[发明专利]用于改进生物分析和生物加工特性的治疗性免疫球蛋白G4的设计

说明书

在某些实施方案中，本公开提供了包含重链和轻链的IgG4抗体，其中所述重链包含：(a)修饰的IgG4 CH1区，其具有在第196位的赖氨酸残基的取代；或(b)修饰的IgG4铰链区，其具有第217位的丝氨酸残基、第220位的甘氨酸残基、第224位的脯氨酸残基或第225位的脯氨酸残基的取代。优选地，IgG4抗体进一步包含在重链铰链区中第228位的丝氨酸残基的取代。

相关申请的引用

本申请要求2016年12月23日提交的美国临时申请No.62/438684的权益，出于所有目的将其完整并入本文。

发明背景

单克隆抗体(mAb)及其衍生产物(例如Fc-融合蛋白)在治疗一些最具挑战性的人类疾病中起重要作用，原因在于这些类型的生物制剂的安全性、功效和高质量。单克隆抗体市场正在显著快速增长，据估计，到2020年单克隆抗体产品的全球总销售额将达到大约1250亿美元。免疫球蛋白G(IgG)是治疗性抗体最常用的骨架。其有四个亚类，IgG1、IgG2、IgG3和IgG4。由于IgG4抗体的抗炎活性，对于在不希望免疫效应子功能募集情况下的应用，IgG4是优选的亚类。

免疫球蛋白G同种型4(IgG4)是一种动态的分子，能够通过将重链和附接的轻链(半分子)与来自另一分子的重/轻链对交换而更换Fab臂，从而产生双特异性抗体。目前认为IgG4Fab-臂交换的原因是IgG4核心-铰链序列以及CH3结构域中的决定簇。据报道，治疗性野生型IgG4可与内源性人IgG4交换Fab臂，这可能影响它们的治疗活性。为了在设计治疗性IgG4时防止体内Fab-臂交换，经常将铰链区中的丝氨酸228突变为脯氨酸(按照EU编号为S228P)来产生治疗用IgG4。然而，这样的突变可能引起不希望的生物分析和生物加工行为。

因此，仍然需要设计具有改进的生物分析和生物加工特性的治疗性IgG4分子。

发明概述

在某些实施方案中，本公开提供了包含重链和轻链的IgG4抗体，其中所述重链包含：(a)修饰的IgG4CH1区，其具有第196位的赖氨酸残基的取代；或(b)修饰的IgG4铰链区，其具有第217位的丝氨酸残基、第220位的甘氨酸残基、第224位的脯氨酸残基或第225位的脯氨酸残基的取代。任选地，IgG4抗体进一步包含重链铰链区中第228位的丝氨酸残基的取代。优选地，相对于不包含取代的相应IgG4分子(也称为“未修饰的IgG4抗体”或“野生型抗体”)，所述IgG4抗体具有改进的生物分析或生物加工特性。例如，第228位的丝氨酸残基变为脯氨酸(S228P)。举例说明，在第196位的赖氨酸残基变为脯氨酸(K196P)；第217位的丝氨酸残基变为脯氨酸(S217P)；第220位的甘氨酸残基变为苏氨酸(G220T)；第224位的脯氨酸残基变为组氨酸(P224H)；第225位的脯氨酸残基变为苏氨酸(P225T)。任选地，IgG4抗体是人源化的或人的。任选地，IgG4抗体是全长抗体或抗体片段，比如F(ab)₂。在某些特定的方面，IgG4抗体与选自CD137、CXCR4、eTau、CSF1R、Lag3、PD1、PDL1或KIR的靶分子结合。例如，IgG4抗体包括在包含氨基酸序列SEQ ID NO:1的重链中进行的取代。举例说明，IgG4抗体包含选自SEQ ID NO:22、25、27、28或29的氨基酸序列。例如，改进的生物分析特性包括分析型阳离子交换色谱(CEX)树脂上的单峰洗脱行为，所述树脂包括但不限于ProPac SCX-10、Propac WCX-10、CM-5PW、S、SP-5PW、NPR、STAT、SP-2SW、SOURCE^TM15S 4.6/100PE I、MonoBIO PolyMA-SCX、WCX-NP、Proteomix SCX-NP或Proteomix WCX-NP。举例说明，生物加工特性包括CEX树脂上的单峰洗脱行为，所述树脂包括但不限于Poros HS、Poros XS、羧甲基纤维素、BAKERBOND ABXTM、固定在琼脂糖上的磺丙基和固定在琼脂糖上的磺酰基、MonoS、MiniS、Source 15S、30S、SP琼脂糖凝胶、CMSepharose、BAKERBOND Carboxy-Sulfon、WP CBX、WP Sulfonic、Hydrocell CM、HydrocelSP、UNOsphere S、Macro-Prep High S、Macro-Prep CM、Ceramic HyperD S、CeramicHyperD CM、Ceramic HyperD Z、Trisacryl M CM、Trisacryl LS CM、Trisacryl M SP、Trisacryl LS SP、Spherodex LS SP、DOWEX Fine Mesh Strong Acid Cation Resin、DOWEX MAC-3、Matrex Cellufine C500、Matrex Cellufine C200、Fractogel EMD SO3-、Fractogel EMD SE、Fractogel EMD COO-、Amberlite Weak and Strong CationExachangers、Diaion Weak and Strong Cation Exachangers、TSK Gel SP-5PW-HR、TSKGel SP-5PW、Toyopearl CM(650S、650M、650C)、Toyopearl SP(650S、650M、650C)、CM(23、32、52)、SE(52、53)、P11、Express-Ion C或Express-Ion S。