CN117903313A - 一种抗iars抗体及其应用 - Google Patents

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陈司琪
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Abstract

本发明涉及生物医药领域,公开了一种抗IARS抗体及其应用。本发明抗IASR抗体或其抗原结合片段可抑制IARS/JAK2/STAT3信号通路,减轻银屑病症状,显著改善银屑病的皮损面积及严重程度指数(PASI)的表征及病理变化,抑制表皮厚度增加以及病损皮肤细胞增殖;即本发明提供的上述抗IASR抗体或其抗原结合片段具有特异性抑制IARS蛋白的表达以及抑制JAK2/STAT3信号通路的作用,可抑制角质形成细胞增殖,显著缓解银屑病皮损进展,从而对银屑病等与IARS相关的疾病起到治疗效果。

Description

一种抗IARS抗体及其应用
技术领域
本发明涉及生物医药领域,尤其涉及一种抗IARS抗体及其应用。
背景技术
银屑病(psoriasis)是一种免疫介导的慢性、炎症性、复发性、***性疾病,多种环境因素如外伤、感染及药物等均可诱导遗传易感者发病。银屑病的典型临床表现为鳞屑性红斑或斑块,局限或广泛分布。2008年对6大城市的流行病行调查研究发现我国的银屑病患病率为0.47%。然而由于人口基数较大,我国银屑病患者绝对数多,达约700余万,北方多于南方。
目前,银屑病的治疗主要分为传统治疗和生物制剂靶向治疗两种。其中,靶向银屑病治疗机制中关键细胞因子的生物制剂或小分子药物虽取得了较为令人满意的疗效,但其尚不能彻底根治银屑病并有效防止银屑病复发,同时还存在部分患者疗效差等情况。因此,开发安全、高效且经济的新型银屑病治疗药物具有重要临床意义。
IARS(isoleucyl-tma synthetase)是氨酰-tRNA合成酶家族的一员,是进化保守的蛋白合成因子之一,在翻译中起着至关重要的作用。近年来被发现除了传统作用以外,许多IARSs可以在促进血管生成、炎症和肿瘤发生等方面发挥着重要作用,这刺激了新治疗药物的实验性开发,包括小分子药物。目前IARS在银屑病中的作用尚未明晰,也无针对IARS靶点的抗体用于治疗银屑病的相关报道。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种抗IARS抗体及其应用。本发明提供的抗IARS抗体或其抗原结合片段具有特异性抑制IARS蛋白的表达以及抑制JAK2/STAT3信号通路的作用,可抑制角质形成细胞增殖,从而对银屑病等与IARS相关的疾病起到治疗效果。
第一方面,本发明提供了一种抗IARS抗体或其抗原结合片段,包含重链可变区和轻链可变区,其中:
所述重链可变区包含分别如SEQ ID NO:12、SEQ ID NO:13和SEQ ID NO:14所示的HCDR1、HCDR2和HCDR3;所述轻链可变区包含分别如SEQ ID NO:15、SEQ ID NO:16和SEQ IDNO:17所示的LCDR1、LCDR2和LCDR3;或
所述重链可变区包含分别如SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:8所示的HCDR1、HCDR2和HCDR3;所述轻链可变区包含分别如SEQ ID NO:9、SEQ ID NO:10和SEQ IDNO:11所示的LCDR1、LCDR2和LCDR3。
作为优选,所述抗IARS抗体或其抗原结合片段为鼠源抗体或嵌合抗体。
作为优选,所述重链可变区的氨基酸序列如SEQ ID NO:4所示,或与SEQ ID NO:4具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性;所述轻链可变区的氨基酸序列如SEQ ID NO:5所示,或与SEQ ID NO:5具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性;或
所述重链可变区的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示,或与SEQ ID NO:2具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性;所述轻链可变区的氨基酸序列如SEQ ID NO:3所示,或与SEQ ID NO:3具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性。
作为优选,所述抗IARS抗体或其抗原结合片段为人源化抗体或其抗原结合片段。
进一步优选地,所述人源化抗体或其抗原结合片段包含人抗体的框架区(FR);更优选地,所述人源化抗体或其抗原结合片段包含回复突变。
作为优选,所述抗IARS抗体或其抗原结合片段包含重链恒定区,和/或轻链恒定区。
进一步优选,所述抗IARS抗体或其抗原结合片段包含人源的IgG1、IgG2、IgG3、IgG4或其变体的重链恒定区,和/或包含人源κ、λ链或其变体的轻链恒定区。
进一步优选,所述抗IARS抗体或其抗原结合片段包含鼠源的IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3或其变体的重链恒定区,和/或包含鼠源κ、λ链或其变体的轻链恒定区。
作为优选,所述抗原结合片段选自Fab、Fv、scFv、F(ab’)2、dsFv和dAb。
作为优选,所述抗IARS抗体包含重链和轻链,其中:
所述重链的序列如SEQ ID NO:20所示,或与SEQ ID NO:20具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性;所述轻链的序列如SEQ ID NO:21所示,或与SEQ ID NO:21具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性;或所述重链的序列如SEQ ID NO:18所示,或与SEQ ID NO:18具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性;所述轻链的序列如SEQ ID NO:19所示,或与SEQ IDNO:19具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性。
第二方面,本发明提供了一种生物材料,选自(1)-(3)中任一项:
(1)核酸分子,其编码上述抗IARS抗体或其抗原结合片段;
(2)载体,其含有(1)所述核酸分子;优选地,所述载体为表达载体。
(3)宿主细胞,其含有(1)所述核酸分子或(2)所述载体。
第三方面,本发明提供了一种组合物,其含上述抗IARS抗体或其抗原结合片段或上述生物材料。优选地,所述组合物为药物,所述药物包含药学上可接受的载体或赋形剂。
第四方面,本发明提供了上述抗IARS抗体或其抗原结合片段,或上述生物材料,或上述组合物在制备疾病治疗药物中的应用,其中,所述疾病表达IARS;更优选地,所述疾病为银屑病。
本发明的抗IARS抗体具有显著的与IARS特异结合性,可有效中和IARS蛋白,抑制JAK2/STAT3的磷酸化,具有良好的成药前景。
作为优选,上述抗IARS抗体或其抗原结合片段,或上述生物材料,或上述组合物可用于制备用于中和IARS的药物。
作为优选,所述药物为注射剂、口服制剂或可皮肤涂抹给药的药物制剂。
第五方面,本发明提供了上述抗IARS抗体或其抗原结合片段,或上述生物材料,或上述组合物在制备诊断试剂或检测试剂中的应用。
作为优选,所述诊断试剂为疾病诊断试剂或蛋白诊断试剂;所述检测试剂为疾病检测试剂或蛋白诊断试剂。其中,所述疾病表达IARS;更优选地,所述疾病为银屑病。
第六方面,本发明提供了上述抗IARS抗体或其抗原结合片段、生物材料或组合物在制备IARS抑制剂或JAK2/STAT3抑制剂中的应用。
与现有技术对比,本发明的有益效果是:本发明提供的上述抗IARS抗体或其抗原结合片段可抑制IARS/JAK2/STAT3信号通路,减轻银屑病症状,显著改善银屑病的皮损面积及严重程度指数(PASI)的表征及病理变化,抑制表皮厚度增加以及病损皮肤细胞增殖;即本发明提供的上述抗IARS抗体或其抗原结合片段具有特异性抑制IARS蛋白的表达以及抑制JAK2/STAT3信号通路的作用,可抑制角质形成细胞增殖,显著缓解银屑病皮损进展,从而对银屑病等与IARS相关的疾病起到治疗效果。
附图说明
图1为皮下注射IARS中和性抗体对银屑病小鼠模型的治疗结果;其中:图1A为实验设计流程图;图1B为银屑病小鼠造模第5天时背部皮肤图;图1C-D为检测IARS中和性抗体的特异性和敏感性;图1E为图1C中表达IARS百分比的定量分析图,图1F为图1D中表达IARS百分比的定量分析图;其中,CD45+代表所有免疫细胞,CD45-在表皮中代表角质形成细胞,CD45-在真皮表示成纤维细胞。图1G为银屑病小鼠造模第5天背部取材的HE图,图1H代表真表皮厚度组间定量对比图(图1G和图1H中,左侧为表皮厚度,右侧为真皮厚度);图1I为银屑病小鼠造模第5天背部取材的ki67的免疫组化图,图1J为Ki67组间定量对比图;图1K为银屑病小鼠造模第5天背部取材的K14的免疫荧光图;isotype代表溶剂对照组,即背部皮肤外涂等量的咪喹莫特以及皮下注射同源IgG抗体的小鼠组;anti-IARSantibody组为实验组,即背部皮肤外涂等量的咪喹莫特以及皮下注射IARS抗体的小鼠组;两组之间比较用studentt’检验;ns,p>0.05,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p<0.001;Keratinocytes代表角质形成细胞;Macrophages代表巨噬细胞;Neutrophi1s代表中性粒细胞;Langerhanscells代表朗格汉斯细胞;γδT cells代表γδT细胞;Fibrocytes代表纤维细胞。
图2为皮下注射IARS中和性抗体对银屑病小鼠模型免疫细胞浸润情况及参与信号通路测定实验结果;其中:图2A-B取银屑病小鼠造模第5天背部皮肤进行流式细胞术测定,检测表真皮中免疫细胞浸润程度,其中Keratinocytes为角质形成细胞;Macrophages为巨噬细胞;Neutrophils为中性粒细胞;Langerhans cells为朗格汉斯细胞;Dendritic cells为树突状细胞;图2C为利用WB技术检测取材部位的组织的JAK2/STAT3的磷酸化;图2D-E为图2C的WB结果定量示意图;两组之间比较用student t’检验。ns,p>0.05,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p<0.001。
图3为实施例4中的多色流式术圈门策略图;其中:巨噬细胞为CD11b-f4/80+CD207-CD11b+CD45+cells,中性粒细胞为Ly6G+CD45+cells,朗格汉斯细胞为CD207+MHCII+CD45+cells,树突状细胞为f4/80-CD11c+MHCII+CD45+cells。
具体实施方式
定义
在本发明中,除非另有说明,否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。
除非上下文另外清楚要求,否则在整个说明书和权利要求书中,应将词语“包含”、“具有”、“包括”等理解为具有包含意义,而不是排他性或穷举性意义;也即,“包括但不仅限于”的意义。除非另有说明,“包含”包括了“由……组成”。例如,对于包含SEQ ID NO:6的氨基酸序列的HCDR1,其明确的涵盖氨基酸序列如SEQ ID NO:6所示的HCDR1。
本披露所用氨基酸三字母代码和单字母代码如J.biol.chem,243,p3558(1968)中所述。
术语“和/或”,例如“X和/或Y”应当理解为意指“X和Y”或“X或Y”并且应当被用来提供对两种含义或任一含义的明确支持。
如本文所用,术语“抗体”或“免疫球蛋白”是指,通常由两对多肽链(每对具有一条轻链(LC)和一条重链(HC))组成的免疫球蛋白分子。抗体轻链可分类为k(kappa)和(lambda)轻链。重链可分类为μ、δ、γ、α、ε,并且分别将抗体的同种型定义为IgM、IgD、IgG、IgA和IgE。重链由重链可变区(VH)和重链恒定区(CH)组成。重链恒定区由3个结构域(CH1、CH2和CH3)组成。轻链由轻链可变区(VL)和轻链恒定区(CL)组成。轻链恒定区由一个结构域CL组成。恒定结构域不直接参与抗体与抗原的结合,但展现出多种效应子功能,如可介导免疫球蛋白与宿主组织或因子,包括免疫***的各种细胞(例如,效应细胞)和经典补体***的第一组分(C1q)的结合。VH和VL区还可被细分为具有高变性的区域(称为互补决定区(CDR)),其间散布有较保守的称为构架区(FR)的区域。各VH和VL从氨基末端至羧基末端排列的3个CDR和4个FR组成,按下列顺序:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4。重链/轻链对的可变区(VH和VL)分别形成抗原结合部位。
如本文中所使用的,术语“互补决定区”或“CDR”是指抗体可变区中主要负责与抗原结合的氨基酸残基。在重链和轻链的可变区中各含有三个CDR,命名为CDR1、CDR2和CDR3。这些CDR的精确边界可根据本领域已知的各种编号***进行定义,例如可按照Kabat编号***(Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.PublicHealth Service,National Institutes ofHealth,Bethesda,Md,1991)中的定义,“Chothia”编号规则、“ABM”编号规则、“contact”编号规则(参见Martin,ACR.ProteinSequence and Structure Analysis ofAntibody Variable Domains[J].2001)和ImMunoGenTics(IMGT)编号规则(Lefranc,M.P.等,Dev.Comp.Immunol.,27,55-77(2003);Front Immunol.2018Oct 16;9:2278)等。对于给定的抗体,本领域技术人员将容易地鉴别各编号***所定义的CDR。
各种编号***之间的对应关系是本领域技术人员熟知的。本发明抗体的编号规则如下表中所示。
表1.CDR编号***之间的关系
CDR IMGT Kabat AbM Chothia Contact
HCDR1 27-38 31-35 26-35 26-32 30-35
HCDR2 56-65 50-65 50-58 52-56 47-58
HCDR3 105-117 95-102 95-102 95-102 93-10l
LCDRl 27-38 24-34 24-34 24-34 30-36
LCDR2 56-65 50-56 50-56 50-56 46-55
LCDR3 105-117 89-97 89-97 89-97 89-96
除非另有说明,本发明实施例中的可变区和CDR序列均适用“Kabat”编号规则。尽管在具体的实施方案中,采用了一种编号***(如Kabat)来限定氨基酸残基,但是其他编号***所的对应技术方案将视为等同技术方案。
如本文中所使用的,术语“构架区(framework region)”或“FR”残基是指,抗体可变区中除了如上定义的CDR残基以外的那些氨基酸残基。术语“抗体”不受任何特定的产生抗体的方法限制。例如,其包括,重组抗体、单克隆抗体和多克隆抗体。抗体可以是不同同种型的抗体,例如,IgG(例如,IgG1、IgG2、IgG3或IgG4亚型)、IgA1、IgA2、IgD、IgE或IgM抗体。
如本文中所使用的,术语抗体的“抗原结合片段”是指包含全长抗体的片段的多肽,其保持特异性结合全长抗体所结合的相同抗原的能力,和/或与全长抗体竞争对抗原的特异性结合,其也被称为“抗原结合部分”。通常参见,Fundamental Immunology,Ch.7(Paul,W.,ed.,第2版,Raven Press,N.Y.(1989),其以其全文通过引用合并入本文,用于所有目的。可通过重组DNA技术或通过完整抗体的酶促或化学断裂产生抗体的抗原结合片段。抗原结合片段的非限制性实例包括Fab、Fab’、F(ab’)2、Fd、Fv、互补决定区(CDR)片段、scFv,其包含足以赋予多肽特异性抗原结合能力的抗体的至少一部分。示例性的,(i)Fab片段,其具有VL、CL、VH和CH1结构域,在重链和轻链之间具有一个二硫键;(ii)Fab’片段,其是在CH1结构域的C-末端具有一个或多个半胱氨酸残基的Fab片段;(iii)Fd片段,其具有VH和CH1结构域;(iv)Fd’片段,其具有VH和CH1结构域,并在CH1结构域的C-末端具有一个或多个半胱氨酸残基;(v)Fv片段,其具有抗体的一条臂的VL和VH结构域;(vi)dAb片段,其由VH结构域组成;(vii)缺铰链抗体,其至少包含VL、VH、CL、CH1结构域且缺少铰链区;(viii)F(ab)2片段,其是包含由铰链区的二硫桥连接的两个Fab’片段的二价片段;(ix)单链抗体分子(scFv)意指包含通过连接子连接的抗体重链可变区(VH)和抗体轻链可变区(VL)的分子。此类scFv分子可具有一般结构:NH2-VL-连接子-VH-COOH或NH2-VH-连接体-VL-COOH;(x)“双抗体”(diabodies),其具有两个抗原结合位点,包括在同一多肽链中相互连接的重链可变域(VH)和轻链可变域(VL);(xi)“线性抗体”,其包含一对串联的Fd片段(VH-CH1-VH-CH1),它与互补轻链多肽一起形成一对抗原结合区;( xii)dsFv是指使将VH和VL中的各1个氨基酸残基取代为半胱氨酸残基所得到的多肽经由该半胱氨酸残基间的S-S键结合而成的片段。
如本文中所使用的,术语“全长抗体”意指,由两条“全长重链”和两条“全长轻链”组成的抗体。其中,“全长重链”是指这样的多肽链,其在N端到C端的方向上由重链可变区(VH)、重链恒定区CH1结构域、铰链区(HR)、重链恒定区CH2结构域、重链恒定区CH3结构域组成;并且,当所述全长抗体为IgE同种型时,任选地还包括重链恒定区CH4结构域。优选地,“全长重链”是在N端到C端方向上由VH、CH1、HR、CH2和CH3组成的多肽链。“全长轻链”是在N端到C端方向上由轻链可变区(VL)和轻链恒定区(CL)组成的多肽链。两对全长抗体链通过在CL和CH1之间的二硫键和两条全长重链的HR之间的二硫键连接在一起。本发明的全长抗体可以来自单一物种,例如人;也可以是嵌合抗体或人源化抗体。本发明的全长抗体包含分别由VH和VL对形成的两个抗原结合部位,这两个抗原结合部位特异性识别/结合相同的抗原。
术语“Fc区”或“片段可结晶区”用于定义抗体重链的C末端区域,包括天然Fc区和改造的Fc区。
在本文中,除非上下文明确指出,否则当提及术语“抗体”时,其不仅包括完整抗体,而且包括抗体的抗原结合片段。
如本文中所使用的,术语“单克隆抗体”、“单抗”、“mAb”具有相同的含义且可互换使用可互换,其是指,来自一群高度同源的抗体分子中的一个抗体或抗体的一个片段,也即,除可能自发出现的自然突变外,一群完全相同的抗体分子。单抗对抗原上的单一表位具有高特异性。多克隆抗体是相对于单克隆抗体而言的,其通常包含至少2种或更多种的不同抗体,这些不同的抗体通常识别抗原上的不同表位。此外,修饰语“单克隆”仅表明该抗体的特征为从高度同源的抗体群中获得,不能理解为需要通过任何特定方法来制备所述抗体。
本发明的单克隆抗体可以通过多种技术进行制备,例如杂交瘤技术(参见,例如Kohler等人,Nature,256:495,1975),重组DNA技术(参见,例如美国专利申请4,816,567),或噬菌体抗体库技术(参见,例如Clackson等.Nature352:624-628,1991,或Marks等.J.Mol.Biol.222:581-597,1991)。
抗体可通过公知的技术,例如使用蛋白A或蛋白G的亲和层析进行纯化。随后或作为替代,可将特异性抗原(该抗体识别的靶分子)或其抗原表位固定在柱上,并通过免疫亲合层析法来纯化免疫特异性抗体。免疫球蛋白的纯化可参考例如D.Wilkinson (TheScientist,published by The Scientist,Inc,Philadelphia Pa.,Vo1.14,No.8(Apr.17,2000),pp.25--28)。
如本文中所使用的,术语“人源化抗体”是指,经基因工程改造的非人源抗体,其氨基酸序列经修饰以提高与人源抗体的序列的同源性。通常而言,人源化抗体的全部或部分CDR区来自于非人源抗体(供体抗体),全部或部分的非CDR区(例如,可变区FR和/或恒定区)来自于人源免疫球蛋白(受体抗体)。典型地,人源化抗体的至少一个或两个但通常所有三个(重和/或轻免疫球蛋白链的)受体CDR被供体CDR替换。提供CDR的免疫球蛋白称为“供体”,提供框架的免疫球蛋白称为“受体”。在一个实施例中,供体免疫球蛋白是鼠抗体,受体框架可以天然存在的人框架,或与其相比具有约85%、90%、95%、99%或更高同一性的序列。人源化抗体通常保留了供体抗体的预期性质,包括但不限于,抗原特异性、亲和性、反应性等。供体抗体可以是有预期性质(例如,抗原特异性、亲和性、反应性等)的小鼠、大鼠、兔或非人灵长类动物抗体。
如本文中所使用的,术语“载体”是指,可将多聚核苷酸***其中的一种核酸运载工具。当载体能使***的多核苷酸编码的蛋白获得表达时,载体称为表达载体。载体可以通过转化,转导或者转染导入宿主细胞,使其携带的遗传物质元件在宿主细胞中获得表达。载体是本领域技术人员公知的,包括但不限于:质粒,噬菌粒,柯斯质粒,人工染色体,例如酵母人工染色体(YAC)、细菌人工染色体(BAC)或P1来源的人工染色体(PAC);噬菌体如λ噬菌体或M13噬菌体及动物病毒等。可用作载体的动物病毒包括但不限于,逆转录酶病毒(包括慢病毒)、腺病毒、腺相关病毒、疱疹病毒(如单纯疱疹病毒)、痘病毒、杆状病毒、***瘤病毒、***多瘤空泡病毒(如SV40)。一种载体可以含有多种控制表达的元件,包括但不限于,启动子序列、转录起始序列、增强子序列、选择元件及报告基因。另外,载体还可含有复制起始位点。本领域技术人员基于所给出的核酸序列,能够容易地构建出适宜的载体,使得核酸得以复制或表达。
如本文中所使用的,术语“宿主细胞”是指,可用于导入载体的细胞,其包括但不限于,如大肠杆菌或枯草菌等的原核细胞,如酵母细胞或曲霉菌等的真菌细胞,如S2果蝇细胞或Sf9等的昆虫细胞,或者如纤维原细胞、CHO细胞、COS细胞、NSO细胞、HeLa细胞、BHK细胞、HEK293细胞或人细胞等的动物细胞。
术语“亲和力”是指分子(例如,抗体)的单个结合部位与其结合配体(例如,抗原)之间非共价相互作用的总体的强度。除非另外指明,如本文所用,“结合亲和力”是指内部结合亲和力,其反映出结合对(例如,抗体与抗原)的成员之间1∶1相互作用。分子X对其配体Y的亲和力通常可以由平衡解离常数(KD)表示。亲和力可以通过本领域已知的常规方法(包括本文所述的那些)测量。术语“kassoc”或“ka”指特定抗体-抗原相互作用的缔合速率,而如本文所使用的术语“kdis”或“kd”意在是指特定抗体-抗原相互作用的解离速率。如本文所使用的,术语“KD”指平衡解离常数,其获得自kd与ka的比率(即kd/ka)并且表示为摩尔浓度(M)。可以使用本领域已知的方法测定抗体的KD值,例如表面等离子体共振法、ELISA或溶液平衡滴定法(SET)。
术语“抗原”是指能够由抗原结合分子蛋白(例如抗体)的选择性识别或结合剂所结合的分子或分子部分。抗原可具有一个或多个能够与不同的抗原结合蛋白分子(例如抗体)相互作用的表位。
术语“表位”指能够与抗体或其抗原结合片段特异性结合的抗原上的区域(area或region)。表位可以由连续氨基酸(线性表位)形成或包含非连续氨基酸(构象表位),例如因抗原的折叠(即通过蛋白质性质的抗原的三级折叠)而使得非连续的氨基酸在空间上得以接近。构象表位和线性表位的差别在于:在变性溶剂的存在下,抗体对构象表位的结合丧失。表位包含处于独特空间构象的至少3,至少4,至少5,至少6,至少7,或8-10个氨基酸。筛选结合特定表位的抗体(即那些结合相同表位的)可以使用本领域例行方法来进行,例如但不限于丙氨酸扫描,肽印迹(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(见Prot.Sci.9(2000)487-496),和交叉阻断(见“Antibodies”,Harlow and Lane(Cold Spring Harbor Press,Cold Spring Harb.,NY))。
术语“能够特异性结合”、“特异性结合”或“结合”是指相比其他抗原或表位,抗体能够以更高的亲和力结合至某个抗原或表位。通常,抗体以约1×10-7M或更小(例如约1×10-8M或更小)的平衡解离常数(KD)结合抗原或表位。在一些实施方式中,抗体与抗原结合的KD为该抗体结合至非特异性抗原(例如BSA、酪蛋白)的KD的10%或更低(例如1%)。可使用已知的方法来测量KD,例如通过FACS或表面等离子体共振测定法所测量的。然而,特异性结合至抗原或抗原内的其表位的抗体可能对其它相关的抗原具有交叉反应性,例如,对来自其它物种(同源)(诸如人或猴,例如食蟹猕猴(Macaca fascicularis)(cynomolgus,cyno)、黑猩猩(Pan troglodytes)(chimpanzee,chimp))或狨猴(Callithrixjacchus)(commonmarmoset,marmoset)的相应抗原具有交叉反应性。
术语“不结合”是指抗体不能够以上述特异性结合的方式结合至某个抗原或该抗原内的其表位。例如,当抗体以约1×10-6M或更大的平衡解离常数(KD)结合抗原或抗原内的其表位。
术语“抗原结合模块”指特异性结合目标抗原或其表位的多肽分子。具体的抗原结合模块包括抗体的抗原结合域,例如包含重链可变区和轻链可变区。
术语“多肽”和“蛋白质”在本文中可互换使用,指氨基酸残基的聚合物。该术语适用于氨基酸聚合物,其中一个或多个氨基酸残基是天然存在的氨基酸相应的人工化学模拟物,以及适用于天然存在的氨基酸聚合物和非天然存在的氨基酸聚合物。除非另外说明,否则特定的多肽序列还隐含地涵盖其保守修饰的变体。
术语序列“同一性”或“序列一致性”指,当对两条序列进行最佳比对时,两条序列的氨基酸/核酸在等价位置相同的程度(百分比)。在比对过程中,必要时可允许引入间隙以获取最大序列同一性百分比,但任何保守性取代不视为构成序列同一性的一部分。为测定序列同一性百分比,比对可以通过本领域技术已知的技术来实现,例如使用公开可得到的计算机软件,诸如BLAST、BLAST-2、ALIGN、ALIGN-2或Megalign(DNASTAR)软件。本领域技术人员可确定适用于测量比对的参数,包括在所比较的序列全长上达成最大比对所需的任何算法。
术语“组合物”表示含有一种或多种本文所述的抗原结合分子或抗体与其他化学组分的混合物,所述其他组分例如生理学/可药用的载体和赋形剂。
术语“药学上可接受的载体”指药物制剂中与活性成分不同的,且对受试者无毒的成分。药学上可接受载剂包括但不限于缓冲剂、赋形剂、稳定剂或防腐剂。
术语“受试者”或“个体”包括人类和非人类动物。非人动物包括所有脊椎动物(例如哺乳动物和非哺乳动物)例如非人灵长类(例如,食蟹猴)、绵羊、狗、牛、鸡、两栖动物和爬行动物。除非明确指出,否则所述术语“患者”或“受试者”在本文中可互换地使用。如本文所使用的,术语“食蟹猴(cyno)”或“食蟹猴(cynomolgus)”是指食蟹猴(Macacafascicularis)。在某些实施方案中,个体或受试者是人。
“施用”或“给予”,当其应用于动物、人、实验受试者、细胞、组织、器官或生物流体时,是指外源性药物、治疗剂、诊断剂或组合物与动物、人、受试者、细胞、组织、器官或生物流体的接触。
“治疗(treatment或treat)”和“处理”(及其语法变型)指试图施加至所治疗个体的临床干预,并且可以为了预防目的、或者在临床病理学的过程期间进行实施。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,减轻/减少疾病的任何直接或间接病理后果,预防转移,降低疾病进展速率,改善或减轻疾病状态,和消退或改善的预后。在一些实施方案中,使用本披露的分子来延迟疾病的形成或减缓疾病的进展。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明,本发明使用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明,以下实施例所用试剂和材料均为市购。
总实施例
一种抗IARS抗体或其抗原结合片段,包含重链可变区和轻链可变区,其中:
所述重链可变区包含分别如SEQ ID NO:12、SEQ ID NO:13和SEQ ID NO:14所示的HCDR1、HCDR2和HCDR3;所述轻链可变区包含分别如SEQ ID NO:15、SEQ ID NO:16和SEQ IDNO:17所示的LCDR1、LCDR2和LCDR3;或
所述重链可变区包含分别如SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:8所示的HCDR1、HCDR2和HCDR3;所述轻链可变区包含分别如SEQ ID NO:9、SEQ ID NO:10和SEQ IDNO:11所示的LCDR1、LCDR2和LCDR3。
在一些实施例中,所述抗IARS抗体或其抗原结合片段为鼠源抗体或嵌合抗体。
在一些实施例中,所述重链可变区的氨基酸序列如SEQ ID NO:4所示,或与SEQ IDNO:4具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性;所述轻链可变区的氨基酸序列如SEQ ID NO:5所示,或与SEQ ID NO:5具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性;或所述重链可变区的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示,或与SEQ ID NO:2具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性;所述轻链可变区的氨基酸序列如SEQ ID NO:3所示,或与SEQ ID NO:3具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性。
在一些实施例中,所述抗IARS抗体或其抗原结合片段为人源化抗体或其抗原结合片段。
将鼠源抗体人源化,是本领域的公知技术,可以通过任何方法,将抗体人源化,只要所述方法能够用来自非人类抗体的CDR取代人抗体的至少部分CDR。人源化抗体及其制备方法综述于例如Almagro,J.C.and Fransson,J.,Front.Biosci.13(2008)1619-1633中,还进一步描述于例如Riechmann,I.等人,Nature332(1988)323-329;Queen,C等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86(1989)10029-10033;US5821337、US7527791、US6982321和US7087409;Kashmiri,S.V.等人,Methods36(2005)25-34(描述了特异性决定区(SDR)接枝);Padlan,E.A.,Mol.Immunol.28(1991)489-498(描述了“表面重修”);Dall’Acqua,W.F.等人,Methods36(2005)43-60(描述了“FR改组”);和Osbourn,J.等人,Methods 36(2005)61-68和Klimka,A.等人,Br.J.Cancer 83(2000)252-260(描述FR改组的“指导选择”方法)。
可以用于人源化的人框架区(Framework)包括但不限于:使用“最佳拟合”方法选择的框架区(参见,例如,Sims,M.J.等人,J.Immunol.151(1993)2296-2308);源自轻链或重链可变区的特定亚组的人抗体共有序列的框架区(参见例如Carter,P.等人,Proc.Nal.Acad.Sci.USA89(1992)4285-4289;和Presta,L.G.等人,J.Immunol.151(1993)2623-2632);人成熟(体细胞突变的)框架区或人种系框架区(参见例如Almagro,J.C.和Fransson,J.,Front.Biosci.13(2008)1619-1633);和源自筛选的FR文库的框架区(参见例如Baca,M.等人,J.Biol.Chem.272(1997)10678-10684和Rosok,M.J.等人,J.Biol.Chem.271(1996922611-22618)。
在一些实施例中,所述人源化抗体或其抗原结合片段包含人抗体的框架区(FR);更优选地,所述人源化抗体或其抗原结合片段包含回复突变。
在一些实施例中,所述抗IARS抗体或其抗原结合片段包含重链恒定区,和/或轻链恒定区。
在一些实施例中,所述抗IARS抗体或其抗原结合片段包含人源的IgG1、IgG2、IgG3、IgG4或其变体的重链恒定区,和/或包含人源κ、λ链或其变体的轻链恒定区。
在一些实施例中,所述抗IARS抗体或其抗原结合片段包含鼠源的IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3或其变体的重链恒定区,和/或包含鼠源κ、λ链或其变体的轻链恒定区。
在一些实施例中,所述抗原结合片段选自Fab、Fv、scFv、F(ab’)2、dsFv和dAb。
在一些实施例中,所述抗IARS抗体包含重链和轻链,其中:
所述重链的序列如SEQ ID NO:20所示,或与SEQ ID NO:20具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性;所述轻链的序列如SEQ ID NO:21所示,或与SEQ ID NO:21具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性;或所述重链的序列如SEQ ID NO:18所示,或与SEQ ID NO:18具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性;所述轻链的序列如SEQ ID NO:19所示,或与SEQ IDNO:19具有至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列一致性。
一种生物材料,选自(1)-(3)中任一项:
(1)核酸分子,其编码上述抗IARS抗体或其抗原结合片段;
(2)载体,其含有(1)所述核酸分子;优选地,所述载体为表达载体。
(3)宿主细胞,其含有(1)所述核酸分子或(2)所述载体。
一种组合物,其含上述抗IARS抗体或其抗原结合片段或上述生物材料。优选地,所述组合物为药物,所述药物包含药学上可接受的载体或赋形剂。
在一些实施例中,上述抗IARS抗体或其抗原结合片段,或上述生物材料,或上述组合物可应用于制备疾病治疗药物、疾病诊断试剂或疾病检测试剂,其中,所述疾病表达IARS;更优选地,所述疾病为银屑病。
在一些实施例中,上述抗IARS抗体或其抗原结合片段,或上述生物材料,或上述组合物可用于制备用于中和IARS的药物。
在一些实施例中,所述药物为注射剂、口服制剂或可皮肤涂抹给药的药物制剂。
在一些实施例中,上述抗IARS抗体或其抗原结合片段、生物材料或组合物可应用于制备IARS抑制剂或JAK2/STAT3抑制剂。
实施例1:抗鼠源IARS单克隆抗体制备过程
(1)采用重组大肠杆菌表达小鼠IARS蛋白作为靶蛋白,其序列参见SEQ ID NO:1,并进行蛋白纯化。采用SDS-PAGE法进行靶蛋白质量检测,将纯化的靶蛋白偶联Immunoplus作为免疫原。
用于免疫的小鼠IARS蛋白的氨基酸序列(SEQ ID NO:1)如下:
(2)动物免疫:采用免疫原皮下多点免疫5只Balb/c小鼠和5只C57小鼠;免疫方案如下:D0天,第一次免疫,50μg/只;D14天,第2次免疫,25μg/只;D28天,第3次免疫,25μg/只;D50天,第4次免疫,25μg/只。每次免疫后7天用间接ELISA法检测免疫动物血清,以确定免疫应答的水平。
(3)细胞融合和筛选:选择高效价的免疫小鼠进行杂交瘤融合。采用电融合方法进行细胞融合,融合的细胞铺到96孔板中进行细胞培养。用间接ELISA法筛选融合细胞的上清液,挑出针对靶蛋白呈阳性的上清。对初筛阶段获得的阳性克隆采用间接ELISA法进行筛选确认,针对靶蛋白阳性,对His阴性。将阳性母克隆细胞转到24孔板扩大培养,收集上清液进行间接ELISA确认。采用有限稀释法对阳性母克隆进行3轮亚克隆,用间接ELISA法进行亚克隆筛选。将亚克隆细胞进行冻存,并进行杂交瘤细胞测序,获得抗体23G4-1和21D2-2的序列。
23G4-1重链可变区(SEQ ID NO:2):
23G4-1轻链可变区(SEQ ID NO:3):
21D2-2重链可变区(SEQ ID NO:4):
21D2-2轻链可变区(SEQ ID NO:5):
表2.抗IARS抗体的CDR区:
将抗体的可变区与人抗体的恒定区或小鼠抗体的恒定区重组,获得抗体的全长序列。采用重组表达技术,将含有抗体核苷酸序列的进行重组表达和纯化,获得重组单抗。示例性的抗体的全长序列如下:23G4-1重链(SEQ ID NO:18):
23G4-1轻链(SEQ ID NO:19):
21D2-2重链(SEQ ID NO:20):
21D2-2轻链(SEQ ID NO:21):
实施例2.抗IARS抗体与鼠IARS抗原的亲和力检测
采用间接ELISA法检测单克隆抗体与IARS的结合活性,首先将重组IARS(参见SEQID NO:1)按照100μL/孔包被在96孔板上,包被浓度1μg/mL,包被缓冲液为PBS缓冲液,Ph=7.4,以200μL/孔加入封闭液(3%BSA),37℃封闭1.5小时。加入不同浓度待测抗体,37℃孵育2小时。再按照100μL/孔加入1mg/mL的辣根过氧化酶(HRP)标记的山羊抗小鼠二抗(Jackson ImmunoResearch Laboratories),37℃孵育30分钟。加入TMB显色10分钟,加入终止液(1M H2SO4)终止反应。以450nm为测定波长测定各孔吸光度值。使用SpectraMaxM5软件(版本号:SolfMax Pro 6.5.1),以供试品浓度(ng/ml)为横坐标,各孔吸光度为纵坐标,选择四参数方程回归模型,计算半数有效量EC50,结果见表3。
表3.抗IARS抗体与IARS抗原的亲和力
抗体 EC50(ng/mL)
23G4-1 3.281
21D2-2 5.553
结果显示:本申请中的抗体与小鼠IARS具有较好的结合活性。
实施例3.抗IARS中和性抗体对小鼠银屑病的治疗
(1)本实施例所用实验小鼠为雌性C57BL/6J小鼠,购买自浙江大学医学院附属第二医院动物实验中心,在SPF级环境下饲养至6~8周龄后开始动物实验。
(2)小鼠皮下注射中和性IARS抗体实验设计
对小鼠进行编号并随机分为isotype对照组和anti-IARS antibody实验组(n=6-8只/组)。在实验开始前3天(-3天),用电动剃须刀对小鼠背部备皮,形成4×5cm2大小的暴露区域。在实验的开始前3天,每隔一天对照组皮下注射同源IgG抗体(Mouse IgG,Cat.B900620,proteintech),而实验组皮下注射1.5mg/kg的抗IARS抗体21D2-2,直至咪喹莫特造模第5天。从第0天开始对照组及实验组背部皮肤均涂抹5%咪喹莫特乳膏(购自四川明欣利迪公司,用量用法为:62.5mg/周,1次/日),持续5次。造模第5天收集两组小鼠背部皮肤组织进行WB、HE、免疫组化,免疫荧光染色,多色流式细胞术处理。
(3)HE和免疫组化染色方法
收集小鼠背部皮肤置于10%甲醛中固定、石蜡包埋、切片,HE染色用苏木精和伊红染色。载玻片用中性树脂封固介质进行封片,并由蔡司AxioScan载玻片扫描仪扫描。免疫组化则使片子经脱蜡、水化、抗原修复和去除内源性过氧化物酶后,滴加一抗(Anti-Ki67antibody,abcam)和二抗(羊抗小鼠/兔IgG聚合物,中杉金桥公司,Cat.#PV-9000),并用DAB试剂盒(Vector Laboratories公司,Cat.#sk-4100)进行显色;使用蔡司扫描成像仪扫描玻片,并通过ImageJ软件测量两组皮肤样本中Ki67的灰度。
(4)免疫荧光技术
对包埋的石蜡组织进行切片,厚度为5μm。经脱蜡,抗原修复后,用5%山羊血清PBS溶液进行封闭。然后使用预冷的丙酮固定15分钟,并在室温下用PBS加入0.01%Triton和10%山羊血清封闭60分钟。加入一抗(抗K14,Cat.#ab181595,Abcam,1∶200稀释),在4℃下孵育过夜并洗涤3次,然后与二抗(Thermo Fisher Scientific,1∶500稀释)在37℃下孵育30分钟。
将抗褪色封片剂(Solarbio)涂在载玻片上封片。随后使用正置荧光显微镜(LeicaDM5500B)进行拍摄。
(5)多色流式细胞术
将小鼠皮肤样品在4℃下在5%分散酶中孵育过夜,以分离表皮和真皮。用0.25%胰蛋白酶(Thermo Fisher)消化表皮,而用1mg/mL胶原酶(Sigma-Aldrich)消化真皮。用R848和细胞活化混合物刺激6小时后收获细胞,并用FcR封闭试剂(TruStain FcX,Biolegend)封闭。根据ReadiLinkTM Rapid iFluorTM 647抗体标记试剂盒(AAT Bioquest)推荐的方案,将IARS单克隆抗体(Cat#sc-271826,Santa Cruz Biotechnology)偶联荧光素。所有抗体均按1∶100稀释进行染色。用Fix/Perm溶液透化细胞后对细胞因子和IARS进行染色。最后将细胞重悬于PBS中,并通过CytExpert软件通过Beckman CytoFlex LX流式细胞仪进行检测。上述实验中使用的抗体及抗原如表4-1或4-2所示:
表4-1.针对T细胞的抗体anti-IARS
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表4-2.针对树突状细胞的抗体anti-IARS
序号 Antigens Fluorescence 对应抗体的货号
l Zombie nuv-450 Biolegend,USA,Cat.#423108
2 CD45 BV510 Biolegend,USA,Cat.#103138
3 MHCII FITC BD Biosciences,USA,Cat.#562009
4 CDl1c BV42l BD Biosciences,USA,Cat.#565452
5 Ly6G APC/CY7 Biolegend,USA,Cat.#127624
6 CD11b Percp/Cy5.5 eBioscience,USA,Cat.#45-0112-82
7 F4/80 PE Biolegend,USA,Cat.#123110
8 CD207 PE/Dazzle 594 Biolegend,USA,Cat.#144212
9 CD103 PE-Cy7 Biolegend,USA,Cat.#121425
10 IL-23p19 eFluor660 eBioscience,USA,Cat.#50-7023-82
11 TNFa BV650 Biolegend,USA,Cat.#506333
结果如下:
图1B显示,皮下注射IARS中和性抗体可显著降低银屑病小鼠模型背部皮肤的红斑、鳞屑程度。HE图(图1G和图1H)显示,皮下注射IARS抗体能够显著降低银屑病小鼠模型背部真表皮厚度(图1G和图1H中,左侧显示的为降低表皮的厚度,右侧显示的为降低真皮的厚度)。Ki67免疫组化图(图1I和图1J)和K14免疫荧光图(图1K)显示与对照组相比,实验组能够明显降低表皮增殖情况。
图2C-E为取咪喹莫特造模第5天对照组及实验组小鼠的背部皮肤进行流式细胞术检测结果,显示与对照组相比,表皮角质形成细胞中表达IARS明显降低,而中性粒细胞、巨噬细胞、朗格汉斯细胞和γδT细胞之间表达IARS无显著差异。真皮中的成纤维细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和γδT细胞表达的IARS两组间也无明显差异。上述结果表明,中和IARS抗体可特异性靶向表皮角质形成细胞中的IARS。综上所述,皮下注射IARS中和性抗体可靶向表皮中的IARS,有效改善咪喹莫特诱导的小鼠银屑病的症状。
实施例4:IARS中和性抗体通过JAK2/STAT3信号通路减轻银屑病小鼠模型的免疫细胞浸润为进一步说明皮下注射IARS中和性抗体可改善银屑病小鼠模型,使用多色流式细胞术(流式圈门策略见图3)对背部取材组织进行实验。
实验结果显示,表皮中无论是总体CD45+免疫细胞还是中性粒细胞、巨噬细胞、朗格汉斯细胞和T细胞两组间均没有显者差异(图2A)。真皮中,与对照组相比,买验组总体CD45+细胞比例下降50%,在这其中IL17+CD3+T细胞下调的比例有统计学差异(图2B)。其他包括中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞之间比例无统计学差异。
另外,对获取的表皮组织进行WB检测,发现中和抗体的使用可以降低JAK2/STAT3的磷酸化水平(图2C)。以上结果显示,皮下注射中和性抗体通过JAK2/STAT3信号通路减轻免疫细胞的浸润(真皮CD45+细胞百分比减少一半),有效治疗小鼠的银屑病小鼠。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换,均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (13)

1.一种抗IARS抗体或其抗原结合片段,包含重链可变区和轻链可变区,其特征在于:
所述重链可变区包含分别如SEQ ID NO:12、SEQ ID NO:13和SEQ ID NO:14所示的HCDR1、HCDR2和HCDR3;所述轻链可变区包含分别如SEQ ID NO:15、SEQ ID NO:16和SEQ IDNO:17所示的LCDR1、LCDR2和LCDR3;或
所述重链可变区包含分别如SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:8所示的HCDR1、HCDR2和HCDR3;所述轻链可变区包含分别如SEQ ID NO:9、SEQ ID NO:10和SEQ ID NO:11所示的LCDR1、LCDR2和LCDR3。
2.根据权利要求1所述的抗IARS抗体或其抗原结合片段,其特征在于:所述抗IARS抗体或其抗原结合片段为鼠源抗体或嵌合抗体。
3.根据权利要求2所述的抗IARS抗体或其抗原结合片段,其特征在于:
所述重链可变区的氨基酸序列如SEQ ID NO:4所示,或与SEQ ID NO:4具有至少95%序列一致性;所述轻链可变区的氨基酸序列如SEQ ID NO:5所示,或与SEQ ID NO:5具有至少95%序列一致性;或
所述重链可变区的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示,或与SEQ ID NO:2具有至少95%序列一致性;所述轻链可变区的氨基酸序列如SEQ ID NO:3所示,或与SEQ ID NO:3具有至少95%序列一致性。
4.根据权利要求1所述的抗IARS抗体或其抗原结合片段,其特征在于:所述抗IARS抗体或其抗原结合片段为人源化抗体或其抗原结合片段。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的抗IARS抗体或其抗原结合片段,其特征在于:所述抗IARS抗体或其抗原结合片段包含重链恒定区,和/或轻链恒定区。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的抗IARS抗体或其抗原结合片段,其特征在于:所述抗原结合片段选自Fab、Fv、scFv、F(ab’)2、dsFv和dAb。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的抗IARS抗体或其抗原结合片段,其特征在于:所述抗IARS抗体包含重链和轻链,其中:
所述重链的序列如SEQ ID NO: 20所示,或与SEQ ID NO: 20具有至少95%序列一致性;所述轻链的序列如SEQ ID NO: 21所示,或与SEQ ID NO: 21具有至少95%序列一致性;或
所述重链的序列如SEQ ID NO: 18所示,或与SEQ ID NO: 18具有至少95%序列一致性;所述轻链的序列如SEQ ID NO: 19所示,或与SEQ ID NO: 19具有至少95%序列一致性。
8.一种生物材料,其特征在于:选自(1)-(3)中任一项:
(1)核酸分子,其编码根据权利要求1至7中任一项所述抗IARS抗体或其抗原结合片段;
(2)载体,其含有(1)所述核酸分子;
(3)宿主细胞,其含有(1)所述核酸分子或(2)所述载体。
9.一种组合物,其特征在于:其含有根据权利要求1至7中任一项所述抗IASR抗体或其抗原结合片段,或根据权利要求8所述生物材料。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的抗IASR抗体或其抗原结合片段,或根据权利要求8所述的生物材料,或根据权利要求9所述组合物在制备疾病治疗药物中的应用,其特征在于:所述疾病表达IARS。
11.根据权利要求10所述的应用,其特征在于:所述疾病为银屑病。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的抗IASR抗体或其抗原结合片段,或根据权利要求8所述的生物材料,或根据权利要求9所述组合物在制备诊断试剂或检测试剂中的应用。
13.根据权利要求12所述的应用,其特征在于:
所述诊断试剂为疾病诊断试剂或蛋白诊断试剂;
所述检测试剂为疾病检测试剂或蛋白诊断试剂。
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