[发明专利]表达人源化抗体的非人转基因动物及其用途

说明书

发明领域

本发明涉及使用转基因非人哺乳动物响应抗原攻击而衍生和选择各种功能性亲和力成熟四聚体免疫球蛋白(包含重链和轻链)库的改进方法及其用途。

具体地讲，本发明涉及经过工程改造使得其产生小鼠内源κ和/或λ轻链免疫球蛋白的能力大大降低或者轻链与重链复合的能力降低、消除或被阻断的非人哺乳动物，优选小鼠。本发明的非人哺乳动物产生小鼠功能性内源重链的能力也下降。因此，其形成包含由所述突变基因座产生的重排重链和轻链的功能性免疫球蛋白四聚体的能力已大大降低或消除。本发明还披露了产生这类哺乳动物的方法以及利用这类哺乳动物使用免疫球蛋白重链和轻链转基因产生人四聚体抗体和杂交四聚体抗体的方法。

在下面的说明中，所有氨基酸残基的位置号根据由Kabat等人((1991)，美国公共卫生署(US Public Health Services)出版物第91-3242号)设计的编号系统给出。

发明背景

抗体

抗体的结构是本领域众所周知的。大多数天然抗体是四聚体，包含2条重链和2条轻链。重链通过大致位于每条重链中部的铰链结构域之间的二硫键彼此连接。轻链在铰链结构域的N端侧与各重链缔合。每条轻链通常通过接近铰链结构域的二硫键与其对应的重链结合。

当抗体分子正确折叠时，每条链折叠成许多通过较为线性的多肽序列连接的独特的球状结构域。例如，轻链折叠成可变(V_L)结构域和恒定(C_κ或C_λ)结构域。重链具有单个可变结构域V_H、第一恒定结构域(C_H1)、铰链结构域和两个或三个另外的恒定结构域。重链的恒定结构域和铰链结构域一起形成通常所称的抗体重链恒定区。重(V_H)链和轻(V_L)链可变结构域的相互作用导致形成抗原结合区(Fv)。重链的C_H1结构域和轻链的C_κ或C_λ结构域有利于重链和轻链的相互作用。一般而言，抗原结合既需要V_H又需要V_L，但研究已表明重链二聚体和氨基端片段在轻链不存在时保持活性(Jaton等(1968)Biochemistry，7，4185-4195)。通常循环λ轻链的比例低下，可能占血浆中复合成四聚体免疫球蛋白的全部轻链的2-5％(Goldsby等(2003)Immunology，第5版，W.H.Freeman & Co NY)。

体外操纵重链免疫球蛋白基因以构建新的抗体最早披露于二十世纪八十年代。大多数早期抗体工程研究使用针对充分表征的抗原产生的重排小鼠免疫球蛋白μ基因(IgM)。该抗体的特征是已知存在于V_H结构域的抗原结合特异性，因为不相关轻链的装配和分泌显示保持抗原结合(Neuberger和Williams(1986)Phil.Trans.R.Soc.Lond.，A317，425-432)。使用该系统显示，可使用小鼠抗原特异性V_H结合结构域获得包含与小鼠抗原特异性V_H结构域融合的人ε恒定效应子区的新抗体。所得杂交IgE保持抗原特异性，并显示IgE的预期效应子活性(Neuberger等(1985)Nature，314，268-270)。重链工程的其它文献实例包括：编码保持抗磷酸胆碱活性的小鼠V_H人/IgA或IgG抗体融合体的杂交小鼠-人抗体基因(Morrison等(1984)PNAS，81，6851-6855)；包含小鼠V_H和人IgG(γ3)恒定区的抗癌相关抗原17-1A抗体(Sun等(1987)PNAS，84，214-218)；以及包含人IgG(γ1)恒定区和小鼠V_H结构域的抗人T细胞抗体(抗CD7)(参见Heinrich等(1989)J.Immunol.，143，3589-97)。