IL-38特异性抗体的制作方法

il-38特异性抗体
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年7月30日提交的第62/880,265号美国申请的优先权，将其通过引用整体纳入本技术中。
技术领域
3.本发明的领域涉及治疗有用的白细胞介素-38(il-38)-特异性分子。


背景技术：

4.人类适应性免疫系统通过细胞(t细胞)过程和体液(b细胞)过程做出反应。体液反应导致b细胞的选择和克隆扩增，所述b细胞表达能够与抗原结合的表面结合免疫球蛋白(ig)分子。体细胞高频突变和类别转换的过程与克隆扩增一致。这些过程一起导致已对靶抗原亲和力成熟的分泌抗体，并包含属于五种一般类别，也称为同种型(m、d、a、g或e)之一的恒定结构域。每一类抗体(igm、igd、iga、igg和ige)以不同的方式与细胞免疫系统相互作用。已对靶抗原亲和力成熟的抗体的标志包括：1)核苷酸和随后的氨基酸相对于胚系基因发生变化，2)对靶抗原具有较高的结合亲和力，3)与其他蛋白质相比，对靶抗原具有结合选择性。
5.众所周知，肿瘤患者可以对肿瘤抗原产生免疫反应。这些抗原可能是由于肿瘤内导致蛋白质突变的基因变化或正常蛋白质异常呈递给免疫系统引起的。异常呈递可能通过各种过程发生，这些过程包括但不限于新生蛋白质的异位表达、蛋白质过度表达至高水平、细胞内蛋白质错误定位到细胞表面或细胞裂解。由于酶(例如但不限于糖基转移酶)的表达变化而可能发生的蛋白质异常糖基化也可导致产生被体液免疫系统识别的非自身抗原。
6.已经证明，选择性结合疾病相关蛋白质(包括与癌症相关的蛋白质)的抗体能够以导致治疗效果的方式成功地调节其靶蛋白的功能。人类免疫系统对突变或异常蛋白质产生抗体反应的能力表明，患者的免疫反应可能包括能够识别和调节关键肿瘤驱动因子功能的抗体。
7.肿瘤微环境对于肿瘤细胞逃避免疫系统的检测和清除至关重要。它们是通过多种机制实现的，包括抑制性免疫细胞的募集、免疫检查点分子(如pd-1)的表达，以及免疫抑制性细胞因子的存在。因此，一些免疫肿瘤学治疗的目的是靶向负责肿瘤微环境内免疫抑制屏障的关键分子。成功的免疫肿瘤治疗可导致细胞毒性t细胞和nk细胞的浸润，以及th1细胞因子的上调和诱导成功的抗肿瘤反应。
8.il-1细胞因子家族(其中il-38是其中的一员)通过与膜结合受体结合并形成复合物而引发下游信号传导事件。il-1受体复合物的实例如图1所示。与其他细胞因子(例如肿瘤坏死因子α(tnfα)一样，可以预测抗体与细胞因子上的一个或多个表位的结合会干扰细胞因子与其同源受体形成复合物的能力(hu et al.,jbc,2013)。il-1的残基(图1中以小球表示)预计会在il-1与受体白细胞介素-1受体2(il-1r2)和白细胞介素-1受体辅助蛋白(il-1rap)之间形成相互作用面。在这个预测的il-1受体结合区域内的残基可能包含抗体
可以结合的表位。预测抗体与这些表位的结合会阻断il-1与其同源受体的结合，并对抗或抑制细胞因子的生物学功能。il-1和il-38之间的同源性表明il-38上存在一个或多个相应的表位。预测抗体与所述一个表位或多个表位的结合会对抗或抑制il-38的功能。
9.il-1细胞因子家族在肿瘤发展和治疗期间的炎症调节中发挥重要作用(baker et al.,2019)。虽然一些il-1家族成员会促进炎症，但其他成员可以抑制炎症。il-38是一种拮抗剂，可阻断通过il-1家族受体(包括il-36r和il1ralp1)的信号传导，并通过抑制炎症充当免疫检查点(veerdonk et al.,2017)。特别是，il-38表明可减少炎性细胞因子的产生，在有效的抗肿瘤反应中发挥关键作用。此外，凋亡肿瘤细胞分泌的il-38在体外可以抑制巨噬细胞和t细胞的反应(mora et al.,2016)。同样，已经表明，il-38表达与肺腺癌患者的不良预后有关，并且与pdl1表达有关(takada et al.,2017)。但是，在非小细胞肺癌中报道了与此不一致的证据，其中il-38的低表达与预后不良相关(wang et al.,2018)。il-38可作为肿瘤微环境中的免疫抑制细胞因子，因此阻断il-38信号传导可触发有效的抗肿瘤反应(图2)。


技术实现要素：

10.本发明涉及对人白细胞介素-38(il-38)具有特异性的抗体，包括分离的抗体或其抗原结合片段，其包含以下可变重链(vh)氨基酸序列seq id no：22、seq id no：27、seq id no：32、seq id no：37、seq id no：42、seq id no：47、seq id no：52、seq id no：2或seq id no：7；和/或以下可变轻链(vh)氨基酸序列：seq id no：57、seq id no：62、seq id no：67、seq id no：72、seq id no：77、seq id no：82、seq id no：4或seq id no：9中包含的至少一个互补决定区(cdr)的至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个或至少8个任选连续氨基酸。
11.更具体地，本发明的抗体或抗原结合片段的cdr可以含有以下序列的至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个或至少8个任选连续的氨基酸：vh cdr1氨基酸序列seq id no：23、28、33、38、43、48、53或15；
12.vh cdr2氨基酸序列seq id no：24、29、34、39、44、49、54或16；
13.vh cdr3氨基酸序列seq id no：25、30、35、40、45、50、55或17；
14.vl cdr1氨基酸序列seq id no：58、63、68、73、78、83或18；
15.vl cdr2氨基酸序列seq id no：59、64、69、74、79、84或19；和/或
16.vl cdr3氨基酸序列seq id no：60、65、70、75、80、85或20。
17.本发明的抗体或其抗原结合片段部分或完全阻断、抑制或中和il-38的生物活性。因此，本发明的方法包括通过将治疗有效剂量的包含本发明的抗体或其抗原结合片段的组合物向个体施用进行治疗来抑制受肿瘤生长和/或转移折磨的个体中的肿瘤生长或转移的方法，其中所述抗体或其抗原结合片段部分或完全阻断、抑制或中和促进或维持肿瘤生长和/或转移的il-38的生物活性。
附图说明
18.图1是使用pymol可视化的白细胞介素-1(il-1)受体复合物的共晶结构示意图(rcsb pdb文件编号3o4o)。共晶体包含il-1β、白细胞介素-1 2型受体(il-1r2)和白细胞介
素-1受体辅助蛋白(il-1rap)。il-1r2和il-1rap分别以黑色和浅灰色漫画显示。il-1β以中灰色带表示。小球中描绘的il-1β残基是预计在il-1r2或il-1rap的4埃范围内的残基；
19.图2是说明阻断il-38功能如何引发炎症反应，从而导致抗肿瘤反应的漫画；
20.图3示出了基于licor筛选中pr087-29b5杂交瘤产生的抗体的结合模式；
21.图4以斑点印迹形式示出了pr087-29b5与重组人il-38的选择性、剂量依赖性结合；
22.图5通过流式细胞术示出了imm20130与各种细胞系的结合；
23.图6示出了不同时间点时在凋亡条件下培养的癌细胞系条件培养基中il-38的浓度；
24.图7是一组图表，示出了基于tcga数据库数据的rna表达分析，将il-38表达水平与前列腺腺癌(prad)、结直肠腺癌(coad)、肺腺癌(luad)、皮肤黑色素瘤(skcm)、子宫体子宫内膜癌(ucec)、头颈部鳞状细胞癌(hnsc)和胰腺癌(paad)中的免疫细胞谱系特异性标志物进行比较；
25.图8示出了lps刺激thp-1巨噬细胞条件培养基中的il-6和tnfα表达；
26.图9示出了采用il-38处理时lps刺激巨噬细胞中下调的标志物；
27.图10示出了指定时间点时lps刺激thp-1巨噬细胞中jnk和stat3的磷酸化状态；
28.图11示出了采用il-38、imm20130和同种型对照的各种组合处理后lps刺激thp-1细胞的il-6产生情况；
29.图12示出了采用il-38和抗-il-38多克隆抗体的各种组合处理后lps刺激thp-1细胞的il-6产生情况；
30.图13示出了单克隆上清液与重组il-38的结合；
31.图14示出了单克隆上清液的拯救百分数，该百分数由它们在il-38处理后lps刺激细胞中恢复il-6产生的能力定义；
32.图15示出了所选抗人il-38抗体的结合动力学；
33.图16a示出了主要候选抗体的剂量反应，测试了它们在il-38处理的lps刺激抗体中恢复il-6产生的能力；
34.图16b示出了主要候选抗体的剂量反应，测试了它们在il-38处理的lps刺激抗体中恢复gm-csf产生的能力；
35.图17示出了静脉注射和腹腔注射10mg/kg剂量后c57bl/6小鼠中主要候选抗体的血浆水平随时间的变化；
36.图18是c57bl/6小鼠中植入b16.f10肿瘤后采用cd1-m3、紫杉醇或其组合治疗的肿瘤生长曲线；
37.图19通过流式细胞术表征了采用cd1-m3治疗b16.f10肿瘤后肿瘤浸润骨髓细胞群和淋巴细胞群的情况；
38.图20是采用cd1-m3治疗后fvb小鼠体内植入的mmtv-pymt肿瘤的生长曲线和表明这些肿瘤内il-6水平的图形；
39.图21是采用cd1-m3、cd1-m8、cd1-m26和nzb-m8治疗后scid小鼠体内植入的a549肿瘤的生长曲线；
40.图22通过流式细胞术表征了采用cd1-m3、cd1-m8、cd1-m26和nzb-m8治疗后a549肿
瘤的肿瘤浸润骨髓细胞群的情况。
具体实施方式
41.本文描述的发明涉及与白细胞介素-38(il 38)特异性结合的抗体。因此，本发明包括对il-38具有特异性的抗体组合物、使用对il-38具有特异性的抗体的方法，以及制备和配制对il-38具有特异性的抗体的方法。使用本发明的抗体的方法可以包括治疗有需要的个体的方法。因此，在治疗方法中使用本发明抗体的方法可以包括施用本发明的抗体组合物的方法。本发明的方法还可以包括在体内和体外诊断方法中使用所述抗体。本发明的诊断方法可以作为一个步骤被包括在多步治疗方法中。
42.根据本发明的抗体可以是完整的免疫球蛋白，或免疫球蛋白的变体，或免疫球蛋白的一部分。天然存在的免疫球蛋白具有两条重(h)链和两条轻(l)链，每条链包含恒定区和可变区，并通过二硫键相互连接。轻链有两种类型，称为拉姆达(“λ”)和卡帕(“κ”)轻链。重链有五种主要类别，也称为同种型，它们决定了抗体分子的功能活性：igm、igd、igg、iga和ige。除其可变结构域外，iga、igd或igg重链还具有三个恒定结构域(ch1、ch2、ch3)。igm和ige重链有四个恒定结构域(ch1、ch2、ch3、ch4)。
43.轻链和重链可变区包含被三个高变区中断的“框架”区，称为互补决定区(“cdr”)。cdr主要负责与抗原表位结合。不同轻链或重链的框架区序列在一个物种内是相对保守的，用于在三维空间中定位和对齐cdr。每条链的三个cdr通常称为cdr1、cdr2和cdr3，从n-端开始依次编号，并且通常由特定cdr所在的链标识。因此，重链cdr被命名为h-cdr1、h-cdr2和h-cdr3；同样，轻链cdr被命名为l-cdr1、l-cdr2和l-cdr3。由每条重链和轻链的一个恒定结构域和一个可变结构域组成的抗原结合片段称为fab片段。f(ab)
’2片段包含两个fab片段，可以通过切割其铰链区下方的免疫球蛋白分子产生。
44.本发明抗体的氨基酸序列还可以包含以下一个或多个氨基酸序列：seq.id.no.2、4、7、10、12、14-20、22-25、27-30、32-35、37-40、42-45、47-50、52-55、57-60、62-65、67-70、72-75、77-80和82-85；或一个或多个以下序列编码的氨基酸序列：seq.id.no.1、3、5、6、8、9、11、13、21、26、31、36、41、46、51、56、61、66、71、76和81的变体。抗体变体通常包含氨基酸序列修饰，并且可以出于任何原因进行修饰，包括例如提高特异性、亲和力或稳定性(即半衰期)。本发明抗体的变体的实例包括但不限于抗体片段、氨基酸取代、氨基酸缺失、嵌合抗体和前述的任何组合。
45.相对于氨基酸序列seq.id.no.2、4、7、10、12、14-20、22-25、27-30、32-35、37-40、42-45、47-50、52-55、57-60、62-65、67-70、72-75、77-80和82-85；或一个或多个由seq.id.no.1、3、5、6、8、9、11、13、21、26、31、36、41、46、51、56、61、66、71、76和81编码的氨基酸序列，包含一个或多个氨基酸取代的本发明的变体抗体通常包含不超过15个、不超过12个、不超过10个、不超过9个、不超过8个、不超过7个、不超过6个，不超过5个、不超过4个、不超过3个、不超过2个或不超过1个保守氨基酸取代；和/或相对于seq.id.no.2、4、7、10、12、14-20、22-25、27-30、32-35、37-40、42-45、47-50、52-55、57-60、62-65、67-70、72-75、77-80和82-85；或一个或多个由seq.id.no.1、3、5、6、8、9、11、13、21、26、31、36、41、46、51、56、61、66、71、76和81编码的氨基酸序列，包含不超过5个、不超过4个、不超过3个、或不超过2个非-保守氨基酸取代，或不超过1个非-保守氨基酸取代。
no:25的vh cdr3、seq id no:58的vl cdr1、seq id no:59的vl cdr2，和seq id no:60的vl cdr3。
51.在其它实施方案中，本发明的抗体包含以下的至少一种、至少两种、至少三种、至少四种、至少五种或至少六种：seq id no:28的vh cdr1、seq id no:29的vh cdr2、seq id no:30的vh cdr3、seq id no:58的vl cdr1、seq id no:59的vl cdr2，和seq id no:60的vl cdr3。
52.在其它实施方案中，本发明的抗体包含以下的至少四种、至少五种或至少六种：seq id no:33的vh cdr1、seq id no:34的vh cdr2、seq id no:35的vh cdr3、seq id no:63的vl cdr1、seq id no:64的vl cdr2，和seq id no:65的vl cdr3。
53.在其它实施方案中，本发明的抗体包含以下的至少四种、至少五种或至少六种：seq id no:38的vh cdr1、seq id no:39的vh cdr2、seq id no:40的vh cdr3、seq id no:68的vl cdr1、seq id no:69的vl cdr2，和seq id no:70的vl cdr3。
54.在其它实施方案中，本发明的抗体包含以下的至少四种、至少五种或至少六种：seq id no:43的vh cdr1、seq id no:44的vh cdr2、seq id no:45的vh cdr3、seq id no:73的vl cdr1、seq id no:74的vl cdr2，和seq id no:75的vl cdr3。
55.在其它实施方案中，本发明的抗体包含以下的至少四种、至少五种或至少六种：seq id no:48的vh cdr1、seq id no:49的vh cdr2、seq id no:50的vh cdr3、seq id no:78的vl cdr1、seq id no:79的vl cdr2，和seq id no:80的vl cdr3。
56.在其它实施方案中，本发明的抗体包含以下的至少四种、至少五种或至少六种：seq id no:53的vh cdr1、seq id no:54的vh cdr2、seq id no:55的vh cdr3、seq id no:83的vl cdr1、seq id no:84的vl cdr2，和seq id no:85的vl cdr3。
57.在其它实施方案中，本发明的抗体包含以下的至少四种、至少五种或至少六种：seq id no:15的vh cdr1、seq id no:16的vh cdr2、seq id no:17的vh cdr3、seq id no:18的vl cdr1、seq id no:19的vl cdr2，和seq id no:20的vl cdr3。
58.本发明所述的抗体是单克隆抗体，指的是抗体由单一克隆b淋巴细胞群、克隆杂交瘤细胞群或已转染单一抗体或其部分的基因的克隆细胞群产生。单克隆抗体通过本领域技术人员熟知的方法产生，例如通过从骨髓瘤细胞与免疫淋巴细胞融合制备杂交抗体形成细胞而产生。
59.本发明所述的单克隆抗体通常也是人源化单克隆抗体。更具体地，本发明所述的“人”抗体，也称为“全人”抗体，是包括来自人免疫球蛋白的人框架区和cdr的抗体。例如，抗体的框架和cdr来自相同来源的人重链或人轻链氨基酸序列，或来自两者。或者，框架区可源自一种人抗体，并经工程改造而包括来自不同人抗体的cdr。“人源化取代”是其中抗体(例如il-38抗体)的vh或vl结构域中特定位置的氨基酸残基被参考人vh或vl结构域中等效位置的氨基酸残基取代的氨基酸取代。参考人vh或vl结构域可以是由人种系编码的vh或vl结构域。人源化取代可以在本文定义的抗体的框架区和/或cdr中进行。“人源化变体”是本发明的变体抗体，相对于参考抗体，其含有一个或多个“人源化取代”，其中参考抗体的一部分(例如vh结构域和/或vl结构域或其含有至少一个cdr的部分)具有源自非人类物种的氨基酸，并且“人源化取代”发生在源自非人类物种的氨基酸序列内。
60.本发明所述的抗体也可以是“抗原结合片段”。抗原结合片段是指免疫球蛋白或抗
体的多肽片段，其与抗原结合或与完整抗体(即与它们所源自的完整抗体)竞争与抗原的结合(即与il-38特异性结合)。本文所述术语抗体分子的“片段”包括抗体的抗原结合片段，例如，抗体轻链可变结构域(vl)、抗体重链可变结构域(vh)、单链抗体(scfv)、f(ab’)2片段、fab片段、fd片段、fv片段和单域抗体片段(dab)。片段可以例如通过完整或完全抗体或抗体链的化学或酶处理或通过重组方式获得。被认为是本发明所述抗体的免疫球蛋白变体的实例包括单域抗体(例如vh域抗体)、fab片段、fab’片段、f(ab’)2片段、单链fv蛋白(“scfv”)和二硫键稳定的fv蛋白(“dsfv”)。vh单域抗体是由重链可变域组成的免疫球蛋白片段。fab片段包含单价抗原结合免疫球蛋白片段，该片段可以通过用木瓜蛋白酶消化整个抗体得到完整的轻链和一部分重链而产生。类似地，fab’片段也包含单价抗原结合免疫球蛋白片段，该片段可以通过用胃蛋白酶消化整个抗体，然后还原得到完整的轻链和一部分重链而产生。每个免疫球蛋白分子得到两个fab’片段。(fab’)2片段是两个fab’片段的二聚体，可以通过用胃蛋白酶处理整个抗体但不进行随后的还原，从而fab'单体通过两个二硫键保持在一起而获得。fv片段是包含以两条链表示的轻链可变区和重链可变区的基因工程片段。单链(“sc”)抗体，例如scfv片段，是通过合适的多肽接头作为基因融合单链分子连接的包含轻链v
l
区、重链vh区的基因工程分子。单链抗体的二聚体，例如scfv2抗体，是scfv的二聚体，也可以称为“微型抗体”。dsfv变体也包含免疫球蛋白的v
l
区和vh区，但链已发生突变以引入二硫键从而稳定链的结合。
61.本领域技术人员将了解可以产生的抗体的保守变体。抗体片段(例如dsfv片段或scfv片段)中使用的所述保守变体将保留vh区和v
l
区之间正确折叠和稳定所必需的关键氨基酸残基，并将保留残基的电荷特性，从而保持分子的低pi和低毒性。
62.本发明所述的抗体还可包含“标记的”免疫球蛋白ch3结构域以方便相对内源性抗体背景的生物检测。更具体地，标记的ch3结构域是已掺入到人igg衍生ch3结构域的一个或多个ab、ef或cd结构环中的异源抗体表位。ch3标签优选掺入到igg1亚类抗体的结构环境中，根据本发明，也可掺入到其他人igg亚类，包括igg2、igg3和igg4亚类抗体的结构环境中。表位标记的ch3结构域，也称为“ch3支架”，可以掺入到本发明的任何具有重链恒定区的抗体中，通常为免疫球蛋白fc部分的形式。ch3支架标签的实例以及将它们掺入到抗体中的方法在国际专利申请no.pct/us2019/032780中进行了公开。用于检测表位标记ch3支架的抗体和本发明包含表位标记ch3支架的抗体在本文通常称为“检测抗体”。
63.本发明所述抗体的治疗和诊断效果与其靶抗原结合亲和力相关。结合亲和力可以通过frankel et al.,mol.immunol.,16:101-106,1979描述的改良的scatchard方法计算。或者，结合亲和力可以通过抗体与其抗原的解离速率测定。可以采用多种方法测定结合亲和力，包括例如表面等离子共振法(spr)、竞争放射免疫测定法、elisa和流式细胞术。与抗原“特异性结合”的抗体是以高亲和力与抗原结合并且与其他无关抗原不明显结合的抗体。
64.抗体与其抗原的高亲和力结合由抗体的一种或多种cdr与抗原靶标的表位(也称为抗原决定簇)的结合相互作用介导。表位是分子上具有抗原性的特定化学基团或肽序列，抗原性指的是它们能够引发特定的免疫反应。与本发明的抗体特异性结合的表位可以由包含在il-38中的线性氨基酸序列形成。这样的表位被称为“线性表位”，它可以在本发明的抗体与il-38的变性形式特异性结合方面保持功能。或者，本发明抗体的特异性结合可能取决于il-38靶标的特定三维结构，使得表位的贡献残基不必在线性序列中。换言之，本发明抗
体的表位可以是“构象表位”。
65.il-38可存在于各种癌细胞的表面，包括上皮来源的癌细胞或由癌细胞、正常上皮细胞或免疫系统细胞分泌到细胞外环境中。因此，本文所述的抗体可包含在组合物中，其可用于其中il-38调节疾病进展的各种疾病的诊断或治疗方法。这些疾病包括但不限于癌症，包括但不限于癌症，例如前列腺癌、乳腺癌、肾癌、结肠直肠癌、胰腺癌、黑色素瘤、子宫癌、头颈癌和肺癌。
66.本发明抗体的治疗和诊断用途可以包括免疫偶联物的用途。本文所述的免疫偶联物是嵌合分子，其包含与本发明抗体连接的效应分子。本文所述效应分子是免疫偶联物的一部分，其旨在对免疫偶联物所靶向的细胞产生期望的作用，或者效应分子可用于增加本发明抗体的半衰期或生物利用度。效应分子的一般实例包括治疗剂(例如毒素和化疗药物)、诊断剂(例如可检测标记)以及半衰期和生物利用度增强分子(例如脂质或聚乙二醇)。
67.可以使用任何数量的本领域技术人员熟知的手段，包括共价和非共价连接手段将效应分子与本发明的抗体偶联。将效应分子与抗体连接的程序可以根据效应分子的化学结构而异。多肽通常包含多种官能团，例如羧酸(cooh)基团、游离胺(
‑‑
nh2)和巯基(sh)基团，它们可与抗体上合适的官能团反应，导致效应分子的结合。或者，可以衍生化本发明的抗体，以暴露或连接其它的反应性官能团。衍生化可能涉及连接任何数量的已知接头分子，这些接头分子用于将抗体与效应分子连接。
68.接头分子能够与抗体和效应分子形成共价键。合适的接头包括但不限于直链或支链碳接头、杂环碳接头或肽接头。如果效应分子是多肽，则接头可以通过其侧基与多肽的组成氨基酸连接，例如通过二硫键与半胱氨酸连接，或与末端氨基酸的α碳氨基和羧基连接。重组技术可用于将包括接头肽在内的两个或更多个多肽形成一个连续的多肽分子。
69.效应分子也可以包含在直接连接或连结的封装系统中，保护效应分子免于直接暴露于循环系统。制备与抗体连接的脂质体的方法是本领域技术人员熟知的(参见例如美国专利no.4,957,735；和connor et al.,pharm ther 28:341-365,1985)。
70.本发明所述免疫偶联物的效应分子通常可用于治疗癌症和通常以异常细胞生长为特征的疾病。因此，本发明所述免疫偶联物的效应分子可以是化疗剂，包括：小分子药物；核酸，例如反义核酸、用于与单链或双链dna共价交联的衍生寡核苷酸，以及形成三链的寡核苷酸；蛋白质；肽；氨基酸和氨基酸衍生物；糖蛋白；放射性同位素；脂质；碳水化合物；重组病毒；和毒素，例如但不限于相思豆毒素(abrin)、蓖麻毒素、假单胞菌外毒素(“pe”，例如pe35、pe37、pe38和pe40)、白喉毒素(“dt”)、肉毒杆菌毒素、皂草素、局限曲菌素、白树毒素、三角梅核糖体失活蛋白(bouganin)及它们的修饰毒素。
71.在某些情况下，当免疫偶联物到达其靶位点时，需要将效应分子从抗体中释放出来。因此，在这些情况下，免疫偶联物将包含在靶位点附近可切割的连接。可通过酶活性或免疫偶联物在靶细胞内或靶位点附近所经受的条件促进接头的切割，以从本发明的抗体释放出效应分子。或者，在与其靶抗原特异性结合后，本发明的抗体可以被表达靶抗原的细胞内化。
72.本发明的治疗性抗体，包括治疗性免疫偶联物，可用于预防、治疗或改善受试者疾病的方法。在本发明的某些实施方案中，本发明的抗体可用于预防、治疗或改善受试者的癌症。例如，本发明的抗体可用于预防、治疗或改善癌症，包括但不限于前列腺癌、乳腺癌、肾
癌、结直肠癌、胰腺癌、皮肤癌、子宫癌、头颈癌和肺癌。
[0073]“预防”疾病是指抑制疾病的全面发展。“治疗”是指在疾病或病理状况开始发展后改善其体征或症状的治疗干预。“改善”是指减少疾病体征或症状的数量或降低严重程度。关于使用本发明的抗体预防、治疗或改善癌症，疾病的体征或症状可能与肿瘤负荷或转移的数量或大小相关。
[0074]
预防、治疗或改善癌症的方法可能需要向受试者施用包含有效剂量的本发明抗体的组合物，抑制肿瘤生长或转移，包括选择癌症受试者，癌症的特征在于肿瘤细胞表达本发明抗体的靶抗原，或呈递本发明抗体的细胞膜相关靶抗原。例如，本发明的抗体可以通过与其靶抗原结合来接触肿瘤细胞，以调节、抑制或中和靶抗原的功能。本发明的抗体还可以在与其肿瘤细胞表面上的靶抗原结合后提供细胞毒治疗。
[0075]
本发明的抗体可以与液体(例如但不限于血液或血液衍生物，如血浆和血清，或肿瘤微环境中的液体)中的靶抗原结合。与细胞膜附着的靶抗原的情况一样，本发明的抗体与分泌的靶抗原的结合可调节、抑制或中和靶抗原的生物学功能。因此，本发明的抗体与其溶液中的靶抗原的结合可以例如在体内调节、抑制或中和其靶抗原的活性或膜结合囊泡的活性。
[0076]
还提供本发明抗体的用途，其中抗体结合与细胞外基质(“ecm”)或ecm蛋白相关的靶抗原。例如，本发明的抗体可以结合自身与迁移或分化内皮细胞附着或预期会遇到的ecm相关的靶抗原，以调节、抑制或中和其靶标。ecm相关靶抗原的存在可能与各种疾病状态相关，包括与肿瘤微环境中ecm相关靶抗原存在相关的疾病。
[0077]
如上所述，可以施用本文公开的抗体减缓或抑制原发性肿瘤的生长或抑制各类肿瘤的转移。例如，可以施用本发明的抗体减缓或抑制癌症的生长或转移，包括但不限于前列腺癌、乳腺癌、肾癌、结直肠癌、胰腺癌、黑色素瘤、子宫癌、头颈癌和肺癌。在这些应用中，将治疗有效剂量的抗体以足以抑制癌细胞的生长、复制或转移，或抑制癌症的体征或症状的剂量向受试者施用。合适的受试者可以包括那些被诊断患有肿瘤细胞表达本发明抗体的靶抗原的癌症的受试者。本发明抗体的治疗有效剂量将取决于癌症的严重程度和患者的健康状况。抗体的治疗有效剂量是提供症状的主观缓解或如临床医生或其他合格专业人员所提出的客观可识别的改善。
[0078]
向有需要的受试者施用的本发明抗体被配制成组合物。更具体地，抗体可以配制用于全身施用或局部施用，例如肿瘤内施用。例如，本发明的抗体可以配制用于肠胃外施用，例如静脉内施用。可以将组合物制成单位剂型向受试者施用。施用的剂量和时间由治疗的临床医生决定，以达到预期的结果。
[0079]
本发明抗体的施用还可以伴随其他抗癌剂或治疗的施用，例如肿瘤的手术切除。任何合适的抗癌剂可以与本文公开的抗体联合施用。示例性抗癌剂包括但不限于化疗剂，例如有丝分裂抑制剂、烷化剂、抗代谢剂、嵌入式抗生素(intercalating antibiotics)、生长因子抑制剂、细胞周期抑制剂、酶、拓扑异构酶抑制剂、抗存活剂、生物反应调节剂、免疫调节剂、抗激素(例如抗雄激素)和抗血管生成剂。其他抗癌治疗包括放射治疗和其他专门针对癌细胞的抗体。
[0080]
施用的组合物可以包括溶解在药学上可接受的载体(例如水性载体)中的抗体溶液。通常，载体的性质将取决于所采用的特定施用方式。例如，肠胃外制剂通常包含可注射
液，包括药学上和生理学上可接受的液体，例如水、生理盐水、平衡盐溶液、葡萄糖水溶液或甘油作为溶媒(vehicle)。对于固体组合物，例如粉末、丸剂、片剂或胶囊形式，常规的无毒固体载体可以包括例如药物级甘露醇、乳糖、淀粉或硬脂酸镁。除了生物中性载体之外，施用的药物组合物可以包含少量无毒的辅助物质，例如润湿剂或乳化剂、防腐剂和ph缓冲剂等，例如乙酸钠或脱水山梨糖醇单月桂酸酯。前述载体溶液是无菌的，通常不含不符合要求的物质，并且可以通过常规的、众所周知的灭菌技术进行灭菌。组合物可以根据需要包含药学上可接受的辅助物质以接近生理条件，例如ph调节剂和缓冲剂，以及毒性调节剂例如乙酸钠、氯化钠、氯化钾、氯化钙和乳酸钠。这些制剂中抗体的浓度可以广泛变化，并且将主要根据液体体积、粘度、体重等根据所选的特定施用方式和受试者的需要进行选择。
[0081]
本发明抗体的施用方式包括但不限于通过缓慢输注施用，或通过静脉内推注或团注施用。抗体施用的其他选择可以优化用于眼内施用。在施用之前，本发明的抗体组合物可以以冻干形式提供，并在施用前在无菌溶液中重新水化至所需浓度。然后可以将抗体溶液添加到含有0.9％氯化钠(usp)的输液袋中，并且在某些情况下以0.5至15mg/kg体重的剂量施用。在本发明抗体组合物的一个施用实例中，首先施用较高负荷剂量，然后施用较低水平的维持剂量。例如，可以在大约90分钟的时间内输注4mg/kg的初始负荷剂量，然后如果之前剂量的耐受性很好，则在30分钟内输注2mg/kg的每周维持剂量，维持4-8周。
[0082]
本发明的抗体组合物也可以是控释制剂。例如，控释肠胃外制剂可以制成植入物或油性注射剂。微粒系统，包括微球、微粒、微胶囊、纳米胶囊、纳米球和纳米粒子，也可用于递送本发明的抗体组合物。本文所述微胶囊包含本发明的抗体作为中心核心成分。在微球中，本发明的抗体分散在整个颗粒中。小于约1μm的颗粒、微球和微胶囊通常分别称为纳米粒子、纳米球和纳米胶囊。
[0083]
如上所述，本发明的抗体还可用于诊断或监测病理状况的存在，例如但不限于前列腺癌、乳腺癌、肾癌、结直肠癌、胰腺癌、皮肤癌、子宫癌、头颈癌和肺癌。更具体地，本发明的方法可用于检测本发明抗体的抗原靶标的表达。检测可以是体外或体内的。任何组织样品都可用于体外诊断检测，包括但不限于来自活组织检查、尸检和病理学标本的组织。生物样品包括组织切片，例如，为组织学目的采集的冷冻切片。生物样品还包括体液，例如血液、血清、血浆、痰液、脊髓液或尿液。
[0084]
一种方法通过将来自受试者的样品与本发明的抗体接触；检测抗体与样品中存在的靶抗原的结合，从而确定受试者是否患有疾病。与对照样品中抗体的结合相比，样品中抗体与其靶抗原的结合增加，则确定受试者患有与il-38表达相关的疾病，例如癌症或表达il-38的任何其他类型的疾病。通常，对照样品是来自没有疾病的受试者的样品。
[0085]
诊断方法的敏感性和特异性不同。诊断方法的“敏感性”是检测呈阳性的患病个体的百分数(真阳性的百分数)。诊断方法的“特异性”是1减去假阳性率，其中假阳性率定义为检测呈阳性的无病患者的比例。虽然特定的诊断方法可能无法对某种状况提供明确的诊断，但只要该方法提供有助于诊断的明确指示即足够。“预后”是病理状况(例如胰腺癌或转移)发展的概率(例如严重程度)。
[0086]
本发明的抗体可以与可检测标记连接，形成可用作诊断剂的免疫偶联物。本文提到的可检测标记是直接或间接与本发明抗体偶联的化合物或组合物，其目的是方便检测与疾病存在相关的分子，例如，作为本发明抗体的抗原靶标的肿瘤细胞抗原。可用于此类目的
的可检测标记在本领域是众所周知的，包括：放射性同位素，例如
35
s、
11
c、
13
n、
15
o、
18
f、
19
f、锝-99m("
99m
tc)、
124
i、
131
i、
89
zr、3h、
14
c、
15
n、
90
y、
111
in和
125
i；荧光团；化学发光剂；酶标记物，例如辣根过氧化物酶、β-半乳糖苷酶、萤光素酶、碱性磷酸酶；生物素基团；被二级报告基因识别的预定多肽表位，例如亮氨酸拉链对序列、二抗的结合位点、金属结合结构域、表位标签；以及磁性试剂，例如钆螯合物。本发明的标记抗体也可以称为“标记抗体”，或更具体地称为“放射性标记抗体”。对于本发明的一些抗体，标记通过不同长度的间隔臂连接，从而减少可能的空间位阻。
[0087]
在某些应用中，包括使用本发明抗体的步骤的诊断方法可以是免疫测定。虽然免疫测定的详细情况可能随所采用的特定形式而变化，但检测生物样品中本发明抗体的抗原靶标的方法通常包括在免疫反应条件下使生物样品接触与所述抗原特异性反应的抗体，从而形成免疫复合物的步骤。可以直接或间接检测所得免疫复合物的存在。换言之，本发明的抗体可以在诊断方法中充当一抗(1
°
ab)，而对本发明抗体具有特异性的标记抗体充当二抗(2
°
ab)。在间接检测免疫复合物的情况下，本发明的抗体用于诊断方法还包括使用标记的二抗(2
°
ab)来检测一抗-本发明抗体-与其靶抗原的结合。二抗合适的可检测标记包括上述用于本发明抗体直接标记的标记。本发明诊断方法中使用的2
°
ab也可以是如上文定义的“检测抗体”，与本发明包含ch3表位标签的抗体结合使用，如国际专利申请no.pct/us2019/032780中所述。
[0088]
本发明的抗体也可用于荧光激活细胞分选(facs)。细胞群的facs分析采用多个颜色通道、小角和钝角光散射检测通道和阻抗通道，以及其他更复杂的检测水平，分离或分选细胞(参见美国专利no.5,061,620)。
[0089]
如上所述，在本发明抗体的诊断应用中使用的试剂可以在试剂盒中提供，用于检测生物样品(例如血液样品或组织样品)中本发明抗体的抗原靶标。这种试剂盒可用于确认受试者的癌症诊断。例如，包含本发明抗体的诊断试剂盒可用于对活检组织样品中的肿瘤细胞进行组织学检查。在更具体的实例中，试剂盒可包括用于检测组织中的肺癌细胞或肺活检细胞的本发明抗体。在一个替代的特定实例中，试剂盒可包括用于检测组织活检中的胰腺癌细胞的本发明抗体。用于检测本发明抗体的抗原靶标的试剂盒通常包含单克隆抗体形式的本发明抗体，或其抗原结合片段，例如scfv片段、vh结构域或fab。如上所述，抗体可以采用或不采用可检测标记物，例如荧光标记物、放射性标记物或酶标记物标记。试剂盒通常还包括披露本发明抗体使用方法的说明性材料。说明性材料可以以电子形式编写，例如便携式硬盘驱动器，并且说明性材料也可以是可视的，例如视频文件。说明性材料也可以指提供说明的网站或应用软件程序链接，例如移动设备或计算机“应用程序(app)”。试剂盒还可以包括其它组件以方便试剂盒设计的特定应用。例如，试剂盒还可以包含检测标记的手段(例如用于酶标记的酶底物、用于检测荧光标记的滤光片组、合适的二级标记诸如二抗等)。将本发明的抗体用于诊断方法中常规使用的缓冲液和其他试剂。
[0090]
本发明的抗体可以通过各种重组表达系统产生。换言之，抗体可以通过在培养的活细胞中表达编码它们的氨基酸序列的核酸序列来产生。本发明的“分离”抗体是已经从其他生物组分环境(例如细胞、蛋白质和细胞器)基本上分离或纯化的抗体。例如，如果抗体达到以下条件则抗体被分离：经纯化达到：i)蛋白质重量大于95％、96％、97％、98％或99％(按lowry方法测定)，或者大于99重量％；ii)足以获得至少15个n-端或内部氨基酸序列残
基(使用转杯式测序仪测定)的程度；iii)在还原或非还原条件下，使用考马斯蓝染色或银染通过sds-page测定具有均质性。分离的抗体也可以是本发明在重组细胞内的原位抗体，因为抗体自然环境中的至少一种组分将不存在。然而，通常，分离的抗体将通过至少一个纯化步骤制备。
[0091]
通过采用本发明抗体的适当核苷酸编码序列转化或转染细胞，可以利用多种宿主表达载体系统来表达本发明的抗体。宿主表达细胞的实例包括但不限于：细菌，例如大肠杆菌和枯草芽孢杆菌，其可以用重组噬菌体dna、质粒dna或粘粒dna表达载体中包含的抗体编码序列转染；酵母，诸如酵母菌和毕赤酵母，采用包含抗体编码序列的重组酵母表达载体转化；采用包含抗体编码序列的重组病毒表达载体(例如杆状病毒)感染的昆虫细胞系统；采用包含抗体编码序列的重组病毒(例如花椰菜花叶病毒(“camv”)或烟草花叶病毒(“tmv”))表达载体感染的植物细胞系统；和哺乳动物细胞系统，例如但不限于cos、中国仓鼠卵巢(“cho”)细胞、expicho、幼仓鼠肾(“bhk”)细胞、hek293、expi293、3t3、nso细胞，包含重组表达构建体，其含有源自哺乳动物细胞基因组的启动子，例如金属硫蛋白启动子或延伸因子iα启动子，或源自哺乳动物病毒的启动子，例如腺病毒晚期启动子和牛痘病毒7.5k启动子。例如，哺乳动物细胞，例如人胚肾293(hek293)细胞或其衍生物，例如expi293，与结合小鼠和大鼠延长因子1α启动子以分别表达重链和轻链片段的双启动子载体结合，是本发明抗体的有效表达系统，可以根据所表达抗体分子的预期用途有利地选择该系统。或者，在巨细胞病毒(cmv)增强子和启动子序列的控制下，从不同的质粒表达重链和轻链片段的双载体系统与cho细胞、hek细胞或它们的衍生物结合构成抗体的有效表达系统。
[0092]
当要产生大量本发明的抗体以产生抗体的药物组合物时，可能需要引导高水平易纯化融合蛋白产物表达的载体。此类载体包括但不限于：pur278载体(ruther et al.embo j.2:1791(1983))，其中抗体编码序列可以单独连接到具有lac z编码区的框架内的载体中，从而产生融合蛋白；pln载体(inouye&inouye,nucleic acids res.13:3101-3109(1985))。
[0093]
还可以选择调节编码本发明抗体的插入序列的表达或根据需要修饰和加工基因产物的宿主表达细胞系统。例如，修饰，包括糖基化和加工，例如蛋白产物的切割，可能对蛋白的功能很重要。事实上，不同宿主细胞具有特征性的和特定的蛋白质和基因产物的翻译后加工和修饰机制。为此，可以使用真核宿主细胞，其具有适当的细胞机制以适当地加工初级转录物，以及本发明基因产物的糖基化和磷酸化。
[0094]
用于产生本发明抗体的载体包含编码该特定抗体至少一部分的核酸分子。例如，所述核酸序列可以包含与其中包含vh和vl结构域的任何多核苷酸序列对应的dna序列，包括密码子优化序列，或其一部分。因此，编码本发明抗体至少一部分，与第二核酸序列可操作地连接的第一核酸，是本发明的核酸，所述第二核酸序列与第一核酸序列具有功能关系，例如启动子。如果连接的启动子序列影响编码序列的转录或表达，则存在可操作的连接。通常，可操作地连接的dna序列是连续的，并且也可以在同一阅读框中连接两个或多个蛋白质编码区。
[0095]
当包含本发明dna序列的核酸与环境中的其他生物成分(例如细胞、其他染色体和染色体外dna和rna、蛋白质和细胞器)基本分离或纯化时，可以视为本发明的“分离的核酸”。例如，已通过标准纯化方法纯化的核酸是分离的核酸。
[0096]
本发明的核酸还包括编码本发明抗体的核苷酸的简并变体(degenerate variant)。更具体地，“简并变体”是指编码本发明抗体但由于遗传密码而简并的多核苷酸。根据本发明，包括所有简并核苷酸序列，只要所编码抗体的氨基酸序列与本发明抗体的抗原靶标特异性结合即可。
[0097]
实施例
[0098]
以下实施例描述了imm20130的分离和表征，这是一种与il-38上的表位结合的抗体；评估了il-38的免疫抑制作用；产生了其它的抗-il-38抗体；及其体外和体内表征。在某些情况下，il-38可以是可溶的，或与细胞膜结合，包括在细胞表面，包括在多蛋白复合物的情况下。
[0099]
实施例1。分离产生与完整人癌细胞表面结合的抗体的人杂交瘤。pr087-29b5杂交瘤细胞是从头颈癌患者淋巴结中分离的人b细胞与b56t融合伴侣融合而产生的细胞。人b细胞与b56t的融合通过电融合进行，基本上如uspto#ep2242836“method of making hybrid cells that express useful antibodies(表达有用抗体的杂交细胞的制备方法)”中所述。融合后，将杂交瘤进行培养，并使其生长大约两周。然后收集来自igg/a阳性杂交瘤的条件培养基，并筛选抗体与癌细胞系表面结合的能力。使用荧光团标记的抗人igg二抗和配置用于96孔板的li-cor odyssey
tm sa成像系统检测pr087-29b5产生的抗体与活的、完整的癌细胞系库的结合情况。在筛选之前，将癌细胞以等比例混合，并将库等分到96孔板中，并使其附着24小时。将杂交瘤上清液与细胞一起孵育，并相对于阳性对照评估与癌细胞系的结合，阳性对照包含等比例的抗-basigin、抗-egfr和抗-erbb2(bch)抗体的混合物。bch阳性对照以每种抗体66.6、22.2和7.4ng/ml与细胞一起孵育。抗整合素(itga3)抗体(20ng/ml)也用作阳性对照。单独使用二抗作为阴性对照。对照组合在细胞系库和li-cor仪器的检测范围内提供了一系列绝对信号强度。bch(7.4ng/ml)阳性对照显示的信号约为背景信号的160％，其中背景信号定义为四个仅二抗对照孔的平均信号。这四个孔的信号的标准偏差是8.5％。pr087-29b5并未表现出高于背景水平的信号，而是呈现低水平的点状染色模式，被选择用于后续研究(图3)。
[0100]
实施例2。pr087-29b5杂交瘤产生包含ighv1/iglv2可变结构域的igg。通过对从pr087-29b5杂交瘤系细胞中分离的rna进行rt-pcr扩增和对所得抗体cdna进行测序反应，获得编码pr087-29b5的可变重链(vh)和可变轻链(v
l
)结构域的核苷酸序列。seq id no：1对应于从杂交瘤分离的pr087-29b5的vh的核苷酸序列，seq id no：3对应于v
l
的核苷酸序列。seq id no：2和seq id no：4对应于从杂交瘤分离的pr087-29b5的vh和v
l
的相应氨基酸序列。根据与已知种系基因序列的同源性预测ighv1-18和igkv3-20基因分配，并用于产生vh和v
l
的5’末端，以产生分别编码氨基酸序列seq id no:7和seq id no:10的由seq id no:5和seq id no:8表示的全长编码序列。使用双质粒系统方便抗体的重组表达，抗体包含pr087-29b5的可变结构域和igg1重链和κ轻链恒定结构域。对seq id no:5进行密码子优化，并合成对应于seq id no:6的核苷酸片段，其编码对应于seq id no:7的氨基酸序列，以促进包含pr087-29b5的vh结构域的抗体的表达。对seq id no:8进行密码子优化，并合成对应于seq id no:9的核苷酸片段，其编码seq id no:10，以促进包含pr087-29b5的vl结构域的抗体的表达。通过将vh和v
l
结构域合成并克隆到编码由对应于seq id no:12和seq id no:14的氨基酸序列组成的全长igg1抗体的两个载体系统内，产生表达pr087-29b5的重链
或轻链的载体。使用标准条件，将包含pr087-29b5 vh和v
l
结构域的抗体瞬时转染到哺乳动物细胞系(例如中国仓鼠卵巢(cho)和人胚胎肾(hek)细胞系)中重组表达。使用本领域普通技术人员熟知的技术，通过亲和层析从条件培养基中纯化重组抗体，称为imm20130。
[0101]
实施例3。imm20130 ab与il-38上的表位结合。为了确认imm20130与靶抗原结合，对照其中靶蛋白以其天然构象点样的cdi huprot阵列对抗体进行筛选。更具体地，将imm20130与天然cdi huprot阵列在4℃下孵育(1微克/毫升)整晚。洗涤载玻片，并采用alexa-647偶联的抗h l二抗检测imm20130结合。从任何分析中清除与二抗结合的非特异性命中(hit)。靶蛋白的选择性结合通过结合z分数和s分数进行分析，z分数用于确定与每个载玻片平行结合的重现性，s分数用于确定选择性vs可能靶标的差异。排名第一的命中和排名第二的命中之间的s分数》3，则认为排名第一的命中具有高度特异性。
[0102]
imm20130与天然阵列上的il1f10/il-38选择性结合。il-38是cdi阵列上的最高命中，z分数是119.635，s分数是51.643。参见表1。
[0103]
表1.imm20130与蛋白质微阵列形式的人类蛋白质组的结合
[0104][0105]
通过斑点印迹分析证实了imm20130与重组il-38的结合。将剂量增加的重组人il-38(novusbio，目录号nbp2-22645)点样到硝酸纤维素上，并与imm20130一起孵育。如图4所示，imm20130以剂量依赖性方式与il-38相互作用。采用商业抗il-38抗体作为此测定的阳性对照，相同同种型的抗登革热抗体作为阴性对照。原始cdi阵列中命中水平较低的重组蛋白stip1作为非特异性对照。
[0106]
imm20130与il-38(novusbio，目录号nbp2-22645)的结合通过表面等离子共振(spr)进行定量。简言之，将imm20130在spr运行缓冲液(10mm hepes，ph7.4，150mm nacl，0.0005％tween-20、0.2％牛血清白蛋白)中稀释至150nm和25nm的最终浓度，并以四种不同的表面密度捕获在抗人fc包被的cm5传感器芯片上。表面密度600至3200ru。将il-38
(novusbio，目录号nbp2-22645)在spr运行缓冲液中稀释至600nm的浓度，并在四种不同的imm20130密度表面上运行3倍稀释系列。数据在25℃下收集。来自所有四个表面的数据都拟合为1:1相互作用模型，得到表2中描述的速率常数。
[0107]
表2.imm20130与人il-38结合的spr定量数据
[0108][0109]
imm20130还与几个内源性表达细胞系的表面特异性结合(图5)。活细胞采用imm20130或同种型对照和荧光染料偶联的抗人二抗染色。采用碘化丙啶排除死细胞。数据以mfi相对于同种型对照的倍数变化表示。由于il-38可以在凋亡条件下分泌(mora et al,2016)，因此测试了几种imm20130结合癌细胞系分泌il-38的能力。癌细胞系采用20ng/ml tnfα和10μg/ml环己酰亚胺处理指定的时间。对于0小时和4小时时间点，处理后，将细胞在普通rpmi中培养16小时。对于16小时的时间点，将细胞与tnfα和环己酰亚胺一起在普通rpmi中培养16小时。上清液中il-38的浓度通过直接elisa法使用改编自mora et al 2016的方案测定。简言之，将100μl上清液添加到高结合96孔板(康宁公司(corning))中，并与普通rpmi内重组il-38(adipogen，目录号ag-40a-0191-c050)的7个两倍稀释样品的标准曲线进行比较。将孔板在4℃孵育整晚。孔用pbs 2％bsa封闭，用pbs 0.05％tween洗涤3次，并与大鼠抗人il-38抗体(r&d systems)在室温下孵育2小时。洗涤3次后，将孔与生物素化的抗大鼠二抗(英杰公司(invitrogen))在室温下孵育2小时。洗涤3次后，加入pbs2％bsa中的链霉亲和素-hrp(r&d systems)，保持20分钟。洗涤3次后，每孔加入100μl用柠檬酸磷酸酯/过硼酸钠缓冲液稀释的opd底物，保持5-30分钟，在450nm处测量吸光度。事实上，多种癌细胞系在细胞凋亡诱导条件下分泌il-38(图6)，确认了肿瘤细胞是il-38的可能来源。
[0110]
实施例4。il-38是可抑制炎症反应的促肿瘤、免疫抑制细胞因子。采用imm20130评估il-38在各种癌细胞系中的表达后，利用tcga数据库评估il-38对肿瘤微环境的影响。使用来自上述指示的tcga firehouse legacy数据集开展基因表达分析。每个数据集的样本数量与每个分析的r-平方值一起指示。rna_seq_v2_mrna_median_zscore数据用于数据分析。在多种癌症类型中，il-38的表达与有效抗肿瘤反应所必需的免疫细胞类型(包括t细胞和骨髓细胞)相关基因表达减少有关(图7)，这表明il-38可以在抑制免疫细胞浸润到肿瘤微环境中发挥重要作用。
[0111]
为了确定il-38如何抑制免疫系统，使用thp-1单核细胞系(atcc，目录号tib-202)建立了体外模型。thp-1单核细胞通过用100nm pma培养72小时分化为巨噬细胞。分化后，去除pma，用pbs洗涤巨噬细胞，在含有或不含有1μg/ml重组全长人il-38(adipogen，目录号ag-40a-0191-c050)的普通rpmi中培养24小时。为了刺激巨噬细胞，诱导炎性细胞因子产生，加入10ng/ml lps再培养24小时。根据制造商的说明，收获上清液，并使用cba人炎症细胞因子试剂盒(bd biosciences，目录号551811)测量细胞因子表达。采用il-38处理thp-1巨噬细胞导致几种炎性细胞因子即il-6和tnfα减少(图8)。为了更全面地了解il-38对巨噬细胞炎症反应的影响，使用nanostring pancancer io 360gene expression panel分析
thp-1细胞中重要炎症标志物的rna表达。如图8所述，分化和刺激thp-1细胞。lps刺激后，收获细胞，并使用rneasy试剂盒(凯杰公司(qiagen))分离rna。采用nanostring pancancer io 360gene expression panel，利用ncounter platform(nanostring technologies)评估基因表达。采用nsolver软件用于数据分析。lps刺激样本用于将基因表达标准化为1。在il-38处理的细胞中，几种重要的炎症标志物减少，包括促炎性m1巨噬细胞标志物(cd80、il-6)和对免疫细胞募集很重要的趋化因子(cxcl10、cxcl13)(图9)。
[0112]
为了确定il-38如何抑制thp-1细胞中的炎症反应，测量了关键信号蛋白的磷酸化。使用图8中描述的体外系统，用10ng/ml lps在不同时间点刺激il-38预处理的分化thp-1巨噬细胞。刺激后，细胞在含有磷酸酶和蛋白酶抑制剂的1％triton裂解缓冲液(cell signaling)中裂解。按每泳道20μg上样到4％到12％的聚丙烯酰胺凝胶(英杰公司)上，并转移到硝酸纤维素膜上。用识别p-stat3和gapdh的兔抗人抗体和小鼠抗人p-jnk抗体(cell signaling)对膜探测整晚。然后，将膜与荧光抗兔和抗小鼠二抗(li-cor biosciences)一起孵育1小时。使用li-cor成像系统扫描印迹，并在image studio软件(li-cor biosciences)中进行量化。jnk的磷酸化在il-38处理的thp-1巨噬细胞中减少(图10)。相反，在用lps刺激之前，il-38处理的thp-1巨噬细胞中stat3的磷酸化增加。
[0113]
实施例5。产生阻断il-38功能的抗il-38抗体。采用图8建立的体外系统测试imm20130阻断il-38功能的能力。thp-1单核细胞采用100nm pma培养72小时分化为巨噬细胞。分化后，将1μg/ml il-38(adipogen，目录号ag-40a-0191-c050)和10μg/ml所示抗体在普通rpmi中室温孵育1小时。用pbs洗涤巨噬细胞，并用所示含il-38/抗体的培养基培养24小时。随后，用10ng/ml lps刺激细胞24小时，收获上清液，并使用人il-6duoset elisa试剂盒(r&d systems)测量il-6的产生。il-38的抑制应导致il-38处理的lps刺激thp-1细胞中il-6的产生恢复到与lps刺激细胞相当的水平。但是，imm20130无法恢复这些细胞的il-6产生(图11)。作为对照，还测试了针对il-38蛋白的不同部分产生的两种多克隆抗体(lifespan biosciences，目录号ls-c135753和ls-c201139)在该系统中恢复il-6产生的能力。针对il-38的c-末端部分产生的一种多克隆抗体成功地恢复了il-38处理的lps刺激thp-1巨噬细胞的il-6产生(图12)，表明imm20130与不阻断il-38功能的il-38表位结合。
[0114]
尽管imm20130没有阻断il-38的功能，但它确实证明了il-38是炎症反应的重要调节剂和有希望的癌症靶点。因此，启动了抗体产生研究，分离也阻断il-38功能的抗il-38抗体。采用全长重组il-38免疫nzb/w和cd-1小鼠。在免疫后第21天，通过实施例2中描述的直接elisa法，使用hrp偶联的抗小鼠二抗(杰克逊免疫研究实验室(jackson immunoresearch laboratories)，目录号115-035-071)测定小鼠血清中抗il-38抗体的存在情况。将抗il-38血清滴度最高的动物的脾脏与骨髓瘤细胞系融合，产生多克隆杂交瘤文库。通过elisa确认多克隆上清液具有抗il-38抗体后，将单个杂交瘤进行单细胞分选，并在96孔板中培养，产生含有抗体的单克隆上清液。使用指定的对照，对来自nzb/w和cd-1小鼠衍生杂交瘤的单克隆上清液进行直接il-38elisa分析，如图6中所述。多个单克隆上清液含有抗il-38抗体(图13)。还在图11中描述的体外系统中测试了所选il-38结合单克隆上清液阻断il-38功能的能力。使用每种单克隆上清液的两种制剂来测量il-6的产生。通过将lps刺激thp-1细胞的il-6产生量标准化为100％，并将il-38处理的lps刺激thp-1细胞的il-6产生量标准化为0％来测定阻断效率。因此，每个单克隆上清液的拯救百分数计算为[(含有单克隆上清液、
lps和il-38的样品)-(lps、il-38对照)]的il-6产生量/[(仅lps对照)
–
(lps、il-38对照)]的il-6产生量。多个单克隆上清液观察到高阻断效率(图14)，并选择这些单克隆用于进一步开发。
[0115]
使用fortebio的抗小鼠fc(amc)生物传感器和在fortebio的动力学缓冲液中连续稀释的可溶性重组人il-38蛋白(adipogen，目录号40a-0191-c050)或小鼠(lifespan biosciences，目录号ls-g3934)il-38蛋白，在octet qke仪器上测试包含抗体的溶液，包括小鼠杂交瘤上清液和纯化抗体。将抗体加载到amc探针上，在动力学缓冲液中封闭1分钟(基线)，并浸入到适当的il-38溶液中。在28℃下测量il-38与目标抗体的结合，测定180秒。随后将生物传感器浸入到含有动力学缓冲液的孔中，并测量蛋白质解离，测定600秒。原始印迹分析如表3所示。使用fortebio的data analysis 9软件的1:1内置模型确定kd、kon和kdis值。所选抗人il-38抗体的结合动力学如图15所示。
[0116]
表3.主要候选抗il-38抗体的结合特性。
[0117][0118]
为了证明对il-38的特异性，使用天然huprot阵列(cdi实验室)在高规格交叉反应性测定(high-spec cross-reactivity assay)中对几种主要候选抗体(cd1-m3、cd1-m8、nzb-m8)进行了分析。将1/ml抗体在冷室中孵育过夜，洗涤并用抗人二抗探测。测量每个点的荧光强度(f635)作为结合的指标。cdi软件根据z分数量化抗体对每个点的特异性。z-分数定义为[f635
–
(阵列上的平均f635)]/(阵列上f635的标准偏差)。s-分数定义为给定蛋白质的z-分数与次高蛋白质的z-分数之差。cd1-m3和cd1-m8选择性结合天然阵列上的il-38，z分数分别是139.533和142.421(表4)。
[0119]
表4.主要候选抗体与蛋白质微阵列形式的人类蛋白质组的结合情况。
[0120]
cd1-m3
[0121]
[0122]
cd1-m8
[0123][0124]
nzb-m8
[0125][0126]
但是，nzb-m8将ifnγ确定为最高命中，将il-38确定为第7命中，这表明对il-38的保真度较低。由于il-38是il-1家族成员，因此还将抗体结合与其他il-1家族成员进行了比较。尽管il-38与其他il-1家族成员具有同源性，但未发现交叉反应性(表5)。
[0127]
将cd1-m3、cd1-m8和cd1-m26从单克隆抗体上清液中分离出来，并经过pbs纯化。这些抗体在图11中描述的已建立的体外系统中使用每种抗体半对数稀释进行了测试。根据制造商的说明，使用人il-6和人gm-csf duoset elisa试剂盒(r&d systems)评估il-6和gm-csf的产生。所有主要抗体都能够恢复il-38处理的lps刺激thp-1巨噬细胞的il-6和gm-csf产生(图16a-b)。
[0128]
表5.主要候选抗体与蛋白质微阵列形式的il-1家族成员的结合情况。
[0129][0130]
实施例6。评估抗-il-38抗体在体内肿瘤模型中的作用。在体外证实cd1-m3、cd1-m8和cd1-m26结合il-38并阻断il-38功能后，在药代动力学研究中对它们在小鼠血浆中持续存在的能力进行评估。6-7周龄c57bl/6小鼠在0小时静脉注射和腹腔注射10mg/kg剂量的抗体(每组n＝9)。每只小鼠在两个时间点进行眼眶后采血，并在最后一个时间点进行终末采血。使用k2 edta管分离血浆，并通过直接il-38elisa测定抗体。在96孔高结合板的每孔中加入100μl pbs中的il-38(cd1-m3、m8为50ng/ml；cd1-m26为600ng/ml)，并将板在4℃下孵育过夜。采用pbs 0.05％tween洗涤3次后，将板在室温下用pbs 2％bsa封闭1小时。洗涤3次后，每孔加入100μl用pbs 2％bsa稀释的小鼠血浆。为了生成标准曲线，将cd1-m3、m8、m26加标抗体加入到用pbs 2％bsa从500ng/ml开始稀释的未经处理的小鼠血浆中。将板在室温下孵育2小时并洗涤3次。每孔加入采用pbs 2％bsa以1:2000稀释的100μl hrp偶联抗小鼠抗体，室温孵育2小时。洗涤3次后，每孔加入100μl用柠檬酸磷酸酯/过硼酸钠缓冲液稀释的opd底物，保持5-30分钟，在450nm处测量吸光度。在10mg/kg剂量后，所有抗体在加入后很快达到100,000ng/ml血浆浓度，随时间缓慢下降(图17)。在为期一周的研究中，静脉注射(i.v.)和腹腔注射(i.p.)cd1-m3、cd1-m8和cd1-m26导致相似的血浆水平。
[0131]
在选择的主要候选抗体中，cd1-m3是唯一能够与人和小鼠il-38结合的抗体。因此，对该抗体在几种同基因肿瘤模型中进行了测试，其中可以在免疫能力强的小鼠中对阻断肿瘤微环境中il-38的情况进行评估。在第一项研究中，将2x105个b16.f10细胞植入到6-8周龄的c57bl/6雌性小鼠的侧腹。当平均肿瘤大小达到85mm3时，将小鼠随机分到所示组(n＝10)。如所示用cd1-m3和/或紫杉醇治疗小鼠，每周用卡尺测量肿瘤体积3次。与溶媒对照相比，采用抗cd1-m3治疗导致肿瘤体积小幅缩小(图18)。当与化疗剂紫杉醇联合使用时，cd1-m3治疗也缩小了肿瘤体积。
[0132]
由于报道的il-38在抑制炎症性免疫反应中的作用，进行了另一项研究，对cd1-m3对肿瘤浸润性骨髓细胞群和淋巴细胞群的影响进行了评估。将2x105个b16.f10细胞植入到7-8周龄的c57bl/6雌性小鼠的侧腹。当平均肿瘤大小达到104mm3时，将小鼠随机分到溶媒组和cd1-m3治疗组，并以10mg/ml ip qwx2给药。在第9天，第2次给药24小时后，对小鼠实施
安乐死，并将肿瘤解离成单细胞悬液。使用两个流式细胞仪面板评估淋巴细胞群和骨髓细胞群。t细胞面板包括zombie nir viability染料(biolegend)和识别cd3、cd4、cd8、cd45、cd25、pd-1、cd69、foxp3、cd49b/cd335、tcrgd的荧光染料偶联抗体。骨髓细胞面板包括zombie nir viability染料(biolegend)和识别cd45、cd11b、cd11c、cd24、ly-6c、ly-6g、f4/80、mhcii和cd206的荧光染料偶联抗体。使用precision count珠(biolegend)计算细胞数，并根据肿瘤大小进行标准化。所有细胞群都在单个活cd45 细胞上设门。细胞群定义如下：treg
–
cd4

cd25

foxp3

；nk细胞
–
cd3-cd49b cd335 ；nkt细胞
–
cd3 cd49b cd335 ；g-mdsc
–
cd11b ly6g ；m-mdsc
–
cd11b ly6c ；巨噬细胞
–
cd11b f4/80 (不包括mdsc)；m1
–
cd206-mhcii 巨噬细胞；m2
–
cd206 巨噬细胞；树突细胞
–
cd24 f4/80-cd11c mhcii 。变化百分数计算为[(细胞/克cd1-m3样品)-(细胞/克溶媒对照组)]/(细胞/克溶媒对照组)x100％。值得注意的是，cd1-m3治疗导致肿瘤浸润性t细胞，包括cd4、cd8和γδt细胞增加(图19，上部)。与溶媒对照相比，b细胞群也增加。cd1-m3不影响肿瘤内cd8 t细胞上激活标志物cd69的表达，但是，它确实减少了表达pd-1的cd8 t细胞的数量(图19，下部)。
[0133]
评估的第二个同基因模型是mmtv-pymt原位小鼠模型。将106个mmtv-pymt细胞原位植入到雌性fvb小鼠的乳腺脂肪垫中。当平均肿瘤大小达到150mm3时，将小鼠随机分组(n＝10)，并按所示给药。每2-3天用卡尺测量肿瘤体积，并在第9天，即第2次给药24小时后结束研究。与溶媒对照相比，cd1-m3治疗再次导致肿瘤体积小幅缩小(图20上部)。由于cd1-m3可以在体外恢复il-38处理巨噬细胞的il-6产生，因此在本研究中评估了肿瘤内细胞因子水平。使用研磨珠均质器(omni international)在含有0.5％np-40的裂解缓冲液中将快速冷冻的肿瘤均质化。通过pierce bca蛋白质测定试剂盒(赛默飞世尔(thermofisher))测量蛋白质浓度并进行标准化。在基于luminex的平台上测量细胞因子浓度。与显示cd1-m3恢复il-6产生的体外数据相似，在cd1-m3治疗的小鼠中，肿瘤内il-6增加。
[0134]
为了评估仅与人il-38结合的其他主要候选抗体，还在免疫缺陷scid小鼠中对异种移植模型进行了评估。将5x106个先前已显示在凋亡条件下分泌il-38的a549细胞植入到7-8周龄的雌性scid小鼠中。当平均肿瘤大小达到134mm3时，将小鼠随机分组，并按所示给药。每2-3天用卡尺测量肿瘤体积，并在第9天，即第2次给药24小时后结束研究。主要候选抗体治疗后未观察到肿瘤体积明显缩小(图21)。这可能是由于该模型中缺乏t细胞和b细胞，而在b16.f10肿瘤中这些细胞增加(图19)。收获肿瘤，对scid小鼠中仍然存在的骨髓细胞室进行评估，图21，并将它们解离成单细胞悬浮液，开展流式细胞术分析，如图19所示。总之，cd1-m3略微增加了多发性骨髓细胞群，而cd1-m8、cd1-m26和nzb-m8在很大程度上导致这些细胞群略微减少(图22)。