专利名称:四价cd47-抗体恒定区融合蛋白用于治疗的制作方法四价CD47-抗体恒定区融合蛋白用于治疗本发明涉及用作药物的、特别地用于预防或治疗自身免疫病和炎性疾病(例如过敏性哮喘和炎性肠病)的可溶性SIRPa结合蛋白。本发明更具体地涉及包含至少两个双价异源二聚体的复合物的可溶性SIRPa结合蛋白,其中每个异源二聚体基本上由以下组成(i)第一单价单链多肽,其包含与抗体的重链恒定区的N端部分融合的第一 SIRPa结合结构域;和(ii)第二单价单链多肽,其包含与抗体的轻链恒定区的N端部分融合的第二 SIRPa结合结构域。本发明的一个具体实施方案进一步由图I显示。SIRPa (⑶172a)是由包括巨噬细胞、粒细胞和常规树状细胞(DC)的髓系细胞表达以及在神经元细胞上的免疫受体(van den Berg等人,2008, Trends in Immunol., 29(5) 203-6)。SIRPa 是 CD47 的低亲和力配体(Rebres 等人,2001, J. Biol. Chem.; 276(37) :34607-16 ;Hatherley 等人,2007 J. Biol. Chem. ;282(19) 14567-75 ;Hatherley 等人,2008 ;Mol.Cell ;31 (2) 266-77),并且SIRP α与CD47的相互作用组成了基于黏附和双向信号传导控制的细胞通讯体系,所述细胞通讯体系调节免疫系统和神经元系统中的多种细胞功能。这些功能包括移行、细胞成熟、巨噬细胞吞噬作用和髓样树状细胞的细胞因子产生(van den Berg 等人,2008 Trends in Immunol. 29 (5) 203-6 ;Sarfati 2009, Curr. Drug. Targets,9(10) 852-50)。来自动物模型的数据表明SIRP α/⑶47相互作用可以有助于或甚至控制几种病症的发病机理,所述病症包括自身免疫病、炎性疾病(Okuzawa等人,2008,BBRC ;371 (3) 561-6 ;Tomizawa 等人,2007,J. Tmmunol ; 179 (2) :869_877);局部缺血性疾病(Isenberg 等人,2008, Arter. Thromb Vase. Biol. ,28(4) 615-21 ;Isenberg 2008, Am. J. Pathol., 173(4) : 1100-12)或肿瘤学相关疾病(Chan 等人,2009,PNAS,106 (33) : 14016-14021 ; Majeti等人,2009,Cell,138 (2) :286_99)。调节SIRP a/CD47途径因此可以是用于多种疾病的有希望的治疗性选项。已经建议使用针对⑶47、SIRPa或⑶47衍生的结合SIRP a的多肽的抗体作为治疗手段(W0 1998/40940、WO 2004/108923、W02007/133811、WO 2009/046541)。此外,结合SIRPa的CD47衍生的融合蛋白在疾病(如TNBS-结肠炎(Fortin等人,2009,J Exp Med.,206(9) :1995_2011)、朗格汉斯细胞移行(J. Immunol. 2004,172 =4091-4099)和关节炎(VLST Inc, 2008, Exp. Opin. Therap. Pat. , 18 (5) :555_561))的动物模型中是有效的。此外,提出SIRP α/0)47参与控制吞卩遼作用(van den Berg等人,2008, Trends in Immunol. ,29(5) :203_6),并且声称通过SIRP α结合多肽进行干涉来增进NOD小鼠系中的人干细胞植入(W0 2009/046541),表明含有⑶47胞外结构域(E⑶)的治疗剂用于人干细胞移植中的潜在益处。本发明提供了可溶性结合蛋白,它们包含第一和第二多肽链的异源二聚体,每种链包含与抗体恒定区序列融合的结合部分。这些可溶性蛋白用作治疗剂。本发明还提供用作治疗剂的改进的可溶性SIRP α结合蛋白。与现有技术的⑶47 蛋白融合物相比,如本发明中所定义的结合SIRPa的抗体样蛋白可以提供增加针对靶向的表达SIRPa的细胞的亲合力,同时维持优异的可发展性特征的手段。另外,不受任何理论约束,预期较高的亲合力导致较长的药物动力学半寿期,因而提供增强的治疗效能。这些新的研究结果提供了靶向表达SIRPa的细胞的新治疗工具并且代表治疗性前景,特别地对于多种自身免疫病和炎性疾病、癌症或干细胞移植而言是如此。
因此,在一个方面,本发明提供一种可溶性蛋白,它包含至少两个异源二聚体的复合物,其中每个异源二聚体基本上由以下组成toon] α)第一单价单链多肽,其包含与抗体的重链恒定区融合的哺乳动物结合分子的区域;和
(ii)第二单价单链多肽,其包含与抗体的轻链恒定区融合的相同结合分子的区域。
在另一个方面,本发明提供一种可溶性蛋白,它包含至少两个异源二聚体的复合物,其中每个异源二聚体基本上由以下组成
(i)第一单价单链多肽,其包含与抗体的ChI恒定重链区融合的哺乳动物结合分子的区域;和
(ii)第二单价单链多肽,其包含与抗体的(V〖亘定轻链区融合的相同结合分子的区域。
在优选的实施方案中,每种单链多肽是单价的,每个异源二聚体是二价的,并且每个复合物是至少四价的。本发明的异源二聚体和可溶性蛋白具有每条多肽链价态是I价。 与现有技术的分子相比,本发明的可溶性蛋白具有增加的价态。通过在每种第一和第二单链多肽中并入相同的结合分子,每个异源二聚体的价态是两价,即,异源二聚体内部的每条链可以结合一个单独的结合配偶体或对相同的结合配偶体结合两次。这将与其中第一和第二多肽链的异源二聚体的价态是I价(即,同时需要两条链以结合这种结合配偶体)的现有技术分子(例如WO 01/46261中披露的那些)形成对比至这样的程度两个异源二聚体的复合物具有的价态是2价。因而,本发明的两个二价异源二聚体的复合物具有四价态(四价),即,这个复合物可以结合多达四个结合配偶体,或对相同的结合配偶体结合多达四次。 本发明的异源二聚体是双价,并且异源二聚体的复合物具有价态nx2,其中η是该复合物内部所包含的异源二聚体的数目。在优选的实施方案中,该复合物包含两个异源二聚体并且具有价态4。包含多于两个异源二聚体的复合物具有大于4的价态(例如6、8或10的价态)。本发明可溶性蛋白的增加的价态导致较高的亲合力,有利地影响半寿期和效能。
因此,在一个方面,本发明提供一种具有至少4价(或至少是四价)的可溶性蛋白,它包含至少两个异源二聚体的复合物,其中每个异源二聚体基本上由以下组成
(i)第一单价单链多肽,其包含与抗体的重链恒定区融合的哺乳动物结合分子的区域;和
(ii)第二单价单链多肽,其包含与抗体的轻链恒定区融合的相同哺乳动物结合分子的区域。
在另一个方面,本发明提供一种具有至少4价的可溶性蛋白,它包含至少两个异源二聚体的复合物,其中每个异源二聚体基本上由以下组成
(i)第一单价单链多肽,其包含与抗体的ChI恒定重链区融合的哺乳动物结合分子的区域;和
(ii)第二单价单链多肽,其包含与抗体的(V〖亘定轻链区融合的相同结合分子的区域。
在一个优选的方面,该结合分子的区域是相同的。因此,本发明提供一种具有至少 4价的可溶性蛋白,它包含至少两个异源二聚体的复合物,其中每个异源二聚体基本上由以下组成
(i)第一单价单链多肽,其包含与抗体的重链恒定区融合的哺乳动物结合分子的区域;和
(ii)第二单价单链多肽,其包含与抗体的轻链恒定区融合的相同哺乳动物结合分子的相同区域。
在另一个方面,本发明提供一种具有至少4价的可溶性蛋白,它包含至少两个异源二聚体的复合物,其中每个异源二聚体基本上由以下组成
(i)第一单价单链多肽,其包含与抗体的ChI恒定重链区融合的哺乳动物结合分子的区域;和
(ii)第二单价单链多肽,其包含与抗体的(V〖亘定轻链区融合的相同结合分子的相同区域。
在一个优选的实施方案中,哺乳动物结合分子的区域与抗体序列的N端部分(SP, 与ChI区和Cl恒定区)融合。
在一个实施方案中,结合分子是细胞因子、生长因子、激素、信号传导蛋白、低分子量化合物(药物)、配体或细胞表面受体。优选地,该结合分子是哺乳动物单体的或同型聚合的细胞表面受体。结合分子的区域可以是完整分子或其可以保留该结合分子的生物学活性的部分或片段。结合分子的区域可以是胞外区域或结构域。在一个实施方案中,所述哺乳动物单体的或同型聚合的细胞表面受体包含免疫球蛋白超家族(IgSF)结构域,例如它包含⑶47的胞外结构域。
在一个优选的实施方案中,可溶性蛋白是一种抗体样蛋白(下文还称作并定义为 Fusobody),其中抗体的两条臂的可变区由SIRPa结合结构域替换,从而提供多价的可溶性蛋白。
这种结合SIRP α的Fusobody的一个实例在图I中显示。
在一个实施方案中,本发明涉及分离的可溶性结合SIRPa的蛋白质或结合 SIRPa的Fusobody,其包含两个二价异源二聚体的四价复合物,其中每个异源二聚体基本上由以下组成
(i)第一单链多肽,其包含在抗体的恒SchI重链区的N端部分处融合的第一 SIRPa结合结构域;和,
(ii)第二单链多肽,其包含在抗体的恒定Q轻链区的N端部分处融合的第二 SIRPa结合结构域。
在优选的实施方案中,可溶性蛋白或结合SIRPa的Fusobody的每个异源二聚体的所述第一单链多肽还包含与所述ChI区融合的免疫球蛋白的Ch2和Ch3区,从而重构抗体的全长恒定重链。所述ChU Ch2和Ch3区可以衍生自人IgGl、IgG2、IgG3或IgG4相应区域的野生型或突变变体,其具有沉默的效应子功能和/或减少的细胞杀伤性ADCC或CDC效应子功能,例如减少的ADCC效应子功能。
在一个实施方案中,所述可溶性蛋白或结合SIRPa的Fusobody与人SIRP α以 10 μ M或更小,例如4 μ M或更小,例如I μ M或更小,O. I μ M或更小的Kd结合,如表面等离子体共振法如BiaCORE测定法所测量。在一个实施方案中,可溶性蛋白或结合SIRPa的 Fusobody与人SIRP α以O. I至10 μ M范围内的Kd结合。
在另一个实施方案中,所述可溶性蛋白或结合SIRPa的Fusobody促进SIRP a + 白细胞如SIRPa +U937细胞以20nM或更小,例如2nM或更小,例如200pM和20nM之间的 EC50的黏附,如基于板的细胞黏附测定法中所测量。
在另一个实施方案中,所述可溶性蛋白或结合SIRP α的Fusobody抑制体外产生的单核细胞衍生性树状细胞中金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) Cowan菌株粒子刺激的促炎细胞因子释放。
例如,所述可溶性蛋白或结合SIRPa的Fusobody以2nM或更小、O. 2nM或更小、 例如20pM和2nM之间的IC5tl抑制体外产生的单核细胞衍生性树状细胞中金黄色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus) Cowan菌株粒子刺激的促炎细胞因子释放,如树状细胞细胞因子释放测定法中所测量。
在另一个相关的实施方案中,每个异源二聚体的所述第一和第二单链多肽由二硫键共价地结合,例如使用相应ChI区和Q区的半胱氨酸残基之间的天然二硫键。
在一个实施方案中,第一和第二 SIRPa结合结构域可以经肽接头分别与ChI区和 Q区融合。在另一个实施方案中,第一和/或第二 SIRP α结合结构域在肽接头不存在下直接与相应的ChI区和Q区融合。
在一个优选实施方案中,所述可溶性蛋白或结合SIRPa的Fusobody基本上由两个异源二聚体组成,其中每个异源二聚体的所述第一单链多肽包含免疫球蛋白恒定部分的铰链区,并且这两个异源二聚体彼此通过半胱氨酸之间的二硫键在它们铰链区处稳定缔口 ο
在一个实施方案中,本发明的可溶性蛋白包含选自以下的至少一个SIRPa结合结构域
⑴人⑶47的胞外结构域;
(ii)SEQ ID NO 4的多肽或保留SIRPa结合特性的SEQ ID NO 4的片段;和
(iii)与 SEQ ID NO :4 具有至少 60、70、80、90、95、96、97、98 或 99%序列同一性并保留SIRP α结合特性的SEQ ID NO :4的变体多肽。
在一个具体实施方案中,全部SIRPa结合结构域具有相同的氨基酸序列。例如, 全部 SIRP α 结合结构域由 SEQ ID NO 4 或 SEQ ID NO :3 或 SEQ ID NO :21 或 SEQ ID NO 23 或 SEQ ID NO 27 组成。
在一个具体实施方案中,本发明的所述可溶性蛋白或结合SIRP α的Fusobody包含两个异源二聚体,其中每个异源二聚体基本上由SEQ ID NO 5的第一单链多肽和SEQ ID NO 6的第二单链多肽组成。与抗体的重链和轻链相似,所述第一和第二单链多肽至少经一个二硫键稳定缔合。在相关的实施方案中,可溶性蛋白或结合SIRPa的Fusobody包含两个异源二聚体,其中每个异源二聚体的第一和第二单链多分别与相应SEQ ID NO 5和SEQ ID NO 6的第一和第二单链多肽具有至少60、70、80、90、95、96、97、98或99%序列同一性, 同时保留如上文所述的结合SIRPa的Fusobody的有利功能特征。
具体而言,在一个具体实施方案中,这种可溶性蛋白或结合SIRPa的Fusobody与人SIRP α以10 μ M或更小、4 μ M或更小、或者2 μ M或更小、例如O. I μ M和10 μ M之间的Kd彡口口。
在一个具体实施方案中,本发明的结合SIRP α的Fusobody的四个SIRP α结合结构域是在序列上相同的。例如,所述结合SIRPa的Fusobody分别由SEQ ID NO :5和SEQ ID NO 6的第一和第二单链多肽组成。
本发明还涉及用作药物或诊断工具,例如用于自身免疫病和急性及慢性炎性病症的治疗或诊断中的此类可溶性蛋白或Fusobody、特别地是结合SIRPa的蛋白质或 Fusobody。具体而言,结合SIRPa的蛋白质或Fusobody用于治疗选自Th2介导的气道炎症、过敏性病症、哮喘、炎性肠病和关节炎的病症。
本发明的可溶性蛋白或Fusobody也可以在有需求的受试者中用于治疗或诊断局部缺血性病症、白血病或其他癌症或用于增加造血干细胞植入。
定义
为了可以更轻易地理解本发明,首先定义某些术语。额外的定义在遍及的详细描述中给出。
术语SIRPa指显示与⑶47整联蛋白缔合蛋白黏附的人信号调节蛋白α (也称为CD172a或SHPS-1)。ASIRPa包括SEQ ID NO :1,但是还包括而不限于任何天然多态性变体,例如,包括人SIRPa的单核苷酸多态性(SNP)或剪接变体。表I中描述了人类中在 SIRPa核苷酸序列中发现的剪接变体或SNP的实例。
表I :SIRPa蛋白的变体
本发明涉及用作药物的、特别地用于预防或治疗自身免疫病和炎性疾病(例如过敏性哮喘和炎性肠病)的可溶性SIRPα结合蛋白。本发明更具体地涉及包含两个异源二聚体的复合物的可溶性SIRPα结合蛋白,其中每个异源二聚体基本上由以下组成(i)第一单价单链多肽,其包含在抗体的重链恒定区的N端部分处融合的第一SIRPα结合结构域;和(ii)第二单价单链多肽,其包含在抗体的CL轻链恒定区的N端部分处融合的第二SIRPα结合结构域。本发明还涉及如
图1中所显示的可溶性结合SIRPα的抗体样蛋白。
四价cd47-抗体恒定区融合蛋白用于治疗制作方法
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