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​倪申文 | 抗体专利审查:以CDR序列定义权利要求范围的深度思考

​倪申文 知产前沿
2024-08-26


2022年9月21日-23日,由知产前沿新媒体举办的“第七届中国医药知识产权峰会圆满结束”在苏州召开,本次大会吸引了线上与线下近800位医药IP人士参加,现场交流互动热烈。

在23日的大会上,锦天城律师事务所律师、专利代理师倪申文为本次大会带来“抗体专利审查:以CDR序列定义权利要求范围的深度思考”的相关观点分享。

知产前沿现将倪律师的现场主题发言内容整理成文,供医药知识产权从业人员参考学习。

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目次

    
一、CDR是如何确定的?二、不同的CDR定义方案及其对比三、权利要求明确CDR定义方案四、单一的CDR定义方案的思考五、罗列“所有”定义方案的CDR序列?六、CDR序列的开放式vs封闭式限定七、给定可变区的CDR序列确定八、编号方案vs定义方案?

一、CDR是如何确定的?

1970年,Kabat将77个轻链序列进行比对,分析每个氨基酸编号位置的变化率,识别出3个高变区,称之为互补决定区(Complementarity Determining Regions,CDRs),1973年,第一个Fab片段的X射线晶体结构解析出来,显示这些高变区大体上对应于Fab结构上的环(loops)。1979年,Kabat为免疫球蛋白可变区提出一种标准化的编号规则(Kabat Numbering)并以固定的编号定义了CDR(Kabat Definition)。1986,Chothia提出Chothia Numbering和CDR的Chothia Definition方案,后续其他方案如IMGT,AbM,Contact等陆续提出。
但是这些方案都是预测性的方案,与实际解析出来的蛋白质的晶体结构方案并不完全吻合。所有的CDR无论是以什么样的方式去定义,都是理论预测,并非实际结合位置。下图红色部分是定义得到的,针对轻链和重链有两种不同的定义方式,可以看到定义出来的方案和真实存在的环是有差别的,对重链Chothia定义也仅仅是和实际更加吻合,因为其本身利用了已经解析出来的晶体结构来预测其CDR,数据越多,结果也相对更准确一些,但是没有任何一种可以完美匹配真实结构。

二、不同的CDR定义方案及其对比

以五种不同CDR方式为例,罗列轻链的3个CDR和重链的3个CDR上的序列差别。可以看到轻链大范围是相同的,重链第二个CDR上,不同的定义方式定义出的CDR没有一个是完全相同的,这就导致重链CDR的定义的极度异质性。
以Keytruda®VH为例,可以看到在以不同的定义方式定义重链的3个CDR时,各个CDR之间重合的部分实际上是比较少的,第一个CDR仅有两个是共享的,第二个有6个共享,其他均不相同,第三个CDR可能略微多一些。

三、权利要求明确CDR定义方案

在撰写抗体权利要求时,我们通常会作出如下表述方式的撰写:抗XX抗原的抗体或其抗原结合片段,包含轻链可变区和重链可变区,所述轻链可变区包含xxCDR,所述重链可变区包含xxCDR,再去定义每个CDR的序列是什么。这样的撰写未明确CDR定义方式,通过什么样的定义方式来得出是未知的,也仅使用了单一的CDR定义方式,并且采用封闭式的CDR序列方式来表达。
权利要求是否必须给出CDR定义方案呢?针对这个问题有两种观点:一方认为可以不给出CDR定义方案,在根据现有可用的CDR定义方案之一确实可以得到与权利要求中的一套CDR完全相同的CDR组合前提下,CDR基于可变区来确定,对于给定的可变区序列,不同预测方法可以分别唯一地确定其CDR,由说明书及现有技术可以确定权利要求中的CDR是以何种定义方案来定义的。但是这种情况下如果采用任何一种方案都没办法得到和已有权利要求中列举的一个CDR相同的组合,就很可能受到质疑。另一种观点认为应当给出CDR定义方案,其理由是缺少CDR定义方案时权利要求不清楚,说明书虽然可以解释权利要求,但不能用来定义权利要求,也缺少确定的侵权比对手段,无法确定是否落入权利要求保护范围,如解释为不限CDR定义方案,则无法得到说明书支持。
相对来看,第一种更加合理。通过以发明名称里有抗体,权利要求里有CDR的检索方式来查找中国现有的专利共计4499项,再进一步限定在独立权利要求里同时用了CDR和至少一种CDR定义方式,发现只有227项,占比约5%,再限定授权专利的话,就仅有95项了。可以看到无论是专利申请还是授权专利,仅非常小的比例(5%)在独权中限定CDR的定义方案,是否包含CDR定义方案似乎完全不影响专利局的审查决定,专利局在授权时也不要求明确CDR定义方案。

四、单一的CDR定义方案的思考

如果把一个定义方案定义在权利要求里时,这样的单一CDR定义方案意味着在和可能侵权的序列比对时,只能通过这一个单一CDR定义方案去比对,因为并不能从一个定义方案推导至另一定义方案。以Kabat定义方案为例,意味着如果以Kabat定义方案定义时,那么CDR中的任何一个氨基酸改变就可以饶过Kabat定义方案,而实际上可能会落入其他定义方案。此外长CDR序列很可能导致保护范围缩小,例如Kabat VH CDR2。但是这并不意味着采用最短的Chothia定义方案时保护范围范围就最大,因为CDR定义方案是预测方案,不是真实世界,在没有晶体衍射等数据的情况下,无法知道哪个残基是核心残基,最短的CDR不一定就包含核心残基,通过晶体衍射观察到核心残基时,选择包含该残基的最短定义方式可能是一种合适的选择。

五、罗列“所有”定义方案的CDR序列?

罗列所有定义方案的CDR序列是一个选择,考虑人源化过程中取CDR并集的支持性问题,这样也可以列出很多定义方案的组合,不同定义方案界定出的保护范围不同,就可以提供可供选择的多种对比方式,能够显著增加规避侵权的难度。但是也会产生很多问题,CDR定义方式是不断更新的,如果后续有新的CDR定义方式,那么可能覆盖新的定义方案。
如此把可变区的序列罗列出来,陈述说明所要保护的抗体CDR和已经作出来的抗体的CDR是一样的,表明序列是以何种方式定义。这样的定义方案不限具体定义方案,可以是多项定义方案,也可以覆盖未来CDR定义方案,同样支持说明书自定义CDR方案,这样的方案CDR来源于发明抗体但范围又不限于发明抗体。

六、CDR序列的开放式vs封闭式限定

这要分成两种情况来看:(1)如果在权利要求里限定了定义方案,开放式表述得不到支持,因为具体定义方案限定出的CDR序列残基数量固定,不会在两端加残基,此时封闭式表述是正确的表达方式。(2)如果未限定定义方案,开放式表述使得无法唯一地确认具体的定义方案,例如Chothia重链CDR定义被完整包含在IMGT,此时就无法确定序列是由哪种方案定义,此时封闭式表述可以唯一地确认具体的定义方案。

七、给定可变区的CDR序列确定

以(申请日2005.2.15;决定日2015.11.10)的某复审案例为例,给出轻链可变区序列是否可以唯一确定CDR区?可以唯一确定的理由是必须要限定定义方案,但如果未限定具体的CDR定义方案,则不能唯一地确定该CDR组合(但本案决定看似不是基于此作出)。其决定理由种认为现有技术公开确定CDR的多种原则,无法预见对于具体的发明应该采取哪些原则,从而也无法直接、毫无疑义地认定CDR区,实际上是对CDR确定的误解。

八、编号方案vs定义方案?

已有的授权案例中很多都对编号方案和定义方案的性质有所误解。例如下列两个案例:
授权案例1——
权利要求1.能够与人程序性死亡配体1(PD-L1)结合的分离的抗体分子,其包含:重链可变区(VH)和轻链可变区(VL),基于Kabat编号系统,所述重链可变区包含SEQIDNO:1的VH互补决定区(CDR)1氨基酸序列;SEQIDNO:2的VHCDR2氨基酸序列;和SEQIDNO:3的VHCDR3氨基酸序列;所述轻链可变区包含SEQIDNO:9的VLCDR1氨基酸序列、SEQIDNO:10的VLCDR2氨基酸序列和SEQIDNO:11的VLCDR3氨基酸序列。
授权案例2——
权利要求1.一种抗-pSer413tau抗体,包含:(A)可变重(VH)结构域,其包含:由SEQIDNO:86的氨基酸序列组成的vhCDR1;由SEQIDNO:115的氨基酸序列组成的vhCDR2;和由SEQIDNO:88的氨基酸序列组成的vhCDR3;和(B)可变轻(VL)结构域,其包含:由SEQIDNO:91…的氨基酸序列组成的vlCDR1;由SEQIDNO:82的氨基酸序列组成的vlCDR2;和由SEQIDNO:83的氨基酸序列组成的vlCDR3;其中CDR序列根据Kabat编号系统定义。
编号方案是对特定的氨基酸可变区有不同的编号方式,Chothia、Kabat、IMGT等分别具有自己的编号系统,针对一段序列中的特定氨基酸残基,其在不同编号系统中的号码经常不一致,这是由于不同编号系统的编号方法不一致造成的。但是,CDR定义方案不随编号方法的变化而变化,针对不同编号方法编号的一段序列,给定的CDR定义方案可以识别出相同的一段序列残基作为CDR。
再以Keytruda® VH为例,选定CDR的Kabat定义方案,以不同的编号系统对序列编号时,可以发现CDR的序列是不会改变的。
编号仅仅是编号氨基酸的位置,所以当用轻链或者重链定义CDR时,可以表明CDR是在轻链或重链的哪一号位,比如CDR-L1:SEQ ID NO:190的残基24-34位、CDR-L2:SEQ ID NO:190的残基50-56等,因为不同的位置限定出的CDR是不一样的,此时定义编号方案时才能让对方了解定义的是哪个氨基酸残基。另外面对位置的突变,采用如授权案例2中其中所述取代的FR氨基酸残基根据Kabat编号为Ser91Phe取代的方式可以定义位置。

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作者:倪申文

编辑:Sharon

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