CN1805755A - 抗cs1抗体的治疗用途 - Google Patents

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Abstract

本发明指向能够结合和中和CS1的至少一种生物学活性的CS1的拮抗剂。本发明还包括包含此种抗体或其抗原结合片段的药物组合物。本发明还提供了预防或治疗需要其的受试者体内疾病状态的方法,其中疾病状态包括自身免疫疾病和癌症,所述的方法包括对所述受试者施用有效量的此种拮抗剂。

Description

抗CS1抗体的治疗用途
发明领域
本发明涉及拮抗剂和抗体治疗疾病包括涉及自身免疫和癌症的疾病的领域。本发明进一步涉及检测、鉴定和减轻这些疾病的方法。
发明背景
免疫球蛋白的增加表达是许多疾病的特征。免疫球蛋白的高水平分泌导致多种病症,包括一种导致疲劳、头痛、呼吸急促、神经错乱、胸痛、肾损伤和衰竭、视觉问题和Raynaud现象(较差的血液循环,特别是手指、脚趾、鼻子和耳朵)的虚弱病症高粘度综合征。冷凝集素病、混合冷沉球蛋白血症、高丙种球蛋白血症、干燥综合征、粘液水肿性苔藓和高歇氏病是与免疫球蛋白增加表达相关疾病的实例。
免疫球蛋白靶向自身蛋白质的增加表达是自身免疫疾病的标志。自身免疫疾病是免疫系统不能将自身抗原识别为本身。在自身免疫疾病中,免疫系统错误地攻击自身,靶向细胞、组织和器官,最终导致生理系统的破坏。自身免疫性和自身免疫疾病在起源上是多因素的,在自身免疫性的发展中和针对自身抗原的自身抗体的产生中涉及到遗传易感性、宿主因素(例如免疫调节控制的减弱、抑制性T细胞的缺陷或耐受自身调控的B细胞的多克隆刺激)、环境因素和抗原驱动机制。
胃肠道病症和全身性红斑狼疮(SLE)是自身免疫疾病的两个实例。一种胃肠道病症的亚组-炎症性肠病(IBD)是一组难治的病症,在全世界影响到大约4百万的个体。再发性炎症性肠病的病因学目前还未知。理论包括自身免疫介导的胃肠细胞包括淋巴细胞的破坏。先前已经阐述了遗传性炎症性肠病模型中的异常同型聚集并且已经表明在牵涉自身免疫疾病的基因NOD2中的突变会使病人易患克隆氏症。Ni,J.等,Immunological abnormality in C3H/HeJ mice with heritableinflammatory bowel disease,Cell Immunol.169:7-15(1996);Ogura,Y.等,A frameshift mutation in NOD2 associated withsusceptibility to Crohn’s Disease,Nature 411:603-606(2001)。
IBD最经常影响到小肠和结肠,但是可以涉及到胃肠道的任何部分。仅在美国诊断为IBD的人超过1百万,每年新增诊断病例超过10,000。由于极大地影响到IBD病人的生活质量,每年损失时间成千上万,相当于一年丧失达十亿美元的工作日。
IBD产生多种胃肠和肠外症状,包括腹泻、直肠出血、腹部疼痛、体重下降、皮肤和眼睛病症、儿童生长和性成熟的延迟。两种典型的IBD是溃疡性结肠炎和克隆氏症,它们具有相似的症状和生理表现,但是它们影响消化道的方式不同。溃疡性结肠炎特征是所有或部分结肠粘膜的溃疡性炎症,最经常包括直肠。其症状包括直肠出血和直肠紧迫感、里急后重和腹泻。溃疡性结肠炎伴随着严重的短期和长期并发症。最严重的短期并发症是爆发性结肠炎、中毒性巨结肠和穿孔。严重的长期并发症包括骨质疏松症和结肠直肠癌症。
克隆氏症是慢性透壁性发炎,可以影响从嘴到肛门的胃肠道的任何部分。克隆氏症是间断性的,在一个或多个涉及的区域之间是未受影响的区域。在疾病的后期,粘膜发展成为鹅卵石样表现,其由深的纵向溃疡和插入的正常粘膜的交错排列引起。
大多数克隆氏症病人表现出腹部疼痛、触痛、慢性或夜间腹泻、直肠出血、体重下降和发热症状。随着时间的推移克隆氏症从原发的炎症疾病发展成为两个临床模式:狭窄(梗阻)或穿透(瘘管)。在狭窄的形式中,透壁炎症产生肠壁的纤维肌性增殖,然后是腔的狭窄。在CD进展过程中梗阻的症状变得普遍。在穿透的形式中,窦道形成如穿过肠壁的炎症通道并且破坏了浆膜表面,形成瘘管进入邻近的组织甚至穿透皮肤。
一般使用临床的、内窥镜检查的和组织学的标准诊断出溃疡性结肠炎和克隆氏症。然而,到目前为止,已建立起的传统的诊断技术中没有能够绝对地诊断为一种疾病而非其他疾病的单一测定。此外,大约20%的病人具有克隆氏症和溃疡性结肠炎之间的临床现象。符合这种现象的病人被说成是具有不明确的结肠炎。
IBD综合征极大地影响病人的幸福、生活质量和活动能力。炎症周期是延长的和频繁的并且取决于严重程度、生活的不规律性(crippling)。由于IBD是慢性的并且一般在30岁之前发病,病人一般需要终生治疗。阐明疾病状态中新蛋白质和化合物在鉴定潜在的靶位点和诊断标志物中的作用对于改进当前治疗炎性肠疾病病人是宝贵的。
SLE的特征是产生针对多种普遍存在分子的自身抗体,这可以产生病理性后果包括对多种器官和组织包括皮肤、肾脏、脑和心脏的损伤。对于SLE的当前认可的治疗是非特异性免疫抑制和通过类固醇、免疫抑制药物、免疫调节剂和抗疟疾药物控制症状。然而,然而这些治疗方法导致出现肾中毒和早期死亡的危险。因此,希望开发新的方法特异性干扰淋巴细胞的活化和自身抗体产生。
免疫球蛋白增加表达和/或B细胞的其他自身免疫疾病表现明显作用包括自发性血小板减少症、类风湿性关节炎(RA)、自身免疫溶血性贫血和重症肌无力。B细胞和/或增加的免疫球蛋白作用的证据来自于对于用类固醇、免疫抑制剂和/或抗CD20抗体(靶向B细胞)治疗病人的研究。这些疾病症状的好转与B细胞和/或血清免疫球蛋白的降低相关,这强调了B细胞在多种自身免疫疾病中的重要作用。
免疫球蛋白增加的表达还可以在恶性疾病中见到。象自身免疫病症,癌症的病因学在起源上同样地是多因素的。癌症在美国是死亡的第二位的原因,它与能够导致细胞无限生长的DNA突变相联系。遗传易感性与环境因素例如吸烟和化学诱变作用结合在许多癌症的发展中起着巨大的作用。
癌症发生在身体的许多组织或器官中。浆细胞肿瘤包括多发性骨髓瘤、“孤立性”骨髓瘤、髓外浆细胞瘤、浆细胞性白血病、巨球蛋白血症(包括瓦尔登斯特伦氏巨球蛋白血症)、重链疾病、原发性淀粉样变性、意义未定的单克隆丙种球蛋白病(MGUS)是与免疫球蛋白增加表达相关的。慢性淋巴性白血病(CLL),一种非浆细胞肿瘤也与免疫球蛋白表达的高水平相关。
骨髓瘤或者卡勒氏病是来源于单克隆的浆细胞的肿瘤,它一般起源于次级淋巴组织并且然后迁移进入并居留在骨髓组织中。骨髓瘤常常影响骨髓和邻近的骨结构,具有骨痛和病理性骨折或损伤(溶骨性骨损伤)、异常出血、贫血和对感染增加易感性的初级症状。疾病的进一步阶段包括肾衰竭、骨骼变形、脊髓压密和高钙血症。骨髓瘤通过诱导破骨细胞吸收骨来影响骨细胞,因此破坏骨结构和增加浆中钙的浓度。骨髓瘤的病因学目前还不知。推测与辐射损伤、癌基因突变、家族原因和异常IL6表达有关。
多发性骨髓瘤是具有多种起源的浆细胞肿瘤。多发性骨髓瘤占所有浆细胞恶性肿瘤的近10%并且是成人中最常见的骨肿瘤,年发病率为每100,000人3-4例。在美国,多发性骨髓瘤是次于非霍奇金氏淋巴瘤的第二个最常见的血液恶性肿瘤,仅美国就有大约50,000病例并且每年大约有13,500新报告病例。诊断为多发性骨髓瘤的病人的预后是严酷的,患有发展形式疾病的病人只有几个月到一年。
对于骨髓瘤和多发性骨髓瘤(此后称作“骨髓瘤”)的传统治疗领域包括化学治疗、放射治疗和手术。此外,对于健康不良的病人推荐进行骨髓移植。病人的治愈率大约30%并且是已知能够治疗骨髓瘤的唯一方法。然而,对于较年长的和不能忍受骨髓移植过程的个体,化学治疗是最适用的。
当前诊断方法包括X射线、骨髓穿刺、血和尿检测(检测本斯-琼斯蛋白的存在)和红细胞沉降率分析。在骨髓瘤浆细胞中的潜在细胞表面标志物已经鉴定出来,包括CD38、CD9、CD10、HLA-DR和CD20。Ruiz-Arugelles GJ和San Miguel JF,Cell Surface Markers inMultiple Myeloma,Mayo Clin.Proc.69:684-90(1994)。其他的非B细胞谱系标志物包括CD2、CD4、CD13、CD14、CD15、CD23、CD24、CD25、CD33、CD39、CDw40、CD41、CD45R、CD54、CD56和CD71,以及非成簇的抗原R1-3、PCA-1、PCA-2、PC1、62B1、8A、8F6和MM4。Ruiz-Arugelles,supra;Leo R,等,Multiparameter analysis ofnormal and malignant human plasma cells,Ann.Hematol.64:132-9(1992)。此外,异常抗体已知为M蛋白的出现是多发性骨髓瘤的指示物。增加的M蛋白产生与多发性骨髓瘤中的高粘性综合征相联系,导致虚弱的副作用包括疲劳、头痛、呼吸短促、神经错乱、胸痛、肾损伤和衰竭、视觉问题和Raynaud现象(较差的血液循环特别是手指、脚趾、鼻子和耳朵)。当血液中的M蛋白在冷的条件下形成颗粒时会出现冷球蛋白血症。这些颗粒会阻断小血管和导致脚趾、手指和其他末端在冷的天气中出现疼痛和麻木。对于预后的指示物例如染色体缺失、β-2微球蛋白水平、血清肌酸酐水平和IgA同种型的提高已经进行了研究。Tricot G,等,Poor prognosis in Multiple Myeloma,Blood 86:4250-2(1995)。
CS1(SLAMF7,19A;Genbank登录号NM-021181.3,参考Boles和Mathew(2001)Immunogenetics 52:302-307;Bouchon等,(2001)J.Immunol.167:5517-5521;Murphy等,(2002)Biochem.J.361:431-436)是免疫球蛋白超家族中CD2亚族中的成员。CD2家族的分子参与较广范围的免疫调节功能例如淋巴细胞的共激活、增殖分化和粘附以及免疫球蛋白分泌、细胞因子产生和NK细胞的细胞毒性。CD2家族的几个成员例如CD2、CD58和CD150在多种自身免疫和炎症疾病例如牛皮癣、类风湿性关节炎和多发性硬化症中起着作用或被提出其起着作用。
CS1(也已知为CRACC、19A、APEX-1和FOAP12)由Boles,K.等(见Immunogenetics 52:302-307(2001))分离和克隆。据报道CS1在NK细胞介导的细胞毒性和淋巴细胞粘附中起着作用(Bouchon,A.,等,J.of Immuno.5517-5521(2001);Murphy,J.等,Biochem.J.361:431-436(2002))。
PCT申请PCT/US00/34963公开了针对APEX-1的单克隆抗体和其用于检测所产生的APEX-1的重组细胞外结构域的用途。然而,在上面参考的公开中没有研发和公开能够抑制B细胞产生免疫球蛋白和/或骨髓瘤增殖和/或发育的抗体。同样,在上面参考的公开中没有研发或公开CS-1在自身免疫疾病或癌症中过表达的证据。
发明概述
阐明疾病状态中新蛋白质和化合物在鉴定潜在的靶位点和诊断标志物中的作用对于改进当前治疗自身免疫和癌症病人包括受IBD、SLE、RA和骨髓瘤折磨的病人是宝贵的。据此,在此提供了用于治疗和诊断这些疾病的分子靶,特别是CS1。此外,在此提供了能结合并中和CS1的拮抗剂包括中和抗体例如抗CS1抗体。
本发明部分地根据我们的发现,即在血小板、红细胞、内皮细胞(HuVEC)、肾细胞、支气管细胞、小气管细胞、前列腺细胞、肝细胞和乳腺细胞上未检测到明显的CS1蛋白质的表达。CS1表达是淋巴特异的,并且从病人的细胞上可检测到,包括来源于多发性骨髓瘤和浆细胞性白血病病人的浆细胞。表达只在浆细胞上检测到并且在来源于骨髓样品的其他类型细胞上没有检测到明显的水平。据此,本发明阐明了使用抗CS1抗体作为治疗剂用于治疗癌症的可行性,其中癌症包括但不限于浆细胞肿瘤包括骨髓瘤、多发性骨髓瘤、”孤立性”骨髓瘤、髓外浆细胞瘤、浆细胞性白血病、巨球蛋白血症(包括瓦尔登斯特伦氏巨球蛋白血症)、重链疾病、原发性淀粉样变性、意义未定的单克隆丙种球蛋白病(MGUS)。此外,与免疫球蛋白增加表达相关的非浆细胞肿瘤包括慢性淋巴性白血病(CLL)也可以从抗CS1治疗中受益。
此外,先前的研究没有揭示CS1蛋白质在体外PWM(美洲商陆有丝分裂原)活化的外周血B细胞、相对于天然外周血B细胞和T淋巴细胞的记忆/效应亚组、或来源于外周血的CD14+单核细胞/巨噬细胞上的表达。先前的研究也没有揭示CS1在免疫球蛋白产生中的作用。结果,先前没有建立CS1和自身免疫疾病的相关性。本发明还部分的根据我们的发现,即在激活的外周血B细胞中CS1 RNA和蛋白质表达被强烈地上调了,其中外周血B细胞是负责自身抗体产生并且认为是在自身免疫疾病的发展中起重要作用的细胞亚组。此外,本发明还揭示了在SLE病人外周血B淋巴细胞中CS1 RNA的表达与来源于年龄匹配的健康成年人以及患有IBD的病人的B细胞中的相比增加了。本发明揭示在风湿性关节炎(RA)滑膜中的浸润浆细胞上表达了CS-1。本发明还揭示CS1涉及抗体的产生并且针对CS1的抗体能够降低由健康成年人和患有狼疮的病人的B细胞分泌的IgM和IgG。接着,本发明的资料表明CS1在自身免疫疾病特别是SLE、IBD和RA的建立起着重要的作用。其他与免疫球蛋白、B细胞和/或B细胞产物增加相关的疾病也可从抗CS1治疗中受益,包括冷凝集素疾病、免疫大疱疾病(包括大疱性类天疱疮、天疱疮、疱疹样皮肤炎、线状IgA疾病和后天性大疱性表皮松解(epidermolysis bullosa acquista))、混合冷沉球蛋白血症、高丙种球蛋白血症、干燥综合征、自身免疫贫血、哮喘、重症肌无力、多发性硬化症、心肌或心包炎症、遗传过敏性皮炎、牛皮癣、粘液水肿性苔藓和高雪氏症。
此外,以前也没有开展研究以检查使用抗CS1抗体治疗自身免疫疾病和浆细胞癌症包括骨髓瘤和浆细胞性白血病的可行性。理想的治疗抗体应该主要结合到靶细胞上。结合到其他细胞和组织上会导致潜在损害这些细胞和组织和/或消耗治疗抗体以致为了达到预期的治疗效果需要向病人递送过量的抗体。更重要的是,结合到血小板上的抗体具有副作用,例如血小板活化(这导致过量的凝集)或血小板缺乏(这导致凝血失败)。因此,如果抗体结合到多细胞或组织上特别是如果结合到血小板上时,使用抗体作为治疗剂常常是不可行的。本发明部分地根据我们的发现,即在血小板、红细胞、HuVEC、肾细胞、支气管细胞、小气管细胞、前列腺细胞、肝细胞和乳腺细胞上没有CS1蛋白质的明显表达。据此,本发明阐明了使用抗CS1抗体作为治疗剂用于治疗自身免疫疾病和浆细胞癌症包括骨髓瘤和浆细胞性白血病的可行性。
因此,本发明指向了能够结合CS1的拮抗剂。此种实施方案例证实施方案包括中和的抗CS1抗体和抗体片段。抗体中和CS1的至少一种生物学活性,其中所述的抗体结合到CS1上并且能够具有选自下列的至少一种活性:(a)抑制免疫球蛋白的分泌和/或由淋巴细胞产生,和(b)诱导表达CS1的细胞裂解。本发明的抗体或抗体片段包括与SEQID NO:3-26中任何一个具有至少85%一致性的氨基酸序列。本发明还指向了抗体或抗体片段,其中所述的抗体或抗体片段结合到与包含SEQ ID NO:3-26任何一个氨基酸序列的抗体基本相同的表位上。
本发明还指向抗体或抗体片段,其中所述的抗体包含含有SEQ IDNO:3的氨基酸序列的成熟重链可变区和含有SEQ ID NO:4的氨基酸序列的成熟轻链可变区。
本发明还指向抗体或抗体片段,其中所述的抗体包含含有SEQ IDNO:5的氨基酸序列的成熟重链可变区和含有SEQ ID NO:6的氨基酸序列的成熟轻链可变区。
本发明还指向抗体或其抗原结合片段,其中所述的抗体包含含有SEQ ID NO:7的氨基酸序列的成熟重链可变区和含有SEQ ID NO:8的氨基酸序列的成熟轻链可变区。
本发明还指向了包含SEQ ID NO:8、9、10、14、15、16、20、21或22的氨基酸序列的抗体的重链互补决定区(CDR)。
本发明还指向了包含SEQ ID NO:11、12、13、17、18、19、23、24、25的氨基酸序列的抗体的轻链互补决定区(CDR)。
本发明还指向了抗体或其抗原结合片段,其中所述的抗体包含含有SFQ ID NO:27的氨基酸序列的成熟重链可变区和含有SEQ ID NO:28的氨基酸序列的成熟轻链可变区。
本发明还指向了包含SEQ ID NO:29和30的氨基酸序列的抗体的重链互补决定区(CDR)。本发明还指向了包含SEQ ID NO:30的氨基酸序列的抗体的轻链互补决定区(CDR)。
本发明还指向了人源化抗体或其抗原结合片段,其中所述的抗体包含含有SEQ ID NO:27或34氨基酸序列的成熟重链可变区和包含SEQID NO:28或39氨基酸序列的成熟轻链可变区。本发明还指向包含SEQID NO:31氨基酸序列的人源化抗体的重链互补决定区(CDR)。
本发明还指向能够结合到与由具有ATCC登录号PTA-5091的杂交瘤细胞系Luc90产生的单克隆抗体的基本相同的表位的抗体或者结合到具有ATCC登录号PTA-5091的杂交瘤细胞系所产生的单克隆抗体的非重叠性表位的抗体。
本发明还指向能够结合到与2004年5月6日保藏于ATCC中的杂交瘤细胞系Luc63产生的单克隆抗体的基本相同的表位的抗体或者结合到与杂交瘤细胞系Luc63产生的单克隆抗体的非重叠性表位的抗体。
本发明还指向包含所要求的抗体和药物载体的药物组合物。
本发明还指向降低由淋巴细胞的免疫球蛋白分泌的方法,其中包括将白细胞或淋巴细胞与有效量的抗CS1抗体接触。
本发明还指向诱导表达CS1的细胞的细胞毒性的方法,包括将所述的细胞与有效量的针对CS1的抗体接触。
本发明还指向了使用本发明的拮抗剂例如抗CS1抗体或抗体片段预防或治疗需要此种治疗的受试者中自身免疫疾病例如SLE和IBD和癌症如骨髓瘤的方法,包括对所述的受试者施用有效量的CS1拮抗剂。优选地,这些抗体结合到与具有ATCC登录号PTA-5091或具有名为Luc63的杂交瘤细胞系产生的单克隆抗体的基本相同的表位。
本发明还提供了确定与自身免疫疾病或癌症相关的病人体内病理细胞存在与否的方法,该方法包括在来源于病人的生物学样品中检测包含与表2所述序列有着至少80%一致性,优选的90%一致性,更加优选的95%一致性序列的核酸,此后称作CS1,由此确定病理细胞存在与否。生物学样品中包含分离的核酸,其中核酸可以是mRNA、DNA或其他核酸。生物学样品是来源于受病理影响的器官的组织,病理包括自身免疫疾病包括SLE、RA和IBD和癌症例如骨髓瘤和浆细胞性白血病。下一个步骤可以是在检测核酸之前加入了核酸扩增。检测的是有核酸编码的蛋白质,核酸包含CS1。检测步骤可以通过使用标记核酸探针实施。检测步骤可以利用包含与CS1序列至少80%一致性,优选的90%一致性,更加优选的95%一致性的序列的生物芯片,或检测有核酸编码的多肽。生物样品可以来源于正在接受治疗病状治疗法或者怀疑患有自身免疫疾病或癌症病状包括骨髓瘤和浆细胞性白血病的病人。
还提供了组合物,例如包含CS1序列的分离的核酸分子(包括例如标记的那些)、包含此种核酸的表达载体、包含此种表达载体的宿主细胞、由包含CS1序列的此种核酸分子编码的分离的多肽、或特异结合多肽的抗体。在特定的实施方案中,抗体是:连接效应物成分,连接可检测标记(包括例如荧光标记、放射性同位素、或细胞毒性化学药品),或者人源化抗体。
附图简述
表1提供的结果说明一组CS1单克隆抗体的特异结合活性。
表2提供了CS-1的核酸和氨基酸序列。
表3A和3B说明抗CS1治疗在降低体外活化的B淋巴细胞的IgG产生中的结果。
表4提供了Luc90的重链可变区(SEQ ID NO:3)和轻链可变区(SEQID NO:4)的氨基酸序列;Luc63的重链可变区(SEQ ID NO:5)和轻链可变区(SEQ ID NO:6)的氨基酸序列;和Luc34的重链可变区(SEQID NO:7)和轻链可变区(SEQ ID NO:8)的氨基酸序列。SEQ ID NO:9、10和11分别描述了Luc90重链CDR1、CDR2和CDR3的氨基酸序列。SEQ ID NO:12、13和14分别描述了Luc90轻链CDR1、CDR2和CDR3的氨基酸序列。SEQ ID NO:15、16和17分别描述了Luc63重链CDR1、CDR2和CDR3的氨基酸序列。SEQ ID NO:18、19和20分别描述了Luc63轻链CDR1、CDR2和CDR3的氨基酸序列。SEQ ID NO:21、22和23分别描述了Luc34重链CDR1、CDR2和CDR3的氨基酸序列。SEQ ID NO:24、25和26分别描述了Luc34轻链CDR1、CDR2和CDR3的氨基酸序列。
表5提供了Luc63的重链可变区(SEQ ID NO:27)和轻链可变区(SEQ ID NO:28)的氨基酸序列。SEQ ID NO:29-37分别描述了重链和轻链可变区的CDR。SEQ ID NO:33描述了在Luc63重链可变区的CDR3中从NYT至NYA(斜体)的单个氨基酸突变。
表6提供了鼠重链Luc63(SEQ ID NO:37)、人重链可变区cDNA(SEQID NO:39)、人JH1 cDNA(SEQ ID NO:40)和人源化Luc63重链可变区(SEQ ID NO:41)的氨基酸序列。还提供了鼠轻链可变区(SEQ IDNO:42)、人轻链可变区cDNA(SEQ ID NO:43)和人源化Luc63轻链可变区(SEQ ID NO:44)的氨基酸序列。
表7提供了VH区氨基酸序列的比对。MuLuc63和HuLuc63的VH区氨基酸序列(分别为SEQ ID NO:45和47)和人cDNA E553-14和JH1片段(SEQ ID NO:46)用单字母密码子显示。基于Kabat定义(Sequencesof Proteins of Immunological Interest,第五版,NationalInstitutes of Health,Bethesda,MD(1991))的CDR序列在MuLuc63VH序列中以下划线标示,编号也是根据Kabat。在图中省略了人VH片段中的CDR序列。预测在HuLuc63VH序列中以单下划线标示的氨基酸会接触CDR序列并因此用相应的鼠的残基替换。为了除去潜在的N-连接糖基化位点(NYT)而在CDR2中进行的丝氨酸(T)到丙氨酸(A)的突变用双下划线标明。
表8提供了VL区氨基酸序列的比对。MuLuc63和HuLuc63VL区氨基酸序列(分别为SEQ ID NO:48和50)和人cDNA III-2R序列(SEQID NO:49)用单字母密码子表示。根据Kabat(Sequences of Proteinsof Immunological Interest,第五版,National Institutes ofHealth,Bethesda,MD(1991))定义的CDR序列在MuLuc63VL序列中用下划线标明;编号也根据Kabat。在图中省略了人VL片段的CDR序列。预测在HuLuc63VL序列中单下划线氨基酸与CDR序列接触并因此用相应的鼠残基替代。
表9列出了用于克隆HuLuc63VH和VL基因所使用的寡核苷酸。
附图
图1A显示CS1的表达主要在浆B细胞和记忆B细胞。
图1B显示CS1在肾脏、心脏、淋巴结、肝脏、小肠、脑、骨髓、骨胳肌、脾和肺组织样品中的表达。
图2A显示CS1在白细胞和其他正常成人组织中表达。
图2B显示CS1在多重激活的白细胞群体中表达。
图3显示抗CS1单克隆抗体的竞争性分析结果。
图4显示抗CS1单克隆抗体的相对亲和力。
图5A显示用三个抗CS1单克隆抗体(Luc23、Luc38和Luc63)对比表达CS1的细胞的免疫组织染色。
图5B显示用抗CS1和抗CD138单克隆抗体对比发炎的扁桃体进行免疫组织染色。
图5C显示用抗CS1和抗CD138单克隆抗体对比来自风湿性关节炎病人的滑膜结缔组织的免疫组织染色。
图6显示用三种抗CS1单克隆抗体(Luc63、Luc34和Luc38)对用美洲商陆有丝分裂原处理的外周血单核细胞对比未刺激的外周血单核细胞的细胞表面染色。
图7显示在基于ELISA的CS1结合测定中人源化Luc63(野生型NYT对比去糖基化的NYA突变)的结合活性。
图8显示人源化Luc63可变区的三维模型。
图9显示在通过实时PCR分析在活化的外周血B和T淋巴细胞中CS1表达上调。
图10显示通过实时PCR分析在SLE病人外周血B淋巴细胞中相对于年龄匹配的健康成年人的CS1的表达增加。
图11显示在微阵列实验中与正常成年结肠上皮细胞相比CS1表达的图示。与正常成年人结肠上皮细胞相比患有溃疡性结肠炎(n-4)和克隆氏疾病(n-5)的病人CS1表达增加了。条符号上面的数字表示对每个样品超过正常成年人结肠上皮细胞变化的倍数。
图12表示在炎症肠疾病病人中使用实时PCR定量的CS1表达上调了。与集合的正常成年人大肠组织样品相比患有溃疡性结肠炎(n=2)和克隆氏疾病(n=3)的病人CS-1表达增加了。条符号上面的数字表示对每个样品超过正常成年人大肠组织的变化倍数。
图13表示CS1在骨髓瘤细胞中的突出表达。
图14A-14H表示来自多发性骨髓瘤病人的骨髓浆细胞中CS1的表达。
图14I表示来自浆细胞性白血病病人的外周血细胞上CS1的表达。
图15表示在骨髓细胞亚型中CS1的表达。
图16表示通过抗CS1单克隆抗体对活化PBMC的体外IgM分泌的抑制。
图17表示与抗CD2单克隆抗体相比抗CS1单克隆抗体对淋巴细胞的体外IgM分泌的抑制。
图18表示通过抗CS1单克隆抗体对健康成年人和自身免疫疾病病人的淋巴细胞的体外IgG分泌的抑制。
图19A表示通过抗CS1单克隆抗体对SCID-HuPBMC小鼠模型中体外人IgG的产生的抑制。
图19B表示通过抗CS1单克隆抗体Luc90和63对SCID-HuPBMC小鼠模型中体外人IgG的产生进行抑制的比较。
图19C表示通过抗CS1单克隆抗体对SCID-HuPBMC小鼠模型中体内人IgG的产生进行抑制的概括。
图20表示通过抗CS1单克隆抗体Luc90和63对抗体依赖的细胞内细胞毒性的诱导。
图21A表示通过抗CS1嵌合Luc90单克隆抗体对抗体依赖的细胞内细胞毒性的诱导,通过降低岩藻糖水平使嵌合抗体的诱导增强了。
图21B表示通过抗CS1嵌合Luc90单克隆抗体对多发性骨髓瘤OPM2细胞的抗体依赖细胞内细胞毒性的诱导。
图21C表示通过抗CS1嵌合Luc90单克隆抗体对多发性骨髓瘤L363细胞的抗体依赖细胞内细胞毒性的诱导。
图22表示在用抗CS1抗体Luc90和Luc63处理的小鼠异种移植多发性骨髓瘤模型中肿瘤体积与同种型对照抗体处理的相比减小了。
发明详述
依照上面略述的目标,本发明提供了治疗多种病症例如自身免疫疾病和多种确定的癌性疾病包括多种形式的骨髓瘤的新方法。本发明还提供了诊断和预后评估此种病症的方法,以及筛选调节此种疾病的组合物的方法。本发明还提供了检测此种治疗法的治疗效果的方法,包括检测和筛选在所述病症选择性表达的标记。
具体而言,鉴定在自身免疫疾病例如SLE、RA和IBD和癌性疾病例如骨髓瘤和浆细胞性白血病中选择性表达的标记允许用于在诊断、预后或治疗方法中的表达。同样,本发明定义了多种组合物例如核酸、多肽、抗体和小分子激动剂/拮抗剂,它们可以用于这些标记的选择性鉴定。所述标记可以用于疾病亚组的分子特征,其中亚组实际上需要十分不同的治疗。然而,在涉及自身免疫病症、骨髓瘤和浆细胞性白血病的疾病中标记也是重要的,例如在此类疾病中它们影响相似的组织或者具有相似的诱导/维持机制。例如,肿瘤进程或特征也可被靶向。使得对于例如相关但不同疾病的亚组、对自身免疫病症骨髓瘤或浆细胞性白血病的不同分化阶段或者对此种疾病确定治疗方案的诊断和治疗用途可以应用。检测方法可以基于核酸例如PCR或杂交技术或者基于蛋白质例如ELISA、成像、IHC等等。诊断可以定性或定量,并且可以检测表达水平的增加或降低。
定义
术语“CS1蛋白质”或“CS1多核苷酸”或“CS1相关转录本”是指核酸和多肽的多形态变体、等位基因、突变体和种间同系物,其:(1)具有CS1基因(表2)或与之相关的核苷酸序列有着大于至少大约60%核酸序列一致性,65%、70%、75%、80%、85%、90%,优选地大约92%、94%、96%、97%、98%或99%或更高的核苷酸序列一致性,优选地一个区域一个区域至少大约25、50、100、200、500、1000或更多核苷酸的核苷酸序列;(2)CS1基(表2)结合到结合配偶体,例如针对包含由CS1基因(表2)或与之相关的核酸序列和其保守修饰变体编码的氨基酸序列的免疫原产生的多克隆抗体;(3)在严格杂交条件下与CS1(表2)的核酸序列或其互补序列和其保守修饰变体特异杂交;或(4)具有CS1基因(表2)或与之相关的核苷酸序列编码的氨基酸序列有着大于大约60%氨基酸序列一致性,65%、70%、75%、80%、85%、优选地90%、91%、93%、95%、97%、98%或99%或更高的氨基酸一致性,优选地一个区域一个区域至少大约25、50、100、200、500、1000或更多氨基酸的氨基酸序列。多核苷酸或多肽序列一般来自哺乳动物包括但不限于灵长类动物例如人类;啮齿动物如大鼠、小鼠、仓鼠;牛;猪;马;绵羊或其他哺乳动物。“CS1多肽”和“CS1多核苷酸”包括天然存在或重组形式。
“全长”CS1蛋白质或核酸是指CS1多肽或多核苷酸序列或其变体,它们包含正常情况下在一种或多种天然存在的野生型CS1多核苷酸或多肽序列中包含的元件。“全长”可以是翻译后加工或者剪接(包括可变剪接)之前或之后的多种阶段的。
如文中所使用“生物学样品”是包含例如CS1蛋白质、多核苷酸或转录本的核酸或多肽的生物组织或流体的样品。此种样品包括但不限于从灵长类例如人或啮齿动物例如小鼠和大鼠分离的组织。生物样品还包括组织的切片例如活组织检查和尸检样品,用于组织学目的的冰冻切片、档案样品、血液、浆、血清、唾液、粪便、眼泪、粘液、头发、皮肤等等。生物学样品还包括外植体、来源于病人组织的原代和/或转染细胞培养物。生物学样品一般从真核生物,最优选地是哺乳动物例如灵长类如黑猩猩或人;牛;狗;猫;啮齿动物如豚鼠;大鼠;小鼠;兔;或鸟;爬行动物或鱼得到。家畜和驯养动物也可以。
“供应生物样品”意思是指得到用于在本发明描述的方法中使用的生物学样品。最经常是,这可以从动物取出细胞样品来实现,但也可以通过先前分离的细胞(例如被其他人在其他时间和/或为了其他目的分离)或体内通过开展本发明的方法来实现。档案组织或材料经过处理或者具有结局历史会特别有用。
术语“一致的”或“一致性”百分数在一个或多个核酸或多肽序列的上下文中是指当使用如具有下述缺省参数的BLAST或BLAST2.0序列比较算法,或通过手工比对和目检进行测定时,相同的或具有指定百分数相同氨基酸残基或核苷酸(例如当在比较窗口或指定区域上比较并对齐最大相关区域时,与特定区域具有大约70%一致性,优选地为75%,80%,85%,90%,91%,93%,95%,97%,98%,99%或更高一致性)的两个或多个序列或亚序列。因此将此种序列称作“基本相同”。该定义还指或者可以应用于测试序列的互补序列。定义还包括具有缺失和/或插入、替代的序列和天然存在例如多形态或等位基因变体和人造变体。如下面所描述,优选的算法能够将缺口等计入。优选地,一致性存在于至少25个氨基酸或核苷酸长度的区域,或者优选地在大约50-100氨基酸或核苷酸长度的区域内。
对于序列比较,一般地一条序列作为参考序列,测试的序列与其相比较。当使用序列比较算法时,将测试和参考序列输入计算机,如果需要指定了亚序列等同者,并且指定了序列算法程序参数。优选地,可以使用缺省程序参数或者指定备选的参数。然后根据程序参数,序列比较算法计算测试序列相对于参考序列的序列一致性百分数。
如文中所使用“比较窗口”包括指一般选自20-600,通常大约50-200,更加通常是大约100-150的邻近位置的片段,其中将两个序列进行适当地排列后可以将序列与具有相同邻近位置数的参考序列相比较。用于比较的序列比对的方法是众所周知的。用于比较的序列优化的比对可以例如通过Smith和Waterman(1981)Adv.Appl.Math.2:482-489的局部同源性计算法、通过Needleman和Wunsch(1970)J.Mol.Biol.48:443-453的同源性比对算法、通过Pearson和Lipman(1988)Pfoc.Nat′1.Acad.Sci.USA 85:2444-2448的相似性方法的检索、通过这些算法(在Wisconsin遗传学软件包中的GAP,BESTFIT,FASTA和TFASTA,Genetics Computer Group,575 Science Dr.,Madison,WI)的计算机运行或通过手工比对和视觉观察(见例如Ausubel等(著者,1995和增刊)Current Protocols in MolecularBiology Wiley)来开展。
适宜用于确定序列一致性和序列相似性百分数的算法的优选的实例包括BLAST和BLAST 2.0算法,它在Altschul等(1977)Nuc.AcidsRes.25:3389-3402和Altschul等(1990)J.Mol.Biol.215:403-410中有所描述。使用BLAST和BLAST 2.0和文中描述的参数确定本发明核酸和蛋白质的序列一致性百分数。用于进行BLAST分析的软件通过National Center for Biotechnology Information公共可得的。该算法涉及通过鉴定查询序列中长度W的短字来第一次鉴定高分序列配对(HSPs),当与数据库序列相同长度的字比对时它或者匹配或者满足一些阳性值阈值分数T。T称作临近字分数阈值(neighborhood word score threshold)(Altschul,等,见上)。找到的这些起始临近字采样点(neighborhood word hits)作为种子用于起始检索以找到包含其的更长HSPs。将这些找到的字采样点(word hits)沿着每个序列的两个方向延伸直到累积比对分数增加。使用例如对于核苷酸序列的参数M(对于一对匹配残基奖励分数;总是>0)和N(对于错配残基惩罚分数;总是<0)计算累积比对分数。对于氨基酸序列,使用得分矩阵计算累积分数。当累积比对分数从其最大获得值下降至数量X时;由于一个或多个负得分残基比对积聚作用,累积分数下降至零或零以下时;或者到达任一序列的末端时,终止各自方向上的字采样点的延伸。BLAST运算参数W、T和X确定比对的敏感性和速度。BLASTN程序(对于核苷酸序列)使用缺省值字长(W)为11、期望值(E)为10、M=5、N=-4和比较两条链。对于氨基酸序列,BLASTP程序使用缺省值字长(W)为3,和期望值(E)为10,和BLOSUM62评分矩阵(见Henikoff和Henikoff(1992)Proc.Natl.Acad.Sci.USA89:10915-919)比对(B)50,期望值(E)为10、M=5、N=-4和比较两条链。
使用BLAST算法还可以进行两个序列相似性的统计学分析。见例如Karlin和Altschul(1993)Proc.Nat′l.Acad.Sci.USA90:5873-5787。BLAST算法提供的相似性的一种测定是最小总和概率(P(N)),这提供了概率的迹象,其通过在两个核苷酸或氨基酸序列之间的匹配偶然发生。例如如果在测试核酸与参考核酸比较中最小总概率小于大约0.2,更加优选地小于大约0.01,并且最优选地小于大约0.001,则认为核酸与参考序列相似。对数值可以是负的较大的数例如5,10,20,30,40,40,70,90,110,150,170等。
两个核酸序列基本相同的标志为由第一个核酸编码的多肽能够与由第二个核酸编码的多肽产生的抗体发生免疫交叉反应。因此,多肽一般基本上与第二个多肽相同,例如其中两个肽只是通过保守替代而不同。两个核酸序列基本相同的另一个标志是两个分子或他们的互补物能够在严格条件下相互杂交。两个核酸序列基本相同的另一个标志是一些引物可以用于扩增序列。
“宿主细胞”是天然存在的细胞或转化的细胞,它包含表达载体并且支持表达载体的复制或表达。宿主细胞可以是培养的细胞、外植体、体内细胞等。宿主细胞可以是原核细胞例如大肠杆菌或真核细胞例如酵母、昆虫、两栖动物或哺乳动物细胞例如CHO、HeLa等(见,例如美国典型培养物保藏目录或网站)。
术语“分离的”、“纯化的”或“生物学纯的”指相当实质上或基本上没有在其天然状态下发现的正常情况下伴随其的成分的物质。一般使用分析化学技术例如聚丙烯酰胺凝胶电泳或高效液相色谱确定纯度和同质性。在制剂中主要存在的蛋白质或核酸基本上是纯的。具体而言,分离的核酸是从天然位于基因侧面的开放阅读框中分离,且编码的蛋白质与基因所编码的蛋白质不同。在一些实施方案中,术语“纯化的”意味着核酸或蛋白质在电泳凝胶中基本上产生一条带。优选地,这意味着核酸或蛋白质至少大约85%的纯度,更加优选地至少95%的纯度和最优选的至少99%的纯度。在其他实施方案中“纯化”意味着从所要进行纯化的组合物中除去至少一种污染物或成分。在该意义上,纯化不需要所纯化的成分是同质的例如100%的纯度。
在文中可互换使用的术语“多肽”、“肽”和“蛋白质”是指氨基酸残基的聚合物。术语应用于其中一个或多个氨基酸残基为相应天然存在氨基酸的人工化学模拟物的氨基酸多聚物,以及天然存在的氨基酸多聚物,那些包含经修饰的残基和非天然存在氨基酸的多聚物。
术语“氨基酸”是指天然存在和合成的氨基酸,以及与天然存在氨基酸功能相似的氨基酸类似物和氨基酸模拟物。天然存在氨基酸是由遗传密码编码的那些以及后来修饰的那些例如羟脯氨酸、γ-羧基谷氨酸和O-磷酸丝氨酸。氨基酸类似物是指与天然存在氨基酸有着相同基本化学结构的化合物例如连接氢、羧基、氨基和R基团的α碳,例如高丝氨酸、正亮氨酸、蛋氨酸亚砜、蛋氨酸甲基锍。此种类似物可以具有经修饰的R基团(例如正亮氨酸)或经修饰的肽主链,但是保留着与天然存在氨基酸相同的基本化学结构。氨基酸模拟物是指具有与氨基酸一般化学结构不同的结构但是与另一个氨基酸的功能相似的化合物。
在文中,氨基酸可以它们通常已知的三字母符号或IUPAC-IUB生物化学命名委员会推荐的单字母符号表示。同样,核酸以它们通常接受的单字母密码子表示。
“保守修饰变体”应用于氨基酸和核酸序列。关于特定的核酸序列,保守修饰变体是指那些编码相同或基本相同氨基酸序列的核酸,或者当核酸不编码氨基酸序列时,是指基本相同或相关的例如天然接近的序列。由于遗传密码的简并性,大量功能相同的核酸编码大多数蛋白质。例如密码子GCA、GCC、GCG和GCU均编码氨基酸丙氨酸。因此,在密码子指定为丙氨酸的每一位置,密码子可以改变成所述的另一个相应密码子而不改变编码的多肽。此种核酸变体为“沉默变体”,这是保守修饰变体的一种。文中编码多肽的每个核酸序列还可以描述为核酸的沉默变体。在特定的上下文中,可以将核酸的每一个密码子(除了通常编码蛋氨酸的唯一密码子AUG和通常编码色氨酸的唯一密码子TGG以外)进行修饰以得到功能相似的分子。相应地,在关于表达产物的描述序列中暗含着编码多肽的核酸的沉默变体,但是在关于实际探测序列中没有必要。
至于氨基酸序列,技术人员可以认识到核酸的个别替换、缺失或加入,或者在编码序列中改变、加入或缺失肽、多肽或蛋白质序列中单一氨基酸或氨基酸的小的百分比的是“保守修饰变体”,其中所述改变导致具有化学相似氨基酸的氨基酸替代。提供功能相似氨基酸的保守替代的表是众所周知的。此种保守修饰变体是附加地并且不排除本发明的多形态变体、种间同源物和等位基因。一般相互保守替代包括:1)丙氨酸(A),甘氨酸(G);2)天门冬氨酸(D),谷氨酸(E);3)天门冬酰胺(N),谷氨酰胺(Q);4)精氨酸(R),赖氨酸(K);5)异亮氨酸(I),亮氨酸(L),蛋氨酸(M),缬氨酸(V);6)苯丙氨酸(F),酪氨酸(Y),色氨酸(W);7)丝氨酸(S),苏氨酸(T);和8)半胱氨酸(C),蛋氨酸(M)(见例如,Creighton(1984)Proteins:Structure and Molecular Properties Freeman)。
大分子结构例如多肽结构可以以多种组织水平进行描述。对于此种组织的一般讨论,见例如Alberts等,(著者2001)MolecularBiology of the Cell(第4版)Garland;和Cantor和Schimmel(1980)Biophysical Chemistry Part I:The Conformation ofBiological Macromolecules Freeman。“一级结构”指特定肽的氨基酸序列。“二级结构”指多肽链内局部有秩序的三维结构。这些结构通常已知为结构域。结构域是常常形成多肽精密单元的多肽的部分并且一般25至大约500个氨基酸长。一般的结构域由组织较差的部分例如一段β-折叠和α-螺旋。“三级结构”指多肽单体的完整三维结构。“四级结构”指通常通过非共价键结合的由三维结构形成的独立的四级单位。趋异的术语也已知为能量术语。
如文中所使用“核酸”或“寡核苷酸”或“多核苷酸”或语法等效表达是指共价连接在一起的至少两个核苷酸。寡核苷酸一般从长度上大约5、6、7、8、9、10、12、15、25、30、40、50或更多核苷酸到长度大约100个核苷酸。核酸和多核苷酸是任何长度的多聚物,包括长度更长的例如200、300、500、1000、2000、3000、5000、7000、10,000等。本发明的核酸一般包含磷酸二酯键,虽然在一些情况下,核酸类似物包括至少一种不同的键例如氨基磷酸酯键、硫代磷酸酯键、二硫代磷酸酯键、O-methylphophoroamidite键(见Eckstein(1992)Oligonucleotides and Analogues:A Practical Approach OxfordUniv.Press);和肽核酸主链和键。其他类似物核酸包括带正电荷的主链;非离子主链和非核糖主链,包括在美国专利号5,235,033和5,034,506和Sanghvi和Cook(eds.1994)CarbohydrateModifications in Antisense Research ACS Symposium Series 580中第6和7章所描述的那些。包含一个或多个碳环糖的核酸也包含在核酸的一种定义内。为了多种原因可以将核糖-磷酸主链修饰例如为了增加此种分子在生理环境中或者作为探针在生物芯片上的稳定性和半衰期。可以制成天然存在核酸和类似物的混合物;备选地,可以制成不同核酸类似物的混合物和天然存在核酸和类似物的混合物。
多种参考文献公开了此种核酸类似物,包括例如氨基磷酸酯键(Beaucage等,(1993)Tetrahedron 49:1925-1963和文中参考文献;Letsinger(1970)J.Org.Chem.35:3800-3803;Sprinzl等,(1977)Eur.J.Biochem.81:579-589;Letsinger等,(1986)Nucl.AcidsRes.14:3487-499;Sawai等,(1984)Chem.Lett.805,Letsinger等,(1988)J.Am.Chem.Soc.110:4470-4471;和Pauwels等,(1986)Chemica Scripta 26:141-149),硫代磷酸酯键(Mag等,(1991)NucleicAcids Res.19:1437-441;和美国专利号5,644,048),二硫代磷酸酯键(Bril1等,(1989)J.Am.Chem.Soc.111:2321-2322),O-methylphophoroamidite键(见Eckstein(1992)Oligonucleotidesand Analogues:A Practical Approach,Oxford Univ.Press),和肽核酸主链和键(见Egholm(1992)J.Am.Chem.Soc.114:1895-1897;Meier等,(1992)Chem.Int.Ed.Engl.31:1008-1010;Nielsen(1993)Nature 365:566-568;Carlsson等,(1996)Nature 380:207,全部文献引用作为参考)。其他类似物核酸包括那些带正电荷主链(Denpcy等,(1995)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92:6097-101);非离子主链(美国专利号5,386,023,5,637,684,5,602,240,5,216,141和4,469,863;Kiedrowski等,(1991)Angew.Chem.Intl.Ed.English 30:423-426;Letsinger等,(1988)J.Am.Chem.Soc.110:4470-4471;Letsinger等(1994)Nucleoside andNucleotide 13:1597;Sanghvi和Cook(eds.1994)CarbohydrateModifications in Antisense Research ACS Symposium Series 580第2和3章;Mesmaeker等(1994)Bioorganic and Medicinal Chem.Lett.4:395-398;Jeffs等(1994)J.Biomolecular NMR 34:17;Horn等(1996)Tetrahedron Lett.37:743)和非核糖主链,包括在美国专利号5,235,033和5,034,506和Sanghvi和Cook(eds.1994)Carbohydrate Modifications in Antisense Research ACS SymposiumSeries 580第6和7章描述的那些。包含一个或多个碳环糖的核酸也包含在核酸的一种定义之内(见Jenkins等,(1995)Chem.Soc.Rev.169-176页)。几种核酸类似物描述于Rawls(35页,1997年6月2日,)C&E News。
特别优选地是包含肽核酸类似物的肽核酸(PNA)。肽核酸具有由肽键连接的重复的N-(2-氨基iethyl)-甘氨酸单位构成的主链。不同的碱基(嘌呤和嘧啶)通过亚甲基羰基键连接到主链上。与天然存在的核酸的高度带正电荷的磷酸二酯键相比,在中性条件下这些主链基本上是非离子的。这导致至少两个好处。PNA主链表现出增强的杂交动力学,导致PNA/DNA链之间比PNA链和DNA链之间更强的结合。在解链温度下(Tm)对于相对于完美匹配的错配碱基对,PNA具有较大的变化。对于内部有错配的DNA和RNA一般表现为Tm值降低2-4℃。对于非离子PNA主链,下降接近7-9℃。近似地,由于它们的非离子特性,连接到这些主链的碱基的杂交对盐浓度相对不敏感。此外,PNA不能被细胞酶降解,并且因此更加稳定。
如所指定,核酸可以是单链或双链或者同时包含双链或单链序列的部分。对单链的描述还可以定义为互补链的序列;因此文中描述的序列也提供了序列的互补序列。核酸可以是DNA(基因组和cDNA两种)、RNA或杂合体,其中核酸包含脱氧核糖核酸和核糖核酸的组合和碱基的组合,碱基包括尿嘧啶、腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶、鸟嘌呤、次黄苷、黄嘌呤、次黄嘌呤、异胞嘧啶、异鸟嘌呤等。“转录”一般指天然存在的RNA例如pre-mRNA、hnRNA或mRNA。如文中所使用,术语“核苷”包括核苷酸和核苷和核苷酸类似物和经修饰的核苷例如氨基修饰的核苷。此外,“核苷”包括非天然存在的类似物结构。因此例如每一个包含碱基的肽核酸个体单位在文中称作核苷。
“标记”或“可检测部分”是通过分光镜的、光化学的、生物化学的、免疫化学的、生理学的、化学的、或其它物理的手段可检测的组合物。一般,标记分为三大类:a)具有放射活性的或重同位素的同位素标记;b)为抗体、抗原或表位标签的免疫标记;和c)有色或荧光染料。标记可以掺入到CS1核酸、蛋白质和抗体中。例如标记应该能够直接或间接的产生可检测信号。可检测部分可以是放射性同位素例如3H、14C、32P、35S或125I、电子致密试剂、荧光或化学发光化合物例如异硫氰酸荧光素、罗丹明或萤光素、或酶(例如在ELISA中经常使用)、生物素、洋地黄毒甙、或半抗原和蛋白质或其它能够检测的实体例如碱性磷酸酶、β-半乳糖苷酶或辣根过氧化物酶。连接抗体到标记的方法是已知的。见例如Hunter等,(1962)Nature 144:945;David等,(1974)Biochemistry 13:1014-1021;Pain等,(1981)J.Immunol.Meth.40:219-230;和Nygren(1982)J.Histochem.andCytochem.30:407-412。
“效应子”或“效应部分”或“效应成分”是共价、通过连接子或化学键、或非共价的通过离子键、范德华力、静电或氢键结合(连接或缀合)到抗体的分子。“效应子”可以是多种分子包括例如检测部分包括放射活性化合物、荧光化合物、酶或底物、标签例如表位标签、毒素;可以激活的部分、化学治疗剂、脂酶、抗生素、化学引诱剂部分、免疫调节物(micA/B)、或放射性同位素例如发射“硬”β、辐射。
“标记的核酸探针或寡核苷酸”是例如共价地通过连接子或化学键、或非共价地通过离子键、范德华力、静电或氢键结合到标志物的核酸或寡核苷酸,以至于通过检测结合到探针的标志物的存在来确定探针的存在。备选地,使用高亲合力相互作用的方法可以实现相同的结果,其中一对结合配偶体中的一个结合到另一个上例如生物素、抗生物素蛋白链菌素。
如文中所使用“核酸探针或寡核苷酸”是通过一种或多种类型化学键通常通过互补碱基配对例如通过形成氢键能够结合到靶核酸的互补序列核酸。如文中所使用,探针可以包括天然(例如A、G、C或T)或修饰碱基(7-脱氮鸟苷、次黄苷等)。此外,探针中的碱基可以通过磷酸二酯键以外的键来连接,优选地是不功能性干扰杂交的那种键。因此,例如探针可以是肽核酸,其中构成的碱基通过肽键而不是磷酸二酯键连接。探针能够结合到与探针序列没有完全互补性的靶序列上要取决于杂交条件的严格性。探针优选地使用例如同位素、发光团、lumiphores、色素原直接标记或者使用例如能够与抗生物素蛋白链菌素复合物稍后结合的生物素间接标记。通过测定探针的存在与否,人们可以检测选择序列或亚序列的存在与否。诊断或预后可以基于基因组水平或者RNA或蛋白质表达水平。
当使用术语“重组的”指例如细胞或核酸、蛋白质或载体时,表明细胞、核酸、蛋白质或载体是通过导入异源核酸、蛋白质或通过天然核酸或蛋白质的改变而修饰的,或者细胞是来源于此种修饰的细胞。因此,例如,重组细胞表达在天然(非重组)形式的细胞中没有的基因或者在另外情况下表达为异常表达的低表达的或者根本不表达的天然基因。通过术语“重组核酸”在文中意思是指一般通过核酸操作例如使用聚合酶和内切核酸酶在体外最初形成的、以在正常情况下在自然界中没有的形式的核酸。以这种方式,可以实现不同序列的有效连接。因此为了本发明的目的以线性形式的分离的核酸或通过体外连接正常情况下没有联接的DNA分子而形成的表达载体均被认为是重组的。应当理解一旦产生重组核酸并且将其重新导入宿主细胞或生物体,它将例如使用宿主细胞的体内细胞的机器而不是使用体外操作进行非重组性复制;然而,虽然此后为非重组性复制,为了本发明的目的仍然认为此种核酸一旦重组产生就是重组的。
相似地,“重组蛋白质”是使用重组技术例如通过上述重组核酸的表达产生的蛋白质。通过至少一个或多个特征将重组蛋白质与天然存在蛋白质区别开。所述蛋白质可以是从一些或多数的在野生型宿主中正常情况下相结合的蛋白质和化合物中分离或纯化的,因此可以基本上是纯的。分离的蛋白质没有伴随着至少一些在自然状态下正常结合的物质,其在给定的样品中总蛋白质的重量优选地包含至少0.5%,更加优选地至少大约5%。基本上纯的蛋白质包含至少大约75%的总蛋白质重量,优选地是至少大约80%并且特别优选地是至少大约90%。所述定义包括源于一种生物的CS1蛋白质在不同的生物或宿主细胞中产生。备选地,通过使用可诱导启动子或高表达启动子以至于蛋白质以增加的浓度水平产生,使蛋白质以比正常情况下看到的明显高的浓度产生。备选地,蛋白质以在自然界不能正常找到的形式产生,如下面讨论加入表位标签或氨基酸替代、插入和缺失。
当用于指核酸的部分时,术语“异源的”表明核酸包含两个或多个亚序列,这些亚序列在自然界中不能正常地找到彼此的相同关系。例如,具有两个或多个序列的核酸一般从例如所排列的无关基因的重组性产生,以产生新的功能性核酸,例如启动子来源于一个来源而编码区来源于另一个来源。相似地,异源蛋白质常常指在自然界没有发现彼此相同关系的两个或多个亚序列(例如融合蛋白质)。
“启动子”一般是指导核酸转录的核酸控制序列的排列。如文中所使用,启动子包括转录起始位点附近的必要核酸序列例如在聚合酶II类型启动子的情况下为TATA元件。启动子还任选的包括远端的增强子或阻抑物元件,它们可以位于距转录起始位点几千碱基对的位置。“组成型”启动子是在大多数环境和发育条件下活化的启动子。“诱导型”启动子是在环境的或发育的调节下活化的启动子。术语“有效连接”是指核酸表达控制序列(例如启动子、或转录因子结合位点的编排)和第二个核酸序列之间的功能性连接,例如其中表达控制序列指导着对应于第二个序列的核酸的转录。
“表达载体”是用一系列特异核酸元件重组性或合成性产生的核酸构建体,其中特异核酸元件允许特定核酸在宿主细胞中转录。表达载体可以是质粒、病毒或核酸片段的部分。一般地,表达载体包括有效连接到启动子的欲进行转录的核酸。
短语“选择性(或特异性)杂交于”是指在严格的杂交条件下选择性与特定核苷酸序列结合、二联体或杂交的分子,其中那个序列存在于复杂的混合物中(例如总的细胞或文库DNA或RNA)。
短语“严格杂交条件”是指一般在核酸的复杂混合物中探针与其靶序列杂交而不与其他序列杂交的条件。严格条件是序列依赖的并且在不同的环境中是不同的。较长的序列在较高的温度时特异性杂交。对核酸杂交的多方面指导见于“Overview of principles ofhybridization and the strategy of nucleic acid assays”在Tijssen(1993)Hybridization with Nucleic Probes(LaboratoryTechniques in Biochemistry and Molecular Biology)(第24卷)Elsevier。一般地,严格条件一般选自在特定离子强度pH下比特异序列的热融解点(Tm)低5-10℃。Tm是在平均时与靶互补的探针的50%与靶序列杂交的温度(在定义的离子强度、pH和核酸浓度)(由于靶序列的存在是过量的,在Tm时,在平衡时50%的探针被占用)。严格条件将是这样的条件,即盐浓度低于大约1.0M钠离子,一般地大约0.01-1.0M钠离子浓度(或其他盐),pH7.0-8.3并且对于短探针(例如大约10-50个核苷酸)至少大约30℃的温度并且对于长探针(例如大于大约50个核苷酸)至少大约60℃的温度。严格条件还可以通过加入去稳定剂例如甲酰胺实现。对于选择性或特异性杂交,阳性信号一般至少两倍于背景,优选地10倍于背景的杂交。可仿效的严格杂交条件如下:50%甲酰胺,5×SSC和1%SDS,在42℃孵育,或者5×SSC,1%SDS在65℃孵育,在0.2×SSC和0.1%SDS,在65℃洗涤。对于PCR,大约36℃的温度一般用于低严格条件扩增,虽然退火温度取决于引物的长度可以在32℃-48℃之间变化。对于高严格条件PCR扩增,一般是大约62℃的温度,虽然根据引物的长度和特异性,高严格条件退火温度可以在50-65℃之间变化。对于高或低严格条件的扩增,一般的循环条件包括90-95℃达30-120秒的变性相,持续30-120秒的退火相并且延伸相大约72℃达1-2分钟。用于低和高严格条件扩增反应的方法和指导在例如Innis等,(1990)PCR Protocols:A Guide toMethods and Applications Academic Press,NY中提供了。
如果核酸编码的多肽基本上相同的话,在严格条件下不能彼此杂交的核酸仍然可以是基本上相同的。这种情况发生在例如当核酸的一个拷贝是使用遗传密码子允许的最大密码子简并性产生的时候。在此种情况下,核酸一般在中等严格杂交条件下进行杂交。可效仿的“中等严格杂交条件”包括在40%甲酰胺、1M NaCl、1%SDS的缓冲液中于37℃下进行杂交并且在1×SSC中于45℃下进行洗涤。阳性的杂交一般至少两倍于背景。可以利用备选的杂交和洗涤条件以提供相似的严格条件。在多种参考文献中提供了用于确定杂交参数的额外的指导,例如Ausubel等(著者,1991和增刊)current Protocols in MolecularBiology Wiley。
短语“细胞形态的变化”或“细胞特性的变化”是指体外或体内的细胞形态或增殖特性的任何变化,例如细胞生存力、细胞生长、生长因子或趋化因子的分泌、细胞形态学的变化、炎症特异标志物的获得或丧失、当注射进入适当动物宿主后诱导或阻遏炎症的能力和/或在适当宿主中疾病状态例如自身免疫性疾病和癌症性疾病的诱导。见例如Freshney(1994)Culture of Animal Cells a Manual of BasicTechnique(2d ed.)Wiley-Liss,第231-241页。
“疾病细胞”是指没必要涉及新的遗传物质摄入的自发的或诱导的显型变化。例如,虽然骨髓瘤的形成可以由转化病毒的感染和新基因组DNA的并入或外源DNA的摄入引起,但是它也可以自发的引起或在暴露于试剂之后引起,由此诱导已存在基因的表达或改变。肿瘤生长与显型和蛋白质表达变化相关,例如形态学变化、异常的细胞生长和/或非形态变化。见Freshney(2000)Culture of Animal Cells:AManual of Basic Technique(4th ed.)Wiley-Liss。相似地,由自身免疫疾病影响的细胞也可以与显型和蛋白质表达的改变相关。
通过分子,或抗体,或药物或药用活性试剂或药用制剂的“有效”量意思是足够量的分子、抗体、药物、试剂或制剂以提供目的效应。
“受试者”或“病人”在文中可以相互替换使用,其指脊椎动物,优选地是哺乳动物,更加优选地是人。
如文中所使用,术语“抗体”或“免疫球蛋白”是指基本上由一个或多个由免疫球蛋白基因编码的多肽组成的蛋白质。公认的免疫球蛋白基因包括κ、λ、α、γ(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4)、δ、ε和μ恒定区基因,以及无数的免疫球蛋白可变V区基因(如下面所表明,对于H-重链和L-轻链有V基因)。全长免疫球蛋白“轻链”(大约25Kd或214个氨基酸)分别是由NH2-末端(大约110个氨基酸)的可变区基因,V-κ或V-λ,和在COOH-末端的κ或λ恒定区基因编码的。全长免疫球蛋白“重链”(大约50Kd或446个氨基酸)相似地由可变区基因(大约116个氨基酸)和其他上面提到的恒定区基因例如γ中的一个(编码大约330个氨基酸)编码。
免疫球蛋白的一种形式组成了抗体的基本结构单位。这种形式是四聚体并且由两个相同的一对免疫球蛋白链组成,每一对具有一个轻链和一个重链。在每一对中,轻链和重链可变区一起负责抗原的结合并且恒定区负责抗体效应子功能。除了四聚体抗体外,免疫球蛋白可以以多种其他形式存在包括例如Fv、Fab和(Fab′)2以及双功能的杂合抗体(例如Lanzavecchia等,Eur.J.Immunol.17,105(1987))和单链(例如Huston等,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,85,5879-5883(1988)和Bird等,Science,242,423-426(1988),文中引用作为参考)。(一般地,见Hood,等,“Immunology”,Benjamin,N.Y.,第2版(1984),和Hunkapiller和Hood,Nature,323,15-16(1986),文中引用作为参考)。
抗体还例如作为通过多种肽酶消化产生的被较好表征的片段存在。因此例如胃蛋白酶在铰链区的二硫键下消化抗体以产生Fab二聚体F(ab)′2,Fab本身是通过二硫键连接到VH-CH1的轻链。在温和的条件下将F(ab)′2还原以打断铰链区的二硫键,由此将F(ab)′2二聚体转化成为Fab′单体。Fab′单体实质上是具有铰链区部分的Fab(见Paul(著者1999)Fundamental Immunology(第4版)Raven)。根据完整抗体的消化可以定义多种抗体片段,本领域技术人员应当理解此种片段可以通过化学的方法或者通过使用重组DNA的方法从头合成。因此,如文中所使用,术语“抗体”还包括通过整个抗体修饰产生的抗体片段或那些使用重组DNA方法从头合成的抗体片段(例如单链Fv)或者那些通过噬菌体展示文库鉴定的那些抗体片段(见例如McCafferty等,(1990)Nature 348:552-554)。
“嵌合抗体”是一种抗体,其中(a)恒定区或其部分是改变的、替代的或者交换的以至于抗原结合位点(可变区)与不同的或者改变的类别、和/或物种的恒定区、或者一种完全不同的分子连接,其赋予嵌合抗体新的特性例如酶、毒素、激素、生长因子、药物、效应子功能、化学引诱物、免疫调剂物等;或者(b)可变区或其部分是改变的、替代的或与具有不同或改变抗原特异性的可变区交换的。
术语“人源化抗体”或“人源化免疫球蛋白”是指免疫球蛋白,其包含人的骨架结构、至少一种或优选地所有互补决定区(CDR)来源于非人抗体并且其中任何恒定区与人免疫球蛋白恒定区基本相同,即至少大约85-90%,优选地至少95%是相同的。因此,人源化免疫球蛋白的所有部分,除了可能的CDR外,与一种或多种天然的人免疫球蛋白序列的相应部分基本上是相同的。见例如Queen等,美国专利号5,5301,101;5,585,089;5,693,762;和6,180,370(这些专利和其他美国专利/专利申请在文中全文引用做为参考)。
用于制备抗体例如重组抗体、单克隆抗体或多克隆抗体,许多技术是已知的。见例如Kohler和Milstein(1975)Nature 256:495-497;Kozbor等(1983)Immunology Today 4:72;Cole等,在Reisfeld和Sell(1985)Monoclonal Antibodies and Myeloma Therapy Liss中,(1985),77-96页;Coligan(1991)Current Protocolsin ImmunologyLippincott;Harlow和Lane(1988)Antibodies:A LaboratoryManual CSH Press;和Goding(1986)Monoclonal Antibodies:Principles and Practice(2d ed.)Academic Press。可以采用用于产生单链抗体的技术(美国专利号4,946,778)以生产本发明的抗体至多肽。同样,可以使用转基因小鼠或其他生物例如其他哺乳动物表达人源化抗体。备选地,可以使用噬菌体展示技术鉴定能够特异结合选择抗原的抗体和异聚Fab片段。见例如McCafferty等,(1990)Nature 348:552-554;Marks等,(1992)Biotechnology 10:779-783。
术语“表位”是指能够引起免疫反应并且能够被抗体特异性结合的蛋白质的任何部分(决定簇)。表位决定簇通常由分子的活性表面基团例如氨基酸或GAG侧链并且通常具有特异的三维结构特征以及特异的电荷特征。如果蛋白质中氨基酸突变降低或消除了一种抗体的结合也降低或消除了另一个抗体的结合,和/或如果抗体竞争性结合到蛋白质上即一个抗体的结合降低或消除了另一个抗体的结合,则可以说两个抗体结合到蛋白质的基本上相同的表位(或者蛋白质的重叠表位)。对于两个抗体是否结合到基本上相同的表位的确定可以通过本领域已知的方法例如竞争性测定法来实现。在开展对照抗体(例如文中描述的抗CS1抗体的一种)和任何测试抗体之间的抗体竞争性研究中,人们可以用可检测标记例如生物素、酶、放射性标记或荧光标记来首先标记对照抗体以便能够进行随后的鉴定。能够结合到对照(标记)抗体的基本上相同表位的测试(未标记)抗体应该能够阻断对照抗体的结合并且因此应该降低对照抗体的结合。
在可效仿的实施方案中,如果抗体结合到Luc单克隆抗体(Luc单克隆抗体指产生的本发明的抗CS1单克隆抗体)的基本上相同表位上,抗体应该结合到与Luc单克隆抗体结合的CS1表位重叠的CS1的表位上。重叠区可以从一个氨基酸残基到几百个氨基酸残基范围内。因此,该抗体应该与Luc单克隆抗体竞争结合CS1和/或阻断Luc单克隆抗体结合CS1并且由此降低了Luc单克隆抗体对CS1的结合,优选地在竞争性测定中至少大约50%。
术语“来源于”意思是“得到于”或“产生于”或“生产于”。
CS1抗原和抗体
SEQ ID NO:2描述了全长野生型人CS1的氨基酸序列。“功能活性”CS1片段或衍生物表现出与全长野生型CS1蛋白质相关的一种或多种功能活性例如抗原或免疫原活性、能够结合天然细胞底物的能力等等。通过本领域技术人员已知的多种方法可以测定CS1蛋白质、衍生物和片段的功能活性(Current Protocols in Protein Science,Coligan等,著者,John Wiley & Sons,Inc.,Somerset,New Jersey(1998))。为了文中的目的,功能性活性片段还包括那些包含一种或多种CS1多肽结构域例如结合结构域的片段。蛋白质结构域可以用PFAM程序鉴定。(Bateman A.,等,Nucleic Acids Res.27:260-2(1999))。
CS1多肽衍生物一般与SEQ ID NO:2或其片段拥有一定程度的序列一致性或序列相似性。CS1衍生物可以通过本领域已知的多种方法产生。导致他们产生的操作可以发生在基因或蛋白质水平。例如,可以用限制性内切核酸酶(Wells等,Philos.Trans.R.Sot.LondonSerA 317:415(1986))在恰当的位点剪切克隆的CS1基因序列(例如SEQ ID NO:1),然后如果需要的话进行进一步的酶修饰,然后分离和在体外连接并表达以产生目标衍生物。备选地,CS1基因可以在体外或体内进行突变以产生和/或破坏翻译序列、起始序列和/或终止序列,或在编码区制造改变和/或形成新的限制性内切核酸酶位点或破坏已经存在的限制性内切核酸酶位点以便进一步进行体外修饰。多种诱变技术是本领域已知的例如化学诱变、体外定点诱变(Carter等,Nuc1.Acids Res.13:4331(1986))或TAB连接子的使用(可以从Pfizer,Inc.得到)。
在一方面,本发明的抗体中和至少一种,或者优选的全部的CS1的生物学活性。CS1的生物学活性包括:1)其细胞底物例如其配体的结合活性(例如这些中和抗体应该能够竞争或完全阻断CS1与至少一种并且优选地全部其配体的结合);2)信号转导活性;和3)CS1诱导的细胞反应。
本发明提供了杂交瘤细胞系:Luc2、Luc3、Luc15、Luc22、Luc23、Luc29、Luc32、Luc34、Luc35、Luc37、Luc38、Luc39、Luc56、Luc60、Luc63或Luc90。杂交瘤细胞系Luc90保于藏在P.O.Box 1549,Manassas,VA 20108的美国典型培养物保藏所(ATCC),登录号为PTA5091。该杂交瘤细胞系的保藏是ATCC于2003年3月26日接受的。杂交瘤细胞系Luc63也保藏在上面列出地址的ATCC中。Luc63抗体的保藏是ATCC于2004年5月6日接受的。
本发明提供了由杂交瘤细胞系Luc2、Luc3、Luc15、Luc22、Luc23、Luc29、Luc32、Luc34、Luc35、Luc37、Luc38、Luc39、Luc56、Luc60、Luc63或Luc90(ATCC登录号PTA 5091)产生的单克隆抗体。从此以后分别将这些单克隆抗体命名为抗体Luc2、Luc3、Luc15、Luc22、Luc23、Luc29、Luc32、Luc34、Luc35、Luc37、Luc38、Luc39、Luc56、Luc60、Luc63和Luc90。
本发明提供了结合到与文中所述的Luc单克隆抗体的任意一个的基本上相同表位的抗体,优选地是单克隆抗体。
本发明提供了基本上不结合到与文中所述的Luc单克隆抗体的任意一个的相同表位的抗体,优选地是单克隆抗体。
用于鉴定抗体竞争的多种免疫筛选测定法可以用来鉴定结合到本发明抗体的基本上相同表位的抗体或结合到与本发明抗体不同表位的抗体。
在开展对照抗体和任何测试抗体(不管物种或同种型)之间的抗体竞争研究中,人们可以用可检测的标志物例如生物素或酶标志物(或甚至放射性标志物)首先标记对照抗体以便能够随后鉴定。在该情况下,人们可以将未标记的抗体与表达CS1蛋白质的细胞进行预先混合或孵育。然后将标记的抗体加入到预先孵育的细胞中。测定结合的标志物的强度。如果标记的抗体通过结合到重叠表位而与未标记抗体竞争,则相对于通过阴性对照未标记抗体(不与CS1结合的已知抗体)的结合,强度降低了。
测定法可以是基于抗体竞争的免疫测定法范围内的任何一种,并且通过检测他们的标记的方式来检测对照抗体,例如在生物素化的抗体的情况下使用抗生物素蛋白链菌素或者使用与酶标记连接的生色底物(例如过氧化物酶的底物3,3′5,5′-四甲基联苯胺(TMB))或者通过简单地检测放射性标记或荧光标记。与对照抗体结合相同表位的抗体能够有效地竞争结合并且因此会明显地降低(例如通过至少50%)对照抗体的结合,如通过结合的标志物的降低所证明。
在缺乏竞争性无关抗体的条件下(标记的)对照抗体的反应性将会是对照高数值。当竞争会发生并且降低标记抗体的结合时,对照低数值会通过将未标记的测试抗体与表达CS1的细胞孵育并且然后将细胞/抗体混合物与完全相同类型的标记对照抗体孵育得到。在测试测定中,在测试抗体存在的情况下标记抗体反应性的明显降低预示着测试抗体基本上识别相同的表位。
在本发明中包括所有物种来源的抗CS1的抗体。非限定实施例的天然抗体包括来源于人、鸡、山羊和啮齿类(例如大鼠、小鼠、仓鼠和兔)包括经遗传工程改造产生人抗体的转基因啮齿动物的抗体(见例如Lonberg等,WO93/12227;美国专利号5,545,806;和Kucherlapati等,WO91/10741;美国专利号6,150,584,文中公开全文引用作为参考)。天然抗体是在用抗原例如多肽优选地是人多肽免疫后宿主动物产生的抗体。在一个优选的实施方案中,本发明的抗体是能够结合和/或中和CS1的分离的天然抗体。
经遗传改变的抗CS1抗体应该是上述天然抗体的功能等效物。优选的是提供改进的稳定性或/和治疗效果的修饰抗体。修饰抗体的实例包括那些没有明显有害地改变抗原结合效用的氨基酸残基保守替代、和氨基酸的一个或多个缺失或插入的抗体。替代可以是从改变或修饰一个或多个氨基酸残基到区域的完全重新设计,只要仍保留着治疗效果即可。本发明的抗体可以是翻译后修饰(例如乙酰化和/或磷酸化)或者可以是合成修饰(例如连接上标记基团)。优选的遗传改变的抗体是嵌合抗体和人源化抗体。
嵌合抗体是具有来源于两个不同抗体优选地来源于不同物种的可变区和恒定区的抗体。优选地,嵌合抗体的可变区来源于鼠并且恒定区来源于人。
在一个实施方案中,鼠可变区来源于任何一个文中描述的单克隆抗体。为了产生嵌合抗体,来源于两个不同物种的部分(例如人恒定区和鼠可变区或结合区)可以通过常规技术化学性连接在一起或者使用遗传工程技术作为单一连续蛋白质来制备。编码嵌合抗体轻链和重链部分的DNA分子可以作为连续的蛋白质进行表达。制造嵌合抗体的方法公开于美国专利号5,677,427;美国专利号6,120,767;和美国专利号6,329,508,它们每一个在文中全文引用作为参考。
在本发明中使用的遗传改变的抗体包括结合和中和CS1的人源化抗体。在一个实施方案中,所述的人源化抗体包含鼠供体免疫球蛋白的CDR和人受体免疫球蛋白的重链、轻链骨架结构和恒定区。在一个实例中,人源化的抗体是文中所述的抗体中任何一个的人源化抗体。制造人源化抗体的方法公开于美国专利号5,530,101;5,585,089;5,693,761;5,693,762;和6,180,370,它们中每一个在文中公开全文引用作为参考。
抗CS1的完全的人抗体也包含在本发明中。在本发明的一个优选的实施方案中,所述完全人抗体是能够中和文中所述CS1活性的分离的人抗体。
针对CS1的完全的人抗体可以通过多种技术产生。一个实例是三源杂交瘤方法。基本方法和在该方法中使用的例证性细胞融合配偶体SPAZ-4描述于Oestberg等,Hybridoma 2:361-367(1983);Oestberg,美国专利号4,634,664;和Engleman等,美国专利号4,634,666(它们每一个在文中全文引用作为参考)。
针对CS1的人抗体还可以由具有编码人免疫球蛋白基因座的至少一个片段的转基因的非人转基因动物产生。具有这些特性的动物的产生和性状详细描述于见例如Lonberg等,WO93/12227;美国专利号5,545,806;和Kucherlapati,等,WO91/10741;美国专利号6,150,584,它们每一个在文中全文引用作为参考。
还可以利用多种重组抗体文库产生完全人抗体。例如,一个方法是根据Huse等,Science 246:1275-1281(1989)所略述的一般方法筛选来源于人B细胞的DNA文库。选择出结合CS1或其片段的抗体。然后将编码此种抗体的序列克隆和扩增。将Huse描述的方法与噬菌体展示技术相结合时会更有效。见例如Dower等,WO 91/17271和McCafferty等,WO 92/01047;美国专利号5,969,108,(它们每一个在文中全文引用作为参考)。在这些方法中,产生了噬菌体文库,其中成员在其外表面展现出不同的抗体。通常展示的抗体如Fv或Fab片段。通过CS1或其片段的亲和富集选择出具有所需要的特异性的噬菌体展示抗体。
真核生物的核糖体也可以用作展示抗体文库和通过筛选针对靶抗原例如CS1来分离结合人抗体的方法,如描述于Coia G等,J.Immunol.Methods 1:254(1-2):191-7(2001);Hanes J.等,Nat.Biotechnol.18(12):1287-92(2000);Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.95(24):14130-5(1998);Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.94(10):4937-42(1997),它们每一个在文中全文引用作为参考。
酵母系统也适宜筛选哺乳动物细胞表面或分泌蛋白质例如抗体。为了得到针对靶抗原的人抗体的目的,可以将抗体文库展示在酵母细胞的表面上。该种方法描述于Yeung,等,Biotechnol.Prog.18(2):212-20(2002);Boeder,E.T.等,Nat.Biotechnol.15(6):553-7(1997),它们每一个在文中全文引用作为参考。备选地,人抗体文库可以在细胞内表达并且通过酵母双杂交系统进行筛选(WO0200729A2,文中全文引用作为参考)。
本发明还包括仍然保留着CS1结合特异性的抗CS1抗体的片段。这些抗原结合片段的实例包括但不限于文中描述的任何抗CS1抗体的部分或全部的重链或轻链、可变区或CDR区。
在本发明优选的实施方案中,抗体片段是截短的链(在羧基末端截短)。优选地,这些截短的链拥有一种或多种免疫球蛋白活性(例如补体结合活性)。截短链的实例包括但不限于Fab片段(由VL、VH、CL和CH1结构域组成);Fd片段(由VH和CH1结构域组成);Fy片段(由抗体单链的VL和VH结构域组成);dab片段(由VH结构域组成);分离的CDR区;(Fab′)2片段,二价片段(包含在铰链区通过二硫键连接的两个Fab片段)。截短的链可以通过常规的生物化学技术例如酶切或重组DNA技术产生,这些技术的每一个是本领域已知的。这些多肽片段可以通过本领域众所周知的方法将完整抗体的蛋白水解断裂产生,或者通过在使用定点诱变的载体中在所需要的位置插入终止密码子产生,例如在CH1之后产生Fab片段或者在铰链区之后产生(Fab′)2片段。通过用编码连接VL和VH蛋白质片段的多肽连接子的DNA将VL和VH编码区连接起来产生单链抗体。
由于免疫球蛋白相关基因包含分开的功能区,每一个具有一个或多个不同生物学活性,所以抗体片段的基因可以与来源于其他基因的功能区(例如酶,美国专利号5,004,692,文中全文引用作为参考)相融合以产生具有新特性的融合蛋白质(例如免疫毒素)或缀合物。
本发明包含抗CS1抗体在免疫毒素中的用途。在本领域广泛描述了包括抗体的作为免疫毒素的缀合物。毒素可以通过常规的偶联技术连接到抗体上或者包含蛋白质毒素部分的免疫毒素作为融合蛋白质产生。可以以相应于得到此种免疫毒素的方式使用本发明的缀合物。对此种免疫毒素的说明描述于Byers,B.S.等,Seminars Cell Biol2:59-70(1991)和Fanger,M.W.等,Immunol Today 12:51-54(1991)。
重组DNA技术可以用来产生重组抗CS1抗体,以及嵌合的或人源化的抗CS1抗体或者在任何表达系统包括原核和真核表达系统例如细菌、酵母、昆虫细胞、植物细胞和哺乳动物细胞(例如NSO细胞)中的任何其他抗CS1遗传改变的抗体和片段或其缀合物。
一旦产生了抗体,则可以根据本领域标准的方法包括硫酸铵沉淀、亲和柱、柱层析、凝胶电泳等等(一般地,见Scopes,R.,ProteinPurification(Springer-Verlag,N.Y.,1982))纯化本发明的整个抗体、它们的二聚体、单个轻链和重链或其他免疫球蛋白形式。对于药用的用途,优选地是至少约90-95%同质性的基本纯的免疫球蛋白,最优选98-99%或更高的同质性。一旦纯化,部分地或者如所需要的同质的,然后可以将多肽用于治疗(包括额外的物质)或者用于研发和开展测定方法、免疫荧光染色等等。(概括性描述见ImmunologicalMethods,第I和II卷(Lefkovits和Pernis著,Academic Press,NY,1979和1981)。如在实施例中所述分离或纯化的抗CS1抗体可以针对它们中和CS1生物学活性能力而进一步筛选。
CS1核酸的用途
如上面所述,CS1序列起初是通过与表2的CS1序列同源或连锁的真实的核酸和/或氨基酸序列鉴定出来的。此种同源性可以基于全部核酸或氨基酸序列,并且一般是使用同源性程序或杂交条件确定的。一般地在mRNA上的连锁的序列可以在一致分子中找到。
序列的一致性百分数可以使用算法例如BLAST来确定。优选的方法利用设为默认参数的WU-BLAST-2的BLASTN模型,重叠间距和重叠片段分别设为1和0.125。比对可以包括在进行比对的序列中引入缺口。此外,对于包含与所述核酸的核苷酸相比更多或更少核苷酸的序列,同源性的百分数可以基于与核苷的总数相比同源性核苷的数目来确定。因此,例如比那些所鉴定的序列更短的序列的同源性可以使用更短序列的核苷的数目来确定。
在一个实施方案中,核酸同源性通过杂交研究来确定。因此例如在高度严格条件下与所述核酸或其互补序列杂交的核酸,或者在天然存在的mRNA中可以找到的核酸被认为是同源序列。在另一个实施方案中,使用低严格杂交条件例如使用中等或低严格条件;见Ausubel,同上,和Tijssen,同上。
本发明的CS1核酸序列例如表2中的序列可以是较大基因的片段例如它们是核酸片段。在该上下文中“基因”包括编码区、非编码区和编码区和非编码区的混合物。相应地,使用文中提供的序列,使用克隆更长或全长序列的众所周知的技术(见Ausubel,等,同上)可以得到CS1基因的任何方向的延伸序列。通过信息学可以产生许多序列并且许多序列可以成簇以包括对应于单一基因的多重序列,例如UniGene的系统。
可以以几种方式使用本发明的CS1核酸。在一个实施方案中,针对CS1的核酸探针制造出来并连接到生物芯片上以便用于筛选和诊断方法,如下面所略述,或者用于施用例如用于基因治疗、疫苗、RNAi和/或反义应用。备选地,可以将包括CS1蛋白质编码区的CS1核酸放置在表达载体中以表达CS1蛋白质,再一次用于筛选的目的或者施用于病人。
在另一个实施方案中,制备针对CS1核酸(在图中略述的核酸序列和其互补序列两个序列)的核酸探针。将连接到生物芯片的核酸探针设计成与CS1核酸例如靶序列(或者样品的靶序列或者其他探针序列,例如在三明治测定法中)基本互补,以至于靶序列和本发明的探针发生杂交。如下面所概述,这种互补不需要完全,这里可有任何数目的将会干扰靶序列与本发明的单一标准核酸杂交的碱基对错配。然而,如果突变的数目太多以至于在甚至最低严格杂交条件下不能发生杂交,则序列与靶序列不是互补的。因此,通过“基本上互补”在文中意思是指探针与靶序列足够互补以至于在正常反应条件下特别是如文中所略述的高度严格条件下进行杂交。
核酸探针一般是单链的但是可以是部分单链和部分双链的。探针的多链由靶序列的结构、组成和特性确定。通常,核酸探针从大约8-100个碱基长,优选的是大约10-80个碱基,特别优选的是30-50个碱基。也就是说一般地不使用整个基因。在一些实施方案中可以使用更长的高达上百个碱基的核酸。
在另一个实施方案中,每个序列使用不止一个探针,其中使用或者重叠的探针或者针对靶序列不同部分的探针。也就是说使用两个、三个、四个探针,其中优选的是3个探针,以便对于特定靶造成冗余。探针可以是重叠的(例如具有一些共同序列)或者分开的。在一些情况下,可以使用PCR引物扩增信号用于更高的敏感性。
核酸可以以多种方式连接或固定到固体相上。“固定化”和文中语法上等效表达的意思是指核酸探针与固相支持物之间的联合或结合足够强以至于在如所略述的结合、洗涤、分析和去除条件下是稳定的。结合一般是共价的或非共价的。“非共价结合”和文中语法等效表达的意思是指静电的、亲水的和疏水的相互作用中的一种或几种。在非共价结合中包括的是分子的共价连接,例如将抗生物素蛋白链菌素共价连接到支持物上并且将生物素化的探针非共价结合到抗生物素蛋白链菌素上。通过“共价结合”和文中语法等效表达的意思是固相和探针两部分通过至少一种键包括σ键、π键和配位键连接。共价键可以在探针和固相支持物之间直接形成或者通过交联剂形成或者通过在固相支持物上或者探针上或者两个分子上的特异反应基团上的包含物形成。固定化作用还包括共价和非共价相互作用的结合。
通常,探针以广泛多种的方式连接到生物芯片上。如文中所述,核酸可以是首先合成随后在连接到生物芯片上或者直接在生物芯片上合成。
生物芯片包含适当的固体基质。“基质”或“固相支持物”或其他文中的语法等效表达意思是指可以修饰用于连接或联合核酸探针的并且能够适于至少一种检测方法的物质。通常,基质包含恰当的离散的各别的位点用于各别划分和鉴定。可能的基质的数目是非常大的并且包括但不限于玻璃和改性的或功能化的玻璃、塑料(包括丙烯酸脂类、聚苯乙烯和苯乙烯和其他材料的共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚氨基甲酸酯、TeflonJ等)、多糖、尼龙或硝酸纤维素、树脂、二氧化硅或基于二氧化硅的物质包括硅和改性的硅、碳、金属材料、无机玻璃、塑料等。一般地,基质允许光学检测并且没有一点荧光。见WO 0055627。
一般地,基质是平面的,虽然也可以使用其它构造的基质。例如,探针可以置于管的内表面用于流经的样品的分析以最小化样品的体积。相似地,基质可以是柔韧性的,例如柔韧性的泡沫包括由特殊塑料制成的闭合腔室的泡沫。
在一个实施方案中,生物芯片的表面和探针可以衍生出化学功能基团用于该两者的随后连接。因此,例如用化学功能基团包括但不限于氨基、羧基、氧基和巯基衍化芯片,氨基是特别优选的。使用这些功能基团,探针可以使用探针上的功能基团连接到基质上。例如包含氨基基团的核酸可以连接到包含氨基基团的表面例如使用连接子例如众所周知的同源或异源双功能连接子(见1994 Pierce ChemicalCompany目录,关于交联连接子的技术部分,155-200页)。此外,在一些情况下,可以使用额外的连接子例如烷基(包括替代的基团和杂烷基团)。
在该实施方案中,寡核苷酸被合成了并且然后连接到固相支持物的表面。将5′末端或3′末端连接到固相支持物上或者通过键连接到内部核苷上。在另一个实施方案中,固定化到固相支持物上的作用十分强,然而仍然是非共价的。例如,所产生的生物素化的寡核苷酸可以结合到用抗生物素蛋白链菌素共价包被的表面上,导致了连接。
备选地,寡核苷酸可以在表面合成。例如使用了利用光活化技术的光聚合作用化合物和技术。在另一个实施方案中,通过已知的光刻法技术将核酸在原位合成,例如描述于WO 95/25116;WO 95/35505;美国专利号5,700,637和5,445,934;和其中引用的参考文献的那些,所有这些特别引用作为参考;这些连接的方法形成了AffymetrixGENECHIP(DNA微点阵芯片)技术的基础。
通常,采用基于扩增的测定法来测量CS1相关序列的表达水平。这些测定法一般与逆转录结合起来进行。在此种测定法中,CS1相关核酸序列作为扩增反应(例如聚合酶链式反应或PCR)中的模板起作用。在一个定量扩增中,扩增产物的量会与最初样品中的模板的量成比例。与恰当的对照相比较提供了对CS1相关RNA量的测量。定量扩增的方法是众所周知的。用于定量PCR的详细的方法在Innis等,(1990)PCR Protocols:A Guide to Methods and Applications AcademicPress中提供。
在一些实施方案中,使用基于TAQMAN(一种产生荧光的寡核苷酸探针)的测定法来测量表达。基于TAQMAN的测定法采用包含5′荧光染料和3′淬灭试剂的发荧光的寡核苷酸探针。探针与PCR产物杂交,但是由于在3′末端具有阻断试剂它本身不能够延伸。当PCR产物在随后的循环中扩增时,聚合酶例如AMPLITAQ(DNA聚合酶)的5′核酸酶活性导致了TAQMAN探针的断裂。这种断裂将5′荧光染料和3′淬灭试剂分开,由此导致了作为扩增参数的荧光的增加(见例如Perkin-Elmer提供的文献)。
其他适宜的扩增方法包括但不限于连接酶链式反应(LCR)(见Wu和Wallace(1989)Genomics 4:560-569,Landegren等,(1988)Science 241:1077-1080,和Barringer等,(1990)Gene89:117-122)、转录扩增(Kwoh等,(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:1173-1177)、自动维持序列复制(Guatelli等,(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:1874-1878)、点PCR、连接子接头PCR等等。
CS1蛋白质从核酸表达
在一个实施方案中,例如编码CS1蛋白质的CS1核酸用来产生多种表达载体以表达CS1蛋白质,然后将CS1蛋白质用于研发试剂用于如下面所述的诊断测定法。用于表达蛋白质的表达载体和重组DNA技术是众所周知的(见例如Ausubel,同上,和Fernandez和Hoeffler(eds.1999)Gene Expression Systems Academic Press)。表达载体可以是自我复制的染色体外的载体或者是整合进入宿主基因组的载体。一般地,这些表达载体包括有效地连接到编码CS1蛋白质的核酸的转录和翻译调节核酸。术语“控制序列”是指用于有效连接的编码序列在特定宿主生物中表达的DNA序列。适于原核生物的控制序列例如包括启动子、任选的操纵基因序列和核糖体结合位点。已知真核细胞利用启动子、多聚腺苷酸信号和增强子。
当核酸被置于另一核酸序列的功能关系中时,核酸是“有效连接的”。例如,如果多肽表达为前蛋白质参与多肽分泌,则用于前序列或分泌前导序列的DNA是有效连接到该多肽的DNA中的;启动子或增强子影响序列的转录则启动子或增强子是有效连接到该编码序列上的;如果核糖体结合位点的放置有利于翻译则核糖体结合位点是有效连接到编码序列上的。一般地,“有效连接”意思是指被连接的DNA序列是邻近的并且在分泌前导序列的情况下,连接的DNA是邻近的并且是在阅读框相内的。然而,增强子没有必要是邻近的。连接一般通过在方便的限制性位点连接而实现。如果不存在此种位点,按照常规实践使用合成寡核苷酸接头或连接子。转录和翻译调节核酸一般是适于宿主细胞用来表达CS1蛋白质。对于多种宿主细胞已知有大量类型的恰当表达载体和适当的调节序列。
通常,转录和翻译调节序列包括但不限于启动子序列、核糖体结合位点、转录起始和终止序列、翻译起始和终止序列和增强子或激活子序列。在一个实施方案中,调节序列包括启动子和转录起始和终止序列。
启动子序列可以是组成型的或者诱导型的启动子。启动子可以是天然存在的启动子或杂合启动子。组合多于一个启动子元件的杂合启动子也是已知的并且在本发明中是有用的。
表达载体可以包括额外元件。例如表达载体可以具有两个复制系统,因此允许它在两个生物中维持,例如在哺乳动物或昆虫细胞中表达并且在原核宿主中进行克隆和扩增。此外,对于整合表达载体,表达载体常常包含至少一个与宿主细胞基因组同源的序列并且优选地是在表达构建体的两侧具有两个同源序列。通过选择包含于载体的恰当的同源序列可以将整合载体指向宿主细胞的特异基因座。整合载体的构建体是可利用的。见例如Fernandez和Hoeffler,同上;和Kitamura等,(1995)Proc.Nat’l Acad.Sci.USA 92:9146-9150。
此外,在另一个实施方案中,表达载体包含选择标记基因以便允许选择经转化的宿主细胞。选择基因是众所周知的并且随着所使用的宿主细胞而变化。
在诱导或导致CS1蛋白质表达的适当条件下,通常通过培养用包含编码CS1蛋白质的核酸的表达载体转化的宿主细胞来产生本发明的CS1蛋白质。用于CS1蛋白质表达的适当的条件会随着表达载体和宿主细胞的选择而变化,并且通过常规实验可以容易地确定或优化。例如,在表达载体中使用组成型启动子会要求优化宿主细胞的生长和增殖,而使用诱导型启动子要求对于诱导的适当生长条件。此外,在一些实施方案中,收获时间选择是重要的。例如,在昆虫细胞表达中使用的杆状病毒系统是裂解的病毒,并且因此收获时间的选择对产物的产量是关键的。
适当的宿主细胞包括酵母、细菌、古细菌、真菌和昆虫及动物细胞例如哺乳动物细胞。特别感兴趣地是酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)和其他酵母、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、Sf9细胞,C129细胞、293细胞、脉孢菌(Neurospora)、BHK、CHO、COS、HeLa细胞、HUVEC(人脐带静脉内皮细胞)、THP1细胞(巨噬细胞细胞系)和多种其他的人细胞和细胞系。
在一个实施方案中,在哺乳动物细胞中表达了CS1蛋白质。可以使用哺乳动物表达系统并且包括逆转录病毒和腺病毒系统。一种表达载体系统是逆转录病毒载体系统例如概括描述于PCT/US97/01019和PCT/US97/01048中。因为病毒基因常常是高表达的并且具有较广的宿主范围,作为哺乳动物启动子特别有用的是来源于哺乳动物病毒基因的启动子。实例包括SV40早期启动子、小鼠乳腺肿瘤病毒LTR启动子、腺病毒主要晚期启动子、单纯疱疹病毒启动子和CMV启动子(见例如Fernandez和Hoeffler,同上)。一般地,由哺乳动物细胞识别的转录终止和多聚腺苷酸化序列是位于翻译终止密码子3’端的调节区,并且因此它和启动子元件一起位于编码区的两侧。转录终止子和多聚腺苷酸化信号的实例包括来源于SV40的那些。
将外源核酸导入哺乳动物宿主以及其他宿主的方法是可利用的,并且会随着所使用的宿主细胞而变化。技术包括葡聚糖介导的转染、磷酸钙沉淀、polybrene介导的转染、原生质体融合、电穿孔、病毒感染、多核苷酸的质脂体包封以及将DNA直接显微注射到细胞核。
在另一个实施方案中,在细菌系统中表达了CS1蛋白质。也可以使用来源于噬菌体的启动子。此外,合成的启动子和杂合启动子也是有用的,例如tac启动子是trp和lac启动子序列的杂合体。此外,细菌启动子可以包括非细菌来源的具有结合细菌RNA聚合酶和起始转录能力的天然存在启动子。除了功能性启动子序列以外,有效的核糖体结合位点是希望的。表达载体还包括在细菌中提供CS1蛋白质分泌的信号肽序列。蛋白质或者分泌到生长培养基中(革兰氏阳性细菌)或者分泌到位于细胞内膜和外膜之间的胞质间隙中(革兰氏阴性细菌)。细菌表达载体还可以包括选择标记基因以便允许对经过转化的细菌菌株进行选择。适宜的选择基因包括赋予细菌对药物例如氨苄青霉素、氯霉素、红霉素、卡那霉素、新霉素和四环素抗性的那些基因。选择标记还包括生物合成基因例如在组氨酸、色氨酸和亮氨酸生物合成途径中的那些基因。将这些成份组装到表达载体中。用于细菌的表达载体是众所周知的并且包括尤其用于枯草芽胞杆菌、大肠杆菌、乳脂链球菌(Streptococcus cremoris)、和Streptococcus lividans的载体(例如Fernandez和Hoeffler,见上)。使用技术例如氯化钙处理、电穿孔和其它将细菌表达载体转化进入细菌宿主细胞。
在一个实施方案中,CS1蛋白质是使用例如用于转化昆虫细胞的表达载体并特别是基于杆状病毒表达载体在昆虫细胞中生产。
在另一个实施方案中,CS1蛋白质在酵母细胞中生产。酵母表达系统是众所周知的并且包括用于酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、白色念珠菌(Candida albicans)和麦牙糖念珠菌(C.maltosa)、多形汉逊酵母(Hansenula polymorpha)、脆壁克鲁维酵母(Kluyveromyces fragilis)和乳酸克鲁维酵母(K.lactis)、Pichia guillerimondii和甲醇酵母(P.pastoris)、粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)和解脂耶氏酵母(Yarrowialipolytica)的表达载体。
还可以使用可利用的技术将CS1蛋白质作为融合蛋白质来制造。因此,例如为了制造单克隆抗体,如果想要的表位较小,可以将CS1蛋白质与载体蛋白质融合以形成免疫原。备选地,可以将CS1蛋白质作为融合蛋白质产生以提高表达或为了其他原因。例如当CS1蛋白质是CS1肽时,为了表达的目的可以将编码肽的核酸连接到其它核酸上。可以产生具有检测表位标签的融合,例如具有FLAG、His6、myc、HA等。
在另一个实施方案中,CS1蛋白质是表达后纯化的或分离的。取决于样品中存在的其它成分是什么和对纯化产物的要求例如天然构象或变性的,CS1蛋白质可以以多种方式分离或纯化的。标准的纯化方法包括硫酸铵沉淀、电泳技术、分子技术、免疫学技术和色谱技术包括离子交换、疏水层析、亲和层析和反相HPLC层析和色谱聚焦。例如使用标准的抗CS1蛋白质抗体柱可以纯化CS1蛋白质。超滤和透析过滤技术与蛋白质浓缩一起也是有用的。见例如Walsh(2002)Proteins:Biochemistry and Biotechnology Wiley;Hardin等,(著者,2001)Cloning,Gene Expression and Protein Purification Oxford Univ.Press;Wilson等,(著者,2000)Encyclopedia of Separation ScienceAcademic Press;和Scopes(1993)Protein PurificationSpringer-Verlag。必要的纯化程度会取决于CS1蛋白质的用途而变化。在一些情况下,纯化是不必要的。
一旦表达和纯化是必要的,则CS1蛋白质和核酸可以用于多种应用。它们可以用作免疫选择试剂、用作疫苗试剂、用作筛选试剂、治疗剂、用于抗体生产、用作转录或翻译抑制剂等。
CS1蛋白质变体
如文中所确定,在一个CS1蛋白质的实施方案中还包括的是天然存在序列的氨基酸变体。优选地,变体与野生型序列的同源性优选地大于大约75%,更加优选地大于大约80%,甚至更加优选地大于大约85%并且最优选地大于大约90%。在一些实施方案中,同源性可以高达大约93-95%或98%。至于核酸,在本上下文中同源性意思是指序列相似性或一致性,其中优选地是一致性。这种同源性可以通过使用如上面所略述的用于核酸同源性的标准技术来确定。
本发明的CS1蛋白质可以比野生型氨基酸序列短或长。因此,在一个实施方案中,CS1蛋白质定义中包括文中野生型序列的部分或片段。此外,如上面所略述,本发明的CS1核酸可以用于获得额外的编码区并因此额外的蛋白质序列。
在一个实施方案中,与野生型序列相比,CS1蛋白质是衍生物或变体CS1蛋白质。即如下面更加全面的略述,衍生的CS1肽会常常包含至少一个氨基酸替代、缺失、或插入,其中氨基酸替代是特别优选的。氨基酸替代、插入或缺失可以发生在CS1肽的许多残基位置。
在一个本发明CS1蛋白质实施方案中,还包括的是氨基酸序列变体。这些变体一般是三类中的一类或多类:替代变体、插入变体或缺失变体。这些变体通常是使用表达盒或PCR诱变或其它技术通过在编码CS1蛋白质的DNA中核苷酸的位点特异诱变制备的,从而产生编码变体的DNA,并且此后如上面所略述在重组细胞培养中表达该DNA。然而,具有高达大约100-150个残基的变体CS1蛋白质片段可以使用已建立的技术通过体外合成制备。氨基酸序列变体是通过变体预定的性质表征的,这种特征使其与CS1蛋白质氨基酸序列的天然存在等位基因变体或物种之间变体区别开。虽然可以选择具有改变特性的变体,但是变体一般表现出与天然存在类似物相似的定性生物学活性。
虽然引入氨基酸序列变化的位点或区域常常是预设的,但所需要的突变本身是不能预设的。例如,为了优化在给定位点上突变的实施,可以在靶密码子或区域实行随机诱变并且筛选出具有目的活性的优化组合的所表达CS1变体。用于在已知序列DNA中的预定位点进行替代突变的技术是众所周知的例如M13引物诱变和PCR诱变。突变体的筛选通常使用CS1蛋白质活性测定法进行。
氨基酸替代一般是单个残基;虽然相当大的插入是可以忍受的,插入通常是大约1至20个氨基酸的量级。虽然在一些情况下缺失可以更长,缺失一般从大约1至20个残基。
可以使用替代、缺失、插入或它们的组合来得到最终的衍生物。一般这些变化在少数氨基酸上进行以降低对分子的改变。然而,在一定的情况下较大的变化是可以忍受的。当需要CS1蛋白质特性较小的改变时通常按照所描述的氨基酸替代相互关系进行替代。
虽然还可以选择变体以按照需要修饰CS1蛋白质的特性,但是变体一般基本上表现为与天然存在的类似物相同的定性生物学活性和引起与天然存在的类似物相同的免疫反应。备选地,可以设计变体以至于CS1蛋白质的生物学活性是改变的。例如可以加入、改变或去除糖基化位点。
有时候通过选择那些与上述替代相比具有较低保守性的替代来产生功能或免疫鉴定上具有相当大的变化。例如,可以产生更加明显影响的替代:在改变的区域多肽主链的结构例如α螺旋或β折叠结构;在靶位点分子的电荷或疏水性;或者侧链的大小。通常预计在多肽性质中产生最大变化的替代是那些替代(a)亲水残基例如丝氨酸或苏氨酸替代疏水残基例如亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸或丙氨酸(或被疏水残基例如亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸或丙氨酸替代);(b)半胱氨酸或脯氨酸替代其它残基(被其它残基替代);(c)具有正电荷侧链的残基例如赖氨酸、精氨酸或组氨酸替代带负电荷的残基例如谷氨酸或天门冬氨酸(或被带负电荷的残基例如谷氨酸或天门冬氨酸替代);(d)具有大侧链的残基例如苯丙氨酸替代没有侧链的残基例如甘氨酸(或被没有侧链的残基例如甘氨酸替代);或者(e)改变肽键旋转自由度程度的脯氨酸残基的并入或替代。
变体一般表现出与天然存在类似物相似的定性生物学活性和引起与天然存在类似物相同的免疫反应,尽管还可以选择变体以按需要修饰皮肤CS1蛋白质的特性。备选地,可以设计变体以至于CS1蛋白质的生物学活性是改变的。例如可以改变或去除糖基化位点。
CS1多肽的共价修饰包括在本发明的范围之内。共价修饰的一种类型包括CS1多肽的靶氨基酸残基与有机衍生试剂反应,其中有机衍生试剂能够与CS1多肽的选择侧链或N-或C-末端残基反应。双功能试剂的衍生化作用是有用的,例如在如下面全面叙述的纯化抗CS1多肽抗体的方法中或筛选测定法中所使用,用于将CS1多肽交联到水不溶支持基质或表面。常常使用的交联试剂包括例如1,1-二(重氮乙酰基)-2-苯乙烷、戊二醛、N-羟基琥珀酰亚胺酯例如具有4-叠氮水杨酸的酯、同基双功能亚氨酸酯包括琥珀酰亚胺基酯(disuccinimidylesters)例如3,3′-二硫代双(琥珀酰亚胺基丙酸酯)、双功能马来酰亚胺例如双-N-马来酰亚氨-1,8-辛烷和试剂例如甲基-3-((对-叠氮苯基)二硫代)propioimidate。
其它修饰包括谷氨酰胺酰基残基和天冬酰胺酰基残基的脱酰胺作用分别生成相应的谷氨酰基残基和天冬氨酰基残基,脯氨酸和赖氨酸的羟基化作用,丝氨酰残基、苏氨酰残基或酪氨酰残基羟基的磷酸化,赖氨酸、精氨酸和组氨酸侧链氨基的甲基化(例如,79-86页,Creighton(1992)Proteins:Structure and Molecular PropertiesFreeman),N-末端氨基的乙酰化和C-末端羧基的酰胺化。
包括于本发明范围内的CS1多肽共价修饰的另一种类型包含多肽的天然糖基化模式的改变。“天然糖基化模式的改变”为了文中的目的旨在删除在CS1多肽天然序列中发现的一个或多个糖部分,和/或加入一个或多个在CS1多肽天然序列中不存在的糖基化位点。可以以多种方式改变糖基化模式。表达CS1相关序列的不同细胞类型会导致不同的糖基化模式。
向CS1多肽中添加糖基化位点还可以通过改变其氨基酸序列实现。改变可以通过向CS1多肽天然序列中加入一个或多个丝氨酸或苏氨酸残基或者通过一个或多个丝氨酸或苏氨酸残基的取代实现(对于O-连接糖基化位点)。CS1氨基酸序列可以任选地通过在DNA水平的变化而改变,特别是通过在预先选择的碱基位置突变编码CS1多肽的DNA以至于产生能够翻译成目的氨基酸的密码子。
在CS1多肽中增加碳水化合物部分的数目的另一种方法是将糖苷经化学或酶学偶联到多肽上。见例如WO 87/05330;Aplin和Wriston(1981)CRC Crit.Rev.Biochem,259-306页。
CS1多肽中存在的碳水化合物部分的去除可以通过化学或酶学方法实现或者通过将编码作为糖基化靶的氨基酸残基的密码子突变性替代而实现。化学去糖基化技术是可用的。见例如Sojar和Bahl(1987)Arch.Biochem.Biophys.259:52-57和Edge等,(1981)Anal.Biochem.118:131-137。多肽上碳水化合物部分的酶切割可以通过使用多种内切和外切糖苷酶实现。见例如Thotakura等,(1987)Meth.Enzymol.138:350-359。
CS1多肽共价修饰的另一种类型包含以美国专利号4,640,835;4,496,689;4,301,144;4,670,417;4,791,192或4,179,337所述的方式连接CS1多肽到多种非蛋白质性质的聚合物之一,例如聚乙二醇、聚丙二醇或聚氧化烯。
本发明的CS1多肽还可以以形成嵌合分子的方式进行修饰,其中嵌合分子包含融合到其它异源多肽或氨基酸序列的CS1多肽。在一个实施方案中,此种嵌合分子包含CS1多肽与标签多肽的融合,其中标签多肽提供了抗标签抗体可以选择性结合的表位。表位标签通常置于CS1多肽的氨基或羧基末端。此种表位标签形式的CS1多肽的存在可以使用针对标签多肽的抗体进行鉴定。同样,表位标签的提供使得CS1多肽可以容易地通过使用抗标签抗体的亲和纯化或能够结合表位标签的另一种类型亲和基质而纯化。在备选的实施方案中,嵌合分子包含CS1多肽与免疫球蛋白或免疫球蛋白的特定区域的融合。对于二价形式的嵌合分子,此种融合可以是IgG分子的Fc区域。
多种标签多肽和他们各自的抗体是可利用的。实例包括多组氨酸(poly-his)或多组氨酸甘氨酸(poly-his-gly)标签;HIS6和金属螯合作用标签,流感HA多肽和它们的抗体12CA5(Field等,(1988)Mol.Cell.Biol.8:2159-2165);c-myc标签和针对其的8F9、3C7、6E10、G4、B7和9E10的抗体(Evan等,(1985)Molecular and CellularBiology 5:3610-3616);和单纯疱疹病毒糖蛋白D(gD)标签和其抗体(Paborsky,et al.(1990)Protein Engineering 3(6):547-553)。其它标签多肽包括Flag-肽(Hopp等,(1988)BioTechnology6:1204-1210);KT3表位标签(Martin等,(1992)Science255:192-194);微管蛋白表位标签(Skinner等,(1991)J.Biol.Chem.266:15163-15166)和T7基因蛋白质10肽标签(Lutz-Freyermuth等,(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:6393-6397)。
还包括来源于其它生物的CS1蛋白质,它们如下面所略述进行克隆和表达的。因此,可以使用探针或简并性聚合酶链式反应(PCR)引物序列发现人或其它生物的其它相关的CS1蛋白质。特别有用的探针和/或PCR引物序列包括CS1核酸序列的独特区域。优选的PCR引物是大约15-35个核苷酸长度,优选地是20-30个核苷酸,并且包含需要的肌苷。PCR反应的条件已经很好地描述了(例如Innis,PCRProtocols,见上)。
此外,可以制造比表2中核酸编码的那些更长的CS1蛋白质,例如通过延长序列,加入表位或纯化标签,加入其它融合序列等。
CS1蛋白质还可以鉴定为由CS1核酸编码。因此,CS1蛋白质可以由能够与序列列表中的序列或它们的互补序列杂交的核酸编码,如文中所略述。
CS1蛋白质的结合配偶体
CS1抗体
本发明的CS1抗体特异性结合CS1蛋白质。通过“特异性结合”文中意思是指抗体以Kd至少大约0.1mM结合到蛋白质上,更为通常的是至少大约1μM,优选地至少大约0.1μM或更好,并且最优选地0.01μM或更好。选择性结合到特异靶标上而不结合到相关序列上常常也是重要的。
在一个实施方案中,当CS1蛋白质用来产生结合配偶体例如用于免疫诊断的抗体时,CS1蛋白质具有全长蛋白质的至少一个表位或决定簇。“表位”或“决定簇”文中一般是指产生和/或结合抗体或在MHC的情况下的T细胞受体的蛋白质的部分。因此,在多数情况下,针对较小的CS1蛋白质产生的抗体能够结合全长蛋白质,特别是线性表位。在另一个实施方案中,表位是独特的;也就是说针对独特表位产生的抗体表现出较少或没有交叉反应性。在另一个实施方案中,表位选自表中所列的蛋白质序列。
存在制备多克隆抗体的方法(例如Coligan,见上;和Harlow和Lane,见上)。多克隆抗体可以在哺乳动物中产生,例如通过一次或多次注射免疫试剂和如果需要的佐剂。一般地,免疫试剂和/或佐剂会通过多重皮下或腹膜内注射来注射到哺乳动物体内。免疫试剂包括表2中核酸或其片段编码的蛋白质或其融合蛋白质。将免疫试剂与已知对于所免疫哺乳动物为免疫原的蛋白质相连接可以是有用的。此种免疫原蛋白质的实例包括但不限于匙孔血蓝蛋白、血清白蛋白、牛甲状腺球蛋白和黄豆胰蛋白酶抑制剂。可以采用的佐剂的实例包括弗氏完全佐剂和MPL-TDM佐剂(单磷酸类脂A、合成的岩藻糖dicorynomycolate)。可以使用多种免疫方法。
备选地,抗体可以是单克隆抗体。单克隆抗体可以使用杂交瘤方法制备,例如Kohler和Milstein(1975)Nature 256:495叙述的那些方法。在杂交瘤方法中,一般用免疫试剂免疫小鼠、仓鼠或其它适当的宿主动物以引发产生或能够产生特异性结合免疫试剂的抗体的淋巴细胞。备选地,淋巴细胞可以在体外免疫。免疫试剂一般包括表中核酸编码的多肽或其片段或其融合蛋白质。一般地,如果想用人源细胞的话可以使用任何一种外周血淋巴细胞(“PBL”)或者如果想用非人哺乳动物来源的话可以使用脾细胞或淋巴结细胞。然后,使用适当的融合剂例如聚乙二醇将淋巴细胞与无限增殖化细胞系融合形成杂交瘤细胞(例如Goding(1986)Monoclonal Antibodies:Principles andPractice Academic Press,59-103页)。无限增殖化细胞系通常是转化的哺乳动物细胞,特别是来源于啮齿动物、牛或人的细胞。通常采用大鼠或小鼠细胞系。杂交瘤细胞可以在优选地包含一种或多种能够抑制非融合的无限增殖化细胞生长或存活的物质的培养基中培养。例如,如果亲本细胞缺乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT或HPRT),用于杂交瘤的培养基一般会包括次黄嘌呤、氨基蝶呤和胸腺嘧啶脱氧核苷(“HAT培养基”),其中物质阻止了缺乏HGPRT的细胞的生长。
在一个实施方案中,抗体是双特异抗体。双特异抗体是能够特异结合至少两种不同抗原或者对于一致抗原的两个表位具有结合特异性的单克隆抗体,优选的是人抗体或人源化抗体。在一个实施方案中,结合特异性之一是针对表中核酸编码的蛋白质或其片段,另一个是针对另一个抗原,并且优选地是细胞表面蛋白质或受体或受体亚基,优选地是CS1特异的。备选地,四聚体类型技术可以产生多价试剂。
在另一个实施方案中,抗体具有低水平的岩藻糖或者缺乏岩藻糖。缺乏岩藻糖的抗体与增强的ADCC(抗体依赖性细胞毒作用)活性相关,特别是在低剂量抗体时。Shields,R.L.等,(2002)J.Biol.Chem.277:26733-26740;Shinkawa,T.等,(2003),J.Biol.Chem.278:3466。制备无岩藻糖抗体的方法包括在大鼠骨髓瘤YB2/0细胞(ATCC CRL 1662)中生长。YB2/0细胞表达低水平的FUT8mRNA,它编码多肽岩藻糖化必需的酶(α1,6-岩藻糖基转移酶)。
增加ADDC活性的备选方法包括在CS1抗体的Fc部分的突变,特别是增加抗体对FcγR受体亲和力的突变。增加的FcγR结合和突变的Fc之间的相关性已经通过使用基于靶向细胞毒性细胞的测定法证明了。Shields,R.L.等,(2001)J.Biol.Chem 276:6591-6604;Presta等,(2002),Biochem Soc.Trans.30:487-490。通过特异的Fc区域突变增加ADCC活性的方法包括包含在选自下列位置的至少一个氨基酸替代的Fc变体:234、235、239、240、241、243、244、245、247、262、263、264、265、266、267、269、296、297、298、299、313、325、327、328、329、330和332,其中Fc区残基的编号是如在Kaba t中的EU指标的编号。在优选的实施方案中,所述Fc变体包含选自下列的至少一个替代:L234D、L234E、L234N、L234Q、L234T、L234H、L234Y、L234I、L234V、L234F、L235D、L235S、L235N、L235Q、L235T、L235H、L235Y、L235I、L235V、L235F、S239D、S239E、S239N、S239Q、S239F、S239T、S239H、S239Y、V240I、V240A、V240T、V240M、F241W、F241L、F241Y、F241E、F241R、F243W、F243L、F243Y、F243R、F243Q、P244H、P245A、P247V、P247G、V262I、V262A、V262T、V262E、V263I、V263A、V263T、V263M、V264L、V264I、V264W、V264T、V264R、V264F、V264M、V264Y、V264E、D265G、D265N、D265Q、D265Y、D265F、D265V、D265I、D265L、D265H、D265T、V266I、V266A、V266T、V266M、S267Q、S267L、E269H、E269Y、E269F、E269R、Y296E、Y296Q、Y296D、Y296N、Y296S、Y296T、Y296L、Y296I、Y296H、N297S、N297D、N297E、A298H、T299I、T299L、T299A、T299S、T299V、T299H、T299F、T299E、W313F、N325Q、N325L、N325I、N325D、N325E、N325A、N325T、N325V、N325H、A327N、A327L、L328M、L328D、L328E、L328N、L328Q、L328F、L328I、L328V、L328T、L328H、L328A、P329F、A330L、A330Y、A330V、A330I、A330F、A330R、A330H、I332D、I332E、I332N、I332Q、I332T、I332H、I332Y和I332A,其中Fc区残基的编号是如在Kabat中的EU指标的编号。Fc变体还可以选自V264L、V264I、F241W、F241L、F243W、F243L、F241L/F243L/V262I/V264I、F241W/F243W、F241W/F243W/V262A/V264A、F241L/V262I、F243L/V264I、F243L/V262I/V264W、F241Y/F243Y/V262T/V264T、F241E/F243R/V262E/V264R、F241E/F243Q/V262T/V264E、F241R/F243Q/V262T/V264R、F241E/F243Y/V262T/V264R、L328M、L328E、L328F、I332E、L3238M/I332E、P244H、P245A、P247V、W313F、P244H/P245A/P247V、P247G、V264I/I332E、F241E/F243R/V262E/V264R/I332E、F241E/F243Q/V262T/V264E/I332E、F241R/F243Q/V262T/V264R/I332E、F241E/F243Y/V262T/V264R/I332E、S298A/I332E、S239E/I332E、S239Q/I332E、S239E、D265G、D265N、S239E/D265G、S239E/D265N、S239E/D265Q、Y296E、Y296Q、T299I、A327N、S267Q/A327S、S267L/A327S、A327L、P329F、A330L、A330Y、1332D、N297S、N297D、N297S/I332E、N297D/I332E、N297E/I332E、D265Y/N297D/I332E、D265Y/N297D/T299L/I332E、D265F/N297E/I332E、L328I/I332E、L328Q/I332E、I332N、I332Q、V264T、V264F、V240I、V263I、V266I、T299A、T299S、T299V、N325Q、N325L、N325I、S239D、S239N、S239F、S239D/I332D、S239D/I332E、S239D/I332N、S239D/I332Q、S239E/I332D、S239E/I332N、S239E/I332Q、S239N/I332D、S239N/I332E、S239N/I332N、S239N/I332Q、S239Q/I332D、S239Q/I332N、S239Q/I332Q、Y296D、Y296N、F241Y/F243Y/V262T/V264T/N297D/I332E、A330Y/I332E、V264I/A330Y/I332E、A330L/I332E、V264I/A330L/I332E、L234D、L234E、L234N、L234Q、L234T、L234H、L234Y、L234I、L234V、L234F、L235D、L235S、L235N、L235Q、L235T、L235H、L235Y、L235I、L235V、L235F、S239T、S239H、S239Y、V240A、V240T、V240M、V263A、V263T、V263M、V264M、V264Y、V266A、V266T、V266M、E269H、E269Y、E269F、E269R、Y296S、Y296T、Y296L、Y296I、A298H、T299H、A330V、A330I、A330F、A330R、A330H、N325D、N325E、N325A、N325T、N325V、N325H、L328D/I332E、L328E/I332E、L328N/I332E、L328Q/I332E、L328V/I332E、L328T/I332E、L328H/I332E、L328I/I332E、L328A、I332T、I332H、I332Y、I332A、S239E/V264I/I332E、S239Q/V264I/I332E、S239E/V264I/A 330Y/I332E、S239E/V264I/S298A/A330Y/I332E、S239D/N297D/I332E、S239E/N297D/I332E、S239D/D265V/N297D/I332E、S239D/D265I/N297D/I332E、S239D/D265L/N297D/I332E、S239D/D265F/N297D/I332E、S239D/D265Y/N297D/I332E、S239D/D265H/N297D/I332E、S239D/D265T/N297D/I332E、V264E/N297D/I332E、Y296D/N297D/I332E、Y296E/N297D/I332E、Y296N/N297D/I332E、Y296Q/N297D/I332E、Y296H/N297D/I332E、Y296T/N297D/I332E、N297D/T299V/I332E、N297D/T299I/I332E、N297D/T299L/I332E、N297D/T299F/I332E、N297D/T299H/I332E、N297D/T299E/I332E、N297D/A330Y/I332E、N297D/S298A/A330Y/I332E、S239D/A330Y/I332E、S239N/A330Y/I332E、S239D/A330L/I332E、S239N/A330L/I332E、V264I/S298A/I332E、S239D/S298A/I332E、S239N/S298A/I332E、S239D/V264I/I332E、S239D/V264I/S298A/I332E和S239D/264I/A330L/I332E,其中Fc区残基的编号是如在Kabat中的EU指标的编号。还参见PCT WO2004/029207,2004年4月8日,文中整合作为参考。
通过测定上清液中乳酸脱氢酶(LDH)的释放来检测和定量抗体相关的ADCC活性,其中当质膜损伤时乳酸脱氢酶迅速释放出来。
在用抗体处理以促进细胞的细胞毒性的其他备选的实施方案包括导致抗体结合细胞死亡的信号级联的细胞介导的刺激。除了抗体介导的先天免疫系统(例如通过NK细胞)之外还导致肿瘤细胞或病毒感染细胞的死亡。
在诊断应用中的CS1序列检测
在一方面,确定了在自身免疫疾病或癌性表型例如骨髓瘤的不同细胞状态中基因的RNA表达水平。评价了正常组织(例如未经历疾病)和疾病组织(并且在一些情况下,对于与预后相关的疾病的严重程度发生变化,如下面所略述)中基因的表达水平以便提供表达谱。特定细胞状态或发育点的基因表达谱基本上是细胞状态的“指纹”。当两个状态具有特定基因的相似的表达时,同时评价多个基因可以产生反应细胞状态的基因表达谱。通过比较不同状态细胞的表达谱,可以得到有关在这些状态的每一个中那些基因(包括上调基因和下调基因)是重要的信息。因此,诊断可以实现或证实以确定组织样品是否具有正常组织或疾病组织的基因表达谱。这会提供相关条件的分子诊断。
如文中所使用,“差异表达”或语法等效表达指在细胞和组织当中时间性和/或细胞的基因表达模式的定性或定量差异。因此,差异表达的基因可以具有定性的表达改变,包括例如在正常对疾病的组织中的活化或失活。相对于另一种状态,基因可以在特定的状态打开或关闭,因此允许比较两种或多种状态。定性调节的基因会在一种状态或细胞类型中表现出能够通过标准技术检测的表达模式。一些基因在一种状态或一种细胞类型中表达,但不在两者中表达。备选地,表达上的差异可以是定量的,例如其中表达是增加的或降低的;例如基因表达或者上调导致增加的转录数量,或者下调导致降低的转录数量。表达不同的程度只需要大到足以通过如下面所略述的标准特征技术例如通过使用Affymetrix GENECHIP(DNA微芯片阵列)表达阵列定量即可。见Lockhart(1996)Nature Biotechnology 14:1675-1680。其他技术包括但不限于定量逆转录PCR、northern分析和RNase酶保护。如上面所略述优选地是表达的变化(例如上调或下调)至少大约50%,更加优选的至少大约100%,更加优选地至少大约150%,更加优选地至少大约200%,特别优选地从300%至至少1000%。
评价可以在基因转录水平或者蛋白质水平。使用针对基因转录本的RNA或DNA等效物的核酸探针可以检测基因表达的数量,并且基因表达水平的定量或者,备选地,最终基因产物自身(蛋白质)可以通过例如CS1蛋白质的抗体和标准免疫测定法(ELISA等)或其他技术包括质谱分析、2D凝胶电泳分析等检测。对应于CS1的蛋白质例如那些在疾病表型中鉴定为重要的蛋白质可以在疾病诊断试验中评估。在另一个实施方案中,同时进行了多种基因的基因表达检测。还可以实现多重蛋白质表达检测。
在该实施方案中,为了在特定细胞中对CS1序列进行检测和定量将CS1核酸探针连接到文中提到的生物芯片上。测定法在下面的实施例中进一步描述。PCR技术可以用于提供更大的敏感性。
在一个实施方案中检测了编码CS1的核酸。虽然可以检测编码CS1蛋白质的DNA或RNA,特别感兴趣的是检测编码CS1蛋白质的mRNA的方法。检测mRNA的探针可以是与mRNA互补和杂交的核苷酸/脱氧核苷酸,并且可以包括但不限于寡核苷酸、cDNA或者RNA。如文中所定义,探针还应该包含可检测标记。在一种方法中,在将欲检测核酸固定于固体支持物例如尼龙膜上并且将探针与样品进行杂交之后检测mRNA。在洗涤除去非特异结合探针之后检测标记。在另一个方法中,mRNA的检测是在原位(in situ)进行的。在该方法中,将透化的细胞或组织样品与可检测标记的核酸探针接触足够长的时间允许探针与靶mRNA杂交。在洗涤除去非特异结合探针之后检测了标记。例如通过用抗异羟洋地黄毒甙元的二级抗体与异羟洋地黄毒甙元结合并且用氮蓝四唑和5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸显色来检测与编码骨髓瘤蛋白的mRNA互补的异羟洋地黄毒甙元标记的核糖核酸探针(RNA探针)。
在另一个实施方案中,来源于文中所述的三类蛋白质(分泌的、跨膜的或者细胞内的蛋白质)的不同蛋白质用于诊断分析。在诊断测定中使用了CS1蛋白质、抗体、核酸、修饰蛋白质和包含CS1序列的细胞。这可以在单个基因或相应的多肽水平实现。在一个实施方案中,使用了表达谱,优选地与高通量筛选技术结合以允许对照表达谱检测基因和/或相应的多肽。
如文中所描述和定义,发现CS1蛋白质可以用作自身免疫疾病例如SLE、RA和IBD和癌性疾病例如骨髓瘤和浆细胞性白血病的疾病标志物。此外,发现CS1可以用作预后或诊断目的的标记。在推断的疾病组织中检测这些蛋白质可以用于对此种疾病的检测、预后或诊断和选择治疗策略。在一个实施方案中,抗体用于检测CS1。一种优选的方法通过在凝胶(一般地是变性和还原蛋白质凝胶,但是可以使其他类型的凝胶包括等点聚焦凝胶等等)上的电泳将蛋白质从样品中分离。在蛋白质分离之后,通过例如使用针对CS1产生的抗体进行免疫印迹检测CS1。
在另一个方法中,发现CS1抗体可以用于例如在组织学中的原位成像技术。见例如Asai等,(著者,1993)Methods in Cell Biology:Antibodies in Cell Biology(第37卷)Academic Press。在该方法中,细胞与针对一种或多种骨髓瘤蛋白质的一种至多种抗体接触。在洗涤以除去非特异抗体结合之后,检测该抗体或该多种抗体的存在。在一个实施方案中,通过与包含可检测标记的二级抗体孵育检测抗体。在另一种方法中,针对CS1的初级抗体包含可检测标记,例如能够做用于底物的酶。在另一个实施方案中,多个初级抗体的每一个包含一个不同的且可检测的标记。发现在同时筛选CS1和上述疾病的其他标志物时该方法特别有用。本发明还提供了许多其他的组织学的成像技术。
在一个实施方案中,标记是用荧光计检测的,其中荧光计具有检测和区分不同波长发射光的能力。此外,在该方法中使用了荧光激活细胞分选仪(FACS)。
在另一个实施方案中,使用抗体从血液、血清、浆、粪便和其他样品诊断自身免疫疾病例如SLE、RA和IBD和癌症例如骨髓瘤和浆细胞性白血病。因此,此种样品作为探测或测试CS1存在的样品是有用的。抗体可以用来通过先前描述的免疫测定技术包括ELISA、免疫印迹(Western印迹)、免疫沉淀、BIACORE技术等等来检测CS1。相反,抗体的存在表明存在针对内源性CS1蛋白质的免疫反应。
在另一个实施方案中,进行了标记的CS1核酸探针在组织阵列中的原位杂交。例如,制造了包括疾病组织和/或正常组织的组织样品阵列。然后进行了原位杂交(见例如Ausubel,见上)。将个体和标准之间的指纹比较之后,根据发现对疾病进行诊断、预后或预测。应该进一步理解指示诊断的基因可以不同于指示预后的基因并且细胞状态的分子谱可以导致区别敏感的或耐受的状态或者可以预测结果。
在一个实施方案中,CS1蛋白质、抗体、核酸、修饰的蛋白质和包含CS1序列的细胞用于预后分析。如上所述,在长期预后方面,产生了与疾病状态、临床、病理或其他信息的基因表达谱。同样这可以从蛋白质或者基因水平实现,优选地是使用基因。单个或多个基因在多种组合中是有用的。如上所述,CS1探针可以连接到生物芯片上用于检测和定量组织或病人的CS1序列。分析如上面针对诊断所略述的分析进行。PCR方法可以提供更灵敏的和更精确地定量。
在预后分析中有用的基因是那些根据病人疾病的阶段差异表达的基因。在一个实施方案中,基因可以是依照病人的阶段独特表达的。在另一个实施方案中,基因可以依照病人的阶段以不同的水平表达。例如,在骨髓瘤中,根据疾病的程度和位置,将病人分为三个不同的阶段:阶段I、II和III。在阶段I,症状轻至不存在,许多病人没有表现出骨髓瘤的症状。阳性的诊断是肿瘤细胞的存在;然而,红细胞的数量在正常范围内或稍微低于正常范围,血钙没有可检测的升高,在血或尿中M蛋白质水平十分低,并且在X射线下未见可检测的骨损伤。在阶段II,癌细胞普遍数量较高。肾功能可能受到影响,这使得对大多数病人的预后诊断更差。阶段III发生贫血、高血钙、进一步的骨损伤以及血和尿中M蛋白质的高水平。蛋白质表达同自身免疫疾病的不同阶段的相关性还显示了在确定此种疾病的预后中是有用的。在不同阶段基因表达的相关性,根据阶段或者独特表达或者具有差异表达水平,可以用于确定诱导减轻痛苦在病人中的生存能力。这对于疾病的较早的阶段特别有用,在该阶段骨髓瘤病人表现出较少的症状。此外,其表达预示着长期并发症发作的基因例如β-2微球蛋白(肾损伤的指示剂),以及高水平的血清白蛋白和乳酸脱氢酶还可以用作预后工具。
在不同阶段基因表达的相关性,根据阶段或者独特表达或者具有不同的表达水平,还可以检测确定使用本发明公开的治疗法的治疗效果。例如,通过检测标志物包括例如CS1或者CS1与疾病特异标志物(例如对于骨髓瘤的治疗检测M蛋白质)的联合,可以对用本发明拮抗剂治疗的病人进行检测以便得到所述拮抗剂治疗效果。检测这些特异的标志物对于确定本发明的治疗效果以及确定考虑到本发明的不同适应症的治疗剂量和方法是重要的。
作为体内模型系统的疾病病症的诱导
炎性肠病
为了研究炎性肠病的病理过程,开发了实验性体内模型。SartorRB,Aliment.Pharmacol.Ther.11:89-96(1997)。例如,可以产生敲除转基因小鼠,其中使炎性肠病基因断裂或者插入了炎性肠病基因。通过同源重组向小鼠基因组中内源性炎性肠病基因位置插入标志基因或其他外源基因可产生敲除转基因小鼠。此种小鼠还可以通过用突变的炎性肠病基因替代内源炎性肠病基因或者通过例如暴露于致癌剂使内源炎性肠基因突变而产生。
将DNA构建体导入了胚胎干细胞的细胞核内。将包含新的工程改造的基因损伤的细胞注射进入宿主小鼠胚胎,再将胚胎复植入受体雌性小鼠内。这些胚胎的一些发育成嵌合体小鼠,其中嵌合体小鼠拥有部分来源于突变细胞系的生殖细胞。因此,通过培育嵌合体小鼠能够得到包含所导入基因损伤的新的小鼠品系(见例如Capecchi等,(1989)Science 244:1288-1292)。嵌合体靶小鼠可以根据Hogan等,(1988)Manipulating the Mouse Embryo:A Laboratory Manual CSH Press;和Robertson(ed.1987)Teratocarcinomas and Embryonic StemCells:A Practical Approach IRL Press,Washington,D.C.衍生出来。
使用动物模型的非遗传操作可以构建其他模型。具体而言,一个模型广泛地用于小分子的筛选。该模型通过使用半抗原2,4-三硝基苯磺酸(TNBS)溶液单一结肠内刺激导致大鼠或小鼠结肠炎。Morris GP等,Gastroenterology 96:795-803(1989);Boughton-Smith NK,Br.J.Pharmacol.94:65-72(1988)。用TNBS处理产生强烈的局部炎症反应,在2-3天后达到最低点并且可以持续到21天,这取决于刺激的严重程度。
通过TNBS处理引起的炎症反应认为可以再现克隆氏疾病的许多宏观的、组织学的和免疫学的标志。Grisham MB等,Gastroenterology101:540-547(1991);Yamada Y等,Gastroenterology 102:524-534(1992);Torres MI等,Dig.Dis.Sci 44:2523-29(1999);NeruathM,Fuss I,Strober W,Int.Rev.Immunol.19:51-62(2000)。伴随着透壁性炎症和肠壁增厚,可以观察到开放性溃疡。组织学特征包括变形的隐窝结构、隐窝萎缩、肉芽肿病、巨细胞、基底集合淋巴结和炎症渗液的存在。
模型已经用于研究和验证结肠炎症和研究验证炎性肠病的地址方面。Hoffman P等,Gut 41:195-202(1997);Jacobson K,McHugh K,Collins SM.Gastroenterology 112:156-62(1997)。
其他动物模型包括HLA-B27转基因大鼠(Hammer RE等,Spontaneous inflammatory diseasein transgenic rats expressingHLA-B27 and Human b2M:An animal model of HLA-B27 associatedhuman disorders,Cell 63:1088-1112(1990))、转基因IL-2缺陷小鼠(Baumgart DC等,Mechansisms of intestinal epithelial cellinjury and colitis in interleukin 2 deficient mice,Cell Immunol.187:52-66(1998))、mdrla缺陷小鼠(Panwala CM等,A Novel Modelof Inflammatory Bowel Disease:Mice deficient for the multipledrug resistance gene,mdrla,spontaneously develop colitis,J.Immunol.161:5733-44(1998))和IL 10缺陷小鼠(Freeman HJ,Studies on the interleukin-10 gene in animal models of colitis,Canadian Gastroenterology(2003))。
骨髓瘤
为了对骨髓瘤病理过程进行研究,已经发展了实验性体内模型。Sartor RB,Aliment.Pharmacol.Ther.11:89-96(1997)。例如可以产生骨髓瘤基因被断裂或者被插入的敲除转基因小鼠。通过同源重组将标志基因或其他外源基因插入到小鼠基因组中内源骨髓瘤基因的位置可产生敲除转基因小鼠。此种小鼠还可以通过用突变的骨髓瘤基因替代内源骨髓瘤基因或者通过例如暴露于致癌剂中使内源骨髓瘤发生突变产生。
将DNA构建体导入胚胎干细胞的细胞核中,将包含新的工程改造的遗传损伤的细胞注射进入宿主小鼠胚胎,再将该胚胎复植于受体雌性小鼠。这些胚胎中的一些发育成嵌合体小鼠,嵌合体小鼠拥有部分来源于突变细胞系的生殖细胞。因此通过培育嵌合体小鼠有可能得到包含所导入遗传损伤的小鼠的新品系(见例如Capecchi等,(1989)Science 244:1288-1292)。嵌合体靶小鼠可以依照Hogan等,(1988)Manipulating the Mouse Embryo:A Laboratory Manual CSH Press;和Robertson(ed.1987)Teratocarcinomas and Embryonic StemCells:A Practical Approach IRL Press,Washington,D.C.衍生出来。
使用动物模型的非遗传操作可以构建其他模型。例如用B细胞肿瘤(例如LLC细胞)注射C57BL/6J小鼠可以产生肺转移。其他动物模型利用SCID小鼠并且注射B细胞肿瘤细胞系(例如HsSultan细胞,ATCC)或多发骨髓瘤细胞系(例如但不限于L363、LP-1、OPM-2或RPMI8226)诱导骨髓瘤样特性。其他的动物模型包括通过向NOD/SCID小鼠皮下位置植入人胚胎骨骼(FB)随后将从多发性骨髓瘤病人得到的初级骨髓单核细胞接种到FB中而产生的用于人多发性骨髓瘤的NOD/SCID小鼠模型。见Shang-YiH.,等,Amer.J.Inyest.Pathol.164:747-756(2004)。还可以使用通过降植烷油(2,6,10,12-四甲基十五烷)处理诱导形成的小鼠浆细胞瘤模型。此外,还可以使用将骨髓瘤细胞直接注射进入SCID、SCID/beige或NOD/SCID小鼠骨髓(常位注射模型)的小鼠模型。
经历转化的细胞如骨髓瘤细胞与其正常的对等物相比会释放出增加量的一些因子(以下称作“骨髓瘤特异标志物”)。例如在骨髓瘤小中CD38、CD9、CD10、HLA-DR和CD20表达增加了。Ruiz-ArugellesGJ和San Miguel JF,Cell Surface Markers in Multiple Myeloma,Mayo Clin.Proc.69:684-90(1994)。
测量这些因子释放的多种技术描述于Freshney(1998),同上,也见Unkeless等,(1974)J.Biol.Chem.249:4295-4305;Strickland和Beers(1976)J.Biol.Chem.251:5694-5702;Whur等,(1980)Br.J.Cancer 42:305-312;在Mihich(著者,1985)Biological Responses in Cancer Plenum Gullino中的″Angiogenesis,tumor vascularization,and potentialinterference with tumor growth″178-184页;Freshney(1985)Cancer Res.5:111-130。
治疗方法
自身免疫疾病治疗
在一方面,本发明指向了降低白细胞增殖、粘附、分化、激活和/或共激活的方法,包括将白细胞与文中所述的CS1拮抗剂相接触。
在另一方面,本发明指向了降低淋巴细胞(例如B细胞)分泌(或产生)免疫球蛋白的方法,包括将淋巴细胞与文中所述的CS1拮抗剂相接触。本发明的拮抗剂可以降低至少5%、10%、20%、30%、40%或50%的免疫球蛋白(例如IgM、IgG、IgD、IgA和IgE)的生产。变化的百分数通过服药之后免疫球蛋白浓度(天x)减去第一次服用抗体之前的免疫球蛋白浓度(天0),除以第一次服用抗体之前的免疫球蛋白浓度(天0)并乘以100计算出来,例如[(天x-天0)/天0]×100。
在另一方面,本发明指向了诱导表达CS1细胞凋亡或细胞溶解的方法,包括将细胞与文中所述的抗CS1抗体相接触。在一个优选的实施方案中,抗体依赖性细胞毒作用(ADCC)实现诱导。通常,在效应细胞存在的情况下(例如天然杀伤细胞或巨噬细胞)本发明的抗体结合靶细胞(表达CS1的细胞)表面的抗原。在效应细胞上Fc受体识别结合的抗体。Fc受体的交联传递给效应细胞信号通过细胞裂解或凋亡杀死靶细胞。可以通过检测从裂解细胞内释放的标记或者乳酸脱氢酶或者检测降低的靶细胞生存力(如膜联蛋白测定)来检测细胞裂解。细胞凋亡的测定可以通过末端脱氧核苷酸转移酶介导的异羟洋地黄毒甙元-11-dUTP缺口末端标记(TUNEL)测定法实现(Lazebnik等,Nature:371,346(1994))。细胞毒性作用还可以通过本领域已知的检测试剂盒例如来源于Roche Applied Science(Indianapolis,IN)的细胞毒性检测试剂盒直接检测。优选地,本发明的抗体诱导至少10%、20%、30%、40%、50%、60%或者80%的靶细胞细胞毒性。百分数可以通过实施例中公开的方法计算。
拮抗剂可以与淋巴细胞体外(例如通过将拮抗剂加入到培养淋巴细胞的细胞培养环境中)、离体或体内(例如通过将拮抗剂施用于受试者)接触。
在一个优选的实施方案中,白细胞是a)活化的淋巴细胞例如B细胞和/或T细胞,优选地是CD19+B细胞和/或CD3+T细胞;b)CD14+活化和/或原初细胞;c)活化的和/或未激活的树突细胞;和/或c)CD56+NK和/或NKT细胞。
在一个优选的方面,本发明提供了在需要其的受试者体内降低由B细胞的免疫球蛋白分泌的方法,包括将有效量的CS1拮抗剂施用于所述的受试者。
在另一个优选的方面,本发明提供了在需要其的受试者体内诱导表达CS1细胞细胞毒性、细胞裂解和/或凋亡的方法,包括将有效量的CS1抗体施用于所述的受试者。
拮抗剂,优选地是本发明的抗体,可以用于预防或治疗自身免疫性疾病,包括但不限于艾迪生病、耳朵的自身免疫疾病、眼睛的自身免疫疾病例如眼色素层炎、自身免疫性肝炎、克隆氏病、糖尿病(I型)、附睾炎、肾小球肾炎、葛雷夫斯病、格-巴二氏综合征、桥本氏病、溶血性贫血、全身性红斑狼疮(SLE)、多发性硬化症、重症肌无力、寻常型天疱疮、牛皮癣、类风湿性关节炎、肉样瘤病、硬皮症、牛皮癣、干燥综合征、脊椎关节病、甲状腺炎、溃疡性结肠炎和/或脉管炎。
在优选的实施方案中,可以用本发明方法预防和/或治疗的自身免疫疾病是SLE、RA或IBD。在对发展成为SLE、RA或IBD症状的受试者施用后,抗CS1抗体应该能够降低症状的严重程度。备选地,可以将抗CS1抗体施用于发展成SLE、RA或IBD任何临床表现之前的受试者。抗体的此种预防性施用应该完全预防受试者发展成为任何SLE、RA或IBD症状或者至少预防受试者发展成为在没有用抗体治疗的条件下的严重的症状。通过本领域已知的对SLE、RA或者IBD的标准临床测试测量了SLE、RA或者IBD症状的严重度,例如抗DNA抗体的血清水平、蛋白尿和病人死亡率。
治疗方法通常应用于病人但也可以应用于其它哺乳动物。
癌症治疗
还包括了降低骨髓瘤细胞增殖的治疗方法,包括将骨髓瘤细胞与骨髓瘤蛋白质的拮抗剂优选地是抗体或其它拮抗剂例如文中所述的CS1抗体接触。例如抗体可以与骨髓瘤细胞在体外(例如通过向培养骨髓瘤细胞的细胞培养环境中加入拮抗剂)、离体或体内(例如通过对受试者施用拮抗剂)接触。在另一方面,本发明提供了降低骨髓瘤细胞增殖的方法,包括将有效量的骨髓瘤蛋白质拮抗剂施用于所述的受试者。
在一方面,拮抗剂优选地是本发明的抗体可以用于预防或治疗骨髓瘤。在施用于发展成为骨髓瘤症状的受试者之后,抗体或者拮抗剂应该能够降低症状的严重度。备选地,本发明的抗体能够在受试者发展成为任何骨髓瘤临床表现之前进行施用。骨髓瘤症状的严重度可以通过本领域已知的标准临床测试例如骨密度X-射线分析、β-2微球蛋白水平或高血钙来测量。治疗方法通常应用于病人但也可以应用于其它哺乳动物。
在另一方面,本发明指向了诱导表达CS1细胞凋亡或细胞裂解的方法,包括将细胞与文中所述的针对CS1抗体相接触。在优选的实施方案中,通过抗体依赖性细胞毒性作用(ADCC)实现了诱导。通常,在效应细胞(例如天然杀伤细胞或巨噬细胞)存在的情况下,本发明的抗体结合靶细胞(表达CS1的细胞)表面上的抗原。效应细胞上的Fc受体识别结合的抗体。Fc受体的交联对效应细胞发出信号通过细胞裂解或凋亡杀死靶细胞。可以通过检测从裂解细胞释放的标记或乳酸脱氢酶或者检测降低的靶细胞生存力(例如膜联蛋白分析)来检测细胞裂解。凋亡的测定可以通过末端脱氧核苷酸转移酶介导的异羟洋地黄毒甙元-11-dUTP缺口末端标记(TUNEL)测定法实现(Lazebnik等,Nature:371,346(1994))。细胞毒性作用还可以通过本领域已知的检测试剂盒例如来源于Roche Applied Science(Indianapolis,IN)的细胞毒性检测试剂盒直接检测。优选地,本发明的抗体诱导至少10%、20%、30%、40%、50%、60%或者80%的靶细胞细胞毒性。百分数可以通过实施例中公开的方法计算。
拮抗剂还可以与淋巴细胞体外(例如通过将拮抗剂加入到培养淋巴细胞的细胞培养环境中)、离体或体内(例如通过将拮抗剂施用于受试者)接触。
在一个优选的实施方案中,白细胞是a)活化的淋巴细胞例如B细胞和/或T细胞,优选地是CD19+B细胞和/或CD3+T细胞;b)CD14+活化和/或原初细胞;c)活化的和/或未激活的树突细胞;和/或c)CD56+NK和/或NKT细胞。
在一个优选的方面,本发明提供了在需要其的受试者体内降低由B细胞的免疫球蛋白分泌的方法,包括将有效量的CS1拮抗剂施用于所述的受试者。此种通过B细胞降低免疫球蛋白的分泌会帮助减轻骨髓瘤的并发症包括高粘度综合征。
在另一个优选的方面,本发明提供了在需要其的受试者体内诱导表达CS1细胞细胞毒性、细胞裂解和/或凋亡的方法,包括将有效量的CS1抗体施用于所述的受试者。
治疗剂的施用
有多种方法施用拮抗剂例如本发明的抗体。优选地是肠胃外施用。抗体可以作为静脉推注或者在一段时间内连续静脉灌注施用于病人或者通过肌内、皮下、腹膜内、或脑脊髓内路线施用于病人。本领域技术人员已知的经口、局部、吸入路线或其他递送方法也包括在本发明内。
本发明的药物组合物通常包含溶于可接受载体优选的是水性载体的拮抗剂溶液(例如抗体)或其混合物。多种水性载体可以使用例如用于注射用水(WFI)、或用磷酸盐、柠檬酸盐、醋酸盐等缓冲到pH一般为5.0-8.0,最经常的6.0-7.0的水、和/或包含盐例如氯化钠、氯化钾等产生等渗的水。载体还可以包含赋形剂例如人血清白蛋白、polysorbate 80、糖或氨基酸以保护活性蛋白质。在这些制剂中拮抗剂(例如抗体)的浓度在大约0.1-100mg/ml的较广的范围内变化但是常常是在1-10mg/ml范围内。所配制的单克隆抗体特别适用于肠胃外施用,并且可以静脉灌注或通过皮下、肌内或静脉内注射施用。配制肠胃外可施用组合物的实际方法对于本领域技术人员是已知的或明显的并且更加详细地描述于Remington′s Pharmaceutical Science(第15版,Mack Publishing Company,Easton,Pa.,1980),文中引用作为参考。本发明提供了包含任何一种文中所述抗体的药物组合物。
可以施用组合物用于预防性治疗和/或治疗性治疗,包括抑制CS1与其细胞底物的相互作用、抑制疾病细胞的粘附或预防和/或降低上面疾病的临床症状。将足够达到任何一个这些目的效果的量定义为“有效量”。可以通过单次或多次施用将抗体递送给病人。
为了治疗疾病的目的,拮抗剂(例如抗体)的适当剂量取决于疾病的严重度和病程、病人的临床史和反应、抗体的毒性和主治医生的判定。拮抗剂可以适当地以一次性或一系列治疗的方式施用于病人。起始候选的剂量可以施用于病人。适当的剂量和处理方案可以通过使用本领域技术人员已知的常规技术监测治疗的进展而确定。
另外,拮抗剂(例如抗体)可以以相当纯的形式单独使用或者与本领域技术人员已知的用于自身免疫疾病的治疗剂一起使用。在抗体治疗中结合施用的其它疗法包括使用反义核酸分子或生物制品例如额外的治疗抗体。因此本发明的处理是以允许系列施用或与治疗自身免疫疾病的另一个试剂联合使用的方式进行。为了治疗自身免疫疾病和骨髓瘤,抗体常常是在一种过多种其他免疫抑制药物和免疫调节剂之后使用或者与其联合使用。
在诊断和/或预后应用中使用的试剂盒
为了用于以上建议的诊断和研究,本发明还提供了试剂盒。在诊断和研究应用中,此种试剂盒可以包括下列至少一种:测定试剂、缓冲液、CS1特异核酸或抗体、杂交探针和/或引物、反义多核苷酸、核酶、显性失活CS1多肽或多核苷酸、CS1相关序列的小分子抑制剂等。
此外,试剂盒包括说明材料,其中说明材料包含用于实践本发明方法的说明书(例如实验方法)。虽然说明材料一般包括书写的或者印刷的材料,但它们不限于这些。本发明关注了能够储存这些说明书和将它们传递给最终用户的介质。此种介质包括但不限于电子贮存介质(例如磁盘、磁带、盒式贮存器、芯片)、光学介质(例如CD ROM)等。此种介质可以包括能够提供说明书材料的互联网站的网址。
本发明还提供了筛选CS1相关序列调节子的试剂盒。此种试剂盒可以从可得的材料和试剂容易地制备。例如,此种试剂盒可以包含一种或多种下列材料:CS1相关多肽或多核苷酸、反应管和测试CS1相关活性的说明书。任选地,试剂盒包含生物活性CS1蛋白质。根据本发明依赖于试剂盒的预期使用者和使用者的特定需求可以制备广泛多种试剂盒和组份。诊断一般会涉及多种基因或产物的评价。一般根据与疾病重要参数的相关性选择基因,其中参数是在疾病历史和结果资料中鉴定的。
实施例
实施例1:CS1的分离和鉴定
从来源于正常健康成人外周血B细胞亚群(原初对记忆+浆B细胞)的cDNA扣除文库中鉴定了CS1。CS1优选地在记忆和浆B细胞中表达。通过下面描述的方法产生了扣除文库:
分离B细胞亚群:
使用标准菲可帕克梯度从9个健康成年供者分离外周血单核细胞(PBMC)。通过下列标准阴性选择方法从PBMCs中分离B细胞。将PBMCs在纯化的小鼠抗人CD2、CD3、CD4、CD14、CD16、CD56、CD66和血型糖蛋白A的抗体混和物中孵育。孵育和洗涤后,每孔加入7-10珠山羊抗小鼠磁性Dynal珠子。然后用标准Dynal磁性容器分离抗体结合细胞以使上清液中存留富集的B细胞。然后用RPMI+10%胎牛血清(FBS)洗涤收集的上清。
B细胞亚群的分选(原初对记忆+浆B细胞):
使用下面的标准染色方法用IgD-FITC、CD38-cychrome、CD19-APC和CD27-PE对Dynal-富集B细胞染色。在配备光谱物理学空气冷却氩激光(488nm)和635-nm二极管激光和在530/40nm检测FITC、在580/30nm检测PE、在670/20nm检测APC和在670/30nm检测cychrome(PE-Cy5)的滤光片的MoFlo High Performance Flow cytometer-MLS上,分选了原初B细胞(IgD+CD19+CD38int/-CD27-)对记忆和浆B细胞(IgD-CD19+CD38int/+CD27+)两个分开的细胞群。在MoFlo cytometer上分析所分选的B细胞的纯度并且发现纯度为97%(记忆和浆B细胞)和98%(原初B细胞)。将所分选的细胞置于Trizol中并于-70℃贮存。
cDNA文库产生:
通过使用标准代表性差异分析扣除杂交方法从分选的B细胞亚群中产生了cDNA扣除文库。扣除文库包括原初cDNA被两次扣除的记忆+浆B细胞cDNA文库和记忆+浆B细胞cDNA被两次扣除的原初B细胞cDNA文库。使用标准分子生物学技术,将cDNA扣除文库连接进入标准质粒载体并转化进入电感受态(electrocompetent)大肠杆菌(DH-10B)细胞。将转化的大肠杆菌细胞涂布于存在选择抗生素的LB琼脂平板上。使用标准菌落PCR扩增了单个细菌菌落,每一个菌落代表一种特异性插入片段。
筛选和证实差异表达:
将cDNA扣除文库插入片段变性并点在2张相同的尼龙膜上,并用两种不同标记的变性探针-(记忆+浆)-原初cDNA(扣除两次)和原初-(记忆+浆)cDNA(扣除两次)分别杂交。如果插入片段优选地与两个探针的一个选择性杂交则认为扣除文库cDNA插入片段是阳性的。CS1的cDNA克隆优选地与(记忆+浆)-原初cDNA探针(两次扣除)杂交。
CS1的鉴定:
使具有阳性克隆的转化细菌细胞生长并且用Qiagen Mini-Prep试剂盒(体外诊断制备)按照制造商的说明书(Qiagen,Valencia,California)分离DNA。对纯化质粒测序并DNA序列的鉴定通过检索NCBI数据库确定。
CS1基因表达特征和证实:
通过点印迹分析证实所选择的阳性克隆包括CS1的优选表达。将从分选原初对记忆+浆B细胞分离的等量(非扣除)cDNA(20ng)点在尼龙膜上并且用阳性克隆的标记cDNA插入片段杂交。对于这些分析,cDNA从2个分别分选的外周血B细胞亚群((n=9个健康成年人和n=10个健康成年人,纯度分别97%和>98%)合成。将滤膜洗涤并通过放射自显影检测杂交的探针信号。如果cDNA与两组分选的原初对记忆+浆B细胞中的记忆+浆B细胞中的cDNA优选杂交,则认为克隆是阳性的。如图1A所示,数据表明CS1主要在浆和记忆B细胞表达。
CS1主要在淋巴组织表达:
点印迹从由polyA+RNA合成的cDNA制备,polyA+RNA购自Clontech(Palo Alto,California)和从下列组织:脾、淋巴结、骨髓、小肠、脑、肺、骨胳肌、心脏、肾和肝得到。根据制造商的建议(Boehringer-Mannheim DIG试剂盒)将点印迹用异羟洋地黄毒甙元(DIG)标记的CS1 DNA探测并用化学发光(碱性磷酸酶标记的抗DIG抗体和CDP-Star)显色。如图1B所示,结果表明CS1主要在淋巴组织表达(脾、淋巴结、骨髓和小肠-可能由于在派伊尔淋巴集结(Peyer’spatches)中残留淋巴细胞)并且在其他非淋巴器官(脑、肺、骨胳肌、心脏、肾和肝)中缺乏或低。
实施例2:CS1差异表达
人细胞:
通过从标准菲可帕克梯度分离得到外周血单核细胞(PBMCs)。然后将PBMCs以2×106个细胞/毫升重悬浮于新鲜的培养基中。PBMCs用3μg/ml植物凝集素(PHA)刺激3天或者用浓度为10μg/ml的美洲商陆有丝分裂原(PWM)刺激8天。不刺激的对照PBMCs不采用任何刺激而制备。将细胞培养于37℃,7%CO2,具有10%FBS、青霉素、链霉素和葡萄糖添加剂的RPMI培养基中。
小鼠细胞:
从两只Balb/c小鼠得到脾脏。将脾脏置于100微米的过滤器上。将细胞解聚并用PBS洗涤,在1,500转每分离心10分钟。在2ml裂解缓冲液中于37℃2分钟裂解红细胞。将细胞洗涤两次,重悬浮于10ml培养基中并计数。将一部分未刺激的细胞立即冷冻。剩余的细胞用5μg/ml浓度的con A刺激3天或用1μg/ml浓度的LPS刺激3天。细胞培养在含有10%FBS、抗生素和葡萄糖添加剂的DMEM培养液中。
来自狼疮病人对年龄一致的健康个体的B淋巴细胞:
通过用FITC标记的抗人CD19抗体染色,从狼疮病人和健康个体的外周血单核细胞中分选B细胞。如实施例1所述在MoFLo HighPerformance Flow Cytometer-MLS上分选细胞。用无菌的培养基收集细胞用于RNA合成。
用于实时PCR的总RNA分离:
洗涤细胞一次并置于TrizolTM(Life Technologies,Gaithersburg,Maryland)中,并且按照制造商的方法分离总RNA。总RNA用无RNase的DNase(GenHunter,Nashville,Tennessee)处理。DNase消化的RNA用酚/氯仿抽提并用乙醇沉淀过夜。用75%乙醇洗涤RNA并用无核酸酶的水溶解。定量分离的RNA并在琼脂糖凝胶上分析其完整性。
实时PCR:
使用标准Taqman逆转录试剂(Applied Biosystems,Foster City,California),在100μl反应混合物中对来自狼疮病人对健康个体的分选B淋巴细胞的总RNA(2μg)进行逆转录反应。使用来自AppliedBiosystems的SYBR green PCR master建立PCR反应。CS1引物掺入到混合物中以检测CS1在狼疮病人和健康个体的cDNA中的表达水平。从公布的序列(Genbank登录号XM-001635,AF390894)设计CS1引物。β-肌动蛋白和18S rRNA引物用作对照以便标准化。使用购自Applied Biosystems的Primer Express软件设计引物。PCR扩增产物对于CS1引物为85bp,对于β-肌动蛋白引物为84bp并且对于18SrRNA引物为61bp。实时PCR在源自Applied Biosystems的GeneAmp5700 SDS系统上按照推荐的方法进行。
小鼠novel Ly9的实时PCR:
使用标准Taqman逆转录试剂(Applied Biosystems),在100μl反应混合物中对conA刺激、LPS刺激和不刺激的样品的总RNA(2μg)进行逆转录。使用来自Applied Biosystems的SYBR green PCR master建立PCR反应。小鼠novel Ly9特异引物从公布的序列(Genbank登录号AF467909)设计并且掺入到混合物中以检测在刺激对不刺激的cDNA样品中的表达水平。18SrRNA引物用于标准化。使用购自AppliedBiosystems的Primer Express软件设计引物。PCR扩增产物对于小鼠Ly9引物为65bp并且对于18SrRNA引物为61bp。实时PCR在源自Applied Biosystems的GeneAmp 5700 Sequence Detection System上按照推荐的方法进行。
微阵列分析:样品制备、标记微芯片和指纹
使用基因芯片鉴定和分析了活化和非活化白细胞种群的表达谱。定制的Affymetrix GeneChip寡核苷酸微阵列允许探寻大约35,000个单一mRNA转录本。
分离RNA并如所描述开展基因芯片分析(见Henshall等,(2003)Cancer Research 63:4196-4203;Henshall等,(2003)Oncogene 22:6005-12;Glynne等,(2000)Nature 403:672-676;Zhao等,(2000)Genes Dev.14:981-993,本文全文整合)。
·使用Qiagen公司的RNEASY(从总RNA纯化polyA+mRNA)试剂盒从总RNA纯化polyA+mRNA或者清洗总RNA。
在RNA加入之前,加热oligotex混悬液至37℃并立即混匀。将Elution Buffer在70℃孵育。注意如果缓冲液2×Binding Buffer中出现沉淀可以将其加热到65℃。根据Oligotex Handbook中第16页的表2将总RNA与DEPC-处理水、2×Binding Buffer和Oligotex混合。混合物在65℃孵育3分钟,然后在室温孵育10分钟。
将管在14,000-18,000g离心2分钟。注意如果离心机具有“软件设置”应该使用软件设置。在不扰动Oligotex沉淀的情况下移去上清液。剩余少量溶液以减少Oligotex的损失。应该将上清液保存直到确定结合和洗脱的poly A+mRNA满意为止。
将沉淀轻轻重悬于Wash Buffer OW2并且移吸到spin柱上。将spin柱全速(如果有可能则使用软件设置)离心1分钟。离心后,将spin柱转移到新的收集管中并且轻轻重悬浮于Wash Buffer OW2并如文中所述再次离心。
将spin柱转移至新的管上并用20-100μl预热的(70℃)ElutionBuffer洗脱。通过上下吹吸轻轻重悬Oligotex树脂然后如上离心。用新鲜的洗脱缓冲液重复洗脱步骤。否则,如果需要低洗脱体积,则只使用第一次洗脱。使用Elution Buffer作为空白读取吸光度。
·乙醇沉淀
在进行cDNA合成之前,沉淀mRNA。在Oligotex纯化过程中剩余的或Elution Buffer中的一些成分会抑制下游的mRNA酶反应。
向洗脱物中加入0.4倍体积的7.5M NH4OAc和2.5倍体积冷的100%乙醇。将溶液在-20℃沉淀1小时至过夜(或者在-70℃下20-30分钟)。将沉淀的溶液于4℃下14,000-16,000×g离心30分钟。用0.5ml 80%乙醇(-20℃)洗涤沉淀然后于室温下14,000-16,000×g离心5分钟。重复一次用80%乙醇洗涤步骤。在通风厨中干燥沉淀。(不要在真空下加速干燥)。将沉淀以1μg/μl的浓度溶于DEPC H2O。
·使用Qiagen公司的RNeasy试剂盒清洗总RNA
在RNeasy柱中应该加入不多于100μg的RNA。用无RNase水调整样品体积至100μl并且向样品中加入350μl Buffer RLT而后250μl乙醇(100%)。通过移液管吹吸混合溶液(不要离心)然后将样品加到RNeasy mini spin柱上。将mini spin柱在大于10,000转每分离心15秒。如果关注收率,可将流出液加到柱子上并再次离心。
将柱子转移至一新的2-ml收集管并且加入500μl Buffer RPE并在大于10,000转每分离心15秒。将流出液丢弃。再次加入500μlBuffer RPE于mini-spin柱上,并在大于10,000转每分钟离心15秒。再次将流出液丢弃,然后最大转速离心2分钟使柱中的膜干燥。将柱子转移至一新的1.5-ml收集管并且向柱中的膜上直接加入30-50μl无RNase水。在大于10,000转每分离心1分钟并且重复洗脱。
测定吸光度,如有必要,可用醋酸铵和2.5X体积100%乙醇沉淀洗脱液。
使用Gibco公司的“SUPERSCRIPTChoice System for cDNASynthesis”试剂盒制造cDNA
·第一链cDNA合成
使用5μg总RNA或1μg polyA+mRNA作为起始材料。对于总RNA,使用2μl SUPERSCRIPTRT(用于cDNA合成的具有逆转录酶的试剂盒)(对于polyA+mRNA,使用1μl SUPERSCRIPTRT)。第一链合成混合物的终体积应该是20μl。RNA必须是不多于10μl。在70℃将RNA与1μl 100pmol T7-T24oligo孵育10分钟。在冰上加入4μl 5×1stStrand Buffer,2μl 0.1M DTT和1μl 10mM dNTP混合物7μl。混合物在37℃孵育2分钟,然后加入SUPERSCRIPTRT。
混合物在37℃孵育1小时。
·第2链合成
将第一链反应物置于冰上。
向混合物加入:
91μl DEPC H2O
30μl 5×2nd Strand Buffer
3μl 10mM dNTP混合物
1μl 10U/μl大肠杆菌DNA连接酶
4μl 10U/μl大肠杆菌DNA聚合酶
1μl 2U/μl RNase酶H
如果样品多于2个时,应该将上面物质配制成混合物。将加入的混合物在16℃孵育2小时。
加入2μl T4DNA聚合酶并且在16℃进一步孵育5分钟。加入10μl 0.5M EDTA终止反应。
·清洗cDNA
在含有凝胶的管中使用酚∶氯仿∶异戊醇(25∶24∶1)纯化清洗cDNA:
在最大转速下离心PLG(phase lock gel)管30秒并转移至新的PLG管。加入等体积的酚∶氯仿∶异戊醇并且用力振荡(不要涡旋振荡)。在最大转速下离心管子5分钟。将上层水相转移至新管。水相溶液是通过加入7.5×5M NH40ac和2.5X倍体积的100%乙醇沉淀的乙醇。将管立即以最大转速于室温下离心20分钟。将上清去除并用冷的80%乙醇洗涤沉淀2次。尽可能多地去除乙醇然后使沉淀在空气中干燥。沉淀重悬于3μl无RNase水。
·体外转录(IVT)和用生物素标记
将1.5μl cDNA移吸到薄壁PCR管内。在室温下向PCR管中加入NTP标记混合物。
NTP标记混合物:
2μl       T7 10×ATP(75mM)(Ambion)
2μl       T7 10×GTP(75mM)(Ambion)
1.5μl     T7 10×CTP(75mM)(Ambion)
1.5μl     T7 10×UTP(75mM)(Ambion)
3.75μl    10mM Bio-11-CTP
0.75μl    10mM Bio-16-UTP
2μl       10×T7转录缓冲液(Ambion)
2μl       10×T7酶混合物(Ambion)
总反应的终体积为20μl。在PCR仪上于37℃将管孵育6小时。
IVT产物的RNeasy清洗
见上面的步骤。
将标记的cRNA用乙醇沉淀并且重悬于与断裂步骤相匹配的体积内。
·断裂
使用下面的技术将大约15ug标记的RNA断裂。由于在杂交缓冲液中存在镁沉淀问题,将断裂反应体积减少到大约10μl的体积,但是不多于20μl。
通过在1×断裂缓冲液中于94℃孵育35分钟将RNA断裂。
5×断裂缓冲液:
200mM Tris-醋酸,pH8.1
500mM KOAc
150mM MgOAc
在断裂前后分析标记的RNA转录本。将样品加热到65℃15分钟并且在1%琼脂糖/TBE凝胶上电泳以得到转录本大小范围的大约的概念。
·微芯片阵列
在所有实验中使用的EOS HuO3微芯片阵列是常备的AffymetricGENECHIP寡核苷酸阵列,其包含代表着包括已知且根据第一张人类基因组草图的FGENESH预测的外显子的46,000个单一序列的59,680个探针组。Hu03探针组只由完全匹配的探针组成,大多数探针组有6个或7个探针。
·在微芯片阵列上杂交
将200μl(10ug cRNA)杂交混合物移吸到芯片上。如果进行多重杂交(例如通过5个芯片组循环),推荐使用300μl或更多初次杂交混合物。
杂交混合物:断裂的标记RNA(50ng/μl终浓度)
50pM 948-b对照oligo
1.5pM BioB
5pM BioC
25pM BioD
100pM CRE
0.1mg/ml鲱鱼精子DNA
0.5mg/ml乙酰化BSA
用1×MES杂交缓冲液加至300μl
用藻红蛋白偶联的抗生物素蛋白链菌素显色杂交信号。
·基因表达数据的标准化
使用反γ-函数将强度的经验累积分布绘制成所需的γ分布,通过将来自每个芯片的探针水平强度数据拟合至固定γ-分布,将基因表达数据标准化。此过程类似于其他使用芯片的(per-chip)标准化程序,例如将每个芯片的平均值和SD固定于标准值,除非其更加严格,即固定全部强度分布而不是一个或两个参数。使用芯片的标准化的目的是消除芯片间的变化,假设其变化是由于非生物学因素,即技术误差。选择分布的范围参数以产生假定平均值为300的分布,并且选择形状参数0.81以再现在良好样品中所见到的经验分布的典型形状。
使用组成探针的强度的Tukey’s trimean,计算每个探针组的单一测量平均强度。Trimean是中心趋势的测量值,它可抵消极端值的影响。最后,对每个平均强度测量值进行本底扣除以校正非特异性杂交作用。“零”探针组(由具有杂乱序列的491个探针组成)的平均强度测量值从芯片上全部其它探针组中扣除了。
本文使用产品的说明书手册在文中全文整合引用作为参考。
本文提供的标记步骤
杂交反应:
以非生物素化IVT(通过RNeasy柱纯化)开始
(对于从组织到IVT的步骤见实施例1)
IVT反义RNA;4μg                           μl
随机六聚物(1μg/μl):                     4μl
H2O:                                    μl
终体积:                                   14μl
70℃孵育10分钟,置于冰上。
逆转录:
5×First Strand(BRL)缓冲液:               6μl
0.1M DTT:                                 3μl
50×dNTP混合物:                           0.6μl
H2O:                                     2.4μl
Cy3或者Cy5 dUTP(1mM):                     3μl
SS RT II(BRL):                            1μl
总体积:                                16μl
-加入到杂交反应。
-42℃孵育30分钟。
-加入1μl SSII并且再孵育一小时。
置于冰上。
-50X dNTP混合物(25mM冷dATP、dCTP和dGTP,10mM of dTTP:100mM dATP,dCTP和dGTP每个25μl;10μl 100mM dTTP至15μl H2O)
RNA降解:
-加入1.5μl 1M NaOH/2mM EDTA,65℃孵育10分钟。
H2O                                  86μl
10N NaOH                              10μl
50mM EDTA                             4μl
U-Con 30
500μl TE/样品于7000g离心10分钟,保存流出液用于纯化
Qiagen纯化:
-在500μl缓冲液PB中悬浮u-con回收的材料
-进行w/正常Qiagen操作
DNAse消化:
-加入1μl 1/100稀释的DNAse/30μl Rx并且在37℃孵育15分钟。
-95℃5分钟变性酶
样品制备
-加入:
    Cot-1DNA:                           10μl
    50×dNTPs:                          1μl
    20×SSC:                            2.3μl
    焦磷酸钠:                           7.5μl
10mg/ml鲱鱼精子DNA     1μl经1/10稀释的
终体积:               21.8μl
-在加速真空中干燥。
-重悬于15μl H2O。
-加入0.38μl 10%SDS。
-95℃加热,2分钟。
-室温下慢慢冷却,20分钟。
置于载玻片上并在64℃杂交过夜。
杂交后洗涤:
3×SSC/0.03%SDS:2分钟        在250ml H2O中加入37.5ml 20×
                               SSC+0.75ml 10%SDS
l×SSC:5分钟                  在250ml H2O中加入12.5ml 20×SSC
0.2×SSC:5分钟                在250ml H2O中加入2.5ml  20×SSC
1000转每分离心干燥载玻片1分钟。
在适当的光电倍增管设置和荧光通道中扫描。
CS1在白细胞中而非在各种类型非淋巴组织中的过表达
为了估计CS1的表达谱,从白细胞和其他组织分离的mRNA用实时PCR进行分析。如图2A所示,在白细胞中mRNA表达水平比大多数正常成年组织中的高。CS1表达表现为高于基线水平的其他正常成年组织包括脂肪、肾上腺、主动脉、主动脉瓣、阑尾、冠状动脉、膀胱、骨、骨髓、乳房、支气管、子宫颈、脑、脊索、横隔膜、子宫内膜、附睾、食道、胆囊、神经节、心脏、喉、唇、肝、肺、肌肉、子宫肌膜、迷走神经、网膜、口腔粘膜、卵巢、胰腺、甲状旁腺、咽粘膜、胎盘、前列腺、视网膜、唾液腺、皮肤、胃、滑膜、睾丸、胸腺、甲状腺、舌、气管、脐带、输尿管、子宫、阴道或静脉。CS1 mRNA在结肠(2/11)、肾(1/20)、小肠(1/3)、脾和扁桃体(2/4)的所选择样品中表达。结果表明CS1主要在白细胞中表达并且应该是自身免疫疾病的好的靶标。
在多重活化的白血球种群中CS1表达增加
为了评价CS1表达和白细胞活化的相关性,在多重活化的和非活化的白细胞群体中分析了CS1 mRNA的表达。如图2B所示,与其非活化对照群体相比,在活化的B细胞、成熟DC细胞、活化的CD3细胞(低到中等增加)、活化的CD4细胞(低水平增加)和活化的CD8细胞(低到中等增加,取决于供体)中CS1表达增加了。这些结果表明CS1过表达与几种白细胞的亚群的活化相关。
实施例3:用于产生针对CS1的单克隆抗体的抗原的生产
克隆:
使用CS1细胞外结构域(CS1 ECD)的两侧的引物从Raji细胞中分离了CS1的细胞外结构域(ECD)。PCR产物用凝胶纯化并且连接入编码IgG3(人Fc-γ3)恒定区的载体。大规模纯化含有CS1 ECD-Fcγ3的质粒并且通过DNA测序证实。
CS1 ECD-Fcγ3稳定转染:
用Fsp1酶将50μg CS1 ECD-Fcγ3质粒线性化并且DNA用乙醇沉淀、洗涤并重悬于500μl无菌PBS中。用冷的PBS洗涤NSO细胞两次并且以每毫升2×107重悬于PBS中。1×107个细胞的数量用于转染。
将500μl NSO细胞与PBS中的500μl DNA混合。通过BioRad Gene脉冲发生器在1.5V和3μF下将细胞电穿孔。将细胞加入到100ml DMEM完全培养基中并且铺到10块96-孔板中。在转染后24小时加入1μg/ml的霉酚酸选择培养基。在10天后筛选阳性转化子并且扩大到48-和24-孔板中。再次筛选阳性重组体并且扩大培养高生产细胞用于蛋白质纯化。
CS1 ECD-Fcγ3蛋白质的纯化:
将表达CS1-ECD Fcγ3融合蛋白质的稳定转染子扩大到600ml具有葡萄糖添加剂的DMEM完全培养基中培养5天。用蛋白质G琼脂糖柱纯化融合蛋白质并且用1×PBS透析。通过考马斯分析了还原和非还原形式的CS1 ECD-Fcγ3。CS1 ECD Fcγ3还通过Western印迹使用抗HuIgG进行分析并且通过N-末端测序证实。纯化的CS1-Fc-γ3融合蛋白质用于免疫小鼠。
CS1 ECD-myc-GPI融合蛋白质的生产:
使用CS1细胞外结构域侧的引物从Raji细胞内分离了CS1的细胞外结构域(ECD)。PCR产物用凝胶纯化并连接入表达myc标签和用于表面表达的糖基磷脂酰肌醇连接的载体(myc-GPI载体)。大规模纯化含有CS1 ECD-myc-GPI的质粒并且通过DNA测序证实。
CS1 ECD-myc-GPI稳定转染:
用Fspl酶将50μg CS1 ECD-myc-GPI质粒线性化,并且DNA在乙醇中沉淀、洗涤并重悬于500μl无菌PBS中。用冷的PBS洗涤两次NSO细胞并以2×108个细胞/ml重悬于PBS中。1×108个细胞的数量用于转染。
将500μl NSO细胞与PBS中的500μl DNA混合。通过Biorad Gene脉冲发生器在1.5V和3μF下将细胞电穿孔。细胞在37℃、5%CO2情况下生长于含1μg/ml霉酚酸选择培养基并且在96-孔板中进行较后的亚克隆。用抗myc抗体筛选阳性转染子。选择CS1 ECD-myc-GPI转染子的高生产细胞并扩大培养用于体外测定。
实施例3:抗CS1单克隆抗体的生产
人CS1免疫原:
纯化的重组人CS1 ECD-γ3融合蛋白质用于通过爪垫免疫Balb/c小鼠(CS1 ECD指如上面所描述的CS1细胞外结构域)。简言之,用总体积25μl的10μg蛋白质和等量的Ribi佐剂以所述后爪垫免疫小鼠。以4-或5-天的间隔进行4次爪垫免疫。
a.细胞融合:
杀死两只用CS1 ECD-γ3免疫的小鼠。从小鼠中取出腘股淋巴结和骶淋巴结。从组织中分离淋巴细胞并且通过标准步骤产生杂交瘤。简言之,通过聚乙二醇(PEG)1500介导的淋巴细胞和鼠骨髓瘤细胞系(NSO细胞)之间的融合产生了杂交瘤。以107个细胞每板的密度将融合细胞铺于96-孔板中。使用HAT(次黄嘌呤,氨基蝶呤,胸腺嘧啶脱氧核苷)培养基完成对融合细胞的筛选。
b.杂交瘤的筛选
通过流式细胞仪(FACS)基于对表达CS1细胞的结合分析确定了杂交瘤分泌的抗体的特异性。使用标准的步骤开展FACS分析。将表面表达CS1细胞外结构域(2×105)的NSO稳定转染子冰上重悬于50μl冷PBS和50μl杂交瘤培养上清中1小时。在充分洗涤之后,将细胞与藻红蛋白偶联的山羊抗小鼠IgG特异抗体在冰上孵育1小时。再次洗涤细胞并且通过FACS使用Becton Dickinson FACScan检测细胞表面结合的抗体。如表1所示,抗体Luc2、Luc3、Luc15、Luc20、Luc22、Luc23、Luc29、Luc32、Luc34、Luc35、Luc37、Luc38、Luc39、Luc56、Luc60、Luc63或Luc90强烈结合到用CS1转染的NSO-CS1细胞,但不结合NSO-FcRn。抗人CS1抗体结合K562和Daudi细胞(已知它们表达天然的CS1),但不结合阴性对照Jurkat细胞。资料表明产生的抗CS1抗体能够特异地结合CS1。在表中还显示了来源于测定(通过ELISA)Luc抗体结合CS1-γ3融合蛋白对阴性对照AR-G3(γ3融合蛋白)的结果。Luc抗体特异结合CS1-γ3但不结合阴性对照AR-γ3融合蛋白。
表1.从融合342产生的抗人CS1 MABs
                                      表1 由融合342产生的抗人CS1MAB
  结果   FACS(MFl)   EUSA (capture)
  MAB  NSO-CS1   NSO-FcRn   k562   Daudi   Jurkat   CS1-G3   AR-G3   亚克隆   小鼠IgISO
  1   Luc2  162   <5   13.4   10.5   <5   1.0   0.2   Luc2-1   IgG1
  2   Luc3  377   <5   25.7   7.8   <5   0.9   0.5   Luc3-F   IgG1,G2b
  3   Luc15  110   <5   14.0   12.4   <5   1.1   0.3   Luc15-1   ND
  4   Luc20  89   <5   8.0   12.6   <5   1.2   0.2   Luc20-1   ND
  5   Luc22  228   <5   14.7   6.1   <5   0.6   0.2   Luc22-1   IgG2b
  6   Luc23  164   <5   19.6   10.2   <5   0.6   0.2   Luc23-1   IgG1
  7   Luc29  86   <5   24.1   11.9   <5   0.9   0.2   Luc29-D6,C8   IgG1
  8   Luc32  201   <5   9.8   10.7   <5   0.8   0.2   Luc321   IgG2b
  9   Luc34  127   <5   26.2   10.3   <5   1.2   0.3   Luc34-1,34-3   IgG1
  10   Luc35  184   <5   10.6   29.7   <5   0.7   0.2   Luc35-1   IgG2a
  11   Luc37  366   <5   12.8   7.2   <5   0.6   0.2   Luc37-C12,F11   IgG2b
  12   Luc38  112   <5   31.4   11.6   <5   0.8   0.2   Luc38-1   IgG2b
  13   Luc39  117   <5   12.0   17.5   <5   0.4   0.2   Luc39-E10   IgG2a
  14   Luc56  132   <5   12.6   9.7   <5   1.0   0.2   Luc56-1   IgG2a
  15   Luc60  230   <5   14.6   10.4   <5   0.9   0.3   Luc60-2   IgG2b
  16   Luc63  214   <5   15.8   12.7   <5   0.6   0.2   Luc63-1   IgG2a
  17   Luc90  237   <5   9.7   10.1   <5   0.8   0.1   Luc90-H1.D9   IgG2b
  ISO control  14   3   5.41   6.02   <5   0.16   0.14
  Anti-Myc  193   335   6.62   6.85   <5   0.19   0.15
产生的抗CS1单克隆抗体的氨基酸序列
使用标准技术克隆了抗体重链和轻链可变区。简言之,使用SMARTRACE cDNA Amplification Kit(BD Biosciences Clontech)从1-5×106个细胞的总RNA制备cDNA并且使用与小鼠重链和轻链恒定区互补的基因特异引物PCR扩增了可变区。
抗体Luc90、Luc63和Luc34的成熟重链和成熟轻链的氨基酸序列示于表4。
实施例4:CS1抗体的特征
使用流式细胞术竞争分析确定15个不同抗CS1单克隆抗体的表位特异性。表面表达CS1的NSO稳定转染子(2×105)在冰上与50μl抗CS1抗体孵育1小时,抗体包括Luc23、Luc29、Luc34、Luc35、Luc37、Luc38、Luc63和Luc90的配对组合。与之相平行,使用同种型对照抗体(AIP-13)作为阴性对照。生物素化抗CS1单克隆抗体(Luc23、Luc34、Luc37、Luc38、Luc63和Luc90)以1ug/ml与细胞/抗体混合物在冰上另外孵育30分钟。在充分洗涤后,将细胞与藻红蛋白偶联的抗生物素蛋白链菌素在冰上孵育1小时。洗涤细胞后并且通过FACS使用Becton Dickinson FACScan检测细胞表面结合的生物素化抗体。
未标记的抗体Luc23、Luc34、Luc37、Luc38、Luc63和Luc90用来检测以15μg/ml、3μg/ml和0.6μg/ml的浓度彼此竞争的能力,且竞争或阻断抗体以1μg/ml加入。因为AIP-13不结合CS1或者不与任何Luc抗体竞争,所以使用AIP-13作为阴性对照。生物素化抗体的荧光水平(平均荧光强度)(MFI)示于图中。MFI的明显降低表明通过生物素化的抗CS1抗体Mab相对于未标记的抗CS1 Mab竞争细胞表面的CS1,与对照抗体的MFI相比较至少50%。
图3描述了当阻断Luc单克隆抗体以15μg/ml和3mg/ml的浓度使用时Luc抗体之间竞争分析的典型结果。竞争分析表明几种Luc抗体结合不同的表位。Luc38结合的表位不同于Luc37、23、90和63的表位。Luc63结合与Luc37、23、90和38表位不同的非重叠的表位。Luc90结合与Luc37、23、63和38表位不同的非重叠的表位。Luc23结合与Luc90、63和38表位不同的另一个非重叠的表位。Luc37结合与Luc90、63和38结合表位不同的额外的非重叠表位。Luc63结合与Luc34重叠的表位,而Luc90结合与Luc34重叠的表位。Luc37结合与Luc23表位重叠的表位。Luc34阻断或明显降低所有Luc抗体的结合,并且或者与较广的暴露表位结合或者对CS1具有较高的亲和性。Luc37、Luc23和Luc38不阻断由Luc34抗体结合的CS1。Luc37、Luc23和Luc38的表位可能“埋藏”在CS1二级结构中或者对CS1的亲和力比Luc34抗体的亲和力低。
通过Biacore分析还测试了三个单克隆抗体的相对亲和力。通过SPRKinetics测量的在人CS1-Fc融合蛋白和抗人CS1单克隆小鼠抗体Luc34.1、63.2和90Hl之间的CS1 MAbs的动力学分析使用BIAcore2000(BIAcore,Sweden)实现。通过在不同的流出细胞上固定超过10000RUs的每种抗体并且向表面注射CS1-Fc,然后通过测试一系列不同缓冲液直到找到使CS1-Fc从每种抗体上最佳清除的最好一种缓冲液,从而建立了再生条件。发现10mM甘氨酸缓冲液pH2.0是最佳再生缓冲液,并且立即测试其在10轮CS1-Fc注射和缓冲液再生后的重复性。发现缓冲液适于可重复性地再生表面抗体。因此,将10mM甘氨酸pH2.0指定为用于CS1-Fc和抗体BIAcore实验的再生缓冲液。
通过BIAcore胺基偶联试剂(N-乙基-N’-二甲基氨丙基碳化二亚胺,EDC;N-羟基琥珀酰亚胺,NHS;和乙醇胺HCl,pH8.5)在研究级CM5传感器芯片上以99.4RU至133.7RU范围的低反应单位(RUs)固定化内部产生的CS1抗体。在室温下以30ul/分钟的流速开展分析。为了检测每个结合循环的解离在CS1-Fc的三分钟结合后接着注射10分钟的运行缓冲液(10mM Hepes,300mM氯化钠,3mM EDTA,0.05%P-20,pH7.4),每个循环用不同的CS1-Fc浓度。用10mM甘氨酸pH2.0将再生的表面再生。使用BIAevaluate程序,从重复的十二个不同浓度的CS1-Fc(1024nM、512nM、256nM、128nM、64nM、32nM、16nM、8nM、4nM、2nM、1nM、0.5nM)收集的感应图数据的全面分析计算出每个CS1-Fc和抗体对的结合动力学。在每次分析中应用双参照以便排除来自参考表面和缓冲液单一(only)对照的背景反应。通过使用BIAevaluate软件的双价分析模型,同时拟合来自分析浓度系列感应图的结合和解离相得到结合的亲和力(KD)。开展实验三次以便研究数据的标准偏差。
Luc90.H1、Luc63.2和Luc43.1的结合亲和力总结于图4。在这三个抗体中,Luc90.H1具有最高的结合亲和力。Luc90.H1的结合亲和力高于Luc63.25.5倍并且高于Luc34.128倍。
使用抗CS1抗体的免疫组织学染色:
还可以使用抗CS1抗体检测CS1转染细胞的免疫组织学染色。将10μg/ml量的初级单克隆抗CS1抗体加入到用CS1转染的细胞中。然后用血清封闭细胞并用生物素-抗小鼠Ig进行孵育。然后将抗生物素蛋白-过氧化物酶与细胞混合并使用AEC(标准过氧化物酶试剂)显色。AEC的红色指示阳性染色,而用苏木精复染所测试细胞的细胞核(蓝色)。数据显示CS1转染的细胞用抗CS1抗体染色为阳性,表明所产生的抗CS1抗体能够结合表达于细胞表面的CS1(图5A)。因此,抗CS1抗体不仅适合用于检测溶液中外周血细胞表面上的表达,而且适合用于通过免疫组化(IHC)进行检测,其一般用于分析组织切片(例如病人淋巴结或者组织活检)。
图5B显示用两个抗CS1抗体,Luc90和Luc63,对发炎的扁桃体进行的免疫组织染色。图5B中的栏C和D显示CD138的染色,其对浆细胞和上皮细胞染色。上面栏(图5B,栏A和B)显示用抗CS1抗体的连续切片染色。从染色的重叠模式,明显CS1抗体染色发炎扁桃体中的浆细胞。
图5C显示用抗CS1 Luc63对来自患有类风湿性关节炎病人的关节的滑液组织进行免疫组织学染色。如通过使用CD138染色所见,滑液中已经有浆细胞浸润(右侧,上栏)。从染色的重叠模式(比较右侧上栏和左侧上栏),明显抗CS1抗体染色患有类风湿性关节炎病人的关节中的浆细胞。
CS1表达模式:
使用所产生的Luc抗体通过FACS分析进一步检测了CS1蛋白质的表达(图6)。通过标准菲可帕克梯度离心步骤从健康个体和从狼疮病人分离PBMCs。如以下标准方法所示使用抗体染色PBMCs。对于美洲商陆有丝促分裂原(PWM)对PBMC的活化作用,将1∶100稀释的PWM加入到PBMCs中,随后将其放置于37℃7%CO2中8天。收获PWM刺激的细胞并在抗体染色之前进行洗涤。此处所使用的小鼠抗CS1抗体是Luc90(IgG2b)、Luc63、Luc38和所产生的其它抗CS1 Luc抗体。同种型对照抗体是与小鼠IgG抗体匹配的同种型。
结果表明CS1阳性表达于活化B细胞、CD8+T细胞(活化的和原初的)、NK细胞(CD3-CD56+)、NKT细胞(CD56+CD3+)、CD14+/lo白细胞(单核细胞和/或巨噬细胞)和CD4+T细胞(在体外活化的细胞上是低水平)。CS1表达于来自健康成人和狼疮病人的这些细胞群上。在来自健康成人的非活化CD4+T细胞、血小板、HuVECs、肾细胞、支气管气道细胞、小气道细胞、前列腺细胞、肝细胞和乳腺细胞没有检测到明显的CS1蛋白质表达。
图6中显示了活化B细胞的样品染色,其中PWM活化的PBMCs的染色表示为粗线,而同种型对照染色和非活化PBMCs显示为下划虚线。CS1表达模式是有意义的,因为治疗性抗体理想地主要结合靶细胞,而不结合其他细胞和组织,特别是血小板。数据表明抗CS1抗体是适当的候选治疗性抗体。
实施例5:CS1抗体的人源化
该实施例描述了鼠抗CS1单克隆抗体Luc63(MuLuc63)的人源化。基本根据Queen,C.等的步骤(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:10029-10033(1989))开展MuLuc63的人源化。首先,分别鉴定了与MuLuc63 VH和VL氨基酸序列高度同源的人VH和VL片段。接着,将CDR序列与对维持CDRs结构重要的框架氨基酸一起移植到所选择的人框架序列中。所得到的人源化单克隆抗体(HuLuc63)在小鼠骨髓瘤细胞系NS0中表达。在ELISA分析中人源化HuLuc63抗体以70.1ng/ml的EC50值结合重组的人CS1,其EC50值与在同样的分析中对MuLuc63所确定的EC50值66.1ng/ml相似,这表明HuLuc63保留了对人CS1的高亲和力。
MuLuc63可变区cDNA的克隆和测序
使用TRIzol试剂(Life Technologies,Inc.,Rockville,MD)从产生MuLuc63的大约5×107个杂交瘤细胞中提取总RNA。使用SMARTRACE cDNA Amplification Kit(BD Biosciences Clontech,Palo Alto,CA)依照供应商的方法合成了双链cDNA。使用分别与小鼠γ和κ链C区退火的3′引物和SMART RACE cDNA Amplification Kit提供的5′通用引物通过聚合酶链式反应(PCR)扩增了重链和轻链的可变区cDNAs。对于VH PCR,3’引物具有序列5’-AGCTGGGAAGGTGTGCACAC-3’(SEQ ID NO:51)。对于VL PCR,3’引物具有序列5’-TTCACTGCCATCAATCTTCC-3’(SEQ ID NO:52)。将VH和VL cDNA亚克隆进pCR4Blunt-TOPO载体(Invitrogen Corporation,Carlsbad,CA)用于序列测定。按照制造商的说明书使用荧光双脱氧链终止予(Applied Biosystems,Foster City,CA)通过PCR循环测序反应实现DNA测序。
对于每一个重链和轻链测序了四个质粒克隆。鉴定了与典型小鼠重链和轻链可变区同源的单一序列。将MuLuc63重链和轻链V区的cDNA序列和推导的氨基酸序列示于表5和6。
HuLuc63V区的设计
如Queen,C.等(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:10029-10033(1989))所描述开展抗体V区的人源化。首先,借助于计算机程序ABMOD和ENCAD(Levitt,M.,J.Mol.Biol.168:595-620(1983))的帮助构建了MuLuc63可变区的分子模型。其次,根据对人抗体cDNA序列的同源性检索,选择人VH序列E553-14(Cuisinier等,Eur.J.Imm.23:110-118(1993))和J片段JHl(Ravetch,J.V.等,Cell 27:583-591(1981))以提供用于HuLuc63重链可变区的骨架。对于HuLuc63轻链可变区,使用VL序列III-2R cDNA(Manheimer-Lory等,J.Exp.Med.174:1639-1652(1991))。MuLuc63VH和受体人骨架之间的骨架一致性为81.6%(71/87),而MuLuc63VL和受体人骨架之间的骨架一致性为76.3%(61/80)。
在计算机模型显示与CDRs明显接触的骨架位点,来自MuLuc63V区的氨基酸用最初人骨架氨基酸替代。在重链中的残基28、48、49、66和68位是这样的替代(表7)。对于轻链,在残基60位发生替代(表8)。注意此处使用的编号系统是Kabat的编号系统(Sequences ofProteins of Immunological Interest,第5版,NationalInstitutes of Health,Bethesda,MD(1991))。
此外,对MuLuc63氨基酸序列的检查显示在VH区的CDR2中有一个潜在的N-连接糖基化的位点。此种N-连接糖基化位点具有一般序列N-X-T/S(其中,N=天冬酰胺,X=任何氨基酸并且S/T=丝氨酸或苏氨酸)。由于可变区中N-连接糖基化的存在HuLuc 63作为治疗抗体的开发中具有不利的影响,所以在人源化的设计中通过用丙氨酸替代丝氨酸的突变(N-Y-A)消除了CDR2中潜在糖基化位点(N-Y-T)。
MuLuc63、HuLuc63和人受体VH和VL氨基酸序列的比对分别示于表7和8。
HuLuc63VH和VL基因的构建
将编码每一个HuLuc63VH和VL的基因设计成小外显子,所述的小外显子包括信号肽、剪接供体信号和用于随后克隆进入哺乳动物表达载体的适当限制酶位点。在VH和VL小外显子中的剪接供体信号分别来自相应的人种系JH6和JK4序列。HuLuc63VH和VL小外显子中信号肽序列分别来自相应的MuLuc63VH和VL序列。Luc63VH和VL基因的核苷酸序列和推导的氨基酸序列示于表5和6。
通过重叠的长度为33-43个碱基范围的合成寡核苷酸的延伸和PCR扩增构建了HuLuc63VH和VL基因。(Stemmer等,Gene164:49-53(1995))。用于HuLuc63VH和VL基因合成的寡核苷酸列于表9。
PCR扩增片段通过Qiaquick PCR扩增试剂盒(Qiagen)纯化并用MluI和XbaI消化。将HuLuc63VH基因亚克隆进入pHuHCg1.D以产生质粒pHuHCg1.D-HuLuc63。将HuLuc63 VL基因亚克隆进pHuCkappa.rgpt.dE以产生质粒pHuCkappa.rgpt.dE-HuLuc63,其中pHuCkappa.rgpt.dE是κ轻链表达载体pOKT3.Vk.rg的衍生物(Cole,M.S.等,J.Immunol.159:3613-3621(1997))。
HuLuc63的表达
通过瞬时转染组织培养细胞产生了HuLuc63 IgG1/κ抗体。在包含10%FBS(HyClone,Logan,UT)和非必需氨基酸(Invitrogen)的DMEM(BioWhittaker,Walkersville,MD)中维持人胚胎肾细胞系293-H(Invitrogen,Carlsbad,CA)。在转染前一天使用常规培养基(DMEM+10%FBS+非必需氨基酸)将293-H细胞以每孔1×106个细胞铺在体积为2.5ml的6孔板中。在转染当天,每孔4μg的质粒DNA用250μl杂交瘤-SFM(H-SFM,Invitrogen)稀释。每孔10μl的lipofectamine 2000试剂(LF2000,Invitrogen)用250μl H-SFM稀释。将稀释的DNA与稀释的LF2000混合并孵育20分钟以便允许DNA-LF2000复合物的形成。在每孔中加入500μl DNA-LF2000复合物并且通过前后倾斜培养板混合。在收获上清用于分析之前孵育细胞5天。
通过夹心ELISA测量HuLuc63的表达。用pH9.4的0.2M碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液中1.8μg/ml山羊抗人IgG Fcγ-链特异多克隆抗体(Jackson ImmunoResearch Laboratories,Inc.,West Grove,PA)以100μl/孔 4℃包被Immulon 4HBX板(Thermo Labsystems,Franklin,MA)过夜,用洗涤缓冲液(含有0.1%Tween 20的PBS)洗涤并且用TBS中SuperBlock Blocking Buffer(Pierce ChemicalCompany,Rockford,IL)以150μl/孔室温封闭30分钟。在用洗涤缓冲液洗涤后,将包含HuLuc 63的样品在ELISA缓冲液(含有1%BSA和0.1%Tween 20的PBS)中适当稀释并以100μl/孔应用到ELISA板。使用人源化抗CD33 IgG1/κ单克隆抗体HUM195(Co,M.S.等,J.Immunol.,148:1149-1154(1992))作为标准。在室温孵育板1小时并用洗涤缓冲液洗涤之后,使用100μl/孔的1∶1000稀释的缀合HRP的山羊抗人κ链多克隆抗体(SouthernBiotech,Birmingham,AL)检测结合的抗体。在室温孵育板1小时并用洗涤缓冲液洗涤之后,通过加入100μl/孔的ABTS底物(KPL,Inc.,Gaithersburg,MD)完成显色。通过加入100μl/孔的2%草酸终止显色。使用VersaMax酶标仪(Molecular Devices Corporation,Sunnyvale,CA)读取415nm下的吸光度。
MuLuc63和HuLuc63的结合特性
通过直接结合ELISA分析MuLuc63和HuLuc63对人CS-1的亲和力。96孔ELISA板(Immulon 4HBX板,Thermo Labsystems,Franklin,MA)的孔用100μl PBS中的1μg/ml可溶人CS1-人Fcγ3融合蛋白室温包被过夜。用洗涤缓冲液洗涤之后,用150μl Superblock BlockingBuffer室温封闭30分钟。用ELISA Buffer适当稀释瞬时表达的HuLuc63抗体或纯化MuLuc63抗体并且应用到ELISA板中(每孔100μl)。室温孵育ELISA板1小时并且用洗涤缓冲液洗涤孔。然后将100μl用ELISA Buffer以1∶1000稀释的缀合HRP的山羊抗人Cκ抗体或缀合HRP的山羊抗小鼠Cκ抗体(均来自Southern Biotech)分别加入到HuLuc63和MuLuc63板的每个孔中并且室温孵育1小时。用洗涤缓冲液洗涤之后,向每个孔中加入100μl ABTS底物(KPL)。向每孔加入100μl 2%的草酸终止显色。使用VERSAmax酶标仪读取415nm下的吸光值。ELISA结合实验的结果示于图7。MuLuc63和HuLuc63以浓度依赖方式结合CS-1-Fcγ3。使用计算机软件GraphPad Prism(GraphPad Software Inc.,San Diego,CA)得到的HuLuc63的EC50值是70.1ng/ml。这与从muLuc63得到的66.1ng/ml的EC50值相似,表明小鼠抗CS1单克隆抗体MuLuc63的人源化是成功的:HuLuc63保留了对人CS1的高亲和力。人源化Luc63可变区的模型示于图8。
实施例6:CS1在自身免疫疾病中的作用
与未刺激细胞相比,CS1在刺激的T和B细胞中高度表达:
为了测定CS1的表达,建立了使用美洲商陆有丝分裂原(PWM)和植物凝集素(PHA)刺激的体外测定法以刺激外周血B和T淋巴细胞。平行制备没有进行刺激的非刺激对照外周血单核细胞。使用标准技术从这些样品分离PolyA+mRNA并合成cDNA。通过使用CS1特异寡核苷酸引物(见上)的PCR扩增了CS1基因并且使用Biorad Gel Doc 2000定量表达。将信号强度标准化为对照人β-肌动蛋白。实时PCR分析表明与非刺激细胞相比,CS1在活化的外周血B细胞中上调大约23-倍并且在活化的外周血T淋巴细胞中上调大约30倍(图9)。
与年龄一致健康成年人相比在狼疮病人外周血B淋巴细胞中CS1上调了:
为了评价与健康个体相比狼疮病人中的CS1表达,通过从狼疮病人相对健康成人集合库的CD19+细胞的细胞分选分离外周血B淋巴细胞。通过使用标准技术分离PolyA+mRNA并合成cDNA。通过使用CS1特异寡核苷酸引物的实时PCR评价CS1表达。实时PCR数据表明与健康个体相比来自狼疮病人的B淋巴细胞中CS1上调大约2倍。当与β-肌动蛋白标准化后,与健康个体cDNA相比在狼疮病人B淋巴细胞cDNA中CS1基因增加2.3倍。当与18S rRNA引物标准化后,在各个cDNA样品中CS1增加1.8倍(图10)。
在活化的B细胞和活化的T细胞中小鼠novel Ly9的上调:
小鼠novel Ly9是提议的人CS1的直向同源物(Tovar等,Immunogenetics 54:394-402(2002))。使用实时PCR测定小鼠novelLy9在活化的B细胞和活化的T细胞中的表达。数据显示在活化的B细胞和活化的T细胞中小鼠novel Ly9的上调。
用ABI GeneAmp 5700Sequence Detection System(见实施例2)分析小鼠novel Ly9表达。当用18S rRNA引物标准化后,与非刺激的脾脏cDNA相比,Ly9基因在conA刺激的cDNA中增加3倍并且在LPS刺激的cDNA中增加6倍。
在炎性肠病组织中CS1的上调
如上所述在微芯片阵列上确定IBD效应物蛋白在IBD组织(克隆氏病和溃疡性结肠炎两者)相对正常组织中的表达。用来自多种组织的cRNAs测试寡核苷酸微阵列。更加具体而言,cRNAs是通过体外转录法(IVTs)从9个IBD和9个匹配的邻近正常肠样品和24个结肠上皮样品产生的。通过与基因表达水平直接成比例的平均荧光强度(AI)测定cRNA与寡核苷酸微阵列的杂交。
通过比较在IBD中和在非致病的成年组织和器官中的基因表达分析了数据。所鉴定的在炎性肠病组织与在正常组织相比基因表达显著提高的基因之一是CS1。图11是微阵列分析的图表表现形式,表明与健康成年结肠上皮细胞相比CS1基因表达在溃疡性结肠炎和克隆氏病中增加了。为了进一步评价在炎性疾病病人与健康个体相比CS1的表达,将来自2个克隆氏病病人和3个溃疡性结肠炎病人的大肠患病片段的样品相对来自3个健康成人正常大肠样品解聚、洗涤并置于TRIZOL中。依照制造商的方法分离总RNA。用无RNA酶的DNA酶(GenHunter)处理总RNA。DNA酶消化的RNA用酚/氯仿抽提,并用乙醇沉淀过夜。将RNA用75%乙醇洗涤并且溶于无核酸酶的水中。定量RNA并且在琼脂糖凝胶上分析RNA的完整性。实时PCR的资料(图12)表明与来自健康个体(n=3)的混合的正常肠相比,CS1在来自克隆氏病人(n=2)的患病大肠中上调7倍和6倍并且在来自溃疡性结肠炎病人(n=3)的患病大肠中上调13倍、14倍和46倍。
实施例7:癌症细胞中CS1表达
CS1蛋白质表达模式:
使用产生的Luc抗体通过FACS分析进一步测定了CS1蛋白质的表达。细胞用抗CS1 Luc90.H1抗体或小鼠IgG2b同种型对照抗体在冰上孵育30分钟。用PBS洗涤细胞并且将藻红蛋白(PE)缀合的抗小鼠Ig加入到细胞中并且在冰上孵育30分钟。洗涤细胞并通过流式细胞术在FACS Caliber(Becton Dickinson)上分析细胞。直方图示于图13,其中来自Luc90.H1抗体的信号表示为重叠的粗线。下划线包括阴性对照(未染色细胞,次级抗体(没有初级抗体的抗小鼠Ig-PE),或者同种型对照抗体)。这些资料表明CS1在ARH-77白血病细胞系、CESS和IM9B类淋巴母细胞系和L363、LP1和OPM2骨髓瘤细胞系中表达。
来自多发性骨髓瘤病人(n=21骨髓样品)、MGUS病人(意义未明的单克隆丙种球蛋白病;n=1)、浆细胞性白血病病人(n=1)、从骨髓动员的cD34+干细胞(n=5)、正常骨髓细胞(n=3)、正常淋巴结组织(n=1)、慢性成淋巴细胞白血病病人(CLL;n=15)、急性骨髓性白血病病人(AML;n=11)、非霍奇金淋巴瘤病人(NHL;n=1)和霍奇金淋巴瘤病人(n=1)的样品与FITC偶联抗CS1抗体(Luc90或Luc63)、CD45-PerCP、CD38-PE和/或CD138-PE孵育并且如上所述的对骨髓瘤细胞的FACS分析处理样品(见图14)。本文所使用的小鼠抗CS1抗体是Luc90(IgG2b)、Luc63(IgG2a)、Luc38(IgG2b)和其他产生的抗CS1 Luc抗体。同种型对照抗体是与小鼠IgG抗体匹配的同种型。
从Cleveland Clinic的多发性骨髓瘤病人得到骨髓抽出物。依照标准染色方法对骨髓瘤细胞系(LP1、L363、OPM2、NCI-H929、RPMI 8226和U266B1)、白血病细胞系ARH-77、B类淋巴母细胞系(IM9、CESS)和骨髓细胞用抗CS1单克隆抗体对同种型对照抗体(Becton Dickinson)染色。将细胞洗涤后置于染色缓冲液(用于人细胞的RPMI,10%FBS或者DMEM,10%FBS)中,并且将抗CS1抗体对同种型对照抗体以每百万细胞0.5-1ug抗体加入到0.1ml的终体积内。对于病人样品,裂解红细胞并且离心沉淀细胞并重悬于染色缓冲液中。对于不能直接偶联FITC的抗体,可将第二个抗体以每百万细胞0.5-1ug的抗体加入到0.1ml的终体积内。洗涤细胞并且重悬于染色缓冲液中用于在BectonDickinson FACSCaliber上使用CellQuest软件进行FACS分析。为了区分浆细胞,多发性骨髓瘤骨髓细胞用抗CD45、抗多配体蛋白聚糖-1(CD138)和抗CD38单克隆抗体染色。抗多配体蛋白聚糖-1(CD138)抗体特异染色浆细胞但不染色其他白细胞。
结果显示CS1在来自多发性骨髓瘤病人的浆细胞(例如CD138+细胞)(图14A-14H)、来自浆细胞性白血病病人浆细胞(图14I)和几种淋巴瘤细胞系(L363、LP1和OPM2;见图13)中高度表达。连续分析了来自多发性骨髓瘤病人的总共21个不同的骨髓样品并且对于21个样品中的全部21个样品实际上全部骨髓浆细胞表达CS1。在ARH-77白血病细胞和B类淋巴母细胞系(IM9和CESS)也表达CS1(见图13)。
实施例8-来自骨髓瘤病人的浆细胞中CS1表达
来自多发性骨髓瘤病人的骨髓样品用CD138-PE、CD45PerCP、Luc90-FITC和/或IgG2b-FITC(同种型对照抗体)染色并且如上所述通过FACS分析(见实施例5)。门内细胞如下:门R1包含淋巴细胞(“R1”)、门R2包含单核细胞(“R2”)、门R3包含粒细胞(“R3”)、门R4包含类红细胞(“R4”)、门R5包含浆细胞(“R5”)并且门R6包含胚细胞(“R6”)。图15显示CS1在来自多发性骨髓瘤病人的浆细胞(例如CD138+细胞)表达。
实施例9:抗CS1单克隆抗体降低了活化外周血B细胞的IgM分泌
使用标准菲可梯度分离来自正常成人的外周血单核细胞,并用美洲商陆有丝分裂原以10μg/ml(GIBCO/BRL,England,the UnitedKingdom)孵育,并且以1ml终体积铺于24孔板。将单克隆抗体(小鼠抗人CS1(Luc63)或小鼠IgG同种型对照)以100μg/ml或10μg/ml加入到样品孔中。细胞和抗体在7%CO2中于37℃孵育8天。分离培养上清并且如上所述通过ELISA分析IgM。如图16所示,与用100μg/ml或10μg/ml(分别为PwIg100和PwIg10)的同种型对照或没有抗体(Pw(-))孵育的细胞的IgM分泌相比,抗体Luc63在100μg/ml或10μg/ml(分别为PwLuc100和PwLuc10)降低外周血单核细胞的IgM分泌。
抗CS1单克隆抗体降低自身免疫疾病病人活化外周血B细胞的IgM分泌:
如上所详述分离外周血单核细胞培养物的上清并通过ELISA测定。用100μl PBS中的1μg/ml小鼠抗人IgM单克隆抗体(目录号#05-4900,Zymed Laboratories,Inc.,South San Francisco,California)包被Immulon-1板。用ELISA缓冲液(‘EB’=PBS+0.1%BSA+0.05%Tween 20)将板封闭1小时。以100μl/孔加入多种稀释(用EB)的培养物上清液。上清液和标准人IgM(目录号#009-000-012,Jackson Laboratory,Bar Harbor,Maine)室温孵育1-2小时。依照制造商的方法步骤,将结合的人IgM用山羊抗人IgM-HRP多克隆抗体(目录号#2020-05,Southern Biotech Association,Birmingham,Alabama)和HRP底物显色。在标准ELISA板读取器上通过分光光度法(405nm OD)显现出结合的I gM。如图17所示,与同种型对照治疗相比,用抗CS1抗体(Luc90H1)治疗使得狼疮病人PBMCs分泌的IgM数量降低了。使用阳性对照抗CD2抗体(GLO1)的结果显示抗CS1抗体甚至比抗CD2抗体更强地降低IgM的产生。
抗CS1单克隆抗体降低来自健康成人和自身免疫疾病病人的外周血B细胞的IgG产生。
以与分析IgM产生相同的方式分析了来自健康成人和自身免疫疾病(狼疮)病人外周血B细胞的IgG产生。如图18所示,与用IgG2b同种型对照处理相比,用抗CS1抗体(Luc90H.1)处理9天后,健康成人外周血单核细胞总的IgG2b产生量降低了大约23%。与用IgG2b同种型对照处理相比,用抗CS1抗体(Luc90H.1)处理9天后,狼疮病人外周血单核细胞总的IgG产生量降低了大约56%。表3A和B总结了多种产生的抗CS1抗体对IgG产生量的抑制。如表3A所示,Luc90.H1降低用脂多糖或美洲商陆有丝分裂原活化的PBMCs的IgG产生大约为40%。Luc34.1降低用美洲商陆有丝分裂原活化的PBMCs的IgG产生大约为38%。如图3B所示,Luc90.H1降低健康成人PBMCs和成熟B细胞系(IM9细胞)的IgG产生大约为48%。Luc34.1降低健康成人PBMCs的IgG产生大约为53%。Luc63.2降低PBMCs和IM9细胞的IgG产生大约为47%。从这些实验中,很明显Luc90H.1、Luc34.1和Luc63.2是功能最佳的抗体。从表位作图看,Luc90和Luc63具有非重叠表位。
表3A.抗CS-1降低体外活化B细胞的IG产生
与同种型对照相比平均百分数降低
  体外活化的PBMCs   抗CS-1单克隆抗体   降低平均值%HuIgG±SE
  脂多糖   Luc90.H1   41%±8%(n=3)
  美洲商陆有丝分裂原   Luc90.H1   39%±9%(n=4)
  美洲商陆有丝分裂原   Luc34.1   38%±7%(n=4)
表3B.使用抗CS-1抗体组的Ig产生测定汇总
与同种型对照相比IG的平均百分数变化
  抗CS1单克隆抗体  (I)PMBC供体55   PMBCDonor 705   IM9   Ig变化平均值%
  Luc90H.1  -44%   -56%   -43%   -48%
  Luc37  +11%   -43%   -11%   -14%
  Luc23  -13%   -4%   +6%   -4%
  Luc63.2  -55%   -51%   -36%   -47%
  Luc34.1  -64%   -49%   -45%   -53%
  Luc38.1  -22%   -44%   -21%   -29%
  Luc29D6  -43%   -44%   -25%   -37%
  Ig产生的相对降低:
  组A(>45%降低):Luc90,63,34组B(29-37%降低):LUC38,29D6组C(4-14%降低):LUC37,23
实验结果表明抗CS1抗体降低外周血B细胞体外产生IgG和IgM。
实施例10:在SCID-HuPBMC小鼠模型中CS1单克隆抗体导致IgG体内减少
SCID-HuPBMC小鼠模型
通过标准菲克帕克(Amersham Biosciences)密度梯度分离人外周血单核细胞(PBMCs),并用磷酸缓冲溶液(PBS)以2×107PBMCs/ml重悬浮。将重悬的PBMCs(1m1)腹腔内(i.p.)注射C.B-17 SCID小鼠。在注射PBMC 2-3周后,从小鼠中抽取血液样品并通过ELISA测定人IgG。将移植小鼠(血清中产生>1μg/ml人IgG)随机分成处理组然后用小鼠抗人CS-1单克隆抗体(Luc90.H1或Luc63.2.22)、小鼠同种型对照抗体(分别为IgG2b或IgG2a)或PBS处理。用500μl PBS内的200μg抗体施用于小鼠,每3-4天施用3或4次抗体。使用标准的操作步骤通过ELISA分析血清中人IgG。
通过几次剂量后人IgG浓度(x天)减去第一次抗体剂量之前的人IgG浓度(0天)除以首次剂量前人IgG浓度(0天)并且乘以100,例如[(x天-0天)/0天]×100,对每只小鼠的血清人IgG的百分数变化进行了计算。数据表示为每组小鼠的平均百分数变化加上标准误差。人IgG浓度是每一组小鼠的具有标准误差的平均浓度。使用Welch 2样本t-检验比较处理组间人IgG的百分数变化。
抗CS1抗体降低人IgG的体内产生
数据显示本发明的抗CS1抗体相当大地降低了在SCID-HuPBMC转移模型中人免疫球蛋白的产生。如图19A所示,Luc90.H1维持着用PBS和同种型对照的在第四天的IgG产生量(第一次抗体剂量处理后4天)。这种降低持续试验阶段的7周(第32天)。例如,在第18天,人IgG产生在IgG2b同种型对照中增加225%,在PBS对照中增加181%,而在用Luc90H.1处理后IgG的产生降低了14%。Luc90H.1不但消除了在对照组中人IgG产生的181-225%的增加,而且还导致IgG产生额外降低14%。在第25天,Luc90H.1不但消除了在对照组中的人IgG产生的3倍提高,而且还对人IgG的产生额外降低了24%。
Luc63.2还有效降低了体内IgG产生。如图19B所示,Luc63.2消除了对照组(PBS和IgG2a同种型对照)中人IgG产生的37-46%增加还导致IgG产生额外降低59%。在该同样的研究中,将Luc90.H1与Luc63.2比较并且Luc90.H1消除了对照组(PBS和IgG2b同种型对照)中37-114%的增加并且在移植了人外周血单核细胞(PBMCs)的小鼠中额外降低了14%的IgG产生。
图19C进一步总结了Luc90和Luc63处理后SCIDHuPBMC模型中Ig生产的降低。在消除了用同种型和PBS对照处理的小鼠IgG产生降低的同时,Luc90导致IgG产生额外降低14%、22%、24%和39%,并且Luc63导致IgG产生额外降低40%和59%。因此我们得出结论抗Luc处理的移植人PBMC的SCID小鼠(SCID-HuPBMC)不但完全消除了在这些动物血清中正常观察到的人免疫球蛋白的增加,而且与预处理水平相比还给出了额外的降低。
实施例11:抗CS1抗体的ADCC活性
效应细胞制备
使用标准密度菲可帕克(Amersham Biosciences)梯度从全血中分离了人外周血单核细胞(PBMCs)(效应细胞)。洗涤细胞并用添加1%的牛血清白蛋白(BSA)的RPMI培养基重悬浮。
靶细胞制备:
将表达细胞表面CS-1的稳定转染细胞(靶细胞)洗涤并重悬浮于添加1%BSA的RPMI培养基中。将细胞以100,000个细胞/孔铺于50μl总体积中。以多种浓度向靶细胞中加入小鼠抗人CS-1单克隆抗体(Luc90.H1或Luc63.2.22)或同种型对照抗体(分别为小鼠IgG2b或IgG2a)至终体积100μl,并室温孵育30分钟。
孵育后,将100μl效应细胞PBMC以20∶1的比率加入到靶细胞中,终体积为200μl。靶细胞和效应细胞于37℃孵育5小时或者过夜。细胞以350×g离心5分钟,并且以100μl/孔收集上清液并转移入透明干净96孔平底微孔滴定板。
乳酸脱氢酶测定:
为了测定上清液中包含的乳酸脱氢酶(LDH)活性,向每个孔中加入100μl Cytotoxicity Detection Kit(Roche Applied Science,Indianapolis,IN)的反应混合物,并于15-25℃孵育样品达30分钟。在孵育过程中,将微孔滴定板避光。使用ELISA阅读器测定样品在490nm下的吸光度。
为了确定细胞介导细胞毒性的百分数,计算样品的平均吸光度并且使用下列方程减去背景对照:
Figure A20048001645401071
SR:自发释放
MR:最大释放
实验对照是单独靶细胞和单独效应细胞的自发释放。在2%Triton-X 100(1∶1)溶液中测定了靶细胞。
抗CS1抗体诱导抗体来源的细胞毒性(ADCC)
实验显示抗CS1抗体Luc63.2和Luc90诱导PBMCs(效应细胞)存在下表达CS1的细胞的抗体来源的细胞毒性(ADCC)。如图20所示,Luc90以剂量依赖方式诱导细胞毒性。50μg/ml Luc90的量诱导大约50%的靶细胞细胞毒性。10-50μg/ml剂量范围的Luc63.2一般诱导60-80%的靶细胞细胞毒性。从用两个额外供体开展的实验中得到了相似结果。
实施例12:低岩藻糖CS1抗体的ADCC活性
Luc90可变区cDNAs克隆
使用标准方法从Luc90杂交瘤细胞系克隆了鼠可变区(序列ID#3和#4)。简言之,使用SMART 5’-RACE cDNA Amplification Kit(BDBiosciences Clontech,Palo Alto,CA)按照供应商的方法步骤提取总RNA并合成双链cDNA。降可变区cDNAs的PCR片段克隆入pCR4Blunt-TOPO载体(Invitrogen Corporation,Carlsbad,CA)用于测序。对于每个重链和轻链测序几个质粒克隆。鉴定出与典型小鼠重链和轻链可变区同源的单一序列。
嵌合体Luc90VH和VL表达载体的构建
将编码每个Luc90VH和VL的基因设计成小外显子,包括信号肽、剪接供体信号、Kozak起始序列和用于以后克隆入哺乳动物载体的适当的限制酶位点。将引物设计含有适当的限制位点并且互补用于从包含VH或者VL基因的TOPO载体上进行PCR。用Qiaquick PCR纯化试剂盒(Qiagen)纯化PCR扩增片段并用MluI和XbaI消化。将Luc90VH基因亚克隆进pHuHCg1.D(野生型)或pHuHCg1.D.AA(BS突变体)以分别产生质粒pChiHuHCg1.D-MuLuc90VH和pChiHuHCg1.D.AA-MuLuc90VH。BS突变体包含IgG1的CH2区内的两个氨基酸变化(L234A/L235A),以致于消除了与Fc受体的结合(Xu等,(2000)CellImmunol.200:16-26)。Luc90 VL基因亚克隆进pVk以产生质粒pChiVk-MuLuc90VL。产生了单一质粒载体以致于重链和轻链基因可以从单一质粒上表达。用EcoRI消化重链载体以除去整个重链区并亚克隆进轻链载体的单一EcoRI位点。BS突变体重链与pChiVk-MuLuc90VL载体片段结合产生质粒pChiLuc90-BSK,而将野生型重链亚克隆进pChiVk-MuLuc90VL载体产生质粒pChiLuc90-g1K。
嵌合体Luc90的表达
通过分别用pChiLuc90-g1K和pChiLuc90-BSK载体稳定转染Sp2/0细胞产生了嵌合体Luc90 IgG1/κ野生型和BS抗体。通过用pChiLuc90-g1K载体稳定转染YB2/0细胞产生了低岩藻糖抗体。用霉酚酸培养基选择阳性克隆并通过ELISA筛选。野生型克隆AH4、BS突变体HG12和低岩藻糖克隆5E4经选择为高表达,适合于具有2%低Ig肽牛血清的Gibco Hybridoma无血清培养基。在转瓶内生长2升培养物用于纯化。使用标准蛋白质G亲和柱层析纯化抗体。
图21A-C描述了低岩藻糖抗体在细胞毒性测定中的效应数据
表达CS1的细胞(稳定转染子和人多发性骨髓瘤细胞系)用抗CS1Luc90嵌合抗体(野生型和用降低岩藻糖水平修饰的抗体)处理。抗CS1Luc90嵌合抗体刺激表达CS1细胞的抗体依赖的细胞毒性。(图21A显示表达人CS1的稳定转染细胞系的细胞毒性;图21B和21C描述两个人骨髓瘤细胞系OPM2(图21B)和L363(图21C)的细胞毒性。在每种情况下,细胞毒性被具有低水平岩藻糖的抗体明显增强了(如上详述通过YB2/0细胞的生长))。
实施例13:用抗CS1抗体治疗骨髓瘤
用抗CS1抗体体内治疗通过在骨髓瘤小鼠肿瘤模型中向测试受试者腹腔注射抗体进行。如图22所示,与同种型对照治疗的动物相比,抗CS1抗体治疗(Luc63和Luc90)降低了肿瘤大小。在该研究中,向CB.17 SCID小鼠腹腔注射1×107个骨髓瘤细胞(L363骨髓瘤细胞系)。两周后,当肿瘤大小达到~80mm3时将小鼠随机分成4组,每组8只小鼠。用抗CS1抗体(Luc63或Luc90)或同种型对照抗体(小鼠IgG2a或小鼠IgG2b)处理小鼠。以200μg/小鼠给小鼠服药8次,每周3次。结果显示,与同种型对照抗体治疗小鼠相比,用CS1抗体治疗的小鼠减小了肿瘤体积。到研究的第25天(在5次服药后)与IgG2a同种型对照抗体治疗小鼠(平均肿瘤大小~800mm3)相比,Luc63治疗的小鼠显示平均肿瘤大小约100mm3。与IgG2b同种型对照抗体治疗小鼠(其具有平均肿瘤大小~950mm3)相比,Luc90治疗的小鼠显示平均肿瘤大~400mm3。用抗CS1 Luc63治疗的小鼠在治疗后达2.5周后没有可检测的肿瘤,指示抗体在消除肿瘤细胞的惊人的效率。
用于骨髓瘤的额外的模型系统包括用荧光标记或非标记的骨髓瘤或成熟B细胞系例如ARH77、CESS、IM9、L363、LP1和OPM2静脉内(i.v.)植入、腹膜内(i.p.)植入或者直接注射入骨(常位地)的SCID小鼠。这些细胞系会用来测试拮抗剂治疗在骨髓瘤动物模型系统中的效应。这些细胞系表达由抗人CS1抗体识别的抗原。将动物随机分组并且接受用抗人CS1抗体或对照抗体(例如同种型对照抗体)的治疗法。抗体以几种剂量水平施用,例如1-10mg/kg的剂量,每3-4天腹腔给药一次,总共9-10次。肿瘤大小每周测量两次,对于每一治疗组测量35-40天。记录骨髓瘤的临床表现。对每只鼠记录死亡日期。
为了确定抗CS1抗体治疗和化学疗法的潜在协同作用还开始进行动物实验。让异种移植的肿瘤生长直至他们达到大约50-100mm3的大小,并且对于小鼠静脉、腹腔或同位注射,允许肿瘤细胞移入动物。在那时,将动物随机分成组并且接受抗人CS1抗体或对照抗体(例如同种型对照抗体)的治疗。备选地,动物可以接受抗人CS1抗体或对照抗体(例如同种型对照抗体)与标准化疗剂的联合治疗,包括与强的松和美法兰或其他烷化剂(例如环磷酰胺或瘤可宁)或长春新碱、阿霉素和高剂量地塞米松(VAD)治疗的联合,或其他本领域技术人员已知的化疗法。以几种剂量水平施用抗体,例如1-10mg/kg的剂量,每3-4天腹膜给药一次,总共9-10次剂量。化学治疗是以有效浓度例如1mg/kg或者本领域技术人员已知的其他有效剂量每3-4天腹膜内施用。每周测量肿瘤大小(对于s.c.注射动物)两次,对每一治疗组测量35-40天。记录骨髓瘤的临床表现,包括用能分泌人免疫球蛋白的细胞系(IM9、CESS、ARH-77和LP-1)注射小鼠的血清免疫球蛋白。对每一小鼠记录死亡日期。评价了在化学疗法存在和缺乏情况下抗体治疗的效果。
应当理解上述的实施例无论如何也不能起到限制本发明实际范围的作用,而是用于说明的目的。在本说明书中引用的所有公开、登录号的序列和专利申请在本文整合引用作为参考好像每一个单独的公开、登录号或专利申请明确地并且单独地标明整合参考。
表2
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2341  aagatgaaca tccctaccaa cacagagctc accatctctt atscttaagt gaaaaacatg
2401  gggaagggga aaggggaatg gctgcttttg atatgttccc tgacacatat cttgaatgga
2461  gacctcccta ccaagtgatg aaagtgttga aaaacttaat aacaaatgct tgttgggcaa
2521  gaatgggatt gaggattatc ttctctcaga aaggcattgt gaaggaattg agccagatct
2581  ctctccctac tgcaaaaccc tattgtagta aaaaagtctt ctttsctatc ttaataaaac
2641  agatattgtg agattcaaaa aaaaaaaaaa aa
SEQ ID NO:2
氨基酸序列-CS1
GI:19923571|ref|NM_021181.3|智人SLAM家族成员7(SLAMF7)
MAGSPTCLTLIYILWQLTGSAASGPVKELVGSVGGAVTFPLKSKVKQVDSIVWTFNTTPLVTIQPEGGTIIVT
QNRNRERVDFpDGGYSLKLSKLKKNDSGIYYVGIYSSSLQQPSTQEYVLHVYEHLSKPKVTMGLQSNKNGTCV
TNLTCCMEHGEEDVIYTWKALGQAANESHNGSILpISWRWGESDMTFICVARNPVSRNFSSPILARKLCEGAA
DDPDSSMVLLCLLLVPLLLSLFVLGLFLWFLKRERQEEYIEEKKRVDICRETPNICPHSGENTEYDTIPHTNR
TILKEDPANTVYSTVEIpKKMENpHSIITMPDTPRIFAYENVI
表4:CS1抗体的氨基酸序列
Luc-90VH-SEQ ID NO:3
QVQLQQPGAELVRPGASVKLSCKASGYSFT TYWMNWVKQRPGQGLEWIG MIHPSDSETRLNQ
                SEQ ID NO:9   SEQ ID NO:10
KFKDKATLTVDKSSSTAYMQLSSPTSEDSAVYYCAR STMIATRAMDYWGQGTSVT SS
                                    SEQ ID NO:11
Luc-90VL-SEQ ID NO:4
DIVMTQSQKSMSTSVGDRVSITC KASQDVITGVAWYQQKPGQSPKLLIY SASYRYTGVPDRF
             SEQ ID NO:12  SEQ ID NO:13
TGSGSGTDFTFTISNVQAEDLAVYYC QQHYSTPLTFGAGTKLELK
               SEQ ID NO:14
Luc-63VH-SEO ID NO:5
EVKLLESGGGLVQPGGSLKLSCAASGFDFS RYWMSWVRQAPGKGLEWIG EINPDSSTINYTP
                SEQ ID NO:15  SEQ ID NO:16
SLKDKFIISRDNAKNTLYLQMSKVRSEDTALYYCAR PDGNYWYFDVWGAGTTVTVSS
                                     SEQ ID NO:17
Luc-63VL-SEO ID NO:6
DIVMTQSHKFMSTSVGDRVSITC KASQDVGIAVAWYQQKPGQSPKLLIY WASTRHTGVPDRF
                      SEQ ID NO:18             SEQ ID NO:19
TGSGSGTDFTLTISNVQSEDLADYFC QQYSSYPYTFGGGTKLEIK
                        SEQ ID NO:20
Luc-34VH-SEQ ID NO:7
QVQLQQSGAELARPGASVKLSCKASGYTFT SYWMQWVKQRPGQGLEWIG AIYPGDGDTRYTQ
                SEQ ID NO:21   SEQ ID NO:22
KFKGKATLTADKSSSTAYMQLSSLASEDSAVYYCAR GKVYYGSNPFAYWGQGTLVTVSA
                                    SEQ ID NO:23
Luc-34VL-SEQ ID NO:8
DIQMTQSSSYLSVSLGGRVTITC KASDHINNWIAWYQQKPGNAPRLLIS GATSLETGVPSRF
             SEQ ID NO:24      SEQ ID NO:25
SGSGSGKDYTLSITSLQTEDVATYYC QQYWSTPWTFGGGTKLEIK
                         SEQ ID NO:26
表5:抗-CS1 Luc63重链可变区假定糖基化位点
Luc-63VH (SEQ ID NO:27)
MDFGLIFFIVALLKGVQCEVKLLESGGGLVQPGGSLKLSCAASGFDFS RYWMSWVRQAPGKG
   SEQ ID NO:29                            SEQ ID NO:30
LEWIG EINPDSSTINYTPSLKDKFIISRDNAKNTLYLQMSKVRSEDTALYYCAR PDGNYWYF
    SEQ ID NO:31                                SEQ ID NO:32
DVWGAGTTVTVSS
                 ↓
                NYA(SEQ ID NO:33)
Luc-63VL(SEQ ID NO:29)
METHSQVFVYMLLWLSGVEGDIVMTQSHKFMSTSVGDRVSITC KASQDVGIAV
SEQ ID NO:34                           SEQ ID NO:35
AWYQQKPGQSPKLLIY WASTRHTGVPDRFTGSGSGTDFTLTISNVQSEDLADYF
             SEQ ID NO:36
C QQYSSYPYTFGGGTKLEIK
SEQ ID NO:37
表6:Luc63(NYA)人源化-MuLuc63的重链可变区(SEQ ID NO:37),人可变区
cDNA(SEQ ID NO:30),人JH1cDNA(SEQ ID NO:40),和huLuc63(SEO IDNO:41),和MuLuc63的轻链可变区(SEQ ID NO:42),人可变区cDNA(SEQ IDNO:43)和huLuc63(SEQ ID NO:44)的比对。
MuLuc-63 VH      EVKLLESGGGLVQPGGSLKLSCAASGFDFS  RYWMS
HumanVH cDNA     EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGFTFS
HuLuc-63 VH      EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGF DFS  RYWMS
MuLuc-63 VH      WVRQAPGKGLEWIG  EINPDSSTINYTPSLKD
HumannVH cDNA    WVRQAPGKGLEWVA
HuLuc-63 VH      WVRQAPGKGLEW IG  EINPDSSTINYAPSLKD
MuLuc-63 VH      KFIISRDNAKNTLYLQMSKVRSEDTALYYCAR
Human JH1  cDNARFTISRDNAKNSLYLQMNSLRAEDTAVYYCAR
HuLuc-63 VH       KF IISRDNAKNSLYLQMNSLRAEDTAVYYCAR
MuLuc-63 VH       PDGNYWYFDV WGAGTTVTVSS
Human JH1  cDNA
HuLuc-63 VH       PDGNYWYFDV WGQGTLVTVSS
MuLuc-63 VL      DIVMTQSHKFMSTSVGDRVSITC  KASQDVGIAVA
HumanVL cDNA     DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITC
HuLuc-63 VL      DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITC  KASQDVGIAVA
MuLuc-63 VL      WYQQKPGQSPKLLIY  WASTRHT
HumanVL cDNA     WYQQKPGKVPKLLIY
HuLuc-63 VL      WYQQKPGKVPKLLIY  WASTRHT
MuLuc-63 VL      GVPDRFTGSGSGTDFTLTISNVQSEDLADYFC
HumanVL cDNA     GVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDVATYYC
HuLuc-63 VL      GVP DRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDVATYYC
MuLuc-63 VL       QQYSSYPYT FGGGTKLEIK
HumanVL cDNA               FGQGTKVEIK
HuLuc-63 VL       QQYSSYPYT FGQGTKVEIK
表7:MuLuc63的重链可变区(SEQ ID NO:45),E553-14(SEQ ID NO:46),HuLuc63(SEQ ID NO:47)的比对
                       1         2         3         4
                       0         0         0         0
MuLuc63       EVKLLESGGGLVQPGGSLKLSCAASGFDFS RYWMSWVRQAPG
E553-14       EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGFTFS-----WVRQAPG
HuLuc63       EVQLVESGGGLVQpGGSLRLSCAASGF DFSRYWMSWVRQAPG
                         5          6         7         8
                         0  a       0         0         0  a
MuLuc-63               KGLEWIG EINPDSSTINYTPSLKDKFIISRDNAKNTLYLQMS
E553-14           KGLEWVA-----------------RFTISRDNAKNSLYLQMN
HuLuc-63              KGLEW IGEINpDSSTINY PSLKD KF IISRDNAKNSLYLQMN
                                     1           1
                           9         0           1
                  bc       0         0ab         0
MuLuc-63               KVRSEDTALYYCAR PDGNYWYFDVWGAGTTVTVSS
E553-14/JH1       SLRAEDTAVYYCAR----------WGQGTLVTVSS
HuLuc-63          SLRAEDTAVYYCARPDGNYWYFDVWGQGTLVTVSS
表8:MuLuc63的轻链可变区(SEQ ID NO:48),III-2R(SEQ ID NO:49)和HuLuc63(SEQ ID NO:50)抗体氨基酸序列的比对
                   1         2         3         4
                   0         0         0         0
MuLuc63   DIVMTQSHKFMSTSVGDRVSITC KASQDVGIAVAWYQQKPGQ
III-2R    DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITC-----------WYQQKPGK
HuLuc63   DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITCKASQDVGIAVAWYQQKPGK
                 5         6         7         8
                 0         0         0         0
MULUC63   SPKLLIYWASTRHTGVPDRFTGSGSGTDFTLTISNVQSEDLA
III-2R    VPKLLIY-------GVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDVA
HuLuc63   VPKLLIYWASTRHTGVP DRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDVA
             1
               9         0
               0         0
MULUC63   DYFCQQYSSYPYTFGGGTKLEIK
III-2R    TYYC---------FGQGTKVEIK
HuLuc63   TYYCQQYSSYPYTFGQGTKVEIK
表9:用于合成HuLuc63重链可变区和轻链可变区基因的寡核苷酸HuLuc63重链可变区基因
寡核苷酸    1(SEQ ID NO:53)
5′-TTTACGCGTCCACCATGGATTTTGGGCTGATTT-3
寡核苷酸    2(SEQ ID NO:54)
5′-TTTTTATTGTTGCTCTTTTAAAAGGGGTCCAGTGTGAGGT-3′
寡核苷酸    3(SEQ ID NO:55)
5′-GCAGCTTGTCGAGTCTGGAGGTGGCCTGGTGCAGCCTGGA-3′
寡核苷酸    4(SEQ ID NO:56)
5′-GGATCCCTGAGACTCTCCTGTGCAGCCTCAGGATTCGATT-3′
寡核苷酸    5
5′-TTAGTAGATATTGGATGAGTTGGGTCCGGCAGGCTCCAGG-3′
寡核苷酸    6
5′-GAAAGGGCTAGAATGGATTGGAGAAATIAATCCAGATAGC-3′
寡核苷酸    7
5′-AGTACGATAAACTATGCTCCATCTCTAAAGGATAAATTCA-3′
寡核苷酸    8
5′-TCATCTCCAGAGACAACGCCAAAAATAGCCTGTACCTGCA-3′
寡核苷酸    9
5′-AATGAACAGCCTCAGAGCTGAGGACACAGCCGITTATTAC-3′
寡核苷酸    10
5′-TGTGCAAGACCGGACGGAAACTACTGGTACTTCGATGTCT-3′
寡核苷酸    11
5′-GGGGCCAGGGGACCCTCGTCACCGTCTCCTCAGGTAAGAA-3′
寡核苷酸    12
5′-TITTCTAGAGGCCATTCTTACCTGAGGAGACGGT-3′
寡核苷酸    13
5′-GACGAGGGTCCCCTGGCCCCAGACATCGAAGTACCAGTAG-3′
寡核苷酸    14
5′-TTTCCGTCCGGTCTTGCACAGTAATAAACGGCTGTGTCCT-3′
寡核苷酸    15
5′-CAGCTCTGAGGCTGTTCATTTGCAGGTACAGGCTATTTTT-3′
寡核苷酸    16
5′-GGCGTTGTCTCTGGAGATGATGAATTTATCCTTTAGAGAT-3′
寡核苷酸    17
5′-GGAGCAIAGTTTATCGTACTGCTATCTGGATTAATTTCTC-3′
寡核苷酸    18
5′-CAATCCATTCTAGCCCITTCCCTGGAGCCTGCCGGACCCA-3′
Ol寡核苷酸  19
5′-ACTCATCCAATATCTACTAAAATCGAATCCTGAGGCTGCA-3′
寡核苷酸    20
5′-CAGGAGAGTCTCAGGGATCCTCCAGGCTGCACCAGGCCAC-3′
寡核苷酸    21
5′-CTCCAGACTCGACAAGCTGCACCTCACACTGGACCCCTTT-3′
寡核苷酸    22
5′-TAAAAGAGCAACAATAAAAAAAATCAGCCCAAAATCCATG-3′
HuLuc63轻链可变区
寡核苷酸    A
5′-TTTACGCGTCCACCATGGAGACACATTCTCAGGTCTTTGTATA-3′
寡核苷酸    B
5′-CATGTTGCTGTGGTTGTCTGGTGTTGAAGGAGACATTCAG-3′
寡核苷酸    C
5′-ATGACCCAGTCTCCTTCATCACTTTCCGCATCAGTAGGAG-3′
寡核苷酸    D
5′-ACAGAGTCACTATCACCTGCAAGGCCAGTCAGGATGTGGG-3′
寡核苷酸    E
5′-TATTGCTGTAGCCTGGTATCAACAGAAACCAGGGAAAGTA-3′
寡核苷酸    F
5′-CCTAAACTATTGATTTACTGGGCATCCACCCGGCACACTG-3′
寡核苷酸    G
5′-GAGTCCCTGATCGATTCTCAGGCAGTGGATCTGGGACAGA-3′
寡核苷酸    H
5′-TTTCACTCTCACCATTAGCTCACTACAGCCTGAAGACGTG-3
寡核苷酸    I
5′-GCAACTTATTACTGTCAGCAATATAGCAGCTATCCATACA-3′
寡核苷酸    J
5′-CGTTCGGACAGGGGACCAAGGTGGAAATCAAACGTAAGTG-3′
寡核苷酸    K
5′-TIITCTAGATTAGGAAAGTGCACTTACGTTTGAITTCCAC-3′
寡核苷酸    L
5′-CTTGGTCCCCTGTCCGAACGTGTATGGATAGCTGCTATAT-3′
寡核苷酸    M
5′-TGCTGACAGTAATAAGTTGCCACGTCTTCAGGCTGTAGTG-3′
寡核苷酸    N
5′-AGCTAATGGTGAGAGTGAAATCTGTCCCAGATCCACTGCC-3′
寡核苷酸    O
5′-TGAGAATCGATCAGGGACTCCAGTGTGCCGGGTGGATGCC-3′
寡核苷酸    P
5′-CAGTAAATCAATAGTTTAGGTACTTTCCCTGGITTCTGTT-3′
寡核苷酸    Q
5′-GATACCAGGCTACAGCAATACCCACATCCTGACTGGCCTT-3′
寡核苷酸    R
5′-GCAGGTGATAGTGACTCTGTCTCCTACTGATGCGGAAAGT-3′
寡核苷酸    S
5′-GATGAAGGAGACTGGGTCATCTGAATGTCTCCTTCAACAC-3′
寡核苷酸    T
5-CAGACAACCACAGCAACATGTATACAAAGACCTGAGAATG-3′

Claims (51)

1.抗体或其抗原结合片段,其中所述抗体结合CS1并抑制免疫球蛋白的分泌。
2.根据权利要求1的抗体或其抗原结合片段,其中所述抗体抑制白细胞的增殖。
3.根据权利要求1的抗体或其抗原结合片段,其中所述抗体抑制癌细胞的增殖。
4.根据权利要求1的抗体或其抗原结合片段,其中所述抗体引发对表达CS1的细胞的细胞毒性效应或者增强免疫细胞介导的细胞毒性。
5.权利要求4的抗体或抗原结合片段,其中所述抗体引发表达CS1的细胞的ADCC介导的细胞毒性。
6.根据权利要求1的抗体或抗原结合片段,其中所述抗体与具有ATCC登录号PTA-5091的杂交瘤细胞系产生的抗体或者Luc63抗体结合基本上一致的表位。
7.根据权利要求1的抗体或抗原结合片段,其中所述抗体由具有ATCC登录号PTA-5091的杂交瘤细胞系产生。
8.根据权利要求1的抗体或抗原结合片段,其中所述抗体由表达Luc63抗体的杂交瘤细胞系产生。
9.根据权利要求1的抗体,其中所述的抗体是单克隆抗体。
10.根据权利要求9的抗体,其中所述单克隆抗体是嵌合抗体、人源化抗体或完全的人抗体。
11.根据权利要求1的抗体,其中所述的抗体与细胞毒性剂偶联。
12.抗体或抗原结合片段,其中所述抗体与包含SEQ ID NOS:3-26中任意一个的氨基酸序列的抗体结合基本上一致的表位。
13.抗体或抗原结合片段,其中所述抗体包含SEQ ID NOS:3-26中任意一个的氨基酸序列。
14.根据权利要求13的抗体或抗原结合片段,其中所述抗体包含含有SEQ ID NO:3的氨基酸序列的重链可变区和含有SEQ ID NO:4的氨基酸序列的轻链可变区。
15.根据权利要求13的抗体或抗原结合片段,其中所述抗体包含含有SEQ ID NO:5的氨基酸序列的重链可变区和含有SEQ ID NO:6的氨基酸序列的轻链可变区。
16.根据权利要求13的抗体或抗原结合片段,其中所述抗体包含含有SEQ ID NO:7的氨基酸序列的重链可变区和含有SEQ ID NO:8的氨基酸序列的轻链可变区。
17.包含SEQ ID NO:9、10、11、15、16、17、21、22或23的氨基酸序列的抗体重链互补决定区(CDR)。
18.包含SEQ ID NO:12、13、14、18、19、20、24、25或26的氨基酸序列的抗体轻链互补决定区(CDR)。
19.抗体或者抗原结合片段,其中所述抗体包含SEQ ID NO:27-44中任意一个的氨基酸序列。
20.权利要求19的抗体或抗原结合片段,其中所述抗体包含含有SEQ ID NO:27的氨基酸序列的重链可变区和含有SEQ ID NO:28的氨基酸序列的轻链可变区。
21.抗体或抗原结合片段,其中所述重链可变区包含SEQ ID NO:33的CDR。
22.包含SEQ ID NO:29、30、31、32或33的氨基酸序列的抗体重链互补决定区(CDR)。
23.包含SEQ ID NO:34、35、36或37的氨基酸序列的抗体轻链互补决定区(CDR)。
24.包含可药用载体和根据权利要求1的抗体的药物组合物。
25.抑制表达CS-1细胞增殖的方法,其中所述方法包括使所述细胞与有效量的CS1拮抗剂相接触。
26.根据权利要求25的方法,其中所述的表达CS-1的细胞是浆细胞癌细胞。
27.根据权利要求26的方法,其中所述的浆细胞癌是选自多发性骨髓瘤、骨的骨髓瘤、髓外浆细胞瘤、巨球蛋白血症(包括瓦尔登斯特伦氏巨球蛋白血症)、重链疾病、原发性淀粉样变性病和意义未定的单克隆丙种球蛋白病。
28.根据权利要求25的方法,其中所述表达CS-1的细胞来自非浆细胞癌细胞。
29.根据权利要求28的方法,其中所述的非浆细胞癌是慢性淋巴细胞白血病。
30.根据权利要求25的方法,其中所述表达CS-1的细胞来自白细胞。
31.根据权利要求30的方法,其中所述白细胞是活化B细胞或T细胞。
32.根据权利要求31的方法,其中所述白细胞来自患有SLE的病人。
33.根据权利要求25的方法,其中所述拮抗剂抑制免疫球蛋白的分泌。
34.根据权利要求33的方法,其中所述免疫球蛋白是IgG或IgM。
35.根据权利要求34的方法,其中所述拮抗剂是与CS1直接作用的蛋白质。
36.根据权利要求25的方法,其中所述蛋白质是结合CS1的抗体或抗原结合片段。
37.根据权利要求36的方法,其中所述抗体是单克隆抗体。
38.根据权利要求37的万法,其中所述抗体是嵌合抗体、人源化抗体或完全的人抗体。
39.根据权利要求37的方法,其中所述抗体与细胞毒性剂偶联。
40.根据权利要求37的方法,其中所述抗体具有降低水平的岩藻糖或者经突变增加与FcγR受体的抗体亲和力。
41.根据权利要求37的方法,其中所述抗体是由具有ATCC登录号PTA-5091的杂交瘤细胞系产生的单克隆抗体。
42.根据权利要求37的方法,其中所述抗体是由表达Luc63的杂交瘤细胞系产生的单克隆抗体。
43.根据权利要求25的方法,其中所述的拮抗剂抑制CS1的蛋白质表达。
44.根据权利要求25的方法,其中所述的拮抗剂是编码CS1或其部分的核酸序列的反义核酸。
45.抑制免疫球蛋白分泌的方法,其中所述方法包括施用特异结合SEQ ID NO:2所编码多肽的拮抗剂。
46.治疗患有浆细胞癌个体的方法,其中所述方法包括施用特异结合SEQ ID NO:2所编码多肽的拮抗剂。
47.根据权利要求46的方法,其中所述拮抗剂是权利要求1的抗体。
48.根据权利要求46的方法,其中所述抗体具有降低水平的岩藻糖或者经突变增加与FcγR受体的抗体亲和力。
49.根据权利要求46的方法,其中所述浆细胞癌是骨髓瘤或多发性骨髓瘤。
50.治疗患有炎性肠病个体的方法,其中所述方法包括施用特异结合SEQ ID NO:2所编码多肽的拮抗剂。
51.用于增加权利要求1的抗体的ADCC活性的方法,其中所述抗体具有降低水平的岩藻糖或者经突变增加与FcγR受体的抗体亲和力。
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