JP2023537114A - ヒトcd38と結合する抗体、その製造方法と使用 - Google Patents
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Abstract
ヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片であって、有効にヒトCD38と結合することができ、CD38強発現の疾患(たとえば、多発性骨髄腫)を治療する薬物の製造に使用され、良い臨床応用の将来性がある。
Description
本発明は、腫瘍治療の分野に属し、ヒトCD38と結合する抗体、その製造方法と用途に関する。
多発性骨髄腫(MM)は形質細胞の悪性腫瘍で、すべての癌の約1%を占め、骨格および腎臓に及びやすく、病理性骨折、骨痛、脊髄圧迫および腎不全につながることが多い。
多発性骨髄腫の治療について、従来の化学治療、放射線治療などの治療法では、満足できる治療効果を得ることが困難である。これまでの十年では、骨髄腫生物学に対する深い研究によって新たな潜在的な治療の標的が多く発見された。
CD38は46kDaのII型膜貫通糖タンパク質で、細胞外酵素活性ならびに受
容体を介する細胞粘着およびシグナル伝達の調節を含む、多くの機能を有することが見出されている。CD3の酵素活性は、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD+)およびニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADP+)の環状アデノシン二リン酸リボース(CADPR)、ADPRおよびニコチン酸アデニンジヌクレオチドリン酸(NAADP)への転換に関わり、これは細胞内のカルシウムシグナルの調節に必要な基質である。CD38受容体の機能に対する初歩的な研究では、CD38が細胞と内皮細胞の結合を仲介し、リンパ細胞の遷移において役割を果たし、そしてT、Bおよびナチュラルキラー(NK)細胞の表面分子と機能的に関連することが見出された。CD38は、骨髄の前駆細胞、胚中心のB細胞、終末分化の形質細胞および活性化した扁桃体のみで高度に発現されるが、成熟およびメモリーB細胞では低レベルのC38が発現される。CD38は多発性骨髄腫の細胞において強く発現されるため、多発性骨髄腫の治療の理想の標的になる。現在、市販されているDaratumumab、Isatuximabが多発性骨髄腫の治療において良い働きを見せている。国内では、未だに関連製品がなく、抗体療法の需要に追いついていない。
容体を介する細胞粘着およびシグナル伝達の調節を含む、多くの機能を有することが見出されている。CD3の酵素活性は、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD+)およびニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADP+)の環状アデノシン二リン酸リボース(CADPR)、ADPRおよびニコチン酸アデニンジヌクレオチドリン酸(NAADP)への転換に関わり、これは細胞内のカルシウムシグナルの調節に必要な基質である。CD38受容体の機能に対する初歩的な研究では、CD38が細胞と内皮細胞の結合を仲介し、リンパ細胞の遷移において役割を果たし、そしてT、Bおよびナチュラルキラー(NK)細胞の表面分子と機能的に関連することが見出された。CD38は、骨髄の前駆細胞、胚中心のB細胞、終末分化の形質細胞および活性化した扁桃体のみで高度に発現されるが、成熟およびメモリーB細胞では低レベルのC38が発現される。CD38は多発性骨髄腫の細胞において強く発現されるため、多発性骨髄腫の治療の理想の標的になる。現在、市販されているDaratumumab、Isatuximabが多発性骨髄腫の治療において良い働きを見せている。国内では、未だに関連製品がなく、抗体療法の需要に追いついていない。
上記技術課題を解決するために、本発明の発明者らは大量の試験を行い、抗原免疫から、ハイブリドーマの製造およびスクリーニング、抗体の発現・精製、生物活性の同定まで、スクリーニングして特異的にヒトCD38と結合するネズミ由来抗体を得たが、それに基づき、さらにそのキメラ抗体およびヒト化抗体を構築して獲得した。
そのため、本発明の目的は、ヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片を提供すること、前記ヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片をコードするヌクレオチド分子を提供すること、前記ヌクレオチド分子を含む発現ベクターを提供すること、前記発現ベクターの宿主細胞を提供すること、前記ヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片の製造方法を提供すること、前記CD38と結合する抗体またはその抗原結合断片を含む薬物組成物を提供すること、薬物の製造における前記ヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片の使用を提供することにある。
上記目的を実現するために、本発明は以下の技術方案を使用する。
本発明の一つの側面では、ヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片であって、
(a)重鎖相補性決定領域である、アミノ酸配列が配列番号1で示されるH-CDR1、アミノ酸配列が配列番号2で示されるH-CDR2、アミノ酸配列が配列番号3で示されるH-CDR3、ならびに
(b)軽鎖相補性決定領域である、アミノ酸配列が配列番号4で示されるL-CDR1、アミノ酸配列が配列番号5で示されるL-CDR2、アミノ酸配列が配列番号6で示されるL-CDR3
を含む抗体またはその抗原結合断片を提供する。
(a)重鎖相補性決定領域である、アミノ酸配列が配列番号1で示されるH-CDR1、アミノ酸配列が配列番号2で示されるH-CDR2、アミノ酸配列が配列番号3で示されるH-CDR3、ならびに
(b)軽鎖相補性決定領域である、アミノ酸配列が配列番号4で示されるL-CDR1、アミノ酸配列が配列番号5で示されるL-CDR2、アミノ酸配列が配列番号6で示されるL-CDR3
を含む抗体またはその抗原結合断片を提供する。
本発明の「抗体(Ab)」は約150000ダルトンのヘテロテトラマーの糖タンパク質で、2つの同様の軽鎖(L)と2つの同様の重鎖(H)からなるものである。各軽鎖は、重鎖に1つの共有ジスルフィド結合によって結合しているが、重鎖間のジスルフィド結合の数は、免疫グロブリンのアイソタイプによるものである。各重鎖および軽鎖も、それぞれ一定の間隔の鎖内ジスルフィド結合を有する。各重鎖は、1の末端に可変領域(VH)を有し、その先が定常領域である。各軽鎖は、一方の末端に可変領域(VL)を有し、他方の末端に定常領域を有する。軽鎖の定常領域は重鎖の一つ目の定常領域と、軽鎖の可変領域は重鎖の可変領域と対向している。本発明の抗体は、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、少なくとも2種類の抗体からなる多重特異性抗体(たとえば二重特異性抗体)などを含む。
本発明において、「モノクローナル抗体」とは、1種類のほぼ均一なコロニーから得られた抗体のことで、すなわち、少数のあり得る自然発生の突然変異以外、このコロニーに含まれる単独の抗体が同様である。モノクローナル抗体は、高度特異的に単一の抗原部位に対するものである。そして、通常のポリクローナル抗体製剤(通常は異なる抗原決定基に対する異なる抗体である)と違い、各モノクローナル抗体は、抗原における単一の抗原決定基にたいするものである。それらの特異性以外、モノクローナル抗体の利点は、ハイブリドーマの培養によって合成されるので、他の免疫グロブリンに汚染される恐れがないことにある。修飾語の「モノクローナル」は、抗体の特性を表し、ほぼ均一な抗体コロニーから得られることで、何らかの特殊な方法で抗体を生産する必要があると理解されるべきではない。
本発明の「抗原結合断片」とは、ヒトCD38と特異的に結合できる抗体の断片のことである。本発明の抗原結合断片の例は、Fab断片、F(ab’)2断片、Fv断片などを含む。Fab断片はパパインで抗体を消化することによって生じる断片である。F(ab’)2断片はペプシンで抗体を消化することによって生じる断片である。Fv断片は抗体の重鎖可変領域と軽鎖可変領域が密接に非共有的にカップリングした二量体からなる。
好適な方案として、前記の抗体はネズミ由来抗体、キメラ抗体またはヒト化抗体である。
本発明の「ネズミ由来抗体」とは、ラットまたはマウス由来抗体のことで、マウスが好ましい。本発明のネズミ由来抗体は、ヒトCD38を抗原として使用してマウスを免疫させ、そしてハイブリドーマ細胞のスクリーニングを行って得られるものである。
本発明の「キメラ抗体」とは、一つの種由来の重鎖と軽鎖の可変領域の配列および別の種由来の定常領域の配列を含む抗体のことで、たとえば、ヒトの定常領域と連結したネズミの重鎖と軽鎖の可変領域を有する抗体が挙げられる。好ましくは、本発明のキメラ抗体はネズミ由来抗体50B12の重鎖可変領域および軽鎖可変領域の配列とヒトの定常領域が連結してなる。より好ましくは、本発明のキメラ抗体は50G12-Chimericから選ばれる。
本発明の「ヒト化抗体」とは、そのCDRが非ヒト種(好ましくはマウス)由来で、抗体分子における残りの部分(フレームワーク領域および定常領域を含む)がヒト由来の抗体のことである。また、フレームワーク領域の残基は結合親和性が維持するように変えられてもよい。好ましくは、本発明のヒト化抗体はネズミ由来抗体50G12のCDR領域およびヒト由来抗体の非CDR領域で組み換え、4つ目のフレームワーク領域を増やして一部の大きく影響する残基を突然変異させて得られる。より好ましくは、本発明のヒト化抗体は50G12-Humanizedから選ばれる。
好適な方案として、前記の抗原結合断片は、Fab断片、F(ab’)2断片、Fv断片を含む。
好適な方案として、前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片の重鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号7で示され、軽鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号8で示される。
好適な方案として、前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片の重鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号9で示され、軽鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号10で示される。
好適な方案として、前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片の重鎖のアミノ酸配列は配列番号11で示され、軽鎖のアミノ酸配列は配列番号12で示される。
本発明のもう一つの側面では、上記ヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片をコードするヌクレオチド分子を提供する。
好適な方案として、前記ヌクレオチド分子の重鎖可変領域をコードするヌクレオチド配列は配列番号13で示され、軽鎖可変領域をコードするヌクレオチド配列は配列番号14で示される。
好適な方案として、前記ヌクレオチド分子の重鎖可変領域をコードするヌクレオチド配列は配列番号15で示され、軽鎖可変領域をコードするヌクレオチド配列は配列番号16で示される。
好適な方案として、前記ヌクレオチド分子の重鎖をコードするヌクレオチド配列は配列番号15で示され、軽鎖をコードするヌクレオチド配列は配列番号16で示される。
本発明の前記ヌクレオチド分子の製造方法は本分野の通常の製造方法で、好ましくは、遺伝子クローニング技術、たとえば、PCR方法などによって上記モノクローナル抗体をコードするヌクレオチド分子を得るか、あるいは全配列を人工的に合成する方法によって上記モノクローナル抗体をコードするヌクレオチド分子を得る製造方法を含む。
当業者には、上記ヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列に適当に置換、欠失、変更、挿入または添加を導入することによって一つのポリヌクレオチドのホモログを提供することができることがわかる。本発明において、ポリヌクレオチドのホモログは当該ヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片をコードする遺伝子の一つまたは複数の塩基に対して抗体の活性を保つ範囲で置換、欠失または添加を行うことによって調製することができる。
本発明のもう一つの側面では、上記のヌクレオチド分子を含有する発現ベクターを提供する。
ここで、前記発現ベクターは本分野の通常の発現ベクターで、適切な調節配列、たとえば、プロモーター配列、ターミネーター配列、ポリアデニル化配列、エンハンサー配列、マーカー遺伝子および/または配列、ならびにほかの適切な配列を含む発現ベクターのことである。前記発現ベクターは、ウイルスまたはプラスミド、たとえば、適切なファージまたはファージミドでもよいが、さらなる技術の詳細は、たとえば、Sambrookら,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,第二版,Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989を参照する。多くの核酸操作の既知の技術およびプロトコールは、Current Protocols in Molecular Biology,第二版,Ausubelら 編著を参照する。本発明の前記発現ベクターは、pDR1、pcDNA3.1(+)、pcDNA3.1/ZEO(+)、pDHFR、pcDNA4、pDHFF、pGM-CSFまたはpCHO 1.0が好ましい。
また、本発明は、上記の発現ベクターを含有する宿主細胞を提供する。
本発明に係る宿主細胞は本発明の通常の様々な宿主細胞で、上記組み換え発現形質転換体が安定して自己複製し、かつ担持される前記のヌクレオチドがが有効に発現されるようにさせることができればよい。ここで、前記宿主細胞は原核発現細胞および真核発現細胞を含み、好ましくはCOS、CHO(チャイニーズハムスター卵巣、Chinese Hamster Ovary)、NS0、sf9、sf21、DH5α、BL21(DE3)まhたTG1を含み、より好ましくはE.coli TG1、BL21(DE3)細胞(一本鎖抗体またはFab抗体を発現する)またはCHO-K1細胞(全長IgG抗体を発現する)である。前記発現ベクターを宿主細胞に形質転換させれば、本発明の好適な組み換え発現形質転換体を得ることができる。ここで、前記形質転換方法は本発明の通常の形質転換方法、好ましくは化学的形質転換法、ヒートショック法または電気的形質転換法である。
本発明のもう一つの側面では、上記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片の方法であって、
a) 発現の条件において、上記の宿主細胞を培養することにより、前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片を発現させる工程、
b) 工程a)における前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片を分離して精製する工程
を含む方法を提供する。
a) 発現の条件において、上記の宿主細胞を培養することにより、前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片を発現させる工程、
b) 工程a)における前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片を分離して精製する工程
を含む方法を提供する。
本発明に係る宿主細胞の培養方法、前記抗体の分離および精製方法は本分野の通常の方法で、具体的な操作方法は相応する細胞培養技術マニュアルおよび抗体分離精製技術マニュアルを参照する。本発明で公開されるヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片の製造方法は、発現の条件において、上記の宿主細胞を培養することにより、前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片を発現させること、前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片を分離して精製することを含む。上記方法を利用すれば、組み換えタンパク質をほぼ均一な物質になるように、たとえば、SDS-PAGE電気泳動において単一のバンドになるように精製することができる。
アフィニティクロマトグラフィーの方法によって本発明で公開されるヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片を精製することができるが、使用されるアフィニティカラムの特性により、通常の方法、たとえば、高塩濃度緩衝液、pH変化などの方法でアフィニティカラムに結合した前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片を溶離させることができる。本発明者らは、得られた前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片に対して検出実験を行った結果、前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片が好適に抗原と結合することができ、高い親和力を有することが明らかになった。
本発明のもう一つの側面では、上記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片と、薬学的に許容される担体とを含む組成物を提供する。
本発明によって提供されるヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片は、薬学的に許容される担体と共に薬物製剤組成物を構成することによってより安定して治療効果を発揮することができ、これらの製剤は本発明で公開されるヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片の配座の完全性を保つと同時に、タンパク質の多くの官能基の分解(凝集、脱アミノまたは酸化を含むが、これらに限定されない)を防ぐことができる。通常の場合、液体製剤では、通常、2℃-8℃の条件において少なくとも1年安定して保存することができ、凍結乾燥製剤では、30℃で少なくとも6か月安定する。前記二重特異性抗体製剤は、製薬分野でよく使用される懸濁、ハイドロ鍼、凍結乾燥などの製剤でもよい。
本発明で公開されるヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片のハイドロ鍼または凍結乾燥製剤では、薬学的に許容される担体は、好ましくは、界面活性剤、溶液安定化剤、等張化調節剤および緩衝液のうちの一つまたはこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。中では、界面活性剤は、好ましくは、非イオン性界面活性剤、たとえば、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル(ツイン20または80)、poloxamer(たとえば、poloxamer 188)、Triton、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、ラウリル硫酸ナトリウム、テトラデシル、リノレイルまたはオクタデシルサルコシン、Pluronics、MONAQUATTMなどを含むが、これらに限定されず、その添加量はヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片の顆粒化の傾向が最小限になるような量である。溶液安定化剤は、好ましくは、糖類、たとえば、還元糖や非還元糖;アミノ酸類、たとえば、グルタミン酸一ナトリウムやヒスチジン;アルコール類、たとえば、3価アルコール、高級糖アルコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールなどの一つまたはこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されず、溶液安定化剤の添加量は最後に形成する製剤が当業者の認める安定化に達する時間内で安定状態を維持するような量である。等張化調節剤は、好ましくは、塩化ナトリウム、マンニトールの一つまたはこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。緩衝液は、好ましくは、Tris、ヒスチジン緩衝液、リン酸塩緩衝液の一つまたはこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。
本発明のもう一つの側面では、多発性骨髄腫、白血病、B細胞腫、自己免疫疾患を治療する薬物の製造における上記のヒトCD38と結合する抗体または薬物組成物の使用を提供する。
好適な方案として、前記自己免疫疾患は、全身性エリテマトーデス、自己免疫性溶血性貧血、免疫性血小板減少性紫斑病および重症筋無力症から選ばれる。
本発明のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片およびその組成物は、ヒトを含む動物に投与する場合、投与量は患者の年齢と体重、疾患の特徴と重篤度、および投与経路によって異なるが、動物実験の結果および様々な事情を考慮し、合計投与量は所定の範囲を超えてはならない。具体的に、静脈注射の投与量は1-1800 mg/日である。
本発明のもう一つの側面では、CAR構築物であって、前記CAR構築物のモノクローナル抗体の抗原結合領域のscFv断片はCD38と特異的に結合する結合領域で、かつ前記scFvの重鎖可変領域は、
重鎖相補性決定領域である、アミノ酸配列が配列番号1で示されるH-CDR1、アミノ酸配列が配列番号2で示されるH-CDR2、アミノ酸配列が配列番号3で示されるH-CDR3を含み、かつ
前記scFvの軽鎖可変領域は、
軽鎖相補性決定領域である、アミノ酸配列が配列番号4で示されるL-CDR1、アミノ酸配列が配列番号5で示されるL-CDR2、アミノ酸配列が配列番号6で示されるL-CDR3を含むものを提供する。
重鎖相補性決定領域である、アミノ酸配列が配列番号1で示されるH-CDR1、アミノ酸配列が配列番号2で示されるH-CDR2、アミノ酸配列が配列番号3で示されるH-CDR3を含み、かつ
前記scFvの軽鎖可変領域は、
軽鎖相補性決定領域である、アミノ酸配列が配列番号4で示されるL-CDR1、アミノ酸配列が配列番号5で示されるL-CDR2、アミノ酸配列が配列番号6で示されるL-CDR3を含むものを提供する。
本発明のもう一つの側面では、外来の上記のようなCAR構築物を発現する組み換え免疫細胞を提供する。
本発明のもう一つの側面では、
(a) 上記のような抗体またはその抗原結合断片を含む抗体部分、ならびに
(b) 検出可能なマーカー、薬物、毒素、サイトカイン、放射性核種、酵素、またはこれらの組み合わせからなる群から選ばれる、前記抗体部分とカップリングするカップリング部分
を含有する抗体薬物複合体を提供する。
(a) 上記のような抗体またはその抗原結合断片を含む抗体部分、ならびに
(b) 検出可能なマーカー、薬物、毒素、サイトカイン、放射性核種、酵素、またはこれらの組み合わせからなる群から選ばれる、前記抗体部分とカップリングするカップリング部分
を含有する抗体薬物複合体を提供する。
本発明のもう一つの側面では、非診断的に体外でサンプルにおけるCD38タンパク質を検出する方法であって、
(1) 前記サンプルを上記のような抗体またはその抗原結合断片あるいは抗体薬物複合体と接触させる工程、
(2) 抗原-抗体複合体が形成したか検出し、ここで、複合体が形成したというのはサンプルにCD38タンパク質が存在することを意味する工程
を含む方法を提供する。
(1) 前記サンプルを上記のような抗体またはその抗原結合断片あるいは抗体薬物複合体と接触させる工程、
(2) 抗原-抗体複合体が形成したか検出し、ここで、複合体が形成したというのはサンプルにCD38タンパク質が存在することを意味する工程
を含む方法を提供する。
本発明のもう一つの側面では、CD38関連疾患を予防および/または治療する方法であって、必要な対象に上記のようなヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片、組成物、抗体-薬物複合体、組み換え免疫細胞、またはこれらの組み合わせを施用する工程を含む方法を提供する。
もう一つの好適な例において、前記CD38関連疾患は、多発性骨髄腫、白血病、B細胞腫、自己免疫疾患、またはこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
本分野の常識に合うことを前提に、上記各好適な条件を任意に組み合わせれば、本発明の各好適な実例が得られる。
本発明で用いられる試薬および原料はいずれも市販品として得られる。
本発明の積極的な進歩効果は以下の通りである。
現在、臨床において、特異的で効率的なCD38強発現疾患の新規な治療薬の開発が期待されているが、それでこのような疾患を罹患した人々の生活品質が改善され、患者により多く、より有効な治療方案を提供する。本発明の50G12-HumanizedはヒトCD38に対して高い親和力を有し、有効にヒトCD38を調和し、細胞膜表面の相応する抗原と結合すると、アポトーシスを誘導し、被験動物の生存時間が延び、良い臨床応用の将来性がある。
具体的な実施形態
本発明者は、幅広く深く研究し、大量のスクリーニングにより、高い親和力および良い生物活性、特に、優れたADCC、CDC活性を有するCD38抗体を得られた。本発明のヒト化CD38抗体は、市販のCD38抗体よりも、相当するか、より優れた活性を持つ。特に、マウスリンパ腫モデルにおいて、本発明のヒト化CD38抗体は顕著に被験動物の生存時間を延ばすことができる。そのため、本発明のCD38抗体は治療効果が優れた抗腫瘍薬として開発することができる。これに基づき、本発明者が本発明を完成した。
本発明者は、幅広く深く研究し、大量のスクリーニングにより、高い親和力および良い生物活性、特に、優れたADCC、CDC活性を有するCD38抗体を得られた。本発明のヒト化CD38抗体は、市販のCD38抗体よりも、相当するか、より優れた活性を持つ。特に、マウスリンパ腫モデルにおいて、本発明のヒト化CD38抗体は顕著に被験動物の生存時間を延ばすことができる。そのため、本発明のCD38抗体は治療効果が優れた抗腫瘍薬として開発することができる。これに基づき、本発明者が本発明を完成した。
用語
本発明において、用語「抗体(Antibody、略称Ab)」と「免疫グロブリンG(Immunoglobulin G、略称IgG)」は同様な構造上の特徴のヘテロテトラマーの糖タンパク質で、2本の同様の軽鎖(L)と2本の同様の重鎖(H)からなるものである。各軽鎖は、重鎖に1つの共有ジスルフィド結合によって結合しているが、重鎖間のジスルフィド結合の数は、免疫グロブリンのアイソタイプ(isotype)によるものである。各重鎖および軽鎖も、それぞれ一定の間隔の鎖内ジスルフィド結合を有する。各重鎖は、一方の末端に可変領域(VH)を有し、その先が定常領域で、重鎖の定常領域は三つのドメインCH1、CH2、およびCH3で構成される。各軽鎖は、一方の末端に可変領域(VL)を有し、他方の末端に定常領域を有し、軽鎖の定常領域は一つのドメインCLを含む。軽鎖の定常領域は重鎖定常領域のCH1ドメインと、軽鎖の可変領域は重鎖の可変領域と対応している。定常領域は、抗体と抗原との結合には直接関与しないが、たとえば、抗体依存性細胞介在性細胞傷害(ADCC、antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity)などに関与し、異なるエフェクター機能を示す。重鎖定常領域は、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4といったサブタイプを含み、軽鎖定常領域は、κ(Kappa)またはλ(Lambda)を含む。抗体の重鎖と軽鎖は、重鎖のCH1ドメインと軽鎖のCLドメインの間のジスルフィドを介して共有結合し、抗体の二つの重鎖は、ヒンジ領域の間で形成したポリペプチド間ジスルフィドを介して共有結合する。
本発明において、用語「抗体(Antibody、略称Ab)」と「免疫グロブリンG(Immunoglobulin G、略称IgG)」は同様な構造上の特徴のヘテロテトラマーの糖タンパク質で、2本の同様の軽鎖(L)と2本の同様の重鎖(H)からなるものである。各軽鎖は、重鎖に1つの共有ジスルフィド結合によって結合しているが、重鎖間のジスルフィド結合の数は、免疫グロブリンのアイソタイプ(isotype)によるものである。各重鎖および軽鎖も、それぞれ一定の間隔の鎖内ジスルフィド結合を有する。各重鎖は、一方の末端に可変領域(VH)を有し、その先が定常領域で、重鎖の定常領域は三つのドメインCH1、CH2、およびCH3で構成される。各軽鎖は、一方の末端に可変領域(VL)を有し、他方の末端に定常領域を有し、軽鎖の定常領域は一つのドメインCLを含む。軽鎖の定常領域は重鎖定常領域のCH1ドメインと、軽鎖の可変領域は重鎖の可変領域と対応している。定常領域は、抗体と抗原との結合には直接関与しないが、たとえば、抗体依存性細胞介在性細胞傷害(ADCC、antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity)などに関与し、異なるエフェクター機能を示す。重鎖定常領域は、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4といったサブタイプを含み、軽鎖定常領域は、κ(Kappa)またはλ(Lambda)を含む。抗体の重鎖と軽鎖は、重鎖のCH1ドメインと軽鎖のCLドメインの間のジスルフィドを介して共有結合し、抗体の二つの重鎖は、ヒンジ領域の間で形成したポリペプチド間ジスルフィドを介して共有結合する。
本発明において、用語「Fab」および「Fc」とは、パパインで抗体を二つの完全に同様のFab断片および一つのFc断片に分解することである。Fab断片は、抗体の重鎖のVHとCH1および軽鎖のVLとCLドメインからなるものである。Fc断片、すなわち、フラグメント結晶化可能(fragment crystallizable、Fc)断片は、抗体のCH2とCH3ドメインからなるものである。Fc断片は、抗原結合活性がなく、抗体がエフェクター分子または細胞と相互作用する部位である。
本発明において、用語「scFv」は一本鎖抗体(single chain antibody fragment、scFv)で、抗体の重鎖可変領域と軽鎖可変領域が、通常、15~25のアミノ酸からなる連結する連結短鎖ペプチド(リンカー)を介して連結してなる。
本発明において、「可変」とは、抗体において可変領域のある部分が配列で異なっており、これによって各特定の抗体のその特定の抗原に対する結合および特異性が構成されることを指す。しかし、可変性は、均一に抗体の可変領域全体に分布しているわけではない。重鎖可変領域と軽鎖可変領域における相補性決定領域(complementarity-determining region、CDR)または超可変領域と呼ばれる三つの断片に集中している。可変領域において、比較的に保存的な部分は、フレームワーク領域(frame region、FR)と呼ばれる。天然の重鎖および軽鎖の可変領域に、それぞれ、基本的にβシート構造となっており、連結ループを形成する3つのCDRで連結され、場合によって部分βシート構造となる4つのFR領域が含まれる。各鎖におけるCDRは、FR領域で密接し、かつ他方の鎖のCDRと一緒に抗体の抗原結合部位(Kabatら、NIH Publ.No.91-3242、卷I、647-669頁(1991))参照する)を形成している。
本明細書で用いられるように、用語「フレームワーク領域」(FR)とはCDR間に挿入されるアミノ酸配列で、すなわち、単一の種において異なるグロブリンの間で比較的に保守的なグロブリンの軽鎖と重鎖可変領域のそれらの部分である。グロブリンの軽鎖と重鎖は、それぞれ4つのFRを有し、それぞれFR1-L、FR2-L、FR3-L、FR4-LおよびFR1-H、FR2-H、FR3-H、FR4-Hと呼ばれる。相応的に、軽鎖可変ドメインは(FR1-L)-(CDR1-L)-(FR2-L)-(CDR2-L)-(FR3-L)-(CDR3-L)-(FR4-L)と、かつ重鎖可変ドメインは(FR1-H)-(CDR1-H)-(FR2-H)-(CDR2-H)-(FR3-H)-(CDR3-H)-(FR4-H)と表示される。好適に、本発明のFRはヒト抗体FRまたはその誘導体で、前記ヒト抗体FRの誘導体は天然に存在するヒト抗体FRとほぼ同様で、すなわち、配列同一性が85%、90%、95%、96%、97%、98%または99%に達する。
CDRのアミノ酸配列が既知で、当業者は簡単にフレームワーク領域FR1-L、FR2-L、FR3-L、FR4-Lおよび/またはFR1-H、FR2-H、FR3-H、FR4-Hを確定することができる。
本明細書で用いられるように、用語「ヒトフレームワーク領域」は天然に存在するヒト抗体のフレームワーク領域とほぼ同様(約85%またはそれ以上、具体的に、90%、95%、97%、99%または100%)のフレームワーク領域である。
本明細書で用いられるように、用語「リンカー」とは、グロブリンのドメインに挿入され、二重可変領域交換グロブリンにフォールディングできるように軽鎖と重鎖のドメインに十分な可動性を提供する一つまたは複数のアミノ酸残基である。本発明において、好適なリンカーはリンカー1とリンカー2で、中では、リンカー1は一本鎖抗体(scFv)のVHとVLを、リンカー2はscFvを別の抗体の重鎖と連結するためのものである。
適切なリンカーの実例は、単一のグリシン(Gly)、またはセリン(Ser)残基を含むが、リンカーにおけるアミノ酸残基の標識および配列はリンカーにおける実現しようとする二次構造要素のタイプによって変わる。
本発明において、本発明の抗体は、さらにその保存的変異体を含み、本発明の二重特異性抗体のアミノ酸配列と比較すると、10個以下、好ましくは8個以下、より好ましくは5個以下、最も好ましくは3個以下のアミノ酸が類似または近い性質を持つアミノ酸で置換されてなるポリペプチドをいう。これらの保存的突然変異のポリペプチドは、表Aのようにアミノ酸の置換を行って生成することが好ましい。
本発明において、用語「抗」、「結合」、「特異的結合」とは、二つの分子の間の非ランダムの結合反応のことで、たとえば、抗体とその対する抗原の間の反応が挙げられる。
通常、抗体は約10-7M未満、たとえば、約10-8M、10-9M、10-10M、10-11M未満またはそれ以下の解離平衡定数(KD)で抗原に結合する。本発明において、用語「KD」とは特定の抗体-抗原相互作用の平衡解離定数で、抗体と抗原の間の結合親和力を表すためのものである。解離平衡定数が小さいほど、抗体-抗原の結合が緊密で、抗体と抗原の間の親和力が高い。たとえば、表面プラスモン共鳴技術(Surface Plasmon Resonance、略称SPR)によってBIACORE装置で抗体と抗原の結合親和力を、あるいはELISA測定によって抗体と抗原の結合の相対的親和力を測定する。
本発明において、用語「エピトープ」とは、抗体と特異的に結合するポリペプチドの抗原決定基のことである。本発明のエピトープは、抗原における抗体と結合する領域である。
さらに、本発明は、上記抗体またはその断片またはその融合タンパク質をコードするポリヌクレオチド分子を提供する。本発明のポリヌクレオチドは、DNA形態でもRNA形態でもよい。DNA形態は、cDNA、ゲノムDNAまたは人工合成のDNAを含む。DNAは、一本鎖でも二本鎖でもよい。DNAは、コード鎖でも非コード鎖でもよい。
関連の配列を獲得すれば、組み換え法で大量に関連配列を獲得することができる。この場合、通常、その配列をベクターにクローンした後、細胞に導入し、さらに通常の方法で増殖させた宿主細胞から関連配列を単離して得る。
さらに、本発明は、上記の適当なDNA配列および適当なプロモーターあるいは制御配列を含むベクターに関する。これらのベクターは、タンパク質を発現するように、適当な宿主細胞の形質転換に用いることができる。
薬物組成物及び使用
さらに、本発明は組成物を提供する。好ましくは、前記の組成物は薬物組成物で、上記の抗体またはその活性断片あるいはその融合タンパク質と、薬学的に許容される担体とを含有する。通常、これらの物質を無毒で不活性で薬学的に許容される水系担体で配合し、pH値は配合される物質の性質および治療しようとする疾患にもよるが、pH値は通常5~8程度、好ましくは6~8程度である。配合された薬物組成物は通常の経路で給与することができ、静脈注射、静脈点滴、皮下注射、局部注射、筋肉注射、腫瘍内注射、腹腔内注射注射(たとえば、腹膜内)、頭蓋内注射、または腔内注射を含むが、これらに限定されない。本発明において、用語「薬物組成物」とは、本発明の二重特異性抗体が薬学的に許容される担体と共に薬物製剤組成物を構成することによってより安定して治療効果を発揮することができ、これらの製剤は本発明で公開される二重特異性抗体のアミノ酸コア配列の配座の完全性を保つと同時に、タンパク質の多くの官能基の分解(凝集、脱アミノまたは酸化を含むが、これらに限定されない)を防ぐことができる。本発明の薬物組成物は、安全有効量(たとえば0.001~99wt%,、好ましくは0.01~90wt%、より好ましくは0.1~80wt%)の本発明の上記の二重特異性抗体(またはその複合体)と、薬学的に許容される担体または賦形剤とを含有する。このような担体は、食塩水、緩衝液、ブドウ糖、水、グリセリン、エタノール、およびこれらの組み合せを含むが、これらに限定されない。薬物の製剤は投与形態に相応する。本発明の薬物組成物は、注射剤としてもよく、たとえば生理食塩水またはブドウ糖およびほかの助剤を含有する水溶液で通常の方法によって製造することができる。薬物組成物は、注射剤、溶液の場合、無菌条件で製造する。活性成分の投与量は治療有効量、たとえば毎日約10μg/kg体重~約50mg/kg体重である。また、本発明の二重特異性抗体はほかの治療剤と併用することもできる。
さらに、本発明は組成物を提供する。好ましくは、前記の組成物は薬物組成物で、上記の抗体またはその活性断片あるいはその融合タンパク質と、薬学的に許容される担体とを含有する。通常、これらの物質を無毒で不活性で薬学的に許容される水系担体で配合し、pH値は配合される物質の性質および治療しようとする疾患にもよるが、pH値は通常5~8程度、好ましくは6~8程度である。配合された薬物組成物は通常の経路で給与することができ、静脈注射、静脈点滴、皮下注射、局部注射、筋肉注射、腫瘍内注射、腹腔内注射注射(たとえば、腹膜内)、頭蓋内注射、または腔内注射を含むが、これらに限定されない。本発明において、用語「薬物組成物」とは、本発明の二重特異性抗体が薬学的に許容される担体と共に薬物製剤組成物を構成することによってより安定して治療効果を発揮することができ、これらの製剤は本発明で公開される二重特異性抗体のアミノ酸コア配列の配座の完全性を保つと同時に、タンパク質の多くの官能基の分解(凝集、脱アミノまたは酸化を含むが、これらに限定されない)を防ぐことができる。本発明の薬物組成物は、安全有効量(たとえば0.001~99wt%,、好ましくは0.01~90wt%、より好ましくは0.1~80wt%)の本発明の上記の二重特異性抗体(またはその複合体)と、薬学的に許容される担体または賦形剤とを含有する。このような担体は、食塩水、緩衝液、ブドウ糖、水、グリセリン、エタノール、およびこれらの組み合せを含むが、これらに限定されない。薬物の製剤は投与形態に相応する。本発明の薬物組成物は、注射剤としてもよく、たとえば生理食塩水またはブドウ糖およびほかの助剤を含有する水溶液で通常の方法によって製造することができる。薬物組成物は、注射剤、溶液の場合、無菌条件で製造する。活性成分の投与量は治療有効量、たとえば毎日約10μg/kg体重~約50mg/kg体重である。また、本発明の二重特異性抗体はほかの治療剤と併用することもできる。
薬物組成物の使用時、安全有効量の二重特異性抗体またはその免疫複合体を哺乳動物に施用するが、その安全有効量は、通常、少なくとも約10μg/kg体重で、かつ多くの場合、約50 mg/kg体重以下で、好ましくは当該投与量が約10μg/kg体重~約10 mg/kg体重である。勿論、具体的な投与量は、さらに投与の様態、患者の健康状況などの要素を考えるべきで、すべて熟練の医者の技能範囲以内である。
抗体-薬物複合体(ADC)
また、本発明は本発明の抗体に基づいた抗体薬物複合体(antibody-drug conjugate、ADC)を提供する。
また、本発明は本発明の抗体に基づいた抗体薬物複合体(antibody-drug conjugate、ADC)を提供する。
典型的に、前記抗体薬物複合体は前記抗体、およびエフェクター分子を含み、前記抗体と前記エフェクター分子がカップリング、好ましくは化学的にカップリングしている。ここで、前記エフェクター分子は治療活性を有する薬物が好ましい。また、前記エフェクター分子は毒素タンパク質、化学治療薬、小分子薬物または放射性核種のうちの一つまたは複数でもよい。
本発明の抗体と前記エフェクター分子の間はカップリング剤によってカップリングしてもよい。前記のカップリング剤の例は、非選択性カップリング剤、カルボキシ基を利用するカップリング剤、ペプチド鎖、ジスルフィド結合を利用するカップリング剤のうちの任意の一つまたは複数でもよい。前記非選択性カップリング剤とは、エフェクター分子と抗体を共役結合させて連結する化合物、たとえばグルタルアルデヒドなどである。前記カルボキシ基を利用するカップリング剤は、シスアコニット酸無水物系カップリング剤(たとえばシスアコニット酸無水物)、アシルヒドラゾン系カップリング剤(カップリング部位はアシルヒドラゾンである)のうちの任意の一つまたは複数でもよい。
抗体における一部の残基(たとえばCysやLysなど)は多くの機能基との連結に使用され、イメージング試薬(たとえば発色基や蛍光基)、診断試薬(たとえばMRI造影剤や放射性同位元素)、安定剤(たとえばエチレングリコール重合体)および治療剤を含む。抗体は機能剤にカップリングして抗体-機能剤の複合体を形成してもよい。機能剤(たとえば薬物、検出試薬、安定剤)は抗体にカップリング(共役結合)されている。機能剤は直接、またはリンカーを介して間接に抗体に連結してもよい。
抗体は薬物がカップリングすることによって抗体薬物複合体(ADC)になってもよい。典型的に、ADCは薬物と抗体の間に位置するリンカーを含む。リンカーは分解できるリンカーでもよく、分解できないリンカーでもよい。分解できるリンカーは、典型的に、細胞内の環境において分解しやすく、たとえば目的の部位で分解することにより、薬物が抗体から放出される。適切な分解できるリンカーは、たとえば、細胞内におけるプロテアーゼ(たとえばリソソームプロテアーゼやエンドソームプロテアーゼ)によって分解できるペプチジル含有リンカーを含む酵素によって分解されるリンカー、あるいはグルクロニダーゼによって分解できるグルクロン酸含有リンカーのような糖リンカーを含む。ペプチジルリンカーは、たとえばジペプチド、たとえばバリン-シトルリン、フェニルアラニン-リシンやバリン-アラニンを含んでもよい。ほかの適切な分解できるリンカーは、たとえば、pH感受性リンカー(たとえばpHが5.5未満になると加水分解するリンカー、たとえばヒドラゾンリンカー)および還元条件において分解できるリンカー(ジスルフィド結合リンカー)を含む。分解できないリンカーは典型的に抗体がプロテアーゼによって加水分解される条件において薬物を放出する。
抗体に連結する前、リンカーはあるアミノ酸残基と反応できる活性反応基を有し、連結は活性反応基を介して実現する。チオール基に特異的な活性反応基が好ましく、たとえばマレイミド系化合物、ハロゲン化アミド(たとえばヨウ化、臭化または塩化のもの)、ハロゲン化エステル(たとえばヨウ化、臭化または塩化のもの)、ハロゲン化メチルケトン(たとえばヨウ化、臭化または塩化のもの)、ハロゲン化ベンジル(たとえばヨウ化、臭化または塩化のもの)、ビニルスルホン、ピリジルジスルフィド、水銀誘導体、たとえば3,6-ジ(水銀メチル)ジオキサン(対イオンは酢酸イオン、塩素イオンまたは硝酸イオンである)、およびポリメチレンジメチルスルフィドチオスルホネートを含む。リンカーは、たとえば、チオスクシンイミドを介して抗体に連結したマレイミドを含んでもよい。
薬物は任意の細胞毒性薬物、細胞生長を抑制する薬物または免疫抑制薬物でもよい。実施形態において、リンカーは抗体と薬物を連結し、薬物はリンカーと結合できる機能性基を有する。たとえば、薬物はリンカーと結合できるアミノ基、カルボキシ基、チオール基、ヒドロキシ基、またはケトン基を有してもよい。薬物が直接リンカーに連結する場合、薬物は抗体に連結する前、反応する活性基を有する。
有用な薬物の種類は、たとえば、抗チューブリン薬、DNA副溝結合試薬、DNA複製阻害剤、アルキル化試薬、抗生物質、葉酸拮抗薬、抗代謝薬、化学療法増感剤、トポイソメラーゼ阻害剤、ビンカアルカロイドなどを含む。本発明において、薬物-リンカーは一つの簡単な工程でADCの形成に使用することができる。別の実施形態において、二機能性リンカー化合物は二工程または多工程の方法でADCの形成に使用することができる。
たとえば、システイン残基が第一の工程でリンカーの反応活性部分と反応し、そして後の工程で、リンカーにおける機能性基が薬物と反応することで、ADCになる。
通常、特異的に薬物部分における適切な反応活性基と反応しやすいように、リンカーにおける機能性基を選択する。非限定的な例として、アジ化合物に基づいた部分は特異的な薬物部分における反応性アルキニル基との反応に使用することができる。薬物はアジ基とアルキニル基の間の1,3-双極子を介して付加することで、リンカーに共役結合する。
ほかの有用な機能性基は、たとえばケトン類およびアルデヒド類(ヒドラジド類およびアルコキシアミンとの反応に適する)、ホスフィン(アジ基との反応に適する)、イソシアネートおよびイソチオシアネート(アミン類およびアルコール類との反応に適する)、および活性化したエステル類、たとえばN-ヒドロキシスクシンイミドエステル(アミン類およびアルコール類との反応に適する)を含む。これらおよびほかの連結手段は、たとえば「生物カップリング技術」、第二版(Elsevier)に記載されるように、当業者に熟知されている。当業者には、薬物部分およびリンカーの選択性反応について、相補対の反応活性機能基を選択する場合、当該相補対のいずれでも、リンカーにも薬物にも使用することができる。
また、本発明は、ADCを製造する方法であって、さらに、抗体を薬物-リンカー化合物と、抗体複合体(ADC)の形成に足りる条件において結合させる工程を含んでもよい方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明の方法は、抗体-リンカー複合体の形成に足りる条件において、抗体を二機能性リンカー化合物と結合させる工程を含む。これらの実施形態において、本発明の方法は、さらに、薬物部分がリンカーを介して抗体に共役結合するのに足りる条件において、抗体リンカー複合体を薬物部分と結合させる工程を含む。
(ただし、
Abは抗体である。
LUはリンカーである。
Dは薬物である。
Abは抗体である。
LUはリンカーである。
Dは薬物である。
そして、下付き文字pは1~8から選ばれる値である。)
以下の実施例は、本発明をさらに説明するためのもので、本発明の制限にはならないと理解される。実施例には、伝統的な方法、例えば、ベクターやプラスミドを構築する方法、コードタンパク質の遺伝子をこのようなベクターやプラスミドに挿入する方法、或いはプラスミドを宿主細胞に導入する方法が含まれていない。このような方法は、本分野における普通の技術者には周知で、且つSambrook, J., Fritsch, E.F.及びManiais,T.(1989) Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold spring Harbor Laboratory Pressを含む多くの出版物に記述されたている。特に断らない限り、%と部は、重量で計算された。
以下の実施例は、本発明をさらに説明するためのもので、本発明の制限にはならないと理解される。実施例には、伝統的な方法、例えば、ベクターやプラスミドを構築する方法、コードタンパク質の遺伝子をこのようなベクターやプラスミドに挿入する方法、或いはプラスミドを宿主細胞に導入する方法が含まれていない。このような方法は、本分野における普通の技術者には周知で、且つSambrook, J., Fritsch, E.F.及びManiais,T.(1989) Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold spring Harbor Laboratory Pressを含む多くの出版物に記述されたている。特に断らない限り、%と部は、重量で計算された。
以下の実施例で使用された実験材料および由来ならびに実験試薬の調製方法の詳細は、以下の通りである。
実験材料:
CHO-S細胞:Thermo Fisher Scientificから購入されたもの。
CHO-S細胞:Thermo Fisher Scientificから購入されたもの。
組み換え細胞系CHOS-CD38:ヒト全長CD38をCHO-S細胞に安定して形質導入し、クローニング・スクリーニングによって得られたCD38を安定して発現するモノクローナル細胞株。
Raji細胞:ATCCから購入されたもの、CCL-86。
マウス骨髄腫細胞SP2/0:ATCCから購入されたもの、カタログ番号CRL-1581。
Balb/cマウス:上海霊暢生物科技有限公司から購入されたもの。
CB-17 SCIDマウス:上海霊暢生物科技有限公司から購入されたもの。
Ramos細胞:ATCCから購入されたもの、カタログ番号CRL-1596。
Daudi細胞:ATCCから購入されたもの、カタログ番号CCL-213。
DND-41細胞:豊暉生物から購入されたもの。
ヒト末梢血単核球PBMC:Allcells生物技術(上海)有限公司から購入されたもの。
逆転写キット:Takaraから購入されたもの。
ヒツジ抗マウス二次抗体:Milliporeから購入されたもの、カタログ番号AP181P。
ロバ抗マウスPE蛍光二次抗体:Jacksonから購入されたもの、カタログ番号715-116-150。
ヒツジ抗ヒトPE蛍光二次抗体:Jacksonから購入されたもの、カタログ番号109-115-098。
F16 Black Maxisorp Plate:Nuncから購入されたもの、カタログ番号475515。
実験試薬:
PBS緩衝液:上海生工生物工程株式有限公司、カタログ番号B548117-0500。
PBS緩衝液:上海生工生物工程株式有限公司、カタログ番号B548117-0500。
SFM培地:Thermo Fisher Scientificから購入されたもの、カタログ番号12045-076。
TMB:BDから購入されたもの、カタログ番号555214。
NGD:sigmaから購入されたもの、カタログ番号N5131-25MG。
ウシ血清アルブミン(BSA):Fetal Bovine Serumから購入されたもの。
β-メルカプトエタノール、ウシ胎児血清、グルタミン、ピルビン酸ナトリウム、MEM-NEAA、1%Penicillin-streptomycin:いずれもGibco社から購入されたもの。
フェノールレッド無しRPMI-1640:Gibcoから購入されたもの、カタログ番号11835055。
CytoTox 96 Non-Radioactive Cytotoxicity Assay反応液:Promegaから購入されたもの、カタログ番号G1780。
HAT:Sigma-Alhrichから購入されたもの、カタログ番号H0262-10VL。
CCK-8:同仁化学から購入されたもの、カタログ番号CK04。
Trizol:Thermo Fisher Scientificから購入されたもの、カタログ番号15596018。
実験装置:
電気融合装置:BTXから購入されたもの。
電気融合装置:BTXから購入されたもの。
フローサイトメーター(CytoFLEX Cytometer System):Beckman Coulterから購入されたもの。
実施例1 陽性対照抗体の製造
本発明の実施例に記載のDaratumumabの重鎖と軽鎖可変領域のアミノ酸配列は『WHO Drug Information, Vol. 24, No. 1, 2010』から入手されたもので、すなわち、本発明の配列番号19と20である。
本発明の実施例に記載のDaratumumabの重鎖と軽鎖可変領域のアミノ酸配列は『WHO Drug Information, Vol. 24, No. 1, 2010』から入手されたもので、すなわち、本発明の配列番号19と20である。
本発明の実施例に記載のIsatuximabの重鎖と軽鎖可変領域のアミノ酸配列は『WHO Drug Information, Vol. 29, No. 3, 2015』から入手されたもので、すなわち、本発明の配列番号21と22である。
上記重鎖可変領域と軽鎖可変領域のDNAは上海生工生物工程有限公司によって合成されたものである。合成されたDaratumumabの重鎖可変領域の遺伝子をヒトIgG1の重鎖定常領域の遺伝子と連結し、全長の重鎖の遺伝子を得たが、Daratumumab-HC-IgG1と名付けた。Daratumumabの軽鎖可変領域の遺伝子をヒトκ鎖定常領域の遺伝子と連結し、全長の軽鎖の遺伝子を得たが、Daratumumab-LCと名付けた。Daratumumab-HC-IgG1とDaratumumab-LC遺伝子をそれぞれpcDNA3.4発現ベクターに構築し、PEI形質導入法によって得られた重鎖と軽鎖の発現ベクターを共にHEK293F細胞に導入して抗体を発現させ、HEK293F細胞をFree Style 293 Expression Mediumで培養した。形質導入後のHEK293F細胞をCO2振とうインキュベーターにおいて5日培養し、遠心して細胞上清を収集し、Protein Aアフィニティクロマトグラフィーによって上清における抗体を精製し、得られた抗体をDaratumumabと名付けた。また、同じような実験方法によって抗体Isatuximabを得た。
ヒトCD38細胞外領域配列の情報はhttps://www.uniprot.org/uniprot/P28907からのものである。CD38細胞外領域のDNAは上海生工生物工程有限公司によって合成され、組み換え遺伝子をpcDNA3.4発現ベクターに構築した。Hisタグと融合して発現された組み換えタンパク質は、金属キレートアフィニティクロマトグラフィーカラムで培養上清における組み換えタンパク質をさらに精製した。Fcタグと融合して発現された組み換えタンパク質はProteinA/Gアフィニティクロマトグラフィーカラムでさらに精製した。最終的に得られたタンパク質をCD38-His/CD38-Fcと名付けた。
実施例2 抗原免疫動物およびハイブリドーマの製造とスクリーニング
工程1:抗原によるマウスの免疫
組み換え過剰発現細胞系CHOS-CD38または腫瘍細胞系Raji細胞を通常のように腹腔からBalb/cマウスを免疫させた。1日目に、フロイント完全アジュバント100lでBalb/cマウスに対して腹腔注射を行った。2日目に、組み換え細胞系CHOS-CD38またはRaji細胞で腹腔からBalb/cマウスを、5×106細胞/匹マウスで免疫させた。14日目に、組み換え細胞系CHOS-CD38またはRaji細胞で腹腔からBalb/cマウスを、5×106細胞/匹マウスで強化免疫した。36日目に、組み換え細胞系CHOS-CD38まはRaji細胞で前回と同様にマウスを強化免疫した。3週間後、CD38-His抗原タンパク質を腹腔内注射して活性化させ、3-4日後、マウスの脾臓を取り出して細胞融合実験を行った。
工程1:抗原によるマウスの免疫
組み換え過剰発現細胞系CHOS-CD38または腫瘍細胞系Raji細胞を通常のように腹腔からBalb/cマウスを免疫させた。1日目に、フロイント完全アジュバント100lでBalb/cマウスに対して腹腔注射を行った。2日目に、組み換え細胞系CHOS-CD38またはRaji細胞で腹腔からBalb/cマウスを、5×106細胞/匹マウスで免疫させた。14日目に、組み換え細胞系CHOS-CD38またはRaji細胞で腹腔からBalb/cマウスを、5×106細胞/匹マウスで強化免疫した。36日目に、組み換え細胞系CHOS-CD38まはRaji細胞で前回と同様にマウスを強化免疫した。3週間後、CD38-His抗原タンパク質を腹腔内注射して活性化させ、3-4日後、マウスの脾臓を取り出して細胞融合実験を行った。
工程2:ハイブリドーマの製造とスクリーニング
マウスの最後の免疫から3-4日で、通常のハイブリドーマのプロトコールを使用し、マウスの脾臓細胞をマウス骨髄腫細胞SP2/0と電気融合装置によって電気融合した。
マウスの最後の免疫から3-4日で、通常のハイブリドーマのプロトコールを使用し、マウスの脾臓細胞をマウス骨髄腫細胞SP2/0と電気融合装置によって電気融合した。
融合後の細胞を完全培地に均一に懸濁させ、完全培地は、RPMI1640とDMEM F12培地を1:1で均一に混合した後、1%のGlutmine(グルタミン)、1% Sodium pyruvate(ピルビン酸ナトリウム)、1%MEM-NEAA(最小必須培地-非必須アミノ酸溶液),1%Penicillin-streptomycin(ペニシリン-ストレプトマイシン)、50μMのβ-メルカプトエタノールおよび20%FBS(ウシ胎児血清)からなる培地を入れたものである。融合後の細胞を105細胞/100μl/ウェルで、計36枚の96ウェル培養プレートに分けて一晩培養し、次の日に、各ウェルに100μl/ウェルで2×HAT含有完全培地を入れ、96ウェルプレートにおける培養液を200μl/ウェル(1×HAT含有)にした。7-12日後、上清液を回収し、Cell based ELISA方法によってヒトCD38結合活性が陽性のハイブリドーマウェルをスクリーニングした。
ここで、Cell based ELISA方法によってヒトCD38結合活性が陽性のハイブリドーマウェルをスクリーニングする方法は以下の通りである:組み換え細胞系CHOS-CD38をPBS緩衝液で2×106細胞/mlになるように希釈し、100μl/ウェルで細胞培養プレートに入れ、37℃で一晩培養した。次の日に、上清を捨て、100μl/ウェルの細胞固定液を入れて室温で1時間固定させた後、上清を捨てて5%脱脂粉乳を入れて37℃で2時間ブロッキングし、PBSTでプレートを1回洗浄して使用に備えた。回収されたハイブリドーマ上清液を順にブロッキングされたプレートに100μl/ウェルで入れ、37℃で1h置いた。PBSTでプレートを3回洗浄し、HRPで標識されたヒツジ抗マウスIgG二次抗体を入れ、37℃で30 min置いた。PBSTでプレートを5回洗浄した後、吸水紙においてなるべく残留液滴をなくし、各ウェルに100μlのTMBを入れ、室温(20±5℃)で光を避けて5min置いた。各ウェルに50μlの2M H2SO4停止液を入れて基質の反応を停止させ、プレートリーダーによって450nmでOD値を読み取り、被験抗体の標的抗原CD38との結合能力を分析した。スクリーニングによって計30株のハイブリドーマ細胞株を得た。血清含有完全培地においてスクリーニングによって得られた30株のハイブリドーマ細胞株を増幅させ、遠心して無血清培養液SFM培地に交換し、細胞密度が1~2×107/mlになるようにし、8% CO2、37℃の条件において1週間培養し、遠心して培養上清を得、Protein Gアフィニティクロマトグラフィーによって精製し、3株の抗ヒトCD38モノクローナル抗体タンパク質を得たが、それぞれ50G12、279D11、153F11と名付け、中でも、50G12が最も優れた活性の抗体である。
実施例3 ネズミ由来抗体50G12のヒトCD38-Fcタンパク質に対する結合能力
間接酵素結合免疫吸着測(ELISA)によってネズミ由来抗体のヒトCD38-Fcタンパク質に対する結合能力を測定した。具体的な方法は以下の通りである。
間接酵素結合免疫吸着測(ELISA)によってネズミ由来抗体のヒトCD38-Fcタンパク質に対する結合能力を測定した。具体的な方法は以下の通りである。
CD38-Fcタンパク質をコーティング液(50mMの炭酸塩コーティング緩衝液、pH 9.6)で1μg/mlに希釈してプレートを4℃で一晩コーティングした。さらに、5%の脱脂粉乳でブロッキングし、37℃で2時間インキュベートした。PBSTでプレートを3回洗浄した後、実験室で調製された抗ヒトCD38抗体50G12タンパク質を1%BSA緩衝液で勾配希釈し、100μl/ウェルでコーティングしておいたCD38-Fcのプレートに入れ、37℃で1時間インキュベートした。PBSTでプレートを3回洗浄し、HRPで標識されたヒツジ抗マウスIgG二次抗体を入れ、37℃で30 min置いた。PBSTでプレートを3回洗浄した後、吸水紙においてなるべく残留液滴をなくし、各ウェルに100μlのTMBを入れ、室温(20±5℃)で光を避けて5min置き、各ウェルに50μlの2M H2SO4停止液を入れて基質の反応を停止させ、プレートリーダーによって450 nmでOD値を読み取り、被験抗体の標的抗原ヒトCD38-Fcとの結合能力を分析し、結果を図1に示す。
図1から、ネズミ由来抗体50G12、279D11、153F11はいずれも標的抗原CD38-Fcと良い結合活性を有し、50G12の結合活性が最も優れ、EC50が0.1727 nMであったことがわかる。
実施例4 ネズミ由来抗体のCD38酵素活性を抑制する能力
CD38は、ニコチンアミドグアニンジヌクレオチド(NGD)が環状GDPリボース(cyclic GDP-ribose)に転換するように触媒できる酵素で、後者は励起させると蛍光を放出する。ここで、蛍光法によってネズミ由来抗体50G12、279D11、153F11および対照抗体Daratumumab、Isatuximab、IgG対照のCD38酵素活性に対する抑制作用を測定した。具体的な方法は以下の通りである。
CD38は、ニコチンアミドグアニンジヌクレオチド(NGD)が環状GDPリボース(cyclic GDP-ribose)に転換するように触媒できる酵素で、後者は励起させると蛍光を放出する。ここで、蛍光法によってネズミ由来抗体50G12、279D11、153F11および対照抗体Daratumumab、Isatuximab、IgG対照のCD38酵素活性に対する抑制作用を測定した。具体的な方法は以下の通りである。
被験ネズミ由来抗体50G12、279D11、153F11および対照抗体Daratumumab、Isatuximab、IgG対照をTris-Hclで600g/mlに希釈し、そして3倍で勾配希釈し、計10ウェルであった。CD38-His抗原をTris-Hclで5g/mlに希釈し、抗原とサンプル抗体を等体積で反応プレートに50lずつ入れ、10min振とうし、37℃で30minインキュベートした。バックグラウンドウェルを設けた:(1)希釈液ウェル:200l希釈液;(2)NGDウェ
ル:100l希釈液;(3)抗原ウェル:50l抗原、150l希釈液。インキュベート終了後、NGDをTris-Hclで250g/mlに希釈し、希釈液ウェルと抗原ウェル以外、各ウェルに100lずつ入れ、5min振とうし、37℃で90minインキュベートした。多機能プレートリーダーによってEx:300、EM:410でプレートを読み取り、収集してデータを処理し、結果を図2に示す。
ル:100l希釈液;(3)抗原ウェル:50l抗原、150l希釈液。インキュベート終了後、NGDをTris-Hclで250g/mlに希釈し、希釈液ウェルと抗原ウェル以外、各ウェルに100lずつ入れ、5min振とうし、37℃で90minインキュベートした。多機能プレートリーダーによってEx:300、EM:410でプレートを読み取り、収集してデータを処理し、結果を図2に示す。
図2から、ネズミ由来抗体50G12およびIsatuximabのみが有効にCD38シクラーゼ活性を遮断できたことがわかる。
実施例5 ネズミ由来抗体の組み換え高度発現細胞系CHOS-CD38細胞および腫瘍細胞系DND-41細胞に対する結合能力
フローサイトメトリーによってネズミ由来抗体の組み換え高度発現細胞系CHOS-CD38細胞および腫瘍細胞系DND-41細胞に対する結合活性を検出したが、具体的な方法は以下の通りである:
それぞれCHOS-CD38細胞およびDND-41細胞を収集し、遠心して細胞培養液を除去し、PBS緩衝液で2回洗浄した。計数して1%BSA FACS緩衝液で2×106細胞/mlになるように希釈し、細胞を96ウェル丸底プレートに敷いて使用に備えた。被験抗体を1%BSA緩衝液で8段の勾配で希釈して上記細胞丸底プレートに入れ、4℃で1時間インキュベートした。遠心後、上清を捨て、1% BSA FACS 緩衝液で3回洗浄し、1:300の比率で(詳細は蛍光二次抗体の説明書を参照する)各ウェルに100μlのロバ抗マウスPE蛍光二次抗体またはヒツジ抗ヒトPE蛍光二次抗体を入れ、4℃で1時間インキュベートした。1% BSA FACS 緩衝液で3回洗浄し、さらに1% BSA FACS 緩衝液で再懸濁させ、200μl/ウェルにし、FACScalibur BDによってサンプルを測定して分析し、前記抗体の細胞結合の結果は図3A、図3Bを参照する。
フローサイトメトリーによってネズミ由来抗体の組み換え高度発現細胞系CHOS-CD38細胞および腫瘍細胞系DND-41細胞に対する結合活性を検出したが、具体的な方法は以下の通りである:
それぞれCHOS-CD38細胞およびDND-41細胞を収集し、遠心して細胞培養液を除去し、PBS緩衝液で2回洗浄した。計数して1%BSA FACS緩衝液で2×106細胞/mlになるように希釈し、細胞を96ウェル丸底プレートに敷いて使用に備えた。被験抗体を1%BSA緩衝液で8段の勾配で希釈して上記細胞丸底プレートに入れ、4℃で1時間インキュベートした。遠心後、上清を捨て、1% BSA FACS 緩衝液で3回洗浄し、1:300の比率で(詳細は蛍光二次抗体の説明書を参照する)各ウェルに100μlのロバ抗マウスPE蛍光二次抗体またはヒツジ抗ヒトPE蛍光二次抗体を入れ、4℃で1時間インキュベートした。1% BSA FACS 緩衝液で3回洗浄し、さらに1% BSA FACS 緩衝液で再懸濁させ、200μl/ウェルにし、FACScalibur BDによってサンプルを測定して分析し、前記抗体の細胞結合の結果は図3A、図3Bを参照する。
図3A、図3Bから、ネズミ由来抗体50G12、279D11、153F11はいずれもCHOS-CD38およびDND-41細胞において良い結合活性を有することがわかる。CHOS-CD38細胞では、EC50がそれぞれ686.9ng/ml、84.9ng/ml、488.9ng/mlで、DND-41細胞では、それぞれ133.8ng/ml、84.44ng/ml、96.89ng/mlであった。
実施例6 ネズミ由来抗体のCDC活性の測定
特異性抗体が細胞膜の表面の相応する抗原と結合すると、補体の古典経路を活性化させ、これによって形成する膜攻撃複合体が標的細胞を分解させるが、これはCDC作用と呼ばれる。それぞれCHOS-CD38、Raji、DND-41、Ramos、Daudi細胞においてCDC活性を測定したが、具体的な方法は以下の通りである:
細胞培地を緩衝液として抗ヒトCD38モノクローナル抗体を開始濃度の20μg/mlになるように希釈した後、3倍濃度勾配で希釈し、計8つの濃度の希釈液を得た。CD38を発現する標的細胞(Daudi細胞など)を計数した後、3×105細胞/mlになるように再懸濁させた。100μlの抗ヒトCD38モノクローナル抗体の各濃度の希釈液と80μlのCD38を高度発現する標的細胞を予め15 minインキュベートした後、20μlの50%の新鮮なヒト血清(ボランティアから献血)を入れて均一に混合した。陽性対照ウェルは単独の標的細胞+血清で、陰性対照ウェルは無細胞の培地である。インキュベーターにおいて12-18 hインキュベートし、20μlのCCK-8を入れ、4h後、プレートリーダーによって450 nmで吸光値を測定し、450nmにおける読み取り値から殺傷率を計算した。殺傷率の計算式は以下の通りである。
特異性抗体が細胞膜の表面の相応する抗原と結合すると、補体の古典経路を活性化させ、これによって形成する膜攻撃複合体が標的細胞を分解させるが、これはCDC作用と呼ばれる。それぞれCHOS-CD38、Raji、DND-41、Ramos、Daudi細胞においてCDC活性を測定したが、具体的な方法は以下の通りである:
細胞培地を緩衝液として抗ヒトCD38モノクローナル抗体を開始濃度の20μg/mlになるように希釈した後、3倍濃度勾配で希釈し、計8つの濃度の希釈液を得た。CD38を発現する標的細胞(Daudi細胞など)を計数した後、3×105細胞/mlになるように再懸濁させた。100μlの抗ヒトCD38モノクローナル抗体の各濃度の希釈液と80μlのCD38を高度発現する標的細胞を予め15 minインキュベートした後、20μlの50%の新鮮なヒト血清(ボランティアから献血)を入れて均一に混合した。陽性対照ウェルは単独の標的細胞+血清で、陰性対照ウェルは無細胞の培地である。インキュベーターにおいて12-18 hインキュベートし、20μlのCCK-8を入れ、4h後、プレートリーダーによって450 nmで吸光値を測定し、450nmにおける読み取り値から殺傷率を計算した。殺傷率の計算式は以下の通りである。
殺傷率(killing%)=(陽性対照吸光値-実験群吸光値)/(陽性対照吸光値-陰性対照吸光値)×100
結果は図4A、図4B、図4C、図4D、図に示すように、異なる細胞モデルにおいて、ネズミ由来抗体50G12および279D11はいずれも強いCDC活性を有し、153F11は比較的に弱かった。
結果は図4A、図4B、図4C、図4D、図に示すように、異なる細胞モデルにおいて、ネズミ由来抗体50G12および279D11はいずれも強いCDC活性を有し、153F11は比較的に弱かった。
実施例7 ネズミ由来抗ヒトCD38モノクローナル抗体のヒト化
工程1:ネズミ由来抗ヒトCD38モノクローナル抗体の可変領域の配列の決定
Trizolで50G12ハイブリドーマモノクローナル細胞株から全RNAを抽出し、逆転写キットでmRNAをcDNAに逆転写し、文献で報告された組み合わせプライマー(組み合わせプライマーは『Antibody Engineering』、1巻、Roland KontermannおよびStefan Dubel編、第323頁からのものである)でPCRによって50G12の軽鎖可変領域と重鎖可変領域の遺伝子を増幅させた後、PCR産物をpMD18-Tベクターにクローニングし、シークエンシングして可変領域の遺伝子配列を分析した。ネズミ由来抗体50G12の可変領域の配列の情報は以下の通りである:重鎖可変領域の遺伝子配列は、全長357 bpで、119のアミノ酸残基をコードし、ヌクレオチド配列が配列番号13で示され、アミノ酸配列が配列番号7で示され、軽鎖可変領域の遺伝子配列は、全長321 bpで、107のアミノ酸残基をコードし、ヌクレオチド配列が配列番号14で示され、アミノ酸配列が配列番号8で示される。
工程1:ネズミ由来抗ヒトCD38モノクローナル抗体の可変領域の配列の決定
Trizolで50G12ハイブリドーマモノクローナル細胞株から全RNAを抽出し、逆転写キットでmRNAをcDNAに逆転写し、文献で報告された組み合わせプライマー(組み合わせプライマーは『Antibody Engineering』、1巻、Roland KontermannおよびStefan Dubel編、第323頁からのものである)でPCRによって50G12の軽鎖可変領域と重鎖可変領域の遺伝子を増幅させた後、PCR産物をpMD18-Tベクターにクローニングし、シークエンシングして可変領域の遺伝子配列を分析した。ネズミ由来抗体50G12の可変領域の配列の情報は以下の通りである:重鎖可変領域の遺伝子配列は、全長357 bpで、119のアミノ酸残基をコードし、ヌクレオチド配列が配列番号13で示され、アミノ酸配列が配列番号7で示され、軽鎖可変領域の遺伝子配列は、全長321 bpで、107のアミノ酸残基をコードし、ヌクレオチド配列が配列番号14で示され、アミノ酸配列が配列番号8で示される。
工程2:ネズミ由来抗ヒトCD38モノクローナル抗体のヒト化
ネズミ由来抗体50G12抗体の重鎖可変領域と軽鎖可変領域のアミノ酸配列を分析し、Kabat番号付けでそれぞれネズミ由来抗体50G12モノクローナル抗体の重鎖と軽鎖の抗原相補性決定領域(CDR)およびフレームワーク領域(FR)を決定した。ネズミ由来抗体50G12抗体の重鎖CDRのアミノ酸配列はH-CDR1:配列番号1、H-CDR2:配列番号2およびH-CDR3:配列番号3で、軽鎖CDRのアミノ酸配列はL-CDR1:配列番号4、L-CDR2:配列番号5およびL-CDR3:配列番号6である。
ネズミ由来抗体50G12抗体の重鎖可変領域と軽鎖可変領域のアミノ酸配列を分析し、Kabat番号付けでそれぞれネズミ由来抗体50G12モノクローナル抗体の重鎖と軽鎖の抗原相補性決定領域(CDR)およびフレームワーク領域(FR)を決定した。ネズミ由来抗体50G12抗体の重鎖CDRのアミノ酸配列はH-CDR1:配列番号1、H-CDR2:配列番号2およびH-CDR3:配列番号3で、軽鎖CDRのアミノ酸配列はL-CDR1:配列番号4、L-CDR2:配列番号5およびL-CDR3:配列番号6である。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/igblast/において、ネズミ由来50G12モノクローナル抗体の重鎖可変領域とヒトIgG胚胎系配列に対して相同性の比較を行い、IGHV1-46*01を重鎖CDR移植鋳型として選択し、ネズミ由来抗体50G12の重鎖CDRをIGHV1-46*01骨格領域に移植し、そしてH-CDR3の後にWGQGTLVTVSSを第四のフレームワーク領域として入れ、CDR移植重鎖可変領域の配列を得た。同様に、ネズミ由来抗体50G12の軽鎖可変領域とヒトIgG胚胎系配列に対して相同性の比較を行い、IGKV1-39*01を軽鎖CDR移植鋳型として選択し、ネズミ由来抗体50G12の軽鎖CDRをIGKV1-39*01の骨格領域に移植し、そしてL-CDR3の後にFGQGTKVEIKを第四のフレームワーク領域として入れ、CDR移植軽鎖可変領域の配列を得た。CDR移植可変領域に基づき、一部のフレームワーク領域のアミノ酸部位を復帰突然変異させた。
復帰突然変異とは、CDR移植可変領域のフレームワーク領域におけるあるアミノ酸(抗体の構造および親和力の維持に比較的に重要なアミノ酸)をネズミ由来フレームワーク領域の相応する位置におけるアミノ酸に突然変異させた。
の突然変異の場合、アミノ酸配列に対してKabat番号付けを行い、部位の位置はKabat番号で示す。好適に、CDR移植重鎖可変領域では、Kabat番号で、30番目のTをNに、69番目のMをLに、71番目のRをAに、73番目のTをKに突然変異させた。CDR移植軽鎖可変領域では、47番目のLをWに、48番目のIをMに、71番目のFをYに突然変異させた。上記突然変異部位を持つ重鎖可変領域と軽鎖可変領域をそれぞれヒト化した重鎖可変領域と軽鎖可変領域と定義し、それぞれ50G12-Hu-VHと50G12-Hu-VLと名付け、50G12-Hu-VHのアミノ酸配列は配列番号9で、50G12-Hu-VLのアミノ酸配列は配列番号10である。
上記ヒト化した重鎖と軽鎖可変領域をコードするDNAは上海生工生物工程有限公司によって合成されたものである。合成されたヒト化重鎖可変領域のDNAとヒトIgG1重鎖定常領域のDNAを連結し、全長のヒト化重鎖DNAを得たが、50G12-Hu-HCと名付け、ヒト化重鎖可変領域のDNA配列は配列番号15で示され、全長のヒト化重鎖のDNA配列は配列番号17で示され、ヒト化軽鎖可変領域のDNAとヒトκ鎖定常領域のDNAを連結し、全長のヒト化軽鎖DNAを得たが、50G12-Hu-LCと名付け、ヒト化軽鎖可変領域のDNA配列番号16で示され、全長のヒト化軽鎖のDNA配列は配列番号18で示される。50G12-Hu-HCと50G12-Hu-LCの遺伝子をそれぞれpcDNA3.4発現ベクターに構築し、上記実施例に記載の方法によって発現させて抗体を精製したが、その重鎖のアミノ酸配列は配列番号11で示され、軽鎖のアミノ酸配列は配列番号12で示され、得られた抗体を50G12-Humanizedと名付けた。
また、ネズミ由来抗体50G12の重鎖可変領域をヒトIgG1の重鎖定常領域と連結し、キメラ重鎖遺伝子を得たが、50G12-Chi-HCと名付けた。ネズミ由来50G12の軽鎖可変領域をヒトκ鎖定常領域と連結し、キメラ軽鎖遺伝子を得たが、50G12-Chi-LCと名付けた。50G12-Chi-HCと50G12-Chi-LCの遺伝子をそれぞれpcDNA3.4発現ベクターに構築し、上記実施例に記載の方法によって発現させて抗体を精製したが、得られた抗体を50G12-Chimericと名付けた。
実施例8 50G12-HumanizedのCD38に対する結合能力
フローサイトメトリー法によって50G12-Chimericおよび50G12-HumanizedのDaudi細胞表面CD38に対する結合能力を検出した。具体的な方法は以下の通りである。
フローサイトメトリー法によって50G12-Chimericおよび50G12-HumanizedのDaudi細胞表面CD38に対する結合能力を検出した。具体的な方法は以下の通りである。
Daudi細胞を計数した後、1% BSA含有PBS溶液を96ウェル丸底培養プレートに2×105細胞/ウェルで接種した。上記96ウェルプレートに50μlのPBS溶液で勾配希釈された抗CD38抗体を入れた。室温で1時間インキュベートした後、遠心して上清を捨て、さらにPBSで細胞を2回洗浄した。FITCで標識されたヒツジ抗ヒト(Fc-Speicific)抗体(1% BSA含有PBSで1:1000で希釈されたもの)を入れ、室温で半時間インキュベートした。遠心して細胞を洗浄した後、フローサイトメーターにおいてFITCチャネルの平均蛍光強度(Mean Fluorescence Intensity、MFI)を検出した。フローサイトメーターに付いたソフトによって実験データを処理して平均蛍光強度を計算した。GraphPad Prism6によってデータ分析およびブロッティングを行い、EC50を計算した。
結果は図5に示すように、50G12-Chimeric、50G12-Humanized、DaratumumabおよびIsatuximabはいずれも有効にDaudi細胞と結合でき、それらのEC50がそれぞれ0.5285nM、0.6047nM、0.4596nMおよび0.3234nMであった。上記結果から、50G12-HumanizedのDaudi細胞と結合する能力がほぼ相当することが示された。ここで、アイソタイプ対照はDaudi細胞と結合しないヒトIgG1抗体である。
実施例9 50G12-HumanizedのCD38シクラーゼ抑制活性
蛍光法によって50G12-HumanizedのCD38シクラーゼ活性に対する抑制作用を測定した。具体的な方法は以下の通りである。
蛍光法によって50G12-HumanizedのCD38シクラーゼ活性に対する抑制作用を測定した。具体的な方法は以下の通りである。
pH6.5の50mM MES緩衝液を調製し、MES緩衝液で200μMのニコチンアミドグアニンジヌクレオチド(NGD)溶液を調製した。MES緩衝液でCD38-Hisを2μg/mlに希釈した後、さらに最終濃度が10μg/mlになるように抗CD38抗体を入れた。F16 Black Maxisorp Plateに50μLのNGD溶液を入れた後、さらに50μLのCD38-Hisおよび抗CD38抗体を含有する溶液を入れた。多機能プレートリーダーSpectraMax M5を使用して動態モード(kinetic mode)で蛍光値(Relative Fluorescence Unit、RFU)を読み取り、励起と発光の波長をそれぞれ300 nmと410 nmに設定した。GraphPad Prism6によってデータ分析およびブロッティングを行った。
結果は図6に示すように、50G12-Humanized、DaratumumabおよびIsatuximabはいずれも有効にCD38-Hisの酵素活性を抑制することができ、その傾きがそれぞれ155931、331046および93316で、傾きが小さいほど、抑制作用が強いことを示すため、三者のCD38シクラーゼの抑制活性が強い順でIsatuximab、50G12-HumanizedおよびDaratumumabであった。
実施例10 50G12-HumanizedのADCC活性の測定
抗体のFab断片が細胞表面の抗原エピトープと結合し、そのFc断片がエフェクター細胞(NK細胞、マクロファージなど)表面のFc受容体と結合し、エフェクター細胞の標的細胞への直接殺傷を仲介し、これはADCC作用である。ここで、抗CD38抗体のADCC活性を測定した。具体的な方法は以下の通りである。
抗体のFab断片が細胞表面の抗原エピトープと結合し、そのFc断片がエフェクター細胞(NK細胞、マクロファージなど)表面のFc受容体と結合し、エフェクター細胞の標的細胞への直接殺傷を仲介し、これはADCC作用である。ここで、抗CD38抗体のADCC活性を測定した。具体的な方法は以下の通りである。
フェノールレッド無しRPMI-1640に2%のウシ胎児血清を入れた。当該培地で標的細胞であるDaudi細胞およびヒト末梢血単核球(Peripheral blood mononuclear cell、PBMC)を1:25の比率で均一に混合し、丸底96ウェルプレートに、最終的に各ウェルに2×104個のDaudi細胞および5×105個のPBMCが含まれるように、150μL/ウェルで接種した。50μLの勾配希釈された抗CD38抗体を入れた。37℃、5% CO2細胞インキュベーターにおいて一晩インキュベートした。50μLの細胞培養上清を取り、50μLのCytoTox 96 Non-Radioactive Cytotoxicity Assay反応液を入れ、30 min後、停止液を入れて反応を停止させ、プレートリーダーでOD490を読み取った。GraphPad Prism6によってデータ分析およびブロッティングを行い、EC50を計算した。
結果は図7に示すように、50G12-Humanized、DaratumumabおよびIsatuximabはいずれも有効に標的細胞を殺傷することができ、それらのEC50がそれぞれ0.1058 nM、0.08876 nMおよび0.0694 nMで、三者のADCC活性がほぼ相当する。
実施例11 50G12-HumanizedのCDC活性の測定
Daudi、DND-41細胞モデルにおいてヒト化抗体50G12-HumanizedのCDC活性を測定した。実験方法の詳細は以下の通りである:細胞培地を緩衝液として抗ヒトCD38モノクローナル抗体を開始濃度の20μg/mlになるように希釈した後、3倍濃度勾配で希釈し、計8つの濃度の希釈液を得た。CD38を発現する標的細胞(Daudi細胞など)を計数した後、3×105細胞/mlになるように再懸濁させた。100μlの抗ヒトCD38モノクローナル抗体の各濃度の希釈液と80μlのCD38を高度発現する標的細胞を予め15 minインキュベートした後、20μlの50%の新鮮なヒト血清(ボランティアから献血)を入れて均一に混合した。陽性対照ウェルは単独の標的細胞+血清で、陰性対照ウェルは無細胞の培地である。インキュベーターにおいて12-18hインキュベートし、20μlのCCK-8を入れ、4h後、プレートリーダーによって450nmで吸光値を測定し、450nmにおける読み取り値から殺傷率を計算した。殺傷率の計算式は以下の通りである。
Daudi、DND-41細胞モデルにおいてヒト化抗体50G12-HumanizedのCDC活性を測定した。実験方法の詳細は以下の通りである:細胞培地を緩衝液として抗ヒトCD38モノクローナル抗体を開始濃度の20μg/mlになるように希釈した後、3倍濃度勾配で希釈し、計8つの濃度の希釈液を得た。CD38を発現する標的細胞(Daudi細胞など)を計数した後、3×105細胞/mlになるように再懸濁させた。100μlの抗ヒトCD38モノクローナル抗体の各濃度の希釈液と80μlのCD38を高度発現する標的細胞を予め15 minインキュベートした後、20μlの50%の新鮮なヒト血清(ボランティアから献血)を入れて均一に混合した。陽性対照ウェルは単独の標的細胞+血清で、陰性対照ウェルは無細胞の培地である。インキュベーターにおいて12-18hインキュベートし、20μlのCCK-8を入れ、4h後、プレートリーダーによって450nmで吸光値を測定し、450nmにおける読み取り値から殺傷率を計算した。殺傷率の計算式は以下の通りである。
殺傷率(killing%)=(陽性対照吸光値-実験群吸光値)/(陽性対照吸光値-陰性対照吸光値)×100
実験結果は図8A、8Bに示すように、Daudi細胞モデルにおいて、ヒト化抗体50G12-HumanizedはCDC活性がDaratumumabおよびIsatuximabに相当する。DND-41細胞モデルにおいて、ヒト化抗体50G12-HumanizedはCDC活性がDaratumumabおよびIsatuximabよりも良い。
実験結果は図8A、8Bに示すように、Daudi細胞モデルにおいて、ヒト化抗体50G12-HumanizedはCDC活性がDaratumumabおよびIsatuximabに相当する。DND-41細胞モデルにおいて、ヒト化抗体50G12-HumanizedはCDC活性がDaratumumabおよびIsatuximabよりも良い。
実施例12 50G12-Humanizedのアポトーシス誘導能力
抗CD38抗体は、細胞膜表面の相応する抗原と結合すると、アポトーシスを誘導することができる(Deckert J, Wetzel M, Bartle L Mら、SAR650984, A Novel Humanized CD38-Targeting Antibody, Demonstrates Potent Antitumor Activity in Models of Multiple Myeloma and Other CD38+ Hematologic Malignancies[J]. Clinical Cancer Research, 2014, 20(17): 4574-4583.)。アポトーシスの細胞において、膜リン脂質のホスファチジルセリン(phosphatidylserine、PS)が細胞膜の内側から外側に移動することで、PSが外部の細胞環境に露出するようになる。Annexin Vは35-36kDaのカルシウムイオン依存性リン脂質結合タンパク質で、PSに高い親和力を有し、露出したPSと結合することができる。ここで、FITCで標識されたAnnexin Vアポトーシス検出キットによって抗CD38抗体のアポトーシス誘導活性を測定した。具体的な方法は以下の通りである。
抗CD38抗体は、細胞膜表面の相応する抗原と結合すると、アポトーシスを誘導することができる(Deckert J, Wetzel M, Bartle L Mら、SAR650984, A Novel Humanized CD38-Targeting Antibody, Demonstrates Potent Antitumor Activity in Models of Multiple Myeloma and Other CD38+ Hematologic Malignancies[J]. Clinical Cancer Research, 2014, 20(17): 4574-4583.)。アポトーシスの細胞において、膜リン脂質のホスファチジルセリン(phosphatidylserine、PS)が細胞膜の内側から外側に移動することで、PSが外部の細胞環境に露出するようになる。Annexin Vは35-36kDaのカルシウムイオン依存性リン脂質結合タンパク質で、PSに高い親和力を有し、露出したPSと結合することができる。ここで、FITCで標識されたAnnexin Vアポトーシス検出キットによって抗CD38抗体のアポトーシス誘導活性を測定した。具体的な方法は以下の通りである。
RPMI-1640に2%のウシ胎児血清を入れた。当該培地でDaudi細胞を96ウェルプレートに、1×105細胞/150μL/ウェルで接種した。50μLの勾配希釈された抗CD38抗体を入れた。37℃、5% CO2細胞インキュベーターにおいて24hインキュベートした。FITCで標識されたAnnexin Vアポトーシス検出キットによってアポトーシス細胞を染色した。遠心して細胞を洗浄した後、フローサイトメーターにおいてFITCチャネルの平均蛍光強度を検出した。フローサイトメーターに付いたソフトによって実験データを処理して全細胞における染色細胞が占める比率を計算した。GraphPad Prism6によってデータ分析およびブロッティングを行い、EC50を計算した。
結果は図9に示すように、50G12-Humanized、DaratumumabおよびIsatuximabはいずれも有効にアポトーシスを誘導することができ、それらのEC50がそれぞれ0.5675 nM、0.3059 nMおよび0.302 nMである。三者のEC50がほぼ相当するが、50G12-Humanized、DaratumumabおよびIsatuximabのアポトーシスを誘導できる最高の細胞比率がそれぞれ28.4%、13.4%および49.0%である。そのため、三者のアポトーシス誘導能力は強い順でIsatuximab、50G12-HumanizedおよびDaratumumabである。
実施例13 50G12-Humanizedの体内における薬物効果の評価
ヒトRamosリンパ腫細胞系CB-17 SCIDマウス移植腫瘍モデルにおいて抗CD38ヒト化抗体50G12-Humanizedの体内抗腫瘍活性を検証した。具体的な方法は以下の通りである。
ヒトRamosリンパ腫細胞系CB-17 SCIDマウス移植腫瘍モデルにおいて抗CD38ヒト化抗体50G12-Humanizedの体内抗腫瘍活性を検証した。具体的な方法は以下の通りである。
体外でRamos細胞を培養し、回収後、細胞濃度が5×107個/mlになるように調整し、尾静脈注射の方法により、200μl/匹で細胞懸濁液を雌CB-17SCIDマウスの体内に接種し、移植腫瘍モデルを構築した。接種から7日目に、マウスをランダムに対照群、Daratumumab治療群、Isatuximab治療群および50G12-Humanized治療群に10匹/群で分けた。抗体の40mg/kgの投与量で投与治療を開始し、週に2回、連続して3週間投与した。腫瘍担持マウスの生存時間を観察した。腫瘍担持マウスの片側後肢または両側後肢の完全麻痺、または体重の20%超の減少、または重度の体調不良による自由な摂食・飲水不能を動物の人道主義的な終点とし、被験動物を安楽死させ、生存時間を記録した。
結果は図10に示すように、対照群では、中位生存時間が25日で、対照群と比べ、50G12-Humanizedおよび陽性対照の抗体Daratumumab、Isatuximabはいずれも顕著に被験動物の生存時間を延ばすことができ、中位生存時間がそれぞれ38日、35.5日および38.5日であった。
Claims (22)
- ヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片であって、
(a)重鎖相補性決定領域である、アミノ酸配列が配列番号1で示されるH-CDR1、アミノ酸配列が配列番号2で示されるH-CDR2、アミノ酸配列が配列番号3で示されるH-CDR3、ならびに
(b)軽鎖相補性決定領域である、アミノ酸配列が配列番号4で示されるL-CDR1、アミノ酸配列が配列番号5で示されるL-CDR2、アミノ酸配列が配列番号6で示されるL-CDR3
を含むことを特徴とする抗体またはその抗原結合断片。 - 前記の抗体は、ネズミ由来抗体、キメラ抗体あるいはヒト化抗体であることを特徴とする請求項1に記載のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片。
- 前記の抗原結合断片は、Fab断片、F(ab’)2断片、Fv断片を含むことを特徴とする請求項1に記載のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片。
- 前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片の重鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号7で示され、軽鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号8で示されることを特徴とする請求項1に記載のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片。
- 前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片の重鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号9で示され、軽鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号10で示されることを特徴とする請求項1に記載のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片。
- 前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片の重鎖のアミノ酸配列は配列番号11で示され、軽鎖のアミノ酸配列は配列番号12で示されることを特徴とする請求項1に記載のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片。
- 請求項1-6のいずれかに記載のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片をコードすることを特徴とするヌクレオチド分子。
- 重鎖可変領域をコードするヌクレオチド配列は配列番号13で示され、軽鎖可変領域をコードするヌクレオチド配列は配列番号14で示されることを特徴とする請求項7に記載のヌクレオチド分子。
- 重鎖可変領域をコードするヌクレオチド配列は配列番号15で示され、軽鎖可変領域をコードするヌクレオチド配列は配列番号16で示されることを特徴とする請求項7に記載のヌクレオチド分子。
- 重鎖をコードするヌクレオチド配列は配列番号15で示され、軽鎖をコードするヌクレオチド配列は配列番号16で示されることを特徴とする請求項7に記載のヌクレオチド分子。
- 請求項7-10のいずれかに記載のポリヌクレオチド分子を含有することを特徴とする発現ベクター。
- 請求項11に記載の発現ベクターを含むことを特徴とする宿主細胞。
- 請求項1-6のいずれかに記載のヒトCD38の抗体またはその抗原結合断片を製造する方法であって、
a) 発現の条件において、請求項12に記載の宿主細胞を培養することにより、前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片を発現させる工程、
b) 工程a)における前記のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片を分離して精製する工程
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項1-6のいずれかに記載のヒトCD38と結合の抗体またはその抗原結合断片と薬学的に許容される担体とを含むことを特徴とする組成物。
- 多発性骨髄腫、白血病、B細胞腫、自己免疫疾患を治療する薬物の製造における請求項1-6のいずれかに記載のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片あるいは請求項14に記載の薬物組成物の使用。
- 前記自己免疫疾患は、全身性エリテマトーデス、自己免疫性溶血性貧血、免疫性血小板減少性紫斑病および重症筋無力症から選ばれる請求項15に記載の使用。
- CAR構築物であって、前記CAR構築物のモノクローナル抗体抗原結合領域のscFv断片はCD38と特異的に結合する結合領域で、かつ、
前記scFvの重鎖可変領域は、
重鎖相補性決定領域である、アミノ酸配列が配列番号1で示されるH-CDR1、アミノ酸配列が配列番号2で示されるH-CDR2、アミノ酸配列が配列番号3で示されるH-CDR3を含み、かつ
前記scFvの軽鎖可変領域は、
軽鎖相補性決定領域である、アミノ酸配列が配列番号4で示されるL-CDR1、アミノ酸配列が配列番号5で示されるL-CDR2、アミノ酸配列が配列番号6で示されるL-CDR3を含む
ことを特徴とするCAR構築物。 - 外来の請求項17に記載のCAR構築物を発現することを特徴とする組み換え免疫細胞。
- 以下の部分を含むことを特徴とする抗体薬物複合体:
(a) 請求項1-6のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片を含む抗体部分;ならびに
(b) 検出可能なマーカー、薬物、毒素、サイトカイン、放射性核種、酵素、またはこれらの組み合わせからなる群から選ばれる、前記抗体部分とカップリングするカップリング部分。 - 体外でサンプルにおけるCD38タンパク質を検出する方法であって、 (1) 前記サンプルを請求項1-6のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片あるいは請求項19に記載の抗体薬物複合体と接触させる工程、
(2) 抗原-抗体複合体が形成したか検出し、ここで、複合体が形成したというのはサンプルにCD38タンパク質が存在することを意味する工程
を含むことを特徴とする方法。 - CD38関連疾患を予防および/または治療する方法であって、必要な対象に請求項1-6のいずれかに記載のヒトCD38と結合する抗体またはその抗原結合断片、請求項14に記載の組成物、請求項19に記載の抗体-薬物複合体、または請求項18に記載組み換え免疫細胞、あるいはこれらの組み合わせを施用する工程を含む方法。
- 前記CD38関連疾患は、多発性骨髄腫、白血病、B細胞腫、自己免疫疾患、またはこれらの組み合わせからなる群から選ばれることを特徴とする請求項21に記載の方法。
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