使用抗體-配體結合來表徵疾病的製作方法

2023-10-06 04:50:19 5

專利名稱：：使用抗體-配體結合來表徵疾病的製作方法
技術領域：
：本發明總體上涉及使用化合物或組合物用於體內(ZmWw)檢驗或體內診斷的方法，並且尤其涉及使用抗體-配體結合來表徵疾病。
背景技術：
：已知施用抗體至受試者後，乾配體的總水平增加。見，例如CharlesP等，J.Immunol163:1521-1528(1999)。然而，本
技術領域：
需要有關施用抗體後總配體的增加與配體的代謝周轉之間聯繫的其它信息。本領域還需要有關疾病階段與配體周轉之間任何聯繫的信息。發明簡述我們發現當抗體結合於(即捕獲)它的特定配體時，抗體-配體複合體轉入如此消除途徑，其不同於對未結合抗體的特定配體所天然發生的消除途徑。因此，血液內結合抗體的配體的量隨時間增加。在血液中結合抗體的配體的這種量增加不僅僅是抗體的特性。總配體濃度的增加是對施用抗體的患者特異的特性，例如指示靶配體的產生率或釋放率，或指示靶配體的產生率或釋放率因治療或因參與控制靶配體的其它因素(如疾病)所致的任何改變。個體患者將產生不同量的總配體，反映配體的不同產生率/^^文率。因此，本發明提供用於診斷受試者中的疾病的方法。在本發明的方法中，施加探測劑量的抗體至受試者。隨後，測量所形成抗體-配體複合體的量，以確定在這種結合抗體的複合體中改變的速率和程度，並因此測量來自受試者身體內部位的配體的產生率或釋放率。隨後使用抗體所捕獲配體、探測抗體和/或游離配體的測量濃度來推導天然配體的產生率和消除率，以輔助診斷疾病狀況。更進一步，可以使用通過這種抗體誘導性系統擾動所測定的配體產生率或釋放率作為疾病的標記(marker)或度量(measure)。例如，產生較多配體並因此產生較多抗體-配體複合體的患者可能更有可能患上主要由該配體所致的疾病。疾病可以是對被視為健康生理和/或健康生物化學的擾動的任何有臨床意義的測量。儘管對臨床記分系統的功能性生理測量以總體健康調查表為基礎，不過這種測量可以包括特定的生物化學標記。當未結合抗體的耙配體的循環水平因迅速代謝或失活而不能通過常規手段測量時，本發明方法特別有用。因為可以確定在總配體下降相內的劑量對時間的影響，所以中和抗體對總配體的影響甚至可以在高劑量加以檢測。本發明還提供用於確定對特定患者最適宜的治療的方法。在本發明方法中，施加探測劑量的抗體或抗體混合物至受試者。隨後，用合適的測定法測量所形成的抗體-配體複合體的量。通過測量抗體捕獲的配體的總水平，可以預測治療的臨床結果。例如，產生較多配體並因此產生較多抗體-配體複合體的患者可能更有可能患上主要由該配體所致的疾病。這些患者應當對以該配體為靶的療法更好地反應。本發明方法就健康狀態和疾病中的天然配體產生率方面對疾病生物學中根本的機能障礙提供了更好理解，這種更好理解提供合理且定向選擇合適治療以解決特定的生物學異常。本發明的方法可以與已建立的臨床終點(clinicalendpoints)—起使用。例如，美國風溼病學學會(AmericanCollegeofRheumatology(ACR))已經建立類風溼性關節炎的治療改善標準。本發明的方法還可以與實驗室方法一起使用。例如，本領域技術人員認可紅細胞沉降率(ESR)和C反應性蛋白(CRP)的測量作為炎性標記，用於確定哞喘性或風溼性反應期間的炎症。在一個實施方案中，所施用的抗體是Xolair⑧(奧馬珠單抗(omalizumab))，其中免疫球蛋白E(IgE)的水平和產生率與哮喘的嚴重性相關。抗體奧馬珠單抗通過捕獲IgE起到治療哮喘和過敏性鼻炎的作用。在另一個實施方案中，所施用的抗體是ACZ885(抗IL-ip抗體)，在施用和/或治療後監測IL-ip的產生或釋放。抗體ACZ885通過捕獲白介素-l-卩(IL-ip)起到治療呼吸性疾病和類風溼性關節炎的作用。在本發明的方法中，針對IL-ip的產生/釋放率監測對治療的反應。因此，基於IL-lp的產生率或釋放率確定抗IL-lp療法響應者。在其它實施方案中，施用的抗體是ABN912(抗單核細胞趨化蛋白)、抗IL-4、抗IL-13或抗胸腺基質淋巴細胞生成素(抗TSLP)。附圖簡述附圖通過舉例方式而不是以限制方式描述優選的實施方案。圖l是顯示奧馬珠單抗、游離IgE和總IgE間關係的組圖。給出來自三名患者的實例左邊組是在整個研究期間顯示恆定水平的IgE的安慰劑患者。由於不存在奧馬珠單抗，在此例子中總IgE與游離IgE是相同的，中央組和右邊組顯示多劑量(中央)和單劑量(右邊)的奧馬珠單抗的效果。靠上的線是奧馬珠單抗的濃度，中央的線是總IgE(游離IgE加抗體所捕獲的複合體)，靠下的線是未複合的游離IgE。圖2顯示ACZ885、游離IL-1卩和總IL-ip間的關係。在施用抗體的劑量之前的時間零處，總IL-1卩與游離IL-ip—直相同。在外周區域內的外周IL-lp以較高的濃度開始，原因在於IL-lp在外周區域內釋放。當施用抗體至血液內時，花費多達7天的時間與組織液平衡。靠上的線和符號(x)代表抗體的濃度；虛線和符號(o)代表總IL-ip(游離IL-lp加抗體所捕獲的複合體)，靠下的線代表外周組織區室和中央血液區室內未複合的游離IL-ip。圖3顯示暴露於總IL-1P和在C反應性蛋白(該蛋白質是關節炎疾病活動性記分的重要組成)的改善率之間的關係。暴露於總IL-ip被計量為從最初兩個劑量ACZ885至最後所測量樣品的時間為止的血漿濃度曲線下的面積。在C反應性蛋白(CRP)的改善率(CRP)是在施用藥物後CRP濃度的降低速率。這種改善率表述為具有互換時間單位的速率常數。CRP是如以下公式所給出的關節炎疾病活動性記分(DAS)的組成DAS=0.36*Loge(CRP+l)+0.014*GH+0.56*SQRT(T28)+0.28*SQRT(S28)+0.96其中GH是IOOmm視觀類似整體健康記分(visualanaloguegeneralhealthscore),T28是已計數呈觸痛(tender)的關節數(共計28個)並且S28是腫脹關節數。本圖中的符號是ACZ885的mg/kg劑量，全部劑量均在減少CRP方面優於安慰劑。圖4是與哞喘病人(藍色)相比在健康人(綠色)中的總IL-ip圖；哮喘人似乎具有平均較高的已捕獲配體的水平(平均)。圖5顯示施用0.3mg/kgABN912後的圖。對應於S3的線顯示可以通過MCP-1的非常快速周轉加以解釋的總體單核細胞趨化蛋白(MCP-l)增加。就對應於Sl(血漿游離MCP-1)的線而言，本發明的才莫型預測游離MCP-1短暫降低，隨後返回基線。發明詳述定義如本文中所用術語"抗體"包括，但不限於，多克隆抗體、單克物學功能的抗體片段。見Harlow&Lane，Antiboies:ALaboratoryManual(ColdSpringHarborLaboratoryPress,ColdSpringHarbor,NewYork,1988)。抗體的"特定配體"是與抗體以高親和力結合的物質組分(thecompositionofmatter)(例如在受試者血液內)。本領域技術人員可獲得對術語"特定配體，，的多種描述。見，例如vanOssCJ,"Natureofspecificligand-receptorbonds,inparticulartheantigen-antibodybond"J,Immunoassay21(2-3):109-42(2000年5月-8月)。如本文中所用，術語"臨床反應"意指如下任意或全部對反應、無反應和不良反應(即副反應)的定量性測量。過敏原暴露可以引起過敏反應。在過敏反應期間，T-細胞(免疫系統中的細胞類型)向B-細胞(B-淋巴細胞)發送信號並刺激IgE抗體(參與過敏級聯的關鍵蛋白質)的產生。AllergyPrinciplesandPractice.笫三版，第1巻，ElliotMiddleton編輯(MosebyPublishers,1988);默克醫學信息手冊(家庭版)(TheMerckManualofMedicalInformationHomeEdition(MerckResearchLaboratories1997)。過敏原特異性IgE抗體在暴露後的數周內產生並釋放至血流內。這些IgE抗體可以附著至炎症細胞(如肥大細胞)上的受體。未附著的IgE抗體在血流內漂浮，保持游離。Taber'sCyclopedicMedicalDictionary,第16版(F.A.DavisCompany,1989);MayoClinicFamilyHealthBook.DavidE.Larson編輯(WilIiamMorrow&Company,1996)。當過敏性個體再次暴露於過敏原時，過敏原可以與肥大細胞上已結合的IgE交聯。Xolair⑧是首個用於治療哞喘的人源化治療抗體以及首個已批准的設計靶向抗體IgE的療法，其中抗體IgE是過敏相關性哮喘症狀的根本原因。見美國專利號4,816,567和6,329,509。美國食品及藥品管理局(U.S.FoodandDrugAdministration(FDA))2003年6月批准Xolair。除在美國的批准以外，Xolair還獲得澳大利亞健康權利機構的市場銷售許可。Xolair⑧在如高親和力IgE結合受體(FceRI)那樣的相同位點處與循環的人免疫球蛋白E(IgE)結合，因而防止IgE與肥大細胞和其它效應細胞結合。隨著Xolair的使用，可以與肥大細胞結合的IgE抗體更少，從而IgE交聯的可能性更小並且抑制肥大細胞釋放可引起體內炎症反應的那些化學物質。ACZ885(抗IL-ip人IgGlk抗體)是IL-1卩介導的嗜酸性粒細胞和肺巨噬細胞聚集的抑制劑，其處在治療哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD)的開發I期。見，公開的PCT專利申請WO02/16436和公開的美國專利申請2004-0063913。ACZ885的使用還提供了用於治療類風溼性關節炎的機制。TolchinE，ReedLifeScienceNews(2005年1月20日)。ABN912是處在治療譯喘和慢性阻塞性肺病(COPD)的開發I期的抗單核細胞趨化蛋白-l(MCP-l)的完全人類單克隆抗體。見，公開的PCT專利申請WO02/02640和乂A開的美國專利申請2004-0047860。CuchacovichM等，Scand.J.Rheumatol.33:228-232(2004)研究-308腫瘤壞死因子-a(TNF-a)啟動子多態性及在臨床反應中的TNF-a循環水平對在類風溼性關節炎(RA)患者中因福利美(infliximab)治療的影響。因福利美是與TNF-a結合的小鼠/人嵌合抗體，已經鑑定了在人類TNFa基因啟動子中的數個單核苷酸多態性。在這些單核苦酸多態性中，-308多態性產生G/G和G/A基因型。G/A基因型與高TNF-a的產生有關並與患者對類風溼性關節炎(RA)增加的易感性及嚴重性相關。選擇具有-308TNFa基因啟動子基因型G/A或G/G基因型的患者並給予3mg/kg的因福利美。作者檢測接受抗TNFa療法的RA患者中改善的美國風溼病學學會(ACR)標準與增加的TNF-a循環水平之間的關係。有趣的是，當總平均TNFa水平在大多數治療後患者中相對於J^出水平增加時，僅具有G/A的患者表現ACR50與TNFa水平增加(ACR50是根據ACR標準的症狀改善50%)之間的統計顯著相關。在G/A基因型中，平均總TNFa在整個研究期間繼續上升；而在G/G基因型組內，平均TNFa增加直至第6周並且隨後下降返回基線。作者提出綜合這些結果，表明可以使用TNFa水平的持續增加來確定在G/A組內將對因福利美更好反應的患者，即在遺傳上易具有TNFa高產生率的患者。作者提出抗體療法後TNFa循環水平增加的缺乏可能有助於確定對抗體療法具有減弱反應的RA患者亞組。本發明人也提出在ACR標準改善與施用嵌合單克隆抗體的患者中TNFa循環水平增加之間的顯著相關。CuchacovichM等使用允許檢測游離TNFa及複合的TNFa的酶聯免疫測定(ELISA)來測量TNF-a水平。因此，作者檢測到增加的TNFa水平，其中所述的TNFa水平包括游離TNF-a和循環TNF-a,以及與抗TNFa單克隆抗體結合的TNFa的免疫複合體。相反，本發明的方法包括這樣的步驟，其中所迷的步驟包括分離游離配體和複合配體的特定檢測法。提供如下實施例以便更充分地說明本發明優選的實施方案。這些實施例無論如何不得解釋為限制如通過後續權利要求書所定義的本發明的範圍。實施例I在治療過敏性鼻炎和孝喘中捕獲IgE的奧馬珠單抗奧馬珠單抗與IgE的結合可以化學地由可逆反應代表奧馬珠單抗+/g￡-奧馬珠單抗-《￡複合體奧馬珠單抗增加的量推動複合反應向右進行，形成更多藥物-配體複合體(奧馬珠單抗-IgE)。在如此反應時並為了維持質量平衡，減少了未複合的游離IgE的濃度。不過，儘管這個簡單反應描述了抗體(奧馬珠單抗)、配體(IgE)及抗體捕獲的IgE複合體之間的平衡，但是卻沒有描述全部三種實體各自具有的自身狀態和損失速率。因此，更完整的模型是劑量產生11奧馬珠單抗+-奧馬珠單抗-^￡複合體I11清除清除清除複合體其中垂直箭頭代表三種實體的輸入和消除。因此，可以看出，如果IgE的半壽期(l-3日)短於IgG的半壽期(23日)，作為游離IgE及IgE複合體總和的總IgE的動力學取決於奧馬珠單抗和IgE兩者的供應率和損失率以及複合體形成和解離的速率。因此，總配體(IgE)的測量簡潔地同時獲取藥物和配體兩者的信息。IgG和IgE的半壽期因體內存在針對IgG中Fc部分的稱作FcRn或新生受體的"拯救"受體而是不同的，其中所述的拯救受體由Brambell發現(並因此以他的名字命名)。IgG和IgE均由胞々欠作用才聶入內皮細胞中。然而游離IgG隨後在內吞體的酸性環境內與Brambell受體結合，隨後返回至細胞表面，此時因中性pH的恢復而從Brambell受體釋放出來。沒有與FcRn結合的任何IgG及IgE在溶酶體內降解。這種關係在圖1內展示。在對照(安慰劑)條件下，IgE的濃度保持恆定。當奧馬珠單抗作為單劑量或多劑量施用時，游離igE的濃度下降而總IgE增加。可以由此及以上等式中看出，當游離配體濃度減少，則抗體所捕獲的總配體增加。反之，當游離配體增加，則總配體減少。可以從表l中看出遊離IgE的濃度與用奧馬珠單抗治療鼻炎的臨床效力有關。此外如可以從表2中看出，游離IgE的減少與哮喘加重有關。因此，由於總IgE與游離IgE;|_^向相關的(如以上所示)，因此臨床結果基於測量主要由抗體所捕獲配體組成的總IgE而是可預測的。IgE是過敏性鼻炎中的關鍵所在,這可以從Poole和Rosenwasser，Cw/r.^4//cgy^s幼m"5(3):252-8(May2005)中獲知，作者聲稱"與細胞上IgE受體結合的IgE通過多價過敏原的交聯啟動了產生過敏免疫反應的一系列事件。肥大細胞和嗜鹼性粒細胞參與早期速發反應，該反應的標誌是細胞脫顆粒和釋^t促炎介質，包括組胺，，。IgE參與過敏性哮喘的事實可以從GuilbertTW等，/爿/,ergvC7/"./附加w朋/.114(6):1282-7(2004)中了解，作者指出血清IgE總水平與空氣過敏原致敏最密切相關。表1通過游離IgE濃度組(具有可用藥物代謝動力學的ITT患者)的鼻症狀記分tableseeoriginaldocumentpage10、<0.05。p-值來自於就給藥方案和基線IgE方面的ANCOVA表2通過游離IgE濃度組(具有可用藥物代謝動力學的ITT患者)的類固醇減少期期間的哮喘加重發生率tableseeoriginaldocumentpage11估計的差異比={Prob(YSj|游離IgE組i)/[1-Prob(YSj|游離IgE組i)]}/(Prob(Y^j|游離IgE組4)/[1-Prob(Y^j|游離IgE組4)]}，其中Y是哞喘加重發作數。實施例II在治療關節炎中捕獲IL-1卩的ACZ885ACZ885與IL-ip的結合可以化學地由反應代表^CZ朋5+/丄-w-jczsw-zz:-/"複合體因此，藥物ACZ885增加的量推動複合反應向右進行，形成藥物-配體複合體。在進行反應時並為了維持質量平衡，減少未複合的IL-ip的濃度。不過，儘管這個簡單反應描迷了抗體、配體(IL-lp)及抗體捕獲的IL-1(J複合體之間的平衡，但是沒有描述全部三種實體各自具有自身的狀態和損失速率並且沒有描述抗體和配體均在施用抗體的中心血漿和配體向其中釋放的外周組織液之間分布。因此，更完整的模型是formulaseeoriginaldocumentpage12其中垂直箭頭代表三種實體的輸入、分布平衡和消除。因此，可以見到，因為游離IL-ip的損失率遠快於IgG或複合體的損失率，總IL-lp(其為游離IL-l卩和IL-1(J複合體的總和)的濃度大幅度增加，取決於抗體(ACZ885)和配體(IL-lp)的供應及損失率以及複合體形成和解離的速率。這種關係在圖2中展示。在對照(安慰劑)條件下，IL-1(5的濃度保持恆定。當施用ACZ885時，預測游離IL-1(J減少而(測量的)總IL-ip增加。可以由此及以上所述等式中看出，當游離配體濃度減少，則抗體捕獲的總配體增加。該實施例進一步說明本發明的效力在於游離配體(IL-ip)的濃度因檢測靈敏度缺乏而不能測量。然而，從抗體與配體的結合關係中，游離配體的濃度可以輕易地從可得到的抗體和總配體的測量中推導出來。可以從圖3中了解到總IL-ip的測量與用來定量類風溼性關節炎治療的臨床效力的臨床記分的主要組分有關。因此，測量暴露於細胞因子如主要由抗體所捕獲配體組成的IL-1p能夠預測對炎性疾病如譯喘和類風溼性關節炎的臨床反應性。在一個實施方案中，使用可定量效力的FEV1曲線下的簡單區域，產生總IL-ipAUC與過敏原攻擊應答能力的相關性。圖4是與哮喘患者(藍色)相比較在健康人中的總IL-ip圖；哮喘患者似乎具有更高水平的已捕獲配體(平均)。因此，在該實施方案中，總IL-lp的變異與ACZ885改善由過敏原攻擊所誘導的FEV1的變化的效力相關。在另一個實施方案中，開展用測定C反應性蛋白(CRP)替換紅細胞沉降率(ESR)以使全部DAS符合該標記，其中所述的標記在ACZ885治療下得到顯著改善。CRP和ESR均是炎性標記。有時在DAS中使用CRP替代ESR作為急性炎症的標記，因此可以合理地替換這兩種測量。在ACZ885的作用機制中，結合IL-ip減少了炎性標記(CRP和ESR)。觸痛和腫脹的關節計數及疼痛記分似乎沒有如此迅速地受影響，但是開始較緩慢地降低。在又一個實施方案中，合併CRP和ESR測量以確定DAS記分。總之，ACZ885施用(游離配體)影響和/或測量主要生物標記的能力不僅對抗體的結合親和力敏感，也對配體濃度、周轉和表達敏感。實施例III與MCP-1結合的ABN912抗體一配體相互作用極為複雜並且取決於靶配體的濃度和周轉。作為探針，有效結合MCP-1的ABN912已經增加對MCP-1生物學的理解。ABN912對MCP-1結合的平衡由如下等式顯示A:D=f7^^AW2游離//71^:屍-/游離力//^￡AW2-MC7^複合體/在平衡時Kon.ABN912.MCP-1=k0ff[複合體],此時KD=K。ff=ABN912-MCP-1(pM)4[複合體]在施用ABN912並且ABN912結合至MCP-1後，我們發現總MCP-l(mAb-MCP-l複合體)的大量、快速、劑量依賴性增加，原因在於MCP-1迅速周轉而不是MCP-1合成率增加。血漿MCP-1短時間地降低並且MCP-1的迅速周轉決定了MCP-1返回基線水平(見圖4)。在給藥後馬上出現血清MCP-1降低至定量水平(LOQ)以下。抗體配體結合模型(藥物代謝動力學/藥物動力學(PK/PD)建模)預測游離MCP-1的下降並且這種預測在血漿中得到證實。從該實施例，可以得出結論(l)減少游離配體的能力對抗體的結合親和力以及配體的濃度及周轉是敏感的；並且(2)應當使用臨床前期模型(若是交叉反應性的)來估計KD、配體周轉、對游離配體及總配體的影響以及內環境穩定機制。由於預測游離革a配體mcp-i相當迅速地返回正常水平，^發明的方法可以預測(甚至探測劑量進行24小時治療)所述療法僅能夠短時間地中和耙配體。因此，本發明的方法可以區分該實施例的陰性治療結果和實施例I及實施例II的陽性治療結果。等效物本發明不限於本申請中所迷的具體實施方案，所述的實施方案僅在於單純說明本發明的各個方面。可以對本發明作出多種修改和變化而不脫離本發明的精神和範圍，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。除了那些編號的那些方法和裝置以外，本領域技術人員從先前描迷中會明白本發明範圍內的功能性等效方法和裝置。如此修改和變化將落入後續權利要求書的範圍內。本發明將僅由後續權利要求書以及授予如此權利要求的等效物的全部範圍限定。權利要求1.用於診斷受試者中的疾病或病症的方法，包括步驟(a)施用抗體至受試者；(b)測定或計算已施用抗體的受試者中結合所施用抗體的配體的總配體濃度；和(c)計算受試者的配體產生率或釋放率，其中總配體濃度增加的確定表明受試者患有涉及配體的產生/釋放改變的疾病或病症。2.權利要求l所述的方法，其中測定步驟包括確定已施用的抗體與已施用抗體的配體之間的複合體的消除途徑，其中所述的複合體消除途徑不同於對未結合的配體所發生的消除途徑。3.權利要求l所述的方法，還包括步驟(d)確定患有由配體所致疾病或病症的受試者將對以該配體為耙的療法起反應。4.權利要求l所迷的方法，其中所施用的抗體是Xolair⑧。5.權利要求l所述的方法，其中所施用的抗體是ACZ885。6.對懷疑患有由抗體的配體所致病症的受試者確定合適治療的方法，所述方法包括步驟(a)施用抗體或抗體混合物至受試者；(b)測定或計算已經施用抗體的受試者中結合已施用抗體的配體的總配體濃度，其中總配體濃度的增加確定受試者是這樣的受試者，對其減少配體濃度是對該受試者合適的治療。7.權利要求1所迷的方法，其中施用的抗體或抗體混合物包含Xolair。8.權利要求1所述的方法，其中施用的抗體或抗體混合物包含ACZ885。全文摘要我們發現當抗體與其特定配體結合(捕獲)時，抗體-配體複合體轉入這樣的消除途徑，其不同於未結合抗體的特定配體天然發生的消除途徑。因此，血液內結合抗體的配體的量隨時間增加。總配體濃度的增加是對已施用抗體的患者呈特異性的特性。因此，本發明提供了用於診斷受試者中的疾病的方法和用於確定對特定患者最合適的治療的方法。產生較多配體並因此產生較多抗體-配體複合體的患者可能更有可能具有主要由該配體所致的疾病。這些患者應當對以該配體為靶的療法更好地反應。本發明方法就健康狀態和疾病中的天然配體產生率方面，提供對疾病生物學中根本的機能障礙的更好理解，這種更好理解提供合理且定向選擇合適治療以解決特定的生物學異常。文檔編號G01N33/68GK101194168SQ200680020584公開日2008年6月4日申請日期2006年5月8日優先權日2005年5月10日發明者P·勞埃德,P·洛厄爾,S·帕斯科申請人:諾瓦提斯公司