本发明属于医学领域，特别是中枢神经系统(cns)疾病的治疗领域。更具体地，本公开内容涉及在治疗cns疾病中的包含多特异性结合分子的组合物及其用途，所述多特异性结合分子具有靶向血脑屏障靶的第一结合结构域和靶向神经元靶、星形胶质细胞靶和/或神经胶质细胞靶(总起来说，cns靶)的第二结合结构域。本公开内容的多特异性结合分子通过增强治疗剂(therapeutics)通过血脑屏障以及将其递送至预期的cns靶来帮助治疗cns疾病。
背景技术：
1、cns可以说是人体最复杂且高度有组织的器官系统。cns由脑和脊髓两个主要器官组成，且由神经胶质细胞和神经元构成。在诸如人的脊椎动物中，神经元分为三类：感觉神经元和运动神经元，其部分可能跨越cns和周围神经系统两者，以及被认为几乎完全在cns内的中间神经元。
2、cns的疾病是影响脑和/或脊髓的结构和/或功能的病症。cns疾病或病症可以包括自身免疫病症，包括视神经脊髓炎、多发性硬化和抗髓鞘少突胶质细胞糖蛋白；肿瘤学病症，包括星形细胞瘤、少突神经胶质瘤、胶质母细胞瘤和其他cns肿瘤；神经变性病症，包括阿尔茨海默病、亨廷顿病、帕金森病、进行性核上麻痹(psp)、肌萎缩侧索硬化(als)和额颞叶痴呆(frontal temporal dementia)(ftd)；以及其他cns病症，例如自闭症、僵住、脑炎、偏头痛和图雷特综合征(tourette’s)。
3、传统上已证明cns疾病非常难以治疗。一个原因是治疗剂必须穿过血脑屏障以进入cns。血脑屏障是内皮细胞的特殊的半透性边界，其选择性第阻止溶质(包括病原体)进入cns。血脑屏障允许一些分子经由被动扩散通过，并参加一些对神经功能至关重要的分子的选择性、主动转运。除了由血脑屏障引起的挑战外，一旦治疗剂穿过血脑屏障，所述治疗剂必须仍然作用于cns内的其预期靶。一些研究已估计，一些治疗剂中的少于1％穿过血脑屏障。
4、用于改善治疗剂通过血脑屏障且进入cns的血脑屏障穿梭机制或分子伴侣已描述了二十多年。例如，wo2003/009815(us2003/0129186)描述了针对运铁蛋白受体(“tfr”)的抗体用于调节血脑屏障转运的用途。然而，已证实使用抗-tfr抗体作为缀合物以使治疗剂横过血脑屏障穿梭的尝试既是挑战性的，又不足以显著改善cns疾病的治疗(参见，例如，syvanen s,hultqvist g,gustavsson t等人，efficient clearance of abetaprotofibrils in abetapp-transgenic mice treated with a brain-penetratingbifunctional antibody.alzheimer's res ther.2018；10:49；couch ja,yu yj,zhang y等人，addressing safety liabilities of tfr bispecific antibodies that crossthe blood-brain barrier.sci translmed.2013；5:183ra57，其讨论了与靶向tfr作为血脑屏障穿梭机制有关的药物代谢动力学、毒性和脱靶问题。
5、因此，仍然存在用于增强克服上述挑战的cns疾病的治疗的需要。更特别地，存在用于改进治疗剂横过血脑屏障的递送并提供cns内的cns靶的增强的选择性靶向的需要。这种增强必须能够以增加的效率横过血脑屏障递送治疗剂，并改善向cns内特定cns靶的递送，从而使得穿梭的治疗剂递送至cns内的其预期治疗靶。这种增强不应比治疗用分子更具侵入性，使得能够实现治疗剂的外周全身递送以克服将治疗剂直接侵入性递送至cns内的需要，不应伴随不可接受的免疫原性和脱靶问题，并且应表现出可接受的稳定性和可开发性。这种增强也不应该与用于治疗cns疾病所必需的治疗剂的性质相干扰。
6、本公开内容提供了用于增强cns疾病的治疗的多特异性结合分子。更特别地，本公开内容提供了多特异性结合分子，其具有特异性结合血脑屏障靶(“bbb靶”)的第一结合结构域和特异性结合神经元靶、星形胶质细胞靶和/或神经胶质细胞靶(“cns靶”)的第二结合结构域，由此增强治疗用组合物向其预期治疗靶的递送。这种多特异性结合分子能够连接至治疗用组合物，用于通过增强治疗剂通过血脑屏障以及递送至cns内的特定cns靶(例如神经元靶、星形胶质细胞靶和/或神经胶质细胞靶)来帮助cns疾病的治疗，由此治疗用组合物调节其预期的治疗靶。
技术实现思路
1、本公开内容的实施方案包括多特异性结合分子，所述多特异性结合分子包含第一结合结构域和第二结合结构域，其中所述第一结合结构域特异性结合血脑屏障靶，且所述第二结合结构域特异性结合神经元靶、星形胶质细胞靶和/或神经胶质细胞靶或cns中的另一实质靶中的至少一种。根据一些实施方案，血脑屏障靶是tfr、低密度脂蛋白受体相关蛋白1(lrp1)、lrp2或巨蛋白/gp330、lrp3、lrp5、lrp6、lrp8、胰岛素样生长因子(igf)、运铁蛋白受体-1、cd98重链(slc3a2)、大氨基酸转运蛋白小亚基1(lat-1)、胰岛素受体、低密度脂蛋白(ldl)受体、cdc50a之一。根据一些实施方案，神经元靶是l1cam、thy1、kit、gria1、grm2、tmem130、nsg1、basp1、nstr1、slc22a17、ncam1、ncam2、slc6a17、scn3b和p2y12r之一。特别地根据一些具体实施方案，血脑屏障靶是tfr，而神经元靶是l1cam。
2、在一些实施方案中，本公开内容的多特异性结合分子包括双特异性抗体、异二聚体免疫球蛋白抗体或其片段。此外，在本公开内容的多特异性结合分子的一些实施方案中，第一结合结构域是fab、scfv、fv或scfab。根据一些实施方案，第二结合结构域是fab、scfv、fv或scfab。另外，在一些实施方案中，第一结合结构域和第二结合结构域通过基于硫醇的反应基团、基于胺的反应基团、基于醛的反应基团或基于碳水化合物的基团之一连接。在另外的实施方案中，第一结合结构域和第二结合结构域通过peg-接头、氨基酸接头和聚糖接头之一连接。
3、在本公开内容的多特异性结合分子的进一步实施方案中，治疗用组合物与多特异性结合分子连接。根据一些实施方案，治疗用组合物是肽、抗体或其片段、或寡核苷酸之一。在一些这种实施方案中，治疗用组合物靶包括但不限于mapt、snca、app、bac1、atxn2、atxn3、sarm1、apoe、fmr1、lrrk2、htt、sod1、scn10a、scn9a或cacna1b。
4、此外，在一些实施方案中，本公开内容的多特异性结合分子与载体分子连接。
5、本公开内容的进一步实施方案包括药物组合物，其包含本公开内容的多特异性结合分子和一种或多种药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂。
6、本公开内容的实施方案还包括dna分子，所述dna分子包含编码多肽链的多核苷酸序列，所述多肽链包含本公开内容的多特异性结合分子的hc、lc、hcvr或lcvr之一。
7、根据一些实施方案，提供了治疗中枢神经系统疾病的方法，包括向有需要的患者施用治疗有效量的本公开内容的多特异性结合分子。本公开内容的实施方案还包括治疗中枢神经系统疾病的方法，包括向有需要的患者施用治疗用组合物，其中所述治疗用组合物与本公开内容的多特异性结合分子连接，其中与当未与多特异性结合分子连接时的治疗用组合物相比，所述治疗用组合物在外周组织中的累积减少。根据一些实施方案，在施用步骤后至少24小时、48小时、72小时、96小时、120小时或144小时，与当未与多特异性结合分子连接时的治疗用组合物相比，治疗用组合物在外周组织中的累积减少。
8、根据一些实施方案，本公开内容提供了将治疗用组合物递送至cns内的cns靶的方法，包括将所述治疗用组合物施用至有需要的患者，其中所述治疗用组合物与本公开内容的多特异性结合蛋白连接，其中所述治疗用组合物显示出在患者外周组织中减少的累积。在一些这种实施方案中，治疗用组合物表现出在患者骨髓中减少的累积。根据一些实施方案，cns靶是神经元靶、星形胶质细胞靶和神经胶质细胞靶之一。根据一些实施方案，中枢神经系统疾病是神经变性病症。根据一些实施方案，中枢神经系统疾病是阿尔茨海默病、亨廷顿病、帕金森病、进行性核上麻痹(psp)、额颞叶痴呆(ftd)、自闭症、僵住、脑炎、偏头痛和图雷特综合征。
9、本公开内容的实施方案包括供疗法之用的本公开内容的多特异性结合分子。实施方案还包括供中枢神经系统疾病的治疗之用的本公开内容的多特异性结合分子。根据一些这种实施方案，cns疾病是阿尔茨海默病、亨廷顿病、帕金森病、进行性核上麻痹(psp)、肌萎缩侧索硬化(als)、额颞叶痴呆(ftd)、自闭症、僵住、脑炎、偏头痛和图雷特综合征。进一步地，本公开内容在一些实施方案中提供了供制备用于治疗cns疾病的药物之用的本公开内容的多特异性结合分子。
1.多特异性结合分子，所述多特异性结合分子包含：
2.根据权利要求1所述的多特异性结合分子，其中所述血脑屏障靶是tfr、低密度脂蛋白受体相关蛋白1(lrp1)、lrp2或巨蛋白/gp330、lrp3、lrp5、lrp6、lrp8、胰岛素样生长因子(igf)、运铁蛋白受体-1、cd98重链(slc3a2)、大氨基酸转运蛋白小亚基1(lat-1)、胰岛素受体、低密度脂蛋白(ldl)受体、cdc50a之一。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的多特异性结合分子，其中所述第二结合结构域特异性结合神经元靶，其中所述神经元靶是l1cam、thy1、kit、gria1、grm2、tmem130、nsg1、basp1、nstr1、slc22a17、ncam1、ncam2、slc6a17、scn3b和p2y12r之一。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的多特异性结合分子，其中所述第二结合结构域特异性结合星形胶质细胞靶，其中所述星形胶质细胞靶是cd49f、aqp4、glt1、glast、a2ar、tgfbr、s1p1、il1r<il6r、il17r和ifngr之一。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的多特异性结合分子，其中所述第二结合结构域特异性结合小胶质细胞靶，其中所述小胶质细胞靶是trem2、tmem119、cd11b、cd14、cd16、cd32、cd33、cd40、cd45、cd64、cd68、cd80、cd115、cd172a、cx3cr1、fcer1g、f4/80、fcrls、siglec、glut5和p2y12之一。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的多特异性结合分子，其中所述多特异性结合分子是异二聚体免疫球蛋白g抗体。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的多特异性结合分子，其中所述第一结合结构域是fab、scfv、fv或scfab。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的多特异性结合分子，其中所述第二结合结构域是fab、scfv、fv或scfab。
9.根据权利要求7或8所述的多特异性结合分子，其中所述第一结合结构域和所述第二结合结构域通过基于硫醇的反应基团、基于胺的反应基团、基于醛的反应基团或基于碳水化合物的基团之一连接。
10.根据权利要求7或8所述的多特异性结合分子，其中所述第一结合结构域和所述第二结合结构域通过peg-接头、氨基酸接头和聚糖接头之一连接。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的多特异性结合分子，其中所述血脑屏障靶是tfr，且所述神经元靶是l1cam。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的多特异性结合分子，其中治疗用组合物与所述多特异性结合分子连接。
13.根据权利要求12所述的多特异性结合分子，其中所述治疗用组合物是肽、抗体或其片段、或寡核苷酸之一。
14.根据权利要求13所述的多特异性结合分子，其中所述治疗用组合物是靶向mapt、snca、app、bac1、atxn2、atxn3、sarm1、apoe、fmr1、lrrk2、htt、sod1、scn10a、scn9a或cacna1b之一的寡核苷酸。
15.根据权利要求13所述的多特异性结合分子，其中所述治疗用组合物是结合淀粉状蛋白β、bace1、mapt、snca、app、bac1、atxn2、atxn3、sarm1、apoe、fmr1、lrrk2、htt、sod1、scn10a、scn9a或cacna1b之一的抗体或其片段。
16.将治疗用组合物递送至哺乳动物的中枢神经系统内的方法，包括将所述治疗用组合物施用至所述哺乳动物，其中所述治疗用组合物与根据权利要求1-15中任一项所述的多特异性结合分子连接，
17.根据权利要求16所述的方法，其中在所述施用步骤后至少24小时、48小时、72小时、96小时、120小时或144小时评估外周组织中治疗用组合物的累积。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中所述外周组织选自骨髓、肝、血浆、睾丸、肌肉或肾之一。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其中所述施用步骤包括所述多特异性结合分子的静脉内、皮下、肌内或腹膜内施用。
20.将治疗用组合物递送至哺乳动物的中枢神经系统内的治疗靶的方法，包括将所述治疗用组合物施用至哺乳动物，其中所述治疗用组合物与根据权利要求1-15中任一项所述的多特异性结合蛋白连接，其中所述施用步骤包括所述多特异性结合分子的静脉内、皮下、肌内或腹膜内施用。
