[发明专利]抗人类PD-1单克隆抗体的晶体

说明书

提供派姆单抗和结构上类似的抗PD‑1单克隆抗体的晶体，以及产生此类晶体的方法，和包含此类抗体晶体的组合物在例如癌症治疗中的用途。本发明通过提供派姆单抗晶体和产生派姆单抗晶体的方法满足这些需要和更多需要。本发明的方法的一个实施方案产生适合于X射线衍射的晶体，并且本发明人在本文使用此类晶体解析派姆单抗的三维结构至2.3 A分辨率。

发明领域

本发明总体涉及单克隆抗体的晶形。更具体地，本发明涉及派姆单抗(pembrolizumab)和其结构变体的晶体，包含此类抗体晶体的药物组合物，和此类组合物在癌症的治疗中的用途。

发明背景

许多肿瘤产生导致针对肿瘤的内源性免疫反应的抗原。然而，此反应通常是无效的，因为肿瘤细胞可活化关键免疫检查点，所述免疫检查点引起局部化的免疫抑制。这些免疫检查点之一是人类细胞表面受体PD-1(程序性死亡-1或程序性细胞死亡-1)，其为表达于活化的T细胞的表面上的抑制性信号传导受体。通过结合其配体PD-L1或PD-L2之一的PD-1抑制性信号传导的活化导致抑制针对肿瘤细胞的T细胞介导的免疫反应。为了对抗此PD-1途径介导的针对肿瘤的抗肿瘤免疫反应的抑制，几个公司正开发与人类PD-1结合且阻断PD-1与其配体之间的相互作用的单克隆抗体(mAb)。

这些抗PD-1 mAb之一是派姆单抗(一种人源化IgG4 mAb)，其在美国被批准用于治疗患有不可切除或转移性的黑色素瘤并在伊匹单抗(如果BRAF V600突变为阳性，则BRAF抑制剂)后疾病进展的患者。派姆单抗在治疗许多其他癌症适应症中的效力和安全性正在研究中。

派姆单抗目前被配制用于静脉内(IV)输注，且包含25mg/ml mAb的派姆单抗冻干制剂和溶液制剂描述于WO2012/135408中。然而，经设计以皮下施用的高浓度制剂可以是合意的替代物，这部分地由于其可使得患者能够自我施用派姆单抗。

治疗性抗体传统上以冻干形式或在溶液中制备。冻干形式可展现增强的长期稳定性，但需要在使用前进行重构，这使得其对于自我施用而言不那么理想。溶液制剂无需重构，但可遭受降低的稳定性并在使用前通常需要冷藏。冻干制剂和溶液制剂可能均无法提供足够高浓度以容许通过皮下施用的高剂量递送，因为1.2ml是用于皮下施用的最大优选体积(Yang, M.X.等人, Proc. Nat’l. Acad. Sci.(USA) 100:6934-1939 (2003))。然而，抗体的高浓度溶液制剂(如果可获得)也可易于脱离溶液，或可能太粘而无法在例如为皮下施用、具体地自我施用所需要的窄距针中递送。

实现高浓度抗体制剂的一种建议方法是制备具有抗体晶体的制剂，参见例如Yang等人，同上；美国专利号7,833,525和WO2012/135035。制备抗体晶体的治疗性抗体组合物的基本原理包括室温下液体溶液中蛋白晶体的改善稳定性、高抗体浓度溶液的降低的粘度和操纵结晶条件以针对期望的受控释放性质实现不同形态的能力(参见例如Yang等人，同上和Basu,S.K.等人，Expert Opin. Biol. Thera. 4:301-317 (2004))。

据信抗体由于重链和轻链的柔性而尤其难以结晶。尽管最近30年已有许多完整抗体结晶的报导，但RCSB蛋白数据库中仅储存四种结构，相比之下，储存超过800种Fab apo或复杂结构。Altus Pharmaceuticals的研究者首次描述了使三种市售单克隆抗体：利妥昔单抗(rituximab)、曲妥珠单抗(trastuzumab)和英利昔单抗(infliximab)结晶的结晶方法(WO02/072636)。其他公开的专利申请描述制备抗IL-13 mAb (WO2005/121177)、抗TNF αmAb(WO2008/057240)、抗骨硬化素mAb(WO2012/135035)和抗IL-23 mAb(WO2014/004436)的晶体的方法。尽管存在用于结晶抗体的方法的这些实例，但蛋白结晶领域通常认为鉴定具体抗体的合适结晶条件仍然是经验性操作，且不存在可应用至具体目标抗体来可靠预测何种结晶条件将产生该抗体的晶体的一般性规则。