JP2022517549A - 二価の二重特異性抗体およびその製造方法、コードする遺伝子、宿主細胞、組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
a)第1の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントscFv、フレキシブルペプチド、IgG1の重鎖定常領域CH1およびヒンジ領域の一部の配列、即ち、CH1-partial hinge(ヒンジ領域の一部の配列)-linker(フレキシブルペプチド)-scFv2或いはscFv2-linker-CH1-partial hingeと、
b)第2の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントscFvおよび軽鎖定常領域CL、即ちscFv1-CL或いはCL-scFv1と、を含み、
あるいは
c)第1の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖および重鎖と、
d)軽鎖の可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーに連結し、重鎖の可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーを介して重鎖のFc断片に連結する、第2の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖および重鎖と、を含む、二価の二重特異性抗体を提供する。
a)二価の二重特異性抗体の第2の重鎖のCH3ドメインのオリジナル界面と接触する第1の重鎖のCH3ドメインのオリジナル界面内で、アミノ酸残基が元のアミノ酸残基よりも体積が大きいアミノ残基に置換され、第1の重鎖のCH3ドメインの界面内に突起を生じ、当該突起は、第2の重鎖のCH3ドメインの界面内の凹みに位置決定できる、第1の重鎖のCH3ドメインの変更であり、かつ
b)二価の二重特異性抗体の第1の重鎖のCH3ドメインのオリジナル界面と接触する第2の重鎖のCH3ドメインのオリジナル界面内で、アミノ酸残基が元のアミノ酸残基よりも体積が小さいアミノ酸残基に置換され、第2の重鎖のCH3ドメインの界面内に凹みを生じ、当該凹みは、第1の重鎖のCH3ドメインの界面内の突起を位置決定できる、第2の重鎖のCH3ドメインの変更であり、
ここで、第1の重鎖可変領域と軽鎖可変領域はそれぞれ(G4S/G4SAS)nとL/GGGCに連結し、かつ二つのL/GGGCのシステイン残基間でジスルフィド結合を形成する。
a)第1の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントscFv、フレキシブルペプチド、IgG1の重鎖定常領域CH1およびヒンジ領域の一部の配列、即ちSEQ ID NO:2で示されるアミノ酸配列と、
b)第2の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントscFvおよび軽鎖定常領域CL、即ちSEQ ID NO:11で示されるアミノ酸配列と、を含み、
あるいは
c)第1の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖および重鎖、即ちSEQ ID NO:5およびSEQ ID NO:14で示されるアミノ酸配列と、
d)軽鎖可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーに連結し、重鎖の可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーを介して重鎖Fc断片に連結する、第2の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖および重鎖、即ちSEQ ID NO:6およびSEQ ID NO:15で示されるアミノ酸配列とを含む、二価の二重特異性抗体を提供する。
a)以下のベクターで宿主細胞を形質転換するステップと、
第1の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントおよび重鎖定常領域CH1をコードする核酸分子を含む第1のベクター(SEQ ID NO:2をコードする遺伝子を含む)と、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントおよび軽鎖定常領域をコードする核酸分子を含む第2のベクター(SEQ ID NO:11をコードする遺伝子を含む)、
あるいは、
第1の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖をコードする核酸分子を含む第3のベクター(SEQ ID NO:14をコードする遺伝子を含む)と、
第1の抗原に特異的に結合する抗体の重鎖をコードする核酸分子を含む第4のベクター(SEQ ID NO:5をコードする遺伝子を含む)と、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖をコードする核酸分子を含むベクターであって、軽鎖の可変領域がリンカーに連結する第5のベクター(SEQ ID NO:15をコードする遺伝子を含む)と、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の重鎖をコードする核酸分子を含むベクターであって、重鎖の可変領域がリンカーを介して重鎖Fc断片に連結する第6のベクター(SEQ ID NO:6をコードする遺伝子を含む)、
b)抗体分子の合成を可能にする条件下で宿主細胞を培養するステップと、
c)前記抗体分子を培養物から回収するステップと、
を含む、当該二価の二重特異性抗体の製造方法を提供する。
第1の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントscFv、フレキシブルペプチド、IgG1の重鎖定常領域CH1およびヒンジ領域の一部の配列をコードする第1核酸分子(SEQ ID NO:2をコードする遺伝子)と、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントscFvおよび軽鎖定常領域CLをコードする第2核酸分子(SEQ ID NO:11をコードする遺伝子)と、
を含み、あるいは
第1の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖をコードする第3核酸分子(SEQ ID NO:14をコードする遺伝子)と、
第1の抗原に特異的に結合する抗体の重鎖をコードする第4核酸分子(SEQ ID NO:5をコードする遺伝子)と、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖をコードする核酸分子であって、軽鎖の可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーに連結する第5核酸分子(SEQ ID NO:15をコードする遺伝子)と、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の重鎖をコードする核酸分子であって、重鎖の可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーを介して重鎖Fc断片に連結する第6核酸分子(SEQ ID NO:6をコードする遺伝子)と、
を含む本発明における二価の二重特異性抗体をコードする遺伝子を提供する。
第1の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントおよび重鎖定常領域CH1をコードする核酸分子を含む第1のベクターと、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントおよび軽鎖定常領域をコードする核酸分子を含む第2のベクターと、
を含み、あるいは
第1の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖をコードする核酸分子を含む第3のベクターと、
第1の抗原に特異的に結合する抗体の重鎖をコードする核酸分子を含む第4のベクターと、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖をコードする核酸分子を含むベクターであって、軽鎖の可変領域がリンカーに連結する第5のベクターと、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の重鎖をコードする核酸分子を含むベクターであって、重鎖の可変領域がリンカーを介して重鎖Fc断片に連結する第6のベクターと、
を含む、宿主細胞を提供する。
あるいは
c)第1の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖および重鎖と、d)軽鎖の可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーに連結し、重鎖の可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーを介して重鎖のFc断片に連結する、第2の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖および重鎖とを含む。
本発明の二価の二重特異性抗体は第1の抗原分子及び第2の抗原分子のいずれかとの親和力も高く、親のモノクローナル抗体分子と同等であり、例えば、B2およびFV1はPD-L1との親和力がそれぞれ1.09E-10Mおよび2.71E-10Mであり、B2およびFV1はPD-L1との親和力がそれぞれ2.58E-8Mおよび1.50E-8Mである。これから分かれるように、本発明の抗体の軽鎖と重鎖との正確なアセンブルの精度が高く、かつ分子サイズが適度である。
本明細書において使用する場合、「抗体」という用語とは、完全モノクローナル抗体を意味する。前記完全な抗体は2対の「軽鎖」(LC)と「重鎖」(HC)からなる。前記抗体の軽鎖および重鎖はいくつのドメインからなるポリペプチドである。完全な抗体において、各重鎖は重鎖可変領域VHおよび重鎖定常領域を含む。重鎖定常領域は重鎖定常ドメインCH1、CH2、CH3(抗体タイプIgA、IgD、およびIgG)および任意選択的な重鎖定常ドメインCH4(抗体タイプIgEおよびIgM)を含む。各軽鎖は軽鎖可変ドメインVLおよび軽鎖定常ドメインCLを含む。一つの天然に存在する完全な抗体、即ちIgG抗体である。可変ドメインVHおよびVLはさらに相補性決定領域CDRと呼ばれる超可変領域に分けられ、それらの間にフレームワーク領域FRと称する、より保存される領域がある。個々のVHおよびVLは、次の順番でアミノ基端からカルボキシル基端へ並んでいる三つのCDRおよびよつのFRから構成される:FR1、CDR1、FR2、CDR2、F3、CD3及びFR4(Janeway,C.A.,Jr.ら,(2001)Immunobiology,第5版,Garland Publishing,およびWoof,J.,Burton D.Nat.Rev.Immunol.4(2004)89-99)。2対の重鎖および軽鎖は同じ抗原に対して特異的に結合することができる。従って、前記完全な抗体は二価の単特異性抗体である。かかる「抗体」は、例えばマウス抗体、ヒト抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体および遺伝子的に構築された抗体を、それらの特徴的性質が保持される限り含む。ヒト或いはヒト化抗体、特に好ましくは組換えヒト或いはヒト化抗体が特に好ましい。
1.二価の二重特異性抗体の一過性トランスフェクションのための発現ベクターの構築
抗ヒトCD47のヒト化モノクローナル抗体059-4.16.2H1L2のVL(SEQ ID NO:18)およびVH(SEQ ID NO:19)の配列;059-4.16.2H1L2は、ハイブリドーマからマウス抗体(201610436519.3)を得て、次いでヒト化遺伝子改造を行うことにより得られた。
抗ヒトPD-L1のヒトモノクローナル抗体047 Ab-6のVL(SEQ ID NO:20)とVH(SEQ ID NO:21)の配列、047 Ab-6は、ナイーブヒューマンライブラリーからパニングして得られた(201810044303.1)。IgG1の重鎖定常領域CH1のコードするヌクレオチド、ヒンジ領域とFcのコードするヌクレオチド、およびカッパ鎖定常領域のヌクレオチド。
pGS003を選択して、二価の二重特異性抗体(8つ、構造模式図は図1および図2に示す)の重鎖および軽鎖の発現ベクターを構築した。抗ヒトCD47のヒト化モノクローナル抗体059-4.16.2 H1L2のVLおよびVHのコードヌクレオチド、抗ヒトPD-L1のヒト化モノクローナル抗体047 Ab-6のVLおよびVHのコードヌクレオチド、IgG1の重鎖定常領域CH1のコードヌクレオチド、ヒンジ領域およびFcのコードヌクレオチド、およびカッパ鎖の定常領域のヌクレオチド配列、並びにベクターおけるマルチクローニングサイトに基づき、プライマーを設計した。表1に示すように、PCR増幅後、in vitro組換え法(蘇州泓迅、iMulli多断片の組換えクローニングキット)を用い、9つの重鎖コード配列および8つの軽鎖コード配列をpGS003にクローニングした。シークエンシングにより抗体遺伝子の正確な挿入を確認した後、組換え発現ベクターを大腸菌TOP10F’に形質転換し、シングルコロニーを採取して100μg/mLのアンピシリンを含むLB培地に接種し、37℃で16時間振とう培養した。Zymo Researchのエンドトキシンを特異的に効率よく除去するマキキットを用い、プラスミドを抽出し、最後にプラスミドを超純水1mLに溶解し、分光光度計でプラスミド濃度およびOD260/280を測定した。OD260/280は1.8~1.9で純度の高いプラスミドDNAである。
上記9つの重鎖発現ベクターおよび8つの軽鎖発現ベクターにおけるH1、L2、L3およびH4のanti-h CD47を発現するscFv;L1、H2、H3およびL4のanti-h PD-L1を発現するscFv;H5およびL5のそれぞれanti-h PD-L1を発現するVHおよびVL;H6、H7、H8およびH9のanti-h CD47を発現するVH;L6、L7およびL8のanti-h CD47を発現するVL。
B2構造のタンパク質の精製:
細胞培養液2000gを、20分間遠心分離し、上清を集めた。上清を0.22マイクロメートルのろ過膜で濾過し、Protein L(GE)クロマトグラフィーにより、クエン酸-クエン酸ナトリウム20mM、pH3.0で溶出し、1M Tris baseでpHを中性に調整した。Protein Lクロマトグラフィーされたサンプルを、またヒトPDL1タンパク質がカップリングされたアフィニティークロマトグラフィーに供し、クエン酸-クエン酸ナトリウム20mMを用い、pH3.0で溶出し、1M Tris baseでpHを中性に調整した。精製サンプルは、4~20%グラジエントゲル(Genscript Biotech Corporation)を用いてSDS-PAGEで精製タンパク質を検出した。結果は図5に示し、好ましい抗体B2の純度は95%であった。
細胞培養液2000gを、20分間遠心して上清を集めた。上清を0.22マイクロメートルのろ過膜で濾過し、Mabselect Sure(GE)クロマトグラフィーにより、クエン酸-クエン酸ナトリウム20mM、pH3.0で溶出し、1M Tris baseでpHを中性に調整した。Mabselect Sureクロマトグラフィー後のサンプルを、さらにProtein L(GE)クロマトグラフィーにかけ、クエン酸-クエン酸ナトリウム20mM、pH3.0で溶出し、1M Tris baseでpHを中性に調整した。Protein Lクロマトグラフィー後のサンプルを、さらにヒトCD47タンパク質がカップリングされたアフィニティークロマトグラフィーにかけ、クエン酸-クエン酸ナトリウム20mM、pH3.0で溶出し、1M Tris baseでpHを中性に調整した。精製サンプルは、4~20%グラジエントゲル(Genscript Biotech Corporation)を用いてSDS-PAGEで精製タンパク質を検出し、結果は図5に示し、好ましい抗体FV1の純度は90.8%であった。
1.第1の抗原のコーティング:ヒトPD-L1-mFc(GeneScience Pharmaceuticalsが自社構築され、SEQ ID NO:22)をPBSで1μg/mLに希釈し、96ウェルマイクロプレートにウェル当たり50μL添加し、4℃で一晩インキュベートした。
BiacoreT200機器を用い、B2およびFV1構造の抗体の親和力を検出した。具体的な方法は以下の通りであった。ヒトPD-L1-His及びヒトCD47-HisをCM5バイオセンサーチップ(GE)にカップリングし、様々な濃度の抗体が30μL/minの流速でチップを流れ、抗原は結合時間120s及び解離時間300sで候補抗体に結合した。BIAevalutionソフトウェア(GE)を用い、動力学フィッティングを行い、親和性定数を求めた。その結果は、表2、表3に示される。B2およびFV1とPD-L1との親和力はそれぞれ1.09E-10Mおよび2.71E-10Mであり、B2およびFV1とCD47との親和力はそれぞれ2.58E-8Mおよび1.50E-8Mであった。
Claims (11)
- a)第1の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントscFv、フレキシブルペプチド、IgG1の重鎖定常領域CH1およびヒンジ領域の一部の配列と、
b)第2の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントscFvおよび軽鎖定常領域CLと、を含み、
あるいは
c)第1の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖および重鎖と、
d)軽鎖の可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーに連結し、重鎖の可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーを介して重鎖のFc断片に連結する、第2の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖および重鎖とを含む、ことを特徴とする二価の二重特異性抗体。 - 前記フレキシブルペプチドが(G4S/G4SAS)nであり、ここで、nは0或いは0より大きい整数であり、かつフレキシブルペプチドに連結するIgG1ヒンジ領域の一部の配列がEPKSCDKであり、
前記リンカーがL/GGGCであり、かつリンカーに連結する重鎖のヒンジ領域における第1システイン残基がセリンに変異する、
ことを特徴とする請求項1に記載の二価の二重特異性抗体。 - CLおよびCH1がヘテロ二量体を形成し、CLの末端システイン残基が重鎖のヒンジ領域のシステイン残基とジスルフィド結合を形成する、ことを特徴とする請求項1或いは2に記載の二価の二重特異性抗体。
- 1つの重鎖のリンカーL/GGGCと1つの軽鎖のリンカーL/GGGCとの末端システイン残基がジスルフィド結合を形成すること、および一方の重鎖のCH3ドメインと他方の重鎖のCH3ドメインが前記二価の二重特異性抗体の構造の形成を促進するように変更されること、を特徴とする請求項1或いは2に記載の二価の二重特異性抗体。
- 前記変更が
a)二価の二重特異性抗体内の第2の重鎖のCH3ドメインのオリジナル界面と接触する第1の重鎖のCH3ドメインのオリジナル界面内で、アミノ酸残基が元のアミノ酸残基よりも体積が大きいアミノ残基に置換され、第1の重鎖のCH3ドメインの界面内に突起を生じ、前記突起は、前記第2の重鎖のCH3のドメインの界面内の凹みに位置決定できる、第1の重鎖のCH3ドメインの変更であり、かつ
b)二価の二重特異性抗体内の第1の重鎖のCH3ドメインのオリジナル界面と接触する第2の重鎖のCH3ドメインのオリジナル界面内で、アミノ酸残基が元のアミノ酸残基よりも体積が小さいアミノ酸残基に置換され、第2の重鎖のCH3ドメインの界面内に凹みを生じ、前記凹みに前記第1の重鎖のCH3ドメインの界面内の突起を位置決定できる、第2の重鎖のCH3ドメインの変更であり、
第1の重鎖可変領域と軽鎖可変領域がそれぞれ(G4S/G4SAS)nとL/GGGCに連結し、かつ二つのL/GGGCのシステイン残基間でジスルフィド結合が形成される、ことを特徴とする請求項4に記載の二価の二重特異性抗体。 - 前記元のアミノ酸残基より体積の大きいアミノ酸残基がアルギニン、フェニルアラニン、チロシン、およびトリプトファンからなる群より選ばれ、
前記元のアミノ酸残基より体積の小さいアミノ酸残基がアラニン、セリン、トレオニン、およびバリンからなる群より選ばれる、
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の二価の二重特異性抗体。 - 前記二価の二重特異性抗体が、
a)第1の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントscFv、フレキシブルペプチド、IgG1の重鎖定常領域CH1およびヒンジ領域の一部の配列、即ちSEQ ID NO:2で示されるアミノ酸配列と、
b)第2の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントscFvおよび軽鎖定常領域CL、即ちSEQ ID NO:11で示されるアミノ酸配列と、を含み、
あるいは、
c)第1の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖および重鎖、即ちSEQ ID NO:5およびSEQ ID NO:14で示されるアミノ酸配列と、
d)軽鎖可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーに連結し、重鎖の可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーを介して重鎖Fc断片に連結する、第2の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖および重鎖、即ちSEQ ID NO:6およびSEQ ID NO:15で示されるアミノ酸配列とを含むこと、
を特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の二価の二重特異性抗体。 - a)以下のベクターで宿主細胞を形質転換するステップと、
第1の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントおよび重鎖定常領域CH1をコードする核酸分子を含む第1のベクターと、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントおよび軽鎖定常領域をコードする核酸分子を含む第2のベクターと、
あるいは、
第1の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖をコードする核酸分子を含む第3のベクターと、
第1の抗原に特異的に結合する抗体の重鎖をコードする核酸分子を含む第4のベクターと、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖をコードする核酸分子を含むベクターであって、軽鎖の可変領域がリンカーに連結する第5のベクターと、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の重鎖をコードする核酸分子を含むベクターであって、重鎖の可変領域がリンカーを介して重鎖Fc断片に連結する第6のベクターと、
b)抗体分子の合成を可能にする条件下で宿主細胞を培養するステップと、
c)前記抗体分子を培養物から回収するステップと、を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の二価の二重特異性抗体の製造方法。 - 第1の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントscFv、フレキシブルペプチド、IgG1の重鎖定常領域CH1およびヒンジ領域の一部の配列をコードする第1核酸分子と、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントscFvおよび軽鎖定常領域CLをコードする第2核酸分子とを含み、
あるいは、
第1の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖をコードする第3核酸分子と、
第1の抗原に特異的に結合する抗体の重鎖をコードする第4核酸分子と、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖をコードする核酸分子であって、軽鎖の可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーに連結する第5核酸分子と、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の重鎖をコードする核酸分子であって、重鎖の可変領域がフレキシブルペプチドおよびリンカーを介して重鎖Fc断片に連結する第6核酸分子と、を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の前記二価の二重特異性抗体をコードする遺伝子。 - 第1の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントおよび重鎖定常領域CH1をコードする核酸分子を含む第1のベクターと、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の一本鎖可変フラグメントおよび軽鎖定常領域をコードする核酸分子を含む第2のベクターと、を含み、
あるいは、
第1の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖をコードする核酸分子を含む第3のベクターと、
第1の抗原に特異的に結合する抗体の重鎖をコードする核酸分子を含む第4のベクターと、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の軽鎖をコードする核酸分子を含むベクターであって、軽鎖の可変領域がリンカーに連結する第5のベクターと、
第2の抗原に特異的に結合する抗体の重鎖をコードする核酸分子を含むベクターであって、重鎖の可変領域がリンカーを介して重鎖Fc断片に連結する第6のベクターと、を含む、ことを特徴とする宿主細胞。 - 請求項1ないし7のいずれかに記載の二価の二重特異性抗体を含む組成物であって、医薬組成物或いは診断組成物であることを特徴とする、組成物。
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