个方面,氨基酸序列选自SEQ ID NO:6或7。
在另外的实施例中,本发明提供了一种融合蛋白,其包含在任一取向上彼此可操作地连接的SEQ ID NO:6和7中所示的氨基酸序列。
在一个方面,所述蛋白质包含在SEQ ID NO:6的C末端与SEQ ID NO:7的N末端之间直接连接的SEQ ID NO:6和7。在另一方面,所述蛋白质包含在SEQ ID NO:7的C末端与SEQID NO:6的N末端之间直接连接的SEQ ID NO:7和6。
在另外的实施例中,本发明提供了一种融合蛋白,其包含SEQ ID NO:1或15中所示的序列和与SEQ ID NO:1或15具有90%或更高同一性的序列。
在一个实施例中,本发明提供了一种融合蛋白,其包含可操作地连接的SEQ IDNO:2或23;4、21或22;6和7或7和6。
在一个方面,SEQ ID NO:2或23和4、21或22通过SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:16连接。在另一方面,SEQ ID NO:4、17或18和6或7通过SEQ ID NO:5或SEQ ID NO:17连接。在其它方面,SEQ ID NO:6和7在任一取向上可操作地连接。在一些方面,所述融合蛋白进一步包含半衰期延长(HLE)分子。在一个方面,所述HLE分子为包含SEQ ID NO:25-29中的任一个的Fc或scFc抗体片段。在一些方面,SEQ ID NO:4具有N72取代。在各个方面,N72突变为N72A或N72D。在一个方面,所述蛋白质如SEQ ID NO:21或22中所示。
在一个实施例中,本发明提供了一种融合蛋白,其在任一取向上包含SEQ ID NO:23、SEQ ID NO:21或22以及SEQ ID NO:6和7。在一个方面,SEQ ID NO:23通过SEQ ID NO:3或16的接头可操作地连接到SEQ ID NO:21或22。在另一方面,SEQ ID NO:21或22在任一取向上通过SEQ ID NO:5或17的接头可操作地连接到SEQ 6和7。在一些方面,所述融合蛋白进一步包含半衰期延长(HLE)分子。在一个方面,所述HLE分子为包含SEQ ID NO:25-29中的任一个的Fc或scFc抗体片段。
在另外的实施例中,本发明提供了一种编码本文所述的融合蛋白中的任一种的分离的核酸序列。
在一个方面,所述序列为SEQ ID NO:8或18。
在另一个实施例中,本发明提供了一种治疗受试者的癌症的方法,所述方法包含向所述受试者施用本文所述的融合蛋白中的任一种,由此治疗所述癌症。
在一个方面,所述癌症选自非小细胞肺癌、皮肤鳞状细胞癌、胰腺癌、原发性肝细胞癌、结直肠癌、透明细胞肾癌、前列腺癌、宫颈癌、卵巢癌、黑色素瘤、脑癌、白血病、淋巴瘤、骨髓瘤、头颈癌或乳腺癌。在一些方面,进一步向所述受试者施用免疫检查点抑制剂。在各个方面,所述免疫检查点抑制剂选自由以下组成的组:程序化细胞死亡1蛋白(PD-1)抑制剂、PD-1配体1(PD-L1)抑制剂、PDD-L2抑制剂、细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4)抑制剂、腺苷A2A受体(A2AR)抑制剂、B7-H3抑制剂、B7-H4抑制剂、B和T淋巴细胞衰减子(BTLA)抑制剂、吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)抑制剂、杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR)抑制剂、淋巴细胞激活基因-3(LAG3)抑制剂、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADPH氧化酶同种型2(NOX2)抑制剂、唾液酸结合性免疫球蛋白型凝集素7(SIGLEC7)抑制剂、SIGLEC9抑制剂、T细胞免疫球蛋白结构域和粘蛋白结构域3(TIM-3)抑制剂以及T细胞激活的V结构域Ig抑制因子(VISTA)抑制剂。
具体实施方式
本发明是基于PD-L1靶向融合蛋白、以及具体地靶向PD-L1的三特异性杀伤接合器分子(TriKE)的开发。
在描述本发明的组合物和方法之前,应当理解本发明不限于所描述的特定组合物、方法和实验条件,因为此类组合物、方法和条件可以变化。还应当理解,本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的,并且不旨在为限制性的,因为本发明的范围将仅受所附权利要求的限制。
如在本说明书和所附权利要求中所使用的,除非上下文另外明确指示,否则单数形式“一个(a)”、“一种(an)”以及“所述(the)”包含复数指代物。因此,例如,对“所述方法”的提及包含本文所描述的类型的一种或多种方法和/或步骤,在阅读本公开等之后,所述一种或多种方法和/或步骤对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。
本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请通过引用并入本文,其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被专门地且单独地指示为通过引用并入。
除非另外定义,否则本文所使用的所有技术术语和科学术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同。尽管在本发明的实践或测试中可以使用与本文所述的那些方法和材料类似或等效的任何方法和材料,但应当理解,修改和变化涵盖在本公开的精神和范围内。现在描述优选方法和材料。
在一个实施例中,本发明提供了一种如SEQ ID NO:13或14中所示的分离的核酸序列或与其具有90%同一性的序列。
如本文所使用的,术语“核酸”或“寡核苷酸”是指如脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)等多核苷酸。核酸包含但不限于基因组DNA、cDNA、mRNA、iRNA、miRNA、tRNA、ncRNA、rRNA以及重组地产生和化学地合成的分子,如适体、质粒、反义DNA链、shRNA、核酶、缀合的核酸和寡核苷酸。根据本发明,核酸可以以单链或双链和线性或共价闭合环状分子的形式存在。核酸可以被分离。术语“分离的核酸”意指核酸(i)通过例如聚合酶链反应(PCR)在体外扩增,(ii)通过克隆重组地产生,(iii)通过例如切割和通过凝胶电泳进行的分离进行纯化,(iv)通过例如化学合成进行合成,或(vi)从样品中提取。核酸可以用于引入细胞中,即转染细胞,特别是以RNA形式引入细胞中,所述RNA形式可以通过体外转录从DNA模板制备。此外,RNA可以在应用之前通过稳定序列、封端和聚腺苷酸化进行修饰。
如本文所使用的,“经扩增的DNA”或“PCR产物”是指具有限定大小的DNA的扩增片段。检测PCR产物的各种技术是可用的,并且在本领域中是众所周知的。PCR产物检测方法包含但不限于:凝胶电泳,其使用琼脂糖或聚丙烯酰胺凝胶,并且添加溴化乙锭染色(一种DNA间充物)、经标记的探针(放射性或非放射性标记,南方印迹)、经标记的脱氧核苷酸(用于直接掺入放射性或非放射性标记)或用于经扩增的PCR产物的直接可视化的银染色;限制性核酸内切酶消化,其依赖于琼脂糖或聚丙烯酰胺凝胶或高效液相色谱法(HPLC);斑点印迹,其使用经扩增的DNA在经特定标记探针(放射性或非放射性标记)上的杂交;使用紫外线检测的高压液相色谱法;电化学发光与电压引发的化学反应/光子检测相结合;以及使用放射性或经荧光标记的脱氧核苷酸的直接测序,用于用所关注的DNA片段、寡核苷酸连接测定(OLA)、PCR、qPCR、DNA测序、荧光、凝胶电泳、磁珠、等位基因特异性引物延伸(ASPE)和/或直接杂交进行核苷酸的精确顺序的测定。
通常,核酸可以通过多种技术提取、分离、扩增或分析,所述技术如由Green和Sambrook,《分子克隆:实验室手册(第四版)(Molecular Cloning:A Laboratory Manual(Fourth Edition))》,纽约伍德伯里的冷泉港实验室出版社(Cold Spring HarborLaboratory Press,Woodbury,NY)第2,028页(2012)所描述的技术;或如美国专利第7,957,913号;美国专利第7,776,616号;美国专利第5,234,809号;美国公开第2010/0285578号;以及美国公开第2002/0190663号中所描述的技术。核酸分析的实例包含但不限于测序和DNA-蛋白质相互作用。可以通过本领域已知的任何方法进行测序。DNA测序技术包含:使用经标记的终止子或引物和平板或毛细管中的凝胶分离的经典双脱氧测序反应(桑格法(Sangermethod));以及下一代测序方法,如使用可逆终止的标记核苷酸的边合成边测序;焦磷酸测序;454测序;因美纳/Solexa(Illumina/Solexa)测序;与经标记的寡核苷酸探针文库的等位基因特异性杂交;使用与经标记的克隆文库的等位基因特异性杂交以及随后在聚合步骤期间经标记的核苷酸的连接和掺入的实时监测的边合成边测序;聚合酶克隆测序(polonysequencing);以及SOLiD测序。分离的分子可以通过使用聚合酶或连接酶的连续或单一延伸反应,以及通过与探针文库的单一或连续差异杂交进行测序。
术语“序列同一性”或“百分比同一性”在本文中可互换使用。为了确定两个多肽分子或两个多核苷酸序列的百分比同一性,出于最佳比较目的对序列进行比对(例如,可以在第一多肽或多核苷酸的序列中引入空位,以与第二多肽或多核苷酸序列进行最佳比对)。然后比较在对应氨基酸或核苷酸位置处的氨基酸或核苷酸。当第一序列中的位置被与在第二序列中的对应位置相同的氨基酸或核苷酸占据时,则这些分子在所述位置处是相同的。两个序列之间的百分比同一性是序列共有的相同位置的数量的函数(即,同一性%=相同的位置的数量/位置(即,重叠位置)的总数×100)。在一些实施例中,出于比较的目的而比对的参考序列(例如,SEQ ID NO:13或14)的长度为比较序列的长度的至少80%,并且在一些实施例中为至少90%或100%。在一实施例中,两个序列的长度相同。
所期望的序列同一性程度的范围为大约80%至100%以及中间的整数值。所公开的序列与所要求的序列之间的百分比同一性可以为至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%、至少99.5%或至少99.9%。通常,精确匹配指示在参考序列(例如,SEQ ID NO:13或14)的长度上的100%同一性。优选地,与本文所提供的序列不是100%相同的序列保留原始序列的功能(例如,与PD-L1或CD16结合的能力)。
本公开中体现了与本文所述的多肽和多核苷酸约85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%或更加相同的多肽和多核苷酸。例如,多肽可以与SEQ ID NO:13或14具有80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或更大同一性。
所公开序列的变体还包含肽或全长蛋白,所述肽或全长蛋白含有在蛋白质骨架中的取代、缺失或插入,其将仍在对应部分上留下与原始蛋白质至少约70%的同源性。如果相似氨基酸,即保守氨基酸取代不算作序列中的变化,则允许与同源性有又更大程度的偏离。保守取代的实例涉及具有相同或类似性质的氨基酸。说明性氨基酸保守取代包含以下变化:丙氨酸至丝氨酸;精氨酸至赖氨酸;天冬酰胺至谷氨酰胺或组氨酸;天冬氨酸至谷氨酸;半胱氨酸至丝氨酸;谷氨酰胺至天冬酰胺;谷氨酸至天冬氨酸;甘氨酸至脯氨酸;组氨酸至天冬酰胺或谷氨酰胺;异亮氨酸至亮氨酸或缬氨酸;亮氨酸至缬氨酸或异亮氨酸;赖氨酸至精氨酸、谷氨酰胺或谷氨酸;甲硫氨酸至亮氨酸或异亮氨酸;苯丙氨酸至酪氨酸、亮氨酸或甲硫氨酸;丝氨酸至苏氨酸;苏氨酸至丝氨酸;色氨酸至酪氨酸;酪氨酸至色氨酸或苯丙氨酸;缬氨酸至异亮氨酸至亮氨酸。
在另一个实施例中,本发明提供了一种由如SEQ ID NO:13或14中所示的核酸序列或与其具有90%同一性的序列编码的蛋白质。
术语“肽”、“多肽”和“蛋白质”在本文可互换使用,并且是指通过共价化学结合连接的至少两个氨基酸的任何链。如本文所使用的,多肽可以指编码整个蛋白质的完整氨基酸序列或其一部分。“蛋白质编码序列”或“编码”特定多肽或肽的序列为核酸序列,所述核酸序列当置于适当调节序列的控制下时在体外或体内被转录(在DNA的情况下)并且被翻译(在mRNA的情况下)成多肽。编码序列的边界由5'(氨基)末端处的起始密码子和3'(羧基)末端处的翻译终止密码子决定。编码序列可以包含但不限于来自原核或真核mRNA的cDNA、来自原核或真核DNA的基因组DNA序列以及甚至合成DNA序列。转录终止序列将通常位于编码序列的3'处。
在一个方面,氨基酸序列选自SEQ ID NO:6或7。
本文所提供的核酸序列可以编码例如抗体的轻链或重链,这赋予所编码的多肽与特定靶标结合的结构域或靶向特定靶标的结构域。此类多肽可以被称为靶向肽。
术语“抗体”通常是指免疫球蛋白分子和免疫球蛋白分子的具有免疫活性的部分,即,含有与抗原免疫特异性地结合的抗原结合位点的分子。“天然抗体”和“完整免疫球蛋白”等通常是约150,000道尔顿的异源四聚糖蛋白,其由两条相同的轻(L)链和两条相同的重(H)链构成。来自任何脊椎动物物种的轻链可以基于其恒定结构域的氨基酸序列而被指定为称为卡帕(κ)和拉姆达(λ)的两种明显不同类型中的一种。根据免疫球蛋白重链的恒定结构域的氨基酸序列,可以将免疫球蛋白分配为不同类别。存在五种主要类别的免疫球蛋白:IgA、IgD、IgE、IgG和IgM,并且这些类别中的若干类别可以被进一步划分为亚类(同型),例如,IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA和IgA2。与不同类别的免疫球蛋白相对应的重链恒定结构域分别被称为α、δ、ε、γ和μ。不同类别的免疫球蛋白的亚单元结构和三维构型是众所周知的。
在典型抗体分子中,每条轻链通过一个共价二硫键与重链连接,而不同免疫球蛋白同型的重链之间的二硫键的数量不同。每条重链和轻链还具有规则间隔的链内二硫桥。每条重链的一端处有可变结构域(VH),随后是许多恒定结构域。每条轻链的一端处有可变结构域(VL),并且另一端处是恒定结构域;轻链的恒定结构域与重链的第一恒定结构域对齐,并且轻链可变结构域与重链的可变结构域对齐。据信,特定的氨基酸残基形成轻链可变结构域与重链可变结构域之间的界面。每个可变区包含三个称为互补决定区(CDR)或高变区的链段,并且可变结构域的更高度保守的部分称为框架区(FR)。重链和轻链的可变结构域各自包含四个FR区,所述四个FR区主要采用通过三个CDR连接的β-片层构型,所述三个CDR形成连接β-片层结构的环并且在一些情况下形成β-片层结构的一部分。每条链中的CDR通过FR紧密保持在一起,并且与来自另一条链的CDR一起促进抗体的抗原结合结构域或靶向结构域形成(参见Kabat等人,NIH出版(NIH Publ.)第91-3242期,第I卷,第647-669页[1991])。恒定结构域不直接参与抗体与抗原的结合,而是表现出各种效应子功能,如抗体参与抗体依赖性细胞毒性。
抗体可以用蛋白水解酶木瓜蛋白酶进行实验式地切割,所述蛋白水解酶木瓜蛋白酶使得每条重链断裂,从而产生三个单独的抗体片段。由轻链和质量与轻链大致相等的重链片段组成的两个单元称为Fab片段(即,“抗原结合”片段)。由重链的两个相等链段组成的第三个单元称为Fc片段。Fc片段通常不参与抗原-抗体结合,但是在随后参与的清除体内抗原的过程中是重要的。如本文所使用的,“抗体片段”包含完整抗体的一部分,优选地完整抗体的抗原结合区或可变区。抗体片段的实例包含Fab、Fab'和F(ab')2、Fc片段或Fc融合产物、单链Fv(scFv)、二硫连接的Fv(sdfv)以及包含VL或VH结构域的片段;双体、三体等(Zapata等人《蛋白质工程(Protein Eng.)》8(10):1057-1062[1995])。
Fab片段含有轻链的恒定结构域和重链的第一恒定结构域(CH1)。Fab'片段与Fab片段的不同之处在于,在包含来自抗体铰链区的一个或多个半胱氨酸的重链CH1结构域的羧基末端添加几个残基。Fab'-SH在本文中是对其中恒定结构域的半胱氨酸残基携带游离硫醇基团的Fab'的命名。F(ab')2抗体片段最初是作为成对的Fab'片段产生的,其之间具有铰链半胱氨酸。还已知抗体片段的其它化学偶联。
抗体的Fc区是与细胞表面受体和补体系统的一些蛋白质相互作用的抗体的尾区。这种性质允许抗体激活免疫系统。在IgG、IgA和IgD抗体同型中,Fc区由两个相同的蛋白质片段构成,所述蛋白质片段源自于抗体的两条重链的第二和第三恒定结构域;IgM和IgE Fc区在每条多肽链中含有三个重链恒定结构域(CH结构域2-4)。IgG的Fc区具有高度保守的N-糖基化位点。Fc片段的糖基化对于Fc受体介导的活性是必不可少的。连接到这一位点的N-聚糖主要是复合型的核心岩藻糖基化双触角结构。另外,这些N-聚糖中的少量还具有平分型GlcNAc和α-2,6连接的唾液酸残基。
Fc融合蛋白(也称为Fc嵌合融合蛋白、Fc-Ig、基于Ig的嵌合融合蛋白和Fc标签蛋白)由与所关注的肽或蛋白质基因地连接的IgG的Fc结构域构成。Fc融合蛋白已经成为体内和体外研究的有价值的试剂。Fc融合的结合配偶体可以在以下范围内:单个肽、在与细胞表面受体结合时激活信号传导分子的配体、在二聚化时激活或作为诱饵蛋白用于在蛋白质微阵列中鉴定结合配偶体的受体的细胞外结构域。Fc结构域在体内最有价值的特征之一是其可以显著延长所关注的蛋白质的血浆半衰期,对于生物治疗药物来说,这使得治疗功效提高;这一属性使Fc融合蛋白成为具有吸引力的生物治疗剂。Fc融合蛋白可以是包含Fc融合蛋白和药学上可接受的载体赋形剂或载体的药物组合物的一部分。药学上可接受的载体、赋形剂或稳定剂在本领域中是众所周知的(《雷明顿氏药物科学(Remington'sPharmaceutical Sciences)》,第16版,Osol,A.编辑(1980))。可接受的载体、赋形剂或稳定剂在所采用的剂量和浓度下对接受者无毒,并且可以包含缓冲剂,如磷酸、柠檬酸和其它有机酸;抗氧化剂,包含抗坏血酸和甲硫氨酸;防腐剂(如氯化十八烷基二甲基苄基铵;氯化六甲铵;氯化苯甲烃铵;氯化苄甲氧胺;苯酚、丁醇或苯甲醇;对羟苯甲酸烷基酯,如对羟苯甲酸甲酯或丙酯;邻苯二酚;间苯二酚;环己醇;3-戊醇;以及间甲酚);低分子量(少于约10个残基)多肽;蛋白质,如血清白蛋白、明胶或免疫球蛋白;亲水性聚合物,如聚乙烯吡咯烷酮;氨基酸,如甘氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、组氨酸、精氨酸或赖氨酸;单糖、二糖和其它碳水化合物,包含葡萄糖、甘露糖或葡聚糖;螯合剂,如EDTA;糖,如蔗糖、甘露醇、海藻糖或山梨糖醇;成盐反离子,如钠;金属络合物(例如,Zn蛋白质络合物);和/或非离子型表面活性剂,如TWEENTM、PLURONICSTM或聚乙二醇(PEG)。
“Fv”是含有完整抗原识别位点和抗原结合位点的最小抗体片段。这个区由紧密地非共价缔合的一个重链和一个轻链可变结构域的二聚体组成。正是在此构型中,每个可变结构域的三个CDR相互作用,以限定VH-VL二聚体的表面上的抗原结合位点。六个CDR共同赋予抗体以抗原结合特异性。然而,即使是单可变结构域(或仅包括对抗原具有特异性的三个CDR的Fv的一半)也具有识别和结合抗原的能力,尽管以比完整结合位点更低的亲和力进行。
“单链Fv”或“sFv”抗体片段包括抗体的VH和VL结构域,其中这些结构域存在于单个多肽链中。优选地,Fv多肽进一步包括位于VH结构域与VL结构域之间的多肽接头,所述多肽接头使sFv能够形成用于抗原结合的期望结构。关于sFv的综述,参见Pluckthun,《单克隆抗体药理学(The Pharmacology of Monoclonal Antibodies)》,第113卷,Rosenburg和Moore编辑,纽约斯普林格出版社(Springer-Verlag,New York),第269-315页(1994)。
已经开发了用于产生抗体片段的各种技术。传统上,这些片段是通过完整抗体的蛋白水解消化衍生的(参见例如Morimoto等人,《生物化学和生物物理学方法杂志(Journalof Biochemical and Biophysical Methods)》24:107-117(1992);和Brennan等人,《科学(Science)》,229:81[1985])。然而,这些片段现在可以由重组宿主细胞直接产生。例如,抗体片段可以从上文中所讨论的抗体噬菌体文库中分离。可替代地,可以从大肠杆菌(E.coli)直接回收Fab'-SH片段,并且将其以化学方式偶联以形成F(ab'2片段(Carter等人,《生物技术(Bio/Technology)》10:163-167[1992])。根据另一种方法,可以从重组宿主细胞培养物直接分离F(ab')2片段。用于产生抗体片段的其它技术对于本领域技术人员将是显而易见的。在其它实施例中,所选择的抗体为单链Fv片段(scFv)。参见WO 93/16185。
在各个方面,本文提供的核酸序列编码与PD-L1蛋白特异性结合的轻链和重链。
程序化细胞死亡蛋白1,也称为PD-1和CD279(分化簇279)是通过抑制T细胞炎性活性在下调免疫系统和促进自我耐受性方面起重要作用的细胞表面受体。PD-1为免疫检查点,并且通过促进淋巴结中的抗原特异性T细胞中的细胞凋亡(程序化细胞死亡)同时减少调节性T细胞(抗炎抑制性T细胞)中的细胞凋亡的双重机制预防自身免疫。PD-1具有两个配体PD-L1和PD-L2,所述配体是B7家族的成员。PD-L1蛋白响应于LPS和GM-CSF处理而在巨噬细胞和树突细胞(DC)上上调,并且在TCR和B细胞受体信号传导时在T细胞和B细胞上上调,而在静息小鼠中,可以在心脏、肺、胸腺、脾和肾中检测到PD-L1 mRNA。PD-1是T细胞调节因子的扩展CD28/CTLA-4家族的成员。PD-1在经激活的T细胞、B细胞和巨噬细胞的表面表达,这表明与CTLA-4相比,PD-1对免疫应答进行更广泛的负调节。
PD-1具有两个配体PD-L1和PD-L2,所述配体是B7家族的成员。PD-L1与存在于经激活的T细胞、B细胞和髓系细胞上的其受体PD-1结合,以调节激活或抑制。由解离常数Kd定义的PD-L1与PD-1之间的亲和力为770nM。PD-L1对共刺激分子CD80(B7-1)也有明显的亲和力,但是对CD86(B7-2)没有。PD-L1与其在T细胞上的受体PD-1的接合递送抑制TCR介导的IL-2产生和T细胞增殖的激活的信号。所述机制涉及ZAP70磷酸化的抑制和其与CD3ζ的缔合。PD-1信号传导使PKC-θ激活环磷酸化(由TCR信号传导引起)减弱,所述磷酸化是激活转录因子NF-κB和AP-1以及产生IL-2所必需的。通过诱导E3泛素连接酶CBL-b的上调,PD-L1与PD-1的结合也有助于配体诱导的TCR在抗原呈递至原初T细胞期间的下调。在IFN-γ刺激下,PD-L1在T细胞、NK细胞、巨噬细胞、髓系DC、B细胞、上皮细胞和血管内皮细胞上表达。PD-L1基因启动子区具有对干扰素调节因子IRF-1的应答元件。
PD-L1在特定事件,如妊娠、组织同种异体移植物、自身免疫性疾病和如肝炎等其它疾病状态期间在抑制免疫系统的适应性臂方面发挥主要作用。在正常条件下,适应性免疫系统通过外源性或内源性危险信号对与免疫系统激活相关的抗原作出反应。进而,抗原特异性CD8+T细胞和/或CD4+辅助细胞的克隆扩增得到繁殖。PD-L1与抑制性检查点分子PD-1的结合通过免疫受体基于酪氨酸的开关基序(ITSM)传递基于与磷酸酶(SHP-1或SHP-2)相互作用的抑制信号。这减少了淋巴结中抗原特异性T细胞的增殖,同时减少了调节性T细胞(抗炎、抑制性T细胞)的细胞凋亡—这是由基因Bcl-2的较低调节进一步介导的。
通过过表达PD-L1(组成型或通过诱导其表达)和/或抑制PD-L1降解,癌细胞响应于内源性免疫抗肿瘤活性而产生免疫抵抗机制,并且逃逸抗肿瘤免疫。PD-L1在肿瘤细胞上和肿瘤微环境中的未转化细胞上过表达,这使得细胞毒性T细胞的肿瘤微环境耗尽,导致肿瘤细胞存活和增殖,并且导致癌症进展。
“PD-L1靶向肽”或“PD-L1靶向蛋白”意在指可以与PD-L1特异性结合的任何肽或多肽(包含蛋白质和融合蛋白)。PD-L1靶向肽可以是与包含PD-L1在内的一种或多种靶多肽具有特异性结合的抗体、抗体片段等。在一些方面,所述多肽编码PD-L1靶向肽的轻链和重链。在一个方面,SEQ ID NO:13的核酸序列可以编码具有如SEQ ID NO:6中所示的氨基酸序列的PD-L1靶向肽的轻链。在另一方面,SEQ ID NO:14的核酸序列可以编码具有如SEQ ID NO:7中所示的氨基酸序列的PD-L1靶向肽的重链。
在另外的实施例中,本发明提供了一种融合蛋白,其包含在任一取向上彼此可操作地连接的SEQ ID NO:6和7中所示的氨基酸序列。
术语“融合分子”和“融合蛋白”可互换使用,并且意在指具有或不具有进一步效应子分子的生物活性多肽,所述生物活性多肽通常是通过重组、化学或其它合适方法共价连接(即融合)的蛋白质或肽序列。如果需要,融合分子可以通过肽接头序列在一个或若干个位点使用。可替代地,肽接头可以用于协助构建融合分子。具体地,优选的融合分子为融合蛋白。通常,融合分子也可以包含缀合分子。
彼此“可操作地连接”意指构成融合蛋白的肽之间存在直接或间接的共价连接。因此,可操作地连接的两个结构域可以直接彼此共价偶联。相反地,这两个可操作地连接的结构域可以通过相互共价连接到中间部分(例如,和侧接序列)来连接。例如,如果两个结构域被具有或不具有一个或多个中间侧接序列的第三个结构域分开,则所述两个结构域被认为是可操作地连接的。
用于连接两个单独元件的方法通常需要使用接头。如本文所使用的,术语“接头”是指允许底物和活性剂靶向相同区域、组织或细胞的任何键、小分子或其它媒体,例如通过物理连接缀合物的单独部分。接头可以是能够以稳定、共价的方式将化合物(通常为药物)连接到细胞结合剂的任何化学部分。
本文所提供的融合蛋白可以例如包含在任一取向上彼此可操作地连接的SEQ IDNO:6和7中所示的氨基酸序列。例如,融合蛋白可以包含在融合蛋白的C末端处的SEQ IDNO:6中所示的氨基酸序列,和在融合蛋白的N末端处的SEQ ID NO:7中所示的氨基酸序列;或者融合蛋白可以包含在融合蛋白的N末端处的SEQ ID NO:6中所示的氨基酸序列,和在融合蛋白的C末端处的SEQ ID NO:7中所示的氨基酸序列。融合蛋白中氨基酸序列的取向不会改变融合蛋白(即,PD-L1靶向融合蛋白)与其靶标的结合特异性。
B7-H3靶向肽的轻链和重链可以在任一取向上彼此可操作地连接,而不影响靶向肽的结合特异性或敏感性。在一个方面,所述蛋白质包含在SEQ ID NO:6的C末端与SEQ IDNO:7的N末端之间直接连接的SEQ ID NO:6和7。在另一方面,所述蛋白质包含在SEQ ID NO:7的C末端与SEQ ID NO:6的N末端之间直接连接的SEQ ID NO:7和6。
本文所提供的融合蛋白可以包含另外的蛋白质结构域,如另外的靶向结构域,以为融合蛋白提供与一种或多种靶多肽的特异性结合性。例如,融合蛋白可以是包含作为靶向结构域的PD-L1靶向肽的三特异性杀伤接合器(TriKE)分子。
NK细胞是先天性免疫系统的能够进行免疫监视的细胞毒性淋巴细胞。与细胞毒性T细胞相同,NK细胞递送大量穿透膜且诱导细胞凋亡的颗粒酶和穿孔素颗粒。与T细胞不同,NK细胞不需要抗原引发,并且在缺乏MHC识别的情况下通过接合激活受体来识别靶标。NK细胞表达CD16,所述CD16是一种与IgG抗体的Fc部分结合并且参与抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)的激活受体。NK细胞受IL-15调节,所述IL-15可以诱导抗原依赖性细胞毒性、淋巴因子激活的杀伤活性的增加,和/或介导干扰素(IFN)、肿瘤坏死因子(TNF)和/或粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)应答。所有这些IL-15激活的功能都有助于改善癌症防御。
在治疗上,当与淋巴细胞清除化疗和IL-2结合以刺激NK细胞的存活和体内扩增时,NK细胞的过继转移可以例如诱导患有难治性急性髓系白血病(AML)的患者的病情缓解。这种疗法可能受到抗原特异性缺乏和IL-2介导的调节性T(Treg)细胞的诱导的限制,这抑制了NK细胞增殖和功能。产生一种驱动NK细胞抗原特异性、扩增和/或持久性的试剂,同时避免Treg抑制的负面影响,可以增强基于NK细胞的免疫疗法。
三特异性杀伤接合器分子是靶向融合蛋白,所述靶向融合蛋白包含能够驱动NK细胞介导的肿瘤细胞(例如,CD33+肿瘤细胞和/或EpCAM+肿瘤细胞)杀伤的两个结构域,以及能够产生NK细胞自持信号的分子内NK激活结构域,所述分子内NK激活结构域可以驱动NK细胞增殖和/或增强NK细胞驱动的针对例如HL-60靶标、癌细胞或癌细胞衍生的细胞系的细胞毒性。
NK细胞对多种细胞因子有应答,所述细胞因子包含例如参与NK细胞稳态、增殖、存活、激活和/或发育的IL-15。IL-15和IL-2共享若干种信号传导组分,包含IL-2/IL-15Rβ(CD122)和共同的γ链(CD132)。与IL-2不同,IL-15不刺激Treg,这允许NK细胞激活,同时避免Treg对免疫应答的抑制。除了促进NK细胞稳态和增殖之外,IL-15可以挽救移植后环境中可能出现的NK细胞功能缺陷。IL-15还可以刺激CD8+T细胞功能,从而进一步增强其免疫治疗潜力。另外,基于临床前研究,在低剂量下IL-15的毒性特征可能比IL-2更有利。IL-15在NK细胞发育稳态、增殖、存活和激活中发挥作用。IL-15和IL-2共享若干种信号传导组分,包含IL-2/IL-15Rβ(CD122)和共同的γ链(CD132)。IL-15还激活NK细胞,并且可以恢复造血干细胞移植(HSCT)之后移植NK细胞中的功能缺陷。
本文所提供的融合蛋白可以是TriKE分子,其包含一个或多个NK细胞接合器结构域(例如,CD16、CD16+CD2、CD16+DNAM、CD16+NKp46)、一个或多个靶向结构域(其靶向例如肿瘤细胞或经病毒感染的细胞,如本文所述的PD-L1靶向肽),以及一个或多个细胞因子NK激活结构域(例如,IL-15、IL-12、IL-18、IL-21或其它NK细胞增强细胞因子、趋化因子和/或激活分子),其中每个结构域与其它结构域可操作地连接。
例如,本文所述的融合蛋白可以是TriKE分子,其包含CD16 NK细胞接合器结构域,如具有SEQ ID NO:2或23中所示的氨基酸序列的CD16结构域;PD-L1靶向融合蛋白结构域,如具有SEQ ID NO:6和7中所示的氨基酸序列的PD-L1融合蛋白;以及IL-15细胞因子NK激活结构域,如具有SEQ ID NO:4、21或22中所示的氨基酸序列的IL-15。
TriKE分子的不同蛋白质结构域可以彼此可操作地连接。例如,接头可以用于将TriKE分子的蛋白质结构域彼此共价连接。
融合蛋白的元件可以使用一个或多个接头彼此组装可操作地连接。在化合物或抗体保持活性的条件下,接头对酸诱导的切割、光诱导的切割、肽酶诱导的切割和酯酶诱导的切割以及二硫键切割可以是易感的或基本上抗性的。将接头根据其在本领域中众所周知的化学基序进行分类,所述化学基序包含二硫基、肼或肽(可切割)或硫酯基(不可切割)。接头还包含本领域已知的带电接头和其亲水形式。
用于融合两个或更多个蛋白质或蛋白质结构域的合适接头可以包含天然接头和经验接头。天然接头源自多结构域蛋白,其天然存在于蛋白质结构域之间。天然接头可以具有若干种性质,如长度、疏水性、氨基酸残基和二级结构,所述性质可以以不同方式影响融合蛋白。
对天然多结构域蛋白中接头的研究已经引起了许多用于构建重组融合蛋白的具有不同序列和构象的经验接头的产生。经验接头可以分为三类:柔性接头、刚性接头和可切割接头。柔性接头可以在连接结构域处提供一定程度的移动或相互作用。柔性接头通常由小的非极性氨基酸(例如Gly)或极性氨基酸(例如Ser或Thr)构成,这提供了灵活性,并且实现了连接性功能结构域的移动性。刚性接头可以成功地在结构域之间保持固定距离以维持其独立功能,这可以提供蛋白质结构域的高效分离或充分减少其彼此之间的干扰。可切割接头可以允许在体内释放功能性结构域。通过利用独特的体内过程,可切割接头可以在特定条件(如存在还原试剂或蛋白酶)下被切割。这种类型的接头可以减少空间位阻,提高生物活性,或在接头切割之后实现重组融合蛋白的单独的结构域的独立作用/代谢。
接头的非限制性实例包含具有SEQ ID NO:3、5、16和17中所示的氨基酸序列的接头。
在一个方面,SEQ ID NO:2或23和4、21或22通过SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:16连接。在另一方面,SEQ ID NO:4、17或18和6或7通过SEQ ID NO:5或SEQ ID NO:17连接。在其它方面,SEQ ID NO:6和7在任一取向上可操作地连接。
在另外的实施例中,本发明提供了一种融合蛋白,其包含SEQ ID NO:1或15中所示的序列和与SEQ ID NO:1或15具有90%或更高同一性的序列。
在一个实施例中,本发明提供了一种融合蛋白,其包含可操作地连接的SEQ IDNO:2或23;4、21或22;6和7或7和6。
本文所述的融合蛋白可以包含野生型(wt)IL-15或突变IL-15细胞因子NK激活结构域。突变IL-15可以例如包含包括N72氨基酸的取代的IL-15。N72取代的非限制性实例包含N72A和N72D突变。
在一些方面,SEQ ID NO:4具有N72取代。在各个方面,N72突变为N72A或N72D,并且蛋白质分别如SEQ ID NO:21或22中所示。
在一个实施例中,本发明提供了一种融合蛋白,其在任一取向上包含SEQ ID NO:23、SEQ ID NO:21或22以及SEQ ID NO:6和7。在一个方面,SEQ ID NO:23通过SEQ ID NO:3或16的接头可操作地连接到SEQ ID NO:21或22。在另一方面,SEQ ID NO:21或22在任一取向上通过SEQ ID NO:5或17的接头可操作地连接到SEQ 6和7。
融合蛋白可以包含可操作地连接的骆驼或人CD16 NK细胞接合器结构域(分别为SEQ ID NO:2或23)、wt或突变IL-15细胞因子NK激活结构域(SEQ ID NO:4、21或22)、以及PD-L1靶向肽的轻链和重链(分别为SEQ ID NO:6和7)。CD16 NK细胞接合器结构域可以通过具有SEQ ID NO:3或16中所示的氨基酸序列的接头连接到IL-15细胞因子NK激活结构域。IL-15细胞因子NK激活结构域可以通过具有SEQ ID NO:5或17中所示的氨基酸序列的接头连接到PD-L1靶向肽。IL-15细胞因子NK激活结构域可以连接到PD-L1靶向肽的重链(连接到轻链),或连接到B7-H3靶向肽的轻链(连接到重链)。
例如,融合蛋白从N末端至C末端可以包含可操作地连接的SEQ ID NO:2、4、6和7;SEQ ID NO:2、4、7和6;SEQ ID NO:23、21、6和7;SEQ ID NO:23、21、7和6;SEQ ID NO:23、22、6和7;或SEQ ID NO:23、22、7和6。
具体地,融合蛋白从N末端至C末端可以包含可操作地连接的SEQ ID NO:2、3、4、5、6和7;SEQ ID NO:2、3、4、17、6和7;SEQ ID NO:2、16、4、5、6和7;SEQ ID NO:2、16、4、17、6和7;SEQ ID NO:2、3、4、5、7和6;SEQ ID NO:2、3、4、17、7和6;SEQ ID NO:2、16、4、5、7和6;或SEQ ID NO:2、16、4、17、7和6。
在其它方面,融合蛋白从N末端至C末端可以包含可操作地连接的SEQ ID NO:23、3、21、5、6和7;SEQ ID NO:23、3、21、17、6和7;SEQ ID NO:23、16、21、5、6和7;SEQ ID NO:23、16、21、17、6和7;SEQ ID NO:23、3、21、5、7和6;SEQ ID NO:23、3、21、17、7和6;SEQ ID NO:23、16、21、5、7和6;SEQ ID NO:23、16、21、17、7和6;SEQ ID NO:23、3、22、5、6和7;SEQ IDNO:23、3、22、17、6和7;SEQ ID NO:23、16、22、5、6和7;SEQ ID NO:23、16、22、17、6和7;SEQID NO:23、3、22、5、7和6;SEQ ID NO:23、3、22、17、7和6;SEQ ID NO:23、16、22、5、7和6;或SEQ ID NO:23、16、22、17、7和6。
在一些方面,融合蛋白进一步包含半衰期延长(HLE)分子。
靶向蛋白如IgG免疫球蛋白的循环半衰期可以通过Fc区对新生儿Fc受体(FcRn)的亲和力来进行调节。效应子功能的第二一般类别包含在免疫球蛋白与抗原结合之后起作用的功能。在IgG的情况下,这些功能涉及补体级联或携带Fcγ受体(FcγR)的细胞的参与。Fc区与FcγR的结合引起某些免疫效应,例如,免疫复合物的内吞作用、经免疫球蛋白涂覆的颗粒或微生物的吞噬和破坏(也称为抗体依赖性吞噬作用或ADCP)、免疫复合物的清除、杀伤细胞对经免疫球蛋白涂覆的靶细胞的裂解(称为抗体依赖性细胞介导的细胞毒性,或ADCC)、炎性介体的释放、免疫系统细胞激活的调节以及免疫球蛋白产生的调节。某些经工程化的结合多肽(例如,抗体变体(例如,scFv)或抗体片段(例如,Fab片段)),虽然受益于其较小的分子大小和/或单价,但由于缺乏功能性Fc区,也存在若干缺点。例如,因为Fab片段缺乏FcRn结合所需的Fc区,并且由于其小的大小而被肾脏快速从血液中过滤出来,所以Fab片段在体内具有短半衰期。
与天然结合多肽相比时,经工程化的靶向多肽,如本文所述的融合蛋白可以表现出与FcRn的结合减少,并且因此在血清中的半衰期缩短。对FcRn具有增加的亲和力的Fc变体预期具有更长的血清半衰期,并且在所施用多肽的长半衰期是所期望(例如,以治疗慢性疾病或病症)的情况下,此类分子在治疗哺乳动物的方法中具有有用应用。相比之下,具有降低的FcRn结合亲和力的Fc变体预期具有较短的半衰期,并且在缩短的循环时间可能是有利的情况下,例如对于体内诊断性成像或在其中起始多肽在存在于循环中持续延长时间段时而具有毒性副作用的情况下,此类分子例如也可用于向哺乳动物施用。
在一些方面,融合蛋白进一步包含半衰期延长(HLE)分子。
靶向蛋白如IgG免疫球蛋白的循环半衰期可以通过Fc区对新生儿Fc受体(FcRn)的亲和力来进行调节。效应子功能的第二一般类别包含在免疫球蛋白与抗原结合之后起作用的功能。在IgG的情况下,这些功能涉及补体级联或携带Fcγ受体(FcγR)的细胞的参与。Fc区与FcγR的结合引起某些免疫效应,例如,免疫复合物的内吞作用、经免疫球蛋白涂覆的颗粒或微生物的吞噬和破坏(也称为抗体依赖性吞噬作用或ADCP)、免疫复合物的清除、杀伤细胞对经免疫球蛋白涂覆的靶细胞的裂解(称为抗体依赖性细胞介导的细胞毒性,或ADCC)、炎性介体的释放、免疫系统细胞激活的调节以及免疫球蛋白产生的调节。某些经工程化的结合多肽(例如,抗体变体(例如,scFv)或抗体片段(例如,Fab片段)),虽然受益于其较小的分子大小和/或单价,但由于缺乏功能性Fc区,也存在若干缺点。例如,因为Fab片段缺乏FcRn结合所需的Fc区,并且由于其小的大小而被肾脏快速从血液中过滤出来,所以Fab片段在体内具有短半衰期。
与天然结合多肽相比时,经工程化的靶向多肽,如本文所述的融合蛋白可以表现出与FcRn的结合减少,并且因此在体内的半衰期缩短。对FcRn具有增加的亲和力的Fc变体可以具有更长的血清半衰期,并且在所施用多肽的长半衰期是所期望(例如,以治疗慢性疾病或病症)的情况下,此类分子在治疗哺乳动物的方法中具有有用应用。相比之下,具有降低的FcRn结合亲和力的Fc变体具有较短的半衰期,并且在缩短的循环时间可能是有利的情况下,例如对于体内诊断性成像或在其中起始多肽在存在于循环中持续延长时间段时而具有毒性副作用的情况下,此类分子例如也可用于向哺乳动物施用。
本文所述的融合蛋白可以包含半衰期延长(HLE)分子,以在向受试者施用时延长其在体内的半衰期。
如本文所使用的,术语“半衰期”是指特定靶向多肽在体内的生物半衰期。半衰期可以通过将向受试者施用的一半量从动物的循环和/或其它组织中清除所需要的时间来表示。当将靶向多肽的清除曲线作为时间的函数进行构建时,所述曲线通常是双相的,具有快速的α相和较长的β相。α相通常表示所施用靶向多肽在血管内与血管外空间之间的平衡,并且部分地由多肽的大小决定。β相通常表示靶向多肽在血管内空间中的分解代谢。因此,本文所使用的术语半衰期优选地是指靶向多肽在β相中的半衰期。人抗体在人体内的典型β相半衰期为21天。
增加的半衰期通常可用于免疫球蛋白、尤其是抗体、以及最尤其是大小较小的抗体片段的体内应用。本领域中所描述的实现此种效果的方法包括将小双特异性抗体构建体与较大蛋白质融合,所述较大蛋白质优选地不干扰蛋白质构建体的治疗效果。在US 2017/0218078A1中描述了双特异性T细胞接合器的此种进一步开发的实例,所述文献提供了双特异性T细胞接合分子的半衰期延长形式(HLE形式),所述形式包括与靶细胞表面抗原结合的第一结构域、与人和/或猕猴属(Macaca)CD3ε链的细胞外表位结合的第二结构域,以及是特定Fc形态(HLE分子)的第三结构域。
如本文所使用的,术语“半衰期延长分子”、“HLE序列”等意在指任何分子,如可以与所关注的多肽连接或融合以增加或延长其体内半衰期的蛋白质或多肽。具体地,HLE序列通常包含免疫球蛋白的Fc区或scFc区。
如本文所使用的,术语“Fc区”是指天然免疫球蛋白的由其两条重链的相应Fc结构域(或Fc部分)形成的部分。天然Fc区是同源二聚体。相比之下,如本文所使用的,术语“基因地融合的Fc区”或“单链Fc区”(scFc区)是指由在单个多肽链(即,在单个连续基因序列中编码)内基因地连接的Fc结构域(或Fc部分)构成的合成Fc区。因此,基因地融合的Fc区(即,scFc区)是单体的。
术语“Fc结构域”是指单个免疫球蛋白重链的一部分,所述部分起始于刚好在木瓜蛋白酶切割位点(即IgG中的残基216,将重链恒定区的第一个残基作为114)上游的铰链区并终止于抗体的C末端处。因此,完整的Fc结构域至少包括铰链结构域、CH2结构域和CH3结构域。
本文所述的scFc区包含至少两个Fc结构域,所述至少两个Fc结构域通过插入在所述Fc部分之间的接头多肽(例如,Fc连接肽)基因地融合。scFc区可以包含两个相同的Fc部分,或者可以包含两个非相同的Fc部分。
可以用于制备可以掺入本文所述的任何融合蛋白中的HLE分子(单独或通过接头多肽与另一个Fc结构域组合)的Fc结构域的非限制性实例包含具有包含SEQ ID NO:30-37中的任一个的氨基酸的多肽中的任一种。
可以用于制备可以用于制备HLE分子的scFc区的接头多肽的非限制性实例包含具有包含SEQ ID NO:38-39中的任一个的氨基酸的多肽中的任一种。
本文所述的HLE分子可以包含:Fc结构域,所述Fc结构域具有包含SEQ ID NO:30-37中的任一个的氨基酸;或scFc区,所述scFc区包含具有包括SEQ ID NO:30-37中的任一个的氨基酸的第一Fc结构域,所述第一Fc结构域与具有包括SEQ ID NO:30-37中的任一个的氨基酸的第二Fc结构域通过具有包含SEQ ID NO:38-39中的任一个的氨基酸的接头融合。例如,HLE分子可以包含SEQ ID NO:25-29中的任一个。
在另外的实施例中,本发明提供了一种编码本文所述的融合蛋白中的任一种的分离的核酸序列。
本文所述的融合蛋白,如包含可操作地连接的以下各项且如SEQ ID NO:1中所示的TriKE融合蛋白可以由核酸序列编码:CD16 NK细胞接合器结构域,如具有SEQ ID NO:2中所示的氨基酸序列的CD16结构域;PD-L1靶向融合蛋白结构域,如具有SEQ ID NO:6和7中所示的氨基酸序列的PD-L1融合蛋白;以及IL-15细胞因子NK激活结构域,如具有SEQ ID NO:4中所示的氨基酸序列的IL-15。在一个方面,所述序列为SEQ ID NO:8或18,或与其具有90%或更高序列同一性的序列。
在另一个实施例中,本发明提供了一种治疗受试者的癌症的方法,所述方法包含向所述受试者施用本文所述的融合蛋白中的任一种,由此治疗所述癌症。
如本文所使用的,术语“受试者”是指对其进行主题方法的任何个体或患者。通常,受试者是人,但是如本领域的技术人员将理解的,受试者可以是动物。因此,其它动物,包含脊椎动物,如啮齿动物(包含小鼠、大鼠、仓鼠和豚鼠)、猫、狗、兔、农场动物(包含牛、马、山羊、绵羊、猪、鸡等)以及灵长类动物(包含猴子、黑猩猩、猩猩和大猩猩)都包含在受试者的定义内。
术语“治疗”在本文中与术语“治疗方法”可互换使用,并且是指1)治愈、减缓、减轻所诊断的病理病状或病症的症状和/或中止其进展的治疗性治疗或措施,以及2)以及防治性/预防性措施两者。需要治疗的个体可以包含已经患有特定医学病症的个体以及最终可能获得所述病症的个体(即,需要预防性措施的个体)。
术语“治疗有效量”、“有效剂量”、“治疗有效剂量”、“有效量”等是指主题化合物的将引发研究人员、兽医、医生或其它临床医生正寻求的组织、系统、动物或人的生物应答或医学应答的量。通常,应答是患者症状的改善或所期望的生物结果。此量应该足以治疗癌症。有效量可以如本文所述来确定。
术语“……的施用”和或“施用”应当被理解为意指向需要治疗的受试者提供治疗有效量的药物组合物。施用途径可以是肠内、局部或肠胃外。因此,施用途径包含但不限于皮内、皮下、静脉内、腹膜内、动脉内、鞘内、囊内、眼眶内、心内、真皮内、经皮、经气管、表皮下、关节内、囊下、蛛网膜下、脊柱内和胸骨内、口服、舌下、经颊、直肠、阴道、鼻眼施用以及输注、吸入和雾化。如本文所使用的,短语“肠胃外施用”和“肠胃外地施用”意指除肠内和局部施用之外的施用模式。
本文所述的融合蛋白可以以包括融合蛋白和药学上可接受的载体的药物组合物进行调配。“药学上可接受的”意指载体、稀释剂或赋形剂必须与制剂的其它成分相容,并且对其接受者是非有害的。载体的实例包含但不限于脂质体、纳米颗粒、软膏、胶束、微球、微颗粒、乳膏、乳剂和凝胶。赋形剂的实例包含但不限于:抗粘着剂,如硬脂酸镁;粘结剂,如糖类和其衍生物(蔗糖、乳糖、淀粉、纤维素、糖醇等);蛋白质,如明胶和合成聚合物;润滑剂,如滑石和二氧化硅;以及防腐剂,如抗氧化剂、维生素A、维生素E、维生素C、棕榈酸视黄酯、硒、半胱氨酸、甲硫氨酸、柠檬酸、硫酸钠和对羟基苯甲酸酯。稀释剂的实例包含但不限于水、醇、盐溶液、乙二醇、矿物油和二甲基亚砜(DMSO)。
根据施用方法,药物组合物可以以多种单位剂型施用。合适的单位剂型包含但不限于粉末、片剂、丸剂、胶囊、锭剂、栓剂、贴剂、鼻喷雾剂、注射剂、可植入的缓释制剂、脂质复合物等。
本文所述的方法涉及癌症的治疗。术语“癌症”是指一组以异常和不受控制的细胞增殖为特征的疾病,所述疾病从一个部位(原发部位)开始,有可能侵袭并扩散到其它部位(继发部位、转移),这将癌症(恶性肿瘤)与良性肿瘤区分开来。几乎所有器官都可能受到影响,从而导致可能影响人类的超过100种类型的癌症。癌症可能由多种原因引起,包含遗传易感性、病毒感染、暴露于电离辐射、暴露环境污染物、吸烟和/或饮酒、肥胖、饮食不良、缺乏身体活动或其任何组合。如本文所用的,“瘤”或“肿瘤”,包含其语法变体,意指新的且异常的组织生长,其可能是良性的或癌性的。在相关方面,瘤表明瘤性疾病或病症,包含但不限于各种癌症。例如,此类癌症可以包含前列腺癌、胰腺癌、胆管癌、结肠癌、直肠癌、肝癌、肾癌、肺癌、睾丸癌、乳腺癌、卵巢癌、脑癌和头颈癌、黑色素瘤、肉瘤、多发性骨髓瘤、白血病、淋巴瘤等。
美国国家癌症研究所(national cancer institute)所描述的示例性癌症包含:急性淋巴母细胞性白血病,成人;急性淋巴母细胞性白血病,儿童;急性髓系白血病,成人;肾上腺皮质癌;肾上腺皮质癌,儿童;AIDS相关淋巴瘤;AIDS相关恶性肿瘤;肛门癌;星形细胞瘤,儿童小脑;星形细胞瘤,儿童大脑;胆管癌,肝外;膀胱癌;膀胱癌,儿童;骨癌,骨肉瘤/恶性纤维组织细胞瘤;脑干胶质瘤,儿童;脑瘤,成人;脑瘤,脑干胶质瘤,儿童;脑瘤,小脑星形细胞瘤,儿童;脑瘤,大脑星形细胞瘤/恶性胶质瘤,儿童;脑瘤,室管膜瘤,儿童;脑瘤,成神经管细胞瘤,儿童;脑瘤,幕上原始神经外胚层肿瘤,儿童;脑瘤,视觉通路与下丘脑胶质瘤,儿童;脑瘤,儿童(其它);乳腺癌;乳腺癌和妊娠;乳腺癌,儿童;乳腺癌,男性;支气管腺瘤/类癌,儿童;类癌瘤,儿童;类癌瘤,胃肠;癌,肾上腺皮质;癌,胰岛细胞;未知癌,原发性;中枢神经系统淋巴瘤,原发性;小脑星形细胞瘤,儿童;大脑星形细胞瘤/恶性胶质瘤,儿童;宫颈癌;儿童癌症;慢性淋巴细胞白血病;慢性髓细胞性白血病;慢性骨髓增殖性病症;腱鞘透明细胞肉瘤;结肠癌;结肠直肠癌,儿童;皮肤T细胞淋巴瘤;子宫内膜癌;室管膜瘤,儿童;上皮癌,卵巢;食管癌;食管癌,儿童;尤文氏肿瘤家族(Ewing's Family of Tumor);颅外生殖细胞瘤,儿童;生殖腺外生殖细胞瘤;肝外胆管癌;眼癌,眼内黑色素瘤;眼癌,视网膜母细胞瘤;胆囊癌;胃(胃部)癌;胃(胃部)癌,儿童;胃肠类癌瘤;生殖细胞瘤,颅外,儿童;生殖细胞瘤,性腺外;生殖细胞瘤,卵巢;妊娠滋养细胞肿瘤;胶质瘤,儿童脑干;胶质瘤,儿童视觉通路和下丘脑;毛细胞白血病;头颈癌;肝细胞(肝)癌,成人(原发性);肝细胞(肝)癌,儿童(原发性);霍奇金氏淋巴瘤(Hodgkin'sLymphoma),成人;霍奇金氏淋巴瘤,儿童;霍奇金氏淋巴瘤,妊娠期期间;下咽癌;下丘脑和视觉通路胶质瘤,儿童;眼内黑色素瘤;胰岛细胞癌(内分泌胰腺);卡波济氏肉瘤(Kaposi's Sarcoma);肾癌;喉癌;喉癌,儿童;白血病,急性淋巴母细胞性,成人;白血病,急性淋巴母细胞性,儿童;白血病,急性髓细胞,成人;白血病,急性髓细胞,儿童;白血病,慢性淋巴细胞;白血病,慢性骨髓性;白血病,毛细胞;唇部和口腔癌;肝癌,成人(原发性);肝癌,儿童(原发性);肺癌,非小细胞;肺癌,小细胞;淋巴母细胞性白血病,成人,急性;淋巴母细胞性白血病,儿童,急性;淋巴细胞白血病,慢性;淋巴瘤,AIDS相关;淋巴瘤,中枢神经系统(原发性);淋巴瘤,皮肤T细胞;淋巴瘤,霍奇金氏,成人;淋巴瘤,霍奇金氏;儿童;淋巴瘤,霍奇金氏,妊娠期期间;淋巴瘤,非霍奇金氏,成人;淋巴瘤,非霍奇金氏,儿童;淋巴瘤,非霍奇金氏,妊娠期期间;淋巴瘤,原发性中枢神经系统;巨球蛋白血症,瓦尔登氏(Waldenstrom's);男性乳腺癌;恶性间皮瘤,成人;恶性间皮瘤,儿童;恶性胸腺瘤;成神经管细胞瘤,儿童;黑色素瘤;黑色素瘤,眼内;麦克尔细胞癌(Merkel CellCarcinoma);间皮瘤,恶性;转移性鳞状颈部癌伴有隐匿性,原发性;多发性内分泌瘤变综合征,儿童;多发性骨髓瘤/浆细胞肿瘤;蕈样肉芽肿病;脊髓发育不良综合征;骨髓性白血病,慢性;骨髓性白血病,儿童,急性;骨髓瘤,多发性;骨髓增生性病症,慢性;鼻腔和副鼻窦癌;鼻咽癌;鼻咽癌,儿童;成神经细胞瘤;非霍奇金氏淋巴瘤,成人;非霍奇金氏淋巴瘤,儿童;非霍奇金氏淋巴瘤,妊娠期期间;非小细胞肺癌;口腔癌,儿童;口腔癌和唇癌;口咽癌;骨肉瘤/骨恶性纤维组织细胞瘤;卵巢癌,儿童;卵巢上皮癌;卵巢生殖细胞瘤;卵巢低恶性潜在肿瘤;胰腺癌;胰腺癌,儿童;胰腺癌,胰岛细胞;副鼻窦和鼻腔癌;副甲状腺癌;阴茎癌;嗜铬细胞瘤;松果体和幕上原始神经外胚层肿瘤,儿童;垂体瘤;浆细胞肿瘤/多发性骨髓瘤;胸膜肺母细胞瘤;妊娠期癌症与乳腺癌;妊娠期与霍奇金氏淋巴瘤;妊娠期癌症与非霍奇金氏淋巴瘤;原发性中枢神经系统淋巴瘤;原发性肝癌,成人;原发性肝癌,儿童;前列腺癌;直肠癌;肾细胞(肾)癌;肾细胞癌,儿童;肾盂和输尿管,移行细胞癌;视网膜母细胞瘤;横纹肌肉瘤,儿童;唾液腺癌;唾液腺癌,儿童;肉瘤,尤文氏肿瘤家族;肉瘤,卡波济氏;肉瘤(骨肉瘤骨恶性纤维组织细胞瘤;肉瘤;肉瘤,横纹肌肉瘤,儿童;肉瘤,软组织,成人;肉瘤,软组织,儿童;塞扎里综合征(Sezary Syndrome);皮肤癌;皮肤癌,儿童;皮肤癌(黑色素瘤);皮肤癌,麦克尔细胞;小细胞肺癌;小肠癌;软组织肉瘤,成人;软组织肉瘤,儿童;颈鳞癌,伴隐匿性,原发性,转移性;胃部(胃)癌;胃部(胃)癌,儿童;幕上原始神经外胚层肿瘤,儿童;T细胞淋巴瘤,皮肤;睾丸癌;胸腺瘤,儿童;胸腺瘤,恶性;甲状腺癌;甲状腺癌,儿童;肾盂及输尿管移行细胞癌;滋养叶瘤,妊娠期;原发部位不明,儿童癌症;罕见的儿童癌症;肾盂输尿管、移行细胞癌;尿道癌;子宫肉瘤;阴道癌;视觉通路与下丘脑胶质瘤,儿童;外阴癌;华氏大球蛋白血症(Waldenstrom's Macro globulinemia);以及威尔姆斯肿瘤(Wilms'Tumor)。
在一个方面,所述癌症选自非小细胞肺癌、皮肤鳞状细胞癌、胰腺癌、原发性肝细胞癌、结直肠癌、透明细胞肾癌、前列腺癌、宫颈癌、卵巢癌、黑色素瘤、脑癌、白血病、淋巴瘤、骨髓瘤、头颈癌或乳腺癌。
在一些方面,本文所描述的融合蛋白的施用可以与一种或多种另外的治疗剂组合。短语“组合疗法”、“与……组合”等是指同时使用多于一种药物或治疗来增加应答。本发明的融合蛋白和其药物组合物可以例如与用于治疗癌症的其它药物或治疗组合使用。具体地,向受试者施用融合蛋白可以与化疗剂、手术、放射疗法或其组合相结合。此种疗法可以在施用本发明的组合物之前、同时或之后施用。
如本文所使用的,术语“化疗剂”是指任何用于治疗癌症的治疗剂。化疗剂的实例包含但不限于放线菌素(Actinomycin)、阿扎胞苷(Azacitidine)、咪唑硫嘌呤(Azathioprine)、博来霉素(Bleomycin)、硼替佐米(Bortezomib)、卡铂(Carboplatin)、卡培他滨(Capecitabine)、顺铂(Cisplatin)、苯丁酸氮芥(Chlorambucil)、环磷酰胺(Cyclophosphamide)、阿糖胞苷(Cytarabine)、柔红霉素(Daunorubicin)、多西紫杉醇(Docetaxel)、多西氟啶(Doxifluridine)、多柔比星(Doxorubicin)、表柔比星(Epirubicin)、埃博霉素(Epothilone)、依托泊苷(Etoposide)、氟二氧嘧啶(Fluorouracil)、吉西他滨(Gemcitabine)、羟基脲(Hydroxyurea)、伊达比星(Idarubicin)、伊马替尼(Imatinib)、伊立替康(lrinotecan)、二氯甲基二乙胺(Mechlorethamine)、巯嘌呤(Mercaptopurine)、甲氨蝶呤(Methotrexate)、米托蒽醌(Mitoxantrone)、奥沙利铂(Oxaliplatin)、紫杉醇(Paclitaxel)、培美曲塞(Pemetrexed)、替尼泊苷(Teniposide)、硫鸟嘌呤(Tioguanine)、拓扑替康(Topotecan)、戊柔比星(Valrubicin)、长春花碱(Vinblastine)、长春新碱(Vincristine)、长春地辛(Vindesine)、长春瑞滨(Vinorelbine)、帕尼单抗(panitumamab)、爱必妥(Erbitux)(西妥昔单抗(cetuximab))、马妥珠单抗(matuzumab)、IMC-IIF 8、TheraCIM hR3、狄诺塞麦(denosumab)、安维汀(Avastin)(贝伐单抗(bevacizumab))、修美乐(Humira)(阿达木单抗(adalimumab))、赫塞汀(Herceptin)(曲妥单抗(trastuzumab))、瑞米凯德(Remicade)(英夫利昔单抗(infliximab))、利妥昔单抗(rituximab)、西那吉斯(Synagis)(帕利珠单抗(palivizumab))、米罗他(Mylotarg)(吉妥珠单抗奥唑米星(gemtuzumab oxogamicin))、瑞体肤(Raptiva)(依法利珠单抗(efalizumab))、泰萨布里(Tysabri)(那他珠单抗(natalizumab))、塞尼哌(Zenapax)(达昔单抗(dacliximab))、纽曲斯白(NeutroSpec)(锝(99mTc)法洛索单抗(fanolesomab))、托珠单抗(tocilizumab)、普罗司他申特(ProstaScint)(铟-Ill标记的卡罗单抗喷地肽(Capromab Pendetide))、贝克沙(Bexxar)(托西莫单抗(tositumomab))、泽伐林(Zevalin)(与钇90缀合的替伊莫单抗(ibritumomabtiuxetan)(IDEC-Y2B8))、艾克斯莱尔(Xolair)(奥马珠单抗(omalizumab))、美罗华(MabThera)(利妥昔单抗(Rituximab))、雷普罗(ReoPro)(阿昔单抗(abciximab))、麦布坎帕斯(MabCampath)(阿仑单抗(alemtuzumab))、舒莱(Simulect)(巴利昔单抗(basiliximab))、卢克斯堪(LeukoScan)(硫索单抗(sulesomab))、CEA-Scan(阿西莫单抗(arcitumomab))、维鲁玛(Verluma)(诺非单抗(nofetumomab))、派诺雷克斯(Panorex)(依决洛单抗(Edrecolomab))、阿仑单抗(alemtuzumab)、CDP 870、那他珠单抗(natalizumab)、吉泰瑞(Gilotrif)(阿法替尼(afatinib))、林帕扎(Lynparza)(奥拉帕尼(olaparib))、帕捷特(Perjeta)(帕妥珠单抗(pertuzumab))、奥蒂沃(Otdivo)(纳武单抗(nivolumab))、博苏利夫(Bosulif)(伯舒替尼(bosutinib))、卡博美替(Cabometyx)(卡博替尼(cabozantinib))、奥吉夫里(Ogivri)(曲妥珠单抗-dkst(trastuzumab-dkst))、索坦(Sutent)(苹果酸舒尼替尼(sunitinib malate))、安适利(Adcetris)(本妥昔单抗(brentuximab vedotin))、安圣莎(Alecensa)(艾乐替尼(alectinib))、康可期(Calquence)(阿卡替尼(acalabrutinib))、益基利仑赛(Yescarta)(西洛鲁塞尔(ciloleucel))、韦尔泽尼奥(Verzenio)(阿贝马西比(abemaciclib))、凯特鲁达(Keytruda)(帕博利珠单抗(pembrolizumab))、阿里科巴(Aliqopa)(帕尼西布(copanlisib)、耐力士(Nerlynx)(来那替尼(neratinib))、因芬齐(Imfinzi)(杜鲁伐单抗(durvalumab))、达扎莱克斯(Darzalex)(达雷木单抗(daratumumab))、特森特里克(Tecentriq)(阿特珠单抗(atezolizumab))和特罗凯(Tarceva)(埃罗替尼(erlotinib))。免疫治疗剂的实例包含但不限于白介素(Il-2、Il-7、Il-12)、细胞因子(干扰素、G-CSF、咪喹莫特(imiquimod))、趋化因子(CCL3、CCl26、CXCL7)、免疫调节酰亚胺药物(沙利度胺(thalidomide)和其类似物)。
在一些方面,进一步向受试者施用免疫检查点抑制剂。
免疫检查点是免疫系统的对自我耐受性至关重要,以防止免疫系统不加选择地攻击细胞的调节因子。免疫检查点可以是抑制性检查点分子(例如,有利于或诱导免疫耐受)或刺激性检查点分子(例如,有利于或诱导免疫应答)。
贯穿肿瘤进展,免疫系统施加强大的选择性压力,这引起免疫肿瘤编辑。因此,恶性肿瘤通常增选免疫抑制性和耐受性机制以避免免疫破坏。免疫检查点阻断抑制了T细胞阴性共刺激,以释放识别肿瘤抗原的抗肿瘤T细胞应答。因此,抑制性检查点分子被靶向用于癌症免疫疗法,因为其有可能用于多种类型的癌症。
抑制性通路的免疫检查点是免疫系统维持自我耐受性和调节免疫应答的基础。不同的免疫细胞存在于肿瘤微环境中。表达免疫细胞配体(通过癌细胞)和免疫细胞配体-受体相互作用以及所分泌的刺激性生长因子、趋化因子和细胞因子对于避免免疫识别或固定效应子T细胞是重要的。癌细胞对这些配体和受体的表达通过刺激免疫检查点靶标为一些癌症提供了免受攻击的保护。
抑制性检查点分子包含腺苷A2A受体(A2AR);B7-H3和B7-H4;B和T淋巴细胞衰减子(BTLA);细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4);吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO);杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR);淋巴细胞激活基因-3(LAG3);烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADPH氧化酶同种型2(NOX2);程序化细胞死亡1蛋白(PD-1)及其配体PD-1配体1(PD-L1)和PD-L2;唾液酸结合性免疫球蛋白型凝集素7(SIGLEC7);SIGLEC9;T细胞免疫球蛋白结构域和粘蛋白结构域3(TIM-3)以及T细胞激活的V结构域Ig抑制因子(VISTA)。
腺苷A2A受体(A2AR)是癌症疗法中的重要检查点,因为免疫微环境中的腺苷引起A2a受体激活,诱导负免疫反馈回路,并且肿瘤微环境中的腺苷浓度相对较高。
B7同源物3(B7-H3)也称为分化簇276(CD276),其是由CD276基因编码的人蛋白。B7-H3蛋白是一种316个氨基酸长的I型跨膜蛋白,以由其细胞外结构域确定的两种同种型的形式存在。在小鼠中,细胞外结构域由一对免疫球蛋白可变(IgV)样结构域和免疫球蛋白恒定(IgC)样结构域组成,而在人中,由于外显子重复,细胞外结构域由一对(2Ig-B7-H3)或相同的两对(4Ig-B7-H3)组成。B7-H3 mRNA在大多数正常组织中表达。相比之下,B7-H3蛋白由于其通过微小RNA进行的转录后调控而在正常组织上的表达非常有限。然而,B7-H3蛋白在许多不同的癌症类型(占所有癌症的60%)上以高频率表达。在非恶性组织中,B7-H3在适应性免疫、抑制T细胞激活和增殖方面具有主要抑制性作用。在恶性组织中,B7-H3是一种抑制肿瘤抗原特异性免疫应答的免疫检查点分子。B7-H3还具有非免疫的促肿瘤发生功能,如促进迁移、侵袭、血管生成、化学抗性、上皮-间充质转化以及影响肿瘤细胞代谢。B7H3由于其在实体瘤上的选择性表达和其促肿瘤发生功能而成为若干种抗癌剂的靶标,所述抗癌剂包含依诺妥珠单抗(enoblituzumab)、奥博妥单抗(omburtamab)、MGD009、MGC018、DS-7300a和CAR T细胞。
B7-H4,也称为VTCN1(含V集结构域的T细胞激活抑制剂1)属于共刺激蛋白的B7家族。B7-H4由肿瘤细胞和肿瘤相关巨噬细胞表达,并且通过与由T淋巴细胞表达的配体相互作用在肿瘤逃逸中发挥作用。
B和T淋巴细胞衰减子(BTLA)也称为CD272,是一种表达在T细胞激活期间被诱导的表面蛋白,并且在Th1细胞上保留,但不在Th2细胞上保留。在人CD8+T细胞从原初到效应子细胞表型的分化期间,BTLA的表面表达逐渐下调,然而肿瘤特异性人CD8+T细胞表达高水平的BTLA。与程序化细胞死亡1(PD1)和细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA4)相同,BTLA激活抑制性通路,从而调节T细胞激活。然而,与PD-1和CTLA-4不同,BTLA通过与肿瘤坏死家族受体(TNF-R)而非细胞表面受体的B7家族相互作用来显示出T细胞抑制。BTLA是肿瘤坏死因子(受体)超家族成员14(TNFRSF14)的配体,也被称为疱疹病毒进入介体(HVEM)。BTLA-HVEM复合物负调节T细胞免疫应答。
CTLA4或CTLA-4(细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4)也称为CD152(分化簇152),是一种起免疫检查点作用的下调免疫应答的蛋白质受体。CTLA4在调节性T细胞中组成型表达,但在激活之后在常规T细胞中仅上调—一种在癌症中特别显著的现象。CTLA4是免疫球蛋白超家族的成员,其由经激活的T细胞表达并向T细胞传递抑制信号。CTLA4与T细胞共刺激蛋白CD28同源,并且这两种分子与抗原呈递细胞上的CD80和CD86(也分别称为B7-1和B7-2)结合。CTLA-4以比CD28更大的亲和力和亲合力结合CD80和CD86,从而使其能够在其配体方面胜过CD28。CTLA4向T细胞传递抑制信号,而CD28传递刺激信号。CTLA4也存在于调节性T细胞中,并且有助于其抑制性功能。通过T细胞受体和CD28激活T细胞使CTLA-4的表达增加。
吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)是具有免疫抑制性质的色氨酸分解代谢酶。IDO是由经交替地激活的巨噬细胞和其它免疫调节细胞产生的免疫调节酶。IDO抑制T细胞和NK细胞,产生Treg和骨髓源性抑制细胞,并且还支持血管生成,并且因此是一种免疫检查点分子。IDO通过两种主要机制允许肿瘤细胞逃逸免疫系统。第一种机制是基于肿瘤微环境的色氨酸耗竭,所述耗竭导致免疫抑制。第二种机制是基于被称为犬尿氨酸的分解代谢产物的产生,所述犬尿氨酸对T淋巴细胞和NK细胞具有细胞毒性。人IDO(hIDO)的过表达在多种人类肿瘤细胞谱系中得到描述,并且通常与不良预后相关。具有增加的IDO产生的肿瘤包含前列腺癌、卵巢癌、肺癌或胰腺癌或急性髓系白血病。
杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR)是一种在NK细胞和少数T细胞的质膜上表达的I型跨膜糖蛋白的家族。KIR通过与在所有有核细胞类型上都表达的主要组织相容性(MHC)I类分子相互作用来调节这些细胞的杀伤功能。KIR受体可以区分主要组织相容性(MHC)I类等位基因变体,这允许其检测经病毒感染的细胞或经转化的细胞。大多数KIR是抑制性的,这意味着其对MHC分子的识别抑制了其NK细胞的细胞毒性活性。
淋巴细胞激活基因-3(LAG3)也称为CD223,是一种对T细胞功能具有多种生物作用的细胞表面分子。LAG3的主要配体是MHC II类,LAG3以比CD4更高的亲和力与所述MHC II类结合。蛋白质以与CTLA-4和PD-1类似的方式负调节T细胞的细胞增殖、激活和稳态,并且已经报告其在Treg抑制功能中发挥作用。LAG3也有助于维持CD8+T细胞处于致耐受性状态,并且与PD-1一起工作有助于在慢性病毒感染期间维持CD8耗竭。已知LAG3参与树突细胞的成熟和激活。
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADPH氧化酶同种型2也称为细胞色素b(558)亚基β或细胞色素b-245重链,是一种产生免疫抑制性反应性氧物种的髓系细胞的酶。髓系细胞中NOX2的基因和药理学抑制改善了邻近NK细胞和T细胞的抗肿瘤功能,并且还触发了人和实验动物的自身免疫。
程序化死亡1受体或(PD-1)是一种通过两种机制来预防自身免疫的免疫检查点。首先,其促进淋巴结中抗原特异性T细胞的细胞凋亡(程序化细胞死亡)。其次,其减少调节性T细胞(抗炎、抑制性T细胞)的细胞凋亡。PD-1信号传导依赖于其与其两个配体PD-L1和PD-L2之一的相互作用。靶向PD-1的优势是其可以恢复肿瘤微环境中的免疫功能。
T细胞免疫球蛋白结构域和粘蛋白结构域3(TIM-3)也称为肝炎A病毒细胞受体2(HAVCR2),是一种在产生IFNγ的CD4+Th1和CD8+Tc1细胞、Th17细胞、调节性T细胞以及先天性免疫细胞(树突细胞、NK细胞、单核细胞)上表达的细胞表面分子。TIM-3通过在与其配体半乳糖凝素-9相互作用时触发细胞死亡来充当Th1/Tc1功能的负调节因子。
TIM-3是一种免疫检查点,并且与包含PD-1和LAG3在内的其它抑制性受体一起介导CD8+T细胞耗竭。TIM-3也被示出为CD4+Th1特异性细胞表面蛋白,其调节巨噬细胞激活并且提高小鼠的实验性自身免疫性脑脊髓炎的严重程度。TIM-3表达在肺癌、胃癌、头颈癌、神经鞘瘤、黑色素瘤和滤泡性B细胞非霍奇金氏淋巴瘤的肿瘤浸润性淋巴细胞中上调。
T细胞激活的V结构域Ig抑制因子(VISTA)是一种起免疫检查点作用的I型跨膜蛋白。VISTA在如骨髓源性抑制细胞和调节性T细胞等肿瘤浸润性淋巴细胞中以高水平产生,并且其用抗体的阻断导致黑色素瘤和鳞状细胞癌的小鼠模型中的肿瘤生长延迟。VISTA主要在造血细胞上表达,使得在肿瘤内的白细胞上的VISTA的一致表达可能允许VISTA阻断在广泛范围的实体瘤中有效。
唾液酸结合性免疫球蛋白型凝集素7(SIGLEC7)也称为CD328和SIGLEC9(也称为CD329),是在各种免疫细胞的表面发现的蛋白质,所述免疫细胞包含自然杀伤细胞和巨噬细胞(SIGLEC7)以及中性粒细胞、巨噬细胞、树突细胞和经激活的T细胞(SIGLEC9)。SIGLEC7和9通过与覆盖细胞表面的聚糖上的末端唾液酸结合来抑制这些细胞的免疫功能。
“免疫检查点抑制剂”或“检查点抑制剂疗法”是使用影响免疫系统功能的免疫检查点的形式的癌症治疗。免疫检查点可以是刺激性的或抑制性的。肿瘤可以使用这些检查点来保护自己免受免疫系统攻击。检查点疗法可以阻断抑制性检查点,从而恢复免疫系统功能。
在各个方面,免疫检查点抑制剂选自由以下组成的组:PD-1抑制剂;PD-L1抑制剂;PD-L2抑制剂;CTLA-4抑制剂;A2AR抑制剂;B7-H3抑制剂;B7-H4抑制剂;BTLA;IDO抑制剂;KIR抑制剂;LAG3抑制剂;NOX2抑制剂;SIGLEC7抑制剂;SIGLEC9抑制剂;TIM-3抑制剂;以及VISTA抑制剂。
目前,有若干种检查点抑制剂用于治疗癌症。PD-1抑制剂包含帕博利珠单抗(凯特鲁达)和纳武单抗(Nivolumab)(欧狄沃(Opdivo))。PD-L1抑制剂包含阿特朱单抗(特森特里克)、阿维鲁单抗(Avelumab)(巴文西亚(Bavencio))和杜鲁伐单抗(因芬齐)。CTLA-4抑制剂包含伊匹单抗(Ipilimumab)(益伏(Yervoy))。还有若干种其它检查点抑制剂正在开发中,包含抗B7-H3抗体(MGA271)、抗KIR抗体(利瑞鲁单抗(Lirilumab))和抗LAG3抗体(BMS-986016)。
序列:
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尽管已经参考以上实例描述了本发明,但应当理解,修改和变化涵盖在本发明的精神和范围之内。因此,本发明仅由以下权利要求限制。
Claims (27)
1.一种如SEQ ID NO:13或14中所示的分离的核酸序列或与其具有90%同一性的序列。
2.一种蛋白质,其由根据权利要求1所述的核酸序列编码。
3.根据权利要求2所述的蛋白质,其中氨基酸序列选自SEQ ID NO:6或7。
4.一种融合蛋白,其包括在任一取向上彼此可操作地连接的SEQ ID NO:6和7中所示的氨基酸序列。
5.根据权利要求4所述的融合蛋白,其中所述蛋白质包括在SEQ ID NO:6的C末端与SEQID NO:7的N末端之间直接连接的SEQ ID NO:6和7。
6.根据权利要求4所述的融合蛋白,其中所述蛋白质包括在SEQ ID NO:7的C末端与SEQID NO:6的N末端之间直接连接的SEQ ID NO:7和6。
7.一种融合蛋白,其包括SEQ ID NO:1或15中所示的序列和与SEQ ID NO:1或15具有90%或更高同一性的序列。
8.一种融合蛋白,其包括可操作地连接的SEQ ID NO:2或23;4、21或22;6和7或7和6。
9.根据权利要求8所述的融合蛋白,其中SEQ ID NO:2或23和4、21或22通过SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:16连接。
10.根据权利要求8所述的融合蛋白,其中SEQ ID NO:4、17或18和6或7通过SEQ ID NO:5或SEQ ID NO:17连接。
11.根据权利要求8所述的融合蛋白,其中SEQ ID NO:6和7在任一取向上可操作地连接。
12.根据权利要求8所述的融合蛋白,其进一步包括半衰期延长(HLE)分子。
13.根据权利要求12所述的融合蛋白,其中所述HLE分子为包括SEQ ID NO:25-29中的任一个的Fc或scFc抗体片段。
14.根据权利要求8所述的融合蛋白,其中SEQ ID NO:4具有N72取代。
15.根据权利要求14所述的融合蛋白,其中N72突变为N72A或N72D。
16.根据权利要求15所述的融合蛋白,其中所述蛋白质如SEQ ID NO:21或22中所示。
17.一种分离的核酸序列,其编码根据权利要求7至16中任一项所述的融合蛋白。
18.根据权利要求17所述的分离的核酸序列,其中所述序列为SEQ ID NO:8或SEQ IDNO:18。
19.一种治疗受试者的癌症的方法,所述方法包括向所述受试者施用根据权利要求7至16中任一项所述的融合蛋白,由此治疗所述癌症。
20.根据权利要求19所述的方法,其进一步包括向所述受试者施用免疫检查点抑制剂。
21.根据权利要求20所述的方法,其中所述免疫检查点抑制剂选自由以下组成的组:程序化细胞死亡1蛋白(PD-1)抑制剂、PD-1配体1(PD-L1)抑制剂、PDD-L2抑制剂、细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4)抑制剂、腺苷A2A受体(A2AR)抑制剂、B7-H3抑制剂、B7-H4抑制剂、B和T淋巴细胞衰减子(BTLA)抑制剂、吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)抑制剂、杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR)抑制剂、淋巴细胞激活基因-3(LAG3)抑制剂、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADPH氧化酶同种型2(NOX2)抑制剂、唾液酸结合性免疫球蛋白型凝集素7(SIGLEC7)抑制剂、SIGLEC9抑制剂、T细胞免疫球蛋白结构域和粘蛋白结构域3(TIM-3)抑制剂以及T细胞激活的V结构域Ig抑制因子(VISTA)抑制剂。
22.根据权利要求19所述的方法,其中所述癌症选自非小细胞肺癌、皮肤鳞状细胞癌、胰腺癌、原发性肝细胞癌、结直肠癌、透明细胞肾癌、前列腺癌、宫颈癌、卵巢癌、黑色素瘤、脑癌、白血病、淋巴瘤、骨髓瘤、头颈癌或乳腺癌。
23.一种融合蛋白,其在任一取向上包括SEQ ID NO:23、SEQ ID NO:21或22以及SEQ IDNO:6和7。
24.根据权利要求23所述的融合蛋白,其中SEQ ID NO:23通过SEQ ID NO:3或16的接头可操作地连接到SEQ ID NO:21或22。
25.根据权利要求23所述的融合蛋白,其中SEQ ID NO:21或22在任一取向上通过SEQID NO:5或17的接头可操作地连接到SEQ 6和7。
26.根据权利要求23所述的融合蛋白,其进一步包括半衰期延长(HLE)分子。
27.根据权利要求26所述的融合蛋白,其中所述HLE分子为包括SEQ ID NO:25-29中的任一个的Fc或scFc抗体片段。
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