JP2003513027A - アテローム性動脈硬化症の診断、結像、治療用の薬剤及びその方法 - Google Patents
アテローム性動脈硬化症の診断、結像、治療用の薬剤及びその方法Info
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Abstract
Description
493の優先権の利益を主張するものであり、完全を帰するために参照としてこ
こに組み入れている。
ないLDLの酸化された形態に特異的に結合するファージディスプレイによりク
ローン化された新規なヒトのモノクロナール抗体断片(Fab)に関するもので
ある。さらに詳しくは、本発明は、アテローム性動脈硬化症の診断及び治療法の
改良のための抗体の使用に関するものである。
伝的リスク因子の複雑な相互作用から生じる慢性の炎症性疾患である。低密度リ
ポ蛋白(LDL)の酸化は、アテローム発生過程で、必須の役割ではないが、中
心的な役割を演じている。以前の研究では、LDLのアセチル化が、マクロファ
ージによる摂取を大いに高め、かつこの摂取は、典型的なLDLリセプターとは
異なる「スカベンジャーリセプター」を経由して起こることが示された。大抵の
リセプターとは異なり、これらのスカベンジャーリセプターは、OxLDLの摂
取に続いてダウンレグレートされなかった。OxLDLの過剰摂取及びマクロフ
ァージによる結合された脂質により、細胞は、特徴的な泡沫様の外観を呈する。
そのような細胞の外観は、アテローム性動脈硬化症の顕著な特徴の一つである。
この泡沫細胞は、血管壁の脈管内膜(内皮ライニング下の)内に蓄積し、そこで
それらは不安定となり、病変部となり、より進行した疾患の顕著な特徴となる。
炎症性の状態は、悪化した病変へと進行する兆しとして現れる。
多くの証拠がある。リポ蛋白の燐脂質中のポリ不飽和脂肪酸の酸化は、マロンジ
アルデヒド(MDA)、4−ヒドロキシノネナール(4−HNE)及び酸化され
た燐脂質に結合した他の反応性部分などの多くの分解産物を発生させる。これら
の多くの中間体は高活性であり、結合蛋白のリジン残基及びリン脂質と相互に作
用し、多くの付加物を発生させる。これらの付加物は、イン・ビボで発生し、免
疫原性であることが知られている。アポ−E欠失ネズミ(ApoE−/−)ネズ
ミのようなアテローム性動脈硬化のハツカネズミモデルでは、アテローム性動脈
硬化は、 OxLDLの種々の酸化特異性エピトームに対する自己抗体の高い力
価の進行と関連している。このような細胞性及び体液性の反応の重大性は、未だ
あまり理解されていないが、ある条件下では、これらは、病気の本来の履歴を明
白に修飾することが出来る。
質、OxLDL、泡沫細胞及び平滑筋細胞の含有量であることが、一般に受け入
れられている。泡沫細胞は、破裂を受けやすい病変のサイト中にしばしば見出さ
れる。活性化マクロファージは、OxLDLのみならず、アポトーシス性泡沫細
胞及び壊死性泡沫細胞を取り除くように、また病変部を弱める因子を分泌するよ
うに補充した。ヒトの病理学研究によると、大きな壊死性コア含んだアテローム
、薄い繊維状キャップ及びショルダー中の多数のマクロファージ/泡沫細胞は、
さらに病変部の破壊及び血栓症の素因となる。血管造影研究において、しばしば
冠動脈狭窄を緩和するように思われるこれらの病変は、病変部の面積の40%を
越える広範な脂質プールを持った大きなアテロームとして、病理学的に特徴づけ
られる。血管造影は、動脈内腔の尺度を提供するのみであるが、血管壁の病理を
検出しない。それ故、OxLDL及び脂質含量に重きをおいたアテローム性動脈
硬化病変の全体の尺度を提供する診断法が、望ましい。さらに、アテロームの脂
質コアは、泡沫細胞内に蓄積した広範な酸化脂質を含んでいると仮定する事が出
来し、さらに細胞が壊死及びアポトーシスを受けるときには、遊離すると思われ
る。
。アテローム性動脈硬化を診断するための金標準は、アテローム性動脈硬化を侵
入することにより生じる異常血管内腔輪郭を検出する血管造影法であるが、血管
壁の異常を直接検出するものではない。血管造影法について広く認識されている
限界は、散漫なアテローム性動脈硬化性血管及び動脈改作のために、機能狭窄、
観察者間及び観察者内変異性、病気の程度の過小評価との相関性に乏しいことを
包含する。Bモード及び超血管超音波ホログラフィーは、血管内膜/中膜の濃厚
化及び血管壁の石灰化を検出することが出来るが、特異的組織の特性を明確に評
価できない。電子ビーム計算断層撮影法は、血管壁のカルシウムのみを検出する
。磁気共鳴結像は、いまだ病変部成分の検出用の研究道具のレベルのままである
。
な脂質プールを含む非血管造影的に有為な病変中にしばしば起きていることが、
ヒトの研究により示された。したがって、脂質の豊富な領域に向けられたアテロ
ーム性動脈硬化の結像は、病変部の負荷の程度を検出するためばかりでなく、臨
床的には静かではあるが、「活性な」病変を検出するためにも価値がある。以前
の放射線シントグラフィー結像剤は、特異性が低いこと、アテローム性動脈硬化
病変部でのイン・ビボでの摂取が低いこと、循環からの脱離が遅いことにより、
制限されており、このため病変/バックグラウンド比が低い。X線ラベルLDL
、アポリポ蛋白Bのフラグメント、自己の血小板、抗血小板抗体、非特異性抗体、
Fcフラグメント、ヘマトポルフィリン誘導体、及び抗マロン酸モノクロナール
抗体(Mabs)を含めた種々の結像剤が、これまで使用されてきた。
かつイン・ビトロでアテローム性動脈硬化病変を染色する硬く結合したIgGs
を含むヒト及びうさぎのアテローム性動脈硬化病変から単離された。マウスのハ
イブリドーマ細胞系統は、OxLDLに対するMabsの生産のために発生され
、その抗体は、生来の燐脂質よりもむしろ酸化された燐脂質に特異的に結合する
ことが見出された。しかしながら、以前述べた全ての抗体は、単一特異性であり
、OxLDLの1つの形態のみに結合する。パリンスキーら(1996年)によ
り記述されたマウスMabsのEO系列は、OxLDLかあるいはMDA−LD
Lかどちらかと結合するが、両方とは結合しない。同様に、他の研究で記述され
たマウスMabsのMDA2及びNA59は、それぞれMDA−LDL及びHN
E−LDLと結合する。最も重要なことは、これらのマウス抗体は、反復投与を
妨げる免疫性応答を不正にするので、ヒトのイン・ビボ適用に対する有用性に制
限があることである。
術は、ヒトのハイブリドーマ生産にはあまり成功していない。エプスタイン・バ
ー・ウイルス(EBV)は、ヒトの白血球を不死化するために使用されている。
しかし、OxLDL中のネオエピトームの幅広い変化により、多くの異なるエピ
トームに対するヒトのMabsの取得は、困難である。さらに、この技術により
由来したクローンは、しばしば不安定であり、低分泌型である。さらに、EBV
形質転換体は、IgM抗体を生産するが、抗−OxLDL抗体は、IgG及びI
gMアイソタイプの両方になることができる。
1991年、ヒューズら;1989年)は、ヒトのMabsを生産するための有
用な方法を提供する。リンパ球mRNAから作られたこのライブラリーは、モノ
クロナールFabのレパートリーの108組換え体よりなっている。このライブ
ラリーをフィラメント・ファージ表面上に表示することにより、またモデルエピ
トームに対してパンニングすることにより、モノクロナールFab抗体を選択で
き、かつその免疫学的特性及び生理活性を解析できる。それらが、大量に安価に
製造できるから、またそれらが、生来、非免疫抗原性であるから、Fabsは、
治療法及び診断法両方に用いるために理想的である。さらに、それらは、全部が
抗体分子ではないから、抗原に対しての結合に対して免疫応答をカスケード的に
開始できる。
LDLの新しいエピトープに結合する抗体を発見にもとづくが、標的治療の手段
として、及びそれ自身治療薬として、あるいはアテロ―ム性動脈硬化の治療用の
新治療法の開発に対するモデル構造として、アテロ―ム性動脈硬化病変部の結像
における使用の発見にもとづく。
ら取得した末梢血液単核細胞(PBMC)からのmRNAから作製したファージ
ディスプレイライブラリイから単離された、クローンされたヒトモノクロナール
Fabにもとづく。一連のパニングのラウンド後、モノクロナールIgGFab
抗体は、単離されたが、それは、直接結合テスト及び競争結合テストの双方から
定量されるように、特異的にMDA−LDL及び銅誘導OxLDL双方に結合す
るが、生来のLDLには結合しない。このFabは、ヒト、ネズミ及びウサギの
組織中で、インビボ及びインビトロでアテロ―ム性動脈硬化病変部に特異的に結
合することが見出された。さらに、マクロファージによるOxLDLの摂取を阻
害することが見出されたし、そのことは、Fabにより定義されるOxLDL上
のエピトームは、正常なクリアランスあるいはアテローム発生において、マクロ
ファージ・スカベンジャー・リセプタに対する重要なリガンドであることを示唆
している。我々は、このFabをIK17と命名した。
陥を、IK17により克服することができる。本発明は、検出用の適切な分子に
共役したFabの使用により、非侵襲的にアテロ―ム性動脈硬化病変を画像化す
る新しい方法を記載している。このことは、さらに、インビボでの脂質の豊富な
成分及び酸化の豊富な成分を特別に識別する方法を提供する。本発明を使用した
結像法の非侵襲性質は、患者へのコスト及びリスクを削減し、かつ1次検出法と
してのみならず、治療法の効果をモニターする手段としての方法を提供するもの
である。ここで開示した結像方法は以前の方法よりも高感度であり、冠動脈及び
非冠動脈双方のアテロ―ム性動脈硬化の検出が出来るために、狭窄が起こる前に
、早期の介在が出来る。本発明は、血管自身の観察もできるとともに、病変中に
存在する脂質の量を評価する方法を提供するとともに、前兆インジケータを提供
して、病変の病理の程度を見積もる方法を提供する。ヒトの抗体は、免疫応答を
誘発しないから、治療の養生法の効果を定量的にモニターする方法でもある。こ
のタイプの監視は、非ヒト抗体の反復投与に対して発生する、生命を脅かす可能
性のある免疫応答のためにハツカネズミ抗体では行うことが出来ない。
する新しい治療法の開発を可能にするものである。このFabは、血栓溶解剤、
酸化防止剤、抗メタロプロテアーゼ剤あるいは他の治療薬抗体を共有結合させて
、治療薬を病変部位に指向させる手段を提供するものである。一方、IK17自
身、あるいはIK17の小分子アナログは、医薬として使用できる。IK17は
、マクロファージによるOxLDLの摂取を阻害することが知られており、かく
して泡沫細胞の形成をも阻害する。泡沫細胞の形成阻害は、脂質の血管壁への沈
着を減少させ、かつ病気の進行を遅らせる事が出来る。
自然LDLとはしない、IK17と本発明者らが命名しているヒトモノクローナ
ルFabの発見にもとづき、該Fabのアテローム性動脈硬化の改良された検出
及び、治療における使用に関する。これは、LDLの2つの修飾形を認識する抗体
の最初の発見である。IK17は冠状動脈心臓疾患に罹ったドナーからのPMN
CsからのRNAから調製したファージディスプレイライブラリーより単離した
。それは、精製したLDLを用いる相当数の直接及び競合結合アッセイによって
Cu−OxLDL及びMDA−LDLに特異的であることが見出された。それは
、マクロファージ取り込みアッセイにおいて高い有効性をもつこともまた見出さ
れOxLDL及びアポトーシス細胞の両方のファゴサイトーシスを阻害する。加
えて、該Fabはインビトロ及びインビボの両方で、アテローム性動脈硬化症プ
ラークを標識するために有用であることが見出された。マウスに注射した放射性
標識IK17は、スダン染色によって測定されるアテローム性動脈硬化症プラー
クに共−局在化することが見出された。
ーニングされた。要するに、ヒト血漿試料を、化学発光アッセイを用いるOxL
DLに対する抗体の存在についてスクリーニングした(Horkkoら、199
6)。患者は、MDA−LDLに対し高い抗体力価を持っていることで同定され
た。PBMCは患者から単離し、全RNAが抽出され且つcDNAを合成するた
めの鋳型として使用した。該cDNAは、前に記載されたように(Barbas
及びLerner、1991)、軽鎖と重鎖のPCR増幅用の鋳型として用いた
。続いて、延長プライマーの3対を、フラグメントの3つの組、V−カッパ、V
−ラムダ、及びVHのそれぞれに制限部位を加えるための二次増幅用に用いた。
3H内にクローニングした。結果として生じるファージミドDNAは、エレクト
ロポレーションによってXL−1ブルー大腸菌細胞内に形質転換した。クローン
はELISAプレート上に被覆したMDA−LDLに対してパンニングした。組
換えファージのほぼ109−1010(100μl)を含んでいる懸濁液は、各
被覆ウェルに入れて37℃で1時間インキュベーションした。インキュベーショ
ン後、パンニングの最初のラウンド後に一度または以降のラウンド後10回、未
結合ファージを除去するために、該ウェルを洗浄した。結合ファージを溶離し、
当業者に周知の方法によって増幅用の細菌に感染させるために用いた。パンニン
グの最後のラウンドの後、ファージミドDNAは、エンドヌクレアーゼ消化及び
再連結によって、ファージ表面上のFabを固定する遺伝子IIIを取り除くよ
うに調製した。結果として得られた生産物は、イソプロピルベータ−D−チオガ
ラクトピラノシド(IPTG)での誘発により可溶性Fabを発現するようにX
L1−ブルー細胞内に形質転換した。細胞溶解液を調製し、さらにELISAア
ッセイを、Fab生産物とMDA−LDLとの結合活性を解析するため実行した
。次の実験用に、選択したモノクローナルFabは、当業者に周知の方法により
IgG(Fab)アフィニティカラムを用いて精製した。
し、自動シークェンサーを用いて配列決定した。ヌクレオチド配列は、EMBL
/GenBankデータベースを用いて解析した。解析は、本発明のFab軽鎖
のレパートリーがJκ2への再配列とともにv−カッパ3ファミリー遺伝子(V
g/38κ/L6)を用いることが示された。重鎖のレパートリーは、JH4b
への再配列とともに、VH3ファミリー遺伝子、3−23/VH26c/DP4
7を用いる。
方を用い、MDA−LDL、Cu−OxLDL、及び自然LDL並びに非関連タ
ンパク質と核酸抗原のパネルに対する精製したタンパク質の結合を解析すること
によって試験した。Fabの結合は、37nMの親和性を持つMDA−LDLへ
の優先性で、MDA−LDL及びCu−OxLDLに特異的であることが見出さ
れた。該Fabは4−HNE−LDLに対して有意に結合しないし、非特異的M
DA修飾タンパク質にも結合しない。該Fabは、Cu−OxLDLの脂質及び
タンパク質分画の両方に結合することができたが、しかし全体または分断した何
れかの天然LDLに結合しない。
化症の病巣の検出方法における使用に理想的である。該Fabは、ハイブリドー
マ細胞系から生産した抗体とは対照的に、容易に及び大量で安価に生産できる。
加えて、ハイブリドーマ系は不安定であり且つ経時的に抗体発現が減じるであろ
う。Fabが生産される大腸菌内にはIgG型分子が存在しないので、精製は単
一のアフィニティ精製工程で実行できる。その抗体は、放射性同位体、強磁性体
標識、エコー源性、またはイメージング法によって検出することができる他の適
当な薬剤に結合させることができ、及び宿主静脈内に注射できる。適当な経時後
、イメージングは、治療養生法への宿主反応を評価するための定量的な手法にお
いて、診断目的のためには全身でまた頸動脈のような特有の部位で局所的の何れ
かで実行できる。
気の病因に寄与すると思われる。しかし、それらは病巣への薬剤の標的化のため
の手段として利用できる。アテローム性動脈硬化症の治療用の薬剤は、IK17
にそれらを結合させると、該病巣中の特有の酸化特異的エピトープに結合して、
適当な部位に標的化できる。そのような方法は、病巣の部位に対しそれらを標的
化すること及びそれらを保留することによってアテローム性動脈硬化症のため現
在使用されている薬剤の有効量を減少させるために使用できる。加えてそれは、
効果を奏するにはあまりに迅速に分解されてしまうことが見出された望ましい活
性をもつ治療薬を標的化するために使用できる。
での免疫化は、その疾患の進行を好転できることが実証されている。IK17は
、アテローム性動脈硬化症の進行を好転するための手段として、タンパク質とし
て投与でき、あるいは遺伝子治療ベクターを用いて投与できる。
きる。リシンまたはシステインのようなリンカーアミノ酸のコード配列を、イメ
ージングまたは治療薬でのIK17の修飾のために付加できる。該抗体の薬物動
態学的特性を変更して、安定性、血漿クリアランス及び組織取り込みを増加させ
ることができる。抗原認識領域の配列は、突然変異させることができ且つ他のO
xLDL結合抗体を同定するための異なるモデル化合物に対するファージディス
プレイでの更なるスクリーニングのラウンドに供することができる。
献は、本発明の実践において使用し得るがしかし必須ではない、周知の方法及び
/又は材料を説明するために参考として本明細書に組み入れられる。
ーニング 患者からの血漿は、高感度化学発光イムノアッセイ(Horkkoら、199
6)を用い、OxLDLのエピトープに対する抗体の存在に関してスクリーニン
グされた。スクリーニング用に用いた抗原は、モデルエピトープとしてCu−O
xLDLとMDA−LDL及び陰性対照として天然LDLを含んだ。これらの抗
原は文献のとおり調製した(Palinskiら、1996)。深刻な冠状動脈
疾患に罹った患者が、MDA−LDLに対する高い抗体力価を有していた。
STAT−60(Tel−TEST)を用いて単離した。cDNAはSupe
rscriptIIcDNA合成キット(Gibco−BRL)を用いるオリゴ
dTプライマーで合成した。PCR反応は、鋳型として当該cDNAを用いて実
行した。17対のプライマーは、前に記載された通り(Barbas及びLer
ner、1991)、V−カッパ遺伝子のイムノグロブリン軽鎖の4対とV−ラ
ムダ遺伝子の5対、同じく重鎖の可変領域(VH遺伝子)の5対を含んでいる。
加えて、延長プライマーの3対は、V−カッパ、V−ラムダ、及びVHに対する
制限部位を加えるため二次増幅用に用いた。
クターpComb3H内にクローニングした。まずV−カッパまたはV−ラムダ
フラグメントはベクターのSacI及びXbaI内にクローニングし、XhoI
及びSpeI部位内へのVH生産物のクローニングを次に行った。結果として得
られたファージミドDNAは、エレクトロポレーションによってXL−1ブルー
大腸菌細胞に形質転換した。クローンはELISAプレート上に被覆したMDA
−LDLに対してパンニングした。組換えファージのほぼ109−1010(1
00μl)を含んでいる懸濁液は、各被覆ウェルに入れて37℃で1時間インキ
ュベーションした。インキュベーション後、未結合ファージを除去するためパン
ニングの最初のラウンド後に一度または後のラウンド後に10回、該ウェルは1
%BSAを含むホウ酸緩衝化生理食塩水(BBS)で洗浄した。結合ファージは
酢酸(pH2.0)で溶離し、2Mトリス緩衝液(pH8.5)で中和した。各
パンニングからの溶離液は、当業者に周知の方法によって増幅用の細菌に感染さ
せるために用いた。
調製した。そのDNAはSpeI及びNheIで消化し、ゲル精製し、自己連結
し、さらにXL−1ブルー細胞の中に形質転換した。
シド(IPTG)で誘発した。細胞溶解液を調製し、さらにELISAアッセイ
を、Fab生産物とMDA−LDLとの結合活性を解析するため実行した。次の
実験用に、選択したモノクローナルFabsは、当業者に周知の方法によりIg
G(Fab)アフィニティカラムに対して精製した。
)を用いて配列決定するために単離した。ヌクレオチド配列は、EMBL/Ge
nBankデータベースを用いて解析した。解析の結果、本発明のFab、軽鎖
のレパートリーJκ2への再配列とともにv−カッパ3ファミリー遺伝子(Vg
/38κ/L6)を用いることが示された。重鎖のレパートリーは、JH4bへ
の再配列とともに、VH3ファミリー遺伝子、3−23/VH26c/DP47
を用いる。
Fabの能力を確認するため、マクロファージ結合アッセイを実行した。マウス
腹腔マクロファージは、生理食塩水洗浄によって細胞を採取する3日前に、チオ
グリコレートメディウム(Difco Laboratories)の2mlの
腹腔内注射して誘発した。そのマクロファージは、5%ウシ胎児血清(FCS)
を添加したRPMI 1640中ウェル当たり1×106細胞の濃度で24−ウ
ェルに群集したディッシュ中でプレーティングした。非−付着細胞は3時間後に
取り除き、培地を一晩インキュベーション毎に取り替えた。
に記載された通りGoldsteinらの方法を用いて測定した(Horrko
ら、1999)。
rnalization)を防ぐために方法全体を通して氷上で維持した。細胞
を、非−放射性Cu−OxLDL、OxLDLに対して導かれたマウスモノクロ
ーナル、本発明のFab、及びヒトIgGFabを含む125I−Cu−OxL
DLを競合物の不在下または存在下で添加する前に血清フリー培地中30分間4
℃でインキュベーションした。3時間後、細胞を1%BSAを含む氷冷PBSで
洗浄し、次いで0.2N NaOH中で可溶化した。タンパク質及び放射能の定
量用にアリコートを取り出した。
する125I−Cu−OxLDLの結合を阻害できる。125I−Cu−OxL
DLの結合は、非−特異的ヒトIgGFabの存在によっては影響を受けず、こ
れは、その阻害が特異的であること及びIK17がスカベンジャー受容体により
見られたOxLDL上のエピトープを効率的にマスクできることを実証している
。
ート培養した。血清フリー培地中における特定の濃度の125I−Cu−OxL
DLまたは125I−MDA−LDLを、37℃で5時間、競合物の不在下また
は存在下で各ウェルに加えた。分解したリポタンパク質の量は、培地中に存在す
る125I−標識トリクロロ酢酸(TCA)−可溶性物(非ヨウ素化物)の量に
よって測定した。IK17は、特異的な濃度においてマクロファージによる12 5 I−Cu−OxLDLの分解を50〜65%阻害した。125I−Cu−Ox
LDL及び125I−MDA−LDLの分解は、非−特異的ヒトIgGFabの
存在によっては影響を受けず、これはその阻害が特異的であったこと及びIK1
7がスカベンジャー受容体により見られたOxLDL上のエピトープを効率的に
マスクできることを実証している。
量は細胞タンパク質のmg当たりで計算し、その結果はいずれの競合物も存在し
ない対照の%として表した。
.1%BSAを含む氷冷PBSで洗浄した。1×106細胞を、4℃で20分間
、0.1%BSAを含むPBS中で、IK17または同位体適合した対照ヒトI
gG(Fab)の50μg/mlと共にインキュベーションし、洗浄し、次いで
ヨウ化プロピジウム(PI)の10−20μg/mlとともにさらに20分間イ
ンキュベーションし、直ちに、蛍光標識式細胞分取器(FACS)解析により解
析した。PI染色はアポトーシス及び生存細胞の分離を与える。分取した細胞を
、IK17を結合するその能力についてさらに解析した。IK17は、アポトー
シス細胞に結合するが、しかし細胞がIK17により認識されるエピトープを表
示されるアポトーシスを受けていることを示している生存細胞ではないことが見
いだされた。
、Changら、1999により記載された通り測定した。マクロファージを取
り出し且つ上述した通りプレートした。細胞をデキサメタゾンで処理し、0.1
%BSAを含むPBSの0.5mlに懸濁し、さらに37℃で15分間、Mol
ecular ProbesからのカルセインAM(登録商標)で標識した。細
胞を洗浄し、補充したDMEM中に再懸濁した。ファゴサイトーシス評価のため
、標識したアポトーシス胸腺細胞を、IK17または競合物としての非−ヒトF
abの不在下または存在下、マクロファージ含有ウェルに加え、90分間37℃
でインキュベーションした。ウェルを洗浄した。マクロファージを採取し且つ固
定した。蛍光はFACSにより解析した。細胞を、マクロファージとより小さく
ない細胞とを選択するためサイズにより分取した。マクロファージの蛍光標識は
、標識されたアポトーシス細胞の取り込みを示した。これらの実験は、アポトー
シス細胞の取り込みがIK17により43%阻害されたことを示し、そして、I
K17がマクロファージスカベンジャー受容体によって認識されるアポトーシス
細胞上のエピトープをマスクできることを示している。
した。これらの組織の大部分からの切片は、相当数の研究において以前から用い
られており、且つマクロファージの存在及び酸化特異的エピトープの存在に関し
て特徴付けされている。組織は外科手術または検死の間に得られ、固定化し、切
片化し、且つ当業者に周知の方法により染色した。ヒト及びウサギの動脈中のア
テローム性動脈硬化症病巣の染色は、IK17により認識されたエピトープが壊
死したコアにおいて主として生じることを示した。マクロファージ−富化の早期
病巣及び一過性病巣のショルダー領域は、ほとんどIK17染色されなかった。
数名のヒトの冠状動脈病巣のみが弱い細胞性の染色ポケットを含んだ。これに対
して、強いIK17染色がヒト冠状動脈の進行した病巣の壊死エリアと、ヒトの
脳動脈中の古典的アテロームのコアとにおいて見出された。同様に、アテローム
性動脈硬化症のウサギモデル系からの大動脈において、IK17は壊死エリアを
染色するが、一方、早期病巣及び表在性マクロファージでは弱い染色のみが検出
された。
apoE−/−マウスからクローニングした自然Mabで免疫化することによっ
て誘導されている酸化特異的エピトープに対する抗血清及びMabで得られた染
色パターンと対比される。これらの抗体の全ては、壊死エリアにおいて相対的に
より弱い染色をもつヒト、ウサギ、及びマウスにおける早期病巣においてより強
いマクロファージ関連性であって拡散する細胞外染色を一貫して示した。
にそれを最適化するよう、無作為方法あるいは指示される方法で容易に操作する
ことができる。標識化試薬、小さな分子、または、製薬薬剤を付着させるための
リンカーのコード配列は、遺伝子工学的に処理してそのcDNAに入れることが
できる。さらに、IK17はそれ自体、安定性を改善し、プラズマ除去率を増加
させ、バックグラウンド及び増加組織摂取率を減らすよう修飾することができる
。そのコード配列は、突然変異誘発に曝すことができ、わずかに異なる特異性を
有する抗体を得るために、MDA−LDL以外のモデル化合物に対してスクリー
ニングすることができる。修飾は、選ばれたのシステムにおいて、発現レベルを
最適化するために行うことができる。
及びVH遺伝子に関するcDNAを宿らせる親pComb3Hベクターからヒト
scFvを作り出すように設計された。その変異遺伝子再配列を増幅するために
、VH(400塩基対)増幅と、Vk(350bp)増幅が実施された。それぞ
れの反応の産物は別々にプールされ、エタノール沈殿が行われた。重複PCRを
実施するため、Vk産物のアリコートがVH産物の等量と混ぜ合わされた。その
プライマーは、重複PCRにより、scFvをコードするインフレーム遺伝子を
作り出すことを可能にするよう、Vk産物の下流部分と、VH産物の上流部分に
ある同一配列により作り出された。Vk−リンカー−VH産物の750bp産物
が確認され、また、アガロースゲルサイズ分画が実施された。Vk−リンカー−
VH配列はその後に、高いレベルの発現のためのアラビノース誘導性プロモータ
ーと、ニッケルカラムを用いた親和性精製用ポリヒスチジンタグを有する、原核
細胞発現ベクターpARAのSfi部位に入れられサブクローン化された。sc
FvIK17は配列決定され、これは、およそ30kDの分子量を有し、7アミ
ノ酸リンカーにより連結されている全Vk領域と全VH領域(各125アミノ酸
)から成る。免疫学的試験により、scFvIK17が、FabIK17と非常
に類似している結合特性を有することが示された。さらに、scFvIK17は
、化学発光ELISA法によって測定されたように、その親Fabのものよりも
、Cu−OxLDL及びMDA−LDLに対して50〜500大きな結合活性を
示している。
う、遺伝子工学的に、または化学工学的に処理することができる。インビボSP
ECT画像診断法は、数多くのアテローム性動脈硬化症の宿主で実施することが
できる。核シンチグラフィ自体は小さな病変部を検出するのに理想的な解決策を
有しているわけではないので、磁気共鳴及び経血管または血管内超音波画像診断
では、それぞれ、IK17を、ガドリニウムまたはエコー源性リポソームにより
標識化することができる。
るヒトMAbの結合(コンジュゲート) 最近、部位特異的血管内(30MHz)及び経血管(15MHz)画像造影増
強に対する抗体結合エコー源性リポソームが開発された。抗フィブリノーゲンと
抗細胞間接着分子−1(抗ICAM−1)抗体は、音響的に反射するリポソーム
に対して結合されており、また、その画像が血栓とアテローム性動脈硬化症病変
部の動物モデルで得られている。これらの音響的リポソームは、ホスファチジル
コリン:ホスファチジル−エタノールアミン:ホスファチジルグリセロールの6
0:8:2:30モル混合物から成り、また、脱水/再水和混合により調製され
た。これらは、うまく分離した脂質二重層と、エコー源性を付与している内部小
胞により多重膜になっている。これらの平均サイズは、準弾性光散乱法により測
定されたところでは、〜800nmである。これらリポソームは血液循環では安
定しており、抗体を結合した後も、ガスをトラップせず、肺毛細血管を通過し、
その特性を37℃で維持している。その抗体はN−スクシンイミジル−3−(2
−ピリジルジチオ)プロピオネートでチオール化され、還元され、また、その抗
体とリン脂質の間にチオエーテル結合を作ることによりリポソームとコンジュゲ
ートされる。そのコンジュゲート抗体は安定しており、また長い貯蔵寿命を有し
ている。アテローム性動脈硬化症病変部は透過性が増進していることが知られて
おり、それが、プラークのさらに深い領域へと侵入していくことを促進する。非
常に薄い「キャップ」、すなわち、アテロームの上に被さっている内皮/平滑筋
細胞障壁をまとったプラークは、非常に脆く破れやすいものであるが、それはま
た、非常に透過性が強いものでもある。画像診断は以下のように実施される。
ある磁気共鳴画像診断法(MRI)は、造影剤としてGd3+標識化IK17を
用いてその評価を行う。MRIは迅速な画像取得、増強した解像度、放射性が存
在しないこと、及び、血管管腔のシグナルから干渉を受けることなく血管壁を画
像処理する能力といったような長所を有する。しかしながら、造影剤としての遊
離Gd3+は毒性があるため、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)に結合
させて、臨床上のMRI画像診断に使用される。環状ジアミントリアミン五酢酸
無水物(c−DTPA)にMAbを反応させることによりMAbにGd3+を結
合させる先例が存在する。この技術を用いた当初の試みは、最適条件には及ばな
かったが、しかし、その後の研究により、ポリリシン−DTPA−Gd3+−結
合抗体は、抗体親和性に有意な影響を与えることなく共役した30Gd3+イオ
ンまでにより、腫瘍画像診断に使用することができる。Gd3+標識化MAbを
使用した以前の研究では、利用可能なNH2基に直接Gd3+を結合させるか、
または化学的にポリリシンと結合させるかのいずれかであった。DTPAを結合
するための自然部位は、scFv(一本鎖抗体)分子に限られている。したがっ
て、本発明者らは、ポリリシン基(長さ6〜30)のいくつかのクラスターを遺
伝子工学的に、scFvMAbのN末端またはC末端に融合させて、またこれと
、c−DTPAを反応させた。他のアミノ酸基も潜在的に反応することが可能で
あるが、その分子の尾部におけるポリリシンの有用性により、好ましい部位指定
標識化が可能になって然るべきである。そのポリリシン部位に対する生物工学的
な処理が、5'と3'末端の両方でクローン化するため、6リシン残基と制限部位
とをコードするプライマーを用いたPCRにより実施された。
kasら、1999)。99mTc−IK17がアテローム性動脈硬化症と正常
なマウスとウサギに静脈内注射され、薬物動態、臓器分布及び大動脈プラーク摂
取に関して分析される。インビボ画像診断では、1〜5mCiが高コレステロー
ル血症に罹患しているウサギの静脈内に注射され、画像診断が、ADACPeg
asysコンピュータソフトウェアを装備した99mTc(VXURコリメータ
ー)用の20%ウインドウに設置した二重検出器ADACバーテックスモデルガ
ンマカメラで実施される。インビボ画像平面(前、後と45度斜めの位置)とS
PECTが、注射後10分で最少1x106カウントに対して256x256x
12マトリックス上で取得される。反復画像処理は、インビボ摂取データから得
られるバックグラウンドに対する最適標的の比率に基づいてさまざまな経過時点
で3〜500,000カウントに関して実施される。全Mabを用いた画像研究
では、血液循環中のその99mTc−MAbの延長された半減期のために、低い
シグナル雑音比(S/N比)であった。その抗原の画像処理スピードプラズマク
リアランスに先立って行われたその抗原の注射により画像に関するバックグラウ
ンドが軽減されている。Fab、scFvあるいはもっと小さな断片の場合は、
Fabs及びscFvが非常に短い半減期(<30分)を有しているので、一定
の画像処理条件下でこの問題を無くすることができ、また、抗原の注射は必要と
はならないこともある。シグナル雑音比(S/N比)が好ましいものではないと
きには、MDA−LDL、Cu−OxLDLまたは、他の適当な抗原が注射され
て、そのバックグラウンドシグナルを一掃する。
Lister−Jamesら、1996;Wuら、1995)。インビボ摂取測
定はマウスとウサギで、153Gd−IK17により実施され、またIK17の
薬物動態、体内分布及び大動脈プラーク摂取が測定される。インビボ画像処理は
その後に、小さな表面コイルを用い1.5T GE MRIスキャナーを使用し
て、ウサギで実施される。
の経血管造影増強 未変性IK17または、そのタンパク質のC末端またはN末端にシステインを
付加することにより修飾されたIK17をチオール化し、リポソームにコンジュ
ゲートした。12MHz画像カテーテル(Acuson社製)が画像診断(解像
度<1mm)に使用される。病変部のエビデンスのため事前にスクリーニングさ
れていたウサギは、MAb結合リポソーム、非共役リポソーム及び正常生理食塩
水の2〜4mlが注射される。リポソーム輝度のビデオデンシトメトリーによる
分析はその後に、摂取を評価するため実施される。
ーク摂取量測定 インビボにてアテローム性動脈硬化症を評価するために、標識化IK17が、
アテローム性動脈硬化症を有する、あるいは有することが疑われているヒトまた
は動物に注射される。所定時間経過後、その標識化試薬の安定性、実施される画
像診断のタイプ(局所かまたは全身か)、また、薬物動態を考慮することにより
、画像診断が実施される。治療養生法の効果を評価するために、局所定量的画像
診断が実施される(例えば、SPECTによるもの)。疾患が身体のいずれかに
存在するかどうかを判定するためには、全身画像診断が実施される。IK17に
関する放射性トレーサーの使用により、プラークの進行または退行は、所望され
る間隔で反復画像処理し、治療の時間的経過にわたって、定量的にモニターする
ことができる。
17と組み合わせて使用することができた。血管造影法の限界は上に説明されて
いる。画像診断前にプラークの標識化を行うことにより、その動脈をまだ塞いで
はいない、より小さな、またさらにび漫性のものであるプラークの検出が可能に
なるであろう。99mTcにより標識化されたIK17、ガンマ放射線またはエ
コー源性リポソームは、カテーテルを使用することにより、血管内的に検出する
ことができた。これは、その病変部の組成を判定する手段を提供することにより
、本方法の予後徴候診断の価値を増加させることになる。
ることが疑われる宿主の血清に存在するかどうかを判定するために、感受性のあ
る、二重層サンドイッチ化学発光免疫測定法が開発された。例えば、アポB、L
DLの構成要素に結合する抗血清が、マイクロタイタープレートの底上に被覆さ
れた。プラズマの一連の希釈液が加えられ、そのサンドイッチの真中にLDLの
結合が生じる。十分に洗浄した後、IK17Fabの適当な希釈液が、そのサン
ドイッチの上層として加えられる。IK17Fabの存在は、その結果として、
比色法、発光または蛍光測定法により検出される。これは、アルカリホスファタ
ーゼ結合Fab特異的抗ヒト抗体を用いて検出され、同様なやり方で、ヒトap
oA1に対する抗血清は、血漿から得られるHDLを捕捉するために、底層とし
て使用することができ、HDLにおけるIK17エピトープの以後の測定を可能
にする。最終的には、IK17は、総てのIK17エピトープの測定値を得るた
めに、そのサンドイッチの一番上と底として使用することができる。
リーである。IK17の使用により、アテローム性動脈硬化症治療に関する薬剤
は作用が必要とされる部位、そのアテローム性動脈硬化症の病変部に標的を定め
ることができる。その病変部位に作用するアテローム性動脈硬化症の治療に現在
入手可能な一群の薬剤には、血栓溶解剤、抗酸化剤、抗メタロプロテイナーゼ、
免疫調節剤が含まれる。これらの薬剤を、作用の特異的部位に対して標的を定め
ることにより、その活性投与量、また、したがって、副作用を軽減することがで
きる。さらに、不都合な薬物動態を伴う活性薬剤は、そのプラークに対するその
標的化を改善するために、IK17に結合することができる。
疫化は、抗OxLDL抗体の抗体を治療用の薬剤として有用なものとすることが
できたことを示唆している。そのFabは直接に、または、IK17が単一遺伝
子から発現するように、遺伝子治療ベクターという手段により、デリバリーする
ことができる。
るOxLDLの摂取をブロックすることにより、泡沫細胞の形成が阻害され、ま
たその疾患の進行が低減されることである。OxLDLに対するIK17の結合
部位は、直接的な構造決定法またはモデリング法により決定することができ、ま
た、マクロファージによるOxLDLの摂取を阻害する小さな分子の開発の出発
点として使用することができる。
による刺激を行う際にエネルギーを発する光動力学的化合物によって標識化する
ことができる。その化合物の活性化は、アテローム性動脈硬化症プラークを除去
するか、またはそのプラークの成長を阻害することができる。
添付の請求項により定義される本発明の範囲から逸脱することなく、開示された
実施形態に対して変更例が作成されうることは、理解されることであろう。
Claims (16)
- 【請求項1】 宿主のアテローム性動脈硬化病変部を結像する方法であって
、該方法は: 検出が可能なようにラベルされたヒト又はヒト化Mab若しくはその断片、F
ab、scFv又はその小分子アナログの診断有効量を宿主の脈管に導入する、 ただし該抗体はアテローム性動脈硬化病変部のコアに存在する酸化特異的エピ
トープに対して特異的であり且つイン・ビボで正常な脈管構造に対して結合する
速度よりも検出可能な程度の高速で当該エピトープに結合する;および、 上記抗体が脈管構造に結合したかどうかを決定する、 ただし該抗体の脈管構造への結合がアテローム性動脈硬化病変部の存在の指標
となり且つ該抗体の脈管組織への結合は病理学的に不安定な病変部を示す; 前記方法。 - 【請求項2】 検出が可能なようにラベルされたFabあるいはscFvが
、IK17であることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 心臓血管組織で検出されたアテローム性動脈硬化病変部の大
きさが、アテローム性動脈硬化病変部を含んでいない体の他の部位に対し、検出
可能なようにラベルされた抗体の注入量のパーセントの相関として見積もられる
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 結像方法が、アテローム性動脈硬化疾患の進行あるいは退行
をモニターする手段として使用され、かつアテローム性動脈硬化病変部の相対的
な病理の前兆となるインジケータとして使用されることを特徴とする請求項1に
記載の方法。 - 【請求項5】宿主内のアテローム性動脈硬化のインジケーターの存在をアッ
セイする方法であって、該方法は: 患者血清をヒト又はヒト化Mab若しくはその断片、Fab、scFvに対す
る結合についてアッセイする、 ただし該抗体はアテローム性動脈硬化病変部に存在する酸化特異的エピトープ
に対して特異的であり; ELISAタイプのアッセイで、上記抗体の抗原に対する結合に競合する因子
が上記血清に含まれているかどうか決定する、 ただし、上記抗体の抗原に対する結合の阻害は上記血清中にアテローム性動脈
硬化のインジケーターが存在することを示し;又は ELISAタイプのアッセイで、上記抗体を用いて血清中の全てのHDL又は
LDL集団を検索し、 ただし該抗体の結合が上記血清中にアテローム性動脈硬化のインジケーターが
存在することを示す、 前記方法。 - 【請求項6】 FabあるいはscFvが、IK17であることを特徴とす
る請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 アテローム性動脈硬化病変部への治療薬剤の送達を改善する
方法であって、該方法は、治療薬剤をヒト又はヒト化Mab若しくはその断片、
Fab、scFv又はその小分子アナログに結合させ、ただし該抗体はアテロー
ム性動脈硬化病変部のコアに存在する酸化特異的エピトープに対して特異的であ
る、前記方法。 - 【請求項8】 FabあるいはscFvが、IK17であることを特徴とす
る請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 治療剤が、光力学的な治療の目的で分配されることを特徴と
する請求項7に記載の方法。 - 【請求項10】 Ik17により認識されたエピトープをマスクすることに
よってマクロファージによるOxLDLの摂取を阻害する剤よりなる、新規治療
剤を創る方法。 - 【請求項11】 治療剤が、抗体、FabあるいはscFv自身であって、
抗体が組換え法で発現され、かつ宿主に投与され、あるいは抗体が、Fabあ
るいはscFvのコード領域よりなる遺伝子治療ベクターから宿主によって発現
されることを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 マクロファージによるエピトームの摂取を阻害するために
、治療剤がIK17と酸化されたエピトームとの相互作用を擬態する小分子であ
ることを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 【請求項13】 IK17の修飾方法であって、該方法は、該抗体の軽鎖お
よび重鎖のコード配列を修飾するか又はフランキング配列を付加することを含む
前記方法。 - 【請求項14】 請求項13に記載の方法であって、該方法は、結像剤若し
くは治療剤で修飾するためのサイト若しくはリンカーをIK17上に設けるため
にフランキング配列を付加し、又は安定性の変更、バックグランド染色の減少の
ための血漿除去性の増加および組織への取り込み率増加を含むIK17の薬力学
的又は薬物動態学的特性を修飾することを含む、前記方法。 - 【請求項15】 上記FabまたはscFvの結合特異性を変更するための
IK17の修飾を含む請求項13に記載の方法。 - 【請求項16】 本明細書に付帯した添付Aに記載の核酸配列から構成され
る軽鎖および重鎖を含む抗体。
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