靶向IL13Rα2的DNA编码的双特异性抗体以及在癌症治疗中的使用方法与流程

本发明涉及包含重组核酸序列的组合物，该重组核酸序列用于在体内产生一种或多种合成dna编码的双特异性治疗抗体(dtab)及其功能片段，并且涉及通过施用所述组合物来预防和/或治疗受试者的癌症的方法。

背景技术：

1、多形性成胶质细胞瘤是高级神经胶质瘤，其代表了恶性脑肿瘤的最常见且侵袭性形式(brown et al.,2018,molecular therapy,26(1):31-44)。gbm的护理治疗标准涉及外科手术，接着是放射和化疗(stupp et al.,2005,the new england journal ofmedicine.2005；352:987-96)。虽然这些疗法提供短期益处(dolecek et al.,2012,neuro-oncology,14(5):v1-v49)，gbm最终仍然是致命的。使用现有治疗的中位存活率是15-16个月(beroukhim et al.,2014,neuro-oncology；16(9):159-1160)。这表明对于gbm患者而言对于改善的治疗选项存在巨大的未满足的和迫切的需要。

2、双特异性t细胞衔接子(engager，衔接器)是包含两个单链可变片段(scfv)的双特异性抗体，这两个单链可变片段可以同时结合至两种不同的抗原并且使展示每个单独抗原的细胞彼此靠近。典型地，bte的一个臂结合至肿瘤相关抗原(taa)并且另一端结合至t细胞上的cd3ε链。bte的两个臂的接合触发t细胞活化，导致肿瘤细胞的细胞溶解。在2014年，一种这样的靶向cd19的bte已经被fda批准用于治疗急性淋巴母细胞性白血病(jen et al.,2019,clinical cancer research；25(2):473-7)。基于cd3的双特异性抗体可以导致细胞因子释放综合征(crs)，这是主要的临床关注(teachy et al.,2013,blood,121(26):5154-7)。用双特异性抗体治疗的另外的挑战包括制造的限制和短的体内半衰期，导致需要连续输注数周和相关增加的成本(zhu et al.,2016,clinical pharmacokinetics,55(10):1271-88)。导致较长体内表达的递送方法可以显著改善该技术对较大群体的可用性。

3、先前已经描述了使用合成dna(syndna)编码的单克隆抗体用于以改善的表达动力学进行免疫治疗的方法(teachy et al.,2013,blood,121(26):5154-7；zhu et al.,2016,clinical pharmacokinetics,55(10):1271-88；(perales-puchalt et al.,2019,journalof clinical investigation insight,4(8):e126086))。重要的是开发新的t细胞重新定向疗法，因为它们异常的患者潜力；一种简化的生产方案，这将改善患者体验，同时改善体内肿瘤控制。在这个方面，在小鼠中表达的dna启动的her2靶向双特异性抗体在卵巢癌的动物模型中显示出有效的肿瘤控制(perales-puchalt et al.,2019,journal of clinicalinvestigation insight,4(8):e126086)。

4、白介素13受体α2(il13rα2)是il13的高亲和力受体，其可能充当诱饵受体，因为它含有截短物，导致缺乏信号传导能力的非常短的细胞内部分(tabata et al.,2007,current allergy and asthama reports,7(5)；hershey,2003,the journal of allergyand clinical immunology,111(4):677-90)。存在越来越多的证据表明il13rα2与间充质基因表达特征，一种更具侵袭性的疾病和不良的患者预后相关，表明靶向该taa对于肿瘤将是昂贵的((brown et al.,2013,plos one,8(10))。il13rα2在神经胶质瘤起始细胞上表达，使得其对于gbm肿瘤是重要的(brown et al.,2012,clinical cancer research,18(8):2199-209)。它在大约75％的gbm患者的肿瘤上表达(mintz et al.,2002,neoplasia,4(5):388-99；thaci et al.,2014,neuro-oncology,16(10):1304-12)，表明对肿瘤组织的高特异性和在其他健康组织中的最小表达，使其成为gbm治疗的有吸引力的靶标(debinskiet al.,1999,international journal of oncology,15(3):481-6)。已显示靶向il13rα2的放射性标记的肽改善gbm的动物模型中的中位数存活率(sattiraju et al.,2017,oncotarget,8(26):42997-3007)。针对源自il13rα2的肽的疫苗接种在成人和儿科患者中在临床上是有效的(iwami et al.,2012,cytotherapy,14:733-42；pollack et al.,2014,journal of clinical oncology,32(19):2050-8)。最后，已经描述了针对il13rα2重新定向的car t细胞靶向动物模型中的gbm肿瘤，并且目前正在临床研究，到目前为止具有混合结果(brown et al.,2018,molecular therapy,26(1):31-44；yin et al.,2018,molecular therapy oncolytics,11:20-38；brown et al.,2016,the new englandjournal of medicine,375:2561-9；brown et al.,2015,clinical cancer research,21(18):4062-72；pituch et al.,2018,molecular therapy,26(4):986-95)。

5、因此，本领域需要开发具有高效力的高度聚焦的il13rα2靶向免疫疗法。本发明满足这种需要。

技术实现思路

1、在一个实施方式中，本发明涉及编码一种或多种合成dna编码的双特异性治疗抗体或其结合片段的核酸分子，其中所述一种或多种合成dna编码的双特异性免疫细胞衔接子包含对结合至il13rα2特异性的至少一个抗原结合结构域和至少一个免疫细胞接合(engaging，衔接)结构域。

2、在一个实施方式中，免疫细胞接合结构域靶向t细胞、抗原呈递细胞、自然杀伤(nk)细胞、嗜中性粒细胞或巨噬细胞。在一个实施方式中，免疫细胞接合结构域靶向至少一种t细胞特异性受体分子。在一个实施方式中，t细胞特异性受体分子是cd3、t细胞受体(tcr)、cd28、cd16、nkg2d、ox40、4-1bb、cd2、cd5、cd40、fcgr、fcer、fcar或cd95。在一个实施方式中，免疫细胞接合结构域靶向cd3。

3、在一个实施方式中，核酸分子包括编码在氨基酸序列的整个长度上与seq id no:2、seq id no:4、seq id no:6、或seq id no:8具有至少约90％同一性的氨基酸序列的核苷酸序列。在一个实施方式中，核酸分子包括编码在至少65％氨基酸序列上与seq id no:2、seq id no:4、seq id no:6、或seq id no:8具有至少约90％同一性的氨基酸序列的结合片段的核苷酸序列。在一个实施方式中，核酸分子包括编码seq id no:2、seq id no:4、seqid no:6、或seq id no:8的氨基酸序列的核苷酸序列。在一个实施方式中，核酸分子包括编码包括seq id no:2、seq id no:4、seq id no:6、或seq id no:8的至少65％氨基酸序列的氨基酸序列的结合片段的核苷酸序列。在一个实施方式中，结合片段包括seq id no:2、seqid no:4、seq id no:6、或seq id no:8的至少六个cdr序列。在一个实施方式中，结合片段包括seq id no:2、seq id no:4、seq id no:6、或seq id no:8的十二个cdr序列。

4、在一个实施方式中，核酸分子包括在核酸序列的整个长度上与seq id no:1、seqid no:3、seq id no:5、或seq id no:7具有至少约90％同一性的核苷酸序列。在一个实施方式中，核酸分子包括在至少65％的核酸序列上与seq id no:1、seq id no:3、seq id no:5、或seq id no:7具有至少约90％同一性的核苷酸序列的片段。在一个实施方式中，核酸分子包括seq id no:1、seq id no:3、seq id no:5、或seq id no:7的核苷酸序列。在一个实施方式中，核酸分子包括含有seq id no:1、seq id no:3、seq id no:5、或seq id no:7的至少65％核苷酸序列的核苷酸序列的片段。在一个实施方式中，seq id no:1、seq id no:3、seq id no:5或seq id no:7的片段编码包含seq id no:2、seq id no:4、seq id no:6或seq id no:8的至少六个cdr序列的结合片段。在一个实施方式中，seq id no:1、seq idno:3、seq id no:5或seq id no:7的片段编码包含seq id no:2、seq id no:4、seq id no:6或seq id no:8的十二个cdr序列的结合片段。

5、在一个实施方式中，核苷酸序列与编码ige前导序列的核酸序列操作性地(operably)连接。

6、在一个实施方式中，核酸分子包括表达载体。

7、在一个实施方式中，本发明涉及包含编码一种或多种合成dna编码的双特异性治疗抗体或其结合片段的核酸分子的组合物，其中一种或多种合成dna编码的双特异性免疫细胞衔接子包括对结合至il13rα2特异性的至少一个抗原结合结构域和至少一个免疫细胞接合结构域。

8、在一个实施方式中，免疫细胞接合结构域靶向t细胞、抗原呈递细胞、自然杀伤(nk)细胞、嗜中性粒细胞或巨噬细胞。在一个实施方式中，免疫细胞接合结构域靶向至少一种t细胞特异性受体分子。在一个实施方式中，t细胞特异性受体分子是cd3、t细胞受体(tcr)、cd28、cd16、nkg2d、ox40、4-1bb、cd2、cd5、cd40、fcgr、fcer、fcar或cd95。在一个实施方式中，免疫细胞接合结构域靶向cd3。

9、在一个实施方式中，组合物包括至少一种包含编码在氨基酸序列的整个长度上与seq id no:2、seq id no:4、seq id no:6、或seq id no:8具有至少约90％同一性的氨基酸序列的核苷酸序列的核酸分子。在一个实施方式中，组合物包括至少一种包含编码在至少65％的氨基酸序列上与seq id no:2、seq id no:4、seq id no:6、或seq id no:8具有至少约90％同一性的氨基酸序列的结合片段的核苷酸序列的核酸分子。在一个实施方式中，组合物包括至少一种包含编码seq id no:2、seq id no:4、seq id no:6或seq id no:8的氨基酸序列的核苷酸序列的核酸分子。在一个实施方式中，组合物包括至少一种包含编码包含seq id no:2、seq id no:4、seq id no:6或seq id no:8的至少65％氨基酸序列的氨基酸序列的结合片段的核苷酸序列的核酸分子。在一个实施方式中，结合片段包括seq idno:2、seq id no:4、seq id no:6、或seq id no:8的至少六个cdr序列。在一个实施方式中，结合片段包括seq id no:2、seq id no:4、seq id no:6、或seq id no:8的十二个cdr序列。

10、在一个实施方式中，组合物包括至少一种包含在核酸序列的整个长度上与seq idno:1、seq id no:3、seq id no:5、或seq id no:7具有至少约90％同一性的核苷酸序列的核酸分子。在一个实施方式中，组合物包括至少一种包含在至少65％的核酸序列上与seqid no:1、seq id no:3、seq id no:5、或seq id no:7具有至少约90％同一性的核苷酸序列的片段的核酸分子。在一个实施方式中，组合物包括至少一种包含seq id no:1、seq idno:3、seq id no:5、或seq id no:7的核苷酸序列的核酸分子。在一个实施方式中，组合物包括至少一种包括含有seq id no:1、seq id no:3、seq id no:5、或seq id no:7的至少65％核苷酸序列的核苷酸序列的片段的核酸分子。在一个实施方式中，seq id no:1、seqid no:3、seq id no:5或seq id no:7的片段编码包括seq id no:2、seq id no:4、seq idno:6或seq id no:8的至少六个cdr序列的结合片段。在一个实施方式中，seq id no:1、seqid no:3、seq id no:5或seq id no:7的片段编码包括seq id no:2、seq id no:4、seq idno:6或seq id no:8的十二个cdr序列的结合片段。

11、在一个实施方式中，至少一个核苷酸序列与编码ige前导序列的核酸序列操作性地连接。

12、在一个实施方式中，组合物包括至少一种表达载体。

13、在一个实施方式中，组合物进一步包含药学上可接受的赋形剂。

14、在一个实施方式中，本发明涉及预防或治疗受试者的疾病或病症(disorder)的方法，该方法包括向受试者施用编码一种或多种合成dna编码的双特异性治疗抗体或其结合片段的核酸分子，其中所述一种或多种合成dna编码的双特异性免疫细胞衔接子包括对结合至il13rα2特异性的至少一个抗原结合结构域，以及至少一个免疫细胞接合结构域，或包含编码一种或多种合成dna编码的双特异性治疗抗体或其结合片段的至少一种核酸分子的组合物，其中所述一种或多种合成dna编码的双特异性免疫细胞衔接子包括对结合至il13rα2特异性的至少一个抗原结合结构域和至少一个免疫细胞接合结构域。

15、在一个实施方式中，疾病是良性肿瘤、癌症和癌症相关疾病。在一个实施方式中，疾病是与il13rα2表达相关的癌症。在一个实施方式中，疾病是成胶质细胞瘤。