[发明专利]穿过血脑屏障的人源化抗体及其用途

说明书

本发明涉及通过将现有抗体人源化衍生的抗体及其片段以及制备它们的方法。相对于亲本非人源化的抗体，本发明的人源化抗体表现出与脑内皮抗原的结合得到增强、穿过血脑屏障得到改善和热稳定性得到增加。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年7月6日提交的美国临时专利申请号62/358,777的利益，其内容通过引用结合在本文中。

发明领域

本发明涉及穿过血脑屏障的人源化抗体及其片段及其用途。更具体地，本发明涉及通过将现有抗体人源化衍生的抗体及其片段。本发明的抗体表现出与脑内皮抗原的结合得到增强和穿过血脑屏障得到改善。

发明背景

神经变性疾病，诸如阿尔茨海默病和帕金森病，由于目前尚没有对这些致残性病况的有效的治疗，日益成为我们老龄化社会的负担。由于大部分适当的治疗剂分子和诊断剂不能穿过紧密且高度限制性的血脑屏障(blood-brain barrier，BBB)(Abbott,2013)，因此，起源于脑的这些和其他疾病的治疗以及早期诊断仍然是具有挑战性的。BBB组成由内衬血管并且彼此通过紧密连接而联结的脑内皮细胞(brain endothelial cell，BEC)形成的物理屏障(Abbott,2013)。BEC之间形成的紧密连接是BBB的完整性必需的，并且防止大于500道尔顿(Da)的亲水分子的细胞旁转运。由于脑内皮细胞表现出非常低的胞饮率(Abbott,2013)，因此较大分子的跨细胞转运局限于高度特异性的受体介导的胞吞转运(receptor mediated transcytosis，RMT)途径和被动的基于电荷的吸附介导的胞吞转运作用(Abbott，2013；Pardridge，2002)。另外，高密度流出泵，如P-糖蛋白或多药耐药蛋白1(MDR-1)，有助于从脑去除不需要的物质(Abbott，2013)。

尽管所有这些特征保护脑免受病原体和毒素，它们同样防止大部分治疗剂的进入。事实上，少于5％的小分子治疗剂和几乎没有较大的治疗剂能够以药理学相关的浓度(即，足以结合中枢神经系统(central nervous system，CNS)靶标并引发药理学/治疗性反应)穿过BBB，除非它们被特异性‘摆渡’，即，偶联到转运分子上。由于缺少将分子转运穿过BBB的有效‘运载体’，许多针对神经变性疾病的药物由于不能以有效量递送到脑中而已经被从进一步的研发中‘搁置’或排除。

已经探索了将较大分子递送到脑中的不同方法。例如，可以破坏BBB的完整性，导致渗漏的BBB，其进而允许较大分子非限制性、细胞旁进入脑中。紧密连接能够通过各种方法成功地变松或破坏。例如，注射诱导到血流中的渗透休克的物质(例如，甘露醇、高渗溶液)引起细胞收缩并且导致紧密连接被破坏，因此严重地损害BBB(Guillaume，2010)。紧密连接的其他调节剂包括烷基甘油、缓激肽及其几种类似物以及调节参与维持紧密连接的蛋白的表达的病毒(Erdlenbruch等人，2003；Preston等人，2008；Gan等人，2013)。通过应用超声，更加局部化的BBB破坏是可能的(Nhan等人，2013)。然而，BBB被破坏的期间足以改变脑内稳态并且允许有害的化学品、毒素和病原体进入脑；这能够导致严重的副作用，例如，癫痫发作和脑肿胀、感染和可能的永久性神经病变。因此，对于影响多个脑区的慢性和弥散性脑病使用这些技术进行重复治疗不可行。这些治疗中的大部分是昂贵的、必须住院，并且一些方法需要麻醉。