JP2017538445A - B型肝炎ウイルスのpres1に特異的に結合する抗体及びこの用途 - Google Patents

B型肝炎ウイルスのpres1に特異的に結合する抗体及びこの用途 Download PDF

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Abstract

本発明は、HBV(hepatitis B virus)の表面抗原preS1に特異的に結合する抗体、前記抗体をコーディングするポリヌクレオチド、前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクター、及び前記発現ベクターを含む形質転換体、前記抗体のHBV感染の予防または治療用途、及び前記抗体のHBV検出用途を提供するものである。

Description

本発明は、HBV(hepatitis B virus)の表面抗原PreS1(preS1)に特異的に結合する抗体、前記抗体をコーディングするポリヌクレオチド、前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクター、及び前記発現ベクターを含む形質転換体、前記抗体のHBV感染の予防または治療用途、及び前記抗体のHBV検出用途を提供するものである。
HBVは、2億4千名が慢性的に感染され、慢性的での慢性保菌者に影響を与える、全世界的に公衆保健問題を引き起こすウイルスである。HBVの外皮は、3つの係った表面糖タンパク質、具体的にL(large)タンパク質、M(middle)タンパク質、及びS(small)タンパク質を含む。このようなタンパク質は、preS1、preS2及びS部位に分けられる、一つのORF(open reading frame)の産物である。Sタンパク質はS部位でエンコーディングされるし、Mタンパク質はpreS及びS抗原を含む。また、Lタンパク質は、preS1、preS2及びS抗原を含む。前記3つの抗原は、ウイルス中和抗体を引き起こすものとして知られている。特に、Lタンパク質のpreS1及びS抗原の a決定因子(determinant)は、ウイルス感染に必須的役割をするものと報告されている。より具体的に記述すれば、最近、肝細胞のHBV受容体が糾明された。タウロコール酸ナトリウムトランスポーター(sodium taurocholate transporter、NTCP)と呼ばれるタンパク質は、高親和性・機能性受容体(high−affinity functional receptor)として、HBVpreS1に結合することが明らかになった(Yan、H., et al., Sodium taurocholate cotransporting polypeptide is a functional receptor for human hepatitis B and D virus.Elife,2012.1:p.e00049)。また、ヘパラン硫酸プロテオリカン(heparin sulfate proteoglycan、HSPG)は、低親和性受容体(low−affinity receptor)としてS抗原の a決定因子に結合することが明らかになった(Sureau、C.and J.Salisse,A conformational heparan sulfate binding site essential to infectivity overlaps with the conserved hepatitis B virus a−determinant.Hepatology,2013.57(3):p.985−94)。前記NTCPに結合するpreS1の領域は、ayw subtypeである場合、2番目から47番目までのアミノ酸残基であり、adr subtypeである場合、13番目から58番目までのアミノ酸残基である。この結果は、preS1の受容体結合部位に結合する抗体がHBV感染の抑制に非常に効果的に作用することを示唆する。
HBV感染の免疫学的予防のために、ヒト抗−HBsAg血漿から製造された、HBIG(hepatitis B immune globulin)をHBsAg−HBeAg陽性母体から生まれた乳児、感染性HBV含有物質に急性露出された敏感個体、慢性HBV−関連の肝疾患を持つ肝移植患者に投与する。しかし、HBIGは限られた入手可能性及び特異的活性が低いため、抗体の理想的源泉とは見られない。このような状況において、preS1及びS抗原に対するウイルス中和モノクローナル抗体は、HBV肝炎の免疫学的予防に対する効果的な代替剤になれる。このような背景下、本発明者らは、adr subtypeのHBVpreS1の37番目ないし45番目のアミノ酸残基(NSNNPDWDF)(この配列は、ayw subtypeの26番目ないし34番目のアミノ酸残基に当たる)を認識するマウスモノクローナル抗体であるKR127及びCDR移植を通じるヒト化抗体を開発したことがある(韓国登録特許第10−0345463号)。しかし、前記ヒト化抗体は、抗原結合親和度が比較的に低い方で、マウス由来のアミノ酸残基を相当含んでいるので、preS1抗原に対する効果的な中和反応誘導効果を奏しながらも、ヒトに対するより低い免疫原性を表す抗体の開発が依然として要求されてきた。
最近30年間、抗体工学技術の進歩により、モノクローナル抗体(mAbs)は強力なヒト治療剤として浮び上がった。非ヒト抗体は、ヒトで免疫反応を引き起こすことがあるため、これの治療的使用が制限されてきた。このような問題を解決するために、マウス抗体のCDR(complementarity−determining region)をヒトフレームワーク部位(FR)に移植するCDR移植技術を使ってヒト化抗体を製造してきた。しかし、いくつかのFR残基は、直接抗原に接触したり、CDRループ構造を支持する役割を行うので、単純なCDR移植はしばしば親和度を減少した。よって、ヒト化抗体は、大概CDR移植の他にも一部マウスFR残基を維持するように製造しなければならない。しかし、このようなヒト化抗体は、一般的にキメラ抗体に比べてヒトで免疫反応を誘発する度合が低いが、CDRはヒト由来ではないので、相変らず免疫原性を有する。したがって、抗原に対する親和度は維持しつつ、ヒト化抗体の免疫原性を最小化できる抗体の開発が必要となる。
本発明者らは、HBVのpreS1タンパク質に対する結合能が優れ、なお、人体で免疫原性の低い抗体を開発するために鋭意努力した結果、既存のpreS1に対する抗体に比べてHBV中和活性が高くて、免疫原性が低い2種の抗体を開発し、これをHBVに対する抗体治療剤として使うことができるし、HBV感染の免疫学的予防分野で使えることを確認し、本発明を完成した。
本発明の一つの目的は、HBV(hepatitis B virus)の表面抗原preS1に特異的に結合する、抗体を提供することである。
本発明の別の目的は、前記抗体をコーディングするポリヌクレオチド、前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクター、及び前記発現ベクターを含む形質転換体を提供することである。
本発明のまた別の目的は、前記抗体を含む組成物を提供することである。
本発明のまた別の目的は、前記抗体を含むHBV感染の予防または治療用薬学的組成物を提供することである。
本発明のまた別の目的は、前記抗体をHBV感染が疑われる個体に投与する段階を含む、HBV感染の予防または治療方法を提供することである。
本発明のまた別の目的は、前記抗体をHBV感染の予防または治療のための医薬品製造に使うための用途を提供することである。
本発明のまた別の目的は、前記抗体を利用してHBV感染が疑われる個体から分離した生物学的試料のpreS1タンパク質を抗原−抗体反応を通じて検出する段階を含む、HBV(hepatitis B virus)感染を診断するための情報提供方法又は診断方法を提供することである。
本発明のまた別の目的は、前記抗体を含むHBV検出用組成物を提供することである。
本発明のまた別の目的は、前記検出用組成物を含むHBV検出用キットを提供することである。
本発明のまた別の目的は、前記抗体をHBV検出のための組成物製造に使うための用途として提供することである。
本発明による抗体は、preS1に対する高い親和度を示しながらも、人体では低い免疫原性を表すので、これをHBVの中和が必要な分野で有用に使うことができる。
マウス抗体のKR127抗体及びヒト化抗体(HzKR127、HzKR127−3、HzKR127−3.1及びHzKR127−3.2)のVH及びVLのアミノ酸配列を示したものである(A−VH、B−VL)。DP7及び DPK12は、それぞれヒトIgVH及びVκ germline segmentである。「−」は同じアミノ酸残基を示す。KR127抗体の重鎖可変領域の配列を配列番号15に、軽鎖可変領域の配列は配列番号16に記載し、重鎖FR1は配列番号1、重鎖CDR1は配列番号2、重鎖FR2は配列番号3、重鎖CDR2は配列番号4、重鎖FR3は配列番号5、重鎖CDR3は配列番号6、重鎖FR4は配列番号7、軽鎖FR1は配列番号8、軽鎖CDR1は配列番号9、軽鎖FR2は配列番号10、軽鎖CDR2は配列番号11、軽鎖FR3は配列番号12、軽鎖CDR3は配列番号13、軽鎖FR4は配列番号14にそれぞれ示した。 競争的ELISA方法で抗体の親和度を決めた結果を示す図面。 aないしdは、KR127、HzKR127−3、HzKR127−3.1及びHzKR127−3.2抗体の親和度をOctet Redで決めた結果を示すもの。 HzKR127−3.2のエピトープ特異性(A)及びオフターゲット活性(B)を確認した結果を示すもの。(A)野生型GST−preS1(アミノ酸1−56)タンパク質及びこれのアラニン置換突然変異体を大腸菌で発現させた後、これを12%SDS−PAGEに適用し、KR127、HzKR127−3.1、またはHzKR127−3.2でウェスタンブロッティングした。GST−preS1に対応されるタンパク質バンドを示した。(B)preS1を発現するHEK293T細胞(293T−S1−L1)及びpreS1陰性細胞(HEK293T、SCK−L1、ACHN、B16F1、及びCHO)を使って、HzKR127−3.2を流細胞分析に適用した結果を示したもの。 HBVのayw(A)及びadr(B)サブタイプに対するHzKR127−3.2のIn vitro HBV中和活性を測定した結果を示したものである。細胞培養上澄液のHBsAgは、感染後10日となる時点でELISAで定量化し、これを対照群と比べてパーセントで示した。
前記の目的を果たすための本発明の一つの様態は、HBV(hepatitis B virus)の表面抗原preS1に特異的に結合する抗体である。
本発明で用語、「HBV(hepatitis B virus)の表面抗原preS1に特異的に結合する抗体」は、HBVの表面抗原であるpreS1に結合してHBVに対する中和活性を表すことができる抗体を言う。
具体的に、前記抗体は、配列番号2と記載された重鎖CDR1;配列番号24と記載された重鎖CDR2;及び配列番号21と記載された重鎖CDR3を含む重鎖可変領域と、配列番号9と記載された軽鎖CDR1;配列番号27と記載された軽鎖CDR2;及び配列番号13と記載された軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域を含む、HBVの表面抗原preS1に特異的に結合する抗体であり得る。より具体的に、前記抗体は、配列番号30に記載された重鎖可変領域及び配列番号31に記載された軽鎖可変領域を含むものであり得る。
本発明の一具現例では、前記配列を含む抗体をHzKR127−3.2と命名した。本発明ではHzKR127−3のHCDR2に位置したAsn58残基をセリンに、HCDR3に位置したAsp97残基をアラニンに変異させた場合、たった二つのアミノ酸を変異させたにもかかわらずpreS1に対する親和度が著しく増加した結果を表した。具体的に、前記抗体がKR127に比べてもpreS1に対する2.5倍以上の高い親和度を示すだけでなく、HBVadr及びaywサブタイプの全てに対する優れたin vitroウイルス中和活性を見せることを確認した。また、前記in vitroウイルス中和活性が前記抗体の抗原に対する高い結合速度に起因することを糾明した。前記HzKR127−3.2抗体は、KR127抗体に比べて潜在的免疫原性が顕著に減少した特性を有するので、ヒトに投与した時、免疫原性誘発可能性が低いながらもHBVに対する優れた中和活性を示すことができる(図2ないし5)。
また、具体的に、前記抗体は配列番号23と記載された重鎖可変領域、及び配列番号31と記載された軽鎖可変領域を含む抗体であり得る。
本発明の一具現例では、前記配列を含む抗体をHzKR127−3.1と命名した。前記HzKR127−3.1は、KR127抗体のFR残基をはじめとする多数の残基をヒトの残基に取り替え、KR127抗体に比べてヒトにとって低い免疫原性を表すことがでありながら、母抗体であるKR127及びHzKR127−3に比べて抗原に対する高い親和度を示す(図2及び3)。
このような本発明のpreS1結合抗体は、既存の抗体に比べて高い親和度及び低い免疫原性を提供してHBVに対する優れた中和活性を表すことができるので、本発明の抗体をpreS1に対する抗原を認識するために有用に使える任意の適用に使うことができる。
本発明における用語「抗体」は、免疫学的に特定抗原と反応性を持つ兔疫グロブリン分子を含む、抗原を特異的に認識する受容体の役割をするタンパク質分子を意味し、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、全(whole)抗体、及び抗体断片を全て含む。また、前記用語は、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体及び2価(bivalent)または二重特異性分子(例えば、二重特異性抗体)、ジアボディ、トリアボディー及びテトラボディーを含む。前記用語は、さらにFcRnに対する結合機能を有する一本鎖抗体、スキャブ、抗体不変領域の誘導体、及びタンパク質スキャフォールドに基づく人工抗体を含む。抗体全体は、2個の全体長さの軽鎖及び2個の全体長さの重鎖を持つ構造であり、各々の軽鎖は重鎖とジスルフィド結合で連結されている。前記全体抗体は、IgA、IgD、IgE、IgM及びIgGを含み、IgGは亜類型(subtype)としてIgG1、IgG2、IgG3及びIgG4を含む。前記抗体断片は、抗原結合機能を保有する断片を意味し、Fd、Fab、Fab'、F(ab')2及びFvなどを含む。前記Fdは、Fab断片に含まれている重鎖部分を意味する。前記Fabは、軽鎖及び重鎖の可変領域と軽鎖の不変領域及び重鎖の一番目不変領域(CH1 ドメイン)を持つ構造で、1個の抗原結合部位を有する。Fab'は重鎖CH1 ドメインのC末端に一つ以上のシステイン残基を含むヒンジ領域(hinge region)を有する点でFabと相違する。F(ab')2抗体は、Fab'のヒンジ領域のシステイン残基がジスルフィド結合をなして生成される。Fv(variable fragment)は、重鎖可変部位及び軽鎖可変部位のみを持つ最小の抗体の欠片を意味する。二重ジスルフィドFv(dsFv)は、ジスルフィド結合で重鎖可変部位と軽鎖可変部位が連結されていて、一本鎖Fv(scFv)は、一般的にペプチドリンカーを通じて重鎖の可変領域と軽鎖の可変領域が共有結合で連結されている。このような抗体断片は、タンパク質の加水分解酵素を利用して得られるし(例えば、全体抗体をパパインで制限して切断することでFabを得ることができるし、ペプシンで切断すればF(ab')2断片を得られる)、望ましくは遺伝子組み換え技術を通じて製作することができる。
本発明における用語「モノクローナル抗体」は、実質的に同一な抗体集団で得た単一分子組成の抗体分子を称し、このようなモノクローナル抗体は特定のエピトープに対して単一結合の特異性及び親和度を表す。
本発明における用語「キメラ性抗体(chimeric antibody)」は、DNA組み換え技術によってマウス抗体の可変領域とヒト抗体の不変領域を組み換えた形態の抗体であり、前記キメラ性抗体の免疫反応はマウス抗体に比べて大きく改善されるので、臨床的に使われる。
典型的に、兔疫グロブリンは重鎖及び軽鎖を持ち、各々の重鎖及び軽鎖は不変領域及び可変領域(前記部位はドメインとしても知られている)を含む。軽鎖及び重鎖の可変領域は、相補性決定領域(complementarity−determining region、以下「CDR」という)と呼ばれる3個の多変可能領域及び4個の構造領域(framework region)を含む。前記CDRは、主に抗原のエピトープ(epitope)に結合する役割をする。それぞれの鎖のCDRは、典型的にN−末端から順次にCDR1、CDR2、CDR3と呼ばれ、また前記CDRは、重鎖に位置した場合、重鎖CDR1、重鎖CDR2、重鎖CDR3と、軽鎖に位置した場合、軽鎖CDR1、軽鎖CDR2、軽鎖CDR3と呼ばれる。
また、前記のような本発明の抗体が不変領域を含む場合、IgG、IgA、IgD、IgE、IgM由来、またはこれらの組み合わせ(combination)またはこれらの混成(hybrid)による不変領域を含むむことができる。
本発明における用語「組み合わせ(combination)」とは、二量体または多量体を形成するとき、同一起源の一本鎖兔疫グロブリン不変領域を暗号化するポリペプチッドが相違する起源の一本鎖ポリペプチッドと結合することを意味する。その例として、IgG、IgA、IgD、IgE及びIgMの不変領域からなるグループから選択された2個以上の不変領域より二量体または多量体を形成することができる。
本発明における用語「混成(hybrid)による不変領域」とは、一本鎖免疫グロブリンの重鎖不変領域が2種類以上の兔疫グロブリン重鎖不変領域、具体的にIgG、IgA、IgD、IgE及びIgMから選択された2以上の兔疫グロブリン重鎖不変領域で由来された配列をいずれも含むことを意味する。
その例として、IgG、IgA、IgD、IgE及びIgMのCH1、CH2、CH3及びCH4からなるグループから選択される1個ないし4個のドメインからなるドメインのハイブリッドが可能となる。
特に制限はされないが、本発明における前記抗体は、望ましくはヒト化抗体であってもよい。
本発明における用語「ヒト化抗体(humanized antibody)」は、マウスモノクローナル抗体のCDR配列の全部または一部をヒト抗体に移植した形態の抗体を意味し、その例としてマウスモノクローナル抗体のCDRsをヒト抗体由来のFRと組み換えてヒト化可変領域を製造し、これを望ましいヒト抗体の不変領域と組み換えて製造することができるが、これに制限されない。また、前記マウス由来のCDRsのみを移植する場合、ヒト化抗体の親和度が低下することがあるので、FRアミノ酸残基をマウス抗体のアミノ酸に置換して親和度を増進させることもできるが、これに制限されない。
本発明のまた別の様態は、前記抗体をコーディングするポリヌクレオチド、前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクター、及び前記発現ベクターを含む、ヒトを除いた形質転換体である。
前記抗体に対しては前記の説明のとおりである。
本発明で提供する前記抗体をコーディングするポリヌクレオチドを含む発現ベクターは、特にこれに制限されないが、哺乳類細胞(例えば、ヒト、猿、兎、ラット、ハムスター、マウス細胞など)、植物細胞、酵母細胞、昆虫細胞またはバクテリア細胞(例えば、大腸菌など)を含む真核または原核細胞で前記ポリヌクレオチドを複製及び/または発現できるベクターになれるし、望ましくは宿主細胞で前記ヌクレオチドが発現されるように適切なプロモーターに作動できるように連結されるし、少なくとも一つの選別マーカーを含むベクターになれる。その例として、ファージ、プラスミド、コスミド、ミニ−染色体、ウイルスまたはレトロウイルスベクターなどに前記ポリヌクレオチドが導入された形態となれる。
前記抗体をコーディングするポリヌクレオチドを含む発現ベクターは、前記抗体の重鎖または軽鎖をコーディングするポリヌクレオチドをそれぞれ含む発現ベクター、または重鎖または軽鎖をコーディングするポリヌクレオチドを何れも含む発現ベクターであってもよい。
本発明で提供する前記発現ベクターが導入された形質転換体は、特にこれに制限されないが、前記発現ベクターが導入されて形質転換された大腸菌、ストレプトマイセス、ネズミチフス菌などのバクテリア細胞;酵母細胞;ピキア酵母などの菌類細胞;ジョウジョウバエ、ハスモンヨトウSf9細胞などの昆虫細胞;CHO(チャイニーズハムスターの卵巣細胞、chinese hamster ovary cells)、SP2/0(マウス骨髓種)、ヒトリンパ芽球(human lymphoblastoid)、COS、NSO(マウス骨髓種)、293T、ボウメラノーマ細胞、HT−1080、BHK(ベービハムスター腎臓細胞、baby hamster kidney cells)、HEK(ヒト胚芽由来腎臓細胞、human embryonic kidney cells)、PERC.6(ヒト網膜細胞)などの動物細胞;または植物細胞になってもよい。
本発明における用語「導入」は、前記抗体をコーディングするポリヌクレオチドを含むベクターを宿主細胞に伝達する方法を意味する。このような導入は、リン酸カルシウム−DNA共沈法、DEAE−デキストラン−媒介トランスフェクション法、ポリブレン−媒介形質感染法、電気衝撃法、微細針法、リポソーム融合法、リポフェクタミン及び原形質体融合法などの当分野に公知された多様な方法によって行われる。また、形質導入は、感染(infection)を手段とし、ウイルス粒子を使って目的物を細胞内に伝達することを意味する。同時に、遺伝子衝撃などによってベクターを宿主細胞内に導入することができる。本発明における導入は、形質転換と混用して使われてもよい。
本発明のもう一つの様態は、前記抗体を含む組成物である。
前記抗体に対しては前述したとおりである。
具体的に、前記組成物は薬学的組成物の形態であってもよい。
より具体的に、前記組成物は、前記抗体を含むHBV感染の予防または治療用薬学的組成物であってもよく、前記組成物は、B型肝炎の予防または治療に使われてもよい。
本発明における用語「B型肝炎」は、HBVに感染した場合、これによる免疫反応によって肝に炎症が生じる疾患を言う。本発明の抗体は、HBVに対する優れた中和能を表すので、これをB型肝炎の予防または治療に使うことができる。
本発明における用語「予防」とは、前記組成物の投与によってHBV感染の発病を抑制したり遅延するすべての行為を意味し、前記「治療」とは、前記組成物の投与によってHBV感染による症状が好転したり、よい方向へ変更する全ての行為を意味する。
前記薬学的組成物は、薬学的に許容可能な担体をさらに含むことができる。
本発明における用語「薬学的に許容可能な担体」とは、生物体を刺激せずに投与化合物の生物学的活性及び特性を阻害しない担体または希釈剤をいう。液状溶液で製剤化される組成物において許容される薬学的担体としては、滅菌及び生体に適するものであって、食塩水、滅菌数、リンガー液、緩衝食塩水、アルブミン注射溶液、ブドウ糖溶液、マルトデキストリン溶液、グリセロール、エタノール及びこれらの成分のうち、1成分以上を混合して使うことができるし、必要に応じて抗酸化剤、緩衝液、静菌剤など他の通常の添加剤を添加することができる。また、希釈剤、分散剤、界面活性剤、結合剤及び潤滑剤を付加的に添加することで、水溶液、懸濁液、乳濁液などのような注射用剤形、丸薬、カプセル、顆粒または錠剤に製剤化することができる。
前記薬学的組成物は、経口または非経口の様々な剤形であってもよい。製剤化する場合は、普通使用する充填剤、増量剤、結合剤、湿潤剤、崩壊剤、界面活性剤などの希釈剤または賦形剤を使って調剤する。経口投与のための固形製剤には、錠剤、丸剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤などが含まれ、このような固形製剤は一つ以上の化合物に少なくとも一つ以上の賦形剤、例えば、澱粉、炭酸カルシウム、スクロース(sucrose)またはラクトース(lactose)、ゼラチンなどを混ぜて調剤される。また、単純な賦形剤の他にステアリン酸マグネシウム、タルクなどのような潤滑剤も使われる。経口投与のための液状製剤としては、懸濁剤、耐溶剤、エマルジョン、シロップ剤などが該当するが、よく使われる単純希釈剤の水、リキッドパラフィン以外に様々な賦形剤、例えば、湿潤剤、甘味剤、芳香剤、保存剤などが含まれてもよい。非経口投与のための製剤には、滅菌された水溶液、非水性溶剤、懸濁剤、エマルジョン、凍結乾燥製剤、座剤が含まれる。非水性溶剤、懸濁溶剤としては、プロピレングリコール(propylene glycol)、ポリエチレングリコール、オリーブオイルのような植物性油、オレイン酸エチルのような注射可能なエステルなどが使われてもよい。座剤の基剤としては、ウィテップゾール(witepsol)、マクロゴ−ル、ツイーン(tween)61、カカオ脂、ラウリン脂、グリセロゼラチンなどが使われてもよい。
前記薬学的組成物は、錠剤、丸剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤、懸濁剤、耐溶剤、エマルジョン、シロップ制、滅菌された水溶液、非水性溶剤、懸濁剤、エマルジョン、凍結乾燥製剤及び座剤からなる群から選択されるいずれか一つの剤形を有してもよい。
前記本発明の組成物は、薬学的に有効な量で投与する。
本発明における用語「薬学的に有効な量」は、医学的治療に適用可能な合理的受恵/危険の割合で疾患を治療するために十分な量を意味し、有効用量の水準は個体種類及び重症度、年齢、性別、ガンの種類、薬物の活性、薬物に対する敏感度、投与時間、投与経路及び排出割合、治療期間、同時に使われる薬物を含む要素、及びその他の医学分野でよく知られている要素によって定められてもよい。本発明の組成物は、個別治療剤で投与したり、他の治療剤と併用して投与されることがあり、従来の治療剤とは順次または同時に投与されてもよい。そして、単一または多重投与されてもよい。前記要素を全て考慮することで、副作用なしに最小限の量で最大の効果を得られる量を投与することが重要であり、当業者によって容易に決められる。
また、具体的に、前記組成物はHBV検出用組成物であってもよい。前記組成物は、また B型肝炎診断用組成物として使われてもよい。
本発明のもう一つの様態は、前記抗体をHBV感染が疑われる個体に投与する段階を含むHBV感染の予防または治療方法である。前記方法はまたB型肝炎の予防または治療に使われてもよい。
前記方法は、抗体及び薬学的に許容可能な担体をさらに含む薬学的組成物をHBVが感染されたり感染された個体に投与する段階を含むHBV感染を予防または治療する方法であってもよく、前記薬学的に許容可能な担体は前記で説明したとおりである。
前記個体は、牛、豚、羊、ニワトリ、犬、ヒトなどを含む哺乳動物、鳥流などを含み、本発明の前記組成物の投与によってHBV感染が治る個体は制限せずに含まれる。
このとき、前記抗体は薬学的に有効な量で単一または多重投与されてもよい。このとき、抗体は液剤、散剤、エアロゾール、カプセル剤、腸溶皮錠剤またはカプセル剤または座剤の形態で投与することができる。投与経路は腹腔内投与、静脈内投与、筋肉内投与、皮下内投与、内皮投与、経口投与、局所投与、鼻内投与、肺内投与、直腸内投与などを含むが、これに制限されない。しかし、経口投与の際に、タンパク質またはペプチドは消化されるので、経口用組成物は活性薬剤をコーティングしたり、胃での分解から保護されるように剤形化することができる。また、製薬組成物は、活性物質が標的細胞へと移動できる任意の装置によって投与されてもよい。
本発明のもう一つの様態は、前記抗体をHBV感染の予防または治療のための医薬品の製造に使うための用途である。前記医薬品は、またB型肝炎の予防または治療に使われる。
前記抗体及びHBV感染の予防または治療に対しては、前述したとおりである。
本発明のもう一つの様態は、前記抗体を利用してHBV感染が疑われる個体から分離された生物学的試料に存在するpreS1タンパク質を抗原−抗体反応を通じて検出する段階を含む、HBV感染の診断のための情報提供方法である。また、前記方法はHBV感染の診断方法である。
前記抗体、HBVに対しては前述したとおりである。
また、前記方法はB型肝炎の診断のために使われてもよい。
前記HBV診断のための情報の提供方法は、本発明のpreS1に特異的な抗体を、HBV感染が疑われる個体から分離された生物学的試料と反応させて抗原−抗体複合体形成を検出することでpreS1タンパク質を検出することができ、これを通じてHBV感染の診断のための情報を提供することができる。
具体的に、(a)前記抗体をHBV感染が疑われる個体から分離された生物学的試料で処理し、preS1タンパク質を抗原−抗体反応を通じて検出する段階;(b)前記(a)で検出されたpreS1タンパク質の水準を対照群と比較し、対照群に比べてpreS1タンパク質の水準が高ければHBV感染患者と判定する段階を含む方法である。
本発明における用語「生物学的試料」とは、組織、細胞、全血、血清、血漿、組織剖検試料(脳、肌、リンパ節、脊髓など)、細胞培養上澄液、破裂した真核細胞及び細菌発現系などを挙げられるが、これに制限されることはない。これら生物学的試料を操作したり、操作しない状態で本発明の抗体と反応させ、preS1タンパク質の存在またはHBVの感染有無を確認することができる。
本発明における用語「抗原−抗体複合体」とは、試料中のpreS1タンパク質抗原と、これを認知する本発明による抗体の結合物を意味し、このような抗原−抗体複合体の形成は比色法(colormetric method)、電気化学法(electrochemical method)、蛍光法(fluorimetric method)、発光法(luminometry)、粒子計数法(particle counting method)、肉眼測定法(visual assessment)及び閃光計数法(scintillation counting method)からなる群から選択される任意の方法で検出することができる。しかし、必ずこれらにのみ制限されず、多様な応用と適用が可能である。
本発明では、抗原−抗体複合体を検出するためのものとして様々な標識体を使うことができる。具体例としては、酵素、蛍光物、リガンド、発光物、微細粒子、放射性同位元素からなるグループの中で選択されてもよく、必ずしもこれらにのみ限定されることはない。
検出標識体として使われる酵素としては、アセチルコリンエステラーゼ、アルカリホスファターゼ、β−D−ガラクトシダーゼ、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、β−ラクタマーゼなどを含み、蛍光物としては、フルオレセイン、Eu3+、Eu3+ キレートまたはクリプタートなどを含み、リガンドとしては、ビオチン誘導体などを含み、発光物としてはアクリジニウムエステル、イソルミノール誘導体などを含み、微細粒子としてはコロイド金、着色されたラテックなどを含み、放射性同位元素としては57Co、H、125I、125I−ボントン(Bonton)ハンター(Hunter)試薬などを含む。
望ましくは、抗原−抗体複合体を酵素免疫吸着法(ELISA)を利用して検出することができる。酵素免疫吸着法(ELISA)には、固体支持体に付着した抗原を認知する標識された抗体を利用する直接的ELISA、固体支持体に付着した抗原を認知する抗体の複合体で捕獲抗体を認知する標識された二次抗体を利用する間接的ELISA、固体支持体に付着した抗体と抗原の複合体で抗原を認知する標識された別の抗体を利用する直接的サンドイッチELISA、固体支持体に付着した抗体と抗原の複合体で抗原を認知する別の抗体と反応させた後、この抗体を認知する標識された2次抗体を利用する間接的サンドイッチELISAなど多様なELISA方法を含む。
前記抗体は、検出標識を持つことができ、検出標識を持たない場合は、これらのモノクローナル抗体を捕獲することができるし、検出標識を持つ別の抗体を処理して確認することができる。
本発明のもう一つの様態は、前記HBV検出用組成物を含む、HBV検出用キットである。前記キットは、またB型肝炎診断キットの形態であってもよい。
前記組成物及びB型肝炎、診断に対しては前述したとおりである。
本発明のもう一つの様態は、前記抗体をHBV検出のための組成物製造に使うための用途である。
前記抗体及びHBVに対しては前述したとおりである。
以下、本発明を下記の例によって詳しく説明する。ただし、下記の例は本発明を例示するためのものであって、下記の例によって本発明の範囲が制限されることはない。
実施例1:実験方法
(1)細胞培養
HEK293T、ACHN、B16F1、及びSCK−L1細胞は、10%FBS(fetal bovine serum)が補われたDMEM(インビトロジェン)培地で培養した。CHO−DG44細胞は、ヒポキサンチン(hypoxanthine、10mg/l)、チミジン(thymidine、10mg/l)、グリシン(glycine、50mg/l)、グルタミン(glutamine、587 mg/l)、グルコース(4.5 mg/l)、10%FBS及び抗生剤−抗真菌剤(GIBCO/BRL)を含む DMEM/F12(インビトロジェン)培地で培養した。HepaRG細胞は、Gripon、P et al.(Proc Natl Acad Sci USA.2002 Nov 26;99(24):15655−60.)に記述された方法によって培養して分化させ、5%牛胎児血清、2%DMSO、5 mg/Lインシュリン、5×10−6 Mヒドロコルチゾン(hydrocortisone)、5μg/L亜セレン酸ナトリウム(sodium selenite)、20,000 UI/Lペニシリン、及び20mg/Lストレプトマイシンが補われたWilliam's E培地(Gibco Life technologies)を含む96−ウェルプレートで5%CO、37℃のインキュベーターで培養して維持させた。
(2)ヒト化抗体の製作、発現及び錠剤
ヒト化VH及びVL遺伝子は、GeneArt(ドイツ)に依頼して合成した、これをヒトCγ及びCκを含むpdCMV−dhfrC−cA10A3のEcoRI−ApaI及びHindIII−BsiWI位置のそれぞれに順次にサブクローニングした。製造された発現ベクターは、HEK293T細胞にリポフェクタミン(インビトロジェン)を使って導入した。細胞培養上澄液は、タンパク質−Aセファロースコラム(ミリポア)を使用した親和度クロマトグラフィーに適用し、タンパク質の濃度はモル吸収係数に基づいてNanoDrop(Thermo Scientific)で決定した。錠剤されたタンパク質が完全であるか否かはSDS−PAGEを使って分析した。
(3)親和度決定
親和度決定は、競争的ELISAを使って分析し、具体的分析方法は次のとおりである(Oh MS et al.,A new epitope tag from hepatitis B virus preS1 for immunodetection、localization and affinity purification of recombinant proteins、JImmunol Methods.2003 Dec;283(1−2):77−89.)。
5−10ngの抗体を含む溶液を多様な濃度のGST−preS1抗原(10−10−10−6M、競争的抗原)と37℃の温度で3時間インキュベーションし、これを100ngのGST−preS1抗原がコーティングされた各ウェルに添加した。37℃で1時間インキュベーションした後、goat anti−mouse IgG(Fc−specific)−HRP conjugate(1:5000 v/v、Pierce、IL)を添加し、30分間インキュベーションした。洗浄後、0.04%OPD(ortho−phenylenediamine−dihydrochloride)及び0.012%HOを含む0.2Mクエン酸塩(citrate)−PO緩衝液(pH5.0)を各ウェルに添加した。反応は2.5M HSOで中止し、吸光度(A)は492nmでELISAリーダー機(SOFTmaxPRO、Moleclar Devices、USA)で測定した。分離平衡定数(Kd)は、Klotzプロットで分析した。
Octet Redによる親和度決定のためには、抗−ヒトFcがコーティングされたバイオセンサチップ(ForteBio、18−0015)は96−ウェルマイクロプレート(Greiner bio−one、655209)を100rpmで撹拌しながら0.1%w/vで牛血清アルブミンを含む PBS(0.1%PBA)で20分間活性化し、その後2μg/mLの抗体で10分間飽和させた。これは、一般的に1nmのキャプチャー水準をもたらす。GST−preS1は、0.1%PBAで2倍段階的希釈(6.25、12.5、25、50、及び100nM)して製造し、これを抗体が結合されたチップにそれぞれインキュベーションした。結合及び分離速度をそれぞれ15分及び30分間測定した。すべての測定は、ランニング緩衝液にのみ露出した対照群センサーを抜くことで、ベースライン上昇(baseline drift)を正した。作動温度は30℃と維持した。データはForteBioデータ分析ソフトウェア7.0を持つ1:1相互作用モデル(fitting global、Rmax unlinked by sensor)を使って分析した。
(4)ウェスタンブロット分析
GST−preS1(amino acids 1−56)及びpreS1(amino acids 37−47)のアラニン置換突然変異タンパク質は、それぞれE.coli DH5α細胞で発現した。タンパク質抽出液は、12%SDS−PAGE及びKR127抗体またはヒト化されたKR127抗体(1μg/ml)を使ったウェスタンブロットに適用し、抗−マウスまたはヒトIgG(Fc−specific)HRP複合変化(1:5000v/v、Thermo Scientific)で分析した。
(5)流細胞分析機分析
1μgの抗体を含む100μlのPBAで、60分間4℃で細胞をインキュベーションした。PBAで3回洗浄した後、細胞をfluorescein isothiocyanate−conjugated anti−hFc抗体(BD Pharmingen)で4℃で30分間インキュベーションした。抗体結合分析のために、PI(Propidium iodide)陰性細胞をFACSCalibur(Becton Dickinson)で分析した。
(6)In vitro中和アッセイ
In vitro HBV感染及び中和アッセイは、分化されたHepaRG細胞を使用して行った。分化されたHepaRG細胞は、ウェル(100μlの細胞培養培地を含み)当たり6×10細胞数の密度で分柱し、adrまたはaywサブタイプのHBVウイルス粒子(約 10 viral genomic equivalent)で6日後感染させた。中和アッセイのために、ウイルス粒子は、表示された濃度の抗体で常温で30分間の全−インキュベーションをし、培養培地100μlで覆われた、培養されたHepaRG細胞で24時間再度インキュベーションした。感染された細胞は、前記培養液で再び洗浄し、さらに10日間インキュベーションし、このときの培地は二日ごとに取り替えた。感染して10日後、細胞培養上澄液は50倍まで希釈し、HBsAg濃度はELISAキット(Bio−Rad)で測定した。
実施例2:HBVのpreS1に対する抗体の製造
(1)HzKR127−3の製造
マウス抗体であるKR127及びKR127のCDRを移植したヒト化抗体のHzKR127のアミノ酸配列は、図1に図示した(図1のAは重鎖可変領域(VH)、図1のBは軽鎖可変領域(VL))。前記HzKR127抗体に比べて改善された抗体を開発するために位置−特異的突然変異を実施した。
VHでは、KR127の9個のFR残基(Val12、Ala28、Ser30、Ile48、Lys66、Ala67、Leu69、Ala78、及び Phe91、kabat numberingと示す)を図1に示したように、ヒトのアミノ酸残基に置換した。ただし、KR127の二つのFR3残基(Ala71及びLys73)は維持させた。
VLでは、KR127の3個のFR残基(Leu3、Ser43、及びLys45)は、ヒトのアミノ酸残基に置換した。しかし、KR127の2個のFR2残基(Leu36及びArg46)は維持した。Leu36を維持させることにより、抗原結合ポケットの形態を維持しつつ、抗原に対する最適結合をもたらすことができる。46番目のアミノ酸残基は、HCDR3の形態を安定化させることを確認し、これを維持させた。
前記FR残基の他にも、2個のLCDR2残基(Lys53及びLeu54)をヒト配列に置換した。
前記のように考案されたヒト化されたVH及びVL配列を合成し、これをヒトCγ1及びCκにそれぞれ合わせ、発現プラスミドのpdCMV−dhfrC−HzKR127−3を製造した。前記プラスミドDNAをHEK293T細胞に導入し、前記細胞培養上澄液から製造したヒト化抗体のHzKR127−3を錠剤した。競争的ELISAを利用してGST−preS1に対するHzKR127−3の親和度を決めて、その結果、母抗体であるKR127に比べてやや低い親和度を表した(図2)。Octet Redを利用して親和度を決めて、HzKR127−3はKR127に比べて3倍ほど低い親和度(KD)を示した。このような減少は、主に解離速度の増加によるものとして分析された(表1、図2、図3a及び図3b)。
(2)HzKR127−3.1及びHzKR127−3.2の製造
前記HzKR127−3は、KR127に比べてやや低い親和度を表したため、親和度を高めるためにHzKR127−3の配列で位置−特異的突然変異を行った。
具体的に、Asp97番目のアミノ酸残基をアラニンに置換し、HzKR127−3.1と命名される抗体を製造した。その後、これをHEK293T細胞で一時的に発現させ、錠剤した後、競争的ELISA及びOctet Redで順次に親和度を検証した。その結果、HzKR127−3.1の親和度は8.13×10−10Mを示し、HzKR127−3(3.97×10−9M)に比べて4.9倍ほど高い値を示した。また、分析した結果、このような親和度上昇は、主に解離速度の減少から起因したと分析された(表1、図2及び図3c)。
前記HzKR127−3.1で親和度を一層増進させるために、HzKR127−3.1のHCDR2に位置したAsn58アミノ酸残基をセリンに置換し、HzKR127−3.2と命名される抗体を製造した。その後、これを細胞で一時的に発現させ、錠剤した後、親和度を決定した。
その結果、HzKR127−3.2の親和度は4.93×10−10Mを示し、HzKR127−3.1に比べて1.6倍ほど高い値を示した。また、分析した結果、このような親和度上昇は、主に結合速度の増加に起因したものと分析された(表1、図2及び図3d)。
実施例3:HzKR127−3.2の潜在的免疫原性分析
HzKR127及びHzKR127−3.2のVH及びVL配列を分析し、MHCII 分子(HLA−DR)に結合する潜在的T細胞エピトープが存在するか否かを分析した。ペプチド−MHCII 複合体は、補助T細胞によって認知され、補助T細胞の分化を促進して免疫反応を促進するので、潜在的免疫原性を低めるために潜在的T細胞エピトープの存在可否を確認し、その結果を下記表2に示す。
その結果、下記表2に示したように、潜在的T細胞エピトープは、HzKR127のHCDR2及びFR3の間の分岐点(HCDR2/FR3)、VLのFR2及びFR2及びLCDR2の分岐点(FR2/LCDR2)に位置するが、HCDR2/FR3及びVLのFR2の場合、本発明によるHzKR127−3.2抗体ではこのような潜在的T細胞エピトープが全て除去されていたし、FR2/LCDR2でも大方除去された結果を示し、HzKR127に比べて免疫原性が顕著に減少されることを示唆した。
実施例4:HzKR127−3.2の特異度分析
HzKR127−3.2の抗原−結合特異性を確認するために、preS1エピトープの各位置にアラニン置換突然変異を持つ一連のGST−preS1(アミノ酸1ないし56)タンパク質をE.coliで発現させ、これをKR127またはHzKR127−3.2とともにウェスタンブロット分析に適用した。
その結果、図4のAに示したように、HzKR127−3.2はKR127と同じエピトープ特異性を表すことを確認した。
また、HzKR127−3.2がオフターゲット(off−target)活性を表すか否かを決定するために、流細胞分析を行った。preS1発現細胞(293T−S1−L1)を陽性対照群で製造するために、preS1(アミノ酸37−47)をL1CAM(L1 cell adhesion molecule)タンパク質のN−末端に融合した。その後、前記融合タンパク質をHEK293T細胞に一時的に発現させた。
その結果、図4のBに示したように、HzKR127−3.2はpreS1陽性細胞である293T−S1−L1細胞の表面に結合したが、preS1陰性細胞であるHEK293T、L1CAM−過発現ヒト胆管癌細胞であるSCK−L1、ヒト腎臓癌細胞であるACHN、マウス黒色腫細胞であるB16F1、及びチャイニーズハムスター卵巣細胞であるCHO細胞には結合しない結果を示した。
実施例5:HzKR127−3.2のHBV中和活性確認
HzKR127−3.2は、KR127に比べてpreS1抗原に対するより高い親和度を示すので、in vitroHBV中和アッセイを通じてウイルス中和活性を比べた。各抗体をそれぞれ異なる濃度(0.2−200μg/ml)で前処理したHepaRG細胞にadrまたはaywサブタイプであるHBV粒子を感染させた。感染された細胞を10日間培養し、培養培地は 2日ごとに取り替えた。感染後10日、感染された細胞から分泌されたHBsAgの水準をELISAで測定し、その結果を図5に示す。
その結果、HBsAgの分泌速度は、抗体の濃度増加に依存的に減少し、これは本発明によるHzKR127−3.2抗体の中和特異性を示すものであり、また、KR127に比べてadr及びaywサブタイプのいずれに対する強化されたウイルス−中和活性を示唆する。
以上の説明により、本発明が属する技術分野における当業者は、本発明がその技術的思想や必須的特徴を変更しなくても別の具体形態で実施されることを理解することができる。これに係り、以上で記述した実施例は、いずれの面において例示的なもので、限定的なものではないと理解しなければならない。本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは後述する特許請求範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から想到しえる全ての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものとして解釈しなければならない。

Claims (15)

  1. HBV(hepatitis B virus)の表面抗原preS1に特異的に結合する抗体。
  2. 前記抗体は、配列番号2と記載された重鎖CDR1;配列番号24と記載された重鎖CDR2;及び配列番号21と記載された重鎖CDR3を含む重鎖可変領域と、配列番号9と記載された軽鎖CDR1;配列番号27と記載された軽鎖CDR2;及び配列番号13と記載された軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域を含むものである、請求項1に記載の抗体。
  3. 前記抗体は、配列番号30と記載された重鎖可変領域、及び配列番号31と記載された軽鎖可変領域を含むものである、請求項2に記載の抗体。
  4. 前記抗体は、配列番号23と記載された重鎖可変領域、及び配列番号31と記載された軽鎖可変領域を含むものである、請求項1に記載の抗体。
  5. 前記抗体はヒト化抗体である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の抗体。
  6. 請求項1ないし請求項4のいずれか一項の抗体をコーディングするポリヌクレオチド。
  7. 請求項6のポリヌクレオチドを含む発現ベクター。
  8. 請求項7の発現ベクターを含む、ヒトを除いた形質転換体。
  9. 請求項1ないし請求項4のいずれか一項の抗体を含む、HBV(hepatitis B virus)感染に対する予防または治療用薬学的組成物。
  10. 前記組成物は、B型肝炎の予防または治療のためのものである、請求項9に記載の組成物。
  11. 請求項1ないし請求項4のいずれか一項の抗体を利用して、HBV(hepatitis B virus)感染が疑われる個体から分離された生物学的試料に存在するpreS1タンパク質を抗原−抗体反応を通じて検出する段階を含む、HBV(hepatitis B virus)感染を診断するための情報の提供方法。
  12. 前記方法は、B型肝炎を診断するための情報を提供するための、請求項11に記載の方法。
  13. 請求項1ないし請求項4のいずれか一項の抗体を含む、HBV(hepatitis B virus)検出用組成物。
  14. 前記組成物は、B型肝炎診断用のものである、請求項13に記載の組成物。
  15. 請求項13の組成物を含む、HBV(hepatitis B virus)検出用キット。
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