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JP5734201B2 - 共有結合型ダイアボディ及びその使用 - Google Patents

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JP5734201B2 JP2011542452A JP2011542452A JP5734201B2 JP 5734201 B2 JP5734201 B2 JP 5734201B2 JP 2011542452 A JP2011542452 A JP 2011542452A JP 2011542452 A JP2011542452 A JP 2011542452A JP 5734201 B2 JP5734201 B2 JP 5734201B2
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本出願は、(2005年4月15日に出願され、期限が過ぎた)米国特許出願第60/671,657号、(2006年4月17日に出願され、係属中の)米国特許出願第11/409,339、(2006年4月17日に出願され、期限が過ぎた)国際特許出願PCT/US06/014481号、(2007年6月21日に出願され、期限が過ぎた)米国特許出願第60/945,523号、(2008年1月4日に出願され、期限が過ぎた)米国特許出願第61/019,051、(2008年6月13日に出願され、係属中の)米国特許出願第12/138,867、(2008年6月13日に出願され、係属中の)国際特許出願PCT/US08/066957号、(2008年12月19日に出願され、係属中の)米国特許出願第61/139,352、(2009年2月27日に出願され、係属中の)米国特許出願第61/156,035及び(2009年10月30日に出願され、係属中の)米国特許出願第61/256,779の利益を主張するものであり、前記出願の全てを参照することによりその全体を本明細書に組み入れることとする。
本発明は、ダイアボディ分子、あるいは「二重親和性再標的化試薬(dual affinity retargeting reagents(DARTS))」と称される分子に関し、免疫不全や癌を含む様々な疾患や障害の治療におけるその使用に関する。本発明のダイアボディ分子は、同一又は異なるエピトープを認識しうるエピトープ結合部位を少なくとも2つ形成するように結合したポリペプチド鎖を少なくとも2つ有する。また、上記エピトープは、同一又は異なる分子由来であってよく、同一又は異なる細胞に位置してよい。ダイアボディ分子の個々のポリペプチド鎖は、非限定的な例として、各ポリペプチド鎖内にあるシステイン残基のジスルフィド結合などの、非ペプチド共有結合を介して共有的に結合されてよい。特定の実施形態では、本発明のダイアボディ分子は、分子に抗体様の機能性を持たせるFc領域を更に有する。
共有結合型ダイアボディの設計は、単鎖Fv構築物(scFv)に基づいている(Holligerら、(1993)Diabodies:Small Bivalent And Bispecific Antibody Fragments、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444−6448;参照することによりその全体を本明細書に組み入れることとする)。完全な形である未改変のIgGでは、VL及びVHドメインはそれぞれ異なるポリペプチド鎖、即ち、軽鎖と重鎖上に位置する。抗体軽鎖と抗体重鎖との相互作用、特に、VLドメインとVHドメインとの相互作用は、抗体のエピトープ結合部位の1つを形成する。これに対して、scFv構築物は、単一ポリペプチド鎖に含まれるように抗体のVL及びVHドメインを有し、これらのドメインは、十分な長さの可動性リンカーにより分離されており、2つのドメインを自己集合させて機能的エピトープ結合部位になる。不十分な長さ(約12アミノ酸残基以下)のリンカーによりドメインの自己集合が不可能な場合には、2つのscFv構築物が相互作用して、一方の鎖のVLが他方のVHと結合している二価の分子を形成する(Marvinら、(2005)Recombinant Approaches To IgG1ike Bispecific Antibodies,Acta Pharmacol.Sin.26:649−658に概説されている)。更に、上記構築物のC末端へのシステイン残基の添加により、ポリペプチド鎖がジスルフィド結合し、得られた二量体を二価分子の結合特性を妨げずに安定化することが示されている(例えば、Olafsenら、(2004)Covalent Disulfide−Linked Anti−CEA Diabody Allows Site−Specific Conjugation And Radiolabeling For Tumor Targeting Applications,Prot.Engr.Des.Sel.17:21−27参照)。更に、異なる特異性のVLドメインとVHドメインを選択する場合には、二価であるだけでなく、二重特異性でもある分子が構築されることもある。
二価のダイアボディは、治療や免疫診断を含む広範囲に応用される。二価性は、様々な応用におけるダイアボディの設計と操作の適応性を大きくして、多重結合抗原への親和性を強化し、異なる抗原を架橋し、両標的抗原の存在に依存する特異的細胞型に直接的にターゲッティングすることができる。結合価の増加、低解離速度及び(50kDa以下の小さなサイズのダイアボディにおける)循環からの迅速なクリアランスにより、本分野で知られているダイアボディ分子は、腫瘍イメージングの分野における特有の使用も示されている。(Fitzgeraldら,(1997),Improved Tumour Targeting By Disulphide Stabilized Diabodies Expressed In Pichia pastoris,Protein Eng.10:1221)。特に重要なことは異なる細胞の架橋、例えば、細胞毒性T細胞の腫瘍細胞への架橋である(Staerzら,(1985),Hybrid Antibodies Can Target Sites For Attack By T Cells,Nature 314:628−631及びHolligerら,(1996),Specific Killing Of Lymphoma Cells By Cytotoxic T−Cells Mediated By A Bispecific Diabody,Protein Eng.9:299−305)。ダイアボディのエピトープ結合ドメインは、Tリンパ球、ナチュラルキラー(NK)細胞又はその他の単核細胞上に発現されるCD3、CD16、CD32又はCD64などの免疫エフェクター細胞の表面決定因子に特異性を示してもよい。多くの研究において、エフェクター細胞決定因子、例えばFcγ受容体(FcγR)に結合するダイアボディがエフェクター細胞を活性化することも見出されている(Holligerら,(1996),Specific Killing Of Lymphoma Cells By Cytotoxic T−Cells Mediated By A Bispecific Diabody,Protein Eng.9:299−305及びHolligerら,(1999),Carcinoembryonic Antigen(CEA)−Specific T−cell Activation In Colon Carcinoma Induced By Anti−CD 3 x Anti−CEA Bispecific Diabodies And B7 x Anti−CEA Bispecific Fusion Proteins,Cancer Res.59:2909−2916)。通常、エフェクター細胞の活性化は、Fc−FcγR相互作用を介してエフェクター細胞へ抗原結合抗体が結合することにより引き起こされる。このように、この点に関して、本発明のダイアボディ分子は、Fcドメイン(例えば、本技術分野で公知の又は本明細書に例示(例えば、ADCCアッセイ)されるエフェクター機能分析により分析される)を有するか否かとは無関係にIgと同様の機能性を示してもよい。腫瘍及びエフェクター細胞を架橋することにより、ダイアボディは、エフェクター細胞を腫瘍細胞に近接させるだけでなく、腫瘍を有効に殺す働きをする(例えば、Caoら,(2003),Bispecific Antibody Conjugates In Therapeutics,Adv.Drug.Deliv.Rev.55:171−197参照、参照することによりその全体を本明細書に組み入れることとする)。
2.1 エフェクター細胞受容体及びその免疫系における役割
従来の免疫機能では、抗原−抗体複合体の免疫系の細胞との相互作用は、抗体依存性細胞毒性などのエフェクター機能から、肥満細胞脱顆粒化、食作用、リンパ球増殖や抗体分泌の制御などの免疫調節シグナルに至る多様な応答ををもたらす。これらの相互作用の全てが、抗体のFcドメイン又は免疫複合体の造血細胞上の特定の細胞表面受容体への結合を介して開始される。抗体及び免疫複合体により引き起こされる細胞性応答の多様性は、Fc受容体の構造的不均一性による。Fc受容体は、細胞内シグナル伝達を仲介していると考えられる、構造的に関連する抗原結合ドメインを共有する。
タンパク質の免疫グロブリン遺伝子スーパーファミリーのメンバーであるFcγR受容体は、免疫グロブリン分子のFcγタンパク質に結合できる表面糖タンパク質である。ファミリーの各メンバーは、Fcγ受容体のα鎖上の認識ドメインを介して1つ又は複数のアイソタイプの免疫グロブリンを認識する。Fcγ受容体は、免疫グロブリンのサブタイプに対するその特異性により定義される。IgGに対するFcγ受容体はFcγRと、IgEに対するものはFcεRと、IgAに対するものはFcαRと呼ばれる。異なる補助細胞は異なるアイソタイプの抗体のFcγ受容体を有し、抗体のアイソタイプは与えられた応答にどの補助細胞が携わるかを決定する(Ravetch J.V.ら,(1991),Fc Receptors,Annu.Rev.Immunol.9:457−92;Gerber J.S.ら,(2001),Stimulatory And Inhibitory Signals Originating From The Macrophage Fcgamma Receptors,Microbes and Infection,3: 131−139;Billadeau D.D.ら,(2002),ITAMs Versus ITIMs:Striking A Balance During Cell Regulation,The Journal of Clinical Investigation,2(109):161−1681;Ravetch J.V.ら,(2000),Immune Inhibitory Receptors,Science,290:84−89;Ravetch J.V.ら,(2001),IgG Fc Receptors,Annu.Rev.Immunol.19:275−90;Ravetch J.V.(1994),Fc Receptors: Rubor Redux,Cell,78(4):553−60に概説されている)。異なるFcγ受容体、それらを発現する細胞、それらのアイソタイプ特異性を表1にまとめる(Immunobiology:The Immune System in Health and Disease,第4版,1999,Elsevier Science Ltd/Garland Publishing,New Yorkから引用)。
Fcγ受容体
このファミリーの各メンバーは、免疫グロブリン関連ドメインのC2セットに関係する細胞外ドメイン、1回膜貫通ドメイン及び可変長の細胞質内ドメインを有する内在性膜糖タンパク質である。FcγRI(CD64)、FcγRII(CD32)及びFcγRIII(CD16)と名付けられた3種の公知FcγRがある。3種の受容体は異なる遺伝子によりコードされる。しかし、3種のファミリーメンバー間の広範な相同性は、これらが共通の前駆細胞から、恐らくは遺伝子複製により生じたことを示唆する。
FcγRII(CD32)
FcγRIIタンパク質は40KDaの内在性膜糖タンパク質であり、モノマーIgに対して低親和性(10−1)であるため複合体化したIgGとだけ結合する。この受容体は、単球、マクロファージ、B細胞、NK細胞、好中球、肥満細胞及び血小板を含む全ての造血細胞上に存在する最も広く発現されているFcγRである。FcγRIIは、その免疫グロブリン結合鎖中に免疫グロブリン様領域を2つだけ有し、従って、IgGに対してFcγRIより遥かに低い親和性を有する。3種のヒトFcγRII遺伝子(FcγRII−A、FcγRII−B及びFcγRII−C)が存在し、それらの全てが凝集体又は免疫複合体のIgGと結合する。
FcγRII−AとFcγRII−Bとには細胞質ドメイン内に明確な相違があるので、受容体ライゲーションに対して2つの機能的に異種の応答を創出する。基本的な相違は、Aアイソフォームが食作用や呼吸バーストなどの細胞活性化に至る細胞内シグナル伝達を開始するのに対し、Bアイソフォームは、例えばB細胞活性化を抑制する抑制シグナルを開始することにある。
FcγRIII(CD16)
このクラスの不均一性のため、FcγRIIIのサイズはマウス及びヒトで40〜80kDaの範囲にわたっている。2つのヒト遺伝子が2種の転写産物、即ち、内在性膜糖タンパク質のFcγRIIIAと、グリコシルホスファチジル−イノシトール(GPI)結合型のFcγRIIIBとをコードしている。1つのマウス遺伝子は膜貫通ヒトFcγRIIIAに相同性を有するFcγRIIIをコードしている。FcγRIIIは他の2つのFcγRのそれぞれと構造上の特徴を共有する。FcγRIIと同様に、FcγRIIIは低い親和性でIgGと結合し、対応する2つの細胞外Ig様ドメインを含む。FcγRIIIAはマクロファージや肥満細胞に発現され、NK細胞では唯一のFcγRである。GPI結合FcγRIIIBは、現在、ヒト好中球でのみ発現されることが知られている。
FcγRを介するシグナル伝達
活性化と抑制の両方のシグナルは、ライゲーション後にFcγRを介して伝達される。これらの正反対の機能は、異なる受容体アイソフォーム間の構造上相違によるものである。受容体の細胞質内シグナル伝達ドメイン内の、免疫受容体チロシン系活性化モチーフ(immunoreceptor tyrosine based activation motif:ITAM)又は免疫受容体チロシン系抑制モチーフ(immunoreceptor tyrosine based inhibitory motif:ITIM)と称される2つの異なるドメインが、この異なる応答の原因となる。これらの構造体への異なる細胞質酵素の動員が、FcγR媒介細胞応答の結果を規定する。ITAM含有FcγR複合体にはFcγRI、FcγRIIA及びFcγRIIIAが含まれるが、ITIM含有複合体にはFcγRIIBだけが含まれる。
ヒト好中球はFcγRIIA遺伝子を発現する。免疫複合体又は特異的抗体架橋を介するFcγRIIAクラスター形成は、ITAMを、ITAMリン酸化を促進する受容体関連キナーゼとともに凝集させる。ITAMリン酸化はSykキナーゼに対するドッキング部位として働き、Sykキナーゼの活性化は下流の基質(例えば、PIK)の活性化を引き起こす。細胞活性化により炎症誘発性メディエーターが放出される。
FcγRIIB遺伝子はBリンパ球上に発現され、その細胞外ドメインはFcγRIIAと96%同一であって、識別できない仕方でIgG複合体に結合する。FcγRIIBの細胞質ドメイン中にITIMが存在することにより、FcγRのこの抑制サブクラスが規定される。最近、この抑制の分子的機序が確立された。活性化性FcγRとともに連結されると、FcγRIIB中のITIMはリン酸化されて、イノシトールポリリン酸5’−ホスファターゼ(SHIP)のSH2ドメインを引き付け、これがITAM含有FcγR介在チロシンキナーゼ活性化の結果として放出されたホスホイノシトールメッセンジャーを加水分解し、その結果、細胞内Ca++の流入を妨げる。従って、FcγRIIBの架橋は、FcγRライゲーションに対する活性化応答を減失させ、細胞応答性を抑制する。このようにしてB細胞活性化、B細胞増殖及び抗体分泌が停止する。
Figure 0005734201
本発明は、共有結合型ダイアボディ及び/又は共有結合型ダイアボディ分子、ならびに癌、自己免疫疾患、アレルギー疾患、及び細菌、真菌若しくはウイルスが原因の感染症を含む各種の疾患及び障害の治療におけるその使用に関する。好ましくは、本発明のダイアボディは2つの異なる細胞上の2つの異なるエピトープに結合することができ、ダイアボディが上記2つの細胞を寄せ集めることができるように、第1のエピトープは第2のエピトープとは異なる細胞型に発現される。
一実施形態において、本発明は共有結合型二重特異性ダイアボディに関し、該ダイアボディは第1及び第2のポリペプチド鎖を有し、第1のポリペプチド鎖は、(i)第1のエピトープに特異的な第1の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL1)を含む第1のドメイン、(ii)第2のエピトープに特異的な第2の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH2)を含む第2のドメイン、及び、場合により(iii)少なくとも1個のシステイン残基を含む第3のドメインを有し、第1のドメインと第2のドメインとは、第1のドメインと第2のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されている。第2のポリペプチド鎖は、(i)第2の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL2)を含む第4のドメイン、(ii)第1の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH1)を含む第5のドメイン、及び、場合により(iii)少なくとも1個のシステイン残基を含む第6のドメインを有し、第4のドメインと第5のドメインとは、第4のドメインと第5のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されている。そして、第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖とは共有結合(ペプチド結合を除く)で連結されており、第1のドメインと第5のドメインとが会合して、第1のエピトープと結合する第1の結合部位(VL1)(VH1)を形成し、第2のドメインと第4のドメインが会合して、第2のエピトープと結合する第2の結合部位(VL2)(VH2)を形成している。
別の実施形態において、本発明は共有結合型二重特異性ダイアボディに関し、該ダイアボディは第1及び第2のポリペプチド鎖を有し、第1のポリペプチド鎖は、(i)第1のエピトープに特異的な第1の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL1)を含む第1のドメイン、(ii)第2のエピトープに特異的な第2の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH2)を含む第2のドメイン、及び(iii)Fcドメイン又はその一部を含む第3のドメインを有し、第1のドメインと第2のドメインとは、第1のドメインと第2のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されている。第2のポリペプチド鎖は、(i)第2の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL2)を含む第4のドメイン、(ii)第1の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH1)を含む第5のドメインを有し、第4のドメインと第5のドメインとは、第3のドメインと第4のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されている。そして第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖とは、共有結合(ペプチド結合を除く)で連結されており、第1のドメインと第5のドメインが会合して、第1のエピトープと結合する第1の結合部位(VL1)(VH1)を形成し、第2のドメインと第4のドメインとが会合して、第2のエピトープと結合する第2の結合部位(VL2)(VH2)を形成している。
ある態様において、本発明はダイアボディ分子に関し、該分子は第1及び第2のポリペプチド鎖を有し、第1のポリペプチド鎖は、(i)第1のエピトープに特異的な第1の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL1)を含む第1のドメイン、(ii)第2のエピトープに特異的な第2の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH2)を含む第2のドメイン、及び(iii)Fcドメイン又はその一部を含む第3のドメインを有し、第1のドメインと第2のドメインとは、第1のドメインと第2のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されている。第2のポリペプチド鎖は、(i)第2の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL2)を含む第4のドメイン、(ii)第1の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH1)を含む第5のドメイン、及び(iii)少なくとも1個のシステイン残基を含む第6のドメインを有し、第4のドメインと第5のドメインとは、第4のドメインと第5のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されている。第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖とは、共有結合(ペプチド結合を除く)で連結され、第1のドメインと第5のドメインとが会合して、第1のエピトープと結合する第1の結合部位(VL1)(VH1)を形成し、第2のドメインと第4のドメインとが会合して、第2のエピトープと結合する第2の結合部位(VL2)(VH2)を形成している。
ある実施形態において、本発明は共有結合型二重特異性ダイアボディに関し、該ダイアボディはダイアボディ分子の二量体であり、各ダイアボディ分子は第1及び第2のポリペプチド鎖を有し、第1のポリペプチド鎖は、(i)第1のエピトープに特異的な第1の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL1)を含む第1のドメイン、(ii)第2のエピトープに特異的な第2の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH2)を含む第2のドメイン、及び(iii)Fcドメイン又はその一部を含む第3のドメインを有し、1のドメインと第2のドメインとは、第1のドメインと第2のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されている。第2のポリペプチド鎖は、(i)第2の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL2)を含む第4のドメイン、(ii)第1の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH1)を含む第5のドメイン、及び(iii)少なくとも1個のシステイン残基を含む第6のドメインを有し、第4のドメインと第5のドメインとは、第4のドメインと第5のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されている。各ダイアボディ分子の第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖は、共有結合(ペプチド結合を除く)で連結され、各ダイアボディ分子の第1のドメインと第5のドメインが会合して、第1のエピトープと結合する第1の結合部位(VL1)(VH1)を形成し、各ダイアボディ分子の第2のドメインと第4のドメインが会合して、第2のエピトープと結合する第2の結合部位(VL2)(VH2)を形成している。
更に他の実施形態において、本発明は共有結合型四重特異性ダイアボディに関し、該ダイアボディはダイアボディ分子の二量体であり、第1のダイアボディ分子は第1及び第2のポリペプチド鎖を有し、第1のポリペプチド鎖は、(i)第1のエピトープに特異的な第1の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL1)を含む第1のドメイン、(ii)第2のエピトープに特異的な第2の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH2)を含む第2のドメイン、及び(iii)Fcドメイン又はその一部を含む第3のドメインを有し、第1のドメインと第2のドメインとは、第1のドメインと第2のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されている。第2のポリペプチド鎖は、(i)第2の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL2)を含む第4のドメイン、(ii)第1の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH1)を含む第5のドメイン、及び(iii)少なくとも1個のシステイン残基を含む第6のドメインを有し、第4のドメインと第5のドメインとは、第4のドメインと第5のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されている。第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖とは、共有結合(ペプチド結合を除く)で連結され、第1のドメインと第5のドメインが会合して、第1のエピトープと結合する第1の結合部位(VL1)(VH1)を形成し、第2のドメインと第4のドメインが会合して、第2のエピトープと結合する第2の結合部位(VL2)(VH2)を形成している。そして第2のダイアボディ分子は第1及び第2のポリペプチド鎖を有し、第1のポリペプチド鎖は、(i)第3のエピトープに特異的な第3の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL3)を含む第1のドメイン、(ii)第4のエピトープに特異的な第4の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH4)を含む第2のドメイン、及び(iii)Fcドメイン又はその一部を含む第3のドメインを有し、第1のドメインと第2のドメインとは、第1のドメインと第2のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されている。。第2のポリペプチド鎖は、(i)第4の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL4)を含む第4のドメイン、(ii)第3の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH3)を含む第5のドメイン、及び(iii)少なくとも1個のシステイン残基を含む第6のドメインを有し、第4のドメインと第5のドメインとは、第4のドメインと第5のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されている。第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖とは、共有結合(ペプチド結合を除く)で連結され、第1のドメインと第5のドメインが会合して、第3のエピトープと結合する第1の結合部位(VL3)(VH3)を形成し、第2のドメインと第4のドメインが会合して、第4のエピトープと結合する第2の結合部位(VL4)(VH4)を形成している。
本発明のある態様において、第1のエピトープ、第2のエピトープ、適宜に、第3のエピトープ及び第4のエピトープは同一であり得る。他の態様では、第1のエピトープ、第2のエピトープ、適宜に、第3のエピトープ及び第4のエピトープがそれぞれ他と異なっていてもよい。第3のエピトープの結合ドメインを有する本発明の特定の態様では、第1のエピトープと第3のエピトープとが同一であり得る。第4のエピトープの結合ドメインを有する本発明の特定の態様では、第1のエピトープと第4のエピトープとが同一であり得る。第3のエピトープの結合ドメインを有する本発明の特定の態様では、第2のエピトープと第3のエピトープとが同一であり得る。第4のエピトープの結合ドメインを有する本発明の特定の態様では、第2のエピトープと第4のエピトープとが同一であり得る。本発明の好ましい態様では、第1のエピトープと第2のエピトープとは異なっている。第3のエピトープの結合ドメインと第4のエピトープの結合ドメインとを有する本発明の更に他の態様では、第3のエピトープと第4のエピトープとは異なっていてよい。前述の任意の組合せは本発明に包含されることを理解すべきである。
本発明の特定の態様においては、ダイアボディ又はダイアボディ分子の第1のドメインと第5のドメインとを同一の免疫グロブリンから誘導することができる。別の態様では、ダイアボディ又はダイアボディ分子の第2のドメインと第4のドメインとを同一の免疫グロブリンから誘導することができる。更に別の態様では、ダイアボディ又はダイアボディ分子の第1のドメインと第5のドメインを異なる免疫グロブリンから誘導することができる。更に別の態様では、ダイアボディ又はダイアボディ分子の第2のドメインと第4のドメインとを異なる免疫グロブリンから誘導することができる。前述の任意の組合せは本発明に包含されることを理解すべきである。
本発明のある態様において、ダイアボディ又はダイアボディ分子の第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖との間の共有結合は、第1のポリペプチド鎖上の少なくとも1個のシステイン残基と第2のポリペプチド鎖上の少なくとも1個のシステイン残基との間のジスルフィド結合を介するものであり得る。ジスルフィド結合に関与する第1又は第2のポリペプチド鎖上のシステイン残基は、第1、第2、第3、第4、第5及び第6のドメイン内を含めて、ポリペプチド鎖上のどこにでも存在することができる。具体的な実施形態では、第1のポリペプチド鎖上のシステイン残基は第1ドメインに、そして第2のポリペプチド鎖上のシステイン残基は第5ドメインに存在する。第1、第2、第4のドメインと第5のドメインは結合に関与する可変領域に相当する。好ましい実施形態では、第1及び第2のポリペプチド鎖間のジスルフィド結合に関与するシステイン残基は、それぞれ第3及び第6のドメイン内に位置づけられる。この実施形態の特定の態様では、第1のポリペプチド鎖の第3ドメインは、アミノ酸配列(配列番号:17)によりコードされるヒトκ軽鎖のC末端の6アミノ酸、FNRGEC(配列番号:23)を有する。この実施形態の別の態様では、第2のポリペプチド鎖の第6ドメインは、アミノ酸配列(配列番号:17)によりコードされるヒトκ軽鎖のC末端の6アミノ酸、FNRGEC(配列番号:23)を有する。この実施形態の更に別の態様では、第1のポリペプチド鎖の第3ドメインは、ヌクレオチド配列(配列番号:78)によりコードされるヒトIgGのヒンジドメインから誘導されるアミノ酸配列VEPKSC(配列番号:77)を有する。この実施形態の別の態様では、第2のポリペプチド鎖の第6ドメインは、ヌクレオチド配列(配列番号:78)によりコードされるヒトIgGのヒンジドメインから誘導されるアミノ酸配列VEPKSC(配列番号:77)を有する。この実施形態の特定の態様では、第1のポリペプチド鎖の第3ドメインは、ヒトκ軽鎖のC末端の6アミノ酸FNRGEC(配列番号:23)を有し、そして第2のポリペプチド鎖の第6ドメインはアミノ酸配列VEPKSC(配列番号:77)を有する。この実施形態の他の態様では、第2のポリペプチド鎖の第6ドメインは、ヒトκ軽鎖のC末端の6アミノ酸FNRGEC(配列番号:23)を有し、そして第1のポリペプチド鎖の第3ドメインはアミノ酸配列VEPKSC(配列番号:77)を有する。この実施形態の更に他の態様では、第1のポリペプチド鎖の第3ドメインは、ヒトκ軽鎖のC末端の6アミノ酸FNRGEC(配列番号:23)を有し、そして第2のポリペプチド鎖の第6ドメインはヒンジドメインを有する。この実施形態の他の態様では、第2のポリペプチド鎖の第6ドメインは、ヒトκ軽鎖のC末端の6アミノ酸FNRGEC(配列番号;23)を有し、そして第1のポリペプチド鎖の第3ドメインはヒンジドメインを有する。この実施形態の更に他の態様では、第1のポリペプチド鎖の第3ドメインは、ヒトκ軽鎖のC末端の6アミノ酸FNRGEC(配列番号:23)を有し、そして第1のポリペプチド鎖の第6ドメインはFcドメイン又はその一部を有する。この実施形態の更に他の態様では、第2のポリペプチド鎖の第6ドメインは、ヒトκ軽鎖のC末端の6アミノ酸FNRGEC(配列番号:23)を有し、そして第1のポリペプチド鎖の第3ドメインはFcドメイン又はその一部を有する。
他の実施形態において、ジスルフィド結合に関与する第1又は第2のポリペプチド鎖上のシステイン残基は、第1のポリペプチド鎖の第1、第2又は第3ドメインの外側に、そして第2のポリペプチド鎖の第4、第5又は第6ドメインの外側に位置し得る。特に、第1のポリペプチド鎖上のシステイン残基は第1ドメインのN末端、又は第1ドメインのC末端に存在し得る。第1のポリペプチド鎖上のシステイン残基は第2ドメインのN末端、又は第2ドメインのC末端に存在し得る。第1のポリペプチド鎖上のシステイン残基は第3ドメインのN末端、又は第3ドメインのC末端に存在し得る。更に、第2のポリペプチド鎖上のシステイン残基は第4ドメインのN末端、又は第4ドメインのC末端に存在し得る。第2のポリペプチド鎖上のシステイン残基は第5ドメインのN末端、又は第5ドメインのC末端に存在し得る。従って、第2のポリペプチド鎖上のシステイン残基は第6ドメインのC末端、又は第6ドメインのN末端に存在し得る。特定の態様では、ジスルフィド結合は第1のポリペプチド鎖上の少なくとも2個のシステイン残基と第2のポリペプチド鎖上の少なくとも2個のシステイン残基との間に位置し得る。第3ドメインと第6ドメインがFcドメイン又はその一部を含まない特定の態様では、システイン残基が第1のポリペプチド鎖のC末端に、かつ第2のポリペプチド鎖のC末端にあり得る。前述の任意の組合せは本発明に包含されることを理解すべきである。
上に記載した本発明の具体的な実施形態においては、本発明の共有結合型ダイアボディはダイアボディ分子の二量体を包含し、各ダイアボディ分子が第1及び第2のポリペプチド鎖を有している。この実施形態のある態様では、ダイアボディ分子同士が、共有結合はペプチド結合ではないという条件で、共有結合で連結されて二量体を形成している。この実施形態の好ましい態様では、共有結合が二量体の各ダイアボディ分子の第1ポリペプチド鎖上にある少なくとも1個のシステイン残基間のジスルフィド結合である。本発明の更に好ましい態様では、共有結合が二量体を形成している各ダイアボディ分子の第1ポリペプチド鎖上にある少なくとも1個のシステイン残基間のジスルフィド結合であるが、該少なくとも1個のシステイン残基が各第1ポリペプチド鎖の第3ドメインに位置している。
本発明のある態様においては、第1のポリペプチド鎖上の第1ドメインが第2ドメインのN末端、又は第2ドメインのC末端であり得る。第1のポリペプチド鎖上の第1ドメインは第3ドメインのN末端、又は第3ドメインのC末端であり得る。第1のポリペプチド鎖上の第2ドメインは第1ドメインのN末端、又は第1ドメインのC末端であり得る。更に、第1のポリペプチド鎖上の第2ドメインは第3ドメインのN末端、又は第3ドメインのC末端であり得る。従って、第1のポリペプチド鎖上の第3ドメインは第1ドメインのN末端、又は第1ドメインのC末端であり得る。第1のポリペプチド鎖上の第3ドメインは第2ドメインのN末端、又は第2ドメインのC末端であり得る。第2のポリペプチド鎖に関しては、第4ドメインが第5ドメインのN末端、又は第5ドメインのC末端であり得る。第4ドメインは第6ドメインのN末端、又は第6ドメインのC末端であり得る。第2のポリペプチド鎖上の第5ドメインは第4ドメインのN末端、又は第4ドメインのC末端であり得る。第2のポリペプチド鎖上の第5ドメインは第6ドメインのN末端、又は第6ドメインのC末端であり得る。従って、第2のポリペプチド鎖上の第6ドメインは第4ドメインのN末端、又は第4ドメインのC末端であり得る。第2のポリペプチド鎖上の第6ドメインは第5ドメインのN末端、又は第5ドメインのC末端であり得る。前述の任意の組合せは本発明に包含されることを理解すべきである。
ある実施形態において、第1ドメインと第2ドメインは第1のポリペプチド鎖上の第3ドメインのC末端に位置することもできる。あるいは、第1ドメインと第2ドメインは第1のポリペプチド鎖上の第3ドメインのN末端に位置することもできる。第2のポリペプチド鎖に関して、第4ドメインと第5ドメインは第6ドメインのC末端に位置することもできる。あるいは、第4ドメインと第5ドメインは第6ドメインのN末端に存在することもできる。この実施形態の特定の態様では、本発明は共有結合型二重特異性ダイアボディに関し、該ダイアボディはダイアボディ分子の二量体であり、各ダイアボディ分子は第1及び第2のポリペプチド鎖を有し、第1のポリペプチド鎖は、(i)第1のエピトープに特異的な第1の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL1)を含む第1のドメイン、(ii)第2のエピトープに特異的な第2の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH2)を含む第2のドメイン、及び(iii)Fcドメイン又はその一部を含む第3のドメインを有し、第1のドメインと第2のドメインとは共有結合で連結されているが、第1のドメインと第2のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成することはなく、第3のドメインは第1ドメインと第2ドメインの両方のN末端側に位置する。第2のポリペプチド鎖は、(i)第2の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL2)を含む第4のドメイン、(ii)第1の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH1)を含む第5のドメイン、及び(iii)少なくとも1個のシステイン残基を含む第6のドメインを有し、第4のドメインと第5のドメインとは共有結合で連結されているが、第4のドメインと第5のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成することはなく、各ダイアボディ分子の第1のポリペプチド鎖及び第2のポリペプチド鎖は、共有結合はペプチド結合ではないという条件で、共有結合で連結され、各ダイアボディ分子の第1のドメインと第5のドメインが会合して、第1のエピトープと結合する第1の結合部位(VL1)(VH1)を形成し、各ダイアボディ分子の第2のドメインと第4のドメインが会合して、第2のエピトープと結合する第2の結合部位(VL2)(VH2)を形成している。
更に別の実施形態において、本発明は共有結合型四重特異性ダイアボディに関し、該ダイアボディはダイアボディ分子の二量体であり、第1のダイアボディ分子は第1及び第2のポリペプチド鎖を有し、第1のポリペプチド鎖は、(i)第1のエピトープに特異的な第1の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL1)を含む第1のドメイン、(ii)第2のエピトープに特異的な第2の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH2)を含む第2のドメイン、及び(iii)Fcドメイン又はその一部を含む第3のドメインを有し、第1のドメインと第2のドメインとは共有結合で連結されているが、第1のドメインと第2のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成することはなく、第3のドメインは第1ドメインと第2ドメインの両方のN末端側に位置している。第2のポリペプチド鎖は、(i)第2の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL2)を含む第4のドメイン、(ii)第1の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH1)を含む第5のドメイン、及び(iii)少なくとも1個のシステイン残基を含む第6のドメインを有し、第4のドメインと第5のドメインとは共有結合で連結されているが、第4のドメインと第5のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成することはなく、第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖とは、共有結合はペプチド結合ではないという条件で、共有結合で連結され、第1のドメインと第5のドメインとが会合して、第1のエピトープと結合する第1の結合部位(VL1)(VH1)を形成し、第2のドメインと第4のドメインが会合して、第2のエピトープと結合する第2の結合部位(VL2)(VH2)を形成している。そして第2のダイアボディ分子は第1及び第2のポリペプチド鎖を有し、第1のポリペプチド鎖は、(i)第3のエピトープに特異的な第3の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL3)を含む第1のドメイン、(ii)第4のエピトープに特異的な第4の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH4)を含む第2のドメイン、及び(iii)Fcドメイン又はその一部を含む第3のドメインを有し、第1のドメインと第2のドメインとは共有結合で連結されているが、第1のドメインと第2のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成することはなく、第3のドメインは第1ドメインと第2ドメインの両方のN末端側に位置する。第2のポリペプチド鎖は、(i)第4の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL4)を含む第4のドメイン、(ii)第3の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH3)を含む第5のドメイン、及び(iii)少なくとも1個のシステイン残基を含む第6のドメインを有し、第4のドメインと第5のドメインとは共有結合で連結されているが、第4のドメインと第5のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成することはなく、第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖とは、共有結合はペプチド結合ではないという条件で、共有結合で連結され、第1のドメインと第5のドメインとが会合して、第3のエピトープと結合する第1の結合部位(VL3)(VH3)を形成し、第2のドメインと第4のドメインとが会合して、第4のエピトープと結合する第2の結合部位(VL4)(VH4)を形成している。
上述したように、個々のポリペプチド鎖上のドメインは共有結合で連結されている。特定の態様では、第1と第2のドメイン間、第1と第3のドメイン間、第2と第3のドメイン間、第4と第5のドメイン間、第4と第6のドメイン間、及び/又は第5と第6のドメイン間の共有結合はペプチド結合であり得る。特に、第1と第2のドメイン、及び第4と第5のドメインは、第1と第2、及び第4と第5のドメインが結合部位を形成するようには結合しない限り、それぞれ第3のドメイン及び第6のドメインにより、又は追加のアミノ酸残基により分離され得る。アミノ酸残基の数は0、1、2、3、4、5、6、7、8又は9個のアミノ酸残基であり得る。ある好ましい態様では、ドメイン間のアミノ酸残基の数が8個である。
本発明のある態様では、Fcドメインを含む第1及び第2のポリペプチド鎖のドメイン、即ち、場合により、それぞれ第3及び第6のドメインは、該ドメインがヒンジ−Fc領域を含むようにヒンジドメインを更に有することができる。これとは別の実施形態では、第1のポリペプチド鎖又は第2のポリペプチド鎖が、Fcドメインを含むことなくヒンジドメインを有することができる。本発明で用いる重鎖、軽鎖、ヒンジ領域、Fcドメイン、及び/又はヒンジ−Fcドメインは、IgA、IgD、IgE、IgG又はIgMを含む、いずれの免疫グロブリン型にも由来することができる。好ましい態様では、免疫グロブリン型はIgG又はそのいずれかのサブタイプ、即ちIgG、IgG、IgG若しくはIgGである。他の態様では、軽鎖及び重鎖が由来する免疫グロブリンはヒト化又はキメラ化されたものである。
更に、ダイアボディ又はダイアボディ分子が結合する第1エピトープと第2エピトープ、適宜に、第3エピトープと第4エピトープは、同一の抗原に由来する異なるエピトープであることも、異なる抗原に由来する異なるエピトープであることもできる。抗原は、抗体を生成することができるどのような分子であってもよく、例えば、タンパク質、核酸、細菌毒素、細胞表面マーカー、自己免疫マーカー、ウイルスタンパク質、薬物などである。特定の態様では、ダイアボディの少なくとも1つのエピトープ結合部位は、B細胞、T細胞、食細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞、樹状細胞などの特定の細胞上の抗原に対して特異的である。
本実施形態のある態様において、ダイアボディ又はダイアボディ分子の少なくとも1つのエピトープ結合部位はFc受容体に特異的であり、該Fc受容体は活性化性Fc受容体又は抑制性Fc受容体であり得る。特定の態様では、Fc受容体がFcγ受容体であり、Fcγ受容体はFcγRI、FcγRII又はFcγRIII受容体である。より好ましい態様では、FcγRIII受容体がFcγRIIIA(CD16A)受容体又はFcγRIIIB(CD16B)受容体であり、更に好ましくは、FcγRIII受容体がFcγRIIIA(CD16A)受容体である。別の好ましい態様では、FcγRII受容体がFcγRIIA(CD32A)受容体又はFcγRIIB(CD32B)受容体であり、更に好ましくは、FcγRIIB(CD32B)受容体である。特に好ましい態様では、ダイアボディの1つの結合部位がCD32Bに特異的で、他の結合部位がCD16Aに特異的である。本発明の特定の実施形態では、ダイアボディ又はダイアボディ分子の少なくとも1つのエピトープ結合部位が活性化性Fc受容体に特異的で、少なくとも1つの他の部位が抑制性Fc受容体に特異的である。この実施形態のある態様では、活性化性Fc受容体がCD32Aで、抑制性Fc受容体がCD32Bである。この実施形態の他の態様では、活性化性Fc受容体がBCRで、抑制性Fc受容体がCD32Bである。この実施形態の更に他の態様では、活性化性Fc受容体がIgERIで、抑制性Fc受容体がCD32Bである。
1つのエピトープ結合部位がCD16Aに特異的である場合には、VL及びVHドメインがマウス抗体3G8(その配列はクローニングされており、本明細書に明記される)のVL及びVHドメインと同一であることも、類似していることもできる。1つのエピトープ結合部位がCD32Aに特異的である他の場合には、VL及びVHドメインがマウス抗体IV.3のVL及びVHドメインと同一であることも、類似していることもできる。1つのエピトープ結合部位がCD32Bに特異的である更に他の場合には、VL及びVHドメインがマウス抗体2B6(その配列はクローニングされており、本明細書に明記される)のVL及びVHドメインと同一であることも、類似していることもできる。3G8、2B6及びIV.3抗体のVL又はVHドメインのいずれもが任意の組合せで使用できることを理解すべきである。本発明はまた、第1のエピトープがCD32Bに特異的で、第2のエピトープがCD16Aに特異的である二重特異性ダイアボディ又はダイアボディ分子に関する。
他の態様においては、エピトープ結合部位が病原性抗原に特異的であり得る。本明細書で用いる病原性抗原とは、癌、感染症、自己免疫疾患をはじめとする特定の病原性疾患に関わる抗原のことである。従って、病原性抗原は腫瘍抗原、細菌抗原、ウイルス抗原、又は自己免疫抗原であり得る。病原性抗原の例としては、限定するものではないが、リポ多糖、ヒト免疫不全ウイルス、アデノウイルス、呼吸器多核体ウイルス、西ナイルウイルス(例えば、E16及び/又はE53抗原)、及び肝炎ウイルスに由来するウイルス抗原からなる群より選択されるウイルス抗原、核酸(DNA及びRNA)、及びコラーゲンが挙げられる。好ましくは、病原性抗原は中和抗原である。好ましい態様において、一方のエピトープ結合部位がCD16A又はCD32Aに特異的である場合、他方のエピトープ結合部位は自己免疫抗原を除く病原性抗原に特異的である。更に別の好ましい態様において、一方のエピトープ結合部位がCD32Bに特異的である場合、他方のエピトープ結合部位はいずれかの病原性抗原に特異的である。具体的な実施形態では、本発明のダイアボディ分子は同一細胞上の2つの異なる抗原に結合し、例えば、一方の抗原結合部位は活性化性Fc受容体に特異的であるが、他方は抑制性Fc受容体に特異的である。他の実施形態では、ダイアボディ分子は2つの異なるウイルス中和エピトープ、例えば、限定するものではないが、西ナイルウイルスのE16及びE53に結合する。
本発明の更に別の実施形態においては、本発明のダイアボディを用いて様々な疾患や障害を治療することができる。従って、本発明は、有効量の本発明の共有結合型ダイアボディ又はダイアボディ分子を、それを必要とする患者に投与することを含む疾患又は障害の治療方法に関し、該ダイアボディ又はダイアボディ分子は、少なくとも1つの結合部位が癌細胞の表面又は細菌やウイルス粒子の表面に発現される抗原のような病原性抗原に特異的であり、そして少なくとも1つの他の結合部位がFc受容体、例えば、CD16Aに特異的である。
更に別の実施形態においては、本発明は、有効量の本発明のダイアボディ又はダイアボディ分子を、それを必要とする患者に投与することを含む疾患又は障害の治療方法に関し、該ダイアボディ又はダイアボディ分子は、少なくとも1つの結合部位がCD32Bに特異的であり、そして少なくとも1つの他の結合部位がCD16Aに特異的である。
更に別の実施形態においては、本発明は、有効量の本発明の共有結合型ダイアボディ又は共有結合型ダイアボディ分子を、それを必要とする患者に投与することを含む、病原性抗原に対する免疫寛容の誘発方法に関し、該ダイアボディ又はダイアボディ分子は、少なくとも1つの結合部位がCD32Bに特異的であり、そして少なくとも1つの他の結合部位が該病原性抗原に特異的である。この実施形態のある態様では、病原性抗原はアレルゲン又は、例えば、移植した組織に発現されるタンパク質などの、免疫寛容が望まれる別の分子であり得る。
更に別の実施形態においては、本発明は、有効量の本発明の共有結合型ダイアボディ又はダイアボディ分子を、それを必要とする患者に投与することを含む解毒方法に関し、該ダイアボディ又はダイアボディ分子は、少なくとも1つの結合部位が細胞表面マーカーに特異的であり、そして少なくとも1つの他の結合部位が毒素に特異的である。特定の態様では、投与される本発明のダイアボディは、1つの結合部位がFcのような細胞表面マーカーに特異的で、他の結合部位が細菌毒素又は薬物に特異的であるものである。ある態様では、上記細胞表面マーカーは赤血球上に存在しない。
3.1.定義
特に断らないかぎり、本明細書で用いる全ての技術用語、表記法、その他の科学用語又は専門用語は、本発明が属する技術分野の当業者が通常理解する意味を有するものとする。場合によっては、通常理解される意味の用語であっても、明確にするために、及び/又は参考までに本明細書中で定義され、そうした定義を本明細書に含めても、当技術分野で一般的に理解されている意味に対する実質的な相違を表すと必ずしも解釈されるべきでない。本発明の実施には、他に示されない限り、当技術分野内である(組換え法を含む)分子生物学、微生物学、細胞生物学、生化学、核酸化学及び免疫学の従来技術を利用するものとする。そうした技術は文献、例えば、Current Protocols in Immunology(J.E.Coliganら編,1999,2001年の追補を含む);Current Protocols in Molecular Biology(F.M.Ausubelら編,1987,2001年の追補を含む);Molecular Cloning:A Laboratory Manual,第3版(Sambrook and Russel,2001);PCR:The Polymerase Chain Reaction,(Mullisら編,1994);The Immunoassay Handbook(D.Wild編,Stockton Press NY,1994);Bioconjugate Techniques(Greg T.Hermanson編,Academic Press,1996);Methods of Immunological Analysis(R.Masseyeff,W.H.Albert及びN.A.Staines編,Weinheim:VCH Verlags gesellschaft mbH,1993),Harlow and Lane Using Antibodies:A Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,1999;並びにBeaucageら編,Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry John Wiley&Sons,Inc.,New York,2000)に詳しく説明されている。
本明細書中で用いる用語「抗体」は、モノクローナル抗体、多重特異性抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、合成抗体、キメラ抗体、ポリクローナル抗体、ラクダ化抗体、一本鎖Fv(scFv)、一本鎖抗体、Fab断片、F(ab’)断片、ジスルフィド結合二重特異性Fv(sdFv)、細胞内抗体及び抗イディオタイプ(抗Id)抗体(例えば、本発明の抗体に対する抗Id及び抗−抗Id抗体を含む)、並びに上記のいずれかのエピトープ結合断片を指す。特に、抗体は、免疫グロブリン分子及び免疫グロブリン分子の免疫学的に活性な断片、即ち抗原結合部位を含有する分子を含む。免疫グロブリン分子はいずれのタイプ(例えば、IgG、IgE、IgM、IgD、IgA及びIgY)、クラス(例えば、IgG、IgG、IgG、IgG、IgA及びIgA)又はサブクラスであってもよい。
本明細書中で用いる用語「免疫特異的に結合する」、「免疫特異的に認識する」、「特異的に結合する」、「特異的に認識する」及び同様の用語は、抗原(例えば、エピトープ又は免疫複合体)と特異的に結合するが、他の分子とは特異的に結合しない分子を指す。抗原と特異的に結合する分子は、例えばイムノアッセイ、バイアコア(分子間相互作用解析)、又は当技術分野で公知の他のアッセイで測定した際に、より低い親和性で他のペプチド又はポリペプチドと結合してもよい。好ましくは、抗原と特異的に結合する分子は他のタンパク質と交差反応しない。抗原と特異的に結合する分子は、例えば、イムノアッセイ、バイアコア、又は当業者に周知の他の技法により同定することができる。
本明細書中で用いる用語「免疫複合体」は、少なくとも1つの標的分子と少なくとも1つの異種Fcγ領域含有ポリペプチドが互いと結合して、より大きな分子量の複合体を形成するときに形成される構造体を指す。免疫複合体の例は抗原−抗体複合体であり、これは可溶性又は粒状(例えば、細胞表面上の抗原/抗体複合体)のいずれかであることができる。
本明細書中で用いる用語「重鎖」、「軽鎖」、「可変領域」、「フレームワーク領域」、「定常ドメイン」などは、免疫学分野でのそれらの通常の意味を有し、天然の免疫グロブリン中のドメイン及び合成(例えば、組換え)結合タンパク質(例えば、ヒト化抗体、一本鎖抗体、キメラ抗体など)の対応するドメインを指す。天然の免疫グロブリン(例えば、IgG)の基本的な構造単位は、2本の軽鎖と2本の重鎖をもつ四量体であり、通常は約150,000Daの糖タンパク質として発現される。各鎖のアミノ末端(「N」)部分は、主に抗原認識に関与する約100〜110又はそれ以上のアミノ酸からなる可変領域を有する。各鎖のカルボキシ末端(「C」)部分は定常領域を規定しており、1つの定常ドメインを有する軽鎖と、通常3つの定常ドメインとヒンジ領域を有する重鎖を有する。従って、IgG分子の軽鎖の構造はn−V−C−cであり、IgG重鎖の構造はn−V−CH1−H−CH2−CH3−c(ここでHはヒンジ領域)である。IgG分子の可変領域は、抗原と接触する残基を含む相補性決定領域(CDR)と、フレームワークセグメントと呼ばれ、一般に構造を維持し、CDRループの位置を決定する(しかし、特定のフレームワーク残基が抗原と接触してもよい)非CDRセグメントとから成る。従って、V及びVドメインは、構造n−FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4−cを有する。
結合タンパク質又は抗体(本明細書では広義に定義される)に関して述べる場合、各ドメインへのアミノ酸の帰属はカバット(Kabat)のSequences of Proteins of Immunological Interest(National Institutes of Health,Bethesda,Md.,1987及び1991)の定義に従う。免疫グロブリンの成熟重鎖及び軽鎖の可変領域由来のアミノ酸は、その鎖中のアミノ酸の位置によって指定される。カバットは多数の抗体のアミノ酸配列を記載し、各サブグループに共通のアミノ酸配列を同定し、そして各アミノ酸に残基番号を割り当てた。カバットのナンバリング方式は、問題の抗体を、保存アミノ酸を基準にしたカバットの共通配列の1つとアライメントすることにより、彼の一覧表には含まれない抗体にまで拡張することができる。残基番号を割り当てるこの方法は、当該分野で標準的になっており、キメラやヒト化変異体を含む様々な抗体において同等の位置のアミノ酸を容易に同定する。例えば、ヒト抗体軽鎖の50位のアミノ酸は、マウス抗体軽鎖の50位のアミノ酸と同等の位置を占めている。
本明細書中で用いる用語「重鎖」は、IgG抗体の重鎖を特定するために使用される。完全な天然IgGでは、重鎖は免疫グロブリンドメインVH、CH1、ヒンジ、CH2及びCH3を有する。本明細書全体を通して、IgG重鎖中の残基の番号付けは、Kabatら,Sequences of Proteins of Immunological Interest,第5版,Public Health Service,NH1,MD(1991)(参照することにより本明細書に明示的に組み入れる)におけるようなEUインデックスのそれである。「カバットにおけるようなEUインデックス」とは、ヒトIgG1EU抗体の番号付けを指す。ヒトIgG1のヒンジ、CH2及びCH3ドメインを含むアミノ酸配列の例を、以下に記載する図1A及び1Bに示す。図1A及び1Bには、IgG2、IgG3及びIgG4の重鎖のヒンジ、CH2及びCH3ドメインのアミノ酸配列も示されている。IgG2、IgG3及びIgG4アイソタイプのアミノ酸配列は、重鎖間S−S結合を形成する、それぞれのヒンジ領域の最初と最後のシステイン残基を同じ位置に配置することによって、IgG1配列とアライメントされる。IgG2とIgG3のヒンジ領域については、全ての残基がEUインデックスにより番号付けされるとは限らない。
「ヒンジ領域」又は「ヒンジドメイン」は、一般的に、ヒトIgG1のGlu216からPro230までの広がりとして定義される。ヒトIgG1のヒンジ領域のアミノ酸配列の例を図1Aに示す(図1Aでのアミノ酸残基はカバットシステムに従って番号付けされている)。他のIgGアイソタイプのヒンジ領域は、図1Aに示されるように重鎖間S−S結合を形成する最初と最後のシステイン残基を同じ位置に配置することにより、IgG1配列とアライメントさせることができる。
本明細書中で用いる用語「Fc領域」、「Fcドメイン」又は同様の用語は、IgG重鎖のC末端領域を規定するために用いられる。ヒトIgG1を含むアミノ酸配列の例を図1Bに示す。カバットシステムに従って番号付けしたとき、境界はわずかに変化するかも知れないが、Fcドメインはアミノ酸231からアミノ酸447まで延びている(図1Bでのアミノ酸残基はカバットシステムに従って番号付けされている)。図1Bには、IgGアイソタイプIgG2、IgG3及びIgG4のFc領域のアミノ酸配列の例も示されている。
IgGのFc領域は、2つの定常ドメイン、CH2及びCH3を有する。ヒトIgGFc領域のCH2ドメインは、通常、カバットのナンバリングシステムに従ってアミノ酸231からアミノ酸341まで延びている(図1B)。ヒトIgGFc領域のCH3ドメインは、通常、カバットのナンバリングシステムに従ってアミノ酸342からアミノ酸447まで延びている(図1B)。ヒトIgGFc領域のCH2ドメイン(「Cγ2」ドメインとも呼ばれる)は、それが他のドメインと密接に対を形成していないという点で独特である。むしろ、2つのN−結合分岐糖鎖が、完全な天然IgGの2つのCH2ドメイン間に介在している。
本明細書中で用いる用語「FcγR結合タンパク質」、「FcγR抗体」及び「抗FcγR抗体」は互換的に用いられ、様々な免疫グロブリン様タンパク質又は免疫グロブリン由来タンパク質を指す。「FcγR結合タンパク質」はV及び/又はVドメインとの相互作用を介してFcγRと結合する(Fcγ介在結合とは区別される)。FcγR結合タンパク質の例としては、完全ヒト抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体及びヒト化抗体(例えば、2本の重鎖と2本の軽鎖を有する)、それらの断片(例えば、Fab、Fab’、F(ab’)、Fv断片)、二官能性若しくは多官能性抗体(例えば、Lanzavecchiaら,(1987),The Use Of Hybrid Hybridomas To Target Human Cytotoxic T Lymphocytes,Eur.J.Immunol.17:105−111参照)、一本鎖抗体(例えば、Birdら,(1988),Single−Chain Antigen−Binding Proteins,Science,242:423−26参照)、融合タンパク質(例えば、ファージディスプレイ融合タンパク質)、「ミニボディ」(例えば、米国特許第5,837,821号参照)、ならびにV及び/又はVドメイン又はその断片を有する他の抗原結合タンパク質が挙げられる。ある態様において、FcγRIIIA結合タンパク質は「四量体抗体」、即ち、一般的に天然のIgGの構造を有し、かつ可変ドメインと定常ドメイン、即ち、Vドメインと軽鎖定常ドメインを有する軽鎖2本及びVドメインと重鎖ヒンジ及び定常ドメインを有する重鎖2本を有する。
本明細書中で用いる用語「FcγR拮抗物質」及び類似の用語は、FcγRの少なくとも1つの生物学的活性と拮抗する(例えば、シグナル伝達を遮断する)小分子を含む、タンパク質及び非タンパク質性物質を指す。例えば、本発明の分子は、IgGのFcγRへの結合を阻害することによってシグナル伝達を遮断する。
本明細書中で用いる、ポリペプチド又はタンパク質に関する用語「誘導体」は、アミノ酸残基の置換、欠失又は付加の導入により改変されたアミノ酸配列を有するポリペプチド又はタンパク質を指す。本明細書中で用いる用語「誘導体」はまた、改変された、即ち、ポリペプチド又はタンパク質への任意のタイプの分子の共有結合により改変されたポリペプチド又はタンパク質を指す。例えば、限定するものではないが、抗体は、例えば、グリコシル化、アセチル化、PEG化、リン酸化、アミド化、公知の保護/ブロック基による誘導体化、タンパク質分解切断、細胞性抗原又は他のタンパク質との結合などにより改変されてよい。誘導体ポリペプチド又はタンパク質は、限定するものでないが、特定の化学的切断、アセチル化、ホルミル化、ツニカマイシンの代謝合成などを含め、当業者に公知の技術を用いる化学的改変により作製することができる。更に、誘導体ポリペプチド又はタンパク質誘導体は、それが誘導された元のポリペプチド又はタンパク質と同様の又は同一の機能を保持する。
本明細書中で用いる、非タンパク質誘導体に関する用語「誘導体」は、第1の有機又は無機分子の構造に基づいて形成される第2の有機又は無機分子を指す。有機分子の誘導体としては、限定するものではないが、例えば、ヒドロキシル、メチル、エチル、カルボキシル又はアミン基の付加又は欠失により、改変された分子を挙げることができる。有機分子はまた、エステル化、アルキル化及び/又はリン酸化されてもよい。
本明細書中で用いる用語「ダイアボディ分子」は、2本又はそれ以上のポリペプチド鎖又はタンパク質の複合体であって、それぞれが少なくとも1つのVL及びVHドメイン又はその断片を含み、両ドメインが単一のポリペプチド鎖内に含まれている該複合体を指す。特定の実施形態において、「ダイアボディ分子」にはFc又はヒンジ−Fcドメインを有する分子が含まれる。かかる複合体のポリペプチド鎖は同一でも異なっていてもよい。即ち、ダイアボディ分子はホモ多量体又はヘテロ多量体であってよい。特定の態様では、「ダイアボディ分子」は二量体、四量体又はVL及びVHドメインの両方を有する前記ポリペプチド鎖を有する。多量体タンパク質を構成する個々のポリペプチド鎖は、鎖間のジスルフィド結合により多量体の少なくとも1つの他のペプチドと共有結合で連結されていてもよい。
本明細書中で用いる用語「障害」及び「疾患」は、互換的に使用され、被験者の症状を指す。特に、用語「自己免疫疾患」は「自己免疫障害」と互換的に使用され、被験者自身の細胞、組織及び/又は器官に対する被験者の免疫反応に起因する細胞、組織及び/又は器官の損傷により特徴付けられる被験者の症状を指す。用語「炎症性疾患」は用語「炎症性障害」と互換的に使用され、炎症、好ましくは慢性炎症により特徴付けられる被験者の症状を指す。自己免疫障害は炎症を伴っても伴わなくてもよい。更に、炎症は自己免疫障害に起因してもしなくてもよい。従って、ある特定の障害は自己免疫障害と炎症性障害の両方により特徴付けられてもよい。
本明細書中で用いる「同一のポリペプチド鎖」はまた、ほぼ同一のアミノ酸配列を有するポリペプチド鎖を指し、例えば、1個以上のアミノ酸の相違、好ましくは2つのポリペプチド鎖の活性が有意に異ならないような保存的アミノ酸置換を有する鎖が含まれる。
本明細書中で用いる用語「癌」は、異常な無制御の細胞増殖から生じる新生物又は腫瘍を指す。本明細書中で用いる癌には、明確に白血病及びリンパ腫が含まれる。いくつかの実施形態において、癌は局在化したままで存在する良性腫瘍を指す。他の実施形態において、癌は、近隣の身体構造に侵入して破壊し、離れた部位に広がる悪性腫瘍を指す。いくつかの実施形態では、癌は特定の癌抗原と関連する。
本明細書中で用いる用語「免疫調節剤」及びその変形は、宿主の免疫系を変化させる薬剤を指す。ある特定の実施形態においては、免疫調節剤は免疫阻害剤である。ある特定の他の実施形態においては、免疫調節剤は免疫賦活剤である。免疫調節剤としては、限定するものではないが、小分子、ペプチド、ポリペプチド、融合タンパク質、抗体、無機分子、模倣剤及び有機分子が挙げられる。
本明細書中で用いる用語「エピトープ」は、動物、好ましくは哺乳動物、最も好ましくはヒトにおいて抗原性又は免疫原性を有するポリペプチド、タンパク質又は非タンパク質分子の断片を指す。免疫原性を有するエピトープは、動物において抗体応答を誘発するポリペプチド又はタンパク質の断片である。抗原性を有するエピトープは、当業者に周知の方法、例えばイムノアッセイにより測定されるような、抗体が免疫特異的に結合するポリペプチド又はタンパク質の断片である。抗原性エピトープは必ずしも免疫原性である必要はない。
本明細書中で用いる用語「断片」は、別のポリペプチドのアミノ酸配列の少なくとも5個連続したアミノ酸残基、少なくとも10個連続したアミノ酸残基、少なくとも15個連続したアミノ酸残基、少なくとも20個連続したアミノ酸残基、少なくとも25個連続したアミノ酸残基、少なくとも40個連続したアミノ酸残基、少なくとも50個連続したアミノ酸残基、少なくとも60個連続したアミノ酸残基、少なくとも70個連続したアミノ酸残基、少なくとも80個連続したアミノ酸残基、少なくとも90個連続したアミノ酸残基、少なくとも100個連続したアミノ酸残基、少なくとも125個連続したアミノ酸残基、少なくとも150個連続したアミノ酸残基、少なくとも175個連続したアミノ酸残基、少なくとも200個連続したアミノ酸残基、又は少なくとも250個連続したアミノ酸残基のアミノ酸配列を有するペプチド又はポリペプチドを指す。具体的な実施形態においては、ポリペプチドの断片は、そのポリペプチドの少なくとも1つの機能を保持する。
本明細書中で用いる用語「核酸」及び「ヌクレオチド配列」は、DNA分子(例えば、cDNA又はゲノムDNA)、RNA分子(例えば、mRNA)、DNA及びRNA分子の組合せ又はハイブリッドDNA/RNA分子及びDNA又はRNA分子の類似体を含む。このような類似体は、例えば、限定するものではないが、イノシン又はトリチル化塩基を有するヌクレオチド類似体を用いて生成することができる。このような類似体はまた、例えば、ヌクレアーゼ耐性又は高められた細胞膜通過能などの分子に有益な属性を与える、改変された骨格を有するDNA又はRNA分子を有し得る。核酸又はヌクレオチド配列は一本鎖、又は二本鎖であり得、一本鎖部分と二本鎖部分の両方を含んでもよく、また、三本鎖部分を含んでもよいが、好ましくは二本鎖DNAである。
本明細書中で用いる「治療上有効な量」とは、疾患又は障害を治療又は管理するのに十分な治療剤の量を指す。治療上有効な量は、疾患の発症を遅延させるか又は最小限にする、例えば、癌の拡大を遅延させるか又は最小限にするのに十分な治療剤の量を指すこともある。治療上有効な量は、疾患の治療又は管理において治療上の利益を与える治療剤の量を指すこともある。更に、本発明の治療剤についての治療上有効な量は、疾患の治療又は管理において治療上の利益を与える、治療剤単独での又は他の治療との組み合わせにおける治療剤の量を意味する。
本明細書中で用いる用語「予防剤」は、障害の予防に、又は障害の再発又は拡大の予防に使用できる薬剤を指す。予防上有効な量は、過剰増殖性疾患、特に癌の再発又は拡大、又は、限定するものではないが、過剰増殖性疾患の素因がある患者、例えば、遺伝的に癌の素因があるか又は以前に発癌物質に曝された患者などの患者におけるそれらの発生を予防するのに十分な予防剤の量を指してもよい。予防上有効な量はまた、疾患の予防において予防上の利益を与える予防剤の量を指してもよい。更に、本発明の予防剤についての予防上有効な量は、疾患の予防において予防上の利益を与える、予防剤単独での又は他の薬剤との組み合わせにおける予防剤の量を意味する。
本明細書中で用いる用語「予防する」、「予防すること」、「予防」は、予防剤又は治療剤の投与の結果としての、被験者における障害の1つ以上の症状の再発又は発症の予防を指す。
本明細書中で用いる用語「組み合わせ」は、2種以上の予防剤及び/又は治療剤の使用を指す。用語「組み合わせ」の使用は、予防剤及び/又は治療剤を障害のある被験者に投与する順序を制限するものではない。第1の予防剤又は治療剤は、障害のある被験者に第2の予防剤又は治療剤を投与する前(例えば5分、15分、30分、45分、1時間、2時間、4時間、6時間、12時間、24時間、48時間、72時間、96時間、1週間、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、8週間又は12週間前)に、同時に、又は投与した後(例えば5分、15分、30分、45分、1時間、2時間、4時間、6時間、12時間、24時間、48時間、72時間、96時間、1週間、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、8週間又は12週間後)に、投与することができる。
本明細書において用いられる「エフェクター機能」は、抗体のFc領域と、Fc受容体又は抗原との相互作用によりもたらされる生化学的事象を意味する。エフェクター機能の例としては、それらに限定されるものではないが、抗体依存性細胞媒介性障害作用(ADCC)、抗体依存性細胞媒介性食作用(ADCP)及び補体依存性細胞毒性作用(CDC)が挙げられる。エフェクター機能には、抗原の結合後に作用するものと、抗原の結合とは無関係に作用するものの両方が含まれる。
本明細書において用いられる「エフェクター細胞」は、1つ以上のFc受容体を発現し、1つ以上のエフェクター機能を媒介する、免疫系の細胞を意味する。エフェクター細胞の例としては、それらに限定されるものではないが、単球、マクロファージ、好中球、樹状細胞、好酸球、肥満細胞、血小板、B細胞、大型顆粒リンパ球、ランゲルハンス細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞があり、任意の生物、例えば、それらに限定されるものではないが、ヒト、マウス、ラット、ウサギ及びサルに由来し得る。
本明細書中で用いる用語「免疫複合体と特異的に結合する」及び類似の用語は、免疫複合体と特異的に結合するが、別の分子とは特異的に結合しない分子を指す。免疫複合体と特異的に結合する分子は、例えば、イムノアッセイ、バイアコア、又は当技術分野で公知の他のアッセイ法により測定された場合、より低い親和性で他のペプチド又はポリペプチドと結合してもよい。好ましくは、免疫複合体と特異的に結合する分子は他のタンパク質と交差反応しない。免疫複合体と特異的に結合する分子は、例えば、イムノアッセイ、バイアコア、又は当業者に公知の他の技法により、同定することができる。
本明細書中で用いる「安定な融合タンパク質」とは、当業者に公知の通常の生化学的及び機能性アッセイを用いて評価したとき、作製及び/又は保存中に最小限ないし検出不能レベルの分解を受ける融合タンパク質を指し、生物学的活性、例えば、FcγRとの結合を低下させることなく、長期間保存することができる。
ヒトIgGCH1、ヒンジ及びFc領域のアミノ酸配列を示す図である。図1は、ヒトIgG1、IgG2、IgG3及びIgG4のヒンジ(A)及びFc(B)ドメインのアミノ酸配列を示す(IgG1ヒンジドメイン(配列番号1);IgG2ヒンジドメイン(配列番号2);IgG3ヒンジドメイン(配列番号3);IgG4ヒンジドメイン(配列番号4);IgG1Fcドメイン(配列番号5);IgG2Fcドメイン(配列番号6);IgG3Fcドメイン(配列番号7);IgG1Fcドメイン(配列番号8))。図1A及び1Bに示されるアミノ酸残基は、カバットEUのナンバリングシステムに従って番号が付されている。アイソタイプ配列については、重鎖間のS−S結合を形成するそれぞれのヒンジ領域の最初と最後のシステイン残基を同一位置に配置することによって、IgG1配列とのアライメントを行っている。 図1Bでは、CH2ドメイン中の残基を+で示し、CH3ドメイン中の残基を〜で示している。 共有結合型二機能性ダイアボディのポリペプチド鎖の模式図を示す。共有結合型二機能性ダイアボディのポリペプチドは、短いペプチドリンカーで分離された抗体VLドメイン及び抗体VHドメインから成る。8個のアミノ酸残基のリンカーは、一本鎖ポリペプチド鎖のscFv構築物への自己集合を妨げており、その代わりに、異なるポリペプチド鎖のVLドメイン及びVHドメイン間の相互作用が優先する。4つの構築物が作製された(各構築物は、構築物の左側のアミノ末端(「n」)から図の右側のカルボキシ末端(「c」)まで記載されている)。構築物(1)(配列番号9)は、n−VLドメインHu2B6−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu3G8のVHドメイン−及びC末端配列(LGGC)−cを含み、構築物(2)(配列番号11)は、n−VLドメインHu3G8−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu2B6のVHドメイン−及びC末端配列(LGGC)−cを含み、構築物(3)(配列番号12)は、n−VLドメインHu3G8−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu3G8のVHドメイン−及びC末端配列(LGGC)−cを含み、構築物(4)(配列番号13)は、n−VLドメインHu2B6−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu2B6のVHドメイン−及びC末端配列(LGGC)−cを含む。 アフィニティー精製されたダイアボディのSDS−PAGE分析を示す図である。アフィニティー精製されたダイアボディを還元(レーン1〜3)又は非還元(レーン4〜6)条件下でSDS−PAGE分析した。標準品のおおよその分子量を(レーン3及び4の間に)示している。レーン1及び4はh3G8CMDを、レーン2及び5はh2B6CMDを、レーン3及び6はh2B6−h3G8CBDを示す。 アフィニティー精製されたダイアボディのSEC分析を示す図である。アフィニティー精製されたダイアボディをSEC分析した。(A)既知標準品、即ち、全長IgG(〜150kDa)、IgGのFab断片(〜50kDa)、及びscFv(〜30kDa)の溶出プロファイル。(B)h2b6CMD、h3G8CMD及びh2B6−h3G8CBDの溶出プロファイル。 アフィニティー精製されたダイアボディのSEC分析を示す図である。アフィニティー精製されたダイアボディをSEC分析した。(A)既知標準品、即ち、全長IgG(〜150kDa)、IgGのFab断片(〜50kDa)、及びscFv(〜30kDa)の溶出プロファイル。(B)h2b6CMD、h3G8CMD及びh2B6−h3G8CBDの溶出プロファイル。 h2B6−h3G8CBDのsCD32B及びsCD16Aへの結合を示す図である。h2B6−h3G8CBDのsCD32B及びsCD16Aへの結合を、サンドイッチELISAで分析した。sCD32Bを標的タンパク質として使用した。第2プローブは、HRPコンジュゲートsCD16Aとした。CD16Aに結合するh3G8CMDを対照として使用した。 ダイアボディのsCD16A、sCD32B又はsCD32Bへの結合のバイアコア解析を示す図である。h2B6−h3G8CBD、h2B6CMD及びh3G8CMDのsCD16A、sCD32B及びsCD32A(陰性対照)への結合をSPR解析によって分析した。h3G8scFvも対照として試験した。(A)sCD16への結合、(B)sCD32Bへの結合、及び(C)sCD32Aへの結合。ダイアボディを100nMの濃度で、scFvを200nMの濃度で、流速50mL/分にて60秒間、受容体表面に注入した。 ダイアボディのsCD16A、sCD32B又はsCD32Bへの結合のバイアコア解析を示す図である。h2B6−h3G8CBD、h2B6CMD及びh3G8CMDのsCD16A、sCD32B及びsCD32A(陰性対照)への結合をSPR解析によって分析した。h3G8scFvも対照として試験した。(A)sCD16への結合、(B)sCD32Bへの結合、及び(C)sCD32Aへの結合。ダイアボディを100nMの濃度で、scFvを200nMの濃度で、流速50mL/分にて60秒間、受容体表面に注入した。 ダイアボディのsCD16A、sCD32B又はsCD32Bへの結合のバイアコア解析を示す図である。h2B6−h3G8CBD、h2B6CMD及びh3G8CMDのsCD16A、sCD32B及びsCD32A(陰性対照)への結合をSPR解析によって分析した。h3G8scFvも対照として試験した。(A)sCD16への結合、(B)sCD32Bへの結合、及び(C)sCD32Aへの結合。ダイアボディを100nMの濃度で、scFvを200nMの濃度で、流速50mL/分にて60秒間、受容体表面に注入した。 sCD16A及びsCD32Bへのダイアボディの結合のバイアコア解析を示す図である。h2B6−h3G8CBD、h2B6CMD及びh3G8CMDのsCD16A及びsCD32Bへの結合をSPR解析によって分析した。h3G8scFvも対照として試験した。(A)h3G8CMDのsCD16Aへの結合、(B)h2B6−h3G8CBDのsCD16への結合、(C)h3G8scFvのsCD16Aへの結合、(D)h2B6CMDのsCD32Bへの結合、及び(E)h2B6−h3G8CBDのsCD32Bへの結合。ダイアボディを6.25〜200nMの濃度で、流速70mL/分にて180秒間、受容体表面に注入した。 共有結合型二重特異性ダイアボディ分子を形成するためのVL及びVHドメインを有するポリペプチド鎖の相互作用を示す模式図である。NH及びCOOHは、それぞれ各ポリペプチド鎖のアミノ末端及びカルボキシ末端を表す。Sは、各ポリペプチド鎖のC末端システイン残基を表す。VL及びVHは、それぞれ軽鎖可変ドメイン及び重鎖可変ドメインを示す。点線及び破線は、2つのポリペプチド鎖同士を区別するためのものであり、特に前記鎖のリンカー部分を表している。h2B6Fv及びh3G8Fvは、それぞれCD32B及びCD16に特異的なエピトープ結合部位を示す。 共有結合型二重特異性ダイアボディのFcドメインを含むポリペプチド鎖の模式図を示す。本発明のダイアボディ分子のポリペプチド構築物を示す(各構築物は、構築物の左側のアミノ末端(「n」)から図の右側のカルボキシ末端(「c」)まで記載されている)。構築物(5)(配列番号14)は、n−VLドメインHu2B6−第1リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu3G8のVHドメイン−第2リンカー(LGGC)−及びヒトIgG1−cのC末端Fcドメインを有し、構築物(6)(配列番号15)は、n−VLドメインHu3G8−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu2B6のVHドメイン−及び第2リンカー(LGGC)−及びヒトIgG1−cのC末端Fcドメインを有し、構築物(7)(配列番号16)は、n−VLドメインHu2B6−第1リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu3G8のVHドメイン−及びC末端配列(LGGCFNRGEC)(配列番号17)−cを有し、構築物(8)(配列番号18)は、n−VLドメインHu3G8−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu2B6のVHドメイン−及び第2リンカー(LGGC)−及びヒトIgG1のC末端ヒンジ/Fcドメイン(A215Vのアミノ酸置換を有する)−cを有する。 Fcドメインを有するダイアボディ分子のsCD32B及びsCD16Aへの結合を示す図である。Fcドメインを有するダイアボディ分子のsCD32B及びsCD16Aへの結合を、サンドイッチELISAでアッセイした。アッセイしたダイアボディは、3つの組換え発現系により作製された:構築物1及び6をそれぞれ発現するpMGX669及びpMGX674のコトランスフェクション、構築物2及び5をそれぞれ発現するpMGX667及びpMGX676のコトランスフェクション、及び構築物5及び6をそれぞれ発現するpMGX674及びpMGX676のコトランスフェクション。sCD32Bを標的タンパク質として使用した。第2プローブは、HRP結合sCD16Aとした。 二価の共有結合型ダイアボディ分子を形成するために、それぞれ1つのFcドメインを有する、2つのポリペプチド鎖の相互作用を示す模式図である。NH及びCOOHは、それぞれ各ポリペプチド鎖のアミノ末端及びカルボキシ末端を表す。Sは、各ポリペプチド鎖の第2リンカー配列中のシステイン残基間の少なくとも1つのジスルフィド結合を表す。VL及びVHは、それぞれ軽鎖可変ドメイン及び重鎖可変ドメインを示す。点線及び破線は、2つのポリペプチド鎖同士を区別するためのものであり、特に前記鎖の第1リンカー部分を表している。CH2及びCH3は、FcドメインのCH2及びCH3定常ドメインを示す。h2B6Fv及びh3G8Fvは、それぞれCD32B及びCD16に特異的なエピトープ結合部位を示す。 ヒンジ/Fcドメインを有するダイアボディ分子のsCD32B及びsCD16Aへの結合を示す図である。Fcドメインを有するダイアボディ分子のsCD32B及びsCD16Aへの結合を、サンドイッチELISAでアッセイした。アッセイしたダイアボディは、4つの組換え発現系により作製した:構築物1及び6をそれぞれ発現するpMGX669+pMGX674のコトランスフェクション、構築物2及び8をそれぞれ発現するpMGX669+pMGX678のコトランスフェクション、構築物7及び6をそれぞれ発現するpMGX677+pMGX674のコトランスフェクション、及び構築物7及び8をそれぞれ発現するpMGX677+pMGX678のコトランスフェクション。sCD32Bを標的タンパク質として使用した。第2プローブは、HRP結合sCD16Aとした。 四量体ダイアボディ分子を形成するためのポリペプチド鎖の相互作用を示す模式図である。NH及びCOOHは、それぞれ各ポリペプチド鎖のアミノ末端及びカルボキシ末端を表す。Sは、Fcを有する「重い」ポリペプチド鎖の第2リンカー配列中のシステイン残基と、Fcを有さない「軽い」ポリペプチド鎖のC末端配列中のシステイン残基との間の少なくとも1つのジスルフィド結合を表す。VL及びVHは、それぞれ軽鎖可変ドメイン及び重鎖可変ドメインを示す。点線及び破線は、ポリペプチド鎖同士を区別するためのものであり、特に前記重い鎖の第1リンカー部分又は前記軽い鎖のリンカーを表す。CH2及びCH3は、FcドメインのCH2及びCH3定常ドメインを示す。h2B6Fv及びh3G8Fvは、それぞれCD32B及びCD16に特異的なエピトープ結合部位を示す。 共有結合型二重特異性ダイアボディのFcドメインを含むポリペプチド鎖の模式図を示す。本発明のダイアボディ分子を形成するポリペプチド構築物を示す(各構築物は、構築物の左側のアミノ末端(「n」)から図の右側のカルボキシ末端(「c」)まで記載されている)。構築物(9)(配列番号19)は、n−ヒトIgG1のヒンジ/Fcドメイン−VLドメインHu3G8−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu2B6のVHドメイン−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−及びC末端LGGC配列−cを有し、構築物(10)(配列番号20)は、n−ヒトIgG1のFcドメイン−Hu3G8のVLドメイン−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu2B6のVHドメイン−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−及びC末端LGGC配列−cを有し、構築物(11)(配列番号21)は、n−VLドメインHu2B6(G105C)−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu3G8のVHドメイン−及びA215Vのアミノ酸置換を有するヒトIgG1のC末端ヒンジ/Fcドメイン−cを有し、構築物(12)(配列番号22)は、n−VLドメインHu3G8−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu2B6(G44C)のVHドメイン−及びC末端FNRGEC(配列番号23)配列−cを有する。 アフィニティー四量体ダイアボディのSDS−PAGE及びウェスタンブロット解析を示す図である。構築物10及び1、構築物9及び1、構築物11及び12を発現するベクターをコトランスフェクトされた組換え発現系により作製されたダイアボディを、非還元的条件のSDS−PAGE解析(A)、及びヤギ抗ヒトIgG1H+Lをプローブとして用いたウェスタンブロット解析(B)した。SDS−PAGEゲル中のタンパク質をシンプリー・ブルー・セーフステイン(Simply Blue Safestain;Invitrogen社)で可視化した。A及びBの両パネルにおいて、構築物10及び1、構築物9及び1、構築物11及び12Aを有するダイアボディ分子は、それぞれレーン1、2、3に相当する。 Fcドメイン及び遺伝子操作によって作られた鎖間ジスルフィド結合を有するダイアボディ分子のsCD32B及びsCD16Aへの結合を示す図である。Fcドメイン及び「軽い」ポリペプチド鎖と「重い」ポリペプチド鎖との間の遺伝子操作によって作られたジスルフィド結合を有するダイアボディ分子の、sCD32B及びsCD16Aへの結合をサンドイッチELISAでアッセイした。アッセイしたダイアボディは、3つの組換え発現系により作製した:それぞれ構築物1及び10を発現する系、構築物1及び9を発現する系、及び構築物11及び12を発現する系。sCD32Bを標的タンパク質として使用した。第2プローブは、HRPコンジュゲートsCD16Aとした。h3G8の結合を対照として用いた。 ダイアボディ分子のポリタンパク質前駆体の模式図、及びλ軽鎖及び/又はヒンジドメインを含むポリペプチド鎖の模式図である。本発明のダイアボディ分子を有するポリペプチド構築物を示す(各構築物は、構築物の左側のアミノ末端(「n」)から図の右側のカルボキシ末端(「c」)まで記載されている)。構築物(13)(配列番号95)は、n−VLドメイン3G8−第1リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−2.4G2VHのVHドメイン−第2リンカー(LGGC)−フューリン認識部位(RAKR(配列番号93))−2.4G2のVLドメイン−第3リンカー(GGGSGGG(配列番号10)−3G8のVHドメイン−及びC末端LGGCドメイン(配列番号95をコードするヌクレオチド配列は配列番号96に示す)を有する。構築物(14)(配列番号97)は、n−VLドメイン3G8−第1リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−2.4G2VHのVHドメイン−第2リンカー(LGGC)−フューリン認識部位(RAKR(配列番号93))−FMD(口蹄疫ウイルスプロテアーゼC3)部位−2.4G2のVLドメイン−第3リンカー(GGGSGGG(配列番号10)−3G8のVHドメイン−及びC末端LGGCドメイン(配列番号97をコードするヌクレオチド配列は配列番号98に示す)を有する。構築物(15)(配列番号99)は、n−VLドメインHu2B6−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu3G8のVHドメイン−及びC末端FNRGEC(配列番号23)ドメイン(配列番号99をコードするヌクレオチド配列は配列番号100に示す)を有する。構築物(16)(配列番号101)は、n−VLドメインHu3G8−リンカー(GGGSGGGG(配列番号10))−Hu2B6のVHドメイン−C末端VEPKSC(配列番号77)ドメイン(配列番号101をコードするヌクレオチド配列は配列番号102に示す)を有する。 ポリタンパク質前駆体分子に由来するダイアボディ分子のmCD32B及びsCD16Aへの結合を示す図である。ポリタンパク質前駆体分子構築物13(配列番号95)に由来するダイアボディ分子のマウスCD32B(mCD32B)及び可溶性CD16A(sCD16A)への結合をサンドイッチELISAでアッセイした。mCD32Bを標的タンパク質として用いた。第2プローブはビオチンコンジュゲートsCD16Aとした。 λ鎖及び/又はヒンジドメインを有するダイアボディ分子のsCD32B及びsCD16Aへの結合を示す図である。ヒトλ軽鎖のC末端に由来するドメイン及び/又はIgGのヒンジドメインを有するダイアボディ分子のsCD32B及びsCD16Aへの結合をサンドイッチELISAでアッセイし、構築物1及び2(図5)を有するダイアボディと比較した。アッセイしたダイアボディは、構築物15及び16(それぞれ配列番号99及び配列番号101)を発現する組換え発現系により作製した。sCD32Bを標的タンパク質として使用した。第2プローブはHRPコンジュゲートsCD16Aとした。小さな四角を付した棒線は構築物15/16の組合せ物を表し、また大きな四角を付した棒線は構築物1/2の組合せ物を表す。 細胞及びフルオレセインコンジュゲート分子の表面に位置するCD32Bへの2B6/4420DARTの結合を示す模式図である。図は、2B6アームを他の特異性で置換する可能性と共にDARTの「万能アダプター」である抗フルオレセインアームの柔軟性を示す。V領域は長方形として示し、GGGSGGGG(配列番号10)リンカーは線として示し、ジスルフィド結合は2つの鎖を接続して示す。1つの鎖の構築物は青で示し、その他はピンクで示す。Nはアミノ末端、Cはカルボキシ末端、FLはフルオレセイン、VLは軽鎖可変領域、VHは重鎖可変領域である。 (パネルA及びB)2B6/4420DARTはフルオレセインコンジュゲート分子に特異的に結合し、同時にCD32Bに結合することができる。(A)2B6/4420又は2B6/3G8は、FITC−Sタンパク質が被覆されているELISAプレートに結合した。2B6アームの結合及び機能を、可溶性CD32B、続いてCD32Bに特異的な抗体及びHRPで結合された二次検出抗体の関与により検出した。(B)2B6/4420又は2B6/3G8は、HuIgG又はFITC−HuIgG(フルオレセイン結合)が被覆されているELISAプレートに結合した。結合は、2B6Fvに特異的なポリクローナル血清、続いてHRP結合第2抗体の関与により検出した。 (パネルA及びB)抗ヒトCD79B抗体を使用する精製B細胞の活性化を示す図である。精製B細胞は、抗ヒトCD79b抗体、FITCコンジュゲートCB3.1−FITC(A)又はCB3.2−FITC(B)の濃度の増加と50μg/mLのGAMIgGFc特異的F(ab’)断片により活性化した(x−軸)。B細胞は、PBS(白棒線)又は5μg/mLのαFITCαCD32BDART(黒棒線)若しくはαCD16αCD32BDART(灰色棒線)の存在下に活性化された。反応は三重で行い、標準偏差を算出した。 (パネルA及びB)精製B細胞の活性化を示す図である。第2の健常なドナーからの精製B細胞は、図22のパネルBで説明したように活性化した。増殖指数は、抗CD79b抗体、FITCコンジュゲートCB3.2−FITC(A)の存在下に活性化された細胞中で測定し、非標識CB3.2抗体(B)の存在下に活性化した細胞の増殖指数と比較した。 (上及び下パネル)MGD261を使用したHCD16A/BトランスジェニックマウスにおけるインビボマウスB細胞の除去を示す図である。MacroGenics繁殖コロニー由来のmCD32−/−hCD16A+C57B1/6、mCD32−/−hCD32B+C57B1/6及びmCD32−/−hCD16A+hCD32B+C57B1/6マウスにMGD261(10、3、1又は0.3mg/kg)又は無関係な抗体(hE16:10mg/kg)を0、3、7、10、14及び17日目に静脈内注射した。血液を−19(前採血)、4、11、18、25及び32日目にFACS分析用に採血した。動物の健康及び活動状態を週3回記録した。上パネル:h2B6−3G8及びWNVmAb、下パネル:h2B6−3G8−hCD16A又はhCD32Bマウス及びWNVmAb−hCD16A又はhCD32Bマウス。 2.4G2−3G8DBを使用したHCD16A/BトランスジェニックマウスにおけるインビボマウスB細胞の除去を示す図である。MacroGenics繁殖コロニー由来のmCD16−/−、mCD16−/−hCD16A+C57B1/6、mCD16−/−hCD16B+及びmCD16−/−hCD16A+hCD16B+マウスに2.4G2−3G8DB(75μg/マウス)又はPBSを0、2、4、7、9、11、14、16及び18日目に静脈内注射した。血液を−10(前採血)、4、11及び18日目にFACS分析用に採血した。動物の健康及び活動状態を週3回記録した。 ヒト腫瘍細胞株ラジ(Raji)の静脈(IV)モデルを使用したMGD261の抗腫瘍活性を実証する図である。12〜20週齢のMacroGenics繁殖コロニー由来のmCD16−/−、hCD16A+、RAG1−/−C57B1/6マウスに5×10個のラジ細胞を0日目に静脈内注射した。6、9、13、16、20、23、27及び30日目に、250、25又は2.5μgのMGD261又はPBS(陰性対照)をマウス腹腔内に投与した後、マウスを毎日観察し、体重を週2回記録した。後肢麻痺を起したマウスを屠殺した。 非哺乳類宿主でのDARTの発現を示す図である。BL21DE3細胞(Novagen)をpET25b(+)T7−lac+3G8/3G8プラスミドで形質転換し、アンピシリン耐性コロニーをブロス培養に播種した。培養物が0.5OD600ユニットに達したら、0.5mMのIPTGを添加して発現を誘導した。培養物を30℃で2時間増殖させて、無細胞培地を集めた。 DARTのELISAを示す。96−ウェルMaxisorpプレートを使用してh3G8−h3G8DART結合ELISAを行った。反応後、プレートをPBS−Tで3回洗浄し、各ウェル80μlのTMB基質で展開した。5分間のインキュベーション後、反応を各ウェル40μlの1%HSOで停止した。96−ウェルプレートリーダー及びSOFTmaxソフトウェアを使用してOD450nmを測定した。読み出しはGraphPadPrism3.03ソフトウェアを使用してプロットした。 DART誘導ヒトB細胞死を示す。ヒトPBMCを示された分子と一夜インキュベートした。アポトーシスをFACS分析により、全FSC/SSC非依存性個体数に対するB細胞(CD20+細胞)のPIアネキシン‐V個体数の割合としてアッセイした。 8B5−CB3.1DART構築物を示す。本発明を説明するために多様な8B5−CB3.1DART構築物を作製した。構築物5及び6、6及び7、8及び9又は9及び10をコードする発現プラスミドをHEK−293細胞にコトランスフェクトし、抗フラグタグを有する又は有しない8B5−CB3.1DARTを、Lipofectamine2000(Invitrogen)を使用して発現させた。条件培地を3日毎に3回採取した。その後、条件培地をCD32Bアフィニティーカラムで精製した。 8B5−CB3.1DARTのELISAを示す。8B5−CB3.1DART/ch8B5競合ELISAを、96−ウェルMaxisorpプレートを使用して行った。反応後、プレートをPBS−Tで3回洗浄し、各ウェル80μlのTMB基質で展開した。5分間のインキュベーション後、反応を各ウェル40μlの1%HSOで停止した。96−ウェルプレートリーダー及びSOFTmaxソフトウェアを使用してOD450nmを測定した。読み出しはGraphPadPrism3.03ソフトウェアを使用してプロットした。 四価DART構造の模式図を示す。4個のポリペプチド鎖の会合により作製されたDART種の一般的な構造を示す。Ig様DARTの4つの抗原結合ドメインは、縞及び灰色の楕円として示される。 Ig様四価DARTを示す。Ig様四価DARTのエピトープ結合部位の模式図である。 mCD32−hCD16A結合ELISAである。実施例6.10のIg様四価DART種が対照(ch−mCD32mAb)抗体又は他のDART種よりも高アフィニティーで抗原と結合することを立証するELISAの結果を示す。 IgDART分子の模式図である。IgDART分子の模式図を示す。特異性は陰影、模様又は白色領域によって示し、定常領域は黒で、ジスルフィド結合は黒の点線で示す。全てのタンパク質鎖のN末端は、図の上部方向に向けられており、全てのタンパク質鎖のC末端は、図の下部方向に向けられている。例示のA〜Eは二重特異性、例示のF〜Jは三重特異性である。例示のA及びEは四価であり、例示のB、C、F、I及びJは六価であり、例示のD、G及びHは八価である。個々のドメインの詳しい説明については図1、2、9、14及び17並びにセクション3.1を参照のこと。 HU2B64.5−HU3G85.1二重特異性ダイアボディの結合能を示す。HU2B64.5−HU3G85.1二重特異性ダイアボディ(四角)のCD32b及びCD16aへの結合能を、Hu2B64.5又はHu3G85.1ダイアボディ(三角)と比較して示す。 E−コイル及びK−コイルDART誘導体の模式図を示す。E−コイル及びK−コイルDART誘導体の一般的な構造を示す。 好ましいE−コイル及びK−コイル分離体のへリックス配置を示す。好ましい「E−コイル」配列(EVAALEK)(配列番号299)及び好ましい「K−コイル」配列(KVAALKE)(配列番号300)のへリックス配置を示す。 E−コイル及びK−コイルFc含有DART誘導体を示す。鎖交換により形成することが可能なE−コイル及びK−コイルFc含有DART誘導体の異なる種を示す。 h2B6YAhCB3DARTのE−コイル及び/又はK−コイル誘導体及びE−コイル及び/又はK−コイルFc含有誘導体のサイズ排除クロマトグラフィーを示す。h2B6YAhCB3DARTのE−コイル及び/又はK−コイル誘導体及びE−コイル及び/又はK−コイルFc含有誘導体のサイズ排除クロマトグラフィーの結果を示す。4種のそのような分子を解析した。全てがE−コイル及びK−コイル:EK(Fc領域なし)、2.1mg;EFc/K(FcがE−コイルに結合)、2.7mg;E/KFc(FcがK−コイルに結合)、1.8mg;EFc/KFc(Fcが同じDARTのK−コイル及びE−コイルに結合)、2.0mg。 作製した二量体分子の構造を示す。図40のサイズ排除クロマトグラフィーにより同定された、作製された二量体分子の予想される構造を示す。 h2B6YAhCB3DARTのE−コイル及び/又はK−コイル誘導体及びE−コイル及び/又はK−コイルFc含有誘導体のSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動分析を示す。h2B6YAhCB3DARTのE−コイル及び/又はK−コイル誘導体及びE−コイル及び/又はK−コイルFc含有誘導体のサイズ排除クロマトグラフィー(図40)により得られた分画のSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動分析の結果を示す。側方レーン:分子マーカー対照、レーン1:EK(Fc領域なし);レーン2:EFc/K、集合体分画;レーン3:EFc/K、単量体分画;レーン4:E/KFc、集合体分画;レーン5:E/KFc、単量体分画;レーン6:EFc/KFc、集合体分画;レーン7:EFc/KFc、二量体分画;レーン8:EFc/KFc、単量体分画。 二重特異性結合ELISA分析を示す。E−コイル/K−コイルを含有するFc含有h2B6YAhCB3DART誘導体(EFc/K又はE/KFc)、h2B6YAhCB3DART、対照及びEFc/KFch2B6YAhCB3DART誘導体を比較する二重特異性結合ELISAの結果を示す。 h2B6YAhCB3DARTのE−コイル及び/又はK−コイル誘導体及びE−コイル及び/又はK−コイルFc含有誘導体のT細胞増殖抑制能である。h2B6YAhCB3DARTのE−コイル及び/又はK−コイル誘導体及びE−コイル及び/又はK−コイルFc含有誘導体のT細胞増殖抑制能を示す。 hCD16−hCD32B ABD−DARTである。組み換え抗体分子、hCD16及びhCD32B抗原と免疫反応性である組み換え二重特異性DARTに融合した連鎖球菌タンパク質GからなるhCD16−hCD32B ABD−DARTを模式的に示す。 二重特異性ELISAによるhCD16−hCD32B ABD−DARTの結合アフィニティーである。ELISAプレートは、濃度2μg/mLのCD16抗原(図46A)又はヒト血清アルブミン(図46B)で被覆した。hCD16−hCD32B ABD−DART(■)及び対照hCD16−hCD32B DART(○)の濃度を2μg/mLから変えて結合させた。ビオチニル化sCD32B抗原をプレートに添加後、HRP結合ストレプトアビジンを添加し検出した。 二重特異性ELISAによるhCD16−hCD32B ABD−DARTの結合アフィニティーである。ELISAプレートは、濃度2μg/mLのCD16抗原(図46A)又はヒト血清アルブミン(図46B)で被覆した。hCD16−hCD32B ABD−DART(■)及び対照hCD16−hCD32B DART(○)の濃度を2μg/mLから変えて結合させた。ビオチニル化sCD32B抗原をプレートに添加後、HRP結合ストレプトアビジンを添加し検出した。 DARTタンパク質のPBMC介在細胞毒性である。DARTタンパク質のPBMC介在細胞毒性を示す。ADCCアッセイは、エフェクター細胞としてのPBMCとインキュベートする標的細胞としてのヒトB細胞株、Duadiを用いて行った。個々の分析は、20:1のエフェクター対標的比で、抗体の滴定:hCD16A−hCD32B DART(●)及びhCD16A−hCD32B ABD−DART(■)を三重に行った。細胞介在細胞毒性は、LDH放出アッセイにより測定した。10で下側の曲線がhCD16A−hCD32B ABD−DART(■)である。 C57B1/6マウスにおけるhCD16−hCD32B ABD−DARTの改良された薬物動態的特徴である。マウス(n=3)に、5mg/kgの(A)hCD16−hCD32B ABD−DART(●)及び(B)hCD16−hCD32B DART(▲)を単回静脈内注射した。マウス血清を様々な時点で採取し、血清中のタンパク質濃度をELISAで定量した。薬物動態の計算は、WinNonlin Professional5.1を使用して行った。 HER2低発現細胞株のパネル上でのHER2xTCRb−DART活性である。Her2及びT細胞受容体(TCR)結合ドメインを有するDART分子を、低濃度のHER2発現(及び抗−Her2/neu抗体、ハーセプチン(登録商標)での治療が無効である)を示すことにより予め特徴付けされた、多発性乳癌、大腸癌、膀胱癌細胞株において、細胞毒性を仲介する能力について試験した。試験された乳癌細胞株はZR75−1(HER2、2+)(図49A)、MCF−7(HER2、1+)(図49B)及びMDA−MB468(HER2−ve)(図49C)である。試験された非乳癌細胞株は、HT−29(大腸癌細胞株)(図49D)及びSW780(膀胱癌細胞株)(図49E)である。 HER2低発現細胞株のパネル上でのHER2xTCRb−DART活性である。Her2及びT細胞受容体(TCR)結合ドメインを有するDART分子を、低濃度のHER2発現(及び抗−Her2/neu抗体、ハーセプチン(登録商標)での治療が無効である)を示すことにより予め特徴付けされた、多発性乳癌、大腸癌、膀胱癌細胞株において、細胞毒性を仲介する能力について試験した。試験された乳癌細胞株はZR75−1(HER2、2+)(図49A)、MCF−7(HER2、1+)(図49B)及びMDA−MB468(HER2−ve)(図49C)である。試験された非乳癌細胞株は、HT−29(大腸癌細胞株)(図49D)及びSW780(膀胱癌細胞株)(図49E)である。 HER2低発現細胞株のパネル上でのHER2xTCRb−DART活性である。Her2及びT細胞受容体(TCR)結合ドメインを有するDART分子を、低濃度のHER2発現(及び抗−Her2/neu抗体、ハーセプチン(登録商標)での治療が無効である)を示すことにより予め特徴付けされた、多発性乳癌、大腸癌、膀胱癌細胞株において、細胞毒性を仲介する能力について試験した。試験された乳癌細胞株はZR75−1(HER2、2+)(図49A)、MCF−7(HER2、1+)(図49B)及びMDA−MB468(HER2−ve)(図49C)である。試験された非乳癌細胞株は、HT−29(大腸癌細胞株)(図49D)及びSW780(膀胱癌細胞株)(図49E)である。 HER2低発現細胞株のパネル上でのHER2xTCRb−DART活性である。Her2及びT細胞受容体(TCR)結合ドメインを有するDART分子を、低濃度のHER2発現(及び抗−Her2/neu抗体、ハーセプチン(登録商標)での治療が無効である)を示すことにより予め特徴付けされた、多発性乳癌、大腸癌、膀胱癌細胞株において、細胞毒性を仲介する能力について試験した。試験された乳癌細胞株はZR75−1(HER2、2+)(図49A)、MCF−7(HER2、1+)(図49B)及びMDA−MB468(HER2−ve)(図49C)である。試験された非乳癌細胞株は、HT−29(大腸癌細胞株)(図49D)及びSW780(膀胱癌細胞株)(図49E)である。 HER2低発現細胞株のパネル上でのHER2xTCRb−DART活性である。Her2及びT細胞受容体(TCR)結合ドメインを有するDART分子を、低濃度のHER2発現(及び抗−Her2/neu抗体、ハーセプチン(登録商標)での治療が無効である)を示すことにより予め特徴付けされた、多発性乳癌、大腸癌、膀胱癌細胞株において、細胞毒性を仲介する能力について試験した。試験された乳癌細胞株はZR75−1(HER2、2+)(図49A)、MCF−7(HER2、1+)(図49B)及びMDA−MB468(HER2−ve)(図49C)である。試験された非乳癌細胞株は、HT−29(大腸癌細胞株)(図49D)及びSW780(膀胱癌細胞株)(図49E)である。
ダイアボディ分子の各ポリペプチド鎖は、ドメインの自己集合が起こらないように共有結合によって連結されている、VLドメイン及びVHドメインを有する。2つのポリペプチド鎖の相互作用により2つのVL−VH対が生じ、2つのエピトープ結合部位、即ち二価の分子が形成される。VH又はVLドメインは、ポリペプチド鎖内のどの位置にも拘束されず、即ち、アミノ(N)末端又はカルボキシ(C)末端に制限されず、また前記ドメインは、互いの相対的位置に制限されることもなく、即ち、VLドメインがVHドメインに対してN末端側にあってもよいし、その逆であってもよい。唯一の制限は、機能的なダイアボディを形成するために、相補的なポリペプチド鎖が利用可能であるということである。VL及びVHドメインが同一抗体に由来する場合、二本の相補的ポリペプチド鎖は、同一であってもよい。例えば、結合ドメインがエピトープAに特異的な抗体に由来する場合(即ち、結合ドメインがVL−VH相互作用から形成される場合)、各ポリペプチドはVH及びVLを含むことができる。抗体の2つのポリペプチド鎖のホモ二量体化は、2つのVL−VH結合部位の形成をもたらし、結果的に二価の単一特異性抗体が得られる。VL及びVHドメインが異なる抗原に対して特異的な抗体に由来する場合、機能的な二重特異性ダイアボディの形成には、異なる2つのポリペプチド鎖の相互作用、即ち、ヘテロ二量体の形成が必要となる。例えば、二重特異性ダイアボディの場合、1つのポリペプチド鎖がVL及びVLを有し、前記鎖のホモ二量体化は、結果的に、結合なしの又は予測できない結合の、2つのVL−VH結合部位の形成をもたらし得る。これに対して、2つの異なるポリペプチド鎖が、例えば組換え発現系において自由に相互作用できる場合、一方はVL及びVHを有し、他方はVL及びVHを有し、二つの異なる結合部位、即ち、VL−VH及びVL−VHを形成できる。全てのダイアボディポリペプチド鎖の対に関して、2つの鎖の誤整列又は誤結合、即ち、VL−VL又はVH−VHドメインの相互作用の可能性があるが、機能的なダイアボディの精製は、適切に二量体化した結合部位の免疫特異性に基づいて、当該分野で公知の又は本明細書で例示した、例えばアフィニティークロマトグラフィーなどの親和性に基づく方法を用いることで、容易に行うことができる。
他の実施形態では、ダイアボディの1つ以上のポリペプチド鎖がFcドメインを有する。ダイアボディ分子のポリペプチド鎖におけるFcドメインは、優先的に二量体を形成し、結果的に免疫グロブリン様の性質、例えば、Fc−FcγR相互作用を示すダイアボディ分子の形成をもたらす。Fcを有するダイアボディは、例えば、それぞれがVHドメイン、VLドメイン及びFcドメインを有する2つのポリペプチド鎖からなる、二量体であってもよい。前記ポリペプチド鎖の二量体化により、非改変型二価抗体の構造とは異なる構造であるにもかかわらず、Fcドメインを有する二価のダイアボディが生じる(図11)。このようなダイアボディ分子は、野生型免疫グロブリンと比較すると、血中半減期や結合特性等の変化などの表現型の変化を示し得る。他の実施形態において、Fcドメインを有するダイアボディ分子は四量体であってもよい。前記四量体は、2つの「重い」ポリペプチド鎖、即ち、VL、VH及びFcドメインを有するポリペプチド鎖と、2つの「軽い」ポリペプチド鎖、即ち、VL及びVHを有するポリペプチド鎖とを有する。前記軽い鎖及び重い鎖は相互作用によって単量体を形成し、そしてこれらの単量体は、対を形成していない状態のFcドメインを介して相互に作用してIgG様分子を形成する。このようなIg様ダイアボディは四価であり、単一特異性、二重特異性、又は四重特異性であり得る。
ダイアボディ分子の少なくとも2つの結合部位は、同一又は異なるエピトープを認識することができる。異なるエピトープは、同一抗原由来、又は異なる抗原由来とすることができる。一つの実施形態において、エピトープは異なる細胞由来である。他の実施形態において、エピトープは、同一細胞又はウイルス上の細胞表面抗原である。エピトープ結合部位は、抗体を産生できる、いかなる抗原をも認識できる。例えば、タンパク質、核酸、細菌毒素、細胞表面マーカー、自己免疫マーカー、ウイルスタンパク質、薬剤等が挙げられる。具体的な態様では、ダイアボディの少なくとも1つのエピトープ結合部位は、特定の細胞、例えばB細胞、T細胞、貪食細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞又は樹状細胞上の抗原に対して特異的である。
ダイアボディのポリペプチド鎖の各ドメイン、即ち、VL、VH及びFドメインを、ペプチドリンカーによって隔ててもよい。ペプチドリンカーは、0、1、2、3、4、5、6、7、8又は9個のアミノ酸であってよい。ある実施形態では、アミノ酸リンカー配列は、核酸配列(配列番号74)によりコードされたGGGSGGGG(配列番号10)である。
ある特定の実施形態では、ダイアボディ分子の各ポリペプチド鎖が、本発明の第2のポリペプチド鎖上の対応する少なくとも1個のシステイン残基と相互作用して、鎖間ジスルフィド結合を形成する、少なくとも1個のシステイン残基を有するように作製される。この鎖間ジスルフィド結合は、ダイアボディ分子の安定化に貢献し、組換え系における発現及び回収を改善し、安定かつ着実な形成をもたらすのみならず、分離及び/又は精製された産物のインビボでの安定性を改善する。前記少なくとも1個のシステイン残基は、単一のアミノ酸として、又はより長いアミノ酸配列、例えば、ヒンジドメインの一部として、ポリペプチド鎖の任意の位置に導入してもよい。具体的な実施形態では、前記少なくとも1個のシステイン残基がポリペプチド鎖のC末端に存在するように操作する。いくつかの実施形態では、前記少なくとも1個のシステイン残基は、アミノ酸配列LGGC内でポリペプチド鎖に導入される。具体的な実施形態では、本発明のダイアボディ分子を構成するポリペプチド鎖のC末端は、アミノ酸配列LGGCを有する。他の実施形態で、前記少なくとも1個のシステイン残基は、例えば、配列番号1又は配列番号4の、ヒンジドメインを有するアミノ酸配列内でポリペプチド鎖に導入される。具体的な実施形態では、本発明のダイアボディ分子のポリペプチド鎖のC末端は、例えば配列番号1のIgGヒンジドメインのアミノ酸配列を有する。他の実施形態では、本発明のダイアボディ分子のポリペプチド鎖のC末端は、ヌクレオチド配列(配列番号78)によってコードされ得るアミノ酸配列VEPKSC(配列番号77)を有する。他の実施形態では、前記少なくとも1個のシステイン残基は、ヌクレオチド配列(配列番号76)によってコードされ得るアミノ酸配列LGGCFNRGEC(配列番号17)内でポリペプチド鎖に導入される。具体的な実施形態では、本発明のダイアボディ分子を構成するポリペプチド鎖のC末端は、ヌクレオチド配列(配列番号76)によってコードされ得るアミノ酸配列LGGCFNRGEC(配列番号17)を有する。更に他の実施形態では、前記少なくとも1個のシステイン残基は、ヌクレオチド配列(配列番号75)によってコードされ得るアミノ酸配列FNRGEC(配列番号23)内でポリペプチド鎖に導入される。具体的な実施形態では、本発明のダイアボディ分子を構成するポリペプチド鎖のC末端は、ヌクレオチド配列(配列番号75)によってコードされ得るアミノ酸配列FNRGEC(配列番号23)を有する。
ある実施形態では、ダイアボディ分子は少なくとも2つのポリペプチド鎖を有し、該ポリペプチド鎖はそれぞれアミノ酸配列LGGCを有し、かつ前記LGGC配列中のシステイン残基間のジスルフィド結合によって共有結合している。他の具体的な実施形態では、ダイアボディ分子は少なくとも2つのポリペプチド鎖を有し、その一方は、配列FNRGEC(配列番号23)を有し、他方は(少なくとも1つのシステイン残基を有する)ヒンジドメインを有し、前記少なくとも2つのポリペプチド鎖は、FNRGEC(配列番号23)中のシステイン残基とヒンジドメイン中のシステイン残基との間のジスルフィド結合によって共有結合している。特定の態様では、ヒンジドメイン中に位置して、ジスルフィド結合に関与するシステイン残基は、Cys−128(カバットEUによる番号付けでは、改変されていない完全なIgG重鎖のヒンジドメインの中に位置する)であり、配列番号23中の対応するシステイン残基は、Cys−214(カバットEUによる番号付けでは、改変されていない完全なIgG軽鎖のC末端に位置する)である(Elkabetzら,(2005),Cysteines In CHl Underlie Retention Of Unassembled Ig Heavy Chains,J.Biol.Chem.,280:14402−14412:参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)。更に他の実施形態では、前記少なくとも1個のシステイン残基がアミノ酸鎖のN末端に存在するように操作する。更に他の実施形態では、前記少なくとも1個のシステイン残基がダイアボディ分子のポリペプチド鎖のリンカー部分に存在するように操作する。さらなる実施形態では、VH又はVLドメインは、親のVH又はVLドメインと比較して、親のアミノ酸をシステインで置換することを有する、少なくとも1つのアミノ酸の改変を有するように操作する。
本発明は、Fcドメイン又はその一部(例えば、CH2ドメイン又はCH3ドメイン)を有するダイアボディ分子を包含する。Fcドメイン又はその一部は、これらに限定はされないが、IgA、IgD、IgG、IgE及びIgMを含む免疫グロブリンのあらゆるアイソタイプ又はアロタイプに由来するものであってよい。好ましい実施形態では、Fcドメイン(又はその一部)は、IgGに由来する。具体的な実施形態では、IgGアイソタイプは、IgG1、IgG2、IgG3若しくはIgG4、又はそれらのアロタイプである。一つの実施形態では、ダイアボディ分子はFcドメインを有し、このFcドメインは、免疫グロブリンアイソタイプのいずれかから独立に選択されたCH2ドメイン及びCH3ドメインを有する(即ち、FcドメインはIgGに由来するCH2ドメインとIgEに由来するCH3ドメイン、又はIgG1に由来するCH2ドメインとIgG2に由来するCH3ドメイン等を含んでなる)。前記Fcドメインを、前記ポリペプチド鎖の他のドメイン又は部分に対してどんな位置であっても、本発明のダイアボディ分子を構成するポリペプチド鎖の中に、遺伝子操作で導入してもよい(例えば、Fcドメイン若しくはその一部が、ポリペプチド鎖のVL及びVH両ドメインのC末端にあってもよく、VL及びVH両ドメインのN末端にあってもよく、又は一方のドメインのN末端と他方のドメインのC末端に(即ち、ポリペプチド鎖の2つのドメインの間に)あってもよい)。
本発明はまた、ヒンジドメインを有する分子を包含する。ヒンジドメインは、IgA、IgD、IgG、IgE及びIgMを含む免疫グロブリンのあらゆるアイソタイプ又はアロタイプに由来するものであってもよい。好ましい実施形態では、ヒンジドメインはIgGに由来し、そのIgGアイソタイプはIgG1、IgG2、IgG3若しくはIgG4、又はそれらのアロタイプである。前記ヒンジドメインは、ダイアボディ分子がヒンジ−Fcドメインを有するように、Fcドメインと共にダイアボディ分子を構成するポリペプチド鎖の中に、遺伝子操作で導入してもよい。ある実施形態では、ヒンジ及びFcドメインは、当該分野で公知の又は本明細書で例示した免疫グロブリンアイソタイプのいずれかから独立して選択される。他の実施形態では、ヒンジとFcドメインとは、ポリペプチド鎖の少なくとも1つの他のドメイン、例えば、VLドメインによって分離されている。ヒンジドメインを、又は場合によりヒンジ−Fcドメインを、前記ポリペプチド鎖の他のドメイン又は一部に対してどんな位置であっても、本発明のポリペプチドの中に、遺伝子操作で導入してもよい。ある実施形態では、本発明のポリペプチド鎖はヒンジドメインを有し、このヒンジドメインは、Fcドメインを含まないポリペプチド鎖のC末端に存在する。更に他の実施形態では、本発明のポリペプチド鎖は、ポリペプチド鎖のC末端に存在するヒンジ−Fcドメインを有する。さらなる実施形態では、本発明のポリペプチド鎖は、ポリペプチド鎖のN末端に存在するヒンジ−Fcドメインを有する。
上述したように、本発明は、ポリペプチド鎖のそれぞれがVH及びVLドメインを有するポリペプチド鎖の多量体を包含する。ある態様においては、前記多量体のポリペプチド鎖は、更にFcドメインを有する。Fcドメインの二量体形成は、免疫グロブリン様の機能性、即ちFcを介した機能(例えば、Fc−FcγR相互作用、補体結合等)を示すダイアボディ分子の形成をもらたす。ある実施形態では、各ポリペプチド鎖を構成するVL及びVHドメインは、同一の特異性を有し、前記ダイアボディ分子は、二価であって、かつ単一特異的である。他の実施形態では、各ポリペプチド鎖を構成するVL及びVHドメインは、異なる特異性を有し、ダイアボディは二価で、かつ二重特異性である。
更に他の実施形態では、本発明のダイアボディ分子は、それぞれがVH及びVLドメインを有するポリペプチド鎖の四量体を包含する。ある実施形態では、四量体の2つのポリペプチド鎖は、更にFcドメインを含む。従って、四量体は、それぞれがVL、VH及びFcドメインを有する2つの「重い」ポリペプチド鎖と、VL及びVHドメインを有する2つの「軽い」ポリペプチド鎖から成っている。重い鎖と軽い鎖の相互作用による二価単量体の形成と、重い鎖のFcドメインを介した二価単量体の二量化とにより、四価の免疫グロブリン様分子を形成する(実施例6.2及び6.3に例示)。ある態様では、単量体は同一であり、四価のダイアボディ分子は、単一特異性又は二重特異性である。他の態様では、単量体は異なっており、四価の分子は、二重特異性又は四重特異性である。
上述のように、四重特異性ダイアボディ分子の形成には、4つの異なるポリペプチド鎖の相互作用が必要である。そのような相互作用を単細胞組換え生産系で効率的に行わせることは、鎖の潜在的なミスペアリングによる多数の変異体の存在により困難である。ミスペアリングの可能性が増加することに対する1つの解決策は、所望のポリペプチド鎖対への「knobs−into−holes」型変異の導入である。このような変異は、ホモ二量体形成よりもヘテロ二量体形成に対して有利である。例えば、Fc−Fc相互作用に関して、アミノ酸置換(好ましくは、「knob」を形成する嵩高な側鎖を有するアミノ酸、例えば、トリプトファンでの置換)をCH2又はCH3ドメインに導入して、立体障害が同様に変異させたドメインとの相互作用を妨げ、かつその変異型ドメインを、相補的な又は対応する変異、即ち、「hole」(例えばグリシンでの置換)を遺伝子操作で導入したドメインと、強制的に対合させるようにする。このような変異のセットは、ダイアボディ分子を構成するどのポリペプチド対にも遺伝子操作で導入することができ、更に、そのような対のポリペプチド鎖のどの部分にも遺伝子操作で導入することができる。ホモ二量体形成よりもヘテロ二量体形成に有利なタンパク質操作の方法、特に免疫グロブリン様分子の操作については、当該分野でよく知られており、それらは本明細書中に包含される(例えば、Ridgwayら,(1996),Knobs−Into−Holes’ Engineering Of Antibody CH3 Domains For Heavy Chain Heterodimerization,Protein Engr.9:617−621、Atwellら,(1997),Stable Heterodimers From Remodeling The Domain Interface Of A Homodimer Using A Phage Display Library,J.Mol.Biol.,270:26−35、及びXieら,(2005),A New Format Of Bispecific Antibody:Highly Efficient Heterodimerization,Expression And Tumor Cell Lysis,J.Immunol.Methods,296:95−101参照。いずれの文献も参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)。
本発明はまた、変異型Fc若しくは変異型ヒンジ−Fcドメイン(又はその一部)を有するダイアボディ分子を包含し、この変異型Fcドメインは、相当する野生型Fcドメイン若しくは野生型ヒンジ−Fcドメイン(又はその一部)と比べて、少なくとも1つのアミノ酸改変(例えば、置換、挿入、又は欠失)を有する。変異型Fcドメイン若しくは変異型ヒンジ−Fcドメイン(又はその一部)を有する分子(例えば、抗体)は、野生型Fcドメイン若しくは野生型ヒンジ−Fcドメイン又はその一部を有する分子と比較して、通常は表現型が変化している。変異表現型は、NK依存性又はマクロファージ依存性アッセイでアッセイしたときに、血中半減期の変化、安定性の変化、細胞性酵素に対する感受性の変化、又はエフェクター機能の変化として現れることがある。エフェクター機能を変えることが同定された変異型Fcドメインは、国際公開WO04/063351号、米国特許出願公開2005/0037000号及び2005/0064514号、2004年11月10日出願の米国仮出願第60/626,510号、2004年12月15日出願の米国仮出願第60/636,663号及び2006年3月10日出願の米国仮出願第60/781,564号、本発明者らの同時出願である2005年11月10日出願の米国特許出願第11/271,140号及び2005年12月15日出願の米国特許出願第11/305,787号に開示されている。各特許文献は参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
本発明の二重特異性ダイアボディは、2つの分離した、異なるエピトープに同時に結合できる。ある実施形態では、エピトープは同一抗原由来である。他の実施形態では、エピトープは異なる抗原由来である。好ましい実施形態では、少なくとも1つのエピトープ結合部位は、Tリンパ球、ナチュラルキラー(NK)細胞、又は他の単核細胞上で発現される、免疫エフェクター細胞上に発現される決定因子(例えば、CD3、CD16、CD32、CD64等)に特異的である。一つの実施形態においては、ダイアボディ分子は、エフェクター細胞の決定因子に結合し、かつ前記エフェクター細胞を活性化する。これに関連して、本発明のダイアボディ分子は、それらが更にFcドメインを含んでいるかどうかとは無関係に、Ig様の機能性を示すことができる(例えば、当該分野で公知の、又は本明細書に例示される、エフェクター機能分析のいずれか(例えばADCCアッセイ)でアッセイした場合)。ある実施形態では、本発明の二重特異性ダイアボディは、腫瘍細胞上の癌抗原とエファクター細胞の決定因子との両者に結合すると同時に、エフェクター細胞を活性化する。他に取り得る実施形態では、本発明の二重特異性ダイアボディ又はダイアボディ分子は、上記(背景技術の項を参照)のように、同一細胞上の活性化受容体と抑制受容体とに同時に結合し(例えば、CD32AとCD32B、BCRとCD32B、又はIgERIとCD32Bに結合する)、それらを連結することによって、標的、例えば、エフェクター細胞の活性化を阻害することができる。本実施形態のさらなる態様において、二重特異性ダイアボディは、ウイルス上の2つの中和エピトープ(例えば、RSVエピトープ;E16及びE53のようなWNVエピトープ)に同時に結合することによって、抗ウイルス性を示すことができる。
ある実施形態では、本発明の二重特異性ダイアボディ分子は、特定の細胞型を標的とするための独特な有利な状況を提供する。例えば、二重特異性ダイアボディ又はダイアボディ分子を、遺伝子操作して標的細胞型又は標的組織型に特異な一連の抗原を認識するエピトープ結合部位の組合せを有するようにすることができる。更に、個々の抗原の一方又は両方が、他の組織及び/又は細胞型において個々にかなり一般的なものである場合、低親和性結合ドメインを用いて、ダイアボディ又はダイアボディ分子を構築することができる。このような低親和性結合ドメインは、治療目的のために十分な結合力でもって個々のエピトープ又は抗原に結合できないが、エピトープ又は抗原の両方が、単一標的細胞又は組織上に存在する場合、その細胞若しくは組織に対するダイアボディ又はダイアボディ分子の結合力は、抗原1つだけを発現している細胞若しくは組織と比較して増加している。このように前記細胞若しくは組織は、本発明によって効率的に標的化される。このような二重特異性分子は、たった1つの抗原に対する特異性を持つ単一特異性ダイアボディ又は抗体と比較して、前記両方の抗原を発現している細胞上の一方の又は両方の標的抗原に対して増強された結合性を示し得る。
好ましくは、本発明のダイアボディの結合特性は、結合活性及び/又は1つ以上のFcγRを介したエフェクター細胞機能(Fc−FcγR相互作用を通して、又はFcγRへのダイアボディ分子の免疫特異的結合により仲介される)を測定するためのインビトロ機能分析により特徴付けされる(セクション5.4.2及び5.4.3を参照)。FcγRに対する本発明の分子、例えば、ダイアボディの親和性及び結合特性は、結合ドメイン−抗原又はFc−FcγR相互作用、即ち、それぞれ、結合ドメインへの抗原の特異的結合、又はFcγRへのFc領域の特異的結合、を測定するための当該分野で知られるインビトロ分析法(生化学的な又は免疫学的なアッセイ法)を用いて測定することができる。前記インビトロアッセイ法には、これらに限定されないが、ELISAアッセイ法、表面プラズモン共鳴アッセイ法、免疫沈降アッセイ法(セクション5.4.2参照)が含まれる。最も好ましい実施形態では、本発明の分子は、インビトロベースのアッセイにおける結合特性と同様の結合特性を(本明細書に記載され、開示されるような)インビボモデルにおいて有する。しかし、本発明は、インビトロベースのアッセイでは所望の表現型を示さないが、インビボでは所望の表現型を示す本発明の分子を排除するものではない。
いくつかの実施形態では、本発明の分子は、鋳型分子の対応する部分と比較して変化したグリコシル化パターン又は変化したグリコフォームを有するように操作される。操作されたグリコフォームは、エフェクター機能を増強することを含むがこれらに限定されない、様々な目的に有用であり得る。操作されたグリコフォームは、当業者に公知の方法のいずれによっても産生できる。例えば、遺伝子操作された若しくは変異型の発現株を用いる方法、1つ以上の酵素、例えばDIN−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼIII(GnTIII)との共発現による方法、各種生物若しくは各種生物由来の細胞株に本発明のダイアボディを発現させることによる方法、又はダイアボディを発現させて精製した後に糖鎖を改変することによる方法が挙げられる。遺伝子操作されたグリコフォームを産生する方法は、当該分野では公知であり、かかる方法は、これらに限定はされないが、Umanaら,(1999),Engineered Glycoforms Of An Antineuroblastoma IgG1 With Optimized Antibody−Dependent Cellular Cytotoxic Activity,Nat.Biotechnol.,17:176‐180;Daviesら,(2001),Expression Of GnTIII In A Recombinant Anti−CD20 CHO Production Cell Line:Expression Of Antibodies With Altered Glycoforms Leads To An Increase In Adcc Through Higher Affinity For Fc Gamma RIII,Biotechnol Bioeng.74:288−294;Shieldsら,(2002),Lack Of Fucose On Human IgG1 N−Linked Oligosaccharide Improves Binding To Human Fcgamma RIII And Antibody−Dependent Cellular Toxicity,J.Biol.Chem.277:26733−26740;Shinkawaら,(2003),The Absence Of Fucose But Not The Presence Of Galactose Or Bisecting N−Acetylglucosamine Of Human IgG1 Complex−Type Oligosaccharides Shows The Critical Role Of Enhancing Antibody−Dependent Cellular Cytotoxicity,J.Biol.Chem. 278:3466−3473;米国特許第6,602,684号;米国特許出願第10/277,370号;米国特許出願第10/113,929号;国際公開WO00/61739A1;国際公開WO01/292246A1;国際公開WO02/311140A1;国際公開WO02/30954A1;PotillegentTMテクノロジー(Biowa社、プリンストン、NJ);GlycoMAbTMグリコシル化エンジニアリング・テクノロジー(GLYCART・biotechnology社、チューリッヒ、スイス)を含む。また、上記各方法は、参照することによりその全体を本明細書に組み入れる。例えば、国際公開WO00061739号;ユーラシア特許第01229125号;米国特許第20030115614号;Okazakiら,(2004),Fucose Depletion From Human IgG1 Oligosaccharide Enhances Binding Enthalpy And Association Rate Between IgG1 And FcGammaRIIIA,JMB,336:1239−49を参照。これらのそれぞれを参照することによりその全体を本明細書に組み入れる。
更に本発明は、本発明のダイアボディを産生するために非天然アミノ酸を組み込むことを包含する。そのような方法は、天然の生合成機構を用いてタンパク質内へ非天然アミノ酸を組み込む方法など、当業者に公知である。例えば、Wangら,(2002),Expanding The Genetic Code,Chem.Comm.1:1−11;Wangら,(2001),Expanding The Genetic Code Of Escherichia coli,Science,292:498‐500;van Hestら,(2001),Protein−Based Materials,Toward A New Level Of Structural Control,Chem.Comm.19:1897−1904を参照。これらのそれぞれを参照することにより、その全体を本明細書に組み入れる。もう一つの方法として、アミノアシル−tRNAの生合成に関与する酵素に焦点を当てたものがある。例えば、Tangら,(2001),Biosynthesis Of A Highly Stable Coiled−Coil Protein Containing Hexafluoroleucine In An Engineered Bacterial Host,J.Am.Chem.Soc.123(44):11089−11090;Kiickら,(2001),Identification Of An Expanded Set Of Translationally Active Methionine Analogues In Escherichia coli,FEBS Lett.502(1−2):25−30を参照。これらのそれぞれを参照することによりその全体を本明細書に組み入れる。
いくつかの実施形態では、本発明は、グリコシル化部位を付加又は欠失させることによって、本発明の分子のVL、VH又はFcドメインを改変する方法を包含する。タンパク質の糖を改変する方法は、当該分野で周知であり、本発明中に包含される。例えば米国特許第6,218,149号;欧州特許第0,359,096B1;米国特許公開第2002/0028486号;国際公開WO03/035835号;米国特許公開第2003/0115614号;米国特許第6,218,149号;米国特許第6,472,511号を参照されたい。これらは全て参照することによりその全体を本明細書に組み入れる。
本発明のダイアボディ分子は、ナチュラルキラー群2D(NKG2D)受容体に対する結合リガンドであるドメインを有するように構築されてもよい。そのような結合リガンド、特に正常細胞上には発現されない結合リガンドには、組織適合性60(H60)分子、レチノイン酸初期誘導遺伝子−1(RAE−1)産物、マウスUL16−結合タンパク質様転写物1(MULT1)が含まれる(Raulet D.H.,(2003),Roles Of The NKG2D Immunoreceptor And Its Ligands,Nature Rev.Immunol.3:781−790;Coudert,J.D.ら,(2005),Altered NKG2D Function In NK Cells Induced By Chronic Exposure To Altered NKG2D Ligand−Expressing Tumor Cells,Blood,106:1711−1717)。ヒトNKG2Dに反応性の他のリガンドには、多型MHCクラスI鎖関連分子MICA及びMICBが含まれる(Diefenbach,A.ら,(1999),Natural Killer Cells:Stress Out,Turn On,Tune In,Curr.Biol.9(22):R851−R8533;Bauer,S.ら,(1999),Activation Of NK Cells And T Cells By NKG2D,A Receptor For Stress−Inducible MICA,Science,285(5428):727−729;Stephens,H.A.,(2001),MICA and MICB genes:can the enigma of their polymorphism be resolved?,Trends Immunol.22:378−385)。
MICAの配列は、以下の配列番号311である。
MGLGPVFLLL AGIFPFAPPG AAAEPHSLRY NLTVLSWDGS VQSGFLTEVH
LDGQPFLRCD RQKCRAKPQG QWAEDVLGNK TWDRETRDLT GNGKDLRMTL
AHIKDQKEGL HSLQEIRVCE IHEDNSTRSS QHFYYDGELF LSQNLETKEW
TMPQSSRAQT LAMNVRNFLK EDAMKTKTHY HAMHADCLQE LRRYLKSGVV
LRRTVPPMVN VTRSEASEGN ITVTCRASGF YPWNITLSWR QDGVSLSHDT
QQWGDVLPDG NGTYQTWVAT RICQGEEQRF TCYMEHSGNH STHPVPSGKV
LVLQSHWQTF HVSAVAAAAI FVIIIFYVRC CKKKTSAAEG PELVSLQVLD
QHPVGTSDHR DATQLGFQPL MSDLGSTGST EGA
MICBの配列は、以下の配列番号312である。
PHSLRYNLMV LSQDGSVQSG FLAEGHLDGQ PFLRYDRQKR RAKPQGQWAE
DVLGAKTWDT ETEDLTENGQ DLRRTLTHIK DQKGGLHSLQ EIRVCEIHED
SSTRGSRHFY YDGELFLSQN LETQESTVPQ SSRAQTLAMN VTNFWKEDAM
KTKTHYRAMQ ADCLQKLQLP PMVNVICSEV SEGNITVTCR ASSFYPRNIT
LTWRQDGVSL SHNTQQWGDV LPDGNGTYQT WVATRIRQGE EQRFTCYMEH
SGNHGTHPVP SGKALVLQSQ RTDFPYVSAA MPCFVIIIIL CVPCCKKKTS
AAEGP
T細胞受容体に特異的に結合する抗体には、抗TCR抗体BMA031(Kurrle,R.ら,(1989),BMA 031−A TCR−Specific Monoclonal Antibody For Clinical Application,Transplant Proc.21(1,Pt.1):1017−1019;Nashan,B.ら,(1987),Fine Specificity Of A Panel Of Antibodies Against The TCR/CD3 Complex,Transplant Proc.19(5):4270−4272;Shearman,C.W.ら,(1991),Construction,Expression,And Biologic Activity Of Murine/Human Chimeric Antibodies With Specificity For The Human α/β T Cell,J.Immunol.146(3):928−935;Shearman,C.W.ら,(1991),Construction,Expression And Characterization of Humanized Antibodies Directed Against The Human α/β T Cell Receptor,J.Immunol.147(12):4366−4373)が含まれる。NKG2D受容体に特異的に結合する抗体には、KYK−2.0(Kwong,KYら,(2008),Generation,Affinity Maturation,And Characterization Of A Human Anti−Human NKG2D Monoclonal Antibody With Dual Antagonistic And Agonistic Activity,J.Mol.Biol.384:1143−1156;及び国際出願PCT/US09/54911)が含まれる。
そのようなダイアボディを使用することによって、標的細胞は直ちに(NKG2D)受容体を配置する細胞により結合可能な細胞に誘導される。NKG2D受容体は、全てのCD8T細胞上(Groh,V.ら,(2001),Costimulation Of CD8αβ T Cells By NKG2D Via Engagement By MIC Induced On Virus−Infected Cells,Nat.Immunol.2(3):255−260;Jamieson,A.M.ら,(2002),The Role Of The NKG2D Immunoreceptor In Immune Cell Activation And Natural Killing,Immunity,17(l):19−29)と同様、全てのヒト(及び他の哺乳類)ナチュラルキラー細胞上に発現される(Bauer,S.ら,(1999),Activation Of NK Cells And T Cells By NKG2D,A Receptor For Stress−Inducible MICA,Science,285(5428):727−729;Jamieson,A.M.ら,(2002),The Role Of The NKG2D Immunoreceptor In Immune Cell Activation And Natural Killing,Immunity,17(1):19−29)。
あるいは、本発明のダイアボディ分子は、T細胞受容体(「TCR」)に対する結合リガンドであるドメインを有するように構築されてもよい。TCRは、CD4+又はCD8+T細胞により自然に発現され、これら細胞に、抗原提示細胞のクラスI又はクラスIIMHCタンパク質により結合、提供される抗原性ペプチドを認識させる。TCRによるpMHC(ペプチド−MHC)複合体の認識により、サイトカインの産生及び抗原提示細胞の溶解を誘導する細胞免疫応答の伝播が開始する(例えば、Armstrong,K.M.ら,(2008),Conformational Changes And Flexibility In T−CeIl Receptor Recognition Of Peptide−MHC Complexes,Biochem.J.,415(Pt.2):183−196;Willemsen,R.ら,(2008),Selection Of Human Antibody Fragments Directed Against Tumor T−Cell Epitopes For Adoptive T−Cell Therapy,Cytometry A.73(11):1093−1099;Beier,K.C.ら,(2007),Master Switches Of T−Cell Activation And Differentiation,Eur.Respir.J.,29:804−812;Mallone,R.ら,(2005),Targeting T Lymphocytes For Immune Monitoring And Intervention In Autoimmune Diabetes,Am.J.Ther.12(6):534−550参照)。
例えば、標的細胞の表面上に存在する受容体に結合できる少なくとも1つのエピトープ結合ドメインを付加的に有するようにダイアボディ分子を構築することにより、そのようなダイアボディ分子はDART分子であり、従って上記標的細胞に結合することができるので、標的細胞にナチュラルキラー群2D(NKG2D)受容体に対する結合リガンド又はTCRを表示させる(どちらが標的細胞結合ダイアボディ上に存在したとしても)(例えば、Germain,C.ら,(2008),Redirecting NK Cells Mediated Tumor Cell Lysis By A New Recombinant Bifunctional Protein,Prot.Engineer.Design Selection,21(11):665−672参照)。
そのようなダイアボディは、目的の標的細胞をNK細胞介在細胞溶解又はT細胞介在細胞毒性の標的である細胞に誘導するために使用するこができる。一つの実施形態では、標的細胞の表面に存在する受容体に結合することができるダイアボディのエピトープ結合ドメインは、NK細胞介在細胞溶解又はT細胞介在細胞毒性のための基質中に癌細胞を誘導するように、腫瘍関連抗原に結合するエピトープである。特に興味深いものは、乳癌抗原、卵巣癌抗原、前立腺癌抗原、頸部癌抗原、膵癌抗原、肺癌抗原、膀胱癌抗原、大腸癌抗原、精巣癌抗原、膠芽腫癌抗原、B細胞悪性腫瘍関連抗原、多発性骨髄腫関連抗原、非ホジキンスリンパ腫関連抗原又は慢性リンパ球性白血病関連抗原である、腫瘍関連抗原である。
そのような使用に好適な腫瘍関連抗原としては、以下のものが挙げられる。A33(大腸癌抗原;Almqvist,Y.2006,Nucl.Med.Biol.,Nov.33(8):991−998);B1(Egloff,A.M.ら,2006,Cancer Res.66(l):6−9);BAGE(Bodey,B.,2002,Expert.Opin.Biol.Ther.,2(6):577−84);β−カテニン(Prange,W.ら,2003,J.Pathol.201(2):250−9);CA125(Bast,R.C.Jr.ら,2005,Int.J.Gynecol.Cancer,15,追補,3:274−81);CD5(Calin,G.A.ら,2006,Semin.Oncol.33(2):167−73;CD19(Troussard,X.ら,1998,Hematol.Cell.Ther.40(4):139−48);CD20(Thomas,D.A.ら,2006,Hematol.Oncol.Clin.,North Am.20(5):1125−36);CD22(Kreitman,R.J.,2006,AAPS J.,18;8(3):E532−51);CD23(Rosati,S.ら,2005,Curr.Top.Microbiol.Immunol.,5;294:91−107);CD25(Troussard,X.ら,1998,Hematol.Cell.Ther.,40(4):139−48);CD27(Bataille,R.,2006,Haematologica,91(9):1234−40);CD28(Bataille,R.,2006,Haematologica,91(9):1234−40);CD36(Ge,Y.,2005,Lab.Hematol.11(1):31−7);CD40/CD154(Messmer,D.ら,2005,Ann.N.Y.Acad.Sci.,1062:51−60);CD45(Jurcic,J.G.,2005,Curr.Oncol.Rep.,7(5):339−46);CD56(Bataille,R.,2006,Haematologica,91(9):1234−40);CD79a/CD79b(Troussard,X.ら,1998,Hematol.Cell.Ther.,40(4):139−48;Chu,P.G.ら,2001,Appl.Immunohistochem.Mol.Morphol.,9(2):97−106);CD103(Troussard,X.ら,1998,Hematol.Cell.Ther.,40(4):139−48);CDK4(Lee,Y.M.ら,2006,Cell.Cycle,5(18):2110−4);CEA(癌胎児性抗原;Mathelin,C.,2006,Gynecol.Obstet.Fertil.,34(7−8):638−46;Tellez−Avila,F.I.ら,2005,Rev.Invest.Clin.,57(6):814−9);CTLA4(Peggs,K.S.ら,2006,Curr,Opin,Immunol.18(2):206−13);EGF−R(上皮成長因子受容体;Adenis,A.ら,2003,Bull.Cancer,90,Spec No:S228−32);Erb(ErbBl;ErbB3;ErbB4;Zhou,H.ら,2002,Oncogene,21(57):8732−40;Rimon,E.ら,2004,Int.J.Oncol.,24(5):1325−38);GAGE(GAGE−1;GAGE−2;Akcakanat,A.ら,2006,Int.J.Cancer,118(1):123−8);GD2/GD3/GM2(Livingston,P.O.ら,2005,Cancer Immunol.Immunother.,54(10):1018−25);gp100(Lotem,M.ら,2006,J.Immunother.,29(6):616−27);HER−2/neu(Kumar,Pal S.ら,2006,Semin.Oncol.,33(4):386−91);ヒトパピローマウイルス−E6/ヒトパピローマウイルス−E7(DiMaio,D.ら,2006,Adv.Virus Res.,66:125−59;KSA(17−1A)(Ragupathi,G.,2005,Cancer Treat.Res.,123:157−80);MAGE(MAGE−1;MAGE−3;(Bodey,B.,2002,Expert Opin.Biol.Ther.,2(6):577−84);MART(Kounalakis,N.ら,2005,Curr.Oncol.Rep.,7(5):377−82);MUC−1(Mathelin,C.,2006,Gynecol.Obstet.Fertil.,34(7−8):638−46);MUM−1(Castelli,C.ら,2000,J.Cell.Physiol.,182(3):323−31);N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ(Dennis,J.W.,1999,Biochim.Biophys.Acta.,6;1473(1):21−34);pl5(Gil,J.ら,2006,Nat.Rev.Mol.Cell.Biol.,7(9):667−77);PSA(前立腺特異抗原;Cracco,C.M.ら,2005,Minerva.Urol.Nefrol.,57(4):301−11);PSMA(Ragupathi,G.,2005,Cancer Treat.Res.,123:157−80);sTn(Holmberg,L.A.,2001,Expert Opin.Biol.Ther.,1(5):881−91);TNF受容体(TNF−α受容体,TNF−β受容体又はTNF−γ受容体;van Horssen,R.ら,2006,Oncologist.,11(4):397−408;Gardnerova,M.ら,2000,Curr.Drug Targets.1(4):327−64);又はVEGF受容体(O’Dwyer P.J.,2006,Oncologist.,11(9):992−8)。
そのような使用のためのその他の腫瘍関連抗原(及びそのような抗原に対する特異的反応性の抗体を開示している刊行物)としては、以下のものが挙げられる。ADAM−9(米国特許公開第2006/0172350号;国際特許WO06/084075);ALCAM(国際特許WO03/093443);カルボキシペプチダーゼM(米国特許公開第2006/0166291号);CD46(米国特許第7,148,038号;国際特許WO03/032814);サイトケラチン8(国際特許WO03/024191);エフリン受容体(及び、特にEphA2)(米国特許第7,569,672号;国際特許WO06/084226);インテグリンα−V−β−6(国際特許WO03/087340);JAM−3(国際特許WO06/084078);KID3(国際特許WO05/028498);KID31(国際特許WO06/076584);LUCA−2(米国特許公開第2006/0172349;国際特許WO06/083852);オンコスタチンM(オンコスタチン受容体β)(米国特許第7,572,896号;国際特許WO06/084092);PIPA(米国特許第7,405,061号;国際特許WO04/043239);RAAG10(米国特許第7,527,969号;国際特許WO04/001381);ROR1(米国特許第5,843,749号);TES7(国際特許WO08/066691);及びトランスフェリン受容体(米国特許第7,572,895号;国際特許WO05/121179)。
また、興味深いものは、特定の感染性因子、例えば、ウイルス因子に特異的な抗原である。ウイルス因子としては、それらに限定されないが、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、肝炎Bウイルス(HBV)、インフルエンザ、ヒトパピローマウイルス(HPV)、口蹄疫(コクサッキーウイルス)、狂犬病ウイルス、単純疱疹ウイルス(HSV)及び胃腸炎の原因物質が挙げられる。胃腸炎の原因物質としては、ロタウイルス、アデノウイルス、カリシウイルス、アストロウイルス及びノーウォークウイルスなどが挙げられる。細菌性因子としては、それらに限定されないが、大腸菌、サルモネラ・チフィムリウム、緑膿菌、コレラ菌、淋菌、ヘリコバクターピロリ、インフルエンザ菌、志賀赤痢菌、黄色ブドウ球菌、結核菌及び肺炎連鎖球菌、並びに真菌因子や、ジアルジアなどの寄生生物が挙げられる。
あるいは、そのようなエピトープは、Fc受容体(例えば、FcγRI又はFcγRII)に結合して、例えば、急性単球性白血病細胞をNK細胞介在細胞溶解のための基質中に誘導するようにしてもよい、
5.1.ダイアボディ結合ドメイン
本発明のダイアボディは、一般に免疫グロブリン又は抗体に由来する抗原結合ドメインを有する。本発明の方法に使用する結合ドメインが由来する抗体は、鳥及び動物(例えば、ヒト、ヒト以外の霊長類、マウス、ロバ、ヒツジ、ウサギ、ヤギ、モルモット、ラクダ、ウマ、又はニワトリ)を含むいずれの動物起源からのものであってもよい。好ましくは、抗体は、ヒト又はヒト化モノクローナル抗体である。本明細書で用いる場合、「ヒト」抗体は、ヒト免疫グロブリンのアミノ酸配列を有する抗体を含み、そしてヒト免疫グロブリンライブラリー若しくは合成ヒト免疫グロブリンをコードする配列のライブラリーから、又はヒト遺伝子由来の抗体を発現するマウスから、単離された抗体を含む。
本発明は、癌、自己免疫疾患、炎症性疾患又は感染症の治療及び/又は予防用に本分野で公知の任意の抗体を、本発明のダイアボディの結合ドメインの供給源として使用することを意図している。既知の癌抗体の非限定的な例を、列挙した標的抗原に特異的な他の抗体、及びセクション5.6.1で列挙した癌抗原に対する抗体と共に、セクション5.7.1に示す。自己免疫疾患及び炎症性疾患の治療及び/又は予防用の既知の抗体の非限定的な例を、列挙した標的抗原に対する抗体及びセクション5.6.2で列挙した抗原に対する抗体と共に、セクション5.7.2に示す。他の実施形態では、セクション5.6.3に列挙した感染症に関連するエピトープに対する抗体を使用することができる。ある特定の実施形態では、前記抗体は1つ以上のアミノ酸改変を有する変異型Fc領域を有し、当該抗体は、付与されたエフェクター機能及び/又は野生型Fc領域を有する対応する分子と比較してFcγRIIBに対する増強された親和性及びFcγRIIIAに対する低減された親和性を有することが、本発明の方法によって同定されている。本発明に従って操作され得る炎症性疾患の治療又は予防に使用される抗体の非限定的例を表9に示し、自己免疫疾患の治療又は予防に使用される抗体の非限定的例を表10に示す。
ヒトにおける抗体のインビボ使用及びインビトロ検出アッセイを含む使用においては、ヒト、キメラ又はヒト化抗体由来の可変ドメインを有するダイアボディを使用することが好ましい場合がある。完全なヒト抗体由来の可変ドメインは、ヒト被験者の治療において特に望ましい。ヒト抗体は、ヒト免疫グロブリン配列に由来する抗体ライブラリーを用いた上記のファージディスプレイ法を含む、本技術分野で公知の様々な方法によって作成することができる。また、米国特許第4,444,887号及び第4,716,111号;並びに国際公開WO98/46645号、WO98/50433号、WO98/24893号、WO98/16654号、WO96/34096号、WO96/33735号及びWO91/10741号を参照。これらは、それぞれを参照することによりその全体を本明細書に組み込む。
ヒト化抗体は、所定の抗原に結合でき、かつヒト免疫グロブリンのアミノ酸配列を実質的に有するフレームワーク領域と非ヒト免疫グロブリンのアミノ酸配列を実質的に有するCDRを含む、抗体、その変異体又はそれらの断片である。ヒト化抗体は、CDR領域の全部又は実質的に全部がヒト以外の免疫グロブリン(即ち、ドナー抗体)のCDR領域と一致し、フレームワーク領域の全部若しくは実質的に全部がヒト免疫グロブリン共通配列のフレームワーク領域である、少なくとも1つの、一般的には2つの可変ドメインの実質的に全部を有してもよい。
ヒト化抗体のフレームワーク領域及びCDR領域は、親配列と正確に一致する必要はなく、例えば、ドナーCDR又は共通フレームワークに、少なくとも1個の残基の置換、挿入若しくは欠失により変異を誘発し、その部位のCDR又はフレームワーク残基が共通又はドナー抗体のいずれかに一致しないようにしてもよい。しかし、そのような変異を広範囲に行うことは好ましくない。一般的には、ヒト化抗体残基の少なくとも75%、大抵は90%以上、最も好ましくは95%を超える残基が、親のフレームワーク領域(FR)及びCDR配列に一致する。ヒト化抗体は本技術分野で公知の様々な技術を用いて作製することができ、それらに限定されないが、以下のような技術を挙げることができる。CDRグラフト法(欧州特許第239,400号;国際公開WO91/09967号;米国特許第5,225,539号、第5,530,101号、第5,585,089号)、ベニアリング(veneering)法又はリサーフェシング(resurfacing)法(欧州特許第592,106号、第519,596号;Padlan,(1991),A Possible Procedure For Reducing The Immunogenicity Of Antibody Variable Domains While Preserving Their Ligand−Binding Properties,Molecular Immunology,28(4/5):489−498;Studnickaら,(1994),Human−Engineered Monoclonal Antibodies Retain Full Specific Binding Activity By Preserving Non−CDR Complementarity−Modulating Residues,Protein Engineering,7(6):805−814;及びRoguskaら,(1994),Humanization Of Murine Monoclonal Antibodies Through Variable Domain Resurfacing,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,91:969−973)、チェーンシャッフリング(chain shuffling)法(米国特許第5,565,332号)、及び、例えば、以下に開示されている技術:米国特許第6,407,213号、第5,766,886号、第5,585,089号;国際公開WO9317105号;Tanら,(2002),‘Superhumanized’ Antibodies:Reduction Of Immunogenic Potential By Complementarity−Determining Region Grafting With Human Germline Sequences:Application To An Anti−CD28,J.Immunol.,169:1119−25、Caldasら,(2000),Design And Synthesis Of Germline−Based Hemi−Humanized Single−Chain Fv Against The CD18 Surface Antigen,Protein Eng.,13:353−60、Moreaら,(2000),Antibody Modeling:Implications For Engineering And Design,Methods,20:267−79、Bacaら,(1997),Antibody Humanization Using Monovalent Phage Display,J.Biol.Chem.,272:10678−84、Roguskaら,(1996),A Comparison Of Two Murine Monoclonal Antibodies Humanized By CDR−Grafting And Variable Domain Resurfacing,Protein Eng.9:895−904、Coutoら,(1995),Designing Human Consensus Antibodies With Minimal Positional Templates,Cancer Res.55(23,追補):5973s−5977s、Coutoら,(1995),Anti−BA46 Monoclonal Antibody Mc3:Humanization Using A Novel Positional Consensus And In Vivo And In Vitro Characterization,Cancer Res.55:1717−22、Sandhu,(1994),A Rapid Procedure For The Humanization Of Monoclonal Antibodies,Gene,150:409−10、Pedersenら,(1994),Comparison Of Surface Accessible Residues In Human And Murine Immunoglobulin Fv Domains.Implication For Humanization Of Murine Antibodies,J.Mol.Biol.,235:959−973、Jonesら,(1986),Replacing The Complementarity−Determining Regions In A Human Antibody With Those From A Mouse,Nature,321:522−525、Riechmannら,(1988),Reshaping Human Antibodies For Therapy,Nature,332:323−327、及びPresta,(1992),Antibody Engineering,Curr.Op.Biol.3(4):394−398。しばしば、フレームワーク領域中のフレームワーク残基を、CDRドナー抗体由来の対応する残基で置換して、抗原結合性を変える、好ましくは改善させる。これらのフレームワーク置換は、本技術分野で周知の方法、例えば、CDRとフレームワーク残基の相互作用をモデリングして抗原結合性に重要なフレームワーク残基を同定し、配列比較により特定の位置の異常なフレームワーク残基を同定することにより同定される(例えば、Queenら,米国特許第5,585,089号、米国特許公開第2004/0049014号、第2003/0229208号、米国特許第6,350,861号、第6,180,370号、第5,693,762号、第5,693,761号、第5,585,089号、第5,530,101号;Riechmannら,(1988),Reshaping Human Antibodies For Therapy,Nature,332:323−327。これらの全ては、参照することによりその全体を本明細書に組み入れる)。
最も好ましい実施形態では、ヒト化結合ドメインは、ドナーマウス抗体と同一のエピトープに特異的に結合する。当業者には、本発明が一般に、抗体のCDR移植法を包含することが理解できるであろう。従って、ドナー抗体とアクセプター抗体とは、同一種の動物及び同一抗体クラス又はサブクラス由来であってもよい。しかし、より一般的には、ドナー抗体とアクセプター抗体とは、異なる種の動物に由来する。典型的には、ドナー抗体はゲッ歯類のMAb等のヒト以外の抗体であり、アクセプター抗体はヒト抗体である。
ある種の実施形態では、ドナー抗体に由来する少なくとも1つのCDRがヒト抗体にグラフト化される。他の実施形態では、重鎖及び/又は軽鎖可変領域のそれぞれの、少なくとも2つ、好ましくは3つ全てのCDRがヒト抗体にグラフト化される。CDRは、カバット(Kabat)CDR、構造的ループCDR、又はそれらの組合せを有していよい。いくつかの実施形態では、本発明は、少なくとも1つのCDR移植重鎖と少なくとも1つのCDR移植軽鎖とを有するヒト化FcγRIIB抗体を包含する。
本発明の方法に使用されるダイアボディは、改変された誘導体、即ち、ダイアボディへのいずれかの種類の分子の共有結合により改変された誘導体を有する。前記ダイアボディ誘導体としては、例えば、これらに限定されないが、グリコシル化、アセチル化、ペグ化、リン酸化、アミド化、既知の保護基/ブロック基による誘導体化、タンパク質分解切断、細胞性リガンド又は他のタンパク質との結合等によって改変されたダイアボディを挙げることができる。多数の化学改変のいずれをも公知の技術、例えば、これらに限定されないが、特異的化学切断、アセチル化、ホルミル化、ツニカマイシンの代謝合成等によって行ってもよい。更に、誘導体は1つ以上の非古典的アミノ酸を含んでもよい。
キメラ抗体は、例えば非ヒト抗体に由来する可変領域とヒト免疫グロブリンの定常領域を有する抗体のように、抗体の異なる部分が異なる免疫グロブリン分子に由来する分子である。キメラ抗体を作製する方法は、本技術分野では公知である。例えば、Morrison,(1985),Transfectomas Provide Novel Chimeric Antibodies,Science,229:1202−1207;Oiら,(1986),Chimeric Antibodies,BioTechniques,4:214−221;Gilliesら,(1989),High−Level Expression Of Chimeric Antibodies Using Adapted cDNA Variable Region Cassettes,J.Immunol.Methods,125:191−202;米国特許第6,311,415号、第5,807,715号、第4,816,567号、第4,816,397号を参照。これらは参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
しばしば、フレームワーク領域中のフレームワーク残基を、CDRドナー抗体由来の対応する残基で置換して、抗原結合性を変える、好ましくは改善させる。これらのフレームワーク置換は、本技術分野で周知の方法、例えば、CDRとフレームワーク残基の相互作用をモデリングして抗原結合性に重要なフレームワーク残基を同定し、配列比較により特定の位置の異常なフレームワーク残基を同定することにより同定される(例えば、米国特許第5,585,089号;Riechmannら,(1988),Reshaping Human Antibodies For Therapy,Nature,332:323−327参照。これらの全ては、参照することによりその全体を本明細書に組み入れる)。
本発明のダイアボディの結合ドメインの由来となるモノクローナル抗体は、ハイブリドーマ、組換え体及びファージディスプレイ技術の使用、又はそれらの組合せを含む、本技術分野で公知の様々な技術を用いて調製することができる。例えば、モノクローナル抗体は、ハイブリドーマ技術を用いて作製することができる。前記ハイブリドーマ技術には、本技術分野で公知の技術の他、例えば、HarlowらのAntibodies:A Laboratory Manual,(Cold Spring Harbor Laboratory Press,第2版、1988);HammerlingらのMonoclonal Antibodies and T−Cell Hybridomas,pp.563−681(Elsevier,N.Y.,1981)(いずれも参照することにより本明細書にその全部を組み入れる)に教示される技術が含まれる。本明細書で使用する場合、用語「モノクローナル抗体」は、ハイブリドーマ技術により作製された抗体に限定されない。用語「モノクローナル抗体」は、あらゆる真核生物クローン、原核生物クローン又はファージクローンを含む単一クローンに由来する抗体を意味し、それを生産する方法を意味するものではない。
ハイブリドーマ技術を用いる、特定の抗体を作製及びスクリーニングするための方法は通例のものであり、本技術分野において周知である。非限定的な例では、マウスを対象となる抗原又はそのような抗原を発現する細胞で免疫化することができる。例えば、前記抗原に特異的な抗体がマウス血清中に検出されるように、一旦免疫応答が検出されたならば、マウス脾臓を摘出し、脾細胞を単離する。その後、その脾細胞を周知技術によって任意の適当なミエローマ細胞と融合させる。ハイブリドーマを限界希釈法により選択し、クローニングする。そのハイブリドーマクローンを、その後前記抗原に結合できる抗体を分泌する細胞について、当該分野で既知の方法によりアッセイする。通常、高濃度の抗体を含有する腹水を、マウスの腹腔内に陽性ハイブリドーマクローンを接種することによって産生ことができる。対象となる抗原としては、これらに限定されないが、セクション5.8.1に記載した癌に関連する抗原、セクション5.8.2に記載した自己免疫疾患及び炎症性疾患に関連する抗原、セクション5.8.3に記載した感染症に関連する抗原、セクション5.8.4に記載した毒素を挙げることができる。
抗体はまた、本技術分野で公知の様々なファージディスプレイ法を用いて産生することができる。ファージディスプレイ法では、機能性抗体ドメインが、それをコードするポリヌクレオチド配列を担持するファージ粒子表面上に表示される。特定の実施形態では、そのようなファージを利用して、レパートリー若しくはコンビナトリアル抗体ライブラリー(例えばヒト又はマウス)から発現された、FabやFv、又はジスルフィド結合安定化Fvなどの抗原結合ドメインを表示することができる。対象の抗原に結合する抗原結合ドメインを発現するファージを、抗原、例えば、標識化抗原、又は固体表面若しくはビーズに結合又は捕捉させた抗原を用いて、選択又は同定することができる。これらの方法に用いられるファージは、典型的にはfdやM13を含む、繊維状ファージである。抗原結合ドメインは、ファージ遺伝子III又は遺伝子VIIIタンパク質のどちらかに組換えにより融合させたタンパク質として発現される。本発明の免疫グロブリン又はその断片の作製に用いることのできるファージディスプレイ法の例としては、以下開示されている方法を挙げることができる。Brinkmannら,(1995),Phage Display Of Disulfide−Stabilized Fv Fragments,J.Immunol.Methods,182:41−50;Amesら,(1995),Conversion Of Murine Fabs Isolated From A Combinatorial Phage Display Library To Full Length Immunoglobulins,J.Immunol.Methods,184:177−186;Kettleboroughら,(1994),Isolation Of Tumor Cell−Specific Single−Chain Fv From Immunized Mice Using Phage−Antibody Libraries And The Re−Construction Of Whole Antibodies From These Antibody Fragments,Eur.J.Immunol.,24:952−958;Persicら,(1997),An Integrated Vector System For The Eukaryotic Expression Of Antibodies Or Their Fragments After Selection From Phage Display Libraries,Gene,187:9−18;Burtonら,(1994),Human Antibodies From Combinatorial Libraries,Advances in Immunology,57:191−280;国際出願PCT/GB91/01134号;国際公開WO90/02809号、WO91/10737号、WO92/01047号、WO92/18619号、WO93/11236号、WO95/15982号、WO95/20401号;米国特許第5,698,426号、第5,223,409号、第5,403,484号、第5,580,717号、第5,427,908号、第5,750,753号、第5,821,047号、第5,571,698号、第5,427,908号、第5,516,637号、第5,780,225号、第5,658,727号、第5,733,743号、第5,969,108号。これらのそれぞれを参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる。
ファージディスプレイ技術を使用して、抗原に対する抗体の親和性を増大させることができる。この技術は、高親和性抗体を得るのに有用である。親和性成熟と呼ばれるこの技術は、突然変異誘発、又は同種抗原を用いたCDRウォーキング及び再選択を使用して、初期抗体若しくは親抗体と比較した場合に、抗原に対してより高い親和力で結合する抗体を同定する(例えば、Glaserら,(1992),Dissection Of The Combining Site In A Humanized Anti−Tac Antibody,J.Immunology,149:2607−2614を参照)。単一ヌクレオチドに対してというよりもコドン全体に対しての突然変異誘発は、結果的にアミノ酸変異の半ランダム化レパートリーをもたらす。それぞれが1つのCDR中の単一アミノ酸の改変によって異なっている変異型クローンのプールであって、かつ各CDR残基に対して可能なそれぞれのアミノ酸置換を提示する変異体を含んでいプールからなるライブラリーを構築することができる。抗原に対する結合親和性を増加させた変異体は、固定した変異体を標識抗原に接触させることによってスクリーニングすることができる。本技術分野で公知のいずれかのスクリーニング方法を使用して、抗原に対する結合活性が増加した変異型抗体を同定することができる(例えば、ELISA法)(Wuら,(1998),Stepwise In Vitro Affinity Maturation Of Vitaxin,An Alphav Beta3−Specific Humanized mAb,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,95:6037−6042;Yeltonら,(1995),Affinity Maturation Of The Br96 Anti−Carcinoma Antibody By Codon−Based Mutagenesis,J.Immunology,155:1994−2004を参照)。軽鎖をランダム変異させるCDRウォーキングも使用できる(Schierら,(1996),Isolation Of Picomolar Affinity Anti−C−ErbB−2 Single−Chain Fv By Molecular Evolution Of The Complementarity Determining Regions In The Center Of The Antibody Binding Site,J.Mol.Bio.,263:551−567を参照)。
本発明はまた、フレームワーク又はCDR領域に変異(例えば、1つ以上のアミノ酸置換)を有する、本明細書に記載した又は本技術分野で公知のいずれかの結合ドメインのアミノ酸配列を有する結合ドメインの使用を包含する。好ましくは、これらの結合ドメインにおける変異は、結合ドメインが免疫特異的に結合するFcγRIIBに対する結合ドメインの結合力及び/又は親和力を維持又は増強する。当業者に公知の標準的な技術(例えば、イムノアッセイ)を使用して、特定の抗原に対する抗体の親和性をアッセイすることができる。
当業者に公知の、例えば、結果的にアミノ酸置換をもたらす部位特異的突然変異誘発及びPCRを介した突然変異誘発等を含む、標準的な技術を使用して、抗体若しくはその断片をコードするヌクレオチド配列中に変異を導入することができる。好ましくは、誘導体は、元の抗体又はその断片と比較して、15個未満のアミノ酸の置換、10個未満のアミノ酸の置換、5個未満のアミノ酸の置換、4個未満のアミノ酸の置換、3個未満のアミノ酸の置換、又は2個未満のアミノ酸の置換を含む。好ましい実施形態において、誘導体は、1個以上の予測される非必須アミノ酸残基での保存的アミノ酸置換を有する。
5.1.1.FcγRIIBと免疫特異的に結合するエピトープ結合部位を含むダイアボディ
特定の実施形態において、本発明のダイアボディの少なくとも1つの結合ドメインは、FcγRIIBの少なくとも1つの活性を刺激する。本発明の一つの実施形態では、前記活性は、B細胞受容体を介したシグナル伝達の阻害である。他の実施形態では、結合ドメインはB細胞の活性化、B細胞の増殖、抗体産生、B細胞の細胞内カルシウム流入、細胞周期の進行、又はFcγRIIBシグナル伝達経路における1つ以上の下流のシグナル伝達分子の活性を阻害する。更に他の実施形態では、結合ドメインは、FcγRIIBのリン酸化又はSHIPの動員を増強する。本発明のさらなる実施形態では、結合ドメインはB細胞受容体を介したシグナル伝達経路におけるMAPキナーゼ活性又はAkt動員を阻害する。他の実施形態では、結合ドメインは、FcεRIシグナル伝達のFcγRIIBを介した阻害を刺激する。特定の実施形態では、前記結合ドメインは、FcεRI誘導肥満細胞活性化、カルシウム動員、脱顆粒化、サイトカイン産生、又はセロトニン放出を阻害する。他の実施形態では、本発明の結合ドメインは、FcγRIIBのリン酸化を刺激し、SHIPの動員を刺激し、SHIPリン酸化及びそのShcとの会合を刺激し、又はMAPキナーゼファミリーメンバー(例えば、Erk1、Erk2、JNK、p38等)の活性化を阻害する。さらなる他の実施形態では、本発明の結合ドメインは、p62dokのチロシンリン酸化及びそのSHIP及びrasGAPとの会合を増強する。他の実施形態では、本発明の結合ドメインは、単球又はマクロファージでのFcγRを介する食作用を阻害する。
他の実施形態では、結合ドメインは、FcγRIIBの少なくとも1つの活性に拮抗する。一つの実施形態では、前記活性とは、B細胞受容体を介するシグナル伝達の活性化である。特定の実施形態では、結合ドメインは、B細胞活性、B細胞の増殖、抗体産生、細胞内カルシウム流入、又はFcγRIIBシグナル伝達経路における1つ以上の下流のシグナル伝達分子の活性を増強する。更に他の実施形態では、結合ドメインは、FcγRIIBのリン酸化又はSHIP動員を低下させる。本発明のさらなる実施形態では、結合ドメインは、B細胞受容体を介したシグナル伝達経路でのMAPキナーゼ活性又はAkt動員を増強する。他の実施形態においては、結合ドメインは、FcεRIシグナル伝達のFcγRIIBを介する阻害に拮抗する。特定の実施形態では、前記結合ドメインは、FcεRI誘導肥満細胞活性化、カルシウム動員、脱顆粒化、サイトカイン産生、又はセロトニン放出を増強する。他の実施形態では、結合ドメインは、FcγRIIBのリン酸化を阻害し、SHIPの動員を阻害し、SHIPリン酸化及びそのShcとの会合を阻害し、MAPキナーゼファミリーメンバー(例えばErk1、Erk2、JNK、p38等)の活性化を増強する。さらなる他の実施形態では、結合ドメインは、p62dokのチロシンリン酸化、そのSHIP及びrasGAPとの結合を阻害する。他の実施形態では、結合ドメインは、単球又はマクロファージでのFcγRを介する食作用を増強する。他の実施形態においては、結合ドメインは、食作用、脾臓マクロファージによるオプソニン化粒子のクリアランスを妨げる。
他の実施形態では、少なくとも1つの結合ドメインを使用して、FcγRIIBを発現する細胞を本発明のダイアボディの標的とすることができる。
一つの特定の実施形態では、結合ドメインの1つは、それぞれATCC受託番号PTA−4591及びPTA−4592を有する、クローン2B6又は3H7より産生されたマウスモノクローナル抗体に由来する。2B6及び3H7抗体を産生するハイブリドーマは、アメリカ合衆国培養細胞系統保存機関(American Type Culture Collection(10801 University Blvd.,Manassas,VA.20110−2209))に2002年8月13日に、特許手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約の規定に基づいて寄託され、それぞれ受託番号PTA−4591(2B6を産生するハイブリドーマ)及びPTA−4592(3H7を産生するハイブリドーマ)が付与された。これらは、参照することにより本明細書中に組み込まれる。好ましい実施形態において、結合ドメインは、ヒト由来であるか、又はヒト化されたものであり、好ましくは、3H7又は2B6クローンにより産生された抗体のヒト化バージョンに由来する。
本発明はまた、FcγRIIB、好ましくはヒトFcγRIIB、より好ましくは天然のヒトFcγRIIBに特異的に結合する、他の抗体由来の結合ドメインを有するダイアボディを包含する。該抗体は、これらに限定されないが、それぞれATCC受託番号PTA−5958、PTA−5961、PTA−5962、PTA−5960及びPTA−5959を有する、1D5、2E1、2H9、2D11及び1F2を有するクローンに由来する。上記同定されたクローンを産生するハイブリドーマは、ブダペスト条約の規定の下に、アメリカ合衆国培養細胞系統保存機関(10801 University Blvd.,Manassas,VA.20110−2209)に2004年5月7日に寄託され、それらは、参照することによって本明細書中に組み込まれる。好ましい実施形態では、上述の抗体由来の結合ドメインは、ヒト化されている。
具体的な実施形態において、本発明のダイアボディに使用される結合ドメインは、2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2クローンにより産生される抗体又はその抗原結合断片(例えば、1つ以上の相補性決定領域(CDR)、好ましくは6つのCDR全てを含む)由来である。他の実施形態では、結合ドメインは、2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2クローンのそれぞれで産生されるマウスモノクローナル抗体と同一のエピトープに結合し、及び/又は、例えばELISAアッセイ若しくは他の適当な競合イムノアッセイにおいて、2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2クローンにより産生されたマウスモノクローナル抗体と競合し、かつその結合ドメインがFcγRIIAと結合するよりも強い親和性でFcγRIIBと結合する。
本発明はまた、2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2クローンにより産生されるマウスモノクローナル抗体の可変重鎖及び/又は可変軽鎖のアミノ酸配列と少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、又は少なくとも99%同一である可変重鎖及び/又は可変軽鎖のアミノ酸配列を有する結合ドメインを持ったダイアボディを包含する。本発明は更に、FcγRIIAに結合するよりも高い親和性でFcγRIIBに特異的に結合し、2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2クローンにより産生されるマウスモノクローナル抗体の1つ以上のCDRのアミノ酸配列と少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、又は少なくとも99%同一である1つ以上のCDRのアミノ酸配列を有する、結合ドメインを持ったダイアボディを包含する。2つのアミノ酸配列の同一性パーセントは、BLASTタンパク質検索を含む、当業者に公知方法のいずれによっても決定することができる。
本発明はまた、結合ドメインがFcγRIIAと結合するよりも強い親和性でFcγRIIBと特異的に結合する、2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2クローンにより産生されるマウスモノクローナル抗体のヌクレオチド配列にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列によってコードされる、結合ドメインを含むダイアボディの使用を包含する。好ましい実施形態では、結合ドメインは、FcγRIIAよりも強い親和性でFcγRIIBと特異的に結合し、かつ2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2クローンにより産生されるマウスモノクローナル抗体の可変軽鎖及び/又は可変重鎖のヌクレオチド配列にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列によってコードされる可変軽鎖及び/又は可変重鎖を有する。他の好ましい実施形態では、結合ドメインは、FcγRIIAよりも強い親和性でFcγRIIBと特異的に結合し、かつ2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2クローンにより産生されるマウスモノクローナル抗体の1つ以上のCDRのヌクレオチド配列にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列によってコードされる1つ以上のCDRを有する。ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件は、それらに限定されないが、約45℃で6×塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)溶液中でのフィルターに結合したDNAへのハイブリダイゼーション後、約50〜65℃で0.2×SSC/0.1%SDS溶液での1回以上の洗浄であり、より高度のストリンジェントな条件は、例えば、約45℃で6×SSC溶液中でのフィルターに結合したDNAへのハイブリダイゼーション後、約60℃で0.1×SSC/0.2%SDS溶液にて1回以上洗浄するハイブリダイゼーション、あるいは、当業者に公知の他のストリンジェントなハイブリダイゼーション条件(例えば、Ausubel,F.M.ら編,1989,Current Protocols in Molecular Biology,vol.1,Green Publishing Associates,Inc.and John Wiley and Sons,Inc.,NY、ページ6.3.1〜6.3.6及び2.10.3参照。参照することにより本明細書に組み入れる)を含む。
本発明はまた、フレームワーク又はCDR領域に変異(例えば、1つ以上のアミノ酸置換)を有する上記いずれかの結合ドメインのアミノ酸配列を有する結合ドメインの使用を包含する。好ましくは、これらの結合ドメインにおける変異は、結合ドメインが免疫特異的に結合するFcγRIIBに対する結合ドメインの結合力及び/又は親和性を維持又は増強する。当業者に公知の標準的な技術(例えば、イムノアッセイ)を用いて、特定の抗原に対する抗体の親和性をアッセイすることができる。
当業者に公知の標準的な技術を用いて、抗体又はその断片をコードするヌクレオチド配列中に変異を導入することができる。そのような技術には、例えば、アミノ酸置換をもたらす部位特異的突然変異誘発及びPCRを介する突然変異誘発が含まれる。好ましくは、誘導体は、最初の抗体又はその断片に対して15個未満のアミノ酸の置換、10個未満のアミノ酸の置換、5個未満のアミノ酸の置換、4個未満のアミノ酸の置換、3個未満のアミノ酸の置換、又は2個未満のアミノ酸の置換を有する。好ましい実施形態では、誘導体は1つ以上の予測される非必須アミノ酸残基に保存的アミノ酸置換を有する。
好ましい実施形態では、結合ドメインはヒト化抗体に由来する。ヒト化FcγRIIB特異的抗体は、CDR領域の全て又は実質的に全てが非ヒト免疫グロブリン(即ち、ドナー抗体)のCDR領域と一致し、フレームワーク領域の全て又は実質的に全てがヒト免疫グロブリン共通配列のフレームワーク領域である、少なくとも1つ、通常は2つの可変ドメインの実質的に全てを有していてもよい。
本発明のダイアボディは、ヒト抗体(レシピエント抗体)の重鎖及び/又は軽鎖可変領域の1つ以上のCDRの1つ以上の領域が、FcγRIIAに対するよりも強い親和性でFcγRIIBと特異的に結合するドナーのモノクローナル抗体の1つ以上のCDRの相似部分で置換されている、FcγRIIBに特異的なヒト化可変ドメインを有する。そのようなモノクローナル抗体として、例えば、2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2クローンで産生されるモノクローナル抗体が挙げられる。他の実施形態では、ヒト化抗体は、それぞれ2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2と同一のエピトープに結合する。
好ましい実施形態では、ヒト化FcγRIIB結合ドメインのCDR領域は、FcγRIIBに特異的なマウス抗体に由来する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載したヒト化抗体は、それらに限定されないが、アクセプター抗体、即ち、ヒト抗体であり、ドナーモノクローナル抗体の結合特異性を保持する上で必要な重鎖及び/又は軽鎖可変ドメインのフレームワーク領域、のアミノ酸欠失、挿入、改変を含む改変を有する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載したヒト化抗体のフレームワーク領域は、必ずしも天然のヒト抗体可変領域のフレームワーク領域のアミノ酸配列と正確に同じである必要はなく、例えば、マウスのFcγRIIB特異的抗体と同一の標的に対して特異的であるヒト化抗体領域の結合特性を改善するなど、ヒト化抗体の性質を変える、これらに限定されないが、アミノ酸欠失、挿入、改変を含む様々な改変を有する。最も好ましい実施形態では、非ヒトフレームワーク残基を広範に導入することを避け、かつヒトにおいてヒト化抗体の最小限の免疫原性を確保するために、フレームワーク領域に対して最小数の改変を行う。ドナーのモノクローナル抗体は、好ましくは、2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2クローンにより産生されるモノクローナル抗体である。
具体的な実施形態では、結合ドメインは、FcγRIIAと結合するよりも強い親和力でFcγRIIBと特異的に結合するCDRグラフト化抗体の可変ドメインを包含する。ここで、CDR移植抗体は、レシピエント抗体のフレームワーク残基と、FcγRIIAとの結合よりも強い親和力でFcγRIIBと特異的に結合する、例えば、2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2クローンにより産生される、ドナーモノクローナル抗体由来の残基からなる重鎖可変領域ドメインとを有する。他の具体的な実施形態では、本発明のダイアボディは、FcγRIIAと結合するよりも強い親和力でFcγRIIBと特異的に結合するCDRグラフト化抗体由来の可変ドメインを有し、該CDRグラフト化抗体は、レシピエント抗体のフレームワーク残基と、FcγRIIAとの結合よりも強い親和力でFcγRIIBと特異的に結合する、例えば、2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2クローンにより産生される、ドナーモノクローナル抗体由来の残基からなる軽鎖可変領域ドメインとを有する。
本発明で用いられるヒト化抗FcγRIIB可変ドメインは、CDR1(配列番号24若しくは配列番号25)及び/又はCDR2(配列番号26若しくは配列番号27)及び/又はCDR3(配列番号28若しくは配列番号29)のアミノ酸配列を有する重鎖可変領域、並びに/或いはCDR1(配列番号30若しくは配列番号31)及び/又はCDR2(配列番号32、配列番号33、配列番号34若しくは配列番号35)及び/又はCDR3(配列番号36若しくは配列番号37)のアミノ酸配列を有する軽鎖可変領域を有していてもよい。
一つの具体的な実施形態では、ダイアボディはヒト化2B6抗体に由来する可変ドメインを有し、このダイアボディでは、VH領域がヒト生殖細胞系のVHセグメントであるVH1−18(Matsudaら,(1998),The Complete Nucleotide Sequence Of The Human Immunoglobulin Heavy Chain Variable Region Locus,J.Exp.Med.,188:2151−2162)及びJH6(Ravetchら.(1981),Structure Of The Human Immunoglobulin Mu Locus:Characterization Of Embryonic And Rearranged J And D Genes,Cell,27(3,Pt.2):583−91)に由来するFRセグメントと、配列番号24、配列番号26又は配列番号28のアミノ酸配列を有する2B6VHの1つ以上のCDR領域とから成る。一つの実施形態では、2B6VHは配列番号38のアミノ酸配列を有する。他の実施形態では、2B6VHドメインは、配列番号85のHu2B6VHのアミノ酸配列を有し、配列番号86のヌクレオチド配列によりコードされ得る。他の具体的な実施形態では、ダイアボディはVL領域を更に有し、このVL領域はヒト生殖細胞系VLセグメントであるVK−A26(Lautner−Rieskeら,(1992),The Human Immunoglobulin Kappa Locus.Characterization Of The Duplicated A Regions,Eur.J.Immunol.,22:1023−1029)及びJK4(Hieterら,(1982),Evolution Of Human Immunoglobulin Kappa J Region Genes,J.Biol.Chem.,257:1516−22)のFRセグメントと、配列番号30、配列番号32、配列番号33、配列番号34及び配列番号36のアミノ酸配列を有する、2B6VLの1つ以上のCDR領域とから成る。一つの実施形態では、2B6VLは、配列番号39、配列番号40、又は配列番号41のアミノ酸配列を有する。具体的な実施形態において、2B6VLは、配列番号87のHu2B6VLのアミノ酸配列を有し、配列番号88に示されるヌクレオチド配列によりコードされ得る。
他の具体的な実施形態では、ダイアボディは、ヒト化3H7抗体に由来する可変ドメインを有し、そのVH領域は、ヒト生殖細胞系VHセグメントに由来するFRセグメントと、配列番号35のアミノ酸配列を有する3H7VHのCDR領域とから成る。他の具体的な実施形態では、ヒト化3H7抗体は更に、ヒト生殖細胞系VLセグメントのFRセグメントと、配列番号42のアミノ酸配列を有する3H7VLのCDR領域とから成る、VL領域を有する。
特に、結合ドメインは、天然のヒトFcγRIIBの細胞外ドメインと免疫特異的に結合し、以下の組合せのいずれかにおいて2B6、3H7、1D5、2E1、2H9、2D11又は1F2のCDR配列を含む(あるいは、から成る)。前記組合せは以下の通りである。VHCDR1とVLCDR1、VHCDR1とVLCDR2、VHCDR1とVLCDR3、VHCDR2とVLCDR1、VHCDR2とVLCDR2、VHCDR2とVLCDR3、VHCDR3とVHCDR1、VHCDR3とVLCDR2、VHCDR3とVLCDR3、VH1CDR1とVHCDR2とVLCDR1、VHCDR1とVHCDR2とVLCDR2、VHCDR1とVHCDR2とVLCDR3、VHCDR2とVHCDR3とVLCDR1、VHCDR2とVHCDR3とVLCDR2、VHCDR2とVHCDR2とVLCDR3、VHCDR1とVLCDR1とVLCDR2、VHCDR1とVLCDR1とVLCDR3、VHCDR2とVLCDR1とVLCDR2、VHCDR2とVLCDR1とVLCDR3、VHCDR3とVLCDR1とVLCDR2、VHCDR3とVLCDR1とVLCDR3、VHCDR1とVHCDR2とVHCDR3とVLCDR1、VHCDR1とVHCDR2とVHCDR3とVLCDR2、VHCDR1とVHCDR2とVHCDR3とVLCDR3、VHCDR1とVHCDR2とVLCDR1とVLCDR2、VHCDR1とVHCDR2とVLCDR1とVLCDR3、VHCDR1とVHCDR3とVLCDR1とVLCDR2、VHCDR1とVHCDR3とVLCDR1とVLCDR3、VHCDR2とVHCDR3とVLCDR1とVLCDR2、VHCDR2とVHCDR3とVLCDR1とVLCDR3、VHCDR2とVHCDR3とVLCDR2とVLCDR3、VHCDR1とVHCDR2とVHCDR3とVLCDR1とVLCDR2、VHCDR1とVHCDR2とVHCDR3とVLCDR1とVLCDR3、VHCDR1とVHCDR2とVLCDR1とVLCDR2とVLCDR3、VHCDR1とVHCDR3とVLCDR1とVLCDR2とVLCDR3、VHCDR2とVHCDR3とVLCDR1とVLCDR2とVLCDR3、又は本明細書で開示したVHCDR及びVLCDRのいずれかの組合せ。
本発明のダイアボディに含まれる結合ドメインの由来となる抗体は、FcγRIIAと比べてFcγRIIBに最も強い特異性をもった抗体を選択できるように、エピトープマッピングによって更に特徴付けられてもよい。抗体のエピトープマッピング法は本技術分野で周知であり、本発明の方法に包含される。ある実施形態では、FcγRIIBの1つ以上の領域を有する融合タンパク質を、本発明の抗体のエピトープをマッピングするのに使用してもよい。具体的な実施形態では、融合タンパク質は、ヒトIgG2のFc部分と融合しているFcγRIIBの領域のアミノ酸配列を含有する。各融合タンパク質は、下記の表2に示すようなアミノ酸置換及び/又は受容体の特定領域の相同受容体、例えば、FcγRIIAの対応領域による置換を更に有することができる。pMGX125及びpMGX132は、FcγRIIB受容体のIgG結合部位を含み、前者はFcγRIIBのC末端を有し、そして後者はFcγRIIAのC末端を有し、C末端結合性を区別するために使用することができる。その他は、IgG結合部位におけるFcγRIIA置換、及びFcγRIIA又はFcγRIIBのいずれかのN末端を有する。これらの分子は、抗体が結合する受容体分子の部分を決定するのに役に立つ。
Figure 0005734201
融合タンパク質は、本発明の抗FcγRIIB抗体への結合を測定するための任意の生化学的アッセイ法、例えばELISA法に使用することができる。他の実施形態においては、特定の残基をFcγRIIA配列由来の残基と置き換えたペプチドを用いて、エピトープ特異性のさらなる確認を行ってもよい。
抗体は、本発明の抗体の機能、特にFcγRIIBシグナル伝達を調節する活性、を同定するためのアッセイ法を用いて特徴付けすることができる。例えば、本発明の特徴付けは、FcγRIIBのITIMモチーフ中のチロシン残基のリン酸化の測定、又はB細胞受容体によって生じるカルシウム動員の阻害の測定が可能である。本発明の特徴付けは、細胞系又は無細胞系分析法とすることができる。
肥満細胞においては、FcγRIIBと高親和性IgE受容体であるFcεRIとの共凝集が、抗原誘導性脱顆粒化、カルシウム動員及びサイトカイン産生の阻害をもたらすことは本技術分野では十分に立証されている(Metcalfe D.D.ら,(1997),Mast Cells,Physiol.Rev.,77:1033−1079;Long E.O.,(1999),Regulation Of Immune Responses Through Inhibitory Receptors,Annu.Rev.Immunol.,17:875−904)。このシグナル伝達経路の分子的詳細については、最近明らかとなった(Ott V.L.,(2002),Downstream Of Kinase,p62(dok),Is A Mediator Of FcgammaIIB Inhibition Of Fc Epsilon RI Signaling,J.Immunol.,162(9):4430−4439)。FcγRIIBは、一旦FcεRIと共凝集すると、そのITIMモチーフ中のチロシン上で直ちにリン酸化され、その後Srcホモロジー2含有イノシトール−5−ホスファターゼ(SHIP)を動員する。この酵素は、SH2ドメイン含有イノシトールポリホスフェート5−ホスファターゼであって、順次リン酸化されて、Shc及びp62dokと会合する。(p62dokは、アミノ末端のプレクストリン相同ドメイン(PHドメイン)のようなシグナル伝達ドメイン、PTBドメイン、及びPXXPモチーフと多数のリン酸化部位を含むカルボキシ末端領域を有する、アダプター分子ファミリーのプロトタイプである(Carpinoら,(1997),p62(dok):A Constitutively Tyrosine−Phosphorylated,GAP−Associated Protein In Chronic Myelogenous Leukemia Progenitor Cells,Cell,88:197−204;Yamanshiら,(1997),Identification Of The Abl− And rasGAP−Associated 62 kDa Protein As A Docking Protein,Dok,Cell,88:205−211))。
本発明で使用する抗FcγRIIB抗体も同様に、1つ以上のIgE介在応答を調節する能力について特徴付けすることができる。好ましくは、IgEに対して高親和性の受容体及びFcγRIIBに対して低親和性の受容体を共発現する細胞株を、IgE介在応答の調節における抗FcγRIIB抗体の特徴付けに用いる。具体的な実施形態においては、全長のヒトFcγRIIBでトランスフェクトしたラット好塩基球性白血病細胞株(RBL−H23;Barsumian E.L.ら,(1981),IgE−Induced Histamine Release From Rat Basophilic Leukemia Cell Lines:Isolation Of Releasing And Nonreleasing Clones,Eur.J.Immunol.,11:317−323,参照することにより、本明細書にその全体を組み入れる)由来の細胞を用いることができる。RBL−2H3は、十分に特徴付けられたラット細胞株であり、IgEを介した細胞活性化後のシグナル伝達機構を研究するのに広く使用されている。RBL−2H3細胞で発現され、そしてFcεRIと共凝集すると、FcγRIIBは、FcεRI誘導カルシウム動員、脱顆粒化及びサイトカイン産生を阻害する(Malbecら,(1998),Fc Epsilon Receptor I−Associated Lyn−Dependent Phosphorylation Of Fc Gamma Receptor IIB During Negative Regulation Of Mast Cell Activation,J.Immunol.,160:1647−1658;Daeronら,(1995),Regulation Of High−Affinity IgE Receptor−Mediated Mast Cell Activation By Murine Low−Affinity IgG Receptors,J.Clin.Invest.,95:577;Ott V.L.,(2002),Downstream Of Kinase,p62(dok),Is A Mediator Of FcgammaIIB Inhibition Of Fc Epsilon RI Signaling,J.Immunol.,162(9):4430−4439)。
本発明で使用する抗体は、FcεRI誘導型肥満細胞活性化の阻害について特徴付けすることもできる。例えば、FcγRIIBでトランスフェクトされたラット好塩基球性白血病細胞株(RBL−H23;Barsumian E.L.ら,(1981),IgE−Induced Histamine Release From Rat Basophilic Leukemia Cell Lines:Isolation Of Releasing And Nonreleasing Clones,Eur.J.Immunol.,11:317−323)由来の細胞を、IgEで感作し、そしてFcεRIだけを凝集するウサギ抗マウスIgGのF(ab’)断片で刺激するか、又はFcγRIIBとFcεRIを共凝集する完全なウサギ抗マウスIgGで刺激する。この系では、下流シグナル伝達分子の間接的な調節を、感作及び刺激した細胞に本発明の抗体を添加し、アッセイすることができる。例えば、FcγRIIBのチロシンリン酸化及びSHIPの動員とリン酸化、非限定的な例としてのErk1、Erk2、JNK又はp38を含む、MAPキナーゼファミリーメンバーの活性化、並びにp62dokのチロシンリン酸化及びそのSHIP及びRasGAPとの会合をアッセイすることができる。
本発明の抗体によるFcεRI誘導型肥満細胞活性化の阻害を測定する1つの代表的なアッセイ法は、以下を有し得る。即ち、RBL−H23細胞をヒトFcγRIIBでトランスフェクトし、RBL−H23細胞をIgEで感作し、そしてRBL−H23細胞をウサギ抗マウスIgGのF(ab’)(FcεRIのみを凝集し、FcεRI介在シグナル伝達を引き起こす、対照として用いる)で刺激するか、又はRBL−H23細胞を完全なウサギ抗マウスIgG(FcγRIIBとFcεRIを共凝集し、結果的にFcεRI介在シグナル伝達を阻害する)で刺激する。完全なウサギ抗マウスIgG抗体で刺激した細胞を、更に、本発明の抗体とプレインキュベートすることができる。本発明の抗体とプレインキュベートした細胞、及び本発明の抗体とプレインキュベートしていない細胞のFcεRI依存性活性を測定し、これらの細胞におけるFcεRI依存性活性のレベルを比較することで、本発明の抗体によるFcεRI依存性活性の調節が示される。
上記の代表的なアッセイ法を使用して、例えば、FcγRIIB受容体へのリガンド(IgG)結合を阻害し、かつFcγRIIBとFcεRIとの共凝集を妨げることによってFcεRIシグナル伝達のFcγRIIB介在阻害に拮抗する抗体を同定することができる。同様にこのアッセイ法は、FcγRIIBとFcεRIの共凝集を増強し、かつFcγRIIBとFcεRIの共凝集を促進することによってFcεRIシグナル伝達のFcγRIIB介在阻害を刺激する抗体を同定できる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のように同定された又は本技術分野で公知の抗FcγRIIB抗体のエピトープ結合ドメインを有する、本発明の抗FcγRIIBダイアボディは、そのIgE介在応答を調節する能力について、好ましくは細胞ベースのアッセイにおいて、肥満細胞若しくは好塩基球の脱顆粒化をモニターし及び/又は測定することによって、特徴付けされる。好ましくは、このようなアッセイに用いる肥満細胞又は好塩基球は、当業者に公知の標準的な組換え法を用いて、ヒトFcγRIIBを含むように遺伝子操作されている。具体的な実施形態では、本発明の抗FcγRIIB抗体は、そのIgE介在応答を調節するその能力について、細胞ベースのβ−ヘキソサミニダーゼ(顆粒中に含まれる酵素)放出アッセイ法により特徴付けされる。肥満細胞及び好塩基球からのβ−ヘキソサミニダーゼ放出は、急性アレルギー及び炎症状態の最初の事象である(Aketaniら,(2001),Correlation Between Cytosolic Calcium Concentration And Degranulation In RBL−2H3 Cells In The Presence Of Various Concentrations Of Antigen−Specific IgEs,Immunol.Lett.,75:185−189;Aketaniら,(2000),A Screening Method For Antigen−Specific IgE Using Mast Cells Based On Intracellular Calcium Signaling,Anal.Chem.72:2653−2658)。これらに限定されないが、セロトニンやヒスタミンを含む、他の炎症性メディエーターの放出を本発明の方法に従ってアッセイし、IgE介在応答を測定してもよい。特定の作用機序に縛られる意図ではないが、肥満細胞及び好塩基球からのβ−ヘキソサミニダーゼ含有顆粒のような顆粒の放出は、FcγRIと多価抗原との架橋により開始される細胞内カルシウム濃度依存性の過程である。
ヒト肥満細胞の研究の可能性は、好適な長期のヒト肥満細胞培養物がなかったことで制限されていた。最近になって、LAD1及びLAD2と呼ばれる2種の新規幹細胞因子依存性のヒト肥満細胞株が、肥満細胞肉腫/白血病患者由来の骨髄液から樹立された(Kirshenbaumら,(2003),Characterization Of Novel Stem Cell Factor Responsive Human Mast Cell Lines LAD 1 And 2 Established From A Patient With Mast Cell Sarcoma/Leukemia;Activation Following Aggregation Of FcRI Or FcγRI,Leukemia research,27:677−82、参照することによりその全体を本明細書に組み入れる)。両細胞株は、FcεRI及びいくつかのヒト肥満細胞マーカーを発現することが記載されている。LAD1及び2細胞を使用して、IgE介在応答に対する本発明の抗体の効果を評価することができる。具体的な実施形態では、上記のような細胞系のβ−ヘキソサミニダーゼ放出分析法をLAD細胞で使用して、本発明の抗FcγRIIB抗体によるIgE介在応答の調節を測定することができる。代表的なアッセイ法では、LAD1などのヒト肥満細胞を、キメラヒトIgE抗ニトロフェノール(NP)で刺激し、多価抗原であるBSA−NPに曝露する。そして細胞の脱顆粒化を、上清中に放出されるβ−ヘキソサミニダーゼを測定することによりモニターする(Kirshenbaumら,(2003),Characterization Of Novel Stem Cell Factor Responsive Human Mast Cell Lines LAD 1 And 2 Established From A Patient With Mast Cell Sarcoma/Leukemia;Activation Following Aggregation Of FcRI Or FcγRI,Leukemia research,27:677−82、参照することによりその全体を本明細書に組み入れる)。
いくつかの実施形態では、本技術分野で公知の標準的な方法、例えばFACS染色を使用して測定したとき、ヒト肥満細胞の内在性FcγRIIBの発現が低い場合、本発明の抗FcγRIIBダイアボディにより媒介される阻害経路の活性化の差異をモニター及び/又は検出することが困難なことがある。従って、本発明は、サイトカイン及び特定の増殖条件を用いてFcγRIIB発現を上方制御することのできる別の方法を包含する。FcγRIIBは、THP−1やU937等などのヒト単球系細胞株(Tridandapaniら,(2002),Regulated Expression And Inhibitory Function Of Fcgamma RIIB In Human Monocytic Cells,J.Biol.Chem.,277(7):5082−5089)及び初代ヒト単球(Pricopら,(2001),Differential Modulation Of Stimulatory And Inhibitory Fc Gamma Receptors On Human Monocytes By Th1 And Th2 Cytokines,J.of Immunol,166:531−537)内では、IL4により高度に上方制御されることが記載されている。ジブチリル環状AMPによるU937の分化は、FcγRIIの発現を増加することが記載されている(Cameronら,(2002),Differentiation Of The Human Monocyte Cell Line,U937,With Dibutyryl Cyclic AMP Induces The Expression Of The Inhibitory Fc Receptor,FcgammaRIIB,Immunology Letters,83:171−179)。従って、検出感度を増強するために、本発明の方法で使用するヒト肥満細胞での内在性FcγRIIBの発現を、例えばIL−4、IL−13のようなサイトカインを用いて上方制御してもよい。
抗FcγRIIBダイアボディは、B細胞受容体(BCR)を介したシグナル伝達の阻害についてアッセイすることもできる。BCRを介したシグナル伝達は、少なくとも1つ以上の下流の生物学的応答、例えばB細胞の活性化及び増殖、抗体産生などを含み得る。FcγRIIBとBCRとの共凝集は、細胞周期の進行及び細胞の生存を阻害する。更に、FcγRIIBとBCRとの共凝集は、BCR介在シグナル伝達を阻害する。
具体的には、BCRを介するシグナル伝達は、以下の少なくとも1つ以上を含む。即ち、下流シグナル伝達分子の調節、例えば、FcγRIIBのリン酸化状態、SHIPの動員、Btk及び/又はPLCγの局在、MAPキナーゼ活性、Akt(抗アポトーシスシグナル)の動員、カルシウム動員、細胞周期の進行、及び細胞増殖。
BCRシグナル伝達のFcγRIIB介在阻害におけるエフェクター機能の多くはSHIPを介しているが、最近、SHIP欠損マウス由来のリポ多糖(LPS)活性化B細胞が、カルシウム動員、Ins(1,4,5)P産生並びにErk及びAktのリン酸化の顕著なFcγRIIB介在阻害を示すことが立証された(Brauweilerら,(2001),Partially Distinct Molecular Mechanisms Mediate Inhibitory FcgammaRIIB Signaling In Resting And Activated B Cells,Journal of Immunology,167(1):204−211)。従って、SHIP欠損マウス由来のエクスビボB細胞を用いて、本発明の抗体を特徴付けることができる。本発明の抗体によるBCRシグナル伝達のFcγRIIB介在阻害を測定するための代表的なアッセイ法の一つは、以下を含み得る。即ち、SHIP欠損マウスから脾臓B細胞を分離し、前記細胞をリポ多糖で活性化し、前記細胞をF(ab’)抗IgMで刺激してBCRを凝集させるか、又は抗IgMで刺激してBCRをFcγRIIBと共凝集させる。完全な抗IgMで刺激し、BCRをFcγRIIBと共凝集させた細胞は、更に本発明の抗体とプレインキュベートすることができる。細胞のFcγRIIB依存性活性は、本技術分野で公知の標準的な技術によって測定することができる。抗体とプレインキュベートした細胞及びプレインキュベートしていない細胞のFcγRIIB依存性活性のレベルを比較することにより、その抗体によるFcγRIIB依存性活性の調節を示すことができる。
FcγRIIB依存性活性の測定は、例えば、フローサイトメトリーによる細胞内カルシウム動員の測定、Akt及び/若しくはErkのリン酸化の測定、PI(3,4,5)PのBCR介在蓄積の測定、又はB細胞のFcγRIIB介在増殖の測定を含み得る。
前記アッセイ法を用いて、例えば、FcγRIIB受容体のリガンド(IgG)結合部位を阻害し、かつFcγRIIBとBCRとの共凝集を妨げることによりBCRシグナル伝達のFcγRIIB介在阻害に拮抗することで、BCRシグナル伝達のFcγRIIB介在阻害を調節する、本発明で使用するダイアボディ又は抗FcγRIIB抗体を同定することができる。また、前記アッセイ法を用いて、FcγRIIBとBCRの共凝集を増強し、かつBCRシグナル伝達のFcγRIIB介在阻害を刺激する抗体を同定することもできる。
抗FcγRIIB抗体は、ヒト単球/マクロファージにおけるFcγRIIを介したシグナル伝達についてアッセイすることもできる。FcγRIIBと免疫受容体チロシン活性化モチーフ(ITAM)を有する受容体との共凝集は、SHIPをエフェクターとして用いるFcγR介在食作用を下方制御するように作用する(Tridandapaniら,(2002),Regulated Expression And Inhibitory Function Of Fcgamma RIIB In Human Monocytic Cells,J.Biol.Chem.,277(7):5082−5089)。FcγRIIAとFcγRIIBの共凝集は、FcγRIIBのITIMモチーフ上のチロシン残基の迅速なリン酸化をもたらし、これはSHIPのリン酸化の増強、SHIPとShcとの会合、120kDa及び60〜65kDaの分子量を有するタンパク質のリン酸化を引き起こす。更に、FcγRIIAとFcγRIIBの共凝集は、細胞制御に関与し、アポトーシスを抑制するように働くセリン・スレオニンキナーゼである、Aktのリン酸化の下方制御をもたらす。
抗FcγRIIBダイアボディは、ヒト単球/マクロファージにおいてFcγRを介した食作用の阻害についてアッセイすることもできる。例えば、ヒト単球系細胞株THP−1由来の細胞を、FcγRIIに対するマウスモノクローナル抗体IV.3のFab断片とヤギ抗マウス抗体と(FcγRIIAのみを凝集させる)で刺激するか、又は完全なIV.3マウスモノクローナル抗体とヤギ抗マウス抗体と(FcγRIIAとFcγRIIBとを共凝集させる)で刺激することができる。この系では、FcγRIIBのチロシンリン酸化、SHIPのリン酸化、SHIPとShcとの会合、Aktのリン酸化、120kDa及び60〜65kDaの分子量を有するタンパク質のリン酸化などの下流のシグナル伝達分子の調節を、本発明の分子を刺激された細胞に添加することでアッセイすることができる。更に、単球系細胞株のFcγRIIB依存性食作用効率を、本発明の抗体の存在下及び非存在下で直接、測定することができる。
本発明の抗体によるヒト単球/マクロファージにおけるFcγR介在食作用の阻害を測定するための他の代表的なアッセイ法は、以下を含み得る。即ち、THP−1細胞を、IV.3マウス抗FcγRII抗体のFab及びヤギ抗マウス抗体とで刺激する(FcγRIIAのみを凝集させ、FcγRIIA介在シグナル伝達を誘導する)か、マウス抗FcγRII抗体とヤギ抗マウス抗体とで刺激する(FcγRIIAとFcγRIIBとを共凝集させ、FcγRIIA介在シグナル伝達を阻害する)。マウス抗FcγRII抗体とヤギ抗マウス抗体とで刺激された細胞を、更に本発明の分子とプレインキュベートすることができる。本発明の分子とプレインキュベートして刺激された細胞及び本発明の分子とプレインキュベートしなかった細胞のFcγRIIA依存性活性を測定し、これらの細胞におけるFcγRIIA依存性活性のレベルを比較することにより、本発明の抗体によるFcγRIIA依存性活性の調節を示すことができる。
上述の代表的なアッセイ法を使用して、例えば、FcγRIIB受容体のリガンド結合を阻害し、FcγRIIBとFcγRIIAとの共凝集を妨げることによってFcγRIIAシグナル伝達のFcγRIIB介在阻害に拮抗する結合ドメインを同定することができる。同様に、このアッセイ法で、FcγRIIBとFcγRIIAとの共凝集を増強し、FcγRIIAシグナル伝達のFcγRIIB介在阻害を刺激する結合ドメインを同定することができる。
対象となるFcγRIIB結合ドメインは、以前に報告された方法(Tridandapaniら,(2000),The Adapter Protein LAT Enhances Fcgamma Receptor−Mediated Signal Transduction In Myeloid Cells,J.Biol.Chem.,275:20480−7)により、フルオレセイン化IgGオプソニン化ヒツジ赤血球(SRBC)を貪食するTHP−1細胞の能力を測定することにより、I抗体が含有される場合、アッセイすることができる。例えば、食作用を測定するための代表的なアッセイ法は、THP−1細胞を本発明の抗体又はFcγRIIに結合しない対照抗体で処理し、前記細胞の活性を比較することを有する。その際、細胞の活性(例えば、ロゼット形成活性(IgG被覆SRBCに結合するTHP−1細胞の数)、付着活性(THP−1細胞に結合したSRBCの総数)、及び食作用率)の差異が、本発明の抗体によるFcγRIIA依存性活性の調節を示す。このアッセイ法を用いて、例えば、FcγRIIB受容体のリガンド結合を阻害し、食作用のFcγRIIB介在阻害に拮抗する抗体を同定することができる。このアッセイ法は、FcγRIIAシグナル伝達のFcγRIIB介在阻害を増強する抗体を同定することもできる。
好ましい実施形態では、結合ドメインは、ヒト単球/マクロファージにおけるFcγRIIB依存性活性を、以下の少なくとも1つ以上の方法で調節する。即ち、下流シグナル伝達分子の調節(例えば、FcγRIIBのリン酸化状態の調節、SHIPリン酸化の調節、SHIPとShcとの会合の調節、Aktのリン酸化の調節、約120kDa及び60〜65kDaの付加的タンパク質のリン酸化の調節)及び食作用の調節である。
5.1.2.CD16A結合ドメイン
以下のセクションでは、共有結合型ダイアボディの作製のための軽鎖及び重鎖の可変領域の供給源として使用することができる、CD16A結合タンパク質について論ずる。本発明では、CD16A結合タンパク質は、抗CD16A抗体のVL及びVHドメインを有する分子を包含する。このVL及びVHドメインは、本発明のダイアボディの作製に使用される。
様々なCD16A結合タンパク質が、本発明に関連して用いられる。好適なCD16A結合タンパク質には、ヒト又はヒト化モノクローナル抗体に加え、CD16A結合抗体断片(例えば、scFv又は1本鎖抗体、Fab断片、ミニボディ)及び軽鎖可変領域ドメイン、重鎖可変領域ドメイン、又はその両方との相互作用を介してCD16Aに結合する他の抗体様タンパク質が含まれる。
いくつかの実施形態では、本発明による使用のためのCD16A結合タンパク質は、マウス抗CD16A抗体などの非ヒト抗CD16A抗体に由来する配列を有する1つ以上のCDRと、1つ以上のヒト免疫グロブリンのフレームワーク配列に由来する1つ以上のフレームワーク領域とを有する、VL及び/又はVHドメインを有する。CDR及び他の配列を得ることのできる多数の非ヒト抗CD16Aモノクローナル抗体が知られている(例えば、Tammら,(1996),The Binding Epitopes Of Human CD 16(Fc gamma RIII)Monoclonal Antibodies.Implications For Ligand Binding,J.Imm.157:1576−81;Fleitら,(1989),p.159;LEUKOCYTE TYPING II:HUMAN MYELOID AND HEMATOPOIETIC CELLS,Reinherzら編、New York:Springer−Verlag,(1986);LEUCOCYTE TYPING III:WHITE CELL DIFFERENTIATION ANTIGENS,McMichael A.J.編,Oxford:Oxford University Press,1986;LEUKOCYTE TYPING IV:WHITE CELL DIFFERENTIATION ANTIGENS,Kappら編、Oxford Univ. Press,Oxford;LEUKOCYTE TYPING V:WHITE CELL DIFFERENTIATION ANTIGENS,Schlossmanら編、Oxford Univ.Press,Oxford;LEUKOCYTE TYPING VI:WHITE CELL DIFFERENTIATION ANTIGENS,Kishimoto編、Taylor&Francisを参照)。更に、実施例に示すように、細胞上に発現されたヒトCD16Aを認識する新たなCD16A結合タンパク質は、モノクローナル抗体又は関連する結合タンパク質の作製及び選択のための周知の方法(例えば、ハイブリドーマ技術、ファージディスプレイ法等)を用いて取得できる。例えば、O’Connelら,(2002),Phage Versus Phagemid Libraries For Generation Of Human Monoclonal Antibodies,J.Mol.Biol.,321:49−56;Hoogenboomら,(2000),Natural And Designer Binding Sites Made By Phage Display Technology,Imm.Today,21:371078;Krebsら,(2001),High−Throughput Generation And Engineering Of Recombinant Human Antibodies,J.Imm.Methods,254:67−84;及び本明細書で引用した他の文献を参照。ヒト以外の種由来のモノクローナル抗体を、本技術分野において公知の抗体のヒト化技術を用いてキメラ化又はヒト化することができる。
あるいはまた、CD16Aに対する完全なヒト抗体は、ヒト免疫系の成分を有するトランスジェニック動物を用いて(例えば、米国特許第5,569,825号及び第5,545,806号参照)、ヒト末梢血細胞を用いて(Casaliら,(1986),Human Monoclonals From Antigen−Specific Selection Of B Lymphocytes And Transformation By EBV,Science,234:476−479)、ヒトB細胞由来のDNAライブラリーをHuseら、(1989),Generation Of A Large Combinatorial Library Of The Immunoglobulin Repertoire In Phage Lambda,Science,246:1275−1281で概説された通常のプロトコルに従ってスクリーニングすることにより、更に他の方法により作製することができる。
好ましい実施形態では、結合ドナーは、例えば、米国特許公開第2004/0010124号(参照することによりその全体を本明細書に組み入れる)に開示されているような、3G8抗体又はそのヒト化型由来である。ある目的においては、3G8が結合するエピトープと同一のエピトープで、又は少なくとも当該エピトープに十分に近接しており3G8の結合を阻止するエピトープで、CD16A受容体に結合するCD16A結合タンパク質を使用することが有利であると考えられる。所望の結合特性を有する結合タンパク質を同定するためのエピトープマッピング及び競合的結合実験の方法は、実験免疫学の当業者には周知である。例えば、上記で引用したHarlowとLaneの論文;Stahliら,(1983),Distinction Of Epitopes By Monoclonal Antibodies,Methods in Enzymology,92:242−253;Kirklandら,(1986),Analysis Of The Fine Specificity And Cross−Reactivity Of Monoclonal Anti−Lipid A Antibodies,J.Immunol.,137:3614−3619;Morelら,(1988),Monoclonal Antibodies To Bovine Serum Albumin:Affinity And Specificity Determinations,Molec.Immunol.,25:7−15;Cheungら,(1990),Epitope−Specific Antibody Response To The Surface Antigen Of Duck Hepatitis B Virus In Infected Ducks,Virology,176:546−552;Moldenhauerら,(1990),Identity Of HML−1 Antigen On Intestinal Intraepithelial T Cells And Of B−ly7 Antigen On Hairy Cell Leukaemia,Scand.J.Immunol.,32:77−82参照。例えば、2つの抗体が同一部位に結合するかどうかは、一方の抗体を用いてELISAプレート上で抗原を捕捉し、その後捕捉された抗原に第2の抗体が結合するかを測定することによって、確認することができる。また、エピトープの比較は、第1の抗体を直接的に若しくは間接的に酵素、放射性核種又は蛍光団で標識し、細胞上の、溶液中の、又は固相上の抗原へに第1の抗体の結合を未標識の第2の抗体が阻害する能力を測定することによっても行うことができる。
CD16A受容体のELISAプレート上に形成された免疫複合体への結合を阻害する抗体の能力を測定することも可能である。前記免疫複合体は、まずフルオレセインなどの抗原でプレートを被覆し、次に特異的な抗フルオレセイン抗体をプレートに塗布することによって形成される。この免疫複合体は、その後、sFcRIIIaのような可溶性Fc受容体のリガンドとして働く。あるいはまた、可溶性の免疫複合体を形成し、酵素、放射性核種又は蛍光団で直接的に若しくは間接的に標識してもよい。その後、これらの標識免疫複合体と、細胞上の、溶液中の、又は固相上のFc受容体との結合を阻害する抗体の能力を測定することができる。
本発明のCD16A結合タンパク質は、ヒト免疫グロブリンFc領域を含んでいてもよいし、含まなくともよい。Fc領域は、例えば、scFv結合タンパク質中には存在しない。Fc領域は、例えば、ヒト又はヒト化四量体モノクローナルIgG抗体に存在する。上記のように、本発明のいくつかの実施形態では、CD16A結合タンパク質は、エフェクター機能が改変されているFc領域を含む。改変されたエフェクター機能として、例えば、未改変Fc領域(例えば、天然のIgG1タンパク質のFc等)と比較した場合のFc受容体又は補体のC1成分のようなエフェクターリガンドに対する親和性の低下が挙げられる。一つの実施形態では、Fc領域は、297位に相当するFc領域のアミノ酸がグリコシル化されていない。このような抗体はFcエフェクター機能を欠いている。
従って、CD16A結合タンパク質は、結合タンパク質中にFcドメインを欠くことから、Fc受容体又は補体のC1成分のようなエフェクターリガンドへのFc介在結合を示さないことがあるが、他のケースでは、結合やエフェクター機能の欠如は抗体の定常領域の変化に起因している。
5.1.2.1.mAb3G8CDR配列に類似するCDR配列を有するCD16A結合タンパク質
本発明の実施に使用することができるCD16A結合タンパク質は、マウスモノクローナル抗体3G8のCDRに由来する(即ち、同一若しくは類似の配列を有している)CDR配列を有するタンパク質を包含する。CDRをコードする配列を含む、マウス3G8モノクローナル抗体の重鎖及び軽鎖可変領域をコードする相補的cDNAを、上述のようにクローニングして配列決定した。3G8の核酸配列及びタンパク質配列を以下に示す。マウス可変領域及びCDR配列を用いて、3G8のCDRに由来する相補性決定領域を含む多数のキメラ及びヒト化モノクローナル抗体を作製し、それらの特性を解析した。CD16Aに高親和性で結合し、他の所望の特性を有するヒト化抗体を同定するために、3G8由来のCDRを有するVH領域を有する抗体重鎖を作製し、3G8由来のCDRを有するVL領域を含む抗体軽鎖と(共発現により)結合させて、解析用の四量体抗体を作製した。得られた四量体抗体の特性を以下に記載のように測定した。以下で説明するように、3G8のCDRを有するCD16A結合タンパク質、例えば、本明細書に記載したヒト化抗体タンパク質を本発明に従って使用してもよい。
5.1.2.1.1.VH領域
一つの態様において、本発明のCD16A結合タンパク質は、少なくとも1つのCDR(通常は3つのCDR)がマウスモノクローナル抗体3G8重鎖の1つのCDR(一般的には3つ全てのCDR)の配列を有し、該結合タンパク質の残りの部分が実質的にヒトの配列を有する(ヒト抗体の重鎖可変領域に由来し、実質的にそれに類似する)、重鎖可変ドメインを有してもよい。
一つの態様において、本発明は、実質的にヒトのフレームワーク中に3G8抗体由来のCDRを含むヒト化3G8抗体又は抗体断片であって、重鎖可変ドメインの少なくとも1つのCDRが対応するマウス抗体3G8重鎖CDRと配列の点で異なる、上記抗体を提供する。例えば、一つの実施形態では、CDRは、本技術分野で公知の又は表3及び表4A〜Hで開示したような、CD16Aへの3G8の結合に影響することが本技術分野で公知である1つ以上のCDR置換を少なくとも有することで、3G8のCDR配列とは異なる。好適なCD16結合タンパク質は、これらの置換を0、1つ、2つ、3つ又は4つ、あるいはそれ以上含み(多くの場合、1〜4つの置換を有する)、場合により追加の置換をも有することができる。
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一つの実施形態では、CD16A結合タンパク質は、配列を配列番号68に示す、Hu3G8VH−1構築物のVHドメインと同一の又は類似する重鎖可変ドメインの配列を有してもよい。例えば、本発明は、(1)表1に記載した、0、1又はそれ以上のCDR置換によりHu3G8VH−1(配列番号68)のVHドメインとは異なり、(2)表1に記載した、0、1又はそれ以上のフレームワーク置換によりHu3G8VH−1のVHドメインとは異なり、(3)残りの位置はHu3G8VH−1のVH配列と少なくとも約80%同一である、多くの場合少なくとも約90%、時には少なくとも約95%同一である、又は少なくとも約98%も同一である、配列を有しているVHドメインを有するCD16A結合タンパク質を提供する。
本発明のCD16A結合タンパク質の代表的なVHドメインは、3G8VH、Hu3G8VH−5及びHu3G8VH−22の配列(それぞれ、配列番号79、配列番号69及び配列番号70)を有する。3G8VH及びHu3G8VH−5の配列(それぞれ、配列番号79及び配列番号69)をコードする代表的なヌクレオチド配列を、それぞれ配列番号80及び配列番号81に示す。
VHドメインは、表3で示した少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ又は少なくとも6つの置換によってHu3G8VH−1(配列番号68)の配列と異なる配列を有してもよい。これらの置換は、CD16Aに対する親和性を増加し、及び/又はヒトに投与した場合にCD16A結合タンパク質の免疫原性を低減すると考えられている。ある実施形態では、残りの位置のHu3G8VH−1のVHドメインとの配列同一性の程度は、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、又は少なくとも約98%である。
限定ではなく例示として、多数のCD16A結合タンパク質のVHドメインの配列を表4に示す。ヒトCγ1定常領域に融合させたこれらの配列を含む重鎖を、hu3G8VL−1軽鎖(以下に記載)と共に共発現させて、四量体の抗体を形成させた。また、CD16Aへの該抗体の結合性を測定して、アミノ酸置換の効果をhu3G8VH−1のVHドメインと比較して評価した。VHドメインがhu3G8VH−1、2、3、4、5、8、12、14、16、17、18、19、20、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、42、43、44及び45の配列を有する構築物は高親和結合性を示し、hu3G8VH−6及び40のVHドメインは中間の結合性を示した。hu3G8VH−5及びhu3G8VH−22(それぞれ、配列番号69及び配列番号70)のVHドメインを含むCD16A結合タンパク質は、特に好ましい結合特性を有すると考えられる。
5.1.2.2.VL領域
好ましい結合特性を有する軽鎖可変ドメイン配列を同定するために同様の研究を行った。一つの態様において、本発明は、少なくとも1つのCDR(通常は3つのCDR)が、マウスモノクローナル抗体3G8軽鎖の1つのCDR(通常は3つ全てのCDR)の配列を有し、該結合タンパク質の残りの部分は実質的にヒトの配列(ヒト抗体の重鎖可変領域に由来し、実質的にそれに類似する)を有する、軽鎖可変ドメインを含むCD16A結合タンパク質を提供する。
一つの態様において、本発明は、実質的にヒトのフレームワーク中に3G8抗体由来のCDRを含むヒト化3G8抗体の断片であって、軽鎖可変ドメインの少なくとも1つのCDRがマウスモノクローナル抗体3G8の軽鎖CDRと配列において異なる、上記断片を提供する。一つの実施形態では、CDRは1つ以上のアミノ酸置換、例えば表2で示した1つ以上の置換(例えば、CDR1の24位のアルギニン;CDR1の25位のセリン;CDR1の32位のチロシン;CDR1の33位のロイシン;CDR2の50位のアスパラギン酸、トリプトファン若しくはセリン;CDR2の53位のセリン;CDR2の55位のアラニン若しくはグルタミン;CDR2の56位のスレオニン;CDR3の93位におけるセリン;及び/又はCDR3の94位のスレオニン)をCDR中に少なくとも有することで、3G8配列とは異なっている。様々な実施形態において、可変ドメインは、このような置換を0、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ又はそれ以上有し(多くの場合、1〜4つのこれらの置換)、場合により更なる置換を有することもできる。
一つの実施形態において、好適なCD16A結合タンパク質は、Hu3G8VL−1(配列番号71)構築物のVLドメインと同一の又は類似する軽鎖可変ドメイン配列を有してよく、その配列を表6に示す。例えば、本発明は、(1)表5に記載した、0、1又はそれ以上のCDR置換によりHu3G8VL−1(配列番号71)のVLドメインとは異なり、(2)表5に記載した、0、1又はそれ以上のフレームワーク置換によりHu3G8VL−1のVLドメインとは異なり、(3)残りの位置でHu3G8VL−1のVL配列(配列番号71)と少なくとも約80%同一である、多くの場合少なくとも約90%、時には少なくとも約95%同一である、又は少なくとも約98%も同一である、配列を有しているVLドメインを有するCD16A結合タンパク質を提供する。
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本発明のCD16結合タンパク質の代表的なVLドメインは、表5及び6に示すように、3G8VL、Hu3G8VL−1又はHu3G8VL−43の配列(それぞれ、配列番号82、配列番号71及び配列番号72)を有する。3G8VL(配列番号82)及びHu3G8VL−1(配列番号71)をコードする代表的なヌクレオチド配列を、それぞれ配列番号83及び配列番号84に示す。
VLドメインは、表2に示した置換の0、1、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、少なくとも6つ、少なくとも7つ、少なくとも8つ又は少なくとも9つによってHu3G8VL−1の配列(配列番号71)とは異なる配列を有してもよい。これらの置換は、CD16Aに対する親和性を増加し、及び/又はヒトに投与した場合にCD16A結合タンパク質の免疫原性を低減すると考えられる。ある実施形態では、残りの位置の配列同一性の程度は、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、又は少なくとも約98%である。
限定ではなく例示として、多数のCD16A結合タンパク質のVLドメイン配列を表6に示す。ヒトCκ定常ドメインに融合したこれらの配列を有する軽鎖を、Hu3G8VH重鎖(上述)と共発現させ、四量体の抗体を形成させ、該抗体のCD16Aへの結合性を測定して、アミノ酸置換の効果をHu3G8VL−1のVLドメイン(配列番号71)と比較して評価した。VLドメインがhu3G8VL−1、2、3、4、5、10、16、18、19、21、22、24、27、28、32、33、34、35、36、37、及び42の配列を有する構築物は高親和結合性を示したが、hu3G8VL−15、17、20、23、25、26、29、30、31、38、39、40及び41は中間の結合性を示した。hu3G8VL−1、hu3G8VL−22及びhu3G8VL−43(それぞれ、配列番号71、配列番号73及び配列番号72)のVLドメインを有するCD16A結合タンパク質は、特に優れた結合特性を有すると考えられている。
5.1.2.2.1.VL及び/又はVHドメインの組合せ
本技術分野では公知であり、また本明細書の他の箇所でも記載したように、免疫グロブリンの軽鎖及び重鎖は、それらが会合してダイアボディを産生する条件下で、組換え技術によって発現させることも、またインビトロでそのように組み合わせることもできる。従って、本明細書で記載した3G8由来のVLドメインを本明細書に記載した3G8由来のVHドメインと組み合わせて、CD16A結合性ダイアボディを作製することができ、そのような組合せの全てを意図していることは当然である。
限定ではなく例示として、有用なCD16Aダイアボディの例は、少なくとも1つのVHドメインと少なくとも1つのVLドメインを有するものであり、そのVHドメインがhu3G8VH−1、hu3G8VH−22又はhu3G8VH−5(それぞれ、配列番号68、配列番号70及び配列番号69)に由来し、VLドメインがhu3G8VL−1、hu3G8VL−22又はhu3G8VL−43(それぞれ、配列番号71、配列番号73及び配列番号41)に由来する。特に、hu3G8VH−22(配列番号22)とhu3G8VL−1、hu3G8VL−22又はhu3G8VL−43(それぞれ、配列番号71、配列番号70及び配列番号72)とを有する、又はhu3G8VH−5(配列番号69)とhu3G8VL−1(配列番号71)とを有するヒト化抗体は、好ましい特性を有する。
本明細書に記載したVL及びVHドメインの配列を、本技術分野で公知の方法、例えば親和性成熟等(Schierら,(1996),Isolation Of Picomolar Affinity Anti−C−ErbB−2 Single−Chain Fv By Molecular Evolution Of The Complementarity Determining Regions In The Center Of The Antibody Binding Site,J.MoI.Biol.,263:551−567;Daughertyら,(1998),Antibody Affinity Maturation Using Bacterial Surface Display,Protein Eng.,11:825−832;Boderら,(1997),Yeast Surface Display For Screening Combinatorial Polypeptide Libraries,Nat.Biotechnol.,15:553−557;Boderら,(2000),Directed Evolution Of Antibody Fragments With Monovalent Femtomolar Antigen−Binding Affinity,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,97:10701−10705;Hudsonら,(2003),Engineered Antibodies,Nature Medicine 9:129−39を参照)によって、更に改変することができることは、当業者であれば当然、理解できるであろう。例えば、CD16A結合タンパク質を、親和性成熟技術を用いて改変し、CD16Aに対する親和性が増加した及び/又はCD16Bに対する親和性が低下したタンパク質を同定することができる。
代表的なCD16結合タンパク質の一つは、マウス3G8抗体である。ヒト化3G8のVH及びVLドメインを有するアミノ酸配列を図2、9、14に記載し、配列番号9、配列番号11、配列番号12、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号18、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号68、配列番号69、配列番号70、配列番号71及び配列番号72に示す。
5.2.Fc領域又はその一部を有するダイアボディ
本発明は、Fcドメイン又はその一部(例えば、CH2やCH3ドメイン)を有するダイアボディ分子を包含する。ある実施形態では、Fcドメイン又はその一部は、IgG2、IgG3又はIgG4のFc領域の1つ以上の定常ドメイン(例えば、CH2又はCH3)を有する。他の実施形態では、本発明は、、匹敵する野生型Fcドメイン又はその一部に対して少なくとも1つのアミノ酸改変(例えば、置換)を有するFcドメイン又はその一部を有する分子を包含する。変異型Fcドメインは本技術分野では周知であり、例えば、ELISA、SPR解析又はADCCなどの本技術分野で周知の結合活性アッセイ法又はエフェクター機能アッセイ法のいずれかでアッセイした場合に、前記変異型Fcドメインを有する抗体の表現型を変えるのに主として用いられる。このような変異型Fcドメイン又はその一部は、例えば、NK依存的又はマクロファージ依存的アッセイ法などにより機能アッセイした場合に、Fcドメイン(又はその一部)を有する本発明のダイアボディ分子によって示されるエフェクター機能を付与する又は改変することにより、本発明において使用される。エフェクター機能を改変すると同定されたFcドメイン変異体は、国際公開WO04/063351号、米国特許公開第2005/0037000号及び第2005/0064514号、2004年11月10日に出願された米国仮出願第60/626,510号、2004年12月15日に出願された第60/636,663号及び2006年3月10日に出願された第60/781,564号、並びに本発明者の同時出願である2005年11月10日に出願された米国特許出願第11/271,140号及び2005年12月15日に出願された第11/305,787号中に開示されている。これらはいずれも参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる。
他の実施形態では、本発明は、本技術分野で公知のFc変異体の使用も包含する。Fc変異体の例は、例えば、以下に開示されている。即ち、Duncanら,(1988),Localization Of The Binding Site For The Human High−Affinity Fc Receptor On IgG,Nature,332:563−564;Lundら,(1991),Human Fc Gamma RI And Fc Gamma RII Interact With Distinct But Overlapping Sites On Human IgG,J.Immunol.,147:2657−2662;Lundら,(1992),Multiple Binding Sites On The CH2 Domain Of IgG For Mouse Fc Gamma RII,Mol.Immunol.,29:53−59;Alegreら,(1994),A Non−Activating“Humanized”Anti−CD3 Monoclonal Antibody Retains Immunosuppressive Properties In Vivo,Transplantation,57:1537−1543;Hutchinsら,(1995),Improved Biodistribution,Tumor Targeting,And Reduced Immunogenicity In Mice With A Gamma 4 Variant Of Campath−lH,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,92:11980−11984;Jefferisら,(1995),Recognition Sites On Human IgG For Fc Gamma Receptors:The Role Of Glycosylation,Immunol.Lett.,44:111−117;Lundら,(1995),Oligosaccharide−Protein Interactions In IgG Can Modulate Recognition By Fc Gamma Receptors,FASEB J.,9:115−119;Jefferisら,(1996),Modulation Of Fc(Gamma)R And Human Complement Activation By IgG3−Core Oligosaccharide Interactions,Immunol.Lett.,54:101−104;Lundら,(1996),Multiple Interactions Of Igg With Its Core Oligosaccharide Can Modulate Recognition By Complement And Human Fc Gamma Receptor I And Influence The Synthesis Of Its Oligosaccharide Chains,J.Immunol.,157:4963−4969;Armourら,(1999),Recombinant Human IgG Molecules Lacking Fcgamma Receptor I Binding And Monocyte Triggering Activities,Eur.J.Immunol.,29:2613−2624;Idusogieら,(2000),Mapping Of The C1Q Binding Site On Rituxan,A Chimeric Antibody With A Human IgG1 Fc,J.Immunol.,164:4178−4184;Reddyら,(2000),Elimination Of Fc Receptor−Dependent Effector Functions Of A Modified IgG4 Monoclonal Antibody To Human CD4,J.Immunol.,164:1925−1933;Xuら,(2000),In Vitro Characterization Of Five Humanized OKT3 Effector Function Variant Antibodies,Cell.Immunol.,200:16−26;Idusogieら,(2001),Engineered Antibodies With Increased Activity To Recruit Complement,J.Immunol.,166:2571−2575;Shieldsら,(2001),High Resolution Mapping Of The Binding Site On Human IgG1 For Fc gamma RI,Fc gamma RII,Fc gamma RIII,And FcRn And Design Of IgG1 Variants With Improved Binding To The Fc gamma R,J.Biol.Chem.,276:6591−6604;Jefferisら,(2002),Interaction Sites On Human IgG−Fc For FcgammaR:Current Models,Immunol.Lett.,82:57−65;Prestaら,(2002),Engineering Therapeutic Antibodies For Improved Function,Biochem.Soc.Trans.,30:487−490;米国特許第5,624,821号、第5,885,573号及び第6,194,551号、国際公開WO00/42072及びWO99/58572(これらはいずれも参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)。
ある実施形態では、Fc領域のアミノ酸に対する前記1つ以上の改変は、Fc領域の、従って本発明のダイアボディ分子の、1つ以上のFcγR受容体に対する親和性及び結合力を減じる。具体的な実施形態では、本発明は、変異型Fc領域又はその一部を有するダイアボディを包含し、ここで、前記変異型Fc領域は、野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸改変を有し、変異型Fc領域のみが1つのFcγRと結合し、該FcγRがFcγRIIIAである。他の具体的な実施形態では、本発明は、変異型Fc領域又はその一部を有するダイアボディを包含し、ここで、前記変異型Fc領域は、野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸改変を有し、変異型Fc領域のみが1つのFcγRと結合し、該FcγRがFcγRIIAである。他の具体的な実施形態では、本発明は、変異型Fc領域又はその一部を有するダイアボディを包含し、ここで、前記変異型Fc領域は、野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸改変を有し、変異型Fc領域のみが1つのFcγRと結合し、該FcγRがFcγRIIBである。ある実施形態では、本発明は、変異型Fcドメインを有する分子を包含し、ここで、前記変異体は、当業者に公知であり、本明細書に記載された方法を用いて測定したときに、Fcドメインを有さない又は野生型Fcドメインを有する分子と比較して、ADCC活性の増大及び/又はFcγRIIA(CD32A)への結合性の増大を付与又は仲介する。別の実施形態では、本発明は、変異型Fcドメインを有する分子を包含し、ここで、前記変異体は、当業者に公知であり、本明細書に記載された方法を用いて測定したときに、Fcドメインを有さない又は野生型Fcドメインを有する分子と比較して、ADCC活性(又は他のエフェクター機能)の低下及び/又はFcγRIIB(CD32B)への結合性の増大を付与又は仲介する。
本発明はまた、2以上のIgGアイソタイプに由来するドメイン又は領域を有するFcドメインの使用を包含する。本技術分野で知られているように、Fc領域のアミノ酸改変は、Fcを介するエフェクター機能及び/又は結合活性に大きな影響を及ぼし得る。しかし、機能特性のこうした改変は、選択したIgGアイソタイプとの関係において実行される場合、更に改良され、かつ/又は操作され得る。同様に、Fcアイソタイプの天然の特性を、1つ以上のアミノ酸改変により操作してもよい。複数のIgGアイソタイプ(即ち、IgG1、IgG2、IgG3及びIgG4)は、ヒンジ及び/又はFcドメインのアミノ酸配列の相違により、異なった物理学的及び機能的性質、例えば血中半減期、補体結合、FcγR結合親和性、及びエフェクター機能活性(例えばADCC、CDC)を示す。ある実施形態では、所望の特徴をもつダイアボディを設計するために、アミノ酸改変及びIgGFc領域は、それらのそれぞれの個別の結合性及び/又はエフェクター機能活性に基づいて、独立に選択される。たいていの実施形態では、前記アミノ酸改変及びIgGヒンジ/Fc領域は、IgG1との関連において、本明細書に記載され又は本技術分野で公知であるように、結合性及び/又はエフェクター機能活性について別々にアッセイされている。ある実施形態では、前記アミノ酸改変及びIgGヒンジ/Fc領域は、ダイアボディ分子又は他のFc含有分子(例えば、免疫グロブリン)との関連において、FcγR結合性又はエフェクター機能について別々にアッセイした場合、類似の機能性、例えばFcγRIIAに対する親和性の増加等を示す。前記アミノ酸改変と選択されたIgGFc領域の組み合わせは、その後、相加的に又はより好ましくは相乗的に作用して、野生型Fc領域を有する本発明のダイアボディ分子と比較して、本発明のダイアボディ分子の前記機能性を改変する。他の実施形態において、前記アミノ酸改変及びIgGのFc領域は、本明細書に記載した又は本技術分野で公知の野生型Fc領域を含むダイアボディ分子若しくは他のFc含有分子(例えば、免疫グロブリン)との関連において、FcγR結合性及び/又はエフェクター機能について別個にアッセイした場合、相反する機能性、例えば、FcγRIIAに対する親和性のそれぞれ増加及び低下を示す。前記「相反する」アミノ酸改変及び選択したIgG領域の組合せは、その後、Fc領域を有さない又は同一アイソタイプの野生型Fc領域を有する本発明のダイアボディと比較すると、本発明のダイアボディの特異的機能性を選択的に弱める又は減少させるように作用する。あるいはまた、本発明は、前記改変及び/又は領域を本明細書で記載したように独立にアッセイした場合には検出不能である、新規特性を示す本技術分野で公知のアミノ酸改変と選択されたIgG領域との組合せを有する変異型Fc領域を包含する。
複数のIgGアイソタイプ、及びそのドメインの機能特性は、本技術分野では周知である。IgG1、IgG2、IgG3及びIgG4のアミノ酸配列を、図1A、1Bに示す。本発明の方法に用いる特定のIgGアイソタイプに由来する2つ以上のドメインの選択及び/又は組合せは、FcγRに対する親和性を含め、親アイソタイプのいずれかの既知パラメーターに基づいてよい(表7:Fleschら,(2000),Functions Of The Fc Receptors For Immunoglobulin G,J.Clin.Lab.Anal.,14:141−156;Chappelら,(1993),Identification Of A Secondary Fc Gamma RI Binding Site Within A Genetically Engineered Human IgG Antibody,J.Biol.Chem.,33:25124−25131;Chappelら,(1991),Identification Of The Fc Gamma Receptor Class I Binding Site In Human IgG Through The Use Of Recombinant IgG1/IgG2 Hybrid And Point−Mutated Antibodies,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88:9036−9040;これらはいずれも参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)。例えば、FcγRIIBへの限定された結合を示すか、又は結合を示さない、IgG2又はIgG4などのIgGアイソタイプに由来する領域又はドメインの使用は、活性化受容体への結合を最大にし、抑制性受容体への結合を最小にするようにダイアボディを操作することが望まれる場合に、特に有用であることがある。同様に、C1q又はFcγRIIIAと優先的に結合することが知られる、例えばIgG3(Bruggemannら,(1987),Comparison Of The Effector Functions Of Human Immunoglobulins Using A Matched Set Of Chimeric Antibodies,J.Exp.Med.,166:1351−1361)などのIgGアイソタイプに由来するFc領域又はドメインの使用は、ADCCを増強することが本技術分野で知られるFcアミノ酸改変と組み合わせて、補体活性化又はADCCなどのエフェクター機能活性が最大となるようにダイアボディ分子を操作してもよい。
Figure 0005734201
5.3.分子結合体
本発明のダイアボディ分子を、異種ポリペプチド(即ち、関連性のないポリペプチド、又はその一部、好ましくはそのポリペプチドの少なくとも10、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50、少なくとも60、少なくとも70、少なくとも80、少なくとも90又は少なくとも100アミノ酸)と、組換えによって融合させて、又は化学的に結合(共有結合、非共有結合の両方を含む)させて、融合タンパク質を作製することができる。融合は、必ずしも直接的である必要はなく、リンカー配列を介しても起こり得る。
更に、本発明のダイアボディ分子(即ち、ポリペプチド)を、治療薬又は所定の生物学的応答を改変する薬剤成分と結合させてもよい。直接的な結合に代わるものとして、本発明の多価、例えば、四価、のダイアボディ分子上の複数のエピトープ結合部位により、ダイアボディの少なくとも1つの結合領域は、ダイアボディの結合に影響することなく、治療薬又は所望の薬剤成分と結合するように設計してもよい。
治療薬又は薬剤成分は、古典的な化学治療薬に限定されるとは限らない。例えば、薬剤成分は、所望の生物学的活性を有するタンパク質又はポリペプチドであってもよい。このようなタンパク質としては、例えば、アブリン、リシンA、緑膿菌外毒素(即ち、PE−40)又はジフテリア毒素等の毒素、リシン、ゲロニン及びヤマゴボウ抗ウイルスタンパク質、腫瘍壊死因子、αインターフェロン(IFN−α)及びβインターフェロン(IFN−β)を含むがこれらに限定はしないインターフェロン、神経成長因子(NGF)、血小板由来増殖因子(PDGF)、組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA)、アポトーシス剤(例えば、TNF−α、TNF−β、国際公開WO97/33899号に記載のAIM−I)、AIM−II(国際公開WO97/34911号参照)、Fasリガンド及びVEGI(国際公開WO99/23105号)などのタンパク質、血栓剤又は血管新生阻害剤(例えば、アンジオスタチン又はエンドスタチン)、又は例えばリンホカイン(例えば、インターロイキン−1(「IL−1」)、インターロイキン−2(「IL−2」)、インターロイキン−6(「IL−6」)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(「GM−CSF」)、及び顆粒球コロニー刺激因子(「G−CSF」))、マクロファージコロニー刺激因子(「M−CSF」)、又は成長因子(例えば、成長ホルモン(「GH」))のような生物学的応答改変物質、プロテアーゼ、及びリボヌクレアーゼが挙げられる。
本発明のダイアボディ分子(即ち、ポリペプチド)を、精製を容易にするためにペプチドなどのマーカー配列と融合させることができる。マーカーアミノ酸配列は、その多くがが市販されており、好ましい実施形態においては、例えば、pQEベクター(QIAGEN,Inc.,9259,Eton Avenue,Chatsworth,CA,91311)に提供されるタグなどの、ヘキサ−ヒスチジンペプチドである。Gentzら,(1989),Bioassay For Trans−Activation Using Purified Human Immunodeficiency Virus TAT−Encoded Protein:Trans−Activation Requires mRNA Synthesis,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86:821−824に記載されているように、例えば、ヘキサ−ヒスチジンは融合タンパク質の簡便な精製を提供する。精製に有用な他のペプチドタグには、これらに限定されないが、インフルエンザ赤血球凝集素タンパク質由来のエピトープに相当する赤血球凝集素「HA」タグ(Wilsonら,(1984),The Structure Of An Antigenic Determinant In A Protein,Cell,37:767−778)、及び「flag」タグ(Knappikら,(1994),An Improved Affinity Tag Based On The FLAG Peptide For The Detection And Purification Of Recombinant Antibody Fragments,Biotechniques,17(4):754−761)が含まれる。
さらなる融合タンパク質は、遺伝子シャッフリング、モチーフシャッフリング、エクソンシャッフリング及び/又はコドンシャッフリング(正確には「DNAシャッフリング」と呼ばれる)の技術により産生してもよい。DNAシャッフリングを使用して、本発明の分子の活性を変えてもよい(例えば、より高い親和性とより低い解離速度を持ったエピトープ結合部位)。一般には、米国特許第5,605,793号、第5,811,238号、第5,830,721号、第5,834,252号及び第5,837,458号、Pattenら、(1997),Applications Of DNA Shuffling To Pharmaceuticals And Vaccines,Curr.Opinion Biotechnol.,8:724−733;Harayama,(1998),Artificial Evolution By DNA Shuffling,Trends Biotechnol.,16:76−82;Hanssonら,(1999),Evolution Of Differential Substrate Specificities In Mu Class Glutathione Transferases Probed By DNA Shuffling,J.Mol.Biol.287:265−276;及びLorenzoら,(1998),PCR−Based Method For The Introduction Of Mutations In Genes Cloned And Expressed In Vaccinia Virus,BioTechniques,24:308−313(これら特許及び文献のそれぞれを参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)を参照。本発明のダイアボディ分子、又は本発明の分子をコードする核酸は、エラープローンPCR法、ランダムヌクレオチド挿入法又は他の方法を用いたランダム変異誘発により、組換え前に更に改変されてもよい。本発明の分子をコードするポリヌクレオチドの1つ以上の部分を、1つ以上の異種分子の1つ以上の成分、モチーフ、セクション、部分、ドメイン、断片等と組み換えてもよい。
本発明はまた、診断薬若しくは治療薬、又は他の血中半減期の増加/減少が望まれる分子及び/又は細胞の特定の部分集合を標的とするいずれかの分子と結合した、又はそれらを免疫特異的に認識する本発明のダイアボディ分子を包含する。本発明の分子を診断に使用して、例えば、疾患、障害、又は感染の発生若しくは進行を臨床試験の一環としてモニターして、例えば、所定の治療計画の効果を測定することができる。本発明の分子を検出可能な物質と結合させることにより、又は検出可能な物質を免疫特異的に認識する分子により、検出を容易にすることができる。検出可能な物質の例としては、各種酵素、補欠分子族、蛍光物質、発光物質、生物発光物質、放射性物質、陽電子放出金属、及び非放射性常磁性金属イオンが挙げられる。検出可能な物質は、本発明の分子と直接的に、又は媒介物質(例えば、本技術分野で公知のリンカー)を介して間接的に、本技術分野で公知の技術を用いて連結又は結合してもよく、あるいは、分子が検出可能な物質を免疫特異的に認識する、即ち、前記物質と免疫特異的に結合してもよい。例えば、本発明による診断薬として用いるための抗体と結合させることができる金属イオンについては、米国特許第4,741,900号を参照。このような診断及び検出は、検出可能な物質を免疫特異的に認識するように該分子を設計するか、又は本発明の分子を検出可能な物質と連結することにより、達成することができ、検出可能な物質としては、非限定的に、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ、又はアセチルコリンエステラーゼなどを含む各種酵素;非限定的に、ストレプトアビジン/ビオチン及びアビジン/ビオチンなどの補欠分子族複合体;非限定的に、ウンベリフェロン、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、ジクロロトリアジニルアミンフルオレセイン、塩化ダンシル、又はフィコエリトリンなどの蛍光物質;非限定的に、ルミノールなどの発光物質;非限定的に、ルシフェラーゼ、ルシフェリン及びエクオリンなどの生物発光物質;非限定的に、ビスマス(213Bi)、炭素(14C)、クロム(51Cr)、コバルト(57Co)、フッ素(18F)、ガドリニウム(153Gd、159Gd)、ガリウム(68Ga、67Ga)、ゲルマニウム(68Ge)、ホルミウム(166Ho)、インジウム(115In、113In、112In、111In)、ヨウ素(131I、125I、123I、121I)、ランタン(140La)、ルテチウム(177Lu)、マンガン(54Mn)、モリブデン(99Mo)、パラジウム(103Pd)、亜リン酸(32P)、プラセオジム(142Pr)、プロメチウム(149Pm)、レニウム(186Re、188Re)、ロジウム(105Rh)、ルテニウム(97Ru)、サマリウム(153Sm)、スカンジウム(47Sc)、セレン(75Se)、ストロンチウム(85Sr)、硫黄(35S)、テクネチウム(99Tc)、タリウム(201Ti)、スズ(113Sn、117Sn)、トリチウム(H)、キセノン(133Xe)、イッテルビウム(169Yb、175Yb)、イットリウム(90Y)、亜鉛(65Zn)などの放射性物質;様々な陽電子放射断層撮影に用いられる陽電子放出金属、並びに非放射性常磁性金属イオンを挙げることができるが、これらに限定されない。
本発明のダイアボディ分子は、細胞毒素(例えば、細胞増殖阻害剤又は殺細胞剤)、治療剤、又は放射性元素(例えば、α放射体、γ放射体など)のような治療成分を免疫特異的に認識するか、又はそれと結合してよい。細胞毒素又は細胞毒性剤には細胞に有害な薬剤も包含される。その例として、パクリタキソール、サイトカラシンB、グラミシジンD、臭化エチジウム、エメチン、マイトマイシン、エトポシド、テノポシド、ビンクリスチン、ビンブラスチン、コルヒチン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、ジヒドロキシアンスラシンジオン、ミトキサントロン、ミトラマイシン、アクチノマイシンD、1−デヒドロテストステロン、糖コルチコイド、プロカイン、テトラカイン、リドカイン、プロプラノロール及びプロマイシン、及びそれらの類似体又は同族体が挙げられる。治療剤としては、これらに限定されないが、代謝拮抗物質(例えば、メトトレキサート、6−メルカプトプリン、6−チオグアニン、シタラビン、5−フルオロウラシル、デカルバジン)、アルキル化剤(例えば、メクロレタミン、チオエパクロラムブシル、メルファラン、カルムスチン(BSNU)及びロムスチン(CCNU)、シクロホスファミド、ブスルファン、ジブロモマンニトール、ストレプトゾトシン、マイトマイシンC及びシスジクロロジアミン白金(II)(DDP)シスプラチン)、アントラサイクリン類(例えば、ダウノルビシン(かつてのダウノマイシン)及びドキソルビシン)、抗体(例えば、ダクチノマイシン(かつてのアクチノマイシン)、ブレオマイシン、ミトラマイシン、及びアンスラマイシン(AMC)、並びに有糸分裂阻害剤(例えば、ビンクリスチン及びビンブラスチン)が挙げられる。
更に、本発明のダイアボディ分子は、治療成分、例えば放射性物質又は放射性金属イオンと結合させるのに有用な大環状キレート剤と結合させるか、又はそれを免疫特異的に認識するように設計することができる(放射性物質の例は上記を参照)。ある実施形態では、大環状キレート剤は、リンカー分子を介してポリペプチドに結合することのできる1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−N,N’,N’’,N’’’−四酢酸(DOTA)である。リンカー分子は、本技術分野で周知であり、Denardoら,(1998),Comparison Of 1,4,7,10−Tetraazacyclododecane−N,N’,N’’,N’’’−Tetraacetic Acid(DOTA)−Peptide−ChL6,A Novel Immunoconjugate With Catabolizable Linker,To 2−Iminothiolane−2−[p−(bromoacetamido)benzyl]−DOTA−ChL6 In Breast Cancer Xenografts,Clin.Cancer Res.,4:2483−2490;Petersonら,(1999),Enzymatic Cleavage Of Peptide−Linked Radiolabels From Immunoconjugates,Bioconjug. Chem.,10:553−;及びZimmermanら,(1999),A Triglycine Linker Improves Tumor Uptake And Biodistributions Of 67−Cu−Labeled Anti−Neuroblastoma mAb chCE7 F(ab’)2 Fragments,Nucl.Med.Biol.,26:943−950に記載されており、これらはいずれも参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる。
前記治療成分を、例えばFcドメインを含めて、ポリヌクレオチドに結合させる方法は周知である。例えば、Arnonら,Monoclonal Antibodies For Immunotargeting Of Drugs In Cancer Therapy,Monoclonal Antibodies And Cancer Therapy,Reisfeldら(編),1985,243−56頁,Alan R.Liss,Inc.;Hellstromら,Antibodies For Drug Delivery,Controlled Drug Delivery(第2版),Robinsonら(編),1987,623−53頁,Marcel Dekker,Inc.;Thorpe,Antibody Carriers Of Cytotoxic Agents In Cancer Therapy:A Review,Monoclonal Antibodies‘84:Biological And Clinical Applications,Pincheraら(編),1985,475−506頁;Analysis,Results,And Future Prospective Of The Therapeutic Use Of Radiolabeled Antibody In Cancer Therapy,Monoclonal Antibodies For Cancer Detection And Therapy,Baldwinら(編),1985,303−16頁,Academic Press;及びThorpeら(1982),The Preparation And Cytotoxic Properties Of Antibody−Toxin Conjugates,Immunol.Rev.,62:119−158を参照。
本発明のダイアボディ分子は、当該分子と結合した治療成分と共に若しくは治療成分なしで投与してもよいし、単独で投与してもよいし、又は治療処置用の細胞毒性因子及び/又はサイトカインと組み合わせて投与してもよい。単独で投与する場合、多価の、例えば四価の、ダイアボディ分子の少なくとも1つのエピトープは、治療薬、例えば、細胞毒性因子及び/又はサイトカインを免疫特異的に認識するように設計してもよく、この治療薬は、本発明の分子と同時に、又はそれに続いて投与してもよい。このように、ダイアボディ分子は、直接的な結合と類似した方法で治療薬を特異的に標的としてもよい。あるいはまた、本発明の分子を抗体に結合させて、Segalの米国特許第4,676,980号に記載されているように、抗体ヘテロ結合体を形成させることができる。この文献は、参照することにより全体を本明細書中に組み入れる。本発明のダイアボディ分子はまた、固相支持体に結合させてもよく、特に標的抗原の免疫分析又は精製に有用である。このような固相支持体としては、ガラス、セルロース、ポリアクリルアミド、ナイロン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル又はポリプロピレンが挙げられるが、これらに限定はされない。
5.4.ダイアボディ分子の結合の特徴付け
本発明のダイアボディ分子の特徴付けは各種方法で行ってよい。特に、本発明の分子は、例えばFcRIIIA若しくはFcRIIBなどの抗原に免疫特異的に結合する能力について、又は当該分子がFcドメイン(若しくはその一部)を含む場合には、Fc−FcγR相互作用、即ち、Fcドメイン(若しくはその一部)のFcγRへの特異的結合、を示す能力について、アッセイしてもよい。そのようなアッセイは、溶液中(例えば、Houghten,(1992),The Use Of Synthetic Peptide Combinatorial Libraries For The Identification Of Bioactive Peptides,BioTechniques,13:412−421)、ビーズ上(Lam,(1991),A New Type Of Synthetic Peptide Library For Identifying Ligand−Binding Activity,Nature,354:82−84,チップ上(Fodor,(1993),Multiplexed Biochemical Assays With Biological Chips,Nature,364:555−556)、細菌上(米国特許第5,223,409号)、胞子上(米国特許第5,571,698号、第5,403,484号及び第5,223,409号)、プラスミド上(Cullら,(1992),Screening For Receptor Ligands Using Large Libraries Of Peptides Linked To The C Terminus Of The Lac Repressor,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:1865−1869)、又はファージ上(Scottら,(1990),Searching For Peptide Ligands With An Epitope Library,Science,249:386−390;Devlin,(1990),Random Peptide Libraries:A Source Of Specific Protein Binding Molecules,Science,249:404−406;Cwirlaら,(1990),Peptides On Phage:A Vast Library Of Peptides For Identifying Ligands,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,87:6378−6382;及びFelici,(1991),Selection Of Antibody Ligands From A Large Library Of Oligopeptides Expressed On A Multivalent Exposition Vector,J.Mol.Biol.,222:301−310)(これらの文献のそれぞれは、参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)で実施することができる。例えばFcγRIIIAなどの抗原に免疫特異的に結合することが同定された分子は、その後、抗原に対する特異性及び親和性についてアッセイすることができる。
複数のエピトープ結合ドメインを有するように遺伝子操作された本発明の分子は、1つ以上の抗原(例えば、癌抗原)に対する免疫特異的な結合性及び他の抗原(例えば、FcγR)との交差反応性について、又はその分子がFcドメイン(若しくはその一部)を含む場合にはFc−FcγR相互作用について、本技術分野で公知のいずれかの方法によって分析してもよい。免疫特異的結合、交差反応性、及びFc−FcγR相互作用を解析するために用いることができるイムノアッセイ法としては、これらに限定されないが、ウェスタンブロット法、ラジオイムノアッセイ法、ELISA法(酵素結合免疫吸着解析法)、「サンドイッチ」イムノアッセイ法、免疫沈降アッセイ法、沈降反応、ゲル拡散沈降反応、免疫拡散アッセイ法、凝集アッセイ法、補体結合アッセイ法、イムノラジオメトリック法、蛍光イムノアッセイ法、プロテインAイムノアッセイ法などをほんの数例として、これらの技術を用いた競合及び非競合アッセイ系が挙げられる。これらの分析法は、本技術分野では日常的に行われており、周知である(例えば、Ausubelら編,1994,Current Protocols in Molecular Biology,第1巻,John Wiley&Sons,Inc.,New Yorkを参照。これは参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)。
抗原−結合ドメインの相互作用、又はFc−FcγR相互作用の結合親和性及び解離速度を競合結合アッセイ法によって測定することができる。競合結合アッセイ法の一例として、標識された抗原、例えば四量体FcγR(例えば、H又は125I、セクション5.4.1を参照)と対象の分子(例えば、複数のエピトープ結合ドメインを含む本発明の分子)とを、四量体FcγR(セクション5.4.1を参照)のような未標識エピトープの存在量を増加していきながら、インキュベートし、標識抗原に結合した該分子を検出することを含む、ラジオイムノアッセイ法がある。抗原に対する本発明の分子の親和性及び結合解離速度は、スキャッチャード分析法による飽和データから測定することができる。
抗原又はFcγRに対する本発明の分子の親和性及び結合特性は、初めに抗原−結合ドメイン又はFc−FcγR相互作用について本技術分野で公知の、これらに限定されないが、ELISA法、表面プラズモン共鳴解析法、免疫沈降アッセイ法を含む、インビトロアッセイ法(生化学又は免疫学に基づくアッセイ法)を用いて測定してもよい。また、好ましくは、本発明の分子の結合特性は、セクション5.4.2に記載したような1つ以上のFcγR介在エフェクター細胞機能を測定するためのインビトロ機能アッセイ法によって特徴付けされる。最も好ましい実施形態においては、本発明の分子は、インビトロアッセイに基づく結合特性と同様の結合特性を、インビボモデル(例えば、本明細書で記載し、かつ開示したもの)でも有する。しかし、本発明は、インビトロアッセイでは所望の表現型を示さないが、インビボアッセイでは所望の表現型を示す本発明の分子を排除するものではない。
いくつかの実施形態では、複数のエピトープ結合ドメイン、及び場合によりFcドメイン(若しくはその一部)を有する分子のスクリーニング及び同定は、機能に基づくアッセイ法、好ましくは高速処理能力を持つ方法で行われる。機能に基づくアッセイ法は、例えば、本明細書中のセクション5.4.2及び5.4.3に記載されているような、1つ以上のFcγR介在エフェクター細胞機能を特徴付けるための本技術分野で公知のいずれかアッセイ法とすることができる。本発明の方法により使用できるエフェクター細胞機能の非限定的な例として、抗体依存性細胞介在性細胞障害(ADCC)、抗体依存性食作用、食作用、オプソニン化、オプソニン食作用、細胞結合性、ロゼット形成、C1q結合、及び補体依存性細胞介在性細胞毒性が挙げられる。ただし、これらに限定されない。
好ましい実施形態では、バイアコア動態解析を使用して、抗原又はFcγRに対する本発明の分子の結合速度及び解離速度を測定する。バイアコア動態解析は、不動化された分子(例えば、それぞれエピトープ結合ドメイン又はFcドメイン(若しくはその一部)を有する分子)をその表面上に有するチップ上からの抗原又はFcγRの結合と解離を解析することを有する。バイアコア解析については、セクション5.4.3で説明する。
好ましくは、当業者に公知のいずれかの技術を用いた蛍光活性化細胞選別法(FACS)を、本発明の分子を特徴付けするための免疫学又は機能に基づくアッセイ法に使用する。フローソーターは、本発明の分子によって結合された、例えば、オプソニン化された多数の細胞を個別に、かつ迅速に調べることができる(例えば、1時間あたり1000万〜1億個の細胞)(Shapiroら、(1995),Practical Flow Cytometry)。更に、ダイアボディの挙動を最適化するのに使用される特定のパラメーターには、これらに限定されないが、抗原濃度(即ち、FcγR四量体複合体、セクション5.4.1を参照)、動態競合時間、又はFACSストリンジェンシーが含まれ、これらをそれぞれ変化させて、特異的な結合特性、例えば、複数のエピトープへの同時結合、を示す本発明の分子を有するダイアボディ分子を選択することができる。生体細胞を分類し、調べるフローサイトメーターは、本技術分野では周知である。公知のフローサイトメーターは、例えば、米国特許第4,347,935号、第5,464,581号、第5,483,469号、第5,602,039号、第5,643,796号及び第6,211,477号に記載されており、これらの全ての内容は、参照することにより本明細書中に組み込まれる。他の公知のフローサイトメーターには、Becton Dickinson and Companyより市販されているFACS VantageTMシステム、及びUnion Biometricaより市販されているCOPASTMシステムがある。
標的抗原結合親和性又はFc−FcγR結合親和性の特徴付け、及び細胞表面上の標的抗原密度又はFcγR密度の評価は、本技術分野で周知の方法、例えばスキャッチャード解析法などにより、又は製造者の説明書に従ったキットの使用、例えばQuantumTM Simply Cellular(Simply Cellularは登録商標)(Bangs Laboratories,Inc.,Fishers,IN)の使用により、行うことができる。1つ以上の機能アッセイは、当業者に公知の又は本明細書中に記載したような1つ以上のFcγR介在エフェクター細胞機能を特徴付けるための本技術分野で公知のいずれのアッセイ法でもよい。具体的な実施形態では、複数のエピトープ結合ドメイン、及び場合によりFcドメイン(若しくはその一部)を有する本発明の分子は、1つ以上の標的抗原又は1つ以上のFcγR、例えば、FcγRIIIA、FcγRIIA、FcγRIIA、への結合についてELISAアッセイ法でアッセイされ、続いて1つ以上のADCCアッセイでアッセイされる。いくつかの実施形態では、本発明の分子は、更に表面プラズモン共鳴に基づいたアッセイ法、例えばバイアコアを用いてアッセイされる。表面プラズモン共鳴に基づいたアッセイは、本技術分野では周知であるが、セクション5.4.3で更に説明し、本明細書中でも例えば実施例6.1において例証される。
最も好ましい実施形態では、複数のエピトープ結合ドメイン、及び場合によりFcドメイン(若しくはその一部)を有する本発明の分子は、更に標的抗原(例えばFcγR)との相互作用又はFc−FcγR相互作用について動物モデルで特徴付けされる。Fc−FcγR相互作用をアッセイする場合、本発明の方法で使用する上で好ましい動物モデルは、例えば、ヒトFcγRを発現するトランスジェニックマウス、例えば米国特許第5,877,397号及び第6,676,927号に記載されているいずれかのマウスモデルである。これらの文献は、参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる。更に、このような方法に使用されるトランスジェニックマウスには、これらに限定されないが、ヒトFcγRIIIAを担持しているFcγRIIIAノックアウトヌードマウス、ヒトFcγRIIAを担持しているFcγRIIIAノックアウトヌードマウス、ヒトFcγRIIB及びヒトFcγRIIIAを担持しているFcγRIIIAノックアウトヌードマウス、ヒトFcγRIIB及びヒトFcγRIIAを担持しているFcγRIIIAノックアウトヌードマウス、ヒトFcγRIIIA及びFcγRIIAを担持しているFcγRIIIA及びFcγRIIAノックアウトヌードマウス、並びにヒトFcγRIIIA、FcγRIIA及びFcγRIIBを担持しているFcγRIIIA、FcγRIIA及びFcγRIIBノックアウトヌードマウスが挙げられる。
5.4.1.FcγRを有する結合アッセイ
Fcドメイン(若しくはその一部)を有する、及び/又はFcγRに特異的なエピトープ結合ドメインを有する分子によるFcγRへの結合の特徴付けは、これに限定されないがFcγRの多型変異体を含め、FcγRのいずれを使用して行ってもよい。いくつかの実施形態では、158位にフェニルアラニンを含むFcγRIIIAの多型変異体が使用される。他の実施形態では、158位にバリンを含むFcγRIIIAの多型変異体を用いて特徴付けが行われる。FcγRIIIA 158Vは、IgG1に対する親和性が158Fよりも高く、及びADCC活性が増加されている(例えば、Koeneら,(1997),Fc gammaRIIIa−158V/F Polymorphism Influences The Binding Of IgG By Natural Killer Cell Fc gammaRIIIa,Independently Of The Fc gammaRIIIa−48L/R/H Phenotype,Blood,90:1109−14;Wuら.(1997),A Novel Polymorphism Of FcgammaRIIIa(CD16)Alters Receptor Function And Predisposes To Autoimmune Disease,J.Clin.Invest.,100:1059−70参照、両者は参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)。この残基は、実際IgG1の下部ヒンジ領域と直接相互作用することが、IgG1−FcγRIIIAの共結晶化研究によって最近明らかにされた。例えば、Sondermannら,(2000),The 3.2−A Crystal Structure Of The Human IgG1 Fc Fragment−Fc gammaRIII complex,Nature,406(6793):267−273を参照。この文献は参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる。研究により、いくつかのケースにおいて、治療用抗体はFcγRIIIA−158Vホモ接合患者で向上した効果を有することが明らかとなった。例えば、ヒト化抗CD20モノクローナル抗体リツキシマブ(Rituximab)は、FcγRIIIA−158Fホモ接合患者と比べてFcγRIIIA−158Vホモ接合患者で、より治療効果が高かった(例えば、Cartronら,(2002),Therapeutic Activity Of Humanized Anti−CD20 Monoclonal Antibody And Polymorphism In IgG Fc Receptor FcgammaRIIIA Gene,Blood,99(3):754−758を参照)。他の実施形態では、この領域を有する治療用分子はまた、FcγRIIIA−158V及びFcγRIIIA−158Fに関してヘテロ接合の患者において、並びにFcγRIIIA−131Hをもつ患者でも、効果的であり得る。特定の作用機序に限定するものではないが、別のアロタイプを用いた本発明の分子の選択は、一旦治療用ダイアボディに遺伝子操作されたならば、そのようなアロタイプについてホモ接合性の患者に対して臨床的により効果があると思われる変異体を提供することができる。
FcγR結合アッセイは、本発明の分子とFcγRとの結合を測定するために、特に、FcドメインとFcγRとの結合を測定するために開発された。このアッセイ法により、リガンドに対する受容体の親和性が本質的に弱くても、例えばFcγRIIBとFcγRIIIAがマイクロモルの範囲であっても、Fc−FcγR相互作用の検出及び定量が可能となった。この方法は、国際公開WO04/063351号及び米国特許出願公開第2005/0037000号及び第2005/0064514号にその詳細が記載されており、いずれも参照することによりその全体を本明細書に組み入れる。簡単に言えば、この方法は、本技術分野で公知の標準的なイムノアッセイ法のいずれか、例えばFACS、ELISA、表面プラズモン共鳴などで追跡することができるFcγR複合体の形成を含む。更に、FcγR複合体は、複合体形成していないFcγRと比較して、Fc領域に対して改善された結合活性を有している。本発明によれば、好ましい分子複合体は四量体の免疫複合体であり、この免疫複合体は、(a)FcγRの可溶性領域(例えば、FcγRIIIA、FcγRIIA又はFcγRIIBの可溶性領域)、(b)FcγRの可溶性領域(例えば、FcγRIIIA、FcγRIIA又はFcγRIIBの可溶性領域)のC末端に機能し得るように連結されたビオチン化15アミノ酸AVITAG配列(AVITAG)、及び(c)ストレプトアビジン−フィコエリトリン(SA−PE)を、四量体FcγR複合体を形成するモル比で(好ましくは5:1のモル比で)有する。この融合タンパク質は、例えば15アミノ酸AVITAG配列中のリジン残基を特異的にビオチン化する大腸菌ビオチンリガーゼBirA酵素を用いて、酵素的にビオチン化されている。ビオチン化された可溶性FcγRタンパク質を、その後、四量体FcγR複合体を形成させるためにSA−PEと、1×SA−PE:5×ビオチン化可溶性FcγRのモル比で混合する。
Fc領域を有するポリペプチドは、単量体の非複合FcγRよりも少なくとも8倍高い親和性で四量体FcγR複合体と結合することがわかった。Fc領域を有するポリペプチドの四量体FcγR複合体への結合性は、当業者に公知の標準的な技術、例えば蛍光活性化細胞選別法(FACS)、ラジオイムノアッセイ法、ELISA法などを用いて測定してもよい。
本発明は、細胞系又は無細胞系のアッセイでFc領域を有する分子の機能性を測定するための、上記方法により形成される本発明の分子を有する免疫複合体の使用を包含する。
便宜上、試薬は、アッセイキットで、即ちFcγR四量体複合体と結合するFc領域を有する分子の能力をアッセイするためにパッケージされた試薬の組合せで提供されてもよい。Fc−FcγR相互作用を測定するのに使用する分子複合体の他の形態は、本発明の方法での使用も考慮されている。例えば、2003年1月13日出願の米国仮出願第60/439,709号(これは参照することによりその全体を本明細書に組み入れる)に記載されているように形成された融合タンパク質が挙げられる。
5.4.2.変異型重鎖をもつ分子の機能性アッセイ
本発明は、複数のエピトープ結合ドメインと、場合によりFcドメイン(又はその一部)とを有する本発明の分子を、該分子のエフェクター細胞機能を同定するための当業者に公知のアッセイ法を使用して、特徴付けることを包含する。特に、本発明は、本発明の分子を、FcγR介在エフェクター細胞機能について特徴付けることを包含する。更に、本発明のダイアボディ分子の標的抗原の少なくとも1つがFcγRである場合、ダイアボディ分子によるFcγRの結合は、FcγR−Fc結合により活性化される経路と類似したFcγR介在経路を活性化するのに役立ちうる。このように、ダイアボディ分子の少なくとも1つのエピトープ結合ドメインがFcγRを認識する場合には、ダイアボディ分子は、Fcドメイン(又はその一部)を有することなく、又は付随するFc−FcγR結合なしに、FcγR介在エフェクター細胞機能を誘発することができる。本発明によりアッセイすることができるエフェクター細胞機能の例として、これらに限定されないが、抗体依存性細胞介在性細胞障害、食作用、オプソニン化、オプソニン食作用、Clq結合、及び補体依存性細胞介在性細胞障害が挙げられる。エフェクター細胞機能活性を判定するために、当業者に公知の細胞ベース又は無細胞系アッセイのいずれも使用することができる(エフェクター細胞アッセイについては、以下を参照:Perussiaら,(2000),Assays For Antibody−Dependent Cell−Mediated Cytotoxicity(ADCC)And Reverse ADCC(Redirected Cytotoxicity)In Human Natural Killer Cells,Methods Mol.Biol.,121:179−92;Baggioliniら,(1988),Cellular Models For The Detection And Evaluation Of Drugs That Modulate Human Phagocyte Activity,Experientia,44(10):841−848;Lehmannら,(2000),Phagocytosis:Measurement By Flow Cytometry,J.Immunol.Methods,243(1−2):229−42;Brown,(1994),In Vitro Assays Of Phagocytic Function Of Human Peripheral Blood Leukocytes:Receptor Modulation And Signal Transduction,Methods Cell Biol.,45:147−64;Munnら,(1990),Phagocytosis Of Tumor Cells By Human Monocytes Cultured In Recombinant Macrophage Colony−Stimulating Factor,J.Exp.Med.,172:231−237,Abdul−Majidら,(2002),Fc Receptors Are Critical For Autoimmune Inflammatory Damage To The Central Nervous System In Experimental Autoimmune Encephalomyelitis,Scand.J.Immunol.,55:70−81;Dingら,(1998),Two Human T Cell Receptors Bind In A Similar Diagonal Mode To The HLA−A2/Tax Peptide Complex Using Different TCR Amino Acids,Immunity,8:403−411。これらはいずれも参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)。
一つの実施形態では、本発明の分子をヒト単球でFcγR介在食作用についてアッセイすることができる。あるいはまた、本発明の分子のFcγR介在食作用をその他の食細胞、例えば、当業者に知られた標準的手順を使用して取得することができる、好中球(多形核白血球;PMN)、ヒト末梢血単球、単球由来マクロファージでアッセイすることもできる(例えば、Brown,(1994),In Vitro Assays Of Phagocytic Function Of Human Peripheral Blood Leukocytes:Receptor Modulation And Signal Transduction,Methods Cell Biol.,45:147−164参照)。一つの実施形態では、本発明の分子の機能を、上述された方法により、フルオレセイン化IgG−オプソニン化ヒツジ赤血球細胞(SRBC)を貪食するTHP−1細胞の能力を測定することによって、特徴付ける(Tridandapaniら,(2000),The Adapter Protein LAT Enhances Fcgamma Receptor−Mediated Signal Transduction In Myeloid Cells,J.Biol.Chem.,275:20480−20487)。
本発明の分子の食作用を判定するための別の例示的なアッセイ法は、抗体依存性オプソニン食作用アッセイ(ADCP)であり、これは以下を含むことができる:大腸菌−標識FITC(Molecular Probes)又は黄色ブドウ球菌−FITCなどの標的生体粒子を、(i)FcγR依存性ADCPに対する対照抗体としてのフルオレセインに対する抗体である野生型4−4−20抗体(Bedzykら,(1989),Comparison Of Variable Region Primary Structures Within An Anti−Fluorescein Idiotype Family,J.Biol.Chem.,264(3):1565−1569参照、全内容を参照することにより本明細書に組み入れる)、又は(ii)FcγR依存性ADCPに対するバックグラウンド対照としてのFcγRIIIへの結合をノックアウトするD265A突然変異を保有する4−4−20抗体、(iii)4−4−20のエピトープ結合ドメイン及びFcドメイン及び/又はFcγRIIIに特異的なエピトープ結合ドメインを有するダイアボディ、で被覆し;オプソニン化した粒子を形成し;上述のオプソニン化粒子(i〜iii)のいずれかをTHP−1エフェクター細胞(単球細胞系、ATCCより入手可能)に1:1、10:1、30:1、60:1、75:1、又は100:1の比で添加して、FcγR介在食作用を発生させ;好ましくは該細胞と大腸菌−FITC/抗体を37℃で1.5時間インキュベートし;インキュベーション後、細胞にトリパンブルーを添加して(好ましくは室温で2〜3分)、内部に取り込まれないで細胞表面の外側に付着した細菌の蛍光を消失させ;細胞をFACSバッファー(例えば、PBS中の0.1%BSA、0.1%アジ化ナトリウム)中に移し、FACS(例えば、BD FACS Calibur)を用いてTHP−1細胞の蛍光をアッセイする。好ましくは、このアッセイに用いられるTHP−1細胞を、FACSにより細胞表面上のFcγRの発現についてアッセイする。THP−1細胞はCD32AとCD64との両者を発現する。CD64は、本発明の方法によりADCPアッセイを実行する際に阻害される、高親和性FcγRである。THP−1細胞を、好ましくは100μg/mLの可溶性IgG1又は10%ヒト血清で阻害する。ADCPの程度をアッセイするため、ゲートを好ましくはTHP−1細胞上に設定し、蛍光強度の中央値を測定する。個々の突然変異体についてのADCP活性を算出し、得られた野生型chMab4−4−20に対して標準化した数値として記録する。オプソニン化した粒子をTHP−1細胞に添加して、オプソニン化粒子の添加されたTHP−1細胞に対する比が30:1又は60:1になるようにする。最も好ましい実施形態では、ADCPアッセイを、対照として、培地中の大腸菌−FITC、大腸菌−FITC及びTHP−1細胞(FcγR非依存性ADCP活性として使用する)、大腸菌−FITC、THP−1細胞及び野生型4−4−20抗体(FcγR依存性ADCP活性として使用する)、大腸菌−FITC、THP−1細胞、4−4−20D265A(FcγR依存性ADCP活性についてのバックグラウンド対照として使用する)を用いて実施する。
別の実施形態では、本発明の分子を、当業者に公知の標準的な方法のいずれかを使用して、エフェクター細胞、例えばナチュラルキラー細胞で、FcγR介在ADCC活性についてアッセイすることができる(例えば、Perussiaら,(2000),Assays For Antibody−Dependent Cell−Mediated Cytotoxicity(ADCC)And Reverse ADCC(Redirected Cytotoxicity)In Human Natural Killer Cells,Methods Mol. Biol.,121:179−92;Wengら,(2003),Two Immunoglobulin G Fragment C Receptor Polymorphisms Independently Predict Response To Rituximab In Patients With Follicular Lymphoma,J.Clin.Oncol.,21:3940−3947;Dingら,(1998),Two Human T Cell Receptors Bind In A Similar Diagonal Mode To The HLA−A2/Tax Peptide Complex Using Different TCR Amino Acids,Immunity,8:403−411参照)。本発明の分子のADCC活性を判定するための例示的なアッセイ法は、以下を有する5lCr放出アッセイに基づくものである:標的細胞を[51Cr]NaCrOで標識し(この細胞膜透過性分子は、細胞質タンパク質と結合し、細胞から速度論的に緩慢に自発放出されるが、標的細胞の壊死後、大量に放出されるので、標識用に一般的に使用される);変異型重鎖を有する本発明の分子で標的細胞をオプソニン化し;オプソニン化した放射性標識標的細胞とエフェクター細胞とを、標的細胞とエフェクター細胞との適切な比で、マイクロタイタープレート上で混合し;この細胞混合物を16〜18時間、37℃でインキュベートし;上清を回収し;放射活性を分析する。その後、本発明の分子の細胞毒性を、例えば以下の式を使用して算出することができる:溶解%=(実験cpm−標的漏出cpm)/(界面活性剤溶解cpm−標的漏出cpm)×100%、あるいは、溶解%=(ADCC−AICC)/(最大放出−自発放出)。特異的溶解は以下の式を使用して算出することができる:特異的溶解=本発明の分子の存在下での溶解%−本発明の分子の不在下での溶解%。標的:エフェクター細胞の比又は抗体濃度のいずれかを変更することによって、グラフを作成することができる。
好ましくは、本発明のADCCアッセイで使用するエフェクター細胞は、好ましくは、当業者に公知の標準的方法、例えばフィコール−パック(Ficoll−Paque)密度勾配遠心分離を使用して、正常ヒト血液から精製される、末梢血単核細胞(PBMC)である。本発明の方法で使用するのに好ましいエフェクター細胞は、異なるFcγR活性化受容体を発現する。本発明は、重鎖抗体突然変異体が野生型IgG1抗体と比較して増加したADCC活性及び食作用を示すかどうかを判定するために、エフェクター細胞、FcγRI、FcγRIIA及びFcγRIIBを発現するTHP−1、ならびにFcγRIIIAとFcγRIIBの両方を発現する、ヒト全血に由来する単球由来の一次マクロファージを包含する。
ヒト単球細胞系であるTHP−1は、高親和性受容体FcγRI及び低親和性受容体FcγRIIAの発現を介して食作用を活性化する(Fleitら,(1991),The Human Monocyte−Like Cell Line THP−1 Expresses Fc Gamma RI And Fc Gamma RII,J.Leuk.Biol.,49:556−565)。THP−1細胞は、FcγRIIA又はFcγRIIBを構成的に発現しない。サイトカインを用いてこれらの細胞を刺激すると、FcR発現パターンが影響される(Pricopら,(2001),Differential Modulation Of Stimulatory And Inhibitory Fc Gamma Receptors On Human Monocytes By Th1 And Th2 Cytokines,J.of Immunol.,166:531−537)。サイトカインIL4の存在下でのTHP−1細胞の生育はFcγRIIB発現を誘導し、FcγRIIA及びFcγRI発現の減少を引き起こす。また、FcγRIIB発現も細胞密度の増加によって亢進される(Tridandapaniら,(2002),Regulated Expression And Inhibitory Function Of Fcgamma RIIB In Human Monocytic Cells,J.Biol.Chem.,277(7):5082−5089)。対照的に、IFNγはFcγRIIIAの発現を導くことができると報告されている(Pearseら,(1993),Interferon Gamma−Induced Transcription Of The High−Affinity Fc Receptor For IgG Requires Assembly Of A Complex That Includes The 91−kDa Subunit Of Transcription Factor ISGF3,Proc.Nat.Acad.Sci.USA,90:4314−4318)。細胞表面上の受容体の有無は、当業者に公知の通常の方法を使用して、FACSによって確認することができる。サイトカインにより誘発される細胞表面上でのFcγRの発現は、FcγRIIBの存在下で活性化及び抑制の両方を試験する系を提供する。THP−1細胞がFcγRIIBを発現することができない場合は、本発明は別のヒト単球細胞系であるU937を更に包含する。これらの細胞は、IFNγ及びTNFの存在下で、最終的にマクロファージに分化することが分かっている(Korenら,(1979),In Vitro Activation Of A Human Macrophage−Like Cell Line,Nature,279:328−331)。
FcγR依存性腫瘍細胞死滅は、マウス腫瘍モデルではマクロファージとNK細胞によって仲介される(Clynesら,(1998),Fc Receptors Are Required In Passive And Active Immunity To Melanoma,Proc.Nat.Acad.Sci.USA,95:652−656)。本発明は、食作用及びADCCアッセイの両方で、標的細胞の細胞毒性を誘発するFc突然変異体の効力を分析するため、エフェクター細胞としての、ドナー由来の水簸した単球の使用を包含する。FcγRI、FcγRIIIA、及びFcγRIIBの発現パターンは、様々な増殖条件によって影響を受ける。水簸して凍結させた単球、水簸した新鮮な単球、10%FBS中に維持した単球、FBS+GM−CSF中及び/又はヒト血清中で培養した単球によるFcγR発現を、当業者に知られた一般的方法を使用して測定してもよい。例えば、細胞をFcγR特異的抗体で染色し、FACSによって解析してFcγRプロファイルを決定することができる。その後、マクロファージのインビボFcγR発現を最もよく模倣する条件を本発明の方法で使用する。
いくつかの実施形態では、本発明は、特に、適合するFcγRプロファイルを持つヒト細胞を取得することができない場合には、マウス細胞の使用を包含する。いくつかの実施形態では、本発明は、ヒトFcγRIIIAでトランスフェクトすることができるマウスマクロファージ細胞系RAW264.7(ATCC)、及び本技術分野で公知の方法を使用して単離された安定な形質移入体を包含する(例えば、Ralphら,(1977),Antibody−Dependent Killing Of Erythrocyte And Tumor Targets By Macrophage−Related Cell Lines:Enhancement By PPD And LPS,J.Immunol.119:950−4参照)。形質移入体は、通常の実験操作を用いたFACS分析によって、FcγRIIIA発現について定量し、高発現体を本発明のADCCアッセイに使用することができる。別の実施形態では、本発明は、本明細書で開示したものなどのノックアウトトランスジェニックマウスからの、ヒトFcγRを発現する脾臓腹腔マクロファージの単離を包含する。
リンパ球は、フィコール−パック勾配(Pharmacia)を使用して、ドナーの末梢血(PBM)から回収してもよい。単離された細胞の単核集団内では、ほとんどのADCC活性が、その表面にFcγRIIIAを含むがFcγRIIBは含まないナチュラルキラー(NK)細胞を介して生じる。これらの細胞での結果は、NK細胞ADCCの誘発に対する突然変異体の効力を示し、水簸した単球で試験するための試薬を確立する。
本発明のADCCアッセイで使用する標的細胞として、これらに限定されないが、乳癌細胞系、例えばATCC受託番号HTB−30のSK−BR−3(例えば、Trempら,(1976),Human Breast Cancer In Culture,Recent Results,Cancer Res.,33−41参照);Bリンパ球;バーキットリンパ腫由来の細胞、例えばATCC受託番号CCL−86のラジ(Raji)細胞(例えば、Epsteinら,(1965),Characteristics And Mode Of Growth Of Tissue Culture Strain(EBl)Of Human Lymphoblasts From Burkitt’s Lymphoma,J.Natl.Cancer Inst.,34:231−240参照)、及びATCC受託番号CCL−213のダウジ(Daudi)細胞(例えば、Kleinら,(1968),Surface IgM−Kappa Specificity On A Burkitt Lymphoma Cell In Vivo And In Derived Culture Lines,Cancer Res.,28:1300−1310参照)が挙げられる。標的細胞はアッセイすべきダイアボディ分子の抗原結合部位によって認識されるものでなければならない。
ADCCアッセイは、アポトーシス経路によって細胞死を仲介するNK細胞の能力に基づいている。NK細胞は、一部には細胞表面の抗原に結合したIgGFcドメインのFcγRIIIA認識によって、細胞死を仲介する。本発明の方法により使用するADCCアッセイは、放射性ベースの又は蛍光ベースのアッセイでもよい。変異型Fc領域を有する本発明の分子を特徴付けるるために使用するADCCアッセイは以下を含む:標的細胞、例えばSK−BR−3、MCF−7、OVCAR3、ラジ、ダウジ細胞を標識し;標的細胞を、抗原結合部位を介して標的細胞上の細胞表面受容体を認識する抗体でオプソニン化し;標識したオプソニン化標的細胞とエフェクター細胞とを、通常の実験操作によって決定することができる適切な比で混合し;細胞を回収し;使用した標識に基づく適切な検出スキームを使用して、溶解した標的細胞の上清中の標識を検出する。標的細胞は本技術分野で公知の標準的方法を使用して、放射性標識又は蛍光標識で標識してもよい。例えば、標識として、これらに限定されないが、[51Cr]NaCr0及び蛍光増強リガンドである2,2’:6’,2’’−ターピリジン−6−6’’−ジカルボン酸(TDA)のアセトキシメチルエステルが挙げられる。
具体的な好ましい実施形態では、蛍光増強リガンドである2,2’:6’,2’’−ターピリジン−6−6’’−ジカルボン酸(TDA)のアセトキシメチルエステルで標識した標的細胞に対するADCC活性を測定するために、時間分解蛍光測定アッセイを使用する。こうした蛍光測定アッセイは、本技術分野で公知である。例えば、Blombergら,(1996),Time−Resolved Fluorometric Assay For Natural Killer Activity Using Target Cells Labelled With A Fluorescence Enhancing Ligand,Journal of Immunological Methods,193:199−206参照。本文献は参照することによりその全体を本明細書に組み入れる。簡単に述べると、標的細胞を膜透過性のTDAのアセトキシメチルジエステルである、生細胞の細胞膜を通過して迅速に拡散する、(ビス(アセトキシメチル)2,2’:6’,2’’−ターピリジン−6−6’’−ジカルボン酸(BATDA))で標識する。細胞内エステラーゼがエステル基を開裂させ、再生された膜非透過性TDA分子は細胞内に捕捉される。エフェクター細胞及び標的細胞を例えば少なくとも2時間、長くとも3.5時間、37℃、5%CO下でインキュベートした後、溶解標的細胞から放出されたTDAをEu3+でキレート化し、生成したユーロピウム−TDAキレートの蛍光を時間分解蛍光光度計(例えば、Victor1420,PerkinElmer/Wallace)で定量する。
別の具体的な実施形態では、複数のエピトープ結合部位、及び場合によりFcドメイン(又はその一部)を有する本発明の分子を特徴付けるために使用するADCCアッセイは以下を含む:好ましくは4〜5×10個の標的細胞(例えば、SK−BR−3、MCF−7、OVCAR3、ラジ細胞)をビス(アセトキシメチル)2,2’:6’,2’’−ターピリジン−t−6’’−ジカルボン酸(DELFIA BATDA試薬,Perkin Elmer/Wallac)で標識する。最適な標識効率のため、ADCCアッセイで使用する標的細胞の数は、好ましくは5×10個を超えないようにすべきである。この細胞にBATDA試薬を添加し、混合物を37℃、好ましくは5%CO下で、少なくとも30分間インキュベートする。次に細胞を生理学的緩衝液、例えば、0.125mMスルフィンピラゾールを含有するPBS、及び0.125mMスルフィンピラゾールを含有する培地で洗浄する。次に標識した標的細胞を、EcγRIIAに特異的なエピトープ結合ドメイン、及び任意にFcドメイン(又はその一部)を有する本発明の分子でオプソニン化(被覆)する。好ましい実施形態では、ADCCアッセイで使用する分子はまた、細胞表面受容体、腫瘍抗原、又は癌抗原に特異的である。本発明のダイアボディ分子は、セクション5.6.1に列挙するものなどの癌又は腫瘍抗原のいずれかと特異的に結合してもよい。ADCCアッセイにおける標的細胞は、本発明のダイアボディが標的細胞の細胞表面受容体と特異的に結合するように、該ダイアボディに遺伝子操作されたエピトープ結合部位に従って選択される。
標的細胞をエフェクター細胞、例えばPBMCに、エフェクター:標的の比が約1:1、10:1、30:1、50:1、75:1、又は100:1になるように添加する。エフェクター及び標的細胞を少なくとも2時間、長くとも3.5時間、37℃、5%CO下でインキュベートする。細胞上清を回収し、酸性ユーロピウム溶液(例えば、DELFIAユーロピウム溶液、Perkin Elmer/Wallac)に添加する。生成されたユーロピウム−TDAキレートの蛍光を、時間分解蛍光光度計(例えば、Victor 1420、Perkin Elmer/Wallac)で定量する。最大放出(MR)及び自発放出(SR)は、標的細胞を、それぞれ1%TX−100及び培地のみとインキュベートすることによって測定する。抗体非依存性細胞毒性(AICC)を、試験分子、例えば本発明のダイアボディの不在下で標的及びエフェクター細胞をインキュベートすることによって測定する。各アッセイは、好ましくは3回反復して実施する。特異的溶解率の平均を次のように算出する:(実験的放出(ADCC)−AICC)/(MR−SR)×100。
本発明は、Fcドメイン(又はその一部)を有する本発明の分子によるC1qの結合及び補体依存性細胞毒性(CDC)の仲介を特徴付けるための、本技術分野で公知でありかつ本明細書に例示されるアッセイ法を包含する。C1q結合性を測定するために、C1q結合ELISAを行ってもよい。例示的なアッセイ法は、以下を含み得る:アッセイプレートを、被覆緩衝液中で本発明の分子又は出発ポリペプチド(対照)を有するポリペプチドで、4℃で一晩被覆する。次いでこのプレートを洗浄し、ブロックしてもよい。洗浄後、ヒトC1qの一定量を各ウェルに添加し、室温で2時間インキュベートする。更に洗浄した後、100μLのヒツジ抗補体C1qペルオキシダーゼコンジュゲート抗体を各ウェルに添加し、室温で1時間インキュベートする。プレートを再度洗浄緩衝液で洗浄し、OPD(O−フェニレンジアミン二塩酸塩(Sigma))を含む100μlの基質緩衝液を各ウェルに添加する。黄色の出現によって観察される酸化反応を30分間行い、100μlの4.5NHSOの添加によって該反応を停止させる。次いで吸光度を(492〜405)nmで読み取る。
補体活性化を評価するために、補体依存性細胞毒性(CDC)アッセイを、例えばGazzano−Santoroら,(1997),A Non−Radioactive Complement−Dependent Cytotoxicity Assay For Anti−CD20 Monoclonal Antibody,J.Immunol.Methods,202:163−171(参照することによりその全体を本明細書に組み入れる)に記載されるように行ってもよい。要約すると、(変異型)Fcドメイン(又はその一部)を有する分子及びヒト補体を様々な濃度に緩衝液で希釈する。ダイアボディ分子が結合する抗原を発現する細胞は、1ml当たり約1×10細胞の密度に希釈する。(変異型)Fcドメイン(又はその一部)を有するダイアボディ分子、希釈したヒト補体及び抗原を発現する細胞の混合物を、平底組織培養96ウェルプレートに添加して、37℃、5%CO下で2時間インキュベートさせて、補体介在細胞溶解を促進させる。次いで、50μLのアラマーブルー(Accumed International)を各ウェルに添加して、37℃で一晩インキュベートする。吸光度は530nmの励起及び590nmの発光で96ウェル蛍光光度計を用いて測定する。結果は相対蛍光単位(RFU)で示してもよい。試料濃度を標準曲線から求めて、非変異型分子、即ち、Fcドメインを有さないか又は非変異型Fcドメインを有する分子と比較した活性%を対象の変異体について記録する。
5.4.3.その他のアッセイ
複数のエピトープ結合ドメイン、及び場合によりFcドメインを有する本発明の分子は、抗原結合ドメイン又はFc−FcγR結合の速度論的パラメーターを特徴付けるための、本技術分野で公知の表面プラズモン共鳴に基づくアッセイ法のいずれかを使用してアッセイしてもよい。限定するわけではないが以下を含む市販のSPR装置:Biacore社製(Uppsala,Sweden)のバイアコア装置;Affinity Sensors(Franklin,MA.)製のIAsys装置;Windsor Scientific社(Berks,UK)製のIBISシステム;日本レーザ電子社(北海道、日本)製のSPR−CELLIAシステム;及びTexas Instruments社(Dallas,TX)製のSPR Detector Spreetaのいずれかを本発明で使用することができる。SPRに基づく技法の概説については、Mulletら,(2000),Surface Plasmon Resonance−Based Immunoassays,Methods,22:77−91;Dongら,(2002),Some new aspects in biosensors,Reviews in Mol.Biotech.82:303−23;Fivashら,(1998),BIAcore For Macromolecular Interaction,Current Opinion in Biotechnology,9:97−101;Richら,(2000),Advances In Surface Plasmon Resonance Biosensor Analysis,Current Opinion in Biotechnology,11:54−61を参照(これらのそれぞれを参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)。更に、米国特許第6,373,577号、第6,289,286号、第5,322,798号、第5,341,215号、第6,268,125号(これらのそれぞれを参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)に記載されたタンパク質−タンパク質相互作用を測定するためのSPR装置及びSPRに基づく方法のいずれをも、本発明の方法に含むものとする。
概略的には、SPRベースのアッセイ法は、結合ペアの一方を表面に固定化し、及び溶液中の前記結合ペアの他方との相互作用をリアルタイムでモニタリングすることを含む。SPRは、複合体の形成又は解離時に生じる表面付近での溶媒の屈折率の変化を測定することに基づくものである。固定化を行う表面はセンサーチップであって、これがSPR技術の心臓部となるものである。これは金の薄層で被覆されたガラス表面からなり、該表面への分子の結合性を最適化するように設計された様々な特殊な表面の基礎を形成する。様々なセンサーチップが特に上記の会社から市販されており、これらのすべてを本発明の方法で使用することができる。センサーチップの例としては、BIAcore社から市販されているもの、例えばSensor Chip CM5、SA、NTA、及びHPAが挙げられる。本発明の分子は、これらに限定されないが、アミン基を介した直接共有結合、スルフヒドリル基を介した直接共有結合、アビジン被覆表面へのビオチンの結合、炭水化物基へのアルデヒド結合、及びヒスチジンタグを介したNTAチップとの結合を含む、本技術分野で公知の固定化方法及び化学作用を使用して、センサーチップの表面に固定化してよい。
いくつかの実施形態では、複数のエピトープ結合部位、及び場合によりFcドメインを有する本発明の分子と、抗原又はFcγRとの結合の速度論的パラメーターは、バイアコア装置(例えば、バイアコア装置1000、BIAcore社、Piscataway,NJ)を使用して測定してもよい。上述のように(セクション5.4.1参照)、ダイアボディ分子の少なくとも1つのエピトープ結合部位がFcγRを免疫特異的に認識する場合、及び/又はダイアボディ分子がFcドメイン(又はその一部)を有する場合、任意のFcγRを使用して本発明の分子の結合を評価することができる。具体的な実施形態では、FcγRはFcγRIIIA、好ましくは可溶性の単量体FcγRIIIAである。例えば、一つの実施形態では、可溶性単量体FcγRIIIAは、リンカー−AVITAG配列に結合したFcγRIIIAの細胞外領域である(2003年1月9日出願の米国仮出願第60/439,498号及び2003年3月19日出願の米国仮出願第60/456,041号を参照、これらは参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)。別の具体的な実施形態では、FcγRはFcγRIIB、好ましくは可溶性の二量体FcγRIIBである。例えば、一つの実施形態では、可溶性二量体FcγRIIBタンパク質は、2003年1月13日出願の米国仮出願第60/439,709号(参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)に記載された方法に従って調製する。
全ての免疫学的分析法において、本発明の分子によるFcγRの認識/結合は複数のドメインによって影響される。ある実施形態では、本発明の分子は複数のエピトープ結合ドメインのうちの1つを介してFcγRを免疫特異的に認識する。更に他の実施形態では、本発明の分子がFcドメイン(又はその一部)を有する場合、ダイアボディ分子はFc−FcγR相互作用を介してFcγRを免疫特異的に認識することができる。更に他の実施形態では、本発明の分子がFcドメイン(又はその一部)とFcγRを免疫特異的に認識するエピトープ結合部位との両方を含む場合、ダイアボディ分子はエピトープ結合ドメインとFcドメイン(又はその一部)の一方又は両方を介してFcγRを認識することができる。複数のエピトープ結合部位及び場合によりFcドメイン(又はその一部)を有する分子の、抗原及び/又はFcγRに対する速度論的パラメーターを、バイアコア装置を用いて測定するアッセイ法の例では、以下を含む:第1の抗原をセンサーチップ表面の4つのフローセルの1つに、好ましくはアミンカップリング化学性質を介して、固定化し、それにより約5000反応単位(RU)の第1の抗原が表面に固定化されるようにする。好適な表面が調製されたら、第1の抗原を免疫特異的に認識する本発明の分子の、好ましくは、20μg/mL溶液を、流速5μL/mLで1分間注入して、該表面を通過させる。この段階で該表面に結合した本発明の分子のレベルは、一般的に400〜700RUの範囲である。次に、HBS−P緩衝液(20mMHEPES、150mMNaCl、3mMEDTA、pH7.5)中の第2の抗原(例えば、FcγR)又はFcγR受容体の希釈系列を該表面上に100μL/分で注入する。異なる第2の抗原又は受容体希釈物間での分子の再生は、好ましくは100mMNaHCO、pH9.4;3MNaClを5秒間一回注入することによって行われる。本技術分野で公知のいずれの再生技術も本発明の方法に想定されている。
全てのデータセットが収集されたら、得られる結合曲線を、SPR装置製造者、例えばBIAcore社(Piscataway,NJ)から供給されているコンピュータアルゴリズムを使用して、包括的に適合させる。これらのアルゴリズムでは、Kon及びKoffの両方を算出し、これらから見かけの平衡結合定数Kを、2つの速度定数の比(即ち、Koff/Kon)として演繹する。個々の速度定数をどのようにして誘導するかについての更に詳細な処理法は、BIAevaluaionソフトウェアハンドブック(BIAcore社、Piscataway,NJ)から入手できる。作成したデータの解析は、本技術分野で公知のどの方法を使用してもよい。作成した速度論的データを解析する各種方法の概説については、以下を参照:Myszka,(1997),Kinetic Analysis Of Macromolecular Interactions Using Surface Plasmon Resonance Biosensors,Current Opinion in Biotechnology,8:50−7;Fisherら,(1994),Surface Plasmon Resonance Based Methods For Measuring The Kinetics And Binding Affinities Of Biomolecular Interactions,Current Opinion in Biotechnology,5:389−95;O’Shannessy,(1994),Determination Of Kinetic Rate And Equilibrium Binding Constants For Macromolecular Interactions:A Critique Of The Surface Plasmon Resonance Literature,Current Opinion in Biotechnology,5:65−71;Chaikenら,(1992),Analysis Of Macromolecular Interactions Using Immobilized Ligands,Analytical Biochemistry,201:197−210;Mortonら,(1995),Interpreting Complex Binding Kinetics From Optical Biosensors:A Comparison Of Analysis By Linearization,The Integrated Rate Equation,And Numerical Integration,Analytical Biochemistry,227:176−85;O’Shannessyら,1996,Analytical Biochemistry,236:275−83(これらのそれぞれは参照することによりその全体を本明細書中に組み入れる)。
好ましい実施形態では、SPR解析、例えばバイアコアを使用して測定した速度論的パラメーターは、本発明の分子が機能的分析法、例えばADCC中で、どのように機能するかを予測するための手段として使用することができる。SPR解析から取得した速度論的パラメーターに基づいて本発明の分子の効力を予測するための例示的な方法は、以下を含んでよい:本発明の分子の(エピトープ結合ドメイン及び/又はFcドメイン(若しくはその一部)を介した)FcγRIIIA及びFcγRIIBとの結合についてのKoff値を測定し;ADCCデータに対して、(1)FcγRIIIAについてのKoff(wt)/Koff(mut)及び(2)FcγRIIBについてのKoff(mut)/Koff(wt)をプロットする。1よりも高い数値が、野生型と比較して、FcγRIIIAに対する解離速度の低下、及びFcγRIIBに対する解離速度の増加を示し、ADCC機能の存在及び亢進を示す。
5.5.本発明のダイアボディ分子の製造方法
本発明のダイアボディ分子は、デノボタンパク質合成、結合タンパク質をコードする核酸の組換え発現を含む、本技術分野で周知の各種方法により製造することができる。所望の核酸配列は組換え法(例えば、所望のポリヌクレオチドの以前に作製された変異体のPCR突然変異誘発)により、又は固相DNA合成により得ることができる。通常は組換え発現法が用いられる。一つの態様において、本発明はCD16AVH及び/又はVLをコードする配列を有するポリヌクレオチドを提供し、別の態様では、本発明はCD32BVH及び/又はVLをコードする配列を有するポリヌクレオチドを提供する。遺伝子コードの縮重のため、それぞれの免疫グロブリンアミノ酸配列を種々の核酸配列がコードしており、本発明は本明細書に記載する結合タンパク質をコードする全ての核酸を包含する。
5.5.1.本発明の分子をコードするポリヌクレオチド
本発明はまた、ポリペプチド及び抗体を含む、本発明の分子をコードするポリヌクレオチドを包含する。本技術分野で公知のいずれかの方法により、本発明の分子をコードするポリヌクレオチドを取得し、そのポリヌクレオチドのヌクレオチド配列を決定してもよい。
本発明の方法によって同定される分子のヌクレオチド配列が決定されたら、そのヌクレオチド配列を本技術分野で周知の方法、例えば組換えDNA技術、部位特異的突然変異誘発、PCRなどを使用して操作し(例えば、Sambrookら,2001,Molecular Cloning,A Laboratory Manual,第3版,Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor,NY;及びAusubelら編,1998,Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley&Sons,NYを参照、両者は参照することによってその全体を本明細書に組み入れる)、例えば、アミノ酸の置換、欠失、及び/又は挿入を生じさせることによって、例えば異なるアミノ酸配列をもつ抗体を作製してもよい。
一つの実施形態では、ヒトライブラリー又は本技術分野で利用し得るその他のライブラリーを本技術分野で公知の標準的技術によりスクリーニングして、本発明の分子をコードする核酸をクローニングすることができる。
5.5.2.本発明の分子の組換え発現
本発明の分子(即ち、抗体)をコードする核酸配列が得られたら、該分子を産生するためのベクターを、組換えDNA技術により本技術分野で周知の技術を用いて作製してもよい。当業者に周知の方法を利用して、本発明の分子のコード配列及び適当な転写・翻訳制御シグナルを含有する発現ベクターを構築することができる。これらの方法としては、例えば、インビトロ組換えDNA技術、合成技術、及びインビボ遺伝的組換えが挙げられる(例えば、Sambrookら,1990,Molecular Cloning,A Laboratory Manual,第2版,Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor,NY、及びAusubelら編,1998,Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley&Sons,NYに記載された技術を参照)。
本発明の方法により同定された分子のヌクレオチド配列を有する発現ベクターは、従来技術(例えば、エレクトロポレーション、リポソームトランスフェクション、及びリン酸カルシウム沈降)により宿主細胞に導入し、次いでトランスフェクトした細胞を従来技術により培養して、本発明の分子を産生させることができる。具体的な実施形態においては、本発明の分子の発現を構成的、誘導性、又は組織特異的プロモーターにより制御する。
本発明の方法により同定された分子を発現させるために利用する宿主細胞は、大腸菌などの細菌細胞か、又は、特に完全な組換え免疫グロブリン分子を発現させるためには、好ましくは真核細胞である。特に、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)などの哺乳動物細胞は、ヒトサイトメガロウイルス由来の主要中間初期遺伝子プロモーターエレメントなどのベクターとの併用において、免疫グロブリンのための有効な発現系である(Foeckingら,(1986),Powerful And Versatile Enhancer−Promoter Unit For Mammalian Expression Vectors,Gene,45:101−106;Cockettら,(1990),High Level Expression Of Tissue Inhibitor Of Metalloproteinases In Chinese Hamster Ovary Cells Using Glutamine Synthetase Gene Amplification,Biotechnology,8:662−667)。
様々な宿主−発現ベクター系を利用して、本発明の方法により同定された分子を発現させてもよい。このような宿主−発現系は、本発明の分子のコード配列を産生し、続いて精製できるビヒクルに相当するが、適当なヌクレオチドコード配列により形質転換又はトランスフェクトされると本発明の分子をインサイチュで発現する細胞にも相当する。これらとしては、これらに限定されないが、本発明の方法により同定された分子のコード配列を含有する組換えバクテリオファージDNA、プラスミドDNA又はコスミドDNA発現ベクターにより形質転換された細菌(例えば大腸菌や枯草菌)などの微生物;本発明の方法により同定された分子をコードする配列を含有する組換え酵母発現ベクターで形質転換された酵母(例えば、サッカロミセス属、ピキア属);本発明の方法により同定された分子をコードする配列を含有する組換えウイルス発現ベクター(例えば、バキュロウイルス)を感染させた昆虫細胞系;本発明の方法により同定された分子をコードする配列を含有する組換えウイルス発現ベクター(例えば、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)及びタバコモザイクウイルス(TMV))を感染させた、又は組換えプラスミド発現ベクター(例えば、Tiプラスミド)で形質転換された植物細胞系;及び哺乳動物細胞のゲノム由来のプロモーター(例えば、メタロチオネインプロモーター)又は哺乳動物ウイルス由来のプロモーター(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)を含有する組換え発現構築物を保有する哺乳動物細胞系(例えば、COS、CHO、BHK、293、293T、3T3細胞、リンパ細胞(米国特許第5,807,715号を参照)、PerC.6細胞(Crucellにより開発されたヒト網膜細胞))が挙げられる。
細菌系においては、発現される分子に対して意図される用途に応じて、多くの発現ベクターを有利に選択することができる。例えば、抗体の医薬組成物を産生するために大量のタンパク質を作製する場合には、容易に精製される融合タンパク質産物の大量発現を指令するベクターが望ましい。このようなベクターとしては、これらに限定されないが、抗体コード配列をlacZコード領域を有するフレーム内のベクター中に個々に連結して融合タンパク質が産生されるようにする大腸菌発現ベクターpUR278(Rutherら,(1983),Easy Identification Of cDNA Clones,EMBO J.,2:1791−1794);pINベクター(Inouyeら,(1985),Up−Promoter Mutations In The lpp Gene Of Escherichia Coli,Nucleic Acids Res.,13:3101−3110;Van Heekeら,(1989),Expression Of Human Asparagine Synthetase In Escherichia Coli,J.Biol.Chem.,24:5503−5509)などが挙げられる。また、pGEXベクターを用いて、外来ポリペプチドをグルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)との融合タンパク質として発現させてもよい。一般的に、このような融合タンパク質は可溶性であり、溶解した細胞から、マトリックスグルタチオン−アガロースビーズへの吸着及び結合、続いて遊離グルタチオンの存在下での溶出により容易に精製することができる。pGEXベクターは、クローニングされた標的遺伝子産物をGST成分から切り離せるように、トロンビン又はXa因子プロテアーゼ切断部位を含むように設計されている。
昆虫系においては、オートグラファ・カリフォルニカ核多角体病ウイルス(AcNPV)が外来遺伝子を発現させるためのベクターとして利用される。このウイルスはスポドプテラ・フルギペルダ(Spodoptera frugiperda)細胞中で増殖する。抗体コード配列をウイルスの非必須領域(例えば、ポリヘドリン遺伝子)中に個々にクローニングして、AcNPVプロモーター(例えば、ポリヘドリンプロモーター)の制御下に配置させてもよい。
哺乳動物宿主細胞においては、多くのウイルスベースの発現系を利用することができる。アデノウイルスを発現ベクターとして用いる場合には、目的の抗体コード配列を、アデノウイルス転写/翻訳制御複合体、例えば後期プロモーター及び三連リーダー配列と連結してもよい。このキメラ遺伝子を次いでアデノウイルスゲノムにインビトロ又はインビボ組換えにより挿入し得る。ウイルスゲノムの非必須領域(例えば、E1又はE3領域)への挿入により、感染した宿主内で生存可能でありかつ免疫グロブリン分子を発現することができる組換えウイルスが得られる(例えば、Loganら,(1984),Adenovirus Tripartite Leader Sequence Enhances Translation Of mRNAs Late After Infection,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:3655−3659を参照)。特定の開始シグナルも、挿入した抗体コード配列の効率的な翻訳のために必要であることがある。これらのシグナルは、ATG開始コドン及び隣接配列を含む。更に、開始コドンは、挿入全体の翻訳を確実にするために、目的のコード配列のリーディングフレームと同位相になければならない。これらの外因性翻訳制御シグナル及び開始コドンは、様々な起源のものであってよく、天然でも合成でもよい。発現の効率は、適切な転写エンハンサーエレメント、転写終結因子などを含めることにより増強される(Bitterら,(1987),Expression And Secretion Vectors For Yeast,Methods in Enzymol.153:516−544参照)。
更に、挿入した配列の発現を変えたり、遺伝子産物を所望の特定の様式に改変又はプロセシングしたりする宿主細胞株を選択してもよい。このようなタンパク質産物の改変(例えばグリコシル化)及びプロセシング(例えば切断)はタンパク質の機能にとって重要でありうる。例えば、ある実施形態では、本発明のダイアボディ分子を有するポリペプチドは単一の遺伝子産物として(例えば単一のポリペプチド鎖として、即ちポリタンパク質前駆体として)発現させてもよいが、本発明のダイアボディ分子の別個のポリペプチドを形成するために天然の又は組換えの細胞機構によるタンパク質分解切断を必要とする。従って、本発明は、本発明のポリペプチドを有するポリタンパク質前駆体分子をコードする、該ポリタンパク質前駆体の翻訳後切断を指令することができるコード配列を含む、核酸配列を遺伝子工学的に作製することを包含する。ポリタンパク質前駆体の翻訳後切断は本発明のポリペプチドをもたらす。本発明のポリペプチドを有する前駆体分子の翻訳後切断はインビボ(即ち、天然の又は組換えの細胞系/機構、例えば適切な部位でのフューリン切断により宿主細胞内)で起こってもよいし、インビトロ(例えば、既知の活性のプロテアーゼ若しくはペプチダーゼを有する組成物及び/又は所望のタンパク質分解作用を促進することが知られている条件若しくは試薬を有する組成物中での該ポリペプチド鎖のインキュベーション)で起こってもよい。組換えタンパク質の精製及び改変は本技術分野で周知であり、ポリタンパク質前駆体の設計には当業者が容易に理解しうる多数の実施形態が含まれる。上記の前駆体分子の改変のためには本技術分野で公知のプロテアーゼ又はペプチダーゼを使用することができ、例えば、トロンビン(アミノ酸配列LVPRGS(配列番号89)を認識する)、又はXa因子(アミノ酸配列I(E/D)GR(配列番号90)を認識する(Nagaiら,(1985),Oxygen Binding Properties Of Human Mutant Hemoglobins Synthesized In Escherichia Coli,Proc.Nat.Acad.Sci.USA,82:7252−7255、及びJennyら,(2003)A Critical Review Of The Methods For Cleavage Of Fusion Proteins With Thrombin And Factor Xa,Protein Expr.Purif.,31:1−11に概説されている、それぞれを参照することによりその全体を本明細書に組み入れる))、エンテロキナーゼ(アミノ酸配列DDDDK(配列番号91)を認識する(Collins−Racieら,(1995),Production Of Recombinant Bovine Enterokinase Catalytic Subunit In Escherichia Coli Using The Novel Secretory Fusion Partner DsbA,Biotechnology,13:982−987、参照することによりその全体を本明細書に組み入れる))、フューリン(アミノ酸配列RXXRを認識し、RX(K/R)Rを優先的に認識する(それぞれ配列番号92及び配列番号93)(P6位の追加のRは切断を促進するようである))、及びAcTEV(アミノ酸配列ENLYFQG(配列番号94)を認識する(Parksら,(1994),Release Of Proteins And Peptides From Fusion Proteins Using A Recombinant Plant Virus Proteinase,Anal.Biochem.,216:413−417、参照することによりその全体を本明細書に組み入れる))、ならびに口蹄疫ウイルスプロテアーゼC3が使用される。例えば、セクション6.4を参照。
異なる宿主細胞は、タンパク質及び遺伝子産物の翻訳後プロセシング及び改変においてそれぞれ特徴的かつ特異的な機構を有する。好適な細胞株又は宿主系を選ぶことにより、発現される外来タンパク質を確実に正しく改変及びプロセシングすることができる。このために、一次転写物の適切なプロセシング、遺伝子産物のグリコシル化及びリン酸化のための細胞機構をもつ真核宿主細胞を用いてもよい。このような哺乳動物宿主細胞としては、これらに限定されないが、CHO、VERY、BHK、Hela、COS、MDCK、293、293T、3T3、WI38、BT483、Hs578T、HTB2、BT20及びT47D、CRL7030及びHs578Bstが挙げられる。
組換えタンパク質を長期間、高収率で産生させるためには、安定した発現が好ましい。例えば、本発明の抗体を安定に発現する細胞株を遺伝子工学的に作製してもよい。ウイルスの複製起点を含有する発現ベクターを使うよりもむしろ、適当な発現制御エレメント(例えば、プロモーター、エンハンサー、配列、転写ターミネーター、ポリアデニル化部位など)により制御されるDNA及び選択可能なマーカーで宿主細胞を形質転換する。外来DNAを導入した後に、遺伝子操作した細胞を富化培地中で1〜2日間増殖させ、次いで選択培地に切り替える。組換えプラスミド中の選択可能なマーカーは選択に対する耐性を付与し、細胞が安定してプラスミドをその染色体中に組み込み、増殖して細胞増殖巣を形成し、続いてクローニングして細胞株に増やすことが可能である。この方法は、本発明の抗体を発現する細胞株を遺伝子工学的に作製するために有利に使用することができる。このような遺伝子工学的に作製された細胞株は、本発明の分子と直接的又は間接的に相互作用する化合物をスクリーニングして評価する上で特に有用である。
数多くの選択系を利用することができ、限定はされないが、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ遺伝子(Wiglerら,(1977),Transfer Of Purified Herpes Virus Thymidine Kinase Gene To Cultured Mouse Cells,Cell,11:223−232)、ヒポキサンチン−グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ遺伝子(Szybalskaら,(1992),Use Of The HPRT Gene And The HAT Selection Technique In DNA−Mediated Transformation Of Mammalian Cells:First Steps Toward Developing Hybridoma Techniques And Gene Therapy,Bioessays,14:495−500)、及びアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ遺伝子(Lowyら,(1980),Isolation Of Transforming DNA:Cloning The Hamster aprt Gene,Cell,22:817−823)遺伝子をそれぞれtk−、hgprt−又はaprt−細胞に使用することができる。また、代謝拮抗物質耐性を、以下の遺伝子を選択するための基礎として用いることができる:メトトレキセート耐性を与えるdhfr(Wiglerら,(1980),Transformation Of Mammalian Cells With An Amplifiable Dominant−Acting Gene,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,77:3567−3570;O’Hareら,(1981),Transformation Of Mouse Fibroblasts To Methotrexate Resistance By A Recombinant Plasmid Expressing A Prokaryotic Dihydrofolate Reductase,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,78:1527−1531);ミコフェノール酸耐性を与えるgpt(Mulliganら,(1981),Selection For Animal Cells That Express The Escherichia coli Gene Coding For Xanthine−Guanine Phosphoribosyltransferase,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,78:2072−2076));アミノグリコシドG−418耐性を与えるneo(Tolstoshev,(1993),Gene Therapy,Concepts,Current Trials And Future Directions,Ann.Rev.Pharmacol.Toxicol.,32:573−596;Mulligan,(1993),The Basic Science Of Gene Therapy,Science,260:926−932;及びMorganら,(1993),Human Gene Therapy,Ann.Rev.Biochem.,62:191−217);ならびにヒグロマイシン耐性を与えるhygro(Santerreら,(1984),Expression Of Prokaryotic Genes For Hygromycin B And G418 Resistance As Dominant−Selection Markers In Mouse L Cells,Gene,30:147−156)。組換えDNA技術の分野で一般的に知られる利用可能な方法は、Ausubelら編,1993,Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley&Sons,NY;Kriegler,1990,Gene Transfer and Expression,A Laboratory Manual,Stockton Press,NY;ならびに第12及び13章,Dracopoliら(編),1994,Current Protocols in Human Genetics,John Wiley&Sons,NY;Colberre−Garapinら,1981,A New Dominant Hybrid Selective Marker For Higher Eukaryotic Cells,J.Mol.Biol.150:1−14に記載されている。
本発明の分子の発現量はベクター増幅により増加することができる(概要については、Bebbington及びHentschel,The use of vectors based on gene amplification for the expression of cloned genes in mammalian cells in DNA cloning,第3巻,Academic Press,New York,1987を参照)。抗体を発現するベクター系中のマーカーが増幅可能である場合、宿主細胞の培養物中に存在する阻害剤の量を増加させると、マーカー遺伝子のコピー数が増加する。増幅された領域はダイアボディ分子のポリペプチドのヌクレオチド配列と関連しているので、該ポリペプチドの産生も増加する(Crouseら,(1983),Expression And Amplification Of Engineered Mouse Dihydrofolate Reductase Minigenes,Mol.Cell.Biol.3:257−266)。
宿主細胞は、本発明の2つの発現ベクター、即ち、ダイアボディ分子の第1のポリペプチドをコードする第1のベクター及びダイアボディ分子の第2のポリペプチドをコードする第2のベクターで同時トランスフェクトしてもよい。これら2つのベクターは、両方のポリペプチドを同等に発現することを可能にする同一の選択マーカーを含有してもよい。あるいは、両方のポリペプチドをコードする単一のベクターを用いてもよい。本発明の分子のポリペプチドをコードする配列は、cDNA又はゲノムDNAを有してもよい。
本発明の分子(即ち、ダイアボディ)を組換えにより発現させたら、これを、ポリペプチド、ポリタンパク質又はダイアボディを精製するための本技術分野で公知のいずれかの方法(例えば、抗原選択性に基づく抗体精製スキームに類似)、例えば、クロマトグラフィー(例えば、イオン交換、アフィニティー、特に(場合により、ダイアボディ分子がFcドメイン(又はその一部)を含む場合はプロテインAによる選択の後に)特異的抗原に対する親和性によるもの、及びサイジングカラムクロマトグラフィー)、遠心分離、示差溶解度、又はポリペプチド、ポリタンパク質若しくはダイアボディを精製するための他の標準的な技法により精製してよい。
5.6.予防及び治療方法
本発明の分子は、FcγRにより仲介されるエフェクター細胞機能(例えば、ADCC)が望まれる疾患、障害又は感染(例えば、癌、感染性疾患)を治療及び/又は予防するのに特に有用である。以下で述べるように、本発明のダイアボディは、Fcドメインを含まないにもかかわらず、エフェクター機能の誘発において抗体に似た機能性を示す。FcγRを免疫特異的に認識する少なくとも1つのエピトープ結合ドメインを含むことにより、ダイアボディ分子は、Fc−FcγR相互作用に類似したFcγR結合及び活性を示す。例えば、本発明の分子は免疫エフェクター細胞(例えば、NK細胞)上の細胞表面抗原及びFcγR(例えば、FcγRIIIA)に結合して、該細胞に対するエフェクター機能(例えば、ADCC、CDC、食作用、オプソニン化など)を刺激する。
他の実施形態では、本発明のダイアボディ分子はFcドメイン(又はその一部)を有する。かかる実施形態では、Fcドメインは野生型Fcドメイン(又はその一部)に対して少なくとも1つのアミノ酸改変を更に含み、及び/又は1つ以上のIgGアイソタイプ(例えば、IgG1、IgG2、IgG3又はIgG4)由来のドメインを含んでもよい。変異型Fcドメインを有する本発明の分子は、野生型Fcドメインを有する分子と比べて、賦与された又は改変された表現型、例えば改変された又は賦与されたエフェクター機能活性(例えば、NK依存性又はマクロファージ依存性アッセイでアッセイされる)を示す。この実施形態において、エフェクター機能活性が賦与又は改変されている本発明の分子は、エフェクター機能活性の効果の亢進が望まれる疾患、障害又は感染の治療及び/又は予防に有用である。ある実施形態では、Fcドメイン(又はその一部)を有する本発明のダイアボディ分子が補体依存性カスケードを仲介する。エフェクター機能を改変するものとして確認されたFcドメイン変異体は、国際出願WO04/063351、米国特許出願公開第2005/0037000号及び第2005/0064514号、2004年11月10日に出願された米国仮出願第60/626,510号、2004年12月15日に出願された第60/636,663号、及び2006年3月10日に出願された第60/781,564号、並びに本発明者らの同時出願である2005年11月10日に出願された米国特許出願第11/271,140号及び2005年12月15日に出願された第11/305,787号に開示されており、これらのそれぞれを参照することによりその全体を本明細書に組み入れる。
本発明は、被験者の癌を治療、予防又は管理するための方法ならびに組成物を包含し、被験者に、治療に有効な量の1種以上の、本発明により遺伝子操作された1つ以上のエピトープ結合部位及び場合によりFcドメイン(又はその一部)を含み、かつ癌抗原と結合する、分子を投与することを含む。本発明の分子は原発性腫瘍、癌細胞の転移、及び感染性疾患の予防、阻止、増殖抑制又は退縮に特に有用である。特定の作用機構によって拘束されるものではないが、本発明の分子はエフェクター機能を仲介して腫瘍の消失、腫瘍の抑制、又はその両方をもたらす。別の実施形態では、本発明のダイアボディは、細胞表面抗原及び/又は受容体の架橋及びアポトーシス又は負の増殖調節のシグナル伝達の亢進により治療活性を仲介する。
特定の作用機構によって拘束されるものではないが、本発明のダイアボディ分子は本技術分野で公知の治療用抗体と比べて増大した治療効力を示すが、これは一部には、例えばダイアボディ−エピトープ相互作用の向上した結合力により標的細胞上により長く留まっているダイアボディの能力によって、ダイアボディが特定の抗原(例えば、FcγR)を低濃度で発現する標的細胞と免疫特異的に結合できるためである。
抗原(例えば、FcγR)に対する親和性及び結合力が増大している本発明のダイアボディは、FcγRを低濃度で標的細胞集団に発現する被験者において、癌又は別の疾患若しくは障害を治療、予防又は管理するのに特に有用である。本明細書中で用いる場合、細胞でのFcγR発現は、細胞あたりの該分子の密度によって定義され、これは当業者に公知の通常の方法を用いて測定される。複数のエピトープ結合部位、及び場合によりFcγR(又はその一部)を有する本発明の分子はまた、好ましくは、標的抗原、例えば、癌抗原を30,000〜20,000分子/細胞の密度で、20,000〜10,000分子/細胞の密度で、10,000分子/細胞若しくはそれ以下の密度で、5000分子/細胞若しくはそれ以下の密度で、又は1000分子/細胞若しくはそれ以下の密度で発現する細胞において、結合力及び親和性及び/又はエフェクター機能が賦与されているか、又は亢進されている。本発明の分子は、標的細胞集団に標的抗原を低濃度で発現される亜集団において、癌のような疾患又は障害を治療、予防又は管理するのに特に利用することができる。
本発明の分子はまた、癌、自己免疫疾患、炎症性疾患、又は感染性疾患のような疾患を治療又は予防するための本技術分野で公知の他の治療薬と組み合わせて、有利に使用することもできる。具体的な実施形態では、本発明の分子を、例えば該分子と相互作用して免疫応答を高めるエフェクター細胞の数又は活性を増加させるのに役立つ、モノクローナル若しくはキメラ抗体、リンホカイン又は造血性増殖因子(例えば、IL−2、IL−3及びIL−7など)と併用してもよい。本発明の分子はまた、疾患、障害、又は感染を治療するために用いる1種以上の薬物、例えば抗癌剤、抗炎症剤又は抗ウイルス剤と組み合わせて有利に利用することもでき、これらは、例えば、セクション5.7に詳述される。
5.6.1.癌
本発明は、被験者に治療上有効な量の、複数のエピトープ結合ドメインを有する1種以上の分子を投与することを含む、癌を治療又は予防するための方法及び組成物を包含する。いくつかの実施形態において、本発明は、例えば、FcγRIIIA−158V又はFcγRIIIA−158F対立遺伝子についてホモ接合性である、FcγR多型を有する被験者の癌を治療又は予防するための方法及び組成物を包含する。いくつかの実施形態において、本発明は、FcγRIIIA(158F)と免疫特異的に結合する、ダイアボディ分子の少なくとも1つのエピトープ結合ドメインを操作することを包含する。他の実施形態では、本発明は、FcγRIIIA(158V)と免疫特異的に結合する、ダイアボディ分子の少なくとも1つのエピトープ結合ドメインを操作することを包含する。
標準的なモノクローナル抗体療法の効力は、被験者のFcγR多型に依存する(Cartonら,(2002),Therapeutic Activity Of Humanized Anti−CD20 Monoclonal Antibody And Polymorphism In IgG Fc Receptor FcRIIIa Gene,Blood,99:754−758;Wengら,(2003),Two Immunoglobulin G Fragment C Receptor Polymorphisms Independently Predict Response To Rituximab In Patients With Follicular Lymphoma,J.Clin.Oncol.,21(21):3940−3947、この両者は参照することによりその全体を本明細書に組み入れる)。これらの受容体はエフェクター細胞の表面上に発現され、ADCCを仲介する。低親和性の活性化受容体の高親和性対立遺伝子は、ADCCを仲介するエフェクター細胞の能力を改善する。Fc−FcγR相互作用に依存してエフェクター機能を果たすのとは対照的に、本発明の方法は、低親和性の活性化受容体を免疫特異的に認識するように分子を操作して、該分子を特定の多型用に設計することを包含する。これとは別に、又はこれに加えて、本発明の分子はエフェクター細胞上のFcγRに対して(野生型Fcドメインと比べて)亢進した親和性を示す変異型Fcドメインを含むように操作してもよい。本発明の操作された分子は、患者に対しそのFcγR多型にかかわらず、よりよい免疫療法試薬を提供する。
本発明により操作されたダイアボディ分子は、培養細胞株又は患者由来のPMBC細胞を用いたADCCによって試験して、ADCCを亢進させるFc変異体の能力を判定する。本明細書に開示した方法を使用して、標準的ADCCを実施する。フィコール−パック勾配(Pharmacia)を使用して、リンパ球を末梢血から回収する。標的細胞、即ち、培養細胞株又は患者由来の細胞にユーロピウム(PerkinElmer)をロードし、エフェクターとともに37℃で4時間インキュベートする。蛍光プレートリーダー(Wallac)を使用して、放出されたユーロピウムを検出する。得られたADCCデータは、NK細胞介在細胞毒性を誘発する本発明の分子の効力を示し、どの分子が患者試料及び水簸した単球の両方を用いて試験できるかを確立する。その後、ADCC活性を誘発するのに最大の能力を示すダイアボディ分子を、患者由来のPBMCを用いたADCCアッセイで試験する。健康なドナー由来のPBMCがエフェクター細胞として用られる。
従って、本発明は、癌抗原を免疫特異的に認識するようにダイアボディ分子を操作することによって、癌抗原により特徴付けられる癌を予防又は治療する方法を提供するが、該ダイアボディ分子はそれ自体が細胞毒性(例えば、アポトーシス又は増殖性シグナルの下方抑制を増大させる表面受容体の架橋による)であり、及び/又は本発明によるFcドメインを有し、及び/又は1つ以上のエフェクター機能(例えば、ADCC、食作用)を仲介するように操作される。本発明により操作されたダイアボディは、細胞毒性活性(例えば、亢進した腫瘍細胞殺傷及び/又は亢進した、例えば、ADCC活性若しくはCDC活性)を有するので、癌の予防又は治療に有用である。
癌抗原を伴う癌は、癌抗原に結合しかつ細胞毒性を有し、かつ/又は本発明の方法により操作したことによりエフェクター機能を示すダイアボディの投与によって治療又は予防することができる。例えば、これらに限定されないが、以下の癌抗原を伴う癌を本発明の方法及び組成物によって治療又は予防することができる:KS1/4汎癌腫抗原(Perezら,(1989),Isolation And Characterization Of A Cdna Encoding The Ks1/4 Epithelial Carcinoma Marker,J.Immunol.142:3662−3667;Mollerら,(1991),Bispecific−Monoclonal−Antibody−Directed Lysis Of Ovarian Carcinoma Cells By Activated Human T Lymphocytes,Cancer Immunol.Immunother.,33(4):210−216)、卵巣癌抗原(CA125)(Yuら、(1991),Coexpression Of Different Antigenic Markers On Moieties That Bear CA125 Determinants,Cancer Res.,51(2):468−475)、前立腺酸性ホスファターゼ(Tailorら,(1990),Nucleotide Sequence Of Human Prostatic Acid Phosphatase Determined From A Full−Length cDNA Clone,Nucl.Acids Res.,18(16):4928)、前立腺特異抗原(Henttuら,(1989),cDNA Coding For The Entire Human Prostate Specific Antigen Shows High Homologies To The Human Tissue Kallikrein Genes,Biochem.Biophys.Res.Comm.,10(2):903−910;Israeliら,(1993),Molecular Cloning Of A Complementary DNA Encoding A Prostate−Specific Membrane Antigen,Cancer Res.,53:227−230)、黒色腫関連抗原p97(Estinら,(1989),Transfected Mouse Melanoma Lines That Express Various Levels Of Human Melanoma−Associated Antigen p97,J.Natl.Cancer Instit.,81(6):445−454)、黒色腫抗原gp75(Vijayasardahlら,(1990),The Melanoma Antigen Gp75 Is The Human Homologue Of The Mouse B(Brown) Locus Gene Product,J.Exp.Med.,171(4):1375−1380)、高分子量黒色腫抗原(HMW−MAA)(Nataliら,(1987),Immunohistochemical Detection Of Antigen In Human Primary And Metastatic Melanomas By The Monoclonal Antibody 140.240 And Its Possible Prognostic Significance,Cancer,59:55−63;Mittelmanら,(1990),Active Specific Immunotherapy In Patients With Melanoma.A Clinical Trial With Mouse Antiidiotypic Monoclonal Antibodies Elicited With Syngeneic Anti−High−Molecular−Weight−Melanoma−Associated Antigen Monoclonal Antibodies,J.Clin.Invest.,86:2136−2144)、前立腺特異膜抗原、癌胎児性抗原(CEA)(Foonら,(1995),Immune Response To The Carcinoembryonic Antigen In Patients Treated With An Anti−Idiotype Antibody 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Carcinomas,Cancer.Res.,45:2210−2188)、分化抗原、例えば、ヒト肺癌抗原L6、L20(Hellstromら,(1986),Monoclonal Mouse Antibodies Raised Against Human Lung Carcinoma,Cancer Res.,46:3917−3923)、線維肉腫の抗原、ヒト白血病T細胞抗原−Gp37(Bhattacharya−Chatterjeeら,(1988),Idiotype Vaccines Against Human T Cell Leukemia.II.Generation And Characterization Of A Monoclonal Idiotype Cascade(Ab1,Ab2,and Ab3),J.Immunol.,141:1398−1403)、新生糖タンパク質、スフィンゴリピド、乳癌抗原、例えば、EGFR(上皮成長因子受容体)、HER2抗原(p185HER2)、多形上皮ムチン(PEM)(Hilkensら,(1992),Cell Membrane−Associated Mucins And Their Adhesion−Modulating Property,Trends in Biochem.Sci.,17:359−363)、悪性ヒトリンパ球抗原−APO−1 (Trauthら,(1989),Monoclonal Antibody−Mediated Tumor Regression By Induction Of Apoptosis,Science,245:301−304)、分化抗原(Feizi,(1985),Demonstration By Monoclonal Antibodies That Carbohydrate Structures Of Glycoproteins And Glycolipids Are Onco−Developmental Antigens,Nature,314:53−57)、例えば胎児赤血球及び初期内胚葉中に見出されるI抗原、胃腺癌中に見出されるI(Ma)、乳房上皮中に見出されるM18及びM39、骨髄細胞中に見出されるSSEA−1、結直腸癌中に見出されるVEP8、VEP9、Myl、VIM−D5及びD56−22、TRA−1−85(血液型H)、結腸腺癌中に見出されるC14、肺腺癌中に見出されるF3、胃癌中に見出されるAH6、胚性癌細胞中に見出されるYハプテンであるLe、TL5(血液型A)、A431細胞中に見出されるEGF受容体、膵癌中に見出されるEシリーズ(血液型B)、胚性癌細胞中に見出されるFC10.2、胃腺癌抗原、腺癌中に見出されるCO−514(血液型Le)、線癌中に見出されるNS−


10、CO−43(血液型Le)、G49、EGF受容体、結腸腺癌中に見出される(血液型ALe/Le)、結腸癌、胃癌ムチン中に見出される19.9、骨髄細胞中に見出されるT、黒色腫中に見出されるR24、胚性癌細胞中に見出される4.2、GD3、D1.1、OFA−1、GM2、OFA−2、GD2、及びM1:22:25:8、並びに4〜8−細胞期胚中に見出されるSSEA−3及びSSEA−4。別の実施形態では、抗原は皮膚T細胞リンパ腫からのT細胞受容体由来ペプチドである(Edelson,(1998),Cutaneous T−Cel l Lymphoma:A Model For Selective Immunotherapy,Cancer J.Sci.Am.,4:62−71参照)。
本発明の方法及び組成物によって治療又は予防することができる癌及びこれに関連する疾患には、これらに限定されないが、以下が含まれる:白血病、限定されないが、例えば、急性白血病、急性リンパ性白血病、及び骨髄芽球性、前骨髄球性、骨髄単球性、単球性、赤白血球性白血病、及び脊髄形成異常症候群などの急性骨髄性白血病;慢性白血病、限定されないが、例えば、慢性骨髄性(顆粒球)白血病、慢性リンパ性白血病、毛様細胞白血病;真性多血症;リンパ腫、限定されないが、例えば、ホジキン病、非ホジキン病;多発骨髄腫、限定されないが、例えば、非定型的多発骨髄腫、非分泌性骨髄腫、骨硬化性骨髄腫、形質細胞白血病、孤立性形質細胞腫及び髄外性形質細胞腫;ワルデンシュトレームマクログロブリン血症;意義不明の単クローン性グロブリン血症;良性単クローン性グロブリン血症;重鎖病;骨及び結合組織肉腫、限定されないが、例えば、骨部肉腫、骨肉腫、軟骨肉腫、ユーイング肉腫、悪性巨細胞腫、骨の線維肉腫、脊索腫、骨膜肉腫、軟組織肉腫、血管腫(血管肉腫)、線維肉腫、カポジ肉腫、平滑筋肉腫、脂肪肉腫、リンパ管肉腫、神経鞘腫、横紋筋肉腫、滑膜肉腫;脳腫瘍、限定されないが、例えば、グリオーマ、星状細胞腫、脳幹グリオーマ、上衣細胞腫、乏突起グリオーマ、非グリア腫、聴神経鞘腫、頭蓋咽頭腫、髄芽腫、髄膜腫、松果体腫、松果体芽腫、初発脳リンパ腫;乳癌、限定されないが、例えば、腺癌、小葉(小細胞)癌、管内癌、髄様乳癌、粘液乳癌、管状乳癌、乳頭癌、ページェット病、及び炎症性乳癌;副腎癌、限定されないが、例えば、クロム親和性細胞腫及び副腎皮質癌;甲状腺癌、限定されないが、例えば、乳頭性若しくは小胞性甲状腺癌、髄様甲状腺癌及び未分化甲状腺癌;膵癌、限定されないが、例えば、膵島細胞腫、ガストリン産生腫瘍、グルカゴン産生腫瘍、VIP産生腫瘍、ソマトスタチン分泌腫瘍、及びカルチノイド若しくは膵島細胞腫瘍;下垂体癌、限定されないが、例えば、クッシング病、プロラクチン分泌腫瘍、先端巨大症、及び尿崩症;眼の癌、限定されないが、例えば、虹彩黒色腫、脈絡膜黒色腫、及び毛様体黒色腫などの眼部黒色腫、及び網膜芽腫;膣癌、限定されないが、例えば、扁平上皮癌、腺癌、及び黒色腫;外陰部癌、限定されないが、例えば、扁平上皮癌、黒色腫、腺癌、基底細胞癌、肉腫、及びページェット病;子宮頚部癌、限定されないが、例えば、扁平上皮癌、及び腺癌;子宮癌、限定されないが、例えば、子宮内膜癌及び子宮肉腫;卵巣癌、限定されないが、例えば、卵巣上皮癌、境界性腫瘍、胚細胞腫瘍、及び間質腫瘍;食道癌、限定されないが、例えば、扁平上皮癌、腺癌、腺様嚢胞癌、粘膜表皮癌、腺扁平上皮癌、肉腫、黒色腫、形質細胞腫、疣状癌、及び燕麦細胞(小細胞)癌;胃癌、限定されないが、例えば、腺癌、菌状(ポリープ状)、潰瘍性、表在性、拡散性、悪性リンパ腫、脂肪肉腫、線維肉腫、及び癌肉腫;結腸癌;直腸癌;肝癌、限定されないが、例えば、肝細胞癌及び肝芽腫;胆嚢癌、限定されないが、例えば、腺癌;胆管癌、限定されないが、例えば、乳頭様、結節性、及び拡散性;肺癌、限定されないが、例えば、非小細胞肺癌、扁平上皮癌(表皮癌)、腺癌、大細胞癌及び小細胞肺癌;精巣癌、限定されないが、例えば、胚腫瘍、精上皮腫、未分化性、古典的(典型的)、精子細胞、非精上皮腫、胎児性癌、奇形腫、絨毛癌(卵黄嚢腫瘍);前立腺癌、限定されないが、例えば、腺癌、平滑筋肉腫、及び横紋筋肉腫;陰茎癌;口腔癌、限定されないが、例えば、扁平上皮癌;基底癌;唾液腺癌、限定されないが、例えば、腺癌、粘膜表皮癌、及び腺様嚢胞癌;咽頭癌、限定されないが、例えば、扁平上皮癌、及び疣状癌;皮膚癌、限定されないが、例えば、基底細胞癌、扁平上皮癌及び黒色腫、表在性黒色腫、結節性黒色腫、悪性黒子黒色腫、末端性黒子性黒色腫;腎癌、限定されないが、例えば、腎細胞癌、腺癌、副腎腫、線維肉腫、移行性細胞癌(腎骨盤及び/又は子宮);ウィルムス腫瘍;膀胱癌、限定されないが、例えば、移行性細胞癌、扁平上皮癌、腺癌、癌肉腫。更に、癌には、粘液肉腫、骨原性肉腫、内皮肉腫、リンパ管内皮肉腫、中皮腫、滑膜腫、血管芽腫、上皮癌、嚢胞腺癌、気管支原性癌、汗腺癌、脂腺癌、乳頭癌及び乳頭腺癌が含まれる(こうした疾患の総説については、Fishmanら,(1985),Medicine,第2版,J.B.Lippincott Co.,Philadelphia及びMurphyら,(1997),Informed Decisions:The Complete Book of Cancer Diagnosis,Treatment,and Recovery,Viking Penguin,Penguin Books U.S.A.,Inc.,United States of Americaを参照)。
従って、本発明の方法及び組成物は、限定されないが、以下を含む種々の癌又はその他の異常増殖性疾患の治療又は予防においても有用である:癌(膀胱、乳房、結腸、腎、肝、肺、卵巣、膵臓、胃、前立腺、子宮頚部、甲状腺及び皮膚の癌を含む);扁平上皮癌;リンパ造血系腫瘍(白血病、急性リンパ性白血病、急性リンパ芽球白血病、B細胞リンパ腫、T細胞リンパ腫、及びバーキットリンパ腫);骨髄造血系腫瘍(急性及び慢性骨髄性白血病及び前骨髄球性白血病);間葉起源の腫瘍(線維肉腫及び横紋筋肉腫);その他の腫瘍(黒色腫、精上皮腫、奇形癌、神経芽腫及びグリオーマ);中枢及び末梢神経系の腫瘍(星状細胞腫、神経芽腫、グリオーマ、及び神経鞘腫);間葉起源の腫瘍(線維肉腫、横紋筋肉腫、及び骨肉腫);並びにその他の腫瘍(黒色腫、色素性乾皮症、角化棘細胞腫、精上皮腫、甲状腺小胞癌及び奇形癌)。アポトーシスの異常に起因する癌も、本発明の方法及び組成物によって治療しうると想定される。こうした癌として、限定されないが、小胞腫、p53突然変異を伴う癌、乳房、前立腺及び卵巣のホルモン依存性腫瘍、並びに家族性腺腫様ポリープ症及び脊髄形成異常症候群などの前癌性病変が挙げられる。具体的な実施形態では、卵巣、膀胱、乳房、結腸、肺、皮膚、膵臓又は子宮において、悪性疾患若しくは増殖異常変化(異形成及び形成不全など)、又は過剰増殖性疾患を、本発明の方法及び組成物によって治療又は予防する。別の具体的な実施形態では、肉腫、黒色腫、又は白血病を、本発明の方法及び組成物によって治療又は予防する。
具体的な実施形態では、本発明の分子(例えば、複数のエピトープ結合ドメイン、及び場合によりFcドメイン(又はその一部)を有するダイアボディ)は、癌細胞の増殖を、本発明の該分子の不在下での癌細胞の増殖と比較して、少なくとも99%、少なくとも95%、少なくとも90%、少なくとも85%、少なくとも80%、少なくとも75%、少なくとも70%、少なくとも60%、少なくとも50%、少なくとも45%、少なくとも40%、少なくとも35%、少なくとも30%、少なくとも25%、少なくとも20%、又は少なくとも10%、癌細胞の増殖を抑制するか又は減少させる。
具体的な実施形態では、本発明の分子(例えば、複数のエピトープ結合ドメイン、及び場合によりFcドメイン(又はその一部)を有するダイアボディ)は、親分子よりも、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、又は少なくとも100%多く、癌細胞を殺傷するか、癌細胞の増殖を抑制するか又は減少させる。
5.6.2.自己免疫疾患及び炎症性疾患
いくつかの実施形態において、本発明の分子は、本発明の方法により操作された、FcγRIIBに特異的なエピトープ結合ドメイン及び/又は変異型Fcドメイン(又はその一部)を有し、該Fcドメインは、野生型Fcドメインと比較して、より大きなFcγRIIBに対する親和性が高く、FcγRIIIA及び/又はFcγRIIAに対する親和性が低い。そのような結合特性を有する本発明の分子は、免疫応答の調節、例えば自己免疫疾患又は炎症性疾患に関連する免疫応答の抑制において有用である。いずれの作用機構にも拘束されることを意図しないが、FcγRIIBに対する親和性を有し、及び/又はFcγRIIBに対する親和性が増大しFcγRIIIA及び/又はFcγRIIAに対する親和性が低下しているFcドメインを有する本発明の分子は、FcγRに対する活性化応答を弱め、かつ細胞性応答の抑制することにより、自己免疫疾患の治療及び/又は予防において治療効力を有すると思われる。
本発明はまた、被験者における、炎症性障害に関連する1つ以上の症状を予防し、治療し、又は管理する方法を提供し、該方法は、治療上又は予防上有効な量の1つ以上の抗炎症薬を被験者に投与することを更に含む。本発明はまた、自己免疫疾患に関連する1つ以上の症状を予防し、治療し、又は管理する方法を提供し、該方法は、治療上又は予防上有効な量の1つ以上の免疫調節薬を被験者に投与することを更に含む。セクション5.7に、抗炎症薬及び免疫調節薬の非限定的な例を示す。
本発明の分子を投与することにより治療できる自己免疫障害の例には、これらに限定されないが、円形脱毛症、強直性脊椎炎、抗リン脂質症候群、自己免疫アジソン病、副腎の自己免疫疾患、自己免疫溶血性貧血、自己免疫肝炎、自己免疫卵巣炎及び睾丸炎、自己免疫血小板減少症、ベーチェット病、水疱性類天疱瘡、心筋症、セリアックスプルー皮膚炎、慢性疲労免疫機能障害症候群(CFIDS)、慢性炎症性脱髄性多発性神経障害、チャーグ−ストラウス症候群、瘢痕性類天疱瘡、CREST症候群、寒冷凝集素病、クローン病、円板状狼蒼、本態性混合クリオグロブリン血症、線維筋痛−線維筋炎、糸球体腎炎、グレーヴズ病、ギヤン−バレー、橋本甲状腺炎、特発性肺線維症、特発性血小板減少性紫斑病(ITP)、IgA神経障害、若年性関節炎、扁平苔癬、紅斑性狼瘡、メニエール病、混合結合組織病、多発性硬化症、I型又は免疫を介する糖尿病、重症筋無力症、尋常性天疱瘡、悪性貧血、結節性多発性動脈炎、多発性軟骨炎、多腺症候群、リウマチ性多発性筋痛、多発性筋炎及び皮膚筋炎、原発性無ガンマグロブリン血症、原発性胆汁性肝硬変、乾癬、乾癬性関節炎、レイノー現象、ライター症候群、関節リウマチ、サルコイドーシス、強皮症、シェーグレン症候群、スティフマン症候群、全身性エリテマトーデス、エリテマトーデス、高安動脈炎、側頭動脈炎/巨細胞性動脈炎、潰瘍性大腸炎、ブドウ膜炎、疱疹状皮膚炎脈管炎のような血管炎、白斑、及びヴェーゲナー肉芽腫症が挙げられる。炎症性障害の例には、これらに限定されないが、喘息、脳炎、炎症性腸疾患、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、アレルギー性障害、敗血症ショック、肺線維症、未分化脊椎関節症、未分化関節症、関節炎、炎症性骨溶解、及び慢性的なウイルス又は細菌感染から生じる慢性炎症が挙げられる。本明細書のセクション2.2.2に記載の通り、いくつかの自己免疫障害は炎症性疾患と関連している。このように、自己免疫障害と考えられる障害と炎症性障害と考えられる障害との間には重複がある。従って、いくつかの自己免疫障害は炎症性障害としても特徴付けることができる。本発明の方法により予防、治療又は管理することができる炎症性障害の例としては、これらに限定されないが、喘息、脳炎、炎症性腸疾患、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、アレルギー障害、敗血症ショック、肺線維症、未分化脊椎関節症、未分化関節症、関節炎、炎症性骨溶解、及び慢性的なウイルス又は細菌感染による慢性炎症が挙げられる。
FcγRIIBに特異的な少なくとも1つのエピトープ結合ドメイン及び/又はFcγRIIBに対する親和性が亢進し、かつFcγRIIIAに対する親和性が低下した変異型Fcドメインを有する本発明の分子は更に、炎症性障害のある動物、特に哺乳動物、が経験する炎症を軽減するために使用することもできる。具体的な実施形態では、本発明の分子は動物の炎症を、前記分子を投与されてない動物の炎症と比較して、少なくとも99%、少なくとも95%、少なくとも90%、少なくとも85%、少なくとも80%、少なくとも75%、少なくとも70%、少なくとも60%、少なくとも50%、少なくとも45%、少なくとも40%、少なくとも35%、少なくとも30%、少なくとも25%、少なくとも20%,又は少なくとも10%軽減する。
FcγRIIBに特異的な少なくとも1つのエピトープ結合ドメイン及び/又はFcγRIIBに対する親和性が亢進し、かつFcγRIIIAに対する親和性が低下した変異型Fcドメインを有する本発明の分子は更に、移植の拒絶反応を防止するために用いることもできる。
5.6.3.感染性疾患
本発明はまた、被験者における感染症の治療又は予防の方法を包含し、該方法は、感染症と関連した感染性因子に特異的な少なくとも1つのエピトープ結合ドメインを有する、1つ以上の本発明の分子の治療上又は予防上有効な量を投与することを含む。ある特定の実施形態において、本発明の分子は感染性因子に対して毒性であり、該分子の不在下での免疫応答と比べて、該因子に対する免疫応答を亢進するか、又は該因子に対するエフェクター機能を亢進する。本発明の分子によって治療又は予防し得る感染症は、これらに限定されないが、ウイルス、細菌、真菌、原虫、及びウイルスを含む感染性因子により引き起こされる。
本発明の方法とともに、本発明の分子を用いて治療又は予防し得るウイルス性疾患としては、これらに限定されないが、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、インフルエンザ、水痘、アデノウイルス、I型単純ヘルペス(HSV−I)、II型単純ヘルペス(HSV−II)、牛疫、ライノウイルス、エコーウイルス、ロタウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、パピローマウイルス、パポバウイルス、サイトメガロウイルス、エキノウイルス、アルボウイルス、ハンタウイルス、コクサッキーウイルス、流行性耳下腺炎ウイルス、麻疹ウイルス、風疹ウイルス、ポリオウイルス、天然痘ウイルス、エプスタイン−バールウイルス、I型ヒト免疫不全ウイルス(HIV−I)、II型ヒト免疫不全ウイルス(HIV−II)、及びウイルス性髄膜炎、脳炎、デング熱又は天然痘のようなウイルス性疾患の因子により引き起こされるものが挙げられる。
本発明の方法とともに、本発明の分子を用いて治療又は予防し得る細菌性疾患は、これらに限定されないが、マイコバクテリア、リケッチア、マイコプラズマ、ナイセリア、肺炎球菌、ライム病ボレリア(ライム病)、炭疽菌(炭疽病)、破傷風、連鎖球菌、スタフィロコッカス、マイコバクテリウム、百日咳、コレラ、ペスト、ジフテリア、クラミジア、黄色ブドウ球菌及びレジオネラ菌を含む細菌により引き起こされる。
本発明の方法とともに、本発明の分子を用いて治療又は予防し得る原虫性疾患は、これらに限定されないが、リーシュマニア、コクシジウム、トリパノソーマ又はマラリアを含む原虫により引き起こされる。
本発明の方法とともに、本発明の分子を用いて治療又は予防し得る寄生虫性疾患は、これらに限定されないが、クラミジア及びリケッチアを含む寄生虫により引き起こされる。
本発明の1つの態様によれば、感染性因子に特異的な少なくとも1つのエピトープ結合ドメインを有する本発明の分子は、該因子、例えば、病原性タンパク質に対する抗体エフェクター機能を示す。感染性因子の例として、これらに限定されないが、細菌(例えば、大腸菌、肺炎桿菌、黄色ブドウ球菌、腸球菌、カンジダ・アルビカンス、プロテウス・ブルガリス、スタフィロコッカス・ビリダンス及びシュードモナス・アエルギノーサ)、病原体(例えば、Bリンパ球向性パポバウイルス(LPV);ボルダテラ・ペルツッシス;ボルナ病ウイルス(BDV);ウシコロナウイルス;脈絡髄膜炎ウイルス;デング熱ウイルス;ウイルス、大腸菌;エボラ;エコーウイルス1;エコーウイルス11(EV);エンドトキシン(LPS);腸内細菌;腸内オーファンウイルス;腸内ウイルス;ネコ白血病ウイルス;手足口病ウイルス;テナガザル白血病ウイルス(GALV);グラム陰性細菌;ヘリコバクター・ピロリ;B型肝炎ウイルス(HBV);単純ヘルペスウイルス;HIV−1;ヒトサイトメガロウイルス;ヒトコロナウイルス;インフルエンザA、B及びC;レジオネラ菌;リーシュマニア・メキシカーナ;リステリア・モノサイトゲネス;はしかウイルス;髄膜炎菌;麻疹ウイルス;マウス肝炎ウイルス;マウス白血病ウイルス;マウスガンマヘルペスウイルス;マウスレトロウイルス;マウスコロナウイルス;マウス肝炎ウイルス;ミコバクテリウム・アビウム−M;リン菌;ニューキャッスル病ウイルス;パルボウイルスB19;熱帯熱マラリア原虫;ポックスウイルス;シュードモナス;ロタウイルス;サルモネラ・チフィウリウム;赤痢菌;連鎖球菌;T−細胞リンパ球ウイルス1;ワクシニアウイルス)が挙げられる。
5.6.4.解毒
本発明はまた、毒素(例えば、毒性の薬物分子)にさらされた被験者の解毒方法を包含し、該方法は、毒性の薬物分子に特異的な少なくとも1つのエピトープ結合ドメインを有する1種以上の本発明の分子の治療上又は予防上有効な量を投与することを含む。ある特定の実施形態において、本発明の分子の毒素への結合は該毒素の有害な生理学的作用を軽減又は排除する。更に他の実施形態では、本発明のダイアボディの毒素への結合は、該ダイアボディの不在下での毒素の除去、分解若しくは中和と比較して、毒素の除去、分解若しくは中和を増大又は亢進する。本発明の方法による免疫毒素療法は、これらに限定されないが、ジゴキシン、PCP、コカイン、コルヒチン、三環式抗うつ薬を含む薬物の過剰投与又は該薬物への曝露を治療するために使用することができる。
5.7.併用療法
本発明は更に、これらに限定されないが、現行の標準的及び実験的化学療法、ホルモン療法、生物学的療法、免疫療法、放射線療法又は外科手術を含む、癌、自己免疫疾患、感染症、又は中毒の治療又は予防のための当業者に公知の療法と併用して、本発明の分子を投与することを包含する。いくつかの実施形態では、本発明の分子を、治療上又は予防上有効な量の1種以上の薬剤、治療用抗体、又は癌、自己免疫疾患、感染症、若しくは中毒の治療及び/又は予防のために当業者に公知の薬剤と併用して、投与してもよい。
ある実施形態では、1種以上の本発明の分子を、癌の治療に有用なその他の1種以上の治療薬と同時に、哺乳動物、好ましくはヒトに投与する。用語「同時に」は、予防薬又は治療薬の投与と全く同時に投与することに限定するものではなく、むしろ本発明の分子とその他の薬剤を哺乳動物に連続的かつ一定の時間間隔以内に投与して、本発明の分子がその他の薬剤と共に作用して、これらを別々に投与した場合よりも有利であることを意味する。例えば、予防又は治療用薬(例えば、化学療法、放射線療法、ホルモン療法又は生物学的療法)のそれぞれを、同時に、又は任意の順序で連続的に異なる時点で投与してもよい。しかし、同時に投与しない場合は、所望の治療又は予防効果が提供されるように、時間的に十分近接させて投与すべきである。各治療薬は、任意の適切な形態で、かつ任意の好適な経路で、別々に投与することができる。種々の実施形態では、予防薬又は治療薬を1時間未満の間隔、約1時間の間隔、約1時間〜約2時間の間隔、約2時間〜約3時間の間隔、約3時間〜約4時間の間隔、約4時間〜約5時間の間隔、約5時間〜約6時間の間隔、約6時間〜約7時間の間隔、約7時間〜約8時間の間隔、約8時間〜約9時間の間隔、約9時間〜約10時間の間隔、約10時間〜約11時間の間隔、約11時間〜約12時間の間隔、24時間間隔以下又は48時間間隔以下で投与する。好ましい実施形態では、2種以上の成分を患者の同一来診時に投与する。
別の実施形態では、予防薬又は治療薬を、約2〜4日の間隔、約4〜6日の間隔、約1週間の間隔、約1〜2週間の間隔、2週間以上の間隔で、投与する。好ましい実施形態では、予防薬又は治療薬を、両方の薬剤が依然活性である時間枠内に、投与する。当業者ならば、投与する薬剤の半減期を測定することによって、こうした時間枠を決定することができる。
ある実施形態では、本発明の予防薬又は治療薬を、被験者に周期的に投与する。周期的治療には、第1薬剤をある期間投与した後、第2薬剤及び/又は第3薬剤をある期間投与し、この連続投与を繰り返すことを含む。周期的治療は、1種以上の療法に対する耐性の進行を減少させ、療法の1つの副作用を回避するか又は減少させ、かつ/又は治療の効力を向上させることができる。
ある特定の実施形態では、予防薬又は治療薬を、約3週間未満の周期で、約2週間毎に1回、約10日毎に1回、又は約1週間毎に1回、投与する。1周期には、周期毎に約90分間、周期毎に約1時間、周期毎に約45分間かけて注入することによる、治療薬又は予防薬の投与を含むことができる。各周期は少なくとも1週間の休止、少なくとも2週間の休止、少なくとも3週間の休止期を含むことができる。投与する周期の回数は約1〜約12周期、より典型的には約2〜約10周期、より典型的には約2〜約8周期である。
更に別の実施形態では、本発明の治療及び予防薬を、規則正しい投薬計画で、長期の休止期間を置かない連続注入又は頻繁投与のいずれかによって投与する。こうした規則正しい投与には、休止期間のない、一定の間隔での投薬が含まれうる。典型的には、治療薬、特に細胞毒性薬を低用量で使用する。こうした投薬計画には、長期間の比較的低用量の連日投与が包含される。好ましい実施形態では、低用量の使用は、毒性副作用を最少にし、休止期間を排除することができる。ある実施形態では、治療及び予防薬の長期低用量投与又は連続注入を、約24時間から約2日まで、約1週間まで、約2週間まで、約3週間まで、約1ヶ月まで、約2ヶ月まで、約3ヶ月まで、約4ヶ月まで、約5ヶ月まで、約6ヶ月まで行う。こうした投薬計画のスケジュールは腫瘍専門家により最適化することができる。
別の実施形態では、複数の治療コースを哺乳動物に同時に投与する。即ち、個別の用量の治療薬は別々に投与されるが、本発明の分子が他の薬剤と共に作用できるような時間間隔内に投与する。例えば、ある成分を1週間に1回投与し、それと組み合わせて、別の成分を2週間毎に1回、又は3週間毎に1回投与してもよい。言い換えれば、治療薬の投薬計画は、治療薬が同時に又は患者の同一来診時に投与されないときでさえ、同時に実施される。
他の予防及び/又は治療薬と併用する場合、本発明の分子と他の予防及び/又は治療薬は相加的に、より好ましくは相乗的に、作用することができる。一つの実施形態では、本発明の分子を1つ以上の治療薬とともに同一の医薬組成物中で同時に投与する。別の実施形態では、本発明の分子を1つ以上の他の治療薬とともに別々の医薬組成物として同時に投与する。更に別の実施形態では、本発明の分子を、他の予防又は治療薬の投与前、又は投与後に投与する。本発明は、同一又は異なる投与経路、例えば経口及び非経口で、本発明の分子を他の予防又は治療薬と併用して投与することを想定している。ある特定の実施形態では、本発明の分子を、これらに限定されないが、毒性などの有害副作用をもたらす可能性がある他の予防又は治療薬と同時に投与する場合、その予防又は治療薬は、有害副作用が誘発される閾値より低い用量で投与することができ、有利である。
本明細書で提供する投薬量及び投与頻度は、治療上有効な及び予防上有効なという用語により包含されている。投薬量及び頻度は更に、典型的には各患者に特有な要因に従って、投与する特定の治療又は予防薬、癌の重篤度及びタイプ、投与経路、ならびに患者の年齢、体重、応答性、及び過去の病歴に応じて、変更される。好適な治療計画は、こうした因子を考慮し、例えば文献に報告され、またPhysician’s Desk Reference(第56版,2002)で推奨されている投薬量に従うことによって、当業者が選択し得るものである。
5.7.1.抗癌剤
具体的な実施形態では、本発明の方法は、1つ以上の本発明の分子を、癌の治療及び/又は予防のために使用される1つ以上の治療薬とともに投与することを包含する。一つの実施形態では、血管新生阻害薬を本発明の分子と併用して投与してもよい。本発明の方法及び組成物中で使用することができる血管新生阻害薬としては、これらに限定されないが、アンギオスタチン(プラスミノーゲン断片);抗血管新生抗トロンビンIII;アンギオザイム;ABT−627;Bay12−9566;ベネフィン;ベバシズマブ;BMS−275291;軟骨由来阻害薬(CDI);CAI;CD59補体断片;CEP−7055;Col3;コンブレタスタチンA−4;エンドスタチン(コラーゲンXVIII断片);フィブロネクチン断片;Gro−β;ハロフギノン;ヘパリナーゼ類;ヘパリンヘキササッカライド断片;HMV833;ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG);IM−862;インターフェロンα/β/γ;インターフェロン誘導性タンパク質(IP−10);インターロイキン−12;クリングル5(プラスミノーゲン断片);マリマスタット;メタロプロテイナーゼ阻害薬(TIMPs);2−メトキシエストラジオール;MMI270(CGS27023A);MoAbIMC−1C11;ネオバスタット;NM−3;パンゼム;PI−88;胎盤リボヌクレアーゼ阻害剤;プラスミノーゲン活性化因子阻害剤;血小板因子−4(PF4);プリノマスタット;プロラクチン16kDa断片;プロリフェリン関連タンパク質(PRP);PTK787/ZK222594;レチノイド;ソリマスタット;スクアラミン;SS3304;SU5416;SU6668;SU11248;テトラヒドロコルチゾール−S;テトラチオモリブダート;サリドマイド;トロンボスポンジン−1(TSP−1);TNP−470;トランスフォーミング増殖因子β(TGF−b);バスキュロスタチン;バソスタチン(カルレチキュリン断片);ZD6126;ZD6474;ファルネシルトランスフェラーゼ阻害薬(FTI);及びビスホスホナート類が挙げられる。
本発明の医薬組成物及び剤形ならびにキットを含む、本発明の各種の実施形態において本発明の分子と併用して使用することができる抗癌薬としては、これらに限定されないが、アシビシン;アクラルビシン;塩酸アコダゾール;アクロニン;アドゼレシン;アルデスロイキン;アルトレタミン;アンボマイシン;酢酸アメタントロン;アミノグルテチミド;アムサクリン;アナストロゾール;アントラマイシン;アスパラギナーゼ;アスペルリン;アザシチジン;アゼテパ;アゾトマイシン;バチマスタット;ベンゾデパ;ビカルタミド;塩酸ビサントレン;ジメシル酸ビスナフィド;ビゼレシン;硫酸ブレオマイシン;ブレキナルナトリウム;ブロピリミン;ブスルファン;カクチノマイシン;カルステロン;カラセミド;カルベチメル;カルボプラチン;カルムスチン;塩酸カルビシン;カルゼレシン;セデフィンゴル;クロランブシル;シロレマイシン;シスプラチン;クラドリビン;メシル酸クリスナトル;シクロホスファミド;シタラビン;ダカルバジン;ダクチノマイシン;塩酸ダウノルビシン;デシタビン;デキソルマプラチン;デザグアニン;メシル酸デザグアニン;ジアジクオン;ドセタキセル;ドキソルビシン;塩酸ドキソルビシン;ドロロキシフェン;クエン酸ドロロキシフェン;プロピオン酸ドロモスタノロン;ジュアゾマイシン;エダトレキサート;塩酸エフロルニチン;エルサミトルシン;エンロプラチン;エンプロマート;エピプロピジン;塩酸エピルビシン;エルブロゾール;塩酸エソルビシン;エストラムスチン;リン酸エストラムスチンナトリウム;エタニダゾール;エトポシド;リン酸エトポシド;エトプリン;塩酸ファドロゾール;ファザラビン;フェンレチニド;フロキシウリジン;リン酸フルダラビン;フルオロウラシル;フルロシタビン;フォスキドン;フォストリエシンナトリウム;ゲムシタビン;塩酸ゲムシタビン;ヒドロキシウレア;塩酸イダルビシン;イフォスファミド;イルモフォシン;インターロイキンII(組換えインターロイキンII又はrIL2を含む)、インターフェロンα−2a;インターフェロンα−2b;インターフェロンα−n1;インターフェロンα−n3;インターフェロンβ−Ia;インターフェロンγ−Ib;イプロプラチン;塩酸イリノテカン;酢酸ランレオチド;レトロゾール;酢酸ロイプロリド;塩酸リアロゾール;ロメトレキソルナトリウム;ロムスチン;塩酸ロソキサントロン;マソプロコル;メイタンシン;塩酸メクロレタミン;酢酸メゲストロル;酢酸メレンゲストロル;メルファラン;メノガリル;メルカプトプリン ;メトトレキサート;メトトレキサートナトリウム;メトプリン;メツレデパ;ミチンドミド;ミトカルシン;ミトクロミン;ミトギリン;ミトマルシン;マイトマイシン;ミトスペル;ミトタン;塩酸ミトキサントロン;ミコフェノール酸;ノコダゾール;ノガラマイシン;オルマプラチン;オキシスラン;パクリタキセル;ペガスパルガーゼ;ペリオマイシン;ペンタムスチン;硫酸ペプロマイシン;ペルホスファミド;ピポブロマン;ピポスルファン;塩酸ピロキサントロン;プリカマイシン;プロメスタン;ポルフィマーナトリウム;ポルフィロマイシン;プレドニムスチン;塩酸プロカルバジン;ピューロマイシン;塩酸ピューロマイシン;ピラゾフリン;リボプリン;ログレチミド;サフィンゴル;塩酸サフィンゴル;セムスチン;シントラゼン;スパルホサートナトリウム;スパルソマイシン;塩酸スピロゲルマニウム;スピロムスチン;スピロプラチン;ストレプトニグリン;ストレプトゾシン;スロフェヌル;タリソマイシン;テコガランナトリウム;テガフル;塩酸テロキサントロン;テモポルフィン;テニポシド;テロキシロン;テストラクトン;チアミプリン;チオグアニン;チオテパ;チアゾフリン;チラパザミン;クエン酸トレミフェン;酢酸トレストロン;リン酸トリシリビン;トリメトレキサート;グルクロン酸トリメトレキサート;トリプトレリン;塩酸ツブロゾール;ウラシルマスタード;ウレデパ;バプレオチド;ベルテポルフィン;硫酸ビンブラスチン;硫酸ビンクリスチン;ビンデシン;硫酸ビンデシン;硫酸ビネピジン;硫酸ビングリシナート;硫酸ビンレウロシン;酒石酸ビノレルビン;硫酸ビンロシジン;硫酸ビンゾリジン;ボロゾール;ゼニプラチン;ジノスタチン;塩酸ゾルビシンが挙げられる。その他の抗癌薬としては、これらに限定されないが、20−エピ−1,25ジヒドロキシビタミンD3;5−エチニルウラシル;アビラテロン;アクラルビシン;アシルフルベン;アデシペノル;アドゼレシン;アルデスロイキン;ALL−TK拮抗薬;アルトレタミン;アンバムスチン;アミドックス;アミフォスチン;アミノレブリン酸;アンルビシン;アンサクリン;アナグレリド;アナストロゾール;アンドログラホリド;血管形成阻害薬;拮抗薬D;拮抗薬G;アンタレリクス;抗背方化形態発生タンパク質−1;抗アンドロゲン前立腺癌;抗エストロゲン;抗ネオプラストン;アンチセンスオリゴヌクレオチド;グリシン酸アフィジコリン;アポトーシス遺伝子モジュレーター;アポトーシスレギュレーター;アプリン酸;アラ−CDP−DL−PTBA;アルギニンデアミナーゼ;アシュラクリン;アタメスタン;アトリムスチン;アキシナスタチン1;アキシナスタチン2;アキシナスタチン3;アザセトロン;アザトキシン;アザチロシン;バッカチンIII誘導体;バラノル;バチマスタット;BCR/ABL拮抗薬;ベンゾクロリン類;ベンゾイルスタウロスポリン;βラクタム誘導体;βアレチン;βクラマイシンB;ベチュリン酸;bFGF阻害薬;ビカルタミド;ビサントレン;ビサジリジニルスペルミン;ビスナフィド;ビストラテンA;ビゼレシン;ブレフラート;ブロピリミン;ブドチタン;ブチオニンスルホキシイミン;カルシポトリオル;カルホスチンC;カンプトテシン誘導体;カナリポクスIL−2;カペシタビン;カルボキサミド−アミノ−トリアゾール;カルボキシアミドトリアゾール;CaRestM3;CARN700;軟骨由来阻害薬;カルゼレシン;カゼインキナーゼ阻害薬(ICOS);カスタノスペルミン;セクロピンB;セトロレリクス;クロルン;クロロキノキサリンスルホンアミド;シカプロスト;cis−ポルフィリン;クラドリビン;クロミフェン類似体;クロトリマゾール;コリスマイシンA;コリスマイシンB;コンブレタスタチンA4;コンブレタスタチン類似体;コナゲニン;クランベシジン816;クリスナトル;クリプトフィシン8;クリプトフィシンA誘導体;キュラシンA;シクロペントアントラキノン類;シクロプラタム;シペマイシン;シタラビンオクホスファート;細胞溶解因子;シトスタチン;ダクリキシマブ;デシタビン;デヒドロジデムニンB;デスロレリン;デキサメタゾン;デキシホスファミド;デクスラゾキサン;デクスベラパミル;ジアジクオン;ジデムニンB;ジドクス;ジエチルノルスペルミン;ジヒドロ−5−アザシチジン;ジヒドロタキソール,9−;ジオキサマイシン;ジフェニルスピロムスチン;ドセタキセル;ドコサノル;ドラセトロン;ドキシフルリジン;ドロロキシフェン;ドロナビノル;ジュオカルマイシンSA;エブセレン;エコムスチン;エデルフォシン;エドレコロマブ;エフロルニチン;エレメン;エミテフル;エピルビシン;エプリステリド;エストラムスチン類似体;エストロゲン作動薬;エストロゲン拮抗薬;エタニダゾール;リン酸エトポシド;エキセメスタン;ファドロゾール;ファザラビン;フェンレチニド;フィルグラスチム;フィナステリド;フラボピリドル;フレゼラスチン;フルアステロン;フルダラビン;塩酸フルロダウノルニシン;ホルフェニメクス;ホルメスタン;ホストリエシン;ホテムスチン;ガドリニウムテキサフィリン;硝酸ガリウム;ガロシタビン;ガニレリクス;ゲラチナーゼ阻害薬;ゲムシタビン;グルタチオン阻害薬;ヘプスルファム;ヘレグリン;ヘキサメチレンビスアセトアミド;ハイペリシン;イバンドロン酸;イダルビシン;イドキシフェン;イドラマントン;イルモフォシン;イロマスタット;イミダゾアクリドン類;イミキモド;免疫刺激ペプチド類;インスリン様成長因子−1受容体阻害薬;インターフェロン作動薬;インターフェロン類;インターロイキン類;イオベングアン;ヨードドキソルビシン;イポメアノル,4−;イロプラクト;イルソグラジン;イソベンガゾール;イソホモハリコンドリンB;イタセトロン;ジャスプラキノリド;カハラリドF;三酢酸ラメラリン−N;ランレオチド;レイナマイシン;レノグラスチム;硫酸レンチナン;レプトルスタチン;レトロゾール;白血病抑制因子;白血球αインターフェロン;ロイプロリド+エストロゲン+プロゲステロン;ロイプロレリン;レバミソール;リアロゾール;線状ポリアミン類似体;親油性ジサッカライドペプチド;親油性白金化合物;リソクリナミド7;ロバプラチン;ロンブリシン;ロメトレキソル;ロニダミン;ロソキサントロン;ロバスタチン;ロキソリビン;ルルトテカン; ルテチウムテキサフィリン;リソフィリン;溶解性ペプチド類;マイタンシン;マンノスタチンA;マリマスタット;マソプロコル;マスピン;マトリリシン阻害薬;マトリックス金属プロテイナーゼ阻害薬;メノガリル;メルバロン;メテレリン;メチオニナーゼ;メトクロプラミド;MIF阻害薬;ミフェプリストン;ミルテホシン;ミリモスチム;ミスマッチ二本鎖RNA;ミトグアゾン;ミトラクトル);マイトマイシン類似体;ミトナフィド;マイトトキシン線維芽成長因子−サポリン;ミトキサントロン;モファロテン;モルグラモスチム;モノクローナル抗体、ヒト絨毛ゴナドトロフィン;モノホスホリルリピドA+ミオバクテリウム細胞壁sk;モピダモル;多重薬剤耐性遺伝子阻害薬;多発性腫瘍抑制因子1に基づく治療;マスタード抗癌薬;マイカペルオキシドB;マイコバクテリア細胞壁抽出物;ミリアポロン;N−アセチルジナリン;N−置換ベンズアミド類;ナファレリン;ナグレスチップ;ナロキソン+ペンタゾシン;ナパビン;ナフテルピン;ナルトグラスチム;ネダプラチン;ネモルビシン;ネリドロン酸;中性エンドペプチダーゼ;ニルタミド;ニサマイシン;一酸化窒素モジュレーター;ニトロキシド抗酸化剤;ニトルリン;O6−ベンジルグアニン;オクトレオチド;オキセノン;オリゴヌクレオチド類;オナプリストン;オンダンセトロン;オンダンセトロン;オラシン;経口サイトカイン誘導薬;オルマプラチン;オサテロン;オキサリプラチン;オキサウノマイシン;パクリタキセル;パクリタキセル類似体;パクリタキセル誘導体類;パラウアミン;パルミトイルリゾキシン;パミドロン酸;パナキシトリオール;パノミフェン;パラバクチン;パゼリプチン;ぺグアスパルガーゼ;ペルデシン;ポリ硫酸ペントサンナトリウム;ペントスタチン;ペントロゾール;パーフルブロン;パーホスファミド;ペリリルアルコール;フェナジノマイシン;フェニル酢酸塩;リン酸塩阻害薬;ピシバニル;塩酸ピロカルピン;ピラルビシン;ピリトレキシム;プラセチンA;プラセチンB;プラスミノーゲン活性化因子阻害薬;白金複合体;白金化合物;白金−トリアミン複合体;ポルフィマーナトリウム;ポルフィロマイシン;プレドニゾン;プロピルbis−アクリドン;プロスタグランジンJ2;プロテアソーム阻害薬;タンパク質A系免疫モジュレーター;タンパク質キナーゼC阻害薬;タンパク質キナーゼC阻害薬類、ミクロアルガル;タンパク質チロシンホスファターゼ阻害薬;プリンヌクレオシドホスホリラーゼ阻害薬;プルプリン類;ピラゾロアクリジン;ピリドキシル化ヘモグロビンポリオキシエチレン抱合体;raf拮抗薬;ラルチトレキセド;ラモセトロン;rasファルネシルタンパク質トランスフェラーゼ阻害薬;ras阻害薬;ras−GAP阻害薬;脱メチル化レテリプチン;レニウムRe186エチドロナート;リゾキシン;リボザイム類;RIIレチナミド;ログレチミド;ロヒツキン;ロムルチド;ロキニメクス;ルビギノンBl;ルボキシル;サフィンゴル;サイントピン;SarCNU;サルコフィトルA;サルグラモスチム;Sdi1


模倣体;セムスチン;セネセンス誘導阻害薬1;センスオリゴヌクレオチド類;シグナル導入阻害薬;シグナル導入モジュレーター;一本鎖抗原結合性タンパク質;シゾフィラン;ソブゾキサン;ボロカプト酸ナトリウム;フェニル酢酸ナトリウム;ソルベロル;ソマトメジン結合性タンパク質;ソネルミン;スパルホジン酸;スピカマイシンD;スピロムスチン;スプレノペンチン;スポンギスタチン1;スクアラミン;幹細胞阻害薬;幹細胞分裂阻害薬;スチピアミド;ストロメリシン阻害薬;スルフィノシン;高作用性血管作用性腸内ペプチド拮抗薬;スラジスタ;スラミン;スウェインソニン;合成グリコサミノグリカン;タリムスチン;タモキシフェンメチオジド;タウロムスチン;タザロテン;テコガランナトリウム;テガフル;テルラピリリウム;テロメラーゼ阻害薬;テモポルフィン;テモゾロミド;テニポシド;テトラクロロデカオキシド;テトラゾミン;タリブラスチン;チオコラリン;トロンボポエチン;トロンボポエチン模倣体;チマルファシン;チモポエチン受容体作動薬;チモトリナン;甲状腺刺激ホルモン;エチオエチオプルプリンスズ;チラパザミン;二塩化チタノセン;トプセンチン;トレミフェン;全能性幹細胞因子;翻訳阻害薬;トレチノイン;トリアセチルウリジン;トリシリビン;トリメトレキサート;トリプトレリン;トロピセトロン;ツロステリド;チロシンキナーゼ阻害薬;チルホスチン類;UBC阻害薬;ウベニメクス;尿生殖洞由来成長抑制因子;ウロキナーゼ受容体拮抗薬;バプレオチド;バリオリンB;ベクターシステム、赤血球遺伝子治療;ベラレソル;ベラミン;ベルジン類;ベルテポルフィン;ビノレルビン;ビンキサルチン;ビタキシン;ボロゾール;ザノテロン;ゼニプラチン;ジラスコルブ;及びジノスタチンスチマラマーが挙げられる。好ましいその他の抗癌薬は5−フルオロウラシル及びロイコボリンである。
本発明の方法で使用することができる治療用抗体の例としては、これらに限定されないが、急性腎同種移植片拒絶反応の予防用の、免疫抑制性ヒト化抗CD25モノクローナル抗体である、ZENAPAXS(登録商標)(ダクリズマブ)(Roche Pharmaceuticals、スイス);マウス抗17−IA細胞表面抗原IgG2a抗体である、PANOREXTM(Glaxo Wellcome/Centocor);マウス抗イディオタイプ(GD3エピトープ)IgG抗体である、BEC2(ImClone System);キメラ抗EGFRIgG抗体である、IMC−C225(ImClone System);ヒト化抗αVβ3インテグリン抗体である、VITAXINTM(Applied Molecular Evolution/MedImmune);ヒト化抗CD33IgG抗体である、SmartM195(Protein Design Lab/Kanebo);ヒト化抗CD22IgG抗体である、LYMPHOCIDETM(Immunomedics);ヒト化抗ICAM3抗体である、ICM3(ICOS Pharm);霊長類化抗CD80抗体である、IDEC−114(IDECPharm/Mitsubishi);ヒト化抗CD40L抗体である、IDEC−131(IDEC/Eisai);霊長類化抗CD4抗体である、IDEC−151(IDEC);霊長類化抗CD23抗体である、IDEC−152(IDEC/Seikagaku);ヒト化抗CD3IgGである、SMART抗CD3(Protein Design Lab);ヒト化抗補体因子5(C5)抗体である、5G1.1(Alexion Pharm);ヒト化抗TNF−α抗体である、D2E7(CAT/BASF);ヒト化抗TNF−αFab断片である、CDP870(Celltech);霊長類化抗CD4IgG1抗体である、IDEC−151(IDECPharm/SmithKline Beecham);ヒト抗CD4IgG抗体である、MDX−CD4(Medarex/Eisai/Genmab);ヒト化抗TNF−αIgG4抗体である、CDP571(Celltech);ヒト化抗α4β7抗体である、LDP−02(LeukoSite/Genentech);ヒト化抗CD4IgG抗体である、OrthoCloneOKT4A(Ortho Biotech);ヒト化抗CD40LIgG抗体である、ANTOVATM(Biogen);ヒト化抗VLA−4IgG抗体である、ANTEGRENTM(Elan);及びヒト抗TGF−β抗体である、CAT−152(Cambridge Ab Tech)が挙げられる。本発明に従って使用することができる治療用抗体のその他の例を表8に示す。
Figure 0005734201
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5.7.2.免疫調節薬及び抗炎症薬
本発明は、本発明の分子を他の治療薬とともに投与することを有する、自己免疫疾患及び炎症性疾患の治療方法を提供する。免疫調節薬の例としては、これらに限定されないが、メトトレキセート、ENBREL、REMICADETM、レフルノミド、シクロホスファミド、シクロスポリンA、及びマクロライド抗生物質(例えば、FK506(タクロリムス))、メチルプレドニゾロン(MP)、コルチコステロイド、ステロイド、ミコフェノール酸モフェチル、ラパマイシン(シロリムス)、ミゾリビン、デオキシスペルグアリン、ブレキナル、マロノニトロアミンデ類(例えば、レフルナミド)、T細胞受容体モジュレーター、及びサイトカイン受容体モジュレーターが挙げられる。
抗炎症薬は、炎症性疾患及び自己免疫疾患の治療において成功をおさめており、現在、このような疾患のための通常かつ標準的治療薬である。当業者に周知の抗炎症薬も本発明の方法に使用することができる。抗炎症薬の非限定的な例としては、非ステロイド系抗炎症薬(NSAID)、ステロイド系抗炎症薬、β作動薬、抗コリン作動薬、及びメチルキサンチンが挙げられる。NSAIDの例としては、これらに限定されないが、アスピリン、イブプロフェン、セレコキシブ(CELEBREXTM)、ジクロフェナク(VOLTARENTM)、エトドラク(LODINETM)、フェノプロフェン(NALFONTM)、インドメタシン(INDOCINTM)、ケトララク(TORADOLTM)、オキサプロジン(DAYPROTM)、ナブメントン(RELAFENTM)、スリンダク(CLINORILTM)、トルメンチン(TOLECTINTM)、ロフェコキシブ(VIOXXTM)、ナプロキセン(ALEVETM、NAPROSYNTM)、ケトプロフェン(ACTRONTM)及びナブメトン(RELAFENTM)が挙げられる。このようなNSAIDは、シクロオキシゲナーゼ酵素(例えば、COX−1及び/又はCOX−2)を阻害することにより機能する。ステロイド系抗炎症薬の例としては、これらに限定されないが、グルココルチコイド、デキサメタゾン(DECADRONTM)、コルチゾン、ヒドロコルチゾン、プレドニゾン(DELTASONETM)、プレドニゾロン、トリアムシノロン、アザルフィジン、及びプロスタグランジン、トロンボキサン、及びロイコトリエンなどのエイコサノイドが挙げられる。
炎症性疾患の治療又は予防のために本発明の分子と併用して使用することができる抗体の非限定的な例を表9に示し、また、自己免疫疾患の治療又は予防のために使用することができる抗体の非限定的な例を表10に示す。
Figure 0005734201
Figure 0005734201
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5.7.3.感染症治療用の薬剤
いくつかの実施形態では、本発明の分子は、感染症の治療及び/又は予防のために、当業者に公知の1種以上のさらなる治療薬の治療上又は予防上有効な量と組み合わせて投与してもよい。本発明は、感染症の治療及び/又は予防のための当業者に公知の抗生物質と組み合わせた、本発明の分子の使用を想定している。本発明の分子と組み合わせて用いることができる抗生物質としては、これらに限定されないが、マクロライド(例えば、トブラマイシン(Tobi(登録商標))、セファロスポリン(例えば、セファレキシン(Keflex(登録商標))、セフラジン(Velocef(登録商標))、セフロキシム(Ceftin(登録商標))、セフプロジル(Cefzil(登録商標))、セファクロール(Ceclor(登録商標))、セフィキシム(Suprax(登録商標))又はセファドロキシル(Duricef(登録商標)))、クラリスロマイシン(例えば、クラリスロマイシン(Biaxin(登録商標))、エリスロマイシン(例えば、エリスロマイシン(EMycin(登録商標))、ペニシリン(例えば、ペニシリンV(V−CillinK(登録商標)又はPenVeeK(登録商標)))又はキノロン(例えば、オフロキサシン(Floxin(登録商標))、シプロフロキサシン(Cipro(登録商標))又はノルフロキサシン(Noroxin(登録商標)))、アミノ配糖体系抗生物質(例えば、アプラマイシン、アルベカシン、バンベルマイシン、ブチロシン、ジベカシン、ネオマイシン、ウンデシレネート、ネチルマイシン、パロモマイシン、リボスタマイシン、シソマイシン、及びスペクチノマイシン)、アムフェニコール系抗生物質(例えば、アジダムフェニコール、クロラムフェニコール、フロルフェニコール、及びチアムフェニコール)、アンサマイシン系抗生物質(例えば、リファマイド及びリファンピン)、カルバセフェム系(例えば、ロラカルベフ)、カルバペネム系(例えば、ビアペネム及びイミペネム)、セファロスポリン系(例えば、セファクロール、セファドロキシル、セファマンドール、セファトリジン、セファゼドン、セフォゾプラン、セフピミゾール、セフピラミド、及びセフピロム)、セファマイシン系(例えば、セフブペラゾン、セフメタゾール、及びセフミノクス)、モノバクタム系(例えば、アズトレオナム、カルモナム、及びチゲモナム)、オキサセフェム系(例えば、フロモキセフ、及びモキサラクタム)、ペニシリン系(例えば、アムジノシリン、アムジノシリンピボキシル、アモキシシリン、バカンピシリン、ベンジルペニシリン酸、ベンジルペニシリンナトリウム、エピシリン、フェンベニシリン、フロキサシリン、ペナムシリン、ペネタメートヒドリオダイド、ペニシリンo−ベネタミン、ペニシリンO、ペニシリンV、ペニシリンVベンザチン、ペニシリンVヒドラバミン、ペニメピシクリン、及びフェンシヒシリンカリウム)、リンコサミド系(例えば、クリンダマイシン、及びリンコマイシン)、アンフォマイシン、バシトラシン、カプレオマイシン、コリスチン、エンジュラシジン、エンビオマイシン、テトラサイクリン系(例えば、アピサイクリン、クロルテトラサイクリン、クロモサイクリン、及びデメクロサイクリン)、2,4−ジアミノピリミジン系(例えば、ブロジモプリム)ニトロフラン系(例えば、フラルタドン、及び塩化フラゾリウム)、キノロン及びその類似体(例えば、シノキサシン、クリナフロキサシン、フルメキン、及びグレパグロキサシン)、スルホンアミド系(例えば、アセチルスルファメトキシピラジン、ベンジルスルフアミド、ノプリルスルフアミド、フタリルスルフアセトアミド、スルフアクリソイジン、及びスルファシチン)、スルホン系(例えば、ジアチモスルホン、グルコスルホンナトリウム、及びソラスルホン)、シクロセリン、ムピロシン及びチュベリンが挙げられる。
ある実施形態では、本発明の分子は、治療上又は予防上有効な量の1種以上の抗真菌剤と組み合わせて投与することができる。本発明の分子と組み合わせて用いることができる抗真菌剤としては、これらに限定されないが、アンフォテリシンB、イトラコナゾール、ケトコナゾール、フルコナゾール、イントラセカル、フルシトシン、ミコナゾール、ブトコナゾール、クロトリマゾール、ニスタチン、テルコナゾール、チオコナゾール、シクロピロクス、エコナゾール、ハロプログリン、ナフチフィン、テルビナフィン、ウンデシレネート、及びグリセオフルビンが挙げられる。
いくつかの実施形態では、本発明の分子は、治療上又は予防上有効な量の1種以上の抗ウイルス薬と組み合わせて投与することができる。本発明の分子と組み合わせて用いることができる有効な抗ウイルス薬には、これらに限定されないが、プロテアーゼ阻害剤、ヌクレオシド逆転写酵素阻害剤、非ヌクレオシド逆転写酵素阻害剤及びヌクレオシド類似体が挙げられる。抗ウイルス薬の例としては、これらに限定されないが、ジドブジン、アシクロビル、ガンシクロビル、ビダラビン、イドクスウリジン、トリフルリジン、及びリバビリン、並びにホスカルネット、アマンタジン、リマンタジン、サキナビル、インジナビル、アンプレナビル、ロピナビル、リトナビル、αインターフェロン、アデフォビル、クレバジン、エンテカビル、プレコナリルが挙げられる。
5.8.ワクチン療法
本発明は、本発明の組成物を用いて、抗原性又は免疫原性物質に対する免疫応答を誘発することを更に包含し、該物質としては、これらに限定されないが、癌抗原及び感染症抗原(これらの例は後述する)が含まれる。本発明のワクチン組成物は、免疫応答が望まれる1つ以上の抗原性又は免疫原性物質を含み、該1つ以上の抗原性又は免疫原性物質は、FcγRIIIAに対する親和性が亢進されている本発明の変異型抗体により被覆されている。本発明のワクチン組成物は、抗原性又は免疫原性物質に対する免疫応答、好ましくは防御性免疫応答を引き起こすのに特に有効である。
いくつかの実施形態では、本発明のワクチン組成物中の抗原性又は免疫原性物質は、免疫応答が望まれるウイルスを含む。ウイルスは組換え体又はキメラでもよく、好ましくは弱毒化されている。組換え体、キメラ、及び弱毒化ウイルスの産生は、当業者に公知の標準的な手法を用いて行ってよい。本発明は、本発明に従って製剤化される生組換えウイルスワクチン又は不活化組換えウイルスワクチンを包含する。生ワクチンは、宿主内での複製が自然感染と同種かつ同程度の持続的な刺激をもたらし、従って、十分かつ長期的な免疫を与えるので、好ましい。そのような生組換えウイルスワクチン製剤の作製は、細胞培養物又はニワトリ胚の尿膜中でのウイルス増殖と、それに続く精製を含む従来の方法を用いて実施してよい。
具体的な実施形態では、組換えウイルスは、それが投与される被験者に対して非病原性のものである。これに関して、ワクチン用に遺伝子操作ウイルスを使用するには、これらのウイルス株が弱毒化特性をもつ必要がある。トランスフェクションに用いる鋳型に適当な突然変異(例えば欠失)を導入すると、弱毒化特性を有する新規ウイルスが得られる。例えば、温度感受性又は寒冷適応に関連する特定のミスセンス突然変異を、欠失突然変異中に導入することができる。これらの突然変異は、寒冷又は温度感受性変異体に関連する点突然変異よりも安定でなければならず、復帰突然変異の頻度が極めて低くなければならない。組換えウイルスを作製するための組換えDNA技術は、本技術分野で公知であり、本発明に包含される。例えば、負鎖RNAウイルスを改変する技術は本技術分野において公知である。例えば、米国特許第5,166,057号を参照(これは参照することによりその全体を本明細書に組み入れる)。
あるいはまた、「自殺」特性を有するキメラウイルスを構築し、本発明を皮内ワクチン製剤に使用してもよい。そのようなウイルスは、宿主内でわずかに1〜数回の複製しか行うことがない。ワクチンとして用いたときには、組換えウイルスは限られた複製サイクルを行い、十分なレベルの免疫応答を誘発するが、ヒト宿主中で更に複製サイクルを行って、病気を引き起こすことはない。あるいはまた、不活化(死滅)ウイルスを本発明に従って製剤化してもよい。不活化ワクチン製剤は、キメラウイルスを「死滅させる」ための、従来の技術を用いて調製してもよい。不活化ワクチンは、その感染性が破壊されているという意味で「死んでいる」。理想的には、ウイルスの感染性がその免疫原性に影響することなく破壊される。不活化ワクチンを調製するには、キメラウイルスを細胞培養物若しくはニワトリ胚尿膜中で増殖させ、ゾーン超遠心により精製し、ホルムアルデヒド若しくはβ−プロピオラクトンにより不活化してプールする。
ある実施形態では、他のウイルス性又は非ウイルス性病原体に由来する抗原を含む、完全に外来性のエピトープを、本発明の皮内ワクチン製剤に使用されるウイルス内に遺伝子操作により入れることができる。例えば、例えば、HIV(gp160、gp120、gp41)のような非関連ウイルスの抗原、寄生虫抗原(例えば、マラリア)、細菌若しくは真菌抗原又は腫瘍抗原を、遺伝子操作により弱毒化株に入れることができる。
実際上、あらゆる異種遺伝子配列を、皮内ワクチン製剤で使用するための本発明のキメラウイルス内に構築してよい。好ましくは、異種遺伝子配列は、生物学的応答の改変因子として作用する部分又はペプチドである。好ましくは、様々な病原体のいずれかに対して防御性免疫応答を引き起こすエピトープ、又は中和抗体に結合する抗原が、キメラウイルスによって、又はその一部として発現されてよい。例えば、本発明のキメラウイルスに構築され得る異種遺伝子配列には、これらに限定されないが、インフルエンザ及びパラインフルエンザ赤血球凝集素ノイラミニダーゼ及びヒトPIV3のHN及びF遺伝子などの融合糖タンパク質が挙げられる。また別の実施形態では、キメラウイルス内に遺伝子操作し得る異種遺伝子配列として、免疫調節活性を有するタンパク質をコードするものが含まれる。免疫調節タンパク質の例としては、これらに限定されないが、サイトカイン、I型インターフェロン、γインターフェロン、コロニー刺激因子、インターロイキン−1、−2、−4、−5、−6、−12、及びこれら物質の拮抗物質が挙げられる。
また別の実施形態では、本発明は、変異型抗体をその表面に発現する病原性細胞又はウイルス、好ましくは弱毒化ウイルスを包含する。
代替的な実施形態では、本発明のワクチン組成物は、抗原性又は免疫原性物質が、FcγRIIIAに対する親和性が亢進された本発明の変異型抗体と動作可能なように連結されている、融合ポリペプチドを有する。本発明のワクチン組成物に使用するための融合ポリペプチドの操作は、常用の組換えDNA技術の方法を用いて行われ、通常の技能の範囲内である。
本発明は、本発明の組成物を投与することにより、被験者に免疫寛容を誘発する方法を更に包含する。好ましくは、被験者に免疫寛容を誘発するのに適した組成物は、本発明の変異型抗体によって被覆された抗原性又は免疫原性物質を含み、該変異型抗体はFcγRIIBに対してより高い親和性を有する。特定の作用機構に拘束されることを意図するものではないが、そのような組成物はFcγRIIBを介する阻害経路を活性化することにより免疫寛容を誘発するのに有効である。
5.9.組成物及び投与方法
本発明は、複数のエピトープ結合ドメイン及び任意にFcドメイン(又はその一部)を有する本発明の分子(即ちダイアボディ)を有する方法及び医薬組成物を提供する。本発明はまた、被験者に有効な量の、本発明の融合タンパク質若しくは抱合体分子、又は本発明の融合タンパク質若しくは抱合体分子を含む医薬組成物を投与することによる、疾患、障害又は感染に関連する1つ以上の症状を治療、予防、及び改善する方法を更に提供する。好ましい態様では、抗体、融合タンパク質、又は抱合体分子は、実質的に精製されている(即ち、その効果を制限するか又は望ましくない副作用を引き起こす物質を実質的に含まない)。具体的な実施形態では、被験者は動物、好ましくは哺乳動物、例えば非霊長類(例えば、ウシ、ブタ、ウマ、ネコ、イヌ、ラットなど)及び霊長類(例えば、カニクイザルなどのサル及びヒト)である。好ましい実施形態では、被験者はヒトである。また別の好ましい実施形態では、本発明の抗体は被験者と同じ生物種に由来するものである。
様々な送達系が知られていて、本発明の分子を有する組成物を投与するために利用することができるが、例えば、リポソーム、微粒子、マイクロカプセル内への封入、抗体又は融合タンパク質を発現することができる組換え細胞、受容体介在細胞内取り込み(例えば、Wuら,(1987),Receptor−Mediated In Vitro Gene Transformation By A Soluble DNA Carrier System,J.Biol.Chem.,262:4429−4432を参照)、レトロウイルス又は他のベクターの一部としての核酸の構築などがある。本発明の分子を投与する方法には、これらに限定されないが、非経口投与(例えば、皮内、筋肉内、腹腔内、静脈内及び皮下)、硬膜外、及び粘膜(例えば、鼻腔内及び口腔経路)が含まれる。具体的な実施形態では、本発明の分子を筋肉内、静脈内、又は皮下に投与する。組成物を任意の都合のよい経路により、例えば、注入又はボーラス注射により、上皮又は皮膚粘膜内層(例えば、口腔粘膜、直腸及び腸管粘膜など)を介する吸収により投与してもよく、他の生物学的活性薬剤と一緒に投与してもよい。投与は全身的でも局所的でもよい。更に、例えば、吸入器又は噴霧器の使用により、及びエアロゾル化剤を用いる製剤化により肺投与を採用することもできる。例えば、米国特許第6,019,968号、第5,985,320号、第5,985,309号、第5,934,272号、第5,874,064号、第5,855,913号、第5,290,540号及び第4,880,078号;及び国際公開第WO92/19244、WO97/32572、WO97/44013、WO98/31346及びWO99/66903を参照(これらのそれぞれを参照することによりその全体を本明細書に組み入れる)。
本発明はまた、アンプルや小袋などの、抗体の量を表示している、密閉容器中に本発明の分子を包装することを提供する。一つの実施形態では、本発明の分子を、乾燥した無菌凍結乾燥粉末又は無水濃縮物として密閉容器に入れて供給し、例えば、水又は生理食塩水を用いて被験者に投与するための適当な濃度に再調製することができる。好ましくは、本発明の分子を、乾燥した無菌凍結乾燥粉末として密閉容器に入れ、少なくとも5mg、更に好ましくは少なくとも10mg、少なくとも15mg、少なくとも25mg、少なくとも35mg、少なくとも45mg、少なくとも50mg、又は少なくとも75mgの単位用量にて供給する。凍結乾燥した本発明の分子は、その元の容器内で2〜8℃で貯蔵しなければならず、また、該分子は、再調製後12時間以内、好ましくは6時間以内、5時間以内、3時間以内、又は1時間以内に投与しなければならない。代替的な実施形態では、本発明の分子を、液剤として、該分子、融合タンパク質、又は抱合体分子の量及び濃度を表示する密閉容器に入れて供給する。好ましくは、本発明の分子の液剤を、密閉容器に入れて、少なくとも1mg/mL、更に好ましくは少なくとも2.5mg/mL、少なくとも5mg/mL、少なくとも8mg/mL、少なくとも10mg/mL、少なくとも15mg/mL、少なくとも25mg/mL、少なくとも50mg/mL、少なくとも100mg/mL、少なくとも150mg/mL、少なくとも200mg/mLの該分子にて供給する。
疾患に関連する1つ以上の症状を治療、予防又は改善するために有効である本発明の組成物の量は、標準的な臨床技術により決定することができる。製剤中で用いる正確な用量はまた、投与経路や病状の重篤度にも左右され、医師の判断及び各患者の状況によって決定されねばならない。有効な用量をインビトロ又は動物モデル試験系から誘導した用量−応答曲線から推定してもよい。
本発明により包含されるダイアボディの場合、患者に投与される投与量は、典型的には、患者の体重に対して、0.0001mg/kg〜100mg/kgである。好ましくは、患者に投与される用量は、患者の体重に対して、0.0001mg/kg〜20mg/kg、0.0001mg/kg〜10mg/kg、0.0001mg/kg〜5mg/kg、0.0001〜2mg/kg、0.0001〜1mg/kg、0.0001mg/kg〜0.75mg/kg、0.0001mg/kg〜0.5mg/kg、0.0001mg/kg〜0.25mg/kg、0.0001〜0.15mg/kg、0.0001〜0.10mg/kg、0.001〜0.5mg/kg、0.01〜0.25mg/kg又は0.01〜0.10mg/kgである。本発明のダイアボディの投与量と頻度は、例えば、リピド化などの改変によりダイアボディの取込み及び組織浸透を増強することによって、低減又は変更することができる。
一つの実施形態では、患者に投与される本発明の分子の投与量は、単剤療法として用いられる場合、0.01mg〜1000mg/日である。他の実施形態では、本発明の分子を他の治療用組成物と一緒に用いて、患者に投与される投与量を、上記分子を単剤療法として用いるときより低くする。
具体的な実施形態では、本発明の医薬組成物を、治療の必要な部位に局所投与することが望ましい。これは、例えば、限定するものではないが、局所注入により、注射により、又はシリコン膜などの膜又は繊維を含む多孔質、非多孔質、又はゼラチン状の材料からなる移植片により達成してもよい。好ましくは、本発明の分子を投与する時に、分子が吸収されない材料を使うように注意しなければならない。
他の実施形態では、組成物を小胞、特にリポソームにより送達することができる(Langer,(1990),New Methods Of Drug Delivery,Science,249:1527−1533;Treatら,Liposomes in the Therapy of Infectious Disease and Cancer,Lopez−Berestein and Fidler(編),Liss,New York,pp.353−365(1989);Lopez−Berestein,同書,pp.317−327;一般的には同書を参照)。
更に他の実施形態では、組成物を制御放出又は持続放出系で送達することができる。当業者に公知の任意の技術を用いて、本発明の1種以上の分子を有する持続放出製剤を作製することができる。例えば、米国特許第4,526,938号;国際公開WO91/05548;国際公開WO96/20698;Ningら,(1996),Intratumoral Radioimmunotheraphy Of A Human Colon Cancer Xenograft Using A Sustained−Release Gel,Radiotherapy&Oncology,39:179−189,Songら,(1995),Antibody Mediated Lung Targeting Of Long−Circulating Emulsions,PDA Journal of Pharmaceutical Science&Technology,50:372−397;Cleekら,(1997),Biodegradable Polymeric Carriers For AbFGF Antibody For Cardiovascular Application,Pro.Int’l.Symp.Control. Rel. Bioact.Mater.,24:853−854;及びLamら,(1997),Microencapsulation Of Recombinant Humanized Monoclonal Antibody For Local Delivery,Proc.Int’l.Symp.Control Rel.Bioact.Mater.,24:759−760を参照、それぞれを参照することによりその全体を本明細書に組み入れる。他の実施形態では、ポンプを制御放出システムで用いてもよい(Langer,前掲;Sefton,(1987),Implantable Pumps,CRC Crit.Rev.Biomed.Eng.,14:201−240;Buchwaldら,(1980),Long−Term,Continuous Intravenous Heparin Administration By An Implantable Infusion Pump In Ambulatory Patients With Recurrent Venous Thrombosis,Surgery,88:507−516;及びSaudekら,(1989),A Preliminary Trial Of The Programmable Implantable Medication System For Insulin Delivery,N.Engl.J.Med.,321:574−579参照)。他の実施形態では、ポリマー材料を用いて抗体の制御放出を達成することができる(例えば、Medical Applications of Controlled Release,Langer and Wise(編),CRC Pres.,Boca Raton,Florida(1974);Controlled Drug Bioavailability,Drug Product Design and Performance,Smolen and Ball(編),Wiley,New York(1984);Levyら,(1985),Inhibition Of Calcification Of Bioprosthetic Heart Valves By Local Controlled−Release Diphosphonate,Science,228:190−192;Duringら,(1989),Controlled Release Of Dopamine From A Polymeric Brain Implant:In Vivo Characterization,Ann.Neurol.25:351−356;Howardら,(1989),Intracerebral Drug Delivery In Rats With Lesion−Induced Memory Deficits,J.Neurosurg.,7(1):105−112;米国特許第5,679,377号;米国特許第5,916,597号;米国特許第5,912,015号;米国特許第5,989,463号;米国特許第5,128,326号;国際公開WO99/15154;及び国際公開WO99/20253を参照)。持続放出製剤に使用されるポリマーの例としては、これらに限定されないが、ポリ(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)、ポリ(メチルメタクリレート)、ポリ(アクリル酸)、ポリ(エチレン−コ−酢酸ビニル)、ポリ(メタクリル酸)、ポリグリコリド(PLG)、ポリ無水物、ポリ(N−ビニルピロリドン)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリアクリルアミド、ポリ(エチレングリコール)、ポリラクチド(PLA)、ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)(PLGA)、及びポリオルトエステルが挙げられる。更に他の実施形態では、制御放出システムを治療標的(例えば、肺)の近位に配置することで、全身用量の一部しか必要としないようにすることができる(例えば、Goodson,Medical Applications of Controlled Release,前掲,第2巻,pp.115−138(1984)を参照)。他の実施形態では、制御放出移植片として有用なポリマー組成物が、Dunnら(米国特許第5,945,155号を参照)に従い用いられる。この特定の方法は、ポリマー系からの生物活性物質のインサイチュ制御放出の治療効果に基づく。移植は一般的に、治療処置を必要とする患者体内のいずれの場所でも起こり得る。他の実施形態では非ポリマー系の持続送達システムが使用されるが、この場合には、被験者体内の非ポリマー移植片が薬物送達システムとして使用される。体内に移植すると、移植片の有機溶媒が、該組成物から周囲組織液中に散逸、分散又は浸出して、非ポリマー材料が徐々に凝集又は沈降し、固体の微孔質マトリックスを形成する(米国特許第5,888,533号を参照)。
制御放出システムは、Langerによる文献(1990,New Methods Of Drug Delivery,Science,249:1527−1533)に記載されている。本発明の1種以上の治療薬を有する持続放出製剤は、当業者に公知のいずれの技術を用いて作製することができる。例えば、米国特許第4,526,938号;国際公開WO91/05548及びWO 96/20698;Ningら,(1996),Intratumoral Radioimmunotheraphy Of A Human Colon Cancer Xenograft Using A Sustained−Release Gel,Radiotherapy&Oncology,39:179−189;Songら,(1995),Antibody Mediated Lung Targeting Of Long−Circulating Emulsions,PDA Journal of Pharmaceutical Science&Technology,50:372−397;Cleekら,(1997),Biodegradable Polymeric Carriers For A bFGF Antibody For Cardiovascular Application,Pro.Int’l.Symp.Control.Rel.Bioact.Mater.,24:853−854;及びLamら,(1997),Microencapsulation Of Recombinant Humanized Monoclonal Antibody For Local Delivery,Pro.Int’l.Symp.Control.Rel.Bioact.Mater.,24:759−760を参照(これらのそれぞれを参照することによりその全体を本明細書に組み入れる)。
本発明の組成物が本発明のダイアボディをコードする核酸である具体的な実施形態では、該核酸を適当な核酸発現ベクターの一部として構成し、それが細胞内に取り込まれるようにこれを投与することによって該核酸をインビボで投与し、そのコードされたダイアボディの発現を促進することができる。細胞内への取り込みは、例えば、レトロウイルスベクターを使用することによって(米国特許第4,980,286号を参照)、又は直接注射によって、又は微粒子衝突(例えば遺伝子銃;Biolistic,Dupont)によって、又は脂質、細胞表面受容体若しくはトランスフェクト試薬で被覆することによって、又は核に侵入することが知られるホメオボックス様ペプチドと連結させて投与すること(例えば、Joliotら,(1991),Antennapedia Homeobox Peptide Regulates Neural Morphogenesis,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88:1864−1868を参照)などによって行う。あるいはまた、核酸を細胞内に導入して、相同的組換えによって発現のために宿主細胞DNA内に組み込むこともできる。
治療上又は予防上有効な量の本発明の分子を用いる被験者の治療は、単回治療であってもよいが、好ましくは、一連の治療を含む。好ましい例においては、体重当たり約0.1〜30mg/kgの本発明の分子を用いて、週1回、約1〜10週間にわたって、好ましくは約2〜8週間にわたって、更に好ましくは約3〜7週間にわたって、より一層好ましくは約4、5、又は6週間にわたって、被験者を治療する。他の実施形態では、本発明の医薬組成物を1日1回、1日2回、又は1日3回投与する。他の実施形態では、医薬組成物を週1回、週2回、2週毎に1回、月1回、6週毎に1回、2ヶ月毎に1回、年2回又は年1回投与する。当然のことながら、治療に使用する分子の有効投与量は、特定の治療期間を通して増減することがある。
5.9.1.医薬組成物
本発明の組成物は、医薬組成物の製造に有用であるバルク薬組成物(例えば、不純な又は非滅菌の組成物)及び単位投与剤形の調製に利用できる医薬組成物(即ち、被験者又は患者に投与するのに適した組成物)を含む。そのような組成物は、予防上又は治療上有効な量の本明細書中に開示した予防薬及び/又は治療薬又はそれらの薬剤の組合せと、製薬上許容し得る担体とを有する。好ましくは本発明の組成物は、予防上又は治療上有効な量の1種以上の本発明の分子及び製薬上許容される担体を有する。
本発明はまた、本発明のダイアボディ分子と、特定の癌抗原に特異的な治療用抗体(例えば、腫瘍特異的モノクローナル抗体)と、製薬上許容される担体とを有する医薬組成物を包含する。
具体的な実施形態において、用語「製薬上許容される」とは、動物、特にヒトでの使用について、連邦政府又は州政府の規制当局により認可された、又は米国薬局方若しくは他の一般的に認められた薬局方に掲げられたことを意味する。用語「担体」とは、治療薬がそれらとともに投与される、希釈剤、アジュバント(例えば、フロイントアジュバント(完全及び不完全))、賦形剤、又は媒体を意味する。このような製薬上の担体は、ピーナッツ油、ダイズ油、鉱油、ゴマ油などの石油、動物、植物又は合成起源のものを含む、水や油などの無菌液体であってもよい。医薬組成物を静脈内投与する場合、水は好ましい担体である。生理食塩水及び水性デキストロース及びグリセロール水溶液も、液状担体、特に注射液用として、利用することができる。好適な製薬上の賦形剤には、デンプン、グルコース、ラクトース、スクロース、ゼラチン、麦芽、コメ、小麦粉、チョーク、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、モノステアリン酸グリセロール、タルク、塩化ナトリウム、脱脂粉乳、グリセロール、プロピレングリコール、水、エタノールなどが含まれる。組成物はまた、所望により、少量の湿潤剤若しくは乳化剤、又はpH緩衝剤を含有してもよい。これらの組成物は、溶液、懸濁液、乳化液、錠剤、丸薬、カプセル剤、粉剤、持続放出製剤などの剤形とすることができる。
一般的に、本発明の組成物の成分は、別々に又は一緒に混合して単位投与剤形で、例えば、乾燥した凍結乾燥粉末又は無水濃縮物として、活性薬剤の量が表示されているアンプル又は小袋などの密閉容器に入れて供給される。組成物を注入により投与する場合は、製薬等級の滅菌水又は生理食塩水を含有する注入ボトルを用いて調剤してもよい。組成物を注射により投与する場合は、無菌の注射用水又は生理食塩水のアンプルを成分が投与前に混合されるようにして提供することができる。
本発明の組成物は、中性又は塩形態として製剤化することができる。製薬上許容される塩としては、これらに限定されないが、例えば、塩酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸などから誘導されるアニオンにより形成された塩、及びナトリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム、水酸化第二鉄、イソプロピルアミン、トリエチルアミン、2−エチルアミノエタノール、ヒスチジン、プロカインなどから誘導されたカチオンにより形成された塩が含まれる。
5.9.2.遺伝子治療
具体的な実施形態では、遺伝子治療として、本発明の分子をコードする配列を有する核酸を投与して、疾患、障害、又は感染に関連する1つ以上の症状を治療、予防、又は改善する。遺伝子治療は、発現される又は発現可能な核酸を被験者に投与することにより行われる治療を指す。本発明のこの実施形態では、核酸が、治療又は予防効果を媒介する、そのコードされた抗体又は融合タンパク質を産生する。
本技術分野で利用しうるいずれの遺伝子治療法も本発明に従って使用することができる。代表的な方法を以下に記載する。
遺伝子治療法の一般的総論については、Goldspielら,(1993),Human Gene Therapy,Clinical Pharmacy,12:488−505;Wuら,(1991),Delivery Systems For Gene Therapy,Biotherapy,3:87−95;Tolstoshev,(1993),Gene Therapy,Concepts,Current Trials And Future Directions,Ann.Rev.Pharmacol.Toxicol.,32:573−596;Mulligan,(1993),The Basic Science Of Gene Therapy,Science,260:926−932;及びMorganら,(1993),Human Gene Therapy,Ann.Rev.Biochem.,62:191−217を参照。利用することができる組換えDNA技術の技術分野で一般に知られている方法は、Ausubelら(編),Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley&Sons,NY(1993);及びKriegler,Gene Transfer and Expression、 A Laboratory Manual,Stockton Press,NY(1990)に記載されている。
好ましい態様では、本発明の組成物は本発明のダイアボディをコードする核酸を含み、該核酸は好適な宿主内で抗体を発現する発現ベクターの一部である。特に、このような核酸は、抗体コード領域と機能的に連結されたプロモーター、好ましくは異種プロモーターを有し、上記プロモーターは誘導性又は構成的、場合によっては組織特異的である。他の特定の実施形態では、抗体コード配列及び他の所望の配列が、ゲノム内の所望の部位での相同的組換えを促進する領域によって挟まれており、これにより、抗体をコードする核酸が染色体内で発現される核酸分子が使用される(Kollerら,(1989),Inactivating The Beta 2−Microglobulin Locus In Mouse Embryonic Stem Cells By Homologous Recombination,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86:8932−8935;及びZijlstraら,(1989),Germ−Line Transmission Of A Disrupted Beta 2−Microglobulin Gene Produced By Homologous Recombination In Embryonic Stem Cells,Nature,342:435− 438)。
他の好ましい態様では、本発明の組成物は融合タンパク質をコードする核酸を含み、上記核酸は好適な宿主において融合タンパク質を発現する発現ベクターの一部分である。特に、このような核酸は、融合タンパク質のコード領域と機能的に連結されたプロモーター、好ましくは異種プロモーターを有し、上記プロモーターは誘導性又は構成的、場合によっては組織特異的である。他の特定の実施形態では、融合タンパク質のコード配列及び他の所望の配列が、ゲノム内の所望の部位での相同的組換えを促進する領域によって挟まれており、これにより、融合タンパク質が染色体内で発現される核酸分子が使用される。
核酸の被験者への送達は、直接的、この場合には被験者を核酸又は核酸担持ベクターに直接曝す、又は間接的、この場合には細胞を最初に核酸でインビトロにて形質転換し、次いで被験者に移植する、のいずれであってもよい。これらの2つの手法は、それぞれ、生体内及び生体外遺伝子治療として知られている。
具体的な実施形態では、核酸配列を直接インビボで投与し、そこで核酸がコード産物を発現、産生する。これは、本技術分野で公知の多数の方法のいずれかにより、例えば、それを適当な核酸発現ベクターの一部として構築し、それを細胞内に取込まれるように投与することにより、実施することができる。このような取込みは、例えば、欠損若しくは弱毒化レトロウイルス又は他のベクターを使った感染により(米国特許第4,980,286号を参照)、又は裸のDNAの直接注入により、又は微粒子衝突(例えば、遺伝子銃;Biolistic、Dupont)により、又は脂質若しくは細胞表面受容体若しくはトランスフェクション試薬の被覆により、リポソーム、微粒子、若しくはマイクロカプセル内への封入により、あるいは核に侵入することが知られるペプチドとそれらを連結して投与することにより、受容体介在細胞内取り込みを受ける抗原と連結して投与すること(例えば、Wuら,(1987),Receptor−Mediated In Vitro Gene Transformation By A Soluble DNA Carrier System,J.Biol.Chem.,262:4429−4432を参照)(この方法は受容体を特異的に発現する細胞型を標的とするために用いられる)などにより、実施することができる。別の実施形態では、エンドソームを破壊する融合性ウイルスペプチドを有する抗原との核酸−抗原複合体を形成し、核酸のリソソーム分解を回避することができる。更に別の実施形態では、特異的受容体を標的とすることにより、核酸をインビボで細胞特異的な取込み及び発現へ向けることができる(例えば、国際公開WO92/06180、WO92/22635、W092/20316、W093/14188、WO93/20221を参照)。あるいはまた、核酸を細胞内に導入して、相同的組換えによって、発現のために宿主細胞DNA内に組込ませることができる(Kollerら,(1989),Inactivating The Beta 2 −Microglobulin Locus In Mouse Embryonic Stem Cells By Homologous Recombination,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86:8932−8935;及びZijlstraら,(1989),Germ−Line Transmission Of A Disrupted Beta 2 −Microglobulin Gene Produced By Homologous Recombination In Embryonic Stem Cells,Nature,342:435−438)。
具体的な実施形態では、本発明の分子(例えばダイアボディ又は融合タンパク質)をコードする核酸配列を含有するウイルスベクターを用いる。例えば、レトロウイルスベクターを利用することができる(Millerら,(1993),Use Of Retroviral Vectors For Gene Transfer And Expression,Meth.Enzymol.,217:581−599を参照)。これらのレトロウイルスベクターは、ウイルスゲノムの正しいパッケージング及び宿主細胞DNA中への組込みのために必要な成分を含有する。遺伝子治療に利用する抗体又は融合タンパク質をコードする核酸配列を1つ以上のベクター中にクローニングし、これによりヌクレオチド配列の被験者への送達が容易になる。レトロウイルスベクターについてのさらなる詳細はBoesenら,(1993),Circumvention Of Chemotherapy−Induced Myelosuppression By Transfer Of The Mdr1 Gene,Biotherapy,6:291−302に見出すことができ、これは、化学療法により耐性のある造血幹細胞を作る目的でmdr1遺伝子を幹細胞へ送達するためのレトロウイルスベクターの使用を記載している。遺伝子治療におけるレトロウイルスベクターの使用を説明する他の参考文献には以下のものがある:Clowesら,(1994),Long−Term Biological Response Of Injured Rat Carotid Artery Seeded With Smooth Muscle Cells Expressing Retrovirally Introduced Human Genes,J.Clin.Invest.93:644−651;Keimら,(1994),Retrovirus−Mediated Gene Transduction Into Canine Peripheral Blood Repopulating Cells,Blood,83:1467−1473;Salmonsら,(1993),Targeting Of Retroviral Vectors For Gene Therapy,Human Gene Therapy,4:129−141;及びGrossmanら,(1993),Retroviruses:Delivery Vehicle To The Liver,Curr.Opin.Genetics and Devel.,3:110−114。
アデノウイルスは、遺伝子治療に利用しうる他のウイルスベクターである。アデノウイルスは、遺伝子を呼吸器上皮に送達する運搬体として特に魅力的である。アデノウイルスは元来、呼吸器上皮に感染して軽度の疾患を引き起す。アデノウイルスに基づく送達系の他の標的は、肝臓、中枢神経系、内皮細胞、及び筋肉である。アデノウイルスは分裂しない細胞に感染することができるので有利である。Kozarskyら(1993,Gene Therapy:Adenovirus Vectors,Current Opinion in Genetics and Development,3:499−503)はアデノウイルスに基づく遺伝子治療法の総説を報告している。Boutら(1994,Lung Gene Therapy:In Vivo Adenovirus−Mediated Gene Transfer To Rhesus Monkey Airway Epithelium,Human Gene Therapy,5:3−10)は、アデノウイルスベクターを利用して遺伝子をアカゲザルの呼吸器上皮へ導入することを実証した。遺伝子治療におけるアデノウイルスの利用の他の例は、Rosenfeldら,(1991),Adenovirus−Mediated Transfer Of A Recombinant Alpha1−Antitrypsin Gene To The Lung Epithelium In Vivo,Science,252:431−434;Rosenfeldら,(1992),In Vivo Transfer Of The Human Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Gene To The Airway Epithelium,Cell,68:143−155;Mastrangeliら,(1993),Diversity Of Airway Epithelial Cell Targets For In Vivo Recombinant Adenovirus−Mediated Gene Transfer,J.Clin.Invest.,91:225−234;国際公開WO94/12649;及びWangら,(1995),A Packaging Cell Line For Propagation Of Recombinant Adenovirus Vectors Containing Two Lethal Gene−Region Deletions,Gene Therapy,2:775−783に見出すことができる。好ましい実施形態では、アデノウイルスベクターが用いられる。
アデノ随伴ウイルス(AAV)も遺伝子治療における利用が提案されている(例えば、Walshら,(1993),Gene Therapy For Human Hemoglobinopathies,Proc.Soc.Exp.Biol.Med.,204:289−300及び米国特許第5,436,146号を参照)。
遺伝子治療への他の取り組みは、エレクトロポレーション、リポフェクション、リン酸カルシウムを介したトランスフェクション、又はウイルス感染などの方法により、組織培養物中の細胞に遺伝子を導入することを含む。通常、導入の方法は、選択可能マーカーの細胞への導入を含む。次いで導入遺伝子を取り込み発現する細胞を選択、単離する。次いでそれらの細胞を被験者に送達する。
この実施形態では、核酸を細胞中に導入した後に、得られる組換え細胞をインビボ投与する。このような導入は、当技術分野で公知のいずれかの方法、例えば、これらに限定されないが、トランスフェクション、エレクトロポレーション、マイクロインジェクション、核酸配列を含有するウイルス又はバクテリオファージベクターを用いる感染、細胞融合、染色体を介した遺伝子導入、微小細胞を介した遺伝子導入、スフェロプラスト融合などにより実施することができる。外来遺伝子を細胞中に導入するための多数の技術が本技術分野で公知であり(例えば、Loefflerら,(1993),Gene Transfer Into Primary And Established Mammalian Cell Lines With Lipopolyamine−Coated DNA,Meth.Enzymol.,217:599−618;Cottenら,(1993),Receptor−Mediated Transport Of DNA Into Eukaryotic Cells,Meth.Enzymol.,217:618−644を参照)、受容細胞の必要な発生的及び生理学的機能が破壊されないことを条件として本発明に従って利用することができる。その技術は核酸の細胞への安定な導入を提供して、それにより核酸が細胞により発現可能になり、そして好ましくはその細胞子孫に遺伝してかつ発現されうるものでなければならない。
得られる組換え細胞は、本技術分野で公知の様々な方法により被験者に送達することができる。組換え血液細胞(例えば、造血幹細胞又は前駆細胞)は、好ましくは、静脈内に投与される。使用のために想定される細胞量は、所望の効果、患者の状態などに依存し、当業者が決定することが可能である。
遺伝子治療の目的で核酸が導入される細胞は、あらゆる所望の入手可能な細胞型を包含し、これらに限定されないが、上皮細胞、内皮細胞、ケラチノサイト、線維芽細胞、筋細胞、肝細胞、及びTリンパ球、Bリンパ球、単球、マクロファージ、好中球、好酸球、巨核球、顆粒球などの血液細胞、様々な幹細胞又は前駆細胞、特に、例えば、骨髄、臍帯血、末梢血、胎児肝などから得られる造血幹細胞又は前駆細胞を含む。
好ましい実施形態では、遺伝子治療に使用される細胞は被験者自身に由来するものである。
組換え細胞を遺伝子治療に使用する実施形態では、抗体又は融合タンパク質をコードする核酸配列を細胞中にそれらが該細胞又はその子孫により発現されるように導入し、次いでその組換え細胞を治療効果のためにインビボで投与する。具体的な実施形態では、幹細胞又は前駆細胞を用いる。単離可能でインビトロで維持できる幹細胞及び/又は前駆細胞はどれも本発明のこの実施形態に従って利用できる可能性がある(例えば、国際公開WO94/08598;Stempleら,(1992),Isolation Of A Stem Cell For Neurons And Glia From The Mammalian Neural Crest,Cell,7,1:973−985;Rheinwald,(1980),Serial Cultivation Of Normal Human Epidermal Keratinocytes,Meth.Cell Bio.,21A:229−254;及びPittelkowら,(1986),New Techniques For The In Vitro Culture Of Human Skin Keratinocytes And Perspectives On Their Use For Grafting Of Patients With Extensive Burns,Mayo Clinic Proc.,61:771−777を参照)。
具体的な実施形態では、遺伝子治療の目的で導入される核酸は、コード領域と機能的に連結された誘導性プロモーターを含み、それにより適当な転写誘導物質の有無を制御することにより核酸の発現が制御可能となる。
5.9.3.キット
本発明は、本発明の分子を充填した1つ以上の容器を有する医薬パック又はキットを提供する。更に、疾患の治療に有用な1つ以上の他の予防又は治療薬を、医薬パック又はキット中に含めることもできる。本発明はまた、本発明の医薬組成物の1つ以上の成分を充填した1つ以上の容器を有する医薬パック又はキットを提供する。場合によっては、このような容器に、医薬又は生物学的製品の製造、使用又は販売を規制する政府当局が定める形式で、ヒトへの投与のための製造、使用又は販売の行政当局による認可を反映する注意書きを添付することができる。
本発明は、上記の方法で使用することができるキットを提供する。一つの実施形態では、キットは1つ以上の本発明の分子を有する。他の実施形態では、キットは更に、1つ以上の容器中に、癌の治療に有用な1つ以上の他の予防又は治療薬を有する。別の実施形態では、キットは更に、癌に関連する1つ以上の癌抗原と結合する1つ以上の細胞毒性性抗体を含有する。ある実施形態では、他の予防又は治療薬は化学療法剤である。他の実施形態では、予防又は治療薬は生物学的又はホルモン治療薬である。
5.10.治療上の有用性の特徴付け及び検証
ヒトに使用する前に、本発明の医薬組成物、予防又は治療薬のいくつかの態様は、好ましくは、インビトロで、細胞培養系で、及びげっ歯類動物モデル系などの動物モデル生物で、所望の治療活性について試験する。例えば、特定の医薬組成物の投与が適切なものかどうかを確認するのに用いることができるアッセイには、患者組織試料を培養で増殖させ、本発明の医薬組成物に曝露するか又は接触させ、そして組織試料に対する該組成物の効果を観察する、細胞培養アッセイが含まれる。組織試料は患者から生検により得ることができる。この試験により、個々の患者に対して治療上最も有効な予防又は治療分子を同定することができる。様々な具体的実施形態では、インビトロアッセイを、自己免疫疾患又は炎症性疾患に関係する細胞型の代表的細胞(例えば、T細胞)を用いて実施し、本発明の医薬組成物がそのような細胞型に対して所望の効果を奏するかどうかを確認することができる。
予防薬及び/又は治療薬の組合せは、ヒトで使用する前に、適当な動物モデル系で試験することができる。このような動物モデル系としては、これらに限定されないが、ラット、マウス、ニワトリ、ウシ、サル、ブタ、イヌ、ウサギなどが挙げられる。本技術分野で周知のいずれの動物系を使用してもよい。本発明の具体的な実施形態では、予防及び/又は治療薬の組合せはマウスモデル系で試験する。このようなモデル系は広く使用されていて、当業者に周知である。予防及び/又は治療薬は反復して投与することができる。この手順の態様のいくつかは変更してもよい。かかる態様には、予防及び/又は治療薬の投与計画の時間的管理、及びこのような薬剤を別々に投与するのか混合物として投与するのかが含まれる。
本発明の方法に使用する好ましい動物モデルは、例えば、マウスエフェクター細胞上にヒトFcγRを発現するトランスジェニックマウスであり、例えば、米国特許第5,877,396号(参照することによりその全体を本明細書に組み入れる)に記載されたいずれかのマウスモデルを本発明に用いることができる。本発明の方法に使用するトランスジェニックマウスとしては、これらに限定されないが、ヒトFcγRIIIAを保有するマウス;ヒトFcγRIIAを保有するマウス;ヒトFcγRIIB及びヒトFcγRIIIAを保有するマウス;ヒトFcγRIIB及びヒトFcγRIIAを保有するマウスが挙げられる。好ましくは、上記の機能的アッセイ法において最大活性を示した変異を、ヒトへの使用に先立って動物モデル研究に使用して試験する。動物モデルでの使用に十分な量の抗体を、上記の方法、例えば、本明細書に開示、例示される哺乳類発現系及び精製法を用いて調製してもよい。
マウス異種移植モデルを用いて、腫瘍特異的標的に対して作製されたマウス抗体の効力を、本発明のダイアボディ分子のエピトープ結合ドメインの親和性及び特異性、並びに免疫応答を引き出すダイアボディの能力に基づいて試験してもよい(Wuら,(2001),Mouse Models For Multistep Tumorigenesis,Trends Cell Biol.,11:S2−9)。マウスエフェクター細胞上にヒトFcγRを発現するトランスジェニックマウスは唯一のものであり、ヒトFc−FcγR相互作用の効力を試験するためのオーダーメイドの動物モデルである。以下の表11に挙げられているようなJeffrey Ravetch博士の研究室で作製されたFcγRIIIA、FcγRIIB及びFcγRIIAトランスジェニックマウス系統の対が(Rockefeller大学とSloan Kettering癌センターとのライセンス契約を介して)利用可能である。
Figure 0005734201
本発明の併用療法の抗炎症活性は、本技術分野で公知の、Crofford L.J.及びWilder R.L.,Arthritis and Autoimmunity in Animals,Arthritis and Allied Conditions:A Textbook of Rheumatology,McCartyら(編),第30章(Lee and Febiger,1993)に記載の様々な炎症性関節炎の実験動物モデルを利用して決定することができる。炎症性関節炎及び自己免疫リウマチ疾患の実験的及び自然発生的動物モデルはまた、本発明の併用療法の抗炎症活性を評価するために利用することもできる。以下にアッセイ法の例のいくつかを示すが、これらに限定されない。
当技術分野で公知であり、広く利用される関節炎又は炎症性疾患の主な動物モデルとしては、アジュバント誘導関節炎ラットモデル、コラーゲン誘導関節炎ラット及びマウスモデル、並びに抗原誘導関節炎ラット、ウサギ及びハムスターモデルが挙げられる。これら全ては、Crofford L.J.及びWilder R.L.,Arthritis and Autoimmunity in Animals,Arthritis and Allied Conditions:A Textbook of Rheumatology,McCartyら(編),第30章(Lee and Febiger,1993)に記載され、これらは参照することによりその全体を本明細書に組み入れる。
本発明の併用療法の抗炎症活性は、カラゲナン誘導関節炎ラットモデルを用いて評価することができる。カラゲナンが誘導する関節炎はまた、慢性関節炎又は炎症の研究において、ウサギ、イヌ及びブタでも利用されている。定量的な組織形態計測的評価が治療効力の決定に用いられる。このようなカラゲナン誘導関節炎モデルを利用する方法は、Hansra P.ら,(2000),Carrageenan−Induced Arthritis In The Rat,Inflammation,24(2):141−155に記載されている。また、ザイモサン誘導炎症動物モデルも一般的に利用されており、本技術分野で公知である。
本発明の併用療法の抗炎症活性はまた、カラゲナンが誘導するラットの足浮腫の抑制を、Winter C. A.ら,(1962),Carrageenan−Induced Edema in Hind Paw of the Rat as an Assay for Anti−inflammatory Drugs,Proc.Soc.Exp.Biol.Med.,111,544−547に記載の方法を改変して用いて測定することにより、評価することもできる。このアッセイ法はほとんどのNSAIDの抗炎症活性に対する一次インビボスクリーニングとして用いられており、ヒトでの効力を予測すると考えられている予防又は治療試験薬の抗炎症活性は、媒体を投与した対照群に対する試験群の後足重量増加の抑制パーセントとして表される。
更に、炎症性腸疾患の動物モデルを、本発明の併用療法の効力を評価するのに用いることもできる(Kimら,(1992),Experimental Colitis In Animal Models,Scand.J.Gastroentrol.,27:529−537;Strober,(1985),Animal Models Of Inflammatory Bowel Disease−An Overview,Dig.Dis.Sci.,30(12,Suppl):3S−10S)。潰瘍性大腸炎及びクローン病は、動物に誘導しうるヒト炎症性腸疾患である。これらに限定されないが、アミロペクチン、カラゲーニン、硫酸アミロペクチン及び硫酸デキストランを含む硫酸化された多糖類、又はこれらに限定されないが、トリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)及び酢酸を含む化学刺激剤を動物に経口投与して炎症性腸疾患を誘導することができる。
自己免疫疾患の動物モデルもまた、本発明の併用療法の効力を評価するのに用いることができる。I型糖尿病、甲状腺自己免疫、全身性エリテマトーデス、及び糸球体腎炎などの自己免疫疾患の動物モデルが開発されている(Flandersら,(1999),Prevention Of Type 1 Diabetes From Laboratory To Public Health,Autoimmunity,29:235−246;Rasmussenら,(1999),Models To Study The Pathogenesis Of Thyroid Autoimmunity,Biochimie,81:511−515;Foster,(1999),Relevance Of Systemic Lupus Erythematosus Nephritis Animal Models To Human Disease,Semin.Nephrol.,19:12−24)。
更に、当業者に公知のいずれのアッセイ法も、自己免疫及び/又は炎症性疾患に対する本明細書に開示した併用療法の予防上及び/又は治療上の有用性を評価するのに用いることができる。
本発明の予防及び/又は治療プロトコルの毒性及び効力は、細胞培養又は実験動物における標準的な薬学的手法により、例えば、LD50(集団の50%に対する致死量)及びED50(集団の50%における治療有効量)を測定することにより、決定することができる。毒性と治療効果の間の用量比が治療指数であり、LD50/ED50比として表現される。大きな治療指数を示す予防及び/又は治療薬が好ましい。毒性副作用を示す予防及び/又は治療薬を使用することはできるが、このような薬物を罹患組織の部位にターゲッティングする送達システムを設計して、非罹患細胞が損傷を受ける可能性を最小限に抑え、それにより副作用を軽減するよう注意を払うべきである。
細胞培養アッセイ及び動物研究から得られたデータは、ヒトに使用する予防及び/又は治療薬の投与量の範囲を決定するのに利用することができる。このような薬物の投与量は、好ましくは、毒性が低いか全くなく、ED50を含む循環濃度の範囲内にある。投与量は、採用する投与剤形及び利用する投与経路に依存して変わりうる。本発明の方法で使用するいずれの薬物においても、治療上有効な用量はまず細胞培養アッセイから推定することができる。用量は、動物モデルにおいて、細胞培養で決定したIC50(即ち、症状の最大半量の抑制を達成する試験化合物の濃度)を含む循環血漿濃度範囲を達成するように、決定してもよい。このような情報は、ヒトに有用な投与量を更に正確に決定するのに用いることができる。血漿中の濃度は、例えば、高速液体クロマトグラフィーにより測定することができる。
本発明に従って使用される治療法の抗癌活性はまた、ヒト異種移植片をもつSCIDマウスモデル、トランスジェニックマウス又はヌードマウスなどの癌研究用の様々な実験動物モデルや、ハムスターやウサギなどの動物モデルを用いることにより決定することもでき、これらは当技術分野で公知であり、Relevance of Tumor Models for Anticancer Development(1999,Fiebig及びBurger編);Contributions to Oncology (1999,Karger);The Nude Mouse in Oncology Research(1991,Boven及びWinograd編);及びAnticancer Drug Development Guide(1997編、Teicher)(これらは参照することによりその全体を本明細書に組み入れる)に記載されている。
本発明の分子の治療効力を決定するのに好ましい動物モデルは、マウス異種移植モデルである。異種移植腫瘍の供給源として用いることができる腫瘍細胞株としては、これらに限定されないが、乳腺癌の患者から得られるSKBR3及びMCF7細胞が挙げられる。これらの細胞は、erbB2とプロラクチンとの両者の受容体を有する。SKBR3細胞は、ADCC及び異種移植腫瘍モデルとして、本技術分野において通常用いられている。これとは別に、ヒト卵巣腺癌に由来するOVCAR3細胞を異種移植腫瘍の供給源として用いることができる。
本発明のプロトコルと組成物は、ヒトに使用する前に、好ましくは、インビトロで、次いでインビボで、所望の治療又は予防活性について試験される。治療薬及び治療法は、腫瘍又は悪性培養細胞株の細胞を用いてスクリーニングしてもよい。本技術分野において標準的な多くのアッセイ法を、このような生存及び/又は増殖を評価するのに用いることができる。例えば、細胞増殖は3H−チミジン取込みを測定することにより、直接細胞計数により、プロトオンコジーン(例えば、fos、myc)又は細胞周期マーカーなどの公知の遺伝子の転写活性の変化を検出することにより評価することができ、細胞生存率はトリパンブルー染色により評価することができ、分化は形態の変化、軟寒天中での増殖及び/又はコロニー形成の減少又は三次元基底膜又は細胞外マトリックス調製物中の管状ネットワーク形成などに基づいて視覚的に評価することができる。
治療に用いる化合物は、ヒトで試験する前に好適な動物モデル系で試験することができ、動物としては、これらに限定されないが、ラット、マウス、ニワトリ、ウシ、サル、ウサギ、ハムスターなどが挙げられ、例えば、上記の動物モデルで試験することができる。化合物はその後、適当な臨床試験で使用される。
更に、当業者に公知の任意のアッセイ法を使用して、癌、炎症性疾患、又は自己免疫疾患の治療又は予防について本明細書に開示した併用療法の予防上及び/又は治療上の有効性を評価することができる。
6.1.共有結合型二重特異性ダイアボディの設計と特徴付け
単一特異性共有結合型ダイアボディ及び二重特異性共有結合型ダイアボディを構築し、それぞれの組換え体の作製、精製及び結合特性を評価した。本明細書に記載した組換え発現系によって作製され、アフィニティー精製されたダイアボディ分子は、単一の二量体種から成ることがSDS−PAGE及びSEC解析により判明した。ELISA及びSPR解析により、共有結合型二重特異性ダイアボディは両方の標的抗原に親和性を示し、及び両方の抗原と同時に結合できることが更に明らかになった。
材料及び方法
ポリペプチド分子の構築及び設計
核酸発現ベクターを設計し、図2に模式的に示した4つのポリペプチド構築物を作製した。構築物1(配列番号9)は、FcγRIIBを認識するヒト化2B6抗体のVLドメインとFcγRIIIAとを認識するヒト化3G8抗体のVHドメインを含んでいた。構築物2(配列番号11)は、Hu3G8のVLドメインとHu2B6のVHドメインとを含んでいた。構築物3(配列番号12)は、Hu3G8のVLドメインとHu3G8のVHドメインとを含んでいた。構築物4(配列番号13)は、Hu2B6のVLドメインとHu2B6のVHドメインとを含んでいた。
PCR及び発現ベクターの構築
VL及びVHドメインのコード配列を、最初のPCR産物が重複配列を含むように設計したフォワード及びリバースプライマーを用いて鋳型DNAから増幅した。これにより、重複PCRで所望のポリペプチド構築物のコード配列を作製することが可能となる。
鋳型DNAの最初のPCR増幅
約35ngの鋳型DNA、例えば、目的の抗体の軽鎖及び重鎖、1μLの10μMフォワードプライマー及びリバースプライマー、2.5μLの10×pfuUltra緩衝液(Stratagene,Inc.)、1μLの10mMdNTP、1μLの2.5ユニット/μLのpfuUltraDNAポリメラーゼ(Stratagene,Inc.)、及び総量25μLになるように加えた蒸留水を、微量遠心チューブ内で静かに混合し、微量遠心分離機で短時間回転して反応混合物をチューブの底に集めた。PCR反応を、GeneAmpPCRシステム9700(PE Applied Biosystem)を用いて行った。反応は、94℃で2分間、続いて94℃で15秒間、58℃で30秒間及び72℃で1分間を25サイクルに設定した。
Hu2B6のVLは、Hu2B6の軽鎖からフォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号55及び56、を用いて増幅した。Hu2B6のVHは、Hu2B6の重鎖からフォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号57及び58、を用いて増幅した。Hu3G8のVLは、Hu3G8の軽鎖からフォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号55及び59、を用いて増幅した。Hu3G8のVHは、Hu3G8の重鎖から、フォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号60及び61、を用いて増幅した。
PCR産物を1%アガロースゲルにて120Vで30分間、電気泳動した。PCR産物をゲルから切り出し、MinEluteゲル抽出キット(Qiagen,Inc.)を用いて精製した。
重複PCR
最初のPCR産物を下記のように混合し、鋳型DNAの最初の増幅で説明したPCR条件と同一の条件を用いて増幅した。重複PCRの産物も、上記のように精製した。
構築物1をコードする核酸配列、配列番号9(図2に模式的に示す)をHu2B6のVLとHu3G8のVHとのPCR増幅産物、及びフォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号55及び61、を混合して増幅した。構築物2をコードする核酸配列、配列番号11(図2に模式的に示す)をHu3G8のVLとHu2B6のVHとのPCR増幅産物、及びフォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号55及び58、を混合して増幅した。構築物3をコードする核酸配列、配列番号12(図2に模式的に示す)をHu3G8のVLとHu3G8のVHとのPCR増幅産物、及びフォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号55及び61、を混合して増幅した。構築物4をコードする核酸配列、配列番号13(図2に模式的に示す)をHu2B6のVLとHu2B6のVHとのPCR増幅産物、及びフォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号55及び58、を混合して増幅した。
VLドメインのフォワードプライマー(即ち、配列番号55)及びVHドメインのリバースプライマー(即ち、配列番号58及び配列番号61)は、発現ベクター内へ最終産物のクローニングする独特の制限部位を含んでいる。精製された重複PCR産物を制限エンドヌクレアーゼNheI及びEcoRIで消化し、哺乳動物発現ベクターpCIneo(Promega,Inc.)内にクローニングした。構築物をコードするプラスミドを表12に示すように命名した。
Figure 0005734201
ポリペプチド/ダイアボディの発現
構築物1をコードするpMGX0669を、構築物2をコードするpMGX0667と共に、Lipofectamine2000(Invitrogen)を用いて、製造者の説明書に従ってHEK−293細胞にコトランスフェクトした。これら2つのプラスミドのコトランスフェクションは、FcγRIIB及びFcγRIIIAの両方に対して免疫特異的な共有結合型二重特異性ダイアボディ(CBD)(h2B6−h3G8ダイアボディ)が発現するように設計されている。構築物3及び4をそれぞれコードするpMGX0666及びpMGX0668を、それぞれFcγRIIIA(h3G8ダイアボディ)及びFcγRIIB(h2B6ダイアボディ)に対してそれぞれ免疫特異的な共有結合型単一特異性ダイアボディ(CMD)の発現のために、HEK−293細胞に別々に導入した。培養3日後、分泌された産物を条件培地から精製した。
精製
ダイアボディを条件培地から、CNBr活性化セファロース4Bに結合させた関連抗原を用いて回収した。充填前にアフィニティーセファロース樹脂を20mMトリス塩酸(pH8.0)で平衡化した。充填後、溶出前に、樹脂を平衡化緩衝液で洗浄した。ダイアボディを、50mMグリシン、pH3.0、を用いて洗浄済み樹脂から溶出した。溶出したダイアボディを、1Mトリス塩酸(pH8.0)で直ちに中和し、遠心分離型濃縮器を用いて濃縮した。濃縮したダイアボディを、更にPBSで平衡化したSuperdex200カラムを用いてサイズ排除クロマトグラフィーによって精製した。
SEC:サイズ排除クロマトグラフィーを用いて、カラムから溶出されたダイアボディのおおよその大きさと不均一性を解析した。SEC解析は、PBSで平衡化したGE healthcare Superdex200HR10/30カラムで行われた。全長IgG(約150kDa)、Fab断片(約50kDa)及び一本鎖Fv(約30kDa)の溶出プロファイルとの比較を対照として用いた。
ELISA:溶出及び精製されたダイアボディの結合性を、ELISAアッセイによってセクション5.4.2で説明したように、特徴付けした。96−ウェルMaxisorpプレートを、1ウェル当たり50μLの2μg/mLのsCD32B−Ig溶液で、炭酸緩衝液中、4℃で一晩被覆した。プレートをPBS−T(PBS、0.1%Tween20)で3回洗浄し、0.5%BSA含有PBS−T溶液で30分間、室温にてブロッキング処理した。続いて、h2B6−h3G8CBD、h2B6CMD又はh3G8CMDを、ブロッキング緩衝液を用いて倍々希釈し、0.5μg/mLから0.001μg/mLまでの範囲のダイアボディ濃度を作製した。その後、プレートを室温で1時間インキュベートした。PBS−Tで3回洗浄した後、0.2μg/mLのsCD16A−ビオチンを1ウェル当たり50μLで、各ウェルに添加した。プレートを再び室温で1時間インキュベートした。PBS−Tで3回洗浄した後、1:5000希釈したHRP結合ストレプトアビジン(Amersham Pharmacia Biotech)を検出のために1ウェル当たり50μL用いた。HRP−ストレプトアビジンを45分間、室温でインキュベートした。プレートをPBS−Tで3回洗浄し、TMB基質を1ウェル当たり80μL用いて発色させた。10分間のインキュベーション後、1%H2SO4を1ウェル当たり40μL加えることによって、HRP−TMB反応を停止させた。OD450nmを96ウェルプレートリーダーとSOFTmaxソフトウェアを用いて読み込み、結果はGraphPadPrism3.03ソフトウェアを用いてプロットした。
バイアコアアッセイ
溶出及び精製されたダイアボディの結合の動態パラメーターを、セクション5.4.3で説明したようにバイアコアアッセイ(BIAcore instrument1000,BIAcore Inc.,Piscataway,N.J.)及び付属のソフトウェアを用いて解析した。
sCD16A、sCD32B、又はsCD32A(陰性対照)を、センサーチップ表面の4つのフローセルのうちの1つ(フローセル2)に、いずれの受容体も約1000の応答ユニット(RU)が表面上に固定されるように、(NHS/EDCの混合物によるカルボキシメチル基の改変によって)アミン結合化学物を介して固定した。これに続いて、未反応の活性エステルを、1MEt−NH2を注入して「完成」した。調製した表面上に、6.25〜200nMの共有結合型二重特異性ダイアボディ(h2B6−h3G8CBD)又は共有結合型単一特異性ダイアボディ(h2B6CMD又はh3G8CMB)溶液を、70mL/minの流速で180秒間、流した。h3G8scFVも比較用に試験した。
全データセットを回収した時点で、得られた結合曲線を、製造業者であるBIAcore社(Piscataway,NJ)より提供されるコンピュータアルゴリズムを用いて、全体的に近似した。これらのアルゴリズムにより、Kon及びKoffの両者を算出し、これから、見かけの平衡結合定数KDが2つの速度定数の比(即ちKoff/Kon)として推定される。個々の速度定数をどのように導き出すかについてのより詳細な処理については、BIAevaluaionソフトウェアハンドブック(BIAcore,Inc.,Piscataway,NJ)で知ることができる。
会合及び解離相は別々に近似した。解離速度定数は180秒の解離相の32〜34秒間隔に対して得られ、会合相の一致は1:1ラングミュアモデルにより得、塩基の近似は二重特異性ダイアボディとscFvに関するRmax及びカイ二乗法に基づいて選択し、二価解析物の近似はCMD結合に使用した。
結果
非還元条件下でのSDS−PAGE分析により、h3G8CMD、h2B6CMD及びh2B6−h3G8CBD発現系の精製産物は、約50kDaの推定分子量を有する、それぞれ単一種であることが明らかとなった(図3のそれぞれレーン4、5及び6)。還元条件下では、CMDの各発現系から精製された産物は、単一バンド(レーン1及び2)として移動したが、h2B6−h3G8CBD系から精製された産物は、2つの異なるタンパク質(図3、レーン3)であることが明らかとなった。発現系から精製され、還元条件下でSDS−PAGEによって視覚化されたポリペプチドの全てが、約28kDaの位置に移動した。
各発現系産物のSEC分析でも、それらが単一分子種であり(図4B)、それぞれIgGのFab断片(約50kDa)とほぼ同じ時間で溶出されること(図4A)が明らかとなった。これらの結果は、アフィニティー精製した産物がCMD発現系の場合は同種の共有結合型ホモ二量体であり、またh2B6−h3G8CBDの場合は同種の共有結合型へテロ二量体であることを示している。
ELISAサンドイッチアッセイを使用して、CD32B及び/又はCD16Aのいずれか一方又は両方に対するh2B6−h3G8CBDの結合特異性を試験した(図5)。CD32Bを標的抗原として使用し、またCD16Aを第2プローブとして使用した。ELISAの陽性シグナルにより、ヘテロニ量体であるh2B6−h3G8CBDは両抗原に対して特異性を有することが明らかとなった。h3G8CMD(CD32Bに結合しないはずである)での同様の試験では、シグナルが見られなかった。
SPR解析は、h3G8CMDがsCD16を免疫特異的に認識するがsCD32Bを認識しないこと、h2B6CMDがsCD32Bを免疫特異的に認識するがsCD16を認識しないこと、そしてh2B6−h3G8CBDがsCD16とsCD32Bの両方を免疫特異的に認識することを示した(図6A−B)。試験したダイアボディはいずれも、対照受容体sCD32Aには結合しなかった(図6C)。
また、SPR解析を使用して、sCD16及び/又はsCD32Bに対する2つのCMD及びh2B6−h3G8CBDの速度定数及び平衡定数を推定した。結果をh3G8 scFVについて算出したた上記定数と比較した。図7A−Eは、SPR解析の結果をグラフで示したものである。図7に描かれた結果から計算された、動的オン及びオフ速度、並びに平衡定数を表13に示す。
Figure 0005734201
ELISA解析の結果と合わせ、調査によりh2B6−h3G8共有結合型へテロニ量体はCD32B及びCD16の両者に対して特異性を保持していること、及び両抗原に同時に結合することができることが確認された。本分子を図8に模式的に示す。
6.2.Fcドメインを含む共有結合型二重特異性ダイアボディの設計と特徴付け
IgG様分子、即ち、Fcドメインを有する分子を作るために、実施例6.1で示したヘテロ二量体CBD分子を有するポリペプチドの1つを、更にFcドメイン(抗体の重鎖及び軽鎖に類似する「重い」鎖及び「軽い」鎖を作り出す)を有するように改変した。従って、ヘテロ二量体の二重特異性分子が同種分子と二量体化するFcドメインを含むことで、四価の四量体IgG様分子(即ち、ヘテロ二量体の二重特異性分子のFcドメインを介して二量体化することで形成される分子)が形成される。興味深いことに、このような四量体分子は、例えば、標的抗原に対する免疫特異的結合性について条件培地を試験する機能アッセイでは、組換え発現系の条件培地中に検出されなかった。代わりに、VL、VH及びFcドメインからなる単量体を有する二量体分子のみが、前記機能アッセイで検出された。理論上の四量体構造が安定性の面で問題となるかどうかを試験するために、Fcドメインを有するポリペプチドがヒンジ領域を更に有するように遺伝子操作し、一方「軽い」鎖を有するポリペプチドは更にヒトκ軽鎖の定常ドメインの6個のC末端アミノ酸を含むように遺伝子操作した。このように遺伝子操作した「重い」及び「軽い」鎖を組換え発現系で共発現させたとき、機能アッセイによって、標的抗原と抗Fc抗体の両者に免疫特異的に結合できるダイアボディ分子が検出された。
材料及び方法
ポリペプチド分子の構築及び設計
実施例6.1に示した構築物1及び2の改変型を作製するために、核酸発現ベクターを設計した。構築物5(配列番号14)及び6(配列番号15)は、更にFcドメインを含むように、それぞれ構築物1及び2を遺伝子操作することにより作製された。構築物7(配列番号16)は、構築物1を遺伝子操作して、更にそのC末端に配列FNRGEC(配列番号23)を含むように作製した。構築物8(配列番号18)は、構築物2を遺伝子操作して、更にヒンジ領域とFcドメイン(V215A変異を含む)を含むように作製した。構築物5〜8を図9に模式的に示す。
PCR及び発現ベクターの構築
PCR及びPCR産物の精製プロトコルは全て、実施例6.1で説明した通りである。プラスミドpMGX0669及びpMGX0667を、それぞれ構築物1及び2のコード配列用の鋳型として用いた。HuIgGのFcドメイン用の及び/又はヒンジドメイン用のコード配列は、それぞれ配列番号5又は配列番号1及び配列番号5とした。鋳型DNAのコード配列は、PCR産物が重複配列を含み、重複PCRが所望の産物のコード配列を生成するように、フォワード及びリバースプライマーを用いて増幅した。
構築物1のコード配列は、pMGX0669からフォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号55及び配列番号62、を用いて増幅された。構築物2のコード配列は、pMGX0667から、フォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号55及び配列番号63、を用いて増幅された。HuIgGヒンジ−Fcは、フォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号65及び配列番号66、を用いて増幅した。構築物7(配列番号16)は、pMGX0669から、フォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号55及び配列番号67、を用いて増幅した。
重複PCR:最初のPCR産物を下記のように組み合わせて、実施例6.1で説明したように増幅及び精製した。
構築物5、配列番号14(図9に模式的に示す)をコードする核酸配列は、構築物1及びHuIgGFcのPCR増幅産物、並びにフォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号55及び配列番号64を組み合わせて増幅した。構築物6、配列番号15(図9に模式的に示す)をコードする核酸配列は、構築物2及びHuIgGFcのPCR増幅産物、並びにフォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号55及び配列番号66を組み合わせて増幅した。構築物8、配列番号18(図9に模式的に示す)をコードする核酸配列は、構築物2及びHuIgGヒンジ−FcのPCR増幅産物、並びにフォワード及びリバースプライマー、それぞれ配列番号55及び配列番号66を組み合わせて増幅した。
最終産物を、前述のように哺乳動物発現ベクターpCIneo(Promega,Inc.)内にクローニングした。構築物をコードするプラスミドは表14に示したように命名した。
Figure 0005734201
ポリペプチド/ダイアボディの発現
セクション6.1で記載したように、HEK−293細胞内への4つの別々のコトランスフェクション、即ち、構築物1及び6をそれぞれコードするpMGX0669及びpMGX0674、構築物2及び5をそれぞれコードするpMGX0667及びpMGX0676、並びに構築物7及び8をそれぞれコードするpMGX0677及びpMGX0678を、Lipofectamine2000を用いて行った。
これらのプラスミドのコトランスフェクションは、FcγRIIB及びFcγRIIIAの両者に免疫特異的なIgG様構造を有する、四価の二重特異性ダイアボディ(CBD)を発現するように設計した。構築物6及び5をそれぞれコードするpMGX0674及びpMGX0676の追加的なコトランスフェクションも行った。培養3日後、条件培地を回収した。条件培地中の分泌産物の量を、精製されたFcを基準に用いて、抗IgGFcELISAによって定量した。その後、試料中の産物の濃度を定量値に基づいて正規化し、この正規化した試料を以降のアッセイに使用した。
ELISA:培地中に分泌されたダイアボディ分子の結合性を、上記サンドイッチELISAで分析した。特に示した場合を除き、CD32Bをプレートコーティング用に、つまり標的タンパク質として用いた。また、HRP結合CD16をプローブとして使用した。
結果
ELISAアッセイにより、構築物1及び6(pMGX669−pMGX674)、構築物2及び5(pMGX667−pMGX676)、並びに構築物5及び6(pMGX674−pMGX676)を有する組換え発現系由来の正規化された試料を、CD32BとCD16Aとに同時に結合可能なダイアボディ分子の発現について試験した(図10)。ELISAデータは、構築物1及び6を用いたコトランスフェクション、又は構築物2及び5を用いたコトランスフェクションでは、一方又は両方の抗原に結合できる産物は生じなかった(図10、それぞれ□及び▲)。しかし、構築物5及び6のコトランスフェクションは、CD32B及びCD16Aの両抗原に結合できる産物の分泌をもたらした。後者の産物は、構築物5及び6の二量体であり、図11に模式的に示した構造を有する各抗原に対する1つの結合部位を有しているイア。
IgG様へテロ四量体構造の形成を誘導するために、付加的な6個のアミノ酸のコード配列を構築物1のC末端に付加して、構築物7(配列番号16;図9に模式的に示す)を作製した。付加的な6個のアミノ酸FNRGEC(配列番号23)は、κ軽鎖のC末端に由来し、通常IgG分子内で重鎖の上部ヒンジドメインと相互作用する。また、ヒンジドメインを構築物6の内部に遺伝子操作で導入し、構築物8(配列番号18、及び図9)を作製した。構築物8は、更に、上部ヒンジ領域中にアミノ酸変異A215Vを有していた。構築物7及び構築物8をそれぞれコードする発現プラスミド、pMGX677及びpMGX678を、その後HEK−293細胞にコトランスフェクトし、上記のように発現させた。
構築物7及び8(pMGX0677+pMGX0678)を有する組換え発現系により産生されたダイアボディ分子のCD32B及びCD16Aへの結合について、構築物1及び6(pMGX669+pMGX674)、構築物2及び8(pMGX669+pMGX678)、及び構築物6及び7(pMGX677+pMGX674)(図12)を有する発現系により産生されたダイアボディ分子と、ELISAアッセイにより比較した。
既に述べたように、構築物1及び6(pMGX669+pMGX674)を有する発現系によって産生された分子は、CD32A及びCD16Aのいずれにも結合できないことが実証された(図10及び図12)。これに対して、構築物7及び6(pMGX0677+pMGX0674)の共発現、又は構築物7及び8(pMGX0677−pMGX0678)の共発現から得られた産物は、CD32B及びCD16の両方に結合できた(図12)。構築物7がC末端配列FNRGEC(配列番号23)を有することを除けば構築物1に相似であること、及び構築物8がヒンジドメイン及びA215V変異を有することを除けば構築物6に相似であることが注目される。このデータは、C−κ軽鎖のC末端に由来する追加の6アミノ酸(FNRGEC;配列番号23)を、Fcを持たない「軽い」鎖に付加することが、対応する重い鎖がヒンジドメインを含むか否かにかかわらず(即ちpMGX0677+pMGX0674及びpMGX0677−pMGX0678、図12)、四量体IgG様ダイアボディ分子の形成を安定化するのに役立つことを示している。Fcを有する「重い」ポリペプチドにヒンジドメインを付加することは、対応する「軽い」鎖へのC末端配列FNRGEC(配列番号23)の付加なしでは、明らかに同様の安定化を達成することができなかった(即ち、構築物2及び8(pMGX669+pMGX67)のコトランスフェクションの産物による結合が欠如している)。四量体ダイアボディ分子の構造を図3に模式的に示す。
6.3.四量体IgG様ダイアボディの形成におけるドメインの順番及び追加的なジスルフィド結合の効果
四量体IgG様ダイアボディ分子の「軽い」及び「重い」ポリペプチド鎖間の追加的な安定化の効果を、ポリペプチド鎖上の選択された残基をシステインで置換することによって調べた。付加的なシステイン残基は、「重い」鎖と「軽い」鎖との間に付加的なジスルフィド結合を付与する。更に、Fcドメイン又はヒンジ−Fcドメインをポリペプチド鎖のC末端からN末端に移すことで、結合活性に対するドメインの順番を調べた。付加的なジスルフィド結合を有する分子の結合活性は、そのような結合をもつ先に構築したダイアボディ分子と比べて変わらなかったが、Fc又はヒンジ−Fcドメインを、ダイアボディを構成する「重い」ポリペプチド鎖のN末端に移すことにより、その標的抗原の一方又は両方に対する二重特異性分子の結合親和性及び/又は結合力が驚くほど改善された。
材料及び方法
ポリペプチド分子の構築及び設計
実施例6.2で示した構築物5、6及び8の改変型を作製するために、核酸発現ベクターを設計した。構築物9(配列番号19)及び構築物10(配列番号20)(両者を図13に模式的に示す)は、Fcドメイン又はヒンジ−FcドメインがポリペプチドのC末端からN末端に移されていたことを除けば、それぞれ構築物8及び6に相似であった。更に、使用したFcドメインは全て、野生型IgG1のFcドメインであった。構築物11、配列番号21(図14に模式的に示す)は、C末端が配列FNRGEC(配列番号23)を更に有するように設計されたことを除けば、実施例6.1での構築物2に相似であった。構築物12、配列番号22(図14に模式的に示す)は、Fcドメインが更にヒンジ領域を有することを除けば、実施例6.2での構築物5に相似であった。また、構築物11及び12に関しては、2B6のVLドメイン及び2B6のVHドメインは、各ドメイン中のグリシンをシステインに置換した、単一アミノ酸変異(それぞれG105C及びG44C)を有していた。
PCR及び発現ベクターの構築
PCR及びPCR産物の精製プロトコルは全て、実施例6.1及び6.2で説明した通りである。
重複PCR
実施例6.1及び6.2に記載の方法を用いて、最終産物を構築し、増幅し、精製した。
最終産物を、前記のように哺乳動物発現ベクターpCIneo(Promega,Inc.)内にクローニングした。構築物をコードするプラスミドは表15に示すように命名した。
Figure 0005734201
ポリペプチド/ダイアボディの発現
セクション6.1で記載したように、Lipofectamine2000を用いてHEK−293細胞内に3種の異なるコトランスフェクション:構築物1及び9をそれぞれコードするpMGX0669及びpMGX0719、構築物1及び10をそれぞれコードするpMGX0669及びpMGX0718、並びに構築物11及び12をそれぞれコードするpMGX0617及びpMGX0717、を行った。これらのプラスミドのコトランスフェクションは、FcγRIIB及びFcγRIIIAの両方に免疫特異的なIgG様構造をもった四価の二重特異性ダイアボディ(CBD)を発現するように設計されている。培養3日後、条件培地を回収した。条件培地中の分泌産物の量を、精製したFcを基準として用いて、抗IgGFcELISAにより定量した。その後、試料中の産物の濃度を定量値に基づいて正規化し、この正規化した試料を以降のアッセイに使用した。
ELISA
培地中に分泌されたダイアボディ分子の結合性を、上記サンドイッチELISAによってアッセイした。特に示した場合を除き、CD32Bを、プレートを被覆するために、即ち、標的タンパク質として用いた。また、HRP結合CD16をプローブとして使用した。
ウェスタンブロット
上記3つのコトランスフェクションを形成する約15mLの条件培地を、非還元条件下でSDS−PAGEにより解析した。一枚のゲルをSimply・Blue・Safestain(Invitrogen)で染色し、他の同一のゲルを一般的な転写方法を用いてPVDFメンブレン(Invitrogen)に転写した。転写後、メンブレンを1×PBS中の5%脱脂粉乳でブロックした。その後、メンブレンを、2%脱脂粉乳1×PBS/0.1%Tween20中に1:8000希釈したHRP結合ヤギ抗ヒトIgG1H+L抗体の10mL中で室温にて1時間静かに撹拌しながらインキュベートした。1×PBS/0.3%Tween20で、それぞれ5分間ずつ2回洗浄した後、ECLウェスタンブロッティング検出システム(Amersham Biosciences)を用いて、製造者の説明書に従って室温で20分間、メンブレンを露光した。フィルムをX線処理装置で現像した。
結果
構築物1及び9、構築物1及び10、並びに構築物11及び12を有する組換え発現系由来の条件培地を、SDS−PAGE(非還元条件下)解析及びウェスタンブロッティング(抗IgGをプローブとして使用)によって解析した。ウェスタンブロットにより、構築物11及び12を含む系又は構築物9及び1を有する系由来の産物は、主に約150kDaの単一分子種(それぞれ図14のレーン3及び2)を形成することが明らかとなった。これらの産物はいずれも、ダイアボディを構成する「軽い」鎖と「重い」鎖との間に遺伝子操作による内部ジスルフィド結合を有している。一方、「軽い」鎖と「重い」鎖との間に遺伝子操作による内部ジスルフィド結合を有していない、構築物10及び1から形成された分子は、分子量約75kDa及び約100kDa(図14のレーン1)の少なくとも2つの分子種を形成した。
ウェスタンブロットの結果にもかかわらず、3つの産物のそれぞれがCD32A及びCD16の両方と結合できることがわかった(図15)。驚くべきことに、C末端にヒンジ−Fcドメインを有する産物(構築物11及び12から形成)と比べて、Fc(又はFc−ヒンジ)ドメインがFc含有ポリペプチド鎖(即ち「重い」鎖)のアミノ末端にある両方の発現系に由来する産物(構築物9+1及び構築物10+1)では、その標的ペプチド(即ちCD32B及び/又はCD16)の一方又は両方に対する親和性及び/又は結合力が増強されることが実証された。
6.4.ポリタンパク質前駆体のプロセシングにおける内部/外部切断部位の効果、及び共有結合型二重特異性ダイアボディの発現;ヒトIgGλ鎖及びヒンジドメインの一部を有する二重特異性ダイアボディの設計及び特徴付け
本明細書で説明したように、本発明のダイアボディの個々のポリペプチド鎖又はダイアボディ分子を、単一のポリタンパク質前駆体分子として発現させてもよい。実施例6.1〜6.3で説明した組換え系の、ポリタンパク質前駆体から機能的なCBDを適切にプロセシングして発現する能力を、内部切断部位、特にフューリン切断部位、によって分離されるCBDの第1及び第2ポリペプチド鎖の両方をコードする核酸を作製することによって試験した。機能的なCBDは、ポリタンパク質前駆体分子を有する組換え系から単離した。
実施例6.3で述べたように、ヒトκ軽鎖由来のC末端の6アミノ酸FNRGEC(配列番号23)の付加は、ダイアボディ形成を安定化することがわかった。おそらく、これは、配列番号23を有するドメインと、Fcドメイン又はヒンジ−Fcドメインを有するドメインとの間で鎖間相互作用が増強されるためと思われる。このλ鎖/Fc様相互作用の安定効果を、どちらのポリペプチド鎖もFcドメインを有さないCBDで試験した。ダイアボディの一方のポリペプチド鎖を遺伝子操作して、そのC末端に配列番号23を有するようにした。その相手方となるポリペプチド鎖は、IgGのヒンジドメインに由来するアミノ酸配列VEPKSC(配列番号77)を有するように遺伝子操作した。このCBDと構築物1及び2を有するCBD(実施例6.1由来)との比較により、ヒンジドメイン及びλ鎖に由来するドメインを有するCBDは、その標的エピトープの一方又は両方に対して僅かに大きい親和性を示すことが明らかとなった。
材料及び方法
ポリペプチド分子の構築及び設計
ポリタンパク質前駆体
2つのポリタンパク質前駆体分子を作製するように核酸発現ベクターを設計した。両分子を図17に模式的に示した。構築物13(配列番号95)は、ポリペプチド鎖のN末端側から順に、3G8のVLドメイン、2.4G2のVHドメイン(mCD32Bに結合する)、フューリン切断部位、2.4G2のVLドメイン、及び3G8のVHドメインを有していた。構築物13をコードするヌクレオチド配列を配列番号96に示す。構築物14(配列番号97)(図17)は、ポリペプチド鎖のN末端側から順に、3G8のVLドメイン、2.4G2のVHドメイン(mCD32Bに結合する)、フューリン切断部位、FMD(口蹄疫ウイルスプロテアーゼC3)部位、2.4G2のVLドメイン、及び3G8のVHドメインを有していた。構築物14をコードするヌクレオチド配列を配列番号98に示す。
核酸発現ベクターを、実施例6.1で示した構築物1及び2の改変型を作製するために設計した。構築物15(配列番99)(図17)は、構築物15のC末端がアミノ酸配列FNRGEC(配列番号23)を有することを除けば、実施例6.1で示した構築物1(配列番号9)に相似していた。構築物15をコードする核酸配列を配列番号100に示す。構築物16(配列番号101)(図17)は、構築物16のC末端がアミノ酸配列VEPSK(配列番号77)を有することを除けば、実施例6.1で示した構築物2に相似していた。構築物16をコードする核酸配列を配列番号102に示す。
PCR及び発現ベクターの構築
PCR及びPCR産物の精製プロトコルは全て、実施例6.1及び6.2で説明した通りである。
重複PCR
実施例6.1及び6.2に記載の方法により、適当なプライマーを使用して、最終産物を構築し、増幅し、精製した。
最終産物を、前述のように哺乳動物発現ベクターpCIneo(Promega,Inc.)内にクローニングした。構築物をコードするプラスミドは表16に示すように命名した。
Figure 0005734201
ポリペプチド/ダイアボディの発現
セクション6.1で記載したようにLipofectamine2000を用いてHEK−293細胞内に1回のトランスフェクション及び1回のコトランスフェクションを行った。単独のトランスフェクションでは、構築物13をコードするpMGX0750を、また、コトランスフェクションでは構築物15及び16をそれぞれコードするpMGX0752及びpMGX0753を用いた。培養3日後、条件培地を回収し、分泌された産物を上記のようにアフィニティー精製した。
ELISA
培地中に分泌されたダイアボディ分子の結合性を上記サンドイッチELISAによりアッセイした。マウスCD32Bを、プレートを被覆するために、即ち、標的タンパク質として用い、また、HRP結合CD16を、構築物15及び16のコトランスフェクションの産物用プローブとして使用した。mCD32Bを標的タンパク質として使用し、ビオチン結合CD16Aを構築物13を有する組換え系用のプローブとして使用した。
結果
構築物13を有する組換え発現系から得られた条件培地を、サンドイッチELISAで解析した。ELISAアッセイでは、mCD32B及び/又はCD16の一方又は両方への特異性についてCBDの結合性を試験した(図18)。CD32Bを標的抗原として利用し、またCD16Aを第2プローブとして用いた。ELISAにおける陽性シグナルにより、ポリタンパク質前駆体から生成されるヘテロ二量体h2.4G2−h3G8CBDは両抗原に対して特異性を有することが明らかとなった。
同様に、構築物15及び16をコードするベクターのコトランスフェクションによって生じた精製産物をELISAアッセイで試験し、構築物1及び2からなる産物(実施例6.1)と比較した。CD32Bを標的抗原として利用し、またCD16Aを第2プローブとして用いた。構築物1及び2からなる産物と同様、構築物15及び16の産物は、同時にCD32B及びCD16Aと結合できることがわかった。実際、構築物15及び16の産物では、標的抗原、即ちCD32B又はCD16Aの一方又は両方に対する親和性が僅かに亢進されていることがわかった。これは、構築物1及び2からなる産物にはない、λ鎖領域、FNRGEC(配列番号23)とヒンジ領域、VEPKSC、(配列番号77)の相互作用によって生じた、鎖間結合の安定性及び/又は忠実性の増加(野生型のVH−VLドメインの相互作用と比較したとき)によるものと思われる。
6.5.二重親和性再標的化試薬(「DART」)の多種親和性連結への使用
本発明の一つの態様は、新規二重親和性再標的化(DART)試薬及び多種親和性を結合させる新規方法に関する。「DART」は、1つ、2つ、3つ又はそれ以上の異なるエピトープ(これらは同一でも異なってもよい)に同時に結合できる、単一特異性、二重特異性、三重特異性等であってよい。「DART」はまた、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ又はそれ以上の分子に同時に結合できるように、一価、二価、三価、四価、五価、六価などであってよい。図35に示すように、DARTのこれら2つの特性を組み合わせて、例えば、四価の二重特異性抗体を作製してもよい。
改良点の一つは、原型の免疫受容体、huCD32B、に対する親和性の他に、ハプテンであるフルオレセインに対する親和性も有するDARTの開発である。このDARTは、「2B6/4420」と呼ばれ、フルオレセインを共役させた結合パートナーと相互作用する分子にhuCD32Bを連結できる、普遍的なアダプターとして作用する。CD32Bは、活性化シグナル伝達免疫複合体を束ねることにより、活性化シグナルを抑えることができるFc受容体である。最初の実行では、この技術により、新たなDART構築物を作製することを必要とせずに、huCD32Bで束ねるいくつかの生物学的標的を素早くスクリーニングできる。2B6/4420は、細胞表面受容体に対するフルオレセインで標識した抗体と簡単に混合することができ、これにより受容体に対する親和性により、DARTの作用と類似の作用を示す(図20)。更に、この試薬により、発現や作製が難しい親和性試薬の効果的な連結ができ、技術的制限を克服することができる。2B6/4420を含有するDARTが、研究手段として有用であることは明らかであり、臨床上も有用な候補である。HEK293細胞から作製された2B6/4420は、ELISAアッセイにおいてCD32Bとフルオレセインとに同時に結合できる。また、CD79とのコライゲーションを介して、CD32BをBCR複合体に導入することによって、細胞増殖を抑制することもできる。DARTの2B6アームは、異なる抗体配列又は他の関連する特異性を有する結合配列で置換してもよい。
材料及び方法
プラスミド構築物
2B6/4420は、ヒト化2B6MAb(hu2B6、MGA321)及び抗フルオレセインMAb、4420のキメラマウスFv/ヒトFc型配列に由来する。完全に組み立てたDARTは、2つのポリペプチドから成り、2つのFv領域の共有結合を有する。一方のポリペプチドは、分泌シグナル配列と、それに続く、アミノ酸残基GGGSGGGGから成るリンカーにより分離された、4420VHとの融合タンパク質として作製されるhu2B6VLから成る。κ軽鎖のC末端由来の配列FNRGECが、このポリペプチドのC末端に付加される。他方のポリペプチドは、ヒトIgG1Fd断片のC末端由来の配列VEPKSCをC末端に付加した、シグナル配列4420VL−GGGSGGGG−hu2B6VHから成る。2つの鎖のシステインがジスルフィド結合を形成し、2つのポリペプチドは共有結合的に連結される(図20)。前記のポリペプチドをコードするDNA配列は、存在するプラスミドからPCR増幅され、重複PCRにより結合され、NheI部位とEcoRI部位の間のpCIneo(Promega)内にクローニングされる。最後に、上述の方法と同様の方法により事前に構築されたhuCD32B及びhuCD16(2B6/3G8)に親和性を有するDARTを対照として使用した。
抗体
マウスモノクローナル抗体、抗ヒトCD79b、CB3.1及びCB3.2(ハイブリドーマ)は、Birmingham,Birmingham,ALのアラバマ大学のCooper医学博士より入手した。CB3.1及びCB3.2はフルオレセインイソチオシアナート(FITC)で、製造者の説明書(Pierce,Rockford IL)に従って標識した。Fc断片特異的ヤギ抗マウス(GAM)IgGのF(ab’)2断片は、Jackson研究所(West Grove,PA)から入手した。抗huCD32BマウスMAb、3H7、は社内で作製、精製した。ヤギ抗2B6Fvは、ヤギをhu2B6全抗体で免疫し、hu2B6のFv領域に対してアフィニティー精製して作製した。HuIgG、FITC−huIgG及びHRP−抗マウスIgGは、Jackson Immunoresearchから入手し、HRP−抗ヤギ抗体は、Southern Biotechから入手した。
DART発現
各鎖をコードするプラスミドは、製造者の説明書に従って、Lipofectamine2000(Invitrogen)を使用して293H細胞(Invitrogen)中にコトランスフェクトした。分泌されたタンパク質を、3日間隔で3〜4回回収し、不動化した可溶型CD32Bに対する液体クロマトグラフィーにより精製した。
ELISA
2B6/4420又は2B6/3G8DARTを、FITC標識タンパク質S(Novagen)、ヒトIgG又はFITC−huIgGで被覆したMaxiSorpプレート(Nalge Nunc)上に捕捉した。検出は、可溶性CD32B外部ドメイン、次いで3H7(CD32Bに特異的なマウスモノクローナル抗体)、及び最後に抗マウスHRP抗体を結合させることにより行った。あるいは、検出は、ヤギ抗2B6Fvポリクローナルアフィニティー精製抗血清、次いで抗ヤギHRP抗体を結合させて行ってもよい。HRP活性は、比色分析用TMB基質(Bio FX)を使用し、VersaMaxELISAプレートリーダーで検出した。
B細胞精製及び増殖アッセイ:末梢血単核細胞を、フィコール−パックプラス(Amersham Pharmacia Biotech,UK)勾配法により、健常者の血液を使用して分離した。Bリンパ球は、製造者の説明書に従って、Dynal B Cell Negative Isolationキット(Dynal Biotechnology Inc.,NY)を使用して単離した。単離したB細胞(CD20+)の純度は、FACS解析により90%以上であると推定された。増殖アッセイのために、精製B細胞を、平底96ウェルマイクロタイタープレート中のコンプリートRPMI1640培地に、最終容量200μLで、各ウェル当たり1×105個の濃度で播種し、抗体及びダイアボディの存在下及び不存在化に37℃、5%CO2中で48時間インキュベートした。その後1μCi/ウェルの[3H]チミジン(Perkin Elmer,Wellesley,MA)を添加し、更に回収前に16〜18時間インキュベーションを続けた。[3H]チミジンの取り込みを液体シンチレーションカウンターで測定した。
結果
2B6/4420DARTが活性で、特異的であることを実証するために、2つのELISA実験を行った。まず、2B6/4420又は2B6/3G8(陰性対照)を、ELISAプレート上に被覆されたフルオレセイン結合タンパク質(Sタンパク質)に結合させた。次いで、DARTの2B6アームを可溶性CD32Bにより係合させた。結合を、2B6と重ならないエピトープを有するCD32Bに対する他の抗体及びHRPコンジュゲート第2抗体により検出した。2B6/4420DARTは、フルオレセイン及びCD32Bの両者に同時に結合できるが、2B6/3G8はできない(図21、パネルA)。可溶性CD32Bで被覆されているプレート上にDARTが捕捉され、その結合がhu2B6Fvに特異的な抗体で検出される場合、それらのDARTは良好な結合を示している。2B6/4420DARTがヒトIgG(この試薬に最初から導入された)にコンジュゲートしたフルオレセインに結合できることを実証するために、フルオレセインで非標識又は標識されたHuIgGをELISAプレートに結合させ、2B6/4420を捕捉するのに使用した。この場合も、2B6/3G8を陰性対照として使用した。結合は、Hu2B6Fvに特異的な抗体を使用して検出した。2B6/4420DARTはFITC−HuIgGに明らかに結合するが、非標識HUIgGには結合せず、このDARTが抗体にコンジュゲートしたフルオレセインに結合することができるが、抗体単独では有意な結合を示さないことを示している。期待された通り、これらの状況のいずれにおいても、2B6/3G8DARTによる結合は検出されなかった。
2B6/4420DARTが細胞ベースのアッセイとの関連においてシグナル伝達に影響を与えることができる、二重親和性の試薬として機能できることを実証するための実験を行った。CD32BとBCRとの共凝集が、B細胞の活性を抑制することが示された。CD32Bをフルオレセインで標識したαCD79b抗体で被覆したBCRに会合させ、細胞増殖の阻害を引き起こす、2B6/4420DARTの能力を調査した。B細胞を、ヒト血液からネガティブ選択し、マウス抗ヒトCD79bFITC標識、クローンCB3.1及びCB3.2の濃度を上げながら処理し、Fc特異的GAMのF(ab’)2断片を二次試薬として添加して、フルオレセインを標的としない、所定濃度(5μg/mL)の2B6/4420DART又は当量の2B6/4420DARTともに、BCRを架橋することにより、活性化して、対照として使用した。[3H]チミジンの取り込みとして測定した細胞の増殖は、DARTの不存在下又は対照として使用した2B6/4420DARTの存在下において、モノクローナル抗CD79bFITC活性化剤の濃度の上昇とともに亢進した。2B6/4420DARTの存在は、抗ヒトCD79bFITCの全ての濃度範囲において、B細胞増殖の大きな低下をもたらした(図22のパネルA及びB、図23のパネルA)。
非標識CB3.2で被覆し、同じ実験条件により活性化したB細胞をその標的特異性が実証されている2B6/4420DARTで処理した場合には、増殖の抑制は認められなかった(図23のパネルB)。これらのデータは、2B6/4420DARTがCD32とBCRを架橋することができ、抗原受容体誘導性細胞活性化をブロックすることができる抑制性シグナルを送達することを示している。
6.6.CD32B発現B細胞悪性腫瘍のDART免疫治療
現在、B細胞悪性腫瘍の治療には、抗CD20抗体であるリツキサン(Rituxan(登録商標))を使用している。しかし、B細胞悪性腫瘍にはCD20を発現しないものや、リツキサンに耐性を示すものがある。本発明のDARTは、リツキサン(登録商標)抗CD20抗体に係わる問題を克服することができる、代替免疫治療薬を提供する。
MGD261は、hCD32B(h2B6抗体による)、hCD16A及びhCD16B(h3G8抗体による)に結合する二重親和性再標的化(DART)分子である。
MGD261の効果(B細胞除去)及び安全性を、mCD32−/−hCD16A+C57B1/6、mCD32−/−hCD32B+C57B1/6及びmCD32−/−hCD16A+hCD32B+C57B1/6で試験した。この繰り返し投与実験では、マウスに6回静脈内注射(週2回、3週間)した。B細胞除去はFACSによりモニターし、安全性については症状観察によりモニターした。
データは、二重トランスジェニックマウスにおいて、MGD261は、重大な副作用を引き起こすことなくB細胞を除去できることを示している。
データ
MacroGenicsの繁殖コロニー由来の、mCD32−/−hCD16A+C57B1/6、mCD32−/−hCD32B+C57B1/6及びmCD32−/−hCD16A+hCD32B+C57B1/6マウスに、MGD261(10、3、1又は0.3mg/kg)又は無関係の抗体(hE16、10mg/kg)を、第0、3、7、10、14及び17日目に静脈内注射した。血液を−19(前採血)、4、11、18、25及び32日目にFACS分析用に採血した。動物の健康及び活動状態を週3回記録した。
Figure 0005734201
FACS分析方法
全血試料を、h2B6−h3G8投与の18日前及び処置後4、11、18、25及び32日後に採取した。血液試料をFACSベースのアッセイにより解析して、B細胞の総数に対するh2B6−h3G8の効果を決定した。Beckman Coulterより入手したFlowCountビーズを用いて、非洗浄プロトコルにより、B細胞、T細胞及びPMNを計数した。解析に使用した抗体パネルとして、PMNについては1A8−FITC、T細胞についてはCD3−PE、B細胞についてはCD19−APC、全白血球についてはCD45−PerCPを使用した。
結果
hE16又はMGD261(全濃度において)で処理したマウスにおいて、全実験期間を通して異常は見られなかった。
hCD16A及びhCD32B二重トランスジェニックマウスに、B細胞除去が認められた。ダイアボディh2B6−3G8は、hCD16A発現エフェクター細胞及びhCD32B発現B細胞に関与しており、その関与はB細胞殺作用に必要である。B細胞除去は、単一の形質転換を施したマウスでは観察されなかった(図24)。研究期間中、T細胞及びPMN量に有意な変化は見られなかった。
本発明のその他の免疫治療を更に実証するために、「2.4G2−3G8DB」と呼ばれるMGD261の代替物を構築した。2.4G2−3G8DBは、mCD32B(2.4G2抗体による)、hCD16A及びhCD16B(h3G8抗体による)に結合する二重親和性再標的化(DART)分子である。
2.4G2−3G8DBの有効性(B細胞除去)及び安全性を、mCD16−/−、mCD16−/−hCD16A+C57B1/6、mCD16−/−hCD16B+及びmCDl6−/−hCD16A+hCD16B+マウスで試験した。この繰り返し投与実験では、マウスに9回腹腔内注射(週3回、3週間)した。B細胞除去はFACSによりモニターし、安全性については症状観察によりモニターした。
データは、hCD16トランスジェニックマウスにおいて、2.4G2−3G8DBは、重大な副作用を引き起こすことなくB細胞を除去できることを示している。
データ:MacroGenicsの繁殖コロニー由来の、mCD16−/−、mCD16−/−hCD16A+C57B1/6、mCD16−/−hCD16B+及びmCDl6−/−hCD16A+hCD16B+マウスに、2.4G2−3G8DB(75μg/kg)又はPBSを、第0、2、4、7、9、11、14、16及び18日目に腹腔内注射した。血液を−10(前採血)、4、11及び18日目にFACS解析用に採血した。動物の健康及び活動状態を週3回記録した。
Figure 0005734201
FACS解析方法:全血試料を、h2B6−h3G8投与の10日前及び処置の開始後4、11及び18日後に採取した。血液試料をFACSベースのアッセイにより解析して、B細胞の総数に対するh2B6−h3G8の効果を決定した。BD Immunocytometry Systemより入手したTruCOUNTチューブを用いて、非洗浄プロトコルにより、B細胞、T細胞及びPMNを計数した。解析に使用した抗体パネルとして、PMNについては1A8−FITC、T細胞についてはCD3−PE、B細胞についてはCD19−APC、全白血球についてはCD45−PerCPを使用した。
結果
hE16又は2.4G2−3G8DBで処理したマウスにおいて、全実験期間を通して異常は見られなかった。
B細胞除去が、mCD16−/−hCD16A+又はmCDl6−/−hCD16A+hCD16B+マウスでは認められたが、mCD16−/−マウスでは認められなかった。これらのデータは、hCD16A担持エフェクター細胞がB細胞殺作用に必要であったことを示している(図25)。研究期間中、T細胞及びPMNレベルに有意な変化は見られなかった。
静脈内注射(IV)モデル
MGD261の抗腫瘍活性をヒト腫瘍細胞株ラジ(Raji)の静脈内注射(IV)モデルを使用して試験した。ラジはhCD32Bを発現するヒトバーキットリンパ腫細胞株である。mCD16−/−、hCD16A+、RAG1−/−マウスに静脈内注射すると、腫瘍細胞が脊椎に集まり、後肢麻痺を引き起こす。
データは、MGD261は、mCD16−/−、hCD16A+、RAG1−/−マウスにおいて、インビボでラジ腫瘍細胞の増殖を阻止できることを示している。データは、MGD261をヒトのCD32B発現性B細胞悪性腫瘍治療に使用できることを示している。
データ
12〜20週齢のMacroGenics繁殖コロニー由来のmCD16−/−、hCD16A+、RAG1−/−C57B1/6マウスに5×10個のラジ細胞を0日目に静脈内注射した。6、9、13、16、20、23、27及び30日目に、250、25又は2.5μgのMGD261又はPBS(陰性対照)をマウス腹腔内に投与した後、マウスを毎日観察し、体重を週2回記録した。後肢麻痺を起したマウスを屠殺した。
結果
PBSで処理したマウスは25日目〜50日目の間に死亡した。MGD261で処理したマウスは、少なくとも90日目まで生存した(図26)。生存期間の上昇は統計的に有意である。ログランク検定による生存曲線の比較では、χ=96.46(df:9、
P値<0.0001)であった。
6.7.原核生物におけるDART発現
非哺乳類宿主においてDARTを作製することができることを示すために発現を行った。従って、大腸菌をDART発現プラスミドで形質転換し、DARTの発現をモニターした。
材料及び方法
プラスミドの構築
3G8はHuCD16に対するヒト化抗体である。本明細書に記載のDARTは、2つの共有結合により連結された鎖からなり、これらの鎖はそれぞれVL、スペーサー及びVHをこの順に有し、その後ろに他方の鎖とジスルフィド結合を形成しやすくするシステインを有する。3G8VL−GlyGlyGlySerGlyGlyGlyGly(配列番号10)−3G8VH−LeuGlyGlyCysをコードするDART配列を、既存の真核細胞発現構築物からPCR増幅し、NcoI及びEcoRIで消化した。標的ベクターとしては、大腸菌内での分泌ためのpelBリーダー配列を有するpET25b(+)(Novagen)を使用した。3G8/3G8DART配列の挿入前に、ベクターを以下のように改変した。まず、その支配下でタンパク質の発現は低くなるが、その溶解性を助けるために、T7プロモーターを低活性lacプロモーターで置換した。更に、マルチクローニング部位(MCS)の先頭に存在する2つの内部メチオニンコドンを削除する2点変異を導入し、pelBリーダーの先頭に存在するメチオニンで開始しやすくした。この構築物により作製されるDARTは、同一の特異性、即ち、HuCD16を有するV領域アームからなる。
発現:BL21DE3細胞(Novagen)をpET25b(+)T7−lac+3G8/3G8プラスミドで形質転換し、アンピシリン耐性コロニーをブロス培養に播種した。培養物が0.5OD600ユニットに達したら、0.5mMのIPTGを添加して発現を誘導した。培養物を30℃で2時間増殖させて、無細胞培地を集めた。
精製:3G8/3G8DARTをアフィニティークロマトグラフィー及びサイズ排除クロマトグラフィーを使用する2段階工程で精製した。DARTを、アフィニティークロマトグラフィーを使用して条件培地から捕捉した。具体的には、CNBr活性化セファロース4B(GE Healthcare)にCD16Aを結合させた。充填前にCD16A−セファロース樹脂を20mMトリス塩酸、pH8.0で平衡化した。充填後、結合DARTを50mMグリシン、pH3.0で溶出する前に、樹脂を平衡化緩衝液で洗浄した。溶出したDARTを、1Mトリス塩酸、pH8.0で直ちに中和し、遠心分離型濃縮器(Vivaspin20、10k MWCO PES,VivaScience Inc.)を用いて濃縮した。濃縮したDARTを、更にPBSで平衡化したSuperdex200カラム(GE Healthcare)を用いてサイズ排除クロマトグラフィーによって精製した。
結果
1.7Lの大腸菌培養条件培地をCD16Aセファロースカラムに通した。DARTの収量は0.12mgであった。精製されたDARTのSDS−PAGE及びSECによる解析により、哺乳類細胞(CHO)発現対照DARTとの同等性が示された(図27)。
大腸菌発現h3G8−h3G8DART結合ELISA:大腸菌でのh3G8−h3G8DARTの発現をELISAにより測定した。96−ウェルMaxisorpプレートを、1ウェル当たり50μLの2μg/mLの抗h3G8Fv特異抗体2C11で、炭酸緩衝液中、4℃で一晩被覆した。プレートをPBS−T(PBS、0.1%Tween20)で3回洗浄し、0.5%BSA含有PBS−T溶液で30分間、室温にてブロッキング処理した後、試験するDARTを添加した。ブロッキングの間に、大腸菌発現h3G8−h3G8DART、h2B6−h3G8DART及びh2B6−h2B6DART(陰性対照)を1μg/mL及び0.3μg/mLのPBST/BSA中に希釈した。各ウェルに0.5μgの希釈DARTを添加した。その後、プレートを室温で1時間インキュベートした。PBS−Tで3回洗浄した後、1ウェル当たり50μLの0.1μg/mLのビオチン化sCD16A−Fc融合体を、各ウェルに添加した。プレートを室温で1時間インキュベートした。PBS−Tで3回洗浄した後、1ウェル当たり50μLの1:5000希釈したHRPコンジュゲートストレプトアビジン(Amersham Pharmacia Biotech)を検出のために用い、室温で1時間インキュベートした。プレートをPBS−Tで3回洗浄し、TMB基質を1ウェル当たり80μL用いて発色させた。5分間のインキュベーション後、1%HSOを1ウェル当たり40μL加えることによって、反応を停止させた。OD450nmを96ウェルプレートリーダーとSOFTmaxソフトウェアを用いて読み込み、結果はGraphPadPrism3.03ソフトウェアを用いてプロットした(図28)。
6.8.DART誘導ヒトB細胞死
ヒトPBMCをCD16−CD32B−hu3G8−hu2b6(上述)、ch2B6−aglyc−非グリコシル化キメラ2B6抗体(米国特許公開第2005/0260213として公開されている、同時係属中の米国特許出願第11/108,135号に記載、参照することにより本明細書中に組み入れる)及びCD16−CD79と共に一晩インキュベートした。CD16−CD79のDNA及びコードされるタンパク質配列は以下の通りである
H3G8VL−CB3.1VH
ヌクレオチド配列(配列番号226):
gacatcgtga tgacccaatc tccagactct ttggctgtgt ctctagggga 50
gagggccacc atcaactgca aggccagcca aagtgttgat tttgatggtg 100
atagttttat gaactggtac caacagaaac caggacagcc acccaaactc 150
ctcatctata ctacatccaa tctagaatct ggggtcccag acaggtttag 200
tggcagtggg tctgggacag acttcaccct caccatcagc agcctgcagg 250
ctgaggatgt ggcagtttat tactgtcagc aaagtaatga ggatccgtac 300
acgttcggac aggggaccaa gcttgagatc aaaggaggcg gatccggagg 350
cggaggccag gtccaactgc agcagcctgg ggctgagctg gtgaggcctg 400
gggcttcagt gaagctgtcc tgcaaggctt ctggctacac cttcaccagc 450
tactggatga actgggtgaa gcagaggcct ggacaaggcc ttgaatggat 500
tggtatggtt gatccttcag acagtgaaac tcactacaat caaatgttca 550
aggacaaggc cacattgact gttgacaaat cctccagcac agcctacatg 600
cagctcagca gcctgacatc tgaggactct gcggtctatt actgtgcaag 650
agctatgggc tactggggtc aaggaacctc agtcaccgtc tcctcagttg 700
agcccaaatc ttgt 714
アミノ酸配列(配列番号227):
DIVMTQSPDS LAVSLGERAT INCKASQSVD FDGDSFMNWY QQKPGQPPKL 50
LIYTTSNLES GVPDRFSGSG SGTDFTLTIS SLQAEDVAVY YCQQSNEDPY 100
TFGQGTKLEI KGGGSGGGGQ VQLQQPGAEL VRPGASVKLS CKASGYTFTS 150
YWMNWVKQRP GQGLEWIGMV DPSDSETHYN QMFKDKATLT VDKSSSTAYM 200
QLSSLTSEDS AVYYCARAMG YWGQGTSVTV SSVEPKSC 238
CB3.1VL−h3G8VH
ヌクレオチド配列(配列番号228):
gatgttgtga tgacccagac tccactcact ttgtcggtta acattggaca 50
accagcctcc atctcttgta agtcaagtca gagcctctta gatactgatg 100
gaaagacata tttgaattgg ttgttacaga ggccaggcca gtctccaaac 150
cgcctaatct atctggtgtc taaactggac tctggagtcc ctgacaggtt 200
cactggcagt ggatcaggga cagatttcac actgaaaatc agcagagtgg 250
aggctgagga tttgggaatt tattattgct ggcaaggtac acattttccg 300
ctcacgttcg gtgctgggac caagctggag ctgaaaggag gcggatccgg 350
aggcggaggc caggttaccc tgagagagtc tggccctgcg ctggtgaagc 400
ccacacagac cctcacactg acttgtacct tctctgggtt ttcactgagc 450
acttctggta tgggtgtagg ctggattcgt cagcctcccg ggaaggctct 500
agagtggctg gcacacattt ggtgggatga tgacaagcgc tataatccag 550
ccctgaagag ccgactgaca atctccaagg atacctccaa aaaccaggta 600
gtcctcacaa tgaccaacat ggaccctgtg gatactgcca catactactg 650
tgctcaaata aaccccgcct ggtttgctta ctggggccaa gggactctgg 700
tcactgtgag ctcattcaac aggggagagt gt 732
アミノ酸配列(配列番号229):
DVVMTQTPLT LSVNIGQPAS ISCKSSQSLL DTDGKTYLNW LLQRPGQSPN 50
RLIYLVSKLD SGVPDRFTGS GSGTDFTLKI SRVEAEDLGI YYCWQGTHFP 100
LTFGAGTKLE LKGGGSGGGG QVTLRESGPA LVKPTQTLTL TCTFSGFSLS 150
TSGMGVGWIR QPPGKALEWL AHIWWDDDKR YNPALKSRLT ISKDTSKNQV 200
VLTMTNMDPV DTATYYCAQI NPAWFAYWGQ GTLVTVSSFN RGEC 244
アポトーシスをFACS解析により、全FSC/SSC非依存性個体数に対するB細胞(CD20+細胞)のPI+アネキシン‐V+個体数の割合としてアッセイした(図29)。
6.9.8B5−CB3.1DART
8B5VL−CB3.1VH−VEPKSC
8B5VLは、H9及びlgh630Rをプライマーとして、ch8B5Lcをテンプレートとして使用して増幅した。CB3.1VHは、lgh628F及びlgh629Rをプライマーとして、ch8B5Hcをテンプレートとして使用して増幅した。リンカー配列はプライマーlgh630R及びlgh628F中に組み込んだ。C末端リンカー及び終止コドンはlgh629Rプライマーに組み込んだ。PCR産物をゲル精製し、等モル比で混合した後、H9及びlgh629Rをプライマーとして用いて増幅した。重複PCR産物をNheI/EcoRI制限エンドヌクレアーゼで消化し、pCIneoベクターにクローニングした。
CB3.1VL−8B5VH−FNRGEC
CB3.1VLは、H9及び、FR4に8B5VLと同じ配列を共有する、lgh630Rをプライマーとして、chCB3.1Lcをテンプレートとして使用して増幅した。8B5VHは、lgh631F及びlgh640Rをプライマーとして、ch8B5Hcをテンプレートとして使用して増幅した。リンカー配列はプライマーlgh630R及びlgh631F中に組み込んだ。C末端リンカー及び終止コドンはlgh640Rプライマーに組み込んだ。PCR産物をゲル精製し、等モル比で混合した後、H9及びlgh640Rをプライマーとして用いて増幅した。重複PCR産物をNheI/EcoRI制限エンドヌクレアーゼで消化し、pCIneoベクターにクローニングした。
抗フラッグタグ−8B5VL−CB3.1VH−VEPKSC
抗フラッグタグをシグナル配列と8B5VLの間に重複PCRにより挿入した。シグナル配列及びフラッグタグは、H9及びlgh647Rをプライマーとして、ch8B5Lcをテンプレートとして使用して増幅した。8B5VL−CB3.1VH−VEPKSCは、lgh647F及びlgh629Rをプライマーとして、8B5VL−CB3.1VH−VEPKSCをテンプレートとして使用して再増幅した。PCR産物をゲル精製し、等モル比で混合した後、H9及びlgh629Rをプライマーとして用いて増幅した。重複PCR産物をNheI/EcoRI制限エンドヌクレアーゼで消化し、pCIneoベクターにクローニングした。
8B5VL−CB3.1VH−LGGC
異なるC末端リンカーを8B5VL−CB3.1VH−VEPKSC構築物内で作製するために、構築物をH9及びlgh646Rをプライマーとして使用して再増幅した。C末端LGGCリンカーをlgh646Rプライマーに組み込んだ。PCR産物をNheI/EcoRI制限エンドヌクレアーゼで消化し、pCIneoベクターにクローニングした。
CB3.1VL−8B5VH−LGGC
同じ方法をCB3.1VL−8B5VH−LGGCの作製に使用した。C末端LGGCリンカーをlgh648Rプライマーに組み込み、CB3.1VL−8B5VH−FNRGECをテンプレートとして使用した。PCR産物をNheI/EcoRI制限エンドヌクレアーゼで消化し、pCIneoベクターにクローニングした。
抗フラッグタグ−8B5VL−CB3.1VH−LGGC
同じ方法を抗フラッグタグ−8B5VL−CB3.1VH−LGGCの作製にも使用した。C末端LGGCリンカーをlgh648Rプライマーに組み込み、抗フラッグタグ−8B5VL−CB3.1VH−VEPKSCをテンプレートとして使用した。PCR産物をNheI/EcoRI制限エンドヌクレアーゼで消化し、pCIneoベクターにクローニングした。
8B5−CB3.1−VEPKSCヌクレオチド配列(配列番号230):
gacattcaga tgacacagtc tccatcctcc ctacttgcgg cgctgggaga 50
aagagtcagt ctcacttgtc gggcaagtca ggaaattagt ggttacttaa 100
gctggcttca gcagaaacca gatggaacta ttaaacgcct gatctacgcc 150
gcatccactt tagattctgg tgtcccaaaa aggttcagtg gcagtgagtc 200
tgggtcagat tattctctca ccatcagcag tcttgagtct gaagattttg 250
cagactatta ctgtctacaa tattttagtt atccgctcac gttcggtgct 300
gggaccaagc tggagctgaa aggaggcgga tccggaggcg gaggccaggt 350
ccaactgcag cagcctgggg ctgagctggt gaggcctggg gcttcagtga 400
agctgtcctg caaggcttct ggctacacct tcaccagcta ctggatgaac 450
tgggtgaagc agaggcctgg acaaggcctt gaatggattg gtatggttga 500
tccttcagac agtgaaactc actacaatca aatgttcaag gacaaggcca 550
cattgactgt tgacaaatcc tccagcacag cctacatgca gctcagcagc 600
ctgacatctg aggactctgc ggtctattac tgtgcaagag ctatgggcta 650
ctggggtcaa ggaacctcag tcaccgtctc ctcagttgag cccaaatctt 700
gt 702
8B5−CB3.1−VEPKSCアミノ酸配列(配列番号231):
DIQMTQSPSS LLAALGERVS LTCRASQEIS GYLSWLQQKP DGTIKRLIYA 50
ASTLDSGVPK RFSGSESGSD YSLTISSLES EDFADYYCLQ YFSYPLTFGA 100
GTKLELKGGG SGGGGQVQLQ QPGAELVRPG ASVKLSCKAS GYTFTSYWMN 150
WVKQRPGQGL EWIGMVDPSD SETHYNQMFK DKATLTVDKS SSTAYMQLSS 200
LTSEDSAVYY CARAMGYWGQ GTSVTVSSVE PKSC 234
CB3.1−8B5−FNRGECヌクレオチド配列(配列番号232):
gatgttgtga tgacccagac tccactcact ttgtcggtta acattggaca 50
accagcctcc atctcttgta agtcaagtca gagcctctta gatactgatg 100
gaaagacata tttgaattgg ttgttacaga ggccaggcca gtctccaaac 150
cgcctaatct atctggtgtc taaactggac tctggagtcc ctgacaggtt 200
cactggcagt ggatcaggga cagatttcac actgaaaatc agcagagtgg 250
aggctgagga tttgggaatt tattattgct ggcaaggtac acattttccg 300
ctcacgttcg gtgctgggac caagctggag ctgaaaggag gcggatccgg 350
aggcggaggc gaagtgaagc ttgaggagtc tggaggaggc ttggtgcaac 400
ctggaggatc catgaaactc tcttgtgaag cctctggatt cacttttagt 450
gacgcctgga tggactgggt ccgtcagtct ccagagaagg ggcttgagtg 500
ggttgctgaa attagaaaca aagctaaaaa tcatgcaaca tactatgctg 550
agtctgtgat agggaggttc accatctcaa gagatgattc caaaagtagt 600
gtctacctgc aaatgaacag cttaagagct gaagacactg gcatttatta 650
ctgtggggct ctgggccttg actactgggg ccaaggcacc actctcacag 700
tctcctcgtt caacagggga gagtgt 726
CB3.1−8B5−FNRGECアミノ酸配列(配列番号233):
DVVMTQTPLT LSVNIGQPAS ISCKSSQSLL DTDGKTYLNW LLQRPGQSPN 50
RLIYLVSKLD SGVPDRFTGS GSGTDFTLKI SRVEAEDLGI YYCWQGTHFP 100
LTFGAGTKLE LKGGGSGGGG EVKLEESGGG LVQPGGSMKL SCEASGFTFS 150
DAWMDWVRQS PEKGLEWVAE IRNKAKNHAT YYAESVIGRF TISRDDSKSS 200
VYLQMNSLRA EDTGIYYCGA LGLDYWGQGT TLTVSSFNRG EC 242
8B5VL−CB3.1VH−LGGC
8B5VLは、H9及びlgh694Rをプライマーとして、ch8B5Lcをテンプレートとして使用して増幅した。8B5VHは、lgh695F及びlgh696Rをプライマーとして、ch8B5Hcをテンプレートとして使用して増幅した。リンカー配列はプライマーlgh694R及びlgh695F中に組み込んだ。HuIgG1Fcは、lgh355F及びlgh366Rをプライマーとして、ch8B5Hcをテンプレートとして使用して増幅した。PCR産物をゲル精製し、等モル比で混合した後、H9及びlgh366Rをプライマーとして用いて増幅した。重複PCR産物をNheI/EcoRI制限エンドヌクレアーゼで消化し、pCIneoベクターにクローニングした。
8B5VL−CB3.1VH−LGGCヌクレオチド配列(配列番号234):
gacattcaga tgacacagtc tccatcctcc ctacttgcgg cgctgggaga 50
aagagtcagt ctcacttgtc gggcaagtca ggaaattagt ggttacttaa 100
gctggcttca gcagaaacca gatggaacta ttaaacgcct gatctacgcc 150
gcatccactt tagattctgg tgtcccaaaa aggttcagtg gcagtgagtc 200
tgggtcagat tattctctca ccatcagcag tcttgagtct gaagattttg 250
cagactatta ctgtctacaa tattttagtt atccgctcac gttcggtgct 300
gggaccaagc tggagctgaa aggaggcgga tccggaggcg gaggccaggt 350
ccaactgcag cagcctgggg ctgagctggt gaggcctggg gcttcagtga 400
agctgtcctg caaggcttct ggctacacct tcaccagcta ctggatgaac 450
tgggtgaagc agaggcctgg acaaggcctt gaatggattg gtatggttga 500
tccttcagac agtgaaactc actacaatca aatgttcaag gacaaggcca 550
cattgactgt tgacaaatcc tccagcacag cctacatgca gctcagcagc 600
ctgacatctg aggactctgc ggtctattac tgtgcaagag ctatgggcta 650
ctggggtcaa ggaacctcag tcaccgtctc ctcactggga ggctgc 696
8B5VL−CB3.1VH−LGGCアミノ酸配列(配列番号235):
DIQMTQSPSS LLAALGERVS LTCRASQEIS GYLSWLQQKP DGTIKRLIYA 50
ASTLDSGVPK RFSGSESGSD YSLTISSLES EDFADYYCLQ YFSYPLTFGA 100
GTKLELKGGG SGGGGQVQLQ QPGAELVRPG ASVKLSCKAS GYTFTSYWMN 150
WVKQRPGQGL EWIGMVDPSD SETHYNQMFK DKATLTVDKS SSTAYMQLSS 200
LTSEDSAVYY CARAMGYWGQ GTSVTVSSLG GC 232
CB3.1−8B5−LGGCヌクレオチド配列(配列番号236):
gatgttgtga tgacccagac tccactcact ttgtcggtta acattggaca 50
accagcctcc atctcttgta agtcaagtca gagcctctta gatactgatg 100
gaaagacata tttgaattgg ttgttacaga ggccaggcca gtctccaaac 150
cgcctaatct atctggtgtc taaactggac tctggagtcc ctgacaggtt 200
cactggcagt ggatcaggga cagatttcac actgaaaatc agcagagtgg 250
aggctgagga tttgggaatt tattattgct ggcaaggtac acattttccg 300
ctcacgttcg gtgctgggac caagctggag ctgaaaggag gcggatccgg 350
aggcggaggc gaagtgaagc ttgaggagtc tggaggaggc ttggtgcaac 400
ctggaggatc catgaaactc tcttgtgaag cctctggatt cacttttagt 450
gacgcctgga tggactgggt ccgtcagtct ccagagaagg ggcttgagtg 500
ggttgctgaa attagaaaca aagctaaaaa tcatgcaaca tactatgctg 550
agtctgtgat agggaggttc accatctcaa gagatgattc caaaagtagt 600
gtctacctgc aaatgaacag cttaagagct gaagacactg gcatttatta 650
ctgtggggct ctgggccttg actactgggg ccaaggcacc actctcacag 700
tctcctcgct gggaggctgc 720
CB3.1−8B5−LGGCアミノ酸配列(配列番号237):
DVVMTQTPLT LSVNIGQPAS ISCKSSQSLL DTDGKTYLNW LLQRPGQSPN 50
RLIYLVSKLD SGVPDRFTGS GSGTDFTLKI SRVEAEDLGI YYCWQGTHFP 100
LTFGAGTKLE LKGGGSGGGG EVKLEESGGG LVQPGGSMKL SCEASGFTFS 150
DAWMDWVRQS PEKGLEWVAE IRNKAKNHAT YYAESVIGRF TISRDDSKSS 200
VYLQMNSLRA EDTGIYYCGA LGLDYWGQGT TLTVSSLGGC 240
プライマー:
Lgh628F(配列番号238):
ggaggcggat ccggaggcgg aggccaggtc caactgcagc agcctgg 47
Lgh629R(配列番号239):
tttgaattct aacaagattt gggctcaact gaggagacgg tgactgagg 49
Lgh630R(配列番号240):
gcctccgcct ccggatccgc ctcctttcag ctccagcttg gtccc 45
Lgh631F(配列番号241):
ggaggcggat ccggaggcgg aggcgaagtg aagcttgagg agtctgg 47
Lgh640R(配列番号242):
tttgaattct aacactctcc cctgttgaac gaggagactg tgagagtgg 49
Lgh644R(配列番号243):
tttgtcgtca tcatcgtctt tgtagtcgga gtggacacct gtggagag 48
Lgh646R(配列番号244):
tttgaattct agcagcctcc cagtgaggag acggtgactg ag 42
Lgh647F(配列番号245):
caaagacgat gatgacgaca aagacattca gatgacacag tctcc 45
Lgh648R(配列番号246):
tttgaattct agcagcctcc cagcgaggag actgtgagag tgg 43
発現
構築物5及び6、6及び7、8及び9又は9及び10をコードする発現プラスミド(図30)をHEK−293細胞にコトランスフェクトし、抗フラグタグを有する又は有しない8B5−CB3.1DARTを、Lipofectamine2000(Invitrogen)を使用して発現させた。条件培地を3日毎に3回採取した。その後、条件培地をCD32Bアフィニティーカラムで精製した。
ELISA
ELISAを次のように行った。96−ウェルMaxisorpプレートを、1ウェル当たり50μLの2μg/mLのCD32B−Fcで、炭酸緩衝液中、4℃で一晩被覆した。プレートをPBS−T(PBS、0.1%Tween20)で3回洗浄し、0.5%BSA含有PBS−T溶液で30分間、室温にてブロッキング処理した後、試験する単鎖Fc融合タンパク質を添加した。ブロッキングの間に、8B5−CB3.1DARTを2μg/mLから倍々希釈した。各25μL/ウェルの希釈DARTを25μL/ウェルの50ng/mLのch8B5と混合し、希釈用プレートからELISA用プレートに移した。プレートを室温で1時間インキュベートした。PBS−Tで3回洗浄した後、プレートの各ウェルに50μLの1:10000希釈したHRPコンジュゲートF(ab’)ヤギ抗ヒトIgGF(ab’)(Jackson ImmunoResearch)を添加した。プレートを室温で1時間インキュベートした。プレートをPBS−Tで3回洗浄し、80μL/ウェルのTMB基質で発色させた。5分間のインキュベーション後、40μL/ウェルの1%HSOで反応を停止させた。OD450nmを96ウェルプレートリーダーとSOFTmaxソフトウェアを用いて読み込んだ。結果はGraphPadPrism3.03ソフトウェアを用いてプロットした(図31)。
6.10.Ig様四価DARTの設計と特徴付け
4つのポリペプチドを用いて、四価の抗原結合部位を有するIg様DART種を作製した(図32及び33)。Ig様DART種は独特の特性を有しており、そのドメインは同一のエピトープに結合するように(4つの同一抗原分子に結合することができる、四価の単一エピトープ特異的Ig様DARTを形成するように)、又は異なるエピトープ若しくは抗原に結合するように設計してもよいので、例えば、そのドメインを、同一抗原の2つのエピトープに結合するように(四価の単一抗原特異的二エピトープ特異的Ig様DARTを形成するように)、又は異なる抗原分子のエピトープに結合するように(第1の抗原に特異的な一対の結合部位と第2の抗原に特異的な一対の結合部位を有する四価のIg様DARTを形成するように)設計してもよい。そのような特質の組み合わせを有するハイブリッド分子を容易に作製することができる。
このようなIg様DART種の特徴を説明するために、CD32に特異的な一対の結合部位とCD16Aに特異的な第2の一対の結合部位とを有する四価Ig様DART種を例示的に作製した。このIg様DART種は、以下の4つのポリペプチド鎖を使用して作製した。
2.4G2−3G8−hκヌクレオチド配列(配列番号247):
gatgtccaga tgacccagtc tccatctaat cttgctgcct ctcctggaga 50
aagtgtttcc atcaattgca aggcaagtga gagcattagc aagtatttag 100
cctggtatct acagaaacct gggaaagcaa ataagcttct tatgtacgat 150
gggtcaactt tgcaatctgg aattccatcg aggttcagtg gcagtggatc 200
tggtacagat ttcactctca ccatcagaag cctggagcct gaagattttg 250
gactctatta ctgtcaacag cattatgaat atccagccac gttcggttct 300
gggaccaagc tggagatcaa aggaggcgga tccggaggcg gaggccaggt 350
taccctgaaa gagtctggcc ctgggatatt gcagccctcc cagaccctca 400
gtctgacttg ttctttctct gggttttcac tgaggacttc tggtatgggt 450
gtaggctgga ttcgtcagcc ttcagggaag ggtctagagt ggctggcaca 500
catttggtgg gatgatgaca agcgctataa tccagccctg aagagccgac 550
tgacaatctc caaggatacc tccagcaacc aggtattcct caaaatcgcc 600
agtgtggaca ctgcagatac tgccacatac tactgtgctc aaataaaccc 650
cgcctggttt gcttactggg gccaagggac tctggtcact gtgagctcac 700
tgggaggctg cggcggaggg agccgtacgg tggctgcacc atcggtcttc 750
atcttcccgc catctgatga gcagttgaaa tctggaactg cctctgttgt 800
gtgcctgctg aataacttct atcccagaga ggccaaagta cagtggaagg 850
tggataacgc cctccaatcg ggtaactccc aggagagtgt cacagagcag 900
gacagcaagg acagcaccta cagcctcagc agcaccctga cgctgagcaa 950
agcagactac gagaaacaca aagtctacgc ctgcgaagtc acccatcagg 1000
gcctgagctc gcccgtcaca aagagcttca acaggggaga gtgt 1044
2.4G2−3G8−hκコードアミノ酸配列(配列番号248):
DVQMTQSPSN LAASPGESVS INCKASESIS KYLAWYLQKP GKANKLLMYD 50
GSTLQSGIPS RFSGSGSGTD FTLTIRSLEP EDFGLYYCQQ HYEYPATFGS 100
GTKLEIKGGG SGGGGQVTLK ESGPGILQPS QTLSLTCSFS GFSLRTSGMG 150
VGWIRQPSGK GLEWLAHIWW DDDKRYNPAL KSRLTISKDT SSNQVFLKIA 200
SVDTADTATY YCAQINPAWF AYWGQGTLVT VSSLGGCGGG SRTVAAPSVF 250
IFPPSDEQLK SGTASVVCLL NNFYPREAKV QWKVDNALQS GNSQESVTEQ 300
DSKDSTYSLS STLTLSKADY EKHKVYACEV THQGLSSPVT KSFNRGEC 350
3G8−2.4G2−hG1ヌクレオチド配列(配列番号249):
gacactgtgc tgacccaatc tccagcttct ttggctgtgt ctctagggca 50
gagggccacc atctcctgca aggccagcca aagtgttgat tttgatggtg 100
atagttttat gaactggtac caacagaaac caggacagcc acccaaactc 150
ctcatctata ctacatccaa tctagaatct gggatcccag ccaggtttag 200
tgccagtggg tctgggacag acttcaccct caacatccat cctgtggagg 250
aggaggatac tgcaacctat tactgtcagc aaagtaatga ggatccgtac 300
acgttcggag gggggaccaa gctggaaata aaaggaggcg gatccggagg 350
cggaggcgag gtggagctag tggagtctgg gggaggctta gtgcagcctg 400
gaaggtccct gaaactctcg tgtgcagcct caggattcac tttcagtgac 450
tattacatgg cctgggtccg gcaggctcca acgacgggtc tggagtgggt 500
cgcatccatt agttatgatg gtggtgacac tcactatcga gactccgtga 550
agggccgatt tactatttcc agagataatg caaaaagcag cctatacctg 600
caaatggaca gtctgaggtc tgaggacacg gccacttatt actgtgcaac 650
agagactacg ggaataccta caggtgttat ggatgcctgg ggtcaaggag 700
tttcagtcac tgtctcctca ctgggaggct gcggcggagg gagcgcctcc 750
accaagggcc catcggtctt ccccctggca ccctcctcca agagcacctc 800
tgggggcaca gcggccctgg gctgcctggt caaggactac ttccccgaac 850
cggtgacggt gtcgtggaac tcaggcgccc tgaccagcgg cgtgcacacc 900
ttcccggctg tcctacagtc ctcaggactc tactccctca gcagcgtggt 950
gaccgtgccc tccagcagct tgggcaccca gacctacatc tgcaacgtga 1000
atcacaagcc cagcaacacc aaggtggaca agagagttga gcccaaatct 1050
tgtgacaaaa ctcacacatg cccaccgtgc ccagcacctg aactcctggg 1100
gggaccgtca gtcttcctct tccccccaaa acccaaggac accctcatga 1150
tctcccggac ccctgaggtc acatgcgtgg tggtggacgt gagccacgaa 1200
gaccctgagg tcaagttcaa ctggtacgtg gacggcgtgg aggtgcataa 1250
tgccaagaca aagccgcggg aggagcagta caacagcacg taccgtgtgg 1300
tcagcgtcct caccgtcctg caccaggact ggctgaatgg caaggagtac 1350
aagtgcaagg tctccaacaa agccctccca gcccccatcg agaaaaccat 1400
ctccaaagcc aaagggcagc cccgagaacc acaggtgtac accctgcccc 1450
catcccggga tgagctgacc aagaaccagg tcagcctgac ctgcctggtc 1500
aaaggcttct atcccagcga catcgccgtg gagtgggaga gcaatgggca 1550
gccggagaac aactacaaga ccacgcctcc cgtgctggac tccgacggct 1600
ccttcttcct ctacagcaag ctcaccgtgg acaagagcag gtggcagcag 1650
gggaacgtct tctcatgctc cgtgatgcat gaggctctgc acaaccacta 1700
cacgcagaag agcctctccc tgtctccggg taaa 1734
3G8−2.4G2−hG1コードアミノ酸配列(配列番号250):
DTVLTQSPAS LAVSLGQRAT ISCKASQSVD FDGDSFMNWY QQKPGQPPKL 50
LIYTTSNLES GIPARFSASG SGTDFTLNIH PVEEEDTATY YCQQSNEDPY 100
TFGGGTKLEI KGGGSGGGGE VELVESGGGL VQPGRSLKLS CAASGFTFSD 150
YYMAWVRQAP TTGLEWVASI SYDGGDTHYR DSVKGRFTIS RDNAKSSLYL 200
QMDSLRSEDT ATYYCATETT GIPTGVMDAW GQGVSVTVSS LGGCGGGSAS 250
TKGPSVFPLA PSSKSTSGGT AALGCLVKDY FPEPVTVSWN SGALTSGVHT 300
FPAVLQSSGL YSLSSVVTVP SSSLGTQTYI CNVNHKPSNT KVDKRVEPKS 350
CDKTHTCPPC PAPELLGGPS VFLFPPKPKD TLMISRTPEV TCVVVDVSHE 400
DPEVKFNWYV DGVEVHNAKT KPREEQYNST YRVVSVLTVL HQDWLNGKEY 450
KCKVSNKALP APIEKTISKA KGQPREPQVY TLPPSRDELT KNQVSLTCLV 500
KGFYPSDIAV EWESNGQPEN NYKTTPPVLD SDGSFFLYSK LTVDKSRWQQ 550
GNVFSCSVMH EALHNHYTQK SLSLSPGK 578
上記配列を有するIg様DART分子の試料は異なるプラスミド単離株から得られ、「IgDART1」及び「IgDART2」と命名した。ELISAにおけるこれらIg様DART種のmCD32−hCD16Aへの結合能を、培地そのもの、単一のCD32及び単一のCD16A結合部位(「DART」)を有するDART、及び対照抗mCD32mAbと比較した(図34)。本発明のIg様DARTは、DART及び対照抗体よりもはるかに大きな抗原結合親和性を有することが分かった。
6.11.CD32B−CD79−1及びCD32B−CD79−2二重特異性ダイアボディの設計と特徴付け
CD79VL−CD32BVH(配列1)、CD32BVL−CD79VH−1(配列2)、及びCD32BVL−CD79VH−2(配列3)をコードする遺伝子をpEE13発現ベクターにクローニングし、それぞれ発現構築物1、2及び3を得た。構築物1発現プラスミドを発現プラスミド2又は3とともにHEK−293細胞内にコトランスフェクトし、それぞれCD32B−CD79−1及びCD32B−CD79−2二重特異性ダイアボディを作製した。条件培地を3日毎に3回採取した。その後、条件培地をCD32Bアフィニティーカラムで精製した
ELISAを次のように行った。96−ウェルMaxisorpプレートを、1ウェル当たり50μLの2μg/mLのCD32B−Fcで、炭酸緩衝液中、4℃で一晩被覆した。プレートをPBS−T(PBS、0.1%Tween20)で3回洗浄し、0.5%BSA含有PBS−T溶液で30分間、室温にてブロッキング処理した後、試験する単鎖Fc融合タンパク質を添加した。ブロッキングの間に、CD32B−CD79−1又はCD32B−CD79−2二重特異性ダイアボディを2μg/mLから倍々希釈した。各25μL/ウェルの希釈二重特異性ダイアボディを25μL/ウェルの50ng/mLの抗CD32B抗体と混合し、ELISA用プレートに添加した。プレートを室温で1時間インキュベートした。PBS−Tで3回洗浄した後、プレートの各ウェルに50μLの1:10000希釈したHRPコンジュゲートF(ab’)ヤギ抗ヒトIgGF(ab’)(Jackson ImmunoResearch)を添加した。プレートを室温で1時間インキュベートした。プレートをPBS−Tで3回洗浄し、80μL/ウェルのTMB基質で発色させた。5分間のインキュベーション後、40μL/ウェルの1%HSOで反応を停止させた。OD450nmを96ウェルプレートリーダーとSOFTmaxソフトウェアを用いて読み込んだ。結果はGraphPadPrism3.03ソフトウェアを用いてプロットした。本実験により、CD32B−CD79−1及びCD32B−CD79−2二重特異性ダイアボディが、抗CD32B対照抗体と同様の親和性でCD32−Fcに免疫特異的に結合できることが明らかになった。上述の構築物のヌクレオチド及びコードされるアミノ酸配列を以下に示す。
配列1−CD79VL−CD32BVHヌクレオチド配列(配列番号251):
gatgttgtga tgactcagtc tccactctcc ctgcccgtca cccttggaca 50
gccggcctcc atctcctgca agtcaagtca gagcctctta gatagtgatg 100
gaaagacata tttgaattgg tttcagcaga ggccaggcca atctccaaac 150
cgcctaattt atctggtgtc taaactggac tctggggtcc cagacagatt 200
cagcggcagt gggtcaggca ctgatttcac actgaaaatc agcagggtgg 250
aggctgagga tgttggggtt tattactgct ggcaaggtac acattttccg 300
ctcacgttcg gcggagggac caagcttgag atcaaaggag gcggatccgg 350
aggcggaggc gaagtgaagc ttgaggagtc tggaggaggc ttggtgcaac 400
ctggaggatc catgaaactc tcttgtgaag cctctggatt cacttttagt 450
gacgcctgga tggactgggt ccgtcagtct ccagagaagg ggcttgagtg 500
ggttgctgaa attagaaaca aagctaaaaa tcatgcaaca tactatgctg 550
agtctgtgat agggaggttc accatctcaa gagatgattc caaaagtagt 600
gtctacctgc aaatgaacag cttaagagct gaagacactg gcatttatta 650
ctgtggggct ctgggccttg actactgggg ccaaggcacc actctcacag 700
tctcctcgct gggaggctgc 720
配列2−CD79VL−CD32BVHアミノ酸配列(配列番号252):
DVVMTQSPLS LPVTLGQPAS ISCKSSQSLL DSDGKTYLNW FQQRPGQSPN 50
RLIYLVSKLD SGVPDRFSGS GSGTDFTLKI SRVEAEDVGV YYCWQGTHFP 100
LTFGGGTKLE IKGGGSGGGG EVQLVESGGG LVQPGGSLRL SCAASGFTFS 150
DAWMDWVRQA PGKGLEWVAE IRNKAKNHAT YYAESVIGRF TISRDDAKNS 200
LYLQMNSLRA EDTAVYYCGA LGLDYWGQGT LVTVSSLGGC 240
配列3−CD32BVL−CD79VH−1ヌクレオチド配列(配列番号253):
gacatccaga tgacccagtc tccatcctcc ttatctgcct ctgtgggaga 50
tagagtcacc atcacttgtc gggcaagtca ggaaattagt ggttacttaa 100
gctggctgca gcagaaacca ggcaaggccc ctagacgcct gatctacgcc 150
gcatccactt tagattctgg tgtcccatcc aggttcagtg gcagtgagtc 200
tgggaccgag ttcaccctca ccatcagcag ccttcagcct gaagattttg 250
caacctatta ctgtctacaa tattttagtt atccgctcac gttcggaggg 300
gggaccaagg tggaaataaa aggaggcgga tccggaggcg gaggccaggt 350
tcagctggtg cagtctggag ctgaggtgaa gaagcctggc gcctcagtga 400
aggtctcctg caaggcttct ggttacacct ttaccagcta ctggatgaac 450
tgggtgcgac aggcccctgg acaagggctt gagtggatcg gaatgattga 500
tccttcagac agtgaaactc actacaatca aatgttcaag gacagagtca 550
ccatgaccac agacacatcc acgagcacag cctacatgga gctgaggagc 600
ctgagatctg acgacacggc cgtgtattac tgtgcgagag ctatgggcta 650
ctgggggcaa gggaccacgg tcaccgtctc ctcactggga ggctgc 696
配列4−CD32BVL−CD79VH−1アミノ酸配列(配列番号254):
DIQMTQSPSS LSASVGDRVT ITCRASQEIS GYLSWLQQKP GKAPRRLIYA 50
ASTLDSGVPS RFSGSESGTE FTLTISSLQP EDFATYYCLQ YFSYPLTFGG 100
GTKVEIKGGG SGGGGQVQLV QSGAEVKKPG ASVKVSCKAS GYTFTSYWMN 150
WVRQAPGQGL EWIGMIDPSD SETHYNQMFK DRVTMTTDTS TSTAYMELRS 200
LRSDDTAVYY CARAMGYWGQ GTTVTVSSLG GC 232
配列5−CD32BVL−CD79VH−2ヌクレオチド配列(配列番号255):
gacatccaga tgacccagtc tccatcctcc ttatctgcct ctgtgggaga 50
tagagtcacc atcacttgtc gggcaagtca ggaaattagt ggttacttaa 100
gctggctgca gcagaaacca ggcaaggccc ctagacgcct gatctacgcc 150
gcatccactt tagattctgg tgtcccatcc aggttcagtg gcagtgagtc 200
tgggaccgag ttcaccctca ccatcagcag ccttcagcct gaagattttg 250
caacctatta ctgtctacaa tattttagtt atccgctcac gttcggaggg 300
gggaccaagg tggaaataaa aggaggcgga tccggaggcg gaggccaggt 350
tcagctggtg cagtctggag ctgaggtgaa gaagcctggc gcctcagtga 400
aggtctcctg caaggcttct ggttacacct ttaccagcta ctggatgaac 450
tgggtgcgac aggcccctgg acaagggctt gagtggatcg gaatgattga 500
tccttcagac agtgaaactc actacaatca aaagttcaag gacagagtca 550
ccatgaccac agacacatcc acgagcacag cctacatgga gctgaggagc 600
ctgagatctg acgacacggc cgtgtattac tgtgcgagag ctatgggcta 650
ctgggggcaa gggaccacgg tcaccgtctc ctcactggga ggctgc 696
配列6−CD32BVL−CD79VH−2アミノ酸配列(配列番号256):
DIQMTQSPSS LSASVGDRVT ITCRASQEIS GYLSWLQQKP GKAPRRLIYA 50
ASTLDSGVPS RFSGSESGTE FTLTISSLQP EDFATYYCLQ YFSYPLTFGG 100
GTKVEIKGGG SGGGGQVQLV QSGAEVKKPG ASVKVSCKAS GYTFTSYWMN 150
WVRQAPGQGL EWIGMIDPSD SETHYNQKFK DRVTMTTDTS TSTAYMELRS 200
LRSDDTAVYY CARAMGYWGQ GTTVTVSSLG GC 232
6.12.H8B5−HBCRC生体機能性ダイアボディの構築及び最適化
CD32及びB細胞受容体複合体(「BCRC」)に結合できる可変領域を含む、ダイアボディを構築した。
クローニング
構築物は標準PCR/重複PCRにより構築した。
h8B5VL−G3SG4−hBCRCVH−M48I−LGGC:
完全ヒト化8B5VL(CD32を認識)は、lgh321F及びlgh788Rをプライマーとして使用して増幅した。hBCRCVH−M48Iは、lgh784F及びlgh386Rをプライマーとして使用して増幅した。PCR産物をゲル精製、混合し、lgh321F及びlgh386Rを使用して増幅した。重複PCR断片をXbaI−EcoRI部位でpEE6にクローニングした。「G3SG4」は配列:GGGSGGGG(配列番号10)を有するリンカーである。
hBCRCVL−R45N−G3SG4−h8B5VH−LGGC:
hBCRCVL−R45Nは、lgh321F及びlgh785Rをプライマーとして使用して増幅した。h8B5VHは、lgh787F及びlgh786Rをプライマーとして使用して増幅した。PCR産物をゲル精製、混合し、lgh321F及びlgh786Rを使用して増幅した。重複PCR断片をXbaI−EcoRI部位でpEE13にクローニングした。
単一ベクター構築物
pEE6hHBCRCVL R45N−h8B5VHをBglII−SalI部位で消化し、3.3kb断片を精製し、BamHI−SalI部位でpEE13hHBCRCVL45N−h8B5VHに挿入した。BglII及びBamHIは適合性の粘着末端を共有する。DARTの配列及びDARTの構築に使用したプライマーを以下に示す。
hHBCRCVL.R45N−h8B5VH−LGGCヌクレオチド配列(配列番号257):
gatgttgtga tgactcagtc tccactctcc ctgcccgtca cccttggaca 50
gccggcctcc atctcctgca agtcaagtca gagcctctta gatagtgatg 100
gaaagacata tttgaattgg tttcagcaga ggccaggcca atctccaaac 150
cgcctaattt atctggtgtc taaactggac tctggggtcc cagacagatt 200
cagcggcagt gggtcaggca ctgatttcac actgaaaatc agcagggtgg 250
aggctgagga tgttggggtt tattactgct ggcaaggtac acattttccg 300
ctcacgttcg gcggagggac caagcttgag atcaaaggag gcggatccgg 350
aggcggaggc gaagtgaagc ttgaggagtc tggaggaggc ttggtgcaac 400
ctggaggatc catgaaactc tcttgtgaag cctctggatt cacttttagt 450
gacgcctgga tggactgggt ccgtcagtct ccagagaagg ggcttgagtg 500
ggttgctgaa attagaaaca aagctaaaaa tcatgcaaca tactatgctg 550
agtctgtgat agggaggttc accatctcaa gagatgattc caaaagtagt 600
gtctacctgc aaatgaacag cttaagagct gaagacactg gcatttatta 650
ctgtggggct ctgggccttg actactgggg ccaaggcacc actctcacag 700
tctcctcgct gggaggctgc 720
hHBCRCVL.R45N−h8B5VH−LGGCアミノ酸配列(配列番号258):
DVVMTQSPLS LPVTLGQPAS ISCKSSQSLL DSDGKTYLNW FQQRPGQSPN 50
RLIYLVSKLD SGVPDRFSGS GSGTDFTLKI SRVEAEDVGV YYCWQGTHFP 100
LTFGGGTKLE IKGGGSGGGG EVQLVESGGG LVQPGGSLRL SCAASGFTFS 150
DAWMDWVRQA PGKGLEWVAE IRNKAKNHAT YYAESVIGRF TISRDDAKNS 200
LYLQMNSLRA EDTAVYYCGA LGLDYWGQGT LVTVSSLGGC 240
H8B5VL−hHBCRCVH−M48I−LGGCヌクレオチド配列(配列番号259):
gacatccaga tgacccagtc tccatcctcc ttatctgcct ctgtgggaga 50
tagagtcacc atcacttgtc gggcaagtca ggaaattagt ggttacttaa 100
gctggctgca gcagaaacca ggcaaggccc ctagacgcct gatctacgcc 150
gcatccactt tagattctgg tgtcccatcc aggttcagtg gcagtgagtc 200
tgggaccgag ttcaccctca ccatcagcag ccttcagcct gaagattttg 250
caacctatta ctgtctacaa tattttagtt atccgctcac gttcggaggg 300
gggaccaagg tggaaataaa aggaggcgga tccggaggcg gaggccaggt 350
tcagctggtg cagtctggag ctgaggtgaa gaagcctggc gcctcagtga 400
aggtctcctg caaggcttct ggttacacct ttaccagcta ctggatgaac 450
tgggtgcgac aggcccctgg acaagggctt gagtggatcg gaatgattga 500
tccttcagac agtgaaactc actacaatca aatgttcaag gacagagtca 550
ccatgaccac agacacatcc acgagcacag cctacatgga gctgaggagc 600
ctgagatctg acgacacggc cgtgtattac tgtgcgagag ctatgggcta 650
ctgggggcaa gggaccacgg tcaccgtctc ctcactggga ggctgc 696
H8B5VL−HBCRCVH−M48I−LGGCアミノ酸配列(配列番号260):
DIQMTQSPSS LSASVGDRVT ITCRASQEIS GYLSWLQQKP GKAPRRLIYA 50
ASTLDSGVPS RFSGSESGTE FTLTISSLQP EDFATYYCLQ YFSYPLTFGG 100
GTKVEIKGGG SGGGGQVQLV QSGAEVKKPG ASVKVSCKAS GYTFTSYWMN 150
WVRQAPGQGL EWIGMIDPSD SETHYNQMFK DRVTMTTDTS TSTAYMELRS 200
LRSDDTAVYY CARAMGYWGQ GTTVTVSSLG GC 232
Lgh321Fプライマー(配列番号261):
cgagctagct ctagatgaga tcacagttct ctctac 36
Lgh386Rプライマー(配列番号262):
tttgaattct agcagcctcc cagtgaggag acggtgaccg tggtc 45
Lgh784Fプライマー(配列番号263):
ggcggatccg gaggcggagg ccaggttcag ctggtgcag 39
Lgh785Rプライマー(配列番号264):
cctccggatc cgcctccttt gatctcaagc ttggtccc 38
Lgh786Rプライマー(配列番号265):
tttgaattct agcagcctcc caggctggag acggtcacca gg 42
Lgh787Fプライマー(配列番号266):
ggaggcggat ccggaggcgg aggcgaagtg cagcttgtgg agtc 44
Hu3G8VL1−G3SG4−Hu2B6VH4−LGGC発現プラスミドをHu2B6VL5−G3SG4−Hu3G8VH5−LGGCとともにHEK−293細胞にコトランスフェクトし、CD32及びCD79を認識する生体分子特異的ダイアボディHu2B64.5−Hu3G85.1を作製した。同時に、Hu2B6VL5−G3SG4−Hu2B6VH4−LGGC及びHu3G8VL1−G3SG4−Hu3G8VH5−LGGCをそれぞれHEK−293細胞にトランスフェクトし、Hu2B64.5及びHu3G8 5.1ダイアボディを作製した。3日間培養し、条件培地を回収し、結合ELISAにより特徴付けした。本実験結果を図36に示す。
実験計画:96−ウェルMaxisorpプレートを、100ng/ウェルの可溶性FcRIIb−G2−Aglyで、炭酸緩衝液中、40℃で一晩被覆した。プレートをPBS/0.1%Tween20で3回洗浄し、0.5%BSA含有PBS/0.1%Tween20で30分間、室温にてブロッキング処理した後、ダイアボディを添加した。Hu2B64.5−Hu3G85.1生体分子特異的ダイアボディ、Hu2B64.5ダイアボディ、及びhu3G85.1ダイアボディの条件培地を25ng/ウェルから倍々希釈し、各ウェルに添加した。プレートを室温で1時間インキュベートした。PBS/0.1%Tween20で3回洗浄した後、プレートの各ウェルに10ngのFcRIIIa−G2−ビオチンを添加した。プレートを室温で1時間インキュベートした。プレートをPBS/0.1%Tween20で3回洗浄後、50μLの1:5000希釈したHRP結合ストレプトアビジン(Amersham Pharmacia Biotech)を検出に用いた。室温で45分間インキュベートした後、プレートをPBS/0.1%Tween20で3回洗浄し、TMB基質で発色させた。10分間のインキュベーション後、1%HSOにより反応を停止させた。OD450nmをSOFTmaxプログラムで読み込んだ。結果はGraphPadPrism3.03ソフトウェアを用いてプロットした。
6.13.IgDARTダイアボディの構築
CD32及びB細胞受容体複合体(「BCRC」)に結合できる可変領域を含む、IgDARTダイアボディを構築した。第1のダイアボディでは、分子のVH配列とFc配列の間にLGGCGGGS(配列番号267)リンカーを使用した。第2のダイアボディでは、配列LEIK(配列番号268)を有するLEIKリンカー又は配列TVSS(配列番号269)を有するTVSSリンカーを使用した。これらダイアボディの鎖の配列及びコードしているポリヌクレオチドの配列を以下に示す。
H8B5VL−hBCRCVH−M48I、M62K_LGGCG3S_hκ(配列番号270):
Figure 0005734201
108−115位置にリンカーGGGSGGGG(配列番号10)を配置して、H8B5VL配列をhBCRCVH配列に融合させ、229−236位置にリンカーLGGCGGGS(配列番号267)を配置して、hBCRCVH配列をFc配列に融合させた(両者を下線により上に示した)。
H8B5VL−hBCRCVH−M48I,M62K_LGGCG3S_hκ配列をコードするポリヌクレオチドを次に示す。(配列番号271):
Figure 0005734201
ここで、リンカーGGGSGGGG(配列番号10)及びLGGCGGGS(配列番号267)をコードしている配列は、それぞれ322−345位置及び685−708位置に存在する(両者を下線により上に示した)。
HBCRCVL R45N−h8B5VH_LGGCGGGS−hG1
(配列番号272):
Figure 0005734201
113−120位置にリンカーGGGSGGGG(配列番号10)を配置して、hBCRCVL配列をH8B5VH配列に融合させ、237−244位置にリンカーLGGCGGGS(配列番号267)を配置して、H8B5VH配列をFc配列に融合させた(両者を下線により上に示した)。
HBCRCVL−R45N−h8B5VH_LGGCGGGS−hGl配列をコードするポリヌクレオチドを次に示す。(配列番号273):
Figure 0005734201
ここで、リンカーGGGSGGGG(配列番号10)及びLGGCGGGS(配列番号267)をコードしている配列は、それぞれ337−360位置及び709−732位置に存在する(両者を下線により上に示した)。
H8B5VL−HBCRCVH M48I、M62K_(−4)LEIK_hκ
(配列番号274):
Figure 0005734201
108−115位置にリンカーGGGSGGGG(配列番号10)を配置して、H8B5VL配列をHBCRCVH配列に融合させ、225−228位置にリンカーLEIK(配列番号268)を配置して、HBCRCVH配列をFc配列に融合させた(両者を下線により上に示した)。
H8B5VL−HBCRCVH M48I,M62K_(−4)LEIK_hκ配列をコードするヌクレオチドを次に示す。(配列番号275):
Figure 0005734201
ここで、リンカーGGGSGGGG(配列番号10)及びLEIK(配列番号268)をコードしている配列は、それぞれ322−345位置及び673−684位置に存在する(両者を下線により上に示した)。
HBCRCVL R45N−h8B5VH_(−4)TVSS−hGl=HBCRCVL−R45N−h8B5VH_−hG1
(配列番号276):
Figure 0005734201
113−120位置にリンカーGGGSGGGG(配列番号10)を配置して、HBCRCVL配列をh8B5VH配列に融合させ、233−236位置にリンカーTVSS(配列番号269)を配置して、h8B5VH配列をFc配列に融合させた(両者を下線により上に示した)。
HBCRCVL R45N−h8B5VH_(−4)TVSS−hG1をコードするヌクレオチドを次に示す:
(配列番号277):
Figure 0005734201
ここで、リンカーGGGSGGGG(配列番号10)及びTVSS(配列番号269)をコードしている配列は、それぞれ337−360位置及び697−708位置に存在する(両者を下線により上に示した)。
6.14.リンカーの最適化
上述のように、本発明のIgDARTダイアボディは、好ましくは分子のVH配列とFc配列の間にリンカーを有する。収量と活性を最大にするために、リンカーの最適化の実験を行った。以下のリンカーを使用した。
Figure 0005734201
上記のリンカーをプラスミドに導入し、異なるリンカーの組み合わせを有するIgDARTダイアボディのセットを作成した。
Figure 0005734201
作製されたIgDARTの凝集性について決定した。
Figure 0005734201
データは、901A/901B、903A/903B及び908A/908Bで使用したリンカーなどのリンカーを有する構築物は、910A/911Bなどのリンカーを有すると比較して非常に優れた結果(低オリゴマー化及び/又は低断片作製)を与える、ということを予想外に示した。
6.15.E−コイル/K−コイルDART
上記から理解されるように、二重特異性DARTのそれぞれのポリペプチドは、2種のホモ二量体と1種のヘテロ二量体を形成することができる。本発明の一つの実施形態においては、荷電したポリペプチドを1つ以上、好ましくは両方のDARTポリペプチドのC末端に添加することができる。二重特異性DARTの個々のポリペプチドの電荷と反対に荷電されたポリペプチドを選択することにより、そのような荷電ポリペプチドの包含がヘテロ二量体の形成を容易にし、ホモ二量体の形成を低減する。好ましくは、陽性に荷電したポリペプチドはアルギニン、グルタミン、ヒスチジン及び/又はリジン(又はこれらのアミノ酸の混合物)を大量に含有し、陰性に荷電したポリペプチドはアスパラギン酸又はグルタミン酸(又はこれらアミノ酸の混合物)を大量に含有する。リジンを大量に含有する陽性に荷電されたポリペプチド及びグルタミン酸を大量に含有する陰性に荷電されたポリペプチドが特に好ましい。このような反対に荷電したポリペプチド間の静電気引力を最大にするためには、ヘリカル構造を自然発生的にとることができるポリペプチドを使用することが好ましい。
従って、好ましい実施形態では、陽性に荷電した「E−コイル」を、二重特異性DARTを形成するために使用されるポリペプチドの1つに付加し、陰性に荷電した「K−コイル」を、DARTの第2のポリペプチドに付加する(図37)。
特に好ましいE−コイルは、配列:(EVAALEK)
配列番号299:EVAALEKEVAALEKEVAALEKEVAALEK
を有する。
特に好ましいK−コイルは、配列:(KVAALKE)
配列番号300:KVAALKEKVAALKEKVAALKEKVAALKE
を有する。
このようなE−コイルを有する好ましいDARTポリペプチドは一般配列:[VLドメイン]−[GGGSGGGG]−[VHドメイン]−[(EVAALEK)]−GGGNSを有し、ここで、VLはDARTの可変軽鎖Igドメイン、GGGSGGGGは配列番号10、VHはDARTの可変重鎖Igドメイン、(EVAALEK)は配列番号299、GGGNSは配列番号301である。また上記のようなK−コイルを有する好ましいDARTポリペプチドは一般配列:[VLドメイン]−[GGGSGGGG]−[VHドメイン]−[(KVAALKE)]−GGGNSを有し、ここで、VLはDARTの可変軽鎖Igドメイン、GGGSGGGGは配列番号10、VHはDARTの可変重鎖Igドメイン、(KVAALKE)は配列番号300、GGGNSは配列番号301である。
6.16.E−コイル/K−コイルを含有するFc−含有DART
好ましい実施形態では、Fc領域をE−コイル又はK−コイルDARTのE及び/又はKコイルに連結することができる。
Fc領域とFc含有DARTのDARTのVHドメインとの間の分離を拡大することは、そのようなドメインの分離が小さいとドメインとその結合リガンドとの相互作用が低下したり、DARTの集合を妨げる場合には望ましい。アミノ酸配列の分離材を使用してもよいが、可変ドメインから離してFcドメインを最大限に拡げ、与えるように、αへリックスコイルを形成する分離材を使用することが好ましい(図37)。上記の反対に荷電したコイル状のポリペプチドはヘテロ二量体の形成も促進するので、そのような分子が特に分離材として好ましい。そのようなコイルを含有するFc−DART分子は、改良された血清半減期及びエフェクター機能の増進を含む、Fc−DARTと同様の有益性を提供する。上記E−コイル及びK−コイルポリペプチドはこの目的に特に好ましい。
従って、好ましい実施形態では、E−コイルを含有するFc含有DARTは一般配列:[VLドメイン]−[GGGSGGGG]−[VHドメイン]−[(EVAALEK)]−GGG−D234(カバットのナンバリング方式)で始まるFcドメインを有し、ここで、VLはDARTの可変軽鎖Igドメイン、GGGSGGGGは配列番号10、VHはDARTの可変重鎖Igドメイン、(EVAALEK)は配列番号299である。
同様に、好ましい実施形態では、K−コイルを含有するFc含有DARTは一般配列:[VLドメイン]−[GGGSGGGG]−[VHドメイン]−[(KVAALKE)]−GGG−D234(カバットのナンバリング方式)で始まるFcドメインを有し、ここで、VLはDARTの可変軽鎖Igドメイン、GGGSGGGGは配列番号10、VHはDARTの可変重鎖Igドメイン、(KVAALKE)は配列番号300である。
上記のように、コイルを含有するDART分子、又はコイルを含有するFc含有DART分子は、そのようなコイル分離体を1個だけ含有してもよいし、2個以上の分離体(例えば、2つの分離体、好ましくは、反対の荷電を有し、一方がDARTポリペプチドの各VHドメインに連結されている)を含有してもよい。Fc領域をそのような分離体分子に連結することにより、鎖を交換して二価、四価などのFc−DART分子を作製する能力が増強される(図39)。図39に示すように、FcドメインがDARTのVHドメインの1つ又は両者に連結するかどうかによって、単量体又は二量体を形成する、Fc−DART分子を作製することができる。
6.17.E−コイル/K−コイルを含有するFc−含有DARTの機能活性
E−コイル及び/又はK−コイルを含有するFc−DART種は、二重特異性DART分子から作製した。二重特異性DART分子は、(1)CD76b(BCR複合体)反応性抗体、CB3、の可変軽鎖及び重鎖領域、及び(2)CD32B反応性抗体、2B6、の低親和性変異体(「YA」変異と呼ぶ)の可変軽鎖及び重鎖領域を有する。この抗体の軽鎖可変領域は、N50Y及びV51A変異を有する点において、2B6抗体の軽鎖可変領域とは異なっている。従って、YA2B6抗体は軽鎖可変領域配列:
EIVLTQSPDFQSVTPKEKVTITCRTSQSIGTNIHWYQQKPDQSPKLLIKYASE
SISGVPSRFSGSGSGTDFTLTINSLEAEDAATYYCQQSNTWPFTFGGGTKVEI
K(配列番号302)
を有する。
この抗体の重鎖可変領域の配列は、
QVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCKASGYTFTNYWIHWVRQAPGQGLEWMGVIDP
SDTYPNYNKKFKGRVTMTTDTSTSTAYMELRSLRSDDTAVYYCARNGDSDYYS
GMDYWGQGTTVTVSS(配列番号303)
である。
CD79b(B細胞)を発現する細胞上にシス型でCD32Bに優先的に結合するために、低親和性抗体を選択した。そのような構成にすることにより、他のCD32B発現細胞(単球、内皮細胞、肝)との相互作用が、望ましくないトランス相互作用と同様に低減される。
h2B6YAhCB3のDARTなどのE−コイル及び/又はK−コイル誘導体及びE−コイル及び/又はK−コイルを含有するFc含有誘導体を作製した。作製された分子のおおよその大きさと不均一性をサイズ排除クロマトグラフィーにより分析した。図40に示すように、二量体は、K−コイルドメインに連結された単一のFc領域を有するE−コイル/K−コイルDART及びE−コイルドメインに連結された単一のFc領域を有するE−コイル/K−コイルDARTから形成した。望ましい単量体では、二量体分子が、Fc領域が1つのDART分子のE−及びK−コイルの両者に連結している調製物から回収されたように、その主たる作製物である単量体を形成した。図41は、作製された二量体分子の可能な構成を示す。
サイズ排除クロマトグラフィー分画をSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動により分析し、作製された分子の構造を更に分析した(図42)。(Fc領域を有さない)E−コイル/K−コイルDART誘導体は、それぞれ約28kDの2つの主なバンド(KFc含有ポリペプチドとそれより僅かに小さいEFc含有ポリペプチドに対応)と約49kDの目立たないバンド(E−コイル/K−コイルDARTに対応)として泳動された。サイズ排除クロマトグラフィーにおける、E−コイル/K−コイルを含有するFc含有DART誘導体(EFc/K又はE/KFc)の単量体分画は、約28kDにより大きな又は小さな分子量バンドのどちらか一方のみを示した(DARTがKFc含有DART(より大きい分子量バンド)であるかEFc含有DART(より小さい分子量バンド)であるかによる)。約49kD(E−コイル/K−コイルDARTに対応)に主に泳動された物質が観察された。有意に大きな分子量のバンドも観察された。
二重特異性結合ELISAにより、作製された分子の特徴付けを行った。CD79をELISAプレート上に配置した後、DARTをプレートに結合させた。DARTの結合は、sCD32B−ビオチン、次いでストレプトアビジン−HRPとのインキュベーションにより検出した。図43に示すように、E−コイル/K−コイルを含有するFc含有h2B6YAhCB3DART誘導体(EFc/K又はE/KFc)は、h2B6YAhCB3DART又はEFc/KFch2B6YAhCB3DART誘導体と比較して、結合性が有意に亢進されていたことを示す。
CD79bに結合した抗体の架橋は、B細胞を活性化する(Van Kooten,C.ら,(1997),Cross−Linking Of Antigen Receptor Via Ig−B(B29,CD79b) Can Induce Both Positive And Negative Signals In CD40−Activated Human B Cells,Clin.Exp.Immunol.,110:509−515)。h2B6YAhCB3DART分子は、CD76b及びCD32B抑制性受容体の両者に結合できるので、CD32BをCD76b結合部位に「補充」する能力を有し、これにより、B細胞増殖をブロックすることができる。この能力を実証するために、DARTを、結合した抗CD76b抗体を架橋することができる抗体に曝露したB細胞とインキュベートした。この実験の結果は、図44に示す。結果は、CD79b又はCD32Bの一方のみに対する抗体(それぞれCh2B6N297Q及びChCB3.1N297Q)では、B細胞の増殖を抑制できないことを示している。EFc/KFch2B6YA×hCB3DART誘導体によるB細胞増殖抑制は、h2B6YA×hCB3DARTそれ自体やh2B6YA×hCB3VF対照よりも、実質的に効果的であった。単一のFc領域が連結されているE−コイル/K−コイルDART(E/KFch2B6YA×hCB3DART誘導体及びEFc/Kh2B6YA×hCB3DART誘導体)は、B細胞増殖をより強く抑制することが見出された。
6.18.インビボ血清半減期を変えるためのDART改変
上述のように、二重特異性単鎖分子のように、(例えば、約55kDaの分子質量を持つ)小さな組み換え抗体分子は、循環系から迅速に排除される。マウスにおけるDART分子のインビボ薬物動態研究では、予想通りにその終末半減期は約2時間と短かった。
急性炎症の治療のようないくつかの実施形態では、そのような短い半減期は望ましいが、癌や慢性疾患などの治療のような他の実施形態では、本発明のDART分子は長い半減期を示すことが好ましい。
そのような使用に対するDART分子のインビボ薬物動態特性を改良するために、DART分子の末端の一方又は両方に、血清結合タンパク質のポリペプチド部分を含有するようにDART分子を改変してもよい。最も好ましくは、血清結合タンパク質のそのようなポリペプチド部分は、DART分子のC末端に組み込まれる。この目的のために特に好ましい血清結合タンパク質のポリペプチド部分は、連鎖球菌タンパク質G由来のアルブミン結合ドメイン(ABD)である。連鎖球菌株G148のタンパク質Gのアルブミン結合ドメイン3(ABD3)は特に好ましい。
連鎖球菌株G148のタンパク質Gのアルブミン結合ドメイン3(ABD3)は、安定な3本鎖へリックスバンドルを形成する46個のアミノ酸残基からなり、広範なアルブミン結合特異性を有する(Johansson,M.U.ら,(2002),Structure, Specificity, And Mode Of Interaction For Bacterial Albumin−Binding Modules,J.Biol.Chem.,277(10):8114−8120)。アルブミンは、血漿中に最も大量に存在するタンパク質であり、ヒトで19日の半減期を有する。アルブミンは、他のタンパク質に非共有的に結合できる、いくつかの小分子結合部位を有し、これにより、それらの血清半減期を延長する。
DARTの半減期を延長する、血清タンパク質のポリペプチド部分の能力を実証するために、連鎖球菌タンパク質GのABD3ドメインを組み換え二重特異性DART(hCD16及びhCD32B抗原に免疫反応性)に融合させ、組み換え抗体分子、hCD16−hCD32B ABD−DARTを作製した(図45)。このABD−DARTは、ヒト血清アルブミン(HSA)だけでなく両抗原に特異的な結合を示し、インビトロでエフェクター細胞を再標的化することができる。DART対照と比較して、このABD−DARTのマウスでの血清半減期が非常に長くなっていた。この手法は、DARTのような重要な医薬品となる可能性のあるものの半減期を、90分以上、2時間以上、5時間以上、10時間以上、20時間以上、そして最も好ましくは30時間以上に延ばすために実行可能な手段として使用することができる。
材料と方法
ABD−DARTの設計と構築
hCD16−hCD32B ABD−DARTを鎖1として、
hCD16VL−G3SG4−hCD32BVH−Kコイル[(KVAALKE)
(ここで、CD16VLは3G8CD16VLを意味し、G3SG4は配列番号10を意味し、hCD32BVHは2B6CD32BVHを意味し、(KVAALKE)は配列番号300を意味する)
鎖2として、
hCD32BVL−G3SG4−hCD16VH−GGCGGG−Eコイル[(EVAALEK)]−GGGNS−ABD
(ここで、CD32BVLはCD32BVLを意味し、G3SG4は配列番号10を意味し、hCD16VHはCD16VHを意味し、GGCGGGは配列番号267の2−7残基であり、Eコイル[(EVAALEK)]は配列番号299であり、GGGNSは配列番号301であり、ABDは
LAEAKVLANR ELDKYGVSDY YKNLINNAKT VEGVKALID EILAALP(配列番号304)である)
を使用して作製した。
従って、鎖1(h3G8VL1−G3SG4−h2B6VH4−Kコイル−GGGNS)の配列は、
DIVMTQSPDS LAVSLGERAT INCKASQSVD FDGDSFMNWY QQKPGQPPKL
LIYTTSNLES GVPDRFSGSG SGTDFTLTIS SLQAEDVAVY YCQQSNEDPY
TFGQGTKLEI KGGGSGGGGQ VQLVQSGAEV KKPGASVKVS CKASGYTFTN
YWIHWVRQAP GQGLEWTGVI DPSDTYPNYN KKFKGRVTMT VVVSTSTAYM
ELRSLRSDDT AVYYCARNGD SDYYSGMDYW GQGTTVTVSS GGCGGGKVAA
LKEKVAALKE KVAALKEKVA ALKEGGGNS(配列番号305)である。
鎖1(h3G8VL1−G3SG4−h2B6VH4−Kコイル−GGGNS)をコードする好ましいポリヌクレオチドは、
gacatcgtga tgacccaatc tccagactct ttggctgtgt ctctagggga gagggccacc
atcaactgca aggccagcca aagtgttgat tttgatggtg atagttttat gaactggtac
caacagaaac caggacagcc acccaaactc ctcatctata ctacatccaa tctagaatct
ggggtcccag acaggtttag tggcagtggg tctgggacag acttcaccct caccatcagc
agcctgcagg ctgaggatgt ggcagtttat tactgtcagc aaagtaatga ggatccgtac
acgttcggac aggggaccaa gcttgagatc aaaggaggcg gatccggagg cggaggccag
gttcagctgg tgcagtctgg agctgaggtg aagaagcctg gggcctcagt gaaggtctcc
tgcaaggctt ctggttacac ctttaccaac tactggatga actgggtgcg acaggcccct
ggacaagggc ttgagtggat tggagtgatt gatccttctg atacttatcc aaattacaat
aaaaagttca agggcagagt caccatgacc gtagtcgtat ccacgagcac agcctacatg
gagctgagga gcctgagatc tgacgacacg gccgtgtatt actgtgcgag aaacggtgat
tccgattatt actctggtat ggactactgg gggcaaggga ccacggtcac cgtctcctcc
ggaggatgtg gcggtggaaa agtggccgca ctgaaggaga aagttgctgc tttgaaagag
aaggtcgccg cacttaagga aaaggtcgca gccctgaaag agggcggcgg gaattct
(配列番号306)である。
従って、鎖2(h2B6VL5−G3SG4−h3G8VH5−Eコイル−GGGNS−ABD)の配列は、
EIVLTQSPDF QSVTPKEKVT FTCRTSQSIG TNIHWYQQKP DQSPKLLIKE
VSESISGVPS RFSGSGSGTD FTLTINSLEA EDAATYYCQQ SNTWPFTFGG
GTKVEIKGGG SGGGGQVTLR ESGPALVKPT QTLTLTCTFS GFSLSTSGMG
VGWIRQPPGK ALEWLAHIWW DDDKRYNPAL KSRLTISKDT SKNQVVLTMT
NMDPVDTATY YCAQINPAWF AYWGQGTLVT VSSGGCGGGE VAALEKEVAA
LEKEVAALEK EVAALEKGGG NSLAEAKVLA NRELDKYGVS DYYKNLINNA
KTVEGVKALI DEILAALP
(配列番号307)である。
鎖2(h2B6VL5−G3SG4−h3G8VH5−Eコイル−GGGNS−ABD)をコードする好ましいポリヌクレオチドは、
gaaattgtgc tgactcagtc tccagacttt cagtctgtga ctccaaagga gaaagtcacc
ttcacctgca ggaccagtca gagcattggc acaaacatac actggtacca gcagaaacca
gatcagtctc caaagctcct catcaaggag gtttctgagt ctatctctgg agtcccatcg
aggttcagtg gcagtggatc tgggacagat ttcaccctca ccatcaatag cctgaaggct
gaagatgctg caacgtatta ctgtcaacaa agtaatacct ggccgttcac gttcggcgga
gggaccaagg tggagatcaa aggaggcgga tccggcggcg gaggccaggt taccctgaga
gagtctggcc ctgcgctggt gaagcccaca cagaccctca cactgacttg taccttctct
gggttttcac tgagcacttc tggtatgggt gtaggctgga ttcgtcagcc tcccgggaag
gctctagagt ggctggcaca catttggtgg gatgatgaca agcgctataa tccagccctg
aagagccgac tgacaatctc caaggatacc tccaaaaacc aggtagtcct cacaatgacc
aacatggacc ctgtggatac tgccacatac tactgtgctc aaataaaccc cgcctggttt
gcttactggg gccaagggac tctggtcact gtgagctccg gaggatgtgg cggtggagaa
gtggccgcac tggagaaaga ggttgctgct ttggagaagg aggtcgctgc acttgaaaag
gaggtcgcag ccctggagaa aggcggcggg aattctctgg ccgaagcaaa agtgctggcc
aaccgcgaac tggataaata tggcgtgagc gattattata agaacctgat taacaacgca
aagaccgtgg aaggcgtgaa agcactgatt gatgaaattc tggccgccct gcct
(配列番号308)である。
VL及びVH部分はそれぞれhCD16−hCD32B DARTをテンプレートとして使用してPCRにより増幅した。鎖2については、E−コイルとABDを含有するヌクレオチド配列をプライマー二量体により形成し、制限消化及びライゲーションによりhCD16のVH領域のC末端にサブクローニングした。両鎖をNheI−NotII部位でpCIneoベクター(Promega,Inc.)にクローニングした。NgoMIV−NheIで消化された鎖1とBstBI−PmeIで消化された鎖2発現カセットのそれぞれを包含する個々のプラスミドを単一のプラスミドにクローニングし、安定な細胞株を生成するたみえにCHO細胞にトランスフェクトした。
タンパク質の発現と精製
安定したトランスフェクションのために、CHO−S細胞をhCD16−hCD32B−EK−ABD−DARTプラスミドDNAでトランスフェクトした。ABD−DARTタンパク質は、CNBr活性化セファロース4Bに結合した可溶性FcRIIB抗原を用いてアフィニティークロマトグラフィーにより精製した。濃縮したタンパク質をSuperdex200HR10/30を用いてサイズ排除クロマトグラフィーにより更に精製した。
ELISAによる結合性アッセイ:CD−16ベースの捕捉のために、プレートを2μg/mLのFcRIIB抗原で4℃で一晩被覆した後、0.5%のペプトンを含有するPBS−Tでブロックした。倍々希釈した精製タンパク質をプレートに1時間室温で結合させた。最後に、ビオチニル化CD32B(50ng/mL)及びHRPコンジュゲートストレプトアビジン(1/1000、BD−Pharm)による検出を行った。HRP活性をTMBを添加して測定し、プレートをOD450nmでプレートリーダーにより読み出した。
ヒト血清アルブミン(HSA)捕捉のために、プレートを2μg/mLのHSAで4℃で一晩被覆した。その後、同じ手順で二重親和性ELISAを行った。
末梢血単核細胞媒介ADCCアッセイ:細胞毒性をLDH遊離アッセイにより測定した。末梢血単核細胞(PBMC)をヒト全血(Lonza Walkersville,Inc,Gaithersburg,MD)から、製造者の使用説明書に従ってフィコール−ハイパック(Amersham Biosciences,Piscataway,NJ)密度勾配遠心分離により精製した。丸底96ウェル組織培養プレートの各ウェルに、2×10個の標的細胞を播く。異なるDART又は抗体分子を1〜4倍希釈でプレート中の細胞に添加する。その後、6×10個のPBMCを同じウェルに添加する。次いで、プレートを37℃で一晩、5%COインキュベーターでインキュベートする。その後、プレートを1200rpmで5分間回転させ、50μLの上清を平底ELISAプレートに移す。50μLのLDH基質溶液(Promega)を各ウェルに添加し、プレートを室温で、30分間暗所でインキュベートする。その後、50μLの停止液を各ウェルに添加し、プレートを1時間以内に490nmで読む。各ウェルの細胞毒性率を生のO.D.読み出しから次のように算出する;
(試料−AICC)/(標的Max−標的自発)×100
ここで、AICCは抗体非依存性細胞毒性である。用量応答曲線はPrismソフトウェアを使用して作成する。
薬物動態学的研究
C57B1/6マウスに5mg/kgのhCD16−hCD32B DARTを単回静脈内注射した。マウス血清を投与前、2分後、30分後、1時間後、3時間後、6時間後、24時間後、72時間後に採取し、血清中のhCD16−hCD32B DARTの濃度を定量した。hCD16−hCD32B DARTの薬物動態の計算は、WinNonlin Professional5.1(Pharsight Corporation,USA)を使用して行った。パラメーターは、非コンパートメント解析(NCA)により決定した。非コンパートメント解析は、薬品の静脈内注射を必要とするモデル(Model201)に基づいて行った。パラメーターの計算は、線形台形法を使用した。
結果
ELISAによる発現と結合研究:hCD16−hCD32B ABD−DARTを、哺乳動物CHO−S細胞中に、6.5mg/Lの濃度で効率的に発現させた。精製ABD−DARTタンパク質のそれぞれの抗原に対する結合活性をELISAにより評価した。結果は、hCD16−hCD32B ABD−DARTが、CD16とCD32Bの両抗原に同時に結合することを示した(図46A)。結合プロファイルは、対照であるhCD16−hCD32B DARTタンパク質の結合と一致している。精製hCD16−hCD32B ABD−DARTのヒト血清アルブミン(HSA)に対する親和性もELISAにより実証した(図46B)。結果は、ABDと融合したDARTがHSAに強く結合することが示されたが、対照hCD16−hCD32B DARTとの結合は観察されなかった。
ABD−DARTのインビトロ細胞毒性
この二重特異性ABD−DARTが、一方がエフェクター細胞上、他の1つが標的細胞上にある2つの抗原に同時に結合できることを実証するために、再指示細胞死滅アッセイを行った。エフェクター細胞としてヒトPBMCを用い、hCD16−hCD32B ABD−DARTは、強力な用量依存的な細胞毒性をCD32B陽性B細胞株ダウジに対して誘導した(図47)。結果はABD−DARTの効力は親DARTと同等であることを示していた。
ABD−DARTの薬物動態特性
hCD16−hCD32B ABD−DARTの薬物動態特性を、C57B1/6マウスへの単回静脈内注射後の血清試料のELISAにより分析した(図48)。DARTとABD−DARTの両方のタンパク質が、循環系から二相性に排除された。ABD−DARTのPK研究では、通常のDARTの半減期が1.2時間であるのと比較して、終末半減期が35.1時間に延長されたとともに、循環時間の延長が見られた(図48、表17)。薬物動態特性の改良は、濃度曲線下面積(AUC)の比較によっても実証された。ABD−DART構築物に対して、AUCはABDへの融合後にほとんど30倍に増加している(表22)。
Figure 0005734201
要するに、アルブミン結合ドメイン融合DARTタンパク質(ABD−DARTと称する)は成功裏に設計、作製された。hCD16−hCD32B ABD−DARTは、その抗原性決定基CD16及びCD32Bの両者を認識する特異性を保持していることが見出された。ABD−DARTは、ヒト血清アルブミンに対して高い親和性を示すことが見出された。ABDの融合は、生物学的活性(即ち、再指示腫瘍細胞死滅に対するDARTの効能)を低減させなかった。DART分子のABDへの融合は、そのインビボ半減期を有意に改良(上昇)し、大きさを著しく増加させることなく、その目標を達成した。小さなサイズを保つ能力は有意であり、DARTが腫瘍細胞に拡散していく能力を亢進するので有利である。
6.19.Her2/B細胞受容体DART
Her2/neu及びT細胞受容体(「TCR」)に結合することができる可変領域を含有するIgDARTダイアボディを構築した。
上述のように、TCRはCD4+又はCD8+T細胞により自然に発現され、抗原提示細胞のクラスI又はクラスIIMHCタンパク質により結合及び提示される抗原性ペプチドを細胞に認識させる。pMHC(ペプチド−MHC)複合体のTCRによる認識が、サイトカインの作製と抗原提示細胞の溶解を導く、細胞性免疫応答の伝播を開始する。ErbBファミリーの重要な一員であるHER2/neuは、いくつかのヒト癌及び哺乳類の発生におけるその役割のために、広く研究されてきた(Hynes及びStern,(1994),Biochim.Biophys.Acta,1198:165−184;Dougallら,(1994),Oncogene,9:2109−2123;及びLeeら,(1995),Nature,378:394−398)。ヒトHER2/neu遺伝子及びHER2/neuタンパク質は、Sembaら,(1985),Proc.Natl.Acad.Sci.(U.S.A.),82:6497−6501及びYamamotoら,(1986),Nature、319:230−234に記載されており、その配列は、GenBankから受託番号X03363として入手可能である。HER2/neuは4つのドメイン、即ち、リガンドが結合する細胞外ドメイン、親油性膜貫通ドメイン、保存細胞内チロシンキナーゼドメイン、及びリン酸化可能ないくつかのチロシン残基を有するカルボキシル−末端シグナル伝達ドメインを有する(Plowmanら,(1993),Proc.Natl.Acad.Sci.(U.S.A.),90:1746−1750)。HER2/neu細胞外(ECD)ドメインの配列は、Franklinら,(2004),Cancer Cell.,5(4):317−328に記載されており、またProtein DataBank Record 1S78(2004)で入手可能である。
HER2/neuは成長因子受容体として機能し、乳癌、大腸癌、膀胱癌、卵巣癌、肺癌などの腫瘍によりしばしば発現される。HER2/neuは、ヒト乳癌や卵巣癌の25〜30%において過剰発現され、これら患者の悪性の臨床的進行や悪性の予後と係わりを有する(Slamonら,(1987),Science,235:177−182;Slamonら,(1989),Science,244:707−712)。HER2/neuの過剰発現は、胃、子宮内膜、唾液腺、肺、腎、大腸、甲状腺、膵及び膀胱の癌を含む、他の癌にも観察されてきた(例えば、Kingら,(1985),Science,229:974;McCannら,(1990),Cancer,65:88−92;Yonemuraら,(1991),Cancer Research,51:1034)。
HER−I又はHER2/neuを標的とするモノクローナル抗体及び小分子チロシンキナーゼ阻害剤が数多く開発された。例えば、特に、4D5(HERCEPTIN(登録商標)、Genentech,Inc.)は、タンパク質の膜貫通領域の非常に近くに存在する、HER2/neuのシステインに富むIIドメインの細胞外エピトープ(アミノ酸529−627)を認識する、マウスモノクローナル抗体のヒト化変異体である。研究により、HER2/neuを過剰発現する乳癌細胞では、HER2/neuに特異的な抗体を化学療法剤(例えば、シスプラチン、ドキソルビシン、タキソールなど)と併用することによって、化学療法単独治療と比較して、高い細胞毒性応答を引き出すことが示されている(Hancockら,(1991),Cancer Res.,51:4575−4580;Arteagaら,(1994),Cancer,54:3758−3765;Pietrasら,(1994),Oncogene,9:1829−1838)。化学療法剤に対する応答をHER2/neu抗体が亢進させる考え得る機構は、HER2/neuタンパク質発現の改変又はDNA対の妨害である(Stancovskiら,(1991),Proc.Natl.Acad.Sci.(U.S.A.),88:8691−8695;Bacusら,(1992),Cell Growth&Diff.3:401−411;Bacusら,(1993),Cancer Res.53:5251−5261;Klapperら,(1997),Oncogene,14:2099−2109;Klapperら,(2000),Cancer Res.,60:3384−3388;Arteagaら,(2001),J.Clinical Oncology,19(18s):32s−40s)。ある合には、HERCEPTIN(登録商標)などの抗HER2/neu抗体は、患者に治療上の利益を与えるが、乳癌及び他の疾患患者の多くがそのような抗体に対して応答不良を示す。このような応答は、一部には患者の癌細胞によるHER2/neuの過剰発現の程度の差によるものである。
HER2/neu及びT細胞受容体(「TCR」)に結合することができる可変領域を含有する結果として、DARTは、HER2発現細胞に結合することができ、それによってそのような細胞をT細胞受容体に結合することができるドメインに付着させることができる。そのようなT細胞はこのドメインに結合し、HER2発現細胞の死滅を導く免疫応答を開始させるように活性化する。
そのようなDARTのアミノ酸及び核酸配列を、VL及びVH配列は標準文字で、VL−VHリンカーは下線を付して、C末端ヘテロ二量体化モチーフをコードする配列(配列番号313:GFNRGEC又は配列番号314:GVEPKSC)は太字のイタリック体で以下に示す。
TCRVL−HER2VHアミノ酸配列(配列番号315)
Figure 0005734201
TCRVL−HER2VHコード核酸配列(配列番号316)
Figure 0005734201
HER2VL−TCRVHアミノ酸配列(配列番号317)
Figure 0005734201
HER2VL−TCRVHコード核酸配列(配列番号318)
Figure 0005734201
好ましい実施形態では、そのような構築物は、ヘテロ二量体(即ち、TCRVL−HER2VH×HER2VL−TCRVH二量体)の形成を促進するE−コイル又はK−コイルドメインを含有するように改変される。そのようなDARTのアミノ酸及び核酸配列を、VL及びVH配列は標準文字で、VL−VHリンカーは下線を付して、二量化のためのシステイン含有リンカーをコードする配列(GGCGGG;配列番号267の2−7残基)は太字のイタリック体で以下に示す。K−コイルヘテロ二量体化ドメインのE−コイルには二重下線を付す(好ましい「E−コイル」配列は七量体EVAALEK(配列番号299)の4回繰り返し、好ましい「K−コイル」配列は七量体KVAALKE(配列番号300)の4回繰り返しである)。E−コイル又はK−コイルに続く配列は機能を有さない。
TCRVL−HER2VH−Eコイルアミノ酸配列(配列番号319)
Figure 0005734201
TCRVL−HER2VH−Eコイルコード核酸配列(配列番号320)
Figure 0005734201
HER2VL−TCRVH−Kコイルアミノ酸配列(配列番号321)
Figure 0005734201
HER2VL−TCRVH−Kコイルコード核酸配列(配列番号322)
Figure 0005734201
Her2及びT細胞受容体(TCR)結合ドメインを有するDART分子を、HER2発現が低い(従って、抗Her2/neu抗体、Herceptin(登録商標)での治療に無反応である)と特徴付けされてきた多発乳癌、大腸癌及び膀胱癌細胞株において細胞毒性を仲介する能力について試験した。試験した乳癌細胞株は、ZR75−1(HER22+)(図49A)、MCF−7(HER21+)(図49B)及びMDA−MB468(HER2−ve)(図49C)である。試験した非乳癌細胞株はHT−29(大腸癌細胞株)(図49D)及びSW780(膀胱癌細胞株)(図49E)である。図49A−Eに示すように、上述のようなDART分子は、腫瘍由来細胞株の細胞毒性を仲介する点に関して、同等の細胞毒性を達成するために必要な濃度及び観察された細胞毒性の最大レベルの両者において、HERCEPTIN(登録商標)よりも有意に効果的であった。
本発明においては、当業者にとって明らかであるように、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、多数の改変及び変更を行うことができる。本明細書に記載した具体的な実施形態は、単に例示の目的で提示したものであり、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその権利が付与される均等の範囲によってのみ限定されるべきである。このような改変は、添付の特許請求の範囲内にあることを意図している。本明細書で引用した全ての文献、特許及び非特許文献は、参照することによりその全内容を本明細書に組み入れるものとし、参照することにより個々の刊行物、特許又は特許出願が具体的かつ個別に示した程度において、その全内容を本明細書に組み入れるものとする。

Claims (23)

  1. 第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖を有するダイアボディ分子であって、
    前記第1のポリペプチド鎖と前記第2のポリペプチド鎖は互いに共有結合で連結しており、
    前記第1のポリペプチド鎖は、(i)第1のエピトープに特異的な第1の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL1)を含む第1のドメイン、(ii)第2のエピトープに特異的な第2の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH2)を含む第2のドメイン、並びにE−コイル分離体(配列番号:299)及びK−コイル分離体(配列番号:300)からなる群から選択される荷電ペプチドを含んでなり、前記第1のドメインと前記第2のドメインとは、前記第1のドメインと前記第2のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されており、
    前記第2のポリペプチド鎖は、(i)前記第2の免疫グロブリンの軽鎖可変ドメインの結合領域(VL2)を含む第4のドメイン、及び(ii)前記第1の免疫グロブリンの重鎖可変ドメインの結合領域(VH1)を含む第5のドメインを含んでなり、前記第4のドメインと前記第5のドメインとは、前記第4のドメインと前記第5のドメインとが会合してエピトープ結合部位を形成しないように共有結合で連結されており、
    前記第1のドメインと前記第5のドメインとが会合して、前記第1のエピトープと結合する第1の結合部位(VL1)(VH1)を形成しており、
    前記第2のドメインと前記第4のドメインとが会合して、前記第2のエピトープと結合する第2の結合部位(VL2)(VH2)を形成する
    ことを特徴とするダイアボディ分子。
  2. 前記第2のポリペプチド鎖が、前記第1のポリペプチド鎖の前記荷電ペプチドとは反対に荷電した荷電ポリペプチドを含むことを特徴とする、請求項1に記載のダイアボディ分子。
  3. 前記ダイアボディの前記第2ポリペプチド鎖がE−コイル分離体(配列番号299)又はK−コイル分離体(配列番号:300)を有することを特徴とする請求項に記載のダイアボディ分子
  4. 前記E−コイル分離体又はK−コイル分離体がFcドメイン又はその一部に連結されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のダイアボディ分子
  5. 前記E−コイル分離体又はK−コイル分離体がFcドメイン又はその一部に連結されていることを特徴とする請求項に記載のダイアボディ分子
  6. 前記E−コイル分離体又は前記K−コイル分離体が血清結合タンパク質のポリペプチド部に連結されており、前記ポリペプチド部は血清タンパク質に結合することができることを特徴とする請求項1又は2に記載のダイアボディ分子
  7. 前記血清結合タンパク質がアルブミン結合タンパク質であることを特徴とする請求項に記載のダイアボディ分子
  8. 前記アルブミン結合タンパク質が連鎖球菌タンパク質Gであり、前記ポリペプチドが前記連鎖球菌タンパク質Gのアルブミン結合ドメイン(ABD)であることを特徴とする請求項に記載のダイアボディ分子
  9. 前記連鎖球菌タンパク質Gのアルブミン結合ドメイン(ABD)が連鎖球菌株G148のタンパク質Gのアルブミン結合ドメイン3(ABD3)であることを特徴とする請求項に記載のダイアボディ分子
  10. 前記ダイアボディ分子が2時間以上のインビボ血清半減期を示すことを特徴とする、請求項6に記載のダイアボディ分子
  11. 前記ダイアボディ分子が10時間以上のインビボ血清半減期を示す請求項10に記載のダイアボディ分子
  12. 前記ダイアボディ分子が20時間以上のインビボ血清半減期を示す請求項10に記載のダイアボディ分子
  13. ナチュラルキラー群2D(NKG2D)受容体に対する結合リガンドであるドメインを有することを特徴とする、請求項1ないし12のいずれかに記載のダイアボディ分子。
  14. 前記ダイアボディ分子が腫瘍関連抗原に更に結合することを特徴とする、請求項13に記載のダイアボディ分子。
  15. 前記腫瘍関連抗原が、乳癌抗原、卵巣癌抗原、前立腺癌抗原、頸部癌抗原、膵癌抗原、肺癌抗原、膀胱癌抗原、大腸癌抗原、精巣癌抗原、膠芽腫癌抗原、B細胞悪性腫瘍関連抗原、多発性骨髄腫関連抗原、非ホジキンスリンパ腫関連抗原又は慢性リンパ球性白血病関連抗原であることを特徴とする請求項14に記載のダイアボディ分子。
  16. 前記腫瘍関連抗原が、A33、ADAM−9、ALCAM、B1、BAGE、β−カテニン、CA125、カルボキシペプチダーゼM、CD5、CD19、CD20、CD22、CD23、CD25、CD27、CD28、CD32B、CD36、CD40、CD45、CD46、CD56、CD79a、CD79b、CD103、CD154、CDK4、CEA、CTLA4、サイトケラチン8、EGF−R、エフリン受容体、ErbB1、ErbB3、ErbB4、GAGE−1、GAGE−2、GD2、GD3、GM2、gp100、HER−2/neu、ヒトパピローマウイルス−E6、ヒトパピローマウイルス−E7、インテグリンα−V−β−6、JAM−3、KID3、KID31、KSA(17−1A)、LUCA−2、MAGE−1、MAGE−3、MART、MUC−1、MUM−1、N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ、オンコスタチンM(オンコスタチン受容体β)、p15、PIPA、PSA、PSMA、RAAG10、ROR1、SART、sTn、TES7、TNF−α受容体、TNF−β受容体、TNF−γ受容体、トランスフェリン受容体又はVEGF受容体であることを特徴とする請求項14に記載のダイアボディ分子。
  17. 前記腫瘍関連抗原が、HER−2/neuであることを特徴とする請求項16に記載のダイアボディ分子。
  18. 前記ダイアボディ分子がT細胞受容体(TCR)結合ドメインを有することを特徴とする、請求項1又は2に記載のダイアボディ分子。
  19. 前記ダイアボディ分子が腫瘍関連抗原に更に結合することを特徴とする請求項18に記載のダイアボディ分子。
  20. 前記腫瘍関連抗原が、乳癌抗原、卵巣癌抗原、前立腺癌抗原、頸部癌抗原、膵癌抗原、肺癌抗原、膀胱癌抗原、大腸癌抗原、精巣癌抗原、膠芽腫癌抗原、B細胞悪性腫瘍関連抗原、多発性骨髄腫関連抗原、非ホジキンスリンパ腫関連抗原又は慢性リンパ球性白血病関連抗原であることを特徴とする請求項19に記載のダイアボディ分子。
  21. 前記腫瘍関連抗原が、A33、ADAM−9、ALCAM、B1、BAGE、β−カテニン、CA125、カルボキシペプチダーゼM、CD5、CD19、CD20、CD22、CD23、CD25、CD27、CD28、CD32B、CD36、CD40、CD45、CD46、CD56、CD79a、CD79b、CD103、CD154、CDK4、CEA、CTLA4、サイトケラチン8、EGF−R、エフリン受容体、ErbB1、ErbB3、ErbB4、GAGE−1、GAGE−2、GD2、GD3、GM2、gp100、HER−2/neu、ヒトパピローマウイルス−E6、ヒトパピローマウイルス−E7、インテグリンα−V−β−6、JAM−3、KID3、KID31、KSA(17−1A)、LUCA−2、MAGE−1、MAGE−3、MART、MUC−1、MUM−1、N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ、オンコスタチンM、p15、PIPA、PSA、PSMA、RAAG10、ROR1、SART、sTn、TES7、TNF−α受容体、TNF−β受容体、TNF−γ受容体、トランスフェリン受容体又はVEGF受容体であることを特徴とする請求項19に記載のダイアボディ分子。
  22. 前記腫瘍関連抗原が、HER−2/neuであることを特徴とする請求項21に記載のダイアボディ分子。
  23. 前記第1の結合部位(VL1)(VH1)が、CD32Bに特異的なエピトープ結合部位であり、前記第2の結合部位(VL2)(VH2)が、CD16に特異的なエピトープ結合部位であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のダイアボディ分子。
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