JP2011155980A - ヒトインターロイキン−13に対する抗体およびそれらの使用 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】抗体またはその抗原結合性フラグメントであって、10−7M未満のKDでIL−13と結合し、規定のの特性を有する抗体またはその抗原結合性フラグメントを提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】なし
Description
結合して1つまたはそれ以上のIL−13関連活性、特にIL−13のシグナル伝達活性を中和および/または阻害することができる抗体は、アレルギー性喘息、非アレルギー性喘息などのIL−13仲介性疾患、ならびに線維症、好酸球増加症および粘液産生などの喘息関連病変を治療するのに有用である。
例えば、本開示は、1つまたはそれ以上のIL−13関連活性を変調する(例えば、IL−13生物活性を中和する)、IL−13に対するマウス抗体(mAb13.2)、mAb13.2のキメラバージョン(ch13.2)、mAb13.2の部分ヒト化バージョン(h13.2v1)およびmAb13.2の2つの完全ヒト化バージョン(h13.2v2およびh13.2v3)の可変領域をコードする精製および単離ポリヌクレオチドを提供する。
2SSPE(1×SSPEは、0.15M NaCl、10mM NaH2PO4および1.25mM EDTA、pH 7.4である)は、ハイブリダイゼーション緩衝液および洗浄緩衝液においてSSC(1×SSCは、0.15M NaClおよび15mMクエン酸ナトリウムである)の代用にすることができる;洗浄は、ハイブリダイゼーション終了後15分間行われる。
TB *−TR *:長さが50塩基対未満であると予想されるハイブリッドについてのハイブリダイゼーション温度は、ハイブリッドの融解温度(Tm)よりも5〜10℃低くなければならず、Tmは、下式に従って決定される。長さが18塩基対未満のハイブリッドについては、Tm(℃)=2(A+T塩基の数)+4(G+C塩基の数)。長さが18〜49塩基対のハイブリッドについては、Tm(℃)=81.5+16.6(log10Na+)+0.41(%G+C)−(600/N)であり、ここで、Nは、ハイブリッド中の塩基数であり、Na+は、ハイブリダイゼーション緩衝液中のナトリウムイオンの濃度である(1×SSCのNa+=0.165M)。
ポリヌクレオチドハイブリダイゼーションについての厳密性条件の追加例は、参照により本明細書に組み込まれているSambrook他、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、Chs.9&11、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、NY(1989)およびAusubel他、編、Current Protocols in Molecular Biology、Sects.2.10&6.3−6.4、John Wiley & Sons,Inc.(1995)に提供されている。
抗体およびそれらのフラグメントである結合性物質以外の、IL−13と結合する結合性物質、特に、IL−13との結合についてmAb13.2および本明細書に記載されている他の抗体と競合する結合性物質も提供される。例えば、それらの結合性物質は、IL−13上でmAb13.2と同一のエピトープまたは重複するエピトープと結合することができる。結合性物質は、IL−13活性を阻害または中和することが好ましい。例えば、結合性物質は、IL−13のIL−4Rαとの結合を阻害し、例えば、IL−13のIL−13Rα1との結合を妨げない。そのような結合性物質は、本明細書に記載されている方法、例えば、障害を治療および予防する方法において使用することができる。本明細書に記載されているすべての実施形態は、IL−13結合性物質との使用に適合させることができる。
一般に、細胞内または細胞外の任意のモジュラードメインを使用することができる。
抗IL−13抗体(または、他のIL−13結合性物質)は、例えば、薬学的に許容できる担体との組合せにより、医薬組成物中に組み入れることができる。また、そのような組成物は、例えば、様々な希釈剤、充填剤、塩、緩衝液、安定剤、可溶化剤および当技術分野においてよく知られている他の材料を含有することができる。用語「薬学的に許容できる」は、1つまたはそれ以上の活性成分の生物学的活性の有効性を妨害しない非毒性材料を意味する。担体の特徴は、投与の経路によって異なることがある。
IL−13抗体またはそのフラグメントが含まれる組成物は、吸入または肺デリバリーの他の方法のために調剤することができる。したがって、本明細書に記載されている化合物は、肺組織へ吸入により投与することができる。本明細書で使用する用語「肺組織」は、呼吸器管の任意の組織を指し、他に指示されている場所を除いて、上部呼吸器管と下部呼吸器管の両方が含まれる。IL−13抗体またはそのフラグメントは、肺疾患を治療するための既存の方法のうちの1つまたはそれ以上と組み合わせて投与することができる。
一実施形態において、IL−13抗体またはそのフラグメントは、循環における、例えば、血液、血清、リンパ、気管支肺もしくは気管支肺胞洗浄液または他の組織におけるその安定化および/または保持を、例えば、少なくとも1.5、2、5、10または50倍改善する部分と物理的に連結される。例えば、IL−13抗体またはそのフラグメントを、ポリマー、例えば、ポリアルキレンオキシドまたはポリエチレンオキシドなどの実質的に非抗原性のポリマーと連結することができる。適当なポリマーは、重量によって実質的に異なるはずである。約200〜約35,000(または約1,000〜約15,000または約2,000〜約12,500)の数平均分子量を有するポリマーを使用することができる。例えば、IL−13抗体またはそのフラグメントを、水溶性ポリマー、例えば、親水性ポリビニルポリマー、例えば、ポリビニルアルコールおよびポリビニルピロリドンにコンジュゲートさせることができる。そのようなポリマーの非限定的リストには、ポリエチレングリコール(PEG)またはポリプロピレングリコールなどのポリアルキレンオキシド、ポリオキシエチル化されたポリオール、それらのコポリマーおよびそれらのブロックコポリマーが含まれるが、ただし、ブロックコポリマーの水溶性は、維持されるものとする。
さらに別の態様において、本開示は、IL−13と結合しかつ/またはIL−13を中和する抗体、例えば、本明細書に記載されている抗体を、その活性を阻害するのに十分な量で投与することによる、インビボでIL−13の1つまたはそれ以上の関連活性を中和および/または阻害するための方法を扱う。また、そのような抗体を、IL−13仲介性炎症反応の阻害を必要とする対象に投与することができる。これらの状態には、例えば、気道炎症、喘息、線維症、好酸球増加症および粘液産生の増加が含まれる。
IL−13アンタゴニスト(例えば、本明細書に記載されている抗体または抗原結合性フラグメントなどのIL−13結合性物質)を用い、喘息(例えば、アレルギー性および非アレルギー性喘息(例えば、低年齢の小児における、例えば、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)の感染による));気管支炎(例えば、慢性気管支炎);慢性閉塞性肺疾患(COPD)(例えば、肺気腫(例えば、タバコ誘発性肺気腫);気道炎症、好酸球増加症、線維症および過剰な粘液産生を含む状態、例えば、嚢胞性線維症、肺線維症およびアレルギー性鼻炎が含まれるがこれらに限定されない呼吸器障害を治療または予防することができる。
「アトピー性の」は、アレルギー反応を発症する遺伝的傾向が存在することが多い一群の疾患を指す。アトピー性障害の例には、アレルギー、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、喘息および枯草熱が含まれる。喘息は、例えば、気管支過敏性および可逆的気流閉塞などの間欠性呼吸器症状に伴う表現型的に異種性の障害である。喘息の免疫病理組織学的特徴には、例えば、気道上皮の裸出、基底膜下のコラーゲン沈着、浮腫、肥満細胞活性化および炎症性細胞浸潤(例えば、好中球、好酸球およびリンパ球による)が含まれる。さらに、気道炎症は、気道過敏性、気流制限、急性気管支収縮、粘液栓形成、気道壁リモデリングおよび他の呼吸器症状の一因となることがある。IL−13アンタゴニスト(例えば、本明細書に記載されている抗体または抗原結合性フラグメントなどのIL−13結合性物質)を投与し、これらの症状のうちの1つまたはそれ以上を改善することができる。
IL−13およびその受容体は、少なくとも一部のタイプの癌、例えば、造血細胞に由来する癌または脳もしくは神経細胞に由来する癌(例えば、神経膠芽腫)の発生に関与することがある。例えば、IL−13シグナル伝達経路の遮断は、例えば、可溶性IL−13受容体またはSTAT6−/−欠損マウスの使用を介して、それぞれホジキンリンパ腫細胞系または転移性乳癌の腫瘍発症および/または増殖の遅延につながる(Trieu他(2004)Cancer Res.64:3271−75;Ostrand−Rosenberg他(2000)J.Immunol.165:6015−6019)。IL−13Rα2を発現する癌(HusainおよびPuri(2003)J.Neurooncol.65:37−48;Mintz他(2003)J.Neurooncol.64:117−23)は、本明細書に記載されている抗IL−13抗体により特異的に標的とされることがある。IL−13アンタゴニスト、例えば、抗IL−13抗体およびそれらのフラグメントは、癌細胞増殖または他の癌細胞活性を阻害するのに有用なことがある。癌は、正常な増殖制御に対する反応性を失い、通常は、対応する正常細胞に比べて調節低下を伴って増殖する1つまたはそれ以上の細胞を指す。
IL−13アンタゴニスト(例えば、本明細書に記載されている抗体または抗原結合性フラグメントなどのIL−13結合性物質)は、炎症および線維症、例えば、肝臓の線維症を治療するのにも有用である。IL−13産生は、肝臓炎症(例えば、ウイルス性肝炎)の肝硬変およびおそらく肝細胞癌への進行と相関関係があるとされている(de Lalla他(2004)J.Immunol.173:1417−1425)。線維症は、例えば、正常な組織が、炎症後に多い瘢痕組織により置き換えられる場合に起きる。B型肝炎ウイルスとC型肝炎ウイルスは共に、肝臓において線維形成反応を引き起こし、肝硬変に進行することがある。次いで、肝硬変は、肝不全または肝細胞癌などの重症な合併症に発展することがある。本明細書に記載されているIL−13アンタゴニスト、例えば、抗IL−13抗体を用いてIL−13活性を遮断することは、炎症および線維症、例えば、肝疾患、特にB型肝炎およびC型肝炎に伴う炎症、線維症および肝硬変を低減することができる。
炎症性腸疾患(IBD)は、腸の炎症を引き起こす疾患の一般名である。炎症性腸疾患の2つの例は、クローン病および潰瘍性大腸炎である。IL−13/STAT6シグナル伝達は、炎症性腸疾患のモデルであるマウス平滑筋の炎症誘発性収縮性亢進(hypercontractivity)に関与していることが見い出されている(Akiho他(2002)Am.J.Physiol.Gastrointest.Liver Physiol.282:G226−232)。IL−13アンタゴニスト(例えば、本明細書に記載されている抗体または抗原結合性フラグメントなどのIL−13結合性物質)は、炎症性腸疾患または炎症性腸疾患の1つまたはそれ以上の症状を治療、予防または軽減するのに有用なことがある。
IL−13アンタゴニスト(例えば、本明細書に記載されている抗体または抗原結合性フラグメントなどのIL−13結合性物質)を用い、対象を免疫化するためのワクチン調剤の有効性を高めることができる。例えば、IL−13アンタゴニストを、免疫化の前、免疫化中および/または免疫化後に投与し、ワクチン有効性を高めることができる。一実施形態において、ワクチン調剤は、1つまたはそれ以上のIL−13アンタゴニストおよび抗原、すなわち、免疫原を含有する。別の実施形態において、IL−13アンタゴニストおよび免疫原は、お互いに、例えば、1時間、3時間、1日または2日以内に別々に投与される。
本明細書に記載されているIL−13と結合するタンパク質、例えば、抗体は、インビトロおよびインビボでの診断上の有用性を有する。例示的方法には、(i)IL−13抗体を対象に投与すること;および(ii)対象においてIL−13抗体を検出することが含まれる。検出することには、対象におけるIL−13抗体の位置を決定することが含まれてよい。別の例示的方法には、IL−13抗体をサンプル、例えば、対象からのサンプルに接触させることが含まれる。
生物学的サンプル中のIL−13のレベルを測定することにより、喘息および/またはアトピー性障害(例えば、IL−13に対する感受性増加に起因する)の進行を診断、予知および/またはモニターすることも可能である。特に、本明細書に開示されている抗体は、ある患者が、アレルギー性喘息を患っているか非アレルギー性喘息を患っているかかを区別する方法において使用することができる。
IL−13アンタゴニスト、例えば、抗IL−13抗体またはそのフラグメントは、キットにおいて、例えば、キットの構成要素として提供することができる。例えば、キットには、(a)IL−13アンタゴニスト、例えば、抗IL−13抗体またはそのフラグメント、例えば、IL−13抗体またはそのフラグメントが含まれる組成物および、所望により、(b)情報材料が含まれる。情報材料は、本明細書に記載されている方法のための、記述的材料、教育的材料、マーケティング材料または本明細書に記載されている方法および/またはIL−13アンタゴニスト、例えば、抗IL−13抗体またはそのフラグメントの使用に関する他の材料であってよい。
ヒトIL−13に特異的なマウスモノクローナル抗体の作成
実施例1.1:ヒトIL−13と結合するマウスモノクローナル抗体(mAb13.2)の単離
ポリクローナル抗血清は、組換えヒトIL−13(R&D Systems、Minneapolis、MN)による雌性BALB/cマウスの免疫化により調製した。血清を、ELISAにより、ヒトIL−13との結合についてスクリーニングした。高い血清抗体価を示すマウス由来の脾細胞を、P3X63_AG8.653骨髄腫(ATCC)と融合させ、選択培地にプレートした。融合物を、限界希釈による3回のサブクローニングで単離し、ヒトIL−13に対する結合親和性を有する抗体の産生についてスクリーニングした。3種のモノクローナル抗体は、IL−13と結合し、機能性IL−13シグナル伝達複合体の形成を妨害し、1つまたはそれ以上のIL−13関連活性を中和および/または阻害することができ、抗体mAb13.2(IgG1κ)をさらなる研究のために選択した。
実施例1.1において単離されたマウスモノクローナル抗体、すなわち、mAb13.2が、ヒトIL−13と高い親和性および特異性で結合することを確認するためのいくつかの措置を講じた。第一に、ヒトIL−13に対する3種のモノクローナル抗体(mAb13.2、mAb13.4およびmAb13.9)のBIACORE(商標)分析を、ビオチン化IL−13が固定化されている69 RUストレプトアビジンチップを用いて行った。3種の抗体を個別にチップ上へ通すと、各々は、速やかな結合を示した(図1)。緩衝液交換すると、解離は遅かった(図1)。第二に、mAb13.2のBIACORE(商標)分析を、mAb13.2が固定化されているBiacoreチップを用いて行った。様々な濃度のIL−13をチップ上へ通した。この場合も、速やかな結合および遅い解離が見られた(図2)。第三に、ELISAによる分析は、mAb13.2が、臍帯血T細胞に由来する天然IL−13が含まれる試験されたすべての形態のヒトIL−13と結合することを決定した(図3)。プレートは、抗FLAG(商標) M2抗体でコーティングした。FLAG−ヒトIL−13の結合は、ビオチン化mAb13.2およびストレプトアビジン−ペルオキシダーゼで検出した。ELISAは、mAb13.2とIL−13の間の結合が、マイトジェン活性化、Th2優性型、臍帯血単核細胞から単離された天然ヒトIL−13および組換えヒトIL−13と競合することを立証した(図3)。mAb13.2の組換えマウスIL−13との検出可能な結合は認められなかった(図3)。ELISAにより見い出された結果を確認するため、モノクローナル抗体、mAb13.2を、Biacoreチップ上にコーティングし、組換えヒトIL−13または喘息に苦しむ患者において高頻度で発現される(Heinzmann他(2000)Hum.Mol.Genet.9:594)多形形態のIL−13(ARG変異体)を含有する溶液をチップ上へ通した。両形態は、速やかな結合および抗体からの検出不可能な解離を示した(図4A)。最後に、GLP(優良実験室規範)条件下で行われた予備的な交差反応性研究中に、mAb13.2は、剖検または生検で得られた37種の正常なヒト組織の一団、すなわち、DC CPMP Guideline III/5271/94 Draft 5、「モノクローナル抗体の製造および品質管理(Production and quality control of monoclonal antibodies)」のAnnex II中の「交差反応の免疫組織化学的検討に使用すべきヒト組織の提案リスト(suggested list of human tissues to be used for immunohistochemical investigations of cross−activity)」上のすべての組織および1997 US FDA/CBER「Points to Consider in the Manufacture and Testing of Monoclonal Antibody Products for Human Use」の表2に推奨されているすべての組織が含まれる組織の一団に対して有意な交差反応性を示さなかった。
インビトロで1つまたはそれ以上のIL−13関連活性を中和するmAb13.2の能力を、TF1バイオアッセイ、ヒト末梢血単球およびヒト末梢血B細胞を用いて確認した。適切な条件下、ヒトTF1赤白血病細胞系の増殖を、IL−13依存性にすることができる。第一に、最適以下の濃度の組換えヒトIL−13かヒトIL−13のARG変異体のどちらかで誘発されるサイトカイン依存性TF1細胞系の増殖がmAb13.2により阻害されるか否かを決定した。図4Bは、mAB13.2が、TF1増殖を刺激する組換えヒトIL−13とヒトIL−13のARG変異体の両方の能力を阻害したことを示している。第二に、TF1細胞系をIL−13不足とし、次いで、最適以下の濃度の組換えヒトIL−13に暴露し、精製マウスmAb13.2か可溶性IL−13受容体(rhuIL−13Rα2)のどちらかの存在下で増殖を誘導した。細胞を3日間インキュベートし、最後の4時間にわたる3H−チミジン取り込みを、液体シンチレーションカウンティングにより測定した。最適以下のIL−13濃度において、mAb13.2は、TF1増殖の用量依存的阻害を引き起こした(図5)。この効果のIC50、250pMは、可溶性rhuIL−13Rα2のIC50に極めて匹敵する(図5)。例示的抗体は、この効果について、約50〜500pMまたは120〜300pMまたは240〜350pMのIC50を有する。
インビボで1つまたはそれ以上のIL−13関連活性を中和するマウスmAb13.2の有効性を、ブタ回虫(Ascaris suum)に対して生まれつきアレルギーのあるカニクイザルにおける抗原誘発性気道炎症のモデルを用いて試験した。このモデルにおいて、ブタ回虫(Ascaris suum)抗原によるアレルギー性サルのチャレンジは、炎症細胞、特に、好酸球の気道中への流入をもたらす。細胞のこの流入を予防するmAb13.2の能力を試験するため、ブタ回虫(Ascaris suum)抗原によるチャレンジの24時間前に抗体を投与した。チャレンジの日に、ベースラインの気管支肺胞洗浄液(BAL)サンプルを、左肺から採取した。次いで、抗原を、右肺中に気管内注入した。24時間後、右肺を洗浄し、8mg/kgの腹水−精製mAb13.2で静脈内処置した動物由来のBAL液を、未処置の動物由来のBAL液と比較した。好酸球数は、チャレンジ後に5頭の未処置動物のうちの4頭で増加し、それと比較して、mAb13.2で処置した6頭の動物のうち1頭で増加した(図9)。BAL好酸球百分率は、未処置群については有意に増加したが(p<0.02)、抗体処置群については有意に増加しなかった。これらの結果は、mAb13.2が、アレルゲンをチャレンジされたアレルギー性動物における気道好酸球増加症を効率的に予防することを裏付けた。
おそらく、IL−13関連活性は、IL−13Rα1およびIL−4Rα鎖からなる受容体複合体を介して仲介される。先ず、サイトカインは、細胞の表面上で、比較的低親和性のIL−13Rα1との相互作用を起こす。次いで、IL−13/IL−13Rα1複合体は、IL−4Rαを動員し、完全IL−13受容体を形成し、高い親和性でそのリガンド(IL−13)と結合する(Zurawski他(1993)EMBO J.12:2663;Zurawski他(1995)J.Biol.Chem.270:23869)。次いで、IL−13の高親和性受容体との結合は、ヤヌスキナーゼ−シグナル伝達性転写因子(JAK−STAT)経路が関わるIL−4Rα鎖を介し、例えば、IL−13に対する初期細胞応答のうちの1つとしてモニターすることができるSTAT6のリン酸化を介して下流シグナルを送る(Murata他、前掲書)。エピトープマッピング、X線結晶学、さらにはBIACORE(商標)分析などのいくつかのアプローチを用い、マウスmAb13.2とヒトIL−13の間の相互作用を解明し、さらに、1つまたはそれ以上のIL−13関連活性を変調するmAb13.2の能力の根底にある基盤を調べた。
キメラmAb13.2抗体(ch13.2)の作成
実施例2.1:キメラmAb13.2抗体(ch13.2)の単離
mAb13.2をコードする可変重(VH)および可変軽(VL)遺伝子を、抗体を産生するハイブリドーマから単離されたmRNAからクローン化し配列決定した。VH配列は、ヒトFc受容体および補体成分との結合を低減するための2つの点変異(L234AおよびG237A)を含むヒトIgG1をコードするpED6 huIgG1_mut発現ベクター(配列番号17;Morgan他(1995)Immunology 86:319−24;Shields他(2001)J.Biol.Chem.276:6591−604)中にサブクローニングした。mAb13.2のVL配列は、pED6 Kappa発現ベクター中にサブクローニングした。mAb13.2のVHおよびVL配列を含む発現ベクターをCOS−1細胞中に同時形質移入し、キメラmAb13.2抗体(ch13.2)を馴化培地から精製した。
キメラ抗体、ch13.2を、IL−13結合について試験した。モノクローナル抗体mAb13.2、mAb13.2のキメラ形態(ch13.2)および対照抗体(13.8)を、抗FLAG抗体と共にELISAプレート上に固定化されたヒトIL−13−FLAGとの結合についてビオチン化マウスmAb13.2と競合するそれらの能力について試験した。キメラ抗体、ch13.2は、mAb13.2と同様に、IL−13と競合的に結合することができた(図14A)。別の試験において、ヒト末梢血単球を、IL−13で一夜処理し、様々な濃度のマウスmAb13.2またはch13.2の存在下でCD23発現を誘導した。図14Bに示されるように、ch13.2は、mAb13.2と同程度に、単球によるIL−13仲介性CD23発現を妨害した。
部分および完全ヒト化mAb13.2抗体(h13.2v1およびh13.2v2)の作成
実施例3.1:部分ヒト化mAb13.2抗体(h13.2v1)の単離
mAb13.2のヒト化は、アミノ酸配列相同性、CDRクラスター分析、発現ヒト抗体の中での使用頻度およびヒト抗体の結晶構造に関する入手可能な情報に基づいた。ヒト化は、ヒトDP−54可変重(VH)およびDPK−9可変軽(VL)生殖系列遺伝子(それぞれ、例えば、図16および17に示す)に基づいた。抗体結合、VH−VL対合および他の要素に対する可能な影響を考慮に入れ、マウス残基を、若干の例外はあるものの、マウスおよびヒトフレームワーク残基が異なるヒト残基に変異させた。ch13.2 VH鎖アミノ酸配列のヒトDP−54生殖系列遺伝子の予想アミノ酸配列および得られた部分ヒト化h13.2v1 VH鎖アミノ酸配列との比較を図15に示す。ch13.2 VL鎖アミノ酸配列のヒトDPK−9の予想アミノ酸配列および得られた部分ヒト化h13.2v1 VL鎖との比較を図16に示す。図16および17に見られるように、h13.2v1 VHおよびVL鎖は、それぞれch13.2 VHおよびVL鎖の相補性決定領域(CDR)、すなわち抗原結合性領域を保持していた。さらに、VHフレームワーク中の1つの残基およびVLフレームワーク中の2つの残基のみをマウスに保ち、抗原結合性領域およびVH−VL対合を劇的に変化させる危険性を軽減した(図16および17)。
図15および図16に示すように、h13.2v1は、フレームワーク領域中に3つのマウス残基、すなわちVH鎖に1つおよびVL鎖に2つを保持していた。mAb13.2 FabとヒトIL−13の共結晶構造についての予備的作業および分析は、3つの残基すべてをヒトに変異させ得ることを裏付けた。これらは、VH鎖における3番残基(マウスではK、ヒトではQ)、VL鎖における4番残基(マウスではL、ヒトではM)およびVL鎖における72番残基(生殖系列では68番;マウスではR、ヒトではG)であった。したがって、mAb13.2の完全ヒト化バージョン、h13.2v2を作成するため、PCR変異誘発を用い、h13.2v1のVH鎖における変異K3Qおよびh13.2v1のVL鎖におけるL4MおよびR72Gを導入した。h13.2v2の最終VHおよびVL配列を、それぞれ図17および図18に示す。h13.2v2のVLおよびVHをコードするヌクレオチド配列を、それぞれ配列番号4および配列番号8と命名する。
IL−13−FLAGとの結合についてビオンチン化mAb13.2と競合する完全ヒト化mAb13.2(h13.2v2)の能力は、実施例2に記載されているようなELISAにより判定した。データは、mAb13.2のキメラ(ch13.2)、部分ヒト化(h13.2v1)および完全ヒト化バージョンが、同程度までFLAG−ヒトIL−13との結合について、ビオチン化mAb13.2と競合することができることを立証した(図19A)。BIACORE分析も、IL−13が、固定化h13.2v2に対する速やかな結合および遅い解離を有することを裏付けた(図19B)。
さらに、ヒト単球によるCD23のIL−13仲介性細胞表面発現を阻害し、HT−29細胞におけるIL−13誘発性STAT6リン酸化を低減するmAb13.2のキメラ(ch13.2)、部分ヒト化(h13.2v1)および完全ヒト化(h13.2v2)バージョンの能力を、実施例1.3に記載されているように、フローサイトメトリー分析により判定した。手短に言うと、ヒト末梢血単球を、漸増濃度のch13.2、h13.2v1またはh13.2v2の存在下、最適以下の濃度の組換えヒトIL−13と共に一夜インキュベートした。単球をゲートし、IL−13応答性の指標としてのCD23発現についてアッセイした。フローサイトメトリー分析は、mAb13.2の3種のバージョン、すなわち、ch13.2、h13.2v1およびh13.2v2のすべてが、用量依存的に単球によるIL−13仲介性CD23発現を低減することができることを立証した(図20A)。
IL−13のヒツジ形態の生物活性を中和する際の比較的低い効力にもかかわらず、回虫(Ascaris)誘発性気道過反応性のヒツジモデルにおける有効性についてh13.2v2を試験した。ヒツジを、自然暴露により、線虫寄生虫、ブタ回虫(Ascaris suum)に感作させた。回虫(Ascaris)抗原による肺チャレンジを与えると、動物は、抗原チャレンジに対する喘息のヒトの応答と類似した気管支収縮を起こす。この応答は、即時型反応と、続く、チャレンジの4〜5時間後に始まる晩期応答からなる。初期相は、平滑筋応答であると考えられるが、晩期は、炎症反応である。
非ヒト霊長類における回虫(Ascaris)誘発性肺炎症を予防するh13.2v2の能力を試験するため、対照カニクイザルを、食塩水、8mg/kgの無関係なヒトIgG(IVIG)または2mg/kgのデキサメタゾン(陽性対照として)で筋肉内処置した。試験カニクイザルには、10mg/kgのh13.2v2を静脈内投与した。翌日、チャレンジ前のBALサンプルを左肺から集め、動物の右肺にブタ回虫(Ascaris suum)を気管内にチャレンジした。チャレンジの24時間後、BALサンプルを右肺から集め、細胞浸潤物についてアッセイした。結果は、h13.2v2よる動物の前処置が、ブタ回虫(Ascaris suum)抗原によって引き起こされる気道炎症を予防することを示した(図25)。並行実験において、IL−5およびエオタキシンが、回虫(Ascaris)チャレンジ後のBAL中に誘導された。h13.2v2よる動物の前処置は、IL−5とエオタキシンの両方の誘導のレベルを低減した。
様々なヒト生殖系列遺伝子に基づくmAb13.2のヒト化
実施例3は、DP−54およびDPK9生殖系列遺伝子に基づいてmAb13.2をヒト化するための方法および結果を提供した。本実施例では、他の生殖系列遺伝子に基づくmAb13.2のヒト化について手短に詳述する。
h13.2v2の野生型Fc復帰変異体により仲介されるエフェクター活性
IL−13Rα1およびIL−4Rαポリペプチドが含まれるIL−13受容体の細胞シグナル伝達形態は、サイトカインに反応する細胞タイプの表面上に見い出される。IL−13Rα2は、IL−13応答性細胞の表面上には通常発現されないが、脳、頭部および頸部の腫瘍で報告されている(Kawakami他(2003)Clin.Cancer Res.9:6381−8;Mintz他(2002)Neoplasia 4:388−99;Liu他(2000)Cancer Immunol.Immunother.49:319−24)。また、IL−13Rα2発現は、IFNγで処理した初代ヒト単球(Daines他(2002)J.Biol.Chem.277:10387−93)またはTNFαまたはIL−13で処理した初代ヒト線維芽細胞(Yoshikawa他(2003)Biochem.Biophys.Res.Commun.312:1248−55)上で誘発されることがある。この受容体は、IL−13に対するシグナル伝達応答を仲介する能力はないが(Kawakami他(2001)Blood 97:2673−9)、代わりに、おとり受容体としての役割を果たし、IL−13Rα1との生産的IL−13相互作用に競合するように見える(Feng他(1998)Lab.Invest.78:591−602)。IL−13Rα2は、IL−13に対して高い親和性を有し(Andrews他(2002)J.Biol.Chem.277:46073−8)、h13.2v2結合部位が含まれるとは予測されていないサイトカインのC末端領域と主に相互作用するように見える(Madhankumar他(2002)J.Biol.Chem.277:43194−205)。したがって、h13.2v2が、細胞表面上のIL−13Rα2により捕捉されたIL−13と相互作用するか否かを調べた。A375は、IL−13Rα2を発現するヒトメラノーマ細胞系である。組換えヒトIL−13(3ng/ml)を、4℃にて20分間、これらの細胞と接触させた。細胞を洗浄し、ビオチン化h13.2v2の結合について試験した。結果は、IL−13の存在下でこれらの細胞への抗体の用量依存的結合を示し、IL−13に結合しているh13.2v2は、その受容体に結合していることを示している(図33)。
COS細胞におけるヒト化13.2抗体の発現
哺乳類組換え系におけるヒト化抗IL−13抗体の発現を評価するため、マウス13.2(配列番号9および配列番号13)、hu13.2V1(配列番号11および配列番号15)およびhu13.2V2(配列番号12および配列番号16)の可変領域を、ヒトκおよびIgG1mut定常領域を含むpED6発現ベクター中にサブクローニングした。サル腎臓COS−1細胞を、10%の熱失活したウシ胎児血清、1mMのグルタミンおよび0.1mg/mlのペニシリン/ストレプトマイシンを含有するDME培地(Gibco)中で生育させた。COS細胞の形質移入は、供給業者により推奨されているプロトコルに従い、TRANSITIT(登録商標)−LT1 Transfection試薬(Mirus Bio Corp.、Madison、WI)を用いて行った。形質移入されたCOS細胞を、10%CO2の存在下、37℃にて24時間インキュベートし、無菌PBSで洗浄し、次いで、無血清培地R1CD1(Gibco)中で48時間生育させ、馴化培地における抗体の分泌およびその蓄積を可能にした。13.2抗体の発現は、標準品として精製されたヒトIgG1/κ抗体を用いる全ヒトIgG ELISAにより定量化した。キメラ13.2抗体ならびに両方のヒト化バージョンは、COS細胞において十分に発現した。
Claims (48)
- 抗体またはその抗原結合性フラグメントであって、10−7M未満のKDでIL−13と結合し、以下の特性、すなわち
(a)重鎖免疫グロブリン可変領域が、mAb13.2の重鎖CDR3(配列番号24)またはmAb13.2の対応する重鎖CDR3と3つ未満のアミノ酸置換が異なる重鎖CDR3を含むこと、
(b)軽鎖免疫グロブリン可変領域が、mAb13.2の軽鎖CDR1(配列番号19)またはmAb13.2の対応する軽鎖CDR1と3つ未満のアミノ酸置換が異なる軽鎖CDR1を含むこと、
(c)重鎖免疫グロブリン可変領域が、h13.2の重鎖可変ドメイン(配列番号15、16または36)をコードする核酸の相補体と高い厳密性の条件下でハイブリダイズする核酸によりコードされる配列を含むこと、
(d)軽鎖免疫グロブリン可変領域が、h13.2の軽鎖可変ドメイン(配列番号11、12または35)をコードする核酸の相補体と高い厳密性の条件下でハイブリダイズする核酸によりコードされる配列を含むこと、
(e)重鎖免疫グロブリン可変領域が、h13.2の重鎖可変ドメイン(配列番号15、16または36)と少なくとも90%一致していること、
(f)軽鎖免疫グロブリン可変領域が、h13.2の軽鎖可変ドメイン(配列番号11、12または35)と少なくとも90%一致していること、
(g)抗体またはその抗原結合性フラグメントが、ヒトIL−13との結合についてmAb13.2と競合すること、
(h)抗体またはその抗原結合性フラグメントが、配列番号31の残基68、72、88、91、92、93および105からなる群から選択されるIL−13由来の1つまたはそれ以上のアミノ酸残基と接触すること、
(i)重鎖可変領域が、mAb13.2と同一のカノニカル構造を有すること、
(j)軽鎖可変領域が、mAb13.2と同一のカノニカル構造を有すること、
(k)重鎖可変領域および/または軽鎖可変領域が、それぞれ生殖系列遺伝子DP−54およびDPK−9によりコードされるVHセグメント由来のFR1、FR2およびFR3フレームワーク領域または生殖系列遺伝子DP−54およびDPK−9によりコードされるVHセグメントと少なくとも95%一致する配列を有すること、
(l)注入の少なくとも6週後にヒツジモデルにおいて回虫(Ascaris)抗原への暴露に対する注入後防御効果を付与すること;
の1つまたはそれ以上を有する抗体またはその抗原結合性フラグメント。 - 精製された請求項1に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- 組換え完全長IgGである、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- FabまたはscFvである、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- ヒト生殖系列フレームワーク領域と少なくとも90%一致するフレームワーク領域を含む、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- ヒトフレームワーク領域、ヒトFc領域または両方を含む、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- 重鎖可変領域が、mAb13.2と同一のカノニカル構造を有し((i)のように)、重鎖可変ドメインが、mAb13の少なくとも4つのIL−13と接触するアミノ酸残基を含む、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- 90〜120pMのKDでヒトIL−13と結合する、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- 1×10−4s−1未満のKoffでヒトIL−13と結合する、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- 5×104〜8×105M−1s−1のKonでヒトIL−13と結合する、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- IL−4Rαと結合するIL−13の能力を低減する、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- IL−13Rα1とのインビトロ複合体中にあるIL−13と結合する、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- 2つの免疫グロブリン鎖、すなわち、配列番号9、10、11、12または35を含む軽鎖および配列番号13、14、15、16または36を含む重鎖を含む単離された組換えIgG抗体。
- 重鎖が配列番号17をさらに含み、軽鎖が配列番号18をさらに含む、請求項13に記載の単離された組換えIgG抗体。
- 抗体またはその抗原結合性フラグメントであって、以下の特性、すなわち
(a)ヒトIL−13(配列番号31)の残基81〜93もしくは114〜132またはそれらの保存的に置換された形態を含むエピトープと特異的に結合すること、
(b)以下のアミノ酸残基、すなわち、配列番号32の49位のグルタミン酸、53位のアスパラギン、69位のグリシン、72位のプロリン、73位のヒスチジン、74位のリジンおよび86位のアルギニンのうちの1つまたはそれ以上またはそれらの保存的アミノ酸置換を含むヒトIL−13のエピトープと特異的に結合すること、
(c)IL−13とIL13Rαの複合体と結合すること、
(d)IL−13とIL−4Rαの間の結合相互作用を妨害すること、
(e)IL−13/IL−13Rα1とIL−4Rαの間の結合相互作用を妨害すること、および
(f)ヒトIL−13と特異的に結合し、前記ヒトとの二次抗体の結合を競合的に阻害する(ここに、前記二次抗体は、mAb13.2、ch13.2、h13.2v1、h13.2v2またはh13.2v3から選択される)こと;
の1つまたはそれ以上を有する抗体またはその抗原結合性フラグメント。 - Fc受容体結合、抗体グリコシル化、システイン残基数、エフェクター細胞機能または補体機能のうちの1つまたはそれ以上を減少させるために変異された定常領域を有する、請求項15に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- 配列番号17の1つまたはそれ以上の残基116および119において変異されたヒトIgG1定常領域をさらに含む、請求項15に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- ヒトκ軽鎖をさらに含む、請求項15に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- 配列番号19のアミノ酸配列、配列番号20のアミノ酸配列、配列番号21のアミノ酸配列、配列番号22のアミノ酸配列、配列番号23のアミノ酸配列、配列番号24のアミノ酸配列からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む少なくとも1つの相補性決定領域をさらに含む、請求項15に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- フラグメントが、scFv、FabまたはF(ab’)2フラグメントである、請求項15に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- ヒトκ定常領域を含む軽鎖またはその活性フラグメントおよびヒトIgG定常領域を含む重鎖またはその活性フラグメントをさらに含む、請求項15に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- 前記軽鎖のヒトκ定常領域が、配列番号18のアミノ酸配列またはその活性フラグメントを含む、請求項21に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- 前記重鎖のヒトIgG定常領域が、FcRおよび補体結合を低減するために変異される、請求項21に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- 前記重鎖の変異したヒトIgG定常領域が、配列番号17のアミノ酸配列またはその活性フラグメントを含む、請求項23に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
- 請求項1または15に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメントおよび薬学的に許容できる担体を含む医薬組成物。
- 皮下、吸入または局所投与に適合している、請求項25に記載の医薬組成物。
- (i)重鎖免疫グロブリン可変領域であって、
(a)mAb13.2の重鎖CDR3(配列番号24)またはmAb13.2の対応するCDR3と3つ未満のアミノ酸置換が異なるCDR3を含むか、あるいは
(b)h13.2の重鎖可変ドメイン(配列番号15、16または36)と少なくとも90%一致する、重鎖免疫グロブリン可変領域を含む、ポリペプチドをコードするか、あるいは
(ii)h13.2の重鎖可変ドメイン(配列番号15、16または36)をコードする核酸の相補体と高い厳密性の条件下でハイブリダイズする配列を含む核酸。 - (i)軽鎖免疫グロブリン可変領域であって、
(a)mAb13.2の軽鎖CDR1(配列番号19)またはmAb13.2の対応するCDR1と3つ未満のアミノ酸置換が異なるCDR1を含むか、あるいは
(b)h13.2の軽鎖可変ドメイン(配列番号11、12または35)と少なくとも90%一致する、軽鎖免疫グロブリン可変領域を含む、ポリペプチドをコードするか、あるいは
(ii)h13.2の軽鎖可変ドメイン(配列番号11、12または35)をコードする核酸の相補体と高い厳密性の条件下でハイブリダイズする配列を含む核酸。 - 請求項1または15に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメントをコードする核酸配列を含む宿主細胞。
- 組換え抗体を提供する方法であって、
抗体またはその抗原結合性フラグメントをコードする核酸配列を宿主細胞に提供すること、および
抗体またはその抗原結合性フラグメントが発現される条件下に細胞を維持することを含む方法。 - 宿主細胞または宿主細胞が維持される培地からタンパク質を単離することをさらに含む請求項30に記載の方法。
- 単離されたタンパク質を医薬組成物として調剤することをさらに含む請求項31に記載の方法。
- 有効成分として請求項1に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメントを含む、IL−13関連障害の治療用医薬組成物。
- IL−13関連障害が、喘息性障害、アトピー性障害、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、気道炎症、好酸球増加症、線維症および過剰な粘液産生を含む状態、炎症性状態、自己免疫性状態、腫瘍または癌、ウイルス感染および防御性1型免疫応答の発現の抑制からなる群から選択される請求項33に記載の医薬組成物。
- 障害が喘息性障害またはアレルギー性鼻炎である、請求項33に記載の医薬組成物。
- 障害が炎症性腸疾患である、請求項33に記載の医薬組成物。
- 障害が慢性閉塞性肺疾患(COPD)である、請求項33に記載の医薬組成物。
- 障害がアトピー性障害である、請求項33に記載の医薬組成物。
- 皮下投与、吸入による投与、または局所投与用の、請求項33に記載の医薬組成物。
- 有効成分として、IL−13と結合する抗体を含む、IL−13関連障害の治療用医薬組成物であって、下記:
(i)注入の少なくとも6週後にヒツジモデルにおいて回虫(Ascaris)抗原への暴露に対する注入後防御効果を付与すること、あるいは
(ii)IL−13のIL−4Rαとの結合を妨害するが、IL−13のIL−13Rα1との結合を妨害しないこと
で示される特性のうちの1つまたはそれ以上を有する医薬組成物。 - サンプルにおけるIL−13の存在を検出する方法であって、
(i)サンプルを、抗IL−13抗体またはそのフラグメントと接触させること、および
(ii)抗IL−13抗体またはそのフラグメントとサンプルの間の複合体の形成を検出すること(サンプルにおける複合体の形成は、サンプルにおけるIL−13の存在を示す)を含む方法。 - サンプルが対象由来である、請求項41に記載の方法。
- 喘鳴、息切れ、気管支収縮、気道過反応性、肺気量減少、線維症、気道炎症および粘液産生からなる群から選択される喘息の症状を示す対象を治療するための医薬組成物であって、請求項1または15に記載の抗体を含み、抗体がIL−13と結合し、機能性IL−13シグナル伝達複合体の形成を妨害する、医薬組成物。
- 有効成分として、10−7M未満のKDでIL−13と結合する重鎖免疫グロブリン可変ドメイン配列および軽鎖免疫グロブリン可変ドメイン配列を含む抗体またはその抗原結合性フラグメントと1つまたはそれ以上のさらなる治療剤を含む、IL−13関連障害の治療用医薬組成物であって、1つまたはそれ以上のさらなる治療剤が、吸入ステロイド;βアゴニスト;ロイコトリエンアンタゴニストまたはロイコトリエン受容体アンタゴニスト;IgE阻害剤;ホスホジエステラーゼ阻害剤;キサンチン;抗コリン薬;肥満細胞安定化薬;IL−4阻害剤;IL−5阻害剤;エオタキシン/CCR3阻害剤;抗ヒスタミン薬;TNFアンタゴニスト;TNF酵素アンタゴニスト;TGF−βアンタゴニスト;インターフェロンガンマ;ペルフェニドン(perfenidone);化学療法剤;NSAID;免疫調節薬;p38阻害剤およびNFκB阻害剤からなる群から選択されるものである、医薬組成物。
- IL−13と同族のIL−13結合性タンパク質との間の結合相互作用を変調させる方法であって、IL−13を、10−7M未満のKDでIL−13と結合する重鎖免疫グロブリン可変ドメイン配列および軽鎖免疫グロブリン可変ドメイン配列を含む抗体またはその抗原結合性フラグメントと接触させることを含む、方法。
- インビボにおけるIL−13の存在を検出する方法であって、
(i)抗体またはその抗原結合性フラグメントのIL−13への結合を可能にする条件下で、対象に10−7M未満のKDでIL−13と結合する重鎖免疫グロブリン可変ドメイン配列および軽鎖免疫グロブリン可変ドメイン配列を含む抗体またはその抗原結合性フラグメントを投与すること、および
(ii)抗体またはそのフラグメントとIL−13の間の複合体の形成を検出すること
を含み、コントロールと比較した場合の対象における複合体の形成の変化がIL−13の存在を示す、方法。 - 喘息またはアトピー性障害の進行を測定もしくはモニターする方法であって、
(i)サンプルを提供すること;
(ii)サンプルを、10−7M未満のKDでIL−13と結合する重鎖免疫グロブリン可変ドメイン配列および軽鎖免疫グロブリン可変ドメイン配列を含む抗体またはその抗原結合性フラグメントと接触させること;および
(iii)サンプルにおけるIL−13のレベルの変化を検出すること
を含む、方法。 - 二重特異性抗体またはの抗原結合性フラグメントである、請求項1または15に記載の抗体またはその抗原結合性フラグメント。
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