JP2002524024A - インターナライズするErbB2抗体 - Google Patents
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Abstract
Description
された仮出願である米国出願60/082,953号の利益を請求する。この出
願は、全ての目的において、その全体が本明細書中に参考として援用される。
17−94−4433によって部分的に支援された。アメリカ合衆国政府は、本
発明にいくらかの権利を有し得る。
は、c−erbB−2を特異的に結合する新規なヒト抗体の発現、およびこれら
の抗体を含むキメラ分子に関する。
を同定することが所望されている。このような抗体は、時折、「標的化抗体」と
呼ばれ、種々のエフェクター分子(例えば、リポソーム、サイトトキシン、標識
など)を標的細胞に指向させる(送達する)ために使用され得る。
の主要な目的は、正常細胞と質的もしくは量的に異なる腫瘍抗原を同定すること
である(Goldenberg(1994)Ca:A Cancer J.fo
r Clinicians.44:43−64)。このような抗原の存在および
/または量は抗体によって検出され得、このような検出は、診断試験および予後
試験の基礎を構成する。さらに、これらの抗体は、これらのエフェクター機能(
Brownら(1989)Blood.73:651−661)を介してか、ま
たはこの抗体に細胞毒を結合させる(Vitettaら(1987)Scien
ce.238:1098−1104;Brinkmannら(1993)Pro
c.Natl.Acad.Sci.USA.90:547−551)ことより、
直接的に腫瘍細胞を選択的に殺傷するために使用され得る。
腫瘍の診断および処置に関して限られた成功を収めてきたにすぎない(Riet
hmullerら(1992)Curr.Opin.Immunol.4:64
7−655、およびRiethmuller(1993)Curr.Opini
on Immunol.5:732−739の概説を参照のこと)。これらの有
用性は、腫瘍特異的抗体の不足、抗体の免疫原性、低い結合親和性、および乏し
い腫瘍浸透により妨げられてきた。
因する。その結果として、非特異的な細胞殺傷が生じる。さらに、外来イムノト
キシン分子は、ヒトにおいて、強力な免疫応答を誘起する。イムノトキシン分子
の毒素部分の免疫原性は、最近、RNaseのヒトアナログを使用することによ
り克服された(Rybakら(1992)Proc.Natl.Acad.Sc
i.,USA,89:3165)。しかし、マウス抗体部分は、いまだに有意な
免疫原性である(Sawlerら(1995)J.Immunol,135:1
530)。
、かつ毒性を減少させ得る。しかし、従来のハイブリドーマ技術を使用してヒト
モノクローナル抗体を産生することは、極端に困難であることが証明されている
(Jamesら(1987)J.Immunol.Meth.,100:5)。
さらに、精製腫瘍特異的抗原の不足のために、インタクトな腫瘍細胞で免疫する
か、または部分的に精製した抗原で免疫することが必要とされる。産生されたほ
とんどの抗体は、正常な細胞とも共通の抗原と反応し、それ故、腫瘍特異的な標
的化分子としての使用に不適切である。
する。これらは、本明細書において、それぞれF5およびC1と称される。好ま
しい抗体は、c−erbB−2レセプターに特異的に結合する。これらは、F5
誘導抗体またはC1誘導抗体である(すなわち、F5および/またはC1により
結合されるc−erbB−2レセプターエピトープに結合する抗体)。これらの
抗体は、好ましくは、配列番号1、配列番号2、保存的置換を有する配列番号1
、および保存的置換を有する配列番号2からなる群から選択されるアミノ酸配列
を含む。特に好ましい抗体は、配列番号1または配列番号2のアミノ酸配列と少
なくとも70%の配列同一性を共有し、そして細胞のc−erbB−2に対して
少なくとも105Mの結合親和性を有する。1つの実施態様において、これらの
抗体は、配列番号1または配列番号2のアミノ酸配列と、多くて30残基だけ異
なるアミノ酸配列を有する。この抗体は、少なくとも1つ、少なくとも2つ、ま
たは少なくとも3つの、配列番号1および/または配列番号2の相補性決定領域
(CDR)を含み得る。さらに、あるいは代替的に、この抗体は、少なくとも1
つ、少なくとも2つ、または少なくとも3つの、配列番号1および/または配列
番号2のフレームワーク領域を含み得る。特に好ましいF5抗体およびC1抗体
は、それぞれ、配列番号1または配列番号2のアミノ酸配列を有する。
ィオタイプ抗体と交叉反応する抗体を提供する。従って、本発明は、c−erb
B−2レセプターに特異的に結合する抗体を提供する。この抗体は、配列番号1
または配列番号2に示されるポリペプチド配列に由来する少なくとも10の連続
するアミノ酸配列を含む。そしてこの抗体は、抗原として提示された場合、配列
番号1または配列番号2に示されるポリペプチド配列に特異的に結合する抗イデ
ィオタイプ抗体の産生を誘起する。そしてこの抗体は、配列番号1および配列番
号2に示されるポリペプチドに対して惹起され、配列番号1および配列番号2に
示されるポリペプチドで完全に免疫吸着された抗血清に結合しない。これらの抗
体は、配列番号1または配列番号2のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同
一性を共有し得、そして細胞上のc−erbB−2に対して少なくとも10:M
.の結合親和性を有する。この抗体は、配列番号1または配列番号2のアミノ酸
配列と、多くて30残基だけ異なるアミノ酸配列を含み得る。この抗体は、配列
番号1または配列番号2の相補性決定領域(CDR)を含み得る。
する。これらは、本明細書中に提供されるF5抗体またはC1抗体を利用するエ
ピトープマッピング法によって容易に同定される。
2レセプターを保有する細胞に特異的に送達する方法を提供する。この方法は、
本明細書中に記載されるC1誘導抗体またはF5誘導抗体のいずれかに付着させ
たエフェクター分子を含むキメラ分子を提供する工程、ならびにc−erbB−
2を保有する細胞とこのキメラ分子とを接触させ、それによって、このキメラ分
子がこの細胞に特異的に結合する工程を包含する。特に好ましい実施態様におい
て、キメラ分子の全てまたは一部は、細胞中にインターナライズされる。好まし
いエフェクター分子としては、サイトトキシン、標識、放射性核種、薬物、リポ
ソーム、リガンド、抗体などか挙げられるが、これらに限定されない。特に好ま
しい実施態様において、エフェクター分子はタンパク質であるか、またはタンパ
ク質を含み、そしてキメラ分子は融合タンパク質である。特に好ましい標的細胞
は、癌(例えば、転移性腫瘍または固形腫瘍、例えば、乳癌)細胞である。
れた、本明細書中に記載される抗体のいずれかを含むキメラ分子も提供する。好
ましいキメラ分子は、c−erbB−2を保有する細胞と結合する。特に好まし
いキメラ分子は、融合タンパク質である。
する。従って、1つの実施態様において、本発明は、c−erbB−2レセプタ
ーに特異的に結合する抗体をコードする核酸を提供する。ここで、この抗体は、
F5(配列番号1)またはC1(配列番号2)によって結合されるエピトープに
特異的に結合するF5誘導抗体またはC1誘導抗体である。好ましい核酸は、配
列番号1、配列番号2、保存的置換を有する配列番号1、および保存的置換を有
する配列番号2からなる群から選択されるアミノ酸配列をコードする。特に好ま
しい核酸は、配列番号1または配列番号2の抗体をコードする核酸と、ストリン
ジェントな条件下でハイブリダイズする。他の好ましい核酸は、配列番号1また
は配列番号2のアミノ酸配列と、少なくとも70%の配列同一性を共有する抗体
をコードし、そしてここで、この抗体は、細胞上のc−erbB−2に対して少
なくとも10μMの結合親和性を有する。特に好ましい核酸は、配列番号1また
は配列番号2のアミノ酸配列と、多くて30残基だけ異なるアミノ酸配列をコー
ドする。別の好ましい核酸は、配列番号1または配列番号2の1以上の相補性決
定領域(CDR)をコードする。他の好ましい核酸は、配列番号1または配列番
号2のアミノ酸配列をコードする配列を含む。
ンパク質をコードする核酸も提供する。
発現する細胞(例えば、真核生物細胞または原核生物細胞)を提供する。
学的な賦形剤、および1つ以上の本明細書中に記載されるF5誘導抗体またはC
1誘導抗体を含む。
置のためのキット、または本明細書中に記載されるスクリーニング法もしくはト
ランスフェクション法のいずれかの実行のためのキットもまた提供される。
グロブリン遺伝子のフラグメントによって実質的にコードされる1以上のポリペ
プチドからなるタンパク質をいう。認められた免疫グロブリン遺伝子としては、
κ、λ、α、γ、δ、εおよびμ定常領域遺伝子、ならびに無数の免疫グロブリ
ン可変領域遺伝子が挙げられる。軽鎖は、κまたはλのいずれかに分類される。
重鎖は、γ、μ、α、δ、またはεとして分類され、これらは、順番にそれぞれ
、免疫グロブリンクラス、IgG、IgM、IgA、IgDおよびIgEを規定
する。
る。各々の四量体は、ポリペプチド鎖の2つの同一な対から構成され、各々の対
は、1つの「軽鎖」(約25kD)と1つの「重鎖」(約50〜70kD)とを
有する。各々の鎖のN末端は、抗原認識を主に担う約100〜110以上のアミ
ノ酸の可変領域を規定する。用語、可変軽鎖(VL)および可変重鎖(VH)は、
それぞれ、これらの軽鎖および重鎖をいう。
の消化により生成された、多数のよく特徴付けられたフラグメントとして存在す
る。従って、例えば、ペプシンは、抗体をヒンジ領域のジスルフィド結合の下で
消化して、Fabの二量体であるF(ab)’2を産生する。Fabは、ジスル
フィド結合によりVH−CH1と結合した軽鎖である。F(ab)’2は、ヒンジ
領域のジスルフィド架橋を破壊する穏やかな条件下で還元され得、それにより、
(Fab’)2二量体はFab’単量体に変換される。Fab’単量体は、実質
的には、ヒンジ領域の部分を有するFabである(他の抗体フラグメントのさら
に詳細な記載については、Fnundamental Immunology,
W.E.Paul編,Raven Press,N.Y.(1983)を参照の
こと)。種々の抗体フラグメントが、インタクトな抗体の消化に関して定義され
ている一方で、当業者は、このようなFab’フラグメントが化学的にかまたは
組換えDNA方法論を利用することによってデノボ合成され得ることを理解する
。従って、用語、抗体は、本明細書中で使用される場合、抗体全体の改変によっ
て産生されたか、または組換えDNA方法論を使用してデノボ合成された抗体フ
ラグメントもまた含み得る。好ましい抗体としては、単鎖抗体(単一のポリぺプ
チド鎖として存在する抗体)、より好ましくは単鎖Fv抗体(scFvまたはs
cFv)が挙げられ、これらでは、可変重鎖と可変軽鎖とが共に結合され(直接
的またはペプチドリンカーを介して)、連続したポリぺプチドを形成する。単鎖
Fv抗体は、共有結合したVH-VLヘテロ二量体であり、これは、直接的にかま
たはペプチドコードリンカーによってかのいずれかで結合されたVH−コード領
域およびVL−コード領域を含む核酸配列から発現され得る。Hustonら(
1988)Proc.Nat.Acad.Sci.USA,85:5879−5
883。VHおよびVLは、単一のポリぺプチド鎖として互いに結合される一方で
、VHドメインおよびVLドメインは、非共有結合的に会合する。糸状ファージの
表面上で発現されるべき第1の機能的な抗体分子は、単鎖Fv(scFv)であ
ったが、代替の発現ストラテジーもまた、首尾の良い結果であった。例えば、F
ab分子は、一方の鎖(重鎖または軽鎖)がg3キャプシドタンパク質に融合さ
れ、そしてその相補鎖が、可溶性分子としてペリプラズムに輸送される場合、フ
ァージ上に提示され得る。この2つの鎖は、同じレプリコン上または異なるレプ
リコン上にコードされ得る;各々のFab分子内の2つの抗体鎖が翻訳後にアセ
ンブルし、そしてこの二量体が、g3pに対する一方の鎖の結合を介してファー
ジ粒子中に組み込まれることは重要な点である(例えば、米国特許第57337
43号を参照のこと)。scFv抗体、および多くの他の構造(天然では凝集さ
れるが化学的に分離された、抗体V領域に由来する軽鎖ポリぺプチドおよび重鎖
ポリぺプチドを、抗原結合部位の構造に実質的に類似する三次元構造に折り畳む
分子に変換すること)は、当業者に公知である(例えば、米国特許第5,091
,513号、同第5,132,405号、および同第4,956,778号を参
照のこと)。特に好ましい抗体としては、ファージ上に提示される全ての抗体が
挙げられ、本発明者は、好ましい抗体は、ファージ上に提示される全ての抗体を
含むべきだと考える(例えば、scFv、Fv、Fabおよびジスルフィド結合
したFv(Reiter(1995)Protein Eng.8:1323−
1331))。
分子の部分をいう。抗原結合部位は、重(「H」)鎖および軽(「L」)鎖のN
末端の可変(「V」)領域のアミノ酸残基によって形成される。重鎖および軽鎖
のV領域内の3つの高度に異なるストレッチは「超可変領域」といわれ、これは
、「フレームワーク領域」または「FR」として公知の、より保存された隣接ス
トレッチ間に挿入される。従って、用語「FR」は、免疫グロブリン中の超可変
領域の間に、および免疫グロブリン中の超可変領域に隣接して、天然に見出され
るアミノ酸配列をいう。抗体分子において、軽鎖の3つの超可変領域および重鎖
の3つの超可変領域は、抗原結合「表面」を形成するために3次元空間中に互い
に関連して配置される。この表面は、標的抗原の認識および結合を媒介する。重
鎖および軽鎖の各々の3つの超可変領域は、「相補性決定領域」または「CDR
」といわれ、そして例えば、KabatらのSequences of pro
teins of immunological interest、第4版、
U.S.Dept.Health and Human Services、P
ublic Health Services、Bethesda、MD(19
87)によって特徴付けられる。
ドに結合する際に、細胞内に(例えば、細胞の小胞または他の小器官内に、ある
いは細胞質内に)輸送される抗体である。
性」は、免疫グロブリン分子と、この免疫グロブリンに特異的である抗原との間
に生じる型の非共有結合的相互作用をいう。免疫学的結合相互作用の強さまたは
親和性は、その相互作用の解離定数(Kd)によって表現され得る。ここで、よ
り小さなKdは、より大きな親和性を示す。選択されたポリペプチドの免疫学的
結合特性は、当該分野で周知の方法を用いて定量され得る。そのような1つの方
法は、抗原結合部位/抗原複合体の形成および解離の速度を測定することを伴う
。ここで、それらの速度は、複合体パートナーの濃度、相互作用の親和性、およ
び両方向における速度に等しく影響を与える幾何学的パラメーターに依存する。
従って、「オン速度定数」(kon)および「オフ速度定数」(koff)の両方は
、会合および解離の濃度および実際の速度の算出によって決定され得る。koff
/konの比は、親和性に関連しない全パラメーターの削除を可能にし、従って、
解離定数Kdに等しい(一般に、Daviesら(1990)Ann.Rev.
Biochem.、59:439〜473を参照のこと)。
抗体に対して言及される場合、タンパク質および他の生物製剤の異種集団の存在
下においてタンパク質の存在を決定する結合反応をいう。従って、指定されたイ
ムノアッセイ条件下で、特定の抗体は、特定のタンパク質に結合し、そしてサン
プル中に存在する他のタンパク質に有意な量で結合しない。このような条件下に
おけるタンパク質への特異的な結合は、特定のタンパク質に対する特異性につい
て選択される抗体を必要とし得る。例えば、F5抗体またはC1抗体は、c−e
rbB−2を結合し、そして組織サンプル中に存在する他のタンパク質に結合し
ないc−erbB−2タンパク質を生じ得る。種々のイムノアッセイ形式は、特
定のタンパク質と特異的に免疫反応性である抗体を選択するために使用され得る
。例えば、固相ELISAイムノアッセイは、タンパク質と特異的に免疫反応性
であるモノクローナル抗体を選択するために慣用的に使用される。特異的な免疫
反応性を決定するために使用され得るイムノアッセイ形式および条件の記載につ
いては、HarlowおよびLane(1988)Antibodies、A
Laboratory Manual、Cold Spring Harbor
Publications、New Yorkを参照のこと。
で交換可能に使用されて、隣接残基のα−アミノ基とカルボキシ基との間のペプ
チド結合によって互いに連結される直鎖のアミノ酸残基を示す。アミノ酸残基は
、好ましくは、天然の「L」異性体形態である。しかし、「D」異性体形態の残
基は、所望の機能的特性がポリペプチドによって保持される限り、任意のL−ア
ミノ酸残基と置換され得る。さらに、アミノ酸は、20の「標準的」アミノ酸に
加えて、修飾されたアミノ酸および通常でないアミノ酸(これは、米国特許法施
行規則1.822(b)(4)に列挙されるアミノ酸を含むが、これらに限定さ
れない)を含む。さらに、アミノ酸残基配列の開始および終りのダッシュは、1
つ以上のアミノ酸残基のさらなる配列に対するペプチド結合またはカルボキシル
末端基もしくはヒドロキシル末端基に対する共有結合のいずれかを示すことに注
意するべきである。
分子(例えば、細胞レセプター)に特異的に結合するポリペプチドをいう。結合
ポリペプチドは、結合ポリペプチドが免疫グロブリン遺伝子または免疫グロブリ
ン遺伝子のフラグメントに究極的に由来しない点で、抗体から区別される。
によって結合されるエピトープに結合する抗体をいう。好ましいF5抗体または
C1抗体は、インターナライズする抗体である。基本型の抗体に言及するために
使用される場合、F5およびC1は、それぞれ配列番号1および配列番号2の配
列を有する抗体をいう。F5抗体はまた、本実施例において3TF5ともいわれ
る。
(特異性または結合親和性)を実質的に変更しないアミノ酸置換を示すために使
用される。代表的には、保存的アミノ酸置換としては、あるアミノ酸の、類似の
化学的特性(例えば、電荷または疎水性)を有する別のアミノ酸への置換が挙げ
られる。以下の6つの各群は、代表的な、互いに保存的置換であるアミノ酸を含
む: 1)アラニン(A)、セリン(S)、スレオニン(T); 2)アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E); 3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q); 4)アルギニン(R)、リジン(K); 5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、バリン(V)
;および 6)フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、トリプトファン(W)。
ボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドおよびそれらのポリマーをいう。特に限
定されない限り、この用語は、参照核酸と類似する結合特性を有し、そして天然
に存在するヌクレオチドと類似の様式で代謝される、天然のヌクレオチドの公知
のアナログを含む核酸を含む。他に示されない限り、特定の核酸配列はまた、そ
れらの保存的に修飾された改変体(例えば、縮重コドン置換体)および相補的配
列ならびに明確に示された配列を含む。
第3位が、混合された塩基および/またはデオキシイノシン残基で置換される配
列を生成することによって達成され得る(Batzerら(1991)Nucl
eic Acid Res.19:5081;Ohtsukaら(1985)J
.Biol.Chem.260:2605〜2608;およびCassolら(
1992);Rossoliniら(1994)Mol.Cell.Probe
s 8:91〜98)。用語、核酸は、遺伝子、cDNA、および遺伝子によっ
てコードされるmRNAに対して交換可能に使用される。
態において見出されるような、通常それに付随する成分を実質的にまたは本質的
に含まない物質をいう。しかし、用語「単離された(した)」は、電気泳動ゲル
または他の分離媒体に存在する成分に対する言及を意図しない。単離された成分
は、そのような分離媒体を含まず、そして別の適用での使用、または既に新たな
適用/環境での使用ができる形態である。
性」は、2つ以上の核酸配列またはポリペプチド配列に関して、以下の配列比較
アルゴリズムの1つを使用して、あるいは視覚的検査によって測定されるような
、最大の対応について比較および整列される場合、同一であるか、あるいは示さ
れた割合のアミノ酸残基またはヌクレオチドが同一である2つ以上の配列または
サブ配列をいう。
の配列比較アルゴリズムの1つを使用して、あるいは視覚的検査によって測定さ
れるような、最大の対応について比較および整列される場合、少なくとも30ヌ
クレオチドのウインドウにわたって、好ましくは少なくとも40ヌクレオチドの
ウインドウにわたって、より好ましくは少なくとも80ヌクレオチドのウインド
ウにわたって、そして最も好ましくは少なくとも100ヌクレオチド、150ヌ
クレオチド、200ヌクレオチドまたはそれ以上のウインドウにわたって、少な
くとも60%、好ましくは80%、最も好ましくは90〜95%またはさらに少
なくとも98%のアミノ酸残基同一性を有する2つ以上の配列またはサブ配列を
いう。
列として働く。配列比較アルゴリズムを使用する場合、試験配列および参照配列
は、コンピュータへ入力され、必要であれば、サブ配列の座標が指定され、そし
て配列アルゴリズムプログラムパラメーターが指定される。次いで、配列比較ア
ルゴリズムは、指定されたプログラムパラメーターに基づいて、参照配列に対す
る試験配列のパーセント配列同一性を計算する。
terman、Adv,Appl.Math.2:482(1981)の局所的
相同性アルゴリズムによって、NeedlemanおよびWunsch、J.M
ol.Biol.48:443(1970)の相同性アラインメントアルゴリズ
ムによって、PearsonおよびLipman、Proc.Natl.Aca
d.Sci.USA 85:2444(1988)の類似性についての検索方法
によって、これらのアルゴリズムのコンピュータ化された実行(GAP、BES
TFIT、FASTA、およびWisconsin Genetics Sof
tware Package、Genetics Computer Grou
p、575 Science Dr.,Madison、WIにおけるTFAS
TA)によって、または視覚的検査(一般に、Ausubelら、前出)によっ
て、実行され得る。
係またはパーセント配列同一性を示すために、順次の対アラインメントを用いて
関連する配列の群から複数の配列アラインメントを作製する。これはまた、アラ
インメントを作製するために使用されるクラスター関係を示す系統樹(tree
or dendogram)をプロットする。PILEUPは、Fengおよ
びDoolittle(1987)J.Mol.Evol.35:351〜36
0の、順次のアラインメント法の単純化した方法を使用する。使用される方法は
、HigginsおよびSharp(1989)CABIOS 5:151〜1
53によって記載される方法に類似である。プログラムは、300の配列まで整
列可能である。それぞれの最大長は、5,000ヌクレオチドまたは5,000
アミノ酸である。複数のアラインメント手順は、2つの最も類似の配列の対のア
ラインメントで始まり、2つの整列した配列のクラスターを生成する。次いで、
このクラスターは、次に最も関連したクラスターまたは整列された配列のクラス
ターに整列される。配列の2つのクラスターは、2つの個々の配列の対アライン
メントの単純な拡張によって整列される。最終的なアラインメントは、一連の順
次の対アラインメントによって達成される。プログラムは、配列比較の領域につ
いて特定の配列およびそれらのアミノ酸またはヌクレオチドの座標を指定するこ
と、ならびにプログラムパラメーターを指定することによって実行される。例え
ば、参照配列は、以下のパラメーターを用いて、他の試験配列と比較して、パー
セント配列同一性の関係を決定し得る:デフォルトギャップウエイト(3.00
)、デフォルトギャップ長さウエイト(0.10)、および重み付け末端ギャッ
プ。
ズムの別の例は、BLASTアルゴリズムである。これは、Altschulら
(1990)J.Mol.Biol.215:403〜410に記載される。B
LAST分析を実行するためのソフトウェアは、National Cente
r for Biotechnology Information(http
://www.ncbi.nlm.nih.gov/)を通じて、公に入手可能
である。このアルゴリズムは、データベース配列中の同じ長さのワードと整列さ
れる場合、幾分正の値の閾値スコアTと一致するか、またはTを満たすかのいず
れかである、問い合わせ配列中の短いワード長Wを同定することにより、まず高
スコア付け配列対(HSP)を同定することを包含する。。Tは、近傍ワードス
コア閾値といわれる(Altschulら、前出)。これらの最初の近傍ワード
ヒットは、それらを含む、より長いHSPを見出すために検索を開始するための
シードとして働く。次いで、ワードヒットは、累積アラインメントスコアが増加
する限り、各配列に沿って両方向に伸張される。両方向におけるワードヒットの
伸張は、以下の場合に停止される:累積アラインメントスコアがその最大達成値
から量Xだけ減少する場合;1つ以上の負のスコアの残基アラインメントの集積
に起因して、累積スコアがゼロ以下になる場合;またはいずれかの配列の末端に
到達した場合。BLASTアルゴリズムパラメーターW、T、およびXは、アラ
インメントの感度および速度を決定する。BLASTプログラムは、デフォルト
として、11のワード長(W)、50のBLOSUM62スコアリングマトリク
ス(HenikoffおよびHenikoff(1989)Proc.Natl
.Acad.Sci.USA 89:10925を参照のこと)アラインメント
(B)、10の期待値(E)、M=5、N=−4、および両鎖の比較を使用する
。
た、2つの配列間の類似性の統計的分析を実行する(例えば、Karlinおよ
びAltschul(1993)Proc.Natl.Acad.Sci.US
A 90:5873〜5787を参照のこと)。BLASTアルゴリズムによっ
て提供される、類似性の1つの測定は、最小合計確率(P(N))である。これ
は、2つのヌクレオチド配列またはアミノ酸配列間の一致が偶然に起こる確率の
指標を提供する。例えば、試験核酸の、参照核酸に対する比較における最小合計
確率が、約0.1未満、より好ましくは約0.01未満、および最も好ましくは
約0.001未満である場合、核酸は、参照配列に類似であると見なされる。
は、以下に記載のように、第1の核酸によりコードされるポリペプチドが、第2
の核酸によりコードされるポリペプチドと免疫学的に交叉反応性であることであ
る。従って、例えば、代表的には、2つのペプチドが、保存的置換のみが異なる
場合、ポリペプチドは、第2のポリペプチドと実質的に同一である。2つの核酸
配列が実質的に同一であるという別の指標は、以下に記載のように、ストリンジ
ェントな条件下で、2つの分子が、互いにハイブリダイズすることである。
」または「選択的にハイブリダイズする」は、その配列が複雑な混合物(例えば
総細胞)DNAまたはRNA中に存在する場合、ストリンジェントな条件下で、
特定のヌクレオチド配列に対して核酸分子が優先的に結合すること、二重鎖にな
ること、またはハイブリダイズすることをいう。
に優先的にハイブリダイズし、そしてその他の配列にはより少ない程度でハイブ
リダイズするか、または全くハイブリダイズしない条件をいう。サザンハイブリ
ダイゼーションおよびノザンハイブリダイゼーションのような核酸ハイブリダイ
ゼーション実験の文脈における「ストリンジェントハイブリダイゼーション」お
よび「ストリンジェントハイブリダイゼーション洗浄条件」は、配列依存性であ
り、そして異なる環境パラメータの下で異なる。核酸のハイブリダイゼーション
への広範なガイドは、Tijssen(1993)Laboratory Te
chniques in Biochemistry and Molecul
ar Biology−−Hybridization with Nucle
ic Acid Probes 第I部、第2章「Overview of p
rinciples of hybridization and the s
trategy of nucleic acid probe assays
」、Elsevier、New Yorkに見出される。一般に、高度にストリ
ンジェントなハイブリダイゼーションおよび洗浄条件は、規定されたイオン強度
およびpHで、特定配列の熱融解点(Tm)より約5℃低いように選択される。
このTmは、標的配列の50%が、(規定されたイオン強度およびpHの下で)
完全にマッチしたプローブにハイブリダイズする温度である。非常にストリンジ
ェントな条件は、特定のプローブに対するTmに等しいように選択される。
残基を有する相補的核酸のハイブリダイゼーションに対するストリンジェントな
ハイブリダイゼーション条件の例は、42℃における1mgのヘパリンをともな
う50%ホルムアミドであって、ハイブリダイゼーションは一晩行われる。高度
にストリンジェントな洗浄条件の例は、72℃における0.15M NaClで
約15分である。ストリンジェント洗浄条件の例は、65℃における0.2×S
SC洗浄15分間である(Sambrookら(1989)Molecular
Cloning−A Laboratory Manual(第2版)第1〜
3巻、Cold Spring Harbor Laboratory、Col
d Spring Harbor Press、NY、SSC緩衝液の記述につ
いて(Sambrookら)前述、を参照のこと)。しばしば、高ストリンジェ
ンシー洗浄に先行して低ストリンジェンシー洗浄を行い、バックグラウンドプロ
ーブシグナルを取り除く。例えば、100ヌクレオチドより多い二重鎖の例示の
中程度のストリンジェンシー洗浄は、45℃における1×SSCで15分間であ
る。例えば、100ヌクレオチドより多い二重鎖の例示の低ストリンジェンシー
洗浄は、40℃における4〜6×SSCで15分間である。一般に、特定のハイ
ブリダイゼーションアッセイにおいて、非関連プローブに対して観察されたシグ
ナル/ノイズ比より2×(またはより高い)の比は、特異的ハイブリダイゼーシ
ョンの検出を示す。ストリンジェント条件下、互いにハイブリダイズしない核酸
は、それらがコードするポリペプチドが実質的に同一である場合、なお実質的に
同一である。例えば、これは、核酸のコピーが、遺伝子コードにより許容される
最大コドン縮重度を用いて作製される場合に生じる。
抗体をいう。好適なF5およびC1抗体は、配列番号1および2の抗体をそれぞ
れ、またはF5およびC1の結合特異性が保存される限り、これらの配列の保存
的置換をさらに含む。このF5由来およびC1由来抗体は、それぞれ、F5また
はC1の(アミノ酸または核酸からの)抗体由来配列である。好ましくは、この
F5由来抗体およびC1由来抗体は、1)鎖シャフリングによる誘導;2)CD
Rの部位特異的変異誘発による誘導;3)エラープローンPCR、E.coli
の突然変異誘発遺伝子株、または「DNAシャフリング(Crameriら(1
996)Nature Medicine.2:100−102)」のいずれか
による配列中への複数変異の導入による誘導を含むが、これらに限定されないい
くつかの型の誘導の1つにより得られる。このF5およびC1誘導抗体は、1)
F5およびC1により認識されるc−erbB−2エピトープ;および/または
2)抗F5またはC1抗イディオタイプ抗体のいずれかとのそれらの交叉反応性
により認識される。好ましくは、F5およびC1抗体は、約2:M、より好まし
くは、約1:Mより小さい、そして最も好ましくは約100nMより小さい結合
親和性を有するか、またはより良好にかつ好ましくは、ファージディスプレイラ
イブラリーを(F5およびC1がそれぞれ結合するエピトープの親和性について
)スクリーニングすることにより由来し得、そこでは、既知のF5またはC1可
変重(VH)鎖が複数の可変軽(VL)鎖と組み合わせて発現されるか、または逆
に既知のF5またはC1可変軽鎖が、複数の可変重(VH)鎖と組み合わせて発
現される。F5またはC1由来抗体はまた、本明細書で記載されるように、可変
重鎖または可変軽鎖相補性決定領域(CDR1、CDR2またはCDR3)中へ
の変異の導入により産生されるような抗体を含む。最後に、F5およびC1抗体
は、F5またはC1およびそれらの誘導体に適用されるようなこれらの改変方法
の任意の組み合わせにより産生されるような抗体を含む。
分子が一緒に結合し、その構成分子のすべての所望の機能性を有する単一の分子
を形成する分子である。このキメラ分子は、各々が別々に合成された2つの分子
を共有結合することにより調製され得るが、当業者は、このキメラ分子が融合タ
ンパク質である場合、このキメラが単一の「結合」分子としてデノボで調製され
得ることを認識する。
て互いに末端ペプチド結合により付着(融合)し、その結果、キメラ分子は、連
続する単一鎖のポリペプチドである。種々の構成成分は、互いに直接付着し得る
か、または1つ以上のペプチドリンカーにより結合し得る。
B−2を過剰発現する腫瘍)に送達されることが所望される特徴的活性を有する
分子または部分である。エフェクター分子は、サイトトキシン、標識、放射線核
種、リガンド、抗体、薬物、リポソーム、およびウイルスをc−erbB−2発
現細胞に感染し得るようにするウイルス外被タンパク質を含む。
たはキメラ分子により特異的に結合される細胞または細胞型をいう。好適な標的
細胞は、それに対してインターナライズする抗体または結合ポリペプチドが求め
られる細胞である。代表的には、この標的細胞は、細胞型に特徴的である標的分
子の発現または過剰発現により特徴付けられる。従って、例えば、標的細胞は、
c−erbB−2のようなマーカーを過剰発現する腫瘍細胞のような細胞であり
得る。
的分子が細胞の表面上にある分子であり、そして標的化部分がキメラ分子の成分
である場合、この標的化部分は、このキメラ分子を、標的を保有する細胞に特異
的に結合する。標的化部分がポリペプチドである場合、それは、「標的化ポリペ
プチド」と称され得る。
ターナライズされた」は、細胞の外側から内側への部分(例えばファージ)の輸
送をいう。このインターナライズされた部分は、細胞内区画、例えば、液胞、リ
ソソーム、小胞体、ゴルジ体、または細胞自身の細胞質ゾル中に配置され得る。
る分子であり、それは、抗体または結合タンパク質により特異的に結合される場
合、その抗体または結合タンパク質の細胞へのインターナライゼーションを生じ
る。インターナライズするレセプターまたはマーカーは、レセプター(例えば、
ホルモン、サイトカインまたは成長因子レセプター)リガンド、およびそれに対
する結合がインターナリゼーションを生じるその他の細胞表面マーカーを含む。
極の起源が「異種核酸」が現在見出される細胞または細胞株ではない、核酸をい
う。
身免疫原性である。抗体媒介免疫応答の生成の間、個体は、抗原に対する抗体、
および抗イディオタイプ抗体を発達させ、その免疫原性結合部位(イディオタイ
プ)は抗原を模倣する。抗イディオタイプ抗体はまた、抗体またはそのフラグメ
ントを用いた免疫化により生成され得る。
のコレクションをいい、ここでファージが外部(代表的には異種)タンパク質を
発現する。外部タンパク質は、ファージが接触されるその他の部分と自由に相互
作用する(結合する)。外部タンパク質をディスプレイする各ファージは、この
ファージディスプレイライブラリーの「メンバー」である。
るウイルス粒子をいう。当業者は、種々のバクテリオファージが、本発明で採用
され得ることを認識し得るが、好適な実施態様では、ベクターは、例えば、f1
、fd、Pf1、M13などのような糸状バクテリオファージであるか、または
それに由来する。この糸状ファージは、テトラサイクリンのような選択マーカー
を含み得る(例えば「fd−tet」)。種々の糸状ファージディスプレイ系が
当業者に周知である(例えば、Zacherら(1980)Gene 9:12
7〜140、Smithら(1985)Science 228:1315〜1
317(1985);およびParmleyおよびSmith(1988)Ge
ne 73:305〜318を参照のこと)。
り込みを指向するに必要かつ十分な核酸配列である。
にパッケージングされ得る細胞である。アセンブリ細胞は、1つ以上の異なるウ
イルス粒子(例えば、通常または衰弱ファージおよびヘルパーファージ)で感染
され得、このウイルス粒子は個々にまたは組み合わせて核酸のウイルスキャプシ
ド中へのパッケージングを指向させる。
2 ECD、c−erbB−2の細胞外ドメイン;CDR、相補性決定領域;E
LISA、酵素連結免疫吸着アッセイ;FACS、蛍光活性化細胞ソーター;F
R、フレームワーク領域;Glu、グルコース;HBS、ヘペス緩衝化生理食塩
水、10mM ヘペス、150mM NaCl、pH7.4;IMAC、固定化
金属アフィニティークロマトグラフィー;kon、会合速度定数;koff、解離速
度定数;MPBS、PBS中のスキムミルク粉末;MTPBS、TPBS中のス
キムミルク粉末;PBS,リン酸緩衝化生理食塩水、25mM NaH2PO4、
125mM NaCl、pH7.0;PCR、ポリメラーゼ連鎖反応;RU、共
鳴単位;scFvまたはscFv、単一鎖Fvフラグメント;TPBS、PBS
中0.05%v/v Tween20;SPR、表面プラズモン共鳴;Vk、免
疫グロブリンκ軽鎖可変領域;Vλ、免疫グロブリンλ軽鎖可変領域;VL、免
疫グロブリン軽鎖可変領域;VH、免疫グロブリン重鎖可変領域;wt、野生型
。
の細胞外ドメインに特異的に結合する新規ヒト抗体を提供する。このc−erb
B−2マーカーは、乳癌およびその他の腺腫の30〜50%で過剰発現し、そし
てそれ故、癌のような腫瘍細胞を特異的に標的する有用な細胞表面マーカーを提
供する。先に知られた抗cerbB−2抗体とは対照的に、本発明の抗体(本明
細書ではF5またはC1抗体と呼ばれる)は、完全にヒト抗体である。従って、
これらの抗体のヒト宿主への投与は、免疫原性応答をほとんど惹起しないか全く
惹起しない。
る。従って、これらは、標的細胞中にエフェクター部分を送達するために非常に
有用である。さらに、インターナライズする抗体またはポリペプチドが一旦同定
されると、それを用いて、先に知られたインターナライズする細胞標的(例えば
レセプター)を同定するために、1つ以上の細胞または細胞株を再プローブし得
る。
いる。従って、特定の理論に拘束されることなく、本発明のF5およびC1抗体
の効果的なインターナリゼーションが、これらの抗体に結合される特異的なエピ
トープの結果であると考えられる。F5およびC1抗体の両方が同じエピトープ
を結合し、そして本明細書で同定されたこのF5およびC1抗体(例えば、配列
番号1および2)を用いて、同じエピトープに結合する他の抗体が容易に同定さ
れ得ると考えられる。従って、1つの好適な実施態様において、本発明は、F5
またはC1により結合される、c−erbB2レセプターエピトープに特異的に
結合する抗体を提供する。この型の特に好適な抗体は、インナーナライズする抗
体である。
よび結合分子の効果的なインターナリゼーションのため、本発明のC1およびF
5抗体は、標的細胞(例えば癌細胞)へのまたはその中にエフェクター分子を送
達するために良く適している。従って、別の好適な実施態様では、本発明は、エ
フェクター分子に結合した、F5またはC1抗体(すなわちF5またはC1によ
り結合されるエピトープに結合する抗体)を含むキメラ分子をさらに提供する。
このF5またはC1抗体は、c−erbB−2マーカーを保持する細胞にこのキ
メラ分子を特異的に結合するために供される標的する分子として作用し、それに
よってこの標的細胞にエフェクター分子を送達する。
に送達されることが所望される分子または多分子構造(例えば、リポソーム、フ
ァージ外被(キャプシド)、またはインタクトファージ)である。好適なエフェ
クターは、特徴的な活性(例えば、薬物送達、細胞傷害性、蛍光、放射活性など
)を有する。エフェクター分子は、サイトトキシン、標識、放射核種、リガンド
、抗体、薬物、核酸、ホルモン、成長因子、リポソーム、およびウイルスをc−
erbB−2発現細胞に感染し得るようにするウイルス外被タンパク質を含むが
これらに限定されない。標的に一旦送達されると、このエフェクター分子は、そ
の特徴的活性を奏する。
場合、このキメラ分子は、このサイトトキシンが、c−erbB−2マーカーを
保有する腫瘍細胞を特異的に標的とする、強力な細胞殺傷性薬剤として作用する
。腫瘍細胞を特異的に標的とするキメラサイトトキシンは当業者に周知である(
例えば、Pastanら(1992)Ann.Rev.Biochem.、61
:331〜3540参照のこと)。
の存在または不在を検出するため、またはインビボで腫瘍細胞を位置決めするた
めに用いられ得る。これらの方法は、検出可能な標識である、エフェクター分子
を含むキメラ分子を提供する工程を含む。C1またはF5抗体は、このキメラ分
子を、c−erbB−2マーカーを発現する腫瘍細胞に特異的に結合させ、次い
でこれらは、検出可能な標識とのそれらの結合によりマークされる。細胞結合標
識の次の検出は、腫瘍細胞の存在および/または塊および/または位置を示す。
因子、またはリガンドを含むがこれらに限定されない別の特異的結合部分であり
得る。次いでこのキメラ分子は、高度に特異的な二官能性リンカーとして作用す
る。このリンカーは、キメラタンパク質が結合する細胞または細胞成分を結合し
、そしてその間の相互作用を増大するように作用し得る。従って、例えば、「エ
フェクター」成分が、抗レセプター抗体または抗体フラグメントである場合、C
6抗体成分は、c−erbB−2保有癌細胞を特異的に結合し、その一方、エフ
ェクター成分は、免疫細胞の表面上のレセプター(例えば、IL−2、IL−4
、FcI、FcIIおよびFcIIIレセプター)を結合する。従って、このキ
メラ分子は、標的癌細胞に向かう免疫応答を増大および指向するために作用し得
る。
、薬物)であり得る。それゆえ、C1またはF5抗体は、ビンブラスチン、ビン
デシン、メルファラン、N−アセチルメルファン、メトトレキサート、アミノプ
テリン、ドキソルビシン(doxirubicin)、ダウノルビシン、ゲニス
テイン(genistein)(チロシンキナーゼインヒビター)、アンチセン
ス分子および当業者に公知の他の薬理学的因子のような薬剤に結合され、それに
よってc−erbB−2を発現する腫瘍細胞に対してこれらの薬理学的因子を特
異的に標的させ得る。
得る。このようなビヒクルには、リポソーム、ミセル、種々の合成ビーズなどが
挙げられるが、これらに限定されない。
的化する部分(F5および/またはC1抗体)、または反対に、単一の標的化す
る部分に結合した複数のエフェクター分子を含むことを、当業者は理解する。な
お他の実施態様において、このキメラ分子は、複数の標的化する部分および複数
のエフェクター分子の両方を含有する。それゆえ、例えば、本発明は、F5また
はC1抗体が細胞傷害性分子に結合されると同時に、別の分子(例えば、抗体ま
たは別のリガンド)がその毒素の他の末端に結合されている、「二重標的化した
」細胞傷害性キメラ分子を提供する。このような二重標的化サイトトキシンは、
例えば、PEのアミノ末端で、ドメインIaを置換したF5またはC1抗体およ
びドメインIIIに挿入された抗−TAC(Fv)を包含し得る。他の抗体もま
た、適切なエフェクター分子であり得る。
る抗体である。しばしば、このようなインターナライズする抗体は、エフェクタ
ー分子の存在を伴わない場合でさえ生物学的活性を有する。多くのレセプター(
例えば、増殖因子レセプター)は、リガンドの効果を調整または調節する方法と
してインターナリゼーションを使用する。例えば、リガンド結合は、シグナル伝
達およびレセプターインターナリゼーションを生じ得る。次いで、レセプター数
の減少は、さらなるリガンドの効果のダウンレギュレーションを引き起こす。同
一のことが、増殖因子レセプターに結合する抗体で生じる(Hurwitzら(
1995)Proc.Natl.Acad.Sci.USA.92:3353−
3357)。例えば、「増殖因子は、それらの細胞表面レセプターに結合してそ
れらの固有の触媒活性を活性化し、それによって細胞応答を導くシグナル伝達カ
スケードを開始することによって作用する。増殖因子/レセプター複合体は、細
胞表面膜の静的常在因子(static resident)ではないが、イン
ターナリゼーションのエンドサイトーシス的輸送プロセス、および再利用または
分解への選別をうける。結果として、増殖因子は細胞外培地から枯渇され、そし
てそれらのレセプターはダウンレギュレーションをうける。これらの輸送プロセ
スは、シグナル伝達増殖因子/レセプター複合体の動力学に対するそれらの影響
のために、細胞の挙動応答の重要なモジュレーターである(Reddyら(19
96)Nature Biotech.14:1696−1699)。
ムは、レセプターインターナリゼーションおよびダウンレギュレーションを引き
起こすことである(Hurwitzら(1995)Proc.Natl.Aca
d.Sci.USA.92:3353−3357)。増殖因子レセプターに結合
するインターナライズする抗体を、増殖インヒビターまたは刺激抗体にすること
もまた可能であり得る。例えば、EGFのマイトジェン特性は、EGFのEGF
レセプターに対する親和性を低下させることによって増加した。より低い親和性
のEGFはレセプターシグナル伝達を引き起こすが、これは野生型EGFよりも
インターナリゼーションが減少しており、そしてダウンレギュレーションされて
いる(おそらく、そのより低い親和性による)(Reddyら(1996)Na
ture Biotech.14:1696−1699)。それゆえ、C1また
はF5インターナライズする抗体の親和性を低下することによって、それを増殖
因子にし得る。本発明のF5およびC1インターナライズする抗体は、増殖阻害
および増殖刺激の両方に対するリード化合物/薬物を提供し得る。
びC1抗体は、デノボ化学合成または組換えDNA発現技術のいずれかにより慣
用的に作製され得る。同様に、本発明の方法に従って同定された改変型F5およ
びC1抗体ならびに本発明のキメラ分子は、デノボ合成され得るか、または組換
え的に発現され得る(特に、キメラ分子が融合タンパク質である場合)。
合成され得る。配列のC−末端アミノ酸が不溶性支持体に結合され、続いて配列
中の残りのアミノ酸が連続的に添加される固相合成は、C1およびF5抗体の化
学合成のための1つの好ましい方法である。固相合成についての技術は、Bar
anyおよびMerrifield、Solid Phase Peptide
Synthesis;3−284頁、The Peptides:Analy
sis,Synthesis,Biology.第2巻:Special Me
thods in Peptide Synthesis,第A部、Merri
fieldら(1963)J.Am.Chem.Soc.,85:2149−2
156、およびStewartら(1984)Solid Phase Pep
tide Synthesis、第2版,Pierce Chem.Co.Ro
ckford,Illにより記載される。
dorf Synostat(Madison,Wis.)またはMillig
en9050(Milford,Mass))を使用して化学的に合成されるが
、組成ペプチド合成の手動方法もまた使用され得る。1つの実施態様において、
合成は、米国特許第5,547,939号に記載されるように、ポリエチレング
リコールポリスチレン(PEG−PS)グラフト樹脂上であり、そしてNα−F
mocアミノ酸誘導体を使用する。他の樹脂および合成化学(例えば、T−bo
c)が使用され得る。
供されるポリペプチドおよび核酸配列と組み合わせて、当業者に周知の標準的技
術を使用して調製される。このポリペプチド配列は、本明細書により開示される
特定のF5またはC1抗体をコードする適切な核酸配列を決定するために使用さ
れ得る。この核酸配列は、当業者に周知の標準的方法に従って種々の発現系に対
する特定のコドン「優先性」を反映するために最適化され得る。あるいは、本明
細書中に提供されるこの核酸配列はまた、F5またはC1抗体を発現するために
使用される。
法に従って合成され得る。オリゴヌクレオチド合成は、好ましくは、市販の固相
オリゴヌクレオチド合成機(Needham−VanDevanterら(19
84)Nucleic Acids Res.12:6159−6168)で行
なわれるか、またはBeaucageらにより記載される固相ホスホルアミダイ
トトリエステル法(Beaucageら(1981)Tetrahedron
Letts.22(20):1859−1862)を使用して手作業で合成され
る。
な方法に従って増幅され得、そして/またはクローニングされ得る。これらの目
的を達成するための分子クローニング技術は当該分野において公知である。例え
ば、F5またはC1抗体遺伝子をコードする、組換え核酸の構築に適切である広
範な種々のクローニングおよびインビトロ増幅方法は、当業者に公知である。こ
れらの技術の例示、および多数のクローニング実験を通して当業者を導くに充分
な説明は、BergerおよびKimmel,Guide to Molecu
lar Cloning Techniques,Methods in En
zymology第152巻Academic Press、Inc.,San
Diego,CA(Berger);Sambrookら(1989)Mol
ecular Cloning−A Laboratory Manual(第
2版)第1−3巻、Cold Spring Harbor Laborato
ry,Cold Spring Harbor Press,NY,(Samb
rook);ならびにCurrent Protocols in Molec
ular Biology,F.M.Ausubelら編、Current P
rotocols,(Greene Publishing Associat
es,Inc.とJohn Wiley&Sons,Inc.との間の合弁事業
)(1994補遺)(Ausubel)に見出される。組換えイムノグロブリン
を産生する方法もまた、当該分野において公知である。Cabilly,米国特
許第4,816,567号;およびQueenら(1989)Proc.Nat
l Acad.Sci.USA86:10029−10033を参照のこと。
LCR)、Qβ−レプリカ−ゼ増幅および他のRNA媒介技術を含む)を介して
当業者を導くに十分な技術の例示は、Berger,SambrookおよびA
usebel、ならびにMullisら(1987)米国特許第4,683,2
02号;PCR Protocols A Guide to Methods
and Applications(Innisら編)Academic P
ress Inc.San Diego,CA(1990)(Innis);A
rnheim&Levinson(1990年10月1日)C&EN36−47
;The Journal Of NIH Research(1991)3,
81−94;Kwohら(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.
USA 86,1173;Guatelliら(1990)Proc.Natl
.Acad.Sci.USA 87,1874;Lomellら(1989)J
.Clin.Chem 35,1826;Landegrenら(1988)S
cience 241,1077−1080;Van Brunt(1990)
Biotechnology 8,291−294;WuおよびWallace
,(1989)Gene 4,560;ならびにBarringerら(199
0)Gene 89,117に見出される。インビトロでの増幅された核酸の改
良されたクローニング方法は、Wallaceら、米国特許第5,426,03
9号に記載される。
と、当業者に公知の種々の組換え操作された細胞において、遺伝子を発現し得る
。このような細胞の例には、細菌、酵母、糸状菌、昆虫(特にバキュロウィルス
ベクターを使用する)、および哺乳動物細胞が挙げられる。当業者は、F5また
はC1抗体の発現に利用可能である多数の発現系における知識があることが期待
される。
現は、代表的には、抗体をコードする核酸をプロモーター(これは構成性または
誘導性のいずれかである)に作動可能に連結し、そしてこの構築物を発現ベクタ
ーに組み込むことによって達成される。このベクターは原核生物、真核生物、ま
たはその両方での複製および/または組み込みに適切であり得る。代表的なクロ
ーニングベクターは、転写および翻訳ターミネーター、開始配列ならびにF5ま
たはC1抗体をコードする核酸の発現の調節に有用であるプロモーターを含む。
このベクターは、必要に応じて、少なくとも1つの独立ターミネーター配列を含
む遺伝子発現カセット、真核生物および原核生物の両方でこのカセットの複製を
可能にする配列(すなわち、シャトルベクター)ならびに原核生物系および真核
生物系の両方に対する選択マーカーを含む。Sambrook、前述を参照のこ
と。
示する強力なプロモーター、翻訳開始のためのリボソーム結合部位、および転写
/翻訳ターミネーターを含む発現プラスミドを構築することが一般的である。E
.coliでのこの目的に適切な調節領域の例示は、Yanofsky(198
4)J.Bacteriol.,158:1018−1024により記載される
E.coliトリプトファン生合成経路のプロモーターおよびオペレーター領域
、ならびにHerskowitzおよびHagen(1980)Ann.Rev
.Genet.,14:399−445により記載されるファージラムダ(PL
)の左側のプロモーターである。E.coli中に形質転換されるDNAベクタ
ーに選択マーカーを含ませることもまた、有用である。このようなマーカーの例
示としては、アンピシリン、テトラサイクリン、またはクロラムフェニコールに
対して耐性を示す遺伝子が挙げられる。例えば、E.coliでの使用のための
選択マーカーに関する詳細については、Sambrookを参照のこと。
us種(Palvaら(1983)Gene 22:229−235;Mosb
achら、Nature,302:543−545)ならびにSalmonel
laを用いて利用可能である。E.coli系が好ましい。
のカオトロピック薬剤に曝すことを必要とし得る。例えば、E.coliからの
精製の間に、発現されたタンパク質は、必要に応じて変性され、次いで再生され
る。このことは、例えば、細菌系により産生された抗体を、例えば、グアニジン
HClのようなカオトロピック薬剤中に可溶化することにより達成される。次い
で、この抗体を、ゆっくりと透析するか、またはゲルろ過を行うかのいずれかに
よって再生する。米国特許第4,511,503号を参照のこと。
該分野において公知である。細胞の核酸での形質導入は、例えば、F5またはC
1核酸を含有するウィルス性ベクターを、このベクターの宿主範囲内の細胞と共
にインキュベートする工程を包含する。例えば、Methods in Enz
ymology,第185巻、Academic Press,Inc.,Sa
n Diego,CA(D.V.Goeddel編)(1990)またはM.K
rieger,Gene Transfer and Expression−
A Laboratory Manual,Stockton Press,N
ew York,NY,(1990)ならびにそれらに引用される参考文献を参
照のこと。
ル由来の培養細胞を含む)は、当該分野において周知である。Freshney
(Culture of Animal Cells,a Manual of
Basic Technique,第3版、Wiley−Liss、New
York(1994))およびその中に引用される参考文献は、細胞の培養に対
する一般的な指針を提供する。
ent Protocols in Immunology Wiley/Gr
eene,NY;HarlowおよびLane(1989)Antibodie
s:A Laboratory Manual Cold Spring Ha
rbor Press,NY;Stitesら(編)Basic and Cl
inical Immunology(第4版)Lange Medical
Publications,Los Altos,CAおよびその中に援用され
る参考文献;Goding(1986)Monoclonal Antibod
ies:Principles and Practice(第2版)Acad
emic Press,New York,NY;ならびにKohler an
d Milstein(1975)Nature 256:495−497に見
出される。
ー、例えば、pUC119Sfi/NotHismyc(Schierら(19
95)Immunotechnology.1:63−71)にサブクローニン
グされる。このことによって、scFvのC−末端にヘキサヒスチジンタグの付
加が生じる。F5またはC1 scFv DNAを含有するpHEN−1ベクタ
ーDNAは、アルカリ溶解ミニプレプ法により調製され、NcoIおよびNot
Iで消化され、そしてscFv DNAが1.5%アガロースゲル上で精製され
る。F5またはC1 scFv DNAを、NcoIおよびNotIで消化した
pUC119Sfil/NotlHismycに連結し、そして連結混合物をエ
レクトロコンピテントな(electrocompetent)E.coli
HB2151を形質転換するために使用した。発現に関しては、100:g/m
lアンピシリンおよび0.1%グルコースを含有する200mlの2×TY培地
に、pUC119Sfi1/NotlHismyc中にF5またはC1遺伝子を
保有するE.coli HB2151を接種した。この培養物を37℃で0.8
のA600nmまで増殖させる。可溶性scFvは、1mMの終濃度までIPTG
を添加することにより発現誘導し、そしてこの培養物をシェーカーフラスコ中で
一晩30℃で増殖させる。
ラズムから収集され得る:細胞を、4000gにて15分間遠心分離することに
よって収集し、10mlの氷冷した30mM Tris−HCl(pH8.0)
、1mM EDTA、20%スクロース中に最懸濁し、そして氷上で20分間イ
ンキュベートした。次いで、細菌を6000gにて15分間遠心分離することに
よってペレット化し、そして「ペリプラズム画分」を、30,000gにて20
分間遠心分離することによって清澄化した。次いで、上清を、4℃にて一晩、8
LのIMACローディング緩衝液(50mMリン酸ナトリウム(pH7.5)、
500mM NaCl、20mMイミダゾール)に対して透析し、次いで、0.
2ミクロンのフィルターを通して濾過した。
ACによって精製される。すべての工程は、好ましくは4℃にて実施される。2
mlのNi−NTA樹脂(Qiagen)を含むカラムを20mlのIMACカ
ラム洗浄緩衝液(50mMリン酸ナトリウム(pH7.5)、500mM Na
Cl、250mMイミダゾール)および20mlのIMACローディング緩衝液
を用いて洗浄した。次いで、ペリプラズム調製物をこのカラム上にロードし、そ
してこのカラムを連続的に、50mlのIMACローディング緩衝液、および5
0mlのIMAC洗浄緩衝液(50mMリン酸ナトリウム(pH7.5)、50
0mM NaCl、25mMイミダゾール)を用いて洗浄した。タンパク質を2
5mlのIMAC溶出緩衝液(50mMリン酸ナトリウム(pH7.5)、50
0mM NaCl、100mMイミダゾール)を用いて溶出し、そして4mlの
画分を収集した。F5およびC1抗体は、280nmでの吸光度によって検出さ
れ得、そしてscFv画分が溶出され得る。二量体scFvおよび凝集したsc
Fvを取り除くために、サンプルをCentricon 10(Amicon)
中で1ml未満の容量に濃縮し得、そしてHBSの泳動緩衝液(10mM He
pes、150mM NaCl(pH7.4))を使用してSuperdex
75カラム上で分画し得る。
ことによって評価され得る。タンパク質のバンドは、クマシー染色によって検出
され得る。次いで、濃度は、分光光度的に、1.0のA280が0.7mg/ml
のscFv濃度に対応すると仮定して、測定され得る。
抗体(例えば、抗体全体、抗体フラグメント、または単鎖抗体)を産生する工程
、次いで、それがF5またはC1抗体であること(すなわち、それがF5または
C1抗体によって結合されるエピトープと結合すること、およびより好ましくは
それがインターナライズされること)を確認するためにその抗体をスクリーニン
グする工程を包含する。スクリーニングされる抗体は、種々の手段によって無作
為に産生され得、インビボで(例えば、c−erbB2エピトープで動物を免疫
化することによって)作製され得るか、またはエキソビボで、例えば、ファージ
ディスプレイライブラリーもしくは他のディスプレイライブラリーにおいて作製
され得る。次いで、そのように作製された抗体は、c−erbB2結合親和性に
ついて、および/またはF5もしくはC1エピトープへの特異的結合について、
および/またはc−erbB2レセプターもしくはそのフラグメントを保有する
細胞内へのインターナリゼーションについて、スクリーニングされる。
びC1配列を利用するいくつかのストラテジーのうちの1つによって、好ましく
は獲得される。このような方法としては、以下が挙げられるが、これらに限定さ
れない:1)鎖シャッフリング(chain shuffling)による誘導
;2)CDRの部位特異的突然変異誘発による誘導;3)誤りがちなPCR、E
.coliの突然変異誘発株、または「DNAシャッフリング」のいずれかによ
る、配列内に複数の突然変異を導入することによる誘導。これらの誘導抗体は、
「ライブラリーアプローチ」を含む。ここでは、F5またはC1に基づく変異配
列のライブラリーが作製され、次いで、結合機能が選択される。
体フラグメントを発現する能力は、1010の非結合クローンよりも大きなライブ
ラリーから、単一の結合抗体フラグメントを単離することを可能にする。ファー
ジの表面上で抗体フラグメントを発現させるために(ファージディスプレイ)、
ファージ表面タンパク質(pIII)をコードする遺伝子の中に抗体フラグメン
トの遺伝子を挿入し、そして抗体フラグメント−pIII融合タンパク質を、フ
ァージ表面上で提示させる(McCaffertyら、(1990)、Natu
re、348:552−554;Hoogenboomら、(1991)、Nu
cleic Acids Res.19:4133−4137)。ファージ表面
上の抗体フラグメントは機能的であるので、抗原結合抗体フラグメントを保有す
るファージは、抗原アフィニティクロマトグラフィーによって非結合ファージか
ら分離され得る(McCaffertyら、(1990)Nature、348
:552−554)。抗体フラグメントの親和性に依存して、20倍〜1,00
0,000倍の濃縮係数が、単回のアフィニティ選択によって得られる。しかし
、溶出されたファージで細菌を感染させることによって、より多くのファージが
増殖され得、そして別の回の選別に供され得る。この様式において、1回におい
て1000倍濃縮されることは、2回の選択で1,000,000倍になり得る
(McCaffertyら、(1990)Nature、348:552−55
4)。従って、濃縮率が低い場合でさえ(Marksら、(1991)、J.M
ol.Biol.222:581−597)、複数回のアフィニティー選択が、
稀なファージの単離へと導き得る。抗原に対するファージ抗体ライブラリーの選
択は濃縮を生じるので、大部分のクローンは、4回の選択の後に抗原に結合する
。従って、比較的少数の(数百の)クローンのみが、抗原への結合について分析
されることを必要とする。特定の好ましい実施態様において、多価のファージデ
ィスプレイ系が、実施例において示されるように好ましいということが注目され
る。
と遺伝子IIIとの間にアンバーコドンを含ませることによって単純化される。
このアンバーコドンは、単に宿主細菌株を変換することによって、提示された抗
体フラグメントと可溶性の(ネイティブの)抗体フラグメントとの間を容易に切
り替えることを可能にする(Hoogenboomら、(1991)、Nucl
eic Acids Res.19:4133−4137)。
提示することによって、事前の免疫なしで作製され得る(Marksら、(19
91)、J.Mol.Biol.222:581−597)。1つの実施態様に
おいて、ヒト末梢血リンパ球中に存在する天然のVHレパートリーおよびVLレパ
ートリーが、PCRによって非免疫化されたドナーから単離された。V遺伝子レ
パートリーは、PCRを使用することによって一緒に無作為にスプライスされて
、scFv遺伝子レパートリーが作製された。これを、ファージベクター中にク
ローニングして3000万のファージ抗体(同上)のライブラリーを作製した。
この単一の「未処理の」ファージ抗体ライブラリーから、17より多くの異なる
抗原(ハプテン、ポリサッカリド、およびタンパク質を含む)に対して、結合抗
体フラグメントが単離されている(Marksら、(1991)、J.Mol.
Biol.222:581−597;Marksら、(1993)、Bio/T
echnology.10:779−783;Griffithsら、(199
3)EMBO J.12:725−734;Clacksonら、(1991)
、Nature.352:624−628)。抗体は、自己タンパク質(ヒトサ
イログロブリン、免疫グロブリン、腫瘍壊死因子、およびCEA(Griffi
thsら、(1993)EMBO J.12:725−734)を含む)に対し
て作製されている。インタクトな細胞上で直接的に選択することによって、細胞
表面抗原に対する抗体を単離することもまた可能である。例えば、4つの異なる
赤血球細胞表面抗原に対する抗体フラグメントは、赤血球上で直接的に選択する
ことによって、作製された(Marksら、(1993)、Bio/Techn
ology.10:779−783)。抗体は、5,000部位/細胞ほどに低
い表面密度で、血液型抗原に対して作製された。抗体フラグメントは、選択に使
用される抗原に対して高度に特異的であり、そして凝集アッセイおよび免疫蛍光
アッセイにおいて機能的であった。より低い密度の抗原に対する抗体は、最初に
、目的の抗原を欠損した高度に関連のある細胞型に対してファージ抗体ライブラ
リーを選択することによって作製された。このネガティブ選択は、より高密度の
抗原に対する結合体を除去した。そして目的の抗原を発現する細胞上での枯渇し
たファージ抗体ライブラリーの引き続く選択が、この抗原に対する抗体の単離を
生じた。この大きさおよび多様性のライブラリーを用いて、いくつかの結合体に
対して少なくとも1つが、この時点のタンパク質抗原の70%に対して単離され
得る。抗体フラグメントは、選択のために用いられる抗原に対して高度に特異的
であり、そして1:M〜100nMの範囲の親和性を有する(Marksら、(
1991)J.Mol.Biol.222:581−597;Griffith
sら、(1993)EMBO J.12:725−734)。より大きなファー
ジ抗体ライブラリーは、より高い割合の抗原に対してより高い結合親和性の、よ
り多くの抗体の単離を生じる。
提供される実施例において、詳細に記載される。
る) より親和性の高い抗体を作製するために、結合F5抗体または結合C1抗体の
配列に基づいて(例えば、本明細書中に記載されるscFv F5抗体またはs
cFv C1抗体に基づいて)、変異抗体遺伝子レパートリーを作製し、そして
ファージ表面上で発現する。より親和性の高いscFvは、上記、実施例、およ
びSchierら(1996)j.Mol.Biol.、263:551−56
7に記載のように、抗原に対して選択される。
マトグラフィーによって選択される。変異scFv遺伝子レパートリーを作製す
るための1つのアプローチは、新たなパートナーを作製するために、V遺伝子の
レパートリーで本来のVH遺伝子またはVL遺伝子を置換えることであった(鎖シ
ャッフリング)(Clacksonら、(1991)Nature、352:6
24−628)。鎖シャッフリングおよびファージディスプレイを使用すること
によって、ハプテンフェニルオキサゾロン(phOx)に結合するヒトscFv
抗体フラグメントの親和性は、300nMから1nMへ(300倍)増大した(
Marksら、(1992)Bio/Technology 10:779−7
83)。
C1のVH遺伝子、およびヒトVH遺伝子レパートリーを含有する変異scFv遺
伝子レパートリーが作製され得る(軽鎖シャッフリング)。scFv遺伝子レパ
ートリーは、ファージディスプレイベクターpHEN−1中にクローニングされ
得(Hoogenboomら(1991)Nucleic Acids Res
.、19:4133−4137)、そして形質転換後に形質転換体のライブラリ
ーが得られる。ファージは、実施例に記載のように調製されそして濃縮される。
び/またはCDR2、および/またはCDR3、ならびに軽鎖がヒトVH遺伝子
レパートリーを含有するベクター中にクローニングされて、ファージ抗体ライブ
ラリー形質転換体が作製される。抗体親和性を増大させるための鎖シャッフリン
グの詳細な記載については、Schierら、(1996)J.Mol.Bio
l.255:28−43、1996を参照のこと。
ファージをインキュベートすることによって実施され得る。抗原濃度は、各回で
低減され、選択の最終回までに所望のKd未満の濃度が達成される。このことは
、親和性に基づいたファージの選択を生じる(Hawkinsら(1992)、
J.Mol.Biol.226:889−896)。
3つはVH(CDR1、CDR2、およびCDR3)にあり、そして3つはVL(
CDR1、CDR2、およびCDR3)にある(Chothiaら(1987)
J.Mol.Biol.、196:901−917;Chothiaら(198
6)Science、233:755−8;Nhanら(1991)J.Mol
.Biol.、217:133−151)。これらの残基は、抗原に対する抗体
親和性を担う結合エネルギーの大部分に寄与する。他の分子において、リガンド
と接触するアミノ酸を変異させることは、1つのタンパク質分子のその結合パー
トナーに対する親和性を増大させる有効な手段であることが示されている(Lo
wmanら(1993)、J.Mol.Biol.、234:564−578;
Wells(1990)、Biochemistry、29:8509−851
6)。CDRの部位特異的突然変異誘発およびc−erbB−2に対するスクリ
ーニングを使用して、結合親和性ならびに/またはF5およびC1抗体のインタ
ーナリゼーションを改善されたC6抗体を作製し得る。
Rが無作為化された(VLのCDR1およびCDR2、ならびにVHのCDR1、
CDR2、およびCDR3)変異抗体ライブラリーが作製され得る。1つの実施
態様において、各CDRは、鋳型としてF5またはC1を使用することによって
、個々のライブラリー中で無作為化される。各CDRライブラリー由来の最も親
和性の高い変異体のCDR配列を組合わせて、親和性の付加的な増大を獲得する
。類似のアプローチが使用されて、成長ホルモンレセプターに対するヒト成長ホ
ルモン(hGH)の親和性は、3.4×10-10から9.0×10-13Mへと15
00倍を超えて増大されている(Lowmanら、(1993)、J.Mol.
Biol.、234:564−578)。
、親和性における増大を生じるようである(Clacksonら(1995)、
Science,267:382−386)。1つの実施態様においては、4つ
のVH CDR3残基が、ヌクレオチドNNSを使用することによって一度に無
作為化される(例えば、Schierら(1996)、Gene,169:14
7−155;SchierおよびMarks(1996)、Human Ant
ibodies and Hybridomas.7:97−105、1996
;ならびにSchierら(1996)J.Mol.Biol.263:551
−567、1996を参照のこと)。
ニールし、そしてVH CDR3およびフレームワーク4の一部分をコードする
オリゴヌクレオチドが合成される。無作為化されるべき4つの部分においては、
配列NNSが使用され、ここではN=4つのヌクレオチドのうちのいずれかであ
り、そしてS=CまたはTである。このオリゴヌクレオチドは、PCRを使用し
てF5またはC1のVH遺伝子を増幅するために使用され、変異F5 VH遺伝子
レパートリーまたは変異C1 VH遺伝子レパートリーを作製する。PCRを、
C6NIL3−B1軽鎖遺伝子と共にVH遺伝子レパートリーをスプライスする
ために使用し、そして得られるscFv遺伝子レパートリーを、ファージディス
プレイベクターpHEN−1中にクローニングした。連結されたベクターDNA
を使用して、エレクトロコンピテント(electrocompetent)な
E.coliを形質転換し、1.0×107クローン(同上)を超えるファージ
抗体ライブラリーを作製する。
の各回の選択を、上記のようにビオチン化したc−erbB−2の量を低減して
行った。代表的には、選択の第3回目および第4回目由来の96のクローンを、
96ウェルプレート上でELISAによって、c−erbB−2に対する結合に
ついてスクリーニングする。20〜40個のELISA陽性クローン由来のsc
Fvを10mlの培養物中で発現させ、このペリプラズムを収集し、そしてsc
FvのkoffをBIAcoreによって測定する。最も緩徐なkoffを有するクロ
ーンを配列決定し、そして各々の特有のscFvを、例えば、pUC119 S
f−NotmycHis中へサブクローニングする。scFvを1Lの培養物中
で発現させ、そして前出で記載したように精製する。精製されたscFvの親和
性を、BIAcoreによって測定する。
vまたは2つのC1 scFvを、リンカー(例えば、炭素リンカー、ペプチド
など)を通してか、または例えば、2つのシステイン間のジスルフィド結合を通
してかのいずれかで連結させる。従って、例えば、ジスルフィド連結したF5
scFvを作製するために、F5のカルボキシ末端にあるmycタグとヘキサヒ
スチジンタグとの間に部位特異的突然変異誘発によってシステイン残基が導入さ
れる。正確な配列の導入は、DNA配列決定によって確認され得る。この構築物
がpUC119にある場合、pelBリーダーは、発現scFvをペリプラズム
へと指向させ、そしてクローニング部位(NcoIおよびNotI)は、F5ま
たはC1変異scFvを導入するために存在する。発現scFvは、IMACに
よる精製を容易にするために、C−末端にmycタグ、続いて、2つのグリシン
、1つのシステイン、次いで6つのヒスチジンを有する。2つのシステイン残基
間のジスルフィド結合形成の後、2つのscFvは、約26アミノ酸(2つの1
1アミノ酸mycタグおよび4つのグリシン)によって互いに分離される。
てゲル濾過によって分析され得る。(scFv’)2二量体を産生するために、
システインは、1mMの∃−メルカプトエタノールとのインキュベーションによ
って還元され、そしてscFvの半分がDTNBの添加によってブロックされる
。ブロックされたscFvおよびブロックされていないscFvは、一緒にイン
キュベートされて(scFv’)2を形成し、そして得られた物質はゲル濾過に
よって分析され得る。F5およびC1 scFv’単量体、ならびにF5および
C1(scFv’)2二量体の親和性を、BIAcoreによって測定する。
,より好ましくはペプチドリンカーを通してscFv’フラグメントを連結する
ことによって作製される。これは、当業者に周知の広範な種々の手段によって達
成され得る。例えば、1つの好ましいアプローチは、Holligerら(19
93)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6444−6
448によって記載される(WO 94/13804もまた参照のこと)。
される2つの抗c−erbB−2抗体を提供する。本明細書中でF5(配列番号
1)およびC1(配列番号2)として示されるこれらの抗体は、以前に認識され
ていなかったc−erbB−2の外部ドメイン上のエピトープに特異的に結合し
、それによってこのエピトープを特徴付ける。提供される情報を使用することに
よって、同じエピトープに結合する他のF5およびC1抗体が、慣用的に調製さ
れ得る。
rbB−2を用いての動物の免疫化、単鎖抗体ライブラリー中でのドメインシャ
ッフリングなど)に関わりなく、この産生された抗体が好ましいF5抗体または
C1抗体であることを確認するために、推定F5およびC1抗体は、好ましくは
以下についてスクリーニングされる:1)c−erbB−2についての結合親和
性、および/または2)F5エピトープ/C1エピトープの特異的結合;ならび
に3)インターナリゼーション。
例えば、c−erbB−2)に対する抗体(例えば、改変されたF5またはC1
)の親和性を測定することを含む。そのような測定を作製する方法は、同時係属
中の出願USSN 08/665,202号において詳細に記載される。簡潔に
は、例えば、F5、C1、またはF5誘導抗体もしくはC1誘導抗体の、c−e
rbB−2への結合の動力学のKdは、BIAcore(表面プラズモン共鳴に
基づくバイオセンサー)で測定される。この技術について、抗原は、質量におけ
る変化を検出し得る誘導体化されたセンサーチップとカップリングされる。抗体
がセンサーチップを通過するときに、抗体は抗原と結合し、定量化され得る質量
変化を生じる。抗体濃度の関数としての会合速度の測定を使用して、会合速度定
数(kon)を計算し得る。会合相(association phase)の後
に、緩衝液をチップに通過させそして抗体の解離速度(koff)が決定される。
konは、代表的に1.0×102〜5.0×106の範囲であると測定され、そし
てkoffは、1.0×10-1〜1.0×10-6の範囲であると測定される。平衡
定数Kdは、しばしばkoff/konとして計算され、従って、代表的に10-5〜1
0-12の範囲であると測定される。この様式において測定された親和性は、溶液
中で蛍光消光滴定によって測定される親和性と良く相関する。
しくは少なくとも1μMの結合親和性、そして最も好ましくは少なくとも100
nM、10nM、または1nMでさえもの結合親和性を有する細胞上のc−er
bB−2 F5エピトープおよびc−erbB−2 C1エピトープに結合する
。
体の同定) F5およびC1抗体(例えば、C1およびF5によって結合される同じエピト
ープに結合する抗体)は、適切に免疫化された動物由来の血清から、またはエキ
ソビボ系(例えば、無作為な抗体ライブラリー)から、c−erbB−2エピト
ープに結合するためにC1またはF5と競合する抗体について選択することによ
って、同定(選択)され得る。F5およびC1誘導抗体は、以下:1)F5およ
びC1によって認識されるc−erbB−2エピトープ;および/または2)抗
F5イディオタイプ抗体もしくは抗C1イディオタイプ抗体のいずれかとの、そ
れらの交叉反応性によって認識される。標的化およびインターナリゼーションの
ためには、高親和性のF5抗体およびC1抗体が好ましい。しかし、アンタゴニ
ストをアゴニストへ変換することが所望される場合には、低親和性のF5抗体お
よびC1抗体が好ましいものであり得ることが予期される。さらに、多くの適用
について、迅速かつ有効なインターナリゼーションは親和性よりも重要であり、
そして迅速にインターナリゼーションされる低親和性抗体は、それほど迅速には
インターナライズされない高親和性抗体よりも好ましいとされ得る。
れ自体免疫原性である。抗体媒介性免疫応答の発生の間に、個体は、抗原に対す
る抗体、ならびに高イディオタイプ抗体(この免疫原性結合部位(イディオタイ
プ)は、抗原を模擬する)を発達させる。
びC1抗イディオタイプ抗体と特異的に結合するそれらの能力によって認識され
得る。すなわち、F5誘導抗体およびC1誘導抗体は、好ましくは、F5抗イデ
ィオタイプ抗体またはC1抗イディオタイプ抗体を有するF5およびC1と交叉
反応性である。
て、F5またはC1の可変領域に対して惹起され得る。簡潔には、抗イディオタ
イプ抗体は、本発明の抗体(例えば、F5抗体もしくはC1抗体、またはそれら
のフラグメント(例えば、CDR))を動物に注射し、それによって抗体上の種
々の抗原決定基(イディオタイプ領域における決定基を含む)に対する抗血清を
誘導することによって作製され得る。
子量の抗原(約5000ダルトンより大きい)は、動物に直接的に注射され得る
が、小さな分子量の化合物(約5000ダルトン未満)は、それらを免疫原性に
するために、好ましくは、高分子量の免疫原性キャリア(通常は、タンパク質)
とカップリングされる。免疫化に応答して産生される抗体は、血清、腹水、免疫
グロブリン(Ig)画分、IgG画分として、またはアフィニティ精製された単
一特異的な物質として利用され得る。
体を用いて動物を免疫することによって調製され得る。一般的には、この抗体(
例えば、ファージディスプレイライブラリー)が誘導された動物を一員とする種
であり、かつアロタイプが整合した動物を免疫化することが所望され得る。この
ことは、非イディオタイプ決定基に対して指向された抗体の産生を最小化する。
次いで、上記のように得られた抗血清は、通常、ファージディスプレイライブラ
リーが誘導されたのと同じ種由来の正常な血清に対して大量に吸収させ、それに
よって、非イディオタイプ決定基に対して指向された抗体を排除する。吸収は、
正常な(非免疫)血清タンパク質をグルタルアルデヒドと架橋することによって
形成されるゲルに対して抗血清を通過させることによって達成され得る。抗イデ
ィオタイプ特異性を有する抗体は、一直線にゲルを通過するが、非イディオタイ
プ決定基についての特異性を有する抗体は、ゲルと結合する。不溶性ポリサッカ
リド支持体(例えば、セファロース(sepharose))上での非免疫血清
タンパク質の固定化もまた、吸収のための適切なマトリックスを提供する。
ure 256:495の方法を用いて作製され得る。特に、モノクローナル抗
イディオタイプ抗体は、ハイブリドーマ技術を使用して調製され得る。この技術
は、(1)目的の抗原またはハプテンキャリア結合体(すなわち、本発明の抗体
または結果物(subsequence))で免疫されたマウス由来の脾臓細胞
を、(2)薬物(例えば、8−アザグアニン)に対する耐性について選択された
マウス骨髄腫細胞株に融合する工程を含む。一般に、免疫グロブリンを分泌しな
い骨髄腫細胞株の使用が所望される。いくつかのそのような株は、当該分野で公
知である。好ましい細胞株は、P3X63Ag8.653である。この細胞株は
、CRL−1580のようにアメリカンタイプカルチャーコレクションに寄託さ
れている。
es、R.Kennett、J.McKearnおよびK.Bechtol編、
N.Y.、Plenum Press、1980、およびCurrent To
pics in MicrobiologyおよびImmunology、第8
1巻、F.Melchers,M.PotterおよびN.L.Warner編
、N.Y.、Springer−Verlag、1978を参照のこと)に従っ
て、ポリエチレングリコールの存在下で実施され得る。融合細胞および非融合細
胞の得られた混合物を、ヒポキサンチンアミノプテリン−チミジン(HAT)選
択培地にプレートアウト(plate out)する。これらの条件下では、ハ
イブリッド細胞のみが増殖する。
地を収集し、そして固相RIAおよび酵素結合免疫吸着検定法を含む多くの方法
のいずれか1つによってモノクローナルイディオタイプ抗分析物抗体の存在につ
いてスクリーニングする。次いで、所望の特異性の抗体を含む培養ウェルからの
細胞を、増大させ、そして再クローニングする。次いで、目的の抗体に対して陽
性を維持するそれらの培養物由来の細胞は、通常、感受性の、組織適合性の、プ
リスタン初回刺激(pristane−primed)マウスにおける腹水腫瘍
のように継代される。
のように精製される。非分泌骨髄腫株が融合に使用される場合、モノクローナル
抗体のアフィニティー精製は、通常必要がない。なぜなら、抗体は、すでにその
抗原結合特性に対して均質であるからである。必要なのは、腹水の夾雑タンパク
質からそれを単離すること(すなわち、免疫グロブリン画分を産生すること)の
みである。
され得、そして抗体は、培養培地から採取される。一般に、これは、大量の抗体
を得るあまり望ましくない方法である。なぜなら、収量が低いからである。細胞
をマウスに静脈的に通過させることおよび血清から抗体を採取することがまた、
可能である。この方法は、一般的に好ましくない。なぜなら、採血あたりの得ら
れ得る血清の量が少なく、そして他の血清成分からの広範な精製が必要だからで
ある。しかし、いくつかのハイブリドーマは、腹水腫瘍のように増殖しない。従
って、抗体を得る代替的なこれらの方法の1つを使用しなければならない。
、それぞれc−erbB−2 F5エピトープおよびc−erbB−2 C1エ
ピトープに対するF5およびC1との交叉反応性によって同定され得る。
ることによってか、または固体支持体に付着した単離c−erbB−2を提供す
ることによって確認され得る。エピトープ−マッピング形式における、推定F5
(またはC1)と、F5またはC1(それぞれ配列番号1および2)との間の競
合は、これらの抗体が同じエピトープについて競合することを確証する。次いで
、この推定抗体を、以下に記載のようにスクリーニングする。
。例えば、F5もしくはC1エピトープまたは抗イディオタイプ抗体が固体支持
体に固定される。そのアッセイに添加された、推定のF5由来もしくはC1由来
抗体(例えば、ファージディスプレイライブラリーからの選択により作製される
)が、固定されたエピトープまたは抗イディオタイプ抗体に結合する、それぞれ
配列番号1および2のF5もしくはC1抗体と競合する。推定のF5由来もしく
はC1由来抗体が固定タンパク質に対するF5もしくはC1抗体(配列番号1お
よび2)の結合と競合する能力を比較する。標準的な計算を使用して、タンパク
質に対する交叉反応性の割合を計算する。
じ標的に対してF5もしくはC1に匹敵するかまたはこれらより大きな結合親和
性を有する場合、推定のF5由来もしくはC1由来抗体はF5もしくはC1(由
来)抗体と考えられる。
抗体を同定するための方法を提供する。この方法は、「標的」細胞を1またはそ
れ以上の推定のF5もしくはC1抗体(例えば、ファージディスプレイライブラ
リーのメンバー)と接触させる工程を包含する。適切なインキュベーション期間
の後、この細胞を洗浄して外部に結合したファージ(ライブラリーメンバー)を
除去し、次いで細胞溶解によりインターナライズしたファージを遊離させる。細
胞溶解物中のインターナライズしたファージを回収し、そしてインターナライズ
したファージを含む溶解物を使用して細菌宿主を感染させることによって増殖さ
せ得る。感染した細菌の増殖が、その後の選択ラウンドに使用され得るファージ
の増殖を導く。各選択ラウンドが、より効率的にインターナライズされるか、標
的細胞に関してより特異的であるか、または改善された結合特性を有するファー
ジを富化する。
btractive)細胞株と接触させて(すなわち、サブトラクティブ細胞株
を標的細胞および培養培地に添加して)、「標的」細胞に特異的でないファージ
ディスプレイライブラリーのメンバーを除去する。好ましくは、そのライブラリ
ーの非特異的な結合メンバーが、サブトラクティブ細胞株により除かれ得る前に
インターナライズされない(隔離される)ように、サブトラクティブ細胞株を、
そのファージディスプレイライブラリーのメンバーがインターナライズされない
条件下(例えば、約4℃〜約20℃の温度、より好ましくは約4℃の温度)で添
加する。
ィブ細胞株を除去し、そして非特異的に結合したかまたは弱く結合したファージ
を除去する。
度、より好ましくは約37℃の温度)で標的細胞を培養する。インターナリゼー
ション培養期間の持続時間は、抗体(ファージディスプレイメンバー;これに関
して選択が生じる)のインターナリゼーション速度を決定する。より短いインタ
ーナリゼーション期間を用いて、より迅速なインターナライズする抗体が選択さ
れる一方、より長いインターナリゼーション期間では、より緩慢なインターナラ
イズする抗体が選択される。インターナリゼーション期間は、好ましくは約12
0分未満であり、より好ましくは約60分未満であり、そして最も好ましくは約
30分未満であり、あるいは約20分未満でさえある。
じ得る条件下で増殖されることに気をつける。多くの細胞株について、このこと
は、細胞を培養プレートに付着させて培養することを包含する。
れないもの(例えば、表面結合ファージ)を除去する。
施態様において、これら細胞をトリプシン処理して、細胞を、細胞外マトリクス
に結合するファージ抗体を含み得る細胞外マトリクスから遊離させる。細胞を溶
液中に遊離させることにより、より十分な洗浄を可能にし、そしてこれら細胞を
新しい培養フラスコへ移すことにより、組織培養皿に粘着しているかもしれない
任意のファージを後に残す。
ファージを遊離させる。次いで、このファージを増殖し得、例えば、E.col
iに感染させて次の選択ラウンドのためのファージを産生させ得る。インターナ
ライズしたファージを実際に視覚化する必要はないことに気をつける。単純な細
胞溶解および以前にインターナライズしたファージの増殖は、インターナライズ
するファージディスプレイメンバーを回収するに十分である。インターナライズ
するファージライブラリーメンバーについて選択する方法もまた、関連出願たる
USSN60/082,953および本明細書に提供される実施例に記載される
。
的に認識されそして結合されるエピトープを提供する。このインターナライズす
るエピトープは、それぞれF5およびC1により特異的に結合される能力によっ
て特徴づけられる。したがって、F5エピトープは、F5に特異的に結合する、
c−erbB2の領域(配列番号1)であり、他方、C1エピトープは、C1(
配列番号2)に特異的に結合する、c−erbB2の領域である。F5およびC
1は共に、同じc−erbB2エピトープに結合すると考えられる。
(例えば、Geysenら(1987)J.Immunol.Meth.102
,259−274を参照)により同定され得る。この技術は、重複するc−er
bB2ペプチドの合成を包含する。次いで、合成ペプチドを、F5およびC1そ
れぞれに対してスクリーニングし、そして結合特異性およびアフィニティーによ
り特徴的なF5およびC1エピトープを同定し得る。
プチド合成技術(例えば、Geysenら(1987)Science,235
:1184−1190を参照)を使用して簡便に調製され得る。c−erbB2
の公知配列(例えば、SWISS−PROT:P04626またはCousse
nsら(1985)Science,230:1132−1139)を使用して
、重複するc−erbB2ポリペプチド配列を、一続きの1またはそれ以上の9
6ウェルマイクロテストプレート中のプラスチックピン上に連続様式で個々に合
成し得る。
は、米国特許第5,739,306号に記載されている。簡潔には、最初に、ピ
ンを、PBS中に2%ウシ血清アルブミンおよび0.1%Tween 20を含
むプレコート緩衝液で1時間室温にて処理する。次いで、ピンを、プレコート緩
衝液中に抗体F5もしくはC1を2μg/mlで含む、96ウェルマイクロテス
トプレートの個々のウェルに挿入する。インキュベーションは室温にて1時間で
ある。ピンをPBST中で洗浄し(毎回10分間の3回のリンス)、次いで10
0μlのHRP結合ヤギ抗マウスIgG(Fc)(Jackson Immun
oResearch Laboratories)を1:4,000の希釈率で
含む、96ウェルマイクロテストプレートのウェル中で室温にて1時間インキュ
ベートする。ピンを、前述のように洗浄した後、呈色反応のために、ジアンモニ
ウム2,2’−アジノ−ビス[3−エチルベンズチアゾリン−b−スルホネート
](ABTS)のペルオキシダーゼ基質溶液およびH2O2(Kirkegaad
& Perry Laboratories Inc.,Gaithersb
urg,Md)を含むウェル中に室温にて30分間入れる。プレートを、492
nmのバックグランド吸収波長に対してプレートリーダー(例えば、Bio T
ek ELISAプレートリーダー)により405nmで読み取る。発色を示す
ウェルが、そのウェル中のc−erbB−2由来ペプチドとF5もしくはC1と
の反応性を示した。
C1抗体を含むキメラ分子を提供する。上記での説明のように、本発明のキメラ
分子のエフェクター分子成分は、c−erbB−2を発現する細胞へ送達するこ
とが所望される活性を有する任意の分子であり得る。適切なエフェクター分子に
は、サイトトキシン(例えば、PE、リシン、アブリンまたはDT)、放射性核
種、リガンド(例えば、成長因子、抗体、蛍光もしくは放射性標識のような検出
可能な標識)、および治療組成物(例えば、直接融合もしくは結合体化した薬物
)、種々の薬物もしくは他の薬剤(例えば、核酸)を含む「カプセル」(例えば
、リポソーム、合成ポリマーカプセル、ウイルスキャプシド、生ウイルス)が含
まれる。
剰発現する腫瘍)へ送達されることが消耗される特徴的な活性を有する。エフェ
クター分子には、サイトトキシン、標識、放射性核種、リガンド、抗体、薬物、
リポソーム、核酸(例えば、DNA、RNA、アンチセンス分子、ペプチド核酸
など)を含むウイルスもしくはウイルスキャプシド、およびそのウイルスがc−
erbB−2発現細胞に感染可能にするウイルス外被タンパク質が含まれる。標
的に一旦送達されると、エフェクター分子は、その特徴的な活性を働かせる。
キメラ分子は、サイトトキシンを、cerbB−2マーカーを有する腫瘍細胞に
特異的に標的化する強力な細胞殺傷剤として作用する。腫瘍細胞を特異的に標的
化するキメラサイトトキシンは、当業者に周知である(例えば、Pastanら
(1992)Ann.Rev.Biochem.,61:331−354を参照
)。
が存在するかしないかを検出し、そして/またはインビボまたはインビトロで腫
瘍細胞を定量化し、そして/またはインビボで腫瘍細胞を局在化するために使用
され得る。これらの方法には、F5もしくはC1抗体に付着した検出可能な標識
である、エフェクター分子を含むキメラ分子を提供することを含む。F5もしく
はC1抗体は、キメラ分子を、c−erbB−2マーカーを発現する腫瘍細胞に
特異的に結合させる。抗体は、次いで、検出可能な標識との結合によりマークさ
れる。引き続く細胞結合標識の検出は、腫瘍細胞の存在および/または位置を示
す。
り得る。この特異的な結合部分は、抗原結合ドメイン、成長因子、またはリガン
ドを含むがこれらに限定されない。次いで、キメラ分子は、高度に特異的な二官
能性リンカーとして作用する。このリンカーは、キメラタンパク質が結合する細
胞または細胞成分の間を結合させ、そしてそれらの間の相互作用を増強するよう
に作用し得る。したがって、例えば、「エフェクター」成分が抗レセプター抗体
または抗体フラグメントである場合、F5もしくはC1抗体成分は、抗レセプタ
ー抗体または抗体フラグメントに特異的に結合する一方、エフェクター成分は、
免疫細胞の表面上のレセプター(例えば、IL−2、IL−4、FcI、FcI
I、およびFcIIIレセプター)に結合する。したがって、キメラ分子は免疫
応答を増強し、そして免疫応答を標的ガン細胞へ指向させるように作用し得る。
物)か、または薬理学的薬剤を含むビヒクルであり得る。このことは、単に、非
致死性の生物学的応答を誘発することが所望される場合に、特に適切である。し
たがって、F5もしくはC1抗体レセプターは、薬物(例えば、ビンブラスチン
、ビンデシン、メルファラン、N−アセチルメルファラン、メトトレキサート、
アミノプテリン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、ゲニステイン(チロシンキ
ナーゼインヒビター)、アンチセンス分子、および当業者に公知の他の薬理学的
薬剤に結合され得、それによってこれら薬理学的薬剤を、c−erbB−2を発
現する腫瘍細胞に特異的に標的化し得る。
る。このようなビヒクルには、リポソーム、ミセル、種々の合成ビーズもしくは
ポリマーカプセル、ウイルスキャプシド、生ウイルスなどが含まれるが、これら
に限定されない。
した複数の標的化部分を含むか、または逆に単一の標的化部分に結合した複数の
エフェクター分子を含むことを理解する。なお他の実施態様において、キメラ分
子は、複数の標的化部分および複数のエフェクター分子を共に含む。したがって
、例えば、本発明は、F5もしくはC1抗体が細胞傷害性分子に付着されている
一方で、別の分子(例えば、抗体または別のリガンド)がそのトキシンの他方の
末端に結合されている、「二重に標的化された」サイトトキシンキメラ分子を提
供する。このような二重に標的化されたサイトトキシンは、例えば、PEのアミ
ノ末端でドメインIaと置換され、そしてドメインIIIに抗TAC(Fv)を
挿入されたF5もしくはC1抗体を含み得る。他の抗体もまた適切なエフェクタ
ー分子であり得る。
Diphtheriaトキシン、リシン、およびアブリンが含まれる。Pseu
domonasエンドトキシンおよびDiphtheriaトキシンが特にキメ
ラサイトトキシンに頻繁に使用される。
s aeruginosaによって分泌される、極端に活性なモノマータンパク
質であり(分子量66kD)、これは、延長因子2(EF−2)のADP−リボ
シル化を触媒する(酸化NADのADPリボシル部分のEF−2への転移を触媒
する)ことによるEF−2の不活化によって真核細胞におけるタンパク質合成を
阻害する。
。ドメインIa(アミノ酸1〜252)は細胞結合を媒介する。ドメインII(
アミノ酸253〜364)は細胞質ゾル中へのトランスロケーションを担い、そ
してドメインIII(アミノ酸400〜613)は延長因子2のADPリボシル
化(これは、このタンパク質を不活化し細胞死を引き起こす)を媒介する。ドメ
インIb(アミノ酸365〜399)の機能は未だ規定されていないままである
が、その大部分(アミノ酸365〜380)は、細胞傷害性を喪失することなく
欠失され得る(Siegallら(1989)J.Biol.Chem.264
:14256−14261を参照)。
の改変が推奨される。標的細胞の細胞質中にこの組換え分子をトランスロケート
するために、この分子への適切なカルボキシル末端配列が好ましい。効果的であ
ることが見出されているアミノ酸配列には、REDLK(ネイティブのPEのよ
うな)、REDL、RDEL、もしくはKDEL、これらの反復、または本明細
書では「内質保持配列」と呼ばれる、タンパク質を小胞体中に維持もしくはリサ
イクルするように機能する他の配列が含まれる。例えば、Chaudharyら
(1991)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:308−
312およびSeetharamら(1991)J.Biol.Chem.26
6:17376−17381を参照。
brookら(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.USA,8
7:4697−4701に記載されるTGF−PE40分子(TP40とも呼ば
れる)として公知のものにおいて達成されている。他のPE改変体については、
Debinskiら(1994)Bioconj.Chem.,5:40もまた
参照。
ク質鎖をコードする遺伝子は、当業者に公知の任意のクローニング手順によりc
DNAまたはゲノムの形態でクローニングされ得る。例えば、Sambrook
ら、Molecular Cloning:A Laboratory Man
ual,Cold Spring Harbor Laboratory,(1
989)を参照。種々のリガンドと融合されたPEをコードする遺伝子をクロー
ニングする方法は、当業者に周知である。例えば、Siegallら(1989
)FASEB J.,3:2647−2652;Chaudharyら(199
7)Proc.Natl.Acad.Sci.USA,84:4538−454
2を参照。
しくはC1キメラ分子をコードする核酸配列に対してなされ得ることを理解する
。特に、欠失または変化は、標的細胞に対する融合タンパク質の細胞傷害性を増
大させるため、またはその抗体の抗原なしで細胞に対する非特異的細胞傷害性を
減少させるために、PE、またはPEに抗体遺伝子を接続するリンカーにおいて
なされ得る。このような全ての構築物は、当業者に周知の遺伝子工学の方法(一
般に、Sambrookら(前出)を参照)によって作製され得、そしてタンパ
ク質を種々の臨床的もしくは生物学的適用に特に適切にする親和性、特異性、安
定性、および毒性という種々の性質を有するそのタンパク質を産生し得る。
DPリボシル化し、それによりタンパク質合成を阻害することによって細胞を殺
傷する。しかし、ジフテリアトキシンは、ジスルフィド架橋により連結した2つ
の鎖AおよびBに分割される。PEとは対照的に、DTの鎖B(これはカルボキ
シル末端にある)はレセプター結合を担い、鎖A(これはアミノ末端に存在する
)は酵素活性を含む(Uchidaら(1972)Science,175:9
01−903;Uchidaら(1973)J.Biol.Chem.,248
:3838−3844)。
riaトキシンB鎖の短縮により除去される、ネイティブなレセプター結合ドメ
インを有し得る。残基389から始まるカルボキシル末端配列が除去されている
DTであるDT388は、Chaudharyら(1991)Bioch.Bi
ophys.Res.Comm.,180:545−551において示されてい
る。
学的に結合体化され得るが、組換え手段によってもまた融合タンパク質として調
製され得る。タンパク質鎖をコードする遺伝子は、当業者に公知の任意のクロー
ニング手順により、cDNAまたはゲノムの形態でクローニングされ得る。種々
のリガンドと融合されたDTをコードする遺伝子をクローニングする方法もまた
、当業者に周知である。例えば、成長因子−DT融合タンパク質の発現を記載す
るWilliamsら(1990)J.Biol.Chem.,265:118
85−11889を参照。
ネイティブなDT、または改変されているDTをいう。改変は、代表的には、B
鎖中の標的化ドメインの除去を含み、より具体的には、B鎖のカルボキシル領域
の短縮を含む。
任意の物質をいう。このような検出可能な標識は、イムノアッセイの分野で十分
に開発されており、そして一般に、このような方法で有用な任意の標識が本発明
に適用され得る。したがって、標識は、分光的、光化学的、生化学的、免疫化学
的、電気的、光学的もしくは化学的手段により検出可能な分析任意の組成物であ
る。本発明において有用な標識には、磁性ビーズ(例えば、Dynabeads TM )、蛍光色素(例えば、フルオレセインイソチオシアネート、テキサスレッド
、ローダミンなど)、放射性標識(例えば、3H、125I、35S、14C、または32 P)、蛍光タンパク質(例えば、グリーン蛍光タンパク質(GFP)、ブルー蛍
光タンパク質(BFP)、イエロー蛍光タンパク質(YFP)、レッド蛍光タン
パク質(RFP)、ルシフェラーゼ)、酵素(例えば、LacZ、CAT、西洋
ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、およびマーカー遺伝子産物
として、またはELISAにおいてのいずれかで検出可能な酵素として一般的に
使用されるその他のもの)、およびコロイド状金または色つき硝子もしくはプラ
スチックビーズ(例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ラテックスなど)の
ような比色標識が含まれる。このような標識の使用を教示する特許には、米国特
許第3,817,837号;第3,850,752号;第3,939,350号
;第3,996,345号;第4,277,437号;第4,275,149号
;および第4,366,241号が含まれる。
機分子の多分子混合物、クリスタル、ヘテロポリマーなどを含むことが認識され
る。したがって、例えば、シリカ殻に囲まれたCdSe−CdSコア殻ナノクリ
スタル(core−shell nanocrystal)は、生物学的分子と
のカップリングのために、容易に誘導体化され得る(Bruchezら(199
8)Science,281:2013−2016)。同様に、高度に蛍光性の
量子ドット(硫化亜鉛でキャップしたセレン化カドミウム)は、超感受性生物学
的検出における使用のために生体分子に共有結合されている(Warrenおよ
びNie(1998)Science,281:2016−2018)。
もしくは間接的に結合され得る。非放射性標識は、しばしば、間接的手段により
付着される。一般に、リガンド分子(例えば、ビオチン)は、その分子に共有結
合される。次いで、リガンドは、固有の性質として検出可能であるか、またはシ
グナル系(例えば、検出可能な酵素、蛍光化合物、または化学発光化合物)に共
有結合しているかのいずれかである、抗リガンド(例えば、ストレプトアビジン
)分子に結合する。多くのリガンドおよび抗リガンドが使用され得る。リガンド
が天然のリガンドを有する場合、例えば、ビオチン、チロキシン、およびコルチ
ゾルである場合、そのリガンドは、その標識された天然に存在する抗リガンドと
共に使用され得る。あるいは、任意のハプテンもしくは抗原性化合物が、抗体と
共に使用され得る。これらの分子はまた、シグナル発生化合物と直接もしくはリ
ンカーにより結合され得る。
放射標識は、写真フィルムまたはシンチレーションカウンターを使用して検出さ
れ得、蛍光マーカーは発せられた照明を検出する光検出器を使用して検出され得
る。酵素標識は、代表的には、その酵素を基質と共に提供され、そしてその基質
に対する酵素の作用による反応産物を検出することにより検出され、そして比色
標識は、色つき標識を単純に視覚化することによって検出される。
得る。特に好ましいリガンドおよび抗体は、免疫細胞の表面マーカーに結合する
ものである。このような抗体をエフェクター分子として利用するキメラ分子は、
そのリガンドもしくは抗体の結合パートナーを有する免疫細胞と、c−erbB
−2を発現する腫瘍細胞との間の結合を確立する二官能性リンカーとして作用す
る。適切な抗体および成長因子は当業者に公知であり、これには、IL−2、I
L−4、IL−6、IL−7、腫瘍壊死因子(TNF)、抗Tac、TGFαな
どが含まれる。
含むカプセル化システムが含まれる。したがって、F5もしくはC1抗体は、腫
瘍に直接送達されるべき薬物に直接付着され得る。このような薬物は当業者に周
知であり、これには、ドキソルビシン、ビンブラスチン、ゲニステイン、アンチ
センス分子、リボザイムなどが含まれるが、それらに限定されない。
むがこれに限定されないアンチセンス核酸)のような治療組成物、または循環系
への直接曝露から好ましくは保護された別の治療的部分を含む、リポソーム、ポ
リマーカプセル、ウイルスキャプシド、ウイルス、またはミセルのようなカプセ
ル化システムが含まれ得る。抗体に付着したリポソームを調製する手段は、当業
者に周知である。例えば、米国特許第4,957,735号およびConnor
ら(1985)Pharm.Ther.,28:341−365を参照。
、ポリエチレングリコール(PEG))を有する、「ステルス」(立体的に安定
化された)リポソームである。抗体は、同時係属中の米国特許出願第08/66
5,202号に記載されるように、親水性ポリマーを介してリポソームに結合さ
れ得る。
に結合され得ることを理解する。したがって、エフェクター分子は、F5もしく
はC1抗体のアミノ末端もしくはカルボキシ末端のいずれかに結合され得る。F
5またはC1抗体はまた、エフェクター分子の内部領域に結合され得、あるいは
逆にエフェクター分子は、その付着がその分子のそれぞれの活性を妨げない限り
、F5もしくはC1抗体の内部位置に結合され得る。
のうちの任意のものにより付着され得る。代表的には、エフェクター分子は、F
5もしくはC1抗体に、直接もしくはリンカー(スペーサー)を通じてのいずれ
かで結合される。しかし、エフェクター分子がポリペプチドである場合、単鎖融
合タンパク質としてキメラ分子を組換え的に発現させることが好ましい。
クター分子(例えば、サイトトキシン、標識、リガンド、または薬物もしくはリ
ポソーム)に化学的に結合体化される。分子を化学的に結合体化させる手段は、
当業者に周知である(例えば、抗ガン薬、放射標識を含む標識、酵素などへの抗
体の結合を記載する、Monoclonal Antibodies:Prin
ciples and Applications,第4章,Birch an
d Lennox編、John Wiley & Sons,Inc.N.Y.
(1995)を参照)。
学構造に従って変化する。このポリペプチドは、代表的には、そのエフェクター
を結合するエフェクター分子上の適切な官能基との反応に利用可能である種々の
官能基;例えば、カルボン酸(COOH)または遊離アミン(−NH2)基を含
む。
能基を露わにするかまたはこれを付着するように誘導体化され得る。この誘導体
化は、Pierce Chemical Company(Rockford
Illinois)から入手可能なリンカーのような、多くのリンカー分子のう
ちの任意のリンカーの付着を含み得る。
せるために使用される分子である。リンカーは、標的化分子とエフェクター分子
の両方と共有結合を形成し得る。適切なリンカーは当業者に周知であり、これに
は、直鎖もしくは分枝鎖の炭素リンカー、複素環式炭素リンカー、またはペプチ
ドリンカーが含まれるが、これらに限定されない。標的化分子およびエフェクタ
ー分子がポリペプチドである場合、リンカーは、その側鎖を通じて(例えば、シ
ステインとのジスルフィド架橋を通じて)、構成アミノ酸と結合され得る。しか
し、好ましい実施態様において、リンカーは、末端アミノ酸のα炭素のアミノ基
およびカルボキシル基に結合される。
基を有する二官能性リンカーが、所望の免疫結合体を形成するために使用され得
る。あるいは、誘導体化には、標的化分子の化学的処理(例えば、遊離アルデヒ
ド基を作製するための、過ヨウ素酸塩を用いる、このタンパク質抗体に付着した
糖部分のグリコール切断)が含まれる。この抗体上の遊離アルデヒド基は、薬剤
上の遊離アミンもしくはヒドラジン基と反応させられて、その薬剤を抗体に結合
させ得る。(米国特許第4,671,958号を参照)。ポリペプチド(例えば
、抗体または抗体フラグメント)上に遊離のスルフヒドリル基を作製する手順も
また公知である(米国特許第4,679,839号を参照)。
ク質(例えば、抗体)に付着するための多くの手順およびリンカー分子は公知で
ある。例えば、欧州特許出願第188,256号;米国特許第4,671,95
8号、第4,659,839号、第4,414,148号、第4,699,78
4号;第4,680,338号;第4,569,789号;および第4,589
,071号、ならびにBorlinghausら、Cancer Res.47
:4071−4075(1987)(これらは参考として本明細書中に援用され
る)を参照。特に、種々のイムノトキシンの作製は当該分野で周知であり、例え
ば、「Monoclonal Antibody−Toxin Conjuga
tes:Aiming the Magic Bullet」、Thorpeら
、Monoclonal Antibodies in Clinical M
edicine、Academic Press,168〜190頁;Wald
mann,Science,252:1657(1991),米国特許第4,5
45,985号および第4,894,443号に見出され得る。
分子からエフェクター分子が遊離されることが望ましい。したがって、エフェク
ターが標的部位で遊離されるべき場合、標的部位の近接部で切断可能な結合を含
むキメラ結合体が使用され得る。抗体から薬剤を遊離するための結合の切断は、
標的細胞の内部または標的部位の近接部のいずれかで免疫結合体に供される酵素
活性または条件により誘発され得る。標的部位が腫瘍である場合、腫瘍部位に存
在する条件下で(例えば、腫瘍関連酵素または酸性pHに曝露された場合に)切
断可能なリンカーが使用され得る。
8,492号;第4,542,225号および第4,625,014号を参照。
これらリンカー基からの薬剤の遊離のための機構は、例えば、光不安定性結合の
照射および酸触媒加水分解を含む。米国特許第4,671,958号は、例えば
、患者の補体系のタンパク質分解酵素によりインビボで標的部位にて切断される
リンカーを含む免疫結合体の記載を含む。抗体への種々の放射線診断化合物、放
射線治療化合物、薬物、トキシン、および他の薬剤の付着について報告されてい
る大量の方法を考慮すれば、当業者は、所定の薬剤を抗体または他のポリペプチ
ドに付着させる適切な方法を決定し得る。
すなわち、約50アミノ酸未満)場合、これらは、標準的な化学的ペプチド合成
技術を用いて合成され得る。両方の分子が相対的に短い場合、このキメラ分子は
、単一の連続的なポリペプチドとして合成され得る。あるいは、F5抗体または
C1抗体およびエフェクター分子は、別々に合成され、次いで一方の分子のアミ
ノ末端を他方の分子のカルボキシル末端と縮合し、それによってペプチド結合を
形成することによって融合され得る。あるいは、標的化分子およびエフェクター
分子は、各々、ペプチドスペーサー分子の一方の末端と縮合され、それによって
連続的な融合タンパク質を形成し得る。
ミノ酸が連続的に付加される固相合成は、本発明のポリペプチドの化学合成のた
めに好ましい方法である。固相合成のための技術は、BaranyおよびMer
rifield、Solid−Phase Peptide Synthesi
s;3〜284頁、The Peptides:Analysis,Synth
esis,Biology、第2巻:Special Methods in
Peptide Synthesis、Part A.、Merrifield
ら、J.Am.Chem.Soc.、85:2149〜2156(1963)、
ならびにStewartら、Solid Phase Peptide Syn
thesis,第2版、Pierce Chem.Co.、Rockford,
I11.(1984)によって記載されている。
方法論を用いて合成される。一般に、この方法は、この融合タンパク質をコード
するDNA配列を作製すること、このDNAを、特定のプロモーターの制御下の
発現カセット中に置くこと、このタンパク質を宿主において発現させること、こ
の発現されたタンパク質を単離すること、そして必要とされる場合にはこのタン
パク質を再生することを含む。
るDNAは、任意の適切な方法によって調製され得る。この方法には、例えば以
下が挙げられる:適切な配列のクローニングおよび制限、またはNarangら
(1979)Meth.Enzymol.68:90〜99のホスホトリエステ
ル法;Brownら(1979)Meth.Enzomol.68:109〜1
51のホスホジエステル法;Beaucageら(1981)Tetra.Le
tt.、22:1859〜1862のジエチルホスホロアミダイト法;および米
国特許第4,458,066号の固体支持体法のような方法による直接的な化学
合成。
ハイブリダイゼーションによって、または鋳型としてこの一本鎖を使用するDN
Aポリメラーゼを用いる重合体化によって、二本鎖に変換され得る。当業者は、
DNAの化学合成が約100塩基の配列に限定されるが、より長い配列は、より
短い配列の連結によって得られ得ることを認識する。
限酵素を用いて切断され得る。次いで、このフラグメントは連結されて、所望の
DNA配列を生成し得る。
ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)のようなDNA増幅方法を用いてクローニング
され得る。従って、例えば、F5抗体またはC1抗体についての遺伝子は、第1
の制限部位を含むセンスプライマー、および第2の制限部位を含むアンチセンス
プライマーを用いて、核酸鋳型(クローン)から増幅され得る。これは、成熟F
5抗体配列またはC1抗体配列をコードし、そして末端制限部位を有する核酸を
生成する。細胞毒素(または、他のポリペプチドエフェクター)は、制限酵素を
用いてそのエフェクターをコードするプラスミドから切り出され、F5抗体また
はC1抗体にアニーリングするのに適切な切断末端を生成し得る。配列の連結お
よび構築物のベクターへの導入は、F5−エフェクター分子融合タンパク質また
はC1−エフェクター分子融合タンパク質をコードするベクターを生成する。こ
のようなPCRクローニング方法は、当業者に周知である(例えば、PE融合タ
ンパク質の調製について、Debinskiら(1994)Int.J.Can
cer、58:744〜748を参照のこと)。
以上のアミノ酸からなるペプチドスペーサーによって離れさせられ得ることを理
解する。一般に、このスペーサーは、そのタンパク質に連結すること、またはそ
れらの間の幾分の最小の距離もしくは他の空間的関係を保存すること以外には、
特定の生物学的活性を有さない。しかし、このスペーサーの構成アミノ酸は、折
り畳み、有効電荷、または疎水性のような分子のいくつかの特性に影響を及ぼす
ように選択され得る。当業者は、所望される場合、PCRプライマーが、F5抗
体またはC1抗体とエフェクター分子との間にアミノ酸リンカーまたはスペーサ
ーを導入するように選択され得ることを理解する。
いて発現され得る:E.coli、他の細菌宿主、酵母、および種々の高等真核
生物細胞(例えば、COS細胞株、CHO細胞株およびHela細胞株)、なら
びに骨髄腫細胞株。組換えタンパク質遺伝子は、各宿主についての適切な発現制
御配列に作動可能に連結される。E.coliについて、この遺伝子は、プロモ
ーター(例えば、T7、trp、またはλプロモーター)、リボソーム結合部位
、そして好ましくは転写終結シグナルを含む。真核生物細胞について、制御配列
は、プロモーター、そして好ましくは免疫グロブリン遺伝子、SV40、サイト
メガロウイルスなど由来のエンハンサー、およびポリアデニル化配列を含み、そ
してスプライスドナーおよびアクセプター配列を含み得る。
ルシウム形質転換、そして哺乳動物細胞についてはリン酸カルシウム処理または
エレクトロポレーション)によって、選択された宿主細胞に移入され得る。プラ
スミドによって形質転換された細胞は、プラスミドに含まれる遺伝子(例えば、
amp遺伝子、gpt遺伝子、neo遺伝子、およびhyg遺伝子)によって与
えられる抗生物質に対する耐性によって選択され得る。
手順に従って精製され得る:硫酸アンモニウム沈降法、アフィニティーカラム、
カラムクロマトグラフィー、ゲル電気泳動など(一般には、R.Scopes、
Protein Purification,Springer−Verlag
、N.Y.(1982)、Deutscher,Methods in Enz
ymology 第182巻:Guide to Protein Purif
ication、Academic Press,Inc.N.Y.(1990
)を参照のこと)。好ましい実施態様において、融合タンパク質は、実施例1お
よび2において記載されるようなアフィニティー精製方法を用いて精製される。
少なくとも約90〜95%の均質性の実質的に純粋な組成物が好ましく、そして
98〜99%またはそれ以上の均質性が薬学的使用のために最も好ましい。一旦
部分的にまたは所望の均質性まで精製されると、次いでこのポリペプチドは、治
療に使用され得る。
ター融合タンパク質またはC1抗体−エフェクター融合タンパク質が、構成ポリ
ペプチドのネイティブのコンフォメーションとは実質的に異なるコンフォメーシ
ョンを有し得ることを理解する。この場合において、ポリペプチドを変性および
還元すること、次いでこのポリペプチドを好ましいコンフォメーションに再折り
畳みさせることが必要であり得る。タンパク質を還元および変性させる方法およ
び再折り畳みを誘導する方法は、当業者に周知である(Debinskiら、J
.Biol.Chem.(1993)268:14065〜14070;Kre
itmanおよびPastan(1993)Bioconjug.Chem.、
4:581〜585;ならびにBuchnerら(1992)Anal.Bio
chem.、205:263〜270を参照のこと)。例えば、Debinsk
iらは、グアニジン−DTE中の封入体タンパク質の変性および還元を記載して
いる。次いで、このタンパク質は、酸化されたグルタチオンおよびL−アルギニ
ンを含むレドックス緩衝液中で再折り畳みされる。
タンパク質またはC1抗体−エフェクター融合タンパク質に対して改変がなされ
得ることを認識する。いくつかの改変が、融合タンパク質への標的化分子のクロ
ーニング、発現、または取り込みを促進するためになされ得る。このような改変
は当業者に周知であり、そして例えば開始部位を提供するためにアミノ末端に付
加されるメチオニン、または簡便に置かれる制限部位または末端コドンを作製す
るためにいずれかの末端に置かれるさらなるアミノ酸が挙げられる。
ンビトロ検出および/またはc−erbB−2の定量のため、従ってc−erb
B−2の発現によって特徴付けられる癌の診断および/または局在化において使
用され得る。
B−2を保有する細胞(例えば、c−erbB−2陽性癌腫)のインビボ検出お
よび局在化のために使用され得る。そのような検出は、インビボで検出可能な標
識に連結したF5抗体またはC6抗体を含むキメラ分子を生物に投与することを
含む。そのような標識は、当業者に周知であり、そして以下が挙げられるがそれ
らに限定されない:X線またはCATスキャンによって検出され得る金またはバ
リウムのような電子密標識、シンチログラフィーを用いて検出され得る種々の放
射能標識、ならびに陽子射出断層撮影法(PET)および磁気共鳴像(MRI)
を使用して検出され得る種々の磁性物質および常磁性物質。F5抗体またはC1
抗体は、標識を、c−erbB−2保有細胞と会合させ、次いでこれは適切な検
出方法を用いて検出および局在化される。
サンプル中のc−erbB−2のインビトロでの検出のために有用である。その
ようなサンプル中のc−erbB−2の検出および/または定量は、c−erb
B−2を過剰発現する細胞(例えば、腫瘍細胞)の存在もしくは非存在または量
を示す。
細胞または組織サンプル)中で定量され得る。本明細書中で使用される生物学的
サンプルは、c−erbB−2を過剰発現する細胞と相関付けされ、そしてそれ
を示し得るc−erbB−2抗原濃度を含む生物学的組織または液体のサンプル
である。好ましい生物学的サンプルは、血液、尿、および組織生検を含む。
ルまたは悪性の乳房組織サンプル由来の乳房組織細胞において定量される。サン
プルは、代表的にはヒト患者から採取されるが、このアッセイは、一般に哺乳動
物(例えば、イヌ、ネコ、ヒツジ、ウシ、およびブタ)、および最も詳細には霊
長類(例えば、ヒト、チンパンジー、ゴリラ、マカク、およびヒヒ)、ならびに
げっ歯類(例えば、マウス、ラット、およびモルモット)に由来する細胞におい
てc−erbB−2を検出するために使用され得る。
的には生検または静脈穿刺によって、患者から単離される。サンプルは、必要な
場合に適切な緩衝液中での希釈によって必要に応じて前処理されるか、または所
望される場合に濃縮される。種々の緩衝液(例えば、リン酸塩、Trisなど)
のうちの1つを生理的pHにて使用する、多くの標準的な緩衝水溶液のいずれか
が使用され得る。
しくはc−erbB−2ペプチドに特異的に結合する捕獲剤としてF5抗体また
はC1抗体を利用するイムノアッセイにおいて検出される。
)を特異的に結合する抗体(例えば、F5抗体またはC1抗体)を利用するアッ
セイである。イムノアッセイは、c−erbB−2分析物を単離、標的化、およ
び定量するための他の物理学的特性または化学的特性とは対照的なF5抗体また
はC1抗体への特異的な結合の使用によって特徴付けられる。
のいずれかを使用して検出および定量され得る(例えば、米国特許第4,366
,241号;同第4,376,110号;同第4,517,288号;および同
第4,837,168号を参照のこと)。一般的なイムノアッセイの概説につい
ては、Methods in Cell Biology 第37巻:Anti
bodies in Cell Biology、Asai編,Academi
c Press,Inc.New York(1993);Basic and
Clinical Immunology 第7版、Stites & Te
rr編(1991)もまた参照のこと)。
構成のいずれかにおいて実施される:Maggio(編)(1980)Enzy
me Immunoassay CRC Press,Boca Raton,
Florida;Tijan(1985)「Practice and The
ory of Enzyme Immunoassays」、Laborato
ry Techniques in Biochemistry and Mo
lecular Biology,Elsevier Science Pub
lishers B.V.、Amsterdam;HarlowおよびLane
,前出;Chan(編)(1987)Immunoassay:A Pract
ical Guide Academic Press,Orlando,FL
;PriceおよびNewman(編)(1991)Principles a
nd Practice of Immunoassays Stockton
Press,NY;ならびにNgo(編)(1988)Non isotop
ic Immunoassays Plenum Press,NY。
合体(すなわち、F5抗体−erbB−2複合体またはC1抗体−erbB−2
複合体)に特異的に結合し、そしてこれを標識する標識化剤を利用する。標識化
剤自体は、抗体/分析物複合体を含む部分のうちの1つであり得る。従って、標
識化剤は、標識されたc−erbB−2ペプチドまたは標識されたF5抗体もし
くはC1抗体であり得る。あるいは、標識化剤は、必要に応じて、F5抗体また
はC1抗体、c−erbB−2ペプチド、抗c−erbB−2抗体/c−erb
B−2ペプチド複合体に特異的に結合するか、あるいはc−erbB−2または
F5抗体もしくはC1抗体に共有結合的に連結されている改変された捕獲基(例
えば、ビオチン)に特異的に結合する第3の部分(例えば、別の抗体)である。
合する抗体である。そのような薬剤は、当業者に周知であり、そして最も代表的
にはF5抗体またはC1抗体が由来する特定の動物種の抗体(例えば、抗種抗体
)を特異的に結合する標識された抗体を含む。従って、例えば、捕獲剤がヒト由
来のF5抗体またはC1抗体である場合、標識剤はマウス抗ヒトIgG、すなわ
ちヒト抗体の定常領域に特異的な抗体であり得る。
球菌性プロテインAまたはプロテインG)もまた、標識化剤として使用される。
これらのタンパク質は、連鎖球菌性細菌の細胞壁の正常な構成成分である。これ
らは、種々の種由来の免疫グロブリン定常領域と強い非免疫原性反応性を示す。
一般には、Kronvalら(1973)J.Immunol.、111:14
01〜1406、およびAkerstromら(1985)J.Immunol
.、135:2589〜2542を参照のこと。
または洗浄工程が必要とされ得る。インキュベーション工程は、約5秒〜数時間
、好ましくは約5分〜約24時間で変化し得る。しかし、インキュベーション時
間は、アッセイ形式、分析物、溶液の容量、濃度などに依存する。このアッセイ
は、一定の範囲の温度(例えば、5℃〜45℃)で行われ得るが、アッセイは、
通常には周囲温度で行われる。
は非競合的のいずれかである。非競合的イムノアッセイは、捕獲された分析物(
この場合においてはc−erbB−2)の量が直接的に測定されるアッセイであ
る。例えば、1つの好ましい「サンドウィッチ」アッセイにおいて、捕獲剤(例
えば、F5抗体またはC1抗体)は、それが固定される固体基材に直接的または
間接的に結合される。これらの固定されたF5抗体またはC1抗体は、試験サン
プル(例えば、乳房腫瘍組織由来の生物学的サンプル)中に存在するc−erb
B−2を捕獲する。次いで、このように固定されたc−erbB−2は、標識を
保有する第2のc−erbB−2抗体のような標識化剤によって結合される。あ
るいは、この第2の抗体は、標識を欠き得るが、今度は第2の抗体が由来する種
の抗体に特異的な標識された第3の抗体に結合され得る。遊離の標識された抗体
は、洗い流され、そして残りの結合した標識された抗体が検出される(例えば、
この標識が放射能である場合にはγ検出器を用いて)。当業者は、例えばサンプ
ル中のF5抗体またはC1抗体の存在、量、またはアビディティーが、固定され
たc−erbB−2ペプチドへの結合によって測定される場合、分析物および捕
獲剤が、必要に応じて、上記のアッセイにおいて逆にされることを認識する。
B−2)の量は、サンプル中に存在する分析物によって捕獲剤(例えば、F5抗
体またはC1抗体)から置換された(または、競争して離れた(compete
away))添加された(外因性の)分析物の量を測定することによって間接
的に測定される。1つの競合的アッセイにおいて、既知の量のc−erbB−2
が、定量されていない量のc−erbB−2とともに試験サンプルに添加され、
そしてこのサンプルは、捕獲剤(例えば、c−erbB−2を特異的に結合する
F5抗体またはC1抗体)と接触される。F5抗体またはC1抗体に結合する添
加されたc−erbB−2の量は、この試験サンプル中に存在するc−erbB
−2の濃度に逆比例する。
抗体に結合したc−erbB−2の量は、c−erbB−2−C6抗体複合体中
に存在するc−erbB−2の量を測定することによって、あるいは残りの複合
体化していないc−erbB−2の量を測定することによってのいずれかで決定
される。同様にサンプル中のc−erbB−2の量が既知であり、そしてサンプ
ル中のF5抗体またはC1抗体の量またはアビディティーが決定される特定の実
施態様において、c−erbB−2は、捕獲剤になり(例えば、固体基材に固定
される)、そしてF5抗体またはC1抗体は、分析物になる。
を低減させることが頻繁に望ましいことを理解する。このアッセイがc−erb
B−2、F5抗体もしくはC1抗体、または固体基材上に固定された他の捕獲剤
を含む場合、その基材への非特異的な結合の量を最小化することが望ましい。そ
のような非特異的な結合を低減する手段は、当業者に周知である。代表的には、
この手段は、タンパク質様組成物でこの基材をコートすることを含む。詳細には
、ウシ血清アルブミン(BSA)、脱脂粉乳、およびゼラチンのようなタンパク
質組成物が広範に使用される。
しくはC1、またはc−erbB−2もしくはF5もしくはC1に対する抗体を
含む)が、必要に応じて固体表面に結合される。種々の固体表面に生体分子を固
定するための多くの方法が、当該分野において公知である。例えば、固体表面は
、メンブレン(例えば、ニトロセルロース)、マイクロタイターディッシュ(例
えば、PVC、ポリプロピレン、またはポリスチレン)、試験管(ガラスまたは
プラスチック)、ディップスティック(例えば、ガラス、PVC、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ラテックスなど)、微量遠心分離管、またはガラスビーズ、
シリカビーズ、プラスチック性ビーズ、金属性ビーズ、もしくはポリマービーズ
であり得る。所望の成分は、共有結合され得るか、または非特異的結合を通じて
非共有結合的に付着され得る。
固体表面のための材料として使用され得る。例示的なポリマーには、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ(4−メチルブテン)、ポリスチレン、ポリメタクリ
レート、ポリ(エチレンテレフタラート)、レーヨン、ナイロン、ポリ(ビニル
ブチレート)、ポリビニリデンジフルオリド(PVDF)、シリコーン、ポリホ
ルムアルデヒド、セルロース、酢酸セルロース、ニトロセルロースなどが挙げら
れる。使用され得る他の材料には、紙、ガラス、セラミック、金属、メタロイド
、半導電性物質、セメントなどが挙げられる。さらに、タンパク質(例えば、ゼ
ラチン)、リポポリサッカリド、シリケート、アガロース、およびポリアクリル
アミドのようなゲルを形成する物質が使用され得る。いくつかの水相を形成する
ポリマー(例えば、デキストラン、ポリアルキレングリコール、または界面活性
剤(例えば、リン脂質、長鎖(12〜24炭素原子)アルキルアンモニウム塩な
ど))もまた適切である。固体表面が多孔性である場合、種々の孔サイズが、系
の性質に依存して使用され得る。
層品)が使用され得る。例えば、非特異的結合を回避し、共有結合を容易にし、
シグナル検出を増強するなどのために、タンパク質コーティング(例えば、ゼラ
チン)を使用し得る。
であるか、または多官能化され得る。表面上に存在し、そして連結のために使用
され得る官能基は、カルボン酸、アルデヒド、アミノ基、シアノ基、エチレン基
、ヒドロキシル基、メルカプト基などを含み得る。広範な種々の化合物を種々の
表面に連結する様式は周知であり、そして文献において十分に例示されている。
例えば、Immobilized Enzymes,Ichiro Chiba
ta、Halsted Press,New York,1978、およびCu
atrecasas,J.Biol.Chem.245 3059(1970)
を参照のこと。
れ得る。非共有結合は、代表的には表面への化合物の非特異的な吸着である。代
表的には、表面は、第2の化合物でブロックされて、標識されたアッセイ成分の
非特異的結合を防止する。あるいは、表面は、1つの成分と非特異的に結合する
が、別の成分と有意には結合しないように設計される。例えば、コンカナバリン
Aのようなレクチンを保有する表面は、化合物を含む炭水化物には結合するが、
グリコシル化を欠く標識されたタンパク質には結合しない。アッセイ成分の非共
有結合付着における使用のための種々の固体表面は、米国特許第4,447,5
76号および同第4,254,082号に概説されている。
周知の多くのその他の手段のいずれかによって検出および定量化され得る。これ
らは、分光光度法、X線撮影法、電気泳動、キャピラリー電気泳動、高速液体ク
ロマトグラフィー(HPLC)、薄層クロマトグラフィー(TLC)、超拡散ク
ロマトグラフィーなどのような分析生化学的方法、および流体またはゲル沈降反
応、免疫拡散(シングルまたはダブル)、免疫電気泳動、ラジオイムノアッセイ
(RIA)、酵素連結免疫吸着アッセイ(ELISA)、免疫蛍光アッセイなど
のような種々の免疫学的方法を含む。
2ペプチドおよびF5またはC1抗体の存在を検出および定量するために用い得
る。一般に、この技法は、分子量を基に、ゲル電気泳動により試験産物を分離す
ること、分離された産物を適切な固体支持体(例えば、ニトロセルロースフィル
ター、ナイロンフィルーター、または誘導体化ナイロンフィルター)にトランス
ファーすること、およびこの試料を、c−erbB−2ペプチドまたは抗c−e
rbB−2抗体のいずれかを特異的に結合する抗体とインキュベートすることを
包含する。この抗体は、固体支持体上の目的の生物学的薬剤に特異的に結合する
。これらの抗体は直接標識されるか、あるいは、適切に抗c−erbB−2また
はc−erbB−2のいずれかを結合する抗体に特異的に結合する標識抗体(例
えば、マーカー遺伝子に対する抗体がヒト抗体である場合、標識ヒツジ抗ヒト抗
体)を用いて次に検出される。
うに設計され、そしてカプセル化された試薬またはマーカーを放出するリポソー
ムを用いるリポソームイムノアッセイ(LIA)を含む。次いで放出された化学
物質は、標準的技法に従って検出される(Monroeら(1986)Amer
.Clin.Pord.Rev.5:34〜41を参照のこと)。
的処置のために、エアロゾルまたは経皮的にのような、非経口、局所、経口、ま
たは局在投与に有用である。薬学的組成物は、投与の方法に依存して種々の単位
用量形態で投与され得る。例えば、経口投与に適切な単位用量形態は、粉末、錠
剤、ピル、カプセルおよびロゼンジを含む。本発明の融合タンパク質および薬学
的組成物は、経口的に投与される場合,消化から保護されなければならないこと
が認識される。代表的には、これは、タンパク質を、それを酸加水分解および酵
素的加水分解に対して耐性にする組成物と複合体化することによるか、またはリ
ポソームのような適切な耐性キャリア中にこのタンパク質をパッケージングする
ことによるいずれかで達成される。消化からタンパク質を保護する手段は当該分
野で周知である。
のような非経口投与に特に有用である。投与のための組成物は、一般に、薬学的
に受容可能なキャリア、好ましくは水性キャリア中に溶解されたキメラ分子の溶
液を含む。例えば、緩衝化生理食塩水などの種々の水性キャリアが用いられ得る
。これらの溶液は無菌であり、そして一般に所望されない事項は含まない。これ
らの組成物は、従来の周知の滅菌技法により滅菌され得る。この組成物は、必要
に応じて、生理学的条件に近づくために、pH調整および緩衝化薬剤、毒性調整
剤など、例えば、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシ
ウム、乳酸ナトリウムなどの薬学的に受容可能な補助物質を含み得る。これらの
処方物中のキメラ分子の濃度は非常に広範に変化し得、そして選択された投与の
特定の様式および患者の必要性に従って、主に、流体容量、粘度、体重などに基
づいて選択される。
約0.1〜10mgである。1日あたり患者あたり0.1から約100mgの用
量が、特に、体腔中または器官の管腔中へのような、血流中ではなく隔離された
部位に薬物が投与される場合、用いられ得る。非経口的に投与可能な組成物を調
製する方法は、当業者に公知または明らかであり、そしてRemington’
s Pharmaceutical Science、15版、Mack Pu
blishing Company、Easton、Pennsylvania
(1980)のような刊行物により詳細に記載されている。
に)を含む組成物は、治療処置のために投与され得る。治療的適用には、組成物
は、疾患、代表的にはc−erbB−2陽性癌を患う患者に、この疾患およびそ
の合併症を治癒または少なくとも部分的に阻止するに十分な量で投与される。こ
れを達成するために適切な量は「治療的に有効な用量」として規定される。この
使用に有効な量は、疾患の重篤度および患者の健康の一般的状態に依存する。
用量および頻度に依存して投与され得る。いずれにしても、この組成物は、患者
を効率的に処置するために十分な量の本発明のタンパク質を提供する。
性作用により取り除かれ得る特定のヒト細胞により引き起こされる種々の疾患状
態が含まれる。1つの適用は、サイトトキシンに付着したF5またはC1抗体の
使用によるような、癌の処置である。
いることを含み、そこでリガンド物質を保有するキメラ結合細胞は、c−erb
B−2過剰発現腫瘍細胞と結合する。この分子のリガンド部分は、意図された使
用に従って選択される。このリガンドに対する標的として供し得るT細胞の膜上
のタンパク質は、FcI、FcIIおよびFcIII、CD2(T11)、CD
3、CD4およびCD8を含む。標的として供し得るB細胞上に優先的に見出さ
れるタンパク質は、CD10(CALLA抗原)、CD19およびCD20を含
む。CD45は、リンパ様細胞上に広範に存在する可能な標的である。リガンド
エフェクターを保有するキメラ分子に対する、これらおよびその他の可能な標的
リンパ球標的分子は、Leukocyte Typing III、A.J.M
cMichael編、Oxford University Press(19
87)に記載されている。当業者は、上記のような、なおその他の型の細胞上で
発現されたレセプターに結合するリガンドエフェクターが選択され得ることを理
解し、これには、例えば、上皮増殖因子レセプターなどのような、膜糖タンパク
質またはリガンドまたはホルモンレセプターがある。
過剰発現する細胞の検出のためのキット提供する。代表的には、キットは、本発
明のキメラ分子(例えば、F5および/またはC1抗体−標識、F5および/ま
たはC1抗体−サトイトキシン、F5および/またはC1抗体−リガンドなど)
を含む。さらに、このキットは、必要に応じて、キメラ分子の使用の手段を開示
する指示(すなわちプロトコル)を含む指令事項を含み得る(例えば、サイトト
キシンとして、腫瘍細胞の検出のため、免疫応答を増強するためなど)。代表的
には、指令事項は、書かれたかまたはプリントされた事項を含むが、これらに限
定されない。このような指令書を保存およびエンドユーザーにこれらを連絡し得
る任意の媒体が本発明により意図される。このような媒体は、電気的保存媒体(
例えば、磁気ディスク、テープ、カートリッジ、チップ)、光学的媒体(例えば
CD ROM)などを含むが、これらに限定されない。このような媒体は、この
ような指令事項を提供するインターネットサイトへのアドレスを含み得る。
み得る。従って、例えば、キットが、エフェクター分子が検出可能な標識である
キメラ分子を含む場合、キットは、この標識を検出する手段をさらに含み得る(
例えば、酵素標識のための酵素基質、蛍光標識を検出するためのフィルターセッ
ト、ヒツジ抗ヒト抗体のような適切な二次標識、など)。キットは、特定の方法
の実施に慣用的に用いられる緩衝液およびその他の試薬をさらに含み得る。この
ようなキットおよび適切な内容物は当業者に周知である。
のではない。
体ライブラリーの作製) 先の107メンバーのファージディスプレイライブラリーの操作は、2つの主
要な制限を示した:1)Fabの発現レベルは、特徴付けのために適切な材料を
産生するには低すぎた、および2)このライブラリーは比較的不安定である。こ
れらの制限は、ファージベクター中にライブラリーを作製し、そしてcre−l
ox組換え系の使用の結果である。従って、本発明者らは、このプロジェクトの
最良のアプローチは、ファージミドベクターを用いて非常に大きなscFvライ
ブラリーを作製することであったと決定した。目的は、本発明者らの先の3.0
×107メンバーscFvライブラリーより少なくとも100倍大きいライブラ
リーを生成することであった。採用されたアプローチは、別々のレプリンコン上
にVHおよびVLライブラリーをクローン化し、これらを重複伸長によりスプライ
シングすることによりscFv遺伝子レパートリー中に組み合わせ、そしてこの
scFv遺伝子レパートリーをファージディスプレイベクターpHEN1中にク
ローン化することであった。ヒト末梢血リンパ球および脾臓RNAを、IgM重
鎖定常領域そして、κおよびλ軽鎖定常領域プライマー、ならびに合成された第
1鎖cDNAでプライムした。第1鎖cDNAを、VH VκkおよびVλ遺伝
子レパートリーのPCR増幅のための鋳型として用いた。
Nco1−NotIフラグメントとしてクローン化し、8.0×108メンバー
のライブラリーを作製した。このライブラリーを、PCRフィンガープリンティ
ングにより多様化した。一本鎖リンカーDNAを、PCRおよびベクターpHE
NIXscFv中へのXhoI−NotIフラグメントとしてクローン化された
レパートリーを用いて、VL遺伝子レパートリー上にスプライスし、7.2×1
06メンバーのライブラリーを作製した。このVHおよびVL遺伝子レパートリー
は、それらの個々のベクターから増幅され、そしてscFv遺伝子レパートリー
を作製するためにPCRを用いて一緒にスプライスされた。このscFv遺伝子
レパートリーは、NcoI−NotIフラグメントとしてベクター中にクローン
化し、7.0×109メンバーのscFvファージ抗体ライブラリーを作製した
。このライブラリーは、BstN1フィンガープリントにより測定したとき、多
様であった。
るタンパク質抗原について選択した。結果を表1に示す。scFv抗体が、選択
に用いたすべての抗原に対して、抗原あたり単離された3〜15(平均8.7)
の特有のscFvを有して得られた(表1)。
(選択に用いた抗原の70%のみに対して得られた1〜数個のバインダー)。4
つの抗c−erbB−2scFvおよび4つの抗Botulinum scFv
の親和性を、BIAコア中の表面プラスモン共鳴を用いて測定し、そして抗c−
erbB−2scFvについて4.0×10-9M〜2.2×10-10M、および
抗Botulinum scFvについて2.6×10-8M〜7.15×10-8 Mの範囲であることを見出した(表2)。scFvは、選択に用いた抗原に高度
に特異的であった(図2)。このライブラリーはまた、抗原の複合体混合物につ
いて首尾良く選択され得る。
患の原因生物)に関する選択は、クラミジアを特異的に認識する7つを生じた(
表1および図3)。このscFvは、ELISA、免疫蛍光、ウェスタンブロッ
ティング、エピトープマッピングおよび免疫沈降を含む、多くの免疫学的アッセ
イにおいて首尾良く用い得る。各抗原に対する結合抗体の数、および結合性sc
Fvの親和性は、最良のファージ抗体ライブラリーから得られた結果に匹敵する
(表3)。従って、このライブラリーは、任意の抗原に対するヒト抗体のパネル
の供給源として、少なくとも2次ネズミ応答に等価な親和性で確立された。
から、高親和性ヒトscFvのパネルが、任意の精製抗原に対して生成され得る
ことを示す。このようなライブラリーは、新規な細胞表面マーカーを同定するた
めに細胞の表面をプローブするために理想的である。
胞中へのscFvの取り込み) 上記の7.0×109メンバーのscFvファージ抗体ライブラリーを、悪性
の乳腫瘍細胞株MB231およびZR−75−1に対して、正常乳細胞株HBL
100に対するネガティブ選択とともにまたはなしの両方で選択した。同様の結
果が、上記のセクション中で記載されたように得られた。悪性を非悪性細胞株か
ら識別し得なかったscFvが単離された。
ター媒介エンドサイトーシスにより細胞中に取り込まれ得、次いで、この細胞を
溶解することにより細胞から回収され得ることが仮定された。これは、1)ファ
ージは、レセプター媒介エンドサイトーシスによりインターナライズされ得る、
および2)ファージは、リソソーム分解に先立って細胞内から感染状態で回収さ
れ得ると仮定された。インターナライズされたファージ抗体を選択する能力は、
2つの主要な利点を有する:1)インターナリゼーションし得るレセプターに結
合する抗体の同定、および2)選択プロセスにおける付加されたレベルの特異性
である。インターナライズされる抗体の同定は、インターナリゼーションが必須
である多くの標的化治療アプローチに高度に有用であり得る(例えば、イムノト
キシン、標的化リポソーム、標的化遺伝子治療ベクターおよびその他)。
5二価抗体(diabody)ファージ(同時係属中の出願USSN08/66
5,202を参照のこと)を利用した。本発明者らは、先に、C6.5scFv
がインターナライズするが、速度が遅く、しかも、C6.5二価抗体が幾分より
良好にインターナライズすることを示した(おそらくそれがレセプター二量体化
を引き起こすため)。C6.5ファージ、C6.5二価抗体ファージまたは無関
連の抗Botulinumファージを、SKBR3細胞(c−erbB2発現乳
腫瘍細胞株)と、37℃または4℃でインキュベートし、そして非インターナラ
イズファージをPBSおよび低pHグリシン緩衝液を用いた連続的洗浄により除
去した。次いで、細胞を、透過処理し、そしてビオチン化抗M13抗体、次いで
ストレプトアビジンTexas Redを添加した。次いで、細胞を共焦点顕微
鏡を用いることにより調査した。C6.5ファージおよびC6.5二価抗体ファ
ージの両方が、細胞質内に観察された。約1%の細胞がインターナライズされた
C6.5ファージを有し、そして20%の細胞が、インターナライズされたC6
.5二価抗体ファージを有していた。抗Botulinumファージのインター
ナリゼーションはなかった。
決定するために、C6.5ファージまたはC6.5二価抗体ファージを、37℃
でSKBR3細胞とインキュベートした。非結合ファージは、PBSを用いた洗
浄により除去され、そして細胞表面に結合したファージは、低pHグリシンを用
いた2回の洗浄により溶出した。次いで細胞を溶菌し、そして各フラクション(
最初および第2番目のグリシン洗浄液および細胞質フラクション)を用いてE.
coli TG1を感染した。抗Botulinumファージより20倍(C6
.5)または30倍(C6.5二価抗体)多いファージが細胞表面に結合した(
グリシン1洗浄)(表4)。第2番目のグリシン洗浄の後、細胞表面からの感染
性性ファージの力価は減少し、洗浄が表面結合ファージを除去するため効果的で
あったことを示す(表4)。細胞溶解の後、力価は、第2番目のグリシン洗浄か
ら、10倍(C6.5ファージ)または50倍(C6.5二価抗体ファージ)よ
り多く増加した。本発明者らは、この力価が細胞内部から回収されたファージを
表すと考える。
ツリヌスファージより100倍高く、C6.5二価抗体(diabody)ファ
ージより200倍高い(表4)。
は、細胞によって取り込まれ得、そして感染性ファージは、細胞質から回収され
得る。取り込みの量は、非結合ファージの取り込みより有意により多く、そして
100〜200倍の差異が、ライブラリーからの富化を可能にする範囲内で良好
である。この結果からわからないことは、ファージ抗体がレセプター媒介インタ
ーナリゼーションを媒介するか否か、またはそれらが単に、膜代謝回転によって
結合後に取り込まれるか否か、ということである。
び特徴付け) 上記の結果は、本発明者らを、上記のファージ抗体ライブラリーの選択を試み
、インターナライズされた新規なファージ抗体を同定するよう駆り立てた。ファ
ージ抗体をライブラリーからレスキューし、そしてSKBR3細胞上で選択した
。選択のために、ファージを37℃で細胞と共にインキュベートし、非結合ファ
ージを、PBSで細胞を洗浄することによって除去し、そして細胞表面抗原に結
合したファージを、低pHグリシンでの連続的な洗浄によって除去した。次いで
、細胞を、インターナライズされたファージを遊離させるために溶解し、そして
溶解物を使用して、E.coli TG1を感染させ、次回の選択のためのファ
ージを調製した。3回の選択を行った。各回の選択由来の100のクローンを、
SKBR3細胞への結合について、およびErbB2細胞外ドメインへの結合に
ついて、ELISAによって分析した。本発明者らは、SKBR2細胞は高レベ
ルで発現することが公知であり、そしてErbB2はインターナライズされるこ
とが公知であるレセプターであることから、おそらく、ErbB2に対する結合
物を獲得したようであると仮定した。各回の選択後、細胞質から回収したファー
ジの力価は増加した(表5)。3回目の後、クローンの45%が、SKBR3細
胞結合に陽性であり、そして17%が、ErbB2に結合した(表5)。
子をPCR増幅し、BstN1での消化によって、フィンガープリントした。2
個の独特な制限パターンを同定した。scFv遺伝子を配列決定し、そして2つ
の独特なErbB2結合scFvを同定した。ErbB2に結合しなかったSK
BR3 ELISA陽性クローンの同様の分析によって、さらなる11の独特な
scFvを同定した。
ジを、各独特なクローンから調製し、そしてSKBR3細胞(高ErbB2発現
細胞(expresser))および2つの他の上皮腫瘍細胞株(SK−OV−
3(中程度のErbB2発現細胞)およびMCF7(低ErbB2発現細胞))
ならびに正常乳房細胞株(HS578B)への結合について分析した。各独特な
クローンは、腫瘍細胞株を特異的に染色したが、正常乳房細胞株は染色しなかっ
た。
ール)、3TF5および3GH7と共にインキュベートした。後者2つのクロー
ンは、3TF5結合ErbB2および3GH7に結合する抗原(未知)を用いて
、ライブラリーから単離した。3つ全てのファージ抗体は、強くSKBR3D細
胞(選択細胞株でかつ高ErbB2発現細胞)を染色する。C6.5ファージは
、弱くMCF7細胞(低ErbB2発現細胞)を染色する。ライブラリー由来の
抗ErbB2クローン3TF5は、3GH7同様、C6.5よりかなり強くMC
F7細胞を染色する。
ブの精製scFv 3TF5および3GH7を使用して研究した。これらの研究
のために、scFv遺伝子を、scFvのC末端にヘキサヒスチジンタグを融合
するベクター内へ、サブクローニングした。次いで、scFvを発現し、細菌ペ
リプラズムから収集し、固定化金属アフィニティークロマトグラフィーによって
精製した。2つのscFvは、SKBR3細胞を強く染色し、そして正常乳房細
胞株HST578を染色しない。低いErbB2発現細胞株MCF7については
わずかな染色、およびSK−OV−3細胞(中程度のErbB2発現細胞)につ
いては中程度の染色である。一般に、染色の強度は、ファージによって確認され
るよりも低い。このことは、ファージ染色のための二次抗体は、相当なシグナル
増幅を生じる主要外被タンパク質(2500コピー/ファージ)を認識するので
予想できることである。
ナライズされるか否かを決定した。この抗体を、そのインターナリゼーションが
ErbB2結合C6.5と比較され得るので、最初の研究のために選択した。5
.0×1011の3TF5またはC6.5ファージを、SKBR3細胞と共に、3
7℃または4℃でインキュベートした。PBSでの洗浄後、3TF5ファージは
、C6.5ファージよりも強く細胞を染色した。低pHグリシンでの洗浄後、共
焦点顕微鏡によって、3TF5ファージは、95%よりも多くの細胞によってイ
ンターナライズされる一方、C6.5は、数パーセントの細胞にしかインターナ
ライズされないことが明らかになった。いずれの抗体も4℃でのインキュベーシ
ョンは、インターナリゼーションを導かなかった。
SKBR3細胞によって効率的にインターナライズされた。ネイティブ3TF5
scFvは、ゲル濾過によって決定されるように、認知し得る二量体化または
凝集を伴わず、モノマーとしてのみ存在した。
て細胞質から回収され得ることを実証する。インターナライズする細胞表面レセ
プターに結合するファージは、非結合ファージの100倍より多く富化され得る
。この富化のレベルは、細胞表面上で選択することによって達成される富化より
も多い。本発明者らは、このアプローチをライブラリー選択に適用し、そしてS
KBR−3細胞に結合し、インターナライズされるファージ抗体を単離した。こ
れらの抗体のいくつかは、ErbB2に結合するが、純粋な抗原上で選択するこ
とによって生成された抗体(例えば、C6.5)よりも、より効率的にインター
ナライズされる。SKBR−3および他の乳房腫瘍細胞株に特異的に結合し、そ
して効率的にインターナライズされる、他の多くの抗体を単離した。これらの抗
体は、腫瘍の標的化、および潜在的な、新規なインターナライジング腫瘍細胞レ
セプターを同定するために有用であることを証明するはずである。
株上での選択による、所望の結合特性を有する抗体フラグメントの親和性の増加
) ファージディスプレイは、従来のハイブリドーマ技術を使用して産生され得な
い親和性を有する抗体を産生するための可能性を有する。超高親和性ヒト抗体フ
ラグメントは、優れた腫瘍貫入、長期の腫瘍滞留および循環からの迅速なクリア
ランスを生じ得、高い特異性を導く。従って、本発明者らは、超高親和性ヒト抗
体フラグメントを生成するための方法論を開発するために一連の実験を行った。
実験を、以下の問題に答えるために行った:1)より低い抗体結合物のバックグ
ラウンドの中から、希少なより高い親和性のファージ抗体について選択およびス
クリーニングするための最も効果的な方法は何であるか;2)最も高い親和性の
ファージ抗体の選択を確実にするために、抗原から結合ファージを取り出すため
の最も効果的な手段は何であるか;3)変異ファージ抗体ライブラリーを作製す
るための最も効果的な技術(ランダム変異誘発または部位特異的変異誘発)は何
であるか;4)抗体分子のどの領域が、抗体フラグメントの親和性を最も効果的
に増加するために、変異誘発のために選択されるべきか。
した。このヒトscFv C6.5は、腫瘍抗原ErbB−2(32)の細胞外
ドメイン(ECD)に、1.6×10-8MのKdおよび6.3×10-3S-1のKo ff で、結合する(Schierら(1995)Immunotechnolog
y,1:63−71)。C6.5の単離および特徴付けは、以下に間単に記載さ
れ、同時継続出願USSN 08/665,202号に詳細に記載される。
的送達は、放射免疫療法を使用して動物において腫瘍を治癒するのに適切ではな
い(Schierら(1995)Immunotechnology,1:63
−71)。腫瘍への抗体の定量的送達を改善するために、C6.5の親和性を増
加した。最初に、示差的なE.coliまたは宿主株毒性での増殖よりむしろ、
親和性に基づいてファージ抗体の選択を可能にする技術を開発した(Schie
rら(1996)J.Mol.Biol.255:28−43;Schierら
(1996)Gene 169:147−155;Schierら(1996)
Human antibodies and hybridomas 7:97
−105)。次いで、本発明者らは、親和性の最大の増分を達成するためにsv
Fc遺伝子のどの位置を変異させるかを決定した(Schierら(1996)
J.Mol.Biol.255:28−43;Schierら(1996)Ge
ne;Schierら(1996)J.Mol.Biol.263:551−5
67)。ランダム変異誘発は、抗原と接触するアミノ酸を含む相補性決定部位(
CDR)の部位特異的変異誘発と同程度の親和性の増大を生じなかった。CDR
の多様化から得られた結果は、以下のことを示した:1)親和性の最大の増大は
、結合ポケット(VLおよびVH CDR3)の中心に位置するCDRを変異させ
ることにより達成された;2)CDR残基の半分は、scFvにおける構造的役
割を有し、そして変異した場合、野生型のように復帰する;および3)これらの
構造的残基は、相同な原子結晶構造上でのモデリングによって、ライブラリーの
構築の前に同定され得る。これらの観察は、ホモロジーモデリングによって構造
的役割を有すると仮定された残基を保存して、変異が、ランダムにVHおよびVL CDR3内に連続的導入される、抗体の親和性を増加するための一般的なスト
ラテジーの開発を導いた(Schierら(1996)J.Mol.Biol.
263:551−567)。このアプローチを使用して、C6.5の親和性は、
1.3×10-11MのKd(同上)へ、1200倍に増加した。
入用量パーセント(%ID/g)との間の密接な相関が明らかになった(Ada
msら(1998)Cancer Res.58:485−490)。最大程度
の腫瘍滞留が、125I−C6ML3−9(1.42%ID/g、Kd=1.0×1
0-9M)で観察された。有意により少ない腫瘍滞留が、125I−C6.5(0.
80%ID/g、Kd=1.6×10-8)およびC6G98A(0.19%ID
/g、Kd=3.2×10-7M)で達成された。腫瘍:正常器官の比もまた、親
和性の差異を反映した(例えば、24時間目でのC6ML3−9、C6.5およ
びC6G98Aについて、それぞれ、腫瘍:血液の比が17.2、13.3、3
.5および2.6、ならびに腫瘍:肝臓の比が26.2、19.2、4.0およ
び3.1)。より高い親和性のscFvの研究は、継続中である。この結果は、
ハイブリドーマ技術からは達成可能でない値まで抗体親和性を増加する本研究者
らの能力を実証し、腫瘍標的化における親和性の重要性を確証した。
求した。1つの共同研究において、C6.5ベースの分子を、放射免疫療法のた
めに操作している。定量的腫瘍送達および抗体フラグメントの滞留を増加するた
めに、二量体scFv「二価抗体」を、VHおよびVLドメインの間のリンカーを
15アミノ酸から5アミノ酸に短縮することによって作製した。続いて、対合形
成が、2つの異なる鎖の相補的ドメイン間で生じ、2つの結合部位で、安定な非
共有結合した二量体を作製する。インビトロで、C6.5のV遺伝子から生成さ
れる二価抗体は、C6.5 scFvに比べて、SK−OV−3細胞の表面上で
の有意により高い明らかな親和性およびより長い滞留を有する(T1/2>5時間
対5分)(Adamsら(1998)Brit.J.Cancer.)。C6.
5二価抗体の体内分布研究は、24時間目で6.5%ID/g(対して、C6.
5 scFvについては、たった1%ID/g)を示した。二価抗体の滞留を7
2時間にわたって試験して、そして累積曲線下面積(AUC)値を測定した場合
、得られる腫瘍:器官のAUC比は、他の一価または二価のscFv分子につい
て報告された比より大きかった。これらの分子の治療能力は、ヌードマウスにお
ける放射免疫療法研究において試験されている。C6.5ベースの分子のインビ
ボでの特徴付けは、正式には技術目的の1つではないので、本発明者らは、C6
.5およびC6.5ベースの二価抗体の親和性変異体を使用し続け、抗体親和性
、大きさおよび結合価の間の関係、ならびにNIH R01 1 CA6555
9−01A1の一部としての特異的腫瘍標的化を研究した。
ルス(stealth)リポソームをErbB2発現乳癌に対して標的するため
に使用している(Kirpotinら(1997)Biochemistry.
36:66−75)。scFvのリポソームへの化学的結合を促進するために、
C6.5遺伝子を、scFvのC末端で遊離のシステイン残基の付加を生じるE
.coli発現ベクター内へサブクローニングした。精製C6.5cys sc
Fvを、リポソームに結合し、インビトロでの取り込みを、SKBR3細胞を使
用して決定した。全取り込み量は、6時間目で3.4mmolリン脂質/106
細胞であり、取り込みの70%がインターナライズされた。この取り込みは、G
enentechの4D5抗HER2 Fab’を使用して達成された取り込み
に匹敵する。非結合型リポソームの取り込みは、存在しなかった。結果は、C6
.5がErbB2エピトープに結合し、ErbB2エピトープが、ハイブリドー
マ(4D5)から産生される抗体の最良のインターナリゼーションに匹敵する速
度でのインターナリゼーションを生じることを示す。scidマウスにおけるイ
ンビボ治療研究は、C6.5標的化リポソームが、非標的型リポソーム、または
非標的型リポソームおよび全身性4D5抗体との組み合わせよりも、より大きな
程度の腫瘍の緩解、およびより高い治癒比率を引き起こすことを示した。
和性に匹敵する親和性を有する精製抗原に対するヒト抗体のパネルを提供し得る
、大量の(7.0×109メンバー)ファージ抗体ライブラリーが作製されたこ
とを確立する。細胞表面レセプターに結合するファージ抗体は、細胞によってイ
ンターナライズされ、そして細胞内で感染性状態に回復され得る。非インターナ
ライズ抗体を100倍より高く超えるインターナライズするファージ抗体の富化
を可能にする方法論が開発された。次いで、これらの方法論を適用して、SKB
R−3細胞上のインターナライズするレセプターに結合する新規なscFv抗体
を選択した。これらの抗体のいくつかは、ErbB2に結合するが、C6.5ベ
ースのscFvよりも効率的にインターナライズされる。より多くの抗体は、未
知のインターナライズするレセプターに結合する。これらscFvの全ては、S
KBR−3細胞または関連する腫瘍細胞株に特異的に結合する。これらの結果は
、この選択アプローチが、1つの細胞型(悪性)と別の細胞型(非悪性)を区別
し得る抗体を生成するための強力なアプローチであることを示す。さらに、本発
明者らは、結合について選択するだけでなく、機能(インターナリゼーション)
について選択することも可能であることを実証した。近々、本発明者らはさらに
、単離した抗体を特異性に関して特徴付けし、そしてErbB2結合scFvの
場合においては、親和性に関して特徴付けする。より長期的には、本発明者らは
、以下のためにこれらの試薬を使用する:1)インターナリゼーション割合に対
する親和性および結合価の効果を研究する;そして2)免疫沈降を使用して結合
された抗原を同定する。これらの結果は、有用な治療標的である新規なインター
ナライズする腫瘍細胞表面レセプターの同定をおそらく導く。このアプローチが
有用であると証明された場合、本発明者らは、このアプローチを原発性腫瘍細胞
およびDCISに対して適用することを予定である。本発明者らはまた、リポソ
ーム標的化について3TF5(C6.5より早くインターナライズされるErb
B2結合scFv)を評価するつもりである。おそらく、3TF5は、C6.5
より効果的である。
に達成されなかった値まで増加させるための方法論を実証する。本発明者らは、
これらの方法論を適用し、新規なErbB2結合scFvを生成した。
同定した(上記のF5およびC1)。これらのファージは、同じライブラリーを
組換えErbB2について選択する場合、いずれも単離されなかった。この理由
を決定するために、F5のKd(3.2×10-7M)およびC1のKd(Kd=1
.0×10-6M)を測定した。これらのKdは、組換えErbB2に対して選択
された4つのscFvについて測定したKdより有意に高かった(Kd=0.1〜
0.65nM)。より高いKdのインターナライズするファージ抗体は、組換え
ErbB2に対する選択について、より低いKdのインターナライズしないファ
ージ抗体と競合するはずであり、そしておそらく選択プロセスの間に損失された
。モノマーとしてインターナライズされる抗体は、おそらく稀であり、そしてラ
イブラリー中にはより高い親和性のファージ抗体より、より低い親和性のファー
ジ抗体がより多く存在するので、インターナライズする抗体は、高いKdの抗体
であることは驚くことではない。インターナライズされる抗体はおそらく稀であ
るので、本発明者らは、F5およびC1が、おそらく同じエピトープを認識する
と仮定した。このことは、競合アッセイを使用して確認した(図2)。従って、
仮定したように、F5およびC1は同じエピトープを認識し、そしてC6.5と
は違うエピトープを認識する。同じアッセイを使用して、本発明者らは、F5お
よびC1が、Genentechの抗ErbB2抗体4D5(ヒト化された場合
、Herceptinとして公知である)とは違うエピトープを認識することを
確証した。
れらを考慮して種々の改変または変更が当業者に示唆されるが、これらは本出願
の精神および範囲、ならびに添付の特許請求の範囲内に含まれることが理解され
る。本明細書中に引用される全ての刊行物、特許、および特許出願は、全ての目
的のためにその全体が参考として本明細書に援用される。
。ライブラリー構築の戦略は、scFv遺伝子アセンブリの効率を増加するため
、およびアセンブルされたscFv遺伝子のクローニングの効率を増加する両方
のためにライブラリー構築の個々の工程を最適化することを含んだ。(A)最初
に、リンパ球からのmRNAを用いて、RTPCRによりVHおよびVL遺伝子レ
パートリーを生成し、これらを、異なるベクター中にクローン化し、それぞれ、
8.0×108および7.2×106メンバーのVHおよびVL遺伝子ライブラリー
を作製した。このクローン化V遺伝子ライブラリーは、scFvアセンブリのた
めの安定かつ無限のVHおよびVL遺伝子の供給源を提供した。ペプチド(G4S
)3をコードするDNAを、VLライブラリーの5’末端中に取り込んだ。これは
、2つのDNAフラグメントをスプライシングするPCRによるscFv遺伝子
の生成を可能にした。先に、scFv遺伝子レパートリーは、VH、VL、および
リンカーDNAからなる、3つの別のDNAフラグメントからアセンブルされた
。(B)VHおよびVL遺伝子レパートリーは、別のライブラリーから増幅され、
そして重複伸長PCRを用いてscFv遺伝子レパートリーにアセンブルした。
VHおよびVL遺伝子レパートリーを再増幅するために用いたプライマーは、VH
遺伝子の5’末端の200bp上流、およびVL遺伝子の200bp下流にアニ
ールした。これらの長いオーバーハングは、効率的な制限酵素消化を確実にした
。(C)このscFv遺伝子レパートリーを、NcoIおよびNotIで消化し
、そしてプラスミドpHEN1中に、ファージディスプレイのためにM13遺伝
子III外被タンパク質遺伝子()との融合体としてクローン化した。
増加する濃度の可溶性scFv(○)、scFv−C1(△)またはscFv−
C6.5(□)による、F5ファージ(左パネル)、C1ファージ(中央パネル
)またはC6.5ファージ(右パネル)の結合の阻害。結合ファージは、抗M1
3ビオチン化Abおよびストレプトアビジン−PEを用いて検出した。結果は、
最大平均蛍光強度(MFI)の%で表す。可溶性F5およびC1は、F5または
C1ファージの結合を阻害したが、C6.5ファージの結合を阻害しなかった。
Claims (54)
- 【請求項1】 F5またはC1によって結合されるc−erbB2レセプタ
ーエピトープに特異的に結合する、抗体。 - 【請求項2】 請求項1に記載の抗体であって、該抗体がインターナライズ
する抗体である、抗体。 - 【請求項3】 請求項1に記載の抗体であって、該抗体が、配列番号1、配
列番号2、保存的置換を有する配列番号1および保存的置換を有する配列番号2
からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、抗体。 - 【請求項4】 請求項1に記載の抗体であって、該抗体が、配列番号1また
は配列番号2のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を共有し、そして
該抗体が、細胞上のc−erbB2に対して少なくとも10Mの結合親和性を有
する、抗体。 - 【請求項5】 請求項1に記載の抗体であって、該抗体のアミノ酸配列が、
前記配列番号1または配列番号2のアミノ酸配列とは、30残基以下異なる、抗
体。 - 【請求項6】 請求項1に記載の抗体であって、該抗体が配列番号1の相補
性決定領域(CDR)を含む、抗体。 - 【請求項7】 請求項1に記載の抗体であって、該抗体が配列番号2の相補
性決定領域(CDR)を含む、抗体。 - 【請求項8】 請求項1に記載の抗体であって、該抗体が配列番号1の相補
性決定領域(CDR)を少なくとも2つ含む、抗体。 - 【請求項9】 請求項1に記載の抗体であって、該抗体が配列番号2の相補
性決定領域(CDR)を少なくとも2つ含む、抗体。 - 【請求項10】 請求項1に記載の抗体であって、該抗体が、配列番号1の
相補性決定領域(CDR)、および配列番号2の相補性決定領域からなる群より
選択される、少なくとも2つの相補性決定領域を含む、抗体。 - 【請求項11】 請求項1に記載の抗体であって、該抗体が、配列番号1の
相補性決定領域(CDR)、および配列番号2の相補性決定領域からなる群より
選択される、少なくとも3つの相補性決定領域を含む、抗体。 - 【請求項12】 請求項11に記載の抗体であって、該抗体が、配列番号1
のアミノ酸配列の3つの相補性決定領域を有する、抗体。 - 【請求項13】 請求項11に記載の抗体であって、該抗体が、配列番号2
のアミノ酸配列の3つの相補性決定領域を有する、抗体。 - 【請求項14】 請求項1に記載の抗体であって、該抗体が配列番号1のア
ミノ酸配列を有する、抗体。 - 【請求項15】 請求項1に記載の抗体であって、該抗体が配列番号2のア
ミノ酸配列を有する、抗体。 - 【請求項16】 c−erbB2レセプターに特異的に結合する抗体であっ
て、該抗体が、配列番号1または配列番号2に示すポリペプチド配列からの少な
くとも10の連続するアミノ酸を含み、ここで、 該抗体は、抗原として提示される場合、配列番号1または配列番号2に示すポ
リペプチド配列に特異的に結合する抗イディオタイプ抗体の産生を誘発し;そし
て 該抗体は、配列番号1および配列番号2に示すポリペプチドに完全に免疫吸着
させた、配列番号1および配列番号2に示すポリペプチドに対して惹起された抗
血清には結合しない、 抗体。 - 【請求項17】 請求項16に記載の抗体であって、該抗体は、配列番号1
または配列番号2のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を共有し、そ
して該抗体は、細胞上のc−erbB2に対して少なくとも10:Mの結合親和
性を有する、抗体。 - 【請求項18】 請求項16に記載の抗体であって、該抗体のアミノ酸配列
が、配列番号1または配列番号2のアミノ酸配列とは、30残基以下異なる、抗
体。 - 【請求項19】 請求項16に記載の抗体であって、該抗体が配列番号1の
相補性決定領域(CDR)を含む、抗体。 - 【請求項20】 請求項16に記載の抗体であって、該抗体が配列番号2の
相補性決定領域を含む、抗体。 - 【請求項21】 請求項16に記載の抗体であって、該抗体が配列番号1の
アミノ酸配列を有する、抗体。 - 【請求項22】 請求項16に記載の抗体であって、該抗体が配列番号2の
アミノ酸配列を有する、抗体。 - 【請求項23】 c−erbB2レセプターを有する細胞に対してエフェク
ター分子を特異的に送達する方法であって、該方法は、以下の工程: 請求項1または16に記載の抗体に付着した該エフェクター分子を含むキメラ
分子を提供する工程;および 該c−erbB2を有する細胞を、該キメラ分子と接触させ、それによって、
該キメラ分子が該細胞に特異的に結合する、工程、 を包含する、方法。 - 【請求項24】 請求項23に記載の方法であって、前記エフェクター分子
が、細胞毒素、標識、放射性核種、薬物、リポソーム、リガンドおよび抗体から
なる群より選択される、方法。 - 【請求項25】 請求項23に記載の方法であって、前記キメラ分子が融合
タンパク質である、方法。 - 【請求項26】 請求項23に記載の方法であって、前記細胞がガン細胞で
ある、方法。 - 【請求項27】 請求項26に記載の方法であって、前記ガン細胞が乳ガン
細胞である、方法。 - 【請求項28】 請求項23に記載の方法であって、前記抗体が配列番号1
または配列番号2のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を共有し、 そして該抗体がc−erbB2について、少なくとも10Mの結合親和性を有す
る、方法。 - 【請求項29】 請求項23に記載の方法であって、前記抗体のアミノ酸配
列が配列番号1または配列番号2のアミノ酸配列とは、30残基以下異なる、方
法。 - 【請求項30】 請求項23に記載の方法であって、前記抗体が、配列番号
1の相補性決定領域(CDR)を含む、方法。 - 【請求項31】 請求項23に記載の方法であって、前記抗体が、配列番号
2の相補性決定領域(CDR)を含む、方法。 - 【請求項32】 請求項23に記載の方法であって、前記抗体が、配列番号
1のアミノ酸配列を有する、方法。 - 【請求項33】 請求項23に記載の方法であって、前記抗体が、配列番号
2のアミノ酸配列を有する、方法。 - 【請求項34】 c−erbB2を有する細胞に特異的に結合するキメラ分
子であって、該キメラ分子が、請求項1または16に記載の抗体に付着したエフ
ェクター分子を含む、キメラ分子。 - 【請求項35】 請求項34に記載のキメラ分子であって、前記エフェクタ
ー分子が、細胞毒素、標識、放射性核種、薬物、リポソーム、リガンドおよび抗
体からなる群より選択される、キメラ分子。 - 【請求項36】 請求項34に記載のキメラ分子であって、該キメラ分子は
融合タンパク質である、キメラ分子。 - 【請求項37】 請求項34に記載のキメラ分子であって、前記細胞がガン
細胞である、キメラ分子。 - 【請求項38】 請求項37に記載のキメラ分子であって、前記ガン細胞が
乳ガン細胞である、キメラ分子。 - 【請求項39】 請求項34に記載のキメラ分子であって、前記抗体が配列
番号1または配列番号2のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を共有
し、そして該抗体がc−erbB2について少なくとも10:Mの結合親和性を
有する、キメラ分子。 - 【請求項40】 請求項34に記載のキメラ分子であって、前記抗体のアミ
ノ酸配列が、配列番号1または配列番号2のアミノ酸配列とは、30残基以下異
なる、キメラ分子。 - 【請求項41】 請求項34に記載のキメラ分子であって、前記抗体が配列
番号1の相補性決定領域(CDR)を含む、キメラ分子。 - 【請求項42】 請求項34に記載のキメラ分子であって、前記抗体が配列
番号2の相補性決定領域(CDR)を含む、キメラ分子。 - 【請求項43】 請求項34に記載のキメラ分子であって、前記抗体が配列
番号1のアミノ酸配列を有する、キメラ分子。 - 【請求項44】 請求項34に記載のキメラ分子であって、前記抗体が配列
番号2のアミノ酸配列を有する、キメラ分子。 - 【請求項45】 F5(配列番号1)またはC1(配列番号2)に結合され
るエピトープに特異的に結合する抗体をコードする、核酸。 - 【請求項46】 請求項45に記載の核酸であって、該核酸は、配列番号1
、配列番号2、保存的置換を有する配列番号1および保存的置換を有する配列番
号2からなる群より選択されるアミノ酸配列をコードする、核酸。 - 【請求項47】 請求項45に記載の核酸であって、該核酸は、配列番号1
または配列番号2のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を共有する抗
体をコードし、そして該抗体が、細胞上のc−erbB2に対して少なくとも1
0Mの結合親和性を有する、核酸。 - 【請求項48】 請求項45に記載の核酸であって、該核酸は、前記配列番
号1または配列番号2のアミノ酸配列とは、30残基以下異なる、前記抗体のア
ミノ酸配列をコードする、核酸。 - 【請求項49】 請求項45に記載の核酸であって、該核酸は、配列番号1
の相補性決定領域(CDR)をコードする、核酸。 - 【請求項50】 請求項45に記載の核酸であって、該核酸は、配列番号2
の相補性決定領域(CDR)をコードする、核酸。 - 【請求項51】 請求項45に記載の核酸であって、該核酸は、配列番号1
のアミノ酸配列をコードする、核酸。 - 【請求項52】 請求項45に記載の核酸であって、該核酸は、配列番号2
のアミノ酸配列をコードする、核酸。 - 【請求項53】 薬理学的な賦形剤および請求項1または16に記載の抗体
を含む、薬学的組成物。 - 【請求項54】 薬理学的な賦形剤および請求項34に記載のキメラ分子を
含む、薬学的組成物。
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