JP2016514676A - 四価二重特異性抗体 - Google Patents
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Abstract
本発明は、四価二重特異性抗体(TetBiAb)、該抗体を作製する方法、並びに該抗体をがん又は免疫疾患の診断及び治療に使用する方法に関する。TetBiAbは、抗体のC末端に結合された第二の抗原特異性をもつFab断片の第二の対を特徴とし、したがって2つの抗原特異性の各々について二価である分子を提供する。該四価抗体は、抗体重鎖をそれと同種の共発現されたFab重鎖と結合するFab軽鎖に共有結合的に連結することによって遺伝子工学的な方法によって作製される。【選択図】図1B
Description
関連出願の参照
本出願は、2013年3月15日に出願された米国仮出願第61/793,153号に基づく優先権の利益を主張するものであり、該仮出願の完全な開示は参照により本明細書に援用される。
本出願は、2013年3月15日に出願された米国仮出願第61/793,153号に基づく優先権の利益を主張するものであり、該仮出願の完全な開示は参照により本明細書に援用される。
本発明は、四価二重特異性抗体(TetBiAb)、該抗体を作製する方法、並びに該抗体をがん又は免疫疾患の治療及び診断に使用する方法に関する。
規制上の理由や商業的な理由から、抗体工学における近年の技術の進歩が二重特異性アプローチを用いて重点的に取り組んできたのは、(1)腫瘍細胞のリダイレクト溶解にエフェクター細胞を関与させること、(2)結合アビディティー及び標的の特異性を増加させること、又は(3)2つの薬物候補を1つに合わせることである。第一の方法では、リダイレクト溶解のための、CD3(Baeuerle et al, Cancer Res. 69:4941, 2009)、CD16(Weiner et al, Cancer Immunol. Immunother. 45:190, 1997)、又はCD64(Graziano et al, Cancer Immunol. Immunother. 45:124, 1997)の結合を通した、疾患を引き起こす細胞とエフェクター細胞との架橋として二重特異性抗体は作用する。第二の方法では、普通の結合親和性をもつ2つの抗体を合わせて、二重パラト−プ(同じ標的抗原の2つの別個のエピトープに結合する)又は二重特異性(同じ標的細胞の2つの異なる抗原に結合する)抗体にすることによってそれぞれ標的又は標的細胞の選択性を大幅に増加できる。第三の方法は、2つの可溶性サイトカインの同時結合(Mabry et al, Protein Eng. Des. & Sel. 23:115, 2010; Wu et al, Nature Biotech. 25:1290, 2007)によって例示され、適切な疾患状態での二重標的の潜在的な相乗効果を利用する。IgGは可変領域を通して優れた結合特異性をもたらすのにくわえて、エフェクター機能や非常に長い血中半減期を有するため、二重特異性抗体の設計に好ましい骨格であることが多い。
Fabフォーマットでは、遊離軽鎖とその同種重鎖のみとの特異的な対形成を導くことができる既存技術がないために異なる抗原特異性の遊離軽鎖は重鎖とランダムに対形成する。そのため現在の二重特異性抗体技術は大抵、各VH(重鎖の可変領域)がその同種VL(軽鎖の可変領域)に共有結合するscFv(可変領域の単鎖断片)フォーマット(Coloma and Morrison, Nature Biotechnol. 15:159, 1997; Lu et al, J. Biol. Chem. 280:19665, 2005)に依存する。しかし、結合親和力が失われる可能性や、タンパク質の凝集、安定性に乏しいこと、産生レベルが低いことに起因して、単鎖抗体の発現は技術的に簡単ではない場合が多い(Demarest et al, Curr. Opin. Drug Discov. Devel. 11:675, 2008; Michaelson et al, mAbs 1:2, 128-141, 2009)。とりわけ、出発抗体が、(ファージディスプレイライブラリー由来の単鎖抗体とは対照的に)単鎖抗体に作り変える必要のあるハイブリドーマ由来である場合に当てはまる。他方では、ファージから単離されたscFv’sは、哺乳類細胞での発現が悪いことが多い。
数種の革新的な技術により、ほぼ排他的なFcヘテロ二量体の構築が可能になり、二重特異性を設計する骨格が提供されている。例えば、ノブ・イントゥー・ホール(knob-in-hole)(Ridgway et al, Protein Eng. 9:617, 1996)、静電ステアリング(electrostatic steering)(Gunasekaran et al, J. Biol. Chem. 285:19637, 2010)や、ストランド−エクスチェンジエンジニアリングドメイン(strand-exchange engineering domain)(SEED)(Davis, Protein Eng. Des. & Sel. 23:195, 2010)がある。しかし、天然の重鎖−軽鎖Fabフォーマットに依存する二重特異性抗体の改変を可能にすると思われる、遊離軽鎖がその同種重鎖とのみ特異的に対形成することを導くことができる既存の技術は未だない。scFvフォーマットには前述の問題があるので、2つの異なるFab’sに共通の軽鎖をスクリーニングしたり(Merchant et al, Nature Biotechnol. 16:677, 1998)、単一の可変領域を使用して完全に軽鎖に使用を避ける(Shen et al, J. Immunol. Methods 318:65, 2007)技術が幾つか存在する。
二重可変領域(Dual Variable Domains)(DVD)−Ig方法では、第二の抗体のVL及びVHが、柔軟なリンカーを介して第一の抗体軽鎖及び重鎖それぞれのN末端に融合され、外(outer)VD及び内(inner)VD(Wu et al、前掲論文)と呼ばれる縦一列の2つの可変領域(VD)を創る。外VDが内VDリガンド結合部位に近接することで生ずる立体障害に起因して、利用可能な多くのモノクローナル抗体からのVDの選択、VDの配位、及びリンカー設計に係わる、そのほとんどが経験的に決定しなければならない膨大な最適化が、内VDの結合親和力を保持するのに必要とされる(DiGiammarino et al, Methods Mol. Biol. 899:145, 2012)。
別の方法は、ラット/マウスクアドローマでの選択的種限定重鎖及び軽鎖対形成(preferential species-restricted heavy and light chain pairing)(Lindhofer et al, J. Immunol. 155:219, 1995)を利用する。しかし、生成された二重特異性抗体はラット/マウス抗体であり、治療薬として免疫原性にかかわる問題があるのは明らかである。
Crossmab法は、ノブ・イントゥー・ホール(knob-in-hole)ヘテロ二量体化重鎖に基づき、くわえて二重特異性IgG抗体を作製する一般的方法として免疫グロブリン領域交差(mmunoglobulin domain crossover)を用いる(Schaefer et al, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 108:1 1 187, 2011)。それでもなお、H鎖ヘテロ二量体と同種Fv’sの正しい対形成は排他的ではなく、不要な副産物を精製中に取り除く必要がある。
Crossmab法の拡張が使用されて、FabとCrossmab Fab断片の追加セットをCrossmabのC末端につけることによって四価二重特異性抗体を生成された(Regula et al、米国特許出願公開第2010/0322,934号明細書)。依然としてH鎖ヘテロ二量体と同種Fv’sの排他的に正しい対形成を得るという課題は残る。
二重特異性に対する方法は、2つの異なる抗原を標的とする単一結合部位を使用することであり、「ツー・イン・ワン(two-in-one)」抗体で実際に示された。そのような「ツー・イン・ワン(two-in-one)」抗体の1つは抗体ハーセプチンの異型であり、Her2とVEGFの両方に相互作用する(Bostrom et al, Science 323:1610, 2009)。この方法は同一のフォーマットを正常IgGとして有する二重特異性抗体を提供するので臨床への適用にとっては魅力的である。しかし、そのような異型のスクリーニングは非常に多くの労力を要し、目的の両抗原に結合できる単一結合部位が得られる保証はない。
Fab断片に単一セットに基づく1つの特異性のみをもつ安定した多価抗体は、米国特許出願公開第2011/0076722号明細書に記載された。別の技術はドック・アンド・ロック(Dock-and-Lock)領域を使用し、予め成形された異なる特異性のFab断片を抗体に連結して六価二重特異性抗体を形成する(Rossi et al, Cancer Res. 68:8384, 2008)。
圧倒的多数の抗体(すなわち、起源が通常のマウス、ラット、及びウサギ、又はトランスジェニックの(ヒト化された)マウス若しくはラット、又は患者かどうかにかかわらず、ハイブリドーマ、Fabライブラリー、及びB細胞クローニングから生成されたもの)は、その同種重鎖と対形成された遊離軽鎖を有するので、ランダム軽鎖対形成の問題を回避する、二重特異性抗体のためのFabをベースとする技術が緊急に必要とされる。そのような技術は、2つの既存の抗体から簡単、効率的に二重特異性抗体を作製することを促進すると思われ、第一に、汎用性のあるツール分子として使用されて二重標的の相乗効果の可能性を探ることができ、第二に、治療薬として使用されて治療の対象となる疾患状態において完全抗体という状況で二重標的を有効に生かすことができる。
本発明は四価二重特異性抗体(TetBiAb)を特徴とする。本発明の一般的な実施形態では、抗体はそのC末端でFab軽鎖によってFabに連結された抗体Fc領域を含む。TetBiAbの1つの実施形態では、抗体はそのC末端でFab軽鎖によって第二の結合特異性をもつFab第二の対と共有結合され、連結されたFab軽鎖は遊離同種Fab重鎖と対形成する。逆に、Fab重鎖は、抗体のN末端で、従来通り同種遊離軽鎖と対形成する。結果として得られる抗体はその結合特異性各々について二価である。TetBiAb中のポリペプチド鎖の配置は図1Bに模式的に示される。
TetBiAbの代替的な実施形態では、抗体Fc領域はそのN末端でFab軽鎖によって第一の特異性をもつFabに連結され、連結されたFab軽鎖は遊離同種Fab重鎖と対形成し、それにくわえて、抗体Fc領域はそのC末端でFab重鎖によって第二の特異性をもつFabに連結される。連結されたFab重鎖は、抗体のN末端で、従来通り同種遊離軽鎖と対形成する。やはり、結果として得られる抗体はその結合特異性各々について二価である。代替TetBiAb中のポリペプチド鎖の配置は図1Dに模式的に示される。
よって本発明の1つの実施形態では、TetBiAbは、(i)第一の抗体の抗体重鎖を含む第一のポリペプチド(ここで、該重鎖は第一の抗体の可変領域及び定常領域(VH(1)−CH1−ヒンジ−CH2−CH3)を含み、該重鎖はそのC末端において直接的又は間接的にペプチド結合によって第二の抗体の抗体軽鎖のN末端に連結され、該軽鎖は第二の抗体の可変及び定常領域(VL(2)−CL)を含む);(ii)第一の抗体の抗体軽鎖を含む第二のポリペプチド(ここで第一の抗体の該軽鎖は可変及び定常領域(VL(1)−CL)を含む);並びに(iii)CH2及びCH3定常領域を欠く第二の抗体のFab重鎖(VH(2)−CH1)を含む第三のポリペプチドを含み、
第一及び第二の抗体が異なる結合特異性を有する、すなわち、抗体が別個のエピトープに特異的に結合することが理解される。これらのポリペプチドは完全四価二重特異性抗体を構築する。
第一及び第二の抗体が異なる結合特異性を有する、すなわち、抗体が別個のエピトープに特異的に結合することが理解される。これらのポリペプチドは完全四価二重特異性抗体を構築する。
本発明のさらなる実施形態では、TetBiAbの第一のポリペプチド(VH(1)−CH1−ヒンジ−CH2−CH3−(L)−VL(2)−CL)は、重鎖定常領域のC末端を軽鎖可変領域のN末端の機能的に連結するリンカーを更に含む。1つの実施形態では、リンカーはアミノ酸配列(GGGGS)n(配列番号6)を有し、nは1〜10の整数である。いっそうさらなる実施形態では、リンカーはnが4の(GGGGS)nである。
本発明のさらなる実施形態では、TetBiAbの前記第一のポリペプチドの重鎖定常領域はIgG定常領域である。
本発明のさらなる実施形態では、TetBiAbの前記第一のポリペプチドはCH2領域を欠く。
本発明のさらなる実施形態では、第三のポリペプチド、(VH(2)−CH1)はそのC末端に配列EPKSC(配列番号10)を有する上部ヒンジ領域を含む。
本発明の別の態様では、TetBiAbを形成するポリペプチド鎖をコードするDNA分子が提供される。1つの実施形態では、第一のDNA配列を含むDNA分子が提供され、該DNA配列は随意のリンカーを介して第二の抗体(VL(2)−CL)の軽鎖に遺伝子組換えで融合された第一の抗体(VH(1)−CH1−ヒンジ−CH2−CH3)の重鎖をコードし、VH(1)−CH1−ヒンジ−CH2−CH3−(随意のリンカー)−VL(2)−CLをコードする配列を提供する。さらなる実施形態では、第一のDNA配列に第二のDNA配列がさらに提供され、第二の配列は第一の抗体(VL(1)−CL)の軽鎖をコードする。さらなる実施形態では、第三のDNA配列がさらに提供され、第三の配列は第二の抗体(VH(2)−CH1)のFab重鎖をコードし、随意にアミノ酸配列EPKSC(配列番号10)を有するヒンジ領域をコードするさらなる配列に連結される。さらなる実施形態では、第一、第二、又は第三のDNA配列の少なくとも1つは別のDNA分子に含まれる。
本発明の別の実施形態では、第一、第二、及び第三遺伝子構築物を含むDNA分子が提供され、該第一構築物は随意のリンカーを介して第二の抗体の軽鎖(VL(2)−CL)に遺伝子組換えで融合される第一の抗体の重鎖(VH(1)−CH1−ヒンジ−CH2−CH3)をコードしてVH(1)−CH1−ヒンジ−CH2−CH3−随意のリンカー−VL(2)−CLをコードする配列を生じ;第二の構築物は第一の抗体の軽鎖(VL(1)−CL)をコードし;第三の構築物はヒンジ領域(アミノ酸配列EPKSC、配列番号10;図1Aを参照されたい)をコードするさらなる配列に機能的に連結される第二の抗体のFab重鎖(VH(2)−CH1)をコードする。
さらに本発明は、本発明のDNA分子を保有する宿主細菌を提供する。
さらに本発明は、本発明のTetBiAbを作製する方法を提供する。
本発明の別の態様では、本発明のTetBiAbに適切な標的結合特異性を選択する方法が提供される。
また、具体的なTetBiAbも提供される。1つの実施形態では、TetBiAbはCD20及びCD16を標的とする。別の実施形態では、TetBiAbはEGFR及びCD16を標的とする。さらなる実施形態では、TetBiAbはCD20及びCD47を標的とする。いっそうさらなる実施形態では、TetBiAbはCD20及びCD52を標的とする。いっそうさらなる実施形態では、TetBiAbはEpCam及びCD47を標的とする。
本発明の1つの態様は、がん又は免疫関連病態をもつ個人を本発明のTetBiAbを用いて治療する方法を提供し、その方法は治療上有効な量のTetBiAb、例えば、上記に列挙された実施形態のTetBiAbを投与してその病態を治療することを含む。
本発明は、異なる結合特異性をもつ2つのFab断片を含む二重特異性抗体細胞発現、構築、及び精製における抜本的な問題、すなわち2つの種の遊離軽鎖がFab重鎖とランダムに対形成し結果として多数の異常な抗体種を産生するということを克服する。これら異常な抗体は、所望の生成物から精製することが困難で、生成物収率に影響することがある。本発明の技術においては、1つ種の遊離軽鎖のみが存在し、所望の二重特異性抗体生成物が容易に得られる。
本発明の全体的な実施形態では、抗体は抗体Fc領域を含み、該Fc重鎖はそのC末端においてFab軽鎖によってFabに連結される。
より具体的に、本発明は四価二重特異性抗体(TetBiAb)を提供し、該四価二重特異性抗体では、第二の結合特異性をもつ第二のFab断片が抗体のC端末にFab軽鎖によって連結される。次いで、これらの連結されたFab軽鎖は遊離同種Fab重鎖と対形成できる。逆に、抗体のN末端に通常存在するFab重鎖領域はその遊離軽鎖と対形成できる。結果として得られる抗体はその結合特異性各々について二価である。TetBiAb中のポリペプチド鎖の配置は図1Bに模式的に示される。
TetBiAbの変形はTetBiAbの逆の配置となる:軽鎖がN末端Fcポリペプチド鎖に連結され、第二の結合特異性をもつFab第二のセットがFc領域のC端末にFab重鎖によって連結される。TetBiAb中のポリペプチド鎖のこの配置は図1Dに模式的に示される。
「Fab断片」又は単に「Fab」という用語は互換可能に使用され、本明細書において本質的にIgG抗体のパパイン分解によって得られる抗体の抗原結合部分を述べるのに使用される。Fab断片はヘテロ二量体であり、2つのポリペプチド、可変(VL)及び定常(CL)領域を有する軽鎖並びに可変(VH)及び第一の定常領域(CH1)を有する重鎖からなり、特にFabがIgG1サブクラスの場合、上部ヒンジ領域も含みうる。ポリペプチド鎖は互いにペプチド結合によって連結せず、互いに非共有結合性の相互作用によって結合し、重鎖の上部ヒンジ領域がある場合はジスルフィド結合によって結合する。
本明細書で使用される場合、「Fab重鎖」という用語は、VH領域及びCH1領域からなるが、CH2領域もCH3領域も含まないポリペプチドを意味する。特にFabがIgG1サブクラスの場合、ポリペプチドはさらに抗体ヒンジの上部ヒンジ領域を含みうる。
本明細書で使用される場合、「軽鎖」(LC)又は「Fab軽鎖」という用語は、VL領域及びCL領域からなるポリペプチドを意味する。抗体軽鎖はカッパ若しくはラムダ軽鎖、又はカッパに分類される。
本明細書で使用される場合、「遊離軽鎖」又は「遊離Fab重鎖」という用語は、ペプチド結合によってFcポリペプチド鎖に連結されない本発明の抗体のポリペプチド構成要素を表わす。
本明細書で使用される場合、「Fc領域」という用語は、Fc受容体及びある種の補体タンパク質に結合し、伝統的にはパパイン分解によって得られるが、上部ヒンジ領域を含む断片に本質的に相当する抗体の部分を表わす。Fc領域は典型的にはホモ二量体であり、抗体重鎖由の来の2つ同一のポリペプチド鎖からなり、典型的には、ヒンジ、CH2、及びCH3領域を含むがCH1領域を含まない(「Fc重鎖」;IgG1ポリペプチドでは、Fc重鎖ヒンジは、EU番号付与体系(EU numbering system)によってされるように、残基216にて始まり、アミノ酸グルタミン酸にあたる)。ある実施形態では、CH2領域が欠けていることがある。その他の実施形態では、Fc領域は、例えばエフェクター機能関与又は抗体半減期に影響する変異を含みうる。ポリペプチド鎖は互いに、CH3領域の非共有結合性の相互作用及びヒンジ領域のジスルフィド結合によって結合する。
本明細書で使用される場合、「領域」という用語は、例えばタンパク質又はポリペプチド鎖の構造的又は機能的に規定される要素又は構成部分を表わす。Fc重鎖定常領域の例は、CH2領域又はCH3領域である。Fab領域の例は、軽鎖可変領域(VL)又はFab重鎖定常領域(CH1)である。
本明細書で使用される場合、「一価」、「二価」、「四価」という用語は、タンパク質中の抗原結合要素の数(それぞれ1、2、又は4)を指す。
本明細書で使用される場合、特異的TetBiAbは「抗標的(1)/抗標的(2)」と表わされ、呼称中の標的の順序はFc領域に対するFab断片の順序を反映する。抗標的(1)/抗標的(2)は、Fab(抗標的(1))−Fc−Fab(抗標的(2))順である。
本発明の一般的な実施形態では、TetBiAbは、(i)第一の抗体の抗体重鎖を含む第一のポリペプチド(ここで、該重鎖は第一の抗体の可変領域及び定常領域(VH(1)−CH1−ヒンジ−CH2−CH3)を含み、該重鎖はそのC末端において直接的又は間接的にペプチド結合によって第二の抗体の抗体軽鎖のN末端に連結され、該軽鎖は第二の抗体の可変及び定常領域(VL(2)−CL)を含む);
(ii)第一の抗体の抗体軽鎖を含む第二のポリペプチド(ここで第一の抗体の該軽鎖は可変及び定常領域(VL(1)−CL)を含む);並びに
(iii)CH2及びCH3定常領域を欠く第二の抗体のFab重鎖(VH(2)−CH1)を含む第三のポリペプチドを含み、
第一及び第二の抗体が異なる結合特異性を有する、すなわち、抗体が別個のエピトープに特異的に結合することが理解される。これらのポリペプチドは完全四価二重特異性抗体を構築する。
(ii)第一の抗体の抗体軽鎖を含む第二のポリペプチド(ここで第一の抗体の該軽鎖は可変及び定常領域(VL(1)−CL)を含む);並びに
(iii)CH2及びCH3定常領域を欠く第二の抗体のFab重鎖(VH(2)−CH1)を含む第三のポリペプチドを含み、
第一及び第二の抗体が異なる結合特異性を有する、すなわち、抗体が別個のエピトープに特異的に結合することが理解される。これらのポリペプチドは完全四価二重特異性抗体を構築する。
さらなる実施形態では、第一のポリペプチドは重鎖定常領域のC末端と軽鎖可変領域のN末端の間にリンカーを含んでもよい。1つの実施形態では、該リンカーはG4S(アミノ酸配列GGGGS、配列番号6)である。該リンカーは連鎖状の複数のG4S要素、(G4S)nを含んでもよく、nは2〜10の整数である。さらなる実施形態では、nは2〜6の整数である。いっそうさらなる実施形態では、nは4である。
さらなる実施形態では、上記のTetBiAbの遊離Fab重鎖ポリペプチド、VH(2)−CH1は、そのC末端においてアミノ酸配列EPKSC(配列番号10;「上部ヒンジ領域」)のFcヒンジ領域をさらに含み、それにより重鎖ポリペプチドはその同種軽鎖とジスルフィド結合を形成できる。
本発明の別の態様では、TetBiAbを形成する3つのポリペプチド鎖をコードするDNA構築物が提供される。第一の構築物は、第二の抗体の軽鎖(VL(2)−CL)に随意のリンカー介して遺伝子組換えで融合された第一の抗体の重鎖(VH(1)−CH1−ヒンジ−CH2−CH3)をコードして、VH(1)−CH1−ヒンジ−CH2−CH3−随意のリンカー−VL(2)−CLをコードするDNA配列を生じ;第二の構築物は、第一の抗体の軽鎖(VL(1)−CL)をコードし;第三の構築物は、第二の抗体のFab重鎖(VH(2)−CH1)を、随意にヒンジ領域(アミノ酸配列EPKSC、配列番号10;図1Aを参照されたい)をコードする配列をさらに伴ってコードする。
別の実施形態では、DNA構築物は、ヒンジ−CH2−CH3、それに続く随意のリンカー及び第二の抗体のFab重鎖(VH(2)−CH1)に遺伝子組換えで融合された第一の抗体(VL(1)−CL1)の軽鎖を含む融合ポリペプチドをコードして、配列VL(1)−CL1−ヒンジ−CH2−CH3−随意のリンカー−VH(2)−CH1を与える(図1C)。
本発明のさらなる態様では、本発明のTetBiAbを作製する方法が提供される。宿主細菌での分泌のためのシグナルペプチドを含む適切な発現ベクターの3つのDNA構築物を共発現すると、2つの異なる結合特異性をもつ所望のTetBiAb(図1B)は、形成されて培養培地中に分泌され、プロテインAクロマトグラフィーなどの標準的な抗体精製手順によって精製される。一過性発現に好適な宿主細菌の例はヒト胚腎細胞293Eである。安定発現に好適な宿主細菌の例はチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞である。
発現された3つのポリペプチド鎖が互いにペプチド結合によって連結されないことは当業者にとって明らかである。本発明は1つの遊離軽鎖(VL−CL)が存在することを利用し、その結果ランダムな軽鎖対形成の問題が克服される。
本発明の別の利点は、scFvと比較してFab断片が非所に安定であることであり、その重鎖のC末端に融合された追加のFab断片をもつ抗体は概して非常に安定であり、且つ高レベルで発現すると予想される。重要なことには、本発明は抗体重鎖融合ポリペプチド鎖の1つの単一種の発現に基づき、一端において1つの同種遊離軽鎖ポリペプチド、及び融合ポリペプチドのもう一端において1つの同種遊離Fab重鎖ポリペプチドと特異的に対形成する。故に、ヘテロ二量体Fc骨格は二重特異性抗体を構築する手段を提供する必要がない。したがって、重鎖の誤った対形成がない。
第一及び第二の抗体の可変領域に関して事実上モジュール式(modular)であるDNAを提供することが本発明の目的であり、その結果として第一及び第二の抗体のVH及びVLをコードするcDNAが、例えば安定化変異や二重特異性抗体の発現の膨大な最適化を導入する必要なく容易に構築できる。二重特異性抗体の作製を容易にするそのような強力な技術は、ある種の疾患状態において相乗効果を生むことができる標的の組み合わせの発見に非常に有利である。
本発明の別の目的は、生物由来の二重特異性結合を達成するFab断片、及び所望のエフェクター機能及び半減期プロファイルを達成する、随意に改変されたFc領域を特徴とする生物学的治療薬(biotherapeutic)として開発するのに適した、安定した抗体ベースの融合タンパク質を提供することである。エフェクター機能及び半減期に影響するFc変異体は当該技術分野で充分に解明されている(例えば、国際公開第2000/042072号パンフレットを参照されたい)。Fab断片が本来単鎖Fv’sより安定である(Rothlisberger et al、J. Mol. Biol. 347:773、2005)こと、抗体の結合アーム(binding arm)として天然に生じ、さらなる操作なしにそのまま使用できる(Schoonjans et al, J. Immunol. 165:7050, 2000)ことは当該技術分野でよく理解されている。
1つの実施形態では、ヒトIgG1定常領域及びカッパ定常領域はTetBiAbの構築に使用される。今日まで、免疫グロブリンG(IgG)アイソタイプは主要な血清免疫グロブリンであり、生物由来の生物学的治療薬として容易に製造可能であるので、認可されている治療用抗体はすべてIgGである。さらに、IgGは免疫細胞上のFcγ受容体(FcγR)に結合して多様なエフェクター機能を導き出し、ヒトでの典型的なIgGに長い血清半減期を付与する防御的な胎児性Fc受容体FcRnに結合する唯一のアイソタイプである。IgGアイソタイプには、4つのサブクラス、すなわち、IgG1、IgG2、IgG3、及びIgG4がある。抗体のIgGサブクラスは、そのエフェクター機能を決定し、その治療への適用に合うように注意深く選ばれる。それゆえに、IgG1サブクラスはエフェクター機能が望ましい場合に選ばれ、IgG2はFcγR結合を欠いて抗体依存性細胞傷害(ADCC)を最小限にすることから選ばれ、IgG4はADCC活性が低く、補体依存性細胞傷害(CDC)を完全に欠くことから選ばれる。また、IgA、IgD、IgE、及びIgMなどの他の免疫グロブリンアイソタイプの定常領域も、TetBiAbを構築するのに使用できる。天然のアイソタイプ及びIgGサブクラスの重鎖定常領域配列の他に、組換えハイブリッドアイソタイプも本発明に使用できる(例えば、Gillies, S.D., and Lo, K.-M. Expression technology for proteins containing a hybrid isotype antibody moiety. 米国特許第7148321号明細書)。くわえて、C末端Fabに使用されるCH1はN末端Fabに使用されるCH1と異なるアイソタイプであることができる。さらに、IgG1のCH1がC末端Fabに使用される場合、通常軽鎖とジスルフィド結合を形成するシステイン残基を提供するために、CH1はそのC末端がIgG1上部ヒンジ領域のさらなる5つの残基EPKSC(配列番号10)によって伸長されてもよい(Rothlisberger et al, J Mol Biol. 347:773, 2005)。軽鎖定常領域に関して、カッパ鎖定常領域又はラムダ鎖定常領域は、N末端Fab若しくはC末端Fabのいずれか、又は両方に使用される。
本発明の別の目的は、検出がより特異的で、解離半減時間が長く、ルミネックス及び他の多重アッセイなどのアッセイでの感度が向上した診断用薬剤としてTetBiAbを提供すること、並びに蛍光活性化セルソーター(FACS)分析での標的細胞の特異的結合を高めることである。
別の態様では、本発明は治療に適用するためのTetBiAbを作製する方法を提供する。該方法は次の工程を含む:(a)そのような四価二重特異性抗体をコードするトランスフェクションされたDNA分子を含む哺乳類細胞を提供すること;(b)哺乳類細胞を培養して該四価二重特異性抗体を産生すること;(c)当該技術分野で周知の従来技術を用いて該四価二重特異性抗体を精製すること;及び(4)治療に適用するTetBiAbを製剤化すること。天然の抗体のように、TetBiAbは1つの標的につき二価の結合を保持するが、それにくわえて、同一細胞上の2つの疾患関連標的に結合することを通して、疾患を引き起こす細胞に結合するアビディティーが高まり、結果として標的をより特異的にし、副作用をより少なくすることになる。さらに、そのようなアビディティーの増加は受容体の広範な多価の架橋をもたらすことができ、それは多く場合、増殖停止、アポトーシス、並びに受容体のインターナリゼーション及び分解などの生体活性を高める。全体として、TetBiAbの多価結合及び高いアビディティーは、治療への適用において治療投薬量を減らし、有効性を高めることにつながる可能性をもつ特徴である。
四価二重特異性抗体の具体的な非限定的実施形態としては、抗EGFR/抗CD16(実施例3)、抗CD20/抗CD16(実施例4)、抗CD20/抗CD47(実施例5)、抗CD20/抗CD52(実施例6)、抗EGFR/抗CD47(実施例8)、抗Her2/抗CD47(実施例9)が挙げられ、それらでは第一の抗体の特異性はN末端Fabに備わり、第二の抗体の特異性はC末端Fabに備わる(図1を参照されたい)。2つの抗体の位置は逆にすることができ、例えば抗CD16/抗EGFRに代わって抗EGFR/抗CD16にすることができる。
当業者は四価二重特異性抗体の両形態を発現でき、次いで発現レベル、N末端及びC末端Fabの結合親和性、並びに他の生体活性アッセイに基づいてどちらが好ましい形態かを決定できる。1つの方法では、DNAの構築及び融合タンパク質の分析を単純にするのに、当業者は比較用のFab−Fc(通常の抗体)及びFc−Fabを発現し、どちらの抗体Fab領域をC末端Fabとして発現すべきか決定する。
また、当業者はどのFabをC末端に連結するFabとして使用するかの選択を導くにあたって標的抗原の性質も考慮してもよい。原則として、標的抗原への接触可能性(accessibility)は、C末端Fabの結合部位においてのほうが制約を大きく受ける。したがって、可溶性因子又は大きな露出細胞外ドメインをもつ受容体はC末端Fabによる標的になりやすい傾向がある。逆に、小さな露出細胞外ループ領域のみをもつ複数回膜貫通膜タンパク質の標的抗原、又は細胞膜に近い抗原表面は、C末端Fabによる標的になる可能性が低いことがある。
理論に束縛されるものではないが、Fc領域がC末端Fabの結合部位に近いことは立体障害を引き起こす可能性がある。C末端Fabの標的、とりわけ、細胞受容体への結合に関して、柔軟なリンカーを組み込むことは立体障害を軽くすることによる結合親和力の保持に役立ちことがある。1つの実施形態では、柔軟なリンカーはアミノ酸配列GGGGSを有する。当業者はGGGGS配列(配列番号6)の複数のコピーを組み込むことによって、柔軟なリンカーの最適長を容易に調べることができる。概して、最大で10コピーが使用され、1つの実施形態では4コピーが使用される。
したがって、1つの実施形態では、TetBiAbは2つの異なる細胞タイプ上の2つの別個の標的に結合する。好ましい実施形態は、抗EGFR/抗CD16又は抗CD20/抗CD16であり、TetBiAbは標的腫瘍細胞上のEGFR又はCD20と、ナチュラルキラー細胞上のCD16の間を架橋してナチュラルキラー細胞を腫瘍に向ける。別の実施形態では、四価二重特異性抗体は、好ましい実施形態である抗CD20/抗CD47又は抗CD20/抗CD52などの同一細胞上の2つの別個の標的を結合する。本発明のさらに別の実施形態では、四価二重特異性抗体は同一の分子標的上の2つの異なるエピトープ(すなわち、二重パラト−プ)に結合する。また、TetBiAbの標的の一方又は両方が可溶性でも、細胞表面に発現していることもできることは当業者に明らかである。
1つの好ましい実施形態では、本発明は、抗CD20重鎖−抗CD47軽鎖融合ポリペプチド、抗CD20軽鎖、及び抗CD47Fab重鎖を含む抗CD20/抗CD47TetBiAbを提供し:
(a)抗CD20のVH及びVL配列はそれぞれ配列番号24及び配列番号22と同一であり、
(b)抗CD47のVH及びVL配列はそれぞれ配列番号56及び配列番号54と同一であり、
(c)定常領域は、ヒトIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgD、IgE、及びIgMからなる群から選択される。
(a)抗CD20のVH及びVL配列はそれぞれ配列番号24及び配列番号22と同一であり、
(b)抗CD47のVH及びVL配列はそれぞれ配列番号56及び配列番号54と同一であり、
(c)定常領域は、ヒトIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgD、IgE、及びIgMからなる群から選択される。
さらなる実施形態では、本発明は、抗CD20重鎖−抗CD47軽鎖融合ポリペプチド、抗CD20軽鎖、及び抗CD47Fab重鎖を含む抗CD20/抗CD47四価二重特異性抗体を提供し:
(a)抗CD20のVH及びVL配列はそれぞれ配列番号24及び配列番号22と少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、又は少なくとも98%の配列同一性を有し、
(b)抗CD47のVH及びVL配列はそれぞれ配列番号56及び配列番号54と少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、又は少なくとも98%の配列同一性を有し、
(c)定常領域は、Fc領域のエフェクター機能を抑止する変異を含む、ヒトIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgD、IgE、及びIgMからなる群から選択される。
(a)抗CD20のVH及びVL配列はそれぞれ配列番号24及び配列番号22と少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、又は少なくとも98%の配列同一性を有し、
(b)抗CD47のVH及びVL配列はそれぞれ配列番号56及び配列番号54と少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、又は少なくとも98%の配列同一性を有し、
(c)定常領域は、Fc領域のエフェクター機能を抑止する変異を含む、ヒトIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgD、IgE、及びIgMからなる群から選択される。
別の好ましい実施形態では、本発明は、抗CD20重鎖−抗CD47軽鎖融合ポリペプチド、抗CD20軽鎖、及び抗CD47Fab重鎖を含む抗CD20/抗CD47四価二重特異性抗体を提供し:
(a)抗CD20のVH及びVL配列はそれぞれ配列番号24及び配列番号22の相補性決定領域(CDR)、並びにコンセンサスヒトフレームワーク領域(FR)を含み、
(b)抗CD47のVH及びVL配列はそれぞれ配列番号56及び配列番号54の相補性決定領域(CDR)、並びにコンセンサスヒトフレームワーク領域(FR)を含み、
(c)定常領域は、Fc領域のエフェクター機能を抑止する変異を含む、ヒトIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgD、IgE、及びIgMからなる群、か、又はFc領域のエフェクター機能を抑止する変異を含む、マウスIgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3、IgA、IgD、IgE、及びIgMからなる群から選択される。
(a)抗CD20のVH及びVL配列はそれぞれ配列番号24及び配列番号22の相補性決定領域(CDR)、並びにコンセンサスヒトフレームワーク領域(FR)を含み、
(b)抗CD47のVH及びVL配列はそれぞれ配列番号56及び配列番号54の相補性決定領域(CDR)、並びにコンセンサスヒトフレームワーク領域(FR)を含み、
(c)定常領域は、Fc領域のエフェクター機能を抑止する変異を含む、ヒトIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgD、IgE、及びIgMからなる群、か、又はFc領域のエフェクター機能を抑止する変異を含む、マウスIgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3、IgA、IgD、IgE、及びIgMからなる群から選択される。
本発明の別の実施形態によれば、TetBiAbは、好ましくは疾患を引き起こす標的細胞上に発現し、健康な組織では発現しないか低レベルで発現する抗原に結合する。そのような標的抗原の非限定的な例としては、癌胎児性抗原、EGFR、EGFRvIII、IGF−1R、HER−2、HER−3、HER−4、MUC1、MUC−1C、EpCAM、PSMA、並びにガングリオシドGD2及びGD3が挙げられ、その多くは腫瘍特異抗原である。TetBiAbでは、これらの腫瘍特異抗原のいずれか1つに結合するFabは、T細胞のCD3、NK細胞のCD16、又は単球のCD64抗原などのエフェクター細胞の抗原を標的とするFabと対形成されて腫瘍細胞の溶解を促進するTetBiAbを生成できる。そのようなTetBiAbはこれらの腫瘍抗原の発現を特徴とするがんの治療に使用できる。
本発明の代替的な実施形態では、TetBiAbは、例えば、正常及び悪性B細胞に発現する抗原CD19及びCD20をもつ症例などの、疾患を引き起こす細胞に発現し、正常細胞の類にも発現しうる抗原に結合する。そのようなTetBiAbでは、CD19又はCD20に結合するFabは、NK細胞のCD16などのエフェクター細胞を標的とするFabと対形成できる。例えば、抗CD20/抗CD16TetBiAbは血液学的悪性疾患の治療に使用できる。
さらに別の実施形態では、TetBiAbは2つの抗体のFabを含み、各抗体はもしそうでなければ普通の、同じ所望の標的細胞に対する選択性を有し、それによって所望の標的に対する選択性を個々の抗体各々に比較して著しく増加させる。同一標的細胞上の第二の疾患特異的抗原に結合する別のFabと対形成した、疾患特異的抗原のいずれかと結合するFabを含むTetBiAbの好ましい実施形態は、例えば、抗Her2/抗Her3及び抗EGFR/抗IGF−1Rである。
代替的に、TetBiAbは、疾患特異的抗原のいずれかに対し、且つ正常細胞の類に発現する抗原に対して向けられる。1つの好ましい実施形態では、TetBiAbは抗EpCAM/抗CD47である。いっそうさらなる好ましい実施形態では、TetBiAbは抗CD20/抗CD47又は抗CD20/抗CD52などの、正常細胞の類に発現する2つの異なる抗原を標的にする。いっそうさらなる実施形態では、TetBiAbはFabを含み、その一方又は両方のFabはいずれの成長因子、例えば、EGF、HGF、VEGF、及びCSF−1、又はサイトカイン、例えば、IL−6、IL−10、IL−12、及びTNFαなどの可溶性因子に結合する。
本発明の別の態様では、本発明は、TetBiAbをがん、炎症性疾患、自己免疫疾患、及び感染症などの疾患の治療のために対象、好ましくはヒトに投与する方法を提供する。
本発明の四価二重特異性抗体を調製し、対象に投与する方法は当業者に周知であるか、当業者によって容易に決定される。四価二重特異性抗体投与経路は、経口、非経口、局所であってよく、又は吸入によってもよい。非経口投与としては、例えば、静脈内、動脈内、腹膜内、筋肉内、皮下、経直腸、又は経膣投与が挙げられる。好ましい投与の形態は、例えば、注射用溶液、特に静脈内若しくは動脈内注射又は点滴用溶液である。通常、好適な注射用医薬組成物は薬理学的に許容される担体をさらに含みうる。薬理学的に許容される担体としては、例えば、食塩水、滅菌水、リンゲル液、緩衝食塩水、デキストロース溶液、マルトデキストリン溶液、グリセロール、エタノールなどが挙げられる。随意に、酸化防止剤、緩衝剤、静菌剤などの従来の添加剤を組成物に加えてもよい。
患者を治療するための四価二重特異性抗体の有効投与量は、投与経路、患者の健康状態、疾患の重症度、患者の体重、年齢、及び性別などを含む多くのさまざまな要因に依る。概して、該四価二重特異性抗体は、単回投与、毎日投与、毎週投与、毎週投与、隔週投与、毎月投与などとして投与されうる。投与量は四価二重特異性抗体の0.1mg/kg〜100mg/kgの範囲でありうる。
好ましい実施形態では、TetBiAb抗CD20/抗CD47の有効投与量は1〜10mg/kgの典型的な範囲で、B細胞性疾患、例えば、非ホジキンリンパ腫、関節リウマチ、又は全身エリテマトーデスを罹患する患者に経静脈で与えられる。
別の好ましい実施形態では、四価二重特異性抗体抗EGFR/抗CD16の有効投与量は1〜10mg/kgの典型的な範囲で、結腸直腸がん又は肺がんなどのEGFRを過剰発現する固形腫瘍の患者に経静脈で与えられる。
がん治療では、患者の腫瘍性の細胞の増殖を除去、軽減、又は制御するいずれの化学療法剤又はレジメンと共に又は組み合せて四価二重特異性抗体を使用してもよい。例示的な化学療法剤としては、アルキル化剤、ビンカアルカロイド、タキサン、代謝拮抗物質、ニトロソウレア剤、トポイソメラーゼ阻害剤、アロマターゼ阻害剤、P−糖タンパク質阻害剤、白金錯体誘導体、ホルモン拮抗剤、細胞毒性抗生物質などが挙げられる。四価二重特異性抗体と併用される化学療法剤の量は、対象並びに疾患の種類及び重症度によって変動でき、当該技術分野において公知であることに従って投与できる。例えば、Chabner et al., Antineoplastic Agents, in Goodman & Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics 1233-1287 (Joel G. Hardman et al., eds., 9th ed. 1996)を参照されたい。
本発明の他の利点及び特長は、以下の例、図面、及び請求項から明らかになるであろう。
以下の例は、本発明のある特定の好ましい実施例及び態様を例示する役割を果たし、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではない。
特に断りのない限り、IgG重鎖のアミノ酸残基の番号付与は、Kabat et al, Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed., Public Health Service, NIH, Bethesda, Md (1991)にあるEUインデックス(EU index)のものである。
表1は本明細書に記載の配列を提供する。分泌分子のポリペプチド配列はすべてシグナル配列を含まずに示されている。可変領域は下線が施されている。
実施例1
Fc−抗EGFR前駆体分子
1A)Fc−Fab前駆体の構築及び発現
完全TetBiAb分子を創るために、多くのFc−Fab前駆体を生成し、FabがFcのC末端に移された場合に依然としてFabの抗原結合が起こりうるかどうかを調べた。Fc−抗EGFRの生成は、抗EGFR C225(セツキシマブ)モノクローナル抗体に基づく(Kawamoto, PNAS 80:1337, 1983)。C225のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号1及び配列番号2に提供される。C225のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号3及び配列番号4に提供される。3つの異なるFc−EGFR分子を生成した:(i) Fc-G4S-anti-EGFR(VHCH1)、ここでFc領域重鎖のC末端は、G4Sリンカー(GGGGS)を介して、抗-EGFR Fab重鎖のN末端に結合し、重鎖は、G4Sリンカーを介して抗EGFR Fab軽鎖のN末端に結合される;及び(iii)リンカーの4回繰り返しを含むことを除いて(ii)と同じ分子であるFc−(G4S)4−抗EGFR(LC)。
Fc−抗EGFR前駆体分子
1A)Fc−Fab前駆体の構築及び発現
完全TetBiAb分子を創るために、多くのFc−Fab前駆体を生成し、FabがFcのC末端に移された場合に依然としてFabの抗原結合が起こりうるかどうかを調べた。Fc−抗EGFRの生成は、抗EGFR C225(セツキシマブ)モノクローナル抗体に基づく(Kawamoto, PNAS 80:1337, 1983)。C225のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号1及び配列番号2に提供される。C225のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号3及び配列番号4に提供される。3つの異なるFc−EGFR分子を生成した:(i) Fc-G4S-anti-EGFR(VHCH1)、ここでFc領域重鎖のC末端は、G4Sリンカー(GGGGS)を介して、抗-EGFR Fab重鎖のN末端に結合し、重鎖は、G4Sリンカーを介して抗EGFR Fab軽鎖のN末端に結合される;及び(iii)リンカーの4回繰り返しを含むことを除いて(ii)と同じ分子であるFc−(G4S)4−抗EGFR(LC)。
Fc−G4S−抗EGFR(VHCH1)の発現のために、以下の2つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物H−CH2−CH3−G4S−VH(抗EGFR)−CH1−H(配列番号11):システイン(天然に軽鎖とジスルフィド結合を形成する)をセリンに変異させたヒト重鎖ヒンジ領域(EPKSS、配列番号8)、それに続く定常領域2及び3、それに続くG4Sリンカー、並びに抗EGFR重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域(EPKSC、配列番号10、抗EGFR軽鎖とのジスルフィド架橋を可能にするため);並びに2)次の要素をコードする構築物VL(抗EGFR)−CL(配列番号12):抗EGFR軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域。これら2つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号13及び配列番号14に示される。
Fc−G4S−抗EGFR(LC)の発現のために、以下の2つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物H−CH2−CH3−G4S−VL(抗EGFR)−CL(配列番号15):ヒト重鎖ヒンジ領域EPKSC(配列番号8)、それに続く定常領域2及び3、それに続くG4Sリンカー、並びに抗EGFR軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域;並びに2)次の要素をコードする構築物VH(抗EGFR)−CH1−H(配列番号16):抗EGFR重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら2つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号17及び配列番号18に示される。
Fc−(G4S)4−抗EGFR(LC)の発現のために、以下の2つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物H−CH2−CH3−(G4S)4−VL(抗EGFR)−CL(配列番号19):ヒト重鎖ヒンジ領域EPKSC(配列番号8)、それに続く定常領域2及び3、それに続く(G4S)4リンカー、並びに抗EGFR軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域;並びに2)次の要素をコードする構築物VH(抗EGFR)−CH1−H(配列番号16):抗EGFR重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら2つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号20及び配列番号18に示される。
Fc−G4S−抗EGFR(VHCH1)、Fc−G4S−抗EGFR(LC)、及びFc−(G4S)4−抗EGFR(LC)の発現のために、2つのベクターのセット各々を、Genejuice(ライフテクノロジーズ社、ニューヨーク州グランドアイランド)又はポリエチレンイミン(PEI、Polysciences社、ペンシルベニア州ウォリントン)を用いてHEK293−6Eに一過的に共トランスフェクションした。タンパク質をプロテインAアフィニティークロマトグラフィーによって一段階で精製した。2つのポリペプチドの発現及び完全六量体分子の構築を、ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)及びサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で確認した。
さらに、標準モノクローナル抗体フォーマットの対照抗EGFR(抗EGFR IgG1)を生成して異なるFc−Fabフォーマットと比較した。
1B)Fc−Fab前駆体の抗原への結合
1Bi)c−EGFRのA431膜のEGFに対する競合結合
Fc−G4S−抗EGFR(VHCH1)及びFc−G4S−抗EGFR(LC)のEGFRに対する結合を保持する能力を競合放射性リガンド結合アッセイによって示す。EGFRを過剰発現するヒトA431類表皮がん細胞から調製した2mgの膜を加える前に、競合する抗体を125I−EGF(パーキンエルマー社、マサチューセッツ州ウォルサム)と混ぜた。A431細胞膜は窒素キャビテーションによって調製した。細胞を900プサイのN2ガスで30分間粉砕し、その後溶解物を1000gで4℃にて10分間遠心分離した。上澄みを集め、100,000gで4℃にて1時間遠心分離した。結果として得られたペレットをダウンス型ホモジナイザーで懸濁した。試料のタンパク質濃度を、バイオ・ラッドタンパク質アッセイ試薬を用いて決定し、将来使用するために試料を−80℃で冷凍保存した。非特異的結合は、EGFR結合部位を飽和する大過剰の非標識EGF(100nM)の存在下で決定した。反応を振とうしながら37℃で90分間インキュベーションし、グラスファイバーフィルター(EMDミリポア社、マサチューセッツ州ビレリカ)を通して濾過することによって終わらせた。フィルターを洗浄し、ガンマカウンターで計測してA431細胞膜に結合した125I−EGFの量を決定した。
1Bi)c−EGFRのA431膜のEGFに対する競合結合
Fc−G4S−抗EGFR(VHCH1)及びFc−G4S−抗EGFR(LC)のEGFRに対する結合を保持する能力を競合放射性リガンド結合アッセイによって示す。EGFRを過剰発現するヒトA431類表皮がん細胞から調製した2mgの膜を加える前に、競合する抗体を125I−EGF(パーキンエルマー社、マサチューセッツ州ウォルサム)と混ぜた。A431細胞膜は窒素キャビテーションによって調製した。細胞を900プサイのN2ガスで30分間粉砕し、その後溶解物を1000gで4℃にて10分間遠心分離した。上澄みを集め、100,000gで4℃にて1時間遠心分離した。結果として得られたペレットをダウンス型ホモジナイザーで懸濁した。試料のタンパク質濃度を、バイオ・ラッドタンパク質アッセイ試薬を用いて決定し、将来使用するために試料を−80℃で冷凍保存した。非特異的結合は、EGFR結合部位を飽和する大過剰の非標識EGF(100nM)の存在下で決定した。反応を振とうしながら37℃で90分間インキュベーションし、グラスファイバーフィルター(EMDミリポア社、マサチューセッツ州ビレリカ)を通して濾過することによって終わらせた。フィルターを洗浄し、ガンマカウンターで計測してA431細胞膜に結合した125I−EGFの量を決定した。
結果は、Fc−G4S−抗EGFR(VHCH1)は抗EGFRと同様の125I−EGFのA431細胞膜のEGFRへの結合を阻害する能力を有することを示す(図2)。また、Fc−G4S−抗EGFR(LC)は僅かに高い阻害定数(Ki)であるがEGFRに結合した(図2)。これらの結果は、FcのC末端にVH又はVLのいずれかのN末端を介して融合された抗EGFR FabはEGFRへの結合を保持したことを示す。
1Bii)SPR分析
Fc−G4S−抗EGFR(VHCH1)、Fc−G4S−抗EGFR(LC)、及びFc−(G4S)4−抗EGFR(LC)の、EGFRに対する結合を保持する能力を表面プラズモン共鳴(SPR)によって決定した。精製したヤギ抗ヒトIgG Fc(Jackson ImmunoResearch Laboratories)を、ビアコア4000装置(GEヘルスケア)を用いてアミンカップリング化学でCM5チップ上に固定化した。ビアコアCM−5チップ、エタノールアミン、NHS/EDCNHS/EDCカップリング試薬、及びバッファーをビアコア(GEヘルスケア)から入手した。固定化工程を、HEPESバッファー(20mM HEPES、150mM NaCl、3.4mM EDTA、及び0.005% P20界面活性剤)で流速30μl/分にて行なった。センサー表面をNHS(0.05M)及びEDC(0.2M)の混合物で7分間活性化した。ヤギ抗ヒトIgG Fcを10mM酢酸ナトリウム中〜30μg/mlの濃度、pH5.0で7分間注入した。エタノールアミン(1M、pH8.5)を7分間注入して、残りの活性基をいずれもブロックした。平均12,000応答ユニット(RU)の捕捉抗体を各フローセルに固定化した。動態結合実験(Kinetic binding experiment)を、同じHEPESバッファー(20mM HEPES、150mM NaCl、3.4mM EDTA、及び0.005% P20界面活性剤)を用いて行ない、25℃で平衡化した。動態データ(Kinetic data)を注入試験によって集め、対照抗体は0.5及び1μg/ml、2分間、流速30μl/分、その後バッファー洗浄を30秒間同じ流速で行った。ヒトEGFR−1(R&Dシステム組換えヒトEGF受容体(1095−ER))40、20、10、5、2.5、及び0nMで3分間結合させた後、10分間、流速30μl/分の解離工程を行った。データをBIA評価ソフトウェアを用いて1:1ラングミュア結合モデルでフィットさせた。動態速度定数(Kinetic rate constant)を結合及び解離フェーズの適合度から決定し、これら定数の比からKDを導いて得た。
Fc−G4S−抗EGFR(VHCH1)、Fc−G4S−抗EGFR(LC)、及びFc−(G4S)4−抗EGFR(LC)の、EGFRに対する結合を保持する能力を表面プラズモン共鳴(SPR)によって決定した。精製したヤギ抗ヒトIgG Fc(Jackson ImmunoResearch Laboratories)を、ビアコア4000装置(GEヘルスケア)を用いてアミンカップリング化学でCM5チップ上に固定化した。ビアコアCM−5チップ、エタノールアミン、NHS/EDCNHS/EDCカップリング試薬、及びバッファーをビアコア(GEヘルスケア)から入手した。固定化工程を、HEPESバッファー(20mM HEPES、150mM NaCl、3.4mM EDTA、及び0.005% P20界面活性剤)で流速30μl/分にて行なった。センサー表面をNHS(0.05M)及びEDC(0.2M)の混合物で7分間活性化した。ヤギ抗ヒトIgG Fcを10mM酢酸ナトリウム中〜30μg/mlの濃度、pH5.0で7分間注入した。エタノールアミン(1M、pH8.5)を7分間注入して、残りの活性基をいずれもブロックした。平均12,000応答ユニット(RU)の捕捉抗体を各フローセルに固定化した。動態結合実験(Kinetic binding experiment)を、同じHEPESバッファー(20mM HEPES、150mM NaCl、3.4mM EDTA、及び0.005% P20界面活性剤)を用いて行ない、25℃で平衡化した。動態データ(Kinetic data)を注入試験によって集め、対照抗体は0.5及び1μg/ml、2分間、流速30μl/分、その後バッファー洗浄を30秒間同じ流速で行った。ヒトEGFR−1(R&Dシステム組換えヒトEGF受容体(1095−ER))40、20、10、5、2.5、及び0nMで3分間結合させた後、10分間、流速30μl/分の解離工程を行った。データをBIA評価ソフトウェアを用いて1:1ラングミュア結合モデルでフィットさせた。動態速度定数(Kinetic rate constant)を結合及び解離フェーズの適合度から決定し、これら定数の比からKDを導いて得た。
結果は、Fc−G4S−抗EGFR(VHCH1)は抗EGFRより僅かに高いKD、(〜1nMに対して〜2nM)でEGFRに結合したことを示す(図3)。またFc−G4S−抗EGFR(LC)もEGFRに結合したが、KDは〜6nMであった(図3)。リンカーを(G4S)4に伸ばした場合、Fc−(G4S)4−抗EGFR(LC)のKDは〜2nMに下がった(図3)。これらの結果はパート1Biの競合結合アッセイと異なる。考えられうる説明のひとつは、Fc−抗EGFRがビアコアチップに抗Fcを介して捕捉された場合、抗EGFR Fabへの接近可能性を欠くことである。この仮説は、リンカーを長くした場合に親和性が増加することによってサポートされる。その親和性の増加は抗EGFR FabのEGFRへの結合ための接近可能性が増すことによる可能性がある。
実施例2
Fc−抗CD20前駆体分子
2A)Fc−Fab前駆体の構築及び発現
Fc−抗CD20の生成は、抗CD20 2B8(リツキシマブ)モノクローナル抗体(Reff et ai, Blood 83:435, 1994)に基づく。2B8のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号21及び配列番号22に提供される。2B8のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号23及び配列番号24に提供される。4つの異なるFc−CD20分子を生成した:(i)Fc領域重鎖のC末端がG4Sリンカー(GGGGS、配列番号6)を介して抗CD20Fab重鎖のN末端に連結されるFc−G4S−抗CD20(VHCH1);(ii)リンカーの4回繰り返しを含むこと以外(i)と同じ分子であるFc−(G4S)4−抗CD20(VHCH1);(iii)Fc領域重鎖のC末端がG4Sリンカーを介して抗CD20Fab重鎖のN末端に連結されるFc−G4S−抗CD20(LC);及び(iv)リンカーの4回繰り返しを含むこと以外(iii)と同じ分子であるFc−(G4S)4−抗CD20(LC)。
Fc−抗CD20前駆体分子
2A)Fc−Fab前駆体の構築及び発現
Fc−抗CD20の生成は、抗CD20 2B8(リツキシマブ)モノクローナル抗体(Reff et ai, Blood 83:435, 1994)に基づく。2B8のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号21及び配列番号22に提供される。2B8のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号23及び配列番号24に提供される。4つの異なるFc−CD20分子を生成した:(i)Fc領域重鎖のC末端がG4Sリンカー(GGGGS、配列番号6)を介して抗CD20Fab重鎖のN末端に連結されるFc−G4S−抗CD20(VHCH1);(ii)リンカーの4回繰り返しを含むこと以外(i)と同じ分子であるFc−(G4S)4−抗CD20(VHCH1);(iii)Fc領域重鎖のC末端がG4Sリンカーを介して抗CD20Fab重鎖のN末端に連結されるFc−G4S−抗CD20(LC);及び(iv)リンカーの4回繰り返しを含むこと以外(iii)と同じ分子であるFc−(G4S)4−抗CD20(LC)。
Fc−G4S−抗CD20(VHCH1)の発現のために、以下の2つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物H−CH2−CH3−G4S−VH(抗CD20)−CH1−H(配列番号25):ヒト重鎖ヒンジ領域EPKSC(配列番号8)、それに続く定常領域2及び3、それに続くG4Sリンカー、及び抗CD20重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10);並びに2)次の要素をコードする構築物VL(抗−CD2Q)−CL(配列番号26):抗CD20軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域:)。これら2つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号27及び配列番号28に示される。
Fc−(G4S)4−抗CD20(VHCH1)の発現のために、以下の2つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物H−CH2−CH3−(G4S)4−VH(抗CD20)−CH1−H(配列番号29):ヒト重鎖ヒンジ領域EPKSC(配列番号8)、それに続く定常領域2及び3、それに続く(G4S)4リンカー、及び抗CD20重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10);並びに2)次の要素をコードする構築物VL(抗CD20)−CL(配列番号28):抗CD20軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域)。これら2つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号30及び配列番号28に示される。
Fc−G4S−抗CD20(LC)の発現のために、以下の2つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物H−CH2−CH3−G4S−VL(抗CD20)−CL(配列番号31):ヒト重鎖ヒンジ領域EPKSC(配列番号8)、それに続く定常領域2及び3、それに続くG4Sリンカー、及び抗CD20軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域;並びに2)次の要素をコードする構築物VH(抗CD20)−CH1−H(配列番号32):抗CD20重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら2つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号33及び配列番号34に示される。
Fc−(G4S)4−抗CD20(LC)の発現のために、以下の2つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物H−CH2−CH3−(G4S)4−VL(抗CD20)−CL(配列番号35):ヒト重鎖ヒンジ領域EPKSC(配列番号8)、それに続く定常領域2及び3、それに続く(G4S)4リンカー、並びに抗CD20軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域;並びに2)次の要素をコードする構築物VH(抗CD20)−CH1−H(配列番号32):抗CD20重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら2つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号36及び配列番号34に示される。
Fc−G4S−抗CD20(VHCH1)、Fc−(G4S)4−抗CD20(VHCH1)、Fc−G4S−抗CD20(LC)、及びFc−(G4S)4−抗CD20(LC)の発現のために、2つのベクターのセット各々を、Genejuice(ライフテクノロジーズ社、ニューヨーク州グランドアイランド)又はポリエチレンイミン(PEI、Polysciences社、ペンシルベニア州ウォリントン)を用いてHEK293−6E細胞に一過的に共トランスフェクションした。タンパク質をプロテインAアフィニティークロマトグラフィーによって一段階で精製した。2つのポリペプチドの発現及び完全四量体分子の構築を、ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)及びサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で確認した。
くわえて、標準モノクローナル抗体フォーマットの対照抗CD20(抗CD20 IgG1)を生成して、異なるFc−Fabフォーマットと比較した。
2B)Fc−Fab前駆体の抗原への結合
Fc−G4S−抗CD20(VHCH1)、Fc−(G4S)4−抗CD20(VHCH1)、Fc−G4S−抗CD20(LC)、及びFc−(G4S)4−抗CD20(LC)の、細胞表面のCD20に結合する能力を、CD20を発現するヒトDaudiバーキットリンパ腫細胞で測定した。96ウェルプレート中で、1つのウェルにつき1×105個のDaudi細胞を、PBS+1%FBSで希釈したさまざまな濃度の抗CD20/抗CD16及び抗CD20と、氷上で30分間インキュベーションした。PBS+1%FBSで洗浄した後、細胞をPBS+1%FBSで1:200に希釈したTRITC F(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG、Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)と氷上で30分間インキュベーションした。再度洗浄した後、細胞をPBS中の1%ホルムアルデヒドで固定した。細胞をフローサイトメトリー(Guava、EMDミリポア社、マサチューセッツ州ビレリカ)によって分析した。
Fc−G4S−抗CD20(VHCH1)、Fc−(G4S)4−抗CD20(VHCH1)、Fc−G4S−抗CD20(LC)、及びFc−(G4S)4−抗CD20(LC)の、細胞表面のCD20に結合する能力を、CD20を発現するヒトDaudiバーキットリンパ腫細胞で測定した。96ウェルプレート中で、1つのウェルにつき1×105個のDaudi細胞を、PBS+1%FBSで希釈したさまざまな濃度の抗CD20/抗CD16及び抗CD20と、氷上で30分間インキュベーションした。PBS+1%FBSで洗浄した後、細胞をPBS+1%FBSで1:200に希釈したTRITC F(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG、Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)と氷上で30分間インキュベーションした。再度洗浄した後、細胞をPBS中の1%ホルムアルデヒドで固定した。細胞をフローサイトメトリー(Guava、EMDミリポア社、マサチューセッツ州ビレリカ)によって分析した。
結果は、抗CD20 IgG1ほどではないが、Fc−G4S−抗CD20(VHCH1)及びFc−(G4S)4−抗CD20(VHCH1)はCD20への結合を保持することを示す(図4)。リンカーを長くすることは結合を強めるようであるが、抗EGFRと同じ程度までではない(図3)。Fc−G4S−抗CD20(LC)もFc−(G4S)4−抗CD20(LC)もCD20への結合を保持しない(図4)。FcのC末端における結合、とりわけVLによる結合の際、抗CD20Fabの細胞膜に発現したCD20への結合は悪い。CD20は膜貫通型タンパク質であり、抗CD20は細胞外ループにのみ結合する。恐らくFcは、小さなループに結合するC末端Fabへの接近可能性に支障を来たす。抗EGFRなどのより大きな細胞外ドメインに対する抗体のほうがより良い四価二重特異性抗体の候補である。
実施例3
抗EGFR/抗CD16及び抗CD16/抗EGFR
3A)TetBiAbの構築及び発現
EGFR及びCD16に対するTetBiAbの生成は、抗EGFR C225(セツキシマブ)モノクローナル抗体(Kawamoto, PNAS 80:1337, 1983)及び抗CD16 3G8モノクローナル抗体(Fleit et al, PNAS 79:3275, 1982)に基づく。C225のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号1及び配列番号2に提供される。C225のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号3及び配列番号4に提供される。3G8のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号37及び配列番号38に提供される。3G8のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号39及び配列番号40に提供される。EGFR及びCD16分子に対する2つの異なるTetBiAbを生成した:(i)抗EGFR重鎖ポリペプチドのC末端がG4Sリンカーを介して抗CD16Fab軽鎖のN末端に連結する抗EGFR/抗CD16、及び(ii)抗CD16重鎖ポリペプチドのC末端がG4Sリンカーを介して抗EGFRFab軽鎖のN末端に連結する抗CD16/抗EGFR。
抗EGFR/抗CD16及び抗CD16/抗EGFR
3A)TetBiAbの構築及び発現
EGFR及びCD16に対するTetBiAbの生成は、抗EGFR C225(セツキシマブ)モノクローナル抗体(Kawamoto, PNAS 80:1337, 1983)及び抗CD16 3G8モノクローナル抗体(Fleit et al, PNAS 79:3275, 1982)に基づく。C225のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号1及び配列番号2に提供される。C225のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号3及び配列番号4に提供される。3G8のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号37及び配列番号38に提供される。3G8のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号39及び配列番号40に提供される。EGFR及びCD16分子に対する2つの異なるTetBiAbを生成した:(i)抗EGFR重鎖ポリペプチドのC末端がG4Sリンカーを介して抗CD16Fab軽鎖のN末端に連結する抗EGFR/抗CD16、及び(ii)抗CD16重鎖ポリペプチドのC末端がG4Sリンカーを介して抗EGFRFab軽鎖のN末端に連結する抗CD16/抗EGFR。
抗EGFR/抗CD16TetBiAbの発現のために、図1にあるように、以下の3つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物VH(抗EGFR)−CH1−H−CH2−CH3−リンカー−VL(抗CD16)−CL(配列番号41):抗EGFR重鎖可変領域、それに続くエフェクターサイレントIgG1.4(Armour et al, Eur J. Immunol. 29:2813, 1999に記載の変異を含む)由来のヒト重鎖定常領域1〜3、それに続くG4Sリンカー、及び抗CD16軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、2)次の要素をコードする構築物VL(抗EGFR)−CL(配列番号12):抗EGFR軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、3)次の要素をコードする構築物VH(抗CD16)−CH1−H(配列番号:42):抗CD16重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら3つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号43、配列番号14、及び配列番号44に示される。
抗CD16/抗EGFR TetBiAbの発現のために、図1にあるように、以下の3つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物VH(抗CD16)−CH1−H−CH2−CH3−リンカー−VL(抗EGFR)−CL(配列番号45):抗CD16重鎖可変領域、それに続くエフェクターサイレントIgG1.4由来のヒト重鎖定常領域1〜3、それに続くG4Sリンカー、及び抗EGFR軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、2)次の要素をコードする構築物VL(抗CD16)−CL(配列番号48):抗CD16軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、3)次の要素をコードする構築物VH(抗EGFR)−CH1−H(配列番号16):抗EGFR重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら3つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号47、配列番号48、及び配列番号18に示される。
抗EGFR/抗CD16及び抗CD16/抗EGFRの発現のために、3つのベクターのセット各々を、Genejuice(ライフテクノロジーズ社、ニューヨーク州グランドアイランド)又はポリエチレンイミン(PEI、Polysciences社、ペンシルベニア州ウォリントン)を用いてHEK293−6E細胞に一過的に共トランスフェクションした。2つのTetBiAbをプロテインAアフィニティークロマトグラフィーによって一段階で精製した。3つのポリペプチドの発現及び完全六量体分子の構築を、ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)及びサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で確認した。SDS−PAGEに関して、精製したTetBiAb試料をDTTで還元し、NuPAGE MES4〜12%ゲルに200Vで35分間流した後、クマシー染色した。
ゲルの3つの主なバンドは、予想された分子量(MW)及び正しい化学量論比を有し、純度が>95%であった(図5A)。図5Aにおいて、レーン1は分子量(MW)マーカーを示し、レーン2は抗CD16/抗EGFRの3つのポリペプチドの予想MW(73.6、23.8、23.8kDa)及び正しい化学量論比(1:1:1)を示し、レーン3は抗EGFR/抗CD16の3つのポリペプチドの予想MW(73.3、23.6、23.3kDa)及び正しい化学量論比(1:1:1)を示す。SECに関して、精製したTetBiAb試料を50mMリン酸ナトリウム、400mM過塩素酸ナトリウム、pH6.3+0.1、及び38+2.0mS/cm2で平衡化したTSK−GEL スーパーSW3000 SECカラム4.6×300mm(東ソー・バイオサイエンス、東京、日本)で分析した。サイズ排除クロマトグラフィーは、単量体の抗EGFR/抗CD16及び抗CD16/抗EGFRともに、予想MWである約250kDaにピークを示した(図5B)。
くわえて、多くの対照を生成してTetBiAbフォーマットと比較、又はTetBiAbフォーマットを最適化した。それらには、標準モノクローナル抗体フォーマットの抗EGFR(抗EGFR IgG1)及びエフェクターサイレントフォーマットの抗EGFR(抗EGFR IgG1.4)が含まれる。
3B)TetBiAbの抗原への結合
抗EGFR/抗CD16及び抗CD16/抗EGFRのEGFRに対する結合を保持する能力を競合放射性リガンド結合アッセイによって示す。EGFRを過剰発現するヒトA431類表皮がん細胞から調製した2mgの膜を加える前に、競合する抗体を125I−EGF(パーキンエルマー社、マサチューセッツ州ウォルサム)と混ぜた。A431細胞膜は窒素キャビテーションによって調製した。細胞を900プサイのN2ガスで30分間粉砕し、その後溶解物を1000gで4℃にて10分間遠心分離した。上澄みを集め、100,000gで4℃にて1時間遠心分離した。結果として得られたペレットをダウンス型ホモジナイザーで懸濁した。試料のタンパク質濃度を、バイオ・ラッドタンパク質アッセイ試薬を用いて決定し、将来使用するために試料を−80℃で冷凍保存した。非特異的結合は、EGFR結合部位を飽和する大過剰の非標識EGF(100nM)の存在下で決定した。反応を振とうしながら37℃で90分間インキュベーションし、グラスファイバーフィルター(EMDミリポア社、マサチューセッツ州ビレリカ)を通して濾過することによって終わらせた。フィルターを洗浄し、ガンマカウンターで計測してA431細胞膜に結合した125I−EGFの量を決定した。
抗EGFR/抗CD16及び抗CD16/抗EGFRのEGFRに対する結合を保持する能力を競合放射性リガンド結合アッセイによって示す。EGFRを過剰発現するヒトA431類表皮がん細胞から調製した2mgの膜を加える前に、競合する抗体を125I−EGF(パーキンエルマー社、マサチューセッツ州ウォルサム)と混ぜた。A431細胞膜は窒素キャビテーションによって調製した。細胞を900プサイのN2ガスで30分間粉砕し、その後溶解物を1000gで4℃にて10分間遠心分離した。上澄みを集め、100,000gで4℃にて1時間遠心分離した。結果として得られたペレットをダウンス型ホモジナイザーで懸濁した。試料のタンパク質濃度を、バイオ・ラッドタンパク質アッセイ試薬を用いて決定し、将来使用するために試料を−80℃で冷凍保存した。非特異的結合は、EGFR結合部位を飽和する大過剰の非標識EGF(100nM)の存在下で決定した。反応を振とうしながら37℃で90分間インキュベーションし、グラスファイバーフィルター(EMDミリポア社、マサチューセッツ州ビレリカ)を通して濾過することによって終わらせた。フィルターを洗浄し、ガンマカウンターで計測してA431細胞膜に結合した125I−EGFの量を決定した。
結果は、抗EGFR/抗CD16は抗EGFRと同様の125I−EGFのA431細胞膜のEGFRへの結合を阻害する能力を有することを示す。また、抗CD16/抗EGFRは僅かに高い阻害定数(Ki)であるがEGFRに結合し(図6)、別の抗体のC末端に融合された抗EGFR FabはEGFRへの結合を保持したことを示す。
3C)TetBiAbの生体活性
さらに、抗EGFR/抗CD16及び抗CD16/抗EGFRの機能及び効用を、Mueller et al(J. Immunol. 144:1382, 1990)に記載の抗体依存性細胞傷害(ADCC)アッセイで示した。3×106個のヒトA431類表皮がん細胞を300μCiのNa51Cr(パーキンエルマー社、ウォルサム、マサチューセッツ州)を用いて37℃で45分間標識した。細胞を洗浄した後、500個の細胞を、0.25〜1000ng/mlの濃度に連続希釈した組み換え抗体とともに96ウェルプレートの各ウェルに移した。エフェクター細胞と4時間インキュベーションした後に、特異的溶解を測定した。エフェクター細胞は静止期ヒト末梢血単核細胞(PBMC)(エフェクター細胞と標的細胞の比100:1)又はナチュラルキラー(NK)細胞(エフェクター細胞と標的細胞の比10:1)のいずれかであった。NK細胞をMACS NK細胞単離キット(ミルテニーバイオテク社、ベルギッシュ・グラートバッハ、ドイツ)を用いてPBMCから単離した。標的細胞をトリトン100界面活性剤を用いて溶解することによって、総放出可能放射能(最大溶解)を測定した。バックグラウンドの自然発生放射能放出を標的細胞のみを含むウェルで測定した。特異的溶解の割合は、実験値からバックグラウンドの溶解を引いて、最大溶解で割って、100を掛けることによって算出した。
さらに、抗EGFR/抗CD16及び抗CD16/抗EGFRの機能及び効用を、Mueller et al(J. Immunol. 144:1382, 1990)に記載の抗体依存性細胞傷害(ADCC)アッセイで示した。3×106個のヒトA431類表皮がん細胞を300μCiのNa51Cr(パーキンエルマー社、ウォルサム、マサチューセッツ州)を用いて37℃で45分間標識した。細胞を洗浄した後、500個の細胞を、0.25〜1000ng/mlの濃度に連続希釈した組み換え抗体とともに96ウェルプレートの各ウェルに移した。エフェクター細胞と4時間インキュベーションした後に、特異的溶解を測定した。エフェクター細胞は静止期ヒト末梢血単核細胞(PBMC)(エフェクター細胞と標的細胞の比100:1)又はナチュラルキラー(NK)細胞(エフェクター細胞と標的細胞の比10:1)のいずれかであった。NK細胞をMACS NK細胞単離キット(ミルテニーバイオテク社、ベルギッシュ・グラートバッハ、ドイツ)を用いてPBMCから単離した。標的細胞をトリトン100界面活性剤を用いて溶解することによって、総放出可能放射能(最大溶解)を測定した。バックグラウンドの自然発生放射能放出を標的細胞のみを含むウェルで測定した。特異的溶解の割合は、実験値からバックグラウンドの溶解を引いて、最大溶解で割って、100を掛けることによって算出した。
エフェクターサイレントIgG1.4のFcはNK細胞のFcγRIII(CD16)に結合できないので、このアッセイではADCCが起こるのに2つの異なる細胞タイプの抗原に対するTetBiAbの同時結合が要求される。特に抗EGFR/抗CD16及び抗CD16/抗EGFRは、A431細胞の死滅及びA431細胞からのCr放出が起こるためには標的A431細胞のEGFRとエフェクターNK細胞のCD16の両方に結合しなければならない。
結果は、エフェクターサイレントFcを含む抗EGFR/抗CD16及び抗CD16/抗EGFRはともに、陽性対照抗EGFR IgG1と比較して、低い抗体濃度でより強力なADCCを誘発したことを示す(図7)。TetBiAbの両方のエフェクターサイレントFcは観察されたADCCに寄与することができなかったので、その結果は抗CD16によるFcγRIIIの効果的な結合を示唆する。
実際に、同様に同じエフェクターサイレントFcを含む陰性対照抗EGFR IgG1.4はADCCを誘発できなかった(図7)。今日まで、診療所での多くの治療用IgG1抗体の投与は、注入関連反応の「初回投与効果」を引き起こす可能性があるので、特異的かつ選択的にFcγRIIIのみに結合する能力をもつ治療用TetBiAbは有益である。これらの反応は、架橋結合及び全身活性化を導くFcγRIII及びFcγRIIAなどの他の活性化受容体へのFcの同時結合に起因すると考えられる(McCall et al, J Immunol. 166:61 12, 2001)。
実際に、同様に同じエフェクターサイレントFcを含む陰性対照抗EGFR IgG1.4はADCCを誘発できなかった(図7)。今日まで、診療所での多くの治療用IgG1抗体の投与は、注入関連反応の「初回投与効果」を引き起こす可能性があるので、特異的かつ選択的にFcγRIIIのみに結合する能力をもつ治療用TetBiAbは有益である。これらの反応は、架橋結合及び全身活性化を導くFcγRIII及びFcγRIIAなどの他の活性化受容体へのFcの同時結合に起因すると考えられる(McCall et al, J Immunol. 166:61 12, 2001)。
実施例4
抗CD20/抗CD16
4A)TetBiAbの構築及び発現
CD20及びCD16に対するTetBiAbの生成は、抗CD20 2B8(リツキシマブ)モノクローナル抗体(Reff et al, Blood 83:435, 1994)及び抗CD16 3G8モノクローナル抗体(Fleii et al, PNAS 79:3275, 1982)に基づく。2B8のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号21及び配列番号22に提供される。2B8のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号23及び配列番号24に提供される。3G8のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号37及び配列番号38に提供される。3G8のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号39及び配列番号40に提供される。1つのCD20及びCD16分子に対するTetBiAbを生成した:抗CD20重鎖ポリペプチドのC末端がG4Sリンカーを介して抗CD16Fab軽鎖のN末端に連結される抗CD20/抗CD16。
抗CD20/抗CD16
4A)TetBiAbの構築及び発現
CD20及びCD16に対するTetBiAbの生成は、抗CD20 2B8(リツキシマブ)モノクローナル抗体(Reff et al, Blood 83:435, 1994)及び抗CD16 3G8モノクローナル抗体(Fleii et al, PNAS 79:3275, 1982)に基づく。2B8のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号21及び配列番号22に提供される。2B8のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号23及び配列番号24に提供される。3G8のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号37及び配列番号38に提供される。3G8のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号39及び配列番号40に提供される。1つのCD20及びCD16分子に対するTetBiAbを生成した:抗CD20重鎖ポリペプチドのC末端がG4Sリンカーを介して抗CD16Fab軽鎖のN末端に連結される抗CD20/抗CD16。
抗CD20/抗CD16TetBiAbの発現のために、図1にあるように、以下の3つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物VH(抗CD20)−CH1−H−CH2−CH3−リンカー−VL(抗CD16)−CL(配列番号49):抗CD20重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1〜3アイソタイプIgG1、それに続くG4Sリンカー、及び抗CD16軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、2)次の要素をコードする構築物VL(抗CD20)−CL(配列番号26):抗CD20軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、3)次の要素をコードする構築物VH(抗CD16)−CH1−H(配列番号50):抗CD16重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら3つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号51、配列番号28、及び配列番号52に示される。
抗CD20/抗CD16の発現のために、3つのベクターを、Genejuice(ライフテクノロジーズ社、ニューヨーク州グランドアイランド)又はポリエチレンイミン(PEI、Polysciences社、ペンシルベニア州ウォリントン)を用いてHEK293−6E細胞に一過的に共トランスフェクションした。2つのTetBiAbをプロテインAアフィニティークロマトグラフィーによって一段階で精製した。3つのポリペプチドの発現及び完全六量体分子の構築を、SDS−PAGE及びSECで確認した。SDS−PAGEに関して、精製したTetBiAb試料をDTTで還元し、NuPAGE MES4〜12%ゲルに200Vで35分間流した後、クマシー染色した。ゲルの3つの主なバンドは予想されたMW及び正しい化学量論比を有し、純度が>95%であった(図8A)。図8Aにおいて、レーン1は分子量(MW)マーカーを示し、レーン2は抗CD20/抗CD16の3つのポリペプチドの予想MW(73.2、23.1、22.9kDa)及び正しい化学量論比(1:1:1)を示す。SECに関して、精製したTetBiAb試料を50mMリン酸ナトリウム、400mM過塩素酸ナトリウム、pH6.3+0.1、及び38+2.0mS/cm2で平衡化したTSK−GEL スーパーSW3000 SECカラム4.6×300mm(東ソー・バイオサイエンス、東京、日本)で分析した。サイズ排除クロマトグラフィーは、単量体の抗CD20/抗CD16の予想MWである約250kDaにピークを示した(図8B)。
くわえて、標準モノクローナル抗体フォーマットの抗CD20(抗CD20 IgG1)を対照として生成して、Fc−Fabフォーマットと比較した。
4B)TetBiAbの抗原への結合
抗CD20/抗CD16の、細胞表面のCD20への結合を保持する能力を、CD20を発現するがCD16を発現しないヒトRamosバーキットリンパ腫細胞で測定した。96ウェルプレート中で、1つのウェルにつき1×105個のRamos細胞を、PBS+1%FBSで希釈したさまざまな濃度の抗CD20/抗CD16及び抗CD20と、氷上で30分間インキュベーションした。PBS+1%FBSで洗浄した後、細胞をPBS+1%FBSで1:200に希釈したTRITC F(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG、Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)と氷上で30分間インキュベーションした。再度洗浄した後、細胞をPBS中の1%ホルムアルデヒドで固定した。細胞をフローサイトメトリー(Guava、EMDミリポア社、マサチューセッツ州ビレリカ)によって分析した。
抗CD20/抗CD16の、細胞表面のCD20への結合を保持する能力を、CD20を発現するがCD16を発現しないヒトRamosバーキットリンパ腫細胞で測定した。96ウェルプレート中で、1つのウェルにつき1×105個のRamos細胞を、PBS+1%FBSで希釈したさまざまな濃度の抗CD20/抗CD16及び抗CD20と、氷上で30分間インキュベーションした。PBS+1%FBSで洗浄した後、細胞をPBS+1%FBSで1:200に希釈したTRITC F(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG、Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)と氷上で30分間インキュベーションした。再度洗浄した後、細胞をPBS中の1%ホルムアルデヒドで固定した。細胞をフローサイトメトリー(Guava、EMDミリポア社、マサチューセッツ州ビレリカ)によって分析した。
結果は、陽性対照抗CD20ほどではないが、抗CD20/抗CD16はDaudi細胞に発現するCD20への結合することを示す(図9)。C末端での抗CD16がN末端での抗CD20のDaudi細胞への結合に影響する可能性は理論的に考えられうるが、より可能性の高い説明は、C末端での抗CD16FabがFcの接近可能性に影響してTRITC F(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG、Fcγを検出したという技術的なものである。
4C)TetBiAbの生体活性
さらに、抗CD20/抗CD16の機能及び効用を、ヒトRamosバーキットリンパ腫細胞を用いた抗体依存性細胞傷害(ADCC)アッセイによって示した。2000個の細胞を、0.05〜200ng/mlの濃度に連続希釈した組み換え抗体とともに96ウェルプレートの各ウェルに移した。ナチュラルキラー(NK)エフェクター細胞(エフェクター細胞と標的細胞の比10:1)と4時間インキュベーションした後に、乳酸脱水素酵素を介して特異的溶解を測定した。NK細胞をMACS NK細胞単離キット(ミルテニーバイオテク社、ベルギッシュ・グラートバッハ、ドイツ)を用いて静止期ヒト末梢血単核細胞(PBMC)から単離した。標的細胞をトリトン100界面活性剤を用いて溶解することによって、総放出可能LDH(最大溶解)を測定した。バックグラウンドの自然発生LDH放出を標的細胞のみを含むウェルで測定した。特異的溶解の割合は、実験値からバックグラウンドの溶解を引いて、最大溶解で割って、100を掛けることによって算出した。
さらに、抗CD20/抗CD16の機能及び効用を、ヒトRamosバーキットリンパ腫細胞を用いた抗体依存性細胞傷害(ADCC)アッセイによって示した。2000個の細胞を、0.05〜200ng/mlの濃度に連続希釈した組み換え抗体とともに96ウェルプレートの各ウェルに移した。ナチュラルキラー(NK)エフェクター細胞(エフェクター細胞と標的細胞の比10:1)と4時間インキュベーションした後に、乳酸脱水素酵素を介して特異的溶解を測定した。NK細胞をMACS NK細胞単離キット(ミルテニーバイオテク社、ベルギッシュ・グラートバッハ、ドイツ)を用いて静止期ヒト末梢血単核細胞(PBMC)から単離した。標的細胞をトリトン100界面活性剤を用いて溶解することによって、総放出可能LDH(最大溶解)を測定した。バックグラウンドの自然発生LDH放出を標的細胞のみを含むウェルで測定した。特異的溶解の割合は、実験値からバックグラウンドの溶解を引いて、最大溶解で割って、100を掛けることによって算出した。
ADCC結果の2つのグラフは、異なる提供者のエフェクター細胞の用いたことを除いて同様に行なわれた別々の実験からのデータを示す。抗EGFR/抗CD16と違って、抗CD20/抗CD16はそのIgG1フォーマットに起因して、抗CD16がエフェクター細胞のCD16と結合することなしに誘発できた。しかし、7名中4名の提供者からのエフェクター細胞に関して、抗CD20/抗CD16とインキュベーションしたRamos細胞のADCCは、抗CD20と比較して10倍の増大が観察された(図10、上パネル)。他の3名の提供者については、抗CD20と比較した抗CD20/抗CD16のADCC増大はわずかであった(図10、下パネル)。理論に束縛されるものではないが、これは恐らくFcRIIIAの多形性に起因すると考えられる(Cartron et al, 2002 Blood)。図10、下パネルに見られるように、Fcの結合親和力を増加するFcRIIIAの158番目のバリンの同型である提供者に関して、その提供者らのFcRIIIA保有NK細胞はADCCアッセイにおける抗CD16結合の効果が少ない可能性があると思われる。
実施例5
抗CD20/抗CD47
5A)TetBiAbの構築及び発現
CD20及びCD47に対するTetBiAbの生成は、抗CD20 2B8(リツキシマブ)モノクローナル抗体(Reff et al, Blood 83:435, 1994)及び抗CD47 B6H12モノクローナル抗体(Lindberg et al, JBC 269: 1567, 1994)に基づく。2B8のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号21及び配列番号22に提供される。2B8のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号23及び配列番号24に提供される。B6H12のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号53及び配列番号54に提供される。B6H12のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号55及び配列番号56に提供される。1つのCD20及びCD47分子に対するTetBiAbを生成した:抗CD20重鎖ポリペプチドのC末端がG4Sリンカーを介して抗CD47Fab軽鎖のN末端に連結される抗CD20/抗CD47。
抗CD20/抗CD47
5A)TetBiAbの構築及び発現
CD20及びCD47に対するTetBiAbの生成は、抗CD20 2B8(リツキシマブ)モノクローナル抗体(Reff et al, Blood 83:435, 1994)及び抗CD47 B6H12モノクローナル抗体(Lindberg et al, JBC 269: 1567, 1994)に基づく。2B8のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号21及び配列番号22に提供される。2B8のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号23及び配列番号24に提供される。B6H12のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号53及び配列番号54に提供される。B6H12のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号55及び配列番号56に提供される。1つのCD20及びCD47分子に対するTetBiAbを生成した:抗CD20重鎖ポリペプチドのC末端がG4Sリンカーを介して抗CD47Fab軽鎖のN末端に連結される抗CD20/抗CD47。
抗CD20/抗CD47TetBiAbの発現のために、図1にあるように、以下の3つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物VH(抗CD20)−CH1−H−CH2−CH3−リンカー−VL(抗CD47)−CL(配列番号57):抗CD20重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1〜3アイソタイプIgG1、それに続くG4Sリンカー、及び抗CD47軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、2)次の要素をコードする構築物VL(抗CD20)−CL(配列番号26):抗CD20軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、3)次の要素をコードする構築物VH(抗CD47)−CH1−H(配列番号58):抗CD47重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら3つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号59、配列番号28、及び配列番号60に示される。
抗CD20/抗CD47の発現のために、3つのベクターを、Genejuice(ライフテクノロジーズ社、ニューヨーク州グランドアイランド)又はポリエチレンイミン(PEI、Polysciences社、ペンシルベニア州ウォリントン)を用いてHEK293−6E細胞に一過的に共トランスフェクションした。TetBiAbをプロテインAアフィニティークロマトグラフィーによって一段階で精製した。3つのポリペプチドの発現及び完全六量体分子の構築を、SDS−PAGE及びSECで確認した。SDS−PAGEに関して、精製したTetBiAb試料をDTTで還元し、NuPAGE MES4〜12%ゲルに200Vで35分間流した後、クマシー染色した。ゲルの3つの主なバンドは予想されたMW及び正しい化学量論比を有し、純度が>95%であった(図11A)。図11Aにおいて、レーン1は分子量(MW)マーカーを示し、レーン2は抗CD20/抗CD47の3つのポリペプチドの予想MW(73.8、23.4、23.0kDa)及び正しい化学量論比(1:1:1)を示す。SECに関して、精製したTetBiAb試料を50mMリン酸ナトリウム、400mM過塩素酸ナトリウム、pH6.3+0.1、及び38+2.0mS/cm2で平衡化したTSK−GEL スーパーSW3000 SECカラム4.6×300mm(東ソー・バイオサイエンス、東京、日本)で分析した。サイズ排除クロマトグラフィーは、単量体の抗CD20/抗CD47の予想MWである約250kDaにピークを示した(図11B)。
くわえて、標準モノクローナル抗体フォーマットの抗CD20及び抗CD47(抗CD20 IgG1及び抗CD47 IgG1)を対照として生成して、TetBiAbフォーマットと比較した。
5B)TetBiAbの結合
(i)TetBiAbの抗原への結合
抗CD20/抗CD47の、細胞表面に発現する両抗原に結合する能力を測定し、2つの対照分子抗CD20及び抗CD47と比較した。96ウェルプレート中で、1つのウェルにつき1×105個のCD20をトランスフェクションしたマウスNS0骨髄腫細胞又はヒトU937組織球性リンパ腫細胞を、PBS+1%FBSで希釈したさまざまな濃度の抗体と、氷上で30分間インキュベーションした。PBS+1%FBSで洗浄した後、細胞をPBS+1%FBSで1:200に希釈したTRITC F(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG、Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)と氷上で30分間インキュベーションした。再度洗浄した後、細胞をPBS中の1%ホルムアルデヒドで固定した。細胞をフローサイトメトリー(Guava、EMDミリポア社、マサチューセッツ州ビレリカ)によって分析した。
(i)TetBiAbの抗原への結合
抗CD20/抗CD47の、細胞表面に発現する両抗原に結合する能力を測定し、2つの対照分子抗CD20及び抗CD47と比較した。96ウェルプレート中で、1つのウェルにつき1×105個のCD20をトランスフェクションしたマウスNS0骨髄腫細胞又はヒトU937組織球性リンパ腫細胞を、PBS+1%FBSで希釈したさまざまな濃度の抗体と、氷上で30分間インキュベーションした。PBS+1%FBSで洗浄した後、細胞をPBS+1%FBSで1:200に希釈したTRITC F(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG、Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)と氷上で30分間インキュベーションした。再度洗浄した後、細胞をPBS中の1%ホルムアルデヒドで固定した。細胞をフローサイトメトリー(Guava、EMDミリポア社、マサチューセッツ州ビレリカ)によって分析した。
結果は、抗CD20/抗CD47及び抗CD20はCD20をトランスフェクションしたNS0細胞の発現させたCD20に結合するが、抗CD47は、CD47が発現していないのでNS0/CD20細胞に結合しないことを示す(図12A)。
実施例4BでのCD20への抗CD20/抗CD16の結合が明らかに減少した先の観察例の場合と同様に、C末端での抗CD47がN末端での抗CD20のCD20への結合に影響した可能性は低い(図12A)。よりふさわしい説明としてはC末端での抗CD47FabがTRITC F(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG、Fcγ検出に対するFcの接近可能性に影響し、それによって結果として図12Aの観察された明らかに減少した結合が観察された。抗CD20/抗CD47及び抗CD47はU937細胞に結合し、抗CD20はCD47を発現するがCD20を発現しないU937細胞に結合しない(図12B)。抗CD20/抗CD47のU937細胞への結合は、軽鎖によってFcのC末端に結合されたC末端Fabとしての抗CD47は、それでもやはりその抗原を認識できることを示す(図12B)。観察された結合の僅かな減少は、FcのC末端に結合された場合に抗EGFR Fabで観察された減少と同様である(図2及び図3)。
実施例4BでのCD20への抗CD20/抗CD16の結合が明らかに減少した先の観察例の場合と同様に、C末端での抗CD47がN末端での抗CD20のCD20への結合に影響した可能性は低い(図12A)。よりふさわしい説明としてはC末端での抗CD47FabがTRITC F(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG、Fcγ検出に対するFcの接近可能性に影響し、それによって結果として図12Aの観察された明らかに減少した結合が観察された。抗CD20/抗CD47及び抗CD47はU937細胞に結合し、抗CD20はCD47を発現するがCD20を発現しないU937細胞に結合しない(図12B)。抗CD20/抗CD47のU937細胞への結合は、軽鎖によってFcのC末端に結合されたC末端Fabとしての抗CD47は、それでもやはりその抗原を認識できることを示す(図12B)。観察された結合の僅かな減少は、FcのC末端に結合された場合に抗EGFR Fabで観察された減少と同様である(図2及び図3)。
(ii)抗CD20/抗CD47TetBiAbの両抗原を発現する細胞に対する結合アビディティー
抗CD20/抗CD47の細胞表面のCD20及びCD47への結合を、CD20を過剰発現し、CD47を低レベルで発現するヒトSU−DHL4 B細胞リンパ腫細胞で測定した。抗CD20/抗CD47、抗CD20、及び抗CD47を、アレクサフルオル(登録商標)488カルボン酸,TFPエステル,ビス(トリエチルアンモニウム塩)(ライフテクノロジーズ社、ニューヨーク州グランドアイランド)と結合した。96ウェルプレート中で、1つのウェルにつき1×105個のSU−DHL4細胞を、PBS+1%FBSで希釈したさまざまな濃度のアレクサ488標識抗CD20/抗CD47、抗CD20、及び抗CD47と、氷上で60分間インキュベーションした。PBS+1%FBSで洗浄した後、細胞をPBS中の1%ホルムアルデヒドで固定した。細胞をフローサイトメトリー(MACSQuant、ミルテニーバイオテク社、ケルン、ドイツ)によって分析した。
抗CD20/抗CD47の細胞表面のCD20及びCD47への結合を、CD20を過剰発現し、CD47を低レベルで発現するヒトSU−DHL4 B細胞リンパ腫細胞で測定した。抗CD20/抗CD47、抗CD20、及び抗CD47を、アレクサフルオル(登録商標)488カルボン酸,TFPエステル,ビス(トリエチルアンモニウム塩)(ライフテクノロジーズ社、ニューヨーク州グランドアイランド)と結合した。96ウェルプレート中で、1つのウェルにつき1×105個のSU−DHL4細胞を、PBS+1%FBSで希釈したさまざまな濃度のアレクサ488標識抗CD20/抗CD47、抗CD20、及び抗CD47と、氷上で60分間インキュベーションした。PBS+1%FBSで洗浄した後、細胞をPBS中の1%ホルムアルデヒドで固定した。細胞をフローサイトメトリー(MACSQuant、ミルテニーバイオテク社、ケルン、ドイツ)によって分析した。
結果は、SU−DHL4細胞への抗CD20/抗CD47結合が、SU−DHL4細胞への抗CD20又は抗CD47の単独での結合又は組み合せての結合と比較して増大したことを示し(図12C)、親和性について強力な証拠を提供する。抗CD47の結合を得た低い中央蛍光値からも明らかなようにSU−DHL4細胞のCD47発現のレベルは低いので、それはとりわけ特筆すべきである。同一細胞の2つの腫瘍標的に結合することによって腫瘍細胞に結合するアビディティーを付するTetBiAbの能力は、結果として生体内において標的をより特異的にし、副作用をより少なくしうる。
5C)TetBiAbの生体活性
抗CD20/抗CD47の効用を生体内実験によって示す。播種性リンパ腫モデルでは、SCIDマウスに5×106個のCD20+ヒトRajiリンパ腫細胞を静注した後、200mg/マウスの抗体アイソタイプ対照(群1)、200mg/マウスの抗CD20(群2)、200mg/マウスの抗CD47(群3)、200mg/マウスの抗CD20と200mg/マウスの抗CD47の組み合わせ(群4)、又は等モル量の四価二重特異性抗体である333mg/マウスの抗CD20/抗CD47(群5)を静注する。すべての群(n=10)は毎週注射を受け、結果はマウスの全身の健康状態、例えば10〜14日で死に至るまひ症、及び生存として報告される。抗CD20/抗CD47四価二重特異性抗体での治療(群5)は、併用治療(群4)と少なくとも同じくらい効果があり、2つの単剤治療(群2及び群3)より優れることがわかった。
抗CD20/抗CD47の効用を生体内実験によって示す。播種性リンパ腫モデルでは、SCIDマウスに5×106個のCD20+ヒトRajiリンパ腫細胞を静注した後、200mg/マウスの抗体アイソタイプ対照(群1)、200mg/マウスの抗CD20(群2)、200mg/マウスの抗CD47(群3)、200mg/マウスの抗CD20と200mg/マウスの抗CD47の組み合わせ(群4)、又は等モル量の四価二重特異性抗体である333mg/マウスの抗CD20/抗CD47(群5)を静注する。すべての群(n=10)は毎週注射を受け、結果はマウスの全身の健康状態、例えば10〜14日で死に至るまひ症、及び生存として報告される。抗CD20/抗CD47四価二重特異性抗体での治療(群5)は、併用治療(群4)と少なくとも同じくらい効果があり、2つの単剤治療(群2及び群3)より優れることがわかった。
実施例6
抗CD20/抗CD52及び抗CD52/抗CD20
6A)TetBiAbの構築及び発現
CD20及びCD52に対するTetBiAbの生成は、抗CD20 2B8(リツキシマブ)モノクローナル抗体(Reff et al, Blood 83:435, 1994)及び抗CD52Campathモノクローナル抗体(James et al, JMB 289:293, 1999)に基づく。2B8のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号21及び配列番号22に提供される。2B8のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号23及び配列番号24に提供される。CampathのFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号61及び配列番号62に提供される。CampathのFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号63及び配列番号64に提供される。CD20及びCD52分子に対する2つの異なるTetBiAbを生成した:(i)抗CD20重鎖ポリペプチドのC末端がG4Sリンカーを介して抗CD52Fab軽鎖のN末端に連結される抗CD20/抗CD52、(ii)抗CD52重鎖ポリペプチドのC末端がG4Sリンカーを介して抗CD20Fab軽鎖のN末端に連結される抗CD52/抗CD20。
抗CD20/抗CD52及び抗CD52/抗CD20
6A)TetBiAbの構築及び発現
CD20及びCD52に対するTetBiAbの生成は、抗CD20 2B8(リツキシマブ)モノクローナル抗体(Reff et al, Blood 83:435, 1994)及び抗CD52Campathモノクローナル抗体(James et al, JMB 289:293, 1999)に基づく。2B8のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号21及び配列番号22に提供される。2B8のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号23及び配列番号24に提供される。CampathのFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号61及び配列番号62に提供される。CampathのFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号63及び配列番号64に提供される。CD20及びCD52分子に対する2つの異なるTetBiAbを生成した:(i)抗CD20重鎖ポリペプチドのC末端がG4Sリンカーを介して抗CD52Fab軽鎖のN末端に連結される抗CD20/抗CD52、(ii)抗CD52重鎖ポリペプチドのC末端がG4Sリンカーを介して抗CD20Fab軽鎖のN末端に連結される抗CD52/抗CD20。
抗CD20/抗CD52TetBiAbの発現のために、図1にあるように、以下の3つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物VH(抗CD20)−CH1−H−CH2−CH3−リンカー−VL(抗CD52)−CL(配列番号85):抗CD20重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1〜3アイソタイプIgG1、それに続くG4Sリンカー、及び抗CD52軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、2)次の要素をコードする構築物VL(抗CD20)−CL(配列番号26):抗CD20軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、3)次の要素をコードする構築物VH(抗CD52)−CH1−H(配列番号86):抗CD52重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら3つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号67、配列番号28、及び配列番号68に示される。
抗CD52/抗CD20TetBiAbの発現のために、図1にあるように、以下の3つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物VH(抗CD52)−CH1−H−CH2−CH3−リンカー−VL(抗CD20)−CL(配列番号69):抗CD52重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1〜3アイソタイプIgG1、それに続くG4Sリンカー、及び抗CD20軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、2)次の要素をコードする構築物VL(抗CD52)−CL(配列番号70):抗CD52軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、3)次の要素をコードする構築物VH(抗CD20)−CH1−H(配列番号32):抗CD20重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら3つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号71、配列番号72、及び配列番号34に示される。
抗CD20/抗CD52及び抗CD52/抗CD20の発現のために、3つのベクターのセット各々を、Genejuice(ライフテクノロジーズ社、ニューヨーク州グランドアイランド)又はポリエチレンイミン(PEI、Polysciences社、ペンシルベニア州ウォリントン)を用いてHEK293−6E細胞に一過的に共トランスフェクションした。2つのTetBiAbをプロテインAアフィニティークロマトグラフィーによって一段階で精製した。3つのポリペプチドの発現及び完全六量体分子の構築を、ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)及びサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で確認した。SDS−PAGEに関して、精製したTetBiAb試料をDTTで還元し、NuPAGE MES4〜12%ゲルに200Vで35分間流した後、クマシー染色した。ゲルの3つの主なバンドは予想された分子量(MW)及び正しい化学量論比を有し、純度が>95%であった(図13A)。図13Aにおいて、レーン1は分子量(MW)マーカーを示し、レーン2は抗CD20/抗CD52の3つのポリペプチドの予想MW(73.0、23.4、23.1kDa)及び正しい化学量論比(1:1:1)を示し、レーン3は抗CD52/抗CD20の3つのポリペプチドの予想MW(72.7、23.5、23.2kDa)及び正しい化学量論比(1:1:1)を示す。SECに関して、精製したTetBiAb試料を50mMリン酸ナトリウム、400mM過塩素酸ナトリウム、pH6.3+0.1、及び38+2.0mS/cm2で平衡化したTSK−GEL スーパーSW3000 SECカラム4.6×300mm(東ソー・バイオサイエンス、東京、日本)で分析した。サイズ排除クロマトグラフィーは、単量体の抗CD20/抗CD52及び抗CD52/抗CD20ともに、予想MWである約250kDaにピークを示した(図13B)。
くわえて、多くの対照を生成してTetBiAbフォーマットと比較、又はTetBiAbフォーマットを最適化した。それらには、標準モノクローナル抗体フォーマットの抗CD20及び抗CD52(抗CD20IgG1及び抗CD52IgG1)が含まれる。
6B)TetBiAbの抗原への結合
抗CD20/抗CD52及び抗CD52/抗CD20の細胞表面に発現するCD20及びCD52への結合を測定し、2つの対照分子抗CD20及び抗CD52と比較した。96ウェルプレート中で、1つのウェルにつき1×105個のヒトDaudiバーキットリンパ腫細胞又はヒトKasumi−3急性骨髄芽球白血病細胞を、PBS+1%FBSで希釈したさまざまな濃度の抗体と、氷上で30分間インキュベーションした。PBS+1%FBSで洗浄した後、細胞をPBS+1%FBSで1:200に希釈したTRITC F(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG、Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)と氷上で30分間インキュベーションした。再度洗浄した後、細胞をPBS中の1%ホルムアルデヒドで固定した。細胞をフローサイトメトリー(Guava、EMDミリポア社、マサチューセッツ州ビレリカ)によって分析した。
抗CD20/抗CD52及び抗CD52/抗CD20の細胞表面に発現するCD20及びCD52への結合を測定し、2つの対照分子抗CD20及び抗CD52と比較した。96ウェルプレート中で、1つのウェルにつき1×105個のヒトDaudiバーキットリンパ腫細胞又はヒトKasumi−3急性骨髄芽球白血病細胞を、PBS+1%FBSで希釈したさまざまな濃度の抗体と、氷上で30分間インキュベーションした。PBS+1%FBSで洗浄した後、細胞をPBS+1%FBSで1:200に希釈したTRITC F(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG、Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)と氷上で30分間インキュベーションした。再度洗浄した後、細胞をPBS中の1%ホルムアルデヒドで固定した。細胞をフローサイトメトリー(Guava、EMDミリポア社、マサチューセッツ州ビレリカ)によって分析した。
結果は、抗CD20/抗CD52及び抗CD20結合はDaudi細胞に結合し、抗CD52/抗CD20及び抗CD52は、CD20を発現するがCD52を発現しないDaudi細胞に結合しないことを示す(図14A)。そのうえ、抗CD52/抗CD20及び抗CD52はKasumi−3細胞に結合し、抗CD20/抗CD52及び抗CD20はCD52を発現するがCD20を発現しないKasumi−3細胞に結合しない(図14B)。
これらの結果は、抗CD20FabはFc領域のC末端においてFab軽鎖を介して結合したとき細胞膜に発現されたCD20に結合しないことを示す図4の結果と一致する。CD52及びCD20はともに小さい細胞外領域を含む膜貫通型タンパク質であり、抗CD20及び抗CD52は細胞外ループにのみ結合する。恐らくFc領域はその小さなループに結合するC末端Fabの接近可能性に支障を来たすと考えられる。例として、標的のこの組み合わせは図1C及び図1Dに図示される代替的なコンフォメーションでのTetBiAbの良い候補でありうる。
実施例2では、抗CD20FabはFc領域のC末端にFab重鎖を介して結合した場合には結合を保持するが、軽鎖を介して結合した場合には結合を保持しないことが示された。よって、抗CD20FabはFc領域のC末端にFab重鎖を介して結合し、抗CD52FabはFc領域のN末端に(標準モノクローナル抗体フォーマットにあるようにCH1を介するよりむしろ)軽鎖を介して結合する。結果として得られた抗CD52/抗CD20の両抗原への結合を次に調べた。Fc領域のN末端に軽鎖を介して結合された抗CD20Fab(Schaefer et al. Proc Natl Acad Sci U S A. 108:1 1 187, 2011)や、Fc領域のC末端にFab重鎖を介して結合された抗CD52を含むさらなる変形も設計されて調べられる。
実施例2では、抗CD20FabはFc領域のC末端にFab重鎖を介して結合した場合には結合を保持するが、軽鎖を介して結合した場合には結合を保持しないことが示された。よって、抗CD20FabはFc領域のC末端にFab重鎖を介して結合し、抗CD52FabはFc領域のN末端に(標準モノクローナル抗体フォーマットにあるようにCH1を介するよりむしろ)軽鎖を介して結合する。結果として得られた抗CD52/抗CD20の両抗原への結合を次に調べた。Fc領域のN末端に軽鎖を介して結合された抗CD20Fab(Schaefer et al. Proc Natl Acad Sci U S A. 108:1 1 187, 2011)や、Fc領域のC末端にFab重鎖を介して結合された抗CD52を含むさらなる変形も設計されて調べられる。
実施例7
Fc−抗CD47前駆体分子
7A)Fc−Fab前駆体の構築及び発現
Fc−抗CD47の生成は、抗CD47 B6H12モノクローナル抗体(Lindberg et al, JBC 269: 1567, 1994)に基づく。B6H12のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号53及び配列番号54に提供される。B6H12のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号55及び配列番号56に提供される。2つの異なるFc−CD47分子を生成した:(i)Fc重鎖のC末端が(G4S)4リンカーを介して抗CD47Fab重鎖のN末端に連結されるFc−(G4S)4−抗CD47(VHCH1)、及び(ii)Fc領域重鎖のC末端が(G4S)4リンカーを介して抗CD47Fab軽鎖のN末端に連結されるFc−(G4S)4−抗CD47(LC)。
Fc−抗CD47前駆体分子
7A)Fc−Fab前駆体の構築及び発現
Fc−抗CD47の生成は、抗CD47 B6H12モノクローナル抗体(Lindberg et al, JBC 269: 1567, 1994)に基づく。B6H12のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号53及び配列番号54に提供される。B6H12のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号55及び配列番号56に提供される。2つの異なるFc−CD47分子を生成した:(i)Fc重鎖のC末端が(G4S)4リンカーを介して抗CD47Fab重鎖のN末端に連結されるFc−(G4S)4−抗CD47(VHCH1)、及び(ii)Fc領域重鎖のC末端が(G4S)4リンカーを介して抗CD47Fab軽鎖のN末端に連結されるFc−(G4S)4−抗CD47(LC)。
Fc−(G4S)4−抗CD47(VHCH1)の発現のために、以下の2つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物H−CH2−CH3−(G4S)4−VH(抗CD47)−CH1−H(配列番号73):システイン(天然に元々から軽鎖とジスルフィド結合を形成する)をセリンに変異させたヒト重鎖ヒンジ領域(EPKSS、配列番号8)、それに続く定常領域2及び3、それに続く(G4S)4リンカー、及び抗CD47重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域(EPKSC、配列番号10、抗CD47軽鎖とのジスルフィド架橋を可能にするため;並びに2)次の要素をコードする構築物VL(抗CD47)−CL(配列番号74):抗CD47軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域。これら2つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号75及び配列番号76に示される。
Fc−(G4S)4−抗CD47(LC)の発現のために、以下の2つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物H−CH2−CH3−(G4S)4−VL(抗CD47)−CL(配列番号77):ヒト重鎖ヒンジ領域EPKSC(配列番号8)、それに続く定常領域2及び3、それに続く(G4S)4リンカー、及び抗CD47軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域;並びに2)次の要素をコードする構築物VH(抗CD47)−CH1−H(配列番号58):抗CD47重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら2つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号78及び配列番号60に示される。
Fc−(G4S)4−抗CD47(VHCH1)及びFc−(G4S)4−抗CD47(LC)の発現のために、2つのベクターのセット各々を、Genejuice(ライフテクノロジーズ社、ニューヨーク州グランドアイランド)又はポリエチレンイミン(PEI、Polysciences社、ペンシルベニア州ウォリントン)を用いてHEK293−6E細胞に一過的に共トランスフェクションした。タンパク質をプロテインAアフィニティークロマトグラフィーによって一段階で精製した。2つのポリペプチドの発現及び完全四量体分子の構築を、ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)及びサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で確認した。
くわえて、対照標準モノクローナル抗体フォーマットの抗CD47(抗CD47IgG1)を対照として生成して、異なるFc−Fabフォーマットと比較した。
7B)Fc−Fab前駆体の抗原への結合
Fc−(G4S)4−抗CD47(VHCH1)及びFc−(G4S)4−抗CD47(LC)のCD47に結合する能力をELISAによって測定し、対照分子抗CD47と比較した。ヒトCD47を96ウェルプレートに4℃で一晩コーティングした。PBSTで洗浄した後、ウェルをPBST+2%BSAを用いて室温で1時間ブロックした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAに希釈したさまざまな濃度の抗体をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAで1:10000に希釈したHRP結合ヤギ抗ヒトIgG Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。HRP基質、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)を用いて、結合した抗体を可視化した。プレートを450nmでの吸光度について測定した。結果は、Fc−(G4S)4−抗CD47(VHCH1)及びFc−(G4S)4−抗CD47(LC)は、抗CD47IgG1ほどではないが、CD47への結合を保持することを示す(図15)。
Fc−(G4S)4−抗CD47(VHCH1)及びFc−(G4S)4−抗CD47(LC)のCD47に結合する能力をELISAによって測定し、対照分子抗CD47と比較した。ヒトCD47を96ウェルプレートに4℃で一晩コーティングした。PBSTで洗浄した後、ウェルをPBST+2%BSAを用いて室温で1時間ブロックした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAに希釈したさまざまな濃度の抗体をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAで1:10000に希釈したHRP結合ヤギ抗ヒトIgG Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。HRP基質、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)を用いて、結合した抗体を可視化した。プレートを450nmでの吸光度について測定した。結果は、Fc−(G4S)4−抗CD47(VHCH1)及びFc−(G4S)4−抗CD47(LC)は、抗CD47IgG1ほどではないが、CD47への結合を保持することを示す(図15)。
実施例8
抗EGFR/抗CD47及び抗CD47/抗EGFR
8A)TetBiAbの構築及び発現
EGFR及びCD47に対するTetBiAbの生成は、抗EGFR C225(セツキシマブ)モノクローナル抗体(Kawamoto, PNAS 80:1337, 1983)及び抗CD47 B6H12モノクローナル抗体(Lindberg et al, JBC 269: 1567, 1994)に基づく。C225のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号1及び配列番号2に提供される。C225のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号3及び配列番号4に提供される。B6H12のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号53及び配列番号54に提供される。B6H12のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号55及び配列番号56に提供される。EGFR及びCD47分子に対する2つの異なるTetBiAbを生成した:(i)抗EGFR重鎖ポリペプチドのC末端が(G4S)4リンカーを介して抗CD47Fab軽鎖のN末端に連結された抗EGFR/抗CD47、及び(ii)抗CD47重鎖ポリペプチドのC末端が(G4S)4リンカーを介して抗EGFRFab軽鎖のN末端に連結された抗CD47/抗EGFR。
抗EGFR/抗CD47及び抗CD47/抗EGFR
8A)TetBiAbの構築及び発現
EGFR及びCD47に対するTetBiAbの生成は、抗EGFR C225(セツキシマブ)モノクローナル抗体(Kawamoto, PNAS 80:1337, 1983)及び抗CD47 B6H12モノクローナル抗体(Lindberg et al, JBC 269: 1567, 1994)に基づく。C225のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号1及び配列番号2に提供される。C225のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号3及び配列番号4に提供される。B6H12のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号53及び配列番号54に提供される。B6H12のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号55及び配列番号56に提供される。EGFR及びCD47分子に対する2つの異なるTetBiAbを生成した:(i)抗EGFR重鎖ポリペプチドのC末端が(G4S)4リンカーを介して抗CD47Fab軽鎖のN末端に連結された抗EGFR/抗CD47、及び(ii)抗CD47重鎖ポリペプチドのC末端が(G4S)4リンカーを介して抗EGFRFab軽鎖のN末端に連結された抗CD47/抗EGFR。
抗EGFR/抗CD47TetBiAbの発現のために、図1にあるように、以下の3つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物VH(抗EGFR)−CH1−H−CH2−CH3−(G4S)4−VL(抗CD47)−CL(配列番号79):抗EGFR重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1〜3、それに続く(G4S)4リンカー、及び抗CD47軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、2)次の要素をコードする構築物VL(抗EGFR)−CL(配列番号12):抗EGFR軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、3)次の要素をコードする構築物VH(抗CD47)−CH1−H(配列番号58):抗CD47重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら3つの構築物に対応するアミノ酸配列番号はそれぞれ、配列番号80、配列番号14、及び配列番号60に示される。
抗CD47/抗EGFR TetBiAbの発現のために、図1にあるように、以下の3つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物VH(抗CD47)−CH1−H−CH2−CH3−(G4S)4−VL(抗EGFR)−CL(配列番号81):抗CD47重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1〜3、それに続く(G4S)4リンカー、及び抗EGFR軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、2)次の要素をコードする構築物VL(抗CD47)−CL(配列番号74):抗CD47軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、3)次の要素をコードする構築物VH(抗EGFR)−CH1−H(配列番号16):抗EGFR重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら3つの構築物に対応するアミノ酸配列番号はそれぞれ、配列番号82、配列番号76、及び配列番号18に示される。
抗EGFR/抗CD47及び抗CD47/抗EGFRの発現のために、3つのベクターのセット各々を、Expi293fectin(ライフテクノロジーズ社、ニューヨーク州グランドアイランド)を用いてExpi293細胞に一過的に共トランスフェクションした。2つのTetBiAbをプロテインAアフィニティークロマトグラフィーによって一段階で精製した。3つのポリペプチドの発現及び完全六量体分子の構築を、ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)及びサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で確認した。SDS−PAGEに関して、精製したTetBiAb試料をDTTで還元し、NuPAGE MES4〜12%ゲルに200Vで35分間流した後、クマシー染色した。ゲルの3つの主なバンドは予想された分子量(MW)及び正しい化学量論比を有し、純度が>95%であった(図16A)。図16Aにおいて、レーン1は分子量(MW)マーカーを示し、レーン2は抗CD47/抗EGFRの3つのポリペプチドの予想MW(74、24、23kDa)及び正しい化学量論比(1:1:1)を示し、レーン3は抗EGFR/抗CD47の3つのポリペプチドの予想MW(74、23、23kDa)及び正しい化学量論比(1:1:1)を示す。SECに関して、精製したTetBiAb試料を50mMリン酸ナトリウム、400mM過塩素酸ナトリウム、pH6.3+0.1、及び38+2.0mS/cm2で平衡化したTSK−GELスーパーSW3000SECカラム4.6_300mm(東ソー・バイオサイエンス、東京、日本)で分析した。サイズ排除クロマトグラフィーは、単量体の抗EGFR/抗CD47及び抗CD47/抗EGFRともに、予想MWである約250kDaにピークを示した(図16B)。
くわえて、多くの対照を生成してTetBiAbフォーマットと比較、又はTetBiAbフォーマットを最適化した。それらには、標準モノクローナル抗体フォーマットの抗EGFR(抗EGFR IgG1)及び標準モノクローナル抗体フォーマットの抗CD47(抗CD47 IgG1)が含まれる。
8B)TetBiAbの結合
(i)TetBiAbの抗原への結合
抗EGFR/抗CD47及び抗CD47/抗EGFRのCD47への結合を保持する能力をELISAによって測定した。ヒトCD47を96ウェルプレートに4℃で一晩コーティングした。PBSTで洗浄した後、ウェルをPBST+2%BSAを用いて室温で1時間ブロックした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAに希釈したさまざまな濃度の抗体をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAで1:10000に希釈したHRP結合ヤギ抗ヒトIgG Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。HRP基質、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)を用いて、結合した抗体を可視化した。プレートを450nmでの吸光度について測定した。
(i)TetBiAbの抗原への結合
抗EGFR/抗CD47及び抗CD47/抗EGFRのCD47への結合を保持する能力をELISAによって測定した。ヒトCD47を96ウェルプレートに4℃で一晩コーティングした。PBSTで洗浄した後、ウェルをPBST+2%BSAを用いて室温で1時間ブロックした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAに希釈したさまざまな濃度の抗体をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAで1:10000に希釈したHRP結合ヤギ抗ヒトIgG Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。HRP基質、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)を用いて、結合した抗体を可視化した。プレートを450nmでの吸光度について測定した。
結果は、抗CD47と同様に、抗CD47/抗EGFRはCD47への結合を保持することを示す。また抗EGFR/抗CD47もCD47への結合を保持するが、抗CD47ほど結合しない(図17A)。
抗EGFR/抗CD47及び抗CD47/抗EGFRのEGFRへの結合を保持する能力をELISAによって測定した。ヒトEGFRを96ウェルプレートに4℃で一晩コーティングした。PBSTで洗浄した後、ウェルをPBST+2%BSAを用いて室温で1時間ブロックした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAに希釈したさまざまな濃度の抗体をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAで1:10000に希釈したHRP結合ヤギ抗ヒトIgG Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。HRP基質、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)を用いて、結合した抗体を可視化した。プレートを450nmでの吸光度について測定した。
結果は、抗EGFRと同様に、抗EGFR/抗CD47はEGFRへの結合を保持することを示す。また抗CD47/抗EGFRもEGFRへの結合を保持するが、抗EGFRほど結合しない(図17B)。
(ii)抗EGFR/抗CD47TetBiAbの両抗原を発現する細胞に対する結合アビディティー
抗EGFR/抗CD47が細胞表面のEGFR及びCD47にアビディティーで結合する能力を、EGFRを過剰発現し、CD47を発現するヒトA431類表皮がん細胞で測定した。抗EGFR/抗CD47、抗EGFR、及び抗CD47を、アレクサフルオル(登録商標)488カルボン酸,TFPエステル,ビス(トリエチルアンモニウム塩)(ライフテクノロジーズ社、ニューヨーク州グランドアイランド)と結合させた。96ウェルプレート中で、1つのウェルにつき1×105個のA431細胞を、PBS+1%FBSで希釈したさまざまな濃度のアレクサ488標識抗EGFR/抗CD47、抗EGFR、及び抗CD47と、氷上で60分間インキュベーションした。PBS+1%FBSで洗浄した後、細胞をPBS中の1%ホルムアルデヒドで固定した。細胞をフローサイトメトリー(MACSQuant、ミルテニーバイオテク社、ケルン、ドイツ)によって分析した。
抗EGFR/抗CD47が細胞表面のEGFR及びCD47にアビディティーで結合する能力を、EGFRを過剰発現し、CD47を発現するヒトA431類表皮がん細胞で測定した。抗EGFR/抗CD47、抗EGFR、及び抗CD47を、アレクサフルオル(登録商標)488カルボン酸,TFPエステル,ビス(トリエチルアンモニウム塩)(ライフテクノロジーズ社、ニューヨーク州グランドアイランド)と結合させた。96ウェルプレート中で、1つのウェルにつき1×105個のA431細胞を、PBS+1%FBSで希釈したさまざまな濃度のアレクサ488標識抗EGFR/抗CD47、抗EGFR、及び抗CD47と、氷上で60分間インキュベーションした。PBS+1%FBSで洗浄した後、細胞をPBS中の1%ホルムアルデヒドで固定した。細胞をフローサイトメトリー(MACSQuant、ミルテニーバイオテク社、ケルン、ドイツ)によって分析した。
結果は、A431細胞への抗EGFR/抗CD47結合は、A431細胞への抗EGFR若しくは抗CD47個々又はそれらを合わせた結合と比較して増強されることを示し(図17C)、アビディティーに関する強力な証拠を提供している。同一細胞の2つの腫瘍標的に結合することによって腫瘍細胞に結合するアビディティーを付するTetBiAbの能力は、結果として生体内において標的をより特異的にし、副作用をより少なくすることになりうる。
実施例9
抗HER2/抗CD47及び抗CD47/抗HER2
9A)TetBiAbの構築及び発現
HER2及びCD47に対するTetBiAbの生成は、抗HER2 4D5(トラスツズマブ)モノクローナル抗体(Carter et al, PNAS 89: 4285, 1992)及び抗CD47 B6H12モノクローナル抗体(Lindberg et al, JBC 269: 1567, 1994)に基づく。4D5のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号83及び配列番号84に提供される。4D5のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号85及び配列番号86に提供される。B6H12のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号53及び配列番号54に提供される。B6H12のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号55及び配列番号56に提供される。HER2及びCD47分子に対する2つの異なるTetBiAbを生成した:(i)抗HER2重鎖ポリペプチドのC末端が抗CD47Fab軽鎖のN末端に(G4S)4リンカーを介して連結される抗HER2/抗CD47抗体、(ii)抗CD47重鎖ポリペプチドのC末端が抗HER2Fab軽鎖のN末端に(G4S)4リンカーを介して連結される抗CD47/抗HER2抗体。
抗HER2/抗CD47及び抗CD47/抗HER2
9A)TetBiAbの構築及び発現
HER2及びCD47に対するTetBiAbの生成は、抗HER2 4D5(トラスツズマブ)モノクローナル抗体(Carter et al, PNAS 89: 4285, 1992)及び抗CD47 B6H12モノクローナル抗体(Lindberg et al, JBC 269: 1567, 1994)に基づく。4D5のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号83及び配列番号84に提供される。4D5のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号85及び配列番号86に提供される。B6H12のFab軽鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号53及び配列番号54に提供される。B6H12のFab重鎖のDNA配列及びタンパク質配列はそれぞれ配列番号55及び配列番号56に提供される。HER2及びCD47分子に対する2つの異なるTetBiAbを生成した:(i)抗HER2重鎖ポリペプチドのC末端が抗CD47Fab軽鎖のN末端に(G4S)4リンカーを介して連結される抗HER2/抗CD47抗体、(ii)抗CD47重鎖ポリペプチドのC末端が抗HER2Fab軽鎖のN末端に(G4S)4リンカーを介して連結される抗CD47/抗HER2抗体。
抗HER2/抗CD47TetBiAbの発現のために、図1にあるように、以下の3つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5(分泌のためのマウス軽鎖シグナルペプチド配列を含む)にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物VH(抗HER2)−CH1−H−CH2−CH3−(G4S)4−VL(抗CD47)−CL(配列番号87):抗HER2重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1〜3、それに続く(G4S)4リンカー、及び抗CD47軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、2)次の要素をコードする構築物VL(抗HER2)−CL(配列番号88):抗HER2軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、3)次の要素をコードする構築物VH(抗CD47)−CH1−H(配列番号58):抗CD47重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら3つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号89、配列番号90、及び配列番号60に示される。
抗CD47/抗HER2抗体TetBiAbのために、図1にあるように、以下の3つの遺伝子構築物を標準的な組み換えDNA技術で構築し、哺乳類発現ベクターpTT5にクローニングした:1)次の要素をコードする構築物VH(抗CD47)−CH1−H−CH2−CH3−(G4S)4−VL(抗HER2)−CL(配列番号91):抗CD47重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1〜3、それに続く(G4S)4リンカー、及び抗HER2軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、2)次の要素をコードする構築物VL(抗CD47)−CL(配列番号74):抗CD47軽鎖可変領域、それに続くヒトカッパ軽鎖定常領域、3)次の要素をコードする構築物VH(抗HER2)−CH1−H(配列番号92):抗HER2重鎖可変領域、それに続くヒト重鎖定常領域1、それに続くヒンジ領域EPKSC(配列番号10)。これら3つの構築物の対応アミノ酸配列はそれぞれ配列番号93、配列番号76、及び配列番号94に示される。
抗HER2/抗CD47抗体及び抗CD47/抗HER2抗体の発現のために、3つのベクターのセット各々を、Expi293fectin(ライフテクノロジーズ社、ニューヨーク州グランドアイランド)を用いてExpi293細胞に一過的に共トランスフェクションした。2つのTetBiAbをプロテインAアフィニティークロマトグラフィーによって一段階で精製した。3つのポリペプチドの発現及び完全六量体分子の構築を、ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)及びサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で確認した。SDS−PAGEに関して、精製したTetBiAb試料をDTTで還元し、NuPAGE MES4〜12%ゲルに200Vで35分間流した後、クマシー染色した。ゲルの3つの主なバンドは予想された分子量(MW)及び正しい化学量論比を有し、純度が>95%であった(図18A)。図18Aにおいて、レーン1は分子量(MW)マーカーを示し、レーン2は抗HER2/抗CD47抗体の3つのポリペプチドの予想MW(74、23、23kDa)及び正しい化学量論比(1:1:1)を示し、レーン3は抗CD47/抗HER2抗体の3つのポリペプチドの予想MW(74、24、23kDa)及び正しい化学量論比(1:1:1)を示す。SECに関して、精製したTetBiAb試料を50mMリン酸ナトリウム、400mM過塩素酸ナトリウム、pH6.3+0.1、及び38+2.0mS/cm2で平衡化したTSK−GELスーパーSW3000SECカラム4.6×300mm(東ソー・バイオサイエンス、東京、日本)で分析した。サイズ排除クロマトグラフィーは、単量体の抗HER2/抗CD47抗体及び抗CD47/抗HER2抗体ともに、予想MWである約250kDaにピークを示した(図18B)。
くわえて、多くの対照を生成してTetBiAbフォーマットと比較、又はTetBiAbフォーマットを最適化した。それらには、標準モノクローナル抗体フォーマットの抗HER2(抗HER2 IgG1)及び標準モノクローナル抗体フォーマットの抗CD47(抗CD47 IgG1)が含まれる。
9B)TetBiAbの抗原への結合
抗HER2/抗CD47抗体及び抗CD47/抗HER2抗体のCD47への結合を保持する能力をELISAによって測定した。ヒトCD47を96ウェルプレートに4℃で一晩コーティングした。PBSTで洗浄した後、ウェルをPBST+2%BSAを用いて室温で1時間ブロックした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAに希釈したさまざまな濃度の抗体をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAで1:10000に希釈したHRP結合ヤギ抗ヒトIgG Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。HRP基質、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)を用いて、結合した抗体を可視化した。プレートを450nmでの吸光度について測定した。
抗HER2/抗CD47抗体及び抗CD47/抗HER2抗体のCD47への結合を保持する能力をELISAによって測定した。ヒトCD47を96ウェルプレートに4℃で一晩コーティングした。PBSTで洗浄した後、ウェルをPBST+2%BSAを用いて室温で1時間ブロックした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAに希釈したさまざまな濃度の抗体をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。PBSTで洗浄した後、PBST+2%BSAで1:10000に希釈したHRP結合ヤギ抗ヒトIgG Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)をウェルに加えて室温で1時間インキュベーションした。HRP基質、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)を用いて、結合した抗体を可視化した。プレートを450nmでの吸光度について測定した。
結果は、抗CD47と同様に、抗CD47/抗HER2抗体はCD47への結合を保持することを示す。また抗HER2/抗CD47もCD47への結合を保持するが、抗CD47ほど結合しない(図19A)。
抗HER2/抗CD47抗体及び抗CD47/抗HER2抗体の細胞表面おHER2への結合を保持する能力を、HER2を過剰発現するヒトSK−BR−3乳腺/乳癌細胞で測定した。96ウェルプレート中で、1つのウェルにつき1×105個のSK−BR−3細胞を、PBS+1%FBSで希釈したさまざまな濃度の抗HER2/抗CD47抗体、抗CD47/抗HER2抗体、抗HER2、及び抗CD47と、氷上で60分間インキュベーションした。PBS+1%FBSで洗浄した後、細胞をPBS+1%FBSで1:200に希釈したTRITC F(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG、Fcγ(Jackson ImmunoResearch社、ペンシルベニア州ウェストグローブ)と氷上で60分間インキュベーションした。再度洗浄した後、細胞をPBS中の1%ホルムアルデヒドで固定した。細胞をフローサイトメトリー(MACSQuant、ミルテニーバイオテク社、ケルン、ドイツ)によって分析した。
結果は、抗HER2と同様に、抗HER2/抗CD47抗体はHer2を発現するSK−BR−3細胞への結合を保持することを示す。また抗CD47/抗HER2もHER2への結合を保持するが、抗HER2ほど結合しない。CD47はSK−BR−3細胞に発現していないので、抗CD47はSK−BR−3細胞に結合しない(図19B)。
均等論
本発明はその趣旨又は本質的な特徴から逸脱することなく他の具体的な形で具現化されうる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で例示であって、本明細書に記載の発明を限定すると解釈してはならない。本発明の範囲は、前述の明細書本文よってではなく添付の請求の範囲によって示されるものであって、請求項の意味する及び均等範囲内の変更はすべて、本発明の範囲内のものであることが意図される。
本発明はその趣旨又は本質的な特徴から逸脱することなく他の具体的な形で具現化されうる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で例示であって、本明細書に記載の発明を限定すると解釈してはならない。本発明の範囲は、前述の明細書本文よってではなく添付の請求の範囲によって示されるものであって、請求項の意味する及び均等範囲内の変更はすべて、本発明の範囲内のものであることが意図される。
Claims (43)
- Fc領域ポリペプチド鎖を含むポリペプチドであって、前記鎖がヒンジ及びFc重鎖定常領域を含有し、前記鎖が直接的又は間接的に前記鎖のC末端においてペプチド結合によってFab軽鎖に共有結合するポリペプチド。
- 四価二重特異性抗体(TetBiAb)であって、
(i)第一の抗体の抗体重鎖を含む第一のポリペプチド(前記重鎖が前記第一の抗体の可変領域及び定常領域を含み、前記重鎖が直接的又は間接的に前記重鎖のC末端で第二の抗体の抗体軽鎖のN末端に連結し、前記軽鎖が前記第二の抗体の可変及び定常領域を含む)、
(ii)前記第一の抗体の抗体軽鎖を含む第二のポリペプチド(前記第一の抗体の前記軽鎖が可変及び定常領域を含む)、
(iii)前記第二の抗体のFab重鎖を含む第三のポリペプチド(前記第三のポリペプチドが重鎖定常領域CH2及びCH3を欠く)
を含み、
前記第一及び第二の抗体が異なる結合特異性を有し、
前記第二のポリペプチド及び前記第一のポリペプチドの同種Fab重鎖領域がヘテロ二量体を形成して、前記第一の抗体の結合特異性をもたらし、
前記第三のポリペプチド及び前記第一のポリペプチドの同種軽鎖領域がヘテロ二量体を形成して、前記第二の抗体の結合特異性をもたらす四価二重特異性抗体。 - 前記第一の抗体の定常領域がIgG定常領域である請求項2の四価二重特異性抗体(TetBiAb)。
- 前記第一のポリペプチドが、重鎖定常領域のC末端を軽鎖可変領域のN末端に連結するリンカーを更に含む請求項2の四価二重特異性抗体(TetBiAb)。
- 前記リンカーがアミノ酸配列(GGGGS)nを有し、nが1〜10の整数である請求項4の四価二重特異性抗体(TetBiAb)。
- 前記整数が4である請求項5の四価二重特異性抗体(TetBiAb)。
- 前記第一のポリペプチドがCH2領域を欠く請求項2の四価二重特異性抗体(TetBiAb)。
- 前記第三のポリペプチドが配列番号10のアミノ酸配列を含むヒンジ領域を更に含む請求項2の四価二重特異性抗体(TetBiAb)。
- 前記TetBiAbの結合特異性が2つの異なる標的抗原に対し、前記第一及び第二の抗原が異なる細胞型に存在する請求項2の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbの結合特異性が2つの異なる標的抗原に対し、前記第一及び第二の抗原が同じ細胞型に存在する請求項2の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbの結合特異性が同じ標的分子の2つの異なるエピトープに対する請求項2の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbの結合特異性が2つの異なる標的抗原に対し、前記第一の抗原が細胞の表面に存在し、前記第二の抗原が可溶性因子にある請求項2の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbの結合特異性が2つの異なる標的抗原に対し、前記第一及び第二の抗原が2つの異なる可溶性因子にある請求項2の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbの結合特異性が腫瘍細胞の第一の標的抗原及び免疫細胞の第二の標的抗原に対する請求項9の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbの結合特異性が標的抗原対に対し、前記対がEGFR/CD16及びCD20/CD16から選択される群からなる請求項9の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbの結合特異性が2つの異なる標的抗原に対し、前記第一及び第二の抗原が腫瘍細胞に存在する請求項10の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbの結合特異性が標的抗原ペアに対し、前記ペアがCD20/CD47及びCD20/CD52からなる群から選択される請求項9の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbがEGFR及びCD16に結合する請求項15の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbが、配列番号43、配列番号14、及び配列番号44のアミノ酸配列を含むポリペプチド鎖を含む請求項18の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbが、配列番号47、配列番号48、及び配列番号18のアミノ酸配列を含むポリペプチド鎖を含む請求項18の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbが配列番号43、配列番号14、及び配列番号44のアミノ酸配列と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチド鎖を含む請求項19の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbが配列番号47、配列番号48、及び配列番号18のアミノ酸配列と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチド鎖を含む請求項20の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbがCD20及びCD16に結合する請求項15の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbが、配列番号51、配列番号28、及び配列番号52のアミノ酸配列を含むポリペプチド鎖を含む請求項23の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbがCD20及びCD47に結合する請求項17の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbが配列番号59、配列番号28、及び配列番号60のアミノ酸配列を含むポリペプチド鎖を含む請求項25の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbが配列番号59、配列番号28、及び配列番号60のアミノ酸配列と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチド鎖を含む請求項26の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbがCD20及びCD52に結合する請求項17の四価二重特異性抗体。
- 前記TetBiAbが配列番号67、配列番号28、及び配列番号68のアミノ酸配列を含むポリペプチド鎖を含む請求項28の四価二重特異性抗体。
- 四価二重特異性抗体であって、
(i)第一の抗体の抗体軽鎖を含む第一のポリペプチド(前記軽鎖が前記第一の抗体の可変及び定常領域を含み、前記軽鎖が前記軽鎖のC末端においてFc領域のN末端に連結され、前記Fc領域が少なくとも直接的又は間接的に第二の抗体の抗体重鎖のN末端に連結されたヒンジ及びCH3領域を含み、前記重鎖が前記第二の抗体の可変及びCH1領域を含む)、
(ii)前記第一の抗体のFab重鎖を含む第二のポリペプチド(前記第二のポリペプチドが重鎖定常領域CH2及びCH3を欠く)、
(iii)前記第二の抗体の抗体軽鎖を含む第三のポリペプチド(前記第二の抗体の前記軽鎖が可変及び定常領域を含む)
を含み、
前記第一及び第二の抗体が異なる結合特異性、前記第二のポリペプチド及び前記第一のポリペプチドの同種軽鎖領域がヘテロ二量体を形成して、前記第一の抗体の結合特異性をもたらし、
前記第三のポリペプチド及び前記第一のポリペプチドの同種Fab重鎖領域がヘテロ二量体を形成して、前記第二の抗体の結合特異性をもたらす四価二重特異性抗体。 - 前記第一のポリペプチドが前記CH3領域のC末端を前記重鎖可変領域のN末端に連結するリンカーをさらに含む請求項30の四価二重特異性抗体。
- 前記リンカーが前記アミノ酸配列(GGGGS)nを有し、nが1〜10の整数である請求項30の四価二重特異性抗体(TetBiAb)。
- 前記整数が4である請求項31の四価二重特異性抗体(TetBiAb)。
- 前記第一のポリペプチドがCH2領域を欠く請求項30の四価二重特異性抗体(TetBiAb)。
- 前記第一のポリペプチドがヒンジ領域C末端を配列番号10のアミノ酸配列を含む前記重鎖CH1領域にさらに含む請求項30の四価二重特異性抗体(TetBiAb)。
- 随意のリンカーを介して第二の抗体の軽鎖(VL(2)−CL)に遺伝子組換えで融合された第一の抗体の重鎖(VH(1)−CH1−ヒンジ−CH2−CH3)をコードするDNA配列を含む単離されたDNA分子。
- (i)前記第一の抗体(VL(1)−CL)の軽鎖をコードする配列、及び(ii)前記第二の抗体(VH(2)−CH1)のFab重鎖をコードする配列から選択されるDNA配列をさらに含む請求項36の単離されたDNA分子。
- 請求項2の前記四価抗体の前記第一、前記第二、及び前記第三のポリペプチドを含む四価二重特異性抗体をコードする核酸。
- 請求項30の前記四価抗体の前記第一、前記第二、及び前記第三のポリペプチドを含む四価二重特異性抗体をコードする核酸。
- 請求項36、請求項38、又は請求項39の前記核酸を含む宿主細菌。
- 請求項39の前記宿主細菌を前記四価二重特異性抗体の発現に適した条件下で培養すること、及び前記四価二重特異性抗体を回収することを含む四価二重特異性抗体を作製する方法。
- 請求項23の四価二重特異性抗体及び薬理学的に許容される担体を含む医薬製剤。
- 個人に請求項23の前記四価二重特異性抗体の有効量を投与することを含むがんを患う個人を治療する方法。
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