JP2017536128A - ドメイン交換抗体 - Google Patents

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Abstract

本発明は、ＶＬ−ＣＨ３から構成される軽鎖（ＬＣ）、及びＶＨ−ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ３を含む重鎖（ＨＣ）を含むドメイン交換抗体であって、ＬＣのＶＬ−ＣＨ３が、ＨＣのＶＨ−ＣＨ３と二量体化しており、これによりＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含むドメイン交換ＬＣ／ＨＣ二量体を形成する前記抗体、並びに同抗体を生成する手段及び方法を提供する。【選択図】なし

Description

本発明は、軽鎖（ＬＣ）及び重鎖（ＨＣ）を含むドメイン交換抗体（domain-exchanged antibody）であって、ＬＣがＨＣと二量体化している抗体に関する。
モノクロナール抗体は、治療用結合薬として幅広く用いられてきた。基本的な抗体構造について、天然のＩｇＧ１免疫グロブリンを例として用いて、本明細書で説明する。
２本の等しい重鎖（Ｈ）及び２本の等しい軽鎖（Ｌ）が結合して、Ｙ字型の抗体分子を形成する。各重鎖は４つのドメインを有する。アミノ末端可変ドメイン（ＶＨ）は、Ｙ字の先端にある。これらに３つの定常ドメイン：ＣＨ１、ＣＨ２、及びＹ字の柄の端部に当たるカルボキシ末端側のＣＨ３が続く。短いストレッチであるスイッチ部分が、重鎖可変領域と定常領域を結びつける。ヒンジが、ＣＨ２及びＣＨ３（Ｆｃフラグメント）を残りの抗体（Ｆａｂフラグメント）と結びつける。天然の抗体分子内のヒンジ部分をタンパク質分解切断することにより、１つのＦｃと２つの等しいＦａｂフラグメントが生成され得る。軽鎖は、スイッチにより分けられた２つのドメイン、可変ドメイン（ＶＬ）と定常ドメイン（ＣＬ）から構成される。
ヒンジ領域内のジスルフィド結合は、２本の重鎖を結びつける。軽鎖は、追加のジスルフィド結合により重鎖と連結している。Ａｓｎ結合した炭水化物部分が、免疫グロブリンのクラスに応じて、定常ドメインの異なる位置で結合している。ＩｇＧ１の場合、ヒンジ領域内の２つのジスルフィド結合が、Ｃｙｓ２３５とＣｙｓ２３８の対の間で２本の重鎖を一体化している。軽鎖は、ＣＨ１ドメイン内のＣｙｓ２２９とＣＬドメイン内のＣｙｓ２１４の間で、２つの追加のジスルフィド結合により重鎖と連結している。炭水化物部分が、各ＣＨ２のＡｓｎ３０６に結合して、Ｙ字の柄の部分に特徴的な膨らんだ部分を生成する。
このような特徴は、重要な機能的意義を有する。重鎖（ＶＨ）及び軽鎖（ＶＬ）の可変領域はいずれも、Ｎ末端領域、すなわちＹ字の「先端部分」にあり、抗原と反応するように配置されている。分子のこの先端部分は、アミノ酸配列のＮ末端が位置する側である。Ｙ字の柄の部分は、エフェクター機能、例えば補体の活性化、及びＦｃ受容体との相互作用、又はＡＤＣＣ及びＡＤＣＰ等に効果的に関与するように構成される。柄のＣＨ２及びＣＨ３ドメインは、エフェクタータンパク質との相互作用を促進するように膨らんでいる。アミノ酸配列のＣ末端は、先端部分とは反対側に位置し、Ｙ字の「根元」と呼ばれる場合もある。
ラムダ（λ）及びカッパ（κ）と呼ばれる２種類の軽鎖が抗体中に見出される。所定の免疫グロブリンは、κ鎖又はλ鎖のいずれか一方を有し、それぞれ１つ有することはない。機能的な差異は、λ又はκの軽鎖を有する抗体の間で見出されない。
抗体分子内の各ドメインは、圧縮された逆平行βバレル内で、相互に緊密にパックされた２つのβシートからなる類似した構造を有する。この保存的構造は、免疫グロブリンフォールドと呼ばれる。定常ドメインの免疫グロブリンフォールドは、４本のストランドからなるシートに対向してパックされた３本のストランドからなるシートを含む。このフォールドは、各シートのβストランド間の水素結合により、内部の対向するシートの残基間の疎水結合により、及びシート間のジスルフィド結合により安定化している。３本のストランドからなるシートは、ストランドＣ、Ｆ、及びＧを含み、また４本のストランドからなるシートは、ストランドＡ、Ｂ、Ｅ、及びＤを有する。文字Ａ〜Ｇは、免疫グロブリンフォールドのアミノ酸配列に沿って、βストランドの連続的な位置を表す。
可変ドメインのフォールドは、４本及び５本のストランドからなる２つのシート内に配置された９本のβストランドを有する。５本のストランドからなるシートは、定常ドメインの３本のストランドからなるシートと構造的に相同であるが、余分なストランドＣ’及びＣ’’を含む。残りのストランド（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ）は、定常ドメインの免疫グロブリンフォールド内のカウンターパートと同一のトポロジー及び類似した構造を有する。ジスルフィド結合は、定常ドメインの場合と同様に、対向するシート内のストランドＢとＦとを結びつける。
免疫グロブリンの軽鎖及び重鎖両方の可変ドメインは、３つの高頻度可変性ループ、又は相補性決定領域（ＣＤＲ）を含む。Ｖドメインの３つのＣＤＲ（ＣＤＲ１、ＣＤＲ２、ＣＤＲ３）は、βバレル構造の一方の端部に密集している。ＣＤＲは、免疫グロブリンフォールドのβストランドＢ−Ｃ、Ｃ’−Ｃ’’、及びＦ−Ｇを結びつけるループである。ＣＤＲ内の残基は、免疫グロブリン分子毎に変化し、各抗体に抗原特異性を付与する。
抗体分子の先端部分に位置するＶＬ及びＶＨドメインは、６個のＣＤＲ（ドメイン毎に３個）が、抗原と特異的結合するための表面（又はキャビティ）を構成する際に協力し合うように、緊密にパックされている。従って、抗体の天然の抗原結合部位は、軽鎖可変ドメインのストランドＢ−Ｃ、Ｃ’−Ｃ’’、及びＦ−Ｇ、並びに重鎖可変ドメインのストランドＢ−Ｃ、Ｃ’−Ｃ’’、及びＦ−Ｇを結びつけるループから構成される。
天然の免疫グロブリン内のＣＤＲループではない、又はＣＤＲループにより決定される抗原結合ポケットの一部分ではないループ、並びに任意選択的にＣＤＲループ領域内の隣接したループは、抗原結合又はエピトープ結合特異性を有さないが、免疫グロブリン分子及び／又はそのエフェクター全体の正しいフォールディング、又はその他の機能に寄与し、従って構造的ループと呼ばれる。
先行技術文書では、既存の抗原結合部位を操作し、これにより新規の結合特性を導入するために、免疫グロブリン様スキャフォールドがこれまで採用されてきたことが示されている。ほとんどの場合、ＣＤＲ領域が、抗原との結合を目的として改変されてきた、換言すれば、免疫グロブリンフォールドの場合、その結合アフィニティー又は特異性を変化させるために、天然の抗原結合部位のみが修飾された。操作がなされたそのような免疫グロブリンの異なるフォーマットについて記載する、膨大な量の文献が存在するが、該免疫グロブリンは、ファージ粒子表面上に提示された、又は様々な原核生物又は真核生物の発現系において可溶性に発現した一本鎖Ｆｖフラグメント（ｓｃＦｖ）又はＦａｂフラグメントの形態で高頻度に発現する。
国際公開第２００６／０７２６２０Ａ１号は、免疫グロブリンを改変する方法について記載するが、該免疫グロブリンは、新規抗原結合部位を取得するための修飾を、構造的ループ領域内に含む。この方法は、免疫グロブリンに幅広く適用可能であり、また様々な抗原を標的とする免疫グロブリンのライブラリを作出するのに利用可能である。ＣＨ３ライブラリは、構造的ループを介して抗原と結合する能力を有する特異的ライブラリメンバーを選択するのに役立つことが明らかにされている。そのような構造的ループバインダーは、本明細書では「免疫性」ＣＨ３とも呼ばれる。実施例によれば、Ｆａｂ様の構造が改変され、ＣＨ１及びＣＬドメインに置き換わる免疫性ＣＨ３ドメインを含む。
特別な二重特異性抗体である抗体構築物が、治療薬を改善するために現在開発中である。２価のＩｇＧは、その重鎖の二量化に依存し、そのＣＨ３ドメインのホモ二量体会合により媒介される。
Ｄａｖｉｓら（Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｄｅｓｉｇｎ ＆ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ２０１０年、第２３巻（４）、１９５〜２０２頁）は、ストランド交換操作ドメイン（ＳＥＥＤ）ＣＨ３ヘテロ二量体（heterodiomer）を用いて、二重特異性で非対称性の融合タンパク質の設計を支援するヘテロ二量体Ｆｃプラットフォームについて記載する。このようなヒトＩｇＧ及びＩｇＡ ＣＨ３ドメインの誘導体は、ヒトＩｇＡ配列とＩｇＧ配列との交互に反復したセグメントから構成される相補的なヒトＳＥＥＤ ＣＨ３ヘテロ二量体を作り出す。ＳＥＥＤ操作は、欧州特許第１９９９１５４Ｂ１号に更に記載されている。国際公開第２０１０／１３６１７２Ａ１号は、抗体のＦｃ部分のＣ末端に繋がった１つ又は２つの一本鎖Ｆａｃを含む、トリ又はテトラ特異的抗体について開示する。
Ｐｅｉｐｐら（２００７年１月１日、Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ、１７１〜１９６頁）は、Ｆｃエンジニアリングに関する概説を提供する。
Ｂｅｃｋら（Ｎａｔｕｒｅ Ｒｅｖｉｅｗｓ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ、第１０巻、５号、２０１０年５月１日、３４５〜３５２頁）は、次世代治療用抗体について記載し、特に異なる種類の二重特異性抗体に言及している。
Ｒｉｄｇｗａｙら（Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、第９巻、７号、１９９６年、６１７〜６２１頁）は、重鎖をヘテロ二量体化させるための抗体ＣＨ３ドメインの「ノブ・イントゥ・ホール（knobs into-holes）」エンジニアリングについて記載する。
Ａｔｗｅｌｌら（Ｊｏｕｒｎａｌ Ｏｆ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ、第２７０巻、１号、１９９７年、２６〜３５頁）は、安定なＣＨ３ヘテロ二量体の形成を促進する抗体ＣＨ３ドメインに関し、界面残基（interface residue）の組み合わせについて、「ノブ」及び「ホール」変異体を含め記載する。
Ｄａｖｉｓら（Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ａｎｄ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ、第２３巻、４号、２０１０年、１９５〜２０２頁）、及び国際公開第２００７／１１０２０５Ａ２号は、ストランド交換操作ドメイン（ＳＥＥＤ）ＣＨ３ヘテロ二量体及び二重特異性抗体に基づく融合タンパク質であるＳＥＥＤボディー（ＳＥＥＤｂｏｄｙ）について記載する。
Ｇｕｎａｓｅｋａｒａｎら（Ｊｏｕｒｎａｌ Ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、第２８５巻、２５号、２０１０年、１９６３７〜１９６４６頁）は、静電ステアリング効果による抗体Ｆｃヘテロ二量体形成の強化、及びＦｃ二量体界面にまたがる極性を変化させる新規のＦｃ変異について記載する。
Ｖｏｎ Ｋｒｅｕｄｅｎｓｔｅｉｎら（Ｌａｎｄｅｓ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ、第５巻、５号、２０１３年、６４６〜６５４頁）は、安定性を目的として改変されたヘテロ二量体Ｆｃに基づく二重特異性抗体スキャフォールドについて記載する。
非対称分子を改変する、例えば二重特異性抗体を生成するなどして、構造が改善した抗体を提供することが、本発明の目的である。
本目的は、本発明の主題により解決される。
本発明によれば、ＶＬ−ＣＨ３から構成される軽鎖（ＬＣ）、及びＶＨ−ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ３を含む重鎖（ＨＣ）を含むドメイン交換抗体が提供され、この場合、ＬＣのＶＬ−ＣＨ３は、ＨＣのＶＨ−ＣＨ３と二量体化しており、これによりＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含むドメイン交換ＬＣ／ＨＣ二量体が形成される。
特に、抗体は、少なくとも１つのＣ末端延長を含み、該延長は、別のＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含む。上記別のＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対は、特に末端部のドメインの対である。例えば、抗体は、Ｆａｂフラグメントを、リンカー配列を用いて、又は用いないで、Ｆｃ部分のＣＨ３ドメイン（ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対）の一方又は両方のＣ末端に融合させることにより延長される。特に、延長は、抗体が、２、３、又は４つのＦａｂアームを含むように、１つ又は２つのＦａｂフラグメントを含み得るが、この場合、Ｆａｂアームのうちの少なくとも１つは、ドメイン交換を含む。従って、少なくとも１つのＦａｂアームは、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含む。特に、２、３、又は４つのＦａｂアームは、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含み得る。
特に、複数あるＣＨ３ドメインのいずれか又はそれぞれは、ＩｇＧ１のＣＨ３ドメインであり、特にヒトＩｇＧ１のＣＨ３配列、又は１つ若しくは複数の点変異、好ましくは最大１０個の点変異を含む、改変されたその変異体により特徴付けられる。
特に、ＣＨ２ドメインは、ＩｇＧ２型のドメインであり、特にヒトＩｇＧ２のＣＨ２配列、又は１つ若しくは複数の点変異、好ましくは最大１０個の点変異を含む、改変されたその変異体により特徴付けられる。
あらゆる抗体は、抗体、例えばＩｇＧ抗体のＣ末端延長に１つ又は複数のドメイン交換Ｆａｂアームを含み得ることが十分理解されている。ＦａｂアームによりＣ末端側が延長した抗体が提供され得るが、この場合、ＦａｂアームのＶＬ又はＶＨドメインのＮ末端は、リンカー配列を用いて、又は用いないで、抗体のＦｃ部分のＣＨ３のＣ末端に融合している。特に、抗体は、１、２、３、又は４つのＦａｂアームを含み得るが、この場合、複数あるＦａｂアームのうちの少なくとも１つは、ドメイン交換Ｆａｂアームである。従って、少なくとも１つのＦａｂアームは、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含む。特に、２、３、又は４つのＦａｂアームは、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含み得る。
特に、複数あるＦａｂアームのそれぞれは、ＶＨ／ＶＬドメイン対から構成される機能的抗原結合部位を含み、標的と結合する能力を有するが、その時のアフィニティーは高く、ＫＤは、１０−６Ｍ、１０−７Ｍ、１０−８Ｍ、１０−９Ｍ、又は１０−１０Ｍのいずれよりも低い。特に、抗体は、２つの異なる抗原を標的とするドメイン交換の二重特異性又はヘテロ二量体抗体であり、この場合、各抗原は抗体により認識されるが、その時のＫＤは、１０−６Ｍ、１０−７Ｍ、１０−８Ｍ、１０−９Ｍ、又は１０−１０Ｍのいずれよりも低い。
特に、抗体は、ヒンジ領域、好ましくはヒトヒンジ領域、例えばヒトＩｇＧ１ヒンジ領域を含む。
特定の態様によれば、抗体は、ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣ二量体により特徴付けられるＦｃ領域を更に含む。Ｆｃ領域は、特にＦｃ鎖の二量体により特徴付けられ、各Ｆｃ鎖は、ＣＨ２−ＣＨ３鎖を含むことにより特徴付けられるが、上記二量体は、ホモ二量体又はヘテロ二量体であり得、例えばこの場合、第１のＦｃ鎖は、ＣＨ２及び／又はＣＨ３ドメイン内に少なくとも１つの点変異を含む点で第２のＦｃ鎖とは異なる。
特に、抗体は、ただ１つのＬＣ／ＨＣ二量体を含み、この場合、ＨＣは、ＣＨ２−ＣＨ３を含むＦｃ鎖と更に二量体化し、これによりＦｃ領域が得られる。そのような抗体は、特にただ１つのＦａｂアーム及びＦｃ領域により特徴付けられる。
特定の態様によれば、本発明は、軽鎖（ＬＣ）及び重鎖（ＨＣ）を含むドメイン交換抗体であって、ＨＣが、別のＨＣと二量体化しており、これにより少なくとも１つのＣ末端延長を含むＨＣ／ＨＣ二量体を形成し、この場合、該延長は、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含む、抗体を提供する。そのようなドメイン交換抗体は、特に２つのＬＣ及び２つのＨＣを含む可能性があり、この場合、少なくとも１つのＨＣが、Ｆａｂアーム１つ又は２つ分延長している。抗体は、少なくとも１つのＦａｂアーム、及び少なくとも１つのドメイン交換Ｆａｂアームを特に含み、この場合、
ａ）Ｆａｂアームは、ＶＨ−ＣＨ１ドメインと対をなすＶＬ−ＣＬドメインを含み、２つのドメイン鎖からなる二量体を形成し、
ｂ）ドメイン交換Ｆａｂアームは、ＶＨ−ＣＨ３ＨＣドメインと対をなすＶＬ−ＣＨ３ＬＣドメインを含み、これにより ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を形成する。
特に、抗体は、上記ａ）に基づくドメイン交換されていない１、２、又は３つのＦａｂアームと、上記ｂ）に基づく１、２、又は３つのドメイン交換Ｆａｂアームとを含む。
特定の実施形態を図２１に示す。
例えば、抗体のＨＣは、ＶＨ１−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３−ＶＨ２−ＣＨ３ＨＥＴ、ＶＨ１−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３（ＡＧ＿ＳＥＥＤ）−ＶＨ２−ＣＨ３（ノブ）、ＶＨ１−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３（ＡＧ＿ＳＥＥＤ）−ＶＬ２−ＣＨ３（ノブ）、ＶＨ２−ＣＨ３ＨＥＴ−ＶＨ１−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３であり得た。
例えば、四価の二重特異性抗体は、ドメイン交換Ｆａｂを天然型抗体のＣ末端に付加することにより取得され得る。
或いは、１つの標的に対して２価、及び第２の標的に対して１価の抗体は、ヘテロ二量体ＨＣ／ＨＣの対を組み合わせることにより取得され得るが、この場合、対のうちの一方のＨＣのみが、Ｃ末端に結合した第２のドメイン交換Ｆａｂを有する。
特定の態様によれば、抗体のＣ末端延長内にある上記１つ又は複数のドメイン交換Ｆａｂアームは、ｐＨ依存性のＦｃＲｎ結合を変化させるために改変されたＣＨ３ドメインを含む。例えば、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対に含まれるＣＨ３ドメインの少なくとも一方は、ｐＨ依存性のＦｃＲｎ結合を低下させるために、ＦｃＲｎ結合部位において少なくとも１つの変異を含むように改変され得る。
ｐＨ依存性のＦｃＲｎ結合の低下は、ＦｃＲｎとｐＨ依存性に結合する結合アフィニティーが、生理学的ｐＨ（ｐＨ７．４）における同結合アフィニティーと比較して１対数を超えて低い、好ましくはｐＨ５〜６のときとほぼ等しい、又はそれ以下であり得る。
ｐＨ依存性のＦｃＲｎ結合が低下したＣＨ３ドメインは、Ｈ４３３Ａ及びＨ４３５Ａ変異のうちの少なくとも１つ、又はＨ４３３Ａ及びＨ４３５Ａ変異の両方を特に含み得るが、この場合、ナンバリングは、ＫａｂａｔのＥＵインデックスに基づく。
天然型ＣＨ３ドメインのｐＨ依存性ＦｃＲｎ結合部位を有さないＣＨ３ＬＣ及びＣＨ３ＨＣ変異体の特定の実施形態は、Ｈ４３３Ａ及びＨ４３５Ａ変異（ナンバリングはＫａｂａｔのＥＵインデックスに基づく）の導入により得られ、同変異は、天然型ＣＨ３ドメイン配列［９］に起因するｐＨ依存性のＦｃＲｎ結合部位の一部分をなす、配列は図２２−１〜１０を参照。
本明細書に記載するＣＨ３ドメインの変異したアミノ酸の番号は、Ｋａｂａｔナンバリングに対応する位置として記載される。Ｋａｂａｔナンバリングは、そもそも、天然起源の抗体のナンバリングを指す。ドメイン交換構造を含む本発明の抗体では、ＣＨ３ドメイン内のＫａｂａｔのＥＵインデックスに基づくアミノ酸の番号は、天然起源の抗体内のＣＨ３ドメイン構造により決定される位置と類似するものと特に理解される。
特に、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対に含まれるＣＨ３ドメインは、特に、ＣＨ３ドメインが、分子にとって「外来」である位置にある抗体構造に組み込まれる場合には、異種である。これにより、ドメイン交換抗体が生成可能である。異種ＣＨ３は、本明細書ではＣＨ３ＨＥＴとも呼ばれる。従って、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対は、特に異種二量体（ＣＨ３ＨＥＴ／ＣＨ３ＨＥＴ）であり、この場合、ＣＨ３ＨＥＴのそれぞれは、可変ドメインにＮ末端側で結合している、例えば第１のＣＨ３ＨＥＴ抗体ドメインは、ＶＬドメインとＮ末端側で結合し、これによりＬＣが生成する一方、第２のＣＨ３ＨＥＴはＶＨドメインと結合し、これによりＨＣの一部分が生成し、第１及び第２のＣＨ３ＨＥＴは、少なくとも、第１及び第２のＣＨ３ＨＥＴドメインのβシート領域の接触により二量体を形成する。特に、第１及び第２のＣＨ３ＨＥＴドメインは、非免疫性ＣＨ３ドメインであり、構造的ループ領域内に抗原結合部位、例えば非ＣＤＲ結合部位等は組み込まれない。非免疫性ＣＨ３ドメインは、特に、抗原結合能力を有するＣＤＲ様結合部位を含まない。
特に、ＣＨ３ＨＥＴ／ＣＨ３ＨＥＴ二量体は、アミノ酸配列が相互に異なる２つのＣＨ３ドメインからなるヘテロ二量体、又は同一のアミノ酸配列を有する２つのＣＨ３ドメインからなるホモ二量体である。
特に、抗体、例えばＩｇＧの完全長構造と同様な構造が生成され、これによりＩｇＧの構造と同一の構造であるＩｇＧ様の構造が生成されるが、但し、特に、ＣＨ３ＨＥＴドメインの対と交換されることとなるドメインのＣＨ１／ＣＬの対を置換するために、野生型の位置とは異なる位置にＣＨ３ＨＥＴドメインの追加の対を導入することによるドメイン交換を伴う。完全長抗体では、Ｆａｂアームの一方又は両方は、Ｆａｂ様構造であり得る。従って、ＬＣ及びＨＣの対の一方又は両方は、ＣＨ３ＨＥＴ／ＣＨ３ＨＥＴ二量体を含め、ドメイン交換構造を含み得る。
特に、ＩｇＧ様構造は、Ｆｃ部分の融合を通じて（Ｆａｂ）２様構造を延長することにより得られる。これにより、それぞれの重鎖は、Ｃ末端側においてＣＨ２−ＣＨ３ドメイン配列が延長される。
特定の実施形態によれば、抗体はＩｇＧ抗体であり、この場合、ＬＣは、ＶＬ−ＣＨ３から構成され、任意選択的にドメインは直接結合している、或いはＬＣは、抗体ドメイン間のジャンクションとして１つ又は複数のリンカー又はヒンジ領域を更に含む。
特定の実施形態によれば、抗体はＩｇＧ抗体であり、この場合、ＨＣは、ＶＨ−ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ３から構成され、任意選択的にドメインは直接結合している、或いはＨＣは、抗体ドメイン間のジャンクションとして１つ又は複数のリンカー又はヒンジ領域を更に含む。
特に、本発明の抗体は、ただ１つのＦａｂ様構造及び１つの野生型Ｆａｂ構造を含むＩｇＧ様構造を有する。従って、特定の実施形態によれば、抗体は、
ａ）ＶＬ−ＣＨ３から構成される１つのＬＣ及び、ＶＨ−ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ３から構成されるＨＣを含む又はそれらからなり、ＬＣのＶＬ−ＣＨ３が、ＨＣのＶＨ−ＣＨ３と二量体化しており、これによりＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含むドメイン交換ＬＣ／ＨＣ二量体である、第１のＬＣ／ＨＣ二量体を形成し、
ｂ）ＶＬ−ＣＬから構成される１つのＬＣ、及びＶＨ−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３から構成されるＨＣを含む又はそれらからなり、ＬＣのＶＬ−ＣＨ１が、ＨＣのＶＨ−ＣＬと二量体化しており、これにより第２のＬＣ／ＨＣ二量体を形成し、
第１のＬＣ／ＨＣ二量体のＨＣが、例えばＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含むＦｃ部分を形成するように、第２のＬＣ／ＨＣ二量体のＨＣと二量体化している。
特に、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対、及び／又はＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対は、同族の対の生成を改善するために、例えば組み換え発現系により分子を生成する際に、ＣＨ３二量体がミスマッチする可能性を低減するために、１つ又は２つの改変されたＣＨ３ドメインを含み得る。
特に、Ｆａｂ様構造は、ＶＨ−ＣＨ３ＨＥＴからなる重鎖を、ＶＬ−ＣＨ３ＨＥＴからなる軽鎖と二量体化することにより得られる。
特に、（Ｆａｂ）２様構造は、２本の重鎖の結合を介して２つのＦａｂ構造を結合させることにより得られるが、この場合、Ｆａｂ構造の一方又は両方はＦａｂ様構造である。
別の特定の実施形態によれば、抗体はＩｇＭ又はＩｇＥ抗体であり、この場合、ＨＣは、ＶＨ−ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ３−ＣＨ４から構成され、任意選択的に、ドメインは直接結合している、或いは、ＨＣは、抗体ドメイン間のジャンクションとして１つ又は複数のリンカー又はヒンジ領域を更に含む。
特に、ＩｇＭ様構造が、Ｆｃ部分の融合を通じて（Ｆａｂ）２様構造を延長することにより得られる。これにより、それぞれの重鎖は、Ｃ末端側においてＣＨ２−ＣＨ３−ＣＨ４ドメイン配列により延長される。
特に、リンカー又はヒンジ領域は、ＨＣのＣＨ３ＨＥＴのＣ末端領域とＣＨ２ドメインのＮ末端領域の間にジャンクションを提供し、従って、抗体のＨＣは、構造ＶＨ−ＣＨ３−ジャンクション−ＣＨ２−ＣＨ３を含み得る又はそれから構成され得る。
ドメインの結合は、特に組み換え融合又は化学結合による。特定の結合は、１つのドメインのＣ末端と別のドメインのＮ末端との結合を介し得るが、この場合、例えば末端領域内の１つ又は複数のアミノ酸残基がドメインサイズを短縮するために除去される、又はドメインの可撓性を高めるために延長される。
特に、短縮したドメイン配列は、例えば少なくとも１、２、３、４、又は５、最大６、７、８、９、又は１０個のアミノ酸を除去するなどして、Ｃ末端及び／又はＮ末端領域において欠損を含む。
特に、結合配列、例えばリンカー若しくはヒンジ領域、又は免疫グロブリンのヒンジ領域の少なくとも一部分等（結合配列は、本明細書では「ジャンクション」とも呼ばれる）が、例えば少なくとも１、２、３、４、又は５個のアミノ酸、最大１０、１５、又は２０個のアミノ酸を含めるなどして利用可能である。リンカーによるドメイン延長は、例えばドメイン間に天然のジャンクションが含まれるように、ドメインに隣接して本来配置する免疫グロブリンドメインのＮ末端又はＣ末端領域に由来するアミノ酸配列を介し得る。或いは、リンカーは、ヒンジ領域に由来するアミノ酸配列を含み得る。但し、リンカーは、例えばＧｌｙ又はＳｅｒアミノ酸からなる人工的な配列であってもよい。
特に、ＶＨ又はＶＬドメインのいずれかとＣＨ３ドメインとの間のジャンクションは、
ａ）ヒトＩｇＧ抗体のＣＨ２ドメインとＣＨ３ドメインとの間のジャンクションの少なくとも一部分、及び／又は
ｂ）ヒトＩｇＧ抗体のＶＬドメインとＣＬドメインとの間のジャンクションの少なくとも一部分、及び／又は
ｃ）ヒトＩｇＧ抗体のＶＨドメインとＣＨ１ドメインとの間のジャンクションの少なくとも一部分、及び／又は
ｄ）長さがアミノ酸５〜２０個、好ましくはアミノ酸８〜１５個の人工的結合配列
であるアミノ酸配列を含む。
特定の態様によれば、ＣＨ３ＨＥＴドメインのいずれも、ヒト又はヒト化抗体、好ましくはＩｇＧ１のドメインであり、また配列番号４１として識別されるアミノ酸配列、又はそのようなＣＨ３ドメインの機能的変異体を含み、好ましくは配列番号４１と少なくとも６０％の配列相同性、好ましくは少なくとも７０％、８０％、９０％、若しくは９５％の配列相同性を有する。
或いは、ＣＨ３ＨＥＴドメインは、ヒト又はヒト化ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、ＩｇＧ４、ＩｇＡ、ＩｇＭ、ＩｇＥ、又はＩｇＤ抗体のいずれかのドメインであり、又はそのようなＣＨ３ドメインの機能的変異体であり、好ましくは配列番号４２、４３、４４、４５、４６、４７、若しくは４８のいずれかと少なくとも６０％の配列相同性、好ましくは少なくとも７０％、８０％、９０％、若しくは９５％の配列相同性を有する。
特に、抗体の定常ドメインのいずれか、例えば抗体ドメインの１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２個、若しくはすべては、ヒト起源若しくはヒト化のドメインである、又は例えば、ヒトＩｇＧドメインのヒト抗体ドメインそれぞれと少なくとも６０％の配列相同性を有するその機能的に活性な変異体である。
特定の実施形態によれば、抗体内に含まれるすべてのドメインは、ヒト起源のドメイン、又はヒト化ドメイン、或いは少なくとも６０％の配列相同性、又は少なくとも７０％、８０％、９０％、若しくは９５％の配列相同性を有するその機能的に活性な変異体であり、この場合、免疫グロブリンドメインの起源は、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、ＩｇＧ４、ＩｇＭ、又はＩｇＥ抗体のいずれかであるのが好ましい。特に、すべての免疫グロブリンドメインは、免疫グロブリンの同一のタイプ又はサブタイプに由来する。
１つの態様によれば、第１及び／又は第２のＣＨ３ＨＥＴドメインは、ＩｇＧ１抗体に由来する。
特に、第１及び／又は第２のＣＨ３ＨＥＴドメインは、配列番号４１のいずれかとして識別されるアミノ酸配列を含み、任意選択的に、１つ又は複数の点変異、好ましくは１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０個の点変異を含む。
特に、抗体は、例えば１つのＦａｂ構造及び１つのＦａｂ様構造により、２つの異なる抗原結合部位を規定する可変ドメインを含み、これにより２つのＦｖ構造を提供する。そのような構築物は、野生型構造を含む１つのＦａｂアームを含み、この場合、ＶＬ−ＣＬは、ＶＨ−ＣＨ１と二量体化しており、また第２のＦａｂ様アームは、ＶＨ−ＣＨ３ＨＣと二量体化しているＶＬ−ＣＨ３ＬＣを含み、これによりＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対が抗体に組み込まれる。
特に、抗体は、２つの異なる抗原又は抗原の２つの異なるエピトープを標的とする二重特異性抗体である。
特に、抗体は、第１のＨＣと対をなして、第１のエピトープを認識する第１の結合部位を含む第１のＬＣ／ＨＣ二量体を形成する第１のＬＣと、第２のＨＣと対をなして、第１のエピトープとは異なる、又は異なる抗原に由来する第２のエピトープを認識する第２の結合部位を含む第２のＬＣ／ＨＣ二量体を形成する第２のＬＣとを含む二重特異性抗体あり、第１のＬＣ／ＨＣ二量体又は第２のＬＣ／ＨＣ二量体は、ドメイン交換されている。
特に、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対のＣＨ３ドメインの少なくとも一方は、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメインの同族の対を生成することが可能な、改変されたＣＨ３ドメインである。
従って、第１及び／又は第２のＣＨ３ＨＥＴドメインは、ＣＨ３ＨＥＴ／ＣＨ３ＨＥＴの同族の対を選好的に生成することが可能な改変されたＣＨ３ドメインであり得る。そのような同族の対は、天然型（野生型）ＣＨ３の対と比較して、それよりも高いレート、アフィニティー、又はアビディティーで特異的に二量体化する。特に、同族の対は、修飾されたＣＨ３がマッチングする別の修飾されたＣＨ３と選好的に二量体化し（対形成し）、そして別の（野生型又はマッチングしない）ＣＨ３ドメインについてはそれほど認識しないように改変される。
特定の態様によれば、抗体は、例えば、ＨＣ／ＨＣ二量体に含まれるようなＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含み、この場合、ＣＨ３ドメインの少なくとも一方は、ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメインの同族の対を生成することが可能な、改変されたＣＨ３ドメインである。
特に、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対は、配列番号４１として識別されるアミノ酸配列又はその機能的変異体を含む野生型ヒトＩｇＧ１ ＣＨ３ドメインから構成され、またＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対のＣＨ３ドメインの少なくとも一方は、ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメインの同族の対を生成することが可能な、改変されたＣＨ３ドメインである。
特定の実施形態によれば、
ａ）ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対のＣＨ３ドメインの少なくとも一方は、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメインの同族の対を生成することが可能な、第１の改変されたＣＨ３ドメインであり、
ｂ）ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対のＣＨ３ドメインの少なくとも一方は、ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメインの同族の対を生成することが可能な、第２の改変されたＣＨ３ドメインであり、
第１及び第２の改変されたＣＨ３ドメインは、少なくとも１つの点変異において異なる。
特に、改変されたＣＨ３ドメイン、例えばＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン、又はＣＨ３ＨＥＴドメイン、又はＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメインのいずれか、例えばＣＨ３ドメインからなるヘテロ二量体の対又はホモ二量体の対のＣＨ３ドメイン等は、配列番号４１として識別されるアミノ酸配列、又は配列番号４１と少なくとも６０％の配列相同性を有するその機能的な変異体を含み、上記改変されたＣＨ３ドメインは、
ａ）１つ若しくは複数のノブ若しくはホール変異、好ましくはＴ３６６Ｙ／Ｙ４０７’Ｔ、Ｆ４０５Ａ／Ｔ３９４’Ｗ、Ｔ３６６Ｙ：Ｆ４０５Ａ／Ｔ３９４‘Ｗ：Ｙ４０７’Ｔ、Ｔ３６６Ｗ／Ｙ４０７’Ａ及びＳ３５４Ｃ：Ｔ３６６Ｗ／Ｙ３４９’Ｃ：Ｔ３６６’Ｓ：Ｌ３６８’Ａ：Ｙ４０７’Ｖのいずれか、
ｂ）他方の同族のＣＨ３ドメインのシステイン残基と共有結合し、これによりドメイン間ジスルフィド架橋を導入する、好ましくは両ＣＨ３ドメインのＣ末端を連結するシステイン残基、
ｃ）ヒトＩｇＡ及びＩｇＧのＣＨ３配列の交互に反復するセグメントから構成されるＳＥＥＤ ＣＨ３ヘテロ二量体、並びに／又は
ｄ）反発性の電荷がヘテロ二量体の形成を抑制する１つ若しくは複数の変異、好ましくはＫ４０９Ｄ／Ｄ３９９’Ｋ、Ｋ４０９Ｄ／Ｄ３９９’Ｒ、Ｋ４０９Ｅ／Ｄ３９９’Ｋ、Ｋ４０９Ｅ／Ｄ３９９’Ｒ、Ｋ４０９Ｄ：Ｋ３９２Ｄ／Ｄ３９９’Ｋ：Ｅ３５６’Ｋ又はＫ４０９Ｄ：Ｋ３９２Ｄ：Ｋ３７０Ｄ／Ｄ３９９’Ｋ：Ｅ３５６’Ｋ：Ｅ３５７’Ｋのいずれか、並びに／又は
ｅ）ヘテロ二量体形成及び／若しくは熱安定性のために選択された１つ若しくは複数の変異、好ましくはＴ３５０Ｖ：Ｌ３５１Ｙ：Ｆ４０５Ａ：Ｙ４０７Ｖ／Ｔ３５０Ｖ：Ｔ３６６Ｌ：Ｋ３９２Ｌ：Ｔ３９４Ｗ、
Ｔ３５０Ｖ：Ｌ３５１Ｙ：Ｆ４０５Ａ：Ｙ４０７Ｖ／Ｔ３５０Ｖ：Ｔ３６６Ｌ：Ｋ３９２Ｍ：Ｔ３９４Ｗ、
Ｌ３５１Ｙ：Ｆ４０５Ａ：Ｙ４０７Ｖ／Ｔ３６６Ｌ：Ｋ３９２Ｍ：Ｔ３９４Ｗ、
Ｆ４０５Ａ：Ｙ４０７Ｖ／Ｔ３６６Ｌ：Ｋ３９２Ｍ：Ｔ３９４Ｗ、又は
Ｆ４０５Ａ：Ｙ４０７Ｖ／Ｔ３６６Ｌ：Ｔ３９４Ｗのいずれか、
のうちの１つ又は複数を含み、
但し、ナンバリングはＫａｂａｔのＥＵインデックスに基づく。
本明細書に記載する点変異を規定する際には、「スラッシュ」は、各対の一方の鎖又は一方のドメイン上の点変異を、他方の鎖又は他方のドメインに由来する点変異から区別する；アミノ酸位置のナンバリングにおける「インデント」は、ヘテロ二量体の第２の鎖又は二量体を意味する。「コロン」は、複数ある鎖又はドメインのうちの１つの鎖又はドメイン上の点変異の組み合わせを、それぞれ特定する。
上記のように、ヘテロ二量体形成及び／又は熱安定性のために選択された変異、又はＶｏｎ Ｋｒｅｕｄｅｎｓｔｅｉｎら［８］の開示による更なる変異のいずれも利用可能である。
好ましくは、（ｉ）ノブ変異；又は（ｉｉ）ホール変異、又は（ｉｉｉ）ノブ及びホール変異が１つの鎖又はドメイン上に改変され、またカウンターパートの（ｉ）ホール変異、又は（ｉｉ）ノブ変異、又は（ｉｉｉ）ホール及びノブ変異が、ヘテロ二量体の他方の鎖上で改変される。
特に、１つ又は２つの改変されたＣＨ３ドメインを含むＣＨ３ドメインの対は、２つのＣＨ３ドメインの対を結びつける２以上の（追加）ドメイン間ジスルフィド架橋（briges）を、例えば２、又は３個含み得る。
特に、異なる変異（上記ａ）に基づく）が、ＣＨ３ドメインの各対の両ＣＨ３ドメインにおいて、マッチングする対を生成するために改変されるが、この場合、一方のドメインは、βシート領域内に接触表面の立体修飾を含むが、そのような接触表面は、相補的な立体修飾を通じて他方のドメインの各接触表面と選好的に結合する。そのような立体修飾は、例えば、「ノブ」又は「ホール」構造を生成するような、異なるアミノ酸残基及び側鎖に主に起因し、「ノブ・イントゥ・ホール」二量体を形成する相補性を有する。
特定の態様によれば、ＣＨ３ドメインの対、例えばＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣの第１及び第２のＣＨ３ドメイン、又は第１及び第２のＣＨ３ＨＥＴドメイン、又はＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメインのそれぞれは、配列番号４１、又は配列番号４１の機能的な変異体として識別されるアミノ酸配列を有するＩｇＧタイプのドメインであり、少なくともアミノ酸２個分の長さを有する少なくとも１つのβストランドＩｇＡセグメントを組み込むことにより、ストランド交換体が得られるように改変され、また第１のＣＨ３ドメインのＩｇＡセグメントを第２のＣＨ３ドメインのＩｇＡセグメントと対形成させることにより、ＣＨ３ドメインの同族の対を含む。そのようなストランド交換ＣＨ３ドメインは、例えばそれぞれ異なる位置に配置し、そして非ＩｇＡセグメント、例えばＩｇＧセグメントにより互いに分離している少なくとも１、２、３、４、又は５個の異なるＩｇＡセグメントを組み込む、ＩｇＡアミノ酸配列及びＩｇＧアミノ酸配列の交互に反復したセグメントを特に含み得る。
特定の態様によれば、抗体は、ＣＨ２ドメイン及び／又はＣＨ３ドメインのいずれかに配置するＦｃγ受容体結合部位及び／又はＣ１ｑ結合部位を含むエフェクター機能コンピテント抗体である。
特に、抗体はエフェクターコンピテントであり、ＨＣ内及び任意選択的にＦｃ領域内にＦｃγ受容体結合部位を含む。
特に、抗体は、ＡＤＣＣ及び／又はＣＤＣ活性のいずれかにより特徴付けられる。
別の特定の態様によれば、抗体は、Ｆｃγ受容体及び／又はＣ１ｑとの結合が欠損しているＦｃ領域を含むエフェクター陰性（ＥＮ）抗体である。
特に、エフェクター陰性抗体は、ヒトＩｇＧ２のＣＨ２配列、又は改変されたその変異体により特徴付けられ、例えば「ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＡＧ」（配列番号１５）で用いられるような、Ｃ末端側ＣＨ３ドメインのＮ末端に融合した、米国特許第８５６２９８６号に記載の修飾型ヒトＩｇＧ２のＣＨ２ドメイン（Ｆ２９６Ａ、Ｎ２９７Ｑ）を含む。
特に、１価のエフェクター陰性抗体内に１本の鎖を含めるのに用いられるような、結合ドメインを一切含まないエフェクター陰性Ｆｃ領域を形成するのに用いられるとき、エフェクター陰性Ｆｃ領域は、例えば「ｈｕＦｃ＿ｇ１ｈｉｎｇｅＥＮ−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＧＡ」（配列番号１６）で用いられるような、Ｃ末端側ＣＨ３ドメインのＮ末端に融合した、米国特許第８５６２９８６号に記載の修飾型ヒトＩｇＧ１ヒンジ（Ｃ２２０Ｓ）及び修飾型ヒトＩｇＧ２のＣＨ２ドメイン（Ｆ２９６Ａ、Ｎ２９７Ｑ）を含んだ。
特に、抗体は、エフェクター欠損性であり（本明細書では、エフェクター陰性とも呼ばれる）、Ｆｃ領域を介したＦｃγ受容体又はＣＤ１６ａとの結合は実質的に低下又は欠損している。
特に、抗体は、実質的に低下したＡＤＣＣ及び／若しくはＣＤＣを有する、又は一切有さない。
特に、抗体は、ＣＨ２ドメインとＣＨ３ドメインとのインタージャンクションのＦｃＲｎ結合部位、及び／又はＣＨ２ドメインのＮ末端領域内のＦｃγ受容体結合部位、及び／又はＣＨ２ドメインのＮ末端領域内のＣ１ｑ結合部位を含む抗体のＦｃ部分を含む。
特定の態様によれば、抗体は、ＣＨ２ドメイン及び／又はＣＨ３ドメインのいずれかに配置するｐＨ依存性のＦｃＲｎ結合部位を含む。特に、ＦｃＲｎ結合部位は、ｐＨ依存性にＦｃＲｎと結合するアフィニティーを有し、そのときのＫｄは１０−４Ｍ未満、又は１０−５Ｍ、１０−６Ｍ、１０−７Ｍ、若しくは１０−８Ｍ未満である。
特に、ｐＨ依存性にＦｃＲｎと結合する結合アフィニティーは、生理学的ｐＨ（ｐＨ７．４）における同結合アフィニティーと比較して、ｐＨ５〜６において、少なくとも１対数、好ましくは少なくとも２対数、又は３対数増加している。
更なる態様によれば、抗体は、ｐＨ依存性のＦｃＲｎ結合を変化させるために改変される。例えば、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対のＣＨ３ドメインの少なくとも一方は、ＦｃＲｎ結合部位において少なくとも１つの変異、特にＨ４３３Ａ若しくはＨ４３５Ａ変異のうちの少なくとも１つ、又はＨ４３３Ａ及びＨ４３５Ａ変異の両方を含めて、ｐＨ依存性のＦｃＲｎ結合が低下するように、改変され得るが、但しナンバリングは、ＫａｂａｔのＥＵインデックスに基づく。ｐＨ依存性のＦｃＲｎ結合の低下は、ｐＨ依存性にＦｃＲｎと結合する結合アフィニティーが、生理学的ｐＨ（ｐＨ７．４）における同結合アフィニティーと比較して、ｐＨ５〜６において１対数を超えて低い、好ましくはほぼ同等又はそれ以下であり得る。
そのようにＦｃＲｎ結合を調節することにより、Ｃ末端側のＣＨ２ドメインとＣＨ３ドメインとの界面の間に位置する、（野生型）ＦｃフラグメントのＦｃＲｎ結合部位のみを含む抗体が提供され得る。
天然型ＣＨ３ドメインのｐＨ依存性ＦｃＲｎ結合部位を有さないＣＨ３ＬＣ及びＣＨ３ＨＣ変異体の特定の実施形態は、Ｈ４３３Ａ及びＨ４３５Ａ変異を導入することにより得られるが（ＫａｂａｔのＥＵインデックスに基づくナンバリング）、それは天然型ＣＨ３ドメイン配列［９］に起因するｐＨ依存性のＦｃＲｎ結合部位の一部分である、図２２−１〜１０の配列を参照。
特定の態様によれば、抗体は、
ａ）第１の標的を認識する結合部位が組み込まれた重鎖及び軽鎖（Ｈ１／Ｌ１）からなる第１の対、並びに第２の標的を認識する結合部位が組み込まれた重鎖及び軽鎖（Ｈ２／Ｌ２）からなる第２の対を含む、第１及び第２の標的を特異的に認識する二重特異性抗体、又は
ｂ）標的を認識する結合部位が組み込まれた重鎖及び軽鎖（Ｈ１／Ｌ１）の対を含む、１価の結合部位により標的を特異的に認識するワンアームド抗体のいずれかであり、
この場合、重鎖（Ｈ１）は、定常領域から構成される別の重鎖（Ｈ２）に結合し、これによりＦｃ領域を形成する。特に、ワンアームド抗体は、ＣＨ２−ＣＨ３抗体ドメインを含むＦｃ鎖であるＨ２を含む。ワンアームド抗体は、ＣＨ２−ＣＨ３二量体（ホモ二量体又はヘテロ二量体）から構成されるＦｃ領域により特に特徴付けられる。特に、Ｆｃ領域は、ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣ二量体により特徴付けられる。
とりわけ、二重特異性抗体又はワンアームド抗体のいずれも、各標的との１価結合により特徴付けられる。従って、二重特異性抗体又はワンアームド抗体のそれぞれは、１つの標的に対して結合部位をただ１つ有することにより特に特徴付けられる。例えば、二重特異性抗体は、第１の標的を認識するただ１つの結合部位、及び第２の標的を認識するただ１つの結合部位を含む。特に、ワンアームド抗体は、標的を認識するただ１つの結合部位を含む。
特に、抗体は二重特異性抗体であり、第１の標的はＣＤ３又はＣＤ１６、及び第２の標的はＥＧＦＲである。
特に、抗体はワンアームド抗体であり、標的はＥＧＦＲである。
特に、抗体はワンアームド抗体であり、標的はＣＤ３である。
特に、抗体はワンアームド抗体であり、標的はＣＤ１６である。
特定の実施形態とは、本明細書に例示する抗体のいずれか、又は実施例セクションに記載する重鎖及び軽鎖のいずれか、若しくは重鎖及び軽鎖の対のいずれかを含む抗体のいずれかを意味する。特に、本明細書に記載する抗体は、実施例セクションに記載する重鎖及び軽鎖を含み得る、又はそれから構成され得る。
特に、抗体は、医療、診断、又は分析の用途で提供される。
本発明は、本発明の抗体を含む医薬製剤であって、好ましくは非経口又は粘膜製剤を含み、任意選択的に薬学的に許容される担体又は賦形剤を含有する、医薬製剤を更に提供する。
本発明は、本発明の抗体をコードする単離された核酸を更に提供する。
本発明は、本発明の核酸を含む発現カセット又はプラスミド、及び任意選択的に核酸配列によりコードされる抗体を発現するための更なる配列、例えば制御配列等を更に提供する。
特に、発現カセット又はプラスミドは、本発明の抗体のＨＣ及び／又はＬＣ、或いは２つ以上のＨＣ及び／又は２つ以上のＬＣを発現させるためのコーディング配列を含む。例えば、抗体は、２つの異なるＨＣ及び２つの異なるＬＣを含み得るが、また２つの異なるＨＣ及び２つの異なるＬＣに関するコーディング配列が、ヘテロ二量体抗体を生成するのに利用される。
本発明は、少なくとも１つの発現カセット、又は本発明の抗体をコードする１つ若しくは複数の核酸分子が組み込まれたプラスミド、及び任意選択的に免疫グロブリンを発現させるための更なる配列を含む生成宿主細胞を更に提供する。
本発明は、本発明による抗体を生成する方法であって、本発明による宿主細胞が、上記抗体が生成する条件下で培養又は維持される、方法を更に提供する。
Ｆａｂアームの一方にＣＨ３ドメイン交換を、及びＣ末端側ＣＨ３ドメイン（すなわち、ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対）にＳＥＥＤ技術（ＧＡ／ＡＧ）を含むドメイン交換二重特異性抗体を示す概略図である。Ｃ末端側のＧＡ ＳＥＥＤドメインは、天然型Ｆａｂドメインに融合した状態で示し、またＣ末端側のＡＧ ＳＥＥＤドメインは、ＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂに融合した状態で示す。但し、天然型又はＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂは、いずれのＣ末端ＳＥＥＤドメインにも融合可能であり、従って、ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対の間のＦａｂの相対的な方向も、逆転し得る（ここでは図示しない）。１Ａ−１：Ｆａｂの重鎖内ノブと軽鎖要素内ホールから構成されるＣＨ３ノブ・イントゥ・ホールドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおけるＳＥＥＤ技術。１Ａ−２：（１Ａ−１）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内ホールと軽鎖要素内ノブから構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。１Ａ−３：Ｆａｂの重鎖内「静電ステアリング」［７］正電荷変異体と軽鎖要素内負電荷変異体から構成されるＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおけるＳＥＥＤ技術。１Ａ−４：（１Ａ−３）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内「静電ステアリング」［７］負電荷変異体と軽鎖要素内の正電荷変異体から構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。１Ａ−５：Ｆａｂの重鎖内「Ａ鎖」［８］変異体と軽鎖要素内「Ｂ鎖」変異体から構成されるＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおけるＳＥＥＤ技術。１Ａ−６：（１Ａ−５）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内「Ｂ鎖」［８］変異体と軽鎖要素内「Ａ鎖」変異体から構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。１Ａ−７：Ｆａｂの重鎖内「ＡＧ」ＳＥＥＤ［２］変異体と軽鎖要素内「ＧＡ」ＳＥＥＤ変異体から構成されるＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおけるＳＥＥＤ技術。１Ａ−８：（１Ａ−７）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内「ＧＡ」ＳＥＥＤ［２］変異体と軽鎖要素内「ＡＧ」ＳＥＥＤ変異体から構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。 Ｆａｂアームの一方にＣＨ３ドメイン交換を、及びＣ末端側ＣＨ３ドメイン（すなわち、ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対）にノブ・イントゥ・ホール（ＫｉＨ）技術を含むドメイン交換二重特異性抗体を示す概略図である。Ｃ末端側の「ノブ」ドメインは、天然型Ｆａｂドメインに融合した状態で示し、またＣ末端側の「ホール」ドメインは、ＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂに融合した状態で示す。但し、天然型又はＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂは、Ｃ末端側の「ノブ」又は「ホール」ドメインと融合可能であり、従ってＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対の間のＦａｂの相対的な方向も逆転し得る（ここでは図示しない）。１Ｂ−１：Ｆａｂの重鎖内ノブと軽鎖要素内ホールから構成されるＣＨ３ノブ・イントゥ・ホールドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおけるノブ・イントゥ・ホール技術。１Ｂ−２：（１Ｂ−１）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内ホールと軽鎖要素内ノブから構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。１Ｂ−３：Ｆａｂの重鎖内「静電ステアリング」［７］正電荷変異体と軽鎖要素内負電荷変異体から構成されるＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおけるノブ・イントゥ・ホール技術。１Ｂ−４：（１Ｂ−３）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内「静電ステアリング」［７］負電荷変異体と軽鎖要素内正電荷変異体から構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。１Ｂ−５：Ｆａｂの重鎖内「Ａ鎖」［８］変異体と軽鎖要素内「Ｂ鎖」変異体から構成されるＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおけるノブ・イントゥ・ホール技術。１Ｂ−６：（１Ｂ−５）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内「Ｂ鎖」［８］変異体と軽鎖要素内「Ａ鎖」変異体から構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。１Ｂ−７：Ｆａｂの重鎖内「ＡＧ」ＳＥＥＤ［２］変異体と軽鎖要素内「ＧＡ」ＳＥＥＤ変異体から構成されるＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメイン内のノブ・イントゥ・ホール技術。１Ｂ−８：（１Ｂ−７）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内「ＧＡ」ＳＥＥＤ［２］変異体と軽鎖要素内「ＡＧ」ＳＥＥＤ変異体から構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。 Ｆａｂのアームの一方にＣＨ３ドメイン交換を、及びＣ末端側ＣＨ３ドメイン（すなわち、ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対）に静電ステアリング（Ｒｅｆ．７）技術を含むドメイン交換二重特異性抗体を示す概略図である。Ｃ末端側静電ステアリング［７］正電荷変異体ドメインは、天然型Ｆａｂドメインと融合した状態で示し、またＣ末端側負電荷変異体ドメインは、ＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂと融合した状態で示す。但し、天然型又はＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂは、Ｃ末端側正電荷又は負電荷変異体ドメインと融合可能であり、従ってＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対の間のＦａｂの相対的な方向も逆転し得る（ここでは図示しない）。１Ｃ−１：Ｆａｂの重鎖内ノブと軽鎖要素内ホールから構成されるＣＨ３ノブ・イントゥ・ホールドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおける静電ステアリング技術。１Ｃ−２：（１Ｃ−１）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内ホールと軽鎖要素内ノブから構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。１Ｃ−３：Ｆａｂの重鎖内「静電ステアリング」［７］正電荷変異体と軽鎖要素内負電荷変異体から構成されるＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおける静電ステアリング技術。１Ｃ−４：（１Ｃ−３）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内「静電ステアリング」［７］負電荷変異体と軽鎖要素内正電荷変異体から構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。１Ｃ−５：Ｆａｂの重鎖内「Ａ鎖」［８］変異体と軽鎖要素内「Ｂ鎖」変異体から構成されるＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおける静電ステアリング技術。１Ｃ−６：（１Ｃ−５）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内「Ｂ鎖」［８］変異体と軽鎖要素内「Ａ鎖」変異体から構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。１Ｃ−７：Ｆａｂの重鎖内「ＡＧ」ＳＥＥＤ［２］変異体と軽鎖要素内「ＧＡ」ＳＥＥＤ変異体から構成されるＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおける静電ステアリング技術。１Ｃ−８：（１Ｃ−７）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内「ＧＡ」ＳＥＥＤ［２］変異体と軽鎖要素内「ＡＧ」ＳＥＥＤ変異体から構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。 Ｆａｂのアームの一方にＣＨ３ドメイン交換を、及びＣ末端側ＣＨ３ドメイン（すなわち、ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対）内に改変された「Ａ鎖」及び「Ｂ鎖」変異体ドメイン（Ｖｏｎ Ｋｒｅｕｄｅｎｓｔｅｉｎ Ｒｅｆ．８）技術を含むドメイン交換二重特異性抗体を示す概略図である。Ｃ末端側Ａ鎖［８］変異体ドメインは、天然型Ｆａｂドメインに融合した状態で示し、またＣ末端側Ｂ鎖［８］変異体ドメインは、ＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂに融合した状態で示す。但し、天然型又はＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂは、Ｃ末端側Ａ鎖又はＢ鎖変異体ドメインと融合可能であり、従ってＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対の間のＦａｂの相対的方向も逆転し得る（ここでは図示しない）。１Ｄ−１：Ｆａｂの重鎖内ノブと軽鎖要素内ホールから構成されるＣＨ３ノブ・イントゥ・ホールドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおけるＡ鎖及びＢ鎖変異体ドメイン技術［８］１Ｄ−２：（１Ｄ−１）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内ホールと軽鎖要素内ノブから構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。１Ｄ−３：Ｆａｂの重鎖内「静電ステアリング」［７］正電荷変異体と軽鎖要素内負電荷変異体から構成されるＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおけるＡ鎖及びＢ鎖変異体ドメイン技術［８］。１Ｄ−４：（１Ｄ−３）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内「静電ステアリング」［７］負電荷変異体と軽鎖要素内正電荷変異体から構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。１Ｄ−５：Ｆａｂの重鎖内「Ａ鎖」［８］変異体と軽鎖要素内「Ｂ鎖」変異体から構成されるＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおけるＡ鎖及びＢ鎖変異体ドメイン技術［８］。１Ｄ−６：（１Ｄ−５）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内「Ｂ鎖」（Ｒｅｆ．８）変異体と軽鎖要素内「Ａ鎖」変異体から構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。１Ｄ−７：Ｆａｂの重鎖内「ＡＧ」ＳＥＥＤ［２］変異体と軽鎖要素内「ＧＡ」ＳＥＥＤ変異体から構成されるＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂと対をなすＣ末端側ＣＨ３ドメインにおけるＡ鎖及びＢ鎖変異体ドメイン技術［８］。１Ｄ−８：（１Ｄ−７）の例と同等であるが、Ｆａｂの重鎖内「ＧＡ」ＳＥＥＤ［２］変異体と軽鎖要素内「ＡＧ」ＳＥＥＤ変異体から構成されるドメイン交換Ｆａｂを有する。 非還元式ＳＤＳ−ＰＡＧＥによるドメイン交換ヘテロ二量体二重特異性抗体の特徴付けを示す図である。ＳＤＳ−ＰＡＧＥを、Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｂｌｕｅ Ｓｔａｉｎ Ｋｉｔ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社）で染色した。レーン１：非還元型ドメイン交換ヘテロ二量体二重特異性抗体１（ＣＨ３ＡＧ−重鎖上でＦａｂドメイン交換）。レーン２：非還元型ドメイン交換ヘテロ二量体二重特異性抗体２（ＣＨ３ＧＡ−重鎖上でＦａｂドメイン交換）。レーン３：非還元型ドメイン交換ヘテロ二量体二重特異性抗体３（ＣＨ３ＧＡ−重鎖上にドメイン交換Ｆａｂアームを有するＣＨ３を含有する）。レーン４：タンパク質標準であるＳｅｅＢｌｕｅ Ｐｌｕｓ２事前染色型分子量マーカー（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社）。 ドメイン交換ヘテロ二量体二重特異性抗体１のＳＥＣプロファイルを示す図である（実施例１及び２を参照）。 ドメイン交換ヘテロ二量体二重特異性抗体２のＳＥＣプロファイルを示す図である（実施例１及び２を参照）。 ドメイン交換ヘテロ二量体二重特異性抗体３のＳＥＣプロファイルを示す図である（実施例１及び２を参照）。 還元条件又は非還元条件下でのＳＤＳ−ＰＡＧＥによるドメイン交換二重特異性抗体１（ＢｓＡｂ１）の特徴付けを示す図である。ＳＤＳ−ＰＡＧＥを、Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｂｌｕｅ Ｓｔａｉｎ Ｋｉｔ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社）で染色した。レーン１：タンパク質標準であるＳｅｅＢｌｕｅ Ｐｌｕｓ２事前染色型分子量マーカー（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社）。レーン２：還元式ＳＤＳ−ＰＡＧＥプロファイルは、ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ（配列番号２）に対応するＨ１バンド、ＶＨ（２）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ（配列番号４）に対応するＨ２バンド、及びＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｙ４０７Ｔ）（配列番号１）及びＶＬ（２）−ＣＬ（配列番号３）に対応するＬ１＋Ｌ２バンドを示す。レーン３：非還元式ＳＤＳ−ＰＡＧＥプロファイルは、主要なバンドは、ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１に対応する二重特異性抗体であることを示す。 ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１のＳＥＣプロファイルを示す図である。 ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１のＦＡＣＳ分析結果を示す図である。 ＳＥＥＤ ＡＧドメインと融合したＦａｂアーム内に、非改変Ｆａｂドメイン又はＣＨ３ドメイン交換を含有するワンアームド抗体を示す概略図である。 非還元条件及び還元条件下でのＳＤＳ−ＰＡＧＥによる、非改変Ｆａｂドメイン又はＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂを含有するワンアームド抗体の特徴付けを示す図である。ＳＤＳ−ＰＡＧＥを、Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｂｌｕｅ Ｓｔａｉｎ Ｋｉｔ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社）で染色した。レーン１：タンパク質標準であるＳｅｅＢｌｕｅ Ｐｌｕｓ２事前染色型分子量マーカー（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社）。レーン２：非還元式プロファイルは、主要なバンドは非改変抗体（ＣＨ１／ＣＬ Ｆａｂ）に対応するワンアームド抗体であることを示す。レーン３：非還元型プロファイルは、主要なバンドは、ドメイン交換Ｆａｂ抗体に対応するワンアームド抗体であることを示す。レーン４：還元式プロファイルは、ＶＨ（１）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ（配列番号１１）に対応するＨ１バンド、ｈｕＦｃ−ＧＡ ＳＥＥＤ（配列番号９）に対応するＨ２バンド、及びＶＬ（１）−ＣＬ（配列番号１０）に対応するＬ１バンドを示す。レーン５：還元式プロファイルは、ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ（配列番号２）に対応するＨ１バンド、ｈｕＦｃ−ＧＡ ＳＥＥＤ（配列番号９）に対応するＨ２バンド、及びＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｙ４０７Ｔ）（配列番号１）に対応するＬ１バンドを示す。 Ｆａｂ又はＦａｂアーム内でＣＨ３−ＫｉＨドメインの同族の対を用いたドメイン交換Ｆａｂ内に、非改変ＣＨ１／ＣＬドメインを含有するワンアームド抗体のＳＥＣプロファイルを示す図である（実施例６を参照）。 ワンアームド抗体（非改変Ｆａｂ及びドメイン交換Ｆａｂ）及びＢｓＡｂ１のＥＧＦＲ陽性細胞（Ａ４３１細胞）に対する抗原結合を示す図である。細胞結合は、フローサイトメトリーによりを測定した。抗体を連続希釈（１：３）で試験し、また結合を、フィコエリトリンとコンジュゲートされた抗ヒトＦｃ Ｆ（ａｂ）２二次抗体を用いて検出した。測定を繰り返し実施した。 還元条件又は非還元条件下でのＳＤＳ−ＰＡＧＥによるドメイン交換ＢｓＡｂ２（抗ＣＤ１６×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）の特徴付けを示す図である。ＳＤＳ−ＰＡＧＥをＣｏｌｌｏｉｄａｌ Ｂｌｕｅ Ｓｔａｉｎ Ｋｉｔ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社）で染色した。レーン１：タンパク質標準であるＳｅｅＢｌｕｅ Ｐｌｕｓ２事前染色型分子量マーカー（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社）。レーン２：還元式プロファイルは、ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ（配列番号２）に対応するＨ１バンド、ＶＨ（３）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ（配列番号１３）に対応するＨ２バンド、ＶＬ（３）−ＣＬ（配列番号１２）に対応するＬ１バンド、及びＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｙ４０７Ｔ）（配列番号１）に対応するＬ２バンドを示す。レーン３：非還元式プロファイルは、主要なバンドは、ドメイン交換ＢｓＡｂ２（抗ＣＤ１６×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）に対応することを示す。 ドメイン交換ＢｓＡｂ２（抗ＣＤ１６×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）のＳＥＣプロファイルを示す図である。 ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１（抗ＣＤ３×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）のＬＣ−ＭＳ分析結果を示す図である。測定前に、サンプルをＰＮＧａｓｅにより脱グリコシル化した。デコンボリューションされたサムスペクトルより、正しく会合した二重特異性抗体の質量が得られる。 ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ２（抗ＣＤ１６×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）のＬＣ−ＭＳ分析結果を示す図である。測定前に、サンプルをＰＮＧａｓｅにより脱グリコシル化した。デコンボリューションされたサムスペクトルにより、正しく会合した二重特異性抗体の質量が得られる。 ２つの競合する軽鎖を含め、同時発現させた非改変ワンアームド抗体の、ＬＣ−ＭＳによる総質量測定を示す図である。正しく会合した抗体のみが見出された。ミスペアリングｍＡｂは検出できなかった（ミスペアリングした場合のその質量の位置を矢印で示す）。 ２つの競合する軽鎖を含め、同時発現させたドメイン交換ワンアームド抗体の、ＬＣ−ＭＳによる総重量測定を示す図である。正しく会合した抗体のみが見出された。ミスペアリングｍＡｂは検出できなかった（ミスペアリングした場合のその質量の位置を矢印で示す）。 ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１及びＢｓＡｂ２のＤＳＣプロファイルを示す図である。 抗体のＣＤ１６ａ受容体との結合を示す図である。ＣＤ１６ａ ＨＴＲＦ細胞結合アッセイ法（ＣｉｓＢｉｏ社）を用いて結合を測定した。測定を繰り返し実施した。 ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１（Ａ）及びＢｓＡｂ２（Ｂ）存在下での、エフェクター細胞によるＡ４３１細胞のリダイレクト溶解を示す図である。 代替的に改変されたＦａｂ領域を有するドメイン交換抗体の、非還元式ＳＤＳ−ＰＡＧＥによる生物物理学的な特徴付け、並びにワンアームド抗ＥＧＦＲ ＳＥＥＤ抗体（Ａ及びＣ）、及びドメイン交換抗体（抗ＣＤ３×抗ＥＧＦＲ−ＣＨ３）（Ｂ及びＤ）のＳＥＣを示す図である。タンパク質をＥｘｐｉ２９３細胞内で生成し、プロテインＡにより一段階精製した。ＳＤＳ−ＰＡＧＥゲルの各レーンに、５μｇのタンパク質を負荷し、分離後、タンパク質を、Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｂｌｕｅ Ｓｔａｉｎ Ｋｉｔ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社）で染色した。変異体１及び変異体２を、ＳＤＳ−ＰＡＧＥ内の１及び２として示す。変異体１のＳＥＣプロファイルを黒色の線で、変異体２を破線で示す（より詳細には実施例１３を参照）。 変異体１（Ａ）及び変異体２（Ｂ）の代替的ドメイン交換Ｆａｂアームを有するワンアームド抗体の、フローサイトメトリーにより測定したＥＧＦＲ結合を示す図である。抗体を連続希釈（１：３）で試験し、そしてフィコエリトリンとコンジュゲートされた抗ヒトＦｃ Ｆ（ａｂ）２抗体を用いて結合を検出した。各データポイントを、二重反復測定値の平均値として表わす。 代替的に改変されたＦａｂドメイン（変異体１）を有するドメイン交換二重特異性抗体存在下での、活性化Ｔ細胞による標的細胞のリダイレクト溶解を示す図である。Ｔ細胞を、ＩＬ−２及び抗ＣＤ３ ＩｇＧを用いて培養液中で２４時間活性化した。刺激を受けたＴ細胞を、Ａ４３１細胞と共に、Ｅ：Ｔ比が１０：１、連続希釈（１：４）した試験抗体の存在下で、１８時間同時培養した。細胞溶解（ＬＤＨの放出）を、ＣｙｔｏＴｏｘ ９６非放射性細胞毒性アッセイ法（Ｐｒｏｍｅｇａ社）を用いて、上清内で測定した。各データポイントは、三重反復測定値の平均値±ＳＤである。比較として、これまでの実施例に由来するドメイン交換ＢｓＡｂ１（抗ＣＤ３×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）を用いた。 ワンアームドドメイン交換ＫｉＨ抗体の特徴付けを示す図である。模式図（Ａ）に示すようなこれらの分子は、Ｅｘｐｉ２９３細胞内で生成され、プロテインＡ精製後に、ＳＥＣにより分析した（Ｂ）。変異体１のＳＥＣプロファイルを黒色の線、及び変異体２のＳＥＣプロファイルを破線で示す。 変異体１（Ａ）及び変異体２（Ｂ）の代替的に改変されたＦａｂ領域を有するワンアームドＫｉＨ抗体の、フローサイトメトリーにより測定したＥＧＦＲ結合を示す図である。抗体を連続希釈（１：３）で試験し、Ａ４３１細胞との抗原結合を、フィコエリトリンとコンジュゲートされた抗ヒトＦｃ Ｆ（ａｂ）２抗体を用いて検出した。各データポイントは、単回測定を表す。 ＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂを抗体の異なる位置と結合させ、そして改変されたヘテロ二量体重鎖と組み合わせることにより形成される多様な抗体の数例を示す概略図である。ＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂは、天然型抗体の異なる位置、又は改変されたヘテロ二量体重鎖の対と結合可能である。実施例に示すように、様々な改変されたＣＨ３ドメインが、ヘテロ二量体重鎖を形成する、又はＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂを形成するのに利用可能である（すべてのオプションをここで図示するものではない）。２１−１：ＶＨ２−ＣＨ３（ノブ）のＮ末端が天然型抗体のＣ末端と結合している、ＶＨ２−ＣＨ３（ノブ）とＶＬ２−ＣＨ３（ホール）からなるＣＨ３ノブ・イントゥ・ホール型のドメイン交換Ｆａｂと組み合わされた、ＶＨ１−ＣＨ１／ＶＬ１−ＣＬドメイン対から構成されているＮ末端側Ｆａｂを有する天然型Ｉｇ抗体から構成される四価二重特異性抗体。２１−２：ＶＬ２−ＣＨ３（ノブ）のＮ末端が天然型抗体のＣ末端と結合している、ＶＨ２−ＣＨ３（ホール）とＶＬ２−ＣＨ３（ノブ）からなるＣＨ３ノブ・イントゥ・ホール型のドメイン交換Ｆａｂと組み合わされた、ＶＨ１−ＣＨ１／ＶＬ１−ＣＬドメイン対から構成されているＮ末端側Ｆａｂを有する天然型Ｉｇ抗体から構成される四価二重特異性抗体。２１−３：ＶＨ２−ＣＨ３（ノブ）のＮ末端がＳＥＥＤ重鎖の一方のみのＣ末端と結合している、ＶＨ２−ＣＨ３（ノブ）及びＶＬ２−ＣＨ３（ホール）からなるＣＨ３ノブ・イントゥ・ホール型のドメイン交換Ｆａｂと組み合わされ、それぞれの重鎖と結合したＶＨ１−ＣＨ１／ＶＬ１−ＣＬドメイン対から構成されるＮ末端側Ｆａｂを用いて、ＳＥＥＤ技術により組み立てられたヘテロ二量体重鎖から構成される、Ｎ末端側で２価及びＣ末端側で１価の二重特異性抗体。２１−４：ＶＨ２−ＣＨ３（ノブ）のＮ末端がＳＥＥＤ重鎖の両方のＣ末端と結合している、ＶＨ２−ＣＨ３（ノブ）及びＶＬ２−ＣＨ３（ホール）からなるＣＨ３ノブ・イントゥ・ホール型のドメイン交換Ｆａｂと組み合わされ、ＳＥＥＤ重鎖の一方のみと結合したＶＨ１−ＣＨ１／ＶＬ１−ＣＬドメイン対から構成されるＮ末端側Ｆａｂを用いて、ＳＥＥＤ技術により組み立てられたヘテロ二量体重鎖から構成される、Ｎ末端側で１価及びＣ末端側で２価の二重特異性抗体。２１−５：ＶＨ２−ＣＨ３（ノブ）のＮ末端がＧＡ ＳＥＥＤドメインのＣ末端と結合している、ＶＨ２−ＣＨ３（ノブ）とＶＬ２−ＣＨ３（ホール）からなる１つのＣＨ３ノブ・イントゥ・ホール型のドメイン交換Ｆａｂ、及びＶＬ３−ＣＨ３（ホール）のＮ末端がＡＧ ＳＥＥＤドメインのＣ末端と結合している、ＶＨ３−ＣＨ３（ノブ）とＶＬ３−ＣＨ３（ホール）からなる異なるＣＨ３ノブ・イントゥ・ホール型のドメイン交換Ｆａｂと組み合わされ、それぞれの重鎖と結合したＶＨ１−ＣＨ１／ＶＬ１−ＣＬドメイン対から構成されるＮ末端側Ｆａｂを用いてＳＥＥＤ技術により組立てられたヘテロ二量体重鎖から構成される、Ｎ末端側が２価であり、またＣ末端側で２つの異なる１価Ｆａｂドメインを有する三重特異性抗体。 ドメイン交換二重特異性抗体の軽鎖及び重鎖のポリペプチド配列を示す図である：可変ドメインをイタリック体の文字で示す。ＣＨ３ドメイン交換配列に下線を付す。ＳＥＥＤ ＣＨ３−ＧＡドメイン及びＳＥＥＤ ＣＨ−ＡＧドメインを太字で示す。ノブ、ホール、又はその他の変異体を形成する変異を、ＣＨ３ドメインのヘテロ二量体化を促進するように設計し、それを導入したが（有望な特定の実施形態の一部について、例示的に記載されている）、その変異をグレーで強調し、下線を付す。配列番号１：ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｙ４０７Ｔ）；配列番号２：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ；配列番号３：ＶＬ（２）−ＣＬ；配列番号４：ＶＨ（２）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ；配列番号５：ＶＨ（２）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ ドメイン交換二重特異性抗体の軽鎖及び重鎖のポリペプチド配列を示す図である：可変ドメインをイタリック体の文字で示す。ＣＨ３ドメイン交換配列に下線を付す。ＳＥＥＤ ＣＨ３−ＧＡドメイン及びＳＥＥＤ ＣＨ−ＡＧドメインを太字で示す。ノブ、ホール、又はその他の変異体を形成する変異を、ＣＨ３ドメインのヘテロ二量体化を促進するように設計し、それを導入したが（有望な特定の実施形態の一部について、例示的に記載されている）、その変異をグレーで強調し、下線を付す。配列番号６：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ；配列番号７：ＶＬ（１）−ＣＨ３ｗｔ；配列番号８：ＶＨ（１）−ＣＨ３ｗｔ−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ；配列番号９：ｈｕＦｃ＿ＧＡ ＳＥＥＤ；配列番号１０：ＶＬ（１）−ＣＬ ドメイン交換二重特異性抗体の軽鎖及び重鎖のポリペプチド配列を示す図である：可変ドメインをイタリック体の文字で示す。ＣＨ３ドメイン交換配列に下線を付す。ＳＥＥＤ ＣＨ３−ＧＡドメイン及びＳＥＥＤ ＣＨ−ＡＧドメインを太字で示す。ノブ、ホール、又はその他の変異体を形成する変異を、ＣＨ３ドメインのヘテロ二量体化を促進するように設計し、それを導入したが（有望な特定の実施形態の一部について、例示的に記載されている）、その変異をグレーで強調し、下線を付す。配列番号１１：ＶＨ（１）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ；配列番号１２：ＶＬ（３）−ＣＬ；配列番号１３：ＶＨ（３）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ；配列番号１４：ＶＨ（３）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ ドメイン交換二重特異性抗体の軽鎖及び重鎖のポリペプチド配列を示す図である：可変ドメインをイタリック体の文字で示す。ＣＨ３ドメイン交換配列に下線を付す。ＳＥＥＤ ＣＨ３−ＧＡドメイン及びＳＥＥＤ ＣＨ−ＡＧドメインを太字で示す。ノブ、ホール、又はその他の変異体を形成する変異を、ＣＨ３ドメインのヘテロ二量体化を促進するように設計し、それを導入したが（有望な特定の実施形態の一部について、例示的に記載されている）、その変異をグレーで強調し、下線を付す。配列番号１５：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＡＧ；配列番号１６：ｈｕＦｃ＿ｇ１ｈｉｎｇｅＥＮ−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＧＡ；配列番号１７：ＶＨ（３）−ＣＨ１−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＧＡ；配列番号１８：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｗ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ；配列番号１９：ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ） ドメイン交換二重特異性抗体の軽鎖及び重鎖のポリペプチド配列を示す図である：可変ドメインをイタリック体の文字で示す。ＣＨ３ドメイン交換配列に下線を付す。ＳＥＥＤ ＣＨ３−ＧＡドメイン及びＳＥＥＤ ＣＨ−ＡＧドメインを太字で示す。ノブ、ホール、又はその他の変異体を形成する変異を、ＣＨ３ドメインのヘテロ二量体化を促進するように設計し、それを導入したが（有望な特定の実施形態の一部について、例示的に記載されている）、その変異をグレーで強調し、下線を付す。配列番号２０：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ；配列番号２１：ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｗ）；配列番号２２：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｅ３５６Ｋ、Ｄ３９９Ｋ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ；配列番号２３：ＶＬ（１）−ＣＨ３（Ｋ３９２Ｄ、Ｋ４０９Ｄ）；配列番号２４：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｋ３９２Ｄ、Ｋ４０９Ｄ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ ドメイン交換二重特異性抗体の軽鎖及び重鎖のポリペプチド配列を示す図である：可変ドメインをイタリック体の文字で示す。ＣＨ３ドメイン交換配列に下線を付す。ＳＥＥＤ ＣＨ３−ＧＡドメイン及びＳＥＥＤ ＣＨ−ＡＧドメインを太字で示す。ノブ、ホール、又はその他の変異体を形成する変異を、ＣＨ３ドメインのヘテロ二量体化を促進するように設計し、それを導入したが（有望な特定の実施形態の一部について、例示的に記載されている）、その変異をグレーで強調し、下線を付す。；配列番号２５：ＶＬ（１）−ＣＨ３（Ｅ３５６Ｋ、Ｄ３９９Ｋ）；配列番号２６：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｌ３５１Ｙ、Ｆ４０５Ａ、Ｙ４０７Ｖ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ；配列番号２７：ＶＬ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｔ３６６Ｌ、Ｋ３９２Ｌ、Ｔ３９４Ｗ）；配列番号２８：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｔ３６６Ｌ、Ｋ３９２Ｌ、Ｔ３９４Ｗ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ；配列番号２９：ＶＬ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｌ３５１Ｙ、Ｆ４０５Ａ、Ｙ４０７Ｖ） ドメイン交換二重特異性抗体の軽鎖及び重鎖のポリペプチド配列を示す図である：可変ドメインをイタリック体の文字で示す。ＣＨ３ドメイン交換配列に下線を付す。ＳＥＥＤ ＣＨ３−ＧＡドメイン及びＳＥＥＤ ＣＨ−ＡＧドメインを太字で示す。ノブ、ホール、又はその他の変異体を形成する変異を、ＣＨ３ドメインのヘテロ二量体化を促進するように設計し、それを導入したが（有望な特定の実施形態の一部について、例示的に記載されている）、その変異をグレーで強調し、下線を付す。配列番号３０：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＡＧ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ；配列番号３１：ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＧＡ）；配列番号３２：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＧＡ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ；配列番号３３：ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＡＧ）；配列番号３４：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｅ３５６Ｋ、Ｄ３９９Ｋ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ） ドメイン交換二重特異性抗体の軽鎖及び重鎖のポリペプチド配列を示す図である：可変ドメインをイタリック体の文字で示す。ＣＨ３ドメイン交換配列に下線を付す。ＳＥＥＤ ＣＨ３−ＧＡドメイン及びＳＥＥＤ ＣＨ−ＡＧドメインを太字で示す。ノブ、ホール、又はその他の変異体を形成する変異を、ＣＨ３ドメインのヘテロ二量体化を促進するように設計し、それを導入したが（有望な特定の実施形態の一部について、例示的に記載されている）、その変異をグレーで強調し、下線を付す。配列番号３５：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｋ３９２Ｄ、Ｋ４０９Ｄ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）；配列番号３６：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｌ３５１Ｙ、Ｆ４０５Ａ、Ｙ４０７Ｖ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）；配列番号３７：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｔ３６６Ｌ、Ｋ３９２Ｌ、Ｔ３９４Ｗ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）；配列番号３８：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＡＧ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ） ドメイン交換二重特異性抗体の軽鎖及び重鎖のポリペプチド配列を示す図である：可変ドメインをイタリック体の文字で示す。ＣＨ３ドメイン交換配列に下線を付す。ＳＥＥＤ ＣＨ３−ＧＡドメイン及びＳＥＥＤ ＣＨ−ＡＧドメインを太字で示す。ノブ、ホール、又はその他の変異体を形成する変異を、ＣＨ３ドメインのヘテロ二量体化を促進するように設計し、それを導入したが（有望な特定の実施形態の一部について、例示的に記載されている）、その変異をグレーで強調し、下線を付す。配列番号３９：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＧＡ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）；配列番号４０：ｈｕＦｃ＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｗ）；ヒトＣＨ３ドメインのアミノ酸配列 配列番号４１：ヒトＩｇＧ１のＣＨ３；配列番号４２：ヒトＩｇＧ２のＣＨ３；配列番号４３：ヒトＩｇＧ３のＣＨ３；配列番号４４：ヒトＩｇＧ４のＣＨ３；配列番号４５：ヒトＩｇＡのＣＨ３；配列番号４６：ヒトＩｇＭのＣＨ３ ヒトＣＨ３ドメインのアミノ酸配列 配列番号４７：ヒトＩｇＥのＣＨ３；配列番号４８：ヒトＩｇＤのＣＨ３；ドメイン交換Ｆａｂ重鎖及び軽鎖要素内の交換ドメインのＮ末端及びＣ末端に隣接する転移配列の例として用いられるアミノ酸配列 配列番号４９：ヒトＣκ鎖 １０８〜１１１（Ｋａｂａｔ ＥＵナンバリング）；配列番号５０：ヒトＩｇＧ１重鎖 ３４５〜３４８（Ｋａｂａｔ ＥＵナンバリング）；配列番号５１：ヒトＩｇＧ１重鎖 ４３８〜４４４（Ｋａｂａｔ ＥＵナンバリング）；配列番号５２：ヒトＶＨ Ｊ領域 １０９〜１１３（Ｋａｂａｔ ＥＵナンバリング）；配列番号５３：ヒトＣＨ１ドメイン １１８〜１２２（Ｋａｂａｔ ＥＵナンバリング）
用語「抗体」は、本明細書で用いる場合、免疫グロブリン若しくは免疫グロブリン様分子である抗原結合ポリペプチド、或いは例えば１つ若しくは複数の抗体ドメインから構成され、また免疫グロブリン又は抗体と類似した抗原結合特性を担持する、モジュラー抗体フォーマットを提示するその他のタンパク質、特に、単一、又は二重、又は多重特異性の結合特性、或いは１価、２価、又は多価の結合特性を示し得るタンパク質、例えば、特に細胞関連のタンパク質若しくは血清タンパク質を含む自己抗原等の病原体起源又はヒト構造物の、例えば抗原、エフェクター分子、又は構造物のエピトープに対応する少なくとも２つの特異的結合部位を示し得るタンパク質として定義される。用語「抗体」及び「免疫グロブリン」は、本明細書では交換可能に用いられる。
抗体は、リンカー配列を有する、又は有さない免疫グロブリンの重鎖及び／又は軽鎖の定常ドメイン及び／又は可変ドメインとして理解される抗体ドメインから一般的に構成される又はそれを含む。抗体は、可変抗体ドメインの対、例えば１つ若しくは２つのＶＨ／ＶＬの対等を含む、結合配列又はヒンジ領域を有する、又は有さない可変及び／又は定常抗体ドメインの組み合わせから構成される又はそれを含むものと特に理解される。ポリペプチドは、ループ配列により連結した抗体ドメイン構造の少なくとも２つのβストランドからなるβバレル構造を含む場合には、抗体ドメインとして理解される。抗体ドメインは、天然型構造のドメインであり得る、或いは、例えば、抗原結合特性又はその他の任意の特性、例えば安定性又は機能的特性、例えばＦｃ受容体ＦｃＲｎ及び／又はＦｃγ受容体との結合等を修飾するために、変異誘発又は誘導体生成により修飾され得る。
用語「抗体」には、本明細書で用いる場合、免疫グロブリン様構造の抗体、例えばドメイン交換抗体等を含む、完全長抗体が特に含まれる。特に、抗体は、完全長抗体、例えばＩｇＧタイプ（例えば、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、又はＩｇＧ４サブタイプ）、ＩｇＡ１、ＩｇＡ２、ＩｇＤ、ＩｇＥ、又はＩｇＭ抗体の完全長抗体であり得る。
該用語には、抗体の誘導体、又は抗体ドメインと組み合わされた抗体、又は抗体フラグメントが更に含まれる。
用語「完全長抗体」は、特に重鎖の二量体を含め、少なくともＦｃドメインの大半を含み、これにより少なくともＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣの対、及び天然由来の抗体構造に一般的に見出されるその他のドメインを生成するあらゆる抗体分子を意味するのに利用可能である。この用語「完全長抗体」は、本明細書では、特定の抗体分子が抗体フラグメントではないことを強調するのに用いられる。
本明細書によれば、抗体は、免疫グロブリン遺伝子又は免疫グロブリン遺伝子のフラグメントにより実質的にコードされる１つ若しくは複数のポリペプチドを含むタンパク質（又はタンパク質複合体）として一般的に理解される。よく知られた免疫グロブリン遺伝子として、κ、λ、α、γ、δ、ε、及びμ定常領域遺伝子、並びに免疫グロブリン可変領域遺伝子が挙げられる。軽鎖（ＬＣ）は、κ又はλとして分類される。重鎖（ＨＣ）は、γ、μ、α、δ、又はεとして分類されるが、それは次に免疫グロブリンクラスであるＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＡ、ＩｇＤ、及びＩｇＥをそれぞれ定義する。
ＨＣ又はＬＣは、相互に結合してドメインの鎖を生成する少なくとも２つのドメインからそれぞれ構成される。抗体ＨＣは、ＶＨ抗体ドメイン、及びＣ末端側でＶＨと結合した少なくとも１つの抗体ドメインを含むものと特に理解される。抗体ＬＣは、ＶＬ抗体ドメイン及びＣ末端側でＶＬに結合した少なくとも１つの抗体ドメインを含む。
定義には、可変領域（例えば、ｄＡｂ、Ｆｄ、Ｖｌ、Ｖｋ、Ｖｈ、ＶＨＨ等）及び定常領域の重鎖及び軽鎖のドメイン、又は天然抗体の個々のドメイン、例えばＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、Ｃｌ、及びＣｋ等、並びに構造的ループにより連結した免疫グロブリンドメインの少なくとも２本のβストランドからなるミニドメインが更に含まれる。一般的に、特異的ＣＤＲ構造を通じて抗原結合部位を有する免疫グロブリンは、ＶＨ／ＶＬドメイン対のＣＤＲループを通じて標的抗原と結合することができる。
用語「抗体」には、異なる標的抗原に対する及び／又は立体配置が異なる抗体ドメインを含むその他の抗体又は免疫グロブリンを実質的に含まない単離された形態の抗体又は免疫グロブリンが特に含まれるものとする。更に、単離された抗体は、単離された抗体と、例えば少なくとも１つのその他の抗体、例えばモノクロナール抗体又は異なる特異性を有する抗体フラグメント等との組み合わせを含有する組み合わせ調製物に含まれ得る。
用語「抗体」は、人類を含む動物、例えばヒト、マウス、ウサギ、ヤギ、ラマ、ウシ、及びウマを含む哺乳動物等、又はメンドリ等のトリに由来する抗体又は免疫グロブリンに適用されるものとし、同用語は、動物由来の配列、例えばヒト配列に基づく組み換え免疫グロブリンを特に含むものとする。
用語「抗体」は、ヒト抗体に特に適用される。
用語「ヒト」には、抗体又は免疫グロブリンにおいて用いられる場合、ヒト生殖細胞系列の免疫グロブリン配列に由来する可変領域及び定常領域を有する抗体が含まれるものと理解される。ヒト抗体は、ヒト生殖細胞系列の免疫グロブリン配列によりコードされないアミノ酸残基（例えば、ランダム又は部位特異的ｉｎ ｖｉｔｒｏ変異誘発性により又はｉｎ ｖｉｖｏ体細胞変異により導入された変異）を、例えばＣＤＲ内に含み得る。ヒト抗体として、ヒト免疫グロブリンライブラリから、又は１つ若しくは複数のヒト免疫グロブリンについて遺伝子導入された動物から単離された抗体が挙げられる。
ヒト抗体は、ＩｇＡ１、ＩｇＡ２、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、ＩｇＧ４、及びＩｇＭからなる群より選択される、又はそれに由来するのが好ましい。
マウス抗体は、ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２Ａ、ＩｇＧ２Ｂ、ＩｇＧ２Ｃ、ＩｇＧ３、及びＩｇＭからなる群より選択される、又はそれに由来するのが好ましい。
用語「抗体」は、キメラの抗体又は免疫グロブリン、例えば異なる種を起源とする配列、例えばマウス及びヒトを起源とする配列等を有するキメラ抗体に更に適用される。
用語「キメラ」とは、免疫グロブリン又は抗体において用いられる場合、重鎖及び軽鎖の各アミノ酸配列の一部分が、特定の種に由来する、又は特定のクラスに属する免疫グロブリン内の対応する配列と相同である一方、鎖の残りのセグメントは別の種又はクラスの対応する配列と相同である分子を意味する。一般的に、軽鎖及び重鎖の両方の可変領域は、哺乳動物の１つの種に由来する免疫グロブリンの可変領域を模倣する一方、定常部分は、他方に由来する免疫グロブリンの配列と相同である。例えば、可変領域は、容易に入手可能なＢ細胞又はヒト以外の宿主生物に由来するハイブリドーマを、例えばヒト細胞調製物に由来する定常領域と組み合わせて利用する現在知られているソースに由来し得る。
用語「抗体」は、ヒト化した抗体又は免疫グロブリンに更に適用され得る。
用語「ヒト化」とは、抗体又は免疫グロブリンにおいて用いられる場合、ヒト以外の種から得られた免疫グロブリンに実質的に由来する抗原結合部位を有する分子を意味し、分子の残りの免疫グロブリン構造は、ヒト免疫グロブリンの構造及び／又は配列に基づく。抗原結合部位は、定常ドメインと融合した完全な可変ドメイン、又は可変ドメイン内の該当するフレームワーク領域とグラフト結合した相補性決定領域（ＣＤＲ）のみを含み得る。抗原結合部位は、野生型であり得る、又は例えば１つ若しくは複数のアミノ酸置換により修飾され得る、好ましくはヒト免疫グロブリンとより密接に類似するように修飾され得る。ヒト化免疫グロブリンのいくつかの形態は、すべてのＣＤＲ配列を保存する（例えば、６つすべてのＣＤＲを含有するマウス抗体由来のヒト化マウス抗体）。その他の形態は、オリジナルの抗体に関して変更が加えられた１つ又は複数のＣＤＲを有する。
用語「抗体」は、モノクロナール抗体又はポリクロナール抗体、特に組み換え抗体に更に適用され、該用語には、組み換え手段により調製、発現、作製、又は単離されるすべての抗体及び抗体構造が含まれ、例えば異なる起源に由来する遺伝子又は配列を含む、動物、例えばヒトを含む哺乳動物に由来する抗体、例えばキメラ抗体、ヒト化抗体、又はハイブリドーマ由来の抗体等が挙げられる。更なる事例として、抗体を発現するように形質転換された宿主細胞から単離された抗体、又は組み換え体から単離された抗体、抗体若しくは抗体ドメインのコンビナトリアルライブラリ、又は抗体遺伝子配列をその他のＤＮＡ配列にスプライシングする工程と関係する任意のその他の手段により調製、発現、作製、又は単離された抗体が挙げられる。
用語「抗体」には、新規の抗体、又は既存の、例えば天然由来の抗体の機能的に活性な変異体が含まれるものと理解される。抗体の変異体、特に抗体様分子の変異体、又は抗体変異体という用語は、そのような分子の誘導体もやはり含むべきものと更に理解される。誘導体とは、１つ若しくは複数の抗体の任意の組み合わせ、及び／又は抗体の任意のドメイン若しくはミニドメインが、任意の位置で、１つ若しくは複数のその他のタンパク質、例えばその他の抗体若しくは抗体フラグメント等のほか、リガンド、酵素、毒素等と融合し得る融合タンパク質である。本発明の抗体は、例えばその他のペプチド又はポリペプチドを用いた組み換え、融合、又はコンジュゲーション技法を通じて、単離されたポリペプチド又は組み合わせ分子として特に利用可能である。ペプチドは、免疫グロブリンドメイン配列と相同であるのが好ましく、また少なくともアミノ酸５個分の長さであるのが好ましく、少なくとも１０個分、又は更に少なくともアミノ酸５０個分若しくは１００個分の長さであるのがより好ましく、また免疫グロブリンドメインのループ領域を少なくとも部分的に構成する。
抗体の誘導体は、様々な化学的技法、例えば共有結合カップリング、静電相互作用、ジスルフィド結合等により、その他の物質との会合又は結合によっても取得可能である。免疫グロブリンに結合したその他の物質は、脂質、炭水化物、核酸、有機分子及び無機分子、又は任意のこれらの組み合わせであり得る（例えば、ＰＥＧ、プロドラッグ、又は薬物）。誘導体は、同一のアミノ酸配列を有するが、全体的に若しくは部分的に非天然の又は化学的に修飾されたアミノ酸からなる抗体も含む。特定の実施形態では、抗体は、生物学的に許容される化合物との特異的相互作用を可能にする追加タグを含む誘導体である。本発明で使用可能なタグに関して、免疫グロブリンがその標的と結合する際に、その結合に対して悪影響を有さない又は悪影響が許容可能である限り、特別な制限は存在しない。適するタグの例として、Ｈｉｓ−タグ、Ｍｙｃ−タグ、ＦＬＡＧ−タグ、ストレップ−タグ、カルモジュリン−タグ、ＧＳＴ−タグ、ＭＢＰ−タグ、及びＳ−タグが挙げられる。別の特定の実施形態では、免疫グロブリンは、標識を含む誘導体である。用語「標識」とは、本明細書で用いる場合、検出可能な化合物又は組成物を意味し、「標識」抗体が生成するように免疫グロブリンと直接又は間接的にコンジュゲートされしている。標識は、そのものが検出可能、例えば放射性同位体標識若しくは蛍光標識であり得る、又は酵素標識の場合は、基質化合物若しくは組成物の検出可能な化学変化を触媒し得る。
抗体の誘導体は、例えば、親抗原結合（例えば、ＣＤＲ）又はフレームワーク（ＦＲ）配列等の親抗体又は親抗体配列に由来し、例えば、ｉｎ ｓｉｌｉｃｏ若しくは組み換えエンジニアリングにより取得された変異体又は変異体、又は化学的誘導体生成若しくは合成によるそれ以外のものである。
用語「変異体」は、本明細書で用いる場合、本明細書に記載するような、任意の「変異体」、「同族体」、又は「誘導体」を特に含むものとする。用語「変異体」は、機能的に活性な変異体を特に含むものとする。本発明による抗体の機能的な変異体は、抗原結合、並びにＬＣ及びＨＣの二量化に関して特に機能的であり、これによりＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を形成する。
用語「変異体」は、ミュータント抗体又は抗体のフラグメント等の抗体を特に意味するものとし、例えば、特にインサートを除去、交換し、特定の抗体アミノ酸配列又は領域に導入する、或いは例えば、抗体安定性、エフェクター機能、若しくは半減期を改変するために定常ドメインにおいて、又は、例えば当技術分野において利用可能なアフィニティー成熟技法により、抗原結合特性を改善するために、可変ドメインにおいて、アミノ酸配列を化学的に誘導化する変異誘発法により取得される。任意の公知の変異誘発法が採用され得るが、これには、例えばランダム化技法により取得されるような、所望の位置での点変異が含まれる。場合によっては、位置は、例えば任意の可能性のあるアミノ酸を用いて、又は抗体配列をランダム化するのに好ましいアミノ酸を選択することによりランダムに選択される。用語「変異誘発」とは、ポリヌクレオチド又はポリペプチド配列を変化させるための、当技術分野でよく知られた任意の技法を意味する。好ましい種類の変異誘発として、エラープローンＰＣＲ変異誘発、飽和変異誘発、又はその他の部位特異的変異誘発が挙げられる。
用語「機能的変異体」は、本明細書では「機能的に活性な変異体」とも呼ばれ、例えば、１つ若しくは複数のアミノ酸の挿入、除去、又は置換、或いはアミノ酸配列内の１つ若しくは複数のアミノ酸残基の化学的誘導体生成、或いはヌクレオチド配列内の、又は例えば、ＣＤＲ若しくはＦＲ配列内の配列の遠位末端部のいずれか若しくは両方におけるヌクレオチドの化学的誘導体生成による親配列の修飾に起因する配列（例えば、親抗体に由来する）を含み得るが、その修飾は、この配列の活性に影響を及ぼさない、特に損なわない。選択された標的抗原に対して特異性を有する結合部位の場合、抗体の機能的に活性な変異体は、事前に決定された結合特異性をなおも有するが、但し、例えば、特定のエピトープに対する微細特異性、アフィニティー、アビディティー、Ｋｏｎ又はＫｏｆｆレート等を変化させるために変更され得る。例えば、アフィニティー成熟型抗体は、機能的に活性な変異体抗体として特に理解される。従って、アフィニティー成熟型抗体内の修飾されたＣＤＲ配列は、機能的に活性な変異体として理解される。
機能的活性は、例えば、標的抗原との結合特異性、及び／又は分子に求められるｉｎ ｖｉｖｏ半減期、及び／又はｐＨ依存性のＦｃＲｎ結合を測定するアッセイ法において、親分子と対比しながら変異体の構造及び機能により決定されるのが好ましく、例えば、免疫グロブリンの機能性測定による標準アッセイ法において決定される。
抗原が細胞表面上で発現する場合、抗体の機能的な活性は、抗原結合に関して、ＥＬＩＳＡアッセイ法、ＢＩＡｃｏｒｅアッセイ法、Ｏｃｔｅｔ ＢＬＩアッセイ法、又はＦＡＣＳに基づくアッセイ法で一般的に測定される。
機能的に活性な変異体は、例えば、親抗体、例えば、ＩｇＧ１構造等の免疫グロブリンの特異的天然構造を有するモノクロナール抗体の配列を変化させて、標的抗原の認識において同一の特異性を有するが、親構造とは異なる構造を有する変異体を取得する、例えば、免疫グロブリンドメインのいずれかを改変して特異的変異を導入する、二重特異性構築物を生成する、又は親分子のフラグメントを生成すること等により取得可能である。
一般的に、親の免疫グロブリン又は配列は、抗原結合部位近傍の配列領域内又は結合部位内に、抗原結合を損なわない変異が組み込まれた変異体であって、好ましくは抗原結合能力を含め、親抗体と類似した生物活性を有する、例えば抗原を標的とする特異的結合アッセイ法又は機能的試験により測定したときに、実質的に同一の生物活性を有する変異体を生成するように改変可能である。
用語「実質的に同一の生物活性」とは、本明細書で用いる場合、実質的に同一の活性、すなわち同等の抗体又は親抗体について測定したときの活性の少なくとも２０％、少なくとも５０％、少なくとも７５％、少なくとも９０％、例えば、少なくとも１００％、又は少なくとも１２５％、又は少なくとも１５０％、又は少なくとも１７５％、又は例えば、最大２００％として表わされる活性を意味する。
本明細書に記載する好ましい変異体は、抗原結合に関して機能的に活性であり、好ましくは個々の抗原と特異的に結合するが、標的抗原ではないその他の抗原と有意に結合しない能力を有するが、例えば、そのときのＫｄ値の差異は、少なくとも２対数、好ましくは少なくとも３対数である。機能的に活性な変異体による抗原結合は、一般的に損なわれず、親の抗体若しくは配列、又は例えば、Ｋｄ値の差異が２対数未満、好ましくは３対数未満の配列変異体を含む抗体の結合アフィニティーと実質的にほぼ等しい結合アフィニティーに対応するが、但し、アフィニティーが改善しさえする、例えばＫｄ値の差異が少なくとも１対数、好ましくは少なくとも２対数となる可能性も有する。
本明細書に記載するような特定の機能的変異体は、ドメイン交換抗体、特に１つ又は複数の改変されたＣＨ３ＨＥＴドメインを含む機能的変異体であり、ＣＨ３ＨＥＴ／ＣＨ３ＨＥＴ二量体形成を改善する１つ又は複数の点変異を含む。
好ましい実施形態では、親抗体の機能的に活性な変異体は、
ａ）抗体の生物学的に活性なフラグメントであり、該フラグメントは、分子の配列のうちの少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、又は少なくとも９５％、及び最も好ましくは少なくとも９７％、９８％、又は９９％を含み、
ｂ）少なくとも１つのアミノ酸が置換、付加、及び／又は除去された抗体に由来し、機能的に活性な変異体は、分子又はその一部分に対して配列相同性を有し、例えば、少なくとも５０％の配列相同性、好ましくは少なくとも６０％、より好ましくは少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも８０％、なおもより好ましくは少なくとも９０％、なおいっそうより好ましくは少なくとも９５％、及び最も好ましくは少なくとも９７％、９８％、又は９９％の配列相同性を有する抗体等であり、並びに／或いは
ｃ）抗体又はその機能的に活性な変異体、及びポリペプチド又はヌクレオチド配列とは異種の少なくとも１つの更なるアミノ酸又はヌクレオチドから構成される。
本発明の１つの好ましい実施形態では、本発明による抗体の機能的に活性な変異体は、上記変異体と本質的に同一であるが、異なる種の相同的配列に由来するという点において、そのポリペプチド又はヌクレオチド配列はそれぞれ異なる。これらは、天然由来の変異体又は類似体と呼ばれる。
用語「機能的に活性な変異体」には、天然由来の対立遺伝子変異体、並びに変異体、又は任意のその他の非天然由来の変異体も含まれる。当技術分野において公知なように、対立遺伝子変異体は、ポリペプチドの生物学的機能を本質的に変化させない１つ又は複数のアミノ酸の置換、欠損、又は付加を有するものとして特徴づけられる、交互に入れ替わった形態の（ポリ）ペプチドである。
機能的に活性な変異体は、ポリペプチド又はヌクレオチド配列内の配列変更により、例えば、１つ又は複数の点変異により取得され得るが、該配列変更は、本発明と組み合わせて用いられる場合、変更前のポリペプチド又はヌクレオチド配列の機能を保持又は改善する。そのような配列変更として、（保存的な）置換、付加、除去、変異、及び挿入を挙げることができるが、但しこれらに限定されない。
特定の機能的に活性な変異体は、ＣＤＲ変異体である。ＣＤＲ変異体には、ＣＤＲ領域内の少なくとも１つのアミノ酸が修飾されたアミノ酸配列が含まれ、上記修飾は、アミノ酸配列の化学的又は部分的な変更であり得るが、そのように修飾しても、変異体は、修飾前の配列の生物学的特徴を保持することが可能である。ＣＤＲアミノ酸配列の部分的な変更は、１つから数個のアミノ酸、例えば、１、２、３、４、若しくは５個のアミノ酸の除去又は置換による、又は１つから数個のアミノ酸、例えば、１、２、３、４、若しくは５個のアミノ酸の付加又は挿入による、又は１つから数個のアミノ酸、例えば、１、２、３、４、若しくは５個のアミノ酸の化学的誘導体生成による、又はその組み合わせによる可能性がある。アミノ酸残基内の置換は、保存的な置換、例えば１つの疏水性アミノ酸と代替的疏水性アミノ酸との置換であり得る。
保存的な置換は、アミノ酸の側鎖及び化学的特性に関連するアミノ酸のファミリー内で生ずる置換である。そのようなファミリーの例として、塩基性側鎖、酸性側鎖、非極性脂肪族側鎖、非極性芳香族側鎖、非荷電極性側鎖、小型の側鎖、大型の側鎖を有するアミノ酸等が挙げられる。
点変異とは、異なるアミノ酸に関する１つ又は複数の一重（非連続的）又は二重のアミノ酸の置換若しくは交換、欠失又は挿入において、非改変アミノ酸配列とは異なるアミノ酸配列の発現を引き起こすポリヌクレオチドの改変と特に理解される。
好ましい点変異とは、極性及び／又は電荷が同一のアミノ酸の交換を指す。こうしたことから、アミノ酸とは、６４種類の三重コドンによりコードされる２０種類の天然由来のアミノ酸を指す。これら２０種類のアミノ酸は、中性電荷、正電荷、及び負電荷を有するアミノ酸に分類可能であり、
「中性」アミノ酸を、それぞれの３文字コードと１文字コード及び極性と共に以下の通り示す：
アラニン：（Ａｌａ、Ａ）非極性、中性；
アスパラギン：（Ａｓｎ、Ｎ）極性、中性；
システイン：（Ｃｙｓ、Ｃ）非極性、中性；
グルタミン：（Ｇｌｎ、Ｑ）極性、中性；
グリシン：（Ｇｌｙ、Ｇ）非極性、中性；
イソロイシン：（Ｉｌｅ、Ｉ）非極性、中性；
ロイシン：（Ｌｅｕ、Ｌ）非極性、中性；
メチオニン：（Ｍｅｔ、Ｍ）非極性、中性；
フェニルアラニン：（Ｐｈｅ、Ｆ）非極性、中性；
プロリン：（Ｐｒｏ、Ｐ）非極性、中性；
セリン：（Ｓｅｒ、Ｓ）極性、中性；
トレオニン：（Ｔｈｒ、Ｔ）極性、中性；
トリプトファン：（Ｔｒｐ、Ｗ）非極性、中性；
チロシン：（Ｔｙｒ、Ｙ）極性、中性；
バリン：（Ｖａｌ、Ｖ）非極性、中性；及び
ヒスチジン：（Ｈｉｓ、Ｈ）極性、正電性（１０％）、中性（９０％）。
「正に」荷電したアミノ酸は：
アルギニン：（Ａｒｇ、Ｒ）極性、正；及び
リジン：（Ｌｙｓ、Ｋ）極性、正
である。
「負に」荷電したアミノ酸は：
アスパラギン酸：（Ａｓｐ、Ｄ）極性、負；及び
グルタミン酸：（Ｇｌｕ、Ｅ）極性、負
である。
抗体配列に関する「アミノ酸配列の同一性のパーセント（％）」は、配列相同性の最大パーセントを達成するように、また配列相同性の一部として保存的置換を一切考慮せずに配列の位置合わせを行い、そして必要な場合にはギャップを導入した後に、所定のポリペプチド配列内のアミノ酸残基と一致する候補配列内のアミノ酸残基の百分率（％）として定義される。当業者は、比較の対象となる配列の全長にわたり、一致性が最大となるのに必要とされる任意のアルゴリズムを含め、一致性を測定するしかるべきパラメーターを決定することができる。
抗体変異体には、例えば、糖鎖工学により生成される特定のグリコシル化パターンを有する同族体、類似体、フラグメント、修飾体、又は変異体が含まれるものと特に理解され、抗体変異体は機能的であり、例えば、特定の標的に結合し、機能的特性を有するなど、また機能的同等物として役に立つ可能性がある。抗体又はＣＨ３抗体ドメインは、グリコシル化されても、またグリコシル化されなくてもよい。例えば、本明細書に記載するような組み換え抗体は、免疫グロブリンを発現する宿主細胞により決定される分子の特異的グリコシル化が可能となるように、適する哺乳動物細胞内で発現され得る。
抗体ドメイン、特にＣＨ３ドメイン等の定常抗体ドメインの「βシート」又は「βストランド」という用語は、本明細書では以下のように理解される。抗体ドメインは、少なくとも２つ又は３つのバックボーン水素結合により横方向に連結した少なくとも２本のβストランドから一般的に構成され、一般的に捻じられた、ひだ状のシートを形成する。βストランドは、一般的に長さが３〜１０個のアミノ酸からなる単一の連続的なアミノ酸のストレッチであり、そのように延長型の立体構造を採るが、また少なくとももう一方のストランドとのバックボーン水素結合に関与してβシートを形成する。βシート内では、βストランドの大部分は、他方のストランドに隣接して配置し、そして広範な水素結合ネットワークをその近傍のストランドと形成し、その場合、一方のストランドのバックボーン内のＮ−Ｈ基が、隣接したストランドのバックボーン内のＣ＝Ｏ基と水素結合を形成する。
抗体定常ドメイン、例えばＣＨ２又はＣＨ３ドメイン等の構造は、ループにより連結したβストランドからなる可変ドメインの構造と類似しており、その一部は、短いαヘリックス型ストレッチを含む。様々なＦｃ結晶構造のｂ因子から理解されるように、フレームワークは、おおむね剛性であり、またループは比較的柔軟性である。抗体ＣＨ３ドメインは、βシート（Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｇ）を形成する７本のβストランドを一般的に有し、この場合、βストランドは、複数のループ、すなわちＣＨ３ドメインのＮ末端側先端部分に位置する３つのループ（Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｅ−Ｆ）、及びＣＨ３ドメインのＮ末端側先端部分に位置する更なる３つのループ（Ｂ−Ｃ、Ｄ−Ｅ、Ｆ−Ｇ）を介して結合している。ＣＨ３ドメインの「ループ領域」とは、βストランドの領域間に位置するタンパク質の部分を意味する（例えば、各ＣＨ３ドメインは、Ｎ末端からＣ末端に向かってＡ〜Ｇの７つのβシートを含む）。
好ましくはＣＨ３ドメインの対、例えばＣＨ３ＨＥＴ／ＣＨ３ＨＥＴ二量体等は、Ａ、Ｂ、及びＥストランドを含む結合表面を連結することにより生成されるが、その結合表面は、本明細書では、第２のＣＨ３のβシート領域と接触状態となって二量体を生成する第１のＣＨ３のβシート領域とも呼ばれる。
「ＣＨ３ドメイン」は、本明細書では、抗体ＣＨ３ドメインから、例えば抗体のＦｃフラグメント等から得られたポリペプチドとして特に理解される。Ｆｃフラグメントは、ＩｇＧ、ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、又はＩｇＭに由来し得る。特に、本明細書に記載するようなＣＨ３ドメインは、ヒトＩｇＧ１抗体（配列番号４１として識別される）、ヒトＩｇＧ２抗体（配列番号４２として識別される）、ヒトＩｇＧ３抗体（配列番号４３として識別される）、又はヒトＩｇＧ４抗体（配列番号４４として識別される）、又はヒトＩｇＡ抗体（配列番号４５として識別される）、又はヒトＩｇＭ抗体（配列番号４６として識別される）、又はヒトＩｇＥ抗体（配列番号４７として識別される）、又はヒトＩｇＤ抗体（配列番号４８として識別される）のアミノ酸配列、或いは、例えばしかるべき配列相同性を有するその機能的な変異体を含み得る。
本明細書に記載する１つの実施形態では、ＣＨ３ドメインは、変異を含み得る、例えば１つ又は複数の点変異、例えばノブ又はホール変異を含める等して、異種配列と置き換わった１つ又は複数のβストランドの少なくとも一部分を有し得る。
特異的ノブ変異は、βストランド構造の追加の突起を提供する１つ又は複数のアミノ酸を組み込むことにより２つのドメイン間で接触表面を増加させる１つ又は複数のアミノ酸置換、例えばＴ３６６Ｙ、Ｔ３６６Ｗ、Ｔ３９４Ｗ、Ｆ４０５Ａからなる群より選択されるＣＨ３ノブ変異のうちの１つ又は複数である。特異的ノブ修飾とは、抗体のＣＨ３ドメイン内の変異Ｔ３６６Ｗを指す（ナンバリングはＫａｂａｔのＥＵインデックスに基づく）。ノブ変異は、例えばホール変異を組み込むように修飾された別の抗体ドメインに結合するためのマッチング（同族）表面を特に提供する。
特異的ホール変異は、βストランド構造の追加の陥凹部を提供する１つ又は複数のアミノ酸を組み込むことにより、２つのドメイン間で接触表面を増加させる１つ又は複数のアミノ酸置換、例えばＴ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、及びＹ４０７Ｖからなる群より選択されるＣＨ３ホール変異のうちの１つ又は複数である。特異的ホール修飾とは、抗体のＣＨ３ドメイン内の変異Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ、Ｙ４０７Ｔのいずれかを指す（ナンバリングはＫａｂａｔのＥＵインデックスに基づく）。ホール変異は、例えばノブ変異を組み込むように修飾された別の抗体ドメインに結合するためのマッチング（同族）表面を特に提供する。
マッチングするノブ・イントゥ・ホール変異として、例えばＣＨ３ドメインの対の一方のＣＨ３ドメイン上のＴ３６６Ｙと、これにマッチングする第２のＣＨ３ドメイン上のＹ４０７’Ｔが挙げられ、本明細書ではＴ３６６Ｙ／Ｙ４０７’Ｔと呼ばれる。更なるマッチング変異として
Ｔ３６６Ｙ／Ｙ４０７’Ｔ、
Ｆ４０５Ａ／Ｔ３９４’Ｗ、
Ｔ３６６Ｙ：Ｆ４０５Ａ／Ｔ３９４‘Ｗ：Ｙ４０７’Ｔ、
Ｔ３６６Ｗ／Ｙ４０７’Ａ、及び／又は
Ｓ３５４Ｃ：Ｔ３６６Ｗ／Ｙ３４９’Ｃ：Ｔ３６６’Ｓ：Ｌ３６８’Ａ：Ｙ４０７’Ｖ
が挙げられる。
特異的ＣＨ３変異には、例えばＣＨ３βストランド内の１つ又は複数のセグメント又は配列が変異しており、オリジナルのＣＨ３ドメインとは異なる抗体ドメイン、例えば異なるタイプ又はサブタイプの抗体ドメインのセグメント又は配列が組み込まれている場合、分子間のβストランドスワップが含まれる。特異的変異体は、ストランド交換により取得されるが、この場合、ＩｇＧタイプのＣＨ３ドメインにＩｇＡタイプのＣＨ３ドメインの１つ又は複数のセグメント又は配列が組み込まれる。２つのストランド交換ＣＨ３ドメインが変異して同族の対を形成する場合、ＣＨ３ドメインそれぞれのＩｇＡセグメント又は配列は、変異したＣＨ３ドメインが、野生型ＣＨ３ドメインよりも選好的に相互に対をなすように、同族のドメイン間接触表面を生成する。セグメントスワップを組み込んだ抗体ドメインのそのような修飾の具体例として、ストランド交換操作ドメイン（ＳＥＥＤ）を挙げることができる。そのような修飾は、非対称性及び二重特異性免疫グロブリン、特に重鎖のＳＥＥＤ修飾型ＣＨ３ドメインを選好的に対形成させることによって二重特異性抗体を生成するのに利用可能である。これは、保存されたＣＨ３ドメイン内の免疫グロブリンの構造的に関連した配列の交換に基づく。ＳＥＥＤ ＣＨ３ドメイン内のヒトＩｇＡ及びＩｇＧに由来の交互に反復する配列は、ＡＧ及びＧＡと表される非対称性であるが相補的な２つのドメインを生成する。ＳＥＥＤデザインは、ＡＧ及びＧＡ ＳＥＥＤ ＣＨ３ドメインのホモ二量体化を回避しつつ、ＡＧ／ＧＡヘテロ二量体の効率的な生成を可能にする。
特異的ＣＨ３変異には、ジスルフィド架橋を形成して、追加されたドメイン内ジスルフィド架橋により抗体ドメインを安定化させる、又は追加されたドメイン間ジスルフィド架橋により抗体ドメインの対を安定化させる能力を有するシステイン残基の組み込みが含まれる。ジスルフィド結合は、２つのシステインのチオール基の酸化により通常形成され、これによりＳ原子が結合して２つのシステイン残基の間でジスルフィド架橋が形成される。特に、システインは、ＣＨ３ドメインのＣ末端領域内又はＣ末端に挿入され得る（アミノ酸付加又はアミノ酸置換による）。追加のシステイン修飾を担持するＣＨ３の対は、ＣＨ３の対間でジスルフィド結合を形成することにより安定化し得るが、これによりＣＨ３／ＣＨ３二量体を生成する。いくつかの実施形態では、ジスルフィド結合した免疫グロブリン又は免疫グロブリンドメインは、ホモ二量体又はヘテロ二量体を含み、従って同一の又は異なるドメイン対を含む。
免疫グロブリン鎖又はドメインの正しい対形成を可能にするために、任意のＣＨ３変異法が、特に利用可能であり、例えばノブ・イントゥ・ホール技術、ＳＥＥＤ技術、電荷反発技術、ジスルフィド結合、又はクロス−ｍＡｂ技術が、正しく会合しない分子の量を低減するために利用可能である。
抗体ドメインの「対」、例えばＣＨ３ドメインの対は、２つの抗体ドメイン一式として理解され、この場合、一方は、その表面上又はキャビティ内に、他方のドメイン上の部位と特異的に結合する、従って相補的な部位を有する。免疫グロブリンドメイン、特に抗体ドメインは、βシート領域が接触することにより会合し、免疫グロブリンドメインの対を形成し得る。そのようなドメインの対は二量体とも呼ばれ、例えば静電相互作用、組み換え融合、又は共有結合により会合するが、例えば固体形態及び液状形態の両方において、２つのドメインを物理的に直接会合させる。本明細書に特に記載されることとして、ＣＨ３／ＣＨ３二量体が挙げられるが、この二量体は、同一の一次、二次、及び三次構造、例えば同一のアミノ酸配列からなるＣＨ３ドメインの対、すなわち「ホモ二量体」であり得る、又は一次、二次、及び三次構造のいずれかが異なる、例えばβストランド若しくはループ領域のいずれかのアミノ酸配列が異なるＣＨ３ドメインの対であり得る。特定のヘテロ二量体は、ＣＨ３／ＣＨ３ドメインの同族の対を形成するように生成され得る。
用語「同族」とは、ドメインの対又はドメイン二量体に関して、各ドメイン上で、そのようなドメインの対を選好的に形成する接触表面が得られるようにする、マッチング結合ポイント又は構造を有するドメインとして理解される。特定のＣＨ３ドメインは、ＣＨ３ドメインの少なくとも一方がその同族のＣＨ３結合パートナーと選好的に結合して、ＣＨ３／ＣＨ３の対を生成するように修飾される場合には、「同族」又はＣＨ３／ＣＨ３ドメインの同族の対として理解される。特に、両方のＣＨ３ドメインは、マッチング変異、例えばノブ・イントゥ・ホール変異、ＳＥＥＤ変異、ジスルフィド架橋を形成するための追加のシステイン残基、又は電荷反発技術を利用する修飾により修飾され得る。
用語「異種」は、免疫グロブリンに組み込まれる抗体ドメイン、例えば本明細書ではＣＨ３ＨＥＴとも呼ばれる異種ＣＨ３ドメインに関して、抗体又は抗体のＨＣ若しくはＬＣに組み込まれる外来のＣＨ３ドメインを含むものと理解される。既存又は自然起源の免疫グロブリンドメイン、例えば親免疫グロブリン構造のＣＬ、ＣＨ１、又はＣＨ２ドメインを置換することにより、ＣＨ３ＨＥＴドメインが組み込まれるように改変された免疫グロブリンは、本明細書では「ドメイン交換」免疫グロブリンとして理解される。そのようなドメイン交換免疫グロブリンは、機能的変異体、例えばフラグメント、変異体、又はアミノ酸が延長したもの、例えばドメインが付加したものが生成するように更に修飾され得る。
用語「外来の」は、アミノ酸、アミノ酸配列、又は免疫グロブリンドメイン等の分子の部分という文脈では、天然由来であるが、修飾部位にとって外来であり得る新規導入部分、又はそのような天然由来の部分の（機能的）変異体を意味するものとし、或いは天然由来部分の置換体であり得る。
ＣＨ３ドメインに関する「外来の」とは、ＣＨ３ドメインが、起源が異なるドメイン、及び／又は起源が同一（例えば、タイプ若しくはサブタイプが同一、及び／又は種が同一）であるが、免疫グロブリン分子内のその位置が異なるドメインであることを意味する。例えば、種及び免疫グロブリンのタイプ又はサブタイプが同一の追加のＣＨ３ＨＥＴは、ＦｃのＣ末端抗体ドメイン以外の位置に配置される。抗体のＦａｂ部分に配置されるＣＨ３ドメインは、いずれもＣＨ３ＨＥＴであると理解される。一般的に、そのようなＦａｂとして、ＣＨ３ＨＥＴ／ＣＨ３ＨＥＴの対が挙げられ、各ＣＨ３ＨＥＴは、Ｎ末端側で可変ドメインと結合する。ＨＣ内のＣＨ３ＨＥＴの具体的な事例は、任意の更なる抗体ドメイン、例えば、好ましくはＣＨ２、ＣＨ３、及びＣＨ４からなる群より選択される定常ドメインとＣ末端側で結合している。これにより、新規のＨＣ及び／又はＬＣが、ＣＨ３ＨＥＴドメインを組み込みながら生成され得る。特に、ＣＨ３ＨＥＴ／ＣＨ３ＨＥＴの対、好ましくはＣＨ３ＨＥＴ／ＣＨ３ＨＥＴの同族の対を含む新規のＨＣ／ＨＣ及び／又はＨＣ／ＬＣの対が生成され得る。
本明細書で特に記載されることとして、本発明の抗体で採用されるＣＨ３ＨＥＴドメインは、非免疫性ドメインであることが挙げられる。そのような非免疫性ＣＨ３ドメインは、ループ領域内に抗原結合部位を含まないものと特に理解される。ＣＨ３ドメインは、天然の状態ではＣＤＲループ領域又は抗原結合部位を一切含まず、従って野生型ＣＨ３ドメインは、非免疫性ドメインと理解される。いくつかの抗体エンジニアリング技法が、抗原結合部位を、ＣＨ３ドメイン等の定常ドメインのループ領域内に組み込むことができる。定常ドメインのそのようなループ領域は、「構造的ループ領域」と呼ばれ、定常ドメインの１つ又は複数のループによる抗原との結合に関与する。構造的ループ領域による相互作用を通じて抗原と結合することができる、そのような「免疫性」ＣＨ３ドメインとは対照的に、ＣＨ３ＨＥＴドメインは、本明細書で用いる場合、非免疫性ドメインであり、従って、構造的ループ領域内にそのような抗原結合部位を含まない。
抗体、特にドメイン交換免疫グロブリンのＦｃ部分のＣＨ２−ＣＨ３部以外の位置にＣＨ３ＨＥＴを含む抗体は、別のドメインとの新種の結合、少なくとも新規のＮ末端結合を特に含み、これにより２つのドメインの界面において新規構造を提供する。好ましいリンカー配列は、天然のリンカー配列、天然由来のドメイン結合配列から得られる末端配列、例えばヒンジ配列、又は天然由来の免疫グロブリン構造の天然に結合したドメイン、例えばＣＨ３ＨＥＴドメインのＮ末端に天然に結合した抗体ドメインから得られる、長さがアミノ酸１〜２０個分、若しくは２〜１０個分、若しくは３〜８個分のＣ末端アミノ酸領域、例えばＣＨ２ドメインのＣ末端領域であり、Ｎ末端、又はＮ末端側が短縮したＣＨ３配列を提供するために、長さがアミノ酸１〜２０個分、若しくは２〜１０個分、若しくは３〜８個分だけＮ末端領域が除去されたＣＨ３ドメインと結びつけるリンカーとして利用可能である。或いは、機能的に適する人工的配列が、リンカーとして利用可能である。特に、ＣＨ３ＨＥＴドメインのＮ末端は、天然型のＮ末端、又はＮ末端側で短縮若しくは延長したＣＨ３配列のＮ末端であり得るが、この場合、上記Ｎ末端は、Ｃ末端側で短縮若しくは延長した第２のドメインのＣ末端と結合している。
用語「多価」とは、本明細書に記載する抗体に関して、同一の標的抗原に結合する、特にそのような標的抗原の同一の又は異なるエピトープと結合する少なくとも２つの結合部位を有する分子を指すものとする。該用語には、２価の抗体、又は例えば少なくとも２、３、４個、若しくはそれより多くの結合部位を通じて標的抗原と結合する２以上の結合価を有する分子が含まれるものとする。例えば、２価の抗体は、２つの対からなり、その両方とも同一の標的抗原と結合するＶＨ／ＶＬドメインを介した２つの抗原結合部位を有し得る。
用語「多重特異性」とは、本明細書に記載する抗体に関して、少なくとも２つの異なる標的抗原と特異的に結合する少なくとも２つの結合部位を有する分子を指すものとする。該用語には、二重特異性抗体、又は２つ以上の標的抗原と、例えば少なくとも２、３、４個、若しくはそれより多くの結合部位を通じて結合する２つ以上の特異性を有する分子が含まれるものとする。例えば、二重特異性抗体は、ＶＨ／ＶＬドメインの一方の対（Ｆｖ領域）を通じて１つの標的抗原と結合し、またＶＨ／ＶＬドメイン（Ｆｖ領域）の第２の対により別の標的抗原と結合し得る。
本発明に基づき用いられる場合、用語「抗原」又は「標的」には、抗体の結合部位による被認識能力を有するすべての抗原及び標的分子が特に含まれるものとする。本発明に基づく分子により標的対象とされる特に好ましい抗原は、免疫学的に又は治療上関連する又はそうした能力を有することがすでに証明された、特に臨床的有効性が試験済みの抗原又は分子である。用語「標的」又は「抗原」は、本明細書で用いる場合、（ヒト又はその他の動物の）、自己抗原である腫瘍関連受容体及び可溶性の腫瘍関連抗原、例えば、腫瘍細胞上に位置する受容体、又はそのような腫瘍と関連して癌患者の循環系内に豊富に存在すサイトカイン若しくは又は増殖因子からなる群より選択される分子を特に含むものとする。更なる抗原は、病原体起源、例えば微生物又はウイルス性の病原体の抗原であり得る。
標的抗原は、標的分子全体、又はそのような分子のフラグメント、特に下部構造、例えば免疫学的に関連し、すなわち、天然抗体又はモノクロナール抗体によって認識可能でもある、「エピトープ」（例えばＢ細胞エピトープ、Ｔ細胞エピトープ）と一般的に呼ばれる標的のポリペプチド又は炭水化物構造として認識される。用語「エピトープ」は、本発明に基づき本明細書で用いる場合、本発明の免疫グロブリンの結合部位に対する特異的結合パートナーを完全に作り上げることができる、又は特異的結合パートナーの一部分となり得る分子構造を特に意味するものとする。用語「エピトープ」は、ハプテンも意味する。化学的には、エピトープは、炭水化物、ペプチド、脂肪酸、有機物質、生体物質、又は無機物質、又はその誘導体及び任意のその組み合わせから構成され得る。エピトープがポリペプチドの場合、少なくとも３個のアミノ酸、好ましくは８〜５０個のアミノ酸、及びより好ましくは約１０〜２０個のアミノ酸が、ペプチド内に通常含まれる。ペプチドの長さに重大な上限はなく、タンパク質のほぼ完全長ポリペプチド配列を含む場合もある。エピトープは、直鎖状又は高次構造エピトープであり得る。直鎖状エピトープは、ポリペプチドの一次配列又は炭水化物鎖からなる単一のセグメントから構成される。直鎖状エピトープは、連続性又は重複性であり得る。高次構造エピトープは、アミノ酸又は炭水化物から構成され、ポリペプチドのフォールディングにより一体化して三次構造を形成し、またアミノ酸は、直鎖状配列において必ずしも相互に隣接していない。特に、エピトープは、診断上関連する分子の少なくとも一部分である、すなわちサンプル中のエピトープの有無は、患者の疾患若しくは健康状態、又は製造におけるプロセスの状態、又は環境及び食物の状態と定性的又は定量的に相関する。エピトープは、治療上関連する分子、すなわち疾患の経過に変化をもたらす、特異的結合ドメインの標的対象となり得る分子の少なくとも一部分に相当し得る。
本明細書で用いる場合、用語「特異性」又は「特異的結合」とは、不均質な分子集団内で目的の同族リガンドを判別する結合反応を意味する。従って、指定条件（例えば、免疫測定条件）下で、免疫グロブリンは、その特定の標的と結合するが、サンプル中に存在するその他の分子とは有意な量で結合しない。特異的結合とは、結合はターゲットアイデンティティーに関して選択的であることを意味し、選択に応じて結合アフィニティー又はアビディティーは高、中、又は低となる。選択的結合は、結合定数又は結合動力学が少なくとも１０倍異なる場合に通常実現し、好ましくは、差異は少なくとも１００倍、より好ましくは少なくとも１０００倍である。
用語「可変結合領域」は「ＣＤＲ領域」とも呼ばれるが、本明細書で用いる場合、抗原との結合相互作用能力のある可変構造を有する分子を意味する。そのような分子は、そのまま利用可能、又はより大きなタンパク質に組み入れ可能であり、従って結合機能を備えたそのようなタンパク質の特異的領域を形成する。可変構造は、結合タンパク質の天然のレパートリー、例えば免疫グロブリン又は抗体等に由来し得る。可変構造は、ランダム化技法、特に本明細書に記載する技法によっても生成可能である。これには、変異が誘発されたＣＤＲ又は非ＣＤＲ領域（例えば、定常抗体ドメインの構造的ループ領域）、免疫グロブリンの可変ドメイン又は定常ドメインのループ領域、特に免疫グロブリンのＣＤＲループが含まれる。一般的に、本発明による免疫グロブリンの結合構造は、そのような可変結合領域により形成される。
用語「細胞傷害性」又は「細胞傷害活性」は、本発明のために用いられる場合、細胞の抗原に対する任意の特異的分子を指すものとし、抗原と結合した際には、プログラム細胞死を活性化させ、そしてアポトーシスを引き起こすきっかけとなる。特異的免疫グロブリンは、エフェクター細胞に対するその活性により効果を有し、その結果、細胞傷害性Ｔ細胞、又は抗体依存性細胞毒性（ＡＤＣＣ）、補体依存性細胞毒性（ＣＤＣ）、及び／又は細胞食作用（ＡＤＣＰ）に関与する細胞の活性化を引き起こす。特異的抗体は、アポトーシス誘発性のプログラム細胞死により、並びに／或いはＡＤＣＣ及び／又はＣＤＣ活性に関与するエフェクター細胞がＦｃ受容体と結合することにより、抗体で被覆された標的細胞を殺傷する。
本発明の抗体は、Ｆｃエフェクター機能を示す場合もあれば、示さない場合もある。Ｆｃは、補体を導入することができ、また免疫複合体の形成による表面抗原の結合を通じて、標的抗原又は標的細胞の除去を支援する。
特定の抗体は、活性なＦｃ部分又はＦｃエフェクター機能を欠損している場合もあり、従って抗体のＦｃ部分を含まない、又はＦｃγ受容体結合部位を含まない抗体ドメインから構成され得る、或いは例えばＦｃエフェクター機能を低減する、特にＡＤＣＣ及び／又はＣＤＣ活性を無効にする又は低減する修飾により、Ｆｃエフェクター機能を欠いている抗体ドメインを含み得る。修飾を組み込んで、Ｆｃエフェクター機能を高める、特にＡＤＣＣ及び／又はＣＤＣ活性が増強するように、代替的抗体が改変され得る。
そのような修飾は、変異誘発、例えばＦｃγ受容体結合部位内の変異により、又は抗体フォーマットのＡＤＣＣ及び／又はＣＤＣ活性を阻害する誘導体又は薬剤により影響を受ける可能性があり、その結果、Ｆｃエフェクター機能が低下又は増加する。
用語「抗原結合部位」又は「結合部位」とは、抗原結合に関与する抗体の部分を意味する。抗原結合部位は、重鎖（「Ｈ」）及び／又は軽鎖（「Ｌ」）のＮ末端可変（「Ｖ」）領域、或いはその可変ドメインのアミノ酸残基により形成される。重鎖及び軽鎖のＶ領域内の３つの高度に多様なストレッチは、「高度可変領域」と呼ばれ、フレームワーク領域として知られているより保存されたフランキングストレッチの間に挿入されている。抗原結合部位は、結合したエピトープ又は抗原の三次元表面に相補的な表面を提供するが、また高度可変領域は、「相補性決定領域」又は「ＣＤＲ」と呼ばれる。ＣＤＲ内に組み込まれた結合部位は、本明細書では「ＣＤＲ結合部位」とも呼ばれる。
用語「発現」とは、次のように理解される。発現産物、例えば本明細書に記載するような抗体等の所望のコーディング配列、及び制御配列、例えば作動可能な結合内のプロモーター等を含有する核酸分子が、発現を目的として利用可能である。このような配列で形質転換又はトランスフェクトされた宿主は、コードされたタンパク質を生成する能力を有する。形質転換を有効にするために、ベクターに発現系を含めることができる；但し、関連するＤＮＡも宿主染色体に組み込むことができる。特に該用語は、例えば、ベクターに担持され、宿主細胞に導入された外来ＤＮＡによりコードされるタンパク質発現用の、適する条件に置かれた宿主細胞及び適合するベクターを意味する。
コーディングＤＮＡは、特定のポリペプチド又はタンパク質、例えば抗体等に対応する特定のアミノ酸配列をコードするＤＮＡ配列である。プロモーターＤＮＡは、コーディングＤＮＡの発現を開始、規制、さもなければ媒介、又は制御するＤＮＡ配列である。プロモーターＤＮＡ及びコーディングＤＮＡは、同一の遺伝子又は異なる遺伝子に由来し得るが、また、同一の又は異なる生物に由来し得る。組み換えクローニングベクターには、多くの場合、クローニング又は発現用の１つ若しくは複数の複製系、宿主内で選択するための１つ若しくは複数のマーカー、例えば抗生物質耐性、及び１つ若しくは複数の発現カセットが含まれる。
本明細書で用いられる「ベクター」は、クローン化された組み換えヌクレオチド配列、すなわち組み換え遺伝子の転写、及び適する宿主生物内でのそのｍＲＮＡの翻訳に必要とされるＤＮＡ配列として定義される。
「発現カセット」とは、定義された制限部位においてベクターに挿入可能な発現産物をコードするＤＮＡのＤＮＡコーディング配列又はセグメントを意味する。カセット制限部位は、正しいリーディングフレーム内へのカセットの挿入を保証するように設計される。一般的に、外来ＤＮＡは、ベクターＤＮＡの１つ又は複数の制限部位に挿入され、次にベクターにより伝染性ベクターＤＮＡと共に宿主細胞に搬送される。発現ベクター等の、挿入又は付加されたＤＮＡを有するＤＮＡのセグメント又は配列は、「ＤＮＡ構築物」とも呼ばれる場合がある。
発現ベクターは、発現カセットを含み、また宿主細胞における自律複製のための起点又はゲノム組み込み部位、１つ又は複数の選択マーカー（例えば、抗生物質、例えばゼオシン（ｚｅｏｃｉｎ）、カナマイシン、Ｇ４１８、又はハイグロマイシン等に対する耐性を付与するアミノ酸合成遺伝子又は遺伝子）、いくつかの制限酵素切断部位、適するプロモーター配列、及び転写終結因子を通常更に含むが、これらの成分は作動可能に共に結合している。用語「ベクター」には、本明細書で用いる場合、自律複製ヌクレオチド配列、並びにゲノム組み込み用ヌクレオチド配列が含まれる。一般的な種類のベクターは「プラスミド」であり、それは一般的に、追加（外来）のＤＮＡを容易に受け入れ可能な二本鎖ＤＮＡの自己完結型分子であるが、また適する宿主細胞に容易に導入可能である。プラスミドベクターは、多くの場合、コーディングＤＮＡ及びプロモーターＤＮＡを含有し、また外来ＤＮＡの挿入に適する１つ又は複数の制限部位を有する。特に、用語「ベクター」又は「プラスミド」は、ＤＮＡ又はＲＮＡ配列（例えば、外来遺伝子）を宿主細胞に導入可能であり、その結果宿主を形質転換させ、そして導入された配列の発現（例えば、転写及び翻訳）を促進する媒体を意味する。
用語「宿主細胞」とは、本明細書で用いる場合、特定の組み換えタンパク質、例えば本明細書に記載するような抗体等を生成するように形質転換された初代対象細胞、及び子孫を指すものとする。すべての子孫が親細胞とまったく同一とは限らないが（計画的若しくは偶然の変異、又は環境の差異に起因して）、但し、該子孫が、当初形質転換された細胞の機能と同一の機能を保持する限り、そのように変化した子孫もその用語に含まれるものと理解すべきである。用語「宿主細胞株」とは、組み換え遺伝子を発現させて、組み換えポリペプチド、例えば組み換え抗体等を生成するのに用いられるような宿主細胞の細胞株を意味する。用語「細胞株」とは、本明細書で用いる場合、長期間にわたり増殖能力を獲得した特定の細胞型の確立されたクローンを意味する。そのような宿主細胞又は宿主細胞株は、細胞培養内で維持可能、及び／又は組み換えポリペプチドを生成するために培養可能である。
用語「単離された」又は「単離」とは、核酸、抗体、又はその他の化合物に関して本明細書で用いる場合、「実質的に純粋な」形態で存在するように、それが本来関連する環境から十分に分離された化合物を指すものとする。「単離された」とは、その他の化合物又は材料との人工的又は合成混合物、或いは基本的な活性を妨害しない、そして例えば、不完全な精製に起因して存在し得る不純物の存在の除外を必ずしも意味しない。特に、本発明の単離された核酸分子は、化学的合成物も含まれるように意図される。
本発明の核酸を参照しながら、用語「単離された核酸」が時に用いられる。この用語は、ＤＮＡに適用される場合、配列から分離したＤＮＡ分子を意味するが、その場合、該ＤＮＡ分子の起源となる生物の天然由来のゲノム内では、該ＤＮＡ分子は該配列と隣接する。例えば、「単離された核酸」は、ベクター、例えばプラスミド又はウイルスベクター等に挿入された、或いは原核細胞若しくは真核細胞又は宿主生物のゲノムＤＮＡに組み込まれたＤＮＡ分子を含み得る。ＲＮＡに適用される場合、用語「単離された核酸」は、上記で定義した単離されたＤＮＡ分子によりコードされるＲＮＡ分子を主に意味する。或いは、該用語は、天然の状態（すなわち、細胞又は組織内）ではその他の核酸と関連するＲＮＡ分子であるが、そのような核酸から十分に分離した該ＲＮＡ分子を意味し得る。「単離された核酸」（ＤＮＡ又はＲＮＡ）は、生物学的手段又は合成手段により直接生成し、そして生成期間中に存在するその他の成分から分離した分子を更に表す場合もある。
ポリペプチド又はタンパク質、例えば単離された免疫グロブリン等を参照する際に、用語「単離された」とは、化合物が本来関連する物質、例えば天然の環境、又は化合物が調製される場合（例えば、細胞培養）であって、そのような調製が組み換えＤＮＡ技術によりｉｎ ｖｉｔｒｏ若しくはｉｎ ｖｉｖｏで実施される場合、その環境において見出されるその他の化合物等を含まない、若しくは実質的に含まない該化合物を特に指すものとする。単離された化合物は、希釈剤、又はアジュバントと共に処方化され得るが、またなおも実用的な目的で単離され得る−例えば、ポリペプチド又はポリヌクレオチドは、診断又は治療で用いられる場合、薬学的に許容される担体又は賦形剤と混合され得る。
用語「組み換え」とは、本明細書で用いる場合、「遺伝子工学により調製される、又は遺伝子工学の結果」を意味するものとする。或いは、用語「改変された」が用いられる。例えば、修飾型免疫グロブリン又は免疫グロブリンドメインは、各親配列を改変して改変された免疫グロブリン又はドメインを生成させることによって、変異体が生成するように修飾され得る。組み換え宿主は、発現ベクター又はクローニングベクターを特に含む、又は組み換え核酸配列を含むように、特に宿主にとって外来のヌクレオチド配列を利用して遺伝子改変されている。組み換えタンパク質は、宿主内で各組み換え核酸を発現することにより産生される。用語「組み換え抗体」には、本明細書で用いる場合、免疫グロブリン、及び特に組み換え手段により調製、発現、作製、又は単離される抗体、例えば（ａ）ヒト免疫グロブリン遺伝子が遺伝子導入された若しくは染色体導入された動物（例えば、マウス）から単離された抗体、又はそれから調製されたハイブリドーマ、（ｂ）抗体を発現するように形質転換した宿主細胞から単離された、例えばトランスフェクトーマ由来の抗体、（ｃ）組み換え、コンビナトリアルヒト抗体ライブラリから単離された抗体、及び（ｄ）ヒト免疫グロブリン遺伝子配列を、その他のＤＮＡ配列にスプライシングする工程と関係する任意のその他の手段により調製、発現、作製、又は単離される抗体等が含まれる。そのような組み換え抗体は、例えば抗体成熟期間中に生ずる再配列及び変異を含めるように改変された抗体を含む。
所望の構造を有する抗体が識別されたら、そのような抗体は、例えばハイブリドーマ技法又は組み換えＤＮＡ技術を含む、当技術分野において周知の方法により生成可能である。
ハイブリドーマ法では、マウス又はハムスター等のその他の適する宿主動物が、免疫化で用いられるタンパク質と特異的に結合する抗体を産生する、又は産生する能力を有するリンパ球を誘発するように免疫化される。或いは、リンパ球は、ｉｎ ｖｉｔｒｏで免疫化され得る。次に、適する融合剤、例えばポリエチレングリコール等を用いてリンパ球をミエローマ細胞と融合させ、ハイブリドーマ細胞を形成する。
ハイブリドーマ細胞が増殖する培養培地は、抗原に対するモノクロナール抗体の産生について分析される。好ましくは、ハイブリドーマ細胞により産生されるモノクロナール抗体の結合特異性は、免疫沈降法により、又はｉｎ ｖｉｔｒｏ結合アッセイ法、例えばラジオイムノアッセイ法（ＲＩＡ）又は酵素結合免疫吸着測定法（ＥＬＩＳＡ）等により測定される。
組み換えモノクロナール抗体は、例えば、必要とされる抗体鎖をコードするＤＮＡを単離し、そして発現用のコーディング配列で組み換え宿主細胞をトランスフェクトすることにより、周知の組み換え発現ベクター、例えば本発明のプラスミド又は抗体配列をコードするヌクレオチド配列を含む発現カセット（複数可）を用いて生成可能である。組み換え宿主細胞は、原核細胞及び真核細胞、例えば上記の細胞等であり得る。
特定の態様によれば、ヌクレオチド配列は、抗体をヒト化する、又は抗体のアフィニティー若しくはその他の特徴を改善する遺伝子操作で利用可能である。例えば、抗体がヒトを対象とした臨床トライアル及び治療で用いられる場合には、定常領域は、ヒト定常領域とより密接に類似させて免疫反応を避けるように改変され得る。標的抗原に対するアフィニティーがより高まるように抗体配列を遺伝子操作するのが望ましいと考えられる。標的抗原に対する抗体の結合能力をなおも維持しつつ、抗体に１つ又は複数のポリヌクレオチドの変化を生じさせ得ることは、当業者にとって明白である。
様々な手段による抗体分子の生成は、一般的によく理解されている。例えば、米国特許第６３３１４１５号（Ｃａｂｉｌｌｙら）は、抗体の組み換え生成の方法について記載するが、この場合、重鎖及び軽鎖は、単一のベクターから又は単一の細胞中の２つの別個のベクターから同時に発現される。Ｗｉｂｂｅｎｍｅｙｅｒら、（１９９９年、Ｂｉｏｃｈｉｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ａｃｔａ、第１４３０巻（２）：１９１〜２０２頁）、並びにＬｅｅ及びＫｗａｋ（２００３年、Ｊ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第１０１巻：１８９〜１９８頁）は、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）の分離培養物中に発現したプラスミドを用いて個別に生成した重鎖及び軽鎖からのモノクロナール抗体の製造について記載する。抗体の生成に関連する様々なその他の技法が、例えばＨａｒｌｏｗら、ＡＮＴＩＢＯＤＩＥＳ：Ａ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ ＭＡＮＵＡＬ， Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ、Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ、Ｎ．Ｙ．、（１９８８年）に提示されている。
モノクロナール抗体は、培養物中の連続細胞系により抗体分子を生成する任意の方法を用いて生成される。モノクロナール抗体を調製するのに適する方法の例として、Ｋｏｈｌｅｒら（１９７５年、Ｎａｔｕｒｅ、第２５６巻：４９５〜４９７頁）のハイブリドーマ法、及びヒトＢ細胞ハイブリドーマ法（Ｋｏｚｂｏｒ、１９８４年、Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．、第１３３巻：３００１頁；及びＢｒｏｄｅｕｒら、１９８７、ｍｏｎｏｃｌｏｎａｌ Ａｎｔｉｂｏｄｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、（Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ、Ｉｎｃ．、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）、５１〜６３頁）が挙げられる。
本明細書に記載する抗体は、治療を必要としている対象への治療投与において利用可能である。
用語「対象」は、本明細書で用いる場合、温血哺乳動物、特にヒト又はヒト以外の動物を指すものとする。従って、用語「対象」は、特にイヌ、ネコ、ウサギ、ウマ、ウシ、ブタ、及び家禽を含む動物も指す場合がある。特に、本発明の抗体は、疾患状態の予防又は治療を必要とする対象又は患者を治療するために、医学的用途で提供される。用語「患者」には、予防上又は治療上の処置を受けるヒト及びその他の哺乳動物対象が含まれる。用語「処置」は、従って、予防上の処置と治療上の処置の両方が含まれるように意図される。
特に、本発明の抗体は、実質的に純粋な形態で提供される。用語「実質的に純粋な」又は「精製された」とは、本明細書で用いる場合、少なくとも５０％（ｗ／ｗ）、好ましくは少なくとも６０％、７０％、８０％、９０％、又は９５％の化合物、例えば核酸分子又は抗体等を含む調製物を指すものとする。純度は、化合物に適する方法により測定される（例えば、クロマトグラフィー法、ポリアクリルアミドゲル電気泳動法、ＨＰＬＣ分析法等）。
化合物、例えば本発明の免疫グロブリンの「治療上有効な量」という用語は、本明細書では、「有効な量」又は「十分な量」のいずれかの用語と交換可能に用いられるが、同用語は、対象に投与したとき、臨床結果を含む有益な結果又は所望の結果が有効となるのに十分な量又は活性であり、従って有効な量又はその類義語は、その用語が適用される文脈に依存する。
有効な量とは、そのような疾患又は障害を治療、予防、又は阻止するのに十分な化合物の量を意味するように意図されている。疾患という文脈において、本明細書に記載する免疫グロブリンの治療上有効な量は、抗体とその標的抗原の相互作用から利益を得る疾患又は状態を治療、調節、軽減する、逆転させる、又はそれに影響を及ぼすのに特に用いられる。
そのような有効な量に対応する化合物の量は、様々な要因、例えば投与される薬物又は化合物、医薬製剤、投与経路、疾患又は障害の種類、治療される対象又は宿主の同一性等に応じて変化するものの、当業者によりルーチン的に決定可能である。
本発明の抗体は、医薬組成物で特に利用され得る。従って、本明細書に記載する抗体及び薬学的に許容される担体又は賦形剤を含む医薬組成物が提供される。このような医薬組成物は、本発明に基づきボーラス注射若しくは輸液として、又は連続輸液により投与され得る。そのような投与手段を円滑にするのに適する医薬担体は、当技術分野において周知されている。
薬学的に許容される担体として、本発明により提供される抗体と生理学的に適合するあらゆるすべての適する溶媒、分散媒、コーティング物、等張性吸収遅延剤等が一般的に挙げられる。薬学的に許容される担体の更なる例として、無菌の水、生理食塩水、リン酸緩衝化生理食塩水、デキストロース、グリセロール、エタノール等、並びにその任意の組み合わせが挙げられる。
１つのそのような態様では、抗体は、所望の投与経路に適する１つ又は複数の担体と併用可能であり、抗体は、例えば、ラクトース、スクロース、スターチ、アルカノン酸、ステアリン酸のセルロースエステル、タルク、ステアリン酸マグネシウム、酸化マグネシウム、リン酸及び硫酸のナトリウム塩及びカルシウム塩、アカシア、ゼラチン、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン（polyvinylpyrrolidine）、ポリビニルアルコールのいずれかと混合され得るが、また任意選択的に、従来方式での投与用として更に錠剤化又はカプセル化される。或いは、免疫グロブリンは、生理食塩水、水、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、カルボキシメチルセルロースのコロイド溶液、エタノール、コーン油、ピーナッツ油、綿実油、ゴマ油、トラガカントガム、及び／又は様々なバッファーに溶解し得る。その他の担体、アジュバント、及び投与様式は、医薬品技術分野で周知されている。担体は、制御放出型材料又は時間遅延材料、例えばグリセリルモノステアレート若しくはグリセリルジステアレート等を単独で、又はワックス若しくは当技術分野において周知のその他の材料と共に含み得る。
追加の薬学的に許容される担体は、当技術分野において公知であり、また例えば、ＲＥＭＩＮＧＴＯＮ’Ｓ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥＳに記載されている。液状製剤は、液剤、乳剤又は懸濁剤であり得、また賦形剤、例えば懸濁剤、可溶化剤、界面活性剤、防腐剤、及びキレート剤等を含み得る。
本発明の抗体、及び１つ又は複数の治療上活性な薬剤が処方化される場合、医薬組成物が検討される。所望の純度を有する上記抗体を任意選択的な薬学的に許容される担体、賦形剤、又は安定剤と混合することにより、本発明の抗体の安定な製剤が、凍結乾燥された製剤又は水溶液の形態で保存用に調製される。Ｉｎ ｖｉｖｏ投与用として用いられる製剤は、特に無菌状態であり、好ましくは無菌の水溶液の形態である。これは、滅菌濾過メンブレンを通過する濾過又はその他の方法により容易に実現される。本明細書に開示の免疫グロブリン及びその他の治療上活性な薬剤は、イムノリポソームとしても処方化され得る、及び／又はマイクロカプセル中に捕捉され得る。
本発明の抗体を含む医薬組成物の投与は、経口、皮下、静脈内、鼻腔内、耳内（intraotically）、経皮、粘膜、局所的、例えばゲル、軟膏、ローション、クリーム等、腹腔内、筋肉内、肺内、膣内、非経口、直腸、又は眼内を含む様々な方法において実施可能である。
非経口投与で用いられる代表的な製剤として、皮下、筋肉内、又は静脈内注射に適する製剤、例えば無菌の液体、乳剤又は懸濁剤が挙げられる。
本発明は、本明細書で提示する実施例に詳記するような代表的な抗体を特に提供する。例えば、分子の構造及び機能を改善するために、Ｆｃを更に改変する場合、又は異なるＣＤＲ結合部位を含む、若しくは異なる特異性を有する抗体を生成する場合、特に２つの異なるＦｖ領域を取得する場合、更なる抗体変異体が、例えば例示した免疫グロブリンの機能的変異体を含め可能性を有する。
上記説明は、下記の実施例を参照しながらより十分に理解される。但し、そのような実施例は、本発明の１つ又は複数の実施形態を実践する方法を代表するに過ぎず、発明の範囲を制限するものと読み取るべきでない。
［実施例１］
ＣＨ３ドメイン交換抗体の構築、発現、精製、及び特徴付け
ＣＨ３ドメイン交換抗体は、野生型ＣＨ３ドメイン、或いは抗体のドメイン交換Ｆａｂアーム内のＣＨ１及び／又はＣＬドメインを置換するために改変された様々なＣＨ３ドメインを用いて形成可能であり、次に図１で一部示すような様々な形態に会合する。
実施例１では、下記のアミノ酸の特徴を有する３つの異なるドメイン交換ヘテロ二量体抗体の軽鎖及び重鎖をコードする合成ＤＮＡを生成した。
ドメイン交換ヘテロ二量体抗体１：
Ｆａｂアーム１及び対応する改変された軽鎖及び重鎖：
完全な抗体の一方のＦａｂアーム内のＣＨ１及びＣＬドメインをＣＨ３ドメインと置換して、ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｙ４０７Ｔ）軽鎖（配列番号１）及びＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ重鎖（配列番号２）を作製した。ＶＬ（１）及びＶＨ（１）ドメインは、ＥＧＦＲ特異的抗体ｈｕ４２５（Ｍａｔｕｚｕｍａｂ）１のＦｖを共同して形成する。
ＶＬ（１）−ＣＨ３鎖におけるＶＬ（１）ドメインからＣＨ３ドメインへの転移を、Ｃκ配列の４つのアミノ酸残基ＲＴＶＡ（配列番号４９、Ｒはヒトκ鎖の１０８番残基である（Ｋａｂａｔ ＥＵ ナンバリング））の直後に、ＣＨ３ドメインのＡ−ストランドに属するＥＰＱＶで始まるアミノ酸配列（配列番号５０、ＥはヒトＩｇＧ１重鎖の３４５番残基である（Ｋａｂａｔ ＥＵナンバリング））を繋げることにより形成した。ＣＨ３ドメイン配列はＱＫＳＬＳＬＳで終了し（配列番号５１、Ｑは、ヒトＩｇＧ１重鎖の４３８番残基である（Ｋａｂａｔ ＥＵ ナンバリング））、その後に 残基ＧＥＣが続く（Ｃκ鎖のＣ末端２１２〜２１４番残基（Ｋａｂａｔ ＥＵナンバリング）を表す）。
ＶＨ（１）−ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ３鎖におけるＶＨ（１）ドメインからＣＨ３ドメインへの転移は次の通り、すなわちＪ領域（アミノ酸配列ＶＴＶＳＳ（配列番号５２、最初のＶはヒトＶＨ領域の１０９番残基）で終わる）に、ヒトＣＨ１ドメインに属する５個の残基ＡＳＴＫＧ（配列番号５３、ＡはヒトＩｇＧ１重鎖の１１８番残基（Ｋａｂａｔ ＥＵナンバリング））が続き、その直後にＣＨ３ドメインのＡ−ストランドに属する、ＥＰＱＶ（配列番号５０、ＥはヒトＩｇＧ１重鎖の３４５番残基（Ｋａｂａｔ ＥＵナンバリング））で始まるアミノ酸配列が続いた。ＣＨ３ドメイン配列はＱＫＳＬＳＬＳ（配列番号５１、ＱはヒトＩｇＧ１重鎖の４３８番残基（Ｋａｂａｔ ＥＵナンバリング））で終わり、その後にヒト重鎖ヒンジ領域の一部分に該当する残基ＫＳＣ（ＫはヒトＩｇＧ１重鎖の２１８番残基（Ｋａｂａｔ ＥＵナンバリング））が続いた。
ＶＨ（１）−ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ３鎖内のＶＨ（１）ドメインに対してＣ末端側に位置するＣＨ３ドメインを有する同族の対を選好的に生成するために、ＶＬ（１）−ＣＨ３鎖のＣＨ３ドメインを改変したが、特にこれには、Ｒｉｄｇｗａｙら、１９９６年に基づく「ホール」変異Ｙ４０７Ｔ（Ｋａｂａｔ ＥＵナンバリング）が含まれ、従って、この鎖は、より正確にはＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｙ４０７Ｔ）（配列番号１）と命名される。
ＶＬ（１）−ＣＨ３鎖のＣＨ３ドメインを有する同族の対を選好的に生成するために、ＶＨ（１）−ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ３鎖内のＶＨ（１）ドメインに対してＣ末端側に位置するＣＨ３ドメインを改変したが、特にこれには、Ｒｉｄｇｗａｙら、１９９６年に基づく「ノブ」変異Ｔ３６６Ｙ（Ｋａｂａｔ ＥＵナンバリング）が含まれた。
抗体の第２の重鎖のＣ末端側ＣＨ３ドメインを有する同族の対を選好的に生成するために、この抗体のＶＨ（１）−ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ３重鎖のＣ末端側ＣＨ３ドメインを改変した。このＣＨ３ドメインの特異的エンジニアリングは、Ｄａｖｉｓら、２０１０年に基づく「ＡＧ」ＣＨ３ドメインのエンジニアリングに該当し、従って、この鎖は、より正確にはＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ（配列番号２）と命名される。
得られた二重特異性抗体１（ＢｓＡｂ１）は、両方の標的ＣＤ３×ＥＧＦＲを認識し、また下記の重鎖及び軽鎖により特に特徴付けられる：Ｈ１（配列番号２）、Ｈ２（配列番号４）、Ｌ１（配列番号１）、及びＬ２（配列番号３）。
Ｆａｂアーム２及び改変重鎖
ヘテロ二量体抗体の後半部分を、下記の鎖により形成した：
軽鎖（配列番号３）は、ＣＤ３特異的抗体ＯＫＴ３（ＶＬ２）のＶＬ配列をコードし、またＶＬ（２）−ＣＬドメインをコードする配列から構成された。
重鎖（配列番号４）は、ＣＤ３特異的抗体ＯＫＴ３（ＶＨ２）のＶＨ配列をコードし、またＶＨ（２）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡドメインをコードする配列から構成された。抗体の第１の重鎖（ＶＨ（１）−ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ）のＣ末端側ＣＨ３ドメインを有する同族の対を選好的に生成するために、このＶＨ（２）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ鎖のＣ末端側ＣＨ３ドメインを改変した。このＣＨ３ドメインの特異的エンジニアリングは、Ｄａｖｉｓら、２０１０年に基づく「ＧＡ」ＣＨ３ドメインのエンジニアリングに該当し、従って、この鎖はＶＨ（２）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ（配列番号４）と命名される。
ドメイン交換ヘテロ二量体抗体２
この抗体を、ドメイン交換ヘテロ二量体抗体１内のＦａｂアームと同様に改変した。但し、ドメイン交換ヘテロ二量体抗体２では、ＯＫＴ３ Ｆａｂアームは、Ｃ末端側ＣＨ３ＡＧドメイン（ＶＨ（２）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ（配列番号５））を含有する重鎖と融合しており、一方改変されたドメイン交換ｈｕ４２５ Ｆａｂアームは、Ｃ末端側ＣＨ３ＧＡドメインを含有する重鎖と融合している（ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ（配列番号６））。
その結果、この二重特異性抗体は、両方の標的ＣＤ３×ＥＧＦＲを認識し、また下記の重鎖及び軽鎖：Ｈ１（配列番号６）、Ｈ２（配列番号５）、Ｌ１（配列番号１）、及びＬ２（配列番号３）により特に特徴付けられる。
ドメイン交換ヘテロ二量体抗体３
この抗体を、ドメイン交換ヘテロ二量体抗体２としてＦａｂアームと同様に改変した。ドメイン交換ヘテロ二量体抗体３では、ＯＫＴ３ Ｆａｂアームは、Ｃ末端側ＣＨ３ＡＧドメインを含有する重鎖と融合しており、また改変されたドメイン交換ｈｕ４２５ Ｆａｂアームは、Ｃ末端側ＣＨ３ＧＡドメインを含有する重鎖と融合している。但し、ドメイン交換ヘテロ二量体抗体３では、野生型（ｗｔ）ＣＨ３ドメインは、ドメイン交換ヘテロ二量体抗体１及び２で用いた改変された「ノブ」及び「ホール」ＣＨ３ドメインの同族の対の代わりに、改変されたｈｕ４２５ ＦａｂアームのＶＬ１及びＶＨ１の両方とＣ末端側で交換した。ドメイン交換ヘテロ二量体抗体３では、ｈｕ４２５ Ｆａｂアームについて、配列ＶＬ（１）−ＣＨ３ｗｔ（配列番号７）、及びＶＨ（１）−ＣＨ３ｗｔ−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ（配列番号８）が用いられた。
その結果、この二重特異性抗体は、標的ＣＤ３×ＥＧＦＲの両方を認識し、また下記の重鎖及び軽鎖：Ｈ１（配列番号８）、Ｈ２（配列番号５）、Ｌ１（配列番号７）、及びＬ２（配列番号３）により特に特徴付けられる。
記載した抗体鎖をコードする合成ＤＮＡは、ｐＴＴ５哺乳動物発現ベクターへのクローニング用制限酵素に対応する配列と隣接する。
［実施例２］
ヒトＩｇ様の二重特異性抗体を発現するためのベクターの構築
実施例１に記載する３つのヒトドメイン交換ヘテロ二量体抗体を、下記の表で定義する遺伝子配列の所定の組み合わせに従い、１つの細胞内で４つの異なる遺伝子を組み合わせて発現させて生成する。ドメイン交換ヘテロ二量体抗体１の生成は、配列番号１、２、３、及び４の同時発現による。ドメイン交換ヘテロ二量体抗体２の生成は、配列番号１、３、５、及び６の同時発現による。ドメイン交換ヘテロ二量体抗体３の生成は、配列番号３、５、７、及び８の同時発現による。
これらの配列を発現させるために、８つの異なる哺乳動物ｐＴＴ５（Ｓｈｉら、２００５年）に基づく発現ベクターを構築したが、各ベクターは、下記の配列をコードする遺伝子の１つを含有した：
配列番号１：ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｙ４０７Ｔ）
配列番号２：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ
配列番号３：ＶＬ（２）−ＣＬ
配列番号４：ＶＨ（２）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ
配列番号５：ＶＨ（２）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ
配列番号６：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ
配列番号７：ＶＬ（１）−ＣＨ３ｗｔ
配列番号８：ＶＨ（１）−ＣＨ３ｗｔ−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ
ＶＬ１及びＶＨ１では、抗ＥＧＦＲ抗体のＭａｔｕｚｕｍａｂ（ｈｕ４２５）（Ｋｉｍ、２００４年）の可変ドメインを用いた。
ＶＬ２及びＶＨ２では、抗ＣＤ３抗体ＯＫＴ３（Ｖａｎ Ｗａｕｗｅら、１９８０年）の可変ドメインを用いた。
図１Ａは、ＣＨ３ドメイン（Ｄａｖｉｓら、２０１０年、及び米国特許第２００７０２８７１７０Ａ１号を参照）のＡＧ及びＧＡバージョンを用いて、ストランド交換操作ドメイン（ＳＥＥＤ）ＣＨ３ヘテロ二量体技術により、２つの異なる重鎖のヘテロ二量体化を実現する、有望なドメイン交換二重特異性抗体のうち、そのいくつかの構造を概略的に図示する。図１Ａ−１は、実施例１のドメイン交換ヘテロ二量体抗体１の構造を特に図示する。
［実施例３］
二重特異性抗体の発現及び特徴付け
実施例１及び２に記載のドメイン交換ヘテロ二量体抗体１、２、及び３を、標準技法に基づき、哺乳動物細胞内で小規模に発現させた。得られ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り精製し、そして非還元式ＳＤＳ−ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）及び粒径排除クロマトグラフィー分析法（ＳＥＣ）により特徴付けを行った（図２）。非還元式のゲルは、主に単一のバンドを示し、その分子量はドメイン交換抗体１及び２の両方について期待されるサイズに対応した（図２Ａ）。ドメイン交換抗体３では、ＳＤＳ−ＰＡＧＥは、期待されるサイズのバンドを示し、またより高分子量のタンパク質複合体に対応する追加のバンドも示した（図２Ａ）。
これらの精製されたタンパク質について、ＳＥＣ分析法により更に特徴付けを行い、ドメイン交換抗体１、２、及び３について、約７．５分（標準ＩｇＧ抗体について期待される溶出時間と類似）後にＳＥＣカラムからの主要なピークの溶出を示したが、ドメイン交換抗体１及び２（図２Ｂ及び２Ｃ）について、その他のタンパク質種による軽微な汚染、及び抗体３について追加のピークを示した（図２Ｄ）。従って、ドメイン交換Ｆａｂアームを使用することにより、二重特異性抗体について期待されるサイズのタンパク質が生成した。次に、ドメイン交換Ｆａｂアームにより形成した様々な二重特異性抗体を用いて広範な生化学的及び機能的特徴付け、並びに試験の実施を進めた。
［実施例４］
ドメイン交換二重特異性抗体１の大スケール発現及び特徴付け
ドメイン交換ヘテロ二量体二重特異性抗体１及び２は、類似した生物物理学的特徴、例えば類似した非還元式ＳＤＳ−ＰＡＧＥパターン及びＳＥＣプロファイルを有した。ドメイン交換ヘテロ二量体二重特異性抗体１の発現は、より高い発現レベルを実現し、これを更なる特徴付け用として選択した。
標準技法に基づき、より大スケール（培養培地００ｍＬ）で配列番号１、２、３、及び４遺伝子を同時発現させることにより、ドメイン交換ヘテロ二量体二重特異性抗体１を哺乳動物細胞内で発現させた。得られたタンパク質を、プロテインＡアフィニティークロマトグラフィーにより精製し、以後この特別なドメイン交換ヘテロ二量体二重特異性抗体をＢｓＡｂ１と呼ぶが、先行する実施例から理解されるように、これは、配列番号１、２、３、及び４の同時発現により構成されたドメイン交換抗体である。精製後のＢｓＡｂ１（抗ＣＤ３×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）について、非還元式及び還元式ＳＤＳ−ＰＡＧＥ、並びにＳＥＣ分析法により特徴付けを行った（図３）。
非還元式ＳＤＳ−ＰＡＧＥは、主に単一バンドを示し、その分子量は、ＢｓＡｂ１の期待されるサイズに対応した。サンプルをＳＤＳ−ＰＡＧＥ前に還元した場合、プロファイルは、ＶＨ（１）−ＣＨ３＿Ｋｎｏｂ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ（配列番号２）に対応するＨ１バンドと表示されるバンド、ＶＨ（２）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ（配列番号４）に対応するＨ２バンドと表示されるバンド、及びＶＬ（１）−ＣＨ３＿Ｈｏｌｅ（Ｙ４０７Ｔ）（配列番号１）とＶＬ（２）−ＣＬ（配列番号３）に対応するＬ１＋Ｌ２バンドと表示されるバンド（図３Ａ）を示した。
更に、精製後のタンパク質についてＳＥＣ分析法による特徴付を行うと、約７．５分後にカラムから溶出した＞９０％の主要なピークを示したが、その溶出は標準ＩｇＧ抗体の溶出に匹敵する（図３Ｂ）。
［実施例５］
二重特異性結合アッセイ
ＢｓＡｂ１（抗ＣＤ３×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）と２つの抗原ＣＤ３及びＥＧＦＲとの同時結合を試験するために、ＣＤ３＋ジャーカット細胞を、ＢｓＡｂ１又は対照の抗ＣＤ３抗ＥＧＦＲ二重特異性抗体で最初に染色し、その後に、ＥＧＦＲとのインキュベーションステップが続いた。二重特異性結合を、フルオレセインイソチオシアネートでラベリングした抗ＥＧＦＲ検出抗体を用いて検出し、そしてフローサイトメトリーにより分析した（図４）。
［実施例６］
Ｆａｂアーム内にＣＨ３ドメインを含有するワンアームド抗体の生成及び特徴付け
ＣＨ３ドメイン交換（ＫｉＨ同族の対）Ｆａｂ領域又は非改変Ｆａｂ領域を含有するワンアームド抗体を、３つの異なる遺伝子の同時発現により生成した。図５は、ワンアームド抗体の構造を概略的に図示する（非改変及びドメイン交換）。各抗体鎖をコードする遺伝子を含有する、異なる哺乳動物ｐＴＴ５に基づく発現ベクターを、これまでの記載に従い構築した。
配列番号１、配列番号２、及び配列番号９に示すアミノ酸配列をコードする３つの異なる遺伝子を、１つの細胞内で同時発現させることにより、ヒトドメイン交換ワンアームド抗体を生成した（ｈｕＦｃ＿ＧＡ ＳＥＥＤ）。非改変ワンアームド抗体を、配列番号９、配列番号１０（ＶＬ（１）−ＣＬ）、及び配列番号１１（ＶＨ（１）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ）に示すアミノ酸配列をコードする３つの異なる遺伝子の同時発現により生成した。
ＶＬ１及びＶＨ１の場合、抗ＥＧＦＲ抗体であるＭａｔｕｚｕｍａｂ（ｈｕ４２５）（Ｋｉｍ、２００４年）の可変ドメインを用いた。
得られたワンアームド抗体は、ＥＧＦＲを認識し、また下記の軽鎖及び重鎖により特に特徴付けられる。ドメイン交換ワンアームド抗ＥＧＦＲ：Ｈ１（配列番号２）、Ｈ２（配列番号９）、及びＬ１（配列番号１）。非改変ワンアームド抗ＥＧＦＲ：Ｈ１（配列番号１１）、Ｈ２（配列番号９）、及びＬ１（配列番号１０）。
両方の抗体は、標準技法に基づき、哺乳動物細胞内で発現させた。得られたタンパク質を、プロテインＡアフィニティークロマトグラフィーにより精製し、そして非還元式及び還元式ＳＤＳ−ＰＡＧＥ並びにＳＥＣ分析法により特徴付けを行った（図６）。非還元式のゲルは、ワンアームド抗体に対応する分子量を有する単一のバンドを主に示した。ＳＤＳ−ＰＡＧＥの前にサンプルを還元した場合、ワンアームド抗体（ＣＨ１／ＣＬ）のプロファイルは、ＶＨ（１）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ（配列番号１１）に対応するＨ１バンド、ｈｕＦｃ＿ＧＡＳＥＥＤ（配列番号９）に対応するＨ２バンド、及びＶＬ（１）−ＣＬ（配列番号１０）に対応するＬ１バンドを示す（図６Ａ）。ドメイン置換型抗体の還元式のプロファイルは、ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ（配列番号２）に対応するＨ１バンド、ｈｕＦｃ＿ＧＡ ＳＥＥＤ（配列番号９）に対応するＨ２バンド、及びＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｙ４０７Ｔ）（配列番号１）に対応するＬ１バンドを示す（図６Ａ）。精製後のタンパク質について、ＳＥＣ分析法により特徴づけを行ったとき、両方共に、約８分後にカラムから溶出する９０％＞の主要なピークを示した（図６Ｂ）。
［実施例７］
フローサイトメトリーによるＥＧＦＲ陽性細胞への１価の結合
ＣＨ３ドメイン交換抗ＥＧＦＲ Ｆａｂドメインを利用するワンアームド抗体を標的結合について試験し、また非改変抗ＥＧＦＲ Ｆａｂ（ＣＨ１／ＣＬ）を有するワンアームド抗体と比較した（実施例６を参照）。更に、ＢｓＡｂ１（抗ＣＤ３×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）を、ＥＧＦＲ標的結合について試験した。抗体とＥＧＦＲ発現性Ａ４３１細胞との結合をフローサイトメトリーにより測定した（図７）。細胞に結合した抗体を、フィコエリトリンとコンジュゲートされた抗ヒトＦｃ Ｆ（ａｂ）２二次抗体により検出し、そしてフローサイトメトリーを用いて細胞を分析した。細胞結合に関する５０％有効濃度（ＥＣ５０）を、プログラムＧｒａｐｈＰａｄ ＰＲＩＳＭを用いて結合曲線から計算した。
ワンアームドＣＨ３ドメイン交換抗ＥＧＦＲ抗体及びＢｓＡｂ１抗体は、ＥＧＦＲ陽性細胞との用量依存性の結合を示し、対照抗体（非改変Ｆａｂワンアームド抗ＥＧＦＲ）と類似した結合特性を有した（図７）。ワンアームド抗体のＥＣ５０は、５〜８ｎＭの範囲であった。ＢｓＡｂ１はＥＧＦＲ陽性細胞に結合したが、そのＥＣ５０は約７ｎＭであり、対照抗体に匹敵した（図７）。
これらの結果は、ＣＨ１／ＣＬを改変ＣＨ３ドメインに交換しても、各Ｆａｂフラグメントの抗原結合は変化しなかったことを示す。
［実施例８］
ドメイン交換二重特異性抗体２「ＢｓＡｂ２」（抗ＣＤ１６×抗ＥＧＦＲ）の構築、発現、精製、及び特徴付け
先行する実施例に記載され、またＢｓＡｂ１で用いられたＣＨ３ドメイン交換抗ＥＧＦＲ Ｆａｂを、マウス抗ＣＤ１６抗体３Ｇ８（Ｆｌｅｉｔら、１９８２年）と組み合わせて、以後ＢｓＡｂ２（抗ＣＤ１６×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）と呼ぶ新規のドメイン交換二重特異性抗体を生成した。哺乳動物ｐＴＴ５に基づく発現ベクターを更に２つ構築したが、各ベクターは下記の配列をコードする遺伝子の１つを含有した：
配列番号１２：ＶＬ（３）−ＣＬ
配列番号１３：ＶＨ（３）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ
ＶＬ（３）及びＶＨ（３）の場合、抗ＣＤ１６抗体３Ｇ８（Ｆｌｅｉｔら、１９８２年）の可変ドメインを用いた。
得られたＢｓＡｂ２は、標的ＣＤ１６×ＥＧＦＲの両方を認識し、また下記の重鎖及び軽鎖により特に特徴付けられる：Ｈ１（配列番号２）、Ｈ２（配列番号１３）、Ｌ１（配列番号１）、及びＬ２（配列番号１２）。
配列番号１、配列番号２、配列番号１２、及び配列番号１３に示すアミノ酸配列をコードする４つの異なる遺伝子を１つの細胞内で発現させることにより、ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ２（抗ＣＤ１６×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）を生成した。２つの異なる重鎖のヘテロ二量体化を、ＢｓＡｂ１について記載するＳＥＥＤ技術より実現した。
ＢｓＡｂ２を、標準技法に基づき、哺乳動物細胞内で発現させた。得られたタンパク質をプロテインＡ精製法により精製したが、単回ステッププロテインＡ精製後のＢｓＡｂ１について示された場合と類似した均質性を示し、そのサイズ及び純度は期待される通りであった。
質量分析法により、ＢｓＡｂ１及びＢｓＡｂ２の正しい会合について最終的な生化学的検証を行う準備として（次のセクションの実施例９を参照）、ＢｓＡｂ１及びＢｓＡｂ２を、ＳＥＣ調製法を用いた第２の精製ステップで更に精製した。この調製用ＳＥＣ精製ステップ後のタンパク質純度の例として、ＳＥＣ調製法によるこの第２の精製後のＢｓＡｂ２タンパク質について、非還元式及び還元式ＳＤＳ−ＰＡＧＥ、並びにＳＥＣ分析法により特徴付けを行った（図８）。非還元式のゲルは、単一のバンドを主に示し、その分子量はドメイン交換ＢｓＡｂ２に対応した。サンプルをＳＤＳ−ＰＡＧＥ前に還元した場合、プロファイルは、ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ（配列番号２）に対応するＨ１バンド、ＶＨ（３）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ（配列番号１３）に対応するＨ２バンド、ＶＬ（３）−ＣＬ（配列番号１２）に対応するＬ２バンド、及びＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｙ４０７Ｔ）（配列番号１）に対応するＬ１バンドを示す（図８Ａ）。この精製後のタンパク質について、ＳＥＣ分析法により更に特徴付けを行い、ドメイン交換ＢｓＡｂ１（抗ＣＤ３×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）の溶出時間、及び標準ＩｇＧ抗体の溶出時間とも類似した約７．５分後に、カラムから溶出する＞９０％の主要なピークを示した（図８Ｂ）。
［実施例９］
マススペクトロメトリーによる正しい会合の検証
ドメイン交換二重特異性抗体を分析する直接的なアプローチ
ドメイン交換二重特異性抗体内で鎖が正しく対を形成しているか確認するために、精製後のドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１（抗ＣＤ３×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）、及びＢｓＡｂ２（抗ＣＤ１６×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）を、液体クロマトグラフィー−マススペクトロメトリー（ＬＣ−ＭＳ）分析法により測定した。ＭＳ分析前に、サンプルをＰＮＧａｓｅＦにより脱グリコシル化した。図９及び図１０に示す通り、ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１及びＢｓＡｂ２について、１４８．２８４ｋＤａ及び１４８．０５０ｋＤａの単一のピークがそれぞれ検出された。これらの検出された質量は、４つの異なる抗体鎖の合計に対応する。これらの鎖が会合する期間中に、ジスルフィド架橋形成、Ｃ末端リジン切断、及びＮ末端ピログルタミン酸形成に起因して、更に質量が失われる可能性がある。約３２２ｋＤａのこのような質量損失を考慮すると、検出される平均質量は、ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１の場合、＜３Ｄａだけ、またドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ２の場合、約１２Ｄａ、計算した平均質量から相違する。ＧＡ−ホモ二量体は、いずれの抗体サンプルにおいても検出されなかった（計算による分子質量は、ホモ二量体ＯＫＴ３−ＧＡの場合：１４６．４６５ｋＤａ、及びホモ二量体３Ｇ８−ＧＡの場合：１４５．９８０ｋＤａ）。
これらの結果は、ドメイン交換二重特異性抗体を生成するために、同一の細胞内で同時発現させた４つ異なるタンパク質鎖は、化学量論的に正しく会合していることを実証する。
軽鎖の競合による間接的アプローチ
適用したＬＣ−ＭＳ方法は、正しく会合したドメイン交換抗体と、軽鎖が交換した抗体とを区別することができないので、競合アッセイ法を実施した。このアッセイでは、ドメイン交換二重特異性抗体に由来する軽鎖と重鎖の一方の両方を、１つの細胞内で、ｈｕＦｃ＿ＧＡ ＳＥＥＤ鎖（ヒンジ−ＣＨ２−ＣＨ３ＧＡ）と共に同時発現させ、ワンアームド抗体を形成した。ワンアームド重鎖と正しい軽鎖との特異的な対形成のみが生じた場合には、正しい軽鎖が対形成したＦａｂのみが形成される。ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１の抗体鎖をモデルとして選択した。
競合アッセイＩ（図１１）では、Ｆａｂ領域内にＣＨ１／ＣＬドメインを含有するワンアームド抗体を、ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ （Ｙ４０７Ｔ）（配列番号１）、ＶＬ（２）−ＣＬ（配列番号３）、ＶＨ（２）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ（配列番号５）、及びｈｕＦｃ＿ＧＡ ＳＥＥＤ（配列番号９）をコードする４つの異なる遺伝子を同時発現させることにより生成した。競合アッセイＩＩ（図１２）では、ＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂ領域を含有するワンアームド抗体を、ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｙ４０７Ｔ）（配列番号１）、ＶＬ（２）−ＣＬ（配列番号３）、ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ）（配列番号２）、及びｈｕＦｃ＿ＧＡ Ｓｅｅｄ（配列番号９）をコードする４つの異なる遺伝子を同時発現させることにより生成した。標準技法に基づき、抗体を哺乳動物細胞内で発現した。プロテインＡ精製後、タンパク質をＰＮＧａｓｅＦにより脱グリコシル化し、その後、ＬＣ−ＭＳにより分析した。主要なピーク９９．５２１ｋＤａ（図１１）、及び１０１．３８７ｋＤａ（図１２）を、競合アッセイＩ及びＩＩでそれぞれ検出した。これらの検出された質量は、競合アッセイＩでは正しく会合した非改変ワンアームド抗体、及び競合アッセイＩＩではドメイン交換ワンアームド抗体に対応する。誤対形成した変異体に対応する追加ピークを見出すことはできなかった。
これらの結果は、ＣＨ３ドメイン交換エンジニアリングによる、軽鎖と重鎖の正しい対形成の実施を示す。
［実施例１０］
ドメイン交換抗体の熱安定性
ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１及び２の安定性を、異なる走査熱量測定法（ＤＳＣ）により更に分析し、また見かけの転移の融解温度を測定した（図１３を参照）。
ドメイン交換二重特異性抗体はいずれも、アンフォールドする際に見かけ上３回転移する。ドメイン交換二重特異性抗体１及び２の第１の転移は、Ｔｍ１＝６１．３℃及びＴｍ１＝６１．９℃においてそれぞれ認められた。この転移は、ドメイン交換抗ＥＧＦＲ Ｆａｂドメインの熱的アンフォールディングに対応する。ドメイン交換二重特異性抗体１のＴｍ２＝６７．３℃における、及びドメイン交換二重特異性抗体２のＴｍ２＝６７．４℃における第２のピークは、ＡＧ／ＧＡ ＳＥＥＤ Ｆｃフラグメントのアンフォールディングに対応する。ドメイン交換二重特異性抗体１のＴｍ３＝７１．８℃における、及びドメイン交換二重特異性抗体２のＴｍ３＝７１．１℃における第３の転移は、天然型Ｆａｂドメイン（抗ＣＤ３又は抗ＣＤ１６）のアンフォールディングに対応する。
［実施例１１］
エフェクター陰性抗体の生成及び特徴付け
これまでの実施例で記載した二重特異性、及びワンアームド抗体に付加して、以下に列挙する新規の抗体を、抗体生成について上記実施例で記載したタンパク質の発現、精製、及び特徴付けの手順と同一の手順に従い、次の一連の実験で用いるために生成した。
・ＳＥＥＤ ＡＧ重鎖と融合した非改変ＯＫＴ３ Ｆａｂを有するワンアームド抗ＣＤ３。
・ＳＥＥＤ ＡＧ重鎖と融合した非改変３Ｇ８ Ｆａｂを有するワンアームド抗ＣＤ１６。
・エフェクター陰性（ＥＮ）アイソタイプＳＥＥＤ ＡＧ重鎖と融合し、ＥＮアイソタイプ ｈｕＦｃ＿ＧＡ ＳＥＥＤ鎖と対をなすＣＨ３ドメイン交換（ＫｉＨ同族の対）ｈｕ４２５ Ｆａｂを有するＥＮアイソタイプワンアームド抗ＥＧＦＲ。
・実施例８と同様に、但しエフェクター陰性（ＥＮ）アイソタイプＳＥＥＤ ＡＧ、及びＥＮアイソタイプＳＥＥＤ ＧＡ重鎖を用いて生成したＥＮアイソタイプドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ２（抗ＣＤ１６×抗−ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）。
エフェクター陰性（ＥＮ）アイソタイプＳＥＥＤ鎖を米国特許第８５６２９８６に記載されているＥＮヒトＩｇＧ２変異体配列に基づき生成し、及びＳＥＥＤ重鎖と共に使用されるように以下の通り改造した。
ＥＮ ＩｇＧ２変異体配列（米国特許第８５６２９８６号）からＥＮ ｈｕＦｃ＿ＳＥＥＤ鎖（ｈｕＦｃが、所定のヒトヒンジ−ＣＨ２−ＣＨ３配列から構成される場合）を生成するために、修飾されたヒトＩｇＧ１ヒンジ（Ｃ２２０Ｓ）、及び修飾されたヒトＩｇＧ２ ＣＨ２ドメイン（Ｆ２９６Ａ、Ｎ２９７Ｑ）を、ＳＥＥＤ「ＡＧ」又は「ＧＡ」ＣＨ３ドメイン（Ｄａｖｉｓら、２０１０年）のＮ末端と融合させて、ＥＮアイソタイプｈｕＦｃ＿ＡＧ ＳＥＥＤ、又はＥＮアイソタイプｈｕＦｃ＿ＧＡ ＳＥＥＤ鎖を生成させた。例えば、ｈｕＦｃ＿ｇ１ｈｉｎｇｅＥＮ−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＧＡ（配列番号１６）。
ドメイン交換Ｆａｂは、ＣＨ１配列を有さないので、ＩｇＧ２ ＣＨ１は、ＥＮドメイン交換重鎖で用いることはできず、また野生型ＩｇＧ２ ＣＨ１に本来存在する軽鎖共有結合部位は存在しなかった。従って、ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＡＧ（配列番号１５）で示したように、ＥＮドメイン交換抗ＥＧＦＲ「ＡＧ」ＳＥＥＤ重鎖を生成するために、野生型ヒトＩｇＧ１ヒンジ配列を、米国特許第８５６２９８６号に記載されている修飾されたヒトＩｇＧ２ ＣＨ２ドメイン（Ｆ２９６Ａ、Ｎ２９７Ｑ）と共に用いた。このデザインは、ＶＨ（３）−ＣＨ１−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＧＡ（配列番号１７）で示したように、二重特異性抗体「ＢｓＡｂ２ ＥＮ」（下記参照）で用いられるＥＮ非改変３Ｇ８ Ｆａｂ ＧＡ ＳＥＥＤ重鎖を生成するのにも用いられた。
哺乳動物ｐＴＴ５に基づく発現ベクターを更に構築したが、各ベクターは下記の配列をコードする遺伝子の１つを含有した：
配列番号１４：ＶＨ（３）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ
配列番号１５：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＡＧ
配列番号１６：ｈｕＦｃ＿ｇ１ｈｉｎｇｅＥＮ−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＧＡ
配列番号１７：ＶＨ（３）−ＣＨ１−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＧＡ
ＶＬ１及びＶＨ１の場合、抗ＥＧＦＲ抗体のＭａｔｕｚｕｍａｂ（ｈｕ４２５）（Ｋｉｍ、２００４年）の可変ドメインを用いた。
ＶＬ２及びＶＨ２の場合、抗ＣＤ３抗体ＯＫＴ３（Ｖａｎ Ｗａｕｗｅら、１９８０年）の可変ドメインを用いた。
ＶＬ（３）及びＶＨ（３）の場合、抗ＣＤ１６抗体３Ｇ８（Ｆｌｅｉｔら、１９８２年）の可変ドメインを用いた。
アミノ酸配列をコードする異なる遺伝子を１つの細胞内で発現させることにより、抗体を生成した。これまでの実施例においてＢｓＡｂ１について記載したように、２つの異なる重鎖のヘテロ二量体化を、ＳＥＥＤ技術により実現した。
ＳＥＥＤ ＡＧ重鎖と融合した、非改変ＯＫＴ３ Ｆａｂを有するワンアームド抗ＣＤ３を、ＶＬ（２）−ＣＬ（配列番号３）、ＶＨ（２）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ（配列番号５）、及びｈｕＦｃ＿ＧＡ ＳＥＥＤ（配列番号９）をコードする３つの異なる遺伝子を同時発現させることにより生成した。
ＳＥＥＤ ＡＧ重鎖と融合した、非改変３Ｇ８ Ｆａｂを有するワンアームド抗ＣＤ１６を、ＶＬ（３）−ＣＬ（配列番号１２）、ＶＨ（３）−ＣＨ１−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ（配列番号１４）、及びｈｕＦｃ＿ＧＡ ＳＥＥＤ（配列番号９）をコードする３つの異なる遺伝子を同時発現させることにより生成した。
ワンアームドエフェクター陰性（ＥＮ）ドメイン交換抗ＥＧＦＲを、ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ （Ｙ４０７Ｔ）（配列番号１）、ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ （Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＡＧ（配列番号１５）、及びｈｕＦｃ＿ｇ１ｈｉｎｇｅＥＮ−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＧＡ（配列番号１６）をコードする３つの異なる遺伝子を、１つの細胞内で同時発現させることにより生成した。
得られたワンアームドＥＮ抗体は、ＥＧＦＲを認識し、また下記の軽鎖及び重鎖により特に特徴付けられる：Ｈ１（配列番号１５）、Ｈ２（配列番号１６）、及びＬ１（配列番号１）。
エフェクター陰性（ＥＮ）アイソタイプドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ２（抗ＣＤ１６×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）は、以後「ＢｓＡｂ２ ＥＮ」と呼ぶが、これを、ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｙ４０７Ｔ）（配列番号１）、ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｙ）−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＡＧ（配列番号１５）、ＶＬ（３）−ＣＬ（配列番号１２）、及びＶＨ（３）−ＣＨ１−ＣＨ２ＥＮ−ＣＨ３ＧＡ（配列番号１７）をコードする４つの異なる遺伝子を１つの細胞内で同時発現させることにより生成した。
得られたＥＮ ＢｓＡｂ２は、標的ＣＤ１６×ＥＧＦＲの両方を認識し、また下記の重鎖及び軽鎖により特に特徴付けられる：Ｈ１（配列番号１５）、Ｈ２（配列番号１７）、Ｌ１（配列番号１）、及びＬ２（配列番号１２）。
多くの抗体エフェクター機能は、抗体のＦｃ部分にある結合部位を通じて、免疫細胞上のＦｃγ受容体に結合する抗体により媒介される。エフェクター機能の具体例として、抗体依存性細胞毒性（ＡＤＣＣ）が挙げられ、これは抗体のＦｃ部分にあるＦｃγ受容体結合部位を介して、抗体が免疫エフェクター細胞上のＣＤ１６ａ（ＦｃγＩＩＩａ）に結合することにより媒介される。エフェクター陰性アイソタイプ抗体は、そのＦｃを介したＣＤ１６ａとの結合が欠損している。
抗体とＣＤ１６ａ受容体（ＦｃγＩＩＩａ）との結合を、ＣＤ１６ａ細胞結合アッセイキット（ＣｉｓＢｉｏ社）により測定した（図１４）。このアッセイ法では、蛍光標識されたヒトＩｇＧがＣＤ１６ａと結合する際に、その結合と競合する抗体の能力について試験される。未標識試験抗体がＣＤ１６ａと結合する場合、未標識試験抗体は、標識されたＩｇＧの結合と競合し、この競合により、測定される結合シグナルが低下する。
抗ＣＤ１６ Ｆａｂアームを有するエフェクターコンピテント抗体は、抗ＣＤ１６ Ｆａｂアーム及びこの抗体のＦｃ部分にあるＦｃγ受容体結合部位の両方により、ＣＤ１６ａ受容体に結合すると期待される。エフェクター陰性アイソタイプ抗体は、Ｆｃ部分にあるＦｃγ受容体結合部位を通じてＣＤ１６ａに結合しない。
期待されるように、ワンアームドドメイン交換ＥＮ抗ＥＧＦＲ抗体では、ＣＤ１６ａ受容体との結合は検出されず、その結果、測定されたシグナルの低下は認められなかった（図１４、逆三角形）。その他の抗体は、ＣＤ１６ａ受容体との用量依存性の結合を示し、その結果、測定されたシグナルの阻害が認められ、５０％抑制濃度（ＩＣ５０）も異なった。非改変ＣＨ１／ＣＬ Ｆａｂ又はドメイン交換ＣＨ３−ＫｉＨ Ｆａｂのいずれかを有するワンアームド抗ＥＧＦＲ抗体において、最も弱いＣＤ１６結合が認められた（図１４、菱形）。その結合は２３〜７１ｎＭの範囲であった。期待されるように、ＢｓＡｂ２及びワンアームド抗ＣＤ１６抗体は、ＣＤ１６ａとの最強の結合を示した（図１４、それぞれ円及び三角形）。結合は、ＢｓＡｂ２の場合０．３ｎＭ、及びワンアームド抗ＣＤ１６抗体の場合０．１ｎＭの範囲であった。ＢｓＡｂ２のエフェクター陰性ＩｇＧ２変異体、「ＢｓＡｂ２ ＥＮ」（図１４、四角形）は、ＢｓＡｂ２と比較して、それより弱いＣＤ１６との結合（ＩＣ５０は約３．６ｎＭ）を示したが、１価の抗ＥＧＦＲ抗体と比較して、それより強い結合を示した。
これらの結果は、ＢｓＡｂ２は、抗ＣＤ１６ Ｆａｂアーム及び抗体のＦｃ部分にあるＦｃγ受容体の結合部位の両方を介してＣＤ１６ａ受容体に結合することができるが、一方、ＢｓＡｂ２ ＥＮは、ＣＤ１６ａとなおも結合可能であるが、抗ＣＤ１６ Ｆａｂアームを通じてのみ媒介され、その結合はより弱いことを示唆する。更に、ＢｓＡｂ２ ＥＮの場合、この単一の抗ＣＤ１６ ＦａｂアームとＣＤ１６ａとの結合は、１価の抗ＥＧＦＲ抗体のＦｃにあるＦｃγ受容体結合部位を通じてのみ生ずるＣＤ１６ａとの結合よりも強かった。
［実施例１２］
ドメイン交換抗体の機能的な活性
ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１及びＢｓＡｂ２の機能的細胞毒性を試験するために、連続希釈で適用した抗体の存在下で、活性化した一次Ｔ細胞又はＮＫ細胞をＥＧＦＲ過剰発現性Ａ４３１細胞と共にインキュベーションした。Ｅ：Ｔ比を１０：１として、エフェクターと標的細胞を同時培養した後、ＣｙｔｏＴｏｘ９６非放射性細胞毒性アッセイ法（CytoTox96 Non-Radioactive Cytotoxicity Assay）（Ｐｒｏｍｅｇａ社）を用いて、細胞溶解を、細胞が溶解した際に上清に放出される細胞死の指標である乳酸脱水素酵素（ＬＤＨ）の放出により測定した。活性化Ｔ細胞の場合は１８時間、及びＮＫ細胞の場合は４時間、同時培養を実施した。
活性化Ｔ細胞による、標的細胞Ａ４３１の用量依存性のリダイレクトされた細胞溶解が、ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１の存在下で検出された（図１５Ａに示す通り）。期待されるように、ワンアームド抗ＣＤ３抗体、ワンアームドドメイン交換抗ＥＧＦＲ抗体、及び陰性対照ワンアームド抗ＣＤ１６抗体は、標的細胞のリダイレクトされたＴ細胞溶解を示さなかった。ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１のみが、最大５０％の細胞溶解を示し、ＥＣ５０値を計算すると０．１〜０．３ｎＭであった。
このリダイレクトされたＴ細胞溶解により、ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１（抗ＣＤ３×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）の両方のアームが機能的であること、並びに両アームが、２つの標的、ＣＤ３及びＥＧＦＲを同時に関与させて、Ｔ細胞をリダイレクトさせてＡ４３１標的細胞を溶解させることが実証される。
ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ２（抗ＣＤ１６×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）及びそのエフェクター陰性（ＥＮ）変異体ＢｓＡｂ２ ＥＮの両方が、リダイレクトされたＮＫ細胞によるＡ４３１細胞の用量依存性細胞溶解を示した（図１５Ｂ）。両変異体は、最大５０％の標的細胞を溶解することが可能であった。ＢｓＡｂ２ ＥＮのドメイン交換二重特異性ＥＮ変異体のＥＣ５０計算値は３７ｐＭであり、エフェクター陽性ＢｓＡｂ２変異体のＥＣ５０値は、１０ｐＭであった。
それと比較して、ワンアームドドメイン交換抗ＥＧＦＲ抗体では、このワンアームド抗体のＦｃ部分にあるＦｃγ受容体結合部位を通じてＮＫ細胞が本来関与することから、抗ＣＤ１６アームを有さなくても、やはり同抗体も用量依存性の標的細胞溶解を示した。ワンアームドエフェクター陰性抗ＥＧＦＲ抗体は、エフェクター陰性ＩｇＧ２変異体アイソタイプＦｃによるＦｃγ受容体結合、及び抗ＣＤ１６アームの両方を欠くため、細胞溶解を示さなかった。期待されるように、陰性対照抗ＣＤ３抗体も細胞溶解を示さなかった。
エフェクター陰性変異体ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ２ ＥＮ（抗ＣＤ１６×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）による、Ａ４３１細胞のリダイレクトされたＮＫ細胞溶解から、ＢｓＡｂ２の両方のアームが機能的であること、並びに両アームが、２つの標的、ＣＤ１６及びＥＧＦＲを同時に関与させて、ＮＫ細胞をリダイレクトさせてＡ４３１標的細胞を溶解させることが示された。
総じて、これらの結果より、ドメイン交換二重特異性抗体フォーマットは、各Ｆａｂアームを用いて両方の標的に同時に関与可能な二重特異性抗体を生成することが示され、またこれらの抗体の生物学的機能は、２つの異なる標的との結合に依存することが実証される。
［実施例１３］
改変されたＣＨ３ドメインの組み合わせの例
図１で一部示すように、改変された異なるＣＨ３ドメインを利用して、ドメイン交換二重特異性抗体を形成するための多くの組み合わせ及び変形形態が存在する。下記は、改変されたＦｃ内のＣＨ３ドメイン（すなわち、ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対）と、ＣＨ３ドメイン交換Ｆａｂ（すなわち、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン）との組み合わせについて、そのいくつかの有望な例をリスト化する要約表である、図１Ａ〜１Ｄを参照。
ワンアームド抗体の一方のＦａｂアーム内のＣＨ１／ＣＬドメインを、改変された代替的ＣＨ３ドメインと置換した。この改変された代替的ＣＨ３ドメインは、ヘテロ二量体Ｆｃ分子における重鎖ヘテロ二量体化の実施に通常用いられる。モデルとして、抗ＥＧＦＲ ｈｕ４２５ Ｆａｂドメインを選択し、ＶＨ（１）及びＶＬ（１）で用いた。代替的ＣＨ３ドメインをコードするＤＮＡ配列を合成し、異なる哺乳動物ｐＴＴ５に基づく発現ベクターを構築したが、各ベクターは、下記の配列をコードする遺伝子の１つを含有する：
「ＫｉＨ２」ＣＨ３ドメイン（Ｒｉｄｇｗａｙら（１９９６年）、Ａｔｗｅｌｌら（１９９７年））
変異体１：
配列番号１８：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｗ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ
配列番号１９：ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ
変異体２：
配列番号２０：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ
配列番号２１：ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｗ）
「電荷対」ＣＨ３ドメイン（Ｇｕｎａｓｅｋａｒａｎら（２０１０年））
変異体１：
配列番号２２：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｅ３５６Ｋ、Ｄ３９９Ｋ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ
配列番号２３：ＶＬ（１）−ＣＨ３（Ｋ３９２Ｄ、Ｋ４０９Ｄ）
変異体２：
配列番号２４：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｋ３９２Ｄ、Ｋ４０９Ｄ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ
配列番号２５：ＶＬ（１）−ＣＨ３（Ｅ３５６Ｋ、Ｄ３９９Ｋ）
「Ａｚｙｍｍｅｔｒｉｃ」ＣＨ３ドメイン（Ｖｏｎ Ｋｒｅｕｄｅｎｓｔｅｉｎら（２０１３年））
変異体１：
配列番号２６：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｌ３５１Ｙ、Ｆ４０５Ａ、Ｙ４０７Ｖ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ
配列番号２７：ＶＬ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｔ３６６Ｌ、Ｋ３９２Ｌ、Ｔ３９４Ｗ）
変異体２：
配列番号２８：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｔ３６６Ｌ、Ｋ３９２Ｌ、Ｔ３９４Ｗ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ
配列番号２９：ＶＬ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｌ３５１Ｙ、Ｆ４０５Ａ、Ｙ４０７Ｖ
「ＳＥＥＤ」ＣＨ３ドメイン（Ｄａｖｉｓら（２０１０年））
変異体１：
配列番号３０：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＡＧ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ
配列番号３１：ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＧＡ）
変異体２：
配列番号３２：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＧＡ）−ＣＨ２−ＣＨ３ＡＧ
配列番号３３：ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＡＧ）
ワンアームド抗体及び二重特異性抗体（抗ＣＤ３×抗ＥＧＦＲ）を、哺乳動物細胞内で生成した。代替的ＣＨ３ドメインを有するワンアームドドメイン交換Ｆａｂ抗体の場合、ｈｕＦｃ＿ＧＡ（配列番号９）に付加して、上記リスト内に記載する２つのアミノ酸配列をコードする３つの遺伝子を発現させた。これらの代替的ＣＨ３交換ドメインを含有するドメイン交換二重特異性抗体を、配列番号３及び配列番号４に示す２つのアミノ酸配列に付加して、上記リスト内に記載する２つのアミノ酸配列をコードする４つの遺伝子を発現させることにより生成した。標準法により、プロテインＡを用いて、タンパク質を細胞培養培地から精製し、そしてＳＤＳ−ＰＡＧＥ及びＳＥＣ分析法により特徴付けを行った。
代替的ＣＨ３ドメインを有するワンアームド抗体
非還元式ＳＤＳ−ＰＡＧＥは、主に単一のバンドを示し、その分子量はドメイン交換ワンアームド抗体に対応した（図１６Ａ）。変異体１及び変異体２の間で有意差は認められなかった。ｈｕ４２５ ＣＨ３−Ａｚｙｍｍｅｔｒｉｃ変異体は、約９０ｋＤａの主要なバンドに認められる完全会合したワンアームド抗体について異なる移動性を示した。ＳＥＣ分析は、すべての変異体においてリテンションタイムが約７．９分の主要なピーク、及び程度に差はあるが追加ピークを示した（図１６Ｃ）。抗体のＦａｂアーム及びＦｃ領域の両方において、ＣＨ３−ＳＥＥＤドメインを含有するワンアームド抗体では、高分子量種の追加ピーク（リテンションタイム、６．７分）が最も支配的であった。これは、抗体のドメイン交換Ｆａｂアーム及びＦｃ領域の両方について、同一の改変されたＣＨ３ドメインを用いると、ミスペアリングとなる確率がより高いことを示唆し得る。
代替的ドメイン交換二重特異性抗体
非還元式ＳＤＳ−ＰＡＧＥは、代替的ＣＨ３ドメイン交換二重特異性抗体について、主に１つの主要なバンドを示したが、程度に差はあるがマイナーなバンドも存在した（図１６Ｂ）。ＳＥＣ分析では、すべてのサンプルは、リテンションタイムが約７．５分の主要なピーク、及びリテンションタイムが約８分のサイドピークを示した（図１６Ｄ）。追加の高分子量種も程度に差はあるが存在した。
代替的ＣＨ３ドメインを含有するワンアームドドメイン交換抗体の結合アッセイ法
代替的にドメイン交換したＦａｂドメイン（変異体１及び２）を含むワンアームド抗体を、フローサイトメトリーを用いて、抗原結合について試験した。ＥＧＦＲ過剰発現性Ａ４３１細胞を、試験対象抗体を連続希釈（１：３）してインキュベーションし、そして抗原との結合を、フィコエリトリンとコンジュゲートされた抗ヒトＦｃ Ｆ（ａｂ）２二次抗体を用いて検出した。代替的にドメイン交換したＦａｂドメイン（変異体１及び２）を含むワンアームド抗体は、抗体を含有する非改変Ｆａｂと類似した抗原結合特性を示した（図１７Ａ及びＢ）。すべてのサンプルのＥＧＦＲ結合は、ＥＣ５０として２〜４ｎＭの範囲であった。
ドメイン交換二重特異性抗体の機能的活性
変異体１及び２のタンパク質の特徴は同等であることから、ドメイン交換二重特異性抗体の変異体１を、機能的活性の試験用として選択した。連続希釈（１：４）した試験対象抗体の存在下で、活性化Ｔ細胞をＥＧＦＲ過剰発現性Ａ４３１細胞と共に同時培養した。Ｅ：Ｔ比を１０：１として、エフェクター細胞と標的細胞を１８時間同時培養した後に、ＣｙｔｏＴｏｘ９６非放射性細胞毒性アッセイ法（Ｐｒｏｍｅｇａ社）を用いて、細胞溶解をＬＤＨの放出により測定した。代替的ＣＨ３ドメイン（抗ＣＤ３×抗ＥＧＦＲ）を有するドメイン交換二重特異性抗体は、事前刺激されたＴ細胞によるＥＧＦＲ過剰発現性細胞の溶解をリダイレクトした（図１８）。これまでの実施例と比較するために、ドメイン交換二重特異性抗体ＢｓＡｂ１（抗ＣＤ３×抗ＥＧＦＲ ＣＨ３−ＫｉＨ）も含まれた。
このリダイレクトされたＴ細胞溶解により、代替的ＣＨ３ドメインを有するドメイン交換二重特異性抗体の両方のアームが機能的であること、並びに両アームが、２つの標的、ＣＤ３及びＥＧＦＲを同時に関与させて、Ｔ細胞をリダイレクトさせてＡ４３１標的細胞を溶解させることが実証される。
［実施例１４］
ヘテロ二量体ＫｉＨ抗体内のドメイン交換Ｆａｂに用いられる改変のＣＨ３ドメインの組み合わせの例
ワンアームドＫｉＨ抗体内のＣＨ１／ＣＬドメインを代替的ＣＨ３ドメインと置換した。この代替的ＣＨ３ドメインは、ＫｉＨドメイン交換を除き、実施例１３で用いたものと同一であった。図１９Ａは、Ｆａｂアーム内にドメイン交換を含むワンアームドＫｉＨ抗体の構造について概略的に図示する。モデルとして、抗ＥＧＦＲ ｈｕ４２５ Ｆａｂドメインを選択し、ＶＨ（１）及びＶＬ（１）で用いた。代替的ＣＨ３ドメインをコードするＤＮＡ配列を合成し、そして６つの異なる哺乳動物ｐＴＴ５に基づく発現ベクターを構築したが、各ベクターは下記の配列をコードする遺伝子の１つを含有する：
配列番号３４：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｅ３５６Ｋ、Ｄ３９９Ｋ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）
配列番号３５：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｋ３９２Ｄ、Ｋ４０９Ｄ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）
配列番号３６：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｌ３５１Ｙ、Ｆ４０５Ａ、Ｙ４０７Ｖ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ
配列番号３７：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｔ３６６Ｌ、Ｋ３９２Ｌ、Ｔ３９４Ｗ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）
配列番号３８：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＡＧ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）
配列番号３９：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＧＡ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）
３つの異なる抗体鎖をコードする３つの異なる遺伝子の同時発現により、ワンアームドドメイン交換ＫｉＨ抗体を生成した。ｈｕＦｃ＿ＫＮＯＢ（Ｔ３６６Ｗ）（配列番号４０）を、これら２つの遺伝子と共に同時発現した：
例示するワンアームド抗体は、配列番号４０として識別される重鎖Ｈ２と以下に示すＨ１／Ｌ１鎖のいずれかの対により特に特徴付けられる：
電荷対ＣＨ３ドメイン（Ｇｕｎａｓｅｋａｒａｎら、（２０１０年））
変異体１：
配列番号３４：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｅ３５６Ｋ、Ｄ３９９Ｋ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）
配列番号２３：ＶＬ（１）−ＣＨ３（Ｋ３９２Ｄ、Ｋ４０９Ｄ）
変異体２：
配列番号３５：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｋ３９２Ｄ、Ｋ４０９Ｄ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）
配列番号２５：ＶＬ（１）−ＣＨ３（Ｅ３５６Ｋ、Ｄ３９９Ｋ）
Ａｚｙｍｍｅｔｒｉｃ ＣＨ３ドメイン（Ｖｏｎ Ｋｒｅｕｄｅｎｓｔｅｉｎら（２０１３年））
変異体１：
配列番号３６：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｌ３５１Ｙ、Ｆ４０５Ａ、Ｙ４０７Ｖ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）
配列番号２７：ＶＬ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｔ３６６Ｌ、Ｋ３９２Ｌ、Ｔ３９４Ｗ）
変異体２：
配列番号３７：ＶＨ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｔ３６６Ｌ、Ｋ３９２Ｌ、Ｔ３９４Ｗ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）
配列番号２９：ＶＬ（１）−ＣＨ３（Ｔ３５０Ｖ、Ｌ３５１Ｙ、Ｆ４０５Ａ、Ｙ４０７Ｖ）
ＳＥＥＤ ＣＨ３ドメイン（Ｄａｖｉｓら、（２０１０年））
変異体１：
配列番号３８：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＡＧ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）
配列番号３１：ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＧＡ）
変異体２：
配列番号３９：ＶＨ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＧＡ）−ＣＨ２−ＣＨ３＿ＨＯＬＥ（Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ）
配列番号３３：ＶＬ（１）−ＣＨ３＿ＳＥＥＤ（ＡＧ）
ワンアームドドメイン交換ＫｉＨ抗体を哺乳動物細胞内で生成した。標準法により、プロテインＡを用いて、タンパク質を細胞培養培地から精製し、そしてＳＥＣにより特徴付けを行った。
ＳＥＣ分析法は、リテンションタイムが約７．９分の主要なピーク、及びリテンションタイムが約８．３分の追加ピークを示した（図１９Ｂ）。更に、高分子量種の追加ピーク（リテンションタイム、７．４分）が、ＣＨ３−Ａｚｙｍｍｅｔｒｉｃを含有するワンアームドドメイン交換抗体について認められた。更に、ＣＨ３−ＳＥＥＤを含有するワンアームドドメイン交換抗体は、高分子量種の追加ピークを５．７分及び６．８分に示した。
これらのタンパク質を、これまでの実施例の記載に従い、フローサイトメトリーを用いて、ＥＧＦＲ陽性細胞との細胞結合について更に試験した（図２０Ａ及びＢ）。異なるワンアームドドメイン交換ＫｉＨ抗体について、異なるＳＥＣプロファイルが得られたが、実施例６及び７に記載するワンアームドドメイン交換抗体と比較して、類似した抗原結合が認められ、すべての抗体について、ＥＣ５０計算値は３〜５ｎＭの範囲であった。
総じて、実施例１３及び１４より、改変のＣＨ３ドメインの組み合わせが異なっても、ドメイン交換抗体の形成に利用可能であることが実証される。
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Claims (21)

  1. ＶＬ−ＣＨ３から構成される軽鎖（ＬＣ）、及びＶＨ−ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ３を含む重鎖（ＨＣ）を含むドメイン交換抗体であって、ＬＣのＶＬ−ＣＨ３が、ＨＣのＶＨ−ＣＨ３と二量体化しており、これによりＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含むドメイン交換ＬＣ／ＨＣ二量体を形成する、前記抗体。
  2. 少なくとも１つのＣ末端延長を含み、前記延長が、別のＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含む、請求項１に記載の抗体。
  3. ＩｇＧ抗体であり、ＨＣが、ＶＨ−ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ３から構成され、任意選択的に１つ又は複数のリンカー又はヒンジ領域を更に含む、請求項１又は２に記載の抗体。
  4. ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣ二量体により特徴付けられるＦｃ領域を更に含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の抗体。
  5. ＬＣ／ＨＣ二量体を１つだけ含み、ＨＣがＣＨ２−ＣＨ３を含むＦｃ鎖と更に二量体化しており、これによりＦｃ領域を取得する、請求項４に記載の抗体。
  6. 第１のＨＣと対をなして、第１のエピトープを認識する第１の結合部位を含む第１のＬＣ／ＨＣ二量体を形成する第１のＬＣと、
    第２のＨＣと対をなして、第１のエピトープとは異なる、又は異なる抗原に由来する第２のエピトープを認識する第２の結合部位を含む第２のＬＣ／ＨＣ二量体を形成する第２のＬＣと
    を含む二重特異性抗体であり、
    第１のＬＣ／ＨＣ二量体又は第２のＬＣ／ＨＣ二量体のいずれかがドメイン交換されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の抗体。
  7. ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対のＣＨ３ドメインの少なくとも一方が、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメインの同族の対を生成することが可能な、改変されたＣＨ３ドメインである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の抗体。
  8. ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含み、ＣＨ３ドメインの少なくとも一方が、ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメインの同族の対を生成することが可能な改変されたＣＨ３ドメインである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の抗体。
  9. ａ）ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対のＣＨ３ドメインの少なくとも一方が、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメインの同族の対を生成することが可能な、第１の改変されたＣＨ３ドメインであり、
    ｂ）ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対のＣＨ３ドメインの少なくとも一方が、ＣＨ３ＨＣ／ＣＨ３ＨＣドメインの同族の対を生成することが可能な、第２の改変されたＣＨ３ドメインであり、
    第１及び第２の改変されたＣＨ３ドメインが、少なくとも１つの点変異において異なる、請求項８に記載の抗体。
  10. 前記改変されたＣＨ３ドメインが、配列番号４１として識別されるアミノ酸配列、又は配列番号４１と少なくとも６０％の配列相同性を有するその機能的変異体を含み、前記改変されたＣＨ３ドメインが、
    ａ）１つ若しくは複数のノブ若しくはホール変異、好ましくはＴ３６６Ｙ／Ｙ４０７’Ｔ、Ｆ４０５Ａ／Ｔ３９４’Ｗ、Ｔ３６６Ｙ：Ｆ４０５Ａ／Ｔ３９４‘Ｗ：Ｙ４０７’Ｔ、Ｔ３６６Ｗ／Ｙ４０７’Ａ及びＳ３５４Ｃ：Ｔ３６６Ｗ／Ｙ３４９’Ｃ：Ｔ３６６’Ｓ：Ｌ３６８’Ａ：Ｙ４０７’Ｖのいずれか、
    ｂ）他方の同族のＣＨ３ドメインのシステイン残基と共有結合し、これによりドメイン間ジスルフィド架橋を導入する、好ましくは両ＣＨ３ドメインのＣ末端を連結するシステイン残基、
    ｃ）ヒトＩｇＡ及びＩｇＧのＣＨ３配列の交互に反復するセグメントから構成されるＳＥＥＤ ＣＨ３ヘテロ二量体、並びに／又は
    ｄ）反発性の電荷がヘテロ二量体の形成を抑制する１つ若しくは複数の変異、好ましくはＫ４０９Ｄ／Ｄ３９９’Ｋ、Ｋ４０９Ｄ／Ｄ３９９’Ｒ、Ｋ４０９Ｅ／Ｄ３９９’Ｋ、Ｋ４０９Ｅ／Ｄ３９９’Ｒ、Ｋ４０９Ｄ：Ｋ３９２Ｄ／Ｄ３９９’Ｋ：Ｅ３５６’Ｋ又はＫ４０９Ｄ：Ｋ３９２Ｄ：Ｋ３７０Ｄ／Ｄ３９９’Ｋ：Ｅ３５６’Ｋ：Ｅ３５７’Ｋのいずれか、並びに／又は
    ｅ）ヘテロ二量体形成及び／若しくは熱安定性のために選択された１つ若しくは複数の変異、好ましくはＴ３５０Ｖ：Ｌ３５１Ｙ：Ｆ４０５Ａ：Ｙ４０７Ｖ／Ｔ３５０Ｖ：Ｔ３６６Ｌ：Ｋ３９２Ｌ：Ｔ３９４Ｗ、
    Ｔ３５０Ｖ：Ｌ３５１Ｙ：Ｆ４０５Ａ：Ｙ４０７Ｖ／Ｔ３５０Ｖ：Ｔ３６６Ｌ：Ｋ３９２Ｍ：Ｔ３９４Ｗ、
    Ｌ３５１Ｙ：Ｆ４０５Ａ：Ｙ４０７Ｖ／Ｔ３６６Ｌ：Ｋ３９２Ｍ：Ｔ３９４Ｗ、
    Ｆ４０５Ａ：Ｙ４０７Ｖ／Ｔ３６６Ｌ：Ｋ３９２Ｍ：Ｔ３９４Ｗ、又は
    Ｆ４０５Ａ：Ｙ４０７Ｖ／Ｔ３６６Ｌ：Ｔ３９４Ｗ、のいずれか、
    のうちの１つ又は複数を含み、
    ナンバリングが、ＫａｂａｔのＥＵインデックスに基づく、
    請求項７〜９のいずれか一項に記載の抗体。
  11. ＶＨドメイン又はＶＬドメインのいずれかとＣＨ３ドメインとの間のジャンクションが、
    ａ）ヒトＩｇＧ抗体のＣＨ２ドメインとＣＨ３ドメインとの間のジャンクションの少なくとも一部分、及び／又は
    ｂ）ヒトＩｇＧ抗体のＶＬドメインとＣＬドメインとの間のジャンクションの少なくとも一部分、及び／又は
    ｃ）ヒトＩｇＧ抗体のＶＨドメインとＣＨ１ドメインとの間のジャンクションの少なくとも一部分、及び／又は
    ｄ）長さがアミノ酸５〜２０個、好ましくはアミノ酸８〜１５個の人工的結合配列
    であるアミノ酸配列を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の抗体。
  12. ＣＨ２ドメイン及び／又はＣＨ３ドメインのいずれかに位置するＦｃγ受容体結合部位及び／又はＣ１ｑ結合部位を含むエフェクター機能コンピテント抗体である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の抗体。
  13. Ｆｃγ受容体及び／又はＣ１ｑとの結合が欠損しているＦｃ領域を含むエフェクター陰性抗体である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の抗体。
  14. ＣＨ２ドメイン及び／又はＣＨ３ドメインのいずれかに位置するｐＨ依存性ＦｃＲｎ結合部位を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の抗体。
  15. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の抗体であって、
    ａ）第１の標的を認識する結合部位が組み込まれた重鎖及び軽鎖の第１の対、並びに第２の標的を認識する結合部位が組み込まれた重鎖及び軽鎖の第２の対を含む、第１及び第２の標的を特異的に認識する二重特異性抗体、又は
    ｂ）標的を認識する結合部位が組み込まれた重鎖及び軽鎖の対を含む、１価の結合部位により標的を特異的に認識するワンアームド抗体であって、前記重鎖が定常領域から構成される別の重鎖に結合し、これによりＦｃ領域を形成するもの、
    のいずれかである、前記抗体。
  16. 二重特異性抗体であり、その第１の標的が、ＣＤ３又はＣＤ１６であり、及び第２の標的がＥＧＦＲである、請求項１５に記載の抗体。
  17. ワンアームド抗体であり、その標的が、ＥＧＦＲ、ＣＤ３、又はＣＤ１６のいずれかである、請求項１５に記載の抗体。
  18. 少なくとも１つのＣ末端延長を含み、前記延長が、ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対を含む軽鎖（ＬＣ）と重鎖（ＨＣ）を含むドメイン交換抗体であって、前記ＨＣが別のＨＣと二量体化しており、これによりＨＣ／ＨＣ二量体を形成する、前記抗体。
  19. ＣＨ３ＬＣ／ＣＨ３ＨＣドメイン対のＣＨ３ドメインの少なくとも一方が、ＦｃＲｎ結合部位において、ｐＨ依存性ＦｃＲｎ結合を低減させる少なくとも１つの変異、特にＨ４３３Ａ又はＨ４３５Ａ変異のうちの少なくとも１つを含み、ナンバリングが、ＫａｂａｔのＥＵインデックスに基づく、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の抗体。
  20. 抗体の定常ドメインが、ヒト起源のドメイン、又はヒト化ドメイン、又は各ヒトＩｇＧ１抗体ドメインと少なくとも６０％配列相同性を有する機能的に活性なその変異体である、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の抗体。
  21. 請求項１〜１９のいずれか一項に記載の抗体をコードする単離された核酸。
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