TWI541022B - 針對纖維母細胞生長因子受體-3(fgfr3)之化合物及治療方法 - Google Patents
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Description
本申請案主張2013年12月18日申請之美國臨時申請案第61/917457號及2014年1月16日申請之美國臨時申請案第61/928025號之權益。
本發明係針對免疫學、癌症治療及靶向治療學之領域。更特定言之,本發明係針對一種化合物,其為毒性藥物部分(特定言之為細胞毒性劑)與細胞結合劑(更特定言之為抗體,且甚至更特定言之為靶向人類纖維母細胞生長因子受體3(FGFR3)之抗體)經由連接子部分之結合物。
靶向治療學之關鍵優點為直接將靶向毒性劑遞送至異常細胞而不是按傳統化學療法之做法系統地治療整體。靶向遞送藉由減少對健康細胞之損壞而有助於使副作用減至最小。本發明之結合物經設計且調適用以靶向特異性細胞群體且在細胞內部遞送強大的細胞毒素,同時使脫靶細胞毒性活性減至最小。本發明提供新穎且適用於消除或降低異常細胞之生存力同時使對於健康細胞之影響減至最小的結合物及用其進行治療之方法。
本發明為對未得到滿足的膀胱癌及多發性骨髓瘤(MM)治療之臨床需求的回應,膀胱癌包括移行細胞癌(TCC),其為非肌肉侵襲性的且主要為局部疾病;及肌肉侵襲性的,其具有極高的轉移性潛能,在
下文中稱作「M+」。2013年在美國估計有73,510名個人將新近診斷出膀胱癌且將造成14,880例癌症相關之死亡。此使其成為在男性中第四常見及在女性中第九常見之贅生性事件。所有新病例中之約70%為TCC(非肌肉侵襲性癌症),其具有顯著間歇性復發性,為此存在對改進當前醫療標準之遠遠得不到滿足的醫學需求(其為卡介苗(bacillus Calmette-Guérin,BCG)/輻照/手術)而。當前不存在用於肌肉侵襲性膀胱癌之靶向療法,其中醫療標準為常常具有毒性之化學療法之四個細胞毒性方案(甲胺喋呤(methotrexate)、長春鹼(vinblastine)、小紅莓(doxorubicin)及順鉑(cisplatin)(MVAC))的組合。因此,當前用並非最佳的吉西他濱(gemcitabine)與順鉑之組合治療大多數患者。多發性骨髓瘤仍然是不可治癒的疾病,當前其總存活期範圍為三至五年。當前,用於多發性骨髓瘤之醫療標準為可變劑量之皮質類固醇(地塞米松(dexamethasone))與化學療法之細胞毒性方案組合,該等細胞毒性方案包括長春新鹼、環磷醯胺及小紅莓,已展示之所有藥物對於大多數患者具有毒性。
對於癌症治療之關鍵需求為有效地靶向特異性細胞群體且遞送強大的細胞毒素同時減輕對健康細胞及組織之損壞。因此,本發明提供式I之化合物或其醫藥學上可接受之鹽:
其中n為1-10之整數且R為結合至人類FGFR3(SEQ ID NO 11)之細胞結合劑,且包含具有序列GYMFTSYGIS(SEQ ID NO 1)之CDRH1、具有序列WVSTYNGDTNYAQKFQG(SEQ ID NO 2)之CDRH2、具有序列VLGYYDSIDGYYYGMDV(SEQ ID NO 3)之CDRH3、具有序列GGNNIGDKSVH(SEQ ID NO 4)之CDRL1、具有序列LDTERPS(SEQ ID NO 5)之CDRL2及具有序列QVWDSGSDHVV(SEQ ID NO 6)之CDRL3。在下文中本發明被稱作「結合物1」。
在本文中科學證據表明本發明之化合物優於用於(肌肉侵襲性及非肌肉侵襲性)膀胱癌及多發性骨髓瘤之當前醫療標準,因為其直接靶向異常細胞且藉此減少對身體中之健康細胞之損壞,繼而使副作用減至最小。另外,本發明之化合物優於其他結合物,因為其靶向臨床需求未得到滿足之適應症及患者群體。不同於當前經核准之結合物Kadcyla®,本發明之化合物充分利用癌症形成中之中心但一般將視為不適當地過度表現之標靶而適宜於結合標靶療法。不同於當前經核准之結合物Adcetris®,本發明之化合物使脫靶毒性減至最小由此減少不良作用,該等不良作用為Adcetris®之已知限制。最後,不同於早先經核准之結合物,諸如吉妥珠單抗奧唑米星(gemutuzumab ozogamicin)(Mylotarg®-於2000年經FDA核准但於2010年自願撤銷),其在循環中時遭受連接子之不穩定性,本發明之化合物具有穩定的連接子,由此避免循環中之不穩定性。
設計及工程改造結合物為複雜的嘗試。其遠比僅選擇抗原、藥物部分、連接子部分及細胞結合劑更加複雜。(Ritter,A.,Antibody-Drug Conjugates;Looking Ahead to an Emerging Class of Biotherapeutic,Pharmaceutical Technology第42-47頁(2012年1月))。腫瘤抗原、細胞結合劑之結合特異性、藥物部分之作用機制及藥物部
分連接至細胞結合劑之方式皆為關鍵決定因素,其支配化合物之臨床活性及耐受性。
本發明之結合物為新穎及發明性化合物,並非組份之組合。工程改造化合物需要鑑別及選擇彼此互補之組成性官能基(藥物部分、連接子部分、細胞結合劑)。各組份為具有自身特徵、效益及限制之官能基。製程與由包括(但不限於)烷基、羰基等相異官能基組成之新穎小分子的設計類似。將成為有效治療劑之結合物需要謹慎的設計以確保特徵、效益及限制平衡;然而結果不可預測。自大範圍的藥物部分、連接子及細胞結合劑選擇官能基較複雜且不可預測。雖然官能基可為先前所揭示的(毒素:DM4(N2'-去乙醯基-N-2'(4-甲基-4-巰基-1-側氧基戊基)-美登素)(美國專利第7,276,497號);連接子:磺酸基-SPDB(4-(2-吡啶基二硫基)-2-磺酸基丁酸N-丁二醯亞胺基酯)(美國專利第8,236,319號);及細胞結合劑:抗體1(美國專利第8,043,618號)),但就例如甲胺喋呤、長春鹼、小紅莓及順鉑之小分子化合物的結構活性關係及化學活性而言,個別官能基之知識並不賦予最終化合物之官能性之知識。
選擇適合的靶抗原為本發明之一關鍵態樣。本發明之靶抗原為FGFR3。異常受體酪胺酸激酶(RTK)信號傳導在癌症形成以及癌症進程中發揮中心作用。纖維母細胞生長因子(FGF)及其同源受體(FGFR)為RTK家族之一部分。FGF及FGFR在胚胎發育、組織恆定及代謝期間發揮關鍵作用。經由突變、產生染色體融合或過度表現的FGFR3之異常活化已與具有足以誘發致癌轉化之經活化之FGFR3過度表現的癌症直接相關。
儘管FGFR3信號傳導路徑在癌症治療中發揮突出作用,但不太可能選擇FGFR3用作研發結合物療法之抗原。為了結合物有效,通常將腫瘤細胞上之穩固的標靶表現視為基本要求。雖然FGFR3為抗原陽
性,但其在腫瘤細胞上之過度表現相較於正常細胞為適度的;其並非以此項技術中所理解之典型結合物(包括當前經FDA核准者)所需的且認為有利的抗原量來表現。倘若FGFR3之表現量適度,則結合物1為意外有效的。亦已鑑別FGFR3之活化突變及融合進一步引發結合物1之意外有效性。
因此,工程改造結合物1以包括作為細胞結合劑之抗體1為本發明之關鍵態樣。作為結合物1之細胞結合劑,抗體1結合至受體且誘發該受體之內化及分解。經典思想為提高治療劑之成功的可能性需要快速補充表面抗原。儘管如此,但已發現結合物1尤其有效。
選擇作為連接子之磺酸基-SPDB亦為本發明之一關鍵態樣。選擇磺酸基-SPDB用以藉由確保細胞內部之藥物部分之細胞內代謝來平衡藥物部分之毒性。然而,磺酸基-SPDB結合物當經細胞內代謝時,生成三種代謝產物(離胺酸-N(ε)-磺酸基-SPDB-DM4、DM4及S-甲基-DM4),其中兩種能夠經由遞送游離藥物(DM4及S-甲基-DM4)來促進鄰近細胞之旁觀者細胞致死,其亦可經由正常細胞之非特異性致死來提高毒性。歸因於抗原之表現速率,所以平衡此效應,由此將所察覺之缺點轉變成本發明之結合物之優點。此外,歸因於磺酸基-SPDB在一些腫瘤模型中之優良功效以及毒性考量因素,所以選擇磺酸基-SPDB而非其他諸如SPDB及SMCC之可裂解連接子。
儘管存在相當大的工程改造及結合挑戰,但本發明之結合物出人意料地使得癌症治療劑能夠有效地靶向特異性細胞群體,且在適度表現之抗原(其在癌症進程中發揮中心作用)中遞送強大的細胞毒素同時減輕對健康組織之損壞。
本發明之一態樣為以上所提及之結合物1。本發明亦關於一種化合物,其中細胞結合劑進一步包含以下可變重鏈胺基酸序列:
(SEQ ID NO 7)
及以下可變輕鏈胺基酸序列:
(SEQ ID NO 8)。
本發明係關於一種化合物,其中細胞結合劑進一步包含具有胺基酸序列SEQ ID NO:10之輕鏈及具有胺基酸序列SEQ ID NO:9之重鏈。本發明亦關於該化合物,其中細胞結合劑進一步包含兩個各包含胺基酸序列SEQ ID NO:10之輕鏈及兩個各包含胺基酸序列SEQ ID NO:9之重鏈。
在本發明之一個態樣中,化合物之藥物比抗體比率或如本文中所使用之「DAR」為2.0至5.0。在本發明之另一態樣中,化合物之DAR為3.5±0.5。
本發明亦關於一種醫藥組合物,其包含以上所提及之化合物以及醫藥學上可接受之載劑、稀釋劑或賦形劑。醫藥組合物可進一步包含額外藥劑。
本發明之一個態樣為用於療法之化合物。另一態樣為用於治療癌症之化合物。
在另一態樣中,本發明為用於治療FGFR3表現量大於對照群體之FGFR3表現量的患者體內之癌症之化合物。在一個態樣中,對照群體包含至少一個未罹患癌症之個體。
在另一態樣中,本發明為用於治療患者體內之癌症之化合物,其中該患者具有較高的FGFR3表現量,且治療包含藉由活體外或活體外測定患者之生物樣本中之FGFR3表現量且比較該樣本中之FGFR3表現量與對照樣本中之FGFR3表現量來測定患者是否具有較高的FGFR3
表現量。
在一個態樣中,對照樣本為來自未罹患癌症之個體之生物樣本。
在另一態樣中,患者之生物樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液及組織組成之群。在另一態樣中,對照樣本係來自與患者之生物樣本相同的來源。舉例而言,若來自患者之生物樣本為血液樣本,則對照樣本亦為血液樣本。
在另一態樣中,本發明為用於治療患者體內之癌症之化合物,該患者具有(a)FGFR3(SEQ ID NO 11)之突變,其中該突變係選自由S249C、R248C、Y373C、Y375C及其組合組成之群;(b)FGFR3-TACC3之融合體;或(c)(a)與(b)之組合。
在另一態樣中,本發明為用於治療患者體內之癌症之化合物,該患者具有(a)FGFR3(SEQ ID NO 11)之突變,其中該突變係選自由S249C、R248C、Y373C、Y375C及其組合組成之群;(b)FGFR3-TACC3之融合體;或(c)(a)與(b)之組合,且治療包含藉由離體或活體外測定患者之生物樣本中是否存在(i)S249C、R248C、Y373C、Y375C突變中之一或多者;(ii)FGFR3-TACC3之融合體;或(iii)(i)與(ii)之組合來測定患者是否具有(a)FGFR3(SEQ ID NO 11)之突變,其中該突變係選自由S249C、R248C、Y373C、Y375C及其組合組成之群;(b)FGFR3-TACC3之融合體;或(c)(a)與(b)之組合。
在另一態樣中,患者之生物樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液、組織、腫瘤細胞、腫瘤組織樣本、循環腫瘤細胞及循環DNA組成之群。
在一些態樣中,癌症為膀胱癌或多發性骨髓瘤。
在另一態樣中,化合物可與另一抗癌治療劑同時、分別或依次投與。抗癌治療劑係選自由抗血管生成劑、化學治療劑及抗贅生劑組
成之群。在本發明之一個態樣中,抗贅生劑為順鉑。
本發明亦關於一種治療哺乳動物體內之癌症之方法,其包含向有需要之該哺乳動物投與有效量之化合物,其中該癌症係選自由膀胱或多發性骨髓瘤組成之群。該方法可進一步包含向該哺乳動物投與另一抗癌治療劑,其中該抗癌治療劑係選自由抗血管生成劑、化學治療劑及抗贅生劑組成之群。在一個態樣中,抗贅生劑為順鉑。
本發明之一個態樣為一種治療患者體內之癌症之方法,其包含步驟:(1)量測取自該患者之樣本中之FGFR3(SEQ ID NO 11)的表現量,其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液及組織組成之群;及(2)若該FGFR3表現量大於存在於對照群體中之FGFR3表現量,則向該患者投與化合物。
本發明之一個態樣為一種治療患者體內之癌症之方法,其包含步驟:(1)測定取自該患者之樣本中之異常之存在,其中該異常為:(a)FGFR3(SEQ ID NO 11)之突變,其中該突變係選自由S249C、R248C、Y373C、Y375C及其組合組成之群,(b)FGFR3-TACC3之融合體,或(c)(a)與(b)之組合,且其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液、組織、腫瘤細胞、腫瘤組織樣本、循環腫瘤細胞及循環DNA組成之群;及(2)若存在該異常,則向該患者投與化合物。
本發明之一個態樣為一種治療患者體內之癌症之方法,其包含步驟:(1)測定取自該患者之樣本中FGFR3(SEQ ID NO 11)之S249C突變之存在,其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液、組織、腫瘤細胞、腫瘤組織樣本、循環腫瘤細胞及循環DNA組成之群;及(2)若存在該S249C突變,則向該患者投與化合物。
本發明之一個態樣為一種治療患者體內之癌症之方法,其包含步驟:(1)測定取自該患者之樣本中FGFR3(SEQ ID NO 11)之R248C突變之存在,其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液、組織、腫
瘤細胞、腫瘤組織樣本、循環腫瘤細胞及循環DNA組成之群;及(2)若存在該R248C突變,則向該患者投與化合物。
本發明之另一態樣為一種治療患者體內之癌症之方法,其包含步驟:(1)測定取自該患者之樣本中FGFR3(SEQ ID NO 11)之Y373C突變之存在,其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液、組織、腫瘤細胞、腫瘤組織樣本、循環腫瘤細胞及循環DNA組成之群;及(2)若存在該Y373C突變,則向該患者投與化合物。
本發明之另一態樣為一種治療患者體內之癌症之方法,其包含步驟:(1)測定取自該患者之樣本中FGFR3(SEQ ID NO 11)之Y375C突變之存在,其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液、組織、腫瘤細胞、腫瘤組織樣本、循環腫瘤細胞及循環DNA組成之群;及(2)若存在該Y375C突變,則向該患者投與化合物。
本發明之另一態樣為一種治療患者體內之癌症之方法,其包含步驟:(1)測定取自該患者之樣本中FGFR3-TACC3之融合體之存在,其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液、組織、腫瘤細胞、腫瘤組織樣本、循環腫瘤細胞及循環DNA組成之群;及(2)若存在該FGFR3-TACC3之融合體,則向該患者投與化合物。
本發明之一個態樣為一種用於測定患有癌症之個體是否為化合物之候選者的方法,其包含離體或活體外測定該個體之樣本中之FGFR3(SEQ ID NO 11)表現量,其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液及組織組成之群,其中與未罹患癌症之個體中之FGFR3表現量相比,FGFR3表現量之增加指示該個體為化合物之候選者。
另一態樣為一種用於測定患有癌症之個體是否為化合物之候選者的方法,其包含離體或活體外測定取自患者之樣本中異常之存在,其中該異常為:(1)FGFR3(SEQ ID NO 11)之突變,其中該突變係選自由S249C、R248C、Y373C、Y375C及其組合組成之群;(2)FGFR3-
TACC3之融合體;或(3)(a)或(b)之組合,且其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液、組織、腫瘤細胞、腫瘤組織樣本、循環腫瘤細胞及循環DNA組成之群,且其中偵測到該突變指示該個體為化合物之候選者。
本發明之一個態樣為一種用於測定患有癌症之個體是否為化合物之候選者的方法,其包含離體或活體外測定該個體之樣本中FGFR3(SEQ ID NO 11)之S249C突變之存在,其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液、組織、腫瘤細胞、腫瘤組織樣本、循環腫瘤細胞及循環DNA組成之群,其中偵測到該S249C突變指示該個體為化合物之候選者。
本發明之一個態樣為一種用於測定患有癌症之個體是否為化合物之候選者的方法,其包含離體或活體外測定該個體之樣本中FGFR3(SEQ ID NO 11)之R248C突變之存在,其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液、組織、腫瘤細胞、腫瘤組織樣本、循環腫瘤細胞及循環DNA組成之群,其中偵測到該R248C突變指示該個體為化合物之候選者。
另一態樣為一種用於測定患有癌症之個體是否為化合物之候選者的方法,其包含離體或活體外測定該個體之樣本中FGFR3(SEQ ID NO 11)之Y373C突變之存在,其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液、組織、腫瘤細胞、腫瘤組織樣本、循環腫瘤細胞及循環DNA組成之群,其中偵測到該Y373C突變指示該個體為化合物之候選者。
另一態樣為一種用於測定患有癌症之個體是否為化合物之候選者的方法,其包含離體或活體外測定該個體之樣本中FGFR3(SEQ ID NO 11)之Y375C突變之存在,其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液、組織、腫瘤細胞、腫瘤組織樣本、循環腫瘤細胞及循環
DNA組成之群,其中偵測到該Y375C突變指示該個體為化合物之候選者。
另一態樣為一種用於測定患有癌症之個體是否為化合物之候選者的方法,其包含離體或活體外測定該個體之樣本中FGFR3-TACC3之融合體之存在,其中該樣本係選自由血液、血清、血漿、尿液、組織、腫瘤細胞、腫瘤組織樣本、循環腫瘤細胞及循環DNA組成之群,其中偵測到該FGFR3-TACC3之融合體指示該個體為化合物之候選者。
如本文所使用,術語「抗原」包括位於細胞之表面上之蛋白質。抗原可包括多肽、碳水化合物、核酸、脂質、半抗原或其他天然存在或合成之化合物。較佳地,抗原為經摺疊之多肽或蛋白質。特異性配體結合蛋白質或受體,引發信號轉導及細胞活性之變化。抗體亦可結合抗原,其可阻斷配體結合及所引起的信號轉導。在本文中術語抗原、「受體」、「標靶」或「靶抗原」可互換使用。
如本文所使用,術語「異常」包括抗原之序列之偏離野生型、標準、正常或所預期者的任何變化。異常包括基因異常。異常包括所有類型之突變及融合。
如本文所使用,術語「突變」包括基因組之核苷酸序列之變化,其包括抗原之胺基酸序列之變化。
如本文所使用,術語「融合體」包括經由接合兩個或兩個以上之原先編碼獨立蛋白質之基因所形成的蛋白質。融合基因通常在染色體位移用來自第二基因之完整外顯子置換一個基因之外顯子時形成。此產生可經轉錄、剪接及轉譯以產生功能性融合蛋白質之單一基因。
野生型FGFR3之過度表現足以誘發致癌轉化。經由突變產生FGFR3(SEQ ID NO:11)之組成型、非配體依賴型活性的異常活化已與癌症直接相關。經鑑別之突變包括S249C、R248C、Y373C及
Y375C。已在許多癌症中鑑別出標靶FGFR3之外顯子與轉化型酸性捲曲螺旋蛋白質3(TACC3)之外顯子剪接在一起的若干融合蛋白,如本文中用作「FGFR3-TACC3融合體」。如表5中所見之此等突變及一些融合體使得FGFR3為過敏性的且因此更易於接受本發明之結合物。
如本文所使用,術語「過度表現」包括基因之過量表現,其中基因產生較高量之包括一或多個受體之基因產物,其與增加之受體活化及信號傳導有關。「過度表現」抗原受體之癌症為與相同組織之非癌細胞相比在細胞表面具有顯著較高含量之受體的癌症。可藉由經免疫組織化學(IHC)分析評估存在於細胞表面上之受體蛋白質之增加含量或經螢光原位雜交(FISH)、南方墨點法、北方墨點法或聚合酶鏈反應(PCR)量測細胞中之受體末端核酸含量,在診斷或預後分析中測定受體過度表現。
過度表現為非有限極限而是連續統。受體細胞表面表現或相對受體細胞表面密度可藉由中值螢光強度(MFI)量測。舉例而言,FGFR3細胞表面表現呈現於膀胱癌細胞株BFTC-905(野生型)中之11,000個受體,及RT112膀胱腫瘤細胞株(野生型及FGFR3-TACC3融合受體)中之16,000個FGFR3受體。(參見表5。)Kadcyla®,亦稱為TDM1,為在美國經核准之兩種結合物中之一者,靶向轉移性乳房腫瘤中平均2百萬個受體的HER-2。(Lohrisch等人,Seminars in Oncology,第28卷,第6期,增刊18:3-11(2001))。雖然FGFR3可經過度表現,但與被視為極其過度表現之其他癌症相關蛋白質(諸如HER-2)之量相比時,FGFR3蛋白質表現量為適度的且腫瘤正常差異表現並不顯著。
如本文中所使用,術語「結合物」係指連接至細胞結合劑(例如抗體或其片段)之藥物部分或其衍生物,且藉由以下通式定義:(D-L)n-R,其中D為藥物部分,L為連接子,R為包含抗體或抗體片段之細胞結合劑,且n為鑑別附接至各細胞結合劑之藥物部分及連接子之
數目的整數。結合物亦稱為「免疫結合物」、「抗體藥物結合物」或「ADC」。
本發明之結合物為單株抗體-類美登素結合物,其由抗FGFR3抗體(抗體1)上之可用的離胺酸殘基共價附接至可裂解連接子(磺酸基-SPDB)同時活性類美登素(DM4)經由雙硫鍵結附接至該連接子而形成。
結合物為經調適以靶向特異性細胞群體且在細胞內部遞送強大的細胞毒素之化合物。結合物可視為前藥,因為當投與該結合物時,其在內化於異常細胞中以前基本上無毒性。
結合物之樣本之平均負載率在本文中被稱作DAR、類美登素比抗體比率「MAR」或「藥物負載率」。如本文中所使用,DAR係指連接或附接至細胞結合劑(例如抗FGFR3抗體)之藥物分子(例如類美登素)的數目。當特異性結合物分子之DAR具有精確值(例如式(I)中之n)時,應理解若該值用以描述含有許多分子之樣本,則其歸因於具有不同藥物比抗體比率之不同結合物分子的存在而通常應為平均值。在一個態樣中,可附接至細胞結合劑之藥物分子數目平均值可為約1至約10。在本發明之一個態樣中,DAR平均值為2至8。在本發明之其他態樣中,DAR平均值為2至5。在本發明之其他態樣中,DAR平均值為3至5。在本發明之其他態樣中,DAR平均值為3至4。在一些態樣中,『約n』之DAR意謂DAR之量測值在n±0.5內。在本發明之一個態樣中,DAR平均值為3.5±0.5。與較少數目之藥物連接至相同細胞結合劑之藥物負載率相比,結合物之抗腫瘤活性可更有效,雖然增加所連接之藥物數目可改進效能,但卻以改變細胞結合劑之藥物動力學特性為代價。用於結合之方法以及用以量測及計算DAR之方法論及技術可影響化合物之DAR值。
DAR之一致性及再現性確保遞送一致劑量及藥物動力學之指定
ADC。低DAR可導致具有較低細胞毒性活性之結合物的開發。然而,高DAR可影響對受體之親和力、受體結合及阻斷活性以及結合物之活體內穩定性。
如本文所使用,術語「毒素」為能夠對細胞之生長或增殖具有不良作用、導致細胞死亡、誘導細胞死亡或以一些方式降低細胞生存力之任何物質。如本文所使用,術語「細胞毒素」或「細胞毒性劑」包括在細胞質中經活化之毒素。
如本文中所使用,術語「藥物部分」、「藥物」或「有效負載物」包括毒素、細胞毒素或細胞毒性劑。藥物部分之一種類型包括美登素類化合物。
如本文所使用,術語「類美登素」包括抑制細胞在有絲分裂時增殖之細胞毒素微管靶向化合物。此包括N2'-去乙醯基-N-2'(4-甲基-4-巰基-1-側氧基戊基)-美登素,其稱為「DM4」(式II)。
已展示類美登素之細胞毒性比習知癌症化學治療劑高100至1000倍。雖然類美登素極有效,但當向1期試驗中之患者全身性投與類美登素時已證實其毒性過大。然而,當作為諸如結合物之靶向治療劑之部分投與時,直接將類美登素之高度細胞毒性性質遞送至異常或經損壞之細胞,因此減輕對體內之不表現標靶或抗原之健康細胞的毒性、全身性影響。優點為雙重的。第一,較大細胞毒性使得細胞死亡更高效及細胞生存力降低。第二,較大細胞毒性可使得向細胞投與較少劑
量而得到相同結果。此為患者提供更有效的治療性選擇,同時減小不良事件範圍。
如本文所使用,術語「連接子部分」或「連接子」係指充當連接細胞結合劑至藥物部分之結合劑的化學部分。更特定言之,連接子部分包含共價結合細胞結合劑至藥物部分之共價鍵或原子。連接子可為實現癌細胞內之有效負載物之代謝釋放且稍微促進後續代謝物依賴性旁觀者細胞致死的任何橋接化合物。在使化合物或抗體保持活性之條件下,連接子可易受或實質上耐受酸誘發之裂解、光誘發之裂解、肽酶誘發之裂解、酯酶誘發之裂解及雙硫鍵裂解。
舉例而言,藥物部分係經由雙硫鍵連接至細胞結合劑,該細胞結合劑在本發明中為抗體1,亦即結合物之抗FGFR3抗體。連接子分子或交聯劑包含可與細胞結合劑之離胺酸殘基或其他殘基反應之反應性化學基團。與細胞結合劑反應之反應性化學基團可為N-丁二醯亞胺基酯及N-磺酸基丁二醯亞胺基酯。另外,連接子分子包含反應性化學基團,其可為可與藥物部分反應以形成雙硫鍵之二硫基吡啶基。
舉例而言,細胞結合劑可經交聯試劑修飾且由此衍生之含有游離或受保護之硫醇基之細胞結合劑隨後與含雙硫鍵或硫氫基之類美登素反應以產生結合物。結合物可藉由包括(但不限於)HPLC、尺寸排阻、吸附、離子交換及親和力捕捉、透析或切向流過濾之層析法來純化。
磺酸基-SPDB或sSPDB(其在本文中可互換使用),亦即4-(2-吡啶基二硫基)-2-磺酸基丁酸N-丁二醯亞胺基酯(式III),為由於細胞內還原環境而允許結合物在靶細胞內部在細胞溶質中裂解的可裂解連接子。式III:
作為可裂解連接子,磺酸基-SPDB鑒於結合物之代謝加工准許藉由游離藥物增強旁觀細胞致死以生成DM4及S-甲基-DM4。在本發明中,結合物之抗體經由表面暴露之自由離胺酸殘基連接至連接子,繼而經由硫基連接至結合物之細胞毒素。當與類美登素結合時,帶電荷之代謝物具有降低之疏水性,其降低MDR流出泵之活性且因此經由降低MDR-1特異性多藥耐藥性而為增加細胞致死提供機會。
如本文中所使用,表述「連接至細胞結合劑」或「連接至抗FGFR3抗體或片段」係指包含至少一個經由適合的鍵聯基團結合至細胞結合劑(例如結合物1之抗FGFR3抗體)之藥物衍生物的結合物分子或其前驅物。
然而,在由靶細胞內化之後,結合物之代謝路徑改變。類美登素結合物經受細胞結合組份在低pH值溶酶體中快速分解,使得代謝產物自經由連接子附接至細胞結合劑之一個胺基酸(離胺酸殘基)的類美登素藥物釋放。就諸如磺酸基-SPDB-DM4之經雙硫鍵連接之結合物而言,經類美登素修飾之離胺酸殘基經歷雙硫鍵還原以釋放含硫氫基之藥物,其可隨後經受甲基化,可能經細胞內甲基轉移酶催化以產生極有效的S-甲基-類美登素(S-甲基-DM4)或可簡單地致使產生未經修飾之美登素(DM4)。此所釋放之藥物能夠擴散出細胞外且經由已定義且描述為旁觀者效應之方式降低鄰近細胞之生存力。鑒於所觀測到之大多數細胞表面受體之標靶異質性,『旁觀者』現象可為活體內細胞致死之重要機制,因為腫瘤群體中之所有細胞可能並不以相同程度
表現抗原。
如本文所使用,術語「抗體」包括免疫球蛋白分子,其包含四個多肽鏈,亦即藉由二硫鍵相互連接之兩個重鏈(H)及兩個輕鏈(L)。個別鏈可摺疊成具有類似尺寸(110-125個胺基酸)及結構但功能不同之域。在本文中抗體可縮寫為「Ab」。
輕鏈可包含一個可變域(在本文中縮寫為VL)及/或一個恆定域(在本文中縮寫為CL)。人類抗體(免疫球蛋白)之輕鏈為K輕鏈或λ輕鏈。如本文中所使用,表述VL意欲包括來自K型輕鏈(VK)及來自λ型輕鏈(Vλ)之兩個可變區。重鏈亦可包含一個可變域(在本文中縮寫為VH)及/或視抗體之種類或同型而定包含三或四個恆定域(CH1、CH2、CH3及CH4)(在本文中共同縮寫為CH)。在人體中,同型為IgA、IgD、IgE、IgG及IgM,其中IgA及IgG進一步再分成亞類或亞型(IgA1-2及IgG1-4)。本發明包括任何以上所提及之種類或亞類中之抗體。對於本發明之結合物之抗體,人類IgG1為較佳同型。
稱為高變或互補決定區(CDR)之三個區存在於各個VL及VH中,其藉由稱為構架(在本文中縮寫為FR)之不易變區支撐。根據卡貝特定則(Kabat convention)(Kabat等人,Sequences of Proteins of Immunological Interest,第五版,美國衛生與公眾服務部(U.S.Department of Health and Human Services),NIH出版號91-3242(1991))、科西亞定則(Chothia convention)(Chothia等人,J Mol Biol.1987;196:901-917.Chothia等人,Nature.1989;342:877-883)及/或Oxford Molecular之AbM抗體模型化軟體(http://www.bioinf.org.uk/abs/),將胺基酸分配至特定CDR區或域。各VH及VL由按以下順序自胺基末端至羧基末端排列之三個CDR及四個FR構成:FR1-CDR1-FR2-CDR2-FR3-CDR3-FR4。由VL及VH域組成之抗體部分命名為Fv(片段可變)且構成抗原結合位點。單鏈Fv(scFv)
為一個多肽鏈上之含有VL域及VH域之抗體片段,其中一個域之N末端及其他域之C末端藉由可撓性連接子接合。
抗體1為本發明之結合物之細胞結合劑,其為具有λ輕鏈之單株抗體。結合物1之抗體結構在准許以最小位阻結合之位置處含有約100之典型數目之游離離胺酸側殘基。其對FGFR3之兩種剪接形式(FGFR3(IIIb)及FGFR3(IIIc))皆具有高度特異性且在結合至FGFR3後經內化。然而,與大多數抗體相比,抗體1之等電點(pI)略微較低,其可影響穩定性以及結合製程。另外,在結合至FGFR3受體後抗體1誘發受體分解,其一般視作缺點。抗體1以其較低pI及λ輕鏈而賦予化合物獨特挑戰。儘管受到不穩定性之挑戰,但已證實結合物將出人意料地有效。
術語「經分離」係指不含或實質上不含存在於細胞環境中之其他巨分子物質的抗體、蛋白質、肽或核酸。如本文中所使用,「實質上不含」意謂所關注之蛋白質肽或核酸包含超過80%(以莫耳計)之所存在之巨分子物質、較佳超過90%且更佳超過95%。「經分離」抗體之實例包括經親和力純化之抗體、藉由融合瘤或其他活體外細胞株製得之抗體及來源於轉殖基因小鼠之人類抗體。
如本文中所使用,術語「裸抗體」係指未結合之抗體物質。
如本文中所使用,術語「單株抗體」係指獲自實質上均質的抗體群體之抗體,例如構成該群體之個別抗體除可能天然存在之突變或可存在之少數轉譯後變異以外實質上為相同的。單株抗體針對單一抗原位點(亦稱為決定子或抗原決定基)具有高度特異性。此外,與通常包括針對不同決定子之不同抗體的習知(多株)抗體製備物相反,各單株抗體針對抗原上之單一決定子。修飾語「單株」指示抗體之特性為獲自實質上均質的抗體群體,且不應理解為需要藉由任何特定方法產生該抗體。在本文中單株抗體可縮寫為「mAb」。
如本文中所使用,術語「人類抗體」包括具有對應於人類生殖系免疫球蛋白序列之可變區及恆定區的抗體(如Kabat等人所述,見上文)。本發明之結合物之人類抗體可包括例如CDR中之不由人類生殖系免疫球蛋白序列編碼之胺基酸殘基(例如經隨機或活體外定點突變誘發或藉由活體內體細胞突變引入之突變)。人類抗體可具有至少一個經胺基酸殘基置換之位置,該胺基酸殘基例如為不由人類生殖系免疫球蛋白序列編碼之活性增強型胺基酸殘基。然而,如本文中所使用,術語「人類抗體」並不意欲包括來源於另一種哺乳動物物種(諸如小鼠)之生殖系之CDR序列已移植於人類構架序列上的抗體。如本文中所使用,產生「人類抗體」之方法並不意欲包括在人體中所產生之抗體。
短語「重組型人類抗體」包括藉由重組型方式製備、表現、形成或分離之人類抗體,諸如使用轉染入宿主細胞中之重組型表現載體所表現之抗體、自重組型、組合型人類抗體庫分離之抗體、自轉殖人類免疫球蛋白基因之動物分離之抗體或藉由涉及剪接人類免疫球蛋白基因序列至其他DNA序列之任何其他方式製備、表現、形成或分離之抗體。該等重組型人類抗體具有來源於人類生殖系免疫球蛋白序列之可變區及恆定區。
因此,在本發明中結合物之抗體包括(但不限於)經分離抗體、人類抗體、人類化抗體、重組型人類抗體、單株抗體、其指定部分及變異體;各含有至少一個CDR。
抗體或其片段之特異性可基於親和力來測定。表示為抗原與抗體之平衡解離常數(KD)之親和力量測抗原決定子與抗體結合位點之間的結合強度。親和力可例如藉由表面電漿共振來量測。
本發明之抗體或其片段結合至位於細胞外域區段(在下文中簡稱為「域」或「ECD」)上之FGFR3之抗原決定基。如本文中所使用,
術語「抗原決定基」係指由本發明之抗體所識別之抗原上之離散的三維位點。
除本文中所特定描述之抗體之外,其他「實質上同源」經修飾之抗體可容易地利用熟習此項技術者熟知之各種重組型DNA技術來設計及製造。舉例而言,構架區可在一級結構水準下藉由若干胺基酸取代、末端及中間添加及缺失及其類似者而不同於天然序列。此外,可單獨或以組合形式使用多種不同人類構架區作為本發明中所包括之人類化免疫球蛋白之基礎。一般而言,基因之修改可藉由諸如定點突變誘發之多種熟知技術容易地實現。
本發明包括編碼結合物重鏈之抗FGFR3抗體組份之核酸序列,如本文所揭示,該抗FGFR3抗體組份包含VH區中任一者或其一部分;或VH CDR中任一者,包括其任何變異體。本發明之結合物之抗體組份包括包含抗體1之相同CDR區及/或抗體1之相同輕鏈可變區及/或重鏈可變區的抗體。
結合物1之抗體可藉由此項技術中已知之方法產生。此等方法包括由Kohler及Milstein,Nature 256:495-497(1975);Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology,第13卷(Burdon等人編,Elsevier Science Publishers,Amsterdam)in Monoclonal Antibody Technology,The Production and Characterization of Rodent and Human Hybridomas(Campbell編,1984)所描述之免疫方法;以及藉由Huse等人,Science 246:1275-1281(1989)所描述之重組型DNA方法。結合物1之抗體亦可獲自承載呈scFv或抗原結合片段(Fab)形式之VH及VL域的組合之庫。VH及VL域可由合成、部分合成或天然來源之核苷酸編碼。本發明可藉由承載人類抗體片段之噬菌體呈現庫製造。人類抗體之其他來源為經工程改造以表現人類免疫球蛋白基因之轉殖基因小鼠。
應理解胺基酸殘基為單域抗體結合之一級決定子,其可在經卡貝特、科西亞、AbM或其組合所定義之CDR內,但亦可包括其他殘基,諸如將以其他方式埋入VH-VL雜二聚體之VH-VL介面中之殘基。
轉化載體及表現結合物1之抗體之較佳寄主細胞為哺乳動物細胞,例如,NS0細胞(非分泌(0)小鼠骨髓瘤細胞)、293、SP20及CHO細胞及諸如淋巴瘤、骨髓瘤或融合瘤細胞之淋巴來源之其他細胞株。可替代性地使用諸如酵母之其他真核宿主。
抗體可藉由此項技術中已知之任何方法分離或純化,包括藉由硫酸銨或硫酸鈉沈澱隨後相對於鹽水透析、離子交換層析、親和性或免疫-親和性層析以及凝膠過濾或區帶電泳。用於結合物1之抗體之純化的較佳方法為蛋白質-A親和性層析。
類美登素可藉由包括(但不限於)詳述於美國專利第7,432,088號、第7,301,019號、第7,598,375號、第RE39,151號及第7,411,063號中之彼等技術來合成。
本發明之結合物可藉由此項技術中已知的多種方法來製備,諸如描述於美國專利第7,811,572號、第8,383,122號、第6,441,163號、第7,368,565號、第7,811,572號、第8,163,888號及美國申請公開案2011/0003969、2011/0166319、2012/0253021及2012/0259100中之彼等方法。
用以製備本發明之結合物之替代性方式為將抗體濃縮至30mg/mL且以10倍濾洗體積濾洗入反應緩衝液(50mM EPPS、20mM氯化鈉、2mM EDTA,pH 8.2)中,且進一步濃縮至45g/L。使相對於磺酸基-SPDB(10mM)莫耳比率為1.2之DM4(12mM)與相對於抗體莫耳比率為4.68之磺酸基-SPDB在167mM EPPS、66.7mM NaCl、2mM EDTA(pH 8.2)及70.0%(v/v)DMA中反應。在20±3℃下進行當場反應10±4小時,隨後將DMA添加至抗體以達成在50mM EPPS、20mM
NaCl、2mM EDTA(pH 8.2±0.2)及5.0% DMA(v/v)中20mg/mL之最終抗體濃度。在20.0±3.0℃下進行結合反應16±8小時。在反應後,藉由添加6.5%(v/v)之1M乙酸將結合混合物之pH值快速調節至5.0。
將經pH調節之混合物濃縮至20mg/mL,且相對於基本調配緩衝液(10mM乙酸酯,pH 5.0±0.1)以16倍濾洗體積濾洗。使用蔗糖(45%,w/v)及聚山梨醇酯-20(10%,w/v)之經濃縮之儲備溶液,將經純化之結合物以5.0mg/mL調配於10mM乙酸酯、9%(w/v)蔗糖、0.01%(w/v)聚山梨醇酯-20(Tween-20)(pH 5.0)中。
每個抗體分子結合之類美登素分子之數目可藉由以分光光度法量測在252nm及280nm下之吸光度比率來測定。質譜分析使得結合製程之再現性能夠受到監測。類美登素分子相對於抗體之平均數目可為例如1-10、2-8、2-5、3-5、3-4或3.5±0.5。
為了產生有商業價值之結合物產物,結合製程及緩衝液交換必須為高效的。在結合物1之研發期間,發現當利用常用結合緩衝液時,化合物受到溶解性挑戰且傾向於自溶液沈澱出。諸如淨表面電荷及等電點(pI)(分子為中性或不具有淨電荷之點)之因素可改變分子之溶解性且可產生導致沈澱之穩定性問題。使用多種方法之許多嘗試產生包括聚集物及沈澱物之經結合之物質。聚集及沈澱耐受度視化合物之用途而定;意欲用於臨床試驗或商業生產之物質的耐受度通常較低。結合物1之哪一種或哪些特徵可造成此等問題尚為未知的。對於結合物1,已證明在鹼性pH值下結合具有挑戰性,因為維持抗體及結合物在反應pH值及調配pH值下之溶解性所需之離子強度不同。特定言之,抗體1在用於反應之鹼性pH值下在低離子強度緩衝液中沈澱,而結合物1在用於結合物調配之酸性pH值下在高離子強度緩衝液中沈澱。結合緩衝液需要足以允許抗體1之緩衝液與鹼性pH值反應緩衝液交換的離子強度,但足夠低以允許結合物1之緩衝液與酸性pH值調配
緩衝液交換。或者,稀釋反應混合物可用以使離子強度降低至所需程度。最終,在顯著工程改造後,發現結合物1需要pH值與鹽之間的平衡以便反應完全,生成不自溶液沈澱出之穩定活性化合物,亦不需要其他不太合乎需要的添加劑或技術來維持溶解性。
由美登素有效負載物組成之結合物可針對其經由標靶介導之活性及/或活體外非特異性抑止或殺死增殖性細胞之能力來評估。舉例而言,諸如NCI-H226、NCI-H292及NCI-H322M之細胞株可容易地用於評定結合物之非靶向細胞毒性。待評估之細胞可暴露於化合物4至5日且細胞之存活分率可用藉由已知方法之直接分析來量測。隨後可根據分析之結果計算IC50值。結合物1之標靶介導之細胞毒性活性亦可藉由使用表現不同FGFR3抗原量之細胞株來評估。
在一些態樣中,如下文中更充分定義之以T/C百分比計所量測,結合物能夠減小腫瘤體積。
本發明亦提供藉由向哺乳動物投與有效劑量之結合物來治療哺乳動物體內腫瘤生長的方法。適合於根據本發明之治療的病狀涉及優先表現FGFR3之腫瘤細胞。儘管並不意欲束縛於任何特定機制,但本發明方法提供癌細胞(包括例如贅生性生長之癌細胞)之生長、骨轉移、器官移植排斥反應或免疫病症(諸如由FGFR3表現所驅使或涉及FGFR3表現之自體免疫疾病)之治療。
在本發明之上下文中,「治療(Treatment/treat)」係指治療性治療,包括減緩、減輕或逆轉潛在病狀之進程或與疾病或病症有關之不希望存在的生理變化或改善病狀之臨床症狀。有益或所要臨床結果包括(但不限於)可偵測或不可偵測的症狀減輕、疾病或病症程度減弱、疾病或病症穩定(亦即疾病或病症並未惡化)、疾病或病症之進程延緩或減緩、疾病或病症改善或緩和及疾病或病症(部分或全部)緩解。治療亦可意謂與在不接受治療情況下之預期存活期相比延長存活期。需
要治療者包括已患有疾病者在一個態樣中,本發明可用作藥物。
在本發明之方法中,將治療有效量之本發明結合物投與對其有需要的哺乳動物或患者。另外,本發明之醫藥組合物可包括治療有效量之本發明結合物。「治療有效量」或「有效劑量」係指在劑量上且在所需時間段內有效達成所要治療結果之量。結合物之治療有效量可根據諸如個體之疾病病況、年齡、性別及體重以及結合物引發個體中所要反應之能力的因素而變化。其他因素包括投藥、標靶位點、患者之生理狀態、患者是否為人類抑或動物及所投與之其他藥物。雖然本發明化合物尤其適用於向人體投與,其亦可向其他哺乳動物投與。如本文中所使用,術語哺乳動物意欲包括(但不限於)人類、實驗室動物、家養寵物及農畜。治療有效量亦為結合物之治療有益效應超過其任何毒性或有害效應的量。
可調整給藥方案以提供最佳所要反應(例如治療反應)。治療劑量可使用熟習此項技術者已知之常規方法來滴定以使安全性及功效最佳化。靜脈內(i.v.)或非靜脈內投與、局部或全身性投與或其組合之給藥時程將通常在單次藥團式給藥或連續輸注至每日多次投藥(例如每4-6小時)的範圍內或按治療醫師及患者之病狀所指示。結合物1之治療有效量之例示性、非限制性範圍為0.1-50mg/kg、更佳為3-35mg/kg且更佳為5-20mg/kg。給藥量及頻率將由治療患者之醫師確定,且可包括每日、每週3次、每週、每兩週一次或以更低頻率給與小於1mg/kg至大於100mg/kg之劑量。然而,應注意本發明並不限於任何特定劑量。
結合物可與一或多種包括(但不限於)抗血管生成劑、化學治療劑及抗贅生劑之其他抗癌治療劑組合投與。可使用任何適合的抗癌劑,諸如化學治療劑、輻射、抗體或其組合。
抗癌劑包括(但不限於)抗贅生劑、抗體、佐劑及前藥。目前此項
技術中已知或正在評估之抗贅生劑可分成多個種類,包括例如有絲分裂抑制劑、烷基化劑、抗代謝劑、嵌入抗生素、生長因子抑制劑、細胞週期抑制劑、酶、拓撲異構酶抑制劑、抗存活劑、生物反應改質劑、抗激素劑及抗血管生成劑。烷基化劑之實例包括(但不限於)順鉑、環磷醯胺、美法侖(melphalan)及達卡巴嗪(dacarbazine)。抗代謝劑之實例包括(但不限於)小紅莓、道諾黴素(daunorubicin)、太平洋紫杉醇(paclitaxel)、吉西他濱(gemcitabine)、ALIMTA®,且拓撲異構酶抑制劑包括伊立替康(irinotecan)(CPT-11)、胺基喜樹鹼(aminocamptothecin)、喜樹鹼(camptothecin)、DX-8951f、拓朴替康(topotecan)(拓撲異構酶I)、依託泊苷(etoposide)(VP-16)及替尼泊苷(teniposide)(VM-26)(拓撲異構酶II)。當抗贅生劑為輻射時,針對所治療之患者之輻射可來源於外部(外部光束輻射療法-EBRT)或內部(近接療法-BT)。所投與之抗贅生劑之劑量視包括例如藥劑類型、所治療之腫瘤之類型及嚴重程度及藥劑投與途徑之許多因素而定。然而,應強調本發明並不限於任何特定劑量或給藥方案。在一個態樣中,順鉑為本發明之較佳抗贅生劑。
本發明之結合物亦可與抑制及/或調節腫瘤生長或血管生成所涉及之其他細胞表面受體的抗體及/或小分子抑制劑一起投與。結合物亦可與一或多種適合的佐劑(諸如細胞因子(IL-10、IL-4及IL-13))或其他免疫調節劑(諸如(但不限於)趨化因子、腫瘤相關抗原及肽)組合投與。
在本發明中,可使用任何適合的方法或途徑投與本發明之結合物且視情況共同投與抗贅生劑及/或其他受體之拮抗劑。在本發明之組合療法中,結合物可與另一藥劑(包括(但不限於)順鉑)同時、分別或依次投與。根據本發明所利用之抗贅生劑方案包括任何咸信最佳適用於治療患者之贅生性病狀的方案。不同的惡性腫瘤可能需要使用特
異性抗腫瘤結合物及特異性抗贅生劑,其將基於不同的患者而確定。
投與途徑包括例如經口、靜脈內、腹膜內、皮下或肌肉內投與。所投與之拮抗劑之劑量及給藥頻率視包括例如拮抗劑類型、所治療之腫瘤之類型及嚴重程度及拮抗劑之投與途徑之許多因素而定。然而,應強調本發明並不限於任何特定方法或投與途徑。
本發明之結合物當出於治療之目的而用於哺乳動物時,較佳調配為醫藥組合物。該等醫藥組合物及製備該等醫藥組合物之方法已為此項技術中所熟知。參見例如Remington:The Science and Practice of Pharmacy(Gennaro A.等人編,第19版,Mack Publishing Co.,1995)。
可將FGFR3之患者表現量與FGFR3之臨限表現量相比較。此等臨限量可取自多種來源,包括(但不限於)癌症之動物模型、患者腫瘤微陣列資料或在包括對照患者群體之對照群體中所見之量。
FGFR3表現量可用包括市售套組之多種方法量測。量測FGFR3表現量可包括(但不限於)量測蛋白質或mRNA。在一種此類技術中,將FGFR3標準物或樣本添加至預塗佈有人類FGFR3 ECD之抗體之培養盤以允許FGFR3結合至抗體。在洗滌未結合之FGFR3及其他蛋白質後,添加識別FGFR3 ECD的經辣根過氧化酶標記之抗FGFR3抗體。當將受質添加至孔時,偶合至辣根過氧化酶之二級抗體發射出淺藍色。顏色強度與特異性結合至培養盤之FGFR3的量相關。
在第二種此類用以量測腫瘤組織或細胞中之FGFR3之技術中,製備自經工程改造以穩定表現預定義量之FGFR3之細胞、FGFR3陰性細胞及/或哺乳動物所生成的標準物或患者樣本,用於免疫組織化學染色。組織或細胞經福馬林(formalin)固定石蠟包埋。製備經固定之組織用於在載片上免疫組織化學染色。載片用人類FGFR3之初級抗體培育。在洗滌掉未結合之抗體後,在載片上培育結合至初級抗體且經辣根過氧化酶標記之二級抗體。當將受質添加至載片時,偶合至辣根過
氧化酶之二級抗體發射出淺藍色。顏色強度與存在於組織載片中之FGFR3的量相關。
總FGFR3-TACC3融合量可用類似方式量測。將FGFR3-TACC3標準物或樣本添加至預塗佈有人類FGFR3 ECD之抗體之培養盤以允許FGFR3-TACC3結合至抗體。在洗滌未結合之FGFR3-TACC3且其他蛋白質後,添加識別經位移至FGFR3蛋白質之TACC3蛋白質域的二級抗體。當將受質添加至孔時,偶合至辣根過氧化酶之二級抗體發射出淺藍色。顏色強度與存在於培養盤中之FGFR3-TACC3的量相關。
患者之FGFR3突變狀況之鑑別可用包括市售套組之多種方法量測。在一種此類技術中,溶解細胞或組織樣本且分離DNA。將經分離之DNA用70%乙醇洗滌、乾燥且再懸浮於水中。隨後將DNA樣本與具有經特定設計以擴增已知含有所關注突變之FGFR3基因之區的引子一起置於PCR反應中。將所得PCR產物純化且定序。FGFR3亦可經由次世代定序、即時PCR或其他偵測或基因組方法鑑別。
FGFR3-TACC3融合狀況之鑑別可用包括市售套組之多種方法量測。在一種此類技術中,溶解細胞或組織樣本且分離總RNA。隨後使用經分離之總RNA來合成cDNA。隨後將經設計以擴增含有FGFR3-TACC3融合序列之區的特異性PCR引子與cDNA一起用於PCR反應。隨後在用以分離PCR產物之凝膠上操作PCR反應。用自經轉染之含有融合體之細胞株生成的標準物跑膠。FGFR3-TACC3融合亦可用標準即時PCR及螢光原位雜交(FISH)分析來偵測。
可同時、分別或依次完成對FGFR3之表現量、FGFR3之突變、FGFR3之融合或其組合之量測或偵測。量測或偵測可用包括多峰式高產量PCR之多種技術進行。
本發明亦包括用於抑制腫瘤生長及/或血管生成之套組,其包含治療有效量之結合物。套組可進一步包含結合物及額外抗癌劑,該抗
癌劑包括抗贅生劑或治療劑,包括(但不限於)順鉑。替代或另外地,套組可含有任何適合的拮抗劑,例如下文所論述之腫瘤生成或血管生成所涉及之另一生長因子受體(包括EGFR)的拮抗劑。本發明之套組可進一步包含佐劑。
因此,結合物1可活體內及活體外用於此項技術中所熟知之研究、診斷或治療方法。本文中所揭示之本發明之原理可由熟習此項技術者進行改變且希望該等修改包括在本發明範疇內。
應理解且預期本文中所揭示之本發明之原理可由熟習此項技術者進行改變,且希望該等修改包括在本發明範疇內。
以下實例進一步說明本發明,但不應理解為以任何方式限制本發明範疇。對諸如彼等用於構築載體及質體、將編碼多肽之基因插入該等載體及質體中、將質體引入寄主細胞中以及表現及測定基因及基因產物之習知方法的詳細描述可獲自許多出版物,包括Sambrook,J.等人,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,第2版,Cold Spring Harbor Laboratory Press(1989)及Coligan,J.等人Current Protocols in Immunology,Wiley & Sons,Incorporated(2007)。
對於各抗體,藉由諸如PCR選殖之適合方法,將適合的重鏈核苷酸序列(例如抗體1之SEQ ID NO 12)工程改造成適合的表現質體,例如pGSHC;且將適合的輕鏈核苷酸序列(例如抗體1之SEQ ID NO 13)工程改造成適合的表現質體,諸如pGSLC。為了建立穩定的細胞株,藉由電穿孔用線性化重鏈及輕鏈質體在適合的宿主細胞株(諸如NS0或CHO細胞)中共轉染,且在適合的培養基中培養,諸如不含麩醯胺酸之具有經透析之胎牛血清及麩醯胺酸合成酶補充劑的杜爾貝科氏改良伊格爾培養基(Dulbecco's Modified Medium)。藉由酶聯免疫吸附分析
(ELISA)針對抗體表現篩檢純系,且選擇最高生產者用於在旋轉燒瓶中培養。藉由諸如蛋白質-A親和性層析之適合方法純化抗體。
表1提供本發明之結合物1之抗體1的胺基酸序列及SEQ ID NO。所有CDR序列皆使用AbM定義來確定。
本發明之結合物可藉由此項技術中已知之多種方法來製備,諸如描述於美國專利第7,811,572號、第8,383,122號、第6,441,163號、第7,368,565號、第8,163,888號及美國申請公開案第2011/0003969號、第2011/0166319號、第2012/0253021號及第2012/0259100號中之方法。以上所揭示方法在產率、純度、單體、聚集物、游離類美登素之百分比、所產生之斷裂等數量方面有所變化。視終端使用者之需要而選擇適當的結合方法。
在本發明之一個態樣中,使用2012/0253021中關於「一步式」製程所闡述之通用方法,使用磺酸基-SPDB連接子使抗體1結合至DM4。更特定言之,將抗體1濃縮至10mg/mL且濾洗入反應緩衝液中。在具有50mM 4-(2-羥基乙基)-1-哌嗪丙烷磺酸(EPPS)、20mM氯化鈉、2mM EDTA(pH 8.2)、補充有9% DMA(v/v)之緩衝液中,在10mg/mL下將抗體1與相對於抗體之5.6莫耳DM4混合。在此混合物中藉由添加5.1莫耳磺酸基-SPDB來結合抗體1且在15℃反應20小時。用乙酸將結合混合物之pH值調節至5.0,將其濃縮至20mg/mL,相對於在pH 5.0下含有10mM乙酸鈉之緩衝液的12倍濾洗體積來濾洗。在含有10mM乙酸酯、9%蔗糖(w/v)、0.01%(w/v)聚山梨醇酯20(pH 5.0)之緩衝液中,在5.0mg/mL下調配結合物。
使用如上文所製備之結合物1物質,使用紫外線吸收評估結合物1中DM4比抗體1之DAR。
藉由量測結合物在252nm及280nm下之吸光度來計算DAR。使用DM4及抗體兩者在此等波長下之消光係數,量測溶液中總DM4及抗體之濃度。藉由DM4之莫耳數/抗體之莫耳數的比率來定義DAR。
使用Beckman Coulter® DU800分光光度計,藉由量測1cm路徑長度石英光析槽中之結合物溶液在280nm及252nm下之吸光度來測定樣
本濃度。記錄非吸收區(320nm)中之量測值,以確保光散射不影響在目標波長下之吸光度讀取。用緩衝液稀釋樣本使得280nm吸光度結果在儀器之線性範圍內(吸光度目標0.7-1.5(或0.5至0.9g/L)),且使用適當的稀釋因子來計算濃度。藉由以下方程式確定濃度:
縮寫:CDM4:DM4之濃度
CA:抗體1之濃度
DAR:類美登素比抗體比率
A280:在280nm下之吸光度
A252:在252nm下之吸光度
ε280:在280nm下之消光係數
ε252:在252nm下消光係數
DM4之常數:εDM4,252:26010M-1cm-1
εDM4,280:5323M-1cm-1
消光係數比率252nm/280nm,ε252/ε280:4.89
分子量:780.4g/mol
D11抗體之常數:εA,280:1.7mL/(mg*cm)或240,360M-1cm-1
消光係數比率252nm/280nm,ε252/ε280:0.35
分子量:145.6kDa
方程式1藉由減去因抗體在252nm下所致之吸光度來確定溶液中DM4之濃度。方程式2藉由減去因DM4所致之吸光度確定抗體之濃度。藉由計算DM4與抗體濃度之比率(方程式4)來確定DAR。
藉由尺寸排阻HPLC,用補充有15%(v/v)異丙醇之170mM磷酸鉀、212mM氯化鉀(pH 7.0)以等度模式測定單體。注入150μg結合物。在280nm下監測溶離。將聚集物作為在主峰前溶離之所有峰之總計面積來計算。將低分子量物質作為在主峰後溶離之所有解析峰之總計面積來計算。
藉由雙管柱SEC/逆相HPLC測量游離類美登素含量。用20%乙腈製備結合物溶液,將其在室溫下培育30分鐘,且在分析之前儲存在5℃下。將結合物注入於尺寸排阻管柱(SEC)上,其中洗滌經結合之抗體穿過管柱。在溶離結合物後,將管柱流出物重導向至C-18管柱,在該管柱中剩餘小分子結合且將其藉由梯度程式(含0.1% TFA之20%乙腈/含0.1% TFA之80%水)溶離35分鐘。計算峰面積總和。使用標準物曲線之斜率確定DM4含量。游離類美登素百分比為游離DM4之莫耳數(藉由此雙管柱HPLC方法所測定)比總DM4之莫耳數(藉由UV DAR方法所測定)之比率乘以100。
代表性批次之結合物1之DAR為3.5±0.5。
在充裝有操作緩衝液且分析溫度設定為25℃之Biacore® T200儀器上,使用表面電漿共振分析來測定人類FGFR3(IIIb)(FGFR3之剪接形式)之結合親和力及結合化學計量。在2個流動單元上使用含有經固定之受體huFGFR3(IIIb)(使用標準NHS-EDC胺偶合所生成)之CM5晶片。藉由以60nM開始2倍連續稀釋(總共6次稀釋)於操作緩衝液中來製備結合物1之樣本。在2.5μg/mL(55 RU)下固定受體。各分析循環由以下組成:(1)在180秒接觸時間下以30μL/min注入樣本,(2)藉由以30μL/min注入緩衝液900秒來解離,(3)在30秒接觸時間下以40μL/min流動速率在0.5% SDS溶液中再生。使用標準雙重參考加工資料且使用4.1版Biacore® 2000評估軟體擬合1:1結合模型,以測定締合速率(k合,以M-1s-1為單位)、解離速率(k離,以s-1為單位)及Rmax(以RU為單位)。根據關係式KD=k離/k合計算平衡解離常數(KD)。KD以莫耳為單位。
抗體1之KD為1.3×10-10M。結合物1以(2.27±0.001)×105之平均締合速率(k合)及(1.87±0.13)×10-4之解離速率(k離)結合至huFGFR3(IIIb)。表1展示n=3之獨立實驗之實驗結果與所計算之標準差之概述。結合物1在生理pH值及離子強度下以(8.23±0.59)×10-10M之KD結合至huFGFR3(IIIb)。
因此,結合不改變未結合之裸抗體之配體結合功能。
以每孔100ng之人類FGFR3(IIIb)-Fc(5微升/孔之20μg/mL PBS溶液)點塗標準96孔Multi-Array®培養盤(Meso Scale Discovery®(MSD®)編號L15XA-6),在室溫下罩蓋且培育隔夜。為了阻斷孔中之非特異性結合,將150μL之5% MSD®阻斷劑A(R93BA-1)添加至各孔且在室溫下培育1小時。在獨立的96孔ELISA培養盤中,以1μg/mL開始製備測試物品在PBS、0.05% Tween®20(PBS-T)、1% BSA中之1:3連續稀釋液。拋棄阻斷劑且將每孔30μL之此等稀釋液轉移入經塗佈且經阻斷之MSD®培養盤之適當孔中,且在室溫下輕輕攪動1小時。傾析培養盤且用200微升/孔PBS-T洗滌兩次。將每孔30μL之含1μg/mL經釕標記之FGF1之PBS-T、1% BSA、10μg/mL肝素(Sigma目錄號H3149-50KU)中之添加至培養盤且在室溫下、在黑暗中輕輕攪動1小時。再次傾析培養盤且用200微升/孔之PBS-T洗滌兩次。在洗滌後,將150μL之1×MSD®讀取緩衝液(MSD®,編號R92TC-2)添加至各孔。電化學刺激後,經結合之FGF-1上之釕標記在620nm下發光。藉由SECTOR® Imager 2400板式讀取器(MSD®,編號1250)中之電荷耦合裝置相機偵測ECL信號。用6.0版GraphPad Prism®軟體繪製按相對光單位(RLU)所量測之電化學發光圖。利用軟體之對數[抑制劑]對比反應函數,藉由非線性回歸曲線擬合分析,來計算IC50值。
結合物1以3.6nM之IC50阻斷FGF1結合至FGFR3,其證明除結合FGFR3以外,結合物1亦為官能性阻斷,因為其阻斷同源(FGF1)配體結合至FGFR3。
評定抗體1(結合物1之抗體組份)中和配體誘發之含有各種形式之FGFR3(包括突變體、融合體及野生型(WT))之細胞株的增殖之能力。
BaF3為小鼠前B細胞株,其存活情況視小鼠IL-3而定。當受體引入BaF3細胞中時,其可響應於受體配體而增殖,無需外源性IL-3。
藉由反轉錄病毒轉導,製備表現野生型或突變型人類FGFR3之BaF3細胞株。各株為耐嘌呤黴素穩定池。將BaF3培養基(含有小鼠IL-3及嘌呤黴素)中之細胞株維持在20,000至1,000,000個細胞/毫升之細胞密度下,且每1-4日用新鮮培養基稀釋。在分析前1至3日,將用於3H胸苷併入分析之BaF3+FGFR3細胞稀釋至20至50,000個細胞/毫升。出於分析之目的,細胞培養物密度在100,000個細胞/毫升與1,000,000個細胞/毫升之間。首先,關於BaF3+FGFR(III3b)WT、+FGFR3(IIIc)WT細胞中之3H胸苷併入之劑量依賴性刺激測試FGF-1(酸性FGF)及/或FGF-9且與BaF3+MSCV空載體對照細胞進行比較。在RT下以1,000rpm將BaF3株離心3分鐘,且用20mL BaF3分析培養基洗滌3次(在每次洗滌後以相同方式離心)。將100μL之BaF3+FGFR3(IIIb)WT、+FGFR3(IIIc)WT或+空載體細胞株以200,000個細胞/毫升或800,000個細胞/毫升(20,000個細胞/孔或80,000細胞/孔)添加至96孔組織培養盤(BD FalconTM第35-3072號)之內部60個孔中。將50μL之4×肝素(最終濃度為5μg/mL或10μg/mL)(或分析培養基)添加至孔中。用分析培養基(在聚丙烯培養盤中)連續稀釋FGF-1或FGF-9(1:2-1:5)。將50μL之4×FGF-1、4×FGF-9或僅將分析培養基添加至孔(一式三份)。將250μL之分析培養基或杜爾貝科氏PBS(Dulbecco's PBS)添加至邊緣孔中以減少蒸發。在37℃、5% CO2及95% RH下培育細胞72小時。每孔添加20μl之含0.1mCi/mL胸苷-[甲基-3H]之D-PBS(MP Biomedicals第2406605號)用於最後6小時培育。在-80℃下凍結分析培養盤,在37℃下解凍,且使用FiltermateTM收集器(Packard)收集於UniFilter-96 GF/C培養盤(Perkin Elmer第6005174號)上。乾燥UniFilter培養盤且每孔添加20μl之Microscint-0閃爍液(Perkin Elmer第6013611號)。在1450-021 Microbeta液體閃爍計數器(Wallac)上計數過濾盤上每孔1分鐘所併入之3H胸苷。為了評估用於中和野生型FGFR3或突變型FGFR3上之FGF-
1或FGF-9活性的抗體1,使用恆定量之人類FGF-1或人類FGF-9(FGF-1:80ng/mL於FGFR3(IIIc)表現細胞上,800ng/mL於FGFR3(IIIb)表現細胞上;FGF-9:100ng/mL於FGFR3(IIIc)表現細胞上,800ng/mL於FGFR3(IIIb)表現細胞上)。與僅分析培養基相比較,此等濃度之FGF-1或FGF-9使得3H-胸苷併入增加至少2倍。為了將濃度值自μg/mL轉換至nM,使用下式:以μg/mL計之濃度×轉換係數=以nM計之濃度,其中轉換係數與MW(分子量)成反比;假定MW為150kD,則單株抗體之轉換係數為6.667。FGF-1:分子量=15.5kD,因此轉換係數為64.45。FGF-9:分子量=23kD,因此轉換係數為43。
在RT下以1,000rpm將BaF3株(在獲得嘌呤黴素抗性後之2代與8代之間)離心3分鐘,且用20mL BaF3分析培養基洗滌3次。將50μL之表現FGFR3(IIIb)WT、FGFR3(IIIc)WT、FGFR3(IIIb)突變體或FGFR3(IIIc)突變體之BaF3細胞以400,000個細胞/毫升(20,000個細胞/孔)添加至96孔組織培養盤(BD FalconTM)之內部60個孔中。在獨立稀釋盤(聚丙烯)中,用分析培養基稀釋抗體1或人類IgG1同型對照抗體(至4×最高操作濃度)。進一步用分析培養基連續稀釋(1:3)抗體。將50μL之各測試濃度之抗體添加至含有BaF3細胞之孔中。每種治療劑使用三個重複的孔測試。對於「僅培養基」及「僅FGF」對照組,添加50μL之分析培養基而非抗體。在添加肝素及FGF前,在37℃、95% RH、5% CO2下培育含有細胞及抗體混合物之培養盤45分鐘。將50μL之4×肝素(最終濃度為10μg/mL)添加至所有孔。將50μL之4×FGF-1或4×FGF-9(經分析培養基稀釋)或僅分析培養基添加至孔(一式三份)。將250μL之分析培養基添加至邊緣孔以減少蒸發。在37℃、5% CO2及95% RH下,培育細胞72小時(表現FGFR3(IIIc)WT或突變體之細胞)至96小時(表現FGFR3(IIIb)WT或突變體之細胞)。每孔添加20
μL之含0.1mCi/mL胸苷-[甲基-3H]之D-PBS(MP Biomedicals第2406605號)用於最後6小時培育。收集所併入之3H-胸苷且如上文所述使用1450-021 Microbeta液體閃爍計數器來計數。
AVG=平均;IC50=最大半抑制濃度;ND=未測定到;WT=野生型。
註解:IC50值計算用於中和FGF1或FGF9誘發之表現人類FGFR3(IIIb)WT、FGFR3(IIIc)WT或FGFR3突變之BaF3細胞中的3H-胸苷併入的抗體1。
在表4中,抗體1(結合物1之抗體組份)有效地中和FGF1及FGF9配體誘發之含有WT及經突變之FGFR3受體之細胞株的增殖。
為了測定結合物1之細胞毒性,確立表現FGFR3之膀胱腫瘤及多發性骨髓瘤細胞株的相對FGFR3細胞表面密度。
將細胞株培養48小時,用Gibco®細胞解離緩衝液(不含酶)
(Gibco®,編號13151-014)收集,且計數細胞。以1000rpm將細胞離心5分鐘,用冷PBS(pH 7.4)洗滌一次,且以2×106個細胞/毫升再懸浮於冷PBS(pH 7.4)中。在冰上之96孔圓底培養盤中,用含30μg/mL人類IgG之FACS(螢光活化之細胞分選)染色緩衝液(PBS,pH 7.4,3% BSA)阻斷細胞1小時。在阻斷後,以1200rpm將細胞離心5分鐘且移除上清液。將100μL之FACS染色緩衝液添加至未染色之對照孔中。
將100μL之含15μg/mL經Alexa488標記的抗體1(用以監測FGFR3內化)、抗KLH(非靶向對照結合物)或chKTI抗體(非靶向對照結合物)之FACS染色緩衝液添加至含有細胞之適當測試孔中。將緩衝液及抗體添加至空孔中,且隨後將2滴來自QuantumTM Simply Cellular®珠粒套組(Bangs Labs,編號816B)之各種標準珠粒溶液添加至適當孔中。在冰上黑暗中培育培養盤1小時。用FACS洗滌緩衝液(PBS,pH 7.4,0.5% BSA)洗滌細胞及珠粒兩次。細胞再懸浮於50μL之含5μg/mL 7-胺基放線菌素D(7-AAD)之FACS洗滌緩衝液中,且將珠粒再懸浮於50μL FACS洗滌緩衝液中。在IntelliCyt® HTFC上讀取孔且使用FlowJo軟體分析。將由FlowJo生成之中位螢光強度(MFI)值插入由Bangs Lab提供Excel試算表中,用於抗體結合能力(ABC)測定。所記錄之值為使用裸抗體1所測定中特異性ABC值減去使用抗KLH或chKTI抗體所測定之非特異性ABC值的結果(參見表5中之標記為「FGFR3細胞表面表現(ABC)」之行)。應注意以上方法論用以測定本文中論述之其他並未明確列於表5中之細胞株的ABC。
NS=不顯著
觀測到細胞毒性隨著細胞表面上之FGFR3之表現增加而增加之傾向。此等資料亦證明在FGFR3突變及/或融合存在下對結合物1之敏感性增加,其導致細胞細胞毒性增強。
抗體1(本發明之抗體組份)可選擇性地遞送細胞毒性有效負載物至腫瘤細胞。
在90μL之完整培養基中以每孔2500個細胞將細胞塗於96孔組織培養盤中,且在37℃下在含有5% CO2之濕潤氛圍中培育4小時。剛好在此培育結束前,在圓底96孔培養盤中以3倍連續稀釋液方式用完整培養基稀釋測試物品。在培育4小時後,將10μL之經稀釋之抗體與恆定量之經結合之Fab(10nM)混合,添加至細胞培養盤中之相對應的孔中,且在37℃下在含有5% CO2之濕潤氛圍中培育96小時。在此培育後,自培育箱移出培養盤且使其達到室溫進行所有後續步驟。將100μl之Cell Titer-Glo®試劑(Promega編號TB288)添加至各孔中,且培育培養盤2小時,避光。用Spectra Max® M5e多模式微盤讀取器偵測發光信號。以未處理之對照孔之百分比形式計算實驗孔。使用GraphPad Prism® 6繪製資料圖且使用對數抑制劑對比標準化反應、可變斜率、分析來測定IC50。
由表現120,000個抗原之多發性骨髓瘤細胞株KMS-11[t(4;14),Y373C](IC50=0.11nM)所見之顯著細胞毒性驗證了抗體1(結合物1之
抗體組份)可經由與FGFR3緊密結合來遞送有效負載物。此資料表明細胞毒性效能隨著FGFR3抗原密度及突變狀態增加而增加,正如在經評估之許多膀胱腫瘤細胞株(RT-112(TACC3))表現約16,000個抗原相較於BFTC-905(野生型)表現約11,000個抗原)與多發性骨髓瘤腫瘤細胞株(KMS-11[t(4;14),Y373C]表現約120,000個抗原相較於OPM-2[t(4;14),K650E]表現約51,000個抗原相較於LP-1[t(4;14)](野生型)表現約9,000個抗原)之間相比較時所見。儘管結合物細胞毒性活性之重要組份為抗原密度,但在一些細胞株中與FGFR3突變狀態搭配之抗原密度亦可為重要的。
NA=在30nM之最大濃度下未獲得IC50
細胞株:RT112(TACC3)、Cal-29膀胱、KMS-11[t5(4:14,Y373C]、OPM-2、LP-1多發性骨髓瘤、Kato-III胃、OE-33 SCHNN、經轉染之Baf3-FGFR3(IIIb)、Baf3-FGFR3(IIIc)。
膀胱(RT112-TACC3)、MM(KMS-11[t(4;14)Y373C]、OPM-2
[t(4;14),K650E])、胃Kato-III及經轉染之Baf3-FGFR3(IIIb)、Baf3-FGFR3(IIIc)細胞株對結合物1之選擇性細胞毒性致死作用敏感。此效能與FGFR3表面表現及FGFR3突變狀態相關。
結合物1在許多活體外之過度表現各種形式FGFR3之膀胱腫瘤細胞株中為細胞毒性的。
在90μL之完整培養基中以每孔2500個細胞將細胞塗於96孔組織培養盤中,且在37℃下在含有5% CO2之濕潤氛圍中培育4小時。剛好在此培育結束前,在圓底96孔培養盤中以3倍連續稀釋液方式用完整培養基稀釋測試物品。在培育4小時後,將10μL之經稀釋之抗體添加至細胞培養盤中之相對應的孔中,且在37℃下在含有5% CO2之濕潤氛圍中培育96小時。在此培育後,自培育箱移出培養盤且使其達到室溫進行所有後續步驟。將100μL之Cell Titer-Glo®試劑(Promega編號TB288)添加至各孔中,且培育培養盤2小時,避光。用Spectra Max® M5e多模式微盤讀取器偵測發光信號。以未處理之對照孔之百分比形式計算實驗孔。使用GraphPad Prism® 6繪製資料圖且使用對數抑制劑對比標準化反應、可變斜率、分析來測定IC50。
當分子用以治療各過度表現FGFR3之膀胱腫瘤細胞株時,結果展示結合物1之顯著細胞毒性(參見表5)。化合物在過量表現ECD中含有突變之FGFR3的UMUC-14腫瘤細胞株中略微更有效,其使得受體具有組成性活性。陰性對照同型匹配之結合物展示在該等細胞株中之任一者中之結合物1所見的濃度範圍內無細胞毒性。實驗包括不過度表現FGFR3之膀胱腫瘤細胞株KU-19-19,以評定非特異性細胞毒性。結合物1對KU-19-19株不具有細胞毒性。結果展示在FGFR3-TACC3融合受體不存在或存在下,在過度表現FGFR3 WT、FGFR3突變體S249C或Y373C之細胞株中可藉由結合物1來誘導特異性活體外細胞毒性。
採用活細胞成像、流動式細胞量測術及各種生物化學分析來進行活體外研究,以理解FGFR3突變狀態、表面表現與受體介導之抗體內化之間的關係。測定此等因素如何組合最終影響結合物細胞毒性。
在本文中資料表明FGFR3內化之速率增加與包括S249C突變及FGFR3-TACC3融合之FGFR3之突變驅動者有關,且此等異常與對結合物1之敏感性增強相關。抗體內化之定量分析在一組含有多種突變且表現不同量之表面FGFR3之細胞株上進行。此等細胞株包括:RT-4(TACC3外顯子-4,表面密度抗體結合能力(ABC))約29,000)、UMUC-14(S249C,ABC約27,000)、RT-112(TACC3外顯子-10,ABC約16,000)、BFTC-905(WT,ABC約11,000)、KU-19-19(WT,ABC4,000)及UMUC-3(WT,ABC4,000)(部分參見表5及表6)。
此等細胞株藉由活細胞共焦顯微鏡及經Alexa488螢光標記之抗體之初始表徵表明抗FGFR3抗體(抗體1)與人類IgG對照組(chKTI)相比在一組膀胱細胞株中之特異性內化。
在添加抗體後24小時,RT-112細胞中之抗體1-Alexa488(67nM)的受體介導之內化顯而易見。在活細胞實驗中,見到抗體1內化在細胞中。
在並行活細胞實驗中,使用pH活化之染料(pHrodoTM)對遞送抗體-受體複合物至溶酶體進行定量,該染料在中性pH下呈現最小螢光且螢光強度隨著pH值下降而增加。觀測到在添加抗體1後與對照IgG抗體相比pH染料信號之積聚顯著增加,且此效應為受體介導的,因為不表現FGFR3(Baf3R2)之對照細胞並未產生大於背景的可觀信號。
螢光標記抗體1及對照抗體chKTI(抗體1-Alexa488或chKIT-Alexa488),用同一組細胞株培育此等抗體且允許標記抗體經48小時時間段內化。在0.5、1、2、4、6、24及48小時收集樣本且藉由流動
式細胞量測術將細胞相關螢光定量。
結果突出整個細胞株小組中之抗體1-Alexa488之內化程度的顯著差異。含有S249C突變之UMUC-14細胞使大多數FGFR3抗體內化,就量及速率兩者而言比對照組大9倍,而含有TACC3融合體之細胞株RT-112及RT-4使抗體1-Alexa488以大於背景約7倍內化。代表低表現野生型細胞株之BFTC-905、KU-1919及UMUC-3表明抗體1極少至無明顯內化。此等資料說明表面受體密度僅為抗體內化之一個決定因素;資料強調受體轉運及結合物誘導之細胞毒性中之活化FGFR3突變及/或FGFR3-TACC3融合蛋白可對內化起重要作用。
用多種腫瘤異種移植物模型評估結合物1之抗腫瘤活性,該等模型包括來源於細胞株及患者兩者之模型;且與未結合之裸抗體(抗體1)進行比較。對照物由媒劑或經非特異性抗體處理之對照物(chKTI或KLH及非標靶對照物,chKTI-磺酸基-SPDB-DM4或KLH-磺酸基-SPDB-DM4)組成。
具有結合物1之治療劑呈現抗腫瘤活性,使得許多具有相異FGFR3抗原表現模式之人類膀胱及多發性骨髓瘤異種移植物中之腫瘤消退或停滯。在各研究中,與裸抗體1相比結合物1展示優良抗腫瘤功效。治療劑藉由誘導腫瘤細胞凋亡(如藉由經裂解之卡斯蛋白酶3誘導所監測)來抑制腫瘤生長。
利用經實驗動物管理及使用委員會核准且根據美國農業部及美國國立衛生研究院之當前法規及標準執行之動物研究方法。
在HBSS中或與50%基質膠之混合物形式植入人類膀胱癌或多發性骨髓瘤細胞株之後或將新鮮3-4mm腫瘤片段植入雌性免疫缺陷(無胸腺)或NOD/SCID γ(NSG)小鼠之側腹中之後,生成異種移植物模型。使用無菌技術,根據經核准之IACUC協議準則來進行腫瘤片段製
備及植入。
當腫瘤達到指定尺寸(通常為200-300mm3)時,利用腫瘤體積隨機分配攜有腫瘤之小鼠且分入一個處理組中,該等處理組通常包括媒劑、chKTI或KLH抗體對照物、抗體1(裸mAb對照物)、KLH-磺酸基-SPDB-DM4或chKTI-磺酸基-SPDB-DM4(非靶向結合物對照物)及結合物1。基於單次或重複(通常每週或每隔一週)給藥時程經由快速尾靜脈注射靜脈內(i.v.)投與測試物品。在大部分研究中,在特定時間點收集EDTA血漿及腫瘤組織以分別量測化合物曝露率及細胞凋亡標識物。使用三種不同ELISA測定結合物1血漿濃度:一種對結合物之抗體部分具有特異性(整體分析);一種識別抗體部分及美登素有效負載物兩者(結合物分析);及一種偵測游離美登素(游離分析)。簡言之,出於整體分析之目的,捕捉具有FGFR3(IIIb)之分子且使用抗人類IgG分子偵測。出於結合物分析之目的,捕捉具有FGFR3(IIIb)之分子。
使用抗美登素抗體偵測結合物,因而此分析對有效負載物:抗體比率敏感。在游離分析中,首先使用丙酮沈澱所有來自樣本之蛋白質,同時將游離美登素保留在上清液中。移除上清液且用競爭ELISA分析。
使用MSD®分析所收集之腫瘤組織的裂解卡斯蛋白酶-3。使用Qiagen TissueLyser II溶解急凍腫瘤片段(約100-200mm3)。使用Hamilton STAR液體處置器使所闡明之溶解物標準化以便蛋白質濃縮,且印模入MSD®培養盤中以便分析。根據製造商之協議使用獨立384孔培養盤對裂解之卡斯蛋白酶-3以及完整卡斯蛋白酶-3進行MSD® CC3(以裂解/完整之比率表示結果)。在阻斷及培育步驟之後,使用BioTek EL406TM培養盤洗滌器洗滌培養盤且使用Mesoscale Sector® 2400成像機分析。對於資料分析(包括單因子ANOVA統計分析),使用Graphpad Prism®軟體。
用測徑規量測腫瘤體積且記錄體重,最初每週至少兩次且隨後
遵循每週量測一次。藉由式體積=[(Pi/6)l×w2]計算腫瘤體積,其中Pi等於3.14,w表示寬度且l表示長度。藉由以下測定處理之持續時間:1)預定(例如作用機制研究中組織學分析終止),2)達到研究端點(亦即實現統計學顯著之腫瘤生長之抑制或無抗腫瘤效應明顯),或3)達到臨床端點(例如腫瘤負荷影響動物福祉或存活)。
按T/C比率形式(以百分比計且如下文所概述計算)表示實驗治療劑之抗腫瘤功效。
%T/C=100×△T/△C,若△T>0
其中△T=研究之最後一日之藥物治療組之平均腫瘤體積減去最初給藥日之藥物治療組之平均腫瘤體積;△C=研究之最後一日之對照組(在各研究中指定)的平均腫瘤體積減去初始給藥日之對照組之平均腫瘤體積。若△T<0,則使用式=100×△T/T初始來計算消退率(%Reg)而非%T/C。若腫瘤達成50%之消退,則其為局部反應(PR)。
若不可偵測,則腫瘤具有完全反應(CR)。為了比較不同組之間的腫瘤生長,使用重複量測變異數分析(RM ANOVA)直至最後一日,以便使用JMP Statistical Discovery Package(第9版,SAS Institute Inc.Cary,NC)測定p值(P)。
表7概述本文中所測試之腫瘤異種移植物模型。以下再現之GFR3受體密度(ABC)記錄於表5中。
對RT-112(FGFR3-TACC3)人類膀胱異種移植物模型進行三種獨立研究以評估結合物1之重複靜脈內給藥後之反應的抗腫瘤功效及耐久性。RT-112(FGFR3-TACC3)為如FACS/BANGS分析所測定表現16,000個受體之人類膀胱癌細胞株,其含有近來所報導之FGFR3-TACC3基因融合體。
當達成220-270mm3之平均腫瘤體積範圍時,利用腫瘤體積隨機分配小鼠。隨機分配之後,給與具有腫瘤異種移植物之動物(n=6至12/組)媒劑對照物(10μL/g;10mM Tris、80mM NaCl、3.5%蔗糖、0.01% Tween-20,pH 7.5)、KLH、對照抗體1、KLH-磺酸基-SPDB-DM4或結合物1。
此等研究中包括PK/PD同屬性群動物(n=4)之獨立組以研究作用機制。在此等研究中投與單次靜脈內劑量之KLH-磺酸基-SPDB-DM4(以5mg/kg給藥)或結合物1(以2.5及5mg/kg給藥),且使動物在24小時及96小時安樂死以便得到血漿及腫瘤組織。針對化合物血漿濃度評估血漿樣本,且針對細胞凋亡標識物分析腫瘤組織。
在RT-112研究1中,具有腫瘤片段異種移植物之動物(n=6/組)在隨機分配之後接受總共2次(經14日之時間間隔分隔開)靜脈內給與媒劑對照物(10μL/g;10mM Tris、80mM NaCl、3.5%蔗糖、0.01% Tween-20,pH 7.5)、KLH-磺酸基-SPDB-DM4(5mg/kg)或結合物1(5mg/kg)。
如表8中所示,以5mg/kg給與之結合物1抑制RT-112腫瘤生長,兩次靜脈內給藥之後在第99日在六分之六(100%)之動物中引起完全反應(CR)且在第154日引起86%之消退(六分之五完全消退)。在此等6隻動物中,但至第211日五分之四的存活小鼠保持無腫瘤,而在單個動物中觀測到腫瘤再生。給與5mg/kg之KLH-磺酸基-SPDB-DM4使得在
六分之二的動物中引起CR。
在RT-112研究2(重複給藥功效研究)中,在細胞植入後所生成之攜有腫瘤之小鼠(n=12/組)接受總共3次靜脈內給與(第13日、第35日及第49日)USP鹽水(10μl/g)、抗體1(10mg/kg)、KLH-磺酸基-SPDB-DM4(5mg/kg)或結合物1(5mg/kg)。在此研究中,與媒劑對照物(p<0.0001)相比,以5mg/kg給與之結合物1在2次給藥後之第47日引起44%之腫瘤消退。在最後一次給藥之後使反應維持100日以上,其中十二分之九的動物達成完全反應(CR)。與鹽水對照物(p=0.02)相比,以5mg/kg給與之KLH-磺酸基-SPDB-DM4引起46%之T/C。與裸抗體1相比結合物1顯著更有效,其中以10mg/kg給與之比較物裸抗體1引起55%之T/C。
在RT-112研究3(劑量反應研究(n=8/組))中,其中在總共5次靜脈內給藥(第21日及第35日,之後每週給藥3次)後以1.25mg/kg、2.5mg/kg及5mg/kg評估結合物1之抗腫瘤功效。研究中之對照物為10mg/kg之KLH、10mg/kg之抗體1及5mg/kg之KLH-磺酸基-SPDB-DM4。同屬性群之PK/PD動物(n=4)接受單次靜脈內給與KLH-磺酸基-SPDB-DM4(5mg/kg)或結合物1(2.5及5mg/kg)。
以2.5mg/kg或5mg/kg給與之結合物1引起分別對應於93%及100%(在第82日)之腫瘤消退。結果展示在1.25mg/kg下2/5之動物中及各分別以2.5mg/kg及5mg/kg給藥後8/8之動物中的完全反應,直至第166日在及。以1.25mg/kg給與之結合物1引起腫瘤停滯。以5mg/kg給與之KLH-磺酸基-SPDB-DM4在2/7之動物中引起腫瘤停滯伴以完全消退,且與媒劑對照物(p=0.02)相比效應為統計學顯著的。在觀察期(>160日)期間已消退之腫瘤不再生長。
表8:RT-112人類膀胱異種移植物模型之概述
*:與媒劑、USP鹽水或KLH對照物對比
NA:不適用
針對化合物血漿濃度評估血漿樣本且針對細胞凋亡標識物分析腫瘤組織。結合物1之血漿濃度-時間曲線展示如由ELISA所測定,結合物1及總IgG在以2.5mg/kg及5.0mg/kg(在24小時分別為12.6μg/mL及32.5μg/mL)靜脈內快速投與下經取樣時間(96小時)跨度之劑量依賴性濃度。另外,對結合物1治療劑之RT-112反應可在腫瘤組織中偵測到,其展示裂解之卡斯蛋白酶-3含量之劑量依賴性增加,指明化合物
之可能的作用模式。
在RT-112研究中,結合物1產生劑量依賴性顯著之功效,其在大部分動物中引起完全反應,且效應為耐久的(大於100日)。與抗體1(裸抗體)相比結合物1顯著更有效。
在UMUC-14人類膀胱癌異種移植物中,與裸抗體1相比結合物1之活體內功效在基因上不同於RT-112(FGFR3-TACC3)模型。如由FACS分析及BANGS所測定,UMUC-14細胞株表現約27,000受體密度,且鑒於其含有S249C突變,其具有組成性活性。
為NOD/SCID γ(NSG)小鼠(雌性,年齡為5-6週)皮下接種5×106個懸浮於HBSS中之UMUC-14細胞。將動物隨機分配入治療劑組中,使得各組之平均腫瘤體積為240-250mm3。以藉由14日時間間隔分隔開2次給藥或每週4次給藥之形式,靜脈內投與抗體1及結合物1。對照物使用結合調配物緩衝液(10mM Tris,80mM NaCl,3.5%蔗糖,0.01% Tween-20,pH 7.5)或5mg/kg之非靶向chKTI抗體、chKTI-磺酸基-SPDB-DM4或KLH-磺酸基-SPDB-DM4。
在對UMUC-14模型之第一研究中,以5mg/kg給與之結合物1經由在腫瘤植入後之17日及31日給藥在10/10之UMUC-14異種移植物之動物中引起完全消退。結果展示無腫瘤狀態維持約15日。觀測到在治療停止後約30日腫瘤再生。在第78日及第81日再治療此等腫瘤之後,以5mg/kg給與結合物1並不降低腫瘤尺寸,其表明產生耐腫瘤性。
以10mg/kg給與之裸抗體1及以5mg/kg給與之KLH-磺酸基-SPDB-DM4兩者皆不顯著影響腫瘤生長。在給藥48小時後血漿結合物1水準達到約87μg/mL,且早在投與48小時後觀測到經裂解之卡斯蛋白酶-3量顯著增加。
在對UMUC-14模型之第二研究中,每週4次給與結合物1之後無
腫瘤狀態顯著延長。結合物1以劑量依賴性方式抑制UMUC-14腫瘤生長,在5mg/kg之情況下在八分之八的動物中達成完全腫瘤消退,在2.5mg/kg之情況下到達腫瘤停滯,且在1.25mg/kg時無效應。動物保持約30日無腫瘤,其後腫瘤開始再生長。
*:與媒劑或chKTI對照物對比
NA:不適用
在UMUC-14人類膀胱研究中,在經重複之靜脈內給藥後,隨後再生之腫瘤顯著影響達成100%CR。
在野生型FGFR3表現存在下,測定結合物1之功效。為NOD/SCID γ(NSG)皮下接種懸浮於HBSS中之2×106個BFTC-905。在隨機分配後,按每週時程靜脈內投與抗體1及結合物1。對照物使用KLH或chKTI抗體及非靶向KLH-磺酸基-SPDB-DM4或chKTI-磺酸基-SPDB-DM4。在組合研究中,每週腹膜內投與順鉑。
結合物1治療劑在BFTC-905異種移植物中呈現劑量依賴性抗腫瘤功效,在5mg/kg時達成腫瘤停滯,而在1.25mg/kg及2.5mg/kg時顯著抑制腫瘤生長。結合物1與順鉑之組合以10/10PR引起腫瘤消退,且效應顯著大於各單藥療法。結合物1展示組織裂解之卡斯蛋白酶-3量增加之趨勢。
*:與chKTI或KLH對照物對比
**:與順鉑及結合物1對比
NA:不適用
如由FACS分析及BANGS所測定,在BFTC-905中人類野生型FGFR3膀胱異種移植物細胞株表現約11,000受體密度。經測試,結合物1在劑量較高時僅達成腫瘤停滯。與順鉑組合時,結合物1與順鉑之組合療法顯著提高結合物1之單獨的影響,其以10/10 PR引起腫瘤消退。組合效應大於添加劑如由布利斯獨立方法(Bliss Independence Method)所定義。
評估FGFR3陰性膀胱癌異種移植物模型(KU-19-19)中之結合物1以確立結合物1之特異性。簡言之,以2×106個細胞/小鼠為Nu/nu(雌性,年齡為5-6週)皮下接種懸浮於HBSS中之KU-19-19細胞。在隨機分配後,按每週時程靜脈內投與抗體1及結合物1。對照物使用chKTI抗體及非靶向chKTI-磺酸基-SPDB-DM4。
*:與chKTI對照物對比
NA:不適用
正如所預期的,按每週時程以5mg/kg給與之結合物1針對KU-19-19腫瘤未呈現抗腫瘤效應,其指明測試物品針對FGFR3抗原之特異性。同樣,皆以每週給與5mg/kg之裸抗體(抗體1)及chKTI-磺酸基SDPD-DM4未展現抗腫瘤活性。
評估結合物1在KMS-11及KMS-11LP(螢光素酶陽性)人類多發性骨髓瘤(MM)異種移植物模型中之活體內功效。KMS-11表現較高量之FGFR3(約120,000)且載運染色體位移(t(4;14))及單點突變Y373C。KMS-11LP為親代KMS-11株之衍生物,其為螢光素酶陽性的且表現較高量之FGFR3抗原(約159,000)。
為NOD/SCID γ(NSG)小鼠(雌性,年齡為5-6週)皮下接種懸浮於HBSS中之10×106個KMS-11或KMS-11LP細胞。當腫瘤達到約300mm3之平均腫瘤體積時,將動物隨機分配入治療劑組中。以每週一次或每隔一週之方式靜脈內投與抗體1及結合物1。對照物使用結合調配物緩衝液(10mM Tris,80mM NaCl,3.5%蔗糖,0.01% Tween-20,pH 7.5)或非靶向KLH抗體及KLH-磺酸基-SPDB-DM4。
在KMS-11研究1中,經由單一給與結合物1之治療顯著抑制KMS-11腫瘤之生長,最初使腫瘤停滯,但隨後腫瘤再生。對所收集之腫瘤組織之分析指示經裂解之卡斯蛋白酶-3之量在給藥12小時後開始顯著增加且在第24小時達到峰值。
在更積極之給藥時程下結合物1功效顯著提高。在KMS-11研究3中,每週總共5次給與結合物1在七分之二的動物中引起完全反應而七
分之五的動物達成局部反應。然而以此給藥時程用非靶向結合物對照物具有顯著效應。
*:與媒劑或KLH對照物對比
NA:不適用
研究展示顯經結合物1治療之KMS-11LP異種移植物中之著穩固
功效,該KMS-11LP異種移植物與親代KMS-11(119,000)相比表現略微更高之抗原密度(152,000)。在總共3給藥(每14日投與一次)後,結合物1治療劑在十分之十的動物中引起完全反應且在70日觀察期期間維持無腫瘤狀態。
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Claims (9)
- 一種式I化合物,
- 如請求項1之化合物,其中該細胞結合劑進一步包含以下可變重鏈胺基酸序列: (SEQ ID NO 7) 及以下可變輕鏈胺基酸序列: (SEQ ID NO 8)。
- 如請求項2之化合物,其中該細胞結合劑進一步包含具有胺基酸 序列SEQ ID NO:10之輕鏈及具有胺基酸序列SEQ ID NO:9之重鏈。
- 如請求項3之化合物,其中該細胞結合劑進一步包含兩個各包含胺基酸序列SEQ ID NO:10之輕鏈及兩個各包含胺基酸序列SEQ ID NO:9之重鏈。
- 如請求項4之化合物,其中n為3或4。
- 如請求項1至5中任一項之化合物,其用於治療與FGFR3相關之癌症。
- 如請求項1至5中任一項之化合物,其用於治療患者體內之癌症,該患者具有:(a)FGFR3(SEQ ID NO 11)之突變,其中該突變係選自由S249C、R248C、Y373C、Y375C及其組合組成之群;(b)FGFR3-TACC3之融合體;或(c)(a)與(b)之組合。
- 如請求項1至5中任一項之化合物,其用於治療患者體內之癌症,該患者具有:(a)FGFR3(SEQ ID NO 11)之突變,其中該突變係選自由S249C、R248C、Y373C、Y375C及其組合組成之群;(b)FGFR3-TACC3之融合體;或(c)(a)與(b)之組合,其中該治療包含藉由離體或活體外測定該患者之生物樣本中(i)S249C、R248C、Y373C、Y375C突變中之一或多者;(ii)FGFR3-TACC3之融合體;或(iii)(i)與(ii)之組合之存在來測定該患者是否具有(a)FGFR3(SEQ ID NO 11)之突變,其中該突變係選自由S249C、R248C、Y373C、Y375C及其組合組成之群;(b)FGFR3-TACC3之融合體;或(c)(a)與(b)之組合。
- 一種醫藥組合物,其包含如請求項1至5中任一項之化合物以及醫藥學上可接受之載劑、稀釋劑或賦形劑。
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