CN118369350A - 抗tigit抗体与il2的融合蛋白或其变体及其应用 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了抗TIGIT抗体与IL2的融合蛋白或其变体及其应用。具体而言,本公开提供了一种融合蛋白,其包含:(a)第一多肽,其包含抗TIGIT抗体或其抗原结合片段;(b)第二多肽,其包含白介素‑2(IL‑2)或其具有促淋巴细胞生长活性的变体,其中,所述第二多肽与所述第一多肽融合。本公开还提供了此类融合蛋白在正向调节免疫细胞活性和/或提高免疫应答中的应用;和/或,治疗癌症、免疫缺陷性疾病或炎性疾病、或感染性疾病的应用。

Description

抗TIGIT抗体与IL2的融合蛋白或其变体及其应用 技术领域
本申请属于生物技术和医学领域。具体而言,本申请涉及抗体-细胞间素融合蛋白,具体为包含能特异性结合TIGIT的抗体和白介素-2(IL-2)或其各类变异体。另外,本申请涉及编码这类融合蛋白的多核苷酸、表达这类融合蛋白的载体和宿主细胞。本申请还涉及产生、制备这类融合蛋白的方法,以及用于治疗疾病的药物成分和治疗方法。
背景技术
白细胞介素-2(IL2),是一种由抗原刺激诱导的T细胞生长因子,其可激活和促进T细胞的增殖与分化,维持多种免疫细胞(如B细胞、自然杀伤细胞、巨噬细胞)的生长和繁殖。因而,IL2在肿瘤和免疫缺陷性疾病治疗中有重要作用,是FDA批准的首批用于癌症的免疫治疗药物之一。
近年来,虽然野生型IL2应用于癌症的治疗取得了令人瞩目的成果,然而其在体内半衰期短,还可能引起发热、呕吐、腹泻、头晕和低血压等副作用,促使人们将研究焦点转向于特异性更强、治疗效果更好的新型突变IL2蛋白。
IL2通过与细胞膜上的IL2受体(IL2R)结合来发挥生物活性。IL2R受体是一个复合体,由α链(55kd)、β链(75kd)和γ链(64kd)组成。只有在3条链同时存在时,IL2才能与IL2R以高亲和力结合(Kd≈10 -11M)。只表达β和γ链但失去α链的细胞,能够进行信号转导,但只能以中度亲和力与IL2结合(Kd≈10 -9M)。只表达α链的细胞以低亲和力与IL2结合(Kd≈10 -8M),且无法进行细胞的信号转导。γ亚基不单独与IL2结合。高亲和力的IL2R主要存在于活化的T细胞、B淋巴细胞及NK细胞中,大部分静止状态的NK细胞和巨噬细胞表达中等亲和力IL2R,而低亲和力的IL2R表达在静止状态的T细胞中(GAFFEN S L等,Cytokine,2004,28(3):109-123)。
研究发现,IL2蛋白的突变可以增强对IL2Rβ的亲和力。该种新型IL2突变蛋白相对于野生型IL2可以更好的诱导细胞毒性T细胞的增殖,减少Treg细胞的扩增,从而提高抗肿瘤效果(Levin等,Nature 484:529(2012)。
含Ig和ITIM结构域的T细胞免疫受体(T cell immunoreceptor with immunoglobulin and ITIM domains,TIGIT,也称WUCAM、Vstm3或VSIG9),是一种主要表达在NK细胞、T细胞、Treg细胞等免疫细胞表面的检查点分子,其在细胞质尾部具有基于免疫受体酪氨酸的抑制基序(ITIM),是典型的抑制性受体蛋白(Yu等,Nat.Immunol.10:48-57,2009)。
TIGIT可通过多种机制抑制机体的免疫反应。通过靶向T细胞抗原受体(TCR)的信号通路分子,TIGIT直接阻断初始T细胞(Tn)活化、增殖和效应功能的获得,并且能够抑制CD4+T细胞的细胞增殖和炎症细胞因子的产生(Fourcade J等,JCI Insight,2018,3(14):e121157)。TIGIT可以通过调节树突细胞的细胞因子产生来间接抑制T细胞(Yu等,Nat.Immunol.10:48-57,2009)。TIGIT还可增强Tregs稳定性及其对产生IFN-γ的T细胞增殖的抑制功能(Fourcade J等,JCI Insight,2018,3(14):e121157)。
在肿瘤环境中,TIGIT高表达于肿瘤浸润或迁移相关的NK细胞与效应T细胞表面,而其配体CD155在肿瘤细胞表面高表达。肿瘤细胞通过CD155/TIGIT的结合直接作用于NK细胞和效应T细胞,抑制其活性(Li等,J.Biol.Chem.289:17647-17657,2014)。
对于增强免疫应答以及预防和/或治疗肿瘤、感染或感染性疾病,TIGIT是极具潜力的免疫治疗新靶点。靶向TIGIT的CD155阻断型抗体,特别是抗人TIGIT抗体,能释放免疫效应细胞的肿瘤杀伤活性,有望取得良好的抗肿瘤疗效。
发明内容
本申请正是提供了一种靶向TIGIT的CD155阻断型抗体及其相应的融合蛋白。
在本申请的第一方面中,提供了一种抗TIGIT抗体或其抗原结合片段。
在一些实施方式中,所述抗TIGIT抗体是单克隆抗体。
在一些实施方式中,抗TIGIT抗体或其抗原结合片段选自下组或与其具有至少95%序列同一性的序列:
(a)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段能与CD155竞争性结合TIGIT且其与人TIGIT的结合亲和力EC 50为0.01~20nM;和/或
(b)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的重链互补决定区(VH CDR)1~3和轻链互补决定区(VL CDR)1~3:选自下组的VH CDR1:SEQ ID NO:81或89;选自下组的VH CDR2:SEQ ID NO:82或90;选自下组的VH CDR3:SEQ ID NO:83或91;选自下组的VL CDR1:SEQ ID NO:85或93;选自下组的VL CDR2:SEQ ID NO:86或94;和选自下组的VL CDR3:SEQ ID NO:87或95;和/或
(c)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含氨基酸序列分别如下所述的VH CDR 1~3:SEQ ID NO:81、82和83;或SEQ ID NO:89、90和91;以及氨基酸序列分别如下所述的VL CDR 1~3:SEQ ID NO:85、86和87;或SEQ ID NO:93、94和95的抗TIGIT抗体或其抗原结合片段;和/或
(d)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的VH CDR 1~3和VL CDR 1~3:SEQ ID NO:81、82和83以及SEQ ID NO:85、86和87;或SEQ ID NO:89、90和91以及SEQ ID NO:93、94和95;和/或
(e)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的重链可变区VH:SEQ ID NO:80或88;和/或选自下组的轻链可变区VL:SEQ ID NO:84或92;和/或
(f)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的VH和VL组合:SEQ ID NO:80的VH和SEQ ID NO:84的VL;或SEQ ID NO:88的VH和SEQ ID NO:92的VL。
在一些实施方式中,抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含抗体IgG1gamma恒定区(例如登录号为UniProtKB-P01857的IgG1gamma恒定区)。在一些实施方式中,所述恒定区具有选自下组的特征:(a)所述恒定区不含突变;(b)所述恒定区包含一个或多个降低抗体介导的ADCC和CDC活性的突变,例如氨基酸突变D265A和N297G;(c)所述恒定区包含成对的重链恒定区(CH),其中一条CH中包含引入突结结构的突变(例如突变S354C和/或T366W),另一个CH中包含引入孔结构的突变(例如Y349C、T366S、L368A和/或Y407V),且其中所述突结结构与所述孔结构匹配以形成稳定的二聚体;(d)所述恒定区包含成对的CH,其中一条CH包含引入正电荷的氨基酸突变(例如突变E356K和H435R),另一条CH包含引入负电荷的氨基酸突变(例如K439E),且其中通过电荷相互作用形成稳定的二聚体,其中,上述突变的位置根据EU编号方式。
在一些方面中,提供了一种融合蛋白,其包含:(a)第一多肽,其包含抗TIGIT抗体或其抗原结合片段;(b)第二多肽,其包含白介素-2(IL-2)或其具有促淋巴细胞生长活性的变体,其中,所述第二多肽与所述第一多肽融合。
在一些实施方式中,第一多肽包含选自下组的抗TIGIT抗体或其抗原结合片段或与其具有至少95%序列同一性的序列:
(a)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段能与CD155竞争性结合TIGIT且其与人TIGIT的结合亲和力EC 50为0.01~20nM;和/或
(b)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的重链互补决定区(VH CDR)1~3和轻链互补决定区(VL CDR)1~3:选自下组的VH CDR1:SEQ ID NO:81或89;选自下组的VH CDR2:SEQ ID NO:82或90;选自下组的VH CDR3:SEQ ID NO:83或91;选自下组的VL CDR1:SEQ ID NO:85或93;选自下组的VL CDR2:SEQ ID NO:86或94;和选自下组的VL CDR3:SEQ ID NO:87或95;和/或
(c)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含氨基酸序列分别如下所述的VH CDR 1~3:SEQ ID NO:81、82和83;或SEQ ID NO:89、90和91;以及氨基酸序列分别如下所述的VL CDR 1~3:SEQ ID NO:85、86和87;或SEQ ID NO:93、94和95的抗TIGIT抗体或其抗原结合片段;和/或
(d)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的VH CDR 1~3和VL CDR 1~3:SEQ ID NO:81、82和83以及SEQ ID NO:85、86和87;或SEQ ID NO:89、90和91以及SEQ ID NO:93、94和95;和/或
(e)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的重链可变区VH:SEQ ID NO:80或88;和/或选自下组的轻链可变区VL:SEQ ID NO:84或92;和/或
(f)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的VH和VL组合:SEQ ID NO:80的VH和SEQ ID NO:84的VL;或SEQ ID NO:88的VH和SEQ ID NO:92的VL。
在一些实施方式中,第一多肽包含抗体IgG1gamma恒定区(例如登录号为UniProtKB-P01857的IgG1gamma恒定区),所述恒定区具有选自下组的特征:
(a)所述恒定区不含突变;
(b)所述恒定区包含一个或多个降低抗体介导的ADCC和CDC活性的突变,例如氨基酸突变D265A和N297G;
(c)所述恒定区包含成对的重链恒定区(CH),其中一条CH中包含引入突结结构的突变(例如突变S354C和/或T366W),另一个CH中包含引入孔结构的突变(例如Y349C、T366S、L368A和/或Y407V),且其中所述突结结构与所述孔结构匹配以形成稳定的二聚体;
(d)所述恒定区包含成对的CH,其中一条CH包含引入正电荷的氨基酸突变(例如突变E356K和H435R),另一条CH包含引入负电荷的氨基酸突变(例如K439E),且其中通过电荷相互作用形成稳定的二聚体,
其中,上述突变的位置根据EU编号方式。
在一些实施方式中,第二多肽具有选自下组的一个或多个特征:
(a)所述第二多肽还包含信号肽;
(b)所述IL2为野生型IL2或其功能性片段,例如来源于人、灵长类动物、啮齿类动物;
(c)与野生型IL2相比,所述IL2变体与IL-2Rβ亚基的结合亲和力增强和/或所述IL2变体与IL-2Rα亚基的结合亲和力降低;
(d)与野生型IL2相比,所述IL2变体的促淋巴细胞生长活性不变或增强。
在一些实施方式中,所述IL2变体包含选自下组的一个或多个突变:L80F、R81D、L85V、I86V、I92F、F42A,例如包含突变组合L80F、R81D、L85V、I86V和192F和/或突变F42A,其中上述突变的位置根据EU编号方式。
在一些实施方式中,第一多肽和第二多肽通过接头连接,例如所述接头是甘氨酸接头,如G n,或甘氨酸/丝氨酸接头,如(GS) n、(GGS) n、(GGGS) n、(GGGGS) n或(GGGGGS) n的氨基酸序列,其中n是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10的整数。
在一些实施方式中,第二多肽连接于第一多肽中抗体重链的N端和/或C端。
在一些实施方式中,第一多肽的重链与第二多肽融合形成具有选自下组的氨基酸序列或与所述序列具有至少80%的序列同一性:SEQ ID NO:39、51、44、55、46、57、66、72、68、74、70、76、42、53、45、56、49、59、67、73、69、75、71和77。
在一些实施方式中,若存在的话,融合蛋白中未连接第二多肽的重链具有选自下组的氨基酸序列或与所述序列具有至少80%的序列同一性:SEQ ID NO:40、52、47、58、43、54、50和60。
在一些实施方式中,若存在的话,融合蛋白中的轻链具有选自下组的氨基酸序列或与所述序列具有至少80%的序列同一性:SEQ ID NO:41和48。
在一些实施方式中,融合蛋白包含选自下组的序列组合:(a)SEQ ID NO:39、40和41;(b)SEQ ID NO:51、52和41;(c)SEQ ID NO:44、40和41;(d)SEQ ID NO:55、52和41;(e)SEQ ID NO:46、47和48;(f)SEQ ID NO:57、58和48;(g)SEQ ID NO:66、40和41;(h)SEQ ID NO:72、52和41;(i)SEQ ID NO:68、40和41;(j)SEQ ID NO:74、52和41;(k)SEQ ID NO:70、47和48;(1)SEQ ID NO:76、47和48);(a’)SEQ ID NO:42、43和41;(b’)SEQ ID NO:53、54和41;(c’)SEQ ID NO:45、43和41;(d’)SEQ ID NO:56、54和41;(e’)SEQ ID NO:49、50和48;(f’)SEQ ID NO:59、60和48;(g’)SEQ ID NO:67、43和41;(h’)SEQ ID NO:73、54和41;(i’)SEQ ID NO:69、43和41;(j’)SEQ ID NO:75、54和41;(k’)SEQ ID NO:71、50和48;(l’)SEQ ID NO:77、60和48。
在本申请的一些方面中,提供了分离的核酸分子或包含所述核酸分子的构建体或载体,其中,所述核酸分子编码本公开所述的融合蛋白。
在一些实施方式中,所述核酸分子、构建体或载体包含选自SEQ ID NO:1~20或选自SEQ ID NO:25~36的核苷酸序列或与所示核苷酸序列具有90%以上同源性且具有相同生物活性的序列。
在本申请的一些方面中,提供了一种细胞,其包含本申请的融合蛋白、核酸分子、构建体或载体。
在本申请的一些方面中,提供了一种组合物,其包含本申请的融合蛋白、核酸分子、构建体或载体或者细胞;以及载剂。
在本申请的一些方面中,提供了本申请的融合蛋白、核酸分子、构建体或载体、细胞或组合物在制备用于免疫治疗的药物中的应用。
在一些实施方式中,所述药物用于正向调节免疫细胞活性和/或提高免疫应答。在一些实施方式中,所述药物用于治疗癌症、免疫缺陷性疾病或炎性疾病、或感染性疾病。
在一些实施方式中,癌症选自:膀胱癌、乳腺癌、子宫癌、子宫内膜癌、卵巢癌、结直肠癌、结肠癌、头颈癌、肺癌、胃癌、生殖细胞癌、骨癌、鳞状细胞癌、皮肤癌、中枢神经系统肿瘤、淋巴瘤、白血病、肉瘤、病毒相关癌症、小细胞肺癌、非小细胞肺癌、胃肠癌、霍奇金或非霍奇金淋巴瘤、胰腺癌、胶质母细胞瘤、神经胶质瘤、宫 颈癌、卵巢癌、肝癌、骨髓瘤、唾液腺癌、肾癌、基底细胞癌、黑色素瘤、前列腺癌、外阴癌、甲状腺癌、睾丸癌、食道癌、或头颈癌及其任何组合。
在一些实施方式中,炎性疾病或自身免疫疾病选自:l型糖尿病、多发性硬化症、类风湿性关节炎、乳糜泻、系统性红斑狼疮、狼疮性肾炎、皮肤狼疮、特发性关节炎、克罗恩病、溃疡性结肠炎或系统性硬化病、移植物抗宿主病、银屑病、斑秃、HCV诱导的血管炎、舍格伦综合征、天疱疮、强直性脊柱炎、白塞病、韦格纳肉芽肿病、自身免疫性肝炎、硬化性胆管炎、古-斯综合征和巨噬细胞激活综合征。
在一些实施方式中,感染性疾病选自:致病性病毒、细菌、真菌、寄生虫所致的感染。
在本申请的一些方面中,提供了一种生产本申请所述的融合蛋白的方法,所述方法包括:在适合于表达融合蛋白的条件下,培养本申请的细胞;以及回收所述融合蛋白。
本领域的技术人员可对前述的技术方案和技术特征进行任意组合而不脱离本申请的发明构思和保护范围。本申请的其它方面由于本文的公开内容,对本领域的技术人员而言是显而易见的。
附图说明
下面结合附图对本申请作进一步说明,其中这些显示仅为了图示说明本申请的实施方案,而不是为了局限本申请的范围。
图1:本申请示例性抗TIGIT抗体HC-IL2融合蛋白结构示意图:
图1A:与抗体N端连接形成的TIGIT抗体HC-IL2融合蛋白;
图1B:与抗体C端连接形成的IL2-TIGIT抗体HC融合蛋白。
图2:显示了抗人TIGIT单克隆抗体与膜TIGIT结合的流式细胞技术分析研究。
图3:显示了抗人TIGIT单克隆抗体和CD155与重组人TIGIT的竞争结合的ELISA研究。
图4:显示了抗人TIGIT单克隆抗体对PHA激活的PBMC产生IFNγ的促进作用。
图5:显示了抗人TIGIT人源化单克隆抗体在小鼠体内抑制小鼠肿瘤生长的作用:
图5A:各组每只小鼠的肿瘤体积与时间的关系;
图5B:试验结束时(D17)各组每个小鼠的肿瘤重量。
图6:SDS-PAGE方法鉴定制备的抗TIGIT抗体HC-IL2融合蛋白。
图7:SEC-HPLC鉴定制备的抗TIGIT抗体HC-IL2融合蛋白:
图7A:HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)的SEC-HPLC图谱;
图7B:HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)的SEC-HPLC图谱;
图7C:IgG1 HC-IL2mut/LC(ART-Ig)的SEC-HPLC图谱。
图8:抗TIGIT抗体HC-IL2融合蛋白与重组IL2Rα和IL2Rβ亚基结合亲和力的BLI研究:
图8A:HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)与IL2Rα的结合;
图8B:HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)与IL2Rβ的结合;
图8C:HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)与IL2Rα的结合;
图8D:HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)与IL2Rβ的结合。
图9:抗TIGIT抗体HC-IL2融合蛋白与膜IL2Rα和β亚基结合亲和力的流式细胞术研究:
图9A:293F细胞共转染IL2Rα和γ表达质粒或IL2Rβ和IL2Rγ表达质粒,在293F细胞表面表达IL2Rαγ二聚体或IL2Rβγ二聚体;
图9B:HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)和HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)以及对照抗体IgG1 HC-IL2mut/LC(ART-Ig)与表达IL2Rαγ二聚体的293F细胞、IL2Rβγ二聚体的293F细胞的结合。
图10:抗TIGIT抗体HC-IL2体外刺激淋巴细胞CTLL-2生长的研究。
图11:融合蛋白在体内对淋巴细胞CD4+和CD8+生长的影响研究:
图11A:融合蛋白在体内对CD4+T淋巴细胞生长的影响;
图11B:融合蛋白在体内对CD8+T淋巴细胞生长的影响。
图12:融合蛋白在体内抑制肿瘤生长的研究:
图12A:融合蛋白在体内对肿瘤体积的影响;
图12B:融合蛋白在体内对肿瘤重量的影响。
以上图中,*表示p<0.05,**表示p<0.01。
具体实施方式
本公开提供了抗TIGIT抗体与IL2或其变体的融合蛋白,该融合蛋白包含抗TIGIT抗体和IL2分子,或其中一种或两种的变体。与野生型IL2分子相比,突变白介素-2分子可以增强对IL2Rβ的亲和力或者在增强对IL2Rβ的亲和力的同时降低对IL2Rα的亲和力。另一方面,该TIGIT抗体-IL2融合蛋白能延缓IL2的半衰期,比IL2单独应用的生物活性更好;其TIGIT抗体部分带引融合蛋白靶向到肿瘤环境中,在肿瘤细胞周围形成高浓度区,从而减少了IL2引发的副作用。该TIGIT抗体还可以释放免疫效应细胞的肿瘤杀伤活性,协同杀伤肿瘤细胞,取得更强的抑制肿瘤的效果。
本文中提供的所有数值范围旨在清楚地包括落在范围端点之间的所有数值及它们之间的数值范围。可对本申请提到的特征或实施例提到的特征进行组合。本说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用,说明书中所揭示的各个特征,可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明,所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
如本文所用,“含有”、“具有”或“包括”包括了“包含”、“主要由……构成”、“基本上由……构成”、和“由……构成”;“主要由……构成”、“基本上由……构成”和“由……构成”属于“含有”、“具有”或“包括”的下位概念。
融合蛋白(多肽)
如本文中使用的,术语“融合蛋白”指包含抗TIGIT抗体多肽和IL2多肽的融合多肽分子,其中融合蛋白的组件通过肽键直接或通过接头彼此连接。为清楚起见,融合蛋白的抗体构件的各个肽链可以是非共价连接的,例如通过二硫键。“融合”意指各组分直接地或经由一种或多种肽接头通过肽键连接。如本文所用,术语“元件”或“构件”是指构成融合蛋白中一部分的氨基酸序列。术语“单元”或“单体”是指元件构成功能的基本片段。
术语“抗体”在本文中以最广义使用且涵盖各种抗体结构,包括但不限于单克隆抗体、多克隆抗体、多特异性抗体(例如双特异性抗体)、和抗体片段,只要它们展现出期望的抗原结合活性。
“抗体片段”指完整抗体外的分子,其包含完整抗体中结合与完整抗体结合的抗原的一部分。抗体片段的例子包括但不限于Fv、Fab、Fab’、Fab’-SH、F(ab’) 2、双抗体、线性抗体、单链抗体分子(例如scFv)和单域抗体。
本文所用的术语“单克隆抗体(单抗)”指从一类基本均一的群体获得的抗体,即该群体中包含的单个抗体是相同的,除少数可能存在的天然发生的突变外。单克隆抗体高特异性地针对单个抗原位点。而且,与常规多克隆抗体制剂(通常是具有针对不同决定簇的不同抗体)不同,各单克隆抗体是针对抗原上的单个决定簇。除了它们的特异性外,单克隆抗体的好处还在于它们是通过杂交瘤培养来合成的,不会被其它免疫球蛋白污染。修饰语“单克隆”表示了抗体的特性,是从基本均一的抗体群中获得的,这不应被解释成需要用任何特殊方法来生产抗体。
单克隆抗体及其片段可用本领域技术人员熟知的各种方法来制得。例如,单克隆抗体可用杂交瘤方法(由Kohler等,Nature,256:495(1975)首先提出)制得,或用重组DNA方法(美国专利No.4,816,567)制得。单克隆抗体也可用例如Clackson等,Nature,352:624-628(1991)和Marks等,J.Mol.Biol.,222:581-597(1991)所述的技术从噬菌体抗体库中分离获得。
如本文所用,术语“抗体”或“免疫球蛋白”是有相同结构特征的约150,000道尔顿的异四聚糖蛋白,其由两个相同的轻链(L)和两个相同的重链(H)组成。每条轻链通过一个共价二硫键与重链相连,而不同免疫球蛋白同种型的重链间的二硫键数目不同。每条重链和轻链也有规则间隔的链内二硫键。每条重链的一端有可变区(VH),其后是多个恒定区。每条轻链的一端有可变区(VL),另一端有恒定区;轻链的恒定区与重链的第一个恒定区相对,轻链的可变区与重链的可变区相对。特殊的氨基酸残基在轻链和重链的可变区之间形成界面。
如本文所用,术语“可变”表示抗体中可变区的某些部分在序列上有所不同,它形成了各种特定抗体对其特定抗原的结合和特异性。然而,可变性并不均匀地分布在整个抗体可变区中。它集中于轻链和重链可变区中称为互补决定区(CDR)或超变区中的三个片段中。可变区中较保守的部分称为构架区(FR)。天然重链和轻链的可变区中各自包含四个FR区,它们大致上呈β-折叠构型,由形成连接环的三个CDR相连,在某些情况下可形成部分b折叠结构。每条链中的CDR通过FR区紧密地靠在一起并 与另一链的CDR一起形成了抗体的抗原结合部位(参见Kabat等,NIH Publ.No.91-3242,卷I,647-669页(1991))。恒定区不直接参与抗体与抗原的结合,但是它们表现出不同的效应功能,例如参与抗体的依赖于抗体的细胞毒性。
本公开融合蛋白中的抗TIGIT抗体,包括鼠抗、嵌合抗体以及人源化抗体。抗体包括重链可变区(VH),所述重链可变区包括3个互补决定区(CDR),所述抗体包括轻链可变区(VL),所述轻链可变区包括3个CDR。在一些实施方式中,非人源单克隆抗体可通过如下途径人源化:(1)同源替换,使用与非人源对应部分具有较大同源性的人FR进行替换;(2)表面重塑,对非人源CDR和FR表面氨基酸残基进行重塑,以使其类似于人抗体CDR的轮廓或者FR型式;(3)补偿变化,改编关键位置氨基酸残基,以补偿CDR移植;(4)定位保守,人源化单抗以FR保守序列为模板进行人源化,但保留非人源单抗可变区的关键氨基酸残基。
本文不仅可采用完整的单克隆抗体,还包括采用其具有免疫活性的抗体片段(抗原结合片段),如Fab,Fab’,F(ab’)2,Fd,单链Fv或scFv,二硫键连接的Fv,V-NAR结构域,IgNar,胞内抗体,IgGΔCH2,小抗体,F(ab’)3,四抗体,三抗体、双特异性抗体,单结构域抗体,DVD-Ig,Fcab,mAb2,(scFv)2或scFv-Fc等。
如本文所用,术语“序列同一性”或“同一性%”是指在比对序列并且(必要时)引入空位以获得的最大序列相同性百分比之后,候选序列与参考序列中相同残基(例如氨基酸或核酸)的百分比。例如,如本文所用,“至少70%的序列同一性”是指候选序列与参考序列间的序列同一性达到70%以上,如75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%或其中任意数值点的同一性。
本文中术语“Fc区”用于定义抗体重链中至少含有恒定区的一部分的C端区域。该术语包括天然序列Fc区和变体Fc区。IgG Fc区包含IgG CH2和IgG CH3结构域,这两个结构域可为天然序列或包含突变。例如,可使用“突出-入-孔”(knob-in-hole,KiH)技术(Merchant et al(1998)Nat Biotech 16,677-681)或者使用基于静电操纵相互作用的技术(ART-Ig,如参见PCT/JP2006/306803),最大化的产生异源二聚体的抗体。KiH技术简单的说就是在二条重链Fc结合紧密的区域引入突变,一条重链引入能形成突结(knob)的突变(如S354C和T366W,EU编号方式),另一条重链引入能形成孔(hole)的突变(如Y349C、T366S、L368A、Y407V,EU编号方式),以此产生结 构更稳定的异源二聚体抗体。ART-Ig技术简单的说就是在二条重链Fc结合紧密的区域引入正负电荷的突变,一条重链引入正电荷氨基酸(ART-Ig-P)的突变(例如E356K和H435R,EU编号方式),另一条重链引入负电荷氨基酸(ART-Ig-N)的突变(例如K439E,EU编号方式),以此产生结构更稳定的异源二聚体抗体。在本文中,IL2可以融合到两条重链的任何一条重链。例如,IL2可融合到抗体重链HC(hole)或HC(ART-Ig-P)。
本文融合蛋白中的抗TIGIT抗体可采用本领域中已知的方法获得或为本领域中已知或已获得的抗体TIGIT抗体。可用于本文融合蛋白中的抗TIGIT抗体可包括选自下组的一个或多个特征:
(i)在体内或体外特异性结合人TIGIT,例如其通过ELISA测定的与人TIGIT的结合亲和力EC50为0.001nM~100nM,0.01nM~50nM,0.1nM~10nM;
(ii)竞争性抑制CD155与TIGIT的结合,例如,其通过ELISA测定的特异性阻断CD155与人TIGIT的IC50为0.005μg/ml~1μg/ml,0.01μg/ml~0.9μg/ml;
(iii)结合人或灵长类哺乳动物TIGIT,而不结合小鼠TIGIT;
(iv)正向调节免疫细胞(例如T细胞和NK细胞)的活性,例如提高人外周血单核细胞(PBMC)(如淋巴细胞、T细胞)的促免疫反应细胞因子(例如IFNγ)产生、减少或逆转NK细胞耗竭;
(v)减少或消除表达TIGIT的细胞,例如Treg细胞,降低免疫抑制作用;
(vi)增强免疫应答;以及
(vii)具有针对肿瘤、感染或感染性疾病的预防和/或治疗作用。
在一些实施方式中,融合蛋白中的抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的重链互补决定区(VH CDR)1~3和轻链互补决定区(VL CDR)1~3或与其具有至少80%、85%、90%、95%、98%、99%序列同一性的序列:
选自下组的VH CDR1:SEQ ID NO:81或89;
选自下组的VH CDR2:SEQ ID NO:82或90;
选自下组的VH CDR3:SEQ ID NO:83或91;
选自下组的VL CDR1:SEQ ID NO:85或93;
选自下组的VL CDR2:SEQ ID NO:86或94;和
选自下组的VL CDR3:SEQ ID NO:87或95。
在一些实施方式中,融合蛋白中的抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含氨基酸序列分别如下所述的VH CDR 1~3:SEQ ID NO:81、82和83;或SEQ ID NO:89、90和91;以及氨基酸序列分别如下所述的VL CDR 1~3:SEQ ID NO:85、86和87;或SEQ ID NO:93、94和95的抗TIGIT抗体或其抗原结合片段;或与其具有至少80%、85%、90%、95%、98%、99%序列同一性的序列。
在一些实施方式中,融合蛋白中的抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的VH CDR 1~3和VL CDR 1~3:SEQ ID NO:81、82和83以及SEQ ID NO:85、86和87;或SEQ ID NO:89、90和91以及SEQ ID NO:93、94和95;或与其具有至少80%、85%、90%、95%、98%、99%序列同一性的序列。
在一些实施方式中,融合蛋白中的抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的重链可变区VH:SEQ ID NO:80或88;和/或选自下组的轻链可变区VL:SEQ ID NO:84或92;或与其具有至少80%、85%、90%、95%、98%、99%序列同一性的序列。
在一些实施方式中,所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的VH和VL组合:SEQ ID NO:80的VH和SEQ ID NO:84的VL;或SEQ ID NO:88的VH和SEQ ID NO:92的VL;或与其具有至少80%、85%、90%、95%、98%、99%序列同一性的序列。
“天然IL2”,也称作“野生型IL2”(wtIL2),意指天然存在的IL2,其与“经修饰IL2”,也称为“突变IL2”(mutIL2)相反,后者相对于天然存在IL2存在突变或修饰,例如为了改变天然IL2的一项或多项特性,诸如稳定性、活性等。经修饰IL2分子可以例如包含氨基酸序列中的修饰,例如氨基酸替代、删除或插入。
在一些实施方式中,突变IL2分子在结合IL-2Rα亚基的IL-2区域与结合IL-2Rβ亚基的IL-2区域不同。在IL-2的这2个区域引入氨基酸突变,可以改变IL-2与IL-2Rα亚基结合和与IL-2Rβ亚基结合的亲和力。例如,IL-2突变体(L80F、R81D、L85V、I86V、I92F)与IL-2Rβ亚基结合的亲和力增强(Levin et al.(2012)Nature484,529-533),IL-2突变体(F42A)与IL-2Rα亚基结合的亲和力减弱。可人工合成IL-2突变体基因(L80F、R81D、L85V、I86V、I92F),然后用基因点突变方法在此基因序列中引入氨基酸突变(F42A),构建成编码结合IL-2Rα亚基结合亲和力减弱并IL-2Rβ亚基结合亲和力增强的IL-2mut基因。
如背景部分中所述,IL2的结构和功能在本领域中已有一定的研究和了解。本申请中可采用本领域中已知的IL2多肽,也可采用其天然变体和片段(例如剪接变体或等位基因变体),以及具有IL2活性的非天然变体。
本文所用的野生型人IL2多肽可包含氨基酸21-153(登录号为UniProtKB-P60568)SEQ ID NO:96的氨基酸序列(人IL2)或由包含SEQ ID NO:97所述的核酸分子编码,或可为与这些蛋白质具有相同或类似活性的同源序列(例如可通过本领域已知的数据库或比对软件获得同源序列)。
本文的突变IL2多肽可选自:(a)在前述野生型IL2氨基酸序列的两段具有一个或多个额外氨基酸残基的多肽;或(b)在野生型IL2序列内经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有野生型IL2活性的由(a)衍生的蛋白质或多肽。例如,本文的突变IL2多肽可包含前述的减弱IL-2Rα亚基结合亲和力和/或增强IL-2Rβ亚基结合亲和力的突变。在一些实施方式中,突变IL2多肽的序列可如SEQ ID NO:98所示或由包含SEQ ID NO:99所述的核酸分子编码。
本公开融合蛋白中的多肽元件和多肽元件优选由人基因或其同源基因或家族基因编码或经过人源化。本公开中蛋白质或多肽的变异形式包括(但并不限于):一个或多个(通常为1~50个,较佳地1~30个,更佳地1~20个,最佳地1~10个,例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个)氨基酸的缺失、插入和/或取代,以及在C末端和/或N末端添加一个或数个(通常为20个以内,较佳地为10个以内,更佳地为5个以内)氨基酸。例如,在本领域中,用性能相近或相似的氨基酸进行取代时,通常不会改变蛋白质或多肽的功能。又比如,在C末端和/或N末端添加一个或数个氨基酸通常也不会改变蛋白质或多肽的功能,例如融合蛋白可包括或不包括起始的甲硫氨酸残基而仍然具有其所需的病毒感染防治活性。
多肽的变异形式包括:同源序列、保守性变异体、等位变异体、天然突变体、诱导突变体、在高或低的严紧度条件下能与其蛋白编码序列杂交的序列所编码的蛋白。根据重组生产方案所用的宿主,本发明的蛋白质或多肽可以是糖基化的,或可以是非糖基化的。
在本发明的融合蛋白中,各组分(抗TIGIT抗体和IL2分子)彼此遗传融合。融合蛋白可设计为使其组分直接彼此融合或经由接头序列间接融合。可依照本领域中公 知的方法测定接头的组成和长度,并可以测试功效。还包含另外的序列以纳入切割位点来分开融合蛋白的各个组分(若期望的话),例如内肽酶识别序列。
本文融合蛋白中各多肽元件或元件中的肽单元可通过接头连接。在本申请中优选采用柔性接头,以使得多肽元件或肽单元之间可存在相互作用。可用于本申请融合蛋白中的接头可包含2~300个氨基酸残基,例如5~100个、10~50个、15~3个氨基酸残基。示例性的接头可为甘氨酸接头,如(G) n或甘氨酸/丝氨酸接头,如(GS) n、(GGS) n、(GGGS) n、(GGGGS) n或(GGGGGS) n的氨基酸序列,其中n是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10的整数。
本文的融合蛋白还可包含信号肽,诸如具有引导融合蛋白分泌、定位和/或输送功能的氨基酸序列,其长度通常为5-50个氨基酸。在一些实施方式中,信号肽可选自例如:tPA2信号肽、TFF2信号肽、IL-2信号肽、bPRL信号肽CD33蛋白信号肽等。
本文的融合蛋白还可包含标记物,例如用于纯化、检测、定位的标记物,如选自荧光标记物、非放射性核素标记物、生物素类标记物、磷酸化修饰标记、肽标签。
编码核酸分子、载体、宿主细胞
可以例如通过固相肽合成(例如Merrifield固相合成)或重组生成来获得本发明的融合蛋白。对于重组生成,分离一种或多种编码所述融合蛋白(片段)的多核苷酸,并将其插入一个或多个载体中用于在宿主细胞中进一步克隆和/或表达。可以使用常规规程容易分离并测序这类多核苷酸。
在一些实施方式中,提供包含一种或多种融合蛋白或其元件编码核酸分子的载体(优选为表达载体)。可以使用本领域技术人员公知的方法来构建含有融合蛋白(或其片段)的编码序列以及适宜的转录/翻译控制信号的表达载体。这些方法包括体外重组DNA技术、合成技术和体内重组/遗传重组。
表达载体可以是质粒、病毒的一部分或可以是核酸片段。表达载体包含表达盒,其中在与启动子和/或其它转录或翻译控制元件的可操作联合中克隆编码融合蛋白(片段)的多核苷酸(即编码区)。如本文中使用的,“编码区”是核酸中由翻译成氨基酸的密码子组成的一部分。两个或更多个编码区可以存在于单一多核苷酸构建体中(例如单一载体上),或存在于分开的多核苷酸构建体中,例如在分开的(不同的)载体 上。此外,任何载体可含有单个编码区,或可包含两个或更多个编码区,例如本发明的载体可以编码一种或多种多肽,其经由蛋白水解切割在翻译后或共翻译分开成最终蛋白质。另外,本发明的载体、多核苷酸或核酸可以编码异源编码区,其与编码本发明的融合蛋白(片段)或其变体或衍生物的多核苷酸融合或未融合。异源编码区包括但不限于特殊化的元件或基序,如分泌信号肽或异源功能域。当基因产物例如多肽的编码区与一种或多种调节序列以某种方式联合从而使得该基因产物的表达置于该调节序列的影响或控制下时,即为可操作联合。
本发明的多核苷酸和核酸编码区可以与编码分泌或信号肽的另外的编码区联合,所述分泌或信号肽指导由本发明的多核苷酸编码的多肽的分泌。例如,如果期望分泌融合蛋白,那么可以将编码信号序列的DNA置于编码本发明融合蛋白或其片段的核酸上游。本领域中普通技术人员知晓由脊椎动物细胞分泌的多肽一般具有融合至多肽N端的信号肽,其从所翻译的多肽切去以生成分泌性或“成熟”形式的多肽。在某些实施方案中,使用天然的信号肽,例如免疫球蛋白重链或轻链信号肽,或该序列的保留指导与其可操作联合的多肽分泌的能力的功能性衍生物。或者,可以使用异源哺乳动物信号肽或其功能性衍生物。例如,可以将野生型前导序列用人组织血纤维蛋白溶酶原激活剂(TPA)或小鼠β-葡糖醛酸糖苷酶的前导序列取代。
在一些实施方式中,提供包含本发明的一种或多种多核苷酸或载体的宿主细胞。如本文中使用的,术语“宿主细胞”指任何能工程化以生成本发明的融合蛋白或其片段的细胞系统种类。适用于复制并支持融合蛋白表达的宿主细胞是本领域中公知的。在适当时,可用特定的表达载体转染或转导这类细胞,并且可以培养大量的含载体细胞以用于接种大规模发酵罐,从而获得充足量的融合蛋白用于临床应用。
合适的宿主细胞包括原核微生物如大肠杆菌,或各种真核细胞,如中国仓鼠卵巢细胞(CHO)、昆虫细胞等。可用的哺乳动物宿主细胞系的例子可包括但不限于:中国仓鼠卵巢(CHO)细胞、由SV40转化的猴肾CV1系(COS-7);人胚肾系(293或293T细胞)、幼仓鼠肾细胞(BHK)、小鼠塞托利(sertoli)细胞(TM4细胞)、非洲绿猴肾细胞(VERO-76)、人宫颈癌细胞(HELA)、猕猴肾细胞(MDCK)、牛鼠肝细胞(BRL3A)、人肺细胞(W138)、人肝细胞(HepG2)、小鼠乳房肿瘤细胞(MMT060562)、TRI细胞、MRC5细胞和FS4细胞、骨髓瘤细胞系如YO、NS0、P3X63和Sp2/0。
宿主细胞除了包括培养的细胞,例如哺乳动物培养细胞、酵母细胞、昆虫细胞、细菌细胞和植物细胞等,还包括在转基因动物、转基因植物或培养的植物或动物组织中包含的细胞。
在一个实施方案中,提供了生成依照本发明的融合蛋白的方法,其中所述方法包括在适合于所述融合蛋白表达的条件下培养包含编码融合蛋白的多核苷酸的宿主细胞,并从宿主细胞(或宿主细胞培养基)回收所述融合蛋白。
本申请的重组融合蛋白可在细胞内或在细胞膜上表达或分泌到细胞外。如果需要,可利用其物理的、化学的和其它特性通过各种分离方法分离和纯化重组的蛋白。这些方法是本领域技术人员所熟知的。这些方法的例子包括但并不限于:常规的复性处理、用蛋白沉淀剂处理(盐析方法)、离心、渗透破菌、超处理、超离心、分子筛层析(凝胶过滤)、吸附层析、离子交换层析、高效液相层析(HPLC)和其它各种液相层析技术及这些方法的结合。
组合物或药物等产品
本文还提供了一种产品,其中含有有效量的本文的融合蛋白、包含融合蛋白编码分子的载体、宿主细胞或组合物,以及药学上或生理学上可接受的载剂。如本文所用,术语“活性物质”是指本文的融合蛋白、其编码核酸分子、包含该核酸分子的构建体或载体、宿主细胞或前述的组合物。
在较佳的实施方案中,本文的产品可用于正向调节免疫细胞活性和/或提高免疫应答中的应用;和/或,治疗癌症、免疫缺陷性疾病或炎性疾病、或感染性疾病。如本文所用,术语“含有”或“包括”包括了“包含”、“基本上由……构成”、和“由……构成”。如本文所用,术语“药学上可接受的”成分是适用于人和/或动物而无过度不良副反应(如毒性、刺激和变态反应)的,即有合理的效益/风险比的物质。如本文所用,术语“有效量”是指可对人和/或动物产生功能或活性的且可被人和/或动物所接受的量。
如本文所用,术语“药学上可接受的载剂”指用于治疗剂给药的载剂,包括各种赋形剂和稀释剂。该术语指这样一些药剂载剂:它们本身并不是必要的活性成分,且施用后没有过分的毒性。合适的载剂是本领域普通技术人员所熟知的。在《雷明顿 药物科学》(Remington’s Pharmaceutical Sciences,Mack Pub.Co.,N.J.1991)中可找到关于药学上可接受的赋形剂的充分讨论。
在组合物中药学上可接受的载剂可含有液体,如水、盐水、甘油和乙醇。另外,这些载剂中还可能存在辅助性的物质,如填充剂、崩解剂、润滑剂、助流剂、泡腾剂、润湿剂或乳化剂、矫味剂、pH缓冲物质等。通常,可将这些物质配制于无毒的、惰性的和药学上可接受的水性介质中,其中pH通常约为5~8,较佳地,pH约为6~8。
如本文所用,术语“单位剂型”是指为了施用方便,将本发明的组合物制备成单次施用所需的剂型,包括但不限于各种固体剂(如片剂、冻干粉末)、液体剂(如溶液)、胶囊剂、缓释剂。
在本发明的另一优选实施方式中,所述组合物为单位剂型或多剂型,且其中活性物质的含量为0.01~2000mg/剂,优选0.1~1500mg/剂,更优选1~1000mg/剂。在本发明的另一个优选例中,每天施用1~6剂本发明的组合物,优选施用1~3剂;最优选的,每天服用的剂量为1剂。
本发明的药物组合物可根据需要制成各种剂型,并可由医师根据患者种类、年龄、体重和大致疾病状况、给药方式等因素确定对病人有益的剂量。本发明的药物组合物的形式可适于所需的给药方式,例如静脉内、皮内、动脉内、腹膜内、损伤内、颅内、关节内、前列腺内、脾内、肾内、胸膜内、气管内、鼻内、玻璃体内、阴道内、直肠内、肿瘤内、肌内、腹膜内、皮下、结膜下、囊泡内、粘膜、心包内、脐内、眼内、口服、局部、吸入(例如气雾剂吸入)、注射、输注、连续输注、直接浸洗靶细胞的局部灌注、经由导管、经由灌洗、以乳剂、以液体组合物(例如脂质体)、或通过其它方法或前述项的任意组合施用。
为了提高用药效果,本发明的活性物质或产品之间可相互间联合应用,还可以与其它药物和治疗手段联合,例如用于癌症的预防和治疗。例如,如果本发明的融合蛋白用于预防和/或治疗癌症,则可同时或先后采用临床上用于癌症治疗的其他药物或方法,所述其他药物或方法包括但不限于:化疗药物、放疗、手术等。
可用本文融合蛋白治疗的癌症可包括但不限于:膀胱癌、乳腺癌、子宫癌、子宫内膜癌、卵巢癌、结直肠癌、结肠癌、头颈癌、肺癌、胃癌、生殖细胞癌、骨癌、鳞状细胞癌、皮肤癌、中枢神经系统肿瘤、淋巴瘤、白血病、肉瘤、病毒相关癌症、 小细胞肺癌、非小细胞肺癌、胃肠癌、霍奇金或非霍奇金淋巴瘤、胰腺癌、胶质母细胞瘤、神经胶质瘤、宫颈癌、卵巢癌、肝癌、骨髓瘤、唾液腺癌、肾癌、基底细胞癌、黑色素瘤、前列腺癌、外阴癌、甲状腺癌、睾丸癌、食道癌、或头颈癌及其任何组合。
可用本文融合蛋白治疗的炎性疾病或自身免疫疾病选自:l型糖尿病、多发性硬化症、类风湿性关节炎、乳糜泻、系统性红斑狼疮、狼疮性肾炎、皮肤狼疮、特发性关节炎、克罗恩病、溃疡性结肠炎或系统性硬化病、移植物抗宿主病、银屑病、斑秃、HCV诱导的血管炎、舍格伦综合征、天疱疮、强直性脊柱炎、白塞病、韦格纳肉芽肿病、自身免疫性肝炎、硬化性胆管炎、古-斯综合征和巨噬细胞激活综合征。
可用本文融合蛋白治疗的感染性疾病选自:致病性病毒、细菌、真菌、寄生虫所致的感染。
实施例
下面结合具体实施例,进一步阐述本申请。应理解,这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。本领域技术人员可对本申请做出适当的修改、变动,这些修改和变动都在本申请的范围之内。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法,可采用本领域中的常规方法,例如参考《分子克隆实验指南》(第三版,纽约,冷泉港实验室出版社,New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)或按照供应商所建议的条件。DNA的测序方法为本领域常规的方法,也可由商业公司提供测试。
除非另外说明,否则百分比和份数按重量计算。除非另行定义,文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外,任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本申请方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
实施例1.抗TIGIT单克隆抗体及其编码序列的获得、性能测定以及抗TIGIT抗体-IL2融合蛋白基因的构建
1.1抗TIGIT单克隆抗体及其编码序列的获得
抗TIGIT抗体为本申请人发明的多个抗TIGIT人源化单克隆抗体,抗体的制备方法以及氨基酸序列见中国发明专利申请(CN202111105544.0,“靶向TIGIT的单克隆抗体”,申请日2021年9月22日)。
具体而言,按常规方法,用重组人TIGIT(Human TIGIT His,Sino Biological,10917-H08H Accession# NP 776160.2.Met1-Phe138,C末端表达多组氨酸标签)腹腔和皮下注射免疫Balb/c小鼠(6~8周龄,体重18g左右,雌性,购自计划生育科学研究所实验动物经营部)后获取经免疫小鼠的脾细胞。将脾细胞与小鼠骨髓瘤细胞(购自中国科学院细胞库,货号为TCM18)融合,并在融合后以TIGIT-Fc(Human TIGIT(Fc Tag):Sino Biological,10917-H02H)通过ELISA筛选阳性克隆,筛选出多株克隆,其中编号7103-01和7103-07的克隆均具有IgG1重链和Kappa轻链。
培养所得细胞株,并扩增细胞。收集上清,并用Protein-A亲和层析柱从上清中纯化融合蛋白,跑胶分析,每个泳道分别上样2μg还原和非还原样品。电压150V,1小时。非还原的抗体的分子量在150KD左右,还原抗体的分子量分别在50KD和25KD左右,符合抗体的分子量特性。通过ELISA检测所得单克隆抗体与重组人TIGIT抗原(Human TIGIT(His),Sino Biological,10917-H08H)的结合,结果显示7103-01和7103-07单抗与TIGIT抗原的结合亲和力EC 50分别为:0.0647nM和0.075nM。
提取杂交瘤细胞的总RNA进行反转录。以所得cDNA作为模板,扩增出杂交瘤抗体的VH和VL基因并测序得到TIGIT鼠单克隆抗体VH和VL序列。在进行抗体人源化之前,我们先构建重组人鼠嵌合抗体表达质粒,将杂交瘤抗体的V区构建到嵌合抗体表达载体(pcDNA3.1)上,即将V区序列连接到恒定区为人IgG1或者人λ/κ的表达载体上,在HEK293F细胞里瞬时表达并纯化人鼠嵌合抗体。然后根据编号7103-01和7103-07的鼠源母本抗体序列,设计人源化抗体序列。具体步骤如下:首先使用Discovery Studio和 Antibody Modeling,采用同源建模方法构建可变区的三维分子模型。接下来,通过比对数据库已有抗体结构,分别对母本抗体可变区及CDR进行结构模拟。同时,选择分别与鼠源母本抗体VH和VL具有高度同源性的cDNA衍生的人种系(Germline)序列进行比对。重链VH选择同源度最高的IGHV1为人源化设计模板,设计序列。轻链VL选择IGKV1为人源化设计模板,设计序列。获得具有如下重链和轻链序列组合的人源化抗TIGIT单克隆抗体:
表1.人源化抗体不同轻重链的组合方式以及对应编号
人源化抗体来源 人源化抗体轻重链组合方式 抗体编号
7103-01 huVH4VL1 P03489
7103-07 huVH2VL1 P03479
表2.P03489重链和轻链序列
表3.P03479重链和轻链序列
根据上述人源化设计结果,将序列构建到pcDNA3.4载体上,经PCR、酶切、连接、转化、鉴定、测序、比对、抽提后得到质粒。根据人源化设计后的表达组合,运用ExpiCHO-S表达系统(Thermo Fisher,A29133),将上述质粒按照要求进行在 ExpiCHO-S细胞中为期7天的表达,并在表达第6天,通过HPLC测出表达量。最后经Protein A亲和层析一步纯化,得到抗体蛋白。
为了确定人源化TIGIT单克隆抗体是否可以结合重组人TIGIT蛋白,进行ELISA测试。结果显示:抗人TIGIT人源化单克隆抗体P03489和P03479能够分别以0.5nM和0.09nM的EC 50结合人TIGIT蛋白。
1.2生物膜层光学干涉技术(BLI)研究抗体与TIGIT的结合活性
用GATOR(ProbeLife)检测仪器以及HFC(LOT# 2007065 Tray 2),Human antibody Capture探针来检测人鼠嵌合TIGIT单克隆抗体(7103-01(hFc)和7103-07(hFc))和人源化TIGIT单克隆抗体与重组人TIGIT结合的解离常数(Kd)。将单克隆抗体在结合缓冲液(Q buffer[PBS(10mM PH7.4)+0.02%Tween 20+0.2%BSA]中稀释至30nM。将重组人TIGIT蛋白在Q buffer中2倍梯度稀释至不同浓度,在40nM到10nM的范围内变化。通过将抗体捕获传感器置于上述连续稀释的抗原溶液中来开始进行动力学关联测定。
表4显示BLI检测结果。7103-01的人源化抗体#P03489与TIGIT结合亲和力Kd与其母本人鼠嵌合抗体7103-01(hFc)的Kd相当,分别为1.19x10 -9M和1.73x10 -9M。7103-07的人源化抗体#P03479与TIGIT结合亲和力要弱于其母本人鼠嵌合抗体7103-07(hFc)与TIGIT的结合亲和力,它们的Kd分别为8.43x10 -9M和2.96x10 -9M。
表4.TIGIT mAbs与重组人TIGIT结合结合动力学常数总结表
1.3流式细胞术方法(flow cytometry)研究人鼠嵌合和人源化单克隆抗体与细胞膜上TIGIT蛋白的结合
稳定表达全长人TIGIT的CHO-K(CHO-K-TIGIT)细胞株构建如下:采用含有全长人TIGIT cDNA(NM_173799.2)的质粒(购自Sino Biological)把cDNA克隆到含有大鼠谷氨酰胺合成酶基因的哺乳细胞表达载体pcDNA3.1(Invitrogen),然后用电转染(Bio-Rad,Gene Pulser Xcell)方法把上述构建好的质粒转染进CHO-K细胞,转染的细胞在OptiCHO培养基(Invitrogen)中培养24-48个小时后,把培养基换成筛选培养基。筛选培养基含有OptiCHO,5μg/ml重组人胰岛素和10μM氨基亚砜蛋氨酸(MSX)。细胞培养在37℃,8%CO 2的培养箱里。3个星期后,用抗TIGIT抗体对筛选培养的细胞进行流式分选(FACS),得到表达在细胞膜上的人TIGIT的CHO-K单克隆细胞株。
TIGIT抗体与细胞膜TIGIT结合的流式细胞仪研究方法简述如下:首先配制FACS缓冲液,即1×PBS+0.5%BSA溶液。取所需数量的CHO-K-TIGIT细胞,一个样品所需的细胞量约为1×10^5~5×10^5个,用FACS buffer将TIGIT mAbs(7103-01(hFc)、7103-07(hFc)、P03479和P03489)和替瑞利尤单抗(Tiragolumab,罗氏,已进入三期临床实验;用作阳性对照样品)以一定的比例稀释后重悬细胞,体积约为100μL,4℃冰箱孵育30min,用FACS缓冲液将细胞洗涤一次后,用FACS缓冲液稀释的FITC-抗人IgG(Abcam:6854)将细胞重悬后置于4℃冰箱孵育30min,最后,FACS缓冲液洗涤细胞后,用200μL的FACS缓冲液重悬细胞,上机检测。
图2显示流式细胞仪研究研究结果。如图所示,TIGIT人源化单克隆抗体P03479和CHO-TIGIT结合较好,结合CHO-TIGIT细胞膜上的EC 50为0.144μg/mL(0.963nM),对比母本(7103-07(hFc))的EC 500.201μg/mL(1.347nM)和替瑞利尤单抗的EC 500.574μg/mL(3.844nM),P03479的亲和力更高。
1.4人鼠嵌合和人源化TIGIT单克隆抗体对重组人TIGIT-CD155结合的抑制
为了确定人鼠嵌合和人源化的TIGIT单克隆抗体是否可以抑制CD155与TIGIT的结合,用ELISA方法进行体外测试。将替瑞利尤单抗(Tiragolumab)用作阳性对照。用pH=9.6的NaHCO 3溶液稀释抗原TIGIT(Human TIGIT(His),Sino Biological,10917-H08H)至1μg/mL,每孔50μL加入到96孔酶标板中,4℃冰箱过夜。次日, PBS洗涤两遍之后,用3%的BSA封闭,每孔100μL,37℃孵育1.5h,用PBST洗涤4次。梯度稀释的TIGIT单克隆抗体和CD155-mFC(6μg/mL)(Human CD155(Fc Tag):Sino Biological,10109-H02H)等体积混匀后加入封闭洗涤后的酶标板中,37℃孵育2h,继续用PBST洗涤4次后,加入一定比例稀释的二抗HRP抗mFC(Jackson Immuno Research,115-035-164),37℃孵育1.5h,最后PBST洗涤4次后,加入TMB显色液,37℃孵育10-15min后,酶标仪读数(波长450nm和655nm)。
图3显示了ELISA的研究结果。如图所示,TIGIT单克隆抗体均能特异性阻断TIGIT与CD155的结合。人源化mAb P03479的抑制活性IC 50为0.107μg/mL(0.714nM),阻断能力与人鼠嵌合单克隆抗体(7103-07(hFc))的IC 50值0.154μg/mL(1.033nM)相当或更优,但明显优于替瑞利尤单抗IC 50值0.378μg/mL(2.534nM)。
1.5体外增强人PBMC的INFγ产生
T淋巴细胞激活后,淋巴细胞分泌细胞因子IFNγ。为了测试TIGIT单克隆抗体作为T细胞活化的阳性调节剂功能,我们进行了以下实验,说明人源化的TIGIT单克隆抗体对TIGIT信号阻断导致对PBMC细胞IFNγ产生的增强作用。方法简述如下:复苏冷冻的人外周血单核细胞PBMC,调整细胞密度至5×10^6个/mL,用RPMI 1640+10%FBS培养基分别稀释待测的TIGIT抗体至浓度为20μg/mL,PHA浓度6μg/mL,分别加50μL的PHA稀释液和50μL的抗体稀释液至96孔板中,最后加100μL的细胞悬液至96孔板中,轻轻混匀后至37℃,5%CO 2培养箱中培养4天。4天后吸取上清100μL检测IFNγ的含量。
图4显示了检测结果。如图所示,人源化TIGIT单克隆抗体P03479和P03489对PHA激活的PBMC释放IFNγ具有促进作用。加入人源化TIGIT抗体P03479和P03489的IFNγ释放量比空白(不加人源化TIGIT单克隆抗体)的IFNγ释放量分别高出81%和36%,且效果均优于替瑞利尤单抗的16%。
1.6体内抑制小鼠肿瘤生长的功能研究
由于本发明的抗体都不结合小鼠TIGIT,因此我们用人TIGIT基因敲入小鼠(C57BL/6)研究抗体的体内抗肿瘤效果。人TIGIT基因敲入小鼠饲养在SPF级别环境 里。在本实施例中小鼠肿瘤模型为结肠癌MC38。方法简述如下:小鼠结肠癌MC38肿瘤细胞来自上海南方模式生物科技股份有限公司。24只7~9周龄的人TIGIT基因敲入C57/B6小鼠分成3组(4雄4雌/组),用皮下接种的方法在小鼠腋下注射MC38细胞1×10 6个/只。在接种的当天(D0),通过腹腔注射的方式分别给予各组小鼠PBS(对照组)、重组人IgG1 10mg/kg(对照组)和TIGIT人源化抗体P03479 10mg/kg。每周给药2次,共4次。每次给药时测量瘤体积(即长径×短径 2/2),称小鼠重量。在D17结束试验。引颈脱臼处死小鼠,取瘤称重。
研究结果见图5。图5A显示各组每个小鼠的肿瘤体积与时间的关系,图5B显示在试验结束时(D17)各组每个小鼠的肿瘤重量。实验结果表明,TIGIT人源化抗体P03479能有效抑制小鼠肿瘤的生长(图5A和5B),在实验结束时(D17),P03479组小鼠肿瘤的平均重量显著小于hIgG1组(p<0.05)。
2.抗体修饰
为了降低抗体介导的ADCC和CDC活性,在抗体的Fc区域引入氨基酸突变D265A和N297G(DANG)(EU编号方式),降低抗体与Fc gamma受体(FcγRs)和c1q的结合(Lund et al(1996)J.Immunol.157,4963-4969;Tao and Morrison,(1989)J.Immunol.143,25952-601)。修饰抗体的基因通过人工合成(金唯智,中国;下同)获得。
3.野生型IL2和突变型IL2
野生型人IL2(WT)全长基因(含信号肽序列,SEQ ID NO:96)由人工合成。结合IL2Rα亚基的IL2区域与结合IL2Rβ亚基的IL2区域不同,在IL2的这2个区域引入氨基酸突变,可以改变IL2与IL2Rα亚基结合和与IL2Rβ亚基结合的亲和力。IL2突变体(L80F、R81D、L85V、I86V、I92F)与IL2Rβ亚基结合的亲和力增强(Levin et al.(2012)Nature 484,529-533),IL2突变体(F42A)与IL2Rα亚基结合的亲和力减弱。人工合成IL2突变体基因(L80F、R81D、L85V、I86V、I92F),然后用基因点突变方法在此基因序列中引入氨基酸突变(F42A),构建成编码结合IL2Rα亚基结合亲和力减弱并IL2Rβ亚基结合亲和力增强的IL2mut基因(SEQ ID NO:98)。
IL2mut的特征在于以下突变:
a)F42A——消除IL2/IL2Rα相互作用
b)L80F、R81D、L85V、I86V、I92F——增强IL2/IL2Rβ相互作用。
4.融合蛋白表达载体的构建
IL2或其突变体通过连接肽GSGGGGS融合到抗体的其中一条重链的N端或C端。为了达到抗体的二条重链中只有一条重链融合IL2,我们使用“突出-入-孔”(knob-in-hole,KiH)技术(Merchant et al(1998)Nat Biotech 16,677-681),或者使用基于静电操纵相互作用的技术(ART-Ig)(PCT/JP2006/306803),最大化的产生异源二聚体的抗体。
KiH技术简单的说就是在二条重链Fc结合紧密的区域引入突变,一条重链引入能形成突结(knob)的突变S354C和T366W(EU编号方式),另一条重链引入能形成孔(hole)的突变Y349C、T366S、L368A、Y407V(EU编号方式),以此产生结构更稳定的异源二聚体抗体。
ART-Ig技术简单的说就是在二条重链Fc结合紧密的区域引入正负电荷的突变,一条重链引入正电荷氨基酸(ART-Ig-P)的突变E356K和H435R(EU编号方式),另一条重链引入负电荷氨基酸(ART-Ig-N)的突变K439E(EU编号方式),以此产生结构更稳定的异源二聚体抗体。IL2可以融合到二条重链的任何一条重链。在本发明中,IL2融合到抗体重链HC(hole)或HC(ART-Ig-P)。
用PCR方法分别扩增抗TIGIT抗体重链和IL2基因,然后用重叠延伸PCR方法把IL2基因连接到抗体重链N端或C-端,构建IL2-HC或TIGIT HC-IL2基因(分别参见图1A和图1B中的示意图)。HC1表示TIGIT人源化抗体P03479的重链,HC2表示TIGIT人源化抗体P03489的重链。
表5.IL2融合到TIGIT抗体重链N端的核酸分子以及对应氨基酸序列编号
表6.融合蛋白抗体重链和轻链的核酸分子及对应氨基酸序列编号
核酸SEQ ID NO: 抗体重链和轻链 氨基酸SEQ ID NO:
2 HC1(knob) 40
4 HC1(ART-Ig-N) 43
8 HC2(knob) 47
10 HC2(ART-Ig-N) 50
12 HC1(DANG-knob) 52
14 HC1(DANG-ART-Ig-N) 54
18 HC2(DANG-knob) 58
20 HC2(DANG-ART-Ig-N) 60
LC1 41
LC2 48
表7.IL2融合到TIGIT抗体重链C端的核酸分子以及对应氨基酸序列编号
核酸SEQ ID NO: IL-2融合抗体重链C端 氨基酸SEQ ID NO:
25 HC1(hole)-IL2wt 66
26 HC1(ART-Ig-P)-IL2wt 67
27 HC1(hole)-IL2mut 68
28 HC1(ART-Ig-P)-IL2mut 69
29 HC2(hole)-IL2mut 70
30 HC2(ART-Ig-P)-IL2mut 71
31 HC1(DANG-hole)-IL2wt 72
32 HC1(DANG-ART-Ig-P)-IL2wt 73
33 HC1(DANG-hole)-IL2mut 74
34 HC1(DANG-ART-Ig-P)-IL2mut 75
35 HC2(DANG-hole)-IL2mut 76
36 HC2(DANG-ART-Ig-P)-IL2mut 77
另外,构建IL2mut-IgG1 HC或IgG1 HC-IL2mut,用做本发明的TIGIT抗体-IL2融合蛋白的对照样品,IgG1可以是任何人或人源化抗人蛋白的抗体。本发明中用的IgG1是人源化抗TNFR2抗体:
表8.对照分子核酸分子及对应氨基酸序列编号
核酸SEQ ID NO: 重组分子 氨基酸SEQ ID NO:
21 IL2mut-IgG1 HC(ART-Ig-P) 61
22 IgG1 HC(ART-Ig-N) 62
23 IL2mut-IgG1 HC(DANG-ART-Ig-P) 63
24 IgG1 HC(DANG-ART-Ig-N) 64
37 IgG1 HC(ART-Ig-P)-IL2mut 78
38 IgG1 HC(DANG-ART-Ig-P)-IL2mut 79
表9.IL-2野生型(wt)和变异型(mut)核酸分子序列和氨基酸序列编号
SEQ ID NO: 氨基酸分子 SEQ ID NOs: 核酸分子
96 IL-2wt 97 IL-2wt
98 IL-2mut 99 IL-2mut
把上述构建的基因克隆到哺乳细胞表达载体pKD2.4,其含有CMV启动子,以及转录终止的BGH-polyA信号序列,克隆位点是NotI和XbaI。
实施例2.制备抗TIGIT抗体-IL2融合蛋白
把上述构建的表达质粒,以适当的组合方式,共转染到哺乳细胞人293F,瞬时表达各种抗TIGIT抗体-IL2融合蛋白(Sinobio瞬时表达试剂盒),或构建稳定表达的CHO细胞系。将转染的细胞或稳定表达的细胞培养在无血清培养基中,然后从培养液上清中用protein A亲和层析柱纯化抗体-IL2融合蛋白。对纯化得到的抗体融合蛋白进行SDS-PAGE鉴定和SEC-HPLC分析。
表10.采用KiH技术制备的TIGIT抗体-IL2融合蛋白
表11.采用ART-Ig技术制备的TIGIT抗体-IL2融合蛋白
表12.采用ART-Ig技术制备的对照抗体-IL2mut融合蛋白如下:
上表中,HC1和HC2分别表示人源化抗体P03479和P03489的重链。
这些蛋白的SDS-PAGE鉴定见图6,其中泳道1、4和6分别是HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)、HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)和IgG1 HC-IL2mut/LC(ART-Ig)在非还原条件下的电泳,泳道2、5和7分别是在还原条件下的电泳。泳道3是人IgG1还原条件下的电泳。3种融合蛋白在还原条件下的电泳都显示出有3条带,其中:分子量最小的带是正常的轻链,分子量约24kDa;分子量最大的带是在C末端融合有IL2的重链,分子量约65kDa;中间的条带是异源二聚体抗体的另一条重链,分子量约49kDa。
SEC-HPLC分析结构见图3。HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)、HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)和IgG1 HC-IL2mut/LC(ART-Ig)的图谱分别如图7A、7B和7C所示。结果显示:所获得的抗体-IL2融合蛋白在SEC-HPLC分析中呈现为二聚体的抗体形式,没有多聚体。
上述结果表明通过制备获得了所需的融合蛋白。
实施例3.融合蛋白体外结合重组IL2Rα亚基和IL2Rβ亚基的亲和力检测
用生物膜干涉技术(BLI)检测上述纯化获得的抗TIGIT抗体-IL2融合蛋白与重组IL2Rα亚基和IL2β亚基(Sinobio)的结合亲和力。
图8显示了HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)(SEQ ID NO:67、43、41)和HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)(SEQ ID NO:69、43、41)分别和IL2Rα亚基和IL2β亚基结合亲和力的BLI检测结果。
结果显示,HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)与IL2Rα亚基有很强的亲和力,结合常数KD约3.0nM(图8A),而与IL2Rβ亚基的亲和力较弱(几乎检测不到)(图8B)。与HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)相反,HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)与IL2Rα亚基的亲和力较弱(图8C),而与IL2Rβ亚基的亲和力较强,结合常数KD约8.2nM(图8D)。
BLI检测结果符合我们的预期,即HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)与IL2Rα亚基有很强的亲和力,而与IL2Rβ亚基的亲和力很弱。HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)与 HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)正相反,HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)有很强的IL2Rβ结合亲和力,而与IL2Rα亚基的结合力被消除。
实施例4.融合蛋白体外结合细胞膜上IL2Rα亚基和IL2Rβ亚基的亲和力检测
采用流式细胞仪技术检测抗TIGIT抗体-IL2融合蛋白与细胞膜上IL2Rα亚基和IL2Rβ亚基的结合亲和力。
首先我们分别共转染人IL2Rα、IL2Rβ和IL2Rγ表达质粒(Sinobio)在293F细胞中,瞬时表达以下IL2R复合物:IL2Rαγ(二聚体)和IL2Rβγ(二聚体)。分别用抗IL2Rα、IL2Rβ和IL2Rγ的抗体(来源)检测相应IL2R亚基在细胞膜上的表达。流式细胞仪技术检测结果显示,IL2Rαγ和IL2Rβγ分别表达在293F细胞膜上(图9A)。
然后我们用流式细胞仪技术检测HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)、HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)和IgG1 HC-IL2mut/LC(ART-Ig)分别与上述2种表达IL2R复合物(αγ和βγ)的293F细胞结合的活性。图9B显示了流式细胞仪检测结果。结果显示,HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)与IL2Rαγ有很强的亲和力,而与IL2Rβγ亚基的结合力很弱。与HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)相反,HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)和IgG1 HC-IL2mut/LC(ART-Ig)与IL2Rαγ的亲和力和弱,而与IL2Rβγ的结合能力较强。
流式细胞仪技术检测HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)、HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)和IgG1 HC-IL2mut/LC(ART-Ig)与细胞膜上的IL2Rαγ和二聚体IL2Rβγ的结合活性结果符合我们的预期,也与BLI技术检测的结果一致,即HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)与IL2Rαγ亚基有很强的亲和力,而与IL2Rβγ亚基的亲和力很弱。抗体-IL2mut融合蛋白有很强的IL2Rβγ结合亲和力,而与IL2Rαγ的结合力被大大削弱甚至消除。
实施例5.体外刺激CTLL-2细胞增殖的IL2融合蛋白生物功能研究
IL2是淋巴细胞生长的重要生长因子之一,能刺激多种淋巴细胞的增殖,其中包括小鼠T淋巴细胞CTLL-2。人IL2能结合小鼠IL2R,结合的亲和力与结合人IL2R 的亲和力相当。我们用CTLL-2细胞检测HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)和HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)的IL2刺激淋巴细胞生长的生物学活性。
CTLL-2(中国食品药品检定院)培养在RPMI1640培养基中(Gibco),含10%FBS(胎牛血清)(Gibco)和重组人(rh)IL2(北京双鹭药业)。在实验的前一天,在96-孔细胞培养板里每孔加入1×10 4个细胞,含0.2mL培养基(10%FBS,不含rhIL2),然后每孔加入系列稀释的待检测的抗TIGIT抗体-IL2融合蛋白,HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)和HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig),以及对照抗体IgG1-HC-IL2mut/LC(ART-Ig)融合蛋白。培养二天后,用CCK-8细胞生长检测试剂盒检测细胞生长状况。
实验结果显示(图10),含IL2mut的HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)融合蛋白和IgG1-HC-IL2mut/LC(ART-Ig)融合蛋白刺激CTLL-2细胞生长活性EC 50分别为15.3ng/mL和14.8ng/mL,与含IL2wt的IgG1-HC-IL2mut/LC(ART-Ig)融合蛋白的生物活性EC 50(11.1ng/mL)没有显著的差别,说明IL2mut具有较好的体外刺激淋巴细胞生长的活性。而对于CTLL-2细胞表达IL-2Rαβγ的研究则显示IL2wt和IL2mut与IL-2Rαβγ的结合活性没有差别。
实施例6.融合蛋白与细胞膜上TIGIT结合的研究
用流式细胞术检测抗TIGIT抗体-IL2融合蛋白与细胞膜上TIGIT的结合活性。首先构建稳定表达人TIGIT的Jurkat细胞系。全长人TIGIT基因(Sinobio)用PCR方法扩增,克隆到哺乳细胞表达载体pcDNA3.1(Invitrogen),克隆酶为Not I和Xba I。转染TIGIT表达质粒到Jurkat细胞,构建稳定表达TIGIT的Jurkat细胞系(TIGIT-Jurkat)。
TIGIT抗体-IL2融合蛋白与细胞膜TIGIT结合的流式细胞仪研究方法简述如下:首先配制FACS缓冲液,即1×PBS+0.5%BSA溶液。取所需数量的TIGIT-Jurkat细胞,一个样品所需的细胞量约为1×10^5~5×10^5个,用FACS缓冲液将HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)和HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)以一定的比例稀释后分别与TIGIT-Jurkat孵育,体积约为100μL,4℃冰箱孵育30min,用FACS缓冲液将细胞洗涤一次后,用FACS缓冲液稀释的FITC-抗人IgG(Abcam:6854)将细胞重悬后置于 4℃冰箱孵育30min,最后,FACS缓冲液洗涤细胞后,用200μL的FACS缓冲液重悬细胞,上机检测。以母本TIGIT抗体P03479做对照。
流式细胞检测显示,HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)和HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)均能与TIGIT-Jurkat结合,结合TIGIT-Jurkat的EC 50分别为0.28μg/mL和0.33μg/mL,与母本TIGIT抗体P03479的EC 500.26μg/mL相当。
实施例7.融合蛋白在体内对淋巴细胞CD4+和CD8+生长的影响研究
我们用人TIGIT敲入小鼠研究本发明的抗TIGIT-IL2融合蛋白在体内对T淋巴细胞CD4+和CD8+生长的刺激作用。
56只8-10周龄C57BL/6小鼠(百奥赛图,雌雄各半)分成7组(8只/组),分别从尾静脉注射不同剂量本发明的融合蛋白HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)和HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)或PBS(对照组),融合蛋白的剂量分别为0.1mg/kg、0.3mg/kg和1mg/kg,注射体积为0.2mL。4天后从眼睛处取血,加入荧光标记的抗小鼠CD4或CD8抗体,孵育1小时后,用PBS清洗细胞3次,然后用流式细胞仪检测各样品的荧光强度,计算CD4+和CD8+细胞在血液中的含量。
图11A显示用融合蛋白处理的小鼠血液中CD4+细胞含量与对照组小鼠相比均有所下降,但HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)和HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)对CD4+细胞的影响没有差别。
图11B显示用融合蛋白处理的小鼠血液中CD8+细胞含量与对照组小鼠相比有所增加。0.1mg/kg剂量的HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)对CD8+细胞含量没有影响,只有在较高剂量时能增加CD8+细胞的含量。但HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)在低剂量时能增加CD8+细胞的含量,在较高剂量是增加非常显著。0.1mg/kg和1mg/kg剂量的HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)对CD8+细胞含量的影响与同等剂量的HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)相比有统计学意义的极显著性差异(p<0.01)。
实施例8.体内抑制肿瘤生长的研究
我们用人TIGIT敲入小鼠研究本发明的抗TIGIT抗体-IL2融合蛋白抑制同源肿瘤生长的功能。
40只8-10周龄C57BL/6小鼠(百奥赛图,雌雄各半)分成5组(8只/组),分别从尾静脉注射不同剂量本发明的融合蛋白HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)和HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)或PBS(对照组),融合蛋白的剂量分别为0.1mg/kg和0.3mg/kg,注射体积为0.2mL。4天后(D4)在小鼠皮下接种小鼠结肠癌细胞MC38,1×10 6细胞/只。然后在D14、D17和D24分别给予第二次、第三次和第四次融合蛋白或PBS。在D31结束实验,取瘤称重。
实验结果显示(图12)。图12A显示了各组的小鼠肿瘤平均体积与时间的关系,图12B显示了在实验结束时(D31)各组小鼠的肿瘤重量。实验结果显示,HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)能显著抑制或延迟MC38肿瘤的生长,与对照组相比,0.1mg/kg和0.3mg/kg分别抑制肿瘤生长27%和70%(p<0.01)(图18B),其中0.3mg/kg剂量组里有3只小鼠的肿瘤完全消失,并且HC1-IL2mut/LC1(ART-Ig)抑制肿瘤生长的效果和剂量成正比关系。0.1mg/kg剂量的HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)能抑制MC38肿瘤的生长,但高剂量(0.3mg/kg)却几乎没有抑制的功能,HC1-IL2wt/LC1(ART-Ig)对肿瘤生长的影响没有量效关系。
在本申请提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本申请的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本申请作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (18)

  1. 一种融合蛋白,其包含:
    (a)第一多肽,其包含抗TIGIT抗体或其抗原结合片段;
    (b)第二多肽,其包含白介素-2(IL-2)或其具有促淋巴细胞生长活性的变体,其中,所述第二多肽与所述第一多肽融合。
  2. 如权利要求1所述的融合蛋白,其中,所述第一多肽包含选自下组的抗TIGIT抗体或其抗原结合片段或与其具有至少95%序列同一性的序列:
    (a)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段能与CD155竞争性结合TIGIT且其与人TIGIT的结合亲和力EC 50为0.01~20nM;和/或
    (b)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的重链互补决定区(VH CDR)1~3和轻链互补决定区(VL CDR)1~3:
    选自下组的VH CDR1:SEQ ID NO:81或89;
    选自下组的VH CDR2:SEQ ID NO:82或90;
    选自下组的VH CDR3:SEQ ID NO:83或91;
    选自下组的VL CDR1:SEQ ID NO:85或93;
    选自下组的VL CDR2:SEQ ID NO:86或94;和
    选自下组的VL CDR3:SEQ ID NO:87或95;和/或
    (c)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含氨基酸序列分别如下所述的VH CDR 1~3:SEQ ID NO:81、82和83;或SEQ ID NO:89、90和91;以及氨基酸序列分别如下所述的VL CDR 1~3:SEQ ID NO:85、86和87;或SEQ ID NO:93、94和95的抗TIGIT抗体或其抗原结合片段;和/或
    (d)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的VH CDR 1~3和VL CDR 1~3:SEQ ID NO:81、82和83以及SEQ ID NO:85、86和87;或SEQ ID NO:89、90和91以及SEQ ID NO:93、94和95;和/或
    (e)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的重链可变区VH:SEQ ID NO:80或88;和/或选自下组的轻链可变区VL:SEQ ID NO:84或92;和/或
    (f)所述抗TIGIT抗体或其抗原结合片段包含选自下组的VH和VL组合:SEQ ID NO:80的VH和SEQ ID NO:84的VL;或SEQ ID NO:88的VH和SEQ ID NO:92的VL。
  3. 如权利要求1所述的融合蛋白,其中,所述第一多肽包含抗体IgG1gamma恒定区(例如登录号为UniProtKB-P01857的IgG1gamma恒定区),所述恒定区具有选自下组的特征:
    (a)所述恒定区不含突变;
    (b)所述恒定区包含一个或多个降低抗体介导的ADCC和CDC活性的突变,例如氨基酸突变D265A和N297G;
    (c)所述恒定区包含成对的重链恒定区(CH),其中一条CH中包含引入突结结构的突变(例如突变S354C和/或T366W),另一个CH中包含引入孔结构的突变(例如Y349C、T366S、L368A和/或Y407V),且其中所述突结结构与所述孔结构匹配以形成稳定的二聚体;
    (d)所述恒定区包含成对的CH,其中一条CH包含引入正电荷的氨基酸突变(例如突变E356K和H435R),另一条CH包含引入负电荷的氨基酸突变(例如K439E),且其中通过电荷相互作用形成稳定的二聚体,
    其中,上述突变的位置根据EU编号方式。
  4. 如权利要求1所述的融合蛋白,其中,所述第二多肽具有选自下组的一个或多个特征:
    (a)所述第二多肽还包含信号肽;
    (b)所述IL2为野生型IL2或其功能性片段,例如来源于人、灵长类动物、啮齿类动物;
    (c)与野生型IL2相比,所述IL2变体与IL-2Rβ亚基的结合亲和力增强和/或所述IL2变体与IL-2Rα亚基的结合亲和力降低;
    (d)与野生型IL2相比,所述IL2变体的促淋巴细胞生长活性不变或增强。
  5. 如权利要求1所述的融合蛋白,其中,所述IL2变体包含选自下组的一个或多个突变:L80F、R81D、L85V、I86V、I92F、F42A,例如包含突变组合L80F、R81D、L85V、I86V和I92F和/或突变F42A,其中上述突变的位置根据EU编号方式。
  6. 如权利要求1所述的融合蛋白,其中,所述第一多肽和第二多肽通过接头连接,例如所述接头是甘氨酸接头,如G n,或甘氨酸/丝氨酸接头,如(GS) n、(GGS) n、(GGGS) n、(GGGGS) n或(GGGGGS) n的氨基酸序列,其中n是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10的整数;和/或
    所述第二多肽连接于第一多肽中抗体重链的N端和/或C端。
  7. 如权利要求1所述的融合蛋白,其中,第一多肽的重链与第二多肽融合形成具有选自下组的氨基酸序列或与所述序列具有至少80%的序列同一性:SEQ ID NO:39、51、44、55、46、57、66、72、68、74、70、76、42、53、45、56、49、59、67、73、69、75、71和77;和/或
    若存在的话,所述融合蛋白中未连接第二多肽的重链具有选自下组的氨基酸序列或与所述序列具有至少80%的序列同一性:SEQ ID NO:40、52、47、58、43、54、50和60;和/或
    若存在的话,所述融合蛋白中的轻链具有选自下组的氨基酸序列或与所述序列具有至少80%的序列同一性:SEQ ID NO:41和48。
  8. 如权利要求1所述的融合蛋白,其中,所述融合蛋白包含选自下组的序列组合:
    (a)SEQ ID NO:39、40和41;(b)SEQ ID NO:51、52和41;
    (c)SEQ ID NO:44、40和41;(d)SEQ ID NO:55、52和41;
    (e)SEQ ID NO:46、47和48;(f)SEQ ID NO:57、58和48;
    (g)SEQ ID NO:66、40和41;(h)SEQ ID NO:72、52和41;
    (i)SEQ ID NO:68、40和41;(j)SEQ ID NO:74、52和41;
    (k)SEQ ID NO:70、47和48;(l)SEQ ID NO:76、47和48);
    (a’)SEQ ID NO:42、43和41;(b’)SEQ ID NO:53、54和41;
    (c’)SEQ ID NO:45、43和41;(d’)SEQ ID NO:56、54和41;
    (e’)SEQ ID NO:49、50和48;(f’)SEQ ID NO:59、60和48;
    (g’)SEQ ID NO:67、43和41;(h’)SEQ ID NO:73、54和41;
    (i’)SEQ ID NO:69、43和41;(j’)SEQ ID NO:75、54和41;
    (k’)SEQ ID NO:71、50和48;(l’)SEQ ID NO:77、60和48。
  9. 分离的核酸分子或包含所述核酸分子的构建体或载体,其中,所述核酸分子编码权利要求1-8中任一项所述的融合蛋白。
  10. 如权利要求9所述的核酸分子、构建体或载体,其包含选自SEQ ID NO:1~20或选自SEQ ID NO:25~36的核苷酸序列或与所示核苷酸序列具有90%以上同源性且具有相同生物活性的序列。
  11. 一种细胞,其包含如权利要求1-8中任一项所述的融合蛋白、或如权利要求9或10所述的核酸分子、构建体或载体。
  12. 一种组合物,其包含如权利要求1-8中任一项所述的融合蛋白、如权利要求9或10所述的核酸分子、构建体或载体或者如权利要求11所述的细胞;以及载剂。
  13. 如权利要求1-8中任一项所述的融合蛋白、如权利要求9或10所述的核酸分子、构建体或载体、如权利要求11所述的细胞或如权利要求12所述的组合物在制备用于免疫治疗的药物中的应用。
  14. 如权利要求13所述的应用,其中,所述药物用于正向调节免疫细胞活性和/或提高免疫应答;和/或,所述药物用于治疗癌症、免疫缺陷性疾病或炎性疾病、或感染性疾病。
  15. 如权利要求14所述的应用,其中:
    所述癌症选自:膀胱癌、乳腺癌、子宫癌、子宫内膜癌、卵巢癌、结直肠癌、结肠癌、头颈癌、肺癌、胃癌、生殖细胞癌、骨癌、鳞状细胞癌、皮肤癌、黑色素瘤、 中枢神经系统肿瘤、肉瘤、病毒相关癌症、小细胞肺癌、非小细胞肺癌、胰腺癌、胶质母细胞瘤、神经胶质瘤、宫颈癌、肝癌、唾液腺癌、肾癌、基底细胞癌、前列腺癌、外阴癌、甲状腺癌、睾丸癌、食道癌、鼻咽癌、恶性胸膜间皮瘤、霍奇金或非霍奇金淋巴瘤、骨髓瘤、白血病、骨髓增生异常综合征及其任何组合;
    所述炎性疾病、自身免疫疾病或病原体感染疾病选自:l型糖尿病、多发性硬化症、类风湿性关节炎、乳糜泻、系统性红斑狼疮、狼疮性肾炎、皮肤狼疮、特发性关节炎、克罗恩病、溃疡性结肠炎或系统性硬化病、移植物抗宿主病、银屑病、斑秃、特应性皮炎、HCV诱导的血管炎、舍格伦综合征、天疱疮、强直性脊柱炎、白塞病、韦格纳肉芽肿病、自身免疫性肝炎、硬化性胆管炎、古-斯综合征和巨噬细胞激活综合征、自身免疫性甲状腺炎、自身免疫性葡萄膜炎、再生障碍性贫血,HIV、病毒感染性肝炎、HTLV-1病毒感染、淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒感染、寄生虫感染(泡球蚴,日本血吸虫,疟原虫)。
  16. 一种生产权利要求1-8中任一项所述的融合蛋白的方法,所述方法包括:在适合于表达融合蛋白的条件下,培养如权利要求11所述的细胞;以及回收所述融合蛋白。
  17. 一种抗TIGIT抗体或其抗原结合片段,其包含:
    (a)选自下组的重链互补决定区(VH CDR)1~3和轻链互补决定区(VL CDR)1~3:
    选自下组的VH CDR1:SEQ ID NO:81或89;
    选自下组的VH CDR2:SEQ ID NO:82或90;
    选自下组的VH CDR3:SEQ ID NO:83或91;
    选自下组的VL CDR1:SEQ ID NO:85或93;
    选自下组的VL CDR2:SEQ ID NO:86或94;和
    选自下组的VL CDR3:SEQ ID NO:87或95;和/或
    (b)氨基酸序列分别如下所述的VH CDR 1~3:SEQ ID NO:81、82和83;或SEQ ID NO:89、90和91;以及氨基酸序列分别如下所述的VL CDR 1~3:SEQ ID NO:85、86和87;或SEQ ID NO:93、94和95的抗TIGIT抗体或其抗原结合片段;和/或
    (c)选自下组的VH CDR 1~3和VL CDR 1~3:SEQ ID NO:81、82和83以及SEQ ID NO:85、86和87;或SEQ ID NO:89、90和91以及SEQ ID NO:93、94和95;和/或
    (d)选自下组的重链可变区VH:SEQ ID NO:80或88;和/或选自下组的轻链可变区VL:SEQ ID NO:84或92;和/或
    (e)选自下组的VH和VL组合:SEQ ID NO:80的VH和SEQ ID NO:84的VL;或SEQ ID NO:88的VH和SEQ ID NO:92的VL。
  18. 如权利要求17所述的抗TIGIT抗体或其抗原结合片段,其还包含抗体IgG1gamma恒定区(例如登录号为UniProtKB-P01857的IgG1gamma恒定区),所述恒定区具有选自下组的特征:
    (a)所述恒定区不含突变;
    (b)所述恒定区包含一个或多个降低抗体介导的ADCC和CDC活性的突变,例如氨基酸突变D265A和N297G;
    (c)所述恒定区包含成对的重链恒定区(CH),其中一条CH中包含引入突结结构的突变(例如突变S354C和/或T366W),另一个CH中包含引入孔结构的突变(例如Y349C、T366S、L368A和/或Y407V),且其中所述突结结构与所述孔结构匹配以形成稳定的二聚体;
    (d)所述恒定区包含成对的CH,其中一条CH包含引入正电荷的氨基酸突变(例如突变E356K和H435R),另一条CH包含引入负电荷的氨基酸突变(例如K439E),且其中通过电荷相互作用形成稳定的二聚体,
    其中,上述突变的位置根据EU编号方式。
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