TW202409098A - 一種新型ＩＬ—１５Ｒ ａｌｐｈａ Ｆｃ融合蛋白及其使用 - Google Patents

一種新型ＩＬ—１５Ｒ ａｌｐｈａ Ｆｃ融合蛋白及其使用 Download PDF

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Abstract

本發明關於IL-15Rα和Fc融合蛋白，IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，以及編碼任何所述融合蛋白或所述異二聚體蛋白的分離的核酸分子，包含所述核酸分子的載體和宿主細胞，組合物，試劑盒，以及包含任何所述融合蛋白或所述異二聚體蛋白的製品，及其製備和使用方法。

Description

一種新型IL-15R　alpha　Fc融合蛋白及其使用
本發明關於IL-15Rα (alpha)和Fc融合蛋白，IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，包括可活化的IL-15前藥，及其製備和使用方法。本申請還涉及所述可活化前藥的裂解產物及其使用方法。
細胞因數是有效的免疫激動劑，因此被認為是非常有前途的腫瘤治療劑。例如，目前正在研究白細胞介素-15（IL-15）的抗腫瘤活性並已用於人類治療。
IL-15是四個α-螺旋束家族的成員，分子量14-15kDa，具有114個氨基酸（Fehniger TA, Caligiuri MA. Interleukin 15: biology and relevance to human disease. Blood. 2001; 97:14-32），由單核吞噬細胞和其他免疫系統細胞產生。IL-15對自然殺傷細胞（NK）、自然殺傷T細胞（NKT）和記憶性CD8+ T細胞的發育和功能至關重要。
然而，細胞因數的治療窗口很窄，且血清半衰期短。因此，細胞因數的治療性給藥會產生不期望的全身效應和毒性。由於需要在細胞因數的預期作用部位（例如，腫瘤）施用大量細胞因數才能達到所需的細胞因數水準，因此加劇了上述問題。急需尋找一種延長IL-15體內半衰期，促進、降低其副作用和毒性或增強IL-15體內生物活性的方法。
最近，有研究發現IL-15及其受體IL-15Rα形成的複合物可顯著增強IL-15的生物活性。研究表明，在刺激記憶CD8+ T淋巴細胞和NT/NKT細胞增殖方面，IL-15和可溶的IL-15Rα形成的複合物明顯優於單獨的IL-15。在刺激記憶CD8+ T細胞增殖和保持存活方面，IL-15/IL-l5Rα複合物強於單獨的IL-15。該機制可能與順式呈遞（cis presentation）有關。
儘管研究者一直致力於與IL-15免疫治療相關的研究，包括IL-15和Fc融合蛋白，IL-15Rα和IL-15融合蛋白或IL-15、IL-15Rα和Fc異二聚體蛋白，但由於IL-15具有體內半衰期短，容易引起全身免疫副作用的缺點，仍需要提高IL-15在體內的生物活性。
令人驚訝的是，發明人發現Fc結構域與IL-15Rα_sushi之間的 接頭的長度在一定程度上影響IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白的生物活性，基於此提供本申請。
本申請涉及IL-15Rα和Fc融合蛋白，IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，包括可活化的IL-15前藥，及其製備和使用方法。本申請的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白表現出優異的活性、穩定性、延長的體內半衰期。
本申請一方面提供分離的融合蛋白，其中所述融合蛋白包含：IL-15Rα或其功能片段，其通過肽接頭與Fc結構域連接。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白，其中所述肽接頭包含3至40個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭包含3至25個氨基酸殘基。在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白，其中所述肽接頭包含20至25個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭包含25個氨基酸殘基。
在一些實施例中，所述肽接頭富含G和S氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭由G和S氨基酸殘基組成。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域的N-末端或C-末端連接。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白，其中所述融合蛋白進一步包含IL-15細胞因數。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白，其中所述IL-15細胞因數與Fc結構域的N-末端或C-末端連接。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白，其中所述IL-15細胞因數與IL-15Rα或其功能片段的N-末端或C-末端連接。
本申請另一方面提供分離的異二聚體蛋白，其包含兩條多肽鏈，其中一條多肽鏈包含本文所述的任一項融合蛋白，另一條多肽鏈包含IL-15細胞因數和/或Fc結構域。
在一些實施例中，本文提供的分離的異二聚體蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段和IL-15細胞因數與Fc結構域的N-末端或C-末端連接。
在一些實施例中，本文提供的分離的異二聚體蛋白，其中所述Fc結構域選自由人IgG1 Fc結構域、人IgG2 Fc結構域、人IgG3 Fc結構域、人IgG4 Fc結構域、IgA Fc結構域、IgD Fc結構域、IgE Fc結構域和 IgM Fc結構域組成的組中；可選地，所述Fc結構域是人IgG1 Fc結構域。
在一些實施例中，本文提供的分離的異二聚體蛋白，其中所述Fc結構域是具有L234A和L235A突變的人IgG1 Fc結構域，所述突變位元點根據EU編號系統編號。
在一些實施例中，本文提供的分離的異二聚體蛋白，其中所述Fc結構域包含杵-臼（knobs-into-holes）突變（Fc杵（knob）和Fc臼（hole））。
在一些實施例中，本文提供的分離的異二聚體蛋白，其中所述Fc杵（knob）與IL-15細胞因數連接，以及所述Fc臼（hole）與IL-15Rα或其功能片段連接；或者，所述Fc杵（knob）與IL-15Rα或其功能片段連接，以及所述Fc臼（hole）與IL-15細胞因數連接。
在一些實施例中，本文提供的分離的異二聚體蛋白，其中所述Fc杵（knob）在Fc結構域包含T366W突變，以及所述Fc臼（hole）在Fc結構域包含T366S、L368A和Y407V突變，所述突變位元點根據EU編號系統編號。
在一些實施例中，本文提供的分離的異二聚體蛋白，其中所述Fc杵（knob）進一步包含S354C突變，以及所述Fc臼（hole）進一步包含Y349C突變，所述突變位元點根據EU編號系統編號。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段選自IL-15Rα的胞外域或sushi結構域或功能類似物。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段包含SEQ ID NOs: 9-11中任一所示的氨基酸序列，或其變體，所述變體與SEQ ID NOs: 9-11中任一所示的氨基酸序列具有至少90%（例如，至少91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白，其中所述IL-15細胞因數包含SEQ ID NOs: 7-8中任一所示的氨基酸序列，或其變體，所述變體與SEQ ID NOs: 7-8中任一所示的氨基酸序列具有至少90%（例如，至少91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白，其中所述肽接頭包含SEQ ID NOs: 1-5中任一所示的氨基酸序列，或其變體，所述變體與SEQ ID NOs: 1-5中任一所示的氨基酸序列具有至少90%（例如，至少91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白，其中所述分離的融合蛋白或異二聚體蛋白進一步包含可裂解部分（CM）和掩蔽多肽（MP），以及其中所述掩蔽多肽（MP）與融合蛋白或異二聚體蛋白通過所述可裂解部分（CM）連接。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白，其中所述掩蔽多肽（MP）包含SEQ ID NOs: 14-15中任一所示的氨基酸序列，或其變體，所述變體與SEQ ID NOs: 14-15中任一所示的氨基酸序列具有至少90%（例如，至少91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白，其中所述可裂解部分（CM）包含氨基酸序列SEQ ID NO: 6，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 6具有至少90%（例如，至少91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白包含兩條多肽鏈，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 16，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 16具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 17，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 17具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白包含兩條多肽鏈，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 16，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 16具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 18，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 18具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白包含兩條多肽鏈，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 19，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 19具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 20，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 20具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白包含兩條多肽鏈，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 19，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 19具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 18，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 18具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白包含兩條多肽鏈，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 21，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 21具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 22，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 22具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白包含兩條多肽鏈，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 23，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 23具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 22，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 22具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的分離的融合蛋白或異二聚體蛋白包含兩條多肽鏈，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 24，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 24具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 22，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 22具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
本申請另一方面提供提高任何融合蛋白或異二聚體蛋白的活性的方法，所述融合蛋白或異二聚體蛋白包含IL-15Rα或其功能片段和Fc結構域，其包括將連接IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域的肽接頭設置為多於15且少於40個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭包含20至25個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭包含25個氨基酸殘基。
同時提供編碼本文所述的任何融合蛋白或異二聚體蛋白的分離的核酸分子，包含所述核酸分子的載體，包含所述核酸或載體的宿主細胞（例如，CHO細胞、HEK 293細胞、Hela細胞或COS細胞），組合物（例如，藥物組合物），試劑盒以及包含本文所述的任何融合蛋白或異二聚體蛋白的製品。還提供使用本文提供的任何融合蛋白或異二聚體蛋白或其藥物組合物用於個體（例如，人類）治療疾病（例如，腫瘤）的方法。
[序列表]
本發明要求2022年8月5日提交的美國臨時申請63/370,605；2022年8月5日提交的美國臨時申請63/370,606；2022年8月5日提交的美國臨時申請63/370,607；以及2022年12月30日提交的美國臨時申請63/477,993的優先權，其每個的內容以其整體通過引用併入本文中。電子序列表的內容（一種新型IL-15R alpha Fc融合蛋白及其使用 SEQ.xml；大小：25KB；建立日期：2022年8月5日）以其整體通過引用併入本文中。
本文公開了IL-15Rα和Fc融合蛋白，IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，包括可活化的IL-15前藥。所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白具有長半衰期和更好的活性。所述前藥克服了嚴重限制IL-15細胞因數臨床應用的毒性問題。 [定義]
除非上下文另有明確說明，實施本發明將採用本領域技術範圍內的病毒學、免疫學、微生物學、分子生物學和重組DNA技術的常規方法，上述的多種方法將在下文詳述以供說明。此類技術在文獻中有充分解釋。參見，例如，Current Protocols in Molecular Biology or Current Protocols in Immunology, John Wiley & Sons, New York, N.Y. (2009)；Ausubel et al., Short Protocols in Molecular Biology, 3rd ed., John Wiley & Sons, 1995；Sambrook and Russell, Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3rd Edition, 2001)；Maniatis et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (1982)；DNA Cloning: A Practical Approach, vol. I&II (D. Glover, ed.)；Oligonucleotide Synthesis (N. Gait, ed., 1984)；Nucleic Acid Hybridization (B. Hames & S. Higgins, eds., 1985)；Transcription and Translation (B. Hames & S. Higgins, eds., 1984)；Animal Cell Culture (R. Freshney, ed., 1986)；Perbal, A Practical Guide to Molecular Cloning (1984)和其他相似參考資料。
如本文所述，“治療（treatment）”或“治療（treating）”是一種獲得有益的或期望的結果的方法，包括臨床結果。鑒於本申請的目的，所述有益的或期望的結果包括臨床結果，但不限於以下一種或多種：緩解由疾病引起的一種或多種症狀，減輕疾病程度，穩定疾病（例如，預防或延緩疾病惡化），預防或延緩疾病的擴散，預防或延緩疾病復發，延緩或減緩疾病進展，改善疾病狀態，緩解疾病（部分或全部），減少治療疾病所需的一種或多種其他藥物的劑量，延緩疾病進展，改善或提高生活品質，和/或延長生存期。同時，“治療”還包括疾病病理結果的減少。本申請的方法考慮了這些治療的任何一個或多個方面。例如，如果一個或多個與該疾病相關的症狀得到緩解或消除，包括但不限於減少該疾病引起的症狀，提高患有該疾病的該患者的生活品質，減少治療疾病所需的其他藥物的劑量，和/或延長個體的生存期，則認為該患者被成功“治療”。
術語“預防（prevent）”和類似的詞語，如“預防（prevented）”、“預防（preventing）”等表示預防、抑制或降低疾病或病症發生或復發的可能性的方法。它還指延緩疾病或病症的發生或復發或延緩疾病或病症的症狀的發生或復發。如本文所述，“預防”和類似詞語還包括在疾病或病症復發之前降低疾病或病症的強度、影響、症狀和/或負擔。
如本文所述，“延緩”疾病的發展表示推遲、阻礙、減緩、減慢、穩定和/或延遲疾病的發展。根據疾病史和/或接受治療的個體不同，延緩的時間可能不同。一種“延緩”疾病發展的方法是指與不使用該方法相比，在給定時間範圍內降低疾病發展概率和/或在給定時間範圍內降低疾病程度的方法。這種比較通常基於臨床研究，使用統計上顯著的個體數。
如本文所述，術語“有效量”是指足以治療特定紊亂、病症或疾病的藥物量或藥物組合物量，如改善、減輕、減弱和/或延緩一個或多個症狀。在一些實施例中，有效量是足以延緩疾病發展的量。在一些實施例中，有效量是足以預防或延緩疾病發生或復發的量。有效量可以在一次或多次施用中給藥。在疾病為例如癌症的情況下，有效量可以是足以延緩癌症發生或進展（例如，降低腫瘤生長速率和/或延緩或預防腫瘤血管生成、轉移或癌細胞向外周器官浸潤）、減少上皮樣細胞的數量、引起癌症消退（例如，縮小或根除腫瘤），和/或預防或延緩癌症的發生或復發的量。有效量可以在一次或多次施用中給藥。
如本文所述，“個體”或“主體”是指哺乳動物，包括但不限於人類、牛、馬、貓、狗、齧齒動物或靈長類動物。在一些實施例中，所述個體是人類。
抗體是基於它們重鏈恆定區的氨基酸序列進行分類或分型的。抗體的五種主要類別或同種型是IgA、IgD、IgE、IgG和IgM，其特徵在於分別具有α、δ、ε、γ和μ型重鏈。幾種主要的抗體類別被分為亞類，如IgG1（γ1重鏈）、IgG2（γ2重鏈）、IgG3（γ3重鏈）、IgG4（γ4重鏈）、IgA1（α1重鏈n）或IgA2（α2重鏈）。
如本文所述，術語“Fc”、“Fc區”、“片段結晶區”、“Fc結構域”或“Fc部分（Fc moiety）”用於定義免疫球蛋白重鏈的C端區域，包括天然序列Fc區和變體Fc區。儘管免疫球蛋白重鏈Fc區的邊界可能不同，但人類IgG重鏈Fc區通常定義為從Cys226位置的氨基酸殘基或從Pro230開始，延伸至其羧末端。Fc區的C-末端賴氨酸（根據EU編號系統為447殘基）可能被移除，例如，在蛋白質的生產或純化過程中，或通過重組工程編碼蛋白質的核酸而移除。用於本文所述構建體的合適的天然序列Fc區包括人類IgG1、IgG2（IgG2A、IgG2B）、IgG3和IgG4。
如本文所述，術語IgG“亞型”或“亞類”是指通過恆定結構域的化學和抗原特性定義的免疫球蛋白的任何亞類。免疫球蛋白主要分為五大類：IgA、IgD、IgE、IgG和IgM，並且其中多個可進一步分為亞類（亞型），例如IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1和IgA2。與不同免疫球蛋白類別相對應的的重鏈恆定結構域分別稱為α、γ、ɛ、γ和µ。不同類別免疫球蛋白的亞單位結構和三維構型已眾所周知，並在Abbas等人的《細胞和分子免疫學》第四版（W.B.Saunders，Co., 2000）中進行了詳述。
“Fc受體”或“FcR”描述了與包含Fc的結構（例如，抗體或包含Fc結構域的蛋白，後文簡稱Fc融合蛋白）中的Fc區結合的受體。首選的FcR是人類FcR天然序列。此外，首選的FcR是一種結合IgG抗體（一種 γ 受體）的FcR，包括FcγRI、FcγRII和 FcγRIII等受體亞類，以及這些受體的等位基因變體和可變剪接形式。FcγRII受體包括FcγRIIA（一種“啟動受體”）和FcγRIIB（一種“抑制受體”），它們具有相似的氨基酸序列，主要在胞質結構域有所不同。啟動受體FcγRIIA在其胞質結構域中包含免疫受體酪氨酸活化基序（ITAM）。抑制受體FcγRIIB在其胞質結構域中包含免疫受體酪氨酸抑制基序（ITIM）（見於M. Daëron, Annu. Rev. Immunol.15:203-234 (1997)）。在Ravetch and Kinet, Annu. Rev. Immunol9:457-92 (1991)；Capel et al., Immunomethods 4:25-34 (1994)和de Haas et al., J. Lab. Clin. Med. 126:330-41 (1995)中對FcRs進行了描述。本文中術語“FcR”涵蓋其他FcRs，包括將來鑒定的FcRs。
術語“Fc受體”或“FcR”還包括新生兒受體FcRn，負責將母體IgG轉運給胎兒。Guyer et al., J. Immunol.117: 587 (1976)和Kim et al., J. Immunol. 24: 249 (1994)。測定與FcRn結合的方法已眾所周知（參見Ghetie and Ward, Immunol. Today18: (12): 592-8 (1997)；Ghetie et al., Nature Biotechnology15 (7): 637-40 (1997)；Hinton et al., J. Biol. Chem.279 (8): 6213-6 (2004)；WO 2004/92219 (Hinton et al.)）。可以測定人類FcRn高親和力結合多肽在體內和血清中與FcRn結合的半衰期，例如，在表達人類FcRn的轉基因小鼠或轉染的人類細胞系中，或在施用具有變體Fc區的多肽的靈長類動物中。WO 2004/42072 (Presta) 詳述了增強或減弱與FcRs結合的抗體變體。參見Shield et al., J. Biol. Chem.9(2): 6591-6604 (2001)。
“抗體效應功能”是指那些由包含Fc的結構（例如，抗體或Fc融合蛋白）中的Fc區（天然序列Fc區或氨基酸序列變體Fc區）引起的生物活性，並隨Fc亞型改變。抗體效應功能的示例包括：C1q結合和補體依賴的細胞毒作用（CDC）；Fc受體結合；抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用（ADCC）；吞噬作用；細胞表面受體的下調（例如，B細胞受體）和B細胞活化。“減少或最小化”抗體效應功能表示與野生型或未經修飾的包含Fc的結構（例如，抗體或Fc融合蛋白）相比，減少至少50%（或者60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）。測定抗體效應功能可由本領域普通技術人員輕而易舉地測定和測量。在較佳實施例中，補體結合、補體依賴的細胞毒性和抗體依賴的細胞毒性的抗體效應功能會受到影響。在一些實施例中，通過恆定結構域中的突變消除糖基化來消除效應功能，例如，“無效應功能突變”。在一些實施例中，無效應功能突變體是在C H2區的N297A或DANA突變（D265A+N297A）。Shields et al., J. Biol. Chem.276 (9): 6591-6604 (2001)。另外，導致效應功能降低或消除的其他突變包括：K322A和L234A/L235A（LALA）。另外，可以通過生產技術減少或消除效應功能，如在不進行糖基化的宿主細胞中（例如，大腸桿菌）或導致糖基化模式改變的宿主細胞中表達，所述糖基化模式改變在促進效應功能方面無效或效果較小（例如，Shinkaw et al., J. Biol. Chem. 278(5): 3466-3473 (2003)）。
“抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用”或“ADCC”是一種細胞毒性形式，指分泌型的Ig與存在於某些細胞毒性細胞（例如自然殺傷細胞（NK）、中性粒細胞和巨噬細胞）上的Fc受體（FcRs）結合，使這些細胞毒性效應細胞能夠特異性結合攜帶抗原的靶細胞，隨後使用細胞毒素殺死靶細胞。抗體“武裝”細胞毒性細胞並且是這種殺傷所必需的。介導ADCC的主要細胞類型中，NK細胞只表達FcγRIII，而單核細胞表達FcγRI、FcγRII和FcγRIII。在Ravetch and Kinet, Annu. Rev. Immunol9:457-92 (1991) 第464頁的Table 2中總結了在造血細胞上Fc的表達。評估目標分子的ADCC活性，可以進行體外ADCC實驗，在美國專利No. 5,500,362或5,821,337中進行了描述。適用於此類實驗的效應細胞包括外周血單核細胞（PBMC）和自然殺傷性細胞（NK）。可選地，或者此外，目標分子的ADCC活性也可以在體內進行評估，例如在如Clynes et al. PNAS (USA)95:652-656 (1998) 中所公開的動物模型中進行了描述。
“補體依賴的細胞毒作用”或“CDC”是指在補體存在的情況下裂解靶細胞。經典的補體途徑的啟動是由補體系統第一組分（C1q）與結合同源抗原的抗體（具有適宜結構的亞類）相結合而啟動的。為了評估補體啟動，可以進行CDC實驗，如Gazzano-Santoro et al., J. Immunol. Methods202:163 (1996)中所描述的。在美國專利No.6,194,551B1和WO 99/51642中描述了具有改變的Fc區氨基酸序列並增加或降低的C1q結合能力的多肽變體。這些專利出版物的內容通過引用明確地併入本文中。另見Idusogie et al. J. Immunol.164: 4178-4184 (2000)。
如本文所述，術語“特異性結合”、“特異性識別”或“特異性用於”是指可測量和可再現的相互作用，如配體和受體之間的結合，當存在包括生物分子在內的異質分子群的情況下可確定配體的存在。例如，與受體特異性結合的配體，與結合其他受體相比時，在結合目標受體時具有更大的親和性、親和力、更容易和/或持續時間更長。在一些實施例中，通過例如放射免疫分析法（RIA）進行測定，配體與無關受體的結合程度小於配體與目標受體結合程度的10%。在一些實施例中，特異性結合靶受體的配體的平衡解離常數（Kd）≤10 -5M、≤10 -6M、≤10 -7M、≤10 -8M、≤10 -9M、≤10 -10M、≤10 -11M或≤10 -12M。在一些實施例中，配體特異性結合在不同物種中保守的受體。在一些實施例中，特異性結合可以包括但不要求排他性結合。可利用本領域已知的方法通過實驗確定配體的結合特異性。如包括但不限於Western blots、ELISA-、RIA-、ECL-、IRMA-、EIA-、BIACORE TM-測試和肽掃描。
本文所述“氨基酸”以其最廣泛的定義使用，即包括天然存在的氨基酸，也包括非天然存在的氨基酸，包括氨基酸的類似物和衍生物。後者包括含有氨基酸部分的分子。根據這一寬泛的定義，本領域的技術人員會發現，本文所述氨基酸包括，例如，形成蛋白質的天然L-氨基酸；D-氨基酸；化學修飾的氨基酸，如氨基酸類似物和衍生物；不形成蛋白質的天然氨基酸，如正亮氨酸、β-丙氨酸、鳥氨酸、GABA等；以及本領域已知的具有氨基酸特徵的化學合成的化合物。如本文所述，術語“蛋白質形成”是指可以通過代謝途徑合成細胞的肽、多肽或蛋白質的氨基酸。
如本文所述，當提及蛋白酶（例如，金屬蛋白酶）時，術語“底物”是指蛋白酶（例如，金屬蛋白酶）作用的任何材料或物質。所述材料或物質可以是，例如，天然或非天然存在的有機化合物或大分子，如多肽或擬肽。在一些實施例中，金屬蛋白酶底物與一種或多種金屬蛋白酶特異性相互作用，並被金屬蛋白酶切割。金屬蛋白酶利用適當的條件在實驗的時間範圍內切割底物的至少一個分子。在一些實施方案中， 10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或100%的底物可以被金屬蛋白酶切割。
術語“功能類似物”是指與對照分子具有相同生物特異性（例如，與相同配體結合）和/或活性（例如，啟動或抑制靶細胞）的分子。
術語“前藥”是指在體內被啟動之前不具有活性的治療分子。
術語“調節”包括“增加”、“增強”或“刺激”以及“減少”或“降低”，通常相對於對照組在統計學或生理學上具有顯著的數量或程度。
術語“變體”相對於對照多肽或多核苷酸包含一個或多個取代、添加、缺失和/或插入。如本文所述，多肽或多核苷酸的變體包含與對照序列具有至少約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或更多序列同一性或相似性或同源性的氨基酸或核苷酸序列，並且基本上保留對照序列的活性。還包括通過添加、缺失、插入或取代1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150或更多氨基酸或核苷酸的組成或不同於對照序列的序列，並且基本上保留對照序列的至少一種活性。在某些實施例中，添加或缺失包括C-末端和/或N-末端添加和/或缺失。
術語“野生型”是指在群體中最常觀察到的基因或基因產物（例如，多肽），因此被設定為基因的“正常”或“野生型“形式。
術語“連接的”包括共價連接的或非共價連接的，是指第一部分，例如第一氨基酸序列或核苷酸序列，與第二部分，例如第二氨基酸序列或核酸序列分別共價或非共價連接。第一部分可以與第二部分直接連接或相互鄰接（以下簡稱直接連接，例如，就多肽而言，通過肽鍵），或者，可選地，利用插入部分（例如，肽接頭）將第一部分與第二部分連接（以下簡稱間接連接），可以表述為第一部分通過插入部分與第二部分連接。就多肽或蛋白質而言，術語“連接的”不僅包括在第一部分（或第二部分）的C-末端和/或N-末端的連接，還包括整個第一部分（或第二部分）與第二部分（或第一部分）中的任何位置（例如，不位於末端的氨基酸殘基）的連接。一方面，第一部分通過肽鍵或接頭與第二部分連接。在一些實施例中，第一部分可以通過磷酸二酯鍵或接頭與第二部分連接。在一些實施例中，術語“接頭”是指連接兩個部分的分子（包括但不限於未修飾或修飾的核酸或氨基酸）或分子團（例如，2或更多，例如，2、3、4、10、30、50、100或更多）或任何化學基團，如兩個多肽。
如本文所述，“共價鍵”是指兩個原子之間通過共用一個或多個電子形成的穩定鍵。共價鍵的示例包括但不限於肽鍵和二硫鍵。如本文所述，“肽鍵”是指氨基酸的羧基與相鄰氨基酸的胺基之間形成的共價鍵。如本文所述，“二硫鍵”是指兩個硫原子之間形成的共價鍵，如兩個Fc片段通過一個或多個二硫鍵結合。兩個片段之間的一個或多個二硫鍵可能通過連接兩個片段中的硫醇基形成。在一些實施例中，兩個Fc片段的一個或多個半胱氨酸之間可能形成一個或多個二硫鍵。氧化兩個硫醇基可形成二硫鍵。在一些實施例中，共價連接是由共價鍵直接連接而成的。在一些實施例中，共價連接由肽鍵或二硫鍵直接連接。
當提及兩個多肽序列時，術語“融合的”或“融合”是指通過主鏈肽鍵將兩個多肽片段連接。兩種多肽可以直接融合或通過包含一個或多個氨基酸的肽接頭融合。融合蛋白是包含源自不同或異源蛋白質或肽的兩個或多個區域的多肽。使用酶切和連接來自所需序列的片段的常規技術製備融合蛋白。合成寡核苷酸的PCR技術可用於製備和/或擴增所需片段。代表所需序列的重疊合成寡核苷酸也可用於製備編碼融合蛋白的DNA構建體。融合蛋白可包含多個序列，包括前導（或訊號肽）序列、接頭序列、亮氨酸拉鍊序列或其他形成寡聚物的序列，以及編碼高抗原性部分的序列，這些高抗原性部分使得可以方便地純化或快速檢測融合蛋白。融合蛋白可以通過重組技術由編碼序列製備，所述編碼序列含有融合蛋白中兩個組分的編碼序列，在兩者之間可以具有或不具有肽接頭。在一些實施例中，融合包括化學結合。
半抑制濃度（IC 50）是對物質（例如，配體）在抑制特定生物或生化功能中的有效性的度量。它表示需要多少特定藥物或其它物質（抑制劑，例如，配體）能將給定的生物過程抑制一半。數值通常表示為莫耳濃度。IC 50與激動劑藥物或其它物質（例如，配體）的“EC 50”相當。EC 50也代表在體內獲得最大效應的50%所需的血漿濃度。如本文所用，“IC 50”用於表示在體外中和50%的受體生物活性所需配體的有效濃度。可通過生物測量測定IC 50或EC 50，如通過FACS分析（競爭結合試驗）抑制配體結合、基於細胞的細胞因數釋放試驗或放大發光的均相酶聯免疫試驗（AlphaLISA）。
肽或多肽序列的“氨基酸序列同一性百分比（%）”和“同源性”定義為候選序列中與特定多肽或多肽序列中相同氨基酸殘基所占的百分比，在序列比對並引入間隙（如果必要）後以實現序列同一性百分比的最大化，並且不考慮任何保守替換作為序列同一性的一部分。為了確定氨基酸序列同一性百分比，可以通過本領域技術範圍內的多種比對方式，例如，使用如BLAST、BLAST-2、ALIGN、MEGALIGN™ (DNASTAR)軟體等可公開獲得的電腦軟體。本領域技術人員可以確定用於測量比對的合適參數，包括在所比較的序列的全長上實現最大比對所需的任何演算法。
如本文所述，多肽的“C-末端”是指該多肽的最後一個氨基酸殘基，該殘基賦予其胺基以與其相鄰氨基酸殘基的羧基形成肽鍵。如本文所述，多肽的“N-末端”是指該多肽的第一個氨基酸，該殘基賦予其羧基以與其相鄰氨基酸殘基的胺基形成肽鍵。
如本文所述，術語“部分（moiety）”是指分子中在該分子內具有不同功能的部分，並且該功能可以由該部分在另一分子中行使。部分可以是具有特定功能的化學實體，或具有特定功能的生物分子的一部分。
如本文所述，術語“多肽”、“肽”和“蛋白質”在本文中可互換使用，是指任何長度的氨基酸的聚合物。聚合物可以是直鏈或支鏈的，可以包括修飾的氨基酸，並且可以被非氨基酸中斷。該術語還包括已經被修飾的氨基酸聚合物，例如，通過二硫鍵形成、糖基化、脂質化、乙醯化、磷酸化或任何其他操作，如與標記組分偶聯。如本文所述，術語“氨基酸”是指天然和/或非天然或合成的氨基酸，包括但不限於甘氨酸和D或L光學異構體，以及氨基酸類似物和擬肽。標準的單字母或三字母縮寫用於表示氨基酸。
“分離的”多肽是指一種已從其生產環境（例如，天然或重組）的組分中鑒定、分離和/或回收的多肽。較佳地，所分離的多肽與其生產環境中的所有其它成分沒有關聯。生產環境的污染成分，如重組轉染細胞產生的污染成分，通常會干擾多肽的研究、診斷或治療，並且可能包括酶、激素和其它蛋白溶質或非蛋白溶質。在一些實施例中，多肽將被純化至：(1) 按重量計算，多肽含量大於95%，如通過Lowry法確定，在一些實施例中，按重量計算，多肽含量大於99%；(2) 通過使用旋杯測序儀達到足以獲得至少15個N端殘基或內部氨基酸序列的程度；或(3) 通過SDS-PAGE在非還原性或還原性條件下使用考馬斯藍或較佳為銀染色達到同質性。分離的多肽包括在重組細胞內的原位多肽，因為多肽天然環境中的至少一個要素是不存在的。然而，通常情況下，一個分離的多肽至少要經過一個純化步驟。
如本文所述，術語“多核苷酸”、“核酸”、“核苷酸”和“寡核苷酸”可互換使用。它們是指任何長度的核苷酸的聚合形式，去氧核糖核苷酸或核糖核苷酸或其類似物。多核苷酸可以具有任何三維結構，並且可以執行任何已知或未知的功能。以下是多核苷酸的非限制性實例：基因或基因片段的編碼或非編碼區、由連鎖分析定義的基因座（loci，基因座（locus））、外顯子、內含子、信使RNA（mRNA）、轉移RNA、核糖體RNA、核酶、cDNA、重組多核苷酸、支鏈多核苷酸、質粒、載體、任何序列的分離的DNA、任何序列的分離的RNA、核酸探針和引物。多核苷酸可以包括修飾的核苷酸，如甲基化的核苷酸和核苷酸類似物。如果存在，可以在聚合物組裝之前或之後對核苷酸結構進行修飾。核苷酸序列可以被非核苷酸組分中斷。多核苷酸可以在聚合後進一步修飾，如通過與標記組分結合。
編碼構建體（如本文所述的掩蔽多肽）的“分離的”核酸分子為一種從至少含一種雜質核酸分子中鑒定和分離出來的核酸分子，所述雜質核酸分子通常與生產它的環境有關。較佳地，所述分離的核酸與其生產環境中的所有成分沒有關聯。如本文所述的編碼多肽的分離的核酸分子是以一種並非它在自然界中發現時的形式或形態存在。因此，分離的核酸分子不同於天然存在於細胞中的編碼本文所述多肽的核酸。一種分離的核酸包括含有該核酸分子的細胞中所含的核酸分子，但該核酸分子存在於染色體外或與其自然染色體位置不同的染色體位置上。
術語“控制序列”是指在特定宿主生物體中表達可操作連接編碼序列所必需的DNA序列。適合原核生物的控制序列，例如，包括啟動子，可選地，操作序列和核糖體結合位點。已知真核細胞利用啟動子、多聚腺苷酸化訊號和增強子。
當核酸與另一個核酸序列建立功能性關係時，所述核酸即為“可操作地連接”。例如，如果前序列或分泌先導物的DNA作為參與多肽分泌的前蛋白表達，則所述DNA可操作連接到多肽的DNA；如果啟動子或增強子影響序列的轉錄，則所述啟動子或增強子可操作連接到編碼序列；或如果核糖體結合位點處在便於翻譯的位置，則所述核糖體結合位點可操作連接到編碼序列。一般來說，“可操作連接”意味著連接的DNA序列是連續的，並且，對於分泌先導物，其不僅是連續的並且處於讀取階段（reading phase）。然而，增強子不必是連續的。連接是通過在適宜的限制性位點進行連接來完成的。如果不存在此類位點，則按照常規做法使用合成的寡核苷酸適配體或接頭。
如本文所述，術語“載體”是指一種核酸分子能夠擴增與其連接的另一核酸分子。該術語包括作為自我複製核酸結構的載體以及被引入已知宿主細胞基因組的載體。某些載體能夠指導與之連接的核酸表達。在本文中稱此類載體為“表達載體”。
如本文所述，術語“轉染”或“轉化”或“轉導”是指外源核酸轉移或引入宿主細胞的過程。“轉染的”或“轉化的”或“轉導的”細胞是用外源核酸轉染、轉化或轉導的細胞。所述細胞包括原代受試細胞及其子代。
術語“宿主細胞”、“宿主細胞系”和“宿主細胞培養”可互換使用，指已引入外源核酸的細胞，包括此類細胞的子代。宿主細胞包括“轉化體”和“轉化細胞”，其中包括原代轉化細胞和由此產生的子代，而不考慮傳代次數。子代在核酸上可能與母細胞不完全相同，可能含有突變。本文包括在原始轉化細胞中篩選或選擇與其具有相同功能或生物活性的突變子代。
術語“藥物製劑”或“藥物組合物”是指一種製劑，所述製劑為使活性成分的生物活性有效的形式，並且不包含對施用所述製劑的受試者具有不可接受毒性的額外成分。這種製劑是無菌的。“無菌”製劑是無菌的或不含任何活的微生物及其孢子。
本文所述的本申請的實施例應理解為包含“由……組成”和/或“基本上由……組成”的實施例。
本文中提及“約”為一個數值或參數，包含（和描述）針對該值或參數本身的變體。例如，涉及“約X”的描述，包括“X”的描述。
如本文所述，提及“不是（not）”一個數值或參數，通常表示並描述“除了（other than）”某一數值或參數之外。例如，該方法不能用於治療X型疾病，意味著該方法通常用於治療除X型疾病之外的其他類型。
如本文所述，術語“約X-Y”與“約X到約Y”意思相同。 除非上下文另有明確說明，本文和所述請求項中所採用的單數形式“一（a）”，“一個”和“該（the）”包括複數物件。 [IL-15Rα或其功能片段（S）]
根據本申請的IL-15Rα或其功能片段可以是任何種類的IL-15Rα或其功能片段。
在一些實施例中，所述IL-15Rα或其功能片段選自人IL-15Rα的胞外域或sushi結構域或功能類似物。在一些實施例中，所述IL-15Rα或其功能片段是具有IL-15Rα活性的IL-15Rα胞外結構域的C-末端截斷形式。
IL-15Rα胞外域：所述IL-15Rα胞外域通常定義為從IL-15Rα序列N-末端的第一個氨基酸延伸至尾部區域（或富含糖基化位元點的區域）的最後一個氨基酸的IL-15Rα序列的區域。所述IL-15Rα序列的尾部區域可由技術人員通過，例如輔助軟體來定義。
IL-15Rα_sushi結構域：所述IL-15Rα胞外域包含一個結構域，稱為sushi結構域（Wei et al.2001, J. Immunol. 167:277-282）。所述IL-15Rα_sushi結構域具有beta片構象。
所述IL-15Rα sushi結構域具有對IL-15的大部分結合親和力，通過IL-15Rβγ異二聚體增強其結合和生物效應（增殖和防止細胞凋亡），表現為一種有效的IL-15激動劑，而不影響IL-15的結合和功能（Mortier E, et al.J Biol Chem. 2006 Jan 20;281(3):1612-9）。
其由IL-15Rα的外顯子2編碼（Anderson DM, et al.Functional characterization of the human interleukin-15 receptor alpha chain and close linkage of IL15RA and IL2RA genes. J Biol Chem. 1995 Dec 15;270(50):29862-9）。其從外顯子2編碼的第一個半胱氨酸殘基（C1）開始，到外顯子2編碼的第四個半胱氨酸殘基（C4）結束。從IL-15Rα蛋白序列（以標準的N-末端到C-末端方向）來看，IL-15Rα的sushi結構域可以定義為從訊號肽後的第一個半胱氨酸殘基（C1）開始，到訊號肽後的第四個半胱氨酸殘基（C4）結束。殘基C1和C4都包含在sushi序列中。IL-15Rα sushi結構域也可以通過利用合適的分析軟體分析氨基酸序列IL-15Rα來確定，所述軟體如：Prosite （http://us.expasy.org/prosite/），（http://www.ebi.ac.uk/lnterProScan/），SMART （http://elm.eu.org/）。
在一些實施例中，所述IL-15Rα_sushi結構域包含氨基酸序列SEQ ID NO: 9，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 9具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，所述IL-15Rα_sushi結構域包含氨基酸序列SEQ ID NO: 10，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 10具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，所述IL-15Rα_sushi結構域包含氨基酸序列SEQ ID NO: 11，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 11具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。 [IL-15細胞因數（I）]
IL-15是四個α-螺旋束家族的成員，分子量14-15kDa，具有114個氨基酸（Fehniger TA, Caligiuri MA. Interleukin 15: biology and relevance to human disease. Blood. 2001; 97:14-32），由單核吞噬細胞和其他免疫系統細胞產生。IL-15對自然殺傷細胞（NK）、自然殺傷T細胞（NKT）和記憶性CD8+ T細胞的發育和功能至關重要。
IL-15是一種與IL-2相似的細胞因數，最初被稱為T細胞生長因數。這兩種細胞因數通過結合由三聚體複合物組成的受體從而發揮細胞訊號功能，所述由三聚體複合物組成的受體由兩個共用的受體鏈（即共γ鏈（γc；CD132）和IL-2受體β鏈（IL-2Rβ；CD122））和各個細胞因數特有的α鏈受體（IL-2受體α（IL-2Rα；CD25）或IL-15受體α（IL-15Rα；CD215））組成。
IL-15與IL-2共用受體成分，IL-2受體（IL-2R）的α鏈不是必需的，但β鏈和共γ鏈對IL-15介導的生物活性是必需的（Giri JG, et al.IL-15, a novel T cell growth factor that shares activities and receptor components with IL-2. J Leukoc Biol.1995 May;57(5):763-6.）。IL-15R由IL-15Rα、IL-2/IL-15Rβ和γ鏈三個亞基組成，IL-15Rα對於高親和力結合是必需的，但不傳遞IL-15的訊號。IL-15主要通過反式呈遞（trans-presentation）（TP）發揮作用，在此過程中，表達IL-15的APC結合IL-15Rα，將配體呈遞給周圍T/NK細胞上的βγ受體異源二聚體（Kenesei Á, Volkó J, et al.IL-15 Trans-Presentation Is an Autonomous, Antigen-Independent Process. J Immunol.2021 Nov 15;207(10):2489-2500）。
在一些實施例中，所述IL-15細胞因數還包含IL-15變體或其功能片段。在真核細胞中，IL-15首先以162個氨基酸的前體多肽形式被合成出來，隨後通過去除氨基酸殘基1-48加工成成熟的IL-15。成熟形式的IL-15由114個氨基酸（氨基酸殘基49-162）組成，是以一種有活性的成熟形式而被分泌出來。
在一些實施例中，所述IL-15細胞因數包含氨基酸序列SEQ ID NO: 7或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 7具有至少90%（例如，至少91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，所述IL-15細胞因數包含氨基酸序列SEQ ID NO: 8或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 8具有至少90%（例如，至少91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，所述IL-15細胞因數包含IL-15變體或其功能片段。在一些實施例中，所述IL-15細胞因數是天然存在的白細胞介素-15（IL-15）蛋白。在一些實施例中，所述IL-15細胞因數是其修飾變體，可與白細胞介素-15受體（IL-15R）或其成分（例如，所述IL-15Rα、IL-2/IL-15Rβ和/或γ鏈）結合或以其他形式表現出親和力。
在一些實施例中，所述IL-15細胞因數包含通過對氨基酸序列SEQ ID NO: 7的至少一個氨基酸進行修飾獲得的氨基酸序列。每個至少一個氨基酸修飾可以是任何氨基酸修飾，如取代、插入或缺失。可以進行缺失、插入和取代的組合的任何組合以獲得構建體終產物，只要構建體終產物能夠具有所需的特徵，例如，保留/改進配體-受體結合，保留/增強生物活性等。在一些實施例中，IL-15細胞因數包括通過在氨基酸序列SEQ ID NO: 7上進行至少1個、至少2個、至少3個、至少4個、至少5個、至少6個、至少7個、至少8個、至少9個或至少10個氨基酸取代產生的氨基酸序列。 [接頭]
術語“接頭”是指連接兩個部分的分子（包括但不限於未修飾或修飾的核酸或氨基酸）或分子團（例如，2或更多，例如，2、3、4、10、30、50、100或更多）或任何化學基團，如兩個多肽。
在一些實施例中，所述接頭是肽接頭。 在一些實施例中，所述肽接頭具有天然序列或非天然序列。例如，來自僅重鏈抗體鉸鏈區的序列可用作接頭。參見WO1996/34103。
在一些實施例中，所述肽接頭是人IgG1、IgG2、IgG3或IgG4鉸鏈。在一些實施例中，所述肽接頭是突變的人IgG1、IgG2、IgG3或IgG4鉸鏈。
在一些實施例中，所述肽接頭是柔性接頭。示例性柔性接頭包括但不限於甘氨酸聚合物和甘氨酸-絲氨酸聚合物。在一些實施例中，所述不可裂解的接頭富含氨基酸殘基G和S。在一些實施例中，所述不可裂解的接頭包括“G4S”重複序列。在一些實施例中，所述不可裂解的接頭是包含至少3個殘基的多肽鏈。這種接頭的部分可能是柔性的，親水的，並且自身很少或不會形成二級結構（接頭部分或柔性接頭部分）。至少3個氨基酸組成的接頭可用於在分子組裝後連接彼此靠近的結構域和/或區域。也可以使用更長的接頭。在一些實施例中，接頭可能是約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、100、125、150、175或200個殘基。當使用多個接頭來連接分子的各個部分時，接頭可以相同或不同（例如，相同或不同的長度和/或氨基酸序列）。
在一些實施例中，所述肽接頭包含或由Gly-Ser接頭組成。如本文所述，術語“Gly-Ser接頭”是指由甘氨酸和絲氨酸殘基組成的肽。在一些實施例中，示例性Gly-Ser接頭包含氨基酸序列GSG（SEQ ID NO: 1）。在一些實施例中，示例性Gly-Ser接頭包含氨基酸序列式(Gly 4Ser) n，其中n為正整數（例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9或10）。在一些實施例中，較佳的Gly-Ser接頭為(Gly 4Ser) 1。在一些實施例中，較佳的Gly-Ser接頭為(Gly 4Ser) 2。在一些實施例中，較佳的Gly-Ser接頭為(Gly 4Ser) 3。在一些實施例中，較佳的Gly-Ser接頭為(Gly 4Ser) 4。在一些實施例中，較佳的Gly-Ser接頭為(Gly 4Ser) 5。在其他方面，在多肽接頭中串聯兩個或多個Gly-Ser接頭。
在一些實施例中，所述肽接頭包含SEQ ID NOs: 1-5中任一所示的氨基酸序列或其變體，所述變體與SEQ ID NOs: 1-5中任一所示的氨基酸序列具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，所述接頭可分為可裂解的和不可裂解的。所述可裂解部分和不可裂解的接頭在下文IL-15前藥部分進行詳述。 [IL-15Rα或其功能片段與Fc之間的連接]
在一些實施例中，所述IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域通過肽接頭連接。
在一些實施例中，IL-15Rα或其功能片段與Fc之間的肽接頭包含3至40個氨基酸殘基。
在一些實施例中，IL-15Rα或其功能片段與Fc之間的肽接頭包含3至25個氨基酸殘基。
在一些實施例中，IL-15Rα或其功能片段與Fc之間的肽接頭包含20至25個氨基酸殘基。
在一些實施例中，IL-15Rα或其功能片段與Fc之間的肽接頭包含25個氨基酸殘基。
在一些實施例中，IL-15Rα或其功能片段與Fc之間的肽接頭富含G和S氨基酸殘基。在一些較佳實施例中，所述肽接頭由G和S氨基酸殘基組成。
在一些實施例中，IL-15Rα或其功能片段與Fc之間的肽接頭是柔性接頭。示例性柔性接頭包括但不限於甘氨酸聚合物和甘氨酸-絲氨酸聚合物。在一些實施例中，所述肽接頭包括“G4S”重複序列。在一些實施例中，所述肽接頭是包含至少3個殘基的多肽鏈。這種接頭的部分可能是柔性的，親水的，並且自身很少或不會形成二級結構（接頭部分或柔性接頭部分）。在一些實施例中，至少3個氨基酸組成的接頭可用於在分子組裝後連接彼此靠近的結構域和/或區域。也可以使用更長的接頭。在一些實施例中，所述肽接頭可能是約3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35或40個殘基。當使用多個接頭來連接分子的各個部分時，接頭可以相同或不同（例如，相同或不同的長度和/或氨基酸序列）。
在一些實施例中，所述肽接頭包含或由Gly-Ser接頭組成。如本文所述，術語“Gly-Ser接頭”是指由甘氨酸和絲氨酸殘基組成的肽。在一些實施例中，示例性Gly-Ser接頭包含氨基酸序列GSG（SEQ ID NO: 1）。在一些實施例中，示例性Gly-Ser接頭包含氨基酸序列式(Gly 4Ser) n，其中n為正整數（例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9或10）。在一些實施例中，較佳的Gly-Ser接頭為(Gly 4Ser) 1。在一些實施例中，較佳的Gly-Ser接頭為(Gly 4Ser) 2。在一些實施例中，較佳的Gly-Ser接頭為(Gly 4Ser) 3。在一些實施例中，較佳的Gly-Ser接頭為(Gly 4Ser) 4。在一些實施例中，較佳的Gly-Ser接頭為(Gly 4Ser) 5。在其他方面，在多肽接頭中串聯兩個或多個Gly-Ser接頭。 [IL-15與IL-15Rα或其功能片段之間的連接]
在一些實施例中，所述IL-15與IL-15Rα或其功能片段可通過多種方法連接，本領域技術人員熟知這些方法。
在一些實施例中，所述IL-15與IL-15Rα或其功能片段是共價或非共價連接。
在一些實施例中，所述IL-15與IL-15Rα或其功能片段通過肽鍵連接。
在一些實施例中，所述IL-15與IL-15Rα通過肽接頭連接。
在一些實施例中，所述IL-15與IL-15Rα或其功能片段是非共價連接。IL-15細胞因數和IL-15Rα或其功能片段可非共價連接以形成“IL-15/IL-15Rα複合物”。 [半衰期延長部分（C）]
較佳地，所述前藥包含體內半衰期延長部分（C）。術語半衰期延長部分是指延長目標成分在血清中的半衰期的部分。長的體內半衰期對治療分子很重要，例如，施用於受試者的細胞因數的半衰期通常很短，因為正常情況下腎臟清除和內吞降解等機制會將它們從受試者體內迅速清除。對於天然情況下半衰期較短的治療分子，提高這些分子的體內半衰期，可以在不犧牲有效性的情況下獲得更易接受和更易於管理的給藥方案。因此，在本文提供的前藥中，為了達到延長體內半衰期的目的，較佳將半衰期延長部分與生物活性部分連接。
如本文所述，“半衰期延長部分”增加體內半衰期並改善PK，例如，通過改變其大小（例如，高於腎臟過濾上限），形狀，流體動力學半徑，電荷，或吸收、生物分佈、代謝和消除的參數。改善多肽PK的一種示例性方式是通過在多肽鏈中表達一個與受體結合的元件，所述受體能夠再迴圈到細胞質膜而不在溶酶體中降解，如內皮細胞上的FcRn受體和轉鐵蛋白受體。三種類型的蛋白質，例如人IgG、HSA（或片段）和轉鐵蛋白，在人類血清中的持續時間比通過其大小預測的要長得多，這與它們能夠與在溶酶體中再迴圈而不被降解的受體結合有關。這些保留FcRn結合能力的蛋白質或其片段通常與其他多肽連接，以延長其血清半衰期。
在一些實施例中，所述半衰期延長部分（C）還可能是與具有長血清半衰期的蛋白結合的抗體或抗原結合片段，如血清白蛋白、轉鐵蛋白等。這種抗體或其抗原結合片段的示例包括多株抗體、重組抗體、人抗體、人源化抗體、單鏈可變片段（scFv）、單域抗體，如重鏈可變結構域（V H）、輕鏈可變結構域（V L）和駱駝型納米抗體（VH H），dAb等。
在一些實施例中，所述半衰期延長部分（C）也可以行使接頭的功能，可選地，作為不可裂解的接頭（L）。
在一些實施例中，所述半衰期延長部分是抗體Fc結構域（例如，人IgG1、IgG2、IgG3或IgG4 Fc）或其能夠參與FcRn介導的迴圈的片段，如任何重鏈多肽或其能夠參與FcRn介導的迴圈的部分。在一些實施例中，所述Fc結構域是單體。在一些實施例中，所述Fc結構域是二聚體，包含第一Fc結構域和第二Fc結構域。 Fc 結構域
在一些實施例中，所述Fc結構域來自IgA、IgD、IgE、IgG和IgM及其亞類中的任何一種。在所有免疫球蛋白中，IgG的血清含量最高，半衰期最長。與其他免疫球蛋白不同，在與Fc受體（FcRs）結合後，IgG可有效回收。在一些實施例中，Fc結構域來自IgG（例如，IgG1、IgG2、IgG3或IgG4）。在一些實施例中，Fc結構域來自人類IgG。在一些實施例中，Fc結構域包含CH2和CH3結構域。在一些實施例中，Fc結構域進一步包含全部或部分鉸鏈區。在一些實施例中，Fc結構域來自人類IgG1或人類IgG4。在一些實施例中，Fc結構域的兩個亞基通過一個或多個（例如，1、2、3、4或更多）二硫鍵二聚化。在一些實施例中，Fc結構域的每個亞基都包含全長Fc序列。在一些實施例中，Fc結構域的每個亞基都包含N-末端截短的Fc序列，如截短的Fc結構域含有較少的N-末端半胱氨酸，以減少二聚化過程中二硫鍵的錯配。在一些實施例中，Fc結構域在N-末端被截短，例如，缺失完整免疫球蛋白Fc結構域的前1、2、3、4、5、6、7、8、9或10個氨基酸。
在一些實施例中，所述Fc結構域包含一個或多個突變，如插入、缺失和/或取代。
在一些實施例中，所述Fc結構域包含一個或多個改變效應功能的氨基酸突變，，所述Fc結構域是被改造的（例如，包含一個或多個氨基酸突變）以改變其與FcR的結合，特別是改變與Fcγ受體（負責ADCC）的結合和/或改變效應功能，如改變抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用（ADCC）、抗體依賴的細胞吞噬作用（ADCP）和/或補體依賴的細胞毒性（CDC）。較佳地，此類氨基酸突變不會減少與FcRn受體（負責半衰期）的結合。
Fc結構域（例如，人類IgG1 Fc）發生突變，以去除一個或多個效應功能，如ADCC、ADCP或CDC，以下稱為“無效應”或“幾乎無效應”Fc結構域。例如，在一些實施例中，所述Fc結構域為一種無效應人類IgG1 Fc，所述人類IgG1 Fc包含一個或多個以下突變（如在每一個Fc亞基中）：L234A、L235E、G237A、A330S和P331S。在一些實施例中，前藥中的所述Fc結構域包含L234A和L235A（“LALA”）突變。IgG1 Fc中K322A、L234A和L235A的組合足以完全消除FcγR和C1q的結合（Hezareh et al.,  J Virol 75, 12161–12168, 2001）。MedImmune發現一組三突變L234F/L235E/P331S具有非常相似的效應（Oganesyan et al., Acta Crystallographica 64, 700–704, 2008）。在一些實施例中，所述Fc結構域包含IgG1 Fc結構域N297上的糖基化修飾，已知這是最優FcR相互作用所必需的。所述Fc結構域修飾可以是Wang等人提到的任何合適的IgG Fc工程。（“IgG Fc engineering to modulate antibody effector functions,” Protein Cell. 2018 Jan; 9(1): 63–73），其內容通過整體引用併入本文。 糖基化變體
在一些實施例中，通過改變Fc結構域以增加或減少構建體的糖基化程度。可以通過改變氨基酸序列在Fc結構域中加入或刪除糖基化位點，以創建或移除一個或多個糖基化位點。
哺乳動物細胞產生的天然含Fc蛋白通常包含一個分支鏈的雙觸角寡糖，所述雙觸角寡糖通常通過N-鍵連接到Fc區CH2結構域的Asn297上。參見Wright et al., TIBTECH15:26-32 (1997)。寡糖可以包括各種碳水化合物，例如，甘露糖、N-乙醯葡萄糖胺（GlcNAc）、半乳糖和唾液酸，以及附著在雙觸角寡糖結構的“莖”上GlcNAc的岩藻糖。在一些實施例中，可對Fc結構域中的寡糖進行修飾以產生某些改良的特性。
在一些實施例中，如本文所述的Fc結構域具有碳水化合物結構，該結構缺乏附著（直接或間接）在Fc結構域的岩藻糖。例如，在這種Fc結構域或IL-15前藥或抗TNFR2抗體前藥中的岩藻糖含量可能從1%至80%、從1%至65%、從5%至65%或從20%至40%。如WO 2008/077546所述，岩藻糖的含量通過MALDI-TOF質譜測量連接到Asn297上的糖鏈內岩藻糖平均含量相對於附著在Asn297（例如，複合、雜交和高甘露糖結構）上的所有糖結構的總和來確定的。Asn297是指位於Fc結構域297位元的天冬醯胺殘基（Fc區殘基根據EU編號系統）；然而，由於Fc區的微小序列變化，Asn297也可位於297位的上游或下游約±3個氨基酸，即在294和300位之間。這類岩藻糖基化變體可能具有增強的ADCC功能。參見US Patent Publication Nos. US 2003/0157108 (Presta, L.)；US 2004/0093621 (Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd)。與“去岩藻糖基化”或“岩藻糖缺乏”的抗體變體相關的出版物示例包括：US 2003/0157108；WO 2000/61739；WO 2001/29246；US 2003/0115614；US 2002/0164328；US 2004/0093621；US 2004/0132140；US 2004/0110704；US 2004/0110282；US 2004/0109865；WO 2003/085119；WO 2003/084570；WO 2005/035586；WO 2005/035778；WO2005/053742；WO2002/031140；Okazaki et al., J. Mol. Biol.336:1239-1249 (2004)；Yamane-Ohnuki et al., Biotech. Bioeng.87: 614 (2004)。能夠產生去岩藻糖基化含Fc蛋白的細胞系的示例包括缺乏蛋白岩藻糖基化功能的Lec13 CHO細胞（Ripka et al., Arch. Biochem. Biophys. 249:533-545 (1986)；US Patent Applocatopm No. US 2003/0157108 A1, Presta, L；和WO 2004/056312 A1, Adams et al., 尤其是實施例11），和基因敲除細胞系，如α-1,6-岩藻糖基轉移酶基因、FUT8基因敲除的CHO細胞（參見Yamane-Ohnuki et al., Biotech. Bioeng. 87: 614 (2004)；Kanda, Y. et al., Biotechnol. Bioeng., 94(4):680-688 (2006)；和 WO2003/085107）。 效應功能變體
在一些實施例中，本申請考慮了一種Fc結構域，其具有一些但非全部Fc效應功能，使得其成為某種應用的理想候選，在該應用中其在體內的半衰期很重要，但某些效應功能（如CDC和ADCC）是非必需的或有害的。可以在體外或體內進行細胞毒性試驗，以確定CDC和/或ADCC活性的減少/耗盡。例如，可以進行Fc受體（FcR）結合試驗，以確保Fc結構域缺乏FcγR結合（因此可能缺乏ADCC活性），但保留FcRn結合能力。介導ADCC的主要細胞，自然殺傷細胞（NK），僅表達FcγRIII，然而單核細胞表達FcγRI、FcγRII和FcγRIII。Ravetch和Kinet, Annu. Rev. Immunol. 9:457-492 (1991)第464頁的表2中匯總了FcR在造血細胞上的表達。U.S. Patent No. 5,500,362 （參見 Hellstrom, I. et al., Proc. Nat’l Acad. Sci. USA 83:7059-7063 (1986)）和 Hellstrom, I. et al., Proc. Nat’l Acad. Sci. USA 82:1499-1502 (1985); 5,821,337 （見於Bruggemann, M. et al., J. Exp. Med. 166:1351-1361 (1987)）中詳述了用於評估目標分子ADCC活性的體外試驗的非限制性示例。或者，可採用非放射性檢測方法（參見用於流式細胞術的ACTI™非放射性毒性試驗（CellTechnology, Inc. Mountain View, CA）和CytoTox 96®非放射性毒性試驗（Promega, Madison, WI））。適用於這種檢測的效應細胞包括外周血單核細胞（PBMC）和NK細胞。此外，也可以在體內評估目標分子的ADCC活性，例如，在如Clynes et al., Proc. Nat’l Acad. Sci. USA 95:652-656 (1998)所公開的動物模型中。也可進行C1q結合試驗以確定Fc結構域不與C1q結合並因此缺失CDC活性。參見WO 2006/029879和WO 2005/100402中C1q和C3c結合酶聯免疫吸附試驗。可以進行CDC試驗以評估補體活性（參見Gazzano-Santoro et al., J. Immunol. Methods 202:163 (1996); Cragg, M.S. et al., Blood 101:1045-1052 (2003)和Cragg, M.S.和M.J. Glennie, Blood 103:2738-2743 (2004)）。可以利用本領域已知的方法進行FcRn結合和體內清除/半衰期測定（參見Petkova, S.B. et al., Int’l. Immunol. 18(12):1759-1769 (2006)）。
效應功能降低的Fc結構域包含那些在Fc區第238、265、269、270、297、327和329位中一個或多個殘基的取代（U.S.專利No. 6,737,056）。這類Fc突變體包括在氨基酸位點265、269、270、297和327中的兩個或更多位點上的取代，包括所謂的將265和297殘基替換成丙氨酸的“DANA”Fc突變體（US專利No. 7,332,581)。詳述了增強或減少與FcRs的結合的某些抗體變體（參見U.S.專利No. 6,737,056; WO 2004/056312, 和Shields et al., J. Biol. Chem. 9(2): 6591-6604 (2001)。在一些實施例中，改造Fc區以改變（即，增加或減少）C1q結合和/或CDC，例如US專利No. 6,194,551、WO 99/51642和Idusogie et al., J. Immunol. 164: 4 178-4184 (2000)中所述的。
在一些實施例中，Fc結構域包含一個或多個氨基酸替換，這增加了半衰期和/或增強了與新生兒Fc受體（FcRn）的結合。半衰期增加和與新生兒FcRn結合增強了的抗體負責將母體IgGs轉運給胎兒（Guyer et al., J. Immunol. 117:587 (1976) 和Kim et al., J. Immunol. 24:249 (1994)），並在US2005/0014934A1 (Hinton等)中進行了詳述。那些包含帶有一個或多個替換的Fc結構域的抗體因此增加了Fc區與FcRn的結合。這類Fc變體包括那些帶有一個或多個Fc區殘基替換的變體，例如，Fc區434殘基替換（US專利No. 7,371,826）。
參見Duncan和Winter, Nature 322:738-40 (1988); U.S.專利No. 5,648,260; U.S.專利No. 5,624,821; 和WO 94/29351關於Fc結構域變體的其它示例。 半胱氨酸工程變體
在一些實施例中，可能需要創建半胱氨酸工程的Fc結構域，其中Fc結構域的一個或多個殘基被半胱氨酸殘基取代。在一些實施例中，取代殘基出現在Fc結構域上易接近的位點。通過將這些殘基替換成半胱氨酸，活性硫醇基因此被定位在Fc結構域的易接近位元點，並可用於將分子與其他部分偶聯，如藥物部分或接頭-藥物部分，以創建長效藥物或前藥偶聯物。在一些實施例中，下列殘基中的任一個和多個可能被半胱氨酸取代：重鏈A118（根據EU編號系統）和重鏈Fc結構域S400（根據EU編號系統）。半胱氨酸工程分子可以按照U.S. Patent No. 7,521,541中所述的那樣產生。
在一些實施例中，所述Fc結構域來自IgG1 Fc。在一些實施例中，所述Fc結構域來自人類IgG1 Fc。在一些實施例中，所述Fc結構域來自野生型IgG1 Fc（IGHG1*05）。在一些實施例中，所述Fc結構域為IgG1自然變體（例如，IGHG1*03，相對於IGHG1*05包含D239E 和L241M雙突變）。在一些實施例中，所述Fc結構域不包含IgG1 Fc的鉸鏈區。在一些實施例中，所述Fc結構域包含從IgG1 Fc的N-末端截短最多5個氨基酸，例如從IgG1 Fc的N-末端截短第一個、前兩個、前三個、前四個或前五個氨基酸。在一些實施例中，所述Fc結構域包含一個或多個無效應突變和/或去糖基化突變。
在一些實施例中，所述Fc結構域來自IgG4 Fc。在一些實施例中，所述Fc結構域來自人類IgG4 Fc。在一些實施例中，所述Fc結構域是野生型IgG4 Fc。在一些實施例中，在一些實施例中，所述Fc結構域為IgG4自然變體。在一些實施例中，所述Fc結構域不包含IgG4的鉸鏈區。在一些實施例中，所述Fc部包含從IgG4的N-末端截短最多5個氨基酸，如從IgG4的N-末端截短第一個、前兩個、前三個、前四個或前五個氨基酸。在一些實施例中，所述Fc結構域包含一個或多個無效應突變和/或去糖基化突變。
形成Fc融合蛋白多肽或雙特異性抗體的策略是眾所周知的（參見Spies et al., Mol Imm. (2015) 67(2)(A): 95-106）。例如，在一些實施例中，Fc結構域的第一個和/或第二個多肽鏈分別包含一個或多個促進第一和第二Fc結構域異二聚化的修飾。因此，可使用本領域中可用的任何策略對第一Fc結構域進行一個或多個氨基酸修飾以及對第二Fc結構區進行一個或者多個氨基酸改性，包括Klein et al.(2012), MAbs, 4(6): 653-663中描述的任何策略。示例性策略和修飾是“杵-臼（knob into holes）”方法。在一些實施例中，包含CH3結構域的第一Fc結構域是重鏈多肽或其片段。兩個Fc結構域的CH3結構域可以通過“杵-臼（knob-into-holes）”技術（Fc杵（knob）和Fc臼（hole））來改變，在WO 1996/027011；Ridgway, J.B. et al.Protein Eng (1996) 9(7): 617-621；Merchant, A.M., et al., Nat. Biotechnoi. (1998) 16(7): 677-681中進行了詳述。也見於Klein et al.(2012), MAbs, 4(6): 653-663。使用杵-臼（knob-into-holes）方法，改變兩個CH3結構域的相互作用表面，以增加包含兩個改變的CH3結構體的兩個部分的異二聚化。這是通過將一個龐大的殘基引入其中一個Fc結構域的CH3結構域來實現，該結構域作為“杵（knob）”。然後，為了容納龐大的殘基，在另一個可以容納杵的Fc結構區中形成一個“臼（hole）”。其中一個改變的CH3域可以是“杵”，而另一個則可以是“臼”。引入二硫鍵進一步穩定了異二聚體（Merchant, A.M., et al., Nat. Biotechnoi (1998) 16(7); Atwell, S., et al., J. Mol, Biol. (1997) 270(1): 26-35）並提高產量。眾所周知，形成異二聚可以通過在重鏈中引入T366W和/或S354C突變以產生“杵”，並通過在重鏈中引入T366S、L368A、Y407V和/或Y349C突變以形成“臼”（根據Kabat EU編號系統對殘基進行編號）。Carter et al.(2001), J. Immunol. Methods, 248: 7-15; Klein et al.(2012), MAbs, 4(6): 653-663。
在一些實施例中，所述Fc結構域或其片段包含T366S、L368A和Y407V突變以形成‘臼（hole）’。在一些實施例中，所述Fc結構域或其片段包含T366W突變以形成‘杵（knob）’。在一些實施例中，所述Fc結構域或其片段包含Y349C、T366S、L368A和Y407V突變以形成‘臼（hole）’。在一些實施例中，所述Fc結構域或其片段包含S354C和T366W突變以形成‘杵（knob）’。在一些實施例中，所述第一Fc結構域或其片段包含臼突變，並且其第二Fc結構域或其片段包含杵突變。在一些實施例中，所述第一Fc結構域或其片段包含杵突變，並且其第二Fc結構域或其片段包含臼突變，殘基的編號是根據EU編號系統進行。
在一些實施例中，除LALA突變外，所述杵-臼（knob-into-holes）突變也存在於Fc結構域中。
在一些實施例中，所述第一Fc結構域包含氨基酸序列SEQ ID NO: 12或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 12具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性，並且所述第二Fc結構域包含氨基酸序列SEQ ID NO: 13或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 13具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，所述第一Fc結構域包含氨基酸序列SEQ ID NO: 13或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 13具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性，並且所述第二Fc結構域包含氨基酸序列SEQ ID NO: 12或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 12具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。 [IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白]
本申請一方面提供包含Fc結構域和IL-15Rα或其功能片段（S）的融合蛋白。
在一些實施例中，提供IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域通過肽接頭連接。在一些實施例中，所述肽接頭富含G和S氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭由G和S氨基酸殘基組成。
在一些實施例中，提供IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白，其中所述連接IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域的肽接頭包含3至40個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭包含3至25個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭包含20至25個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭包含25個氨基酸殘基。
在一些實施例中，提供IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域的N-末端或C-末端連接。
在一些實施例中，提供IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白，其中所述融合蛋白進一步包含IL-15細胞因數（I）。
在一些實施例中，提供IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白，其中所述IL-15細胞因數與Fc結構域的N-末端或C-末端連接。
在一些實施例中，提供IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白，其中所述IL-15與Fc結構域通過共價鍵或肽接頭連接。
在一些實施例中，提供IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域連接，以及所述IL-15細胞因數與Fc結構域連接。
在一些實施例中，提供IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域連接，以及所述IL-15細胞因數與IL-15Rα或其功能片段連接。
在一些實施例中，提供IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白，其中所述融合蛋白包含從N至C-末端或C至N-末端為I-Fc-S的構建體，其中“-”代表具有或不具有肽接頭的共價鍵，以及其中S與Fc之間的肽接頭包含3至40個氨基酸殘基；較佳地，3至25個氨基酸殘基；更較佳地，20至25個氨基酸殘基；進一步更較佳地，25個氨基酸殘基。較佳地，所述肽接頭富含G和S氨基酸殘基；更較佳地，所述肽接頭由G和S氨基酸殘基組成。
在一些實施例中，提供IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白，其中所述融合蛋白包含從N至C-末端或C至N-末端為Fc-S-I的構建體，其中“-”代表具有或不具有肽接頭的共價鍵，以及其中S與Fc之間的肽接頭包含3至40個氨基酸殘基；較佳地，3至25個氨基酸殘基；更較佳地，20至25個氨基酸殘基；進一步更較佳地，25個氨基酸殘基。較佳地，所述肽接頭富含G和S氨基酸殘基；更較佳地，所述肽接頭由G和S氨基酸殘基組成。
在一些實施例中，提供IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域連接並共表達，而所述IL-15細胞因數單獨轉染，並且形成非共價IL-15/IL-15Rα複合物。
在一些實施例中，提供IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段選自IL-15Rα的胞外域或sushi結構域或功能類似物。
在一些實施例中，提供IL-15和IL-15Rα二聚體蛋白，其中所述二聚體蛋白包含本文所述的任何IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白。在一些實施例中，所述二聚體蛋白是單價的。在一些實施例中，所述二聚體蛋白是二價的。在一些實施例中，所述二聚體蛋白是同源二聚體。在一些實施例中，所述二聚體蛋白是異源二聚體。 [IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白]
在一些實施例中，提供包含兩個單體的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，其中所述異二聚體蛋白包含IL-15Rα或其功能片段、IL-15細胞因數和兩個Fc結構域。在一些實施例中，Fc結構域與IL-15Rα或其功能片段之間的肽接頭包含3至40個氨基酸殘基；較佳地，3至25個氨基酸殘基；更較佳地，20至25個氨基酸殘基；進一步更較佳地，25個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述單體是多肽。
在一些實施例中，提供包含兩個單體的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，其中所述異二聚體蛋白包含IL-15Rα或其功能片段、IL-15細胞因數和兩個Fc結構域，其中一個單體中，所述IL-15Rα或其功能片段與第一個Fc結構域通過肽接頭連接；以及，另一個單體中，所述IL-15細胞因數與第二個Fc結構域連接。在一些實施例中，Fc結構域與IL-15Rα或其功能片段之間的肽接頭包含3至40個氨基酸殘基；較佳地，3至25個氨基酸殘基；更較佳地，20至25個氨基酸殘基；進一步更較佳地，25個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述單體是多肽。
在一些實施例中，提供包含兩個單體的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，其中所述異二聚體蛋白包含IL-15Rα或其功能片段、IL-15細胞因數和兩個Fc結構域，其中一個單體中，所述IL-15Rα或其功能片段與第一個Fc結構域通過肽接頭連接，所述IL-15細胞因數也與第一個Fc結構域連接；以及，另一個單體僅包含第二個Fc結構域。在一些實施例中，Fc結構域與IL-15Rα或其功能片段之間的肽接頭包含3至40個氨基酸殘基；較佳地，3至25個氨基酸殘基；更較佳地，20至25個氨基酸殘基；進一步更較佳地，25個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述單體是多肽。
在一些實施例中，提供包含兩個單體的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，其中所述異二聚體蛋白包含IL-15Rα或其功能片段、IL-15細胞因數和兩個Fc結構域，其中一個單體中，所述IL-15Rα或其功能片段與第一個Fc結構域通過肽接頭連接，所述IL-15細胞因數與IL-15Rα或其功能片段連接；以及，另一個單體僅包含第二個Fc結構域。在一些實施例中，Fc結構域與IL-15Rα或其功能片段之間的肽接頭包含3至40個氨基酸殘基；較佳地，3至25個氨基酸殘基；更較佳地，20至25個氨基酸殘基；進一步更較佳地，25個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述IL-15細胞因數與IL-15Rα或其功能片段共價連接，可選地，通過肽接頭。在一些實施例中，所述IL-15細胞因數與IL-15Rα或其功能片段非共價連接並形成IL-15/IL-15Rα複合物。
在一些實施例中，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，其中連接IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域之間的肽接頭包含3至40個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭包含3至25個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭包含20至25個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭包含25個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭富含G和S氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭由G和S氨基酸殘基組成。
在一些實施例中，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域的N-末端或C-末端連接。
在一些實施例中，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，其中所述Fc結構域選自由人IgG1 Fc結構域、人IgG2 Fc結構域、人IgG3 Fc結構域、人IgG4 Fc結構域、IgA Fc結構域、IgD Fc結構域、IgE Fc結構域和IgM Fc結構域組成的組中，可選地，所述Fc結構域是人IgG1 Fc結構域。在一些實施例中，所述Fc結構域是具有L234A和L235A突變的人IgG1 Fc結構域，根據EU編號系統。在一些實施例中，所述Fc結構域包含杵-臼（knobs-into-holes）突變（Fc杵（Fc knob）和Fc臼（Fc hole））。在一些實施例中，所述Fc杵（knob）與IL-15細胞因數連接，所述Fc臼（hole）與IL-15Rα或其功能片段連接；或所述Fc杵（knob）與IL-15Rα或其功能片段連接，所述Fc臼（hole）與IL-15細胞因數連接。在一些實施例中，所述Fc杵（knob）在第一個Fc結構域包含T366W突變，以及所述Fc臼（hole）在第二個Fc結構域包含T366S、L368A和Y407V突變，根據EU編號系統。在一些實施例中，所述Fc杵（knob）進一步包含S354C突變，以及所述Fc臼（hole）進一步包含Y349C突變，根據EU編號系統。
在一些實施例中，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段選自IL-15Rα的胞外域或sushi結構域或功能類似物。
在一些實施例中，提供包含兩條多肽鏈的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 16或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 16具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 17或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 17具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，提供包含兩條多肽鏈的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 16或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 16具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 18或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 18具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。 IL-15 前藥
在治療中減少藥物副作用的一種方法包括提供一種條件性可活化前藥，所述藥物（例如，IL-15）與掩蔽部分（MM）通過可裂解部分（CM）連接。所述掩蔽部分（例如，多肽製備的部分，即掩蔽多肽）可通過位阻作用於藥物（例如，IL-15）。所述可裂解部分（CM）可被設計為被特定組織或病理組織的蛋白酶裂解，從而使前藥能夠在所需部位（例如，腫瘤）優先啟動，以克服藥物（例如，IL-15）的劑量限制。在一些實施例中，
在一些實施例中，所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白為前藥的形式（下文稱為IL-15前藥），其進一步包含可裂解部分（CM）和掩蔽部分（例如，掩蔽多肽，MP），並且其中掩蔽部分（MM）與異二聚體蛋白通過可裂解部分（CM）連接。在本申請中，本文所述的IL-15前藥是指包含掩蔽部分（MM）和可裂解部分（CM）的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白形式。 掩蔽部分
本文提供的掩蔽部分是指可阻斷生物活性部分的活性的部分。在一些實施例中，所述MM可以是任何抑制細胞因數結合和/或啟動其受體的能力的部分，例如，多肽（被稱為掩蔽多肽，MP）。在一些實施例中，所述MM可以是任何的部分，其能夠阻礙抗體或抗原結合片段與其靶點的結合，和/或，阻礙抗體或抗原結合片段，例如，抑制細胞增殖、調節細胞活性和相互作用、調節人免疫系統或中和抗原，例如，多肽（是指掩蔽多肽，MP）。
在一些實施例中，所述掩蔽部分可通過空間位阻和/或與細胞因數非共價結合以抑制細胞因數結合和/或啟動其受體的能力的部分。合適的掩蔽部分的示例包括全長的細胞因數同源受體或其細胞因數結合片段或突變體。還可以使用能結合細胞因數的抗體及其抗原結合片段，包括多株抗體，重組抗體，人抗體，人源化抗體，單鏈Fv（scFv），單域抗體，如重鏈可變結構域（V H）、輕鏈可變結構域（V L）和駱駝型納米抗體的可變街頭與（V HH），dAb等。合適的掩蔽部分的進一步示例包括能夠從空間上抑制或阻斷細胞因數與其同源受體結合的多肽。例如，通過與水溶性聚合物（例如，PEG）偶聯而被修飾的肽，可從空間上抑制或阻止細胞因數與其受體結合。還可使用具有長血清半衰期的多肽及其片段，如血清白蛋白（人血清白蛋白）、免疫球蛋白Fc、轉鐵蛋白等，以及上述多肽的片段或突變體。能夠結合，例如具有長血清半衰期的蛋白（如HSA、免疫球蛋白或轉鐵蛋白）或再迴圈到質膜的受體（如FcRn或轉鐵蛋白受體）的抗體和抗原結合結構域也可抑制細胞因數，特別是與其受體結合時。也可使用其他合適的與細胞因數結合的抗原結合結構域，包括類比抗體結合和/或結構的非免疫球蛋白，如anticalins、affilins、affbody分子、affmers、affins、alphabodys、avimers、DARPins、fynomers、Kunitz結構域肽、單體和基於其他工程支架（如SpA、GroEL、纖連蛋白、脂運載蛋白和CTLA4支架）的結合結構域。
在一些實施例中，所述掩蔽部分是合成的掩蔽多肽（MP），並且所述掩蔽多肽（MP）具有比其實際分子量更大的流體動力學半徑。在一些實施例中，所述掩蔽多肽僅能形成缺乏二級結構的無規則捲曲。在一些實施例中，所述掩蔽多肽具有空間掩蔽效應，即由於其所具有的相對大小，靠近生物活性部分時通常可抑制或阻斷生物活性部分的活性。
在一些實施例中，所述掩蔽多肽（MP）包含氨基酸序列SEQ ID NO: 14或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 14具有至少90%（例如，至少91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，所述掩蔽多肽（MP）包含氨基酸序列SEQ ID NO: 15或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 15具有至少90%（例如，至少91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。 可裂解部分（ CM ）
所述可裂解部分（CM）是酶或蛋白酶的裂解位點或包含上述位點的多肽。在一些實施例中，所述蛋白酶包括但不限於尿激酶型纖溶酶原啟動劑（uPA）；基質金屬蛋白酶（例如，MMP1、MMP2、MMP3、MMP7、MMP8、MMP9、MMP10、MMP11、MMP12、MMP13、MMP14、MMP15、MMP16、MMP17、MMP19、MMP20、MMP23、MMP24、MMP26和/或MMP27）；煙草蝕紋病毒（TEV）蛋白酶；血纖維蛋白溶酶；凝血酶（Thrombin）；PSA；PSMA；ADAMS/ADAMTS（例如，ADAM8、ADAM9、ADAM10、ADAM12、ADAM13、ADAM17/TACE、ADAMDEC1、ADAMTS1、ADAMTS4和/或ADAMTS5）；半胱天冬酶（caspases）（例如，Caspase-1、Caspase-2、Caspase-3、Caspase-4、Caspase-5、Caspase-6、Caspase-7、Caspase-8、Caspase-9、Caspase-10、Caspase-11、Caspase-12、Caspase-13和/或Caspase-14）；天冬氨酸蛋白酶（例如，RACE和/或Renin）；天冬氨酸組織蛋白酶（例如，Cathepsin D和/或Cathepsin E）；半胱氨酸組織蛋白酶（例如，Cathepsin B、Cathepsin C、Cathepsin K、Cathepsin L、Cathepsin S、Cathepsin V/L2和/或Cathepsin X/Z/P）；半胱氨酸蛋白酶（例如，Cruzipain、Legumain和/或Otubain-2）；KLKs（例如，KLK4、KLK5、KLK6、KLK7、KLK8、KLK10、KLK11、KLK13和/或KLK14）；金屬蛋白酶（例如，Meprin、Neprilysin、PSMA和/或BMP-1）；絲氨酸蛋白酶（例如，活化的蛋白C、Cathepsin A、Cathepsin G、糜蛋白酶（Chymase）和/或凝血因數蛋白酶（如FVIIa、FIXa、FXa、FXla、FXIIa））；彈性蛋白酶；顆粒酶B；胍苯甲酸酶；HtrAl；人中性粒細胞彈性蛋白酶；乳鐵蛋白；胰蛋白酶；NS3/4A；PACE4；tPA；類胰蛋白酶；II型跨膜絲氨酸蛋白酶（TTSPs）（例如，DESC1、DPP-4、FAP、Hepsin、Matriptase-2、MT-SP1/Matriptase、TMPRSS2、TMPRSS3和/或TMPRSS4）等。
在一些實施例中，所述可裂解部分（CM）包含至少一種基質金屬蛋白酶（MMP）的底物序列。示例性MMPs包括MMP1；MMP2；MMP3；MMP7；MMP8；MMP9；MMP10；MMP11；MMP12；MMP13；MMP14；MMP15；MMP16；MMP17；MMP19；MMP20；MMP23；MMP24；MMP26和MMP27。在一些實施例中，所述CM包含MMP2、MMP9、MMP14、MMP1、MMP3、MMP13、MMP17、MMP11和MMP19的底物序列。在一些實施例中，所述CM包含MMP2的底物序列。在一些實施例中，所述CM包含MMP9的底物序列。在一些實施例中，所述CM包含兩個或更多個MMPs的底物序列。在一些實施例中，所述CM至少包含MMP2和MMP9的底物序列。在一些實施例中，所述CM包含兩個或多個相同MMP的底物。在一些實施例中，所述CM包含至少兩個或多個MMP2底物。在一些實施例中，所述CM包含至少兩個或更多個MMP9底物。
描述蛋白酶特異性的術語，即其裂解附近位置特定氨基酸的肽鍵，是基於Schechter & Berger (1967, 1968)最初創造的用以描述木瓜蛋白酶特異性的術語。根據該模型，沿著被裂解鍵的N-末端方向，將裂解底物的氨基酸殘基指定為P1、P2、P3、P4等。同樣，C-末端方向的殘基指定為P1’、P2’、P3’、P4’等。
在一些實施例中，所述CM包含氨基酸序列SEQ ID NO: 6或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 6具有至少90%（例如，至少91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，所述不具有掩蔽多肽的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白或所述IL-15前藥，其中所述IL-15細胞因數或所述IL-15Rα或其功能片段（例如，IL-15Rα_sushi結構域）具有一個或多個氨基酸保守取代。
將包括合成的非天然氨基酸、取代氨基酸或一種或多種D-氨基酸在內的非天然氨基酸插入到多肽（例如，本文所述的IL-15細胞因數前藥中的IL-15細胞因數）中可具有多種益處。與含有L-氨基酸的多肽相比，含有D-氨基酸的多肽等在體外和體內表現出更高的穩定性。因此，當需要更好的細胞內穩定性時，如通過加入D-氨基酸進行多肽的構建是特別有用的。特別是D-肽和其類似物能夠耐受內源性肽酶和蛋白酶活性，從而在需要時提高分子的生物有效性並延長其在體內的壽命。此外，D-肽和其類似物不能被有效加工，這是由於II型主要組織相容性複合體（MHC）呈遞給輔助T細胞的過程受限，因此不易在受試者中誘導體液免疫反應。
表A為保守型取代。在表A“示例性取代”標題下提供了更多實質性取代，如下文關於氨基酸側鏈類別部分進一步詳述。氨基酸可以根據常見的側鏈性質分類：(1) 疏水性：正亮氨酸、Met、Ala、Val、Leu、Ile；(2) 中性親水性：Cys、Ser、Thr、Asn、Gln；(3) 酸性：Asp、Glu；(4) 鹼性：His、Lys、Arg；(5) 影響鏈方向的殘基：Gly、Pro；(6) 芳香族：Trp、Tyr、Phe。非保守型取代需要將這些類別中的一個成員替換為另一類別的成員。可以將氨基酸取代引入到蛋白質構建體中，並篩選符合上文所述所需活性的產品。 [表 A] 氨基酸取代
原始殘基 示例性取代 較佳取代
Ala (A) Val; Leu; Ile Val
Arg (R) Lys; Gln; Asn Lys
Asn (N) Gln; His; Asp, Lys; Arg Gln
Asp (D) Glu; Asn Glu
Cys (C) Ser; Ala Ser
Gln (Q) Asn; Glu Asn
Glu (E) Asp; Gln Asp
Gly (G) Ala Ala
His (H) Asn; Gln; Lys; Arg Arg
Ile (I) Leu; Val; Met; Ala; Phe; 正亮氨酸 Leu
Leu (L) 正亮氨酸; Ile; Val; Met; Ala; Phe Ile
Lys (K) Arg; Gln; Asn Arg
Met (M) Leu; Phe; Ile Leu
Phe (F) Trp; Leu; Val; Ile; Ala; Tyr Tyr
Pro (P) Ala Ala
Ser (S) Thr Thr
Thr (T) Val; Ser Ser
Trp (W) Tyr; Phe Tyr
Tyr (Y) Trp; Phe; Thr; Ser Phe
Val (V) Ile; Leu; Met; Phe; Ala; 正亮氨酸 Leu
在一些實施例中，本文提供的IL-15前藥包含表1所示的構建體。
在一些實施例中，本文提供的IL-15前藥包含兩條多肽鏈，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 19或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 19具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 20或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 20具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的IL-15前藥包含兩條多肽鏈，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 19或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 19具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 18或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 18具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的IL-15前藥包含兩條多肽鏈，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 21或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 21具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 22或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 22具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的IL-15前藥包含兩條多肽鏈，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 23或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 23具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 22或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 22具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。
在一些實施例中，本文提供的IL-15前藥包含兩條多肽鏈，其中一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 24或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 24具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性；以及，另一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 22或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 22具有至少80%（例如，至少80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%）序列同一性。 [結合親和力]
分子（例如，IL-15或其功能片段）與其結合物件（例如，IL-2/IL-15Rβγ）的結合親和力可以通過任何本領域已知的合適的配體結合試驗或抗體/抗原結合試驗來確定，例如，Western blot、酶聯免疫吸附試驗（ELISA）、Meso Scale Discovery（MSD）電化學發光、基於珠子的多重免疫分析（MIA）、RIA、表面電漿共振（SPR）、ECL、IRMA、EIA、Biacore試驗、Octet分析、肽掃描等。例如，通過使用各種標記試劑標記的IL-15或其功能片段或其受體（例如，IL-2/IL-15Rβγ），或其亞單位來進行簡單分析，同樣可以使用BiacoreX（Amersham Biosciences），這是一種非處方的測量試劑盒或類似試劑盒，可根據試劑盒隨附的用戶手冊和實驗操作方法來操作。
在一些實施例中，蛋白質微陣列用於大規模分析本文所述的IL-15或其功能片段與其受體的相互作用、功能和活性。蛋白質微陣列具有與一系列捕獲蛋白（例如，IL-15受體或其亞單位）結合的支撐表面。隨後將螢光標記的探針分子（例如，本文所述的IL-15或其功能片段）添加到陣列中，並且與結合的捕獲蛋白相互作用，釋放螢光訊號並通過鐳射掃描器讀取。
結合親和力也可以使用SPR（Biacore T-200）測量。例如，使用EDC/NHS化學法將抗人IgG抗體耦合到CM-5感測器晶片表面。然後使用人IL-2/IL-15Rβγ-Fc融合蛋白作為該表面的捕獲配體。讓本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白的系列梯度稀釋液與捕獲配體結合，可以即時監測IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白與IL-2/IL-15Rβγ的結合和解離。解離常數（Kd）和解離速率常數可通過使用BIA評估軟體進行動力學分析來確定。 [藥代動力學（PK）]
藥代動力學（PK）是指藥物（例如，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白）在向受試者施用後的吸收、分佈、代謝和排泄。可用於確定臨床效用的藥代動力學參數包括但不限於血清/血漿濃度、隨時間變化的血清/血漿濃度、最大血清/血漿濃度（C max）、達到最大濃度的時間（T max）、半衰期（t 1/2）、給藥間隔內濃度-時間曲線下的面積（AUC τ）等。
用於獲得藥物PK曲線的技術是本領域已知的，例如，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白。參見Heller et al., Annu Rev Anal Chem, 11, 2018；和Ghandforoush Sattari et al., J Amino Acids, Article ID 346237, Volume 2010。在一些實施例中，在個體的血液、血漿或血清樣本中測量如本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白的PK曲線。在一些實施例中，使用質譜技術（例如，LC-MS/MS或ELISA）測量個體中如本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白的PK曲線。可通過本領域已知的任何方法在PK曲線上進行PK分析，例如，非室間分析，使用PKSolver V2軟體（Zhang Y. et al., “PKSolver: An add-in program for pharmacokinetic and pharmacodynamic data analysis in Microsoft Excel,” Comput Methods Programs Biomed. 2010; 99(3):306-1)。
“C”表示受試者血漿、血清或任何合適的體液或組織中的藥物或前藥（例如，IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白）濃度，通常表示為每單位體積的品質，例如納克/毫升。為方便起見，血清或血漿中的藥物濃度在本文中稱為“血清濃度”或“血漿濃度”。給藥後任何時間（例如，IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，例如靜脈注射、腹腔注射或皮下注射）的血清/血漿濃度稱為C time或C t。給藥期間的最大血清/血漿藥物濃度被稱為C max；C min是指給藥間隔結束時的最小血清/血漿藥物濃度；C ave指給藥間隔期間的平均濃度。
術語“生物利用度”是指藥物或前藥（例如，IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白）通過體循環，從而進入作用部位的程度或速率。
“AUC”是血清/血漿濃度-時間曲線下的面積，被認為是對生物利用度最可靠的測量方式，如給藥間隔內濃度-時間曲線下的面積（AUC τ），“總暴露”或“一段時間內的總藥物暴露”（AUC 0-last或AUC 0-inf），給藥後t時間內的濃度-時間曲線下的面積（AUC 0-t）等。
血清/血漿濃度峰值時間（T max）是施用藥物或前藥（例如，IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白）後達到血清/血漿濃度（C max）峰值的時間。
半衰期（t 1/2）是指在血漿或血清（或其它生物基質）中測得的藥物或前藥濃度（例如，IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白）降至其在特定時間點的濃度或量的一半所需的時間。例如，靜脈給藥後，由於藥物的分佈和消除，血漿或血清中的藥物濃度下降。在靜脈給藥後血漿或血清藥物濃度隨時間變化的曲線中，第一階段或快速下降階段被認為主要是由於分佈導致，而後期的下降通常較慢，主要是由於消除導致，儘管這兩個過程在這兩個階段都會發生。在充足的時間後藥物分佈即能完成。一般來講，消除半衰期由血漿/血清濃度-時間曲線的終末期或消除（主要）階段決定。參見Michael Schrag和Kelly Regal，“臨床前藥物開發毒理學綜合指南”的“第3章-藥代動力學和毒代動力學”，2013。 [穩定性]
在一些實施例中，本文所述的融合蛋白或異二聚體蛋白（例如，IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白）具有優異的穩定性，例如物理穩定性、化學穩定性和/或生物穩定性。在一些實施例中，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白在加速應力（例如，高溫）下具有優異的穩定性，例如較少或沒有片段化、聚集體形成和/或聚集體增量。
蛋白質的穩定性，特別是對聚集的敏感性，主要取決於蛋白質分子的構象和膠體穩定性。一般認為，非天然蛋白質聚集的第一步，即最普遍的聚集形式，是分子結構的輕微擾動，例如，蛋白質的部分去折疊，即構象變化。這是由蛋白質的構象穩定性決定的。在第二步中，部分未折疊的分子在擴散作用和隨機布朗運動的驅動下靠近，形成聚集。第二步主要由分子的膠體穩定性決定（參見Chi et al., Roles of conformational stability and colloidal stability in the aggregation of recombinant human granulocyte colony stimulating factor. Protein Science, 2003 May; 12(5): 903-913）。如本文所述，術語“穩定性”通常是指維持生物活性物質（如蛋白質）的完整性或儘量減少其降解、變性、聚集或去折疊。如本文所述，“改良的穩定性”通常意味著，在已知會導致降解、變性、聚集或去折疊的條件下，與對照組蛋白質（例如，其他IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白）相比，目標蛋白質（例如，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白）保持更佳的穩定性。
差示掃描量熱法（DSC）和差示掃描螢光法（DSF）是本領域眾所周知的用於預測蛋白質製劑穩定性的技術。具體而言，這些技術可用於確定給定製劑中蛋白質的去折疊溫度（Tm）。將給定製劑中蛋白質的高Tm測量值與可用於長期、穩定儲存的更可靠和穩定的蛋白質製劑相關聯是本領域的標準做法。
一種“穩定的”異二聚體蛋白或前藥（或製劑），例如，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，基本上在製造過程中和/或儲存時保持其物理穩定性和/或化學穩定性和/或生物活性。本領域有多種用於測量蛋白質穩定性的分析技術，並在Peptide and Protein Drug Delivery, 247-301, Vincent Lee Ed., Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., Pubs. (1991)和Jones, A. (1993) Adv. Drug Delivery Rev. 10: 29-90。10:29-90中進行了綜述。例如，在一個實施例中，蛋白質的穩定性根據溶液中單體蛋白質的百分比確定，其中降解（例如，片段化）和/或聚集蛋白質的百分比較低。較佳地，蛋白質（或製劑）在室溫（約30°C）或40°C下穩定至少1個月和/或在約2-8°C下穩定至少6個月，或至少1年或至少2年。此外，該蛋白質（或製劑）較佳在冷凍（例如，-70℃）和融解後穩定，以下稱為“凍/融迴圈”。
一種異二聚體蛋白，例如，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，如果在顏色和/或透明度的目視檢查或通過紫外光散射或尺寸排阻色譜法測量時，基本上沒有不穩定跡象，例如聚集、沉澱和/或變性，則這種蛋白質在製劑中“保持其物理穩定性”。聚集是單個蛋白質分子或複合物共價或非共價結合形成聚集體的過程。聚集可以進行到形成可見沉澱的程度。
一種異二聚體蛋白，例如，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，如果在給定時間內的化學穩定性使得該蛋白質仍然保持其生物活性（例如，如上文“生物活性”小節所述），則該蛋白質在製劑中“保持其化學穩定性”。化學穩定性可以通過例如檢測和量化蛋白質的不同的化學變化形式來評估。化學變化可能涉及尺寸改變（例如，剪切），可使用尺寸排阻色譜法、SDS-PAGE和/或基質輔助鐳射解吸電離/飛行時間質譜（MALDI/TOF MS）進行評估。其它類型的化學變化包括電荷變化（例如，由於脫醯胺或氧化而發生的變化），例如，可通過離子交換色譜法進行評估。
一種異二聚體蛋白，例如，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白，如果藥物製劑中的蛋白質對於其預期目的具有生物活性，則該蛋白質在製劑中“保留其生物活性”。例如，如果製劑中蛋白質的生物活性為在製備製劑時顯示的生物活性的30%、20%或10%（在分析誤差範圍內）內，則該蛋白保留了其生物活性。
本領域技術人員已知，異二聚體蛋白（例如，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白）的穩定性除製劑的組成外還取決於其他特性。例如，穩定性可能受到溫度、壓力、濕度、pH值和外部輻射的影響。蛋白質製劑中蛋白質（例如，本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白）的穩定性可通過多種方法確定。在一些實施例中，通過尺寸排阻色譜法（SEC）確定蛋白質穩定性。SEC根據分析物（例如，蛋白質等大分子）的流體力學尺寸、擴散係數和表面性質來分離分析物。因此，例如，SEC可將本文所述的天然三維構象的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白與處於各種變性狀態的蛋白質和/或已降解的蛋白質分離。在SEC中，固定相通常由填充在玻璃或鋼柱內緻密的三維琪質中的惰性顆粒組成。流動相可以是純水、水性緩衝液、有機溶劑、它們的混合物或其它溶劑。固定相顆粒具有僅允許小於一定尺寸的物質進入的小孔和/或通道。因此，大顆粒被排除在這些孔隙和通道之外，但較小顆粒從流動相中轉移。顆粒被固定在固定孔隙中的時間在一定程度上取決於它們能滲透到孔隙中的深度。它們從流動相液流中轉移會導致其從色譜柱中洗脫所需的時間更長，因此顆粒之間基於其大小差異而進行分離。
在一些實施例中，SEC與鑒定技術相結合，以鑒定或表徵蛋白質（例如，IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白）或其片段。蛋白質鑒定和表徵可通過多種技術完成，包括但不限於色譜技術，例如，高效液相色譜（HPLC）、十二烷基硫酸鈉毛細管電泳（CE-SDS）、免疫分析、電泳、紫外/可見/紅外光譜、拉曼光譜、表面增強拉曼光譜、質譜、氣相色譜、靜態光散射（SLS）、傅裡葉變換紅外光譜（FTIR）、圓二色譜（CD）、尿素誘導蛋白質去折疊技術、固有色氨酸螢光、差示掃描量熱法和/或ANS蛋白結合。
在一些實施例中，可選地，樣品製劑（例如，包含本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白）和對照製劑在處理階段之前進行測定，以確定單體的含量，聚集體和/或片段化蛋白（和/或片段增加百分比，聚集體增加百分比等）。隨後，每種蛋白質製劑都要經歷一個處理階段。例如，每種蛋白質製劑可在特定溫度（例如，40℃、25℃或5℃）下儲存較長時間（例如，3個月、6個月、12個月或更長）。在一些實施例中，蛋白質製劑經受物理應力測試，例如攪拌應力試驗。在一些實施例中，蛋白質製劑經受加速穩定性試驗，例如在加速應力下進行處理，包括高溫（例如，40℃）、高濕度和/或低pH值等。在一些實施例中，蛋白質製劑經歷冷凍和融解迴圈。在一些實施例中，相同蛋白質製劑的樣品接受不同處理，例如，在不同溫度下儲存一段時間。在處理階段之後，對蛋白質製劑進行測定，以確定蛋白質單體、聚集體和/或片段的含量（和/或片段增加百分比，聚集體增加百分比等）。
“大量的蛋白質聚集”是指蛋白質製劑中的蛋白質聚集水準顯著高於對照蛋白質製劑中的蛋白質聚集水準。對照蛋白質製劑可以是儲存期之前或處理之前（例如，在經受不穩定條件之前，例如高溫、濕度、pH和/或長期儲存之前）的相同蛋白質製劑。
“基本無蛋白質聚集”是指本發明的蛋白質（或製劑），其蛋白質聚集的水準或百分比不顯著高於對照製劑。在一些實施例中，所述穩定性通過SEC測量。在一些實施例中，所述穩定性通過CE-SDS測量。
在一些實施例中，穩定性指本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白片段化減少。本文所用的術語“低至檢測不到的片段化水準”是指含有等於或大於80%、85%、90%、95%、98%或99%的總蛋白質的樣品，例如，若通過HPSEC確定，則在單一峰中，或者，若通過還原毛細管凝膠電泳（rCGE）確定，則在多個峰中（例如，與亞基數量相同的峰），代表未降解蛋白質或其未降解片段，且不含占總蛋白質峰的超過5%、超過4%、超過3%、超過2%、超過1%或超過0.5%的其它單峰。本文所用的術語“還原毛細管凝膠電泳”是指在還原條件下的毛細管凝膠電泳，該還原條件足以還原含Fc蛋白質中的二硫鍵，如本文所述的IL-15Rα和Fc融合蛋白或IL-15前藥。 [載體]
本申請還涉及編碼本文所述任何融合蛋白、任何異二聚體蛋白或任何前藥（例如，IL-15前藥）的分離的核酸，包含編碼本文所述的核酸的載體。還涉及包含編碼本文所述的核酸或載體的分離的宿主細胞（例如，CHO細胞、HEK 293細胞、Hela細胞或COS細胞）。合適的核酸構建體包括但不限於可在真核細胞或原核細胞中表達的構建體。表達構建體的選擇通常是為了與使用的宿主細胞相容。在一些實施例中，所述載體編碼蛋白或前藥（例如，IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白）。
在一些實施例中，包含編碼本文所述的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白或任何蛋白或前藥成分的載體適於在真核細胞中複製和整合，如哺乳動物細胞（例如，CHO細胞、HEK 293細胞、Hela細胞、COS細胞）。在一些實施例中，載體是一種病毒載體。在一些實施例中，載體是非病毒載體，如pTT5。
已經開發出許多基於病毒的系統用於將基因轉移到哺乳動物細胞中。病毒載體的示例包括但不限於腺病毒載體、腺相關病毒載體、慢病毒載體、逆轉錄病毒載體、單純皰疹病毒載體及其衍生物。病毒載體技術是本領域公知的，例如，在Sambrook等（2001, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, New York）中，及其它病毒學和分子生物學手冊中均對其進行了詳述。逆轉錄病毒為基因傳遞系統提供了一個方便的平臺。可使用本領域已知的技術將異源核酸插入載體並包裝在逆轉錄病毒微粒中。然後，可分離重組病毒並在體外或離體條件下將其輸送至工程哺乳動物細胞。許多逆轉錄病毒系統是本領域已知的。在一些實施例中，使用腺病毒載體。許多腺病毒載體是本領域已知的。在一些實施例中，使用慢病毒載體。在一些實施例中，使用自失活慢病毒載體。例如，攜帶構建體蛋白編碼序列的自失活慢病毒載體可以用本領域已知的實驗方法進行包裝。所得的慢病毒載體可用於使用本領域已知的方法轉導至哺乳動物細胞。來自逆轉錄病毒（如慢病毒）的載體是實現長期基因轉導的合適工具，因為它們允許轉基因長期、穩定地整合並在子代細胞中的繁殖。慢病毒載體也具有低免疫原性，並且可以轉導非增殖細胞。
在一些實施例中，載體是非病毒載體。在一些實施例中，載體是pTT5載體。在一些實施例中，載體是轉座子，例如睡美人（SB）轉座子系統或PiggyBac轉座子系統。在一些實施例中，載體是基於聚合物的非病毒載體，包括，例如，聚（乳酸-羥基乙酸共聚物）（PLGA）和聚乳酸（PLA）、聚（乙烯亞胺）（PEI）和樹枝狀大分子。在一些實施例中，載體是基於陽離子脂質的非病毒載體，如陽離子脂質體、脂質納米乳和固體脂質納米粒（SLN）。在一些實施例中，載體是基於肽的非病毒基因載體，例如聚-L-賴氨酸。適用於基因組編輯的任何已知非病毒載體都可用於將編碼IL-15前藥或抗TNFR2抗體前藥的核酸引入宿主細胞。參見Yin H. et al., Nature Rev. Genetics (2014) 15:521-555; Aronovich EL et al., “The Sleeping Beauty transposon system: a non-viral vector for gene therapy.” Hum. Mol. Genet. (2011) R1: R14-20和Zhao S. et al., “PiggyBac transposon vectors: the tools of the human gene editing.” Transl. Lung Cancer Res. (2016) 5(1): 120-125，通過引用併入本文。在一些實施例中，通過物理方法將編碼本文所述的前藥的任何一個或多個核酸或載體轉入宿主細胞（例如，CHO、HEK 293、Hela或COS），包括但不限於電穿孔、聲穿孔、光穿孔、磁轉染、水穿孔。
在一些實施例中，載體包含可選擇的標記基因或報告基因，用於從載體（例如，慢病毒載體、pTT5載體）轉染的宿主細胞群中選擇出表達本文所述的前藥的細胞。可選擇的標記和報告基因都可能被適當的調控序列包圍，以使其能夠在宿主細胞中表達。例如，載體可包含轉錄和翻譯終止子、起始序列和用於調節核酸序列表達的啟動子。
可使用本領域已知的任何分子選殖方法，包括，例如，使用限制性內切酶位點和一個或多個可選擇的標記將核酸選殖到載體中。在一些實施例中，核酸可操作地連接到啟動子上。已經探索出多種用於原核細胞或真核細胞（例如，哺乳動物細胞）中進行基因表達的啟動子，並且本領域已知的任何啟動子都可用於本發明。啟動子大致可分為組成型啟動子或調控型啟動子，如誘導型啟動子。
在一些實施例中，編碼本文所述的前藥的核酸可操作地連接到組成型啟動子上。組成型啟動子允許異源基因（也稱為轉基因）在宿主細胞中組成型表達。本文所考慮的啟動子示例包括但不限於CMV啟動子（CMV）、人類延伸因數-1α（hEF1α）、泛素C啟動子（UbiC）、磷酸甘油激酶啟動子（PGK）、猿猴病毒40早期啟動子（SV40）、雞β-肌動蛋白啟動子與CMV早期增強子（CAGG）偶聯，羅氏肉瘤病毒（RSV）啟動子、多瘤病毒增強子/單純皰疹胸苷激酶（MC1）啟動子、β肌動蛋白（β-ACT）啟動子、“骨髓增生性肉瘤病毒增強子、陰性對照區缺失、d1587rev引物結合位點取代（MND）”啟動子。大量研究中已廣泛比較了這些組成型啟動子在驅動轉基因表達方面的效率。在一些實施例中，編碼本文所述的前藥的核酸可操作地連接到CMV啟動子上。
在一些實施例中，編碼本文所述的前藥的核酸可操作地連接到誘導型啟動子。誘導型啟動子屬於調控型啟動子的範疇。誘導型啟動子可被一個或多個條件誘導，如物理條件、宿主細胞的微環境或宿主細胞的生理狀態、誘導劑（即誘導藥劑）或其組合物。在一些實施例中，誘導條件不誘導宿主細胞中內源性基因的表達。在一些實施例中，誘導條件選自：誘導劑、輻射（如電離輻射、光）、溫度（如熱）、氧化還原狀態和宿主細胞的啟動狀態。在一些實施例中，誘導型啟動子可以是NFAT啟動子、TETON®啟動子或NFκB啟動子。 [提高IL-15活性的方法]
本申請還提供了提高本文所述的IL-15Rα或其功能片段和Fc融合蛋白或IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白的活性的方法。在一些實施例中，所述方法包括將連接IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域的肽接頭設置為多於15且少於40個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭包含20至25個氨基酸殘基。在一些實施例中，所述肽接頭包含25個氨基酸殘基。 [製備方法]
還提供製備本文所述任何IL-15Rα和Fc融合蛋白、IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白的方法。因此，在一些實施例中，提供一種製備所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白的方法，包括：(a) 在可有效表達所編碼的前藥的條件下，培養包含編碼本文所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白的任何核酸或載體的宿主細胞（例如，CHO細胞、HEK 293細胞、Hela細胞或COS細胞）；和(b) 從所述宿主細胞獲得表達的IL-15Rα和Fc融合蛋白、IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白或前藥。在一些實施例中，步驟(a) 的方法進一步包含製備宿主細胞，所述宿主細胞包含本文所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白。本文所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白可使用本領域已知或本文所述的任何方法製備。
在一些實施例中，本文所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白用真核細胞表達，如哺乳動物細胞。在一些實施例中，本文所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白用原核細胞表達。 1.原核細胞的重組產物 a) 載體構建
可以使用標準重組技術獲得編碼本申請所述的蛋白質構建體的多核酸序列。可以使用核苷酸合成儀或PCR技術合成多核苷酸。一旦獲得編碼多肽的序列，將其插入能夠在原核宿主中複製和表達異源多核苷酸的重組載體中。本領域中已知且可使用的許多載體都可用於本發明。選擇合適的載體主要取決於要插入載體的核酸大小以及載體所轉化的特定宿主細胞。每個載體包含各種成分，這取決於該載體的功能（異源多核苷酸的擴增或表達，或兩者兼有）及該載體與其所在的特定宿主細胞之間的相容性。載體組件通常包括但不限於：複製起始位元點、選擇標記基因、啟動子、核糖體結合位元點（RBS）、訊號序列、異源核酸插入和轉錄終止序列。
一般來說，質粒載體含有來自於與宿主細胞相容物種的複製子和控制序列，其與這些宿主細胞一起使用。載體通常攜帶一個複製位點，以及能夠在轉化細胞中提供表型選擇的標記序列。例如，大腸桿菌通常使用pBR322轉化，pBR322是一種來源於大腸桿菌的質粒。pBR322包含編碼氨苄青黴素（Amp）和四環素（Tet）抗性的基因，並因此提供了識別轉化細胞的簡單方法。pBR322、其衍生物或其它細菌質粒或噬菌體也可含有或經修飾後含有可被微生物用於表達內源性蛋白質的啟動子。Carter et al., U.S. Pat. No. 5,648,237詳述了用於表達特定抗體的pBR322衍生物的示例。
此外，包含與宿主微生物相容的複製子和控制序列的噬菌體載體可作為轉化載體與這些宿主細胞一起使用。例如，噬菌體如GEM™-11可用於製備重組載體，所述重組載體可用於轉化易感宿主細胞，如大腸桿菌LE392。
啟動子是一段位於順反子上游（5′）的非翻譯調控序列，可調節下游基因表達。原核啟動子通常分為兩類，誘導型和組成型。誘導型啟動子是一種可以回應培養條件改變（例如，營養素的存在或缺乏或溫度的變化），從而啟動並提高順反子轉錄水準的啟動子。
可被潛在宿主細胞識別的許多啟動子都是公知的。通過限制性內切酶將啟動子從源DNA中移出並將分離的啟動子序列插入本申請的載體中，所選啟動子可操作地連接到編碼多肽的順反子DNA上。天然啟動子序列和許多異源啟動子都可用於指導靶基因的擴增和/或表達。在一些實施例中，利用異源啟動子，因為與天然靶多肽啟動子相比，異源啟動子通常允許更大的轉錄，並且表達靶基因的產量更高。
適用於原核宿主的啟動子包括PhoA啟動子、-半乳糖苷酶和乳糖啟動子系統、色氨酸（trp）啟動子系統和雜交啟動子，如tac或trc啟動子。然而，在細菌中具有功能的其它啟動子（如其他已知的細菌或噬菌體啟動子）也適用。它們的核酸序列已經公開，從而使技術人員能夠使用接頭或適配子來提供任何所需的限制位元點將它們連接到編碼目標輕鏈和重鏈的順反子上（Siebenlist et al., (1980) Cell 20: 269）。
在一些實施例中，重組載體內的每個順反子都包含一個分泌訊號序列組分，該組分直接引導所表達的多肽跨膜轉移。一般來說，訊號序列可以是載體的組成部分，也可以是插入載體的靶多肽DNA的一部分。為本發明而選擇的訊號序列應為能被宿主細胞識別和加工（即，被訊號肽酶切割）的序列。對於不能識別和加工異源多肽固有訊號序列的原核宿主細胞，訊號序列被原核訊號序列所取代，該原核訊號序列選自，例如，鹼性磷酸酶、青黴素酶、Ipp或熱穩定性腸毒素II（STII）先導物、LamP、PhoE、，PelB、OmpA和MBP。
在一些實施例中，生產本申請的蛋白質構建體可發生在宿主細胞的細胞質中，因此不需要在每個順反子內都存在分泌訊號序列。在一些實施例中，多肽組分被表達、折疊和組裝以在細胞質內形成蛋白質構建體。某些宿主菌株（例如，大腸桿菌trxB− 菌株）提供有利於二硫鍵形成的細胞質條件，從而允許表達的蛋白質亞基適當折疊和組裝。參見Proba和Pullthun, Gene, 159:203 (1995)。 b) 原核宿主細胞
適於表達本申請的蛋白質的原核宿主細胞包括古細菌和真細菌，如革蘭氏陰性菌或革蘭氏陽性菌。可用細菌的示例包括大腸桿菌（例如，大腸桿菌）、桿菌（例如，枯草桿菌）、腸桿菌、假單胞菌（例如，銅綠假單胞菌）、鼠傷寒沙門氏菌、粘質沙雷氏菌、克雷伯菌、變形桿菌、志賀菌、根瘤菌、透明顫菌或副球菌。在一些實施例中，使用革蘭氏陰性細胞。在一些實施例中，大腸桿菌細胞作為本發明的宿主。大腸桿菌菌株示例包括菌株W3110（Bachmann, Cellular and Molecular Biology, vol. 2 (Washington, D.C.: American Society for Microbiology, 1987), pp. 1190-1219; ATCC Deposit No. 27,325）及其衍生物，包括具有基因型W3110 AfhuA（AtonA）ptr3 lac Iq lacL8 AompT A（nmpc fepE）degP41 kan R的菌株33D3（U.S. Pat. No. 5,639,635)。其他菌株及其衍生物，如E. coli 294（ATCC 31446）、E. coli B、E. coli 1776（ATCC 31537）和E. coli RV308（ATCC 31608）也同樣適用。這些例子是說明性而非限制性。構建任何上述提及的已知基因型的細菌衍生物的方法在本領域是已知的，並在例如Bass et al., Proteins, 8:309-314 (1990)中進行了詳述。考慮到複製子在細菌細胞中的可複製性，通常需要選擇合適的細菌。例如，當使用公知的質粒如pBR322、pBR325、pACYC177或pKN410來提供複製子時，大腸桿菌、沙雷氏菌或沙門氏菌適於用作宿主。
通常，宿主細胞應分泌最少量的蛋白水解酶，並需要在細胞培養物中適當加入額外的蛋白酶抑制劑。 c) 蛋白生產
用上述表達載體轉化宿主細胞，並在經適當改良的傳統營養培養基中培養，以誘導啟動子、選擇轉化子或擴增編碼所需序列的基因。轉化是指將DNA導入原核宿主，使DNA可以作為染色體外的元件或通過染色體整合進行複製。根據所用的宿主細胞，使用適合此類細胞的標準技術進行轉化。採用氯化鈣的鈣處理通常用於含有大量細胞壁屏障的細菌細胞。另一種轉化方法採用聚乙二醇/二甲基亞碸。另一種技術是電穿孔。
用於生產本申請的蛋白質構建體的原核細胞在本領域是已知的且適於在培養所選宿主細胞的培養基中生長。合適的培養基包括luria broth（LB）和必要的營養補充劑。在一些實施例中，培養基還包含基於表達載體的結構所選擇的選擇劑，以選擇性地允許包含表達載體的原核細胞生長。例如，將氨苄青黴素添加到培養基中，用於表達氨苄青黴素抗性基因的細胞生長。
除碳源、氮源和無機磷酸鹽源外，任何必要的補充劑也可單獨或作為與其它補充劑或介質（如複合氮源）的混合物以適當的濃度加入。可選地，培養基可包含一種或多種選自谷胱甘肽、半胱氨酸、胱胺、硫代甘氨酸、二硫代赤蘚糖醇和二硫蘇糖醇的還原劑。原核宿主細胞在合適的溫度下培養。例如，對於大腸桿菌的生長，較佳的溫度範圍為20°C至39°C，更較佳的為25°C至37°C，甚至更較佳的為30°C。培養基的pH值可以是5到9之間的任何pH值，主要取決於宿主生物。對於大腸桿菌來說，pH值較佳為6.8至7.4，且更較佳為7.0。
如果在本申請的表達載體中使用誘導型啟動子，則在適合啟動子啟動的條件下誘導蛋白質表達。在本申請的一方面，PhoA啟動子用於控制多肽的轉錄。因此，轉化的宿主細胞在磷酸鹽限制培養基中培養以進行誘導。較佳地，磷酸鹽限制培養基為C.R.A.P培養基（參見Simmons et al., J. Immunol. Methods (2002), 263:133-147）。根據所採用的載體結構，可使用本領域已知的多種其它誘導劑，這在本領域是已知的。
本申請所表達的蛋白質構建體分泌到宿主細胞的周質中並從中回收。蛋白質回收通常涉及破壞微生物，通常通過滲透壓休克、超聲處理或裂解等方式。一旦細胞被破壞，可通過離心或過濾去除細胞碎片或整個細胞。例如，可通過親和樹脂色譜法進一步純化蛋白質。或者，蛋白質可以被運輸到培養基中並在其中被分離出來。可從培養基中移除細胞，過濾和濃縮培養基上清液以進一步純化所產生的蛋白質。所表達的多肽可通過聚丙烯醯胺凝膠電泳（PAGE）和Western blot試驗等常用方法進一步分離和鑒定。
或者，通過發酵過程大規模生產蛋白質。各種大規模補料分批發酵程式可用於生產重組蛋白。大規模發酵的容量至少為1000升，最好為1,000至100,000升。這些發酵罐使用攪拌器葉輪來分配氧氣和營養物質，特別是葡萄糖（首選碳/能源）。小規模發酵通常指發酵罐中的發酵，其容量體積不超過100升，範圍從1升到100升。
在發酵過程中，通常是細胞在合適的條件下生長至所需密度後開始誘導蛋白質表達，例如，在OD 550約為180-220時，此時細胞處於早期靜止期。根據所採用的載體結構，可使用本領域已知和上文所述的多種誘導劑。細胞在誘導前可以生長較短的時間。細胞通常誘導約12-50小時，儘管可以使用可能更長或更短的誘導時間。
為了提高本申請的蛋白質構建體的產量和品質，可以改良各種發酵條件。例如，為了提高分泌多肽的正確組裝和折疊，可以使用過表達伴侶蛋白的附加載體來共轉化宿主原核細胞，如Dsb蛋白（DsbA、DsbB、DsbC、DsbD或DsbG）或FkpA（具有伴侶活性的肽脯氨醯順反異構酶）。已證明伴侶蛋白有助於促進細菌宿主細胞中所產生的異源蛋白正確折疊和溶解。Chen et al., (1999) J Bio Chem 274:19601-19605; Georgiou et al., U.S. Pat. No. 6,083,715; Georgiou et al., U.S. Pat. No. 6,027,888; Bothmann和Pluckthun (2000) J. Biol. Chem. 275:17100-17105; Ramm和Pluckthun (2000) J. Biol. Chem. 275:17106-17113; Arie et al., (2001) Mol. Microbiol. 39:199-210。
為了最大限度地減少表達的異源蛋白質（尤其是蛋白水解敏感的蛋白質）的水解，某些缺乏蛋白水解酶的宿主菌株可用於本發明。例如，宿主細胞菌株可經修飾使得編碼已知細菌蛋白酶的基因發生基因突變，如蛋白酶III、OmpT、DegP、Tsp、蛋白酶I、蛋白酶Mi、蛋白酶V、蛋白酶VI及其組合物。可以使用一些大腸桿菌蛋白酶缺失菌株，在Joly et al., (1998), supra; Georgiou et al., U.S. Pat. No. 5,264,365; Georgiou et al., U.S. Pat. No. 5,508,192; Hara et al., Microbial Drug Resistance, 2:63-72 (1996)中進行了詳述。
缺乏蛋白水解酶且用過表達一種或多種伴侶蛋白的質粒轉化的大腸桿菌菌株，可在編碼本申請所述的蛋白質構建體的表達系統中作為宿主細胞。 d) 蛋白純化
進一步純化本文所生產的蛋白質構建體，以獲得用於進一步分析和使用的基本上均勻的製劑。可採用本領域已知的標準蛋白質純化方法。以下程式為適用的純化程式示例：免疫親和柱或離子交換柱上的分餾、乙醇沉澱、反相液相色譜HPLC、二氧化矽或陽離子交換樹脂（如DEAE）色譜、色譜聚焦、SDS-PAGE、硫酸銨沉澱和凝膠過濾，例如，葡聚糖凝膠G-75。
在一些實施例中，固定在固相上的蛋白質A被用於蛋白質構建體的免疫親和純化，所述蛋白質構建體包含本申請所述的Fc區域。蛋白A為來自金黃色葡萄球菌的42 kDa表面蛋白，其與含Fc的構建體具有很高的結合親和力，例如，本文所述的IL-15Rα和Fc融合蛋白、IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白或前藥。Lindmark et al., (1983) J. Immunol. Meth. 62:1-1。固定蛋白質A的固相較佳包含玻璃或二氧化矽表面的柱子，更較佳為可控孔徑玻璃柱或矽酸柱。在某些應用中，色譜柱塗有試劑，如甘油，以防止污染物的非特異性粘附。然後清洗固相以去除非特異性結合到固相的污染物。最後，通過洗脫從固相中回收目標蛋白構建體。 2.真核細胞的重組產物
對於真核表達，載體組分通常包括但不限於下列一個或多個：訊號序列、複製起始點、一個或多個標記基因、增強子元件、啟動子和轉錄終止序列。 a) 訊號序列元件
用於真核宿主的載體還可以是一個插入物，該插入物編碼訊號序列或在成熟蛋白或多肽的N-末端具有特定裂解位點的其他多肽。選擇的異源訊號序列較佳為由宿主細胞識別和加工（即，被訊號肽酶切割）的序列。在哺乳動物細胞表達中，可以獲得哺乳動物訊號序列以及病毒分泌先導物，例如，單純皰疹gD訊號，都是有用的。該前體區域的DNA在閱讀框中與編碼本申請的蛋白質構建體的DNA連接。 b) 複製起始點
一般來說，哺乳動物表達載體不需要複製起始點元件（SV40起點通常僅因其包含早期啟動子而使用）。 c) 選擇基因元件
表達和選殖載體可包含選擇基因，也稱為選擇標記。典型的選擇基因編碼以下蛋白質：(a) 對抗生素或其它毒素具有抗藥性的蛋白質，例如，氨苄青黴素、新黴素、甲氨蝶呤或四環素、(b) 補體營養缺陷蛋白質或(c) 提供複雜培養基無法提供的關鍵營養素的蛋白質，如編碼桿菌D-丙氨酸消旋酶的基因。
選擇方案的一個示例是利用藥物來阻止宿主細胞的生長。那些異源基因成功轉化的細胞產生一種具有抗藥性的蛋白質，從而在選擇方案中存活下來。這種優勢選擇的示例使用藥物新黴素、黴酚酸和潮黴素。
適用於哺乳動物細胞的可選擇的標記的另一個示例是，那些能夠識別有能力攜帶編碼本申請所述蛋白質構建體核酸的細胞的可選擇的標記，如DHFR、胸苷激酶、金屬硫蛋白-I和-II，較佳為靈長類金屬硫蛋白基因、腺苷脫氨酶、鳥氨酸脫羧酶等。
例如，用DHFR選擇基因轉化的細胞，首先將所有轉化子培養在含有甲氨蝶呤（Mtx）的培養基中進行鑒定，甲氨蝶呤是DHFR的競爭性拮抗劑。當使用野生型DHFR時，適用的宿主細胞為缺乏DHFR活性的中國倉鼠卵巢（CHO）細胞系（例如，ATCC CRL-9096）。
或者，用編碼多肽的DNA序列、野生型DHFR蛋白和另一選擇標記，如氨基糖苷3′-磷酸轉移酶（APH）轉化或共轉化的宿主細胞（尤其是含有內源性DHFR的野生型宿主），可通過在含有選擇標記物的培養基中的細胞生長來選擇，所述選擇標記物例如氨基糖苷類抗生素，例如，卡那黴素、新黴素或G418。參見U.S. Pat. No. 4,965,199。 d) 啟動子元件
表達和選殖載體通常包含一個啟動子，所述啟動子被宿主識別，並可操作地連接到編碼所需多肽序列的核酸上。幾乎所有真核基因都有一個富含AT的區域，位於轉錄起始點上游約25到30個堿基。在許多基因轉錄起始點上游70到80個堿基處發現的另一個序列為CNCAAT區域，其中N可以是任何核苷酸。在大多數真核生物的3′ 端有一個AATAAA序列，該序列可能是編碼序列3′ 端增加多聚A尾的訊號。所有這些序列都可以插入到真核表達載體。參見上文“載體”一節。
哺乳動物宿主細胞載體中的多肽轉錄受啟動子控制，例如，通過從病毒基因組獲得的啟動子，如多瘤病毒、雞痘病毒、腺病毒（如腺病毒2）、牛乳頭狀瘤病毒、禽肉瘤病毒、巨細胞病毒、逆轉錄病毒、乙型肝炎病毒和最較佳的猿猴病毒40（SV40），來自異源哺乳動物的啟動子，例如，來自熱休克啟動子的肌動蛋白啟動子或免疫球蛋白啟動子，前提是此類啟動子與宿主細胞系統相容。
SV40病毒早期和晚期啟動子作為SV40限制性片段便於獲得，該限制性片段也包含SV40病毒複製起始點。人類巨細胞病毒的即刻早期啟動子作為HindIII E限制性片段便於獲得。U.S. Pat. No. 4,419,446中公開了一種使用牛乳頭瘤病毒作為載體在哺乳動物宿主中表達DNA的系統。U.S. Pat. No. 4,601,978中詳述了對該系統的改良。參見Reyes et al., Nature 297:598-601 (1982)，關於在單純皰疹病毒胸苷激酶啟動子控制下人類干擾素cDNA在小鼠細胞中的表達。或者，可以使用勞斯肉瘤病毒長末端重複序列作為啟動子。 e)增強子元件
高等真核生物對編碼本申請蛋白質構建體DNA的轉錄通常通過在載體中插入增強子序列而增加。在哺乳動物基因中已經發現了許多增強子序列（珠蛋白、彈性蛋白酶、白蛋白、α-甲胎蛋白和胰島素）。然而，通常使用的是真核細胞病毒的增強子。示例包括複製起始點末端（100-270 bp）的SV40增強子、巨細胞病毒早期啟動子增強子、複製起始點末端的多瘤病毒增強子和腺病毒增強子。參見Yaniv, Nature 297:17-18 (1982)，關於啟動真核生物啟動子的增強元件。增強子可在多肽編碼序列的5′ 或3′ 處拼接到載體上，但較佳位於啟動子的5′ 處。 f) 轉錄終止元件
真核宿主細胞（酵母、真菌、昆蟲、植物、動物、人類或其它多細胞生物的有核細胞）中使用的表達載體也包含轉錄終止和穩定mRNA所必需的序列。這些序列通常可從真核或病毒DNA或cDNA的5′ 端非翻譯區獲得，偶爾為3′ 端。這些區域包含核苷酸片段，所述核苷酸片段在編碼多肽的mRNA的未翻譯部分作為多聚腺苷酸片段被轉錄。一個合適的轉錄終止元件為牛生長激素多聚腺苷酸區域。參見WO94/11026和其中所公開的表達載體。 g) 宿主細胞的選擇和轉化
用於選殖或表達本文所述載體中的DNA的合適宿主細胞包括本文所述的高等真核細胞，包括脊椎動物宿主細胞。脊椎動物細胞的培養繁殖（組織培養）已成為常規程式。有用的哺乳動物宿主細胞系示例為SV40轉化的猴腎CV1系（COS-7，ATCC CRL 1651）；來源於猴腎組織的COS成纖維細胞樣細胞系；人類胚胎腎系（293或293細胞亞選殖，用於懸浮培養生長，Graham et al., J. Gen Virol. 36:59 (1977)）；乳倉鼠腎細胞（BHK，ATCC CCL 10）；中國倉鼠卵巢細胞/−DHFR（CHO，Urlaub et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77:4216 (1980)）；小鼠塞爾托力氏細胞（TM4，Mather, Biol. Reprod. 23:243-251 (1980)）；猴腎細胞（CV1 ATCC CCL 70）；非洲綠猴腎細胞（VERO-76，ATCC CRL-1587）；人宮頸癌細胞（HELA，ATCC-CCL 2）；犬腎細胞（MDCK，ATCC-CCL 34）；水牛-大鼠肝細胞（BRL 3A，ATCC CRL 1442）；人類肺細胞（W138，ATCC CCL 75）；人類肝細胞（Hep G2，HB 8065）；小鼠乳腺腫瘤（MMT 060562，ATCC CCL51）；TR1細胞（Mather et al., Annals N.Y. Acad. Sci. 383:44-68 (1982)）；MRC 5細胞；FS4細胞和人類肝癌細胞系（Hep G2）。
用上述表達載體或選殖載體轉化宿主細胞以產生蛋白質構建體，並在經適當改良的常規營養培養基中培養，以誘導啟動子、選擇轉化子或擴增編碼所需序列的基因。 h)培養宿主細胞
用於生產本申請的蛋白質構建體的宿主細胞可在多種培養基中培養。商用培養基，如Ham's F10（Sigma）、最小基本培養基（（MEM），Sigma）、RPMI-1640（Sigma）和Dulbecco's 修飾的 Eagle's Medium（（DMEM），Sigma）適合培養宿主細胞。此外，Ham et al., Meth. Enz. 58:44 (1979)、Barnes et al., Anal. Biochem. 102:255 (1980)、U.S. Pat. No. 4,767,704；4,657,866；4,927,762；4,560,655或5,122,469、WO 90/03430、WO 87/00195或U.S. Pat. Re. 30,985所述的任何培養基都可用作宿主細胞的培養基。這些培養基中的任何一種都可以根據需要補充激素和/或其它生長因數（如胰島素、轉鐵蛋白或表皮生長因數）、鹽（如氯化鈉、鈣、鎂和磷酸鹽）、緩衝液（如HEPE）、核苷酸（如腺苷和胸苷）、抗生素（如慶大黴素™藥物 ）、微量元素（定義為通常最終濃度在微莫耳範圍記憶體在的無機化合物）和葡萄糖或等效能源。任何其它必要的補充劑也可在本領域技術人員已知的適當濃度下加入。培養條件，如溫度、pH等，是那些先前宿主細胞表達所使用過的條件，並且對於普通技術人員來說顯而易見。 i) 蛋白純化
當使用重組技術時，本發明的蛋白質構建體可在細胞內、周質中產生，或直接分泌到培養基中。如果蛋白質構建體在細胞內產生，第一步是通過離心或超濾去除微粒碎片（即宿主細胞或裂解片段）。Carter et al., Bio/Technology 10:163-167 (1992)詳述了分離分泌到大腸桿菌周質中的抗體的程式。簡而言之，細胞體在醋酸鈉（pH 3.5）、EDTA和苯甲基磺醯氟（PMSF）存在的條件下融解約30分鐘。細胞碎片可通過離心去除。當蛋白質構建體分泌到培養基中，此類表達系統的上清液通常首先使用市面上的蛋白質濃縮篩檢程式進行濃縮，例如，Amicon或Millipore Pellicon超濾裝置。蛋白酶抑制劑如PMSF可包含在上述任何步驟中，以抑制蛋白質水解，且可包含抗生素以防止外來污染物的生長。
可以使用例如羥基磷灰石色譜、凝膠電泳、透析和親和色譜法來純化從細胞中製備的蛋白質組合物，其中親和色譜法是較佳的純化技術。蛋白質A作為親和配體的適用性取決於在含Fc蛋白構建體中存在的任何免疫球蛋白Fc結構域的種類和亞型。蛋白質A可用於純化基於含1、2或4重鏈的人類免疫球蛋白的含Fc蛋白質（Lindmark et al., J. Immunol. Meth. 62:1-13 (1983)）。推薦蛋白質G用於所有小鼠亞型和人類3型（Guss et al., EMBO J. 5:15671575 (1986)）。連接親和配體的基質通常是瓊脂糖，但也有其它基質。與瓊脂糖相比，機械穩定的基質（如可控孔徑玻璃或聚（苯乙烯-二乙烯基）苯）可以實現更快的流速和更短的處理時間。Bakerbond ABXTMresin可用於純化包含CH 3結構域的蛋白質構建體（J. T. Baker, Phillipsburg, N.J.）。其它蛋白質純化技術也同樣適用，如離子交換柱分餾、乙醇沉澱、反相液相色譜HPLC、矽膠層析、肝素SEPHAROSE™色譜、陰離子或陽離子交換樹脂（如聚天冬氨酸柱）、色譜聚焦、SDS-PAGE和硫酸銨沉澱，取決於要回收的蛋白質構建體。
在任何初步純化步驟之後，可以對包含目標蛋白質構建體和污染物的混合物進行低pH疏水相互作用色譜，洗脫緩衝液pH值為約2.5-4.5，較佳地，在低鹽濃度下進行（例如，從0-0.25M鹽）。 [藥物組合物]
進一步提供包含本文所述的任何IL-15Rα和Fc融合蛋白、IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白的藥物組合物，和可選的藥學上可接受的載體。藥物組合物可以通過將本文所述的具有所需純度的前藥與可選的藥學上可接受的載體、賦形劑或穩定劑（Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition, Osol, A. Ed. (1980)）混合製備，成凍乾製劑或水溶液的形式。
可通過將凍乾的蛋白溶解在稀釋劑中，使蛋白質均勻分散，從而製備重組製劑。適於在本申請中使用的醫藥上可接受的（對人體施用安全且無毒）稀釋劑示例包括但不限於無菌水、注射用抑菌水（BWFI）、pH緩衝溶液（例如，磷酸鹽緩衝鹽水）、無菌鹽水，林格溶液或葡萄糖溶液，或鹽和/或緩衝劑的水溶液。
在一些實施例中，所述藥物組合物包含本文所述的IL-15Rα和Fc融合蛋白、IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白的同質群體。同質群體表示蛋白彼此完全相同，例如，相同的融合蛋白結構、相同的異二聚體蛋白結構、相同的IL-15前藥結構、相同的IL-15細胞因數、相同的IL-15Rα_sushi結構域、相同的掩蔽多肽、相同的可裂解部分、相同的不可裂解的接頭（如果有）和相同的Fc結構域。在一些實施例中，藥物組合物中至少70%（如至少為75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%中的任何一個）的蛋白是同質的。
藥物組合物較佳為穩定的，其中所含蛋白質在儲存時基本上保持其物理和化學穩定性和完整性。本領域有各種用於測量蛋白質穩定性的分析技術，並在Peptide and Protein Drug Delivery, 247-301, Vincent Lee Ed., Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., Pubs. (1991)和Jones, A. Adv. Drug Delivery Rev. 10: 29-90 (1993)中進行了綜述。穩定性可以在選定的溫度和選定的時間段內進行測量。對於加速篩選，可將製劑在40°C下保存2週至1個月，在此期間測量穩定性。例如，儲存過程中的聚集程度可以作為蛋白質穩定性的一個指標。
在一些實施例中，所述藥物組合物具有至少15天的保質期，如至少20天、1個月、2個月、3個月、6個月、1年、2年、3年或更長的保質期，例如，在2-25°C（如2-8°C）下。如本文所用，“保質期”是指當藥物製劑在特定儲存條件下儲存時，例如2-8°C，藥物製劑中的活性成分如治療性蛋白質（例如，本文所述的IL-15Rα和Fc融合蛋白、IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白或前藥）發生最小降解（例如，不超過5%降解，如不超過4%、3%，或2%降解）的儲存期。用於評估蛋白質或製劑穩定性的示例性技術包括尺寸排阻色譜（SEC）-HPLC以檢測，例如，聚集、反相液相色譜（RP）-HPLC以檢測，例如，蛋白質片段、離子交換HPLC以檢測，例如，蛋白質電荷變化、質譜、螢光光譜、圓二色（CD）光譜、傅裡葉變換紅外光譜（FT-IR）和拉曼光譜以檢測蛋白質構象變化。所有這些技術均可單獨或組合使用，以評估藥物製劑中蛋白質的降解情況，並確定該製劑的保質期。
可接受的載體、賦形劑或穩定劑在所用的劑量和濃度下對受試者無毒，包括緩衝液、抗氧化劑包括抗壞血酸、蛋氨酸、維生素E、焦亞硫酸鈉；防腐劑、等滲劑（如氯化鈉）、穩定劑、金屬絡合物（例如，鋅-蛋白質絡合物）；螯合劑，如EDTA和/或非離子表面活性劑。
生理上可接受的載體示例包括緩衝液，如磷酸鹽、檸檬酸鹽和其它有機酸；抗氧化劑包括抗壞血酸和甲硫氨酸；防腐劑（如十八烷基二甲基苄基氯化銨；氯化六甲銨；苯紮氯銨、苄索氯銨；苯酚、丁醇或苯甲醇；對羥基苯甲酸烷基酯，如對羥基苯甲酸甲酯或對羥基苯甲酸丙酯；鄰茶二酚；間苯二酚；環己醇；3-戊醇；和間甲酚）；低分子量（少於10個殘基）多肽；蛋白質，如血清白蛋白、明膠或免疫球蛋白；親水性聚合物，如聚乙烯吡咯烷酮；氨基酸，如甘氨酸、穀氨醯胺、天冬醯胺、精氨酸或賴氨酸；單糖、雙糖和其它碳水化合物，包括葡萄糖、甘露糖或糊精；螯合劑，如EDTA；糖，如蔗糖、甘露醇、海藻糖或山梨醇；成鹽反離子，如鈉；金屬絡合物（例如，鋅-蛋白質絡合物）；和/或非離子表面活性劑，如吐溫™、聚乙二醇（PEG）和PLURONICS™。
緩衝液用於將pH值控制在優化治療效果的範圍內，尤其是在穩定性依賴於pH值的情況下。適用於本申請的緩衝液包括有機酸和無機酸及其鹽。例如，檸檬酸鹽、磷酸鹽、琥珀酸鹽、酒石酸鹽、富馬酸鹽、葡萄糖酸鹽、草酸鹽、乳酸鹽、醋酸鹽。此外，緩衝液可包括組氨酸和三甲胺鹽，如Tris。
添加防腐劑以阻止微生物生長。例如，添加防腐劑可促進多次使用（多劑量）製劑的生產。適用於本申請的防腐劑包括十八烷基二甲基苄基氯化銨；氯化六甲銨；苯紮氯銨（例如，氯化物、溴化物、碘化物）、苄索氯銨；硫柳汞、苯酚、丁醇或苯甲醇；對羥基苯甲酸烷基酯，如對羥基苯甲酸甲酯或對羥基苯甲酸丙酯；鄰苯二酚；間苯二酚；環己醇、3-戊醇和間甲酚。
張力劑，有時稱為“穩定劑”，用於調節或維持組合物中液體的張力。當與大的帶電生物分子（如蛋白質）一起使用時，它們通常被稱為“穩定劑”，因為它們可以與氨基酸側鏈的帶電基團相互作用，從而降低分子間和分子內相互作用的可能性。考慮到其它成分的相對含量，張力劑可以以0.1%到25%（按重量計）之間的任何量存在，較佳為1%到5%。較佳的張力劑包括多元糖醇，較佳為三元或高糖醇，如甘油、赤蘚糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、山梨醇和甘露醇。
其他賦形劑包括以下一種或多種製劑：(1) 填充劑、(2) 溶解度增強劑、(3) 穩定劑和(4) 防止變性或粘附在容器壁上的製劑。此類賦形劑包括：多元糖醇（如上所述）；氨基酸，如丙氨酸、甘氨酸、穀氨醯胺、天冬醯胺、組氨酸、精氨酸、賴氨酸、鳥氨酸、亮氨酸、2-苯丙氨酸、谷氨酸、蘇氨酸等；有機糖或糖醇，如蔗糖、乳糖、乳糖醇、海藻糖、水蘇糖、甘露糖、山梨糖、木糖、核糖、核糖醇、肌醇、肌醇、半乳糖、半乳糖醇、甘油、環己醇（如肌醇）、聚乙二醇；含硫還原劑，如尿素、谷胱甘肽、硫辛酸、硫代乙醇酸鈉、硫代甘油、α-單硫代甘油和硫代硫酸鈉；低分子量蛋白質，如人血清白蛋白、牛血清白蛋白、明膠或其它免疫球蛋白；親水性聚合物，如聚乙烯吡咯烷酮；單糖（例如，木糖、甘露糖、果糖、葡萄糖）；雙糖（例如，乳糖、麥芽糖、蔗糖）；三糖，如棉子糖；和多糖，如糊精或葡聚糖。
非離子表面活性劑或洗滌劑（也稱為“潤濕劑”）的存在有助於溶解蛋白質，並保護蛋白質免於攪動引起的聚集，這也允許製劑暴露於剪切表面應力下，而不會導致活性蛋白變性。
合適的非離子表面活性劑包括聚山梨酯（20、40、60、65、80等）、聚草氨酸酯（184、188等）、PLURONIC®多元醇、TRITON®、聚氧乙烯山梨醇酐單醚（吐溫®-20、吐溫®-80等）、月桂糖醇400、聚氧乙烯40硬脂酸酯、聚氧乙烯氫化蓖麻油10、50和60、單硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、甲基纖維素和羧甲基纖維素。可使用的陰離子洗滌劑包括十二烷基硫酸鈉、磺基琥珀酸二辛酯鈉和磺酸二辛酯鈉。陽離子洗滌劑包括苯紮氯銨或苄索氯銨。
為了使藥物組合物可用於體內給藥，它們必須是無菌的。可通過無菌濾膜過濾使藥物組合物無菌。所述藥物組合物通常放置在具有無菌接入口的容器中，例如，具有可被皮下注射針刺穿的塞子的靜脈注射溶液袋或小瓶。
可製備緩釋製劑。緩釋製劑的合適示例包括含有拮抗劑的固體疏水聚合物的半滲透基質，其基質以成形制品的形式，例如，薄膜或微膠囊。緩釋基質的示例包括聚酯、水凝膠（例如，聚（2-羥乙基-甲基丙烯酸酯）或聚（乙烯基醇））、聚乳酸（U.S. Pat. No. 3,773,919），L-谷氨酸和L-谷氨酸乙酯共聚物，不可降解乙烯-醋酸乙烯酯，可降解乳酸-乙醇酸共聚物，如LUPRON DEPOT™ （由乳酸-乙醇酸共聚物和醋酸亮丙瑞林組成的注射微球）和聚-D-(-)-3-羥丁酸。
根據所治療的特定適應症的需要，本文所述的藥物組合物還可以包含不止一種活性化合物，較佳為具有互補活性，不會對彼此產生不利影響的化合物。此類分子以能達到預期目的有效量組合在一起。
活性成分也可以被包裹在例如，通過凝膠技術或介面聚合製備的微膠囊中，例如，膠體給藥系統（例如，脂質體、白蛋白微球、微乳液、納米顆粒和納米膠囊）中或在粗乳液中的羥甲基纖維素微膠囊或明膠微膠囊和聚甲基丙烯酸甲酯微膠囊。Remington's Pharmaceutical Sciences公開了這些技術。
在一些實施例中，藥物組合物裝在一次性使用的小瓶中，如一次性密封小瓶。在一些實施例中，藥物組合物裝在可多次使用的小瓶中。在一些實施例中，藥物組合物散裝在容器中。在一些實施例中，藥物組合物是冷凍保存的。 [疾病的治療方法]
進一步提供治療患病或具有患病風險受試者的方法，如增殖性疾病、腫瘤疾病、炎症性疾病、免疫紊亂、自身免疫性疾病、感染性疾病、病毒性疾病、過敏反應、寄生反應或移植物抗宿主病。本文所披露的方法將有效量的可活化前藥施用於有此需要的受試者，通常作為藥物組合物施用，其中所述前藥在被酶切割後被啟動。在一些實施例中，所述方法進一步包含選擇患有或具有患此類疾病或病症風險的受試者。在一些實施例中，所述前藥在腫瘤微環境中被啟動。前藥從掩蔽多肽中裂解後具有治療活性。因此，在一些實施例中，所述活性劑是裂解產物。在一些實施例中，所述前藥可依賴抗原與抗原結合結構域的結合來治療疾病。
在一些實施例中，提供一種治療個體（例如，人類）疾病（例如，腫瘤、病毒感染或細菌感染）的方法，包括向個體施用有效劑量的任何本文所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白或其藥物組合物。在一些實施例中，所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白（或其藥物組合物）通過靜脈注射、肌肉注射或皮下注射給藥。在一些實施例中，所述治療方法進一步包含施用額外的治療藥物與前藥組合（之前、之後或同時）。所述額外的藥物可能是抗體或其抗原結合片段、小分子藥物或其他類型的治療藥物。
在一些實施例中，所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白用於治療受試者的癌症或腫瘤，包括向受試者施用治療有效量的所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白。如本文所述，在一些實施例中，術語“腫瘤或癌症”是指哺乳動物中所有類型的癌症、腫瘤或惡性腫瘤，包括白血病、淋巴瘤、黑色素瘤、神經內分泌腫瘤、癌和肉瘤。可用本文提供的掩蔽的細胞因數、藥物組合物或方法治療的示例性癌症包括淋巴瘤、肉瘤、膀胱癌、骨癌、腦腫瘤、宮頸癌、結腸癌、食道癌、胃癌、頭頸癌、腎癌、骨髓瘤、甲狀腺癌、白血病、前列腺癌、乳腺癌（例如，三重陰性、ER陽性、ER陰性、化療耐藥、赫賽汀（Herceptin）耐藥、HER2陽性、阿黴素（doxorubicin）耐藥、他莫昔芬（tamoxifen）耐藥、導管癌、小葉癌、原發性、轉移性）、卵巢癌、胰腺癌、肝癌（例如，肝細胞癌）、肺癌（例如，非小細胞肺癌、鱗狀細胞肺癌、腺癌、大細胞肺癌、小細胞肺癌、類癌、肉瘤）、多形性膠質母細胞瘤、膠質瘤、黑色素瘤、前列腺癌、去勢抵抗性前列腺癌、乳腺癌、三陰性乳腺癌、膠質母細胞瘤、卵巢癌、肺癌、鱗狀細胞癌（例如，頭頸部或食道）、結直腸癌、白血病、急性髓性白血病、淋巴瘤、B細胞淋巴瘤或多發性骨髓瘤。其他例子包括甲狀腺癌、內分泌系統癌、腦癌、乳腺癌、宮頸癌、結腸癌、頭頸癌、食道癌、肝癌、腎癌、肺癌、非小細胞肺癌、黑色素瘤、間皮瘤、卵巢癌、肉瘤、胃癌、子宮或髓母細胞瘤、霍奇金病（Hodgkin's Disease）、非霍奇金淋巴癌（Non-Hodgkin's Lymphoma）、多發性骨髓瘤、神經母細胞瘤、膠質瘤、多形性膠質母細胞瘤、卵巢癌、橫紋肌肉瘤、原發性血小板增多症、原發性巨球蛋白血症、原發性腦腫瘤、癌症、惡性胰島瘤、惡性類癌、膀胱癌、癌前皮膚病變、睾丸癌、淋巴癌、甲狀腺癌、神經母細胞瘤、食管癌、泌尿生殖道癌、惡性高鈣血症、子宮內膜癌、腎上腺皮質癌、內分泌或外分泌胰腺腫瘤、甲狀腺髓樣癌、甲狀腺髓樣癌、黑色素瘤、結直腸癌、甲狀腺乳頭狀癌、肝細胞癌、乳頭佩吉特病（Paget’s Disease of the Nipple）、葉狀瘤（Phyllodes Tumors）、小葉癌（Lobular Carcinoma）、導管癌（Ductal Carcinoma）、胰腺星狀細胞癌、肝星狀細胞癌或前列腺癌。
在一些實施例中，所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白用於治療細菌感染，如膿毒症。在一些實施例中，引起細菌感染的所述細菌是耐藥細菌。在一些實施例中，所述抗原結合部分與細菌抗原結合。
在一些實施例中，所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白用於治療病毒感染。在一些實施例中，引起病毒感染的所述病毒是丙型肝炎（HCV）、乙型肝炎（HBV）、人類免疫缺陷病毒（HIV）或人類乳頭瘤病毒（HPV）。在一些實施例中，所述抗原結合部分與病毒抗原結合。
本文所述的前藥或其藥物組合物的給藥方式可以以任何方便的方式進行，包括通過注射或輸液。給藥途徑依照已知和公認的方法，如通過單次或多次推注或以適當方式長時間輸液。所述前藥或其藥物組合物可經口、皮下、靜脈、腦內、鼻內、經皮、腹腔內、肌肉內、肺內、陰道、直腸、眼內、局部、經動脈、皮內、節內、空腔內、或髓內、鞘內、腦室內、腦內、脊髓內、鞘內、病灶內或眼內給藥。在一些實施例中，全身施用所述前藥或其藥物組合物。在一些實施例中，通過輸注（如靜脈輸注）向個體施用所述前藥或其藥物組合物。免疫治療所用的輸注技術在本領域是已知的（參見 Rosenberg et al., New Eng. J. of Med. 319: 1676 (1988)）。在一些實施例中，通過皮內或皮下（即在皮膚下）注射向個體施用所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白或其藥物組合物。對於皮下注射，可使用注射器注射所述前藥或其藥物組合物。然而，還有其它用於所述前藥或其藥物組合物給藥的裝置，如注射裝置；注射筆；自動注射器裝置、無針裝置；和皮下貼片給藥系統。在一些實施例中，通過靜脈注射施用所述前藥或其藥物組合物。在一些實施例中，將所述前藥或其藥物組合物直接注射到大腦或脊柱中。在一些實施例中，通過緩釋或延長釋放技術施用所述前藥或其藥物組合物。
本發明的藥物組合物的劑量和所需藥物濃度可根據特定的預期用途而變化。確定合適的給藥劑量或給藥途徑完全屬於本領域技術人員的技術範疇。動物實驗為確定人類治療的有效劑量提供了可靠的指導。可以依據Mordenti, J.和Chappell, W. “The Use of Interspecies Scaling in Toxicokinetics,” In Toxicokinetics and New Drug Development, Yacobi et al., Eds, Pergamon Press, New York 1989, pp. 42-46中的原則進行有效劑量的種間類推。
當使用所述前藥或其藥物組合物在體內給藥時，施用劑量根據給藥途徑和哺乳動物類型的不同而不同。在本申請的範圍內，不同的製劑將對不同的治療和不同的疾病有效，並且旨在治療特定器官或組織的給藥方式可能與針對另一器官或組織的方式不同。此外，劑量可通過一次或多次單獨給藥或持續輸注給藥。對於幾天或更長時間的重複給藥，根據病情，治療持續到疾病症狀達到預期的抑制程度為止。然而，其他劑量方案可能有用。這種治療的進展很容易通過常規技術和分析進行監測。
在一些實施例中，一次性施用所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白或其藥物組合物（例如，團注法）。在一些實施例中，多次施用所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白或其藥物組合物（如2、3、4、5、6或更多次）。如果多次施用，則可通過相同或不同的途徑進行，並可在相同部位或其它部位進行。所述前藥或其藥物組合物可每日施用一次至每年施用一次。兩次給藥之間的間隔可以是24小時到一年中的任意時間。間隔也可能是不規律的（例如，隨腫瘤進展）。在一些實施例中，給藥計畫中無中斷。特定患者的最佳劑量和治療方案可以由醫學領域的技術人員通過監測患者的疾病體征並相應地進行調整以確定。
在一些實施例中，所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白或其藥物組合物是分劑量給藥的，例如2、3、4、5或更多劑量。在一些實施例中，分劑量給藥超過1週、1個月、2個月、3個月或更長時間。在一些實施例中，劑量被等分。在一些實施例中，分劑量為總劑量的20%、30%和50%。在一些實施例中，連續的分劑量給藥之間的間隔為1天、2天、3天、1週、2週、3週、1個月、3個月、6個月或更長。對於幾天或更長時間的重複給藥，根據病情，治療持續到疾病症狀出現預期的抑制程度為止。然而，其它劑量方案可能有用。這種治療的進展很容易通過常規技術和分析進行監測。 [製品及試劑盒]
進一步提供包含本文所述任何前藥的試劑盒、單位劑量和製品。在一些實施例中，提供包含本文所述的任一種前藥藥物組合物的試劑盒，並且較佳地提供其使用說明，如用於治療本文所述的疾病（例如，腫瘤）。
本發明的試劑盒包括一個或多個包含本文所述的前藥的容器，例如，用於治療疾病。例如，包含描述施用所述前藥以治療疾病（如腫瘤）的說明書。試劑盒可能進一步包含基於識別個體是否患有疾病和疾病階段來選擇適合治療的個體（例如，人類）的描述。與所述前藥的使用相關的說明通常包括關於預期治療的劑量、給藥計畫和給藥途徑的資訊。容器可以是單位劑量、散裝包裝（例如，多劑量包裝）或亞單位劑量。本發明的試劑盒中提供的說明通常是標籤或藥品說明書上的書面說明（例如，試劑盒中包括的紙張），但機器可讀說明（例如，存儲在磁片或光碟上的說明）也是可以接受的。本申請的試劑盒採用合適的包裝。合適的包裝包括但不限於小瓶、瓶子、罐子、軟包裝（例如，密封的聚酯薄膜或塑膠袋）等。還考慮與特定裝置結合使用的包裝，如輸液裝置如微型泵。試劑盒可具有無菌接入埠（例如，容器可為靜脈注射溶液袋或具有可被皮下注射針刺穿的塞子的小瓶）。該組合物中的至少一種活性劑是如本文所述IL-15Rα和Fc融合蛋白、所述IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白。容器可進一步包含第二種醫藥活性劑。試劑盒可選擇性地提供附加組份，如緩衝液和解釋資訊。一般來說，試劑盒包含一個容器和容器上或與容器相關的標籤或藥品說明書。
因此，本申請還提供製品，包括小瓶（如密封小瓶）、瓶、罐、軟包裝等。該製品包含容器和容器上或與容器相關的標籤或藥品說明書。合適的容器包括，例如，瓶子、小瓶、注射器等。容器可以由多種材料製成，如玻璃或塑膠。一般來說，容器容納的組合物可有效治療本文所述疾病或病症（如腫瘤），並且可具有無菌接入埠（例如，容器可為靜脈注射溶液袋或具有可被皮下注射針刺穿的塞子的小瓶）。標籤或藥品說明書表明該組合物用於治療個體的特定病症。標籤或藥品說明書進一步包含向個體施用組合物的說明。標籤可能會注明重構和/或使用的說明。容納藥物組合物的容器可以是多次使用的小瓶，允許重構製劑重複施用（例如，2-6次施用）。藥品說明書是指通常包含在治療產品商業包裝中的說明書，其中包含有關使用此類治療產品的適應症、用法、劑量、給藥、禁忌症和/或警告資訊。此外，製品可能進一步包含第二容器，包含藥學可接受的緩衝液，如注射用抑菌水（BWFI）、磷酸鹽緩衝鹽水、林格溶液和葡萄糖溶液。從商業和用戶角度來看，可能進一步包括其它需要的材料，包括其它緩衝液、稀釋劑、篩檢程式、針頭和注射器。
試劑盒或製品包括多個單位劑量的藥物組合物和使用說明書，包裝數量足以在藥房中儲存和使用，例如，醫院藥房和複方藥房。 [具體實施方式]
以下實施例僅僅旨在作為本發明的示例，因此不應被視為以任何方式限制本發明。以下實施例和詳述是以說明的方式提供的，而非限制的方式。 實施例1： Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白的構建、表達和純化
為延長IL-15/IL-15Rα_sushi複合物的半衰期，分別將IL-15與第一個Fc結構域連接和IL-15Rα_sushi與第二個Fc結構域連接，以製備Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα sushi異二聚體蛋白，通過FcRn介導的迴圈以延長其半衰期。為降低異二聚體蛋白的毒性，通過將可裂解部分（CM）與掩蔽多肽（MP）連接，設計在實施例中的Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白形式（後文稱為IL-15前藥）。在示例性的IL-15前藥中，所述掩蔽多肽（MP）掩蔽了IL-15並降低了IL-15在非靶組織的活性，並且所述可裂解部分（CM）包含靶組織（例如，腫瘤）蛋白酶（例如，MMP2或MMP9）的底物序列，用於釋放掩蔽多肽（MP）。一旦掩蔽多肽在靶組織從IL-15前藥中釋放，蛋白得以啟動並充分展現其活性。Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白及其前藥形式的構建體如表1所示。圖1和圖2分別展示了Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白及其前藥形式的示例性示意圖。構建全部蛋白，並在HEK293細胞中重組表達。
質粒構建：多肽、IL-15和IL-15Rα_sushi的核酸序列是商業合成的（Genscripts USA），並相應地用限制性內切酶酶切。PCR擴增人IgG1 Fc(hole)或Fc(knob)，用限制性內切酶酶切。採用5′ 端和3′ 端都有相應限制性內切酶位點的正、反核苷酸單鏈，在50°C下進行退火，合成可裂解部分CM。所有合成的基因片段和PCR片段用1%瓊脂糖凝膠跑膠後，用商業試劑盒純化並用 T4連接試劑盒選殖到質粒pcDNA3.1（Invitrogen）中。連接產物轉化感受態細胞。轉化和塗板後，挑取菌落，在含羧苄青黴素的LB培養基中37℃培養過夜。採用商業試劑盒 （Qiagen，Cat號27104）提取重組質粒，並使用T7正向和BGH反向引物進行測序。整個編碼序列經DNA測序驗證。
不可裂解的接頭（lk、lk1、lk2、lk3和lk5）的示例性序列如表2所示，可裂解部分CM1的示例性序列如表3所示，人IL-15（成熟形式或前體形式）和IL-15 Rα_sushi（長型形式或短型形式）的示例性序列如表4所示，人IgG1 Fc(hole)和Fc(knob)的示例性序列如表5所示，掩蔽多肽（MP）的示例性序列如表6所示，以及Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體多肽及其前藥形式的示例性序列如表7所示。在表7中，人IL-15或IL-15Rα_sushi結構域用斜體標注，不可裂解的接頭用加粗標注，可裂解部分用 單底線標注，掩蔽多肽用 雙底線標注，引入的限制性內切酶識別位點用 虛線標注。 [Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭]
在融合蛋白工程中，選擇合適的接頭以連接蛋白結構域至關重要。肽接頭不僅為融合蛋白結構域之間提供空間距離並使它們能夠相互獨立地進行折疊，肽接頭也會直接影響融合蛋白的結構穩定性和功能特性。本文探究了接頭的柔性和長度對Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白和IL-15前藥的生物活性的影響。
在一些實施例中，IL-15Rα_sushi和Fc通過肽接頭連接。在一些實施例中，所述接頭包括例如GSG 和(GGGGS)n，其中n為至少1的正整數（可選地，從1到5），所述接頭使得兩個結構域具有足夠的長度和柔性，以使得每個結構域保留其生物學功能。
如表1所示，組1為不具有掩蔽多肽的示例性Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白：SB1902-C1和SB1902-C1-variant1，SB1902-C1與SB1902-C1-variant1之間唯一的區別是Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭。SB1902-C1在Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk5”(GGGGS) 5，以及SB1902-C1-variant1在Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk”(GSG) 。
組2為具有掩蔽多肽MP80的示例性的IL-15前藥：SB1902-C2和SB1902-C2-variant0，SB1902-C2和SB1902-C2-variant0之間唯一的區別是Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭。SB1902-C2在Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk5”(GGGGS) 5，以及SB1902-C2-variant0在Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk”(GSG)。
組3為具有掩蔽多肽MP163的示例性的IL-15前藥：SB1902-C9-variant1、SB1902-C9-variant2和SB1902-C9-variant3，SB1902-C9-variant1、SB1902-C9-variant2和SB1902-C9-variant3之間唯一的區別是Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭。SB1902-C9-variant1在Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk5”(GGGGS) 5，SB1902-C9-variant2在Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk3” (GGGGS) 3，以及SB1902-C9-variant3在Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk1”(GGGGS) 1。
表 1 Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα sushi 異二聚體蛋白及其前藥形式
組別 構建體名稱 構建體描述
組 1 SB1902-C1 hIgG Fc(hole)-lk1-IL15
hIgG Fc(knob)-lk5-IL15Rα_sushi
SB1902-C1-variant1 hIgG Fc(hole)-lk1-IL15
hIgG Fc(knob)-lk-IL15Rα_sushi
組 2 SB1902-C2 hIgG Fc(hole)-lk1-IL15-lk2-CM1-lk2-MP80
hIgG Fc(knob)-lk5-IL15Rα_sushi
SB1902-C2-variant0 hIgG Fc(hole)-lk1-IL15-lk2-CM1-lk2-MP80
hIgG Fc(knob)-lk-IL15Rα_sushi
組 3 SB1902-C9-variant1 hIgG Fc(hole)-lk5-IL15Rα_sushi
hIgG Fc(knob)-lk1-IL15-lk2-CM1-lk2-MP163
SB1902-C9-variant2 hIgG Fc(hole)-lk3-IL15Rα_sushi
hIgG Fc(knob)-lk1-IL15-lk2-CM1-lk2-MP163
SB1902-C9-variant3 hIgG Fc(hole)-lk1-IL15Rα_sushi
hIgG Fc(knob)-lk1-IL15-lk2-CM1-lk2-MP163
[表2]
肽接頭 SEQ ID NO. 序列
lk 1 GSG
lk1 2 (G4S)1
lk2 3 (G4S)2
lk3 4 (G4S)3
lk5 5 (G4S)5
[表3]
可裂解部分 SEQ ID NO. 序列
CM1 6 MVPSALTASG
[表4]
   SEQ ID NO. 序列
人IL-15 (成熟形式) 7 NWVNVISDLKKIEDLIQSMHIDATLYTESDVHPSCKVTAMKCFLLELQVISLESGDASIHDTVENLIILANNSLSSNGNVTESGCKECEELEEKNIKEFLQSFVHIVQMFINTS
人IL-15 (前體形式) 8 MRISKPHLRSISIQCYLCLLLNSHFLTEAGIHVFILGCFSAGLPKTEA NWVNVISDLKKIEDLIQSMHIDATLYTESDVHPSCKVTAMKCFLLELQVISLESGDASIHDTVENLIILANNSLSSNGNVTESGCKECEELEEKNIKEFLQSFVHIVQMFINTS
人IL-15Rα_sushi（短型1） 9 ITCPPPMSVEHADIWVKSYSLYSRERYICNSGFKRKAGTSSLTECVLNKATNVAHWTTPSLKCIR
人IL-15Rα_sushi（短型2） 10 TCPPPMSVEHADIWVKSYSLYSRERYICNSGFKRKAGTSSLTECVLNKATNVAHWTTPSLKCIR
人IL-15Rα_sushi（ 長型） 11 ITCPPPMSVEHADIWVKSYSLYSRERYICNSGFKRKAGTSSLTECVLNKATNVAHWTTPSLKCIR DPALVHQRPAPP
[表5]
   SEQ ID NO. 序列
hIgG1 Fc(hole) T366S+L368A+Y407V 12 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLSCAVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLVSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK
hIgG1 Fc(knob) T366W 13 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLWCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK
[表6]
掩蔽多肽（ MP ） SEQ ID NO. 序列
MP80 14 GSPSGESSAPGSSSAESPGPGSESPSGSAPGESSPSGSAPGSPSGESSAPGSPESGSASPGSSSAESPGPGSPSGESSAP
MP163 15 GSPSGESSAPGSSSAESPGPGSESPSGSAPGESSPSGSAPGSPSGESSAPGSPESGSASPGSSSAESPGPGSPSGESSAPGSSPSGESSAPGSSSAESPGPGSESPSGSAPGESSPSGSAPGSPSGESSAPGSPESGSASPGSSSAESPGPGSPSGESSAPGS
[表7]
構建體名稱 構建體描述 SEQ ID NO. 序列
SB1902-C1    hIgG Fc(hole)-lk1-IL15    16 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLSCAVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLVSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK LE GGGGS NWVNVISDLKKIEDLIQSMHIDATLYTESDVHPSCKVTAMKCFLLELQVISLESGDASIHDTVENLIILANNSLSSNGNVTESGCKECEELEEKNIKEFLQSFVHIVQMFINTS
hIgG Fc(knob)-lk5-IL15Rα_sushi 17 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLWCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK LE GGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGS DI ITCPPPMSVEHADIWVKSYSLYSRERYICNSGFKRKAGTSSLTECVLNKATNVAHWTTPSLKCIR
SB1902-C1-variant1    hIgG Fc(hole)-lk1-IL15 16 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLSCAVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLVSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK LE GGGGS NWVNVISDLKKIEDLIQSMHIDATLYTESDVHPSCKVTAMKCFLLELQVISLESGDASIHDTVENLIILANNSLSSNGNVTESGCKECEELEEKNIKEFLQSFVHIVQMFINTS
hIgG Fc(knob)-lk-IL15Rα_sushi 18 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLWCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK GSG TCPPPMSVEHADIWVKSYSLYSRERYICNSGFKRKAGTSSLTECVLNKATNVAHWTTPSLKCIR
SB1902-C2    hIgG Fc(hole)-lk1-IL15-lk2-CM1-lk2-MP80    19 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLSCAVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLVSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK LE GGGGS NWVNVISDLKKIEDLIQSMHIDATLYTESDVHPSCKVTAMKCFLLELQVISLESGDASIHDTVENLIILANNSLSSNGNVTESGCKECEELEEKNIKEFLQSFVHIVQMFINTS DI GGGGSGGGGS MVPSALTASG GGGGSGGGGS R GSPSGESSAPGSSSAESPGPGSESPSGSAPGESSPSGSAPGSPSGESSAPGSPESGSASPGSSSAESPGPGSPSGESSAP
   hIgG Fc(knob)-lk5-IL15Rα_sushi 20 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLWCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK LE GGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGS DI ITCPPPMSVEHADIWVKSYSLYSRERYICNSGFKRKAGTSSLTECVLNKATNVAHWTTPSLKCIR
SB1902-C2-variant0    hIgG Fc(hole)-lk1-IL15-lk2-CM1-lk2-MP80 19 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLSCAVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLVSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK LE GGGGS NWVNVISDLKKIEDLIQSMHIDATLYTESDVHPSCKVTAMKCFLLELQVISLESGDASIHDTVENLIILANNSLSSNGNVTESGCKECEELEEKNIKEFLQSFVHIVQMFINTS DI GGGGSGGGGS MVPSALTASG GGGGSGGGGS R GSPSGESSAPGSSSAESPGPGSESPSGSAPGESSPSGSAPGSPSGESSAPGSPESGSASPGSSSAESPGPGSPSGESSAP
hIgG Fc(knob)-lk-IL15Rα_sushi 18 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLWCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK GSG TCPPPMSVEHADIWVKSYSLYSRERYICNSGFKRKAGTSSLTECVLNKATNVAHWTTPSLKCIR
SB1902-C9-variant1    hIgG Fc(hole)-lk5-IL15Rα_sushi 21 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLSCAVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLVSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK LE GGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGS DI ITCPPPMSVEHADIWVKSYSLYSRERYICNSGFKRKAGTSSLTECVLNKATNVAHWTTPSLKCIR
hIgG Fc(knob)-lk1-IL15-lk2-CM1-lk2-MP163 22 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLWCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK LE GGGGS NWVNVISDLKKIEDLIQSMHIDATLYTESDVHPSCKVTAMKCFLLELQVISLESGDASIHDTVENLIILANNSLSSNGNVTESGCKECEELEEKNIKEFLQSFVHIVQMFINTS DI GGGGSGGGGS MVPSALTASG GGGGSGGGGS R GSPSGESSAPGSSSAESPGPGSESPSGSAPGESSPSGSAPGSPSGESSAPGSPESGSASPGSSSAESPGPGSPSGESSAPGSSPSGESSAPGSSSAESPGPGSESPSGSAPGESSPSGSAPGSPSGESSAPGSPESGSASPGSSSAESPGPGSPSGESSAPGS
SB1902-C9-variant2    hIgG Fc(hole)-lk3-IL15Rα_sushi 23 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLSCAVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLVSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK LE GGGGSGGGGSGGGGS DI ITCPPPMSVEHADIWVKSYSLYSRERYICNSGFKRKAGTSSLTECVLNKATNVAHWTTPSLKCIR
hIgG Fc(knob)-lk1-IL15-lk2-CM1-lk2-MP163 22 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLWCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK LE GGGGS NWVNVISDLKKIEDLIQSMHIDATLYTESDVHPSCKVTAMKCFLLELQVISLESGDASIHDTVENLIILANNSLSSNGNVTESGCKECEELEEKNIKEFLQSFVHIVQMFINTS DI GGGGSGGGGS MVPSALTASG GGGGSGGGGS R GSPSGESSAPGSSSAESPGPGSESPSGSAPGESSPSGSAPGSPSGESSAPGSPESGSASPGSSSAESPGPGSPSGESSAPGSSPSGESSAPGSSSAESPGPGSESPSGSAPGESSPSGSAPGSPSGESSAPGSPESGSASPGSSSAESPGPGSPSGESSAPGS
SB1902-C9-variant3    hIgG Fc(hole)-lk1-IL15Rα_sushi    24 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLSCAVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLVSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK LE GGGGS DI ITCPPPMSVEHADIWVKSYSLYSRERYICNSGFKRKAGTSSLTECVLNKATNVAHWTTPSLKCIR
hIgG Fc(knob)-lk1-IL15-lk2-CM1-lk2-MP163 22 DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLWCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK LE GGGGS NWVNVISDLKKIEDLIQSMHIDATLYTESDVHPSCKVTAMKCFLLELQVISLESGDASIHDTVENLIILANNSLSSNGNVTESGCKECEELEEKNIKEFLQSFVHIVQMFINTS DI GGGGSGGGGS MVPSALTASG GGGGSGGGGS R GSPSGESSAPGSSSAESPGPGSESPSGSAPGESSPSGSAPGSPSGESSAPGSPESGSASPGSSSAESPGPGSPSGESSAPGSSPSGESSAPGSSSAESPGPGSESPSGSAPGESSPSGSAPGSPSGESSAPGSPESGSASPGSSSAESPGPGSPSGESSAPGS
表達和純化：暫態轉染編碼Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白和IL-15前藥的載體，並根據製造商建議的方法在Expi293細胞（Thermo Fisher Scientific，Waltham，MA，USA）中表達蛋白質。通過離心和0.2µm膜過濾，使培養的上清培養基澄清。根據製造商建議的方法，通過兩步純化過程純化示例性的IL-15前藥（SB1902-C2、SB1902-C2-variant0、SB1902-C9 variant1、SB1902-C9-variant2和SB1902-C9-variant3）和示例性的Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白（SB1902-C1和SB1902-C1-variant1），包括採用預製的MabSelect SuRe pcc柱（Cytiva lifescience，Cat號17549112）和尺寸排阻色譜（Superdex200，Cytiva，USA）。通過SDS-PAGE（有和沒有還原性藥物）和SEC-HPLC分析純化後分子的純度（部分資料未顯示）。圖3和圖4所示分別為SB1902-C1的SDS-PAGE和SEC-HPLC分析結果，該示例性資料說明Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白被成功製備，並表現出良好的純度和同質性。 實施例2：受體結合親和力
採用ELISA檢測Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白和IL-15前藥與IL-2/IL15Rβγ -Fc融合蛋白的結合親和力。用1µg/ml重組IL-15Rβγ-Fc包被ELISA板，4℃過夜。用含1% BSA的PBS封閉和洗滌平板後，將系列梯度稀釋的SB1902-C1或SB1902-C2加入板中，培養2小時。人IgG1亞型抗體MOPC21，圖5中縮寫為hIgG1（見Hamlyn PH, Gait MJ, Milstein C. (1981) Complete sequence of an immunoglobulin mRNA using specific priming and the dideoxynucleotide method of RNA sequencing. Nucleic Acids Res. 9(18):4485-4494）作為陰性對照。洗板後，將1:2000稀釋的抗人IgG-Fc-AP偶聯抗體加入板的各個孔中，培養45min。洗板後，加入AP底物pNPP（Thermo，USA），用分光光度計（BioTec，USA）在405nm處獲得光密度。使用GraphPad Prism8軟體對資料進行分析和繪圖。
如圖5所示，Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白SB1902-C1及其前藥形式SB1902-C2均表現出與IL-15Rβγ的結合親和力，表明這些蛋白能夠表現出IL-15活性，並且前藥SB1902-C2與IL-15Rβγ的結合親和力低於SB1902-C1。其他Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白或其前藥形式也表現出與IL-2/IL-15Rβγ受體結合的活性（資料未顯示）。 實施例3：體外功能性試驗：CD8+ T細胞活性試驗
據文獻記載，IL-15促進CD8+記憶T細胞、自然殺傷細胞（NK）和NKT細胞的增殖、存活和平衡。IL-15引起T細胞活化，這可以通過細胞膜表面CD69的上調表達和包括IFNγ在內的細胞因數的釋放來指示。CD69是T細胞早期活化的標記物。CD8+ T細胞活化的百分比由CD69在細胞表面表達的百分比反映。在CD8+ T細胞活性試驗中對如前所述的多種形式的Fc-IL-15/ Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白和IL-15前藥進行檢測。
本試驗的基本操作如下：將人PBMC（Stem Cell Technologies，Cat號70500）以細胞數2×10 5/孔加入含有RPMI-1640培養基的96孔圓底細胞培養板中，向所述培養基加入10% FBS、1%青黴素和鏈黴素。將Fc-IL-15/ Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白和IL-15前藥用培養基進行3倍稀釋，並取5μL加入孔中。每個濃度重複三次，空白孔（只加培養基）作為空白對照。細胞培養皿在培養箱中培養3天。然後將細胞離心，細胞沉澱用抗CD3 Ab（bioLgend，cat#317306）、抗CD8 Ab（bioLgend，cat#344722）和抗CD69 Ab（bioLgend，cat#310906）在FACS緩衝液中染色30分鐘。用FACS緩衝液洗滌兩次，用Attune （ThermoFisher Scientific）流式細胞獲得細胞。使用FlowJo軟體分析資料。使用Graphpad Prism 8軟體繪製CD69+細胞占CD8+ T細胞的百分比。
為比較Fc與IL-15Rα_sushi之間不同接頭長度對IL-15活性的影響，在上述基於體外人PBMC的FACS試驗中，通過測量CD8+ T細胞上CD69的誘導表達來確定生物活性。
在組1的SB1902-C1構建體中，Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭為具有長度為25個氨基酸(GGGGS) 5(SEQ ID NO: 5)的GS-rich柔性接頭，並且在組1的SB1902-C1-variant1構建體中，Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭為具有長度為3個氨基酸GSG (SEQ ID NO: 1)的GS-rich柔性接頭。SB1902-C1與SB1902-C1-variant1之間唯一的區別是Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭。如圖6所示，在CD8+ T細胞活性試驗中，Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk5” (GGGGS) 5的SB1902-C1比Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk” (GSG) 的SB1902-C1-variant1具有更好的誘導CD69表達的活性。
在組2的SB1902-C2構建體中，Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭為具有長度為25個氨基酸(GGGGS) 5(SEQ ID NO: 5)的GS-rich柔性接頭，並且在組2的SB1902-C2-variant0構建體中，Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭為具有長度為3個氨基酸GSG (SEQ ID NO: 1)的GS-rich柔性接頭。SB1902-C2與SB1902-C2-variant0之間唯一的區別是Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭。如圖7所示，在CD8+ T細胞活性試驗中，Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk5” (GGGGS) 5的SB1902-C2比Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk” (GSG) 的SB1902-C2-variant0具有更好的誘導CD69表達的活性。
在組3的SB1902-C9-variant1構建體中，Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭為具有長度為25個氨基酸(GGGGS) 5(SEQ ID NO: 5)的GS-rich柔性接頭；在組3的SB1902-C9-variant2構建體中，Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭為具有長度為15個氨基酸(GGGGS) 3(SEQ ID NO: 4)的GS-rich柔性接頭；以及在組3的SB1902-C9-variant3構建體中，Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭為具有長度為5個氨基酸(GGGGS) 1(SEQ ID NO: 2)的GS-rich柔性接頭。SB1902-C9-variant1、SB1902-C9-variant2和SB1902-C9-variant3之間唯一的區別是Fc與IL-15Rα_sushi之間的接頭。如圖8所示，在CD8+ T細胞活性試驗中，Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk3” (GGGGS) 3的SB1902-C9-variant2與Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk1” (GGGGS) 1的SB1902-C9-variant3彼此之間表現除相當的活性，然而，Fc與IL-15Rα_sushi之間具有接頭“lk5” (GGGGS) 5的SB1902-C9-variant1比SB1902-C9-variant2和SB1902-C9-variant3具有更好的誘導CD69表達的活性。
結合圖6、7和8，結果表明連接Fc和IL-15Rα_sushi的肽接頭在一定範圍內影響了Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體及其前藥形式中IL-15的生物活性，當接頭的長度短於15個氨基酸，接頭的長度幾乎不影響IL-15的活性，然而，當接頭的長度長於15個氨基酸並短於25個氨基酸，則接頭越長，Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體和前藥中的IL-15的活性越高。 實施例4：體內腫瘤模型以評價IL-15/IL-15Rα_sushi-Fc異二聚體蛋白的活性
利用小鼠WEHI-164腫瘤模型，在體內評價了Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白促進腫瘤清除和抑制轉移的能力。人IgG1亞型抗體MOPC21在本實驗中作為對照。 A. 前藥在WEHI-164皮下腫瘤模型中的體內活性
動物和飼養：本研究採用7-9週齡的雌性小鼠。用經輻照的Harlan 2918.15鼠糧飼餵小鼠，水則可隨意飲用。為了便於識別，在動物耳部做標記，並剃除左側背部區域的毛髮，為植入細胞做準備。將動物安置在帶有玉米芯墊層的Innovive一次性通風籠中，每小時進行60次完全換氣。將環境控制在70°±2°F的溫度範圍和30-70%的濕度範圍內。本實驗的所有程式均由技術人員操作，其操作遵守National Institutes of Health（NIH）的所有法律、法規和指導方針，並獲得Biomere’s Animal Care and Use Committee（Richmond，CA）的批准。
細胞製備和植入：WEHI-164細胞獲自ATCC（CAT#: CRL-1751™）。WEHI-164細胞在Dulbecco 's Modified Eagles培養基（DMEM）中培養和擴增，培養基中含有2mM L-穀氨醯胺、10%胎牛血清（FBS）和1% 100×青黴素/鏈黴素（PS）。在培養箱中維持37℃、5% CO 2的生長環境。當擴增完成後，使用0.25%的胰蛋白酶-EDTA溶液對細胞進行胰蛋白酶化，洗滌細胞並計數。植入前細胞存活率＞95%。將細胞重懸於Dulbecco's磷酸鹽緩衝鹽液（DPBS）中。實驗動物在植入部位用酒精棉消毒，並在第0天使用25號針和1mL注射器皮下植入0.1 mL。
測量和處理：允許腫瘤生長至70-150mm 3範圍，然後隨機分組。對小鼠進行分組，以確保所有組別中小鼠的平均體重滿足在研究群體中總體平均腫瘤負荷為10%以內。小鼠每週2次靜脈注射3mg /kg劑量的人IgG1亞型抗體或Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白，持續2週，監測腫瘤體積。
副作用評估：觀察所有動物的臨床症狀或毒性，每天至少一次。動物每週稱重一次。如果個別動物表現出明顯的痛苦跡象或體重減輕15%，則對該動物每天稱重。如果動物體重減輕超過20%或其他臨床症狀需要安樂死，則對其實施安樂死。當個別動物的腫瘤體積達到或超過2000mm 3時，對其實施安樂死。
結果：以SB1902-C1為例。如圖9-10所示，用人IgG1亞型對照抗體或SB1902-C1處理WEHI-164腫瘤動物。在整個處理過程中，研究中的所有動物均未表現出明顯的全身中毒跡象。與亞型對照抗體處理的動物（圖9）相比，SB1902-C1處理的動物中的腫瘤生長（圖10）明顯受到抑制。結果表明，Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白可在腫瘤小鼠中發揮作用。
同時還對其他異二聚體蛋白或其前藥形式進行了體外檢測，在其他Fc-IL-15/Fc-IL-15Rα_sushi異二聚體蛋白或其前藥形式中，進一步驗證了Fc與IL-15Rα_sushi之間接頭長度的影響，符合CD8+ T細胞活性試驗中證實的趨勢（資料未顯示）。
圖1所示為示例性的IL-15和IL-15Rα或其功能片段，顯示了在一個單體中，IL-15Rα_sushi結構域與一個Fc結構域的C-末端通過肽接頭連接，在另一個單體中，IL-15與另一個Fc結構域的C-末端連接。
圖2所示為示例性的IL-15前藥，其具有作為半衰期延長部分的Fc結構域，顯示了在一個單體中，IL-15Rα_sushi結構域與一個Fc結構域的C-末端通過不可裂解的接頭連接，在另一個單體中，IL-15與另一個Fc結構域的C-末端連接，以及掩蔽多肽（MP）與IL-15通過可裂解部分（CM）連接。
圖3所示為用於分析示例性的IL-15和IL-15Rα和異二聚體蛋白SB1902-C1純度的SDS-PAGE凝膠電泳圖。
圖4所示為用於分析示例性的IL-15和IL-15Rα和異二聚體蛋白SB1902-C1同質性的SEC-HPLC結果圖。
圖5所示為示例性的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白SB1902-C1和示例性的IL-15前藥SB1902-C2與IL-2/IL-15Rβγ受體結合。
圖6所示為示例性的IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白SB1902-C1和SB1902-C1-variant1在CD8+ T細胞啟動試驗中的結果。
圖7所示為示例性的IL-15前藥SB1902-C2和SB1902-C2-variant0在CD8+ T細胞啟動試驗中的結果。
圖8所示為示例性的IL-15前藥SB1902-C9-variant1、SB1902-C9-variant2和SB1902-C9-variant3在CD8+ T細胞啟動試驗中的結果。
圖9-10所示為用IgG1亞型對照抗體MOPC-21（圖9）或IL-15和IL-15Rα異二聚體蛋白SB1902-C1（圖10）以3 mg/kg劑量處理患有WEHI-164腫瘤的動物的結果。與用亞型對照抗體處理的動物的腫瘤生長相比，SB1902-C1處理的動物中腫瘤生長受到了顯著抑制。
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Claims (34)

  1. 一種分離的融合蛋白，其中所述融合蛋白包含：IL-15Rα或其功能片段，其通過肽接頭與Fc結構域連接。
  2. 如請求項1之分離的融合蛋白，其中所述肽接頭包含3至40個氨基酸殘基；較佳3至25個氨基酸殘基。
  3. 如請求項1或2之分離的融合蛋白，其中所述肽接頭包含20至25個氨基酸殘基；較佳25個氨基酸殘基。
  4. 如請求項1至3中任一項之分離的融合蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域的N-末端或C-末端連接。
  5. 如請求項1至4中任一項之分離的融合蛋白，其中所述融合蛋白進一步包含IL-15細胞因數。
  6. 如請求項5之分離的融合蛋白，其中所述IL-15細胞因數與Fc結構域的N-末端或C-末端連接。
  7. 如請求項5之分離的融合蛋白，其中所述IL-15細胞因數與IL-15Rα或其功能片段的N-末端或C-末端連接。
  8. 一種分離的異二聚體蛋白，其包含兩個單體，其中一個單體包含請求項1至4中任一項之分離的融合蛋白，另一單體包含IL-15細胞因數和/或Fc結構域。
  9. 如請求項8之分離的異二聚體蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段或所述IL-15細胞因數與Fc結構域的N-末端或C-末端連接。
  10. 如請求項1至9中任一項之分離的蛋白，其中所述Fc結構域選自由人IgG1 Fc結構域、人IgG2 Fc結構域、人IgG3 Fc結構域、人IgG4 Fc結構域、IgA Fc結構域、IgD Fc結構域、IgE Fc結構域和 IgM Fc結構域組成的組中；可選地，所述Fc結構域是人IgG1 Fc結構域。
  11. 如請求項10之分離的蛋白，其中所述Fc結構域是具有L234A和L235A突變的人IgG1 Fc結構域，所述突變位元點根據EU編號系統編號。
  12. 如請求項8至11中任一項之分離的異二聚體蛋白，其中所述Fc結構域包含杵-臼（knobs-into-holes）突變（Fc杵（knob）和Fc臼（hole））。
  13. 如請求項12之分離的異二聚體蛋白，其中所述Fc杵（knob）與IL-15細胞因數連接，以及所述Fc臼（hole）與IL-15Rα或其功能片段連接；或者，所述Fc杵（knob）與IL-15Rα或其功能片段連接，以及所述Fc臼（hole）與IL-15細胞因數連接。
  14. 如請求項12或13之分離的異二聚體蛋白，其中所述Fc杵（knob）在Fc結構域包含T366W突變，以及所述Fc臼（hole）在Fc結構域包含T366S、L368A和Y407V突變，所述突變位元點根據EU編號系統編號。
  15. 如請求項14之分離的異二聚體蛋白，其中所述Fc杵（knob）進一步包含S354C突變，以及所述Fc臼（hole）進一步包含Y349C突變，所述突變位元點根據EU編號系統編號。
  16. 如請求項1至15中任一項之分離的蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段選自IL-15Rα的胞外域或sushi結構域或功能類似物。
  17. 如請求項1至16中任一項之分離的蛋白，其中所述IL-15Rα或其功能片段包含SEQ ID NOs: 9-11中任一所示的氨基酸序列，或其變體，所述變體與SEQ ID NOs: 9-11中任一所示的氨基酸序列具有至少90%序列同一性。
  18. 如請求項5至17中任一項之分離的蛋白，其中所述IL-15細胞因數包含SEQ ID NOs: 7-8中任一所示的氨基酸序列，或其變體，所述變體與SEQ ID NOs: 7-8中任一所示的氨基酸序列具有至少90%序列同一性。
  19. 如請求項1至18中任一項之分離的蛋白，其中所述肽接頭富含G和S氨基酸殘基；較佳地，所述肽接頭由G和S氨基酸殘基組成；更較佳地，所述肽接頭包含SEQ ID NOs: 1-5中任一所示的氨基酸序列，或其變體，所述變體與SEQ ID NOs: 1-5中任一所示的氨基酸序列具有至少90%序列同一性。
  20. 如請求項1至19中任一項之分離的蛋白，其中進一步包含可裂解部分（CM）和掩蔽多肽（MP），以及其中所述掩蔽多肽（MP）與所述蛋白通過所述可裂解部分（CM）連接。
  21. 如請求項20之分離的蛋白，其中所述掩蔽多肽（MP）包含SEQ ID NOs: 14-15中任一所示的氨基酸序列，或其變體，所述變體與SEQ ID NOs: 14-15中任一所示的氨基酸序列具有至少90%序列同一性。
  22. 如請求項20之分離的蛋白，其中所述可裂解部分（CM）包含氨基酸序列SEQ ID NO: 6，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 6具有至少90%序列同一性。
  23. 一種分離的異二聚體蛋白，其包含兩條多肽鏈，其中： (i)    一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 16，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 16具有至少80%序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 17，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 17具有至少80%序列同一性；或 (ii)   一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 16，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 16具有至少80%序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 18，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 18具有至少80%序列同一性；或 (iii)  一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 19，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 19具有至少80%序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 20，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 20具有至少80%序列同一性；或 (iv)  一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 19，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 19具有至少80%序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 18，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 18具有至少80%序列同一性；或 (v)   一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 21，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 21具有至少80%序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 22，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 22具有至少80%序列同一性；或 (vi)  一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 23，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 23具有至少80%序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 22，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 22具有至少80%序列同一性；或 (vii) 一條多肽鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 24，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 24具有至少80%序列同一性；以及，另一條鏈包含氨基酸序列SEQ ID NO: 22，或其變體，所述變體與氨基酸序列SEQ ID NO: 22具有至少80%序列同一性。
  24. 一種提高融合蛋白或異二聚體蛋白的活性的方法，所述融合蛋白或異二聚體蛋白包含IL-15Rα或其功能片段和Fc結構域，其包括將連接IL-15Rα或其功能片段與Fc結構域的肽接頭設置為多於15且少於40個氨基酸殘基。
  25. 如請求項24之方法，其中所述肽接頭包含20至25個氨基酸殘基。
  26. 如請求項24或25之方法，其中所述肽接頭包含25個氨基酸殘基。
  27. 一種分離的核酸分子，其編碼請求項1至23中任一項之分離的蛋白。
  28. 一種載體，其包含請求項27之分離的核酸分子。
  29. 一種分離的宿主細胞，其包含請求項1至23中任一項之分離的蛋白、請求項27之分離的核酸分子、或請求項28之載體。
  30. 一種製備請求項1至23中任一項之分離的蛋白的方法，其包含： a) 在能有效表達融合蛋白或異二聚體蛋白的條件下培養請求項29之宿主細胞；和 b) 從宿主細胞中獲得表達的融合蛋白或異二聚體蛋白。
  31. 一種藥物組合物，其包含請求項1至23中任一項之分離的蛋白、請求項27之分離的核酸分子、請求項28之載體、請求項29之宿主細胞、通過請求項30之方法製備的蛋白，以及藥學上可接受的載體部分或賦形劑。
  32. 一種治療有此需求的個體的疾病或病症的方法，包括向個體施用有效量的請求項1至23中任一項之分離的蛋白、請求項27之分離的核酸分子、請求項28之載體、請求項29之宿主細胞、通過請求項30之方法製備的蛋白、或請求項31之藥物組合物。
  33. 如請求項32之方法，其中所述疾病或病症是癌症或感染性疾病或刺激有此需求的患者中的免疫系統。
  34. 如請求項33之方法，其中所述癌症選自由前列腺癌、結腸癌、腎癌、黑色素瘤、肺癌、乳腺癌、甲狀腺癌、膀胱癌、胃和食管癌、胰腺癌、肝癌、腦癌、頭頸癌、神經母細胞瘤、軟組織癌、淋巴瘤、白血病、多發性骨髓瘤或其任何轉移組成的組中。
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