JP2022510253A - 抗-4-1bb抗体およびその用途 - Google Patents

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Abstract

抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片およびその用途が提供される。【選択図】図6

Description

本発明は、抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片およびその用途に関する。
4-1BBは、TNF-受容体スーパーファミリー(TNF-receptor superfamily、TNFRSF)のうちの1つであり、先天性および適応性免疫細胞全ての免疫細胞の活性化により発現する共刺激分子である。4-1BBは、多様な免疫細胞の活性化を調節するのに重要な役割を果たす。4-1BBアゴニスト(agonist)は、免疫細胞の増殖、生存、サイトカインの分泌およびCD8 T細胞溶解活性を促進させる。他の多くの研究は、4-1BBの活性化はマウス腫瘍を除去するために免疫反応を増進させることを示す。したがって、4-1BBは癌免疫学で有望な標的分子であることを意味する。抗腫瘍効果にもかかわらず、抗-4-1BB抗体は臨床適用で深刻な肝毒性を誘発した。
本発明の一実施形態は、哺乳動物の免疫反応および/または腫瘍(癌)治療を促進させる抗-4-1BB抗体または抗原-結合断片を提供する。前記抗-4-1BB抗体またはその抗原-結合断片は腫瘍微小環境(tumor microenvironment、TME)のみで局所化および/または活性化しおよび/または免疫反応促進および/または腫瘍治療を促進させる効果を維持しながら、既存の抗-4-1BB抗体に比べて肝毒性をかなり減少させることを特徴とする。
本発明の他の実施形態は、以下を含む抗-4-1BB抗体またはその抗原-結合断片を提供する:
配列番号1、2または3のアミノ酸配列を含むCDR(complementarity determining region)-H1;
配列番号4、5または6のアミノ酸配列を含むCDR-H2;
配列番号7、8、9、10または11のアミノ酸配列を含むCDR-H3;
配列番号12または13のアミノ酸配列を含むCDR-L1;
配列番号14または15のアミノ酸配列を含むCDR-L2;
配列番号16または17のアミノ酸配列を含むCDR-L3;
Figure 2022510253000002
本発明の一実施形態において、前記抗-4-1BB抗体またはその抗原-結合断片は以下を含むことができる;
H-FR1に配列番号40のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
H-FR2に配列番号41のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
H-FR3に配列番号42、43、44または45のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
H-FR4に配列番号46のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
L-FR1に配列番号47、48または49のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
L-FR2に配列番号50または51のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
L-FR3に配列番号52または53のアミノ酸配列を含むポリペプチド;および/または
L-FR4に配列番号54または55のアミノ酸配列を含むポリペプチド。
本発明の他の実施形態は、配列番号1、2または3のアミノ酸配列を含むCDR-H1、配列番号4、5または6のアミノ酸配列を含むCDR-H2および配列番号7、8、9、10または11のアミノ酸配列を含むCDR-H3を含む重鎖可変領域;および配列番号12または13のアミノ酸配列を含むCDR-L1、配列番号14または15のアミノ酸配列を含むCDR-L2および配列番号16または17のアミノ酸配列を含むCDR-L3を含む軽鎖可変領域を含む抗-4-1BB抗体またはその抗原-結合断片を提供する。
本発明の他の実施形態は、配列番号18、19、20、21、22、23、39、57、58、59または60のアミノ酸配列を含むか、必須で含む重鎖可変領域;および配列番号24、25、26、61または62のアミノ酸配列を含むか、必須で含む軽鎖可変領域を含む抗-4-1BB抗体またはその抗原-結合断片を提供する。
本発明の他の実施形態は、配列番号27、28、29、30、31または32のアミノ酸配列を含むか、必須で含む重鎖;および配列番号33、34または35のアミノ酸配列を含むか、必須で含む軽鎖を含む抗-4-1BB抗体またはその抗原-結合断片を提供する。
本発明の一実施形態において、上記記載の抗-4-1BB抗体またはその抗原-結合断片は、4-1BB以外の生物活性物質をターゲティング(targeting)する少なくとも1つのポリペプチドをさらに含むことができる。
本発明の他の実施形態は、前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片を含む薬学的組成物を提供する。前記薬学的組成物は、薬学的に許容される担体(carrier)をさらに含むことができる。前記薬学的組成物は、免疫反応を増進させおよび/または癌を治療および/または予防するために用いられる。前記強化免疫反応は4-1BB信号活性化、T細胞活性化、またはその両方とも含む。
本発明の他の実施形態は、薬学的有効量の抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片または前記薬学的組成物を対象に投与する段階を含む、これを必要とする対象の癌を治療および/または予防する方法を提供する。前記方法は、投与段階前に癌を治療および/または予防する必要がある対象を確認する追加段階であり得る。
本発明の他の実施形態は、薬学的有効量の前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片または前記薬学的組成物を対象に投与する段階を含む、これを必要とする対象の免疫反応を増進させる方法を提供する。前記方法は、投与段階前に免疫反応を増進させる必要がある対象を確認する追加段階であり得る。前記免疫反応を増進させる方法は4-1BB信号活性化、T細胞活性化、またはその両方とも含む。
本発明の他の実施形態は、癌を治療および/または予防するための抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片または薬学的組成物の用途を提供する。他の実施形態は、癌治療および/または予防において、前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片の用途を提供する。
本発明の他の実施形態は、前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片または免疫反応を促進させる薬学的組成物の用途を提供する。本発明の他の実施形態は、免疫反応を促進させるための薬学的組成物の製造において、前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片の用途を提供する。前記免疫反応促進は4-1BB信号活性化、T-細胞活性化、またはその両方とも含む。
本発明の一実施形態は、前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片をコードするポリヌクレオチドを提供する。特に、本発明の一実施形態は、CDR-H1、CDR-H2およびCDR-H3のうちの少なくとも1つの重鎖可変領域または上述した抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片の軽鎖をコードする第1ポリヌクレオチドを提供する。本発明の他の実施形態は、CDR-L1、CDR-L2およびCDR-L3のうちの少なくとも1つの軽鎖可変領域または上述した抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片の重鎖をコードする第2ポリヌクレオチドを提供する。
本発明の一実施形態は、前記第1ポリヌクレオチド、第2ポリヌクレオチドまたはこれらの組み合わせを含む組換えベクターを提供する。本発明の他の実施形態は、前記組換えベクターで形質感染した(transfected)組換え細胞を提供する。
本発明の他の実施形態は、細胞で前記第1ヌクレオチドおよび第2ヌクレオチドを発現する段階を含む、前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片を製造する方法を提供する。前記ポリヌクレオチドを発現する段階は、前記ポリヌクレオチドを含む細胞(例えば、組換えベクターで)を前記ポリヌクレオチドが発現できる条件下で培養して行うことができる。前記方法は、前記発現または培養段階後に、前記細胞培養物から抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片を分離および/または精製する段階をさらに含むことができる。
本明細書で使用される用語「抗原結合断片」は、F(ab’)、F(ab)、Fab’、Fab、Fd、Fvs、単一鎖(single-chain)Fvs(scFv)、単一鎖抗体(single-chain antibodies)、ジスルフィド結合(disulfide-linked)Fvs(sdFv)、VKまたはVHドメインを含む断片、Fab発現ライブラリーによって生成された断片および抗-イディオタイプ(anti-idiotypic、anti-Id)抗体(例えば、本明細書に開示されたLIGHT抗体に対する抗-Id抗体を含む)。前記開示された内容の免疫グロブリン(immunoglobulin)(例えば、ヒト免疫グロブリン)または抗体分子は開示された任意の類型(例えば、IgG、IgE、IgM、IgD、IgA、IgYなど)、クラス(例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgG5、IgA1、IgA2)または免疫グロブリン分子の下位クラスであり得る。
本明細書で使用される用語「抗体」は、生化学的に区別可能な多様なポリペプチドの広範囲なクラスを含むことができる。当業者は重鎖がガンマ、ミュー、アルファ、デルタまたはイプシロン(γ、μ、α、δ、ε)に分類され、そのうちの一部の下位クラス(例えば、γl-γ4)があり、軽鎖がカッパまたはラムダ(Κ、λ)に分類されることは理解できる。それぞれIgG、IgM、IgA、IgGまたはIgEなどの抗体の「クラス」を決めるのはこの鎖の特性である。IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgG5などの免疫グロブリンの下位クラス(アイソタイプ、isotype)はよく特性化され、機能的専門化を付与することが知られている。
本明細書の抗体および抗原結合断片は、多クローン(polyclonal)または単クローン(monoclonal);単一特異的(monospecific)または多重特異的(multispecific);および/またはヒト、ヒト化、動物(例えば、マウス、ウサギなど)またはキメラ抗体(chimeric antibodies)を含むことができ、これらに限定されるものではない。
本明細書で使用される用語「対象(subject)」は、診断、予後または治療が要求される任意の対象、特に哺乳類を指すことができる。前記哺乳類はヒト、家畜、農場動物、愛玩動物、スポーツ動物、および動物園動物(例えば、イヌ、ネコ、モルモット(guinea pig)、ウサギ、ラット、マウス、ウマ、ウシ(cattle)、乳牛(cow)など)を含むことができる。
一側面において、抗体またはその断片は化学的または組換えで合成される(自然発生しない)。
それぞれの抗体がヒト4-1BBなどの4-1BBに結合できることを考慮する時、本明細書に開示された前記CDR配列またはV(重鎖可変領域)およびV(軽鎖可変領域)配列は、他の抗-4-1BB結合分子を作るために「混合およびマッチング」される。
定義
本明細書において、「ポリヌクレオチド(polynucleotide)」または「核酸(nucleicacid)」は、単一または二重鎖のヌクレオチドポリマーを含む。このようなポリヌクレオチドを含む前記ヌクレオチドは、リボヌクレオチド(ribonucleotide)またはデオキシリボヌクレオチド(deoxyribonucleotide)、またはこれらの変形した形態であってもよい。
本明細書において、特に断らなければ、前記ポリヌクレオチドの左側末端は5’末端であり、右側末端は3’末端を意味する。
本明細書において、「分離された核酸分子(isolated nucleic acid molecule)」は、ゲノム起源のDNAまたはRNAまたはmRNA、cDNA、またはこれらの組み合わせを意味し、これは、その全部または一部が自然に存在するか、または自然から発見されないポリヌクレオチドと関連しない前記ポリヌクレオチドに連結されている。本発明の目的上、特定の核酸配列を含む前記核酸分子は完全な染色体を含まない。代わりに、特定の核酸配列を含む前記分離された核酸分子は、その特定の配列に付加して、少なくとも数個の付加的なタンパク質コード配列を含むか、または特定の核酸配列の発現のための調節配列および/またはベクターをさらに含むことができる。
本明細書において、「調節配列(regulatory sequence)」は、作動可能に連結されてコード配列の発現および処理に影響を与え得るポリヌクレオチド配列を意味する。調節配列の特徴は宿主の種類によって影響を受けられる。例えば、原核細胞に作用できる調節配列はプロモーター(promoter)、場合によって、オペレーター(operator)、リボソーム結合部位および転写終結配列を含むことができる。真核細胞において、前記調節配列は多重認識部位、転写エンハンサー(enhancer)、ポリアデニル化(polyadenylation)配列および転写終結配列を含むプロモート(promote)を含むことができる。前記調節配列は、リーダー(reader)配列および/または融合パートナー配列をさらに含むことができる。
本明細書において、「ベクター(vector)」は、タンパク質をコードする核酸分子を宿主細胞に伝達するのに使用される、例えば核酸、プラスミド、バクテリオファージ(bacteriophage)またはウイルスを含む。
本明細書において、「発現ベクター(expression vector)または組換えベクター(recombinant vector)」は、宿主細胞の形質転換に好適なベクターを意味し、発現ベクターに作動可能に連結されてターゲットタンパク質をコードする異種配列(heterologous sequence)の発現を調節する核酸配列を含む。この発現ベクターはまた、コード配列に作動可能に連結され、転写、翻訳およびイントロンが存在する場合、RNAスプライシング(splicing)または影響を及ぼす配列を含むことができる。
本明細書において、「作動可能に(operablyまたはoperatively)連結(connectedまたはlinked)」は、連結される核酸配列が適切な条件でターゲティング機能を行うことができるように位置することを意味する。例えば、コード配列および調節配列を含むベクターで適切な条件下でコード配列の転写が調節配列により影響を受ける場合、作動可能に連結される。
本明細書において、「宿主細胞(host cell)」は、ターゲット核酸配列により形質転換されるか、または形質転換される標的遺伝子を発現させる細胞を意味する。前記用語は、宿主細胞のアイデンティティーと形態および遺伝的構成に関係なくターゲット遺伝子を発現する限り、宿主細胞の子孫を含む。
本明細書において、「形質導入(transduction)」は、通常、バクテリオファージによってある細菌から他の細菌への核酸の移動を意味する。例えば、複製できないレトロウイルス(retrovirus)を用いて核酸から真核細胞へ移動することを含む。
本明細書において、「形質感染(transfection)」は、細胞が外来または外因性DNAを得ることを意味し、この場合、DNAは細胞膜を通して細胞内に導入される。これは当業界で公知の方法、例えばSambrook et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,4th ed.,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.(2012),Ausubel et al.,Current Protocols in Molecular Biology,Greene Publishing Associatesを参照することができる。
本明細書において、「形質転換(transformation)」は、細胞が新たなDNAまたはRNAを含むように変形された細胞の遺伝的特性の変化を意味する。例えば、形質導入、形質感染またはその他の技術により新しい遺伝物質を導入して細胞の遺伝的特性が変わることにより細胞が変形される。形質導入または形質感染などの方法で形質転換されたDNAは、細胞の染色体に物理的に統合されて存在することがあり、複製せず一時的にエピソーム(episome)形態として存在するか、または複製可能なプラスミドとして存在することがある。形質転換されたDNAが宿主細胞の分裂で複製されると安定に形質転換されたものとみなされる。
本明細書において、「アミノ酸(amino acid)」は、当業界で理解される通常の意味を含む。20個の自然生成のアミノ酸および該略語は当業界で通常使用されるものと同様である(Immunology-A Synthesis,2nd Edition,E.S.Golub and D.R.Green,eds.,Sinauer Associates:Sunderland,Mass.1991)。前記アミノ酸は、典型的なアミノ酸、典型的な20個のアミノ酸の立体異性体(D-アミノ酸)、非天然アミノ酸、例えばα-、α-二置換アミノ酸、N-アルキルアミノ酸、およびその他非典型アミノ酸を含む。非典型アミノ酸の例としては、4-ヒドロキシプロリン(4-hydroxyproline)、γ-カルボキシグルタメート(carboxyglutamate)、ε-N,N,N-トリメチルリシン(trimethyllysine)、ε-N-アセチルリシン(acetyllysine)、O-ホスホセリン(phosphoserine)、N-アセチルセリン(acetylserine)、N-ホルミルメチオニン(formylmethionine)、3-メチルヒスチジン(methylhistidine)、5-ヒドロキシリシン(hydroxylysine)、σ-N-メチルアルギニン(methylarginine)、およびその他類似したアミノ酸とイミノ酸(imino acids)(例えば、4-ヒドロキシプロリン)が挙げられる。本明細書で使用されるポリペプチド表記(mark of polypeptide)において、当業界で通常使用されるように、配列の左側はアミノ末端であり、配列の右側はカルボキシ末端を示す。
本明細書において、「ポリペプチド(polypeptide)または「タンパク質(protein)」は、アミノ酸残基の重合体を意味し、本明細書において相互交換的に使用される。これはまた、自然発生するアミノ酸残基の重合体のみならず、これらの類似体(analogues)または模倣体(mimetics)の重合体も含む。また、前記ポリペプチドまたはタンパク質は、リン酸化またはグリコシル化のための炭水化物の追加などの変形を含むことができる。さらに、前記ポリペプチドまたはタンパク質は、組換えまたは自然的に発見される細胞から生成される。また、ポリペプチドまたはタンパク質は、野生型配列または前記アミノ酸配列の一部が欠失、添加および/または置換されたものを含む。また、ポリペプチドまたはタンパク質は抗体、例えば、抗-4-1BB抗体(または4-1BB抗体と称する)、4-1BB結合タンパク質、または抗原結合断片、または配列で1つ以上のアミノ酸が欠失、付加および/または置換される。さらに、「ポリペプチド断片(polypeptide fragment)」は、全長タンパク質と比較してアミノ末端欠失、カルボキシル末端欠失および/または内部欠失を有するポリペプチドを意味する。この断片はまた、全長タンパク質と比較して変形したアミノ酸を含むことができる。一実施形態において、前記断片は、約5~500個のアミノ酸の長さ、例えば少なくとも5、6、8、10、14、20、50、70、100、110、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、またはそれ以上のアミノ酸の長さであってもよい。本発明の目的を考慮すれば、有用なポリペプチド断片は、抗原-結合ドメイン(domain)を含む抗体の免疫学的機能性断片を含む。4-1BB結合抗体の場合、このような有用な断片は1個、2個または3個の重鎖または軽鎖を含むCDR配列、または重鎖または軽鎖の可変領域または不変領域を含む抗体鎖の全部または一部を含むが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、「分離されたポリペプチド、抗体またはタンパク質(isolated polypeptide、antibody or protein)」は、通常これらと共に発見される他のタンパク質が存在せず、自然的にこれらと結合している脂質、炭水化物およびポリヌクレオチドの少なくとも約50%以上が除去されることを意味する。通常、前記分離されたタンパク質、ポリペプチドまたは抗体は、特定の組成物において約5%以上、約10%以上、約25%以上または約50%以上を含む。このポリペプチドはゲノムDNA、cDNA、mRNA、または合成起源の他のRNAまたはこれらの任意の組み合わせによってコードされる。特に、前記分離されたタンパク質、ポリペプチドまたは抗体は治療、診断および予防研究またはその他の用途への適用を妨げる他のタンパク質または他のポリペプチドの汚染物質が実質的に存在しない。
本明細書において、前記抗体および/またはその抗原結合断片は「変異体(variants)」を含むことができ、前記変異体は、前記ポリペプチド配列から1つ以上のアミノ酸残基が挿入、欠失、付加および/または置換されたポリペプチドを称することができるので、前記抗体および/または抗原結合断片の所望の生物学的活性および/または構造を維持する限り、他のポリペプチドに連結して融合ポリペプチドを含むことができる。さらに、前記変異体は、タンパク質酵素切断、リン酸化および/または他の翻訳後変形によって変形したものの、本明細書に開示された前記抗体および/または抗原結合断片の生物学的活性、例えば4-1BBに対する結合および特異性を維持する変形を含む。前記変異体は、本明細書に開示された抗体またはその抗原結合断片の配列に対して80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、または99%以上の配列同一性を有し得、例えば、約99%、98%、97%、96%、95%、94%、93%、92%、91%、90%、89%、88%、87%、86%、85%、84%、83%、82%、81%、または80%の配列同一性を有し得る。前記パーセント同一性(%)または相同性は、以下の説明を参照して計算することができる。
本発明の一実施形態において、パーセント相同性(homology)または同一性(identity)は、100×[(同じ位置)/分(min;TGA、TGB)]で計算することができ、上記式中のTGAおよびTGBは、比較される配列AとBの残基数の合計および内部ギャップの位置である(Russell et al.,J.Mol Biol.,244:332-350(1994)。
本明細書において、前記保存的アミノ酸の置換(conservative amino acid substitution)とは、ポリペプチドの活性または抗原性に実質的に影響を与えない置換を意味する。前記ポリペプチドは、1つ以上の保存的置換を含む。非制限的な例は下記表3に示す。
本明細書において、ポリペプチドの「誘導体(derivative)」は、挿入、欠失、付加または置換変異体とは異なる、他の化学的モイエティ(moiety)との接合により1つ以上の残基から化学的に変形したポリペプチドを意味する。
本明細書において、抗体または抗原結合断片によって認識される4-1BB(Receptor Tyrosine Kinase-Like Orphan Receptor)は、RTK(Receptor Tyrosine Kinase、受容体型チロシンキナーゼ)ファミリーの膜貫通タンパク質を称する。一実施形態では、これは特に細胞外ドメインを認識する。前記抗体が認識する4-1BBは、細胞膜に存在するか、または細胞膜に存在しない状態の細胞外ドメインである。4-1BBのヒトタンパク質は937個のアミノ酸で構成され、アミノ酸配列はNCBI Reference Sequence ID:NP_005003.2、核酸配列はNM_005012.3である。本発明に使用される文脈から明らかでない限り、前記4-1BBはヒトh4-1BBを称するが、抗体はマウス4-1BBに特異的に結合能を有する。前記マウス4-1BBアミノ酸配列はGenBank:BAA75480.1で示される。
本明細書において、「同一性(identity)」は、2個以上のポリペプチドまたは2個以上のポリヌクレオチドを配列し比較して決定される2個以上のポリペプチドまたは2個以上のポリヌクレオチドの配列の類似性を意味する。このような配列間の同一性は通常「同一性パーセント」で表示され、これは、比較する分子間の同一のアミノ酸またはヌクレオチドの比率を意味し、比較する分子のうち最も小さい分子の大きさを基準として計算される。
前記同一性パーセントの計算に際して、比較される配列は、配列間の最大マッチングを提供する方式で整列され、整列された配列にはギャップ、マッチングおよびミス-マッチが存在し、これは特定の数学的モデルまたはコンピュータアルゴリズムで処理される。一実施形態において、この同一性パーセントは、Needlman and Wunsch algorithm(Devereux et al.,1984,Nucl.Acid Res.12:387;Genetics Computer Group,University of Wisconsin,Madison,WI,USA)を用いて、比較される配列間のマッチを最大化し、ギャップ数は最小化する方式で2つの配列を整列するGAPプログラムを含むGCGプログラムパッケージを用いて決定可能である。前記コンピュータアルゴリズムGAPは、2つの配列間のマッチを最大化し、比較される2個のポリペプチドまたはポリヌクレオチド配列の間隔数を最小化する方式で2つの配列を整列して「マッチング区間(matching span)」を決定する。前記アルゴリズムはまた、ギャップ開放ペナルティ(gap opening penalty)を用い[これは3×平均対角線で計算されるが、ここで、「平均対角線(average diagonal)」は、使用される比較マトリクス(comparison matrix)の対角線平均である;そして、「対角線(diagonal)」は、特定の比較マトリクスによるそれぞれの完全なアミノ酸のマッチに割り当てられたスコアまたは数字である]、ギャップ拡張ペナルティ(gap extension penalty)(通常、ギャップ開放ペナルティの1/10倍である)、および、例えば、PAM250またはBLOSUM62とともに比較マトリクスを使用する。特定の実施形態において、標準比較マトリクス(standard comparison matrix)(PAM250比較マトリクスについては、Dayhoff et al.,1978,Atlas of Protein Sequence and Structure 5:345-352参照;Henikoff et al.,1992,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.89:10915-10919 for BLOSUM 62 comparison matrix参照)が使用される。一実施形態において、GAPプログラムが使用されるポリペプチドまたはポリヌクレオチドの同一性パーセントを決定するために推奨されるパラメータ(parameter)は以下の通りである:アルゴリズム:Needleman et al.,1970,J.Mol.Biol.48:443-453;比較マトリクス:BLOSUM62(Henikoff et al.,1992,supra);ギャップペナルティ:12(no penalty for a terminal gap);ギャップ長さペナルティ:4;類似性閾値:0である。
特定のパラメータを用いて2つの配列を整列する場合、2つの配列間に有意な関連性がないにもかかわらず、短い配列領域で高い同一性でマッチングされる結果が導かれる。この場合、2つの配列が最小50個の連続的アミノ酸にわたって整列されるように、GAPプログラムに使用されるアルゴリズムのパラメータを修正することができる。
本明細書で使用される「実質的に純粋な(substantially pure)」は、ターゲット分子が優勢な種として存在することである。すなわち、モルを基準にして、濃度が同一の混合物の他の個別の種よりさらに高いことを意味する。一実施形態において、実質的に純粋な分子は、組成物に含まれているすべての重合体中で約50%以上(モル基準)、約80%以上、約85%以上、約90%以上または約99%以上で構成される。他の実施形態において、前記ターゲット分子は、通常の方法を用いて汚染物がそれ以上検出されないまで実質的に均質に精製され、したがって、組成物は1種類の均質な重合体物質を含む。
一態様において、本発明は、4-1BBタンパク質またはその抗原結合断片に特異的に結合する組換え抗体を提供する。このような側面において、「組換えタンパク質(recombinant protein)」は、組換え技術を用いて、すなわち、本発明において説明する組換え核酸の発現により製造されたタンパク質である。組換えタンパク質の産生のための方法および技術は当該技術分野で公知である。
ここで「親和性(affinity)」は、抗体またはその抗原結合断片と抗原との間の相互作用の強度を意味し、抗原の大きさ、形状および/または電荷などの抗原の特性および抗体または抗原結合断片のCDR配列によって決定される。前記親和性を決定する方法は当該技術分野で公知であり、下記を参照する。
前記抗体またはその抗原結合断片は、解離定数(dissociation constant、KD)が10-6M以下の時、抗原などのターゲットに「特異的に結合(specifically binding)する」と言われる。抗体は、KDが1×10-8M以下の場合、「高親和性(high affinity)」でターゲットに特異的に結合する。
ここで「抗原結合領域または部位(antigen-binding region or site)」は、特定の抗原に特異的に結合するタンパク質またはタンパク質の一部を意味する。例えば、抗原と相互作用して抗原に対する特異性および親和性のある抗体を提供するアミノ酸残基を含む抗体の一部であり、この抗原結合領域は、通常1つ以上の「相補性決定領域(complementary determining regions、CDR)」を含む。特定の抗原結合領域はまた、1つ以上の「フレームワーク(framework、FR)」領域を含む。前記フレームワーク領域は、このようなCDRの適切な形態を維持するのに役立てて、抗原結合領域および抗原間の結合を容易にする。
本明細書において、「抗体(antibody)」は、完全な免疫グロブリン(immunoglobulin)の任意のアイソタイプ(isotype)またはターゲット抗原に結合するために完全な抗体と競争できる抗原結合断片を意味する。例えば、キメラ(chimeric)、ヒト化(humanized)、完全なヒトおよび二重特異性抗体またはこれらの抗原結合断片を含む。前記抗体は、それ自体で抗原結合タンパク質の一種である。完全な抗体は、通常少なくとも2個の全長重鎖および2個の全長軽鎖を含むが、一部の場合にはラクダ科動物で自然的に発見される抗体は重鎖のみを含む。前記抗体またはその抗原結合断片は、単に単一源またはキメラに由来する。前記キメラ抗体は、2種類の異なる抗体に由来する部分を含み、以下により詳しく説明する。前記抗体またはその抗原結合断片は、ハイブリドーマ(hybridoma)、組換えDNA技術または完全な抗体の酵素的または化学的切断によって生成される。別途に言及しない限り、本明細書に使用される抗体は、2個の全長重鎖および2個の全長軽鎖を含む抗体およびその誘導体、変異体、断片および突然変異体を含み、これらの例は後述する。
本明細書において、「軽鎖(light chain)」は、抗原またはエピトープ(epitope)およびその断片に対する結合特異性を提供するのに十分な可変領域配列を有する全長軽鎖を含む。前記全長軽鎖は、可変領域ドメインVLおよび不変領域ドメインCLを含む。前記軽鎖可変領域ドメインは、軽鎖ポリペプチドのアミノ末端に存在する。前記軽鎖の種類にはカッパ(kappa)およびラムダ(lambda)鎖が含まれる。
本明細書において、「重鎖(heavy chain)」は、抗原またはエピトープ(epitope)およびその断片に対する結合特異性を提供するのに十分な可変領域配列を有する全長重鎖を含む。前記全長重鎖は、可変領域ドメインVHおよび3個の不変領域ドメインCH1、CH2およびCH3を含む。前記VHドメインは重鎖ポリペプチドのアミノ末端に存在し、CHドメインはカルボキシル末端に存在し、CH3はカルボキシル末端に最も近く位置する。前記重鎖はIgG(IgG1、IgG2、IgG3およびIgG4サブタイプ(subtype)を含む)、IgA(IgA1およびIgA2サブタイプを含む)およびIgMおよびIgEのアイソタイプを含む。
本明細書で使用される抗体または免疫グロブリン鎖(重鎖または軽鎖)の「抗原結合断片(antigen-binding fragment)」は、全長鎖と比較して一部のアミノ酸が不足するものの、抗原に特異的に結合できる抗体の一部を含む。この断片はターゲット抗原に特異的に結合できるか、または特定のエピトープ(epitope)に結合するために他の抗体または抗原結合断片と競争できるという側面から、生物学的活性を有するとみなされる。一態様において、この断片は、全長軽鎖または重鎖に存在する少なくとも1つのCDRを含み、一部の実施形態において、単鎖重鎖および/または軽鎖、またはその一部を含む。この生物学的活性断片は組換えDNA技術によって生成され、例えば、完全な抗体を酵素的または化学的に切断して生成される。免疫学的に機能的な免疫グロブリン断片は、Fab、Fab’、F(ab’)、scFab、dsFv、Fv、scFV、scFV-Fc、ダイアボディ(diabody)、ミニボディ(minibody)、scAbおよびdAbを含むが、これらに限定されず、ヒト、マウス、ラット、ラクダ類またはウサギを含む任意の哺乳動物に由来する。本発明において1つ以上のCDRなどの抗体の機能的な部分は共有結合によって第2のタンパク質または低分子化合物と連結され、これにより、特定のターゲットに対するターゲット治療剤として使用できる。
本明細書において、「Fc」領域は、抗体のCH2およびCH3ドメインを含む2個の重鎖断片を含む。この2個の重鎖断片は、2個以上のジスルフィド結合(disulfide bonds)およびCH3ドメインの疎水性相互作用によって互いに結合する。
本明細書において、「Fab断片(fragment)」は、可変領域およびCH1のみを含む1個の軽鎖と1個の重鎖とで構成される。Fab分子の重鎖は、他の重鎖分子とジスルフィド結合を形成できない。scFabは、Fabの2分子が柔軟なリンカーによって連結されたものである。
本明細書において、「Fab’断片(fragment)」は、Fab断片以外に重鎖のCH1およびCH2ドメインの間の領域を含み、F(ab’)2分子を生成するFab’断片の2分子の2個の重鎖間にジスルフィド結合を形成することができる。
本明細書において、「F(ab’)2’’断片(fragment)」は、2個の軽鎖および上述のような可変領域、CH1およびCH1とCH2ドメインの間の不変領域の一部を含む2個の重鎖を含み、これにより、2個の鎖間ジスルフィド結合を含む。したがって、前記F(ab’)2断片は2個のFab’断片で構成され、2個のFab’断片はこれらのジスルフィド結合によって互いに結合している。
本明細書において、「Fv領域(region)」は、重鎖および軽鎖それぞれの可変領域を含むが、不変領域を含まない抗体の断片である。sdFVは、重鎖および軽鎖がジスルフィド結合によって連結されたものである。scFvは、重鎖および軽鎖の可変領域(single stranded variablere gions、Fv)が柔軟なリンカー(linker)によって連結されたものである。scFv-Fcは、scFVにFcが連結されたものである。ミニボディは、scFVにCH3が連結されたものである。ダイアボディは、2分子のscFVを含む。
本明細書において、「単鎖抗体(short-chain antibody、scAb)」は、柔軟なリンカーによって重鎖および軽鎖可変領域が連結された重鎖または軽鎖不変領域の1つの可変領域を含む単一ポリペプチド鎖である。前記単鎖抗体は、米国特許第5,260,203号を参照することができ、これは参照によって本明細書に開示されている。
本明細書において、「ドメイン抗体(domain antibody、dAb)」は、重鎖可変領域または軽鎖可変領域のみを含む免疫学的に機能的な免疫グロブリン断片である。一実施形態において、2価ドメイン抗体を形成するために2以上のVH領域がペプチドリンカーによって共有結合で連結される。このような2価ドメイン抗体の2個のVH領域は同一または異なる抗原をターゲットとすることができる。
本明細書において、「2価抗原結合タンパク質(bivalent antigen-binding protein)」または「2価抗体(bivalent antibody)」は、2個の抗原結合部位を含む。このような2価抗体に含まれている2個の抗原結合部位は、同じ抗原特異性を有するか、またはそれぞれ異なる抗原に結合する二重特異性抗体である。
本明細書において、「多重特異的抗原結合タンパク質(multi-specific antigen-binding protein)」または「多重特異的抗体(multi-specific antibody)」は、2以上の抗原またはエピトープをターゲットとする。
本明細書において、「二重特異的(bispecific、dual-specific)」抗原結合タンパク質または抗体は、2個の異なる抗原結合部位を有するハイブリッド抗原結合タンパク質または抗体である。このような二重特異的抗体は、多重特異的抗原結合タンパク質または多重特異的抗体の一種で、公知の多様な方法、例えばハイブリドーマ融合またはFab’断片の連結などの方法によって生成される。例えば、Songsivilai and Lachmann,1990,Clin.Exp.Immunol.79:315-321;Kostelny et al.,1992,J.Immunol.148:1547-1553などを参照する。前記二重特異的抗原結合タンパク質または抗体の2個の抗原結合部位が結合する2個の互いに異なるエピトープは同一または異なるタンパク質ターゲットに位置する。
本明細書において、「抗原(antigen)」または「免疫原(immunogen)」は、例えば、抗原結合タンパク質(例えば、抗体またはその免疫学的に機能的な抗原結合断片)が結合でき、動物で抗原に結合できる抗体の生成に使用できる分子または分子の一部を意味する。抗原は、異なる抗体またはその断片と相互作用できる1以上のエピトープを含むことができる。一実施形態において、抗原は4-1BBタンパク質の細胞外ドメインである。
本明細書において、「エピトープ(epitope)」は、抗原結合タンパク質または抗体によって結合するか、またはこれによって認識される分子の一部であり、例えば、抗体またはT細胞受容体などの抗原結合タンパク質に特異的に結合できる任意の決定因子を含む。エピトープは連続的または非連続的であってもよく、例えば、ポリペプチド配列では互いに連続的ではないが、立体構造エピトープのような分子側面においては1つの抗原結合タンパク質によって結合したアミノ酸残基であってもよいが、互いに離れていてもよい。一実施形態において、前記エピトープは、抗体生成に使用される
エピトープと類似の3次元的構造を含むが、エピトープで発見される残基を含まないか、または一部の残基のみを含み得るという側面から、模倣体(mimetic)であってもよい。通常、前記エピトープはタンパク質であるが、核酸などの他の種類の物質であってもよい。前記エピトープ決定因子は、アミノ酸、糖側鎖(sugar side chain)、ホスホリル(phosphoryl)基またはスルホニル(sulfonyl)基などの分子によって表面に形成された化学的活性化基であるか、または特定の3次元的構造特徴および/または特定の電荷特徴を有する。通常、特定のターゲット抗原に特異的抗体は、タンパク質および/または高分子(polymer)複合体内に存在するターゲット抗原のエピトープを認識する。
本明細書において、「治療剤(therapeutic agent)」は、ターゲット治療効果のために対象体に投与される分子を意味する。前記対象体は、ヒトではない哺乳類、例えば霊長類またはヒトを含む。治療剤の例としてはペプチドおよびポリペプチドを含むタンパク質、核酸、抗体または低分子(small molecular)化合物を含む。他の側面において、前記治療剤は抗体または抗体と結合して、癌などの関連疾病の治療剤として使用可能である。
本明細書に使用される用語「治療(treating)」は、負傷、疾患または疾患の症状、任意の客観的または主観的なパラメータを含む病的状態の緩和または治療を意味し、負傷、疾患または病的な状態や症状の減少、軽減、緩和、または患者が負傷、疾患または疾患の症状または病的な状態に良く耐えられるようになること、負傷、疾患または疾患の症状または病的な状態の悪化を遅らせること、または患者の精神的または肉体的な生活の質を向上させることを含むことができる。このような負傷、疾患、または疾患の症状または病的な状態の治療または改善は、身体検査の結果、疾患と関連する各種の指標検査および映像学的検査に基づいて判断することができる。
本明細書において、「有効量(effective amount(dose))」は疾患、特に、4-1BBと関連する疾患による症状の深刻性および/または発生頻度の減少、疾患、特に4-1BBと関連する疾患による症状および/または疾患発生の根本的な原因の除去、または疾患、特に4-1BBと関連する疾患による症状および/または根本的な原因発生の予防および/または疾患、特に4-1BBと関連する疾患による損傷を改善または矯正するのに十分な量を意味する。一実施形態において、前記有効量は、治療的有効量または予防的有効量である。前記「治療的または薬学的有効量(therapeutic or pharmaceutically effective dose)」は、疾患、特に4-1BBと関連する症状または状態を治療、予防、遅延またはその進行を逆転させるほどの十分な量である。「予防的有効量(prophylactic effective dose)」は、疾患、特に4-1BBと関連する疾患または症状、特に4-1BBと関連する疾患の症状の発生または再発を予防または遅延させ、これを減少させるための量である。完全な治療的または予防的効果は、単回投与よりは反復投与によって生じる。したがって、治療的または予防的有効量は、1回以上の投与によって伝達することが可能である。
4-1BB
CD137またはTNFRSF9(TNF Receptor Superfamily Member 9)ともいわれる4-1BBは、TNF-receptor superfamily(TNFRSF)のmemberであり、先天免疫と後天免疫細胞の両方の免疫細胞の活性化後に発現する共刺激分子である。4-1BBは、多様な免疫細胞の活動を調節するのに重要な役割を果たす。本明細書において使用されるように、4-1BBは哺乳動物、例えばホモサピエンス(ヒト)(NCBI Accession No.NP_001552)に由来する。
例えば、前記ヒト4-1BBタンパク質(NP_001552.2)は下記のようにアミノ酸配列(配列番号67)で示される:
1 mgnscyniva tlllvlnfer trslqdpcsn cpagtfcdnn rnqicspcpp nsfssaggqr
61 tcdicrqckg vfrtrkecss tsnaecdctp gfhclgagcs mceqdckqgq eltkkgckdc
121 cfgtfndqkr gicrpwtncs ldgksvlvng tkerdvvcgp spadlspgas svtppapare
181 pghspqiisf flaltstall fllffltlrf svvkrgrkkl lyifkqpfmr pvqttqeedg
241 cscrfpeeee ggcel
本明細書に記載の通り、前記用語「4-1BB」は、変異体、アイソフォーム(isoforms)、相同体(homologs)、オルソログ(orthologs)およびパラログ(paralog)を含む。例えば、ヒト4-1BBタンパク質に特異的な抗体は、特定の場合、非ヒト種4-1BBタンパク質と交差反応することができる。他の実施形態において、ヒト4-1BBタンパク質に特異的な抗体は、ヒト4-1BBタンパク質に対して完全に特異的であり、種または他の類型の交差反応を示すことができるか、またはすべての種ではない特定の他種4-1BBと交差反応することができる(例えば:サル4-1BBと交差反応するが、マウス4-1BBは除外)。前記用語「ヒト4-1BB(human 4-1BB)」は、NCBI Accession No.NP_001552を有するヒト4-1BBの完全なアミノ酸配列のようなヒト配列4-1BBを意味する。前記用語「マウス4-1BB(mouse 4-1BB)」は、NCBI Accession No.NP 033430.1を有するマウス4-1BBの完全なアミノ酸配列のようなマウス配列4-1BBを意味する。4-1BBはまた、例えばCD137として当業界で知られている。本発明のヒト4-1BB配列は、例えば、保存された突然変異または非保存領域の突然変異を有することで、NCBI Accession No.NP_001552のヒト4-1BBと異なり、本発明の4-1BBは、NCBI Accession No.NP_001552の前記ヒト4-1BBと実質的に同一の生物学的機能を有する。
抗-4-1BB抗体
実施例により立証されるように、本明細書に開示された前記抗-4-1BB抗体は、4-1BB結合能力、細胞表面で発現する4-1BBに対する結合能力および高い4-1BB結合親和性を示す。また、実験実施例により立証されるように、本明細書に開示された抗4-1BBは、例えば、本明細書に開示された抗-PD-L1抗体と結合される時、T細胞を活性化することができる。さらに、実施例により立証されるように、本明細書に開示された抗-4-1BB抗体は生体内抗腫瘍効果を増加させる。
このような抗-4-1BB抗体は、多様な種類の癌などの多様な種類の治療のために有用であり、診断および予後のためにも使用することができる。
本発明は、4-1BBタンパク質の細胞外ドメインに特異的に結合する抗体またはその抗原結合断片を開示している。本発明に係る抗体は、開示されているように、1以上の相補的決定領域または部位(complementary determining regions or sites、CDR)を含むポリペプチドである。
一実施形態において、CDRは「フレームワーク(framework)」領域に含まれ、前記フレームワークはCDRが適切な抗原結合特性を有するようにCDRを指向する。
前記抗体は、ヒトおよびマウス由来4-1BB細胞外ドメインに特異的に結合し、分離された形態の細胞外ドメインまたは細胞表面に発現した4-1BBの細胞外ドメインに特異的に結合することができる。
本明細書に開示された前記抗体は4-1BB、特に、ヒト4-1BBおよびマウス4-1BBに結合する。本明細書に開示された前記抗体は、ヒトまたはマウス由来の細胞表面に発現した4-1BB細胞外ドメインまたは細胞表面に発現した4-1BBに特異的に結合でき、4-1BBをターゲットとする癌のターゲット治療に有用に用いられる。例えば、抗体および抗ガン剤と結合して特定癌の治療に用いられる。また、on-target toxはマウス4-1BBに結合するため、マウス実験により確認することができ、マウス4-1BBを過剰発現するマウス癌細胞株を用いた同一遺伝子(syngeneic)モデルを通して生体内効果を確認することができ、4-1BBと関連する多様な薬物開発に有用に使用することができる。
一実施形態において、前記抗体は単クローン抗体、二重特異的抗体、二重抗体、多重特異的抗体、多重抗体、ミニボディ、ドメイン抗体、抗体模倣体(または同一遺伝子抗体)、キメラ抗体、または抗体融合体(または抗体接合体)およびその断片を含むが、これらに限定されず、本明細書に開示された多様な形態の抗体を含む。
一実施形態において、本明細書に開示された前記抗体の抗体断片は、Fab、Fab’、F(ab’)2、scFab、Fv、dsFv、scFV、scFV-Fc、ミニボディ(minibody)、ダイアボディ(diabody)、scAbまたはdAbであり得る。
他の実施形態において、本明細書に開示された抗体は、表2aおよび表2bに示す可変領域を含む軽鎖または重鎖のみのポリペプチドで構成される。
本明細書に開示された1つの抗体は、本明細書に開示された他の抗体と特定領域または配列を共有する。一実施形態において、これは抗体または抗原結合断片の不変領域を共有することができる。他の実施形態において、これはFc領域を共有することができる。他の実施形態において、可変領域のフレームを共有することができる。
一実施形態において、前記抗体は、自然で発見される抗体の典型的な構造を有する。ラクダ科動物は単一重鎖からなる抗体を生成するが、この抗体の構造単位は、通常4量体ポリペプチドを含み、前記4量体は、互いに異なる2個のポリペプチド鎖からなる一対のポリペプチド鎖本体中の2個を含む。典型的な抗体において、前記一対のポリペプチド鎖本体は、1つの全長軽鎖(約25kDa)および1つの全長重鎖(約50~70kDa)を含む。各鎖は、特徴的な折り畳みパターンを示し、約90~110個のアミノ酸からなる、数個の免疫グロブリンドメインで構成される。このようなドメインは、抗体ポリペプチドで構成される基本単位である。各鎖のアミノ末端部分は、通常抗原を認識する部位である可変領域またはV領域と称する部分を含む。カルボキシ末端部分は、アミノ末端より進化的により多く保存され、不変領域またはC領域と称する部分を含む。前記ヒト軽鎖は、通常カッパ(κ)およびラムダ(λ)軽鎖に分類され、これらはそれぞれ1つの可変領域および1つの不変領域を含む。前記重鎖は通常、ミュー(mu、μ)、デルタ(delta、δ)、ガンマ(gamma、γ)、アルファ(alpha、α)またはイプシロン(epsilon、ε)鎖に分類され、それぞれIgM、IgD、IgG、IgAおよびIgEアイソタイプ(isotype)で定義される。IgGは、IgG1、IgG2、IgG3およびIgG4を含むが、数多くのサブタイプを有する。IgMサブタイプは、IgMおよびIgM2を含む。IgAサブタイプは、IgA1およびIgA2を含む。ヒトにおいて、IgAおよびIgDアイソタイプは4個の重鎖および4個の軽鎖を含み;IgGおよびIgEアイソタイプは2個の重鎖および2個の軽鎖を含み、IgMアイソタイプは5個の重鎖および5個の軽鎖を含む。前記重鎖不変領域は、通常エフェクター(effector)機能を示すが、1つ以上のドメインを含む。重鎖不変領域ドメインの数は、アイソタイプに応じて異なる。例えば、IgG重鎖は、それぞれCH1、CH2およびCH3で公知の3つのC領域ドメインを含む。本発明に係る抗体は、これらアイソタイプおよびサブタイプのうちのいずれか1つである。一実施形態において、前記抗体はIgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3またはIgG4のサブタイプである。さらに他の一実施形態において、本発明の抗体はIgG1-またはIgG2-型である。さらに他の一実施形態において、本発明の抗体はIgG1-型である。
前記重鎖可変領域および軽鎖可変領域は、ヒト不変領域の少なくとも一部に連結される。不変領域の選択は、抗体依存性細胞媒介細胞毒性(cytotoxicity)、抗体依存性細胞食菌作用(phagocytosis)および/または補体(complement)依存性細胞毒性が部分的に必要があるかどうかによって決定される。例えば、ヒトアイソタイプIgG1およびIgG3は補体依存性細胞毒性を持ち、ヒトアイソタイプIgG2およびIgG4はこのような細胞毒性を持たない。また、ヒトIgG1およびIgG3は、ヒトIgG2およびIgG4よりさらに強い細胞媒介エフェクター(effector)機能を誘導する。前記軽鎖不変領域はラムダまたはカッパである。
一実施形態において、前記抗体はヒト化またはヒト抗体であり、前記重鎖不変領域は、IgG1-、IgG2-、IgG3-またはIgG4-型である。他の実施形態において、本発明の抗体はIgG1-またはIgG2-型である。
他の実施形態において、前記抗体はヒト化またはヒト抗体であり、マウス4-1BBを特異的に認識する。
全長軽鎖および重鎖において、可変領域および不変領域は約12個以上のアミノ酸の「J」領域により結合され、前記重鎖はまた、約10個以上のアミノ酸の「D」領域を含む。典型的に、抗体の重鎖/軽鎖対の可変領域は抗原結合部位を形成する。
免疫グロブリン鎖の可変領域は、一般に全体的な構造が同一であり、「相補的決定部位または領域またはドメイン(complementary determining site or region or domain)」またはCDR(Complementary Determining Region、相補的決定領域)と称される3個の超可変領域によって連結される比較的保存されたフレームワーク領域(framework region、FR)を含む。前記重鎖/軽鎖対からなる各鎖由来の可変領域のCDRは、典型的にフレームワーク領域によって配列され、ターゲットタンパク質(4-1BB)の特定のエピトープに特異的に結合する構造を形成する。自然的に発生する軽鎖および重鎖領域のこのような因子は、通常以下の順にN-末端からC-末端で構成される:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3およびFR4。可変領域でこれらそれぞれに相当するアミノ酸配列の位置は、Kabat(Kabat et al.,(1983)U.S.Dept.of Health and Human Services,「Sequences of Proteins of Immunological Interest」)、Chothia(Chothia and Lesk,J.Mol.Biol.196:901-917(1987))またはa method related to OPAL library(Hye Young Yang et.al.,2009 Mol.Cells27:225)によって決定される。それぞれの定義によって決定された前記CDRは互いに比較するとき、重なるか、または1つが他の1つを含むサブセット(subset)であってもよい。しかし、本明細書において、各方法によって定義されるすべてのCDRは本発明の範囲に含まれる。当業者であれば、抗体の可変領域の配列が提供される場合、これらのうち、それぞれの定義により容易にCDR配列を選択することができる。
一実施形態において、前記抗-4-1BB抗体またはその断片はヒト4-1BBタンパク質に特異性を有する。前記抗-4-1BB抗体またはその断片は、(i)配列番号1、2および3で構成される群から選択されるアミノ酸配列を含むCDR-H1;(ii)配列番号4、5および6で構成される群から選択されるアミノ酸配列を含むCDR-H2;(iii)配列番号7、8、9、10および11で構成される群から選択されるアミノ酸配列を含むCDR-H3;(iv)配列番号12または13のアミノ酸配列を含むVL CDR1;(v)配列番号14または15のアミノ酸配列を含むVL CDR2;(vi)配列番号16または17のアミノ酸配列を含むVL CDR3。
特定の一実施形態において、前記抗-4-1BB抗体またはその断片は、以下を含むことができる:(a)配列番号1のCDR-H1、配列番号4のCDR-H2、配列番号7のCDR-H3、配列番号12のVL CDR1、配列番号14のVL CDR2および配列番号16のVL CDR3;
(b)配列番号1のCDR-H1、配列番号4のCDR-H2、配列番号8のCDR-H3、配列番号12のVL CDR1、配列番号14のVL CDR2および配列番号16のVL CDR3;
(c)配列番号1のCDR-H1、配列番号4のCDR-H2、配列番号9のCDR-H3、配列番号12のVL CDR1、配列番号14のVL CDR2および配列番号16のVL CDR3;
(d)配列番号2のCDR-H1、配列番号5のCDR-H2、配列番号10のCDR-H3、配列番号12のVL CDR1、配列番号14のVL CDR2および配列番号16のVL CDR3;または
(e)配列番号3のCDR-H1、配列番号6のCDR-H2、配列番号11のCDR-H3、配列番号13のVL CDR1、配列番号15のVL CDR2および配列番号17のVL CDR3。
非制限的な一実施形態において、前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片は以下を含むことができる;
H-FR1に配列番号40のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
H-FR2に配列番号41のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
H-FR3に配列番号42、43、44または45のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
H-FR4に配列番号46のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
L-FR1に配列番号47、48または49のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
L-FR2に配列番号50または51のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
L-FR3に配列番号52または53のアミノ酸配列を含むポリペプチド;および/または
L-FR4に配列番号54または55のアミノ酸配列を含むポリペプチド。
非制限的な一実施形態において、前記抗-4-1BB抗体またはその断片は以下を含む:
(1)配列番号18、19、20、21、22、23、39、57、58、59および60からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドを含むか、必須で含む重鎖可変領域、または前記開示されたアミノ酸配列と80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上または99%以上の配列同一性を有するポリペプチド;および/または
(2)配列番号24、25、26、61および62からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドを含むか、必須で含む軽鎖可変領域、または前記開示されたアミノ酸配列と80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上または99%以上の配列同一性を有するポリペプチド。
非制限的な一実施形態において、前記抗-4-1BB抗体は以下を含む:
(1)配列番号27、28、29、30、31および32からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドを含むか、必須で含む重鎖、または前記開示されたアミノ酸配列と80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上または99%以上の配列同一性を有するポリペプチド;および/または
(2)配列番号33、34および35からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドを含むか、必須で含む軽鎖、または前記開示されたアミノ酸配列と80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上または99%以上の配列同一性を有するポリペプチド。
本明細書に開示された前記抗体は、前記抗体の特定機能的特徴または特性を特徴とする。例えば、前記抗体は、ヒト4-1BBに特異的に結合し、特定の他種、例えばサル4-1BB、例えばカニクイ(cynomolgus)ザル、アカゲザル(rhesus monkey)に結合できるが、異なる特定種例えば、マウス4-1BBには実質的に結合しない。好ましくは、本明細書に開示された抗体はヒト4-1BBに対して高い親和性で結合する。
4-1BBに対する本明細書に開示された抗体またはその抗原結合断片の結合は、当業界でよく確立された1つ以上の技術を使用して評価される。例えば、好ましい一実施形態において、抗体はヒト4-1BBを発現する細胞株、例えば、ヒト4-1BB、またはサル4-1BB、アカゲザル(rhesus monkey)4-1BBまたはカニクイザル(cynomolgus monkey)4-1BBまたはマウス4-1BBなどの4-1BBを各細胞表面に発現するように形質感染したCHO細胞と反応するフローサイトメトリーアッセイ(flow cytometry assay)によって試験される。フローサイトメトリーアッセイに使用するのに適した他の細胞には天然4-1BBを発現する抗-CD3-刺激CD4活性化T細胞が含まれる。また、他の適した結合分析は、例えば組換え4-1BBタンパク質を使用するELISA分析を含む。追加的に、または代案として、結合キネティクス(binding kinetics)(例えば、KD値)を含む抗体の結合はオクテット(Octet)分析でテストすることができる。本明細書に開示された抗体の好ましい結合親和性は1×10-6M以下、1×10-7M以下、または1×10-8M以下、例えば、1.01×10-9M以下の解離定数(dissociation constant)またはKDを含む。
追加的に、本明細書に開示された前記抗体、特に二重特異的抗体形態に構築される時、免疫細胞の増殖、生存、サイトカインの分泌および細胞溶解活性のCD8 T細胞を向上させる能力を有する。特定の実施形態において、本明細書に開示された抗体および抗-PD-L1抗体を含む二重特異的抗体はヒト4-1BBに結合し、T細胞を活性化する能力を示す。
免疫反応を刺激する抗体の他の能力を生体内腫瘍移植モデル(tumor graft model)のように腫瘍成長を抑制する抗体の能力を含む。
一部の実施形態において、前記抗-4-1BB抗体またはその断片は、重鎖不変領域(例えば配列番号36)、軽鎖不変領域(例えば配列番号37または38)、Fc領域、またはこれらの組み合わせをさらに含む。一部の実施形態において、前記軽鎖不変領域はカッパまたはラムダ鎖不変領域である。一部の実施形態において、前記抗体はIgG、IgM、IgA、IgE、またはIgDのアイソタイプ、例えば、ヒトIgG、ヒトIgM、ヒトIgA、ヒトIgE、またはヒトIgDである。一部の実施形態において、前記アイソタイプはIgG、例えば、IgG1、IgG2、IgG3またはIgG4などのヒトIgGである。一部の実施形態において、前記断片(前記抗-PD-L1抗体の抗原結合断片)は、前記抗体の重鎖CDRおよび/または軽鎖CDRを含む任意の断片であり、例えば、Fab、Fab’、F(ab’)、Fd(重鎖可変領域およびCH1ドメインを含む)、Fv(重鎖可変領域および/または軽鎖可変領域)、単一鎖Fv(scFv;任意の順に重鎖可変領域および軽鎖可変領域、および重鎖可変領域および軽鎖可変領域の間のペプチドリンカー(linker)を含むか、必須で含む)、単一鎖抗体、ジスルフィド結合Fvs(sdFv)およびこれらのものからなる群より選択される。
これらに限定されず、前記抗-4-1BB抗体またはその断片は、キメラ(chimeric)抗体、ヒト化(humanized)抗体または完全ヒト抗体である。一側面において、抗体またはその断片は自然発生しないか、化学的にまたは組換えにより合成されない。
これらそれぞれの抗体がヒト4-1BBなどの4-1BBに結合できることを考慮すると、前記CDR配列または前記VおよびV配列は、本明細書に開示された他の抗-4-1BB結合分子を生成するために「混合およびマッチング(mixed and matched)」される。好ましくは、前記CDR配列またはVおよびV鎖が混合およびミックスされるとき、例えば、特定のV/V対からのV配列は構造的に類似なV配列に代替される。同様に、好ましくは、特定のV/V対からのV配列は構造的に類似なV配列に代替される。
一実施形態において、二重特異的抗体において前記4-1BB抗体をコードするポリヌクレオチドであり得る。一実施形態において、IgG-scFv形態の二重特異的抗体の重鎖をコードするポリヌクレオチドであり得る。他の実施形態において、IgG-scFv形態の二重特異的抗体の軽鎖をコードするポリヌクレオチドであり得る。
前記IgG-scFv形態は、2個の抗原のうちの1つをターゲットとする(結合する)全長IgG抗体およびもう1つをターゲットとする(結合する)scFv断片を含む二重特異的抗体の一種を指し、前記scFvは、直接的に(ペプチドリンカーなしに)またはペプチドリンカーを介して全長IgG抗体のC-末端および/またはN-末端に連結される。
一実施形態において、IgG-scFv形態の前記二重特異的抗体がXという特定の抗体に対する全長IgG抗体および4-1BBに対するscFv断片を含む場合、前記二重特異的抗体の重鎖をコードするポリヌクレオチドは直接的にまたはペプチドリンカーを介して全長IgG抗体のC末端および/またはN末端に連結されたXに対する全長IgG抗体の重鎖および4-1BBに対するscFv断片をコードすることができ;二重特異的抗体の軽鎖をコードする前記ポリヌクレオチドはXに対する前記全長IgG抗体の軽鎖をコードすることができる。
他の一実施形態において、IgG-scFv形態の前記二重特異的抗体が4-1BBに対する全長IgG抗体および特定の抗原(「X」)に対するscFv断片を含む場合、前記二重特異的抗体の重鎖をコードするポリヌクレオチドは、直接的にまたはペプチドリンカーを介して全長IgG抗体のC末端および/またはN末端に連結された4-1BBに対する前記全長IgG抗体の重鎖およびXに対するscFv断片をコードすることができ;二重特異的抗体の軽鎖をコードする前記ポリヌクレオチドは4-1BBに対する前記全長IgG抗体の軽鎖をコードすることができる。代表的な実施形態(例:抗-PD-L1/抗-4-1BBの二重特異的抗体)を図7に示す。
前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片は、癌治療および/または予防および/または免疫反応促進に適用される。前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片による免疫反応促進は、前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片を治療(または投与)した時の免疫反応水準を意味し、前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片が治療(または投与)しない場合よりその程度が高い。前記免疫反応促進は4-1BB信号活性化、T-細胞活性化またはその両方ともである。
一実施形態において、癌の例として血液癌(blood cancer)、肺ガン(lung cancer)、胃ガン(stomach cancer)、肝癌(liver cancer)、骨癌(bone cancer)、すい臓癌(pancreatic cancer)、皮膚癌(skin cancer)、頭頸部癌(head and neck cancer)、悪性黒色腫(skin melanoma)、子宮癌(uterine cancer)、卵巣ガン(ovarian cancer)、直膓癌(rectal cancer)、大腸癌(colorectal cancer)、結腸癌(colon cancer)、乳癌(breast cancer)、子宮肉腫(uterine sarcoma)、卵管癌(fallopian tube carcinoma)、子宮内膜癌(endometrial carcinoma)、子宮頚癌(uterine cervical carcinoma)、膣ガン(vaginal carcinoma)、外陰部癌(vulvar carcinoma)、食道癌(esophageal cancer)、喉頭癌(laryngeal cancer)、小腸癌(small-intestine cancer)、甲状腺癌(thyroid cancer)、副甲状腺癌(parathyroid cancer)、軟部組織肉腫(soft-tissue sarcoma)、尿道癌(urethral cancer)、陰茎癌(penile cancer)、前立腺癌(prostate cancer)、慢性または急性白血病(chronic or acute leukemia)、若年性固形腫瘍(solid tumors in juvenile stage)、分化型リンパ腫(differentiated lymphoma)、膀胱癌(bladder cancer)、腎臓癌(renal cancer)、腎細胞癌(renal cell carcinoma)、腎盂癌(renal pelvic carcinoma)、中枢神経原発リンパ腫(primary central nervous system lymphoma)、脊髄腫瘍(spinal axis tumors)、神経膠腫(glioma)、脳幹部神経膠腫(brainstem glioma)および下垂体腺腫(pituitary adenoma)を含むことができ、これらに限定されるものではない。
前記抗-4-1BB抗体、その抗原結合断片などのような有効成分または薬学的組成物は経口または非経口で投与される。非経口投与の場合、静脈注射(intravenous injection)、皮下注射(subcutaneous injection)、筋肉内注射(intramuscular injection)、腹腔内注射(intraperitoneal injection)、内皮投与(endothelial administration)、局所投与(topical administration)、鼻腔内投与(intranasal administration)、肺内投与(intrapulmonary administration)および直腸内投与(intrarectal administration)が可能である。経口投与は、タンパク質またはペプチドの消化につながるので、経口投与用組成物の活性成分は胃腸での消化を防止するためにコーティングまたは剤形化される。また、前記組成物は、活性成分がターゲット細胞に伝達されるようにする選択的装置を用いて投与される。
前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片の薬学的有効量は製剤(剤形)方法、投与方法、患者の年齢、体重、性別、病的状態および献立、投与時間、投与間隔、投与経路、排泄速度および反応敏感度などの要因により多様な量で処方される。例えば、前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片の1日投与量は0.001~1000mg/kg、好ましくは0.01~100mg/kg、より好ましくは0.1~50mg/kg、さらに好ましくは0.1~20mg/kgの範囲であり、これらに限定されるものではない。前記1日投与量を単位投与形態で単一製剤で製剤化するか、または適切に分割された投与形態で製剤化するか、多重投与容器に含まれるように製造することができる。前記薬学的組成物は他の薬物と併用して投与することができ、患者の状態により容量、投与方法およびその他の薬物の種類によって適切な処方を行うことができる。
前記薬学的組成物は、オイル(oil)または水性媒質(aqueous medium)、懸濁液(suspension)、シロップ(syrup)、エマルジョン(emulsion)、抽出物(extract)、粉末(powder)、顆粒(granules)、錠剤(tablet)またはカプセル(capsule)形態の溶液形態で剤形化され、製剤のために分散剤(dispersing)または安定化剤(stabilizing agent)をさらに含むことができる。
特に、前記抗-4-1BBまたはその抗原結合断片を含む薬学的組成物は抗体またはその抗原結合断片を含むので、免疫リポソームで剤形化することができる。抗体含有リポソームは当業界に公知の任意の方法を使用して製造することができる。前記免疫リポゾームは、ホスファチジルコリン(phosphatidylcholine)、コレステロール(cholesterol)およびポリエチレングリコール由来ホスファチジルエタノールアミン(polyethyleneglycol-derivatized phosphatidylethanolamine)を含む脂質組成物であり、逆相蒸発法(reverse phase evaporation method)で製造することができる。例えば、抗体のFab’断片は、ジスルフィド交換反応(disulfide-exchange reaction)によりリポソームに接合される。
前記抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片、または薬学的組成物は、診断、予後または治療が要求される任意の対象、特に哺乳動物個体に投与することができる。哺乳類個体にはヒト、家畜、農場動物および動物園、スポーツ動物、またはイヌ、ネコ、モルモット、ウサギ、ラット、マウス、ウマ、ウシ、乳牛などの愛玩動物が含まれる。
他の実施形態は下記を提供する:
重鎖相補性(complementarity)結晶領域をコードするポリヌクレオチド、軽鎖相補性決定領域をコードするポリヌクレオチドまたはこれらの組み合わせ;重鎖可変領域をコードするポリヌクレオチド、軽鎖可変領域をコードするポリヌクレオチドまたはこれらの組み合わせ;重鎖をコードするポリヌクレオチド、軽鎖をコードするポリヌクレオチドまたはこれらの組み合わせ、前記相補性決定領域、重鎖および軽鎖可変領域および重鎖および軽鎖は、下記抗-4-1BB抗体に対して記載された通りである;
前記ポリヌクレオチドまたはこれらの組み合わせを運ぶ組換えベクター;および/または
組換えベクターを保有する組換え細胞。
一実施形態において、前記記載された組換えベクターは、重鎖相補性決定領域および軽鎖相補性決定領域;重鎖可変領域および軽鎖可変領域;または重鎖および軽鎖を前記それぞれのポリヌクレオチドを運ぶ抗-4-1BB抗体、単一ベクターまたは分離ベクターでそれぞれをコードするポリヌクレオチドを含むことができる。
前記用語「ベクター(vector)」は、プラスミドベクター(plasmid vector)、コスミドベクター(cosmid vector)およびバクテリオファージベクター(bacteriophage vector)、アデノウイルスベクター(adenovirus vector)、レトロウイルスベクター(retrovirus vector)、およびアデノ随伴ウイルスベクター(adeno-associated virus vector)などのウイルスベクター(viral vector)に例示されるように、宿主細胞でターゲット遺伝子を発現するための手段を意味する。前記組換えベクターは、当業界でよく使用されるプラスミド(plasmids)(例えば、pcDNA3.1、pcDNA3.4、pCHO1.0、pSC101、pGV1106、pACYC177、ColE1、pKT230、pME290、pBR322、pUC8/9、pUC6、pBD9、pHC79、pIJ61、pLAFR1、pHV14、pGEXシリーズ、pETシリーズおよびpUC19、ファージ(phages)(例えば、λgt4λB、λ-Charon、λΔz1およびM13)またはウイルス操作(例えば、SV40など)から製造されることができる。
前記組換えベクターにおいて、前記ポリヌクレオチドはプロモーターに作動可能に連結されている。前記用語「作動可能に連結されている(operatively linked)」は、関心のあるヌクレオチド配列および発現の調節配列(例えば、プロモーター配列)の間の機能的連結に関連することが意図される。「作動可能に連結」されるとき、調節要素(regulatory element)は、前記関心のあるヌクレオチドの転写および/または翻訳を制御することができる。
前記組換えベクターは、典型的にクローニングベクターまたは発現ベクターで構築される。組換えベクターの場合、植物、動物または微生物細胞で外来タンパク質を発現するために当業界で通常使用可能なベクターを使用することができる。当業界でよく知られている多様な方法を組換えベクターの構築に用いることができる。
原核または真核細胞などの宿主で使用するために、組換えベクターはそれに基づいて構成される。例えば、ベクターが原核宿主で用いるための発現ベクターで構成される場合、前記ベクターは、一般に転写のための強力なプロモーター(例:pLκλプロモーター、CMVプロモーター、trpプロモーター、lacプロモーター、tacプロモーター、T7プロモーターなど)、翻訳開始のためのリボソーム結合部位、および転写/翻訳終結配列を含む。他の側面において、真核宿主で用いるための発現ベクターはf1複製起点(origin of replication)、SV40複製起点、pMB1複製起点、アデノ(adeno)複製起点、AAV複製起点およびBBV複製起点などの真核細胞で作動可能な複製起点を含み、これらに限定されるものではない。また、前記発現ベクターは、典型的に哺乳動物細胞のゲノム(例えば、メタロチオニン(metallothionein)プロモーター)または哺乳動物ウイルス(例えば、アデノウイルス後期プロモーター(adenovirus late promoter)、ワクシニア(vaccinia)ウイルス7.5Kプロモーター、SV40プロモーター、サイトメガロウイルス(cytomegalovirus)プロモーターおよびHSVのtkプロモーター)、および転写終結配列としてのポリアデニル化(polyadenylation)配列に由来するプロモーターを含む。
前記組換え細胞は適した宿主細胞に組換えベクターを導入して製造される。安定した方式で組換えベクターの順次クローニングおよび発現を許容する限り、当業界で公知の任意の宿主細胞が本明細書に開示された内容に用いられる。本明細書に開示された利用可能な原核宿主細胞の例としては、E.coli、枯草菌(Bacillus subtilis)およびバチルスチューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)などのBacillus spp.およびサルモネラティフィムリウム(Salmonella typhimurium)、セラチアマルセッセンス(Serratia marcescens)および多様なシュードモナス腫(Pseudomonas species)などの腸内細菌科(Enterobacteriaceae)がある。形質転換(transformation)に用いられる真核宿主細胞は、サッカロマイセスセレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、昆虫細胞およびSp2/0、CHO(Chinese hamster ovary)、CHO-K1、CHO DG44、CHO-S、PER.C6、W138、BHK、COS-7、293、HepG2、Huh7、3T3、RINおよびMDCKなどの動物細胞を含むことができ、これらに限定されるものではない。
前記核酸分子またはこれを運ぶ組換えベクターは、当業界でよく知られている方法を使用して宿主細胞に導入(形質感染)される。この形質感染は、宿主細胞が原核細胞の場合CaClまたは電気穿孔法(electroporation method)を使用して行うことができる。真核宿主細胞の場合、遺伝的導入はマイクロインジェクション(microinjection)、リン酸カルシウム沈澱(calcium phosphate precipitation)、電気穿孔(electroporation)、リポソーム媒介トランスフェクション(liposome-mediated transfection)または粒子衝撃(particle bombardment)を使用して達成できるが、これらに限定されるものではない。
形質転換された宿主細胞を選択するために、当業界でよく知られている方法により選別マーカ(selection marker)と関連する表現型を利用することができる。例えば、選別マーカが特定の抗生剤に対する耐性を付与する遺伝子の場合、前記宿主細胞は関心形質転換体(transformant)を選別するための培地で抗生剤の存在下で成長される。
他の側面は、適切な宿主細胞でポリヌクレオチドまたは組換えベクターを発現する段階を含む抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片の製造方法を提供する。一実施形態において、前記製造方法は、ポリヌクレオチドまたはその中の組換えベクターを含む組換え細胞を培養し、任意に培養培地から抗体を分離および/または精製することを含むことができる。
本発明の一実施形態により製造された抗-4-1BB抗体の4-1BB抗原に対する結合能分析(ELISA)結果を示す図である。それぞれの抗-4-1BB単クローン(monoclonal)抗体が細胞外ドメイン(domain)4-1BB抗原に特異的に結合することを示す。 本発明の一実施形態により製造された抗-4-1BB抗体の4-1BB抗原に対する結合能を測定(FACS)した結果である。それぞれの抗-4-1BB単クローン抗体が細胞表面に発現した4-1BBに特異的に結合することを示す。 本発明の一実施形態により製造された抗-4-1BB抗体による4-1BB信号活性化を示すグラフである。 本発明の一実施形態により製造された抗-4-1BB抗体によるT-細胞活性化を示すグラフである。 本発明の一実施形態により製造された抗-4-1BB抗体による4-1BB信号活性化を二重特異的(bispecific)抗体形態で示すグラフである。 本発明の一実施形態により製造された抗-4-1BB抗体のマウス腫瘍共通遺伝子モデルで癌抑制効能を示すグラフである。それぞれの抗-4-1BB抗体はヒト4-1BB knock-inマウスで癌の成長を抑制することが示された。これは、本発明の4-1BB抗体がヒト4-1BBを発現する免疫細胞に結合して癌の成長を抑制して癌の治療剤として有用に使用されることを意味する。 抗-PD-L1/抗-4-1BB二重特異的抗体の模式図である。 4-1BB上の抗-4-1BB抗体(41B01)の結合部位を示す模式図である。 4-1BB上の抗-4-1BB抗体(41B02)の結合部位を示す模式図である。 Urelumabおよび候補(41B01および41B02)の間の交差競争を示す。 Urelumabおよび候補(41B01および41B02)の間の交差競争を示す。 41B01および41B02の間の交差競争を示す。 組換えヒト41BB-リガンド(ligand)および41B01の間の交差競争を示す。
以下、本発明を実施例を通じて詳しく説明する。下記の実施例は単に本発明を例示したものに過ぎず、本発明を限定するとは解釈されない。
実施例1.抗-4-1BB単クローン抗体の用意
実施例1.1.4-1BBに対する完全なヒト単クローン抗体スクリーニング
ターゲット分子に対するそれぞれのファージライブラリー(phage libraries)(KBio HealthおよびCUREBIOで入手)のパンニング(panning)のために、4-1BB(NCBI Accession No.NP_001552.2;配列番号67)コーティングされた免疫チューブを利用して総4回のパンニングを行った。
3回のパンニング出力からのバクテリアコロニー(bacterial colonies)を96ディープウェル(deepwell)プレートのSB-カルベニシリン(Carbenicillin)で濁るまで成長させ、この時、1011 pfuのVCSM13ヘルパーファージ(helper phage)が各ウェルに添加された。37℃で弱い震盪(80rpm)で1時間感染後、70μg/mLのカナマイシン(kanamycin)を添加し、細胞を200rpmで震盪しながら30℃で一晩培養した。
翌日、前記プレートを遠心分離し、ファージを含む上澄液(supernatant)を3%BSA(in PBST)で遮断された4-1BB抗原コーティングされたELISAプレートに添加した。室温で1時間培養した後、前記プレートをPBSTで3回洗浄し、M13抗体を添加した。前記プレートを1時間培養し、PBSTで3回洗浄し、テトラメチルベンジジン(tetramethylbenzidine、TMB)を使用して結合活性を測定した。
前記4-1BB特異的結合剤(binder)は、プラスミドDNAシーケンシングのために増幅された。lg軽鎖V遺伝子(Ig light chain V genes;VL)およびVH配列を分析して固有の配列を確認し、配列多様性を決定した。
すべての類型のIgG形態が用意されるが、得られたIgG4形態の4-1BB特異的抗体の配列は表2~表9に示す。
Figure 2022510253000003
Figure 2022510253000004
Figure 2022510253000005
Figure 2022510253000006
Figure 2022510253000007
Figure 2022510253000008
Figure 2022510253000009
Figure 2022510253000010
実施例1.2.4-1BBに対するscFv抗体の製造
(N’)-VL-リンカー-VH-(C’)構造を有する抗-4-1BB scFv抗体は、前記実施例1.1の表に提示された4-1BBに対する完全なヒト単クローン抗体の可変領域を使用して用意し、ここで重鎖可変領域44位のアミノ酸残基「G」は「C」に置換され、軽鎖可変領域103位のアミノ酸残基「G」は「C」に置換された。scFvで「G」から「C」へのこのようなアミノ酸置換は1つのターゲット-特異的モイアティ(moiety)であって、scFvを含む二重特異的抗体の安定性増加に寄与できる。前記製造されたアミノ酸配列は下記表に示し、当業者は(GGGGS)2、(GGGGS)3、(GGGGS)4または(GS)9などの多様な種類のペプチドリンカーに適用することを含んで特定目的を満たすために、下記の実施例でアミノ酸配列の変更または変形を適用することができる。scFv形態で得られた4-1BB特異的抗体の配列は下記表10~表15に示す。
Figure 2022510253000011
Figure 2022510253000012
Figure 2022510253000013
Figure 2022510253000014
Figure 2022510253000015
Figure 2022510253000016
実施例1.4.二重特異的抗体形態として4-1BBに対するscFv抗体用意
二重特異的抗体の代表的な例として、下記のように重い構成および軽い構成で構成されるPD-L1x4-1BB二重特異的抗体を用意した:
(1)重い構成(N’→C’)
1)抗-PD-L1抗体の重鎖:配列番号63または65、
2)リンカー:配列番号66(GGGGSGGGGSGGGGS)、および
3)前記実施例1.2で用意した抗-4-1BB scFv、41B01(scFv)(表10)、41B01.01(scFv)(表11)、41B01.02(scFv)、41B01.03(scFv)(表12)、または41B01.04(scFv)(表13);および
(2)軽い構成(N’→C’)
抗-PD-L1抗体の軽鎖:配列番号64
実施例1.5.ヒト4-1BBに対する抗-4-1BB抗体の抗原結合能力
(1)ELISAによって測定された抗原結合
前記抗原結合活性を評価するために、前記抗体候補のELISAテストを行った。要約すると、マイクロタイタープレート(microtiter plates)を0.1μg/ml(in PBS)のヒト4-1BB-Fcタンパク質100μl/ウェルで4℃で一晩コーティングし、5%BSA 100μl/ウェルで遮断した。前記実施例1.1で得られた抗体の連続希釈液(serial dilution)を各ウェルに添加し、室温で1~2時間培養した。前記プレートをPBS/Tweenで洗浄した後、Horse Radish Peroxidase(HRP)と結合した塩素-抗-ヒトIgG抗体とともに室温(RT)で1時間培養した。洗浄後、前記プレートをTMB基板で現像し、OD450-630nmで分光光度計(spectrophotometer)により分析した。前記分析結果は図1a~図1cに示す。図1a、図1bおよび図1cに示すように、前記抗-4-1BB抗体は高い4-1BB結合能力を示した。
(2)FACS(Fluorescence activated cell sorter)によって測定された細胞結合力
前記抗原結合特性を評価するために、前記抗体候補をFACSを利用して4-1BBに発現した哺乳類に対する結合を分析した。簡単に言えば、4-1BB-Jurket細胞を抗体(41B01および41B02)とともに培養した。FACS緩衝液(PBS中、1%BSA)で洗浄した後、前記FITC-抗-ヒトIgG抗体を各ウェルに添加し、4℃で1時間培養した。FITCのMFIは、FACS Caliberによって評価された。図2に示すように、前記評価された抗-4-1BB抗体は細胞表面に発現し、哺乳動物細胞で発現した4-1BBに効率的に結合できる4-1BBに対する結合能力を示す。
図2に示すように、前記評価された抗-4-1BB抗体は、細胞表面に発現した4-1BBに対する結合能力を示す。
(3)4-1BBに対するタンパク質kinetic
前記ヒト化抗体の結合kineticを調べるために、本実施例はOctet Red96を使用して親和性順位を定めた。下記表16に示すように、前記評価された抗-4-1BB抗体は高い4-1BB結合親和性を示す。
Figure 2022510253000017
(4)エピトープマッピング(Epitope Mapping)
前記4-1BB抗体の固有のエピトープを確認するために、エピトープマッピングを行った。4-1BB(NCBI Accession No.NP_001552.2)のほとんどすべての表面残留物をRanomics(Toronto、CA)によるエピトープマッピングを行うために、高処理量流動細胞計測法(high-throughput flowcytometry)を用いて突然変異スクリーニングを行った。GFPタグは4-1BBのC-末端に融合され、4-1BBの細胞外ドメイン(24-186)の各表面残基はアルギニン(Arg)に突然変異した。残留物がアルギニンであれば、グルタミン酸(Glu)に突然変異した。前記突然変異プラスミドをライブラリーに集めてHEK293細胞株で形質感染(transfected)させた。前記生成された細胞株は、GFPおよび/または41B01/41B02結合に対して分類された。前記分類された細胞プール(cell pool)にある各突然変異集団はRNAseqで分析された。突然変異がGFP/抗-4-1BBプールよりGFPプールでより多く見える場合、突然変異した部位はエピトープとみなされた。前記エピトープ残基は表17に示す。
Figure 2022510253000018
図8aおよび図8bは、前記41B01クローンおよび41B02クローンのエピトープを示す。前記図において、4-1BBタンパク質を分子表面の表現(representation)(PDBID:6MGP)で4-1BBリガンドと結合したリボンで表した。抗-4-1BB抗体に対して4-1BB内で確認された前記エピトープ残基は球体で表される。前記図に示すように、41B01および41B02は、4-1BB内の4-1BBLの結合部位から遠く離れた4-1BBのCDR4内のエピトープに結合する。したがって、41B01および41B02は4-1BBLと競争しない。
このような観察は、41B01および41B02が4-1BBLと競争しない反面、utomilulumabは4-1BBLと競争するという実施例1.5(5)の競争分析の結果と一致する。Utomilulumabはまた、41B01および41B02と競争する。Utomilulumabが4-1BBのCRD3~4(87-118)内のエピトープに結合するため、4-1BB内のutomilulumabの結合部位は4-1BBL、41B01または41B02の結合部位に近く、重なる。
(5)競争分析
4-1BB抗体が固有のエピトープを持つかどうかをテストするために競争分析を行った。
96ウェルブラックマイクロプレート(96 well black microplate)(greiner bio one)をバイオセンサートレイケースに設けた後、200μlの1X Kinetic Buffer(1X KB)をそれぞれ8ウェルに追加した。8個のNi-NTAバイオセンサー(ForteBio、USA)を10分間緩衝液でウェルに浸して水和させた。分析物(analytes)(41B01、41B02、Urelumab、Utomilumab、組換えヒト41BBリガンド(Recombinant Human 41BB Ligand))を1X KBを使用して100nMの濃度に希釈した。組換えヒト41BB-Hisタグタンパク質(Sino Biological、10041-H08H)を1X KB緩衝液で2μg/mLの濃度に希釈した後、バイオセンサーで抗原固定に使用した。
上記実験は、下記表18に基づいた2つの分析物(analytes)の連続的な結合段階によって行われた。前記オクテットプログラムテンプレートにより新たな96ウェルブラックマイクロプレートに1X KBを追加した。バイオセンサーを1X KB200μLに浸してベースライン1(baseline1)を生成した後、バイオセンサーを200μLの抗原、組換えヒト41BB Hisタグ(tag)タンパク質(2μg/mL)に配置して抗原をバイオセンサーに固定した。1X KB 200μL(baseline2)でバイオセンサーを再水和した後、最初の分析物(200μL)がバイオセンサーの抗原と関連した。その後、2番目の分析物(200μL)がバイオセンサーの分子と関連した。前記実験板の温度は30℃に調節した。実験が終わった後、Octet Analysis9.0ソフトウェアを用いて、最初および2番目の分析物間の交差競争(cross-competition)を評価した。
Figure 2022510253000019
前記結果は図9a~図12cに示す。
図9a~図9eは、Urelumabと候補者(41B01および41B02)の間の交差競争を示す。Urelumabと2つの候補者(41B01および41B02)の間の競争分析を行った。組換えヒト41BB-Hisタグタンパク質は、まず、バイオセンサーに固定された。その後、1次および2次抗体をバイオセンサーと順次に連結して2つの抗体間の結合競争を感知した。全般的に、Urelumabおよび2つの候補者の間に結合競争が観察されず、これは、各抗体が固有のエピトープを有していることを意味する。図9aは、Urelumab(対照群)の自己結合の結果を示し、図9bは、第1抗体としてUrelumab、第2抗体として41B01の結果を示し、図9cは、第1抗体として41B01、第2抗体としてUrelumabの結果を示し、図9dは、第1抗体としてUrelumab、第2抗体として41B02の結果を示し、図9eは、第1抗体として41B02、第2抗体としてUrelumabの結果を示す。
図10a~図10eは、Utomilumabおよび候補者(41B01および41B02)の間の交差競争を示す。Utomilumabおよび2つの候補者(41B01および41B02)の間の競争分析を行った。組換えヒト41BB-Hisタグタンパク質は、まず、バイオセンサーに固定された。その後、1次抗体および2次抗体をバイオセンサーと順次に連結して2つの抗体間の結合競争を感知した。全般的に、Utomilumabおよび2つの候補者の間に結合競争が観察されず、これは、各抗体が固有のエピトープを有していることを意味する。図10aは、Utomilumab(対照群)の自己結合の結果を示し、図10bは、第1抗体としてUtomilumab、第2抗体として41B01の結果を示し、図10cは、第1抗体として41B01、第2抗体としてUtomilumabの結果を示し、図10dは、第1抗体としてUtomilumab、第2抗体として41B02の結果を示し、図10eは、第1抗体として41B02、第2抗体としてUtomilumabの結果を示す。
図11a~図11dは、41B01と41B02間の交差競争を示す。2つの候補者(41B01と41B02)間の競争分析を行った。組換えヒト41BB-Hisタグタンパク質は、まず、バイオセンサーに固定された。その後、1次抗体および2次抗体をバイオセンサーと順次に連結して2つの抗体間の結合競争を感知した。全般的に、41B01と41B02間に結合競争が観察され、これは、2つの候補者が41BBに対して同じエピトープを有していることを意味する。図11aは、41B01の自己結合の結果を示し、図11bは、第1抗体として41B01、第2抗体として41B02の結果を示し、図11cは、第1抗体として41B02、第2抗体として41B01の結果を示し、図11dは、41B02の自己結合の結果を示す。
図12a~図12cは、組換えヒト41BB-リガンドおよび41B01の間の交差競争を示す。組換えヒト41BB-リガンドと41B01の間の競争分析を行った。組換えヒト41BB-Hisタグタンパク質は、まず、バイオセンサーに固定された。その後、組換えヒト41BB-リガンドおよび41B01をバイオセンサーと順次に連結してこれらの間の結合競争を感知した。全般的に、組換えヒト41BB-リガンドと41B01の間に結合競争が観察されず、これは、41B01が組換えヒト41BB-リガンドに比べて41BBに対する固有の結合部位を有していることを意味する。図12aは、組換えヒト41BB-リガンドの自己結合の結果を示し、図12bは、第1抗体として組換えヒト41BB-リガンド、第2抗体として41B01の結果を示し、図12cは、第1抗体として41B01、第2抗体として組換えヒト41BB-リガンドの結果を示す。
実施例2.抗-4-1BB抗体の活性
(1)4-1BB信号を促進する抗-4-1BB抗体の活性
4-1BB信号を促進する抗-4-1BB抗体の能力をテストするために細胞基盤4-1BB分析を用いた。この分析では、GloResponseTM NFκB-luc2/4-1BB Jurkat細胞株(Promega、cat# CS196004)を使用した。GloResponseTM NFκB-luc2/4-1BB Jurkat細胞株は遺伝的に変形して反応要素の4-1BB受容体およびルシフェラーゼ(luciferase)downstreamを安定的に発現する。ルシフェラーゼ発現は、抗体が前記4-1BB受容体に結合する時に誘導される。簡単に言うと、抗-ヒトIgG Fc2次抗体(500nMから始まり5倍に希釈)と架橋された25μLの抗体をプレートに添加した。GloResponseTM NFκB-luc2/4-1BB Jurkat細胞株を収穫し、ウェル当たり50μLのGloResponseTM NFκB-luc2/4-1BB Jurkat細胞株を分配してプレートにウェル当たり5×10個の細胞を作った。37℃+5%COの加湿培養器で6時間培養した。培養時間の間製造業者の指針に従い、Bio-GloTM試薬を再構成した。6時間培養後、Bio-GloTM試薬ウェル当たり75個を分析プレートに追加した。5分間待ち、マイクロプレートリーダーを使用して発光を測定した。GraphPadソフトウェアで4パラメータロジスティック曲線分析(Four-parameter logistic curve analysis)を行った。
前記分析結果を図3に示す。図3に示すように、前記テストされた抗-4-1BB抗体は4-1BB作用活性を示した。
(2)ヒトT細胞免疫反応を促進する抗-4-1BB抗体の活性
刺激されたヒトPBMC反応に対する抗-4-1BB抗体の能力をテストするためにサイトカイン生産分析(cytokine production assay)が使用された。ヒト抗-CD3抗体で刺激したヒトPBMCをエフェクター細胞(effector cell)として用いた。4-1BBが発現されないHCC-1954細胞をターゲット細胞として使用した。このシステムにおいて、PBMC(3×10)はヒト抗-CD3抗体の存在下でHCC-1954(1×10)と共同培養された。抗-4-1BB抗体(100nM(=15μg/mL)から始まり10回容量に希釈)およびFc架橋抗体(500nM(=75μg/mL)から始まり10回容量に希釈)を混合培養に添加した。前記分析結果を図4に示す。図4に示すように、抗-4-1BB抗体はサイトカイン放出を誘導した。
(3)4-1BB信号を促進するPD-LX4-1BB抗体の活性
二重特異的抗体形態の前記4-1BB抗体による4-1BB信号促進は、細胞基盤4-1BB分析を用いて測定された。
前記二重特異的抗体であるPD-L1X4-1BB二重特異的抗体は、下記のように重い構成および軽い構成で構成された。
(1)重い構成(N’→C’)
1)抗-PD-L1抗体の重鎖:配列番号63
2)リンカー(linker):配列番号66(GGGGSGGGGSGGGGS)、および
3)前記実施例1-2で用意した抗-4-1BB scFv、41B01(scFv)(表10)、または41B02(scFv)(表14);並びに
(2)軽い構成(N’→C’)
抗-PD-L1抗体の軽鎖:配列番号64。
前記分析において、GloResponseTM NFκB-luc2/4-1BB Jurkat細胞株(Promega、cat# CS196004)をエフェクター細胞として使用し、PD-L1を発現するか、または発現しない癌細胞株をターゲット細胞として使用した。GloResponseTM NFκB-luc2/4-1BB Jurkat細胞株は遺伝的に変形して反応要素の4-1BBおよびルシフェラーゼ(luciferase)downstreamを安定的に発現する。ルシフェラーゼ発現は、抗体が4-BB受容体に結合する時に誘導される。略述すると、HCC1954(PD-L1発現;ウェル当たり2.5×10個の細胞)を培養培地(RPMI1640+10%FBS)100μLを含むwhite 96-well assay plateにおいて、37℃+5%COの条件の加湿培養器で一晩培養した。一晩培養し、100μLの培養培地を除去し、25μLのAssay Medium(RPMI1640+1%FBS)を予めメッキされたターゲット細胞に分配した。二重特異的抗体(15nMから始まり8倍希釈、または1.5nMから始まり4倍希釈)それぞれ25μLをプレートに添加した。GloResponseTM NFκB-luc2/4-1BB Jurkat細胞株を収穫し、Assay Mediumで再懸濁した。ウェル当たり25μLのGloResponseTM NFκB-luc2/4-1BB Jurkat細胞株を分配してプレートにウェル当たり2.5×10個の細胞が存在するように作った。37℃+5%COの加湿培養器で6時間培養した。培養時間の間製造業者の指針に従い、Bio-GloTM試薬を再構成した。6時間培養後、ウェル当たりBio-GloTM試薬75個を分析プレートに追加した。5分間待った後、マイクロプレートリーダーを用いて発光(luminescence)を測定した。GraphPadソフトウェアで4パラメータロジスティック曲線分析(Four-parameter logistic curve analysis)を行った。
前記分析結果を図5に示し、前記結果から41B01は、41B01(scFv)を含むPD-L1x4-1BB二重特異的抗体を示し、41B02は、41B02(scFv)を含むPD-L1x4-1BB二重特異的抗体を示す。図5に示すように、前記4-1BB抗体が二重特異的抗体(PD-L1x4-1BB二重特異的抗体)形態に構築された時、テストされたPD-L1x4-1BB二重特異的抗体は、腫瘍抗原(PD-L1)の存在下で抗PD-L1単クローン抗体と比較した時、さらに強い4-1BB信号活性化を示した。
(4)抗-4-1BB抗体の生体内効能
ヒト4-1BBの細胞外ドメインを発現するヒト化(humanized)マウスを使用した。マウス結腸腺癌細胞(mouse colon adenocarcinoma cell、MC38)はヒトPD-L1を発現するように操作された。ヒト化マウス(h4-1BB)にMC38-hPD-L1細胞を皮下移植した。マウスにQ3Dを5回(3日ごとに5回の抗体注射)下記抗体とともに腹腔内投与した:ヒトIgGタイプ対照群(10mg/kg)および抗-4-1BB抗体(41B01、10mg/kg)。
腫瘍体積を実験期間の間週に2回、キャリパー(caliper)測定でモニターし、前記分析結果を図6に示す。41B01を使用して前記抗-4-1BB抗体によって誘導された腫瘍成長抑制は、それぞれのターゲットの単クローン抗体の組み合わせで観察されたものより顕著にさらに大きかった(図6参照)。
図6に示すように、前記抗-4-1BB抗体はhlgG(対照群)に比べて生体内抗腫瘍効果が増加した。
本明細書に開示された内容は、本開示の個別側面の単一の例示によって意図された特定の実施形態により範囲が限定されるものではなく、機能的に同等の任意の組成物または方法は本明細書に開示された内容の範囲内である。本明細書内容の思想または範囲から離れることなく本明細書の開示された方法および組成物において様々な変形および変形を行い得ることは当業者に明らかである。したがって、本明細書に開示された内容は、添付の特許請求の範囲およびその均等の範囲内である限り、本明細書の開示内容の修正および変形を含むことが意図される。
本明細書に開示されたすべての刊行物および特許出願は、それぞれの個別刊行物または特許出願が参照として含まれることを具体的かつ個別に表示されたのと同じ程度まで本明細書に参照として含まれる。

Claims (14)

  1. 以下を含む、抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片:
    配列番号1、2または3のアミノ酸配列を含むCDR(complementarity determining region)-H1;
    配列番号4、5または6のアミノ酸配列を含むCDR-H2;
    配列番号7、8、9、10または11のアミノ酸配列を含むCDR-H3;
    配列番号12または13のアミノ酸配列を含むCDR-L1;
    配列番号14または15のアミノ酸配列を含むCDR-L2;および
    配列番号16または17のアミノ酸配列を含むCDR-L3。
  2. 以下を含む、請求項1に記載の抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片:
    (a)配列番号1のCDR-H1、配列番号4のCDR-H2、配列番号7のCDR-H3、配列番号12のVL CDR1、配列番号14のVL CDR2および配列番号16のVL CDR3;
    (b)配列番号1のCDR-H1、配列番号4のCDR-H2、配列番号8のCDR-H3、配列番号12のVL CDR1、配列番号14のVL CDR2および配列番号16のVL CDR3;
    (c)配列番号1のCDR-H1、配列番号4のCDR-H2、配列番号9のCDR-H3、配列番号12のVL CDR1、配列番号14のVL CDR2および配列番号16のVL CDR3;
    (d)配列番号2のCDR-H1、配列番号5のCDR-H2、配列番号10のCDR-H3、配列番号12のVL CDR1、配列番号14のVL CDR2および配列番号16のVL CDR3;または
    (e)配列番号3のCDR-H1、配列番号6のCDR-H2、配列番号11のCDR-H3、配列番号13のVL CDR1、配列番号15のVL CDR2および配列番号17のVL CDR3。
  3. 以下を含む、請求項1または2に記載の抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片:
    (1)配列番号18、19、20、21、22、23、39、57、58、59および60からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドを含む重鎖可変領域;および
    (2)配列番号24、25、26、61および62からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドを含む軽鎖可変領域。
  4. 以下を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片:
    (1)配列番号27、28、29、30、31および32からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドを含む重鎖;および
    (2)配列番号33、34および35からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドを含む軽鎖。
  5. 請求項1~4のいずれか一項に記載の抗-4-1BB抗体およびその抗原結合断片を含む、癌治療または予防用薬学的組成物。
  6. 請求項1~4のいずれか一項に記載の抗-4-1BB抗体およびその抗原結合断片を含む、免疫反応促進用薬学的組成物。
  7. 前記免疫反応促進は4-1BB信号活性化、T-細胞活性化、またはその両方とも含む、請求項6に記載の薬学的組成物。
  8. 請求項1~4のいずれか一項に記載の抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片をコードする、ポリヌクレオチド。
  9. 請求項8に記載の前記ポリヌクレオチドを含む、組換えベクター。
  10. 請求項8に記載の前記ポリヌクレオチドを含む、組換え細胞。
  11. 請求項10に記載の前記組換え細胞を培養する段階を含む、抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片の製造方法。
  12. 請求項1~4のいずれか一項に記載の抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片を対象に投与する段階を含む、癌治療または予防方法。
  13. 請求項1~4のいずれか一項に記載の抗-4-1BB抗体またはその抗原結合断片を対象に投与する段階を含む、免疫反応促進方法。
  14. 前記免疫反応促進は4-1BB信号活性化、T-細胞活性化、またはその両方とも含む、請求項13に記載の方法。
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