JP2016539130A - コンジュゲーションのためのcho細胞培養物からの抗体の調製 - Google Patents

コンジュゲーションのためのcho細胞培養物からの抗体の調製 Download PDF

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Abstract

本発明は、CHO細胞酸化酵素、特に、QSOX1が、一見すると厳しい抗体精製プロセス後に残存して、その後の抗体と薬物のコンジュゲーション効率を低下させる可能性があるという知見に一部基づく。酸化酵素が精製手順後に残存するかどうかは、どの精製技法を使用するかに左右され、これは、1つの抗体と別の抗体で変動し得る。CHO細胞酸化酵素による夾雑がその後のコンジュゲーションに関する潜在的な問題であるという知見を用いて、CHO酸化酵素(複数可)を排除するまたは少なくとも許容されるレベルまで低下させる適切な精製スキームを任意の抗体に対して考案することができる。

Description

この出願は、2013年11月25日に出願された米国仮出願第61/908,568号(これは、全ての目的のためにその全体が参考として援用される)の利益を主張する。
配列表
3100−00111PC−ST25.txtと指定された、2014年11月21日に作成された11KBの配列表が、参考として本明細書に援用される。
数百の臨床試験の後、これまでに約30種のモノクローナル抗体が、がん、自己免疫疾患および感染性因子を含めた種々の適応症の処置に関してFDAにより認可されてきた。多くの抗体が認可されていない1つの理由は、エフェクター機能または遮断性受容体−リガンド相互作用などの、抗体単独によりもたらされる作用の機構が実質的な治療効果を有するには十分に強力でない場合があることである。抗体−薬物コンジュゲート(ADC)により、付加的な機構、特に、抗体とカップリングした毒性部分の細胞内部への送達がもたらされ、それにより、細胞が死滅し、またはそうでなければその増殖を阻害する。現在、ADCはブレンツキシマブベドチン(brentuximab vedotin)およびトラスツズマブエムタンシン(trastuzumab emtansine)の2種が販売されている。多くの他のADCが種々の開発段階にある。ADCの生成には、抗体の発現および精製、その後、通常はリンカーを介した抗体と薬物の化学的コンジュゲーションが伴う。
定義
単離された抗体またはADCは、一般には、その生成または精製により生じる干渉タンパク質および他の夾雑物から少なくとも50%w/w純粋であるが、モノクローナル抗体に、その使用を容易にするのに意図される薬学的に許容される担体(複数可)または他のビヒクルを過剰量で組み合わせる可能性は排除されない。時には、モノクローナル抗体またはADCは、生成または精製に由来する干渉タンパク質および夾雑物から少なくとも60%、70%、80%、90%、95または99%w/w純粋である。
モノクローナル抗体単独の、またはADCの成分としての、その標的抗原への特異的結合とは、親和性が少なくとも10−1、10−1、10−1、10−1、または1010−1であることを意味する。特異的結合は、少なくとも1つの無関係の標的に対して生じる非特異的結合よりも検出可能に大きく、かつそれと区別可能である。特異的結合は、特定の官能基間の結合の形成または特定の空間的な適合(例えば、錠と鍵の型)の結果であり得るが、一方、非特異的結合は通常、ファンデルワールス力の結果である。しかし、特異的結合とは、必ずしもモノクローナル抗体がただ1つの標的のみに結合することを意味するものではない。
基本的な抗体構造単位は、サブユニットの四量体である。各四量体は、ポリペプチド鎖の対を2つ含み、各対が1つの「軽」鎖(約25kDa)と1つの「重」鎖(約50〜70kDa)を有する。各鎖のアミノ末端部分は、抗原認識に主に関与する約100〜110またはそれ超のアミノ酸の可変領域を含む。この可変領域は最初、切断可能なシグナルペプチドと連結して発現する。シグナルペプチドを伴わない可変領域は、時には、成熟可変領域と称される。したがって、例えば、軽鎖成熟可変領域とは、軽鎖シグナルペプチドを伴わない軽鎖可変領域である。各鎖のカルボキシ末端部分により定常領域が定義される。重鎖定常領域は、エフェクター機能に主に関与する。
軽鎖は、カッパまたはラムダのいずれかに分類される。重鎖は、ガンマ、ミュー、アルファ、デルタ、またはイプシロンに分類され、これにより抗体のアイソタイプが、それぞれIgG、IgM、IgA、IgDおよびIgEと定義される。軽鎖および重鎖の中で、可変領域および定常領域は約12個またはそれ超のアミノ酸の「J」領域によってつながっており、重鎖は約10個またはそれ超のアミノ酸の「D」領域も含む(一般に、全ての目的に関してその全体が参照により組み込まれる、Fundamental Immunology(Paul、W.編、第2版、Raven Press、N.Y.、1989年、第7章を参照されたい)。
各軽鎖/重鎖対の成熟可変領域が抗体結合部位を形成する。したがって、インタクトな抗体は結合部位を2つ有する。二機能性抗体または二重特異性抗体を除いて、2つの結合部位は同じである。鎖は全て、相補性決定領域またはCDRとも称される3つの超可変領域によってつながった、比較的保存されたフレームワーク領域(FR)の同じ一般構造を示す。各対の2つの鎖由来のCDRはフレームワーク領域によって整列し、それにより、特異的なエピトープに結合することが可能になる。N末端からC末端まで、軽鎖および重鎖はどちらも、ドメインFR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3およびFR4を含む。各ドメインへのアミノ酸の割り当ては、Kabat、Sequences of Proteins of Immunological Interest(National Institutes of Health、Bethesda、MD、1987年および1991年)、またはChothiaおよびLesk、J. Mol. Biol. 196巻:901〜917頁(1987年);Chothiaら、Nature 342巻:878〜883頁(1989年)の定義に従う。Kabatは、広く使用されている番号付け慣習(Kabat番号付け)も提供し、それによると、異なる重鎖間または異なる軽鎖間の対応する残基に同じ数字が割り当てられる。
「抗体」という用語は、インタクトな抗体およびその結合性断片を含む。一般には、別々の重鎖、軽鎖Fab、Fab’、F(ab’)、F(ab)c、ダイアボディ(diabody)、Dab、ナノボディ(nanobody)、およびFvを含めた抗体断片は、それらが由来するインタクトな抗体と、標的への特異的結合について競合する。断片は、組換えDNA技法によって、またはインタクトな免疫グロブリンの酵素的または化学的分離によって生成することができる。「抗体」という用語は、ダイアボディ(ホモ二量体Fv断片)またはミニボディ(minibody)(V−V−C3)、二重特異性抗体なども含む。二特異性抗体または二機能性抗体は2つの異なる重鎖/軽鎖対および2つの異なる結合部位を有する人工的なハイブリッド抗体である(例えば、SongsivilaiおよびLachmann、Clin. Exp. Immunol.、79巻:315〜321頁(1990年);Kostelnyら、J. Immunol.、148巻:1547〜53頁(1992年)を参照されたい)。「抗体」という用語は、抗体単独(ネイキッド抗体(naked antibody))または細胞傷害薬もしくは細胞増殖抑制薬とコンジュゲートした抗体を含む。
「エピトープ」という用語は、抗体が結合する抗原上の部位を指す。エピトープは、1種または複数種のタンパク質の三次元フォールディングによって並べられた連続したアミノ酸または連続していないアミノ酸から形成され得る。連続したアミノ酸で形成されたエピトープは、一般には、変性溶媒に曝露した際に保持されるが、三次元フォールディングによって形成されたエピトープは、一般には、変性溶媒を用いて処理すると失われる。エピトープは、一般には、独特の空間的コンフォメーションにある少なくとも3アミノ酸、より通常には、少なくとも5または8〜10アミノ酸を含む。エピトープの空間的コンフォメーションを決定する方法としては、例えば、X線結晶構造解析および2次元核磁気共鳴が挙げられる。例えば、Epitope Mapping Protocols、in Methods in Molecular Biology、66巻、Glenn E. Morris編、(1996年)を参照されたい。
同じまたは重複するエピトープを認識する抗体を、1つの抗体の、標的抗原への別の抗体の結合と競合する能力を示す単純なイムノアッセイで同定することができる。抗体のエピトープを、その抗原と結合した抗体のX線結晶構造解析によって定義して、接触残基を同定することもできる。あるいは、2つの抗体は、一方の抗体の結合を低下させるまたは排除する、抗原における全アミノ酸変異の全てにより、他方の結合が低下するまたは排除される場合、同じエピトープを有する。2つの抗体は、一方の抗体の結合を低下させるまたは排除するアミノ酸変異の一部によって他方の結合が低下するまたは排除される場合、重複するエピトープを有する。
抗体間の競合は、試験される抗体により、共通の抗原への参照抗体の特異的結合が阻害されるアッセイによって決定される(例えば、Junghansら、Cancer Res. 50巻:1495頁、1990年を参照されたい)。競合結合アッセイにおいて測定して、過剰量の試験抗体(例えば、少なくとも2×、5×、10×、20×または100×)により、参照抗体の結合が少なくとも50%、好ましくは75%、90%または99%阻害される場合、試験抗体は参照抗体と競合する。競合アッセイによって同定される抗体(競合抗体)は、参照抗体と同じエピトープに結合する抗体および参照抗体が結合したエピトープに対して立体障害が生じるのに十分に近位の隣接エピトープに結合する抗体を含む。
「患者」という用語は、予防的処置または治療的処置のいずれかを受けるヒトおよび他の哺乳動物の被験体を含む。
アミノ酸置換を保存的なものか非保存的なものかに分類する目的のために、アミノ酸を、以下の通り群分けする:I群(疎水性側鎖):met、ala、val、leu、ile;II群(中性親水性側鎖):cys、ser、thr;III群(酸性側鎖):asp、glu;IV群(塩基性側鎖):asn、gln、his、lys、arg;V群(鎖の方向に影響を及ぼす残基):gly、pro;およびVI群(芳香族側鎖):trp、tyr、phe。保存的置換は、同じクラスのアミノ酸間の置換を伴う。非保存的置換は、これらのクラスの1つのメンバーと別のもののメンバーの交換を構成する。
配列同一性の百分率は、Kabat番号付け慣習によって最大限に整列した抗体配列によって決定される。整列後、対象抗体領域(例えば、重鎖または軽鎖の成熟可変領域全体)を参照抗体の同じ領域と比較すると、対象抗体領域と参照抗体領域の間の配列同一性の百分率は、対象抗体領域と参照抗体領域の両方を同じアミノ酸が占める位置の数を、ギャップは計数せずに2つの領域の整列した位置の総数で割り、100を掛けて百分率に変換したものである。
1つまたは複数の記載された要素を「含む(comprising)」組成物または方法は、具体的に記載されていない他の要素を含み得る。例えば、抗体を含む組成物は、抗体を単独で含有してもよく、他の成分と組み合わせて含有してもよい。
値の範囲の指定は、範囲内または範囲を画定する全ての整数を含む。
抗体エフェクター機能とは、IgのFcドメイン(複数可)が寄与する機能を指す。そのような機能は、例えば、抗体依存性細胞傷害、抗体依存性細胞食作用または補体依存性細胞傷害であり得る。そのような機能は、例えば、食作用活性または溶解活性を有する免疫細胞上のFc受容体へのFcエフェクタードメイン(複数可)の結合によって、または補体系の成分へのFcエフェクタードメイン(複数可)の結合によってもたらされ得る。一般には、Fc−結合性細胞または補体成分によって媒介される作用(複数可)により、標的化された細胞の阻害および/または枯渇がもたらされる。抗体のFc領域により、Fc受容体(FcR)発現細胞が動員され、それらが抗体で覆われた標的細胞と並列する。FcγRIII(CD16)、FcγRII(CD32)およびFcγRIII(CD64)を含めた、IgGに対する表面FcRを発現する細胞は、IgGで覆われた細胞を破壊するためのエフェクター細胞としての機能を果たし得る。そのようなエフェクター細胞としては、単球、マクロファージ、ナチュラルキラー(NK)細胞、好中球および好酸球が挙げられる。IgGがFcγRと会合することにより、抗体依存性細胞傷害(ADCC)または抗体依存性細胞食作用(ADCP)が活性化される。ADCCは、CD16エフェクター細胞により、メンブレン孔形成タンパク質およびプロテアーゼの分泌を通じて媒介され、一方、食作用は、CD32およびCD64エフェクター細胞によって媒介される(Fundamental Immunology、第4版、Paul編、Lippincott−Raven、N.Y.、1997年、第3章、第17章および第30章;Uchidaら、2004年、J. Exp. Med. 199巻:1659〜69頁;Akewanlopら、2001年、Cancer Res. 61巻:4061〜65頁;Watanabeら、1999年、Breast Cancer Res. Treat. 53巻:199〜207頁を参照されたい)。ADCCおよびADCPに加えて、細胞に結合した抗体のFc領域は、補体古典経路を活性化して補体依存性細胞傷害(CDC)も引き出し得る。補体系のC1qは、抗原と複合体を形成している場合、抗体のFc領域と結合する。C1qと細胞に結合した抗体の結合により、C3転換酵素が生じるC4およびC2のタンパク質分解性の活性化を伴う事象のカスケードが開始され得る。C3転換酵素によるC3からC3bへの切断により、C5b、C6、C7、C8およびC9を含めた終末補体成分の活性化が可能になる。集合的に、これらのタンパク質は、抗体に覆われた細胞上にメンブレン侵襲複合体孔を形成する。これらの孔により細胞膜完全性が破壊され、標的細胞が死滅する(Immunobiology、第6版、Janewayら、Garland Science、N. Y.、2005年、第2章を参照されたい)。
「抗体依存性細胞傷害」またはADCCという用語は、抗体に覆われた標的細胞と溶解活性を保有する免疫細胞(エフェクター細胞とも称される)の相互作用に依存する、細胞死を誘導するための機構である。そのようなエフェクター細胞としては、ナチュラルキラー細胞、単球/マクロファージおよび好中球が挙げられる。エフェクター細胞は、標的細胞にそれらの抗原結合部位を介して結合したIgのFcエフェクタードメイン(複数可)に付着する。抗体に覆われた標的細胞の死滅は、エフェクター細胞活性の結果として起こる。
「抗体依存性細胞食作用」またはADCPという用語は、抗体に覆われた細胞が、IgのFcエフェクタードメイン(複数可)に結合する食作用性免疫細胞(例えば、マクロファージ、好中球および樹状細胞)によって全体的にまたは部分的に内部移行するプロセスを指す。
「補体依存性細胞傷害」またはCDCという用語は、標的に結合した抗体のFcエフェクタードメイン(複数可)により一連の酵素反応が活性化され、結果的に標的細胞膜に穴が形成される、細胞死を誘導するための機構を指す。一般には、抗体に覆われた標的細胞上のものなどの抗原抗体複合体が補体成分C1qに結合し、それを活性化し、それにより今度は補体カスケードが活性化され、それにより標的細胞死がもたらされる。補体の活性化により、白血球上の補体受容体(例えば、CR3)への結合によりADCCを促進する、標的細胞表面への補体成分の沈着ももたらされ得る。
「細胞傷害効果」とは、標的細胞の枯渇、排除および/または死滅を指す。「細胞傷害性薬剤」とは、細胞に対する細胞傷害効果を有する薬剤を指す。細胞傷害性薬剤は、抗体とコンジュゲートすることもでき、抗体と組み合わせて投与することもできる。
「細胞増殖抑制効果」とは、細胞増殖の阻害を指す。「細胞増殖抑制剤」とは、細胞に対する細胞増殖抑制効果を有し、それにより、細胞の特定のサブセットの成長および/または増大を阻害する薬剤を指す。細胞増殖抑制剤は、抗体とコンジュゲートすることもでき、抗体と組み合わせて投与することもできる。
「薬学的に許容される」という用語は、動物、より詳細にはヒトにおける使用に関して、連邦もしくは州政府の規制当局により認可されたもしくは認可され得る、または米国薬局方もしくは他の一般に認められている薬局方に列挙されていることを意味する。「薬学的に適合性の成分」という用語は、抗体またはADCを組み合わせる、薬学的に許容される希釈剤、アジュバント、賦形剤、またはビヒクルを指す。
「薬学的に許容される塩」という句は、抗体もしくはそのコンジュゲートまたは抗体と一緒に投与される薬剤の薬学的に許容される有機塩または無機塩を指す。例示的な塩としては、硫酸塩、クエン酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、重硫酸塩、リン酸塩、酸性リン酸塩、イソニコチン酸塩、乳酸塩、サリチル酸塩、酸性クエン酸塩、酒石酸塩、オレイン酸塩、タンニン酸塩、パントテン酸塩、酒石酸水素塩、アスコルビン酸塩、コハク酸塩、マレイン酸塩、ゲンチジン酸塩(gentisinate)、フマル酸塩、グルコン酸塩、グルクロン酸塩、糖酸塩、ギ酸塩、安息香酸塩、グルタミン酸塩、メタンスルホン酸塩、エタンスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、pトルエンスルホン酸塩、およびパモ酸塩(すなわち、1,1’メチレンビス−(2ヒドロキシ3ナフトエート))が挙げられる。薬学的に許容される塩は、酢酸イオン、コハク酸イオンまたは他の対イオンなどの別の分子の包含を伴い得る。対イオンは、親化合物の電荷を安定化する任意の有機部分または無機部分であり得る。さらに、薬学的に許容される塩は、その構造内に荷電原子を2つ以上有し得る。多数の荷電原子が薬学的に許容される塩の一部になっている例は、多数の対イオンを有し得る。したがって、薬学的に許容される塩は、1つもしくは複数の荷電原子および/または1つもしくは複数の対イオンを有し得る。
CHO細胞とは、チャイニーズハムスター卵巣細胞を指し、例えば、DG44、Dxb11、CHO−K、CHO−K1およびCHO−Sを含めた種々の株を含む。
「薬物負荷量(drug load)」または「コンジュゲーション比」という句は、ADC溶液もしくは組成物または反応混合物中の抗体当たりの薬物の平均数を指す。
文脈からそうでないことが明らかでない限り、「約」という用語は、明示された値の標準偏差の範囲内の値を包含する。
図1は、酸化性不純物の薬物負荷量に対する影響を示す。示されている時点で試料を還元し、コンジュゲートした。時間と共にコンジュゲーションレベルが低下する傾向により、酸化性不純物の存在が示される。 図2aは、SEC分離後の画分における抗体調製物(ロットDEVNKB−1)における酸化活性を示す。 図2bおよび図2cは、それぞれ抗ALR(肝臓再生の活性化因子)および抗QSOX1抗体を用いて染色したSEC画分のウェスタンブロットを示す。 図2bおよび図2cは、それぞれ抗ALR(肝臓再生の活性化因子)および抗QSOX1抗体を用いて染色したSEC画分のウェスタンブロットを示す。 図3aは、Poros Protein Aカラムでの抗体調製物(ロットDEVNKB−1)の分画を示す。図3bは、各画分における酸化活性を示し、図3cは、プールした画分3および4のタンパク質含有量を示すSDS−PAGEゲルの画像を示す。矢印は、70kDaのQSOX1および76kDaのQSOX2と一致する分子量を示す。 図3aは、Poros Protein Aカラムでの抗体調製物(ロットDEVNKB−1)の分画を示す。図3bは、各画分における酸化活性を示し、図3cは、プールした画分3および4のタンパク質含有量を示すSDS−PAGEゲルの画像を示す。矢印は、70kDaのQSOX1および76kDaのQSOX2と一致する分子量を示す。 図3aは、Poros Protein Aカラムでの抗体調製物(ロットDEVNKB−1)の分画を示す。図3bは、各画分における酸化活性を示し、図3cは、プールした画分3および4のタンパク質含有量を示すSDS−PAGEゲルの画像を示す。矢印は、70kDaのQSOX1および76kDaのQSOX2と一致する分子量を示す。
詳細な説明
I.一般
本発明は、CHO細胞酸化酵素、特に、クイエシン(quiescin)Q6スルフヒドリルオキシダーゼ1(QSOX1)が、一見すると厳しい抗体精製プロセス後に残存し、抗体調製物中に、その後の抗体と薬物のコンジュゲーション負荷効率を低下させるのに十分な量で存在する可能性があるという知見に一部基づく。精製プロセスにより、抗体に対して許容される低い割合のバックグラウンド夾雑物/不純物を有する抗体がもたらされると思われ得るが、それにもかかわらず、抗体の還元後に抗体のスルフヒドリル基が酸化され、したがって、薬物とのコンジュゲーションに利用できなくなるのに十分な量の酸化酵素が存在し得る。本発明の実施は機構の理解に依存しないが、精製抗体産物にまでQSOX1が存続することは、一部の精製条件下での抗体とQSOX1の間の相互作用の結果であり得る。酸化酵素が精製手順後に残存するかどうかは、どの精製技法を使用するかに左右され、これは1つの抗体と別の抗体で変動し得る。少ないが有意である量のCHO細胞酸化酵素を伴う一見すると純粋な抗体の調製物が存在する潜在性が同定される前は、不十分なコンジュゲーション負荷効率(不適切な薬物と抗体の平均比に反映される)は、不正確に、多数の原因のいずれかに帰するものとされていた可能性がある。しかし、CHO細胞酸化酵素による夾雑は、その後のコンジュゲーションに関する潜在的な問題であるという知見を用いて、CHO酸化酵素(複数可)を排除するまたは少なくとも許容されるレベルまで低下させる適切な精製スキームを任意の抗体に対して考案することができる。
II.CHO細胞酸化酵素(oxidative enzyme)
QSOX1は、ヒトQSOX1、Swiss−Prot 000391のチャイニーズハムスターホモログである。この酵素は、酸素の還元を伴うスルフヒドリル基のジスルフィドへの酸化を触媒する。QSOX1への言及は、全長QSOX1酵素(シグナルペプチドを伴うまたは伴わない)、および、CHO細胞によって天然に放出されるか抗体精製プロセスの結果として放出されるかにかかわらず、スルフヒドリル酸化能力を保持する、天然に存在するそのバリアントを含めた任意のその断片を指す。CHO細胞培養培地中のQSOX1により、見かけのサイズ範囲65〜75kDa、またはより詳細には、68〜72kDaのバンドがもたらされる。例示的なQSOX1断片は、細胞外ドメイン、チオレドキシンドメインおよび/またはERV/ALRスルフヒドリルオキシダーゼドメインを含み得る。予測されるQSOX1アイソフォームX1タンパク質配列は、配列番号1に記載されているものとして以前に同定されており、GenBank受託番号XP_003500174.1として見出すことができる。QSOX1予測アイソフォームX1タンパク質配列は、以来更新されている。更新された配列は、配列番号2に記載されており、GenBank受託番号XP_007639037.1として見出すことができる。一部の態様では、QSOX1とは、配列番号2に対して90%またはそれ超(91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%または100%)の配列同一性を有し、スルフヒドリル酸化能力を保持するCHO細胞酸化酵素を指す。一部の態様では、QSOX1とは、配列番号2の94番目のアミノ酸から571番目のアミノ酸までにわたるアミノ酸配列を含み、スルフヒドリル酸化能力を保持するCHO細胞酸化酵素を指す。
不純物として存在する可能性がある他のCHO細胞酵素としては、QSOX2(ヒトSwiss−Prot Q6ZRP7のCHOホモログ)およびALR(肝臓再生の活性化因子)スルフヒドリルオキシダーゼが挙げられる。簡潔のために、以下の説明は、主にQSOX1を指すが、その代わりにまたはそれに加えて、QSOX2、ALRまたは精製後に残存する他のCHO細胞酸化酵素を指すものと理解されるべきである。
III.QSOX1および他のCHO細胞酸化酵素を除去するための精製方法
本出願は、QSOX1およびQSOX2またはALRなどの他のCHO細胞酸化酵素を同定するため、および除去するための利用可能ないくつかの技法を提供する(さらなる詳細については実施例を参照されたい)。1つの技法は、抗体の調製物をプロテインAカラムにローディングし、中〜高塩濃度条件(例えば、少なくとも150mMのNaCl、または150〜500mMのNaCl)の下で洗浄することである。QSOX1はカラムから溶出するが、抗体は結合したまま残る。別の技法は、例えば、Millipore X0HCメンブレンを使用した深層濾過(depth filtration)である。抗体はフィルターを通過するが、QSOX1はフィルターに捕捉される。別の技法は、第四級アンモニウム基を有する強力な陰イオン交換体を使用することが好ましい陰イオン交換クロマトグラフィーである。GE HealthcareのCapto−Qカラムが適している。適切な条件下で(例えば、pH約8および導電率約5〜7mS/cm)、抗体はカラムを流れるが、QSOX1は結合したまま残る。別の技法はフェニルメンブレン濾過である。この種のメンブレンは、疎水性相互作用に基づいて分離する。適切な条件下で(例えば、pH6〜8およびクエン酸ナトリウム0.35〜0.4M)、抗体は通過し、QSOX1はメンブレンに結合する。
IV.除去に関する試験
QSOX1は、QSOX1に特異的な抗体を用いたウェスタンブロットを含めた、実施例においてさらに記載されている種々のアッセイによって検出することができる。QSOX1は、ゲルから切り出された適切な分子量のバンド(グリコシル化の状態に応じて約65〜70kDa)に対するペプチド配列解析またはLC−MS/MSによって検出することもできる。QSOX1は、機能アッセイによって検出することもできる。QSOX1活性により過酸化水素が生じ、それを今度はキシレノールオレンジの存在下でFe2+の酸化によって生じる単純な色の変化によって検出することができる。QSOX1の特徴的な機能活性は、Zn2+(例えば、少なくとも90%)によって特異的に阻害されるが、EDTAおよび多くの他の塩(KI、MnSO4、NaCl)または尿素によっては阻害されない。QSOX1は、実施例2において実証されている通り、DTNBアッセイによって検出することもできる。
QSOX1は、下にまたは実施例において記載されているアッセイのいずれかにおいて、陰性対照レベルを上回って(実験誤差を超えて)検出可能であれば、存在すると考えられる。一部の態様では、1μg/mlまたは66ppmほど低いQSOX1のレベルで抗体薬物負荷効率が阻害され得る。したがって、一部の態様では、許容されるレベルとは、0.5μg/mlまたは33ppm未満、好ましくは0.1μg/mlまたは6ppm未満、または0.01μg/mlまたは0.6ppm未満を意味し得る。QSOX1のレベルは、実施例に記載のアッセイ形式のいずれかによって決定して陰性対照レベルの範囲内であることが好ましい。
その代わりにまたはそれに加えて、QSOX1の許容されるレベルは、得ることができる許容される薬物と抗体のコンジュゲーション比またはそれ未満のレベルと定義することができる。許容されるコンジュゲーション比は、標的コンジュゲーション比の90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%以内の比であることが好ましい。コンジュゲーション比に影響を及ぼす可能性があり、標的コンジュゲーション比を実現するために制御することができるパラメータとしては、例えば、抗体の還元条件(例えば、還元体(reductant)の型および抗体濃度に対する濃度)、抗体に対する薬物−リンカーの濃度、コンジュゲーション反応時間、およびコンジュゲーション反応温度が挙げられる。QSOX1のレベルは、(a)抗体還元反応の間に妥当な還元の程度が実現されるのを妨げず、かつ/または(b)還元の直後だが、コンジュゲーション前に還元型チオールを再酸化しないようなレベルであることが好ましい。言い換えれば、QSOX1のレベルは、抗体の還元または還元された抗体の安定性に干渉しないようなレベルであることが好ましい。
その代わりにまたはそれに加えて、QSOX1の許容されるレベルは、DTNBアッセイまたは鉄酸化キシレノールオレンジアッセイにおいて0.1またはそれ未満の吸光度単位の値を生じるレベルと定義することができる。簡単に述べると、DTNBアッセイは、対照試料における遊離のチオール基間の反応と試験試料における遊離のチオール基間の反応を測定し、比較するものである。例えば、実施例2を参照されたい。鉄酸化キシレノールオレンジアッセイでは、過酸化水素を活性の指標として測定する。例えば、実施例1を参照されたい。
V.ワークフロースキーム
CHO細胞を、発現させる抗体の鎖をコードするベクター(複数可)で形質転換し、培養して抗体を発現させる。発現は、通常、精製スキームを決定するために十分な抗体をもたらす目的のために、最初は比較的小さな培養体積(例えば、1〜50L)で行う。次いで、発現した抗体を含有する培養培地を少なくとも1つの抗体精製スキームのステップに供して、化学的コンジュゲーションまたは医薬用途に適したレベルの純度を得る(例えば、高分子夾雑物/不純物に対して少なくとも90%w/w、95%w/w、97%w/w、98%w/wまたは99%w/wの抗体)。精製スキームは、通常、少なくとも2つのカラムクロマトグラフィーステップ、少なくとも1回、通常は複数回の濾過ステップ、ウイルス不活化ステップ、ならびに濃縮および再懸濁/希釈ステップを含む。任意の1つまたは全ての精製ステップが完了した後、抗体調製物をQSOX1の存在について試験することができる。QSOXが、陰性対照アッセイのバックグラウンドを超えて(実験誤差を超えて)検出された場合、またはその後のコンジュゲーションに許容されないとみなされるレベルを超えて検出された場合、最初の培養物(または入手可能な最初の培養物の量が不十分である場合には別の同様の培養物)の精製を第2の(異なる)精製ステップおよび/またはスキームを用いて繰り返す。第2の精製ステップおよび/またはスキームは、第1のステップと、他のバリエーションの中でも、精製の型(例えば、陰イオン交換クロマトグラフィーと陽イオンイオン交換クロマトグラフィー、濾過のために使用されるメンブレンの型)、またはローディングまたは溶出に使用する緩衝液が異なってよい。
第2の精製ステップ/スキームの実行後またはその間、生じた抗体調製物をQSOX1について試験することができる。QSOX1が、バックグラウンドを超えてまたは他の点で許容されると決定されたレベルを超えて検出された場合、QSOX1酵素についてのさらなる試験を伴って、または伴わずに、さらなる精製スキームを用いて精製を実施する。第1の精製スキーム、第2の精製スキームまたはその後の精製スキームのいずれの後かにかかわらず、QSOX1がバックグラウンドを超えて検出されないまたは検出されるが許容されるとみなされるレベルである抗体の調製物を最終的に得る。
QSOX1を、検出限界を超えてまたは少なくとも許容されるレベルまで低下させる精製スキームが決定されたら、CHO細胞の、時には産生培養と称される第2の培養を実施する。培養培地を、抗体を精製し、QSOX1を除去するために有効であることがすでに決定された精製ステップ/スキームに供する。生じた精製された抗体を還元し、その後、薬剤、例えば、薬物とコンジュゲートする。
第2の培養または産生培養は、一般には、精製スキームを決定するために使用される初代培養よりも大規模である。例えば、産生培養は、体積が初代培養の少なくとも100倍または1000倍であり得る。産生培養は、一般には、抗体がQSOX1を伴わずに首尾よく精製されることが予め決定されている精製スキームによるその培養物からの抗体の精製と同様に、繰り返して実施されるか(回分培養)、または少なくとも1年にわたって(例えば、少なくとも5年にわたって)連続的に実施する。
代替ワークフローでは、CHO細胞からの培養培地を、必ずしもQSOX1酵素について試験することなく抗体精製手順に供し、精製された調製物を薬物との化学的コンジュゲーションに供する。コンジュゲーション負荷効率(平均薬物/抗体)が予想外に低い(すなわち、抗体に対する薬物分子の数が標的未満である)場合には、精製された調製物をQSOX1の存在について試験する。酵素がバックグラウンドレベルを超えてまたは許容されるとみなされるレベルを超えて存在する場合には、抗体をCHO細胞培養培地から異なる精製方法によって精製し、その後、QSOX1酵素について試験する。次いで、必要であれば、異なる方法による精製、その後のQSOX1についての試験を、精製方法によって抗体が夾雑物/不純物から一般に精製されて許容される純度がもたらされるとともに、QSOX1がバックグラウンドレベルまたはコンジュゲーションのために他の点で許容されるとみなされるレベルまで除去されることが見出されるまで繰り返し実施する。そのような精製方法が見出されたら、その方法を、CHO細胞の第2の培養物から抗体を調製するために使用することができる。次いで、精製された抗体を、1つまたは複数の遊離のスルフヒドリル基を介して薬物にコンジュゲートする。
VI.抗体と薬物のコンジュゲーション
抗体を細胞傷害性部分または細胞増殖抑制性部分(薬学的に適合性のその塩を含む)とコンジュゲートして、抗体薬物コンジュゲート(ADC)を形成することができる。抗体は、薬物以外の薬剤、例えば、安定剤(例えば、PEG部分)とコンジュゲートすることができる。抗体とのコンジュゲーションに特に適する部分は、細胞傷害性薬剤(例えば、化学療法薬(chemodrug))、プロドラッグ変換酵素、放射性同位元素もしくは化合物、または毒素(これらの部分は、集合的に薬物と称される)である。例えば、抗体は、化学療法薬などの細胞傷害性薬剤、または毒素(例えば、細胞増殖抑制剤もしくは細胞破壊剤(cytocidal agent)、例えば、アブリン、リシンA、シュードモナス外毒素、またはジフテリア毒素など)とコンジュゲートすることができる。
本発明の目的に関して、薬物を、抗体のスルフヒドリル基を介して抗体とコンジュゲートする。スルフヒドリル基は、システイン側鎖のスルフヒドリル基であってよい。システイン残基は、抗体に天然に存在するもの(例えば、鎖間ジスルフィド)であってもよく、他の手段、例えば、変異誘発によって導入されたものであってもよい。薬物を抗体のスルフヒドリル基とコンジュゲートする方法は、当技術分野で周知である(例えば、米国特許第7,659,241号、同第7,498,298号、および国際公開第WO2011/130613号を参照されたい)。抗体は、スルフヒドリル基をコンジュゲーションに利用可能にするために、コンジュゲーション前に還元する。抗体は、当技術分野において公知の条件を使用して還元することができる。還元条件は、一般には抗体のいかなる実質的な変性も引き起こさず、かつ一般に抗体の抗原結合親和性に影響を及ぼさないものである。一態様では、還元ステップにおいて使用する還元剤はTCEP(トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン)であり、過剰量のTCEPを室温で30分にわたって添加する。例えば、TCEPの10mM溶液、pH7.4、250μLにより、抗体1〜100μgの鎖間ジスルフィドが室温で30分以内に容易に還元される。しかし、他の還元剤および条件を使用することができる。反応条件の例としては、pH5〜8の範囲で5℃〜37℃の温度が挙げられる。本発明者らは、還元剤による還元後にQSOX1などの酸化酵素によってスルフヒドリルがジスルフィドに酸化されることにより、スルフヒドリル基がコンジュゲーションに利用できなくなる可能性があることを見出した。
薬物は、抗体から切断されなければ(例えば、加水分解によって、抗体分解によって、または切断剤によって)その活性が低下する様式で抗体とコンジュゲートすることができる。そのような薬物は、標的細胞の細胞内環境における切断には感受性であるが、細胞外の環境には実質的に感受性でない切断可能なリンカーを用いて抗体に付着させ、したがって、ADCが標的細胞によって内部移行すると(例えば、エンドソーム内に、例えば、pH感受性またはプロテアーゼ感受性によって、リソソーム環境に、またはカベオラ環境に)、薬物が抗体から切断される。
一般には、ADCは、薬物と抗体の間にリンカーを含む。上記の通り、リンカーは、細胞内条件下で切断可能であり得、したがって、リンカーの切断により、薬物が抗体から細胞内環境内(例えば、リソソームまたはエンドソームまたはカベオラ内)に放出される。リンカーは、例えば、リソソームまたはエンドソームのプロテアーゼを含めた細胞内ペプチダーゼまたはプロテアーゼ酵素によって切断されるペプチジルリンカーであってよい。一般には、ペプチジルリンカーは、少なくとも2アミノ酸の長さ、または少なくとも3アミノ酸の長さである。切断剤としては、カテプシンBおよびDならびにプラスミンを挙げることができる(例えば、DubowchikおよびWalker、1999年、Pharm. Therapeutics 83巻:67〜123頁を参照されたい)。標的細胞内に存在する酵素によって切断可能なペプチジルリンカーが最も典型的である。例えば、がん性組織において高度に発現するチオール依存性プロテアーゼであるカテプシン−Bによって切断可能なペプチジルリンカーを使用することができる(例えば、Phe−LeuペプチドまたはGly−Phe−Leu−Glyペプチドを含むリンカー)。他のそのようなリンカーは、例えば、US6,214,345に記載されている。細胞内プロテアーゼによって切断可能な例示的なペプチジルリンカーは、Val−CitリンカーまたはPhe−Lysジペプチドを含む(例えば、Val−Citリンカーを用いたドキソルビシンの合成について記載されているUS6,214,345を参照されたい)。薬物の細胞内タンパク質分解性放出を使用することの1つの利点は、コンジュゲートすると薬剤が一般には弱毒化されること、およびコンジュゲートの血清中安定性が一般には高いことである。
切断可能なリンカーは、pH感受性、すなわち、ある特定のpH値で加水分解に対して感受性であり得る。一般には、pH感受性リンカーは酸性条件下で加水分解性である。例えば、リソソーム内で加水分解性である酸不安定性リンカー(例えば、ヒドラゾン、セミカルバゾン、チオセミカルバゾン、シス−アコニットアミド、オルトエステル、アセタール、ケタールなど)を使用することができる(例えば、米国特許第5,122,368号;同第5,824,805号;同第5,622,929号;DubowchikおよびWalker、1999年、Pharm. Therapeutics 83巻:67〜123頁;Nevilleら、1989年、Biol. Chem. 264巻:14653〜14661頁を参照されたい)。そのようなリンカーは、血液中などの中性pH条件下で比較的安定であるが、リソソームのおよそのpHであるpH5.5または5.0未満では不安定である。
他のリンカーは、還元性条件下で切断可能である(例えば、ジスルフィドリンカー)。ジスルフィドリンカーとしては、SATA(N−スクシンイミジル−S−アセチルチオアセテート)、SPDP(N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート)、SPDB(N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオ)ブチレート)およびSMPT(N−スクシンイミジル−オキシカルボニル−アルファ−メチル−アルファ−(2−ピリジル−ジチオ)トルエン)、SPDBおよびSMPTを用いて形成することができるものが挙げられる(例えば、Thorpeら、1987年、Cancer Res. 47巻:5924〜5931頁;Wawrzynczakら、Immunoconjugates:Antibody Conjugates in Radioimagery and Therapy of Cancer(C. W. Vogel編、Oxford U. Press、1987年を参照されたい。米国特許第4,880,935号も参照されたい)。
リンカーはマロネートリンカー(Johnsonら、1995年、Anticancer Res. 15巻:1387〜93頁)、マレイミドベンゾイルリンカー(Lauら、1995年、Bioorg−Med−Chem. 3巻(10号):1299〜1304頁)、または3’−N−アミド類似体(Lauら、1995年、Bioorg−Med−Chem. 3巻(10号):1305〜12頁)であってもよい。
リンカーは、薬物(例えば、薬物)に直接付着しており、抗体の分解によって放出されるマレイミド−アルキレンリンカーまたはマレイミド−アリールリンカーなどの切断不可能なリンカーであってもよい。
リンカーは、抗体に存在する基に対して反応性の官能基を含むものである。一部の態様では、リンカーは、リンカーの硫黄原子と抗体の硫黄原子の間のジスルフィド結合を介して抗体に連結する。他の態様では、リンカーは、リンカーのマレイミド基を介して抗体の硫黄原子と結合を形成する。一部の態様では、硫黄原子は、鎖間ジスルフィドのシステイン残基に由来するものまたは抗体の導入されたシステイン残基(例えば、EU指標に従って239位において)に由来する。
抗体とのコンジュゲートに有用なクラスの細胞傷害性薬剤としては、例えば、抗チューブリン剤、DNA副溝結合剤(DNA minor groove binding agent)、DNA複製阻害剤、化学療法感作物質、ピロロベンゾジアゼピン二量体などが挙げられる。他の例示的なクラスの細胞傷害性薬剤としては、アントラサイクリン、アウリスタチン、カンプトテシン、デュオカルマイシン、エトポシド、メイタンシノイドおよびビンカアルカロイドが挙げられる。いくつかの例示的な細胞傷害性薬剤としては、アウリスタチン(例えば、アウリスタチンE、AFP、MMAF、MMAE)、DNA副溝結合物質(例えば、エンジインおよびレキシトロプシン(lexitropsin))、デュオカルマイシン、タキサン(例えば、パクリタキセルおよびドセタキセル)、メイタンシノイド、ベンゾジアゼピン(例えば、ピロロ[1,4]ベンゾジアゼピン、インドリノベンゾジアゼピン、およびオキサゾリジノベンゾジアゼピン)、ビンカアルカロイド、ドキソルビシン、モルホリノ−ドキソルビシン、およびシアノモルホリノ−ドキソルビシンが挙げられる。
細胞傷害性薬剤は、例えば、ドキソルビシン、パクリタキセル、メルファラン、ビンカアルカロイド、メトトレキサート、マイトマイシンCまたはエトポシドなどの化学療法剤であってよい。薬剤は、CC−1065類似体、カリケアマイシン、マイタンシン、ドラスタチン10の類似体、リゾキシン(rhizoxin)、またはパリトキシンであってもよい。
細胞傷害性薬剤は、アウリスタチンであってもよい。アウリスタチンは、例えば、アウリスタチンEとケト酸の間で形成されるエステルである、アウリスタチンE誘導体であってよい。例えば、アウリスタチンEは、パラアセチル安息香酸またはベンゾイル吉草酸と反応して、それぞれAEBおよびAEVBが生じ得る。他のアウリスタチンとしては、AFP、MMAF、およびMMAEが挙げられる。種々のアウリスタチンの合成および構造は、例えば、US2005−0238649およびUS2006−0074008に記載されている。
細胞傷害性薬剤は、DNA副溝結合剤であってよい(例えば、US6,130,237を参照されたい)。例えば、副溝結合剤は、CBI化合物またはエンジイン(例えば、カリケアマイシン)であってよい。
細胞傷害性剤または細胞増殖抑制剤は、抗チューブリン剤であってよい。抗チューブリン剤の例としては、タキサン(例えば、Taxol(登録商標)(パクリタキセル)、Taxotere(登録商標)(ドセタキセル))、T67(Tularik)、ビンカアルカロイド(vinca alkyloid)(例えば、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビンデシン、およびビノレルビン)、およびアウリスタチン(例えば、アウリスタチンE、AFP、MMAF、MMAE、AEB、AEVB)が挙げられる。他の適切な抗チューブリン剤としては、例えば、バッカチン誘導体、タキサン類似体(例えば、エポチロンAおよびB)、ノコダゾール、コルヒチンおよびコルセミド(colcimid)、エストラムスチン、クリプトフィシン(cryptophysin)、セマドチン、メイタンシノイド、コンブレタスタチン、ディスコデルモリド、およびエリュテロビンが挙げられる。
細胞傷害性薬剤は、抗チューブリン剤の別の群であるメイタンシノイドであってよい。例えば、メイタンシノイドは、マイタンシンまたはDM−1またはDM−4などの薬物リンカーを含有するマイタンシンであってよい(ImmunoGen,Inc.;Chariら、1992年、Cancer Res. 52巻:127〜131頁も参照されたい)。
例示的な抗体薬物コンジュゲートとしては、以下のvcMMAEおよびmcMMAF抗体薬物コンジュゲート(式中、pは、薬物負荷量を示し、そして1〜20の範囲であり、Abは抗体である):
またはその薬学的に許容される塩が挙げられる。
VII.抗体精製方法
CHO上清からのタンパク質の精製に関して、技法の大きなレパートリーが公知である。これらの技法としては、遠心分離、濾過、沈殿、ウイルス不活化、ならびに、プロテインA、プロテインG、プロテインL、陰イオン交換、陽イオン交換、混合方式、ヒドロキシアパタイト、サイズ排除クロマトグラフィー、および標的アフィニティークロマトグラフィーを含めた多数の型のカラムクロマトグラフィーが挙げられる。クロマトグラフィーステップでは、通常、少なくとも2種の緩衝液を使用し、1種はローディング用であり、1種は溶出用である。緩衝液は、他の因子の中でも、pHおよびイオン強度が変動し得る。例示的な抗体精製は、少なくとも1つの濾過ステップ、少なくとも1つのウイルス不活化ステップ、プロテインAカラムおよび少なくとも1つの他のカラムを含む。緩衝液、pH、ならびにローディング溶液および溶出溶液中の他の賦形剤に関する異なる技法および可能性の数を考慮すると、異なる精製手順の数は非常に大きい。したがって、多くの場合、異なる抗体に対する適切な精製手順を経験的に決定して、抗体が医薬用途のために許容されるレベルまで精製されるとともに(一般に抗体と高分子夾雑物/不純物の比によって決定される)、QSOX1および/または他のCHO細胞酸化酵素が検出可能なレベルを下回るまでまたは少なくとも許容されるレベルまで低下する手順を同定する。
硫酸アンモニウム沈殿を使用して、抗体を血清、腹水または細胞培養上清から富化および濃縮することができる。試料中のこのリオトロピック塩の濃度が上昇するに従い、タンパク質および他の巨大分子の可溶性が次第に低くなり、沈殿に至る。抗体は、他の大多数のタンパク質および血清の成分よりも低濃度の硫酸アンモニウムで沈殿する。沈殿の選択性、収量、純度および再現性は、時間、温度、pHおよび塩含有量を含めたいくつかの因子に左右される。
抗体の細胞性夾雑物は、酸性または陽イオン性高分子電解質を使用して凝結させることができる。高分子電解質は、通常、粒子に吸着して逆に荷電したパッチを表面上に作り出すことによって働く。次いで、このパッチが静電引力により反対側の粒子表面上の裸のパッチに接着する。
細胞培養ブロスの清澄化において、メンブレンフィルターでの容量を維持するため、またはクロマトグラフィーカラムもしくはウイルスフィルターを保護するためにデプスフィルターを使用することができる。デプスフィルターは、一般には、セルロース、珪藻土などの多孔質濾過助剤、およびイオン性荷電樹脂結合剤から作製される。デプスフィルターでは、分離をもたらすためにサイズ排除および吸着性結合のどちらも使用することができる。
メンブレンクロマトグラフィーまたはメンブレン吸着体は、充填クロマトグラフィーカラムと同様であるが、従来の濾過モジュールの形式で機能する。メンブレンクロマトグラフィーでは、メンブレン構造全体を通して内部孔表面に付着した機能的リガンドを含有する微孔性メンブレンを、通常は多数の層にして使用する。市販のQメンブレンとしては、ChromaSorb(商標)(Millipore)、Mustang(登録商標)(Pall)およびSartobind(登録商標)(Sartorius)が挙げられる。およそ中性〜わずかに塩基性のpHおよび低導電率で、ウイルス、DNA、内毒素、宿主細胞タンパク質の大きな集団および浸出したプロテインAはQメンブレンに結合するが、一般には、塩基性の抗体分子は結合せずにメンブレンマトリックスを流れる。
限外濾過は、抗体の濃縮および緩衝液の交換のために広く使用されている、圧力に駆動されるメンブレンプロセスである。限外濾過は、メンブレン孔よりも大きな種は保持され、より小さな種は自由に通過する、サイズに基づく分離である。限外濾過での分離は、所与の圧力駆動性の力の下でメンブレンを横切る異なる成分の濾過速度の差異によって実現される。緩衝液の交換は、最終的な所望の組成の緩衝液を、濾液が取り出されるのと同じ速度で保持液系(retentate system)に添加し、したがって、一定の保持液体積が維持される、ダイアフィルトレーションモードを使用して実現される。1nmから20nmまでにわたるメンブレン孔を用いた限外濾過により、500ダルトンから1,000キロダルトンまでにわたる分子量の種の分離がもたらされ得る。
高性能接線流濾過(high performance tangential flow filtration)(HPTFF)は、精製および分離の目的でサイズの差異と電荷の差異の両方を利用する2次元単位操作である。タンパク質の濃縮および緩衝液の交換は、同じ単位操作で達成することができる。
ウイルスは、低pHで処理することによって不活性することができ、かつ/または、濾過を含めた種々の方法によって除去することができる。現行のウイルス保持フィルターは、限外濾過器または非常に小さな孔を有するマイクロフィルターである。ウイルス濾過メンブレンは、親水性ポリエーテルスルホン(PES)、親水性ポリフッ化ビニリデン(PVDF)および再生セルロースから作製される。
イオン交換クロマトグラフィーでは、所与の緩衝系においてタンパク質をそれらの正味の電荷に基づいて結合させるために正または負に荷電した樹脂を使用する。標的抗体を高い程度の特異性で結合し、放出させる条件(例えば、pHおよびイオン強度)が決定され得る。逆に、抗体以外のほぼ全ての他の試料成分が結合する条件を見出すことができる。陰イオン交換クロマトグラフィーでは、ジエチルアミノエチル(DEAE)またはジメチルアミノエチル(DMAE)などの、弱塩基性であり得る正荷電群、または、トリメチルアンモニウムエチル(TMAE)または四級アミノエチル(QAE)などの、強塩基性であり得る正荷電群を使用する。
陽イオン交換クロマトグラフィーでは、負荷電官能基を用いて修飾した樹脂を使用する。陽イオンクロマトグラフと陰イオンクロマトグラフは相補的な技法であり、一方に強力に結合する分子は、他方には結合するとしても弱く結合する。
陽イオン交換カラムは、スルホプロピル基、スルホエチル基およびスルホイソブチル基などの強酸性リガンドであってもよく、カルボキシル基などの弱酸性リガンドであってもよい。陽イオン交換クロマトグラフィーは、およそ中性またはわずかに下回る(例えば、約6)から塩基性までにわたるpI値を有する多くのmAbに対する精製プロセスに適用されている。大多数のヒト化IgG1サブクラスおよびIgG2サブクラスは、陽イオン交換クロマトグラフィーの良い候補であり、抗体はローディングステップの間に樹脂に結合し、導電率の上昇またはpHの上昇のいずれかによって溶出緩衝液中に溶出する。DNA、いくつかの宿主細胞タンパク質、浸出したプロテインAおよび内毒素などの負荷電プロセスに関連する不純物は、ローディングおよび洗浄画分中に取り除かれる。陽イオン交換クロマトグラフィーでは、脱アミド産物、酸化種およびN末端短縮形態、ならびに高分子量種を所望の抗体から分離することもできる。陽イオン交換樹脂への抗体の結合は、pHおよび導電率、ならびに樹脂の型に依存する。SPセファロースFFおよびSPセファロースXLは一般的な市販の樹脂の2つである。
疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)は、タンパク質をそれらの疎水性に基づいて分離するための有用なツールであり、タンパク質を電荷、サイズまたは親和性に基づいて分離する他の技法と相補的である。試料を、一般には、高塩濃度緩衝液中、HICカラムにローディングする。緩衝液中の塩は、水分子と相互作用して溶液中のタンパク質分子の溶媒和を低下させ、それにより、試料タンパク質分子内の疎水性領域を露出させ、したがって、試料タンパク質分子がHIC樹脂に結合する。分子の疎水性が高いほど、結合を促進するために必要な塩が少なくなる。
固定化金属キレートクロマトグラフィーでは、キレートに固定化した二価金属イオン(例えば、銅、コバルトまたはニッケル)を使用して、3つまたはそれ超の連続したヒスチジン残基のクラスターを含有するタンパク質またはペプチドを結合させる。この戦略は、ほとんどの場合、末端6×His融合タグを含有するように作出された組換えタンパク質を精製するために使用される。IgGは、固定化ニッケルによって結合され得るヒスチジンクラスターを保有する、血清(またはモノクローナルハイブリドーマ細胞培養上清)中の少数の豊富なタンパク質のうちの1つである。結合および溶出の条件を特定の試料に対して最適化して、穏やかで信頼できる抗体精製をもたらすことができる。
プロテインA、プロテインGおよびプロテインLは、それらの組換えバージョンも含め、重要な抗体型を種々の種からアフィニティー精製するために常套的に使用される例示的なタンパク質である。プロテインAクロマトグラフィーは、一般には、清澄化した細胞培養上清を、抗体はカラムに結合し、宿主細胞タンパク質および細胞培養培地成分などの望ましくない成分ならびにウイルスはカラムを流れる条件下で、pH6〜8でカラムを通過させることを伴う。場合によって中間洗浄ステップを行って非特異的に結合した不純物をカラムから除去し、その後、pH2.5〜4で産物の溶出を行うことができる。現在、プロテインA樹脂は、それらの樹脂骨格組成に基づいて分類される3種の主要な型が存在する:ガラスまたはシリカに基づくもの、例えば、Prosep vA、Prosep vA Ultra(Millipore);アガロースに基づくもの、例えば、Protein A Sepharose Fast Flow、MabSelect(GE Healthcare);および有機ポリマーに基づくもの、例えば、ポリスチレン−ジビニルベンゼンPoros AおよびMabCapture(Applied Biosystems)。酢酸、クエン酸、リン酸、アルギニンHClおよびグリシンHClなどのいくつかの溶出緩衝液成分を抗体に応じて使用することができる。同様に溶出pHの選択は抗体の樹脂に対する結合親和性に左右され、結合親和性が高い抗体には低溶出pHが求められる。
セラミックヒドロキシアパタイト(Ca(POOH)は、抗体を、他の夾雑物の中でも二量体、凝集体および浸出したプロテインAから分離するために、多くの場合リン酸ナトリウム勾配溶出と共に使用することができるリン酸カルシウムの形態である。
特にQSOX1を除去するための技法は、本明細書および実施例の項に記載されており、上記の方法のいずれかに加えて、またはそれと組み合わせて使用することができる。
VIII.例示的な抗体
記載されている精製方法およびワークフローは、非ヒト、ヒト化、ヒト、キメラ、ベニアリング(veneered)、ナノボディ、dAb、scFV、Fabなどを含めた任意の抗体に対して使用することができる。本方法は、診断または治療に使用するための薬剤とコンジュゲートされる抗体に対して最も有用である。例えば、方法は、治療的に使用するための薬物とコンジュゲートされる抗体に対して有用である。いくつかのそのような抗体は、がん細胞抗原、好ましくは、細胞表面上にある、抗体が結合すると細胞内に内部移行可能な抗原に対して免疫特異性である。抗体が対象とし得る標的としては、がん細胞上の受容体およびそれらのリガンドまたは対抗受容体(例えば、CD3、CD19、CD20、CD22、CD30、CD33、CD34、CD40、CD44、CD52 CD70、CD79a、Her−2、VEGFまたはVEGFR、CTLA−4、LIV−1、およびネクチン−4)が挙げられる。
本方法は、自己免疫疾患の処置または予防法のためのADCを作製するために使用する抗体を精製するためにも有用である。
本方法は、活性化されたリンパ球上に発現する受容体または受容体複合体に結合する抗体を精製するためにも有用である。
本方法は、ウイルス抗原または微生物抗原に特異的な抗体を精製するためにも有用である。
本方法の適用に適した市販の抗体およびそれらの標的のいくつかの例としては、アレムツズマブ、CD52、リツキシマブ、CD20、トラスツズマブHer/neu、ニモツズマブ、セツキシマブ、EGFR、ベバシズマブ、VEGF、パリビズマブ、RSV、アブシキシマブ、GpIIb/IIIa、インフリキシマブ、アダリムマブ、セルトリズマブ、ゴリムマブ TNF−アルファ、バシリキシマブ(baciliximab)、ダクリズマブ、IL−2、オマリズマブ、IgE、ゲムツズマブ、CD33、ナタリズマブ、VLA−4、ベドリズマブアルファ4ベータ7、ベリムマブ、BAFF、オテリキシズマブ、テプリズマブCD3、オファツムマブ、オクレリズマブCD20、エプラツズマブ CD22、アレムツズマブ(alemtuzumumab)CD52、エクリズマブC5、カナキヌマブ(canakimumab)IL−1ベータ、メポリズマブIL−5、レスリズマブ、トシリズマブIL−6R、ウステキヌマブ、およびブリアキヌマブIL−12が挙げられる。場合によって、抗体はブレンツキシマブではない。
IX.処置方法および医薬組成物
上記の方法に従って生成したADCを、上記の任意の適応症を含めた、がん、自己免疫疾患または感染症などの、処置が意図された疾患の発症を遅延させ、重症度を低下させ、さらなる悪化を阻害し、かつ/または少なくとも1つの徴候または症状を改善させる投薬量、投与経路および投与頻度を意味する有効なレジメンで投与する。患者がすでに疾患に罹患している場合、レジメンは、治療的に有効なレジメンと称することができる。患者が、一般的な集団と比較して疾患のリスクが上昇しているが、まだ症状を経験していない場合、レジメンは、予防的に有効なレジメンと称することができる。いくつかの場合には、治療的または予防的有効性は、個々の患者において、歴史的な対照または同じ患者の過去の経験と比較して観察することができる。他の場合では、治療的または予防的有効性は、前臨床試験または臨床試験において、処置された患者の集団において処置されていない患者の対照集団と比較して実証することができる。
ADCの投薬量は、一般には、ADCの薬物成分に応じて変動する。例示的な用量としては、例えば、被験体の体重1kg当たり1.0μg〜7.5mg、もしくは2mg〜7.5mg、もしくは3mg〜7.5mg、または体重1kg当たり0.1mg〜20mg、または0.5mg〜5mg(例えば、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9もしくは10mg/kg)または固定された投薬量として10〜1500mgもしくは200〜1500mgを挙げることができる。一部の方法では、患者に少なくとも1.5mg/kg、少なくとも2mg/kgまたは少なくとも3mg/kgの用量を3週間またはそれ超ごとに1回投与する。投薬量は、他の因子の中でも、投与の頻度、患者の状態、および、もしあれば、処置が予防的なものであるか治療的なものであるかにかかわらず、また障害が急性であるか慢性であるかにかかわらず以前の処置に対する応答に左右される。
投与は、非経口投与、静脈内投与、経口投与、皮下投与、動脈内投与、頭蓋内投与、髄腔内投与、腹腔内投与、局所投与、鼻腔内投与または筋肉内投与であってよい。投与はまた、腫瘍内へなど、直接局在化されていてもよい。静脈内投与または皮下投与による全身循環中への投与が好ましい。静脈内投与は、例えば、30〜90分などの期間にわたる注入によるものであってもよく、単回のボーラス注射によるものであってもよい。
投与の頻度は、他の因子の中でも、循環中のADCの半減期、患者の状態および投与経路に左右される。頻度は、毎日、毎週、毎月、年に4回、または、患者の状態の変化もしくは処置されるがんの進行に応答した不規則な間隔であってよい。静脈内投与の例示的な頻度は、継続的な処置の過程にわたって週2回から年に4回の間であるが、それよりも高頻度または低頻度の投薬も可能である。静脈内投与の他の例示的な頻度は、継続的な処置の過程にわたって毎週または4週間ごとに3回の間であるが、それよりも高頻度または低頻度の投薬も可能である。皮下投与に関しては、例示的な投薬頻度は、毎日〜毎月であるが、それよりも高頻度または低頻度の投薬も可能である。
投与する投薬量の数は、疾患の性質(例えば、急性の症状を示すか慢性の症状を示すか)および処置に対する障害の応答に左右される。急性障害または慢性障害の急性増悪に対しては、1用量から10用量の間が十分であることも多い。時には、場合によって分割した形態での単回ボーラス用量が、急性障害または慢性障害の急性増悪に対して十分である。処置は、急性障害または急性増悪の再発に対して繰り返すことができる。慢性障害に対しては、抗体は、定期的な間隔で、例えば、毎週、2週間に1回、毎月、年に4回、6ヶ月毎に、少なくとも1年、5年もしくは10年、または患者の生涯にわたって投与することができる。
非経口投与用の医薬組成物は、滅菌されており、実質的に等張性であり(240〜360mOsm/kg)、GMP条件下で製造されたものであることが好ましい。医薬組成物は、単位剤形(すなわち、単回投与用の投薬量)でもたらすことができる。医薬組成物は、1種または複数種の生理的に許容される担体、希釈剤、賦形剤または助剤を使用して製剤化することができる。製剤は、選択される投与経路に左右される。注射に関しては、ADCは、水溶液、好ましくは、ハンクス液、リンゲル液、または生理的食塩水または酢酸緩衝液(注射部位の不快感を軽減するため)などの生理的に適合性の緩衝液中に製剤化することができる。溶液は、懸濁剤、安定化剤および/または分散剤などの製剤化用薬剤(formulatory agent)を含有してよい。あるいは、抗体は、使用する前に、適切なビヒクル、例えば、発熱物質を含まない滅菌水を用いて構成するための凍結乾燥した形態であってよい。液体製剤中の抗体の濃度は、例えば、1〜100mg/ml、例えば、10mg/mlなどであってよい。
本発明のADCを用いた処置は、化学療法、照射、幹細胞処置、外科手術、抗ウイルス薬、抗生物質、免疫抑制薬もしくは刺激薬、または処置される障害に対して有効な他の処置と組み合わせることができる。がんまたは自己免疫疾患を処置するためにADCと一緒に投与することができる有用なクラスの他の薬剤としては、例えば、がん性細胞上に発現する他の受容体に対する抗体、抗チューブリン剤(例えば、アウリスタチン)、DNA副溝結合物質、DNA複製阻害剤、アルキル化剤(例えば、シスプラチン、モノ(白金)、ビス(白金)および三核白金(tri−nuclear platinum)複合体ならびにカルボプラチンなどの白金複合体)、アントラサイクリン、抗生物質、葉酸代謝拮抗薬、代謝拮抗薬、化学療法感作物質、デュオカルマイシン、エトポシド、フッ化ピリミジン、イオノフォア、レキシトロプシン、ニトロソウレア、プラチノール(platinol)、予備形成化合物(pre−forming compound)、プリン代謝拮抗薬、ピューロマイシン、放射線感作物質、ステロイド、タキサン、トポイソメラーゼ阻害剤、ビンカアルカロイドなどが挙げられる。
一部の態様では、ADCを用いた処置により、腫瘍を有する患者の無増悪生存期間または全生存期間の中央値が、特に再発したものまたは不応性である場合に、ADCを伴わない同じ処置(例えば、化学療法)と比較して少なくとも30%もしくは40%、好ましくは50%、60%〜70%またはさらには100%もしくそれを超えて上昇し得る。一部の態様では、処置(例えば、標準の化学療法)により、腫瘍を有する患者の完全奏効率、部分奏効率、または客観的奏効率(objective response rate)(完全+部分)が、ADCを伴わない同じ処置(例えば、化学療法)と比較して少なくとも30%もしくは40%、好ましくは50%、60%〜70%またはさらには100%上昇し得る。
一般には、臨床試験(例えば、第II相試験、第II/III相試験または第III相試験)において、上述の、標準の療法およびADCで処置された患者の無増悪生存期間の中央値および/または奏効率における、標準の療法を単独(またはそれに加えてプラセボ)で受けた患者の対照群と比較した上昇は、例えばp=0.05もしくは0.01またはさらには0.001レベルで統計的に有意である。完全奏効率および部分奏効率は、例えば、National Cancer Instituteおよび/またはFood and Drug Administrationによって列挙または承認されている通り、がんの臨床試験において一般に使用される客観的な基準によって決定される。
実施例1:CHO細胞培養物から精製された抗体調製物中にQSOX1が存在する証拠
CHO細胞において発現させた抗体を精製することにより得られたロットDEVNKB−1では、予想外に乏しい薬物コンジュゲーションが示された。対照的に、ロットL22042/Eでは、望ましいレベルの薬物コンジュゲーションが示された。抗体への薬物コンジュゲーションは遊離のスルフヒドリル基によって媒介されるので、ロットDEVNKB−1では酸化活性を有する不純物の存在が疑われた。図1は、抗体への薬物コンジュゲーションの有効性に対する酸化性不純物の影響を示す。ロットDEVNKB−1由来の抗体(菱形の記号)では、還元の時間が50分を超えて延長すると薬物負荷量の減少が示されるが、ロットL22042/E由来の抗体(正方形の記号)では、還元の経過にわたって一貫した予測されたレベルの薬物負荷量が示される。
CHO細胞において産生された他の抗体のある特定の調製物は、ロットDEVNKB−1の酸化活性と同様の酸化活性を有することが観察されており、酸化活性の供給源が関心事項であった。酸化活性の供給源を決定するために、ロットDEVNKB−1を、スルフヒドリルオキシダーゼの存在について、ゲル電気泳動およびウェスタンブロッティング、ならびに液体クロマトグラフィー−タンデム質量分析(LC−MS/MS)によって分析した。
ゲル電気泳動およびウェスタンブロッティング
SDS−PAGEによる分離および銀染色後のロットDEVNKB−1とL22042/Eの比較では、酸化活性に明らかに対応するいかなるタンパク質バンドも示されなかった(データは示していない)。より良好な分解能を実現するために、ロットDEVNKB−1をサイズ排除クロマトグラフィーによって分画した。画分を、実施例2に記載の通り酸化活性についてアッセイした。図2aを参照されたい。ピーク活性に対応する画分を、SDS−PAGEによって分離し、ブロットし、次いで、QSOX1、QSOX2、およびALR(肝臓再生の増強因子)を含めた候補スルフヒドリルオキシダーゼタンパク質に対する抗体を用いて染色した。図2bおよび図2cは、それぞれ抗ALR一次抗体および抗QSOX1一次抗体、その後、ウサギ抗ヤギIgG二次抗体を使用したウェスタンブロット分析の結果を示す。ブロットにより、二次抗体と多くの産物関連種の間の広範囲にわたる交差反応性が明らかになった。それにもかかわらず、抗QSOX1ブロットにおいて65kDから70kDの間の分子量に対応するピーク活性画分27〜29のバンドが検出され(図2c)、これは、ハムスターQSOX1の予測された重量(70,356ダルトン)と一致する。
LC−MS/MS分析
抗QSOX1ウェスタンブロットにおいて検出された65〜70kDのタンパク質を同定するために、ロットDEVNKB−1をPoros Protein Aカラムでアフィニティークロマトグラフィーによって分画した。図3aを参照されたい。画分を実施例2に記載の通り酸化活性についてアッセイした。図3b参照のこと。酸化活性の本質的に全てが画分3および4に現れた。一連の3回の試行からの画分3および4をプールし、SDS−PAGEによって分析した。図3cを参照されたい。最も顕著なバンドは65〜70kDの範囲にあり、拡散した単一のバンドまたは二重線を形成し、これはウェスタンブロットと一致した。ゲル消化およびLC−MS/MSを使用して、バンドはQSOX1と陽性に同定された。
酸化剤の特徴付け
さらにロットDEVNKB−1における酸化活性を特徴付けるために、ロットを、鉄酸化キシレノールオレンジ(FOX)アッセイを使用してスルフヒドリル酸化活性について試験した。スルフヒドリルオキシダーゼは以下の反応を触媒する:
2R−SH+O→R−S−S−R+H
反応が進行するに従い、酸素が消費され、過酸化水素が生成される。過酸化水素副産物は容易にかつ確実に検出することができ、したがって、スルフヒドリルオキシダーゼ活性の代理としての機能を果たす。FOXアッセイでは、過酸化水素により二価鉄(Fe2+)が酸化され、三価鉄(Fe3+)を生成する。次いで、二価鉄がキシレノールオレンジと複合体を形成して、560nmの光を吸収する化合物が形成される。したがって、560nmの光の吸収をモニターすることによって(例えば、分光光度計を使用して)、試料中のスルフヒドリル酸化活性の量を決定することができる。陰性対照の値と試験試料の値を、560nmにおける読み取りの差異を決定することによって比較する。得られた値が0.1吸光度単位よりも大きければ、試料は酸化性不純物について陽性である。表1に示されている通り、DEVNKB−1の存在によりもたらされた560nmの吸光度は0.70〜0.80であった。しかし、DEVNKB−1と1mMのZn2+の両方を添加すると、わずか0.008であった。このデータにより、1mMのZn2+によりロットDEVNKB−1の酸化活性が本質的に排除され得ることが示される。これは、QSOX1などのフラビン依存性スルフヒドリルオキシダーゼドメインを有する酸化剤と一致する。
EDTAによりロットDEVNKB−1の酸化活性のZn2+依存性排除が逆転され得るかどうかを確認するために、さらなるアッセイを実施した。これらの実験では、Zn2+を、EDTAを伴ってまたは伴わずにアッセイ緩衝液に添加した。さらに、EDTAを有するアッセイ緩衝液を評価した。表2に示されている通り、ロットDEVNKB−1に付随する酸化活性は、Zn2+の存在により、追加的なEDTAを含有するアッセイ緩衝液と比較して95%低下した。しかし、Zn2+と追加的なEDTAの両方を添加することによる酸化活性の低下はわずか6%であった。したがって、EDTAにより、酸化活性のZn2+依存性阻害が有効に逆転する。さらに、これは、QSOX1などのフラビン依存性スルフヒドリルオキシダーゼドメインを有する酸化剤について予測されることである。
ウェスタンブロットデータ、LC−MS/MSデータ(示されていない)、および酸化活性の特徴付けに基づいて、ロットDEVNKB−1の酸化活性はQSOX1スルフヒドリルオキシダーゼであることが決定された。
実施例2:CHO細胞培養物におけるQSOX1を検出するためのアッセイ
抗体調製物における酸化活性の検出をもたらすために(例えば、抗体が、薬物とのコンジュゲーションが意図されたものである場合)、部分的に還元されたSGN−30(cAC10抗体、ブレンツキシマブベドチンの抗体成分)を基質として使用するアッセイを開発した。SGN−30を基質として選択したのは、cAC10抗体が一貫してQSOX1の夾雑を伴わずに精製されているからである。SGN−30の代わりに、他のよく特徴付けられた、遊離のチオールを有する基質を使用することができる。
アッセイは、基質(例えば、SGN−30)を試験試料と一緒に固定された時間量にわたってインキュベートし、次いで、DTNB(5,5’−ジチオビス−(2−ニトロ安息香酸)、エルマン試薬としても公知)を使用して基質内の遊離のスルフヒドリル基の量を検出することを伴う。
基質内の遊離のチオール基がDTNBと反応し、ジスルフィド結合が切断され、2−ニトロ−5−チオベンゾエート(NTB)が生成し、これは、水中、中性およびアルカリ性のpHでイオン化してNTB2−になる。NTB2−は黄色であり、分光光度計を使用し、412nmにおける可視光線の吸光度を測定して迅速に定量化することができる。酸化性不純物が試験試料中に存在すると、基質の遊離のスルフヒドリル基(例えば、まだジスルフィド結合に関与していないシステイン残基内のもの)が酸化されてジスルフィド結合が生じ、それにより、遊離のチオールが少なくなる。したがって、基質とDTNBの間の反応が少なくなり、それにより、生成する黄色が減少し、対応して試料による412nmの光の吸光度が減少する。
DTNBと遊離のチオール基の間の反応は急速かつ化学量論的なものである。したがって、所望であれば、基質内の遊離のスルフヒドリル基の量を、モル吸光係数14,150M−1cm−1(希釈緩衝溶液に適する)を使用して定量化することができる。
このアッセイで使用した材料には、分光光度計(例えば、Agilent model 8453);石英キュベット(例えば、Starna、16.50−Q−10/Z15);1MのTris HCl、pH7.4;0.5MのEDTA、pH8.0;リン酸一カリウム;リン酸二カリウム;ポリソルベート80;DTNB(例えば、Sigma D218200)が含まれる。
アッセイは、少なくとも陰性対照試料、陽性対照、試験試料、および分光光度計ブランクの分光光度的分析を伴う。必要に応じて追加的な対照試料および/または試験試料を分析することができる。対照試料および試験試料の組成は表3に示されている通りである。このアッセイで使用する緩衝液は、10mMのリン酸カリウム、0.2mg/mLのポリソルベート80、pH6.0である。しかし、分析する試験試料の緩衝液に応じて、他の希釈緩衝液も適切である。アッセイする試料の最終的な体積は150μLであるが、これは必要に応じて調整することができる。アッセイを単純化するために、緩衝液、EDTA、水、および基質(例えば、部分的に還元されたcAC10)を含有するマスターミックス反応混液を調製し、マスターミックス反応混液100μLに試料50μLを添加してアッセイを開始することができる。
試料の調製および分析を以下の通り実施する。微量遠心管チューブを、分析する試料および対照に対応して標識する。マスターミックス反応混液100μLを各チューブに入れる。各試料50μLを対応する対照試料/試験試料チューブに添加する。チューブをボルテックスすることによって混合する。チューブを37℃のウォーターバスまたはインキュベーターに入れ、2時間インキュベートする。各試料について第2の微量遠心管チューブを標識し、1mMのDTNB 100μLを各チューブに入れる。2時間のインキュベーションの終わりに、試料をウォーターバス/インキュベーターから取り出し、試料100μLを、DTNB 100μLを含有する対応する微量遠心管チューブに移す。チューブをボルテックスすることによって混合する。試料を室温で少なくとも5分インキュベートし、次いで、吸光度を決定する。412nmにおける吸光度を測定し、700nmにおける吸光度に対して補正する(すなわち、A412−A700を決定する)。200nmから700nmまでのスペクトルを収集することができる。
試験試料中の酸化性不純物の存在を評価するために、陰性対照(緩衝液)の値(412nm−700nm)と試験試料の値を、412nmの読み取りの差異を決定することによって比較する。得られた値が0.1吸光度単位より大きければ、試料は酸化性不純物について陽性である。
抗体培養物からの培養培地を試験すると、アッセイにより、一般には、高い値(約0.5AU)が生じ、これにより、酸化剤が高レベルであることが示唆される。しかし、アッセイ読み取りは色に基づき、細胞培養培地における色がアッセイ読み取りに干渉する傾向がある。したがって、清澄化した回収物中の酸化性不純物を、このアッセイを使用して決定的に測定することは難しい。酸化性不純物は、少なくとも1つの精製ステップの後、例えば、少なくとも1つのクロマトグラフィーステップの後(例えば、プロテインAクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、またはHICクロマトグラフィー)に測定することが好ましい。
このアッセイでは、一般に、QSOX1、QSOX2、ALR、および他の酵素から生じる活性を含めたスルフヒドリルオキシダーゼ活性を測定する。例えば、実施例1に記載の通り特異的なスルフヒドリルオキシダーゼに対するより特異的なアッセイを使用することもできる。
実施例3:QSOX1を除去する方法
プロテインAで塩洗浄を実施することによる酸化性不純物の減少
本明細書では抗体2と称される第2の抗体の調製物は、許容できない高レベルの酸化活性を有することが見出された(遠心分離および濾過による清澄化の後)。酸化性不純物を除去するために、強度を変動させた塩洗浄を伴うプロテインAクロマトグラフィーを評価した。
直径3.2cm、ベッド高23.2cm(ベッド体積193.2mL)のMabSelect Sure Protein Aカラムを、25mMのTris、50mMのNaCl、pH7.5を用いて平衡化し、次いで、充填ベッド1L当たり25gのmAbをローディングした。ローディング後、カラムを表4に示されている通り種々のレベルのNaClを含有する50mMのトリス緩衝溶液を用いて洗浄した。抗体の溶出を、25mMの酢酸塩、pH3.4を使用して実施した。流量を滞留時間4分で一定に保持した。
実施例2のアッセイを使用してカラム溶出液中の酸化性不純物のレベルを分析した。データ(表4参照)により、中程度の濃度の塩(150mMのNaCl)または高濃度の塩(500mMのNaCl)で洗浄すると、プロテインA溶出液中に酸化性不純物が含有されないことが示された。低濃度の塩を含有する洗浄(50mMのNaCl)は、酸化性不純物のレベルを0.1吸光度閾値未満まで低下させることに効力がなかった。高濃度の塩からの洗浄液は高レベルの酸化性不純物を含有し、これは、高濃度塩洗浄により不純物がカラム樹脂またはmAbから脱離したことを実証している。
結果により、一般に、酸化性不純物のプロテインAリガンド、樹脂骨格、および/またはmAbに対する親和性が高イオン強度の溶液により妨害され、イオン相互作用と一致することが示される。
深層濾過
深層濾過も、酸化性不純物を除去するその能力について試験した。デプスフィルター、Millipore X0HCフィルターを50〜100L/mの水で湿らせ、少なくとも15L/mの平衡化緩衝液(例えば、pH7.5〜8およびNaCl濃度50〜100mM)で平衡化した。濾過を、230L/m/時間(LMH)、標的ローディング係数20〜60L/mで実施した。産物を回収するために、フィルターを十分な体積の平衡化緩衝液で洗い流して、標的ピーク収集に達することを確実にした。濾液を280nmにおける吸光度によって収集した。そのような条件を使用して、酸化性不純物を除去した。
陰イオン交換−Capto Q
Capto Q強力陰イオン交換カラム(GE Healthcare Life Sciences、カタログ番号17−5316)を、pH8.0の緩衝液および導電率<8mS/cm(例えば、5〜7mS/cm)を用いてフロースルーモードで操作すると、酸化性不純物が除去されることが観察された。これらの条件により、Capto Qカラムを使用して酸化性不純物の除去を評価するための出発点がもたらされる。抗体1について、酸化性不純物の有効なクリアランスのためには低導電率および高pHを有する緩衝液が必要であることが実証された。Capto Qカラムをフロースルーモードで操作した。適切な条件で、mAbは樹脂に保持されないが、酸化性不純物は樹脂に吸着する。後に、高塩濃度の緩衝液を使用して酸化性不純物を樹脂から剥がす。第2の抗体、抗体2については、表5に示されている通り、緩衝液の導電率が11mS/cmという条件で(11未満またはそれと同等の導電率が必要である)、pH7.5で有効なクリアランスが実証された(7.5〜8が有効である)。pH7、および11mS/cmから15mS/cmまでにわたる導電率を有する緩衝液は、フロースルーモードでmAbから不純物を分離するのに有効ではなく、pH7.5および導電率15mS/cmを有する緩衝液も同様であった。
フェニルメンブレン
Sartobind Phenyl(登録商標)も、フロースルーモードで操作すると、CHO細胞において産生された抗体調製物から酸化性不純物を有効に除去することが見出されている。適切な条件下で、酸化性不純物はメンブレンに保持されるが、mAbは保持されない。後に、低塩緩衝液を使用して酸化性不純物を樹脂から剥がすことができる。ローディングは、抗体を標的クエン酸塩モル濃度(一般には、0.3〜0.4Mのクエン酸ナトリウム)およびpH(一般には、6〜8)まで希釈することによって調製する。メンブレンを、希釈した抗体ローディングに適合するように選択された、5メンブレン体積(MV)の平衡化緩衝液中で平衡化する。次いで、希釈したローディングをメンブレンに適用し、メンブレンを10MVの平衡化緩衝液で洗浄する。酸化性不純物を含まない抗体調製物がフロースルー中に現れる。結合した材料を、例えば、50mMのTris、pH8を用いて溶出させ、メンブレンを、例えば、5MVの25mMのリン酸ナトリウム、20%IPA、pH6.5を用いて再生させる。プロセスは、10mL/分または3.3MV/分で操作する。フロースルーのピーク全体、例えば、2mmの流路を使用して280nmにおいて0.1〜0.1AUを収集する。
表6は、フェニルメンブレンでの精製ステップからのデータを提供する。フェニルフロースルーにおいて測定された酸化性不純物のレベルは、0.1吸光度単位から0.04吸光度単位までにわたった。
フェニルメンブレンの使用に関して操作上の頑健性を決定するために、抗体2、調製物に存在する酸化性不純物を、フェニルメンブレン精製ステップを異なるpHおよびクエン酸塩モル濃度の条件で適用した後に評価した。表7を参照されたい。フロースルー中の酸化性不純物のレベルを低下させるために、クエン酸塩のモル濃度を上限0.4Mで操作することが好ましい。
上記または下記で引用されている全ての特許出願、ウェブサイト、他の刊行物、受託番号などは、各項目が、参照により組み込まれることが具体的にかつ個別に示されたのと同じ程度に、あらゆる目的に関して、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。配列の異なるバージョンが違う時間に受託番号に関連づけられている場合、本出願の有効な出願日において受託番号に関連づけられるバージョンを意味する。有効な出願日とは、該当する場合、受託番号に関する実際の出願日以前または優先出願の出願日を意味する。同様に、刊行物、ウェブサイトなどの異なるバージョンが違う時間に公開されている場合、別段の指定のない限り、本出願の有効な出願日の直近に公開されたバージョンを意味する。特に他の指示がなければ、本発明の任意の特徴、ステップ、要素、実施形態、または態様を任意の他のものと組み合わせて使用することができる。本発明は明瞭さおよび理解の図表および例を介していくつかの詳細が記載されているが、添付の特許請求の範囲の範囲内である特定の変化および改変を実施することができることが明らかになろう。

Claims (32)

  1. コンジュゲートした抗体を生成する方法であって、
    (a)精製スキームの精製ステップを少なくとも1つ実施して、抗体の少なくとも部分的に精製された調製物を、前記抗体を発現するCHO細胞の培養物から得るステップと、
    (b)前記調製物をCHO細胞酸化酵素の存在について試験するステップと、
    (c)ステップ(b)の前記調製物中に許容されないレベルの前記酵素が存在することが検出された場合に、ステップ(a)と(b)を、異なる精製ステップを用いて繰り返すステップと、
    (d)ステップ(b)の前記調製物中に許容されるレベルのCHO細胞酸化酵素が存在するかまたは存在しないことが検出された場合に、同じ培養物または前記抗体を発現するCHO細胞の第2の培養物に対して、検出されるCHO細胞酸化酵素が許容されるレベルになるまたはCHO細胞酸化酵素が検出されなくなる精製ステップを少なくとも1つ実施して、抗体の少なくとも部分的に精製された調製物を得るステップと
    を含む、方法。
  2. 前記少なくとも部分的に精製された抗体を、1つまたは複数のスルフヒドリル基を介して薬物とコンジュゲートして、前記コンジュゲートした抗体を生成するステップ(e)をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記CHO細胞酸化酵素がQSOX1である、請求項1または2に記載の方法。
  4. ステップ(d)の前記第2の培養物がステップ(a)の前記培養物よりも体積が大きい培養物である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. ステップ(d)の前記第2の培養物の体積が、ステップ(a)の培養物よりも少なくとも1000倍大きい、請求項4に記載の方法。
  6. ステップ(d)および(e)を、前記抗体の異なる培養物に対して少なくとも1年の期間にわたって複数回実施する、請求項2に記載の方法。
  7. 検出される酵素が許容されるレベルになるまたは酵素が検出されなくなる前記精製スキームが、150〜500mMのNaClの濃度での塩洗浄を用いてプロテインAカラムを洗浄するステップ、深層濾過を使用するステップ、第四級アンモニウムイオンカラムを用いた陰イオン交換を使用するステップ、またはフェニルメンブレン濾過を使用するステップの少なくとも1つを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記試験するステップが、ゲル上の65kDa〜75kDaのバンドを同定するステップを含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記バンドをウェスタンブロットまたは銀染色によって同定する、請求項8に記載の方法。
  10. 前記試験するステップが、QSOX1活性についての機能試験を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記機能試験により、前記活性の指標として過酸化水素が生成される、請求項10に記載の方法。
  12. 前記活性が亜鉛イオンによって阻害され、その阻害がEDTAによって逆転される、請求項11に記載の方法。
  13. 前記抗体がブレンツキシマブではない、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  14. 細胞傷害性薬物が、抗チューブリン剤、DNA副溝結合剤、DNA複製阻害剤、化学療法感作物質およびピロロベンゾジアゼピン二量体から選択される、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  15. CHO細胞培養物から抗体を精製するための方法を決定する方法であって、
    (a)精製方法を実施して、抗体を発現するCHO細胞の培養物から前記抗体の少なくとも部分的に精製された調製物を得るステップと、
    (b)前記調製物をCHO酵素QSOX1の存在について試験するステップと、
    (c)ステップ(b)の前記調製物中に許容されないレベルの前記酵素が存在することが検出された場合に、ステップ(a)と(b)を、異なる精製方法を用いて繰り返すステップと
    を含む、方法。
  16. コンジュゲートした抗体を生成する方法であって、
    プロテインAカラムを25〜100mMのNaClの濃度で洗浄するステップ、深層濾過を使用するステップ、第四級アンモニウムイオンカラムを用いた陰イオン交換を使用するステップ、またはフェニルメンブレン濾過を使用するステップの少なくとも1つを含む精製方法によってCHO細胞の培養物から抗体を精製するステップであって、前記抗体は、前記培養物中のQSOX1酵素から分離される、ステップと、
    前記精製された抗体を、1つまたは複数のスルフヒドリル基を介して細胞傷害性薬物とコンジュゲートして、前記コンジュゲートした抗体を生成するステップと
    を含む、方法。
  17. コンジュゲートした抗体を生成する方法であって、
    (a)精製スキームの精製ステップを少なくとも1つ実施して、抗体の少なくとも部分的に精製された調製物を、前記抗体を発現するCHO細胞の培養物から得るステップと、
    (b)前記少なくとも部分的に精製された抗体を、前記コンジュゲートした抗体を生成する条件下で、1つまたは複数のスルフヒドリル基を介して細胞傷害性薬物とコンジュゲートするステップであって、ここで許容されない低レベルのコンジュゲートした抗体が生成される、ステップと、
    (c)ステップ(a)の前記精製された調製物をCHO細胞酸化酵素の存在について試験するステップと、
    (d)ステップ(c)において許容されないレベルの前記CHO細胞酸化酵素が存在することが検出された場合に、ステップ(c)において前記CHO細胞酸化酵素が存在しなくなるまでまたは許容されるレベルになるまで、ステップ(a)および(c)を、異なる精製ステップを用いて実施するステップと、
    (e)前記抗体を発現するCHO細胞の第2の培養物に対して、検出されるQSOX1酵素が許容されるレベルになるまたはQSOX1酵素が検出されなくなる少なくとも1つの前記精製ステップを実施して、精製された抗体を得るステップと、
    (f)前記精製された抗体を、1つまたは複数のスルフヒドリル基を介して細胞傷害性薬物とコンジュゲートして、前記コンジュゲートした抗体を生成するステップと
    を含む、方法。
  18. コンジュゲートした抗体を生成する方法であって、
    (a)抗体の調製物を得るステップと、
    (b)前記調製物をCHO細胞酸化酵素の存在について試験するステップと、
    (c)ステップ(b)の前記調製物中に許容されないレベルの前記酵素が存在することが検出された場合に、精製ステップを実施して、前記CHO細胞酸化酵素を許容されるレベルまで除去するステップと、
    (d)少なくとも部分的に精製された抗体を、1つまたは複数のスルフヒドリル基を介して薬物とコンジュゲートして、前記コンジュゲートした抗体を生成するステップと
    を含む、方法。
  19. 抗体調製物の、医薬品として使用するための適合性を決定する方法であって、
    前記調製物をCHO細胞酸化酵素の存在について試験するステップと、
    前記抗体調製物中に許容されないレベルの前記酵素が存在することが検出された場合に、前記調製物を、コンジュゲーションに適さないものとして同定し、さらなる精製を必要とするステップと、
    前記抗体調製物中に酵素が許容されるレベルで存在するかまたは存在しないことが検出された場合に、前記調製物をコンジュゲーションに適するものとして同定するステップと
    を含む、方法。
  20. 抗体調製物の薬物とのコンジュゲーションに対する適合性を決定する方法であって、
    前記調製物をCHO細胞酸化酵素の存在について試験するステップと、
    前記抗体調製物中に許容されないレベルの前記酵素が存在することが検出された場合に、前記調製物を、コンジュゲーションに適さないものとして同定し、さらなる精製を必要とするステップと、
    前記抗体調製物中に酵素が許容されるレベルで存在するかまたは存在しないことが検出された場合に、前記調製物をコンジュゲーションに適するものとして同定するステップと
    を含む、方法。
  21. 抗体調製物の、医薬品として使用するための適合性を決定する方法であって、
    前記調製物をCHO細胞酸化酵素の存在について試験するステップ
    を含む、方法。
  22. 抗体調製物の薬剤(例えば、薬物)とのコンジュゲーションに対する適合性を決定する方法であって、
    前記調製物をCHO細胞酸化酵素の存在について試験するステップ
    を含む、方法。
  23. 前記抗体がCHO細胞において産生された抗体である、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  24. 前記抗体調製物が、すでに少なくとも1つの精製ステップに供されている、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  25. 前記精製ステップがクロマトグラフィー精製ステップである、請求項24に記載の方法。
  26. 抗体がコンジュゲーション前にCHO細胞酸化酵素の存在について試験された、抗体薬物コンジュゲート。
  27. 前記試験するステップが、ゲル上の65kDa〜75kDaのバンドを同定するステップを含む、請求項15または請求項17から26のいずれか一項に記載の方法。
  28. 前記バンドがウェスタンブロットまたは銀染色によって同定される、請求項27に記載の方法。
  29. 前記試験するステップが、QSOX1活性についての機能試験を含む、請求項15または請求項17から26のいずれか一項に記載の方法。
  30. 前記機能試験により、前記活性の指標として過酸化水素が生成される、請求項29に記載の方法。
  31. 前記活性が亜鉛イオンによって阻害され、その阻害はEDTAによって逆転される、請求項30に記載の方法。
  32. 前記試験するステップが、対照試料中の遊離のチオール基とDTNBの間の反応および試験試料中の遊離のチオール基とDTNBの間の反応をモニタリングするステップと、その2つを比較するステップを伴う、請求項1から7、請求項15または請求項17から26のいずれか一項に記載の方法。
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