JP2003525016A - リンパ球活性化を調節するための組成物および方法 - Google Patents

リンパ球活性化を調節するための組成物および方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、リンパ球活性化の調節に関する。より詳細には、本発明は、リンパ球により発現される複数の細胞表現抗原に選択的に結合することにより、このリンパ球の活性化を調節するための組成物および本発明の方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (1.序論) 本発明は、リンパ球活性化の調節に関する。より詳細には、本発明は、リンパ
球により発現される複数の細胞表現抗原に選択的に結合することにより、このリ
ンパ球の活性化を調節するための組成物および本発明の方法に関する。抗原の凝
集は、リンパ球を、この標的抗原に特異的な、固定化されたリガンドまたは抗体
または抗体フラグメントとともにインキュベートすることによりインビトロで達
成され得る。さらに、単一の可溶性分子において複数の結合特異性を含む多重特
異性分子は、複数の抗原をインビボで凝集させてリンパ球の活性化をもたらす際
に特に有用である。多重特異性分子はまた、リンパ球への活性化シグナルの送達
をブロックすることによりこの細胞の活性化を阻害するために構築され得る。そ
れゆえ、本発明は、T細胞およびB細胞の免疫応答をインビトロおよびインビボ
で調節する際に有用である。
【0002】 (2.発明の背景) (2.1.T細胞レセプター/CD3複合体) 成熟T細胞(T細胞)は、T細胞抗原レセプター(TCR)複合体により抗原
を認識する。一般に、各TCR/CD3複合体は、6つのサブユニットからなる
。これらのサブユニットは、クローン型の(clonotypic)ジスルフィ
ド結合TCRα/βまたはTCRγ/δヘテロダイマーおよび不変のCD3複合
体を含む(M.M.Davis,Annu.Rev.Biochem.,59:
475,A.C.Chanら,Annu.Rev.Immunol.,10:5
55)。TCRα鎖、TCRβ鎖、TCRγ鎖、およびTCRδ鎖は、抗体に似
た可変性領域(V)、連結領域(J)、および定常(C)領域を含む、T細胞特
異的遺伝子によりコードされる40kDa〜50kDaの糖タンパク質である(
S.M.Hedrickら,Nature,308:149;S.M.Hedr
ickら,Nature,308:153)。TCRヘテロダイマーは、抗原結
合サブユニットであり、そしてこれらは個々のT細胞の特異性を決定する。α/
βヘテロ発現細胞は、ヒトおよびマウスの両方における90%を超える末梢T細
胞を構成し、そしてこれらは古典的ヘルパーT細胞応答または細胞傷害性応答を
担う(M.M.Davis,Annu.Rev.Biochem.,59:47
5,A.C.Chanら,Annu.Rev.Immunol.,10:555
)。大部分の場合、TCRα/βリガンドは、主要組織適合遺伝子複合体(MH
C)クラスIまたは主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスII分子により
提示されるペプチド抗原である。対照的に、TCRγ/δリガンドの性質はそれ
ほど規定されておらず、そしてMHCタンパク質による提示を含まないかもしれ
ない(Y.−H.Chienら,Annu.Rev.Immunol.,15:
511)。
【0003】 不変CD3複合体は、4つの比較的小さなポリペプチド(CD3δ(20kD
a)、CD3ε(20kDa)、CD3γ(25kDa)およびCD3ζ(16
kDa))から構成される。CD3δ鎖、CD3ε鎖、およびCD3γ鎖は、そ
れらのアミノ酸配列において有意な程度の類似性を互いに示す。これらは、免疫
グロブリン(Ig)スーパー遺伝子ファミリーのメンバーであり、それらの各々
は、単一の細胞外Ig様ドメインを保有する。対照的に、CD3ζのみが、9ア
ミノ酸の細胞外ドメイン、およびCD3δ、CD3ε、およびCD3γと比較し
た場合により長い細胞質ドメインを有する。CD3鎖の細胞質ドメインは、免疫
レセプターチロシンベースの活性化モチーフ(immunoreceptor
tyrosine−based activation smotif)(IT
AM)と称される、細胞の活性化を媒介し得る、1〜3コピーの保存されたモチ
ーフを含む。ペプチド−MHCリガンドによるTCR/CD3複合体連結の1つ
の結果は、CD3鎖のITAMへの種々のシグナル伝達因子の補充である。これ
は、複数のシグナル伝達経路の活性化を開始し、最終的に遺伝子発現、細胞増殖
およびエフェクターT細胞の機能の生成をもたらす(A.WeissおよびD.
R.Littman,Cell,76:263;R.WangeおよびL.E.
Samelson,Immunity,5:197)。
【0004】 TCR複合体のアセンブリーおよび発現は、複雑であり、そして強固に調節さ
れたプロセスである;どのようにして異なる鎖のレセプター複合体がこれらに寄
与するかについての正確なところは十分に解明されていない。それにもかかわら
ず、TCR複合体の表面発現が、TCRα/βまたはTCRγ/δに加えて、C
D3δ鎖、CD3ε鎖、CD3γ鎖、およびCD3ζ鎖の存在を必要とすること
が十分に確立されている(Y.Minamiら,Proc.Natl.Acad
.Sci.U.S.A.、84:2688;B.Alaraconら,J.Bi
ol.Chem.,263:2953)。任意の1つの鎖が存在しないことによ
り、この複合体は細胞質に捕獲され、そして迅速なタンパク質分解を受ける(C
.Chenら,J.Cell Biol.107:2149;J.S.Boni
facinoら,J.Cell Biol.109:73)。TCR/CD3複
合体の正確な化学量論は未知である。いくつかの系統の証拠によって、1つのT
CR/CD3複合体が2コピーのTCRヘテロダイマー、1つのCD3ε/δヘ
テロダイマー、1つのCD3ε/γヘテロダイマー、および1つのCD3ζζホ
モダイマーを含んで、デカマー複合体を構成し得ることが示唆されている(R.
S.Blumbergら,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A
.,87:7220;M.Exleyら,Mol.Immunol.,32:8
29)。この複合体では、TCRヘテロダイマーとCD3ζホモダイマーとがジ
スルフィド結合により共有結合しており、一方、CD3ε/δヘテロダイマーと
CD3ε/γヘテロダイマーとは共有結合していない。さらに、CD3ε/δ鎖
、CD3ε/γ鎖、CD3ζζ鎖と、TCRα/β鎖またはTCRγ/δ鎖との
間の相互作用は、非共有結合的であることが示されている。
【0005】 TCR/CD3複合体のアセンブリーは、小胞体(ER)における個々のTC
Rα鎖、TCRβ鎖と、CD3鎖との間の対となるような(pairwise)
相互作用で始まり、CD3鎖と会合した1つのTCR鎖からなる中間体の形成と
なる(B.Alarconら,J.Biol.Chem.263:2953;N
.Manoliosら,EMBO J.,10:1643)。非リンパ系細胞に
おいて行ったトランスフェクション研究は、TCRαが、CD3δおよびCD3
εと会合し得るが、CD3ζとは会合し得ず、一方、TCRβがCD3δ、CD
3ε、およびCD3γと会合し得るが、CD3ζとは会合し得ないことを示す(
N.Manoliosら,EMBO J.,10:1643;T.Wilema
nら,J.Cell Biol.,122:67)。CD3ζ鎖の取り込みは、
成熟TCR/CD3複合体の形成について律速段階であるようである。TCRα
/β、CD3δ、CD3ε、およびCD3γ鎖は、CD3ζが部分的なTCR/
CD3複合体とアセンブルして、表面での発現のための最終的な産物を形成する
前にERにおいて存在することが厳密に必要とされる(Y.Minamiら,P
roc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,84:26880)。T
CR鎖とCD3鎖との間の会合は、大部分は、それらの膜貫通ドメインにおける
荷電したアミノ酸残基に依存するようである。正に荷電したアミノ酸残基は、T
CRα/β鎖の膜貫通ドメインにおいて存在し、TCRαについてはアルギニン
およびリジンであり、そしてTCRβについてはリジンである。負に荷電したア
ミノ酸は、CD3鎖の膜貫通ドメインに見出され、CD3γについてはグルタミ
ン酸であり、そしてCD3ε、CD3δおよびCD3ζの各々についてはアスパ
ラギン酸である。これらの荷電したアミノ酸に起因する塩橋の形成は、TCRα
/β鎖とCD3鎖との間で会合させる主な力であると考えられる(C.Hall
ら,Int.Immunol.,3:359;P.Cossonら,Natur
e,351:414)。上記のトランスフェクションおよび生化学データに適合
する成熟TCR/CD3複合体についてのモデルが提唱されている。このモデル
では、各々1コピーのCD3ε/δ、CD3ε/γ、およびCD3ζ/ζは、外
側の2コピーのTCRα/βとのレセプター複合体のコアを形成する。TCRα
鎖およびTCRβ鎖は、CD3δ、CD3εまたはCD3γと対合し得る。ジス
ルフィド結合したCD3ζζは、TCRαの膜貫通ドメインにおけるさらなる負
に荷電したアミノ酸に起因して、TCRαと優先的に対合し得る。
【0006】 TCR/CD3複合体のアセンブリーおよび発現は広範に研究されているが、
CD3δ鎖、CD3ε鎖またはCD3γ鎖の細胞外ドメインの潜在的な機能につ
いては比較的わずかしか知られていない。TCR抗TCR複合体の結晶構造につ
いての近年の研究は、CD3εの細胞外ドメインを収容するのに十分大きな、T
CRβ鎖における結合ポケットの存在についての証拠を提供してきている(J.
−H.Wangら,EMBO J.,17:10;Y.Ghendlerら,J
.Exp.Med.,187:1529)。他方、欠失分析を用いて、保存され
たCys−X−X−Cysモチーフを有するCD3δ鎖、CD3ε鎖またはCD
3γ鎖の膜貫通ドメインに近位の領域は、CD3鎖ヘテロダイマー化を媒介する
ことが関連付けられている(A.Borrotoら,J.Biol.Chem.
,273:12807)。Igスーパー遺伝子ファミリーのメンバーは、接着分
子としてのそれらの機能について周知である。それゆえ、Ig様ドメインのCD
3の細胞外ドメインについてのリガンドが存在し得ることは驚くべきことではな
い。従って、CD3鎖とそれらの潜在的なリガンドとの間の相互作用は、Tリン
パ球の活性化の調節において重要な役割を果たし得る。
【0007】 可溶性CD3複合体をその天然のコンホメーションで生成する系が存在しない
ことは、CD3鎖の細胞外ドメインの機能についての情報のずれの1つの強調す
る理由である。多数のモノクローナル抗体(mAb)が、TCR/CD3複合体
に対して惹起されている;これらの多くは、CD3複合体を特異的に認識する。
さらに、大部分の抗CD3 mAbの反応性は、2つのカテゴリーに分類される
:CD3ε鎖を単独で認識し得る抗CD3 mAb、およびCD3ε鎖とCD3
δ鎖またはCD3γ鎖のいずれかとの間の天然の相互作用により生じると考えら
れるコンホメーションエピトープのみを認識する抗CD3 mAb(A.Sal
meronら,J.Immunol.,147:3047)。後者は、対応する
cDNAクローン鎖でトランスフェクトされた非リンパ系細胞の細胞質における
天然のCD3ε/δヘテロダイマーおよびCD3ε/γヘテロダイマー鎖の形成
を可視化するために適用されている(A.Salmeronら,J.Immun
ol.,147:3047)。
【0008】 (2.2.表面レセプターを誘発することによりリンパ球活性化) リンパ球に対するmAbの生成は、多数のリンパ球表面抗原の同定を導いた。
リンパ球のサブセットによるこれらの抗原の発現は、T細胞およびB細胞を特異
的機能的なサブ集団および異なる分化段階に分類するために用いられている。よ
り近年では、これらの特定の表面抗原が、活性化シグナルを媒介し得ると認識さ
れている。最も顕著なことには、CD3に対する抗体は、抗原の非存在下でT細
胞を活性化するために用いられている(Leoら,1987,Proc.Nat
l.Acad.Sci.U.S.A.84:1374)。さらに、T細胞活性化
の研究は、特異的コレセプター(coreceptor)に結合するリガンドが
、TCR/CD3複合体の刺激により開始される、T細胞の増殖およびサイトカ
インの生成を調節することを示した。
【0009】 コレセプターとしての特定の表面抗原のクラスター化が、増強されたT細胞活
性化をもたらすことが観察された。レセプターのクラスター化を媒介するリガン
ドを用いるためのいくつかのアプローチが開発されている。例えば、リガンドは
、ビーズまたはプラスチックの表面に固定化されており、結合したレセプターが
その細胞と人工表面との間の接触部位でクラスター化することを生じる。レセプ
ターはまた、可溶性リガンドを二重特異性分子の形態で用いて、または2以上の
一重特異性リガンドがそれらのそれぞれのレセプターに結合した後に2以上の一
重特異性リガンドと反応する第2工程試薬を用いてクラスター化を媒介すること
により、一緒にクラスター化されている。これらのアプローチを用いるシグナル
伝達実験およびインビトロ細胞活性化実験は、機能的レセプター−コレセプター
相互作用についての証拠を生じた。しかし、インビボでの治療に関して受容可能
な組成物は生成されていない。
【0010】 CD3とのCD2の凝集またはCD3とのCD4の凝集は、CD3単独での凝
集よりも強力にT細胞を活性化することが示されている(Ledbetterら
、1988、Eur.J.Immunol.18:525−532;Weeら,
1993,J.Exp.Med.177:219)。同様に、CD3との、CD
18またはCD8を含む他のレセプターの凝集は、CD3単独の凝集と比較した
場合、シグナル伝達および活性化を増強する。
【0011】 複数の補助的刺激レセプターが同定されているが、それらの互いの関係、なら
びにCD3活性化に対する補助的刺激効果に関する空間的または時間的必要要件
についての知識は限られている。1つの研究では、CD18、CD28、および
TCRについてのリガンドの同時固定化が研究された(Damleら,1992
,J.Immunol.149:2541)。プラスチックプレート上にコーテ
ィングされた抗Igを用いるICAM1−Ig、B7−Igおよび抗TCRの間
接的固定化は、抗TCR依存性増殖を、個々のICAM1−IgまたはB7−I
gの固定化よりも増強した。しかし、ICAM1−Igは、T細胞を静止させる
ことに関して、より効果的であり、一方、B7−Igは、予め活性化されたT細
胞に関して、より効果的であった。このことは、これらのコレセプター間の相互
作用が物理的ではなく一時的であり得ることを暗示する。
【0012】 複数のコレセプターは、TCR複合体を介して活性化応答を改変するが、これ
らのコレセプターが凝集においてどのように一緒に作用するかに関して、制限さ
れた情報が存在する。各々が活性化シグナルおよび細胞応答全体に対して機能的
に寄与するような3以上のレセプターのクラスター化は、十分には研究されてい
ない。
【0013】 B細胞活性化の研究はまた、B細胞抗原レセプター複合体に対する結合により
開始される活性化シグナルおよび応答を改変する、複数のコレセプターの存在を
示した。これらのレセプターの顕著な例としては、CD19、CD20、CD2
1、CD22、CD40および表面免疫グロブリン(Ig)が挙げられる。レセ
プター−コレセプター相互作用は、細胞表面上で、第2工程試薬、可溶性二重特
異性分子(例えば、ヘテロ結合体化抗体)、または固体表面に固定化されたリガ
ンドの組合せと一緒に架橋された可溶性リガンドを用いて実証されている。複数
のコレセプターが公知であるが、B細胞上の3以上のレセプターの機能的相互作
用は、報告されていない。
【0014】 (3.発明の要旨) 本発明は、リンパ球の活性化を調節するための組成物および方法に関する。詳
細には、本発明は、3以上の細胞表面抗原を凝集させることにより、T細胞およ
び/またはB細胞を活性化するための組成物および方法に関する。活性化シグナ
ルは、免疫増強または免疫抑制のいずれかをもたらし得る。
【0015】 本発明はまた、複数の表面レセプターに同時に結合し、そして活性化シグナル
を伝達する能力をブロックもしくは阻害することによるか、ならびに/または他
の細胞上のレセプターへの結合能力および活性化能力を防止することによる、リ
ンパ球活性化の阻害に関する。
【0016】 本発明の目的は、3以上の表面抗原を凝集させることにより、インビトロおよ
びインビボでT細胞および/またはB細胞の数を増大することである。拡大され
たT細胞およびB細胞は、癌および感染性疾患(例えば、後天性免疫不全症候群
(AIDS))の養子免疫治療において用いられる。複数の細胞表面抗原をイン
ビトロで凝集させるための好ましい方法は、細胞表面抗原に結合するリガンドお
よび/またはこの抗原に特異的な抗体もしくはその抗原結合誘導体(例えば、可
変ドメインおよび可変ドメインの相補性決定領域(CDR))の固体基体(例え
ば、培養ディッシュまたは懸濁可能なビーズ)への吸着による。
【0017】 リガンド、抗体、またはその抗原結合誘導体は、インビボでの投与のために生
体分解性基体に吸着され得るが、これらの分子は合わされて、化学的結合体化ま
たは組換え発現方法によって単一の可溶性多価分子を形成することが好ましい。
それゆえ、複数の細胞表面抗原に同時に結合する多重特異性分子を構築すること
もまた本発明の目的である。このような多重特異性分子は、インビトロでのリン
パ球活性化のために固定化され得るか、またはインビボでリンパ球活性化の調節
のために被験体に薬学的組成物として投与され得る。多重特異性分子は、複数の
表面レセプターを凝集させることによってリンパ球を活性化し得るか、またはT
細胞とB細胞との間、もしくはリンパ球と抗原提示細胞との間のリガンド/レセ
プター相互作用を妨害することによってリンパ球活性化を阻害し得る。広範な種
々の用途は、本発明のこの局面によって包含される。この用途としては、免疫不
全、感染性疾患および癌の処置、ならびに自己免疫、過敏症、脈管性疾患、およ
び移植拒絶の抑制が挙げられるがこれらに限定されない。
【0018】 本発明は、3つのT細胞表面抗原に特異的な、固定化した抗体でのヒトT細胞
の刺激が、2つの固定化された抗体による刺激と比較した場合に増強された増殖
をもたらしたという出願人の発見に一部基づく。それゆえ、3つのT細胞表面抗
原の凝集は、T細胞増殖を増強した。本発明はまた、ヒトT細胞表面抗原で免疫
したラマが、このような抗原に結合した軽鎖が全くない抗体を生成したという出
願人の発見に一部基づく。これらの重鎖のみの抗体は、ラマにおいて、ヒト細胞
表面抗原に対して生成され得、これらの抗体およびそれらの抗原結合誘導体は、
多重特異性分子の構築において好ましい。なぜなら、抗原結合に参加する軽鎖が
存在しないことは、軽鎖または軽鎖可変領域を含む必要を排除するからである。
従って、多重特異性分子の構築における重鎖のみの抗体の使用は、それらの結合
部位の形成の複雑性をより少なくする。さらに、このような抗体は、重鎖および
軽鎖から構成される抗体よりも長いCDR、特にCDR3を含む。このことは、
重鎖のみの抗体に由来するCDRペプチドが、多重特異性分子の構築において使
用するために非常に親和性が高く、かつ安定であることを示す。
【0019】 本発明の目的は、Camelidae科(ラクダ科)から得た重鎖のみの抗体
、VHHとして公知のそれらの可変ドメイン、またはそれらに由来する抗原結合C
DRを用いて多重特異性分子を構築することである。このような多重特異性分子
は、リンパ球の活性化の刺激または阻害に基づく、免疫調節のために有用である
。このクラスのVHH含有抗体を生成するB細胞を富化するための取り組みにおい
て、出願人はまた、ラマのB細胞が、抗ヒトCD40抗体と交叉反応性のヒトC
D40エピトープを発現し、そしてCD40+ラマ細胞のサブ集団は、重鎖のみ
の抗体を発現することを発見した。さらに、このCD40+細胞は、抗CD40
抗体によって活性化されて増殖し得る。それゆえ、本発明の目的は、ラマB細胞
によるCD40および軽鎖を含まない免疫グロブリンの同時発現を基礎として、
重鎖のみの抗体を発現するラマB細胞を富化すること、ならびにCD40刺激に
よってそれらの数を増大することである。増大された細胞は、VHHドメインのラ
イブラリーの構築のためにmRNAの供給源として、および抗原結合特異性の選
択のために、特に有用である。L.llamaからのこのようなVHHの新規なサ
ブクラスを、CH1ドメインを欠くものとして実施例に示し、そしてそれらのC
DR1、CDR2、およびCDR3はジスルフィド結合によっては連結されない
【0020】 本発明の目的はまた、マウス抗体のような従来の抗体を、ラマ化(llama
lization)と呼ばれるプロセスにおいて重鎖のみの抗体へと変換するこ
とである。ラマ化抗体は、軽鎖と対合せずに、その本来の抗体結合特異性を保持
する。
【0021】 本発明の別の目的は、抗体可変領域またはヒト抗原と、ラマ定常領域との間で
の融合タンパク質を構築することである。このような融合タンパク質は、非ラマ
エピトープに対するVHHを生成するラマ免疫において特に有用である。
【0022】 本発明のなお別の目的は、可溶性ヒトCD3ヘテロダイマーを生成することで
ある。
【0023】 (5.発明の詳細な説明) リンパ球によって発現される複数の抗原(またはレセプター)は、細胞活性化
を調節するために共に作用する。多くの場合において、レセプターは、緊密に近
接することによって共に作用するか、または互いに接触して活性化シグナルを集
合的に媒介する。生理学的条件下において、このプロセスは、細胞−細胞接触に
よって制御され得、ここで、1つの細胞によって発現されるリガンドは、第2の
細胞によって発現されるレセプターに接触し、そしてこのレセプターは、架橋し
、そして細胞−細胞接触の部位でクラスター形成される。正確なアレイおよびこ
のレセプター接触の順序は、このリガンドの空間的配向によって、および特定の
部位で、および特定の順序で互いに接触するレセプターの固有の能力によって制
御され得る。クラスター形成されたレセプターによって媒介される活性化シグナ
ルは、各レセプターと直接的もしくは間接的(リンカー分子を介して)に結合す
るレセプターまたは分子の、本来の酵素活性に依存する。このクラスター形成さ
れたレセプターは、細胞膜においてシグナル伝達複合体の形成を可能にし、これ
はこのクラスター形成されたレセプターの正確な組立ておよび配向に依存して複
合シグナルを生じる。レセプタークラスター化のパターンにおける変化は、内在
する細胞の活性化状態の変更を生じる。
【0024】 以下の節は、活性化シグナルを生成するためにリンパ球抗原を凝集することに
よる、レセプタークラスター化を模倣する組成物および方法を記載する。本明細
書中に記載される特定の手順および方法は、3つのT細胞抗原に特異的な固定化
抗体を使用して例証されるが、これらは、単に本発明の実施のための例示に過ぎ
ない。類似の手順および技術、ならびに本明細書中で提供される詳細な開示に基
づいて当業者に明らかであるように、機能的に等価な組成物もまた、本発明に含
まれる。
【0025】 (5.1.リンパ球表面抗原) T細胞およびB細胞活性化の研究は、直接的または間接的に活性化シグナルを
媒介する多くの細胞表面抗原を同定してきた。本明細書中で使用される場合、「
活性化シグナル」とは、増殖、分化、細胞傷害性、およびアポトーシス、ならび
にサイトカインの分泌、サイトカインプロフィールの変化、細胞表面レセプター
の発現レベルまたは分布の変化、抗体産生、および抗体クラスの転換のような、
測定可能な細胞活性に現れる分子事象をいう。さらに、「活性化シグナル」は、
細胞内カルシウム移動およびレセプターのチロシンリン酸化を検出することによ
ってアッセイされ得る(Ledbetterら、1991、Blood 77:
1271)。
【0026】 TCR/CD3に加えて、活性化シグナルを媒介するT細胞によって発現され
る他の分子としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:CD2、C
D4、CD5、CD6、CD8、CD18、CD25、CD27、CD28、C
D40、CD43、CD45、CD45RA、CD45RO、CDw150、C
D152(CTLA−4)、CD154、MHCクラスI、MHCクラスII、
CDw137(4−1BB)(The Leucocyte Antigen
Facts Book、1993、Barclayら、Academic Pr
ess;Leucocyte Typing、1984、Bernardら(編
)、Springer−Verlag;Leukocyte Typing I
I、1986、Reinherzら(編)、Sringer−Verlag;L
eukocyte Typing III、1987、McMichael(編
)、Oxford University Press;Leukocyte
Typing IV、1989、Knappら(編)、Oxford Univ
ersity Press;CD Antigens、1996、VI Int
ernat.Workshop and Conference on Hum
an Leukocyte Differentiation Antigen
s。http://www.ncbi.nlm.nih.gov/prow)、
ICOS(Hutloffら、1999、Nature 397:263〜26
6)、サイトカインレセプターなど。TCR/CD3と共に作用する細胞表面抗
原は、しばしば当該分野でコレセプターと呼ばれる。
【0027】 特定の抗体は、上述のT細胞表面抗原の全てに対して生成され、そしてこれら
は市販されている。上述のT表面抗原に結合する他の分子としては、可変ドメイ
ン、ペプチド、超抗原、およびこれらの天然のリガンド、またはリガンド融合タ
ンパク質(例えば、CD2についてCD58(LFA−3)、CD4についてH
IV gp120、CD27についてCD27L、CD28またはCD152に
ついてCD80またはCD86、CD11a/CD18についてICAM1、I
CAM2およびICAM3、CDw137について4−1BBL)が挙げられる
。本明細書中で表面抗原の「結合パートナー」と集合的に呼ばれるこのような分
子を使用して、T細胞に対する活性化シグナルを送達または阻害し得る。特定の
抗原の活性化について、複数のリガンドを使用して同じ結果を達成し得る。例え
ば、B7.1(CD80)、B7.2(CD86)、およびB7.3を使用して
CD28を活性化し得る。B7.3は、最近同定されたCD80/CD86ファ
ミリーのメンバーである(GenBank Database登録番号Y078
27)。B7.3のアミノ酸配列の、他のファミリーメンバーのアミノ酸配列と
の順序は、B7.1がB7.2に類似するように、B7.3がB7.1およびB
7.2に類似することを示す。
【0028】 B細胞によって発現される活性化分子は、以下を含むがこれらに限定されない
:表面Ig、CD18、CD19、CD20、CD21、CD22、CD23、
CD40、CD45、CD80、CD86、およびICAM1。同様に、これら
の分子の天然のリガンド、これらに対する抗体、ならびに抗体の誘導体を使用し
て、B細胞の活性化シグナルを送達または阻害し得る。
【0029】 後述の第6節の実施例によって例示される特定の実施態様において、本発明は
、CD2およびCD3ならびにCD28、またはCD2およびCD3ならびにC
D4、またはCD2およびCD3ならびにCD5の凝集がT細胞の増殖を増大し
たことを実証する。本発明のこの局面に従って、3以上10までの任意の上述の
T細胞抗原およびB細胞抗原が、T細胞活性化およびB細胞活性化を誘導するた
めに結合および凝集される。T細胞活性化について、好ましい抗原の組合せとし
ては、CD4、CD5、CD6、CD8、CD18、CD27、CD28、CD
45RA、CD45RO、CD45、CDw137、CDw150、CD152
、またはCD154を含む可変である第3の抗原を伴う、CD2およびCD3が
挙げられる。さらに、CD2およびCD3が、任意の組合せにおいてこれらの表
面抗原の2または3つと共に凝集することがまた好ましい。これらの組合せの例
としては、CD2およびCD3ならびにCD4およびCD5、またはCD2およ
びCD3ならびにCD4およびCD28、またはCD2およびCD3ならびにC
D5およびCD28、またはCD2およびCD3ならびにCD8およびCD28
、または、CD2およびCD3ならびにCDw137およびCD28,またはC
D2およびCD3ならびにCD4およびCD5およびCD28が挙げられる。B
細胞活性化について、この好ましい組合せとしては、CD40またはCD56を
含む可変である第3の抗原を伴う、CD80およびCD86が挙げられる。さら
に、CD40は、CD45およびCD86と共に、またはCD19およびCD2
0と共に凝集され得る。別の好ましい実施態様において、この抗原の組合せは、
CD3またはTCRおよびCD28ならびに上記の第3の抗原を含む。
【0030】 (5.2.複数のリンパ球表面抗原を凝集する方法) 本発明の1つの局面は、リンパ球活性化を誘導する3つ以上の抗原の組合せの
特定のセットを凝集する方法に関する。複数の細胞表面抗原を凝集する簡便な方
法は、共有結合もしくは非共有結合によって、培養皿上、ビーズ上、または生分
解性マトリクス上の吸着のような固体基体上の抗原の「結合パートナー」の固定
化による。好ましい実施態様において、この結合パートナーはビーズ上に被覆さ
れ、これは、サイズ濾過または磁場によって細胞から容易に分離され得る。この
ような「結合パートナー」は、天然のリガンド、リガンドの結合ドメイン、およ
びリガンド融合タンパク質を含むが、本発明のこの局面の実施に関する好ましい
実施態様は、抗体およびこれらの抗原結合誘導体(例えば、Fab、(Fab’
2、Fv、単鎖抗体、重鎖のみの抗体、VHH、およびCDRである(Harlo
wおよびLane、1988、Antibodies、Cold Spring
Harbor Press;WO94/04678)。これらの分子は、組換
え方法によって、化学的合成方法によって、または天然供給源からの精製によっ
て産生され得る。固定化のための代替方法は、一般に共有されるエピトープを結
合する2次抗体を有する3つ以上の抗体またはこれらの抗原結合性誘導体の架橋
である。この分子がビオチン化される場合において、アビジンおよびストレプト
アビジンが、第2工程の架橋試薬として使用され得る。
【0031】 固体基体上の適切な抗体またはこれらの抗原結合性誘導体を吸着するために、
この分子は、1〜100μg/mlの濃度で生理食塩水(例えば、PBS)中に
懸濁される。この濃度は、10μg/mlまでに調節されることが好ましい。固
体表面上で4〜37℃にて1〜24時間のインキュベーションの後、広範な洗浄
を実施して、細胞を添加する前に遊離分子を除去することが好ましい。あるいは
、抗体は、ビーズに共有結合により結合され得る。
【0032】 最近、Delamarcheら(1997、Science 276:779
)は、種々の基体上のパターンタンパク質への微小流体(microfluid
ic)ネットワークの使用を記載した。このようなネットワークを使用して、基
体の特定の領域に抗体を拘束し得、その結果、基体上に添加される細胞は、この
基体を通じて移動するとき規則的様式で異なる抗体に曝される。結果として、細
胞表面抗原は、一連の順序で抗体によって凝集されて、最適な活性化を達成する
。例えば、T細胞は、抗体に曝されてCD2→CD3→CD4の順序で表面抗原
の凝集を達成し得る。CD2およびCD4はCD3の次に配置されるので、この
凝集の順序が、最適なT細胞活性化を生じる。対照的に、CD2→CD4→CD
3またはCD4→CD2→CD3の順序は、これらの順序では、CD2のCD4
との凝集が、それらをCD3との相互作用を阻止し得るので、最適ではないこと
が予測される。結合パートナーの比率、順序、および空間的配向は、所望される
結果に従って調節され得る。
【0033】 本発明のこの局面は、培養物中のリンパ球の増殖に特に有用である。リンパ球
の調製のために、末梢血の単核細胞を標準的な手順に従って単離し、そして固定
化抗体を含む培養皿に添加する。さらに、T細胞調製物またはB細胞調製物を、
セルソーティングおよびパニング(panning)、補体細胞傷害性、ならび
にプラスチック固着のようなアフィニティー方法を含むがこれらに限定されない
、当該分野で周知の方法を使用して刺激の前に富化し得る。同様に、別個のT細
胞サブセットおよびB細胞サブセットを、これらの手順を使用して精製し得る。
一般的に、これらの細胞は、数日から一週間の間刺激され、次いで短い休止期間
の後、再刺激される。あるいは、増殖細胞は、3〜14日毎に再刺激され得る。
細胞数の増加を容易にするために、IL−2およびIL−4のような成長因子を
、この培養物に添加し得る。mAbが固体表面またはビーズに付着される場合、
刺激性のサイトカインがまた、同じ固体支持体に同様に付着され得る。
【0034】 インビボで複数のリンパ球抗原を凝集するために、これらの抗体およびこれら
の抗原結合性誘導体を、天然材料(例えば、ネコ腸縫合糸)、または合成材料(
例えば、ポリグリコール酸)から作成される生分解性基体上に吸着させ得る。し
かし、複数の抗原結合性特異性を有する単一の可溶性分子がインビボ投与に使用
されることが、好ましい。実際、このような可溶性の多重特異性分子はまた、こ
れらが固定化される場合に、インビトロでのリンパ球活性化のために好ましい。
以下の節は、このような分子の構築を記載する。
【0035】 (5.3.複数のリンパ球表面抗原を凝集する多重特異性分子) 複数の細胞標的抗原に結合する可溶性分子は、免疫系のインビボでの調節のた
めに粒子マトリクス上に固定化される分子を超える利点を有する。これらの利点
としては、免疫系を通じて迅速に拡散する可溶性分子の能力、および固定化マト
リクスを有さない薬学的組成物の処方物が挙げられる。可溶性の多重特異性分子
は、特異性およびアビディティにおいて単一特異性分子の組合せを超える利点を
有し、効力および有効性の増加を生じる。多重特異性分子はまた、たとえ個々の
成分が特定の細胞型に対する特異性を欠失しているとしても、増加した標的細胞
の特異性を有する。別個の標的抗原に特異的な、いくつかの低親和性(50nm
未満)の結合部位は、全ての標的抗原を発現する細胞に対する結合アビディティ
が増加した多重特異性タンパク質を形成するために、タンデムに融合され得る。
例えば、たとえ、CD18が全てのリンパ球で発現される場合でさえ、CD18
結合パートナーから構成される多重特異性分子は、リンパ球サブセットの特異性
をなお示し得る。なぜなら、CD18を発現し、そして多重特異性分子の他の標
的抗原でないリンパ球サブセットは、高いアビディティでこの分子を結合しない
からである。
【0036】 免疫系の調節は、リンパ球の活性化、十分な活性化を生じない不完全な刺激シ
グナル、リンパ球のアポトーシスまたはアネルギーを引き起こすこと、および複
数のレセプター−リガンド相互作用の同時の遮断を含む。さらに、阻害サイトカ
インを分泌する細胞の活性化は、特定の応答の能動的抑制を生じ得る。この点に
ついて、T細胞は、「TH2」様細胞になるように活性化され、そして誘導され
てIL−4産生およびTCR−CD3に対するシグナルによって免疫応答を抑制
するTGFβおよびIL−10を分泌し得る。IL−4のようなサイトカインは
、固体支持体に共有結合により結合し得るか、またはそうでなければ、TH2
細胞分化を誘導する抗体もしくはリガンドと固定化し得る。その目的のために、
多重特異性分子が、低親和性(100nm未満)のCD3結合部位と、CD2お
よびCD4に対する結合部位との間で構築され得る。T細胞の活性化のために、
好ましい多重特異性分子は、CD2、CD3、およびCD28を凝集する結合パ
ートナーから構成される。他のT細胞活性化多重特異性分子は、前述の第5.1
節で記載されるような第3の可変抗原を伴う、CD2およびCD3、またはCD
3およびCD28を凝集する結合パートナーから構成される。
【0037】 本発明の範囲内にはまた、T細胞活性化またはB細胞活性化を阻害する可溶性
の多重特異性分子がある。このような阻害性分子は、同じ表面上に同時に2、3
および10までの抗原を結合し得、そしてこれらの抗原を通じて活性化シグナル
の送達を阻害し得る。このような多重特異性分子の1つの例は、抗原提示細胞お
よびB細胞上でCD80、CD86、およびCD40に結合し、そしてCD28
経路およびCD40経路の活性化を同時に妨げる。CD28およびCD40経路
の二重特異性インヒビターは、T細胞上でCD28およびCD154(CD40
リガンド)に結合し、CD28の活性化をブロックし、そしてCD154がCD
40を活性化することを妨げる。他のT細胞阻害性の二重特異性分子は、CD2
0およびCD40、またはCD2およびCD4、またはCD28およびCD45
、またはCD2およびCD154を標的する。三重特異性な阻害性分子は、CD
2およびCD28およびCD45、またはCD2およびCD4およびCD45、
またはCD2およびCD4およびCD28、またはCD2およびCD27および
CD28を標的する。
【0038】 複数のB細胞レセプターに結合し、そして活性化シグナルを増大する可溶性多
重特異性分子は、悪性B細胞のアポトーシスの誘導について特に有利である。こ
のような多重特異性分子はまた、特異的標的において利点を有する。なぜなら、
これらが、全てのレセプターを発現する細胞により強力に結合し、そしてこの多
重特異性分子によって認識されるレセプターの1つまたはサブセットのみを発現
する任意の細胞それほど良好に結合しないと予想されるからである。好ましい多
重特異性分子は、CD19、CD20、およびCD40レセプターに同時に結合
し、そしてこれらのレセプターを通じて活性化シグナルを生成し、悪性のB細胞
のアポトーシスを生じる。二重特異性B細胞阻害分子および多重特異性B細胞阻
害分子は、B細胞あるいは抗原提示細胞上の、CD80およびCD40、または
CD86およびCD40、またはCD80およびCD86、またはCD80およ
びCD86およびB7−3を標的し得る。
【0039】 多重特異性分子は、細胞表面抗原を結合する複数の結合パートナーの化学的結
合体によって、またはこれらのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの組
換え発現によって生成され得る。抗体中に見られるような、複数のポリペプチド
鎖またはこれらのコード配列の連結の複雑さを減少する試みにおいて、低分子量
の単鎖ポリペプチドが、多重特異性分子を構築するための結合パートナーとして
使用されることが好ましい。この点について、ラクダは軽鎖の無い抗体を分泌す
ることがWO94/04678において報告されている。VHHとして言及される
このような重鎖のみの抗体の可変ドメインは、CH2ドメインおよびCH3ドメ
インに連結されるヒンジ領域に直接融合される。重鎖においてCH1ドメインの
非存在は、軽鎖とのジスルフィド結合の形成を妨げる。
【0040】 重鎖のみの抗体は、多重特異性分子の構築における使用に特に適している。な
ぜならば、軽鎖による抗原結合における関与がないからである。これらの抗体の
HHドメインは、これらの定常ドメインの除去がFcレセプターに対する非特異
的結合を減少するために、さらにより適切である。後述の第8節は、L.lla
maのVHHドメインが従来の抗体におけるCDRよりも長いCDR3を含み、そ
してこれらのVHH配列の特定のサブクラス(ハイブリッドサブクラス)のCDR
が、同じ可変領域中に他のCDRとジスルフィド結合を形成しないことを実証す
る。従って、これらのCDRはより安定で、かつ抗原結合に非依存性であり得、
そして適切な折り畳みを生じるために迅速に発現され得る。このCDRのクラス
に特有の特徴は、これらを、多重特異性分子の構築における使用に特に適切にす
る。これらの抗体におけるCDRを、当該分野で周知の方法(米国特許第5,6
37,677号)によって決定し得、そして多重特異性分子の産生に使用し得る
【0041】 L.llamaからの可変領域配列は、ヒトVH3ファミリーの可変ドメイン
中の配列に類似する(Schroederら、1989、Int.Immuno
l.2:41〜50)。ヒトレシピエントにおける使用のためにVHH分子の免疫
原性を減少するため、非CDRまたは曝露されたフレームワーク部位中のアミノ
酸を、これらの相違に基づいてヒトVH3残基から変更し得る。ラクダVHHの結
晶構造を指針として使用して、曝露の程度に基づいて残基の変化の優先順位をつ
け得る(Desmyterら、1996、Nat.Struct.Biol.3
:803〜811)。残基の免疫原性を予測する他の方法もまた使用して(すな
わち、親水性またはMHC結合モチーフ)、残基置換の選択を案内し得る。抗原
結合に重要なCDR内の残基またはCDRに隣接する残基は、結合アビディティ
の減少を避けるために維持されるべきである。同様に、疎水性VL−VH界面の排
除において重要であるとして同定されるフレームワーク残基は、VHH分子の最適
な折り畳みおよび発現のために維持されるべきである。
【0042】 後述の第7節の実施例によって例示される特定の実施態様において、ヒトT細
胞で免疫されたラマから精製された重鎖のみの抗体は、T細胞表面抗原に結合し
た。図1は、迅速なスクリーニングおよび細胞表面抗原−結合特異性を有するV HH ドメインを選択する概略を提供する。VHHドメインの生成について、Came
lidaeファミリーに属する動物は、精製された抗原、ヒト細胞表面抗原とラ
マ抗体定常領域との間の融合タンパク質、または目的の抗原を発現する細胞を用
いる免疫化のための宿主として使用される。これらの宿主としては、旧世界のラ
クダ科の動物(camelids)(例えば、Camelus bactria
nusおよびC.dromaderius)、および新世界のラクダ科の動物(
例えば、Llama paccos、L.glama、L.vicugna、お
よびL.llama)を含むがこれらに限定されない。免疫化の後、他のリンパ
組織(例えば、リンパ節および脾臓)からの末梢血リンパ球または単核細胞を、
密度勾配遠心分離によって単離し、そしてこれらのcDNAを、後述の第8.1
.2節に記載されるような逆転写/ポリメラーゼ連鎖反応によって得た。ファー
ジディスプレイ技術を使用して、抗原特異的に結合するVHHの選択のために、こ
の単離されたVHHフラグメントを発現し得る(米国特許第5,223,409号
;同第5,403,484号および同第5,571,698号)。L.llam
aからの多くの単離されたVHH配列の例を、後述の第8節に示す。
【0043】 重鎖のみの抗体はまた、KoehlerおよびMilstein、1975、
Nature 256:495〜497に当初に記載される、従来のハイブリド
ーマ技術によって産生し得る。重鎖のみのモノクローナル抗体は、VHHドメイン
を産生するためにタンパク質分解的に切断され得る。
【0044】 単離されたVHHドメインまたはVHHドメインから構成される多重特異性分子は
、生物学的なエフェクター機能を有する第2の分子と融合され得る。例えば、こ
れらは、癌細胞または自己反応性T細胞のような不必要な細胞を殺傷するための
特異的な送達のために、シュードモナス属の体外毒素40(PE40)のような
毒素と融合され得る。これらはまた、特定の細胞型にシグナルを送達するサイト
カインと、あるいはレセプターの細胞外ドメインまたはレセプター特異性とVHH の特異性とを組み合わせるためのレセプター結合ドメインと融合され得る。さら
に、これらは、Ig Fcドメイン、特異的変異を含むIg Fcドメイン(米
国特許第5,624,821号)、またはキメラ抗体誘導体を構築するためのF
cドメインの部分と融合され得る。これらは、細胞内標的シグナルと融合して、
細胞内部に配置される抗原に対して特異的な結合を可能にする。これらは、酵素
として作用するタンパク質と、または酵素反応を触媒するタンパク質と融合され
得る。さらに、多重特異性分子は、遺伝子治療ベクターを改良および/または単
純化するための遺伝子として発現され得る。
【0045】 (5.3.1.多重特異性分子の構築) 可溶性の多重特異性分子を作成する好ましい方法は、選択される細胞性標的抗
原に対して各々特異的な、複数のラクダVHH可変領域の融合である。ラマは、こ
のような可変領域の供給源として好ましいラクダ科の種である。なぜならば、ラ
マは、容易に入手可能であるからである。多重特異性分子の機能的活性は、組成
、間隔、および可変領域の結合部位の順序に依存する。結合部位の組成は、使用
される個々のVHHの特異性および分子中の各VHHの数に依存し得る。VHH標的特
異性は、第2の、または第3のレセプターに標的化される他のVHHドメインに融
合した単一のレセプターに対して1つ以上のVHH結合ドメインを含み得る。唯一
のレセプター上の2つ以上のエピトープを標的する分子は、本発明の範囲内にあ
る。これらの分子は、この標的に対する増加した結合アビディティを有し、そし
て複数のエピトープに対する結合によって細胞表面上の単一のレセプターを架橋
する。VHHドメインおよびレセプターエピトープの順序は、レセプター内の結合
パターン、またはレセプター間の結合パターンを駆動するために重要であり得る
。結合部位の間隔は、VHHドメイン間で使用されるリンカーの選択に依存する。
リンカーの長さおよび可撓性は、両方とも、結合ドメイン間の間隔を制御し得る
因子である。結合部位の順序付けは、融合タンパク質構築物内のVHHドメインの
順序付けによって制御される。
【0046】 リンパ球抗原またはこれら由来のCDRに対する結合特異性を有するラクダV HH ドメインは、遺伝学的かまたは化学的にかいずれかのタンデムアレイで、共に
連結され得る。このアレイが遺伝学的に連結される場合、融合タンパク質は、単
一の分子において複数の抗原結合特異性を伴って作成される。好ましい多重特異
性構造において、この連結された分子は、ブロッキング分子、阻害性分子がより
強力な免疫抑制薬剤を作成するように、同じスペクトルの活性を生じるべきであ
る。同様に、この結合されたレセプターを凝集および刺激するアゴニストは、可
溶性または固定化分子を用いる潜在的なエキソビボ細胞治療適用のために、これ
らのレセプターを通じて結合されるリンパ球の、より強力な活性化を達成するた
めに連結され得る。
【0047】 抑制性分子またはアクチベーター分子のいずれかで使用されるリンカーは、い
くつかの形態の1つを取り、グリシンおよびセリンのアミノ酸の繰り返しアレイ
を含む好ましいリンカーを有し得る。例として、(gly4ser)3、または(
gly3ser23が、抗原結合ドメイン間のリンカーの2つの好ましい選択で
ある。このリンカーは、細胞表面上の標的抗原のサイズおよび間隔に依存して、
隣接するVHHドメインの最適な結合を達成するために長くされる必要が有り得る
【0048】 VHHドメインの立体配置は、最適な生物学的効果を与える構造を決定するため
に逐次的実施態様において改変され得る。三重特異性分子において、この分子の
中心にあるVHHドメインは最も束縛され得、従って、2つの隣接ドメインに対す
るこの標的に対するアビディティの明らかな減少を有し得る。同様に、いくつか
のVHHドメインは、アミノ末端融合対カルボキシ末端融合に対して、より感受的
であり得る。従って、CD80−CD86−CD40構造の抑制効果は、CD8
0−CD40−CD86、CD40−CD80−CD86、CD40−CD86
−CD80、またはCD86−CD40−CD80型の分子とは異なり得る。
【0049】 (5.3.2.化学的結合体化法による多重特異性(multispeci
fic)分子の生成) 多重特異性分子を、3つ以上の個別の分子の化学的結合体化により構築し得る
。GlennieおよびTrutt(1990、Bispecific Ant
ibodies and Targeted Cellular Cytoto
xicity、185頁、Romet−Lemonne(編))が、化学的方法
を使用する三重特異性抗体を構築する方法を記載している。手短には、三重特異
性(trispecific)F(ab’)3を、最初に、2つのF(ab’)
アームを有する二重特異性(bispecific)F(ab’)2誘導体を調
製し、そしてそれを第3のFab’アームに連結することにより構築し得る。2
つの抗体由来のF(ab’)2を最初に還元してFab’(SH)を生じる。そ
して1つの抗体Fab’(SH)上の全ての利用可能なスルフヒドリル基を、二
官能性架橋剤のo―フェニレンジマレイミド(o―PDM)でマレイミド化する
。その後、SH基とマレイミド基との間の反応に有利である一方でSH基の再酸
化を最小にする条件下で、Fab’(mal)をFab’(SH)と反応させる
。カラムクロマトグラフィーにより二重特異性F(ab)2を単離した後、二重
特異性F(ab)2を還元し、そして第3の抗体由来のFab’(mal)に連
結する。全ての誘導体を還元し、そしてアルキル化して、一晩のインキュベーシ
ョンの間にSH基のジスルフィド交換または酸化により形成し得る任意の副次的
な都合の悪い産物に対して保護する。全ての多重特異性Fab’誘導体を、高度
に特異的な抗マウスFcγ免疫吸収剤(immunosorbent)に通して
、この消化混合物の分画後に、親F(ab’)2フラグメントとともに免れ得た
微量のいかなる親モノクローナルIgGも除去する。
【0050】 上述のプロトコルは、もともと、架橋剤o―PDMを使用して、ヒンジ領域の
スルフヒドリル基の直列のチオエーテル結合を介して三重特異性(Fab’)3
を形成するように、マウスIgG由来のFabフラグメントを結合することを設
計された。しかし、本方法は、多重特異性分子(リガンド、リガンドの結合ドメ
イン、抗体、Fv、VHHおよびCDRを含むが、これらに限定されない)の構築
のために、3つ以上の分子いずれの連結についても調節され得る。
【0051】 (5.3.3.組換え的方法による多重特異性分子の生成) VHHドメインを含む多重特異性分子は、多くの細胞系(細菌発現系、酵母発現
系、昆虫発現系、および哺乳動物発現系を含む)において、発現レベルの改善を
示す。VHHドメインでの特徴的変化は、強力な疎水性相互作用を介しての軽鎖可
変領域との対合を必要しない発現を可能とする。従来の可変領域は、疎水性可変
領域の界面をマスクするための第2の可変領域との対合なしでは、細胞表面上で
分泌または発現されない。従って、可変領域の発現は、第2の可変領域との対合
を要求する疎水性界面と連結される。VHHドメインは、個別に発現され、そして
発現を制限する疎水性残基の変更が原因で、非常により高いレベルで発現される
はずである。
【0052】 VHHドメインを含む多重特異性分子もまた、より良好に発現される。なぜなら
、VHHドメインを含む多重特異性分子は、その活性な立体配座へと、より容易に
折り畳まれ得るからである。これは、活性な分子が、変性されたタンパク質の発
現後に、インビトロでの折り畳み手順を必要とせずに発現され得るような細菌性
発現において、有意な利点である。折り畳みの改善は、哺乳動物細胞における発
現の改善もまた補助し得る。
【0053】 発現レベルの改善は、抗体ベースの治療剤の生成のために重要な必要性を満た
す。分子が、インビボで活性であるが、治療的効力のために高レベルのタンパク
質を必要とし得る(時には、患者1人につき1グラムを超える)場合、商品のコ
ストの高さが、抗体結合部位に基づく製品の商業化についての大きな制限であっ
た。事実、発現に関連するコストの高さは、現在、抗体ベースの製品での成功に
対する最も大きな障壁を表しているようである。
【0054】 組換え的生成のために、複数の結合パートナーのコード配列を含む、連続する
ポリヌクレオチド配列が、適切な発現ビヒクル(すなわち、挿入されたコード配
列の転写および翻訳に必要なエレメントを含むベクター、または、RNAウイル
スベクターの場合には、複製および翻訳に必要なエレメントを含むベクター)中
に挿入される。次いで、発現ビヒクルが、コードされた産物を発現する適切な標
的細胞中にトランスフェクトされる。次に、使用される発現系に依存して、発現
される産物が、当該分野で十分確立された手順により単離される。組換えタンパ
ク質またはペプチドの産生のための方法は、当該分野で周知である(例えば、M
aniatisら、1989、Molecular Cloning A La
boratory Manual、Cold Spring Harbor L
aboratory、N.Y.;およびAusubelら、1989、Curr
ent Protocols in Molecular Biology、G
eene Publishing Associates and Wiley
Interscience、N.Y.を参照のこと)。
【0055】 ラクダ(camelid)VHH分子の公開された結晶構造(Desmyter
ら、1996、Nat.Struct.Biol.3:803〜811)は、V HH 分子のアミノ末端およびカルボキシ末端が、この分子の異なる側面で溶媒に曝
される(多重特異性融合タンパク質を構築するための所望の立体配座)ことを示
す。多重特異性VHH分子は、アミノ酸リンカー分子をコードするスペーサーcD
NAを介して、1つのVHHをコードするcDNAを第2のVHHをコードするcD
NAに連結することにより、構築される。この二重特異性分子に別のVHHおよび
リンカーを付加し、そしてこのプロセスを継続して、徐々に結合部位のアレイを
構築し、多重特異性分子を生じる。適切な唯一の制限部位を、VHHおよびリンカ
ーのカセットの各末端に有することにより、この分子は、このような一連の挿入
のための適切な制限部位ポリリンカーを有する任意のプラスミドベクター中に組
み合わされ得る。あるいは、新しいポリリンカーが、VHH分子間の少なくとも2
つの結合体化のためのアミノ酸リンカーをコードするDNAが散在するいくつか
の制限部位をコードする既存のプラスミド中に構築され得る。このリンカーのい
くつかには、以下が含まれる:(gly4ser)3、(gly3ser23、グ
リシンおよびセリンの他の型の組合せ(glyxseryz、ラマVHHドメイン
に結合するリンカーと類似のヒンジ様リンカー(アミノ酸146〜170の間の
領域のいくつかの部分、または全ての部分を含む)(リンカーの一部として、種
々の長さの、交互に表れるPQモチーフ(通常4〜6)をコードする配列を含む
)、多重特異性分子の疎水性を改善するためにより荷電した残基を有するリンカ
ー、あるいは、分子の検出、同定、および精製のための分子タグのような小さい
エピトープをコードするリンカー。
【0056】 本発明の好ましい実施態様は、CD80、CD86、およびCD40(各々が
、このcDNAの末端に唯一の、稀な制限部位を備える)に対して標的化された
HH分子のPCR増幅を含む。発現プラスミドは、その中に、上記で概略した2
つ以上のアミノ酸リンカーをコードする相補的オリゴヌクレオチドが挿入され、
そしてアニールされている、ポリリンカーを用いて作製される。挿入されたオリ
ゴヌクレオチドの各末端において、制限部位は、VHHカセットの1つのアミノ末
端またはカルボキシ末端(5’末端または3’末端)上に見出される制限部位と
一致する。次いで、多重特異性分子が、オリゴヌクレオチド―ポリリンカープラ
スミドの連続消化および個別のVHHカセットとのライゲーションにより組み立て
られ得る。
【0057】 種々の宿主発現ベクター系が、多重特異性分子を発現するために利用され得る
。これらには、以下が挙げられるが、これらに限定されない:適切なコード配列
を含む、組換えバクテリオファージDNA発現ベクターもしくは組換えプラスミ
ドDNA発現ベクターで形質転換された細菌のような微生物;適切なコード配列
を含む、組換え酵母発現ベクターもしくは組換え真菌発現ベクターで形質転換さ
れた、酵母または糸状菌類;適切なコード配列を含む、組換えウイルス発現ベク
ター(例えば、バキュロウイルス)で感染された昆虫細胞系;組換えウイルス発
現ベクター(例えば、カリフラワーモザイクウイルスもしくはタバコモザイクウ
イルス)で感染された植物細胞系、または適切なコード配列を含む、組換えプラ
スミド発現ベクター(例えば、Tiプラスミド)で形質転換された植物細胞系;
あるいは動物細胞系。
【0058】 発現系の発現エレメントは、それらの長さおよび特異性が変化する。利用され
る宿主/ベクター系に依存して、任意の数の適切な転写エレメントおよび翻訳エ
レメント(構成的プロモーターおよび誘導性プロモーターを含む)が、発現ベク
ターにおいて使用され得る。例えば、細菌系においてクローニングする場合、誘
導性プロモーター(例えば、バクテリオファージλのpL、plac、ptrp
、ptac(ptrp−lac ハイブリッドプロモーター)など)が使用され
得る;昆虫細胞系においてクローニングする場合、バキュロウイルスポリへドロ
ンプロモーターのようなプロモーターが使用され得る;植物細胞系においてクロ
ーニングされる場合、植物細胞のゲノム由来のプロモーター(例えば、熱ショッ
クプロモーター;RUBISCOの小サブユニットに関するプロモーター;クロ
ロフィルa/b結合タンパク質に関するプロモーター)、または植物ウイルス由
来のプロモーター(例えば、CaMVの35S RNAプロモーター;TMVの
コートタンパク質プロモーター)が使用され得る;哺乳動物細胞系においてクロ
ーニングする場合、哺乳動物細胞のゲノム由来のプロモーター(例えば、メタロ
チオネインプロモーター)、または哺乳動物ウイルス由来のプロモーター(例え
ば、アデノウイルス後期プロモーター;ワクシニアウイルス7.5Kプロモータ
ー;サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター)が使用され得る;発現産物
の複数のコピーを含む細胞株を生成する場合、SV−40ベースのベクター、B
PVベースのベクター、およびEBVベースのベクターが、適切な選択マーカー
を用いて使用され得る。
【0059】 植物発現ベクターが使用される場合において、多重特異性分子をコードする配
列の発現は、任意の数のプロモーターにより駆動され得る。例えば、ウイルスプ
ロモーター(CaMVの35S RNAプロモーターおよび19S RNAプロ
モーター(Brissonら、1984、Nature 310:511〜51
4)、またはTMVのコートタンパク質プロモーター(Takamatsuら、
1987、EMBO J.6:307〜311)が使用され得る;あるいは、植
物プロモーター(例えば、RUBISCOの小サブユニットプロモーター(Co
ruzziら、1984、EMBO J.3:1671〜1680;Brogl
ieら、1984、Science 224:838〜843)、または熱ショ
ックプロモーター(例えば、ダイズhsp 17.5−Eもしくはhsp 17
.3−B(Gurleyら、1986、Mol.Cell.Biol.6:55
9〜565)が使用され得る。これらの構築物は、Tiプラスミド、Riプラス
ミド、植物ウイルスベクター、直接のDNA形質転換、マイクロインジェクショ
ン、エレクトロポレーションなどを使用して、植物細胞中に導入され得る。この
ような技術の概説として、例えば、WeissbachおよびWeissbac
h、1988、Methods for Plant Molecular B
iology、Academic Press、NY、第VIII節、421〜
463頁;ならびにGriersonおよびCorey、1988、Plant
Molecular Biology、第2版、Blackie、Londo
n、第7〜9章を参照のこと。
【0060】 本発明の分子を生成するために使用され得る1つの昆虫発現系において、Au
tographa californica核多核体病ウイルス(AcNPV)
が、外来遺伝子を発現するためのベクターとして使用される。このウイルスは、
Spodoptera frugiperda細胞中で増殖する。コード配列は
、このウイルスの必須でない領域(例えば、ポリへドロン遺伝子)中にクローニ
ングされ、そしてAcNPVプロモーター(例えば、ポリへドロンプロモーター
)の制御下に配置され得る。コード配列の挿入が成功すると、このポリへドロン
遺伝子の不活性化および非閉塞組換えウイルス(すなわち、ポリへドロン遺伝子
によりコードされるタンパク質様コートを欠くウイルス)の生成を生じる。次い
で、これらの組換えウイルスが、挿入された遺伝子が発現されるSpodopt
era frugiperda細胞を感染させるために使用される(例えば、S
mithら、1983、J.Virol.46:584;Smith、米国特許
第4,215,051号を参照のこと)。この発現系のさらなる例は、Curr
ent Protocols in Molecular Biology、第
2巻、Ausubelら、編、Greene Publish.Assoc.&
Wiley Interscienceに見出され得る。
【0061】 哺乳動物宿主細胞において、多くのウイルスベースの発現系が利用され得る。
アデノウイルスが発現ベクターとして使用される場合において、コード配列は、
アデノウイルス転写/翻訳制御複合体(例えば、後期プロモーターおよび3分節
系リーダー配列)に連結され得る。次いで、このキメラ遺伝子が、インビトロま
たはインビボでの組換えにより、アデノウイルスゲノム中に挿入され得る。ウイ
ルスゲノムの非必須領域(例えば、領域E1またはE3)における挿入は、感染
された宿主において、生存可能でありかつペプチドを発現し得る組換えウイルス
を生じる(例えば、LoganおよびShenk、1984、Proc.Nat
l.Acad.Sci.(USA)81:3655〜3659を参照のこと)。
あるいは、ワクシニア7.5Kプロモーターが使用され得る(例えば、Mack
ettら、1982、Proc.Natl.Acad.Sci.(USA)79
:7415〜7419;Mackettら、1984、J.Virol.49:
857〜864;Panicaliら、1982、Proc.Natl.Aca
d.Sci.79:4927〜4931を参照のこと)。
【0062】 多重特異性分子は、当該分野で周知の技術(例えば、高速液体クロマトグラフ
ィー、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル電気泳動、アフィニティークロマト
グラフィーなど)により、精製され得る。特定の分子を精製するために使用され
る実際の条件は、部分的に、正味の電荷、疎水性、親水性などの因子に依存し、
そして当業者に明らかである。
【0063】 アフィニティークロマトグラフィー精製のために、この分子に特異的に結合す
る任意の抗体が使用され得る。抗体の産生のために、種々の宿主動物(ウサギ、
マウス、ラットなどを含むが、これらに限定されない)が、多重特異性分子また
はその一部を注射することにより免疫され得る。この分子またはそのペプチドは
、適切なキャリア(例えば、BSA)に、側鎖の官能基または側鎖の官能基に結
合されたリンカーによって、結合され得る。種々のアジュバントが使用され、宿
主の種に依存して、その免疫学的応答を増強し得る。このアジュバントには、以
下が挙げられるが、これらに限定されない:フロイント(完全および不完全)、
無機ゲル(例えば、水酸化アルミニウム)、界面活性物質(例えば、リゾレシチ
ン)、プロニック(pluronic)ポリオール、ポリアニオン、ペプチド、
油乳剤、キーホールリンペットヘモシアニン、ジニトロフェノール、および潜在
的に有用なヒトアジュバント(例えば、BCG(カルメット‐ゲラン杆菌)およ
びCorynebacterium parvum)。
【0064】 (5.4.複数の表面抗原凝集に続く、活性化リンパ球の使用) リンパ球は、本発明の方法に従って、複数の表面抗原の凝集により、培養物中
で活性化される。活性化細胞は、感染性疾患、特にAIDSのようなウイルス感
染、ならびに癌の養子治療において使用され得る。活性化細胞は、サイトカイン
を分泌し得るか、または自己抗原もしくは移植片に対する応答を抑制する他のエ
フェクター機構を有し得る。従って、活性化細胞は、自己免疫疾患および移植拒
絶の処置のために有用であり得る。さらに、複数の抗原を凝集する多重特異性分
子は、感染性物質(例えば、ウイルス)に対する免疫応答または腫瘍細胞に対す
る免疫応答を増大させるために、被験体に直接投与され得る。さらに、このよう
な分子は、直接的に腫瘍破壊を誘導するために、T細胞腫瘍およびB細胞腫瘍に
アポトーシスシグナルを送達し得る。あるいは、多重特異性分子は、抗原提示ま
たはT細胞/B細胞相互作用を妨害することにより、免疫応答のインヒビターと
して使用され得る。これらの分子は、自己免疫および過敏症の処置、ならびに移
植拒絶の予防に有用である。
【0065】 (5.4.1.処方および投与経路) 本発明の多重特異性分子は、それ自体で、または薬学的組成物の形態で、被験
体に投与され得る。本発明の多重特異性分子を含む薬学的組成物は、従来の混合
プロセス、溶解プロセス、顆粒化プロセス、糖剤作製プロセス、微粒子化プロセ
ス、乳化プロセス、カプセル化プロセス、封入(entrapping)プロセ
スまたは凍結乾燥プロセスにより製造され得る。薬学的組成物は、薬学的に使用
され得る調製物中への活性成分の処理を容易にする、1つ以上の生理学的に受容
可能なキャリア、希釈剤、賦形剤、または補助剤を使用して、従来の様式で処方
され得る。適切な処方は、選択される投与経路に依存する。
【0066】 局所投与のために、本発明の多重特異性分子は、当該分野で周知のように、溶
液、ゲル、軟膏、クリーム、懸濁物などとして処方され得る。
【0067】 全身性の処方物は、注射(例えば、皮下、静脈内、筋肉内、くも膜下内、髄腔
内注射)による投与のため設計された処方物、ならびに経皮、経粘膜、経口、肺
投与(例えば、エアロゾル、吸入器、および噴霧器)のために設計された処方物
を含む。
【0068】 注射のために、本発明の多重特異性分子は、水性溶液、好ましくは、生理学的
に適合可能な緩衝液(例えば、ハンクス溶液、リンガー溶液、または生理食塩水
緩衝液)中に処方され得る。この溶液は、懸濁剤、安定化剤、および/または分
散剤のような処方剤(formulatory agent)を含み得る。
【0069】 あるいは、多重特異性分子は、使用前に、適切なビヒクル(例えば、滅菌した
発熱物質を有さない水)と構成するための粉末形態であり得る。
【0070】 経粘膜投与のために、浸透すべき障壁に対して適切な浸透剤が、この処方物に
おいて使用される。このような浸透剤は、一般に当該分野で公知である。
【0071】 経口投与のために、多重特異性分子が、当業者に周知の薬学的に受容可能なキ
ャリアと組み合わせることにより、容易に処方され得る。このようなキャリアは
、本発明の多重特異性分子が、処置されるべき患者による経口摂取のための、錠
剤、丸剤、糖剤、カプセル、液体、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁液などとし
て処方されることを可能にする。経口固体処方物(例えば、粉末、カプセル、お
よび錠剤)のために、適切な賦形剤としては、以下が挙げられる:糖(例えば、
ラクトース、スクロース、マンニトール、およびソルビトール)のような充填剤
;セルロース調製物(例えば、トウモロコシデンプン、コムギデンプン、イネデ
ンプン、ポテトデンプン、ゼラチン、トラガカントゴム、メチルセルロース、ヒ
ドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、
および/またはポリビニルピロリドン(PVP));顆粒化剤;ならびに結合剤
。所望される場合、崩壊剤(例えば、架橋したポリビニルピロリドン、寒天、ま
たはアルギン酸、あるいはアルギン酸ナトリウムのようなその塩)が添加され得
る。
【0072】 所望される場合、固体投薬形態は、標準的技術を使用して、糖でコートされ得
るか、または腸溶性であり得る。
【0073】 経口液体調製物(例えば、懸濁液、エリキシル剤、および溶液)については、
適切なキャリア、賦形剤、または希釈剤には、水、グリセロール、油、アルコー
ルなどが含まれる。さらに、香味料、保存剤、着色剤などが、添加され得る。
【0074】 口腔内投与のために、多重特異性分子は、従来の様式で処方された錠剤、ロゼ
ンジなどの形態を採り得る。
【0075】 吸入による投与のために、本発明に従う使用のための多重特異性分子は、加圧
パックまたは噴霧器からのエアロゾルスプレーの形態で、適切な推進剤(例えば
、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフル
オロメタン、二酸化炭素、または他の適切なガス)を使用して、都合良く送達さ
れる。加圧エアロゾルの場合には、用量単位は、計量された量を送達するための
弁を備えることにより決定され得る。吸入器または注入器での使用のための、例
えば、ゼラチンのカプセルおよび薬包(Cartridge)は、その化合物と
適切な粉末基剤(例えば、ラクトースまたはデンプン)の粉末混合物を包含する
ことにより処方され得る。
【0076】 多重特異性分子はまた、例えば、従来の坐剤基剤(例えば、ココアバターまた
は他のグリセリド)を含む、坐剤または停留浣腸のような直腸用組成物あるいは
膣用組成物に処方され得る。
【0077】 以前に記載された処方物に加えて、多重特異性分子もまた、貯蔵調製物として
処方され得る。このような長期作用性処方物は、移植(例えば、皮下に、または
筋肉内に)によるか、あるいは筋肉内注射により投与され得る。従って、例えば
、多重特異性分子は、適切なポリマー性物質もしくは疎水性物質(例えば、受容
可能な油中のエマルジョンとして)またはイオン交換樹脂で、あるいはそれほど
可溶性でない誘導体(例えば、それほど可溶性でない塩)として、処方され得る
【0078】 あるいは、他の薬学的送達系が、使用され得る。リポソームおよびエマルジョ
ンは、本発明の多重特異性分子を送達するために使用され得る送達ビヒクルの周
知の例である。特定の有機溶媒(例えば、ジメチルスルホキシド)もまた、通常
はより大きな毒性という犠牲を払うが、使用され得る。さらに、多重特異性分子
は、持続放出性系(例えば、その治療用薬剤を含む固体ポリマーの半透性マトリ
ックス)を使用して送達され得る。種々の持続放出性物質が確立されており、そ
して当業者に周知である。持続放出性カプセルは、その化学的性質に依存して、
2、3週間から100日を超えるまで、多重特異性分子を放出する。その治療用
薬剤の化学的性質および生物学的安定性に依存して、タンパク質安定化のための
さらなるストラテジーが使用され得る。
【0079】 本発明の多重特異性分子は、荷電した側鎖または末端を有するので、これらは
、遊離の酸または塩基、あるいは薬学的に受容可能な塩として、上記の処方物の
いずれかに含まれ得る。薬学的に受容可能な塩は、遊離の塩基の生物学的活性を
実質的に保持する塩、および無機酸との反応により調製される塩である。薬学的
な塩は、対応する遊離の塩基形態よりも、水性溶媒および他のプロトン性溶媒に
おいてより可溶性である傾向がある。
【0080】 (5.4.2.有効投薬量) 本発明の多重特異性分子は、一般に、意図される目的を達成するために有効な
量で使用される。免疫応答媒介性T細胞および/またはB細胞を、活性化あるい
は抑制するための使用のために、本発明の多重特異性分子、またはその薬学的組
成物は、治療的に有効な量で投与あるいは適用される。治療的に有効な量により
、症状を緩和または予防するため、あるいは処置される患者の生存を延長するた
めに有効な量が意味される。治療的に有効な量の決定は、十分に当業者の能力の
範囲内であり、特に、本明細書中に提供される詳細な開示の権利の範囲内である
【0081】 全身性投与のために、治療的に有効な用量が、最初にインビトロアッセイから
評価され得る。例えば、細胞培養物中で決定されるIC50を含む循環する濃度の
範囲を達成するための用量が、動物モデルにおいて処方され得る。このような情
報は、ヒトにおいて有用な用量をより正確に決定するために使用され得る。
【0082】 最初の投薬量はまた、当該分野で周知の技術を使用して、インビボのデータ(
例えば、動物モデル)から評価され得る。当業者は、動物のデータに基づいて、
ヒトへの投与を容易に最適化し得る。
【0083】 投薬の量および間隔は、治療効果を維持するに十分である多重特異性分子の血
漿レベルを提供するように、個々に調整され得る。注射による投与についての通
常の患者投薬量は、約0.1〜5mg/kg/日の範囲であり、好ましくは約0
.5〜1mg/kg/日の範囲である。治療上有効な血清レベルは、毎日複数用
量の投与によって達成され得る。
【0084】 局所投与または選択的取り込みの場合、多重特異的分子の有効な局所濃度は血
漿濃度に関連しないかもしれない。当業者は、過度な実験を行うことなく、治療
上有効な局所投薬量を最適化し得る。
【0085】 投与される分子の量は、当然、処置する被験体、その被験体の体重、その苦痛
の重篤度、投与様式、および処方医の判断に依存する。
【0086】 治療は、症状が検出され得る間、または症状が検出され得ない場合でさえ、断
続的に繰り返され得る。治療は、単独で、または他の薬物との併用で提供され得
る。
【0087】 (5.4.3.毒性) 好ましくは、治療上有効な投与量の、本明細書に記載される多重特異性分子は
、実質的な毒性を引き起こすことなく治療上の利益を提供する。
【0088】 本明細書に記載される多重特異性分子の毒性は、標準的な薬学的手順により、
細胞培養物または実験動物において、例えば、LD50(その集団の50%に対し
て致死的な投与量)またはLD100(その集団の100%に対して致死的な投与
量)を決定することによって、決定され得る。毒性効果と治療効果との間の投与
比が、治療指数である。高い治療指数を示す分子が好ましい。これらの細胞培養
アッセイおよび動物研究から得られたデータを使用して、ヒトにおける使用のた
めに、毒性でない投薬範囲を設定(formulate)し得る。本明細書に記
載の多重特異的分子の投薬量は、好ましくは、毒性がほとんどないかまたは全く
ない有効な用量を含む所定の範囲の循環濃度にある。投薬量は、用いる剤形およ
び利用する投与経路に依存して、この範囲内で変化し得る。正確な処方、投与経
路および投薬量は、患者の状態を考慮して、個々の医師によって選択され得る(
例えば、The Pharmacological Basis of The
rapeutics、第1章 第1頁、Finglら、1975を参照)。
【0089】 (5.5.ラマVHHを発現するトランスジェニック動物) 本明細書において開示された方法によって単離されたVHH遺伝子配列は、ラマ
HHを発現する創始動物を作製するために、トランスジェニック技術によって動
物において発現させ得る(米国特許第5,545,806号;WO98/248
93)。マウス、ラット、ウサギ、モルモット、ブタ、マイクロブタ(micr
o−pig)、ヤギ、ヒツジ、および非ヒト霊長類(例えば、ヒヒ、サル、チン
パンジー)を含むがこれらに限定されない任意の種の動物が、ラマVHHを発現す
るトランスジェニック動物を作製するために使用され得る。本明細書において使
用される用語「トランスジェニック」とは、異なる種に由来するコード配列を発
現する動物(例えば、ラマの遺伝子配列を発現するマウス)をいう。
【0090】 トランスジェニック動物の創始系統を作製するために、当該分野において公知
の任意の技術を使用して、VHH導入遺伝子を動物に導入し得る。このような技術
には、前核マイクロインジェクション(HoppeおよびWagner,198
9,米国特許第4,873,191号);生殖細胞系へのレトロウイルス媒介遺
伝子移入(Van der Puttenら,1985,Proc.Natl.
Acad.Sci.,USA 82:6148−6152);胚性幹細胞におけ
る遺伝子標的化(Thompsonら,1989,Cell 56:313−3
21);胚のエレクトロポレーション(Lo,1983,Mol.Cell.B
iol.3:1803−1814);および精子媒介遺伝子移入(Lavitr
anoら,1989,Cell 57:717−723)が含まれるが、これら
に限定されない(Gordon,1989,Transgenic Anima
ls,Intl.Rev.Cytol.115,171−229を参照)。当該
分野において公知の任意の技術を使用して、VHH導入遺伝子を含むトランスジェ
ニック動物クローンを作製し得る(例えば、静止まで誘導した、培養した胚、胎
児、または成体の細胞由来の核を摘出した卵母細胞への核移入(Campbel
lら,1996,Nature 380:64−66;Wilmutら,Nat
ure 385:810−813))。
【0091】 本発明は、そのすべての細胞にVHH導入遺伝子を有するトランスジェニック動
物、およびその全てではないがいくつかの細胞にこの導入遺伝子を有する動物(
すなわち、モザイク動物)を提供する。VHHは個々の遺伝子セグメントとしてか
またはコンカテマー(例えば、頭部−頭部縦列(head−to−head t
andem)または頭部−尾部縦列(head−to−tail tandem
))に組み込まれ得る。VHH導入遺伝子はまた、例えば、Laskoら(199
2,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:6232−623
6)の教示に従って、特定の細胞型(例えば、リンパ球)に選択的に導入され得
る。このような細胞型特異的活性化に必要な調節配列は、目的の特定の細胞型に
依存し、そして当業者に明らかである。導入遺伝子が内因性の可変領域遺伝子の
染色体部位に組み込むまれることを望む場合、遺伝子標的化が好ましい。簡潔に
述べると、そのような技術が利用される場合、染色体の配列との相同組換えを介
して、内因性遺伝子のヌクレオチド配列に組み込み、そしてその内因性遺伝子の
ヌクレオチド配列の機能を破壊するという目的のために、この内因性遺伝子に相
同ないくつかのヌクレオチド配列を含むベクターが設計される。導入遺伝子はま
た、例えば、Guら(1994,Science 265:103−106)に
従って、特定の細胞型に選択的に導入され、したがってその細胞型のみでその内
因性遺伝子が不活化され得る。このような細胞型特異的不活化に必要な調節配列
は、目的の特定の細胞型に依存し、そして当業者に明らかである。
【0092】 一旦、トランスジェニック動物が作製されると、ラマVHHの発現は、標準的な
技術を利用してアッセイされ得る。初期スクリーニングは、動物組織を分析して
、VHHの組み込みが起きたかどうかをアッセイするために、サザンブロット分析
またはPCR技術により達成され得る。抗原を免疫した後のトランスジェニック
動物の組織におけるVHHのmRNA発現レベルはまた、その動物から得られる組
織サンプルのノーザンブロット分析、インサイチュハイブリダイゼーション分析
、およびRT−PCRを含むが、それらに限定されない技術を使用して、評価さ
れ得る。VHH発現組織のサンプルはまた、ラマ可変領域エピトープに特異的な抗
体を使用して免疫細胞化学的に評価され得る。
【0093】 当該分野において公知の種々の手順が、抗原でトランスジェニック動物を免疫
することによる任意の抗原に対するVHHの作製に使用され得る。取扱いの容易さ
および試薬の入手可能性のために、マウスが好ましい。このような抗体には、ポ
リクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、単鎖抗体、
抗イディオタイプ抗体、抗原結合性の抗体フラグメント、および可変領域発現ラ
イブラリにより作製されたフラグメントが含まれるが、それらに限定されない。
【0094】 免疫学的応答を増大させるために、宿主の種に依存して、種々のアジュバント
が使用され得る。これには、フロイント(完全および不完全)アジュバント、水
酸化アンモニウムのようなミネラルゲル、リゾレシチンのような界面活性物質、
プルロニックポリオール、ポリアニオン、ペプチド、油エマルジョン、キーホー
ルリンペットヘモシアニン、ジニトロフェノール、ならびにBCG(bacil
li Calmette−Guerin)およびCorynebacteriu
m parvumのような潜在的に有用なヒトアジュバントが含まれるが、これ
らに限定されない。
【0095】 MAbは、培養の連続細胞株による抗体分子の作製を提供する任意の技術を使
用することによって調製され得る。これらには、KohlerおよびMilst
ein(Nature,1975,256:495−497)により最初に記載
されたハイブリドーマ技術が含まれるが、これに限定されない。このような抗体
は、重鎖のみの抗体であり得、そしてIgG、IgM、IgE、IgA、IgD
およびそれらの任意のサブクラスを含むがこれらに限定されない任意の免疫グロ
ブリンクラスであり得る。
【0096】 これまで本発明が記載されてきたが、以下の実施例は例示のために提供され、
限定のためではない。
【0097】 (6.実施例:3つのT細胞表面抗原に特異的な固定化抗体は、ヒトT細胞の
増殖を増強した) (6.1.材料および方法) (6.1.1.ヒトT細胞増殖の刺激) 単核細胞を、ヒト末梢血から、「FICOLL」での遠心分離により単離した
。2回のプラスチックへの接着により単球を枯渇させた。次いで、単核細胞を、
固定化した抗体を含む1ウェルあたり50,000細胞にて、96ウェルCos
tar平底マイクロタイタープレート中で刺激した。そのウェルにおいて、リン
酸緩衝化生理食塩水(PBS)中で精製した抗体混合物を、100μl/ウェル
で3時間37℃にてインキュベートし、続いて、細胞の添加の前に、未結合の抗
体をウェルから洗い流すことにより、抗体を固定化する。抗体濃度は、10μg
/mlの抗CD3、10μg/mlの抗CD2、および種々の濃度の示される第
3の抗体であった。増殖を、4日間培養の最後の18時間の3H−チミジンの取
り込みにより、4連のウェルで測定した。平均を示す。標準誤差は、各点で平均
の15%未満である。
【0098】 (6.1.2.抗T細胞抗体) MAb抗CD3であるOKT3をATCC(ATCC CRL−8001)か
ら得た。MAb抗CD28であるB−T3をDiaclone(Besanco
n,France)から購入した。MAb抗CD2である9.6および抗CD2
8抗体である9.3は、John Hansen(FHCRC,Seattle
,WA)より提供された。抗CD4であるOKT4をATCC(ATCC CR
L−8002)から得た。MAb抗CD5である10.2は、John Han
sen(FHCRC,Seattle,WA)より提供された。コントロールm
AbはL6であった。抗CD40mAbは、ClarkおよびLedbette
r(1986,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.83:4
494−4498)により記載されている。抗CD18mAbは、Beatly
ら(1983,J.Immunol.131:2913−2918)によって記
載されている。
【0099】 (6.1.3.T細胞サブセットの分離) T細胞を末梢血から、「FICOLL」での遠心分離、続いて単球、B細胞、
NK細胞、およびCD4もしくはCD8細胞のいずれかの枯渇によるCD4+
たはCD8+サブセットへの分離によって単離した。CD14、CD20、CD
11b、およびCD8もしくはCD4に対するmAbを使用し、続いて抗マウス
IgGでコートした磁気ビーズを使用する抗体結合細胞の除去することによって
、細胞枯渇を実施した。CD4+もしくはCD8+T細胞は、枯渇工程後、フロー
サイトメトリーにより分析すると95%を超えて純粋であった。細胞を、抗体を
コートしたマイクロタイタープレートにおいて、5×104にて4日間培養し、
そして増殖を、培養の最後の12時間の3H−チミジンの取り込みによって、測
定した。マイクロタイタープレートは、示されるような固定化された抗体を含み
、固定化について総タンパク質濃度を等しくするために、コントロールである非
結合L20抗体をいくつかのウェルに含ませた。抗体を、各10μg/mlで1
8時間、37℃にてのインキュベーション、続く十分過ぎるほどの洗浄による未
結合タンパク質の除去により、固定化した。
【0100】 (6.1.4.抗TCR可変領域抗体) TCR Vβ8、Vβ9、Vβ14、およびVβ20に特異的なMAb(それ
ぞれ、Pharmingen3313 1A;Pharmingen3313
1B;Coulter Im.1557;およびCoulter Im.156
1)を、2工程手順を使用して培養プレートに固定化した。精製ヤギ抗マウス(
Capel)抗体をまず固定化し、続いて抗VβmAbおよび抗CD28の添加
の前に、洗浄し、そしてブロッキングした。細胞増殖を観察し、そして9日後、
増殖している細胞を、5U/mLのインターロイキン−2(R&D,Inc.,
Minneapolis,MN)を含む新しい培養プレートに移した。5日後、
すなわち14日目に、二次のフルオレセイン結合抗マウスIgG試薬(Bios
ource)を使用して、TCR Vβ特異性の発現について、フローサイトメ
トリーにより、細胞を分析した。
【0101】 (6.1.5.細胞刺激のためのビーズへの抗体カップリング) M−450トシルで活性化した、4×108ビーズ/mlの2.8mlの「D
YNAL」ビーズ(Oslo,Norway)の懸濁液を3回洗浄した。それぞ
れ4mlの0.1Mホウ酸ナトリウム(pH9.5)を用い、緩衝液の除去に磁
石を使用した。次いで、このビーズを1.5mlのホウ酸緩衝液に懸濁した。2
00μl(1.8×108ビーズ)のビーズ懸濁液に、140μlのホウ酸緩衝
液、30μgのカップリングすべき所定の抗体、およびPBSの混合液を加えた
。添加するPBSの容量を、反応混合液の最終容量が400μlであるように、
調整した。CD3、CD28、およびCD2に対する抗体(それぞれ、OKT−
3,9.3、および9.6)の全ての可能な組合せをカップリングした。これら
の抗体を、約20時間37℃にて回転板上で、ビーズと反応させた。この後、未
反応の抗体を磁石で除去した。次いで、このビーズ調製物を、0.1%(重量:
容量)アジ化ナトリウムを含む1mlのPBSで3回洗浄し、そして3%(容量
:容量)ヒト血清、5mM EDTA,および0.1%(重量:容量)アジ化ナ
トリウムを含むPBS(保存緩衝液)で3回洗浄した。保存緩衝液中での3回の
洗浄の最後を、約30分間周囲温度にて回転板上で行った。次いで、すべてのビ
ーズ調製物を、約31時間4℃にて回転板上で、保存緩衝液とともにインキュベ
ートした。この後、調製物のそれぞれを1.0mlの保存緩衝液に再懸濁した。
【0102】 末梢血リンパ球を密度遠心分離により単離した。リンパ球を、2%FCSを含
むRPMIにおいてプラスチックに付着させた。細胞をペレット化し、96ウェ
ル平底プレートに2.5×105/mlの密度にてプレートした。次いで、mA
bと結合させたDynalビーズを、3ビーズ:1細胞の比にて細胞とともにプ
レートした。細胞を、37℃および5%CO2にて5日間インキュベートした。
次いで、1μCi/ウェルの3H−チミジンをウェルに添加し、そして一晩イン
キュベートした。培養物をガラスフィルターマット上に回収し、そしてcpmを
測定した。
【0103】 (6.2.結果) ヒトT細胞を、正常なドナーの末梢血から単離し、そして固定化した、3種の
T細胞表面抗原に対するmAbでインビトロにて刺激した。CD2およびCD3
に特異的な抗体ならびに第3の抗体(例えば、抗CD28、抗CD4または抗C
D5)を、培養プレートの表面に吸着により同時固定化し、続いて培養培地中で
T細胞とともにインキュベートした。T細胞増殖を、T細胞の活性化の尺度とし
てアッセイした。3つの固定化抗体の組合せは、固定化した抗CD2抗体、抗C
D3抗体および第3の抗体L6(T細胞が発現しない抗原に特異的である)の組
合せの使用と比較して場合、T細胞増殖を増強した(図2)。特に、抗CD2、
抗CD3および抗CD28の組合せは、試験したすべての濃度で、最高レベルの
T細胞増殖を生じた。3つの固定化抗体は、溶液で提示された同じ3つの抗体、
または2つの固定化抗体および溶液での第3の抗体より大きな細胞増殖を誘導し
た。同時に固定化された抗CD3および抗CD28ならびに抗CD18mAbも
また、これら3つの抗体のうちの2つの組合せより大きなT細胞増殖を誘導した
。さらに、同時に固定化された抗CD3mAb、抗CD28mAbおよび抗CD
40mAbは、精製T細胞の増殖を増強した(図3)。CD40は、活性化した
T細胞および抗原提示細胞により発現されることを特筆する。したがって、同時
に固定化された抗体による3つのT細胞表面抗原の凝集は、T細胞活性化を増強
する。固定化された抗体は、培養物中のT細胞およびB細胞の数を増大するため
および細胞分化を誘導するために使用され得る。活性化された細胞は、溶液中に
加えられた抗体からより容易に固定化された抗体から分離され得る。このため、
細胞が養子療法における使用のために採取される場合、その細胞に結合した抗体
のレシピエントへの注入は、最少化され得る。
【0104】 精製CD4+またはCD8+T細胞を、固定化抗CD3抗体とインキュベートし
た場合、その抗体が単独で30μg/mlにて固定化されているか、またはコン
トロール抗体L20と共に、10μg/mlの抗CD3+20μg/mlのL2
0の濃度にて固定化されているかに拘わらず、細胞増殖は最少であった(図4)
。しかし、抗CD28mAbを抗CD3と共に固定した場合、CD4+およびC
D8+の両T細胞の増殖の増大が観察され、そしてそのような効果は、より多く
の抗CD28mAbの添加によって、さらには増強しなかった(図4)。同様に
、同時固定化した抗CD2mAbおよび抗CD3mAbは、CD4+およびCD
+T細胞の増殖を、抗CD3単独により誘導されるレベルを超えて増大させた
。抗CD2および抗CD28の両方を、抗体固定化工程の間に抗CD3に添加し
た場合、CD4+T細胞の増殖にさらなる劇的な増大が存在したが、他方、CD
+細胞の増殖は、抗CD3+抗CD28または抗CD3+抗CD2により誘導
される増殖を超えて増強しなかった(図4)。これらの結果は、同時固定化した
抗CD3、抗CD28および抗CD2抗体の組合せが、同時固定化した抗CD3
および抗CD28の組合せ、または抗CD3および抗CD2の組合せを超えて、
CD4+T細胞の増殖を増強したことを示す。総合的なT細胞刺激において、抗
CD3、抗CD28および抗CD2の組合せが、CD4+T細胞による、より多
い量のリンホカイン産生(これは、次いでより多いCD8+T細胞の活性化を刺
激する)を誘導すると予測される。それに関して、同時固定化された抗体は、活
性化されたT細胞による異なるサイトカインプロフィールを刺激する。これに依
存して、3またはそれ以上の抗体の特定の組合せが使用される。このような活性
化されたT細胞は、インビトロで他の細胞型(例えば、単球または樹状細胞)と
共に同時培養され、外因性サイトカインの非存在下で、それらの増殖または分化
を促進し得る。
【0105】 さらに、図5Aおよび5Bは、T細胞増殖の3H−チミジン組込み測定が、固
定化抗体での刺激後の細胞増殖と相関したことを示す。精製CD4+T細胞の増
殖を、7日目に、3H−チミジンの12時間パルスで測定した。他方、細胞数を
、8日目に、血球計での直接細胞計数により測定した。このような知見は、3
−チミジン取り込みによるT細胞増殖の測定は、同時固定化した抗CD2、抗C
D3および抗CD28抗体の、培養物におけるT細胞数を増大する能力を直接的
に反映することを示す。
【0106】 T細胞活性化における、別の形態の固体支持体に固定化された抗体の能力を試
験するために、mAbを「DYNAL」ビーズに同時固定化し、そしてヒトT細
胞と共にインキュベートした。図6は、ビーズ上に同時に固定化された抗CD3
、抗CD2および抗CD28抗体の組合せが、一貫して、抗CD3単独、または
2抗体の組合せと比較して、試験した全ての患者からの最高レベルのT細胞増殖
を誘導することを示す。したがって、ビーズへの抗体の同時固定化は、T細胞の
より優れた活性化を生じる。さらに、図7Aおよび7Bは、同じビーズ上への抗
体の同時固定化が、ビーズと別に固定化した抗体との混合物より高いレベルのT
細胞増殖を生じることを示す。このことは、T細胞上の複数の表面分子の凝集が
、抗体を互いにすぐ近くに配置することにより最適に達成されることを示す。そ
れに関して、図8は、別のビーズに固定化されるかまたは溶液で添加された抗C
D2が、同じビーズに同時固定化された抗CD3および抗CD28により刺激さ
れたT細胞増殖を阻害したことを示す。
【0107】 別の実験において、T細胞を、抗CD28と共に培養プレートに同時固定化さ
れた抗TCR可変領域抗体より選択的に刺激し、続いてこの培養細胞のVβ特異
性を分析した。同時固定化した抗TCR Vβ8および抗CD28で刺激された
細胞は、Vβ8の発現について72%が陽性であったが、Vβ9も、Vβ14も
、Vβ20も、コントロールの抗マウスIgG第2工程試薬単独により検出され
るレベルを超えて発現しなかった(図9B、9Dおよび9F)。対照的に、同時
固定化された、同じドナーサンプル由来の抗TCR Vβ9および抗CD28で
刺激された細胞は、抗Vβ8抗体とも、抗Vβ14抗体とも、抗Vβ20抗体と
も反応しなかったが、抗Vβ9mAbとは顕著に反応した(65%が陽性;図9
A、9Cおよび9E)。抗体刺激前に分析した、このドナー由来の細胞は、これ
らVβ特異性のそれぞれの発現が5%未満であることを示した。
【0108】 これらのデータは、T細胞の非常に小さな亜集団が、固体表面に同時に固定化
された、個々のTCR Vβエピトープに特異的なmAbおよび抗CD28mA
bを使用して、選択的に拡大され得ることを示す。TCR Vβの使用が、T細
胞の抗原特異的反応性と有意な相関を示し、そしてTCR Vβの使用が、自己
免疫疾患およびガンを有する患者において高度に偏り得るので、抗原特異的T細
胞または特定の抗原認識について高度に富化されたT細胞は、抗CD28mAb
と共に固定化された適切なVβmAbを使用して、選択的に増大され得る可能性
が高い。さらに、さらなるT細胞抗原(例えば、CD2、CD150、CD5、
またはICOS)に対する第3のmAbの固定化は、特定のVβを発現するT細
胞の選択的増大をさらに増強する。2以上のVβ鎖に対する抗体もまた、抗CD
28およびさらなるmAbと共に使用されて、所望のVβポリペプチド鎖を発現
するT細胞を、その他のT細胞サブセットを拡大することなく、増大し得る。さ
らに、γδTCRを発現するT細胞もまた、他の抗体と同時固定化された、γδ
ヘテロダイマーに対するmAbによって、選択的に増大され得る。TCR/CD
3複合体の成分(任意のCD3ポリペプチド鎖またはCDRのようなTCRα/
βもしくはγ/δダイマーを含む)と反応性である任意の抗体が、本発明の実施
のために使用され得る。
【0109】 (7.実施例:ラマB細胞はCD40を発現し、そしてヒト細胞表面抗原に結
合した重鎖のみの抗体を産生した) (7.1.材料および方法) (7.1.1.ラマの免疫) Llama llamaを、JJJファーム(Redmond,WA)から入
手し、そしてPBS中のヒト細胞およびフロイント完全アジュバントで腹腔内免
疫し、続いてフロイント不完全アジュバント中の同じ細胞で少なくとも3回追加
免疫した。免疫に使用した細胞型には、正常で刺激されていないか、もしくは活
性化されたヒト末梢血リンパ球(PBL)、JurkatおよびHPB−ALL
のようなT細胞株、DaudiおよびRamosのようなB細胞株、またはEB
V形質転換株CESSが含まれた。ラマをまた、その細胞について上記したよう
に、アジュバントと混合したPBS中の100〜500μgの精製融合タンパク
質で免疫した。各追加免疫の4〜7日後、動物から採血し、血清が標的細胞と反
応性である抗体を含んでいるかどうかを決定した。動物の抗体応答に依存して、
3回目の追加免疫後もしくはより後の追加免疫後に、大量の採血(200ml)
を行った。頸静脈の静脈穿刺により動物から採血し、全血をクエン酸抗凝固剤で
処理した。
【0110】 (7.1.2.ラマ末梢血の調製) ラマ(Llama)の全血(200ml)を、900rpmで20分間遠心分
離し、そして末梢血単核細胞を含む細胞の上層を第2のチューブに吸引した。次
いでこの画分を、PBS中に1:1希釈し、そして30mlを、Lymphoc
yte Separation Media(LSM、Organon Tek
nika)の15mlクッション上に充填した。バフィーコートを、Sorva
ll卓上型遠心分離機中20分間2000rpmで遠心分離することにより分画
し、そして血清/LSM界面から吸引により単離した。細胞をPBSまたは無血
清のRPMI中で3回洗浄し、1200〜1400rpmで10分間スピンし、
そして最後のスピンの後計数した。適切な数の細胞を、最後のスピンのため、新
たな遠心分離チューブにアリコートに分けた。最後の細胞ペレットを、ドライア
イス−エタノール浴中、108細胞/チューブで液体なしに急速凍結し、そして
mRNA単離まで−70#Cに置いた。あるいは、細胞を、インビトロの結合ア
ッセイまたは機能的研究における使用のためにRPMI/10%ウシ胎児血清中
に106細胞/mlの細胞密度で再懸濁し、そして一晩培養した。細胞はまた、
将来の機能的アッセイにおける使用のために血清/10%DMSO中2×107
細胞のアリコートで凍結した。
【0111】 (7.1.3.細胞染色およびフローサイトメトリー) L.llamaからのPBLを、LSM上の遠心分離により単離し、そして細
胞を、抗CD40mAbであるG28−5、(米国特許第5,182,368号
)、抗ラマ免疫グロブリン(Ig)、および抗軽鎖抗体で染色した。この抗CD
40抗体(G28−5)をビオチンで標識し、そしてその結合を、フィコエリト
リン結合体化ストレプトアビジン(strepavidin)で検出した。抗ラ
マIgを、フルオレセインで直接標識した。抗軽鎖染色は、フルオレセイン結合
体化抗ヒトκに加えて、Caltag(Burlingame、CA)からの抗
ヒトλ試薬を用いて実施した。細胞染色を、FACSCANフローサイトメータ
ーにより分析した。
【0112】 (7.1.4.ラマリンパ球の増殖) L.llamaからのPBLを、LSM上の遠心分離により単離した。このリ
ンパ球を、ホルボール−12−ミリスチン酸(PMA)(10ng/ml)、抗
CD40 mAb(1μg/mlのG28−5)、CD86発現チャイニーズハ
ムスター卵巣(CHO)細胞、コントロールCHO細胞または上記の試薬の組み
合わせで刺激した。CHO細胞を、アッセイの前に放射線照射してCHO細胞の
増殖を防いだ。リンパ球増殖を、各々50,000のリンパ球を含むマイクロタ
イタープレートの四連ウェル中で、3日間の培養期間の最後の12時間の間の3
Hチミジンの取り込みにより測定した。平均は、2つの異なるラマからのリンパ
球増殖結果から示される。
【0113】 (7.1.5.ラマ抗体の精製) JurkatT細胞の複数注入で免疫したラマからの血清を、複数工程手順に
より、従来のIgGアイソタイプおよび重鎖のみのIgGアイソタイプ中に分画
した。血清を、最初、プロテインAに結合させ、溶出し、次いでDEAEイオン
交換クロマトグラフィーにより分離した。このプロテインA溶出液を、プロテイ
ンGへの結合、次いでpH2.7またはpH3.5における溶出により別々に分
画した。画分を、還元後SDS−PAGEにより分析した。
【0114】 (7.2.結果) 単離されたラマPBLを、抗CD40抗体および抗Igまたは抗軽鎖抗体と反
応させ、そしてフローサイトメトリーにより分析した。図10Aおよび10Bは
、ラマ末梢血細胞の集団が、抗ヒトCD40抗体と反応したことを示す。2色染
色は、すべてのCD40+細胞が、表面Igを発現したことをさらに示し、これ
らの細胞が、抗体産生B細胞であったことを示す(図10Eおよび10F)。し
かし、CD40+細胞の一部分のみが、検出可能な軽鎖を発現した(図10Cお
よび10D)。これらの結果は、ラマB細胞が、重鎖および軽鎖から構成される
従来の抗体、および軽鎖のない重鎖のみの抗体を発現することを示す。従って、
重鎖のみの抗体を発現するラマB細胞を、その他のB細胞から、抗CD40との
それらの反応性および抗軽鎖試薬との反応性の欠如により分離し得る。
【0115】 2つのラマからのPBLを単離し、そして異なる試薬で刺激し、次いで細胞増
殖を測定した。抗CD40抗体は、ラマB細胞増殖を刺激し、それはPMAによ
りさらに増強された(図11)。CD86(またはB7.2)発現CHO細胞単
独では、L.llama B細胞増殖を誘導しなかったが、そのPMAとの組み
合わせた使用は、有意な増殖を誘導した(図11)。CD40刺激はまた、培養
中のラマB細胞分化およびIg親和性成熟を誘導し得る。従って、CD40刺激
を用いて、重鎖のみの抗体を産生するラマB細胞を選択的に増殖させ得、これら
の抗体およびそれらの特異的VHH領域の単離を容易にし得る。さらに、VHHを産
生するB細胞の数を増大させるために、抗CD40抗体を、ラマに注入し、B細
胞をインビボで刺激し得る。特異的可変領域を発現する細胞は、赤血球に結合し
た特異的抗原を用いたロゼット形成を含む、種々の方法により単離され得る。
【0116】 ラマを、ヒトT細胞で免疫し、そしてその血清を分画して、重鎖および軽鎖か
ら構成される従来の抗体から重鎖のみの抗体を分離した。精製された抗体画分を
、SDS−PAGEにより分析した。図12は、IgG1 D(レーン1中のD
EAEフロースルー)、IgG1 G(プロテインG、レーン2中のpH2.7
溶出)IgG2+IgG3(プロテインG、レーン3中のpH3.5溶出)、お
よびIgG3(レーン4中のプロテインGフロースルー)を含む、精製されたI
gアイソタイプを示す。このIgG2アイソタイプおよびIgG3アイソタイプ
(レーン3および4)は、検出可能な軽鎖なしの重鎖バンドを含んでいた。
【0117】 重鎖のみの抗体(IgG2+IgG3、およびIgG3画分)を、細胞表面抗
原への抗体結合の検出のためにJurkat T細胞とともにインキュベートし
た。特異的結合を、フルオレセイン結合体化抗ラマIgまたは抗軽鎖第2工程試
薬を用い、次いでフローサイトメーターを用いた分析により検出した(図13A
〜13H)。ネガティブコントロールは、非免疫ラマからの同じ濃度の精製され
たIgGアイソタイプであった。抗軽鎖試薬は、Jurkat細胞へのIgG1
画分の結合を検出したが(図13Bおよび13D)、軽鎖を含まなかったIgG
2画分およびIgG3画分は、抗軽鎖試薬では検出されなかった(図13Fおよ
び13H)。しかし、Jurkat細胞を、重鎖のみの画分で染色し、そして抗
Ig第2工程試薬により検出したとき、Jurkat細胞表面抗原への抗体結合
が観察された(図13Eおよび13G)。軽鎖のないラマ抗体がヒト細胞表面抗
原に対して生成されたと結論される。
【0118】 (8.実施例:L.llamaVHHライブラリーの構築およびラマVHH配列の
特徴付け) (8.1. 材料および方法) (8.1.1.ラマmRNAの単離) ラマPBL mRNAを、ChomczynskiおよびSacchiのグア
ニジウム(guanidinium)−チオシアネート酸−フェノール手順(1
987、Anal.Biochem.162:156−159)の変法により調
製した。108細胞には、5〜10mlの変性/溶解溶液を添加し、RNAを調
製した。ポリA RNAを、オリゴdTセルロースを用いて単離し、75%エタ
ノール/DEPC処理水中で洗浄し、再遠心分離し、そしてDEPC処理水中に
再懸濁した。
【0119】 (8.1.2.逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)) cDNAを、SuperscriptII逆転写酵素(GIBCO−BRL)
を用いるランダムヘキサマーでプライムされる逆転写反応により生成した。PC
R反応を、以下のプライマーセットを用いて実施した:正方向プライマーは、V HH タンパク質のアミノ末端配列決定から設計された20マーの群の1つである配
列5’CTC GTG GAR TCT GGA GGA GG3’(配列番号
47)を持つLVH5’−1であり、その一方用いた逆方向プライマーは、先に
決定された、既存のラクダおよびヒトVH配列から設計された44マーであるL
VH3RSであった。配列5’CGT CAT GTC GAC GGA TC
C AAG CTT TGA GGA GAC GGT GAC YTG GG
3’(配列番号48)は、VHドメインの3’末端にアニールした。PCR産物
を、6%アクリルアミド/0.5×TBEゲル上で電気泳動し、そしてバンドを
臭化エチジウム染色後可視化した。DNAバンドを、2%NuSieve GT
Gゲル(FMC)から単離し、そしてQiaexビーズ(QIAGEN)から製
造業者の指示書に従って精製した。PCR後に精製したDNAを、pT−Adv
プラスミドベクター(Clontech、Palo Alto、CA)中に連結
し、そしてE.coli TOP10F’(Clontech)中に形質転換し
た。一旦VHおよびVHH配列の代表的サンプルが決定されたなら、新たなプライ
マーが設計され、VHHフラグメント中のCH1ドメインがないことを基にVH
有フラグメントとは異なるフラグメント長を有するVHH含有フラグメントを増幅
するために選択された。次いでこれらのフラグメントを精製し、ファージディス
プレイベクターXPDNT中にクローン化し、そしてほとんどのVHH配列を含む
ラマ可変領域のライブラリーを生成することにおいてテンプレートとして用いた
【0120】 ラマVHH領域配列のクローニングのためのさらなる方法は以下のようである。
ラマIgG2特異的VHH領域を、ラマPBLから調製されたcDNAからクロー
ン化し、そしてヒトVh1ファミリー特異的5’プライマーおよび3’ラマIg
2ヒンジ領域プライマーを用いるPCRにより増幅した。これらのプライマー
の配列は、それぞれ、AGGTGCAGCTGGTGCAGTCTGG(配列番
号49)およびGGTTGTGGTTTTGGTGTCTTG(配列番号50)
であった。
【0121】 さらに、ラマIgG2特異的VHH領域を、ラマPBLから調製したcDNAか
らクローン化し、そしてヒトVh2ファミリー特異的5’プライマーを、3’ラ
マIgG2ヒンジ領域プライマーとともに用いるPCRにより増幅した。これら
のプライマーの配列は、それぞれ、CAGGTCAACTTAAAGGGAGT
CTGG(配列番号51)およびGGTTGTGGTTTTGGTGTCTTG
(配列番号50)であった。
【0122】 ラマIgG2特異的VHH領域をまた、ラマPBLから調製したcDNAからク
ローン化し、そしてヒトVh4ファミリー特異的5’プライマーを3’ラマIg
2ヒンジ領域プライマーとともに用いるPCRにより増幅した。これらのプラ
イマーの配列は、それぞれ、AGGTGCAGCTGCAGGAGTCGG(配
列番号52)およびGGTTGTGGTTTTGGTGTCTTG(配列番号5
0)であった。
【0123】 増幅物からのラマVHH配列をプールし、そしてSacIおよびBamHIで消
化し、次いで改変ファージディスプレイベクターXPDNT中に挿入し、遺伝子
III融合カセットを生成した。このVHHライブラリーをE.coli XL1
BLUE細菌中にエレクトロポレーションにより形質転換し、そしてSB/am
p/tet培地を含む大NUNCバイオアッセイデッシュにプレートした。この
工程で、系列希釈したサンプルのプレーティングもまた実施し、形質転換効率を
推定した。ライブラリーを、20%グリセロールを含むSB/amp/tet中
にかきとり、そして1〜2mlアリコート中−70#Cで凍結した。ライブラリ
ーを、液体2×YT/amp/tet+グルコース中、37#Cで数時間増幅し
、次いでヘルパーファージに感染させ、プレートしてファージ力価を測定し、そ
してグルコースを欠く培地中選択条件下で30#C一晩増殖させた。増幅したフ
ァージを、これらの培養物から、細菌をペレット化するための遠心分離により、
次いで培養上清のPEG沈殿、そしてファージ沈殿物を回収するための第2の遠
心分離により単離した。沈殿しなかった培養上清の小アリコートもまた、PEG
/NaClの添加前に回収した。沈殿物を、1/100容量のPBS/1%BS
A中に再懸濁し、そして数分間、2000〜5000RCFでスピンし、不溶性
材料をペレットにした。ファージストックまたは上清を、プレブロックされたヒ
ト抗原または細胞に対してパニングする前に、氷上で1時間、10%脱脂乳/P
BS中のインキュベーションによりプレブロックした。多くの回のパニングは、
非トランスフェクトまたは正常ヒト細胞を用いてか、または無関係の−Ig融合
タンパク質を用いて非特異的結合剤の頻度を減少させ、事前に安全を保証した。
この保証およびパニングを、ブロックされたファージを抗原または細胞と氷上で
1時間同時インキュベートし、そして結合したファージをペレット化するための
遠心分離により実施した。−Ig融合タンパク質抗原を用いたパニングには、プ
ロテインAセファロースを用いて遠心分離前にファージ−抗原複合体を捕獲した
。結合細胞またはプロテインAセファロースを、溶出前、10%乳/PBS、P
BS/1%BSAまたはPBS/ブロッカー/0.05%Tween中、少なく
とも6回、そして12回程度も洗浄した。結合したファージの溶出を、いくつか
の異なる緩衝液のうちの1つにおけるインキュベーション、および室温で10分
間のインキュベーションにより実施した。溶出緩衝液は、PBS中0.1N H
Cl、pH2.5、0.1Mクエン酸pH2.8、PBS中0.5% NP−4
0、または100MMトリエチルアミンを含んでいた。細胞/セファロースをペ
レット化し、そして溶出したファージを含む上清液を、新たなチューブ中にアリ
コートとして分けた。溶出液を、対数増殖期XL1BLUE細胞の感染前に、1
M Tris、pH9.5中で中和した。感染後、アリコートを採取し、溶出し
たファージの力価を測定した。次いでこれらのプレーティングからランダムクロ
ーンを増幅し、パニングの各回における挿入頻度およびDNA配列を決定した。
ラマVHH配列は、初めのライブラリーから、およびランダムクローンからのパニ
ングの各回の後に決定した。
【0124】 (8.1.3.ファージディスプレイベクター) ファージディスプレイベクターを構築し、それは、バクテリオファージM13
コートタンパク質IIIの短縮型バージョンに結合したヒト抗原に特異的なラマ
免疫グロブリンVHHドメインをコードするハイブリッド融合タンパク質を生成し
た(図14)。このファージミドベクターは、pUCベクター骨格、および遺伝
子III融合タンパク質の発現およびヘルパーファージとの同時感染後のファー
ジミドのパッケージングのためのいくつかのM13ファージ由来配列を含んでい
た。このベクターを、2つの形態で構築し、それらは、2つのタンパク質ドメイ
ン間の融合が達成された様式が異なった。第1の形態は、2つのドメインの間に
、機能的融合タンパク質の精製および検出のための可能なツールとしてhis6
タグを含んでいた。第2の形態は、このタグを欠き、そして2つのカセット間に
1つの(gly4ser)サブユニットのみを含んでいた。このベクターの両方
のバージョンを、VHHが、リーダーペプチドドメインと遺伝子IIIドメインと
の間に挿入されなければ、フレームの外および非機能的な遺伝子III融合を用
いて構築した。すべてのVHH分子を、ompAリーダーペプチド(EcoRI−
SacI)とSpelで始まる遺伝子III融合物との間での挿入のためにSa
cI−BamHI末端でPCR増幅した。一旦ヒト抗原または細胞に対して結合
活性を有するVHHカセットが検出および単離されたなら、このSacI−Bam
HIフラグメントは、適合性部位を有する哺乳動物発現ベクターに直接移入され
得る。この哺乳動物ベクターは、ヒト、ラマ、またはマウスのIg融合タンパク
質を発現するために、HindIII−SacIリーダーペプチドおよびBam
HI−XbaI免疫グロブリンドメインを含んでいた。この改変ベクターは、機
能的分析をよりし易い系中への、推定の抗原に結合するVHHの迅速な往復を可能
にした。
【0125】 個々のファージクローンを、標的抗原との3〜5回のパニングの後単離した。
パニングの各回からの溶出液を、宿主細菌中に感染させ、そしてアリコートを、
単離されたコロニーのために、LB/amp/tetプレートにプレートした。
個々のクローンを、2×YT/amp/tet液体培地中に数時間接種し、ヘル
パーファージを感染させ、そして選択的条件下一晩30#Cで増殖させた。次い
でファージ上清液を、遠心分離により細胞をペレット化することにより調製し、
そして培養上清液を新たなチューブにアリコートとして分けた。沈殿した、濃縮
ファージ(100×)を、培養上清液のPEG沈殿およびPBS/1%BSA中
の再懸濁により調製した。
【0126】 実験に用いたファージ上清液、沈殿物、またはヘルパーファージを、氷上で3
0分間、10%脱脂乳/PBSを用いて1:1でプレブロックした。ヒトPBL
または単球を計数し、そして5%脱脂乳/PBS中に再懸濁し、そして氷上で3
0分間プレブロックした。その後、細胞をペレット化し、そして5%脱脂乳/P
BS中に再懸濁し、サンプルあたり25μl中のプレブロックしたファージに添
加し、そして氷上で1時間インキュベートした。結合の後、細胞を、5%乳/P
BSおよび1%BSA/PBSで交互に3回洗浄した。染色培地(2%FBS/
RPMI+0.1%アジ化ナトリウム)中10μg/mlのマウス抗M13抗体
を、サンプルあたり100μlづつ細胞に添加し、そして氷上で1時間インキュ
ベートした。細胞を上記のように3回洗浄した。染色培地中のFITC結合体化
ヤギF(ab’)2抗マウスIg(γおよび軽、AMI4408 BioSou
rce Int.)1:100を、サンプルあたり100μlづつ細胞に添加し
、そして氷上で30分間インキュベートした。次いで、染色したサンプルを洗浄
し、そしてフローサイトメトリーにより分析した。
【0127】 (8.1.4.DNAフラグメントの配列決定) サブクローン化したDNAフラグメントを、96#C10秒間の変性プロフィ
ール、50#Cで30秒間のアニーリング、および72#Cで4分間の伸長を用い
るプログラムの25サイクルを用いてPE2400サーモサイクラー上のサイク
ル配列決定にかけた。用いた配列決定プライマーは、T7プロモータープライマ
ー5’TAA TAC GAC TCA CTA TAG GGA GA3’(
配列番号53)およびM13逆方向配列決定プライマー5’AAC AGC T
AT GAC CAT G3’(配列番号54)(Genosys Biote
chnologies、The Woodlands、Texas)であった。
反応を、製造業者の指示書に従って、Big Dye Terminator
Ready Sequencing Mix(PE−Applied Bios
ystems、Foster City、CA)を用いて実施した。サンプルを
エタノール沈殿し、変性し、そしてABI 310 Genetic Anal
yzer(PE−Applied Biosystems)上でキャピラリー電
気泳動により分析した。配列を、Sequencer3.0(Genecode
s)を用いて編集および翻訳した。
【0128】 (8.2.結果) ラマを、上記の第7.1.1.節に記載のように、リンパ球表面抗原に対する
抗体応答の生成のためにヒトリンパ球または融合タンパク質で免疫した。免疫後
、ラマPBLを調製し、そしてVHH含有DNAフラグメントを、VHHライブラリ
ーの構築のためにRT/PCRにより得た。
【0129】 ファージディスプレイベクターを、ヒトリンパ球で免疫したラマから細胞結合
性VHH配列のクローニングのために構築した(図14および以下の第8.1.3
.節)。表Iは、いくつかの単離されたファージクローンを示し、それらの各々
は、異なるヒト細胞型への特徴的な結合のパターンを示した。次の配列分析は、
各クローンが特有のVHHをコードしていたことを確認した。さらに、2つのVHH クローン、L10およびL11を単離し、それらは、CHO細胞上で発現された
150〜200KDaの高分子量糖タンパク質抗原と反応した(図15)。これ
らのクローンの標的抗原への結合は、CHO細胞をトリプシンで前処理したとき
、完全になくなった。VHH結合は、ノイラミニダーゼまたはその他のエンドグリ
コシダーゼを用いた細胞の処理後は部分的に減少したに過ぎなかった。従って、
このVHHクローンは、CHO細胞の表面上に発現した糖タンパク質と反応した。
【0130】
【表1】 多くのラマVHHDNAクローンを単離し、配列決定し、そして翻訳した。ファ
ージクローンが、抗原または抗原発現細胞を含むデッシュ上の数回のパニングに
より選択されたとき、クローンの配列多様性は、5回のパニング後に減少した。
HHの得られるタンパク質配列を、L.llamaからのこのファミリーの抗体
可変領域中に存在する配列モチーフを同定するためにアラインした。配列アライ
ンメントは、L.llama中のVHH配列の2つのサブクラスを示し、これらは
、本明細書ではハイブリッドVHH配列(配列番号1〜9)および完全VHH配列(
配列番号10〜15)と呼ぶ。いずれのサブクラスも従来の重鎖のCH1ドメイ
ンを含まず、従って両者は、抗体のヒンジ−CH2−CH3ドメインに直接融合
したVHHドメインとして発現される。大部分の抗体可変領域中に存在する超可変
ドメインCDR1、CDR2およびCDR3は、両方の型のVHH分子に見られる
(図16Aおよび16B)。L.llama VHHドメイン中のCDR3配列は
、重鎖および軽鎖から構成される従来の抗体の大部分のCDR3ドメインよりも
平均的に長く、図16B中に示される最長のCDR3は、26アミノ酸残基を含
む。ラクダにおけるCDR3ドメインおよびCDR2ドメイン(またはたまにC
DR1ドメイン)は、通常、2つのCDRドメイン間のジスルフィド結合の形成
に関与すると仮定されたシステイン残基を含んでいることが以前に報告されてい
た(Muyldermansら、1994、Prot.Engin.7:112
9−1135)。この残基は、完全VHHとして分類された分子のCDR中に存在
するが(図16B)、ハイブリッドサブクラスの配列は、CDR1ドイメン、C
DR2ドメイン、またはCDR3ドメイン中にもシステインを含まない(図16
A)。従って、L.llamaからのこのクラスのVHH分子は特有であり、そし
てヒトコブラクダ種から区別される。このサブクラスに由来するCDRは、安定
性に優れ得る。なぜなら、それらは、それらの間にジスルフィド結合なしで独立
に機能するからである。
【0131】 先に述べた配列情報に基づき、残基11、37、44、45、および47を含
む、可変領域中のいくつかのアミノ酸残基を、VL−VH界面の形成において重要
であるとして同定した(表II)。4つの位置におけるアミノ酸残基は、ラクダ
抗体において親水性残基であると報告された。これらの残基における変化はまた
、ラマVHHドメイン中に見出され,そしてそれらは不対ポリペプチドの溶解度を
変更し得る。しかし、残基11におけるロイシンは、通常、ラクダにおいてセリ
ンで置換されているが、L.llama配列の大部分は、この位置にロイシンを
含む。引き続くクローンは、ラマ配列がたまに、この位置にリジン、セリン、バ
リン、スレオニンまたはグルタミン酸を含んでいたことを示した。
【0132】 ラクダの抗体の44位、45位および47位でのアミノ酸は、従来のVHドメ
イン(それぞれ、44−Gly、45−Leuおよび47−Trp)において観
察される通常の疎水性残基に関して、親水性アミノ酸置換を含むことが報告され
ている。VHHドメインのハイブリッドサブクラスにおける親水性置換のこの一般
的観察にはいくつかの例外が存在する。ラクダ種およびラマ種のすべてについて
残基45は、従来のVHドメインにおいて見出されるLeu残基に置き換わった
不変的な親水性のArg残基を含む唯一の位置である。この位置においてイソロ
イシンを含む特定の稀な配列が観察されている。残基47(Trp)は、より可
変性であり、L.llamaの完全VHH配列においてGlyまたはArgをコー
ドするが、ハイブリッドVHH配列において疎水性の残基LeuまたはPheをコ
ードする。後続のクローンがトリプトファン、イソロイシン、セリンまたはアラ
ニンを含むこともまた、見出されている。残基44(Gly)もまた、より可変
性であり、完全VHHサブクラスにおけるGlyがGluまたはAspに置換され
ているが、Glu、LysおよびGlnがハイブリッドグループにおけるこの位
置で生ずる。44位においてスレオニンを含有するクローンもまた単離されてい
る。
【0133】 まとめると、VHH配列のハイブリッドサブクラスファミリーは、以下の特徴を
有する: 1.これらの可変領域ポリペプチドは、軽鎖のない抗体に由来し、これは、C
H1ドメインを含まない。
【0134】 2.これらは、CDR間のジスルフィド結合を含まない。
【0135】 3.11位でのアミノ酸残基は通常、セリンの代わりにロイシンである。
【0136】
【表2】 (9.実施例:ラマ免疫グロブリン定常領域コード配列のクローニング) (9.1.ラマ血清アッセイ) ラマIgG融合タンパク質として発現された抗原に対する血清反応性を試験す
るために、抗原−ラマIgG融合タンパク質を「DYNAL」ビーズと結合体化
させ、そして免疫したラマからの血清サンプルとともにインキュベートした。次
いで、抗原−ビーズ複合体を、溶液から遠心沈降させ、洗浄し、そして氷上で0
.1Mクエン酸、pH2.3でインキュベートして、血清インキュベーションの
間に結合した任意の抗原反応性タンパク質を取り出した。抗原−ビーズ複合体を
、再び、溶液から遠心沈降させ、そして上清を半容量の0.1M Tris p
H9.5中で中和した。等容量の2−メルカプトエタノール含有SDS−PAG
Eサンプル緩衝液を還元剤として、中和したタンパク質に添加し、そして100
℃で5分間加熱した。次いで、このサンプルを、10% Tris−グリシンポ
リアクリルアミドゲルで流し、そしてニトロセルロースフィルターに転写した。
このフィルターを、PBS+5%脱脂乾燥乳+0.01% NP40中でブロッ
クし、次いでブロッキング緩衝液+1:5000希釈のヤギ抗ラクダ科動物Ig
G−HRP結合体中でインキュベートした。次いで、このフィルターを、PBS
+0.01% NP40中で洗浄し、そしてECL試薬中でインキュベートした
。タンパク質を、オートラジオグラフィーで可視化した。
【0137】 (9.2.結果) ラマの定常領域をコードする配列を、一連のオリゴヌクレオチドプライマーを
用いてクローニングした。ラマPBL由来のRNAを単離し、そしてcDNAを
ランダムプライマーまたはオリゴdTを用いて調製した。次いで、抗体重鎖の定
常ドメインを増幅するように設計した特異的プライマーを使用して、異なるラマ
アイソタイプをPCRした。
【0138】 ラマ重鎖遺伝子から取得した、クローニングした定常領域配列のアラインメン
トを図17に示す。ヒンジ領域からCH3ドメインまでの配列のみを比較した。
なぜなら、IgG2およびIgG3はCH1ドメインを欠くからである。ヒンジド
メインは、長さおよび配列において最も変動する。他の配列可変性は、その分子
の中に分散するいくつかの残基に限定されている。
【0139】 ラマの定常領域をコードする配列を、融合タンパク質の発現のために、種々の
ヒト白血球抗原をコードする配列と連結した。表IIIは、表面抗原結合活性を
保持していた、ラマ定常領域とヒトリンパ球表面抗原との間の多数の組換え融合
タンパク質を示す。ラマIgG1、IgG2およびIgG3の異なるヒンジ領域に
よって、天然に存在する分子がモノマーかダイマーかに依存して、異なる型の融
合タンパク質の設計が可能となる。ラマ定常領域を有する融合タンパク質は、ラ
マを免疫するための免疫原として特に有用である。なぜなら、このタンパク質は
、抗定常領域免疫応答を刺激せず、それによって、その分子の非免疫グロブリン
部分に対する抗体応答を最大化するからである。
【0140】 1つの実験において、ラマを、PBS中250μgのヒトCD40/ラマIg
1融合タンパク質で、免疫した。免疫前血清を、免疫前に収集した。最初の免
疫後2週間において、血清もまたそのラマから収集し、次いで、第二の免疫を行
った。次いで、血清を再び2週間後に収集した。異なる時点で収集したラマ血清
を、SDS−PAGEで分析した場合、抗CD40 IgG1応答は、最初の免
疫の後に観察された。この第二の免疫後に、抗CD40活性がIgG1およびI
gG2の両方の画分において検出された。従って、CD40/Ig融合タンパク
質は、ラマにおいて強力な免疫原であり;そして免疫の経過の間、その宿主の血
清反応性を検出するためのツールとして使用され得る。
【0141】 (10.実施例:マウス抗体可変領域のラマ化) (10.1.材料および方法) (10.1.1.ラマ化のためのオリゴヌクレオチド) 1対の相補的オリゴヌクレオチドを、抗体の可変領域コード配列のほぼ中点に
て設計した。これらアニールされたオリゴヌクレオチドによって形成されたDN
A二重鎖は、出発オリゴヌクレオチドの長さを両端で18〜24塩基伸ばした重
複する一本鎖プライマーを用いてV領域の残りを構築するための出発点であった
。このDNAは、この段階では非常に短かったことから、このPCRの際のサイ
クル回数を非常に短いままにし(最初の6回の反応について10秒のアニーリン
グおよび20秒の伸長時間、および残りの反応セットについて30秒の伸長へと
増大させた)、そして重複するプライマーのモル量もまた、低いままに維持した
。各々のプライマー対のストック溶液を1μM〜32μMの範囲の濃度で調製し
た。次いで、これらのストックを、PCR混合物に1:20に希釈し、そしてこ
れを、各々連続的な10サイクルの工程について存在する反応物に添加した。各
々の連続的な増幅工程を用いて、新たに加えたプライマーのモル濃度を増加させ
、そしてサイクル回数を、若干より長い伸長について調整した。このようにして
、所望のコード配列のデノボ構築を二方向で進行させ、そしてクローニングを容
易にするためにDNAの各末端に独特な制限部位を添加した最終のPCRによっ
て終結させた。
【0142】
【表3】 マウス抗体9.3へこの方法を適用すると、9.3VH分子を、TE中に最終
濃度64μMですべてのプライマーを希釈することによって再合成した。次いで
、プライマーセットを、出発対と等モル量で相補的プライマー対を一緒に混合す
ることによって調製した。他の全てのプライマーを、5’および3’の両方の方
向において以前のセットと重複するような対の方法でのセットで組み合わせた。
次いで、これらのプライマー対を、プライマーの最終濃度がTE中で1μM〜3
2μMの範囲になるように希釈した。最初のPCRサイクリングのための反応物
を、以下のように調製した:12ngのプライマー対H31−47(配列番号2
8)およびHAS47−31(配列番号31)を、最終濃度が0.6ng/μl
となるようにこの反応混合物に添加して、次いで、プライマーH22−36(配
列番号27)およびH54−40(配列番号34)を含有するプライマー対2(
最終濃度は50nMであった)の1μMストックを1μl、ならびにExTaq
(日本国滋賀県、TaKaRa Biomedicals)希釈緩衝液、dNT
P、蒸留水およびExTaqDNAポリメラーゼ(1ユニット)を含むPCR混
合物17μlを、製造者の指示に従って、添加した。この反応物を、94℃での
変性を30秒間、55℃でのアニーリングを10秒間、および72℃での伸長を
20秒間として10サイクルにわたりインキュベートした。あるいは、VHのラ
マ化について、使用した第一のプライマー対は、(LV1およびL1HAS)(
配列番号29および32)または(LV2およびL2HAS)(配列番号30お
よび33)であり、そしてプライマー対H22−36(配列番号27)およびL
1H54−40(配列番号35)(または、L2H54−40;配列番号36)
の1μlの1μMストックを第一の反応物に添加した。第二の10サイクル反応
を、19μl PCR混合物ならびに1μlのプライマー対H22−36(配列
番号27)およびH62−49(配列番号37)(2μMストック)の添加後、
同一のサイクル条件下で進行させた。第三の10サイクルPCRを、19μlの
PCR混合物ならびに1μlのプライマー対H13−27(配列番号26)およ
びH70−57(配列番号38)(4μMストック)を添加した後に行った。第
4回のPCRを、同一の条件ならびに1μlプライマー対H4−18(配列番号
25)およびH78−65(配列番号39)(8μMストック)を用いて行った
。第5回のPCRは、19μlのPCR混合物ならびに1μlのプライマー対H
RS1−10(配列番号24)およびH84−73(配列番号40)(16μM
ストック)を添加した後、同一の条件を利用した。20サイクルの反応を、1μ
lのプライマー対HRS1−10およびH92−81(配列番号41)(32μ
Mストック)を添加した後に同一の条件下で行った。8μlのこのPCRを、ア
ガロースゲル電気泳動に供して、増幅についてチェックした。このPCRの残り
を、PCR quickカラム(QIAGEN)を製造者の指示に従って用いて
精製し、そして50μl TE中に溶出した。
【0143】 次いで、新たなPCRを設定し、プライマー濃度および伸長時間の増加につい
て一連の全体の反応セットを開始した。18μlのPCR混合物に、1μlのP
CR産物溶出液、ならびに1μlのプライマー対HRS1−10およびH100
−87(配列番号42)(1μM)を添加した。反応物を、1分間94℃で変性
し、続いて30秒の94℃での変性工程、10秒間の55℃でのアニーリング工
程、および25秒間の72℃での伸長工程を用いる新たな10サイクルプログラ
ムを行った。次のPCRを、19μl PCR混合物ならびに1μlのプライマ
ー対HRS1−10およびH104−95(配列番号43)(2μM)を用いる
ことを除いて同一の条件下で行った。第三回のPCRを、72℃での伸長時間を
30秒に増大させ、19μlのPCR混合物ならびに1μlのプライマー対HR
S1−10およびH111−100(配列番号44)(4μM)を添加すること
を除いて他は同一の10サイクルプログラムを用いて行った。第4回のPCRを
、19μlのPCR混合物ならびに1μlプライマー対HRS1−10およびH
3RS−104(配列番号46)(8μM)を添加した後に行った。ラマ化のた
めに使用したプライマー対は、HRS1−10および93VH3’−BAM(配
列番号45)(8μM)であった。80μlのPCR反応物をPCR−Quic
kで精製し、そして30μlのTE中に溶出した。最終のPCR反応物を、0.
5μlのPCR溶出液、5μl 10×ExTaq緩衝液、4μl 2.5μM
dNTP、40μl dH2O、1μlプライマー対HRS1−10およびH
3RS−104(または93VH3−BAM)を用いて設定した。反応条件には
、60秒間の94℃での変性工程、94℃で30秒間の変性、55℃で10秒間
のアニーリング、および72℃で40秒間の伸長を伴う30サイクルプログラム
、次いで72℃で2分間の最終伸長工程、ならびに回収するまでの4℃での保持
が含まれた。リーダーペプチドを、テンプレートとしてサブクローニングした上
記のPCR産物を用いた2つのPCRサイクルを反復することによって最終的に
付加した。プライマー対OKT3/9.3HYB(配列番号23)および93V
H3−BAM(またはH3RS−104)を、72℃での30秒間の伸長時間を
含む最初の10サイクルの反応に含ませた。第二の10サイクルPCRを、プラ
イマー対OKT3VHLP−S(配列番号22)および93VH3−BAM(ま
たはH3RS−104)を、より長い伸長時間を用いたことを除いては最初のP
CRについて記載したものと同様な反応条件下で添加することによって実施した
。最後に、30サイクルのPCRを、PCR−quick精製した産物をテンプ
レートとして、そして最後のプライマー対OKT3VHLP−Sおよび93VH
3−BAM(またはH3RS−104)をプライマーとして実施して、OKT3
H由来のリーダーペプチドが付着した新しいVHを生成した。
【0144】 (10.1.2.ラマ化抗体の産生およびFACS分析) ラマ化9.3VH分子LV1およびLV2を、9.3VHの再誘導化について記
載したように、成熟VHにおいて残基37、44、45および47での配列にお
いて改変を伴うオリゴ対を用いて構築した(図18)。これらのPCR産物を、
HindIIIおよびBamHIを用いて消化し、そしてpXD発現ベクターに
サブクローニングした。このベクターはまた、ラマIgG2定常領域をコードす
るBamHI−XbaI融合タンパク質カセットを含んでいた。類似の構築物も
また、ラマIgG1およびIgG3定常ドメインを用いて作製した。次いで、この
融合タンパク質発現カセットを、無血清培地中のCOS細胞に一過的にトランス
フェクトし、そしてその上清を48時間後に採取した。培養上清を、AMICO
N濾過ユニットを用いて10倍に濃縮し、そして100μlを106Jurka
t T細胞とともに2時間氷上でインキュベートした。細胞を、1300rpm
で5分間スピンし、上清を吸引し、そして1:40 FITC抗ラマ(Kent
Labs)またはFITC−抗マウス試薬(Biosource Inter
national)を含有する100μl染色緩衝液(PBS,2%FBS)中
に、氷上で1時間再懸濁した。細胞を、1300rpmで5分間再びスピンし、
上清を吸引し、そして200μl染色緩衝液中で洗浄した。最終の細胞ペレット
を400μlの染色緩衝液中に再懸濁し、そしてFACSCAN細胞分別機を用
いて分析した。
【0145】 (10.2.結果) ラマVHHドメインの観察された特徴にもとづいて、非ラマ抗体重鎖を、本明細
書中でラマ化と呼ぶプロセスにおいて軽鎖との対合を必要としないものへと変換
させる方法を開発した。単離されたmAbからのVH配列を、Genbank
DNA配列データベースから利用可能な配列データを用いて決定または同定した
。これらの配列を使用して、VHドメインの短いペプチドをコードする、短い、
重複するオリゴヌクレオチドを設計した。これらのオリゴヌクレオチドの適切な
組合せを用いてVHドメインのデノボ合成を可能にする、随伴するPCRサイク
ル方法を開発した。配列変化は、ラマVHH構造的安定性において重要であると同
定される残基(11、37、44、45および47)にわたるオリゴヌクレオチ
ドへと取り込まれた(表II)。このことについて、任意の抗体の11位を、S
、K、V、TまたはEへと変化させ得;37位を、Y、F、L、V、AまたはI
へと変化させ得;44位を、E、D、K、T、Q、P、AまたはLへと変化させ
得;45位を、R,LまたはIへと変化させ得;そして47位を、F、G、S、
A、L、I、R、Y、MまたはWへと変化させ得る。
【0146】 ラマ化VHドメインを、配列分析のために、HindIII+XbaIフラグ
メントとして、pUC19へとサブクローニングした。一旦配列変化が確認され
ると、そのカセットを、発現研究のために、リーダーペプチドおよびIg融合ド
メインをコードする哺乳動物発現ベクターへと移した。次いで、一過性トランス
フェクション実験からの培養上清を、可溶性Ig融合タンパク質の発現および抗
原結合能力についてスクリーニングした。
【0147】 上記の方法を、図18に示す重複するオリゴヌクレオチドを用いて抗CD28
抗体9.3へと適用した。相補的オリゴヌクレオチドの対を、抗体V領域コード
配列のほぼ中点にて設計した。これらアニーリングしたオリゴヌクレオチドによ
って形成されたDNA二重鎖は、出発オリゴヌクレオチドの長さを両方の末端で
24塩基伸ばした重複する一本鎖プライマーを用いて、V領域の残りを構築する
ための出発点であった。このDNAは、この段階では非常に短いことから、この
PCRの間のサイクル時間を、非常に短く保ち、そして重複するプライマーのモ
ル量もまた、低く抑えた。各連続的増幅工程を用いて、新たに添加したプライマ
ーのモル濃度を増加させ、そしてサイクル時間を若干より長い伸長へと調整した
。このようにして、所望のDNA配列のデノボ構築を二方向で進行させ、そして
クローニングを容易にするためそのDNAの各末端に独特の制限部位を付加した
最後のPCRによって終結させた。
【0148】 図19は、第二工程のFITC結合体化した抗ラマ抗体単独と比較して、9.
3抗体培養上清(10×)のラマ化バージョン2で染色したJurkat細胞に
ついてヒストグラム表示を示す。この結果は、ラマ化マウス抗CD28抗体が、
重鎖のみの抗体として細胞上の標的抗原と結合し得たことを実証する。
【0149】 (11.実施例:標的抗原に結合した抗CD3抗体および抗CD28抗体に由
来するCDRペプチド) この節は、CD3δ、εまたはγサブユニットの細胞外ドメインを含む可溶性
組換え融合タンパク質の生成を記載する。CD3εと、CD3γまたはCD3δ
のいずれかとの同時発現によって、ネイティブなコンホメーションエピトープに
対してのみ結合したものを含む、多数の抗CD3 mAbと高い親和性で相互作
用する融合タンパク質を生じる。従って、これは、ネイティブなCD3ε/δま
たはCD3ε/γヘテロダイマー形成を産生するための方法を表す。この系は、
CD3へテロダイマー形成に必要な条件を規定するのに適切であり、CD3へテ
ロダイマーについての潜在的リガンドを同定するためのツールを提供し、CD3
複合体とT細胞上のTCRとの間の相互作用を潜在的に妨害し得る分子について
スクリーニングする。
【0150】 (11.1.材料および方法) (11.1.1.ペプチド合成) 抗CD3 mAbおよび抗CD298 mAbのCDR3領域全体に対応する
ペプチドを合成し、そしてTyr/Phe−システイン残基をアミノ末端および
カルボキシル末端の両方に付加した。ペプチドの改変を、CDR3領域の1つの
アミノ酸を末端から同時に除去することによって行った。ペプチド合成を、固相
上で、Fmoc化学(HBTU/DIEA活性化およびTFA切断)を用いるこ
とによって実施した。粗ペプチドを、3〜5ペプチドのバッチと合わせ、そして
pH8.5で空気酸化することによって環化した。粗環状ペプチドを、逆相HP
LCで精製し、凍結乾燥し、そして分析的HPLCおよび質量分析法によって特
徴付けた。
【0151】 (11.1.2.BIACORE) BIACOREは、金属/液体の界面で表面プラズモン波を励起する場合に生
じる、表面プラズモン共鳴(SPR)を使用する。光を、分析物(溶液中)とリ
ガンド(固定化された)との間の二分子の相互作用に向け、そしてこれに起因し
て反射させる。CD3εδhuIg、CD3εεhuIgおよびCD28huI
gを、EDC/NHS化学を使用して、カルボキシメチルデキストランチップ上
に共有結合的に固定化し、次いでエタノールアミンでブロックした。ペプチドを
、HBS緩衝液(pH7.2、1%DMSOを含むかまたは含まない)に溶解し
、そしてこれらの融合タンパク質固定化表面を通過させた。非特異的結合を、E
DC/HNS単独、続いてエタノールアミンを固定化することによって調製され
たコントロールの表面にこれらのペプチドを通過させることによって差し引いた
【0152】 (11.1.3.CD3ダイマーの構築) CD3ε−Ig融合構築物(phCD3ε−Ig)を産生するために、ネイテ
ィブな開始コドンおよびリーダー配列を含むCD3εの細胞外ドメインをコード
するcDNAを、以下のプライマーセットを用いてRT−PCRにより、抗CD
3および抗CD28活性化T細胞の総RNAから増幅した(72時間):正方向
プライマー、5’GCG[CTC GAG]CCC ACC ATG CAG
TCG GGC ACT CAC TGG(配列番号55)および逆方向プライ
マー5’GGC C[GG ATC C]GG ATC CAT CTC CA
T GCA GTT CTC ACA(配列番号56)。括弧内のヌクレオチド
は、クローニングのために設計されたXhoI(CTC GAG)部位およびB
amHI(GGA TCC)部位である。PCR産物をXhoIおよびBamH
Iを用いて消化した。切断されたフラグメントを精製した。ヒトIgG1ヒンジ
−CH2−CH3をコードするゲノムフラグメントを保有するCDM8発現ベク
ターを、XhoIおよびBamHIを用いて切断した。切断されたベクターおよ
びPCR産物のライゲーションは、IgG1ヒンジ−CH2−CH3をコードす
るゲノムフラグメントの前およびこれとインフレームに、CD3ε細胞外ドメイ
ンをコードするcDNAを配置した。このベクターにおけるCMVプロモーター
は、哺乳動物細胞におけるCD3−Ig融合タンパク質の発現を制御した。
【0153】 ヒトIgG1ヒンジ−CH2−CH3をコードするcDNAフラグメントを、
ゲノムフラグメントの代わりにCD3δ−(phCD3δ0Ig)およびCD3
γ−Ig(phCD3γ−Ig)構築物に対する融合パートナーとして使用した
。このフラグメントを、pD18発現ベクター(タンパク質発現のためにCMV
プロモーターもまた含む)のBamHI部位およびXbaI部位にクローニング
した。ネイティブな開始コドンおよびリーダー配列を含むCD3δおよびCD3
γの細胞外ドメインをコードするcDNAのフラグメントを、RT−PCRによ
って上記の同じ総RNAから単離した。以下のプライマーを用いた: CD3δ正方向、5’GCG ATA[AAG CTT]GCC ACC A
TG GAA CAT AGC ACG TTT CTC(配列番号57)、 CD3δ逆方向、5’GCG[GGA TCC]ATC CAG CTC C
AC ACA GCT CTG(配列番号58)、 CD3γ正方向、5’GCG ATA[AAG CTT]GCC ACC A
TG GAA CAG GGG AAG GGC CTG(配列番号59)、 CD3γ逆方向、5’GCG[GGA TCC]ATT TAG TTC A
AT GCA GTT CTG AGA C(配列番号60)。 括弧内のヌクレオチドは、クローニングのためのHindIII(AAG CT
T)部位およびBamHI(GAA TTC)部位である。PCR産物をHin
dIIIおよびBamHIで切断した。次いで、精製された切断PCRフラグメ
ントを、pD18ベクターを含む、HindIIIおよびBamHIで切断した
ヒンジ−CH2−CH3にクローニングした。CD3δおよびCD3γの細胞外
ドメインをコードするcDNAは、IgG1ヒンジ−CH2−CD3をコードす
るcDNAの前およびこれとインフレームに置かれた。
【0154】 ジスルフィド結合を形成し得るIgG1ヒンジ−CH2−CH3フラグメント
のヒンジ領域における2つのシステイン残基の存在のため、融合タンパク質は通
常ダイマーとして発現された。
【0155】 COS−7細胞における一過性発現を使用して、異なるCD3−Ig融合タン
パク質を生成した。プラスミドphCD3ε−IgおよびphCD3γ−Igを
、個々にか、またはphCD3ε−Ig+phCD3δ−IgとphCD3ε−
Ig+phCD3γ−Igとの組み合わせで、DEAEデキストラン法によって
COS−7にトランスフェクトした。トランスフェクトされた細胞を、低濃度0
.5%のFBSおよびインスリンを補充した培地において維持した。トランスフ
ェクション後3週間まで、3日間隔で、消費培地を収集した。次いで、消費培地
からプロテインA−セファロースクロマトグラフィーによって、融合タンパク質
を精製した。融合タンパク質の発現を、SDS−PAGE、および抗CD3mA
bを使用するELISAによって確認した。
【0156】 (11.2.結果) CD3−Ig融合タンパク質を、多くの抗CD3 mAb(G19−4、OK
T3、BC3、および64.1を含む)を使用してELISAによって、特徴付
けた。抗CD3 mAbを固定化してCD3−Igを捕捉した。ヒトIgGヒン
ジ−CD2−CD3に対して特異的な抗体−西洋ワサビペルオキシダーゼ結合体
を使用して、CD3−Igの抗CD3 mAbへの結合を検出した。コントロー
ルCD4−Igと同様に、CD3δ−IgのG19−4への結合は、この融合タ
ンパク質が100μg/mlのときでさえ、検出され得なかった(図20)。C
D3ε−IgおよびCD3γ−IgのG19−4への結合は検出されたが、10
0μg/mlの高い濃度でさえ、飽和に達しなかった。一方、CD3εδ−Ig
およびCD3εγ−Igのヘテロダイマーは、非常により高い親和性でG19−
4と結合した(図20)。このアッセイにおいて、CD3εδ−IgおよびCD
3εγ−Igは、それぞれ4μg/mlおよび20μg/mlで飽和した。同様
に、OKT3、BC3、および64.1抗CD3 mAbはまた、CD3εγ−
Igよりもずっと良好にCD3εδ−Igヘテロダイマーと結合することを示し
た。これらのデータは、COS細胞におけるCD3εγ−IgとCD3δ−Ig
とか、またはある程度はCD3εγ−IgとCD3γ−Igとのいずれかの同時
発現は、折り畳まれて、抗CD3 mAbによって規定されるようなそれらのネ
イティブなコンホメーションをとる、ヘテロダイマーのCD3−Ig融合タンパ
ク質を生じたことを示す。さらに、異なる抗CD3抗体に対するCD3−Ig融
合タンパク質の結合親和性を、BIACOREによって測定し、そしてその結果
を表IVに示す。このように、CD3εδおよびCD3εγのヘテロダイマーは
、抗体コート化プレートまたは抗体コート化ビーズにおける抗CD3抗体活性の
検出において、ならびにCD3に特異的に結合する低分子またはぺプチドのスク
リーニングにおいて、使用され得る。
【0157】
【表4】 抗CD3 mAbおよび抗CD28 mAbのCDR3領域を決定し、そして
この領域に対応するペプチドを合成した。システイン残基を、そのペプチドの両
末端に付加し、次に芳香族性残基のチロシンまたはトリプトファンを付加した(
Greene、WO95/34312)。大気酸化で、システイン間でのジスル
フィド架橋の形成に起因して、このぺプチドは環化された。結果として、芳香族
性残基は、環化CDRペプチドの環外部分に位置した。
【0158】 Ig融合タンパク質の形態の標的抗原に対する種々のペプチドの結合親和性を
BIACOREによって測定した。表Vは、多くのペプチドがCD3εδ−Ig
に対して高い結合親和性を提示し、一方、いくつかのペプチドはCD28−Ig
に対して結合親和性を提示したことを示す。従って、小さなCDRぺプチドは、
抗体の代わりにリンパ球の活性化において使用され得る。
【0159】
【表5】 本発明は、本発明の一つの局面の例証として意図される例示された実施態様に
よって範囲を限定されるべきではなく、そして機能的に等価である任意の配列が
、本発明の範囲内である。実際、本明細書中で示されそして記載される改変に加
え、本発明の種々の改変が、上記の記載および添付の図面より当業者に明白とな
る。このような改変は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることを意図さ
れる。
【0160】 本明細書中に引用された全ての刊行物は、その全体が参考として援用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 細胞表面抗体に結合するラマVHHポリペプチドの単離の模式的説明。
【図2】 3つのT細胞表面抗原に特異的な、免疫したmAbは、ヒト血液T細胞の増殖
の増強を誘導した。
【図3】 免疫した抗CD3、抗CD28および抗CD40は、T細胞の増殖の増強を誘
導した。
【図4】 CD8+T細胞の活性化と比較した、精製されたCD4+T細胞の活性化のCD
2、CD3およびCD28間の相乗作用。
【図5】 図5Aおよび図5B。免疫した抗CD2抗体、抗CD3抗体および抗CD28
抗体でのT細胞の刺激は、3Hチミジン取り込みの測定値(5A)と直接相関し
た、細胞増殖(5B)をもたらした。
【図6】 「DYNAL」ビーズ上に同時に固定化したCD3、CD2およびCD28に
対するmAbの相乗効果。
【図7】 図7Aおよび図7B。T細胞増殖に関しての、同時に固定化したmAbと、別
々に固定化したmAbとの比較。CD3×CD28=同じビーズ上に同時に固定
化した抗CD3 mAbおよび抗CD28 mAb。CD3×CD2=同じビー
ズ上に同時に固定化した抗CD3 mAbおよび抗CD2 mAb。CD3+C
D28=抗CD3 mAbまたは抗CD28 mAbでコーティングしたビーズ
の混合物。CD3+CD2=抗CD3 mAbまたは抗CD2 mAbでコーテ
ィングしたビーズの混合物。
【図8】 溶液中の抗CD2または別々のビーズにコーティングされた抗CD2は、T細
胞活性化において、同時に固定化された抗CD3および抗CD28を阻害した。
【図9】 図9A〜図9F。Vβ TCR鎖を発現するT細胞の選択的増殖。
【図10】 図10A〜図10F。ラマB細胞は、CD40および表面免疫グロブリン(I
g)を発現し、そして特定のCD40+細胞は、軽鎖を含まないIgを発現する
。ラマの末梢血リンパ球を、染色しなかった(10A)かまたは以下の抗体で染
色した:抗CD40(10B)、抗CD40および抗軽鎖(10C)、抗軽鎖(
10D)、抗CD40および抗Ig(10E)、ならびに抗Ig(10F)。
【図11】 ラマB細胞は、抗CD40抗体およびCD86(またはB7.2)を発現する
、トランスフェクトされたCHO細胞およびPMAに応答して増殖した。2つの
異なるラマからの結果を示す。
【図12】 分画したラマ抗体のSDS−PAGE分析。レーン1は、IgG1 D(DE
AEフロースルー)、レーン2は、IgG1 G(pH2.7で溶出したプロテ
インG結合抗体)を含み、レーン3は、IgG2およびIgG3(pH3.5で
溶出したプロテインG結合抗体)を含み、そしてレーン4は、IgG3(プロテ
インGフロースルー)を含む。レーン3およびレーン4は、軽鎖を含まない抗体
重鎖を示す。
【図13】 図13A〜図13H。ラマの重鎖のみの抗体(IgG2およびIgG3)は、
ヒトT細胞表面抗原に結合した。Jurkat T細胞を、IgG1 G(13
A)、IgG1 D(13C)、IgG2+IgG3(13E)、またはIgG
3(13G)で染色し、続いて第2工程抗Ig試薬で染色した。Jurkat
T細胞をまた、同じ抗体画分(13B、13D、13F、および13H)で染色
し、続いて第2工程抗軽鎖試薬で染色した。
【図14】 ラクダ科VHHファージディスプレーベクター。
【図15】 ファージクローンL10およびL11は、CHO細胞表面上に発現された高分
子量のタンパク質と反応した。
【図16A】 VHHポリペプチドのアミノ酸配列アラインメント。16Aは、いくつかの独特
なハイブリッド配列(配列番号1〜9)のアラインメントを示す。
【図16B】 VHHポリペプチドのアミノ酸配列アラインメント。16Bは、以前に報告され
たラクダ可変領域に類似する、いくつかの完全配列(配列番号10〜15)のア
ラインメントを示す。
【図17】 ラマ定常領域の配列(配列番号16〜21)。
【図18】 抗体9.3ラマ化についてのオリゴヌクレオチド(配列番号22〜46)。重
複するオリゴヌクレオチドを用いて、9.3 VH野生型およびラマ化した、バ
ージョン1(LV1)およびバージョン2(LV2)を再度合成した。ラマ化し
たオリゴヌクレオチドについての空いたスペースは、野生型と同一であり、従っ
て、改変した残基のみを列挙する。
【図19】 ラマ化9.3 VHでラマ化したJurkat T細胞のFACS分析。
【図20】 抗CD3mAbであるC19−4に対する種々のCD3−Ig融合タンパク質
の結合活性。
【配列表】
【手続補正書】
【提出日】平成12年8月22日(2000.8.22)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図9F】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図10F】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図13D】
【図13E】
【図13F】
【図13G】
【図13H】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図18】
【図19】
【図20】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07K 16/18 C12N 15/00 ZNAA 19/00 5/00 E C12N 5/06 B 5/10 A61K 37/02 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ハイデン レッドベター, マーサ アメリカ合衆国 ワシントン 98177, ショアライン, リッジフィールド ロー ド エヌ.ダブリュー. 18798 (72)発明者 ブラッディ, ウイリアム エイ. アメリカ合衆国 ワシントン 98201, ボセル, 219ティーエイチ プレイス エス.ダブリュー. 618 (72)発明者 グロスメイア, ローラ エス. アメリカ合衆国 ワシントン 98025, ホバート, ピー.オー.ボックス 252 (72)発明者 ロウ, チェ−リャン アメリカ合衆国 ワシントン 98133, ショアライン, フレモント アベニュー ノース 18834 (72)発明者 デュア, ラジ アメリカ合衆国 ワシントン 98029, イサック, エス.イー. 39ティーエイ チ プレイス 25936 Fターム(参考) 4B024 AA01 AA11 BA61 CA04 CA11 DA06 GA14 HA11 HA17 4B065 AA26X AA90X AA90Y AA94X AB01 CA24 CA44 CA46 4C084 AA02 AA07 AA13 AA14 BA01 BA02 BA08 BA23 CA17 CA53 CA56 CA59 DA01 DA58 NA05 NA13 NA14 ZB072 4H045 AA10 AA20 BA10 BA41 CA42 DA50 DA75 EA22 EA54 FA74

Claims (49)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リンパ球を活性化するための方法であって、該リンパ球によ
    り発現される3以上の抗原を凝集させる工程、および該リンパ球を活性化させる
    工程、を包含する、方法。
  2. 【請求項2】 前記リンパ球が、T細胞である、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記T細胞が、CD4を発現する、請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記3以上の抗原が、CD2、CD3、CD4、CD5、C
    D6、CD8、CD18、CD25、CD27、CD28、CD40、CD43
    、CD45、CD45RA、CD45RO、CDw137、CDW150、CD
    152、CD154、ICOS、TCRα、TCRβ、TCRδ、TCRγ、お
    よびサイトカインレセプターの組合せから選択される、請求項2に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記抗原が、単一の多重特異性分子により凝集される、請求
    項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記抗原が、1以上の抗体またはその抗原結合性誘導体によ
    り凝集される、請求項4に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記抗体が、重鎖またはその抗原結合性誘導体のみを含む、
    請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記抗原結合性誘導体が、VHHである、請求項7に記載の方
    法。
  9. 【請求項9】 前記抗原が、ペプチドにより凝集される、請求項4に記載の
    方法。
  10. 【請求項10】 前記ペプチドが、抗体の相補性決定領域に由来する、請求
    項9に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記抗原が、それらの対応するリガンドにより凝集される
    、請求項4に記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記抗体または抗原結合性誘導体が、固体表面上に固定さ
    れる、請求項6に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記抗体または抗原結合性誘導体が、粒子状基体上に結合
    体化される、請求項12に記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記抗体または抗原結合性誘導体が、連続する順序で配置
    される、請求項12に記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記T細胞が活性化されて増殖する、請求項2に記載の方
    法。
  16. 【請求項16】 前記T細胞が活性化されてサイトカインを生成する、請求
    項2に記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記T細胞が活性化されて、細胞表面抗原のその発現を変
    更する、請求項2に記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記T細胞が活性化されて、サイトカインのその発現を変
    更する、請求項2に記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記T細胞が活性化されて、アポトーシスを受ける、請求
    項2に記載の方法。
  20. 【請求項20】 前記リンパ球が、B細胞である、請求項2に記載の方法。
  21. 【請求項21】 前記3以上の抗原が、表面Ig、CD18、CD19、C
    D20、CD21、CD22、CD23、CD40、CD45、CD80、CD
    86、B7.3、およびICAM1の組合せから選択される、請求項20に記載
    の方法。
  22. 【請求項22】 前記B細胞が活性化されて増殖する、請求項20に記載の
    方法。
  23. 【請求項23】 前記B細胞が活性化されてアポトーシスを受ける、請求項
    20に記載の方法。
  24. 【請求項24】 多重特異性タンパク質であって、リンパ球の表面に発現さ
    れる3以上の抗原に対して特異的な結合部位を含む、多重特異性タンパク質。
  25. 【請求項25】 T細胞を活性化する、請求項24に記載の多重特異性タン
    パク質
  26. 【請求項26】 T細胞の活性化を阻害する、請求項24に記載の多重特異
    性タンパク質。
  27. 【請求項27】 B細胞を活性化する、請求項24に記載の多重特異性タン
    パク質。
  28. 【請求項28】 B細胞の活性化を阻害する、請求項24に記載の多重特異
    性タンパク質。
  29. 【請求項29】 VHHドメインを含む、請求項24に記載の多重特異性タン
    パク質。
  30. 【請求項30】 相補性決定領域を含む、請求項24に記載の多重特異性タ
    ンパク質。
  31. 【請求項31】 薬学的組成物であって、請求項24に記載の多重特異性タ
    ンパク質を含む、組成物。
  32. 【請求項32】 二重特異性タンパク質であって、リンパ球の表面に発現さ
    れる2つの抗原に特異的な結合部位を含み、そして該リンパ球の活性化を阻害す
    る、二重特異性タンパク質。
  33. 【請求項33】 前記リンパ球が、T細胞である、請求項32に記載の二重
    特異性タンパク質。
  34. 【請求項34】 前記リンパ球が、B細胞である、請求項32に記載の二重
    特異性タンパク質。
  35. 【請求項35】 VHH領域を含む、請求項32に記載の二重特異性タンパク
    質。
  36. 【請求項36】 相補性決定領域を含む、請求項32に記載の二重特異性タ
    ンパク質。
  37. 【請求項37】 薬学的組成物であって、請求項32に記載の二重特異性タ
    ンパク質を含む、組成物。
  38. 【請求項38】 単離された重鎖のみの抗体であって、細胞表面抗原または
    その抗原結合誘導体に結合する、抗体。
  39. 【請求項39】 VHHである請求項38に記載の抗原結合誘導体。
  40. 【請求項40】 重鎖のみの抗体を発現するB細胞を単離するための方法で
    あって、B細胞を細胞混合物から単離する工程であって、該B細胞がCD40を
    発現し、かつ免疫グロブリン軽鎖を発現しない、工程、を包含する、方法。
  41. 【請求項41】 cDNAライブラリーであって、ラマVHH領域をコードす
    るポリヌクレオチドを含む、cDNAライブラリー。
  42. 【請求項42】 前記ポリヌクレオチドが、重鎖のみの抗体をコードする、
    請求項41に記載のcDNAライブラリー。
  43. 【請求項43】 単離されたポリペプチドであって、配列番号1〜9からな
    る群より選択されるアミノ酸配列を含む、単離されたポリペプチド。
  44. 【請求項44】 図8に示されるとおりの、改変されたファージディスプレ
    イベクター。
  45. 【請求項45】 請求項44に記載のベクターを用いて、ヒトリンパ球の表
    面抗原に結合するラマVHHをクローニングおよび発現する方法。
  46. 【請求項46】 重鎖可変領域をラマ化する方法であって、 (a)該重鎖可変領域コード配列のほぼ中点に2つの相補的なオリゴヌクレオ
    チドをアニーリングする工程;および (b)ポリメラーゼ連鎖反応によって一本鎖プライマーをオーバーラップさせ
    ることにより該アニーリングしたオリゴヌクレオチドを伸長させる工程であって
    ;ここで、該オリゴヌクレオチドが、11位、37位、44位、45位または4
    7位に、該重鎖可変領域コード配列には存在しないアミノ酸残基をコードする、
    工程、 を包含する、方法。
  47. 【請求項47】 融合タンパク質であって、CH1のラマ定常ドメイン、ヒ
    ンジ、CH2、CH3、またはそれらの組合せ、および異種非ラマポリペプチド
    を含む、融合タンパク質。
  48. 【請求項48】 ペプチドであって、配列番号61〜63、69〜71、7
    2〜74、75および80からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、ペプ
    チド。
  49. 【請求項49】 可溶性ヒトCD3ヘテロダイマーポリペプチド。
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