本发明涉及一种包含NT‑proBNP抗原结合结构域的分离的结合蛋白，并对该结合蛋白进行制备、应用等方面的研究。所述结合蛋白活性强，与NT‑proBNP具有较高的亲和力，能够实现对NT‑proBNP的高效检测，从而为心力衰竭的早期诊断提供依据。
一种包含NT‑proBNP抗原结合结构域的分离的结合蛋白
技术领域
[0001] 本发明涉及生物技术和医学技术领域，尤其是涉及一种包含NT‑proBNP抗原结合结构域的分离的结合蛋白及其应用。
背景技术
[0002] 脑钠肽(Brain Natriuretic Peptide，BNP)，一种具有强有力的利尿、扩血管和降压作用的多肽类激素。BNP在心脏含量最高，由心室分泌，心肌细胞首先合成的是含有108个氨基酸的proBNP(BNP前体)，当心肌细胞受到刺激后，proBNP在内切酶的作用下裂解为含有76个氨基酸、无生物活性的氨基末端B型利钠肽原(NT‑proBNP)和含有32个氨基酸、具有活性的B型利钠肽(BNP)，两者等摩尔分泌释放进入血循环。
[0003] 目前认为，脑钠肽(BNP)和脑钠肽原N端肽(NT‑proBNP)是判断心力衰竭的生物标志物，当心脏容量负荷增加或心脏功能受损时，氨基末端脑钠肽前体(NT‑proBNP)与BNP的指标浓度会异常升高。而NT‑proBNP相对BNP生物稳定性较好，半衰期较长(120min)，浓度相对较稳定，有效检测时间长，血液中含量相对比BNP高约16～20倍，因此检测相对容易，并且血浆标本在体外的稳定性长(>48h)，因而NT‑proBNP是诊断心力衰竭和评价心脏功能的最佳心肌标志物。
[0004] 随着生活条件的提高和社会老龄化的加剧，心力衰竭病人数量逐年增加，心力衰竭的早期诊断是当今医疗保健面临的最关键的问题。在发现一些相关早期病症的时候，准确、灵敏、高效、稳定地测定血液中NT‑proBNP的量，能给早期心功能不全、心衰、呼吸困难的心源性及非心源性心衰治疗及预后监测，急性冠状动脉综合征的分级等方面提供快速、准确的早期诊断依据。
[0005] 目前用于检测NT‑proBNP含量的方法主要有金标定性试验、荧光免疫法、酶联免疫吸附试验(ELISA)和磁微粒化学发光法(CMIA)，这些测量方法都需要使用与NT‑proBNP特异性结合的蛋白。长期以来，杂交瘤技术生产的鼠单克隆抗体被广泛的应用于科研、临床诊断和治疗，但由于杂交瘤方式生产需采用小鼠腹腔诱生，受小鼠个体影响大，生产不稳定、批间差异大、含小鼠自身抗体纯化难度大，而本发明涉及的结合蛋白采用重组技术，可完全解决上述问题。目前常用的NT‑proBNP结合蛋白存在活性差、亲和力低等问题，无法较好的应用于NT‑proBNP的检测，因此本领域对于活性好、亲和力高的NT‑proBNP结合蛋白具有强烈的需求。
[0006] 鉴于上述技术问题，特提出本发明。
发明内容
[0007] 本发明涉及一种包含NT‑proBNP抗原结合结构域的分离的结合蛋白，并对其进行制备、应用等方面的研究。
[0008] 所述抗原结合结构域包括选自下述氨基酸序列的至少一个互补决定区，或与下述‑氨基酸序列的互补决定区具有至少80％的序列同一性且与NT‑proBNP具有KD≤5.59×10
9
mol/L的亲和力；
[0009] 互互补决定区CDR‑VH1为G‑F‑X1‑F‑S‑X2‑Y‑W‑M‑X3，其中，
[0010] X1是S或T，X2是Q或N，X3是K、R、Q或N；
[0011] 互补决定区CDR‑VH2为E‑X1‑R‑L‑K‑S‑X2‑N‑Y‑A‑T‑H‑Y‑X3‑E‑S‑X4‑K‑G，其中，[0012] X1是I或L，X2是E或D，X3是A或P，X4是I、V或L；
[0013] 互补决定区CDR‑VH3为T‑X1‑G‑Y‑X2‑X3‑M‑D，其中，
[0014] X1是K或R，X2是G或A，X3是A或G；
[0015] 互补决定区CDR‑VL1为H‑A‑S‑X1‑N‑I‑X2‑V‑X3‑L‑I，其中，
[0016] X1是N或Q，X2是Q、N或H，X3是Y、F或W；
[0017] 互补决定区CDR‑VL2为K‑X1‑S‑N‑X2‑H‑T，其中，
[0018] X1是A或P，X2是I、V或L；
[0019] 互补决定区CDR‑VL3为Q‑X1‑G‑Q‑X2‑Y‑P‑X3‑T，其中，
[0020] X1是Q、H或N，X2是E或D，X2是I或L。
[0021] 进一步的，本发明提供的NT‑proBNP抗原结合结构域的分离的结合蛋白，其中：
[0022] 所述互补决定区CDR‑VH1中，X2是N；
[0023] 所述互补决定区CDR‑VH2中，X1是I；
[0024] 所述互补决定区CDR‑VH3中，X1是R；
[0025] 所述互补决定区CDR‑VL1中，X1是Q；
[0026] 所述互补决定区CDR‑VL2中，X1是A；
[0027] 所述互补决定区CDR‑VL3中，X3是L；
[0028] 可选的：
[0029] 所述互补决定区CDR‑VH1中，X2是Q；
[0030] 所述互补决定区CDR‑VH2中，X1是L；
[0031] 所述互补决定区CDR‑VH3中，X1是K；
[0032] 所述互补决定区CDR‑VL1中，X1是N；
[0033] 所述互补决定区CDR‑VL2中，X1是P；
[0034] 所述互补决定区CDR‑VL3中，X3是I；
[0035] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH1中，X1是S；
[0036] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH1中，X1是T；
[0037] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH1中，X3是K；
[0038] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH1中，X3是R；
[0039] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH1中，X3是Q；
[0040] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH1中，X3是N；
[0041] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH2中，X2是E；
[0042] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH2中，X2是D；
[0043] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH2中，X3是A；
[0044] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH2中，X4是I；
[0045] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH2中，X4是V；
[0046] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH2中，X4是L；
[0047] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH3中，X2是G；
[0048] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH3中，X2是A；
[0049] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH3中，X3是A；
[0050] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VH3中，X3是G；
[0051] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL1中，X2是Q；
[0052] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL1中，X2是N；
[0053] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL1中，X2是H；
[0054] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL1中，X3是Y；
[0055] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL1中，X3是F；
[0056] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL1中，X3是W；
[0057] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL2中，X2是I；
[0058] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL2中，X2是V；
[0059] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL2中，X2是L；
[0060] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL3中，X1是Q；
[0061] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL3中，X1是H；
[0062] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL3中，X1是N；
[0063] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL3中，X2是E；
[0064] 在一些实施方式中，所述互补决定区CDR‑VL3中，X2是D。
[0065] 在一些实施方式中，各互补决定区的突变位点选自下述突变中的任一种：
[0066]
[0067]
[0068]
[0069] 在一些实施方式中，各互补决定区的突变位点选自下述突变中的任一种：
[0070]
[0071] 在一些实施方式中，所述结合蛋白中包括至少3个CDRs；或者，所述结合蛋白包括至少6个CDRs。
[0072] 在一些实施方式中，本申请所述结合蛋白可以包含3个CDRs、4个CDRs、5个CDRs、6个CDRs，可选的，所述CDRs可以是选自重链CDR区域和/或轻链CDR区域的任意组合。
[0073] 在一些实施方式中，所述结合蛋白为纳米抗体、F(ab’)2、Fab’、Fab、Fv、scFv、双特异抗体和抗体最小识别单位中的一种。
[0074] 在一些实施方式中，所述结合蛋白包括序列依次如SEQ ID NO:1‑4所示的轻链骨架区FR‑L1、FR‑L2、FR‑L3及FR‑L4，和/或，序列依次如SEQ ID NO:5‑8所示的重链骨架区FR‑H1、FR‑H2、FR‑H3及FR‑H4。
[0075] 在一些实施方式中，骨架区的种属来源可以为人，以构成人源化抗体。
[0076] 在一些实施方式中，所述结合蛋白还包含抗体恒定区序列。
[0077] 在一些实施方式中，所述恒定区序列选自IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgM、IgE、IgD任何其中之一恒定区的序列。
[0078] 在一些实施方式中，所述恒定区的种属来源为牛、马、乳牛、猪、绵羊、山羊、鼠、狗、猫、兔、骆驼、驴、鹿、貂、鸡、鸭、鹅、火鸡、斗鸡或人。
[0079] 在一些实施方式中，所述恒定区来源于鼠。
[0080] 在另一些实施方式中，本发明的恒定区可以来源于人，以构成人源化的抗体。
[0081] 在一些实施方式中，所述
[0082] 轻链恒定区序列如SEQ ID NO:9所示；
[0083] 重链恒定区序列如SEQ ID NO:10所示。
[0084] 在一些实施方式中，所述结合蛋白为包含可变区和恒定区的完整抗体。
[0085] 本发明还提供一种核酸分子，所述所述核酸分子为DNA或RNA，其编码上述的结合蛋白。
[0086] 本发明还提供了一种载体，其包含上述的核酸分子。
[0087] 本发明还提供了一种宿主细胞，其包含上述核酸分子或上述载体。
[0088] 在一些实施方式中，所述的宿主细胞包括细菌、真核细胞、酵母和杆状病毒系统。
[0089] 在一些实施方式中，所述宿主细胞为真核细胞，进一步的为哺乳动物细胞。
[0090] 在一些实施方式中，所述宿主细胞为中国仓鼠卵巢(CHO)细胞、HeLa细胞、幼仑鼠肾细胞或小鼠骨髓瘤细胞。
[0091] 在一些实施方式中，所述宿主细胞为中国仓鼠卵巢(CHO)细胞。
[0092] 本发明还提供了一种生产上述结合蛋白的方法，包括如下步骤：
[0093] 在培养基中培养上述的宿主细胞，从培养基中或从所培养的宿主细胞中回收产生的结合蛋白。
[0094] 根据本发明的一方面，本发明还涉及一种试剂或试剂盒，其包含上述结合蛋白。
[0095] 在一些实施方案中，所述试剂或试剂盒还包含缓冲剂、稳定剂、稀释剂或载体中的一种或多种。
[0096] 在一些实施方案中，本发明提供用于检测心力衰竭或心脏功能评价受试者中的NT‑proBNP蛋白存在的试剂盒。
[0097] 根据本发明的一方面，本发明还涉及一种检测测试样品中的NT‑proBNP的方法，其包括：
[0098] a)在足以发生抗体/抗原结合反应的条件下，使所述测试样品中的NT‑proBNP抗原与如上所述的结合蛋白接触以形成免疫复合物；和
[0099] b)检测所述免疫复合物的存在。
[0100] 在一些实施方案中，步骤a)所述免疫复合物中还包括第二抗体，所述第二抗体与所述结合蛋白结合；
[0101] 在一些实施方案中在步骤a)所述免疫复合物中还包括第二抗体，所述第二抗体与所述NT‑proBN抗原结合。
[0102] 在此实施方式中，所述结合蛋白以第一抗体的形式与所述第二抗体形成配对抗体，用于结合NT‑proBNP的不同抗原表位。
[0103] 在一些实施方案中，所述结合蛋白可以标记有显示信号强度的指示剂，以使得所述复合物容易被检测。
[0104] 在一些实施方案中，所述的第二抗体可以标记有显示信号强度的指示剂，以使得所述复合物容易被检测。
[0105] 在一些实施方式中，所述显示信号强度的指示剂选自荧光标记、酶、金属离子、同位素或荧光微球。
[0106] 在一些实施方案中，本发明还提供了上述的结合蛋白在制备用于检测心力衰竭或评价心脏功能的产品中的应用。
[0107] 本发明所提供的NT‑proBNP结合蛋白活性强，与人NT‑proBNP具有很高的亲和力，且与市面上常见的NT‑proBNP抗体相比，具有较优的亲和力，能够实现对NT‑proBNP的高效检测，从而为心力衰竭和心血管疾病的早期诊断提供依据。并且，无需利用小鼠腹腔诱生杂交瘤细胞来生产该结合蛋白，生产难度小的同时抗体功能更加稳定。
附图说明
[0108] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0109] 图1为实施例1所提供的抗NT‑proBNP抗体电泳图。
具体实施方式
[0110] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场购买获得的常规产品。亦应明了本说明书中所使用的用语仅是为了阐述特定实施方案，而非作为限制，因为本发明的范围将会被仅仅界定在所附的权利要求中。
[0111] 除非本文另有定义，连同本发明使用的科学和技术术语应具有本领域普通技术人员通常理解的含义。术语的含义和范围应当清晰，然而，在任何潜在不明确性的情况下，本文提供的定义优先于任何字典或外来定义。
[0112] 为了本发明可以更容易地理解，选择的术语在下文定义。
[0113] 术语“包括抗原结合结构域的分离的结合蛋白”、“分离的结合蛋白”、“结合蛋白”泛指包含CDR区的一切蛋白/蛋白片段，包括Fab、F(ab’)2、Fd、Fv、scFv、双特异抗体、抗体最小识别单位和抗体，以及这些抗体和片段的单链衍生物。“抗体”此用语包括多克隆抗体、单克隆抗体以及这些抗体的抗原化合物结合片段。抗体的类型可以选择IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgM、IgE、IgD。此外，“抗体”此用语包括天然发生的抗体以及非天然发生的抗体，包括例如嵌合型(chimeric)、双功能型(bifunctional)和人源化(humanized)抗体，以及相关的合成异构形式(isoforms)。“抗体”此用语可和“免疫球蛋白”互换使用。
[0114] 通过用蛋白酶(诸如胃蛋白酶和木瓜蛋白酶)处理Ig，可以生产“F(ab’)2”和“Fab’”部分，且包括通过在二硫键附近消化免疫球蛋白所产生的抗体片段，所述二硫键存在于2个重链中的每一个内的铰链区之间。例如，木瓜蛋白酶会在存在于2个重链中的每一个内的铰链区之间的二硫键的上游切割IgG，以产生2个同源的抗体片段，其中由VL和CL组成的轻链(轻链恒定区)和由VH和CHγ区组成的重链片段(在重链的恒定区中)在它们的C端区域通过二硫键相连。这2个同源的抗体片段中的每一个被称作Fab’。蛋白酶也会在存在于2个重链中的每一个内的铰链区之间的二硫键的上游切割IgG，以产生这样的抗体片段：所述片段稍微大于2个上述的Fab’在其中在铰链区处相连的片段。该抗体片段被称作F(ab’)
2。
[0115] Fab片段也含有轻链的恒定结构域和重链的第一个恒定结构域(CH1)。Fab’片段与Fab片段的差别在于，在重链CH1结构域的羧基端处添加了几个残基，包括来自抗体铰链区的一个或多个半胱氨酸。Fab’‑SH在本文中表示这样的Fab’：其中恒定结构域的半胱氨酸残基携带游离的巯基。F(ab’)2抗体片段最初被生产为Fab’片段对，它们具有在它们之间的铰链半胱氨酸。抗体片段的其它化学偶联也是已知的。
[0116] “Fv”表示含有完整抗原识别和抗原结合位点的抗体片段。该区域由紧密地非共价或共价结合的一个重链和一个轻链可变结构域的二聚体组成(本领域已经描述了二硫键连接的Fv，Reiter等人(1996)Nature Biotechnology 14:1239‑1245)。在该构型中，每个可变结构域的3个CDR相互作用，以限定在VH‑VL二聚体的表面上的抗原结合位点。来自每个VH和VL链的一个或多个CDR的组合一起赋予抗体抗原结合特异性。
[0117] 抗体的“可变区”或“可变结构域”是指抗体的重链或轻链的氨基端结构域。重链的可变结构域可以被称为“VH”。轻链的可变结构域可以被称为“VL”。这些结构域通常是抗体的最可变的部分，并含有抗原结合位点。轻链或重链可变区由三个被称为“互补决定区”或“CDR”的高变区打断的构架区构成。抗体的构架区，即构成要件轻链和重链的组合的构架区，起到定位和对齐CDR的作用，所述CDR主要负责与抗原的结合。
[0118] 当在本文中使用时，“骨架”、“构架”或“FR”区意味着抗体可变结构域的排除被定义为CDR的那些区域之外的区域。每个抗体可变结构域构架可以被进一步细分成被CDR分隔开的毗邻区域(FR1、FR2、FR3和FR4)。
[0119] 通常情况下，重链和轻链的可变区VL/VH可由以下编号的CDR与FR按如下组合排列连接组成：FR1‑CDR1‑FR2‑CDR2‑FR3‑CDR3‑FR4。
[0120] 当在本文中使用时，与多肽或核酸相关联的术语“纯化的”或“分离的”是指多肽或核酸不是处于其天然介质中或天然形式下。因此，术语“分离的”包括从其原始环境，例如如果它是天然存在的，从天然环境取出的多肽或核酸。例如，分离的多肽不含通常与其结合或通常与其混合或在溶液中的至少某些蛋白质或其他细胞组分。分离的多肽包括细胞裂解物中包含的天然生产的所述多肽，纯化或部分纯化形式的所述多肽，重组多肽，被细胞表达或分泌的所述多肽，以及在异源宿主细胞或培养物中的所述多肽。与核酸相关联，术语分离的或纯化的指示例如所述核酸不在其天然的基因组背景中(例如在载体中，作为表达盒，连接到启动子，或人工引入到异源宿主细胞中)。
[0121] 本领域公知，据成熟、公知的现有各项技术可轻易地将非CDR区域的氨基酸序列改变而获得具有相类似的生物活性的变体。因此，本发明也包括该结合蛋白的“功能性衍生物”。“功能性衍生物”是指氨基酸替换的变体，一个功能性衍生物保留有可检测的结合蛋白活性，优选为能结合NT‑proBNP的抗体的活性。“功能性衍生物”可以包含“变体”和“片段”，其具有与本发明中所述结合蛋白相类似的生物活性。
[0122] 本发明的示例性实施方案
[0123] 在一些实施方式中，所述抗原结合结构域与上述氨基酸序列的互补决定区具有至少85％，或90％，或91％，或92％，或93％，或94％，或95％，或96％，或97％，或98％，或99％‑9 ‑9的序列同一性且与NT‑proBNP具有KD≤5.59×10 mol/L，KD值也可以选择1×10 mol/L、2×‑9 ‑9 ‑9 ‑9 ‑9 ‑10
10 mol/L、3×10 mol/L、4×10 mol/L、5×10 mol/L、6×10 mol/L、1×10 mol/L、2×10
‑10 ‑10 ‑10 ‑10 ‑10 ‑10
mol/L、3×10 mol/L、4×10 mol/L、5×10 mol/L、6×10 mol/L、7×10 mol/L、8×
‑10 ‑10 ‑10 ‑9
10 mol/L、或9×10 mol/L；或者1.52×10 mol/L≤KD≤5.59×10 mol/L。
[0124] 一些实施方式中，本申请所述的结合蛋白中可以包含3个CDRs、4个CDRs、5个CDRs、6个CDRs，可选的，所述CDRs可以是选自重链CDR区域和/或轻链CDR区域的任意组合。
[0125] 在一些实施方式中，所述结合蛋白为抗体的“功能片段”，例如纳米抗体、F(ab’)2、Fab’、Fab、Fv、scFv(sc＝单链)、双特异抗体(diabodies)和抗体最小识别单位中的一种。
[0126] 这些功能片段通常具有与其来源抗体相同的结合特异性。本领域技术人员根据本发明说明中记载的内容和本领域的相关技术手段可以推测，本发明的抗体片段可以通过比如酶消化的方法(包括胃蛋白酶或木瓜蛋白酶)和/或通过化学还原分裂二硫键的方法获得上述的功能片段。
[0127] 抗体片段还可以通过也是本领域技术人员所知的重组遗传学技术或通过例如自动肽合成仪，比如Applied BioSystems等销售的自动肽合成仪，通过肽合成获得。
[0128] 在一些实施方案中，所述的骨架区序列为人源的骨架序列，以构成人源化抗体。
[0129] 在另一些实施方案中，已知的人源骨架序列还可以通过本领域已知的方法进行修饰，以变更的一个或多个有关框架氨基酸位置的选择，取决于多种标准。选择用以改变的有关框架氨基酸的一种标准可以是，在供体分子与受体分子之间在氨基酸框架残基中的相对差异。使用该方案来选择用以变更的有关框架位置，具有避免在残基确定中的任何主观偏差或在残基对CDR结合亲和力的贡献中的任何偏差的优势。
[0130] 在一些实施方式中，本申请的恒定区序列包括重链恒定区，诸如IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgE、IgM或IgD的μ链、δ链、γ链、α链或ε链恒定区。还可以可以包括轻链恒定区，κ轻链恒定区或λ轻链恒定区。
[0131] 可选的，在另一个实施方案中，在保持所述结合蛋白活性或亲和力的前提下，对恒定区序列可以进行至少一个氨基酸残基的取代。
[0132] 在本文中，术语核酸包含其保守置换的变体(例如简并密码子的置换)和互补序列。术语“核酸”和“多核苷酸”是同义的，包含基因、cDNA分子、mRNA分子以及它们的片段例如寡核苷酸。
[0133] 其中的核酸序列与至少一种调节序列可操作连接。“可操作连接”指的是编码序列以允许编码序列的表达的方式与调节序列连接。调节序列选择用来在合适的宿主细胞中指导目的蛋白质的表达，包含启动子、增强子和其它的表达调控元件。
[0134] 在本文中，载体可以指包含本发明的核酸或其片段的、能够携带遗传信息并且可以将遗传信息递送到细胞中的分子或试剂。典型的载体包括质粒、病毒、噬菌体、黏粒和微型染色体。载体可以是克隆载体(即用于将遗传信息转移到细胞中的载体，可以繁殖所述细胞并且可以选择存在或不存在所述遗传信息的所述细胞)或表达载体(即包含必要的遗传元件从而允许所述载体的遗传信息在细胞中表达的载体)。因此，克隆载体可以包含选择标记，以及与所述克隆载体所指定的细胞类型相匹配的复制起点，而表达载体则包含影响指定靶细胞中表达的必要调节元件。
[0135] 所述载体可以包括质粒、噬菌体、黏粒、微型染色体或病毒，也包括只在特定细胞中瞬时表达的裸DNA。本发明克隆载体和表达载体能够自发的复制，因此能够为用于随后克隆的高水平表达或高水平复制目的提供高拷贝数。表达载体可以包括用于驱动本发明的核酸片段表达的启动子，可选的编码使所述肽表达产物分泌或整合到膜上的信号肽的核酸序列，本发明的核酸片段，以及可选的编码终止子的核酸序列。当在生产菌株或细胞系中操作表达载体时，载体引入到宿主细胞中时可以整合到宿主细胞的基因组中，也可以不被整合到宿主细胞基因组中。载体可以进一步携带复制位点，以及能够在转化细胞中提供表型选择的标记序列。
[0136] 本发明的表达载体用于转化宿主细胞。这种转化细胞也是本发明的一部分，可以是用于增殖本发明的核酸片段和载体、或用于重组制备本发明的多肽的培养细胞或细胞系。本发明的转化细胞包括微生物如细菌(如大肠杆菌、芽抱杆菌等)。所述转化细胞能够复制本发明的核酸片段。当重组制备本发明的肽组合时，所述表达产物可以输出到培养基中或携带在所述转化细胞的表面。
[0137] 所述方法可以是例如，用编码至少一部分结合蛋白的核酸载体转染宿主细胞，在合适的条件下培养该宿主细胞使其表达该结合蛋白。宿主细胞也可以用一个或多个表达载体转染，该表达载体可以单独或结合地包含编码至少一部分结合蛋白的DNA。利用常规的纯化蛋白质和肽的技术可从培养基或细胞裂解物中分离结合蛋白，所述技术包括硫酸铵沉淀，层析(如离子交换，凝胶过滤，亲合层析等)和/或电泳。
[0138] 构建合适的含有目的编码和调控序列的载体可以使用本领域公知的标准连接和限制技术进行。将分离的质粒、DNA序列或合成的寡核苷酸按需要的形式切割、加尾和再连接。可以用任何方法向编码序列中引入突变以产生本发明的变体，这些突变可以包含缺失或插入或置换等。
[0139] 本发明所述显示信号强度的指示剂包括荧光标记、酶、金属离子、同位素或荧光微球中的任一种。
[0140] 在一些实施方式中，所述荧光物质包括Alexa 350、Alexa 405、Alexa 430、Alexa488、Alexa555、Alexa 647、AMCA、氨基吖啶、BODIPY 630/650、BODIPY650/665、BODIPY‑FL、BODIPY‑R6G、BODIPY‑TMR、BODIPY‑TRX、5‑羧基‑4′，5′‑二氯‑2′，7′‑二甲氧基荧光素、5‑羧基‑2′，4′，5′，7′‑四氯荧光素、5‑羧基荧光素、5‑羧基罗丹明、6‑羧基罗丹明、6‑羧基四甲基罗丹明、Cascade Blue、Cy2、Cy3、Cy5、Cy7、6‑FAM、丹磺酰氯、荧光素、HEX、6‑JOE、NBD(7‑硝基苯并‑2‑氧杂‑1，3‑二唑)、Oregon Green 488、Oregon Green 500、Oregon Green514、Pacific Blue、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、甲酚固紫、甲酚蓝紫、亮甲酚蓝、对氨基苯甲酸、赤藓红、酞菁、偶氮甲碱、花青、黄嘌呤、琥珀酰荧光素、稀土金属穴状化合物、三双吡啶基二胺铕、铕穴状化合物或螯合物、二胺、双花青苷、LaJolla蓝染料、别藻蓝蛋白、allococyanin B、藻蓝蛋白C、藻蓝蛋白R、硫胺、藻红青蛋白、藻红蛋白R、REG、罗丹明绿、罗丹明异硫氰酸酯、罗丹明红、ROX、TAMRA、TET、TRIT(四甲基罗丹明异硫醇)、四甲基罗丹明和德克萨斯红中的任一种。
[0141] 在一些实施方式中，所述放射性同位素包括110In、111In、177Lu、18F、52Fe、62Cu、64Cu、67Cu、67Ga、68Ga、86Y、90Y、89Zr、94mTc、94Tc、99mTc、120I、123I、124I、125I、131I、
154‑158Gd、32P、11C、13N、15O、186Re、188Re、51Mn、52mMn、55Co、72As、75Br、76Br、82mRb和
83Sr中的任一种。
[0142] 在一些实施方式中，所述酶包括辣根过氧化酶、碱性磷酸酶和葡萄糖氧化酶中的任一种。
[0143] 在一些实施方式中，所述荧光微球为：聚苯乙烯荧光微球，其内部包裹有稀土荧光离子铕。
[0144] 下文提供了一些实例用于示例性说明本发明，而不是限制本发明的范围。
[0145] 实施例1
[0146] 1.表达质粒构建
[0147] 本实施例中限制性内切酶、Prime Star DNA聚合酶购自Takara公司。TM
MagExtractor‑RNA提取试剂盒购自TOYOBO公司。BD SMART RACE cDNAAmplification Kit试剂盒购自Takara公司。pMD‑18T载体购自Takara公司。质粒提取试剂盒购自天根公司。引物合成和基因测序由Invitrogen公司完成。分泌Anti‑NT‑proBNP单克隆抗体的杂交瘤细胞株为我司已有的杂交瘤细胞株。
[0148] 1.1、引物
[0149] 5’RACE引物：
[0150] SMARTER IIAOligonucleotide
[0151] 5’>AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTACXXXXX<3’；
[0152] 5'‑RACE CDS Primer(5'‑CDS)：5’>(T)25VN<3(N＝A，C，G，or T；V＝A，G，or C)；
[0153] Universal PrimerAMix(UPM):
[0154] 5’>CTAATACGACTCACTATAGGGCAAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT<3’；
[0155] Nested Universal PrimerA(NUP):5’>AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT<3’；
[0156] mIg‑kR：5’>CGCCTAACACTCATTCCTGTTGAAGC<3’；
[0157] mIg‑HR：5’>CCGCTCATTTACCCGGAGACCG<3’。
[0158] 1.2抗体基因克隆及测序
[0159] 从产生Anti‑NT‑proBNP单克隆抗体的杂交瘤细胞株中提取RNA，用SMARTERTM RACE cDNAAmplification Kit试剂盒及试剂盒中的SMARTER IIAOligonucleotide和5'‑CDS引物进行第一链cDNA合成，获得的第一链cDNA产物作为PCR扩增模板。用Universal Primer A Mix(UPM)、Nested Universal Primer A(NUP)和mIg‑kR引物扩增轻链，用Universal Primer A Mix(UPM)、Nested Universal PrimerA(NUP)和mIg‑HR引物扩增重链。其中轻链的目的条带为0.75KB左右，重链的目的条带为1.45KB左右。用琼脂糖凝胶电泳对上述目的条带进行纯化回收，产物用rTaq DNA聚合酶进行加A反应后插入到pMD‑18T载体中，转化到DH5α感受态细胞中，长出菌落后分别取Heavy Chain及Light Chain基因克隆4个测序。
[0160] 1.3Anti‑NT‑proBNP抗体可变区基因的序列分析
[0161] 将上述测序得到的基因序列放在IMGT抗体数据库中进行分析，并利用VNTI11.5软件进行分析确定重链和轻链引物对扩增出的基因都是正确的，其中Light Chain扩增出的基因片段中，VL基因序列为324bp，属于VkII基因家族，其前方有57bp的前导肽序列；Heavy Chain引物对扩增出的基因片段中，VH基因序列为351bp，属于VH1基因家族，其前方有57bp的前导肽序列。
[0162] 1.4重组抗体表达质粒的构建TM
[0163] pcDNA 3.4 vector为构建的重组抗体真核表达载体，该表达载体已经引入HindIII、BamHI、EcoRI等多克隆酶切位点，并命名为pcDNA3.4A表达载体，后续简称3.4A表达载体；根据上述pMD‑18T中抗体基因测序结果，设计两端分别带有HindIII、EcoRI酶切位点和保护碱基的Anti‑NT‑proBNP抗体的轻链和重链基因特异性引物，引物序列如下：
[0164] proBNP‑HF:5’>CCCAAGCTTGCCGCCACCATGAGTGTGCTCA CTCAGGTCCTGGGGT<3’；
[0165] proBNP‑HR:5’>GGGGAATTCTCATTTACCCGGAGACCGGGA GATGGTCTTC<3’；
[0166] proBNP‑LF:5’>CCCAAGCTTGCCGCCACCATGAAGTCACAG ACCCAGGTCTTCGTA<3’；
[0167] proBNP‑LR:5’>CCCGAATTCTCAACACTCATTCCTGTTGAAG CTCTTGACGATG<3’；
[0168] 对扩增得到的重链和轻链基因片段分别采用HindIII/EcoRI双酶切，3.4A载体采用HindIII/EcoRI双酶切，将片段和载体纯化回收后重链基因和轻链基因分别连接到3.4A表达载体上，得到Heavy Chain和Light Chain的重组表达质粒。
[0169] 2.细胞株筛选
[0170] 2.1重组抗体表达质粒瞬时转染CHO细胞
[0171] 将质粒用超纯水稀释至400ng/ml，调节CHO细胞1.43×107cells/ml于离心管中，100μl质粒与700μl细胞混合，转入电转杯，电转，第3、5、7天取样计数，第7天收样检测。
[0172] 包被液稀释重组NT‑proBNP抗原(菲鹏生物产品)到1μg/ml，每孔100μl，4℃过夜；次日，洗涤液清洗2次，拍干；加入封闭液(20％BSA+80％PBS)，每孔120μl，37℃，1h，拍干；加入稀释后的细胞上清，100μl/孔，37℃，30min(部分上清1h)；洗涤液清洗5次，拍干；加入羊抗鼠IgG‑HRP，每孔100μl，37℃，30min；洗涤液清洗5次，拍干；加入显色液A液(50μl/孔)，加入显色液B液(50μl/孔)，10min；加入终止液，50μl/孔；酶标仪上450nm(参考630nm)处读OD值。
[0173] (2)重组抗体表达质粒线性化
[0174] 准备下述试剂：Buffer 50μl、DNA 100μg/管、PuvⅠ酶10μl、无菌水补至500μl，37℃水浴酶切过夜；先用等体积酚/氯仿/异戊醇(下层)25:24:1，再用氯仿(水相)依次进行抽提；0.1倍体积(水相)3M醋酸钠和2倍体积乙醇冰上沉淀，70％乙醇漂洗沉淀，去除有机溶剂，待乙醇挥发完全用适量的灭菌水进行复融，最后进行浓度的测定。
[0175] (3)重组抗体表达质粒稳定转染，稳定细胞筛选
[0176] 质粒用超纯水稀释至400ng/ml，调节CHO细胞1.43×107cells/ml于离心管中，100μl质粒与700μl细胞混合，转入电转杯，电转，次日计数；25μmol/LMSX 96孔加压培养约25天。
[0177] 显微镜下观察标记长有细胞的克隆孔，并记录汇合度；取培养上清，送样检测；挑选抗体浓度、相对浓度高的细胞株转24孔，3天左右转6孔；3天后保种批培，调整细胞密度6 6
0.5×10cells/ml，2.2ml进行批培养，细胞密度0.3×10cells/ml，2ml进行保种；7天6孔批培上清送样检测，挑选抗体浓度及细胞直径较小的细胞株转TPP保种传代。
[0178] 3.重组抗体的生产
[0179] 保种的稳定细胞株复苏之后先在125ml规格的摇瓶中培养，接种体积为30ml，培养基为100％Dynamis培养基，放置于转速120r/min，温度为37℃，二氧化碳为8％的摇床中。培养72h，以50万cells/ml接种密度接种扩培，扩培体积根据生产需求进行计算，培养基为100％Dynamis培养基。之后每72h扩培一次。当细胞量满足生产需求时，严格控制接种密度为50万cells/ml左右进行生产。
[0180] 摇瓶参数：转速120r/min，温度为37℃，二氧化碳为8％。流加补料：在摇瓶中培养至72h时开始每天补料，HyCloneTM Cell BoostTM Feed 7a每天流加初始培养体积的3％，Feed 7b每天流加量为初始培养体积的千分之一，一直补到第12天(第12天补料)。葡萄糖在第六天补加3g/L。第13天收样。
[0181] 用proteinA亲和层析柱进行亲和纯化。取4μg纯化的抗体进行还原性SDS‑PAGE，4μg外来对照抗体作为对照，电泳图如图1所示。在还原性SDS‑PAGE后显示两条带，1条为约28KD的轻链(序列如SEQ ID NO:11所示)，另一条为约50KD的重链(序列如SEQ ID NO:12所示)。
[0182] 实施例2
[0183] 2.1位点突变抗体
[0184] 实施例1得到的抗体经分析具有序列如SEQ ID NO:11以及12所示的轻链和重链，其具备一定的结合NT‑proBNP蛋白的能力，亲和力较好，为进一步筛选亲和力和活性更好的抗体，申请人对该抗体的轻链CDR及重链CDR进行突变。
[0185] 经分析，重链的互补决定区(WT)：
[0186] 互补决定区CDR‑VH1为G‑F‑S(X1)‑F‑S‑Q(X2)‑Y‑W‑M‑K(X3)；
[0187] 互补决定区CDR‑VH2为E‑L(X1)‑R‑L‑K‑S‑E(X2)‑N‑Y‑A‑T‑H‑Y‑A(X3)‑E‑S‑I(X4)‑K‑G；
[0188] 互补决定区CDR‑VH3为T‑K(X1)‑G‑Y‑A(X2)‑G(X3)‑M‑D；
[0189] 轻链的互补决定区(WT)：
[0190] 互补决定区CDR‑VL1为H‑A‑S‑N(X1)‑N‑I‑H(X2)‑V‑Y(X3)‑L‑I；
[0191] 互补决定区CDR‑VL2为K‑P(X1)‑S‑N‑I(X2)‑H‑T；
[0192] 互补决定区CDR‑VL3为Q‑Q(X1)‑G‑Q‑D(X2)‑Y‑P‑I(X3)‑T；
[0193] 其中，X1、X2、X3、X4均为突变位点。
[0194] 表1与抗体活性有关的突变位点
[0195]
[0196] 基于上述分析得到的WT的CDR序列，对表1中的相应位点进行上述突变。
[0197] 2.2位点突变抗体活性检测
[0198] 包被液稀释重组NT‑proBNP抗原(菲鹏生物产品)到1μg/ml进行微孔板包被，每孔100μl，4℃过夜；次日，洗涤液清洗2次，拍干；加入封闭液(20％BSA+80％PBS)，每孔120μl，
37℃，1h，拍干；加入稀释后的重组NT‑proBNP抗体，100μl/孔，37℃，30min(部分上清1h)；洗涤液清洗5次，拍干；加入羊抗鼠IgG‑HRP，每孔100μl，37℃，30min；洗涤液清洗5次，拍干；加入显色液A液(50μl/孔)，加入显色液B液(50μl/孔)，10min；加入终止液，50μl/孔；酶标仪上
450nm(参考630nm)处读OD值。部分结果如下表所示：
[0199] 表2抗体活性分析数据
[0200]
[0201]
[0202] 从上表可知，突变1的活性效果最佳，因而以突变1作为骨架序列筛选效价较好的突变位点，部分突变后的位点如表3所示，其相应结合蛋白的亲和力分析结果如表4所示。
[0203] 表3与抗体亲和力有关的突变位点
[0204]
[0205]
[0206] 2.3亲和力分析
[0207] 利用AMC传感器，纯化出来的抗体用PBST稀释到10μg/ml，NT‑proBNP抗原(菲鹏生物产品)用PBST进行梯度稀释：208.3nmol/ml、104.2nmol/ml、52.1nmol/ml、26nmol/ml、13nmol/ml、0nmol/ml；
[0208] 运行流程：缓冲液1(PBST)中平衡60s，抗体溶液中固化抗体300s，缓冲液2(PBST)中孵育180s，抗原溶液中结合420s，缓冲液2中解离1200s，用10mM pH 1.69GLY溶液及缓冲液3进行传感器再生，输出数据。(KD表示平衡解离常数即亲和力；kon表示结合速率；kdis表示解离速率。)
[0209] 表4亲和力分析数据
[0210]
[0211]
[0212] 从表4可以看出，表3中列出的突变位点对抗体的亲和力影响不大。
[0213] 为验证上述结果，以WT作为骨架序列重复上述实验，进行突变位点的亲和力验证，部分结果如下。
[0214] 表5以WT为骨架进行的突变
[0215]
[0216] 表6亲和力分析数据
[0217] 突变 KD(M) kon(1/Ms) kdis(1/s)WT 5.59E‑09 1.10E+06 6.15E‑03
WT1‑1 6.12E‑10 9.80E+06 6.00E‑03
WT1‑2 9.33E‑10 7.80E+06 7.28E‑03
WT1‑3 9.08E‑10 8.60E+06 7.81E‑03
WT1‑4 6.65E‑10 9.40E+06 6.25E‑03
WT1‑5 1.25E‑09 5.40E+06 6.75E‑03
WT1‑6 9.89E‑10 5.60E+06 5.54E‑03
WT1‑7 7.53E‑10 8.90E+06 6.70E‑03
WT1‑8 1.00E‑09 6.20E+06 6.21E‑03
WT1‑9 3.26E‑09 1.90E+06 6.20E‑03
WT1‑10 7.88E‑10 6.60E+06 5.20E‑03
WT1‑11 7.29E‑10 7.80E+06 5.69E‑03
WT1‑12 3.84E‑09 1.80E+06 6.92E‑03
WT1‑13 1.67E‑09 4.60E+06 7.69E‑03
WT1‑14 9.52E‑10 8.30E+06 7.90E‑03
[0218] 从表5和表6分析，在保证具有抗体活性的前提下，上述突变位点对应的突变序列都具有一定的亲和力。
[0219] 将上述抗体分别置于4℃(冰箱)、‑80℃(冰箱)、37℃(恒温箱)21天，取7天、14天、21天样品进行状态观察，并对21天样品进行活性检测，结果显示三种条件下抗体放置21天后，均未见明显蛋白状态变化，活性也未随温度的升高呈现下降越势，这说明上述抗体均具有优秀的稳定性，且上述位点的突变对抗体稳定性无影响。
[0220] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
