KR20140092370A

KR20140092370A - Ｆｃ 도메인 내의 돌연변이를 갖는 안정한 이종이합체 항체 설계

Info

Publication number: KR20140092370A
Application number: KR1020147014531A
Authority: KR
Inventors: 본 크로덴슈타인 토마스 스프리터; 서짓 비마라오 딕시트; 카브레라 에릭 에스코바; 폴라 아이린 라리오; 데이빗 카이 위엔 푼
Original assignee: 자임워크스 인코포레이티드
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2014-07-23
Also published as: CN104080811A; HK1200465A1; US20130195849A1; EP2773671A1; AU2012332021A1; BR112014010580A2; EP2773671A4; HRP20211773T1; DK2773671T3; CA2854233A1; AU2012332021B2; AU2017245451B9; HUE056462T2; RU2018142832A; PT2773671T; US9988460B2; AU2017245451B2; CA2854233C; RS62689B1; US9574010B2

Abstract

천연 동종이합체 (대칭) Fc 분자로 성취될 수 있는 것을 넘어 효과기 기능을 중재하는 데 관여하는 다양한 Fc 수용체 사이의 선택도, 및 생성된 변이체 Fc 이종이합체의 안정성 및 순도 증가를 성취하는 다양한 도메인(예를 들면, CH2 및 CH3)에서 비대칭인 중쇄를 갖는 스캐폴드가 제공된다. 이 신규한 분자는 항체가 거동하는 천연 방식을 변경하고 치료제에서의 용도를 발견하도록 설계된 이종성 성분의 복합체를 포함한다.

Description

ＦＣ 도메인 내의 돌연변이를 갖는 안정한 이종이합체 항체 설계{STABLE HETERODIMERIC ANTIBODY DESIGN WITH MUTATIONS IN THE FC DOMAIN}

서론

관련 출원에 대한 상호 참조

본원은 35 U.S.C. § 119(e) 하에 2011년 11월 4일자로 출원된 미국 가출원 제61/556,090호; 2011년 11월 8일자로 출원된 미국 가출원 제61/557,262호; 및 2012년 5월 10일자로 출원된 미국 가출원 제61/645,547호의 이익을 주장하며, 이들 각각은 본 명세서에서 그 전문이 참조문헌으로 포함된다.

기술분야

본 개시내용은 일반적으로 폴리펩타이드 이종이합체, 이의 조성물 및 이러한 폴리펩타이드 이종이합체를 제조하고 사용하는 방법을 제공한다. 더 구체적으로, 본 발명은 이종이합체 Fc 도메인을 포함하는 이중특이적 항체를 비롯하여 다중특이적 열 안정 항체에 관한 것이다.

이중특이적 치료제는 동일한 항원의 2개의 독립된 명확한 표적 또는 상이한 에피토프에 동시에 결합할 수 있는 항체 기반 분자이다. 이중특이적 항체는 면역글로불린 도메인 기반 집합체로 이루어지고 구조적으로 및 기능적으로 항체 분자의 성분을 모방하려고 시도한다. 이중특이적 항체의 하나의 사용은 예컨대 항체 의존 세포 독성(antibody dependent cellular cytotoxicity: ADCC)에 의해 종양 세포의 사멸 증대를 위해 세포독성 면역 효과기 세포에 전용된다. 이러한 문맥상, 이중특이적 항체의 일 암이 종양 세포 상의 항원에 결합하고, 다른 암은 효과기 세포에서 발현된 결정기에 결합한다. 종양 및 효과기 세포를 가교결합시켜, 이중특이적 항체는 종양 세포의 근접부 내에 효과기 세포를 가져올 뿐만 아니라 동시에 이의 활성화를 촉발시켜, 효과적으로 종양 세포를 사멸한다. 이중특이적 항체는 종양 조직에서 화학 치료제 또는 방사선 치료제가 풍부하게 하여 정상 조직에 대한 해로운 효과를 최소화하기 위해 또한 사용된다. 이러한 설정에서, 이중특이적 항체의 일 암은 파괴에 표적된 세포 상에 발현된 항원에 결합하고, 다른 암은 화학치료 약물, 방사성 동위원소 또는 독소를 전달한다. 이중특이성을 초과하여, 다수의 양상을 동시에 표적하여 이의 효능을 성취하기 위한 단백질 치료제에 대한 수요가 존재한다. 단백질에 다중 표적 결합 및 다중 기능 양태를 설게하여 단백질 치료제에 의해 이러한 복잡하고 신규한 생물학적 효과를 얻을 수 있다.

이러한 다작용성 및 다중 표적 결합 치료제를 설계하기 위한 다른 기능성 탄두(war-head) 또는 표적 단백질 결합 도메인을 융합시키기 위한 프레임워크를 제공하는 튼튼한 스캐폴드가 필요하다. 이상적으로는, 스캐폴드는 프레임워크를 제공하면서 설계된 치료제에 가능한 이용 가능한 수많은 다른 치료학적으로 관련되고 귀중한 특징을 만들어야 한다. 항체 기반 이중특이적 및 다작용성 치료제의 일반적인 개발에서의 주요 장애물은 전임상 연구 및 임상 연구 둘 다에 충분한 품질 및 분량의 물질을 생성하는 어려움이다. 당해 분야에서 변이체 Fc 구역에 결합된 단백질 결합 도메인으로서 단일 가변 도메인을 포함하는 폴리펩타이드 작제물(construct)에 대한 수요가 여전히 존재하고, 상기 변이체 Fc는 안정성 및 순도가 증가된 이종이합체를 선택하도록 변형된 CH3 도메인을 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 변형 이종이합체 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공되되, 상기 변형 CH3 도메인은 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하고; 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 K392J의 아미노산 변형을 포함하되, J는 L, I 또는 K의 측쇄 용적보다 실질적으로 크지 않은 측쇄 용적을 갖는 아미노산으로부터 선택되고; 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 용융 온도(Tm)가 적어도 약 74℃이고 순도가 적어도 95%인 이종이합체 CH3 도메인을 우선적으로 형성하며; 적어도 1종의 아미노산 변형은 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드와 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 사이의 계면에 있는 아미노산에서의 변형이 아니다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 T350X 변형을 포함하는 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있고, X는 발린, 아이소류신, 류신, 메티오닌 및 이들의 유도체 또는 변이체로부터 선택되는 천연 또는 비천연 아미노산이다. 몇몇 실시양태에서, 적어도 1종의 T350V 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃ 이상인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 Tm이 약 77℃ 이상인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 Tm이 약 80℃ 이상이다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351, F405 및 Y407 중 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다. 몇몇 실시양태에서, 적어도 1종의 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366의 아미노산 변형을 추가로 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351, F405 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이고, 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366, K392 및 T394 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366L, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366L, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 추가의 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366I, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366I, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종이 S400 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 추가의 실시양태에서, 변형 S400Z를 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있고, Z는 양으로 하전된 아미노산 및 음으로 하전된 아미노산으로부터 선택된다. 몇몇 실시양태에서, 양으로 하전된 아미노산은 라이신 또는 아르기닌이고, 음으로 하전된 아미노산은 아스파르트산 또는 글루탐산이다. 특정한 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 S400E 및 S400R로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종이 N390 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다. 몇몇 실시양태에서, N390의 변형은 N390Z이고, Z는 양으로 하전된 아미노산 및 음으로 하전된 아미노산으로부터 선택된다. 일 실시양태에서, N390Z는 N390R이다. 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물의 특정한 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 S400E의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 N390R의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이다. 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물의 몇몇 실시양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 각각 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이고, 상기 하나의 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 Q347R의 아미노산 변형을 포함하고, 다른 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 K360E의 아미노산 변형을 포함한다.

일 양태에서, 변형 이종이합체 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공되되, 상기 변형 CH3 도메인은 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하고; 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 K392J의 아미노산 변형을 포함하되, J는 L, I 또는 K의 측쇄 용적보다 실질적으로 크지 않은 측쇄 용적을 갖는 아미노산으로부터 선택되고; 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 용융 온도(Tm)가 적어도 약 74℃이고 순도가 적어도 95%인 이종이합체 CH3 도메인을 우선적으로 형성하며; 적어도 1종의 아미노산 변형은 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 사이의 계면에 있는 아미노산에서의 변형이 아니다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 T350X 변형을 포함하는 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있고, X는 발린, 아이소류신, 류신, 메티오닌 및 이들의 유도체 또는 변이체로부터 선택되는 천연 또는 비천연 아미노산이다. 몇몇 실시양태에서, 적어도 1종의 T350V 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃ 이상인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 Tm이 약 77℃ 이상인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 Tm이 약 80℃ 이상이다. 일 실시양태에서, 적어도 1종의 CH3 도메인 폴리펩타이드가 K409 및 T411 중 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, K409F, T411E 및 T411D 중 적어도 1종을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 적어도 1종의 CH3 도메인 폴리펩타이드가 D399의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, D399의 아미노산 변형은 D399R 및 D399K 중 적어도 1종이다.

일 양태에서, 변형 이종이합체 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공되되, 상기 변형 CH3 도메인은 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하고; 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 K392J의 아미노산 변형을 포함하되, J는 L, I 또는 K의 측쇄 용적보다 실질적으로 크지 않은 측쇄 용적을 갖는 아미노산으로부터 선택되고; 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 용융 온도(Tm)가 적어도 약 74℃이고 순도가 적어도 95%인 이종이합체 CH3 도메인을 우선적으로 형성하며; 적어도 1종의 아미노산 변형은 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 사이의 계면에 있는 아미노산에서의 변형이 아니다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 T350X 변형을 포함하는 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있고, X는 발린, 아이소류신, 류신, 메티오닌 및 이들의 유도체 또는 변이체로부터 선택되는 천연 또는 비천연 아미노산이다. 몇몇 실시양태에서, 적어도 1종의 T350V 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃ 이상인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 Tm이 약 77℃ 이상인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 Tm이 약 80℃ 이상이다. 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물의 특정한 실시양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 K409F, T411E 및 T411D의 아미노산 변형으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이고, 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 Y407A, Y407I, Y407V, D399R 및 D399K의 아미노산 변형으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이다. 몇몇 실시양태에서, T366V, T366I, T366A, T366M 및 T366L의 아미노산 변형 중 1종을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인; 및 L351Y의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인을 추가로 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물 중 어느 하나가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, K392L 또는 K392E의 아미노산 변형 중 1종을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인; 및 S400R 또는 S400V의 아미노산 변형 중 1종을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물 중 어느 하나가 본 명세서에 기재되어 있다.

제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공되되, 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 각각 적어도 4개의 아미노산 돌연변이를 포함하고, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 N390Z 및 S400Z로부터 선택되는 돌연변이를 포함하며, Z는 양으로 하전된 아미노산 및 음으로 하전된 아미노산으로부터 선택되고, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 용융 온도(Tm)가 적어도 약 70℃이고 순도가 적어도 90%인 이종이합체 CH3 도메인을 우선적으로 형성한다. 일 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 F405 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T394 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다. 일 실시양태에서, 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다. 특정한 실시양태에서, 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366 및 K392 위치 중 적어도 1종의 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃이고 적어도 약 95%의 순도로 형성된 단리된 이종다합체 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 N390R, S400E 및 S400R 중 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 하나가 347 위치의 아미노산 변형을 포함하고 다른 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 360 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종이 T350V의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 구체적인 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고; 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366L, T366I, K392L, K392M 및 T394W 중 적어도 1종으로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 D399 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고, 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 K409 및 T411 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고, 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366 및 K392 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 구체적인 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종이 T350V의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃ 이상이고 적어도 약 95%의 순도로 형성되는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, D399R, D399K, S400D, S400E, S400R, S400K, Y407A 및 Y407V로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하고; 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366V, T366I, T366L, T366M, N390D, N390E, K392L, K392I, K392D, K392E, K409F, K409W, T411D 및 T411E로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하는 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다.

제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공되되, 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 각각 적어도 3개의 아미노산 돌연변이를 포함하고, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 1종은 T411E 및 T411D로부터 선택되는 돌연변이를 포함하며, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 용융 온도(Tm)가 적어도 약 70℃이고 순도가 적어도 90%인 이종이합체 CH3 도메인을 우선적으로 형성한다. 일 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 F405 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T394 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다. 일 실시양태에서, 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다. 특정한 실시양태에서, 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366 및 K392 위치 중 적어도 1종의 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃이고 적어도 약 95%의 순도로 형성되는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 N390R, S400E 및 S400R 중 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 하나가 347 위치의 아미노산 변형을 포함하고 다른 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 360 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종이 T350V의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 구체적인 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고; 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366L, T366I, K392L, K392M 및 T394W 중 적어도 1종으로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 D399 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고, 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 K409 및 T411 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고, 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366 및 K392 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 구체적인 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종이 T350V의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃ 이상이고 적어도 약 95%의 순도로 형성되는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, D399R, D399K, S400D, S400E, S400R, S400K, Y407A 및 Y407V로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하고; 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366V, T366I, T366L, T366M, N390D, N390E, K392L, K392I, K392D, K392E, K409F, K409W, T411D 및 T411E로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하는 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다.

L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T366I, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공된다.

일 양태에서, L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T366I, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다.

특정한 양태에서, L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T366L, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다.

몇몇 양태에서, L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T366L, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다.

일 양태에서, T350V, L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T350V, T366L, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다.

일 양태에서, T350V, L351Y, S400R, F405A, Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T350V, T366L, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다.

일 양태에서, T350V, L351Y, S400E, F405A, Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T350V, T366L, N390R, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다.

일 양태에서, T350V, L351Y, F405A, Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T350V, T366L, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다.

일 양태에서, T366V, K392L, K409F 및 T411E의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 L351Y, D399R 및 Y407A의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다.

일 양태에서, T366V, K392LE K409F 및 T411E의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 L351Y, D399R, S400R 및 Y407A의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 이종이합체 Fc 구역은 수용체의 선택적 결합을 촉진하는 적어도 1종의 비대칭 아미노산 변형을 포함하는 변이체 CH2 도메인을 추가로 포함한다. 일 실시양태에서, 변이체 CH2 도메인은 야생형 CH2 도메인과 비교하여 Fc감마 IIIa 수용체에 선택적으로 결합한다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 70℃ 이상이다. 특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃이다. 몇몇 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 적어도 약 80℃이다.

다른 양태에 따르면, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 70℃ 이상이며, 상기 변형 CH3 도메인은 아미노산 돌연변이를 포함하지 않는 CH3 도메인과 비교하여 안정성이 증가한 이종이합체 Fc 구역을 형성시킨다. 일 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역은 야생형 Fc 구역에 비해 CH3 도메인 내에 추가의 이황화 결합을 포함하지 않는다. 대안적인 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역은 야생형 Fc 구역에 비해 변형 CH3 도메인 내에 적어도 1종의 추가의 이황화 결합을 포함하고, 단 추가의 이황화 결합의 존재 하에 용융 온도(Tm)가 약 70℃ 이상이다. 다른 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역은 야생형 Fc 구역에 비해 변형 CH3 도메인 내에 적어도 1종의 추가의 이황화 결합을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 77.5℃ 이상이다.

일 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하며, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 70℃ 이상이고 이종이합체 Fc 구역은 약 90% 초과의 순도로 형성되거나 이종이합체 Fc 구역은 약 95% 이상의 순도로 형성되거나 이종이합체 Fc 구역은 약 98% 이상의 순도로 형성된다.

특정한 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 또한 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 상기 1종 이상의 아미노산 돌연변이를 포함하지 않는 CH3 도메인과 비교하여 안정성이 증가한 이종이합체 Fc 구역을 형성하는 1종 이상의 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하며, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 70℃ 이상이거나 Tm이 약 71℃ 이상이거나 Tm이 약 74℃ 이상이다. 다른 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역은 약 98% 이상의 순도 및 약 73℃의 Tm으로 용액 중에 형성되거나, 이종이합체 Fc 구역은 약 90% 이상의 순도 및 약 75℃의 Tm으로 형성된다.

특정한 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하고, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 T350V의 아미노산 변형을 포함한다. 특정한 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 T350V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 T350V의 아미노산 변형을 또한 포함하는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함한다. 특정한 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 F405 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 T394 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함한다. 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 D399 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고, 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 K409 및 T411 위치에서의 아미노산 변형을 포함한다. 특정한 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 L351Y 및 Y407A의 아미노산 변형을 포함하는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 T366A 및 K409F의 아미노산 변형을 포함하는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함한다. 일 양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 또는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T411, D399, S400, F405, N390 또는 K392 위치에서의 추가의 아미노산 변형을 포함한다. T411 위치에서의 아미노산 변형은 T411N, T411R, T411Q, T411K, T411D, T411E 또는 T411W로부터 선택된다. D399 위치에서의 아미노산 변형은 D399R, D399W, D399Y 또는 D399K로부터 선택된다. S400 위치에서의 아미노산 변형은 S400E, S400D, S400R 또는 S400K로부터 선택된다. F405 위치에서의 아미노산 변형은 F405I, F405M, F405T, F405S, F405V 또는 F405W로부터 선택된다. N390 위치에서의 아미노산 변형은 N390R, N390K 또는 N390D로부터 선택된다. K392 위치에서의 아미노산 변형은 K392V, K392M, K392R, K392L, K392F 또는 K392E로부터 선택된다.

특정한 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 T350V 및 L351Y의 아미노산 변형을 포함하는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 T350V 및 L351Y의 아미노산 변형을 또한 포함하는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함한다.

다른 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 Y407A의 아미노산 변형을 포함하는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 T366A 및 K409F의 아미노산 변형을 포함하는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함한다. 일 양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 또는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 K392E, T411E, D399R 및 S400R의 추가의 아미노산 변형을 포함한다. 다른 양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 D399R, S400R 및 Y407A의 아미노산 변형을 포함하고, 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T366A, K409F, K392E 및 T411E의 아미노산 변형을 포함한다. 추가의 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 74℃ 이상이고, 이종이합체는 순도가 약 95% 이상이다.

다른 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 L351 및 Y407A 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 T366 및 K409F 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함한다. 일 양태에서, L351 위치에서의 아미노산 변형은 L351Y, L351I, L351D, L351R 또는 L351F로부터 선택된다. 다른 양태에서, Y407 위치에서의 아미노산 변형은 Y407A, Y407V 또는 Y407S로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, T366 위치에서의 아미노산 변형은 T366A, T366I, T366L, T366M, T366Y, T366S, T366C, T366V 또는 T366W로부터 선택된다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 75℃ 이상이고, 이종이합체는 순도가 약 90% 이상이다.

다른 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 F405 및 L351Y 및 Y407V 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함한다. 일 양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 또는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 K392, T411, T366, L368 또는 S400 위치에서의 아미노산 변형을 포함한다. F405 위치에서의 아미노산 변형은 F405A, F405I, F405M, F405T, F405S, F405V 또는 F405W이다. K392 위치에서의 아미노산 변형은 K392V, K392M, K392R, K392L, K392F 또는 K392E이다. T411 위치에서의 아미노산 변형은 T411N, T411R, T411Q, T411K, T411D, T411E 또는 T411W이다. S400 위치에서의 아미노산 변형은 S400E, S400D, S400R 또는 S400K이다. T366 위치에서의 아미노산 변형은 T366A, T366I, T366L, T366M, T366Y, T366S, T366C, T366V 또는 T366W이다. L368 위치에서의 아미노산 변형은 L368D, L368R, L368T, L368M, L368V, L368F, L368S 및 L368A이다.

다른 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함한다. 일 양태에서, 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T366L 또는 T366I의 아미노산 변형을 포함한다.

또 다른 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 Y349C, F405A 및 Y407V 중 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 T366I, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함한다.

특정한 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 K392M 및 T394W, 및 T366L 및 T366I 중 하나의 아미노산 변형을 포함하는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함한다.

다른 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 T366L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함한다.

다른 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 T366I 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함한다.

이종다합체의 특정한 실시양태에서, 이중특이적 항체 또는 다중특이적 항체가 제공된다.

다른 실시양태에서, 본 발명의 이종다합체 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 조성물이 제공된다.

다른 실시양태에서, 본 발명의 이종다합체를 코딩하는 핵산을 포함하는 숙주 세포가 제공된다.

특정한 실시양태에서, 이종다합체가 적어도 1종의 치료학적 항체를 포함하는 이종다합체가 제공된다. 일 양태에서, 치료학적 항체는 아바고보맙(abagovomab), 아달리무맙(adalimumab), 알렘투주맙(alemtuzumab), 아우로그랍(aurograb), 바피뉴주맙(bapineuzumab), 바실릭시맙(basiliximab), 벨리무맙(belimumab), 베바시주맙(bevacizumab), 브리아키누맙(briakinumab), 카나키누맙(canakinumab), 카투막소맙(catumaxomab), 세르톨리주맙 페골(certolizumab pegol), 세툭시맙(cetuximab), 다클리주맙(daclizumab), 데노수맙(denosumab), 에팔리주맙(efalizumab), 갈릭시맙(galiximab), 겜투주맙 오조가마이신(gemtuzumab ozogamicin), 골리무맙(golimumab), 이브리투모맙 튜세탄(ibritumomab tiuxetan), 인플릭시맙(infliximab), 이필리무맙(ipilimumab), 루밀릭시맙(lumiliximab), 메폴리주맙(mepolizumab), 모타비주맙(motavizumab), 뮤로모납(muromonab), 마이코그랍(micrograb), 나탈리주맙(natalizumab), 니모투주맙(nimotuzumab), 오크렐리주맙(ocrelizumab), 오파투무맙(ofatumumab), 오말리주맙(omalizumab), 팔리비주맙(palivizumab), 파니투무맙(panitumumab), 페르투주맙(pertuzumab), 라니비주맙(ranibizumab), 레슬리주맙(reslizumab), 리툭시맙(rituximab), 테플리주맙(teplizumab), 토실리주맙(tocilizumab)/아틀리주맙(atlizumab), 토시투모맙(tositumomab), 트래스투주맙(trastuzumab), 프록시늄(Proxinium)(상표명), 렌카렉스(Rencarex)(상표명), 우스테키누맙(ustekinumab) 및 잘루투무맙(zalutumumab)으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

본 발명의 이종다합체의 다른 실시양태에서, 암 항원을 특징으로 하는 암을 앓는 환자에서 암을 치료하는 방법이 제공되되, 상기 방법은 치료학적 유효량의 이종다합체를 상기 환자에게 투여하는 단계를 포함한다.

본 발명의 이종다합체의 다른 실시양태에서, 면역 질환을 앓는 환자에서 면역 질환을 치료하는 방법이 제공되되, 상기 방법은 치료학적 유효량의 이종다합체를 상기 환자에게 투여하는 단계를 포함한다.

특정한 실시양태에서, 본 명세서에 기재된 이종다합체 작제물에서 사용되는 변형 Fc 구역은 2형 면역글로불린(IgG2) 또는 3형 면역글로불린(IgG3)으로 정의되는 면역글로불린과 같은 G형 면역글로불린을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 본 명세서에 기재된 이종다합체 작제물에서 사용되는 변형 Fc 구역은 면역글로불린 M 또는 IgM을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 본 명세서에 기재된 이종다합체 작제물에서 사용되는 변형 Fc 구역은 면역글로불린 A 또는 IgA를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 본 명세서에 기재된 이종다합체 작제물에서 사용되는 변형 Fc 구역은 면역글로불린 D 또는 IgD를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 본 명세서에 기재된 이종다합체 작제물에서 사용되는 변형 Fc 구역은 면역글로불린 E 또는 IgE를 포함한다. 특정한 실시양태에서, 본 명세서에 기재된 이종다합체 작제물에서 사용되는 변형 Fc 구역은 1형 면역글로불린(IgG1), 2형 면역글로불린(IgG2), 3형 면역글로불린(IgG3) 또는 4형 면역글로불린(IgG4)으로 정의되는 면역글로불린과 같은 모든 유형의 면역글로불린 G 아이소타입을 포함한다.

도 1은 CH3(상부), CH2(중간) 및 수용체 구역을 보여주는 야생형 항체의 그래프상 3D 구조이다. 왼쪽의 점선 직사각형은 CH3의 표적 영역의 1 구역 및 2 구역의 2개의 구역을 보여주는 오른쪽으로 확장된다;
도 2는 368 위치에서의 야생형 잔기를 보여주는 그래프상 3D 도해;
도 3은 돌연변이된 368 위치를 보여주는 1 구역의 그래프상 3D 도해;
도 4는 2 구역에서의 추가의 돌연변이의 그래프상 3D 도해;
도 5는 3개의 제1 변이체 AZ1, AZ2 및 AZ3에 대한 충돌 점수, 계면 면적 차이, 패킹 차이, 정전 에너지 차이 및 전체 "친화도 점수"에 대한 인 실리코(in silico) 계산의 표;
도 6은 변이체 AZ1로 "구축"된 변이체 AZ2 및 AZ3을 나타낸 그래프상 3D 이미지를 표시한 도면;
도 7은 AZ2 및 AZ3 변이체의 그래프상 3D 도해;
도 8은 도 5에서처럼, 그러나 AZ1, AZ2 및 AZ3 이종이합체 및 잠재적인 동종이합체에 대한 표를 나타냄. 친화도 점수는 이것이 관련되지 않은 동종이합체에 대해 도시되어 있지 않다;
도 9는 야생형(왼쪽) 및 돌연변이된 AZ4(오른쪽)의 3D 도해의 그래프상 도해;
도 10은 AZ4 이종이합체 및 잠재적인 동종이합체에 대한 인 실리코 계산을 나타낸 도 5로서의 표;
도 11은 CH3 변이체 AZ5(왼쪽) 및 AZ6(오른쪽)의 그래프상 도해이다;
도 12는 AZ4, AZ5 및 AZ6에 대한 인 실리코 데이터를 표시한 도 5에 기재된 바와 같은 표;
도 13은 이종이합체 접근법을 이용하는 수용체 구역에서의 결합 특성의 가능성의 도면으로 왼쪽에서 항체의 그래프상 3D 도해;
도 14는 IgG 분자의 모식적 도해;
도 15는 Fcγ 수용체의 다중 서열 정렬을 표시한 도면. 진뱅크(Genebank)/유니프로트(Uniprot) 서열 번호: FcγRIIA(sp P12318), FcγRIIB(sp P31994), FcγRIIC(gi 126116592), FcγRIIIA(sp P08637), FcγRIIIB(sp 075015);
도 16은 Fc-FcγRIIIb 복합체의 결정 구조의 도면[PDB ID: 1T83, Radaev & Sun]. Fc 및 FcγR의 2개의 사슬 사이의 비대칭 접촉을 갖는 Fc 및 Fcγ 수용체의 1:1 복합체가 관찰된다;
도 17은 본 명세서에 기재된 이종이합체 변이체에 의해 형성된 비대칭 Fc 스캐폴드에 기초한 다작용성 분자의 도면: 비대칭 Fc 스캐폴드 및 비대칭 Fc-단량체 IgG 암;
도 18은 본 명세서에 기재된 이종이합체 변이체에 의해 형성된 비대칭 Fc 스캐폴드에 기초한 다작용성 분자의 도면: 비대칭 Fc-단일특이적 IgG 암 및 비대칭 Fc-이중특이적 IgG 암(공통 경쇄);
도 19는 본 명세서에 기재된 이종이합체 변이체에 의해 형성된 비대칭 Fc 스캐폴드에 기초한 다작용성 분자의 예시를 도시한 도면. 비대칭 Fc-이중특이적 IgG 암 및 기능성 분자, 예컨대 독소;
도 20은 본 명세서에 기재된 이종이합체 변이체에 의해 형성된 비대칭 Fc 스캐폴드에 기초한 다작용성 분자를 도시한 도면: 비대칭 Fc-단일 scFv 암 및 비대칭 Fc-이중특이적 scFv 암;
도 21은 본 명세서에 기재된 이종이합체 변이체에 의해 형성된 비대칭 Fc 스캐폴드에 기초한 대안적인 다작용성 분자를 보여준다: 비대칭 Fc-삼중특이적 scFv 암 및 비대칭 Fc-사중특이적 scFv 암;
도 22는 FcγR 상호작용에 대한 생산적인 면 및 야생형 유사 상호작용을 갖는 비생산적인 면을 도입하는 더 우수한 FcγR 선택도를 위해 Fc의 일면 위의 돌연변이의 비대칭 설계를 나타낸다. Fc의 비생산적인 면 위의 돌연변이를 도입하여 FcR과의 상호작용을 차단하고 Fc의 극성을 바이어스하여 생산적인 면하고만 상호작용할 수 있다;
도 23은 야생형 인간 IgG1에 대한 아미노산 서열을 표시한 도면;
도 24는 하기 자세히 기재된 양성 및 음성 설계 전략을 조합하는 Fc 이종이합체 설계의 반복 프로세스를 도시한 도면;
도 25a 내지 도 25c는 이종이합체 순도를 결정하기 위해 이용되는 심헐실내 검정을 도사한 도면. 검정은 상이한 분자량의 2개의 Fc 중쇄를 갖는 전장 단일특이적 항체 스캐폴드에 기초한다; A중쇄는 C 말단 HisTag(His)을 갖고, B중쇄는 C 말단 절단형 mRFP 태그(RFP)를 갖는다. 2개의 A중쇄(His) 및 B중쇄(RFP)는 고정된 양의 경쇄와 함께 상이한 상대 비율로 발현되어, a) 동종이합체 A 사슬(His)/A 사슬(His)(약 150kDa); b) 이종이합체 A 사슬(His)/B 사슬(RFP)(약 175kDa); c) 동종이합체 B 사슬(RFP)/B 사슬(RFP)(약 200kDa)의 분자량이 다른 3개의 이합체 종을 생성한다. 실시예 2에 기재된 바대로 발현 후, 분자량에 의해 3개의 이합체 종을 분리시키는 비환원 SDS-PAGE에 의해 이종이합체 대 2개의 동종이합체의 비율을 결정한다. SDS-PAGE 겔을 쿠마시 브릴리언트 블루(Coomassie Brilliant Blue)로 염색한다. 도 25a: 시험된 변이체는 이종이합체 순도가 95% 초과로 보고된 WT A 사슬(His) 단독; WT B 사슬(RFP) 단독; WT A 사슬(His) + B 사슬(RFP); 1대조군 A 사슬(His) + B 사슬(RFP)이다. 상기 기재된 바대로 IgG-Fc(항-Fc), mRFP 태그(항-mRFP) 및 HisTag(항-His)에 지시된 항체에 의한 웨스턴 블롯에 의해 이합체 밴드의 조성물을 검증한다. SDS-PAGE는 His/His 동종이합체에 대한 단일 밴드, His/RFP 이종이합체에 대한 이중 밴드 및 RFP 동종이합체에 대한 다중 밴드를 보여준다. 다중 밴드는 mRFP 태그의 인공산물이고, Fc 이종이합체의 물성에 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다. 도 25b: 대조군으로서 공개된 Fc 이종이합체 변이체 1-4 대조군으로 SDS-PAGE 검정을 검증한다. A 표를 참조한다. 변이체는 A 사슬(His) 대 B 사슬(RFP)의 상이한 상대 비율로 표시된다: 구체적으로, 각각 1:3 비율은 25%, 10%, 65%의 LC,HC_His,HC_mRFP 비율에 해당하고; 1:1 비율은 25%, 20%, 55%에 해당하고 3:1 비율은 25%, 40%, 35%에 해당한다(A 사슬(His) 대 B 사슬(RFP)의 명확한 1:1 발현은 WT Fc에 대해 20%/55%(His/RFP)에 가까운 것으로 결정되었다). 도 25c는 1 스캐폴드 변이체의 이종이합체 순도를 결정하기 위한 비환원 SDS-PAGE 검정을 보여준다. Fc 변이체는 A 사슬(His) 대 B 사슬(RFP)의 상이한 상대 비율로 표시되고, 도 2에 기재된 바대로 비환원 SDS-PAGE에 의해 분석된다. 구체적으로, 각각 1:3 비율은 25%, 10%, 65%의 LC,HC_His,HC_mRFP 비율에 해당하고; 1:1 비율은 25%, 20%, 55%에 해당하고, 3:1 비율은 25%, 40%, 35%에 해당한다(A 사슬(His) 대 B 사슬(RFP)의 명확한 1:1 발현은 WT Fc에 대해 20%/55%(His/RFP)에 가까운 것으로 결정되었다);
도 26a 내지 도 26b는 A형 단백질 친화도 크로마토그래피에 의해 정제되고 도 25a 내지 도 25c에 기재된 바대로 비환원 SDS-PAGE에 의해 분석되는 A 사슬(His) 대 B 사슬(RFP)의 특정 비율로 표시되는 Fc 이종이합체 변이체를 나타낸다(표 2 참조). 도 26a는 SDS-PAGE 결과의 육암 검사에 의해 관찰된 순도에 기초한 이종이합체의 분류를 예시한다. 비교를 위해, 동일량의 A형 단백질 정제 생성물을 겔에 로딩한다. 비환원 SDS-PAGE에 기초한 순도 결정은 선택된 변이체에 대한 LC/MS에 의해 확인된다(도 28 참조). 도 26b는 선택된 A형 단백질 정제 이종이합체 변이체(AZ94, AZ86, AZ70, AZ33 및 AZ34)의 예시적인 SDS-PAGE 결과를 제공한다;
도 27a 내지 도 27b는 본 명세서에 기재된 이종이합체 변이체에 의해 형성된 이종이합체 CH3-CH3 도메인의 용융 온도를 결정하기 위한 DSC 분석을 예시한 도면. 용융 온도를 결정하기 위해 2개의 독립적 방법을 이용한다. 도 27a는 4개의 독립적인 2-상태-비전이로 맞춰지고 약 72℃(CH2) 및 약 82℃(Fab)의 헤르셉틴에 보고된 문헌 값에 가까운 CH2 및 Fab 전이에 가까운 값을 생성하도록 최적화된 온도기록도를 제공한다. 도 27b는 이종이합체 변이체에 대해 정규화되고 기준선 보정된 온도기록도가 CH3 전이 단독에 대한 양성 및 음성 차이 피크를 생성하도록 WT로부터 공제된다는 것을 나타낸다;
도 28은 실시예 2에 기재된 실시예 변이체 AZ70의 LC/MS 분석을 예시한 도면. 글라이코실화 이종이합체 및 동종이합체에 대한 예상(계산 평균) 질량이 기재되어 있다. 이종이합체 질량과 일치하는 구역은 글라이신(-57Da) 손실 및 1개 또는 2개의 헥소스(각각 +162Da 및 +324Da) 첨가에 상응하는 주피크를 포함한다. 동종이합체 중 어느 하나에 상응하는 유의적인 피크가 없는 경우, 이종이합체 순도는 90% 초과로 분류된다;
도 29a 내지 도 29d는 도 29a WT Fc; 도 29b AZ6; 도 29c AZ33; 도 29d AZ19의 CH3 계면을 도시한 도면. 상세한 설명 부문에 기재된 포함적인 인 실리코 분석 및 WT에 대한 변이체의 비교는 초기 AZ33 이종이합체의 WT 안정성보다 낮은 이유 중 하나는 Y407 및 T366의 코어 상호작용/패킹 손실이라는 것을 나타낸다. 초기 AZ33은 도 29b에 예시된 바대로 이 소수성 코어에서의 비최적 패킹을 보여주어, 특히 T366 위치에서의 이 구역의 최적화가 AZ33의 안정성을 개선한다는 것을 제시한다. 이는 T366I 및 T366L로 도 29c 및 도29d에 예시되어 있다. 실험 데이터는 이 구조 분석과 상관되고 T366L이 가장 큰 Tm 개선을 제공한다는 것을 보여준다. 실시예 5를 참조한다;
도 30은 초기 1 스캐폴드 변이체 AZ8에서 예시된 배좌 역학 분석의 이용성 및 중요성을 예시한 도면. 인 실리코 돌연변이유발(WT에 가까운 골격 배좌) 후 구조가 50ns 분자 역학(Molecular Dynamics) 모의 분석의 대표적인 구조와 중첩된다. 도면은 결국 소수성 코어를 용매에 노출시키고 AZ8 이종이합체의 안정성을 감소시키는 AZ8 변이체 대 WT의 루프 구역 D399-S400에서의 큰 배좌 차이를 강조한다;
도 31a 내지 도 31c는 기재된 양성 설계 전략에서 포함적인 인 실리코 분석 및 MD 모의로부터의 정보가 어떻게 이용되는지를 예시한 도면. 도 30에 예시된 바대로, AZ8의 더 낮은 WT 안정성에 대한 이유 중 하나는 주로 F405 패킹 상호작용 손실로 인한 409에 대한 루프 399-400의 상호작용 감소이다(도 31a(WT) 대 도 31b(AZ8)의 비교 참조). 양성 설계 전략 중 하나는 399-400 루프 배좌를 안정화시키는 영역의 소수성 패킹의 최적화이다. 도 31c에 예시된 K392M 돌연변이에 의해 이를 성취한다. 도 31c는 초기 음성 설계 변이체 AZ8의 74° 대 68°의 Tm을 갖는 이종이합체 AZ33을 나타낸다;
도 32a 내지 도 32b는 분자 역학 궤적의 주요 성분 분석을 이용하여 관찰된 Fc 분자의 역학을 예시한 도면. 도 32a는 기준으로서 Fc 구조의 골격 흔적을 보여준다. 도 32b 및 도 32c는 Fc 구조에서의 2개의 상부 주요 운동 방식에 따라 관찰된 역학의 오버레이를 나타낸다. A 사슬 및 B 사슬의 CH2 도메인은 서로에 유의적인 개방/밀폐 운동을 나타내고, CH3 도메인은 비교적 경질이다. CH3 계면에서의 돌연변이는 CH2 도메인에서 이 개방/밀폐 운동의 상대적인 유연성 및 역학에 영향을 미친다;
도 33a 내지 도 33c는 2개의 2 스캐폴드 변이체 대 WT의 소수성 코어 패킹을 예시한 도면. 도 33a WT Fc; 도 33b AZ63; 및 도 33c AZ70. 초기 2 스캐폴드 변이체의 포함적인 인 실리코 분석은 Y407-T366의 코어 WT 상호작용 손실이 초기 2 스캐폴드 변이체에 대한 더 낮은 WT 안정성에 대한 이유 중 하나라는 것을 제시한다. Y407-T366 손실은 돌연변이 K409F에 의해 부분 보상되자만, 도 33b에 예시된 것처럼, 특히 T366A 돌연변이는 소수성 코어 내에 동공을 남겨 변이체 대 WT를 탈안정화시킨다. 도 33c에서 Fc 변이체 AZ70으로 보이는 것처럼 추가의 돌연변이 T366V_L351Y에 의한 이 소수성 코어의 표적화는 성공적인 것으로 입증되었고; AZ70은 75.5℃의 실험으로 결정된 Tm을 가졌다. 표 4 및 실시예 6을 참조한다;
도 34a 내지 도 34c는 2개의 2 스캐폴드 변이체 대 WT의 루프 399-400의 상호작용을 예시한 도면: 도 34a WT Fc; 도 34b AZ63; 및 도 34c AZ94. 초기 2 스캐폴드 변이체의 포함적인 인 실리코 분석은 돌연변이 K409F로 인한 WT 염-브릿지 K409-D399(도 34a) 및 이에 따른 불포화 D399(도 34b) 손실이 399-400 루프의 더 '개방적인' 배좌를 발생시킨다는 것을 제시한다. 이는 게다가 소수성 코어의 더 큰 용매 노출 및 변이체 대 WT의 추가의 탈안정화를 발생시킨다. 399-400 루프를 안정화시키고 K409-D399 상호작용 손실을 보상하기 위해 이용되는 전략 중 하나는 변이체 AZ94에 대해 도 34c에 예시된 것처럼 추가의 염 브릿지 D399R-T411E 및 S400R-K392E의 설계이다. 실험 데이터는 95% 초과의 순도 및 74℃의 Tm을 나타낸다. 표 4 및 실시예 6을 참조한다. 추가로, AZ94가 초기 2 스캐폴드 변이체와 비교하여 상당히 더 높은 순도 및 안정성을 갖더라도(90% 미만의 순도, 71℃의 Tm), AZ94의 소수성 코어 돌연변이가 변이체 AZ70에서 확인된 '최고의' 소수성 코어 돌연변이보다 덜 바람직하다(도 33). AZ70에서의 소수성 코어에서의 돌연변이(T366V_L351Y)가 루프 399-400에서의 AZ94의 염-브릿지 돌연변이와 멀더라도, AZ70 아미노산 돌연변이 및 추가의 AZ94 돌연변이의 조합이 AZ70 또는 AZ94보다 더 높은 용융 온도를 갖는 것으로 예상된다. 실시예 1 내지 4에 기재된 바대로 이 조합을 시험할 수 있다;
도 35는 6개의 Fc감마 수용체에 대한 동종이합체 IgG1 Fc, 이종이합체 변이체 het1(1대조군): A:Y349C_T366S_L368A_Y407V/B:S354C_T366W 및 het2(4대조군): A:K409D_K392D/B:D399K_D356K 결합의 결합 상수(Ka(M^-1))를 예시한 도면. 이종이합체 Fc 변이체는 야생형 IgG1 Fc와 비교하여 Fc감마 수용체에 대해 약간 변경된 결합을 나타내는 경향이 있다. 실시예 7을 참조한다;
도 36a는 기준으로서 야생형 결합 강도에 기초한 IIbF, IIBY 및 IIaR 수용체에 대한 야생형 IgG1 Fc 및 이의 다양한 동종이합체 및 비대칭 돌연변이체 형태의 상대 결합 강도를 도시한 도면. (호모 Fc + S267D)는 사슬 둘 다에 대한 S267D 돌연변이를 갖는 동종이합체 Fc의 결합 강도를 의미한다. (Het Fc + 비대칭 S267D)는 Fc 내에 2개의 사슬 중 하나에 도입된 S267D 돌연변이를 갖는 이종이합체 Fc의 결합 강도를 의미한다. 2개의 Fc 사슬 중 어느 하나 상에 돌연변이를 도입하여 얻은 결합 강도의 평균가 보고되어 있다. 1개의 사슬 상의 이 돌연변이의 도입은 결합 강도를 동종이합체 방식으로 동일한 돌연변이에 관찰된 강도의 거의 절반으로 감소시킨다. (Het Fc + 비대칭 S267D + 비대칭 E269K)는 비대칭 방식으로 2개의 Fc 사슬 중 1개 상에 도입된 S267D 및 E269K 돌연변이 둘 다를 갖는 이종이합체 Fc의 결합 강도를 의미한다. E269K 돌연변이는 Fc의 면 중 하나에 대한 FcgR의 상호작용을 차단하고 결합 강도를 그 자체로 비대칭 S267D 변이체(Het Fc+S267D)에 관찰된 강도의 절반으로 감소시킬 수 있다. 여기서 Het Fc는 도 35에서의 변이체 het2(4대조군)에 기재된 것처럼 CH3 돌연변이로 이루어진다;
도 36b는 다양한 Fc 및 수많은 FcgRIIa, FcgRIIb 및 FcgRIIIa 동종이인자형을 갖는 이의 변이체의 결합 상수(Ka(M^-1))를 보여준다. 다양한 Fcg 수용체에 대한 야생형 IgG1 Fc의 Ka는 음영있는 수평 칼럼으로 나타난다. 음영있는 수직 막대(동종이합체 2염기)는 돌연변이 S239D/D265S/I332E/S298A를 갖는 동종이합체 Fc의 Ka를 나타낸다. 음영있는 비스듬한 칼럼은 CH2 도메인에서 비대칭 돌연변이 A:S239D/D265S/I332E/E269K 및 B:S239D/D265S/S298A를 갖는 이종이합체 Fc의 Ka를 나타낸다. 비대칭 돌연변이의 도입은 IIIa 수용체와 IIa/IIb 수용체 간의 선택도 증가를 성취할 수 있다. 여기서 이종이합체 Fc는 도 35에서 변이체 het2(4대조군)에 기재된 것처럼 CH3 돌연변이로 이루어진다;
도 36c는 야생형 IgG1 및 Fc 구역의 CH2 도메인 내에 동종이합체 또는 비대칭 돌연변이를 포함하는 3개의 다른 변이체의 결합 상수(Ka(M^-1))를 도시한 도면. 야생형 Fc의 Ka는 격자로 음영있는 칼럼으로 나타난다. 동종이합체 방식(동종이합체 1염기)으로 Fc의 사슬 둘 다 상에 도입된 염기 돌연변이 S239D/K326E/A330L/I332E/S298A를 갖는 Fc 변이체의 Ka는 비스듬한 패턴화 칼럼으로 나타난다. 이종이합체 Fc(헤테로 1염기)의 A 사슬 및 B 사슬에서 비대칭 방식의 관련 돌연변이의 도입이 수평선으로 나타난다. 수직 음영 칼럼은 E269K 돌연변이(헤테로 1염기+PD)를 포함하는 비대칭 변이체를 나타낸다. 여기서 이종이합체 Fc는 도 35에서 변이체 het2(4대조군)에 기재된 것처럼 CH3 돌연변이로 이루어진다;
도 37 - 표 6은 1 스캐폴드에 대한 실시예 5에 기재된 것처럼 제3 설계 단계에 기초한 변이체 CH3 도메인의 목록;
도 38 - 표 7은 2 스캐폴드에 대한 실시예 6에 기재된 것처럼 제3 설계 단계에 기초한 변이체 CH3 도메인의 목록;
도 39a 내지 도 39b는 LC/MS를 이용한 임의의 C 말단 태그가 없는 변이체의 순도 결정을 예시한 도면. 도 39a는 대표적인 1개의 변이체(AZ162: L351Y_F405A_Y407V/T366L_K392L_T394W)의 LC/MS 스펙트럼을 보여준다. 변이체는 1:1.5(AZ133-1), 1:1(AZ133-2) 및 1.5:1(AZ133-3)의 3가지 상이한 A중쇄 대 B중쇄 비율을 이용하는 실시예에 기재된 바와 같은 일시적인 동시발현으로 발현된다. 샘플을 정제하고 37℃에서 엔도 S로 1시간 동안 탈글라이코실화한다. MS 분석 전에, 샘플을 포로스(Poros) R2 칼럼에 주입하고 3분 내에 20-90% ACN, 0.2% FA의 구배로 용리시킨다. LC 칼럼의 피크를 LTQ-오비트랩(Orbitrap) XL 질량 분광기(콘 전압: 50V' 튜브 렌즈: 215V; FT 해상도: 7,500)로 분석하고 소프트웨어 프로매스(Promass)로 통합하여 분자량 프로필을 생성한다. 도 39b는 놉-인투-홀(Knob-into-Hole) 변이체를 나타내는 2대조군 샘플의 LC/MS 스펙트럼을 보여준다. 변이체는 1:1.5(2-1대조군), 1:1(2-2대조군) 및 1.5:1(2-3대조군)의 3가지 상이한 A중쇄 대 B중쇄 비율을 사용하는 실시예에 기재된 바와 같은 일시적인 동시발현으로 표시된다. 샘플을 정제하고 37℃에서 엔도 S로 1시간 동안 탈글라이코실화한다. MS 분석 전에, 샘플을 포로스 R2 칼럼에 주입하고 3분 내에 20-90% ACN, 0.2% FA의 구배로 용리시킨다. LC 칼럼의 피크를 LTQ-오비트랩 XL 질량 분광기(콘 전압: 50V' 튜브 렌즈: 215V; FT 해상도: 7,500)로 분석하고 소프트웨어 프로매스로 통합하여 분자량 프로필을 생성한다;
도 40a 내지 도 40b Fc 이종이합체의 A 사슬 및 B 사슬의 N 말단에 융합된 Fc 이종이합체 항-HER2 및 항-HER3 scFv를 사용하여 이중특이적 결합이 입증되었다. 생성된 변이체 이중특이적 HER2/HER3 변이체 및 2개의 1가-단일특이적 HER2, HER3 변이체가 도 40a에 예시되어 있다(진회색의 A 사슬; 연회색의 B 사슬). 도 40b는 이중특이적 결합의 시험을 증명한다;
도 41은 야생형 IgG1 Fc 및 AZ3003을 비교하는 컴퓨터 모델을 예시한 도면. AZ3002에 대한 컴퓨터 모델은 T350 위치에서의 AZ3003에 대한 것과 동일하다. 표는 선택된 이종이합체 변이체 및 CH3 용융 온도에 미치는 T350V 돌연변이의 안정화 효과를 요약한 것이다. 도면은 이종이합체 변이체가 실시예 11에 기재된 것처럼 발현되고 정제된다는 것을 보여준다. DSC를 실시예 3에 기재된 것처럼 수행하고 LC/MS 정량화를 실시예 11에 기재된 것처럼 수행한다;
도 42는 주요 이종이합체의 결정 구조 및 예측 모델의 비교를 예시한 도면. (표에 나타낸) 돌연변이된 계면 잔기가 카툰 도해로 강조된다;
도 43은 정제된 주요 이종이합체의 글라이코실화 패턴의 분석을 도시한 도면;
도 44는 정제된 주요 이종이합체의 강제 분해 평가의 결과를 예시한 도면;
도 45는 산업 표준 항체 정제 프로세스 계획을 도시한 도면;
도 46은 단계 수율 및 회수를 나타내는 AZ3003 이종이합체 변이체의 다운스트림 정제 평가의 요약을 도시한 도면(자세하게는 실시예 15를 참조한다). 이종이합체는 실시예 11에 자세히 기재된 것처럼 10L 일시적인 CHO로 생성된다.

이종다합체 형성을 촉진하는 특이적 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인이 본 명세서에 제공된다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 이종이합체 형성을 촉진하는 특이적 아미노산 변형을 포함한다(예를 들면, 표 1.1 내지 1.3 참조). 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 안정성이 증가한 이종이합체 형성을 촉진하는 특이적 아미노산 변형을 포함한다(예를 들면, 표 4, 표 6 및 표 7) 참조. 안정성을 CH3 도메인의 용융 온도(Tm)로서 측정하고, 안정성 증가는 약 70℃ 이상의 Tm을 의미한다. CH3 도메인은 이종다합체 다중특이적 항체의 Fc 구역의 부분을 형성한다. 일 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 이종다합체가 본 명세서에 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 표 1에 기재된 변이체로부터 선택된다. 제2 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가한 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 70℃ 이상이다.

변형 CH3 도메인을 생성하기 위해 사용되는 아미노산 변형은 아미노산 삽입, 결실, 치환 및 전위를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. CH3 도메인 및 변형 CH3 도메인의 변형은 본 명세서에서 총체적으로 "CH3 변형", "변형 CH3 도메인", "변형 CH3 도메인" 또는 "CH3 변이체"라 칭한다. 특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 선택 분자로 통합된다. 따라서, 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 통합된 Fc 구역(본 명세서에서 사용되는 "Fc 구역" 및 유사한 용어는 적어도 CH3 도메인의 일부를 포함하는 임의의 중쇄 불변 구역 도메인을 포함함)을 포함하는 폴리펩타이드, 예컨대 면역글로불린(예를 들면, 항체) 및 다른 결합 단백질와 같은 분자가 제공된다. 변형 CH3 도메인(예를 들면, 1종 이상의 아미노산 삽입, 결실, 치환 또는 전위를 포함하는 CH3 도메인)을 포함하는 Fc 구역을 포함하는 분자는 본 명세서에서 "Fc 변이체", "이종이합체" 또는 "이종다합체"라 칭한다. 본 Fc 변이체는 이종이합체 Fc 변이체 또는 구역을 생성하도록 비대칭으로 변형된 CH3 도메인을 포함한다. Fc 구역은 2개의 중쇄 불변 도메인 폴리펩타이드 - A 사슬 및 B 사슬(상호교환되어 사용될 수 있되, 각각의 Fc 구역은 1개의 A 사슬 및 1개의 B 사슬 폴리펩타이드를 포함한다)로 이루어진다. 아미노산 변형은 2개의 변형 CH3 도메인이 Fc 변이체를 형성할 때 이종이합체를 생성시키는 비대칭 방식으로 CH3에 도입된다(예를 들면, 표 1 참조). 본 명세서에서 사용되는 비대칭 아미노산 변형은 1개의 폴리펩타이드(예를 들면, "A 사슬")에서의 특이적 위치에서의 아미노산이 이종이합체 또는 Fc 변이체의 동일한 위치에서의 제2 폴리펩타이드(예를 들면, "B 사슬") 상의 아미노산과 다른 임의의 변형이다. 이는 Fc 변이체의 A 사슬 및 B 사슬로부터의 상이한 2개의 아미노산에 대한 2개의 아미노산 중 오직 1개의 변형 또는 아미노산 둘 다의 변형의 결과일 수 있다. 변형 CH3 도메인이 1종 이상의 비대칭 아미노산 변형을 포함하는 것으로 이해된다.

제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 사이의 계면에 있는 아미노산은 이합체 CH3 도메인을 형성시키는 다른 CH3 도메인 폴리펩타이드 상의 아미노산과 상호작용하는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 또는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 상의 임의의 아미노산이다. 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드와 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 사이의 계면에 있지 않는 아미노산은 다른 CH3 도메인 폴리펩타이드 상의 아미노산과 상호작용하지 않는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 또는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 상의 임의의 아미노산이다. 본 명세서에 기재된 실시양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드와 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 사이의 계면에 있지 않는 변형 아미노산은 본 명세서에 기재된 바대로 변형된 후 다른 CH3 도메인 폴리펩타이드 상의 아미노산과 상호작용하지 않는 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 또는 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 상의 임의의 아미노산이다. 예를 들면, 본 명세서에 기재된 특정한 실시양태에서 T350 위치의 아미노산 변형이 제공된다. 실시예 12에 제공되고 도 42에 도시된 결정 구조로 입증된 바대로, T350은 2개의 CH3 도메인 폴리펩타이드 사이의 상호작용에 관여하지 않는다. T350에 대한 임의의 변형은 문헌[Carter et al. Biochemistry 1998, 37, 9266]에 기재된 바대로 CH3 이합체의 형성에 무시할만한 효과를 미치는 것으로 나타났다. 본 명세서에 기재된 이종다합체 Fc 작제물에서, T350 위치에서의 변형은 CH3 이합체 그 자체의 형성에 직접 관여하지 않음에도 불구하고 변이체 CH3 도메인에 대한 예상치못한 안정화 효과를 미치는 것으로 나나났다. 예를 들면, 적어도 1종의 T350X 변형(여기서, X는 발린, 아이소류신, 류신, 메티오닌 및 이들의 유도체 또는 변이체로부터 선택된 천연 또는 비천연 아미노산임)을 포함하는 변이체는 매우 안정한 변이체 CH3 도메인을 형성한다. 본 명세서에 기재된 몇몇 실시양태에서, 적어도 1종의 T350V 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 제1 변이체 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변이체 CH3 도메인 폴리펩타이드는 변형을 포함하지 않는 상응하는 CH3 도메인과 비교하여 변이체 CH3 도메인에 예상치못한 안정성을 부여하는 T350V 변형을 포함한다.

본 명세서에서, 임의의 농도 범위, 백분율 범위, 비율 범위 또는 정수 범위는, 달리 언급되지 않은 한, 언급 범위 내의 임의의 정수 및, 적절한 경우, 이의 분수(예컨대, 정수의 십분위 및 백분위)의 값을 포함하는 것으로 이해된다. 본 명세서에서 사용되는, "약"은, 달리 언급되지 않은 한, 표시 범위, 값, 서열 또는 구조의 ±10%를 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 단수 용어는, 문맥상 달리 언급되거나 기술되지 않은 한, "하나 이상"의 열거된 성분을 의미하는 것으로 이해되어 한다. 대안(예를 들면, "또는")의 사용은 대안 중 하나, 둘 다 또는 이들의 임의의 조합을 의미하는 것으로 이해되어 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "포함한다" 및 "함유한다"는 동의어로 사용된다. 또한, 본 명세서에 기재된 구조 및 치환기(예를 들면, 변형 CH3 도메인)의 다양한 조합으로부터 유래한 각각의 단일 사슬 폴리펩타이드 또는 이종이합체가 각각의 단일 사슬 폴리펩타이드 또는 이종이합체가 개별적으로 기재된 것과 동일한 정도로 본원에 개시된 것으로 이해되어 한다. 따라서, 각각의 단일 사슬 폴리펩타이드 또는 이종이합체를 형성하는 특정한 성분의 선택은 본 개시내용의 범위 내에 있다.

"제1 폴리펩타이드"는 본 명세서에서 "A 사슬"이라 또한 칭하는 제2 폴리펩타이드와 회합되는 임의의 폴리펩타이드이다. 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드는 "계면"에서 만난다. "제2 폴리펩타이드"는 본 명세서에서 "B 사슬"이라 또한 칭하는 "계면"을 통해 제1 폴리펩타이드와 회합되는 임의의 폴리펩타이드이다. "계면"은 제2 폴리펩타이드의 계면에서 1종 이상의 "접촉" 아미노산 잔기와 상호작용하는 제1 폴리펩타이드에서의 "접촉" 아미노산 잔기를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 계면은 바람직하게는 IgG 항체, 더 바람직하게는 인간 IgG₁ 항체로부터 유도된 Fc 구역의 CH3 도메인을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "단리된" 이종다합체는 이의 천연 세포 배양 환경의 성분으로부터 확인되고 분리되고/되거나 회수된 이종다합체를 의미한다. 이의 천연 환경의 오염 성분은 이종다합체에 대한 진단학적 또는 치료학적 용도와 상호작용하고 효소, 호르몬 및 다른 단백질성 또는 비단백질성 용질을 포함할 수 있는 물질이다.

제1 아미노산보다 "실질적으로 크지 않은" 측쇄 용적을 갖는 아미노산은 문헌[A. A. Zamyatnin, Prog. Biophys. Mol. Biol. 24:107-123, 1972]로부터 측쇄 용적 값에 기초한 제1 아미노산보다 20Å³ 초과로 크지 않은 측쇄 용적을 갖는 임의의 아미노산이다. 특정한 실시양태에서, 용적은 제1 아미노산보다 10Å³ 초과로 크지 않다. 몇몇 실시양태에서, 용적은 제1 아미노산보다 5Å³ 초과로 크지 않다. 예를 들면, 본 명세서에 기재된 특정한 실시양태에서, 예컨대 K392J(여기서, J는 L, I 또는 K의 측쇄 용적보다 실질적으로 크지 않은 측쇄 용적을 갖는 아미노산으로부터 선택됨)와 같은 라이신(K)의 돌연변이이다.

변이체 Fc 이종이합체는 일반적으로 실질적인 동종성으로 정제된다. "실질적으로 동종성", "실질적으로 동종성 형태" 및 "실질적인 동종성"의 구문은 생성물이 원치않는 폴리펩타이드 조합(예를 들면, 동종이합체)으로부터 생긴 부산물이 실질적으로 없다는 것을 나타내기 위해 사용된다. 순도의 용어로 표현되는, 실질적인 동종성은 부산물의 양이 10%를 초과하지 않고, 바람직하게는 5% 미만, 더 바람직하게는 1% 미만, 가장 바람직하게는 0.5% 미만(여기서, 백분율은 중량 기준임)이라는 것을 의미한다.

항체 기술 분야의 당업자가 이해하는 용어는, 본 명세서에 명확히 다르게 정의되지 않은 한, 당해 분야에서 획득된 의미가 각각 제공된다. 항체는 가변 구역, 힌지 구역 및 불변 도메인을 갖는 것으로 공지되어 있다. 면역글로불린 구조 및 기능은, 예를 들면 문헌[Harlow et al, Eds., Antibodies: A Laboratory Manual, Chapter 14 (Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, 1988)]에 검토되어 있다.

야생형 동종이합체로부터의 변이체 Fc 이종이합체의 설계는 안정성 대 특이성의 균형에 의해 단백질 조작의 문맥에서 양성 및 음성 설계의 개념으로 예시되고, 돌연변이는 세포 배양 조건에서 폴리펩타이드가 발현될 때 동종이합체 형성에 비해 이종이합체 형성을 구동하는 목표로 도입된다. 음성 설계 전략은 1개의 사슬에 벌키한 측쇄를 도입하고 반대 사슬에 작은 측쇄를 도입하여, 예를 들면 제넨텍(Genentech)에 의해 개발된 놉-인투-홀 전략(Ridgway JB, Presta LG, Carter P. 'Knobs-into-holes' engineering of antibody CH3 domains for heavy chain heterodimerization. Protein Eng. 1996 Jul;9(7):617-21; Atwell S, Ridgway JB, Wells JA, Carter P). Stable heterodimers from remodeling the domain interface of a homodimer using a phage display library. J Mol Biol. 270(1):26-35(1997)) 또는 동종이합체 형성에 반발하는 정전 조작, 예를 들면 암젠(Amgen)에 의해 개발된 정전 스티어링 전략(Gunaskekaran K, et al. Enhancing antibody Fc heterodimer formation through electrostatic steering effects: applications to bispecific molecules and monovalent IgG. JBC 285(25):19637-19646(2010))에 의해 동종이합체의 형성에 대한 원치않는 상호작용을 최대화한다. 이 2의 예에서, 음성 설계 비대칭 점 돌연변이를 야생형 CH3 도메인에 도입하여 이종이합체 형성을 구동한다. 현재까지, Fc 이종이합체를 개발하기 위해 음성 설계 전략만이 이용되었다. 공개된 결과는 음성 설계 접근법만을 이용하여 설계된 이종이합체가 95% 초과의 고특이성 이종이합체를 생성시키지만, 복합체를 상당히 탈안정화시킨다는 것을 나타낸다(상기 참조). 이 음성 설계 이종이합체는 야생형과 비교하여 추가의 이황화 결합의 부재 하에 변형 CH3 도메인의 69℃ 이하의 용융 온도를 보유한다. 하기 A 표를 참조한다.

문헌에서 보고된 값이 사용된 검정 시스템에 따라 변하면서, 야생형 IgG1에 대한 용융 온도는 81-83 범위인 것으로 나타나고, 본 발명자들은 본 발명의 검정 시스템에서 81.5℃의 값을 기록하였다.

음성 설계과 반대로, 단백질을 조작하기 위해 이용되는 일반적인 개념은 양성 설계이다. 이런 경우, 아미노산 변형은 폴리펩타이드에 도입되어 단백질 내의 또는 단백질 간의 양호한 상호작용을 최대화한다. 이 전략은, 동종이합체에 미치는 효과를 무시하면서 원하는 이종이합체를 특이적으로 안정화시키는 다중 돌연변이를 도입할 때, 순효과는 동종이합체에 비해 원하는 이종이합체 상호작용에 더 우수한 특이성 및 이에 따른 더 우수한 이종이합체 특이성이 있다는 것을 가정한다. 단백질 조작의 문맥에서 양성 설계 전략은 원하는 단백질 상호작용의 안정성을 최적화하지만, 좀처럼 90% 초과의 특이성을 성취하지 않는 것으로 이해된다(Havranek JJ & Harbury PB. Automated design of specificity in molecular recognition. Nat Struct Biol. 10(1):45-52 (2003); Bolon DN, Grant RA, Baker TA, Sauer RT. Specificity versus stability in computational protein design. Proc Natl Acad Sci U S A 6;102(36):12724-9 (2005); Huang PS, Love JJ, Mayo SL. A de novo designed protein protein interface Protein Sci. 16(12):2770-4 (2007)). 이 개시내용 전에, 치료학적 항체 제조 및 개발에 대한 안정성과 비교하여 특이성에 더 집중하면서 Fc 이종이합체를 설계하기 위한 양성 설계 전략이 이용되지 않았다. 또한, 유리한 양성 설계 돌연변이는 예측이 어려울 수 있다. 분자 개선에 제한된 성공을 갖는 Fc 이종이합체 내에 안정성을 개선하고자 하는 추가의 이황화 결합과 같은 안정성을 개선하기 위한 다른 방법론이 시도되었다(A 표 참조). 이는 모든 조작된 Fc CH3 도메인 이황화 결합이 용매 노출되어, 특히 조작된 CH3 도메인이 추가의 이황화 결합 없이 Tm이 70℃ 미만일 때, 이황화 결합의 수명을 짧게 하고 따라서 이종이합체의 장기간 안정성에 유의적인 영향을 미치기 때문일 수 있다(이황화 결합이 없이(2대조군 참조) Tm이 69℃인 4대조군에서처럼). 본 발명의 Fc 변이체와 함께 또한 이황화 결합과 같은 안정성을 개선하기 위한 다른 방법론이 이용될 수 있는 것으로 고려되고, 단 특히 (용융 온도로 측정된) CH3 도메인의 고유 안정성이 이황화 결합 없이 72℃ 이상일 때 (용융 온도로서 측정된) CH3 도메인의 고유 안정성은 이황화 결합 없이 70℃ 이상이다.

따라서, 본 명세서에서 본 발명자들은 안정하면서 고특이적인 이종이합체를 형성하는 Fc 이종이합체를 설계하기 위한 신규한 방법을 개시한다. 이 설계 방법은 구조 및 컴퓨터 모델링 지시 단백질 조작 기법과 함께 음성 설계 및 양성 설계 둘 다의 전략을 조합한다. 이 강력한 방법은 본 발명자들이 IgG1 CH3 도메인 내에 돌연변이의 신규한 조합을 설게하도록 하였고, 표준 세포 배양 조건만을 이용하여 이종이합체는 동종이합체와 비교하여 90% 초과의 순도로 형성되고 생성된 이종이합체는 용융 온도가 70℃ 이상이다. 예시적인 실시양태에서, Fc 변이체 이종이합체는 용융 온도가 73℃ 이상이고 순도가 98% 초과이다. 다른 예시적인 실시양태에서, Fc 변이체 이종이합체는 용융 온도가 75℃ 이상이고 순도가 90% 초과이다. 본 명세서에 기재된 이종이합체 Fc 변이체의 특정한 실시양태에서, Fc 변이체 이종이합체는 용융 온도가 77℃ 이상이고 순도가 98% 초과이다. 본 명세서에 기재된 이종이합체 Fc 변이체의 몇몇 실시양태에서, Fc 변이체 이종이합체는 용융 온도가 78℃ 이상이고 순도가 98% 초과이다. 본 명세서에 기재된 이종이합체 Fc 변이체의 특정한 실시양태에서, Fc 변이체 이종이합체는 용융 온도가 79℃ 이상이고 순도가 98% 초과이다. 본 명세서에 기재된 이종이합체 Fc 변이체의 특정한 실시양태에서, Fc 변이체 이종이합체는 용융 온도가 80℃ 이상이고 순도가 98% 초과이다. 본 명세서에 기재된 이종이합체 Fc 변이체의 특정한 실시양태에서, Fc 변이체 이종이합체는 용융 온도가 81℃ 이상이고 순도가 98%이다.

특정한 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 70℃ 이상이다. 본 명세서에서 사용되는 "안정성이 증가된" 또는 "안정한 이종이합체"는 이종이합체 형성에서 용융 온도가 약 70℃ 이상인 변형 CH3 도메인을 의미한다. 특정한 실시양태에서, "안정성이 증가된" 또는 "안정한 이종이합체"는 이종이합체 형성에서 용융 온도가 약 72℃ 이상인 변형 CH3 도메인을 의미한다. 특정한 실시양태에서, "안정성이 증가된" 또는 "안정한 이종이합체"는 이종이합체 형성에서 용융 온도가 약 74℃ 이상인 변형 CH3 도메인을 의미한다. 특정한 실시양태에서, "안정성이 증가된" 또는 "안정한 이종이합체"는 이종이합체 형성에서 용융 온도가 약 75℃ 이상인 변형 CH3 도메인을 의미한다. 특정한 실시양태에서, "안정성이 증가된" 또는 "안정한 이종이합체"는 이종이합체 형성에서 용융 온도가 약 76℃ 이상인 변형 CH3 도메인을 의미한다. 특정한 실시양태에서, "안정성이 증가된" 또는 "안정한 이종이합체"는 이종이합체 형성에서 용융 온도가 약 78℃ 이상인 변형 CH3 도메인을 의미한다. 특정한 실시양태에서, "안정성이 증가된" 또는 "안정한 이종이합체"는 이종이합체 형성에서 용융 온도가 약 79℃ 이상인 변형 CH3 도메인을 의미한다. 특정한 실시양태에서, "안정성이 증가된" 또는 "안정한 이종이합체"는 이종이합체 형성에서 용융 온도가 약 80℃ 이상인 변형 CH3 도메인을 의미한다. 특정한 실시양태에서, "안정성이 증가된" 또는 "안정한 이종이합체"는 이종이합체 형성에서 용융 온도가 약 81℃ 이상인 변형 CH3 도메인을 의미한다. 또한, 용어 "이종이합체 형성을 촉진하는"은 본 명세서에서 동종이합체 형성과 비교하여 90% 초과로 이종이합체를 형성시키는 CH3 도메인 내의 아미노산 돌연변이를 의미하는 것으로 이해된다.

추가의 실시양태에서, 이 안정성 증가는 추가의 이황화 결합의 부재 하에 있다. 구체적으로, 안정성 증가는 CH3 도메인 내의 추가의 이황화 결합의 부재 하에 있다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 야생형 CH3 도메인과 비교하여 추가의 이황화 결합을 포함하지 않는다. 대안적인 실시양태에서, 변형 CH3은 야생형 CH3 도메인과 비교하여 적어도 1종의 이황화 결합을 포함하고, 단 변형 CH3은 이황화 결합의 부재 하에 용융 온도가 70℃ 이상이다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 야생형 CH3 도메인과 비교하여 적어도 1종의 이황화 결합을 포함하고 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 77.5℃ 이상이다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 야생형 CH3 도메인과 비교하여 적어도 1종의 이황화 결합을 포함하고 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 78℃ 이상이다. 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 야생형 CH3 도메인과 비교하여 적어도 1종의 이황화 결합을 포함하고 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 78℃ 초과 또는 약 78.5℃ 초과 또는 약 79℃ 초과 또는 약 79.5℃ 초과 또는 약 80℃ 초과 또는 약 80.5℃ 초과 또는 약 81℃ 초과 또는 약 81.5℃ 초과 또는 약 82℃ 초과 또는 약 82.5℃ 초과 또는 약 83℃ 이상이다.

일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 용융 온도가 약 70℃ 초과 또는 약 70.5℃ 초과 또는 약 71℃ 초과 또는 약 71.5℃ 초과 또는 약 72℃ 초과 또는 약 72.5℃ 초과 또는 약 73℃ 초과 또는 약 73.5℃ 초과 또는 약 74℃ 초과 또는 약 74.5℃ 초과 또는 약 75℃ 초과 또는 약 75.5℃ 초과 또는 약 76℃ 초과 또는 약 76.5℃ 초과 또는 약 77℃ 초과 또는 약 77.5℃ 초과 또는 약 78℃ 초과 또는 약 78.5℃ 초과 또는 약 79℃ 초과 또는 약 79.5℃ 초과 또는 약 80℃ 초과 또는 약 80.5℃ 초과 또는 약 81℃ 초과 또는 약 81.5℃ 초과 또는 약 82℃ 초과 또는 약 82.5℃ 이상 또는 약 83℃ 초과이다. 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 용융 온도가 약 70℃ 또는 약 70.5℃ 또는 약 71℃ 또는 약 71.5℃ 또는 약 72℃ 또는 약 72.5℃ 또는 약 73℃ 또는 약 73.5℃ 또는 약 74℃ 또는 약 74.5℃ 또는 약 75℃ 또는 약 75.5℃ 또는 약 76℃ 또는 약 76.5℃ 또는 약 77℃ 또는 약 77.5℃ 또는 약 78℃ 또는 약 78.5℃ 또는 약 79℃ 또는 약 79.5℃ 또는 약 80℃ 또는 약 80.5℃ 또는 약 81℃이다. 또 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 용융 온도가 약 70℃ 내지 약 81℃ 또는 약 70.5℃ 내지 약 81℃ 또는 약 71℃ 내지 약 81℃ 또는 약 71.5℃ 내지 약 81℃ 또는 약 72℃ 내지 약 81℃ 또는 약 72.5℃ 내지 약 81℃ 또는 약 73℃ 내지 약 81℃ 또는 약 73.5℃ 내지 약 81℃ 또는 약 74℃ 내지 약 81℃ 또는 약 74.5℃ 내지 약 81℃ 또는 약 75℃ 내지 약 81℃ 또는 약 75.5℃ 내지 약 81℃ 또는 약 76℃ 내지 약 81℃ 또는 약 76.5℃ 내지 약 81℃ 또는 약 77℃ 내지 약 81℃ 또는 약 77.5℃ 내지 약 81℃ 또는 약 78℃ 내지 약 81℃ 또는 약 78.5℃ 내지 약 82℃ 또는 약 79℃ 내지 약 81℃이다. 또 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 용융 온도가 약 71℃ 내지 약 76℃ 또는 약 72℃ 내지 약 76℃ 또는 약 73℃ 내지 약 76℃ 또는 약 74℃ 내지 약 76℃이다.

안정성 개선 이외에, 이종이합체 Fc 구역은 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함한다. 이종이합체 형성을 촉진하는 이 아미노산 돌연변이는 동종이합체 형성과 비교되는 것으로 이해된다. 동종이합체 형성과 비교되는 이 이종이합체 형성은 본 명세서에서 함께 "순도" 또는 "특이성" 또는 "이종이합체 순도" 또는 "이종이합체 특이성"이라 칭한다. 이종이합체 순도는 이종이합체 종의 선택적 정제 전에 표준 세포 배양 조건 하에 용액 중에 형성된 동종이합체 종과 비교하여 형성된 원하는 이종이합체의 백분율을 의미하는 것으로 이해된다. 예를 들면, 90%의 이종이합체 순도는 용액 중의 이합체 종 중 90%가 원하는 이종이합체라는 것을 나타낸다. 일 실시양태에서, Fc 변이체 이종이합체는 순도가 약 90% 초과 또는 약 91% 초과 또는 약 92% 초과 또는 약 93% 초과 또는 약 94% 초과 또는 약 95% 초과 또는 약 96% 초과 또는 약 97% 초과 또는 약 98% 초과 또는 약 99% 초과이다. 다른 실시양태에서, Fc 변이체 이종이합체는 순도가 약 90% 또는 약 91% 또는 약 92% 또는 약 93% 또는 약 94% 또는 약 95% 또는 약 96% 또는 약 97% 또는 약 98% 또는 약 99% 또는 약 100%이다.

구체적인 실시양태에서, 단리된 이종다합체는 이종이합체 Fc 구역을 포함하고, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 70℃ 이상이고 생성된 이종이합체는 순도가 90% 초과이다. 일 양태에서, 생성된 Fc 변이체 이종이합체는 순도가 98% 초과이고 변형 CH3 도메인은 용융 온도가 약 70℃ 초과 또는 약 71℃ 초과 또는 약 72℃ 초과 또는 약 73℃ 초과 또는 약 74℃ 초과 또는 약 75℃ 초과 또는 약 76℃ 초과 또는 약 77℃ 초과 또는 약 78℃ 초과 또는 약 79℃ 초과 또는 약 80℃ 초과 또는 약 81℃ 초과이다. 추가의 양태에서, 변형 CH3 도메인은 용융 온도가 70℃ 이상이고 생성된 Fc 변이체 이종이합체는 순도가 약 90% 초과 또는 약 91% 초과 또는 약 92% 초과 또는 약 93% 초과 또는 약 94% 초과 또는 약 95% 초과 또는 약 96% 초과 또는 약 97% 초과 또는 약 98% 초과 또는 약 99% 초과이다.

안정성 및 순도가 개선된 이 Fc 변이체를 설계하기 위해, 본 발명자들은 컴퓨터 설계 및 실험 스크리닝의 반복 프로세스를 이용하여 양성 및 음성 설계 전략의 가장 성공적인 조합을 선택하였다(도 24 참조).

구체적으로, 초기 설계 단계에서 상이한 음성 설계 Fc 변이체 이종이합체를 만들고 실시예 1 내지 3에 기재된 것처럼 발현 및 안정성에 대해 시험한다. 초기 설계 단계는 Fc 변이체 이종이합체 AZ1-AZ16을 포함한다(표 1 참조). 낮은 안정성(예를 들면, 71℃ 미만의 Tm)을 갖는 것으로 예상된 음성 설계 Fc 변이체 이종이합체의 이 초기 설정으로부터, 추가 개발을 위해 순도가 90% 초과이고 용융 온도가 약 68℃ 이상인 Fc 변이체 이종이합체가 선택된다. 이는 Fc 변이체 이종이합체 AZ6, AZ8 및 AZ15를 포함한다. 제2 설계 단계에서, 이 선택된 Fc 변이체 이종이합체는 자세한 컴퓨터 및 구조 분석에 따른 양성 설계 전략을 이용하여 안정성 및 순도 둘 다를 유발하도록 추가로 변형된다. 선택된 Fc 변이체 이종이합체(AZ6, AZ8 및 AZ15)를 컴퓨터 방법 및 포함적인 구조 기능 분석으로 각각 분석하여 이 Fc 변이체가 IgG1의 경우 81℃인 야생형 Fc 동종이합체보다 안정성이 더 낮은 구조적인 이유를 확인한다. Fc 변이체 이종이합체 및 Tm 값의 목록에 대해 표 4를 참조한다.

특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 AZ1 또는 AZ2 또는 AZ3 또는 AZ4 또는 AZ5 또는 AZ6 또는 AZ7 또는 AZ8 또는 AZ9 또는 AZ10 또는 AZ11 또는 AZ12 또는 AZ13 또는 AZ14 또는 AZ15 또는 AZ16으로부터 선택된다. 선택된 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 AZ6 또는 AZ8 또는 AZ15이다.

컴퓨터 도구 및 구조-기능 분석은 분자 동역학적 분석(MD), 측쇄/골격 재패킹, 공지 염기 전위(Knowledge Base Potential)(KBP), 캐비티 및 (소수성) 패킹 분석(LJ, CCSD, SASA, dSASA(탄소/모든 원자)), 정전-GB 계산 및 커플링 분석을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. (컴퓨터 전략 개관에 대해 도 24를 참조한다)

단백질 조작 접근법의 일 양태는 X선 결정학으로부터 유도된 Fc IgG 단백질의 구조 정보를 CH3 도메인의 야생형 및 변이체 형태의 컴퓨터 모델링 및 모의와 조합하는 것에 의존한다. 이는 본 발명자들이 각각의 아미노산 및 이의 협동 작용의 잠재적인 역학에 대한 신규한 구조 및 물리-화학적 이해를 획득하게 한다. 다중 변형 CH3 도메인으로부터 얻은 이 구조 및 물리-화학적 이해는, 이의 안정성 및 순도에 대한 생성된 경험적 데이터와 함께 Fc 동종이합체와 비교하여 Fc 이종이합체의 순도와 안정성 간의 관계 및 모의된 구조 모델에 대해 본 발명자들의 이해를 돕는다. 본 발명자들의 모의를 실행하기 위해, 본 발명자들은 완전하고 실질적인 모델을 구축하고 IgG1 항체의 야생형 Fc 구조의 품질을 리파이닝하여 시작하였다. X선 결정학으로부터 유도된 단백질 구조는 자세하게는 생리학적 조건 하에 수성 매질 중의 단백질의 특정한 특징이 결여되고 본 발명의 리파이닝 절차는 이러한 한계를 극복하는 것이다. 이는 대개 단백질의 가요성 부분인 단백질 구조의 손실 구역, 예컨대 루프 및 몇몇 잔기 측쇄를 구축하고, 천연 및 하전 잔기의 프로톤화 상태 및 단백질과 회합된 잠재적인 기능적 관련 물 분자의 위치를 평가하고 한정하는 것을 포한다.

분자 역학(MD) 알고리즘은 본 발명자들이, 단백질 구조를 모의함으로써, 수성 환경에서 Fc 동종이합체 및 변형 CH3 도메인의 고유 동역학적 성질을 평가하기 위한 하나의 도구이다. 분자 역학 모의는 단백질 내의 모든 원자 집합체와 이의 국소 환경 간에, 이 경우에는 Fc를 구성하는 원자와 이의 주변 물 분자 간에 작용하는 상호작용 및 힘으로부터 생기는 운동으로부터 발생하는 분자의 동역학적 궤적을 추적한다. 분자 역학 모의 이후, 궤적의 다양한 양태를 분석하여, 본 발명자들이 분자의 순도 및 안정성 둘 다를 개선하기 위해 특이적 아미노산 돌연변이를 확인하기 위해 사용하는 Fc 동종이합체 및 변이체 Fc 이종이합체의 구조 및 동역학적 특성에 대한 이해를 얻는다.

따라서, 주요 성분 분석과 같은 방법을 이용하여 생성된 MD 궤적을 연구하여 Fc 구조에서의 저주파수 고유 운동 방식을 밝힌다. 이는 단백질의 잠재적인 배좌 하위상태의 이해를 제공한다(도 32 참조). CH3 도메인의 계면에서 Fc 구역에서 A 사슬과 B 사슬 간의 중요한 단백질-단백질 상호작용이 생기지만, 본 발명자들의 모의는 서로에 대해 CH2 도메인의 N 말단 끝의 "개방" 및 "밀폐"를 포함하는 운동에서 이 계면이 힌지로서 작용한다는 것을 나타낸다. CH2 도메인은 도 16에서 보이는 것처럼 이 말단 끝에서 FcgR과 상호작용한다. 따라서, 이론에 구속됨이 없이, CH3 계면에서의 아미노산 돌연변이의 도입이 Fc의 N 말단 끝에서의 개방/밀폐 운동의 양 및 성질에 영향을 미치고 이에 따라 Fc가 FcgR과 어떻게 상호작용하는지에 영향을 미치는 것으로 보인다. 실시예 4 및 표 5를 참조한다.

유연성의 프로파일 분석 및 이의 환경 분석에 기초하여 Fc 구조에서 특이적 아미노산 잔기 위치의 돌연변이성을 결정하기 위해 생성된 MD 궤적을 또한 연구한다. 이 알고리즘은 단백질 구조 및 기능에 영향을 미치는 잔기를 본 발명자들이 확인하게 하여, 변형 CH3 도메인의 후속 설계 단계에 대한 돌연변이성 및 잔기 특성에 대한 독특한 이해를 제공한다. 이 분석은 또한 본 발명자들이 다중 모의를 비교하고, 프로파일 분석에 따라 이상점에 기초하여 돌연변이성을 평가하게 한다.

단백질에서의 상관된 잔기 운동 및 이들 사이의 커플링의 결과로서의 잔기 네트워크 형성을 결정하기 위해 생성된 MD 궤적을 또한 연구한다. Fc 구조 내의 동역학적 상관관계 및 잔기 네트워크를 발견하는 것은 동역학적 집합체로서의 단백질을 이해하는 데 있어서 및 원위 자리에서의 돌연변이의 효과에 대한 이해를 개발하기 위해 중요한 단계이다. 예를 들면, 실시예 6을 참조한다.

따라서, 본 발명자들은 돌연변이 자리의 국소 환경에 미치는 돌연변이의 영향을 자세히 연구하였다. A 사슬과 B 사슬 사이의 CH3 계면에서 잘 패킹된 코어의 형성은 안정한 Fc 구조에서 2개의 사슬의 자발적인 짝지음에 중요하다. 우수한 패킹은 접촉 기 사이의 양호한 상호작용으로 커플링된 상호작용 분자 파트너 사이의 강한 구조 상보성의 결과이다. 양호한 상호작용은 친수성 극성 기 사이의 상보성 정전 접촉 형성 및/또는 용매 노출로부터 잘 제거된 매립된 소수성 접촉으로부터 생긴다. 이 소수성 및 친수성 접촉은 CH3 계면에서 이합체 형성의 자유 에너지에 엔트로피 및 엔탈피 기여를 갖는다. 본 발명자들은 다양한 알고리즘을 이용하여 A 사슬과 B 사슬 사이의 CH3 계면에서 패킹을 정확히 모델링하기 위고 이후 수많은 관련 물리화학적 특성을 점수매겨 계면의 열역학적 특성을 평가한다.

본 발명자들은 가요성 골격을 포함하는 수많은 단백질 패킹 방법을 이용하여 본 발명자들이 컴퓨터로 스크링한 다수의 변이체에 대한 모델 구조를 최적화하고 준비하였다. 패킹 후, 본 발명자들은 접촉 밀도, 충돌 점수, 수소 결합, 소수화도 및 정전을 비롯한 수많은 조건을 평가하였다. 용매화 모델의 사용은 본 발명자들이 대안적인 잔기 유형에 대한 단백질에서의 특이적 위치의 돌연변이 후 용매 환경의 효과를 더 정확히 해소하고 자유 에너지 차이를 대조하도록 한다. 접촉 밀도 및 충돌 점수는 효과적인 단백질 패킹의 중요한 양태인 상보성의 측정치를 제공한다. 이 스크리닝 절차는 쌍을 이룬 잔기 상호작용 에너지 및 엔트로피 계산에 의존하는 커플링 분석 반응식 또는 지식 기반 확률의 적용에 기초한다.

이 포함적인 인 실리코 분석은 계면 핫스팟, 비대칭 자리, 동공 및 약하게 패킹된 구역, 각각의 자리의 구조 역학 및 국소 비폴딩 자리와 관련하여 야생형과 비교하여 각각의 Fc 변이체의 차이의 상세한 이해를 제공한다. 기재된 컴퓨터 분석의 이 조합 결과는, 최적화되지 않고 조합되어 더 낮은 안정성(예를 들면, 68℃의 Tm) 및/또는 90% 미만의 순도의 더 낮은 특이성의 원인이 되는, 특이적 잔기, 서열/구조 모티프 및 동공을 확인하였다. 제2 설계 단계에서, 본 발명자들은 표적화 양성 설계를 이용하여 추가의 점 돌연변이에 의해 이 가설을 구체적으로 다루고 상기 기재된 방법론 및 분석을 이용하여 인 실리코 조작에 의해 이를 시험하였다(도 24 참조). 실시예 1 내지 4에 기재된 바대로 발현 및 안정성에 대해, 2 단계에서 각각의 표적화 설계에 대해 안정성 및 순도를 개선하기 위해 설계된 Fc 변이체 이종이합체(AZ17-AZ101의 Fc 변이체 이종이합체)를 실험적으로 검증하였다.

특정한 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 AZ17 또는 AZ18 또는 AZ19 또는 AZ20 또는 AZ21 또는 AZ22 또는 AZ23 또는 AZ24 또는 AZ25 또는 AZ26 또는 AZ27 또는 AZ28 또는 AZ29 또는 AZ30 또는 AZ21 또는 AZ32 또는 AZ33 또는 AZ34 또는 AZ35 또는 AZ36 또는 AZ37 또는 AZ38 또는 AZ39 또는 AZ40 또는 AZ41 또는 AZ42 또는 AZ43 또는 AZ44 또는 AZ45 또는 AZ46 또는 AZ47 또는 AZ48 또는 AZ49 또는 AZ50 또는 AZ51 또는 AZ52 또는 AZ53 또는 AZ54 또는 AZ55 또는 AZ56 또는 AZ57 또는 AZ58 또는 AZ59 또는 AZ60 또는 AZ61 또는 AZ62 또는 AZ63 또는 AZ64 또는 AZ65 또는 AZ66 또는 AZ67 또는 AZ68 또는 AZ69 또는 AZ70 또는 AZ71 또는 AZ72 또는 AZ73 또는 AZ74 또는 AZ75 또는 AZ76 또는 AZ77 또는 AZ78 또는 AZ79 또는 AZ80 또는 AZ81 또는 AZ82 또는 AZ83 또는 AZ84 또는 AZ85 또는 AZ86 또는 AZ87 또는 AZ88 또는 AZ89 또는 AZ90 또는 AZ91 또는 AZ92 또는 AZ93 또는 AZ94 또는 AZ95 또는 AZ96 또는 AZ97 또는 AZ98 또는 AZ99 또는 AZ100 또는 AZ101이다. 예시적인 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 AZ17 또는 AZ18 또는 AZ19 또는 AZ20 또는 AZ21 또는 AZ22 또는 AZ23 또는 AZ24 또는 AZ25 또는 AZ26 또는 AZ27 또는 AZ28 또는 AZ29 또는 AZ30 또는 AZ21 또는 AZ32 또는 AZ33 또는 AZ34 또는 AZ38 또는 AZ42 또는 AZ43 또는 AZ44 또는 AZ45 또는 AZ46 또는 AZ47 또는 AZ48 또는 AZ49 또는 AZ50 또는 AZ52 또는 AZ53 또는 AZ54 또는 AZ58 또는 AZ59 또는 AZ60 또는 AZ61 또는 AZ62 또는 AZ63 또는 AZ64 또는 AZ65 또는 AZ66 또는 AZ67 또는 AZ68 또는 AZ69 또는 AZ70 또는 AZ71 또는 AZ72 또는 AZ73 또는 AZ74 또는 AZ75 또는 AZ76 또는 AZ77 또는 AZ78 또는 AZ79 또는 AZ81 또는 AZ82 또는 AZ83 또는 AZ84 또는 AZ85 또는 AZ86 또는 AZ87 또는 AZ88 또는 AZ89 또는 AZ91 또는 AZ92 또는 AZ93 또는 AZ94 또는 AZ95 또는 AZ98 또는 AZ99 또는 AZIOO 또는 AZ101이다. 구체적인 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 AZ33 또는 AZ34이다. 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 AZ70 또는 AZ90이다.

예시적인 실시양태에서, CH3 도메인은 (본 명세서에서 A 사슬 및 B 사슬이라고도 칭하는) 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366I, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함한다. 다른 실시양태에서, 제1 폴리펩타이드는 L351Y, S400E, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366I, N390R, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함한다.

컴퓨터 구조-기능 분석, 표적화 조작 및 실험 검증의 이 반복 프로세스를 이용하여 후속 설계 단계에서 표 1에 기재된 잔여 Fc 변이체를 설계하고 순도가 90% 초과이고 70℃ 초과의 CH3 도메인 용융 온도로 안정성이 증가된 Fc 변이체 이종이합체를 생성하였다. 특정한 실시양태에서, Fc 변이체는 AZ1 내지 AZ136으로부터 선택되는 아미노산 돌연변이를 포함한다. 추가의 실시양태에서, Fc 변이체는 표 4에 기재된 Fc 변이체로부터 선택되는 아미노산 돌연변이를 포함한다.

제1 및 제2 설계 단계로부터, 1 스캐폴드 및 2 스캐폴드의 2개의 코어 스캐폴드를 확인하였고, 추가의 아미노산 변형을 이 스캐폴드에 도입하여 Fc 변이체 이종이합체의 순도 및 안정성를 미세하게 조정하였다. AZ8, AZ17-62를 포함하는 1 스캐폴드 및 표 6에 기재된 변이체의 개발의 상세한 설명을 위해 실시예 5를 참조한다. AZ15 및 AZ63-101을 포함하는 2 스캐폴드 및 표 7에 기재된 변이체의 개발의 상세한 설명을 위해 실시예 6을 참조한다.

1 스캐폴드의 코어 돌연변이는 L351Y_F405A_Y407V/T394W를 포함한다. 1a 스캐폴드는 아미노산 돌연변이 T366I_K392M_T394W/F405A_Y407V를 포함하고 1b 스캐폴드는 아미노산 돌연변이 T366L_K392M_T394W/F405A_Y407V를 포함한다. 실시예 5를 참조한다.

특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 (본 명세서에서 A 사슬 및 B 사슬이라고도 칭하는) 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T394W의 아미노산 변형을 포함한다. 일 양태에서, 변형 CH3 도메인은 F405 및/또는 K392 위치에서의 점 돌연변이를 추가로 포함한다. K392 위치에서의 이 돌연변이는 K392V, K392M, K392R, K392L, K392F 또는 K392E를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. F405 위치에서의 이 돌연변이는 F405I, F405M, F405S, F405S, F405V 또는 F405W를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 다른 양태에서, 변형 CH3 도메인은 T411 및/또는 S400 위치에서의 점 돌연변이를 추가로 포함한다. T411 위치에서의 이 돌연변이는 T411N, T411R, T411Q, T411K, T411D, T411E 또는 T411W를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. S400 위치에서의 이 돌연변이는 S400E, S400D, S400R 또는 S400K를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 또 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T394W의 아미노산 변형을 포함하고, 제1 폴리펩타이드 및/또는 제2 폴리펩타이드는 T366 및/또는 L368 위치에서의 추가의 아미노산 변형을 포함한다. T366 위치에서의 이 돌연변이는 T366A, T366I, T366L, T366M, T366Y, T366S, T366C, T366V 또는 T366W를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 예시적인 실시양태에서, T366 위치에서의 아미노산 돌연변이는 T366I이다. 다른 예시적인 실시양태에서, T366 위치에서의 아미노산 돌연변이는 T366L이다. L368 위치에서의 돌연변이는 L368D, L368R, L368T, L368M, L368V, L368F, L368S 및 L368A를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.

특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 (본 명세서에서 A 사슬 및 B 사슬이라고도 칭하는) 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함한다. 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366I 및 T394W의 아미노산 변형을 포함한다.

특정한 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 (본 명세서에서 A 사슬 및 B 사슬이라고도 칭하는) 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366L, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함한다. 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366I, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함한다.

또 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 (본 명세서에서 A 사슬 및 B 사슬이라고도 칭하는) 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366L, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함한다. 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366I, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함한다.

특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 (본 명세서에서 A 사슬 및 B 사슬이라고도 칭하는) 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함한다. 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366I 및 T394W의 아미노산 변형을 포함한다.

예시적인 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 74℃ 이상이다. 다른 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 74℃ 이상이고 이종이합체는 순도가 약 98% 이상이다.

특정한 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 70℃ 초과이고 변형 CH3 도메인은 표 6으로부터 선택된다.

2 스캐폴드의 코어 돌연변이는 L351Y_Y407A/T366A_K409F를 포함한다. 2a 스캐폴드는 아미노산 돌연변이 L351Y_Y407A/T366V_K409F를 포함하고 2b 스캐폴드는 아미노산 돌연변이 Y407A/T366A_K409F를 포함한다. 실시예 6을 참조한다.

특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 (본 명세서에서 A 사슬 및 B 사슬이라고도 칭하는) 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 아미노산 변형 L351Y 및 Y407A를 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366A 및 K409F의 아미노산 변형을 포함한다. 일 양태에서, 변형 CH3 도메인은 T366, L351 및 Y407 위치에서의 점 돌연변이를 추가로 포함한다. T366 위치에서의 이 돌연변이는 T366I, T366L, T366M, T366Y, T366S, T366C, T366V 또는 T366W를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 구체적인 실시양태에서, T366 위치에서의 돌연변이는 T366V이다. L351 위치에서의 돌연변이는 L351I, L351D, L351R 또는 L351F를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. Y407 위치에서의 돌연변이는 Y407V 또는 Y407S를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 표 1 및 표 4 및 실시예 6에서의 CH3 변이체 AZ63-AZ70을 참조한다.

예시적인 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 (본 명세서에서 A 사슬 및 B 사슬이라고도 칭하는) 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 L351Y 및 Y407A의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366V 및 K409F의 아미노산 변형을 포함한다.

예시적인 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 75.5℃ 이상이다. 다른 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하며, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 75℃ 이상이고 이종이합체는 순도가 약 90% 이상이다. 특정한 다른 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 (본 명세서에서 A 사슬 및 B 사슬이라고도 칭하는) 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 L351Y 및 Y407A의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366A 및 K409F의 아미노산 변형을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 T411, D399, S400, F405, N390 및/또는 K392 위치에서의 1종 이상의 아미노산 변형을 포함한다. D399 위치에서의 이 돌연변이는 D399R, D399W, D399Y 또는 D399K를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. T411 위치에서의 돌연변이는 T411N, T411R, T411Q, T411K, T411D, T411E 또는 T411W를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. S400 위치에서의 돌연변이는 S400E, S400D, S400R 또는 S400K를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. F405 위치에서의 돌연변이는 F405I, F405M, F405S, F405S, F405V 또는 F405W를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. N390 위치에서의 돌연변이는 N390R, N390K 또는 N390D를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. K392 위치에서의 돌연변이는 K392V, K392M, K392R, K392L, K392F 또는 K392E를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 표 1 및 표 4 및 실시예 6에서의 CH3 변이체 AZ71-101을 참조한다.

예시적인 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 (본 명세서에서 A 사슬 및 B 사슬이라고도 칭하는) 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 Y407A의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366A 및 K409F의 아미노산 변형을 포함한다. 일 양태에서, 이 변형 CH3 도메인은 K392E, T411E, D399R 및 S400R의 아미노산 변형을 추가로 포함한다. 추가의 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 제1 폴리펩타이드 및 제2 폴리펩타이드를 포함하고, 제1 폴리펩타이드는 D399R, S400R 및 Y407A의 아미노산 변형을 포함하고 제2 폴리펩타이드는 T366A, K409F, K392E 및 T411E의 아미노산 변형을 포함한다. 예시적인 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 74℃ 이상이다. 다른 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 약 74℃ 이상이고 이종이합체는 순도가 약 95% 이상이다.

특정한 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하며, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 70℃ 초과이고 변형 CH3 도메인은 표 7로부터 선택된다.

게다가, 안정성 및 순도가 개선된 Fc 변이체 이종이합체를 설계하는 이 새로운 방법은 Fc 구역의 다른 종류 및 아이소타입에 적용될 수 있다. 특정한 실시양태에서, Fc 구역은 인간 IgG Fc 구역이다. 추가의 실시양태에서, 인간 IgG Fc 구역은 인간 IgG1, IgG2, IgG3 또는 IgG4 Fc 구역이다. 몇몇 실시양태에서, Fc 구역은 IgG, IgA, IgD, IgE 및 IgM으로 이루어진 군으로부터 선택되는 면역글로불린으로부터의 구역이다. 몇몇 실시양태에서, IgG는 IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3 및 IgG4로 이루어진 군으로부터 선택되는 아형이다.

본 명세서에서 정의된 Fc 구역은 CH3 도메인 또는 이의 단편을 포함하고, 1종 이상의 첨가 불변 구역 도메인 또는 힌지, CH1 또는 CH2를 포함하는 이의 단편을 추가로 포함할 수 있다. Fc 아미노산 잔기의 넘버링은 문헌[Kabat et al., 1991, NIH Publication 91-3242, National Technical Information Service, Springfield, Va]에서와 같은 EU 인덱스의 넘버링인 것으로 이해된다. "카밧(Kabat)에 기재된 EU 인덱스"는 인간 IgG1 카밧 항체의 EU 인덱스 넘버링을 의미한다. 편의상, B 표는 인간 IgG1로부터의 CH2 및 CH3 도메인의 카밧에 기재된 EU 인덱스에 따라 넘버링된 아미노산을 제공한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 변형 이종이합체 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공되되, 상기 변형 CH3 도메인은 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하고; 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 K392J의 아미노산 변형을 포함하고, J는 L, I 또는 K의 측쇄 용적보다 실질적으로 크지 않은 측쇄 용적을 갖는 아미노산으로부터 선택되고; 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 용융 온도(Tm)가 적어도 약 74℃이고 순도가 적어도 95%인 이종이합체 CH3 도메인을 우선적으로 형성하고; 적어도 1종의 아미노산 변형은 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드와 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 사이의 계면에 있는 아미노산에서의 변형이 아니다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 T350X 변형을 포함하는 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있고, X는 발린, 아이소류신, 류신, 메티오닌으로부터 선택되는 천연 또는 비천연 아미노산 및 이들의 유도체 또는 변이체이다. 몇몇 실시양태에서, 적어도 1종의 T350V 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃ 이상인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 Tm이 약 77℃ 이상인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 Tm이 약 80℃ 이상이다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351, F405 및 Y407 중 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다. 몇몇 실시양태에서, 적어도 1종의 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366의 아미노산 변형을 추가로 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351, F405 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이고, 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366, K392 및 T394 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366L, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366L, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 추가의 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366I, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366I, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종이 S400 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 추가의 실시양태에서, 변형 S400Z를 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있고, Z는 양으로 하전된 아미노산 및 음으로 하전된 아미노산으로부터 선택된다. 몇몇 실시양태에서, 양으로 하전된 아미노산은 라이신 또는 아르기닌이고 음으로 하전된 아미노산은 아스파르트산 또는 글루탐산이다. 특정한 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 S400E 및 S400R로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종이 N390 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다. 몇몇 실시양태에서, N390의 변형은 N390Z이고, Z는 양으로 하전된 아미노산 및 음으로 하전된 아미노산으로부터 선택된다. 일 실시양태에서, N390Z는 N390R이다. 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물의 특정한 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 S400E의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이고 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 N390R의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이다. 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물의 몇몇 실시양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 각각 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이고, 상기 하나의 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 Q347R의 아미노산 변형을 포함하고 다른 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 K360E의 아미노산 변형을 포함한다.

일 양태에서, 변형 이종이합체 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공되되, 상기 변형 CH3 도메인은 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하고; 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 K392J의 아미노산 변형을 포함하고, J는 L, I 또는 K의 측쇄 용적보다 실질적으로 크지 않은 측쇄 용적을 갖는 아미노산으로부터 선택되고; 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 용융 온도(Tm)가 적어도 약 74℃이고 순도가 적어도 95%인 이종이합체 CH3 도메인을 우선적으로 형성하고; 적어도 1종의 아미노산 변형은 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드와 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 사이의 계면에 있는 아미노산에서의 변형이 아니다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 T350X 변형을 포함하는 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있고, X는 발린, 아이소류신, 류신, 메티오닌으로부터 선택되는 천연 또는 비천연 아미노산 및 이들의 유도체 또는 변이체이다. 몇몇 실시양태에서, 적어도 1종의 T350V 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃ 이상인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 Tm이 약 77℃ 이상인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 Tm이 약 80℃ 이상이다. 일 실시양태에서, 적어도 1종의 CH3 도메인 폴리펩타이드가 K409 및 T411 중 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, K409F, T411E 및 T411D 중 적어도 1종을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 적어도 1종의 CH3 도메인 폴리펩타이드가 D399의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, D399의 아미노산 변형은 D399R 및 D399K 중 적어도 1종이다.

일 양태에서, 변형 이종이합체 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공되되, 상기 변형 CH3 도메인은 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하고; 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 K392J의 아미노산 변형을 포함하고, J는 L, I 또는 K의 측쇄 용적보다 실질적으로 크지 않은 측쇄 용적을 갖는 아미노산으로부터 선택되고; 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 용융 온도(Tm)가 적어도 약 74℃이고 순도가 적어도 95%인 이종이합체 CH3 도메인을 우선적으로 형성하고; 적어도 1종의 아미노산 변형은 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드와 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 사이의 계면에 있는 아미노산에서의 변형이 아니다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 T350X 변형을 포함하는 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있고, X는 발린, 아이소류신, 류신, 메티오닌으로부터 선택되는 천연 또는 비천연 아미노산 및 이들의 유도체 또는 변이체이다. 몇몇 실시양태에서, 적어도 1종의 T350V 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃ 이상인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 일 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 Tm이 약 77℃ 이상인 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인은 Tm이 약 80℃ 이상이다. 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물의 특정한 실시양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 K409F, T411E 및 T411D의 아미노산 변형으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이고, 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 Y407A, Y407I, Y407V, D399R 및 D399K의 아미노산 변형으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이다. 몇몇 실시양태에서, T366V, T366I, T366A, T366M 및 T366L의 아미노산 변형 중 1종을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인; 및 L351Y의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인을 추가로 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물 중 임의의 하나가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, K392L 또는 K392E의 아미노산 변형 중 1종을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인; 및 S400R 또는 S400V의 아미노산 변형 중 1종을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물 중 임의의 하나가 본 명세서에 기재되어 있다.

제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공되되, 각각의 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 적어도 4개의 아미노산 돌연변이를 포함하고, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 N390Z 및 S400Z로부터 선택되는 돌연변이를 포함하며, Z는 양으로 하전된 아미노산 및 음으로 하전된 아미노산으로부터 선택되고, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 용융 온도(Tm)가 적어도 약 70℃이고 순도가 적어도 90%인 이종이합체 CH3 도메인을 우선적으로 형성한다. 일 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 F405 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T394 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다. 일 실시양태에서, 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다. 특정한 실시양태에서, 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366 및 K392 위치 중 적어도 1종의 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃이고 적어도 약 95%의 순도로 형성되는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 N390R, S400E 및 S400R 중 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 하나가 347 위치의 아미노산 변형을 포함하고 다른 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 360 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T350V의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 구체적인 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고; 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366L, T366I, K392L, K392M 및 T394W의 아미노산 변형으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 D399 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고, 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 K409 및 T411 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366 및 K392 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 구체적인 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종이 T350V의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃ 이상이고 적어도 약 95%의 순서로 형성되는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, D399R, D399K, S400D, S400E, S400R, S400K, Y407A 및 Y407V로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하고; 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366V, T366I, T366L, T366M, N390D, N390E, K392L, K392I, K392D, K392E, K409F, K409W, T411D 및 T411E로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하는 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다.

제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공되되, 각각의 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 적어도 3개의 아미노산 돌연변이를 포함하고, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 1종은 T411E 및 T411D로부터 선택되는 돌연변이를 포함하며, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 용융 온도(Tm)가 적어도 약 70℃이고 순도가 적어도 90%인 이종이합체 CH3 도메인을 우선적으로 형성한다. 일 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 F405 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T394 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다. 일 실시양태에서, 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다. 특정한 실시양태에서, 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366 및 K392 위치 중 적어도 1종의 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃이고 적어도 약 95%의 순도로 형성되는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 N390R, S400E 및 S400R 중 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 하나가 347 위치의 아미노산 변형을 포함하고 다른 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 360 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 적어도 1종의 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T350V의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 구체적인 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고; 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366L, T366I, K392L, K392M 및 T394W로부터 선택되는 아미노산 변형 중 적어도 1종을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 D399 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고, 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 K409 및 T411 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고, 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366 및 K392 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 구체적인 실시양태에서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종이 T350V의 아미노산 변형을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 변형 CH3 도메인이 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃ 이상이고 적어도 약 95%의 순도로 형성되는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 기재되어 있다. 특정한 실시양태에서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 L351Y, D399R, D399K, S400D, S400E, S400R, S400K, Y407A 및 Y407V로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하고; 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드가 T366V, T366I, T366L, T366M, N390D, N390E, K392L, K392I, K392D, K392E, K409F, K409W, T411D 및 T411E로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하는 본 명세서에 기재된 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 제공된다.

일 양태에서, L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T366I, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공된다.

특정한 양태에서, L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T366L, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공된다.

몇몇 양태에서, L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T366L, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공된다.

일 양태에서, T350V, L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T350V, T366L, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공된다.

일 양태에서, T350V, L351Y, S400R, F405A, Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T350V, T366L, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공된다.

일 양태에서, T350V, L351Y, S400E, F405A, Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T350V, T366L, N390R, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공된다.

일 양태에서, T350V, L351Y, F405A, Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T350V, T366L, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공된다.

일 양태에서, T366V, K392L, K409F 및 T411E의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; L351Y, D399R 및 Y407A의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공된다.

일 양태에서, T366V, K392LE K409F 및 T411E의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 L351Y, D399R, S400R 및 Y407A의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물이 본 명세서에 제공된다.

특정한 실시양태에서, Fc 변이체는 CH2 도메인을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, CH2 도메인은 변이체 CH2 도메인이다. 몇몇 실시양태에서, 변이체 CH2 도메인은 제1 폴리펩타이드 및/또는 제2 폴리펩타이드 사슬에서 비대칭 아미노산 치환을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 이종다합체는 CH2 도메인에서 비대칭 아미노산 치환을 포함하여 상기 이종다합체의 하나의 사슬이 Fc 수용체에 선택적으로 결합한다.

특정한 실시양태에서, 이종다합체는 Fc 수용체에 선택적으로 결합한다. 몇몇 실시양태에서, Fc 수용체는 Fcγ 수용체 패밀리의 구성원이다. 몇몇 실시양태에서, 수용체는 FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb, FcγRIIc, FcγRIIIa 및 FcγRIIIb로부터 선택된다. 일 실시양태에서, CH2 도메인은 Fc감마 수용체에 대한 선택적 결합을 촉진하는 비대칭 아미노산 변형을 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 이종다합체는 FcγRIIIa에 선택적으로 결합한다. 몇몇 실시양태에서, 이종다합체는 S267D, K392D 및 K409D로부터 선택되는 비대칭 아미노산 치환을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 이종다합체는 FcγRIIa에 선택적으로 결합한다. 몇몇 실시양태에서, 이종다합체는 S239D, K326E, A330L 및 I332E로부터 선택되는 비대칭 아미노산 치환을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 이종다합체는 FcγRIIb에 선택적으로 결합한다. 몇몇 실시양태에서, 이종다합체는 S239D, D265S, E269K 및 I332E로부터 선택되는 비대칭 아미노산 치환을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 이종다합체는 FcγRIIIa 및 FcγRIIa에 선택적으로 결합한다. 몇몇 실시양태에서, 이종다합체는 S239D, D265S 및 S298A로부터 선택되는 비대칭 아미노산 치환을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 이종다합체는 FcγRIIIa 및 FcγRIIb에 선택적으로 결합한다. 몇몇 실시양태에서, 이종다합체는 S239D, S298A, K326E, A330L 및 I332E로부터 선택되는 비대칭 아미노산 치환을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 이종다합체는 FcγRIIa 및 FcγRIIb에 선택적으로 결합한다. 몇몇 실시양태에서, 이종다합체는 S239D, D265S, S298A 및 I332E로부터 선택되는 비대칭 아미노산 치환을 포함한다.

특정한 실시양태에서, 본 명세서에 기재된 이종다합체를 포함하는 다기능성 치료제를 설계하는 방법이 제공된다. 몇몇 실시양태에서, 변이체 Fc 이종이합체를 포함하는 이기능성 치료제를 설계하는 방법이 제공된다. 몇몇 실시양태에서, CH3 도메인에서의 돌연변이 유래의 변이체 Fc 이종이합체의 CH2 도메인에서 비대칭 돌연변이를 설계하는 방법이 제공된다. 몇몇 실시양태에서, 비대칭 Fc에서의 돌연변이에 기초하여 상이한 Fc 감마 수용체에 대한 선택도를 설계하는 방법이 제공된다. 특정한 실시양태에서, Fc 분자의 일면에 Fc 감마 수용체의 결합을 바이어스하는 돌연변이를 설계하는 방법이 제공된다. 특정한 실시양태에서, 본 명세서에 기재된 이종다합체의 비대칭 Fc 스캐폴드의 일면에만 상호작용하는 Fcγ 수용체를 바이어스하는 극성 드라이버를 설계하는 방법이 제공된다.

몇몇 실시양태에서, 우선적 Fc 감마 수용체 선택도 프로필을 발생시키는 비대칭 Fc의 CH2 도메인에서의 돌연변이를 포함하는 폴리펩타이드가 제공된다. 몇몇 실시양태에서, CH3 도메인에서의 돌연변이는 이종이합체 Fc의 우선적 형성을 발생시킨다. 특정한 실시양태에서, 본 명세서에 기재된 비대칭 Fc에 기초한 이중특이적 치료학적 집합체를 설계하는 방법이 제공된다. 특정한 실시양태에서, 본 명세서에 기재된 비대칭 Fc에 기초한 다중특이적 치료학적 집합체를 설계하는 방법이 제공된다.

단일클론 항체, 예컨대 IgG는 2개의 동등한 중쇄 및 2개의 경쇄 폴리펩타이드 사슬로 이루어진 대칭 분자이고(도 14), 각각은 다중 면역글로불린(Ig) 구조 도메인을 포함한다. mAb의 IgG 종류는 IgG1, IgG2, IgG3 또는 IgG4의 4개의 아이소폼 중 하나에 존재한다. 중쇄는 각각 4개의 (VH, CH1, CH2 및 CH3) 및 2개의 (VL 및 CL) Ig 도메인의 경쇄로 이루어진다. 각각의 중쇄로부터의 VH 및 CH1 도메인은 경쇄의 VL 및 CL 도메인과 합해져 mAb의 2개의 Fab("단편 항원 결합") 암을 형성한다. 2개의 중쇄의 CH3 및 CH2 도메인은 CH3 도메인을 걸친 단백질-단백질 접촉을 통해 상호작용하고 CH2 도메인에서 글라이코실화하여 동종이합체 Fc("결정성 단편") 구역을 형성한다. 항체의 CH1 도메인과 CH2 도메인 사이의 링커 구역은 항체 분자의 힌지 구역을 구성한다. mAb의 Fab 및 Fc 구역을 접촉시키는 것과 별도로, 힌지는 또한 2개의 중쇄에 걸친 이황화 연결을 유지하고 이를 함께 고정시킨다. IgG의 4개의 아이소타입 중에 힌지 구역에서의 아미노산 및 이황화 연결의 수는 특히 다르다. IgG 분자에서의 글라이코실화 패턴은 상당히 다양할 수 있고, 약 30개의 상이한 탄수화물 모이어티가 IgG 분자에서 관찰되었다[Arnold J.N.; Wormald M.R.; Sim R.B.; Rudd P.M. and Dwek R.A. (2007) Annual Reviews of Immunology 25, 21-50].

단일클론 항체 구조의 대칭 성질은 동일한 에피토프를 인식하도록 성숙된 이의 항원 결합 능력 친화도를 갖는 Fab 암 둘 다를 발생시킨다. 다른 말단에서, 항체 분자의 Fc 부분은 면역 또는 "효과기" 세포 위의 다양한 수용체 분자와의 상호작용에 관여하고, 이 상호작용 중 몇몇은 항체 의존 세포 독성(ADCC), 항체 의존 세포 식세포작용(antibody dependent cellular phagocytosis: ADCP) 및 보체 활성화와 같은 효과기 기능을 중재하는 것을 담당한다. 일반적으로, 효과기 기능은 병원균 또는 독소 중화 및 제거를 발생시키는 면역 반응, 보체 활성화 및 체액 면역계로부터의 식세포 반응을 포함한다. 활성화된 IgG 항체의 효과기 세포 접촉 Fc 상의 Fcγ 수용체(FcγR) 분자는 완전 항체-항원 면역 복합체에 관여하여 효과기 반응을 중재하고 조절한다. 이 Fcγ 수용체에 대한 단일클론 항체 기반 단백질 치료제의 상호작용의 최적화는 이 약물 후보물질의 효능을 개선시킬 수 있다.

인간에서, 공지된 3가지 종류의 FcγR이 있고, 각각의 종류 내에 추가의 다형 종류가 있다. IgG1 분자 내의 Fc는 나노몰 범위의 해리 상수로 FcγRI(CD64)에 결합하는 것으로 알려져 있고, FcγRII(CD32) 및 FcγRIII(CD16) 결합이 나노몰 범위에서 일어난다[Bruhns P.; lannascoli B.; England P.; Mancardi D.A.; Fernandez N.; Jorieux S. and Daeron M. (2009) Blood 113: 3716-25]. 고친화도 FcγRI 수용체는 단량체 형태로 IgG에 결합할 수 있고 저친화도 FcγRII 및 FcγRIII 수용체는 결합활성 효과의 결과로서 항원-항체 면역 복합체 또는 IgG 응집체에만 결합할 수 있다. 상이한 IgG 형태는 상이한 FcγR에 대해 여러 친화도를 갖고; 특히, IgG1 및 IgG3은 더 강한 활성을 나타낸다. Fcγ 수용체는 막 관통 단백질의 세포외 도메인이고 세포 내의 신호전달 경로를 조절하는 데 관여하는 세포질 도메인을 보유한다. 이 세포 표면 수용체의 세포질 말단 상의 FcγR에 연결된 신호전달 단위의 성질에 따라 항체 중재 면역 복합체와 회합시 면역 세포 표면에 클러스터를 형성할 때, 이 분자는 효과기 반응을 조절한다[Nimmerjahn F. and Ravetch J.V. (2008) Nature Immu Rev 8(1):34-47].

인간 염색체 수준에서, 3개의 유전자는 FcγRI(FcγRIA, FcγRIB, FcγRIC) 및 FcγRII(FcγRIIA, FcγRIIB, FcγRIIC)를 코딩하고 2개의 유전자는 FcγRIII(FcγRIIIA, FcγRIIIB)를 코딩한다. IgG 결합 인간 Fcγ 수용체 중에, FcγRIA, FcγRIC 및 FcγRIIIA 유형은 효과기 기능을 활성화시키는 세포질 면역수용체 타이로신 기반 활성화 모티프(ITAM)를 포함하는 공통 γ사슬 신호 어댑터 단백질과 막 결합하는 것으로 나타났다. FcγRIIA 및 FcγRIIC는 또한 세포질 ITAM을 포함하지만, 공통 γ사슬 신호 어댑터 단백질이 없다. 동시에, FcγRIIB는 면역수용체 타이로신 기반 억제 모티프(ITIM)에 연결된다. ITIM 인산화를 발생시키는 FcγRIIB의 활성화는 활성화 신호전달 케스케이드를 억제한다. FcγRIIIB는, 타이로신 기반 면역 조절 세포질 꼬리가 결여되면서, GPI(글라이코실-포스파티딜-이노시톨) 앵커를 갖고 FcγRIIA의 존재 하에 몇몇 과립구의 활성화에 기여하는 것으로 나타났다.

ITAM 및 ITIM 모티프 및 관련 수용체 분자의 기능성 역할이 공지되어 있지만, 조합된 신호전달의 성질 및 조절 기전은, 특히 신호 전달에 관여하는 다른 면역 세포 표면 수용체 및 어댑터 분자(예를 들면, BCR, CD22, CD45 등)의 숙주의 활성과 조합될 때, 완전히 이해되지 않는다. 이 문맥상, 정교한 선택도 프로필로 이 Fcγ 수용체와 상호작용할 수 있는 Fc 유사 분자의 설계는 미세한 조절 활성을 갖는 이러한 수용체 분자의 효과를 디콘볼루션하고 조절하고자 하는 어떠한 시도에서도 귀중한 스캐폴드이다.

FcγR을 분화시킬 수 있는 항체 분자를 설계하는 맥락에서, 이 효과는 FcγRII 및 FcγRIII 수용체 유형의 세포외 Fc 결합 섹션이 높은 서열 유사성을 나타낸다(도 15)는 사실로 인해 복잡해지고, 이러한 유사성은 적어도 부분적으로 조상 부분 중복에 기여할 수 있다. A형 및 B형의 2개의 주요 유형의 FcγRII 수용체는 69%의 서열 동일성을 갖지만, FcγRIIA 및 FcγRIIIA는 약 44%의 서열 동일성을 갖는다. FcγRIIB 및 FcγRIIC는 세포외 구역에서 오직 2개의 잔기가 다르지만, 세포내 구역에서 상당히 다르고, 주목할만한 것은 각각 ITIM 및 ITAM 모티프의 존재이다. 그 결과, 하나의 수용체에 결합하는 데 필요한 치료학적 항체 분자는 다른 수용체 종류에 또한 가능하게 결합하여, 가능하게는 의도되지 않은 치료학적 효과를 발생시키는 것으로 기대될 수 있다.

추가로 문제를 복잡하게 하는 것은, 각각의 수용체 종류는 다중 단일 뉴클레오타이드 다형(single nucleotide polymorphism: SNP) 및 카피수 변이(copy number variation: CNV)를 제시한다. 생성된 수용체 다양성은 IgG에 대한 이의 친화도 및 이의 작용 기전에 차등적으로 영향을 미친다. 이 유전 변이는 Fcγ 수용체에 대한 특정한 IgG 아형의 친화도에 영향을 미치고, 다운스트림 효과기 사건을 변경하거나, 수용체 발현의 수준을 변경하는 기전에 영향을 미쳐 기능 관련 표현형, 비기능적 또는 기능적 비공지 수용체 변이체를 생성시킨다(Bournazos S.; Woof J. M.; Hart S.P. and Dransfield I. (2009) Clinical and Experimental Immunology 157(2):244-54). 이는 가능하게는 복잡한 효과를 발생시켜, 활성화 수용체 신호전달과 억제 수용체 신호전달 사이의 균형을 변경하여, 질환 감수성 표현형을 생성시킨다.

이러한 대립유전자 변이의 몇몇은 C 표에 기재되어 있다. 특히, FcγRIIa에서의 R131 변이체는 IgG1과 고반응자이지만, 대안적인 H131 변이체는 IgG2 및 IgG3과 더 효과적인 상호작용을 나타낸다. FcγRIIIa의 경우, 158 위치에서의 V에 대한 공여자 동형접합은 인간 IgG1, IgG3 및 IgG4에 대한 이전의 동종이인자형의 더 높은 친화도로 인해 동형접합 F/F158 개체와 비교하여 NK 세포 활성 증가를 나타낸다. FcγRIIIb에 대한 대립유전자 변이체 NA1 및 NA2는 결국 수용체의 글라이코실화의 차이를 만드는 4개의 아미노산 치환의 결과이다. NA1 대립유전자는 호중구에 의한 면역 복합체의 결합 및 식세포작용 증대를 제시한다. FcγRIIB는 232I 및 232T의 2개의 공지된 대립유전자 변이체를 갖는다. 232T 변이체는 이의 음성 조절 활성이 강하게 손상되는 것으로 공지되어 있다. FcγR 다형의 빈도 및 감염 또는 전신 홍반성 루푸스(SLE), 류마티스 관절염(RA), 혈관염, 면역 중재 혈소판 자반병(ITP), 중증 근무력증, 다발성 경화증(MS) 및 면역 신경병증(갈랑 바레 증후군(GBS))과 같은 질환 병증에 대한 소인에 대한 차등 반응성에 대한 이의 연관이 보고되어 있다.

특히 FcγRIIIB, FcγRIIc 및 FcγRIIIA에 대한 FcγR 유전자의 유전자좌의 카피수 변이가 입증되었고, 이 수용체의 세포 표면 발현에 대한 이 차이의 추가의 상관관계가 언급되어 있다. 반대로, FcγRIIa 및 FcγRIIb는 유전자 카피수 변이를 나타내지 않는다. FcγRIIIb의 적은 카피수는 사실 자가면역 질환 전신성 홍반성 낭창(SLE)에서 사구체신염과 연관되다[Aitman TJ et al. (2006) Nature 16;439(7078):851-5]. 이는 비신호전달 GPI 모듈이 FcγRIIIb 수용체를 고정한다는 사실을 고려할 대 특히 흥미롭다. 이 FcγRIIIb 수용체의 존재가 가능하게는 다른 신호전달 FcγR과의 Fc 상호작용의 경쟁적 억제제로서 작용하는 것으로 가설이 제기될 수 있다. FcγRIIc에서의 카피수 변이의 효과도 또한 특히 흥미롭다. FcγRIIc에서 202 위치에서의 C/T SNP는 글루타민 잔기를 정지 코돈으로 변환하여 기능성 단백질 생성을 방지한다. FcγRIIc의 기능성 오픈 리딩 프레임은 건강한 개체 중 9%에서 발현되고(백인 집단), ITP 집단에서 대립유전자의 유의적인 과발현(19%)이 존재하여 ITP에 대한 이 표현형의 소인을 암시한다[Breunis WB et al. (2008) Blood 111(3):1029-38]. NK 세포에서 기능성 FcγRIIc를 발현하는 개체에서, 활성화된 ADCC는 FcγRIIIa보다 큰 정도로 이 수용체에 의해 중재되는 것으로 입증되었다. 이 다형 및 유전자 변이와 관련된 이러한 복잡함은 고 맞춤 치료제를 요하는 맞춤형 치료 전략을 위한 수요를 강조한다.

다양한 효과기 세포는 이 Fcγ 수용체의 제시, 및 이의 체액 및 조직 분포가 달라서, 이의 활성화 및 활성 기전의 변경에 기여한다[D 표]. 특이적 FcγR 유형의 인식을 향한 치료학적 항체의 선택도를 조율하고 특정한 종류의 효과기 세포의 영향을 조절하는 것은 특정한 질환 병증에 대한 효과기 기전을 최적화시킨다. 이는 치료하고자 하는 질환 병증에 따라 특이적 효과기 양상을 선택적으로 활성화하거나 억제하는 것을 의미한다.

또한, FcγR은 또한 여포 수지상 세포, 내피 세포, 미세교 세포, 파골세포 및 혈관사이 세포에 의해 발현된다. 현재, 이 다른 세포 상의 FcγR 발현의 기능성 의미가 공지되어 있지 않다.

고친화도 FcγRI는 3가지 C 유형 면역글로불린 슈퍼패밀리(IgSF) 도메인으로 이루어지고, 저친화도 FcγRII 및 FcγRIII는 각각 2개의 C 유형 IgSF 도메인으로 이루어진다. FcγRIIa, FcγRIIb, FcγRIIIa 및 FcγRIIIb 수용체 단백질의 구조는 결정학에 의해 풀렸다. 이 구조에서의 2개의 IgSF 도메인은 서로에 50-55도로 위치하고 힌지에 의해 연결된다.

Fc-FcγR 코-복합체의 공중에게 이용 가능한 구조는 Fc-FcγRIIIb 시스템의 구조이고, 복합체에서의 FcγR 기하구조는 단백질의 전(apo) 상태에서 관찰된 기하구조와 매우 가깝게 유지된다[Sondermann P.; Huber R.; Oosthuizen V. and Jacob U. (2000) Nature 406, 267-273.; Radaev S.; Motyaka S.; Fridman W.; Sautes-Fridman C. and Sun P.D. (2001) J Biol Chem 276, 16469-16477; Sondermann P. et al. Biochem Soc Trans. 2002 Aug;30(4):481-6; Sondermann P, Oosthuizen V. Immunol Lett. 2002 Jun 3;82(1-2):51-6; Radaev S, Sun P. Mol Immunol. 2002 May;38(14):1073-83][도 16]. 수용체 사이의 강한 서열 및 구조 유사성은 다른 수용체에 결합된 Fc의 비교 모델의 기초를 형성한다. 반면, 수용체 분자 사이의 서열 및 구조 유사성은 또한 수용체 사이의 정교한 선택도 및 이의 다양한 아이소타입 항원공격을 갖는 Fc의 설계를 만든다.

결정학에 기초한 Fc-FcγR 복합체의 구조 평가 전에, Fc 분자에서의 대칭의 2배 축은 Fc-FcγR 회합에 대한 2개의 잠재적인 결합 자리 및 효과적인 2:1 화학량론을 의미하는 경우 문제가 있다. Fc-FcγR 상호작용의 핵 자기 공명(NMR) 기반 구조 연구는 분자의 일면 상의 하나의 FcγR에 Fc를 결합시키는 것이 동일한 항체 분자의 Fc에 대한 제2 FcγR 분자의 결합을 불가능하게 하는 배좌 변화를 유발한다는 것을 나타낸다[Kato K. et al (2000) J Mol Biol. 295(2):213-24]. Fc-FcγRIIIb의 이용 가능한 공결정 복합체의 기하구조는 1:1 화학량론으로 비대칭 배향으로 Fc에 대한 FcγR의 회합을 확인시켜준다. 도 16에 도시된 바대로, FcγR은 편자 형상의 Fc 분자의 하나의 말단 상의 클레프트(cleft)에 결합하고, 사슬 둘 다로부터의 CH2 도메인과 접촉한다.

알라닌 스캐닝 돌연변이유발[Shields RL et al. (2001) JBC 276(9): 6591-604]은 다양한 수용체 유형과 상호작용하고 따라서 Fc-FcγR 상호작용 및 인식에 관여하는 Fc의 잔기에 대한 이해를 제공한다. 전통적으로, 치료학적 항체의 최적화는 활성화 수용체 FcγRIII에 대한 결합 증가[미국 US 특허 제6,737,056호] 또는 FcγRIIb에 대한 친화도 감소[US2009/0010920A1]를 나타내는 돌연변이에 초점을 둔다. 이러한 모든 대안적인 변이체에서, 돌연변이는 사슬 둘 다에 동시에 도입된다.

단일클론 항체는 대개 표적 및 효과기 면역 세포의 공간 국재화를 유도하여 이의 치료학적 활성을 나타낸다. 천연 항체는 이의 Fab 도메인을 사용하여 표적과 상호작용하고 Fc 도메인을 사용하여 효과기 세포와 상호작용하여 이를 중재한다. 이는 효과기 세포와 비교하여 면역 복합체를 병치시켜 세포 중재 반응이 유도될 수 있다. 다중 항체 분자에 의한 단일 표적의 표적화를 포함하는 면역 복합체의 형성에서 비롯된 FcγR 신호전달에 필요한 결합활성 효과는 면역 작용의 시공간적 구성의 중요성의 다른 예이다.

mAb 분자의 효과기 활성의 일부로서 유도된 세포 신호전달에 대한 시공간적 양태가 또한 존재한다. 세포 신호전달, 예컨대 FcγR 분자 활성화에 기초한 신호전달은 지질 뗏목(lipid raft)이라 칭하는 막 도메인의 구역 내에 관련 수용체 분자의 국재화를 포함한다. 지질 뗏목은 글라이코스핑고지질 및 콜레스테롤 및 Src 패밀리 키나제를 비롯한 몇몇 종류의 상류 신호 전달물질이 농후하다. 세포 자극 시, 다양한 신호전달 분자, 어댑터 단백질 및 신호전달 키나제 및 인산효소가 동원된다. 지질 뗏목에서의 분자 어셈블리는 신호 전달에 중요하다.

더 우수한 결합 특성을 제공하는 결합활성 증가 및 상이한 항원 특성을 조합한 비천연 설계 전략은 이중특이적 치료학적 설계의 기초이다. 이중특이적 항체, 또는 이중특이적 또는 다작용성 단백질 치료제의 다른 형태가 표적과 다양한 효과기 세포 사이의 상호작용을 중재하도록 설계되었다[M

ller & Kontermann (2010) BioDrugs 24(2):89-98]. 특이적 표적 세포에 대해 보조 T 세포 또는 다른 면역 효과기 세포를 전용하도록 다중특이적 치료학적 분자를 조작한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 FcγRIIa, FcγRIIb 및/또는 FcγRIIIa에 대한 계산된 결합 친화도에 기초하여 Fc 변이체 폴리펩타이드를 인 실리코 확인하는 방법에 관한 것이다. 다른 실시양태에서, 상기 방법은 상기 Fc 변이체 폴리펩타이드의 인 실리코 정전, 용매화, 패킹, 패킹 밀도, 수소 결합 및 엔트로피 효과를 계산하는 것을 추가로 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 방법은 Fc 변이체 폴리펩타이드를 구성하는 것 및 치료학적 항체와 관련하여 상기 폴리펩타이드를 발현시키는 것 및 포유동물 세포에서 상기 항체를 추가로 발현시키는 것을 추가로 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 방법은 자리 지정 돌연변이유발, PCR 기반 돌연변이유발, 카세트 돌연변이유발 또는 신생 합성에 의해 인 실리코 확인된 Fc 변이체 폴리펩타이드를 구성하는 것을 포함한다.

합성 Fc 스캐폴드의 설계를 고려한 인자는 입체 반발, 매립 계면 면적 변화, 상대 접촉 밀도, 상대 용매화 및 정전 효과에 대한 인 실리코 계산을 포함한다. 친화도 점수에 도달하기 위해 이 모든 매트릭스를 이용한다.

일 양태에서, 이 적용은 이종이합체 Fc에 구축된 비대칭 스캐폴드의 설계를 통해 정교한 FcγR 선택도 프로필을 성취하기 위한 분자 설계를 기술한다. 이 스캐폴드는 CH2 도메인에서 비대칭 돌연변이를 허용하여 다양한 신규한 선택도 프로필을 성취한다. 추가로, 스캐폴드는 다작용성(이작용성, 삼작용성, 사작용성 또는 오작용성) 치료학적 분자의 조작을 위한 고유 특징을 갖는다.

특정한 실시양태에서, 비대칭 스캐폴드는 신생아 Fc 수용체(FcRn)에 대한 pH 의존 결합 특성에 최적화되어 더 우수한 분자 순환을 허용하고 이의 반감기 및 관련 악물동력학 특성을 증대시킨다.

비대칭 스캐폴드는 기능적 관련 FcγRI 수용체 동종이인자형에 대한 결합에 최적화될 수 있다. FcγRII는 류마티스 관절염, 아토피 피부염, 건선 및 수많은 폐 질환과 같은 만성 염증성 질환에 관여하는 대식세포 상의 중요한 마커이다.

비대칭 스캐폴드는 A형 단백질 결합에 최적화될 수 있다. A형 단백질 결합은 대개 항체 분자의 분리 및 정제에 사용된다. 돌연변이는 비대칭 스캐폴드에서 도입되어 저장 동안 치료제의 응집을 피할 수 있다.

따라서, 본 발명의 Fc 변이체가 혈청 반감기 증가, 결합 친화도 증가, 면역원성 감소, 생성 증가, ADCC 또는 CDC 활성 증대 또는 감소, 글라이코실화 및/또는 이황화 결합 변경 및 결합 특이성 변경(이들로 제한되지는 않음)을 비롯한 바람직한 특성을 갖는 항체를 생성시키는 특히 1종 이상의 추가의 아미노산 잔기 치환, 돌연변이 및/또는 변형을 포함할 수 있다는 것이 구체적으로 고려된다.

본 발명의 Fc 변이체가 필적하는 분자에 비해 포유동물; 특히 인간에서의 생체내 반감기(예를 들면, 혈청 반감기) 증가, 생체내(예를 들면, 혈청 반감기) 및/또는 심헐실내(예를 들면, 저장수명) 안정성 증가 및/또는 용융 온도(Tm) 증가를 포함하는 다른 변경된 특성을 가질 수 있는 것으로 고려된다. 일 실시양태에서, 본 발명의 Fc 변이체는 생체내 반감기가 15일 초과, 20일 초과, 25일 초과, 30일 초과, 35일 초과, 40일 초과, 45일 초과, 2달 초과, 3달 초과, 4달 초과 또는 5달 초과이다. 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc 변이체는 심헐실내 반감기(예를 들면, 액체 또는 분말 제제)가 15일 초과, 30일 초과, 2달 초과, 3달 초과, 6달 초과 또는 12달 초과 또는 24달 초과 또는 36달 초과 또는 60달 초과이다.

본 발명의 Fc 변이체가 피험체에게 투여될 때 변경된 면역원성을 가질 수 있는 것으로 당업자가 또한 이해한다. 따라서, Fc 변이체의 면역원성을 최소화하는 변형 CH3 도메인이 치료학적 적용을 위해 일반적으로 더 바람직한 것으로 고려된다.

본 발명의 Fc 변이체는 효과기 기능을 변경하는 변형(이것으로 제한되지는 않음)을 포함하는 다른 Fc 변형과 조합될 수 있다. 본 발명은 항체 또는 Fc 융합 단백질에서 상가적, 상승적 또는 신규한 특성을 제공하는 본 발명의 Fc 변이체와 다른 Fc 변형의 조합을 포함한다.

이러한 변형은 힌지, CH1 또는 CH2 (또는 CH3, 단 본 발명의 변형 CH3 도메인의 안정성 및 순도 특성을 부정적으로 변경하지 않음) 도메인에서의 변형 또는 이의 조합일 수 있다. 본 발명의 Fc 변이체가 이것이 조합된 변형의 특성을 증대시키는 것으로 고려된다. 예를 들면, 본 발명의 Fc 변이체는 야생형 Fc 구역을 포함하는 필적하는 분자보다 더 높은 친화도로 FcγRIIIA에 결합하는 것으로 알려진 돌연변이체와 조합되고; 본 발명의 돌연변이체와의 조합은 FcγRIIIA 친화도를 더 높은 배수로 증대시킨다.

일 실시양태에서, 본 발명의 Fc 변이체는 문헌[Duncan et al, 1988, Nature 332:563-564; Lund et al., 1991, J Immunol 147:2657-2662; Lund et al., 1992, Mol Immunol 29:53-59; Alegre et al, 1994, Transplantation 57: 1537-1543; Hutchins et al., 1995, Proc Natl. Acad Sci USA 92:11980-11984; Jefferis et al, 1995, Immunol Lett. 44:111-117; Lund et al., 1995, Faseb J 9:115-119; Jefferis et al, 1996, Immunol Lett 54:101-104; Lund et al, 1996, Immunol 157:4963-4969; Armour et al., 1999, Eur J Immunol 29:2613-2624; Idusogie et al, 2000, J Immunol 164:4178-4184; Reddy et al, 2000, J Immunol 164:1925-1933; Xu et al., 2000, Cell Immunol 200: 16-26; Idusogie et al, 2001, J Immunol 166:2571-2575; Shields et al., 2001, J Biol Chem 276:6591-6604; Jefferis et al, 2002, Immunol Lett 82:57-65; Presta et al., 2002, Biochem Soc Trans 30:487-490]; 미국 특허 제5,624,821호; 제5,885,573호; 제6,194,551호; 미국 특허 출원 제60/601,634호 및 제60/608,852호; PCT 공보 WO 제00/42072호 및 WO 제99/58572호에 기재된 것과 같은 다른 공지된 Fc 변이체와 조합될 수 있다.

당업자는 본 발명의 Fc 변이체는 변경된 Fc 리간드(예를 들면, FcγR, C1q) 결합 특성을 가질 수 있고(결합 특성의 예는 결합 특이성, 평형 해리 상수(K_D), 분해 속도 및 결합 속도(각각 K_off 및 K_on), 결합 친화도 및/또는 결합활성을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않음), 특정한 변경이 다소 바람직하다는 것을 이해할 것이다. 평형 해리 상수(K_D)가 k_off/k_on으로 정의되는 것으로 당해 분야에서 널리 공지되어 있다. 낮은 K_D를 갖는 결합 분자(예를 들면, 및 항체)가 높은 K_D를 갖는 결합 분자(예를 들면, 및 항체)보다 바람직한 것으로 일반적으로 이해된다. 그러나, 몇몇 경우에 k_on 또는 k_off의 값은 K_D의 값과 더 관련될 수 있다. 당업자는 어떠한 동력학적 매개변수가 소정의 항체 분야에 가장 중요한지를 결정할 수 있다. 예를 들면, 음성 조절물질 FcγRIIB에 대한 Fc 결합을 변경하지 않고 두거나 심지어 감소시키면서 하나 이상의 양성 조절물질(예를 들면, FcγRIIIA)에 대한 Fc 결합을 증대시키는 변형 CH3 및/또는 CH2는 ADCC 활성을 증대시키는 데 더 유리하다. 대안적으로, 1종 이상의 양성 조절물질에 대한 결합을 감소시키고/시키거나 FcγRIIB에 대한 결합을 증대시키는 변형 CH3 및/또는 CH2는 ADCC 활성 감소에 유리하다. 따라서, 결합 친화도(예를 들면, 평형 해리 상수(K_D))의 비율은 Fc 변이체의 ADCC 활성이 증대되거나 감소되는지를 나타낼 수 있다. 예를 들면, FcγRIIIA/FcγRIIB 평형 해리 상수(K_D)의 비율 감소는 ADCC 활성 개선과 상관되고, 비율 증가는 ADCC 활성 감소와 상관되다.

Fc 변이체의 규명의 일부로서, 야생형 IgG1과 비교하여 비율로 보고된 FcγRIIIA(CD16a) 및 FcγRIIB(CD32b)에 대한 이의 결합 친화도에 대해 이를 시험한다(실시예 4 및 표 5를 참조한다). 이런 경우, 이 활성화 및 억제 Fc 수용체에 대한 결합에 미치는 CH3 도메인 돌연변이의 영향을 평가할 수 있다. 일 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 70℃ 초과이고, CD16a에 대한 이종이합체 결합은 야생형 동종이합체과 비교하여 거의 동일하다. 특정한 실시양태에서, CD16a에 대한 이종이합체 결합은 야생형 동종이합체과 비교하여 증가한다. 대안적인 실시양태에서, CD16a에 대한 이종이합체 결합은 야생형 동종이합체과 비교하여 감소한다.

특정한 실시양태에서, 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 단리된 이종다합체가 본 명세서에 제공되되, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하며, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 70℃ 초과이고, CD32b에 대한 이종이합체 결합은 야생형 동종이합체과 비교하여 거의 동일하다. 특정한 실시양태에서, CD32b에 대한 이종이합체 결합은 야생형 동종이합체과 비교하여 증가한다. 대안적인 실시양태에서, CD32b에 대한 이종이합체 결합은 야생형 동종이합체과 비교하여 감소한다.

당업자는 야생형 동종이합체에 대한 비율 Fc 변이체로서 결합 CD16a 및 CD32b의 K_D를 보고하는 것 대신에, CD16a에 대한 Fc 변이체 결합 대 CD32b에 대한 Fc 변이체 결합의 비율로서 K_D가 보고된다는 것을 이해할 것이다(데이터 비기재). 이 비율은 하기 더 자세히 기재된 바대로 야생형과 비교하여 비변경, 증가 내지 감소로 ADCC에 대한 변형 CH3 도메인 돌연변이의 표시를 제공한다.

Fc-FcγR 상호작용, 즉 FcγR에 대한 Fc 구역의 특이적 결합을 결정하기 위해, ELISA 검정, 표면 플라스몬 공명 검정, 면역침강 검정(하기 "규명 및 기능 검정"의 표제의 부문 참조) 및 다른 방법, 예컨대 간접 결합 검정, 경쟁적 억제 검정, 형광 공명 에너지 이동(FRET), 겔 전기영동 및 크로마토그래피(예를 들면, 겔 여과)(이들로 제한되지는 않음)를 비롯한 당해 분야에 공지된 심헐실내 검정(생화학 또는 면역학 기반 검정)을 이용하여 FcγR에 대한 본 발명의 Fc 변이체의 친화도 및 결합 특성을 초기에 결정한다. 이 방법 및 다른 방법은 검사되는 1종 이상의 성분의 라벨을 이용하고/하거나 색소발생, 형광성, 발광성 또는 동위원소 라벨(이들로 제한되지는 않음)을 포함하는 다양한 검출 방법을 이용할 수 있다. 결합 친화도 및 동력학의 상세한 설명을 항체-면역원 상호작용에 중점을 두는 문헌[Paul, W. E., ed., Fundamental Immunology, 4th Ed., Lippincott-Raven, Philadelphia (1999)]에서 확인할 수 있다.

1종 이상의 FcγR 중재자 효과기 세포 기능을 결정하기 위한 심헐실내 기능 검정(하기 "규명 및 기능 검정"의 표제의 부문 참조)에 의해 본 발명의 분자의 결합 특성이 또한 규명된다는 것을 고려한다. 특정한 실시양태에서, 본 발명의 분자는 심헐실내 기반 검정에서처럼 생체내 모델(예컨대 본 명세서에 기재되고 개시된 것)에서 유사한 결합 특성을 갖는다. 그러나, 본 발명은 심헐실내 기반 검정에서 원하는 표현형을 나타내지 않지만 생체내 원하는 표현형을 나타내는 본 발명의 분자를 배제하지 않는다.

본 발명은 필적하는 분자에 비해 증가한 친화도로 FcγRIIIA(CD16a)에 결합하는 Fc 변이체를 포함한다. 구체적인 실시양태에서, 본 발명의 Fc 변이체는 증가한 친화도로 FcγRIIIA에 결합하고 필적하는 분자에 비해 감소된 또는 비변경 결합 친화도로 FcγRIIB(CD32b)에 결합한다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 감소한 FcγRIIIA/FcγRIIB 평형 해리 상수(K_D)의 비율을 갖는다.

필적하는 분자에 비해 감소한 친화도로 FcγRIIIA(CD16a)에 결합하는 Fc 변이체가 본 발명에 의해 또한 포함된다. 구체적인 실시양태에서, 본 발명의 Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 친화도 감소로 FcγRIIIA에 결합하고, 필적하는 분자에 비해 감소된 또는 비변경 결합 친화도로 FcγRIIB에 결합한다.

일 실시양태에서, Fc 변이체는 FcγRIIIA에 증가한 친화도로 결합한다. 구체적인 실시양태에서, 상기 Fc 변이체는 필적하는 분자보다 적어도 2배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 7배 또는 적어도 10배 또는 적어도 20배 또는 적어도 30배 또는 적어도 40배 또는 적어도 50배 또는 적어도 60배 또는 적어도 70배 또는 적어도 80배 또는 적어도 90배 또는 적어도 100배 또는 적어도 200배 큰 FcγRIIIA에 대한 친화도를 갖는다. 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 10% 또는 적어도 20% 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 100% 또는 적어도 150% 또는 적어도 200% 증가한 FcγRIIIA에 대한 친화도를 갖는다.

다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 약 2배 내지 10배 또는 약 5배 내지 50배 또는 약 25배 내지 250배 또는 약 100배 내지 500배 또는 약 250배 내지 1000배 감소한 Fc 리간드(예를 들면, FcγR, C1q)에 대한 평형 해리 상수(K_D)를 갖는다.

다른 실시양태에서, 상기 Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 2배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 7배 또는 적어도 10배 또는 적어도 20배 또는 적어도 30배 또는 적어도 40배 또는 적어도 50배 또는 적어도 60배 또는 적어도 70배 또는 적어도 80배 또는 적어도 90배 또는 적어도 100배 또는 적어도 200배 또는 적어도 400배 또는 적어도 600배 감소한 FcγRIIIA에 대한 평형 해리 상수(K_D)를 갖는다. 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 10% 또는 적어도 20% 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 100% 또는 적어도 150% 또는 적어도 200% 감소한 FcγRIIIA에 대한 평형 해리 상수(K_D)를 갖는다.

일 실시양태에서, Fc 변이체는 비변경 또는 감소한 친화도로 FcγRIIB에 결합한다. 구체적인 실시양태에서, 상기 Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 1배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 10배 또는 적어도 20배 또는 적어도 50배 또는 적어도 100배 감소하거나 비변경된 FcγRIIB에 대한 친화도를 갖는다. 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 10% 또는 적어도 20% 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 100% 또는 적어도 150% 또는 적어도 200% 감소하거나 비변경된 FcγRIIB에 대한 친화도를 갖는다.

다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 2배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 7배 또는 적어도 10배 또는 적어도 20배 또는 적어도 30배 또는 적어도 40배 또는 적어도 50배 또는 적어도 60배 또는 적어도 70배 또는 적어도 SO배 또는 적어도 90배 또는 적어도 100배 또는 적어도 200배 증가하거나 비변경된 FcγRIIB에 대한 평형 해리 상수(K_D)를 갖는다. 구체적인 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 10% 또는 적어도 20% 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 100% 또는 적어도 150% 또는 적어도 200% 증가하거나 비변경된 FcγRIIB에 대한 평형 해리 상수(K_D)를 갖는다.

또 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 증가한 친화도로 FcγRIIIA에 결합하고 필적하는 분자에 비해 감소하거나 비변경된 친화도로 FcγRIIB에 결합한다. 구체적인 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 1배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 10배 또는 적어도 20배 또는 적어도 50배 또는 적어도 100배 증가한 FcγRIIIA에 대한 친화도를 갖는다. 구체적인 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 2배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 7배 또는 적어도 10배 또는 적어도 20배 또는 적어도 50배 또는 적어도 100배 감소하거나 비변경된 FcγRIIB에 대한 친화도를 갖는다. 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 10% 또는 적어도 20% 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 100% 또는 적어도 150% 또는 적어도 200% 증가한 FcγRIIIA에 대한 친화도를 갖고, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 10% 또는 적어도 20% 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 100% 또는 적어도 150% 또는 적어도 200% 증가하거나 비변경된 FcγRIIB에 대한 친화도를 갖는다.

또 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 감소한 FcγRIIIA/FcγRIIB 평형 해리 상수(K_D)의 비를 갖는다. 구체적인 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 1배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 10배 또는 적어도 20배 또는 적어도 50배 또는 적어도 100배 감소한 FcγRIIIA/FcγRIIB 평형 해리 상수(K_D)의 비를 갖는다. 구체적인 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 10% 또는 적어도 20% 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 100% 또는 적어도 150% 또는 적어도 200% 감소한 FcγRIIIA/FcγRIIB 평형 해리 상수(K_D)의 비를 갖는다.

다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 감소한 친화도로 FcγRIIIA에 결합한다. 구체적인 실시양태에서, 상기 Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 1배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 10배 또는 적어도 20배 또는 적어도 50배 또는 적어도 100배 감소한 FcγRIIIA에 대한 친화도를 갖는다. 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 10% 또는 적어도 20% 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 100% 또는 적어도 150% 또는 적어도 200% 감소한 FcγRIIIA에 대한 친화도를 갖는다.

또 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 감소된 친화도로 FcγRIIIA에 결합하고 비변경 또는 증가된 친화도로 FcγRIIB에 결합한다. 구체적인 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 1배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 10배 또는 적어도 20배 또는 적어도 50배 또는 적어도 100배 감소한 FcγRIIIA에 대한 친화도를 갖는다. 구체적인 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자보다 적어도 2배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 7배 또는 적어도 10배 또는 적어도 20배 또는 적어도 50배 또는 적어도 100배 큰 FcγRIIB에 대한 친화도를 갖는다. 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 10% 또는 적어도 20% 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 100% 또는 적어도 150% 또는 적어도 200% 감소한 FcγRIIIA에 대한 친화도를 갖고, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 10% 또는 적어도 20% 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 100% 또는 적어도 150% 또는 적어도 200% 증가한 FcγRIIB에 대한 친화도를 갖는다.

또 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자와 비교할 때 적어도 1배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 10 또는 적어도 20배 또는 적어도 50배 증가한 FcγRIIIA에 대한 평형 해리 상수(K_D)를 갖는다. 구체적인 실시양태에서, 상기 Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 2배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 7배 또는 적어도 10배 또는 적어도 20배 또는 적어도 50배 또는 적어도 100배 감소한 FcγRIIB에 대한 평형 해리 상수(K_D)를 갖는다.

FcγR 선택도에 대한 CH2 변이

이 복합체에서의 Fc-FcγR 단백질-단백질 상호작용은 Fc 분자 내의 2개의 사슬이 FcγR 분자 상의 2개의 명확한 자리와 상호작용한다는 것을 나타낸다. 천연 Fc 분자 내의 2개의 중쇄에 대칭이 있지만, 1개의 사슬 상의 잔기 주위의 국소 FcγR 환경은 반대 Fc 사슬 상의 동일한 잔기 위치를 둘러싸는 FcγR 잔기와 다르다. 2개의 대칭 관련 위치는 FcγR 잔기의 상이한 선택과 상호작용한다.

FcγR에 대한 Fc의 회합에서의 비대칭을 고려하면, Fc 분자의 A 사슬 및 B 사슬에서의 공존 돌연변이는 대칭 방식으로 FcγR과의 상호작용에 영향을 미치지 않는다. 동종이합체 Fc 구조 내에서 이의 국소 FcγR 환경과 Fc의 1개의 사슬 상의 상호작용을 최적화하기 위해 돌연변이를 도입할 때, 제2 사슬 내의 상응하는 돌연변이가 양호하거나, 양호하지 않거나, 필요한 FcγR 결합 및 선택도 프로필에 기여하지 않을 수 있다.

구조 및 계산 지시 접근법을 이용하여, 비대칭 돌연변이는 Fc의 2개의 사슬에서 조작되어 Fc의 사슬 둘 다에 대해 동일한 돌연변이를 도입하는 전통적인 Fc 조작 전략의 이러한 한계를 극복한다. Fc의 2개의 사슬이 수용체 분자의 이의 상응하는 면에 대한 결합 증대에 독립적으로 최적화되는 경우 수용체 사이의 더 우수한 결합 선택도를 성취할 수 있다.

예를 들면, Fc의 1개의 사슬 상의 특정한 위치에서의 돌연변이는 특정한 잔기에 선택도를 증대시키도록(양성 설계 노력) 설계될 수 있고, 동일한 잔기 위치는 돌연변이되어 대안적인 Fcγ 수용체 유형에서 이의 국소 환경과 비양호하게 상호작용하여(음성 설계 노력), 2개의 수용체 사이의 더 우수한 선택도를 성취한다. 특정한 실시양태에서, 상이한 Fc 감마 수용체와 비교하여(예를 들면, FcgRIIb 대신에 FcgRIIIa에 선택적으로 결합함) 하나의 Fc 감마 수용체에 선택적으로 결합하는 CH2 도메인에서의 비대칭 아미노산 변형을 설계하는 방법이 제공된다. 특정한 다른 실시양태에서, 이종이합체 형성을 촉진하는 CH3 도메인에서의 아미노산 변형을 포함하는 변이체 Fc 이종이합체의 CH2 도메인에서 비대칭 아미노산 변형을 설계하는 방법이 제공된다. 다른 실시양태에서, CH2 도메인에서 비대칭 아미노산 변형을 포함하는 변이체 Fc 이종이합체에 기초한 상이한 Fc 감마 수용체에 대한 선택도를 설계하는 방법이 제공된다. 또 다른 실시양태에서, Fc 분자의 일면에 대한 Fc 감마 수용체의 결합을 바이어스하는 비대칭 아미노산 변형을 설계하는 방법이 제공된다. 특정한 다른 실시양태에서, CH2 도메인에서 비대칭 아미노산 변형을 포함하는 변이체 Fc 이종이합체의 일면하고만 상호작용하는 Fc감마 수용체를 바이어스하는 극성 드라이버를 설계하는 방법이 제공된다.

Fc 분자의 일면 상의 FcγR을 인식하도록 CH2 도메인에서의 돌연변이의 비대칭 설계가 맞춤될 수 있다. 이는 비대칭 Fc 스캐폴드의 생산적인 면을 구성하고, 반대면은 설계된 선택도 프로필 없이 야생형 유사 상호작용 경향을 제시하고 비생산적인 면인 것으로 생각될 수 있다. 음성 설계 전략을 이용하여 비생산적인 면에 돌연변이를 도입하여 비대칭 Fc 스캐폴드의 이 비생산적인 면에 대한 FcγR 상호작용을 차단하여, Fcγ 수용체에 대한 원하는 상호작용 경향을 강요할 수 있다.

본 발명은 또한 Fc 구역에 융합된 결합 도메인을 포함하는 융합 폴리펩타이드에 관한 것이고, Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 70℃ 초과이다. 변형 CH3 도메인을 포함하는 이종이합체를 포함하는 분자가 당업자에게 널리 공지된 방법에 의해 생성될 수 있는 것으로 구체적으로 고려된다. 간단히 말하면, 이러한 방법은 원하는 특이성을 갖는 가변 구역 또는 결합 도메인(예를 들면, 파지 디스플레이 또는 발현 라이브러리로부터 단리되거나 수용체의 인간 또는 비인간 항체 또는 결합 도메인으로부터 유래된 가변 구역)을 변이체 Fc 이종이합체와 조합하는 것을 포함하지만, 이것으로 제한되지는 않는다. 대안적으로, 당업자는 Fc 구역(예를 들면, 항체)을 포함하는 분자의 Fc 구역에서 CH3 도메인을 변경하여 변이체 Fc 이종이합체를 생성할 수 있다.

일 실시양태에서, Fc 변이체는 항체 또는 Fc 융합 단백질이다. 구체적인 실시양태에서, 본 발명은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 Fc 구역을 포함하는 항체를 제공하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 70℃ 초과이다. 이러한 항체는 Fc 변이체를 생성하도록 변형된 CH3 도메인을 포함하는 Fc 구역을 자연히 포함하는 IgG 분자 또는 변형 CH3 도메인을 포함하는 Fc 구역을 포함하도록 조작된 항체 유도체를 포함한다. 본 발명의 Fc 변이체는 변형 CH3 도메인이 통합된 Fc 구역을 포함하는 항원에 바람직하게는 특이적으로(즉, 특이적 항원-항체 결합을 평가하기 위해 당해 분야에서 널리 공지된 면역검정에 의해 결정된 비특이적 결합과 경쟁함) 임의의 항체 분자를 포함한다. 이러한 항체는 다중클론, 단일클론, 단일특이적, 이중특이적, 다중특이적, 인간, 인간화, 키메라 항체, 단일 사슬 항체, Fab 단편, F(ab')₂ 단편, 이황화 연결 Fv, 및 VL 또는 VH 도메인을 포함하는 단편 또는 특정한 경우에 변이체 Fc 이종이합체를 포함하거나 이에 융합되도록 조작된 항원에 특이적으로 결합하는 심지어 상보성 결정 구역(CDR)을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.

"항체 의존 세포 중재 세포독성" 또는 "ADCC"는 특정한 세포독성 세포(예를 들면, 천연 살해(NK) 세포, 호중구 및 대식세포) 상에 제시된 Fc 수용체(FcR)에 결합한 분비된 항체가 이 세포독성 효과기 세포가 항원 치유 표적 세포에 특이적으로 결합하여 이후 세포독소로 표적 세포를 살해하게 하는 세포독성 형태를 의미한다. 특이적 고친화도 IgG 항체는 표적 세포 "암"의 표면에 세포독성 세포를 지시하고 이러한 살해에 절대적으로 필요하다. 표적 세포의 용해는 세포외이고, 직접적인 세포-대-세포 접촉을 요하고, 보체를 포함하지 않는다.

ADCC에 의해 표적 세포의 용해를 중재하는 임의의 특정한 항체의 능력을 평가할 수 있다. ADCC 활성을 평가하기 위해, 관심 대상의 항체를 면역 효과기 세포와 함께 표적 세포에 첨가하고, 이 면역 효과기 세포는 항원 항체 복합체에 의해 활성화되어 표적 세포를 세포용해시킨다. 용해된 세포로부터의 라벨(예를 들면, 방사성 기질, 형광성 염료 또는 천연 세포내 단백질)의 방출에 의해 세포용해를 일반적으로 검출한다. 이러한 검정에 유용한 효과기 세포는 말초 혈액 단핵 세포(PBMC) 및 천연 살해(NK) 세포를 포함한다. 심헐실내 ADCC 검정의 특정한 예는 문헌[Wisecarver et al., 1985, 79:277; Bruggemann et al., 1987, J Exp Med 166:1351; Wilkinson et al., 2001, J Immunol Methods 258:183; Patel et al., 1995 J Immunol Methods 184:29] 및 본 명세서에서 기재되어 있다(하기 "규명 및 기능 검정"의 표제의 부문 참조). 대안적으로 또는 추가로, 생체내, 예를 들면 문헌[Clynes et al., 1998, PNAS USA 95:652]에 개시된 동물 모델에서 관심 대상의 항체의 ADCC 활성을 평가할 수 있다.

1종 이상의 FcγR 중재자 효과기 세포 기능을 결정하기 위한 심헐실내 기능 검정에 의해 본 발명의 Fc 변이체는 규명되는 것으로 고려된다. 구체적인 실시양태에서, 본 발명의 분자는 심헐실내 기반 검정에서와 같은 생체내 모델(예컨대, 본 명세서에 기재되고 개시된 것)에서 유사한 결합 특성 및 효과기 세포 기능을 갖는다. 그러나, 본 발명은 심헐실내 기반 검정에서 원하는 표현형을 나타내지 않지만 생체내 원하는 표현형을 나타내는 본 발명의 분자를 배제하지 않는다.

본 발명은 CDC 기능이 증대된 Fc 변이체를 추가로 제공한다. 일 실시양태에서, Fc 변이체는 CDC 활성 증가를 갖는다. 일 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자보다 적어도 2배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 10배 또는 적어도 50배 또는 적어도 100배 높은 CDC 활성을 갖는다. 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자보다 적어도 2배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 7배 또는 적어도 10배 또는 적어도 20배 또는 적어도 50배 또는 적어도 100배 큰 친화도로 C1q에 결합한다. 또 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 10% 또는 적어도 20% 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 100% 또는 적어도 150% 또는 적어도 200% 증가한 CDC 활성을 갖는다. 구체적인 실시양태에서, 본 발명의 Fc 변이체는 증가한 친화도로 C1q에 결합하고; CDC 활성을 증대시키고 적어도 1종의 항원에 특이적으로 결합한다.

본 발명은 또한 CDC 기능이 감소된 Fc 변이체를 제공한다. 일 실시양태에서, Fc 변이체는 CDC 활성 감소를 갖는다. 일 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 2배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 10배 또는 적어도 50배 또는 적어도 100배 적은 CDC 활성을 갖는다. 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 1배 또는 적어도 3배 또는 적어도 5배 또는 적어도 10배 또는 적어도 20배 또는 적어도 50배 또는 적어도 100배 감소한 친화도로 C1q에 결합한다. 다른 실시양태에서, Fc 변이체는 필적하는 분자에 비해 적어도 10% 또는 적어도 20% 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 100% 또는 적어도 150% 또는 적어도 200% 감소한 CDC 활성을 갖는다. 구체적인 실시양태에서, Fc 변이체는 감소한 친화도로 C1q에 결합하고 CDC 활성을 감소시키고 적어도 1종의 항원에 특이적으로 결합한다.

몇몇 실시양태에서, Fc 변이체는 1종 이상의 조작된 글라이코형, 즉 Fc 구역을 포함하는 분자에 공유 결합된 탄수화물 조성물을 포함한다. 조작된 글라이코형은 효과기 기능 증대 또는 감소(이들로 제한되지는 않음)를 비롯한 다양한 목적에 유용할 수 있다. 당업자에게 공지된 임의의 방법, 예를 들면 조작된 또는 변이체 발현 균주를 사용하여, β(1,4)-N-아세틸글루코사미닐트랜스퍼라제 III(GnTI11)와 같은 1종 이상의 효소와의 동시발현에 의해, 다양한 유기체 또는 다양한 유기체로부터의 세포주에서 Fc 구역을 포함하는 분자를 발현시킴으로써 또는 Fc 구역을 포함하는 분자가 발현된 후 탄수화물(들)을 변형함으로써 조작된 글라이코형을 생성할 수 있다. 조작된 글라이코형을 생성하는 방법은 당해 분야에 공지되어 있고, 문헌[Umana et al, 1999, Nat. Biotechnol 17:176-180; Davies et al., 20017 Biotechnol Bioeng 74:288-294; Shields et al, 2002, J Biol Chem 277:26733-26740; Shinkawa et al., 2003, J Biol Chem 278:3466-3473)] 미국 특허 제6,602,684호; 미국 출원 제10/277,370호; 미국 출원 제10/113,929호; PCT WO 제00/61739A1호; PCT WO 제01/292246A1호; PCT WO 제02/311140A1호; PCT WO 제02/30954A1호에 기재된 것; 포틸레젠트(Potillegent)(상표명) 기술(뉴저지주 프린스톤에 소재하는 바이오와, 인크.(Biowa, Inc.); 글라이코맵(GlycoMAb)(상표명) 글라이코실화 조작 기술(스위스 쭈리히에 소재하는 글라이카트 바이오테크놀로지 아게(GLYCART biotechnology AG))을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 예를 들면, WO 제00061739호; EA01229125; US 제20030115614호; 문헌[Okazaki et al., 2004, JMB, 336:1239-49]을 참조한다.

Fc 변이체가 가변 구역 및 이종이합체 Fc 구역을 포함하는 항체를 포함하는 것으로 고려되고, 이종이합체 Fc 구역은 안정성이 증가된 이종이합체 형성을 촉진하는 아미노산 돌연변이를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하고, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 70℃ 초과이다. 적어도 1종의 항원에 특이적으로 결합하는 가변 도메인 또는 이의 단편을 변형 CH3 도메인을 포함하는 이종이합체 Fc 구역과 조합하여 항체인 Fc 변이체를 "신생" 생성할 수 있다. 대안적으로, 항원에 결합하는 항체를 포함하는 Fc 구역의 CH3 도메인을 변경하여 이종이합체 Fc 변이체를 생성할 수 있다.

본 발명의 항체는 합성 항체, 단일클론 항체, 재조합 생성 항체, 인트라바디, 단일특이적 항체, 다중특이적 항체, 이중특이적 항체, 인간 항체, 인간화 항체, 키메라 항체, 합성 항체, 단쇄 FvFc(scFvFc), 단쇄 Fv(scFv) 및 항유전자형(항-Id) 항체를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 특히, 본 발명의 방법에서 사용된 항체는 면역글로불린 분자 및 면역글로불린 분자의 면역학적 활성 부분을 포함한다. 본 발명의 면역글로불린 분자는 면역글로불린 분자의 임의의 유형(예를 들면, IgG, IgE, IgM, IgD, IgA 및 IgY), 종류(예를 들면, IgG₁, IgG₂, IgG₃, IgG₄, IgA₁ 및 lgA₂) 또는 하위종류일 수 있다.

본 발명의 항체는 새 및 포유동물(예를 들면, 인간, 쥣과, 당나귀, 양, 래빗, 염소, 기니아 피그, 낙타, 말 또는 닭)을 포함하는 임의의 동물 기원 유래일 수 있다. 구체적인 실시양태에서, 항체는 인간 또는 인간화 단일클론 항체, 특히 이중특이적 단일클론 항체이다. 본 명세서에서 사용되는 "인간" 항체는 인간 면역글로불린의 아미노산 서열을 갖는 항체를 포함하고 인간 유전자로부터 항체를 발현하는 마우스 또는 인간 면역글로불린 라이브러리로부터 단리된 항체를 포함한다.

모든 폴리펩타이드와 같은 항체는 폴리펩타이드가 순전하를 운반하지 않는 pH로 일반적으로 정의되는 등전점(pI)을 갖는다. 용액의 pH가 단백질의 등전점(pI)과 동일할 때 단백질 용해도가 통상적으로 최저인 것으로 당해 분야에 공지되어 있다. pI을 조정하기 위해 항체에서 이온 가능한 잔기의 수 및 위치를 변경하여 용해도를 최적화할 수 있다. (예를 들면, 알라닌과 같은 비하전 잔기에 대해 라이신과 같은 하전 아미노산을 치환하여) 예를 들면 적절한 아미노산 치환을 만들어 폴리펩타이드의 pI을 조작할 수 있다. 임의의 특정 이론에 구속됨이 없이, 상기 항체의 pI를 변화시키는 항체의 아미노산 치환은 항체의 용해도 및/또는 안정성을 개선할 수 있다. 당업자는 원하는 pI를 성취하기 위해 아미노산 치환이 특정한 항체에 가장 적절하다는 것을 이해할 것이다. 등전점 전기영동 및 다양한 컴퓨터 알고리즘(이들로 제한되지는 않음)을 비롯한 다양한 방법에 의해 단백질의 pI를 결정할 수 있다(예를 들면, 문헌[Bjellqvist et al., 1993, Electrophoresis 14:1023] 참조). 일 실시양태에서, 본 발명의 Fc 변이체의 pI는 pH 6.2 내지 pH 8.0이다. 다른 실시양태에서, 본 발명의 항체의 pI는 pH 6.8 내지 pH 7.4이다. 일 실시양태에서, 본 발명의 Fc 변이체의 pI를 변경시키는 치환은 항원에 대한 이의 결합 친화도를 유의적으로 감소시키지 않는다. 안정성이 증가된 변형 CH3 도메인은 pI를 또한 변경시킬 수 있는 것으로 고려된다. 일 실시양태에서, 안정성 및 순도 증가 둘 다 및 임의의 원하는 pI 변화를 수행하도록 변이체 Fc 이종이합체는 특이적으로 선택된다.

본 발명의 항체는 단일특이적, 이중특이적, 삼중특이적일 수 있거나, 더 높은 다중특이성을 가질 수 있다. 다중특이적 항체는 원하는 표적 분자의 상이한 에피토프에 특이적으로 결합할 수 있거나 표적 분자 및 비상동 에피토프 둘 다, 예컨대, 비상동 폴리펩타이드 또는 고체 지지 물질에 특이적으로 결합할 수 있다. 예를 들면, 국제 공보 WO 제94/04690호; WO 제93/17715호; WO 제92/08802호; WO 제91/00360호; 및 WO 제92/05793호; 문헌[Tutt, et al., 1991, J. Immunol. 147:60-69; 미국 특허 제4,474,893호; 제4,714,681호; 제4,925,648호; 제5,573,920호 및 제5,601,819호 및 문헌[Kostelny et al., 1992, J. Immunol. 148:1547]을 참조한다.

도 20에 도시된 이 비대칭 스캐폴드에 기초하여 다작용성 표적화 분자의 다양한 실시양태를 설계할 수 있다.

다중특이적 항체는 적어도 2개의 상이한 항원에 대한 결합 특이성을 갖는다. 이러한 분자가 보통 2개의 항원에만 결합하지만(즉, 이중특이적 항체, BsAb), 추가의 특이성을 갖는 항체, 예컨대 삼중특이적 항체는 본 발명에 포함된다. BsAb의 예는, 제한 없이, 하나의 암이 종양 세포 항원에 지정되고 다른 암이 세포독성 분자에 지정되거나, 암 둘 다 2개의 상이한 종양 세포 항원에 다시 지정되거나, 암 둘 다 2개의 상이한 가용성 리간드에 지정되거나, 하나의 암이 가용성 리간드에 지정되고 다른 암이 세포 표면 수용체에 지정되거나, 암 둘 다 2개의 상이한 세포 표면 수용체에 지정된 것을 포함한다. 이중특이적 항체를 제조하는 방법이 당해 분야에 공지되어 있다.

상이한 접근법에 따르면, 원하는 결합 특이성을 갖는 항체 가변 도메인(항체-항원 조합 자리)은 면역글로불린 불변 도메인 서열에 융합된다. 적어도 힌지, CH2 및 CH3 구역의 부분을 포함하는 면역글로불린 중쇄 불변 도메인과 융합될 수 있다. 경쇄 결합에 필요한 자리를 포함하는 제1 중쇄 불변 구역(CH1)이 적어도 1종의 융합에 존재하는 것으로 고려된다. 면역글로불린 중쇄 융합을 코딩하는 DNA 및, 원하는 경우, 면역글로불린 경쇄는 독립된 발현 벡터에 삽입되어, 적합한 숙주 유기체에 동시형질감염된다. 이는, 구성에 사용되는 동일하지 않은 비율의 3개의 폴리펩타이드 사슬이 최적 수율을 제공할 때, 실시양태에서 3개의 폴리펩타이드 단편의 상호 비율을 조정하는 데 큰 유연성을 제공한다. 실시예 1 및 표 2를 참조한다. 그러나, 동일한 비율의 적어도 2개의 폴리펩타이드 사슬의 발현이 높은 수율을 발생시킬 때 또는 그 비율이 특정 의미를 갖지 않을 때 하나의 발현 벡터에 2개 또는 모든 3개의 폴리펩타이드 사슬에 대한 코딩 서열을 삽입할 수 있다.

이중특이적 항체는 가교결합 또는 "이종접합" 항체를 포함한다. 예를 들면, 이종접합체에서의 항체 중 하나는 아비딘에 커플링될 수 있고, 다른 하나는 바이오틴에 커플링될 수 있다. 예를 들면, 면역계 세포를 원치않는 세포에 표적화하기 위해(미국 특허 제4,676,980호), 그리고 HIV 감염을 치료하기 위해(WO 제91/00360호, WO 제92/200373호 및 EP 제03089호) 이러한 항체가 제안되었다. 임의의 편리한 가교결합 방법을 이용하여 이종접합 항체를 만들 수 있다. 적합한 가교결합제는 당해 분야에 널리 공지되어 있고, 수많은 가교결합 기법과 함께 미국 특허 제4,676,980호에 개시되어 있다.

본 발명의 변형 CH3 도메인 및 생성된 Fc 이종이합체가 통합된 2개 초과의 원자가를 갖는 항체가 고려된다. 예를 들면, 삼중특이적 항체를 제조할 수 있다. 예를 들면, 문헌[Tutt et al. J. Immunol. 147: 60(1991)]을 참조한다.

본 발명의 항체는 또한 포유동물(예를 들면, 인간)에서 15일 초과, 20일 초과, 25일 초과, 30일 초과, 35일 초과, 40일 초과, 45일 초과, 2달 초과, 3달 초과, 4달 또는 5달 초과의 반감기(예를 들면, 혈청 반감기)를 갖는 것을 포함한다. 포유동물(예를 들면, 인간)에서 본 발명의 항체의 반감기 증가는 포유동물에서 상기 항체 또는 항체 단편의 혈청 역가를 더 증가시키고, 따라서 상기 항체 또는 항체 단편의 투여 빈도를 감소시키고/시키거나 투여되는 상기 항체 또는 항체 단편의 농도를 감소시킨다. 당해 분야에의 당업자에게 공지된 기법에 의해 심헐실내 반감기가 증가된 항체를 생성할 수 있다. 예를 들면, Fc 도메인과 FcRn 수용체 사이의 상호작용에 관여하는 것으로 확인된 아미노산 잔기를 변형(예를 들면, 치환, 결실 또는 첨가)함으로써 생체내 반감기가 증가된 항체를 생성할 수 있다(예를 들면, 국제 공보 WO 제97/34631호; WO 제04/029207호; 미국 특허 제6,737,056호 및 미국 특허 공보 제2003/0190311호 참조).

변형 CH3 도메인을 포함하는 변이체 Fc 이종이합체가 다중특이적 항체(본 명세서에서 본 발명의 항체라 칭함)인 구체적인 실시양태에서, 본 발명의 항체는 관심 대상의 항원에 특이적으로 결합한다. 특히, 본 발명의 항체는 이중특이적 항체이다. 일 실시양태에서, 본 발명의 항체는 폴리펩타이드 항원에 특이적으로 결합한다. 다른 실시양태에서, 본 발명의 항체는 비폴리펩타이드 항원에 특이적으로 결합한다. 또 다른 실시양태에서, 질환 또는 장애를 겪는 포유동물에 본 발명의 항체의 투여는 이 포유동물에서 치료학적 이점을 발생시킬 수 있다.

실질적으로, 임의의 분자가 단백질의 하기 목록 및 단백질의 하기 목록에 속하는 서브유닛, 도메인, 모티프 및 에피토프(이들로 제한되지는 않음)를 포함하는 본 명세서에 제공된 변이체 Fc 이종이합체 작제물(예를 들면, 항체, Fc 융합 단백질)에 의해 표적화되고/되거나 통합될 수 있다: 레닌; 성장 호르몬, 예컨대 인간 성장 호르몬 및 소 성장 호르몬; 성장 호르몬 방출 인자; 부갑상선 호르몬; 갑상선 자극 호르몬; 리포단백질; 알파-1-안티트립신; 인슐린 A-사슬; 인슐린 B-사슬; 프로인슐린; 여포 자극 호르몬; 칼시토닌; 황체형성 호르몬; 글루카곤; 응고 인자, 예컨대 VII 인자, VIIIC 인자, IX 인자, 조직 인자(TF) 및 폰 빌레브란트 인자; 항응고 인자, 예컨대 C형 단백질; 심방성 나트륨이뇨 인자; 폐 계면활성제; 플라스미노겐 활성화인자, 예컨대 유로키나제 또는 인간 뇨 또는 조직 플라스미노겐 활성화인자(t-PA); 봄베신; 트롬빈; 조혈 성장 인자; 종양 괴사 인자-알파 및 -베타; 엔케팔리나제; RANTES(발현되고 분비된 활성화 정상 T 세포에 대한 조절); 인간 대식세포 염증성 단백질(MIP-1-알파); 혈청 알부민, 예컨대 인간 혈청 알부민; 뮐러 억제 물질(Muellerian-inhibiting 물질); 렐락신 A-사슬; 렐락신 B-사슬; 프로렐락신; 마우스 고나트로핀 관련 펩타이드; 미생물 단백질, 예컨대 베타-락타마제; DNase; IgE; 세포독성 T 림프구 관련 항원(CTLA), 예컨대 CTLA-4; 인히빈; 액티빈; 혈관 내피 성장 인자(VEGF); 호르몬 또는 성장 인자에 대한 수용체, 예컨대 EGFR, VEGFR; 인터페론, 예컨대 알파 인터페론(α-IFN), 베타 인터페론(β-IFN) 및 감마 인터페론(γ-IFN); A형 또는 D형 단백질; 류마티스 인자; 신경영양 인자, 예컨대 골 유래 신경영양 인자(BDNF), 뉴로트로핀-3, -4, -5 또는 -6(NT-3, NT-4, NT-5 또는 NT-6) 또는 신경 성장 인자; 혈소판 유래 성장 인자(PDGF); 섬유아세포 성장 인자, 예컨대 AFGF 및 PFGF; 상피 성장 인자(EGF); 변환 성장 인자(TGF), 예컨대 TGF-알파 및 TGF-베타, 예컨대 TGF-1, TGF-2, TGF-3, TGF-4 또는 TGF-5; 인슐린양 성장 인자-I 및 -II(IGF-I 및 IGF-II); des (1-3)-IGF-I(뇌 IGF-I), 인슐린양 성장 인자 결합 단백질; CD 단백질, 예컨대 CD2, CD3, CD4, CD8, CD11a, CD14, CD18, CD19, CD20, CD22, CD23, CD25, CD33, CD34, CD40, CD40L, CD52, CD63, CD64, CD80 및 CD147; 에리쓰로포이에틴; 골유도 인자; 면역독소; 골형성 단백질(BMP); 인터페론, 예컨대 인터페론-알파, -베타 및 -감마; 콜로니 자극 인자(CSF), 예컨대 M-CSF, GM-CSF 및 G-CSF; 인터류킨(IL), 예를 들면 IL-1 내지 IL-13; TNFa, 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제; T 세포 수용체; 표면 막 단백질; 붕괴 촉진 인자; 바이러스 항원, 예컨대, AIDS 엔벨로프 부분, 예를 들면 gp120; 수송 단백질; 귀소 수용체; 어드레신; 조절 단백질; 세포 부착 분자, 예컨대 LFA-1, Mac 1, p150.95, VLA-4, ICAM-1, ICAM-3 및 VCAM, a4/p7 인테그린 및 (Xv/p3 인테그린, 예컨대 인테그린 알파 서브유닛, 예컨대 CD49a, CD49b, CD49c, CD49d, CD49e, CD49f, 알파7, 알파8, 알파9, 알파D, CD11a, CD11b, CD51, CD11c, CD41, 알파IIb, 알파IELb; 인테그린 베타 서브유닛, 예컨대, CD29, CD18, CD61, CD104, 베타5, 베타6, 베타7 및 베타8; αVβ3, αVβ5 및 αVβ7(이들로 제한되지는 않음)을 포함하는 인테그린 서브유닛 조합; 아폽토시스 경로 구성원; IgE; 혈액형 항원; flk2/flt3 수용체; 비만(OB) 수용체; mp1 수용체; CTLA-4; C형 단백질; Eph 수용체, 예컨대 EphA2, EphA4, EphB2 등; 인간 백혈구 항원(HLA), 예컨대 HLA-DR; 보체 단백질, 예컨대 보체 수용체 CR1, C1Rq 및 다른 보체 인자, 예컨대 C3 및 C5; 당단백질 수용체, 예컨대 Gplbα, GPIIb/IIIa 및 CD200; 및 상기 기재된 폴리펩타이드 중 임의의 하나의 단편.

ALK 수용체(플레이오트로핀 수용체), 플레이오트로핀, KS 1/4 pan-암종 항원; 난소 암종 항원(CA125); 전립선 산성 인산화효소; 전립선 특이적 항원(PSA); 흑색종 관련 항원 p97; 흑색종 항원 gp75; 고분자량 흑색종 항원(HMW-MAA); 전립선 특이적 막 항원; 암태아성 항원(CEA); 다형 상피 뮤신 항원; 인간 유지방 글로뷸 항원; 결장 종양 관련 항원, 예컨대: CEA, TAG-72, CO17-1A, GICA 19-9, CTA-1 및 LEA; 버킷 림프종 항원-38.13; CD19; 인간 B-림프종 항원-CD20; CD33; 흑색종 특이적 항원, 예컨대 강글리오사이드 GD2, 강글리오사이드 GD3, 강글리오사이드 GM2 및 강글리오사이드 GM3; 종양-특이적 이식형 세포-표면 항원(TSTA); 바이러스 유도 종양 항원, 예컨대 T-항원, DNA 종양 바이러스 및 RNA 종양 바이러스의 엔벨로프 항원; 태아종양 항원-알파-태아단백질, 예컨대 대장의 CEA, 5T4 태아종양 영양막 당단백질 및 방광 종양 태아종양 항원; 분화 항원, 예컨대 인간 폐암종 항원 L6 및 L20; 섬유육종 항원; 인간 백혈병 T 세포 항원-Gp37; 네오당단백질; 스핑고지질; 유방암 항원, 예컨대 EGFR(상피 성장 인자 수용체); NY-BR-16; NY-BR-16 및 HER2 항원(p185HER2); 다형 상피 뮤신(PEM); 악성 인간 림프구 항원-APO-1; 분화 항원, 예컨대 태아 적혈구에서 발견되는 I 항원; 성인 적혈구에서 발견되는 1차 내배엽 I 항원; 착상전 배아; 위 선암에서 발견되는 I(Ma); 유방 상피에서 발견되는 M18, M39; 골수 세포에서 발견되는 SSEA-1; VEP8; VEP9; Myl; Va4-D5; 결장암에서 발견되는 D₁56-22; TRA-1-85(혈액형 H); 고환암 및 난소암에서 발견되는 SCP-1; 대장 선암에서 발견되는 C14; 폐 선암에서 발견되는 F3; 위암에서 발견되는 AH6; Y 합텐; 배아 암종 세포에서 발견되는 Ley; TL5(혈액형 A); A431 세포에서 발견되는 EGF 수용체; 췌장암에서 발견되는 E₁ 시리즈(혈액형 B); 배아 암종 세포에서 발견되는 FC10.2; 위 선암 항원; 선암에서 발견되는 CO-514(혈액형 Lea); 선암에서 발견되는 NS-10; CO-43(혈액형 Leb); A431 세포의 EGF 수용체에서 발견되는 G49; 대장 선암에서 발견되는 MH2(혈액형 ALeb/Ley); 대장암에서 발견되는 19.9; 위암 뮤신; 골수 세포에서 발견되는 T₅A₇; 흑색종에서 발견되는 R₂₄; 배아 암종 세포에서 발견되는 4.2, G_D3, D1.1, OFA-1, G_M2, OFA-2, G_D2 및 M1:22:25:8 및 4세포기 내지 8세포기 배아에서 발견되는 SSEA-3 및 SSEA-4; 피부 T 세포 림프종 항원; MART-1 항원; 시알리(Sialy) Tn(STn) 항원; 대장암 항원 NY-CO-45; 폐암 항원 NY-LU-12 변이체 A; 선암 항원 ART1; 방종양성 관련 뇌-고환암 항원(종양뉴런 항원 MA2; 방종양성 뉴런 항원); 신경-종양학적 복부 항원 2(NOVA2); 간세포 암종 항원 유전자 520; 종양 관련 항원 CO-029; 종양 관련 항원 MAGE-C1(암/고환 항원 CT7), MAGE-B1(MAGE-XP 항원), MAGE-B2(DAM6), MAGE-2, MAGE-4-a, MAGE-4-b 및 MAGE-X2; 암-고환 항원(NY-EOS-1) 및 상기 기재된 폴리펩타이드 중 임의의 하나의 단편(이들로 제한되지는 않음)을 비롯한 암 항원에 특이적으로 결합하는 본 발명의 항체가 또한 제공된다.

특정한 실시양태에서, 본 명세서에 기재된 이종다합체는 적어도 1종의 치료학적 항체를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 치료학적 항체는 암 표적 항원에 결합한다. 일 실시양태에서, 치료학적 항체는 아바고보맙, 아달리무맙, 알렘투주맙, 아우로그랍, 바피뉴주맙, 바실릭시맙, 벨리무맙, 베바시주맙, 브리아키누맙, 카나키누맙, 카투막소맙, 세르톨리주맙 페골, 세툭시맙, 다클리주맙, 데노수맙, 에팔리주맙, 갈릭시맙, 겜투주맙 오조가마이신, 골리무맙, 이브리투모맙 튜세탄, 인플릭시맙, 이필리무맙, 루밀릭시맙, 메폴리주맙, 모타비주맙, 뮤로모납, 마이코그랍, 나탈리주맙, 니모투주맙, 오크렐리주맙, 오파투무맙, 오말리주맙, 팔리비주맙, 파니투무맙, 페르투주맙, 라니비주맙, 레슬리주맙, 리툭시맙, 테플리주맙, 토실리주맙/아틀리주맙, 토시투모맙, 트래스투주맙, 프록시늄TM, 렌카렉스TM, 우스테키누맙, 잘루투무맙 및 임의의 다른 항체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있다.

본 발명의 항체는 변형된(즉, 항체에 대한 임의의 유형의 분자의 공유 결합에 의해 변형된) 유도체를 포함한다. 예를 들면, 제한의 방식이 아니라, 항체 유도체는, 예를 들면 글라이코실화, 아세틸화, 페길화, 인산화, 아미드화, 공지된 보호기/차단기에 의한 유도체화, 단백질분해, 세포 리간드 또는 다른 단백질에 대한 연결 등에 의해 변형된 항체를 포함한다. 특이적 화학 절단, 아세틸화, 포르밀화, 튜니카마이신의 대사 합성 등(이들로 제한되지는 않음)을 비롯한 공지된 기법에 의해 임의의 다양한 화학 변형을 수행할 수 있다. 추가로, 유도체는 1종 이상의 비전통적인 아미노산을 포함할 수 있다.

중합체 분자, 예컨대 고분자량 폴리에틸렌글라이콜(PEG)을 항체 또는 항체 단편에 부착하여 생체내 반감기가 증가한 항체 또는 이의 단편을 생성할 수 있다. 상기 항체 또는 항체 단편의 N 또는 C 말단에 대한 PEG의 자리 특이적 접합을 통해 또는 라이신 잔기에 존재하는 엡실론-아미노 기를 통해 다작용성 링커와 함께 또는 이것 없이 PEG를 항체 또는 항체 단편에 부착할 수 있다. 생물학적 활성을 최소로 손실하는 선형 또는 분지형 중합체 유도체화를 이용한다. SDS-PAGE 및 질량 분광법에 의해 접합도를 자세히 모니터링하여 항체에 대한 PEG 분자의 적절한 접합을 보장하다. 예를 들면, 크기 배제 또는 이온 교환 크로마토그래피에 의해 항체-PEG 접합체로부터 미반응 PEG를 분리할 수 있다.

추가로, 생체내 더 안정한 항체 또는 항체 단편을 만들거나 생체내 더 긴 반감기를 가지도록 항체를 알부민에 접합할 수 있다. 기법은 당해 분야에 널리 공지되어 있고, 예를 들면 국제 공보 WO 제93/15199호, WO 제93/15200호 및 WO 제01/77137호; 및 유럽 특허 EP 제413,622호를 참조한다. 본 발명은 펩타이드, 폴리펩타이드, 단백질, 융합 단백질, 핵산 분자, 소분자, 모방제, 합성 약물, 무기 분자 및 유기 분자(이들로 제한되지는 않음)를 비롯한 1종 이상의 모이어티에 접합되거나 융합된 항체 또는 이의 단편의 용도를 포함한다.

본 발명은 융합 단백질을 생성하기 위해 비상동 단백질 또는 폴리펩타이드(또는 예를 들면 적어도 10개, 적어도 20개, 적어도 30개, 적어도 40개, 적어도 50개, 적어도 60개, 적어도 70개, 적어도 80개, 적어도 90개 또는 적어도 100개의 아미노산의 폴리펩타이드에 대한 이의 단편)에 재조합으로 융합되거나 화학적으로 접합(공유 및 비공유 접합 둘 다 포함)된 항체 또는 이의 단편의 용도를 포함한다. 융합은 반드시 직접적일 필요는 없지만, 링커 서열을 통해 발생할 수 있다. 예를 들면, 항체를 특정한 세포 표면 수용체에 특이적인 항체에 융합하거나 접합하여 심헐실내 또는 생체내 특정한 세포형에 비상동 폴리펩타이드를 표적화하기 위해 항체를 사용할 수 있다. 당해 분야에 공지된 방법을 이용하여 심헐실내 면역검정 및 정제 방법에서 비상동 폴리펩타이드에 융합되거나 접합된 항체를 또한 사용할 수 있다. 예를 들면, 국제 공보 WO 제93/21232호; 유럽 특허 EP 제439,095호; 문헌[Naramura et al., 1994, Immunol. Lett. 39:91-99]; 미국 특허 제5,474,981호; 문헌[Gillies et al., 1992, PNAS 89:1428-1432; 및 Fell et al., 1991, J. Immunol. 146:2446-2452]을 참조한다.

본 발명은 항체 단편에 융합되거나 접합된 비상동 단백질, 펩타이드 또는 폴리펩타이드를 포함하는 조성물을 추가로 포함한다. 예를 들면, 비상동 폴리펩타이드는 Fab 단편, Fd 단편, Fv 단편, F(ab)₂ 단편, VH 도메인, VL 도메인, VH CDR, VL CDR 또는 이의 단편에 융합되거나 접합될 수 있다. 폴리펩타이드를 항체 부분에 융합하거나 접합하는 방법은 당해 분야에 널리 공지되어 있다. 예를 들면, 미국 특허 제5,336,603호; 제5,622,929호; 제5,359,046호; 제5,349,053호; 제5,447,851호 및 제5,112,946호; 유럽 특허 EP 제307,434호 및 EP 제367,166호; 국제 공보 WO 제96/04388호 및 WO 제91/06570호; 문헌[Ashkenazi et al., 1991, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 10535-10539; Zheng et al., 1995, J. Immunol. 154:5590-5600; 및 Vil et al., 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:1 1337-11341]을 참조한다.

유전자-셔플링, 모티프-셔플링, 엑손-셔플링 및/또는 코돈-셔플링(총체적으로 "DNA 셔플링"이라 칭함)의 기법을 통해, 예를 들면 항원에 특이적으로 결합하는 항체의 추가의 융합 단백질(예를 들면, 상기 참조)을 생성할 수 있다. 본 발명의 항체 또는 이의 단편(예를 들면, 친화도가 더 높고 분해 속도가 더 낮은 항체 또는 이의 단편)의 활성을 변경하기 위해 DNA 셔플링을 이용할 수 있다. 일반적으로, 미국 특허 제5,605,793호; 제5,811,238호; 제5,830,721호; 제5,834,252호 및 제5,837,458호 및 문헌[Patten et al., 1997, Curr. Opinion Biotechnol. 8:724-33; Harayama, 1998, Trends Biotechnol. 16(2): 76-82; Hansson, et al., 1999, J. Mol. Biol. 287:265-76; 및 Lorenzo and Blasco, 1998, Biotechniques 24(2): 308-313]을 참조한다. 재조합 전에 오류 취약 PCR, 무작위 뉴클레오타이드 삽입 또는 다른 방법에 의해 무작위 돌연변이유발로 처리하여 항체 또는 이의 단편 또는 코딩 항체 또는 이의 단편을 변경할 수 있다. 항원에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체 단편을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드의 1종 이상의 부분을 1종 이상의 비상동 분자의 1종 이상의 성분, 모티프, 섹션, 부분, 도메인, 단편과 재조합할 수 있다.

본 발명은 치료제에 접합된 변이체 Fc 이종이합체 또는 이의 단편의 용도를 추가로 포함한다.

항체 또는 이의 단편은 치료학적 모이어티, 예컨대 세포독소, 예를 들면 세포정지제 또는 세포파괴제, 치료제 또는 방사성 금속 이온, 예를 들면 알파-에미터에 접합될 수 있다. 세포독소 또는 세포독성제는 세포에 해로운 임의의 물질을 포함한다. 예로는 리보뉴클레아제, 모노메틸아우리스타틴 E 및 F, 파클리탁셀, 사이토칼라신 B, 그라미시딘 D, 브롬화에티듐, 에메틴, 미토마이신, 에토포사이드, 테노포사이드, 빈크리스틴, 빈블라스틴, 콜키신, 독소루비신, 다우노루비신, 다이하이드록시 안트라신 다이온, 미톡산트론, 미스라마이신, 액티노마이신 D, 1-데하이드로테스토스테론, 글루코코르티코이드, 프로카인, 테트라카인, 리도카인, 프로프라놀롤, 퓨로마이신, 에피루비신 및 사이클로포스파마이드 및 이들의 유사체 또는 동족체를 들 수 있다. 치료제는 대사길항제(예를 들면, 메토트렉세이트, 6-머캅토퓨린, 6-티오구아닌, 시타라빈, 5-플루오로유라실 데카르바진), 알킬화제(예를 들면, 메클로르에타민, 티오에파 클로르암부실, 멜팔란, 카무스틴(BCNU) 및 로무스틴(CCNU), 사이클로포스파마이드, 부술판, 다이브로모만니톨, 스트렙토조토신, 미토마이신 C 및 시스다이클로로다이아민 백금(II)(DDP) 시스플라틴), 안트라사이클린(예를 들면, 다우노루비신(이전에 다우노마이신) 및 독소루비신), 항생제(예를 들면, 닥티노마이신(이전에 액티노마이신), 블레오마이신, 미스라마이신 및 안트라마이신(AMC)) 및 항유사분열제(예를 들면, 빈크리스틴 및 빈블라스틴)를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 치료학적 모이어티의 더 광범위한 목록을 PCT 공보 WO 제03/075957호에서 확인할 수 있다.

추가로, 항체 또는 이의 단편은 소정의 생물학적 반응을 변경하는 치료제 또는 약물 모이어티에 접합될 수 있다. 치료제 또는 약물 모이어티는 전통적인 화학 치료제로 제한되는 것으로 구성되지 않는다.

예를 들면, 약물 모이어티는 원하는 생물학적 활성을 보유하는 단백질 또는 폴리펩타이드일 수 있다. 이러한 단백질은, 예를 들면 독소, 예컨대 아브린, 리신 A, 온코나아제(또는 다른 세포독성 RNase), 슈도모나스 외독소, 콜레라 독소 또는 디프테리아 독소; 단백질, 예컨대 종양 괴사 인자, α-인터페론, β-인터페론, 신경 성장 인자, 혈소판 유래 성장 인자, 조직 플라스미노겐 활성화인자, 세포사멸제, 예를 들면 TNF-α, TNF-β, AIM I(국제 공보 WO 제97/33899호 참조), AIM II(국제 공보 WO 제97/34911호 참조), Fas 리간드(Takahashi et al., 1994, J. Immunol., 6:1567) 및 VEGI(국제 공보 WO 제99/23105호 참조), 항혈전제 또는 항신생혈관제, 예를 들면 안지오스타틴 또는 엔도스타틴; 또는 생물학적 반응 변형제, 예컨대 림포카인(예를 들면, 인터류킨-1("IL-1"), 인터류킨-2("IL-2"), 인터류킨-6("IL-6"), 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자("GM-CSF") 및 과립구 콜로니 자극 인자("G-CSF")) 또는 성장 인자(예를 들면, 성장 호르몬("GH"))를 포함할 수 있다.

더구나, 항체는 라디오메탈 이온을 접합하는 데 유용한 치료학적 모이어티, 예컨대 방사성 물질 또는 대환식 킬레이터에 접합될 수 있다(방사성 물질의 예에 대해 상기 참조). 특정한 실시양태에서, 대환식 킬레이터는 링커 분자를 통해 항체에 부착될 수 있는 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-N,N',N",N"-테트라아세트산(DOTA)이다. 이러한 링커 분자는 당해 분야에 보통 공지되어 있고 문헌[Denardo et al., 1998, Clin Cancer Res. 4:2483; Peterson et al., 1999, Bioconjug. Chem. 10:553; 및 Zimmerman et al., 1999, Nucl. Med. Biol. 26:943]에 기재되어 있다.

항체를 폴리펩타이드 모이어티에 융합하거나 접합하는 방법은 당해 분야에 공지되어 있다. 예를 들면, 미국 특허 제5,336,603호; 제5,622,929호; 제5,359,046호; 제5,349,053호; 제5,447,851호 및 제5,112,946호; EP 제307,434호; EP 제367,166호; PCT 공보 WO 제96/04388호 및 WO 제91/06570호; 문헌[Ashkenazi et al., 1991, PNAS USA 88:10535; Zheng et al., 1995, J Immunol 154:5590; 및 Vil et al., 1992, PNAS USA 89:1 1337]을 참조한다. 모이어티에 대한 항체의 융합은 반드시 직접적일 필요는 없지만, 링커 서열을 통해 발생할 수 있다. 이러한 링커 분자는 당해 분야에 보통 공지되어 있고 문헌[Denardo et al., 1998, Clin Cancer Res 4:2483; Peterson et al., 1999, Bioconjug Chem 10:553; Zimmerman et al., 1999, Nucl Med Biol 26:943; Garnett, 2002, Adv Drug Deliv Rev 53:171]에 기재되어 있다.

Fc 변이체, 유도체, 유사체 또는 이의 단편(예를 들면, 본 발명의 항체 또는 융합 단백질)의 재조합 발현은 폴리뉴클레오타이드를 코딩하는 Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)를 포함하는 발현 벡터의 구성을 필요로 한다. Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)를 포함하는 폴리뉴클레오타이드를 일단 얻으면, 당해 분야에 널리 공지된 기법을 이용하여 재조합 DNA 기술에 의해 Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)의 생성을 위한 벡터를 생성할 수 있다. 따라서, 뉴클레오타이드 서열을 코딩하는 Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)를 포함하는 폴리뉴클레오타이드를 발현시킴으로써 단백질을 제조하는 방법이 본 명세서에 기재되어 있다. 서열 및 적절한 전사 및 번역 조절 신호를 코딩하는 Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)를 포함하는 발현 벡터를 구성하기 위해 당업자에게 널리 공지된 방법을 이용할 수 있다. 이 방법은 예를 들면 심헐실내 재조합 DNA 기법, 합성 기법 및 생체내 유전자 재조합을 포함한다. 따라서, 본 발명은 프로모터에 작동적으로 연결된 본 발명의 뉴클레오타이드 서열을 코딩하는 Fc 변이체를 포함하는 복제 가능한 벡터를 제공한다. 이러한 벡터는 항체 분자의 불변 구역(예를 들면, 국제 공보 WO 제86/05807호; 국제 공보 WO 제89/01036호; 및 미국 특허 제5,122,464호 참조) 및 항체의 가변 도메인을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함할 수 있거나, Fc 변이체를 생성하기 위한 폴리펩타이드는 전장 항체 사슬(예를 들면, 중쇄 또는 경쇄)의 발현을 위한 이러한 벡터 또는 적어도 변형 CH3 도메인이 통합된 Fc 구역 및 비항체 유래 폴리펩타이드의 융합을 포함하는 완전한 Fc 변이체에 클로닝될 수 있다.

발현 벡터를 종래 기법에 의해 숙주 세포로 전송하고 형질감염된 세포를 이후 종래 기법에 의해 배양하여 본 발명의 Fc 변이체를 생성한다. 따라서, 본 발명은 비상동 프로모터에 작동적으로 연결된 폴리뉴클레오타이드를 코딩하는 본 발명의 Fc 변이체를 포함하는 숙주 세포를 포함한다. 이중 사슬 항체를 포함하는 Fc 변이체의 발현을 위한 구체적인 실시양태에서, 중쇄 및 경쇄 둘 다를 코딩하는 벡터를 하기 기재된 바대로 전체 면역글로불린 분자의 발현을 위해 숙주 세포에서 동시 발현시킬 수 있다.

본 발명의 Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질 분자)를 발현시키기 위해 다양한 숙주-발현 벡터 시스템을 이용할 수 있다(예를 들면, 미국 특허 제5,807,715호 참조). 이러한 숙주-발현계는 관심 대상의 코딩 서열이 생성되고 이후 정제될 수 있는 비히클을 나타내고, 서열을 코딩하는 적절한 뉴클레오타이드로 형질전환 또는 형질감염될 때, 또한 인시츄로 본 발명의 Fc 변이체를 발현할 수 있는 세포를 나타낸다. 이것은 미생물, 예컨대 서열을 코딩하는 Fc 변이체를 포함하는 재조합 박테리오파지 DNA, 플라스미드 DNA 또는 코스미드 DNA 발현 벡터로 형질전환된 박테리아(예를 들면, 이. 콜라이 및 B. 서브틸리스); 서열을 코딩하는 Fc 변이체를 포함하는 재조합 효모 발현 벡터로 형질전환된 효모(예를 들면, 사카로마이세스 피치아(Saccharomyces Pichia)); 서열을 코딩하는 Fc 변이체를 포함하는 재조합 바이러스 발현 벡터(예를 들면, 바큘로바이러스)로 감염된 곤충 세포계; 서열을 코딩하는 Fc 변이체를 포함하는 재조합 바이러스 발현 벡터(예를 들면, 양배추 모자이크 바이러스, CaMV; 담배 모자이크 바이러스, TMV)로 감염되거나 상기 변이체를 포함하는 재조합 플라스미드 발현 벡터(예를 들면, Ti 플라스미드)로 형질감염된 식물 세포계; 또는 포유동물 세포의 게놈(예를 들면, 메탈로티오네인 프로모터) 또는 포유동물 바이러스(예를 들면, 아데노바이러스 후기 프로모터; 백시니아 바이러스 7.5K 프로모터)로부터 유래한 프로모터를 포함하는 재조합 발현 작제물을 보유하는 포유동물 세포계(예를 들면, COS, CHO, BHK, 293, NS0 및 3T3 세포)를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 특정한 실시양태에서, 재조합 항체 또는 융합 단백질 분자인 Fc 변이체의 발현을 위해 박테리아 세포, 예컨대 에스체리치아 콜라이 또는 진핵 세포를 사용할 수 있다. 예를 들면, 인간 거대세포바이러스로부터의 주요 중간 초기 유전자 프로모터 구성요소와 같은 벡터와 조합된 포유동물 세포, 예컨대 중국 햄스터 난소 세포(CHO)는 항체에 효과적인 발현계이다(Foecking et al., 1986, Gene 45:101; 및 Cockett et al., 1990, Bio/Technology 8:2). 구체적인 실시양태에서, 본 발명의 Fc 변이체를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)의 발현은 구성적 프로모터, 유도성 프로모터 또는 조직 특이적 프로모터에 의해 조절된다.

박테리아계에서, 발현되는 Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)에 의도되는 용도에 따라 수많은 발현 벡터가 유리하게 선택될 수 있다. 예를 들면, Fc 변이체의 약제학적 조성물의 생성을 위해 많은 분량의 이러한 단백질이 생성될 때, 쉽게 정제되는 높은 수준의 융합 단백질 생성물의 발현을 지시하는 벡터가 바람직할 수 있다. 이러한 벡터는 이. 콜라이 발현 벡터 pUR278(Ruther et al., 1983, EMBO 12:1791)(여기서, Fc 변이체 코딩 서열은 lac Z 코딩 구역과 프레임상 벡터에 개별적으로 결찰되어 lac Z-융합 단백질이 생성됨); pIN 벡터(Inouye & Inouye, 1985, Nucleic Acids Res. 13:3101-3109; Van Heeke & Schuster, 1989, J. Biol. Chem. 24:5503-5509); 등을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 글루타티온 5-트랜스퍼라제(GST)를 갖는 융합 단백질로서 외래 폴리펩타이드를 발현하도록 pGEX 벡터를 또한 사용할 수 있다. 일반적으로, 이러한 융합 단백질은 가용성이고, 매트릭스 글루타티온 아가로스 비드에 대한 흡착 및 결합, 이후 자유 글루타티온의 존재 하의 용리에 의해 용해된 세포로부터 쉽게 정제될 수 있다. pGEX 벡터는 트롬빈 또는 Xa 인자 단백질분해 자리를 포함하여 클로닝된 표적 유전자 생성물이 GST 모이어티로부터 방출될 수 있도록 설계된다.

곤충계에서, 외래 유전자를 발현하는 벡터로서 아우토그라파(Autographa) 캘리포니아 핵 다각체병 바이러스(AcNPV)를 사용한다. 바이러스는 스폽도프테라 프루기페르다(Spodoptera frugiperda) 세포에서 성장한다. Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질) 코딩 서열은 바이러스의 비필수 구역(예를 들면, 다각체병 유전자)에 개별적으로 클로닝되고 AcNPV 프로모터(예를 들면, 다각체병 프로모터)의 제어 하에 위치한다.

포유동물 숙주 세포에서, 수많은 바이러스 기반 발현계를 이용할 수 있다. 발현 벡터로서 아데노바이러스를 사용하는 경우, 관심 대상의 Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질) 코딩 서열은 아데노바이러스 전사/번역 제어 복합체, 예를 들면 후기 프로모터 및 3부 리더 서열에 결찰될 수 있다. 이 키메라 유전자는 이후 심헐실내 또는 생체내 재조합에 의해 아데노바이러스 게놈에 삽입될 수 있다. 바이러스 게놈의 비필수 구역(예를 들면, 구역 E1 또는 E3)에서의 삽입은 감염된 숙주에서 생육성이고 Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)를 발현할 수 있는 재조합 바이러스를 생성시킨다(예를 들면, 문헌[Logan & Shenk, 1984, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:355-359] 참조). 삽입된 항체 코딩 서열의 효과적인 번역에 특이적 개시 신호가 또한 필요할 수 있다. 이 신호는 ATG 개시 코돈 및 인접 서열을 포함한다. 게다가, 개시 코돈은 전체 삽입물의 번역을 보장하기 위해 원하는 코딩 서열의 리딩 프레임과 동상이어야 한다. 이 외인성 번역 제어 신호 및 개시 코돈은 천연 및 합성 둘 다의 다양한 기원일 수 있다. 발현의 효율은 적절한 전사 인핸서 구성요소, 전사 종결자 등의 내포에 의해 증대될 수 있다(예를 들면, 문헌[Bittner et al., 1987, Methods in Enzymol. 153:516-544] 참조).

Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)의 발현은 당해 분야에 공지된 임의의 프로모터 또는 인핸서에 의해 제어될 수 있다. Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)를 코딩하는 유전자의 발현을 제어하기 위해 사용될 수 있는 프로모터는 SV40 초기 프로모터 구역(Bernoist and Chambon, 1981, Nature 290:304-310), 라우스 육종 바이러스의 긴 3' 말단 반복부에 포함된 프로모터(Yamamoto, et al., 1980, Cell 22:787-797), 헤르페스 티미딘 키나제 프로모터(Wagner et al., 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 78:1441-1445), 메탈로티오네인 유전자의 조절 서열(Brinster et al., 1982, Nature 296:39-42), 테트라사이클린(Tet) 프로모터(Gossen et al., 1995, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 89:5547-5551); 원핵 발현 벡터, 예컨대 β-락타마제 프로모터(Villa-Kamaroff et al, 1978, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 75:3727-3731) 또는 tac 프로모터(DeBoer et al., 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 80:21-25; 또한 문헌["Useful proteins from recombinant bacteria" in Scientific American, 1980, 242:74-94] 참조); 노팔린 합성효소 프로모터 구역을 포함하는 식물 발현 벡터(Herrera-Estrella et al., Nature 303:209-213) 또는 양배추 모자이크 바이러스 35S RNA 프로모터(Gardner et al., 1981, Nucl. Acids Res. 9:2871) 및 광합성 효소 리불로스 바이포스파타제 카복실라제의 프로모터(Herrera-Estrella et al., 1984, Nature 310: 115-120); 효모 또는 다른 진균으로부터의 프로모터 구성요소, 예컨대 Gal 4 프로모터, ADC(알콜 탈수소효소) 프로모터, PGK(포스포글라이세롤 키나제) 프로모터, 알칼리 인산효소 프로모터 및 조직 특이성을 나타내고 형질전환 동물에 이용되는 하기 동물 전사 제어 구역: 췌장 소포 세포에서 활발한 엘라스타제 I 유전자 제어 구역(Swift et al., 1984, Cell 38:639-646; Ornitz et al., 1986, Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 50:399-409; MacDonald, 1987, Hepatology 7:425-515); 췌장 베타 세포에서 활발한 인슐린 유전자 제어 구역(Hanahan, 1985, Nature 315:1 15-122), 림프구 세포에서 활발한 면역글로불린 유전자 제어 구역(Grosschedl et al., 1984, Cell 38:647-658; Adames et al., 1985, Nature 318:533-538; Alexander et al., 1987, Mol. Cell. Biol. 7: 1436-1444), 고환, 유방, 림프구 및 비만 세포에서 활발한 마우스 유방 종양 바이러스 제어 구역(Leder et al., 1986, Cell 45:485-495), 간에서 활발한 알부민 유전자 제어 구역(Pinkert et al., 1987, Genes and Devel. 1:268-276), 간에서 활발한 알파-태아단백질 유전자 제어 구역(Krumlauf et al., 1985, Mol. Cell. Biol. 5:1639-1648; Hammer et al., 1987, Science 235:53-58); 간에서 활발한 알파 1-안티트립신 유전자 제어 구역(Kelsey et al., 1987, Genes and Devel. 1:161-171), 골수 세포에서 활발한 베타-글로빈 유전자 제어 구역(Mogram et al., 1985, Nature 315:338-340; Kollias et al., 1986, Cell 46:89-94); 뇌에서 희소돌기아교 세포에서 활발한 수초 염기성 단백질 유전자 제어 구역(Readhead et al., 1987, Cell 48:703-712); 골격근에서 활발한 미오신 경쇄-2 유전자 제어 구역(Sani, 1985, Nature 314:283-286); 뉴런 세포에서 활발한 뉴런-특이적 에놀라아제(neuronal-specific enolase: NSE)(Morelli et al., 1999, Gen. Virol. 80:571-83); 뉴런 세포에서 활발한 뇌 유래 신경영양 인자(brain-derived neurotrophic factor: BDNF) 유전자 제어 구역(Tabuchi et al., 1998, Biochem. Biophysic. Res. Com. 253:818-823); 성상세포에서 활발한 신경교 섬유질 산성 단백질(glial fibrillary acidic protein: GFAP) 프로모터(Gomes et al., 1999, Braz J Med Biol Res 32(5): 619-631 ; Morelli et al., 1999, Gen. Virol. 80:571-83) 및 시상하부에서 활발한 생식선자극 방출 호르몬 유전자 제어 구역(Mason et al., 1986, Science 234:1372-1378)을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.

일반적인 3가지 접근법에 의해 본 발명의 Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)를 코딩하는 유전자의 삽입물을 포함하는 발현 벡터를 확인할 수 있다: (a) 핵산 하이브리드화, (b) "마커" 유전자 기능의 부재 또는 존재 및 (c) 삽입된 서열의 발현. 제1 접근법에서, 각각의 펩타이드, 폴리펩타이드, 단백질 또는 융합 단백질을 코딩하는 삽입된 유전자에 상동성인 서열을 포함하는 프로브를 이용한 핵산 하이브리드화에 의해 발현 벡터에서 펩타이드, 폴리펩타이드, 단백질 또는 융합 단백질을 코딩하는 유전자의 존재를 검출할 수 있다. 제2 접근법에서, 벡터에서 항체 또는 융합 단백질을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열의 삽입에 의해 야기된 특정한 "마커" 유전자 기능(예를 들면, 티미딘 키나제 활성, 항생제 내성, 형질전환 표현형, 바큘로바이러스에서의 봉입체 형성 등)의 부재 또는 존재에 의존하여 재조합 벡터/숙주 시스템을 확인하고 선택할 수 있다. 예를 들면, Fc 변이체를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)이 벡터의 마커 유전자 서열 내에 삽입된 경우, 마커 유전자 기능의 부재에 의해 항체 또는 융합 단백질 삽입체를 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합을 확인할 수 있다. 제3 접근법에서, 재조합에 의해 발현된 유전자 생성물(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)을 평가하여 재조합 발현 벡터를 확인할 수 있다. 이러한 평가는, 예를 들면 심헐실내 검정 시스템에서의 융합 단백질의 물리적 또는 기능성 특성, 예를 들면 항생물작용 분자 항체와의 결합에 기초할 수 있다.

또한, 삽입된 서열의 발현을 조절하거나, 유전자 생성물을 원하는 특이적 방식으로 변경하고 프로세싱하는 숙주 세포 균주를 선택할 수 있다. 특정한 프로모터로부터의 발현은 특정한 인듀서의 존재 하에 상승될 수 있고; 따라서, 유전 조작된 융합 단백질의 발현이 제어될 수 있다. 게다가, 상이한 숙주 세포는 번역 및 번역후 프로세싱 및 변형에 특징적이고 특이적인 기전(예를 들면, 단백질의 글라이코실화, 인산화)을 갖는다. 발현된 외래 단백질의 원하는 변형 및 프로세싱을 보장하기 위해 적절한 세포주 또는 숙주계를 선택할 수 있다. 예를 들면, 박테리아계에서의 발현은 비글라이코실화 생성물을 생성하고 효모에서의 발현은 글라이코실화 생성물을 생성한다.

유전자 생성물의 1차 전사물(예를 들면, 글라이코실화 및 인산화)의 적절한 프로세싱을 위한 세포 기계를 보유하는 진핵 숙주 세포를 사용할 수 있다. 이러한 포유동물 숙주 세포는 CHO, VERY, BHK, Hela, COS, MDCK, 293, 3T3, WI38, NS0 및 특히, 뉴런 세포주, 예컨대, 예를 들면 SK-N-AS, SK-N-FI, SK-N-DZ 인간 신경아세포종(Sugimoto et al., 1984, J. Natl. Cancer Inst. 73: 51-57), SK-N-SH 인간 신경아세포종(Biochim. Biophys. Acta, 1982, 704: 450-460), Daoy 인간 소뇌 수모세포종(He et al., 1992, Cancer Res. 52:1 144-1 148) DBTRG-05MG 교모세포종 세포(Kruse et al., 1992, In Vitro Cell. Dev. Biol. 28A: 609-614), IMR-32 인간 신경아세포종(Cancer Res., 1970, 30: 21 10-2118), 1321N1 인간 성상세포종(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1977, 74: 4816), MOG-G-CCM 인간 성상세포종(Br. J. Cancer, 1984, 49: 269), U87MG 인간 교모세포종-성상세포종(Acta Pathol. Microbiol. Scand., 1968, 74: 465-486), A172 인간 교모세포종(Olopade et al., 1992, Cancer Res. 52: 2523-2529), C6 랫트 신경교종 세포(Benda et al., 1968, Science 161: 370-371), 뉴로-2a 마우스 신경아세포종(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1970, 65:129-136), NB41A3 마우스 신경아세포종(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1962, 48:1184-1190), SCP 양 맥락총(Bolin et al., 1994, J. Virol. Methods 48: 211-221), G355-5, PG-4 고양이 정상 성상세포(Haapala et al., 1985, J. Virol. 53: 827-833), Mpf 페럿 뇌(Trowbridge et al., 1982, In Vitro 18: 952-960) 및 정상 세포주, 예컨대 CTX TNA2 랫트 정상 피질 뇌(Radany et al., 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 6467-6471), 예컨대 CRL7030 및 Hs578Bst를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 게다가, 상이한 벡터/숙주 발현계는 상이한 정도로 프로세싱 반응을 수행할 수 있다.

재조합 단백질의 장기간 고수율 생성을 위해, 안정한 발현이 대개 바람직하다. 예를 들면, 본 발명의 Fc 변이체를 안정하게 발현하는 세포주(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)를 조작할 수 있다. 바이러스 복제 기원을 포함하는 발현 벡터를 사용하기보다는, 적절한 발현 제어 구성요소(예를 들면, 프로모터, 인핸서, 서열, 전사 종결자, 폴리아데닐화 자리 등) 및 선택 가능한 마커에 의해 제어되는 DNA에 의해 숙주 세포를 형질전환할 수 있다. 외래 DNA의 도입 후, 조작된 세포가 농후 배지에서 1-2일 동안 성장하게 하고 이후 선택 배지로 전환한다. 재조합 플라스미드에서의 선택 가능한 마커는 선택에 저항을 부여하고 세포가 이의 염색체로 플라스미드를 안정하게 통합하고 성장하여 결국 세포주로 클로닝되고 확장된 병소(foci)를 형성하도록 한다. 항원에 특이적으로 결합하는 Fc 변이체를 발현하는 세포주를 조작하기 위해 상기 방법을 유리하게 이용할 수 있다. 이러한 조작된 세포주는 항원에 특이적으로 결합하는 Fc 변이체(예를 들면, 폴리펩타이드 또는 융합 단백질)의 활성에 영향을 미치는 화합물의 스크리닝 및 평가에 특히 유용할 수 있다.

각각 tk-, hgprt- 또는 aprt 세포에서 사용될 수 있는 단순 포진 바이러스 티미딘 키나제(Wigler et al., 1977, Cell 11:223), 하이포크산틴-구아닌 포스포리보실트랜스퍼라제(Szybalska & Szybalski, 1962, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 48:2026) 및 아데닌 포스포리보실트랜스퍼라제(Lowy et al., 1980, Cell 22:817) 유전자(이들로 제한되지는 않음)를 포함하는 수많은 선택 시스템을 이용할 수 있다. 또한, 메토트렉세이트에 내성을 부여하는 dhfr, (Wigler et al., 1980, Natl. Acad. Sci. USA 77:3567; O'Hare et al., 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78:1527); 마이코페놀산에 내성을 부여하는 gpt(Mulligan & Berg, 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78:2072); 아미노글라이코사이드 G-418에 내성을 부여하는 neo(Colberre-Garapin et al., 1981, J. Mol. Biol. 150:1); 및 하이그로마이신에 내성을 부여하는 hygro(Santerre et al., 1984, Gene 30:147) 유전자에 대한 선택에 기초하여 대사길항제 내성을 이용할 수 있다.

재조합 발현에 의해 본 발명의 Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)를 일단 생성하면, 단백질의 정제를 위해 당해 분야에 공지된 임의의 방법, 예를 들면 크로마토그래피(예를 들면, 이온 교환, 친화도, 특히 A형 단백질 후 특이적 항원에 대한 친화도 및 사이징 칼럼 크로마토그래피), 원심분리, 차등 용해도 또는 단백질의 정제를 위한 임의의 다른 표준 기법에 의해 이를 정제할 수 있다.

분비된 폴리펩타이드로서 배양 배지로부터 Fc 변이체를 일반적으로 회수하지만, 이것은 분비 신호 없이 직접 생성될 때 숙주 세포 용해물로부터 또한 회수될 수 있다. Fc 변이체가 막 결합인 경우, 적합한 세제 용액(예를 들면, 트라이톤(Triton)-X 100)을 사용하여 이것을 막으로부터 회수할 수 있다.

인간 기원 중 하나 이외의 재조합 세포에서 Fc 변이체를 생성할 때, 이는 인간 기원의 단백질 또는 폴리펩타이드가 완전히 없다. 그러나, 재조합 세포 단백질 또는 폴리펩타이드로부터 Fc 변이체를 정제하여 Fc 변이체에서와 실질적으로 동종성인 제제를 얻는 것이 필요하다. 제1 단계로서, 배양 배지 또는 용해물을 보통 원심분리하여 미립자 세포 부스러기를 제거한다.

하이드록실아파타이트 크로마토그래피, 겔 전기영동, 투석 또는 친화도 크로마토그래피에 의해 항체 불변 도메인을 갖는 Fc 이종이합체를 편리하게 정제할 수 있고, 친화도 크로마토그래피는 바람직한 정제 기법이다. 회수하고자 하는 폴리펩타이드에 따라 이온 교환 칼럼 상의 분별화, 에탄올 침강, 역상 HPLC, 실리카 상의 크로마토그래피, 헤파린 세파로스 상의 크로마토그래피, 음이온 또는 양이온 교환 수지 상의 크로마토그래피(예컨대, 폴리아스파르트산 칼럼), 크로마토포커싱(chromatofocusing), SDS-PAGE 및 황산암모늄 침강과 같은 단백질 정제를 위한 다른 기법이 또한 이용 가능하다. 친화도 리간드로서의 A형 단백질의 적합성은 사용되는 면역글로불린 Fc 도메인의 종 및 아이소타입에 따라 달라진다. 인간 γ1, γ2 또는 γ4 중쇄에 기초한 면역글로불린 Fc 구역을 정제하기 위해 A형 단백질을 사용할 수 있다(Lindmark et al., J. Immunol. Meth. 62:1-13(1983)). 모든 마우스 아이소타입 및 인간 γ3에 단백질 G가 추천된다(Guss et al., EMBO J. 5:15671575(1986)). 친화도 리간드가 부착된 매트릭스는 대부분 대개 아가로스이지만, 다른 매트릭스가 이용 가능하다. 기계적으로 안정한 매트릭스, 예컨대 제어 기공 유리 또는 폴리(스티렌다이비닐)벤젠은 아가로스로 성취될 수 있는 것보다 더 빠른 유속 및 더 짧은 프로세싱 시간을 허용한다. A형 또는 G형 단백질 친화도 칼럼에 면역접합체를 결합시키기 위한 조건은 전적으로 Fc 도메인의 특성; 즉, 이의 종 및 아이소타입에 의해 지시된다. 일반적으로, 적절한 리간드가 선택될 때, 순화 배양 유체로부터 효과적인 직접 결합이 발생한다. 산성 pH(3.0 이상)에서 또는 약한 카오트로픽(chaotropic) 염을 포함하는 중성 pH 완충제 중에 결합 변이체 Fc 이종이합체를 효과적으로 용리시킬 수 있다. 이 친화도 크로마토그래피 단계는 순도가 95% 초과인 변이체 Fc 이종이합체 제제를 생성시킬 수 있다.

벡터 증폭에 의해 Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)의 발현 수준은 증가할 수 있다(검토를 위해, 문헌[Bebbington and Hentschel, The use of vectors based on gene amplification for the expression of cloned genes in mammalian cells in DNA cloning, Vol. 3. (Academic Press, New York, 1987)] 참조). 예를 들면, 항체 또는 융합 단백질을 발현하는 벡터 시스템에서 마커가 증폭 가능한 경우, 숙주 세포의 배양물에 존재하는 억제제의 수치 증가는 마커 유전자의 카피수를 증가시킨다. 증폭된 구역이 항체 유전자와 관련되므로, 항체 또는 융합 단백질의 생성이 또한 증가한다(Crouse et al., 1983, Mol. Cell. Biol. 3:257).

숙주 세포는 본 발명의 2개의 발현 벡터와 동시 형질감염될 수 있다. 예를 들면, 중쇄 유래 폴리펩타이드를 포함하는 제1 벡터 및 경쇄 유래 폴리펩타이드를 코딩하는 제2 벡터. 2개의 벡터는 중쇄 및 경쇄 폴리펩타이드의 동등한 발현을 가능하게 하는 동일한 선택 가능한 마커를 포함할 수 있다. 대안적으로, 융합 단백질 또는 중쇄 및 경쇄 폴리펩타이드 둘 다를 코딩하고 발현할 수 있는 단일 벡터를 사용할 수 있다. 융합 단백질 또는 중쇄 및 경쇄에 대한 코딩 서열은 cDNA 또는 게놈 DNA를 포함할 수 있다.

규명 및 기능 검정

본 발명의 Fc 변이체(예를 들면, 항체 또는 융합 단백질)는 다양한 방식으로 규명될 수 있다. 일 실시양태에서, SDS-PAGE 겔, 웨스턴 블롯, 밀도측정법 또는 질량 분광법(이들로 제한되지는 않음)을 비롯한 당해 분야에 널리 공지된 기법을 이용하여 변이체 Fc 이종이합체의 순도를 평가한다. 크기 배제 크로마토그래피, UV 가시광선 및 CD 분광법, 질량 분광법, 미분 광 산란, 벤치 탑 안정성 검정, 다른 규명 기법과 커플링된 냉동 해동, 미분 스캐닝 열량측정법, 미분 스캐닝 형광측정법, 소수성 상호작용 크로마토그래피, 등전점 전기영동, 수용체 결합 검정 또는 상대 단백질 발현 수치(이들로 제한되지는 않음)를 비롯한 기법의 어레이를 이용하여 단백질 안정성을 규명할 수 있다. 예시적인 일 실시양태에서, 당해 분야에 널리 공지된 기법, 예컨대 미분 스캐닝 열량측정법 또는 미분 스캐닝 형광측정법을 이용하여 야생형 CH3 도메인과 비교하여 변형 CH3 도메인의 용융 온도에 의해 변이체 Fc 이종이합체의 안정성을 평가한다.

리간드(예를 들면, FcγRIIIA, FcγRIIB, C1q)에 특이적으로 결합하는 능력에 대해 본 발명의 Fc 변이체를 또한 평가할 수 있다. 용액 중에(예를 들면, Houghten, Bio/Techniques, 13:412-421, 1992), 비드 상에(Lam, Nature, 354:82-84, 1991, 칩 상에(Fodor, Nature, 364:555-556, 1993), 박테리아 상에(미국 특허 제5,223,409호), 플라스미드 상에(Cull et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89:1865-1869, 1992) 또는 파지 상에(Scott and Smith, Science, 249:386-390, 1990; Devlin, Science, 249:404-406, 1990; Cwirla et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87:6378-6382, 1990; 및 Felici, J. Mol. Biol., 222:301-310, 1991) 이러한 검정을 수행할 수 있다. 리간드에 대한 이의 친화도에 대해 리간드(예를 들면, FcγRIIIA, FcγRIIB, C1q 또는 항원)에 특이적으로 결합하는 것으로 확인된 분자를 이후 평가할 수 있다.

당해 분야에 공지된 임의의 방법에 의해 분자, 예컨대 항원(예를 들면, 암 항원 및 다른 항원과의 교차 반응성) 또는 리간드(예를 들면, FcγR)에 대한 특이적 결합에 대해 본 발명의 Fc 변이체를 평가할 수 있다. 특이적 결합 및 교차 반응성을 분석하기 위해 이용될 수 있는 면역검정은 몇 가지 예를 들면 웨스턴 블롯, 방사면역검정, ELISA(효소 연결 면역흡착 검정), "샌드위치" 면역검정, 면역침강 검정, 침전 반응, 겔 확산 침전 반응, 면역확산 검정, 응집반응 검정, 보체-고정 검정, 면역방사계수 검정, 형광성 면역검정, A형 단백질 면역검정과 같은 기법을 이용하는 경쟁적 및 비경쟁적 검정 시스템을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 이러한 검정은 일상적이고 당해 분야에 널리 공지되어 있다(예를 들면, 문헌[Ausubel et al., eds, 1994, Current Protocols in Molecular Biology, Vol. 1, John Wiley & Sons, Inc., New York] 참조).

경쟁적 결합 검정에 의해 분자, 예컨대 항원 또는 리간드(예를 들면, FcγR)에 대한 본 발명의 Fc 변이체의 결합 친화도 및 상호작용의 분해 속도를 결정할 수 있다. 경쟁적 결합 검정의 일례는 증가량의 라벨링되지 않은 리간드, 예컨대 FcγR의 존재 하의 라벨링된 리간드, 예컨대 FcγR(예를 들면, 관심 대상의 분자를 갖는 3H 또는 1251(예를 들면, 본 발명의 Fc 변이체)의 항온처리 및 라벨링된 리간드에 결합된 분자의 검출을 포함하는 방사면역검정이다. 스캣챠드 분석에 의해 포화 데이터로부터 리간드에 대한 본 발명의 분자의 친화도 및 결합 분해 속도를 결정할 수 있다.

당해 분야에 공지된 검정(예를 들면, BIAcore 동력학적 분석)에 기초한 임의의 표면 플라스몬 공명(SPR)을 이용하여 Fc 변이체의 동력학적 매개변수를 또한 결정할 수 있다. SPR 기반 기술의 검토를 위해, 문헌[Mullet et al., 2000, Methods 22: 77-91; Dong et al., 2002, Review in Mol. Biotech., 82: 303-23; Fivash et al., 1998, Current Opinion in Biotechnology 9: 97-101; Rich et al., 2000, Current Opinion in Biotechnology 11: 54-61]을 참조한다. 추가로, 미국 특허 제6,373,577호; 제6,289,286호; 제5,322,798호; 제5,341,215호; 제6,268,125호에 기재된 단백질-단백질 상호작용을 측정하기 위한 임의의 SPR 기기 및 SPR 기반 방법이 본 발명의 방법에 고려된다.

세포 표면에 발현된 분자(예를 들면, FcγRIIIA, FcγRIIB)에 대한 Fc 변이체의 결합을 규명하기 위해 당업자에게 공지된 임의의 기법을 이용한 형광 활성화 세포 분류(FACS)를 이용할 수 있다. 유세포 분류기는 라이브러리 삽입물을 포함하는 다수의 각각의 세포를 빠르게 검사할 수 있다(예를 들면, 1시간당 10-100백만개의 세포)(Shapiro et al., Practical Flow, Cytometry, 1995). 생물 세포를 분류하고 검사하기 위한 유세포 분석기는 당해 분야에 널리 공지되어 있다. 공지된 유세포 분석기가, 예를 들면 미국 특허 제4,347,935호; 제5,464,581호; 제5,483,469호; 제5,602,039호; 제5,643,796호; 및 제6,21 1,477호에 기재되어 있다. 다른 공지된 유세포 분석기는 벡톤 디킨슨 앤드 컴퍼니(Becton Dickinson and Company)가 제조한 FACS 빈티지(Vantage)(상표명) 시스템 및 유니온 바이오메트리카(Union Biometrica)가 제조한 코파스(COPAS)(상표명) 시스템이다.

FcγR 중재 효과기 세포 기능을 중재하는 능력에 의해 본 발명의 Fc 변이체를 규명할 수 있다. 평가될 수 있는 효과기 세포 기능의 예는 항체 의존 세포 중재 세포독성(ADCC), 식세포작용, 옵소닌화, 옵소노파고사이토시스(opsonophagocytosis), C1q 결합 및 보체 의존 세포 중재 세포독성(CDC)을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 효과기 세포 기능 활성을 결정하기 위해 당업자에게 공지된 임의의 세포 기반 또는 세포 비함유 검정을 이용할 수 있다(효과기 세포 검정을 위해, 문헌[Perussia et al., 2000, Methods Mol. Biol. 121: 179-92; Baggiolini et al., 1998 Experientia, 44(10): 841-8; Lehmann et al., 2000 J. Immunol. Methods, 243(1-2): 229-42; Brown E J. 1994, Methods Cell Biol., 45:147-64; Munn et al., 1990 J. Exp. Med., 172: 231-237, Abdul-Majid et al., 2002 Scand. J. Immunol. 55: 70-81; Ding et al., 1998, Immunity 8:403-411] 참조).

특히, 당업자에게 공지된 임의의 표준 방법을 이용하여 효과기 세포(예를 들면, 천연 살해 세포)에서 FcγR 중재 ADCC 활성에 대해 본 발명의 Fc 변이체를 평가할 수 있다(예를 들면, 문헌[Perussia et al., 2000, Methods Mol. Biol. 121:179-92] 참조). 본 발명의 분자의 ADCC 활성을 결정하기 위한 예시적인 검정은 표적 세포를 [51Cr]Na₂CrO₄(이 세포막 투과성 분자는 세포질 단백질에 결합하므로 라벨링에 보통 사용되고, 느린 동력학으로 세포로부터 자발적으로 방출되지만, 표적 세포 괴사 후 대량 방출됨)로 라벨링하는 것; 표적 세포를 본 발명의 Fc 변이체로 옵소닌화하는 것; 효과기 세포에 대한 적절한 비율의 표적 세포에서 미량적정 플레이트 내에서 옵소닌화된 방사라벨링된 표적 세포를 효과기 세포와 합하는 것; 37℃에서 16 내지 18시간 동안 세포 혼합물을 항온처리하는 것; 상청액을 수집하는 것; 및 방사활성을 분석하는 것을 포함하는 51Cr 방출 검정에 기초한다. 이후, 예를 들면 용해(%) = (실험적 cpm - 표적 누수 cpm)/(세제 용해 cpm - 표적 누수 cpm) x 100%의 식을 이용하여 본 발명의 분자의 세포독성을 결정할 수 있다. 대안적으로, 용해(%) = (ADCC-AICC)/(최대 방출 - 자발 방출). 특이적 용해 = 본 발명의 분자에 의한 용해(%) - 본 발명의 분자의 존재 하의 용해(%)의 식을 이용하여 특이적 용해를 계산할 수 있다. 표적: 효과기 세포 비율 또는 항체 농도를 변경하여 그래프를 생성할 수 있다.

C1q에 결합하고 보체 의존 세포독성(CDC)을 중재하는 Fc 변이체의 능력을 규명하는 방법이 당해 분야에 널리 공지되어 있다. 예를 들면, C1q 결합을 결정하기 위해, C1q 결합 ELISA를 수행할 수 있다. 예시적인 검정은 하기를 포함할 수 있다: 검정 플레이트를 코팅 완충제 중에 폴리펩타이드 변이체 또는 출발 폴리펩타이드(대조군)로 4℃에서 밤새 코팅할 수 있다. 이후, 플레이트를 세척하고 차단할 수 있다. 세척 후, 인간 C1q의 분취량을 각각의 웰에 첨가하고 실온에서 2시간 동안 항온처리할 수 있다. 추가의 세척 후, 100㎕의 양 항-보체 C1q 퍼옥시다제 접합 항체를 각각의 웰에 첨가하고 실온에서 1시간 동안 항온처리할 수 있다. 플레이트를 다시 세척 완충제로 세척하고 OPD(O-페닐렌다이아민 다이하이드로클로라이드(시그마(Sigma)))를 포함하는 100㎕의 기질 완충제를 각각의 웰에 첨가할 수 있다. 황색 색상의 출현으로 관찰된 산화 반응은 30분 동안 진행되고 100㎕의 4.5 NH2SO4의 첨가에 의해 중지될 수 있다. 이후, (492-405)㎚에서 흡광도를 판독할 수 있다.

보체 활성화를 평가하기 의해, (예를 들면, 문헌[Gazzano-Santoro et al., 1996, J. Immunol. Methods 202:163]에 기재된 바대로) 보체 의존 세포독성(CDC) 검정을 수행할 수 있다. 간단히 말하면, 다양한 농도의 Fc 변이체 및 인간 보체를 완충제로 희석할 수 있다. Fc 변이체가 결합한 항원을 발현하는 세포를 약 1x10⁶개의 세포/㎖의 밀도로 희석할 수 있다. Fc 변이체, 희석된 인간 보체 및 항원을 발현하는 세포의 혼합물을 평저 조직 배양 96웰 플레이트에 첨가하고 37℃ 및 5% CO₂에서 2시간 동안 항온처리하여 보체 중재 세포 용해를 수월하게 한다. 이후, 50㎕의 알라마르 블루(alamar blue)(아쿰드 인터내셔널(Accumed International))를 각각의 웰에 첨가하고 37℃에서 밤새 항온처리할 수 있다. 530㎚에서 여기하고 590㎚에서 방출하는 96웰 형광계를 사용하여 흡광도를 측정한다. 상대 형광 단위(RFU)로 결과를 표시할 수 있다. 샘플 농도를 표준 곡선으로부터 컴퓨팅할 수 있고, 필적하는 분자(즉, 비변형 또는 야생형 CH3 도메인을 갖는 Fc 구역을 포함하는 분자)에 대한 활성(%)을 관심 대상의 Fc 변이체에 대해 기록한다.

기니아 돼지, 랫트 또는 인간 혈청으로 보체 검정을 수행할 수 있다. 문헌[Korzeniewski et al., 1983, Immunol. Methods 64(3): 313-20; 및 Decker et al., 1988, J. Immunol Methods 115(1): 61-9]에 기재된 바대로 락테이트 탈수소효소(LDH)와 같은 세포내 효소의 방출; 또는 표적 세포가 라벨링하는 세포내 라벨, 예컨대 유로퓸, 크로뮴 51 또는 인듐 111의 방출을 모니터링하여 표적 세포의 보체 용해를 검출할 수 있다.

방법

본 발명은 질환, 장애 또는 감염과 관련된 1종 이상의 증상을 예방, 치료 또는 경감시키기 위해 동물, 특히 포유동물, 구체적으로 인간에게 본 발명의 1종 이상의 Fc 변이체(예를 들면, 항체)를 투여하는 것을 포함한다. 본 발명의 Fc 변이체는 효과기 세포 기능(예를 들면, ADCC, CDC)의 효율 변경이 바람직한 질환 또는 장애의 치료 또는 예방에 특히 유용하다. Fc 변이체 및 이의 조성물은 원발성 또는 전이성 종양성 질환(즉, 암) 및 감염성 질환의 치료 또는 예방에 특히 유용하다. 본 발명의 분자는 당해 분야에 공지되거나 본 명세서에 기재된 바와 같은 약제학적으로 허용되는 조성물로 제공될 수 있다. 하기 기재된 바대로, 본 발명의 분자는 암(특히 능동 면역치료에서), 자가면역 질환, 염증성 질환 또는 감염성 질환을 치료하거나 예방하는 방법에서 사용될 수 있다.

본 발명의 Fc 변이체는 또한 유리하게는 암, 자가면역 질환, 염증성 질환 또는 감염성 질환의 치료 또는 예방을 위해 당해 분야에 공지된 다른 치료제와 조합되어 사용될 수 있다. 구체적인 실시양태에서, 본 발명의 Fc 변이체는, 예를 들면 분자와 상호작용하는 효과기 세포의 수 또는 활성을 증가시키고 면역 반응을 증가시키도록 작용하는 단일클론 또는 키메라 항체, 림포카인 또는 조혈 성장 인자(예를 들면, IL-2, IL-3 및 IL-7)와 조합되어 사용될 수 있다. 본 발명의 Fc 변이체는 또한 유리하게는 질환, 장애 또는 감염을 치료하기 위해 사용되는 1종 이상의 약물, 예컨대 항암제, 항염증제 또는 항바이러스제와 조합되어 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명은 본 발명의 1종 이상의 Fc 변이체를 투여하여 암 및 관련 병증과 관련된 1종 이상의 증상을 예방, 치료 또는 경감시키는 방법을 제공한다. 임의의 작용 기전에 구속되고자 의도되지 않지만, 본 발명의 Fc 변이체는 필적하는 분자보다 높은 친화도로 FcγRIIIA 및/또는 FcγRIIA에 결합하고, 필적하는 분자보다 낮은 친화도로 FcγRIIB에 추가로 결합하고/하거나, 상기 Fc 변이체는 증대된 효과기 기능, 예를 들면 ADCC, CDC, 식세포작용, 옵소닌화 등을 가져 암 세포의 선택적 표적화 및 효과적인 파괴를 발생시킨다.

본 발명은 본 발명의 1종 이상의 Fc 변이체를 현재의 표준 및 실험 화학요법, 호르몬 치료, 생물학적 치료, 면역치료, 방사선 치료 또는 수술(이들로 제한되지는 않음)을 비롯한 암의 치료 또는 예방을 위해 당업자에게 공지된 다른 치료제와 조합하여 투여하는 것을 추가로 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 분자를 치료학적 또는 예방학적 유효량의 1종 이상의 항암제, 치료학적 항체 또는 암의 치료 및/또는 예방을 위해 당업자에게 공지된 다른 물질과 조합하여 투여할 수 있다. 본 발명의 Fc 변이체와 조합되어 사용될 수 있는 투약 섭생 및 치료의 예는 당해 분야에서 널리 공지되어 있고 다른 곳에 자세히 기재되어 있다(예를 들면, PCT 공보 WO 제02/070007호 및 WO 제03/075957호 참조).

본 발명의 방법 및 조성물에 의해 치료되거나 예방될 수 있는 암 및 관련 질환은 백혈병, 림프종, 다발성 골수종, 뇌 및 연결 조직 육종, 뇌종양, 유방암, 부신암, 갑상선암, 췌장암, 뇌하수체암, 눈암, 질암, 외음부암, 자궁경부암, 자궁암, 난소암, 식도암, 위암, 대장암, 직장암, 간암, 담낭암, 담도암, 폐암, 고환암, 전립선암, 음경암; 경구암, 침샘암, 후두암, 피부암, 신장암, 방광암을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다(이러한 질환의 검토를 위해, 문헌[Fishman et al., 1985, Medicine, 2d Ed., J.B. Lippincott Co., Philadelphia and Murphy et al., 1997, Informed Decisions: The Complete Book of Cancer Diagnosis, Treatment, and Recovery, Viking Penguin, Penguin Books U.S.A., Inc., United States of America] 참조).

본 발명은 암 및 관련 질환의 치료 및/또는 예방을 위한 당해 분야에 공지된 임의의 항체를 조작하는 것을 추가로 고려하여, 항체가 본 발명의 변형 CH3 도메인이 통합된 Fc 구역을 포함한다.

구체적인 실시양태에서, 본 발명의 분자, 예를 들면 변이체 Fc 이종이합체를 포함하는 항체는 본 발명의 상기 분자의 부재 하에 원발성 종양의 성장 또는 전이에 비해 원발성 종양의 성장 또는 암성 세포의 전이를 적어도 99%, 적어도 95%, 적어도 90%, 적어도 85%, 적어도 80%, 적어도 75%, 적어도 70%, 적어도 60%, 적어도 50%, 적어도 45%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 35%, 적어도 30%, 적어도 25%, 적어도 20% 또는 적어도 10% 억제하거나 감소시킨다.

본 발명은 피험체에서 염증성 질환과 관련된 1종 이상의 증상을 예방, 치료 또는 조절하기 위한 본 발명의 1종 이상의 Fc 변이체의 용도를 포함한다. 임의의 작용 기전에 구속되고자 의도되지 않지만, FcγRIIB에 대한 친화도가 증대된 Fc 변이체는 활성화 수용체를 감퇴시켜서 면역 반응을 감퇴시키고 자가면역 질환을 치료 및/또는 예방하기 위한 치료학적 효율을 갖는다. 게다가, 염증성 질환과 관련된, 1종 이상의 표적 결합 항체, 예컨대 변이체 Fc 이종이합체를 포함하는 이중특이적 항체는 1가 치료에 비해 상승 효과를 제공할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 Fc 변이체를 치료학적 또는 예방학적 유효량의 1종 이상의 항염증제와 조합하여 투여하는 것을 추가로 포함한다. 본 발명은 또한 본 발명의 Fc 변이체를 치료학적 또는 예방학적 유효량의 1종 이상의 면역조절제와 조합하여 상기 피험체에게 투여하는 것을 추가로 포함하는 자가면역 질환과 관련된 1종 이상의 증상을 예방, 치료 또는 조절하는 방법을 제공한다. 본 발명의 Fc 변이체를 투여하여 치료될 수 있는 자가면역 질환의 예는 원형 탈모증, 강직성 척추염, 항인지질 증후군, 자가면역 애드슨 질환, 부신의 자가면역 질환, 자가면역 용혈성 빈혈, 자가면역 간염, 자가면역 난소염 및 고환염, 자가면역 혈소판감소증, 베체트병, 유천포창, 심근증, 비열대 스프루(celiac sprue)-피부염, 만성 피로 면역 기능이상 증후군(CFIDS), 만성 염증성 탈수초성 다발성경화증, 척 스트라우스(Churg-Strauss) 증후군, 반흔성 유사천포창, 크레스트(CREST) 증후군, 한랭 응집소 질환, 크론씨병, 원판상 루푸스, 본태성 혼합 한냉글로불린혈증, 섬유근육통-섬유근염, 사구체신염, 그레이브스병, 갈랑 바레, 하시모토 갑상선염, 특발성 폐 섬유증, 특발성 혈소판감소성 자반증(ITP), IgA 신경병증, 소아 관절염, 편평 태성, 홍반성 루푸스, 메니에르병, 혼합 연결 조직 질환, 다발성 경화증, 1형 또는 면역 중재 당뇨병, 중증 근무력증, 심상성 천포창, 악성 빈혈, 결절성 다발성 혈관염, 다발골염, 다분비성 증후군, 류마티스성 다발성 근육통, 다발성 근염 및 피부근염, 원발성 무감마글로불린혈증, 원발성 담즙성 간경화, 건선, 건선성 관절염, 레이놀드 현상(Raynauld's phenomenon), 라이터 증후군, 류마티스 관절염, 유육종증, 강피증, 쇼그렌 증후군, 스티프만 증후군, 전신성 홍반성 루푸스, 홍반성 루푸스, 타가야수 혈관염, 일시적 혈관염/거대 세포 혈관염, 궤양성 대장염, 포도막염, 맥관염, 예컨대 피부염, 포진성 혈관염, 백반증 및 베게너 육아종증을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 염증성 질환의 예는 천식, 뇌염, 염증성 장 질환, 만성 폐쇄성 폐 질환(COPD), 알레르기 질환, 패혈성 쇼크, 폐 섬유증, 미분화 척추관절증, 미분화 관절증, 관절염, 염증성 골용해 및 만성 바이러스 또는 박테리아 감염으로부터 생긴 만성 염증을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 몇몇 자가면역 질환은 염증성 병증과 관련되어, 자가면역 질환과 염증성 질환 간에 중첩이 있는 것으로 생각된다. 따라서, 몇몇 자가면역 질환은 또한 염증성 질환으로 규명될 수 있다. 본 발명의 방법에 따라 예방, 치료 또는 조절될 수 있는 염증성 질환의 예는 천식, 뇌염, 염증성 장 질환, 만성 폐쇄성 폐 질환(COPD), 알레르기 질환, 패혈성 쇼크, 폐 섬유증, 미분화 척추관절증, 미분화 관절증, 관절염, 염증성 골용해 및 만성 바이러스 또는 박테리아 감염으로부터 생긴 만성 염증을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.

염증성 질환을 앓는 동물, 특히 포유동물이 경험한 염증을 감소시키기 위해 본 발명의 Fc 변이체를 또한 사용할 수 있다. 구체적인 실시양태에서, 본 발명의 Fc는 상기 분자가 투여되지 않은 동물에서의 염증에 비해동물에서 염증을 적어도 99%, 적어도 95%, 적어도 90%, 적어도 85%, 적어도 80%, 적어도 75%, 적어도 70%, 적어도 60%, 적어도 50%, 적어도 45%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 35%, 적어도 30%, 적어도 25%, 적어도 20% 또는 적어도 10% 감소시킨다.

본 발명은 자가면역 질환 또는 염증성 질환의 치료 및/또는 예방을 위해 당해 분야에 공지된 임의의 항체를 조작하는 것을 추가로 고려하여, 항체가 본 발명의 변이체 Fc 이종이합체를 포함한다.

본 발명은 또한 치료학적 또는 예방학적 유효량의 본 발명의 1종 이상의 Fc 변이체를 투여하는 것을 포함하는 피험체에서 감염성 질환을 치료하거나 예방하는 방법을 포함한다. 본 발명의 Fc 변이체에 의해 치료되거나 예방될 수 있는 감염성 질환은 바이러스, 박테리아, 진균, 원생동물 및 바이러스(이들로 제한되지는 않음)를 포함하는 감염성 물질에 의해 야기된다.

본 발명의 방법과 함께 본 발명의 Fc 변이체를 이용하여 치료되거나 예방될 수 있는 바이러스 질환은 A형 간염, B형 간염, C형 간염, 인플루엔자, 수두, 아데노바이러스, I형 단순 포진(HSV-I), II형 단순 포진(HSV-II), 우역, 리노바이러스, 에코바이러스, 로타바이러스, 호흡기 세포융합 바이러스, 유두종 바이러스, 파포바(papova) 바이러스, 거대세포바이러스, 에키노바이러스, 아르보바이러스, 훈타바이러스, 콕삭키 바이러스, 멈프스 바이러스, 홍역 바이러스, 풍진 바이러스, 소아마비 바이러스, 두창, 엡스타인바 바이러스, I형 인간 면역결핍 바이러스(HIV-I), II형 인간 면역결핍 바이러스(HIV-II) 및 바이러스 질환 물질, 예컨대 바이러스 뇌수막염, 뇌염, 뎅기열 또는 두창에 의해 야기된 것을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.

본 발명의 방법과 함께 본 발명의 Fc 변이체를 이용하여 치료되거나 예방될 수 있는 박테리아에 의해 야기되는 박테리아 질환은 마이코박테리아 리케차, 마이코플라스마, 나이세리아, S. 뉴모니아, 보렐리아 부르그도르페리(라임병), 바실러스 안트락시스(안트락스), 파상풍, 스트렙토코커스, 스타필로코커스, 마이코박테리움, 파상풍, 페르티수스(pertissus), 콜레라, 선페스트(plague), 디프테리아, 클라미디아, S. 아우레우스 및 레지오넬라를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 본 발명의 방법과 함께 본 발명의 분자를 이용하여 치료되거나 예방될 수 있는 원생동물에 의해 야기되는 원생동물 질환은 리슈마니아(leishmania), 코크지디오아(kokzidioa), 트리파노라마(trypanosoma) 또는 말라리아를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 본 발명의 방법과 함께 본 발명의 분자를 이용하여 치료되거나 예방될 수 있는 기생충에 의해 야기되는 기생충 질환은 클라미디아 및 리케차를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.

몇몇 실시양태에서, 본 발명의 Fc 변이체를 감염성 질환의 치료 및/또는 예방을 위해 당업자에게 공지된 치료학적 또는 예방학적 유효량의 1종 또는 추가의 치료제와 함께 투여할 수 있다. 본 발명은 항생제, 항진균제 및 항바이러스제(이들로 제한되지는 않음)를 비롯한 감염성 질환의 치료 및 또는 예방을 위해 당업자에게 공지된 다른 분자와 조합된 본 발명의 분자의 용도를 고려한다.

본 발명은 본 발명의 Fc 변이체(예를 들면, 항체, 폴리펩타이드)를 포함하는 방법 및 약제학적 조성물을 제공한다. 본 발명은 또한 유효량의 본 발명의 적어도 1종의 Fc 변이체 또는 본 발명의 적어도 1종의 Fc 변이체를 포함하는 약제학적 조성물을 피험체에게 투여하여 질환, 장애 또는 감염과 관련된 1종 이상의 증상을 치료, 예방 및 경감하는 방법을 제공한다. 일 양태에서, Fc 변이체를 실질적으로 정제한다(즉, 이의 효과를 제한하거나 원치않는 부작용을 생성하는 물질이 실질적으로 없어 이는 동종이합체 및 다른 세포 물질을 포함한다). 구체적인 실시양태에서, 피험체는 비영장류(예를 들면, 소, 돼지, 말, 고양이, 개, 랫트 등) 및 영장류(예를 들면, 원숭이, 예컨대 사이노몰구스 원숭이 및 인간)를 포함하는 동물, 예컨대 포유동물이다. 구체적인 실시양태에서, 피험체는 인간이다. 구체적인 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 항체는 피험체로서 동일한 종 유래이다.

조성물의 투여 경로는 치료하고자 하는 병증에 따라 달라진다. 예를 들면, 전이되는 림프암 또는 종양과 같은 전신 질환의 치료에 정맥내 주사가 바람직할 수 있다. 표준 용량 반응 연구와 함께 부적합한 실험 없이 당업자가 투여되는 조성물의 용량을 결정할 수 있다. 이러한 결정을 만드는 데 고려되는 관련 상황은 치료되는 병증 또는 병증들, 투여되는 조성물의 선택, 개별 환자의 연령, 체중 및 및 환자의 증상의 중등도를 포함한다. 병증에 따라, 환자에게 경구로, 비경구로, 비강내로, 질내로, 직장으로, 혀로, 설하로, 협측으로, 협측내로 및/또는 경피로 상기 조성물을 투여할 수 있다.

따라서, 당해 분야에 널리 공지된 수단에 의해, 예를 들면 불활성 희석제 또는 식용 담체와 함께 부적합한 실험 없이 경구, 혀, 설하, 협측 및 협측내 투여에 설계된 조성물을 만들 수 있다. 상기 조성물을 젤라틴 캡슐에 밀봉하거나 정제에 압축할 수 있다. 치료학적 경구 투여의 목적을 위해, 본 발명의 약제학적 조성물은 부형제와 통합될 수 있고 정제, 트로키, 캡슐, 엘릭시르제, 현탁제, 시럽, 웨이퍼, 츄잉검 등의 형태로 사용될 수 있다.

정제, 환제, 캡슐, 트로키 등은 또한 결합제, 수용제(recipient), 붕괴제, 활택제, 감미료 및/또는 향료를 포함할 수 있다. 결합제의 몇몇 예는 미결정질 셀룰로스, 검 트라가칸스 및 젤라틴을 포함한다. 부형제의 예는 전분 및 락토스를 포함한다. 붕괴제의 몇몇 예는 알긴산, 옥수수전분 등을 포함한다. 활택제의 예는 스테아르산마그네슘 및 스테아르산칼륨을 포함한다. 유동화제의 예는 콜로이드성 이산화규소이다. 감미료의 몇몇 예는 수크로스, 사카린 등을 포함한다. 향료의 예는 페퍼민트, 살리실산메틸, 오렌지향 등을 포함한다. 이러한 다양한 조성물을 제조하는 데 사용되는 물질은 약제학적으로 순수하고 사용되는 양에서 비독성이어야 한다.

본 발명의 약제학적 조성물을 비경구로, 예를 들면 정맥내, 근육내, 지주막하 및/또는 피하 주사에 의해 투여할 수 있다. 본 발명의 조성물을 용액제 또는 현탁제로 통합하여 비경구 투여를 수행할 수 있다. 이러한 용액제 또는 현탁제는 또한 무균 희석제, 예컨대 주사용수, 식염수 용액, 고정유, 폴리에틸렌 글라이콜, 글라이세린, 프로필렌 글라이콜 및/또는 다른 합성 용매를 포함할 수 있다. 비경구 제제는 또한 항박테리아제, 예를 들면 벤질 알콜 및/또는 메틸 파라벤, 항산화제, 예를 들면 아스코르브산 및/또는 중아황산나트륨 및 킬레이트화제, 예컨대 EDTA를 포함할 수 있다. 완충제, 예컨대 아세트산염, 시트르산염 및 인산염 및 등장성을 조정하기 위한 물질, 예컨대 염화나트륨 및 덱스트로스를 또한 첨가할 수 있다. 비경구 제제를 유리 또는 플라스틱으로 제조된 앰플, 일회용 주사기 및/또는 다용량 바이알에 밀봉할 수 있다. 직장 투여는 상기 조성물을 직장 및/또는 대장에 투여하는 것을 포함한다. 좌제 및/또는 관장제를 사용하여 이를 수행할 수 있다. 당해 분야에 공지된 방법에 의해 좌제 제제를 만들 수 있다. 경피 투여는 피부를 통한 조성물의 경피적 흡수를 포함한다. 경피 제제는 패치, 연고, 크림, 겔, 고약(salve) 등을 포함한다. 본 발명의 조성물을 환자에게 비강으로 투여할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 비강내 투여 또는 비강 투여는 환자의 비도 및/또는 비강의 점막에 상기 조성물을 투여하는 것을 포함한다.

질환, 장애 또는 감염과 관련된 1종 이상의 증상을 예방, 치료 또는 경감시키기 위해 본 발명의 방법에 따라 본 발명의 약제학적 조성물을 사용할 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물은 무균이고 피험체에 투여하기에 적합한 형태인 것으로 고려된다.

일 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 내독소 및/또는 관련 발열원 물질을 실질적으로 포함하지 않는 발열원 비함유 제제이다. 내독소는 미생물 내에 구속되고 미생물이 분해되거나 죽을 때 방출되는 독소를 포함한다. 발열원 물질은 또한 박테리아 및 다른 미생물의 외막으로부터의 열 유발 열안정 물질(당단백질)을 포함한다. 이 물질 둘 다 인간에게 투여될 때 열, 저혈압 및 쇼크를 발생시킬 수 있다. 잠재적인 해로운 효과로 인해, 정맥내 투여된 약제학적 약물 용액으로부터의 심지어 적은 양의 내독소를 제거하는 것이 유리하다. 식품의약청("FDA")은 정맥내 약물 적용에 대한 단일 1시간 기간 내에 중량 1킬로그램당 용량에 따라 5가지 내독소 단위(EU)의 상한을 설정하였다(The United States Pharmacopeial Convention, Pharmacopeial Forum 26 (1):223 (2000)). 치료학적 단백질을 중량 1킬로그램당 수백 또는 수천 밀리그램의 양으로 투여할 때, 단일클론 항체의 경우에서처럼, 심지어 미량의 내독소도 제거하는 것이 유리하다. 구체적인 실시양태에서, 상기 조성물 내의 내독소 및 발열원 수준은 10EU/㎎ 미만 또는 5EU/㎎ 미만 또는 1EU/㎎ 미만 또는 0.1EU/㎎ 미만 또는 0.01EU/㎎ 미만 또는 0.001EU/㎎ 미만이다.

본 발명은 질환, 장애 또는 감염과 관련된 1종 이상의 증상을 예방, 치료 또는 경감시키는 방법을 제공하고, 상기 방법은 (a) 1종 이상의 Fc 변이체를 포함하는 예방학적 또는 치료학적 유효량의 조성물의 용량을 이를 필요로 하는 피험체에게 투여하는 것 및 (b) 상기 Fc 변이체의 1종 이상의 후속 용량을 투여하여, Fc 변이체의 혈장 농도를 항원에 연속 결합하는 원하는 수준(예를 들면, 약 0.1 내지 약 100㎍/㎖)으로 유지시키는 것을 포함한다. 구체적인 실시양태에서, Fc 변이체의 혈장 농도를 10㎍/㎖, 15㎍/㎖, 20㎍/㎖, 25㎍/ml, 30㎍/㎖, 35㎍/㎖, 40㎍/㎖, 45㎍/㎖ 또는 50㎍/㎖로 유지시킨다. 구체적인 실시양태에서, 투여되는 Fc 변이체의 상기 유효량은 용량당 적어도 1㎎/㎏ 내지 8㎎/㎏이다. 구체적인 다른 실시양태에서, 투여되는 Fc 변이체의 상기 유효량은 용량당 적어도 4㎎/㎏ 내지 5㎎/㎏이다. 구체적인 또 다른 실시양태에서, 투여되는 Fc 변이체의 상기 유효량은 용량당 50㎎ 내지 250㎎이다. 구체적인 또 다른 실시양태에서, 투여되는 Fc 변이체의 상기 유효량은 용량당 100㎎ 내지 및 200㎎이다.

본 발명은 또한 Fc 변이체가 Fc 변이체 및/또는 변이체 융합 단백질 이외의 치료제(예를 들면, 예방제 또는 치료제)와 조합되어 사용될 때 질환, 장애 또는 감염과 관련된 1종 이상의 증상을 예방, 치료 또는 경감시키기 위한 프로토콜을 포함한다. 본 발명은 부분적으로 본 발명의 Fc 변이체가 현재의 표준 및 실험 화학요법제를 비롯한 다른 암 치료제의 효과를 강화시키고, 상승작용하고, 증대시키고, 이의 내약성을 개선하고/하거나, 이의 부작용을 감소시킨다는 인식에 기초한다. 본 발명의 병용 치료는 상가적 효능, 상가적 치료학적 효과 또는 상승적 효과를 갖는다. 본 발명의 병용 치료는 질환, 장애 또는 감염과 관련된 1종 이상의 증상을 예방, 치료 또는 경감시키기 위한 Fc 변이체와 함께 사용되는 더 낮은 용량의 치료제(예를 들면, 예방제 또는 치료제) 및/또는 상기 피험체의 삶의 질을 개선하고/하거나 예방학적 또는 치료학적 효과를 성취하기 위해 질환, 장애 또는 감염을 앓는 피험체에 대한 이러한 예방제 또는 치료제의 덜 빈번한 투여가 가능하게 한다. 추가로, 본 발명의 병용 치료는 현재의 단일제 치료 및/또는 기존의 병용 치료의 투여와 관련된 원치않는 또는 불리한 부작용을 감소시키거나 회피하여, 결국 치료 프로토콜에 따른 환자 순응도를 개선한다. 본 발명의 Fc 변이체와 함께 사용될 수 있는 다양한 분자가 당해 분야에 널리 공지되어 있다. 예를 들면, PCT 공보 WO 제02/070007호; WO 제03/075957호 및 미국 특허 공보 제2005/064514호를 참조한다.

본 발명은 질환, 장애 또는 감염과 관련된 1종 이상의 증상을 모니터링, 진단, 예방, 치료 또는 경감시키기 위해 사용하기 위한 1개 이상의 용기 내에 검출 가능한 물질, 치료제 또는 약물에 접합되거나 융합된 항원에 특이적으로 결합하는 ADCC 및/또는 CDC 활성이 변경되고 FcγR 및/또는 C1q에 대한 결합 친화도가 변경된 1종 이상의 Fc 변이체를 포함하는 키트를 제공한다.

실시예

하기 실시예는 본 발명의 실행을 예시하도록 제공된다. 이는 본 발명의 전체 범위를 제한하거나 한정하는 것으로 의도되지 않는다.

실시예 1: 이종이합체 Fc 도메인을 갖는 2가 단일특이적 항체의 생성.

인간/포유동물 발현에 최적화된 코돈을 사용하여 유전자 합성을 통해 항체 중쇄 및 경쇄를 코딩하는 유전자를 구성하였다. Fab 서열을 공지된 Her2/neu 결합 Ab로부터 생성하고(Carter P. et al. (1992) Humanization of an anti P185 Her2 antibody for human cancer therapy. Proc Natl Acad Sci 89, 4285.), Fc는 IgG1 아이소타입(서열 번호 1)이었다. 최종 유전자 생성물을 포유동물 발현 벡터 pTT5(캐나다에 소재하는 NRC-BRI)에 서브클로닝하였다(Durocher, Y., Perret, S. & Kamen, A. High-level and high-throughput recombinant protein production by transient transfection of suspension-growing human HEK293-EBNA1 cells. Nucleic acids research 30, E9 (2002)). CH3 도메인에서의 돌연변이를 pTT5 주형 벡터의 자리 지정 돌연변이유발을 통해 도입하였다. 만들어진 변형 CH3 도메인 돌연변이의 목록에 대해 표 1 및 표 6 및 표 7을 참조한다.

이종이합체의 형성을 예측하고 동종이합체 대 이종이합체의 비율을 결정하기 위해, 2개의 이종이합체 중쇄를 상이한 크기의 C 말단 연장부로 설계하였다(구체적으로, C 말단 HisTag를 갖는 A 사슬 및 C 말단 mRFP를 갖는 B 사슬 + StrepTagII). 이러한 분자량 차이는 도 25a에 예시된 비환원 SDS-PAGE에서 동종이합체 대 이종이합체의 분화를 허용한다.

HEK293 세포를 2.5:1의 PEI:DNA 비율에서 수성 1㎎/㎖의 25kDa 폴리에틸렌이민(PEI, 폴리사이언시스(Polysciences))으로 지수 성장 단계(1.5 내지 2백만개의 세포/㎖)로 형질감염시켰다(Raymond C. et al. A simplified polyethylenimine-mediated transfection process for large-scale and high-throughput applications. Methods. 55(1):44-51 (2011)). 이종이합체를 형성하기 위한 최적 농도 범위를 결정하기 위해, DNA를 2개의 중쇄의 3가지 별도의 비율로 형질감염시켰다. 예를 들면, 이를 2㎖의 배양 용적으로 수행하고, 65%/55%/35% 또는 10%/20%/40%의 5% GFP, 45% 연어 정자 DNA, 25% 경쇄 및 25% 전체 중쇄(여기서, (C 말단 His-태그를 갖는) A중쇄 플라스미드 및 (C 말단 StrepTagII + RFP를 갖는) B중쇄 플라스미드)로 이루어진 형질감염 DNA를 3가지 상이한 상대 비율(10%/65%; 20%/55%; 40%/35%의 A사슬(His)/B사슬(mRFP))로 샘플링하였다(WT_His/WT_mRFP 이종이합체의 겉보기 1:1 발현 비율은 DNA 비율 20%/55%에 가까운 것으로 결정되었다). F17 혈청 비함유 배지(깁코(Gibco)) 내에서 형질감염 4시간 내지 48시간 후, TN1 펩톤을 0.5%의 최종 농도로 첨가하였다. 발현된 항체를 SDS-PAGE에 의해 분석하여 최적 이종이합체 형성에 대한 중쇄 대 경쇄의 최고의 비율을 결정하였다(도 25b 및 도 25c 참조).

선택된 DNA 비율, 예를 들면 50%의 경쇄 플라스미드, 25%의 A중쇄 플라스미드, 5% GFP를 갖는 AZ33 및 AZ34의 25%의 B중쇄 및 45%의 연어 정자 DNA를 사용하여 상기 기재된 바대로 150㎖의 세포 배양물을 형질감염시켰다. 형질감염된 세포를 4000rpm에서 원심분리 후 수집된 배양 배지와 5 내지 6일 후 수확하고 0.45㎛ 필터를 사용하여 청명하게 하였다. 순도 및 용융 온도의 결정을 비롯하여 추가의 분석을 위해 생성된 CH3 돌연변이를 갖는 각각의 항체에 대해 규모 확대 형질감염 검정에 이용되는 경쇄 및 중쇄 A 사슬 및 B 사슬 플라스미드의 백분율의 목록을 위해 하기 표 2를 참조한다.

실시예 2: 이종이합체 Fc 도메인을 갖는 2가 단일특이적 항체의 정제.

청명한 배양 배지를 MabSelect SuRe(지이 헬스케어(GE Healthcare)) A형 단백질 칼럼에 로딩하고 pH 7.2에서 PBS 완충제의 10 칼럼 용적으로 세척하였다. 항체를 pH 11에서 트리스(TRIS)로 중화된 항체를 포함하는 풀에 있는 분획으로 pH 3.6에서 시트르산 완충제의 10 칼럼 용적으로 용리시킨다. 단백질을 마지막으로 에코노-팩(Econo-Pac) 10DG 칼럼(바이오래드(Bio-Rad))을 사용하여 탈염시켰다. 25℃에서 밤새 PBS 중에 1:10,000의 비율로 항체를 엔테로키나제(NEB)와 항온처리하여 B중쇄 상의 C 말단 mRFP 태그를 제거하였다. 겔 여과에 의해 혼합물로부터 항체를 정제하였다. 겔 여과를 위해, 3.5㎎의 항체 혼합물을 1.5㎖로 농축하고 1㎖/분의 유속으로 AKTA Express FPLC를 통해 세파덱스(Sephadex) 200 힐로드(HiLoad) 16/600 200pg 칼럼(지이 헬스케어)에 로딩하였다. 1㎖/분의 유속으로 pH 7.4에서의 PBS 완충제를 사용하였다. 정제된 항체에 상응하는 분획을 수집하고 약 1㎎/㎖로 농축하고 -80℃에서 저장하였다.

비환원 SDS-PAGE 및 질량 분광법을 이용하여 동종이합체와 비교하여 이종이합체의 형성을 평가하였다. A형 단백질 정제 항체를 4-12% 구배 SDS-PAGE, 비환원 겔에서 수행하여 엔테로키나제(EK) 치료 전에 형성된 이종이합체의 백분율을 결정하였다(도 26 참조). 질량 분광법의 경우, 워터스(Waters) Q-TOF2 질량 분광기와 인터페이스되는 아질런트(Agilent) 1100 HPLC 시스템 상에서 모든 트랩(Trap) LC/MS(ESI-TOF) 실험을 수행하였다. 5㎍의 겔 여과 정제 항체를 단백질 마이크로트랩(Protein MicroTrap)(1.0×8.0㎜)에 주입하고, 8분 동안 1% 아세토나이트릴, 2분 동안 1 내지 20% 아세토나이트릴/0.1% 포름산의 구배로 세척하고, 이후 20분 동안 20 내지 60% 아세토나이트릴/0.1% 포름산 구배로 용리시켰다. 용리액(30-50㎕/분) 2초(m/z 800 내지 4,000)마다 얻은 스펙트럼으로 분광기로 지시하였다(도 28 참조). 각각 85% 초과의 이종이합체 형성을 갖는 AZ12 및 AZ14를 제외하고, 추가의 분석을 위해 90% 초과의 이종이합체를 갖는 변이체를 선택하였다.

실시예 3: 시차 주사 열량측정법(DSC)을 이용한 이종이합체 Fc 도메인을 갖는 2가 단일특이적 항체의 안정성 결정.

GE VP-캐필러리(Capillary) 기기를 사용하여 모든 DSC 실험을 수행하였다. 단백질을 PBS(pH 7.4)로 완충제 교환하고 0.4 내지 0.5㎎/㎖로 세척하고, 0.137㎖를 샘플 세포에 로딩하고 20 내지 100℃에서 1℃/분의 스캔 속도로 측정하였다. 데이터를 오리진(Origin) 소프트웨어(지이 헬스케어)를 사용하여 분석하고 PBS 완충제 배경을 공제하였다(도 27 참조). 시험된 변이체 및 결정된 용융 온도의 목록에 대해 표 3을 참조한다. 각각의 변이체에 대해 70℃ 이상의 용융 온도 및 특정한 Tm을 갖는 변이체의 목록에 대해 표 4를 참조한다.

실시예 4: 표면 플라스몬 공명을 이용한 Fc감마R 결합의 평가

바이오래드 프로테온(BioRad ProteOn) XPR36 기기를 사용하여 25℃에서 pH 7.4에서 10mM HEPES, 150mM NaCl, 3.4mM EDTA 및 0.05% 트윈(Tween) 20으로 모든 결합 실험을 수행하였다. 대략 3000 공명 단위(RU)가 켄칭된 남은 활성 기로 부동화될 때까지 25㎕/분에서 10mM NaOAc(pH 4.5) 중의 4.0㎍/㎖를 주입하여 활성화 GLM 센서칩 상에 재조합 HER-2/neu(p185, ErbB-2(이바이오사이언시스, 인크.(eBiosciences, Inc.))를 포획하였다. 안정한 기준치를 확립하기 위해 완충제 주사 후 240초(대략 500RU 생성) 동안 25㎕/분으로 주입할 때 Her-2/neu 단백질을 결합시켜 센서칩 상에 변형 CH3 도메인을 포함하는 40㎍/㎖의 정제 항-HER-2/neu 항체를 간접적으로 포획하였다. Fc감마R(CD16a(f 동종이인자형) 및 CD32b) 농도(6000, 2000, 667, 222 및 74.0nM)를 180초 분해 단계로 60㎕/분에서 120초 동안 주입하여 일련의 결합 센소그램을 얻었다. 3회 독립 실행의 평균으로서 보고된 값으로 평형 피트 모델을 사용하여 결합 등온선으로부터 생성된 K_D 값을 결정하였다. 야생형 IgG1 Fc 도메인과 비교하고, 변이체 kD에 대한 WT kD의 비율로 결합이 표시된다(표 5 참조).

실시예 5: Fc_CH3 조작을 이용한 Fc 변이체의 합리적 설계 - 1 스캐폴드(1a 및 1b) 및 AZ17-62 및 AZ133-AZ2438의 개발

높은 안정성 및 순도를 갖는 AZ 변이체를 얻기 위해, 상기 기재된 구조 및 컴퓨터 전략을 이용하였다(도 24 참조). 예를 들면, AZ8의 심도 구조-기능 분석은 야생형 인간 IgG1과 비교하여 AZ8,L351Y_V397S_F405A_Y407V/K392V_T394W의 각각의 도입된 돌연변이에 대한 자세한 이해를 제공하고, 중요한 코어 이종이합체 돌연변이가 L351Y_F405A_Y407V/T394W이지만, V397S, K392V는 이종이합체 형성에 관련되지 않는다는 것을 나타낸다. 코어 돌연변이(L351Y_F405A_Y407V/T394W)는 본 명세서에서 "1 스캐폴드" 돌연변이라 칭한다. 분석은 게다가 야생형(WT) 동종이합체 형성과 관련하여 손실된 중요한 계면 핫스팟이 WT-F405-K409, Y407-T366의 상호작용 및 Y407-Y407 및 -F405의 패킹을 나타낸다(도 29 참조). 이는 루프 구역 D399-S400-D401(도 30 참조) 및 K370에서의 관련 β-시트에서의 큰 배좌 차이를 나타내는 MD 분석, 캐비티 및 패킹에 반영된다. 이는 사슬간 상호작용 K409-D399를 손실시키고(도 30 참조), E357에 대한 강한 K370 수소 결합을 약하게 한다(K370은 더 이상 S364 및 E357과 직접 접촉하지 않지만, 전부 용매 노출된다). WT IgG1 CH3 도메인에서, 이 구역은 림(rim)에서 계면을 묶고 벌크 용매 경쟁으로부터 코어 상호작용을 보호하고 양호한 소수성 반 데르 발스 상호작용의 동적 발생을 증가시킨다. 결과는 WT와 비교하여 AZ8의 더 낮은 매립 표면적 및 소수성 코어의 더 높은 용매 접근성이다. 이는 WT 안정성과 비교하여 AZ8의 더 낮은 안정성에 대한 가장 중요한 인자가 a) WT-F405-K409 상호작용의 손실 및 F405의 패킹 및 b) Y407-Y407 및 Y407-T366의 강한 패킹 상호작용의 손실이라는 것을 나타낸다. 도 29를 참조한다.

결과적으로, 본 발명자들은 WT와 비교하여 AZ8의 낮은 안정성의 원인인 중요한 잔기/서열 모티프를 확인하였다. AZ8의 안정성 및 이종이합체 특이성을 개선하기 위해, 후속 양성 설계 조작 노력은 따라서 구체적으로 더 '밀폐된' - WT 유사 배좌에서 399-401 위치의 루프 배좌 안정화(도 30 참조) 및 T366 및 L368 위치에서의 소수성 코어의 약간 전체 감소한(더 헐거운) 패킹의 보상(도 29 참조)에 초점을 둔다.

399-401 위치의 루프 배좌의 이러한 안정화를 성취하기 위해, 기재된 컴퓨터 접근법을 이용하여 본 발명자들의 상이한 표적화 설계 아이디어를 평가하였다. 구체적으로, Fc 변이체 AZ8에 대한 3가지 상이한 독립 옵션을 분석하여 안정성을 개선하기 위한 확인된 중요한 구역을 최적화하였다. 우선, 소수성 코어를 보호하면서 399-400의 루프 배좌를 안정화시키기 위한 더 우수한 소수성 패킹에 대해 K409 및 F405A 위치에 가까운 결합 포켓을 평가하였다(도 30 참조). 이는 F405 및 K392 위치에서의 추가의 점 돌연변이를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 두번째로, 399-400의 루프 배좌를 안정화하고 소수성 코어를 보호하기 위한 399-409 위치의 정전 상호작용을 개선하기 위한 옵션을 평가하였다. 이는 T411 및 S400 위치에서의 추가의 점 돌연변이를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 셋째로, 코어 소수성 패킹을 개선하기 위한 T366, T394W 및 L368의 코어 패킹 위치에서의 결합 포켓을 평가하였다(도 29 참조). 이는 T366 및 L368 위치에서의 추가의 점 돌연변이를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 상이한 독립적 양성 설계 아이디어를 인 실리코 시험하고 컴퓨터 도구를 이용한 특정한 우수한 변이체(AZ17-AZ62)를 실시예 1 내지 4에 기재된 바대로 발현 및 안정성에 대해 실험적으로 검증하였다. 용융 온도가 70℃ 이상인 이 설계 전략을 포함하는 특정한 Fc 기반 이종이합체 작제물의 목록에 대해 표 4를 참조한다.

Fc 변이체 AZ33은 Fc 변이체 개발의 예이고, 1 스캐폴드를 변형하여 1a 스캐폴드 돌연변이를 생성하여 안정성 및 순도를 개선하였다. 소수성 코어를 보호하면서 399-400의 루프 배좌를 안정화시키기 위해 392-394-409 및 366 위치에서의 소수성 패킹을 개선하고자 하는 목표로 AZ8에 기초하여 이 Fc 변이체를 설계하였다. 이 Fc 변이체 AZ33 이종이합체는 AZ8, K392M 및 T366I의 코어 돌연변이와 다른 2개의 추가의 점 돌연변이를 갖는다. 돌연변이 T366I_K392M_T394W/F405A_Y407V는 본 명세서에서 "1a 스캐폴드" 돌연변이라 칭한다. 소수성 코어를 보호하고 399-400의 루프 배좌를 안정화시키기 위해 K409 및 F405A 위치에 가까운 캐비티에서의 패킹을 개선하도록 돌연변이 K392M을 설계하였다(도 31 참조). 코어 소수성 패킹을 개선하고 T394W 사슬의 동종이합체의 형성을 제거하도록 T366I를 설계하였다(도 29 참조). AZ33에 대한 실험 데이터는 다른 음성 설계 Fc 변이체, 예컨대 AZ8(Tm 68℃)에 비해 유의적으로 개선된 안정성을 나타내고, AZ33은 Tm이 74℃이고 이종이합체 함량이 98% 초과이다(도 25c 참조).

Fc 변이체 이종이합체의 3가지 설계와 같은 양상의 1 스캐폴드 돌연변이를 이용한 Fc 변이체의 개발

AZ33이 초기 출발 변이체 AZ8에 비해 유의적인 안정성 및 특이성(또는 순도) 개선을 제공하지만, 본 발명자들의 분석은 상기 기재된 설계 방법 및 AZ33의 실험 데이터를 이용한 추가의 아미노산 변형으로 Fc 변이체 이종이합체의 안정성에 대한 추가의 개선이 이루어질 수 있다는 것을 나타낸다. 상이한 설계 아이디어는 발현 및 안정성에 독립적으로 시험되지만, 독립 설계 아이디어는 이동 가능하고 가장 성공적인 이종이합체는 상이한 설계의 조합을 포함한다. 구체적으로, L366T-L368 잔기에서의 코어 패킹을 최적화하는 돌연변이로부터 독립적으로 K409-F405A-K392에 가까운 캐비티에서의 AZ8 패킹 돌연변이의 최적화를 평가하였다. 2개의 이 구역 366-368 및 409-405-392는 서로 멀고 독립적인 것으로 생각된다. 이 최적화 돌연변이가 별도로 평가되므로, 예를 들면 Fc 변이체 AZ33은 366-368에서가 아니라 409-405-392에서 패킹에 최적화된다. 366-368 돌연변이의 비교는 T366L이, Fc 변이체 AZ33의 개발에 사용되는 점 돌연변이인, T366 및 또한 T366I에 비해 개선된 안정성을 갖는다는 것을 제시한다. 결과적으로, 제시된 실험 데이터는, 예를 들면 T366I 대신에 T366L을 도입하여 AZ33의 추가의 최적화를 즉시 제시한다. 따라서, CH3 도메인 T366L_K392M_T394W/F405A_Y407V에서의 아미노산 돌연변이를 본 명세서에서 "1b 스캐폴드" 돌연변이라 칭한다.

유사한 방식으로, 현재의 Fc 변이체 이종이합체 AZ33을 추가로 개선하기 위해 사용되는 점 돌연변이를 확인하기 위해 완전한 실험 데이터를 분서하였다. 상기 기재된 컴퓨터 접근법에 의해 이 확인된 돌연변이를 분석하고 점수매겨 표 6에 기재된 AZ33에 기초한 추가의 Fc 변이체 이종이합체의 목록을 생성시킨다.

실시예 6: Fc_CH3 조작을 이용한 Fc 변이체의 합리적 설계 - 2 스캐폴드(a 및 b) 및 AZ63-101 및 AZ2199-AZ2524의 개발

안정성 및 순도에 대한 초기 음성 설계 단계 Fc 변이체 AZ15를 개선하기 위해, 상기 기재된 구조 및 컴퓨터 전략을 이용하였다(도 24 참조). 예를 들면, Fc 변이체 AZ15의 심도 구조-기능 분석은 야생형(WT) 인간 IgG1과 비교하여 AZ15, L351Y_Y407A/E357L_T366A_K409F_T411N의 각각의 도입된 돌연변이에 대한 자세한 이해를 제공하고, 중요한 코어 이종이합체 돌연변이가 L351Y_Y407A/T366A_K409F이지만, E357L, T411N은 이종이합체 형성 및 안정성에 직접 관련되지 않는다는 것을 나타낸다. 코어 돌연변이(L351Y_Y407A/T366A_K409F)를 본 명세서에서 "2 스캐폴드" 돌연변이라 칭한다. 분석은 게다가 야생형(WT) 동종이합체 형성과 관련하여 손실된 중요한 계면 핫스팟이 염 브릿지 D399-K409, 수소 결합 Y407-T366 및 Y407-Y407의 패킹이라는 것을 나타낸다. 하기 제공된 자세한 분석은 본 발명자들이 본 발명자들의 원래 Fc 변이체 AZ15의 안정성 및 안정성이 개선된 이 Fc 변이체를 성취하기 위해 이루어진 위치 및 아미노산 변형을 어떻게 개선하는지를 기술하고 있다.

2 스캐폴드 돌연변이를 이용한 Fc 변이체의 개발 및 2a 스캐폴드 돌연변이의 추가의 개발.

인 실리코 분석은 이전의 Fc 변이체 설계, 예컨대 AZ15 돌연변이 K409F_T366A_Y407A의 비최적 패킹 및 WT-Y407-Y407 상호작용의 손실로 인한 소수성 코어의 전체 패킹 감소를 나타낸다. 더 최적의 패킹으로 본 명세서에 기재된 이종다합체를 설계하였다. 본 명세서에 기재된 몇몇 양성 설계 노력은 초기 Fc 변이체 AZ15에서 패킹 결함을 보상하기 위한 점 돌연변이에 초점을 두었다. 표적화된 잔기는 T366, L351 및 Y407 위치를 포함하였다. 이들의 상이한 조합을 인 실리코 시험하고, 컴퓨터 도구를 이용한 최고 점수 Fc 변이체(AZ63-AZ70)를 실시예 1 내지 4에 기재된 바대로 발현 및 안정성에 대해 실험적으로 검증하였다.

Fc 변이체 AZ70은 Fc 변이체의 개발의 예이고, 2 스캐폴드를 변형하여 2a 스캐폴드 돌연변이를 생성하여 안정성 및 순도를 개선하였다. 상기 기재된 바대로 소수성 코어에서의 더 우수한 패킹을 성취하고자 하는 목표로 AZ15에 기초하여 이 Fc 변이체를 설계하였다. Fc 변이체 AZ70은, T366이 T366A 대신에 T366V로 돌연변이된다는 것을 제외하고는, 상기 기재된 바와 동일한 2 스캐폴드 코어 돌연변이(L351Y_Y407A/T366A_K409F)를 가졌다(도 33). L351Y 돌연변이는 366A_409F/407A 변이체 용융 온도를 71.5℃로부터 74℃로 개선하고, 366A로부터 366V로의 추가의 변화는 Tm을 75.5℃로 개선하였다(표 4에서 Tm이 각각 71.5℃, 74℃ 및 75.5℃인 AZ63, AZ64 및 AZ70 참조). 코어 돌연변이(L351Y_Y407A/T366V_K409F)를 본 명세서에서 "2a 스캐폴드" 돌연변이라 칭한다. Fc 변이체 AZ70에 대한 실험 데이터는 초기 음성 설계 Fc 변이체 AZ15에 비해 유의적으로 개선된 안정성을 나타내고(Tm 71℃), AZ70은 Tm이 75.5℃이고 이종이합체 함량이 90% 초과이다(도 33 및 도 27).

2 스캐폴드 돌연변이를 이용한 Fc 변이체의 개발 및 2b 스캐폴드 돌연변이의 추가의 개발.

분자 역학 모의(MD) 및 패킹 분석은 WT 염 브릿지 K409-D399의 손실로 인한 것일 수 있는 루프 399-400의 바람직한 더 '개방된' 배좌를 나타낸다. 이는 또한 불포화 D399를 생성시키고, 이는 결국 K392와의 보상 상호작용에 바람직하고 루프의 더 '개방된' 배좌를 유도하였다. 이 더 '개방된' 루프 배좌는 코어 CH3 도메인 계면 잔기의 전체 패킹 감소 및 더 높은 용매 접근성을 발생시키고, 결국 이종이합체 복합체를 유의적으로 탈안정화시켰다. 따라서, 표적화된 양성 설계 노력 중 하나는 D399-K409 염 브릿지의 손실 및 K409의 패킹 상호작용을 보상하는 추가의 점 돌연변이에 의한 더 '밀폐된' WT 유사 배좌에서 이 루프의 테터링이다. 표적화된 잔기는 T411, D399, S400, F405, N390, K392 위치 및 이들의 조합을 포함하였다. 상이한 패킹, 소수성 및 정전 양성 조작 전략을 상기 위치와 관련하여 인 실리코 시험하고, 컴퓨터 도구를 이용하여 결정된 최고 점수 Fc 변이체(AZ71-AZ101)를 실시예 1 내지 4에 기재된 바대로 발현 및 안정성에 대해 실험적으로 검증하였다.

Fc 변이체 AZ94는 Fc 변이체의 개발의 예이고, 2 스캐폴드는 변형하여 추가의 점 돌연변이를 따라 2b 스캐폴드 돌연변이를 생성하여 안정성 및 순도를 개선하였다. 더 '밀폐된' WT 유사 배좌에서 루프 399-400을 테터링하고 상기 기재된 바대로 D399-K409 염 브릿지의 손실을 보상하는 목표로 이 Fc 변이체를 설계하였다. Fc 변이체 AZ94는 2 스캐폴드(L351Y_Y407A/T366A_K409F)에 4개의 추가의 점 돌연변이를 갖고, L351Y를 야생형 L351에 돌려보내 이 Fc 변이체에 대한 코어 돌연변이로서(Y407A/T366A_K409F)를 남긴다. 코어 돌연변이 Y407A/T366A_K409F는 본 명세서에서 "2b 스캐폴드" 돌연변이라 칭한다. AZ94의 4개의 추가의 점 돌연변이는 K392E_T411E/D399R_S400R이다. 추가의 염 브릿지를 형성하고 K409/D399 상호작용의 손실을 보상하도록 돌연변이 T411E/D399R을 조작하였다(도 34). 추가로, 잠재적인 동종이합체 둘 다에서 전하-전하 상호작용을 배척하여 동종이합체 형성을 방지하도록 이 염 브릿지를 설계하였다. 다른 염 브릿지를 형성하고 이에 따라 더 '밀폐된' WT 유사 배좌에서 399_400 루프를 추가로 테터링하도록 추가의 돌연변이 K392E/S400R이 의도되었다(도 34). AZ94에 대한 실험 데이터는 초기 음성 설계 Fc 변이체 AZ15에 비해 개선된 안정성 및 순도를 나타내고(Tm 71℃, 90% 초과의 순도), Fc 변이체 AZ94는 Tm이 74℃이고 이종이합체 함량 또는 순도가 95% 초과이다.

Fc 변이체 이종이합체의 3가지 설계와 같은 양상의 2 스캐폴드 돌연변이를 이용한 Fc 변이체의 개발

Fc 변이체 AZ70 및 AZ94는 초기 음성 설계 Fc 변이체, 예컨대 AZ15에 비해 유의적인 안정성 및 순도 개선을 제공하지만, 본 발명자들의 AZ70 및 AZ94의 분석 및 비교는 추가의 아미노산 변형으로 Fc 변이체 이종이합체의 안정성에 대한 예상치 못한 개선이 만들어 질 수 있다는 것을 직접적으로 나타낸다. 예를 들면, 초기 변이체 AZ15에서 2개의 명확한 비최적화된 구역을 표적화도록 Fc 변이체 AZ70 및 AZ94를 설계하고, 소수성 코어에서 패킹을 개선하고 코어 계면 잔기의 외부에서 돌연변이를 만들어 399-401 위치의 루프 배좌를 안정화시키는 수소 결합 및 추가의 염 브릿지를 생성하여 이를 성취한다. Fc 변이체 AZ70 및 AZ94의 추가의 점 돌연변이는 서로 멀고, 이에 따라 독립적이고 2a 및 2b 돌연변이를 포함하는 동일한 2 스캐폴드 코어 돌연변이 주위로 설계된 다른 Fc 변이체로 전송 가능하다. 구체적으로, AZ70은 추가의 염 브릿지 없이 최적화된 코어 돌연변이 L351Y_Y407A/T366A_K409F만을 운반하고, AZ94는 추가의 4개의 정전 돌연변이(K392E_T411E/D399R_S400R)를 포함하지만, 소수성 코어 계면(Y407A/T366A_K409F)에서 하나의 적은 돌연변이를 갖는다. 이 2b 스캐폴드 돌연변이는 AZ70보다 덜 안정하지만(예를 들면, AZ94와 동등한 코어 돌연변이를 갖고 Tm이 72℃인 AZ63 참조), K392E_T411E/D399R_S400R 돌연변이의 첨가에 의해 보상된다. 제시된 실험 안정성 및 순도 데이터는 소수성 코어를 최적화하는 AZ70의 돌연변이의 조합 및 AZ94의 정전 돌연변이가 Fc 변이체 이종이합체의 안정성 및 순도를 추가로 개선해야 한다는 것을 나타낸다. 유사한 방식으로, Fc 변이체 이종이합체 AZ70 및 AZ94를 추가로 개선하기 위해 사용될 수 있는 점 돌연변이를 확인하기 위해 2 스캐폴드 Fc 변이체(AZ63-101)에 대한 완전한 실험 데이터를 분석하였다. 이 확인된 돌연변이를 상기 기재된 컴퓨터 접근법에 의해 추가로 분석하고 점수매겨 표 7에 기재된 AZ70 및 AZ94에 기초한 추가의 Fc 변이체 이종이합체의 목록을 생성시킨다.

실시예 7: FcgR 결합에 미치는 이종이합체 CH3의 효과

FcgR을 갖는 이종이합체 Fc 활성의 원형 예로서, FcgR 결합에 대해 실시예 4에 기재된 SPR 검정에서 Her2 결합 Fab 암을 갖는 A:K409D_K392D/B:D399K_D356K(1대조군(도 35에서의 het 1)) 및 A:Y349C_T366S_L368A_Y407V/B:S354C_T366W(4대조군(도 35에서의 het 2))의 이종이합체 Fc 구역을 갖는 2개의 변이체 항체를 시험하였다. 도 35에 도시된 바대로, 본 발명자들은 이종이합체 Fc 구역 둘 다가 야생형 IgG1 Fc 구역과 동일한 상대 강도로 상이한 Fc감마 수용체에 결합하지만, 전체적으로, 이종이합체 Fc 구역이 야생형 항체보다 약간 더 우수하게 각각의 FcgR에 결합한다는 것을 관찰하였다. 이는 Fc의 CH3 계면에서의 돌연변이가 본 발명자들의 분자 역학 모의 및 분석에서 관찰된 CH2 도메인에 걸친 Fc감마 수용체에 대한 Fc 구역의 결합 강도에 영향을 미칠 수 있다는 것을 나타낸다.

실시예 8: FcgR 결합에 미치는 이종이합체 Fc의 CH2에서 비대칭 돌연변이의 효과

아스파르트산에 대한 Fc 구역의 CH2 도메인에서의 267 위치에서의 세린(S267D)의 돌연변이는 CH2 도메인의 2개의 사슬에서 동종이합체 방식으로 도입될 때 Fc감마 IIbF, IIbY & IIaR 수용체에 결합하는 것으로 공지되어 있다. 이 돌연변이가 이종이합체 Fc 분자에서 CH2 도메인 중 오직 하나에 도입되어 이 돌연변이가 도 36a에 제시된 데이터가 나타내는 것처럼 동종이합체 CH2 Fc에 도입될 때에 비해 결합 강도의 거의 절반의 개선을 얻을 수 있다. 반면, Fc의 동종이합체 CH2 도메인에서의 E269K 돌연변이는 FcgR에 대한 Fc 구역의 결합을 방지한다. 본 발명자들은 Fc의 CH2 도메인에서의 2개의 사슬 중 하나 상의 이 양호한 돌연변이 및 원치않는 돌연변이의 비대칭 도입에 의해 FcgR 수용체에 대한 Fc 구역의 결합 강도의 조작 증대에 대한 계획을 제시한다. 이종이합체 Fc에서의 하나의 CH2 사슬 상의 비대칭 방식의 E269K 돌연변이의 도입은 이것이 존재하는 면에서 FcgR의 결합을 차단하여 극성 드라이버로 작용하고, Fc의 다른 면이 정상 방식으로 FcgR과 상호작용하게 한다. 이 실험으로부터의 결과가 도 36a에 제시되어 있다. 독립적 방식으로 Fc의 사슬 둘 다를 통해 결합 강도를 선택적으로 변경하는 기회는 Fc와 FcgR 수용체 사이의 선택도 및 결합 강도를 조작하는 기회 증가를 제공한다. 따라서, CH2 도메인에서의 돌연변이의 이러한 비대칭 설계는 본 발명자들이 특정한 결합 모델을 선호하거나 배척하는 양성 및 음성 설계 전략를 도입하게 하여, 선택도를 도입할 더 큰 기회를 제공한다.

후속 실험에서, 본 발명자들은 Fc감마 IIaR, IIbF 및 IIbY 수용체에 대한 더 약한 결합을 계속해서 나타내면서 Fc감마 IIIaF 및 IIIaV 수용체에 대한 결합 강도 증가를 나타내는 염기 Fc 돌연변이체 S239D_D265S_I332E_S298A의 선택도 프로필을 변경하였다. 이는 도 36b에 도시된 결합 프로필에 기재되어 있다. A 사슬에서 비대칭 돌연변이 E269K를 도입하고 B 사슬에서 I332E 돌연변이를 회피하여, 본 발명자들은 IIa 및 IIb 수용체 결합을 추가로 약하게 하고 Fc를 IIIa 수용체 결합에 더 특이적으로 만드는 신규한 FcgR 결합 프로필을 생성시킬 수 있었다.

도 36c에 도시된 다른 예에서, 비대칭 돌연변이가 CH2 도메인에서 돌연변이 S239D/K326E/A330L/I332E/S298A를 포함하는 동종이합체 Fc에 비해 강조되어 있다. 야생형 IgG1 Fc에 비해, 이 변이체는 IIIa 수용체에 대한 결합 증가를 나타내지만, 또한 IIa 및 IIb 수용체가 야생형 Fc보다 약간 더 강하게 결합한다. 비대칭 방식으로 A:S239D/K326E/A330L/I332E 및 B:S298A의 이 돌연변이의 도입과 함께, IIIa 결합의 증가는 또한 IIa/IIb 수용체 결합을 증가시키고, 프로세스에서의 선택도를 비분명하게 하다. 이러한 이종이합체 변이체에서 비대칭 E269K 돌연변이, 즉 A:S239D/K326E/A330L/I332E/E269K 및 B:S298A를 도입하여, IIa/IIb 결합이 야생형 수준으로 다시 감소하였다. 이는 Fc의 CH2 도메인에서의 비대칭 돌연변이의 사용이 개선된 Fc감마R 선택도를 설계하기 위한 유의적인 기회를 제공할 수 있다는 사실을 강조한다.

실시예에서 사용된 시약은 상업적으로 구입 가능하거나 당해 분야에 공지된 상업적으로 구입 가능한 장치, 방법 또는 시약을 사용하여 제조될 수 있다. 상기 실시예는 본 발명의 다양한 양태 및 본 발명의 방법의 실행을 예시한다. 실시예는 본 발명의 많은 상이한 실시양태의 전적인 설명을 제공하는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 상기 방법이 이해의 명확성의 목적을 위해 예시 및 예의 방식으로 약간 자세히 기재되어 있더라도, 당해 분야의 당업자는 특허청구범위의 정신 또는 범위를 벗어남이 없이 많은 변화 및 변형이 일어날 수 있다는 쉽게 인식할 것이다.

실시예 9: SPR에 의해 결정된 FcRn 결합.

2개의 상이한 배향에서 SPR에 의해 FcRn에 대한 결합을 결정하였다.

1. 부동화 FcRn에 대한 이종이합체 변이체의 흐름: 이 실험에서, 표준 NHS/EDC 커플링을 이용하여 대략 5000RU의 고밀도 표면을 만들었다. 100nM의 WT 및 각각의 변이체를 MES(pH 6) 실행 완충제 중에 600초 분해로 120초 동안 50㎕/분에서 3회 주입하였다.

2. 간접적으로 포획된 이종이합체 변이체에 대한 FcRn의 유동: 이 SPR 실험에서, 염소 항-인간 IgG 표면을 이용하여 항체(각각 대략 400RU)를 간접적으로 포획한 후, 3배 FcRn 희석 시리즈(6000nM 고농도)를 주사하였다. 실행 완충제는 pH 6에서의 10mM MES/150mM NaCl/3.4mM EDTA/0.05 트윈 20이었다. 염소 다중클론 표면에 대한 FcRn의 유의적인 결합이 없었다. 모든 변이체는 WT 센소그램에 유사한 것으로 나타났다. 하기 표 8은 유동 FcRn에 의한 간접 부동화에 의해 결정된 Kd를 보여준다(2.).

실시예 10: 본 명세서에 기재된 Fc 이종이합체의 이중특이적 결합

돌연변이 A 사슬: L351Y_F405A_Y407V, B 사슬: T366L_K392M_T394W를 갖는 Fc 이종이합체 및 Fc 이종이합체의 A 사슬 및 B 사슬의 N 말단에 융합된 항-HER2 및 항-HER3 scFv를 사용하여 이중특이적 결합을 입증하였다. 생성된 변이체 이중특이적 HER2/HER3 변이체 및 2개의 1가-단일특이적 HER2, HER3 변이체가 도 40a에 예시되어 있다. 이중특이적 결합을 시험하기 위해, 2개의 1가 변이체(항-HER2 1가 및 항-HER2 1가, 도 40a에 예시됨) 및 이중특이적 항-HER2/HER3 이종이합체의 용량 범위를 MALME-M3 흑색종 세포와 항온처리한 후, FACS 분석하여 각각의 분자의 겉보기 결합 친화도를 결정하였다(도 40b에 도시). 문헌["Antitumor activity of a novel bispecific antibody that targets the ErbB2/ErbB3 oncogenic unit and inhibits heregulin-induced activation of ErbB3", McDonagh CF et al., Mol Cancer Ther. 11 (3):582-93 (2012)]에 기재된 프로토콜에 따라 검정 시스템을 설정하였다.

실시예 11: 이종이합체 Fc 도메인을 갖는 2가 단일특이적 항체의 발현 및 정제 및 LC/MS에 의한 순도의 정량화

이종이합체 변이체 AZ133(A: L351Y/F405A/Y407V, B: T366L/K392M/T394W), AZ138(A: F405A/Y407V, B: T366L/K392M/T394W), AZ3002(A: T350V/L351Y/F405A/Y407V, B: T350V/T366L/K392M/T394W), AZ3003(A: T350V/L351Y/F405A/Y407V, B: T350V/T366L/K392L/T394W) 및 다른 AZ 작제물 AZ3000-AZ3021을 생성하고 실시예 1 및 2에 기재된 바대로 정제하였다. 이종이합체 형성의 튼튼함 및 이종이합체 순도에 미치는 이종이합체 사슬 중 초과의 하나의 효과를 예측하기 위해, 3가지 상이한 DNA 비율의 2개의 A중쇄 및 B중쇄(예를 들면, A:B=1:1.5; 1:1; 1.5:1의 비율)를 사용하여 선택된 이종이합체를 일시적으로 발현시켰다.

실시예 1에 자세히 기재된 바대로 인간/포유동물 발현에 최적화된 코돈을 사용하여 유전자 합성을 통해 이종이합체 중쇄 및 경쇄를 코딩하는 유전자를 구성하였다. Fab 서열을 공지된 Her2/neu 결합 Ab로부터 생성하고(Carter P. et al. (1992) Humanization of an anti P185 Her2 antibody for human cancer therapy. Proc Natl Acad Sci 89, 4285), Fc는 IgG1 아이소타입(서열 번호 1)이었다. 1:1.5, 1:1 및 1.5:1의 3가지 상이한 A중쇄 대 B중쇄 비율을 이용하여 실시예 1 내지 2에 기재된 바대로 일시적 동시발현에 의해 변이체를 발현시켰다. A형 단백질 친화도 크로마토그래피 및 정제용 겔 여과에 의해 샘플을 정제하였다(자세히는 실시예 2 참조). 정제된 샘플을 37℃에서 밤새 PNGaseF와 탈글라이코실화하였다. MS 분석 전에, 샘플을 포로스 R2 칼럼에 주입하고 3분 내에 20-90% ACN, 0.2% FA의 구배로 용리시켰다. LC 칼럼의 피크를 LTQ-오비트랩 XL 질량 분광기(콘 전압: 50V' 튜브 렌즈: 215V; FT 해상도: 7,500)로 분석하고, 소프트웨어 프로매스로 통합하여 분자량 프로필을 생성하였다.

이종이합체 순도를 예측하기 위해 이종이합체 및 동종이합체에 대한 상대 피크 높이를 이용하였다(도 39 참조).

실시예 12: 이종다합체 AZ3002 및 AZ3003의 결정 구조:

AZ3002 및 AZ3003의 이종이합체 Fc 작제물을 CHO에서 일시적으로 발현시키고 pA 및 SEC에 의해 동종성으로 정제하였다. 정제된 Fc 이종이합체를 마이크로시딩을 이용하여 5%(v/v) 에틸렌 글라이콜, 18%(w/v) 폴리에틸렌 글라이콜 3350 및 0.15M 요오드화암모늄으로 구성된 모액 용액 위에 2:1의 비율로 현적 증기 확산 방법을 통해 약 24시간 항온처리 후 18℃에서 결정화하였다. 에틸렌 글라이콜의 농도를 30%(v/v)로 증가시키고 이후 액체 질소 중에 플래시 냉각하여 결정을 저온보호하였다. 결정 둘 다로부터의 회절 데이터를 전체 200도에 대해 0.5도 진동을 이용하여 100K에서 수집하고, XDS로 프로세싱하였다.¹ 질의 단백질로서 PDBID:2J6E를 사용하여 파저(Phaser)에 의한 분자 대체를 통해 AZ3002의 구조를 풀었다.² 이후, AZ3002의 구조를 사용하여 유사한 방식으로 AZ3003을 풀었다. 결정학적 비대칭 단위에 존재하는 아지메트릭(Azymetric) 이종이합체의 완전한 이중 상호 관련성을 수용하기 위해(예를 들면, A 분자의 점유는 B 분자에 기재된 것과 동일할 수 있고 그 반대도 이와 같다), 2개의 가능한 이종이합체 쌍(각각 0.5원자 점유를 가짐)을 Refmac에 개정된 쿠트(Coot)로 모델링하였다.^3,4 회절 데이터 프로세싱 및 구조 개정 통계학이 표 9에 제시되어 있다.

결정 구조의 중첩이 도 42에 도시되어 있다. AZ3002 및 AZ3003 이종이합체의 결정 구조는 인 실리코 모델(CH3 도메인에 대해 RMSD 모든 원자 = 0.706Å, RMSD 골격 = 0.659Å)과 매우 우수하게 일치한다는 것을 보여주고 중요한 코어 패킹 잔기의 예상된 배좌를 확인시켜준다.

실시예 13: AZ3003의 글라이코실화 분석

AZ3003 이종이합체를 발현시키고 실시예 11에 기재된 바대로 정제하였다. 표준 제조업자 프로토콜을 이용하여 인스탄트AB(InstantAB)(상표명)(Prozyme)와 함께 GlykoPrep(상표명) 래피드 N-글라이칸 제제로 글라이칸을 분석하였다.

결과는 도 43에 도시되어 있고 AZ3003이 통상적인 글라이코실화 패턴을 갖는다는 것을 보여한다.

실시예 14: 강제 분해 조건 하의 AZ3003의 안정성 평가

강제 분해 조건 하에 항온처리에 의해 AZ3003 이종이합체의 안정성을 평가하였다. 강제 분해 조건 하의 mAb의 안정성은 장기간 제제 안정성에 대한 우수한 예상치일 수 있다.

정제된 이종이합체 샘플(실시예 11에 기재된 발현 및 정제)을 응집 징후 없이 100㎎/㎖로 농축하였다. 샘플을 적절한 완충제로 희석하고 하기 표 10에 기재된 강제 분해 조건 하에 평가하였다. 처리된 샘플을 SDS-PAGE 및 HPLC-SEC에 의해 분석하였다.

론자(LONZA)로부터 구입한 프리캐스트 구배 겔에 의해 환원(R) 및 비환원(NR) 조건 하에 SDS-PAGE를 수행하였다. 쿠마시 브릴리언트 블루 G-250으로 염색하여 단백질 밴드를 가시화하였다.

실행 완충제로서 10mM 인산나트륨, 0.14M NaCl, 10% 아이소프로판올로 0.8㎖/분 유속에서 페노메넥스(Phenomenex), BIOSEP-SEC-S4000 또는 바이오래드 바이오실크(BioRad Bio-Sil) TSK 4000 HPLC 칼럼을 사용하여 분석용 SEC-HPLC를 수행하였다. 이는 종에 의한 잠재적인 더 높고 더 낮은 분자의 정량화가 가능하게 한다.

결과가 도 44에 도시되어 있고, AZ3003 이종이합체가 안정하고 산업 표준 mAb와 일치하는 안정성 프로필을 나타낸다는 것을 입증시켜준다.

실시예 15: AZ3003의 다운스트림 정제 평가

AZ3003의 생산성 평가를 수행하여 도 45에 도시된 산업 표준 항체 정제 프로세스 계획을 이용하여 AZ3003의 거동을 평가하였다. 이 프로세스는 생성물 포획을 위한 A형 단백질 친화도 크로마토그래피, 이후 응집물 제거를 위한 A형 단백질 및 HCP를 침출시키는 양이온 교환(CEX) 크로마토그래피 및 마지막으로, 바이러스, DNA 및 음으로 하전된 오염물을 포획하기 위한 관통(flow-through) 방식의 음이온 교환(AEX) 크로마토그래피를 포함하는 3 칼럼 단계 플랫폼을 포함한다. 이 평가를 이용하여 초기 조사/개발 단계에서 약물 후보물질(들)이 갖는 잠재적인 제조 문제(예를 들면, 프로세스 안정성, 생성물 안정성 및 품질)를 확인하였다.

생산성 평가 동안, 도 46에 도시된 산업 표준 정제 프로세스를 이용하여 크로마토그래피 거동, 단백질 안정성 및 생성물 품질을 평가하였다. 표 11(하기)은 평가, 즉 단계 수율, 더 높은 분자량 응집물(HMW) 함량 및 용리 용적에 이용되는 주요 기준을 기술한다. 정제 동안 고 단계 수율 및 저 용리 용적은 완전 거동 안정한 단백질을 나타낸다. 최종 생성물 중의 단백질 응집물(HMW 종)의 존재가 약제학적 생성물 저장 기간 동안 활성, 환자에서의 면역원성 반응 및/또는 미립자 형성을 감소시키면서, 정제 동안 HMW 함량 및 이의 제거의 모니터링이 중요하다. 높은 수준의 응집물이 제거에 추가의 정제 단계를 요하여, 제조 시간 및 비용을 증가시키므로, 최소 초기 HMW 함량(4% 미만)을 갖는 Mab의 발현이 바람직하다.

AZ3003의 안정성, 크로마토그래피 거동 및 생성물 품질을 검증하기 위해 표준 산업 정제 프로세스를 이용하였다.

1.1 A형 단백질 포획

CM 발현 AZ3003을 밀리포어(Millipore)로부터의 병 상부 필터(PES)를 사용하여 0.22㎛ 여과시키고 20mM 트리스(Tris)-HCl, 0.14 M NaCl(pH 7.5)의 5CV로 평형화된 Mab 설렉트 SuRe(1.6x25㎝) 칼럼에 적용하였다. 로딩 후, A280 흡광도가 안정한 기준치에 도달할 때까지 칼럼을 광범위하게 평형 완충제로 세척하였다. AZ3003을 0.1M 아세트산염 완충제(pH 3.6)로 용리시키고 바로 1/10 용적의 1M 트라이스 염기를 첨가하여 pH 5.2로 적정하였다.

용리 단계 후, 칼럼을 0.1M 아세트산염(pH 3.0)으로 세척하였다. SDS-PAGE 분석은 칼럼 FT에서 Mab이 검출되지 않으면서 모든 Mab이 칼럼에 결합한다는 것을 나타낸다. pH 3.6 용리 완충제 중에 고 정제 Mab을 검출하였다. A형 단백질 친화도 크로마토그래피를 이용한 초기 포획 및 정제 단계는 순도가 90% 초과인 생성물을 생성시켰다.

1.2 낮은 pH 유지 연구

다운스트림 프로세스에서의 다음 단계는 낮은 pH 유지이고, 바이러스를 불활화시키기 위해 이를 수행하였다. A형 단백질 칼럼으로부터 용리 후, Mab(약 -10㎎/㎖, pH 4.0)을 10% 아세트산으로 pH 3.6으로 적정하고 90분 동안 실온에서 항온처리하였다. SDS-PAGE, SEC-HPLC 및 A410㎚에서의 불투명도 측정에 의해 낮은 pH 처리에 대한 AZ3003의 안정성을 평가하였다. AZ3003은 낮은 pH 유지 단계에서 매우 관용성이어서, SDS-PAGE 또는 SEC-HPLC에서 변화가 없었다. 또한, 90분 항온처리 후 불투명도 증가가 관찰되지 않아서, 정제 동안 문제일 수 있는 불용성 응집물 형성(즉, 프로세스 중의 필터 및 칼럼의 막힘, 생성물 손실)이 부재함을 나타낸다. 이 데이터는 AZ30003이 낮은 pH 유지 단계에 안정하다는 것을 나타낸다.

1.3 양이온 교환 크로마토그래피(CEX)

정제 프로세스에서 제2 단계로 CEX를 조사하였다. 머크 밀리포어로부터의 프락토겔 EMD SO3(M) 및 지이 라이프사이언시스(GE Lifesciences)로부터의 SP HP의 2개의 수지를 평가하였다.

프락토겔 EMD SO3(M)(pH 5.2): Mab 설렉트(Select) SuRe 풀(35㎎)을 10%(v/v) 1M 트라이스 염기를 첨가하여 pH 5.2로 적정하고, 이후 평형 완충제, 20mM 아세트산염(pH 5.2)로 2배 희석하였다. 이 풀을 20mM 아세트산염(pH 5.2)의 5CV로 평형화된 프락토겔 EMD SO3(M) 칼럼에 적용하였다. A280 흡광도가 안정한 기준치에 도달할 때까지 칼럼을 평형 완충제로 세척하였다. Mab을 10CV에 걸쳐 0 내지 600mM NaCl(pH 5.2)의 선형 염 구배로 칼럼으로부터 용리시켰다. 남은 오염물을 20mM 아세트산염, 1M NaCl(pH 5.2)로 칼럼으로부터 탈거한 후, 1N NaOH로 처리하였다. SDS-PAGE 및 SEC-HPLC 분석을 수행하여 HMW 수준 및 이 칼럼 위의 주요 Mab 분획으로부터 이의 제거를 모니터링하였다. (A280㎚ 판독에 기초한) 단계 수율은 73%였다.

SP HP, pH 5.2: Mab 설렉트 SuRe 풀(50㎎)을 10%(v/v) 1M 트라이스 염기를 첨가하여 pH 5.2로 적정한 후, 동등하게 평형 완충제, 20mM 아세트산염(pH 5.2)으로 희석하였다. 이 풀을 20mM 아세트산염(pH 5.2)의 5CV로 평형화된 SP HP 칼럼(1.6x2.5㎝/5㎖)에 적용하였다(도 21). A280 흡광도가 안정한 기준치에 도달할 때까지 칼럼을 평형 완충제로 세척하였다. Mab을 10CV에 걸쳐 0 내지 600mM NaCl(pH 5.2)의 선형 염 구배로 칼럼으로부터 용리시켰다. 남은 오염물을 20mM 아세트산염, 1M NaCl(pH 5.2)로 칼럼으로부터 탈거한 후, 1N NaOH로 처리하였다. SDS-PAGE 및 SEC-HPLC 분석을 수행하여 응집 수준 및 이 칼럼에서의 이의 분리를 모니터링하였다.

(A280㎚ 판독에 기초한) 단계 수율은 87%였다.

1.4 음이온 교환 크로마토그래피(AEX)

단일클론 항체 정제에서 음이온 교환기(예를 들면, 4차 아민, Q)를 광범위하게 사용하였다. AEX 배지를 관통 방식으로 조작하고, Mab는 FT에서 나타나지만, HCP, DNA, 바이러스 및 내독소를 보유하였다.

프락토겔 SO3 M 풀(pH 5.2)(25㎎)을 1M 트라이스 염기로 pH 7.0로 적정하고 10mM 염산염(pH 7.0)의 5CV로 평형화된 1㎖ 하이트랩(HiTrap) Q FF에 적용하였다. 칼럼을 평형 완충제로 세척하였다. 그러나, 이런 경우, 안정한 기준치가 도달되지 않았다. 결과적으로, 칼럼을 PBS로 세척하여 임의의 잔류로 결합된 Mab를 용리시켰다. 이후, 칼럼을 10mM 염산염, 1M NaCl(pH 7.0)로 세척하여 임의의 결합 오염물을 제거하였다. 이 단계는 추가로 최적화되어 모든 Mab 분획이 관통시 존재할 필요가 있다. (A280㎚ 판독에 기초한) 단계 수율은 SEC-HPLC에 의해 98% 초과의 예상 순도로 82%였다.

1.5 다운스트림 정제의 SDS-PAGE 분석

프로세스에 걸친 오염물 제거를 모니터링하고 최종 생성물 품질 및 순도를 평가하기 위해 각각의 정제 단계로부터 용리물에서 SDS-PAGE(도 35)를 수행하였다. 겔 분석은 비환원 및 환원 조건 하에 Mab에 대한 예상된 이동 패턴을 나타냈다. 2개의 CEX 수지로부터의 풀의 겔 비교는 생성물 프로필에서 주요한 차이를 나타내지 않았다. CEX, CHT 및 HIC(pH 5.0 및 pH 7.0) 모두로부터의 최종 풀은 순도 및 오염 밴드와 관련하여 유사해 보였다.

1.7 SEC-HPLC에 의한 순도의 평가

자연 조건 하에 SEC(크기 배제)-HPLC에 의해 A형 단백질; CEX; AEX 관통 방식의 3 칼럼 크로마토그래피 단계 후 정제된 AZ3003을 평가하였다(도 46).

AZ3003은 자연 IgG1에 대해 예상된 150kDa 구역 내에 용리되는 단일 피크를 나타낸다. 순도는 98% 초과로 예측되었다.

1.8 AZ3003의 정제를 위한 프로세스 수율

프로세스 수율을 다운스트림 정제 프로세스에 대해 계산하고, 이는 도 46에 도시되어 있다. AZ3003에 대한 단계 수율은 산업 표준 3 칼럼 정제 프로세스를 이용하여 정제된 IgG에 통상적이다.

산업 표준 정제 프로세스(A형 단백질 친화도 수지, CEX, 이후 AEX)를 이용하여 CM으로부터 AZ3003을 성공적으로 정제하였다.

이 결과는 AZ3003이 전체 회수 수율에서 표준 mAb에 필적하고(문헌[Kelley B. Biotechnol, Prog. 2007, 23, 995-1008] 참조) 및 최소 관찰 응집에 필적한다는 것을 나타낸다. 우수한 응집물 비함유 회수를 갖는 낮은 pH 유지 및 CHT(세라믹 하이드록시아파타이트) 및 HIC(소수성 상호작용 크로마토그래피)(페닐 HP pH 5 및 pH 7)과 관련하여 AZ3003을 또한 평가하였다. 도 46은 산업 표준 정제 프로세스(A형 단백질 친화도 수지, CEX, 이후 AEX)를 이용하여 CM으로부터 주요 이종이합체가 성공적으로 정제된다는 것을 나타낸다.

본 명세서에 언급된 모든 공보, 특허 및 특허 출원은, 각각의 개별적인 공보, 특허 또는 특허 출원이 구체적으로 및 개별적으로 본 명세서에 참조문헌으로 포함된 것으로 표시된 것과 동일한 정도로, 본 명세서에 참조문헌으로 포함된다.

Claims

변형 이종이합체 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물(construct)로서,
상기 변형 CH3 도메인은 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 야생형 CH3 도메인 폴리펩타이드와 비교하여 적어도 3개의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하고;
상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 K392J의 아미노산 변형을 포함하되, J는 L, I 또는 K의 측쇄 용적보다 실질적으로 크지 않은 측쇄 용적을 갖는 아미노산으로부터 선택되며;
상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 용융 온도(Tm)가 적어도 약 74℃이고 순도가 적어도 95%인 이종이합체 CH3 도메인을 우선적으로 형성하며;
적어도 1종의 아미노산 변형은 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드와 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 사이의 계면에 있는 아미노산에서의 변형이 아닌 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항에 있어서, 적어도 1종의 T350X 변형을 포함하되, X는 발린, 아이소류신, 류신, 메티오닌 및 이들의 유도체 또는 변이체로부터 선택되는 천연 또는 비천연 아미노산인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항에 있어서, 적어도 1종의 T350V 변형을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃ 이상인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제4항에 있어서, 상기 변형 CH3 도메인은 Tm이 약 77℃ 이상인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변형 CH3 도메인은 Tm이 약 80℃ 이상인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1종의 CH3 도메인 폴리펩타이드는 L351, F405 및 Y407 중 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1종의 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T366의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 L351, F405 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T366, K392 및 T394 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제9항에 있어서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T366L, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제9항에 있어서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T366L, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제9항에 있어서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T366I, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제9항에 있어서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T366I, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 S400 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제12항에 있어서, S400Z의 변형을 포함하고, Z는 양으로 하전된 아미노산 및 음으로 하전된 아미노산으로부터 선택되는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 S400E 및 S400R로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 N390 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제15항에 있어서, N390Z의 변형을 포함하되, Z는 양으로 하전된 아미노산 및 음으로 하전된 아미노산으로부터 선택되는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 CH3 도메인은 N390R의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 S400E의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 N390R의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 각각 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이고, 상기 하나의 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 Q347R의 아미노산 변형을 포함하며, 다른 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 K360E의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1종의 CH3 도메인 폴리펩타이드는 K409 및 T411 중 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제22항에 있어서, K409F, T411E 및 T411D 중 적어도 1종을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1종의 CH3 도메인 폴리펩타이드는 D399의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제24항에 있어서, D399R 및 D399K 중 적어도 1종을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 K409F, T411E 및 T411D로부터 선택되는 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드이고, 상기 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드는 Y407A, Y407I, Y407V, D399R 및 D399K로부터 선택되는 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, T366V, T366I, T366A, T366M 및 T366L의 아미노산 변형 중 1종을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인; 및 L351Y의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, K392L 또는 K392E의 아미노산 변형 중 1종을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인; 및 S400R 또는 S400V의 아미노산 변형 중 1종을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물로서, 각각의 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 적어도 4개의 아미노산 돌연변이를 포함하고,
상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 N390Z 및 S400Z로부터 선택되는 돌연변이를 포함하되, Z는 양으로 하전된 아미노산 및 음으로 하전된 아미노산으로부터 선택되며,
상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 용융 온도(Tm)가 적어도 약 70℃이고 순도가 적어도 90%인 이종이합체 CH3 도메인을 우선적으로 형성하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는 단리된 이종다합체 Fc 작제물로서, 각각의 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 적어도 3개의 아미노산 돌연변이를 포함하고,
상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 1종은 T411E 및 T411D로부터 선택되는 돌연변이를 포함하며,
상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 용융 온도(Tm)가 적어도 약 70℃이고 순도가 적어도 90%인 이종이합체 CH3 도메인을 우선적으로 형성하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제29항 또는 제30항에 있어서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 F405 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T394 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제31항에 있어서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 L351 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제31항에 있어서, 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T366 및 K392 위치 중 적어도 1종의 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제29항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃이고 적어도 약 95%의 순도로 형성되는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제29항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1종의 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 N390R, S400E 및 S400R 중 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제29항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 하나는 347 위치의 아미노산 변형을 포함하고, 다른 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 360 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제29항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1종의 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T350V의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제29항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 L351Y, F405A 및 Y407V로부터 선택되는 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하고; 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T366L, T366I, K392L, K392M 및 T394W로부터 선택되는 적어도 1종의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제29항 또는 제30항에 있어서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 D399 및 Y407 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 K409 및 T411 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제39항에 있어서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드는 L351 위치에서의 아미노산 변형을 포함하고, 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T366 및 K392 위치에서의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제40항에 있어서, 상기 제1 CH3 도메인 폴리펩타이드 및 제2 CH3 도메인 폴리펩타이드 중 적어도 1종은 T350V의 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제39항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 변형 CH3 도메인은 용융 온도(Tm)가 적어도 약 75℃ 이상이고 적어도 약 95%의 순도로 형성되는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제39항에 있어서, 상기 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 L351Y, D399R, D399K, S400D, S400E, S400R, S400K, Y407A 및 Y407V로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하고; 상기 상기 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드는 T366V, T366I, T366L, T366M, N390D, N390E, K392L, K392I, K392D, K392E, K409F, K409W, T411D 및 T411E로부터 선택되는 아미노산 변형을 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T366I, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T366I, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T366L, K392M 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
L351Y, F405A 및 Y407V의 아미노산 변형을 포함하는 제1 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드; 및 T366L, K392L 및 T394W의 아미노산 변형을 포함하는 제2 변형 CH3 도메인 폴리펩타이드를 포함하는 변형 CH3 도메인을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, G형 면역글로불린(IgG)에 기초한 변형 Fc 구역을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제48항에 있어서, 상기 IgG는 IgG2 및 IgG3 중 하나인 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 면역글로불린 M(IgM)에 기초한 변형 Fc 구역을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 면역글로불린 A(IgA)에 기초한 변형 Fc 구역을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 면역글로불린 D(IgD)에 기초한 변형 Fc 구역을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 면역글로불린 E(IgE)에 기초한 변형 Fc 구역을 포함하는, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이종다합체는 이중특이적 항체인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이종다합체는 다중특이적 항체인 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제55항 중 어느 한 항에 따른 단리된 이종다합체 Fc 작제물 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 조성물.
제1항 내지 제55항 중 어느 한 항에 따른 단리된 이종다합체 Fc 작제물을 코딩하는 핵산을 포함하는, 포유동물 숙주 세포.
적어도 1종의 치료학적 항체를 포함하는 제1항 내지 제55항 중 어느 한 항에 따른 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
제1항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이종다합체는 아바고보맙(abagovomab), 아달리무맙(adalimumab), 알렘투주맙(alemtuzumab), 아우로그랍(aurograb), 바피뉴주맙(bapineuzumab), 바실릭시맙(basiliximab), 벨리무맙(belimumab), 베바시주맙(bevacizumab), 브리아키누맙(briakinumab), 카나키누맙(canakinumab), 카투막소맙(catumaxomab), 세르톨리주맙 페골(certolizumab pegol), 세툭시맙(cetuximab), 다클리주맙(daclizumab), 데노수맙(denosumab), 에팔리주맙(efalizumab), 갈릭시맙(galiximab), 겜투주맙 오조가마이신(gemtuzumab ozogamicin), 골리무맙(golimumab), 이브리투모맙 튜세탄(ibritumomab tiuxetan), 인플릭시맙(infliximab), 이필리무맙(ipilimumab), 루밀릭시맙(lumiliximab), 메폴리주맙(mepolizumab), 모타비주맙(motavizumab), 뮤로모납(muromonab), 마이코그랍(micrograb), 나탈리주맙(natalizumab), 니모투주맙(nimotuzumab), 오크렐리주맙(ocrelizumab), 오파투무맙(ofatumumab), 오말리주맙(omalizumab), 팔리비주맙(palivizumab), 파니투무맙(panitumumab), 페르투주맙(pertuzumab), 라니비주맙(ranibizumab), 레슬리주맙(reslizumab), 리툭시맙(rituximab), 테플리주맙(teplizumab), 토실리주맙(tocilizumab)/아틀리주맙(atlizumab), 토시투모맙(tositumomab), 트래스투주맙(trastuzumab), 프록시늄(Proxinium)(상표명), 렌카렉스(Rencarex)(상표명), 우스테키누맙(ustekinumab) 및 잘루투무맙(zalutumumab)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 치료학적 항체를 포함하는 것인, 단리된 이종다합체 Fc 작제물.
항원을 특징으로 하는 암을 앓는 환자에서 암을 치료하는 방법으로서, 상기 방법은 치료학적 유효량의 제1항 내지 제59항 중 어느 한 항에 따른 단리된 이종다합체 Fc 작제물을 상기 환자에게 투여하는 단계를 포함하는, 암의 치료 방법.
면역 항원을 특징으로 하는 면역 질환을 앓는 환자에서 면역 질환을 치료하는 방법으로서, 상기 방법은 치료학적 유효량의 제1항 내지 제59항 중 어느 한 항에 따른 단리된 이종다합체 Fc 작제물을 상기 환자에게 투여하는 단계를 포함하는, 면역 질환의 치료 방법.