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JP2022528447A - プログラム細胞死タンパク質リガンド-1(pd-l1)に対する抗体及びその用途 - Google Patents

プログラム細胞死タンパク質リガンド-1(pd-l1)に対する抗体及びその用途 Download PDF

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Abstract

本発明は、PD-L1(Programmed death-ligand 1)に対する抗体又はその抗原結合断片、これをコードする核酸、該核酸を含むベクター、該ベクターで形質転換された細胞、前記抗体又はその抗原結合断片の製造方法、これを含む癌の予防又は治療用組成物及び併用投与用組成物に関する。

Description

本発明は、PD-L1(Programmed death-ligand 1)に対する抗体又はその抗原結合断片、これをコードする核酸、該核酸を含むベクター、該ベクターで形質転換された細胞、前記抗体又はその抗原結合断片の製造方法、これを含む癌の予防又は治療用組成物及び併用投与用組成物に関する。
PD-L1は、細胞外部位に2個のIg様ドメイン、膜貫通ドメイン及び短い細胞質ドメインを有する、1型膜貫通タンパク質である。細胞質ドメインは公知の信号伝達モチーフ(signal transduction motif)を持っておらず、PD-L1がその受容体との相互作用に対する信号伝達(signaling)がないということを知らせる。その分子量は40kDa(290個アミノ酸)であり、それぞれマウス染色体19及びヒト染色体9上のCD274遺伝子によってエンコードされる(encoded)。PD-L1は、B7タンパク質ファミリーの構成員であり、B7.1及びB7.2と約20%のアミノ酸配列同一性を共有する。ヒトPD-L1はそれぞれ、ネズミ科(murine)及びカニクイザルオルソログ(cynomolgus ortholog)のPD-L1と70%及び93%アミノ酸同一性を共有する。
PD-L1は、770nMの親和度(KD)でその受容体PD-1に結合する。PD-1は、活性化されたT細胞、B細胞及び骨髄細胞上に発現し、細胞免疫反応の活性化又は抑制を調節する。細胞によるPD-L1発現は、細胞毒性Tリンパ球(CTL)死に対する保護を媒介でき、これは、ウイルス感染中に慢性免疫反応を鈍化させる調節メカニズムである。慢性及び炎症性疾患(pro-inflammatory disease)のような癌は、PD-L1発現の上向き調節により、このような免疫保護経路を破綻させ、宿主免疫反応を回避する。活性免疫反応の脈絡から、IFNγは、また、PD-L1の発現を上向き調節する。
PD-L1は、また、他のタンパク質であるB7.1(CD80とも知られている。)との相互作用によって免疫抑制を媒介し、CD28を通じたT細胞に対する活性化の2次信号のうち一つを伝達するそれの能力を遮断する。腫瘍細胞上のPD-L1発現及びB7.1との結合(engagement)の側面から、腫瘍免疫耐性(immune resistance)においてこのような特異的な相互作用に関する関連性は依然として不明確である。
人体の免疫機能は、抗原認知と同時に同時刺激信号及び同時抑制信号の調節によって全体的なTリンパ球機能を調節する。このような調節機転を免疫検問(immune checkpoint)という。人体の免疫機能は、腫瘍細胞で起きる突然変異などの変化によって発現する腫瘍特異抗原(tumor-specific neo-antigen)を感知し、これにより、腫瘍細胞又はウイルス感染源などを除去する。
ただし、一部の腫瘍細胞は、逆に、このような免疫攻撃を回避するために、腫瘍微細環境(tumor micro-environment)を変化させて免疫機能を抑制したり、或いはT細胞免疫寛容(immune tolerance)又は免疫編集(immuno-editing)などによって免疫回避(immune escape)をする。
このような回避戦略の一つとして、免疫検問(immune checkpoint)機能の変化を用いて腫瘍特異Tリンパ球細胞の機能を抑制する。すなわち、腫瘍細胞においてこのような抑制免疫検問を活性化させることにより、腫瘍特異T-リンパ球細胞の攻撃を回避する。これと関連して、PD-1又はリガンドPD-L1に対する単クローン抗体を用いてその機能を抑制することにより、抑制された腫瘍特異T-リンパ球細胞活性及び効果を増強させ、抗腫瘍効果を得ることができる。
このような技術的背景下で、本出願の発明者らは、PD-L1に特異的に結合する抗体を開発するために努力した。その結果、本発明者らは、PD-L1に高い親和力で結合する抗PD-L1抗体を開発し、このような抗PD-L1抗体がPD-1/PD-L1複合体の形成を阻害することによって、目的とする免疫抗癌剤の役割を果たし得ることを確認し、本発明を完成するに至った。
本発明の目的は、PD-L1に対する新規抗体又はその抗原結合断片を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記核酸を含むベクター、該ベクターで形質転換された細胞及びその製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記抗体又はその抗原結合断片を含む癌又は感染疾患の予防又は治療用組成物を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記抗体又はその抗原結合断片を他の抗癌剤と共に投与して癌を予防又は治療するための併用投与用組成物を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、配列番号1の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む重鎖CDR1、配列番号2の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む重鎖CDR2、配列番号3又は配列番号11の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む重鎖CDR3、配列番号5又は配列番号13の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む軽鎖CDR1、配列番号6の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む軽鎖CDR2、配列番号7の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む軽鎖CDR3を含む、PD-L1に結合する抗体又はその抗原結合断片を提供する。
本発明は、また、前記抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸を提供する。
本発明は、また、前記核酸を含むベクターを提供する。
本発明は、また、前記ベクターで形質転換された細胞を提供する。
本発明は、また、次の段階を含む、前記抗体又はその抗原結合断片の製造方法を提供する:(a)前記細胞を培養する段階;及び、(b)前記培養された細胞から抗体又はその抗原結合断片を回収する段階。
本発明は、また、前記抗体又はその抗原結合断片を有効成分として含む癌の予防又は治療用組成物を提供する。
本発明は、また、前記抗体又はその抗原結合断片を他の抗癌剤と共に投与して癌を予防又は治療するための併用投与用組成物を提供する。
PD-L1抗原タンパク質に対するファージディスプレイ実験結果から得られた個別抗体クローン(約1400個)の結合の有無を検証するELISA反応を行った結果である。
PD-L1結合抗体クローンの細胞表面抗原タンパク質結合特性分析のために、人為的にヒトPD-L1遺伝子を表面に発現させた293T細胞に対する代表的な抗体クローンのFACS実験を行った結果である。
代表的な9個抗体クローンに対するPD-1/PD-L1結合阻害能の確認のためのSPRベースの性能評価試験法であり、PD-L1抗原タンパク質のみ含まれた溶液条件(Blue line)に比べて抗体サンプルが共に含まれるときのSPRセンサグラム(SPR Sensorgram)の変化検証結果である。
mIFN-γ処理されたマウス大腸癌細胞株MC38を用いたIgG形態PD-L1ターゲット抗体候補のマウスPD-L1タンパク質に対する結合特性分析結果である。
候補抗体のin vitro細胞ベース性能検証試験においてPD-1/PD-L1タンパク質間結合阻害性能を確認した結果である。
マウス由来大腸癌細胞株MC38とC57BL/6同種(syngeneic)マウスモデルを用いた候補抗体のin vivo抗癌性能を分析した結果である。
選別された候補抗体(KL001)の免疫細胞活性増加能力を確認した結果である。
候補抗体の親和性成熟(affinity maturation)後に選ばれたKL001-13候補抗体に対する免疫細胞活性増加能力を確認した結果である。
候補抗体の性能改善最適化実験のパンニング(Panning)次数に従うアウトプット(output)の増加パターンを確認した結果である。
親和度改善抗体の選別のためのELISA反応を行った結果である。
選別抗体に対してヒトPD-L1及びマウスPD-L1に対する結合力値をビアコア(Biacore)装備で測定した結果である。
MC38皮下注射(subcutaneous)同種マウスモデルにおいて性能最適化抗体‘KL001-13’と最適化以前抗体‘KL001’及びMPDL3280A比較抗体をi.p.投与した時、腫瘍成長抑制効能を評価した結果である。
In vitro細胞ベースアッセイ(cell-based assay)を用いた選別抗体のIC50値測定を行った結果である。
IL-2とKL001-13抗体又はMPDL3280A比較抗体の併用処置に対するin vivo抗癌効果を検証した結果である。
CTLA-4抗体(9D9)とKL001-13抗体又はMPDL3280A比較抗体の併用処置に対するin vivo抗癌効果を検証した結果である。
本発明に係る抗体のCDRに対してIMGTナンバリング(IMGT numbering)方式以外の他のナンバリング方式による場合に有する配列である。
本発明に係る抗体のヒト、マウス、サル及びイヌに対する交差反応性を示すものである。
特に断らない限り、本明細書で使われる技術的及び科学的用語はいずれも、本発明の属する技術の分野における熟練した専門家によって通常理解されるのと同じ意味を有する。一般に、本明細書における命名法は、本技術分野でよく知られており、通常用いられるものである。
本発明は、一観点において、配列番号1の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む重鎖CDR1、配列番号2の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む重鎖CDR2、配列番号3又は配列番号11の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む重鎖CDR3、配列番号5又は配列番号13の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む軽鎖CDR1、配列番号6の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む軽鎖CDR2、配列番号7の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む軽鎖CDR3を含む、PD-L1に結合する抗体又はその抗原結合断片に関する。
本明細書における“PD-L1”は、活性化されたT及びB細胞上で主に発現する免疫抑制受容体“プログラム死受容体1(PD-1)”に対するリガンドであり、PD-1とリガンドであるPD-L1及び/又はPD-L2とが結合する場合、抗原受容体シグナリングを陰性的に(negatively)調節できる。PD-1に対するリガンド(PD-L1及びPD-L2)は構成的に発現したり、又は非造血細胞組織及び様々な腫瘍型を含む複数の細胞型から誘導され得る。PD-L1は、B細胞、T細胞、骨髄細胞及び樹状細胞(DC)上で発現するが、さらには、末梢細胞、類似微細血管内皮細胞、及び心臓、肺などのような非リンパ器官上でも発現する。対照的に、PD-L2は、単に大食細胞及び樹状細胞上でのみ発見する。PD-1リガンドの発現パターンは、末梢耐性を維持する上でPD-1の役割を提示し、末梢において自己反応性T細胞及びB細胞反応を調節するのに寄与できる。PD-L1、PD-L2は、細胞外領域でIgV及びIgC様ドメインの両方を含む第1型移動膜受容体である。両リガンドとも、公知されていないシグナリングモチーフを持つ短い細胞質領域を含む。
多数の研究は、PD-1とそのリガンドの相互作用が試験管内及び生体内でリンパ球増殖を抑制することを明らかにしている。PD-1/PD-L1相互作用の遮断は、T細胞増殖及びサイトカイン生産を増加させ、細胞周期の進行を遮断すると知られている。PD-1/PD-L1相互作用の遮断は、増強した腫瘍特異的T細胞免疫を誘導できるので、免疫システムによって腫瘍細胞を掃除することに役立ち得る。また、慢性HIV感染時に、HIV特異的CD8+ T細胞は機能的に損傷され、サイトカイン及びエフェクター分子を生産する能力の減少及び増殖する能力の減少を示し、PD-1は、HIV感染された個体のHIV特異的CD8+ T細胞に高発現するが、PD-1/PD-L1相互作用の遮断によってHIVペプチド刺激に反応してHIV特異的T細胞が増殖し、サイトカインを生産する能力を向上させることにより、T細胞活性又は抗ウイルス免疫反応を増大させることができる。
本明細書で使われる用語“抗体(antibody)”は、PD-L1に特異的に結合する抗PD-L1抗体を意味する。本発明の範囲には、PD-L1に特異的に結合する完全な抗体形態の他に、前記抗体分子の抗原結合断片も含まれる。
完全な抗体は、2個の全長の軽鎖及び2個の全長の重鎖を有する構造であり、各軽鎖は重鎖とジスルフィド結合で連結されている。重鎖定常領域は、ガンマ(γ)、ミュー(μ)、アルファ(α)、デルタ(δ)及びエプシロン(ε)タイプを有し、サブクラスとしてガンマ1(γ1)、ガンマ2(γ2)、ガンマ3(γ3)、ガンマ4(γ4)、アルファ1(α1)及びアルファ2(α2)を有する。軽鎖の定常領域は、カッパ(κ)及びラムダ(λ)タイプを有する。
抗体の抗原結合断片又は抗体断片は、抗原結合機能を保有している断片を意味し、Fab、F(ab’)、F(ab’)2及びFvなどを含む。抗体断片のうち、Fabは、軽鎖及び重鎖の可変領域、軽鎖の定常領域、及び重鎖の一番目の定常領域(CH1)を有する構造であり、1個の抗原結合部位を有する。Fab’は、重鎖CH1ドメインのC末端に一つ以上のシステイン残基を含むヒンジ領域(hinge region)を有するという点でFabと異なる。
F(ab’)2抗体は、Fab’のヒンジ領域のシステイン残基がジスルフィド結合をなしながら生成される。Fvは、重鎖可変領域及び軽鎖可変領域だけを有する最小の抗体片である。二重鎖Fv(two-chain Fv)は、非共有結合で重鎖可変領域と軽鎖可変領域とが連結されており、一本鎖Fv(single-chain Fv,scFv)は一般に、ペプチドリンカーを介して重鎖の可変領域と軽鎖の可変領域とが共有結合で連結されたり又はC末端で直接連結されており、二重鎖Fvと同様にダイマーのような構造をなすことができる。このような抗体断片は、タンパク質加水分解酵素を用いて得ることができ(例えば、全抗体をパパインで制限切断すればFabが得られ、ペプシンで切断すればF(ab’)2断片が得られる。)、又は遺伝子組換え技術で作製してもよい。
一実施例において、本発明に係る抗体は、Fv形態(例えば、scFv)であるか、完全な抗体形態である。また、重鎖定常領域は、ガンマ(γ)、ミュー(μ)、アルファ(α)、デルタ(δ)又はエプシロン(ε)のいずれか一つのアイソタイプから選ばれてよい。例えば、定常領域は、ガンマ1(IgG1)、ガンマ3(IgG3)又はガンマ4(IgG4)である。軽鎖定常領域は、カッパ又はラムダ型でよい。
本明細書で使われる用語“重鎖”とは、抗原に特異性を付与するための十分な可変領域配列を有するアミノ酸配列を含む可変領域ドメインVHと3個の定常領域ドメインCH1、CH2及びCH3とを含む全長重鎖及びその断片を全て意味する。また、本明細書で使われる用語“軽鎖”とは、抗原に特異性を付与するための十分な可変領域配列を有するアミノ酸配列を含む可変領域ドメインVLと定常領域ドメインCLとを含む全長軽鎖及びその断片を全て意味する。
本発明の抗体は、単一クローン抗体、多特異的抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体、一本鎖Fv(scFV)、一本鎖抗体、Fab断片、F(ab’)断片、ジスルフィド結合Fv(sdFV)及び抗イディオタイプ(抗Id)抗体、これらの抗体のエピトープ結合断片などを含むが、これに限定されるものではない。
前記単一クローン抗体は、実質的に同質的な抗体集団から得た抗体、すなわち、集団を占めている個々の抗体が、微量で存在し得る可能な天然発生的突然変異の以外には同一であるものを指す。単一クローン抗体は、高度に特異的であるため、単一抗原部位に対抗して誘導される。典型的に、異なる決定因子(エピトープ)に対して指示された異なる抗体を含む通常の(ポリクロナール)抗体製剤とは違い、それぞれのモノクローナル抗体は抗原上の単一決定因子に対して指示される。
“エピトープ”は、抗体が特異的に結合可能なタンパク質決定部位(determinant)を意味する。エピトープは、一般に化学的に活性である表面分子群、例えば、アミノ酸又は糖側鎖で構成され、一般に、特定の3次元の構造的特徴の他に、特定の電荷特性も有する。立体的エピトープ及び非立体的エピトープは、変性溶媒の存在下で前者に対する結合は消失されるが、後者に対しては消失されないという点で区別される。
前記“ヒト化”形態の非ヒト抗体は、非ヒト(例えば、ネズミ科(murine))免疫グロブリンから由来した最小配列を含有するキメラ抗体である。大部分の場合、ヒト化抗体は、受容者の超可変領域からの残基を、目的とする特異性、親和性及び能力を保有している非ヒト種(供与者抗体)、例えば、マウス、ラット、ウサギ又は非ヒト霊長類の超可変領域からの残基に置き換えたヒト免疫グロブリン(受容者抗体)である。
“ヒト抗体”とは、ヒト免疫グロブリンから由来する分子であり、相補性決定領域、構造領域を含む抗体を構成する全てのアミノ酸配列がヒトの免疫グロブリンで構成されているものを意味する。
重鎖及び/又は軽鎖の一部が特別な種から由来したり、又は特別な抗体部類又は亜部類に属する抗体内の相応する配列と同一であるか或いはそれと相同性であるのに対し、残りの鎖はさらに他の種から由来したり、又はさらに他の抗体部類又は亜部類に属する抗体内の相応する配列と同一であるか或いはそれと相同性である“キメラ”抗体(免疫グロブリン)の他、目的とする生物学的活性を示す前記抗体の断片も含まれる。
ここに使われている“抗体可変ドメイン”は、相補性決定領域(CDR;すなわち、CDR1、CDR2、及びCDR3)、及び骨格領域(FR)のアミノ酸配列を含む抗体分子の軽鎖及び重鎖部分のことを指す。VHは、重鎖の可変ドメインのことを指す。VLは、軽鎖の可変ドメインのことを指す。
“相補性決定領域”(CDR;すなわち、CDR1、CDR2、及びCDR3)は、抗原結合のために必要な存在である抗体可変ドメインのアミノ酸残基のことを指す。各可変ドメインは典型的に、CDR1、CDR2及びCDR3として確認された3個のCDR領域を有する。
本発明は、配列番号1の配列を含む重鎖CDR1、配列番号2の配列を含む重鎖CDR2、配列番号3又は配列番号11の配列を含む重鎖CDR3、配列番号5又は配列番号13の配列を含む軽鎖CDR1、配列番号6の配列を含む軽鎖CDR2、配列番号7の配列を含む軽鎖CDR3を含む、PD-L1に結合する抗体又はその抗原結合断片を含む(本願で使用したCDRナンバリングスキームは‘IMGTナンバリング’に従う。)。本発明において、前記PD-L1に結合する抗体又はその抗原結合断片は、配列番号1の重鎖CDR1、配列番号2の重鎖CDR2、及び配列番号3の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域、又は配列番号1の重鎖CDR1、配列番号2の重鎖CDR2、及び配列番号11の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域を含むことができる。
本発明において、前記PD-L1に結合する抗体又はその抗原結合断片は、配列番号5の軽鎖CDR1、配列番号6の軽鎖CDR2、及び配列番号7の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域、又は配列番号13の軽鎖CDR1、配列番号6の軽鎖CDR2、及び配列番号7の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域を含むことができる。
Figure 2022528447000002
具体的に、本発明において、前記PD-L1に結合する抗体又はその抗原結合断片は、配列番号1の重鎖CDR1、配列番号2の重鎖CDR2、及び配列番号3の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域、並びに配列番号5の軽鎖CDR1、配列番号6の軽鎖CDR2、及び配列番号7の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域;又は
配列番号1の重鎖CDR1、配列番号2の重鎖CDR2、及び配列番号11の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域、並びに配列番号13の軽鎖CDR1、配列番号6の軽鎖CDR2、及び配列番号7の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域を含むことができる。
“骨格領域”(FR)は、CDR残基以外の可変ドメイン残基である。各可変ドメインは典型的に、FR1、FR2、FR3及びFR4として確認された4個のFRを有する。
PD-L1抗体は1価又は2価であり、一本鎖又は二本鎖を含む。機能的に、PD-L1抗体の結合親和性は、10-5M~10-12Mの範囲内にある。例えば、PD-L1抗体の結合親和性は、10-6M~10-12M、10-7M~10-12M、10-8M~10-12M、10-9M~10-12M、10-10M~10-12M、10-11M~10-12M、10-5M~10-11M、10-6M~10-11M、10-7M~10-11M、10-8M~10-11M、10-9M~10-11M、10-10M~10-11M、10-5M~10-10M、10-6M~10-10M、10-7M~10-10M、10-8M~10-10M、10-9M~10-10M、10-5M~10-9M、10-6M~10-9M、10-7M~10-9M、10-8M~10-9M、10-5M~10-8M、10-6M~10-8M、10-7M~10-8M、10-5M~10-7M、10-6M~10-7M又は10-5M~10-6Mである。
前記PD-L1に結合する抗体又はその抗原結合断片は、配列番号4又は配列番号12の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む重鎖可変領域を含むことができる。前記PD-L1に結合する抗体又はその抗原結合断片は、配列番号4又は配列番号12の重鎖可変領域を含むことができる。また、前記PD-L1に結合する抗体又はその抗原結合断片は、配列番号8又は配列番号14の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む軽鎖可変領域を含むことができる。
本発明に係る具体的な実施例において、配列番号4の重鎖可変領域及び配列番号8の軽鎖可変領域;又は、配列番号12の重鎖可変領域及び配列番号14の軽鎖可変領域を含むことができる。
一方、CDR配列(領域)に対する定義は、そのナンバリング方式によって、同じ可変領域を有する抗体に対してもやや異なり得る。
具体的に、表2に記載するように、同じ可変領域でも、ナンバリング方式によってCDR配列は異なるように定義されてよい。
Figure 2022528447000003
これにより、本発明に係る抗体のCDR配列は、IMGTナンバリング方式以外の別のナンバリング方式に従う場合、表3に記載の配列を有する(図16参照)。
Figure 2022528447000004
一実施例において、本発明に係る抗体は、ヒトとマウス、ヒトとヒト以外の哺乳類に交差反応性を示す。具体的に、前記ヒト以外の哺乳類は、サル又はイヌであってよい(図17)。“ファージディスプレイ”は、変異体ポリペプチドを、ファージ、例えば繊維状ファージ粒子の表面上に、外皮タンパク質の少なくとも一部との融合タンパク質としてディスプレイする技術である。ファージディスプレイの有用性は、無作為化タンパク質変異体の大きいライブラリーを対象にして、標的抗原と高親和度で結合する配列を迅速ながらも効率的に分類できるということにある。ペプチド及びタンパク質ライブラリーをファージ上にディスプレイすることは、特異的結合特性を有するポリペプチドを見出すために、数百万個のポリペプチドをスクリーニングすることに用いられてきた。
ファージディスプレイ技術は、特定リガンド(例えば、抗原)と結合する新規タンパク質を生成及び選別するための強力な道具を提供している。ファージディスプレイ技術を用いて、タンパク質変異体の大きいライブラリーを生成させ、標的抗原と高親和性で結合する配列を迅速に分類することができる。変異体ポリペプチドを暗号化する核酸をウイルス性外皮タンパク質、例えば、遺伝子IIIタンパク質又は遺伝子VIIIタンパク質を暗号化する核酸配列と融合させる。タンパク質又はポリペプチドを暗号化する核酸配列を、遺伝子IIIタンパク質の一部を暗号化する核酸配列と融合させた1価ファージディスプレイシステムが開発されている。1価ファージディスプレイシステムでは、遺伝子融合物が低レベルで発現し、野生型遺伝子IIIタンパク質も発現して粒子感染性が維持される。
繊維状ファージの表面上におけるペプチドの発現とE.coliの周辺細胞質における機能性抗体断片の発現を立証することが、抗体ファージディスプレイライブラリーを開発する上で重要である。抗体又は抗原結合性ポリペプチドのライブラリーは、多数の方式、例えば、無作為DNA配列を挿入することによって単一遺伝子を変更させる方法、又は関連遺伝子系列をクローニングする方法で製造した。ライブラリーを対象にして、目的とする特徴を伴う抗体又は抗原結合性タンパク質の発現に関してスクリーニングすることができる。
ファージディスプレイ技術は、目的とする特徴を有する抗体を製造するための通常のハイブリドーマ及び組換え方法に比べて、いくつかの利点を有する。このような技術は、動物を使用しなくとも短時間で様々な配列を持つ大きい抗体ライブラリーを生成可能にする。ハイブリドーマの製造又はヒト化抗体の製造は、数ヶ月の製造期間がかかり得る。また、免疫が一切要求されないため、ファージ抗体ライブラリーは、毒性があるか又は抗原性の低い抗原に対しても抗体を生成させることができる。ファージ抗体ライブラリーを用いて新規な治療的抗体を生成及び確認することができる。
ファージディスプレイライブラリーを用いて免疫又は非免疫させたヒト、生殖細胞系配列、又は未感作B細胞Igレパートリー(repertoire)からヒト抗体を生成させる技術を用いることができる。各種リンパ系組織を用いて、未感作又は非免疫抗原結合性ライブラリーを製造することができる。
ファージディスプレイライブラリーから高親和性抗体を確認及び分離できる技術は、治療用新規抗体分離に重要である。ライブラリーから高親和性抗体を分離することは、ライブラリーのサイズ、細菌性細胞における生産効率及びライブラリーの多様性に左右され得る。ライブラリーのサイズは、抗体又は抗原結合性タンパク質の不適切なフォールディング及び停止コドンの存在による非効率的生産によって減少する。細菌性細胞での発現は、抗体又は抗原結合性ドメインが適切にフォールディングされない場合には抑制され得る。発現は、可変/定常界面の表面又は選別されたCDR残基における残基を交互に突然変異させることによって改善させることができる。骨格領域の配列は、細菌性細胞において抗体ファージライブラリーを生成させる場合に適切なフォールディングを提供するための一要素である。
高親和性抗体分離において抗体又は抗原結合性タンパク質の様々なライブラリーを生成させることが重要である。CDR3領域は、それらがしばしば抗原結合に参加することが明らかにされた。重鎖上のCDR3領域は、サイズ、配列及び構造的立体形態面において非常に様々であり、これを用いて様々なライブラリーを製造することができる。
また、各位置において20個アミノ酸を全て使用して可変重鎖及び軽鎖のCDR領域を無作為化することによって多様性を発生させることができる。20個の全てのアミノ酸を使用すれば、多様性の大きい変異体抗体配列が生成され、新規の抗体を確認する機会が増加し得る。
本発明の抗体又は抗体断片は、PD-L1を特異的に認識できる範囲内で、本明細書に記載された本発明の抗PD-L1抗体の配列だけでなく、その生物学的均等物も含むことができる。例えば、抗体の結合親和度及び/又はその他生物学的特性をより改善させるために、抗体のアミノ酸配列に更なる変化を与えることができる。このような変形は、例えば、抗体のアミノ酸配列残基の欠失、挿入及び/又は置換を含む。このようなアミノ酸変異は、アミノ酸側鎖置換体の相対的類似性、例えば、疎水性、親水性、電荷、サイズなどに基づいてなる。アミノ酸側鎖置換体のサイズ、形態及び種類に対する分析により、アルギニン、リジン(lysine)及びヒスチジンはいずれも陽電荷を帯びた残基であり;アラニン、グリシン及びセリンは、類似のサイズを有し;フェニルアラニン、トリプトファン及びチロシンは類似の形態を有するということがわかる。したがって、このような考慮事項に基づき、アルギニン、リジン及びヒスチジン;アラニン、グリシン及びセリン;そしてフェニルアラニン、トリプトファン及びチロシンは生物学的に機能均等物といえる。
上述した生物学的均等活性を有する変異を考慮すると、本発明の抗体又はこれをコードする核酸分子は、配列番号に記載された配列と実質的な同一性(substantial identity)を示す配列も含むものと解釈される。前記の実質的な同一性は、上記の本発明の配列と任意の他の配列を最大限に対応するようにアラインし、当業界における通常のアルゴリズムを用いてアラインされた配列を分析した場合に、少なくとも90%の相同性、最も好ましくは少なくとも95%の相同性、96%以上、97%以上、98%以上、99%以上の相同性を示す配列を意味する。配列比較のためのアラインメント方法は、当業界に公知されている。NCBI BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)は、NBCIなどから接近可能であり、インターネット上でblastp、blasm、blastx、tblastn及びtblastxのような配列分析プログラムと連動して用いることができる。BLSATは、www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/で接続可能である。このプログラムを用いた配列相同性比較方法は、www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/blast_help.htmlで確認できる。
これに基づき、本発明の抗体又はその抗原結合断片は、明細書に記載の明示された配列又は全体と比較して、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、又はそれ以上の相同性を有することができる。このような相同性は、当業界に公知の方法による配列比較及び/又は整列によって決定されてよい。例えば、配列比較アルゴリズム(すなわち、BLAST又はBLAST 2.0)、手動整列、肉眼検査を用いて本発明の核酸又はタンパク質のパーセント配列相同性を決定することができる。
本発明は、他の観点において、前記抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸に関する。
本発明の抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸を分離して抗体又はその抗原結合断片を組み換えて生産することができる。核酸を分離し、これを複製可能なベクター内に挿入して、さらにクローニングしたり(DNAの増幅)又はさらに発現させる。これに基づき、本発明は、さらに他の観点において、前記核酸を含むベクターに関する。
“核酸”は、DNA(gDNA及びcDNA)及びRNA分子を包括的に含む意味を有し、核酸において基本構成単位であるヌクレオチドは、自然のヌクレオチドの他に、糖又は塩基部位が変形された類似体(analogue)も含む。本発明の重鎖及び軽鎖可変領域をコードする核酸の配列は変形されてよい。前記変形は、ヌクレオチドの追加、欠失、又は非保存的置換又は保存的置換を含む。
前記抗体を暗号化するDNAは、通常の過程を用いて(例えば、抗体の重鎖と軽鎖を暗号化するDNAと特異的に結合可能なオリゴヌクレオチドプローブを用いることによって)容易に分離又は合成する。多くのベクターが入手可能である。ベクター成分には一般に、次のいずれか一つ以上が含まれるが、それに制限されない:信号配列、複製起点、一つ以上のマーカー遺伝子、増強因子要素、プロモーター、及び転写終結配列。
本明細書で使われる用語、“ベクター”は、宿主細胞で目的遺伝子を発現させるための手段であり、プラスミドベクター;コスミドベクター;バクテリオファージベクター、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクター及びアデノ関連ウイルスベクターのようなウイルスベクターなどを含む。前記ベクターにおいて抗体をコードする核酸はプロモーターと作動的に連結されている。
“作動的に連結”とは、核酸発現調節配列(例えば、プロモーター、シグナル配列、又は転写調節因子結合位置のアレイ)と他の核酸配列間の機能的な結合を意味し、これによって、前記調節配列は前記他の核酸配列の転写及び/又は解読を調節する。
原核細胞を宿主とする場合には、転写を進行させ得る強力なプロモーター(例えば、tacプロモーター、lacプロモーター、lacUV5プロモーター、lppプロモーター、pLλプロモーター、pRλプロモーター、rac5プロモーター、ampプロモーター、recAプロモーター、SP6プロモーター、trpプロモーター及びT7プロモーターなど)、解読の開始のためのリボソーム結合座及び転写/解読終結配列を含むのが一般である。また、例えば、真核細胞を宿主とする場合には、哺乳動物細胞のゲノムから由来したプロモーター(例えば、メタロチオニンプロモーター、β-アクチンプロモーター、ヒトヘモグロビンプロモーター及びヒト筋肉クレアチンプロモーター)又は哺乳動物ウイルスから由来したプロモーター(例えば、アデノウイルス後期プロモーター、ワクシニアウイルス7.5Kプロモーター、SV40プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、HSVのtkプロモーター、マウス乳房腫瘍ウイルス(MMTV)プロモーター、HIVのLTRプロモーター、モロニーウイルスのプロモーターエプスタインバーウイルス(EBV)のプロモーター及びラウス肉腫ウイルス(RSV)のプロモーター)が利用でき、転写終結配列としてポリアデニル化配列を一般に有する。
場合によって、ベクターはそれから発現する抗体の精製を容易にするために、他の配列と融合されてもよい。融合される配列は、例えば、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(Pharmacia,USA)、マルトース結合タンパク質(NEB,USA)、FLAG(IBI,USA)及び6x His(hexahistidine;Qiagen,USA)などがある。
前記ベクターは、選択標識として当業界において通常用いられる抗生剤耐性遺伝子を含み、例えば、アンピシリン、ゲンタマイシン、カベニシリン、クロラムフェニコール、ストレプトマイシン、カナマイシン、ジェネティシン、ネオマイシン及びテトラサイクリンに対する耐性遺伝子がある。
本発明は、さらに他の観点において、前記言及されたベクターで形質転換された細胞に関する。本発明の抗体を生成させるために用いられた細胞は、原核生物、酵母又は高等真核生物細胞でよいが、これに制限されるものではない。
エシェリキアコリ(Escherichia coli)、バチルスサブチリス及びバチルスチューリンゲンシスのようなバチルス属菌株、ストレプトマイセス(Streptomyces)、シュードモナス(Pseudomonas)(例えば、シュードモナスプチダ(Pseudomonas putida))、プロテウスミラビルス(Proteus mirabilis)及びスタフィロコカス(Staphylococcus)(例えば、スタフィロコカスカルノサス(Staphylocus carnosus))のような原核宿主細胞を用いることができる。
ただし、動物細胞に対する関心が最も大きく、有用な宿主細胞株の例は、COS-7、BHK、CHO、CHO-S、CHOK1、GS-CHO、DXB-11、DG-44、CHO/-DHFR、CV1、COS-7、HEK293、BHK、TM4、VERO、HELA、MDCK、BRL3A、W138、Hep G2、SK-Hep、MMT、TRI、MRC5、FS4、3T3、RIN、A549、PC12、K562、PER.C6、SP2/0、NS-0、U20S、又はHT1080でよいが、これに制限されるものではない。
本発明は、さらに他の観点において、(a)前記細胞を培養する段階;及び、(b)前記培養された細胞から抗体又はその抗原結合断片を回収する段階を含む前記抗体又はその抗原結合断片の製造方法に関する。
前記細胞は、各種の培地で培養できる。市販用の培地はいずれも培養培地として使用可能である。当業者に公知のその他全ての必須補充物が適度の濃度で含まれてよい。培養条件、例えば、温度、pHなどが発現のために選別された宿主細胞と共に既に用いられており、これは当業者にとって明白であろう。
前記抗体又はその抗原結合断片の回収は、例えば、遠心分離又は限外濾過によって不純物を除去し、その結果を、例えば、親和クロマトグラフィーなどを用いて精製することができる。追加のその他精製技術、例えば、陰イオン又は陽イオン交換クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィーなどを用いることができる。
本発明は、さらに他の観点において、前記抗体を有効成分として含む癌の予防又は治療用組成物に関する。
本発明は、例えば、(a)本発明に係るPD-L1に対する抗体又はその抗原結合断片の薬剤学的有効量;及び、(b)薬剤学的に許容される担体を含む癌の予防又は治療用薬剤学的組成物であってよい。本発明は、また、患者に必要な有効量で本発明に係るPD-L1に対する抗体又はその抗原結合断片を投与する段階を含む癌の予防又は治療方法に関する。
前記組成物は、上述した本発明の抗PD-L1抗体又はその抗原結合断片を有効成分として用いるので、これら両者に共通する内容は記載を省略する。
PD-1にPD-L1の結合は、自己免疫及び免疫病理の寛容及び予防に重要なT細胞抗原特異的反応を陰性的に調節する。しかし、慢性抗原刺激によって誘発され得る過度なPD-L1/PD-1相互作用は、T細胞枯渇の(exhaustion)特徴となる、T細胞抗原特異的反応の抑制及びT細胞の消失を招くことがある。T細胞枯渇は、慢性感染及び癌で起き得るT細胞機能障害の状態である。これは、不良なエフェクター機能、抑制性受容体の持続的発現、及び機能的エフェクター又は記憶T細胞とは異なる転写状態として定義される。枯渇は、感染及び腫瘍進行の管理を妨害する。
下記の実施例から立証されるように、本発明の抗体又はその抗原結合断片は、PD-L1に高い親和度で結合してPD-1/PD-L1複合体の形成を阻害することにより、抗腫瘍T細胞活性を回避するT細胞枯渇を誘導する癌を治療するのに有用に用いることができる。
本発明は、また、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片を他の抗癌剤と共に投与して癌を予防又は治療するための併用投与用組成物に関する。
本発明は、例えば、(a)本発明に係るPD-L1に対する抗体又はその抗原結合断片の薬剤学的有効量;及び、(b)薬剤学的に許容される担体を含む癌を予防又は治療するための併用投与用組成物であってよい。本発明は、また、患者に必要な有効量で本発明に係るPD-L1に対する抗体又はその抗原結合断片を投与する段階を含む、癌の予防又は治療のための併用投与方法に関する。
前記組成物は、上述した本発明の抗PD-L1抗体又はその抗原結合断片を有効成分として用いるので、これら両者に共通する内容は記載を省略する。
上記のように、本発明に係る抗体と他の抗癌治療剤を併用することにより、PD-L1を過発現する腫瘍細胞を効果的に標的化し、抗腫瘍T細胞活性を増加させ、よって、腫瘍細胞を標的化する免疫反応を増大させることができる。
その他、抗新生物剤又は免疫原性製剤[(例えば、弱化した癌細胞、腫瘍抗原(組換えタンパク質、ペプチド及び炭水化物分子を含む)、抗原伝達細胞、例えば、腫瘍由来抗原又は核酸でパルスされた樹状細胞、免疫刺激サイトカイン(例えば、IL-2、IFNα2、GM-CSF)、及び免疫刺激サイトカインを暗号化する遺伝子で形質感染された細胞(例えば、GM-CSFを含むが、これに制限されない。)];癌抗原をターゲットとする抗体を含む細胞(例えば、CAR-T、CAR-NK)、腫瘍微細環境の免疫抑制阻害剤(例えば、IDO inhibitor)、腫瘍溶解性ウイルス(oncolytic virus)、標準癌治療療法(例えば、化学治療療法、放射線治療療法又は手術);又はその他癌関連抗原が用いられてよい。
また、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、他の抗体(前記PD-L1抗体以外の抗体、例えば、VEGF、EGFR、Her2/neu、VEGF受容体、その他成長因子受容体、CD20、CD40、CTLA-4、OX-40、4-IBB、及びICOSなどに対する抗体が挙げられるが、これに制限されない。)と共に使用されてよい。
具体的に、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片と共に使用可能な抗体は、癌又は自己免疫疾患関連抗原に特異的に結合できる抗体であればいずれも使用可能であり、該抗原としては、4-1BB、インテグリン、アンジオポエチン、アンジオポエチン様物質3、B細胞活性因子(B-cell activating factor,BAFF)、B7-H3、CCR4、CD3、CD4、CD6、CD11a、CD19、CD20、CD22、CD30、CD33、CD38、CD40、CD52、CD62、CD79b、CD80、CGRP、OX-40、ICOS、クローディン18(Claudin-18)、CTLA4、DLL3、EGF受容体、Fc受容体、FGF23、葉酸(folate)受容体、GD2、GM-CSF、HER2、Her2/neu、HER3、VEGF、VEGF受容体、インターフェロン受容体、インターフェロンガンマ、IgE、IGF-1受容体、インターロイキン1、インターロイキン2受容体、インターロイキン4受容体、インターロイキン5、インターロイキン5受容体、インターロイキン6、インターロイキン6受容体、インターロイキン7、インターロイキン12/23、インターロイキン13、インターロイキン17A、インターロイキン17受容体A、インターロイキン31受容体、インターロイキン36受容体、LAG3、LFA3、NGF、PVSK9、PD-1、PD-L1、RANK-L、SLAMF7及び組織因子(Tissue factor)などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
より具体的に、前記抗原に結合する抗体は、
4-1BBに対する抗体は、ウトミルマブ(Utomilumab);
インテグリンに対する抗体は、ナタリズマブ(Natalizumab)、エトロリズマブ(Etrolizumab)、ベドリズマブ(Vedolizumab)、ビマグルマブ(Bimagrumab);
アミロイドベータに対する抗体は、バピネウズマブ(Bapineuzumab)、クレネズマブ(Crenezumab)、ソラネズマブ(Solanezumab)、アデュカヌマブ(Aducanumab)、ガンテネルマブ(Gantenerumab);
アンジオポエチンに対する抗体は、AMG780;
アンジオポエチン様物質3に対する抗体は、エビナクマブ(Evinacumab);
B細胞活性因子(B-cell activating factor,BAFF)に対する抗体は、タバルマブ(Tabalumab)、ラナルマブ(Lanalumab)、ベリムマブ(Belimumab);
B7-H3に対する抗体は、オムブルタマブ(omburtamab);
CCR4に対する抗体は、モガムリズマブ(Mogamulizumab);
CD3に対する抗体は、オテリキシズマブ(Otelixizumab)、テプリズマブ(Teplizumab)、ムロモナブ(Muromonab)と、GP100とCD3に対する二重特異性抗体であるテベンタフスプ(Tebentafusp)、CD19とCD3に対する二重特異性抗体であるブリナツモマブ(Blinatumomab);CD20とCD3に対する二重特異性抗体であるREGN1979;
CD4に対する抗体は、イバリズマブ(Ibalizumab)、ザノリムマブ(Zanolimumab);
CD6に対する抗体は、イトリズマブ(Itolizumab);
CD11aに対する抗体は、エファリズマブ(Efalizumab);
CD19に対する抗体は、イネビリズマブ(Inebilizumab)、タファシタマブ(Tafasitamab)と、ADCであるロンカスツキシマブテシリン(Loncastuximab tesirine);
CD20に対する抗体は、オクレリズマブ(Ocrelizumab)、ウブリツキシマブ(Ublituximab)、オビヌツズマブ(Obinutuzumab)、オファツムマブ(Ofatumumab)、リツキシマブ(Rituximab)、トシツモマブ(Tositumomab)と、ADCであるイブリツモマブチウキセタン(Ibritumomab tiuxetan);
CD22に対する抗体は、エプラツズマブ(Epratuzumab)と、ADCであるイノツズマブオゾガマイシン(Inotuzumab ozogamicin)、モキセツモマブパスドトクス(Moxetumomab pasudotox);
CD30に対するADCは、ブレンツキシマブベドチン(Brentuximab vedotin);
CD33に対するADCは、バダスツキシマブタリリン(Vadastuximab talirine)、ゲムツズマブオゾガマイシン(Gemtuzumab ozogamicin);
CD38に対する抗体は、ダラツムマブ(Daratumumab)、イサツキシマブ(Isatuximab);
CD52に対する抗体は、アレムツズマブ(Alemtuxumab);
CD62に対する抗体は、クリザンラリズマブ(Crizanlizumab);
CD79bに対するADCは、ポラツズマブベドチン(Polatuzumab vedotin);
CD80に対する抗体は、ガリキシマブ(Galiximab);
CGRPに対する抗体は、エプチネズマブ(Eptinezumab)、フレマネズマブ(Fremanezumab)、ガルカネズマブ(Galcanezumab)、エレヌマブ(Erenumab);
クローディン18(Claudin-18)に対する抗体は、ゾルべツキシマブ(Zolbetuximab);
CTLA4に対する抗体は、デュルバルマブ(Tremelimumab)、ザリフレリマブ(Zalifrelimab)、イピリムマブ(Ipilimumab);
DLL3に対するADCは、ロバルピツズマブテシリン(Rovalpituzumab tesirine);
EGF受容体に対する抗体は、セツキシマブ(Cetuximab)、デパツキシズマブ(Depatuxizumab)、ザルツムマブ(Zalutumumab)、ネシツムマブ(Necitumumab)、パニツムマブ(Panitumumab);
Fc受容体に対する抗体は、、ニプカリマブ(Nipocalimab)、ロザノリキシズマブ(Rozanolixizumab);
FGF23に対する抗体は、ブロスマブ(Burosumab);
葉酸(folate)受容体に対する抗体は、ファーレツズマブ(Farletuzumab)と、ADCであるミルベツキシマブソラブタンシン(Mirvetuximab soravtansine);
GD2に対する抗体は、ジヌツキシマブ(Dinutuximab)、ナキシタマブ(Naxitamab);
GM-CSFに対する抗体は、オチリマブ(Otilimab);
HER2に対する抗体は、マルゲツキシマブ(Margetuximab)、ペルツズマブ(Pertuzumab)、トラスツズマブ(Trastuzumab)と、ADCであるトラスツズマブデルクステカン(Trastuzumab deruxtecan)、トラスツズマブエムタンシン(Trastuzumab emtansine)、トラスツズマブデュオカルマジン(Trastuzumab duocarmazine);
HER3に対する抗体は、パトリツマブ(Patritumab);
インターフェロン受容体に対する抗体は、アニフロルマブ(Anifrolumab);
インターフェロンガンマに対する抗体は、エマパルマブ(Emapalumab);
IgEに対する抗体は、リゲリズマブ(Ligelizumab)、オマリズマブ(Omalizumab);
IGF-1受容体に対する抗体は、ダロツズマブ(Dalotuzumab)、フィギツムマブ(Figitumumab)、テプロツムマブ(Teprotumumab);
インターロイキン1に対する抗体は、ゲボキズマブ(Gebokizumab)、カナキヌマブ(Canakinumab);
インターロイキン2受容体に対する抗体は、ダクリズマブ(Daclizumab)、バシリキシマブ(Basiliximab);
インターロイキン4受容体に対する抗体は、デュピルマブ(Dupilumab);
インターロイキン5に対する抗体は、メポリズマブ(Mepolizumab)、レスリズマブ(Reslizumab);
インターロイキン5受容体に対する抗体は、ベンラリズマブ(Benralizumab);
インターロイキン6に対する抗体は、クラザキズマブ(Clazakizumab)、オロキズマブ(Olokizumab)、シルクマブ(Sirukumab)、シルツキシマブ(Siltuximab);
インターロイキン6受容体に対する抗体は、サリルマブ(Sarilumab)、サトラリズマブ(Satralizumab)、トシリズマブ(Tocilizumab)、REGN88;
インターロイキン7に対する抗体は、セクキヌマブ(Secukinumab);
インターロイキン12/23に対する抗体は、ウステキヌマブ(Ustekinumab)、ブリアキヌマブ(Briakinumab);
インターロイキン13に対する抗体は、レブリキズマブ(Lebrikizumab)、トラロキヌマブ(Tralokinumab);
インターロイキン17Aに対する抗体は、イキセキズマブ(Ixekizumab)、ビメキズマブ(Bimekizumab);
インターロイキン17受容体Aに対する抗体は、ブロダルマブ(Brodalumab);
インターロイキン23に対する抗体は、ブラジクマブ(Brazikumab)、グセルクマブ(Guselkumab)、リサンキズマブ(Risankizumab)、チルドラキズマブ(Tildrakizumab)、ミリキズマブ(Mirikizumab);
インターロイキン31受容体に対する抗体は、ネモリズマブ(Nemolizumab);
インターロイキン36受容体に対する抗体は、スペソリマブ(Spesolimab);
LAG3に対する抗体は、レラトリマブ(Relatlimab);
NASP2に対する抗体は、ナルソプリマブ(Narsoplimab);
NGFに対する抗体は、ファシヌマブ(Fasinumab)、タネズマブ(Tanezumab);
PVSK9に対する抗体は、アリロクマブ(Alirocumab)、エボロクマブ(Evolocumab)、ボコシズマブ(Bococizumab);
PD-1に対する抗体は、ランブロリズマブ(Lambrolizumab)、バルスチリマブ(Balstilimab)、カムレリズマブ(Camrelizumab)、セミプリマブ(Cemiplimab)、ドスタルリマブ(Dostarlimab)、プロルゴリマブ(Prolgolimab)、ンチリマブ(Sintilimab)、スパルタリズマブ(Spartalizumab)、チスレリズマブ(Tislelizumab)、ペムブロリズマブ(Pembrolizumab)、ニボルマブ(Nivolumab);
PD-L1に対する抗体は、アテゾリズマブ(Atezolizumab)、アベルマブ(Avelumab)、エンバフォリマブ(Envafolimab)、デュルバルマブ(Durvalumab)と、TGF beteとPD-L1の二重特異性抗体であるビントラフスアルファ(Bintrafusp alpha);
RANK-Lに対する抗体は、デノスマブ(Denosumab);
SLAMF7に対する抗体は、エロツズマブ(Elotuzumab);
組織因子(Tissue factor)に対する抗体は、コンシズマブ(Concizumab)、マルスタシマブ(Marstacimab);
TNF、特に、TNFαに対する抗体は、インフリキシマブ(Infliximab)、アダリムマブ(Adalimumab)、ゴリムマブ(Golimumab)と抗体断片であるセルトリズマブペゴル(Certolizumab pegol)、TNFとアルブミンに対する二重特異性抗体であるオゾラリズマブ(Ozoralizumab);
VEGFに対する抗体は、ブロルシズマブ(Brolucizumab)、ラニビズマブ(Ranibizumab)、ベバシズマブ(Bevacizumab)と、VEGFとAng2の二重特異性抗体であるファリシマブ(Faricimab);及び
VEGF受容体に対する抗体は、ラムシルマブ(Ramucirumab)
などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
前記組成物に適用される疾患である癌は、典型的に免疫治療療法に反応する癌、及びいままで免疫療法に関連していない癌を含む。治療用に好適な癌の非制限的な例は、黒色腫(例えば、転移性悪性黒色腫)、腎臓癌(例えば、透明細胞癌腫)、前立腺癌(例えば、ホルモン不応前立腺癌腫)、膵臓腺癌腫、乳癌、結腸癌、肺癌(例えば、非小細胞肺癌)、食道癌、頭頸部扁平細胞癌腫、肝癌、卵巣癌、子宮頸癌、甲状腺癌、膠芽細胞腫、神経膠腫、白血病、リンパ腫、及びその他新生物癌腫を含む。さらに、本発明は、本発明の抗体を用いて成長を抑制できる不応又は再発癌を含む。
また、本発明に係る抗体又は抗体断片は、単独、又はワクチンと共に使用され、病原体、毒素、及び自己抗原に対する免疫反応を刺激させることができる。抗体又はその抗原-結合断片は、例えば、ヒト免疫欠乏ウイルス、肝炎ウイルス部類A、B及びC、エプスタインバールウイルス(Eppstein Barr virus)、ヒトサイトメガロウイルス(cytomegalovirus)、ヒトパピローマ(papilloma)ウイルス、ヘルペスウイルスを含むが、これに制限されず、ヒトを伝染させるウイルスに対する免疫反応を刺激させるために用いられてよい。抗体又はその抗原-結合断片は、細菌又は真菌寄生体、及びその他病原体の感染に対する免疫反応を刺激させるために用いられてよい。
本発明は、また、本発明の抗体又はその抗原結合断片及び有用バクテリアを含む組成物に関する。前記有用バクテリアは、抗癌効能を有するバクテリア又はプロバイオティクス(probiotics)に用いられるものであり、アナエロコッカス(Anaerococcus)、アナエロスティペス(Anaerostipes)、アリスティペス(Alistipes)、アッケルマンシア(Akkermansia)、バチルス(Bacillus)、バクテロイデス(Bacteroides)、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)、ブラウティア(Blautia)、カプノサイトファーガ(Capnocytophaga)、クロストリジウム(Clostridium)、コリンセラ(Collinsella)、デスルフォビブリオ(Desulfovibrio)、ドレア(Dorea)、エンテロコッカス(Enterococcus)、エシェリヒア(Escherichia)、ユウバクテリウム(Eubacterium)、フィーカリバクテリウム(Faecalibacterium)、フソバクテリウム(Fusobacterium)、ガードネレラ(Garnderella)、ゲミガー(Gemmiger)、クレブシエラ(Kelbsiella)、ラクトバチルス(Lactobacillus)、ロイコノストック(Leuconostoc)、モリエラ(Moryella)、パラブレボテラ(Paraprevotella)、パラバクテイデス(Parabacteroides)、ファスコラークトバクテリウム(Pharscolarctobacterium)、ポルフィロモナス(Porphyromonas)、プレボテラ(Prevotella)、シュードブチリビブリオ(Pseudobutyrivibrio)、ロゼブリア(Roseburia)、ロシア(Rothia)、ルミノコッカス(Ruminococcus)、シゲラ(Shigella)、ストレプトコッカス(Streptococcus)、ベイロネラ(Veillonella)、ワイセラ(Weissella)などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
本発明の組成物に含まれる薬剤学的に許容される担体は、製剤時に一般に用いられるものであり、ラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、澱粉、アカシアガム、リン酸カルシウム、アルジネート、ゼラチン、ケイ酸カルシウム、微結晶性セルロ-ス、ポリビニルピロリドン、水、シロップ、メチルセルロース、ヒドロキシ安息香酸メチル、ヒドロキシ安息香酸プロピル、滑石、ステアリン酸マグネシウム及びミネラルオイルなどを含むが、これに限定されるものではない。本発明の組成物は、前記成分の他に、潤滑剤、湿潤剤、甘味剤、香味剤、乳化剤、懸濁剤、保存剤などをさらに含むこともできる。
本発明の薬剤学的組成物は、経口又は非経口で投与でき、非経口投与の場合には、静脈内注入、皮下注入、筋肉注入、腹腔注入、内皮投与、局所投与、鼻内投与、肺内投与及び直腸内投与などで投与できる。
経口投与のとき、タンパク質又はペプチドは消化してしまうため、経口用組成物は、活性薬剤をコートしたり、或いは胃での分解から保護されるように剤形化する必要がある。また、薬剤学的組成物は、活性物質が標的細胞に移動できる任意の装置によって投与されてよい。
本発明に係る組成物の適切な投与量は、製剤化方法、投与方式、患者の年齢、体重、性別、病態、食べ物、投与時間、投与経路、排泄速度及び反応感応性のような要因によって様々であり、熟練した通常の医師は、所望の治療又は予防に効果的な投与量を容易に決定及び処方できる。例えば、本発明の薬剤学的組成物の1日投与量は0.0001~100mg/kgである。本明細書において用語“薬剤学的有効量”は、癌を予防又は治療するのに十分な量を意味する。
本発明の薬剤学的組成物は、当該発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に実施できる方法によって、薬剤学的に許容される担体及び/又は賦形剤を用いて製剤化することにより、単位容量の形態で製造されたり、又は多回容量容器内に内入して製造されてよい。このとき、剤形は、オイル又は水性媒質中の溶液、懸濁液又は乳化液形態であるか、エキス剤、散剤、坐剤、粉末剤、顆粒剤、錠剤又はカプセル剤の形態であってもよく、分散剤又は安定化剤をさらに含むことができる。
本発明の組成物は、個別治療剤として投与したり、或いは他の治療剤と併用して投与されてよく、従来の治療剤とは順次に又は同時に投与されてよい。
一側面において、本発明は、本発明に係る抗PD-L1抗体又はその抗原結合断片に薬物が接合された抗体-薬物コンジュゲート及びこれを含む薬学組成物を提供する。また、本発明は、前記抗PD-L1抗体又はその抗原結合断片に薬物が接合された抗体-薬物コンジュゲート及びこれを含む薬学組成物を用いて腫瘍を治療する方法を提供する。
前記抗PD-L1抗体又はその抗原結合断片は、リンカーを介して薬物に結合してよい。前記リンカーは、抗PD-L1抗体又はその抗原結合断片と薬物とを連結する部位であり、例えば、前記リンカーは、細胞内条件で切断可能な形態、すなわち、細胞内環境においてリンカーの切断により抗体から薬物が放出されることを可能にする。
前記リンカーは、細胞内環境、例えばリソソーム又はエンドソームに存在する切断剤によって切断でき、例えば、細胞内ペプチダーゼ又はプロテアーゼ酵素、例えばリソソーム又はエンドソームプロテアーゼによって切断可能なペプチドリンカーであってよい。一般に、ペプチドリンカーは、少なくとも2個のアミノ酸長を有する。前記切断剤は、カテプシンB及びカテプシンD、プラスミンを含むことができ、ペプチドを加水分解して薬物を標的細胞内に放出可能にする。
前記ペプチドリンカーは、チオール依存性プロテアーゼカテプシン-Bによって切断され得、これは、癌組織で過発現し、例えば、Phe-Leu又はGly-Phe-Leu-Glyリンカーが使用可能である。また、前記ペプチドリンカーは、例えば、細胞内プロテアーゼによって切断可能なものであり、Val-Citリンカーであるか、Phe-Lysリンカーであってよい。
一実施例において、前記切断性リンカーはpH敏感性であり、特定pH値で加水分解に敏感であり得る。一般に、pH敏感性リンカーは、酸性条件で加水分解され得るものを指す。例えば、リソソームで加水分解され得る酸性不安定リンカー、例えば、ヒドラゾン、セミカルバゾン、チオセミカルバゾン、シス-アコニット酸アミド(cis-aconitic amide)、オルトエステル、アセタール、ケタールなどであってもよい。
他の実施例において、前記リンカーは還元条件で切断されてもよく、例えば、二硫化リンカーがこれに該当し得る。SATA(N-succinimidyl-S-acetylthioacetate)、SPDP(N-succinimidyl-3-(2-pyridyldithio)propionate)、SPDB(N-succinimidyl-3-(2-pyridyldithio)butyrate)及びSMPT(N-succinimidyl-oxycarbonyl-alpha-methyl-alpha-(2-pyridyl-dithio)toluene)を用いて様々な二硫化結合を形成することができる。
前記薬物及び/又は薬物-リンカーは、抗体のリジンによって無作為に接合されたり、或いは二硫化結合鎖を還元した時に露出されるシステインによって接合され得る。場合によって、遺伝工学的に作製されたタグ、例えば、ペプチド又はタンパク質に存在するシステインによってリンカー-薬物が結合できる。前記遺伝工学的に作製されたタグ、例えば、ペプチド又はタンパク質は、例えば、イソプレノイドトランスフェラーゼによって認識可能なアミノ酸モチーフを含むことができる。前記ペプチド又はタンパク質は、ペプチド又はタンパク質のカルボキシ末端で欠失(deletion)を有したり、或いはペプチド又はタンパク質のカルボキシ(C)末端にスぺーサユニットの共有結合による付加を有する。
また、前記リンカーは、例えば、非切断性リンカーであってもよく、抗体加水分解の単一段階によって薬物が放出され、例えば、アミノ酸-リンカー-薬物複合体を生産する。このような類型のリンカーは、チオエーテル基又はマレイミドカプロイル(maleimidocaproyl)基であり得、血液内安定性が維持できる。
前記抗体-薬物コンジュゲートにおける薬物は、薬理学的効果を示す製剤として抗体に結合してよく、具体的に、化学療法剤、毒素、マイクロRNA(miRNA)、siRNA、shRNA又は放射性同位元素であってよい。前記化学療法剤は、例えば、細胞毒性製剤又は免疫抑制剤であってよい。具体的に、マイクロチューブリン抑制剤、有糸分裂抑制剤、トポイソメラーゼ抑制剤、又はDNAインターカレータとして働き得る化学療法剤を含むことができる。また、免疫調節化合物、抗癌剤及び抗ウイルス剤、又はこれらの組合せを含むことができる。
このような薬物には、例えば、メイタンシノイド、オーリスタチン、アミノプテリン、アクチノマイシン、ブレオマイシン、サリドマイド、カンプトテシン、N8-アセチルスペルミジン、1-(2クロロエチル)-1,2-ジメチルスルホニルヒドラジド、エスペラマイシン、エトポシド、6-メルカプトプリン、ドラスタチン、トリコテセン、カリケアミシン、タキソール(taxol)、タキサン、パクリタキセル(paclitaxel)、ドセタキセル(docetaxel)、メトトレキサート、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ドキソルビシン、メルファラン、マイトマイシンA、マイトマイシンC、クロランブシル、ズオカルマイシン、L-アスパラギナーゼ(L-asparaginase)、メルカプトプリン(mercaptopurine)、チオグアニン(thioguanine)、ヒドロキシウレア(hydroxyurea)、シタラビン(cytarabine)、シクロホスファミド(cyclophosphamide)、イホスファミド(ifosfamide)、ニトロソウレア(nitrosourea)、シスプラチン(cisplatin)、カルボプラチン(carboplatin)、マイトマイシン(mitomycin)、ダカルバジン(dacarbazine)、プロカルバジン(procarbazine)、トポテカン(topotecan)、窒素マスタード(nitrogen mustard)、シトキサン(cytoxan)、エトポシド(etoposide)、5-フルオロウラシル(5-fluorouracil)、CNU(bischloroethylnitrosourea)、イリノテカン(irinotecan)、カンプトテシン(camptothecin)、ブレオマイシン(bleomycin)、イダルビシン(idarubicin)、ダウノルビシン(daunorubicin)、ダクチノマイシン(dactinomycin)、プリカマイシン(plicamycin)、ミトキサントロン(mitoxantrone)、アスパラギナーゼ(asparaginase)、ビノレルビン(vinorelbine)、クロランブシル(chlorambucil)、メルファラン(melphalan)、カルムスチン(carmustine)、ロムスチン(lomustine)、ブスルファン(busuLfan)、トレオスルファン(treosulfan)、ダカルバジン(dacarbazine)、エトポシド(etoposide)、テニポシド(teniposide)、トポテカン(topotecan)、9-アミノカンプトテシン(9-aminocamptothecin)、クリスナトール(crisnatol)、マイトマイシンC(mitomycin C)、トリメトレキサート(trimetrexate)、ミコフェノール酸(mycophenolic acid)、チアゾフリン(tiazofurin)、リバビリン(ribavirin)、EICAR(5-ethynyl-1-beta-Dribofuranosylimidazole-4-carboxamide)、ヒドロキシウレア(hydroxyurea)、デフェロキサミン(deferoxamine)、フロキシウリジン(floxuridine)、ドキシフルリジン(doxifluridine)、ラルチトレキセド(raltitrexed)、シタラビン(cytarabine(ara C))、シトシンアラビノシド(cytosine arabinoside)、フルダラビン(fludarabine)、タモキシフェン(tamoxifen)、ラロキシフェン(raloxifene)、メゲストロール(megestrol)、ゴセレリン(goserelin)、酢酸リュープロリド(leuprolide acetate)、フルタミド(flutamide)、ビカルタミド(bicalutamide)、EB1089、CB1093、KH1060、ベルテポルフィン(verteporfin)、フタロシアニン(phthalocyanine)、光感作剤Pe4(photosensitizer Pe4)、デメトキシ-ヒポクレリンA(demethoxy-hypocrellin A)、インターフェロン-α(Interferon-α)、インターフェロン-γ(Interferon-γ)、腫瘍壊死因子(tumor necrosis factor)、ゲムシタビン(Gemcitabine)、ベルケイド(velcade)、レブリミド(Revlimid)、タルアミド(thalamid)、ロバスタチン(lovastatin)、1-メチル-4-フェニルピリジニウムイオン(1-methyl-4-phenylpyridiniumion)、スタウロスポリン(staurosporine)、アクチノマイシンD(actinomycin D)、ダクチノマイシン(dactinomycin)、ブレオマイシンA2(bleomycin A2)、ブレオマイシンB2(bleomycinB2)、ペプロマイシン(peplomycin)、エピルビシン(epirubicin)、ピラルビシン(pirarubicin)、ゾルビシン(zorubicin)、ミトキサントロン(mitoxantrone)、ベラパミル(verapamil)及びタプシガルギン(thapsigargin)、核酸分解酵素及び細菌や動植物由来の毒素からなる群から選ばれる一つ以上であり得るが、これに限定されない。
一側面において、本発明は、本発明に係る抗PD-L1抗体又はその抗原結合断片と、他の抗原に結合する抗体が結合している二重特異性抗体(bispecific antibody)を提供する。
本発明に係る抗PD-L1抗体又はその抗原結合断片と二重特異性抗体を形成する抗体としては、癌又は自己免疫疾患関連抗原に特異的に結合できる抗体であればいずれも使用可能であり、このような抗原としては、4-1BB、インテグリン、アンジオポエチン、アンジオポエチン様物質3、B細胞活性因子(B-cell activating factor、BAFF)、B7-H3、CCR4、CD3、CD4、CD6、CD11a、CD19、CD20、CD22、CD30、CD33、CD38、CD40、CD52、CD62、CD79b、CD80、CGRP、OX-40、ICOS、クローディン18(Claudin-18)、CTLA4、DLL3、EGF受容体、Fc受容体、FGF23、葉酸(folate)受容体、GD2、GM-CSF、HER2、Her2/neu、HER3、VEGF、VEGF受容体、インターフェロン受容体、インターフェロンガンマ、IgE、IGF-1受容体、インターロイキン1、インターロイキン2受容体、インターロイキン4受容体、インターロイキン5、インターロイキン5受容体、インターロイキン6、インターロイキン6受容体、インターロイキン7、インターロイキン12/23、インターロイキン13、インターロイキン17A、インターロイキン17受容体A、インターロイキン31受容体、インターロイキン36受容体、LAG3、LFA3、NGF、PVSK9、PD-1、PD-L1、RANK-L、SLAMF7及び組織因子(Tissue factor)、TGF-βなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。
より具体的に、前記抗原に結合する抗体は、
4-1BBに対する抗体は、ウトミルマブ(Utomilumab);
インテグリンに対する抗体は、ナタリズマブ(Natalizumab)、エトロリズマブ(Etrolizumab)、ベドリズマブ(Vedolizumab)、ビマグルマブ(Bimagrumab);
アミロイドベータに対する抗体は、バピネウズマブ(Bapineuzumab)、クレネズマブ(Crenezumab)、ソラネズマブ(Solanezumab)、アデュカヌマブ(Aducanumab)、ガンテネルマブ(Gantenerumab);
アンジオポエチンに対する抗体は、AMG780;
アンジオポエチン様物質3に対する抗体は、エビナクマブ(Evinacumab);
B細胞活性因子(B-cell activating factor,BAFF)に対する抗体は、タバルマブ(Tabalumab)、ラナルマブ(Lanalumab)、ベリムマブ(Belimumab);
B7-H3に対する抗体は、オムブルタマブ(omburtamab);
CCR4に対する抗体は、モガムリズマブ(Mogamulizumab);
CD3に対する抗体は、オテリキシズマブ(Otelixizumab)、テプリズマブ(Teplizumab)、ムロモナブ(Muromonab)と、GP100とCD3に対する二重特異性抗体であるテベンタフスプ(Tebentafusp)、CD19とCD3に対する二重特異性抗体であるブリナツモマブ(Blinatumomab);CD20とCD3に対する二重特異性抗体であるREGN1979;
CD4に対する抗体は、イバリズマブ(Ibalizumab)、ザノリムマブ(Zanolimumab);
CD6に対する抗体は、イトリズマブ(Itolizumab);
CD11aに対する抗体は、エファリズマブ(Efalizumab);
CD19に対する抗体は、イネビリズマブ(Inebilizumab)、タファシタマブ(Tafasitamab)と、ADCであるロンカスツキシマブテシリン(Loncastuximab tesirine);
CD20に対する抗体は、オクレリズマブ(Ocrelizumab)、ウブリツキシマブ(Ublituximab)、オビヌツズマブ(Obinutuzumab)、オファツムマブ(Ofatumumab)、リツキシマブ(Rituximab)、トシツモマブ(Tositumomab)と、ADCであるイブリツモマブチウキセタン(Ibritumomab tiuxetan);
CD22に対する抗体は、エプラツズマブ(Epratuzumab)と、ADCであるイノツズマブオゾガマイシン(Inotuzumab ozogamicin)、モキセツモマブパスドトクス(Moxetumomab pasudotox);
CD30に対するADCはブレンツキシマブベドチン(Brentuximab vedotin);
CD33に対するADCはバダスツキシマブタリリン(Vadastuximab talirine)、ゲムツズマブオゾガマイシン(Gemtuzumab ozogamicin);
CD38に対する抗体は、ダラツムマブ(Daratumumab)、イサツキシマブ(Isatuximab);
CD52に対する抗体は、アレムツズマブ(Alemtuxumab);
CD62に対する抗体は、クリザンラリズマブ(Crizanlizumab);
CD79bに対するADCはポラツズマブベドチン(Polatuzumab vedotin);
CD80に対する抗体は、ガリキシマブ(Galiximab);
CGRPに対する抗体は、エプチネズマブ(Eptinezumab)、フレマネズマブ(Fremanezumab)、ガルカネズマブ(Galcanezumab)、エレヌマブ(Erenumab);
クローディン18(Claudin-18)に対する抗体は、ゾルべツキシマブ(Zolbetuximab);
CTLA4に対する抗体は、デュルバルマブ(Tremelimumab)、ザリフレリマブ(Zalifrelimab)、イピリムマブ(Ipilimumab);
DLL3に対するADCはロバルピツズマブテシリン(Rovalpituzumab tesirine);
EGF受容体に対する抗体は、セツキシマブ(Cetuximab)、デパツキシズマブ(Depatuxizumab)、ザルツムマブ(Zalutumumab)、ネシツムマブ(Necitumumab)、パニツムマブ(Panitumumab);
Fc受容体に対する抗体は、、ニプカリマブ(Nipocalimab)、ロザノリキシズマブ(Rozanolixizumab);
FGF23に対する抗体は、ブロスマブ(Burosumab);
葉酸(folate)受容体に対する抗体は、ファーレツズマブ(Farletuzumab)と、ADCであるミルベツキシマブソラブタンシン(Mirvetuximab soravtansine);
GD2に対する抗体は、ジヌツキシマブ(Dinutuximab)、ナキシタマブ(Naxitamab);
GM-CSFに対する抗体は、オチリマブ(Otilimab);
HER2に対する抗体は、マルゲツキシマブ(Margetuximab)、ペルツズマブ(Pertuzumab)、トラスツズマブ(Trastuzumab)と、ADCであるトラスツズマブデルクステカン(Trastuzumab deruxtecan)、トラスツズマブエムタンシン(Trastuzumab emtansine)、トラスツズマブデュオカルマジン(Trastuzumab duocarmazine);
HER3に対する抗体は、パトリツマブ(Patritumab);
インターフェロン受容体に対する抗体は、アニフロルマブ(Anifrolumab);
インターフェロンガンマに対する抗体は、エマパルマブ(Emapalumab);
IgEに対する抗体は、リゲリズマブ(Ligelizumab)、オマリズマブ(Omalizumab);
IGF-1受容体に対する抗体は、ダロツズマブ(Dalotuzumab)、フィギツムマブ(Figitumumab)、テプロツムマブ(Teprotumumab);
インターロイキン1に対する抗体は、ゲボキズマブ(Gebokizumab)、カナキヌマブ(Canakinumab);
インターロイキン2受容体に対する抗体は、ダクリズマブ(Daclizumab)、バシリキシマブ(Basiliximab);
インターロイキン4受容体に対する抗体は、デュピルマブ(Dupilumab);
インターロイキン5に対する抗体は、メポリズマブ(Mepolizumab)、レスリズマブ(Reslizumab);
インターロイキン5受容体に対する抗体は、ベンラリズマブ(Benralizumab);
インターロイキン6に対する抗体は、クラザキズマブ(Clazakizumab)、オロキズマブ(Olokizumab)、シルクマブ(Sirukumab)、シルツキシマブ(Siltuximab);
インターロイキン6受容体に対する抗体は、サリルマブ(Sarilumab)、サトラリズマブ(Satralizumab)、トシリズマブ(Tocilizumab)、REGN88;
インターロイキン7に対する抗体は、セクキヌマブ(Secukinumab);
インターロイキン12/23に対する抗体は、ウステキヌマブ(Ustekinumab)、ブリアキヌマブ(Briakinumab);
インターロイキン13に対する抗体は、レブリキズマブ(Lebrikizumab)、トラロキヌマブ(Tralokinumab);
インターロイキン17Aに対する抗体は、イキセキズマブ(Ixekizumab)、ビメキズマブ(Bimekizumab);
インターロイキン17受容体Aに対する抗体は、ブロダルマブ(Brodalumab);
インターロイキン23に対する抗体は、ブラジクマブ(Brazikumab)、グセルクマブ(Guselkumab)、リサンキズマブ(Risankizumab)、チルドラキズマブ(Tildrakizumab)、ミリキズマブ(Mirikizumab);
インターロイキン31受容体に対する抗体は、ネモリズマブ(Nemolizumab);
インターロイキン36受容体に対する抗体は、スペソリマブ(Spesolimab);
LAG3に対する抗体は、レラトリマブ(Relatlimab);
NASP2に対する抗体は、ナルソプリマブ(Narsoplimab);
NGFに対する抗体は、ファシヌマブ(Fasinumab)、タネズマブ(Tanezumab);
PVSK9に対する抗体は、アリロクマブ(Alirocumab)、エボロクマブ(Evolocumab)、ボコシズマブ(Bococizumab);
PD-1に対する抗体は、ランブロリズマブ(Lambrolizumab)、バルスチリマブ(Balstilimab)、カムレリズマブ(Camrelizumab)、セミプリマブ(Cemiplimab)、ドスタルリマブ(Dostarlimab)、プロルゴリマブ(Prolgolimab)、ンチリマブ(Sintilimab)、スパルタリズマブ(Spartalizumab)、チスレリズマブ(Tislelizumab)、ペムブロリズマブ(Pembrolizumab)、ニボルマブ(Nivolumab);
PD-L1に対する抗体は、アテゾリズマブ(Atezolizumab)、アベルマブ(Avelumab)、エンバフォリマブ(Envafolimab)、デュルバルマブ(Durvalumab);
RANK-Lに対する抗体は、デノスマブ(Denosumab);
SLAMF7に対する抗体は、エロツズマブ(Elotuzumab);
組織因子(Tissue factor)に対する抗体は、コンシズマブ(Concizumab)、マルスタシマブ(Marstacimab);
TNF、特に、TNFαに対する抗体は、インフリキシマブ(Infliximab)、アダリムマブ(Adalimumab)、ゴリムマブ(Golimumab)と抗体断片であるセルトリズマブペゴル(Certolizumab pegol)、TNFとアルブミンに対する二重特異性抗体であるオゾラリズマブ(Ozoralizumab);
VEGFに対する抗体は、ブロルシズマブ(Brolucizumab)、ラニビズマブ(Ranibizumab)、ベバシズマブ(Bevacizumab)と、VEGFとAng2の二重特異性抗体であるファリシマブ(Faricimab);及び
VEGF受容体に対する抗体は、ラムシルマブ(Ramucirumab)
などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。これらの実施例は単に本発明を例示するためのものであり、本発明の範囲がこれらの実施例によって制限されると解釈されないことは、当業界における通常の知識を有する者にとって明らかであろう。
実施例1.PD-L1抗原発現及び精製
PD-L1 cDNA遺伝子が含まれているベクター(Sinobiological社)を鋳型(template)とし、PD-L1遺伝子N末端のシグナル配列(signal sequence)において細胞外の(Extracellular)部位(Met1~Thr239)を含む切片をPCR増幅して、ヒトFc切片融合発現のためのベクター、pCEP4-FcベクターのNheI、SfiI制限酵素位置に挿入し、‘pCEP4-PDL1-Fc’ベクターを作製した。
その後、細胞形質転換試薬であるFectoPRO(Polyplus社)を用いて、メーカーから提供する形質転換方法にしたがって、FreeStyle 293-F細胞にPD-L1発現ベクターを導入し、約6~10日間の培養によって細胞外に抗原タンパク質を排出させた。
細胞培養液に排出されたPD-L1抗原タンパク質は、Protein Aレジン(Amicogen社)を用いたオープン(open)カラム精製法で精製し、クエン酸で溶出した後、1MトリスpH9.4溶液で中和した。中和した抗原タンパク質は、1X PBSバッファーで5回透析(dialysis)過程を経て精製を完了し、以降の実験に使用した。
実施例2.ファージライブラリー再増幅
1)PD-L1に結合するヒト抗体選別のために‘ファージディスプレイ’手法を用いた。ファージディスプレイを用いたヒト抗体候補選別のために3種類のヒト抗体ライブラリーを使用し、これは、1)‘PNAS,1999年vol.96,pp.6953-6958’に報告されたnaive scFvライブラリー、2)‘Molecules and Cells,2009年vol.27,pp.225-235’に報告されたsynthetic scFvライブラリー、3)LG生命科学で開発した‘LG naive scFvライブラリー’である。
2)ファージディスプレイのために、大腸菌からファージを再増幅し、scFvのディスプレイされたファージを生産したが、その方法は、‘1)’番ライブラリーは論文上の‘Rescue of scFv-displaying phage’方法と‘2)’番ライブラリーは論文上の‘Library rescue’方法によって生産を進行し、‘3)’番ライブラリーは、別の方法で生産を進行したが、その詳細な方法は、次のようである。
3)ファージ含有細胞1バイアル(vial)を溶かして2xYT(1%グルコース、34μg/mlクロラムフェニコール、5mM MgClを含む)2Lに接種し、37℃撹拌培養器でOD600が0.5になるまで育てた後、VCSM13ヘルパーファージを20 MOI値に混ぜ、37゜C温度で45分撹拌なしで培養(incubation)することにより、個別細胞内にヘルパーファージの感染(infection)を全て起こさせた。
4)感染済みの細胞を500mlのsorvallチューブに移して15分間5000rpmで遠心分離をし、細胞沈殿物を2L 2xYT(1mM IPTG、34μg/mlクロラムフェニコール、70μg/mlカナマイシン、5mM MgClを含む。)に再懸濁させた後、30℃振盪培養器で一晩培養(220rpm)をし、ファージが生産させた。
5)一晩細胞培養(220rpm、30゜C)をした後、細胞培養液を20分間4゜C、8000rpmで遠心分離をし、細胞培養沈殿物を捨てて上澄液だけを取った後、上澄液体積の1/5体積のPEG/NaCl(20% w/v PEG 6000、0.25M NaCl)溶液を入れ、氷で約1時間培養(incubation)し、ファージが固まって沈むようにした後、20分間4゜C、8000rpmの遠心分離によってファージ沈殿を得、上澄液を除去した後、ファージ沈殿物を約80ml PBSに溶かしてファージ溶液サンプルを得、0.45μm注射器フィルターを用いてファージ溶液サンプル中の不純物を除去し、ファージライブラリー試料の準備を完了した。
実施例3.ファージパンニング
1)Dynal社のDynabeadsTM M-270エポキシビーズを用いて、メーカーから提供した実験方法によって、約10μgのPD-L1抗原タンパク質を12.5μl体積のビーズに結合させ、抗原タンパク質のカップリングされた磁気ビーズを準備した後、3% BSA含有のPBSバッファーで室温1時間培養(incubation)によりブロッキング(blocking)反応を行った。
2)PEG/NaCl沈殿及び注射器フィルターで精製された約1013個のヒト抗体表面発現ファージを、1% BSA、0.05% Tween含有PBS溶液に懸濁し、あらかじめ準備した12.5μg/ml濃度のヒト抗体(緑十字社、IV-Globulin-S Injection 10%)試料でコートした免疫チューブ(immuno-tube)(Nunc)に入れ、Fc部位に結合するファージを除去するためのサブトラクション(subtraction)反応を行った(室温2時間)。
3)サブトラクションを終えたファージ溶液と、抗原タンパク質のカップリングされたマグネチックビーズとを混ぜ、抗原タンパク質と結合し得る抗体ファージが磁気ビーズに結合するように、室温で約2時間混合撹拌させた後、磁性化されたMACSカラム(Miltenyi Biotech)に入れ、抗原タンパク質のカップリングされたマグネチックビーズに結合した抗体を得た。
4)パンニング(panning)が進行するにつれて、1次洗浄は6ml PBS 1回、2次及び3次洗浄は6ml PBS 2回、4次洗浄は7ml PBS 3回などと洗浄回数を増加させ、高親和性抗体が多く選別され得るようにストリンジェンシー(stringency)を調節した。
5)PBSバッファーで洗浄後に、MACSカラムに0.25%トリプシン溶液を700μl注入してカラム内にトリプシン溶液を満たした後、カラムを37℃恒温器で30分培養してファージ溶出(phage elution)を誘導した後、カラムを1,000rpm、1分間遠心分離して、溶出されたファージを得た後、新鮮に準備したO.D.600=0.7~0.8程度の培養状態であるER2738(NEB)大腸菌と混合して、溶出されたファージの大腸菌感染を誘導した。
6)ファージに感染された大腸菌は、該当の抗体が含まれた固形LBプレート(1%グルコースを含む)上に塗抹し、30゜C培養器で一晩(overnight)培養して大腸菌をいずれもローン(lawn)に育て、プレートで完全に育った大腸菌は、スクレーパー(scraper)で収穫し、実施例2で用いられた方法によりファージ粒子を再増幅した。
実施例4.ELISA及びFACS実験を用いたPD-L1抗原タンパク質結合抗体の選別
1)PD-L1抗原タンパク質への結合の有無を確認するために、個別抗体を発現している約1700個のバクテリア菌株から、抗体切片が含まれているペリプラズム切片(periplasmic fraction)を得、ELISA選別実験及びFACS選別実験を行った。
2)それぞれ、大腸菌らから抗体切片タンパク質を得るために、単一コロニーのバクテリアを、約1mlのLB培地が分注された96深ウェルプレートに接種した後、37℃振盪培養器(shaking incubator)で培養し、約OD600値が0.7~0.8程度に到達した時に1mM IPTGを添加し、30℃で一晩振盪培養(overnight shaking incubation)をさらに行い、大腸菌のペリプラズム(periplasm)に抗体切片が発現するように誘導した。
3)翌日、ペリプラズム成分を抽出するために、培養された大腸菌を遠心分離(4,000rpm、15分、4℃)して上澄液を捨て、大腸菌を全て80μl体積の冷たい(ice-cold)1X TESバッファー(20% w/vスクロース、50mMトリス、1mM EDTA、pH8.0)に再懸濁し、アイス(ice)状態で30分間放置するが、その後、120μlの冷たい0.2X TESバッファーを追加して混ぜた後、約30分間さらに放置し、滲透圧によりペリプラズム成分が抽出されるように誘導した。その後、細胞は遠心分離により除去し、上澄液を、抗体切片の含まれたペリプラズム成分としてELISA及びFACS検証実験に用いた。
4)PD-L1抗原タンパク質との結合性確認のためのELISA検証実験のために、抗原タンパク質約100ng/wellを、100μl体積のPBSバッファーに溶かし、4℃で一晩培養(overnight incubation)してハーフウェルサイズ(half-well size)ELISAプレート(Corning社3690)にコートし、翌日、約170μlの3% BSAを含むPBSバッファーに交換した後、約1時間37℃培養によりブロッキング反応を行った。
5)ペリプラズム成分抽出から得られた上澄液50μl+50μl PBSを入れ、室温で約1時間培養して、抗体切片をコートされている抗原タンパク質に結合させ、その後、2~3回洗浄段階処理を経て抗-myc-HRP抗体又は抗-HA-HRP 2次抗体が含まれたPBSバッファーを分注し、室温で約1時間培養した後、2~3回のPBSバッファーによる洗浄過程を行った。
6)HRPの気質(substrate)であるTMB(Tetramethylbenzidine)が含まれたELISA反応溶液を100μlずつ分注し、発色反応を観察することにより、抗体切片のPD-L1抗原結合の有無を判別した。
7)細胞表面に発現するPD-L1の自然型の構造への選別された抗体切片の結合の有無を検証するためのFACS実験を行った。そのために、PD-L1抗原タンパク質を293T細胞に形質転換によって発現させた後、抗体切片の表面発現PD-L1抗原結合の有無を、流細胞分析機を用いて判別した。その実験過程は一般のFACS実験方法によって行った。
8)PD-L1タンパク質発現ベクターを導入した293T細胞を、約5×10~1×10cells/100μlのサイズに分けて96ウェルV底プレートに分注し、ブロッキングした後、PD-L1抗体切片が含まれているペリプラズム成分を、PBSバッファーと1:1に混合した溶液100μlと約30~60分間4℃(又は、アイス上で)反応させることにより、抗原タンパク質に対する抗体切片の結合を誘導した。その後、遠心分離(1,000rpm、1分、4℃)により非結合成分を除去した後、FACSバッファーで洗浄し、Anti-tag-Alexa Fluor 488二次抗体を、1:400に希釈されたFACSバッファーに再懸濁した後、4℃で30~60分間さらに反応させた。その後、遠心分離(1,000rpm、1分、4℃)によって非結合成分を除去し、発光ラベルされた細胞を400~700μl体積のFACSバッファーに再懸濁した後、FACSCalibur(Becton Dickinson社)流細胞分析機を用いて細胞の発光染色の有無を分析した。
図1によれば、PD-L1タンパク質に対するパンニング実験3次と4次溶出に由来した約1800個のコロニーからペリプラズム成分を得、96ウェルプレートにコートされたPD-L1抗原タンパク質に対する結合の有無を検証するELISA反応を行い、発色反応を示すクローンをシーケンシング分析した結果、約72個の個別抗体クローンが得られることを確認した。
図2によれば、これら72個の個別クローンの天然立体配座(native conformation)のPD-L1タンパク質への結合性を検証するために、PD-L1タンパク質を導入させた293T細胞を対象にFACS実験を行った結果、多数の抗体が、PD-L1タンパク質が表面発現している細胞表面に結合することが確認できた。
実施例5.BLI技術ベースのPD-1/PD-L1結合阻害分析(binding inhibition assay)
1)Pall社のOctet機器を用いて‘BLI(bio-layer interferometry)’原理に基づいて機能性抗体の選別実験を進行した。まず、AR2Gバイオセンサーを水和(hydration)させた後、EDC/sulfo-NHS活性化反応を行い、pH5の10mM酢酸塩に5μg/ml濃度のPD-1タンパク質をコートさせた1Mエタノールアミンで未反応官能基を不活性化させ、1Xランニングバッファーに培養して平衡(equilibration)させた。
2)PD-L1抗原タンパク質と抗体切片の結合によるPD-L1抗原とPD-1タンパク質との相互作用への干渉効果を測定するために、PD-1タンパク質コートされたバイオセンサーを、PD-L1抗原タンパク質とPD-L1結合抗体(又は、比較抗体)とが混合されているウェルに浸し、溶液中のPD-L1抗原タンパク質の結合によるバイオセンサー表面の質量変化を測定した。
3)実験結果は、オクテット(Octet)機器専用のデータ分析ソフトウェア(data analysis software)を用いて分析した。
図3によれば、オクテットバイオセンサーにPD-1-Fcタンパク質を結合させた後、選別されたscFv抗体とPD-L1-Fcを順次に反応させ、選別された抗体がPD-L1に結合することによって、溶液内のPD-L1抗原タンパク質が、バイオセンサーにコートされたPD-1タンパク質と結合することを抑制するかを確認した。
重鎖と軽鎖の可変領域が異なる個別抗体候補の結合阻害性能を、オクテット機器を用いて全て確認し、抗体切片が共に培養される場合に、PD-L1結合減少によるセンサグラムのパターン増加幅が減少する特性を示す抗体候補が約50個以上(合計72候補抗体のうち)であることを確認した。
実施例6:IgG変換(conversion)
1)個別抗体クローンの塩基配列分析から確認された個別抗体のVH部位とVL部位を増幅するためのヒト抗体プライマーセットを用いて、約58個の個別抗体の可変領域VHとVL部位をそれぞれPCR増幅し、精製した。
2)VH切片は、KpnI又はBamHI、NheI制限酵素を処理し精製して、重鎖発現のためのpCEP4-VHベクターの該当する制限酵素部位に挿入し、VL切片は、KpnI又はBamHI、BsiWI制限酵素を処理し精製して、軽鎖発現のためのpCEP4-VLベクターの該当の制限酵素部位に挿入することで、個別抗体を動物細胞内で発現させ得るベクターを確保した(重鎖及び軽鎖発現ベクターがそれぞれ58種)。
3)それぞれのベクターは、Qiagen社のDNA Maxi-prepキットを用いて精製し、Polyplus社のFectoPROトランスフェクション(transfection)試薬を用いてFreestyle 293-F細胞に形質転換をさせてそれぞれの抗体を発現させ、培養後に、確保された上澄液に対してproteinAレジンを用いた親和度(affinity)精製法を用いて抗体タンパク質を精製した。
4)対照群抗体として使用するために、Merk社で開発したPD-1ターゲット抗体であるMK3475とGenentech社で開発したPD-L1ターゲット抗体であるMPDL3280A抗体の重鎖と軽鎖可変領域アミノ酸を、それぞれの特許から確認し、cDNAを合成し、pCEP4-VHベクターとpCEP4-VLベクターに挿入して発現ベクターを作製し、候補抗体と同じ過程を経て両抗体を生産精製し、対照抗体として使用した。
Figure 2022528447000005
実施例7.マウスPD-L1結合FACS分析
1)マウスPD-L1を発現させるマウス大腸癌(Murine colon cancer)細胞株である‘MC38’(5×10cells/10ml)細胞にIFN-γを100ng/ml濃度で処理して約48時間培養し、癌細胞株の表面にPD-L1発現程度を増加させた。
2)培養後、MC38細胞を5×10~1×10cells/100μl程度サイズに分けて96ウェルV底プレートに分注した後、一般のFACS実験方法によってブロッキング過程後に、精製されているPD-L1抗体を10μg/ml濃度で約30~60分間4℃で(又は、アイス上で)反応させた後、遠心分離(1,000rpm、1分、4℃)によって結合しなかった抗体はFACS洗浄バッファーで洗浄、除去した。
3)抗体と結合させた細胞は、ヤギα-ヒトAlexa Fluor488二次抗体が1:400の比率に希釈されたFACSバッファーに再懸濁した後、4℃で約30~60分反応させた。その後、遠心分離(1,000rpm、1分、4℃)によって結合しなかった二次抗体は、FACS洗浄バッファーで洗浄した。
4)細胞を400~700μl体積のFACSバッファーに再懸濁した後、FACSCalibur(Becton Dickinson社)流細胞分析機を用いて細胞の発光染色の有無を分析することにより、1次抗体のマウス型PD-L1タンパク質に対する表面結合性を確認した。
図4によれば、IgG形態で発現精製された候補抗体を用いて、マウスPD-L1が発現するMC38細胞表面結合性をFACS実験によって確認した結果、多数の抗体がマウスPD-L1に結合する特性を有することを確認し、特に、KL001(PL110)とPL112抗体の場合、非常に強い結合力を有することを確認した。
実施例8.PD-1/PD-L1結合遮断分析(binding blockade assay)
1)PD-1免疫関門タンパク質とそのリガンドPD-L1タンパク質の結合阻害性能の確認のためのin vitro細胞ベース効能検証方法には、様々な実験法が知らされているが、Promega社で提供する細胞ベースの分析キット(cell-based assay kit)である‘PD-1/PD-L1 Blockade Bioassay’を用いて、選別された抗体クローンのPD-L1性能阻害能を検証した。Promega社のキットでは、細胞から測定された発光(luminescence)値の強度が、PD-1/PD-L1結合阻害性能の強度に比例して現れた。
2)実験法は、Promegaキットで提供するプロトコルに従って実験を進行し、簡略に要約すれば次の通りである。
3)アッセイ実験の前日に、37℃水槽(water bath)で‘Thaw-and-Use PD-L1細胞’を溶かして細胞回復(cell recovery)培地に入れ、優しくかき混ぜた後、マルチチャネルピペット(multi-channel pipette)で白底アッセイプレート(white bottom assay plate)に7約100μlずつ分注し、一晩培養をした。
4)アッセイ実験の当日に、上澄液を除去し、効能評価のための、順次に希釈した溶液試料、比較抗体及び候補抗体などの試料を、40μl溶液体積で各ウェルに入れた後、Thaw-and-use PD1エフェクター細胞(CS187105)を冷凍庫から取り出して37℃水槽で溶かし、丁寧にアッセイバッファーに懸濁(suspension)させ、既に抗体試料の処理されているウェルに40μlずつ分注した。
5)6時間、37℃ COインキュベーターでJurkat細胞(PD-1エフェクター細胞)活性化-阻害反応を起こさせた後、ルシフェラーゼ基質が含まれている暖かく加熱したBio-Gloルシフェラーゼアッセイ溶液(assay solution)を80μlずつ各ウェルに入れ、VICTORマルチラべルプレートリーダー(multilabel plate reader)(Perkin Elmer社)を用いて発光値を測定した。
図5によれば、IgG形態で精製された58個のPD-L1結合抗体に対して、Promega社のin vitro PD-1/PD-L1 Blockade Bioassayを行った結果、対照抗体として使用したPD-1ターゲット抗体(MK3475抗体)と、PD-L1ターゲット抗体(MPDL3280A抗体)に比して類似のレベルの強いPD-1/PD-L1結合阻害性能の候補クローンが発掘されていることを確認した。
候補抗体のPD-1/PD-L1結合阻害性能は、MK3475抗体の阻害性能を100%と想定した時の相対的な値であり、#50クローンは91%、KL001クローンは89%の阻害性能を有することを確認した。このうち、KL001クローンは、ヒト-マウスPD-L1抗原に対する交差反応性を示し、#50クローンは、ヒトPD-L1にのみ結合する特性を示すことから、開発候補物質コード名をそれぞれ、KL001、KL002と名付けた。
実施例9.In vivo MC38/C57BL/6同種マウスモデル研究
1)マウス大腸癌細胞(Murine colon cancer cell)MC38を、37℃、5%CO条件で10%ウシ胎児血清が添加された培地で培養し、約1週間培養して形態、生存率、倍加時間(doubling time)、及びマイコプラズマ(mycoplasma)汚染の有無をチェックし、汚染していない正常状態の癌細胞が動物実験に使用されるように準備した。実験動物に注入時に、細胞生存率95%以上の細胞を使用した。
2)MC38細胞は、トリプシン-EDTAを用いて収穫し、移植のために1×10cells/mlの濃度で冷たい(cold)PBSに混濁して準備し、準備した細胞混濁液を5×10cells/50μl移植用注射器で取り、C57BL/6マウスの右後足の皮下に注入して移植した。その後、周期的に腫瘍の形成と成長を観察し、測定された腫瘍長を用い、次式によって腫瘍の体積を計算した。
[腫瘍体積=(ab)/2;a=腫瘍の短い長さ、b=腫瘍の長い長さ]
3)腫瘍のサイズが80mm±20に到達した時、マウスを体積によって再分類し、対照群(PBS処置群と比較抗体処置群)及び4種のPD-L1ターゲット抗体処置群にグループ化し、抗体試料を腹腔注入法(Intraperitoneal injection)で約200μg/200μlの抗体を投与した。投入周期は、最初の投与後に3日間隔で3回(1日、4日、7日)投与した。
4)癌組織の成長は、抗体試料処置開始前には3日間隔で測定し、処置開始後からは2日に1回ずつ測定し、抗体試料処置開始日から試験終了(約2週)までの腫瘍体積により腫瘍成長曲線を作成し、抗体の効能評価検証資料として活用できるように準備した。万一、腫瘍体積が、動物実験倫理委員会(IACUC)規定の限界値に達すると安楽死させ、実験終了時に、マウスは安楽死させ、腫瘍を摘出して、腫瘍の重さを測定し、腫瘍形状を写真撮影した。
5)in vitro効能評価試験で高い阻害性能を示す抗体と中間程度の性能を示す抗体のin vivo抗癌性能との相関関係の比較のために、4種の抗体、即ち、#50(=KL002)、KL001(PL110)、#8、#61と、対照抗体MPDL3280Aを用いてin vivo効能評価実験を行った。
図6によれば、マウス由来大腸癌細胞株MC38とC57BL/6同種マウスモデルを用いた候補抗体のin vivo抗癌性能を分析した結果、ヒト-マウス交差反応性を有するKL001(PL110)抗体候補が、優れた抗癌効能を示していることが観察でき、ヒトPD-L1にのみ結合する#50(=KL002)抗体では抗癌効能が一切観察されないことが確認できた。
in vitro効能実験で高くない性能を示した#8、#61クローンも、in vivo抗癌効能性能が比較的高くないことが確認できた。
実施例10.KL001抗体のex vivo免疫調節能試験
1)人体内免疫細胞間に免疫活性条件で誘導されるPD-1/PD-L1結合による免疫活性制限現象が、PD-L1標的候補抗体の結合によって免疫活性が強化され得るかを確認することによって、血液内の免疫細胞間の相互作用に対する候補抗体のex vivo効能を検証するために、ヒト血液から末梢血液単核細胞(PBMC)を分離して、スーパー抗原(superantigen)、SEA又はSEBで刺激されたPBMCに免疫抗癌抗体を処理することによって、免疫細胞間の活性変化を測定する実験を行った。
2)大韓赤十字社血液管理本部生命倫理審議委員会(IRB)の承認後、カンウォン血液院から赤血球濃縮液(cRBC)を購入し、PBSと1:1希釈してこれをFicoll-Paque上に載せて遠心分離すると、細胞の比重によって赤血球(RBC)、末梢血液単核細胞(PBMC)及び血漿(plasma)などが分離されるが、このPBMC部分を抽出して実験に使用した。
3)分離された末梢血液単核細胞(PBMC)を1×10cells/100μlで96ウェル(u底)に分注した後、SEB(Staphylococcal enterotoxin B、super-antigen、Toxin Technology社)0.003μg/100μlをそれぞれのウェルに処理し、ここに実験群及び対照群抗体をそれぞれ10μg/mlで処理して免疫細胞活性化条件にさせた。その後、96時間後に、細胞培養液内に免疫細胞活性化によって生成されたIL-2量を、IL-2ELISAキットを用いて定量することにより、候補抗体のヒト免疫細胞に対する免疫調節活性能力を検証した。
図7及び図8によれば、SEBアッセイを用いた免疫細胞活性試験では、SEB処理時に、APCとT細胞間に無作為の交差結合(crosslinking)が起き、免疫細胞活性が増加してIL-2分泌が増えることが確認でき、また、既存に選別された候補抗体(KL001)の免疫細胞活性能力が確認でき(図面は5回実験平均値)、また、候補抗体の親和性成熟以降に選ばれたKL001-13候補抗体に対しても、類似の程度の免疫細胞活性調節能力が確認できた。
Figure 2022528447000006
Figure 2022528447000007
実施例11.親和性成熟(Affinity maturation)実験
1)KL001抗体の基本骨格において重鎖CDR2、3領域と、軽鎖CDR1、3領域に集中して突然変異化を導入し、変異誘発ライブラリー(focused mutagenesis library)を構築した。
2)KL001クローンのVH部位とVL部位に変異(Mutagenesis)が導入された切片を、拡張PCR(extension PCR)を用いてライブラリー構築のためのインサート(insert)で増幅した後、KL001切片をファージディスプレイベクター、‘pComb3XSS’にクローニングするための制限酵素で処理した後、同一制限酵素で処理されたベクターにライゲーション(Ligation)反応を行った。
3)ライゲーションされたpComb3Xファージディスプレイベクターとインサートを、ER2738細胞で作製した電気穿孔コンピテント細胞(electroporation competent cell)に変形(transformation)して、KL001抗体ディスプレイミュータントライブラリーを構築した。
4)VCSM13ヘルパーファージを用いて、KL001変異抗体のディスプレイされたファージを製造した後、PEGとNaClを用いた沈殿法で精製した。
5)ビオチン化(Biotinylation)したPD-L1-Fc抗原を用いて3~4回のパンニング過程を行い、3~4次パンニングから得られたコロニー、親和度改善抗体の選別のためのELISA反応に用いた。
6)IPTGを用いてペリプラズムに選別抗体切片を発現させた後、スクロースを用いてペリプラズム切片を得、PD-L1抗原がコートされたプレートを用いたELISA方法により、結合力増加が予想される抗体候補を選別した。
7)競合(competitive)ELISA方法を用いて結合力増加候補抗体の選別を完了した。
図9によれば、KL001抗体の重鎖CDR2、3領域と軽鎖CDR1、3領域に部位特異的な(site-directed)突然変異化を導入した変異誘発(focused mutagenesis)DNA切片を重複(overlap)PCRで連結してFab形態の抗体骨格として作製した後、ファージディスプレイベクター、‘pComb3XSS’のSfiI制限酵素位置にライゲーションによって挿入し、ファージディスプレイのための大腸菌ER2738細胞に電気穿孔方法で形質転換することにより、‘1.3X109’サイズのKL001抗体ディスプレイミュータントライブラリーを構築した。ビオチン化したPD-L1-Fc抗原を用いて、強い結合力を有する抗体クローンを強化(enrich)するために、抗原の量を減らしていく厳格な(stringent)実験条件を適用した3~4回のパンニング過程を行った。このとき、パンニングにより、強いバインダーが効果的に増加することを、パンニングのインプット対アウトガスの測定結果から確認した。
図10によれば、3次及び4次のパンニング結果から得られた約1600個(set1~set16)の個別コロニーからペリプラズム切片を得、親和度改善抗体の選別のためのELISA反応を行い、陽性信号(positive signal)を示す候補クローンを1次選別した(約130個クローン)。
抗原結合力改善の有無の確認(Koff値改善の有無)のために、競合(Competitive)ELISAを行い、さらに、PD-L1抗原タンパク質が含まれた溶液で4時間程度さらに培養をした後、結合を維持している抗体クローンを確認することにより、KL001に比べて、プレートにコートされているPD-L1で強く結合している約27種の抗体候補を確認した(比較群であるオリジナル抗体KL001では、ELISA値が‘0.278’を示し、親和度改善抗体は、これよりも高い値を示すクローンとして確認される。)。
表6によれば、結合力増加が予想される抗体をいずれも、塩基配列分析を実施し、それぞれ異なる突然変異が導入された抗体のアミノ酸配列を確認した。
Figure 2022528447000008
Figure 2022528447000009
親和度改善抗体のPD-L1抗原タンパク質と抗体切片の結合によるPD-L1抗原とPD-1タンパク質との相互作用への干渉効果を測定するために、実施例5で言及されたBLIベースオクテット(Octet)機器を用いて、PD-1タンパク質がコートされたバイオセンサーを、PD-L1抗原タンパク質とPD-L1結合抗体(又は比較抗体)とが混合されているウェルに浸し、溶液中のPD-L1抗原タンパク質の結合によるバイオセンサー表面の質量変化を測定した。
表7の実験結果は、オクテット機器専用のデータ分析ソフトウェア(data analysis software)を用いて分析した親和度改善抗体の結合力を示している。
Figure 2022528447000010
実施例12.ビアコアアッセイ(Biacore assay)
1)候補抗体のPD-L1抗原タンパク質に対する結合力を測定するために、SPR(Surface Plasmon Resonance)原理に基づくビアコアT200(Biacore T200)機器を用いて結合強度を測定した。
2)抗体捕獲(Antibody capture)方法を用いた抗PD-L1抗体の結合親和力分析では、メーカー提供の実験法ガイドにしたがって、ヒト抗体捕獲キット(Human Antibody Capture Kit)を用いて、CM5チップの表面にまず抗ヒトIgG(Fc)抗体を固定し、候補抗体KL001-8、KL001-13をPBS-Pランニングバッファーに希釈して10μl/min流速で30秒間注入(injection)し、300~330RUレベルで捕獲(capture)した後、ヒトPD-L1抗原タンパク質(sinobiological社)をそれぞれ5nMから2倍ずつ希釈し、30μl/min流速で結合/解離(association/dissociation)反応を観察した(反応時間はそれぞれ、4分/7分に設定)。マウスPD-L1抗原タンパク質に対する結合力測定の場合、10nMから2倍ずつ希釈して30μl/min流速で結合/解離時間をそれぞれ4分/3分として結合力を測定した。
3)全サイクルごとに結合している抗体を除去するために、再生液(regeneration solution)(3M MgCl)を30μl/min流速で30秒間注入(injection)し、実験データは、BIAevaluation softwareバージョン1.0の1:1結合モデル(binding model)を用いて算出した。
4)抗原捕獲(Antigen capture)方法を用いた抗PD-L1抗体の結合親和力分析実験では、His捕獲キット(His Capture Kit)を用いて、メーカーの指示(manufacturer’s instruction)にしたがって、CM5チップ表面にAnti-His抗体を固定し、PD-L1抗原タンパク質を捕獲させた後、候補抗体を2.5nMから2倍ずつ希釈し、30μl/min流速で結合/解離(association/dissociation)時間をそれぞれ4分/7分として結合力を測定した。
図11によれば、フローセル(Flow cell)3番、4番に抗ヒトIgG(Fc)抗体を固定化(immobilization)した。ヒト抗体捕獲キットの指示(instruction)にしたがって固定化を行い、各フローセルに約11,000~13,000RUの範囲内に固定化されることを確認したし、ランニングバッファー(PBS-P)を用いて抗体KL001-8、KL001-13を捕獲し、PD-L1を濃度別に希釈して注入(injection)してキネティクス(kinetics)を測定した結果、KL001-8抗体は、ヒトPD-L1に対してKD=6.714×10-11M、マウスPD-L1に対して6.401×10-9M、KL001-13抗体は、ヒトPD-L1に対してKD=6.320×10-11M、マウスPD-L1に対して2.797×10-9M程度の結合力を示すことを確認した。
実施例13.In vivo同種(syngeneic)マウスモデルを用いた単独処置抗癌効能試験
In vivo同種マウスモデルを用いて抗体候補の抗癌効能を確認した。
図12によれば、MC38皮下注射(subcutaneous)同種マウスモデルにおいて2種の性能最適化抗体及びMPDL3280A抗体をi.p.投与して腫瘍成長抑制効能を評価した結果、PBSを投与した対照群(control)と比較して、MPDL3280A群は94.3%、KL001(PL110)群は97.5%、結合親和度改善抗体KL001-13群は98.9%と示され、薬物による体重変化は観察されなかった。
Figure 2022528447000011
実施例14.In vitro効能検証のためのIC50測定試験
1)親和度改善及び物性改善の研究から導出された候補抗体の、比較抗体に対するin vitro性能改善効果を確認するために、Promega社から提供する‘PD-1/PD-L1 Blockade Bioassay’キットを用いて、順次に希釈された候補抗体及び比較抗体試料のPD-1/PD-L1結合阻害能を測定することにより、阻害効果に対するIC50値を検証した。
2)実験はPromega社キットから提供するプロトコルに従って進行し、要約すれば次の通りである。
3)アッセイ実験の前日に37℃水槽で‘Thaw-and-Use PD-L1細胞’を溶かし、細胞回復培地に入れて優しくかき混ぜた後、マルチチャネルピペットで白底アッセイプレートに約100μlずつ分注し、一晩培養を行った。
4)アッセイ実験の当日に、上澄液を除去し、効能評価のための順次に希釈した溶液試料、比較抗体及び候補抗体などの試料を40μl溶液体積で各ウェルに入れた後、Thaw-and-use PD1エフェクター細胞(CS187105)を冷凍庫から取り出して37℃水槽で溶かし、丁寧にアッセイバッファーに懸濁させ、既に抗体試料が処理されているウェルに40μlずつ分注した。
5)6時間、37℃ COインキュベーターでJurkat細胞活性化-阻害反応を起こさせた後、ルシフェラーゼ基質含有の暖かく加熱したBio-Gloルシフェラーゼアッセイ溶液を80μlずつ各ウェルに入れ、VICTORマルチラベルプレートリーダー(Perkin Elmer社)を用いて発光値を測定した。
図13によれば、In vitro細胞ベースアッセイ(cell-based assay)を用いた選別抗体のIC50値の測定を行い、選別された抗体の性能レベルを確認した結果、大部分の親和度改善抗体候補が、比較抗体であるMPDL3280Aに比べて、より低い濃度でIC50値を有する改善された免疫活性調節性能を有することを確認した。
Figure 2022528447000012
実施例15.In vivo併用処置抗癌効果検証実験
1)PD-L1免疫抗癌抗体候補と他の抗癌剤との併用処置時に、抗癌性能評価動物モデルからシナジー効果が観察されるかを検証するために、代表的な免疫活性化タンパク質である組換えIL-2とCTLA-4抗体(9D9クローン、BioXcell社)及びPD-L1ターゲット候補抗体(KL001-13)の併用治療効能効果の検証研究を行った。
2)KL001-13抗体の併用治療法開発のために、MC38マウス大腸癌細胞株と6週齢のC57BL/6雄(♂)マウスモデルを用いて、グループは、PBS、IL-2、CTLA-4、KL001-13の単独投与4グループと、IL-2+KL001-13、CTLA-4+KL001-13、IL-2+MPDL3280A、CTLA-4+MPDL3280Aの併用投与4グループの、合計8個のグループに分け、各グループ当たりに8匹(n=8)のマウスを用いた併用処置実験を行った。
3)マウス大腸癌MC38細胞株は、70~90%の細胞密度(cell density)を保ちつつ培養後に、0.25%トリプシン-EDTAを処理して収穫し、1×10cells/100μlの細胞濃度でDMEM培地(無血清)に再懸濁して細胞生存能力(cell viability)≧95%のMC38細胞試料を準備した後、2.5%アバチンで麻酔したC57BL/6マウス胴体の左側に、準備した1×10cells/100μlを皮下注射(subcutaneous injection)して実験動物マウス内で約7~10日間成長させ、注射したMC38細胞株の腫瘍サイズが100mmのサイズになるまで維持した。このとき、腫瘍のサイズは下記のように計算した。
[腫瘍体積=(ab)/2;a=腫瘍の短い長さ、b=腫瘍の長い長さ]
4)腫瘍のサイズが100mmになると、準備したPBS、候補抗体、比較抗体及びサイトカインIL-2を、単独及び併用で腹腔(Intraperitoneal)に投与(Injection)し、このとき、KL001-13、MPDL3280A及びCTLA-4抗体は、10mg/kg(200μg/100μl)濃度で3日間隔、総4回単独及び併用投与し、IL-2サイトカインは、1×10IU/100μlで2日間隔で、総5回単独及び併用投与した。腫瘍サイズ(mm)は、週に3回測定しながら腫瘍の成長推移を観察した。IL-2とKL001-13抗体の併用効能検証試験では、IL-2の動物体内の短い半減期のため、動物実験時に毎日投与するのが一般であるが、本実験では2日ごとに少量投与することにより、免疫活性刺激剤としてのIL-2の機能がPD-L1標的抗体と併用シナジー効果があるか確認することを目標にした。
図14によれば、IL-2とKL001-13抗体の併用投与時に、IL-2とKL001-13抗体の単独投与時に比べて明確に抗癌効能が増加することが観察でき、比較群として使用したGenentech社のMPDL3280A抗体とIL-2の併用効果に比べてもより優れた抗癌効果を示すことが観察できた。
図15によれば、免疫検問タンパク質CTLA-4ターゲット抗体(9D9クローン、BioXcell社)とKL001-13抗体の単独又は併用投与効能検証研究の結果からは、CTLA-4抗体単独投与群に比べてPD-L1単独投与群において良好な抗癌効果が観察され、これら2抗体の併用投与時には、癌細胞が完全に細胞死する場合も多数観察される程度に優れたシナジー効果が観察され、特に、比較抗体として使用したGenentech社の‘MPDL3280A’抗体とCTLA-4抗体との併用効能よりもKL001-13抗体の併用効果が優れることが観察できた。
本発明に係るPD-L1に結合する抗体又はその抗原結合断片は、ヒト-マウス、ヒト-サル及びヒト-イヌに対する交差反応性を示し、PD-L1に非常に高い親和力で結合しながらも、PD-1/PD-L1複合体の形成を阻害することを確認した。また、in vitro細胞ベースアッセイ、in vivo効能実験及び併用実験において優れた効果を示すことを確認した。したがって、本発明に係るPD-L1に結合する抗体又はその抗原結合断片は、目的とする癌の予防又は治療に有用であり、他の抗癌剤との併用処置時にシナジー効果を出すことができる。
以上、本発明の内容の特定の部分を詳細に記述したところ、当業界における通常の知識を有する者にとって、このような具体的記述は単に好ましい実施態様に過ぎず、これによって本発明の範囲が制限されない点は明らかであろう。したがって、本発明の実質的な範囲は、添付する請求項とそれらの等価物によって定義されるといえよう。

Claims (14)

  1. 配列番号1の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む重鎖CDR1、
    配列番号2の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む重鎖CDR2、
    配列番号3又は配列番号11の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む重鎖CDR3、
    配列番号5又は配列番号13の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む軽鎖CDR1、
    配列番号6の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む軽鎖CDR2、
    配列番号7の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む軽鎖CDR3を含む、PD-L1に結合する抗体又はその抗原結合断片。
  2. 配列番号1の重鎖CDR1、配列番号2の重鎖CDR2、及び配列番号3の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域、又は
    配列番号1の重鎖CDR1、配列番号2の重鎖CDR2、及び配列番号11の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域を含む、請求項1に記載の抗体又はその抗原結合断片。
  3. 配列番号5の軽鎖CDR1、配列番号6の軽鎖CDR2、及び配列番号7の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域、又は
    配列番号13の軽鎖CDR1、配列番号6の軽鎖CDR2、及び配列番号7の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域を含む、請求項1に記載の抗体又はその抗原結合断片。
  4. 配列番号4又は配列番号12の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む重鎖可変領域を含む、請求項1に記載の抗体又はその抗原結合断片。
  5. 配列番号8又は配列番号14の配列と90%以上の配列相同性を有する配列を含む軽鎖可変領域を含む、請求項1に記載の抗体又はその抗原結合断片。
  6. マウス又はヒト以外の哺乳類に交差結合する、請求項1に記載の抗体又はその抗原結合断片。
  7. 請求項1~6のいずれか一項に記載の抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸。
  8. 請求項7に記載の核酸を含む発現ベクター。
  9. 請求項8に記載の発現ベクターで形質転換された細胞。
  10. 次の段階を含むPD-L1に結合する抗体又はその抗原結合断片の製造方法:
    (a)請求項9に記載の細胞を培養する段階;及び
    (b)前記培養された細胞から抗体又はその抗原結合断片を回収する段階。
  11. 請求項1~6のいずれか一項に記載の抗体又はその抗原結合断片を有効成分として含む癌の予防又は治療用組成物。
  12. 請求項1~6のいずれか一項に記載の抗体又はその抗原結合断片を他の抗癌剤と共に投与して癌を予防又は治療するための併用投与用組成物。
  13. 請求項1~6のいずれか一項に記載の抗体又はその抗原結合断片に薬物が接合された抗体-薬物コンジュゲート(antibody-drug conjugate)。
  14. 請求項1~6のいずれか一項に記載の抗体又はその抗原結合断片と他の抗原に結合する抗体とが結合した二重特異性抗体(bispecific antibody)。
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