CN111655730A - 包含与lag3结合的抗原结合位点的双特异性抗体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及特别适用于癌症治疗的新型抗体。根据本发明的所述抗体是双特异性或多特异性抗体，并且包含与LAG3结合的第一抗原结合位点。所述第一抗原结合位点是自主VH结构域。

Description

包含与LAG3结合的抗原结合位点的双特异性抗体

技术领域

本发明涉及工程化的免疫球蛋白结构域，更具体地涉及具有改善的稳定性的工程化的免疫球蛋白重链可变结构域，以及此类免疫球蛋白结构域的文库。本发明进一步涉及用于制备此类免疫球蛋白结构域的方法，以及使用这些免疫球蛋白结构域的方法。本发明进一步涉及包含与LAG3结合的抗原结合位点的双特异性或多特异性抗体，编码此类抗体的多核苷酸，以及产生此类抗体的方法。

背景技术

单结构域抗体片段可来源于骆驼科物种的天然存在的重链IgG(称为VHH)或软骨鲨(cartilagous shark)的IgNAR(称为VNAR)。尽管单结构域抗体具有使其成为临床开发所感兴趣的候选物的几种特性，但是非人单结构域抗体由于其在人体中的免疫原性而不适用于治疗应用。

然而，来源于常规人IgG的单结构域抗体片段由于其低稳定性和溶解性而易于聚集(Ward等人，Nature 341,544-546(1989))，这限制了它们在蛋白质稳定性至关重要的治疗中的应用。不稳定的蛋白质倾向于部分展开并聚集，这最终导致治疗功效降低且出现不期望的副作用。

已经采取了几种改善单结构域和其他重组抗体片段的稳定性/溶解性的方法。基于选择的方法涉及抗体的文库选择，例如在高温、极端pH或者在蛋白酶或变性剂的存在下进行选择。

基于工程化的方法包括将二硫键和其他稳定化突变引入抗体中。

一种获得具有改善的稳定性的单结构域抗体的方法是从包含大量单结构域抗体种类的文库中进行选择。为了产生此类文库，将一种单结构域抗体用作支架，该单结构域抗体可以经工程化以具有改善的稳定性。然后可以通过常规淘选从文库中选择具有所需靶结合特异性的子代单结构域抗体，因为所述子代单结构域抗体将在很大程度上继承亲本支架的改善的特性。另一种获得具有改善的稳定性的单结构域抗体的方法是将稳定化突变(诸如表面暴露的亲水或荷电氨基酸)引入先前选择的具有所需结合特性的单结构域抗体中。

将人工二硫键引入蛋白质中已被认为是一种增加蛋白质构象稳定性的策略。然而，不适当位置的二硫键代替非但不能增强蛋白质的稳定性，反而可能对折叠蛋白质中的周围氨基酸具有不利影响，或干扰现有的有利相互作用。尽管为二硫键交联选择合适的位置是至关重要的，但尚无为此确立的规则。已经提出了将通过引入人工非规范二硫键来工程化单结构域抗体作为改善单结构域抗体的稳定性的策略。

重链可变(VH)结构域自然地包含半胱氨酸残基23与104(IMGT编号，对应于根据Kabat编号***的残基22和92)之间的高度保守的二硫键，该高度保守的二硫键连接VH的核心中的两条β链B和F，并且对其稳定性和功能至关重要。

经证明，将54位与78位(IMGT编号，对应于根据Kabat编号***的49位和69位)之间的第二非天然二硫键引入骆驼科VHH(Saerens等人，J Mol Biol 377,478-488(2008)；Chan等人，Biochemistry 47,11041-11045(2008)；Hussack等人，Plos One 6,e28218(2011))或人VH(Kim等人，Prot Eng Des Sel 25,581-589(2012)；WO 2012/100343)中导致了它们的热稳定性和(在VHH的情况下)蛋白酶抗性增大(Hussack等人，Plos One 6,e28218(2011))。此特定的二硫键已经在先前被鉴定为天然存在于独特的单峰骆驼VHH中(Saerens等人，JBiol Chem 279,51965-51972(2004))。它连接VHH疏水核心中的框架区2(FR2)和框架区3(FR3)。

尽管原则上有效，但是此方法并非没有缺点，起缺点包括降低的亲和力、特异性和表达产量(Hussack等人，Plos One 6,e28218(2011))。

因此，仍然需要稳定的单结构域抗体。

免疫***在预防癌症方面的重要性是基于其检测和破坏异常细胞的能力。然而，一些肿瘤细胞能够通过引起免疫抑制状态来逃避免疫***(Zitvogel等人，NatureReviews Immunology 6(2006),715-727)。T细胞在抗病毒和抗肿瘤免疫应答中具有重要作用。抗原特异性T细胞的适当活化导致其克隆扩增并获得效应子功能，并且在细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的情况下，这使CTL能够特异性地裂解靶细胞。T细胞一直是治疗上操纵内源性抗肿瘤免疫力的主要焦点，这是由于T细胞的选择性识别所有细胞区室中的蛋白质衍生肽的能力；直接识别和杀伤抗原表达细胞的能力(通过CD8+效应T细胞；也被称为细胞毒性T淋巴细胞(CTL))和协调各种免疫应答的能力(通过CD4+辅助T细胞)，这整合了适应性和先天性效应机制。T细胞功能障碍由于持续的抗原暴露而发生：T细胞丧失了在抗原存在下进行增殖的能力，并且逐渐不能产生细胞因子及裂解靶细胞。功能障碍的T细胞被称为耗竭的T细胞，其不能增殖并发挥效应子功能(诸如细胞毒性和响应于抗原刺激而进行细胞因子分泌)。进一步研究发现，耗竭的T细胞的特征为抑制性分子PD-1(程序性细胞死亡蛋白1)的持续表达，而阻断PD-1和PD-L1(PD-1配体)相互作用可以逆转T细胞耗竭并在感染LCMV的小鼠中恢复抗原特异性T细胞应答(Barber等人，Nature439(2006),682-687)。然而，仅靶向PD-1–PD-L1途径并不总是导致T细胞耗竭的逆转(Gehring等人，Gastroenterology 137(2009),682–690)，这表明其他分子可能参与T细胞耗竭(Sakuishi，J.ExperimentalMed.207(2010),2187-2194)。

最初是在设计用于选择性分离在IL-2依赖性NK细胞系中表达的分子的实验中发现了淋巴细胞活化基因-3(LAG3或CD223)(Triebel F等人，Cancer Lett.235(2006),147–153).LAG3是一种独特的跨膜蛋白，其与具有四个细胞外免疫球蛋白超家族样结构域(D1-D4)的CD4具有结构同源性。膜远端IgG结构域含有短氨基酸序列，即在其他IgG超家族蛋白中未发现的所谓额外环。细胞内结构域含有独特的氨基酸序列(KIEELE,SEQ ID NO:75)，该氨基酸序列是LAG3对T细胞功能产生负面影响所必需的。LAG3可以由金属蛋白酶在连接肽(CP)处裂解，以产生在血清中可检测到的可溶形式。与CD4一样，LAG3蛋白与MHCⅡ类分子结合，但是具有更高的亲和力并且在与CD4不同的位点处(Huard等人，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 94(1997),5744-5749)。LAG3由T细胞、B细胞、NK细胞和浆细胞样树突细胞(pDC)表达，并且在T细胞活化后上调。它调节T细胞功能以及T细胞稳态。免疫无能的或功能受损的常规T细胞的亚群表达LAG3。LAG3+T细胞在肿瘤部位和慢性病毒感染期间富集(Sierro等人，Expert Opin.Ther.Targets 15(2011),91-101)。已有研究表明，LAG3在CD8 T细胞耗竭中起作用(Blackburn等人，Nature Immunol.10(2009),29-37)。因此，需要能够拮抗LAG3的活性并可用于产生及恢复对肿瘤的免疫应答的抗体。

已经例如在WO 2004/078928中描述了针对LAG3的单克隆抗体，其中要求保护包含与CD223特异性结合的抗体和抗癌疫苗的组合物。WO 2010/019570公开了结合LAG3的人抗体，例如抗体25F7和26H10。US 2011/070238涉及可用于治疗或预防器官移植排斥和自体免疫疾病的细胞毒性抗LAG3抗体。WO 2014/008218描述了与抗体25F7相比具有优化的功能特性(即减少的脱酰胺位点)的LAG3抗体。此外，LAG3抗体还公开于WO 2015/138920(例如BAP050)、WO 2014/140180、WO 2015/116539、WO 2016/028672、WO 2016/126858、WO 2016/200782和WO 2017/015560中。

程序性细胞死亡蛋白1(PD-1或CD279)是CD28受体家族的抑制成员，其还包括CD28、CTLA-4、ICOS和BTLA。PD-1是细胞表面受体并且在活化的B细胞、T细胞和骨髓细胞上表达(Okazaki等人(2002)Curr.Opin.Immunol.14:391779-82；Bennett等人(2003)JImmunol 170:711-8)。PD-1的结构是单体1型跨膜蛋白，其由一个免疫球蛋白可变样细胞外结构域和细胞质结构域组成，该细胞质结构域含有免疫受体酪氨酸基抑制基序(ITIM)和免疫受体酪氨酸基转换基序(ITSM)。活化的T细胞瞬时表达PD1，但PD1及其配体PDL1的持续过表达促进免疫耗竭，从而导致病毒感染持续，肿瘤逃逸，感染和死亡率增加。通过借助T细胞受体进行抗原识别来诱导PD1表达，并且其表达主要经由连续的T细胞受体信号传导维持。在持续抗原暴露后，PD1基因座无法再被甲基化，这促进了持续的过表达。阻断PD1途径可以恢复癌症和慢性病毒感染中耗竭的T细胞功能(Sheridan,Nature Biotechnology 30(2012),729-730)。例如，在WO 2003/042402、WO 2004/004771、WO 2004/056875、WO 2004/072286、WO 2004/087196、WO 2006/121168、WO 2006/133396、WO 2007/005874、WO 2008/083174、WO 2008/156712、WO 2009/024531、WO 2009/014708、WO 2009/101611、WO 2009/114335、WO 2009/154335、WO 2010/027828、WO 2010/027423、WO 2010/029434、WO 2010/029435、WO 2010/036959、WO 2010/063011、WO 2010/089411、WO 2011/066342、WO 2011/110604、WO 2011/110621、WO 2012/145493、WO 2013/014668、WO 2014/179664和WO 2015/112900中描述了针对PD-1的单克隆抗体。

WO 2015/200119中描述了具有与PD1和LAG3的免疫反应性的双特异性Fc双体抗体，其用于治疗癌症或与病原体(诸如细菌、真菌或病毒)相关的疾病。然而，还需要提供新的双特异性抗体，其不仅同时结合PD1和LAG3，并由此选择性地靶向表达PD1和LAG3两者的细胞，而且鉴于LAG3的广泛表达谱还避免了对其他细胞上的LAG3的阻断。本发明的双特异性抗体不仅有效阻断过表达PD1和LAG3两者的T细胞上的PD1和LAG3，而且它们对这些细胞具有非常大的选择性，因此可以避免通过施用高活性LAG3抗体产生的副作用。

发明内容

本发明基于以下发现：自主VH结构域能够用作具有有益特性的双特异性或多特异性抗体中的抗原结合实体。

本发明的第一方面涉及一种包含与LAG3结合的第一抗原结合位点的双特异性或多特异性抗体，其中该第一抗原结合位点是自主VH结构域。特别是，该抗体是分离的抗体。特别是，自主VH结构域通过在合适条件下形成二硫键的至少两个非规范半胱氨酸而稳定化。

在本发明的一个实施例中，双特异性或多特异性抗体包含与PD1结合的第二抗原结合位点。

在本发明的一个实施例中，双特异性或多特异性抗体的自主VH结构域是包含如下所公开的特征的自主VH结构域。

自主VH结构域可在根据Kabat编号的(i)52a位和71位或(ii)33位和52位中包含半胱氨酸，其中所述半胱氨酸在合适的条件下形成二硫键。特别是，自主VH结构域在根据Kabat编号的52a位、71位、33位和52位中包含半胱氨酸。

自主VH结构域可包含重链可变结构域框架，该重链可变结构域框架包含

(a)FR1，其包含SEQ ID NO:207所示的氨基酸序列，

(b)FR2，其包含SEQ ID NO:208所示的氨基酸序列，

(c)FR3，其包含SEQ ID NO:209所示的氨基酸序列，以及

(d)FR4，其包含SEQ ID NO:210所示的氨基酸序列

或

(a)FR1，其包含SEQ ID NO:211所示的氨基酸序列，

(b)FR2，其包含SEQ ID NO:208所示的氨基酸序列，

(c)FR3，其包含SEQ ID NO:209所示的氨基酸序列，以及

(d)FR4，其包含SEQ ID NO:210所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(i)具有SEQ ID NO:146所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:147所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:148所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:77所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(ii)具有SEQ ID NO:149所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:150所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:151所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:79所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(iii)具有SEQ ID NO:152所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:153所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:154所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:81所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(iv)具有SEQ ID NO:155所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:156所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:157所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:83所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(v)具有SEQ ID NO:158所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:159所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:160所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:85所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(vi)具有SEQ ID NO:161所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:162所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:163所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:87所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(vii)具有SEQ ID NO:164所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:165所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:166所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:89所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(viii)具有SEQ ID NO:167所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:168所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:169所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:91所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(ix)具有SEQ ID NO:170所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:171所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:172所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:93所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(x)具有SEQ ID NO:173所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:174所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:175所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:95所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(xi)具有SEQ ID NO:176所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:177所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:178所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:97所示的氨基酸序列。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域进一步包含选自由H35G、Q39R、L45E和W47L组成的组的取代。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域包含选自由L45T、K94S和L108T组成的组的取代。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域包含VH3_23框架，特别是基于

(曲妥珠单抗)的VH序列。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域与Fc结构域融合。在本发明的一个优选实施例中，Fc结构域是人Fc结构域。在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域与Fc结构域末端的N-末端或C-末端融合。在本发明的一个优选实施例中，Fc结构域包含与如本文所述的“杵臼结构技术(knob-into-hole-technology)”有关的突起突变或孔突变，特别是突起突变。对于N-末端和C-末端Fc融合体，甘氨酸-丝氨酸(GGGGSGGGGS)接头、具有接头序列“DGGSPTPPTPGGGSA”的接头或任何其他接头可优选地在自主VH结构域与Fc结构域之间表达。

在本发明的一个实施例中，与双特异性或多特异性抗体的PD1结合的第二抗原结合位点包含VH结构域，所述VH结构域包含

(i)CDR-H1，其包含SEQ ID NO:201所示的氨基酸序列，

(ii)CDR-H2，其包含SEQ ID NO:202所示的氨基酸序列，以及

(iii)CDR-H3，其包含SEQ ID NO:203所示的氨基酸序列；以及

VL结构域，所述VL结构域包含

(i)CDR-L1，其包含SEQ ID NO:204所示的氨基酸序列；

(ii)CDR-L2，其包含SEQ ID NO:205所示的氨基酸序列，以及

(iii)CDR-L3，其包含SEQ ID NO:206所示的氨基酸序列。

在本发明的一个实施例中，与双特异性或多特异性抗体的PD1结合的第二抗原结合位点包含VH结构域和/或VL结构域，所述VH结构域包含SEQ ID NO:192所示的氨基酸序列，所述VL结构域包含SEQ ID NO:193所示的氨基酸序列。

在本发明的一个实施例中，双特异性或多特异性抗体是人抗体、人源化抗体或嵌合抗体。

在本发明的一个实施例中，双特异性或多特异性抗体包含Fc结构域和Fab片段，所述Fab片段包含与PD1结合的第二抗原结合位点。

在本发明的一个实施例中，Fc结构域是IgG，特别是IgG1 Fc结构域或IgG4 Fc结构域。

在本发明的一个实施例中，Fc结构域包含一个或多个氨基酸取代，所述一个或多个氨基酸取代减少与Fc受体的结合，特别是与Fcγ受体的结合。

在本发明的一个实施例中，Fc结构域是人IgG1亚类，具有氨基酸突变L234A、L235A和P329G(编号依据为根据Kabat的EU索引)。

在本发明的一个实施例中，Fc结构域包含促进Fc结构域的第一亚基和第二亚基缔合的修饰。

在本发明的一个实施例中，Fc结构域的第一亚基包含突起，并且Fe结构域的第二亚基包含根据杵臼结构方法(knobs into holes method)的孔。“杵臼结构方法”是指“杵臼结构技术”。

在本发明的一个实施例中，Fc结构域的第一亚基包含氨基酸取代S354C和T366W(编号依据为根据Kabat的EU索引)，并且Fc结构域的第二亚基包含氨基酸取代Y349C、T366S和Y407V(编号依据为根据Kabat的EU索引)。

在本发明的一个实施例中，Fc结构域与自主VH结构域的C-末端融合，对于双特异性或多特异性抗体，其中所述融合体包含选自由以下项组成的组的氨基酸序列：SEQ IDNO:99、SEQ ID NO:101、SEQ ID NO:103、SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111、SEQ ID NO:113、SEQ ID NO:115、SEQ ID NO:117、SEQ ID NO:117，特别是包含选自由以下项组成的组的氨基酸序列：SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111。

在本发明的一个实施例中，包含与PD1结合的抗原结合位点的Fab片段的可变结构域VL和VH被彼此置换。然后，VH结构域是轻链的一部分，并且VL结构域是重链的一部分。

在本发明的一个实施例中，在Fab片段中，在恒定结构域CL中124位处的氨基酸独立地被赖氨酸(K)、精氨酸(R)或组氨酸(H)(编号依据为根据Kabat的EU索引)取代，并且在恒定结构域CH1中147位和213位处的氨基酸独立地被谷氨酸(E)或天冬氨酸(D)(编号依据为根据Kabat的EU索引)取代。

在本发明的一个实施例中，双特异性或多特异性抗体包含

(a)第一重链、第一轻链、第二重链，所述第一重链包含与SEQ ID NO:192所示的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列，所述第一轻链包含与SEQ ID NO:193所示的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列，所述第二重链包含与选自由以下项组成的组的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列：SEQ ID NO:99、SEQ ID NO:101、SEQ ID NO:103、SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111、SEQ ID NO:113、SEQID NO:115、SEQ ID NO:117、SEQ ID NO:117，特别是包含与选自由以下项组成的组的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列：SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111。

在本发明的一个优选实施例中，双特异性或多特异性抗体包含(a)重链或轻链，所述重链包含与SEQ ID NO:143所示的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列，所述轻链包含与SEQ ID NO:145所示的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列；以及b)第二重链，所述第二重链包含与选自由以下项组成的组的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列：SEQ ID NO:99、SEQ ID NO:101、SEQ ID NO:103、SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111、SEQ ID NO:113、SEQ ID NO:115、SEQ ID NO:117、SEQ IDNO:117，特别是包含与选自由以下项组成的组的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列：SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111。

在本发明的一个优选实施例中，双特异性或多特异性抗体包含(a)重链或轻链，所述重链包含SEQ ID NO:143所示的氨基酸序列，所述轻链包含SEQ ID NO:145所示的氨基酸序列；以及b)第二重链，所述第二重链包含选自由以下项组成的组的氨基酸序列：SEQ IDNO:99、SEQ ID NO:101、SEQ ID NO:103、SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111、SEQ ID NO:113、SEQ ID NO:115、SEQ ID NO:117、SEQ ID NO:117，特别是包含选自由以下项组成的组的氨基酸序列：SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111。

本发明的另一方面涉及一种编码如上文所公开的双特异性或多特异性抗体的多核苷酸。

在另一方面，本发明提供了一种载体，特别是表达载体，所述载体包含如上文所公开的多核苷酸。

本发明的另一方面涉及一种宿主细胞，特别是真核或原核宿主细胞，所述宿主细胞包含如上文所公开的多核苷酸或载体。

本发明的另一方面涉及一种用于产生如上文所公开的双特异性或多特异性抗体的方法，所述方法包括以下步骤

(a)用载体转化宿主细胞，所述载体包含编码所述双特异性或多特异性抗体的多核苷酸，

(b)在适于表达所述双特异性或多特异性抗体的条件下培养所述宿主细胞，以及任选地

(c)从所述培养物，特别是所述宿主细胞中回收所述双特异性或多特异性抗体。

本发明的另一方面涉及一种药物组合物，所述药物组合物包含如上文所公开的双特异性或多特异性抗体和至少一种药学上可接受的赋形剂。

本发明的另一方面涉及如上文所公开的双特异性或多特异性抗体或如上文所公开的药物组合物，所述双特异性或多特异性抗体或药物组合物用作药物。

本发明的另一方面涉及如上文所公开的双特异性或多特异性抗体或药物组合物，所述双特异性或多特异性抗体或药物组合物用于

i)调节免疫应答，诸如恢复T细胞活性，

ii)刺激免疫应答或功能，

iii)治疗感染，

iv)治疗癌症，

v)延缓癌症发展，

vi)延长癌症患者的存活期。

本发明的另一方面涉及如上文所公开的双特异性或多特异性抗体或药物组合物，所述双特异性或多特异性抗体或药物组合物用于预防或治疗癌症。

本发明的另一方面涉及如上文所公开的双特异性或多特异性抗体或药物组合物，所述双特异性或多特异性抗体或药物组合物用于治疗慢性病毒感染。

本发明的另一方面涉及如上文所公开的双特异性或多特异性抗体或药物组合物，所述双特异性或多特异性抗体或药物组合物用于预防或治疗癌症，其中所述双特异性或多特异性抗体与化疗药物、放射疗法和/或用于癌症免疫疗法的其他药剂联合施用。

本发明的另一方面涉及如上文所公开的双特异性或多特异性抗体或药物组合物，所述双特异性或多特异性抗体或药物组合物用于在抑制个体中的肿瘤细胞生长的方法中使用，所述方法包括向所述个体施用有效量的双特异性或多特异性抗体以抑制肿瘤细胞的生长。

附图说明

图1A至图1B：新的aVH文库的序列和随机化策略。图1A：Herceptin重链和经修饰的序列(Barthelemy等人，J.Biol.Chem.2008,283:3639-3654)的序列比对，其允许表达单体和稳定的自主人重链可变结构域。图1B：第一aVH文库中CDR3区的随机化策略。示出的是框架3区的多个部分和框架4区，CDR3区(加框的)具有根据Kabat编号的3种不同的CDR3序列长度。粗体字母表示与序列B1ab相比不同的序列，(X)表示随机化的位置。

图2A至图2D：所生成的基于Fc的aVH构建体的示意图。A)在DNA水平上，将编码aVH结构域的核苷酸序列与编码双股GGGGS接头或接头序列DGGSPTPPTPGGGSA的DNA序列融合，将该融合体与编码Fc结构域编码序列的DNA序列融合。在最终的蛋白质构建体中，aVH结构域经由上述接头中的一者与人源IgG1 Fc序列(在此为Fc-突起片段)的N-末端融合，该融合体与编码Fc-孔片段的序列共表达，从而导致每个Fc二聚体的单体展示。Fc突起和Fc孔两者也可包含PG-LALA突变。图2B：编码IgG抗体的VH结构域的核苷酸序列被编码aVH结构域的核苷酸序列取代。另外，使编码κ轻链可变结构域的序列缺失，从而导致表达唯一的κ结构域。共表达导致具有二价aVH展示的IgG样构建体。图2C：在DNA水平上，将编码aVH结构域的核苷酸序列与编码双股GGGGS接头的DNA序列融合，将该融合体与编码Fc结构域编码序列的DNA序列融合。在最终的蛋白质构建体中，aVH结构域经由上述接头与人源IgG1 Fc序列的N-末端融合，该人源IgG1 Fc序列在此为野生型Fc结构域或带有PG-LALA突变的Fc结构域。表达导致具有二价aVH展示的IgG样构建体。图2D：共表达编码抗PD1重链(包含Fc孔和PG-LALA突变)的质粒、编码抗PD1轻链的质粒和编码抗LAG3 aVH-Fc(包含Fc突起和PG-LALA突变)结构域的质粒导致生成双特异性1+1抗PD1/抗LAG3抗体样构建体。aVH和Fc结构域经由双股GGGGS接头融合。

图3A至图3B：二硫键稳定化的aVH与新文库的设计模板的序列比对。图3A：示出了基于P52aC/A71C组合的aVH文库模板的比对。图3B：示出了基于Y33C/Y52C组合的aVH文库模板的比对。

图4：通过流式细胞术进行细胞结合分析。对选定的MCSP特异性克隆作为单价aVH-Fc融合构建体与MV3细胞的结合的分析。浓度范围为0.27nM至600nM。同种型对照抗体用作阴性对照。

图5：TfR1特异性aVH克隆的FRET分析。对表达用铽标记的跨膜TfR1-SNAP标签融合蛋白的瞬时转染细胞的FRET分析。通过添加浓度范围为0.4nM直至72nM的抗体，然后添加抗人Fc-d2(每孔最终200nM)作为受体分子来进行分析。3h后测量特定的FRET信号，并计算K_D值。

图6：颗粒酶B的诱导和IL2表达。在将经预处理的CD4 T与抗PD1抗体和纯化的二价抗LAG3 aVH-Fc构建体同时孵育后颗粒酶B的诱导(图6A)和IL2水平(图6B)。

图7：在经由双特异性抗PD1/抗LAG3 1+1抗体样构建体同时接合后PD1和Lag3的二聚化。示出的是在受体PD1和Lag3“二聚化”时诱导的化学发光信号。曲线表明由PD1结合部分和四种不同的抗Lag3 aVH组成的四种给定的双特异性抗体样构建体的体外效力。

图8：PD-1/LAG-3双特异性1+1抗体样构建体对与B细胞-类成淋巴细胞系(ARH77)共培养的人CD4 T细胞的细胞毒性颗粒酶B释放的影响。在将经预处理的CD4 T与i)单独的抗PD1抗体；ii)我们的抗PD1抗体与二价抗LAG3 aVH-Fc构建体或LAG3抗体的组合；或iii)双特异性抗PD1/抗LAG3抗体样1+1构建体同时孵育后颗粒酶B的诱导。

具体实施方式

I.定义

除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科技术语都具有如在本发明所属领域中通常使用的相同含义。出于解释本说明书的目的，将应用以下定义，并且在适当时，以单数形式使用的术语也将包括复数，反之亦然。

如本文所用，术语“抗原结合分子”在其最广义上是指特异性结合抗原决定簇的分子。抗原结合分子的示例是抗体、抗体片段和支架抗原结合蛋白。

本文的术语“抗体”以最广义使用并且涵盖各种抗体结构，包括但不限于单克隆抗体、多克隆抗体、单特异性和多特异性抗体(例如，双特异性抗体)，以及抗体片段，只要它们表现出所需的抗原结合活性即可。

如本文所用，术语“单特异性”抗体表示具有一个或多个结合位点的抗体，每个结合位点与相同抗原的相同表位结合。术语“双特异性”意指抗体能够与两种不同的抗原决定簇特异性结合，例如通过各自由一对抗体重链可变结构域(VH)和抗体轻链可变结构域(VL)或通过由与不同抗原或相同抗原上的不同表位结合的一对自主VH结构域形成的两个结合位点。此类双特异性抗体为例如1+1形式。其他双特异性抗体形式是2+1形式(包含第一抗原或表位的两个结合位点和第二抗原或表位的一个结合位点)或2+2形式(包含第一抗原或表位的两个结合位点和第二抗原或表位的两个结合位点)。通常，双特异性抗体包含两个抗原结合位点，每个抗原结合位点特异于不同的抗原决定簇。

如本文所用，术语“多特异性”抗体是指具有三个或更多个结合位点的抗体，所述三个或更多个结合位点与不同抗原或相同抗原上的不同表位结合。在某些实施例中，多特异性抗体是对至少三个不同位点(即，不同抗原上的不同表位或相同抗原上的不同表位)具有结合特异性的单克隆抗体。多特异性(例如，双特异性)抗体还可用于将细胞毒性剂或细胞定位到表达靶标的细胞。

如在本申请中所用的术语“价”表示抗原结合分子中存在指定数目的结合位点。因此，术语“二价”“四价”和“六价”分别表示抗原结合分子中存在两个结合位点、四个结合位点和六个结合位点。根据本发明的双特异性抗体是至少“二价的”，并且可以是“三价的”或“多价的”(例如“四价的”或“六价的”)。在一个特定方面中，本发明的抗体具有两个或更多个结合位点并且是双特异性或多特异性的。也就是说，即使在存在多于两个结合位点(即抗体是三价的或多价的)的情况下，抗体也可以是双特异性的。特别是，本发明涉及的双特异性二价抗体针对它们所特异性结合的每种抗原都有一个结合位点。

术语“全长抗体”和“完整抗体”在本文中可互换使用，是指具有与天然抗体结构基本上相似的结构的抗体。“天然抗体”是指具有不同结构的天然存在的免疫球蛋白分子。例如，天然IgG类抗体是约150,000道尔顿的异四聚体糖蛋白，其由通过二硫键键合的两条轻链和两条重链组成。从N-末端到C-末端，每条重链具有可变区(VH)(也称为可变重链结构域或重链可变结构域)，接着是三个恒定结构域(CH1、CH2和CH3)(也称为重链恒定区)。类似地，从N-末端到C-末端，每条轻链具有可变区(VL)(也称为可变轻链结构域或轻链可变结构域)，接着是轻链恒定结构域(CL)(也称为轻链恒定区)。抗体的重链可以配属为五种类型中的一种，所述五种类型被称为α(IgA)、δ(IgD)、ε(IgE)、γ(IgG)或μ(IgM)，它们中的一些可以进一步分为亚型，例如γ1(IgG1)、γ2(IgG2)、γ3(IgG3)、γ4(IgG4)、α1(IgA1)和α2(IgA2)。抗体的轻链基于其恒定结构域的氨基酸序列，可以配属为两种类型中的一种，所述两种类型称为卡帕(κ)和兰姆达(λ)。

“抗体片段”是指完整抗体以外的分子，其包含完整抗体的一部分，所述部分结合完整抗体所结合的抗原。抗体片段的示例包括但不限于Fv、Fab、Fab’、Fab’-SH、F(ab’)2；双体抗体、三体抗体、四体抗体、交叉Fab片段；线性抗体；单链抗体分子(例如scFv)；由抗体片段和单结构域抗体形成的多特异性抗体。关于某些抗体片段的综述，参见Hudson等人，NatMed 9,129-134(2003)。关于scFv片段的综述，参见例如Plückthun在The harmacology ofMonoclonal Antibodies,vol.113,Rosenburg and Moore eds.,Springer-Verlag,NewYork,pp.269-315(1994)中所述；还可参见WO 93/16185；以及美国专利5,571,894和5,587,458。关于对包含补救受体结合表位残基并具有增加的体内半衰期的Fab片段和F(ab')₂片段的讨论，参见美国专利5,869,046。双体抗体是具有两个抗原结合位点的抗体片段，所述双体抗体可以是二价的或双特异性的，参见例如EP 404,097；WO 1993/01161；Hudson等人，Nat Med 9,129-134(2003)；以及Hollinger等人，ProcNatl Acad Sci USA 90,6444-6448(1993)。在Hudson等人，Nat Med 9,129-134(2003)中也描述了三体抗体和四体抗体。

单结构域抗体是包含抗体或自主VH结构域的全部或部分重链可变结构域或全部或部分轻链可变结构域的抗体片段。在某些实施例中，单结构域抗体是人单结构域抗体(Domantis,Inc.，Waltham，MA；参见例如美国专利6,248,516B1)。另外，抗体片段可包含单链多肽，所述单链多肽具有VH结构域的特征，即能够与VL结构域一起装配到功能性抗原结合位点；或具有VL结构域的特征，即能够与VH结构域一起装配到功能性抗原结合位点，从而提供全长抗体的抗原结合特性。抗体片段可以通过各种技术制备，包括但不限于完整抗体的蛋白水解消化以及由重组宿主细胞(例如大肠杆菌)产生，如本文所述。

传统上，木瓜蛋白酶消化完整抗体产生两个称为“Fab”片段的相同的抗原结合片段，每个“Fab”片段含有重链可变结构域和轻链可变结构域以及轻链的恒定结构域和重链的第一恒定结构域(CH1)。因此，如本文所用，术语“Fab片段”是指包含轻链片段以及重链的VH结构域和第一恒定结构域(CH1)的抗体片段，所述轻链片段包含VL结构域和轻链恒定结构域(CL)。Fab’片段与Fab片段的不同之处在于Fab’片段在重链CH1结构域的羧基末端添加了一些残基，这些残基包括来自抗体铰链区的一个或多个半胱氨酸。Fab’-SH是Fab’片段，其中恒定结构域的半胱氨酸残基具有游离巯基。胃蛋白酶处理产生F(ab')₂片段，该片段具有两个抗原结合位点(两个Fab片段)和Fc区的一部分。

术语“交叉Fab片段”或“xFab片段”或“交换型Fab片段”是指重链和轻链的可变区或恒定区被交换的Fab片段。交叉Fab片段包含由轻链可变区(VL)和重链恒定区1(CH1)组成的多肽链，以及由重链可变区(VH)和轻链恒定区(CL)组成的多肽链。还可以通过将荷电或非荷电的氨基酸突变引入结构域界面以指导正确的Fab配对，以对不对称Fab臂进行工程化。参见例如WO 2016/172485。

“单链Fab片段”或“scFab”是由抗体重链可变结构域(VH)、抗体恒定结构域1(CH1)、抗体轻链可变结构域(VL)、抗体轻链恒定结构域(CL)和接头组成的多肽，其中所述抗体结构域和所述接头在N-末端至C-末端方向上具有以下顺序中的一种：a)VH-CH1-接头-VL-CL，b)VL-CL-接头-VH-CH1，c)VH-CL-接头-VL-CH1，或d)VL-CH1-接头-VH-CL；并且其中所述接头是至少30个氨基酸，优选是32个至50个氨基酸的多肽。所述单链Fab片段经由CL结构域与CH1结构域之间的天然二硫键而稳定化。此外，这些单链Fab分子可以通过经由***半胱氨酸残基(例如根据Kabat编号的可变重链中的44位和可变轻链中的100位)产生链间二硫键，而进一步稳定化。

“交换型单链Fab片段”或“x-scFab”是由抗体重链可变结构域(VH)、抗体恒定结构域1(CH1)、抗体轻链可变结构域(VL)、抗体轻链恒定结构域(CL)和接头组成的多肽，其中所述抗体结构域和所述接头在N-末端至C-末端方向上具有以下顺序中的一种：a)VH-CL-接头-VL-CH1和b)VL-CH1-接头-VH-CL；其中VH和VL一起形成与抗原特异性结合的抗原结合位点，并且其中所述接头是至少30个氨基酸的多肽。此外，这些x-scFab分子可以通过经由***半胱氨酸残基(例如根据Kabat编号的可变重链中的44位和可变轻链中的100位)产生链间二硫键，而进一步稳定化。

“单链可变片段(scFv)”是抗体的重链可变区(VH)和轻链可变区(VL)的融合蛋白，与10个至约25个氨基酸的短接头肽连接。接头通常富含甘氨酸以获得柔性，以及富含丝氨酸或苏氨酸以获得溶解性，并且可以将VH的N-末端与VL的C-末端连接，或反之亦然。尽管去除了恒定区并引入了接头，但该蛋白保留了原始抗体的特异性。scFv抗体例如描述于Houston,J.S.,Methods in Enzymol.203(1991)46-96)中。

“单结构域抗体”是由单一单体可变抗体结构域组成的抗体片段。第一单结构域来源于骆驼科动物的抗体重链的可变结构域(纳米抗体或VHH片段)。此外，术语单结构域抗体包含自主重链可变结构域(aVH)或来源于鲨鱼的VNAR片段。

术语“表位”表示抗体结合的蛋白质或非蛋白质抗原上的位点。表位既可以由连续的氨基酸段形成(线性表位)，也可以包含例如由于抗原的折叠(即通过蛋白质抗原的三级折叠)而在空间上接近的非连续的氨基酸(构象性表位)。在蛋白质抗原暴露于变性剂后，线性表位通常仍被抗体结合，而构象性表位在用变性剂处理后通常被破坏。表位以独特的空间构象包含至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个，或8-10个氨基酸。

可以使用本领域常规的方法来筛选与特定表位结合的抗体(即，与相同表位结合的那些抗体)，所述方法为诸如但不限于丙氨酸扫描、肽印迹(参见Meth.Mol.Biol.248(2004)443-463)、肽切割分析、表位切除、表位提取、抗原的化学修饰(参见Prot.Sci.9(2000)487-496)和交叉阻断(参见“Antibodies”，Harlow和Lane(Cold Spring HarborPress,Cold Spring Harb.,NY)。

基于抗原结构的抗体谱分析(ASAP)(也称为修饰辅助谱分析(MAP))允许基于来自与靶标特异性结合的大量单克隆抗体的每一种抗体与经化学修饰或酶修饰的抗原表面的结合谱来对该大量单克隆抗体进行分箱(参见例如US 2004/0101920)。每个箱中的抗体与相同表位结合，该表位可以是与另一个箱所代表的表位明显不同或部分重叠的独特表位。

竞争性结合也可用于容易地确定抗体是与靶标的相同表位结合还是与参考抗体竞争结合。例如，与参考抗体“与相同表位结合的抗体”所指的抗体在竞争测定中将参考抗体与其抗原的结合阻断达50％或更多，并且相反地，在竞争测定中参考抗体将该抗体与其抗原的结合阻断达50％或更多。同样例如，为了确定抗体是否与参考抗体结合相同表位，使参考抗体在饱和条件下与靶标结合。在去除过量的参考抗体后，评定所讨论的抗体与靶标结合的能力。如果在参考抗体饱和结合后该抗体能够与靶标结合，则可以得出结论，所讨论的抗体结合与参考抗体不同的表位。但是，如果所讨论的抗体在参考抗体饱和结合后不能与靶标结合，则所讨论的抗体可能与参考抗体所结合的表位相同的表位结合。可以使用常规实验(例如，使用ELISA、RIA、表面等离子体共振、流式细胞术，或在本领域中可得的任何其他定量或定性抗体结合测定进行的肽突变和结合分析)来确认所讨论的抗体是与相同表位结合还是只是由于空间原因而被阻碍无法结合。此测定应以两种设置进行，即两种抗体均为饱和抗体。如果在这两种设置中，只有第一(饱和)抗体能够结合靶标，则可以得出结论，所讨论的抗体和参考抗体竞争结合靶标。

在一些实施例中，如果如在竞争结合测定中所测量，1倍、5倍、10倍、20倍或100倍过量的一种抗体抑制另一种抗体的结合达至少50％、至少75％、至少90％或甚至99％或更高，则认为两种抗体与相同或重叠的表位结合(参见例如，Junghans等人，Cancer Res.50(1990)1495-1502)。

在一些实施例中，如果抗原中减少或消除一种抗体的结合的基本上全部氨基酸突变还减少或消除另一种抗体的结合，则这两种抗体被视为与相同表位结合。如果减少或消除一种抗体的结合的氨基酸突变中仅有子集减少或消除另一种抗体的结合，则这两种抗体被视为具有“重叠的表位”。

如本文所用，术语“抗原结合位点”或“抗原结合结构域”是指抗原结合分子中与抗原决定簇特异性结合的部分。更特别地，术语“抗原结合位点”是指抗体的一部分，所述部分包含与抗原的一部分或全部特异性结合并互补的区域。在抗原很大的情况下，抗原结合分子可以仅与抗原的特定部分结合，该部分称为表位。抗原结合位点可以由例如一个或多个可变结构域(也称为可变区)提供。优选地，抗原结合位点包含抗体轻链可变区(VL)和抗体重链可变区(VH)。在一个方面中，抗原结合位点能够结合其抗原并阻断或部分阻断所述抗原的功能。特异性结合PD1、MCSP、TfR1、LAG3或其他的抗原结合位点包括如本文进一步定义的抗体及其片段。另外，抗原结合位点可包括支架抗原结合蛋白，例如基于设计的重复序列蛋白或设计的重复序列结构域的结合结构域(参见例如WO2002/020565)。

“特异性结合”是指结合对于抗原具有选择性，并且可以与不需要的或非特异性的相互作用区分开。当抗体的K_d为1μM或更小时，称该抗体“特异性结合”靶标，特别是PD1或Lag3。抗原结合分子与特定抗原结合的能力可以通过酶联免疫吸附测定(ELISA)或本领域技术人员熟悉的其他技术(例如表面等离子体共振(SPR)技术(在BIAcore仪器上分析)(Liljeblad等人，Glyco 15J 17,323-329(2000))以及传统的结合测定(Heeley,EndocrRes 28,217-229(2002))来测量。在一个实施例中，例如如通过SPR所测得的，抗原结合分子与不相关蛋白的结合程度小于所述抗原结合分子与抗原的结合程度的约10％。在某些实施例中，与抗原结合的分子的解离常数(K_d)为≤1μM、≤100nM、≤10nM、≤1nM、≤0.1nM、≤0.01nM或≤0.001nM(例如10^-7M或更低，例如10^-7M至10^-13M，例如10^-9M至10^-13M)。

“亲和力”或“结合亲和力”是指分子(例如抗体)的单个结合位点与其结合配偶体(例如抗原)之间的非共价相互作用的总和的强度。除非另有说明，否则如本文所用，“结合亲和力”是指内在结合亲和力，其反映了结合对的成员(例如抗体和抗原)之间的1:1相互作用。分子X对其配偶体Y的亲和力通常可以用解离常数(K_d)表示，所述解离常数是解离速率常数与缔合速率常数(分别为k_off和k_on)的比率。因此，等效亲和力可以包括不同的速率常数，只要速率常数的比率保持相同即可。亲和力可以通过本领域已知的常规方法测量，包括本文所述的那些方法。测量亲和力的特定方法是表面等离子体共振(SPR)。

如本文所用，术语抗体的“高亲和力”是指抗体对靶抗原的K_d为10^-9 M 或更低，甚至更特别地为 10^-10 M 或更低。术语抗体的“低亲和力”是指抗体的K_d为10^-8M或更高。

“亲和力成熟的”抗体是指在一个或多个高变区(HVR)中具有一个或多个改变的抗体，与不具有此类改变的亲本抗体相比，此类改变导致了抗体对抗原的亲和力的改善。

术语“PD1”，也称为程序性细胞死亡蛋白1，是一种由288个氨基酸组成的I型膜蛋白，在1992年首次进行了描述(Ishida等人，EMBO J.,11 1992),3887-3895)。PD1是T细胞调节因子的扩展CD28/CTLA-4家族的成员，并具有两个配体PD-L1(B7-H1、CD274)和PD-L2(B7-DC、CD273)。蛋白质结构包括细胞外IgV结构域，接着是跨膜区和细胞内尾部。细胞内尾部含有位于免疫受体酪氨酸基抑制基序和免疫受体酪氨酸基转换基序中的两个磷酸化位点，这表明PD-1负调节TCR信号。这与配体结合后SHP-1磷酸酶和SHP-2磷酸酶与PD1的细胞质尾部的结合一致。虽然PD-1不在原初T细胞上表达，但其在T细胞受体(TCR)介导的活化后上调，并且在活化的和耗竭的T细胞上都被观察到(Agata等人，Int.Immunology 8(1996),765-772)。这些耗竭的T细胞具有功能障碍的表型并且不能适当地作出反应。尽管PD-1具有相对较宽的表达模式，但其最重要的作用可能是作为T细胞上的共抑制受体的功能(Chinai等人，Trends in Pharmacological Sciences 36(2015),587-595)。因此，目前的治疗方法聚焦于阻断PD-1与其配体的相互作用以增强T细胞应答。术语“程序性死亡1”“程序性细胞死亡1”“蛋白质PD-1”“PD-1”“PD1”“PDCD1”“hPD-1”和“hPD-I”可互换使用，并且包括人PD1的变体、同种型、物种同源物，以及与PD1具有至少一个共同表位的类似物。人PD1的氨基酸序列示出于UniProt(www.uniprot.org)登录号Q15116中。

术语“抗PD1抗体”和“包含与PD1结合的抗原结合位点的抗体”所指的抗体能够结合PD1，尤其是在细胞表面上表达的PD1多肽，并具有足够的亲和力以使得所述抗体可用作靶向PD1的诊断和/或治疗剂。在一个实施例中，抗PD1抗体与不相关的非PD1蛋白质的结合程度小于所测量的所述抗体与PD1的结合的约10％，例如通过放射性免疫测定(radioimmunoassay，RIA)或流式细胞术(flow cytometry，FACS)或通过使用生物传感器***(诸如

***)进行表面等离子体共振测定法测定。

在某些实施例中，结合人PD1的抗原结合蛋白与人PD-1结合的结合亲和力的K_D值为≤1μM、≤100nM、≤10nM、≤1nM、≤0.1nM、≤0.01nM或≤0.001nM(例如10^-8M或更低，例如10^-8M至10^-13M，例如10^-9M至10^-13M)。在一个优选实施例中，在表面等离子体共振测定中，使用人PD1(PD1-ECD)的细胞外结构域(ECD)测定结合亲和力的相应K_D值，以获得PD1结合亲和力。术语“抗PD1抗体”还涵盖能够结合PD1和第二抗原的双特异性抗体。

“阻断性”抗体或“拮抗剂”抗体是抑制或降低其所结合的抗原的生物学活性的抗体。在一些实施例中，阻断性抗体或拮抗剂抗体基本上或完全抑制抗原的生物活性。例如，本发明的双特异性抗体阻断通过PD1和TIM-3的信号传导，以便将由T细胞进行的功能性应答(例如增殖、细胞因子产生、靶细胞杀伤)从功能障碍状态恢复到抗原刺激。

术语“可变区”或“可变结构域”是指参与抗原结合分子与抗原结合的抗体重链或轻链的结构域。天然抗体的重链和轻链的可变结构域(分别为VH和VL)通常具有相似的结构，其中每个结构域包含四个保守框架区(FR)和三个高变区(HVR)。参见例如，Kindt等人，Kuby Immunology，第6版，W.H.Freeman and Co.，第91页(2007)。单个VH或VL结构域可足以赋予抗原结合特异性。

如本文所用，术语“高变区”或“HVR”是指以下项中的每一种：抗体可变结构域的在序列中高变(“互补决定区”或“CDR”)和/或形成结构上限定的环(“高变环”)和/或含有抗原接触残基(“抗原接触点”)的区域。通常，抗体包含六个HVR：三个在VH中(H1、H2、H3)，三个在VL中(L1、L2、L3)。本文中的示例性HVR包括：

(a)存在于氨基酸残基26-32(L1)、50-52(L2)、91-96(L3)、26-32(H1)、53-55(H2)和96-101(H3)处的高变环(Chothia和Lesk，J.Mol.Biol.196:901-917(1987))；

(b)存在于氨基酸残基24-34(L1)、50-56(L2)、89-97(L3)、31-35b(H1)、50-65(H2)和95-102(H3)处的CDR(Kabat等人，Sequences of Proteins of ImmunologicalInterest，第5版，Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD(1991))；

(c)存在于氨基酸残基27c-36(L1)、46-55(L2)、89-96(L3)、30-35b(H1)、47-58(H2)和93-101(H3)处的抗原接触点(MacCallum等人，J.Mol.Biol.262:732-745(1996))；以及

(d)(a)、(b)和/或(c)的组合，包括HVR氨基酸残基46-56(L2)、47-56(L2)、48-56(L2)、49-56(L2)、26-35(H1)、26-35b(H1)、49-65(H2)、93-102(H3)和94-102(H3)。

除非另外指明，否则可变结构域中的HVR(例如，CDR)残基和其他残基(例如，FR残基)在本文中根据Kabat等人(出处同上)进行编号。

Kabat等人还定义了适用于任何抗体的可变区序列的编号***。本领域普通技术人员可以明确地将该“Kabat编号”***分配给任何可变区序列，而不依赖于序列本身之外的任何实验数据。如本文所用，“Kabat编号”是指由Kabat等人，U.S.Dept.of Health andHuman Services,"Sequence of Proteins of Immunological Interest"(1983)所述的编号***。除非本文另外规定，否则Fc区或恒定区中氨基酸残基的编号是根据EU编号***，EU编号***也称为EU索引，如在Kabat等人，Sequences of Proteins of ImmunologicalInterest，第5版，Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD,1991中所述。

除VH中的CDR1外，CDR通常包含形成高变环的氨基酸残基。CDR还包含“特异性决定残基”或“SDR”，其是与抗原接触的残基。SDR包含在被称为缩短CDR或a-CDR的CDR区域内。示例性a-CDR(a-CDR-L1、a-CDR-L2、a-CDR-L3、a-CDR-H1、a-CDR-H2和a-CDR-H3)发生在L1的氨基酸残基31-34、L2的氨基酸残基50-55、L3的氨基酸残基89-96、H1的氨基酸残基31-35B、H2的氨基酸残基50-58，以及H3的氨基酸残基95-102处。(参见Almagro和Fransson,Front.Biosci.13:1619-1633(2008)。)为了简单起见，在自主VH结构域的上下文中，本文中将其称为CDR1、CDR2和CDR3，因为在自主VH结构域中不存在第二多肽链，例如VL结构域。

“框架”或“FR”是指除高变区(HVR)残基之外的可变结构域残基。可变结构域的FR通常由以下四个FR结构域组成：FR1、FR2、FR3和FR4。因此，HVR和FR序列通常在VH(或VL)中以如下序列出现：FR1-H1(L1)-FR2-H2(L2)-FR3-H3(L3)-FR4。为简单起见，在自主VH结构域的上下文中，本文将其称为FR1、FR2、FR3和FR4，因为自主VH结构域不是由两条链组成，特别地不是由VH结构域和VL结构域组成。

出于本文目的的“受体人框架”是包含来源于人免疫球蛋白框架或人共有框架的轻链可变结构域(VL)框架或重链可变结构域(VH)框架的氨基酸序列的框架。“来源于”人免疫球蛋白框架或人共有框架的受体人框架可包含与所述人免疫球蛋白框架或人共有框架相同的氨基酸序列，或者其可以包含氨基酸序列变化。在一些实施例中，氨基酸变化的数量为10个或更少、9个或更少、8个或更少、7个或更少、6个或更少、5个或更少、4个或更少、3个或更少，或2个或更少。在一些实施例中，VL受体人框架在序列上与VL人免疫球蛋白框架序列或人共有框架序列相同。

术语“嵌合”抗体是指这样的抗体，在所述抗体中重链和/或轻链的一部分来源于特定来源或物种，而重链和/或轻链的其余部分来源于不同的来源或物种。

抗体的“类别”是指抗体的重链所具有的恒定结构域或恒定区的类型。存在五大类抗体：IgA、IgD、IgE、IgG和IgM，并且它们中的一些可以进一步分为亚类(同种型)，例如IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1和IgA2。对应于不同类别的免疫球蛋白的重链恒定结构域分别称为α、δ、ε、γ和μ。

“人源化”抗体是指包含来自非人HVR的氨基酸残基和来自人FR的氨基酸残基的嵌合抗体。在某些实施例中，人源化抗体将包含基本上所有至少一个，通常两个可变结构域，其中所有或基本上所有HVR(例如CDR)对应于非人抗体的HVR，并且所有或基本上所有的FR对应于人抗体的FR。人源化抗体任选地可以包含来源于人抗体的抗体恒定区的至少一部分。

“人源化形式”的抗体，例如非人抗体，是指已经经历进行过人源化的抗体。本发明涵盖的其他形式的“人源化抗体”是这样的抗体，相对于原始抗体，所述抗体中的恒定区已经经过了另外修饰或改变，以产生根据本发明的特性，特别是关于C1q结合和/或Fc受体(FcR)结合的特性。

“人”抗体是这样的抗体，其具有的氨基酸序列与由人或人细胞产生的或来源于利用人抗体库或其他人抗体编码序列的非人来源的抗体的氨基酸序列相对应。人抗体的该定义特别地排除了包含非人抗原结合残基的人源化抗体。

如本文所用，术语“单克隆抗体”是指从基本上同质的抗体群体获得的抗体，即，除了可能的变异抗体(例如含有天然存在的突变或在单克隆抗体制剂的生产过程中产生，此类变体通常以少量存在)之外，包含所述群体的各个抗体是相同的和/或结合相同的表位。与通常包括针对不同决定簇(表位)的不同抗体的多克隆抗体制剂相反，单克隆抗体制剂中的每种单克隆抗体针对抗原上的单一决定簇。因此，修饰语“单克隆”表示抗体的特征是从基本上同质的抗体群体获得的，并且不应解释为需要通过任何特定方法产生抗体。例如，根据本发明使用的单克隆抗体可以通过多种技术制备，包括但不限于杂交瘤方法、重组DNA方法、噬菌体展示方法，以及利用含有全部或部分人免疫球蛋白基因座的转基因动物的方法。

本文中的术语“Fc结构域”或“Fc区”用于定义含有恒定区的至少一部分的抗体重链C-末端区域。该术语包括天然序列Fc区和变体Fc区。特别是，人IgG重链Fc区从Cys226或从Pro230延伸至重链的羧基末端。然而，Fc区的C-末端赖氨酸(Lys447)可以存在或不存在。重链的氨基酸序列可呈现为具有C-末端赖氨酸，然而在本发明中包括没有C-末端赖氨酸的变体。

IgG Fc区包含IgG CH2结构域和IgG CH3结构域。人IgG Fc区的“CH2结构域”通常从大致231位的氨基酸残基延伸至大致340位的氨基酸残基。在一个实施例中，碳水化合物链附接至CH2结构域。本文的CH2结构域可以是天然序列CH2结构域或变体CH2结构域。“CH3结构域”包含Fc区中CH2结构域C-末端的一段残基(即，从IgG的约341位的氨基酸残基到约447位的氨基酸残基)。本文的CH3区可以是天然序列CH3结构域或变体CH3结构域(例如在一条链中具有引入的“凸起”(“突起”)而在另一条链中具有相应的引入的“空腔”(“孔”)的CH3结构域；参见以引用方式明确并入本文的美国专利5,821,333)。此类变体CH3结构域可用于促进如本文所述的两条不相同的抗体重链的异二聚化。除非本文另外规定，否则Fc区或恒定区中氨基酸残基的编号是根据EU编号***，EU编号***也称为EU索引，如在Kabat等人，Sequences of Proteins of Immunological Interest，第5版，Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD,1991中所述。

“杵臼结构(knob-into-hole)”技术描述于例如US 5,731,168；US 7,695,936；Ridgway等人，Prot Eng 9,617-621(1996)和Carter,J Immunol Meth 248,7-15(2001)中。通常，该方法涉及在第一多肽的界面处引入凸起(“突起”)并在第二多肽的界面中引入相应的空腔(“孔”)，使得所述凸起可以定位在所述空腔中，以便促进异二聚体的形成并阻碍同二聚体的形成。凸起是通过用较大侧链(例如酪氨酸或色氨酸)取代来自第一多肽的界面的小氨基酸侧链而构建的。具有与凸起相同或相似大小的补偿空腔是通过用较小的氨基酸侧链(例如丙氨酸或苏氨酸)取代大氨基酸侧链而在第二多肽的界面中创建的。凸起和空腔可以通过改变编码多肽的核酸来制备，例如通过位点特异性诱变或通过肽合成。在一个具体实施例中，突起修饰包含Fc结构域的两个亚基中的一个中的氨基酸取代T366W，而孔修饰包含Fc结构域的两个亚基中的另一个中的氨基酸取代T366S、L368A和Y407V。在另一个具体实施例中，包含突起修饰的Fc结构域的亚基另外包含氨基酸取代S354C，而包含孔修饰的Fc结构域的亚基另外包含氨基酸取代Y349C。引入这两个半胱氨酸残基导致在Fc区的两个亚基之间形成二硫桥，从而进一步稳定化二聚体(Carter,J Immunol Methods 248,7-15(2001))。

“与免疫球蛋白的Fc区等同的区域”旨在包括免疫球蛋白的Fc区的天然存在的等位基因变体，以及具有产生取代、添加或缺失但基本上不降低免疫球蛋白介导效应子功能(诸如抗体依赖性细胞毒性)的能力的修改的变体。例如，可以使一个或多个氨基酸从免疫球蛋白的Fc区的N-末端或C-末端缺失，而基本上不丧失生物学功能。可以根据本领域中已知的一般规则来选择此类变体，以便对活性具有最小的影响(参见例如Bowie,J.U.等人，Science 247:1306-10(1990))。

术语“效应子功能”是指可归因于抗体的Fc区、随着抗体同种型的变化而变化的那些生物活性。抗体效应子功能的示例包括：C1q结合和补体依赖性细胞毒性(CDC)、Fc受体结合、抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)、抗体依赖性细胞吞噬作用(ADCP)、细胞因子分泌、免疫复合物介导的抗原呈递细胞的抗原摄取、下调细胞表面受体(例如B细胞受体)，以及B细胞活化。

“活化Fc受体”是这样的Fc受体，其在抗体的Fc区接合后，引起刺激携带受体的细胞执行效应子功能的信号传导事件。活化Fc受体包括FcγRⅢa(CD16a)、FcγRⅠ(CD64)、FcγRⅡa(CD32)和FcαRⅠ(CD89)。特定的活化Fc受体是人FcγRⅢa(参见UniProt登录号P08637，版本141)。

术语“肽接头”是指包含一个或多个氨基酸，通常约2至20个氨基酸的肽。肽接头是本领域中已知的或在本文中描述的。合适的非免疫原性接头肽为例如(G4S)n、(SG4)n或G4(SG4)n肽接头，其中“n”通常为介于1与10之间的数字，通常介于2与4之间，特别是2。

“融合”或“连接”是指部件(例如抗原结合位点和FC结构域)直接地或经由一个或多个肽接头而通过肽键连接。

如本申请中所用的术语“氨基酸”表示包括以下项的天然存在的羧基α-氨基酸的组：丙氨酸(三字母代码：ala，单字母代码：A)、精氨酸(arg，R)、天冬酰胺(asn，N)、天冬氨酸(asp，D)、半胱氨酸(cys，C)、谷氨酰胺(gln，Q)、谷氨酸(glu，E)、甘氨酸(gly，G)、组氨酸(his，H)、异亮氨酸(ile，I)、亮氨酸(leu，L)、赖氨酸(lys，K)、蛋氨酸(met，M)、苯丙氨酸(phe，F)、脯氨酸(pro，P)、丝氨酸(ser，S)、苏氨酸(thr，T)、色氨酸(trp，W)、酪氨酸(tyr，Y)，以及缬氨酸(val，V)。

相对于参照多肽序列的“氨基酸序列一致性百分比(％)”被定义为在比对候选序列与参考多肽序列并引入空位(如果必要的话)以实现最大的序列一致性百分比之后，并且在出于比对的目的而不考虑将任何保守性取代作为序列一致性的组成部分的情况下，候选序列中的氨基酸残基与参考多肽序列中的氨基酸残基相同的百分比。用于确定氨基酸序列一致性百分比的比对可以通过本领域技术范围内的各种方式实现，例如使用公众可获得的计算机软件，诸如BLAST、BLAST-2、Clustal W、Megalign(DNAST AR)软件或FASTA程序包。本领域技术人员可确定用于比对序列的适当参数，包括在所比较的序列的全长上实现最大比对所需的任何算法。然而，出于本文的目的，用BLOSUM50比较矩阵，使用FASTA包第36.3.8c版或更高版本的ggsearch程序产生氨基酸序列一致性％的值。FASTA程序包由W.R.Pearson和D.J.Lipman(1988),“Improved Tools for Biological Se quence Analysis”,PNAS85:2444-2448；W.R.Pearson(1996)“Effective pro tein sequence comparison”Meth.Enzymol.266:227-258；以及Pearson等人，(1997)Genomics 46:24-36创作，并且可从www.fasta.bioch.virginia.edu/f asta_www2/fasta_down.shtml或www.ebi.ac.uk/Tools/sss/fasta公开获得。或者，可以使用可在fasta.bioch.virginia.edu/fasta_www2/index.cgi访问的公共服务器来比较序列，使用ggsearch(global protein:protein)程序和默认选项(BLOSUM50；open:-10；ext:-2；Ktup＝2)来确保执行全局而非局部比对。在输出的比对标题中给出了氨基酸一致性百分比。在某些方面中，考虑了本文提供的本发明的aVH的“氨基酸序列变体”。例如，可能需要改善aVH的结合亲和力和/或其他生物学特性。aVH的氨基酸序列变体可以通过向编码分子的核苷酸序列中引入适当的修饰或通过肽合成来制备。此类修饰包括例如aVH的氨基酸序列内残基的缺失、和/或***和/或取代。可以进行缺失、***和取代的任何组合以实现最终构建体，前提条件是最终构建体具有所需特征，例如抗原结合。用于取代诱变的感兴趣的位点包括HVR和框架(FR)。保守性取代在表B中表头“优选的取代”下提供，并在下文中参考氨基酸侧链类别(1)至(6)进一步描述。可以将氨基酸取代引入感兴趣的分子中，并对产物进行所需活性(例如保留/改善的抗原结合、降低的免疫原性，或改善的ADCC或CDC)筛选。

表B

可根据共同的侧链特性将氨基酸分组：

(1)疏水性：正亮氨酸、Met、Ala、Val、Leu、Ile；

(2)中性亲水性：Cys、Ser、Thr、Asn、Gln；

(3)酸性：Asp、Glu；

(4)碱性：His、Lys、Arg；

(5)影响链取向的残基：Gly、Pro；

(6)芳香族：Trp、Tyr、Phe。

非保守性取代将需要用这些类别中的一个的成员交换另一类别。

术语“氨基酸序列变体”包括实质性变体，其中在亲本抗原结合分子(例如人源化或人抗体)的一个或多个高变区残基中存在氨基酸取代。通常，相对于亲本抗原结合分子，选为用于进一步研究的一个或多个所得变体将在某些生物学特性方面(例如，亲和力增加、免疫原性降低)有改变(例如，改善)和/或将基本上保留亲本抗原结合分子的某些生物学特性。示例性取代变体是亲和力成熟抗体，其可例如使用诸如本文所述的那些基于噬菌体展示的亲和力成熟技术方便地生成。简而言之，将一个或多个HVR残基突变并且将变体抗原结合分子展示在噬菌体上并针对特定生物活性(例如结合亲和力)进行筛选。在某些实施例中，取代、***或缺失可发生在一个或多个HVR内，只要此类改变基本上不降低抗原结合分子的抗原结合能力即可。例如，可在HVR中进行基本上不降低结合亲和力的保守性改变(例如，如本文提供的保守性取代)。可用于鉴别可被靶向诱变的抗体残基或区域的方法称作“丙氨酸扫描诱变”，如Cunningham和Wells(1989)Science,244:1081-1085所述。在此方法中，鉴别残基或一组靶残基(例如，带电残基，诸如Arg、Asp、His、Lys和Glu)并用中性或带负电的氨基酸(例如，丙氨酸或多丙氨酸)替换以确定抗体与抗原的相互作用是否受到影响。可在对初始取代展现功能敏感性的氨基酸位置引入其他取代。另选地或另外地，利用抗原-抗原结合分子复合物的晶体结构鉴别抗体与抗原之间的接触点。可靶向或消除作为取代的候选的此类接触残基和相邻残基。可筛选变体以确定它们是否具备期望的特性。

氨基酸序列***包括长度范围为一个残基至含有一百个或更多个残基的多肽的氨基和/或羧基末端融合，以及一个或多个氨基酸残基的序列内***。末端***的示例包括具有N-末端甲硫氨酰残基的双特异性抗体。分子的其他***变体包括与增加双特异性抗体的血清半衰期的多肽的N-末端或C-末端的融合。

“免疫缀合物”是与一种或多种异源分子，包括但不限于细胞毒性剂缀合的抗体。

在某些实施例中，本文提供的抗体是多特异性抗体，例如双特异性抗体。多特异性抗体是对至少两个不同位点(即，不同抗原上的不同表位或相同抗原上的不同表位)具有结合特异性的单克隆抗体。在某些实施例中，多特异性抗体具有三种或更多种结合特异性。在某些实施例中，结合特异性中的一种是针对某一抗原的，并且另一种(两种或更多种)特异性是针对任何其他抗原的。在某些实施例中，双特异性抗体可结合抗原的两个(或更多个)不同的表位。多特异性抗体还可用于将细胞毒性剂或细胞定位到表达抗原的细胞。可以将多特异性抗体制备为全长抗体或抗体片段。

用于制备多特异性抗体的技术包括但不限于具有不同特异性的两种免疫球蛋白重链-轻链对的重组共表达(参见Milstein和Cuello，Nature 305:537(1983))及“杵臼结构”工程化(参见例如，美国专利5,731,168，以及Atwell等人，J.Mol.Biol.270:26(1997))。多特异性抗体还可以通过以下方式来制备：工程化用于制备抗体Fc-异二聚体分子的静电操纵效应(参见例如，WO 2009/089004)；使两个或更多个抗体或片段交联(参见例如，美国专利4,676,980，以及Brennan等人，Science,229:81(1985))；使用亮氨酸拉链来产生双特异性抗体(参见例如，Kostelny等人，J.Immunol.,148(5):1547-1553(1992)和WO 2011/034605)；使用用于避免轻链错配问题的常用轻链技术(参见例如，WO 98/50431)；使用用于制备双特异性抗体片段的“双体抗体”技术(参见例如Hollinger等人，Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444-6448(1993))；以及使用单链Fv(sFv)二聚体(参见例如Gruber等人，J.Immunol.,152:5368(1994))；以及制备如例如在Tutt等人，J.Immunol.147:60(1991)中所述的三特异性抗体。

本文还包括具有三个或更多个抗原结合位点的工程化抗体，包括例如“章鱼抗体”或者DVD-Ig(参见例如，WO 2001/77342和WO 2008/024715)。具有三个或更多个抗原结合位点的多特异性抗体的其他示例可以在WO 2010/115589、WO 2010/112193、WO 2010/136172、WO2010/145792和WO 2013/026831中找到。双特异性抗体或其抗原结合片段还包括“双重作用FAb”或“DAF”，其包含与[[PRO]]以及另一种不同抗原结合或与[[PRO]]的两个不同表位结合的抗原结合位点(参见例如，US 2008/0069820和WO 2015/095539)。

多特异性抗体也可以以不对称形式提供，其中在具有相同抗原特异性的一个或多个结合臂中有结构域互换，即通过交换VH/VL结构域(参见例如，WO 2009/080252和WO2015/150447)、CH1/CL结构域(参见例如，WO 2009/080253)或完整的Fab臂(参见例如，WO2009/080251、WO 2016/016299，还参见Schaefer等人，PNAS,108(2011)1187-1191，以及Klein等人，MAbs 8(2016)1010-20)。在一个实施例中，多特异性抗体包含交叉Fab片段。术语“交叉Fab片段”或“xFab片段”或“交换型Fab片段”是指重链和轻链的可变区或恒定区被交换的Fab片段。交叉Fab片段包含由轻链可变区(VL)和重链恒定区1(CH1)组成的多肽链，以及由重链可变区(VH)和轻链恒定区(CL)组成的多肽链。还可以通过将荷电或非荷电的氨基酸突变引入结构域界面以指导正确的Fab配对，以对不对称Fab臂进行工程化。参见例如WO 2016/172485。

多特异性抗体的各种其他分子形式是在本领域中已知的并且包括在本文中(参见例如Spiess等人，Mol Immunol 67(2015)95-106)。

本文还包括的一种特定类型的多特异性抗体是这样的双特异性抗体，该双特异性抗体设计用于同时结合靶细胞(例如，肿瘤细胞)上的表面抗原和T细胞受体(TCR)复合物的活化不变组分(诸如CD3)，以用于再靶向T细胞以杀伤靶细胞。

可用于此目的的双特异性抗体形式的示例包括但不限于所谓的“BiTE”(双特异性T细胞接合子)分子，其中两个scFv分子通过柔性接头融合(参见例如，WO2004/106381、WO2005/061547、WO2007/042261，以及WO2008/119567；Nagorsen和

，Exp Cell Res317,1255-1260(2011))；双体抗体(Holliger等人，Prot Eng 9,299-305(1996))及其衍生物，诸如串联双体抗体(“TandAb”；Kipriyanov等人，J Mol Biol 293,41-56(1999))；“DART”(双重亲和力再靶向)分子，其基于双体抗体形式但特征是具有用于实现额外稳定化的C-末端二硫桥(Johnson等人，J Mol Biol 399,436-449(2010))，以及所谓的三功能抗体(triomab)，其是全杂交小鼠/大鼠IgG分子(综述于Seimetz等人，Cancer Treat Rev 36,458-467(2010)中)。本文包括的特定T细胞双特异性抗体形式描述于WO 2013/026833、WO2013/026839、WO 2016/020309；Bacac等人，Oncoimmunology 5(8)(2016)e1203498中。

术语“核酸分子”或“多核苷酸”包括包含核苷酸聚合物的任何化合物和/或物质。每个核苷酸由碱基组成，特别是嘌呤或嘧啶碱基(即胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)、腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)或尿嘧啶(U))、糖(即脱氧核糖或核糖)和磷酸基团。通常，核酸分子通过碱基序列进行描述，由此所述碱基代表核酸分子的一级结构(线性结构)。碱基序列通常表示为从5'至3'。在本文中，术语核酸分子涵盖脱氧核糖核酸(DNA)(包括例如互补DNA(cDNA)和基因组DNA)、核糖核酸(RNA)(特别是信使RNA(mRNA))、DNA或RNA的合成形式，以及包含这些分子中的两种或更多种的混合聚合物。核酸分子可以是线性的或环状的。此外，术语核酸分子包括有义链和反义链，以及单链和双链形式。此外，本文所描述的核酸分子可含有天然存在的或非天然存在的核苷酸。非天然存在的核苷酸的示例包括具有衍生化的糖或磷酸主链键或经化学修饰的残基的经修饰的核苷酸碱基。核酸分子还涵盖适合作为用于本发明的抗体的体外和/或体内(例如，在宿主或患者体内)直接表达的载体的DNA和RNA分子。此类DNA(例如cDNA)或RNA(例如mRNA)载体可以是未修饰的或经修饰的。例如，可以对mRNA进行化学修饰以增强RNA载体的稳定性和/或编码分子的表达，使得可以将mRNA注射到受试者体内以产生体内抗体(参见例如Stadler等人，Nature Medicine 2017，2017年6月12日在线发表，doi:10.1038/nm.4356或EP 2 101 823B1)。

“分离的”核酸分子或多核苷酸是指已经与其天然环境的组分分离的核酸分子。分离的核酸包括这样的核酸分子，其包含在通常含有所述核酸分子的细胞中，但所述核酸分子存在于染色体外或与其天然染色***置不同的染色***置处。

“分离的”多肽或变体或其衍生物，特别是分离的抗体，意指不是处于其天然环境中的多肽。不需要特定的纯化水平。例如，可以从多肽的天然或自然环境中移出分离的多肽。在宿主细胞中表达的重组产生的多肽和蛋白质被认为是出于本发明的目的而分离的，已经通过任何合适的技术分离、分级或部分或基本上纯化的天然或重组多肽也被认为是出于本发明的目的而分离的。

关于与本发明的参考核苷酸序列具有至少例如95％“一致”的核苷酸序列的核酸或多核苷酸，是指除了多核苷酸序列可包括参考核苷酸序列的每100个核苷酸至多五个点突变之外，多核苷酸的核苷酸序列与参考序列是一致的。换句话讲，为了获得具有与参考核苷酸序列至少95％一致的核苷酸序列的多核苷酸，参考序列中至多5％的核苷酸可缺失或被另外的核苷酸取代，或参考序列中总核苷酸的至多5％的数量的核苷酸可***到参考序列中。参考序列的这些改变可发生在参考核苷酸序列的5’或3’末端位置或那些末端位置之间的任意位置，或单个地散布在参考序列的残基之中，或以一个或多个连续的组散布在参考序列内。作为一种实际情况，可以使用已知的计算机程序，诸如上文针对多肽所讨论的程序(例如ALIGN-2)，常规确定任何特定多核苷酸序列是否与本发明的核苷酸序列至少80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％或99％一致。

术语“表达盒”是指通过重组或合成生成的多核苷酸，其具有允许特定核酸在靶细胞中转录的一系列特定核酸元件。重组表达盒可以掺入质粒、染色体、线粒体DNA、质粒DNA、病毒或核酸片段中。典型地，表达载体的重组表达盒部分除其他序列之外还包括待转录的核酸序列和启动子。在某些实施例中，本发明的表达盒包含编码本发明的双特异性抗原结合分子或其片段的多核苷酸序列。

如本文所用，术语“载体”是指能够增殖与其连接的另一核酸的核酸分子。该术语包括作为自我复制核酸结构的载体，以及整合入其已被引入的宿主细胞的基因组中的载体。某些载体能够指导与其可操作连接的核酸的表达。此类载体在本文中称为“表达载体”。术语“宿主细胞”、“宿主细胞系”和“宿主细胞培养物”可互换使用，并且是指外源核酸已被引入其中的细胞，包括此类细胞的子代。宿主细胞包括“转化体”和“转化细胞”，其包括原代转化细胞和来源于所述原代转化细胞的子代，不考虑传代次数。子代可能不与亲本细胞的核酸内容物完全一致，而是可能含有突变。本文包括如在原始转化细胞中筛选或选择的具有相同功能或生物活性的突变子代。

药剂的“有效量”是指在其所施用的细胞或组织中产生生理学变化所需的量。

药剂(例如药物组合物)的“治疗有效量”是指在必需的剂量和时段上有效实现期望的治疗或预防结果的量。治疗有效量的药剂例如消除、减少、延迟、最小化或预防疾病的不良影响。

“个体”或“受试者”是哺乳动物。哺乳动物包括但不限于驯养的动物(例如牛、绵羊、猫、犬和马)、灵长类动物(例如人和非人灵长类动物，诸如猴)、兔以及啮齿类动物(例如小鼠和大鼠)。特别是，个体或受试者是人。

术语“药物组合物”是指处于允许包含在其中的活性成分的生物活性有效的形式，并且不含对于将被施用配制剂的受试者具有不可接受的毒性的另外组分的制剂。

“药学上可接受的赋形剂”是指药物组合物中除有效成分之外的成分，其对受试者无毒。药学上可接受的赋形剂包括但不限于缓冲剂、稳定剂或防腐剂。

术语“包装插页”用于指治疗产品的商业包装中通常包括的说明书，其含有涉及此类治疗产品的使用的有关适应症、用法、剂量、施用、联合疗法、禁忌症和/或警告的信息。

如本文所用，“治疗(treatment)”(及其语法变型，诸如“治疗(treat)”或“治疗(treating)”)是指试图改变所治疗个体的自然进程的临床干预，并且可以是为了预防或在临床病理学的进程中进行。治疗的期望效果包括但不限于预防疾病的发生或复发、减轻症状、削弱疾病的任何直接或间接病理学后果、预防转移、降低疾病进展的速率、改善或减轻疾病状态，以及缓解或改善预后。在一些实施例中，本发明的分子用于延迟疾病的发展或用于减缓疾病的进展。

如本文所用的术语“癌症”是指增生性疾病，诸如淋巴瘤、淋巴细胞性白血病、肺癌、非小细胞肺(NSCL)癌、支气管肺泡细胞肺癌、骨癌、胰腺癌、皮肤癌、头或颈癌、皮肤或眼内黑素瘤、子宫癌、卵巢癌、直肠癌、肛区癌、胃癌(stomach cancer)、胃癌(gastriccancer)、结肠癌、乳腺癌、子宫癌、输卵管癌、子宫内膜癌、子***、***癌、外阴癌、霍奇金病、食管癌、小肠癌、内分泌***癌、甲状腺癌、甲状旁腺癌、肾上腺癌、软组织肉瘤、尿道癌、***癌、***癌、膀胱癌、肾癌或输尿管癌、肾细胞癌、肾盂癌、间皮瘤、肝细胞癌、胆管癌、中枢神经***(CNS)肿瘤、脊椎轴肿瘤、脑干胶质瘤、多形性成胶质细胞瘤、星形细胞瘤、神经鞘瘤、室管膜瘤、成髓细胞瘤、脑膜瘤、鳞状细胞癌、垂体腺瘤和尤文氏肉瘤，包括以上癌症中的任一种的难治性型式，或一种或多种以上癌症的组合。

术语“自主VH(aVH)结构域”是指保留了免疫球蛋白折叠的单免疫球蛋白重链可变(VH)结构域，即它是可变结构域，至多三个互补决定区(CDR)与至多四个框架区(FR)在所述可变结构域中一起形成抗原结合位点。

术语“免疫球蛋白分子”是指具有天然存在的抗体的结构的蛋白质。例如，IgG类免疫球蛋白是约150,000道尔顿的异四聚体糖蛋白，其由通过二硫键键合的两条轻链和两条重链组成。从N-末端到C-末端，每条重链具有可变结构域(VH)(也称为可变重链结构域或重链可变区)，接着是三个恒定结构域(CH1、CH2和CH3)(也称为重链恒定区)。类似地，从N-末端到C-末端，每条轻链具有可变结构域(VL)(也称为可变轻链结构域或轻链可变区)，接着是一个恒定轻链(CL)结构域(也称为轻链恒定区)。免疫球蛋白的重链可配属为以下五种类型中的一种：称为α(IgA)、δ(IgD)、ε(IgE)、γ(IgG)或μ(IgM)，它们中的一些可进一步分为亚型，例如γ₁(IgG₁)、γ₂(IgG₂)、γ₃(IgG₃)、γ₄(IgG₄)、α₁(IgA₁)和α₂(IgA₂)。免疫球蛋白的轻链可以基于其恒定结构域的氨基酸序列而被配属为以下两种类型中的一种：称为卡帕(κ)和拉姆达(λ)。免疫球蛋白实质上由通过免疫球蛋白铰链区连接的两个Fab分子和一个Fc结构域组成。

关于对包含补救受体结合表位残基并具有增加的体内半衰期的Fab片段和F(ab')₂片段的讨论，参见美国专利5,869,046。双体抗体是具有两个抗原结合位点的抗体片段，其可以是二价或双特异性的。参见例如EP404,097；WO 1993/01161；Hudson等人，NatMed 9,129-134(2003)；以及Hollinger等人，Proc Natl Acad Sci USA 90,6444-6448(1993)。在Hudson等人，Nat Med 9,129-134(2003)中也描述了三体抗体和四体抗体。单结构域抗体是包含如本文所定义的重链可变结构域的全部或一部分的抗体片段。在某些实施例中，单结构域抗体是人单结构域抗体(Domantis,Inc.，Waltham，MA；参见例如美国专利6,248,516B1)。抗体片段可以通过各种技术制备，包括但不限于完整抗体的蛋白水解消化以及由重组宿主细胞(例如大肠杆菌或噬菌体)产生，如本文所述。

序列表的多肽序列不是根据Kabat编号***编号的。然而，将序列表的序列编号转换为Kabat编号，特别是EU编号***，也称为EU索引(如在Kabat等人，Sequences ofProteins of Immunological Interest，第5版，Public Health Service,NationalInstitutes of Health,Bethesda,MD,1991中所述)是本领域的普通技术人员所熟知的。如果序列是针对CDR，则Kabat编号适用。如果序列是针对Fc结构域，则EU索引适用。

如本文所用的术语“氨基酸突变”表示涵盖氨基酸取代、缺失、***和修饰。可以进行取代、缺失、***和修饰的任何组合以获得最终构建体，前提条件是所述最终构建体具有所需特征。氨基酸序列缺失和***包括氨基酸的氨基末端和/或羧基末端缺失和***。特定的氨基酸突变是氨基酸取代。出于改变肽的某些特征的目的，非保守氨基酸取代，即用具有不同结构和/或化学特性的另一种氨基酸替代一种氨基酸，是特别优选的。氨基酸取代包括用非天然存在的氨基酸或用二十种标准氨基酸的天然存在的氨基酸衍生物(例如4-羟基脯氨酸、3-甲基组氨酸、鸟氨酸、高丝氨酸、5-羟基赖氨酸)进行替代。可以使用本领域熟知的遗传或化学方法来产生氨基酸突变。遗传方法可包括定点诱变、PCR、基因合成等。设想通过除基因工程之外的方法(诸如化学修饰)改变氨基酸侧链基团的方法也是有用的。本文可使用各种名称来指示相同的氨基酸突变。例如，将VH结构域的71位处的丙氨酸取代为半胱氨酸可以表示为71C、A71C或Ala71Cys。

如本文所用，术语“多肽”是指由通过酰胺键(也称为肽键)线性连接的单体(氨基酸)构成的分子。术语“多肽”是指具有两个或更多个氨基酸的任何链，而不是指产物的特定长度。因此，肽、二肽、三肽、寡肽、“蛋白质”、“氨基酸链”或用于指代具有两个或更多个氨基酸的链的任何其他术语包括在“多肽”的定义内，并且术语“多肽”可以代替这些术语中的任何一者使用，或与这些术语中的任何一者可互换地使用。术语“多肽”还旨在指代多肽的表达后修饰产物，所述表达后修饰包括但不限于糖基化、乙酰化、磷酸化、酰胺化、用已知保护/阻断基团衍生化、蛋白水解切割，或用非天然存在的氨基酸进行修饰。多肽可以来源于天然生物来源或通过重组技术产生，而不一定从指定的核酸序列翻译而来。它可以以任何方式产生，包括通过化学合成。本发明的多肽的大小可以为约3个或更多个、5个或更多个、10个或更多个、20个或更多个、25个或更多个、50个或更多个、75个或更多个、100个或更多个、200个或更多个、500个或更多个、1,000个或更多个，或2,000个或更多个氨基酸。多肽可以具有确定的三维结构，但它们不一定具有这种结构。具有确定的三维结构的多肽被称为折叠的；并且不具有确定的三维结构，而是可以采用大量不同构象的多肽则被称为未折叠的。

允许形成二硫键的条件涉及氧化条件，例如在细菌的周质或真核细胞的内质网中发现的氧化条件。另外，形成二硫键的氨基酸对在Cα/Cα之间的距离应为

Ⅱ.实施例

aVH

在一个方面中，本发明部分地基于稳定化的自主VH结构域。在某些实施例中，提供了自主VH结构域，所述自主VH结构域在根据Kabat编号的52a位和71位或33位和52位中包含半胱氨酸。所述半胱氨酸在合适的条件下形成二硫键。在本发明的另一方面中，提供了自主VH结构域，所述自主VH结构域在根据Kabat编号的52a位、71位、33位和52位中包含半胱氨酸。在本发明的一个优选的实施例中，所述aVH包含重链可变结构域框架，所述重链可变结构域框架包含根据SEQ ID NO:207所示的氨基酸序列的框架区1，或根据SEQ ID NO:208所示的氨基酸序列的框架区2，或根据SEQ ID NO:209所示的氨基酸序列的框架区3，或根据SEQ ID NO:210所示的氨基酸序列的框架区4。在本发明的一个优选实施例中，所述aVH包含重链可变结构域框架，所述重链可变结构域框架包含根据SEQ ID NO:207所示的氨基酸序列的框架区1和根据SEQ ID NO:208所示的氨基酸序列的框架区2。在本发明的一个优选实施例中，所述aVH包含重链可变结构域框架，所述重链可变结构域框架包含根据SEQ ID NO:209所示的氨基酸序列的框架区1和根据SEQ ID NO:210所示的氨基酸序列的框架区3。在本发明的一个优选实施例中，所述aVH包含重链可变结构域框架，所述重链可变结构域框架包含根据SEQ ID NO:207所示的氨基酸序列的框架区1和根据SEQ ID NO:210所示的氨基酸序列的框架区4。在本发明的一个优选的实施例中，所述aVH包含重链可变结构域框架，所述重链可变结构域框架包含根据SEQ ID NO:207所示的氨基酸序列的框架区1、根据SEQ ID NO:209所示的氨基酸序列的框架区3，以及根据SEQ ID NO:210所示的氨基酸序列的框架区4。在本发明的一个优选的实施例中，所述aVH包含重链可变结构域框架，所述重链可变结构域框架包含根据SEQ ID NO:207所示的氨基酸序列的框架区1、根据SEQ ID NO:208所示的氨基酸序列的框架区2，以及根据SEQ ID NO:209所示的氨基酸序列的框架区3。在本发明的一个优选的实施例中，所述aVH包含重链可变结构域框架，所述重链可变结构域框架包含根据SEQ ID NO:207所示的氨基酸序列的框架区1、根据SEQ ID NO:208所示的氨基酸序列的框架区2、根据SEQ ID NO:209所示的氨基酸序列的框架区3，以及根据SEQ ID NO:210所示的氨基酸序列的框架区4。在本发明的一个优选的实施例中，所述aVH包含重链可变结构域框架，所述重链可变结构域框架包含根据SEQ ID NO:208所示的氨基酸序列的框架区2、根据SEQ ID NO:209所示的氨基酸序列的框架区3，以及根据SEQ ID NO:210所示的氨基酸序列的框架区4。在本发明的一个优选实施例中，所述aVH包含重链可变结构域框架，所述重链可变结构域框架包含根据SEQ ID NO:208所示的氨基酸序列的框架区2和根据SEQ ID NO:209所示的氨基酸序列的框架区3。在本发明的一个优选实施例中，所述aVH包含重链可变结构域框架，所述重链可变结构域框架包含根据SEQ ID NO:208所示的氨基酸序列的框架区2和根据SEQ ID NO:220所示的氨基酸序列的框架区4。在本发明的一个优选实施例中，所述aVH包含重链可变结构域框架，所述重链可变结构域框架包含根据SEQ ID NO:209所示的氨基酸序列的框架区3和根据SEQ ID NO:210所示的氨基酸序列的框架区4。或者，在前述实施例中框架区1是根据SEQ ID NO:211的，其中框架区1是根据SEQ ID NO:207定义的。

在本发明的一个优选实施例中，所述aVH包含VH3_23人框架。在本发明的一个优选实施例中，所述框架基于

(曲妥珠单抗)的VH框架。

aVH模板

在本发明的另一方面中，提供了模板aVH。在一个优选实施例中，自主VH结构域包含SEQ ID NO:40所示的氨基酸序列(模板1)。SEQ ID NO:40所示的氨基酸序列基于P52aC位和A71C位中的半胱氨酸突变。在一个优选实施例中，自主VH结构域包含SEQ ID NO:42所示的氨基酸序列(模板2)。SEQ ID NO:42所示的氨基酸序列基于P52aC位和A71C位中的半胱氨酸突变，并且包含另一个突变，即G26S。在一个优选实施例中，自主VH结构域包含SEQ IDNO:44所示的氨基酸序列(模板3)。SEQ ID NO:42所示的氨基酸序列基于P52aC位和A71C位中的半胱氨酸突变，并且在31a位处包含丝氨酸***，这意味着将丝氨酸添加到了在31位与32位之间的序列中。在一个优选实施例中，自主VH结构域包含SEQ ID NO:46所示的氨基酸序列(模板4)。SEQ ID NO:44所示的氨基酸序列基于P52aC位和A71C位中的半胱氨酸突变，并且在31a位和31b位处包含两个丝氨酸***，这意味着将两个丝氨酸添加到了在31位与32位之间的序列中。在一个优选实施例中，自主VH结构域包含SEQ ID NO:180所示的氨基酸序列(模板5)。SEQ ID NO:180所示的氨基酸序列基于Y33C位和Y52位中的半胱氨酸突变。出于进一步稳定化的目的，SEQ ID NO:40、SEQ ID NO:42、SEQ ID NO:44、SEQ ID NO:46和SEQID NO:180所示的序列包含突变K94S和L108T。然而，模板1至5不需要包含K94S和/或L198T突变。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域包含与SEQ ID NO:40所示的氨基酸序列至少95％的序列一致性。在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域包含与SEQ IDNO:42所示的氨基酸序列至少95％的序列一致性。在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域包含与SEQ ID NO:44所示的氨基酸序列至少95％的序列一致性。在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域包含与SEQ ID NO:46所示的氨基酸序列至少95％的序列一致性。在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域包含与SEQ ID NO:180所示的氨基酸序列至少95％的序列一致性。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域包含突变H35G、和/或Q39R、和/或L45E或L45T，和/或W47L。

针对特定靶标的aVH结合物

在另一方面中，本发明部分地基于与黑素瘤相关硫酸软骨素蛋白聚糖(MCSP)结合的aVH结构域。在一个优选的实施例中，与MCSP结合的aVH结构域包含SEQ ID NO:57所示的氨基酸序列。在一个优选的实施例中，与MCSP结合的aVH结构域包含SEQ ID NO:59所示的氨基酸序列。在一个优选的实施例中，与MCSP结合的aVH结构域包含SEQ ID NO:61所示的氨基酸序列。在一个优选的实施例中，与MCSP结合的aVH结构域包含SEQ ID NO:63所示的氨基酸序列。在一个优选的实施例中，与MCSP结合的aVH结构域包含SEQ ID NO:65所示的氨基酸序列。

在另一方面中，本发明部分地基于与转铁蛋白受体1(TfR1)结合的aVH结构域。在一个优选的实施例中，与TfR1结合的aVH结构域包含SEQ ID NO:194所示的氨基酸序列。在一个优选的实施例中，与TfR1结合的aVH结构域包含SEQ ID NO:195所示的氨基酸序列。在一个优选的实施例中，与TfR1结合的aVH结构域包含SEQ ID NO:196所示的氨基酸序列。在一个优选的实施例中，与TfR1结合的aVH结构域包含SEQ ID NO:197所示的氨基酸序列。在一个优选的实施例中，与TfR1结合的aVH结构域包含SEQ ID NO:198所示的氨基酸序列。在一个优选的实施例中，与TfR1结合的aVH结构域包含SEQ ID NO:199所示的氨基酸序列。在一个优选的实施例中，与TfR1结合的aVH结构域包含SEQ ID NO:200所示的氨基酸序列。

在一个方面中，本发明部分地基于与淋巴细胞活化基因3(LAG3)结合的aVH结构域。在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(i)具有SEQ ID NO:146所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:147所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:148所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:77所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(ii)具有SEQ ID NO:149所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:150所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:151所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:79所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(iii)具有SEQ ID NO:152所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:153所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:154所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:81所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(iv)具有SEQ ID NO:155所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:156所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:157所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:83所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(v)具有SEQ ID NO:158所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:159所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:160所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:85所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(vi)具有SEQ ID NO:161所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:162所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:163所示的序列的CDR3(对应于抗LAG3 aVH结构域P110D1的CDR)。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:87所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(vii)具有SEQ ID NO:164所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:165所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:166所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:89所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(viii)具有SEQ ID NO:167所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:168所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:169所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:91所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(ix)具有SEQ ID NO:170所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:171所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:172所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:93所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(x)具有SEQ ID NO:173所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:174所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:175所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:95所示的氨基酸序列。

在一个优选的实施例中，与LAG3结合的aVH结构域包含(xi)具有SEQ ID NO:176所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:177所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:178所示的序列的CDR3。在本发明的一个更优选的实施例中，aVH结构域包含SEQ ID NO:97所示的氨基酸序列。

VH文库

为了产生包含如本文所述的自主VH结构域的VH文库，将模板序列随机化。将模板1(根据SEQ ID NO:40)在所有三个CDR中随机化。将模板2、3和4(分别根据SEQ ID NO:42、SEQID NO:44、SEQ ID NO:46)在CDR2和CDR3中随机化。将模板5(根据SEQ ID NO:180)在第一文库的所有三个CDR中随机化，并且在第二文库的仅CDR2和CDR3中随机化。

III.实例

以下是本发明的方法和组合物的实例。应当理解，在给出以上提供的一般描述的情况下，可以实践各种其他实施例。

重组DNA技术

使用标准方法来操纵DNA，如在Sambrook,J.等人，Molecular cloning:Alaboratory manual；Cold Spring Harbor Laboratory press,Cold spring Harbor,NewYork,1989中所述。根据制造商的说明来使用分子生物学试剂。关于人免疫球蛋白轻链和重链的核苷酸序列的一般信息在以下参考文献中给出：Kabat,E.A.等人，(1991)Sequencesof Proteins of Immunological Interest，第五版，NIH Publication No 91-3242。

基因合成

在需要时，通过使用适当模板进行PCR生成所需的基因区段，或在Geneart AG(Regensburg,Germany)处通过自动化基因合成从合成寡核苷酸和PCR产物合成所需的基因区段。将侧接有单个限制性内切酶切割位点的基因区段克隆到标准克隆/测序载体中。从转化的细菌中纯化出质粒DNA，并通过紫外光谱法确定浓度。通过DNA测序来确认亚克隆基因片段的DNA序列。设计具有合适限制位点的基因区段，以允许亚克隆到相应的表达载体中。用编码前导肽的5’-末端DNA序列设计用于在真核细胞中分泌的所有构建体。SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2给出了示例性的前导肽。

抗原表达载体的克隆

为选择特定的aVH结构域，生成了3种不同的抗原。

将编码“成熟的黑色素瘤相关硫酸软骨素蛋白聚糖”(MCSP，Uniprot：Q6UVK1)的氨基酸1553至2184的DNA片段符合读框地克隆到含有N-末端前导序列的哺乳动物受体载体中。此外，该构建体包含C-末端avi标签和His标签，该C-末端avi标签允许在与Bir A生物素连接酶共表达期间的特定生物素化，该His标签用于通过固定化金属亲和色谱法(IMAC)进行纯化(SEQ ID NO:3和SEQ ID NO:4)。

将经扩增的编码人转铁蛋白受体1(TfR1，Uniprot：P02786)的氨基酸122至760的DNA片段符合读框地***hum IgG1 Fc编码片段下游的哺乳动物受体载体中，该hum IgG1Fc编码片段用作溶解性和纯化标签。N-末端的avi标签允许体内生物素化。为了以单体状态表达抗原，Fc-TfR1融合构建体包含“孔”突变(SEQ ID NO:5和SEQ ID NO:6)，并与“Fc-突起”对应物(SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:8)共表达。

对于死亡受体5(DR5，Uniprot：O14763)，将编码细胞外结构域(氨基酸1至152)的DNA片段符合读框地***哺乳动物受体载体中，该哺乳动物受体载体具有在hum IgG1 Fc编码片段的上游的N-末端前导序列。C-末端avi标签允许特定的体内生物素化(SEQ ID NO:9和SEQ ID NO:10)。

MCSP、TfR1和DR5的抗原表达通常由MPSV启动子驱动，并且转录由位于编码序列下游的合成polyA信号序列终止。除表达盒外，每个载体还包含EBV oriP序列以在表达EBV-EBNA的细胞系中进行自主复制。

为了生成具有生物素化的C-末端Avi标签的可溶性人Lag3-IgG1-Fc-，通过以下方式生成质粒21707_pIntronA_shLag3_huIgG1-Fc-Avi：基因合成(GeneArt GmbH)人Lag3细胞外结构域(sw:lag3_人的23位至450位)和I EGRMD接头，该人Lag3细胞外结构域和IEGRMD接头在人IgG1-重链c DNA表达载体的Pro100位至Gly329位的N-末端，该人IgG1-重链cDNA表达载体在C-末端附接有Avi标签序列(5’GSGLNDIFEAQKIEWHE)(S EQ ID NO:11和SEQ IDNO:12)。

Fc融合构建体和His标签构建体的产生和纯化

为了表达DR5-Fc-avi，将单体TfR1-Fc-avi以及单价和二价aVH Fc构建体瞬时转染到HEK 293细胞中，从而稳定表达EBV衍生的蛋白质EBNA。参照标准方案从过滤的细胞培养物上清液中纯化蛋白质。简言之，将含Fc的蛋白质施加至蛋白质A琼脂糖柱(GEHealthcare)并用PBS洗涤。在pH 2.8下实现洗脱，之后立即中和样品。通过尺寸排阻色谱(Superdex 200，GE Healthcare)在PBS中或在20mM组氨酸、150mM NaCl pH 6.0中将聚集的蛋白质与单体级分分离。将单体蛋白质级分合并，使用例如MILLIPORE Amicon Ultra(30MWCO)离心浓缩器浓缩(若需要)，冷冻并储存在-20℃或-80℃下。提供部分样品以例如通过SDS-PAGE、尺寸排阻色谱(SEC)或质谱法来进行后续的蛋白质分析和分析表征。

为了表达LAG3-Fc-avi，根据制造商的说明将最终质粒21707_pIntronA_shLag3_huIgG1-Fc-Avi转染到2升规模的Expi293^TM表达***(Life Technologies)中。收获上清液，并通过蛋白质A柱色谱进行纯化。按照制造商的说明，通过BirA生物素-蛋白质连接酶标准反应试剂盒(Avidity)对纯化的蛋白质进行生物素化。加入不含EDTA的微型蛋白酶抑制剂(Roche)，以避免蛋白质的蛋白水解。通过使用凝胶过滤柱(Superdex200 16/60,GE)，从生物素化的蛋白质中去除游离的生物素以及BirA连接酶。通过添加链霉亲和素来确认生物素化。所得的生物素化蛋白/链霉亲和素复合物在分析SEC色谱图中显示出保留时间变化。

将表达His标签的构建体瞬时转染到HEK 293细胞中，从而稳定地表达EBV衍生的蛋白质EBNA(HEK EBNA)。同时共转染的编码生物素连接酶BirA的质粒允许在体内进行avi标签特异性生物素化。参照标准方案，使用固定化金属亲和色谱法(IMAC)之后是凝胶过滤，从经过滤的细胞培养上清液中纯化出蛋白质。将单体蛋白质级分合并，浓缩(若需要)，冷冻并保存在-20℃或-80℃下。提供部分样品以例如通过SDS-PAGE、尺寸排阻色谱(SEC)或质谱法来进行后续的蛋白质分析和分析表征。

实例1

生成通用自主人重链可变结构域(aVH)文库

基于用于由Barthelemy等人，Biol.Chem.2008,283:3639-3654所公开的自主人重链可变结构域(SEQ ID NO:13和SEQ ID NO:14)的序列B1ab(一种Herceptin衍生的模板)生成通用aVH文库。在B1ab中，在不存在轻链界面的情况下变成暴露于表面的四(4)个疏水性残基被通过噬菌体展示鉴定出的更多亲水性残基替代。经发现，这些突变与具有VH结构域折叠的结构相容。它们增加了亲水性以及由此增加了支架的稳定性，并且允许在没有轻链配偶体的情况下表达稳定且可溶的aVH结构域(图1A)。

为了生成基于B1ab的序列并在CDR3区中随机化的aVH噬菌体展示文库，通过“重叠延伸拼接”(SOE)PCR装配2个片段。片段1包含aVH编码基因的5'端，该aVH编码基因包含框架3，而片段2包含框架3的末端、aVH片段的框架4和随机化CDR3区。

使用以下引物组合来生成文库片段：片段1(LMB3(SEQ ID NO:15)和DP47_CDR3back(mod)(SEQ ID NO:16))和片段2(DP47-v4引物(SEQ ID NO:18至SEQ ID NO:20)和fdseqlong(SEQ ID NO:17))(表1)。为生成此文库，使用了3种不同的CDR3长度(图2B)。在装配足量的全长随机化aVH片段后，将它们与同等切割的受体噬菌粒载体一起用NcoI/NotI消化。将6μg的Fab文库***物与24μg的噬菌粒载体连接。将纯化的连接物用于60次转化，从而产生6×10⁹个转化体。拯救展示aVH文库的噬菌粒颗粒，并通过PEG/NaCl纯化进行纯化以供用于选择。

表1：用于生成CDR3随机化aVH文库的引物组合

从通用aVH文库中选择抗DR5结合物

为了测试新文库的功能，使用HEK293表达的蛋白质针对DR5的细胞外结构域(ECD)进行选择。根据以下模式在溶液中执行多个淘选轮次：(1.)在1ml的总体积中，将约10¹²个噬菌粒颗粒与100nM生物素化抗原蛋白结合0.5h；(2.)捕获生物素化抗原，并通过加入5.4×10⁷链霉亲和素包被的磁珠来附接特异性结合噬菌体10min；(3.)使用5x 1ml PBS/Tween20和5x 1ml PBS洗涤磁珠；(4.)通过加入1ml 100mM三乙胺(TEA)洗脱噬菌体颗粒10min，并通过加入500μl 1M Tris/HCl pH 7.4进行中和；(5.)用上清液中的噬菌体颗粒重新感染指数生长的大肠杆菌TG1细胞，用辅助噬菌体VCSM13进行感染，并随后进行噬菌粒颗粒的PEG/NaCl沉淀以供用于随后的选择轮次。

使用不断降低(从10^-7M至5×10^-9M)的抗原浓度进行3轮选择。在第2轮中，使用中性抗生物素蛋白板代替链霉亲和素珠粒执行抗原:噬菌体复合物的捕获。如下通过ELISA鉴定特异性结合物：将每孔100μl的50nM生物素化抗原包被在中性抗生物素蛋白板上。加入含Fab的细菌上清液，并通过使用抗Flag/HRP二抗经由Flag标签检测结合的Fab。将在背景上显示出明显信号的克隆选入进行测序(SEQ ID No:21至SEQ ID NO:28)。

实例2

鉴定含有稳定化二硫桥的aVH结构域

为进一步稳定化aVH支架，测试了约束蛋白质链柔性的附加二硫桥的引入。当突变为半胱氨酸时允许形成二硫桥的位置是通过以下方法鉴定的：1)结构建模，或2)在自然界中寻找具有附加稳定化二硫键的Ig样V型序列。

在第一种方法中，鉴定出了与所用aVH具有最接近的结构同源性的分子的晶体结构。(www.pdb.org，条目号3B9V)。使用计算机算法，鉴定出Cα/Cα对距离小于

的63对氨基酸。从该63对中，排除对核心堆积有强烈影响或明显违反Cβ/Cβ几何形状的氨基酸对。因此，选择出了8对不同的残基。

在第二种方法中，执行手动数据库筛选以鉴定出具有二硫桥以及在22位与92位(Kabat编号)之间的经典二硫键的免疫球蛋白家族的种系编码V型结构域。明确避免了来自美洲驼、骆驼或兔子的已知二硫键模式。在一个实例中，鉴定出来自鲶鱼(斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)，AY238373)的在33位和52位处具有两个附加半胱氨酸的序列。蛋白质结构数据库(www.pdb.org)的搜索显示存在具有该二硫键模式的两种存在的天然抗体(PDB条目1AI1和1ACY)，该二硫键模式被首次引入人抗体支架中。

单独测试所有具有两个紧邻并因此允许形成稳定化二硫桥的附加半胱氨酸的选定变体对结构域的稳定性的有利影响。基于先前鉴定出的DR5特异性结合物(SEQ ID NO:38)的序列衍生物来产生所有变体。为了分析二硫键稳定化效应，将所有变体融合到在CH3区中具有突起突变的Fc(突起)片段的N-末端(SEQ ID NO:29、SEQ ID NO:30、SEQ ID NO:31、SEQ ID NO:32、SEQ ID NO:33、SEQ ID NO:34、SEQ ID NO:35、SEQ ID NO:36、SEQ IDNO:37、SEQ ID NO:38)。与相应Fc孔片段的共表达导致了不对称的单价aVH-Fc融合构建体(图2A)。如上所述在HEK-EBNA细胞中执行表达和纯化。通过热诱导聚集评定构建体的稳定性，该热诱导聚集通过动态光散射(DLS)测量。表3显示了相应构建体的测得的聚集温度。基于这些结果，选择2种变体(DS-Des9(Cys Y33C/Y52C)(SEQ ID NO:30)和DS-Des2(CysP52aC/A71C)(SEQ ID NO:37))作为产生aVH随机化文库的基础。

表3.在aVH支架中引入的二硫键对和相应的聚集温度的列表

克隆	T<sub>agg</sub>(℃)
		模板(SEQ ID NO:38)	57
DS-Des1(Cys40/88)	52
		DS-Des2(Cys52a/71)	61
DS-Des3(Cys49/69)	52
		DS-Des4(Cys91/106)	61
DS-Des5(Cys11/110)	61
		DS-Des6(Cys82c/111)	55
DS-Des7(Cys6/107)	61
		DS-Des8(Cys39/89)	50
DS-Des9(Cys33/52)	64

实例3

用于生成稳定化的通用自主人重链可变结构域(aVH)文库的新文库模板

基于SEQ ID NO:30和SEQ ID NO:37，设计用于生成具有更高稳定性的aVH文库的新aVH文库模板。在模板序列中进行以下任选的修饰：(1)引入突变K94S。(2)引入突变L108T，该突变是在抗体J元件中发现的常见序列变体。然而，上述突变没有特异性效应。图3中给出了对所有文库模板的概述。

生成具有稳定化二硫桥52a/71的新的通用自主人重链可变结构域(aVH)文库

为了基于52a位和71位处的附加稳定化二硫桥生成新的aVH文库，设计了四个新模板(SEQ ID NO:39、SEQ ID NO:41、SEQ ID NO:43、SEQ ID NO:45)。四个模板中的三个在CDR1区中具有附加序列修饰(图3A)。在模板2(SEQ ID NO:42)中，甘氨酸26被丝氨酸取代(G26S修饰)，模板3和4(SEQ ID NO:44和SEQ ID NO:46)分别在31a位和31a/b位处具有一个和两个丝氨酸***(S31a修饰和S31ab修饰)。模板1(SEQ ID NO:40)在所有3个CDR中随机化，模板2至模板4(SEQ ID NO:42、SEQ ID NO:44和SEQ ID NO:46)仅在CDR2和CDR3中随机化。对于所有随机化，通过“重叠延伸拼接”(SOE)PCR装配3个片段。片段1包含aVH基因的5'端，该aVH基因包含框架1、CDR1以及框架2的部分。片段2在框架2中与片段1重叠，并编码CDR2和框架3区域。片段3与片段2退火，并保留CDR3区和aVH的C-末端。

为了将所有3个CDR随机化，使用以下引物组合生成文库片段：片段1(LMB3(SEQ IDNO:14)和aVH_P52aC_A71C_H1_rev_Primer_TN(SEQ ID NO:47))、片段2(aVH_P52aC_A71C_H2_for_Primer_TN(SEQ ID NO:48)和aVH_H3反向引物(SEQ ID NO:49))，以及片段3(aVH_H3_4/5/6_for_Primer_TN(SEQ ID NO:50至SEQ ID NO:52)和fdseqlong(SEQ ID NO:17))(表4)。为了产生仅在CDR2和CDR3中随机化的3个文库，用恒定引物SEQ ID NO:53替换随机化引物SEQ ID NO:15(表5)。在装配足量的全长随机化aVH片段后，将它们与经类似处理的受体噬菌粒载体一起用NcoI/NotI消化。将6μg的aVH文库***物与24μg的噬菌粒载体连接。将纯化的连接物用于60次转化，从而产生5×10⁹至10¹⁰个转化体。拯救展示aVH文库的噬菌粒颗粒，并通过PEG/NaCl纯化进行纯化以供用于选择。

表4.用于产生在所有三个CDR中随机化的新稳定化aVH文库的引物组合

表5.用于产生在CDR1和CDR2中随机化的新稳定化aVH文库的引物组合

生成具有稳定化二硫桥33/52的新的通用自主人重链可变结构域(aVH)文库

为了进行通过33位和52位处的二硫桥而稳定化的aVH模板5(图3B；DNA：SEQ IDNO:179；蛋白质：SEQ ID NO:180)的随机化，选择与前述相同的PCR策略。为了生成具有3个随机化的CDR的文库，使用引物LMB3(SEQ ID NO:15)和aVH_Y33C_Y52C_H1_rev_Primer_TN(SEQ ID NO:54)生成片段1，使用aVH_Y33C_Y52C_H2_for_Primer_TN(SEQ ID NO:55)和aVH_H3反向引物(SEQ ID NO:49)生成片段2，并且使用aVH_H3_4/5/6_for_Primer_TN(SEQID NO:50至SEQ ID NO:52)和fdseqlong(SEQ ID NO:17)生成片段3(表6)。为了产生仅在CDR2和CDR3中随机化的文库，用恒定引物SEQ ID NO:53替换随机化引物SEQ ID NO:54(表7)。所得噬菌体文库的大小为约5×10⁹个转化体。

表6.用于产生在所有三个CDR中随机化的新稳定化aVH文库的引物组合

表7.用于产生在CDR1和CDR2中随机化的新稳定化aVH文库的引物组合

实例4

从通用的二硫键稳定化的aVH文库中选择抗MCSP和抗TfR1结合物

为了测试文库的复杂性质量和进一步表征所得结合物，如上所述在溶液中执行针对重组MCSP和TfR1的概念验证选择。对于这两种选择，单独筛选所有六个噬菌体文库的针对所提及抗原的结合物。使用不断降低(从10^-7M至×10^-8M)的抗原浓度进行3轮选择。在第2轮中，使用中性抗生物素蛋白板代替链霉亲和素珠粒执行抗原:噬菌体复合物的捕获。如下通过ELISA鉴定特异性结合物：将每孔100μl的50nM生物素化抗原包被在中性抗生物素蛋白板上。加入单独的含aVH的细菌上清液，并通过使用抗Flag/HRP二抗经由aVH的Flag标签检测结合aVH。将在背景上显示出明显信号的克隆选入进行测序(对于MCSP特异性aVH，示例性DNA序列列出为SEQ ID NO:56、SEQ ID NO:58、SEQ ID NO:60、SEQ ID NO:62和SEQ ID NO:64，以及对于TfR1特异性aVH，示例性DNA序列列出为SEQ ID NO:66、SEQ ID NO:67、SEQ IDNO:68、SEQ ID NO:69、SEQ ID NO:70、SEQ ID NO:71和SEQ ID NO:72)并进行进一步分析。

从大肠杆菌中纯化aVH

为了进一步表征选定的克隆，纯化出ELISA阳性的aVH(对于MCSP特异性aVH，可变结构域的示例性蛋白质序列列出为SEQ ID NO:57、SEQ ID NO:59、SEQ ID NO:61、SEQ IDNO:63和SEQ ID NO:65)以进行动力学参数的准确分析。对于每个克隆，用具有对应噬菌粒的细菌接种500ml培养物，并用OD₆₀₀为0.9的1mM IPTG诱导。之后，将培养物在25℃下温育过夜，并通过离心收获。在将重悬的沉淀物在25ml PPB缓冲液(30mM Tris-HCl pH8、1mMEDTA、20％蔗糖)中温育20min后，将细菌再次离心并收获上清液。用25ml的5mM MgSO₄溶液重复该温育步骤一次。将两个温育步骤的上清液合并，过滤并上样至IMAC柱(Hisgravitrap,GE Healthcare)。随后，用40ml洗涤缓冲液(500mM NaCl、20mM咪唑、20mMNaH₂PO₄ pH 7.4)洗涤该柱。在洗脱(500mM NaCl、500mM咪唑、20mM NaH₂PO₄ pH 7.4)后，将洗脱液使用PD10柱(GE Healthcare)重新缓冲，之后进行凝胶过滤步骤。纯化蛋白质的产量在500μg/l至2000μg/l的范围内。

通过SPR进行MCSP特异性二硫键稳定化的aVH克隆的亲和力测定

使用ProteOn XPR36仪器(Biorad)在25℃下通过表面等离子体共振来测量选定的aVH克隆的亲和力(K_D)，其中生物素化的MCSP抗原通过中性抗生物素蛋白捕获而固定化在NLC芯片上。固定化重组抗原(配体)：将抗原用PBST(10mM磷酸盐、150mM氯化钠pH 7.4、0.005％Tween 20)稀释至10μg/ml，然后在不同的接触时间以30μl/min的速度注射，以在竖直取向上实现200、400或800个响应单位(RU)的固定化水平。注入分析物：对于单次动力学测量，将注入方向改变为水平取向，将纯化的aVH的两倍稀释系列(浓度范围在200nM与6.25nM之间变化)沿着分开的通道1至通道5同时以60μl/min注入，其中缔合时间介于180秒之间，并且解离时间为800秒。沿第六个通道注入缓冲液(PBST)，以提供“在线”空白供参考。在ProteOn Manager v3.1软件中使用简单的一对一Langmuir结合模型，通过同时拟合缔合传感图和解离传感图来计算缔合速率常数(k_on)和解离速率常数(k_off)。将平衡解离常数(K_D)计算为比率k_off/k_on。经分析的克隆显示K_D值在很宽的范围内(介于8nM与193nM之间)。表8中汇总了所有克隆的动力学和热力学数据、聚集温度、随机化的CDR以及稳定化二硫桥的位置。

表8.稳定化的抗MCSP aVH结构域的动力学和热力学参数

将选定的二硫键稳定化的aVH克隆转换为基于Fc的形式

为了进一步表征选定的aVH克隆，将所有结合物度转换为基于Fc的形式。将MCSP特异性aVH序列在N-末端融合至具有“突起”突变的人IgG1 Fc结构域。具体地，所鉴定的aVHDNA序列(SEQ ID NO:56、SEQ ID NO:58、SEQ ID NO:60、SEQ ID NO:62、SEQ ID NO:64)替代了SEQ ID NO:73所示的编码aVH的模板序列。将aVH-Fc融合序列与带有“孔”突变的Fc序列(SEQ ID NO:74)结合表达，从而得到具有N-末端单体aVH的Fc结构域(图2A)。

对于TfR1特异性结合物，选择以下替代的基于Fc的形式：基于人IgG1抗体，用编码选定的aVH结构域的DNA序列片段(SEQ ID NO:66、SEQ ID NO:67、SEQ ID NO:68、SEQ IDNO:69、SEQ ID NO:70、SEQ ID NO:71和SEQ ID NO:72)替代编码VH结构域的序列。此外，在编码κ型轻链的表达构建体中，缺失了VL结构域，并且恒定κ结构域(SEQ ID NO:75)直接融合至信号序列。两种质粒的共表达导致了二价构建体，该二价构建体由所有抗体恒定结构域和融合至每个CH1的N-末端的aVH结构域组成(图2B)。将这些构建体用于所有进一步的表征。

MCSP特异性二硫键稳定化的aVH克隆的结合分析

通过FACS测量二硫键稳定化的MCSP特异性克隆与MV3细胞系的结合。作为阴性对照，使用不相关的抗体。将96孔圆形底板中每孔0.2mio细胞与单体aVH-Fc融合构建体(0.27nM、0.8nM、2.5nM、7.4nM、22.2nM、66.6nM、200nM和600nM)在300μl PBS(0.1％BSA)中在4℃下温育30min。通过用PBS(0.1％BSA)洗涤细胞来去除未结合的分子。用FITC缀合的AffiniPure山羊抗人IgG Fcγ片段特异性二级F(ab’)2片段(Jackson ImmunoResearch编号109-096-098；1:20工作液的PBS溶液，0.1％BSA)检测结合分子。在4℃下温育30min后，通过洗涤去除未结合的抗体，并使用1％PFA固定细胞。使用BD FACS CantoII(软件BD DIVA)分析细胞。观察到了所有克隆的结合(图4)。通过SPR测量的亲和力与结合分析中的敏感性相关，克隆2(SEQ ID NO:57)在SPR分析和细胞结合研究中都是最好的结合物。

选定的MCSP特异性二硫键稳定化的aVH克隆的表征

为了进一步表征选定和纯化的aVH，如前所述确定MCSP特异性克隆的聚集温度。有趣的是，所有二硫键稳定化的MCSP特异性克隆的聚集温度介于59℃与64℃之间，清楚地证明了附加二硫桥的稳定化效应(表8)。

TfR1特异性二硫键稳定化的aVH克隆的荧光共振能量转移测定

通过荧光共振能量转移(FRET)分析确定TfR1特异性二价aVH-Fc构建体与其在表达TfR1的细胞上的表位的结合。为了进行此分析，将编码SNAP标签的DNA序列(购自Cisbio的质粒)通过PCR扩增，并连接到表达载体中，从而含有全长TfR1序列(Origene)。所得的融合蛋白包括具有C-末端SNAP标签的全长TfR1。使用Lipofectamine 2000作为转染试剂，用10μg DNA转染Hek293细胞。在温育20h后，将细胞用PBS洗涤并在37℃下在含有100nM SNAP-Lumi4Tb(Cibsio)的LabMed缓冲液(Cisbio)中温育1h，从而导致具有SNAP标签的特异性标记。随后，将细胞用LabMed缓冲液洗涤4次以去除未结合的染料。通过测量与缓冲液相比在615nm处的铽发射来确定标记效率。然后将细胞在-80℃下冷冻保存长达6个月。通过以下方式测量结合：将TfR1特异性aVH Fc融合体以0.5nM至60nM范围内的浓度加入到标记的细胞(每孔100个细胞)中，然后加入抗人Fc-d2(Cisbio，每孔的终浓度为200nM)作为FRET的受体分子。在室温下温育3h后，使用荧光读取器(Victor 3,Perkin Elmer)测定受体染料(665nm)和供体染料(615nm)的发射。计算受体与供体的发射比，并减去背景对照(具有抗huFc-d2的细胞)的比率。在GraphPad Prism5(图5)中分析曲线，并计算K_D(表9)。

表9.稳定化的抗TfR1 aVH结构域的热力学参数

实例5

从通用的二硫键稳定化的aVH文库中选择抗LAG3特异性结合物

如前所述执行LAG3特异性aVH的选择。对于该选择，单独筛选所有六个噬菌体文库的针对所提及抗原的结合物。使用不断降低(从10^-7M至×10^-8M)的抗原浓度进行3轮选择。在第2轮中，使用中性抗生物素蛋白板代替链霉亲和素珠粒执行抗原:噬菌体复合物的捕获。如下通过ELISA鉴定特异性结合物：将每孔100μl的50nM生物素化抗原包被在中性抗生物素蛋白板上。加入含aVH的细菌上清液，并通过使用抗Flag/HRP二抗经由aVH的Flag标签检测结合aVH。将在背景上显示出明显信号的克隆选入进行测序(DNA序列列出为SEQ IDNO:76、SEQ ID NO:78、SEQ ID NO:80、SEQ ID NO:82、SEQ ID NO:84、SEQ ID NO:86、SEQ IDNO:88、SEQ ID NO:90、SEQ ID NO:92、SEQ ID NO:94、SEQ ID NO:96；蛋白质序列列出为SEQID NO:77、SEQ ID NO:79、SEQ ID NO:81、SEQ ID NO:83、SEQ ID NO:85、SEQ ID NO:87、SEQID NO:89、SEQ ID NO:91、SEQ ID NO:93、SEQ ID NO:95、SEQ ID NO:97)并进行进一步分析。

通过SPR进行LAG3特异性二硫键稳定化的aVH克隆的亲和力测定

使用ProteOn XPR36仪器(Biorad)在25℃下通过表面等离子体共振测量选定的aVH克隆的亲和力(K_D)，其中生物素化的LAG3-Fc抗原通过中性抗生物素蛋白捕获而固定化在NLC芯片上。固定化重组抗原(配体)：将抗原用PBST(10mM磷酸盐、150mM氯化钠pH 7.4、0.005％Tween20)稀释至10μg/ml，然后在不同的接触时间以30μl/min的速度注射，以在竖直取向上实现200、400或800个响应单位(RU)的固定化水平。作为LAG3结合相互作用的阴性对照，在相同条件下固定化生物素化的Fc结构域。注入分析物：对于单次动力学测量，将注入方向改变为水平取向。将大肠杆菌来源的纯化的aVH的两倍稀释系列(浓度在介于200nM与6.25nM之间的范围内变化)沿着分离的通道1至通道5以60μl/min同时注入，达300秒的缔合时间和360秒的解离时间。沿第六个通道注入缓冲液(PBST)，以提供“在线”空白供参考。在ProteOn Manager v3.1软件中使用简单的一对一Langmuir结合模型，通过同时拟合缔合传感图和解离传感图来计算缔合速率常数(k_on)和解离速率常数(k_off)。将平衡解离常数(K_D)计算为比率k_off/k_on。经分析的克隆显示K_D值在很宽的范围内(介于5nM与766nM之间)。表10中汇总了所有克隆的动力学和热力学数据、聚集温度、随机化的CDR以及稳定化二硫桥的位置。

表10.抗LAG3 aVH结构域的热力学参数

对A375细胞进行与从细菌中纯化的aVH结构域的MHCII竞争测定

为了评定从细菌纯化的LAG3特异性aVH结构域阻断和防止LAG3与T细胞上表达的MHCII结合的能力，使用从细菌纯化的aVH结构域执行基于细胞的结合抑制测定。在第一步骤中，将在20μg/ml至0.05μg/ml范围内的aVH结构域的系列稀释液在含有1μg/ml的生物素化的LAG3-Fc的PFAE缓冲液(含2％FCS、0.02％叠氮化钠和1mM EDTA的PBS)中温育。在室温下20分钟后，将混合物加入2×10⁵个经PFAE洗涤的A375细胞中。在4℃下30分钟后，将细胞用PFAE洗涤一次。通过加入Alexa647标记的山羊抗人Fc来检测LAG3-Fc与在A375细胞上表达的MHCII的结合。在温育30分钟后，将细胞在PFAE缓冲液中洗涤，并使用FACS calibur流式细胞仪进行结合分析。

实例6

将选定的二硫键稳定化的aVH克隆转换为基于Fc的形式

为了进一步表征选定的aVH克隆，将所有结合物度转换为基于Fc的形式。将编码aVH的序列在N-末端融合至人IgG1 Fc结构域或具有“突起”突变的人IgG1 Fc结构域。两种Fc变体均包含完全消除FcγR结合的PG-LALA突变。与P329G、L234A和L235A(EU编号)的Fc结构域中的突变有关的PG-LALA突变描述于WO 2012/130831中，该文献的全部内容并入本文中。

虽然所得的aVH-Fc(PG-LALA)融合序列(具有SEQ ID NO:98、SEQ ID NO:100、SEQID NO:102、SEQ ID NO:104、SEQ ID NO:106、SEQ ID NO:108、SEQ ID NO:110、SEQ ID NO:112、SEQ ID NO:114、SEQ ID NO:116、SEQ ID NO:118的DNA序列和具有SEQ ID NO:99、SEQID NO:101、SEQ ID NO:103、SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111、SEQ ID NO:113、SEQ ID NO:115、SEQ ID NO:117、SEQ ID NO:119的相应蛋白质序列)的表达产生了二价Fc融合构建体(图2C)，而aVH Fc(突起，PG-LALA)融合构建体(具有SEQID NO:120、SEQ ID NO:122、SEQ ID NO:124、SEQ ID NO:126、SEQ ID NO:128、SEQ ID NO:130、SEQ ID NO:132、SEQ ID NO:134、SEQ ID NO:136、SEQ ID NO:138、SEQ ID NO:140的DNA序列和具有SEQ ID NO:121、SEQ ID NO:123、SEQ ID NO:125、SEQ ID NO:127、SEQ IDNO:129、SEQ ID NO:131、SEQ ID NO:133、SEQ ID NO:135、SEQ ID NO:137、SEQ ID NO:139、SEQ ID NO:141的相应蛋白质序列)与带有“孔”突变的Fc序列片段(SEQ ID NO:74)的共表达产生了单价aVH-Fc融合构建体(图2A)。如前所述执行分子的产生和纯化。

单价aVH-Fc融合构建体的生化表征

为了表征和比较它们的生化和生物物理特性，对所有单价aVH-Fc融合构建体进行以下详细分析：

化学降解测试

将样品分成三等份，然后分别重新缓冲到20mM His/His-HCl、140mM NaCl，pH 6.0(His/NaCl)中或PBS中，并在40℃(His/NaCl)或37℃(PBS)下保存2周。将对照样品保存在-80℃下。

在温育结束后，分析样品的相对活性浓度(SPR)、聚集(SEC)和片段化(CE-SDS)，并与未处理的对照进行比较。

疏水相互作用色谱(HIC)

通过将20μg样品注入到用25mM磷酸钠、1.5M硫酸铵，pH 7.0平衡的HIC-醚-5PW(Tosoh)柱上来确定表观疏水性。在60分钟内使用从0％至100％的缓冲液B(25mM磷酸钠，pH7.0)线性梯度执行洗脱。将保留时间与具有已知疏水性的蛋白质标准品进行比较。大多数抗体展示出介于0与0.35之间的相对保留时间。

热稳定性

在20mM His/His-HCl、140mM NaCl，pH 6.0中以1mg/mL的浓度制备样品，通过经由0.4μm滤板离心而转移到384孔光学板中，并用石蜡油覆盖。通过在DynaPro酶标仪(Wyatt)上进行动态光散射来重复测量流体动力学半径，同时将样品以0.05℃/min的速率从25℃加热至80℃。

FcRn亲和色谱

如(Schlothauer等人)所述，将FcRn表达、纯化和生物素化。为了进行偶联，将制备的受体加入到链霉亲和素-琼脂糖(GE Healthcare)中。将所得的FcRn-琼脂糖基质填充在柱壳体中。用20mM的2-(N-吗啉)-乙磺酸(MES)、140mM NaCl，pH 5.5(洗脱液A)以0.5ml/min的流速平衡该柱。将30μg抗体样品用洗脱液A以1:1的体积比稀释，然后施加到FcRn柱上。将该柱用5倍柱体积的洗脱液A洗涤，然后用35倍柱体积的从20％至100％的20mM Tris/HCl、140mM NaCl，pH 8.8的线性梯度(洗脱液B)进行洗脱。用25℃的柱温箱执行分析。通过连续测量280nm下的吸光度来监测洗脱图谱。将保留时间与具有已知亲和力的蛋白质标准品进行比较。大多数抗体展示出介于0与1之间的相对保留时间。

表11汇总了不同测试样品的生物物理和生物化学特性。所有测试样品都显示出意外的高热稳定性和明显的疏水性。然而，克隆17D7和19G3显示出与FcRn的异常强结合。所有样品在有胁迫时仅表现出较小的片段化(表12)，但是克隆P11E2和P11E9在有胁迫时显示出显著的聚集倾向(表12)。最后，SPR测量结果显示，除P11A2以外的所有样品均在胁迫后保留了与它们的Lag3靶标的大部分结合特性(相对活性浓度>80％)(表13)。

表11.不同测试分子的生物物理和生物化学特性

¹使用对应的对称二价分子执行的实验

表12.胁迫后不同测试分子的完整性

表13.胁迫后不同测试分子的相对活性浓度(％)

¹n.a.：不适用

实例7

二价aVH-Fc融合构建体的体外表征

对于以下所述的体外实验，使用以下试剂。所有结果的汇总可见于表14中。

所使用的材料是PBS(DPBS，PAN，P04-36500)、BSA(Roche，10735086001)、Tween 20(Polysorbat 20(usb，编号20605，500ml))、PBST封闭缓冲液(PBS(10x，Roche，编号11666789001)/2％BSA(牛血清白蛋白级分V，不含脂肪酸，Roche，编号10735086001)/0.05％Tween 20)、一步ELISA缓冲液(OSEP)(PBS(10x，Roche，编号11666789001)、0.5％BSA(牛血清白蛋白级分V，不含脂肪酸，Roche，编号10735086001)、0.05％Tween 20)。

表14.二价aVH-Fc融合构建体的体外表征

*不良拟合

X＝未达到平台期

对人Lag3进行ELISA

将Nunc maxisorp平板(Nunc 464718)用在PBS缓冲液中稀释的25μl/孔的蛋白质浓度为800ng/ml的重组人LAG3 Fc嵌合蛋白(R&D Systems，2319-L3)包被，并且在4℃下温育过夜或在室温下温育1h。洗涤(PBST缓冲液，3×90μl/孔)后，将每个孔用90μl封闭缓冲液(PBS+2％BSA+0.05％Tween 20)在室温下温育1h。洗涤(PBST缓冲液，3×90μl/孔)后，添加25μl的浓度为1000或3000-0.05ng/ml的抗Lag3 aVH样品(在OSEP缓冲液中的1:3稀释液)，并且在室温下温育1h。洗涤(PBST缓冲液，3×90μl/孔)后，以1:800稀释度添加25μl/孔的山羊抗人IgG F(ab’)2-HRP缀合物(Jackson，JIR109-036-006)，并且在室温下温育1h。洗涤(3×90μl/孔，使用PBST缓冲液)后，添加25μl/孔的TMB底物(Roche，11835033001)，并温育2-10min。在370/492nm下在Tecan Safire 2仪器上执行测量。与对照抗体MDX25F7(如在US2011/0150892和WO2014/008218中所公开的)相比，大多数aVH克隆显示出更高的EC50值。此外，使用鼠类LAG3-Fc抗原(R&D Systems，3328-L3-050)的相应ELISA实验显示，没有一种结合物是与鼠类LAG3交叉反应的(数据未示出)。

解离率确定

使用BIACORE B4000或T200仪器(GE Healthcare)通过表面等离子体共振研究抗Lag3 aVH Fc融合构建体与人Lag3的解离率。所有实验均在25℃下使用PBST缓冲液(pH 7.4+0.05％Tween20)作为运行缓冲液执行。将抗人Fc(JIR109-005-098，Jackson)在系列S C1传感器芯片(GE Healthcare)上固定化至约240-315RU。以10μl/min捕获1μg/ml或5μg/ml的抗Lag3 aVH抗体60秒钟。在下一步骤中，通过在250μg/ml的浓度下以10μl/min注入人IgG(Jackson，JIR-009-000-003)达两次120秒注射来封闭游离的抗人Fc结合位点。将0nM、5nM和25nM的人LAG-3Fc嵌合蛋白(R&D Systems，2319-L3)以30μl/min的流率施加180秒。通过用运行缓冲液洗涤来监测解离阶段900秒。通过以30μl/min的流率注入H3PO4(0.85％)70秒来使表面再生。

通过减去从模拟表面获得的响应来校正本体折射率差异。减去空白注入(双重参照)。使用BIAevaluation软件将导出的曲线拟合成1:1Langmuir结合模型。将测得的解离率与先前测得的单价aVH结构域的解离率进行比较，可以得出的结论是二价aVH-Fc构建体的结合是非常强烈地由亲和力介导的。

实例8

细胞上aVH-Fc融合构建体的表征

在以下部分中，在几种基于细胞的测定中表征了选定的aVH-Fc融合构建体。对于以下所述的体外实验，使用以下试剂。所有结果的汇总可见于表15中。

所使用的材料是PBS(DPBS，PAN，P04-36500)、BSA(Roche，10735086001)、Tween 20(Polysorbat 20(usb，编号20605，500ml))、PBST封闭缓冲液(PBS(10x，Roche，编号11666789001)/2％BSA(牛血清白蛋白级分V，不含脂肪酸，Roche，编号10735086001)/0.05％Tween 20)、一步ELISA缓冲液(OSEP)(PBS(10x，Roche，编号11666789001)、0.5％BSA(牛血清白蛋白级分V，不含脂肪酸，Roche，编号10735086001)、0.05％Tween 20)。

表15.二价aVH-Fc融合构建体的基于细胞的表征

X＝未达到平台期

细胞表面Lag3结合ELISA

将25μl/孔的Lag3细胞(表达Lag3的重组CHO细胞，10000个细胞/孔)接种到经组织培养处理的384孔平板(Corning，3701)中，并且在37℃下温育一或两天。第二天，在移除培养基之后，添加25μl的二价抗Lag3 aVH-Fc构建体(在OSEP缓冲液中的1:3稀释液，以6μg/ml的浓度开始)，并且在4℃下温育2h。洗涤(1×90μl，在PBST中)后，通过添加30μl/孔的戊二醛至0.05％的最终浓度(Sigma，目录号：G5882)将细胞在室温下固定10min。洗涤(PBST缓冲液，3×90μl/孔)后，以1:2000稀释度添加25μl/孔的山羊抗人IgG H+L-HRP缀合物(Jackson，JIR109-036-088)，并且在室温下温育1h。洗涤(PBST缓冲液，3×90μl/孔)后，添加25μl/孔的TMB底物(Roche，11835033001)，并温育6-10min。在370/492nm下在TecanSafire 2仪器上进行测量。总的来说，所有的测试分子均与重组地表达LAG3的CHO细胞结合。它们的EC50值大部分在亚纳摩尔范围内，从而表明了非常强的亲和力介导的结合并证实了通过ELISA测量到的强结合(表14)。

A375 MHCII竞争ELISA

将25μl/孔的A375细胞(10,000个细胞/孔)接种到经组织培养处理的384孔平板(Corning，3701)中，并且在37℃下温育过夜。二价抗Lag3 aVH-Fc构建体以1:3稀释度与在细胞培养基中的生物素化的Lag3(250ng/ml)一起预温育1h，以3μg/ml的抗体浓度开始。从具有接种细胞的孔中移除培养基之后，将25μl aVH-Lag3预温育混合物转移至孔中，并且在4℃下温育2h。洗涤(1×90μl，在PBST中)后，通过添加30μl/孔的戊二醛至0.05％的最终浓度(Sigma，目录号：G5882)，将细胞在室温下固定10min。洗涤(PBST缓冲液，3×90μl/孔)后，以1:2000或1:8000稀释度添加25μl/孔的聚-HRP40-链霉亲和素(Fitzgerald，65R-S104PHRPx)，并且在室温下温育1h。洗涤(PBST缓冲液，3×90μl/孔)后，添加25μl/孔的TMB底物(Roche，11835033001)并温育2至10min。在370/492nm下在Tecan Safire 2仪器上进行测量。与对照抗体MDX25F7相比，几个aVH克隆在3μg/ml的浓度和等效的IC50值下显示出相似甚至更好的抑制作用。

aVH-Fc构建体与重组cyno Lag3阳性HEK细胞的结合

除了使用重组表达人LAG3的CHO细胞进行结合分析之外，还评估了与食蟹猴Lag3阳性HEK细胞的结合。对于此实验，将先前用cyno-LAG3瞬时转染的冷冻的HEK293F细胞解冻、离心并且再补充于PBS/2％FBS中。将1.5×10⁵个细胞/孔接种到96孔平板中。加入一组二价抗Lag3aVH-Fc融合构建体至最终归一化浓度为10μg/ml。为进行参考且作为对照，在实验中制备和测量自体荧光和阳性对照(MDX 25F7和MDX26H10)以及同种型对照(来自Sigma的huIgG1，目录号#I5154)抗体。HEK细胞与指示的aVH-Fc构建体或抗体一起在冰上温育45min，用200μl冰冷的PBS/2％FBS缓冲液洗涤两次，之后添加二抗(APC标记的山羊抗人IgG-κ，Invitrogen，目录号#MH10515)(1:50稀释于FACS-Puffer/孔)，并且在冰上再温育30min。将细胞再次用200μl的冰冷PBS/2％FBS缓冲液洗涤两次，然后将样品最终重悬于150μl FACS缓冲液中，并且在FACS CANTO-ⅡHTS模块上测量结合。

实例9

aVH-Fc融合构建体的功能表征

PD-1和LAG-3阻断对与同种异体成熟树突细胞共培养的人CD4 T细胞的细胞毒性颗粒酶B释放和IL-2分泌的影响

对于以下实验，产生并使用了根据WO 2017/055443A1的抗PD-1抗体(0376)。该抗PD-1抗体是指针对PD1-0103_01(0376)的人源化变异体-重链可变结构域VH的SEQ ID NO:192和针对PD1-0103_01(0376)的人源化变异体-轻链可变结构域VL的SEQ ID NO:193。

为了分析同种异体环境中aVH-Fc构建体与抗PD-1(0376)抗体的组合对二价LAG3阻断的影响，开发了一种测定法，其中将新鲜纯化的CD4 T细胞在单核细胞来源的同种异体成熟树突细胞(mDC)的存在下共培养5天。移除非贴壁细胞的一周前，通过塑料粘附从新鲜PBMC中分离单核细胞。然后通过在含有GM-CSF(50ng/ml)和IL-4(100ng/ml)的培养基中培养5天而由单核细胞生成未成熟DC(iDC)。为了诱导iDC成熟，将TNF-α、IL-1β和IL-6(各50ng/ml)添加至培养基，再培养2天。然后通过经由流式细胞术(LSRFortessa，BDBiosciences)测量II类主要组织相容性复合体(MHCII)、CD80、CD83和CD86的表面表达来评定DC成熟。

在最小程度的混合淋巴细胞反应(mMLR)当天，经由微珠试剂盒(MiltenyiBiotec)从获自无关供体的10⁸个PBMC中富集CD4 T细胞。在培养之前，用5μM的羧基-荧光素-琥珀酰亚胺酯(CFSE)标记CD4 T细胞。然后将10⁵个CD4 T细胞与成熟的同种异体DC(5:1)一起在存在或不存在单独的抗PD1抗体(0376)或其与来自Novartis(BAP050)的二价抗LAG3 aVH-Fc构建体或LAG3特异性对照抗体和Bristol Meyers Squibb(BMS-986016)的组合的情况下以10μg/ml的浓度平板接种在96孔板中。DP47是在Fc部分中具有用以避免被FcγR识别的PG-LALA突变的非结合人IgG，并且用作阴性对照。

五天后，收集细胞培养上清液，并稍后用于通过ELISA(R&D Systems)测量IL-2水平，并且使细胞在Golgi Plug(布雷菲德菌素A)和Golgi Stop(莫能菌素)的存在下在37℃下再放置5小时。然后洗涤细胞，用抗人CD4抗体和Live/Dead可固定染料Aqua(Invitrogen)进行表面染色，之后用Fix/Perm缓冲液(BD Bioscience)进行固定/透化。随后，对颗粒酶B(BD Bioscience)和IFN-γ(eBioscience)执行细胞内染色。当与抗PD-1(0376)抗体组合时，二价P21A03 LAG3 aVH-Fc构建体以与抗体BAP050相当的方式诱导CD4 T细胞进行颗粒酶B和IL-2的分泌。此外，若干附加aVH克隆也显示出升高水平的颗粒酶B表达和/或IL2分泌。图6A和图6B中示出了用来自6个独立供体的血细胞进行的实验的经整理结果。

aVH与表达Lag3的活化的食蟹猴PBMC/T细胞的结合

在该实验中，评定了与活化的食蟹猴T细胞上表达的Lag3的结合。

通过FACS分析，确认四种抗Lag3 aVH-Fc融合构建体与在食蟹猴T细胞或PBMC的细胞表面上表达的Lag3的结合特征。虽然Lag3不在天然T细胞上表达，但是它在活化时和/或在耗竭的T细胞上表达时被上调。因此，由新鲜的食蟹猴血液制备食蟹猴外周血单核细胞(PBMC)，然后通过抗CD3/CD28预处理(1μg/ml)2-3天进行活化。随后对活化细胞的Lag3表达进行分析：简而言之，将1-3×10⁵个活化细胞在冰上用最终浓度为10μg/ml的所指示的抗Lag3 aVH-Fc构建体和相应对照抗体染色30-60min。结合的抗Lag3 aVH/抗体是经由与Alexa488缀合的抗人IgG二抗检测的。染色之后，将细胞用PBS/2％FCS洗涤两次，并且在FACS Fortessa(BD)上进行分析。

表16汇总了活化的食蟹猴PBMC内的Lag3阳性细胞的百分比。在活化的食蟹猴T细胞上，大多数aVH表现出与Lag3的显著结合。有趣的是，与人抗Lag3参考抗体(MDX25F7，BMS-986016)相比，所有单价aVH-Fc均显示出更高的阳性细胞百分比，并且与所有三种对照抗体相比，所有二价构建体均表现出甚至更高的结合。

表16.活化的食蟹猴PBMC内Lag3阳性细胞的百分比：

NFAT Lag3报告基因测定

为了测试Lag3 aVH克隆在体外恢复被抑制的T细胞应答方面的中和效力，使用可商购获得的报告***。此***由Lag3+NFAT Jurkat效应细胞(Promega，目录号#CS194801)、MHC-II⁺Raji细胞(ATCC，#CLL-86)和超级抗原组成。简而言之，报告***基于三个步骤：(1)超级抗原诱导的NFAT细胞活化，(2)由抑制MHCⅡ(Raji细胞)与Lag3⁺NFAT Jurkat效应细胞之间的相互作用介导的活化信号的抑制，以及(3)通过Lag3-拮抗/中和VH-Fc融合构建体而恢复NFAT活化信号。

对于此实验，如先前所述培养Raji和Lag-3⁺Jurkat/NFAT-luc2效应T细胞。在白色平底96孔培养平板(Costar，目录号#3917)中，于测定培养基(RPMI 1640(PAN Biotech，目录号#P04-18047)、1％FCS)中制备五种抗Lag3 aVH-Fc构建体和参考抗体的系列稀释液。将1×10⁵个Lag3⁺NFAT-Jurkat细胞/孔添加至抗体溶液。在此步骤之后，将2.5×10⁴个Raji细胞/孔添加至Jurkat细胞/aVH-Fc混合物以及最终浓度50ng/ml的SED超级抗原(Toxintechnology，目录号DT303)。在37℃和5％CO₂下温育六小时之后，将Bio-Glo底物(Promega，#G7940)升温至室温并进行添加，温育5-10min，然后根据试剂盒制造商的建议在Tecan Infinite读板器上测量总体发光。

表17中示出的是在SED刺激时由单价和二价抗Lag3 aVH-Fc构建体造成的MHCII/Lag3介导的NFAT荧光素酶信号抑制的恢复(作为EC50值给出)。比较单价和二价构建体P9G1和P21A03的EC50值表明，两种二价构建体均显示出显著改善的LAG3阻断，并因此活化了NFAT+Jurkat细胞。这最可能是由于它们与LAG3进行亲和力驱动的强结合以作为二价融合构建体。值得注意的是，与对照抗体MDX25F7相比，二价aVH-Fc构建体显示出相似的EC50值。

表17.

改良的NFAT Lag3报告基因测定

作为上述NFAT Lag3报告基因测定的替代变体，在没有SED刺激和Raji细胞的情况下评估抗Lag3 aVH-Fc构建体的影响。在此测定中，在加入BioGlo底物之后、测定发光之前，在37℃和5％CO₂下，仅如上所述单独培养Lag-3⁺Jurkat/NFAT-luc2效应T细胞(＝1×10⁵个细胞/孔)，或将其在经滴定的对照抗体或若干VH-Fc构建体的存在下培养20h。

此测定的目的是评定重组Jurkat细胞中的基础NFAT活性，以及在没有与第二细胞系提供的MHC-II的相互作用的情况下，aVH-Fc构建体对活化状态的抑制影响。

在表18中示出了aVH-Fc构建体和对照抗体MDX25F7几乎完全降低荧光素酶活性的IC50值。与先前的测定相似，二价构建体显示出显著改善的功能性，从而得到了改善的IC50。同样，这最可能是由于它们与LAG3进行亲和力驱动的强结合以作为二价融合构建体。将二价aVH-Fc构建体的IC50值与MDX25F7进行比较再次显示出了相似的值。

表18

实例10

双特异性抗PD1/抗LAG3抗体样1+1构建体的功能表征在经由双特异性抗PD1/抗LAG3双特异性1+1抗体样构建体同时接合后，细胞PD1和Lag3的二聚化

生成双特异性抗PD1/抗LAG3抗体样1+1构建体(图2D)。Lag3结合部分是自主VH结构域。为了产生这些构建体，将编码PD1轻链的质粒(SEQ ID NO:144所示的DNA序列；SEQ IDNO:145所示的蛋白质序列)、编码PD1重链(孔，PG-LALA)的质粒(SEQ ID NO:142所示的DNA序列；SEQ ID NO:143所示的蛋白质序列)以及编码aVH-Fc融合体(突起，PG-LALA)(根据SEQID NO:127(21A3)、SEQ ID NO:129(P9G1)、SEQ ID NO:131(P10D1)、SEQ ID NO:139(P19G3)的所得蛋白质序列)的质粒中的一种共转染到HEK 293细胞中。如前所述执行相应PD1-LAG1+1抗体构建体的温育和纯化。使用所述构建体来分析在存在PD1-LAG3双特异性构建体的情况下，PD1和LAG3的二聚化或至少局部共累积。为了测量这种特异性相互作用，两种受体的细胞质C-末端单独地与报告酶的异源亚基融合。单独的单个酶亚基未显示出报告活性。然而，预期抗PD1/抗Lag3双特异性抗体构建体与两种受体的同时结合会导致两种受体的局部胞质累积、两个异源酶亚基的互补，并最终导致形成特异性和功能性的酶，该酶水解底物从而产生化学发光信号。

为了分析双特异性抗PD1/抗LAG3抗体样构建体的交联作用，将10,000个PD1⁺Lag3⁺人U2OS细胞/孔接种到白色平底96孔平板(Costar，目录号#3917)中并在100μl完全培养基(DiscoverX编号93-0563R5B)中培养过夜。第二天，将细胞培养基弃去并且替换为55μl新鲜培养基。制备抗体稀释液，并且添加55μl滴定量的所指示的构建体并在37℃下温育2小时。接下来，添加110μl/孔的底物/缓冲液混合物(例如PathHunter Flash检测试剂)，并再次温育1h。为了测量在同时结合和二聚化时诱导的化学发光，使用Tecan Infinite读板器(图7)。

PD-1/LAG-3双特异性1+1抗体样构建体对与B细胞-类成淋巴细胞系(ARH77)共培养的人CD4 T细胞的细胞毒性颗粒酶B释放的影响

将CD4细胞与肿瘤细胞系ARH77共培养，并与以下抗体或抗体样构建体一起温育，所述以下抗体或抗体样构建体包括i)仅抗PD1抗体(0376)，ii)抗PD1抗体(0376)与二价抗LAG3 aVH-Fc构建体或LAG3抗体的组合，或iii)双特异性抗PD1/抗LAG3抗体样构建体。实验工序如上所述执行(关于对aVH-Fc融合构建体的功能表征所述)。在五天后，洗涤细胞，用抗人CD4抗体和Live/Dead可固定染料Aqua(Invitrogen)进行染色，之后用Fix/Perm缓冲液(BD Bioscience)进行固定/透化。随后，对颗粒酶B(BD Bioscience)执行细胞内染色。

总共测试了4种LAG3特异性aVH，即P21A03、P9G1、P10D1和19G3，作为二价aVH-Fc构建体与我们的抗PD1抗体的组合，或作为双特异性抗PD1/抗LAG3抗体样1+1构建体。有趣的是，尽管对于二价aVH-Fc构建体与抗PD-1抗体(0376)的组合或对于双特异性抗体样形式均未观察到对单独的抗PD-1的显著加性或协同效应，但是对于以下双特异性抗体样构建体观察到了CD4 T细胞的颗粒酶B分泌增加的趋势。PD1/P21A03aVH、PD1/P9G1 aVH，以及PD1/P10D1 aVH。对于这些构建体，颗粒酶B释放与竞争者抗LAG-3抗体与PD-1阻断抗体(0376)的组合相当(图8)。

本发明的另外方面

在另一方面中，本发明提供了一种自主VH结构域，所述自主VH结构域在根据Kabat编号的(i)52a位和71位或(ii)33位和52位中包含半胱氨酸，其中所述半胱氨酸在合适的条件下形成二硫键。特别是，自主VH结构域是分离的自主VH结构域。自主VH结构域具有改善的稳定性。

在本发明的优选实施例中，自主VH结构域包含重链可变结构域框架，所述重链可变结构域框架包含

(a)FR1，其包含SEQ ID NO:207所示的氨基酸序列，

(b)FR2，其包含SEQ ID NO:208所示的氨基酸序列，

(c)FR3，其包含SEQ ID NO:209所示的氨基酸序列，以及

(i)FR4，其包含SEQ ID NO:210所示的氨基酸序列；

或

(a)FR1，其包含SEQ ID NO:211所示的氨基酸序列，

(b)FR2，其包含SEQ ID NO:208所示的氨基酸序列，

(c)FR3，其包含SEQ ID NO:209所示的氨基酸序列，以及

(d)FR4，其包含SEQ ID NO:210所示的氨基酸序列。

自主VH结构域特别有用，因为根据SEQ ID NO:207至SEQ ID NO:211的FR1至FR4在人类中不是免疫原性的。因此，本发明的自主VH结构域是产生用于鉴定抗原结合分子的VH文库的有前途的候选者。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域包含SEQ ID NO:40、或SEQ ID NO:42、或SEQ ID NO:44、SEQ ID NO:46、或SEQ ID NO:180所示的序列。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域包含与SEQ ID NO:40、或SEQ IDNO:42、或SEQ ID NO:44、SEQ ID NO:46、或SEQ ID NO:180所示的氨基酸序列至少95％的序列一致性。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域与死亡受体5(DR5)、或与黑色素瘤相关硫酸软骨素蛋白聚糖(MCSP)或与转铁蛋白受体1(TfR1)、或与淋巴细胞活化基因3(LAG3)结合。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域与MCSP结合，所述MCSP包含

(i)包含SEQ ID NO:212所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:213所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:214所示的氨基酸序列的CDR3；或者

(ii)包含SEQ ID NO:215所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:216所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:217所示的氨基酸序列的CDR3；或者

(iii)包含SEQ ID NO:218所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:219所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:220所示的氨基酸序列的CDR3；或者

(iv)包含SEQ ID NO:221所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:222所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:223所示的氨基酸序列的CDR3；或者

(v)包含SEQ ID NO:224所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:225所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:226所示的氨基酸序列的CDR3。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域与TfR1结合，所述TfR1包含

(i)包含SEQ ID NO:227所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:228所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:229所示的氨基酸序列的CDR3；或者

(ii)包含SEQ ID NO:230所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:231所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:232所示的氨基酸序列的CDR3；或者

(iii)包含SEQ ID NO:233所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:234所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:235所示的氨基酸序列的CDR3；或者

(iv)包含SEQ ID NO:236所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:237所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:238所示的氨基酸序列的CDR3；或者

(v)包含SEQ ID NO:239所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:240所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:241所示的氨基酸序列的CDR3；或者

(vi)包含SEQ ID NO:242所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:243所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:244所示的氨基酸序列的CDR3；或者

(vii)包含SEQ ID NO:245所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:246所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:247所示的氨基酸序列的CDR3。

自主VH结构域可以与MCSP结合。与MCSP结合的自主VH结构域可包含选自由以下项组成的组的氨基酸序列：SEQ ID NO:57、SEQ ID NO:59、SEQ ID NO:61、SEQ ID NO:63、SEQID NO:65。自主VH结构域可以与TfR1结合。与TfR1结合的自主VH结构域可包含选自由以下项组成的组的氨基酸序列：SEQ ID NO:194所示的氨基酸序列、SEQ ID NO:195所示的氨基酸序列、SEQ ID NO:196所示的氨基酸序列、SEQ ID NO:197所示的氨基酸序列、SEQ ID NO:198所示的氨基酸序列、SEQ ID NO:199所示的氨基酸序列、SEQ ID NO:200所示的氨基酸序列。自主VH结构域可以与LAG3结合。与Lag3结合的自主VH结构域可包含选自由以下项组成的组的氨基酸序列：SEQ ID NO:77、SEQ ID NO:79、SEQ ID NO:81、SEQ ID NO:83、SEQ IDNO:85、SEQ ID NO:87、SEQ ID NO:89、SEQ ID NO:91、SEQ ID NO:93、SEQ ID NO:95、SEQ IDNO:97。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域与LAG3结合，所述LAG3包含(i)包含SEQ ID NO:146所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:147所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:148所示的氨基酸序列的CDR-H3；或者(ii)包含SEQ ID NO:149所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:150所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:151所示的氨基酸序列的CDR3；或者(iii)包含SEQ ID NO:152所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ IDNO:153所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:154所示的氨基酸序列的CDR3；或者(iv)包含SEQ ID NO:155所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:156所示的氨基酸序列的CDR2、包含SEQ ID NO:157所示的氨基酸序列的CDR3；或者(v)包含SEQ ID NO:158所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:159所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:160所示的氨基酸序列的CDR3；或者(vi)包含SEQ ID NO:161所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQID NO:162所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:163所示的氨基酸序列的CDR3；或者(vii)包含SEQ ID NO:164所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:165所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:166所示的氨基酸序列的CDR3；或者(viii)包含SEQ ID NO:167所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:168所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ IDNO:169所示的氨基酸序列的CDR3；或者(ix)包含SEQ ID NO:170所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:171所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:172所示的氨基酸序列的CDR3；或者(x)包含SEQ ID NO:173所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:174所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQ ID NO:175所示的氨基酸序列的CDR3；或者(xi)包含SEQ IDNO:176所示的氨基酸序列的CDR1、包含SEQ ID NO:177所示的氨基酸序列的CDR2和包含SEQID NO:178所示的氨基酸序列的CDR3。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域进一步包含选自由H35G、Q39R、L45E和W47L组成的组的取代。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域包含选自由L45T、K94S和L108T组成的组的取代。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域包含VH3_23框架，特别地基于Herceptin的VH序列。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域与Fc结构域融合。

在本发明的一个优选实施例中，Fc结构域是人Fc结构域。

在本发明的一个优选实施例中，自主VH结构域与Fc结构域末端的N-末端或C-末端融合。在本发明的一个优选实施例中，Fc结构域包含与如本文所述的“杵臼结构技术(knob-into-hole-technology)”有关的突起突变或孔突变，特别是突起突变。对于N-末端和C-末端Fc融合体，甘氨酸-丝氨酸(GGGGSGGGGS)接头、具有接头序列“DGGSPTPPTPGGGSA”的接头或任何其他接头可优选地在自主VH结构域与Fc结构域之间表达。自主VH结构域和Fc结构域的示例性优选融合体包含选自由以下项组成的组的氨基酸序列：SEQ ID NO:121、SEQ IDNO:123、SEQ ID NO:125、SEQ ID NO:127、SEQ ID NO:129、SEQ ID NO:131、SEQ ID NO:133、SEQ ID NO:135、SEQ ID NO:137、SEQ ID NO:139、SEQ ID NO:141。自主VH结构域和Fc结构域的示例性优选融合体包含选自由以下项组成的组的氨基酸序列：SEQ ID NO:99、SEQ IDNO:101、SEQ ID NO:103、SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111、SEQ ID NO:113、SEQ ID NO:115、SEQ ID NO:117、SEQ ID NO:119。

本发明的另一方面涉及一种VH结构域文库，所述VH结构域文库包含如本文所公开的多种自主VH结构域。

本发明的另一方面涉及一种VH结构域文库，所述VH结构域文库包含由多种多核苷酸产生的如本文所公开的多种自主VH结构域。

本发明的另一方面涉及一种多核苷酸文库，所述多核苷酸文库包含编码如本文所公开的多种自主VH结构域的多种多核苷酸。

本发明的另一方面涉及一种编码如本文所公开的自主VH结构域的多核苷酸。

本发明的另一方面涉及一种包含所述多核苷酸的表达载体，其中如本文所公开，所述多核苷酸编码自主VH结构域。

本发明的另一方面涉及一种宿主细胞，特别是真核或原核宿主细胞，所述宿主细胞包含如本文所公开的表达载体。

本发明的另一方面涉及一种抗体，特别是双特异性或多特异性抗体。所述抗体，特别是双特异性或多特异性抗体，包含如本文所公开的自主VH结构域。特别是，所述抗体是分离的抗体。在某些实施例中，多特异性抗体具有三种或更多种结合特异性。在某些实施例中，双特异性抗体可结合靶标的两个(或更多个)不同的表位。可以将双特异性和多特异性抗体制备为全长抗体或抗体片段。多特异性抗体的各种分子形式是在本领域中已知的并且包括在本文中(参见例如Spiess等人，Mol Immunol 67(2015)95-106)。

本发明的另一方面涉及一种使用如本文所公开的VH结构域文库鉴定抗原结合分子的方法。所述方法包括以下步骤：(i)使所述VH结构域文库与靶标接触；以及(ii)鉴定与所述靶标结合的文库的VH结构域。在步骤(ii)中，可以分离与靶标结合的文库的VH结构域以进行其鉴定。

本发明的另一方面涉及一种使用如本文所公开的多核苷酸文库来鉴定抗原结合分子的方法。所述方法包括以下步骤：(i)特别地在宿主细胞中表达多核苷酸文库；(ii)使表达的VH结构域文库与靶标接触；以及(iii)鉴定表达的VH结构域文库中与所述靶标结合的VH结构域。在步骤(ii)中，可以分离与靶标结合的文库的VH结构域以进行其鉴定。

本发明的另一方面涉及如本文所公开的VH结构域文库在如本文所公开的方法中的用途。

本发明的另一方面涉及如本文所公开的多核苷酸文库在如本文所公开的方法中的用途。

Claims (35)

1.一种双特异性或多特异性抗体，其包含与LAG3结合的第一抗原结合位点，其中所述第一抗原结合位点是自主VH结构域。

2.根据权利要求1所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述双特异性或多特异性抗体包含与PD1结合的第二抗原结合位点。

3.根据权利要求1或2所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，根据Kabat编号，所述自主VH结构域在(i)52a位和71位或(ii)33位和52位中包含半胱氨酸，其中所述半胱氨酸在合适的条件下形成二硫键。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，与LAG3结合的所述自主VH结构域包含

(i)具有SEQ ID NO:146所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:147所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:148所示的序列的CDR3；或者

(ii)具有SEQ ID NO:149所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:150所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:151所示的序列的CDR3；或者

(iii)具有SEQ ID NO:152所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:153所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:154所示的序列的CDR3；或者

(iv)具有SEQ ID NO:155所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:156所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:157所示的序列的CDR3；或者

(v)具有SEQ ID NO:158所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:159所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:160所示的序列的CDR3；或者

(vi)具有SEQ ID NO:161所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:162所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:163所示的序列的CDR3；或者

(vii)具有SEQ ID NO:164所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:165所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:166所示的序列的CDR3；或者

(viii)具有SEQ ID NO:167所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:168所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:169所示的序列的CDR3；或者

(ix)具有SEQ ID NO:170所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:171所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:172所示的序列的CDR3；或者

(x)具有SEQ ID NO:173所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:174所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:175所示的序列的CDR3；或者

(xi)具有SEQ ID NO:176所示的序列的CDR1、具有SEQ ID NO:177所示的序列的CDR2和具有SEQ ID NO:178所示的序列的CDR3。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述自主VH结构域包含选自由以下项组成的组的氨基酸序列：SEQ ID NO:77、SEQ ID NO:79、SEQID NO:81、SEQ ID NO:83、SEQ ID NO:85、SEQ ID NO:87、SEQ ID NO:89、SEQ ID NO:91、SEQID NO:93、SEQ ID NO:95、SEQ ID NO:97。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述自主VH结构域还包含选自由以下项组成的组的取代：H35G、Q39R、L45E和W47L。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述自主VH结构域还包含选自由以下项组成的列表的取代：L45T、K94S和L108T。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述自主VH结构域包含VH3_23人框架，特别是基于

即曲妥珠单抗的VH框架。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述与PD1结合的第二抗原结合位点包含

VH结构域，所述VH结构域包含

(i)CDR-H1，其包含SEQ ID NO:201所示的氨基酸序列，

(ii)CDR-H2，其包含SEQ ID NO:202所示的氨基酸序列，以及

(iii)CDR-H3，其包含SEQ ID NO:203所示的氨基酸序列；以及

VL结构域，所述VL结构域包含

(i)CDR-L1，其包含SEQ ID NO:204所示的氨基酸序列；

(ii)CDR-L2，其包含SEQ ID NO:205所示的氨基酸序列，以及

(iii)CDR-L3，其包含SEQ ID NO:206所示的氨基酸序列。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述与PD1结合的第二抗原结合位点包含VH结构域和/或VL结构域，所述VH结构域包含SEQ ID NO:192所示的氨基酸序列，所述VL结构域包含SEQ ID NO:193所示的氨基酸序列。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述双特异性或多特异性抗体是人抗体、人源化抗体或嵌合抗体。

12.根据权利要求2至11中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述双特异性或多特异性抗体包含Fc结构域和Fab片段，所述Fab片段包含所述与PD1结合的第二抗原结合位点。

13.根据权利要求12所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述Fc结构域是IgG，特别是IgG1 Fc结构域或IgG4 Fc结构域。

14.根据权利要求12或13所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述Fc结构域包含一个或多个氨基酸取代，所述一个或多个氨基酸取代减少与Fc受体的结合，特别是与Fcγ受体的结合。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述Fc结构域是人IgG1亚类，具有氨基酸突变L234A、L235A和P329G，编号依据为根据Kabat的EU索引。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述Fc结构域包含促进所述Fc结构域的第一亚基和第二亚基进行缔合的修饰。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述Fc结构域的所述第一亚基包含突起，并且所述Fe结构域的所述第二亚基包含根据杵臼结构技术的孔。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述Fc结构域的所述第一亚基包含氨基酸取代S354C和T366W，编号依据为根据Kabat的EU索引，并且所述Fc结构域的所述第二亚基包含氨基酸取代Y349C、T366S和Y407V，编号依据为根据Kabat的EU索引。

19.根据权利要求12至17中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述Fc结构域与所述aVH结构域的C-末端融合，其中所述融合体包含选自由以下项组成的组的氨基酸序列：SEQ ID NO:99、SEQ ID NO:101、SEQ ID NO:103、SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111、SEQ ID NO:113、SEQ ID NO:115、SEQ ID NO:117、SEQID NO:117，特别是包含选自由以下项组成的组的氨基酸序列：SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111。

20.根据权利要求12至18中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述包含与PD1结合的抗原结合位点的Fab片段的可变结构域VL和VH被彼此置换。

21.根据权利要求12至19中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，在所述Fab片段中，在恒定结构域CL中124位处的氨基酸独立地被赖氨酸(K)、精氨酸(R)或组氨酸(H)取代，编号依据为根据Kabat的EU索引，并且在恒定结构域CH1中147位和213位处的氨基酸独立地被谷氨酸(E)或天冬氨酸(D)取代，编号依据为根据Kabat的EU索引。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述双特异性或多特异性抗体包含

(a)第一重链、第一轻链、第二重链，所述第一重链包含与SEQ ID NO:192所示的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列，所述第一轻链包含与SEQ ID NO:193所示的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列，所述第二重链包含与选自由以下项组成的组的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列：SEQ ID NO:99、SEQ ID NO:101、SEQ ID NO:103、SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111、SEQ ID NO:113、SEQ IDNO:115、SEQ ID NO:117、SEQ ID NO:117，特别是包含与选自由以下项组成的组的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列：SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQID NO:111。

23.根据权利要求1至21中任一项所述的双特异性或多特异性抗体，其特征在于，所述双特异性或多特异性抗体包含

(a)重链或轻链，所述重链包含与SEQ ID NO:143所示的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列，所述轻链包含与SEQ ID NO:145所示的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列，以及

(b)第二重链，其包含与选自由以下项组成的组的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列：SEQ ID NO:99、SEQ ID NO:101、SEQ ID NO:103、SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111、SEQ ID NO:113、SEQ ID NO:115、SEQ ID NO:117、SEQID NO:117，特别是包含与选自由以下项组成的组的序列具有至少95％序列一致性的氨基酸序列：SEQ ID NO:105、SEQ ID NO:107、SEQ ID NO:109、SEQ ID NO:111。

24.一种多核苷酸，其编码权利要求1至23中任一项所述的双特异性或多特异性抗体。

25.一种载体，特别是表达载体，其包含权利要求24所述的多核苷酸。

26.一种宿主细胞，特别是真核或原核宿主细胞，其包含权利要求24所述的多核苷酸或权利要求25所述的载体。

27.一种产生权利要求1至23中任一项所述的双特异性抗体的方法，其包括以下步骤

(a)用至少一种载体转化宿主细胞，所述至少一种载体包含编码所述双特异性或多特异性抗体的多核苷酸，

(b)在适于表达所述双特异性或多特异性抗体的条件下培养所述宿主细胞，以及任选地

(c)从所述培养物，特别是所述宿主细胞中回收所述双特异性或多特异性抗体。

28.一种药物组合物，其包含权利要求1至23中任一项所述的双特异性或多特异性抗体和至少一种药学上可接受的赋形剂。

29.根据权利要求1至23中任一项所述的双特异性或多特异性抗体或根据权利要求28所述的药物组合物，其用作药物。

30.根据权利要求1至23中任一项所述的双特异性或多特异性抗体或根据权利要求28所述的药物组合物，其用于

i)调节免疫应答，诸如恢复T细胞活性，

ii)刺激免疫应答或功能，

iii)治疗感染，

iv)治疗癌症，

v)延缓癌症发展，

vi)延长癌症患者的存活期。

31.根据权利要求1至23中任一项所述的双特异性或多特异性抗体或根据权利要求28所述的药物组合物，其用于预防或治疗癌症。

32.根据权利要求1至23中任一项所述的双特异性或多特异性抗体或根据权利要求28所述的药物组合物，其用于治疗慢性病毒感染。

33.根据权利要求1至23中任一项所述的双特异性或多特异性抗体或根据权利要求28所述的药物组合物，其用于预防或治疗癌症，其中所述双特异性或多特异性抗体与化疗药物、放射疗法和/或用于癌症免疫疗法的其他药剂联合施用。

34.一种抑制个体中肿瘤细胞生长的方法，所述方法包括向所述个体施用有效量的根据权利要求1至23中任一项所述的双特异性或多特异性抗体以抑制肿瘤细胞的生长。

35.一种如上所述的发明。

Images