[发明专利]可溶的“只有重链的”抗体

说明书

发明领域

本发明涉及用于自转基因非人哺乳动物分离功能性可溶的只有重链的抗体和源自它们的可溶的VH结构域的多样化库的改良方法，所述可溶的VH结构域在结构上与源自包含重链和轻链的抗体的VH结构域不同。优选只有重链的抗体和可溶的VH结构域源自长寿命的浆细胞或记忆B细胞。

发明背景

单克隆抗体或其变体将代表21世纪投产新药的主要部分。单克隆抗体疗法业已被接受为用于治疗类风湿性关节炎和克罗恩病的优选途径，并在治疗癌症方面有令人印象深刻的进展。亦在将基于抗体的产品开发用于心血管病和传染病的治疗中。最有市场的单克隆抗体产品识别并结合靶配体(例如TNFα)上的单一的明确表位。

抗体结构在本领域众所周知。大部分天然抗体为四聚体，包含两条重链和两条轻链。重链经由位于沿各重链的大约一半处的铰链结构域之间的二硫键彼此连接在一起。轻链在铰链结构域的N-末端侧与各重链缔合。每条轻链通常通过靠近铰链结构域的二硫键与其各自的重链结合。

当抗体分子正确折叠时，每条链折叠为由更线性的多肽序列连接的一些独特的球状结构域。例如，轻链折叠为可变(VL)结构域和恒定(CL)结构域。重链具有毗连轻链可变结构域(VL)的单个可变结构域(VH)、第一恒定结构域(CH1)、铰链结构域和两个或三个另外的恒定结构域。重链可变结构域(VH)和轻链可变结构域(VL)的相互作用导致形成抗原结合区(Fv)。

重链和轻链之间的相互作用由重链的第一恒定结构域(CH1)和轻链恒定结构域(CL)介导。然而，在重链可变结构域(VH)和轻链可变结构域(VL)之间亦存在参与重链和轻链之间的相互作用的界面(interface)。

因为可变区具有可变氨基酸序列，所以设计了用于为这些结构域的氨基酸残基编号的系统。该编号系统参见Kabat等((1991)US Public Health Services，NIH publication 91-3242)，并用于本说明书中。在重链可变结构域中，框架1(FR1)包含残基1-30，框架2(FR2)包含残基36-49，框架3(FR3)包含残基66-94，框架4(FR4)包含残基103-113。同样在重链可变结构域中，互补性决定区(CDR)包含残基30-35(CDR1)、残基50-65(CDR2)和95-102(CDR3)。

正常人B细胞含有染色体14上的单个重链基因座，通过重排从所述染色体上产生编码重链的基因。在小鼠中，重链基因座位于染色体12上。正常重链基因座包含多个V基因区段、一些D基因区段和一些J基因区段。大部分VH结构域由V基因区段编码，但各VH结构域的C末端由D基因区段和J基因区段编码。B细胞中VDJ重排接着亲和力成熟，为各VH结构域提供其抗原结合特异性。正常四聚体抗体的序列分析证明，多样性结果主要来自VDJ重排和体细胞高变的组合(Xu和Davies，(2000)Immunity，13，37-45)。超过50个人V基因区段存在于人基因组中，其中仅39个是功能性的。在正常的二倍体产抗体B细胞中，各细胞自单套重链和轻链抗体基因座产生四聚体抗体。使用其它套基因座，但因称作等位基因排斥的过程而是非生产性的(参见Singh等，(2003)J.Exp.Med.，197，743-750和Immunology第5版，R.Goldsby，T.Kindt，B.Osborne，J.Kuby(2003)W.H.Freeman and Company NY，NY及其中参考文献)。