[发明专利]异源二聚体多特异性抗体形式

说明书

本发明涉及多个抗体可变结构域的新型异源二聚体多特异性形式，其包含两个分开的可变结构域对的核心，其中，全部两个可变轻结构域和两个同源可变重结构域分别串联位于两个单独的蛋白链上。

本申请是申请日为2016年6月15日、题为《异源二聚体多特异性抗体形式》的中国发明专利申请201680048188.4的分案申请。

技术领域

本发明涉及多个抗体可变结构域的新型异源二聚体多特异性形式，其包含两个分开的可变结构域对的核心，其中，全部两个可变轻结构域和两个同源可变重结构域分别串联位于两个独立的蛋白链上。

背景技术

自从开发了第一种单克隆抗体[R17]以来的过去四十年间，抗体已成为用于研究、诊断和治疗目的越来越重要的一类生物分子。

抗体作为治疗剂正朝着更合理地设计功能发展，从而改善和扩大其固有性质。实例包括通过糖工程优化效应子功能[R18]、特异性定位如跨血脑屏障转移[R19]或通过例如增加对FcRn的结合来调节半衰期。

抗体功能化的补充方法是在一个分子中组合不同的靶标特异性以产生双特异性或多特异性抗体或抗体片段，从而能够有替代作用机制，如重新靶向T细胞，例如双特异性抗体Blinatumomab或三特异性抗体Catumaxomab。

尽管到目前为止已经开发了大量不同的多特异性抗体形式[R21]，但是双特异性和多特异性抗体形式目前的种类仍然给工业化留下了相当大的技术挑战和很少的灵活性，只有少数形式允许三特异性和多特异性结合，更少的形式支持形成异源二聚体蛋白。

过去已经提出了不同的多特异性形式。从概念上讲，这些形式可以分为三类：a)单链多特异性形式，其中不同的靶标结合结构域全部位于单个蛋白链上，由单个基因表达，b)同源二聚体和同源多聚体形式，其中不同的靶标结合结构域位于相同的蛋白链上，其通过使用多聚化结构域来组装，形成二价/多价和任选地还有多特异性复合物，以及c)异源二聚体形式，其中靶标结合结构域位于不同的蛋白链上，并且两条蛋白链的组装由异源二聚化结构域驱动。

原则上，异源二聚体多特异性形式提供了以下优点：通过两条异源二聚化蛋白链的简单置换，可以很容易地测试各种组合中具有不同特异性和亲和性的结合结构域，从而能够在最终形式中直接筛选特异性和亲和性的最佳组合，而不需要繁琐的克隆。

在各种结构域的结合性质和/或效力需要彼此谨慎匹配以获得双特异性蛋白的最佳效力、并同时最小化非特异性作用风险的情况下，需要最终产物形式中的这种筛选。在临床情况下，这将转化为在最低不良作用风险下的最佳功效。需要这种最佳组合的情况，可以例如是同时阻断在疾病过程中产生的不同浓度的两种疾病驱动细胞因子。在这种情况下，治疗性双特异性蛋白应当能够在一个且相同的治疗剂量下有效地阻断两种细胞因子。

多特异性分子的靶标结合结构域的特征必须协调一致的另一个实例是：用细胞毒性抗体靶向肿瘤细胞上的两个细胞表面靶标来治疗癌症。虽然在这种情况下抗体的两个细胞表面靶标可能仅在癌细胞上共表达，但它们可以在各种健康组织中单独表达。为了在肿瘤治疗中在最低的不良副作用风险下获得最好的功效，细胞毒性抗体应当优先与两个靶标共表达的细胞结合，而不应当与仅表达两个靶标之一的组织结合。为了实现这一点，需要调整两个靶标结合结构域的亲和性，以使得一方面，单独的结构域与其靶标的亲和性太弱而不能导致细胞裂解，并且另一方面，由于双特异性分子与癌细胞上的两个靶标同时结合而产生的协同亲和力足以诱导细胞裂解。由于与固定在细胞表面上的不同大分子同时结合而产生的几何约束，实现最大协同结合的结构域组合不仅是亲和性功能，而且是抗原表位功能，并且仅可能通过测试实际产物形式中的不同结构域组合来鉴定。

天然IgG型抗体可以被认为是同源二聚体形式。