预防和治疗阿尔茨海默病(ad)的方法

专利名称：预防和治疗阿尔茨海默病(ad)的方法
预防和治疗阿尔茨海默病(AD)的方法本申请是申请日为2004年1月13日、中国申请号为200480002213. 2、发明名称为 “预防和治疗阿尔茨海默病(AD)的方法”的发明申请的分案申请。本发明涉及用于预防和治疗阿尔茨海默病(AD)的方法。淀粉样蛋白-β肽(AS)在阿尔茨海默病(AD)的神经病理学中起重要作用(Roher 等1993 " β -淀粉样蛋白-(1-4 是脑血管淀粉样蛋白沉积物的主要成分阿尔茨海默病的病理学实质"-PNAS 90:10836)。该病的家族型与淀粉样蛋白前体蛋白(APP)和早老素基因中的突变有关。在这些基因中与疾病相关的突变导致作为阿尔茨海默病的淀粉样蛋白斑中发现的主要形式的肽(Αβ42)的42-氨基酸形式的产生增加。该病的动物模型是商购的。超表达突变体人ΑΡΡ(其中第717位上的氨基酸是F而不是V)的PDAPP转基因小鼠逐步发展成了年龄和脑依赖性形式的许多阿尔茨海默病的神经病理学标志(Games等， 1995“超表达V717F S-淀粉样蛋白前体蛋白的转基因小鼠中的阿尔茨海默型神经病理学〃 -Nature 373 :523)。已经使用"正常的"、非基于模拟表位的疫苗进行了疫苗接种研究。在AD-型神经病理学情况发作前(6周)或在老龄时(11个月)给转基因动物免疫接种聚集的A β 42， 给幼小的动物免疫接种可以预防发生蚀斑形成、神经炎性营养不良和星形神经胶质增生 (astrogliosis)。治疗老龄动物明量减轻了 AD-样神经病理学情况。这种实验性疫苗接种手段诱导针对能够通过血脑屏障并攻击淀粉样蛋白斑的Αβ 42的抗体产生(Schenk 等，1999:“用淀粉样蛋白-β免疫接种弱化了 PDAPP小鼠中的阿尔茨海默病样病理情况"-Nature 400:173)。斑块随后通过几种机制除去，包括Fc-受体介导的吞噬作用 (Bard等，2000:“外周给药的针对淀粉样蛋白β _肽的抗体进入阿尔茨海默病小鼠模型的中枢神经系统并减轻病理情况〃 -Nature Med 6:916)。这种疫苗也能够延缓记忆缺失 (Janus等，2000: “ Αβ肽免疫接种减轻了阿尔茨海默病模型中的行为缺陷并减少了斑块"-Nature 408 979)。自1999年后期以来很有前途的AD免疫接种疗法已经用于临床。推测免疫接种可以引起免疫系统攻击斑块并从受侵害的人脑中清除这些沉积物，不过，确切的机理仍需要更具体地表征。这些临床试验由药物公司Elan与其合伙人American Home Products (治疗疫苗 AN-1792，QS21作为佐剂)共同进行。I期试验成功地在2000年中完成。II期试验于2001 年晚期开始以测试在患有轻度-中度AD的一组患者中的功效。目前这些II期试验已经因在几位患者中出现的神经炎症而永久地终止 (Editorial 2002〃无法解决的问题？ “ -Nature Med 8:191)。症状包括导致全世界范围的试验即刻终止的无菌性脑膜脑炎。在最恶化的病例情况中，证实受侵害的患者具有确定的自身免疫反应-在许多免疫疗法中固有的危害。预计自身免疫并发症产生同时普遍存在的APP，它当然带有与其蛋白水解产物相同的抗原决定簇。近来集中在聚集的Αβ 42免疫接种诱导的抗体(在人和小鼠中)性质上的其它研究揭示出大部分抗体识别Αβ42的第4和第10位氨基酸(Αβ 4-10)之间的小结构域。小鼠抗体能够阻断Αβ原纤维生成并破坏预先
4存在的Αβ纤维(McLaurin等，2002 “针对淀粉样蛋白-肽靶淀粉样蛋白-β残基4_10并抑制细胞毒性和原纤维生成的治疗有效抗体"-Nature Med 8:1沈；3)。显然人抗体不与在细胞表面上接触的APP或任意其它前体的非聚集的蛋白水解产物反应(Hock等，2002:“ 对患有阿尔茨海默病的患者接种疫苗产生对淀粉样蛋白具有特异性的抗体"-Nature Med 8:1270)。在人与小鼠血清之间观察到明显差异与人抗体相反，小鼠抗体检出单体、 寡聚和纤维状Αβ。这具有重要性且可能是治疗功效的先决条件，因为积累的证据表明不由人抗-Αβ识别的Αβ小寡聚体是该病中的主要毒性参与者(Walsh等，2002:“天然分泌的淀粉样蛋白β蛋白寡聚体有效抑制体内海马长时程增强"-Nature 416:535)。因此， 潜在的新策略在于使用含有淀粉样蛋白氨基酸4-10(而不是聚集的Αβ42)的疫苗进行免疫接种。尽管功效未知，这种策略也可能面对自身免疫问题，因为应对患者直接免疫接种(线性B细胞)"自身"表位。尽管近来在AD疫苗接种策略中的这些研发令人失望，但是仍然将A β疫苗视为抗 AD的最有希望的方法。然而，存在对AD疫苗接种中的改进和新策略的迫切需求。尤其是这类疫苗不应诱导自体反应的T和/或B细胞。因此，本发明提供了含有如下氨基酸序列的化合物在制备用于阿尔茨海默病(AD) 的疫苗中的用途X1X2X3X4X5X6其中&为除C以外的氨基酸；&为除C以外的氨基酸；&为除C以外的氨基酸；&为除C以外的氨基酸；&为除C以外的氨基酸；&为除C以外的氨基酸；且其中X1X2X3X4X5X6不为DAEFRH，所述的化合物具有与天然N-末端Αβ 42序列 DAEFRH的特异性抗体结合的能力，且其5-链节具有与天然N-末端A β 42序列DAEFRH的所述特异性抗体结合的能力。本发明的Αβ 42模拟表位用于对AD的疫苗接种该模拟表位诱导针对Aβ 42、但不针对天然APP的抗体产生。使用(单克隆)抗体和(商购)肽文库鉴定该模拟表位(例如按照Reineke等，2002 “由5520个随机产生的序列的肽阵列鉴定不同的抗体表位和模拟表位"-J Immunol Methods沈7 :37)。使用不识别APP但仅检测带有氨基末端天冬氨酸的不同A β种类的(单克隆)抗体(这类抗体的实例描述在Johnson-Wood等，1997 “阿尔茨海默病转基因小鼠模型中的淀粉样蛋白前体蛋白加工和Αβ42沉积"-PNAS 94:1550)。 已经证实这类抗体为鉴定本发明过程中适合疫苗的模拟表位的理想工具。尽管证实当将这类单克隆抗体直接给药于小鼠时在AD小鼠模型中具有有益作用(Bard等，2000:"外周给药的针对淀粉样蛋白肽的抗体进入阿尔茨海默病小鼠模型的中枢神经系统并减轻病理情况〃 -Nature Med 6 :916)，但是始终未提出将这些抗体用作分离AD疫苗化合物的模拟表位的研究工具。在现有技术中，所有的努力均集中在天然存在的A β肽。如上所述，因神经炎症事件而终止了 Aβ肽疫苗的临床试验。实际上，T细胞表位预测程序(用于I类限制表位的 BIMAS和用于II类限制表位的ΤΕΡΙΤ0ΡΕ)在序列中提示了高得分(自身)表位。这可能意味着神经炎症事件是因使得这类疫苗不适合于一般应用的自身免疫反应所致。与现有技术中提出的这类Αβ疫苗相反，预计在使用含有本发明模拟表位的疫苗治疗过程中没有自身免疫反应发生，因为用于本发明模拟表位鉴定的(单克隆)抗体不识别APP且模拟表位序列不同于迄今为止已经用于试验或应用于未来试验的Αβ 42-自身衍生的序列。用于本发明模拟表位鉴定的抗体检测带有游离氨基末端天冬氨酸的Αβ -衍生的氨基酸序列DAEFRH(=原始表位)，由此它不识别天然APP。该抗体可以为单克隆或多克隆抗体制品或其任意的抗体部分或衍生物，先决条件仅在于抗体分子特异性识别DAEFRH表位，即它不会结合淀粉样蛋白前体蛋白的天然N-末端延长形式，这意味着与DAEFRH表位的结合能力至少高于APP分子100倍、优选至少1000倍、更优选至少IO5倍。该抗体可以为表现出与Johnson-Wood等(1997)所述抗体相同或较高的与DAEFRH序列的结合能力的抗体。当然，也可以使用具有较低结合能力的抗体(> 10%、> 50%或80^Wjohnson-Wood 等所述抗体的结合能力)，不过，更优选较高的结合能力。本发明的化合物结合那些对DAEFRH序列具有相似特异性的抗体。优选本发明所用的化合物含有肽或由肽组成，其中&为G或带有羟基的氨基酸或带负电荷的氨基酸，优选E、Y、S或D ；X2为疏水氨基酸或带正电荷的氨基酸，优选I、L、V、K、W、R、Y、F或A ；X3为带负电荷的氨基酸，优选D或E ；X4为芳族氨基酸或L，优选Y、F或L ；)(5为！1、1(、￥、？或1 ，优选!1、？或1 ;且X6 为 S、T、N、Q、D、E、R、I、K、Y 或 G，优选 Τ、N、D、R、I 或 G，尤其是EIDYHR、ELDYHR、EVDYHR、DIDYHR、DLDYHR、DVDYHR、DIDYRR、DLDYRR、DVDYRR、 DKELRI、DffELRI、YREFRI、YAEFRG、EAEFRG、DYEFRG、ELEFRG、DRELRI、DKELKI、DRELKI、GREFRN、 EYEFRG、DWEFRDA、WEFRT、DKELR 或 SFEFRG。本发明的化合物(模拟表位)具有5-15个氨基酸的优选长度。该化合物可以以分离(肽)形式的疫苗提供或该化合物可以与其它分子，诸如药物载体物质或多肽、脂质或碳水化合物结构偶联或复合。优选本发明的模拟表位具有5-15、6和12个、特别是9-11个氨基酸残基(最短)长度。然而，所述的模拟表位可以与非特异性接头或载体，尤其是肽接头或蛋白质载体偶联(通过共价或非共价方式)。此外，所述的肽接头或蛋白质载体可以由 T-细胞辅助表位组成或含有T-细胞辅助表位。优选所述的药物上可接受的载体为KLH、破伤风毒素、白蛋白结合蛋白、牛血清白蛋白、树枝状聚合物(MAP ；Biol. Chem. 358 :581)以及 Singh 等在 Nat. Biotech. 17(1999)， 1075-1081中(特别是在该文件中的表1中的那些)和0' Hagan等在Nature Reviews, Drug Discovery 2 (9) (2003)，727-735 (特别是其中所述固有的强化免疫的化合物和递送系统)所述的佐剂物质或其混合物。此外，所述的疫苗组合物可以含有氢氧化铝。可以通过任何合适的施用方式、例如静脉内、腹膜内、肌内、鼻内、口服、皮下等和任意合适的递药装置给药包括本发明化合物(模拟表位)和药物上可接受载体的疫苗(0' Hagan 等，Nature Reviews, Drug Discovery 2 (9) (2003)，727-735)。一般来说，该疫苗含有如下用量的本发明化合物0，lng-10mg、优选lOng-lmg，尤其是IOOng-IOO μ g ；或者例如 IOOfmole-IO μ mole,优选 IOpmole-I μ mole,尤其是 lOOpmole-lOOnmole。该疫苗还可以包括典型的辅助物质，例如缓冲剂、稳定剂等。本发明的另一个方面进一步涉及分离与天然N-末端A β 42序列DAEFRH的特异性抗体结合的化合物的方法，包括下列步骤-提供包括肽的肽化合物文库，所述的肽含有如下氨基酸序列X1X2X3X4X5X6其中&为除C以外的氨基酸；&为除C以外的氨基酸；&为除C以外的氨基酸；&为除C以外的氨基酸；&为除C以外的氨基酸；&为除C以外的氨基酸；且其中1^ 不为 DAEFRH ；-使所述的肽文库与所述的抗体接触；和-分离与所述抗体结合的肽文库中那些成员。根据本发明该方面的具体实施方案，本发明涉及分离与天然N-末端A β 42序列 DAEFRH的特异性抗体结合的化合物的方法，包括下列步骤-提供包括肽的肽化合物文库，所述的肽含有如下氨基酸序列X1X2X3X4X5X6其中&为除K和C以外的天然氨基酸；&为除C以外的天然氨基酸；&为除K和C以外的天然氨基酸；&为除K和C以外的天然氨基酸；&为除C以外的天然氨基酸；&为除P和C以外的天然氨基酸；且其中1^ 不为 DAEFRH ；-使所述的肽文库与所述的抗体接触；和-分离与所述抗体结合的肽文库中那些成员。可以按照上述适合于具有5个氨基酸变体的文库的方法对本发明的合适的5-链节进行分离且可以优选通过筛选具有如本文所述的具有氨基酸变体χ「χ5的文库或通过鉴定6-链节-文库中筛选的阳性成员中的合适的5-链节来进行(参见上文)。因此，用相同的方法还可以应用7-链节、8-链节、9-链节、10-链节、...文库以筛选与本发明抗体类型结合的合适的序列。例如，可以通过测试这些具有5、6、7、8、9、...个氨基酸残基长度的用于结合本发明抗体的片段找到这类较长序列的合适的抗体结合片段。已经证实这类方法可以成功地用于提供本发明的Αβ模拟表位。
优选以在所述文库中的个体化形式，尤其是固定在固体表面的形式提供所述的肽，诸如能够使用MULTIPIN肽技术进行。可以将文库以肽混合物提供且可以在抗体结合后分离抗体肽复合物。另一方面，可以将抗体固定且然后使肽文库(混悬液或溶液形式)与固定化抗体接触。优选筛选的抗体(或肽文库中的成员)包括合适的标记，这种标记允许在与文库中的肽结合时检测或分离抗体或抗体肽复合物。合适的标记体系(即生物素化、荧光、放射性、磁性标记、显色标记、二次抗体)易于由本领域技术人员得到。必须构建文库以排除天然存在的Αβ序列(例如DAEFRH)，因为显然将使用该序列进行疫苗接种排除在本发明外。用于分离本发明表位的其它合适的技术为例如如WO 03/020750中所述在噬菌体-肽文库中筛选。本发明还涉及包括如本文所定义的抗N-末端A β 42-抗体-结合肽(或在某些优选的情况中为包括这类肽的较大分子(例如与载体或递送分子连接的肽))(任选为单一有效成分)的组合物；本发明优选涉及针对阿尔茨海默病的疫苗，包括这类抗原，尤其是包括至少一种肽的抗原，所述的肽选自如下的组EIDYHR、ELDYHR、EVDYHR、DIDYHR、DLDYHR、 DVDYHR、DIDYRR、DLDYRR、DVDYRR、DKELRI、DffELRI、YREFRI、YAEFRG、EAEFRG、DYEFRG、ELEFRG、 DRELRI、DKELKI、DRELKI、GREFRN、EYEFRG, DffEFRDA, SffEFRT, DKELR 或 SFEFRG。包括本发明提供的其它肽在内的这些肽特别适用于制备药物组合物，尤其是用于制备AD疫苗。这些序列是纯人工的Αβ-模拟表位。用于疫苗接种目的的肽与合适的载体偶联(通过共价或非共价方式)且可以将它们以肽化合物或与其它化合物或部分、例如佐剂、肽或蛋白质载体等的复合物提供且按照合适的方式给药(例如如0' Hagan等在Nature Reviews, Drug Discovery 2 (9) (2003)，727-735 中所述)。在下列实施例和附图中进一步描述本发明，当然，它们不用来限定本发明。附

图1A、1B和IC表示用于本发明筛选方法的文库4中的个体化肽成员。附图2表示使用用于DAEFRH的模拟表位进行的抑制试验。附图3表示使用其它用于DAEFRH的模拟表位进行的抑制试验。附图4和5描述了使用本发明的模拟表位肽进行的抑制试验。实施例1 用于检测带有游离N-末端(在N-末端上的游离天冬氨酸)的Αβ42_衍生的肽种类的单克隆抗体(mAb)的制备给小鼠接种在CFA(第一次注射)和IFA(加强注射)中乳化的与蛋白质牛血清白蛋白BSA连接的6链节肽DAEFRH(天然N-末端Αβ42序列)疫苗(以便利用半抗原-载体-作用)。通过ELISA (DAEFRH-肽-包被的ELISA平板)检测产生DAEFRH-肽-特异性抗体的杂交瘤。将肽SEVKMDAEFRH(APP-衍生的含有A β 42-衍生的序列DAEFRH的天然N-末端延长的序列)用作阴性对照肽排除识别延长肽的杂交瘤，因为它们无法在带有N-末端上游离天冬氨酸的A β 42-衍生的肽与不含游离天冬氨酸的APP-衍生的肽DAEFRH之间进行区分。2.肽文库的构建已经通过改进Reinke等Q000)的方法，通过筛选用于结合对带有氨基末端天冬氨酸的Αβ种类具有特异性的抗体(优选单克隆抗体)而找到了本发明的模拟表位。另一种方法是以MULTIP-INTM肽技术市场上可以得到的。MultipinTM肽技术包括在以与用于许多生物试验的标准8x12微量滴定板相容的方式固定在块上的特别制备的聚乙烯大头针(pin)上合成肽。可以通过这种方法制备大头针结合的肽(保持与大头针共价结合的不可裂解的肽)和溶液相肽(已经从大头针表面裂解下)。基于Multipin合成系的P^^ets允许同时合成和筛选大量的肽。PepSets由96个各自合成的肽的模块组成，它们中的两个为谨慎选择的控制序列。通过反相HPLC确定裂解的控制序列的纯度且通过氨基酸分析对肽含量进行定量。通过标准ELISA技术确定阳性和阴性不可裂解的控制序列。使用各种化学修饰获得P印Set肽，包括乙酰化、生物素化、磷酸化和环化。将溶液相(裂解的)肽以冻干粉运送。为了制备溶液相肽，存在对C-末端的选择，包括酸和酰胺，这取决于预计的肽应用。将可裂解的键作为预制的C-末端氨基酸的酯衍生物引入到大头针表面上或"Rink" 酰胺接头上。然后通过用强酸处理大头针-结合的肽释放含有酸或酰胺端基的肽。对合成规模的选择为标称的1微摩尔或5微摩尔等级。诸如疏水性和裂解效率的因素影响肽的回收，使得当以标称1微摩尔规模合成肽时的预计肽产量为0.5-1微摩尔(接近Img 15链节肽)，或在以标称5微摩尔规模合成肽的产量为2. 5-5微摩尔。不可裂解的肽保持与大头针共价结合且可以用于使用ELISA技术快速筛选有意义的肽。这类肽用于抗体表位扫描和结构-活性关系(SAR)研究的目的。除去结合抗体或其它蛋白重新产生了所述肽且将其再用于进一步的试验中。Pepkts用于各种应用，包括根据经蛋白质序列的扫描鉴定生物学上有意义的肽接头、使肽接头最优化和研发类似物的新的制备方法。通过使用各种合成设计显著强化在用于筛选步骤的总体策略上的灵活性，所述的合成设计共同提供完全表征所述首位候选物的系统性方法。从系统性肽类中获得的综合结果不仅鉴定了有意义的肽、而且表明了关键残基， 其可交换性和最佳肽长度。因此，作为该发现的结果可以分类相关肽的范围。用D-氨基酸和其它不常用残基取代L-氨基酸是控制肽结构和构象的强有力手段。这种方法也是快速发现具有不同药理学特性的新类似物的方法，所述的新类似物诸如具有增加的稳定性的拮抗剂和肽。以已知的蛋白质序列开始，可以使用Multipin方法对所有序列抗体表位作图。用于对序列B-细胞表位作图的几种可选方法目前是可行的。它们包括大头针-结合的肽、直接包被在微量滴定板上的溶液相肽和俘获在预先包被了抗生物素蛋白或链霉抗生物素的微量滴定板上的生物素化肽。就本发明的实施例而言，实施例1中所述的抗体用于筛选肽文库，然而，例如，如 Johnson-Wood等(1997)所述，任何抗体制品特异性识别DAEFRH-序列、但不识别A β分子天然N-末端延长的序列(例如MDAEFRH、KMDAEFRH、SEVKMDAEFRH或完整的淀粉样蛋白(前体)蛋白APP)。为该目的构建了 4个文库2. 1.文库1 这种6链节文库含有具有如下序列(氨基酸位置1-6)的肽1位所有天然的aa，除D、K和C外(17种可能性)
2位所有天然的aa,除A、K和C外(17种可能性)3位所有天然的aa，除E、K和C外(17种可能性)4位所有天然的aa，除F、K和C外(17种可能性)5位所有天然的aa，除R、K和C外(17种可能性)6位所有天然的aa，除H、K、C和P外(16种可能性)文库1是六肽的混合物。理论上包括含有17种不同氨基酸(参见下文)的所有可能的肽。该混合物中不含任何赖氨酸和半胱氨酸残基。此外，该混合物中不含特定1位上的天冬氨酸；特定2位上的丙氨酸；特定3位上的谷氨酸；特定4位上的苯丙氨酸；特定5位上的精氨酸；和特定6位上的组氨酸。按照!^stMoc方案，使用Applied BiOSyStemS431A-合成仪进行合成，合成规模为 0. 25mmolο使用重量为Immol所有所需氨基酸(被保护的氨基和侧链)开始合成。然后产生 Asn、Gin、Gly、lie、Leu,Met, Pro, Ser、Thr、Trp、Tyr、Val 的混合物。加入下列位置特异性
氨基酸Ala, Glu, Phe, Arg, His (位置 / 混合物 1)；Asp, Glu, Phe, Arg, His (位置 / 混合物 2)；Asp, Ala, Phe，Arg, His (位置 / 混合物 3)；Asp, Ala, Glu, Arg, His (位置 / 混合物 4)；Asp, Ala, Glu, Phe, His (位置 / 混合物 5)；和Asp, Ala, Glu, Phe, Arg (位置 / 混合物 6，不含 Pro)。混合物6用于加载树脂(2-氯-三苯甲基氯树脂，1.49mm0l/g，AleXiS Germany)Immol氨基酸残基混合物6611mg 树月旨(=0. 91mmol 反应基团)15ml 二氯甲烷5. 5 当量=5mmol 二异丙基乙胺(871 μ 1)。将该混合物在烧瓶中振摇1小时。然后加入Iml甲醇并将该混合物再振摇10分钟。通过frit提取加载的树脂并用二甲基甲酰胺、二氯甲烷、异丙醇、甲醇和乙醚(各30ml) 洗涤两次。在高度真空中干燥过夜。称出的量为737mg。用Iml 20%在DMF中的哌啶将5. 66mg等分试样处理30分钟以确定树脂的密度。 然后离心该混合物。通过光度测定法测定上清液中的游离Fmoc保护基(301nm，吸光系数= 7800M(e-l))。因此，树脂的密度为0. 49mmol/g。下列所有步骤均使用其它混合物(放入5个不同的筒)在合成仪上进行。使用 515mg加载的树脂(相当于0. 25mmol 使用4倍过量的氨基酸混合物)。在合成结束时裂解N-末端Fmoc保护基。在用乙醇洗涤并干燥过夜后，用TFA/H20(95 5, ν ν)从树脂上裂解肽。在Speed Vac上将TFA溶液浓缩至1/5体积并沉淀且用乙醚洗涤并冻干。
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6链节肽EIDYHR、ELDYHR和EVDYHR是可以用按照上述实施例1制备的单克隆抗体检测的模拟表位的实例。2. 2.:文库 2:该6链节文库含有带有下列序列(氨基酸位置1-6)的肽1位D (固定的)2位所有天然aa,除A、K和C外(17种可能性)3位所有天然aa，除E、K和C外(17种可能性)4位所有天然aa，除F、K和C外(17种可能性)5位所有天然aa，除R、K和C外(17种可能性)6位所有天然aa,除H、K、C和P外(16种可能性)。按照上述文库1所述的方法(2. 1项下)构建肽文库2。6链节肽DIDYHR、DLDYHR和DVDYHR是可以用按照上述1制备的单克隆抗体检测的模拟表位的实例。2. 3.文库3 第3个肽文库用于另一种确定模拟表位序列的其他方法。该文库含有原始序列且使模拟表位的检测与原始表位更为密切相关。这种6链节文库含有带有如下序列(氨基酸位置1-6)的肽1位均为天然的aa，除K和C外(18种可能性)2位均为天然的aa，除K和C外(18种可能性)3位均为天然的aa，除K和C外(18种可能性)4位均为天然的aa，除K和C外(18种可能性)5位均为天然的aa，除K和C外(18种可能性)6位均为天然的aa,除K、C和P外(17种可能性)按照上述文库1所述的方法(2. 1项下)构建肽文库3。6链节肽DIDYRR、DLDYRR和DVDYRR是可以用按照上述1制备的单克隆抗体检测的模拟表位的实例(1位上的D和5位上的R与原始表位相同)。2.4.文库4:该肽文库4由切18 = 90个肽组成、商购自Mimotopes Ltd. (Paris, France ；参见制造商的指南)且按照天然N-末端A β 42序列DAEFRH设计。1位D (固定的)2位均为天然氨基酸，除K和C外(18种不同的肽)3位均为天然氨基酸，除K和C外(18种不同的肽)4位均为天然氨基酸，除K和C外(18种不同的肽)5位均为天然氨基酸，除K和C外(18种不同的肽)6位均为天然氨基酸，除K和C外(18种不同的肽)。文库4中的个体化肽成员描述在图1中。1、Μ、48、56和80号肽带有Αβ42Ν_末端序列的原始序列。所有其它肽均为对其与DAEFRH-结合抗体的结合能力测试的候选肽。2.5.使用肽文库的ELISA 如上所述，使用Applied Biosystems 431A肽合成仪、按照经典的Fmoc-化学制备肽文库1、2和3。按照制造商的描述得到商购的肽文库4 (参见上文和誦.mimotopes. com)。使90个肽的C-末端与大头针连接。
按照如下方案，使用各肽文库进行ELISA 将肽文库溶于100% DMSO (终浓度10mg/ml)。用PBS进一步稀释肽溶液。将肽混合物在ELISA平板(Nunc Maxi sorp, Germany)上包被过夜G °C )，以 500 μ g/孔开始并滴定至IOOng/孔。用PBS/Tween 20 (0. 1 % ν/ν)将平板洗涤 3χ 次。用PBS/BSA封闭平板(室温下2小时)。用PBS/Tween将平板洗涤3x次。在室温下将平板与生物素化DAEFRH-特异性mAb (在PBS中10 μ g/ml) 一起保温 4小时。用PBS/Tween将平板洗涤3x次。将平板与链霉抗生物素-辣根过氧化物酶一起保温(在室温下30分钟)。用PBS/Tween将平板洗涤切次。将平板与ABTS+H2& —起保温(0. 1 % w/v ； 10-45分钟)并用柠檬酸终止反应，随后进行光度测定评价(波长405nm)。3.通过抑制试验验证模拟表位3. 1.其它文库除上述4个文库(参见2. 1.、2.2.、2. 3.、和2. 4.)外，还将第5个文库用于确定模拟表位序列。这种6链节文库在EMC microcollections (Tubingen Germany)商购且它含有114个不同的六肽混合物，通过所有除C以外的天然aa(19种可能性)中的一个确定每种混合物中的一个位置，剩余的5个位置为可变的混合物01-06(1个位置固定，丙氨酸A，剩余的5个位置可变，X)混合物01:AXXXXX混合物02:XAXXXX混合物03:XXAXXX混合物04:XXXAXX混合物05:XXXXAX混合物06:XXXXXA混合物07-12(1个位置固定，精氨酸R，剩余的5个位置可变，X)混合物07:RXXXXX混合物08:XRXXXX混合物09:XXRXXX混合物10 :XXXRXX混合物11:XXXXRX混合物12 :XXXXXR因此，使用除C以外的所有天然aa设计混合物13和114。3. 2.抑制试验图2和3描述了用包括在和获自5个文库(如上所述的)中的模拟表位肽进行的抑制试验结果。模拟表位肽与原始表位竞争单由克隆抗体识别。原始表位和模拟表位肽在C-末端上含有用于与蛋白质载体偶联的另一个C(如果需要)。使用下列肽肽1737DAEFRH月太3001DKELRI月太3002DWELRI月太3003YREFFI月太3004YREFRI月太3005YAEFRG月太3006EAEFRG月太3007DYEFRG月太3008ELEFRGIi 3009SFEFRGIi 30IODISFRGIi 301 IDIGffRG步骤以0. 1 μ g/ml肽-BSA的浓度给ELISA平板(Nunc Maxisorp)包被原始肽表位 DAEFRH(C-末端被C延长且与牛血清白蛋白BSA偶联)(100 μ 1/孔，12小时，4°C )。在用 1% PBS/BSA封闭QOO μ 1/孔，12小时，4°C )后，用PBS/Tween将平板洗涤3x次。然后加入生物素化单克隆抗体(1 2000，50 μ /孔)和浓度50,5,0. 5,0. 05,0. 005和0. 0005 μ g/ ml的肽(50 μ 1/孔)，在37°C下20分钟。用PBS/Tween将平板洗涤3x次并与辣根过氧化物酶(HRP)-标记的链霉抗生物素一起保温(100 μ 1/孔，30分钟，RT)。用PBS/Tween将平板洗涤切次并与ABTS+H2& —起保温(0. l%w/v； 10-45分钟)且用柠檬酸终止反应，随后进行光度测定评价(波长405nm)。正如图2中预计和观察到的，肽1737DAEFRH可以与BSA-偶联的平板结合的肽 DAEFRH竞争且由此抑制单克隆抗体的识别。此外，证实肽3003不能抑制单克隆抗体与原始表位结合。相反，肽3001、3002、3004、3005、3006和3007(不同程度)阻断表位识别。而肽 3004仅在高浓度(50 μ g/ml)下具有抑制作用，肽3001、3006和3007具有强烈抑制作用， IC5。低于 0.5 μ g/ml。肽 3002 和 3005 是〃中等〃抑制剂，IC5。大于 0. 5 μ g/ml。正如图3中预计和观察到的，肽1737DAEFRH可以成功地与BSA-偶联的平板结合的肽DAEFRH竞争另外进行的单克隆抗体识而不依赖于实验。此外，表明肽3010和3011在测试浓度下没有抑制作用，而肽3008和3009为(相对)弱的抑制剂，IC5tl低于5 μ g/ml。表1简单概括了包括在和获自文库(如所述的)中的模拟表位的抑制能力表1 模拟表位抑制能力肽3001DKELRI 强肽3002DTOLRI 中等肽3003YREFFI 无肽3004YREFRI 弱肽3005YAEFRG 中等肽3006EAEFRG 强
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肽3007DYEFRG 强肽3008ELEFRG 弱肽3009SFEFRG 弱月太30IODISFRG 无月太3011DIGWRG 无4.按照本发明筛选的其它模拟表位的抑制试验抑制试验图4和5描述了用包括在和获自5个文库(如所述的)中的模拟表位肽进行的抑制试验结果。模拟表位肽与原始表位竞争单克隆抗体识别。原始表位和模拟表位肽在C-末端上(7位)含有用于与蛋白质载体偶联的另一个C(如果需要)。使用下列肽肽I737DAEFRH (原始表位 +C)肽1234KKELRI月太1235DRELRI月太1236DKELKI月太1237DRELKI月太1238DKELR肽1239EYEFRG肽1241DWEFRDA肽4002SWEFRT肽4003GREFRN肽4004WHWSWR步骤以0. 1 μ g/ml肽-BSA的浓度给ELISA平板(Nunc Maxisorp)包被原始肽表位 DAEFRH(C-末端被C延长且与牛血清白蛋白BSA偶联)(100 μ 1/孔，12小时，4°C )。在用 1% PBS/BSA封闭QOO μ 1/孔，12小时，4°C )后，用PBS/Tween将平板洗涤3x次。然后加入生物素化单克隆抗体(1 2000，50 μ 1/孔)和不同浓度的肽(50 μ 1/孔)，在37°C下20 分钟。用PBS/Tween将平板洗涤3x次并与辣根过氧化物酶(HRP)-标记的链霉抗生物素一起保温(100 μ 1/孔，30分钟，RT)。用PBS/Tween将平板洗涤切次并与ABTS+H2& —起保温(0. 1% w/v ； 10-45分钟)且用柠檬酸终止反应，随后进行光度测定评价(波长405nm)。正如图4中预计和观察到的，肽1737DAEFRH可以与BSA-偶联的平板结合的肽 DAEFRH竞争且由此抑制单克隆抗体的识别。此外，表明肽4004不能抑制单克隆抗体与原始表位结合。相反，肽4002和4003 (不同程度)阻断表位识别。而肽4003仅在相对高浓度 (10 μ g/ml)下具有抑制作用，肽4002具有强抑制作用，IC50低于0. 4 μ g/ml。正如附图5中预计和观察到的，肽1737DAEFRH可以成功地与BSA-偶联的平板结合的肽DAEFRH竞争另外进行的单克隆抗体识别而不依赖于实验。此外，表明肽1234在测试浓度下几乎没有抑制作用，而肽1235、1236、1237、1238、1239和1241 (不同程度)阻断表位识别。肽1235，1238和1241是强抑制剂，IC50小于0. 5 μ g/ml，而肽1236和1237是(相对)弱的抑制剂，IC50大于5 μ g/ml。肽1239是中等抑制剂，IC50大于0. 5 μ g/ml。
表2简单概括了包括在和获自文库(如所述的)中的模拟表位的抑制能力表2 模拟表位抑制能力肽12;34KKELRI 无肽12!35DRELRI 强肽1236DKELKI 弱肽1237DRELKI 弱肽1238DKELR 强肽1239EYEFRG 中等肽1241DTOFRDA 强肽4002SWEFRT 强肽4003GREFRN 弱肽4004WHWSWR 无图4和5中所示的结果表明除各种6链节肽(如此处和上文所述)外，5链节肽 (即肽1238DKELR)和7链节肽(即肽1241DWEFRDA)也可以用作基于模拟表位的阿尔茨海默病疫苗中的表位。
权利要求
1.含有如下氨基酸序列的化合物在制备用于阿尔茨海默病(AD)的疫苗中的用途X1X2X3X4X5X6 其中&为除C以外的氨基酸； &为除C以外的氨基酸； &为除C以外的氨基酸； &为除C以外的氨基酸； &为除C以外的氨基酸； &为除C以外的氨基酸；且其中不为DAEFRH，所述的化合物具有与天然N-末端A β 42序列DAEFRH 的特异性抗体结合的能力，且其5-链节具有与天然N-末端A β 42序列DAEFRH的所述特异性抗体结合的能力。
2.权利要求1的用途，其特征在于所述的化合物含有肽或由肽组成，其中 &为G或带有羟基的氨基酸或带负电荷的氨基酸，优选E、Y、S或D ；X2为疏水氨基酸或带正电荷的氨基酸，优选I、L、V、K、W、R、Y、F或A ；X3为带负电荷的氨基酸，优选D或E ；X4为芳族氨基酸或L，优选Y、F或L ；X5为H、K、Y、F或R，优选H、F或R ；且X6 为 S、T、N、Q、D、E、R、1、1(、丫或6，优选1\10、1 、I 或 G，尤其是 EIDYHR、ELDYHR、EVDYHR、DIDYHR、DLDYHR、DVDYHR、DIDYRR、DLDYRR、DVDYRR、 DKELRI、DffELRI、YREFFI、YREFRI、YAEFRG、EAEFRG、DYEFRG、ELEFRG、DRELRI、DKELKI、DRELKI、 GREFRN、EYEFRG, DffEFRDA, SffEFRT, DKELR 或 SFEFRG。
3.权利要求1或2的用途，其特征在于所述的化合物为含有5-15个氨基酸残基的多肽。
4.权利要求1-3中任意一项的用途，其特征在于所述的化合物与药物上可接受的载体、优选KLH且任选氢氧化铝偶联。
5.权利要求1-4中任意一项的用途，其特征在于它含有用量为0，Ing-lOmg，优选 lOng-lmg，尤其是IOOng-IOO μ g的化合物。
6.分离与天然N-末端Aβ 42序列DAEFRH的特异性抗体结合的化合物的方法，包括下列步骤-提供含有肽的肽化合物文库，所述的肽含有如下氨基酸序列X1X2X3X4X5X6 其中&为除C以外的氨基酸； &为除C以外的氨基酸； &为除C以外的氨基酸； &为除C以外的氨基酸； &为除C以外的氨基酸； &为除C以外的氨基酸；且其中 &)(2Χ3Χ4)(5)(6 不为 DAEFRH ； -使所述的肽文库与所述的抗体接触；和 -分离与所述抗体结合的肽文库中那些成员。
7.权利要求6的方法，其特征在于在所述的文库中提供个体化的所述肽，尤其是固定在固体表面的所述肽。
8.权利要求6或7的方法，其特征在于所述的抗体包括合适的标记，该标记在与所述库中的肽结合时能够得到检测或分离。
9.抗阿尔茨海默病的疫苗，含有包括至少一种选自下列组中的肽的抗原EIDYHR、 ELDYHR、EVDYHR、DIDYHR、DLDYHR、DVDYHR、DIDYRR、DLDYRR、DVDYRR、DKELRI、DffELRI、YREFRI、 YAEFRG, EAEFRG, DYEFRG, ELEFRG, DRELRI、DKELKI、DRELKI、GREFRN, EYEFRG, DffEFRDA, SWEFRT、DKELR 或 SFEFRG。
全文摘要
本申请涉及预防和治疗阿尔茨海默病(AD)的方法。本发明涉及含有如下氨基酸序列X1X2X3X4X5X6的化合物在制备用于阿尔茨海默病的疫苗中的用途，其中X1为除C以外的氨基酸，X2为除C以外的氨基酸，X3为除C以外的氨基酸，X4为除C以外的氨基酸，X5为除C以外的氨基酸，X6为除C以外的氨基酸，且其中X1X2X3X4X5X6不为DAEFRH，所述的化合物具有与天然N-末端Aβ42序列DAEFRH的特异性抗体的结合能力且其5-链节具有与天然N-末端Aβ42序列DAEFRH的特异性所述抗体的结合能力。
文档编号C07K7/06GK102526699SQ201110311038
公开日2012年7月4日 申请日期2004年1月13日 优先权日2003年1月14日
发明者弗兰克.马特纳 申请人:阿费里斯股份公司