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CN117442748A - 多价中间表位、中间表位结合抗体及其用途 - Google Patents

多价中间表位、中间表位结合抗体及其用途 Download PDF

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CN117442748A
CN117442748A CN202311198913.4A CN202311198913A CN117442748A CN 117442748 A CN117442748 A CN 117442748A CN 202311198913 A CN202311198913 A CN 202311198913A CN 117442748 A CN117442748 A CN 117442748A
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CN
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antibody
antigen
intermediate epitope
activated
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Abstract

提供了改变细胞表面抗原分布的方法。还提供了用于该方法的组合物，包括多价中间表位，和生产、使用、测试和筛选其的方法，包括治疗性和诊断性方法和用途。

Description

多价中间表位、中间表位结合抗体及其用途
优先权声明
本申请要求2014年10月2日提交的美国临时专利申请系列号62/059,146的权益，通过引用将该申请的内容全文纳入本文。
通过引用纳入序列表
本申请与电子格式的序列表一同提交。所提供的序列表名称为706122000540SEQLIST.TXT，创建于2015年10月2日，其文件大小为451kb。该序列表的电子格式的信息通过引用其全文纳入本文。
背景技术
单克隆抗体(mAb)用于多种治疗、诊断和研究应用。治疗和诊断领域包括癌症、抗病毒治疗、抗免疫和炎性疾病、过敏、心血管疾病、骨质疏松症、和风湿病。
蛋白质工程改造和其他努力已经生成了具有改善的功效和靶向(例如，双特异性mAb)、改善的定位、组织穿透、和血液清除(例如，单链Fab可变片段(scFv)、双抗体、小抗体、和其他片段)、和改变的免疫刺激性、安全性、毒性、和/或药代动力学/药效学性质，如含有修饰的Fc区域的那些(例如，通过突变或糖基化)的mAb。mAb已经重新工程改造以允许小分子的位点特异性偶联来改善递送(例如，ThioMAB)或不可逆地结合至其关联表位(例如，无限亲和性mAb)。也已经开发mAb来改善生物活性肽和其他生物制剂(例如，CovX-体)的循环和呈递。偶联至各种试剂已经使得能够进行靶向的免疫治疗和诊断方法。已经开发了与亲和素融合的mAb或scFv和杂多聚scFv用于预靶向治疗并改善肿瘤成像的检测限制。
虽然mAb可能有效并且比小分子方法有优势，但是现有的抗体和方法存在各种限制。这些可包括来自脱靶相互作用的不良副作用，和/或由于抗体-药物偶联物的长循环时间等的附带损伤。另外，虽然一些抗体能够有效结合细胞表面抗原上的表位，但是它们可能需要被细胞内化以产生所需或计划的结果。仅结合至关联抗原可能不足以引发治疗应答。增加细胞表面抗原的内化率可改善抗体或抗体治疗的功效。就这些缺点而言，需要改善的抗体和相关化合物，包括提供改善的功效、协同性、特异性和安全性的那些，及其方法和用途。本文提供了抗体、化合物和包括肽和其他分子的组合物，以及解决这类需求的相关方法。
发明概述
本公开包括增加或促进抗体的细胞内化的方法，包括向细胞给予中间表位(meditope)-激活的抗体，其特异性结合至细胞上呈递的表位或细胞表面抗原和多价中间表位，从而促进靶细胞表面上的细胞表面抗原的内化。
还提供了增加或促进细胞上细胞表面抗原的聚类的方法，包括向细胞给予中间表位-激活的抗体，其特异性结合细胞表面抗原，和多价中间表位，从而促进细胞表面抗原在靶细胞表面上的聚类。在一个方面中，与单独用抗体孵育之后观察到的聚类程度相比，或者与用抗体和单价中间表位孵育之后相比，给予中间表位-激活的抗体和多价中间表位之后的聚类程度增加。
另一个实施方式还提供了增加或促进细胞上细胞表面抗原的内化的方法，包括向细胞给予中间表位-激活的抗体，其特异性结合细胞表面抗原，和多价中间表位，从而促进细胞表面抗原在靶细胞表面上的内化。在一个方面中，与单独用抗体孵育之后的抗原内化程度相比，或者与用抗体和单价中间表位孵育之后相比，给予中间表位-激活的抗体和多价中间表位之后的内化程度增加。
另一个实施方式还提供了向细胞递送多价中间表位的方法，包括向细胞给予中间表位-激活的抗体，其特异性结合细胞表面抗原，和多价中间表位，从而促进细胞表面抗原在靶细胞表面上的聚类和/或抗原的内化。在另一个方面中，感兴趣的抗原是内化或非内化抗原。在另一个方面中，单特异性二价抗体的结合在没有中间表位的情况下导致没有抗原内化，产生不超过代谢转换产生的或在没有抗原特异性抗体存在下的内化程度的内化程度，或产生不超过代谢转换产生的或在没有抗原特异性抗体存在下的内化程度2倍的内化程度。
在一些实施方式中，中间表位-激活的抗体是二价或双特异性的。另一个实施方式还包括向细胞给予另一种中间表位-激活的抗体，其结合至与中间表位-激活的抗体所结合的表位不同的抗原上的表位，或不与其竞争结合，或其特异性结合至细胞表面上的不同抗原的不同表位。
在一个实施例中，处理方法包括向对象给予一个或多个中间表位-激活的抗体或片段，例如，本文所述的那些中的任一种。在一个实施例中，该方法包括向对象给予一个或多个中间表位-激活的抗体或片段和中间表位，例如，本文所述的那些中的任一种，包括多价中间表位和与治疗或诊断剂偶联的中间表位。在一个方面中，依次给予中间表位激活的抗体或片段和一个或多个中间表位。在另一个方面中，同时给予它们。
一般而言，一个或多个中间表位包含结合至中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点的肽。在一个方面中，在给予一个或多个中间表位同时、之前、或之后给予中间表位-激活的抗体。在一些方面中，一个或多个中间表位与治疗剂偶联，如选自下组的治疗剂：药物、小分子、化疗剂、治疗性抗体、毒素、放射性同位素、酶、核酸酶、激素、免疫调节剂、寡核苷酸、RNAi分子、siRNA分子、螯合剂、硼化合物、光活性剂、染料、荧光或发光物质、金属、金属合金、增强剂、和有机或无机纳米颗粒。
同时，提供的中间表位是多价中间表位，如包含2个或更多个中间表位以及一个或多个接头的那些，例如，其中2个或更多个中间表位各自是与中间表位激活的抗体的中间表位结合位点结合的肽。这类多价中间表位可包括本文所述的中间表位中的任一种。在一个方面中，2个或更多个中间表位包括至少3个中间表位，或至少4个中间表位。在一个方面中，一个或多个接头包括肽、小化学支架、生物素-链霉亲和素、有机或无机纳米颗粒、多核苷酸序列、肽核酸、有机聚合物、或免疫球蛋白Fc结构域。
示例性的多价中间表位是二价、三价和四价中间表位，以及含有5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、数百、1000、数千或更多中间表位的多价中间表位。在一些方面中，可通过将中间表位偶联至纳米颗粒、病毒、和/或其他支持物如其他半固体支持物，例如，纳米管、布基球、LGA颗粒、和/或量子点来得到这类多价中间表位，例如，用于手术成像。
多价中间表位是包括一个或多个链的化合物，其包括通过接头连接至免疫球蛋白(Ig)恒定区或其部分(例如，下式中的R4A)的中间表位。在一些实施方式中，Ig恒定区或其部分是Fc区或其部分，例如，重链CH1、CH2、和/或CH3结构域。在一些方面中，Ig恒定区部分还包括CH4结构域。在一些方面中，Ig是IgG。在一些方面中，恒定区部分不含CH2，不含CH1，不含CH4，和/或不含可变区或抗原结合部分。这类化合物和中间表位通常是二价或多价的，例如，四价，通过多个Ig恒定区部分，例如，Fc部分之间的相互作用。在一个实施例中，多价中间表位具有一条或多条链，如一条或多条多肽链，具有下式：
R3A-L3A-R4A(式I)，
其中R3A是中间表位或中心空腔结合部分，如肽中间表位或结合部分，L3A是接头，如肽基接头，连接R3A和R4A，并且R4A是免疫球蛋白(Ig)重链恒定区部分，包含Ig Fc区或其功能性片段。
在一些实施方式中，链具有式：
R3A-L3A-R4A-Z1(式II)，
其中R3A是第一中间表位或中心空腔结合部分，如肽中间表位或结合部分；L3A是第一接头如肽基接头；R4A是免疫球蛋白(Ig)重链恒定区部分，包含Ig Fc区或其功能性片段；Z1是氢，包含0-50个氨基酸的氨基酸序列、-L3B-R3B或-L3B-R3B-R5B，其中L3B是第二接头；R3B是第二中间表位；并且R5B是包含0-50个氨基酸的氨基酸序列。
在一些情况中，中间表位是第一中间表位，接头是第一接头，并且链包含下式：
R3A-L3A-R4A-L3B-R3B(式III)，
其中L3B是连接R4A和R3B的第二接头；并且R3B是第二中间表位或中心空腔结合部分。
在一些情况中，化合物、链、中间表位或中心空腔结合部分，例如，肽中间表位，包括尾或前导序列，例如，具有一个或多个甘氨酸或丝氨酸或天冬氨酸残基的序列。因此，在一些实施方式中，链包括下式：
R5A-R3A-L3A-R4A-R5B(式IV)，或
R5A-R3A-L3A-R4A-L3B-R3B-R5B(式V)，
其中，R5A和R5A各自是无或是包含0-50个氨基酸长度的序列，例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、或50。
在一些实施方式中，化合物包含链，例如，第一链，具有中间表位或中心空腔结合部分，如肽中间表位(如R3A或R3B)和重链恒定区部分，包含Ig Fc区或其功能性片段。链的这两个组分通过接头，一般是肽基接头，如L3A或L3B的接头连接。在一些方面中，链还包含尾和/或前导序列，其可以是1-50个氨基酸的氨基酸序列。
在一些实施方式中，链的各种组分，例如，通过酰胺键共价连接。在一些实施方式中，化合物和中间表位和链的接头，例如，L3A、L3B、或两者长度为25-40个氨基酸，或长度是或约25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、或50个氨基酸，例如，长度是或约30、36、37、或39个氨基酸。在一些方面中，接头，例如，L3A、L3B、或两者的长度是约至约例如，长度是约至约长度是约至约或长度是约至约或者长度是约至约如长度是或约100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、150、160、170、180、190、或200、250、或
在一些实施方式中，接头包含SEQ ID NO:199、200、201、202、203、或204的序列或其修饰变体，如其中任意1、2、3、或4个残基被偶联的氨基酸任选取代，和/或其中一个或多个赖氨酸被突变成不同的氨基酸，如精氨酸。在一些情况中，偶联的氨基酸取代(即，在其位置插入)赖氨酸。
还提供了组合物，例如，药物组合物，包含中间表位(包括多价和/或标记的中间表位)、中间表位激活的抗体、和复合物、和/或本文所述的其他化合物，例如，上述的那些。在一个实施例中，组合物包含复合物、中间表位和/或中间表位激活的抗体，和药学上可接受的运载体。
还提供了治疗方法，如通过向对象给予这类药物组合物，或中间表位激活的抗体、中间表位、复合物和/或本文所述的(例如上述)其他化合物，来进行的方法。在一个实施例中，该方法包括向对象给予上述的抗体或片段。
还提供了递送中间表位、中间表位激活的抗体-中间表位复合物，如并包括多价和/或标记的中间表位的方法。在一个方面中，这种方法可包括给予组合物或药物组合物或者还包括给予中间表位激活的抗体或其抗原结合片段，并且给药诱导了由中间表位激活的抗体特异性结合的细胞表面抗原的聚集和/或内化的增加。抗原可以是肿瘤相关或肿瘤特异性抗原。抗原可以是内化或非内化抗原。这类方法可包括向表达感兴趣抗原的细胞递送治疗剂或诊断剂。在多个方面中，治疗剂或诊断即可偶联至一个或多个中间表位，偶联至中间表位激活的抗体，偶联至各种中间表位的接头，或偶联至适于容纳这种试剂偶联的多价中间表位的其他结构特征。在某些方面中，在给药1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、或15内或1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、14、21、或28天内向表达感兴趣抗原的细胞的溶酶体隔室中递送多价中间表位。
在一些实施方式中，改变细胞表面抗原的分布的方法包括使细胞接触多个能够结合细胞表面抗原的中间表位激活的抗体或其抗原结合片段，使多个中间表位激活的抗体的第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点接触来自多价中间表位的第一中间表位，使多个中间表位激活的抗体的第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点接触来自多价中间表位的第二中间表位，导致第一和第二中间表位激活的抗体交联，从而第一和第二中间表位激活的抗体与多价中间表位的交联改变了细胞表面抗原的分布。
在一些实施方式中，增加细胞表面抗原的共定位的方法包括使细胞接触多个能够结合细胞表面抗原的中间表位激活的抗体或其抗原结合片段，使多个中间表位激活的抗体的第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点接触来自多价中间表位的第一中间表位，使多个中间表位激活的抗体的第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点接触来自多价中间表位的第二中间表位，导致第一和第二中间表位激活的抗体交联，从而第一和第二中间表位激活的抗体与多价中间表位的交联改变了细胞表面抗原或受体的共定位。
在一些实施方式中，增加中间表位激活的抗体的内化的方法包括使表达细胞表面抗原的细胞与多个中间表位激活的抗体或其抗原结合片段结合，从而所述多个中间表位激活的抗体或其抗原结合片段结合至细胞表面抗原，使多个中间表位激活的抗体的第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点与来自多价中间表位的第一中间表位接触，使多个中间表位激活的抗体的第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点与来自多价中间表位的第二中间表位接触，导致第一和第二中间表位激活的抗体交联，从而第一和第二中间表位激活的抗体与多价中间表位的交联增加了与细胞表面抗原结合的第一和第二中间表位激活的抗体的细胞内化。
在一些实施方式中，增加细胞表面抗原的细胞内化的方法包括使第一细胞表面抗原与结合细胞表面抗原的第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段接触，使第二细胞表面抗原与结合第二细胞表面抗原的第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段接触，使多个中间表位激活的抗体的第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点与来自多价中间表位的第一中间表位接触，使多个中间表位激活的抗体的第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点与来自多价中间表位的第二中间表位接触，从而使第一和第二中间表位激活的抗体交联，并增加第一和第二细胞表面抗原的细胞内化。
在一些实施方式中，增加抗体治疗的功效的方法包括向对象给予有效量的特异性结合细胞表面抗原的中间表位激活的抗体或其抗原结合片段和有效量的多价中间表位，形成与结合至第一细胞表面抗原的第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段结合的多价中间表位的第一中间表位，和与结合至第二细胞表面抗原的第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段结合的多价中间表位的第二中间表位的复合物，导致第一和第二中间表位激活的抗体的交联，从而交联第一和第二抗体增加了抗体治疗的功效。
在一些实施方式中，降低在对象中实现所需治疗效果需要的抗体治疗的剂量的方法包括向对象给予有效量的中间表位激活的抗体或其片段和有效量的多价中间表位，使多价中间表位的第一中间表位与第一中间表位激活的抗体或其片段接触，使多价中间表位的第二中间表位与第二中间表位激活的抗体或其片段接触，导致第一和第二中间表位激活的抗体的交联，从而交联第一和第二抗体降低在对象中实现所需治疗效果需要的抗体治疗的剂量。
在一些实施方式中，交联第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段和第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的方法包括使细胞与第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段接触，其中所述第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段包括第一中间表位结合位点，使所述第一中间表位结合位点与多价中间表位接触，所述多价中间表位包括与第二中间表位接合的第一中间表位，使所述多价中间表位与第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段接触，其中所述第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段包括第二中间表位结合位点，使所述第一中间表位结合位点结合所述第一中间表位，使所述第二中间表位结合位点结合所述第二中间表位，使所述第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段结合所述细胞并且使所述第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段结合所述细胞，从而交联所述第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段和所述第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段。
在一些实施方式中，细胞表面抗原是能够进行受体介导的内吞作用的受体。
在一些实施方式中，多价中间表位包括与中间表位相连的免疫球蛋白Fc区或其部分。在一些实施方式中，中间表位与接头偶联。在一些实施方式中，所述接头包含SEQ IDNO:199、200、201、202、203、或204的序列或其变体。
在一些实施方式中，多价中间表位偶联至治疗剂或诊断剂。在一些实施方式中，治疗剂选自下组：化疗剂、治疗性抗体、毒素、放射性同位素、酶、螯合剂、硼化合物、光活性剂、染料、金属、金属合金、和纳米颗粒；或诊断剂是选自下组的成像剂：荧光物质、发光物质、染料、或放射性同位素。
在一些实施方式中，第一中间表位激活的抗体结合至与第二中间表位激活的抗体不同的表位。在一些实施方式中，中间表位激活的抗体或其抗原结合片段特异性结合至由细胞或其组织的疾病或病症表达的抗原。在一些实施方式中，疾病或病症是癌症。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体或其抗原结合片段和中间表位依次给予。在一些实施方式中，中间表位激活的抗体或其抗原结合片段中的至少一种与选自下组的抗体或其抗原结合片段竞争结合抗原或与其结合相同的表位：阿巴莫单抗、阿昔单抗、阿达木单抗、阿德木单抗、阿仑单抗、阿妥莫单抗、阿妥莫单抗喷替酸盐、马安那莫单抗、马安那莫单抗、阿西莫单抗、阿替珠单抗、巴利昔单抗、贝妥莫单抗、艾妥莫单抗、贝伐单抗、贝那珠单抗、贝伐珠单抗、贝他单抗、卡尼卡单抗、卡波米单抗、卡波米单抗喷地肽、卡他莫单抗、塞妥珠单抗、替坦司可利妥珠单抗、达珠单抗、地诺单抗、依库珠单抗、依决洛单抗、依法利珠单抗、伊塔木单抗、厄妥索单抗、法索单抗、芳妥珠单抗、吉妥珠单抗、吉瑞昔单抗、戈利木单抗、替伊莫单抗、伊戈伏单抗、英夫利昔单抗、易普利姆玛、拉贝珠单抗、美泊利单抗、莫罗单抗、莫罗单抗-CD3、那他珠单抗、奈昔尼妥珠单抗、奥法木单抗、奥马珠单抗、奥戈伏单抗、帕利珠单抗、帕尼单抗、兰尼单抗、利妥昔单抗、沙妥莫单抗、硫索单抗、替伊莫单抗、替伊莫利单抗(ibritumomab tiuxetan)、托珠单抗、托西莫单抗、曲妥珠单抗、优特克单抗、维西珠单抗、伏妥莫单抗、扎妥木单抗、布罗芦单抗、安鲁珠单抗(anrukinzumab)、巴匹珠单抗、达鲁珠单抗(dalotuzumab)、登西珠单抗、加尼妥单抗、奥英妥珠单抗、马威利姆单抗、摩西珠单抗(moxetumomab pasudotox)、利落木单抗(rilotumumab)、西法木单抗、他尼珠单抗、曲罗尼单抗(tralokinumab)、特姆单抗和脲酶；或中间表位激活的抗体或片段特异性结合至选自下组的抗原：CA-125、糖蛋白(GP)IIb/IIIa受体、TNF-α、CD52、TAG-72、癌胚抗原(CEA)、白介素-6受体(IL-6R)、IL-2、白介素-2受体a-链(CD25)、CD22、B-细胞活化因子、白介素-5受体(CD125)、VEGF、VEGF-A、CD30、IL-1β、前列腺特异性膜抗原(PSMA)、CD3、EpCAM、EGF受体(EGFR)、MUC1、人白介素-2受体、Tac、RANK配体、C5或其他补体蛋白质、CD11a、α-vβ-3整联蛋白、HER2、neu、CD15、CD20、干扰素γ、CD33、CA-IX、CTLA-4、IL-5、CD3ε、CAM、α-4-整联蛋白、IgE、IgE Fc区、RSV抗原、呼吸道合胞病毒(RSV)的F(或融合)蛋白、NCA-90(粒细胞抗原)、IL-6、GD2、GD3、IL-12、IL-23、IL-17、CTAA16.88、β-淀粉样、IGF-1受体(IGF-1R)、Δ-样配体4(DLL4)、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子受体的α亚基、肝细胞生长因子、IFN-α、神经生长因子、IL-13、CD326、CD19、PD-L1、CD47、和CD137。
在一些实施方式中，多价中间表位包括具有下式的肽：
X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-X10-X11-X12(式VI)，其中：
X1是Cys、Gly、β-丙氨酸、二氨基丙酸、β-叠氮基丙氨酸、或无；
X2是Gln或无；
X3是Phe、Tyr、β,β'-二苯基-Ala、His、Asp、2-溴-L-苯丙氨酸、3-溴-L苯丙氨酸、4-溴-L-苯丙氨酸、Asn、Gln、修饰的Phe、含可水合羰基残基、或含硼酸残基；
X4是Asp或Asn；
X5是Leu；β,β'-二苯基-Ala；Phe；苯丙氨酸、色氨酸或酪氨酸的非天然类似物；含可水合羰基残基；或含硼酸残基；
X6是Ser或Cys；
X7是Thr、Ser或Cys；
X8是Arg、修饰的Arg、或含可水合羰基残基或含硼酸残基；
X9是Arg或Ala；
X10是Leu；Gln；Glu；β,β'-二苯基-Ala；Phe；苯丙氨酸、色氨酸或酪氨酸的非天然类似物；含可水合羰基残基；或含硼酸残基；
X11是Lys；并且
X12是Cys、Gly、7-氨基庚酸、β-丙氨酸、二氨基丙酸、炔丙基甘氨酸、异天冬氨酸、或无。
在一些实施方式中，多价中间表位包括SEQ ID NO:1、2、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、186、187、188、189、或207的氨基酸序列，或从中衍生的环状肽。
在一些实施方式中，多价中间表位包括与第一接头偶联的第一中间表位和第二中间表位，其中所述第一接头包括PAS化序列、分选酶序列、Ssp Ic内含肽序列、Ssp IN内含肽序列、和/或醛标签。在一些实施方式中，多价中间表位包括第二接头。
在一些实施方式中，第一接头包括Ssp IC内含肽序列和Ssp IN内含肽序列。在一些实施方式中，第一接头包括Ssp IC内含肽序列并且第二接头包括Ssp IN内含肽序列。在一些实施方式中，分选酶序列包括序列LPXTG(SEQ ID NO:249)，其中X是任意氨基酸。在一些实施方式中，第一接头和/或第二接头还包括甘氨酸残基。在一些实施方式中，醛标签包括SEQID NO:247的序列。在一些实施方式中，第一和/或第二接头还包括赖氨酸、酪氨酸、谷氨酸、天冬氨酸和/或非天然氨基酸残基。在一些实施方式中，第一和/或第二接头偶联至治疗剂或诊断剂。
在一些实施方式中，复合物包含结合至细胞并结合至多价中间表位的第一和第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段，其中所述第一和第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段各自包含中间表位结合位点，并且其中所述多价中间表位包含第一和第二中间表位，其中所述多价中间表位的第一中间表位结合至第一中间表位激活的抗体的中间表位结合位点并且多价中间表位的第二中间表位结合至第二中间表位激活的抗体的中间表位结合位点。
附图说明
图1显示了在增强肿瘤治疗的一个实施方式中的作用机制。在示例性实施方式中，二价抗体结合至肿瘤细胞(左图)上过表达的抗原(例如，ErbB受体家族)上的表位并阻断受体信号转导，改变内吞作用和受体再循环和/或引发免疫应答。在一些情况中，添加识别EGFR的不同结构域的抗体如马妥珠单抗与西妥昔单抗更有效，由于表面受体的菊花链连接方式(daisy chaining)(右图1)。多价中间表位(在这种具体实施例中，三价)系连/交联治疗性mAb并且可增强其治疗潜力(右)。另外，多价中间表位(本文显示为三价版本)也可携带成像剂，其可允许增强的治疗以及成像。
图2显示了示例性的二价中间表位。该中间表位直接融合至肽接头的N-末端，该接头直接融合至IgG的Fc区。在该实施例中，由于Fc在表达期间是天然同源二聚体，来自中间表位-Fc构建体的产物是二价的。
图3显示了替代的中间表位-Fc接头，卷曲螺旋，其可按照某些实施方式使用。
图4显示了单价(左图)和四价(右图)中间表位对西妥昔单抗的SPR-确定的结合动力学。表面等离振子共振痕迹上的图显示了正通过二价IgG的单价中间表位的动画图。如右图所示，亲和素被生物素化的中间表位饱和并且通过相同的固定的西妥昔单抗IgG。多价中间表位的解离速率降低至少36倍。(注意2个实验之间的时间尺度不同)
图5显示了含内酰胺连接的中间表位的根据一些实施方式的二聚和三聚中间表位的合成。序列图例：(GQFDLSTRRLKG)SEQ ID NO:173；(GKLRRTSLDFQG)SEQ ID NO:174。
图6显示了可用于优化中间表位结合参数，并且可按照本文所述的实施方式使用的修饰的Arg8残基(R＝烷基、取代的烷基、芳族或NHR”’，其中R”’＝烷基、取代的烷基、或芳族)。
图7显示了按照一些实施方式的中间表位的化学结构。圆圈表示可修饰的位置，例如，以改善中间表位对Fab的亲和性。方框表示环化策略。分别在顶部和底部最右侧方框中的“点击”化学和系统代谢是环化中间表位的其他途径。
图8显示了与西妥昔单抗的框架环结合的中间表位肽。图8A：西妥昔单抗Fab(轻链由VL和CL表示；重链由VH和CH表示)并且环状CQFDLSTRRLKC(阴影区内表示并且用词“中间表位”标记)(SEQ ID NO:1)表示中间表位结合至Fab框架的界面，其与西妥昔单抗的CDR环不同。图8B(顶部)显示了cQFD中间表位棍图，并且(底部)显示了cQYN中间表位的棍图。N-和C-末端半胱氨酸暴露于溶剂并且显示高热量因子。
图9显示了cQFD和cQYN中间表位不结合至西妥昔单抗的CDR，如之前假设的那样。图9A显示2个晶体结构的重叠，一个是西妥昔单抗Fab及其表位EGFR结构域III，另一个显示cQFD中间表位和西妥昔单抗Fab，其中cQFD中间表位结合至西妥昔单抗Fab的中心空腔。抗原，EGFR结构域III在离开中间表位结合位点的明显距离处在互补决定区处结合。图9B在左手侧显示SDS-PAGE结果并且在右手侧显示相应的尺寸排阻色谱结果。对单独组分Fab、EGFR结构域III、和SMT-cQFD以及全部三种组分的混合物的尺寸排阻实验表明形成共洗脱的杂三聚复合物。非还原SDS-PAGE凝胶显示首先洗脱的馏分，表明从混合物中观察到的新峰(最左侧的峰针对“复合物”，浅灰色阴影)内存在全部三种组分。图9C显示了FACS分析的结果，表明仅在西妥昔单抗存在的情况下cQFD中间表位结合至EGFR阳性MD-MBA-468细胞(箭头)。单独中间表位或M425，一种鼠EGFR抗体存在下的中间表位不结合。图9D显示了使用与西妥昔单抗scFv或Fab偶联的传感器芯片的表面等离振子共振实验的结果。实验表明无法在高达100μM的cQFD中间表位的浓度下实现scFv的饱和。使用西妥昔单抗Fab偶联的传感器芯片的相同实验表明完全饱和。该实验的解离常数是660nM。对照SPR实验(右图)显示西妥昔单抗scFv易于结合至可溶EGFR结构域III片段，表明CDR环有功能。
图10显示了scFv-中间表位接头。通过12-20氨基酸接头(一般是{GGGS}3-5)将轻链可变结构域融合至重链可变结构域(反之亦然)来产生scFv。在该实施例中，挠性接头序列的部分可被中间表位序列替代。
图11显示了在西妥昔单抗(C)或M425与MDA-MB-468细胞预孵育之后的FACS分析的结果。添加3μM单体中间表位(cQFD)，并且在经过FACS分子之前被洗去或未被洗去。
图12显示了研究的结果，其显示中间表位激活突变不干扰抗原识别。用AlexaFluor 488标记市售曲妥珠单抗(亲本)、从NS0细胞产生的曲妥珠单抗(NS0-亲本)和memAb曲妥珠单抗(memAb)并施加于SKBR3细胞(上图)。在洗去过量的mAb之后施加Alexa Fluor647-中间表位-Fc(MFC)。三种mAb在相同范围内结合至细胞，单只有memAb标记的细胞具有增强的MFC结合。
图13显示了在抗体不存在的情况中(MDA-MB-468稳态)，在曲妥珠单抗存在的情况中(未经中间表位激活)(MDA-MB-468 10nM T)，在memAb曲妥珠单抗和四价中间表位(M4Fc)存在持续3分钟(MDA-MB-468 10nM meTv2 10nM M4Fc 3分钟)的情况中，和在memAb曲妥珠单抗和四价中间表位(M4Fc)存在持续10分钟(MDA-MB-468 10nM meTv2 10nM M4Fc 10分钟)的情况中，24小时后MDA-MB-468细胞上的HER2分布的柱形图。
图14显示了MPL-zHER2与抗体相互作用的SPR感应图。图14A显示了SPR感应图，其显示了MPL-zHER2与固定的中间表位激活的曲妥珠单抗IgG的相互作用。图14B显示了SPR感应图，其显示了MPL-zHER2与固定的HER2的结合相互作用。
图15显示了zIGF1R-MPL与memAb曲妥珠单抗的相互作用。图15A显示了SPR感应图，其显示了zIGF1R-MPL与固定的memAb曲妥珠单抗的相互作用。图15B显示了分析尺寸排阻色谱痕迹，其显示了增加比率的IGF1R-MPL与memAb曲妥珠单抗IgG的相互作用。
图16显示了多价中间表位的凝胶过滤色谱。图16A显示了三价中间表位的代表性凝胶过滤柱色谱(HiLoad prep75 26/600PG)。图16B显示了二价中间表位的代表性凝胶过滤柱色谱(HiLoad prep75 26/600PG)。
图17显示了与中间表位激活的曲妥珠单抗结合的多价中间表位。图17A显示了与中间表位激活的曲妥珠单抗结合的BVM部分26-29。图17B显示了来自TVM纯化的SEC部分与memAb曲妥珠单抗的结合分析。
图18显示了纯化的三价中间表位的分析。图18A显示了通过HPLC对纯化的三价中间表位的分析。图18B显示了通过质谱对纯化的三价中间表位的分析。
图19显示了多价中间表位与低(A)、中(B)、和高(C)浓度的中间表位激活的抗体的结合分析。
图20显示了针对低(上图)、中(中图)、和高(下图)浓度的中间表位激活的抗体，使用BiaEvaluation软件对1:1多价中间表位:中间表位激活的抗体结合模型的数据拟合质量。
发明详述
本文提供了包含与多个中间表位激活的抗体或其抗原结合片段结合的多个多价中间表位的复合物。这些复合物的形成改变了多个抗体或其抗原结合片段所结合的细胞表面抗原的分布。通过多价中间表位和中间表位激活的抗体，及其靶抗原上的关联表位的相互作用形成复合物可增加或促进细胞上细胞表面抗原的聚类或共定位，其可增加或促进复合物的内化。转而，可使用增加的内化来清除或降低来自靶细胞表面的细胞表面抗原的浓度，并增加中间表位激活的抗体-中间表位复合物进入靶细胞的内化率。增加内化率可增加某些治疗的功效，或降低实现特定治疗效果所需的药物的量。增加或促进细胞表面抗原的聚类的方法可包括向该细胞给予特异性结合至细胞表面抗原的一种或多种中间表位-激活的抗体，并给予一种或多种多价中间表位，从而促进细胞-表面抗原在靶细胞表面上的聚类。在某些实施方式中，多价中间表位偶联至一种或多种试剂。
A.多价中间表位修饰细胞表面抗原展示
多价中间表位可与中间表位激活的抗体联用以靶向细胞表面抗原并改变其在宿主细胞表面上的分布。例如，可通过使用多价中间表位和识别这些抗原上的表位的中间表位基因的抗体来操纵和/或识别细胞表面抗原，如肿瘤相关抗原，受体如GPCR，受体酪氨酸激酶，其他信号转导分子如CTLA4，和细胞表面蛋白质上存在的其他表位的展示。受体和信号转导分子的重组可能对信号转导通路和细胞应答具有显著的影响。
在体内，这种类型的重组通过细胞-细胞接触产生，其中来自一个细胞的配体接合来自另一个细胞上的受体，有效产生多价相互作用。通过该接触点，受体/配体被定位或互相靠近，产生信号转导“突触”。信号转导突触在细胞内引发翻译后修饰，并且可以，例如，改变肌动蛋白和微管组织，最终导致特异性转录事件。
可以相似的方式使用多价中间表位以改变细胞表面抗原的分布。具体地，一种或多种中间表位激活的抗体可与一种或多种多价中间表位一起可给予或允许结合细胞表面上靶向的抗原。在一个实施方式中，多价中间表位允许形成与它们的关联抗原结合的连接的中间表位激活的抗体的复合物。中间表位激活的抗体结合多价中间表位，使表面抗原互相拉近或交联，有效改变了这些抗原在细胞表面上的展示。
通过使用中间表位激活的抗体和二价中间表位显示了这种效果。这种组合允许第一中间表位激活的抗体的一个Fab臂接合第二中间表位激活的抗体的Fab臂。在这种情况下，将预期中间表位激活的抗体结合的细胞表面抗原和二价中间表位的“线性”排列。可能使用三价、四价或更高价中间表位并且簇集其他中间表位激活的抗体结合的表面衍生的抗原。可调节多价中间表位以精确控制聚类的几何形状。例如，使2个受体靠近，潜在导致胞内信号转导分子的较高活性可能是有利的。在此，2个或更多个中间表位之间的接头可能是约1至(例如)，通过PEG接头，肽接头或DNA-，例如，DNA折纸。或者，保持受体在一定距离处可能有利。在此，中间表位之间的刚性接头可用于“推”开特定受体。这些刚性接头可以是蛋白质结构域，如完整IgG，其中中间表位与轻和/或重链的N-和/或C-末端融合。或者，可使用DNA来直接控制各中间表位的距离。此外，DNA折纸的近期进展提供了可密切控制各中间表位的定位的其他实施例。
在一个不同的实施方式中，可能使用针对非内化抗原的中间表位激活的抗体和针对参与信号转导的抗原的第二中间表位激活的抗体。在这种情况中，可使用多价中间表位激活的抗体来隔离信号转导受体与信号转导活性的细胞膜的区域。或者，确保信号转导事件保持活性可能是有利的。可使用挠性或刚性并具有限定长度的多价中间表位来调节该对。
在不同的实施方式中，可使用中间表位激活的抗体和多价中间表位来标记特定细胞用于免疫应答。在这种情况中，通过多价中间表位的中间表位激活的抗体相关受体的聚类将针对T细胞上的FcR呈递“高”浓度的Fc结构域。多项研究已经证明可通过优选数量的点突变特异性调节Fc结构域以引发合适的应答。
在另一个实施方式中，可通过操纵多价中间表位对中间表位激活的抗体的结合亲和性、通过选择对靶抗原上的其关联表位有优选结合亲和性的中间表位激活的抗体，或通过操纵两种特征以优化中间表位激活的抗体-多价中间表位复合物的靶向特异性和寿命来改变并提高抗体治疗的功效。具体地，相互作用的寿命与动态解离速率相关。在一些情况中，可设想尽可能长的寿命会有利。在其他情况中，中等寿命(tau＝10ms至10分钟)会有利。在后一种情况中，存在在肿瘤组织上过表达，但在某些健康组织中也表达的特定受体(例如，EGFR或Her2)，尽管其以较低水平表达(10、100或1000倍)。临床上，可能需要结合至肿瘤且不结合至健康组织。使用具有中等寿命的中间表位激活的抗体和多价中间表位增强了多价中间表位的选择性。具体地，在正常细胞中发现的低浓度抗原下，表位激活的抗体可结合至抗原并且甚至多价中间表位可相互作用。然而，第二中间表位激活的抗体接合抗原的可能性低，使得多价中间表位解离。在疾病状态下，相邻中间表位激活的抗体接合抗原的可能性较高，使得各臂桥连2个或更多个中间表位激活的抗体结合的抗原。
在其他实施方式中，提供的方法采用细胞的性质并且改变了偶联的生物制剂的内化和分选途径以高效释放与多价中间表位结合的试剂。研究证明位于细胞膜的颗粒的尺寸对于内化机制而言是重要的(参见Biochem J.2004年1月1日；377(Pt 1):159-69；JNanobiotechnology.2014年2月3日；12:5.doi:10.1186/1477-3155-12-5)，表明结合的配体的尺寸可能影响内化途径。与细胞表面抗原结合的单个抗体相比，使用多价中间表位和具有中间表位激活的抗体将产生具有较大粒度的配体外观。
促进或改变内化率的替代方法是通过促进或控制细胞结合的受体的聚集，如本文提供的某些实施方式中所述。在本文的一些实施方式中，使用多价中间表位与中间表位激活的抗体来实现、再现、或增强或改变共定位、聚类、聚集、内化、和/或胞内运输或分选。本文观察到的是与仅给予抗体相比，在向细胞给予识别这类受体抗原和多价中间表位的中间表位激活的抗体之后这类表面受体的聚类和/或内化的差异。提供的实施方式是促进由中间表位激活的抗体识别的表面抗原的共定位和聚类，和/或这类抗原如细胞表面抗原如受体的内化/运输/分选的多价中间表位。聚焦以内化的宿主细胞上的细胞表面蛋白质将对于与它们的关联配体的相互作用而言较不可及，其可能影响宿主细胞响应该配体的能力。
还提供了例如，在治疗和成像方法中，这类多价中间表位在向细胞递送中间表位和/或偶联的试剂中的用途和方法。示例性的方法是有效递送与多价中间表位偶联的细胞毒素或放射性标记的试剂的那些方法。一些潜在可用的识别靶细胞表面上丰富的特异性抗原的抗体是“弱可内化的”(Matzku等，Int.J.Cancer 1988 2:11-14；Reilly等，Clin.Pharmacokinet.1995 28:126-142)。弱或次优内化降低了靶器官或组织中的胞内递送和累积(Matzku等，Int.J.Cancer1988 2:11-14；Reilly等，Clin.Pharmacokinet.199528:126-142)。因此，这些“弱可内化的”抗体没有针对胞内靶向优化。因此，需要增强细胞的抗体靶向和内化的抗体系统。在一些实施方式中，该方法提供了细胞表面抗原增加的内化程度和/或速度。增加的或更快的内化可能有利，例如，在其中抗体用于向细胞递送试剂，如ADC的用途中。当递送抗体以促进表面受体或与疾病发展相关或导致疾病发展的其他表面抗原的下调时也可能是有利的。例如，通过降低细胞表面上受体或其他表面抗原的量，例如，通过靶向其用于降解可能也是有利的。一些这类受体，包括共受体能够实现或介导细胞信号转导。因此，在一些实施方式中，本文所述的方法可减少、干扰、或消除有害的细胞信号转导途径。在一些实施方式中，本文所述的组合物和方法可增加抗原内化1.5-、2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-、9-、10-、20-、30-、40-、50-、75-、100-、200-、300-、400-、500-倍或更多。在一些实施方式中，本文所述的组合物和方法可降低细胞表面上存在的抗原的量1.5-、2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-、9-、10-、20-、30-、40-、50-、75-、100-、200-、300-、400-、500-倍或更多。在一些实施方式中，本文所述的组合物和方法可增加抗体内化1.5-、2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-、9-、10-、20-、30-、40-、50-、75-、100-、200-、300-、400-、500-倍或更多，包括具有低内化率的抗体的内化。
一些抗体在进入细胞后显示治疗效果。在一些实施方式中，增加的或更快的内化可增加抗体的效力或功效。因此，在一些实施方式中，可使用较低剂量来实现相同的治疗效果。在一些实施方式中，给予与多价中间表位接触的中间表位激活的抗体可使用少1.5-、2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-、9-、10-、20-、30-、40-、50-、75-、100-、200-、300-、400-、或500-倍的药物实现与单独给予抗体相同的治疗效果。
在一些实施方式中，增加或更快的内化导致抗体增加或更快地向内体递送。一些抗体包括包含蛋白水解切割位点的接头。该接头可偶联至试剂，包括成像或治疗剂，其然后在内化之后被抗体释放。在一些实施方式中，接头切割出现在内体或溶酶体中。因此，增加的或更快的抗体向内体或溶酶体的递送可增加抗体的效力或功效。
在一些情况中，可能需要较慢程度或较缓慢的内化速率。在一些实施方式中，增加细胞表面抗原的共定位或聚类可促进所需的效应功能，如抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)和/或补体介导的裂解，和/或通过细胞表面受体抗原接合并促进信号转导。
提供了递送中间表位和/或增强或增加靶细胞上细胞表面抗原的共定位或聚类的方法。在一些实施方式中，通过向细胞给予特异性结合至细胞表面抗原的一种或多种中间表位激活的抗体和多价中间表位来进行该方法。在一些实施方式中，增强或增加了抗原的共定位、聚类和/或聚集。在一些方面中，所述增加是这样一种增加：与添加中间表位激活的抗体和/或多价中间表位之前、或没有这种添加、或抗体存在但没有中间表位的情况相比，程度、速度和/或持续事件的增加。在一些实施方式中，该方法通过细胞表面抗原和/或由结合的抗体介导的效应功能促进或增强信号程度。
提供了递送中间表位、与其偶联的试剂、和/或增强或增加靶细胞上细胞表面抗原的内化和/或降解的方法。在一些实施方式中，通过向细胞给予特异性结合至细胞表面抗原的一种或多种中间表位激活的抗体和多价中间表位来进行该方法。在一些实施方式中，促进、增强或增加了抗原的内化和/或降解。在一些方面中，内化增加是，与添加中间表位激活的抗体和/或多价中间表位之前，或没有这种添加，或抗体存在但没有中间表位的情况相比，程度、速度和/或持续事件的增加。在一些实施方式中，中间表位与治疗剂或诊断剂偶联，如化疗剂、细胞毒素、或放射性标记的试剂，如用于ADC或放射性免疫治疗(RIT)。在一些实施方式中，该方法改变了内化或胞内运输。在一些实施方式中，该方法改变了胞间或胞内信号转导。
在一些实施方式中，本文所述的方法可用于增强试剂的递送，如在ADC或RIT中或用于向表达抗体靶向的抗原的细胞或组织进行抗体介导的递送的其他方法。在一些实施方式中，该方法有利，因为它们促进了抗原、与抗原结合的抗体、和与抗体结合的试剂的内化，在非内化抗原，如癌胚抗原(CEA)、肿瘤相关糖蛋白(TAG-72)、KS1/4的情况中(参见Schmitd等，Cancer Immunol Immunother.2008年12月；57(12):1879-1890；Myer等，CancerRes1993；53:3956-3963)。
尽管成功开发了TDM1，一种以市售抗-Her2ADC，仅一小部分的偶联药物(约2％)被递送至肿瘤。这种低递送产率的精确理由尚不明确，然而，其可能来自细胞所采用的不同内化途径(网格蛋白-介导的内吞作用和/或小窝-介导的内吞作用和/或巨胞饮)以及内吞物质一旦进入细胞后的途径(再循环内体或晚期内体或溶酶体)。通过二硫键接头偶联至抗体的药物可通过还原细胞胞质环境来释放。或者，一些可通过在内体囊泡中有活性的特定蛋白酶释放(例如，奥瑞他汀)。使用不同接头的其他研究表明溶酶体是释放药物的有效手段，独立于偶联化学。二硫键仍然可在血清中还原并且蛋白酶可在健康组织中有活性。在一些实施方式中，提供的方法、抗体和中间表位提供改善如试剂，如毒素的特异性或有效递送以治疗疾病。
在肿瘤免疫治疗中，许多抗原仅仅是肿瘤相关的或在肿瘤细胞/环境中以较高水平表达，与肿瘤特异性相反。例如，虽然Her2和EGFR在肿瘤组织如Her2+乳腺癌和结直肠癌中明显过表达，它们也在健康组织中表达，其可能导致定靶脱组织毒性。其他类型的抗原(如肿瘤特异性抗原和癌胚抗原，例如，癌胚抗原(CEA))仅在肿瘤组织中表达和/或最少或仅在发育的某些阶段表达。识别相同抗原上的独特表位的单克隆抗体(mAb)的组合可能产生协同效应，包括各种抗体效应功能(例如，ADCC、补体依赖性裂解、信号转导抑制)的增强、细胞死亡的增加、和在癌症靶向抗体情况中肿瘤生长抑制的增强。参见，例如，Dechant M等，“由表皮生长因子受体抗体的组合引发的补体依赖性细胞裂解(Complement-dependenttumor cell lysis triggered by combinations of epidermal growth factorreceptor antibodies)”Cancer Res,2008年7月1日；68(13):4998-5003；Scheuer W等，“曲妥珠单抗和帕妥珠单抗的组合治疗对HER2-阳性人异种移植肿瘤模型的强烈增强的抗肿瘤活性(Strongly enhanced antitumor activity of trastuzumab and pertuzumabcombination treatment on HER2-positive human xenograft tumor models)”CancerRes,2009年12月15日；69(24):9330-6；Cardarelli PM等，“抗-B1抗体或F(ab')(2)结合至CD20在B-细胞系中足够诱导凋亡(Binding to CD20 by anti-B1 antibody or F(ab')(2)is sufficient for induction of apoptosis in B-cell lines)”Cancer ImmunolImmunother,2002年3月；51(1):15-24.Epub 2001年12月18日。虽然增加细胞死亡的精确机制仍处于争议中，但是研究表明两种mAb都应该是多价的(例如，完整抗体或F(ab)’2与单价Fab相反以实现增强的作用)，表明第二二价mAb(其结合至相同抗原上的独特表位)可聚类细胞表面抗原并且可更高效作用，例如，更高效地杀死肿瘤细胞。参见图1和2。
在一些方面中，使用多价中间表位而不是第二抗体或双特异性抗体，例如，以实现与中间表位激活的抗体组合的协同性。在一些方面中，多价中间表位提供了与使用识别相同抗原上的分开表位的第二抗体相比的优势。例如，与第二抗体相比，产生多价中间表位可能更高效并且成本更低。例如，虽然多个临床前/临床试验正研究两种单克隆抗体的共同给予，生产和销售这种治疗剂的成本可能是昂贵的。在一些方面中，多价中间表位也相对更容易地靶向疾病位点，如肿瘤。考虑到中间表位结合位点的性质(在中间表位结合位点内，与抗体CDR分离)，并且本文提供的可广泛应用的针对中间表位激活任何选择抗体的方法，多价中间表位也具有可应用于大范围治疗性抗体的优势，而不需要鉴定具有治疗上可接受特性的第二抗体或表位。因此，在一些方面中，使用多价中间表位避免了鉴定具有可接受特性的第二mAb，及其开发相关且显著的成本。
在一些实施方式中，多价中间表位提供了比二价抗体的优势和/或改善。在一些实施方式中，多价中间表位与双特异性中间表位激活的抗体联用，例如，以增强两种抗原(例如，细胞表面抗原)的聚集，所述抗原由双特异性抗体的不同臂结合，例如，以与单独使用双特异性抗体相比增强亲和性、抗体诱导的信号转导、效应功能、和/或内化。因此，在一些方面中，多价中间表位与双特异性中间表位激活的抗体联用并提供增加的功效水平，例如，与单独双特异性抗体相比产生额外程度的聚类。
在一些实施方式中，各自特异性结合至相同细胞表面上表达的不同抗原的2种中间表位激活的抗体与多价中间表位一起替代二价抗体使用，提供了增强的抗原(例如，受体)聚集、和/或某些水平的聚集，无论细胞表面上两种抗原相对于另一种抗原的存在或密度比。在一些方面中，这类实施方式增强了抗原的细胞表面聚类和/或共定位。在一个实施方式中，使用多价中间表位与识别多个不同抗原的多个中间表位激活的抗体一起实现这种聚类。因此，在一些实施方式中，与双特异性抗体相比，在其中聚类将仅发生在抗体的各臂结合其响应抗原的情况中，这种实施方式中的聚类甚至可在下述情况中实现：抗体之一结合的抗原以比另一个抗体结合的抗原高得多的密度存在于细胞表面上。
类似地，使用与各种试剂如成像剂偶联的抗体时，聚类或共定位细胞和/或内化表面抗原的能力可能是重要的。例如，一般以在靶向的组织内，通常在靶向的组织的细胞或靶向的细胞，如肿瘤细胞内选择性递送试剂(例如，活性药物)为目标来设计药物偶联的生物制剂如抗体-药物偶联物(ADC)。可能特别希望靶向生物制剂，例如，抗体一般设计成优先结合感兴趣细胞；选择性结合至仅在靶细胞或组织上存在和/或在其他组织上很少或以非常低的量存在的抗原。具体地，对于直接靶向疾病细胞，例如肿瘤细胞的药物-偶联的抗体，可能希望试剂偶联的抗体在结合至细胞表面上的靶抗原之后在靶细胞中内化或者这是重要的。参见，例如，Trail等，Antibodies 2013,2,113-129；Perez等，H.L..Perez等，“抗体-药物偶联物：当前状态和未来方向(Antibody-drug conjugates:current status andfuture directions)”Drug Discov Today(2013)。在一些情况中，在放射性免疫治疗(RIT)的情况中，也需要导致抗原内化的抗体。参见Boudousq V等，(2013)“使用212Pb的小体积腹腔癌扩散的α-放射免疫治疗中内化抗-HER2 mAB和非内化抗-CEA mAb之间的比较(Comparison between Internalizing Anti-HER2 mAbs and Non-Internalizing Anti-CEA mAbs in Alpha-Radioimmunotherapy of Small Volume PeritonealCarcinomatosis Using212Pb)”PLoS ONE 8(7):e69613。一般而言，偶联的试剂，例如药物在靶细胞内释放并且有活性。在一些情况中，例如，在靶向某些胞外基质组分和/或肿瘤环境特异性抗原中，内化可能不需要。参见Ackerman等，Cancer Immunol Immunother.2008年7月；57(7):1017-1027。
在一些实施方式中，非内化抗原是其中单特异性二价抗体在没有中间表位的情况下的结合导致没有抗原内化、产生不超过代谢转换产生的或在没有抗原特异性抗体存在下的内化程度的内化程度、或产生不超过代谢转换产生的或在没有抗原特异性抗体存在下的内化程度2倍的内化程度。在一些实施方式中，在与单特异性二价抗体孵育之后，抗原不以比代谢转换或在没有抗原特异性抗体的情况下所产生的大3-、4-、5-、6-、7-、8-、或9-倍的速率内化。
在一些实施方式中，非内化抗原是其中单独细胞表面抗原的天然结合伴侣或配体的结合不会导致抗原内化，或导致的内化程度不超过代谢转换或没有结合伴侣或配体的情况下所导致，或比代谢转换或没有配体/结合伴侣的情况中导致的大不超过2倍。在一些实施方式中，在细胞与抗原的天然配体或结合伴侣孵育之后，抗原不以比代谢转换或在没有配体或结合伴侣的情况下所产生的大3-、4-、5-、6-、7-、8-、或9-倍的速率内化。在一些实施方式中，在单特异性二价抗体或天然配体或结合伴侣以至少10、11、12、13、14、15或16小时或更长的半衰期结合之后，抗原被内化。
B.多价中间表位
本文提供了用于改变细胞表面抗原的分布的本文所示方法的多价中间表位，以及载体、细胞、文库、和含有其的其他系统。
本文所用术语“多价中间表位”是指多个中间表位，和一个或多个接头或连接方式。这类多价中间表位可包含任何中间表位，包括但不限于本文所述的中间表位。在一个方面中，多价中间表位可包含2、3、4、5、6、7、8、9、10、或更多个中间表位。包含多价中间表位的中间表位可具有相同或不同的结构或序列。
本文所用的术语“中间表位”是指肽，所述结合至中心空腔，如中间表位激活的抗体或其抗原结合片段，其中根据Kabat编号，抗体或抗原结合片段在其轻链的40位具有苏氨酸、在41位具有天冬酰胺，并且在85位具有天冬氨酸，或所述肽含有中间表位结合位点，该位点含对应于的西妥昔单抗、中间表位激活的曲妥珠单抗、或中间表位激活的M5A的残基，如本文所公开。示例性的中间表位包括，但不限于cQFD(SEQ ID NO:1)和cQYN(SEQ ID NO:2)肽及其变体(“中间表位变体”或“变体中间表位”)。其他分子也可结合至中间表位激活的抗体的中间表位结合位点，其具有与中间表位相似的功能性特性。定义为“中间表位类似物”的这类分子可包括但不限于小分子、适体、核酸分子、肽和能够结合至中间表位的相同中间表位结合位点的任何其他物质。在一些实施方式中，中间表位序列如本文所述环化(例如，来自二硫键的末端(或近末端)半胱氨酸残基)。
本文所用术语“接头”是指多个中间表位连接或接合的方式。为了显示一个实施方式，在包含2个或更多个中间表位的多价中间表位的情况中，中间表位通过一个或多个接头连接。在一个方面中，可通过使用三个接头来环化包含2个中间表位的多价中间表位。
用于连接中间表位以形成多价中间表位的一个或多个接头或连接方式可以是适于连接并分离单个中间表位的任何结构。示例性的接头包括使用一个或多个氨基酸，其可用于形成肽，在一些实施方式中具有修饰的肽主链、小化学支架、生物素-链霉亲和素、有机或无机纳米颗粒、多核苷酸序列、肽-核酸、有机聚合物、或免疫球蛋白Fc结构域。连接方式可包括共价和/或非共价键。
所述一个或多个接头可包括各种序列或提供各种功能或性质的其他结构特征。例如，一个或多个接头可含有结构元件以衍生多价中间表位。示例性的结构元件包括存在或缺少蛋白酶切割位点、免疫原性序列、导致或复制多价中间表位环化的序列，包括，例如，PAS化和内含肽序列，和残基、位点或标签，包括，例如，与甲酰甘氨酸生成酶(FGE)相容的醛标签、赖氨酸、酪氨酸、谷氨酸、天冬氨酸和非天然氨基酸，其可用于，例如，治疗剂或诊断剂的偶联。
本质上，特异性和亲和性通常通过多价性实现。对于具有接头的二价配体，这可表示为ΔG总＝ΔG1+ΔG2-ΔG接头。换而言之，K总＝K1*K2/K接头。在接头对自由能没有贡献的情况中(K接头约为1)，二价配体与二价靶标的表观亲和性是单一结合常数的乘积。因此，一般可通过多价性来实现亲和性的显著增加(例如，对于KD＝1μM的中间表位，“理论”二价中间表位的亲和性是1pM)。虽然一般很少看到这种巨大的增加(主要是由于二价/三价/四价受体的几何结构)，但观察到协同性。细胞表面表达的抗原的几何形状可能对多价中间表位的接头产生严格限制，但也可确保特异性，其在一些情况(如靶向递送)中可能是重要目标例如，通过最小化脱靶效应的风险。
在一个示例中，多价中间表位含有抗体的Fc区或其部分，如基本全部Fc区。使用Fc区来“二聚化”配体建立并描述于，例如，Jazayeri JA和Carroll GJ.,“基于Fc的细胞因子：工程改造的更优治疗的前景(Fc-based cytokines:prospects for engineeringsuperior therapeutics)”BioDrugs,22(1):11-26(2008)。在一些实施例中，为了生成二价中间表位，中间表位通过接头(一般是肽接头，例如挠性肽接头)与Fc区融合(例如，融合至IgG的Fc区的N-末端)。在一个实施例中，选择接头的长度以大致匹配IgG的Fab之间的距离，如长度为17、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40个氨基酸。在一些方面中，接头含有甘氨酸、丝氨酸、和/或其组合。示例性的“中间表位-Fc”融合示于SEQ ID NO:3和4。还参见图2。
在一些方面中，中间表位-Fc是或含有与免疫球蛋白(Ig)恒定区或恒定区部分连接的中间表位。Ig恒定区一般含有Fc区或其恒定区结构域(CH1，CH2，CH3)或功能性片段。
在一些实施方式中，中间表位，例如，多价中间表位是具有一个或多个具有下式的链(例如，多肽链)的化合物：
R3A-L3A-R4A(式I)
其中R3A是中间表位(例如，任何本文提供的中间表位)，如肽中间表位，L3A是接头，如肽接头，连接R3A和R4A，并且R4A是免疫球蛋白(Ig)重链恒定区部分，包含Ig Fc区或其功能性片段。
在一些方面中，中间表位是第一中间表位，接头是第一接头，并且链包含下式：
R3A-L3A-R4A-L3B-R3B(式III)
其中L3B是第二接头，如肽基接头，连接R4A和R3B；并且R3B是第二中间表位(例如，任意本文提供的中间表位)。在一些情况中，链具有下式：
R5A-R3A-L3A-R4A-R5B(式IV)或
R5A-R3A-L3A-R4A-L3B-R3B-R5B(式V)
其中R5A和R5A各自是尾或前导序列，或无，例如，是无或长度包含0-50个氨基酸的序列。各种组分可以是共价连接的，例如，通过酰胺键。
在一些情况中，提供的化合物，如包括多价中间表位的含中间表位的化合物，例如，中间表位-Fc的接头，例如，L3A、L3B或两者的长度为25至40个氨基酸，如长度等于或约25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、或40或更多，例如，41、42、43、44、45、46、47、48、49、50个氨基酸，和/或长度为约至约如长度为约至约长度为约至约长度为约至约长度为约至约如长度等于或约或等于或约100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、或
在一些方面中，接头设计成具有与待靶向的细胞表面上的2个受体之间的距离相同或基本相同的长度。在一些实施方式中，受体可以相同或不同。例如，2个受体可包含不同氨基酸序列和/或不同表位。在一些情况中，识别单个抗原上的不同表位的2个mAb发生协同作用(参见Kamat,V.等，Cancer Biol Ther7,726-733(2008))。在一些实施例中，二价中间表位，如中间表位-Fc与第二单克隆抗体-样分子作用相同，但具有能够与任何中间表位激活的抗体配对的挠性，因此，在一些方面中，降低了鉴定并开发第二治疗性单克隆抗体的成本。在一些实施方式中，多价中间表位变体(例如，通过改变价态和/或接头几何形状)进一步增强的特异性和协同效果。因此，在一些实施例中，设计接头的长度来模拟或接近抗体(如IgG，例如全长IgG)的CDR之间的距离。
在一些方面中，本文提供的化合物(如含化合物的中间表位，包括多价中间表位，例如，中间表位-Fc，例如，L3A、L3B或两者)的接头包含蛋白水解切割位点，如溶酶体隔室中存在的蛋白酶的切割位点，例如，MMP切割位点、ADAM切割位点、和/或组织蛋白酶切割位点。
在一些方面中，本文提供的化合物，如包括多价中间表位的含中间表位的化合物，例如，中间表位-Fc的接头，例如，L3A、L3B或两者是不饱和、杂乱、或相对不饱和或杂乱的接头。在一些方面中，接头具有以下一种或多种性质：非结构化构象、构象灵活性、增强的水溶性、高度蛋白酶抗性、低免疫原性、与哺乳动物受体的低结合、限定电荷度、和增加的流体力学(或斯托克斯)半径。
在一些实施方式中，接头经系统性或随机设计以防止或产生抗体/表位相互作用、抗体/抗体相互作用、或抗体/中间表位相互作用的空间位阻。示例性的修饰包括氨基酸取代、添加、删除、或修饰。在一些实施方式中，空间位阻可防止受体簇集、信号转导、或防止经过受体介导的内吞作用。在一些实施方式中，防止空间位阻可导致受体簇集、信号转导、或经过受体介导的内吞作用。
在一些方面中，接头设计成在生理条件下向变性的肽序列那样发挥作用，如具有肽主链的大构象自由度。在一些实施例中，接头基本避免例如在生理条件下或在水溶液中的二级结构。
本领域中已经建立了多种方法来辨别给定多肽中二级和三级结构的存在或缺失。具体地，可通过分光光度法测量二级结构，例如，通过在“远-UV”光谱区(190-250nm)的圆二色谱。二级结构元素，如α-螺旋和β-折叠，各自产生CD谱的特征性形状和幅度。也可通过某些计算机程序或算法来预测多肽序列的二级结构，如熟知的Chou-Fasman算法(Chou,P.Y.等，(1974)Biochemistry,13:222-45)和Garnier-Osguthorpe-Robson(“GOR”)算法(Garnier J,Gibrat J F,Robson B.(1996),从氨基酸序列预测蛋白质二级结构的GOR方法(GOR method for predicting protein secondary structure from amino acidsequence).Methods Enzymol 266:540-553)，如美国专利申请公开号20030228309A1中所述。对于给定的序列，算法可预测是否存在一些或完全不存在二级结构，表示成形成，例如，α-螺旋或β-折叠的序列的残基的总数和/或百分比，或预测产生随机螺旋形成(其缺少二级结构)的序列的残基的百分比。
在一个实施方式中，如通过Chou-Fasman算法所确定，结构具有0％至小于约5％的α-螺旋百分比。在另一个实施方式中，如通过Chou-Fasman算法所确定，结构具有0％至小于约5％的β-折叠百分比。在一些实施方式中，如通过Chou-Fasman算法所确定，接头具有0％至小于约5％的α-螺旋百分比和0％至小于约5％的β-折叠百分比。在一些实施方式中，如通过GOR算法所确定，接头具有小于约2％的α-螺旋百分比和小于约2％的β-折叠百分比，具有高度随机螺旋百分比，如通过GOR算法所确定，如至少约80％、至少约90％、至少约91％、至少约92％、至少约93％、至少约94％、至少约95％、至少约96％、至少约97％、至少约98％、或至少约99％随机螺旋。例如，在一些方面中，在水溶液或生理溶液中，接头缺少或基本缺少四级结构。在一些方面中，如GOR算法所确定，其具有超过90％、85％、80％、75％、或70％的随机螺旋形成，和/或如Chou-Fasman算法所确定，其具有少于5％、4％、3％、2％、或1％、或0％，例如，少于2％的α-螺旋和/或β-折叠。在一些方面中，(i)甘氨酸(G)、丙氨酸(A)、丝氨酸(S)、苏氨酸(T)、谷氨酸(E)和脯氨酸(P)残基的总和构成接头的总氨基酸残基的至少约80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、或90％；接头含有至少一个脯氨酸，含有至少一个谷氨酸，含有至少一个赖氨酸，含有至少一个丝氨酸，和/或含有至少一个谷氨酰胺；接头含有比天冬酰胺残基更多的谷氨酰胺残基；接头含有比苏氨酸残基更多的丝氨酸残基；接头不含色氨酸，不含酪氨酸，不含苯丙氨酸，不含半胱氨酸，不含异亮氨酸，不含亮氨酸，和/或不含天冬酰胺；接头不含W；不含Y；和/或不含F；接头不含芳族残基；接头含有不超过一个W、Y和/或F；和/或含有不超过一个芳族残基；接头不含组氨酸，不含半胱氨酸，和/或不含组氨酸或半胱氨酸；接头含有不超过一个组氨酸，不超过一个组氨酸，和/或不超过一个组氨酸或半胱氨酸；和/或接头中的大部分残基带电荷。在一些方面中，接头设计成避免存在某些蛋白酶切割位点，如血清蛋白酶的切割位点和/或避免免疫原性。
在一些方面中，接头设计成是非重复的或相对非重复的。在多肽内容中，本文所用术语“非重复性”是指在肽或多肽序列中缺少或有限程度的内部同源性。术语“基本非重复的”可表示，例如，序列中几乎不存在或不存在氨基酸类型相同的4个连续氨基酸；或该序列具有3或更少的平均亚序列分数；或在构成多肽序列的序列基序的N-至C-末端的顺序中没有图案。在多肽内容中，本文所用术语“重复性”是指在肽或多肽序列中内部同源性的程度。相反，“重复的”序列可含有多个相同拷贝的短氨基酸序列。在多肽的内容中，序列可含有多个拷贝的限定或可变长度的较短序列，或基序，其中基序本身具有非重复的序列，使得全长多肽基本非重复。
可通过计算机程序或算法或通过本领域已知的其他方式来测量多肽或基因的重复性程度。根据本发明，公开了计算特定多肽，如本文所述的接头的重复性程度的算法。在一个方面中，可按照等式1给出的式来计算预定长度的多肽的重复性(下文中“亚序列分数”)：
其中：m＝(多肽的氨基酸长度)-(亚序列的氨基酸长度)+1；
并且计数i＝序列i内各独特亚序列出现的累积数。计算特定肽序列的亚序列分数的实施例参考美国专利申请公开号US2013/0017997，其公开内容通过引用纳入本文用于所有目的。
在一些方面中，其不含相同的3个连续氨基酸，除非氨基酸是丝氨酸或甘氨酸，或具有小于10、9、8、7、6、5、4、3、或2的亚序列分数，或含有至少一个除甘氨酸和丝氨酸以外的残基。在一些方面中，接头不含任何血清蛋白酶，或以下的一种或多种或任一种的切割位点：凝血途径家族的蛋白质，因子XIIIa、XIIa、Xia、Xa、IXa、和VIIa，凝血酶，浆激肽释放素，活化的PC，凝血酶原酶，hK1，PSA/hK3，hK10，hK15，活化蛋白C(APC)，哈格曼因子(凝集因子XII)，因子Xa，ADAMTS13，血管假性血友病因子-切割蛋白酶(VWFCP)，蛋白酶连接蛋白2，胞浆素，胰蛋白酶，α-糜蛋白酶，基质金属蛋白酶-2，基质金属蛋白酶-9，弹性蛋白酶，MASP-1(甘露糖结合凝集素-相关丝氨酸蛋白酶-1)，MASP-2，MASP-3，组织蛋白酶K，组织蛋白酶B，链激酶，血浆羧肽酶原B，凝血酶活化性纤维蛋白溶解抑制剂(TAFI)，胞浆素原激活剂家族(如组织胞浆素原激活剂，尿胞浆素原激活剂(uPA))，尿激酶，补体转化酶家族蛋白，因子C1r，C1s，因子D，和C3转化酶，如C4b·2a，C3b·Bb，和C3b·Bb·C3b。
提供的接头是具有SEQ ID NO:199、200、201、202、203、或204所示的氨基酸序列的那些，或其修饰的变体，其中残基中的任意1、2、3、或4个残基任选地被偶联的氨基酸取代，如在赖氨酸残基的位置上。
在一些实施方式中，接头设计成避免或降低潜在免疫原性，如通过最小化T细胞表位的可能性。肽结合给定MHC II类分子用于在抗原呈递细胞(APC)表面上呈递的能力取决于多种因素，包括肽的一级序列。在一个方面中，由于其序列对APC中的抗原加工有抗性，本发明的肽或接头具有低程度的免疫原性。在另一个方面中，本发明的肽或接头具有基本不结合MHC受体的序列，或不以足以引发免疫应答的程度结合MHC受体的序列。本发明提供了接头和包含接头的肽，其中接头和肽在一级序列上基本是非重复的，并且设计成降低与MHCII受体的结合。在其他方面中，本发明的肽和接头不形成T-细胞受体或抗体结合的表位，导致低程度的免疫原性。在一个方面中，避免免疫原性可至少部分导致接头序列的构象灵活性；即，由于氨基酸残基的选择和顺序而缺少二级结构。例如，与具有在水溶液或生理条件下改变适应紧密折叠构象的较低趋势的序列相比，具有在水溶液中或生理条件下改变适应紧密折叠构象的趋势的序列更可能产生构象表位。使用常规治疗实践和剂量给予包含本发明的接头的融合蛋白一般将不会导致形成针对接头序列的中和抗体。在一个方面中，低免疫原性的接头序列降低了融合伴侣的免疫原性，例如，当接头融合以连接至中间表位时。
在一个实施方式中，接头可含有或可基本没有由人T细胞识别的表位。之前已经公开了处于生成较低免疫原性蛋白质的目的消除这类表位；参见，例如，WO 98/52976、WO 02/079232、和WO 00/3317，其通过引用纳入本文。相同的原理，例如，表位鉴定，可用于向接头中导入这类表位。已经描述了人T细胞表位的试验(Stickler,M.等，(2003)J ImmunolMethods,281:95-108)。特别感兴趣的是可寡聚化的肽序列，生成或不生成T细胞表位或非人序列。这可通过下述方法来实现：测试这些序列的直接重复中T-细胞表位的存在和6-15聚体，尤其是非人的9聚体的出现，然后改变接头序列的设计以包括或消除或破坏表位序列。在一些实施方式中，通过显示预测结合MHC受体的接头的表位数量，接头序列是基本非免疫原性的。通过降低能够结合至MHC受体的表位的数量，同时降低了T细胞活化潜力以及T细胞辅助功能、降低的B细胞活化或上调、和降低的抗体产生。可通过表位预测算法，例如TEPITOPE来确定低程度的预测的T-细胞表位(Sturniolo,T.等，(1999)Nat Biotechnol,17:555-61)。蛋白质内给定肽框架的TEPITOPE分数是该肽框架与多个最常见的人MHC等位基因的结合Kd(解离常数，亲和性)的对数，如Sturniolo,T.等，(1999)NatureBiotechnology 17:555所述。分数范围跨越至少20个对数，从约10至约-10(对应于10e10 Kd至10e-10Kd的结合限制)，并且可通过避免在MHC的肽展示期间用作锚定残基的疏水性氨基酸，如M、I、L、V、F来降低。在一些实施方式中，接头序列在约-5、或-6、或-7、或-8、或-9的TEPITOPE阈值分数处，或-10的TEPITOPE分数处没有预测的T-细胞表位。本文所用的“-9”的分数是比-5的分数更严格的TEPITOPE阈值。
可通过添加袋潜力(pocket potential)来计算9-聚体肽序列的TEPITOPE分数，如Sturniolo[Sturniolo,T.等，(1999)Nat Biotechnol,17:555]所述。通过这种方法计算的TEPITOPE分数范围是约-10至+10。然而，在P1位缺少疏水性氨基酸的9-聚体肽(FKLMVWY)(SEQ ID NO:240)的计算的TEPITOPE分数范围是-1009至-989。该值在生物学上无意义并且反映了以下事实：疏水性氨基酸用作HLA结合的锚定残基并且在P1位缺少疏水性残基的肽被认为不是HLA结合物。
在一些实施方式中，接头被或不被预测含有任何MHC II类表位，例如，如表位-鉴定程序或算法所预测。在一个实施方式中，本发明的接头具有或预测具有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、或30个MHCII类表位。在另一个实施方式中，本文公开的接头具有或预测具有不超过约2个、不超过约3个、不超过约4个、不超过约5个、不超过约6个、不超过约7个、不超过约8个、不超过约9个、不超过约10个、不超过约11个、不超过约12个、不超过约13个、不超过约14个、不超过约15个、不超过约16个、不超过约17个、不超过约18个、不超过约19个、不超过约20个、不超过约21个、不超过约22个、不超过约23个、不超过约24个、不超过约25个、不超过约26个、不超过约27个、不超过约28个、不超过约29个、或不超过约30个MHC II类表位。
在一些实施方式中，接头可含有或可不含通过ProPred工具预测的任何预测的MHCII类表位，其描述于Singh,H.和Raghava,G.P.S.(2001),ProPred：HLA-DR结合位点预测(ProPred:Prediction of HLA-DR binding sites),Bioinformatics,17(12):1236-37。ProPred是用于预测抗原性蛋白序列中MHC II类结合区域的图形网页工具。在一个方面中，使用ProPred工具预测MHC II类表位采用来自Sturniolo,T.等，(1999),Nat Biotechnol,17:555的定量矩阵。
另外，接头序列中的非重复序列和相应的表位缺失限制了或增强了B细胞结合接头或被接头活化的能力。重复的序列被识别并可形成与甚至几个B细胞的多价接触，作为多个T-细胞依赖性受体交联的结果，可刺激B细胞增殖和抗体产生。相反，由于缺少序列重复性，虽然接头可与许多不同的B细胞在其延伸序列上接触，但是各单独B细胞可能仅与单独接头有一个或少量的接触。在一个实施方式中，本发明的接头一般具有低得多的刺激B细胞增殖和由此的免疫应答的趋势。在一个实施方式中，与相应的不与接头融合的中间表位相比，与接头融合的中间表位具有降低的免疫原性。
在一个实施方式中，非重复的接头一般与抗体形成比高重复度的接头更弱的接触。抗体是多价分子，例如，IgG具有2个相同的结合位点并且IgM含有10个相同的结合位点。因此，针对重复的序列的抗体可与这类重复的序列以高亲合力形成多价接触，其可影响这类重复序列的功效和/或消除。相反，针对非重复接头的抗体可能仅产生单价相互作用，导致不太可能出现免疫清除，使得包含非重复接头的肽可在循环中保留增加的时间段。
可评价接头序列以鉴定候选MHC I类表位，例如，使用用于预测MHC I类表位的算法。许多不同的预测程序可用于鉴定给定多肽中的潜在MHC I类表位，即，能够在MHC I类分子上展示的表位。多种示例性算法描述于WO 2009/051555，其内容通过引用纳入本文用于所有目的。表位鉴定程序的示例可参考以下组织和机构的网站：微生物计数研究院(印度)，ProPred-I工具，如Singh,H.和Raghava,G.P.S.Bioinformatics 22；19(8):1009-14(2003)中所述。SYFPEITHI，如Hans-Georg Rammensee等，Immunogenetics(1999)50:213-219中所述。免疫肽数据库。参见例如，Kim Y,Sidney J,Pinilla C,Sette A,Peters B.,BMCBioinformatics 10:394(2009)。感染生物学马普学院。参见例如，J.Hakenberg,A.Nussbaum,H.Schild,H.-G.Rammensee,C.Kuttler,H.-G.Holzhütter,P.-M.Kloetzel,S.H.E.Kaufmann,H.-J.Mollenkopf(2003)MAPPP-MHC-I抗原性肽加工预测(MAPPP-MHC-IAntigenic Peptide Processing Prediction).Applied Bioinformatics 2(3):155-158。丹麦技术大学(Technical University of Denmark)，NetChop服务器，如Nielsen M,Lundegaard C,Lund O,Kesmir C.Immunogenetics.57(1-2):33-41,2005中所述。
这些预测网站内使用的算法可在相同网站上找到。以下描述合适的预测算法的参考文献的非穷尽列表：Parker等，(1994)基于单独肽侧链的独立结合对HLA-A2结合肽排序的方案(Scheme for ranking potential HLA-A2 binding peptides based onindependent binding of individual peptide side-chains),J.Immunol.,152,163-175；Hans-Georg Rammensee等，(1999)SYFPEITHI：MHC配体和肽基序的数据库(SYFPEITHI:database for MHCligands and peptide motifs),Immunogenetics 50:213-219；Reche等，(2002)使用概况基序预测MHC I类结合肽(Prediction of MHC Class I bindingpeptides using profile motifs).Hum Immunol.63(9):701-9；Greenbaum等，(2007)Journal of Molecular Recognition 20(2):75-82。
在一个实施方式中，本发明的接头不含MHC受体的任何表位。在一个实施方式中，本发明的接头不含任何MHC I类或II类表位。在另一个实施方式中，本文所示的接头不含任何预测的MHC II类表位，例如，如表位-鉴定程序或算法所预测。在一个实施方式中，本发明的接头具有或预测具有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、或30个MHC I类表位。在另一个实施方式中，本文公开的接头具有或预测具有不超过约2个、不超过约3个、不超过约4个、不超过约5个、不超过约6个、不超过约7个、不超过约8个、不超过约9个、不超过约10个、不超过约11个、不超过约12个、不超过约13个、不超过约14个、不超过约15个、不超过约16个、不超过约17个、不超过约18个、不超过约19个、不超过约20个、不超过约21个、不超过约22个、不超过约23个、不超过约24个、不超过约25个、不超过约26个、不超过约27个、不超过约28个、不超过约29个、或不超过约30个MHC I类表位。
提供的中间表位和化合物的恒定区部分，例如，R4A，一般包括在Ig分子(如IgG分子)的Fc区中发现的一个或多个恒定区，或其功能性部分。在一些方面中，该部分不包括可变区结构域或其功能性片段。例如，在一些情况中，恒定区部分含有重链CH1、CH2、和/或CH3中的一个或多个。在一些示例中，恒定区部分还可包括CH4。在一些情况中，该部分仅包括CH3，例如，不包括CH1、CH2、或CH4部分。示例性的恒定区部分包括205和206，及其修饰变体，例如，其中任意1、2、3或4个氨基酸被偶联的氨基酸取代，如在赖氨酸残基处的取代。
在一些实施方式中，接头含有反应性官能团，其可用于衍生，例如，将多价中间表位(例如通过支架或接头)偶联至试剂，如诊断剂，例如，成像剂或治疗剂。在一些实施方式中，接头包括一个或多个偶联位点，包括，例如，赖氨酸、酪氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、FGE序列，或可用于偶联支架、接头或试剂的非天然氨基酸。在一些实施方式中，可通过添加或去除偶联位点来控制偶联位点的数量和位置，从而控制随后偶联的试剂的量或位置。在一些实施方式中，包含PAS化序列、分选酶序列、或内含肽序列的接头还包含一个或多个偶联位点。例如，在一些实施方式中，多价中间表位包含一个或多个PAS化序列，包括，例如，在接头中。在限定或随机序列中，PAS化序列可包含脯氨酸、丙氨酸和丝氨酸。PAS化序列因此可包括包含中性和疏水性氨基酸的肽。SEQ ID NO:231公开了示例性的三价中间表位。该序列包含Morath等，Mol Pharm 2015年5月4日；12(5):1431-42中所述的PAS化。PAS化可改善药物递送并延长血浆半衰期。例如，PAS化可增加蛋白质的流体力学体积，由此延长肾过滤之前的循环和/或加强生物活性。
在一些实施方式中，巯基官能团可在接头上的任意合适位置中被导入并可使用多种含诊断剂或治疗剂，如成像剂、其他蛋白质和肽、金属螯合物、siRNA、纳米颗粒、细胞毒剂等的外部试剂来选择性修饰。
例如，在一些实施方式中，中间表位，例如，多价中间表位具有一条或多条链(例如，多肽链)，其具有SEQ ID NO:57、58、59、64、250、251、252、或192的氨基酸序列或其修饰的变体，其中残基中的任意1、2、3、或4个任选地被偶联的氨基酸取代，如在赖氨酸处。在一些实施方式中，链是偶联的肽基部分，包含与金属离子结合的金属螯合剂、小分子、化疗剂、治疗性抗体或其功能性片段、毒素、放射性同位素、酶、核酸酶、激素、免疫调节剂、寡核苷酸、有机或无机纳米颗粒、RNAi分子、siRNA、螯合剂、硼化合物、光活性剂、染料、荧光或发光物质、酶、增强剂、放射性物质、或螯合剂。
在一些实施方式中，多价中间表位可以是环化的。与线性多价中间表位相比，环化的多价中间表位可更稳定或具有更收缩的几何形状。环化的多价中间表位也可具有与线性多价中间表位不同的功能性质，包括更快的清除。在一些实施方式中，多价中间表位包括一个或多个分选酶或“内含肽”序列，其可辅助环化多价中间表位或产生中间表位的线性链。在一些实施方式中，多价中间表位的接头包含分选酶或内含肽序列。内含肽序列包括SspIc和Ssp IN序列，并且描述于Scott等，Proc Natl Acad Sci U S A.1999年11月23日；96(24):13638-43。SEQ ID NO:231包括在118和119位处包含“GG”序列的裂解分选酶序列，和SEQ ID NO:231的254-258位处的“PETG”分选酶序列。在一些实施方式中，分选酶序列包括序列LPXTG(SEQ ID NO:249)，其中X包括任意氨基酸。分选酶序列描述于Antos等，J BiolChem.2009Jun5；284(23):16028-36。SEQ ID NO:237-239公开了其他示例性的多价中间表位肽。
在一些方面中，多价中间表位的链是第一链并且中间表位还包括第二链，如上述和本文所述的链，例如，具有式R3A-L3A-R4A(式I)或R3A-L3A-R4A-L3B-R3B(式III)。
在一些实施方式中，可系统性改变接头的组成和/或Fc和中间表位之间的距离，例如，以优化亲和性和特异性。在一个实施方式中，各天然或非天然残基可在接头内的任何位置处被取代用于优化。在一些方面中，接头的长度为约2至100个残基，例如，长度等于或约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、125、150、175、或200个残基(氨基酸)，或更多。在一个实施例中，使用现有和未来DNA合成仪来生成这类接头，并且插入中间表位和Fc区之间。接头也可“僵化”以限制回转半径并增强Fc-中间表位的亲和性和特异性。例如，卷曲螺旋结构域可置于中间表位和Fc之间(图3)。在其他实施例中，惰性蛋白质结构域(例如，免疫球蛋白折叠)被接头取代。多个免疫球蛋白折叠可置于中间表位和Fc结构域之间。在某些实施方式中，接头的组成是人来源以减轻潜在的抗原性。
在一些实施例中，提供的中间表位系连至支架以产生多价中间表位，例如，用于增强的选择性和结合亲和性。在一些实施方式中，多价中间表位支架用于与肿瘤相关抗原结合的支架或“菊形链”中间表位激活的mAb，以增强配体拮抗，改变受体内吞作用，和/或通过ADCC/CDC改善免疫应答(参见图1)。因此，在一些实施方式中，使用中间表位来系链2个或更多个抗体或其功能性片段。这类中间表位可以是多价中间表位的部分，例如，以增强癌症或肿瘤治疗和成像。多价中间表位可包括通过接头偶联至链霉亲和素的2个或更多个中间表位，如通过长接头和生物素，以产生多价中间表位系连实体。
在一个实施方式中，多价中间表位系连实体是四价中间表位系连剂。在一个方面中，四聚体系连实体通过表面等离振子共振显示具有与单价肽相比增强的对抗体的结合，这与多价相互作用相一致。在一个实施例中，与单独使用抗体或单独使用单价中间表位相比，这类多价中间表位(例如，四价中间表位)的使用产生了增强的中间表位激活的抗体对抗原的结合亲和性(例如，在西妥昔单抗的情况中，对EGFR阳性细胞的结合亲和性)。可使用熟知的方法，例如，通过FACS分析来确定这种结合亲和性。参见图4。
在一些实施方式中，为了解决接头上受体收缩的问题，未修饰或修饰的，例如，变体，例如，优化的表位被偶联至多价支架，如通过优化接头。在一些方面中，多价中间表位能够“抓住”相邻抗体，例如，IgG以形成“菊形链”状阵列(参见图1)，其可用于，例如，靶向肿瘤抗原的抗体，考虑到肿瘤细胞的高抗原密度的情况下。虽然二价中间表位和抗体的分子内结合是可能的，但是抗体，例如IgG的C2对称性可在接头上放置几何收缩用于这种相互作用。因此，在一些方面中，多价中间表位基于三价或更高价态支架，确保超过一个抗体将被“菊形连接”。通过包括第三中间表位臂，三价中间表位初期遇到抗原结合的抗体的寿命可能增加。这转而可增加其他臂结合至相邻抗原结合的抗体的概率，由此使整体复合物稳定化。在其他实施方式中，可构建多官能中间表位以同时与中间表位激活的抗体或其他靶标结合，所述靶标例如其他B细胞和T细胞表面蛋白质，如T细胞受体和共刺激分子。在一些实施方式中，在这种多价实施方式中，具有针对不同中间表位的特异性的多个中间表位激活的抗体(例如，包括一个或多个修饰的中间表位激活的抗体)可与这类不同中间表位一起使用。
各种接头和支架是本领域已知的并且可与这些实施方式联用。示例性的支架合成方案示于图5并且在本文的实施例中讨论。在一些方面中，使用图5所示的模板4和5使得能够分别形成二价和三价中间表位。在一些实施方式中，不同长度的聚乙二醇(PEG)和/或其他接头可用于，例如，改善或改变结合或其他性质。在一些方面中，PEG长度是或约10A至1000A。合成方法也可适应DOTA纳入，用于放射性核素成像。例如，PEG双官能臂已经纳入FITC-标记的二价中间表位的合成，即化合物13(图5)。在一些实施例中，IgG内的CDR区之间的距离是约该距离可在，例如约至约的长度，或约至约的长度，或约至约的长度，如约100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、150、160、170、180、190、或的长度上变化。可同时改变PEG接头的长度以确保这种方法是最优的。市售PEG的一端到另一端的距离延长至其将超过IgG距离。
在其他实施方式中，使用其他支架和/或接头，例如，来生成高亲和性多价中间表位和/或产生协同性。例如，DNA可用作中间表位的支架以产生更刚性的支架。例如，不同生物和化学来源的支架可用于实现多价态。这包括，但不限于，构建二价或三价支架，使用链霉亲和素或(参见欧洲申请公开号EP 2065402A1)，链霉亲和素作为四价支架，独特支架(Hutchins等，JMB 406:4,595(2011))，折纸(Origami)DNA(参见Gu等，NatureNanotechnology 4,245-248(2009))等。也可使用以下分子产生化学支架，包括但不限于，DNA(单链，双链体，霍利迪连结体，适体等)、RNA(单链、发夹、茎环、适体等)、PNA(肽核酸)、DNA/PNA双链体和三链体(针对刚性)、有机和/或无机纳米颗粒(直接偶联或通过有机聚合物如PEG偶联)、与自身和/或DNA或PNA形成双链体的有机聚合物。
多价中间表位的表征
多价中间表位与中间表位激活的抗体的结合性质可由多种已知方法表征，包括SPR和ITC，例如，以确保与多价支架的偶联不会影响中间表位-Ig相互作用。在一些情况中，这类测量可限于其确定多价态和协同效果的能力，考虑到这些方法一般不涉及细胞表面上(如肿瘤细胞表面上)存在的抗原。因此，在一些方面中，使用FACS分析和/或细胞活力试验来对多价中间表位对表达被中间表位激活的抗体识别的抗原的细胞(例如，在西妥昔单抗的情况中，过表达EGFR的细胞)的直接作用进行定量。一般而言，表达(例如，过表达)被中间表位激活的抗体识别的抗原的细胞系在抗体结合细胞上表达的抗原的条件下与中间表位激活的抗体孵育。在一些情况中，使用不同浓度的抗体。在一些情况中，在不同浓度中，细胞与多价中间表位同时或依次孵育。进行合适的孵育次数和洗涤。第二抗体和单价中间表位可分别用作阳性和阴性对照。可通过熟知的流式细胞术或显微术检测到的试剂可用来标记抗体和中间表位。在一些实施例中，与单价中间表位相比，在多价中间表位存在下的偏移(在FACS的情况中)或增加的信号表示协同或叠加效果。在另一个实施例中，为了进一步确认多价中间表位的叠加效果，非标记的单价中间表位用于竞争试验中以确定其是否可与标记的多价中间表位竞争抗原结合的中间表位激活的抗体。
在其他实施例中，使用细胞活力试验来确定多价中间表位增强中间表位激活的抗体的细胞杀伤效果的能力。例如，表达感兴趣抗原的细胞可与不同浓度的中间表位激活的抗体和/或多价中间表位孵育。单价中间表位和第二抗体可再次用作对照。在一些实施例中，MTT(3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基溴化四唑)用于对活细胞的数量或百分比进行定量。测量细胞活力、增殖和/或死亡的其他方法是本领域已知的并可使用。
在另一个实施例中，对于在这类试验中证明活性的多价中间表位，进行Western印迹分析或其他生物化学或信号转导方法来研究抑制与特定抗原，如细胞表面受体相关的信号转导(例如，在西妥昔单抗的情况中，为了跟踪EGFR、AKT、MAP的磷酸化状态，其是EGFR信号转导通路的部分)。来自这类研究的数据可与来自仅用中间表位激活的抗体(即，没有中间表位)、用单价中间表位、和/或用酪氨酸激酶或其他已知抑制剂(AG1478等)处理的细胞的数据进行比较。在一些实施例中，观察到随着多价中间表位浓度变化的细胞死亡的增加，证明多价中间表位的协同细胞杀伤效果。
I.变体中间表位
与中间表位1或2(SEQ ID NO:1或2的中间表位)相比，提供的中间表位是具有一个或多个修饰，例如，结构修饰，和产生相同中间表位的方法。在一些实施方式中，在中间表位变体的设计中，cQFD和cQYN中间表位用作起点。在一些方面中，中间表位变体设计成对于提供的中间表位激活的抗体，包括西妥昔单抗和本文所述的其他抗体中的一种或多种，与未修饰的中间表位cQFD和cQYN相比，具有改变的性质，如增加或改变的亲和性，改变的pH依赖性，或不同生理条件下的不同亲和性。使用各种化学和生物物理方法来设计并产生中间表位变体。
中间表位变体包括但不限于，向中间表位中纳入修饰的变体，例如，cQFD和cQYN以及本文所述的其他。合适的修饰包括但不限于本领域已知的任何肽修饰，诸如但不限于对肽环化的方式和/或位置的修饰，对环状肽的一个或多个氨基酸组分的修饰，或从环状肽添加或删除一个或多个氨基酸。在具体实施例中，可用以下修饰中的一种或多种来改变cQFD：Arg8的修饰，Phe3的修饰，Leu5的修饰，Leu10的修饰，对肽环化模式的改变，和/或在一个或多个位置处纳入可水合羰基官能团，和一个或多个氨基酸删除或添加。在cQYN的情况中，合适的修饰可包括以下的一种或多种：Arg8的修饰，Phe3的修饰，Leu5的修饰，Leu10的修饰，对肽环化模式的改变，和/或在一个或多个位置处纳入可水合羰基官能团，和一个或多个删除或添加。中间表位内的某些氨基酸位置可被删除或被不同天然氨基酸或非天然氨基酸取代，或者中间表位可与片段化学偶联，例如，通过使用“点击化学”。本文显示其中SEQ IDNO:1的Arg9已经突变成瓜氨酸的中间表位结合至西妥昔单抗。另外，可在中间表位的环状位置以外(即，额外)用其他氨基酸延伸氨基和羧基末端以与Fab有额外接触。例如，已经向cQFD中间表位的C-末端添加蛋白质L并且初步数据显示其以高得多的亲和性结合。
在一些实施方式中，中间表位包括表1和2中所列的那些，以及具有其他氨基酸的这类中间表位，如长度高达16个氨基酸的那些。例如，在一些方面中，中间表位是中间表位1、2或15-55之一，还包括在第一个残基之前，即，在零位处的丝氨酸。表1中所列的中间表位采用二硫键来连接C和N末端，除了某些中间表位含有其他序列，如尾或前导，使得连接不在2个末端残基之间。示例性的尾和前导序列是长度为1-50个氨基酸的那些，如长度为1-40、1-30、1-25、1-20、1-15、1-10、9、8、7、6、5、4、3、或2个氨基酸，如本文R5A和R5B所示的尾。示例性的尾和前导序列含有任意一个或多个G、S、P、K、和/或D残基。示例性的尾和前导包括GGGSK、G、GPGGSDPG、和GPGGSDPG。例如，SEQ ID NO:31的中间表位含有额外的尾，表示二硫键连接不在2个末端残基之间。类似地，表格(SEQ ID NO:187-190，207)中的某些其他中间表位含有尾和/或前导，导致除了末端残基以外的残基之间的连接。对于表2中的肽，使用内酰胺桥，不同于二硫键的连接(如[3+2]环加成)，或无连接(例如，非环状或线性变体)。可用于本文所述的实施方式的其他中间表位包括本文定义的任何中间表位肽，其结合至西妥昔单抗或任何其他治疗性抗体的抗体框架结合界面(即，在Fab轻链和重链之间)。例如，除了环状肽cQFD和cQYN以外，一些实施方式包括cQFD和cQYN的一个或多个变体。
表1.
表2
中间表位变体一般具有5-16个氨基酸的氨基酸序列长度，例如，长度为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、或16个氨基酸，如长度为8-13个氨基酸，例如，长度为9-12个氨基酸。中间表位可另外偶联至或结合另一个分子(例如，作为融合蛋白质或肽的部分)，如另一个肽，包括接头或试剂。因此，在这种情况中，含有中间表位的化合物可含有超过本段内所述的长度的额外氨基酸残基，其中中间表位部分含有5-16个氨基酸并且复合物或化合物含有额外氨基酸。实施例如本文所述，例如，上述SEQ ID NO:31。
在一些实施方式中，变体中间表位是环状肽。在其他实施方式中，它们是线性或非环状肽。
中间表位可包括肽，从这类肽衍生的环状肽，例如，其中肽具有下式：
X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-X10-X11-X12(式VI)，
例如，其中：
X1＝Cys、Gly、β-丙氨酸、二氨基丙酸、β-叠氮基丙氨酸、或无；
X2＝Gln或无；
X3＝Phe、Tyr、β-β'-二苯基-Ala、His、Asp、2-溴-L-苯丙氨酸、3-溴-L苯丙氨酸、或4-溴-L-苯丙氨酸、Asn、Gln、修饰的Phe、含可水合羰基残基、或含硼酸残基；
X4＝Asp或Asn；
X5＝Leu；β-β'-二苯基-Ala；Phe；Trp；Tyr；苯丙氨酸、色氨酸或酪氨酸的非天然类似物；含可水合羰基残基；或含硼酸残基；
X6＝Ser；
X7＝Thr或Ser；
X8是Arg、Ser、修饰的Arg、或含可水合羰基或含硼酸残基；
X9＝Arg，Ala；
X10＝Leu，Gln，Glu；β-β'-二苯基-Ala；Phe；Trp；Tyr；苯丙氨酸、色氨酸或酪氨酸的非天然类似物；含可水合羰基残基；或含硼酸残基；
X11＝Lys；并且
X12＝Cys、Gly、7-氨基庚酸、β-丙氨酸、二氨基丙酸、炔丙基甘氨酸、异天冬氨酸、或无。
在一些方面中，修饰的Arg具有图6中所示的式的结构。在一些方面中，修饰的Phe是苯环中纳入一个或多个卤素的Phe。在一些方面中，式VI不是SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2。
在一些实施方式中，中间表位是具有式VII的结构的肽：
其中：
用“*”标记的中心为“R”或“S”构型；
R3和R3’各自独立地是H或苯基，任选地被1、2、或3个独立选自C1-4烷基、-OH、氟、氯、溴、和碘的取代基取代；
R5是：
(A)C1-8烷基，任选地被一个或多个选自以下的取代基取代：氧代、缩醛、缩酮、-B(OH)2、硼酸酯、膦酸酯、原酸酯、-CO2C1-4烷基、-CH＝CH-CHO、-CH＝CH-C(O)C1-4烷基、-CH＝CH-CO2C1-4烷基、-CO2H、和-CONH2基团；或
(B)被以下取代的C1-4烷基：
a)1或2个苯基，其中各苯基任选地被1、2、或3个独立选自-OH、氟、氯、溴、和碘的取代基取代；或
b)萘基、咪唑、或吲哚基；
R6是-C1-4烷基-OH或-C1-4烷基-SH；
R7是-C1-4烷基-OH或-C1-4烷基-SH；
m是0、1、2、3、4、或5；
R8是：
(a)-OH、-NRaRb、-N(Rc)C(O)Re、或-N(Rc)C(＝NRd)Re；
其中：
Ra是H；
Rb是H或C1-8烷基，任选地被一个或多个选自以下的取代基取代：氧代、缩醛、和缩酮、-B(OH)2、-SH、硼酸酯、膦酸酯、原酸酯、-CH＝CH-CHO、-CH＝CH-C(O)C1-4烷基、-CH＝CH-CO2C1-4烷基、-CO2H、或-CO2C1-4烷基；
Rc是H、C1-8烷基、C3-8环烷基、支链烷基、或芳基；
Rd是H或C1-8烷基，C2-8烯基、C2-8炔基、C3-8环烷基、支链烷基、或芳基，各自任选地被一个或多个选自以下的取代基取代：-N3、-NH2、-OH、-SH、卤素、氧代、缩醛、和缩酮、-B(OH)2、硼酸酯、膦酸酯、原酸酯、-CH＝CH-CHO、-CH＝CH-C(O)C1-4烷基、-CH＝CH-CO2C1-4烷基、-CO2H、和-CO2C1-4烷基；并且
Re是H；-NHRd；或C1-12烷基，C3-8环烷基、C2-12烯基、C2-8炔基、或芳基，各自任选地被一个或多个选自以下的取代基取代：-N3、-NH2、-OH、-SH、氧代、C2-4缩醛、C2-4缩酮、-B(OH)2、硼酸酯、膦酸酯、原酸酯、-CH＝CH-CHO、-CH＝CH-C(O)C1-4烷基、-CH＝CH-CO2C1-4烷基、和-CO2C1-4烷基；或
(b)被以下取代的C1-12烷基：氧代、缩醛、缩酮、-B(OH)2、硼酸酯、-SH、-OH、膦酸酯、原酸酯、-CH＝CH-CHO、-CH＝CH-C(O)C1-4烷基、-CH＝CH-CO2C1-4烷基、或-CO2C1-4烷基；
R9是C1-4烷基或-C1-2亚烷基-Rx；
其中Rx是-CO2H、-CONH2、-CH2NHC(O)NH2、或-CH2NHC(＝NH)NH2；
R10是：
(1)C1-8烷基，任选地被一个或多个选自以下的取代基取代：氧代、缩醛、缩酮、-B(OH)2、硼酸酯、膦酸酯、原酸酯、-CH＝CH-CHO、-CH＝CH-C(O)C1-4烷基、-CH＝CH-CO2C1-4烷基、-CO2C1-4烷基、-CO2H、和-CONH2基团；或
(2)C1-4烷基，被一个或多个苯基，或萘基、咪唑、或吲哚基取代，其中各苯基任选地被1、2或3个独立选自-OH、氟、氯、溴、和碘的取代基取代；
n是0或1；
p是0或1；
X是C1-8亚烷基或C2-8亚烯基，其各碳任选地被氧代、-C(O)-、-NHC(O)-、-CO2H、-NH2、或-NHC(O)Ry取代；
其中所述亚烷基的一个碳任选地被-C(O)NH-、5-元杂芳环、或-S-S-替代；并且
Ry是-C1-4烷基、-CH(Rz)C(O)-或-CH(Rz)CO2H；
其中Rz是-H或-C1-4烷基，任选地被-OH、-SH、或-NH2取代；
或其药学上可接受的盐。
在一些情况中，X是C1-8亚烷基或C2-8亚烯基，其各碳任选地被-CO2H、-NH2、或-NHC(O)Ry取代；其中所述亚烷基的一个碳任选地被-C(O)NH-、5-元杂芳环、或-S-S-替代；并且Ry是-C1-4烷基或-CH(Rz)CO2H；其中Rz是-H或-C1-4烷基，任选地被-OH、-SH、或-NH2取代；或其药学上可接受的盐。
在一些情况中，这类中间表位不是SEQ ID NO:1或2，或不是衍生自这类序列的环状肽，和/或不是中间表位1或2。
在式VII的中间表位的一些实施方式中，m是0、1或2。在其他实施方式中，R3是H或苯基并且R3’是苯基、2-溴苯基、3-溴苯基、或4-溴苯基。在其他实施方式中，R5是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、或叔丁基，各自任选地被氧代、-B(OH)2、-CO2H、或-CONH2基取代，或被1个或2个各自任选地被溴或氯取代基取代的苯基取代。在其他实施方式中，R8是-OH、-NH2、-N(Rc)C(O)Re、或-N(Rc)C(＝NRd)Re；在其他实施方式中，Rc是H或甲基，Rd是H或C1-4烷基，并且Re是C1-4烷基，或-NH(C1-4烷基)。在其他实施方式中，R9是甲基或乙基，任选地被-CO2H、-CONH2、-CH2NHC(O)NH2、或-CH2NHC(＝NH)NH2取代。在其他实施方式中，R10是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、或叔丁基，各自任选地被氧代、-B(OH)2、-CO2H、或-CONH2基取代。在其他实施方式中，-X-NH-是-Cys-Cys-、-Gly-Gly-、-C(O)(CH2)6-NH-、-β-Ala-β-Ala-、-C(O)CH(NH2)CH2CH＝CHCH2CH(CO2H)-NH-、-C(O)CH(NH2)CH2NHC(O)CH2CH(CO2H)-NH-、-β-Ala-C(O)CH2CH(CO2H)-NH-、或-C(O)CH(NH2)CH2-三嗪基-CH2-CH(CO2H)-NH-。
在一些实施方式中，中间表位是具有式VIII的结构的肽：
用“*”标记的中心为“R”或“S”构型。符号表示R1A与L1A的接合点。
R3和R3’各自独立地是H或苯基，任选地被1、2、或3个独立选自C1-4烷基、-OH、氟、氯、溴、和碘的取代基取代；
R5是：(A)C1-8烷基，任选地被一个或多个选自以下的取代基取代：氧代、缩醛、缩酮、-B(OH)2、硼酸酯、膦酸酯、原酸酯、-CO2C1-4烷基、-CH＝CH-CHO、-CH＝CH-C(O)C1-4烷基、-CH＝CH-CO2C1-4烷基、-CO2H、和-CONH2基团；或(B)C1-4烷基取代基，具有：a)1或2个苯基，其中各苯基任选地被1、2、或3个独立选自-OH、氟、氯、溴、和碘的取代基取代；或b)萘基、咪唑、或吲哚基。
R6是-C1-4烷基-OH或-C1-4烷基-SH。R7是-C1-4烷基-OH或-C1-4烷基-SH。符号m是0、1、2、3、4、或5。
R8是-OH、-NRaRb、-N(Rc)C(O)Re、或-N(Rc)C(＝NRd)Re。Ra是H。Rb是H
或C1-8烷基，任选地被一个或多个选自以下的取代基取代：氧代、缩醛、和缩酮、-B(OH)2、-SH、硼酸酯、膦酸酯、原酸酯、-CH＝CH-CHO、-CH＝CH-C(O)C1-4烷基、-CH＝CH-CO2C1-4烷基、-CO2H、或-CO2C1-4烷基。Rc是H、C1-8烷基、C3-8环烷基、支链烷基、或芳基。Rd是H或C1-8烷基，C2-8烯基、C2-8炔基、C3-8环烷基、支链烷基、或芳基，各自任选地被一个或多个选自以下的取代基取代：-N3、-NH2、-OH、-SH、卤素、氧代、缩醛、和缩酮、-B(OH)2、硼酸酯、膦酸酯、原酸酯、-CH＝CH-CHO、-CH＝CH-C(O)C1-4烷基、-CH＝CH-CO2C1-4烷基、-CO2H、和-CO2C1-4烷基。Re是H；-NHRd；或C1-12烷基，C3-8环烷基、C2-12烯基、C2-8炔基、或芳基，各自任选地被一个或多个选自以下的取代基取代：-N3、-NH2、-OH、-SH、氧代、C2-4缩醛、C2-4缩酮、-B(OH)2、硼酸酯、膦酸酯、原酸酯、-CH＝CH-CHO、-CH＝CH-C(O)C1-4烷基、-CH＝CH-CO2C1-4烷基、和-CO2C1-4烷基。或者，R8是被以下取代的C1-12烷基：氧代、缩醛、缩酮、-B(OH)2、硼酸酯、-SH、-OH、膦酸酯、原酸酯、-CH＝CH-CHO、-CH＝CH-C(O)C1-4烷基、-CH＝CH-CO2C1-4烷基、或-CO2C1-4烷基。
R9是C1-4烷基或-C1-2亚烷基-Rx。Rx是-CO2H、-CONH2、-CH2NHC(O)NH2、或-CH2NHC(＝NH)NH2。
R10是：(1)C1-8烷基，任选地被一个或多个选自以下的取代基取代：氧代、缩醛、缩酮、-B(OH)2、硼酸酯、膦酸酯、原酸酯、-CH＝CH-CHO、-CH＝CH-C(O)C1-4烷基、-CH＝CH-CO2C1-4烷基、-CO2C1-4烷基、-CO2H、和-CONH2基团；或(2)C1-4烷基，被一个或多个苯基，或萘基、咪唑、或吲哚基取代，其中各苯基任选地被1、2或3个独立选自-OH、氟、氯、溴、和碘的取代基取代；
符号n是0或1。符号p是0或1。
X是：(1)来自本文所述的任意中间表位环化策略的接头；(2)取代的亚烷基、取代的杂亚烷基、取代的亚环烷基、取代的亚芳基或取代的杂亚芳基或(3)C1-8亚烷基或C2-8亚烯基，其各碳任选地被氧代、-C(O)-、-NH2、-NHC(O)-或-NHC(O)Ry取代。X C1-8亚烷基的一个碳任选地被-C(O)NH-、5-元杂芳环、或-S-S-替代。Ry是-C1-4烷基或-CH(Rz)C(O)-或-CH(Rz)CO2H。Rz是-H或-C1-4烷基，任选地被-OH、-SH、或-NH2取代。式VII包括所有合适的药学上可接受的盐。在(1)中，X被认为是取代的接头，由于其化学三价态并且因为X可任选地包括上述的其他取代基(例如，-NH2和氧代)。在一些实施方式中，X是：
在式IX中，**表示与接合至式VIII中的X的谷氨酰胺的接合点，并且***表示与接合至式VIII中的X和赖氨酸的氮的接合点。符号表示X与分子的其余部分的接合点。
在式VIII的中间表位的一些实施方式中，m是0、1或2。在其他实施方式中，R3是H或苯基并且R3’是苯基、2-溴苯基、3-溴苯基、或4-溴苯基。在其他实施方式中，R5是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、或叔丁基，各自任选地被氧代、-B(OH)2、-CO2H、或-CONH2基取代，或被1个或2个各自任选地被溴或氯取代基取代的苯基取代。在其他实施方式中，R8是-OH、-NH2、-N(Rc)C(O)Re、或-N(Rc)C(＝NRd)Re。在其他实施方式中，Rc是H或甲基，Rd是H或C1-4烷基，并且Re是C1-4烷基，或-NH(C1-4烷基)。在其他实施方式中，R9是甲基或乙基，任选地被-CO2H、-CONH2、-CH2NHC(O)NH2、或-CH2NHC(＝NH)NH2取代。在其他实施方式中，R10是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、或叔丁基，各自任选地被氧代、-B(OH)2、-CO2H、或-CONH2基取代。在其他实施方式中，-X-NH-是-Cys-Cys-(例如，通过二硫键桥结合)、-Gly-Gly-、-C(O)(CH2)6-NH-、-β-Ala-β-Ala-、-C(O)CH(NH2)CH2CH＝CHCH2CH(CO2H)-NH-、-C(O)CH(NH2)CH2NHC(O)CH2CH(CO2H)-NH-、-β-Ala-C(O)CH2CH(CO2H)-NH-、或-C(O)CH(NH2)CH2-三嗪基-CH2-CH(CO2H)-NH-。
a.修饰
基于结构和热动力学数据，本文所述的中间表位1和2内的多个位置已经被鉴定为修饰(例如，用不同天然或非天然氨基酸)的靶位点以增强整体结合亲和性和/或改变另一种性质，如本文所述。这类修饰包括但不限于修饰cQFD或cQYN以生成头尾相连环状内酰胺肽，修饰Arg8，修饰3位(例如，cQFD的Phe3或其变体)，修饰Leu5，修饰Leu10，和/或纳入可水合羰基官能团(参见图7)。如本文所证明，在cQFD的原始中间表位中Phe3、Leu5、和Arg8各自突变成丙氨酸降低所得化合物对中间表位激活的抗体结合界面的亲和性10-140倍。在一些方面中，变体中间表位包括在SEQ ID NO:1或2的1、3、5、8、10和12位中的一个或多个处有修饰的那些或表1或2中所列的其他中间表位。
8位
在一些实施方式中，中间表位变体含有对应于中间表位1或2的8位(Arg8)的位置中的修饰。在未修饰的中间表位(cQFD；SEQ ID NO:1)中，延伸Arg8，形成与中间表位激活的抗体重链的Q105的重链羰基的氢键。该残基周围的直接区域是疏水性的但暴露于溶剂。在一些方面中，中间表位在该位置处含有修饰的残基(例如，修饰的Arg8)。在一些实施例中，修饰的残基保留可用于中间表位激活的抗体H-键合的Arg8残基的亚铵官能团，并且引入取代或未取代的疏水性臂来填充空腔。由于熵的增加，这类修饰导致结合的明显增加，如配体对接计算所支持。可通过使用N-烷基胍基，或烷基-脒官能团来纳入这类修饰。在任一情况中，末端N-原子的取代基可以是烷基或芳基，其中烷基或芳基的各位置可任选地被基团内的其他官能团取代，包括末端位置。在一个实施例中，具有图6所示的结构的修饰的精氨酸(修饰的Arg8)被SEQ ID NO:1或2的中间表位的Arg8取代，其在NH2上有丁基(如图6所示为NHR)。在一些方面中，变体中间表位在8位处含有正丁基-精氨酸或丁基脒修饰。
3位
在一些实施方式中，中间表位变体含有对应于中间表位1的3位如Phe3的位置中的修饰。与cQFD(SEQ ID NO:1)相比，中间表位变体Phe3Tyr cQYN(SEQ ID NO:2)的羟基在Arg8侧链的延伸构象中有变化。本文的数据表明形成有利的氢键网络，水结合至Fab。在药物设计中，焓驱动的优化已经在许多小分子方法中证明成功，并且在提供的工程改造的中间表位中存在增加焓的机会。在一些实施方式中，中间表位设计中导致焓和/或熵增加的方法用于生成变体中间表位，例如，以优化结合。
例如，当与中间表位激活的抗体结合时，Phe3的疏水性苯环被中间表位激活的抗体Fab的侧链残基的相当极性阵列包围。在一些实施方式中，一个或多个卤素被导入该残基的苯环上，以使得与残基的极性侧链残基发生卤素成键相互作用。卤素键是较强的非共价键，与氢键相似，但涉及卤素如溴或氯(或其他卤素)与氧原子的相互作用。在一些方面中，该位置处的残基经修饰以纳入卤素取代基。在一些方面中，Phe3被2-溴-、3-溴-、或4-溴苯丙氨酸取代以在适于与中间表位激活的抗体产生卤素键合的位置上放置溴原子，例如，分别在中间表位激活的抗体的Tyr87(轻链)、Gln38、和/或Tyr91(重链)位处。这类苯丙氨酸衍生物是市售可得的并且在一些方面中通过固相肽合成(SPPS)纳入环状肽中间表位变体。示例性的变体中间表位包括在对应于中间表位1的Phe3的位置中含有2-溴-L-苯丙氨酸、3-溴-L-苯丙氨酸、或4-溴-L-苯丙氨酸的那些。
在另一个实施例中，中间表位在该位置处，例如，通过用β,β’-二苯基丙氨酸替换Phe3来纳入另一个苯基。
5和10位(例如，中间表位1或2的Leu5、Leu10)
在一些实施方式中，中间表位变体含有对应于中间表位1或2的5或10位(Leu5或Leu10)的位置中的修饰。如本文所示，中间表位1的Leu5和Leu10的侧链与中间表位激活的Fab，西妥昔单抗有疏水性接触。在某些实施方式中，中间表位的一种或多种性质，例如，亲和性，通过在这些位置中的一个或两个处纳入不同的天然氨基酸，或非天然氨基酸，例如从而改变可延伸的表面区域的量来改变。在一个实施方式中，在一个或两个位置处通过SPPS系统性导入天然氨基酸(Phe/Tyr/Trp)和非天然类似物(例如，β,β’-二苯基-L-丙氨酸，或纳入包括支链烷基、延伸的芳基如萘基或其他疏水性基团的侧链的氨基酸)。
“可水合”官能团
在某些实施方式中，通过选择性捕获，通过与纳入可水合官能团的中间表位形成共价键来利用在中间表位激活的抗体的中间表位-结合位点周围的一个或多个Fab含羟基侧链。因此，在一些实施方式中，中间表位含有一个或多个具有可水合取代基的残基，例如，以与中间表位激活的抗体或其他物质产生高选择性但可逆相互作用。例如，中间表位1的Arg8延伸靠近中间表位激活的抗体重链的Tyr91和轻链的Ser43按照Kabat编号。在中间表位的Arg8或Leu10的末端处纳入可水合官能团将允许选择性形成丝氨酸或酪氨酸半缩醛。这种共价加合物将基本产生可逆结合。另外，含硼酸的残基也可以可水合基团整合到中间表位中。硼酸在硼替佐米的结构活性中起到重要作用，其用于治疗多发性骨髓瘤。可水合残基的其他代表性示例也示于图6，其中R＝-CH2CHO或-CH2B(OH)2。在一些实施例中，通过使用SPPS纳入含这类基团的残基来制备这类变体。
这类可水合策略可应用于工程改造抗体Fab-中间表位结合位点内的新氨基酸残基并在中间表位的不同位置内纳入所需的互补“可水合”官能团。类似的策略可通过向Fab区中导入半胱氨酸残基来应用并且使用这种官能团来对“可水合”官能团，如中间表位内含有的亲电子羰基或其衍生物进行亲核攻击，或在Fab区和含所需巯基或巯基等价官能团的中间表位之间产生选择性二硫键(-S-S-)。这种观点的其他实施方式将包括导入在中间表位中含有的迈克尔受体，如α,β-不饱和羰基官能团。这些官能团熟知与巯基选择性反应以形成稳定的共价碳-硫键。
替代性环化策略和二硫桥的替换
在某些实施方式中，变体中间表位包括二硫桥，如cQFD和cQYN中那样。可通过2个半胱氨酸残基的侧链的反应来形成二硫桥。在某些实施方式中，中间表位，例如，中间表位1或2中的二硫桥被替代性连接替换或被移去。因此，变体中间表位是具有替代性连接或缺少原始中间表位的二硫桥的那些。
在一些方面中，在氨基酸链内的一个或多个非天然氨基酸之间产生连接。可与非天然氨基酸产生的连接的示例包括包含以下的连接(i)由包含醛或酮的残基与包含胺基的残基之间的反应产生的稳定腙或肟基连接，其中胺氮被-NH2或烷氧基(例如，对乙酰基苯丙氨酸、间乙酰基苯丙氨酸、或对-(3-氧代丁酰基)-L-苯丙氨酸残基与对-(2-氨基-3-羟乙基)-苯丙氨酸残基的反应)取代，(ii)通过纳入苯基硒酰基(selenidyl)丙氨酸的反应性巯基，(iii)通过纳入对苄基-L-苯丙氨酸含二苯甲酮的UV交联剂，(iv)通过纳入对-异丙基硫代羰基-苯丙氨酸或对-乙基硫代羰基-苯丙氨酸的反应性胺，(v)杂环连接，如三嗪、噻唑、噻唑烷、或噁唑连接，例如，通过含叠氮基的残基与含炔烃的残基通过Huisgen环加成反应的反应生成(例如，对-丙炔基氧基苯丙氨酸残基与对-叠氮基苯丙氨酸残基的反应)；(v)通过一个残基中的酸基团与另一个残基中的胺基团反应产生的酰胺键；(vi)通过一个残基中的酸基团与另一个残基中的醇基团反应产生的酯键，如丝氨酸；(vii)双键，通过各自含末端烯烃的2个残基的反应产生，例如，通过烯烃置换(例如，2个烯丙基甘氨酸残基或2个N-烯丙基取代的氨基酸的反应)，或(viii)通过本领域已知的任何其他对的合适残基的反应。对于综述，参见，例如，Davies,J.S.,“肽和缩酚酸肽的环化(The Cyclization of Peptidesand Depsipeptides)”J.Peptide Sci.2003,9,471-501。在一个实施方式中，中间表位可将反应性基团引向纳入Fab中的非天然氨基酸，如对-乙酰基苯丙氨酸。
可使用用于中间表位环化的各种方法，例如，以解决体内稳定性并使得能够对后续的偶联化学进行化学选择性控制。在一些实施方式中，环化策略是内酰胺环化策略，包括头对尾(头尾)内酰胺环化(在非环状肽的末端残基之间)和/或其他残基之间的内酰胺连接。也可通过向非环状中间表位环化前体中纳入残基如甘氨酸、β-Ala、7-氨基更酸等来实现内酰胺形成，以产生不同的内酰胺环大小和连接模式。也可使用其他环化策略如“点击”化学和烯烃置换(参见图7，右框)。这类肽和拟肽环化的方法是本领域所熟知的。
在一些实施方式中，含内酰胺连接的中间表位在体内是更稳定的，例如，具有连接，该连接在体内比具有其他连接的中间表位更稳定。
在一些实施方式中，非环状肽的末端残基发生反应以形成环状中间表位，例如，环状中间表位变体。在其他实施方式中，其他位置适于环化，包括残基3和11与4和11之间。因此，在一些方面中，中间表位含有在例如12-氨基酸肽的除了N-末端和C-末端残基以外的残基之间形成的连接，如在残基3和11和/或4和11之间。
在一些实施方式中，中间表位，例如，变体中间表位含有反应性胺官能团(例如，Lys11)，其可用于中间表位变体的后续偶联至，例如，支架或接头或试剂，如诊断剂，例如，成像剂，或治疗剂，如本文所述。例如，图5显示了中间表位变体与荧光素偶联用于FACS分析的过程；该策略可应用于其他成像剂或其他试剂，包括用于体内PET成像的DOTA。
中间表位的表征
在一些实施方式中，中间表位，如变体中间表位通过，例如，ITC、SPR和/或衍射和/或其他方法来表征，如本文实施例中所述的那些。在一个实施例中，以迭代方式进行中间表位的合成及其表征，例如，使得具有最需要的性质，例如，对一种或多种中间表位激活的抗体的最高亲和性或其他所需的性质，如pH依赖性的中间表位变体随后经修饰以改善所需的性质。
在一个实施例中，为了对中间表位与中间表位激活的抗体的结合进行表征，将中间表位纯化至超过95％的均匀性并且通过质谱进行结构表征。肽在水中透析，通过UV-Vis测量它们的浓度并且用元素分析进行校正，并稀释(超过100倍)至合适的缓冲液中。与中间表位激活的抗体的结合通过ITC、SPR、X-射线衍射或其组合进行严格表征。可在TA仪器nanoITC上进行ITC测量，每次测量仅用1-2mg的肽。在一个实施例中，对于SPR测量，用中间表位激活的抗体，例如，Fab或全IgG偶联低密度和高密度芯片。在一些情况中，首先使用抗原来表征芯片，如在西妥昔单抗情况中EGFR的整个胞外结构域(残基1-621)的可溶性片段。在本文报道的研究中，与完整西妥昔单抗IgG相比，cQFD中间表位以相似焓和熵结合西妥昔单抗Fab片段，例如，如通过SPR和ITC测量。因此，可使用西妥昔单抗或其他中间表位激活的抗体的全长IgG或Fab片段来进行结合测量。在一个实施例中，对于衍射，西妥昔单抗Dab片段和SEQ ID NO:1的中间表位的共结晶条件是成熟的并且一般在1-3天，一般1天得到衍射质量晶体。用内部来源(Rigaku 007-HF和R-轴IV++)在8-12小时内收集完全数据组并且用Stanford Synchrotron辐射光源在10分钟内收集，其使得更快速地表征中间表位变体与中间表位激活的抗体的相互作用。
在一些方面中，ITC、SPR和X-射线衍射数据一起提供原子详细信息以引导后续的化学修饰并最终改善中间表位的亲和性和/或对中间表位产生其他改变。基于ΔG＝-RT lnKa的计算显示中间表位对西妥昔单抗的微摩尔和纳摩尔亲和性之间的差异来自300K下约4kCal/mol的自由能变化，其处于强氢键的范围上。因此，从蛋白质结合袋失去有序的水分子或重新取向氨基酸残基-链可能足以在量级上改变结合。
在一些实施例中，使用其他方法来改变中间表位的性质，例如，改善中间表位-Fab相互作用的亲和性。在一个实施例中，结构数据，如上述研究中得到的那些，可用于通过突变，替换Fab中的残基，例如，以添加额外氢键、用非天然氨基酸取代氨基酸、或改变疏水性界面，例如，以可更好地补充中间表位结合的方式。在一些实施例中，使用荧光极化试验来鉴定可置换给定中间表位，如SEQ ID NO:1的中间表位变体。在其他实施例中，使用相同技术来鉴定可置换中间表位的小分子，并且然后使用这些小分子作为模板来进一步改善中间表位的结合亲和性。
在一些实施例中，基于pH依赖性来设计中间表位变体，例如，以具有在不同pH条件下的不同亲和性。因此，在某些实施方式中，相对于pH来调整中间表位激活的抗体-中间表位相互作用。本文描述了这类中间表位的示例。在一些方面中，中间表位变体的结合亲和性以缓冲液pH的函数测量。例如，变体中间表位包括对一种或多种中间表位激活的抗体或片段的结合亲和性的中间表位，该结合亲和性在溶酶体pH水平下降低或在缺氧环境中增加。例如，提供了变体中间表位，其显示在中性pH(例如，pH 7-8，例如，pH 7.3-7.5)下对中间表位激活的抗体的更高结合亲和性，并且显示在更酸性pH下，如在或约4-6.5的pH下，例如，在内体pH(例如，等于或约5和等于或约6.5)或在溶酶体pH(例如，等于或约4.5和等于或约5)下对抗体的较低结合亲和性。在另一个实施例中，例如，与在其他生理条件下，如血液中观察到的亲和性相比，中间表位在缺氧环境，如肿瘤环境中具有对抗体增加的结合亲和性。在一些实施方式中，提供了用于在低pH下特异性释放(例如，在溶酶体中用于药物递送)的中间表位变体或中间表位“类似物”的修饰；和对中间表位的修饰，使得在缺氧环境中以较高亲和性结合(例如，肿瘤基质pH通常低于正常组织)。
在另一个实施例中，中间表位可具有在第一pH下对中间表位激活的抗体降低或有限的结合亲和性，和在第二pH下增加的结合亲和性。在一些实施方式中，第一pH可以是非生理pH并且第二pH可以是生理pH或靶组织或疾病情况的pH。在一些实施方式中，中间表位和中间表位激活的抗体可一起在第一pH下的单一组合物中制备或储存，使得中间表位和中间表位激活的抗体在制备或储存期间显示出降低或有限的交联。因此，中间表位和中间表位激活的抗体可在溶液中保持相对可溶和未结合，但在使用或给予第二pH下，包括生理条件下之后结合形成聚类，并增加共定位。还提供了生成这类中间表位变体的方法。
根据一些实施方式，可利用或优化中间表位结合位点以增强使用中间表位激活的抗体及其功能性片段的结合、纯化、和/或成像或其他方法。在分开的实施方式中，中间表位可含有一个或多个半胱氨酸残基，其在中间表位结合位点结合至Fab中的一个或多个工程改造的半胱氨酸(例如，ThioMAb)。中间表位因此偶联至任何诊断性和/或治疗性物质、分子或化合物。例如，该物质可以是小分子诊断分子，如标记物。“Cys中间表位”将偶联物引向抗体并且通过共价连接结合。或者，中间表位可偶联Fab至一个或多个被纳入中间表位结合位点的非天然氨基酸。
II.中间表位-试剂偶联物
在某些实施方式中，多价中间表位偶联至一种或多种治疗剂或诊断剂，例如，成像剂量，治疗有效剂或治疗有效量的化合物或两者。在一些实施方式中，提供了这类复合物，其包含多个中间表位、一个或多个接头、和一个或多个试剂。
本发明考虑使用偶联至治疗剂或诊断剂(例如，成像剂)或化合物的多价中间表位或其变体来治疗、预防、诊断或监测疾病或病症。在一个方面中，多价中间表位的这种与试剂的偶联，当与中间表位激活的单克隆抗体联用时，提供了高度多方面的平台技术，其将显著改善基于mAb的治疗和成像方法以治疗并检测疾病(参见图1)。
可通过本领域已知的任何手段来偶联试剂。在一些实施方式中，试剂偶联至赖氨酸、酪氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、甲酰基甘氨酸或醛标签、非天然氨基酸等。甲酰基甘氨酸或醛标签可包括6-氨基酸(LCTPSR；SEQ ID NO:247)或13-氨基酸(LCTPSRGSLFTGR，SEQ IDNO:248)序列，其可被甲酰基甘氨酸-生成酶(FGE)识别并靶向以生成反应性醛基。反应性醛基可用于后续反应，包括将中间表位或多价中间表位偶联至试剂。参见Carrico等，NatureChemical Biology 3,321-322(2007)。
诊断剂和治疗剂包括任何这类试剂，其是相关领域所熟知的。成像剂是荧光和发光物质，包括但不限于，通常称为“染料”、“标记物”或“指示物”的多种有机或无机小分子。示例包括荧光素、若丹明、吖啶染料、Alexa染料、和花青染料。按照本发明的实施方式可用作成像剂的酶包括，但不限于，辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、葡萄糖氧化酶、β-半乳糖苷酶、β-葡萄糖醛酸苷酶或β-内酰胺酶。这类酶可与发色团、荧光化合物或发光化合物联用以生成可检测信号。
可用作本发明的实施方式的成像剂的放射性物质包括，但不限于，18F、32P、33P、45Ti、47Sc、52Fe、59Fe、62Cu、64Cu、67Cu、67Ga、68Ga、77As、86Y、90Y、89Sr、89Zr、94Tc、94Tc、99mTc、99Mo、105Pd、105Rh、111Ag、111In、123I、124I、125I、131I、142Pr、143Pr、149Pm、153Sm、154-1581Gd、161Tb、166Dy、166Ho、169Er、175Lu、177Lu、186Re、188Re、189Re、194Ir、198Au、199Au、211At、211Pb、212Bi、212Pb、213Bi、223Ra和225Ac。可用作本发明实施方式的额外成像剂的顺磁性离子包括，但不限于，过渡和镧系金属的离子(例如，具有21-29、42、43、44、或57-71的原子数的金属)。这些金属包括Cr、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的离子。
当成像剂是放射性金属或顺磁性离子时，试剂可与另一种具有长尾的长加尾试剂反应，该长尾具有与接合长尾的一种或多种螯合剂来结合这些离子。长尾可以是聚合物，如聚赖氨酸、多糖、或其他衍生的或可衍生的链，其具有可添加用于结合的金属或离子的侧基。可按照本发明使用的螯合剂的示例包括但不限于，乙二胺四乙酸(EDTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、DOTA、NOTA、NETA、TETA、卟啉、多胺、冠醚、双-缩氨基硫脲、聚肟、和类似基团。螯合物通常通过基团连接至PSMA抗体或功能性抗体片段，其使得以最小的免疫原性损失和最少的聚集和/或内部交联形成与分子的键合。当与非放射性金属，如锰、铁和钆络合时，相同的螯合剂可用于MRI，当与本文所述的抗体和运载体联用时。大环螯合剂如NOTA、DOTA和TETA可与多种金属和放射性金属联用，包括但不限于，镓、钇和铜的放射性核素。可使用其他环型螯合剂如大环聚醚，其对于稳定结合核素，如针对RAIT的223Ra而言是令人感兴趣的。在某些实施方式中，螯合部分可用于接合PET成像剂，如Al-18F至靶向分子用于PET分析。
示例性的治疗剂包括但不限于，药物、化疗剂、治疗性抗体和抗体片段、毒素、放射性同位素、酶(例如，酶以在肿瘤位点处将前药切割成细胞毒剂)、核酸酶、激素、免疫调节剂、反义寡核苷酸、RNAi分子(例如，siRNA或shRNA)、螯合剂、硼化合物、光活性剂和染料。治疗剂也可包括与螯合剂结合的金属、金属合金、金属间、芯-壳纳米颗粒，其用作放射性致敏剂以赋予靶向的细胞比健康细胞对放射性治疗更大的敏感性。另外，治疗剂可包括MRI造影剂(例如，磁铁矿或Fe3O4)的顺磁性纳米颗粒，并且可与其他类型的治疗(例如，光动力学和超热治疗和成像(例如，荧光成像(Au和CdSe)))联用。
化疗剂通常具有细胞毒性或细胞生长抑制的性质，并且可包括烷化剂、抗代谢剂、抗肿瘤抗生素、拓扑异构酶抑制剂、有丝分裂抑制剂激素治疗、靶向的治疗剂和免疫治疗剂。在一些实施方式中，根据本公开的实施方式可用作治疗剂的化疗剂包括但不限于，13-顺-视黄酸，2-氯脱氧腺苷，5-叠氮胞苷，5-氟尿嘧啶，6-巯基嘌呤，6-硫鸟嘌呤，放线菌素D，阿霉素，甲状腺素，阿仑敏单抗，阿维A酸，全变性维酸，α干扰素，视黄醇胺，氨喋呤，氨磷汀，阿那格雷，阿那曲唑，阿拉伯糖基胞嘧啶，三氧化二砷，安吖啶，氨基喜树碱，氨基丁二酰亚胺，天冬酰胺酶，奥瑞他汀，二甲缬氨酸-缬氨酸-海兔异亮氨酸-海兔脯氨酸-苯丙氨酸-对苯二胺(AFP)，甲基缬氨酸-缬氨酸-海兔异亮氨酸-海兔脯氨酸-苯丙氨酸(MMAF)，单甲基奥瑞他汀E(MMAE)，氨基苏氨酸，氮杂胞苷，卡介苗(BCG)，苯达莫司汀，贝伐珠单抗，依那西普，贝沙罗汀，比卡鲁胺，铋，硼替佐米，博来霉素，白消安，钙亚叶酸，亚叶酸因子，卡培他滨，卡纽替尼，卡铂，卡莫司汀，西妥昔单抗，苯丁酸氮芥，顺铂，克拉屈滨，可的松，环磷酰胺，阿糖胞苷，cc1065，达贝泊汀α，达沙替尼，道诺霉素，地西他滨，丹参素，地塞米松，地塞米松，地塞米松，放线菌素，柔红霉素，脱巴嗪，多西紫杉醇，多柔比星，多柔比星，恩替西林，表柔比星，依泊他滨，雌莫司汀，依托泊苷，依托泊苷，非格司亭，氟西米特，氟维司群，氟吡尿苷，氟尿嘧啶，氟达拉滨，氟尿嘧啶，氟他胺，吉非替尼，吉西他滨，吉妥单抗奥佐霉素，戈舍瑞林，粒细胞集落刺激因子，粒细胞巨噬细胞集落刺激因子，六甲基三聚氰胺，氢化可的松羟基脲，伊布他霉素，干扰素α，白细胞介素-2，白细胞介素-11，异维甲酸，伊沙匹隆，伊达比星，甲磺酸伊马替尼，异环磷酰胺，伊立替康，拉帕替尼，来那度胺，来曲唑，甲酰四氢叶酸，亮丙瑞林，脂质体Ara-C，洛莫司汀，氮芥，甲地孕酮，美法仑，巯基嘌呤，甲磺酸，甲氨蝶呤，甲基强的松龙，丝裂霉素C，米托坦，米托蒽醌，维生素，奈拉滨，尼罗替尼，奥曲肽，奥普瑞白介素，奥沙利铂，紫杉醇，帕米膦酸，培美曲塞，帕尼单抗，PEG干扰素，培门冬酶，聚乙二醇非格司亭，PEG-L-天冬酰胺酶，布他他丁，普卡霉素，泼尼松龙，泼尼松，丙卡巴肼，雷洛昔芬，蓖麻毒素，蓖麻毒素A链，利妥昔单抗，罗米洛培定，雷匹雷克定，沙美他滨，沙格司亭，沙铂，索拉非尼，舒尼替尼，乌司他丁，链脲佐菌素，紫杉醇，他莫昔芬，替加氟，替加氟尿嘧啶，替西罗莫司替莫泊胺，替尼泊苷，沙利度胺，硫鸟嘌呤，噻替派，托泊替康，托瑞米芬，托西莫单抗，曲妥珠单抗，维A酸，三替比亚，阿霉素，长春新碱，长春碱，维甲酸，长春瑞滨，伏立诺他宁，钇或唑来膦酸。
根据本发明的实施方式可用作治疗剂的治疗性抗体及其功能性片段包括，但不限于，阿来组单抗、贝伐单抗、西妥昔单抗、依决洛单抗、吉姆单抗、替伊莫单抗、帕尼单抗、利妥昔单抗、托西莫单抗、和曲妥珠单抗以及与本文所列特定疾病相关的其他抗体。
按照本发明的实施方式可用作治疗剂的毒素包括，但不限于，蓖麻毒素、相思豆毒素、核糖核酸酶(RNA酶)、DNA酶I、葡萄球菌肠毒素-A、美洲商陆抗-病毒蛋白、白树毒素、白喉毒素、假单胞菌外毒素和假单胞菌内毒素。
按照本发明的实施方式可用作治疗剂的放射性同位素包括，但不限于，32P、89Sr、90Y、99mTc、99Mo、131I、153Sm、177Lu、186Re、213Bi、223Ra和225Ac。
C.中间表位激活的抗体
提供了能够通过中间表位-结合位点结合至一个或多个中间表位的中间表位激活的抗体及其抗原结合片段。在一些情况中，中间表位激活的抗体结合至SEQ ID NO:1或2(中间表位1或2)的环状肽和/或结合至其一个或多个变体，如中间表位1、2、16-18、23、29、31、32、36、39、42、43、45、46、51、52、54、或55(基于具有SEQ ID NO:1、2、16-18、23、29、31、32、36、39、42、43、45、46、51、52、54、或55中所列序列的中间表位)，或在一些情况中，中间表位1、2、或15-55和/或SEQ ID NO:186-190和207中的任一种的中间表位。提供的中间表位激活的抗体是以类似于西妥昔单抗的亲和性结合至一个或多个中间表位的那些。例如，在某些方面中，抗体以低于等于或约10μM、低于等于或约5μM、或低于等于或约2μM、低于等于或约1μM、低于等于或约500、400、300、200、100nM或更小，如等于或约200皮摩尔或更小的解离常数结合至中间表位。在一些情况中，解离常数，如本文所列的任一种，是使用特定技术，如表面等离振子共振(SPR)、等温滴定量热法(ITC)、荧光、荧光偏振、NMR、IR、滴定量热法；动力学排除；圆二色性、差示扫描量热法、或其他已知方法测量的。例如，在一些情况中，类似物或中间表位显示出低于等于或约10μM、低于等于或约5μM、或低于等于或约2μM、低于等于或约1μM、低于等于或约500、400、300、200、100nM或更小的结合常数，如SPR所测量或如ITC所测量或如这些方法中的任一种所测量。
在一些实施例中，中间表位结合位点是单克隆抗体西妥昔单抗的结构特征。因此，在一些情况中，中间表位结合位点含有对应于西妥昔单抗的中间表位结合位点内的那些残基的残基。X-射线晶体分析已经显示SEQ ID NO:1的肽以约700nM的结合常数结合至西妥昔单抗Fab片段的中心空腔内的中间表位-结合位点，其由重链和轻链的各种残基定义(参见图8和9A)。
在某些实施方式中，利用中间表位和西妥昔单抗结合位点之间的独特相互作用来生成额外的中间表位激活的抗体。在一些实施方式中，通过修饰除西妥昔单抗以外的抗体(有时称为模板抗体)，如具有与西妥昔单抗的那些CDR不同的一个或多个CDR的抗体来生成中间表位激活的抗体，以赋予结合一个或多个提供的中间表位，如SEQ ID NO:1或2的中间表位或其变体的能力。模板抗体可以是人抗体或人源化抗体或小鼠抗体。在一个方面中，修饰包括取代Fab片段的中心空腔内，一般在重链和轻链可变区和/或恒定区的框架区(FR)内的残基以使模板抗体可被中间表位激活。例如，在模板抗体是人抗体或人源化抗体的情况中，修饰一般包括在重链和轻链可变区FR内的残基处的取代。在一些实施方式中，用在西妥昔单抗中存在的相应残基，或相当的氨基酸来替换这类残基。因此，在某些实施方式中，人抗体或人源化抗体的FR内的残基可被相应的鼠残基取代；在某些实施方式中，它们被其他残基，如具有类似官能基团或部分来与中间表位相互作用的那些残基取代。一般而言，被相应鼠(或其他)残基取代的残基发现于中心Fab空腔内，并且因此不接触免疫系统。如此，在一些实施方式中，在人抗体或人源化抗体中导入这些氨基酸取代在递送至人对象的情况中不会增加或不会显著增加修饰的模板抗体的免疫原性。另外，还可使用抗原性预测算法来显示具有点突变的人序列不应有免疫原性。
在一些实施方式中，被替换的一个或多个残基选自轻链框架残基10、39-43、45、83、85、100和/或104，按照Kabat编号(参见Kabat E.A.等，(1991)《免疫学感兴趣蛋白质的序列》(Sequences of Proteins ofImmunological Interest)，第5版，NIH出版号91-3242，通过引用纳入本文)，和/或重链框架残基40、89和/或105，按照Kabat编号。一般而言，除非另外说明，抗体的重链或轻链中的氨基酸位置是指Kabat编号。本发明还包括对应于本文所述的西妥昔单抗的其他抗体中的残基，如西妥昔单抗中间表位结合位点内的那些残基。在一些实施方式中，对应于轻链残基9、10、39、40、41、42、43、45、83、85、100和/或104，和/或重链残基40、89和/或105的模板抗体中的残基被例如，西妥昔单抗内的那些位置处存在的氨基酸替换。在一些实施方式中，中间表位激活的抗体在其轻链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4内)内有与模板抗体的轻链框架区(或相应的一个或多个FR-L)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其重链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4内)内有与模板抗体的重链框架区(或相应的一个或多个FR-H)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VH区内有与模板抗体的VH区至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VL区内有与模板抗体的VL区至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性。在一些实施方式中，与模板抗体相比，抗体含有重链和/或轻链内的一个或多个，例如，全部CDR的全部或至少95、96、97、98、或99％的相同性。在一些方面中，抗体含有与模板抗体相比在轻链(例如，FR-L)内的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰和/或含有与模板抗体相比在重链(例如，FR-H)内的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰。
在一个实施方式中，一个或多个被替换的残基是轻链框架残基，包括但不限于40、41、83和85，按照Kabat编号。在一个实施方式中，轻链残基40被苏氨酸替换；轻链残基41被天冬酰胺替换，轻链残基83被异亮氨酸或缬氨酸替换，和/或轻链残基85被天冬氨酸替换。在一个实施方式中，轻链残基40被苏氨酸替换；轻链残基41被天冬酰胺替换，轻链残基83被谷氨酸替换，和/或轻链残基85被天冬氨酸替换。在一个具体实施例中，轻链框架Pro40被Thr(P40T)或Ser(P40S)替换，轻链框架Gly41被Asn(G41N)替换，轻链框架残基Phe83被Ile(F83I)或Val(F83V)或谷氨酸(F83E)替换并且轻链框架残基Thr85被Asp(T85D)或Asn(T85N)替换。
因此，提供的中间表位激活的抗体是在对应于西妥昔单抗或其他中间表位激活的抗体，如本文所述的那些，包括中间表位激活的曲妥珠单抗和中间表位激活的M5A的中间表位结合位点内的位置的残基处具有一个或多个修饰的抗体，一般是氨基酸取代。抗体是按照Kabat编号在40位具有苏氨酸、丝氨酸或天冬氨酸，在41位具有除甘氨酸以外的残基，和在85位具有天冬氨酸或天冬酰胺的VL区的那些抗体，例如，在40位具有丝氨酸，在41位具有天冬酰胺、和在85位具有天冬氨酸的VL区的抗体。在一些实施方式中，抗体在40位有丝氨酸和在89位有异亮氨酸的VH区和/或在40位有丝氨酸或脯氨酸和在89位有异亮氨酸、酪氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、或色氨酸的VH区，按照Kabat编号。在一些实施方式中，VL区在10位处有异亮氨酸或亮氨酸，和/或在83位处有异亮氨酸或在83位处有谷氨酸。在一些实施方式中，VL区在9位处有缬氨酸或异亮氨酸，和/或在100位处有除谷氨酰胺以外的残基。
在一些实施例中，VL区在9位处有缬氨酸或异亮氨酸，在10位处有异亮氨酸或亮氨酸，在39位处有精氨酸，在40位处有苏氨酸，在41位处的天冬酰胺，在42位处的甘氨酸，在43位处的丝氨酸，在83位处的异亮氨酸或谷氨酸，在85位处的天冬氨酸，和在100位处的丙氨酸；并且VH区有在40位处的丝氨酸和在89位处的异亮氨酸，按照Kabat编号。在一些实施例中，VL区不含40位处的脯氨酸，41位处的甘氨酸，或85位处的苏氨酸，按照Kabat编号，和/或VH区不含40位处的天冬酰胺或丙氨酸或89位处的缬氨酸，按照Kabat编号。在一些实施例中，VL区不含10位处的丝氨酸，40位处的脯氨酸，41位处的甘氨酸，83位处的苯丙氨酸，或85位处的苏氨酸，按照Kabat编号，和/或VH区不含40位处的天冬酰胺或丙氨酸或89位处的缬氨酸，按照Kabat编号。
在一些方面中，抗体具有含P8、V9或I9、I10或L10、Q38、R39、T40、N41、G42、S43、P44、R45、D82、I83、A84、D85、Y86、Y87、G99、A100、G101、T102、K103、L104、E105、R142、S162、V163、T164、E165、Q166、D167、S168、和Y173的轻链，按照Kabat编号，和/或具有含Q6、P9、R38、Q39、S40、P41、G42、K43、G44、L45、S84、D86、T87、A88、I89、Y90、Y91、W103、G104、Q105、G106、T107、L108、V109、T110、V111、Y147、E150、P151、V152、T173、F174、P175、A176、V177、Y185、S186、和L187的重链，按照Kabat编号。
在一些方面中，抗体具有含P8、V9或I9、I10或L10、Q38、R39、T40、N41、G42、S43、P44、R45、D82、E83、A84、D85、Y86、Y87、G99、A100、G101、T102、K103、L104、E105、R142、S162、V163、T164、E165、Q166、D167、S168、和Y173的轻链，按照Kabat编号，和/或具有含Q6、P9、R38、Q39、S40、P41、G42、K43、G44、L45、S84、D86、T87、A88、I89、Y90、Y91、W103、G104、Q105、G106、T107、L108、V109、T110、V111、Y147、E150、P151、V152、T173、F174、P175、A176、V177、Y185、S186、和L187的重链，按照Kabat编号。
在一些实施方式中，通过突变抗体，如人抗体或人源化抗体，例如，曲妥珠单抗的轻链中的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、或11个残基，例如，以模拟西妥昔单抗中的相应位置(基于Kabat编号)来生成中间表位激活的抗体。在一些方面中，与人或人源化序列相比，这种抗体在轻链的9、10、39、40、41、42、43、45、83、85、和100位处含有突变的残基，基于Kabat编号。在一个方面中，中间表位激活的抗体的轻链含有：V9或I9、I10或L10、R39、T40、N41、G42、S43、R45、I83或E83、D85、和A100，例如：V9、I10、R39、T40、N41、G42、S43、R45、I83、D85、和A100，基于Kabat编号。在一些实施方式中，该抗体是人或人源化的。
在一些实施方式中，通过突变抗体，如人抗体或人源化抗体，例如，曲妥珠单抗的重链中的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、或11个残基如1或2个残基，例如，以模拟西妥昔单抗中的相应位置来生成中间表位激活的抗体。在一些方面中，这类抗体在重链的40和89位处含有突变的残基，基于Kabat编号，与人或人源化序列相比。在一个方面中，重链含有S40和I89，基于Kabat编号。在一些实施方式中，该抗体是人或人源化的。
在一些实施方式中，例如，与人源化或人序列相比，中间表位激活的抗体含有13个突变。在一个方面中，与人源化或人序列相比，中间表位激活的抗体含有具有11个突变的轻链和具有2个突变的重链。在一些方面中，抗体在轻链中含有V9或I9、I10或L10、R39、T40、N41、G42、S43、R45、I83、D85、和A100并且在重链中含有S40和I89，基于Kabat编号。在一些方面中，抗体在轻链中含有V9或I9、I10或L10、R39、T40、N41、G42、S43、R45、E83、D85、和A100并且在重链中含有S40和I89，基于Kabat编号。在一些方面中，抗体在轻链中含有V9、I10、R39、T40、N41、G42、S43、R45、I83、D85、和A100并且在重链中含有S40和I89，基于Kabat编号。在一些方面中，抗体在轻链中含有V9、I10、R39、T40、N41、G42、S43、R45、E83、D85、和A100并且在重链中含有S40和I89，基于Kabat编号。在一些实施方式中，抗体和/或其框架区是或者另外是人或人源化的。
在其他实施方式中，通过CDR接枝生成中间表位激活的抗体，一般通过修饰中间表位激活的抗体的重链和/或轻链的一个或多个互补决定区(CDR)(例如，CDR1-3中的一个或多个)，如本文所述的中间表位激活的抗体，以用其他CDR，如现有或新抗体的CDR替换它们。CDR接枝是生产人源化单克隆抗体的标准操作，例如，通过将在非人物种，如小鼠中生成的抗体的CDR接枝到人抗体框架上。参见例如，美国专利号5,558,864和8,133,982；Kettleborough等，通过CDR-接枝的小鼠单克隆抗体的人源化：环形成上框架残基的重要性"Humanization of a mouse monoclonal antibody by CDR-grafting:the importanceof framework residues on loop conformation,"Protein Eng.,4:773-783(1991)。因此，在某些实施方式中，通过接枝先前存在或新生的感兴趣抗体来改变中间表位激活的抗体的抗原特异性。还提供的中间表位激活的抗体是这类CDR-接枝的中间表位激活的抗体。
在一些实施方式中，使用本文所述的抗体(例如，西妥昔单抗、中间表位激活的曲妥珠单抗、或中间表位激活的M5A(抗-CEA)抗体)之一作为模板序列来生成中间表位激活的抗体，并且进行一种或多种已知的抗体工程改造方法来改变其，例如，来改变其抗原结合特性，产生具有不同特性的中间表位激活的抗体。已知的抗体工程改造方法一般用于改变抗原结合和其他形式，包括各种体外随机化，亲和性成熟，和选择方法，包括易错PCR、掺杂PCR、定点诱变、噬菌体展示和其他选择方法。还提供了构建体、文库、和表达系统，包括GPI-连接的表达系统，用于进行这类方法。因此，在某些实施方式中，提供的中间表位激活的抗体具有中间表位激活的抗体如西妥昔单抗、中间表位激活的曲妥珠单抗、或中间表位激活的M5A的一个或多个框架区(FR)(或与这种抗体的FR有至少或约75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％相同性的FR)与轻链和/或重链可变区。在一些方面中，抗体具有与中间表位激活的抗体的CDR不同的一个或多个CDR。
例如，在一些实施方式中，VL区具有包含SEQ ID NO:71中所示的轻链序列的轻链框架区(FR)1(FR-L1)、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4的氨基酸序列(或与SEQ ID NO:71的FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4有至少或约75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％相同性的FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4)，并且在一些方面中，至少一个CDR与SEQ IDNO:71中所示的轻链序列的CDR不同；和/或VH区具有SEQ ID NO:72中所述的重链序列的重链FR1(FR-H1)、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4的氨基酸序列(或与SEQ ID NO:72的FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4有至少或约75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％相同性的FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4)，并且在一些方面中，至少一个CDR与SEQ ID NO:72中所示的重链序列的CDR不同。
在一些实施方式中，VL区具有包含SEQ ID NO:9中所示的轻链序列的轻链框架区(FR)1(FR-L1)、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4的氨基酸序列(或与SEQ ID NO:9的FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4有至少或约75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％相同性的FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4)，并且在一些方面中，至少一个CDR与SEQ ID NO:9中所示的轻链序列的CDR不同；和/或VH区具有SEQ ID NO:6中所述的重链序列的重链FR1(FR-H1)、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4的氨基酸序列(或与SEQ ID NO:6的FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4有至少或约75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％相同性的FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4)，并且在一些方面中，至少一个CDR与SEQ ID NO:6中所示的重链序列的CDR不同。
在一些实施方式中，VL区具有包含SEQ ID NO:68中所示的轻链序列的轻链框架区(FR)1(FR-L1)、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4的氨基酸序列(或与SEQ ID NO:68的FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4有至少或约75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％相同性的FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4)，并且在一些方面中，至少一个CDR与SEQ ID NO:68中所示的轻链序列的CDR不同；和/或VH区具有SEQ ID NO:70中所述的重链序列的重链FR1(FR-H1)、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4的氨基酸序列(或与SEQ ID NO:70的FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4有至少或约75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％相同性的FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4)，并且在一些方面中，至少一个CDR与SEQ ID NO:70中所示的重链序列的CDR不同。
在一些实施方式中，VL区具有包含SEQ ID NO:61中所示的轻链序列的轻链框架区(FR)1(FR-L1)、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4的氨基酸序列(或与SEQ ID NO:61的FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4有至少或约75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％相同性的FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4)，并且在一些方面中，至少一个CDR与SEQ ID NO:61中所示的轻链序列的CDR不同；和/或VH区具有SEQ ID NO:63中所述的重链序列的重链FR1(FR-H1)、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4的氨基酸序列(或与SEQ ID NO:63的FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4有至少或约75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％相同性的FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4)，并且在一些方面中，至少一个CDR与SEQ ID NO:63中所示的重链序列的CDR不同。在一些实施方式中，中间表位激活的抗体具有与SEQ ID NO:6、7、9、10、12、14、61、63、68、69、70、71、和/或72中所示的CDR不同的一个或多个CDR。
在一些实施方式中，中间表位是除西妥昔单抗以外的抗体，不特异性结合至EGFR，结合至除EGFR以外的抗原，和/或不特异性结合至被西妥昔单抗特异性结合的EGFR上的表位。
在一些实例中，中间表位激活的抗体基于选自以下的模板抗体生成：阿巴格单抗、阿昔单抗、阿达木单抗、阿德木单抗、奥美珠单抗、阿妥莫单抗、阿妥莫单抗喷替酸盐、马安那莫单抗、马安那莫单抗(anatumomab mafenatox)、阿西莫单抗、阿替珠单抗、巴利昔单抗、贝伐珠单抗、伊妥莫单抗、贝利木单抗、贝利珠单抗、贝伐单抗、布妥昔单抗、卡尼卡单抗、卡波米单抗、卡波米单抗喷地肽、卡妥索单抗、塞妥珠单抗、替坦司可利妥珠单抗、达珠单抗、地诺单抗、依库珠单抗、依决洛单抗、依法利珠单抗、伊塔木单抗、厄妥索单抗、法索单抗、Fbta05、芳妥珠单抗、吉妥珠单抗、吉瑞昔单抗、戈利木单抗、替伊莫单抗、伊戈伏单抗、英夫利昔单抗、伊皮木单抗、拉贝珠单抗、姆曲波单抗、莫罗单抗、莫罗单抗-CD3、那他珠单抗、耐昔木单抗、尼妥珠单抗、奥法木单抗、奥马珠单抗、奥米伏单抗、帕利珠单抗、帕尼单抗、雷尼珠单抗、利妥昔单抗、沙妥莫单抗、硫索单抗、替伊莫单抗、替伊莫单抗(ibritumomabtiuxetan)、托珠单抗、托西莫单抗、曲妥珠单抗、Trbs07、优特克单抗、维西珠单抗、伏妥莫单抗、扎妥木单抗、布罗芦单抗、安鲁珠单抗、巴匹珠单抗、达鲁珠单抗、登西珠单抗、加尼妥单抗、奥英妥珠单抗、马维珠单抗、摩西珠单抗(moxetumomab pasudotox)、利落木单抗、西法木单抗、他尼珠单抗、曲罗尼单抗、特姆单抗，由杂交瘤10B5，B6H12.2产生的抗体和脲壳单抗，其片段，具有其抗原结合区和/或CDR的抗体，和/或与此类抗体竞争结合的抗体；和/或具有SEQ ID NO:78-124和/或125-170中任一个所示的序列的抗体，其片段，具有其抗原结合区和/或CDR的抗体，和/或与此类抗体竞争结合的抗体。表3列出了某些抗体的注册号。
表3.
在其他实施例中，模板抗体选自：阿巴莫单抗、阿昔单抗、阿达木单抗、阿德木单抗、阿仑单抗、阿妥莫单抗、阿妥莫单抗喷替酸盐、马安那莫单抗、马安那莫单抗(anatumomab mafenatox)、阿西莫单抗、阿替珠单抗、巴利昔单抗、贝伐珠单抗、贝伐单抗、贝那珠单抗、贝伐珠单抗、贝他单抗、卡尼卡单抗、卡波米单抗、卡波米单抗喷地肽、卡妥索单抗、塞妥珠单抗、替坦司可利妥珠单抗、达珠单抗、地诺单抗、依库珠单抗、依决洛单抗、依法利珠单抗、伊塔木单抗、厄妥索单抗、法索单抗、Fbta05、芳妥珠单抗、吉瑞昔单抗、戈立木单抗、替伊莫单抗、伊戈伏单抗、英夫利昔单抗、伊皮木单抗、拉贝珠单抗、姆曲波单抗、莫罗单抗、莫罗单抗-CD3、那他珠单抗、耐昔木单抗、尼妥珠单抗、奥法木单抗、奥马珠单抗、奥米伏单抗、帕利珠单抗、帕尼单抗、雷尼珠单抗、利妥昔单抗、沙妥莫单抗、硫索单抗、替伊莫单抗、替伊莫单抗(ibritumomab tiuxetan)、托珠单抗、托西莫单抗、曲妥珠单抗、Trbs07、优特克单抗、维西珠单抗、伏妥莫单抗、扎妥木单抗，由杂交瘤10B5产生的抗体，布罗芦单抗或替泽坦(tiuzetan)。在一些这类实施例中，一个或多个CDR是这些模板抗体中存在的CDR，和/或抗体特异性结合至与这类抗体相同的抗原或表位，和/或与这类抗体竞争结合其抗原。
因此，在一些情况中，中间表位激活的抗体(包括其片段)特异性结合至选自下组的抗原：CA-125、糖蛋白(GP)IIb/IIIa受体、TNF-α、CD52、TAG-72、癌胚抗原(CEA)、白介素-6受体(IL-6R)、IL-2、白介素-2受体a-链(CD25)、CD22、CD23(也称为CD23A、FcεRII、FcεRII、FCE2、CLEC4J、C-型凝集素结构域家族4成员J、免疫球蛋白E-结合因子、淋巴细胞IgE受体、BLAST-2、或IGEBF)、CD37(也称为四旋蛋白-26、TSPAN26、tspan-26、或GP52-40)、粘蛋白-1、催乳素受体(也称为PRL-R)、SDC-1(也称为CD138、多配聚糖蛋白多糖1、多配聚糖1、或硫酸乙酰肝素蛋白多糖成纤维细胞生长因子受体)、B-细胞活化因子、白介素-5受体(CD125)、VEGF、VEGF-A、CD30、IL-1β、前列腺特异性膜抗原(PSMA)、CD3、EpCAM、EGF受体(EGFR)、MUC1、人白介素-2受体、Tac、RANK配体、补体蛋白质，例如，C5、EpCAM、CD11a，例如，人CD11a、整联蛋白，例如，α-vβ-3整联蛋白、玻连蛋白受体α-vβ-3整联蛋白、HER2、neu、CD3、CD15、CD20(小和/或大环)、干扰素γ、CD33、CA-IX、TNFα、CTLA-4、癌胚抗原、IL-5、CD3ε、CAM、α-4-整联蛋白、IgE，例如，IgE Fc区、RSV抗原，例如，呼吸道合胞病毒(RSV)的融合蛋白、TAG-72、NCA-90(粒细胞抗原)、IL-6、GD2、GD3、IL-12、IL-23、IL-17、CTAA16.88、IL13、白介素-1β、β-淀粉样、IGF-1受体(IGF-1R)、Δ-样配体4(DLL4)、粒细胞集落刺激因子受体的α亚基、肝细胞生长因子、IFN-α、神经生长因子、IL-13、PD-L1、CD326、CD47、和CD137。在一些实施例中，中间表位激活的抗原结合至被鉴定为感兴趣疾病或病症，如癌症或其他疾病中的靶标的另一种抗原。
CD19
在一个实施方式中，模板抗体是抗-CD19抗体，例如，针对CD19的人或人源化抗体或小鼠抗体，如MOR208，或具有这种抗体的重链、轻链、VH或VL的抗体，或其功能性片段。在一些实施方式中，中间表位激活的抗体特异性地结合至CD19。CD19(或分化-19的聚类)，例如，被NCBI登录号NP_001171569或UniProt Identifier P15391鉴定。在一个方面中，CD19在发育成B-细胞胚期间发现于来自最早可识别B-系细胞的B细胞的表面上，但是在成熟为浆细胞后丧失。在某些方面中，CD19是降低抗原受体依赖性刺激的阈值的调节分子。
在一些实施方式中，模板抗体包括SEQ ID NO:226和/或SEQ ID NO:227的氨基酸(有或没有前导序列)，其分别显示了MOR208(5574)(一种特异性结合至CD19的单克隆抗体，例如，未成熟、成熟和恶性B细胞的CD19)的轻链和重链氨基酸序列，和/或包括SEQ ID NO:245和/或246的氨基酸序列(有或没有前导序列)，其分别显示了MOR208的VL和VH氨基酸序列。
在一些方面中，中间表位激活的抗体或片段具有SEQ ID NO:226所示的轻链序列或MOR208的VL或轻链的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)，和/或SEQID NO:227所示的重链序列或MOR208的VH或重链的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)。
在一些方面中，中间表位激活的抗体的VL区含有一个或多个，一般多个修饰(其一般在框架区中)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:245所示的氨基酸序列相比，有或没有前导序列，和/或中间表位激活的抗体的VH区含有一个或多个，例如，多个修饰(其一般在框架区)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:246所示的氨基酸序列的VH区的氨基酸序列相比，有或没有前导序列。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体在其轻链框架区(或在一个或多个这类区内，例如，FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4内)内有与SEQ ID NO:226或MOR208的轻链框架区(或相应的一个或多个FR-L)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其重链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4内)内有与SEQ ID NO:227或MOR208的重链框架区(或相应的一个或多个FR-H)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VH区内有与SEQ ID NO:246或MOR208的VH区至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VL区内有与SEQ ID NO:245或MOR208的VL区至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性。在一些实施方式中，与MOR208相比(例如，与SEQ ID NO:226或227的CDR相比)，抗体含有重链和/或轻链内的一个或多个，例如，全部CDR的全部或至少95、96、97、98、或99％的相同性。
在一些方面中，中间表位激活的抗体并不特异性结合至被MOR208特异性结合的CD19的表位，但特异性结合CD19，或不含MOR208的CDR，和/或与MOR208竞争结合抗原，但特异性结合CD19。
CD22
在一个实施方式中，模板抗体是抗-CD22抗体，例如，针对CD22的人或人源化抗体或小鼠抗体，如依帕珠单抗，或莫昔莫单抗(moxetumomab)，或具有这种抗体的重链、轻链、VH或VL的抗体，或其功能性片段。在一些实施方式中，中间表位激活的抗体特异性地结合至CD22。CD22(或分化-22的聚类)是属于凝集素SIGLEC家族的分子，例如，由NCBI登录号NP_001762或UniProt Identifier P20273所鉴定。在一个方面中，CD22发现于成熟B细胞的表面上或以较低的程度发现于未成熟B细胞上。在某些方面中，CD22是防止免疫系统的过度激活和自身免疫疾病的发展的调节分子。在一个实施方式中，针对CD22的模板抗体特异性结合至具有SEQ ID NO:175的氨基酸序列的多肽或蛋白质上，或具有包含SEQ ID NO:176的氨基酸序列的多核苷酸编码的氨基酸序列的多肽或蛋白质的一个或多个表位。
在一些实施方式中，模板抗体包括SEQ ID NO:177和/或SEQ ID NO:178的氨基酸(有或没有前导序列)，在各序列中其分别显示了依帕珠单抗(一种特异性结合至CD22的人源化单克隆抗体，例如，成熟和恶性B细胞的CD22)的轻链和重链氨基酸序列，和/或包括SEQID NO:179和/或183的氨基酸序列(有或没有前导序列，在各序列中其以斜体显示)，其分别显示了依帕珠单抗的VL和VH氨基酸序列。
依帕珠单抗轻链序列(SEQ ID NO:177)：
MKLPVRLLVLLLFWIPASRGDVQVTQSPSSLSASVGDRVTITCRSSQSLANSYGNTFLSWYLHKPGKAPQLLIYGISNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYCLQGTHQPYTFGQGTKVEIKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC。
依帕珠单抗重链序列(SEQ ID NO:178)：
MDFGFSLVFLALILKGVQCEVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCKASGYRFTNYWIHWVRQAPGQGLEWIGGINPGNNYATYRRKFQGRVTMTADTSTSTVYMELSSLRSEDTAVYYCTREGYGNYGAWFAYWGQGTLVTVSSASTKGPSVFPLAPCSRSTSESTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTKTYTCNVDHKPSNTKVDKRVESKYGPPCPPCP APEFLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSQEDPEVQFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQFNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKGLPSSIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSQEEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSRLTVDKSRWQEGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSLGK。
依帕珠单抗轻链可变(VL)区序列(SEQ ID NO:179)：
MKLPVRLLVLLLFWIPASRGDVQVTQSPSSLSASVGDRVTITCRSSQSLA NSYGNTFLSWYLHKPGKAPQLLIYGISNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLTISSL QPEDFATYYCLQGTHQPYTFGQGTKVEIKRTV。
依帕珠单抗重链可变(VH)区序列(SEQ ID NO:183)：
MDFGFSLVFLALILKGVQCEVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCKASGYR FTNYWIHWVRQAPGQGLEWIGGINPGNNYATYRRKFQGRVTMTADTSTST VYMELSSLRSEDTAVYYCTREGYGNYGAWFAYWGQGTLVTVSS。
在一些方面中，中间表位激活的抗体或片段具有SEQ ID NO:177或SEQ ID NO:179所示的轻链或VL序列，或依帕珠单抗的轻链或VL的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)，和/或SEQ ID NO:179或183所示的重链序列或VH序列，或依帕珠单抗的重链或VH的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)。
在一些方面中，中间表位激活的抗体的VL区含有一个或多个，一般多个修饰(其一般在框架区中)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:179所示的氨基酸序列相比，有或没有前导序列，和/或中间表位激活的抗体的VH区含有一个或多个，例如，多个修饰(其一般在框架区)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:183所示的氨基酸序列相比，有或没有前导序列。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体在其轻链框架区(或在一个或多个这类区内，例如，FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4内)内有与SEQ ID NO:177或179或依帕珠单抗的轻链框架区(或相应的一个或多个FR-L)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其重链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4内)内有与SEQ ID NO:178或183或依帕珠单抗的重链框架区(或相应的一个或多个FR-H)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VH区内有与依帕珠单抗的VH区(即，与SEQ ID NO:183的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VL区内有与依帕珠单抗的VL区(即，SEQ ID NO:179的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性。在一些实施方式中，与依帕珠单抗相比(例如，与SEQ IDNO:177或179或者SEQ ID NO:178或183的CDR相比)，抗体含有重链和/或轻链内的一个或多个，例如，全部CDR的全部或至少95、96、97、98、或99％的相同性。
在一些方面中，中间表位激活的抗体并不特异性结合至被依帕珠单抗特异性结合的CD22的表位，但特异性结合CD22，或不含依帕珠单抗的CDR，和/或与依帕珠单抗竞争结合抗原，但特异性结合CD22。
在一些实施方式中，模板抗体包含SEQ ID NO:65和/或SEQ ID NO:67的氨基酸序列(有或没有前导序列/残基)，其分别显示莫昔莫单抗(一种抗-CD22小鼠单克隆抗体)的VL和VH氨基酸序列，和/或包含SEQ ID NO:66的氨基酸序列(有或没有前导序列，可应用处以斜体显示)，其显示了莫昔莫单抗的重链氨基酸序列。
莫昔莫单抗轻链可变(VL)区序列(SEQ ID NO:65)：
DIQMTQTTSSLSASLGDRVTISCRASQDISNYLNWYQQKPDGTVKLLIY YTSILHSGVPSRFSGSGSGTDYSLTISNLEQEDFATYFCQQGNTLPWTFGCGT KLEIK。
莫昔莫单抗重链序列(SEQ ID NO:66)：
MEVQLVESGGGLVKPGGSLKLSCAASGFAFSIYDMSWVRQTPEKCLEWVAYISSGGGTTYYPDTVKGRFTISRDNAKNTLYLQMSSLKSEDTAMYYC ARHSGYGTHWGVLFAYWGQGTLVTVSAKASGGPEGGSLAALTAHQACHLPLETFTRHRQPRGWEQLEQCGYPVQRLVALYLAARLSWNQVDQVIRNALASPGSGGDLGEAIREQPEQARLALTLAAAESERFVRQGTGNDEAGAANGPADSGDALLERNYPTGAEFLGDGGDVSFSTRGTQNWTVERLLQAHRQLEERGYVFVGYHGTFLEAAQSIVFGGVRARSQDLDAIWRGFYIAGDPALAYGYAQDQEPDARGRIRNGALLRVYVPRSSLPGFYRTSLTLAAPEAAGEVERLIGHPLPLRLDAITGPEEEGGRLETILGWPLAERTVVIPSAIPTDPRNVGGDLDPSSIPDKEQAISALPDYASQPGKPPREDLK。
莫昔莫单抗重链可变(VH)区序列(SEQ ID NO:67)：
MEVQLVESGGGLVKPGGSLKLSCAASGFAFSIYDMSWVRQTPEKCLE WVAYISSGGGTTYYPDTVKGRFTISRDNAKNTLYLQMSSLKSEDTAMYYC ARHSGYGTHWGVLFAYWGQGTLVTVSA。
在一些方面中，中间表位激活的抗体或片段具有SEQ ID NO:65所示的VL序列，或莫昔莫单抗的轻链或VL的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)，和/或SEQID NO:66或67所示的重链或VH序列，或莫昔莫单抗的重链或VH的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)。
在一些方面中，中间表位激活的抗体的VL区含有一个或多个，一般多个修饰(其一般在框架区中)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:65所示的氨基酸序列相比，有或没有前导序列，或莫昔莫单抗的VL，和/或中间表位激活的抗体的VH区含有一个或多个，例如，多个修饰(其一般在框架区)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:67所示的氨基酸序列相比，有或没有前导序列，或莫昔莫单抗的VH。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体在其轻链框架区(或在一个或多个这类区内，例如，FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4内)内有与SEQ ID NO:65或莫昔莫单抗的轻链框架区(或相应的一个或多个FR-L)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其重链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4内)内有与SEQ ID NO:66或67或莫昔莫单抗的重链框架区(或相应的一个或多个FR-H)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VH区内有与莫昔莫单抗的VH区(即，与SEQ ID NO:67的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VL区内有与莫昔莫单抗的VL区(即，SEQ ID NO:65的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性。在一些实施方式中，与莫昔莫单抗相比(例如，与SEQ ID NO:65或66或67的CDR相比)，抗体含有重链和/或轻链内的一个或多个，例如，全部CDR的全部或至少95、96、97、98、或99％的相同性。
在一些方面中，中间表位激活的抗体并不特异性结合至被莫昔莫单抗特异性结合的CD22的表位，但特异性结合CD22，或不含莫昔莫单抗的CDR，和/或与莫昔莫单抗竞争结合抗原，但特异性结合CD22。
CD23
在一个实施方式中，模板抗体是抗-CD23抗体，例如，针对CD23的人或人源化抗体或小鼠抗体，如鲁昔单抗，或具有这种抗体的重链、轻链、VH或VL的抗体，或其功能性片段。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体特异性地结合至CD23。CD23也被称为Fcepsilon RII，或FcεRII，是针对IgE的“低亲和性”受体，一种参与过敏和对寄生虫抗性的抗体同种型，并且对于IgE水平的调节而言是重要的。CD23是C-型凝集素，例如，被NCBI登录号NP_001193948.2或UniProt Identifier P06734所鉴定。CD23抗原是45-kDa II型跨膜糖蛋白，其在几种造血细胞类型上表达。在一些方面中，CD23在成熟B细胞、活化的巨噬细胞、嗜酸性粒细胞、滤泡型树突细胞和血小板上表达。CD23是不属于免疫球蛋白基因超家族的唯一FcR。CD23的功能包括调节B细胞的IgE产生和促进生发中心-衍生的B细胞的存活。CD23的表达在正常活化的滤泡B细胞和CLL细胞中高度上调。
在一个实施方式中，针对CD23的模板抗体特异性结合至具有SEQ ID NO:172的氨基酸序列的多肽或蛋白质上，或具有包含SEQ ID NO:184的氨基酸序列的多核苷酸编码的氨基酸序列的多肽或蛋白质的一个或多个表位。
在一些实施方式中，模板抗体包括SEQ ID NO:185和/或SEQ ID NO:190的氨基酸序列(有或没有前导序列/残基，其可应用处用斜体表示)，其分别显示了鲁昔单抗的VL和VH氨基酸序列。
鲁昔单抗轻链可变(VL)区序列加前导(SEQ ID NO:185)：
MDMRVPAQLLGLLLLWLPGARCDIQMTQSPSSLSASVGDRVTITCRASQ DIRYYLNWYQQKPGKAPKLLIYVASSLQSGVPSRFSGSGSGTEFTLTVSSLQ PEDFATYYCLQVYSTPRTFGQGTKVEIK。
鲁昔单抗重链可变(VH)区序列加前导(SEQ ID NO:190)：
MEFGLSWVFLVPLLKGVQCEVQLVESGGGLAKPGGSLRLSCAASGFR FTFNNYYMDWVRQAPGQGLEWVSRISSSGDPTWYADSVKGRFTISRENAN NTLFLQMNSLRAEDTAVYYCASLTTGSDSWGQGVLVTVSS。
鲁昔单抗(也称为IDEC-152、P5E8、戈米利单抗；百集公司(Biogen Idec))是灵长源化的抗-CD23 mAb，其含有猕猴可变区和人恒定区(IgG1-κ)。其初始开发成抑制由活化的人外周血B细胞产生IgE；然而，之后，其被进一步理解作为强效抗-CD23 mAB。临床前数据表明，鲁昔单抗主要通过凋亡内在途径介导其对CLL细胞和表达CD23的B细胞的抗肿瘤效果(即，诱导抗-凋亡蛋白质Bcl-2、Bcl-XL和XIAP的下调，Bax的活化和线粒体细胞色素c的释放)。当鲁昔单抗与利妥昔单抗或氟达拉滨在异种移植模型中组合时，也在表达CD23的B-细胞系和原代CLL细胞上证明协同细胞毒性。在46个重度治疗前CLL患者的I期临床试验中，鲁昔单抗作为单一药剂显示出最适度的临床活性。虽然没有观察到客观完全应答(CR)或部分应答(PR)，鲁昔单抗在52％的患者中降低了肿大的淋巴结储存，并且在91％的患者中降低了外周血淋巴细胞计数。鲁昔单抗的安全性概况证明大部分的不良事件(AE)限于1/2级。鲁昔单抗不是免疫抑制性的并且没有达到MTD(最大耐受剂量)。
在一些方面中，中间表位激活的抗体或片段具有SEQ ID NO:185所示的VL序列，或鲁昔单抗的轻链或VL的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)，和/或SEQID NO:190所示的重链或VH序列，或鲁昔单抗的重链或VH的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)。
在一些方面中，中间表位激活的抗体的VL区含有一个或多个，一般多个修饰(其一般在框架区中)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:185所示的氨基酸序列相比，有或没有前导序列，或鲁昔单抗的VL，和/或中间表位激活的抗体的VH区含有一个或多个，例如，多个修饰(其一般在框架区)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:190所示的氨基酸序列相比，有或没有前导序列，或鲁昔单抗的VH。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体在其轻链框架区(或在一个或多个这类区内，例如，FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4内)内有与SEQ ID NO:185或鲁昔单抗的轻链框架区(或相应的一个或多个FR-L)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其重链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4内)内有与SEQ ID NO:190或鲁昔单抗的重链框架区(或相应的一个或多个FR-H)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VH区内有与鲁昔单抗的VH区(即，与SEQ ID NO:190的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VL区内有与鲁昔单抗的VL区(即，SEQ ID NO:185的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性。在一些实施方式中，与鲁昔单抗相比(例如，与SEQ ID NO:185或190的CDR相比)，抗体含有重链和/或轻链内的一个或多个，例如，全部CDR的全部或至少95、96、97、98、或99％的相同性。
在一些方面中，中间表位激活的抗体并不特异性结合至被鲁昔单抗特异性结合的CD23的表位，但特异性结合CD23，或不含鲁昔单抗的CDR，和/或与鲁昔单抗竞争结合抗原，但特异性结合CD23。
CD33
在一个实施方式中，模板抗体是抗-CD33抗体，例如，针对CD33的人或人源化抗体或小鼠抗体，如吉姆单抗，或具有这种抗体的重链、轻链、VH或VL的抗体，或其功能性片段。在一些实施方式中，中间表位激活的抗体特异性地结合至CD33。CD33(或分化-33的聚类)，例如，被UniProt Identifier P20138所鉴定。在一个方面中，在骨髓细胞的表面上发现CD33。
在一些实施方式中，模板抗体包括SEQ ID NO:224和/或SEQ ID NO:225的氨基酸(有或没有前导序列)，其分别显示了吉姆单抗(Mylotarg)(一种特异性结合至CD33的单克隆抗体，例如，未成熟、成熟和恶性B细胞的CD33)的轻链和重链氨基酸序列，和/或包括SEQID NO:243和/或245的氨基酸序列(有或没有前导序列)，其分别显示了吉姆单抗的VL和VH氨基酸序列。
在一些方面中，中间表位激活的抗体或片段具有SEQ ID NO:224所示的轻链序列或吉姆单抗的VL或轻链的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)，和/或SEQID NO:225所示的重链序列或吉姆单抗的VH或重链的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)。
在一些方面中，中间表位激活的抗体的VL区含有一个或多个，一般多个修饰(其一般在框架区中)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:243所示的氨基酸序列相比，有或没有前导序列，和/或中间表位激活的抗体的VH区含有一个或多个，例如，多个修饰(其一般在框架区)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:244所示的氨基酸序列的VH区的氨基酸序列相比，有或没有前导序列。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体在其轻链框架区(或在一个或多个这类区内，例如，FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4内)内有与SEQ ID NO:224或吉姆单抗的轻链框架区(或相应的一个或多个FR-L)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其重链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4内)内有与SEQ ID NO:225或吉姆单抗的重链框架区(或相应的一个或多个FR-H)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VH区内有与SEQ ID NO:244或吉姆单抗的VH区至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VL区内有与SEQ ID NO:243或吉姆单抗的VL区至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性。在一些实施方式中，与吉姆单抗相比(例如，与SEQ ID NO:224或225的CDR相比)，抗体含有重链和/或轻链内的一个或多个，例如，全部CDR的全部或至少95、96、97、98、或99％的相同性。
在一些方面中，中间表位激活的抗体并不特异性结合至被吉姆单抗特异性结合的CD33的表位，但特异性结合CD33，或不含吉姆单抗的CDR，和/或与吉姆单抗竞争结合抗原，但特异性结合CD33。
CD37
在一个实施方式中，模板抗体是抗-CD37抗体，例如，针对CD37的人或人源化抗体或小鼠抗体，如奥特珠单抗(otlertuzumab)，或具有这种抗体的重链、轻链、VH或VL的抗体，或其功能性片段。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体特异性地结合至CD37。CD37，也称为GP52-40或TSPAN26，是跨膜4超家族的成员，也称为四旋蛋白家族。WO 2011112978公开了CD37-结合分子及其免疫偶联物，其公开通过引用全文纳入本文用于所有目的。
在一个实施方式中，针对CD37的模板抗体特异性结合至具有SEQ ID NO:191的氨基酸序列的多肽或蛋白质上，或具有包含SEQ ID NO:192的氨基酸序列的多核苷酸编码的氨基酸序列的多肽或蛋白质的一个或多个表位。
在一些实施方式中，模板抗体包括SEQ ID NO:193和/或SEQ ID NO:194的氨基酸序列，其分别显示了奥特珠单抗的VL和VH氨基酸序列。
奥特珠单抗(也称为Betalutin或IMGN529)靶向CD37，其具有与NHL亚型上的CD20相似的表达概况。
在一些方面中，中间表位激活的抗体或片段具有SEQ ID NO:193所示的VL序列，或奥特珠单抗的轻链或VL的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)，和/或SEQID NO:194所示的重链或VH序列，或奥特珠单抗的重链或VH的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)。
在一些方面中，中间表位激活的抗体的VL区含有一个或多个，一般多个修饰(其一般在框架区中)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:193所示的氨基酸序列，或奥特珠单抗的VL相比，和/或中间表位激活的抗体的VH区含有一个或多个，例如，多个修饰(其一般在框架区)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:194所示的氨基酸序列，或奥特珠单抗的VH相比。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体在其轻链框架区(或在一个或多个这类区内，例如，FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4内)内有与SEQ ID NO:193或奥特珠单抗的轻链框架区(或相应的一个或多个FR-L)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其重链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4内)内有与SEQ ID NO:194或奥特珠单抗的重链框架区(或相应的一个或多个FR-H)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VH区内有与奥特珠单抗的VH区(即，与SEQ ID NO:194的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VL区内有与奥特珠单抗的VL区(即，SEQ ID NO:193的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性。在一些实施方式中，与奥特珠单抗相比(例如，与SEQ ID NO:193或194的CDR相比)，抗体含有重链和/或轻链内的一个或多个，例如，全部CDR的全部或至少95、96、97、98、或99％的相同性。
在一些方面中，中间表位激活的抗体并不特异性结合至被奥特珠单抗特异性结合的CD37的表位，但特异性结合CD37，或不含奥特珠单抗的CDR，和/或与奥特珠单抗竞争结合抗原，但特异性结合CD37。
粘蛋白-1
在一个实施方式中，模板抗体是抗-粘蛋白-1抗体，例如，针对粘蛋白-1的人或人源化抗体或小鼠抗体，如hPAM4-Cide(也称为替坦司可利妥珠单抗)，或具有这种抗体的重链、轻链、VH或VL的抗体，或其功能性片段。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体特异性地结合至粘蛋白1。粘蛋白-1也被称为粘蛋白1、细胞表面结合(MUC1)、或多态性上皮粘蛋白(PEM)，并且是由人中的MUC1基因表达的粘蛋白，例如，如NCBI登录号NP_001018021或UniProt Identifier P15941所鉴定。在一个实施方式中，针对粘蛋白-1的模板抗体特异性结合至具有SEQ ID NO:195的氨基酸序列的多肽或蛋白质上，或具有包含SEQ ID NO:196的氨基酸序列的多核苷酸编码的氨基酸序列的多肽或蛋白质的一个或多个表位。
在一些实施方式中，模板抗体包括SEQ ID NO:197和/或SEQ ID NO:198的氨基酸序列，其分别显示了hPAM4-Cide(也称为替坦司可利妥珠单抗)的VL和VH氨基酸序列。WO2010042562公开了其他粘蛋白-1抗体，其内容通过引用纳入本文用于所有目的。
在一些方面中，中间表位激活的抗体或片段具有SEQ ID NO:197所示的VL序列，或hPAM4-Cide的轻链或VL的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)，和/或SEQID NO:198所示的重链或VH序列，或hPAM4-Cide的重链或VH的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)。
在一些方面中，中间表位激活的抗体的VL区含有一个或多个，一般多个修饰(其一般在框架区中)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:197所示的氨基酸序列相比，有或没有前导序列，或hPAM4-Cide的VL，和/或中间表位激活的抗体的VH区含有一个或多个，例如，多个修饰(其一般在框架区)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:198所示的氨基酸序列相比，有或没有前导序列，或hPAM4-Cide的VH。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体在其轻链框架区(或在一个或多个这类区内，例如，FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4内)内有与SEQ ID NO:197或hPAM4-Cide的轻链框架区(或相应的一个或多个FR-L)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其重链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4内)内有与SEQ ID NO:198或hPAM4-Cide的重链框架区(或相应的一个或多个FR-H)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VH区内有与hPAM4-Cide的VH区(即，与SEQ ID NO:198的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VL区内有与hPAM4-Cide的VL区(即，SEQ ID NO:197的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性。在一些实施方式中，与hPAM4-Cide相比(例如，与SEQ ID NO:197或198的CDR相比)，抗体含有重链和/或轻链内的一个或多个，例如，全部CDR的全部或至少95、96、97、98、或99％的相同性。SEQ ID NO:197显示了hPAM4-Cide轻链可变(VL)区序列并且SEQID NO:198显示了hPAM4-Cide重链可变(HL)区序列。
在一些方面中，中间表位激活的抗体并不特异性结合至被hPAM4-Cide特异性结合的粘蛋白1的表位，但特异性结合粘蛋白1，或不含hPAM4-Cide的CDR，和/或与hPAM4-Cide竞争结合抗原，但特异性结合粘蛋白1。
催乳素受体
在一个实施方式中，模板抗体是催乳素受体(PRLR)抗体，例如，针对催乳素受体的人或人源化抗体或小鼠抗体，如LFA-102或002-H08，或具有这种抗体的重链、轻链、VH或VL的抗体，或其功能性片段。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体特异性地结合至催乳素受体。在一个方面中，催乳素受体由染色体5p13-14上的基因编码，并且以跨膜受体与催乳素分子相互作用。催乳素受体含有结合催乳素的胞外区，跨膜区，和胞质区。
在一些实施方式中，模板抗体包含LFA-102的VL和/或VH氨基酸序列的氨基酸序列，其是IgG1κ亚型的人源化单克隆抗体，并且以非配体竞争性方式结合至PRLR的推定二聚化区并抑制PRL-诱导的信号转导。LFA-102公开于申请公开号US20110150760，其公开内容通过引用全文纳入本文用于所有目的。
在一些方面中，中间表位激活的抗体或片段具有LFA-102的VL的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)，和/或LFA-102的VH的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)。
在一些方面中，中间表位激活的抗体的VL区含有一个或多个，一般多个修饰(其一般在框架区中)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与LFA-102的VL相比，和/或中间表位激活的抗体的VH区含有一个或多个，例如，多个修饰(其一般在框架区)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与LFA-102的VH相比。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体在其轻链框架区(或在一个或多个这类区内，例如，FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4内)内有与LFA-102的轻链框架区(或相应的一个或多个FR-L)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其重链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4内)内有与LFA-102的重链框架区(或相应的一个或多个FR-H)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VH区内有与LFA-102的VH区至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VL区内有与LFA-102的VL区至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性。在一些实施方式中，与LFA-102相比，抗体含有重链和/或轻链内的一个或多个，例如，全部CDR的全部或至少95、96、97、98、或99％的相同性。
在一些方面中，中间表位激活的抗体并不特异性结合至被LFA-102特异性结合的催乳素受体表位，但特异性结合催乳素受体不含LFA-102的CDR，和/或与LFA-102竞争结合抗原，但特异性结合催乳素受体。
在一些实施方式中，模板抗体包括SEQ ID NO:208和/或SEQ ID NO:209的氨基酸序列，其分别显示了002-H08的VL和VH氨基酸序列。申请公开号US20120315276公开了包括002-H08的催乳素受体抗体，其公开内容通过引用全文纳入本文用于所有目的。
在一些方面中，中间表位激活的抗体或片段具有SEQ ID NO:208所示的VL序列，或002-H08的轻链或VL的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)，和/或SEQ IDNO:209所示的重链或VH序列，或002-H08的重链或VH的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)。
在一些方面中，中间表位激活的抗体的VL区含有一个或多个，一般多个修饰(其一般在框架区中)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:208所示的氨基酸序列，或002-H08的VL相比，和/或中间表位激活的抗体的VH区含有一个或多个，例如，多个修饰(其一般在框架区)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:209所示的氨基酸序列，或002-H08的VH相比。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体在其轻链框架区(或在一个或多个这类区内，例如，FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4内)内有与SEQ ID NO:208或002-H08的轻链框架区(或相应的一个或多个FR-L)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其重链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4内)内有与SEQ ID NO:209或002-H08的重链框架区(或相应的一个或多个FR-H)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VH区内有与002-H08的VH区(即，与SEQ ID NO:209的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VL区内有与002-H08的VL区(即，SEQ ID NO:208的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性。在一些实施方式中，与002-H08相比(例如，与SEQ ID NO:208或209的CDR相比)，抗体含有重链和/或轻链内的一个或多个，例如，全部CDR的全部或至少95、96、97、98、或99％的相同性。
在一些方面中，中间表位激活的抗体并不特异性结合至被002-H08特异性结合的催乳素受体表位，但特异性结合催乳素受体不含002-H08的CDR，和/或与002-H08竞争结合抗原，但特异性结合催乳素受体
SDC-1
在一个实施方式中，模板抗体是抗-SDC-1抗体，例如，针对SDC-1(也称为多配聚糖1或CD138)的人抗体或人源化抗体或小鼠抗体，如雷英妥昔单抗(indatuximabravtansine)，或具有这种抗体的重链、轻链、VH或VL的抗体，或其功能性片段。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体特异性地结合至SDC-1。在一个方面中，SDC-1是跨膜(I型)硫酸乙酰肝素蛋白多糖并且是多配聚糖蛋白多糖家族成员。多配聚糖介导细胞结合、细胞信号转导和细胞骨架组织并且HIV-1靶蛋白的内化需要多配聚糖受体。多配聚糖-1蛋白以整体膜蛋白发挥功能并且通过其对胞外基质蛋白质的受体参与细胞增殖、细胞迁移和细胞-基质相互作用。已经在几种不同肿瘤类型中检测到改变的多配聚糖-1表达。虽然这种基因可能存在几种转录本变体，迄今为止已经描述了仅2种的全长性质。这两种代表了该基因的主要变体并且编码相同的蛋白质。在一些实施方式中，SDC-1的模板抗体特异性结合至具有SEQ ID NO:210的氨基酸序列的多肽或蛋白质上的一个或多个表位。
在一些实施方式中，模板抗体包括SEQ ID NO:211和/或SEQ ID NO:212的氨基酸序列，其分别显示了雷英妥昔单抗的VL和VH氨基酸序列。雷英妥昔单抗(也称为BT-062、BT062、或B-B4)是SDC-1抗体。
在一些方面中，中间表位激活的抗体或片段具有SEQ ID NO:211所示的VL序列，或雷英妥昔单抗的轻链或VL的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)，和/或SEQ ID NO:212所示的重链或VH序列，或雷英妥昔单抗的重链或VH的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)。
在一些方面中，中间表位激活的抗体的VL区含有一个或多个，一般多个修饰(其一般在框架区中)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:211所示的氨基酸序列，或雷英妥昔单抗的VL相比，和/或中间表位激活的抗体的VH区含有一个或多个，例如，多个修饰(其一般在框架区)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:212所示的氨基酸序列，有或没有前导序列，或雷英妥昔单抗的VH相比。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体在其轻链框架区(或在一个或多个这类区内，例如，FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4内)内有与SEQ ID NO:211或雷英妥昔单抗的轻链框架区(或相应的一个或多个FR-L)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其重链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4内)内有与SEQ ID NO:212或雷英妥昔单抗的重链框架区(或相应的一个或多个FR-H)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VH区内有与雷英妥昔单抗的VH区(即，与SEQ ID NO:212的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VL区内有与雷英妥昔单抗的VL区(即，SEQ ID NO:211的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性。在一些实施方式中，与雷英妥昔单抗相比(例如，与SEQ IDNO:211或212的CDR相比)，抗体含有重链和/或轻链内的一个或多个，例如，全部CDR的全部或至少95、96、97、98、或99％的相同性。
在一些方面中，中间表位激活的抗体并不特异性结合至被雷英妥昔单抗特异性结合的SDC-1表位，但特异性结合催乳素受体不含雷英妥昔单抗的CDR，和/或与雷英妥昔单抗竞争结合抗原，但特异性结合SDC-1。
EGFR
在一个实施方式中，模板抗体是抗-EGFR抗体，例如，针对EGFR的人或人源化抗体或小鼠抗体，如ABT-806、扎昔单抗(zatuximab)，或具有这种抗体的重链、轻链、VH或VL的抗体，或其功能性片段。在一些方面中，抗-EGFR模板抗体不是西妥昔单抗，不含西妥昔单抗的全部或一些CDR，和/或不与西妥昔单抗竞争结合。
在一个实施方式中，针对EGFR的模板抗体特异性结合至具有SEQ ID NO:213的氨基酸序列的多肽或蛋白质上，或具有包含SEQ ID NO:214的氨基酸序列的多核苷酸编码的氨基酸序列的多肽或蛋白质的一个或多个表位。
在一些实施方式中，模板抗体包括SEQ ID NO:215和/或SEQ ID NO:216的氨基酸序列，其分别显示ABT-806(也称为mAb806/414)的VL和VH氨基酸序列，其是一种EGFR抗体，和/或包含SEQ ID NO:217和SEQ ID NO:218的氨基酸序列，其分别显示ABT-806的重链和轻链序列。
在一些方面中，中间表位激活的抗体或片段具有SEQ ID NO:215所示的VL序列，或ABT-806的轻链或VL的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)，和/或SEQ IDNO:216所示的重链或VH序列，或ABT-806的重链或VH的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)。
在一些方面中，中间表位激活的抗体的VL区含有一个或多个，一般多个修饰(其一般在框架区中)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:215所示的氨基酸序列，或ABT-806的VL相比，和/或中间表位激活的抗体的VH区含有一个或多个，例如，多个修饰(其一般在框架区)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:216所示的氨基酸序列，或ABT-806的VH相比。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体在其轻链框架区(或在一个或多个这类区内，例如，FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4内)内有与SEQ ID NO:215或ABT-806的轻链框架区(或相应的一个或多个FR-L)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其重链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4内)内有与SEQ ID NO:216或ABT-806的重链框架区(或相应的一个或多个FR-H)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VH区内有与ABT-806的VH区(即，与SEQ ID NO:216的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VL区内有与ABT-806的VL区(即，SEQ ID NO:215的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性。在一些实施方式中，与ABT-806相比(例如，与SEQ ID NO:215或216的CDR相比)，抗体含有重链和/或轻链内的一个或多个，例如，全部CDR的全部或至少95、96、97、98、或99％的相同性。
在一些方面中，中间表位激活的抗体并不特异性结合至被ABT-806特异性结合的EGFR的表位，但特异性结合EGFR，或不含ABT-806的CDR，和/或与ABT-806竞争结合抗原，但特异性结合EGFR。
在一些实施方式中，模板抗体包括SEQ ID NO:219和/或SEQ ID NO:220的氨基酸序列，其分别显示扎昔单抗(一种EGFR抗体)的VL和VH氨基酸序列，其是一种EGFR抗体，和/或包含SEQ ID NO:221和SEQ ID NO:222的氨基酸序列，其分别显示扎昔单抗的重链和轻链序列。
在一些方面中，中间表位激活的抗体或片段具有SEQ ID NO:219所示的VL序列，或扎昔单抗的轻链或VL的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)，和/或SEQID NO:220所示的重链或VH序列，或扎昔单抗的重链或VH的CDR(即，一个或多个CDR，例如，CDR1、CDR2、和/或CDR3)。
在一些方面中，中间表位激活的抗体的VL区含有一个或多个，一般多个修饰(其一般在框架区中)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:219所示的氨基酸序列，或扎昔单抗的VL相比，和/或中间表位激活的抗体的VH区含有一个或多个，例如，多个修饰(其一般在框架区)，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个修饰，与SEQ ID NO:220所示的氨基酸序列，或扎昔单抗的VH相比。
在一些实施方式中，中间表位激活的抗体在其轻链框架区(或在一个或多个这类区内，例如，FR-L1、FR-L2、FR-L3、和/或FR-L4内)内有与SEQ ID NO:219或扎昔单抗的轻链框架区(或相应的一个或多个FR-L)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其重链框架区(或在一个或多个这类FR，例如，FR-H1、FR-H2、FR-H3、和/或FR-H4内)内有与SEQ ID NO:220或扎昔单抗的重链框架区(或相应的一个或多个FR-H)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VH区内有与扎昔单抗的VH区(即，与SEQ ID NO:220的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性；和/或在其VL区内有与扎昔单抗的VL区(即，SEQ ID NO:220的氨基酸序列)至少等于或约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99％的相同性。在一些实施方式中，与扎昔单抗相比(例如，与SEQ ID NO:219或220的CDR相比)，抗体含有重链和/或轻链内的一个或多个，例如，全部CDR的全部或至少95、96、97、98、或99％的相同性。
在一些方面中，中间表位激活的抗体并不特异性结合至被扎昔单抗特异性结合的EGFR的表位，但特异性结合EGFR，或不含扎昔单抗的CDR，和/或与扎昔单抗竞争结合抗原，但特异性结合EGFR。
中间表位激活的抗体一般还包括恒定区，一般是重链和轻链恒定区，其一般是人或部分人恒定区。在一些方面中，重链恒定区包括CH1，或其部分。在一些方面中，轻链恒定区包括CL，或其部分。在一些实施方式中，恒定区的部分足够使抗体能以，例如，所需的结合亲和性结合至中间表位。在一些方面中，恒定区是西妥昔单抗或曲妥单抗的恒定区。因此，在一些方面中，重链恒定区是一个或多个人IgG1恒定区；在一些方面中，轻链恒定区是κ恒定链区。在其他实施例中，恒定区可包括其他同种型的那些，包括人(或其他生物体，例如，鼠或鸡)IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgE、IgA1、IgA2、IgD、或IgM，并且可包括κ或λ恒定区。因此，提供的中间表位激活的抗体是由其他IgG中，如人、鼠、或鸡，或其他免疫球蛋白的突变生成的那些。换而言之，本文提供的中间表位激活方法可用于任何抗体，包括IgA、IgE、IgD、和IgM并且来自产生抗体的任何生物体，包括但不限于鸡、鼠、大鼠、牛、兔、灵长类、和山羊。
例如，人IgG1、IgG2、IgG3、和IgG4的第一恒定区(CH1)的序列在不在西妥昔单抗的中间表位结合区内的残基处不同，证实中间表位激活技术可应用于除西妥昔单抗的IgG1以外的同种型。又例如，IgG1和IgE Fab结构域的序列和结构比对显示了在中间表位结合位点附近的IgE上的残基。
对单克隆抗体内的Fab空腔进行中间表位位点接枝的方法可用于产生对中间表位结合的独特手柄并且与之前公开的技术联用并用于新生的抗体。在某些实施方式中，可在已存在和前部未来单克隆抗体上产生中间表位结合位点。
还提供了修饰中间表位激活的抗体的方法，例如，以改变中间表位激活的抗体的各种性质，包括与中间表位的相互作用的方面，包括抗体的亲和性、亲合力、pH-依赖性、以及其他方面，包括药代动力学(PK)和药效学(PD)。因此，提供的中间表位激活的抗体是按照这些方法生成的那些修饰的抗体，例如，通过生成药效团结合模型，包括具有以下部分F中所述的修饰中的任意一个或多个的抗体。
用作模板抗体以生成中间表位激活的抗体的抗体是修饰的抗体或其部分，如CovX-BodyTM。因此，提供的中间表位激活的抗体是CovX-Body，其经修饰以例如本文所述的亲和性结合至提供的中间表位中的一个或多个。
还提供了含有与中间表位激活的抗体，如任意本文所述的抗体结合的一个或多个中间表位的复合物。
还提供了编码中间表位激活的抗体的核酸，如cDNA和RNA分子，和包含其的载体和文库，以及其使用方法，包括选择和表达方法以及使用这类构建体生成转基因动物的方法。
D.使用方法和组合物
还提供了中间表位，包括多价中间表位的方法和用途。这些方法是向表达由中间表位激活的抗体识别的抗原的细胞和组织递送中间表位、抗体、和/或与其偶联的试剂的方法。
在一些实施方式中，提供的方法采用肿瘤细胞的性质并且改变了偶联的生物制剂的内化和分选途径以高效释放试剂。在一些实施方式中，该方法实现了，例如，通过例如在给予中间表位激活的抗体同时、之前、或之后联合给予多价中间表位来实现抗原和/或中间表位激活的抗体的共定位、聚类、聚集、内化、和/或胞内运输或分选，和/或其再现或增强或改变的方法。本文观察到的是与仅给予抗体相比，在向细胞给予识别这类受体抗原和多价中间表位的中间表位激活的抗体之后这类表面受体的聚类和/或内化的差异。提供的实施方式是包括给予促进由中间表位激活的抗体(中间表位激活抗体)识别的表面抗原的共定位和聚类，和/或这类抗原如细胞表面抗原如受体的内化/运输/分选的多价中间表位的方法。
还提供了例如，在成像和治疗方法中，这类多价中间表位在向细胞递送中间表位和/或偶联的试剂的用途和方法。示例性的方法是有效递送与多价中间表位偶联的细胞毒素或放射性标记的试剂的那些方法。在一些实施方式中，该方法提供了细胞表面抗原增加的内化程度和/或速度。增加或更快的内化可能是有利的，例如，在ADC或其他用途的情况中，其中使用抗体来向细胞递送试剂或其中递送抗体以促进表面受体或导致疾病，如癌症的进展或与其相关的表面受体或其他表面抗原的下调，例如，通过靶向其来降解。在一些情况中可能需要较低程度或较慢的内化，如其中递送抗体以促进效应功能，如ADCC和/或补体介导的裂解，和/或通过细胞表面受体抗原接合并促进信号转导。
提供了递送中间表位和/或增强或增加靶细胞上细胞表面抗原的共定位或聚类的方法。在一些实施方式中，通过向细胞给予特异性结合至细胞表面抗原的一种或多种中间表位激活的抗体和多价中间表位来进行该方法。在一些实施方式中，增强或增加了抗原的共定位、聚类和/或聚集。在一些方面中，增加是，与添加中间表位激活的抗体和/或多价中间表位之前，或没有这种添加，或抗体存在但没有中间表位的情况相比，程度、速度和/或持续事件的增加。在一些实施方式中，该方法通过细胞表面抗原和/或由结合的抗体介导的效应功能促进或增强信号程度。
提供了递送中间表位、与其偶联的试剂、和/或增强或增加靶细胞上细胞表面抗原的内化和/或降解的方法。在一些实施方式中，通过向细胞给予特异性结合至细胞表面抗原的一种或多种中间表位激活的抗体和多价中间表位来进行该方法。在一些实施方式中，促进、增强或增加了抗原的内化和/或降解。在一些方面中，增加是，与添加中间表位激活的抗体和/或多价中间表位之前，或没有这种添加，或抗体存在但没有中间表位的情况相比，程度、速度和/或持续事件的增加。在一些实施方式中，中间表位与治疗剂或诊断剂偶联，如化疗剂、细胞毒素、或放射性标记的试剂，如用于ADC或RIT。在一些实施方式中，该方法改变了内化或胞内运输。
在一些方面中，使用多价中间表位而不是第二抗体或双特异性抗体，例如，以实现与中间表位激活的抗体组合的协同性。在一些方面中，多价中间表位提供了与使用识别相同抗原上的分开表位的第二抗体相比的优势。例如，与第二抗体相比，产生多价中间表位可能更高效并且成本更低。例如，虽然多个临床前/临床试验正研究两种单克隆抗体的共同给予，生产和销售这种治疗剂的成本可能是昂贵的。在一些方面中，多价中间表位也相对更容易地靶向疾病位点，如肿瘤。考虑到中间表位结合位点的性质(在中间表位结合位点内，与抗体CDR分离)，并且本文提供的可广泛应用的针对中间表位激活任何选择抗体的方法，多价中间表位也具有可应用于大范围治疗性抗体的优势，而不需要鉴定具有治疗上可接受性质的第二抗体或表位。因此，在一些方面中，使用多价中间表位避免了鉴定具有可接受特性的第二mAb，以及与其开放相关且显著的成本。
在一些实施方式中，多价中间表位提供了比二价抗体的优势和/或改善。在一些实施方式中，多价中间表位与双特异性中间表位激活的抗体联用，例如，以增强两种抗原的聚集，例如，细胞表面抗原，其由双特异性抗体的不同臂结合，例如，以与单独使用双特异性抗体相比增强亲和性、抗体诱导的信号转导、效应功能、和/或内化。因此，在一些方面中，多价中间表位与双特异性中间表位激活的抗体联用并提供增加的功效水平，例如，通过与单独双特异性抗体相比，导致额外程度的聚类。
在一些实施方式中，各自特异性结合至相同细胞表面上表达的不同抗原的2种中间表位激活的抗体与多价中间表位一起替代二价抗体使用，提供了增强的抗原(例如，受体)聚集、和/或某些水平的聚集，无论细胞表面上两种抗原相对于另一种抗原的存在或密度比。在一些方面中，这类实施方式增强了抗原的细胞表面聚类和/或共定位。在一个实施方式中，使用多价中间表位与识别多个不同抗原的多个中间表位激活的抗体一起实现这种聚类。因此，在一些实施方式中，与双特异性抗体相比，在其中聚类将仅发生在抗体的各臂结合其响应抗原的情况中，这种实施方式中的聚类甚至可在抗体之一结合的抗原以比另一个抗体结合的抗原高得多的密度存在于细胞表面上。
在一些实施方式中，该方法增强试剂的递送，如在ADC或RIT中或用于向表达抗体靶向的抗原的细胞或组织进行抗体介导的递送的其他方法。在一些实施方式中，该方法有利，因为它们促进了抗原、与抗原结合的抗体、和与抗体结合的试剂的内化，在非内化抗原，如癌胚抗原(CEA)、肿瘤相关糖蛋白(TAG-72)、KS1/4(参见Schmitd等，Cancer ImmunolImmunother.2008年12月；57(12):1879-1890；Myer等，Cancer Res 1993；53:3956-3963)和CD20的情况中。
该方法包括涉及中间表位，例如，多价中间表位，和中间表位激活的抗体，含有其的复合物的给予的那些，包括治疗性和诊断性用途，以及其他用途，包括抗体纯化。还提供了用于诊断和治疗方法的含有肽基中心空腔结合-κ轻链结合融合蛋白、中间表位(包括变体和多价中间表位和中间表位融合蛋白)的药物组合物。
提供的抗体和结合化合物(例如，中间表位)具有实用性，并且在一些实施方式中可克服与现有的mAb-基技术相关的障碍。在一些实施方式中，提供的化合物和方法解决了非天然试剂可能产生的免疫原性的问题，例如，其暴露了可能是免疫原性的新表面，和/或对这些分子的制造中的稳定性和规模性的担忧(Nelson AL(2010)抗体片段：希望和宣传(Antibody fragments:hope and hype).MAbs 2(1):77-83)。西妥昔单抗可成功用于临床并且稳定并规模生产。在一些实施方式中，排列中间表位结合位点的残基的独特组合在序列上远离(即，不太可能是肽T-细胞表位)并且位于深的空腔内(即，不太可能是表面暴露的B-细胞表位)。因此，在一些实施方式中，含中间表位结合位点的mAb不是免疫原性的。
本文的数据证明了二价中间表位-Fc化合物与中间表位激活的抗体-处理的细胞的稳定相互作用。在一些实施方式中，提供的化合物和方法可用于预靶向成像和药物递送方法，如Goldenberg DM等，(2012)预靶向的分子成像和放射免疫治疗(Pretargetedmolecular imaging and radioimmunotherapy).Theranostics 2(5):523-540；Pagel JM等，(2006)比较四价单链抗体-链霉亲和素融合蛋白与抗体-链霉亲和素化学偶联物用于对B-细胞淋巴瘤的预靶向的抗-CD20放射免疫治疗(Comparison of a tetravalent single-chain antibody-streptavidin fusion protein and an antibody-streptavidinchemical conjugate for pretargeted anti-CD20 radioimmunotherapy of B-celllymphomas).Blood 108(1):328-336中所述的那些。
在一些实施方式中，化合物和方法可用于衍生协同肿瘤抑制(Kamat,V.等，CancerBiol Ther 7,726-733(2008)；Koefoed K等，(2011)合理鉴定最优抗体混合物用于靶向表皮生长因子受体(Rational identification of an optimal antibody mixture fortargeting the epidermal growth factor receptor).MAbs3(6):584-595；Spangler JB等，(2010)组合抗体治疗通过抑制内体再循环来下调表皮生长因子受体(Combinationantibody treatment down-regulates epidermal growth factor receptor byinhibiting endosomal recycling).Proc Natl Acad Sci USA 107(30):13252-13257)，如在曲妥珠单抗-帕妥珠单抗中观察到的那样(Baselga J等，(2012)用于转移性乳腺癌的帕妥珠单抗加曲妥珠单抗加多西他赛(Pertuzumab plus trastuzumab plus docetaxelfor metastatic breast cancer).N Engl J Med 366(2):109-119)。在一些实施例中，二价中间表位，如中间表位-Fc，其功能像第二“mAb”-状分子那样，但具有能够与任何中间表位激活的抗体配对的挠性。在一些方面中，这降低了鉴定并开发第二治疗性mAb的成本。在一些实施方式中，多价中间表位变体(例如，通过改变价态和/或接头几何形状)进一步增强的特异性和协同效果。
在一些实施方式中，中间表位结合位点用作偶联的特定点，可用于避免现有方法的异质性和偶联效率的问题，其一般影响有效ADC的开发。在一些实施方式中，含毒素中间表位可将反应性化学物引向Fab空腔，有利于特异性和单位化学剂量。
在一些方面中，中间表位(例如，cQFD和cQYN中间表位)的中等亲和性是有利的，如当考虑多价方法时((Mammen M,Choi S和Whitesides G(1998)生物系统中的多价相互作用：多价配体和抑制剂的使用和设计意义(Polyvalent interactions in biologicalsystems:Implications for design and use of multivalent ligands andinhibitor).Angew.Chem.,Int.Ed.Eng 37:2755))，在一些实施方式中，使用不同非天然氨基酸、环化策略、和/或筛选方法来改善亲和性和/或药代动力学/药效学/毒性。如本文所证明，在一些实施方式中，等同可能调整中间表位结合位点以适应中间表位中的变化。
I.治疗和诊断用途以及药物组合物
在一个实施方式中，使用中间表位的特异性和结合、中间表位变体、多价中间表位、MPL、多价中间表位系连剂和多价中间表位变体系连剂来递送治疗剂、诊断剂(例如，成像剂)或其组合用于治疗、诊断(例如，成像)疾病或病症，尤其是当与一种或多种中间表位激活的单克隆抗体联合给予(同时或分开)时。
在一个实施例中，使用中间表位，例如，多价中间表位用于预靶向治疗或预靶向成像，如下文进一步描述，通过在给予中间表位、中间表位变体、多价中间表位系连剂或多价中间表位变体系连剂之前给予中间表位激活的单克隆抗体。另外，使用多价中间表位可增强选择性并改善肿瘤检测，如工程改造的scFv或化学偶联的mAb所证明，但在这些非人构建体中避免了潜在的固有免疫原性。
因此，本文所述的平台技术对mAb递送领域有广泛影响并且提供了治疗和诊断各种疾病和病症，包括癌症，如抗体使用所针对的那些的有用方法。例如，针对EGFR-阳性癌症，包括结直肠和鳞状细胞癌，头颈癌的中间表位激活的抗体将受益于西妥昔单抗和中间表位的使用。另外，修饰其他治疗性抗体以生成这类抗体的中间表位激活的版本使得平台技术可用于几种其他癌症、疾病和其他病症的治疗和诊断方法。
在这类方法中使用中间表位是有利的，例如，通过特异性，例如，与用于结合或偶联至抗体的其他手段相比。例如，PpL(蛋白L)和SpA(蛋白A)不是鼠特异性的或嵌合抗体特异性的。PpL结合至约66％的鼠和约50％的人IgGκ轻链并且SpA结合至12％的鼠和50％的人可变重链(Graille等，2002)。相反，如本文所证明，中间表位与中间表位激活的抗体的相互作用是高度特异性的，其可避免副作用，包括脱靶作用，例如，避免治疗性化合物与对象同源的免疫球蛋白的结合。
在一些实施方式中，与中间表位激活的抗体联合给予的中间表位、抗体-中间表位复合物、与中间表位激活的抗体联合给予的中间表位、或其组合可偶联至一种或多种成像剂。在一个方面中，成像剂可包括但不限于荧光、发光、磁性蛋白质，或放射性核素蛋白质、肽或其衍生物(例如，遗传工程改造的变体)。可由mRNA组分表达的荧光蛋白质包括绿色荧光蛋白(GFP)，增强GFP(EGFP)，红色、蓝色、黄色、青色和蓝宝石荧光蛋白，和造礁珊瑚荧光蛋白。可由mRNA组分表达的发光蛋白质包括荧光素、水母发光蛋白及其衍生物。本领域已知多种荧光和发光染料和蛋白质(参见，例如，美国专利申请公开号2004/0067503；Valeur,B.,《分子荧光：原理和应用》("Molecular Fluorescence:Principles andApplications,")John Wiley and Sons,2002；《荧光探针和研究产物手册》(Handbook ofFluorescent Probes and Research Products)，分子探针公司(Molecular Probes)，补充第九版，2002；和《荧光探针和标记技术指导手册》(The Handbook--A Guide toFluorescent Probes and Labeling Technologies)，英杰公司(Invitrogen)，第十版，获自英杰公司网站；两者通过引用全文纳入本文)。
在其他方面中，与中间表位激活的抗体联合给予的中间表位、抗体-中间表位复合物、与中间表位激活的抗体联合给予的中间表位、或其组合还可偶联至或另外结合非蛋白质成像剂或递送载剂如纳米颗粒、放射性物质(例如，放射性同位素、放射性核素、放射性标签或放射性示踪剂)、染料、造影剂、荧光化合物或分子、生物发光化合物或分子、酶和增强剂(顺磁性离子)。另外，应注意到一些纳米颗粒，例如，量子点和金属纳米颗粒(下文所述)也适于用作成像剂或治疗剂(例如，使用超热和光动力学治疗以及成像剂，通过荧光和/或MRI造影)。
中间表位-mAb技术使得能够有可用于生成抗体-中间表位复合物的系统，该复合物还可偶联至一个或多个中间表位激活的抗体、治疗剂、成像剂、或其组合。因此，一组各自偶联至独特细胞毒性剂或成像剂的中间表位或高亲和性中间表位变体将允许共给予所需的中间表位欧偶联物和中间表位激活的mAb用于治疗。中间表位偶联物是对现有抗体-药物偶联物的改善，现有偶联物具有以下缺陷，如由于化学修饰、释放荷载、和不一致的荷载偶联而降低的特异性。本文提供了增强治疗性抗体或其功能片段的结合亲和性的方法。这种方法可包括通过任意合适的给药途径向对象给予治疗有效量的药物组合物。治疗组合物可包括中间表位或中间表位变体与中间表位激活的抗体、多价中间表位或中间表位系列适体与中间表位激活的抗体、中间表位激活的治疗性抗体或其功能性片段、药学上可接受的运载体、及其任意组合。多价中间表位增强的结合亲和性可归因于与细胞表面结合的IgG的多价交联。交联IgG(通过母体鼠M425抗体或使用抗-IgG IgM)显著影响信号转导、受体内吞和再循环、以及细胞死亡。因此，多价肽可与治疗性单克隆抗体协同作用以增强其治疗功效。
在一些实施方式中，中间表位，单独或作为系连实体的部分，可含有半胱氨酸或其他合适的烷化剂，其在结合位点处结合至Fab半胱氨酸，由此产生半胱氨酸-半胱氨酸相互作用。或者，中间表位可在非天然氨基酸(例如，对乙酰基苯丙氨酸)处结合至Fab。Cys中间表位偶联至任何物质并且将偶联物导向IgG。
抗体-中间表位复合物也可用于将治疗导向可被治疗性抗体靶向的疾病或病症中的特性类型细胞或细胞群的方法中。这种治疗方法可包括通过任意合适的给药途径向患有疾病或病症的对象给予治疗有效量的药物组合物。治疗组合物可包括中间表位或中间表位变体与中间表位激活的抗体、多价中间表位或中间表位系列适体与中间表位激活的抗体、中间表位激活的治疗性抗体或其功能性片段。
在其他实施方式中，提供了对肿瘤或其他组织进行成像的方法。在这类方法中，可给予未修饰的治疗性抗体来靶向过表达相应抗原的肿瘤或其他组织。随后，通过任意合适的给药途径给予用成像剂标记的多价中间表位系连实体并且其将结合至与靶标肿瘤或组织结合的治疗性抗体。参见图1。成像剂的示例包括但不限于放射性标记物(例如，3H、14C、35S、90Y、99mTc、125I、131I、177Lu、166Ho、和153Sm)、金属或磁性标记物(例如，金、铁、钆)、生物素、螯合剂(例如，1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N,N',N”,N”'-四乙酸(“DOTA”))或任何上述试剂。在一个实施方式中，用于本文所述方法的成像剂是DOTA。
上述成像或治疗方法相比已知方法存在几大优势。首先，治疗性抗体的二价性质增强了对肿瘤的选择性。如下所述，这种增强的选择性通过使用scFv丧失并且不完全被增强的亲和性弥补。其次，标记的多价中间表位系连实体的质量将低于肾过滤阈值(小于60kDa，可能低至约10kDa)，使其易于被过滤排出身体。相反，一般避免采用用成像剂或其他治疗剂直接标记治疗性抗体，因为其将在体内循环延长的时间(数天至数周)。因此，通常使用较低选择性的scFv来实现对肿瘤和其他患病器官的成像。
在其他实施方式中，可使用中间表位了连接2个或更多个治疗性分子以形成可以治疗有效量向患者给予的药物化合物，作为药物组合物的部分，以治疗癌症、自身免疫疾病或其他病症。两个或更多鹅治疗性分子可包括但不限于，功能性抗体片段(例如，F(ab’)2或Fab片段)、肽或其他小分子，其可靶向肿瘤或疾病特异性受体，如上述的那些。治疗性分子可以是2个或更多个相同的治疗性分子，或者，可以是2个或更多个靶向相同肿瘤或患病组织的不同分子。
在一些实施方式中，药物化合物或组合物可包括专门抗体，或其部分，如CovX-BodyTM。在一个实施例中，中间表位可用作接头以连接2个或更多个治疗性分子至专门设计的CovX抗体。在一个实施例中，与这种中间表位结合的小分子、肽或scFv被CovX抗体的中间表位结合的位点(例如，框架区结合界面)识别。当这些组合结合时，所得的二价CovX-BodyTM具有小分子、肽或scFv的生物学作用，同时也保留了抗体的延长的半衰期。
在一些实施方式中，提供的中间表位、中间表位激活的抗体、及其复合物用于疾病或病症的治疗、诊断或成像，包括任何癌症、疾病或可使用治疗性抗体靶向或治疗的其他病症。癌症通过主动抑制免疫系统来避免免疫监督。对抗这种免疫抑制所设想的一种方法是通过使用被肿瘤细胞独特表达或过表达的抗原的表位来进行免疫。例如，已经在临床中成功使用阻断信号转导途径、隔离生长因子和/或诱导免疫应答的单克隆抗体(mAb)来治疗癌症和其他疾病。
因此，疾病和病症包括任何癌症以及其它疾病和病症，例如使用治疗性mAb靶向的那些，包括但不限于白血病和淋巴瘤(可以使用例如中间表位激活版本的奥美珠单抗、贝妥莫单抗、吉姆单抗、FBTA05、替伊莫单抗、奥法木单抗、利妥昔单抗、托西莫单抗治疗或成像)、乳腺癌(可以使用例如中间表位激活版本的曲妥珠单抗，阿德木单抗、厄马索单抗治疗或成像)、前列腺癌(可以使用例如中间表位激活版本的阿德木单抗、卡波米单抗喷地肽、伊塔木单抗治疗或成像)、结肠直肠癌(可以使用例如中间表位激活版本的拉贝珠单抗、帕尼单抗、阿妥莫单抗喷替酸盐、伏妥莫单抗治疗或成像)、胃肠癌(可以使用例如中间表位激活版本的阿西莫单抗、泛昔单抗治疗或成像)、卵巢癌(可以使用例如中间表位激活版本的阿格他单抗、卡伐他单抗、依他珠单抗、伊戈伏单抗、奥米伏单抗治疗或成像)、肺癌(可以使用例如中间表位激活版本的马安那莫单抗治疗或成像)、胰腺癌(可以使用例如中间表位激活版本的替坦司可利妥珠单抗治疗或成像)、肾癌(可以使用例如中间表位激活版本的吉瑞昔单抗治疗或成像)、黑色素瘤癌症(可以使用例如中间表位激活版本的伊曲珠单抗、伊曲单抗、TRBS07治疗或成像)、神经胶质瘤(其可以使用例如中间表位激活版本的尼妥珠单抗治疗或成像)、骨转移癌(可以使用例如中间表位激活版本的地诺单抗治疗或成像)、头颈癌(其可以使用例如中间表位激活版本的扎妥木单抗治疗或成像)、心血管疾病(可以使用例如中间表位激活版本的阿昔单抗治疗或成像)、自身免疫疾病(可使用中间表位激活版本的阿达木单抗、英夫利昔单抗治疗或成像)、类似风湿关节炎(可以使用例如中间表位激活版本的阿替珠单抗、戈立木单抗、英夫利昔单抗治疗或成像)、移植排斥反应(可以使用例如中间表位激活版本的巴利昔单抗、达替珠单抗、米莫单抗-CD3治疗或成像)、克罗恩病(可以使用例如中间表位激活版本的塞妥珠单抗、芳妥珠单抗、那他珠单抗、英夫利昔单抗、维西珠单抗治疗或成像)、血红蛋白尿症(可以使用中间表位激活版本的依库丽单抗治疗或成像)、牛皮癣(可以使用例如中间表位激活版本的依替珠单抗、伊曲他滨治疗或成像)、多发性硬化症(可以使用例如中间表位激活版本的那他珠单抗、乌斯克努单抗治疗或成像)、哮喘(可以使用例如中间表位激活版本的苯那司珠单抗、姆曲波单抗、奥马珠单抗治疗或成像)、呼吸道合胞病毒(RSV)(可以使用中间表位激活版本的帕利珠单抗治疗或成像)、黄斑变性(可以使用例如中间表位激活版本的兰尼珠单抗治疗或成像)、阑尾炎(可以使用例如中间表位激活版本的法索单抗治疗或成像)和可能用抗体靶向或治疗的任何其他病症。上述所列抗体和相关疾病或病症仅是示例性的并非限制平台。
在某些实施方式中，一种或多种中间表位、中间表位变体、多价中间表位系连剂或多价中间表位变体系连剂可偶联至一种或多种成像剂，治疗有效量的治疗治疗有效剂或化合物或两者，使得中间表位或其变体与一种或多种中间表位激活的抗体和治疗有效量的化合物的结合可治疗、预防、诊断或检测疾病或病症。这类与中间表位激活的mAb偶联的高亲和性和/或多价中间表位的偶联可提供高度多用途的平台技术，其将显著改善基于mAb的治疗和成像方法以治疗并检测疾病(参见图1)。
在一些实施方式中，提供的方法和化合物可用于抗体工程改造、抗体-药物偶联物(ADC)、抗体引导的酶前药治疗(ADEPT)、免疫系统接合(例如，Fc修饰(Desjarlais JR和Lazar GA(2011)抗体效应功能的调节(Modulation of antibody effector function).Exp Cell Res 317(9):1278-1285)、趋化因子融合体、双特异性T-细胞接合剂(Wolf E,Hofmeister R,Kufer P,Schlereth B和Baeuerle PA(2005)BiTE：具有独特抗肿瘤活性的双特异性抗体构建体(BiTEs:bispecific antibody constructs with unique anti-tumor activity).Drug Discov Today10(18):1237-1244)和疾病成像(例如，immunoPET和预靶向的放射性核素成像(Goldenberg DM等，(2012)预靶向的分子成像和放射性免疫治疗(Pretargeted molecular imaging and radioimmunotherapy).Theranostics2(5):523-540；Pagel JM等，(2006)四价单链抗体-链霉亲和素融合蛋白与抗体-链霉亲和素化学偶联物用于B-细胞淋巴瘤的预靶向的抗-CD20放射性免疫治疗的比较(Comparison of atetravalent single-chain antibody-streptavidin fusion protein and anantibody-streptavidin chemical conjugate for pretargeted anti-CD20radioimmunotherapy of B-cell lymphomas).Blood 108(1):328-336)。
在一些方面中，提供的方法和化合物克服了在现有的这类方法中观察到的问题，例如，使用对基因序列的翻译后化学修饰或操作的那些，其可例如导致对于治疗性或成像应用而言不利的结果。例如，对于使用现有方法ADC将细胞毒素靶向疾病位点，毒素的化学偶联(一般涉及mAb上的赖氨酸、还原的半胱氨酸或糖)可产生异质性混合物，其可对mAb的特异性和稳定性产生不良影响并改变其生物分布。
又例如，使用现有方法将mAb的尺寸降至Fab片段(例如，单链Fab可变结构域(scFv))以促进肿瘤渗透并增强成像可产生价态并由此与原始mAb相比影响亲和性和组织特异性。在另一种情况中，用现有方法，作为预靶向的成像方案的部分以增强检测，与通过支架(例如，“锁定并停靠”)缝补到一起的多Fab/scFv或链霉亲和素偶联的mAb可以是免疫原性的、在血清中不稳定、并且技术上困难的并且生产昂贵，尤其是对于临床使用所需的规模而言。在一些实施方式中，提供的化合物和方法可用于克服这类困难，例如，通过提供对于癌症和其他疾病和病症替代的mAb平台和改善的mAb-基递送系统。
已经参考的实施方式和所示的实施例描述了本发明，本领域技术人员可理解对所述和所示的发明的修饰并不偏离说明书中所述的本发明的精神和范围。所示的实施例辅助理解本发明并且不旨在，并不应以任何方式构成对其范围的限制。实施例并不包括常规方法的详细描述。本领域普通技术人员不难知晓这些方法，在多个出版物中更详细描述了这些方法。另外，所有上述和实施例中的参考文献通过引用全文纳入本文。
以下文献通过引用全文纳入本文用于所有目的：2012年2月10日提交的美国申请系列号61/597,708；2011年10月10日提交的美国申请系列号13/270,207，现在的美国专利号8,658,774；2011年10月10日提交的国际申请号PCT/US2011/055656；2012年4月10日提交的国际申请号PCT/US12/32938；2012年4月10日提交的美国申请系列号13/443,804，现在的美国专利号8,962,804；2012年2月10日提交的美国申请系列号61/749,830，和2013年2月11日提交的美国申请系列号13/764,762。
E.定义
本文所用“抗体”是指特异性结合至抗原或表位或者与其免疫反应的免疫球蛋白分子，并且包括多克隆和单克隆抗体，以及功能性抗体片段，包括但不限于片段抗原结合(Fab)结合片段、F(ab')2片段、Fab’片段、Fv片段、重组IgG(rIgG)片段、单链可变片段(scFv)和单结构域抗体(例如，sdAb、sdFv、纳米抗体)片段。术语“抗体”包括免疫球蛋白的遗传工程改造或其他修饰的形式，如胞内抗体、肽抗体、嵌合抗体、全人抗体、人源化抗体，中间表位激活的抗体和异源偶联抗体(例如，双特异性抗体、双抗体、三抗体，和四抗体、串联二-scFv、串联三-scFv)。除非另外说明，术语“抗体”应理解为包括其功能性抗体片段。
术语“互补决定区”和“CDR”是本领域已知的，指抗体可变区内非连续的氨基酸序列，其赋予抗体特异性和结合亲和性。通常，在各重链可变区中存在三种CDR(CDR-H1、CDR-H2、CDR-H3)且在各轻链可变区中存在三种CDR(CDR-L1、CDR-L2、CDR-L3)。“框架区”和“FR”是本领域已知的，其指所述重链和轻链的可变区的非CDR部分。一般，在各重链可变区中存在四个FR(FR-H1、FR-H2、FR-H3和FR-H4)，并且在各轻链可变区中存在四个FR(FR-L1、FR-L2、FR-L3和FR-L4)。
可以使用多种熟知的方案中的任一种容易地确定给定CDR或FR的精确氨基酸序列边界，包括以下文献：Kabat等(1991)Sequences of Proteins of ImmunologicalInterest(《免疫学感兴趣蛋白的序列》)，第5版，马里兰州贝塞斯达的国立卫生研究院公共卫生服务部(Public Health Service)(“Kabat”编号方案)，Al-Lazikani等(1997)JMB273,927-948(“Chothia”编号方案)，MacCallum等，J.Mol.Biol.262:732-745(1996)，“Antibody-antigen interactions:Contact analysis and binding site topography(抗体-抗原相互作用：接触分析和结合位点拓扑学)”，J.Mol.Biol.262,732-745(“接触”编号方案)，Lefranc MP等，“IMGT unique numbering for immunoglobulin and T cellreceptor variabledomains and Ig superfamily V-like domains(免疫球蛋白和T细胞受体可变结构域和Ig超家族V样结构域的IMGT独特编号)”，Dev Comp Immunol,2003年1月；27(1):55-77(“IMGT”编码方案)以及Honegger A和Plückthun A，“Yet another numberingscheme for immunoglobulin variable domains:an automatic modeling and analysistool(免疫球蛋白可变结构域的另一种编号方案：自动建模和分析工具)”，J Mol Biol,2001年6月8日；309(3):657-70(AHo编号方案)。
给定CDR或FR的边界可能随鉴定所用方案而变化。例如，Kabat方案基于结构比对，而Chothia方案基于结构信息。Kabat和Chothia方案的编号都基于最常见的抗体区序列长度，其中通过插入字母表示插入，例如“30a”，并且在一些抗体中出现缺失。这两种方案在不同位点放置某些插入和缺失(“插入缺失标记(indel)”)，导致不同的编号。Contact方案基于复杂晶体结构的分析且在许多方面与Chothia编号方案类似。
下表4列举了分别由Kabat、Chothia和接触方案鉴定的CDR-L1、CDR-L2、CDR-L3和CDR-H1、CDR-H2、CDR-H3的位置。对于CDR-H1，给出使用Kabat和Chothia编号方案的残基编号。注意到，因为Kabat编号方案将插入置于H35A和H35B之间，Chothi CDR-H1环的末端在采用Kabat编号规则编号时在H32和H34之间存在差异，这取决于所述环的长度。
表4.
1-Kabat等.(1991)，“热门免疫学蛋白质序列(Sequences of Proteins ofimmunological Interest)”，第5版.公共卫生署，国立卫生研究院，马里兰州贝塞斯达
2-Al-Lazikani等，(1997)JMB 273,927-948
因此，除非另有说明，应理解，给定抗体或其区域(例如其可变区)的“CDR”或“互补决定区”或个别特定的CDR(例如，CDR-H1、CDR-H2)涵盖任何已知方案中定义的某(或该特定)互补决定区。同样地，除非另有说明，应理解，给定抗体或其区域(例如其可变区)的“FR”或“框架区”或个别特定FR(例如，FR-H1、FR-H2)涵盖如任何已知方案定义的某(或该特定)框架区。在一些情况下，指明用于鉴定某一或某些具体CDR或FR的方案，如CDR按Kabat、Chothia或Contact法限定。在其他情况下，给出了CDR或FR的具体氨基酸序列。
术语“中间表位激活的”抗体和“中间表位激活的抗体”和“中间表位激活抗体”是指能够通过中间表位结合位点结合至中间表位的抗体或其功能性片段。中间表位激活的抗体的示例包括但不限于西妥昔单抗和本文所述的其他抗体。“中间表位结合位点”是含与结合的中间表位相互作用的氨基酸残基的中间表位激活的抗体，其残基包括重链和轻链的框架区(FR)残基。参考抗体的Fab片段或Fab部分，中间表位结合位点位于Fab片段或部分的中心空腔内。
对于Fab的三维结构，“中心空腔”是指Fab的内部空腔，其由重链和轻链可变区和恒定区的部分限定。中心空腔因此由VH、VL、CH1和CL区的残基限定并且不包括抗原结合位点。
在一些实施方式中，中间表位结合位点包括中间表位激活的抗体的轻链的残基40、41、83和85，按照Kabat编号，和/或中间表位激活的抗体的重链的残基39、89、105和108，按照Kabat编号。
在一些实施方式中，中间表位结合位点位于由抗体的轻链的残基8、9、10、38、39、40、41 42、43、44、45、82、83、84、85、86、87、99、100、101、102、103、104、105、142、162、163、164、165、166、167、168、和173与抗体的重链的残基6、9、38、39、40、41、42、43、44、45、84、86、87、88、89、90、91、103、104、105、106、107、108、111、110、147、150、151、152、173、174、175、176、177、185、186、和187形成的空腔内，按照Kabat编号。
对于中间表位激活的抗体的Fab部分，中间表位结合位点包括中心空腔内的残基。中间表位结合位点一般还包括恒定区残基。
本文所用的“治疗剂”是可用于治疗疾病或病症的原子、分子或化合物。
“治疗有效量”、“治疗有效浓度”或“治疗有效剂量”是在对象中产生所需治疗效果的化合物的量，如防止或治疗目标病症、缓解与该病症相关的症状、产生所需的生理效果、或进行导致疾病或病症治疗的对病症的成像或诊断。精确的治疗有效量是将产生就给定对象中的治疗功效而言最有效结果的组合物的量。该量将根据多种因素变化，包括但不限于，治疗性化合物的特性(包括活性、药物动力学、药效学和生物可及性)、对象的生理情况(包括年龄、性别、疾病类型和阶段、一般生理情况、对给定剂量的响应、和治疗类型)、制剂中药学上可接受的运载体的性质、和给药途径。临床和药学领域技术人员将能够通过常规实验来确定治疗有效量，即通过检测对象对给予化合物的响应并相应调整剂量来进行。对于其他指南，参见《雷明顿：药物科学和实践》(The Science and Practice of Pharmacy)，第21版，费城科学大学(USIP)，Lippincott Williams&Wilkins，宾夕法尼亚州费城(Philadelphia,PA)，2005。
“药学上可接受的运载体”是指药学上可接受的材料、组合物或载剂，其参与将感兴趣化合物从身体的一个组织、器官或部分携带或运输至身体的另一个组织、器官或部分。例如，运载体可以是液体或固体填料、稀释剂、赋形剂、溶剂、或包封材料，或其一些组合。运载体的各组分必须是“药学上可接受的”，使得其必须与制剂中的其他成分相容。其也必须适于接触其可能遇到的身体的组织、器官或部分，意味着其必须不携带毒性、刺激、过敏反应、免疫原性、或任何其他超过其治疗益处的并发症的风险。
“给药途径”可指本领域已知的任何给药途径，包括但不限于，气溶胶、肠道、经鼻、经眼、口服、胃肠外、直肠、透皮或阴道。“透皮”给药可使用局部乳膏或油膏或通过透皮贴片的方式完成。“胃肠外”是指一般与注射相关的给药途径，包括眶内，输液，动脉内，囊内，心内，皮内，肌内，腹膜内，肺内，脊柱内，胸骨内，鞘内，子宫内，静脉内，蛛网膜下腔，下囊，皮下，经粘膜或经气管。
本文中在多药剂、治疗剂或治疗内容中使用时，“组合”或“与……组合”表示以任意顺序给予两种或更多种药剂、药物、治疗方案、治疗形式或其组合的治疗对象中相同疾病或病症的过程(例如，与中间表位组合的抗体，或中间表位)。这包括同时给予(或“共给予”)、在给予第二试剂之前或之后给予第一试剂，以及在时间上长达几天的间隔给予。这种组合治疗也可包括超过单次给予任何一种或多种试剂、药物、治疗方案或治疗形式。另外，可通过相同或不同给药来给予两种或更多种试剂、药物、治疗方案、治疗形式或其组合。
“治疗性抗体”可指用于治疗癌症、自身免疫疾病、抑制物排斥、心血管疾病或其他疾病或病症，如本文所述的那些的任何抗体或其功能性片段。根据本文所述的实施方式可以使用的治疗性抗体的实施例包括但不限于鼠抗体，鼠源化或人源化嵌合抗体或人抗体，包括但不限于Erbitux(西妥昔单抗)，ReoPro(阿昔单抗)，Simulect(巴利昔单抗)，Remicade(英夫利昔单抗)，Orthoclone OKT3(莫罗单抗-CD3)，Rituxan(利妥昔单抗)，Bexxar(托西莫单抗)，Humira(阿达木单抗)，Campath(阿仑单抗)，Simulect(巴利昔单抗)，Avastin(贝伐单抗)，Cimzia(赛妥珠单抗)，Zenapax(达珠单抗)，Soliris(依库丽单抗)，Raptiva(依法珠单抗)，Mylotarg(吉姆单抗)，Zevalin(替伊莫单抗)，Tysabri(那他珠单抗)，Xolair(奥马珠单抗)，Synagis(帕利珠单抗)，Vectibix(帕尼单抗)，Lucentis(雷珠单抗)和Herceptin(曲妥珠单抗)。
病症的“治疗”可指代防止病症、减缓病症的发生或发展速率、降低发生病症的风险、防止或延迟与病症相关的症状的发展、降低或接触与病症相关的症状、产生病症的完全或部分消退、或其一些组合。
本文所用术语“包含”、“含有”和“包括”以其开放、非限定的含义使用。
如本文所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代对象，除非文本中另有明确说明。
为提供更简明的描述，本文中的一些定量表达前不使用术语“约”。应理解无论是否明确地使用术语“约”，本文中的每个含量均表示实际给定的数值，且其还表示基于本领域普通技术所能合理推断的给定数值的近似值，包括由于实验和/或测量条件产生的这类给定数值的等同值和近似值。
本文所用“烷基”是指具有1-12的碳原子的饱和直链或直链烃基。代表性的烷基包括但不限于甲基，乙基，正丙基，异丙基，2-甲基-1-丙基，2-甲基-2-丙基，2-甲基-1-丁基，3-甲基-1丁基，2-甲基-3-丁基，2,2-二甲基-1-丙基，2-甲基-1-戊基，3-甲基-1-戊基，4-甲基-1-戊基，2-甲基-2戊基，3-甲基-2-戊基，4-甲基-2-戊基，2,2-二甲基-1-丁基，3,3-二甲基-1-丁基，2-乙基-1-丁基，丁基，异丁基叔丁基，正戊基，异戊基，新戊基，正己基等，以及更长的烷基，例如庚基，辛基等。术语“Cx-y烷基”，其中x和y是整数，是指具有x-y个碳原子的烷基。
本文所用的“烯基”是指其中具有一个或多个双键且具有2至12个碳原子的直链或支链烃基。示例性烯基包括但不限于乙烯基，乙烯基，烯丙基，丁烯基，戊烯基，己烯基，丁二烯基，戊二烯基，己二烯基，2-乙基己烯基，2-丙基-2-丁烯基，4-(2-甲基-3-丁烯)-戊烯基等。术语“Cx-y烯基”，其中x和y是整数，是指具有x-y个碳原子的烯基。
术语“亚烷基”或“亚烷”是指二价烷基。术语“亚烯基”或“亚烯”是指二价烯基。
如本文所用，“炔基”是指其中具有一个或多个三键并具有2-10个碳原子的直链或支链烃基。示例性的炔基包括但不限于乙炔基，丙炔基，丁炔基，戊炔基，己炔基，甲基丙炔基，4-甲基-1-丁炔基，4-丙基-2-戊炔基，4-丁基-2-己炔基等。
除非另有说明，术语“杂烷基”本身或与另一术语组合是指稳定的直链或支链或其组合，包括至少一个碳原子和至少一个选自O、N、P、Si和S的杂原子，并且其中氮和硫原子可以任选地被氧化，并且氮杂原子可以任选地被季铵化。杂原子O、N、P、S和Si可以位于杂烷基的任何内部位置或烷基连接到分子剩余部分的位置。示例包括但不限于：-CH2-CH2-O-CH3、-CH2-CH2-NH-CH3、-CH2-CH2-N(CH3)-CH3、-CH2-S-C H2-CH3、-CH2-CH2、-S(O)-CH3、-CH2-CH2-S(O)2-CH3、-CH＝CH-O-CH3、-Si(CH3)3、-CH2-CH＝N-OCH3、-CH＝CH-N(CH3)-CH3、-O-CH3、-O-CH2-CH3和-CN。至多两个或三个杂原子可以是连续的，例如，-CH2-NH-OCH3和-CH2-O-Si(CH3)3。
类似地，除非另有说明，单独或作为另一取代基一部分的术语“杂亚烷基”指由杂烷基衍生的二价基团，例如但不限于，-CH2-CH2-S-CH2-CH2-和-CH2-S-CH2-CH2-NH-CH2-。在杂亚烷基中，杂原子也可占据一个或两个链末端(如亚烷基氧、亚烷基二氧、亚烷基氨基、亚烷基二氨基等)。此外，对于亚烷基和亚杂烷基连接基团，连接基团的取向不被连接基团的式所写的方向所暗示。例如，通式-C(O)2R'-表示-C(O)2R'-和-R'C(O)2-。如上所述，本文所用的杂烷基包括通过杂原子连接到分子的其余部分上的基团，例如-C(O)R'、-C(O)NR'、-NR'R”、-OR'、-SR'和/或-SO2R'。当叙述“杂烷基”，然后叙述特定杂烷基，例如-NR'R”等时，应理解术语杂烷基和-NR'R”并不冗长或互相排除。相反，叙述特定的杂烷基是为了增加清晰度。因此，术语“杂烷基”在本文中不应理解为排除特定杂烷基，例如-NR'R”等。
除非另有说明，单独或与其它术语一起使用的术语“环烷基”和“杂环烷基”分别指环状的“烷基”和“杂烷基”形式。此外，在杂环烷基中，杂原子可占据杂环与分子其余部分连接的位置。环烷基的示例包括但不限于环丙基，环丁基，环戊基，环己基，1-环己烯基，环己烯基，环庚基等。杂环烷基的例子包括但不限于，1-(1,2,5,6-四氢吡啶基)、1-哌啶基、2-哌啶基、3-哌啶基、4-吗啉基、3-吗啉基、四氢呋喃-2-基、四氢呋喃-3-基、四氢噻吩-2-基、四氢噻吩-3-基、1-哌嗪基、2-哌嗪基等。单独或作为另一取代基一部分的“环亚烷基”和“杂环亚烷基”分别指由环烷基和杂环烷基衍生的二价基团。
除非另有说明，术语“芳基”指多不饱和、芳族的烃取代基，它可以是单环或者稠合在一起(即稠环芳基)或共价连接的多环(优选为1-3个环)。稠环芳基是指稠合在一起的多个环，其中至少一个稠环是芳环。术语“杂芳基”是指含有至少一个杂原子如N、O或S的芳基(或环)，其中氮和硫原子任选被氧化，并且氮原子任选被季铵化。因此，术语“杂芳基”包括稠环杂芳基(即，稠合在一起的多环，其中所述稠环中的至少一个是杂芳环)。5,6-稠环亚杂芳基是指稠合在一起的两个环，其中一个环为5元，另一个环为6元，并且其中至少一个环是杂芳基环。同样，6.6-稠环杂亚芳基指稠合在一起的两个环，其中一个环是6元的，另一个环是6元的，且其中至少一个环是杂芳环。并且6,5-稠合环亚杂芳基是指稠合在一起的两个环，其中一个环为6元，另一个环为5元，并且其中至少一个环是杂芳基环。杂芳基基团可通过碳或杂原子连接到分子的其余部分上。芳基和杂芳基基团的非限制示例包括苯基、1-萘基、2-萘基、4-联苯基、1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、3-吡唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、吡嗪基、2-恶唑基、4-恶唑基、2-苯基-4-恶唑基、5-恶唑基、3-异恶唑基、4-异恶唑基、5-异恶唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-苯并噻唑基、嘌呤基、2-苯并咪唑基、5-吲哚基、1-异喹啉基、5-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、3-喹啉基和6-喹啉基。上述每个芳基和杂芳基环系统的取代基选自下述可接受的取代基。单独或作为另一取代基一部分的“亚芳基”和“杂亚芳基”分别指由芳基和杂芳基衍生的二价基团。杂芳基的非限制性实例包括吡啶基，嘧啶基，噻吩基，呋喃基，吲哚基，苯并噁二唑基，苯并二噁唑基，苯并二噁烷基，噻吩基，吡咯并吡啶基，吲唑基，喹啉基，喹喔啉基，吡啶并吡嗪基，喹唑啉酮基，苯并异噁唑基，咪唑并吡啶基，苯并呋喃基，苯并噻吩基，苯基，萘基，苯并噻唑基，苯并咪唑基，异喹啉基，噻二唑基，噁二唑基，吡咯基，二唑基，三唑基，四唑基，苯并噻二唑基，异噻唑基，吡唑并嘧啶基，吡咯并嘧啶基，吡唑并咪唑基，吡唑基，苯并三唑基，苯并噁唑基或喹啉基。上述示例可以是取代或未取代的，并且上述各杂芳基示例的二价基团是杂亚芳基的非限制性示例。
术语“硼酸酯”是指取代基-B(OR)2，其中各R基团独立地为C1-4烷基，或两个R基团一起形成C2-6亚烷基。
术语“缩醛”是指-CH(OR)2基团，其中每个R基团独立地为C1-4烷基，或两个R基团一起形成C2-6亚烷基。示例性的缩醛基团包括二甲基缩醛或二乙基缩醛，或环状缩醛。术语“缩酮”是指-C(OR)2-基团，其中每个R基团独立地为C1-4烷基，或两个R基团一起形成C2-6亚烷基。示例性的缩酮包括二甲基缩酮或二乙基缩酮，或环缩酮。
术语“卤代”表示氯代、氟代、溴代、或碘代。在一些实施方式中，卤代是氯代、氟代、或溴代。本文所用的术语“卤素”是指氟、氯、溴、或碘。术语“原酸酯”是指-C(OR)3基团，其中每个R基团独立地为C1-4烷基，或两个R基团一起形成C2-6亚烷基。术语“氧代”是指＝O基团，并且可以连接到碳原子或硫原子上。术语“膦酸酯”是指-P(O)(OR)2基团，其中每个R基团独立地为C1-4烷基，或两个R基团一起形成C2-6亚烷基。
如本文所用，术语“环烷基”是指具有3至15个环碳原子的饱和或部分饱和的单环，稠合多环，桥连多环或螺多环碳环。环状基团的非限制性类别是具有3至6个碳原子的饱和或部分饱和的单环碳环。环烷基的说明性示例包括但不限于以下部分：
如本文所用，术语“5-元杂芳基”是指具有选自碳、氧、氮和硫的五个环原子的单环芳族杂环。5-元杂芳基的示例包括但不限于咪唑基，吡唑基，三唑基，四唑基，呋喃基，噻吩基，异噁唑基，噻唑基，噁唑基，异噻唑基，吡咯基和噻二唑基。5-元杂芳基的具体示例包括可以通过1,3-环加成反应如叠氮化物和炔丙基之间的惠氏反应形成的那些。
如本文所用，术语“取代的”是指指定的基团或部分具有一个或多个合适的取代基。如本文所用，术语“未取代的”是指所述基团不具有取代基。如本文所用，术语“任选取代的”是指指定基团是未取代的或被指定数目的取代基取代。在术语“取代的”用于描述结构体系的情况下，取代往往发生在系统上的任何化合价允许位置。如本文所用，表述“一个或多个取代基”表示可以在系统上任何化合价允许位置发生的一个至最大可能的取代数。在一个实施方式中，“一个或多个取代基”是指1、2、3、4或5个取代基。在另一个实施方式中，一个或多个取代基是指1、2或3个取代基。
本文所用的“取代基团”或“取代基”是指选自以下部分的基团：
(A)氧代、卤素、-CF3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO2Cl、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、NHNH2、ONH2、NHC＝(O)NHNH2、NHC＝(O)NH2、-NHSO2H、-NHC＝(O)H、-NHC(O)-OH、-NHOH、-OCF3、-OCHF2、未取代的烷基、未取代的杂烷基、未取代的环烷基、未取代的杂环烷基、未取代的芳基、未取代的杂芳基，和
(B)被选自下组的至少一种取代基取代的烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基：
氧代、卤素、-CF3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO2Cl、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、NHNH2、ONH2、NHC＝(O)NHNH2、NHC＝(O)NH2、-NHSO2H、-NHC＝(O)H、-NHC(O)-OH、-NHOH、-OCF3、-OCHF2、未取代的烷基、未取代的杂烷基、未取代的环烷基、未取代的杂环烷基、未取代的芳基、未取代的杂芳基，和
被选自下组的至少一种取代基取代的烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基：
氧代、卤素、-CF3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO2Cl、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、NHNH2、ONH2、NHC＝(O)NHNH2、NHC＝(O)NH2、-NHSO2H、-NHC＝(O)H、-NHC(O)-OH、-NHOH、-OCF3、-OCHF2、未取代的烷基、未取代的杂烷基、未取代的环烷基、未取代的杂环烷基、未取代的芳基、未取代的杂芳基，和
被选自下组的至少一种取代基取代的烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基：氧代、卤素、-CF3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO2Cl、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、NHNH2、ONH2、NHC＝(O)NHNH2、NHC＝(O)NH2、-NHSO2H、-NHC＝(O)H、-NHC(O)-OH、-NHOH、-OCF3、-OCHF2、未取代的烷基、未取代的杂烷基、未取代的环烷基、未取代的杂环烷基、未取代的芳基、未取代的杂芳基。
本文所用的“大小限制取代基”或“大小限制取代基团”是指选自上述“取代基”中所有取代基的基团，其中每个取代或未取代的烷基是取代或未取代的C1-C20烷基，每个取代或未取代的杂烷基是取代或未取代的2至20元杂烷基，每个取代或未取代的环烷基是取代或未取代的C3-C8环烷基，每个取代或未取代的杂环烷基是取代或未取代的3至8元杂环烷基，每个取代或未取代的芳基是取代或未取代的C6-C10芳基，每个取代或未取代的杂芳基是取代或未取代的5至10元杂芳基。本文所用的“低级取代基”或“低级取代基”是指选自上述“取代基”的所有取代基的基团，其中每个取代或未取代的烷基是取代或未取代的C1-C8烷基，每个取代或未取代的杂烷基是取代或未取代的2至8元杂烷基，每个取代或未取代的环烷基是取代或未取代的C3-C7环烷基，每个取代或未取代的杂环烷基是取代或未取代的3至7元杂环烷基，未取代的芳基是取代或未取代的C6-C10芳基，每个取代或未取代的杂芳基是取代或未取代的5至9元杂芳基。
在一些实施方式中，本文化合物中描述的各取代基团被至少一个取代基团取代。更具体地，在一些实施方式中，本文中化合物中所述的各取代的烷基，取代的杂烷基，取代的环烷基，取代的杂环烷基，取代的芳基，取代的杂芳基，取代的亚烷基，取代的杂亚烷基，取代的亚环烷基，取代的亚杂烷基，和/或取代的亚芳基被至少一个取代基取代。在其它实施方式中，这些基团中的至少一个或全部被至少一个尺寸限制的取代基取代。在其它实施方式中，这些基团中的至少一个或全部被至少一个低级取代基取代。
在本文的其它实施方案中，每个取代或未取代的烷基可以是取代或未取代的C1-C20烷基，每个取代或未取代的杂烷基是取代或未取代的2至20元杂烷基，每个取代或未取代的环烷基是取代或未取代的C3-C8环烷基，每个取代或未取代的杂环烷基是取代或未取代的3至8元杂环烷基，每个取代或未取代的芳基是取代或未取代的C6-C10芳基，和/或每个取代或未取代的杂芳基是取代或未取代的5至10元杂芳基。在本文化合物的一些实施方式中，每个取代或未取代的亚烷基是取代或未取代的C1-C20亚烷基，每个取代或未取代的杂亚烷基是取代或未取代的2至20元杂亚烷基，每个取代或未取代的亚环烷基是取代或未取代的C3-C8亚环烷基，每个取代或未取代的杂环亚烷基是取代或未取代的3至8元杂环亚烷基，每个取代或未取代的亚芳基是取代或未取代的C6-C10亚芳基，和/或每个取代或未取代的亚杂芳基是取代或未取代的5至10元杂亚芳基。
在一些实施方案中，每个取代或未取代的烷基是取代或未取代的C1-C8烷基，每个取代或未取代的杂烷基是取代或未取代的2至8元杂烷基，每个取代或未取代的环烷基是取代或未取代的C3-C7环烷基，每个取代或未取代的杂环烷基是取代或未取代的3至7元杂环烷基，每个取代或未取代的芳基是取代或未取代的C6-C10芳基，和/或每个取代或未取代的杂芳基是取代或未取代的5至9元杂芳基。在一些实施方式中，每个取代或未取代的亚烷基是取代或未取代的C1-C8亚烷基，每个取代或未取代的杂亚烷基是取代或未取代的2至8元杂亚烷基，每个取代或未取代的亚环烷基是取代或未取代的C3-C7亚环烷基，每个取代或未取代的杂环亚烷基是取代或未取代的3至7元杂环亚烷基，每个取代或未取代的亚芳基是取代或未取代的C6-C10亚芳基，和/或每个取代或未取代的亚杂芳基是取代或未取代的5至9元亚杂芳基。
假定在本文中以不满足的价态表示的任何原子具有足够数量的氢原子以满足原子的价态。当任何变量(如烷基，R3或R5)出现在本文提供的任何公式或描述中的多于一个位置时，该变量在每次出现时的定义与每次其它出现中的定义无关。如本文所使用的数值范围旨在包括连续整数。例如，表示为“从0到4”或“0-4”的范围包括0、1、2、3和4。当显示多功能部分时，连接到芯的点由线或连字符表示。例如，-OH是指其中氧原子是羟基与分子其余部分连接点的部分。
本文所述的任何式旨在表示具有该结构式所示结构的化合物及某些变体或形式。例如，本文中任何式的化合物可以具有不对称或手性中心，因此以不同的立体异构形式存在。认为通式的化合物的所有立体异构体，包括光学异构体、对映异构体和非对映异构体，及其混合物都在式的范围内。此外，某些结构可以几何异构体(即，顺式和反式异构体)、互变异构体、或阻旋异构体存在。所有这些异构形式及其混合物在本文中被认为是本发明的一部分。因此，本文给出的任何式旨在表示外消旋体，一种或多种对映体形式，一种或多种非对映体形式，一种或多种互变异构体或阻转异构体形式，及其混合物。
基于其物理化学差异，非对映体混合物可以通过本领域技术人员熟知的方法，例如通过色谱法和/或分级结晶法分离成它们各自的非对映异构体。可通过与适当的光学活性化合物(例如，手性助剂如手性醇或Mosher酰氯反应，或形成非对映异构盐的混合物)将对映异构体混合物转化为非对映异构体混合物，分离非对映异构体并且将各个非对映异构体转化(例如，水解或脱盐)成相应的纯对映异构体来分离对映异构体。对映异构体也可以通过使用手性HPLC柱分离。本发明的化合物的手性中心可以被命名为由IUPAC 1974建议书定义的“R”或“S”，或者与肽文献一致的“D”或“L”命名。
如本文所使用的，用下标绘制的结构的一部分周围的框表示根据下标重复出现在框内的结构片段。例如，亚结构：
其中x为0、1或2，表示片段不在结构中，或是-片段-或-片段-片段-。例如，在式VII内，以下亚结构：
其中p为0或1，意味着该结构中框内的-X-NH-基团不存在(p为0)，或存在一次(p为1)。
本发明的化合物可以形成药学上可接受的盐，其也在本发明的范围内。“药学上可接受的盐”是指本文所述的化合物的游离酸或碱的盐，其是无毒的，在生理学上可耐受的，与其配制的药物组合物相容，并且适用于配置和/或给予对象。除非另有说明，本文中提及的化合物理解为包括所述化合物的药学上可接受的盐。
化合物盐包括与无机和/或有机酸形成的酸性盐，以及与无机和/或有机碱形成的碱式盐。此外，当给定化合物同时含有碱性部分(例如但不限于吡啶或咪唑)和酸性部分(例如但不限于羧酸)时，本领域技术人员将会认识到该化合物可以作为两性离子存在(“内盐”)；这样的盐包括在本文所用的术语“盐”中。本发明化合物的盐可以例如通过使化合物与一定量，例如等量的合适的酸或碱在诸如盐沉淀的介质中或在水性介质中反应然后冻干来制备。
示例性盐包括但不限于硫酸盐，柠檬酸盐，乙酸盐，草酸盐，氯化物，溴化物，碘化物，硝酸盐，硫酸氢盐，磷酸盐，酸式磷酸盐，异烟酸盐，乳酸盐，水杨酸盐，柠檬酸柠檬酸盐，酒石酸盐，油酸盐，鞣酸盐，泛酸盐，酒石酸盐，抗坏血酸盐，琥珀酸盐，马来酸盐，龙胆酸盐，富马酸盐，葡糖酸盐，葡萄糖醛酸盐，糖酸盐，甲酸盐，苯甲酸盐，谷氨酸盐，甲磺酸盐(“甲磺酸盐”)，乙磺酸盐，苯磺酸盐，对甲苯磺酸盐和双羟萘酸盐(即1,1'-亚甲基-双(2-羟基-3-萘酸)盐)。药学上可接受的盐可以包含另一个分子，例如乙酸根离子、琥珀酸根离子、或其他相对离子。该相对离子可以是稳定母体化合物上电荷的任何有机或无机部分。另外，药学上可接受的盐可在结构中具有超过一个的带电原子。多个带电原子是药学上可接受的盐的一部分的实例可以具有多个抗衡离子。因此，药学上可接受的盐可以具有一个或多个带电原子和/或一个或多个抗衡离子。
示例性的酸加成盐包括乙酸盐，抗坏血酸盐，苯甲酸盐，苯磺酸盐，硫酸氢盐，硼酸盐，丁酸盐，柠檬酸盐，樟脑酸盐，樟脑磺酸盐，富马酸盐，盐酸盐，氢溴酸盐，氢碘酸盐，乳酸盐，马来酸盐，甲磺酸盐，萘磺酸盐，硝酸盐，草酸盐，磷酸盐，丙酸盐，水杨酸盐，琥珀酸盐，硫酸盐，酒石酸盐，硫氰酸盐，甲苯磺酸盐(也称为甲苯磺酸盐)等。
示例性的碱性盐包括铵盐，碱金属盐如钠，锂和钾盐，碱土金属盐如钙和镁盐，与有机碱形成的盐(例如有机胺)如二环己基胺，叔丁基胺，和与氨基酸如精氨酸，赖氨酸等的盐。碱性含氮基团可以用诸如低级烷基卤化物(例如甲基，乙基和丁基氯化物，溴化物和碘化物)，二烷基硫酸盐(例如二甲基，二乙基和二丁基硫酸盐)，长链卤化物(例如癸基，月桂基和硬脂基氯化物，溴化物和碘化物)，芳烷基卤化物(例如苄基和苯乙基溴化物)等季铵化。
由例如以下描述了一般被认为适于从药物化合物形成药学上可用的盐的酸和碱，P.Stahl等，Camille G.(编)药用盐手册-性质、选择和使用(Handbook of PharmaceuticalSalts.Properties,Selection and Use).(2002)Zurich:Wiley-VCH；S.Berge等，Journalof Pharmaceutical Sciences(1977)66(1)1-19；P.Gould,International J.ofPharmaceutics(1986)33 201-217；Anderson等，《药物化学实践》(The Practice ofMedicinal Chemistry)(1996)，学术出版社，纽约；和橙皮书(The Orange Book)(食品药品管理局，MD，获自FDA)。这些公开内容通过引用纳入本文。
本文所述的任何化合物也意图也指任何未溶剂化形式，或这种化合物的水合物、溶剂化物或多晶型物及其混合物，即使这些形式未明确列出。“溶剂合物”是指本发明化合物与一个或多个溶剂分子的物理缔合。这种物理缔合涉及不同程度的离子和共价键，包括氢键。在某些情况下，溶剂合物将能够分离，例如当一个或多个溶剂分子掺入结晶固体的晶格中时。“溶剂合物”包括溶液相和可分离的溶剂化物。合适的溶剂合物包括与药学上可接受的溶剂如水、乙醇等形成的溶剂合物。在一些实施方式中，溶剂是水并且溶剂合物是水合物。
本文给出的任何化学式也旨在代表化合物的未标记的形式以及同位素标记形式。同位素标记的化合物具有本文给定化学式所描述的结构，不同之处在于一个或多个原子被具有选择的原子质量或质量数的原子代替。可掺入本发明化合物的同位素的示例包括氢、碳、氮、氧、磷、氟、氯和碘的同位素，分别例如2H、3H、11C、13C、14C、15N、18O、17O、31P、32P、35S、18F、36Cl和125I。这种同位素标记的化合物可用于代谢研究(例如用14C)，反应动力学研究(例如2H或3H)，检测或成像技术[例如正电子发射断层扫描(PET)或单光子发射计算机断层摄影(SPECT)]，包括药物或底物组织分布测定，或放射治疗患者。具体地，18F或11C标记的化合物可能特别适用于PET或SPECT研究。另外，用重同位素如氘(即2H)取代能提供因代谢稳定性较高(例如体内半衰期延长或剂量要求降低)而产生的某些治疗优势。本发明的同位素标记化合物及其前药通常可通过进行下面方案或实施例和制备中公开的方法来制备，所述方法是用易于获得的同位素标记试剂取代非同位素标记试剂。
实施例
实施例1：中间表位Fc结合
通过聚-甘氨酸-丝氨酸接头将中间表位融合到Fc结构域的N末端来产生中间表位-Fc构建体。通过DNA2.0(通过37-残基接头连接到人IgGγ重链3(登录号AAW65947)残基22-241的c2FD中间表位)构建的该中间表位-Fc构建体的基因克隆到pAcGP67A载体(BD生物科学公司(BD Biosciences))中，并在Sf9细胞中产生。使用蛋白A和尺寸排阻色谱法纯化蛋白质。中间表位-Fc包括具有如SEQ ID NO：57所示的氨基酸序列的多肽(下文显示为位置1的前导序列(“G”)，粗体表示中间表位，斜体表示接头，纯文本表示Fc部分)：
GCQFDLSTRRLRCGGSRSGGTSGGGSVPGSGSSGSTSGSGKSSEGSGQASTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYP SDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK(SEQ ID NO:57).
使用这种构建体，通过尺寸排阻色谱(SEC)证明西妥昔单抗Fab，EGFRdIII和中间表位形成复合物。将中间表位-Fc构建体加入到EGFRdIII和西妥昔单抗Fab的化学计量复合物中，并观察到与Fab-EGFRdIII复合物相比更早洗脱的新峰，与流体动力学质量的增加一致。该新峰的SDS-PAGE显示存在全部三种蛋白质。这些研究进一步证实了中间表位没有显着干扰抗原识别。
实施例2：生成中间表位激活的曲妥珠单抗
将中间表位结合位点接枝到人mAb框架上以产生中间表位激活的抗体(中间表位激活抗体)，具体地，中间表位激活的抗体曲妥珠单抗。将西妥昔单抗和曲妥单抗的序列比对，并将序列相同性映射到曲妥珠单抗的原子模型上(1N8Z，参见Cho等，Nature 421,756-760(2003))。基于这种映射和cQFD-西妥昔单抗和曲妥单抗结构的叠加，鉴定出十三(13)个残基在西妥昔单抗和曲妥珠单抗之间不同，并且其侧链与中间表位直接接触或可间接影响中间表位结合。这些残基是：轻链中的Thr40、Asn41、Asp85(参见上述)，轻链中的Arg39和Arg45，其配位非键合的磷酸基团，并且在一些示例中稳定了轻链中含有Thr40和Asn41的环，Val9和Ile10，它们参与在中间表位中的Leu10侧链附近形成浅疏水表面，以及轻链的Gly42、Ser43、Ile83和Ala100，以及重链中的Ser40和Ile89。
基于Kabat编号，曲妥珠单抗序列中的等同位置突变(为轻链中的Thr40、Asn41、Asp85、Arg39、Arg45、Ile9、Leu10、Gly42、Ser43、Ile83和Ala100，重链中的Ser40和Ile89)，并产生和纯化蛋白质。使用SPR，显示cQFD中间表位以与西妥昔单抗相似的亲和性(KD＝1.2μM)与枝接的曲妥单抗Fab结合。还观察到，中间表位激活的曲妥珠单抗Fab以与从商业来源分离的Fab相似的亲和性与可溶性HER2结合，证实突变对抗原结合没有有害影响。通过尺寸排阻色谱证明，中间表位激活的曲妥珠单抗sHER2和中间表位-Fc共洗脱。
为了进一步证实点突变没有显着扰乱Fab的整体结构，使用和不使用cQFD中间表位使曲妥珠单抗中间表位激活的抗体的Fab结晶化。在蛋白A和蛋白L的存在下获得良好的衍射晶体以有助于结晶。载脂蛋白-中间表位激活的抗体曲妥珠单抗和含中间表位的复合物的结构分别解析为1.95和与蛋白A和蛋白L结合的母体曲妥珠单抗Fab也被结晶并解析成分辨率。载脂蛋白-母体曲妥珠单抗Fab或HER2结合的母体曲妥珠单抗Fab(22)重叠到“载脂蛋白”-中间表位激活的抗体曲妥珠单抗上，仅显示总体结构的微小变化(433和431Cα原子上的和)。“载脂蛋白”和中间表位-配位的中间表位激活的抗体曲妥珠单抗的重叠显示，中间表位占据稳定了开放构象中的重链环(残基39-44)，类似于西妥昔单抗观察到的，并且部分导致稍高的RMSD。更重要的是，通过“载脂蛋白”和中间表位配位的中间表位激活的抗体中的序列作图鉴定的残基(Thr40、Asn41和Asp85)基本上与西妥昔单抗中的对应物处于相同的位置，并与中间表位形成相似的相互作用。中间表位的重要侧链旋转异构体也基本上与它们在cQFD-西妥昔单抗结构中的相同。与西妥昔单抗相比，没有观察到CDR环的明显改变。
这些数据表明，在不显着影响抗原结合的情况下，将中间表位结合位点成功接枝到人Fab框架上。通过衍射数据获得的初步西妥昔单抗-中间表位模型以及相互作用的特异性进一步证实中间表位位点的成功接枝。数据进一步证实了通过亲合力增强中间表位结合亲和性的可行性，并且表明二价中间表位是特异性的并且以高亲和性但仅在存在相关中间表位激活的抗体的情况下结合至过表达该抗原的细胞。
实施例3：多价高亲和性中间表位
该实施例描述了具有改善的亲和性的多价中间表位的产生，其可用于例如抗体预靶向成像和/或药物递送。通常通过亲合力/多价性来获得特异性和亲和性(Mammen M,ChoiS和Whitesides G(1998)生物系统中的多价相互作用：多价配体和抑制剂的使用和设计意义(Polyvalent interactions in biological systems:Implications for design anduse of multivalent ligands and inhibitor).Angew.Chem.,Int.Ed.Eng 37:2755)。
如上述实施例1所述制备二价中间表位-CF构建体；与中间表位对细胞结合的西妥昔单抗或细胞结合的曲妥珠单抗中间表位激活的抗体相比，该化合物被证明具有增强的表观亲和性。观察到中间表位-Fc(MFC)结合至用西妥昔单抗预处理的MDA-MB-468细胞(EGFR过表达的乳腺癌细胞系)并且仍然结合尽管进行了延长的洗涤程序(基本上是二价中间表位的约106倍稀释)。中间表位-Fc构建体不结合未处理的细胞或用M425预处理的细胞，M425是不具有中位表位结合位点的鼠抗EGFR mAb(Kamat,V.等，Cancer Biol Ther 7,726-733(2008)；Rodeck U等，Cancer Res 47(14):3692-3696(1987))。还证实了结合西妥昔单抗预处理的MDA-MB-468细胞的FITC标记的单体cQFD中间表位，但通过FACS测量的其信号在单次洗涤后降低至背景水平(约100倍稀释并与其结合亲和性一致)(图11)。
通过其在MDA-MB-468细胞表面的共定位，也清楚地看到了中间表位-Fc与西妥昔单抗的稳定和特异性相互作用(图11)。这些体外研究证实，通过产生二价中间表位获得的亲合力促进了其对仅在西妥昔单抗存在下表达病理学浓度EGFR的细胞的选择性结合。
使用中间表位激活的抗体曲妥珠单抗进行中间表位-Fc的研究。在HER2过表达的SKBR3乳腺癌细胞上测试中间表位激活的抗体曲妥珠单抗。通过FACTS和荧光显微镜，接枝的曲妥珠单抗以与母体曲妥单抗相似的水平结合细胞。FACS分析显示我们生产的曲妥珠单抗中间表位激活的抗体和亲本曲妥珠单抗具有与商业曲妥珠单抗相同的细胞表面HER2的亲和性范围(图12)。与西妥昔单抗一样，显微镜检查证实，中间表位-Fc与在SKD3细胞上与中间表位激活的抗体曲妥珠单抗共定位。重复了相同的特异性结合。中间表位激活的抗体曲妥珠单抗和母体对照仅在接枝残基上不同，从而证实其特异性完全来源于中间表位激活的点突变。
还产生了以下多价中间表位-Fc构建体。
GCQFDLSTRRLRCGGSRSGGTSGTGSTSGSGSSGSTSGSGKSSEGSGQASKGTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGKGGSRSGGTSSSSSGSGSGSSGSTSGSGSSGCQFDLSTRRLRCG；(SEQ ID NO:58；四价-中间表位-Fc)；
GPGGSDPGCQFDLSTRRLRCGGSRSGGTSGTGSTSGSGSSGSTSGSGKSSEGSGQASKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGKGGSRSGGTSSSSSGSGSGSSGSTSGSGSSGCQFDLSTRRLRCG(SEQ ID NO:59；四价中间表位-Fc，其中Fc部分仅含CH3)；
GPGGSDPGCQFDLSTRRLRCGGSRSGGTSGTGSTSGSGSSGSTSGSGKSSEGSGQASKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK(SEQ ID NO:64；中间表位-Fc，其中Fc部分仅含CH3)。
SEQ ID NO:237-239公开了其他多价中间表位肽。
在上述每个序列中，前导序列和尾部序列都加下划线，在适用的情况下，中间表位序列为粗体，接头序列为斜体，并且Fc部分以纯文本形式显示。
显示四价中间表位-Fc通过与细胞表面抗原结合的中间表位激活的抗体以高亲和性结合。在一些实施方式中，显示了上述四价和二价构建体中的每一种或一种或多种，例如通过与细胞表面抗原结合的中间表位激活的抗体以高亲和性结合。
实施例4：评价给予中间表位激活的抗体和多价中间表位之后的抗原定位和分布
该实施例描述了使用各种荧光标记分子进行的超分辨率和共焦显微镜研究。进行这些研究以评估在给予中间表位激活的抗体(中间表位激活抗体)和多价中间表位后的抗原定位和分布，包括内化和聚类。在给予后也评估抗体和标记的中间表位的定位。
产生可光活化的Her2和EGFR构建体，以在单独和与多价中间表位组合给予抗原特异性抗体后观察这些受体抗原的分布。将荧光探针与抗体，例如中间表位激活的抗体，和/或多价中间表位偶联以允许使用荧光观察其定位。进行超分辨率和共焦显微镜检查。
A.材料和方法
为了使由中间表位激活的抗体靶向的细胞表面抗原的可视化，产生可光活化的HER2和EGFR构建体。产生了标记的多价中间表位，包括四价中间表位，以便可视化中间表位的定位。
perbB2-paGFP(或HER2-paGFP)定点诱变
perbB2-EGFP pcDNA3.1(+)质粒购自Adgene(质粒号39321)。该质粒用于迭代定点诱变(SDM)以使EGFP编码区突变以产生编码可光活化(pa)GFP的区域。各种引物对用于重复SDM以改变质粒的EGFP编码区中的5个氨基酸。
在每轮SDM后，将得到的DNA转化到BP5α感受态细胞(BIOPIONEER)中，并在37℃下铺在LB/氨苄青霉素琼脂平板上。选择单个菌落并在10mL LB中扩增以纯化用于随后的一轮SDM中的质粒DNA。在最后一轮SDM后，将质粒在希望之城(COH)综合基因组学中心进行Sanger测序。
进行比较由addgene构建体编码的蛋白质的氨基酸序列与由HER2-paGFP载体编码的氨基酸序列的聚类比对。发现了以下突变：L1335F、T1336S、V1434A、T1474H、和A1477K。
生成perbB1-paGFP(或EGFR-paGFP)
从Addgene(质粒号32751，Ullrich/Joseph Schelessinger，耶鲁大学阿克塞尔班克，Max Planck生物化学研究所)获得pEGFP-N1载体中的EGFR-GFP。N1载体中的PAGFP最初来自Jennifer Lippincott-Schwartz；它含有A206K突变。
使用引物对EGFR-GFP DNA进行测序以绘制构建体。将AgeI和BsrGI切割位点用于克隆PAGFP插入片段到GFP的位置上。简言之，使用AgeI和BsrGI限制酶(赛默飞世尔科技公司(Thermo Scientific))在37℃下消化载体和插入质粒30分钟。将消化的质粒在2％琼脂糖凝胶上显现。将适当大小的条带切割并纯化以产生载体和插入DNA并在室温下使用T4DNA连接酶(赛默飞世尔科技公司)连接30分钟。将连接反应产物转化为感受态BP5α细菌细胞，并接种在卡那霉素抗性板上。板在37℃下孵育过夜。在补充卡那霉素的LB肉汤中挑选和生长集落。提取DNA并进行测序以确认EGFR-PAGFP构建体。
生产四价中间表位-Fc(M4FC)和荧光标记的M4FC
制备具有SEQ ID NO：58的氨基酸序列和所述实施例3(M4FC)的四价中间表位-Fc，并用于本实施例的研究中。用于产生M4FC的核苷酸序列在SEQ ID NO：223中提供。
为了产生编码这种MM4Fc的载体，DNA通过DNA2.0合成。将构建体用BamHI和BglII切下，并克隆入来自BD生物科学公司的分泌pAcGP67A载体中。
杆状病毒构建：
根据制造商推荐的方案，使用来自BD BaculoGoldTM转染试剂盒的BD BaculoGoldBright DNA进行共转染。将200万个Sf9细胞(吉布可公司(Gibco))接种在2mL SFM-900II培养基(英杰公司)中的60mm组织培养板上。细胞牢固贴附后，取出SFM，加入1mL转染缓冲液A，恒温旋转。同时，将0.5μg的BD BaculoGold杆状病毒DNA和2μg的pAcGP67A-M4FC载体混合并放置5分钟，然后将1mL的转染缓冲液B混合到DNA混合物中。然后将溶液逐滴加入到昆虫细胞中，恒定摇摆板。将板在27℃下孵育4小时，然后除去转染缓冲液，并用5mL SFM代替。将板放置在具有湿kimwipe的10cm组织培养皿内，并在27℃下孵育直到所有细胞死亡。
杆状病毒扩增：
将300μL的P1病毒接种到150mm组织培养板上，在40mL SFM-900II培养基(英杰公司)中接种20×106个Sf9细胞。证实所有细胞在第7天都死亡。如果不是，体积P1至少增加3倍。被病毒杀死的细胞保留贴附在板上；由于过度生长死亡的细胞剥离。P2以相似的方式扩增，但是确认细胞在第5-6天死亡；P3以相似的方式扩增，但是确认细胞在第4-5天死亡。假定以这种方式获得的P3为滴度＝2×108pfu/mL。
表达：
将Hi-Five细胞接种于M.O.I.＝3(例如，3mL P3至100mL细胞)的悬浮培养物(2×106个细胞/mL)中。如果导致第二天停止生长并在第4天完全细胞死亡，则接种被认为是有效的。根据需要，相应调整P3的M.O.I，最多至10。如果需要超过M.O.I＝10，考虑P4扩增。
在一些情况下，将P3与更高密度的细胞培养物预孵育2小时，然后达到最终体积以促进感染。培养上清液通常在第3天收获，或当>80％细胞对于台盼蓝是阳性时，为了防止由于存在过量细胞碎片而导致的蛋白质降解。
纯化：
细胞碎片在4℃下以10,000g或更高的速度旋转至少30分钟。上清液通过0.22μm过滤器过滤。在某些情况下，使用pH条带评估pH，如果过酸，则用1M Tris，pH 8.0或10x PBS，pH 7.4调节pH至7-8；pH一般接近中性。
使用蛋白A或蛋白G进行纯化(使用蛋白A通常用于pH值接近8的上清液)。柱用蛋白A或G琼脂糖珠(金斯瑞公司(Genscript))填充并用5倍柱体积的1xPBS平衡。将过滤的上清液通过重力流通过柱。在大体积(>1L)的情况下，柱子间歇地用2-3柱体积的1xPBS洗涤。柱用10个柱体积的1xPBS洗涤。
0.7柱体积的0.1M甘氨酸，pH 3.0，并使其流过。蛋白质用2柱体积的0.1M甘氨酸，pH 3.0洗脱。确保洗脱蛋白质直接滴入0.1洗脱体积的1M Tris，pH 9.0的储存器中，立即中和，滴入0.1柱体积的10x PBS以防止沉淀。测量280nm处的O.D.以确定产量(一般产量>30mg/L)。
为了分辨M4FC和Fc(降解产物)，通过分析型尺寸排阻色谱来评价蛋白质制备物。5μM西妥昔单抗IgG与6μM粗M4FC在80μL终体积(用1xPBS调整)中混合，在室温下放置5分钟，并且施加于Superdex 200 10/300柱(GF医疗公司)。通过约10mL的洗脱证明所需复合物的存在。
使用凝胶过滤实存排阻色谱进行最后一轮的纯化，之后通过透析缓冲液交换成1xPBS。M4FC浓缩至约150μM。
保存：
M4FC一般在4℃下稳定最多持续一个月。对于长期保存，将蛋白质新鲜冷冻成小等份并保存在-80℃下。冻融的M4FC经再尺寸排阻以去除聚集体。
Alexa Fluor标记：
一般而言，在50μL反应中标记M4FC蛋白质。蛋白质浓度调整至2mg/mL并且与0.1提及的1M碳酸氢钠混合。20μL移液管的Alexa Fluor粉末/片尺寸直接添加至蛋白质混合物并在室温下孵育并避光30-60分钟，取决于添加的染料的量和所需的标记程度。对于荧光显微检测，一般用3-5种染料来标记蛋白质。通过Sephadex G50-Fine(GE医疗公司)-填装Bio-Spin柱(伯乐公司)来分离未反应的染料。通过用50％PBS-平衡的Sephadex浆料填充并在摆动式离心机中15mL管固定装置中1,100g旋转3-5分钟来压实珠来填装珠。将反应混合物加载到Sephadex柱的顶部，并且以1100g旋转2分钟来收集洗脱液中标记的蛋白质。标记的蛋白质用10kDa MWCO Amicon Ultra-0.5mL离心过滤器单元(密理博公司)缓冲液交换成新鲜PBS并经0.22μm过滤。
EGFR-PAGFP的超高分辨率成像
使用Hellmanex II和碱性食人鱼蚀刻方案来清洁盖玻片。对于PALM显微检测，细胞在用纤连蛋白-样工程改造的蛋白质包被的清洁盖玻片上生长(PBS中25μg/ml，pH 7.4，西格玛公司)。将MDA-MB-453细胞(最初获自美国典型培养物保藏中心，ATCC)在补充有20％胎牛血清、1mM丙酮酸钠、100单位/ml青霉素、100单位/ml链霉素和2.5mM L-谷氨酰胺的无酚红达氏修正伊氏培养基：营养混合物F-12(DMEM/F12)中培养。根据制造商的说明书，使用FuGENE 6(普洛麦格公司(Promega))转染试剂将2μg的EGFR-PAGFP构建体瞬时转染到MDA-MB-453细胞中。在转染后约24小时，在37℃的磷酸盐缓冲盐水(PBS)pH＝7.4中快速洗涤细胞，并在4％(w/v)多聚甲醛和0.2％(w/v)戊二醛(电子显微镜科学公司(ElectronMicroscopy Sciences))中固定，在室温下在PBS中30分钟。用PBS中的过滤灭菌的25mM甘氨酸进行猝灭10分钟，最后用PBS洗涤细胞三次。将盖片与1：4000稀释的TetraSpeck珠(英杰公司)在PBS中孵育5分钟，其作为基准标记以校正图像采集期间的漂移。在补充有PBS的全血细胞室(英杰公司)中制备后，立即对盖玻片成像。
Her2-PAGFP的超高分辨率成像
细胞接种在清洁且包被的盖玻片上。将Her2-paGFP瞬时转染到MDA-MB-453(3μg的DNA，Fugine HD转染试剂，48小时)和MDA-MB-468(2ug DNA，JetPrime转染试剂，24小时或48小时)细胞中。将细胞与10nM曲妥珠单抗孵育10分钟，洗涤，如上所述固定并成像。PC-PALM用于定义Her2的分布。
B.评价给予中间表位激活的抗-HER2抗体和多价中间表位后的HER2分布
在稳定状态(无添加抗体)或用曲妥珠单抗(未经中间表位激活)孵育10分钟后进行细胞评价。观察到Her2的分布遵循单指数分布，意味着单一组织水平。在稳定状态(没有抗体添加，转染后24小时，基于来自10个不同细胞的14个区域的评估，转染的MDA-MB-468细胞平均每簇显示5个HER2蛋白质。密度表明两个群体共存：一半观察区域每簇有3-5个蛋白质，而另一半的观察区域每簇具有6-9个蛋白质。
在用曲妥珠单抗孵育10分钟后，Her2-paGFP转染的MDA-MB-468细胞平均每簇显示6个蛋白质。
在另一项研究中，将这些效果与使用多价中间表位与中间表位激活的抗体组合孵育后观察到的那些效果进行比较。如上所述，HER2-paGFP在MDA-468细胞中表达。将细胞与10nM具有SEQ ID NO：9的重链和SEQ ID NO：6的轻链的中间表位激活的曲妥珠单抗v2.0和83E在37℃下孵育10分钟。将细胞用预热(37℃)培养基快速洗涤一次，然后在37℃下用新鲜的10nM四价中间表位(M4Fc)孵育两个不同的时间点(3分钟和10分钟)。
83E中间表位激活的抗体曲妥珠单抗的轻链序列是：
DIQMTQSPILLSASVGDRVTITCRASQDVNTAVAWYQQRTNGSPRLLIYSASFLYSGVPSRFSGSRSGTDFTLTISSLQPEDEADYYCQQHYTTPPTFGAGTKVEIKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC(SEQ IDNO:241).
83E中间表位激活的抗体曲妥珠单抗的VL序列是：
DIQMTQSPILLSASVGDRVTITCRASQDVNTAVAWYQQRTNGSPRLLIYSASFLYSGVPSRFSGSRSGTDFTLTISSLQPEDEADYYCQQHYTTPPTFGAGTKVEIKRTVAAPSVFIFPP(SEQ ID NO:242).
如图13所示，与用10nM M4Fc孵育10分钟(n＝8，细胞数＝4)的细胞的41±8分子/μm2相比，观察到用10nM M4Fc(四价中间表位)孵育3分钟的细胞具有更致密的HER2-paGFP，196±41分子/μm2(n＝9，细胞数＝5)。此外，与用M4Fc的孵育10分钟相比，在3分钟后观察到更多的聚类，如每簇HER2蛋白质数量更大，簇半径更大。在用中间表位激活的抗体预孵育之后，在受体抗体的快速积累和聚类前三分钟添加四价中间表位Fc与仅用非中间表位激活形式的抗体孵育相比。10分钟后，与仅使用非中间表位激活形式的抗体孵育相比，这种孵育导致这些受体的快速内化。这些数据表明，与仅用抗体孵育相比，加入多价中间表位影响细胞表面受体抗原的分布和内化。
C.评价给予中间表位激活的抗体和多价中间表位之后的抗体和中间表位定位
通过共聚焦显微评估对用仅中间表位激活的抗体和多价中间表位孵育后的内吞过程的影响。具体地，通过荧光显微检测来评价上述二价中间表位Fc(MFC)和四价中间表位-Fc(M4FC)的影响。与或不与各这些中间表位联用的Alexa Fluor标记的西妥昔单抗与MDA-MB-468细胞孵育15分钟、1小时40分钟、3小时35分钟、和6小时35分钟。孵育结束时，通过甲醛固定细胞，并在适当的情况下，在固定盖玻片之前应用Alexa Fluor标记的抗体来染色特定的细胞标记物，并且分析样品。中间表位的结合取决于中间表位激活的抗体(西妥昔单抗)的存在；单独使用的中间表位不会导致细胞结合。
在整个共同孵育期间，二价中间表位-Fc(MFC)几乎完全与西妥昔单抗共定位；图像显示它是内吞的。定位变得更加点状，并且在共培养4.5小时后观察到中间表位和抗体的一些分离。早期内体(EEA1)，溶酶体(LAMP1和LAMP2)和高尔基体(GM130)的标记物的染色显示，除了通常在细胞中最集中的点处的EEA1和西妥昔单抗/MFC的非常小的重叠之外，没有在内吞途径的经典室内共定位西妥昔单抗/MFC。APPL1内体参与生长因子受体的运输和信号传导，与EEA1早期内体不同，代表了网格蛋白衍生的内吞囊泡和巨噬细胞的亚组中常见的早期内吞中间体。APPL1的染色也显示细胞内西妥昔单抗/MFC不是APPL1内体的一部分。
MFC的存在促进了点的形成。仅用西妥昔单抗孵育导致一些点形成；然而，点更加明显。使用ImagePro软件计数点，与仅西妥昔单抗相比，西妥昔单抗+MFC孵育的细胞中观察到的点数大约是两倍。在这些细胞中，点的平均亮度也是两倍(在+MFC细胞中，200个亮度/像素2处的75个点，而仅西妥昔单抗的细胞中，在100个亮度/像素2处的37个点)。还观察到点的出现取决于抗体对MFC的二价相互作用。当使用西妥昔单抗Fab部分(单价)(用MFC孵育)时，即使在共孵育4小时后，处理的细胞没有胞内点，并且与Fab和MFC一起孵育的两种细胞的染色图案让人想起IgG+MFC的早期共孵育时间点。当将西妥昔单抗和M425(另一种抗-EGFR mAb)施用于MDA-MB-468时，也可以看到点形成，表明点由受体交联产生。
当共培养时，四价中间表位-Fc(M4FC)也显示与西妥昔单抗的重叠定位。然而，与甚至在细胞过夜孵育后观察到的二价MFC不同，M4FC在孵育超过3.5小时后几乎不可检测。此外，M4FC的内化发生比MFC更快，并且早在20分钟就被观察到。
这些研究证明了荧光偶联的四价偶联的中间表位的荧光信号的快速损失，这表明多价中间表位和药剂的这种组合快速穿梭至溶酶体并蛋白水解。
用于阻断特异性内吞途径的药物(如Dynasore，用于网格蛋白介导的内吞作用，和EIPA用于微细胞吞噬)用于处理细胞并观察对中间表位激活的抗体(例如西妥昔单抗)和多价中间表位(例如，中间表位-Fc)的定位的影响。
在一个实施例中，使用Dynasore，一种可阻断网格蛋白介导的内吞作用的发动蛋白抑制剂的细胞可透抑制剂。将细胞用50μM的Dynasore预处理1小时，然后加入M4FC和西妥昔单抗持续另外3小时。在这种处理后，观察到西妥昔单抗和M4FC都在核周区域积累。孵育后的细胞用M425(另一种抗-EGFR抗体)染色以评估抗原的位置。与M425染色区分，当与EGFR的定位相比较时，多价中间表位和中间表位激活的抗体的胞内保留更明显。没有形成网格蛋白包被的囊泡(在Dynasore存在下)，在质膜上看到较少的西妥昔单抗。这种作用也可能表明西妥昔单抗与EGFR的分离。M4FC的质膜结合已经比西妥昔单抗弱，而发动蛋白阻断导致细胞内存在更为突出。
这些数据一起表明，多价中间表位可以与试剂，例如成像剂、治疗剂和/或细胞毒性试剂，例如细胞毒素偶联，以便有效地将药物释放到靶细胞。这些数据表明，多价中间表位可与中间表位激活的抗体组合使用，以诱导具有长寿命的受体抗原，非内化抗原或慢内化抗原(如CEA)，包括肿瘤特异性的这些抗原的内化。
实施例5：使用83E中间表位激活的抗体的结合研究
使用各种技术检查了在中间表位激活的抗体的VH区中改变残基83的效果。如下所述，使用电子计算机建模以及体外和离体结合研究证明这种改变中间表位结合袋能够增加中间表位与中间表位激活的抗体的结合亲和性。
将I83E突变型曲妥珠单抗中间表位激活的抗体的晶体结构的示意图表示重叠在中间表位激活的抗体曲妥珠单抗(版本1)上，其在VL的83位上具有异亮氨酸。对中间表位激活的抗体的氨基酸取代无法显著改变在靶抗体的主链，或在当前图中抗体片段。
该模型显示了将83位残基从异亮氨酸变为谷氨酸的影响。谷氨酸侧链似乎与中间表位形成静电键。由于这种相互作用大部分被掩埋，所以电介质预计在约4(蛋白质内部)至80(平均水电介质)的范围。2个电荷之间的力为、q1*q2*R/4*pi*e*r|R|^2-，其中R是2个电荷之间的矢量，q是电荷并且e是介电质。虽然Arg9位置处的介电质未知，其可能远小于80。为了论证，如果是4，则谷氨酸和精氨酸之间的相互作用强约20倍。这种关系可解释下文所讨论的中间表位激活的抗体的I83E版本和中间表位之间的亲和性增加。
接下来在体外结合研究中使用表面等离振子共振(SPR)和具有I83E修饰的中间表位激活的抗体帕妥珠单抗来检验中间表位与含有I83E修饰的中间表位激活的抗体的结合。SPR感应图显示了中间表位CQFDLSTRRLKC(SEQ ID NO：1)与固定的帕妥珠单抗I83E IgG的结合相互作用。浓度从约10um经2倍稀释至156nM。数据显示高Kd，实际上没有Kd可以适合数据。由于观察到的长时间偏差，因此需要进一步优化实验。
在下一项研究中，将中间表位激活的抗体UCHT1抗体与I83E修饰的结合与缺乏该取代的UCHT1抗体进行比较。从健康供体的PBMC中富集的T细胞在RPMI完全培养基中培养过夜。收获细胞，并在4℃下将1ug母体UCHT1(未中间表位激活)或中间表位激活的UCHT1加入到细胞中持续15分钟。用PBS+2％BSA洗涤细胞，然后在4℃下用AlexaF-647标记的中间表位染色30分钟。细胞经洗涤并在DAPI溶液中重悬。样品在CYAN机器上运行，并使用FlowJo软件进行分析。细胞在DAPI-淋巴细胞上门选。结果表明，通过将残基83变为谷氨酸来改变抗体中的中间表位结合位点不负面影响抗原结合，如通过两种不同细胞类型的清除信号偏移所证实。
实施例6：使用中间表位激活的抗体M5A抗-CEA抗体的受体内吞作用
癌胚抗原(CEA)是癌症，如结直肠癌和其他癌症的肿瘤标志物，并且是大量研究的焦点。在该实施例中，使用含有83E改变的中间表位激活的抗体抗-CEA抗体(M5A)的结合亲和性。
LS174T细胞，一种人CEA生成结肠肿瘤细胞系，用于研究抗体结合。将LS174T细胞进行胰蛋白酶消化，并用40μm过滤器过滤以除去碎片，然后以200g离心5分钟。除去细胞培养基，并用1ml的0.3％BSA-PBS洗涤细胞。在每次处理中使用约1×106个细胞，并重悬于100μl洗涤缓冲液中，加入Alexa Fluor 647偶联的M5A mAb至终浓度为100nM，并在室温下孵育约5分钟。然后将每个处理分成两个，并加入Alexa Fluor 488-M4FC或MFC至终浓度为250nM，并将样品进一步孵育约15分钟。孵育结束时，将细胞洗涤一次并重新悬于1ml补充有用于死细胞排除的SYTOX蓝的洗涤缓冲液。
细胞首先用前向和侧向散射，然后用SYTOX蓝门选。
中间表位的结合与通过SPR测量的亲和性相关联，更紧密的结合物显示出更多与中间表位结合的细胞。此外，可以看出四价中间表位的较高价态弥补了13M和13M(I83E)之间的亲和性差异。这些结果表明，使用多价中间表位可以改善具有较低亲和性的中间表位激活的抗体的结合特性。
实施例7：异二价MPL：用于表面受体交联应用的亲和体融合蛋白
除了用于检测疾病的其它感兴趣蛋白质之外，存在许多与表面细胞受体，包括但不限于HER2和IGF1R结合的修饰的葡萄球菌蛋白A变体。这些是已经被去免疫并且正在开发用于组织成像应用的小蛋白质，作为更大和更昂贵的单克隆抗体(mAb)和mAb片段的替代物。这种技术的非限制性示例可参考J Mol Biol.2010年4月30日；398(2):232-47；ProcNatl Acad Sci U S A.2010年8月24日；107(34):15039-44；Curr Pharm Biotechnol.2010年9月1日；11(6):581-9；Protein Eng Des Sel.2011年4月；24(4):385-96；和Eur J NuclMed Mol Imaging.2013年2月；40(3):439-49。
已经开发了中间表位蛋白L(MPL)的融合蛋白作为促进细胞表面蛋白质聚类的工具，其中有这些亲和体蛋白中的几种，为了通过单独使用mAb不可及的几何形状将中间表位激活的抗体(中间表位激活抗体)与其他表面细胞受体连接。产生了以下亲和体融合蛋白：-MPL-zHER2(抗-人表皮生长因子受体亲和体)-zIGF1R-MPL(抗-胰岛素生长因子受体亲和体)
A.材料/方法
DNA构建体
如SEQ ID NO：232(核酸)和SEQ ID NO：233(氨基酸)所示，在pet28b+修饰的载体中显示从Genscript订购的His6-SMT-MPL-zHER2编码序列。作为ULP1蛋白酶裂解步骤以除去His6-SMT3标签的结果，最终纯化的蛋白质上存在N末端S残基。
zIGF1R–MPL
zIGF1R-MPL从DNA 2.0订购以无标签构建体存在于PJ411载体中。核酸序列示于SEQ ID NO:234并且氨基酸序列示于SEQ ID NO:235。
B.蛋白质表达/纯化
His6-SMT3-MPL-zHER2
将质粒转化到BL21(DE3)感受态细胞中，并在Kan LB琼脂平板上于37℃铺板过夜。选择单个菌落并在含Kan的50mL LB培养基作为起始培养物O/N中生长以进行大规模表达。将10mL过夜培养物用于接种2L摇瓶中的含Kan的1L LB。将烧瓶在37℃下振荡，直到OD600值达到约0.6。用200μL的1M IPTG诱导蛋白表达，使培养物继续振荡4小时。然后通过离心收获细胞并重新悬浮于1×PBS缓冲液pH 7.4中。细胞在-20℃下冷冻直至纯化。
在纯化之前，将细胞解冻至室温并用French压力池裂解。通过在4℃下45,000rpm离心45分钟使细胞裂解物澄清。在亲和色谱纯化之前过滤细胞裂解物。使用Ni-NTA亲和色谱法进行初始纯化，使用PBS和咪唑梯度进行洗涤和洗脱。洗脱的蛋白质在4℃下用10mMDTT的ULP1酶切割过夜，同时透析成PBS。然后通过反向Ni-NTA色谱进一步纯化O/N透析的蛋白质。然后将柱流过和洗涤液浓缩并施加到制备级S75凝胶过滤柱上以进行最终纯化。将最终材料浓缩，等分成小体积，冷冻并保存在-80℃下。
zIGF1R–MPL
将质粒转化到BL21(DE3)感受态细胞中，并在Kan LB琼脂平板上于37℃铺板过夜。选择单个菌落并在含Kan的50mL LB培养基作为起始培养物O/N中生长以进行大规模表达。将12mL过夜培养物用于接种2L摇瓶中的含Kan的1L LB。将烧瓶在37℃下振荡，直到OD600值达到约0.6。用200μL的1M IPTG诱导蛋白表达，使培养物继续振荡4小时。然后通过离心收获细胞并重新悬浮于1×PBS缓冲液pH 7.4中。细胞在-20℃下冷冻直至纯化。
在纯化之前，将细胞解冻至室温并用French压力池裂解。加入硫酸铵(30％m/v)，裂解液在4℃用磁力搅拌棒搅拌1小时。将蛋白质溶液以3400rpm离心20分钟。小心分离上清液和沉淀。将沉淀重悬于20mL PBS中，2.5小时后用1次缓冲液变化透析O/N。将透析的物质浓缩并施加到制备级S75凝胶过滤柱上用于最终纯化。将最终材料浓缩，等分成小体积，冷冻并保存在-80℃下。
C.结合测定：
通过表面等离振子共振(SPR)监测通过融合蛋白的zHER2亲和体部分的中间表位激活的曲妥珠单抗(通过融合蛋白的MPL部分)和HER2的MPL-zHER2结合相互作用。由于非常稳定的相互作用的长期解离速率，可能需要额外的优化来计算结合亲和性。
在25℃下使用HBS-EP+作为运行缓冲液来进行SPR。使用EDC/NHS胺偶联将中间表位激活的抗体曲妥珠单抗或HER2的胞外部分固定在串联的S CM5传感器芯片上。将分析物蛋白质(MPL-zHER2或zIGF1R-MPL)的2倍稀释液以30μL/分钟流速在固定的表面上流动。
在4℃下在PBS缓冲液中的分析超级200凝胶过滤柱上进行SEC结合测定。加载前30分钟，首先在冰上孵育不同比例的中间表位激活的抗体曲妥珠单抗IgG和zIGF1R-MPL。生成了SPR感应图，其显示了MPL-zHER2与固定的中间表位激活的曲妥珠单抗IgG的相互作用。也生成了SPR感应图，其显示了MPL-zHER2与固定的HER2的结合相互作用。
zIGF1R-MPL与中间表位激活的曲妥珠单抗的结合相互作用
zIGF1R-MPL与固定的中间表位激活的曲妥珠单抗的相互作用的SPR感应图产生0.93nM的计算KD。
实施例8：使用中间表位激活的抗体/中间表位-Fc交联增加抗体内化
A.抗体产生
在转染的FREESTYLETM 293-F细胞(加利福尼亚州卡尔斯巴德的英杰公司)中产生具有包含SEQ ID NO：224的轻链和包含SEQ ID NO：225的重链的中间表位激活的吉姆单抗抗体。细胞在FREESTYLETM293表达培养基(加利福尼亚州卡尔斯巴德的英杰公司)中培养。在转染当天，收集细胞并在室温下以300g离心5分钟，最终浓度为1.1×106个细胞/ml。
如下制备用于转染的DNA：将1μg无内毒素的表达质粒加入到Optimem培养基(加利福尼亚州卡尔斯巴德的英杰公司)中，至每毫升转染体积的总体积为33.5μl。另外，对于每毫升转染体积，在室温下将1.33μl 293FectinTM(加利福尼亚州卡尔斯巴德的英杰公司)加入到32.17μl Optimem培养基(加利福尼亚州卡尔斯巴德的英杰公司)中，轻轻混合并在室温下孵育5分钟。然后将DNA混合物和293FectinTM混合物合并，混合，并在室温下孵育20-30分钟。
将DNA转染混合物以67μl转染混合物/ml细胞的比例加入到摇瓶中的FREESTYLETM293-F细胞(加利福尼亚州卡尔斯巴德的英杰公司)中。转染的细胞在37℃，8％CO2，85％湿度下，在125RPM下孵育4-6天。然后收集细胞并在3000g下离心10分钟。从离心的细胞收集上清液并用0.22微米过滤器灭菌。通过分光光度法(Nanodrop 2000c，特拉华州威尔明顿的赛默飞世尔科学公司)分析，将流通在4℃下以5mg/ml的终浓度储存在无菌的20mM组氨酸+5％蔗糖缓冲液中。通过在标准蛋白质凝胶上显现来确认完整抗体的产生。
B.抗体标记
根据制造商的说明书，用pHrodoTM Red SE(马萨诸塞州沃特汉姆市的赛默飞世尔科学公司)标记中间表位激活的吉姆单抗抗体。pHrodoTM染料是pH敏感的，其荧光随着pH降低而增加。因此，定量pHrodoTM标记的抗体的荧光指示抗体内吞的速率。简言之，在无水二甲基亚砜(DMSO)(英杰公司)中制备pHrodoTM以达到最终浓度为2-5μM的染料。将2mg抗体溶解于pH 9的2mL磷酸盐缓冲盐水(PBS)中。然后将荧光探针以四个50ul增量缓慢加入到抗体溶液中，并在室温下摇动，每次加入孵育15分钟。用Alexa Fluor 488标记中间表位-Fc蛋白质(SEQ ID NO:236)。
C.荧光显微检测
将HL-60细胞，一种人早幼粒细胞白血病细胞系染色以进行荧光显微检测以测定pHrodoTM标记的抗体的受体介导的内吞速率。在Lab-腔室8孔盖玻片聚苯乙烯室(0.7cm2/孔)中对细胞进行染色。使用100nM抗体和100nM的Alexa Fluor-标记的中间表位-Fc或仅100nM抗体(对照)在37℃下在无血清培养基中对细胞染色30分钟。用Hoechst 33342(2μg/mL终浓度持续20分钟)对HL-60细胞的细胞核进行染色。
在适当的时间点，将盖玻片在冰冷的BSA/PBS中洗涤，然后固定在4％多聚甲醛(PFA)中。随后，孔固定在Fluoromount G(亚拉巴马州伯明翰的南方生物技术联合公司(Southern Biotechnology))。使用共聚焦显微镜对pHrodoTM标记的抗体、Alexa Fluor 488标记的中间表位-Fc、和Hoechst 33342标记的细胞核使用适当的波长设置对细胞进行成像。Z分段允许内部材料的可视化，并且在相同的限定部分高度进行所有定量测量。在30分钟的单个时间点使用ImageJ分析计算成像细胞内部和外部各染色(n＝9)的总荧光。仅吉姆单抗的总染色计算为6604.57±463.95。与中间表位-Fc结合的吉姆单抗的总染色计算为11611.83±1140.44，表明HL-60细胞以接近仅抗体的速率的两倍的方式将与中间表位-Fc结合的抗体内化(p＝2.44E-08)。
实施例9：使用中间表位激活的抗体/中间表位-Fc交联增加抗体内化
A.抗体产生
在转染的FREESTYLETM 293-F细胞(加利福尼亚州卡尔斯巴德的英杰公司)人胚肾细胞293(HEK-293)中产生具有包含SEQ ID NO：226的轻链和包含SEQ ID NO：227的重链的中间表位激活的MOR208抗体。
B.抗体标记
将Raji-B细胞，一种来自人类淋巴母细胞的人B淋巴细胞细胞系，染色用于荧光显微检测以测定pHrodoTM-标记的CD-19抗体的受体介导的内吞速率。在Lab-腔室8孔盖玻片聚苯乙烯室(0.7cm2/孔)中对细胞进行染色。使用100nM抗体和100nM的Alexa Fluor-标记的中间表位-Fc(SEQ ID NO:236)或仅100nM抗体(对照)在37℃下在无血清培养基中对细胞染色30分钟。用Hoechst 33342(2μg/mL终浓度持续20分钟)对Raji-B细胞的细胞核进行染色。
使用共聚焦显微镜对pHrodoTM标记的抗体、Alexa Fluor 488标记的中间表位-Fc、和Hoechst 33342标记的细胞核使用适当的波长设置对细胞进行成像。Z分段允许内部材料的可视化，并且在相同的限定部分高度进行所有定量测量。在各可视化事件的每个时间点处对细胞进行可视化和量化。在30分钟的单个时间点使用ImageJ分析计算成像细胞内部和外部各染色的总荧光。仅MOR-208的总染色计算为1797.71±194.97(n＝8)。与中间表位-Fc结合的MOR-208的总染色计算为4430.43±632.59(n＝8)。结果表明，Raji-B细胞以与仅抗体(p＝3.94E-03)的两倍以上的速率内化与中间表位-Fc结合的MOR208抗体。
实施例10：多价中间表位细胞标记
A.多价中间表位产生
从具有N端His6-SMT3-TVM标签(金斯瑞公司)的pET28b+质粒中的密码子优化基因中表达了二价中间表位(BVM)和三价中间表位(TVM)。BVM具有SEQ ID NO:228的核酸序列和SEQ ID NO:229的肽序列。TVM具有SEQ ID NO:230的核酸序列和SEQ ID NO:231的肽序列。
将质粒转化到BL21(DE3)感受态细胞中进行蛋白质表达。将terrific肉汤(TB)和卡那霉素(Kan)中的过夜培养物用于接种1L培养物的TB/Kan，其培养至O.D.600＝0.5-0.6。培养物用最终浓度为500μM的IPTG诱导，并在振荡器上在18℃下生长过夜或在37℃下培养4小时。通过4℃ 4000rpm离心30分钟来收获细胞。弃去培养物上清液，将细胞重新悬浮于含有300mM NaCl和10mM咪唑的PBS中，并在-20℃冷冻至纯化。
用French压力池用DNASE1和PMSF裂解细胞。通过4℃ 45,000rpm离心30-45分钟来澄清裂解物。通过固定金属离子亲和层析(IMAC)(Ni-NTA Qiagen)纯化蛋白质。然后用His6-ULP1切割His6-SMT标签，然后通过反向IMAC分离。将反向柱流过和洗涤液浓缩并施加到HiLoad prep75 26/600PG凝胶过滤柱(GE)上。图16A(TVM)和图16B(BVM)中显示了两种蛋白质的代表性色谱图。显示了280nm、230nm、和260nm处的吸光度测量值。针对TVM选择馏分21-23并且针对BVM选择馏分26-29用于进一步分析。
所选馏分的SPR分析表明BVM和TVM与中间表位激活的抗体曲妥珠单抗抗体结合(分别是图17A和图17B)。通过HPLC证实了TVM产物(图18A)。图18A的4.2分钟的主峰是正确的单体TVM分子量，5.3分钟的峰是二聚体。通过质谱分析含主峰的馏分(图18B)。
B.显微检测
根据制造商的方案(马萨诸塞州威尔明顿的赛默飞世尔科学公司)0.1M碳酸氢钠缓冲液pH 8.0在室温下1小时，用NHS-Alexa Fluor 647标记TVM。如实施例2所述，标记的TVM与中间表位激活的抗体曲妥珠单抗或亲本曲妥珠单抗一起加入SKBR3细胞，HTB-30TM，
用中间表位激活的抗体曲妥珠单抗标记的细胞显示正常的形态，并保持附着在平板上。相比之下，用中间表位激活的抗体曲妥珠单抗和三价中间表位标记的细胞显示出圆的形态，并且经常与盖玻片的表面剥离。用中间表位激活的抗体曲妥珠单抗和可以成像的三价中间表位标记的细胞显示对应于细胞周边的TVM-alexafluor 647的荧光。对于母体曲妥珠单抗和三价中间表位未观察到这种形态变化，表明形态和细胞剥离的变化是由于多价中间表位与中间表位激活的抗体的组合处理。
实施例11：评价中间表位-药物偶联物的细胞毒性效果
评价了用细胞毒素偶联的多价中间表位和中间表位激活的抗体孵育后对细胞的细胞毒性效果。上述的二价中间表位Fc(MFC)和四价中间表位-Fc(M4FC)偶联至奥瑞他汀。
将HL-60细胞以1000个细胞/孔的密度接种在96孔组织培养板中。在37℃，5％CO2下过夜孵育细胞。第二天，细胞在以下条件下一式三份孵育：1)未染色的对照；2)仅中间表位激活的吉姆单抗；3)带未标记的MFC的中间表位激活的吉姆单抗；和4)具有偶联至奥瑞他汀的MFC的中间表位激活的吉姆单抗。细胞培养6天。在孵育结束时，向各孔中添加12l的阿尔玛蓝(Alamar Blue)或普雷斯托蓝(Presto Blue)并孵育4小时。使用540激发和590发射波长使用BioTek Synergy H4酶标仪读取平板。
随后计算各孔中的细胞存活百分比并使用S形剂量反应的非线性拟合分析数据。使用Prism绘图软件计算IC 50值，并将与带偶联至奥瑞他汀的MFC的中间表位激活的吉姆单抗抗体的细胞毒性效果与实验中使用的对照进行比较。
数据显示，具有偶联至奥瑞他汀的MFC的中间表位激活的吉姆单抗抗体诱导HL-60细胞中的细胞毒性。因此，结果表明具有偶联至奥瑞他汀的MFC的中间表位激活的吉姆单抗抗体可以选择性地向HL-60细胞递送细胞毒性药物。
实施例12：测试多价中间表位价态
针对各种配体密度测试多价中间表位结合以确定价态。
使用各种密度的胺偶联化学(EDC/NHS)将中间表位激活的曲妥珠单抗版本2(SEQID NO：6的轻链和SEQ ID NO：9的重链)固定在CM5芯片上。低密度通道为约150RU(图19A)，中密度通道为约750RU(图19B)，并且高密度通道为约1500RU(图19C)。
以HBS-EP+中的1μM至2.6pM的5倍稀释系列制备三价中间表位(TVM)(SEQ ID NO：231)浓度。样品在37℃下以30μL/分钟流过全部四个通道。感应图双重参考通道1上的空白固定和两个“0”浓度的缓冲液空白。
在实验的开始和结束时运行对照中间表位肽以评价实验期间表面活性的丧失。在实验完成后，在最密集的配体表面观察到小于5％的信号降低。用于实验的再生缓冲液是10mM甘氨酸pH 3.0的脉冲，可变时间为2-10秒，随后为运行缓冲液HBS-EP+的30秒脉冲。
使用BiaEvaluation软件用1:1拟合模型来进行数据拟合。1:1结合模型的数据拟合质量随着配体的表面密度增加而降低，并且由于缺乏曲率而导致不能很好地确定解离速率。数据列于表5。
表5
数据表明，结合超过一种中间表位激活的抗体的单个多价中间表位的数量随着中间表位激活的抗体密度的增加而增加。随着密度的增加，芯片上单个中间表位之间的距离减小。因此，两个或更多个抗体达到单个多价中间表位内的几率增加，预期更多的多价结合。
观察到这种效果。数据显示了随着配体密度增加的与1:1拟合的偏离的增加，其指示亲合力(图20)。计算的低密度表面的解离常数与先前计算为38nM的单价中间表位相当，尽管动力学常数不同。单价中间表位在37℃下的半衰期为4.7分钟并且在最密集固定的表面上的三价中间表位计算的半衰期为145分钟；提高超过30倍。针对更高密度的数据显示了增加的价态和更长的解离速率。数据表明多价中间表位能够进行对应于增加的配体密度的多价结合。

Claims (29)

1.一种改变细胞表面抗原分布的方法，包括：
使细胞接触多个能够结合细胞表面抗原的中间表位激活的抗体或其抗原结合片段；
使多个中间表位激活的抗体的第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点接触来自多价中间表位的第一中间表位；
使多个中间表位激活的抗体的第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点接触来自所述多价中间表位的第二中间表位，导致第一和第二中间表位激活的抗体交联，从而第一和第二中间表位激活的抗体与多价中间表位的交联改变所述细胞表面抗原的分布。
2.一种增加细胞表面抗原共定位的方法，包括：
使细胞接触多个能够结合细胞表面抗原的中间表位激活的抗体或其抗原结合片段；
使多个中间表位激活的抗体的第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点接触来自多价中间表位的第一中间表位；
使多个中间表位激活的抗体的第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点接触来自所述多价中间表位的第二中间表位，导致第一和第二中间表位激活的抗体交联，从而第一和第二中间表位激活的抗体与多价中间表位的交联增加所述细胞表面抗原或受体的共定位。
3.一种增加中间表位激活的抗体的细胞内化的方法，包括：
使表达细胞表面抗原的细胞与多个中间表位激活的抗体或其抗原结合片段结合，从而所述多个中间表位激活的抗体或其抗原结合片段结合至该细胞表面抗原；
使多个中间表位激活的抗体的第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点与来自多价中间表位的第一中间表位接触；
使多个中间表位激活的抗体的第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点与来自所述多价中间表位的第二中间表位接触，导致第一和第二中间表位激活的抗体交联，从而第一和第二中间表位激活的抗体与多价中间表位的交联增加与该细胞表面抗原结合的第一和第二中间表位激活的抗体的细胞内化。
4.一种增加细胞表面抗原的细胞内化的方法，包括：
使第一细胞表面抗原与结合该细胞表面抗原的第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段接触；
使第二细胞表面抗原与结合该第二细胞表面抗原的第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段接触；
使多个中间表位激活的抗体的所述第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点与来自多价中间表位的第一中间表位接触；
使多个中间表位激活的抗体的所述第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的中间表位结合位点与来自所述多价中间表位的第二中间表位接触，从而使第一和第二中间表位激活的抗体交联，并增加第一和第二细胞表面抗原的细胞内化。
5.一种增加抗体治疗的功效的方法，包括：
向对象给予特异性结合细胞表面抗原的有效量的中间表位激活的抗体或其抗原结合片段和有效量的多价中间表位；
形成与结合至第二细胞表面抗原的第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段结合的多价中间表位的第二中间表位，和与结合至第一细胞表面抗原的第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段结合的多价中间表位的第一中间表位的复合物，导致第一和第二中间表位激活的抗体的交联，从而第一和第二抗体的交联增加所述抗体治疗的功效。
6.一种降低在对象中实现所需治疗效果所需的抗体治疗的剂量的方法，包括
向对象给予有效量的中间表位激活的抗体或其片段和有效量的多价中间表位；
使所述多价中间表位的第一中间表位与第一中间表位激活的抗体或其片段接触；
使所述多价中间表位的第二中间表位与第二中间表位激活的抗体或其片段接触，导致所述第一和第二中间表位激活的抗体的交联，从而所述第一和第二抗体的交联降低在对象中实现所需治疗效果所需的抗体的剂量。
7.一种交联第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段和第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段的方法，包括：
使细胞接触第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段，其中所述第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段包括第一中间表位结合位点；
使所述第一中间表位结合位点接触多价中间表位，所述多价中间表位包括与第二中间表位接合的第一中间表位；
使所述多价中间表位与第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段接触，其中所述第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段包括第二中间表位结合位点；
使所述第一中间表位结合位点结合所述第一中间表位，使所述第二中间表位结合位点结合所述第二中间表位，使所述第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段结合所述细胞并且使所述第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段结合所述细胞，从而交联所述第一中间表位激活的抗体或其抗原结合片段和所述第二中间表位激活的抗体或其抗原结合片段。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述细胞表面抗原是能够进行受体介导的内吞作用的受体。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多价中间表位包括连接中间表位的免疫球蛋白Fc区或其部分。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多价中间表位的中间表位偶联至接头。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述接头包括SEQ ID NO:199、200、201、202、203、或204的序列，或其变体。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多价中间表位偶联至治疗剂或诊断剂。
13.如权利要求12所述的方法，其中：
所述治疗剂选自下组：化疗剂、治疗性抗体、毒素、放射性同位素、酶、螯合剂、硼化合物、光活性剂、染料、金属、金属合金、和纳米颗粒；或
所述诊断剂是选自下组的成像剂：荧光物质、发光物质、染料、和放射性同位素。
14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一中间表位激活的抗体结合至与所述第二中间表位激活的抗体不同的表位。
15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述中间表位激活的抗体或其抗原结合片段特异性结合至由细胞或其组织的疾病或病症表达的抗原。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述疾病或病症是癌症。
17.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中依次给予所述中间表位激活的抗体或其抗原结合片段和所述中间表位。
18.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述中间表位激活的抗体或其抗原结合片段中的至少一种与选自下组的抗体或其抗原结合片段竞争结合抗原或与其结合相同的表位：阿巴莫单抗、阿昔单抗、阿达木单抗、阿德木单抗、阿仑单抗、阿妥莫单抗、阿妥莫单抗喷替酸盐、马安那莫单抗、马安那莫单抗、阿西莫单抗、阿替珠单抗、巴利昔单抗、贝妥莫单抗、艾妥莫单抗、贝伐单抗、贝那珠单抗、贝伐珠单抗、贝他单抗、卡尼卡单抗、卡波米单抗、卡波米单抗喷地肽、卡他莫单抗、塞妥珠单抗、替坦司可利妥珠单抗、达珠单抗、地诺单抗、依库珠单抗、依决洛单抗、依法利珠单抗、伊塔木单抗、厄妥索单抗、法索单抗、芳妥珠单抗、吉妥珠单抗、吉瑞昔单抗、戈利木单抗、替伊莫单抗、伊戈伏单抗、英夫利昔单抗、易普利姆玛、拉贝珠单抗、美泊利单抗、莫罗单抗、莫罗单抗-CD3、那他珠单抗、奈昔尼妥珠单抗、奥法木单抗、奥马珠单抗、奥戈伏单抗、帕利珠单抗、帕尼单抗、兰尼单抗、利妥昔单抗、沙妥莫单抗、硫索单抗、替伊莫单抗、替伊利莫单抗、托珠单抗、托西莫单抗、曲妥单抗、优特克单抗、维西珠单抗、伏妥莫单抗、扎妥木单抗、布罗芦单抗、安鲁珠单抗、巴匹珠单抗、达鲁珠单抗、登西珠单抗、加尼单抗、奥英妥珠单抗、马威利姆单抗、摩西珠单抗、利落木单抗、西法木单抗、他尼珠单抗、曲罗尼单抗、特姆单抗和脲酶；或
所述中间表位激活的抗体或片段特异性结合至选自下组的抗原：CA-125、糖蛋白(GP)IIb/IIIa受体、TNF-α、CD52、TAG-72、癌胚抗原(CEA)、白介素-6受体(IL-6R)、IL-2、白介素-2受体a-链(CD25)、CD22、B-细胞活化因子、白介素-5受体(CD125)、VEGF、VEGF-A、CD30、IL-1β、前列腺特异性膜抗原(PSMA)、CD3、EpCAM、EGF受体(EGFR)、MUC1、人白介素-2受体、Tac、RANK配体、C5或其他补体蛋白质、CD11a、α-vβ-3整联蛋白、HER2、neu、CD15、CD20、干扰素γ、CD33、CA-IX、CTLA-4、IL-5、CD3ε、CAM、α-4-整联蛋白、IgE、IgE Fc区、RSV抗原、呼吸道合胞病毒(RSV)的F(或融合)蛋白、NCA-90(粒细胞抗原)、IL-6、GD2、GD3、IL-12、IL-23、IL-17、CTAA16.88、β-淀粉样、IGF-1受体(IGF-1R)、Δ-样配体4(DLL4)、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子受体的α亚基、肝细胞生长因子、IFN-α、神经生长因子、IL-13、CD326、CD19、PD-L1、CD47、和CD137。
19.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多价中间表位包括具有下式的肽：
X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-X10-X11-X12(式VI)
其中：
X1是Cys、Gly、β-丙氨酸、二氨基丙酸、β-叠氮基丙氨酸、或无；
X3是Gln或无；
X3是Phe、Tyr、β,β'-二苯基-Ala、His、Asp、2-溴-L-苯丙氨酸、3-溴-L苯丙氨酸、4-溴-L-苯丙氨酸、Asn、Gln、修饰的Phe、可水合含羰基残基、或含硼酸残基；
X4是Asp或Asn；
X5是Leu；β,β'-二苯基-Ala；Phe；色氨酸、酪氨酸或苯丙氨酸的非天然类似物；可水合含羰基残基；或含硼酸残基；
X6是Ser或Cys；
X7是Thr、Ser或Cys；
X8是Arg、修饰的Arg、或可水合含羰基残基或含硼酸残基；
X9是Arg或Ala；
X10是Leu；Gln；Glu；β,β'-二苯基-Ala；Phe；色氨酸、酪氨酸或苯丙氨酸的非天然类似物；可水合含羰基残基；或含硼酸残基；
X11是Lys；并且
X12是Cys、Gly、7-氨基庚酸、β-丙氨酸、二氨基丙酸、炔丙基甘氨酸、异天冬氨酸、或无。
20.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多价中间表位包括SEQ ID NO:1、2、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、186、187、188、189、或207的氨基酸序列，或从中衍生的环状肽。
21.一种多价中间表位，包括：
与第一接头偶联的第一中间表位和第二中间表位，其中所述第一接头包括PAS化序列、分选酶序列、Ssp Ic内含肽序列、Ssp IN内含肽序列、和/或醛标签。
22.如权利要求21所述的多价中间表位，还包含第二接头。
23.如权利要求21所述的多价中间表位，其中所述第一接头包括Ssp Ic内含肽序列和Ssp IN内含肽序列。
24.如权利要求22所述的多价中间表位，其中所述第一接头包括Ssp Ic内含肽序列并且所述第二接头包括Ssp IN内含肽序列。
25.如权利要求21所述的多价中间表位，其中所述分选酶序列包括序列LPXTG(SEQ IDNO:249)，其中X是任意氨基酸。
26.如权利要求21、22或25所述的多价中间表位，其中所述第一接头和/或第二接头还包括甘氨酸残基。
27.如权利要求21-26中任一项所述的多价中间表位，其中所述醛标签包括SEQ ID NO:247的序列。
28.如权利要求21-27中任一项所述的多价中间表位，其中所述第一和/或第二接头还包括赖氨酸、酪氨酸、谷氨酸、天冬氨酸和/或非天然氨基酸残基。
29.如权利要求21-28中任一项所述的多价中间表位，其中所述第一和/或第二接头偶联至治疗剂或诊断剂。
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