[发明专利]抗人白介素5纳米抗体及其应用

说明书

本发明属于医药领域，公开了一种抗人白介素5纳米抗体及其应用。抗IL‑5抗体的3个互补决定区CDR1、CDR2、CDR3的氨基酸序列分别为IDAMG、AISMTGYSTYYAESMKG和DAYGDYGIGPYLEV。本发明的IL‑5纳米抗体能够高特异性的结合hIL‑5抗原，能够阻断IL‑5与IL‑5Rα的结合且具有人猴交叉活性，有望开发为新型的靶向IL‑5吸入制剂，填补靶向IL‑5吸入给药的市场空白，惠及更多的患者。

技术领域

本发明属于医药领域，具体涉及抗人白介素5 (hIL-5)纳米抗体及其应用。

背景技术

严重嗜酸粒细胞性哮喘（SEA）是一种难治性呼吸道疾病，临床控制效果不佳。嗜酸性粒细胞在SEA的发病机制中至关重要，它导致气道上皮损伤和支气管重塑。嗜酸性粒细胞与病情加重频率较高有关，从而降低患者的肺功能。目前治疗哮喘的方法是吸入糖皮质激素，长期使用可导致骨质疏松症和高血压。生物制剂在治疗严重哮喘方面有良好的效果。50%至70%的哮喘患者会出现2型炎症，Th2介导的炎症因子IL-5、IL-4、IL-13的产生会增加嗜酸性粒细胞、IgE和呼出的一氧化氮（FENO）。因此，通过抑制促炎症因子减少嗜酸性粒细胞的数量是治疗SEA的一个非常有利的治疗方案。

人白介素5（IL-5）是一种由链间二硫键连接的同源二聚体细胞因子，对调节嗜酸性粒细胞的增殖、激活和成熟至关重要，它能促进嗜酸性粒细胞从骨髓释放到循环中。虽然Th2淋巴细胞是IL-5产生的主要来源，但肥大细胞、第二组先天淋巴样细胞（ILC2s）、自然杀伤性T细胞，甚至嗜酸性粒细胞也表达和产生IL-5。IL-5Rα是一种表达在成熟嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞表面的IL-5结合受体。IL-5与IL-5Rα结合后形成的中间复合物招募β共同（βc）受体（CD131）形成三元复合物，然后激活JAK/STAT信号级联，从而促进嗜酸性粒细胞的增殖。目前上市的针对IL-5的抗体包括mepolizumab和reslizumab，它们可以中和体内的IL-5水平，从而降低嗜酸性粒细胞的水平，抑制嗜酸性粒细胞的分化和激活，进而降低哮喘的恶化速度。在临床试验中，针对IL-5/IL-5Rα复合物的抗体可以降低严重的哮喘恶化率，改善1秒内强制呼气容积（FEV1），减少口服糖皮质激素的使用等等。此外，由于嗜酸性粒细胞与粘液的形成有关，减少气道嗜酸性粒细胞的数量可以随之减少气道阻塞的形成，从而改善肺功能。抗IL-5抗体已被证明可作为紧急治疗类固醇难治性急性严重嗜酸性粒细胞哮喘的手段。由于目前上市的针对IL-5的单克隆抗体药物需要反复注射给药，严重影响了患者的依从性，另外注射给药，给药剂量大，全身暴露高，增加副作用发生的风险。因此，抗体吸入给药将会是另一种可行的方案。

抗体吸入药物的效率与抗体的分子量呈负相关关系。在到达肺泡之前，气道分支大约16～17级。粒子沉积主要受到粒子尺寸、重量及呼吸道气流的影响。大于5 μm的颗粒因重力和沉积作用，主要停留在上呼吸道，如喉部和气道，难以达到肺部深处；小于0.5 μm的颗粒则容易被气流呼出；颗粒尺寸在1～5 μm之间的药物可通过布朗运动扩散至下呼吸道，最适合吸入给药。由于传统的单克隆抗体分子量较大（约150 kDa），雾化后颗粒直径大于5μm，导致肺组织中吸收率低。纳米抗体（Nanobody，Nb）是1989年比利时科学家Hamers-Casterman实验室在骆驼科动物体内发现的天然缺失轻链的重链抗体（Heavy-chainantibody，HcAb）的可变区，纳米抗体晶体直径为2.5 nm，长4 nm，分子量大约为12-15 kDa，仅为传统抗体分子量的1/10，是目前已知的结合目标抗原的分子质量最小的天然抗体。纳米抗体与传统抗体在结构上存在较大差异，具有分子量小、组织穿透性好、结构简单便于分子设计、免疫原性低易于人源化改造、亲和力高、溶解性好、表达量高、具有非常好的耐热\耐低pH稳定性、易于表达纯化可微生物表达等优势，让纳米抗体成为了吸入抗体药物开发的理想选择。

因此，开发一种新型抗IL-5纳米抗体用于吸入给药，具有较好的临床应用前景，并且有望填补靶向IL-5吸入给药的市场空白，惠及更多的患者。

发明内容