JP2017502085A - Cys連結された抗体−薬物コンジュゲートの精製方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、非結合抗体の量が10〜40重量%の範囲にある、システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの混合物を、分析疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)を使用して精製する方法に関する。混合物は、0.2〜1.5Mの塩水溶液を使用して分取HICカラムに装入され、非結合抗体が流通画分に集められた後、システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの精製された混合物が、0〜100mMの塩水溶液を使用して溶離される。

Description

発明の分野
本発明は、システイン(Cys)連結された抗体−薬物コンジュゲート(ADC)の混合物、特に、非結合抗体の量が10〜40重量%の範囲にある混合物の精製方法に関する。
このようなCys連結ADCは、新たな標的がん治療において重要な役割を担うといえる。したがって、Cys連結ADCの混合物を精製するための工業(分取)規模の方法を手にすることは、このようなADCのさらなる商業的成功にとって重要な要件である。
発明の背景
近年では、多数のADCが前臨床および臨床開発に入っており、ここ数年で、2種のADCが市場での取引を承認されている。リンカー−薬物を(モノクローナル)抗体(mAb)に結合させる、より最近の開発は別として、(前)臨床開発中のADCの大部分および現在市場取引されている2種のADCにおける薬物は、リシン残基のN原子またはシステイン残基のS原子の何れかを介して抗体に連結されている。市場取引されている製品であるKadcyla(登録商標)またはado−トラスツズマブエムタンシン(Roche/Genentech ImmunoGen)は、リシン連結されたADCの一例であり、Adcetris(登録商標)またはブレンツキシマブベドチン(Seattle Genetics/Takeda Millennium)は、システイン連結されたADCの一例である。現在、(前)臨床開発中のADCの1つは、薬物デュオカルマイシンがシステイン残基を介してトラスツズマブに結合されている、以下に示す式(II)のシステイン連結ADCである。
ストレプトマイセス属(Streptomyces)の種の培養ブロスから最初に単離されたデュオカルマイシンは、デュオカルマイシンA、デュオカルマイシンSA、およびCC−1065を包含する抗腫瘍抗生物質のファミリーのメンバーである。これらの極めて強力な薬剤は、副溝にあるアデニンのN3位において配列選択的にDNAをアルキル化して、アポトーシス細胞死機構に行きつく事象のカスケードを開始する能力から、その生物学的活性を得ているとされる。
Cys連結ADCを作製するために、抗体は通常、部分的に還元されて、1つ以上の鎖間ジスルフィド結合が、2つ以上の遊離システイン残基に変換される。次いで、遊離システイン残基のチオールまたはスルフヒドリル(SH)基が、引き続いてリンカー−薬物分子と結合されて、Cys連結ADCが生成される。通常、この結合プロセスによって、0、2、4、6、および8つのリンカー−薬物が積載された抗体からなる、ランダムな不均質混合物が得られる。薬物の抗体に対する平均比(DAR)が小さいほど、反応混合物中の非結合抗体(DAR0)の量は多くなる。
薬物積載は、たとえば、K.J.Hamblettら、Clinical Cancer Research 10(2004)7063〜7070に記載されているように、ADCの抗腫瘍活性に影響を及ぼすことが知られている。薬物積載は、凝集のようなCMC(化学、製造、および品質管理)特性にも影響を及ぼす。
出願人によるWO2011/133039は、DNAアルキル化剤であるCC−1065の一連の新規な類似体およびその抗体−薬物コンジュゲート(ADC)を開示している。例15に、1.1モル当量の還元剤を使用して、mAbあたり2つの遊離チオール基を生じさせる、いくつかのトラスツズマブ−デュオカルマイシンコンジュゲートの調製が記載されている。失活させた後、ADCを、r−プロテインAカラムを使用して精製して、平均DARがおよそ2であるリンカー−薬物コンジュゲートを得ている。
先行技術は、疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)の、多くのモノクローナル抗体(mAb)精製方法における洗練化(polishing)工程としての使用を開示している。このクロマトグラフィー方式は、凝集体除去に特に有用であり、この方式により、他のプロセス関連不純物、たとえば、宿主細胞タンパク質、DNA、内毒素、浸出プロテインA、内因性ウイルスのクリアランスが良好になると記載されている。
HICは、システイン連結ADCについてDARおよび薬物積載分布を(分析的に)求めるための十分に確立された方法でもある(Laurent Ducry(編)、Antibody−Drug Conjugates、Methods in Molecular Biology、1045(2013) 275〜283)。Jun Ouyangによる、この書籍の第17章には、276頁の図2に、Cys連結ADC(すなわち、MC−VC−PABC−MMAE)の典型的なHICクロマトグラムが示されている。塩濃度が漸減し、有機改質剤が漸増する勾配を用いた溶離が、薬物積載種のカラム保持に強い影響を与え、最も疎水性でない未結合形態(すなわち、非結合抗体、DAR0)が最初に溶離され、最も疎水性である、8つのリンカー−薬物を有する抗体(DAR8)が最後に溶離されると記載されている。279頁の表2のデータには、3.6の重量平均DARで、Cys連結ADCの混合物が、非結合抗体を4.7%しか含有しないことが示されている。
US4771128は、特に、有毒なリボソーム不活化タンパク質であるリシンAに結合させた免疫グロブリン(抗体)について、HICを使用して毒素コンジュゲートを単離および精製する方法を記載している。この方法は、未結合のリシンAおよび凝集体をサイズクロマトグラフィー(すなわち、サイズ排除クロマトグラフィー、SEC)でまず除去した後、疎水性ゲルクロマトグラフィー(すなわち、HIC、Phenyl Sepharose CL−4Bを使用、体積70ml)にかけるものであり、コンジュゲート混合物は、イオン強度が漸減する塩溶液での溶離によって分離されていた。結合されていない免疫グロブリンは、最初に溶離されていた。サイズ工程と後続のクロマトグラフィーによる分離工程の両方で使用された緩衝液は、約20〜40ml/hの流量で塩化ナトリウム(1M)を含有した。例1を参照のこと。別の態様では、第一のカラム体積のリン酸緩衝液/塩化ナトリウム(1.5M)溶液を約0.13ml/hの流量で用い、未結合免疫グロブリンが除去され(例2を参照のこと)、10〜60体積%の有機溶媒(すなわち、例2では60体積%のグリセロール)を含有する第二のカラム体積のリン酸緩衝液を用いて免疫コンジュゲートが取り出される、「高速流」クロマトグラフィーによる分離および精製(すなわち、Phenyl Sepharose CL−4Bを使用、カラム直径1cm、体積3.14ml)が示されている。
先行技術で開示されている方法の主な欠点は、工業規模の方法に望ましくもなければ許容もされない、有機溶媒が使用されることである。
出願人が知る限り、先行技術において対処されていない問題は、ADC精製方法の規模拡大である。
先行技術を再検討したところ、Cys連結ADCの混合物を精製する新たな方法が求められていることは明らかである。特に、時には40重量%もの、比較的多い量の非結合抗体を含有するのが通常である、平均DARが約2〜3であるCys連結ADCの混合物の精製方法を、工業的分取規模で、いくつものクロマトグラフィー工程を使用する必要なく手にすることが望ましいことになる。
本発明は、システイン(Cys)連結された抗体−薬物コンジュゲートの混合物、特に、非結合抗体の量が10〜40重量%の範囲にある、平均DARが約2〜3である混合物を精製する新たな方法に関する。
一側面において、本発明は、非結合抗体の量が10〜40重量%の範囲にある、システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの混合物の精製方法であって、
a.0.2〜1.5Mの塩水溶液中に混合物を用意することと、
b.前記溶液を分取疎水性相互作用クロマトグラフィーカラムに装入することと、
c.非結合抗体を含有する、流通画分を収集することと、
d.前記カラムを0.2〜1.5Mの塩水溶液で洗浄しながら、流通画分を収集することと、
e.前記カラムを0〜100mMの塩水溶液で溶離して、システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの精製された混合物を得ること
とを含む精製方法を提供する。
本発明の特に好ましい態様では、システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの混合物は、式(II)のものである。
式中、
Abは、トラスツズマブであり、
qは、0〜8の範囲である。
図1は、還元剤の量がDAR種の分布に及ぼす影響の一例を示す。1.0当量の還元剤を使用するとき、非結合トラスツズマブ抗体DAR0のパーセンテージは、約20重量%である。 図2は、式(II)によるシステイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの混合物の、例3の精製による分取規模でのHIC精製の前後の分析HICクロマトグラムを示す。 図3は、式(II)によるシステイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの混合物の、例4の精製による分取規模でのHIC精製の前後の分析HICクロマトグラムを示す。
発明の詳細な説明
本発明によれば、非結合抗体の量が10〜40重量%の範囲にある、システイン連結された抗体−薬物コンジュゲート(Cys連結ADC)の混合物が、疎水性相互作用クロマトグラフィーによって、非結合抗体(DAR0)、および結合反応が完了した後に失活させるのが通常である非結合リンカー−薬物から、有利に精製できることが見出された。本発明による方法は、
a.0.2〜1.5Mの塩水溶液中に混合物を用意することと、
b.前記溶液を分取疎水性相互作用クロマトグラフィーカラムに装入することと、
c.非結合抗体を含有する、流通画分を収集することと、
d.前記カラムを0.2〜1.5Mの塩水溶液で洗浄しながら、流通画分を収集することと、
e.前記カラムを0〜100mMの塩水溶液で溶離して、システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの精製された混合物を得ることと
とを含む。
本明細書の文脈では、「塩」は、「緩衝」(塩)を意味しない。本発明の方法に従って使用するのに適する塩および緩衝液の例は、以下に示される。本発明の方法では、緩衝塩水溶液を使用することが有利である。
本発明の方法によれば、水溶液だけが使用され、したがって、工程a、b、d、またはeの何れにおいても、追加の有機溶媒は使用されない。明確に述べると、工程eは、塩なしで実施することができる。
請求項に係る方法は、2〜8つのリンカー−薬物を積載した抗体、非結合リンカー−薬物、および不純物、通常は凝集体からなる混合物が、カラム充填材料に結合するが、非結合抗体は、装入条件下で結合せず、カラムから洗い流され/カラムを流通するのを可能にする、カラム装入条件下で、Cys連結ADCの混合物を、塩水溶液中にて、HICカラム充填材料と接触させるものである。より低濃度の塩水溶液で溶離すると、カラム充填材料に結合したままであり/カラムに留まっている、非結合リンカー−薬物および不純物から、Cys連結ADCが分離される。
装入(工程b)および洗浄(工程d)に使用する塩水溶液は、同じでも、異なってもよい。装入(工程b)と洗浄(工程d)に使用する塩水溶液が同じであることが有利である。
当業者に知られているとおり、またUS20100069617の段落[0057]に記載されているとおり、HICカラムに関する最適な装入/結合および溶離条件は、いくつかの要素に左右される。したがって、たとえば、抗体、リンカー、および薬物の相違により、異なるADC混合物の個々の保持特性は様々であるため、本発明によるHICカラムの操作条件を個別調整/最適化することが望ましくなる。この最適化は、主として、たとえば、具体的な何れかのADCのDAR2種の(相対)疎水性を求めることにより、精製しようとするADC混合物の疎水性を明らかにし、カラム充填材料の(疎水性)を選択するものである。最適化はさらに、装入/結合用塩水溶液濃度、溶離用塩水溶液濃度、任意の緩衝塩の濃度、およびpHを選択/最適化するものでもある。
本発明による式(I)および(II)のCys連結ADCの混合物は、リンカー−薬物が、システイン残基のS原子を介して抗体に結合されている、すなわち、混合物は、システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートである。通常、システイン残基は、抗体(Ab)の重鎖および/または軽鎖に存在し、鎖間ジスルフィド結合を形成する、天然のシステイン残基である。本発明は、Ab、より特段にはmAbの鎖間ジスルフィド結合を介してリンカー−薬物が結合されているADC化合物の精製に、特に注目している。たとえば、IgG1抗体は、通常、4つすべてが抗体のヒンジ領域にある、4つの鎖間ジスルフィド結合を有しており、ジスルフィド結合が(部分的に)還元された後、リンカー−薬物が、遊離チオール基にランダムに取り付けられる。
本発明による式(I)および(II)のCys連結ADC化合物の混合物は、当業者によく知られている方法および手順に従って得ることができる。鎖間ジスルフィド結合を介した結合は、前記ジスルフィド結合を完全または部分的に還元した後に行うことができる。このような化合物の調製に適する方法は、出願人によるWO2011/133039の記述および例において見ることができる。特に、WO2011/133039の例15には、トラスツズマブを部分的に還元して、mAbあたり2つの遊離チオール基を生じさせ、いくつかのリンカー−薬物と結合させて、平均DARがおよそ2であるADCとしたことが記載されている。WO2005/084390の例7および8には、抗体にリンカー−薬物vcMMAEを(部分的に)積載するための、部分的還元、部分的還元/部分的再酸化、および完全還元戦略が記載されている。
本発明に従って精製される、システイン連結された抗体−薬物コンジュゲート(Cys連結ADC)の混合物は、10〜40重量%の範囲、より特段には10〜35重量%の範囲、さらにより特段には15〜35重量%の範囲にある量の非結合抗体を含有する。結合後に存在する非結合抗体の量が減少すると、それと共に平均薬物対抗体比(DAR)が増加することは当業界でよく知られている。一例として、本発明者らは、1.5当量より多い還元剤を使用して、モノクローナル抗体トラスツズマブの鎖間ジスルフィド架橋を還元すると、コンジュゲートの混合物中に10重量%未満の非結合抗体(DAR0)しか存在しないことを見出した。1.0当量の還元剤を使用するとき、最大でおよそ50重量%の量のDAR2がコンジュゲートの混合物中に存在し、非結合抗体(DAR0)トラスツズマブのパーセンテージは、約20重量%である(図1を参照されたい)。還元剤:mAbの比によるDAR種の分布は、使用する反応物および反応条件に応じて様々となることを留意されたい。
本発明による方法は、平均DARを約2〜3、より特段には2.6〜2.9、さらにより特段には2.7〜2.9にするように努めるとき、特に有利である。
本発明の方法に従って使用することになる分取HICカラムは、市販品として入手可能であるどんな分取カラムでもよい。そのようなカラムおよび/または適切なカラム充填材料の供給元の例として、Tosoh Bioscience、GE Healthcare、Bio−Rad、およびMerck Milliporeが挙げられる。
前記HICカラムには、Fractogel EMD propyl(Merck)、Fractrogel EMD phenyl(Merck Millipore)、Butyl−S sepharose(GE Healthcare)、Octyl Sepharose(GE Healthcare)、Capto Octyl(GE Healthcare)、Capto Butyl(GE Healthcare)、Capto Phenyl ImpRes(GE Healthcare)、Capto Butyl ImpRes(GE Healthcare)、Toyopearl PPG−600M(Tosoh Bioscience)、Toyopearl Hexyl−650(Tosoh Bioscience)、Toyopearl Butyl−650(Tosoh Bioscience)、Toyopearl Phenyl−650(Tosoh Bioscience)、Toyopearl Ether−650(Tosoh Bioscience)、Macroprep t−Butyl(Bio−Rad)、Macroprep phenyl(Bio−Rad)、Cellufine Butyl(JNC Corporation)、Cellufine Phenyl(JNC Corporation)、またはPoros HP2(Applied Biosystems)を充填することができる。
前記HICカラムには、GE Healthcareの樹脂であるButyl−S Sepharose 6 Fast Flow(FF)、Capto Octyl、Octyl Sepharose 4 Fast Flow、Phenyl Sepharose 6 Fast Flow、Capto Butyl、Butyl Sepharose 4 Fast Flow、もしくはCapto Butyl ImpRes、またはTosoh Bioscienceの樹脂であるToyopearl PPG−600Mを充填することが有利である。種々のカラム充填材料/樹脂の相対疎水性および他の多くの特徴は、供給元から入手することのできる、前記樹脂に関する案内書から導き出すことができる。本発明の方法によれば、HICカラムには、Butyl−S Sepharose 6 FF、Capto Butyl、Butyl Sepharose 4 FF、Capto Butyl ImpRes、またはToyopearl PPG−600Mを充填することが好ましく、Butyl Sepharose 4 FF、Capto Butyl ImpRes、またはToyopearl PPG−600Mを充填することがより好ましく、Butyl Sepharose 4 FFまたはToyopearl PPG−600Mを充填することが最も好ましい。
通常、本発明の方法によれば、カラム床高さは、約20〜25cmであり、約20cmであることが有利であり、カラムに対する圧力は、2バール未満に保たれる。
カラム寸法は、HICカラムへ装入することが所望または要求されるADC材料の量によって決定づけられる。当業者にはよく知られているように、装入することのできるADC材料の量は、カラム内径およびカラム長さに伴って増加する。
本発明の方法に従って使用される分取HICカラムは通常、直径が、4.0〜2,000mm、好ましくは15〜2,000mm、より好ましくは80〜2,000mm、最も好ましくは400〜2,000mmの範囲にある。カラムの直径が大きいほど、より多くのADC材料をカラムの上部に装入することができる。カラム装入および洗浄条件は、非結合抗体(DAR0)がカラムを流通するように選択されるので、カラムの収容力が増すことが有利である。たとえば、Cys連結ADCの混合物中に存在する非結合抗体の量が30重量%である場合、本発明による精製方法では、前記カラムの装入をおよそ30%多く見込んでおく。
本発明の方法に従って使用される分取カラムに装入されるADC材料の量は通常、カラム充填材料に対して5〜50g/Lの範囲、好ましくは5〜40g/L、より好ましくは10〜40g/L、さらにより好ましくは30〜40g/Lの範囲にある。
本発明の方法によれば、有利なことに、20〜2,000gのバッチ量を精製することができ、本請求項に係るHIC精製方法は、GMP(Good Manufacturing Practice、医薬品の製造および品質管理に関する基準)ADC材料の工業規模生産に適するものになる。
カラム直径および長さとは別に、カラム充填材料の平均粒径(d50,体積、累積体積分布の粒径中央値)も関係がある。
本発明の方法によれば、選択された粒径によって、最小の流量で良好な分離が可能になる。本発明の方法によれば、カラム充填材料は、粒径が30〜180μmの範囲にある。カラム充填材料は、粒径が35〜100μmの範囲にあることが好ましく、カラム充填材料は、粒径が45〜90μmの範囲にあることがより好ましい。
本発明の方法によれば、流量は、50〜300cm/hの範囲にある。流量は、好ましくは80〜250cm/h、より好ましくは100〜220cm/h、最も好ましくは約100〜110cm/hの範囲である。
本発明の方法によれば、工程eにおける溶離は、通常方式(すなわち、溶離の際の流れが、装入および洗浄の際の流れと同じ方向である)または逆方式(すなわち、溶離の際の流れが、装入および洗浄の際の流れと逆方向である)の何れかで実施される。Cys連結ADCの精製混合物の逆方式の溶離は、ADCの(結合反応)混合物を、たとえば、前記(結合反応)混合物を、請求項に係る精製方法の適用前に(たとえば活性炭素)濾過にかけることにより、未結合リンカー−薬物から精製する場合に特に有利である。
塩水溶液の塩は、チオシアン酸カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硫酸アンモニウムからなる群から選択されることが有利である。塩は、塩化ナトリウムまたは硫酸アンモニウムであることが好ましい。塩は、硫酸アンモニウムであることがより好ましい。
本発明の方法によれば、装入(工程b)および洗浄(工程d)用の塩水溶液の塩は、溶離(工程e)用の塩水溶液の塩と同じでも異なってもよい。工程b、d、およびeに同じ塩を使用することが有利である。
本発明の方法によれば、カラム装入(工程b)およびカラム洗浄(工程d)用の塩水溶液は、濃度が0.2〜1.5Mである。好ましくは、塩水溶液は、濃度が0.2〜1.0M、より好ましくは0.45〜0.9M、最も好ましくは0.55〜0.9Mである。
本発明の方法によれば、カラム溶離(工程e)用の塩水溶液は、濃度が0〜100mMである。好ましくは、塩水溶液は、濃度が0〜90mM、より好ましくは0〜80mM、さらにより好ましくは0〜70mM、最も好ましくは0〜55mMである。
本発明の方法によれば、塩水溶液は、緩衝液をさらに含有することが好ましい。塩水溶液は、濃度が0mMであるとき(工程e)、緩衝液を含有することが有利である。緩衝液は、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸アンモニウム、およびこれらの混合物からなる群から選択されることが有利である。緩衝液は、リン酸塩、酢酸塩、もしくはクエン酸塩、またはその混合物、たとえば、クエン酸塩−リン酸塩緩衝液であることが好ましい。緩衝液は、リン酸ナトリウムまたは酢酸ナトリウムであることがより好ましい。
本発明の方法によれば、カラム装入(工程b)、洗浄(工程d)および溶離(工程e)用の緩衝液は、濃度が0〜100mM、好ましくは0〜50mM、より好ましくは20〜30mMである。緩衝塩水溶液は、本発明の方法の全工程(工程a〜e)で使用することが有利である。
本発明の方法に従って有利に使用される緩衝塩水溶液は、好ましくは、約4〜約8、より好ましくは約5〜約7、最も好ましくは約5.0〜約5.5のpHに緩衝される。
本発明の方法によるADCの疎水性相互作用クロマトグラフィーは、Cys連結ADCの精製混合物の分離および単離を実現するために、非結合抗体、8つまでのリンカー−薬物を積載する抗体、非結合リンカー−薬物、および不純物、すなわち凝集体の、疎水性の性質の差を利用している。抗体、ADC、リンカー−薬物、または不純物の疎水性が強いほど、そのカラム充填材料との相互作用は大きくなる。
本発明の方法によれば、システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの混合物に含まれる所望のADCの疎水性は、分析HICカラムでの保持時間を、基準、すなわち、市販品として入手可能なmAbであるトラスツズマブ(Herceptin(登録商標)、Roche/Genentech)の保持時間と比較して割り出すことにより測定される。疎水性を測定するには、0.8M硫酸アンモニウム中に最終濃度1mg/mLのシステイン連結された抗体−薬物コンジュゲートを含むADCサンプルを調製し、使用する分析HICカラムは、TSKgel Butyl−NPRカラム(Tosoh Bioscience)とする。100%の緩衝液C(25mMのリン酸ナトリウム、1.5Mの硫酸アンモニウム、pH6.95)から100%の緩衝液D(25mMのリン酸ナトリウム、pH6.95、20%のイソプロパノール)への直線勾配を使用して、ADCサンプルを、0.4ml/分で20分間で溶離し、ADCサンプルにおけるDAR2種の保持時間を、トラスツズマブ(Herceptin(登録商標))を基準として214nmの吸光度で測定する。
本発明の方法によれば、前の段落に記載の分析HICカラムおよび方法を使用すると、DAR2 Cys連結ADC種は、相対疎水性が、0.1〜0.6、特に0.2〜0.5、より特段には0.2〜0.45の範囲にあり、トラスツズマブ(Herceptin(登録商標))は、保持時間(Rt)が6.7分である。
本発明による方法は、式(I)のシステイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの混合物を精製するのに特に適する。
式中、
Abは、抗体であり、
Lは、
から選択される連結基であり、
1は、天然および/または非天然アミノ酸の、条件により切断可能なジペプチドであり、
CLは、
から選択される環化リンカーであり、
ここで、nは、1〜16の整数であり、
Rは、H、CH3、CH2CH3、OCH3、OCH2CH3、CF3、OCF3、Cl、Fから選択され、
qは、0〜8の範囲であり、
DBは、
から選択されるDNA結合性部分である。
このようなCys連結ADCの混合物は、出願人によるWO2010/062171およびWO2011/133039に詳細に記載されている。
本発明の方法によれば、天然および/または非天然アミノ酸の、条件により切断可能なジペプチドは、フェニルアラニルリシン、バリルリシン、バリルアラニン、アラニルリシン、バリルシトルリン、N−メチルバリルシトルリン、フェニルアラニルシトルリン、イソロイシルシトルリン、トリプトファニルリシン、トリプトファニルシトルリン、フェニルアラニルアルギニン、フェニルアラニルアラニン、フェニルアラニル−N9−トシルアルギニン、フェニルアラニル−N9−ニトロアルギニン、ロイシルリシン、ロイシルシトルリン、およびフェニルアラニル−O−ベンゾイルトレオニンからなる群から選択することが有利である。ジペプチドは、フェニルアラニルリシン、バリルリシン、またはバリルシトルリンであることが好ましい。
本発明の方法によれば、Abは、抗CD19抗体、抗CD22抗体、抗CD30抗体、抗CD33抗体、抗CD56抗体、抗CD70抗体、抗CD74抗体、抗CD138抗体、抗CLL−l抗体、抗5T4抗体、抗CD303抗体、抗Tag72抗体、抗Lewis A様炭水化物抗体、抗EphB3抗体、抗HMW−MAA抗体、抗CD38抗体、抗Cripto抗体、抗EphA2抗体、抗GPNMB抗体、抗インテグリン抗体、抗MN抗体、抗HER2抗体、抗PSMA抗体、抗EGFR抗体、抗CD203c抗体、抗SLC44A4抗体、抗ネクチン4抗体、抗メソセリン抗体、抗CD44抗体、抗CD79抗体、抗FcRL5抗体、抗MUC16抗体、抗NaPi2b抗体、抗STEAP−1抗体、抗ETBR抗体、抗TF抗体、抗MUC1抗体、抗HGFR抗体、抗CD37抗体、抗FOLR1抗体、抗CEACAM抗体、抗TROP2抗体、抗GCC抗体、抗Lewis Y抗体、抗LIV1抗体、抗DLL3抗体、および抗EPCAM抗体からなる群から選択される。抗体は、好ましくは、モノクローナル抗体(mAb)である。
本発明の方法によれば、Abまたは好ましくはmAbは、抗HER2抗体である。抗体は、抗HER2モノクローナル抗体、特にトラスツズマブまたはそのバイオ後続品であることがより好ましい。
本発明の方法の具体的な態様では、式(II)によるCys連結ADCの混合物は、抗体トラスツズマブまたはそのバイオ後続品を使用して調製され、この抗体を、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン(TCEP、抗体1モルあたり1.1モル当量)で還元し、式(III)のリンカー−薬物(遊離チオール基あたり1.3モル当量)と反応させる。結合は、通常、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)またはジメチルスルホキシド(DMSO)中、好ましくはDMAc中で実施される。
本発明の方法のある特定の態様では、結合反応混合物を、N−アセチルシステイン原液(リンカー−薬物コンジュゲートあたり1モル当量)で処理して、式(III)の非結合リンカー−薬物の反応性基をブロックする。
本発明の方法のある特定の態様では、結合反応混合物を濾過工程にかけて、式(III)のリンカー−薬物の不溶性余剰分を除去する。反応混合物をカラムに装入する前に、余分なリンカー−薬物を除去すると、カラムの収容力は増大する。当業者によく知られているフィルターを使用することができる。通常、濾過工程は、プレフィルターに続いて、絶対孔径定格のフィルターを使用するものである。適切なプレフィルターは、活性炭を含有するデプスフィルターである。好ましいのは、ZetaCarbon SLP(3M)などのフィルターである。
適切な絶対孔径フィルターは、ポリエーテルスルホン(PES)、酢酸セルロース(CA)、または二フッ化ポリビニリデン(PVDF)製である。好ましいフィルターは、通常は絶対孔径が0.2μmである、PVDFまたはPESフィルターである。
本発明の方法のある特定の態様では、結合反応混合物は、pH6.0〜6.5で最終濃度を20〜30mMのリン酸ナトリウムおよび0.55〜0.65Mの硫酸アンモニウムに調整した、リン酸ナトリウムおよび硫酸アンモニウム(緩衝液A)を使用して、HICカラム精製用に調製される。
本発明の方法の代替的な態様では、結合反応混合物は、pH5.0〜5.5で、最終濃度を20〜30mMの酢酸ナトリウムおよび0.55〜0.9Mの硫酸アンモニウムに調整した、酢酸ナトリウムおよび硫酸アンモニウム(緩衝液A)を使用して、HICカラム精製用に調製される。
本発明の方法の具体的な態様では、方法は、HICカラム(8cm×20cm、Butyl Sepharose 4 Fast Flow)を使用するものであり、3カラム体積の緩衝液A(20〜30mMのリン酸ナトリウム、0.55〜0.65Mの硫酸アンモニウム、pH6.0〜6.5)によって、100cm/hの流量でまず平衡化した後、緩衝液A中の結合反応混合物をカラムに装入し(工程b)、非結合抗体を含有する流通画分を収集する(工程c)。
工程dは、HICカラムを、3カラム体積の同じ緩衝液A(20〜30mMのリン酸ナトリウム、0.55〜0.65Mの硫酸アンモニウム、pH6.0〜6.5)によって100cm/hの流量で洗浄しながら、流通画分を収集し、それによって、残りの量の非結合抗体を除去するものである。
工程eは、HICカラムを、3カラム体積の緩衝液B(20〜30mMのリン酸ナトリウム、45〜55mMの硫酸アンモニウム、pH6.0〜6.5)によって100cm/hの流量で溶離して、Cys連結ADCの精製された混合物を得るものである。前記の溶離は、通常方式または逆方式(上文で説明したとおり)の何れかで実施することができる。
本発明の方法の別の具体的な態様では、方法は、HICカラム(1cm×20cm、Toyopearl PPG−600M)を使用するものであり、3カラム体積の緩衝液A(20〜30mMの酢酸ナトリウム、0.55〜0.9Mの硫酸アンモニウム、pH5.0〜5.5)によって、100cm/hの流量でまず平衡化した後、緩衝液A中の結合反応混合物をカラムに装入し(工程b)、非結合抗体を含有する流通画分を収集する(工程c)。
装入後、HICカラムを、3カラム体積の同じ緩衝液A(20〜30mMの酢酸ナトリウム、0.55〜0.9Mの硫酸アンモニウム、pH5.0〜5.5)によって100cm/hの流量で洗浄しながら、流通画分を収集し、それによって、残りの量の非結合抗体を除去する。
工程eは、HICカラムを、3カラム体積の緩衝液B(20〜30mMの酢酸ナトリウム、pH5.0〜5.5)によって50〜100cm/hの流量で溶離して、Cys連結ADCの精製された混合物を得るものである。前記の溶離は、通常方式または逆方式(上文で説明したとおり)の何れかで実施することができる。
結果として、Cys連結ADCの混合物が精製されて、所望のDAR2およびDAR4種が主に得られる。上記条件下では、DAR6およびDAR8種のほとんど、非結合リンカー−薬物、ならびになんらかの凝集体不純物がHICカラムに残存する。HICカラムを注入用水(WFI)で洗浄することにより、DAR6およびDAR8種ならびに非結合リンカー−薬物をカラムから溶離させることができる。
本発明による方法は、式(II)のシステイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの混合物を精製するのに特に適する。
式中、
Abは、トラスツズマブであり、
qは、0〜8の範囲である。
本発明によるCys連結ADCの混合物の精製方法を使用して、前記のADC混合物から非結合抗体が著しく除去される結果として、平均DARは増加する。たとえば、以下で例3に示すとおり、式(II)によるCys連結ADC化合物の平均DARは、HIC精製後に、1.75から2.5に増加する。
HIC精製後、精製されたCys連結ADCの緩衝液は、通常、凍結乾燥緩衝液に変更され、Cys連結ADCは、引き続いて、従来の方法および設備を使用して凍結乾燥されて、凍結乾燥ケーキが得られる。
[実施例]
例1
式(III)の化合物のリンカー−薬物溶液の調製
アイソレーター(グローブボックス)防護環境において、十分な量の式(III)の化合物の固体を秤量してボトルに入れた。固体を100%DMAcに溶解させて、濃度をおよそ20mMとした。次いで、換気フード下で、ボトルをアイソレーターから取り出し、換気フード下で、室温で保管し、光からは保護した。
正確な濃度を求めた後、リンカー−薬物溶液を40mMに希釈した。
例2
リンカー−薬物のトラスツズマブとの結合
抗HER2モノクローナル抗体(mAb)であるトラスツズマブを、式(III)のリンカー−薬物に結合させて、式(II)のシステイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの混合物を得た。
取扱いはすべて、換気フード下で継続的に撹拌しながら行った。
結合させる直前に、トラスツズマブを4.2mMのヒスチジン、50mMのトレハロース、0.01%のポリソルベート20、pH6に溶かした60mg/mLの溶液を、還元緩衝液(4.2mMのヒスチジン、50mMのトレハロース、3mMのEDTA(エチレンジアミン四酢酸)、および1mMのTCEP、pH6)と2:1で混合した。TCEPは、還元剤であり、トラスツズマブ1当量に対して1.15モル当量のモル比で加えて、mAbあたり2つの遊離チオール基を生じさせる。室温で60分間インキュベートした後、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)溶液(100%)および式(III)のリンカー−薬物(DMAc中10mM、mAbに対して2.2当量)を、DMAcの最終濃度が2.5%v/vになるように加えた。
終夜結合させた後、混合物を活性炭フィルター(ZetaCarbon SLP、3M)に続いて0.2μmのポリエーテルスルホン(PES)フィルターで濾過して、式(III)のリンカー−薬物の不溶性余剰分を除去した。
図2Aおよび3Aに、得られた、2つの異なるバッチの結合反応混合物の、分析HICカラム(以下に記載する)でのクロマトグラムを示す。検出可能なDAR8はなかった。平均DARは、1.75と算出された。
例3
HICを使用する精製
クロマトグラフィー工程はすべて、室温で実施した。
上記で得られた結合反応混合物を、リン酸ナトリウム(84mM)および硫酸アンモニウム(2.21M)からなる緩衝液と、2体積の結合反応混合物に対して1体積の緩衝液の比で混合して、pH6.5で、最終濃度をリン酸ナトリウム(26mM)および硫酸アンモニウム(0.62M)にすることにより、HICカラム精製用に準備した。
8cm×20cm分取カラムに、Butyl Sepharose 4 Fast Flow(GE Healthcare)を充填した。カラムを、3カラム体積の緩衝液A(26mMのリン酸ナトリウム、0.62Mの硫酸アンモニウム、pH6.5)によって、100cm/hの流量で平衡化した。結合反応混合物を、カラム充填材料/樹脂あたり10g/Lまでカラムに装入した。流量を100cm/hに設定した。こうした条件下では、非結合抗体(すなわち、トラスツズマブ)は、カラムに結合せず/流通し、3カラム体積の緩衝液A(26mMのリン酸ナトリウム、0.62Mの硫酸アンモニウム、pH6.5)によって、100cm/hの流量で、カラムからさらに洗い流された。装入と洗浄の流通画分を収集し、合わせた。システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートのDAR2およびDAR4種の溶離は、3カラム体積の緩衝液B(25mMのリン酸ナトリウム、50mMの硫酸アンモニウム、pH6.2)によって、100cm/hの流量で溶離することにより実現した。こうした条件下では、いくらかの残された非結合リンカー−薬物およびほとんどのDAR6システイン連結抗体−薬物コンジュゲートがカラムに残った。カラムを、2カラム体積の注入用水(WFI)によって、100cm/hの流量で洗浄すると、いくらかの残された非結合リンカー−薬物およびほとんどのDAR6システイン連結抗体−薬物コンジュゲートが溶離された。
図2Bに、分取規模でのHIC精製後の分析HICカラム(以下に記載する)での結合反応混合物のクロマトグラムを示す。検出可能なDAR0はなかった。平均DARは、2.50と算出された。
例4
HICを使用する代替精製
クロマトグラフィー工程はすべて、室温で実施した。
上記で得られた結合反応混合物の別個のバッチを、酢酸ナトリウム(75mM)および硫酸アンモニウム(2.4M)からなる緩衝液と、2体積の結合反応混合物に対して1体積の緩衝液の比で混合して、pH5.3で、最終濃度を酢酸ナトリウム(25mM)および硫酸アンモニウム(0.8M)にすることにより、HICカラム精製用に準備した。
1cm×20cm分取カラムに、Toyopearl PPG−600M(Tosoh Bioscience)を充填した。カラムを、3カラム体積の緩衝液A(25mMの酢酸ナトリウム、0.8Mの硫酸アンモニウム、pH5.3)によって100cm/hの流量で平衡化した。結合反応混合物を、カラム充填材料/樹脂に対して35g/Lまでカラムに装入した。流量を100cm/hに設定した。こうした条件下では、非結合抗体(すなわち、トラスツズマブ)は、カラムに結合せず/流通し、3.5カラム体積の緩衝液A(25mMの酢酸ナトリウム、0.8Mの硫酸アンモニウム、pH5.3)によって、100cm/hの流量で、カラムからさらに洗い流された。装入と洗浄の流通画分を収集し、合わせた。システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートのDAR2およびDAR4種の溶離は、3.5カラム体積の緩衝液B(25mMの酢酸ナトリウム、pH5.3)によって、100cm/hの流量で溶離することにより、実現した。こうした条件下では、いくらかの残された非結合リンカー−薬物およびほとんどのDAR6システイン連結抗体−薬物コンジュゲートがカラムに残った。カラムを、2カラム体積の40%イソプロパノールによって、100cm/hの流量で洗浄すると、いくらかの残された非結合リンカー−薬物およびほとんどのDAR6システイン連結抗体−薬物コンジュゲートが溶離された。
図3Bに、分取規模でのHIC精製後の分析HICカラム(以下に記載する)での結合反応混合物のクロマトグラムを示す。検出可能なDAR0はなかった。平均DARは、2.80と算出された。
例5
分析HICを使用する分析
システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの分析を、分析疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)によって行った。10μLのシステイン連結された抗体−薬物コンジュゲートを90μLの0.89M硫酸アンモニウム水溶液で希釈して、最終濃度を、0.8Mの硫酸アンモニウム中に1mg/mLのシステイン連結された抗体−薬物コンジュゲートとすることにより、サンプルを調製した。10μLのサンプルをTSKgel Butyl−NPRカラム(Tosoh Bioscience)に注入した。溶離方法は、0.4ml/分で20分間の、100%の緩衝液C(25mMのリン酸ナトリウム、1.5Mの硫酸アンモニウム、pH6.95)から100%の緩衝液D(25mMのリン酸ナトリウム、pH6.95、20%のイソプロパノール)への直線勾配からなるものとした。PDA検出装置およびEmpowerソフトウェアを備えたWaters Acquity H−Class UPLCシステムを使用した。吸光度を214nmで測定し、システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの保持時間を求めた。
上述のとおりに調製したトラスツズマブ/Herceptin(登録商標)のサンプルでも同じ分析方法を適用し、保持時間を214nmで測定した。
例6
相対疎水性の算定
DAR2システイン連結抗体−薬物コンジュゲート種の相対疎水性は、Cys連結ADCの混合物中の前記DAR2種の保持時間(Rt)とトラスツズマブ/Herceptin(登録商標)の保持時間を使用し、次式:
[Rt(DAR2)−Rt(トラスツズマブ/Herceptin(登録商標))]/Rt(トラスツズマブ/Herceptin(登録商標))
を使用して算出した。
トラスツズマブ/Herceptin(登録商標)の保持時間が6.7分であったとき、式(II)のシステイン連結された抗体−薬物コンジュゲートのDAR2種は、上述の分析HICカラムにおいて、9.6分の保持時間および0.4の相対疎水性を示した。

Claims (14)

  1. 非結合抗体の量が10〜40重量%の範囲にある、システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの混合物の精製方法であって、
    a.0.2〜1.5Mの塩水溶液中に前記混合物を用意することと、
    b.前記溶液を分取疎水性相互作用クロマトグラフィーカラムに装入することと、
    c.非結合抗体を含有する、流通画分を収集することと、
    d.前記カラムを0.2〜1.5Mの塩水溶液で洗浄しながら、前記流通画分を収集することと、
    e.前記カラムを0〜100mMの塩水溶液で溶離して、システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの精製された混合物を得ること
    とを含む精製方法。
  2. 前記カラムに、Fractogel EMD propyl、Fractrogel EMD phenyl、Butyl−S sepharose、Octyl Sepharose、Capto Octyl、Capto Butyl、Capto Phenyl ImpRes、Capto Butyl ImpRes、Toyopearl PPG−600M、Toyopearl Hexyl−650、Toyopearl Butyl−650、Toyopearl Phenyl−650、Toyopearl Ether−650、Macroprep t−Butyl、Macroprep phenyl、Cellufine Butyl、Cellufine Phenyl、またはPoros HP2が充填される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記カラムが、4.0〜2,000mm、好ましくは15〜2,000mmの範囲の直径を有する、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記カラムへの装入が、カラム充填材料に対して5〜50g/L、好ましくは5〜40g/Lの範囲にある、請求項1から3の何れか一項に記載の方法。
  5. カラム充填材料が、30〜180μmの範囲の平均粒径を有する、請求項1から4の何れか一項に記載の方法。
  6. 前記塩水溶液の塩が、チオシアン酸カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硫酸アンモニウムからなる群から選択され、前記塩は、好ましくは、塩化ナトリウムまたは硫酸アンモニウムである、請求項1から5の何れか一項に記載の方法。
  7. 前記塩水溶液が、緩衝液をさらに含有する、請求項1から6の何れか一項に記載の方法。
  8. 前記緩衝液が、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸アンモニウム、およびこれらの混合物からなる群から選択され、前記緩衝液は、好ましくは、リン酸ナトリウムまたは酢酸ナトリウムである、請求項7に記載の方法。
  9. 前記塩水溶液が、約4〜約8のpHに緩衝される、請求項7または8に記載の方法。
  10. 工程eにおける前記溶離が逆方式で実施される、請求項1から9の何れか一項に記載の方法。
  11. 前記DAR2システイン連結抗体−薬物コンジュゲートが、本明細書で定めるとおりの条件下、TSKgel Butyl−NPR分析HICカラムで測定したとき、トラスツズマブ/Herceptinを基準として0.1〜0.6の範囲の相対疎水性を有する、請求項1から10の何れか一項に記載の方法。
  12. システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの前記混合物が、式(I)のもの
    [式中、
    Abは、抗体であり、
    Lは、
    から選択される連結基であり、
    1は、天然および/または非天然アミノ酸の、条件により切断可能なジペプチドであり、
    CLは、
    から選択される環化リンカーであり、
    ここで、nは、1〜16の整数であり、
    Rは、H、CH3、CH2CH3、OCH3、OCH2CH3、CF3、OCF3、Cl、Fから選択され、
    qは、0〜8の範囲であり、
    DBは、
    から選択されるDNA結合性部分である]である、請求項1から11の何れか一項に記載の方法。
  13. 前記Abが、抗CD19抗体、抗CD22抗体、抗CD30抗体、抗CD33抗体、抗CD56抗体、抗CD70抗体、抗CD74抗体、抗CD138抗体、抗CLL−l抗体、抗5T4抗体、抗CD303抗体、抗Tag72抗体、抗Lewis A様炭水化物抗体、抗EphB3抗体、抗HMW−MAA抗体、抗CD38抗体、抗Cripto抗体、抗EphA2抗体、抗GPNMB抗体、抗インテグリン抗体、抗MN抗体、抗HER2抗体、抗PSMA抗体、抗EGFR抗体、抗CD203c抗体、抗SLC44A4抗体、抗ネクチン4抗体、抗メソセリン抗体、抗CD44抗体、抗CD79抗体、抗FcRL5抗体、抗MUC16抗体、抗NaPi2b抗体、抗STEAP−1抗体、抗ETBR抗体、抗TF抗体、抗MUC1抗体、抗HGFR抗体、抗CD37抗体、抗FOLR1抗体、抗CEACAM抗体、抗TROP2抗体、抗GCC抗体、抗Lewis Y抗体、抗LIV1抗体、抗DLL3抗体、および抗EPCAM抗体からなる群から選択される、請求項12に記載の方法。
  14. システイン連結された抗体−薬物コンジュゲートの前記混合物が、式(II)のもの
    [式中、
    Abは、トラスツズマブであり、
    qは、0〜8の範囲である]である、請求項1から13の何れか一項に記載の方法。
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