TW202342511A - Sars-cov-2棘蛋白特異性抗體及其用途 - Google Patents

Sars-cov-2棘蛋白特異性抗體及其用途 Download PDF

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Abstract

本發明係關於SARS-CoV-2棘蛋白特異性抗體或其抗原結合片段。本發明亦關於用於治療及/或預防有需要之個體之由冠狀病毒引起之疾病及/或病症的醫藥組合物，及用於偵測樣品中之冠狀病毒的方法。

Description

SARS-COV-2棘蛋白特異性抗體及其用途
本發明係關於SARS-CoV-2棘蛋白特異性抗體或其抗原結合片段，及其用途。
由嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒2 (SARS-CoV-2)引起的COVID-19大流行賓已在全球蔓延。在感染的個體中，感染引起直接細胞病變效應及過度發炎反應的症狀。缺乏有效治療導致高發病率及死亡率。此等新鑑別之病毒的出現凸顯了開發新穎抗病毒策略的需要。
因此，需要開發用於COVID-19之有效療法。
本發明提供新穎的中和治療型或偵測型抗冠狀病毒棘蛋白(諸如抗SARS-CoV-2棘蛋白)抗體及其用於治療或預防或偵測病毒感染的用途。
相應地，本發明提供對冠狀病毒(CoV)、尤其SARS-CoV-2之棘蛋白中之抗原決定基具有特異性的抗體或其抗原結合片段，且特定而言，使棘蛋白完全醣化。本發明之抗體因此適用於治療及/或預防或偵測由CoV、尤其SARS-CoV-2引起或與其相關的疾病及/或病症。本發明之抗體亦適用於偵測CoV (尤其SARS-CoV-2)。
在一個實施例中，本發明提供對位於CoV棘蛋白中之抗原決定基具有特異性的抗體或其抗原結合片段，其中棘蛋白完全醣化。
在本發明之一些實施例中，本文所述之CoV為α-CoV、β-CoV、γ-CoV、δ-CoV2或o-CoV。在一些實施例中，本文所述之CoV包括但不限於SARS-CoV、MERS-CoV或SARS-CoV-2。
在一個實施例中，本發明提供對CoV棘蛋白中之抗原決定基具有特異性的抗體或其抗原結合片段；其中該抗體或其抗原結合片段包含重鏈可變區之互補決定區(CDR)及輕鏈可變區之CDR， 其中該重鏈可變區之CDR包含： 胺基酸序列GYTFTDYN (SEQ ID NO: 1)或GYTFTEYT (SEQ ID NO: 6)或其基本相似序列之CDRH1、胺基酸序列VNPNNGGT (SEQ ID NO: 2)或INPNNGGT (SEQ ID NO: 7)或其基本相似序列之CDRH2，及胺基酸序列ARGKGDY (SEQ ID NO: 3)或SRNYGYSYVYYFDN (SEQ ID NO: 8)或其基本相似序列之CDRH3；以及 其中該輕鏈可變區之CDR包含： ESVEYSGTSL (SEQ ID NO: 4)或ENIYSN (SEQ ID NO: 9)或其基本相似序列之CDRL1、胺基酸序列AAS或AAT或其基本相似序列之CDRL2，及胺基酸序列LQSRKVPYT (SEQ ID NO: 5)或QHFWGTPT (SEQ ID NO: 10)或其基本相似序列之CDRL3。
在一些實施例中，CDRH1之胺基酸序列為SEQ ID NO: 1或其基本相似序列；CDRH2之胺基酸序列為SEQ ID NO: 2或其基本相似序列；CDRH3之胺基酸序列為SEQ ID NO: 3或其基本相似序列；且 CDRL1之胺基酸序列為SEQ ID NO: 4或其基本相似序列；CDRL2之胺基酸序列為AAS或其基本相似序列；CDRL3之胺基酸序列為SEQ ID NO: 5或其基本相似序列。
在一些實施例中，CDRH1之胺基酸序列為SEQ ID NO: 6或其基本相似序列；CDRH2之胺基酸序列為SEQ ID NO: 7或其基本相似序列；CDRH3之胺基酸序列為SEQ ID NO: 8或其基本相似序列；且 CDRL1之胺基酸序列為SEQ ID NO: 9或其基本相似序列；CDRL2之胺基酸序列為AAT或其基本相似序列；CDRL3之胺基酸序列為SEQ ID NO: 10或其基本相似序列。
在本發明之一些實施例中，棘蛋白完全醣化。在一個實施例中，棘蛋白經單醣化。
在本發明之一些實施例中，抗原決定基位於棘蛋白之受體結合域(RBD)的S1區及/或S2區中。在本發明之一些實施例中，包含SEQ ID NO: 1至5的抗體對位於棘蛋白之受體結合域中的抗原決定基具有特異性。在本發明之一些實施例中，包含SEQ ID NO: 6至10的抗體對位於棘蛋白之S2區域中的抗原決定基具有特異性。
在本發明之一些實施例中，該抗體或其抗原結合片段為Fab片段、F(ab') 2片段、ScFv片段、單株抗體、嵌合抗體、奈米抗體、人類化抗體或人類抗體。
在本發明之一些實施例中，該抗體或其抗原結合片段為多特異性的。
在本發明之一些實施例中，該抗體或其抗原結合片段包含Fc區或或抗原結合片段與Fc區融合，且該抗體或其抗原結合片段在Fc區上具有N-聚糖。
本發明亦提供一種複合物，其包含與CoV之棘蛋白或其片段結合的如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段。
本發明提供一種載體，其編碼如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段。
本發明提供一種經基因工程改造之細胞，其表現如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段或含有如本文所揭示之載體。
本發明亦提供一種用於製造如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段的方法，其包含：(a)將編碼該抗體或抗原結合片段之一或多種聚核苷酸引入宿主細胞中；(b)在有利於表現該一或多種聚核苷酸之條件下培養宿主細胞；及(c)視情況自宿主細胞及/或培養宿主細胞之培養基中分離出該抗體或抗原結合片段。
本發明提供一種醫藥組合物，其包含如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段或複合物及醫藥學上可接受之載劑及視情況存在的另一治療劑。在本發明之一些實施例中，該抗體或其抗原結合片段包含SEQ ID NO: 1至5。
本發明提供一種容器或注射裝置，其包含如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段或複合物。在本發明之一些實施例中，該抗體或其抗原結合片段包含SEQ ID NO: 1至5。
本發明提供一種治療或預防有需要之個體之冠狀病毒感染的方法，其包含投與治療有效量之如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段或複合物。或者，本發明提供一種用於治療或預防有需要之個體之冠狀病毒感染的醫藥組合物，其包含治療有效量之如本文所用之抗體或其抗原結合片段或複合物及醫藥學上可接受之載劑及視情況存在之另一治療劑。在本發明之一些實施例中，該抗體或其抗原結合片段包含SEQ ID NO: 1至5。
本發明提供一種用於中和有需要之個體之冠狀病毒的方法，其包含向該個體投與如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段或複合物。或者，本發明提供一種用於中和有需要之個體之冠狀病毒的醫藥組合物，其包含治療有效量之如本文所用之抗體或其抗原結合片段或複合物及醫藥學上可接受之載劑及視情況存在之另一治療劑。在本發明之一些實施例中，該抗體或其抗原結合片段包含SEQ ID NO: 1至5。
另一治療劑之實例包括但不限於抗病毒劑。在本發明之一些實施例中，另一治療劑為對CoV之棘蛋白具有特異性的消炎劑或抗體或其抗原結合片段。
在本發明之一些實施例中，向個體接種疫苗。
在本發明之一些實施例中，向個體投與一或多種其他治療劑。
在本發明之一些實施例中，該醫藥組合物呈適於注射之形式。或者，本發明提供一種用於向個體體內投與如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段的方法，其包含將該抗體或抗原結合片段注射至該個體體內。在本發明之一些實施例中，該抗體或其抗原結合片段包含SEQ ID NO: 1至5。
在本發明之一些實施例中，該注射係皮下、靜脈內或肌肉內注射。或者，抗體或抗原結合片段係皮下、靜脈內或肌肉內注射至個體體內。
本發明提供一種用於偵測樣品中之冠狀病毒的方法，其包含使樣品與如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段接觸。在本發明之一些實施例中，該抗體或其抗原結合片段包含SEQ ID NO: 6至10。
本發明提供一種用於偵測樣品中之冠狀病毒的套組，其中該套組包含如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段。在本發明之一些實施例中，該抗體或其抗原結合片段包含SEQ ID NO: 6至10。
本發明詳細描述於以下章節中。本發明之其他特徵、目的及優勢可見於實施方式及申請專利範圍中。
應瞭解，本發明不限於本文所述之特定材料及方法。亦應瞭解，本文所用之術語僅出於描述特定實施例之目的且不意欲限制本發明之範疇，本發明之範疇將僅由所附申請專利範圍限制。
必須注意的是，除非內容明確另外指示，否則如本說明書及所附申請專利範圍中所中使用，單數形式「一(a/an)」及「該(the)」包括複數個指示物。
如本文所用，術語「抗體」係指包含至少一個特異性針對特定抗原(SARS-CoV-2棘蛋白)或與其相互作用之互補決定區(CDR)的任何抗原結合分子或分子複合物。術語「抗體」包括包含藉由二硫鍵互連之四條多肽鏈(兩條重(H)鏈及兩條輕(L)鏈)之免疫球蛋白分子以及其多聚體(例如IgM)。各重鏈包含重鏈可變區(本文中縮寫為HCVR或V H)及重鏈恆定區。重鏈恆定區包含三個域C H1、C H2及C H3。各輕鏈包含輕鏈可變區(本文中縮寫為LCVR或V L)及輕鏈恆定區。輕鏈恆定區包含一個域(C L1)。V H及V L區可進一步細分成稱為互補決定區(CDR)之高變區，其間穿插有稱為框架區(FR)之保守性較高之區域。各V H及V L由自胺基端至羧基端按以下順序排列之三個CDR及四個FR構成：FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4。在本發明之不同實施例中，抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體(或其抗原結合部分)之FR可以與人類生殖系序列一致，或可能係天然或人工修飾的。胺基酸共有序列可以基於兩個或更多個CDR之並列分析來確定。
如本文所用，術語抗體之「抗原結合部分」、抗體之「抗原結合片段」及其類似者包括特異性結合抗原以形成複合物之任何天然存在、以酶方式可獲得之合成或基因工程改造多肽或醣蛋白。
如本文所用，術語「特異性針對」或「特異性結合」意謂抗體不與其他抗原決定基發生明顯程度的交叉反應。
如本文所用，術語「抗原決定基」係指抗體結合至抗原之位點。
如本文所用，術語「互補決定區」(CDR)係指在重鏈及輕鏈多肽之可變區內發現的非連續抗原組合位點。Kabat等人，J.Biol.Chem.252:6609-6616(1977)；Kabat等人，美國衛生及人類服務部(U.S.Dept.of Health and Human Services)，「Sequences of proteins of immunological interest」(1991)；Chothia等人，J.Mol .Biol.196:901-917(1987)；及MacCallum等人，J.Mol.Biol.262:732-745(1996)已經描述CDR，其中定義包括彼此對照比較時胺基酸殘基的重疊或子集。
當應用於多肽時，術語「相當大的相似性」或「實質上類似」意謂兩個肽序列在諸如藉由程式GAP或BESTFIT，使用預設空位權重最佳地比對時，共有至少90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%序列一致性，甚至更佳地至少98%或99%序列一致性。不一致殘基位置之差異較佳為保守性胺基酸取代。「保守性胺基酸取代」為一種胺基酸取代，其中胺基酸殘基經側鏈(R基團)具有類似化學特性(例如電荷或疏水性)之另一個胺基酸殘基取代。一般而言，保守胺基酸取代將不會實質上改變蛋白之功能特性。在其中兩個或更多個胺基酸序列彼此間差異為保守性取代的情況下，可上調序列一致性或相似度百分比以根據保守取代性質加以校正。進行此調整之方式為熟習此項技術者所熟知。具有化學特性類似之側鏈的胺基酸群組實例包括(1)脂族側鏈：甘胺酸、丙胺酸、纈胺酸、白胺酸及異白胺酸；(2)脂族羥基側鏈：絲胺酸及蘇胺酸；(3)含醯胺側鏈：天冬醯胺及麩醯胺酸；(4)芳族側鏈：***酸、酪胺酸及色胺酸；(5)鹼性側鏈：離胺酸、精胺酸及組胺酸；(6)酸性側鏈：天冬胺酸及麩胺酸；及(7)含硫側鏈為半胱胺酸及甲硫胺酸。較佳保守胺基酸取代基團為：纈胺酸-白胺酸-異白胺酸、***酸-酪胺酸、離胺酸-精胺酸、丙胺酸-纈胺酸、麩胺酸-天冬胺酸及天冬醯胺酸-麩醯胺酸。或者，保守置換係在以引用的方式併入本文中之Gonnet等人(1992)Science 256: 1443-1445中所揭示的PAM250對數似然性矩陣中具有正值的任何變化。「適度保守」置換為在PAM250對數似然矩陣中具有非負值的任何變化。
如本文所用，術語「單株抗體」不限於經由融合瘤技術產生之抗體。單株抗體係藉由任何可用或此項技術中已知的來源衍生自單一純系，包括任何真核、原核或噬菌體純系。
如本文所使用，術語「嵌合」抗體係指具有衍生自以下之可變序列的抗體：非人類免疫球蛋白及通常選自人類免疫球蛋白模板的人類免疫球蛋白恆定區。
如本文所用，術語「奈米抗體」係指包含小單可變域(自駱駝及單峰駝獲得之抗體之VHH)的抗體。自駱駝及單峰駝(雙峰駱駝(Camelus baclrianus)及單峰駱駝(Calelus dromaderius))家族成員(包括新世界成員，諸如駱馬物種(羊駝(Lama pacos)、大羊駝(Lama glama)及瘦駝(Lama vicugna)))獲得之抗體蛋白已在尺寸、結構複雜性及對人類個體之抗原性方面加以表徵。如自然界中所發現之來自此哺乳動物家族之某些IgG抗體缺少輕鏈，且因此在結構上不同於其他動物抗體之具有兩條重鏈及兩條輕鏈之典型四鏈四級結構。
非人類抗體之「人類化」形式為含有衍生自非人類免疫球蛋白之最小序列的嵌合免疫球蛋白。一般而言，人類化抗體將包含基本上所有的至少一個且通常兩個可變域，其中所有或基本上所有的CDR區對應於非人類免疫球蛋白之CDR區且所有或基本上所有的FR區為人類免疫球蛋白序列之FR區。
如本發明中所使用，術語「完全醣化」係指CoV棘蛋白(尤其SARS-CoV-2棘蛋白)上之醣化狀態，其中CoV棘蛋白(尤其SARS-CoV-2棘蛋白)內之所有N-聚醣位點經至少一個糖部分醣化。
在本發明之一些實施例中，該抗體或其抗原結合片段為醣抗體。如本文所用，術語「醣抗體」係指在Fc區具有單一、均勻醣型之單株抗體的均質群體。均質群體中之個別醣抗體為相同的，結合至相同抗原決定基，且含有具有明確定義之聚醣結構及序列的相同Fc聚醣。
術語「均質」在Fc區之醣化概況的上下文中可互換使用，且意指由一種所需N-聚醣物種代表之單一醣化模式，其中微量的前驅物N-聚醣很少或沒有。在某些實施例中，微量的前驅物N-聚醣小於約2%。
如本文所用，術語「聚醣」係指多醣、寡醣或單醣。聚醣可為糖殘基之單體或聚合物且可為線性的或分支的。聚醣可包括天然糖殘基(例如葡萄糖、N-乙醯葡糖胺、N-乙醯神經胺酸、半乳糖、甘露糖、岩藻糖、己糖、***糖(arabinose)、核糖、木糖等)及/或經修飾之糖(例如2'-氟核糖、2'-去氧核糖、磷酸甘露糖、6'磺酸基N-乙醯葡糖胺等)。聚醣在本文中亦用於指醣結合物中之碳水化合物部分，諸如醣蛋白、醣脂、醣肽、醣蛋白質體、肽聚醣、脂多醣或蛋白聚醣。聚醣通常僅由單醣之間的O-醣苷鍵聯組成。舉例而言，纖維素為由β-1,4-連接型D-葡萄糖組成的聚醣(或更特定而言，葡聚糖)，且甲殼素為由β-1,4-連接型N-乙醯基-D-葡糖胺組成的聚醣。聚醣可為單醣殘基之均聚物或雜聚物，且可為線性的或分支的。可發現聚醣連接至蛋白質，如醣蛋白及蛋白聚醣。其通常發現於細胞外表面上。O連接型及N連接型聚醣不僅在真核生物中很常見，而且可發現於原核生物中(儘管不常見)。發現N連接型聚醣連接至序列子中之天冬醯胺之R族氮(N)。序列子為Asn-X-Ser或Asn-X-Thr序列，其中X為除脯胺酸之外的任何胺基酸。
如本文所用，術語「N-聚醣」係指藉由N-乙醯葡糖胺(GlcNAc)連接的N連接型寡醣，該N-乙醯葡糖胺連接至含Fc多肽中之天冬醯胺殘基的醯胺氮。
在本發明之一個較佳實施例中，抗體或其抗原結合片段具有二醇工程化N-聚醣。抗體包含Fc區或抗原結合片段與Fc區融合，且抗體或其抗原結合片段在Fc區上具有N-聚醣。
如本發明中所使用，術語「治療劑」係指具有適用於向哺乳動物(例如人類)投與之治療性或藥理學作用的任何化合物、物質、藥物、藥物或活性成分。
如本文所用，術語「免疫結合物」係指抗原結合蛋白，例如抗體或抗原結合片段，其化學或生物學連接至放射性試劑、細胞介素、干擾素、目標或報導子部分、酶、肽或蛋白質或治療劑。抗原結合蛋白可在沿分子之任何位置與放射性試劑、細胞介素、干擾素、目標或報導子部分、酶、肽或治療劑連接，只要其能夠結合其目標(CoV-S)即可。免疫結合物之實例包括抗體-藥物結合物及抗體-毒素融合蛋白。在本發明之一個實施例中，該試劑可為特異性結合至CoV-S的第二不同抗體。可與抗CoV-S抗原結合蛋白(例如抗體或片段)結合之治療部分的類型將考慮待治療之病狀及待達成之所需治療效果。
如本文所用，術語「載體」意指能夠轉運其已連接之另一種核酸的核酸分子。
術語細胞之「經基因工程改造(genetically engineered)」或「基因工程改造的(genetic engineering)」意指使用遺傳物質操縱基因以改變細胞中之基因複本及/或基因表現量。遺傳物質可呈DNA或RNA形式。遺傳物質可藉由包括病毒轉導及非病毒轉染之各種方式轉移至細胞中。在經基因工程改造之後，細胞中某些基因之表現量可永久或暫時改變。
術語「冠狀病毒」或「CoV」係指冠狀病毒科中之任何病毒，包括但不限於SARS-CoV-2、MERS-CoV及SARS-CoV。SARS-CoV-2係指新出現之冠狀病毒，其正迅速地向全球其他地區蔓延。其經由病毒棘蛋白結合至人類宿主細胞受體血管收縮素轉換酶2 (ACE2)。棘蛋白亦結合至TMPRSS2且由其切割，此活化棘蛋白以進行病毒之膜融合。
術語「CoV-S」，亦稱為「S」或「S蛋白」係指冠狀病毒之棘蛋白，且可以指特異性S蛋白，諸如SARS-CoV-2-S、MERS-CoV S及SARS-CoV S。
如本文所用，術語「冠狀病毒感染」或「CoV感染」係指感染有冠狀病毒，諸如SARS-CoV-2、MERS-CoV或SARS-CoV。該術語包括冠狀病毒呼吸道感染，通常發生在下呼吸道。症狀可能包括高燒、乾咳、呼吸急促、肺炎、胃腸道症狀(諸如腹瀉)、器官衰竭(腎衰竭及腎功能障礙)、感染性休克，以及嚴重病例中之死亡。
如本發明中所用，術語「醫藥組合物」係指含有向哺乳動物(例如人類)投與以預防、治療或消除哺乳動物所患之特定疾病或病理性病狀的治療劑的混合物。
如本文中所使用，術語「治療有效量」或「靈驗量」係指當投與哺乳動物或其他個體用於治療疾病時，足以影響對該疾病之此類治療的抗體之量。
如本文所使用，術語「治療(treatment/treating)」及其類似術語涵蓋對哺乳動物，尤其人類之疾病的任何治療，且包括：(a)預防疾病在可易患該疾病但尚未診斷患有其之個體中發生；(b)抑制疾病，即遏制其發展；及(c)緩解疾病，即促使疾病消退。
術語「預防(preventing/prevention)」在此項技術中為公認的，且當與病狀結合使用時，其包括相對於未接受藥劑之個體，在病狀發作之前投與藥劑以降低個體中之醫學病狀的頻率或嚴重程度或延遲其症狀之發作。
如本文中可互換地所用，術語「個人(individual)」、「個體(subject)」、「宿主(host)」及「患者(patient)」係指哺乳動物，其包括(但不限於)鼠(大鼠、小鼠)、非人類靈長類動物、人類、犬科動物、貓科動物、有蹄動物(例如馬科動物、牛科動物、綿羊、豬科動物、山羊)等。特定言之，個體經疫苗接種。
如本文中所使用，術語「需要治療」係指由照護者(例如在人類之情況下，為醫師、護士、護理從業者或個人；在動物(包括非人類之哺乳動物)之情況下，為獸醫)作出的判斷，該判斷為個體需要治療或將受益於治療。此判斷係基於照護者之專業知識領域內，且包括以下知識之多種因素而作出：個體由於可由本發明之化合物治療之病狀而患病或將患病。
如本文中所使用，術語「樣品」涵蓋獲自個人、個體或患者之多種樣品類型，且可用於診斷性或監測分析。該定義涵蓋血液及生物來源之其他液體樣品；固體組織樣品，諸如活組織檢查樣品或組織培養物或源自其之細胞，及其後代。
「中和」係指分子(例如抗體)抑制冠狀病毒活性達到任何可偵測程度(例如抑制冠狀病毒與受體結合、由蛋白酶裂解或介導病毒進入宿主細胞或宿主細胞中之病毒繁殖的能力)的過程。
冠狀病毒(CoV)感染人類及動物且引起多種疾病，包括呼吸道、腸、腎及神經疾病。CoV使用其棘蛋白醣蛋白(S) (一種用於中和抗體之主要目標)結合其受體且介導膜融合及病毒進入。冠狀病毒棘蛋白在所有人類冠狀病毒(CoV)中高度保守且參與受體識別、病毒附著及進入宿主細胞中。類似地，SARS-CoV-2 S蛋白亦與CoV之蛋白高度保守。當S蛋白結合至受體時，TM蛋白酶絲胺酸2 (TMPRSS2)，位於宿主細胞膜上的2型TM絲胺酸蛋白酶藉由活化S蛋白而促進病毒進入細胞中。在病毒進入細胞後，病毒RNA經釋放，多聚蛋白自RNA基因體轉譯，且經由蛋白質裂解及組裝複製酶-轉錄酶複合物發生病毒RNA基因體之複製及轉錄。病毒RNA經複製，且結構蛋白經合成、組裝及包裝於宿主細胞中，其後釋放病毒顆粒。( Fehr AR, Perlman S. Coronaviruses: an overview of their replication and pathogenesis. Methods Mol Biol. 2015;1282:1-23)。
SARS-CoV-2棘蛋白為1273胺基酸I型膜醣蛋白，其組裝成三聚體，該等三聚體在包膜冠狀病毒顆粒之表面上構成棘或肽聚體。該蛋白質具有兩種基本功能：宿主受體結合及膜融合，此歸因於S蛋白的N端(S1)及C端(S2)半部。CoV-S經由存在於S1亞單元中之受體結合域(RBD)結合至其同源受體。全長SARS-CoV-2棘蛋白之胺基酸序列由SEQ ID NO: 11之胺基酸序列例示。S1域結合受體後，導致S2域發生構形變化，此促進病毒包膜與其目標細胞之質膜之間發生融合。SARS-CoV-2棘蛋白之變異體實例包括但不限於D614G：D614G；B.1.1.7：69-70缺失、144缺失、N501Y、A570D、D614G、P681H、T716I、S982A及D1118H；B.1.351：L18F、D80A、D215G、242-244缺失、R246I、K417N、E484K、N501Y、D614G及A701V。術語「CoV-S」包括自不同CoV分離株分離之CoV棘蛋白的蛋白質變異體以及重組CoV棘蛋白或其片段。該術語亦涵蓋與例如組胺酸標籤、小鼠或人類Fc或信號序列(諸如ROR1)偶聯的CoV棘蛋白或其片段。
本發明開發了對CoV棘蛋白(尤其SARS-CoV-2棘蛋白)中之抗原決定基具有特異性的抗體或其抗原結合片段。
特定而言，該抗體或其抗原結合片段對CoV棘蛋白中之抗原決定基具有特異性；其中該抗體或其抗原結合片段包含重鏈可變區之CDR及輕鏈可變區之CDR，其中重鏈可變區之CDR包含CDRH1、CDRH2及CDRH3區，且輕鏈可變區之CDR包含CDRL1、CDRL2及CDRL3區，且其中： CDRH1區包含胺基酸序列SEQ ID NO: 1或與其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%序列一致性的基本相似序列；CDRH2區包含胺基酸序列SEQ ID NO: 2或與其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%序列一致性的基本相似序列；CDRH3區包含胺基酸序列SEQ ID NO: 3或與其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%序列一致性的基本相似序列；且CDRL1區包含胺基酸序列SEQ ID NO: 4或與其具有至少90%、至少95%至少98%或至少99%序列一致性的基本相似序列；CDRL2區包含胺基酸序列AAS；CDRL3區包含胺基酸序列SEQ ID NO: 5或與其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%序列一致性的基本相似序列。
在本發明之一些實施例中，包含SEQ ID NO: 1至5的抗體或其抗原結合片段為m31A12，其對各種SARS-CoV-2變異體具有高親和力及防護功效。m37A12為識別SARS-CoV-2棘蛋白之RBD域的嵌合體mAb。在基於細胞的結合分析中，m37A12以皮莫耳濃度範圍內的EC50值識別SARS-CoV-2武漢病毒株(WH01)及SARS-CoV-2之δ (B.1.617.2)變異體的棘蛋白。在基於假病毒的中和分析中，m37A12具有以皮莫耳濃度範圍內之IC50值中和SARS-CoV-2武漢(WH01)、D614G、α (B1.1.7)及δ (B.1.617.2)假病毒的活性。
特定而言，抗體或其抗原結合片段對CoV棘蛋白中之抗原決定基具有特異性；其中： CDRH1區包含胺基酸序列SEQ ID NO: 6或與其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%序列一致性的基本相似序列；CDRH2區包含胺基酸序列SEQ ID NO: 7或與其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%序列一致性的基本相似序列；CDRH3區包含胺基酸序列SEQ ID NO: 8或與其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%序列一致性的基本相似序列；且CDRL1區包含胺基酸序列SEQ ID NO: 9或與其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%序列一致性的基本相似序列；CDRL2區包含胺基酸序列AAT；CDRL3區包含胺基酸序列SEQ ID NO: 10或與其具有至少90%、至少95%、至少98%或至少99%序列一致性的基本相似序列。
在本發明之一些實施例中，包含SEQ ID NO: 6至10的抗體或其抗原結合片段為P36H3。
本發明之抗體或其抗原結合片段可為全長的(例如IgG1或IgG4抗體)或可僅包含抗原結合部分(例如Fab、F(ab') 2或scFv片段)，且可經修飾以實現所需功能。
在本發明之一些實施例中，抗體或其抗原結合片段與抗CoV-S抗原結合蛋白(例如抗體或抗原結合片段)結合，與另一部分(例如治療部分(「免疫結合物」)，諸如類毒素或抗病毒劑)結合，以治療冠狀病毒感染。在本發明之一個實施例中，抗CoV-S抗體或片段與本文所闡述之任一種其他治療劑結合。本發明亦提供一種複合物，其包含與SARS-CoV-2棘蛋白或其片段結合的如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段。
可使用一般熟習此項技術者已知的各種技術判定抗體是否「特異性結合至多肽或蛋白質內之一或多個胺基酸」。例示性技術包括例如常規交叉阻斷分析，諸如Antibodies, Harlow及Lane (Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harb., NY)所描述；丙胺酸篩選突變分析；肽墨點分析(Reineke, 2004, Methods Mol Biol 248:443-463)及肽裂解分析。另外，可採用諸如抗原決定基切除、抗原決定基提取及抗原化學修飾之方法(Tomer, 2000, Protein Science 9:487-496)。可用於鑑別與抗體特異性結合之多肽內之胺基酸的另一方法為藉由質譜偵測之氫/氘交換。一般而言，氫/氘交換方法涉及氘標記所關注之蛋白，接著使抗體與氘標記蛋白結合。隨後，將蛋白質/抗體複合物轉移至水中以允許氫-氘交換在除了經抗體保護之殘基(其保持經氘標記)以外的所有殘基處發生。在抗體解離之後，對目標蛋白進行蛋白酶裂解及質譜分析，藉此展現對應於與抗體相互作用之特定胺基酸的氘標記殘基。參見例如Ehring (1999) Analytical Biochemistry 267 (2):252-259；Engen及Smith (2001) Anal. Chem. 73:256A-265A。
藉由使用此項技術中已知之常規方法，可容易地確定抗體是否特異性結合至與參考抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體相同之抗原決定基或與其競爭結合。舉例而言，為了判定測試抗體是否結合至與本發明之參考抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體相同之抗原決定基，使參考抗體結合至SARS-CoV-2棘蛋白。隨後，評估測試抗體結合至SARS-CoV-2棘蛋白分子之能力。若測試抗體在與參考抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體飽和結合之後能夠結合至SARS-CoV-2棘蛋白，則可得出結論，測試抗體結合至與參考抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體不同之抗原決定基。另一方面，若測試抗體在參考抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體結合飽和之後不能夠結合至SARS-CoV-2棘蛋白分子，則測試抗體可結合至與本發明之參考抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體所結合之抗原決定基相同的抗原決定基。可隨後進行其他常規實驗(例如肽突變及結合分析)，以確認所觀測到之測試抗體之結合缺失事實上是否係由於結合於與參考抗體相同之抗原決定基，或所觀測到之缺乏係空間阻礙(或另一現象)引起的。此分選實驗可使用ELISA、RIA、Biacore、流式細胞測量術或此項技術中可用之任何其他定量或定性抗體結合分析來進行。根據本發明之某些實施例，如競爭性結合分析中所量測，若例如1倍、5倍、10倍、20倍或100倍過量之一種抗體抑制另一種抗體之結合至少50%但較佳地75%、90%或甚至99%，則兩種抗體結合至相同的(或重疊)抗原決定基。替代地，若降低或消除一種抗體之結合的抗原中之基本上所有胺基酸突變降低或消除另一抗體之結合，則將兩種抗體視為結合至相同抗原決定基。若僅一個子集的減少或消除一種抗體之結合的胺基酸突變減少或消除另一種抗體之結合，則認為兩種抗體具有「重疊的抗原決定基」。
抗體亦包括完整抗體分子之抗原結合片段。抗體之抗原結合片段可使用任何適合之標準技術衍生自例如完整抗體分子，諸如涉及編碼抗體可變域及視情況存在之恆定域之DNA之操縱及表現的蛋白水解消化或重組基因工程改造技術。此類DNA為已知的及/或易於自例如市售來源、DNA庫(包括例如噬菌體-抗體庫)獲得，或可以合成方式獲得。DNA可以化學方式或藉由使用分子生物學技術定序及操縱，例如將一或多個可變域及/或恆定域配置成適合組態，或引入密碼子，產生半胱胺酸殘基，修飾、添加或缺失胺基酸等。
抗原結合片段之非限制性實例包括：(i) Fab片段；(ii) F(ab') 2片段；(iii) Fd片段；(iv) Fv片段；(v)單鏈Fv (scFv)分子；(vi) dAb片段；及(vii)由模擬抗體之高變區(例如分離的互補決定區(CDR)，諸如CDR3肽)的胺基酸殘基或由受限FR3-CDR3-FR4肽組成的最小識別單位。其他經工程改造之分子，諸如域特異性抗體、單域抗體、域缺失抗體、嵌合抗體、CDR移植抗體、雙功能抗體、三功能抗體、四功能抗體、微型抗體、奈米抗體(例如單價奈米抗體、二價奈米抗體等)、小模組免疫藥物(SMIP)及鯊魚可變IgNAR域亦由如本文所使用之表述「抗原結合片段」涵蓋。
抗體之抗原結合片段典型地包含至少一個可變域。可變域可具有任何尺寸或胺基酸組成，且一般將包含至少一個與一或多個框架序列相鄰或同框之CDR。在具有與V L域相關聯的V H域的抗原結合片段中，V H和V L域可以任何適合的配置相對於彼此定位。舉例而言，可變區可為二聚體且含有V H-V H、V H-V L或V L-V L二聚體。或者，抗體之抗原結合片段可含有單體V H及V L域。
在某些實施例中，抗體之抗原結合片段可含有與至少一個恆定域共價連接之至少一個可變域。可見於本發明之抗體之抗原結合片段內的可變域及恆定域之非限制性例示性組態包括：(i) V H-C H1；(ii) V H-C H2；(iii) V H-C H3；(iv) V H-C H1-C H2；(v) V H-C H1-C H2-C H3, (vi) V H-C H2-C H3；(vii) V H-C L；(viii) V L-C H1；(ix) V L-C H2；(x) V L-C H3；(xi) V L-C H1-C H2；(xii) V L-C H1-C H2-C H3；(xiii) V L-C H2-C H3；及(xiv) V L-C L。在可變域及恆定域之任何組態，包括本文所列之例示性組態中之任一者中，可變域及恆定域可直接彼此連接或可藉由完全或部分鉸鏈區或連接區連接。鉸鏈區可由至少2個(例如5、10、15、20、40、60個或更多個)胺基酸組成，該等胺基酸在單一多肽分子中之相鄰可變域及/或恆定域之間產生可撓性或半可撓性連接。此外，本發明抗體之抗原結合片段可包含上文列出之任何可變域及恆定域組態彼此及/或與一或多個單體V H或V L域(例如藉由二硫鍵)非共價締合之均二聚體或雜二聚體(或其他多聚體)。
相較於衍生出抗體之相應生殖系序列，本文所揭示之抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體可在重鏈及輕鏈可變域之框架區及/或CDR區中包含一或多個胺基酸取代、***及/或缺失。此等突變可容易地藉由比較本文所揭示之胺基酸序列與購自例如公共抗體序列資料庫之生殖系序列來確定。本發明包括衍生自本文所揭示之任何胺基酸序列的抗體及其抗原結合片段，其中一或多個框架區及/或CDR區內之一或多個胺基酸突變成衍生抗體之生殖系序列的相應殘基，或突變成另一哺乳動物生殖系序列之相應殘基，或突變成相應生殖系殘基之保守性胺基酸取代(此等序列變化在本文中統稱為「生殖系突變」)。一般熟習此項技術者以本文中所揭示之重鏈及輕鏈可變區序列為起始物質，可容易地製備許多包含一或多個單獨的生殖系突變或其組合的抗體及抗原結合片段。在某些實施例中，V H及/或V L域內之所有框架及/或CDR殘基全部突變回衍生出抗體之初始生殖系序列中所發現的殘基。在其他實施例中，僅某些殘基突變回初始生殖系序列，例如僅在FR1之前8個胺基酸或FR4之後8個胺基酸內發現之突變殘基，或僅在CDR1、CDR2或CDR3內發現之突變殘基。在其他實施例中，框架及/或CDR殘基中之一或多者突變成不同生殖系序列(亦即，不同於最初衍生出抗體之生殖系序列的生殖系序列)的一或多個相應殘基。此外，本發明抗體可在框架區及/或CDR區內含有兩個或更多個生殖系突變之任何組合，例如其中某些單獨的殘基突變為特定生殖系序列之對應殘基，而與初始生殖系序列不同的某些其他殘基被保留或突變為不同生殖系序列之對應殘基。一旦獲得，即可針對一或多種所期望的特性容易地測試含有一或多個生殖系突變之抗體及抗原結合片段，該等特性諸如改良的結合特異性、增加的結合親和力、改良或增強的拮抗或促效生物特性(視具體情況而定)、減小的免疫原性等。本發明涵蓋以此一般方式獲得之抗體及抗原結合片段。
本發明亦包括抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體，其包含具有一或多個保守取代之本文所揭示之V H、V L及/或CDR胺基酸序列中之任一者的變異體。舉例而言，本發明包括具有V H、V L及/或CDR胺基酸序列之抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體，相對於本文所揭示之V H、V L及/或CDR胺基酸序列中之任一者，該等胺基酸序列具有例如10個或更少、8個或更少、6個或更少、4個或更少等保守胺基酸取代。
在本發明之一些實施例中，本發明之抗體或其抗原結合片段係人類化抗體。為改良本發明之人類化抗體之結合親和力，人類框架區中之一些胺基酸殘基經CDR之物種(例如嚙齒動物)中的相應胺基酸殘基置換。
本發明之抗體或其抗原結合片段可為單特異性、雙特異性或多特異性的。多特異性抗體可對一種目標多肽之不同抗原決定基具有特異性或可含有對超過一種目標多肽具有特異性的抗原結合域。本發明之抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體可連接至另一功能分子(例如另一肽或蛋白質)或與另一功能分子共表現。舉例而言，抗體或其片段可功能性地連接(例如藉由化學偶合、基因融合、非共價締合或其他方式)至一或多個其他分子實體，諸如另一抗體或抗體片段，以產生具有第二結合特異性之雙特異性或多特異性抗體。舉例而言，本發明包括雙特異性抗體，其中免疫球蛋白之一個臂對SARS-CoV-2棘蛋白或其片段具有特異性，且免疫球蛋白之另一個臂對第二治療目標具有特異性或與治療部分結合。
在另一態樣中，本發明提供表現抗體或其抗原結合片段或含有載體之經基因工程改造之細胞。經基因工程改造之細胞可為免疫細胞。
在本發明之一個較佳實施例中，抗體或其抗原結合片段可使用任何數目之表現系統，包括原核及真核表現系統來產生。在一些實施例中，表現系統為哺乳動物細胞表現(諸如融合瘤)或CHO細胞表現系統。諸多此類系統廣泛獲自商業供應商。在抗體包含V H及V L區之實施例中，V H及V L區可使用單一載體表現，例如在雙順反子表現單元中或在不同啟動子控制下。在其他實施例中，可使用各別載體表現V H及V L區。如本文所描述之V H及V L區可視情況包含N端處之甲硫胺酸。
編碼感興趣抗體之重鏈及輕鏈的基因可自細胞選殖，例如編碼單株抗體之基因可自融合瘤選殖且用於產生重組單株抗體。編碼單株抗體之重鏈及輕鏈的基因庫亦可由融合瘤或漿細胞製得。重鏈及輕鏈基因產物之隨機組合產生具有不同抗原特異性之大抗體池(參見例如Kuby, Immunology (第3版. 1997))。
用於製造抗體或抗原結合片段之方法的實例包含：(a)將編碼該抗體或抗原結合片段之一或多種聚核苷酸引入至宿主細胞中；(b)在有利於表現該一或多種聚核苷酸之條件下培養該宿主細胞；及(c)視情況自該宿主細胞及/或生長該宿主細胞之培養基中分離該抗體或抗原結合片段。
載體可用於將編碼本發明之抗體或抗原結合片段的聚核苷酸引入至宿主細胞。在一個實施例中，一種載體為「質體」，其係指可與額外DNA區段接合之環形雙股DNA環。另一類型之載體為病毒載體，其中額外DNA片段可與病毒基因體連接。某些載體能夠在其所引入之宿主細胞中自主複製(例如具有細菌複製起點之細菌載體及游離型哺乳動物載體)。其他載體(例如非游離型哺乳動物載體)可在引入宿主細胞中時整合至宿主細胞之基因體中，且藉此與宿主基因體一起複製。此外，某些載體能夠引導與其操作性連接之基因之表現。此類載體在本文中被稱作「重組表現載體」(或簡言之，「表現載體」)。一般而言，用於重組DNA技術中之表現載體常常呈質體形式。由於質體為載體之最常用形式，因而在本說明書中，「質體」及「載體」可互換使用。然而，本發明意欲包括提供等效功能之其他形式之表現載體，諸如病毒載體(例如，複製缺陷反轉錄病毒、腺病毒及腺相關病毒)。
本發明提供包含抗體或其抗原結合片段或複合物之醫藥組合物。本發明之醫藥組合物係藉由適合之稀釋劑、載劑、賦形劑及提供改良之轉移、遞送、耐受性及類似性質之其他藥劑調配。該等組合物可以調配用於特定用途，諸如用於獸醫學用途或人類醫藥用途。所用組合物及賦形劑、稀釋劑及/或載劑之形式將視抗體之預期用途及用於治療性用途之投與模式而定。可於所有醫藥化學家之已知的處方集中查詢眾多適當調配物：Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Company, Easton, Pa。此等調配物包括例如粉劑、糊劑、軟膏、凝膠劑、蠟、油、脂質、含有囊泡之脂質(陽離子型或陰離子型)(諸如LIPOFECTIN™，Life Technologies，Carlsbad，Calif.)、DNA結合物、無水吸收糊劑、水包油及油包水乳液、聚乙二醇乳液(具有各種分子量之聚乙二醇)、半固體凝膠及含有聚乙二醇之半固體混合物。亦參見Powell等人「Compendium of excipients for parenteral formulations」PDA (1998) J Pharm Sci Technol 52:238-311。
在本發明之一些實施例中，醫藥組合物包含另一治療劑，諸如抗病毒劑。抗病毒劑可為SARS-CoV-2之S蛋白抗體；消炎劑；SARS-CoV-2之S蛋白的NTD區抗體；SARS-CoV-2之S蛋白的HR1區抗體；SARS-CoV-2之S蛋白的RBD區抗體。SARS-CoV單株抗體；MERS-CoV單株抗體；SARS-CoV-2單株抗體；肽；蛋白酶抑制劑；PIKfyve抑制劑；TMPRSS2抑制劑；以及組織蛋白酶抑制劑；弗林蛋白酶抑制劑；抗病毒肽；抗病毒蛋白；抗病毒化學化合物。舉例而言，抗病毒劑可能係至少一種選自由以下組成之群：1A9；201；311mab-31B5；311mab-32D4；47D11；4A8；4C2；80R；阿吡莫德(Apilimod)；B38；甲磺酸卡莫司他(camostat mesylate)；卡瑞單抗(Casirivimab)；CR3014；CR3022；D12；E-64D；EK1；EK1C4；H4；HR2P；IBP02；依米得韋單抗(Imdevimab)；m336；MERS-27；MERS- 4；MI-701；n3088；n3130；P2B-2F6；P2C-1F11；PI8；S230；S309；SARS-CoV-2 S HR2P片段(aal 168-1203)；粉防己鹼(Tetrandrine)；奈非那韋(Viracept) (甲磺酸奈非那韋(nelfinavir mesylate))；YM201636；a-1-PDX；法匹拉韋(favipiravir)；IFN-a；IFN-alb；IFN-a2a；洛匹那韋-利托那韋(lopinavir-ritonavir)；Q-格里菲斯辛(Q-Griffithsin) (Q-GRFT)；及格里菲斯辛；奧司他韋(oseltamivir)；紮那米韋(zanamivir)；阿巴卡韋(abacavir)；齊多夫定(zidovudine)；紮西他濱(zalcitabine)；地達諾新(didanosine)；司他夫定(stavudine)；依法韋侖(efavirenz)；茚地那韋(indinavir)；利托那韋(ritonavir)；奈非那韋(nelfinavir)；安普那韋(amprenavir)；利巴韋林(ribavirin)；瑞德西韋(Remdesivir)；氯奎寧(chloroquine)；羥氯奎寧(hydroxychloroquine)；rIFN-α-2a；rIFN-β-lb；rIFN-γ；nIFN-α；nIFN-β；nlFN-γ；IL-2；PD-L1；抗PD-Ll；檢查點抑制劑；干擾素；干擾素混合物；重組或天然干擾素；阿氟隆(Alferon)；α-干擾素物種；重組或天然干擾素α；重組或天然干擾素α 2a；重組或天然干擾素β；重組或天然干擾素β lb；及重組或天然干擾素γ。α-干擾素物種可為由人類白血球產生之至少七個種類的α-干擾素的混合物，其中七個種類為：干擾素α 2；干擾素α 4；干擾素α 7；干擾素α 8；干擾素α 10；干擾素α 16；及干擾素α 17。
向患者投與之抗體的劑量可視患者之年齡及身材、目標疾病、狀況、投與途徑及其類似者而變化。較佳劑量通常根據體重或體表面積計算。當本發明之抗體用於治療成年患者中與SARS-CoV-2相關之病狀或疾病時，靜脈內投與本發明之抗體可為有利的。可視病狀之嚴重程度而定來調節治療之頻率及持續時間。用於投與抗體之有效劑量及時程可以憑經驗確定；舉例而言，可藉由週期性評估來監測患者進展，且相應地調整劑量。此外，劑量之種間調整可使用此項技術中熟知之方法來執行(例如，Mordenti等人，1991, Pharmaceut. Res. 8:1351)。
各種遞送系統為吾人所知且可用於投與本發明之醫藥組合物，例如囊封於脂質體中、微粒、微膠囊、能夠表現突變病毒之重組細胞、受體介導之內飲作用(見例如Wu等人, 1987, J. Biol. Chem. 262:4429-4432)。引入方法包括(但不限於)皮內、肌肉內、腹膜內、靜脈內、皮下、鼻內、硬膜外及經口途徑。組合物可藉由任何便利途徑投與，例如藉由輸注或推注注射、藉由經上皮或黏膜皮膚內層(例如，口腔黏膜、直腸及腸黏膜等等)吸收，且可連同其他生物學活性劑一起投與。投與可為全身性或局部的。
本發明之醫藥組合物可以用諸如標準針頭及注射器之容器或注射裝置皮下或靜脈內遞送。此外，關於皮下遞送，筆式遞送裝置易於在遞送本發明之醫藥組合物時應用。此類筆式遞送裝置可為可再用的或拋棄式的。可再用的筆式遞送裝置通常利用含有醫藥組合物之可替換套筒。在已投與套筒內之所有醫藥組合物且套筒為空後，空套筒可容易地丟棄且用含有醫藥組合物之新套筒更換。隨後可重複使用筆式遞送裝置。在拋棄式筆式遞送裝置中，不存在可替換套筒。實際上，拋棄式筆式遞送裝置預填充有保存於裝置內之儲集器中的醫藥組合物。在儲集器中之醫藥組合物被清空後，丟棄整個裝置。
在某些情形中，醫藥組合物可在受控釋放系統中遞送。在一個實施例中，可以使用泵(參見Langer, 同上；Sefton, 1987, CRC Crit. Ref. Biomed. Eng. 14:201)。在另一實施例中，可使用聚合材料；參見Medical Applications of Controlled Release, Langer及Wise (編), 1974, CRC Pres., Boca Raton, Fla。在又另一實施例中，可將受控釋放系統置於組合物之目標附近，因此僅需要全身性劑量之一部分(參見例如Goodson, 1984, Medical Applications of Controlled Release中, 見上文, 第2卷, 第115-138頁)。其他受控釋放系統論述於Langer, 1990, Science 249:1527-1533之綜述中。
可注射製劑可以包括用於靜脈內、皮下、皮內和肌肉內注射、滴液輸液等的劑型。此等可注射製劑可藉由公開已知之方法製備。舉例而言，可注射製劑可例如藉由將本文所描述之抗體或其鹽溶解、懸浮或乳化於習知用於注射之無菌水性介質或油性介質中來製備。舉例而言，生理鹽水、含有葡萄糖及其他輔助試劑之等張溶液等作為用於注射之水性介質，其可與適當助溶劑組合使用，該等助溶劑為諸如醇(例如乙醇)、多元醇(例如丙二醇、聚乙二醇)、非離子型界面活性劑[例如聚山梨醇酯80、HCO-50 (氫化蓖麻油之聚氧化乙烯(50 mol)加合物)]等。採用例如芝麻油、大豆油等作為油性介質，其可與諸如苯甲酸苯甲酯、苯甲醇等之助溶劑組合使用。較佳將由此製備之注射液填充於適當安瓿中。
上文所描述之用於經口或非經腸使用之醫藥組合物宜製備成適於擬合活性成分劑量的單位劑量的劑型。此類呈單位劑量之劑型包括例如錠劑、丸劑、膠囊、注射劑(安瓿)、栓劑等。
本發明提供一種治療或預防有需要之個體之冠狀病毒感染的方法，其包含投與治療有效量之如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段或複合物。或者，本發明提供一種用於治療或預防有需要之個體之冠狀病毒感染的醫藥組合物，其包含治療有效量之如本文所用之抗體或其抗原結合片段或複合物及醫藥學上可接受之載劑及視情況存在之另一治療劑。
本發明提供一種用於中和有需要之個體之冠狀病毒的方法，其包含向該個體投與如本文所揭示之抗體或其抗原結合片段或複合物。或者，本發明提供一種用於中和有需要之個體之冠狀病毒的醫藥組合物，其包含治療有效量之如本文所用之抗體或其抗原結合片段或複合物及醫藥學上可接受之載劑及視情況存在之另一治療劑。
本發明提供一種用於偵測樣品中之冠狀病毒的套組，其中該套組包含抗體或其抗原結合片段。
本發明之抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體亦可用於偵測及/或量測樣品中之冠狀病毒或SARS-CoV-2棘蛋白表現細胞，例如出於診斷目的。舉例而言，抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體或其片段可以用於診斷特徵為冠狀病毒感染的病狀或疾病。針對冠狀病毒的例示性診斷分析可包含例如使獲自患者的樣品與本發明之抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體接觸，其中抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體用可偵測標記或報導子分子進行標記。或者，未標記之抗SARS-CoV-2棘蛋白抗體可與自身可偵測地標記之二級抗體組合用於診斷應用中。可偵測標記或報導子分子可為放射性同位素，諸如 3H、 14C、 32P、 35S或 125I；螢光或化學發光部分，諸如異硫氰酸螢光素或若丹明；或酶，諸如鹼性磷酸酶、β-半乳糖苷酶、辣根過氧化酶或螢光素酶。可用於偵測或量測樣品中之冠狀病毒之特定例示性分析包括酶聯結免疫吸附分析(ELISA)、放射免疫分析(RIA)及螢光活化細胞分選(FACS)。
提供以下實例以幫助熟習此項技術者實施本發明。
實例
材料及方法
棘蛋白特異性 B 細胞之 FACS 分析及分選 .自S mg免疫接種小鼠分離之脾細胞在4℃下與2 μg/ml S蛋白一起培育1小時，隨後在4℃下洗滌及與針對CD19之抗體混合液(純系：6D5，PE-Cy7結合的，BIOLEGEND™)、CD3(純系：17A2，PE結合的，BIOLEGEND™)及His (純系：J095G46，APC結合的，BIOLEGEND™)一起培育15分鐘。碘化丙錠(BIOLEGEND™)用於排除死細胞。利用BD FACSAria II將單一棘蛋白特異性活B細胞(CD3 −CD19 +)分選至每孔含有10 μl捕獲緩衝液(10 mM Tris-HCl，pH 8)及5 U/μl RNasin (PROMEGA™)的96孔PCR培養盤(APPLIED BIOSYSTEMS™)中。為了譜系分析，彙集來自S mg或S fg免疫接種小鼠之五個脾臟且進行染色，隨後分選。
單一 B 細胞篩選 .基於先前出版物來設計引子。接著在50℃下進行反應30分鐘，在95℃下進行反應15分鐘，隨後進行40次循環，其中在94℃下進行30秒、在50℃下進行30秒、在72℃下進行1分鐘，且在72℃下最終培育10分鐘。使用KOD One PCR主混合液(TOYOBO™)利用1 μl未純化之第一輪PCR產物進行半巢式第二輪PCR，在98℃下進行2分鐘，隨後進行45次循環，其中在98℃下進行10秒、在55℃下進行10秒、在68℃下進行10秒，且在68℃下最終培育1分鐘。接著在1.5%瓊脂糖凝膠上分析PCR產物且定序。Ig V及L基因係藉由在IMGT網站(http://imgt.org/IMGT_vquest/input)上搜尋進行鑑別。接著利用含有限制性位點之單一基因特異性V及L基因引子，自第二輪PCR產物擴增基因，以便選殖至含有人類IgH或IgL表現主鏈之載體中。將嵌合IgH及IgL表現構築體共轉染至Expi293中以產生抗體。
抗體與表現 S 蛋白之 293T 表面的結合 .293T細胞經pcDNA6/棘蛋白-P2A-eGFP轉染。經轉染細胞在10 μg/ml殺稻瘟菌素下選擇2至3週。隨後藉由FACSAria II分選所選細胞以獲得eGFP +表現細胞。將此等細胞維持在含有10% FBS及10 μg/ml殺稻瘟菌素之DMEM中。2-3×10 5個細胞與連續稀釋之抗體在FACS緩衝液中在冰上培育1小時。接著，細胞用FACS緩衝液洗滌3次，接著在冰上在BV421小鼠抗人類IgG (BD BIOSCIENCES™，562581，1:100)中染色20分鐘且用FACS緩衝液洗滌兩次。陽性細胞百分比使用FACS Canto II定量且資料用FlowJo分析。本文所用之S蛋白變異體為：WH01棘蛋白：初始S蛋白；D614G: D614G；B.1.1.7：69-70缺失、144缺失、N501Y、A570D、D614G、P681H、T716I、S982A及D1118H；B.1.351：L18F、D80A、D215G、242-244缺失、R246I、K417N、E484K、N501Y、D614G、A701V及Ο BA.1。
使用 Octet ( 生物層干涉術 ) 測定親和力及親合力 .使用Pierce Fab微型製備套組(THERMOFISHER SCIENTIFIC™)，根據製造商說明書製備Fab片段。簡言之，m31A7 IgG (250 μg)藉由在37℃下與固定化番木瓜蛋白酶樹脂一起培育8小時進行消化。接著藉由蛋白A管柱純化Fab。經純化之m31A7 IgG或Fab片段分別以10或6.7 μg/ml動力學緩衝液(PBS中0.01%無內毒素BSA，0.002% Tween-20，0.005% NaN 3)裝載至蛋白G或FAB2G生物感測器(Molecular Devices，FORTEBIO™)上。S蛋白(SARS-CoV-2 WH01)與IgG或Fab之締合及解離分別在指定濃度之動力學緩衝液中進行5分鐘及15分鐘。使用1:1整體擬合模型(OCTET™)計算 K D 值。
單 -GlcNAc-IgG 的 製備 .將293S細胞產生的1 mg IgG (例如m37A12或P36H3)與Endo H (5000單位)一起在磷酸鈉緩衝液(20 mM，pH 7.4，0.5 mL)中、在室溫下培育16小時。藉由SDS-PAGE證實N-聚醣在重鏈上完全裂解。用蛋白質A親和管柱純化單-GlcNAc-IgG。合併含有單-GlcNAc-IgG的溶離份且藉由離心過濾(Amicon Ultra離心過濾器，MILLIPORE™)濃縮。
用聚醣㗁唑啉使單 -GlcNAc IgG 發生轉醣化 .將100 pg EndoS D233Q與1 mg單-GlcNAc IgG於20 mM Tris緩衝液(pH 7.4)中的混合物添加至1 mg如先前所述的FSCT-㗁唑啉中(Lo, H. J.等人, J Am Chem Soc 141, 6484-6488)。溶液在37℃下培育60分鐘。接著用蛋白質A親和管柱純化反應混合物。
結果：
吾等在此自小鼠分離出棘蛋白特異性單株抗體，該等小鼠經單醣化狀態(S mg)的SARS-CoV-2免疫。分選來自S mg免疫小鼠的S蛋白特異性B細胞能夠鑑別出來自IGHV1-18擴增純系的兩種單株抗體(mAb) m37A12及P36H3。此m37A12 mAb與野生型(WT)全長S蛋白S1及RBD相互作用 ( 圖 1A)。S蛋白的EC 50(M)為5.084×10 -11；RBD的EC 50(M)為8.000×10 -11。吾等之生物膜層干涉術(BLI)分析表明，m31A7對全長WT棘蛋白的KD似乎為4.2×10 -10M ( 圖 1B)。P36H3結合至WT棘蛋白的S2域 ( 圖 2A)。S蛋白的EC 50(M)為1.622×10 -10；S2的EC 50(M)為2.316×10 -11。BLI分析顯示，P36H3對全長WT棘蛋白的KD為7.02×10 -12M ( 圖 2B )。另外，FACS分析顯示，m37A12係以10 -11M水平的EC50結合至表現WH01 (WT)及δ棘蛋白的HEK293T細胞 ( 圖 3A)。WH01的EC 50(M)為2.469×10 -10；δ的EC 50(M)為2.042×10 -11。重要的是，m37A12顯示可以亞皮莫耳濃度水平的IC 50中和各種假病毒變異體(WT、D614G及δ) ( 圖 3B)。WH01的IC 50(M)為8.788×10 -11；α的IC 50(M)為6.764×10 -11；β的IC 50(M)為2.557×10 -9；γ的IC 50(M)為2.424×10 -9；δ的IC 50(M)為1.504×10 -10。另一方面，FACS分析顯示，P36H3以10 -10M水平的EC50結合至表現WH01 (WT)與δ棘蛋白的HEK293T細胞 ( 圖 4)。WH01的EC 50(M)為2.227×10 -10；δ的EC 50(M)為3.737×10 -10。FACS分析顯示，m37A12及p36H3係以7.734×10 -9M (m37A12)或5.213×10 -9M (p36H3)的EC 50結合至表現Ο BA.1棘蛋白的HEK293T細胞 ( 圖 5)。此外，m37A12顯示可以5.993×10 -8之IC 50中和假病毒Ο BA.1變異體 ( 圖 6)。
雖然已結合所闡述之特定實施例來描述本發明，但其許多替代方案及其修改及變化對於一般技術者而言將顯而易見。所有此類替代方案、修改及變化被視為屬於本發明之範疇內。
圖1A顯示m37A12能夠在ELISA分析中結合至棘蛋白或RBD。圖1B顯示全長m37A12 IgGl對全長棘蛋白之結合親合力，如生物膜層干涉術所量測。
圖2A顯示P36H3能夠結合至棘蛋白或S2。圖2B顯示全長P36H3 IgGl對全長棘蛋白之結合親合力，如生物膜層干涉術所量測。
圖3A顯示對m37A12結合至293T細胞之能力進行的FACS分析，該等細胞表現WT及δ變異體之棘蛋白。圖3B顯示m37A12中和WT或指定變異體之SARS-CoV-2假病毒的能力。
圖4顯示對P36H3結合至293T細胞之能力進行的FACS分析，該等細胞表現WT及δ變異體之棘蛋白。
圖5顯示對m37A12及p36H3結合至293T細胞之能力進行的FACS分析，該等細胞表現Ο BA.1 S蛋白。
圖6顯示m37A12針對Ο BA.1 S蛋白假病毒的中和能力。
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Claims (21)

  1. 一種抗體或其抗原結合片段，其對位於CoV棘蛋白中之抗原決定基具有特異性，其中該棘蛋白完全醣化。
  2. 如請求項1之抗體或其抗原結合片段，其中該CoV為α-CoV、β-CoV、γ-CoV、δ-CoV2或Ο-CoV。
  3. 如請求項1之抗體或其抗原結合片段，其中該CoV為SARS-CoV、MERS-CoV或SARS-CoV-2。
  4. 一種抗體或其抗原結合片段，其對CoV棘蛋白中之抗原決定基具有特異性；其中該抗體或其抗原結合片段包含重鏈可變區之互補決定區(CDR)及輕鏈可變區之CDR， 其中該重鏈可變區之CDR包含： 胺基酸序列SEQ ID NO: 1或6或其基本相似序列的CDRH1、胺基酸序列SEQ ID NO: 2或7或其基本相似序列的CDRH2，及胺基酸序列SEQ ID NO: 3或8或其基本相似序列的CDRH3；且 其中該輕鏈可變區之CDR包含： 胺基酸序列SEQ ID NO: 4或9或其基本相似序列的CDRL1、胺基酸序列AAS或AAT或其基本相似序列的CDRL2，及胺基酸序列SEQ ID NO: 5或10或其基本相似序列的CDRL3。
  5. 如請求項4之抗體或其抗原結合片段，其中： CDRH1之胺基酸序列為SEQ ID NO: 1或其基本相似序列；CDRH2之胺基酸序列為SEQ ID NO: 2或其基本相似序列；CDRH3之胺基酸序列為SEQ ID NO: 3或其基本相似序列；且 CDRL1之胺基酸序列為SEQ ID NO: 4或其基本相似序列；CDRL2之胺基酸序列為AAS或其基本相似序列；CDRL3之胺基酸序列為SEQ ID NO: 5或其基本相似序列； 或 CDRH1之胺基酸序列為SEQ ID NO: 6或其基本相似序列；CDRH2之胺基酸序列為SEQ ID NO: 7或其基本相似序列；CDRH3之胺基酸序列為SEQ ID NO: 8或其基本相似序列；且 CDRL1之胺基酸序列為SEQ ID NO: 9或其基本相似序列；CDRL2之胺基酸序列為AAT或其基本相似序列；CDRL3之胺基酸序列為SEQ ID NO: 10或其基本相似序列。
  6. 如請求項4之抗體或其抗原結合片段，其中抗體或其抗原結合片段為Fab片段、F(ab') 2片段、ScFv片段、單株抗體、嵌合抗體、奈米抗體、人類化抗體或人類抗體。
  7. 如請求項4之抗體或其抗原結合片段，其中該抗體或其抗原結合片段為多特異性的。
  8. 一種複合物，其包含與SARS-CoV-2棘蛋白或其片段結合的如請求項1之抗體或其抗原結合片段。
  9. 一種複合物，其包含與SARS-CoV-2棘蛋白或其片段結合的如請求項4之抗體或其抗原結合片段。
  10. 一種載體，其編碼如請求項1之抗體或其抗原結合片段。
  11. 一種載體，其編碼如請求項4之抗體或其抗原結合片段。
  12. 一種經基因工程改造之細胞，其表現如請求項1或4之抗體或其抗原結合片段或含有如請求項10或11之載體。
  13. 一種用於製造如請求項1至7中任一項之抗體或其抗原結合片段的方法，其包含：(a)將一或多種編碼該抗體或抗原結合片段之聚核苷酸引入宿主細胞中；(b)在有利於表現該一或多種聚核苷酸之條件下培養該宿主細胞；及(c)視情況自該宿主細胞及/或培養該宿主細胞之培養基中分離出該抗體或抗原結合片段。
  14. 一種醫藥組合物，其包含如請求項1至7中任一項之抗體或其抗原結合片段或如請求項8至9中任一項之複合物及醫藥學上可接受之載劑及視情況存在之另一治療劑。
  15. 如請求項14之醫藥組合物，其中該治療劑為對SARS-CoV-2棘蛋白具有特異性的抗病毒劑、消炎劑或抗體或其抗原結合片段。
  16. 一種用於有需要之個體治療或預防冠狀病毒感染及/或中和冠狀病毒的醫藥組合物，其包含治療有效量的如請求項1至7之抗體或其抗原結合片段或如請求項8至9中任一項之複合物及醫藥學上可接受之載劑及視情況存在之另一治療劑。
  17. 如請求項16之醫藥組合物，其中該另一治療劑為對SARS-CoV-2棘蛋白具有特異性的抗病毒劑、消炎劑或抗體或其抗原結合片段。
  18. 如請求項16之醫藥組合物，其中該個體已接種疫苗。
  19. 如請求項16之醫藥組合物，其中該醫藥組合物呈適於注射之形式。
  20. 一種用於偵測樣品中之冠狀病毒的方法，其包含使該樣品與如請求項1至7中任一項之抗體或其抗原結合片段接觸。
  21. 一種用於偵測樣品中之冠狀病毒的套組，其中該套組包含如請求項1至7中任一項之抗體或其抗原結合片段。
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