抗体结构域的优选配对制造技术

一种抗原结合分子(ABM)，其包含由VL和CL抗体结构域组成的抗体轻链(LC)的同源LC/HC二聚体，其与至少包含VH和CH1抗体结构域的抗体重链(HC)缔合，其缔合是通过配对VL和VH结构域以及CL和CH结构域实现的，其中CL结构域中的位置18处和CH1结构域中的位置26处的氨基酸的极性相反，其中根据IMGT编号。

Optimal matching of antibody domains

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗体结构域的优选配对
本专利技术涉及抗原结合分子(ABM)，其包含人抗体结构域序列，特别是包含由VL和CL抗体结构域组成的抗体轻链的同二聚体，与至少包含VH和CH1抗体结构域的抗体重链缔合，该缔合通过配对VL和VH结构域以及CL和CH1结构域实现，其中优选的配对由CL和CH1结构域中的某些点突变支持。
技术介绍
单克隆抗体已被广泛用作治疗性抗原结合分子。这里将使用完整的IgG1免疫球蛋白作为实例来解释基本的抗体结构。两条相同的重(H)链和两条相同的轻(L)链结合，形成Y形抗体分子。重链各有四个结构域。氨基端可变结构域(VH)位于Y的末端。其后是三个恒定结构域：CH1、CH2和位于Y茎底部的羧基端CH3。短拉伸、开关连接重链变量区和恒定区。铰链将CH2和CH3(Fc片段)连接至抗体的剩余部分(Fab片段)。可通过在完整抗体分子中蛋白水解切割铰链来产生一个Fc和两个相同的Fab片段。轻链由可变(VL)和恒定(CL)两个结构域构造，由开关分开。铰链区中的二硫键连接两条重链。轻链通过另外的二硫键与重链偶联。根据免疫球蛋白的类别，Asn连接的碳水化合物部分附接在恒定结构域中的不同位置。对于IgG1，铰链区中的在Cys235和Cys238对之间两个二硫键将两条重链合并在一起。轻链通过CH1结构域中的Cys220(EU索引编号)或Cys233(根据Kabat编号)与CL结构域中的Cys214(EU索引和Kabat编号)之间的两个另外的二硫键与重链偶联。碳水化合物部分与每个CH2的Asn306附接，在Y的茎中产生明显的凸起。这些特征具有深远的功能性结果。重链和轻链(VH)和(VL)的可变区位于N-端区域，即Y的“末端”，其中它们被定位以与抗原反应。分子的该末端是氨基酸序列的N-端所在的一侧。Y的茎以有效介导效应子功能的方式投射，例如补体的激活和与Fc受体或ADCC和ADCP的相互作用。其CH2和CH3结构域凸起以促进与效应蛋白的相互作用。氨基酸序列的C端位于末端的可被称为Y的“底部”的相对侧。在抗体中发现了两种类型的轻链，称为兰姆达(λ)和卡帕(κ)。给定的免疫球蛋白具有κ链或λ链，而不是每种一个。在具有λ或κ轻链的抗体之间未发现功能差异。抗体分子中的每个结构域具有在压缩的反平行β桶中彼此紧密堆积的两个β片(sheet)的相似结构。这种保守结构称为免疫球蛋白折叠。恒定结构域的免疫球蛋白折叠含有针对4-链片堆积的3-链片。通过每个片的β链之间的氢键，通过内部中相对片的残基之间的疏水键合，以及通过片之间的二硫键来稳定折叠。3-链片包含链C、F和G，并且4-链片具有链A、B、E和D。字母A至G表示β链沿着免疫球蛋白折叠的氨基酸序列的连续位置。可变结构域的折叠具有排列在4和5链的两片中的9个β链。5-链片与恒定结构域的3-链片在结构上同源，但含有额外的链C’和C”。链(A、B、C、D、E、F、G)的剩余部分具有与其恒定结构域免疫球蛋白折叠中的对应物相同的拓扑结构和相似的结构。二硫键将相反的片中的链B和F连接起来，如在恒定结构域中那样。轻和重免疫球蛋白链的可变结构域含有三个高变环或互补决定区(CDR)。V结构域的三个CDR(CDR1、CDR2、CDR3)聚集在β桶的一端。CDR是连接免疫球蛋白折叠的β链B-C、C’-C”和F-G的环。CDR中的残基从一个免疫球蛋白分子到下一个免疫球蛋白分子不同，赋予每个抗体抗原特异性。抗体分子末端的VL和VH结构域紧密堆积，使得6个CDR(每个结构域上3个)配合构建用于抗原特异性结合的表面(或空腔)。因此，抗体的天然抗原结合位点由连接轻链可变结构域的链B-C、C’-C”和F-G以及重链可变结构域的链B-C、C’-C”和F-G的环组成。不是天然免疫球蛋白中的CDR环或不是由CDR环和CDR环区域中任选相邻的环确定的抗原结合袋的一部分的环，不具有抗原结合或表位结合特异性，但有助于整个免疫球蛋白分子和/或其效应子或其他功能的正确折叠，因此称为结构环。现有技术文献表明，迄今为止，为了操纵现有的抗原结合位点，已采用免疫球蛋白样支架，从而引入了新的结合特性。在大多数情况下，CDR区经工程化用于抗原结合，换言之，在免疫球蛋白折叠的情况下，仅修饰天然抗原结合位点以改变其结合亲和力或特异性。存在大量文献，其描述了这种被操纵的免疫球蛋白的不同形式，通常以单链Fv片段(scFv)或Fab片段的形式表达，或者在噬菌体颗粒的表面上展示或者在各种原核或真核表达系统中可溶性表达。目前正在开发用于识别两种不同靶标的改进治疗方法的抗体构建体。Davis等人(蛋白质工程(ProteinEngineering)，Design&Selection2010,23(4)195-202)描述了异二聚体Fc平台，该异二聚体Fc平台通过使用链交换工程化结构域(SEED)CH3异二聚体来支持双特异性和不对称融合蛋白的设计。这些人IgG和IgACH3结构域的衍生物产生互补的人SEEDCH3异二聚体，该异二聚体由人IgA和IgG序列的交替区段组成。在WO2007/110205A2和EP1999154B1中进一步描述了SEED工程化。WO2010/136172A1公开了三或四特异性抗体，该抗体包含一个或两个与抗体的Fc部分的C端连接的单链Fab。Beck等人(NatureReviewsImmunology，第10卷，第5号，2010年5月1日，第345-352页)描述了下一代治疗性抗体，并且特别是指不同类型的双特异性抗体。Ridgway等人，(ProteinEngineering，第9卷，第7号，1996，第617-621页)描述了用于重链异二聚化的抗体CH3结构域的“隆突-入-穴(knobsinto-holes)”工程化。VonKreudenstein等人，(LandesBioscience，第5卷，第5号，2013，第646-654页)描述了基于被工程化以用于稳定性的异二聚体Fc的双特异性抗体支架。Liu等人，(JournalofBiologicalChemistry2015，290:7535-7562)描述了通过静电机制制备单价双特异性异二聚体IgG抗体的策略。通过瞬时和稳定转染的哺乳动物细胞产生衍生自具有正确轻链(LC)和重链(HC)配对的抗HER2和抗EGFR抗体的异二聚体IgG分子。通过在VH-VL和CH1-CL界面处切换极性或疏水性残基来驱动LC和HC的特异性配对。每种经工程化的变体的特征在于一系列的点突变，其中在VH和VL结构域中。另外，点突变在CH1结构域(例如K147D)和在CL(Cκ或CK)结构域(例如T180K)中被工程化(根据EU指数编号)。一些变体尤其包含CH1结构域中147位和Cκ结构域中180或131位的点突变。WO2014/081955进一步公开了这样的异二聚体抗体，该异二聚体抗体在以下结构域中的每一个中包含一个或多个取代：第一和第二CH3结构域、CH1结构域、CL结构域、VH结构域和VL结构域。Lewis等人，(NatureBiotechnology2014，32：191-198)描述了通过基于结构的正交Fab界面设计产生双特异性IgG抗体。产生具有改进的HC-LC配对的双特异性IgG。发现可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗原结合分子(ABM)，其包含由VL和CL抗体结构域组成的抗体轻链(LC)的同源轻链/重链(LC/HC)二聚体，与包含至少VH和CH1抗体结构域的抗体重链(HC)缔合，该缔合通过配对VL和VH结构域以及CL和CH1结构域实现，其中CL结构域中的位置18处和CH1结构域中的位置26处的氨基酸具有相反的极性，其中根据IMGT编号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.02 EP 17154388.71.一种抗原结合分子(ABM)，其包含由VL和CL抗体结构域组成的抗体轻链(LC)的同源轻链/重链(LC/HC)二聚体，与包含至少VH和CH1抗体结构域的抗体重链(HC)缔合，该缔合通过配对VL和VH结构域以及CL和CH1结构域实现，其中CL结构域中的位置18处和CH1结构域中的位置26处的氨基酸具有相反的极性，其中根据IMGT编号。2.如权利要求1所述的ABM，其中，Aa)CL结构域是Cκ，该Cκ包含与SEQID1具有至少90％序列同一性的氨基酸序列，其至少含有点突变T18X，其中X是R、H或K中的任一个；和b)CH1结构域包含与SEQID3具有至少90％序列同一性的氨基酸序列，其至少含有点突变K26X，其中X是D或E中的任一个；或Ba)CL结构域是Cλ，该Cλ包含与SEQID2具有至少90％序列同一性的氨基酸序列，其至少含有点突变K18X，其中X是D或E中的任一个；和b)CH1结构域包含与SEQID3具有至少90％序列同一性的氨基酸序列，其中在26位的K未被任何其他氨基酸取代，或者其至少含有点突变K26X，其中X是R或H中的任一个；或Ca)CL结构域是Cλ，该Cλ包含与SEQID2具有至少90％序列同一性的氨基酸序列，其中在18位的K未被任何其他氨基酸取代，或者其至少含有点突变K18X，其中X是R或H中的任一个；和b)CH1结构域包含与SEQID3具有至少90％序列同一性的氨基酸序列，其至少含有点突变K26X，其中X是D或E中的任一个；其中根据IMGT编号。3.如权利要求1或2所述的ABM，其同源LC/HC二聚体包含CL和CH1结构域之间的至少一个域间二硫桥。4.如权利要求1至3中任一项所述的ABM，其CL结构域还包含点突变F7X，其中X是S、A或V中的任一个，并且其CH1结构域还包含点突变A20L，其中根据IMGT编号。5.如权利要求1至4中任一项所述的ABM，其中所述VL和VH结构域不含有改变界面区域中的氨基酸的极性的任何点突变。6.如权利要求1至5中任一项所述的ABM，其中所述HC还包含至少一个CH2和至少一个CH3结构域。7.如权利要求1至5中任一项所述的ABM，其为抗体Fab或(Fab)2片段，或包含Fc部分的全长抗体中的任一种，优选地其中所述ABM是全长IgG抗体。8.如权利要求1至6中任一项所述的ABM，其是异二聚体抗体，该异二聚体抗体包含识别不同抗原或表位的第一和第二Fab臂，其中所述第一和第二Fab臂中的仅一个包含所述同源LC/HC二聚体。9.如权利要求8所述的ABM，其中所述第一和第二Fab臂中的仅一个包含：a)CL结构域中的点突变F7X，其中X是S、A或V中的任一个；和b)CH...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·吕克尔，M·博尼施，
申请(专利权)人：默克专利有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE