浅析涉及T细胞受体的专利申请的充分公开问题

总第206期, ​陈知宇发表,[专利]文章

 

浅析涉及T细胞受体的专利申请的充分公开问题

陈知宇

癌症是全球主要的公共卫生问题之一。根据美国癌症协会的数据,2023年,美国预计出现1958310例新癌症病例和609820例癌症死亡病例。在我国,每年都有数百万人被诊断患有恶性肿瘤。根据中国国家癌症中心2023年发布的数据,2016年全国新发癌症病例数超过406.40万例,死亡病例数将达到241.35万例。因此,如何快速有效治疗癌症一直是医学界研究的重点,其中,肿瘤免疫治疗因为其特异性和靶向性备受关注。

近年来,涉及肿瘤免疫治疗的专利申请在生物医药类专利申请中占有相当比例。在此类专利申请的审查实践中,除了新颖性、创造性、实用性、权利要求书是否得到说明书支持等问题之外,说明书是否对所要求保护的发明作出清楚、完整的说明,也是需要重点考虑的一个问题。

我国《专利法》第二十六条第三款规定了申请人为获得专利独占权所必须承担的义务,即说明书应当对发明作出清楚、完整的说明,以所属技术领域的技术人员能够实现为准。《专利审查指南》(2023)第二部分第十章第3节规定:“要求保护的发明为化学产品本身的,说明书中应当记载化学产品的确认、化学产品的制备以及化学产品的用途。……对于化学产品用途发明,在说明书中应当记载所使用的化学产品、使用方法及所取得的效果,使本领域技术人员能够实施该用途发明。……如果本领域的技术人员无法根据现有技术预测该用途,则应当记载对于本领域的技术人员来说,足以证明该物质可以用于所述用途并能解决所要解决的技术问题或者达到所述效果的实验数据。”

然而,在以实验为先导的自然科学领域(例如化学、生物、医学等),对于专利说明书中实验数据应当公开到何种程度才能满足说明书充分公开的要求,一直存在争议。本文拟结合实际案例,对涉及肿瘤免疫治疗的专利申请的充分公开问题进行分析,以期为生物、制药企业的相关专利撰写提供借鉴。

案例分析

该案例是一PCT国际申请进入中国国家阶段的申请,其权利要求1涉及“包括选择性结合靶细胞上的CD277的J构型的多肽构建体的药物组合物在制备用于治疗具有CD277阳性的癌细胞的受试者中的癌症的药物中的应用,其中所述多肽构建体包含γ9δ2T细胞受体,并且其中所述多肽构建体是可溶的”。

在该案审查过程中,审查员认为,本申请要解决的技术问题是治疗癌症,其关键技术手段是提供结合癌细胞上CD277的J构型的多肽构建体,根据本申请说明书记载的内容,所述多肽构建体是γ9δ2 TCR。但是,本申请说明书并没有记载任何一种特异性结合J构型CD277的γ9δ2 TCR的完整序列,仅公开了获得的TCR克隆的CDR3 γ和CDR3 δ序列。本领域技术人员公知TCR的每条链都包含可变区(V区)和恒定区(C区),其中V区又有三个高变区(CDR1、CDR2、CDR3),基因混排使得可变区的组合多样性极高,产生了TCR的多样性和特异性。其他CDR的具体结构对TCR整体性能影响具有不可预测性,以及每条链V区的框架区(FR)同样存在着较高的可变性。因此,根据本申请说明书公开的内容,在不知晓所述TCR克隆γ链和δ链的完整序列,特别是其V区CDR1和CDR2区序列的情况下,本领域技术人员无法确认和制备解决本申请技术问题的关键技术手段——特异性结合J构型CD277的γ9δ2TCR。因此,申请人未完整公开实现本发明的关键技术手段,使本领域技术人员无法实施或要付出过度劳动,不符合《专利法》“公开换保护”的基本原则。

那么,TCR的结构需要公开到何种程度,才能满足说明书充分公开的要求呢?不妨从TCR的功能和结构上着手进行初步分析。

事实上,肿瘤免疫治疗分为两类:一类是向免疫细胞展示肿瘤特征,然后引导其定位并杀死肿瘤细胞;另一类是解除肿瘤免疫耐受,使得免疫细胞能够重新监测和攻击肿瘤细胞。T细胞全称T淋巴细胞,系淋巴细胞的一种,是人体的重要免疫细胞。T细胞受体(T cell receptor,TCR)是指T细胞表面的特异性受体。最初发现的T细胞受体为αβ TCR,其表达在大多数T淋巴细胞上,由两个糖基化的多态二硫键连接α链和β链组成,与非多态的膜结合CD3蛋白非共价结合,在细胞表面形成功能性的TCR-CD3。α链和β链参与与多肽-MHC(pMHC)复合体的相互作用,而CD3蛋白参与信号转导。后续又发现了另一种类型的T细胞受体γδ TCR,其表达在T细胞亚群的表面上,也包括两条链(γ链和δ链),也与CD3蛋白相关联。αβ(或γδ)TCR-CD3复合体的结构参见图1。

 

图1 αβ(或γδ)TCR-CD3复合体(示出了跨膜区的正负电荷氨基酸以及胞质内的CD3 ITAM)

αβ TCR的α和β链以及γδ TCR的γ和δ链均具有N-末端胞外区,包括104-125个氨基酸的可变区(V)和91-129个氨基酸的恒定区(C),21-62个氨基酸的连接肽,17-26个氨基酸的跨膜区,以及0-7个氨基酸的细胞质小尾。从图1可以看出,恒定区靠近细胞膜,连接着跨膜区和胞内的末端,而可变区负责识别多肽-MHC复合体。每条链的可变区都包含三个互补决定区(complementarity determining regions,CDR)。最重要的CDR3负责直接与MHC所呈递的多肽结合。α亚基和β亚基的CDR1分别作用于多肽的N端和C端。CDR2被认为参与识别MHC。β亚基还有一个额外的CDR4,通常并不参与多肽/MHC复合体的识别,但与超抗原的作用有关。

T细胞受体的抗原结合位极为多样化,通常认为αβ T细胞识别潜在无限排列的抗原-MHC组合。产生这种多样性的机理主要源于V(D)J基因座的体细胞重组:该基因位点由许多基因片段构成,包括可变段(V)、连接段(J)以及之间可能存在的多样段(D)。α和γ亚基的CDR3由VJ重组产生,β和δ亚基的CDR3则由VDJ重组产生。不同基因片段之间的随机重组以及重组过程中随机插入的核苷酸,极大地丰富了T细胞受体的多样性。

图2 TCR β链的可变域(A)和恒定域(B)3D图

然而,与由V(D)J基因座的体细胞重组产生的CDR3区相比,T细胞受体的FR、CDR1以及CDR2区是种系编码的并且在每个T细胞受体链类型中通常是保守的。因此,进一步而言,FR、CDR1以及CDR2区并不是特异性抗原识别中的决定因子。这一点在许多出版物(均为十余年前发表)中均得到了讨论,例如,在Xu et al., Molecular Immunology 44 (2007)中记载了:

“为了阐明γδ TCR对肿瘤的特异性的关键结构基础,我们通过生物特异性相互作用分析方法、酶免疫测定和免疫荧光测定,分析了来源于卵巢上皮癌(OEC)中的肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)的、合成的TCR Vδ2 CDR3肽的结合活性。此外,我们使用人CDR3δ接枝的Ig来重复主要测试。我们发现合成的OEC衍生的CDR3δ肽可以特异性地结合至肿瘤细胞系和组织上。CDR3δ-移植物Ig显示出与CDR3δ肽类似的结合特异性,表明CDR3δ在抗原结合中的决定性作用。”

Adams et al., Nature Immunology (2008) (7):777–784中也记载了:

“我们(的结果)显示,在将G8和KN6 CDR3δ环整体移植到αβ TCR的CDR3α环上之后,可以移植G8和KN6 γδ TCR与MHC Ib类分子T22之间的反应性(保留野生型配体亲和力)。这些结果证明在抗原识别中单个CDR3环的空前的自主性。”

这也表明,将限定的γδCDR3区移植至不同的γδTCR,可以改变γδTCR与移植的γδCDR3区的结合特征。

结论

笔者认为,上述内容至少能够部分解答本文的问题:在TCR中,CDR3区(而非FR、CDR1或CDR2区)是进行特异性抗原识别中的决定序列,因此,对CDR3序列的公开,对于满足说明书充分公开的要求是必要的。而FR、CDR1以及CDR2区是种系编码的,并且在每个T细胞受体链类型中通常是保守的。技术人员获得FR、CDR1以及CDR2区的所有相关信息在其能力范围之内。CDR3区序列的充分公开足以使技术人员能够获得TCR,而无需过度的努力。T细胞受体不是抗体,针对抗原—抗体结合的结构要求(需要限定抗体中所有CDR序列)不应在两个类别之间混淆。

进一步地,从以上案例可以看出,对申请人来说,在撰写与TCR相关发明时,应当将CDR3序列限定在独立权利要求中,并且在说明书中提供足够量的具有代表性的实验数据,以满足充分公开的要求。而FR、CDR1以及CDR2区序列则不必限定在独立权利要求中,以期获得更宽的保护范围。然而,虽然预期FR、CDR1以及CDR2区序列不用限定在独立权利要求中,但为了完整起见,申请人也应尽量在说明书中对其进行公开,以期在审查过程中达到“进可攻退可守”的效果,为发明谋求与贡献相适应的保护范围。

参考文献:

[1] 小小富minfu:T细胞受体(TCR)的结构和生物学特性,载微信公众号“药时空”:https://mp.weixin.qq.com/s/lP3ep-p42oB-Ab42AQT1Ow。

[2] Xu et al., Molecular Immunology 44 (2007) 302–310.

[3] Adams et al., Nature Immunology (2008) (7): 777–784.

 

来源:《中国知识产权》杂志第206期



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