使用il-31拮抗劑在神經元性組織中治療疼痛和炎症的方法

2023-11-03 03:44:52 6

專利名稱：使用il-31拮抗劑在神經元性組織中治療疼痛和炎症的方法
使用IL-31拮抗劑在神經元性組織中 治療疼痛和炎症的方法
與相關申請的交叉引用
本申請要求提交於2006年1月10日的美國臨時申請序列號No. 60/758,066、提交於2006年1月10日的美國臨時申請序列號No. 60/757,979、提交於2006年2月14日的美國臨時申請序列號No. 60/773, 031、提交於2006年6月22日的美國臨時申請序列號No. 60/805, 552、提交於2006年6月22日的美國臨時申請序列號No. 60/805, 550、提交於2006年6月22日的美國臨時申請序列號No. 60/805, 55、提交於2006年8月30日的美國臨時申請序列號No. 60/823， 982以及提交於2006年8月30日的美國臨時申請序列號No. 60/823， 987的權益，所有這些文獻都通過參考併入本文。
背景技術：
炎性過程使得神經系統活化，導致炎性疼痛和對運動功能的破壞。 對感覺神經的刺激產生血管舒張(vasodialtion)和血漿外滲，導致 神經性炎症和刺激，進而導致感覺刺激、超敏感性和疼痛。
神經源性炎症是組織中有疼痛反映的、熱敏感性末端(endings) 的活化導致的，其可由先天病況(例如自身免疫疾病，包括變應)、 病毒感染以及受傷導致。來自上述病況的神經源性炎症可影響到軀體 感覺系統，該系統由多種感覺受體構成，這些受體作用於產生下述感 覺，所述感覺例如壓力、觸碰、溫度、疼痛、發癢(Uch)、酥癢(tickle)、 刺痛和麻木。被活化的神經可通過誘導細胞因子的分泌、活化單核細 胞和趨化性使得炎症始終存在(perpetuate)。
神經源性炎症中有活性的蛋白可用作為診斷和治療疾病的治療性 手段的靶。
4用於治療疼痛的藥品的一個例子是鎮頑癲(Neurontin)(加巴噴 丁 (gabapentin))，其用於治療糖尿病性外周神經炎(作為皰滲後 神經痛)。因此，人們需要額外的藥來治療神經病性疼痛。
發明描述
本文提供下述定義，用於協助對本文描述的發明的了解。 術語"抗體"或"抗體肽"指完整抗體或其能針對特異性結合與 完整抗體竟爭的結合片段，其包括嵌合抗體、人化抗體、完全的人抗 體和雙特異性抗體。在某些實施方式中，結合片段是通過重組DNA技 術產生的。在其它一些實施方式中，結合片段是通過對完整抗體進行 酶促切割或化學切割產生的。結合片段包括但不限於Fab、 Fab'、 F(abO. sub. 2、 Fv和單鏈抗體。
術語"經分離的抗體"指已被鑑定出並且已從其天然環境的組分 分離出和/或回收的抗體。其天然環境的汙染性組分是可能干擾抗體的 診斷或治療性用途的材料，其可能包括酶、激素和其它蛋白質性或非 蛋白質性溶質。在一些實施方式中，抗體將被純化至下述程度(1) 按重量計抗體超過95% (通過Lowry方法測定的)，包括按重量計超 過99%， ( 2 )足以通過使用旋杯式順序分析儀獲得至少15個殘基的 N-末端或內部胺基酸序列的程度，或(3)在還原或非還原條件下，使 用考馬斯藍或優選銀染，通過SDS-PAGE測定為均質。經分離的抗體包 括原位存在於重組細胞中的抗體，因為抗體天然環境中的至少一種組 分將不存在。但是，通常，通過至少一個純化步驟來製備經分離的抗 體。
"變體"抗IL-31抗體在本文中指胺基酸序列與"親本"抗IL-31 抗體的胺基酸序列有所不同的分子，所述不同是親本抗體序列中一個 或多個胺基酸殘基的添加、缺失和/或取代造成的。在一種實施方式中， 變體包含處於親本抗體一個或多個高度可變區域中的一處或多處氨基 酸取代。例如，變體可在親本抗體的一個或多個高度可變區域中包含 至少一處，例如大約一處至大約十處，以及大約兩處至大約五處的取 代。通常，變體將具有與親本抗體重鏈或輕鏈可變結構域序列有至少75%的胺基酸序列同一性的胺基酸序列，更優選地，至少80%,更優選 地，至少85%，更優選地，至少90%，最優選地，至少95%。關於該序 列的同 一性或同源性在本文中被定義為對序列進行比對以及如果需 要的話引入缺口以獲得最大百分比序列同 一性後，候選序列中與親本 抗體殘基相同的胺基酸殘基的百分比。抗體序列的N-末端、C-末端或 內部的延伸、缺失或插入均不應被解釋為影響到序列同一性或同源性。 變體保留與人IL-31結合的能力，其優選具有優於親本抗體的性質。 例如，變體可具有更強的結合親和性、增強的抑制IL-31誘導的對免 疫細胞的刺激的能力。為分析此類性質，人們應當，例如，用變體的 Fab形式與親本抗體的Fab形式比較，或者用變體的全長形式與親本 抗體的全長形式比較，因為已經發現在本文公開的生物學活性檢驗 中，抗IL-31抗體的形式將影響其活性。本文中具有特殊興趣的變體 抗體是較之親本抗體展示出至少大約10倍，優選至少大約20倍，最 優選至少大約50倍的生物學活性增強的變體抗體。
術語"親本抗體，，在本文中使用時指用於製備抗體的胺基酸序列 編碼的抗體。優選地，親本抗體具有人框架區域，以及如果存在的話， 具有人抗體恆定區域。例如，親本抗體可以是人化抗體或人抗體。
術語"激動劑，，指能增加另一分子的活性、作用或功能的任何化 合物，包括蛋白、多肽、肽、抗體、抗體片段、大分子或小分子(小 於10kD) 。 IL-31激動劑能導致，例如對NK細胞、T細胞亞組和B 細胞亞組以及樹突細胞的刺激。
術語"拮抗劑，，指能減少另一分子的活性、作用或功能的任何化 合物，包括蛋白、多肽、肽、抗體、抗體片段、大分子或小分子(小 於10 kD) 。 IL-31拮抗劑能導致，例如NK細胞、T細胞亞組和B 細胞亞組和樹突細胞的免疫功能的減少；與IL-31結合，使得IL-31 蛋白的相互作用被阻礙、抑制、降低、拮抗或中和。
在某些實施方式中，"雙價抗體"與"多特異性"或"多功能性" 抗體不同，其應當被理解為包含具有相同抗原特異性的結合位點。
"雙特異性"或"雙功能"抗體是具有兩種不同重/輕鏈對和兩種不同結合位點的雜交抗體。雙特異性抗體可通過多種方法產生，所述
方法包括但不限於雜交瘤融合或Fat/片段的連接。見，例如， Songsivilai & Lachmann, Clin. Exp. Immunol. 2i: 315-321 (1990); Kostelny et al.， J. Immunol.裡1547-1553 (1992)。
術語"嵌合抗體"(或其複數形式)指這樣的抗體，其輕鏈和重 鏈基因是從屬於不同物種的免疫球蛋白的可變和恆定區域基因構建 的，所述構建典型地通過遺傳工程來進行。例如，來自小鼠單克隆抗 體的基因的可變片斷可連接到人恆定片斷(例如Y 1和Y 3)上。因此，
典型的治療性嵌合抗體是由來自小鼠的可變或抗原結合結構域和來自 人抗體的恆定結構域構成的，雖然其它哺乳動物物種也可以使用。
術語"表位"包括能與免疫球蛋白或T-細胞受體特異性結合的任 何蛋白決定子。表位決定子通常由具有化學活性的分子表面基團(例 如胺基酸或糖側鏈)構成，其通常具有特異性的三維結構特徵以及特 異性的電荷特徵。更具體地，術語"IL-31表位"在本文中使用時指 IL-31多肽的在動物(優選哺乳動物，最優選小鼠或人)中具有抗原 或免疫原性活性的部分。具有免疫原性活性的表位是IL-31多肽的能 在動物中引發抗體應答的部分。具有抗原活性的表位是IL-31多肽的 能被抗體免疫特異性結合的部分，所述結合是通過本領域公知的任何 方法(例如免疫檢驗)測定的。抗原表位不一定必須要是免疫原性的。
術語"標籤化的表位，，在本文中使用時指與"表位標籤"融合的 抗IL-31抗體。表位標籤多肽具有足夠的殘基，以提供可針對其製造 抗體的表位，但所述表位標籤多肽仍足夠短，使得不會千擾到IL-31 抗體的活性。表位標籤優選足夠獨特，使得抗體不會與其它表位發生 實質上的交叉反應。合適的標籤多肽通常具有至少6個胺基酸殘基， 其通常在大約8-50個胺基酸殘基之間(優選地，大約9-30個殘基之 間)。例子包括流感HA標籤多肽及其抗體12CA5 ( Field etal. Mol. Cell. Biol. !: 2159-2165 (1988) ) ; c-myc標籤及其8F9、 3C7、 6E10、 G4 、 B7 和 9E10 抗體(Evan et al.， Mol. Cell. Biol. 5 (12): 3610-3616 (1985))和單純性皰滲病毒糖蛋白D ( gD )標籤及其
7抗體(Paborsky et al. ， Protein Engineering 3 (6): 547-55 3 (1990))。 在某些實施方式中，表位標籤是"救助(salvage)受體結合表位"。 在本文中使用時，術語"救助受體結合表位"指IgG分子(例如IgG^ IgG2、 IgG3或IgG4)的Fc區域的下述表位，所述表位作用於增加IgG 分子的體內血清半壽期。
術語"片段"在本文中使用時指這樣的肽或多肽，其包含IL-31 多肽或能與IL-31多肽免疫特異性結合的抗體的胺基酸序列的至少5 個連續胺基酸殘基，至少IO個連續胺基酸殘基，至少15個連續氨基 酸殘基，至少20個連續胺基酸殘基，至少25個連續胺基酸殘基，至 少40個連續胺基酸殘基，至少50個連續胺基酸殘基，至少60個連續 胺基酸殘基，至少70個連續胺基酸殘基，至少連續的80個胺基酸殘 基，至少連續的90個胺基酸殘基，至少連續的IOO個胺基酸殘基，至 少連續的125個胺基酸殘基，至少150個連續的胺基酸殘基的胺基酸 序列。
在本文中使用時，術語"免疫球蛋白"指由實質上由免疫球蛋白 基因編碼的一種或多種多肽構成的蛋白。免疫球蛋白的一種形式構成 抗體的基礎結構單位。該形式是四聚體，其由兩對相同的免疫球蛋白 鏈對構成，每對具有一條輕鏈和一條重鏈。在每對中，輕鏈和重鏈可 變區域一起作用於使抗原結合，恆定區域作用於抗體效應器功能。
全長免疫球蛋白"輕鏈"由NH2-末端的可變區域基因和COOH-末 端的K或A恆定區域編碼。簡單地，全長免疫球蛋白"重鏈"由可變 區域基因和提到的其它恆定區域基因之一編碼(大約330個胺基酸)。 重鏈被分為Y、 U、 a、 5或s，其將抗體的同種型分別定義為IgG (包括IgGl、 IgG4) 、 IgM、 IgA、 IgD和IgE。在輕鏈和重鏈中，可 變區域和恆定區域通過大約12個或更多個胺基酸的"J"區域連起來， 重鏈還包括大約10個或更多個胺基酸的"D"區域(一般見， Fundamental Immunology (Paul, W. ， ed. ， 2nd ed. Raven Press, N. Y. 1989)， Ch. 7,其通過引用整體併入本文)。
免疫球蛋白輕鏈或重鏈可變區域由被三個高度可變區域隔開的"框架"區域構成。因此，術語"高度可變區域"指抗體中作用於抗 原結合的胺基酸殘基。高度可變區域包含來自"互補性決定區域"或
"CDR，，的胺基酸殘基(見，Kabat et al.， Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda， Md. (1991)和Chothia and Lesk， 1987， J. Mol. Biol. 196: 901-917 )(這兩篇文獻都通 過引用併入本文)。"框架區域"或"FR"殘基是並非本文定義的高 度可變區域殘基的那些可變區域殘基。不同輕鏈或重鏈的框架區域的 序列在物種中相對保守。因此，"人框架區域"是與天然存在的人免 疫球蛋白高度相同(大約85%或更高，通常90-95%或更高)的框架區 域。抗體的框架區域(其是組成型輕鏈和重鏈的框架區域的組合)作 用於對CDR's定位和比對。CDR' s主要作用於與抗原表位的結合。
因此，術語"人化，，免疫球蛋白指包含人框架區域和來自非人(通 常小鼠或大鼠)免疫球蛋白的一個或多個CDR's的免疫球蛋白。提供 CDR's的非人免疫球蛋白被稱為"供體"，提供框架的人免疫球蛋白 被稱為"接受體，，。恆定區域並不必須要存在，但是如果它們存在的 話，它們必須與人免疫球蛋白恆定區域高度相同，即，至少大約 85-90%，優選大約95%或更相同。因此，人化免疫球蛋白的所有部分 (可能除了 CDR's)與天然人免疫球蛋白序列的對應部分高度相同。 "人化抗體，，是包含人化輕鏈和人化重鏈免疫球蛋白的抗體。例如， 人化抗體將不包括上文定義的典型嵌合抗體，例如，因為嵌合抗體的 整條輕鏈是非人的。
在本文中使用時，術語"人抗體"包括具有人免疫球蛋白胺基酸 序列的抗體，以及包括從人免疫球蛋白文庫或從轉基因有一種或多種 人免疫球蛋白並且不表達內源免疫球蛋白的轉基因動物分離的抗體， ^口上文戶斤述，例:i口，見Kucherlapati et al. in U.S. Patent No. 5， 939， 598。
術語"經遺傳工程改造的抗體"表示這樣的抗體，其中胺基酸序 列與天然抗體的胺基酸序列已有不同。因為抗體的產生與重組DNA技術有關，因此其不必被限定為天然抗體中發現的胺基酸序列；抗體可 被重新設計，以獲得想要的特徵。可能的變化有很多，其範圍為從一 個或數個胺基酸的改變到對例如可變或恆定區域的完全重新設計。通 常，恆定區域中的改變將被用來改進或改變下述特徵，例如，補體固 定、與膜的相互作用和其它效應器功能。可變區域中的變化將被用來 改進抗原結合特徵。
除了抗體之外，免疫球蛋白還可以以多種其它形式存在，包括， 例如，單鏈或Fv、 Fab和(Fab')2以及微型雙功能抗體(diabody)、 線性抗體、多價或多特異性雜交抗體(如上文所述，在Lanzavecchia et al.， Eur. J. Immunol. U， 105 (1987)中有詳細描述)以及以 單鏈存在(例如，Huston et al.， Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., ^ 5879-5883 (1988) and Bird et al.， Science, 242: 423-426 (1988)，其通過引用併入本文)(一般而言，見Hood et al.， "Immunology", Benjamin, N. Y. ， 2nd ed. (1984)， and HunkapUler and Hood， Nature, 1^15-16 (1986)，其通過引用併入本文)。
在本文中使用時，術語"單鏈Fv"、"單鏈抗體"、"Fv"或"scFv" 指這樣的抗體片段，其包含來自重鏈和輕鏈的可變區域，但其缺少恆 定區域，但它們處於單多肽鏈中。通常，單鏈抗體還包含VH和VL結 構域之間的多肽接頭，這使其可以形成想要的允許抗體結合的結構。 單鏈抗體由 Pluckthun 在 The Pharmacology of Monoclonal Antibodies, vol. 113， Rosenburg and Moore eds. Springer-Verlag, New York, pp. 269-315 (1994)中詳細討論過；還見國際專利申請公 開文本No. W0 88/01649和美國專利號Nos. 4， 946， 778和5， 260， 203， 其公開內容通過引用以任何目的併入本文。在一些特別的實施方式中， 單鏈抗體還可以是雙特異性的和/或人化的。
"Fab片段，，包含一條輕鏈和一條重鏈的可變區域和CH1。 Fab分
子的重鏈不能與另一重鏈分子形成二硫鍵。
"Fab'片段，，含有一條輕鏈和含有位於Cm和CH2結構域之間的恆 定區域的大部分的一條重鏈，使得兩條重鏈間可形成鏈間二硫鍵，以形成F(ab。2分子。
"F(ab')2片段"含有兩條輕鏈和兩條重鏈，所述重鏈含有位於 Q和CH2結構域之間的恆定區域的部分，使得兩條重鏈間形成鏈間二硫鍵。
術語"微型雙功能抗體"指具有兩處抗原結合位點的小抗體片段， 所述片段包含與同一多肽鏈(Vh-VJ輕鏈可變結構域(VJ相連的重 鏈可變結構域(Vh)。通過使用短到不能允許相同鏈的兩個結構域間 配對的接頭，迫使結構域與另一鏈的互補結構域配對，產生兩處抗原 結合位點。微型雙功能抗體在例如EP 404,097 、 W0 93/11161和 Hollinger et al. ， Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 6444-6448 (1993) 中描述得更充分。
術語"線性抗體，，指Zapata et al. Protein Eng. 8 (10): 1057-1 062 (1995)描述的抗體。簡言之，這些抗體包含串聯的Fd片斷 (VrCfn-VK-CB1)的對，其形成抗原結合區域的對。線性抗體可以是雙 特異性的或單特異性的。
術語"免疫功能性免疫球蛋白片段"在本文中使用時指至少含有 免疫球蛋白重鏈和輕鏈的可變結構域的多肽片段。本發明的免疫功能 性免疫球蛋白片段能與配體結合，防止配體與其受體結合，阻斷配體 與受體結合導致的生物學應答，或者上迷的任何組合。
術語"單克隆抗體"指源自單個克隆(包括任何真核、原核或噬 菌體克隆)的抗體，其並非指生產其的方法。
本發明部分基於下述發現與IL-31 (例如IL-31Ra和0SMRb )結 合的異二聚受體的亞基在神經細胞(例如背根神經節細胞)上表達。 因此，本發明包括IL-31的拮抗劑在抑制疼痛和驗證以及炎性腸病、 Crohn's症、瘙癢症和神經源性疼痛和敏感化的症狀中的用途。本發 明還包括IL-31拮抗劑在通過對背根神經節細胞的刺激來提高敏感化 中的用途。
IL-31是以前在公開的美國專利申請中作為Zcytol7rlig被描述 的細胞因子的HUGO名稱(見，公開的美國專利申請號20030224487(提交於2003年1月21日的美國專利申請序列號10/352,554,其現被授 權為美國專利號7,064,186 ) ; Sprecher, Cindy et al, ， 2003，它 們通過引用被併入本文)。針對IL-31的異二聚受體包含IL-31Ra和 抑瘤素M受體e (OSMRb)之間形成的異二聚體。IL-31Ra是在共同所 有的美國公開專利申請號20030215838 (提交於2003年1月21日的 美國專利申請序列號10/351,157 )中被稱為zcytorl7的蛋白的HUGO 名稱。針對人IL-31的多核苷酸和多肽序列分別如SEQ ID NOs: l和 2所示。針對鼠IL-31的多核苷酸和多肽序列分別如SEQ ID NOs: 3 和4所示。在本文中使用時，術語IL-31將表示上文所述的美國專利
發明者C·科耶薩, J·比爾斯伯羅格, L·祖克曼, M·羅格, 約 姚 申請人:津莫吉尼蒂克斯公司