TWI428444B - 由全長人類HuCAL GOLD-衍生之對人類CD38有特異性之治療抗體之產生及鑑定 - Google Patents

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TWI428444B
TWI428444B TW095137628A TW95137628A TWI428444B TW I428444 B TWI428444 B TW I428444B TW 095137628 A TW095137628 A TW 095137628A TW 95137628 A TW95137628 A TW 95137628A TW I428444 B TWI428444 B TW I428444B
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Description

由全長人類HuCAL GOLD-衍生之對人類CD38有特異性之治療抗體之產生及鑑定
本發明係關於對CD38有特異性之經分離抗原結合區,其包括(i)示於SEQ ID NO:16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105或106之H-CDR3區或(ii)與示於SEQ ID NO:16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105或106之H-CDR3區具有至少60%同一性之H-CDR3區。
本發明另外係關於對CD38有特異性之經分離抗體或其功能片段,其包括(i)示於SEQ ID NO:16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105或106之可變重鏈或(ii)與示於SEQ ID NO:16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105或106之可變重鏈具有至少60%同一性之可變重鏈。
另外,本發明係關於對CD38有特異性之經分離抗原結合區,其包括(i)示於SEQ ID NO:46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、109或110之L-CDR3區或(ii)與示於SEQ ID NO:46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、109或110之L-CDR3區具有至少60%同一性之L-CDR3區。
此外,本發明係關於經分離之抗體或其功能片段,其包括(i)示於SEQ ID NO:46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、109或110之可變輕鏈或(ii)與示於SEQ ID NO:46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、109或110之可變輕鏈具有至少60%同一性之可變輕鏈。
本發明進一步係關於由下列核酸編碼之經分離抗原結合區之可變重鏈:(i)包括SEQ ID NO:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90或91之核酸序列或(ii)可在高嚴苛條件下與SEQ ID NO:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90或91之互補鏈雜交之核酸序列,其中該抗原結合區對CD38有特異性。
本發明亦係關於由下列核酸編碼之經分離抗原結合區的可變輕鏈:(i)包括SEQ ID NO:31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、107或108之核酸序列或(ii)可在高嚴苛條件下與SEQ ID NO:31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、107或108之互補鏈雜交之核酸序列,其中該抗體或其功能片段對CD38有特異性。
此外,本發明係關於編碼對CD38有特異性之人類抗體或其功能片段之抗原結合區的經分離核酸序列。
另外,本發明係關於編碼經分離之抗原結合區之可變重鏈之核酸序列,其包括(i)一選自由SEQ ID NO:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90及91組成之群的序列或(ii)可在高嚴苛條件下與SEQ ID NO:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90或91之互補鏈雜交之核酸序列,其中該抗原結合區對CD38有特異性。
本發明亦係關於編碼經分離之抗原結合區之可變輕鏈的核酸序列,其包括(i)一選自由SEQ ID NO:31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、107及108組成之群的序列或(ii)可在高嚴苛條件下與SEQ ID NO:31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、107或108之互補鏈雜交之核酸序列,其中該抗原結合區對CD38有特異性。
本發明進一步係關於一種誘發特異性殺死表現CD38之腫瘤細胞的方法,其中該特異性殺死藉由CD38交聯而發生,該方法包括在足量經分離人類或人類化抗-CD38抗體或其功能片段之存在下培育該等細胞之步驟,其中該人類或人類化抗-CD38抗體包括(i)編碼示於SEQ ID NO:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90或91之重鏈之核酸序列或(ii)可在高嚴苛條件下與SEQ ID NO:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90或91之互補鏈雜交之核酸序列,其中該抗體或其功能片段對CD38有特異性。
另外,本發明係關於一種誘發特異性殺死表現CD38之腫瘤細胞的方法,其中該特異性殺死藉由CD38交聯而發生,該方法包括在足量經分離人類或人類化抗-CD38抗體或其功能片段之存在下培育該等細胞之步驟,其中該人類或人類化抗-CD38抗體包括(i)編碼示於SEQ ID NO:31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、107或108之輕鏈之核酸序列或(ii)可在高嚴苛條件下與SEQ ID NO:31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、107或108之互補鏈雜交之核酸序列,其中該抗體或其功能片段對CD38有特異性。
同樣,本發明係關於一種誘發特異性殺死表現CD38之腫瘤細胞的方法,其中該特異性殺死藉由CD38交聯而發生,該方法包括在足量經分離人類或人類化抗-CD38抗體或其功能片段之存在下培育該等細胞之步驟,其中該人類或人類化抗-CD38抗體或該其功能片段包括(i)示於SEQ ID NO:16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105或106之重鏈胺基酸序列或(ii)與示於SEQ ID NO:16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105或106之可變重鏈具有至少60%同一性之可變重鏈。
同樣,本發明係關於一種誘發特異性殺死表現CD38之腫瘤細胞的方法,其中該特異性殺死藉由CD38交聯而發生,該方法包括在足量經分離人類或人類化抗-CD38抗體或其功能片段存在下培育該等細胞之步驟,其中該人類或人類化抗-CD38抗體包括(i)示於SEQ ID NO:46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、109或110之輕鏈胺基酸序列或(ii)與示於SEQ ID NO:46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、109或110之可變輕鏈具有至少60%同一性之可變輕鏈。
此外,本發明係關於一種藉由CD38交聯檢測特異性殺死表現CD38之腫瘤細胞的方法,該方法包括以下步驟:(i)向有其需要之個體投與有效量之人類或人類化抗-CD38抗體或其功能片段,及(ii)檢測該人類或人類化抗-CD38抗體或該其功能片段之特異性殺死活性。
同樣,本發明係關於一種檢測源於小種豬之組織或細胞中存在CD38之方法,該方法包括以下步驟:(i)使人類或人類化抗-CD38抗體或其功能片段接觸該CD38,及(ii)檢測該人類或人類化抗-CD38抗體或其功能片段對該CD38小種豬細胞之特異性結合,其中該抗體或其功能片段亦能夠特異結合源於人類之CD38。
此外,本發明係關於一種在表現CD38之紅血球中檢測CD38之方法,該方法包括以下步驟:(i)使人類或人類化抗-CD38抗體或其功能片段接觸該表現CD38之紅血球,及(ii)檢測該人類或人類化抗-CD38抗體或其功能片段對該表現CD38之紅血球的特異性結合,其中該抗體或其功能片段亦能夠特異結合來自不同於人類紅血球之細胞或組織的人類CD38。
本發明亦係關於本發明經分離之抗體或其功能片段,其包括(i)示於SEQ ID NO:21或22之H-CDR3區或(ii)與其具有至少60%同一性之H-CDR3區,且其對人類CD38及狨猿CD38具有特異性。
本發明係基於對新穎抗體及利用對CD38有特異性或有高親和性之抗體之新穎方法的發現,且本發明可為個體帶來治療益處。該等抗體可係人類或人類化抗體,其可用於多種領域,本文將對其進行更為全面的闡述。揭示於美國專利第60/614,471號中適用於本發明之抗體以引用方式併入本文。
本文將"人類"抗體或人類抗體功能片段定義為並非嵌合(例如,非"人類化")且並非(完全或部分地)源於非人類物種之抗體或功能抗體片段。人類抗體或功能抗體片段可來源於人類或可為合成之人類抗體。本文將"合成人類抗體"定義為具有完全或部分源於基於在電腦上對已知人類抗體序列之分析的合成序列之序列的抗體。人類抗體序列或其片段之電腦上的設計可(例如)如下達成:分析人類抗體或抗體片段序列資料庫並利用由其中獲得之資料設計多肽序列。人類抗體或功能抗體片段的另一實例係由分離自來源於人類之抗體序列庫(即,此庫係基於由人類天然來源獲取之抗體)之核酸編碼的人類抗體或功能抗體片段。
本文將"人類化抗體"或人類化抗體功能片段定義為如下者:(i)源自非人類來源(例如,具有異源免疫系統之轉基因小鼠),該抗體基於人類種系序列;或(ii)嵌合者,其中可變結構域源自非人類來源且恒定結構域源于人類來源;或(iii)CDR移植者,其中可變結構域之CDR源自非人類來源,而一或多個可變結構域之框架源于人類來源且恒定結構域(若存在)源于人類來源。
若此抗體能夠區分此抗原與一或多種參考抗原,則認為本文所用抗體可"特異性結合"抗原、對抗原(本文為CD38)"具有特異性"或"特異識別"抗原,乃因結合特異性並非絕對性質而為相對性質。在其最通用形式中(且當未提及經定義參考物時),"特異性結合"係指抗體區分所欲抗原與無關抗原之能力,例如根據下列方法之一所確定。此等方法包括(但不限於)西方點漬分析、ELISA測試、RIA測試、ECL測試、IRMA測試、FACS、IHC及肽掃描。例如,可實施標準ELISA分析。可藉由標準顯色系統(例如二級抗體與辣根過氧化物酶及四甲基聯苯胺與過氧化氫)實施評分。某些孔之反應藉由光密度(例如,450奈米之光密度)評分。典型背景(=陰性反應)可為0.1 OD;典型陽性反應可為1 OD。此表明,陽性/陰性差會超過10倍。通常,結合特異性之測定並非用單個參考抗原實施而是用一組約3至5個無關抗原(例如奶粉、BSA、鐵傳遞蛋白或諸如此類)實施。抗體有可能對兩種或兩種以上之細胞/組織及/或兩種或兩種以上物種之抗原具有"特異性",但限制條件係(例如)該抗體需滿足用於此等細胞/組織及物種中每一個之結合標準。因此,抗體可特異結合各種細胞類型及/或組織(例如分離自周邊血、脾或淋巴結之紅血球、淋巴細胞)上之靶抗原CD38。此外,抗體會對一物種之CD38及另一物種之CD38二者均具有特異性。
"特異性結合"亦可指抗體區分靶抗原與一或多種可用作參考點之密切相關抗原之能力,例如區分CD38與CD157。此外,"特異性結合"可指抗體區分其靶抗原不同部分(例如,CD38的不同結構域或區,諸如CD38N端或C端區之抗原決定部位)或區分CD38的一或多個關鍵胺基酸殘基或若干段胺基酸殘基之能力。
同樣,本文將本文所用"免疫球蛋白"(Ig)定義為屬於類別IgG、IgM、IgE、IgA或IgD(或其任何亞類)之蛋白質,並包括所有習知抗體及其功能片段。本文將抗體/免疫球蛋白之"功能片段"定義為保留抗原結合區之抗體/免疫球蛋白片段(例如,IgG可變區)。吾人發現抗體之"抗原結合區"通常位於抗體的一或多個超變區(即,CDR-1、CDR-2及/或CDR-3區);然而,可變"框架"區亦可在抗原結合中發揮重要作用,例如為CDR提供支架結構。較佳地,"抗原結合區"至少包含可變輕(VL)鏈之4至103位胺基酸殘基及可變重(VH)鏈之5至109位胺基酸殘基,更佳地包含VL之3至107位胺基酸殘基及VH之4至111位胺基酸殘基,且尤佳係完整的VL鏈及VH鏈(VL之1至109位胺基酸及VH之1至113位胺基酸;根據WO 97/08320進行編號)。用於本發明之較佳免疫球蛋白類別係IgG。本發明"功能片段"包括F(ab’)2 片段、Fab片段及scFv之結構域。F(ab’)2 或Fab可經構建以最小化或完全消除CH 1 與CL 結構域之間發生的分子間二硫化物相互作用。
與本發明一起使用之術語"親本結合物"表示未曾經歷最優化過程之任何結合物。最優化過程在本說明書其他地方闡述。
與本發明一起使用之術語"結合物"可以與術語"免疫球蛋白"或"抗體"同義之方式使用。
用於本發明之抗體可來源於基於已在電腦上加以設計並由合成產生之核酸編碼之胺基酸序列的重組抗體庫。抗體序列之電腦上設計可(例如)如下達成:分析人類序列資料庫並利用由其中獲得之資料設計多肽序列。用於設計並獲取電腦上形成之序列的方法闡述於(例如)Knappik等人,J.Mol.Biol.(2000)296:57、Krebs等人,J.Immunol.Methods.(2001)254:67及頒予Knappik等人之美國專利第6,300,064號中,上述之全文內容以引用方式併入本文中。
用於本發明之抗體
在整個此文件中,提及以下用於本發明之代表性抗體:"抗體號"或"LACS"或"MOR"3076或03076、3078或03078、3081或03081、3085或03085、3086或03086、3087或03087、3088或03088、3089或03089、3101或03101、3102或03102、3127或03127、3128或03128、3129或03129、3130或03130、3131或03131、6183或06183、6184或06184、6185或06185、6186或06186、6187或06187、6188或06188、6189或06189、6190或06190、6192或06192、6195或06195、6197或06197、6200或06200、6201或06201、6204或06204、6214或06214、6278或06278、6279或06279。LAC 3076代表具有一對應於SEQ ID NO:1(DNA)/SEQ ID NO:16(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:31(DNA)/SEQ ID NO:46(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3078代表具有一對應於SEQ ID NO:2(DNA)/SEQ ID NO:17(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:32(DNA)/SEQ ID NO:47(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3081代表具有一對應於SEQ ID NO:3(DNA)/SEQ ID NO:18(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:33(DNA)/SEQ ID NO:48(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3085代表具有一對應於SEQ ID NO:4(DNA)/SEQ ID NO:19(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:34(DNA)/SEQ ID NO:49(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3086代表具有一對應於SEQ ID NO:5(DNA)/SEQ ID NO:20(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:35(DNA)/SEQ ID NO:50(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3087代表具有一對應於SEQ ID NO:6(DNA)/SEQ ID NO:21(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:36(DNA)/SEQ ID NO:51(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3088代表具有一對應於SEQ ID NO:7(DNA)/SEQ ID NO:22(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:37(DNA)/SEQ ID NO:52(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3089代表具有一對應於SEQ ID NO:8(DNA)/SEQ ID NO:23(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:38(DNA)/SEQ ID NO:53(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3101代表具有一對應於SEQ ID NO:9(DNA)/SEQ ID NO:24(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:39(DNA)/SEQ ID NO:54(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3102代表具有一對應於SEQ ID NO:10(DNA)/SEQ ID NO:25(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:40(DNA)/SEQ ID NO:55(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3127代表具有一對應於SEQ ID NO:11(DNA)/SEQ ID NO:26(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:41(DNA)/SEQ ID NO:56(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3128代表具有一對應於SEQ ID NO:12(DNA)/SEQ ID NO:27(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:42(DNA)/SEQ ID NO:57(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3129代表具有一對應於SEQ ID NO:13(DNA)/SEQ ID NO:28(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:43(DNA)/SEQ ID NO:58(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3130代表具有一對應於SEQ ID NO:14(DNA)/SEQ ID NO:29(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:44(DNA)/SEQ ID NO:59(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。LAC 3131代表具有一對應於SEQ ID NO:15(DNA)/SEQ ID NO:30(蛋白質)之可變重鏈區及一對應於SEQ ID NO:45(DNA)/SEQ ID NO:60(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。此外,源自親本結合物MOR03087及MOR03088之最優純系包括下列各物:MOR06183表示具有對應於SEQ ID NO:77(DNA)/SEQ ID NO:92(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR06184表示具有對應於SEQ ID NO:78(DNA)/SEQ ID NO:93(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR06185表示具有對應於SEQ ID NO:79(DNA)/SEQ ID NO:94(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR06186表示具有對應於SEQ ID NO:80(DNA)/SEQ ID NO:95(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR06187表示具有對應於SEQ ID NO:81(DNA)/SEQ ID NO:96(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR06188表示具有對應於SEQ ID NO:82(DNA)/SEQ ID NO:97之可變重鏈區的抗體。MOR06189表示具有對應於SEQ ID NO:83(DNA)/SEQ ID NO:98(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR06190表示具有對應於SEQ ID NO:84(DNA)/SEQ ID NO:99(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR06192表示具有對應於SEQ ID NO:85(DNA)/SEQ ID NO:100(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR06195表示具有對應於SEQ ID NO:86(DNA)/SEQ ID NO:101(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR06197表示具有對應於SEQ ID NO:87(DNA)/SEQ ID NO:102(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR06200表示具有對應於SEQ ID NO:88(DNA)/SEQ ID NO:103(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR06201表示具有對應於SEQ ID NO:89(DNA)/SEQ ID NO:104(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR 06204表示具有對應於SEQ ID NO:90(DNA)/SEQ ID NO:105(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR06214表示具有對應於SEQ ID NO:91(DNA)/SEQ ID NO:106(蛋白質)之可變重鏈區的抗體。MOR06278表示具有對應於SEQ ID NO:107(DNA)/SEQ ID NO:109(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。MOR 06279表示具有對應於SEQ ID NO:108(DNA)/SEQ ID NO:110(蛋白質)之可變輕鏈區的抗體。
本發明抗體特徵為Fab及/或IgG形式且包括最優化結合物與親本結合物之輕鏈及重鏈的各種組合。圖10顯示可與本發明一起使用之若干非限制性組合。
在一態樣中,本發明提供使用具有一可特異結合CD38一或多個區或對之具有高親和性的抗原結合區的抗體之方法,其中CD38之胺基酸序列示於SEQ ID NO:71中。若親和性量測值為至少100 nM(Fab片段之單價親和性),則認為抗體對抗原具有"高親和性"。用於本發明之抗體或抗原結合區較佳地可以約小於600 nM之親和性結合CD38。用於本發明之抗體或抗原結合區較佳可以約小於100 nM、更佳小於約60 nM且甚佳小於約30 nM之親和性結合CD38。更佳係使用可以小於約10 nM且更佳小於約3 nM之親和性結合CD38之抗體。例如,用於本發明之抗體對CD38之親和性可為約10.0 nM或2.4 nM(Fab片段之單價親和性)。
表1提供代表性抗體之親和性的歸納,由表面電漿共振(Biacore)及FACS Scatchard分析測定: a:Fab形式;對人類CD38 Fc-融合體45至300位胺基酸之分析b:IgG1形式;用Raji細胞進行之分析c:標準偏差(n=3)d:標準偏差(n=4)
參閱表1,藉由對人類CD38 Fc-融合體實施表面電漿共振(Biacore)分析並藉由利用表現CD38之人類Raji細胞系進行流式細胞術程序來量測LAC之親和性。Biacore研究在經直接固定之抗原(CD38-Fc融合蛋白)上實施。LAC之Fab形式在固定之CD38-Fc融合蛋白上展現出在約30至596 nM範圍內之單價親和性。
IgG1形式用於基於細胞之親和性測定(FACS Scatchard)。表1之右欄指示此形式之LAC的結合強度。
用於本發明之較佳抗體的另一較佳特徵係其對CD38 N端區中一區域之特異性。舉例而言,本發明LAC可特異結合CD38之N端區。
最優化之本發明抗體之進一步特徵示於表2及3中。提供有關藉由表面電漿共振(Biacore)及FACS Scatchard分析測定之親和性的歸納。另外,亦已測定對人類紅血球之FACS結合及對CD38 Fc-融合蛋白之ELISA結合研究。表徵顯示,與親本純系相比,若干最優化之結合物顯示出降低之對人類紅血球之結合及較高之ELISA信號。此外,MOR03088之衍生物具有改良之親和性,如由FACS Scatchard及親和性測定顯示。
用於本發明之抗體可結合之抗原決定部位的類型可為線性(即一段連續的胺基酸序列)或呈構象形式(即多段胺基酸序列)。為確定特定抗體之抗原決定部位是線性還是呈構象形式,熟習此項技術者可分析抗體對覆蓋CD38不同結構域之重疊肽(例如,具有13個單體之肽,其中有11個胺基酸之重疊)之結合。LACS可辨別CD38之N端區的不連續或線性抗原決定部位。結合本文提供之知識,熟習此項技術者會知道如何使用一或多種經分離的CD38抗原決定部位用以形成具有對該抗原決定部位具有特異性之抗原結合區的抗體(例如,使用CD38抗原決定部位之合成肽或表現CD38抗原決定部位之細胞)。
用於本發明之抗體較佳為可與人類及至少一種其他非人類物種發生交叉反應之種類。非人類物種可為非人類靈長類,例如恒河猴、狒狒及/或獼猴。其他非人類物種可為小種豬、兔、小鼠、大鼠及/或倉鼠。對用相同抗體在多個物種中實施活體內研究而言,同至少一種人類以外的其他物種發生交叉反應之抗體可提供優於已知抗-CD38抗體之靈活性及益處。例如,同小種豬及/或兔發生交叉反應之抗體可作為毒理學及安全性研究之候選抗體。
較佳地,用於本發明之抗體不僅能夠結合CD38,而且能夠調介對CD38表現細胞之殺死。更具體而言,用於本發明之抗體可經由抗體-效應物功能來消耗CD38陽性(例如,惡性)細胞藉此調介其療效。此等功能包括抗體依賴性細胞毒性(ADCC)及補體依賴性細胞毒性(CDC)。
然而,CD38表現不僅發現於骨髓內之免疫細胞(例如單核細胞、粒細胞)及淋巴系統(例如,激活之B細胞及T細胞;漿細胞)中,而且發現於各自前體細胞上。由於使該等細胞不受抗體調介之惡性細胞殺死的影響具有重要意義,故本發明抗體較佳對前體細胞不具細胞毒性。
CD38除具有作為環化ADP-核糖環化酶及水解酶之催化活性外,其亦可展現轉換生物相關性信號之能力(Hoshino等人,1997;Ausiello等人,2000)。該等功能可在活體內由(例如)受體-配體相互作用或由與激動性抗-CD38抗體之交聯誘發,從而引起(例如)鈣動員、淋巴細胞增殖及細胞因子釋放。較佳地,本發明抗體係非激動性抗體。
肽變體
用於本發明之抗體不限於本文提供之具體肽序列。相反,本發明亦涵蓋此等多肽變體之應用。參閱本發明揭示內容及習知的可用技術及參考文獻,熟習此項技術者將能夠製備、測試並使用本文所揭示之抗體的功能變體,同時會瞭解,具有調介CD38+靶細胞殺死之能力的變體涵蓋于本發明範疇內。本文上下文所用"調介CD38+靶細胞殺死之能力"意指歸因於用於本發明之抗-CD38抗體的功能特徵。故調介CD38+靶細胞殺死之能力包括(例如)藉由ADCC及/或CDC或藉由與用於本發明之抗體共軛結合之毒素構造來調介CD38+靶細胞殺死之能力。
變體可包括(例如)與本文所揭示之肽序列相比具有至少一個經改造互補決定區(CDR)(超變)及/或框架(FR)(可變)結構域/位點之抗體。為更好地理解此概念,以下呈現抗體結構之簡要闡述。
抗體由兩條肽鏈構成,每條含有一個(輕鏈)或三個(重鏈)恒定結構域及一可變區(VL,VH),其中後者在每一情況下均由4個FR區及3個間隔開之CDR構成。抗原結合位點由一或多個CDR形成,而FR區為CDR提供結構框架且因此在抗原結合中發揮重要作用。藉由改變CDR或FR區的一或多個胺基酸殘基,熟習此項技術者可以常規方式形成突變的或多樣化之抗體序列,舉例而言,可就新性質或改良性質針對抗原來篩選該等抗體序列。
表14a(VH)及14b(VL)繪示用於本發明之某些抗體的CDR及FR區並對彼此及相應的一致序列或"主導基因"序列之指定位置處胺基酸加以比較(如美國專利第6,300,064號中所述)。
熟習此項技術者將能夠設計肽變體,該等肽變體之應用涵蓋于本發明範疇內。較佳為藉由改變一或多個CDR區之胺基酸來構建變體;變體亦可能具有一或多個經改造之框架區。改變亦可在框架區內進行。例如,可在與種系序列比較存在殘基差異之處對肽FR結構域加以改造。
此外,變體可如下獲得,用一LAC作為起始點用以藉由使LAC內一或多個胺基酸殘基(較佳為一或多個CDR內之胺基酸殘基)多樣化來進行最優化並從所得抗體變體集合中篩選出具有改良性質之變體。尤佳係VL之CDR-3、VH之CDR-3、VL之CDR-1及/或VH之CDR-2中一或多個胺基酸殘基之多樣化。多樣化可藉由用三核苷酸誘變(TRIM)技術合成一組DNA分子來實施(Virneks,B.、Ge,L.、Plckthun,A.、Schneider,K.C.、Wellnhofer,G.及Moroney S.E.(1994)Trinucleotide phosphoramidites:ideal reagents for the synthesis of mixed oligonucleotides for random mutagenesis.Nucl.Acids Res.22,5600)。
保守胺基酸變體
可製備保留本文所述抗體肽序列之整個分子結構的肽變體。鑒於單獨胺基酸之性質,熟習此項技術者會認可一些合理取代。舉例而言,胺基酸取代(即"保守取代")可根據有關殘基在極性、電荷、可溶性、疏水性、親水性及/或兩親性性質方面之相似性實施。
例如,(a)非極性(疏水性)胺基酸包括丙胺酸、亮胺酸、異亮胺酸、纈胺酸、脯胺酸、苯丙胺酸、色胺酸及甲硫胺酸;(b)極性中性胺基酸包括甘胺酸、絲胺酸、蘇胺酸、半胱胺酸、酪胺酸、天冬醯胺及麩胺醯胺;(c)帶正電荷(鹼性)胺基酸包括精胺酸、離胺酸及組胺酸;且(d)帶負電荷(酸性)胺基酸包括天冬胺酸及麩胺酸。取代通常在(a)至(d)組內進行。此外,甘胺酸及脯胺酸可根據其破壞α-螺旋之能力彼此進行取代。同樣,某些胺基酸(例如丙胺酸、半胱胺酸、亮胺酸、甲硫胺酸、麩胺酸、麩胺醯胺、組胺酸及離胺酸)更常見於α-螺旋中,而纈胺酸、異亮胺酸、苯丙胺酸、酪胺酸、色胺酸及蘇胺酸更常見於β-折疊片中。甘胺酸、絲胺酸、天冬胺酸、天冬醯胺及脯胺酸常見於轉角中。一些較佳取代可在以下基團中進行:(i)S及T;(ii)P及G;及(iii)A、V、L及I。給定已知遺傳密碼以及重組與合成DNA技術,熟練科學工作者可容易地構建編碼保守胺基酸變體之DNA。在一特定實例中,SEQ ID NO:5、6、7及/或8中的第3位胺基酸可由Q變為E。
本文所用兩多肽序列間的"序列同一性"表示兩序列間相同胺基酸之百分比。"序列相似性"表示相同或代表保守胺基酸取代之胺基酸的百分比。本發明較佳多肽序列在CDR區具有至少60%、更佳至少70%或80%、甚佳至少90%且最佳至少95%之序列同一性。較佳抗體在CDR區亦具有至少80%、更佳90%且最佳95%之序列相似性。本發明較佳多肽序列在可變區具有至少60%、更佳至少70%或80%、甚佳至少90%且最佳至少95%之序列同一性。較佳抗體亦在可變區具有至少80%、更佳90%且最佳95%之序列相似性。
本發明之DNA分子
本發明亦係關於編碼用於本發明之抗體的DNA分子的應用。此等序列包括(但不限於)該等示於圖1a及2a之DNA分子。
本發明之DNA分子並不限於本文所揭示之序列,且亦包括其變體。可參考本發明涵蓋之DNA變體在雜交方面之物理性質對其加以闡述。熟習此項技術者會瞭解,可使用核酸雜交技術利用DNA鑒定其補體及其等效物或同系物(因DNA係雙鏈分子)。亦應瞭解,在互補性低於100%時亦可發生雜交。然而,給定適當選擇之條件,可利用雜交技術根據DNA序列與特定探針之結構相關性來區分DNA序列。有關此等條件之指導參見Sambrook等人,1989(Sambrook,J.、Fritsch,E.F.及Maniatis,T.(1989)Molecular Cloning:A laboratory manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,USA)及Ausubel等人,1995(Ausubel,F.M.、Brent,R.、Kingston,R.E.、Moore,D.D.、Sedman,J.G.、Smith,J.A.以及Struhl,K.編輯之(1995)Current Protocols in Molecular Biology.New York:John Wiley and Sons)。
兩個多核苷酸序列之間的結構相似性可表示成在其下兩序列可以彼此雜交之條件之"嚴苛"的函數。本文所用術語"嚴苛"指條件不利於雜交之程度。嚴苛條件會非常不利於雜交,且僅有在結構上最為相關之分子能夠在此等條件下彼此雜交。相反,非嚴苛條件有利於展現較低程度結構相關性之分子進行雜交。因此雜交嚴苛與兩個核酸序列之結構關係直接相關。以下關係可用於使雜交與相關性相互關聯(其中Tm 係核酸雙鏈之解鏈溫度):a. Tm =69.3+0.41(G+C)% b.錯配堿基對數目每增加1%雙鏈DNA之Tm 就降低1℃。c.(Tm )μ 2 -(Tm )μ 1 =18.5 log1 0 μ2/μ1其中μ1及μ2係兩種溶液之離子強度。
雜交嚴苛與多種因素相關,包括總DNA濃度、離子強度、溫度、探針大小及打破氫鍵之作用劑的存在。促進雜交之因素包括高DNA濃度、高離子強度、低溫、較大之探針大小及不存在打破氫鍵之作用劑。雜交通常分兩個階段進行:"結合"階段及"洗滌"階段。
首先,在結合階段探針在有利雜交之條件下與靶標結合。在此階段通常藉由改變溫度來控制嚴苛。對於高嚴苛,溫度通常介於65℃至70℃之間,使用短(<20 nt)寡核苷酸時除外。代表性雜交溶液含有6X SSC、0.5% SDS、5X Denhardt's溶液及100微克非特異性載體DNA。參見Ausubel等人,部分2.9,附錄27(1994)。當然,已知諸多不同但在功能上等效之緩衝條件。當相關性程度較低時,可選擇較低溫度。低嚴苛結合溫度介於約25℃至40℃之間。對於中等嚴苛為至少約40℃至約65℃以下。對於高嚴苛為至少約65℃。
然後藉由洗滌去除過量探針。在此階段通常採用更為嚴苛之條件。故,此"洗滌"階段在經由雜交確定相關性過程中起到最為重要的作用。洗滌溶液通常含有較低鹽濃度。一實例性中等嚴苛之溶液含有2X SSC及0.1% SDS。高嚴苛洗滌溶液含有小於約0.2X SSC之等效物(在離子強度方面),其中較佳嚴苛溶液含有約0.1X SSC。與各種嚴苛相關之溫度與上述用於"結合"者相同。洗滌溶液通常亦會在洗滌期間更換數次。舉例而言,典型高嚴苛洗滌條件包括在55℃下洗滌2次每次30分鐘並在60℃下洗滌3次每次15分鐘。
因此,本發明包括可與圖1a及2a中所示分子在高嚴苛的結合及洗滌條件下雜交之核酸分子的應用,其中此等核酸分子編碼用於本文所述用途之抗體或其功能片段。較佳分子(就mRNA角度而言)係彼等與本文所述DNA分子之一具有至少75%或80%(較佳至少85%、更佳至少90%且最佳至少95%)同源性或序列同一性之分子。
功能等效變體
又一類DNA變體(其應用涵蓋于本發明範疇內)可參考其編碼產物加以闡述(參見列示於圖1b及2b之肽)。此等功能等效基因特徵在於如下事實:由於遺傳密碼之簡並性其可編碼與圖1b及2b中所見者相同之肽序列。
應瞭解,本文提供之DNA分子變體可以若干不同方式構建。舉例而言,可作為完全合成之DNA對其加以構建。有效合成20至約150個核苷酸範圍內之寡核苷酸的方法普遍適用。參見Ausubel等人,部分2.11,附錄21(1993)。重疊寡核苷酸可以首先由Khorana等人,J.Mol.Biol.72:209-217(1971)報導之方式合成及組裝;亦參見Ausubel等人,上述文獻,部分8.2。較佳地,借助在基因5'及3'末端構建之適宜限制酶切位點對合成DNA加以消化以便於選殖至適宜載體中。
如所述,形成變體之方法以本文所揭示之DNA之一開始且隨後實施定點誘變。參見Ausubel等人,上述文獻,第8章,附錄37(1997)。在一典型方法中,將靶DNA選殖至單鏈DNA噬菌體載體中。單鏈DNA經分離並與含有期望之核苷酸改變的寡核苷酸雜交。合成互補鏈並將雙鏈噬菌體導入宿主中。所得後代中的一些會含有期望之突變體,可利用DNA定序對其加以確認。此外,能夠增加後代噬菌體成為期望突變體之可能性的各種方法均適用。此等方法為業內技術者所熟知且用於形成此等突變體之套組可購得。
重組DNA構造及表現
本發明進一步提供含有一或多個本發明核苷酸序列之重組DNA構造的應用。重組構造可與載體(例如質粒或病毒載體)聯合使用,可將編碼用於本發明之抗體的DNA分子插入該載體中。
編碼基因可藉由闡述於Sambrook等人,1989及Ausubel等人,1989之技術產生。或者,DNA序列可利用(例如)合成器以化學方式合成。參見例如,闡述於OLIGONUCLEOTIDE SYNTHESIS(1984,Gait編輯,IRL Press,Oxford)之技術,此文獻全文內容以引用方式併入本文中。本發明重組構造包含在能夠表現編碼DNA之RNA及/或蛋白質產物之表現載體中。該載體可進一步包含調節序列,包括以可操作方式與開放閱讀框(ORF)相連之啟動子。該載體可進一步包含選擇標記物序列。對於插入之靶基因編碼序列之有效轉譯亦需要特異性起始信號及細菌分泌信號。
本發明進一步提供含有至少一個本文所揭示之DNA之宿主細胞的應用。該宿主細胞實際上可以為適用於表現載體之任何細胞。其可為(例如)高等真核生物宿主細胞(例如哺乳動物細胞)、低等真核生物宿主細胞(例如酵母細胞),但較佳為原核動物細胞(例如細菌細胞)。重組構造向宿主細胞之導入可藉由磷酸鈣轉染法、DEAE、葡聚糖調介之轉染法、電穿孔法或噬菌體感染法實現。
細菌表現
用於細菌用途之有用表現載體可藉由插入編碼期望蛋白質之結構DNA序列連同適宜的處於可操作閱讀期之轉譯起始信號及終止信號以及功能啟動子來構建。該載體會包含一或多個表型選擇標記物及一複製起始點以確保載體之維持且在需要時提供在宿主內的擴增。用於轉化之適宜原核動物宿主包括大腸桿菌(E.coli )、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis )、沙門氏鼠傷寒菌(Salmonella typhimurium )及假單胞菌屬、鏈黴菌屬及葡萄球菌屬各屬中的多種種類。
舉例而言,細菌載體可以噬菌體、質粒或噬菌粒為基礎。此等載體可包含源於通常含有熟知選殖載體pBR322(ATCC 37017)之元件的市售質粒之選擇標記物及細菌複製起始子。轉化適宜宿主菌株且宿主菌株生長至適當細胞密度後,藉由適宜方法(例如,溫度變化或化學誘導)來使所選啟動子解除抑制/受到誘發且將細胞培養額外的一段時間。通常藉由離心收集細胞,藉由物理或化學方法使之破裂,且保留所得粗制提取物以用於進一步純化。在細菌系統中,可方便地根據擬用於表現蛋白質之用途選擇多種表現載體。舉例而言,當欲產生大量此種蛋白質時,對於形成抗體或篩選肽文庫,會需要(例如)可指導易於純化之融合蛋白產物之高水平表現的載體。
治療方法
治療方法涉及向需要治療之個體投與治療有效量的本發明涵蓋之抗體。本文將"治療有效"量定義為量足以消耗個體經治療區域中CD38陽性細胞之抗體量-可呈單劑量形式或按照多劑量方案單獨或與其他作用劑聯合投與-其會使不利情況得到緩和,但該量需在毒理學上容許。個體可為人類或非人類動物(例如,兔、大鼠、小鼠、猴或其他低等靈長類動物)。
用於本發明之抗體能夠與已知藥劑聯合投與,且在一些情況中該抗體自身會得到改進。舉例而言,抗體能夠與免疫毒素或放射性同位素共軛結合,從而有可能進一步增強功效。
特別適宜用抗體治療之疾病及病症係多發性骨髓瘤(MM)及其他血液學疾病,例如慢性淋巴細胞性白血病(CLL)、慢性骨髓性白血病(CML)、急性骨髓性白血病(AML)及急性淋巴細胞性白血病(ALL)。抗體亦可用於治療炎性疾病,例如類風濕性關節炎(RA)或全身性紅斑狼瘡(SLE)。
為治療任一上述疾病,可以習知方式用一或多種生理上可接受之載劑或賦形劑調配根據本發明使用之醫藥組合物。用於本發明之抗體可以任何適宜方式投與,投與方式會隨擬治療之病症類型發生變化。可用的投與途徑包括非經腸(例如,肌內、靜脈內、動脈內、腹膜胺內或皮下)、肺內及鼻內投與,且在需要用於局部免疫抑制治療時包括病灶內投與。此外,用於本發明之抗體能夠以(例如)抗體之遞減劑量經脈衝輸注投與。較佳地,此定量給藥視投與期的長短而藉由注射(最佳係靜脈內或皮下注射)投與。擬投與之量需視多種因素(例如臨床症狀、個體重量、是否投與其他藥物)而定。熟習此項技術者會瞭解,投與途徑會隨擬治療之病症或病況而發生變化。
根據本發明新穎多肽之治療有效量的確定在很大程度上取決於特定患者特徵、投與途徑及擬治療病症之性質。通用指導可見於(例如)出版物International Conference on Harmonisation及REMINGTON'S PHARMACEUTICAL SCIENCES,27及28章,第484至528頁(第18版,Alfonso R.Gennaro編輯,Easton,Pa.:Mack Pub.公司,1990)中。更具體而言,確定治療有效量會取決於諸如藥劑毒性及功效等因素。毒性可利用業內熟知及見於上述參考文獻中之方法測定。功效可利用相同指導結合下文實例中所述方法確定。
診斷方法
在某些惡性腫瘤中CD38可高水平表現於血液細胞上;故,可利用用於本發明之抗-CD38抗體來成像或顯像患者體內惡性細胞可能聚集之部位。就此點而言,抗體可藉助放射性同位素、親和性標記物(如生物素、抗生物素蛋白等)、螢光標記物、順磁原子等以可檢測方式標記。用於實施此標記之程序為業內所熟知。抗體在診斷成像方面之臨床應用評述於Grossman,H.B.,Urol.Clin.North Amer.13:465-474(1986)、Unger,E.C.等人,Invest.Radiol.20:693-700(1985)及Khaw,B.A.等人,Science 209:295-297(1980)中。用作診斷化合物之本發明較佳抗體或抗原結合區包含選自由SEQ ID NO:16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105及106組成之群之可變重鏈序列及/或選自由SEQ ID NO:46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、109及110組成之群之可變輕鏈序列。
舉例而言,此等以可檢測方式標記之抗體之焦點的檢測可能指示腫瘤形成之部位。在一實施例中,此種檢查可如下進行:取出組織或血液樣品並在以可檢測方式標記之抗體存在下培育此等樣品。在一較佳實施例中,此技術以非侵害性方式藉助磁成像、熒光顯影術等進行。此一診斷測試可用於監測疾病治療之成功性,其中CD38陽性細胞之存在或不存在係一相關指標。本發明亦涵蓋抗-CD38抗體之應用,如本文所述用於以來自體內方式進行之診斷。
治療及診斷組合物
用於本發明之抗體可根據已知的製備醫藥上有用之組合物之方法調配,其中用於本發明之抗體(包括其任何功能片段)可在混合物中與醫藥上可接受之載劑媒劑混合。適宜媒劑及其調配物闡述於(例如)REMINGTON'S PHARMACEUTICAL SCIENCES(第18版,Alfonso R.Gennaro編輯,Easton,Pa.:Mack Pub.公司,1990)。為形成適於有效投與之醫藥上可接受之組合物,此等組合物會包含有效量的一或多種用於本發明之抗體連同適宜量之載劑媒劑。用作診斷化合物之本發明較佳抗體或抗原結合區包含選自由SEQ ID NO:16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105及106組成之群之可變重鏈序列及/或選自由SEQ ID NO:46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、109及110組成之群之可變輕鏈序列。
可對製備物進行適當調配以實現活性化合物之控制釋放。控制釋放之製備物藉助聚合物來複合或吸收抗-CD38抗體獲得。控制遞送可如下實現:選擇適宜大分子(例如聚酯、聚胺基酸、聚乙烯、吡咯啶酮、乙烯-乙酸乙烯酯、甲基纖維素、羧甲基纖維素或硫酸魚精蛋白)且採用大分子濃縮以及摻入之方法以實現控制釋放。另一可用於藉由控制釋放製備物來控制作用時間之方法係將抗-CD38抗體摻入聚合材料(例如聚酯,聚胺基酸、水凝膠、聚(乳酸)或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)顆粒中。另一選擇,代替將此等作用劑摻入聚合物顆粒中,可能將此等材料分別裝入藉由(例如)凝聚技術或介面聚合製備之微膠囊(例如,羥甲基纖維素或明膠微膠囊及聚(甲基丙烯酸甲酯))微膠囊中,或裝入膠體藥物遞送系統(例如,脂質體、白蛋白微球體、微滴乳液、奈米顆粒及奈米膠囊或粗滴乳液)中。此等技術揭示於Remington's Pharmaceutical Sciences(1980)。
該等化合物可經調配用於藉由注射(例如,濃注或連續輸注)之非經腸投與。用於注射之調配物可以單位劑型提供,例如存於安瓿或存於多劑量容器中(添加有保存劑)。該等組合物可呈存於油性或水性媒劑中之懸浮液、溶液或乳液形式,且可包含諸如懸浮劑、穩定劑及/或分散劑等調配劑。另一選擇,活性成份可呈粉劑形式,以便在使用前用適宜媒劑(例如滅菌無致熱原水)構造。
需要時組合物可存於包裝或分配器裝置中,其可包含一或多個含有活性成份之單位劑型。包裝可包括(例如)金屬或塑性箔(例如氣泡包裝)。包裝或分配器裝置可伴有用於投與之說明書。
參閱以下實施例可進一步理解本發明,該等實例僅為舉例說明之目的而非意欲限制本發明。
實例
細胞系 下列細胞系自歐洲細胞培養物保藏中心(ECACC)、德國微生物保藏中心(DSMZ)或美國典型培養物保藏中心(ATCC)獲得:產生CD38小鼠IgG1單株抗體OKT10之雜交瘤細胞系(ECACC,#87021903)、Jurkat細胞(DSMZ,ACC282)、LP-1(DSMZ,ACC41)、RPMI8226(ATCC,CCL-155)、HEK293(ATCC,CRL-1573)、CHO-K1(ATCC,CRL-61)、Raji(ATCC,CCL-86)及OPM2(DSMZ,ACC50)。
細胞及培養條件 所有細胞均在標準化條件下於37℃及5%CO2 下於加濕培養箱中培養。將細胞系LP-1、RPMI8226、Jurkat及Raji培養於補充有10% FCS(PAN biotech GmbH,#P30-3302)、50U/毫升青黴素、50微克/毫升鏈黴素(Gibco,#15140-122)及2 mM麩胺醯胺(Gibco,#25030-024)之RPMI1640(Pan biotech GmbH,#P04-16500)中,且在Jurkat細胞及Raji細胞之情形中須額外添加10 mM Hepes(Pan biotech GmbH,#P05-01100)及1 mM丙酮酸鈉(Pan biotech GmbH,#P04-43100)。
使CHO-K1及HEK293生長於補充有2 mM麩胺醯胺及10% FCS之DMEM(Gibco,#10938-025)中。穩定CD38 CHO-K1轉染子在G418(PAA GmbH,P11-012)存在下培養,而對於HEK293添加1 mM丙酮酸鈉為必需的。瞬時轉染HEK293後,用超低IgG FCS(Invitrogen,#16250-078)代替10% FCS。將細胞系OKT10培養在補充有2 mM麩胺醯胺及20% FCS之IDMEM(Gibco,#31980-022)中。
來自周邊血之單細胞懸浮液的製備 所有血液樣品均在得到知情同意後獲取。周邊血單核細胞(PBMC)根據產生商說明書藉助Histopaque-1077(Sigma)自健康供體分離。藉由在ACK溶胞緩衝液(0.15 M NH4 Cl,10 mM KHCO3 ,0.1 M EDTA)中於RT下培育5分鐘或藉由市售衍生物(Bioscience,#00-4333)來消耗此等細胞懸浮液中之紅血球。細胞用PBS洗滌2次且隨後進一步進行流式細胞術或ADCC之處理(參見下文)。
流式細胞術("FACS") 所有染色均在圓底96-孔培養板(Nalge Nunc)中實施,其中每孔有2×105 個細胞。細胞與Fab或IgG抗體一起在指定濃度下於50微升FACS緩衝液(PBS、3% FCS、0.02% NaN3 )中於4℃下培育40分鐘。將細胞洗滌2次且隨後與偶聯有山羊抗人類或山羊抗小鼠IgG(H+L)F(ab')2 之R-藻紅素(PE)(Jackson Immuno Research)(在FACS緩衝液中按1:200稀釋)一起在4℃下培育30分鐘。再次洗滌細胞,重懸於0.3毫升FACS緩衝液中,且隨後藉由流式細胞術在FACSCalibur(Becton Dickinson,San Diego,CA)中加以分析。
對於基於FACS之Scatchard分析,RPMI8226細胞以12個不同稀釋液(1:2n )(起始為12.5微克/毫升(IgG)之終濃度)進行染色。對於每一濃度至少使用2個獨立量測值且根據Chamow等人(1994)所述由中值螢光強度外推KD 值。
表面電漿共振 以可結合共價固定之CD38-Fc融合蛋白的各自Fab之連續稀釋液採用BIAcore 3000儀器(Biacore,Uppsala,Sweden)來測定動力學常數ko n 及ko f f 。對於共價之抗原固定使用標準EDC-NHS胺偶聯化學法。對於CD38 Fc-融合蛋白之直接偶聯,用約600至700 RU(存於10 mM乙酸鹽緩衝液,pH 4.5)塗布CM5 senor晶片(Biacore)。對於參考流式細胞,使用相應量之HSA(人類血清白蛋白)。動力學量測在PBS(136 mM NaCl,2.7 mM KCl,10 mM Na2 HPO4 ,1.76 mM KH2 PO4 pH 7.4)中以20微升/分鐘之流速用介於1.5至500 nM之間的Fab濃度實施。每一濃度之注射時間係1分鐘,接著為2分鐘之離解期。對於再生,採用5微升之10 mM HCl。所有感應圖(sensogram)均用BIA評估軟體3.1(Biacore)進行局部擬合。
實例1:由HuCAL庫之抗體形成 對於針對CD38之治療性抗體的形成,實施對MorphoSys HuCAL GOLD噬菌體展示庫之篩選。HuCAL GOLD係基於HuCAL概念之Fab庫(Knappik等人,2000;Krebs等人,2001),其中所有6個CDR均經多樣化,且其採用CysDisplayT M 技術將Fab片段連接至噬菌體表面(Lhning,2001)。
A.噬粒拯救、噬菌體擴增及純化 HuCAL GOLD噬粒庫在含有34微克/毫升氯黴素及1%葡萄糖之2×TY培養基(2×TY-CG)中擴增。在OD600為0.5時(37℃下30分鐘,無振盪;37℃下30分鐘,以250 rpm振盪)進行輔助噬菌體感染(VCSM13)後,離心細胞(4120 g;5分鐘;4℃),重懸於2×TY/34微克/毫升氯黴素/50微克/毫升卡那黴素中並在22℃生長過夜。用PEG自上清液中沉澱出噬菌體,重懸於PBS/20%甘油中並保存在-80℃下。兩輪淘選之間的噬菌體擴增如下進行:用溶洗出之噬菌體感染對數生長期中期的TG1細胞並鋪板於補充有1%葡萄糖及34微克/毫升氯黴素之LB-瓊脂培養基(LB-CG)上。在30℃下過夜培育後,刮下集落,調節至OD600為0.5且如上所述加入輔助噬菌體。
B.用HuCAL GOLD 進行之淘選 對於選擇,將HuCAL GOLD抗體-噬菌體分成3個對應於不同VH主導基因之池(池1:VH1/5λ,池2:VH3 λ,池3:VH2/4/6 λ)。此等池逐個接受三輪在表現CD38之CHO-K1細胞上進行之全細胞淘選,然後接受pH-溶洗及在CD38陰性CHO-K1-細胞上進行之後吸附步驟以消耗無關抗體-噬菌體。最後,剩餘抗體噬菌體用來感染大腸桿菌TG1細胞。離心後,將細菌沉澱重懸於2×TY培養基中,鋪板於瓊脂板上並在30℃下過夜培育。然後自板上刮下所選菌落,拯救噬菌體並擴增。與起始之第一輪相同實施第二及第三輪選擇。
將所選HuCAL GOLD噬菌體中插入的Fab編碼序列亞選殖至表現載體pMORPHx9_Fab_FS(Rauchenberger等人,2003)以促進可溶Fab之快速表現。所選純系之DNA用XbaI及EcoRI消化從而切出插入的Fab編碼序列(ompA-VLCL及phoA-Fd),並選殖至經XbaI/EcoRI切割之載體pMORPHx9_Fab_FS中。在此載體中表現之Fab攜帶有兩個C端標簽(FLAGT M 及Strep-tagII)以便於檢測及純化。
實例2:生物學分析 根據基於流式細胞術分析之已發表方案(Naundorf等人,2002)如下量測抗體依賴性細胞毒性(ADCC)及補體依賴性細胞毒性:ADCC: 對於ADCC量測,將靶細胞(T)調節至2.0E+05個細胞/毫升並於RPMI1640培養基(Pan biotech GmbH)中用100奈克/毫升鈣黃綠素AM(Molecular Probes,C-3099)在室溫標記2分鐘。藉由在RPMI1640培養基中的3步洗滌來去除剩餘之鈣黃綠素。同時製備PBMC以作為(天然殺死)效應細胞(E)之來源,調節至1.0E+07並與經標記之靶細胞混合,得到50:1或更低之最終E:T比(視分析條件而定)。將細胞洗滌1次並將細胞混合物重懸於200微升含有不同稀釋度之各自抗體的RPMI1640培養基中。將板在標準化條件下於37℃及5% CO2 下於加濕培養箱中培育4小時。FACS分析之前,用碘化丙錠(PI)標記細胞並藉由流式細胞儀(Becton-Dickinson)進行分析。對於每一分析計數50.000至150.000個事件。
下列方程式可計算出殺死活性[以%計]: 其中EDA =死細胞事件(鈣黃綠素+PI染色之細胞),且ELA =活細胞事件(鈣黃綠素染色之細胞)
CDC:對於CDC量測,將5.0E+04個CD38 CHO-K1轉染子連同人類血清(Sigma,#S-1764)及各自抗體之1:4稀釋液加入微量滴定板(Nunc)。所有試劑及細胞均稀釋於補充有10% FCS之RPMI1640培養基(Pan biotech GmbH)。將反應混合物在標準化條件下於37℃及5% CO2 下於加濕培養箱中培育2小時。熱失活之補體或不含抗體之CD38-轉染子用作陰性對照。細胞用PI標記並接受FACS分析。
總共計數5000個事件且利用不同抗體濃度下之死細胞數確定EC50值。下列方程式可計算出殺死活性[以%計]: 其中EDC =死細胞事件(PI染色之細胞),且ELC =活細胞事件(未染色者)
對於每一抗體在ADCC中使用來自總共12個不同抗體稀釋液(1:2n )之重複三次的細胞毒性值而在CDC中使用重複兩次之細胞毒性值,以藉由標準分析軟體(PRISM,Graph Pad Software)獲得EC-50值。
實例3:穩定CD38-轉染子及CD38 Fc-融合蛋白之形成 為形成用於淘選及篩選之CD38蛋白質,須構建兩個不同的表現系統。第一個策略包括形成CD38-Fc-融合蛋白,在瞬時轉染HEK293細胞後從上清液中純化該CD38-Fc-融合蛋白。第二個策略涉及形成用於高水平CD38表面表現之穩定的CHO-K1-細胞系以用於經由全細胞淘選之抗體-噬菌體選擇。
起始步驟為,用Jurkat細胞(DSMZ ACC282)形成cDNA(Invitrogen),接著利用分別與CD38的前7個密碼子及後9個密碼子互補之引物(引物MTE001及MTE002rev;表4)擴增完整之CD38-編碼序列。CD38插入序列之序列分析確認,其為Jackson等人(1990)公開之胺基酸序列,不同的是其在49位顯示為麩胺醯胺而非酪胺酸,如Nata等人(1997)所述。對於限制內切酶位點之引入及向表現載體pcDNA3.1不同衍生物(Stratagene)的選殖,使用純化之PCR產物作為重新擴增完整基因(引物MTE006及MTE007rev,表4)或其一部分(引物MTE004及MTE009rev,表4)之模板。在後者情形中,擴增編碼胞外結構域(aa 45至300)之片段並選殖入人類V前導序列與人類Fc-γ1序列之間的框架區。此載體用作用於形成可溶CD38-Fc融合體-蛋白質之表現載體。另一沒有前導序列之pcDNA3.1衍生物可用於插入CD38全長基因。在此情形中,Fc-編碼區之前的終止密碼子及丟失之前導序列導致了CD38表面表現。用Fc-融合蛋白載體瞬時轉染HEK293細胞以形成可溶CD38Fc-融合蛋白,且在全長衍生物之情形中,轉染CHO-K1-細胞以形成穩定的表現CD38之細胞系。
實例4:HuCAL IgG1之選殖、表現及純化: 為表現全長IgG,將重鏈(VH)及輕鏈(VL)之可變結構域片段由Fab表現載體亞選殖入適宜pMORPH_hIg載體中(參見圖7至9)。使用限制內切酶對BlpI/MfeI(插入序列製備)及BlpI/EcoRI(載體製備)將VH結構域片段亞選殖入pMORPH_hIgG1中。使用酵素對EcoRV/HpaI(λ-插入序列)及EcoRV/BsiWI(-插入序列)將VL結構域片段分別亞選殖入pMORPH_hIg_1或pMORPH_h_Igλ_1載體。藉由瞬時轉染利用標準磷酸鈣-DNA共沉澱技術在HEK293細胞(ATCC CRL-1573)中表現所得IgG構造。
藉由親和層析法經由蛋白質A瓊脂糖管柱自細胞培養物上清液中純化IgG。此外的下游加工包括藉由純IgG之凝膠過濾及無菌過濾實施之緩衝液更換。質量控制顯示,藉由還原SDS-PAGE測定達>90%之純度且藉由分析型尺寸排除層析法測定有>90%之單體IgG。該材料中內毒素之含量藉由基於動力學LAL之分析測定(Cambrex European Endotoxin Testing Service,Belgium)。
實例5:嵌合OKT10(chOKT10;SEQ ID NO:72及73)之形成及產生 對於chOKT10之構建,藉由PCR使用由鼠類OKT10雜交瘤細胞系(ECACC #87021903)製備之cDNA擴增小鼠VH及VL區。使用一組已發表之引物(Dattamajumdar等人,1996;Zhou等人,1994)。PCR產物用於Topo-選殖(Invitrogen;pCRII-載體)並使單集落接受序列分析(M13反向引物),分析顯示有兩個不同輕鏈序列及一個重鏈序列。根據序列比對(EMBL-核苷酸序列資料庫)及文獻(Krebber等人,1997),-序列之一屬於腫瘤細胞融合夥伴X63Ag8.653之固有組成部分且因此不屬於OKT10抗體。因此,僅有新序列及單VH-片段用於進一步選殖。重新擴增兩種片段以添加限制內切酶位點,之後選殖入各自pMORPHIgG1-表現載體。重鏈(SEQ ID NO:72)及輕鏈(SEQ ID NO:73)之序列在圖6中給出。HEK293細胞經瞬時轉染並在FACS中分析上清液以確定嵌合OKT10抗體對過表現CD38之Raji細胞系(ATCC)的結合。
實例6:藉由FACS進行之交叉反應性分析(MOR 03087及MOR 03088) 1.材料及方法:圖11及12顯示淋巴細胞及紅血球之FACS分析:使用Histopaque細胞分離系統根據供應商(Sigma)說明書自健康人類(獲得知情同意後)及非人類靈長類(恒河猴、獼猴及狨猿)、獲得經EDTA處理之血液樣品並對其實施密度梯度離心。對於FACS分析,將來自介面之細胞(PBMC部分)及沉澱(紅血球部分)與呈不同形式之抗-CD38 HuCAL抗體一起培育。
不同抗-CD38抗體之交叉反應性特性的概述示於圖13中。
2.概述及結論:結果顯示,在所有CD38抗體中,僅有MOR03087及MOR03088顯示出對狨猿PBMC之交叉反應性令人驚訝的是,與在獼猴及恒河猴紅血球上之強烈表現相比,在狨猿紅血球上幾乎檢測不到CD38-表現。因此,狨猿紅血球及PBMC上之CD38表現更反映出人類情形,其中紅血球上CD38表現水平低而PBMC上為中等到高水平。因此認為狨猿適於用作研究結合CD38之分子之毒性的模型。
基於上述研究,決定進一步最優化結合物MOR03087及MOR03088,如本說明書其他部分所闡述,參見(例如)有關"用於本發明之抗體"之段落。熟習此項技術者會預料到,親本之衍生抗體同樣會顯示出可比擬之交叉反應性特性。
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圖1a提供用於本發明之各種抗體可變重鏈區的核酸序列。
圖1b提供用於本發明之各種抗體可變重鏈區的胺基酸序列。CDR區HCDR1、HCDR2及HCDR3以粗體由N端至C端指示。
圖2a提供用於本發明之各種抗體可變輕鏈區的核酸序列。
圖2b提供用於本發明之各種抗體可變輕鏈區的胺基酸序列。CDR區LCDR1、LCDR2及LCDR3以粗體由N端至C端指示。
圖3提供各種基於一致序列之HuCAL抗體主導基因序列之可變重鏈區的胺基酸序列。CDR區HCDR1、HCDR2及HCDR3以粗體由N端至C端指示。
圖4提供各種基於一致序列之HuCAL抗體主導基因序列之可變輕鏈區的胺基酸序列。CDR區LCDR1、LCDR2及LCDR3以粗體由N端至C端指示。
圖5提供CD38之胺基酸序列(SWISS-PROT原始登錄號P28907)。
圖6提供嵌合OKT10之重鏈及輕鏈的核苷酸序列。
圖7提供pMORPH_h_IgG1_1(bp 601至2100)(SEQ ID NO:74)之DNA序列:該載體以pcDNA3.1+載體(Invitrogen)為基礎。VH-填充片段序列之胺基酸序列以粗體表示,而VH-前導序列及恒定區基因之最終閱讀框以非粗體形式印刷。限制酶切位點在該序列上方表示。定序引物之引發位點加有下劃線。
圖8提供Ig輕鏈表現載體pMORPH_h_Ig_1(bp 601至1400)(SEQ ID NO:75)之DNA序列:該載體以載體pcDNA3.1+載體(Invitrogen)為基礎。V-填充片段序列之胺基酸序列以粗體表示,而V-前導序列及恒定區基因的最終閱讀框以非粗體形式印刷。限制酶切位點在該序列上方表示。定序引物之引發位點加有下劃線。
圖9提供HuCAL Igλ輕鏈載體pMORPH_h_Igλ_1(bp 601至1400)(SEQ ID NO:76)之DNA序列:Vλ-填充片段序列之胺基酸序列以粗體表示,而Vλ-前導序列及恒定區基因之最終閱讀框以非粗體形式印刷。限制酶切位點在該序列上方表示。定序引物之引發位點加有下劃線。
圖10提供用於本發明之Fab/IgG形式中重鏈及輕鏈之不同組合。
圖11提供由FACS獲得之淋巴細胞及紅血球之CD38-表現分析。藉由密度梯度離心自獼猴、恒河猴及狨猿之全血中分離PBMC及紅血球,隨後使用抗-CD38 Fab抗體MOR03087(A,右側頻率曲線;淺色箭頭)及MOR03088(B,右側頻率曲線;淺色箭頭)進行FACS分析。無關Fab-抗體(A及B,左側頻率曲線;黑色箭頭)用作陰性對照。
圖12提供藉由FACS獲得之淋巴細胞及紅血球的CD38表現分析。
藉由密度梯度離心自人類、獼猴及狨猿之全血得到PBMC及紅血球,隨後使用抗-CD38 IgG1 MOR03087(右側頻率曲線;白色箭頭)進行FACS-分析。無關IgG1對照抗體(A及B,左側頻率曲線;黑色箭頭)用作陰性對照。
圖13提供不同抗-CD38抗體之交叉反應性之比較性綜述。
圖14(a)及14(b)繪示用於本發明之某些抗體的CDR及FR區並對彼此及相應的一致序列之指定位置處胺基酸序列加以比較。
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<210> 123
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<212> DNA
<213> 人工序列
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<223> 人工序列之描述:合成引子
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<210> 124
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<212> DNA
<213> 人工序列
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<223> 人工序列之描述:合成引子
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<212> DNA
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<223> 人工序列之描述:合成引子
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<210> 126
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<212> DNA
<213> 人工序列
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<223> 人工序列之描述:合成引子
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<212> PRT
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<400> 139

Claims (26)

  1. 一種對CD38有特異性之經分離抗體或其功能片段,其包括(i)示於SEQ ID NO:21之H-CDR1、H-CDR2及H-CDR3區及示於SEQ ID NO:51之L-CDR1、L-CDR2及L-CDR3區,或(ii)示於SEQ ID NO:22之H-CDR1、H-CDR2及H-CDR3區及示於SEQ ID NO:52之L-CDR1、L-CDR2及L-CDR3區。
  2. 一種對CD38有特異性之經分離抗體或其功能片段,其包括(i)示於SEQ ID NO:21之可變重鏈或(ii)示於SEQ ID NO:22之可變重鏈,及(i)示於SEQ ID NO:51之可變輕鏈或(ii)示於SEQ ID NO:52之可變輕鏈。
  3. 如請求項1或2之經分離抗體或其功能片段,其係IgG。
  4. 如請求項3之經分離抗體或其功能片段,其係IgG1。
  5. 一種經分離核酸序列,其編碼如請求項1至4中任一項之經分離抗體或其功能片段。
  6. 一種表現載體,其包含如請求項5之經分離核酸序列。
  7. 一種經分離抗體或其功能片段,其包括可變重鏈,該可變重鏈係由下列核酸序列所編碼:(i)包括SEQ ID NO:6之核酸序列或(ii)包括SEQ ID NO:7之核酸序列,及可變輕鏈,該可變輕鏈係由下列核酸序列所編碼:(i)包括SEQ ID NO:36之核酸序列或(ii)包括SEQ ID NO:37之核酸序列,其中該抗體或其功能片段對CD38有特異性。
  8. 一種經分離細胞,其包含如請求項6之載體。
  9. 如請求項8之經分離細胞,其中該細胞為細菌細胞。
  10. 如請求項8之經分離細胞,其中該細胞為哺乳動物細胞。
  11. 一種醫藥組合物,其包括如請求項1至4中任一項之抗體或其功能片段以及用於其之醫藥上可接受之載劑或賦形劑。
  12. 一種如請求項1至4中任一項之抗體或其功能片段之用途,其係用於製造用以治療與不期望之CD38+細胞的存在有關之病症或病況之藥物。
  13. 如請求項12之用途,其中該病症或病況係血液學疾病。
  14. 如請求項13之用途,其中該血液學疾病係選自下列:多發性骨髓瘤、慢性淋巴細胞性白血病、慢性骨髓性白血病、急性骨髓性白血病及急性淋巴細胞性白血病。
  15. 如請求項12之用途,其中該病症或病況係炎性疾病。
  16. 如請求項15之用途,其中該炎性疾病係選自下列:類風濕性關節炎及全身性紅斑狼瘡。
  17. 一種於活體外誘發特異性殺死表現CD38之腫瘤細胞之方法,其中該特異性殺死係藉由CD38交聯而發生,該方法包括在足量如請求項1至4中任一項之經分離人類或人類化抗-CD38抗體或其功能片段存在下培育該等細胞之步驟。
  18. 一種診斷組合物,其包括如請求項1至4中任一項之抗體或其功能片段;及可接受之載劑或賦形劑。
  19. 如請求項1之經分離抗體或其功能片段,其包括示於SEQ ID NO:21之H-CDR1、H-CDR2及H-CDR3區及示於SEQ ID NO:51之L-CDR1、L-CDR2及L-CDR3區。
  20. 如請求項1之經分離抗體或其功能片段,其包括示於SEQ ID NO:21之可變重鏈。
  21. 如請求項1之經分離抗體或其功能片段,其包括示於SEQ ID NO:51之可變輕鏈。
  22. 如請求項19之經分離抗體或其功能片段,其包括示於SEQ ID NO:21之可變重鏈及示於SEQ ID NO:51之可變輕鏈。
  23. 一種經分離核酸序列,其編碼如請求項19至22中任一項之抗體或其功能片段。
  24. 一種表現載體,其包含如請求項23之核酸序列。
  25. 如請求項1之經分離抗體或其功能片段,其包括示於SEQ ID NO:22之H-CDR1、H-CDR2及H-CDR3區及示於SEQ ID NO:52之L-CDR1、L-CDR2及L-CDR3區。
  26. 如請求項25之經分離抗體或其功能片段,其包括示於SEQ ID NO:22之可變重鏈及示於SEQ ID NO:52之可變輕鏈。
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