TWI423818B - Ｃｇｒｐ抗體 - Google Patents

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TWI423818B TW100119683A TW100119683A TWI423818B TW I423818 B TWI423818 B TW I423818B TW 100119683 A TW100119683 A TW 100119683A TW 100119683 A TW100119683 A TW 100119683A TW I423818 B TWI423818 B TW I423818B
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Description

CGRP抗體
本發明係關於醫藥領域，尤其是抑鈣素基因系肽(CGRP)之抗體領域。更特定言之，本發明係關於CGRP抗體及CGRP抗體用於治療骨關節炎疼痛或偏頭痛之用途。
抑鈣素基因系肽(CGRP)為由中樞及周邊神經系統之神經分泌的37個胺基酸之神經肽。CGRP廣泛分佈於周邊及中樞神經系統中的感覺神經中且呈現許多不同生物活性。據報導CGRP能發揮作用。當CGRP由三叉神經及其他神經纖維釋放時，認為其藉由結合至特定細胞表面受體上來介導其生物反應。
據報導CGRP在偏頭痛中發揮作用，這是因為一旦刺激感覺神經即釋放CGRP且其具有有效血管擴張活性。一旦刺激三叉神經纖維，即釋放CGRP，使得血管滲透性提高及隨後在由此等三叉神經纖維支配的組織中之血漿蛋白質滲漏(血漿蛋白質溢出)增加。此外，研究已報導在罹患偏頭痛之患者中輸注CGRP會產生偏頭痛樣症狀。
據報導CGRP亦在骨關節炎(OA)中起作用。OA為影響全球眾多人群之慢性病狀。關節炎疼痛之特徵為痛覺過敏(對普通非有害刺激過度敏感)及自發性疼痛(靜息時疼痛)。關節發炎引起周邊及中樞敏感化。在周邊敏感化中，一般高閾值的含CGRP之疼痛感受器開始對與正常關節運動有關的輕微壓力有反應。CGRP充當發炎過程之局部促進劑。此連續過程最終引起脊髓的中樞敏感化，使得神經元對發炎以及非發炎組織之刺激起反應。在大鼠之OA疼痛之臨床前模型中，觀察到CGRP陽性神經纖維之數目增加，其與疼痛程度正相關。
治療OA疼痛之現行標準由非類固醇消炎藥物(NSAID)及選擇性Cox-2抑制劑組成。隨著時間過去，許多患者將變得對此等治療不敏感且不能耐受有效疼痛緩解所需之高劑量。後續治療由關節內注射劑(透明質酸)或鴉片劑組成。最終治療為手術置換全關節。此等治療中有許多在胃腸(NSAID)及心血管(Cox-2抑制劑)中具有不良副作用，其為繁瑣的及/或不十分有效(關節內注射劑)，具有濫用風險(鴉片劑)或僅限於1個關節(關節內注射劑、手術)。
儘管已揭示用於治療偏頭痛及用於治療發炎疼痛之CGRP抗體(偏頭痛-WO 2007/076336及WO 2007/054809；OA-參見WO 2009/109908A1之抗體G1)，但仍需要替代品。治療替代品較佳安全且有效。用於OA之替代性治療更佳在多個關節中提供患者可忍受之持久疼痛緩解，同時無依賴及/或濫用風險。
本發明提供人類工程改造之CGRP抗體，其包含輕鏈可變區(LCVR)及重鏈可變區(HCVR)，其中該LCVR包含LCDR1、LCDR2及LCDR3胺基酸序列且HCVR包含HCDR1、HCDR2及HCDR3胺基酸序列，該等序列係選自由以下組成之群：
a) LCDR1為RASQDIDNYLN(SEQ ID NO: 3)，LCDR2為YTSEYHS(SEQ ID NO: 4)，LCDR3為QQGDALPPT(SEQ ID NO: 5)，HCDR1為GYTFGNYWMQ(SEQ ID NO: 12)，HCDR2為AIYEGTGDTRYIQKFAG(SEQ ID NO: 13)且HCDR3為LSDYVSGFSY(SEQ ID NO: 14)；
b) LCDR1為RASQDIDNYLN(SEQ ID NO: 3)，LCDR2為YTSEYHS(SEQ ID NO: 4)，LCDR3為QQGDALPPT(SEQ ID NO: 5)，HCDR1為GYTFGNYWMQ(SEQ ID NO: 12)，HCDR2為AIYEGTGKTVYIQKFAG(SEQ ID NO: 15)且HCDR3為LSDYVSGFSY(SEQ ID NO: 14)；
c) LCDR1為RASKDISKYLN(SEQ ID NO: 6)，LCDR2為YTSGYHS(SEQ ID NO: 7)，LCDR3為QQGDALPPT(SEQ ID NO: 5)，HCDR1為GYTFGNYWMQ(SEQ ID NO: 12)，HCDR2為AIYEGTGKTVYIQKFAD(SEQ ID NO: 16)且HCDR3為LSDYVSGFGY(SEQ ID NO: 39)；
d) LCDR1為RASRPIDKYLN(SEQ ID NO: 8)，LCDR2為YTSEYHS(SEQ ID NO: 4)，LCDR3為QQGDALPPT(SEQ ID NO: 5)，HCDR1為GYTFGNYWMQ(SEQ ID NO: 12)，HCDR2為AIYEGTGKTVYIQKFAG(SEQ ID NO: 15)且HCDR3為LSDYVSGFGY(SEQ ID NO: 39)；及
e) LCDR1為RASQDIDKYLN(SEQ ID NO: 9)，LCDR2為YTSGYHS(SEQ ID NO: 7)，LCDR3為QQGDALPPT(SEQ ID NO: 5)，HCDR1為GYTFGNYWMQ(SEQ ID NO: 12)，HCDR2為AIYEGTGKTVYIQKFAG(SEQ ID NO: 15)且HCDR3為LSDYVSGFGY(SEQ ID NO: 39)，其中該人類工程改造之CGRP抗體結合至人類CGRP。
本發明提供包含LCVR及HCVR之人類工程改造之CGRP抗體，其中LCDR1為SEQ ID NO: 3，LCDR2為SEQ ID NO: 4，LCDR3為SEQ ID NO: 5，HCDR1為SEQ ID NO: 12，HCDR2為SEQ ID NO: 13且HCDR3為SEQ ID NO: 14，其中該人類工程改造之CGRP抗體結合至人類CGRP。本發明提供包含LCVR及HCVR的人類工程改造之CGRP抗體或其抗原結合片段，其中LCDR1為SEQ ID NO: 3，LCDR2為SEQ ID NO: 4，LCDR3為SEQ ID NO: 5，HCDR1為SEQ ID NO: 12，HCDR2為SEQ ID NO: 15且HCDR3為SEQ ID NO: 14，其中該人類工程改造之CGRP抗體結合至人類CGRP。本發明提供包含LCVR及HCVR的人類工程改造之CGRP抗體，其中LCDR1為SEQ ID NO: 6，LCDR2為SEQ ID NO: 7，LCDR3為SEQ ID NO: 5，HCDR1為SEQ ID NO: 12，HCDR2為SEQ ID NO: 16且HCDR3為SEQ ID NO: 39，其中該人類工程改造之CGRP抗體結合至人類CGRP。本發明提供包含LCVR及HCVR的人類工程改造之CGRP抗體，其中LCDR1為SEQ ID NO: 8，LCDR2為SEQ ID NO: 4，LCDR3為SEQ ID NO: 5，HCDR1為SEQ ID NO: 12，HCDR2為SEQ ID NO: 15且HCDR3為SEQ ID NO: 39，其中該人類工程改造之CGRP抗體結合至人類CGRP。本發明提供包含LCVR及HCVR的人類工程改造之CGRP抗體，其中LCDR1為SEQ ID NO: 9，LCDR2為SEQ ID NO: 7，LCDR3為SEQ ID NO: 5，HCDR1為SEQ ID NO: 12，HCDR2為SEQ ID NO: 15且HCDR3為SEQ ID NO: 39，其中該人類工程改造之CGRP抗體結合至人類CGRP。
本發明提供包含LCVR及HCVR的人類工程改造之CGRP抗體，其中LCDR1為RASX1 X2 IX3 X4 YLN(SEQ ID NO: 10)，LCDR2為YTSX5 YHS(SEQ ID NO: 11)，LCDR3為QQGDALPPT(SEQ ID NO: 5)且HCDR1為GYTFGNYWMQ(SEQ ID NO:12)，HCDR2為AIYEGTGX6 TX7 YIQKFAX8 (SEQ ID NO: 37)且HCDR3為LSDYVSGFX9 Y(SEQ ID NO: 38)，其中X1 為Q、R或K，X2 為D或P，X3 為D或S，X4 為N或K，X5 為G或E，X6 為K或D，X7 為V或R，X8 為D或G且X9 為G或S，其中該抗體結合至人類CGRP。
在另一實施例中，本發明提供人類工程改造之CGRP抗體，其包含輕鏈可變區(LCVR)及重鏈可變區(HCVR)，其中LCVR包含DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITCRASX1 X2 IX3 X4 YLNWYQQKPGKAPKLLIYYTSX5 YHSGVPSRFSGSGSGTDFTX6 TISSLQPEDX7 ATYYCQQGDALPPTFGX8 GTKX9 EIK，其中X1 為Q、K或R；X2 為D或P；X3 為D或S；X4 為K或N；X5 為E或G；X6 為F或L；X7 為I或F；X8 為Q或G；且X9 為L或V(SEQ ID NO: 42)，且HCVR包含QVQLVQSGAEVKKPGX1 SVKVSCKASGYTFGNYWMQWVRQAPGQGLEWMGAIYEGTGX2 TX3 YIQKFAX4 RVTX5 TX6 DX7 STSTX8 YMELSSLRSEDTAVYYCARLSDYVSGFX9 YWGQGTX10 VTVSS，其中X1 =A或S；X2 =K或D；X3 =V或R；X4 =G或D；X5 =M或I；X6 =R或A；X7 =T或K；X8 =V或A；X9 =G或S；且X10 =L或T(SEQ ID NO: 43)，其中該抗體結合至人類CGRP。
在另一實施例中，本發明提供人類工程改造之CGRP抗體，其包含輕鏈可變區(LCVR)及重鏈可變區(HCVR)，其中LCVR及HCVR為選自由以下組成之群的胺基酸序列：
a. LCVR為SEQ ID NO: 17且HCVR為SEQ ID NO: 22；
b. LCVR為SEQ ID NO: 18且HCVR為SEQ ID NO: 23；
c. LCVR為SEQ ID NO: 19且HCVR為SEQ ID NO: 24；
d. LCVR為SEQ ID NO: 20且HCVR為SEQ ID NO: 25；及
e. LCVR為SEQ ID NO: 21且HCVR為SEQ ID NO: 26。
本發明提供包含SEQ ID NO: 17之LCVR及SEQ ID NO: 22之HCVR的人類工程改造之CGRP抗體。在一較佳實施例中，本發明提供包含SEQ ID NO: 18之LCVR及SEQ ID NO: 23之HCVR的人類工程改造之CGRP抗體。本發明提供包含SEQ ID NO: 19之LCVR及SEQ ID NO: 24之HCVR的人類工程改造之CGRP抗體。本發明提供包含SEQ ID NO: 20之LCVR及SEQ ID NO: 25之HCVR的人類工程改造之CGRP抗體。本發明提供包含SEQ ID NO: 21之LCVR及SEQ ID NO: 26之HCVR的人類工程改造之CGRP抗體。
本發明亦提供人類工程改造之CGRP抗體，其包含輕鏈(LC)及重鏈(HC)，其中LC及HC胺基酸序列係選自由以下組成之群：
a) LC為SEQ ID NO: 27且HC為SEQ ID NO: 32；
b) LC為SEQ ID NO: 28且HC為SEQ ID NO: 33；
c) LC為SEQ ID NO: 29且HC為SEQ ID NO: 34；
d) LC為SEQ ID NO: 30且HC為SEQ ID NO: 35；及
e) LC為SEQ OD NO: 31且HC為SEQ ID NO: 36。
在一實施例中，人類工程改造之CGRP抗體包含SEQ ID NO: 27之LC及SEQ ID NO: 32之HC。在另一實施例中，人類工程改造之CGRP抗體包含SEQ ID NO: 28之LC及SEQ ID NO: 33之HC。在另一實施例中，人類工程改造之CGRP抗體包含SEQ ID NO: 29之LC及SEQ ID NO: 34之HC。在另一實施例中，人類工程改造之CGRP抗體包含SEQ ID NO: 30之LC及SEQ ID NO: 35之HC。在另一實施例中，人類工程改造之CGRP抗體包含SEQ ID NO: 31之LC及SEQ ID NO: 36之HC。在一實施例中，人類工程改造之CGRP抗體包含兩條輕鏈及兩條重鏈，其中各LC胺基酸序列為SEQ ID NO: 27且各HC胺基酸序列為SEQ ID NO: 32。在一實施例中，人類工程改造之CGRP抗體包含兩條輕鏈及兩條重鏈，其中各LC胺基酸序列為SEQ ID NO: 28且各HC胺基酸序列為SEQ ID NO: 33。在一實施例中，人類工程改造之CGRP抗體包含兩條輕鏈及兩條重鏈，其中各LC胺基酸序列為SEQ ID NO: 29且各HC胺基酸序列為SEQ ID NO: 34。在一實施例中，人類工程改造之CGRP抗體包含兩條輕鏈及兩條重鏈，其中各LC胺基酸序列為SEQ ID NO: 30且各HC胺基酸序列為SEQ ID NO: 35。在一實施例中，人類工程改造之CGRP抗體包含兩條輕鏈及兩條重鏈，其中各LC胺基酸序列為SEQ ID NO: 31且各HC胺基酸序列為SEQ ID NO: 36。本發明亦提供本文所述抗體之抗原結合片段。
本發明亦提供人類工程改造之CGRP抗體，其在基本上如實例4所述之檢定中具有<1.0 nM之IC50。在一實施例中，本發明提供包含LCVR及HCVR的人類工程改造之CGRP抗體，其中LCDR1為SEQ ID NO: 6，LCDR2為SEQ ID NO: 7，LCDR3為SEQ ID NO: 5，HCDR1為SEQ ID NO: 12，HCDR2為SEQ ID NO: 16且HCDR3為SEQ ID NO: 39，且其中該人類工程改造之CGRP抗體結合至人類CGRP且在基本上如實例4所述之檢定中具有<1.0 nM之IC50。在一實施例中，本發明提供包含SEQ ID NO: 19之LCVR胺基酸序列及SEQ ID NO: 24之HCVR胺基酸序列的人類工程改造之CGRP抗體，其中該人類工程改造之CGRP抗體在基本上如實例4所述之檢定中具有<1.0 nM之IC50。在一實施例中，本發明提供包含SEQ ID NO: 29之LC胺基酸序列及SEQ ID NO: 34之HC胺基酸序列的人類工程改造之CGRP抗體，其中該人類工程改造之CGRP抗體在基本上如實例4所述之檢定中具有<1.0 nM之IC50。
本發明亦提供人類工程改造之CGRP抗體，其在基本上如實例4所述之檢定中具有<0.5 nM之IC50。在一實施例中，本發明提供包含LCVR及HCVR的人類工程改造之CGRP抗體，其中LCDR1為SEQ ID NO: 6，LCDR2為SEQ ID NO: 7，LCDR3為SEQ ID NO: 5，HCDR1為SEQ ID NO: 12，HCDR2為SEQ ID NO: 16且HCDR3為SEQ ID NO: 39，且其中該人類工程改造之CGRP抗體結合至人類CGRP且在基本上如實例4所述之檢定中具有<0.5 nM之IC50。在一實施例中，本發明提供包含SEQ ID NO: 19之LCVR胺基酸序列及SEQ ID NO: 24之HCVR胺基酸序列的人類工程改造之CGRP抗體，其中該人類工程改造之CGRP抗體在基本上如實例4所述之檢定中具有<0.5 nM之IC50。在一實施例中，本發明提供包含SEQ ID NO: 29之LC胺基酸序列及SEQ ID NO: 34之HC胺基酸序列的人類工程改造之CGRP抗體，其中該人類工程改造之CGRP抗體在基本上如實例4所述之檢定中具有<0.5 nM之IC50。
本發明亦提供一種醫藥組合物，其包含本發明之人類工程改造之CGRP抗體或其抗原結合片段及醫藥學上可接受之載劑、稀釋劑或賦形劑。本發明進一步提供一種醫藥組合物，其包含本發明之CGRP抗體以及醫藥學上可接受之載劑及視情況選用之其他治療成份。
在另一態樣中，本發明提供治療骨關節炎疼痛之方法，其包含向有需要之患者投與本發明之人類工程改造之CGRP抗體或其抗原結合片段。在另一態樣中，本發明提供治療偏頭痛之方法，其包含向有需要之患者投與本發明之人類工程改造之CGRP抗體或其抗原結合片段。
本發明亦提供本發明之人類工程改造之CGRP抗體或其抗原結合片段，其適用於療法中。在另一態樣中，本發明提供本發明之人類工程改造之CGRP抗體或其抗原結合片段，其用於治療骨關節炎疼痛。在另一態樣中，本發明提供本發明之人類工程改造之CGRP抗體或其抗原結合片段，其用於治療偏頭痛。
本發明亦提供本發明之人類工程改造之CGRP抗體或其抗原結合片段用於治療骨關節炎疼痛之用途。在另一態樣中，本發明亦提供本發明之人類工程改造之CGRP抗體或其抗原結合片段用於治療偏頭痛之用途。本發明亦提供人類工程改造之CGRP抗體或其抗原結合片段用於製造供治療骨關節炎用之藥劑的用途。本發明亦提供人類工程改造之CGRP抗體或其抗原結合片段用於製造供治療偏頭痛用之藥劑的用途。
天然存在形式之全長抗體為包含由二硫鍵互連的2條重(H)鏈及2條輕(L)鏈之免疫球蛋白分子。每條鏈之胺基末端部分包括約100-110個胺基酸之可變區，其主要經由其中含有的互補決定區(CDR)負責抗原識別。每條鏈之羧基末端部分界定主要負責效應功能之恆定區。
CDR中散佈有稱為構架區(FR)之較保守區域。各輕鏈可變區(LCVR)及重鏈可變區(HCVR)由3個CDR及4個FR構成，其以下列次序自胺基末端至羧基末端排列：FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4。輕鏈之3個CDR稱為「LCDR1、LCDR2及LCDR3」且重鏈之3個CDR稱為「HCDR1、HCDR2及HCDR3」。CDR含有大部分與抗原形成特異性相互作用之殘基。根據熟知Kabat編號慣例編號及定位LCVR及HCVR區域內之CDR胺基酸殘基。
輕鏈分為κ或λ，且其特徵為如此項技術中已知之特定恆定區。重鏈分為γ、μ、α、δ或ε，且分別界定為以下抗體同型：IgG、IgM、IgA、IgD或IgE。IgG抗體可進一步分為子類：例如IgG1、IgG2、IgG3、IgG4。各重鏈類型之特徵為具有此項技術中熟知之序列的特定恆定區。
如本文中所用，術語「單株抗體」(Mab)係指衍生自單一複本或純系(包括例如任何真核生物、原核生物或噬菌體純系)之抗體，而不指產生其之方法。本發明之Mab較佳在均質或實質上均質種群中存在。完整的Mab含有2條重鏈及2條輕鏈。該等單株抗體之「抗原結合片段」包括例如Fab片段、Fab'片段、F(ab')2 片段及單鏈Fv片段。本發明之單株抗體及其抗原結合片段可例如藉由重組技術、噬菌體呈現技術、合成技術(例如CDR移植)或該等技術之組合或此項技術中已知之其他技術產生。舉例而言，可用人類CGRP或其片段使小鼠免疫，生成的抗體可回收及純化，且確定其是否具有與本文所揭示之抗體化合物類似或相同的結合及功能性質可藉由下文實例中所揭示之方法來評估。抗原結合片段亦可藉由習知方法製備。產生及純化抗體及抗原結合片段之方法在此項技術中熟知且可見於例如Harlow及Lane(1988)Antibodies,A Laboratory Manual ,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,New York，第5-8章及第15章，ISBN 0-87969-314-2中。
片語「人類工程改造之CGRP抗體」係指經製備及/或操縱以具有本發明之結合及功能性質的單株抗體，其結合至人類CGRP且具有圍繞衍生自非人類抗體之CDR的實質上人類或完全人類構架區。該等人類工程改造抗體之「抗原結合片段」包括例如Fab片段、Fab'片段、F(ab')2 片段及單鏈Fv片段。「構架區」或「構架序列」係指構架區1至4中之任一者。本發明所涵蓋的人類工程改造抗體及其抗原結合片段包括以下分子，其中構架區1至4之任一或多者為實質上人類或完全人類的，亦即其中存在個別實質上或完全人類構架區1至4之任何可能組合。舉例而言，此包括以下分子，其中構架區1及構架區2、構架區1及構架區3、構架區1、2及3等等為實質上人類或完全人類的。實質上人類構架為與已知人類生殖系構架序列具有至少約80%序列一致性之構架。較佳地，實質上人類構架與已知人類生殖系構架序列具有至少約85%、約90%、約95%或約99%序列一致性。
完全人類構架為與已知人類生殖系構架序列一致之彼等構架。人類構架生殖系序列可經由網站http://imgt.cines.fr獲自ImMunoGeneTics(IMGT)，或獲自Marie-Paule Lefranc及Gerard Lefranc之The Immunoglobulin FactsBook ,Academic Press,2001,ISBN 012441351。舉例而言，生殖系輕鏈構架可選自由以下組成之群：A11、A17、A18、A19、A20、A27、A30、L1、L11、L12、L2、L5、L15、L6、L8、O12、O2及O8，且生殖系重鏈構架區可選自由以下組成之群：VH2-5、VH2-26、VH2-70、VH3-20、VH3-72、VHI-46、VH3-9、VH3-66、VH3-74、VH4-31、VHI-18、VHI-69、VI-13-7、VH3-11、VH3-15、VH3-21、VH3-23、VH3-30、VH3-48、VH4-39、VH4-59及VH5-51。
除本文所揭示之彼等之外亦呈現本發明之類似功能性質的人類工程改造抗體可使用若干不同方法產生。本文所揭示之特定抗體化合物可用作製備其他抗體化合物之模板或親本抗體化合物。在一方法中，親本抗體化合物CDR移植至與親本抗體化合物構架具有高序列一致性的人類構架中。新構架之序列一致性一般將為與親本抗體化合物中的相應構架序列至少約80%、至少約85%、至少約90%、至少約95%或至少約99%一致。此移植可使得結合親和力與親本抗體之結合親和力相比降低。若實際情形確實如此，則可基於由Queen等人(1991)Proc .Natl .Acad .Sci .USA 88:2869揭示之特定準則在某些位置將構架回復突變為親本構架。描述適用於人類化小鼠抗體之方法的其他參考文獻包括美國專利第4,816,397號、第5,225,539號及第5,693,761號；如Levitt(1983)J .Mol .Biol . 168:595-620中所述之電腦程式ABMOD及ENCAD；及Winter與其合作者(Jones等人(1986)Nature 321:522-525；Riechmann等人(1988)Nature 332:323-327及Verhoeyen等人(1988)Science 239:1534-1536)之方法。
考慮進行回復突變的殘基之識別可如下進行：當胺基酸歸為以下類別時，所用的人類生殖系序列之構架胺基酸(「受體構架」)經來自親本抗體化合物之構架的構架胺基酸(「供體構架」)置換：
(a)受體構架之人類構架區中的胺基酸在彼位置對人類構架而言並不常見，而供體免疫球蛋白中之相應胺基酸在彼位置對人類構架而言則具有典型性；
(b)胺基酸位置緊鄰CDR中之一者；或
(c)構架胺基酸之任何側鏈原子在三維免疫球蛋白模型中的CDR胺基酸之任何原子之約5-6埃(中心至中心)內。
當接受體構架之人類構架區中各胺基酸及供體構架中相應胺基酸一般在人類構架該位置不常見時，該胺基酸可以人類構架該位置典型的胺基酸置換。此回復突變準則可恢復親本抗體化合物之活性。
另一產生呈現與本文所揭示抗體化合物類似功能性質的人類工程改造抗體之方法涉及隨機突變移植之CDRs內的胺基酸而不改變構架，及篩選結合親和力及其他功能性質與親本抗體化合物相同或更佳之生成分子。單突變亦可引入各CDR內各胺基酸位置，隨後評估該等突變對結合親和力及其他功能性質的作用。產生改良性質之單突變可組合來評估彼此組合之作用。
此外，上述方法之組合係可能的。在CDR移植之後，除在CDRs中引入胺基酸變化之外，亦可回復突變特定構架區。此方法描述於Wu等人(1999)J. Mol. Biol. 294:151-162中。
應用本發明之教示，熟習此項技術者可使用常用技術(例如定點突變誘發)來取代本文所揭示之CDR及構架序列內的胺基酸且藉此產生衍生自本發明序列的其他可變區胺基酸序列。所有替代性天然產生之胺基酸可引入特定取代位點。本文所揭示之方法可接著用於篩選此等其他可變區胺基酸序列以識別具有所示活體內功能之序列。以此方式，適用於製備本發明之人類工程改造抗體及其抗原結合部分的其他序列可經識別。構架內的胺基酸取代較佳限於4個本文所揭示之輕鏈及/或重鏈構架區之任一或多者內的1、2或3個位置。CDRs內的胺基酸取代較佳限於3個輕鏈及/或重鏈CDRs之任一或多者內的1、2或3個位置。上述此等構架區及CDRs內的各種變化之組合亦係可能的。
術語「治療」係指涉及減緩、中斷、阻止、控制、中止、降低或逆轉症狀、病症、病狀或疾病之進程或嚴重性但未必涉及完全消除所有與CGRP活性相關之疾病相關症狀、病狀或病症的過程。
如本文中所用，術語「偏頭疼」係指「無先兆之偏頭疼」(先前稱為「普通偏頭疼」)及「有先兆之偏頭疼」(先前稱為「經典偏頭疼」)，其係根據國際頭痛協會(International Headache Society,2004)之頭痛分類委員會來分類。舉例而言，「無先兆之偏頭疼」通常可表徵為具有間歇性、中等或嚴重強度，其係由日常身體活動而加重，單側定位且與噁心及畏光及懼音有關。「有先兆之偏頭疼」可包括視力障礙、其他感覺障礙、單側虛弱及在一些情況下說話困難。
本發明之人類工程改造抗體可用作人類醫學中之藥劑，藉由多種途徑投與。該等組合物最佳用於非經腸投與。該等醫藥組合物可藉由此項技術中熟知之方法(參見例如Remington: The Science and Practice of Pharmacy ，第19版(1995),A. Gennaro等人，Mack Publishing Co.)製備且包含如本文所揭示之人類工程改造抗體及醫藥學上可接受之載劑、稀釋劑或賦形劑。
以下檢定之結果證明本發明之例示單株抗體及其抗原結合片段可用於治療骨關節炎疼痛。
實例1-製造抗體
抗體I-V可如下製造及純化。適當宿主細胞(諸如HEK 293 EBNA或CHO)可使用最佳之預定HC:LC載體比率或編碼LC(諸如SEQ ID NO: 27、SEQ ID NO: 28、SEQ ID NO: 29、SEQ ID NO: 30或SEQ ID NO: 31)及HC(諸如SEQ ID NO: 32、SEQ ID NO: 33、SEQ ID NO: 34、SEQ ID NO: 35或SEQ ID NO: 36)之單一載體系統，用分泌抗體之表現系統短暫或穩定轉染。抗體已分泌至其中的澄清培養基可使用許多常用技術中之任一者來純化。舉例而言，宜將培養基應用於已用相容性緩衝液(諸如磷酸鹽緩衝生理食鹽水(pH 7.4))平衡之蛋白質A或G瓊脂糖FF管柱。洗滌該管柱以移除非特異性結合組份。結合抗體係例如藉由pH梯度(諸如0.1 M磷酸鈉緩衝液pH 6.8至0.1 M檸檬酸鈉緩衝液pH 3.0)溶離。抗體溶離份係諸如藉由SDS-PAGE偵測，且接著彙集。視期望用途而定，可視情況進一步純化。可使用常見技術將抗體濃縮及/或無菌過濾。可溶性聚集體及多聚體可藉由常見技術有效移除，該等技術包括尺寸排阻、疏水性相互作用、離子交換或羥基磷灰石層析。此等層析步驟之後抗體之純度大於99%。產物可立即在-70℃下冷凍或可經凍乾。此等例示抗體之胺基酸序列如下提供。
實例2：人類工程改造之CGRP抗體的親和力(Kd)量測
CGRP之例示抗體之結合親和力係在裝填有HBS-EP+(GE Healthcare，10 mM Hepes pH 7.4+150 mM NaCl+3 mM EDTA+0.05%界面活性劑P20)操作緩衝液及分析溫度設定於37℃下之Biacore T100器具上使用表面電漿子共振檢定測定。在所有四個流槽(Fc)上含有固定蛋白質A(使用標準NHS-EDC胺偶合劑產生)的CM5晶片用於利用捕獲方法。抗體樣品藉由稀釋至操作緩衝液中以2 μg/mL製備。人類CGRP樣品藉由稀釋至操作緩衝液中以5.0、2.5、1.3、0.63、0.31及0(空白)nM之最終濃度製備。將新鮮的CGRP一次性等分試樣用於每一複製實驗中以避免多次凍融循環。每一分析循環由以下組成：(1)在各別流槽(Fc2、Fc3及Fc4)上捕獲抗體樣品，(2)對所有Fc以100 μL/min注射350 μL(210-sec)CGRP，(3)返回至緩衝液流中並持續10分鐘以監測解離相，(4)用5 μL(15-sec)甘胺酸注射液(pH 1.5)使晶片表面再生，(5)用5 μL(15-sec)HBS-EP+注射液使晶片表面平衡。一式兩份注射各CGRP濃度。使用標準雙重參考處理數據且使用Biacore T100 Evaluation軟體(2.0.1版)將其擬合至1:1結合模型中，以測定締合速率(kon ，M-1 s-1 單位)、解離速率(koff ，s-1 單位)及Rmax(RU單位)。平衡解離常數(KD )經計算為關係式KD =koff /kon ，且以莫耳為單位。表2中提供的值為n次實驗之平均值。表2顯示本發明之例示抗體以<200 pM之親和力結合至CGRP。
實例3-MIA模型中之疼痛減輕
向大鼠膝關節中注射一碘乙酸(MIA)導致急性發炎性損傷，其隨後在該注射關節中發展成關節組織慢性退化。由關節損傷引起的疼痛可使用雙足平衡測痛儀(incapacitance tester)經由後腿之差異承重來量測。MIA模型已在文獻中充分描述且已用於證明多種機制及化合物對疼痛之功效。功效通常藉由化合物部分校正重量分佈之能力來量測。
為了測定本發明之例示抗體減輕疼痛之能力，在MIA注射之時使用約八週齡之雄性路易斯(Lewis)大鼠(Harlan,Indianapolis,IN)。將大鼠按每籠2或3隻分組圈養且維持於恆溫下及12小時亮/12小時暗之循環中。動物能夠始終隨意獲取食物及水，但數據收集期間除外。根據由Eli Lilly實驗動物照護及使用委員會(Institutional Animal Care and Use Committee)批准的方案進行所有實驗。
在第0天，用在50 μL生理食鹽水中之0.3 mg MIA注射各大鼠之右膝且用50 μL生理食鹽水注射左膝。在MIA之後的固定某天，皮下投與在PBS中之人類IgG4對照或測試CGRP抗體(n=6隻/組)。在用測試CGRP抗體給藥之後3天，使用雙足平衡測痛測試量測疼痛，該測試量測MIA處理膝與生理食鹽水注射膝之間的後爪承重差異。各量測為三次各別量測之平均值，每次經1秒量測。
數據表示為疼痛抑制百分數，其係藉由將CGRP抗體處理組之平均值除以對照抗體組之平均值，用1減去該值且用此所得值乘以100來計算。亦藉由平均值之單因子分析及Dunnett檢驗，使用JMP(5.1版及6版)統計分析程式(SAS Institute Inc.,Cary,NC)將CGRP處理組與媒劑組相比較。若P值小於0.05，則差異視為具有顯著性。如表3中所示，資料顯示本發明之例示CGRP抗體顯著減輕疼痛。
實例4-抑制SK-N-MC細胞中CGRP誘發之cAMP形成
為了比較本發明抗體與抗體G1(LCVR-SEQ ID NO: 40及HCVR-SEQ ID NO: 41)之能力，測定在SK-N-MC中CGRP誘發之cAMP形成的抑制。CGRP結合至其受體刺激cAMP產生。CGRP受體為雜三聚複合物，其由抑鈣素受體樣受體(CLR，G蛋白偶合受體)及在細胞質中偶合至受體組份蛋白質(RCP)的受體活性改質蛋白質(RAMP)-1組成。人類神經上皮瘤細胞株SK-N-MC天然地表現該3種分子且因此可用於評估CGRP對信號轉導事件的作用。cAMP產生為G蛋白偶合受體活化之標準量度。
SK-N-MC細胞在含有10% FBS、1×MEM非必需胺基酸、1×100 mM MEM丙酮酸鈉、1×Pen/Strep及2 mM L-麩醯胺酸之MEM中培養。收集之後，洗滌細胞一次且使其再懸浮於檢定緩衝液(刺激緩衝液(含有Mg及Ca之HBSS、5 mM HEPES、0.1% BSA、100 μM抗壞血酸)，用含有0.5 mM最終濃度之IBMX的杜貝克氏PBS(Dulbecco's PBS)1:2稀釋)中，並以每孔15,000個細胞塗於96孔板中。添加測試抗體或對照人類IgG4抗體(於檢定緩衝液中連續稀釋4倍，10個濃度)至細胞中，接著添加定量之人類α-CGRP(2 nM，Bachem H1470)。在室溫下培育該板1小時。藉由均相時差式螢光(HTRF)檢定系統(Cisbio)量測cAMP含量。
在變化濃度之抗體存在下由2 nM人類CGRP誘發的cAMP之量經計算為與單獨CGRP相比的抑制百分比。造成cAMP產生50%抑制的抗體濃度(IC50)則由4參數曲線擬合模型計算。根據本文所述之程序，抗體III(IC50 為0.41 nM)抑制CGRP誘發cAMP之量的程度比抗體G1(IC50 為5.36 nM)大得多，這可能歸因於抗體III的Kon 速率較快(如由Biacore量測之Kon 速率)。
實例5-大鼠硬腦膜血漿蛋白質溢出(PPE)模型
大鼠PPE模型為充分確立之臨床前模型，其可用於評估抗CGRP抗體用於治療偏頭痛之功效。
於生理食鹽水溶液中製備2 mg/mL抗CGRP抗體(Ab)溶液。用生理食鹽水進行所有後續稀釋。亦於生理食鹽水中製備2 mg/mL單株同型對照抗體(IgG)之溶液。
用寧眠泰爾(Nembutal)(60 mg/kg,ip.)麻醉Harlan實驗室的雄性史泊格-多利大鼠(Sprague-Dawley rat)(250至350 g)，且將其置於立體定位架(David Kopf Instruments)中，門齒桿固定於-2.5 mm處。沿矢狀中線切開頭皮之後，顱骨鑽出2對雙側孔(後部3.2 mm，側面1.8及3.8 mm，所有座標係關於前囟)。不鏽鋼刺激電極對(Rhodes Medical Systems Inc)(除了端部以外均絕緣)經該等孔深入兩個腦半球中至硬腦膜以下9.2 mm之深度。測試抗體或生理食鹽水媒劑經由股靜脈靜脈內投與(1 mL/kg)。8分鐘之後，將異硫氰酸螢光素(FITC)染料標記之牛血清白蛋白(BSA)溶液(FITC-BSA,Sigma A9771)(20 mg/kg,iv.)注射至股靜脈中用作蛋白質溢出之標記物。用測試抗體或媒劑給藥之後10分鐘，用型號S48 Grass Instrument刺激器以1.0 mA之電流強度刺激左側三叉神經節5分鐘(5 Hz,5 ms持續時間)。在刺激後5分鐘，用40 mL生理食鹽水驅血來殺死該等大鼠。該驅血亦將殘留FITC/BSA自血管中沖洗出來。移開顱骨頂部以收集硬腦膜。膜樣品自兩個腦半球移除，以水沖洗，並展平在顯微鏡載玻片上。載玻片在載玻片加溫器上乾燥15分鐘並用70%甘油/水溶液加上蓋玻片。
配備有光柵單色儀及分光光度計之螢光顯微鏡(Zeiss)用於定量各硬腦膜樣品中的FITC-BSA染料之量。顯微鏡配備有與個人電腦建立介面連接的電動平台。由此促進該平台之電腦控制移動，其中在各硬腦膜樣品上進行25點(500μm步進)之螢光量測。由電刺激三叉神經節誘發的溢出為同側作用(亦即僅在刺激三叉神經節的硬腦膜之側出現)。此使得另一半硬腦膜(未受刺激)可用作對照。計算溢出率(亦即由刺激側硬腦膜溢出之量與未受刺激側的比率)。
序列
X1 為Q、R或K；X2為D或P；X3 為D或S；X4 為N或K；及X5 為G或E。
X6 為K或D；X7 為V或R；X8 為D或G；及X9 為G或S。
X1 =Q、K或R；X2 =D或P；X3 D或S；X4 =K或N；X5 =E或G；X6 =F或L；X7 =I或F；X8 =Q或G；及X9 =L或V(SEQ ID NO: 42)。
X1 =A或S；X2 =K或D；X3 =V或R；X4 =G或D；X5 =M或I；X6 =R或A；X7 =T或K；X8 =V或A；X9 =G或S；及X10 =L或T(SEQ ID NO: 43)。
<110>　美商禮來大藥廠
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<223>　在位置114處的Xaa為Leu或Thr
<400>　43

Claims (28)

  1. 一種人類工程改造之CGRP抗體，其包含輕鏈可變區(LCVR)及重鏈可變區(HCVR)，其中該LCVR包含LCDR1、LCDR2、LCDR3胺基酸序列及HCVR包含HCDR1、HCDR2、HCDR3胺基酸序列，其中LCDR1為SEQ ID NO：10，LCDR2為SEQ ID NO：11，LCDR3為SEQ ID NO：5，HCDR1為SEQ ID NO：12，HCDR2為SEQ ID NO：37及HCDR3為SEQ ID NO：38，其中該人類CGRP抗體結合至人類CGRP。
  2. 如請求項1之人類工程改造之CGRP抗體，其中LCDR1為RASQDIDNYLN(SEQ ID NO：3)，LCDR2為YTSEY HS(SEQ ID NO：4)，LCDR3為QQGDALPPT(SEQ ID NO：5)，HCDR1為GYTFGNYWMQ(SEQ ID NO：12)，HCDR2為AIYEGTGDTRYIQKFAG(SEQ ID NO：13)及HCDR3為LSDYVSGFSY(SEQ ID NO：14)。
  3. 如請求項1之人類工程改造之CGRP抗體，其中LCDR1為RASQDIDNYLN(SEQ ID NO：3)，LCDR2為YTSEY HS(SEQ ID NO：4)，LCDR3為QQGDALPPT(SEQ ID NO：5)，HCDR1為GYTFGNYWMQ(SEQ ID NO：12)，HCDR2為AIYEGTGKTVYIQKFAG(SEQ ID NO：15)及HCDR3為LSDYVSGFSY(SEQ ID NO：14)。
  4. 如請求項1之人類工程改造之CGRP抗體，其中LCDR1為RASKDISKYLN(SEQ ID NO：6)，LCDR2為YTSGY HS(SEQ ID NO：7)，LCDR3為QQGDALPPT(SEQ ID NO： 5)，HCDR1為GYTFGNYWMQ(SEQ ID NO：12)，HCDR2為AIYEGTGKTVYIQKFAD(SEQ ID NO：16)及HCDR3為LSDYVSGFGY(SEQ ID NO：39)。
  5. 如請求項1之人類工程改造之CGRP抗體，其中LCDR1為RASRPIDKYLN(SEQ ID NO：8)，LCDR2為YTSEY HS(SEQ ID NO：4)，LCDR3為QQGDALPPT(SEQ ID NO：5)，HCDR1為GYTFGNYWMQ(SEQ ID NO：12)，HCDR2為AIYEGTGKTVYIQKFAG(SEQ ID NO：15)及HCDR3為LSDYVSGFGY(SEQ ID NO：39)。
  6. 如請求項1之人類工程改造之CGRP抗體，其中LCDR1為RASQDIDKYLN(SEQ ID NO：9)，LCDR2為YTSGY HS(SEQ ID NO：7)，LCDR3為QQGDALPPT(SEQ ID NO：5)，HCDR1為GYTFGNYWMQ(SEQ ID NO：12)，HCDR2為AIYEGTGKTVYIQKFAG(SEQ ID NO：15)及HCDR3為LSDYVSGFGY(SEQ ID NO：39)。
  7. 如請求項1之人類工程改造之CGRP抗體，其中該LCVR胺基酸序列為SEQ ID NO：42及該HCVR胺基酸序列為SEQ ID NO：43。
  8. 如請求項2之人類工程改造之CGRP抗體，其中該LCVR胺基酸序列為SEQ ID NO：17及該HCVR胺基酸序列為SEQ ID NO：22。
  9. 如請求項3之人類工程改造之CGRP抗體，其中該LCVR胺基酸序列為SEQ ID NO：18及該HCVR胺基酸序列為SEQ ID NO：23。
  10. 如請求項4之人類工程改造之CGRP抗體，其中該LCVR胺基酸序列為SEQ ID NO：19及該HCVR胺基酸序列為SEQ ID NO：24。
  11. 如請求項5之人類工程改造之CGRP抗體，其中該LCVR胺基酸序列為SEQ ID NO：20及該HCVR胺基酸序列為SEQ ID NO：25。
  12. 如請求項6之人類工程改造之CGRP抗體，其中該LCVR胺基酸序列為SEQ ID NO：21及該HCVR胺基酸序列為SEQ ID NO：26。
  13. 如請求項8之人類工程改造之CGRP抗體，其中該抗體包含輕鏈及重鏈，其中該輕鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：27及該重鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：32。
  14. 如請求項9之人類工程改造之CGRP抗體，其中該抗體包含輕鏈及重鏈，其中該輕鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：28及該重鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：33。
  15. 如請求項10之人類工程改造之CGRP抗體，其中該抗體包含輕鏈及重鏈，其中該輕鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：29及該重鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：34。
  16. 如請求項11之人類工程改造之CGRP抗體，其中該抗體包含輕鏈及重鏈，其中該輕鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：30及該重鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：35。
  17. 如請求項12之人類工程改造之CGRP抗體，其中該抗體包含輕鏈及重鏈，其中該輕鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：31及該重鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：36。
  18. 如請求項13之人類工程改造之CGRP抗體，其中該抗體包含2條輕鏈及2條重鏈，其中各輕鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：27及各重鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：32。
  19. 如請求項14之人類工程改造之CGRP抗體，其中該抗體包含2條輕鏈及2條重鏈，其中各輕鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：28及各重鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：33。
  20. 如請求項15之人類工程改造之CGRP抗體，其中該抗體包含2條輕鏈及2條重鏈，其中各輕鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：29及各重鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：34。
  21. 如請求項16之人類工程改造之CGRP抗體，其中該抗體包含2條輕鏈及2條重鏈，其中各輕鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：30及各重鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：35。
  22. 如請求項17之人類工程改造之CGRP抗體，其中該抗體包含2條輕鏈及2條重鏈，其中各輕鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：31及各重鏈胺基酸序列為SEQ ID NO：36。
  23. 如請求項1至22中任一項之人類工程改造之CGRP抗體，其係用於療法中。
  24. 如請求項1至22中任一項之人類工程改造之CGRP抗體，其係用於治療骨關節炎疼痛。
  25. 如請求項1至22中任一項之人類工程改造之CGRP抗體，其係用於治療偏頭痛。
  26. 一種醫藥組合物，其包含如請求項1至22中任一項之人類工程改造之CGRP抗體及醫藥學上可接受之載劑、稀釋劑或賦形劑。
  27. 一種如請求項1至22中任一項之人類工程改造之CGRP抗體的用途，其係用於製造供治療骨關節炎疼痛之藥劑。
  28. 一種如請求項1至22中任一項之人類工程改造之CGRP抗體的用途，其係用於製造供治療偏頭痛之藥劑。
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