JP2023543440A - 二重特異性組換えタンパク質及びその使用 - Google Patents
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Abstract
二重特異性組換えタンパク質であり、第1機能結合フラグメント、第2機能結合フラグメント及びFc領域を含み、前記二重特異性組換えタンパク質は標的抗原をターゲットとする第1機能結合フラグメントは、抗原結合フラグメントを含み、ここで、抗原結合フラグメントのCLドメインのC末端又はCH1ドメインのC末端は、免疫調節及び/又は代謝調節及び/又は内分泌調節機能を有する第2機能結合フラグメントと直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結される。また、腫瘍、自己免疫性疾病、感染疾病、敗血症、移植片対宿主病、代謝障害、内分泌障害を治療するための医薬の製造における、二重特異性組換えタンパク質の使用を開示する。前記組換えタンパク質は二重特異性組換えタンパク質の第2機能結合フラグメントの標的ターゲティングを上げ、また、製造過程で生成された第2機能結合フラグメントを含む非標的タンパク質が非標的臓器、組織、細胞をターゲットとすることによって引き起こされる毒性副作用を有意に減少させることができる。
Description
本出願は出願日が2020年9月17日である中国特許出願202010977716.2、出願日が2021年8月12日である中国特許出願202110933105.2の優先権を主張する。本出願は上記の中国特許出願の全文を引用する。
〔技術分野〕
本発明は、生物医学の分野に属し、具体的に、二重特異性組換えタンパク質及びその使用に関する。
本発明は、生物医学の分野に属し、具体的に、二重特異性組換えタンパク質及びその使用に関する。
〔背景技術〕
免疫は、生体の生理機能であり、この機能によって「自己」と「非自己」の成分を識別することで、人体に侵入する抗原物質(ばい菌など)、又は生体自身が作り出した障害細胞と腫瘍細胞などを破壊及び拒絶し、腫瘍の発生・発展を防ぎ、生体の健康を維持する。しかし、変異細胞は、場合によっては様々な機序を介して体の免疫監視を回避し、体内で急速に増殖して腫瘍を形成させることができる。人体も免疫阻害を介して調節して、免疫機能異常又は継続的な活性化を避け、免疫炎症、サイトカインストーム、同種移植片の免疫拒絶によって自己免疫疾患、敗血症、移植片対宿主病(GVHD)などの臓器損傷を引き起こす。
免疫は、生体の生理機能であり、この機能によって「自己」と「非自己」の成分を識別することで、人体に侵入する抗原物質(ばい菌など)、又は生体自身が作り出した障害細胞と腫瘍細胞などを破壊及び拒絶し、腫瘍の発生・発展を防ぎ、生体の健康を維持する。しかし、変異細胞は、場合によっては様々な機序を介して体の免疫監視を回避し、体内で急速に増殖して腫瘍を形成させることができる。人体も免疫阻害を介して調節して、免疫機能異常又は継続的な活性化を避け、免疫炎症、サイトカインストーム、同種移植片の免疫拒絶によって自己免疫疾患、敗血症、移植片対宿主病(GVHD)などの臓器損傷を引き起こす。
腫瘍免疫治療は、腫瘍免疫サイクルを再起動及び維持し、身体の正常な抗腫瘍免疫応答を回復させることにより、腫瘍を制御及び排除する治療方法である。これらの免疫回避機序をブロックするか、又は免疫調節及び免疫活性化機序を調節及び制御することによって免疫活性化を「促進」することは、抗PD-1抗体(nivolumab、pembrolizumabなど)、抗PD-L1抗体(durvalumab、atezolizumabなど)、抗CD47抗体/融合タンパク質(magrolimab、TTI-621など)など、現在の通常の腫瘍免疫治療手段である。
自己免疫疾患とは、自己抗原に対する体の免疫応答によって、自己の組織が障害を受ける疾患を指し、臓器特異的自己免疫疾患と全身性自己免疫疾患を含み、その中で、臓器特異的自己免疫疾患には主に、慢性リンパ球性甲状腺炎、甲状腺機能亢進症、インスリン依存性糖尿病、重症筋無力症、潰瘍性大腸炎、慢性萎縮性胃炎を伴う悪性貧血、グッドパスチャー症候群、尋常性天疱瘡、類天疱瘡、原発性胆汁性肝硬変、多発性硬化症、急性特発性多発神経炎などが含まれ、全身性自己免疫疾患には一般に、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、全身性血管炎、強皮症、天疱瘡、皮膚筋炎、混合性結合組織病、自己免疫性溶血性貧血、甲状腺自己免疫疾患、潰瘍性大腸炎などが含まれる。
敗血症とは、様々な病原菌が血液循環に侵入し、血液中で成長・増殖し、毒素を産生することによって起こされる急性全身感染症を指し、一般的に、急性発症、悪寒、高熱、息切れ、頻脈、発疹、関節の腫れや痛み、肝脾腫及び精神、意識変化などの臨床症状があり、重症者には急性の臓器障害が現れ、更に悪化すると敗血症性ショック、播種性血管内凝固症候群(DIC)及び多臓器不全に至ることもある。敗血症は、集中治療室における最も一般的な死因の1つである。一方では、病原菌又は日和見病原菌が血液中で急速に増殖し、免疫系が時間内に除去できず、急性全身感染を引き起こす。もう一方では、これらの病原体が分泌するリポ多糖(LPS)などの毒素は、マクロファージを活性化してTNF、IL-1β、HMGB1などの炎症因子を放出を引き起こし、全身性炎症反応を生じさせ、敗血症を更に悪化させて生命の脅かす。
移植片対宿主病(GVHD)は、移植後の同種ドーナ移植片のTリンパ球が、レシピエントによって開始された一連の「サイトカインストーム」刺激によって、レシピエントの抗原に対する免疫反応を大幅に増強し、レシピエントの標的細胞をターゲットとして細胞毒性攻撃を開始し、急性移植片対宿主病の発生率は30%~45%である。
多数の研究により、免疫チェックポイント又はそのリガンド、サイトカインなどが疾患の予防と治療において非常に重要な役割を果たすことが示されている。
免疫チェックポイント(checkpoint)とは、免疫活性化の程度を調節できる免疫細胞上に発現する一連の分子を指し、免疫チェックポイントとそのリガンドは、自己免疫の調節において重要な役割を果たしている。免疫チェックポイント分子の発現及び機能の異常は、多くの疾患発生の重要な原因の一つであり、例えば、阻害性免疫チェックポイント分子の過剰発現又は過度の機能により、免疫機能が阻害され、体の免疫力が低下し、人は感染症、腫瘍などの疾患にかかりやすくなり、逆に阻害型免疫チェックポイント分子の免疫阻害機能が弱すぎると、体の免疫機能が異常に活発になる。腫瘍細胞はまた、いくつかの物質を発現して阻害性免疫チェックポイントを活性化し、後者が活性化されると、「ブレーキ」を踏むように、抗原がT細胞に提示されず、腫瘍免疫環においての抗原提示プロセスをブロックし、T細胞の免疫機能を阻害し、腫瘍細胞が監視を逃れて生き残ることを可能にする。通常の免疫チェックポイント及びそのリガンドは、例えば、PD-1/PD-L1、LAG-3/MHCII、CTLA-4/B7-1又はB7-2、TIM-3/Galectin-9、SIRPα/CD47、TIGIT/Nectin2又はNectin3、BTLA/HVEMである。
PD-1(プログラム死受容体1)は、免疫グロブリンスーパーファミリーに属する重要な免疫阻害分子であり、PD-1とPD-L1の結合はT細胞のプログラム死を開始させ、腫瘍細胞に免疫回避をもたらす。従って、PD-1とPD-L1の間の相互作用による免疫調節効果をブロックすることは、抗腫瘍、抗感染、抗自己免疫疾患及び臓器移植の生存においていずれも非常に重要であることが、大量の臨床研究結果によって証明された。
LAG-3(Lymphocyte-activation gene 3)は、免疫グロブリンスーパーファミリーに属し、細胞外領域、膜貫通領域及び細胞質領域の3つの部分で構成されている。LAG-3を阻害すると、T細胞が細胞毒性を回復し、腫瘍に対する殺傷効果を高めることができ、同時に、LAG-3を阻害することで、T細胞の免疫反応を阻害する機能を低下させることができる。
CTLA-4(細胞傷害性Tリンパ球抗原4、cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4)は、CD152と称され、白血球分化抗原であり、T細胞上の膜貫通受容体であり、CD28とB7分子リガンドを共有し、CTLA-4は、CD28よりも高い親和性と結合力でCD80とCD86(B7-1及びB7-2とも称される)に結合し、T細胞に阻害シグナルを伝達し、免疫応答の負の調節に関与する。
TIM-3は、HAVCR2とも称され、TIM遺伝子ファミリーに属する。TIM-3は、負の調節免疫チェックポイントとして、T細胞、調節性T細胞(Treg)、樹状細胞(DC)、B細胞、マクロファージ、ナチュラルキラー細胞(NK)及びマスト細胞など、様々な種類の免疫細胞に存在する。TIM-3は、I型膜タンパク質であり、281個のアミノ酸で構成される。これは、細胞外ドメイン、単一の膜貫通ドメイン及びC末端細胞質テールから構成される。TIM-3とそのリガンドGal-9は、T細胞免疫を負に調節することで腫瘍免疫を阻害する。TIM-3IgV構造ドメインとGal-9へのライゲーションはTh1免疫応答を終了させことができる。TIM-3は、免疫寛容を誘導することができ、喘息、食物アレルギー及び多発性硬化症及び関節リウマチなどの自己免疫疾患に関連している。TIM-3はT細胞の免疫応答も阻害し、慢性的なウイルス感染につながる免疫疲労に関与している。
CD47は免疫グロブリンスーパーファミリーに属する膜貫通糖タンパク質であり、赤血球を含むほぼすべての細胞の表面に発現する。CD47のリガンドには、接着因子(integrin)、トロンボスポンジン-1(thrombospondin-1)、及びシグナル調節タンパク質(SIRP)が含まれる。CD47は、細胞移動、T細胞、樹状細胞の活性化、軸索の発達などを含む様々生物学的機能を有する。更に、CD47はSIRPαと相互作用することによりマクロファージの食作用を阻害する。CD47は、このような方法でいわゆる「食べないでください」(「Don’t eat me」)信号を送信し、赤血球、B細胞、T細胞などの正常細胞をマクロファージによる食作用から保護する。
SIRP-alpha(SIRPα)は、SIRPファミリーの典型的な阻害性免疫受容体であり、体内に遍在する膜貫通糖タンパク質CD47と相互作用して阻害シグナルを伝達する。SIRPα融合タンパク質は、競合を通じてマクロファージの表面でCD47とSIRP-alphaの結合をブロックし、マクロファージ上の腫瘍細胞に対するCD47の阻害作用を緩和し、マクロファージの免疫機能を回復させ、抗腫瘍効果を発揮することができる。
TIGIT(Ig及びITIM接合ドメインを含むT細胞免疫受容体、VSlG9、VSTM3又はWUCAMとも称される)は、免疫グロブリンポリオウイルス受容体ファミリーCD28ファミリー様受容体のメンバーであり、T細胞及びナチュラルキラー(NK)細胞サブセットに発現する。通常、その発現レベルは低いが、これらの細胞が活性化されると、そのタンパク質レベルがアップレギュレートされる。例えば、腫瘍微小環境では、腫瘍浸潤リンパ球のTIGITが高発現レベルであることが多く、TIGITは免疫細胞、非免疫細胞及び腫瘍細胞中の受容体CD155(poliovirus receptor、PVR)、CD112(PVRL2、nectin-2)、CD113(Nectin-3)に結合することができ、結合後T細胞の不活性化につながり、T細胞とナチュラルキラー細胞の細胞毒性が阻害される。
BTLAは、活性化されたT及びBリンパ球で発現する重要な免疫チェックポイント分子であり、PD-1及びCTLA-4(単一の免疫グロブリン可変領域IgV細胞外構造ドメイン)などの他の免疫チェックポイント分子と同様の構造と同様の細胞内シグナル伝達メカニズム(細胞質内の二つのITIM構造ドメインが、SHP-1とSHP-2のリン酸化酵素を活性化してリンパ球機能を阻害)を持っている。TNF受容体ファミリーのHVEM(Herpesvirus entry mediator、ヘルペスウイルスエントリメディエーター)は、BTLAのリガンドとして同定され、T細胞、B細胞、NK細胞、骨髄細胞及び樹状細胞及び様々な腫瘍細胞(非小細胞肺癌、黒色腫、結腸直腸癌及びリンパ腫を含む)などのヒト免疫細胞で広く発現している。通常の生理学的条件下では、BTLAはそのリガンドであるHVEMと結合した後、体内のリンパ球の過剰な活性化を阻害し、免疫システムによる自体の損傷を防ぐことができる。しかし、肺癌、黒色腫、結腸直腸癌及びリンパ腫などの腫瘍細胞は、HVEMを高発現させて腫瘍特異的なキラーリンパ球が発現するBTLAと結合することで、リンパ球の免疫機能を阻害することができる。HVEMの腫瘍の高発現は、予後不良と関連している。
サイトカイン(cytokine、CK)は、様々な組織細胞(主に免疫細胞)によって合成及び分泌される低分子ポリペプチド又は糖タンパク質である。サイトカインは細胞間の相互作用を媒介することができ、細胞増殖、分化・成熟の調節、機能の維持、免疫応答の調節、炎症反応への関与、創傷治癒及び腫瘍の消長など、様々な生物学的機能を有している。サイトカインの構造と機能に応じて、サイトカインをインターロイキンスーパーファミリー、インターフェロンファミリー、腫瘍壊死因子スーパーファミリー、TGF-βスーパーファミリー、ケモカインファミリー、コロニー刺激因子ファミリー、成長因子ファミリーなどに分けることができる。
インターロイキンは、様々な細胞によって産生され、様々な細胞に作用するサイトカインである。最初は白血球から産生され、白血球の間で役割を果たしたことからその名がつき、現在も使われている。分子構造と生体機能が基本的に解明され、重要な調節的役割を担っており、統一的に命名されているサイトカインの一種であり、血球増殖因子と同じサイトカインに属する。両者は互いに協調して相互作用し、造血及び免疫調節機能を完成させる。インターロイキンは、情報伝達、免疫細胞の活性化と調節、T、B細胞の活性化、増殖と分化の媒介及び炎症反応において重要な役割を果たしている。
IL-2は、多細胞で由来(主に活性化T細胞によって産生される)し、多面的な効果を持つサイトカインであり、リンパ球の成長、増殖、分化を促進し、体の免疫応答及び抗ウイルス感染において重要な役割を果たしている。IL-2は、T細胞を活性化し、サイトカイン産生を促進することができ、NK細胞の増殖を刺激し、NK殺傷活性を増強させ、サイトカインを産生し、LAK細胞の産生の誘導し、B細胞の増殖と抗体の分泌を促進し、マクロファージを活性化することができる。
IL-10は、サイトカイン合成阻害因子(CSIF)とも称され、双方向の免疫調節効果を有し、IL-10は、抗原提示細胞(APC)を介して免疫阻害を発揮し、T細胞を介して負の調節効果を発揮し、腫瘍環境における免疫応答に対して負の調節効果を有し、更に、IL-10は、T、Bリンパ球に対して刺激効果を有し、また腫瘍環境においてIL-10は刺激効果も発揮し、IL-10の双方向調節は発現以来からずっと注目されており、免疫系に影響を与えるだけではなく、成長因子、サイトカインを調節することにより、血管新生、腫瘍形成及び感染などを含む多くの病態生理学的プロセスにも影響を与える可能性があり、制御性T細胞を誘導することにより末梢寛容における役割を確立することができ、IL-10は、クローン病、関節リウマチ、乾癬、HCV感染、HIV感染などに重要な役割を果たしている。自然状態では、IL-10は、ホモ二量体を形成し、その受容体と結合して複合体を形成することにより、下流のシグナル伝達経路を活性化し、その生理的効果を発揮する。2000年、Josephsonらはモノマーの状況でIL-10受容体に結合し、下流のシグナル伝達経路を活性化する(Josephson, K. Design and analysis of an engineered human interleukin-10 monomer.[J]. Journal of Biological Chemistry, 2000, 275(18):13552-7.)IL-10突然変異体を研究・設計した。
インターフェロンは、主に単球及びリンパ球で産生されるサイトカインであり、I型、II型、III型の3種類に分けられる、多機能な活性タンパク質群である。I型インターフェロンは主に自然免疫細胞から分泌され、主にIFN-αとIFN-βであり、II型インターフェロンは主に活性化T細胞から分泌されるIFN-γであり、III型インターフェロンは数種類のIFN-λである。インターフェロンは、広範囲の抗ウイルス、細胞の増殖、及び分化、免疫機能の調節などの様々な生物活性を有し、具体的な機能は下記に示された通りである:
(1)抗ウイルス効果:I型インターフェロンは、免疫系における主要な抗ウイルス防御及び調節因子である。体は初期のウイルス感染の間、I型インターフェロンはウイルスの成長と増殖を制御することができる。それは、一方では免疫細胞を直接活性化し、もう一方ではウイルスの複製プロセスを間接的に阻害することができる。
(1)抗ウイルス効果:I型インターフェロンは、免疫系における主要な抗ウイルス防御及び調節因子である。体は初期のウイルス感染の間、I型インターフェロンはウイルスの成長と増殖を制御することができる。それは、一方では免疫細胞を直接活性化し、もう一方ではウイルスの複製プロセスを間接的に阻害することができる。
(2)抗菌効果:インターフェロンは、トランスフェリン受容体をダウンレギュレートすることによって細菌の鉄供給を減少させるか又は内因性NOの産生を誘導して細胞内細菌を直接阻害することができ、また単球マクロファージの貪食小体であるリソソームの細菌を溶解させる作用を増加させ、上記の経路を通じて細菌を除去することができる。
(3)抗寄生虫効果:インターフェロンはマクロファージ(Mφ)を活性化することができ、活性化されたMφは、高いレベルの誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)を発現してL-アルギニンからのNOの産生をを触媒しすることができ、NOは接種した病原体に対して阻害及び殺傷効果を有する。また、IFN-γはMφを活性化してNOを産生し、NO合成を促進する効果は用量依存性があり、投与量が高いほど効果が有意であることが報告されている。Daubenerら(2001)は、ヒト脳微小血管内皮細胞(HBMEC)をIFN-γで刺激することにより、トキソプラズマ症に対するその耐性を誘導できることを発現した。IFN-γによって刺激されたHBMECは、トキソプラズマの成長を阻害し、IDOの活性に関連するTNF-αの出現を増加させることができる。更に、HBMEC培養に過剰なトリプトファンを加えることによりIFN-γ-TNF-αを介した抗トキソプラズマ症を完全に阻害することができ、IDOがその保護性を媒介できることが示され、またIFN-γがIDOの発現に依存して機能することが報告された。
(4)免疫調節に関与:免疫調節に関与するのは主にIFN-γであり、免疫調節インターフェロンとも称される。免疫調節性インターフェロンはIgGのFc受容体で発現することができ、マクロファージによる抗原の貪食作用、K、NK細胞による標的細胞の殺傷及びT、Bリンパ球の活性化に有益であり、体の免疫応答を高める。IFN-γは、マクロファージの表面でMHCクラスII分子の発現を増加させ、その抗原提示能力を高めることができる。更に、マクロファージの表面上のFc受容体の発現を増強することにより、マクロファージによる免疫複合体、抗体でコーティングされた病原体及び腫瘍細胞の貪食作用を促進することができる。同時に、好中球を刺激し、その貪食作用を高め、NK細胞を活性化し、その細胞毒性を高めて免疫調節に関与することもできる。
(5)抗腫瘍効果:IFN-α、IFN-βは幅広い抗腫瘍効果を有し、IFN-γは体の免疫応答に対して多方面の調節作用があり、エフェクター細胞を活性化し、ナチュラルキラー細胞、マクロファージ及び腫瘍浸潤リンパ球の活性を増加させることができ、単球の循環を促進し、免疫細胞表面の抗原及び抗体の発現を高め、IL-2、腫瘍壊死因子、IFN-αなどのサイトカインの産生を刺激し、腫瘍細胞分裂を阻害し、完全抗ウイルスタンパク質への遺伝子合成を誘導する。
腫瘍壊死因子スーパーファミリー、腫瘍壊死因子(TNF)は、マウスの癌細胞を死滅させることができる血清中で発現されたサイトカインである。主なメンバーには、TNF-α、TNF-β、リンホトキシン-β、CD40L、FasL、CD30L、4-1BBL、CD27L及びOX40L、TNF関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)、LIGHT受容体活性剤(RANKL)、TNF関連アポトーシス誘導因子(TWEAK)、増殖誘導リガンド(APRIL)、B細胞活性化因子(BAFF)、血管内皮細胞増殖阻害剤(VEGI)、サイトプラスミンA(EDA-A1、EDA-A2)及びグルココルチコイド誘発腫瘍壊死因子受容体関連リガンド(GITRL)が含まれる。腫瘍壊死因子TNFスーパーファミリーのメンバーは、数十個の受容体と特異的に認識し、リガンド-受容体作用機序を形成する。TNF受容体(TNFR)は主に、宿主防御、炎症、アポトーシス、自己免疫、及び免疫、外胚葉及び神経系の発達及び器官形成などの生理学的プロセスに関与する膜貫通タンパク質である。TNFは、腫瘍細胞の壊死(細胞の膨張、オルガネラの破壊、細胞溶解)及びアポトーシス(細胞の収縮、凝集体の形成、DNAの断片化)を引き起こし、様々な免疫及び炎症過程において重要な役割を果たす。
コロニー刺激因子(CSF)は、未熟骨髄細胞の分化と成熟を刺激し、体外でのコロニー形成を刺激するサイトカインである。サイトカインの刺激の違いによって異なる造血細胞株又は異なる分化段階の細胞は半固体培地で異なる細胞コロニーを形成し、それぞれ顆粒球CSF(G-CSF)、マクロファージCSF(M-CSF)、顆粒球とマクロファージCSF(GM-CSF)、マルチコロニー刺激因子(multi-CSF、IL-3とも称される)、幹細胞因子(SCF)、エリスロポエチン(EPO)と名付けられる。それらは異なる発育段階の造血幹細胞に対して増殖、分化を促進する役割を果たし、造血に不可欠な刺激因子である。広義には、造血を刺激するすべてのサイトカインを総称してCSFと称することができ、例えば、胚性幹細胞を刺激する白血病阻止因子(leukemia inhibitory factor、LIF)及び血小板を刺激するトロンボポエチン(thrombopoietin)などはいずれもコロニー刺激活性を有している。また、CSFは様々なの成熟した細胞にも作用し、その機能を促進することは多相性の効果がある。
ケモカインは、細胞から分泌される小さなサイトカイン又はシグナルタンパク質である。それらは近くの反応細胞の方向性ケモカインを誘導する能力があるため、ケモカインと名付けられる。ケモカインタンパク質の共通の構造特徴は、分子量が小さく(約8~10kDa)、その三次構造を確保するために4つの位置保存のシステイン残基があることである。ケモカインは、CXC、CC、CX3C及びXCの4つの主要なサブファミリーに分けられる。これらのタンパク質はすべて、Gタンパク質に結合する膜貫通受容体(ケモカイン受容体と称される)と相互作用することにより、その生物学的効果を発揮し、これらのタンパク質は、ケモカイン受容体に結合して作用し、ケモカイン受容体は、標的細胞の表面で選択的に発現するGタンパク質の共役膜貫通受容体である。
ケモカインの主な機能は炎症と恒常性維持の過程で白血球のそれぞれの位置への移動(ホーミング)を管理することである。基礎ホーミング:胸腺及びリンパ組織で産生される基本的な恒常性ケモカインである。ケモカインCCL19とCCL21(リンパ節とリンパ管内皮細胞に発現する)及びそれらの受容体CCR7(細胞において、これらの臓器の細胞にホーミングされて発現するはずである)は、ホーミングの恒常性機能の最も良い実例である。これらのリガンドを利用することにより、抗原提示細胞(APC)を適応免疫応答の過程でリンパ節に転移させることができる。他の恒常性ケモカイン受容体は、CCR9、CCR10及びCXCR5を含み、それらは、細胞アドレスの一部として組織特異的な白血球ホーミングに重要である。CCR9は白血球の腸への移動をサポートし、CCR10は皮膚の移動をサポートし、CXCR5はB細胞のリンパ節濾胞への移動をサポートする。骨髄で産生されたCXCL12(SDF-1)は、骨髄微小環境におけるB前駆細胞の増殖を促進する。炎症性ホーミング:炎症性ケモカインは、感染又は損傷過程で高濃度で産生され、炎症性白血球の損傷部位への移動を決定する。典型的な炎症性ケモカインには、CCL2、CCL3及びCCL5、CXCL1、CXCL2及びCXCL8が含まれる。
一部のケモカインは、免疫応答中に免疫系の細胞が感染部位に入るように誘導する炎症性サイトカインであると考えられている。一部のケモカインは、体の自己調節を維持し、正常な組織の維持又は発達過程で細胞の移動を制御すると考えられている。
ケモカインは、その走化性が作用する細胞タイプに応じて、以下のように分類される。
単球/マクロファージケモカイン:単球/マクロファージを炎症部位に誘引する主要なケモカインには、CCL2、CCL3、CCL5、CCL7、CCL8、CCL13、CCL17及びCCL22が含まれる。
Tリンパ球ケモカイン:炎症部位へのTリンパ球の動員に関与する4つの重要なケモカインは、CCL2、CCL1、CCL22及びCCL17である。更に、T細胞は活性化された後CXCR3の発現を誘導し、活性化されたT細胞は炎症部位に引き付けられ、炎症部位でIFN-γ誘導ケモカインCXCL9、CXCL10及びCXCL11を分泌する。
肥満細胞ケモカイン:表面にCCR1、CCR2、CCR3、CCR4、CCR5、CXCR2、CXCR4の複数のケモカイン受容体を発現する。これらの受容体CCL2及びCCL5のリガンドは、肺肥満細胞の動員と活性化に重要な役割を果たしている。また、CXCL8が肥満細胞を阻害する可能性があるという証拠もある。
好酸球ケモカイン:様々な組織への好酸球の移動は、CCL11、CCL24、CCL26、CCL5、CCL7、CCL13及びCCL3のCCファミリーのいくつかのケモカインが関与している。ケモカインCCL11(eotaxin)及びCCL5(rantes)は、好酸球表面の特定の受容体CCR3を介して作用し、好酸球は病変への最初の動員において重要な役割を果たす。
好中球ケモカイン:主にCXCケモカインによって調節される。例えば、CXCL8(IL-8)は好中球のケモカインであり、好中球の代謝と脱顆粒を活性化する。
TGF-βスーパーファミリーは、細胞の増殖と分化を調節するサイトカイン群である。このファミリーには、TGF-βの他に、アクチビン(activins)、阻害剤(inhibins)、ミュラー管阻害物質(Mullerian inhibitor substance、MIS)及び骨形成タンパク質(bone morpho-genetic proteins、BMPs)が含まれる。TGF-βは、炎症、組織修復及び胚発生において役割を果たし、細胞増殖、分化及び免疫機能において重要な調節役割を果たし、具体的な機能は下記に示された通りである。
(1)免疫活性細胞の増殖を阻害:(i)IL-3、GM-CSF、M-CSFによって誘導されるマウス造血前駆細胞とLTBMCのコロニー形成を阻害し、IL-3TとCSFに対する巨核細胞の反応性を低下させる。(ii)ConAによって誘導されるか又はConAとIL-2、IL-6組み合わせによって誘導される胸腺細胞の増殖を阻害する。(iii)マイトジェン、同種異体抗原により刺激されたT細胞の増殖又はIL-2依存性T細胞の増殖を阻害する。(iv)SAC刺激後のIL-2依存性B細胞の増殖を阻害する。
(2)細胞表現型の調節:(i)IL-2によって誘導されるT細胞IL-2R、TfR及びTLiSA1活性化抗原の発現を阻害し、CD3の発現には影響を与えない。(ii)IFN-γによって誘導されるメラノーマ細胞MHC II類抗原の発現を阻害する。
(3)リンパ球の分化を阻害:(i)IL-2とBCDF依存的なB細胞からのIgMの分泌を阻害し、B細胞から分泌されるIg型のIgAとIgEへの変換を促進する。(ii)混合リンパ球培養(MLC)におけるCTL、NKとLAK機能を阻害し、この阻害効果は、TNF-α(マウスMIC)又はIL-2(ヒトMLC)によって逆転できる。(iii)PBMCにおけるNK活性を阻害する。(iv)ConAとIL-2、IL-6が相乗的に誘導するマウス胸腺MHC無制限キラー細胞の活性を阻害する。
(4)サイトカイン産生を阻害:例えば、PBMCにおけるIFN-γとTNF-αの産生を阻害する。
(5)その他の調節作用:(i)線維芽細胞、骨芽細胞及びシュワン細胞の増殖を促進する。TGF-β1、TGF-β2は、ヒト線維芽細胞におけるIL-6の産生を促進し、その機序は、IL-6遺伝子転写の調節によるものである可能性がある。(ii)上皮細胞、破骨細胞、内皮細胞の増殖と脂肪、心筋、骨格筋の形成を阻害する。TGF-βは、EGFのいくつかの生物学的機能を拮抗することができる。(iii)コラーゲン、フィブロネクチンなどの細胞外マトリックス(ECM)の発現とECMの分解の阻害を促進し、細胞の形態形成、増殖及び分化の過程で重要な役割を果たし、胚発生と細胞修復に有益である。動物における体内実験は、TGF-βの局所注射が創傷治癒と典型的な肉芽組織形成を促進することを示した。(iv)単球と線維芽細胞のケモカインであるが、コロイド粒子と酸化物の産生は起こさない。(v)リンパ球と内皮細胞の接着を阻害する。(vi)好塩基球からのヒスタミンの放出を促進する。
(6)TGF-β1と癌原遺伝子の発現:TGF-β1はc-sisの発現を誘導するが、c-mycの発現を阻害し、このような誘導又は阻害作用は作用する細胞の種類とTGF-βの異なる機能と関係している。例えば、TGF-βが線維芽細胞中のc-sis遺伝子の発現を誘導することは、軟寒天中でのその増殖を促進することに関連し、上皮ケラチノサイトの増殖の阻害はc-myc遺伝子発現の阻害に関連している。TGF-β1、TGF-β2とTGF-β3は多くの生物学的効果において非常に類似しているが、血管内皮細胞と造血前駆細胞に対するTGF-β2のの増殖阻害効果はTGF-β1とTGF-β3の1%にすぎなく、いくつかの効果において大きな違いがあり得る。
TGF-βは、創傷治癒の治療、軟骨と骨の修復の促進及び免疫阻害による自己免疫疾患と移植片拒絶の治療への使用が期待されている。
成長因子とは、様々な細胞から分泌され、特定の標的細胞に作用し、細胞分裂、マトリックス合成と組織分化を調節するサイトカインを指す。成長因子には、血小板様成長因子(血小板由来成長因子、PDGF;骨肉腫由来成長因子ODGF)、上皮成長因子(EGF)、線維芽細胞成長因子(αFGF、βFGF)、インスリン成長因子(IGF-I、IGF-II)、神経成長因子(NGF)など様々な種類がある。
しかし、免疫調節は全身性であることが多く、免疫の活性化は免疫系の過剰活性化を伴うことが多く、下記のような免疫関連の毒性反応を引き起こす。
皮膚:発疹・丘疹、かゆみ、疱疹状皮膚炎症候群などで現れ、
内分泌:甲状腺機能低下症、甲状腺機能亢進症、原発性副腎機能低下症、高血糖症などで現れ、
肝臓:主にトランスアミナーゼの上昇で現れ、
消化管:主に下痢/大腸炎で現れ、
肺:免疫関連肺炎で現れ、
その他、神経毒性、血液毒性、腎毒性、心臓毒性、眼毒性などの比較的まれな副作用がある。
内分泌:甲状腺機能低下症、甲状腺機能亢進症、原発性副腎機能低下症、高血糖症などで現れ、
肝臓:主にトランスアミナーゼの上昇で現れ、
消化管:主に下痢/大腸炎で現れ、
肺:免疫関連肺炎で現れ、
その他、神経毒性、血液毒性、腎毒性、心臓毒性、眼毒性などの比較的まれな副作用がある。
免疫チェックポイント又はそのリガンド、サイトカイン又はその受容体をターゲットとする治療法は、すでに腫瘍、自己免疫疾患、敗血症、移植片対宿主病(GVHD)などの疾患に対する治療効果を示しているが、薬物自体は潜在的な関連毒性により薬物投与量が制限され、薬効を低下させる。更に、免疫阻害は免疫系の過度の低下を伴うことが多く、細菌、ウイルス、真菌などの感染症につながり、炎症の再発を引き起こして、腫瘍の発生を誘発する。
従って、様々なサイトカイン、モノクローナル抗体、リガンド/受容体Fc融合タンパク質などの単一標的療法は、多くの場合、最適な安全性ウィンドウと治療効果を達成するには不十分であることが多く、2つ又は複数の標的の相乗効果という概念が現れた。このような場合、2つ以上の標的をターゲットとする二重特異性抗体/融合タンパク質(二重抗体分子)又は多重特異性抗体/融合タンパク質(多重抗体分子)は、モノクローナル抗体では実現が困難な新規な治療への使用を提供する可能性がある。その中には、それぞれ標的細胞表面の標的抗原(CD19、HER2など)及び免疫調節標的(CD3、PD-1、CD47など)をターゲットとするか又は免疫調節剤(IL-2、4-1BB、SIRPα、CD80など)を携帯する、二重/多重特異性抗体/融合タンパク質の設計思想と臨床応用(Blinatumomab、ブリナツモマブなど)が含まれる。
よく見られる対称構造の二重抗体分子/二重特異性融合タンパク質は、所定の標的凝集効果を有して、薬物分布を標的臓器にある程度蓄積させ、医薬品開発工程、特に精製工程は比較的制御できるが、その構造には依然として所定の制限があり、特に標的臓器と非標的臓器の薬物濃度の差はあまり有意ではなく、皮下又は静脈内投与などの非標的臓器を使用すると、血液中の薬物濃度は依然として免疫毒性を引き起こし、その安全な投与量を制約する主な問題である。従って、標的抗原をターゲットとする抗原結合断片/融合タンパク質と免疫チェックポイント/サイトカイン受容体をターゲットとする抗原結合断片/融合タンパク質の親和性の組み合わせは、二重特異性分子のその標的抗原をターゲットとする部分が標的細胞の最適濃度の濃縮効果を達成していない場合、免疫調節をターゲットとする部分がすでに免疫関連の毒性副作用を誘発しないように厳密にコントロールする必要がある。
対称構造の他、非対称構造を使用する二重特異性抗体/融合タンパク質もあり、左右のアーム間の親和性の違いに依存して、抗原陽性をターゲットとする細胞表面に薬物が豊富に存在することを更に高め、免疫調節部分をターゲットとすることで誘発される免疫関連毒副作用を更に低減することができる。しかし、非対称構造は薬学的工程の困難さの増加、収率の低下、製造コストの増加などの好ましくない要因に加えて、免疫調節アームのモノマー又はポリマー不純物は免疫関連の不良事件を引き起こす重要なリスク源となる。TTI-621(Trillium Therapeutics Inc.が開発したSIRPα-Fc融合タンパク質)を例にとると、TTI-621の公開された臨床研究結果によると、非常に低い投与量(0.2mg/kg)で20%以上の患者にグレードIII以上の重度の血小板減少の副作用を引き起こした(TTI-621が血小板で高度に発現するCD47に結合するため、血小板は免疫細胞によって除去される)。CN108864290Aの図面3に示されている二重抗体構造のように、完成品には、製造過程で右アームのモノマー/ダイマー構造(即ち、TTI-621類似物)の不純物が潜在的に存在し、5mg/kg~20mg/kgの投与量の通常腫瘍標的治療系抗体薬物の投薬量は、極めて低い不純物濃度(1~4%)でTTI-621の深刻な毒副作用の投与量濃度に達するため、当該構造は完成品の不純物含有量を極めて厳しく制御して、生産コストが大幅に増加する。
更に、インターフェロンなどの一部の免疫調節融合タンパク質は、その製品の特性から、一般的に凍結融解安定性が低く、組換えヒトアルブミンインターフェロン-α 2b融合タンパク質(rHSA-IFN-α 2b)は凍結融解を繰り返すとポリマーが徐々に増加し、4回凍結融解するとポリマーの含有量が17.91%に達し、組換えヒトアルブミンインターフェロン-α 2b融合タンパク質は凍結融解に適さない(Xia Yiら、組換えヒトアルブミンインターフェロン-α 2b融合タンパク質の安定性に関する研究、Journal of Biology、25(006):38-40)ため、生産、輸送及び使用には比較的に多くの制限がある。
従って、標的抗原をターゲットとし、同時に免疫調節効果を発揮できる二重抗体又は二重特異性構造を発明することが急務であり、当該構造は標的細胞の高濃度濃縮を達成し、免疫調節作用をするだけではなく、血液中で高濃度に達しても標的抗原の非存在下で、単純に免疫調節端に依存して免疫調節機能を発揮しないため、標的臓器、組織、細胞の免疫調節をより正確に実現して免疫関連毒副作用のリスクを下げるとともに、製品の安定性(例えば、凍結融解安定性)を高めることができる。
〔発明の概要〕
本発明が解決しようとする第1の技術的課題は、標的抗原を含む標的ターゲット細胞に対して強力なターゲティングを有し、同時に、標的抗原を含まない非標的ターゲット細胞とは結合しないか、又は弱く結合する方向調節効果を有する二重特異性組換えタンパク質を提供して、組換えタンパク質の第2機能結合フラグメントの標的ターゲット細胞に対するターゲティングを有意に改善し、方向的に免疫効果を調節し、同時に製造過程で生じる第2機能結合フラグメントを含む潜在的リスク不純物が非標的ターゲット細胞を含む臓器、組織などをターゲットとして引き起こされる毒性副作用を大幅に減少させることである。
本発明が解決しようとする第1の技術的課題は、標的抗原を含む標的ターゲット細胞に対して強力なターゲティングを有し、同時に、標的抗原を含まない非標的ターゲット細胞とは結合しないか、又は弱く結合する方向調節効果を有する二重特異性組換えタンパク質を提供して、組換えタンパク質の第2機能結合フラグメントの標的ターゲット細胞に対するターゲティングを有意に改善し、方向的に免疫効果を調節し、同時に製造過程で生じる第2機能結合フラグメントを含む潜在的リスク不純物が非標的ターゲット細胞を含む臓器、組織などをターゲットとして引き起こされる毒性副作用を大幅に減少させることである。
本発明が解決しようとする第2の技術的課題は、医薬の製造における前記方向調節効果を有する二重特異性組換えタンパク質の使用を提供することである。
本発明が解決しようとする第3の技術的課題は、製品の安定性(凍結融解安定性など)を改善することができる二重特異性組換えタンパク質を提供して、一部の免疫調節融合タンパク質(インターフェロンなど)がその製品自体の特性による製品の不安定性及びそれに伴う生産、輸送、及び使用の制限を解決することである。
一つの実施態様において、本発明は、二重特異性組換えタンパク質を提供し、前記二重特異性組換えタンパク質は、第1機能結合フラグメント、第2機能結合フラグメント及びFc領域を含み、前記二重特異性組換えタンパク質の標的抗原をターゲットとする第1機能結合フラグメントは、抗原結合フラグメントを含み、ここで、抗原結合フラグメントのCLドメインのC末端又はCH1ドメインのC末端は、免疫調節機能及び/又は代謝調節機能及び/又は内分泌調節機能を有する、第2機能結合フラグメントと直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結される。
好ましくは、前記抗原結合フラグメントは、前記第2機能結合フラグメントのN末端に直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、前記第2機能結合フラグメントのC末端は、FcのN末端に直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結される。
一つの実施形態において、前記免疫調節機能を有する第2機能結合フラグメントが、免疫チェックポイント、免疫チェックポイントリガンド又はサイトカイン受容体をターゲットとする。任意選択で、前記免疫調節機能を有する第2機能結合フラグメントが、PD-1又はそのリガンド、CD47又はそのリガンド、CD24又はそのリガンド、インターフェロン受容体(例えば、I型又はII型インターフェロン受容体)、インターロイキン受容体をターゲットとする。
一つの実施形態において、前記代謝調節機能を有する第2機能結合フラグメントが、代謝調節因子、代謝調節因子受容体をターゲットとする。任意選択で、前記代謝調節機能を有する第2機能結合フラグメントが、インスリン受容体、線維芽細胞成長因子受容体をターゲットとする。
一つの実施形態において、前記内分泌調節機能を有する第2機能結合フラグメントが、内分泌調節因子、内分泌調節因子受容体をターゲットとする。任意選択で、前記内分泌調節機能を有する第2機能結合フラグメントが、ホルモン受容体をターゲットとする。
一つの実施形態において、前記抗原結合フラグメントにおける可変領域(V領域)及び定常領域(C領域)が、直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、又は前記抗原結合フラグメントとFc領域が、直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、又は上記の2つの方法を同時に使用して連結される。
一つの実施形態において、前記リンカー配列は、(GGGGS)n、(GGGS)n、(GGS)n、(G)n、(GS)n、(EAAAK)n、又は(XP)nを含み、nは自然数である。好ましくは、前記nは0~5の自然数である。
一つの実施形態において、リンカー配列は(GGGGS)nであり、n=0、1、2、3、4、5である。
一つの実施形態において、前記第2機能結合フラグメントは、サイトカイン受容体又は免疫チェックポイント又は免疫チェックポイントリガンドに結合する。好ましくは、前記第2機能結合フラグメントが、サイトカイン又は免疫チェックポイントリガンド又は免疫チェックポイントリガンド結合タンパク質、又はその機能フラグメント若しくはその突然変異体であり、任意選択で、ヒトSIRPファミリー細胞外機能フラグメント、ヒトインターフェロンファミリー機能フラグメント、腫瘍壊死因子スーパーファミリー機能フラグメント、TGF-βスーパーファミリー機能フラグメント、インターロイキン系機能フラグメント、ケモカインファミリー機能フラグメント、コロニー刺激因子ファミリー機能フラグメント、成長因子機能フラグメント又はその突然変異体である。
一つの実施形態において、前記第2機能結合フラグメントは、ヒトSIRPα細胞外D1ドメイン又はその突然変異体である。好ましくは、当該突然変異体は低親和性突然変異体であり、即ち、当該突然変異体とヒトCD47タンパク質の結合親和性は、野生型タンパク質とヒトCD47タンパク質の結合親和性よりも高くない。
一つの実施形態において、前記第2機能結合フラグメントは、ヒトインターフェロンγ(IFN-γ)又はヒトインターフェロンα(IFN-α)又はヒトインターフェロンβ(IFN-β)、そのトランケーション又はその突然変異体である。
一つの実施形態において、前記第2機能結合フラグメントは、インターロイキン、そのトランケーション、又はその突然変異体である。
一つの実施形態において、前記インターロイキンが免疫調節因子又はケモカインであり、IL-1ファミリー、IL-2ファミリー、IL-3ファミリー、IL-6ファミリー、IL-8ファミリー、IL-10ファミリー、IL-12ファミリー及びIL-17ファミリーのいずれか1つから選択される。好ましくは、前記第2機能結合フラグメントは、ヒトIL-10単量体突然変異体(アミノ酸配列は、配列番号52に示される通りであり)、ヒトIL-12A又はその突然変異体(アミノ酸配列は、配列番号51に示される通りであり)、ヒトIL-15(アミノ酸配列は、配列番号53に示される通りであり)及びIL-15RαSUSHI(アミノ酸配列は、配列番号54に示される通りであり)で直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結されて構成された融合タンパク質又はその突然変異体である。
一つの実施形態において、前記第1機能結合フラグメントは、5T4、AGS-16、ALK1、ANG-2、B7-H3、B7-H4、c-fms、c-Met、CA6、CD123、CD19、CD20、CD22、CD24、EpCAM、CD30、CD32b、CD37、CD38、CD40、CD52、CD70、CD74、CD79b、CD98、CEA、CEACAM5、CLDN18.2、CLDN6、CS1、CXCR4、DLL-4、EGFR、EGFRvIII、EGP-1、ENPP3、EphA3、ETBR、FGFR2、FN、FR-α、GCC、GD2、GPC-3、GPNMB、HER2、HER3、HLA-DR、ICAM-1、IGF-1R、IL-3R、LIV-1、MSLN、MUC16、MUC1、NaPi2b、ネクチン-4、Notch2、Notch1、PD-L1、PD-L2、PDGFR-α、PS、PSMA、SLTRK6、STEAP1、TIGIT、TEM1、VEGFR、CD25、CD27L、DKK-1、CSF-1R、MSB0010718C、BCMA、CD138、TROP2、Siglec15、CD155及びAFPから選択される1つ又は複数の標的をターゲットとする。
好ましくは、前記第2機能結合フラグメントが、ヒトSIRPα細胞外D1ドメイン又はその突然変異体を含む場合、第1機能結合フラグメントは、腫瘍細胞又は免疫細胞をターゲットとする。
前記第2機能結合フラグメントが、ヒトインターフェロンα(IFN-α)又はヒトインターフェロンβ(IFN-β)又はヒトインターフェロンγ(IFN-γ)、そのトランケーション又はその突然変異体である場合、第1機能結合フラグメントは、腫瘍細胞又は免疫細胞をターゲットとする。
前記第2機能結合フラグメントが、インターロイキン、そのトランケーション又は突然変異体である場合、前記第1機能結合フラグメントは、腫瘍細胞又は免疫細胞をターゲットとする。
一つの実施形態において、前記二重特異性組換えタンパク質は、A鎖及びB鎖から構成され、前記A鎖及びB鎖は、分子間の作用力によって結合されるか、又は鎖間ジスルフィド結合などの共有結合によって結合されるか、又はイオン結合によって結合されるか、又は上記の結合方法の2つ又は3つの組み合わせによって結合される。前記A鎖は順次にVH、CL/CH1、CH2、CH3ドメインから構成されるタンパク質、又は順次にVL、CL/CH1、CH2、CH3ドメインから構成されるタンパク質であり、ドメイン間は直接に連結されるか、又はリンカー配列(Linker)によって連結され、前記B鎖は順次にVL、CL/CH1、第2機能結合フラグメント、CH2、CH3ドメインから構成されるタンパク質、又は順次にVH、CL/CH1、第2機能結合フラグメント、CH2、CH3ドメインから構成されるタンパク質であり、ドメイン間は直接に連結されるか、又はリンカー配列(Linker)によって連結され、例えば、「A鎖」がVH-CH1-CH2-CH3である場合、「B鎖」は、VL-CL-第2機能結合フラグメント-CH2-CH3であり、「A鎖」がVL-CL-CH2-CH3である場合、「B鎖」は、VH-CH1-第2機能結合フラグメント-CH2-CH3であり、「A鎖」がVH-CL-CH2-CH3である場合、「B鎖」は、VL-CH1-第2機能結合フラグメント-CH2-CH3であり、「A鎖」がVL-CH1-CH2-CH3である場合、「B鎖」は、VH-CL-第2機能結合フラグメント-CH2-CH3である。上記のCH2のN末端は、更にヒンジ領域を含む。
一つの実施形態において、前記二重特異性組換えタンパク質のFc領域は、Fc領域天然配列又はFc非天然配列を含み、より好ましくは、前記Fc領域はヒトFc領域であり、更に好ましくは、ここで、A鎖及びB鎖のFc領域は、knobs-into-holesを介して結合されている。
一つの実施形態において、前記Fc領域はヒトIgGのFc領域であり、好ましくは、Fc領域は、ヒトIgG1又はIgG4のFc領域である。
一つの実施形態において、前記第1機能結合フラグメントのCLドメインのC末端又はCH1ドメインのC末端又は第2機能結合フラグメントのC末端は、前記Fc領域と直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結される。
一つの実施形態において、前記第1機能結合フラグメントは、抗原結合フラグメントであり、任意選択で、ヒトマウスキメラ抗原結合フラグメント、ヒト抗原結合フラグメント、完全ヒト抗原結合フラグメントであり、前記第1機能結合フラグメントは、5T4、AGS-16、ALK1、ANG-2、B7-H3、B7-H4、c-fms、c-Met、CA6、CD123、CD19、CD20、CD22、CD24、EpCAM、CD30、CD32b、CD37、CD38、CD40、CD52、CD70、CD71、CD74、CD79b、CD80、CD83、CD86、CD98、CD206、CEA、CEACAM5、CLDN18.2、CLDN6、CS1、CCR5、CXCR4、DLL-4、EGFR、EGFRvIII、EGP-1、ENPP3、EphA3、ETBR、FGFR2、FN、FR-α、GCC、GD2、GPC-3、GPNMB、HER2、HER3、HLA-DR、ICAM-1、IGF-1R、IL-3R、LIV-1、MSLN、MUC16、MUC1、NaPi2b、ネクチン-4、Notch2、Notch1、PD-L1、PD-L2、PD-1、PDGFR-α、PS、PSMA、SLTRK6、STEAP1、TEM1、TIGIT、VEGFR、CD25、CD27L、DKK-1、CSF-1R、MSB0010718C、BCMA、CD138、TROP2、Siglec15、CD155及びAFPの標的抗体の抗原結合フラグメントのいずれか1つ又は複数から選択され、好ましくは、前記第1機能結合フラグメントは、ヒト化又は完全ヒト抗体の抗原結合フラグメントである。
一つの実施形態において、前記第1機能結合フラグメントが、CD20、EGFR、EGFRvIII、PD-L1、PD-L2、HER2、HER3、CD138、CD44、CD24、EpCAM、CLDN18.2、CD38、BCMA、MUC1、又はTROP2をターゲットとする場合、前記第2機能結合フラグメントは、SIRPα細胞外D1ドメイン又はその突然変異体を含む。好ましくは、前記第2機能結合フラグメントは、配列番号50に示される通りである。
一つの実施形態において、前記第1機能結合フラグメントが、Siglec15、PD-L1、PD-L2、CD71、CD80、CD86、CD206、CCR5をターゲットとする場合、前記第2機能結合フラグメントは、IFN-α又はIFN-β又はIFN-γ又はIL-10単量体突然変異体又はIL-12A又はIL-15とIL-15RαSUSHIで形成される融合タンパク質又は上記サイトカインのトランケーション又はサイトカインの機能を維持する突然変異体を含む。好ましくは、対応サイトカイン受容体に対する当該突然変異体の活性は、野生型サイトカインと対応サイトカイン受容体との結合親和性より高くない。より好ましくは、前記第2機能結合フラグメントに含まれるサイトカインは、配列番号51、又は配列番号52、又は配列番号53及び配列番号54で形成される融合タンパク質である。
一つの実施形態において、前記第1機能結合フラグメントは、抗CD20抗体オファツムマブ(Ofatumumab)、又は抗EGFR抗体パニツムマブ(Panitumumab)、又は抗EpCAM抗体(Catumaxomab)、又は抗CD24抗体SWA11の抗原結合フラグメントであり、前記第2機能結合フラグメントは、ヒトSIRPα細胞外D1ドメイン(配列番号50に示される通りであり)である。
一つの実施形態において、前記第1機能結合フラグメントは抗α-フェトプロテイン(AFP)抗体tacatuzumabの抗原結合フラグメントを含み、前記第2機能結合フラグメントはヒトIFN-α 2b又はヒトIFNβ(配列番号55)である。
一つの実施形態において、前記二重特異性組換えタンパク質のA鎖及びB鎖は、IgG Fcを介して結合され、好ましくは、knobs-into-holesを介して結合される。例えば、前記knobs-into-holesは、T366W突然変異によって形成される突出された「knobs」型と、一つのアミノ酸突然変異(Y407V)によって形成される凹んだ「holes」型又は三つのアミノ酸突然変異(T366S、L368A及びY407V)によって形成される凹んだ「holes」型である。突然変異は、Kabatナンバリングスキーム[Eu numbering scheme of Kabat et al. (1991)]に従って、左から右に元のアミノ酸残基、突然変異部位及び置換アミノ酸残基としてそれぞれ表示され、例えば、T366Wにおいて、Tは、元のアミノ酸残基で、366は、突然変異部位で、Wは、Tを置換するアミノ酸残基である。
いくつかの実施形態において、前記第1機能結合フラグメントは、CD20、EpCAM、CD24又はEGFRをターゲットとし、前記第2機能結合フラグメントは、SIRPα細胞外D1ドメイン又はその突然変異体を含み、好ましくは、前記第2機能結合フラグメントのアミノ酸配列は、配列番号50に示される通りであり、より好ましくは、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号1に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号2又は3に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号61に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号62に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号27に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号28に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号29に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号30に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号56に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号57に示される通りである。
いくつかの実施形態において、前記第1機能結合フラグメントは、TIGIT、CD80又はPD-1をターゲットとし、前記第2機能結合フラグメントは、IL-12A、IL-10単量体突然変異体、IL15とIL-15RαSUSHI複合体を含み、そのアミノ酸配列は、それぞれ配列番号51、52、53~54に示される通りであり、より好ましくは、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号35に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号36に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号37に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号38に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号39に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号40又は41に示される通りである。
いくつかの実施形態において、前記第1機能結合フラグメントは、CD38又はAFPをターゲットとし、前記第2機能結合フラグメントは、SIRPα細胞外D1ドメイン又はその突然変異体、又はIFN-β又はその突然変異体を含み、好ましくは、前記第2機能結合フラグメントのアミノ酸配列は、配列番号50又は55に示される通りであり、より好ましくは、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号31に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号32に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号33に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号34に示される通りであり、又は、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号58に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号60で示される。
他の実施態様において、本発明は、前記二重特異性組換えタンパク質をコードする核酸分子を提供し、ここで、前記第1機能結合フラグメントをコードする核酸分子は、第2機能結合フラグメントをコードする核酸と同じDNA鎖にあるか、又は前記第1機能結合フラグメントをコードする核酸分子は、第2機能結合フラグメントをコードする核酸と異なるDNA鎖にある。
好ましくは、前記Fc領域をコードする核酸分子は、前記第1機能結合フラグメント又は第2機能結合フラグメントをコードする核酸と同じDNA鎖にあり、前記Fc領域をコードする核酸分子は、前記第1機能結合フラグメント又は第2機能結合フラグメントをコードする核酸と異なるDNA鎖にある。
他の実施態様において、本発明は、上記核酸分子を含む発現ベクターを提供する。
他の実施態様において、本発明は、上記発現ベクターによって形質転換された宿主細胞を提供する。
他の実施態様において、本発明はまた、上記発現ベクターによって形質転換された宿主細胞を使用して、発現に適した条件で上記宿主細胞を培養し、発現させて前記二重特異性組換えタンパク質を得る、前記二重特異性組換えタンパク質の製造方法を提供する。
他の実施態様において、本発明は、腫瘍、自己免疫性疾病、感染疾病、敗血症、移植片対宿主病、代謝障害、内分泌障害を治療するための医薬の製造における、二重特異性組換えタンパク質の使用を提供する。
一の実施態様において、前記腫瘍は、固形腫瘍又は血液腫瘍であり、好ましくは、前記固形腫瘍は、乳癌、結腸直腸癌、肺癌、膵臓癌、食道癌、子宮内膜癌、卵巣癌、胃癌、前立腺癌、腎臓癌、子宮頸癌、甲状腺癌、子宮癌、膀胱癌、神経内分泌癌、頭頸部癌、肝臓癌、鼻咽頭癌、精巣癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、黒色腫、基底細胞皮膚癌、扁平上皮細胞癌、皮膚線維肉腫、メルケル細胞癌、膠芽腫、神経膠腫、肉腫、中皮腫又は骨髄異形成症候群などから選択され、前記血液腫瘍は、骨髄腫、リンパ腫又は白血病から選択され、好ましくは、前記自己免疫性疾病は、橋本甲状腺炎、1型糖尿病、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、シェーグレン症候群のいずれか1つから選択され、好ましくは、前記感染疾病は、ウイルス感染症、細菌感染症、真菌感染症、その他の病原性感染症のいずれか1つから選択される。
更に別の実施態様において、本発明はまた、本発明の二重特異性組換えタンパク質及び選択的にアジュバント、賦形剤又は薬学的に許容されるベクターを含む、医薬又は薬物組成物を提供する。前記医薬組成物は、薬学的に許容されるベクターを含むことができる。前記組成物は、注射剤、散剤、凍結乾燥散剤などを含むがこれに限定されない任意形態の薬物製剤として存在することができる。当該薬物製剤形態の薬物組成物は、医薬活性成分、本発明の二重特異性組換えタンパク質又は融合タンパク質を薬物ベクターと融合して、製剤の従来の技術に従って製造するなどの、従来の製剤技術に従って所望の剤形に製造される。
一実施形態において、本発明はまた、本発明の二重特異性組換えタンパク質をコードする核酸分子の発現ベクターと任意の薬学的に許容されるベクターを含む、医薬組成物を提供する。
他の実施態様において、本発明はまた、患者又は対象者に治療有効量の本発明に記載の薬物組成物を投与するステップを含む腫瘍の治療方法を提供する。前記腫瘍は、追加の標的分子を発現し、前記標的は、5T4、AGS-16、ALK1、ANG-2、B7-H3、B7-H4、c-fms、c-Met、CA6、CD123、CD19、CD20、CD22、CD24、EpCAM、CD30、CD32b、CD37、CD38、CD40、CD52、CD70、CD71、CD74、CD79b、CD80、CD83、CD86、CD98、CD206、CEA、CEACAM5、CLDN18.2、CLDN6、CS1、CCR5、CXCR4、DLL-4、EGFR、EGFRvIII、EGP-1、ENPP3、EphA3、ETBR、FGFR2、FN、FR-α、GCC、GD2、GPC-3、GPNMB、HER2、HER3、HLA-DR、ICAM-1、IGF-1R、IL-3R、LIV-1、MSLN、MUC16、MUC1、NaPi2b、ネクチン-4、Notch 2、Notch 1、PD-L1、PD-L2、PD-1、PDGFR-α、PS、PSMA、SLTRK6、STEAP1、TEM1、TIGIT、VEGFR、CD25、CD27L、DKK-1、CSF-1R、MSB0010718C、BCMA、CD138、TROP2、Siglec15、CD155又はAFPを含むが、これに限定されない。
更に別の実施態様において、本発明はまた、患者又は実験対象者に治療有効量の本発明の組換えタンパク質又は融合タンパク質をコードする核酸分子又はその誘導体を導入するステップを含む体内遺伝子治療方法を提供する。
本明細書で使用される用語「組換えタンパク質」とは、天然に存在するタンパク質ではなく、人工的に設計/構築されたタンパク質を指す。本発明の「組換えタンパク質」における「組換え」は、その製造方法を表すものではなく、「組換えタンパク質」が天然に存在しないことを示すためにのみ使用される。本発明の組換えタンパク質は、発現されたタンパク質又は組み立てられたタンパク質であってもよい。
本明細書で使用される用語「抗体」又は「免疫グロブリン」は、2つの同一の軽鎖(L)及び2つの同一の重鎖(H)からなる、同一の構造特徴を有する約150000ダルトンのヘテロ四量体タンパク質である。各軽鎖は、1つの共有ジスルフィド結合で重鎖に連結され、重鎖間のジスルフィド結合の数は、異なる免疫グロブリンのアイソタイプによって異なる。各重鎖及び軽鎖には、規則的な間隔で配置された鎖内ジスルフィド結合を持つ。各重鎖は、一端に可変領域(VH)があり、その後に複数の定常領域がある。各軽鎖は、一端に可変領域(VL)、他端に定常領域を有し、軽鎖の定常領域は重鎖の最初の定常領域に対向し、軽鎖の可変領域は重鎖の可変領域に対向する。特定のアミノ酸残基は、軽鎖と重鎖の可変領域の間に界面を形成する。
本明細書で使用される用語「抗原結合フラグメント」又は「fabフラグメント」又は「fab」は、軽鎖の可変領域(VL)、軽鎖の定常領域(CL)、重鎖の可変領域(VH)、重鎖の定常領域1(CL1)ドメインから構成され、抗原に結合できる。前記抗原結合フラグメント中の可変領域と定常領域が直接に連結されるか、又はリンカー配列Linkerを介して連結することを言及する場合、前記定常領域は、軽鎖の定常領域(CL)又は重鎖の定常領域1(CH1)を指す。
本明細書で使用される用語「第1機能抗原」又は「標的抗原」は、第1機能結合フラグメントに結合した抗原を指す。
本明細書で使用される用語「第2機能抗原」」は、第2機能結合フラグメントに結合したタンパク質を指す。
本明細書で使用される用語「Fc領域」(fragment crystallizable、Fc)は、IgG定常領域CH2及びCH3ドメイン及びヒンジ領域で構成される。
本明細書で使用される場合、用語「knobs-into-holes技術」又は「杵臼」技術又は「突起-入り-空洞」技術又は「ボタン」技術は、遺伝子工学技術を使用して、重鎖の二つのCH3ドメインに異なる突然変異を導入して、重鎖のヘテロ二量体化を引き起こし、一つの重鎖に一つのノブ(knob)を作り、他方の重鎖にホール(hole)を作り、その後二つが優先的に咬合して、非対称抗体を形成する(Ridgway JB,et al.’Knobs-into-holes’engineering ofantibody CH3domains for heavy chain heterodimerization.Protein Engineering,1996,9(7):617-621)。当業者に知られているように、一つの重鎖に複数のノブ(knob)及び/又はホール(hole)を作りことができ、対応的に、他方の重鎖に複数のホール(hole)及び/又はノブ(knob)を作ることができる。
本明細書で使用される用語「突然変異体」は、野生型機能タンパク質とは異なるアミノ酸配列を有する機能性タンパク質又は機能フラグメントを指し、例えば、機能性タンパク質又は機能フラグメントに1つ又は複数のアミノ酸の挿入、欠落又は置換することによって形成される新規な機能タンパク質又は機能フラグメントである。本明細書に記載の二重特異性組換えタンパク質における前記第2機能結合フラグメントの突然変異体は、対応する第2機能抗原に対する結合親和性が、当該二重特異性組換えタンパク質の第1機能結合フラグメントと第1機能抗原結合の結合親和性よりも低い突然変異体を指す。
本明細書で使用される用語「置換」とは、アミノ酸残基に使用される場合、ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質において、1つ又は複数の天然に存在する又は導入されたアミノ酸が別のアミノ酸で置換されて、新規なペプチド、ポリペプチド又はタンパク質を形成することを指す。ポリペプチド又はタンパク質における置換は、ポリペプチド又はタンパク質の機能の増強、低下又は不変をもたらす可能性がある。置換は「保存的置換」であってもよく、アミノ酸配列に対しては、1つのアミノ酸残基を類似の物理化学的特性を持つ側鎖の異なる他のアミノ酸残基で置換されることを指し、又はポリペプチドの活性に重要ではないアミノ酸に置換されることを指す。例えば、非極性側鎖アミノ酸残基間(例えば、Met、Ala、Val、Leu及びIle、Pro、Phe、Trp)、非荷電極性側鎖残基間(例えば、Cys、Ser、Thr、Asn、Gly及びGln)、酸性側鎖残基間(例えば、Asp、Glu)、塩基性側鎖アミノ酸間(例えば、His、Lys、Arg)、β分岐側鎖アミノ酸間(例えば、Thr、Val、Ile)、硫黄含有側鎖アミノ酸間(例えば、Cys及びMet)又は芳香族側鎖残基間(例えば、Trp、Tyr、His及びPhe)で保存的置換を実行することができる。いくつかの実施形態において、置換、削除又は添加も「保存的置換」と見なすことができる。挿入又は削除されるアミノ酸の数は、約1~5の範囲であってもよい。保存的置換は一般に、タンパク質のコンホメーション構造に大きな変化を引き起こさず、タンパク質の生物学的活性を維持することができる。
本明細書で使用される用語「二重陽性発現細胞」又は「標的細胞」又は「標的ターゲット細胞」とは、第1機能結合フラグメント及び第2機能結合フラグメントと同時に相互作用することができる細胞を指す。
本明細書で使用される用語「第2機能抗原単陽細胞」又は「非標的細胞」又は「非標的ターゲット細胞」とは、第1機能結合フラグメントと相互作用せず、第2機能結合フラグメントとのみ相互作用する細胞を指す。
本明細書で使用される用語「SIRPα」は、シグナル調節タンパク質α(Signal Regulatory Protein α)であり、CD172aとも称される。シグナル調節タンパク質(SIRP)は、三つのファミリーメンバ、SIRPα(CD172a)、SIRPβ(CD172b)、SIRPγ(CD172g)を含む膜貫通糖タンパク質である。これらの三つのメンバーは、外膜の端が似ているが、内膜の領域が異なる。膜の外端には三つの免疫グロブリン(Ig)様領域が含まれ、その第1領域はIgV領域に属し、第2と第3領域はIgC領域に属する。SIRPα(CD172a)の膜内領域には、阻害シグナルを伝達し、細胞の対応する機能を阻害する二つの阻害シグナルドメインが含まれる。SIRPβ(CD172b)及びSIRPγ(CD172g)の細胞内領域は短く、シグナル伝達領域はないが、SIRPβ(CD172b)はアダプタータンパク質(Adaptor protein、DAP12など)を介して活性化シグナルを伝達することができる。SIRPタンパク質は、主にマクロファージ、樹状細胞(DC)、及び神経細胞で発現する。本明細書は、特に、ヒトSIRPα野生型とそのCD47非高親和性変異体を指す。
本明細書で使用される用語「D1、D2、D3」とは、タンパク質のアミノ基端から順次に、D1ドメイン(Ig可変領域様ドメイン、IgV領域)、D2ドメイン(Ig定常領域様ドメイン、IgC領域)及びD3ドメイン(Ig定常領域様ドメイン、IgC領域)であるSIRPα細胞外の三つのIg様ドメインを指す(Lee WY,et al.The Role of cis Dimerization ofSignal Regulatory Proteinα(SIRPα)in Binding to CD47.J Biol Chem,2010,285(49):37953-37963)。
本明細書で使用される用語「SIRPα-Fc融合タンパク質」は、SIRPα細胞外トランケーション、リンカー配列及びFc領域を含む融合タンパク質を指す。前記配列に含まれるリンカー配列及び/又はFc領域は、当業者に周知の方法又は従来のリンカー配列及び/又はFc領域に従って任意に置換することができる。
本明細書で使用される用語“「IFNα」又は「IFN-α」、即ち「α型インターフェロン(Interferon-α)」又は「インターフェロンα」は、すべての天然又は組み換えα型インターフェロンを含み、I型インターフェロンのメンバーであり、IFN-α1a、IFN-α1b、IFN-α 2a、IFN-α 2b、IFN-α4a、IFN-α4b、IFN-α5、IFN-α6IFN-α7、IFN-α8、IFN-α10、IFN-α14、IFN-α16、IFN-α17及びIFN-α21などの13個のサブタイプを含む。本発明において、用語「IFNα」はまた、IFNαのPEG誘導体(PEG-IFNα)などの突然変異又は修飾されたIFNαなど、IFNαの生物学的活性を有する任意の物質を含む。本発明において、用語「IFNα」は、いかなる特定の取得源にも限定されず、市販により取得するか又は当業者に公知の通常の技術によって製造されることができ、当該製造方法は、生物源抽出法及び遺伝子工学的抽出法などを含むが、これらに限定されず、その詳しい記載はPestka S.Arch Biochem Biophys.1983 Feb 15;221(1):1-37などである。いくつかの実施形態において、IFNαは、ヒト、ウマ、ウシ、マウス、ブタ、ウサギ、ネコ、イヌ、ラット、ヤギ、ヒツジ及び非ヒト霊長類から選択される。特に好ましくは、ヒトα型インターフェロンである。
本明細書で使用される用語「IFNα 2b」又は「IFN-α 2b」又は「IFNα 2b」又は「インターフェロンα 2b」又は「インターフェロン-α 2b」は、IFN-αのサブタイプであり、いずれもインターフェロン-α 2bに対する表現である。
本明細書で使用する用語「IFN-γ」即ちγ-インターフェロン(インターフェロン-γ)は、水溶性二量体サイトカインであり、II型インターフェロンの唯一のメンバーであり、6つのαヘリックスからなる一つのコアとC末端領域に拡張断片配列を構成し、常に二つの逆平行に互いにロックされた単体でホモ二量体を形成して生物活性を発揮する。
本明細書で使用される用語「IFN-β」又は「IFNβ」、即ちβ-インターフェロン(β-インターフェロン、Interferon-β)は、ヒト線維芽細胞インターフェロンに属し、I型インターフェロンの一種でもあり、線維芽細胞などの多くの細胞が、ウイルス、核酸など誘導された後に産生され、IFNαと同じインターフェロン受容体に結合し、同様の生物学的効果を有する。
本明細書で使用される用語「IFN-γ融合タンパク質」は、IFN-γトランケーション又はIFN-γ突然変異体、リンカー配列及びFc領域を含む融合タンパク質を指す。前記配列に含まれるリンカー配列及び/又はFc領域は、当業者に周知の方法又は従来のリンカー配列及び/又はFc領域に従って任意に置換されることができる。
本明細書で使用される用語「IL-10」又は「IL10」は、インターロイキン10を指し、「IL-10M」又は「IL10M」は、ホモ二量体を形成せずに下流シグナル伝達経路を活性化するIL10単量体突然変異体を指す(Josephson, K. Design and analysis of an engineered human interleukin-10 monomer.[J]. Journal of Biological Chemistry, 2000, 275(18):13552-7.)。
本明細書で使用される用語「IL-12」又は「IL12」は、インターロイキン12、α鎖(p35サブユニット、IL-12p35)及びβ鎖(p40サブユニット、IL-12p40)から構成されるヘテロ二量体分子を指し、前記鎖はジスルフィド結合によって共有結合されて、生物学的に活性な74kDaのヘテロ二量体を形成する。本明細書で使用される用語「IL12A」又は「IL-12A」は、IL-12のα鎖を指す。
本明細書で使用される用語「IL-15」又は「IL15」は、インターロイキン15を指し、NK、NKT細胞及びCD8メモリーTリンパ球の活性における重要なサイトカインであり、α、β及びγと称される3つのサブユニットからなる受容体を介して作用し、その中でαサブユニットはIL15受容体に特有である。本明細書で使用される用語「IL-15Rα SUSHI」又は「IL15Rα SUSHI」は、IL-15受容体のα鎖上のSUSHI構造ドメインを指し、当技術分野の通常の意味を有する。前記SUSHI構造ドメインは、IL15の下流シグナル伝達経路の活性化に影響を与える。
本明細書で使用される用語「IL-15及びIL15RαSUSHIで形成される複合体」は、IL15とIL-15RαSUSHIで形成される融合タンパク質、又はIL15とIL-15RαSUSHIがイオン結合、共有結合、ファンデルワールス力などの様々な物理的又は化学的方法により結合したタンパク質の組み合わせを含む。
本明細書で使用される用語「リンカー配列」又は「Linker」は、異なる機能結合フラグメント(例えば、第1機能結合フラグメント及び2機能結合フラグメント、第1機能結合フラグメント又は第2機能結合フラグメント及びFc領域)を連結すること、又は同じ機能結合フラグメント内の異なる構造ドメインのアミノ酸配列を連結する。
本明細書で使用される用語「Ofa」、「Ofatumumab」、「Anti-CD20(Ofatumumab)」は、本発明において交換的に使用することができ、抗CD20抗体Ofatumumabを表す。
本明細書で使用される用語「GC33」、「Codrituzumab」は、本発明において交換的に使用することができ、抗GPC3抗体Codrituzumabを表す。
本明細書で使用される用語「アテゾリズマブ」、「Atezolizumab」は、本発明において交換的に使用することができ、抗PD-L1抗体Atezolizumabを表す。
本明細書で使用される用語「宿主細胞」は、一般に、対象からのプラスミド又はベクターのレシピエントであってもよいか、又はある単細胞、細胞株又は細胞培養物を含み、それは本明細書に開示されるポリヌクレオチドを含むか、又は本願のタンパク質ヘテロ二量体を発現する(例えば、ヘテロ二量体のタンパク質)。宿主細胞は、単一の宿主細胞の子孫を含むことができる。自然、偶発的又は意図的な突然変異により、子孫は必ずしも元の親細胞と同一(形態的又はゲノムの全DNA相補体において)であるとは限らない。宿主細胞は、本明細書に開示されるベクターで体外でトランスフェクトされた細胞を含むことができる。宿主細胞は、細菌細胞(例えば、大腸菌(E.coli))、酵母細胞又はHEK293細胞、COS細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、HeLa細胞又は骨髄腫細胞などの他の真核細胞であってもよい。いくつかの実施形態において、宿主細胞は哺乳動物細胞である。いくつかの実施形態において、前記哺乳動物細胞はCHO細胞である。
本明細書で使用される用語「ベクター」は、一般に、挿入された核酸分子を宿主細胞内及び/又は宿主細胞間で伝達する、適切な宿主内で自己複製できる核酸分子を指す。当該用語は、主に細胞へのDNA又はRNAの挿入に使用されるベクター、DNA又はRNAの複製に主に使用されるベクター、及びDNA又はRNAの転写及び/又は翻訳に使用される発現ベクターを含むことができる。また、上記機能の複数を提供するベクターも含まれる。「発現ベクター」は、適切な宿主細胞に導入されると、ポリペプチドに転写及び翻訳されてもよいポリヌクレオチドである。「発現系」は、一般に、所望の発現量を生成することができる発現ベクターを含む、適切な宿主細胞を意味する。
本明細書で使用される用語「細胞増殖」又は「増殖」は、一般に、分裂によって細胞の数が変化する現象を指す。例えば、細胞増殖は、細胞数の増加をもたらす可能性がある。当該用語には、増殖シグナルと一致する、細胞形態が変化した(例えば、サイズの増加)細胞増殖も含まれる。
本明細書で使用される用語「増殖阻害」又は「細胞増殖の阻害」は、一般に、癌細胞の増殖速度及び/又は増殖速度の低下を指す。例えば、これは癌細胞の死(例えば、アポトーシスによる)を含むことができる。いくつかの実施形態において、当該用語は、固形腫瘍の成長及び/又は増殖を阻害すること、及び/又は腫瘍のサイズの縮小又は除去を誘導することも指してもよい。
本明細書で使用される用語「治療」、「治療方法」及び「治癒」は、交換的に使用することができる。用語「治療」は、疾患、病症、病状及び関連する症状の進行を制御すること、好ましくは、疾患、病症、病状を低減し又は疾患、病症、病状の一つ又は複数の症状の影響を緩和することを含む。この用語は、疾患の治癒又は症状の完全な除去を含む。この用語は、症状の緩和を含む。この用語は、非治癒の緩和治療も含むが、これに限定されない。用語「治療する」は、疾患、病症、病状の進行、又は疾患、病症、病状の一つ又は複数の症状の影響を予防又は遅延、低減又は緩和するために、本発明の組換えタンパク質又は融合タンパク質を含む医薬組成物の治療有効量を実験対象者に投与することを含む。
本明細書で使用される用語「投与」は、本発明の組換えタンパク質又は融合タンパク質を含む医薬組成物の治療有効量を実験対象者へ送達することを指す。投与は、全身的投与又は局所的投与であってもよい。投与は、注射器などの投与装置によることができる。投与方法は、埋め込み、経鼻吸入、噴霧、注射などを含むが、これらに限定されない。投与経路は、吸入、鼻腔内、経口、静脈内、皮下又は筋肉内投与などを含む。
従来技術と比較して、本発明は下記に示されるような有益な効果を有する:
本発明は、二重特異的組換えタンパクの標的抗原をターゲットとする第一機能結合フラグメントの抗原結合フラグメント(fabセグメント)におけるCLドメインのC末端又はCH1ドメインのC末端を免疫チェックポイント又は免疫チェックポイントリガンド又はサイトカイン受容体をターゲットとする第2機能結合フラグメントに直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結されるとともに、第2機能結合フラグメントのC末端をFc領域のN末端に直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、二重特異的組換えタンパクを製造する際に非標的細胞免疫チェックポイント、又は免疫チェックポイントリガンド、又はサイトカイン受容体をターゲットとすることができる第2機能結合フラグメント単体又はホモ二量体又はホモ多量体構造を産生する不純物を減らして、発酵産物中の製品関連組換えタンパク質混合物の不純物(潜在的なリスクのある不純物)による潜在的な関連安全性リスクを意外に低減させ、組換えタンパク質の製造の利便性を高める。
本発明は、二重特異的組換えタンパクの標的抗原をターゲットとする第一機能結合フラグメントの抗原結合フラグメント(fabセグメント)におけるCLドメインのC末端又はCH1ドメインのC末端を免疫チェックポイント又は免疫チェックポイントリガンド又はサイトカイン受容体をターゲットとする第2機能結合フラグメントに直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結されるとともに、第2機能結合フラグメントのC末端をFc領域のN末端に直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、二重特異的組換えタンパクを製造する際に非標的細胞免疫チェックポイント、又は免疫チェックポイントリガンド、又はサイトカイン受容体をターゲットとすることができる第2機能結合フラグメント単体又はホモ二量体又はホモ多量体構造を産生する不純物を減らして、発酵産物中の製品関連組換えタンパク質混合物の不純物(潜在的なリスクのある不純物)による潜在的な関連安全性リスクを意外に低減させ、組換えタンパク質の製造の利便性を高める。
本発明は、二重特異的組換えタンパクの標的抗原をターゲットとする第一機能結合フラグメントの抗原結合フラグメント(fabセグメント)におけるCLドメインのC末端又はCH1ドメインのC末端を免疫チェックポイント又は免疫チェックポイントリガンド又はサイトカイン受容体をターゲットとする第2機能結合フラグメントに直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結されるとともに、第2機能結合フラグメントのC末端をFc領域のN末端に直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、予想外に、2つの標的の安全性と有効性のバランスを取り、調節し、空間コンフォメーション制限等のメカニズムにより、二重特有組み換えタンパク質と免疫チェックポイント、又は免疫チェックポイントリガンド、又はサイトカイン受容体の単一陽性を高発現する非標的ターゲット細胞又はサイトカイン受容体(第二機能抗原)との結合を著しく減少させ、二重特異的組換えタンパク質のターゲティングを高め、一般的な対称又は非対称の二重抗構造非標的ターゲット細胞のターゲティング結合による潜在的サイトカインストームなどの免疫関連毒副作用を低下させ、薬物の安全性を高める。予想外に、二重特異性組換えタンパク質の第1機能結合フラグメントが標的ターゲット細胞(二重陽性発現細胞)において効果的又は優れているように維持しながら、二重特異性組換えタンパク質は、第2機能結合フラグメント/ホモ二量体/ホモ多量体を含むモノマーに比べて、第2機能抗原単一陽性細胞(非標的ターゲット細胞)との結合が有意に減少するか又は結合しないが、同時に、二重特異的組換えタンパク質と二重陽性発現細胞(即ち、標的ターゲット細胞)上の第二機能抗原との相互作用は、意外的に第二機能結合フラグメント単体/ホモ二量体/多量体よりも弱くはないか、又は有意に強く、即ち、本発明の二重特異的組換えタンパク質技術は、第2機能結合フラグメントと非標的ターゲット細胞の第2機能抗原を結合することによる毒性副作用を有意に低減させると同時に、第2機能結合フラグメントと標的ターゲット細胞の第2機能抗原の結合効果を強化させて、標的細胞に対する第2機能結合フラグメントの効果を有意に高めることができる。例えば、第2機能結合フラグメントとしてSIRPα細胞外トランケーション又は非高親和性突然変異体を選択する場合、本発明の二重特異性組換えタンパク質は、SIRPα-Fc融合タンパク質(例えば、TTI-621)と比較して、それと赤血球又は血小板などのCD47単一陽性非標的ターゲット細胞の効果を有意に減少させるが、同時に、本発明の二重特異性組換えタンパク質はSIRPα-Fc融合タンパク質(例えば、TTI-621)と比較して、二重陽性発現細胞(標的ターゲット細胞)との相互作用を有意に改善することができ、標的細胞に対する免疫細胞(例えば、マクロファージ)の殺傷効果を有意に改善し、同時に、標的ターゲット細胞の競合結合能力はSIRPα-Fc融合タンパク質よりも有意に強い。
また、本発明の二重特異性組換えタンパク質は、一部の免疫調節機能を有する融合タンパク質の凍結融解安定性を改善することもでき、例えば、第2機能結合フラグメントがIFN-α 2b又はその突然変異体である場合、凍結融解を5回繰り返した後、純度はいずれも95%以上であり、外観は透明で、凍結融解安定性はIFN-α 2bモノマー又はPEG化IFN-α 2bよりも有意に優れている。
本発明の二重特異性組換えタンパク質の構造は高い拡張性を有し、スクリーニング設計が簡単であり、その第1機能結合フラグメントは様々な抗体配列から選択することができ、第2機能結合フラグメントは、サイトカイン、免疫チェックポイント又は免疫チェックポイントリガンドタンパク質及びそのトランケーション又は突然変異体から選択され、通常の抗体薬物スクリーニングにかかる時間を有意に低減させ、薬物スクリーニング効率を高め、スクリーニングコストを低減させる。任意選択で、第2機能結合フラグメントは、サイトカイン及び/又は免疫チェックポイント結合タンパク質及び/又は免疫チェックポイントリガンド結合タンパク質又はそのトランケーションから選択されることができ、好ましくは、第2機能結合フラグメントは、内因性サイトカイン及び/又は免疫チェックポイント結合タンパク質及び/又は免疫チェックポイントリガンド結合タンパク質又はそのトランケーションにより、潜在的な免疫原性が低下させさせることができる。
〔図面の簡単な説明〕
〔図1〕本発明の二重特異性組換えタンパク質の構造模式図である。
〔図1〕本発明の二重特異性組換えタンパク質の構造模式図である。
〔図2〕本発明の実施例2のプロテインAによる精製後の二重特異性組換えタンパク質のSDS-PAGE電気泳動図である。
〔図3〕本発明の実施例2の二重特異性組換えタンパク質のアフィニティーキャプチャ後の非還元SDS-PAGE電気泳動図である。
〔図4〕本発明の実施例2の二重特異性組換えタンパク質のアフィニティーキャプチャ後の還元SDS-PAGE電気泳動図である。
〔図5〕本発明の実施例2の二重特異性組換えタンパク質の精製後の非還元SDS-PAGE電気泳動図である。
〔図6〕本発明の実施例3のフローサイトメトリーによって決定された本発明の二重特異性組換えタンパク質とCD20単一陽性細胞(非標的ターゲット細胞、CHO-K1-hCD20)の結合曲線である。
〔図7A〕本発明の実施例3のフローサイトメトリーによって決定された本発明の第2機能抗原がCD47の二重特異性組換えタンパク質及び対照試料とCD47単一陽性細胞(非標的ターゲット細胞、HEK293細胞)の結合曲線である。
〔図7B〕本発明の実施例3のフローサイトメトリーによって決定された本発明の第2機能抗原がCD47の二重特異性組換えタンパク質及び対照試料とCD47単一陽性細胞(非標的ターゲット細胞、CHO-K1細胞)の結合曲線である。
〔図8〕本発明の実施例3のフローサイトメトリーによって決定された本発明の第1機能抗原がCD20であり、且つ第2機能抗原がCD47である二重特異性組換えタンパク質及び対照試料とCD20/CD47二重陽性細胞(標的ターゲット細胞、Raji細胞)の結合曲線である。
〔図9A〕本発明の実施例3のフローサイトメトリーによって決定された本発明の第1機能抗原がCD20であり、且つ第2機能抗原がCD47である二重特異性組換えタンパク質、対応する潜在リスク不純物タンパク質及び対照試料のCD20/CD47二重陽性細胞(標的ターゲット細胞、Raji細胞)における競合的結合曲線である。
〔図9B〕本発明の実施例3のフローサイトメトリーによって決定された本発明の第1機能抗原がEpCAMであり、且つ第2機能抗原がCD47の二重特異性組換えタンパク質及び対照試料のEpCAM/CD47二重陽性細胞(標的ターゲット細胞、CAPAN-2細胞)における競合的結合曲線である。
〔図9C〕本発明の実施例3のフローサイトメトリーによって決定された本発明の第1機能抗原がCD24であり、且つ第2機能抗原がCD47である二重特異性組換えタンパク質及び対照試料のCD24/CD47二重陽性細胞(標的ターゲット細胞、MCF-7細胞)における競合的結合曲線である。
〔図9D〕本発明の実施例3のフローサイトメトリーによって決定された本発明の第1機能抗原がCD38であり、且つ第2機能抗原がCD47である二重特異性組換えタンパク質及び対照試料のCD38/CD47二重陽性細胞(標的ターゲット細胞、Raji細胞)における競合的結合曲線である。
〔図10〕フローサイトメトリーによって決定された本発明の実施例4の第1機能抗原がGPC3であり、且つ第2機能結合タンパク質がIFN-α 2bである二重特異性組換えタンパク質及び対照試料の標的ターゲット細胞HepG2肝癌細胞における結合活性曲線である。
〔図11〕フローサイトメトリーによって決定された本発明の実施例4の第1機能抗原がGPC3であり、且つ第2機能結合タンパク質がIFN-α 2bである二重特異性組換えタンパク質及び対照試料の標的ターゲット細胞HuH-7における結合活性ヒストグラムである。
〔図12〕LDH法によって決定された本発明の実施例5の標的細胞HepG2における二重特異性組換えタンパク質のADCC活性曲線である。
〔図13〕本発明の実施例6における標的細胞HuH-7の増殖に対する異なるリンカー配列の二重特異性組換えタンパク質の阻害活性曲線である。
〔図14〕GPC3陽性標的ターゲット細胞HuH-7の増殖に対する本発明の実施例6のGPC3抗原標的機能を有する二重特異性組換えタンパク質及び対照試料の阻害活性曲線である。
〔図15〕PD-L1陽性の標的ターゲット細胞MDA-MB-231の増殖に対する本発明の実施例7の二重特異性組換えタンパク質の阻害活性曲線である。
〔図16〕抗PD-L1抗体閉鎖後のMDA-MB-231の増殖に対する本発明の実施例7の二重特異性組換えタンパク質の阻害活性曲線である。
〔図17A〕CD38陽性の標的ターゲット細胞Daudiの増殖に対する本発明の実施例8の二重特異性組換えタンパク質の阻害活性曲線である。
〔図17B〕CD38陰性の非標的ターゲット細胞SK-BR3の増殖に対する本発明の実施例8の二重特異性組換えタンパク質の阻害活性曲線である。
〔図18〕GPC3陽性の標的ターゲット細胞HuH-7の増殖に対する本発明の実施例9の異なるIFN-α 2b低親和性突然変異体を含む二重特異性組換えタンパク質の阻害活性曲線である。
〔図19〕GPC3陰性の標的ターゲット細胞SW480の増殖に対する本発明の実施例9の異なるIFN-α 2b低親和性突然変異体を含む二重特異性組換えタンパク質の阻害活性曲線である。
〔図20〕GPC3陰性の標的ターゲット細胞U266の増殖に対する本発明の実施例9の異なるIFN-α 2b低親和性突然変異体を含む二重特異性組換えタンパク質の阻害活性曲線である。
〔図21〕GPC3陰性の非標的ターゲット細胞MDA-MB-231の増殖に対する本発明の実施例10の二重特異性組換えタンパク質潜在的リスク不純物の阻害活性曲線である。
〔図22〕抗TIGIT抗体閉鎖後のTIGIT陽性標的ターゲット細胞H_IL12 Reporter 293に対する本発明の実施例11の二重特異性組換えタンパク質の結合活性曲線である。
〔図23〕THP1細胞P-STAT3活性化レベルに対する本発明の実施例12の二重特異性組換えタンパク質の検出結果である。
〔図24〕OKT3で48時間刺激した後のPD-1陽性のhPBMCに対する本発明の実施例13の二重特異性組換えタンパク質の増殖活性検出結果である。
〔図25〕PD-1陰性の非標的ターゲット細胞M-07eに対する本発明の実施例13の二重特異性組換えタンパク質の増殖活性検出結果である。
〔発明を実施するための形態〕
実施例1 発現ベクターの構築
二重特異性組換えタンパク質は、GENEWIZ社によってタンパク質配列に従ってコドン最適化を行った後、直接合成され、pCDNA3.1プラスミドに挿入され、配列決定によって確認された。上記の異なる発現プラスミドを混合し、対にして発現細胞をトランスフェクトし、二重特異性組換えタンパク質又は対照試料(表1を参照)を得た。その後の実験材料は、この一連のプラスミドでトランスフェクトされた発現細胞から抽出して得た。
実施例1 発現ベクターの構築
二重特異性組換えタンパク質は、GENEWIZ社によってタンパク質配列に従ってコドン最適化を行った後、直接合成され、pCDNA3.1プラスミドに挿入され、配列決定によって確認された。上記の異なる発現プラスミドを混合し、対にして発現細胞をトランスフェクトし、二重特異性組換えタンパク質又は対照試料(表1を参照)を得た。その後の実験材料は、この一連のプラスミドでトランスフェクトされた発現細胞から抽出して得た。
上記の表1において、二重特異性組換えタンパク質の第1機能結合フラグメントは、それがターゲットとする標的抗原、即ち第1機能抗原によって特徴付けられ、(H)は重鎖VH及びCH1からなる構造ドメインを指し、(L)は軽鎖VL及びCLからなる構造ドメインを指し、D1はヒトSIRPα野生型及びその突然変異体の細胞外D1ドメインを表し、Fcは野生型Fc領域を表し、Fc1はhole又はholes突然変異を有するFc領域を表し、Fc2はknob又はknobs突然変異を有するFc領域を表す。前記配列名称に対応する配列番号は表2に示された通りである。ここで、シグナルペプチドの配列は配列番号49に示される通りである。Codrituzumabのアミノ酸配列は特許US7919086から引用され、重鎖のアミノ酸配列は配列番号19に示される通りであり、軽鎖のアミノ酸配列は、配列番号20に示される通りである。Atezolizumabのアミノ酸配列は特許US20100203056から引用され、重鎖のアミノ酸配列は配列番号21に示される通りであり、軽鎖のアミノ酸配列は、配列番号22に示される通りである。Tiragolumabのアミノ酸配列の重鎖のアミノ酸配列は配列番号61に示される通りであり、軽鎖のアミノ酸配列は、配列番号62に示される通りである。Palivizumabの重鎖可変領域及び軽鎖可変領域のアミノ酸配列は特許WO199401715から引用される。ヒトIgG1アイソタイプ対照(B117901)は、Biointron社から購入したものである。組換え発現IFN-α 2bタンパク質(Z03003)は、Nanjing GenScript Biotech Co.,Ltd社から購入したものである。IL10M-FcのIL10は、単量体突然変異体を使用し、対応する配列は下記の文献を参照する(Josephson, K. Design and analysis of an engineered human interleukin-10 monomer.[J]. Journal of Biological Chemistry, 2000, 275(18):13552-7.)。IL15-IL15RαSUSHI-Fc(C15Y)は、novoproteinから購入したものである。
表1において、IFNα 2bは、本発明の二重特異性組換えタンパク質におけるIFNαに対する第2機能結合フラグメントの設計を説明するために、ヒトIFN-α 2b(Genebank:AAP20099.1)を使用した。IFNαファミリーには15個のサブタイプがあり、異なるサブタイプの構造は似ており、配列の相同性が高く(80~99%)、同じIFN受容体に結合し、いずれも抗ウイルス、増殖阻害、抗腫瘍及び免疫調節の機能を有している。IFN-α 2bによって得られる技術的効果に関しては、IFN-αの他のサブタイプが同じ技術的効果を達成することができ(British Journal of Pharmacology(2013) 168 1048-1058)、本発明ではここで繰り返さないこととする。IFN-βとIFN-α 2bは同じインターフェロン受容体を有し、且ついずれもI型インターフェロンであり、類似的な生物学的効果を有するため、同じ技術的効果を達成することもできる。
本発明の二重特異性組換えタンパク質の構造は図1に示された通りであり、前記二重特異性組換えタンパク質の標的抗原をターゲットとする第1機能結合フラグメントは、抗原結合フラグメントを含み、その中で、抗原結合フラグメントのCLドメインのC末端又はCH1ドメインのC末端は、免疫チェックポイント又は免疫チェックポイントリガンド又はサイトカイン受容体をターゲットとする第2機能結合フラグメントと直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結さた。第1機能結合フラグメントの抗原結合フラグメントにおける可変領域(V領域)及び定常領域(C領域)が、直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、又は前記抗原結合フラグメントとFc領域が、直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、又は上記の2つの方法を同時に使用して連結された。第1機能結合フラグメントの軽鎖VL又は重鎖VHは、knobs-into-holesによって第2機能結合フラグメントと結合された。前記第1機能結合フラグメントの軽鎖VL又は重鎖VH又は第2機能結合フラグメントは、前記Fc領域に直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結された。例えば、図1において、a、eは、第1機能結合フラグメントの抗原結合フラグメントのCL構造ドメインのC末端と第2機能結合フラグメントが直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結されることを表し、b、fは、第1機能結合フラグメントの抗原結合フラグメントのCH1構造ドメインのC末端と第2機能結合フラグメントが直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結されることを表し、c、g、j、kは、第1機能結合フラグメントの抗原結合フラグメントのCL構造ドメインのC末端と第2機能結合フラグメントが直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、且つFc領域がknobs-into-holesを介して結合されることを表し、d、h、i、lは、第1機能結合フラグメントの抗原結合フラグメントのCH1構造ドメインのC末端と第2機能結合フラグメントが直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、且つFc領域がknobs-into-holesを介して結合していることを表す。
実施例2 発現プラスミドの製造、細胞トランスフェクション及び標的タンパク質の発現、精製
1.発現プラスミドの製造
発現プラスミドを含むグリセロール細菌(発現プラスミドを含む1mLの大腸菌液に0.5mLの60%滅菌グリセロール溶液を加え、十分に混ぜる)を、液体LB培地に1:1000の比率で接種した。37℃、220rpmのシェーカーで16時間振とうした後、遠心分離してバクテリアを収集した。発現プラスミドは、エンドトキシンを含まないプラスミドキット(DP117、Tiangen Biotech(Beijing)Co.,Ltd.から購入)を使用して、キットの説明書に提供された標準手順に従って、抽出することにより得た。
1.発現プラスミドの製造
発現プラスミドを含むグリセロール細菌(発現プラスミドを含む1mLの大腸菌液に0.5mLの60%滅菌グリセロール溶液を加え、十分に混ぜる)を、液体LB培地に1:1000の比率で接種した。37℃、220rpmのシェーカーで16時間振とうした後、遠心分離してバクテリアを収集した。発現プラスミドは、エンドトキシンを含まないプラスミドキット(DP117、Tiangen Biotech(Beijing)Co.,Ltd.から購入)を使用して、キットの説明書に提供された標準手順に従って、抽出することにより得た。
2.細胞トランスフェクション、タンパク質の発現
下記の方法は、LCB-001を例として、第2機能抗原がCD47である二重特異性組換えタンパク質に適用できる。
下記の方法は、LCB-001を例として、第2機能抗原がCD47である二重特異性組換えタンパク質に適用できる。
得られた発現プラスミドを0.22μmのフィルターで濾過した後、3mgのプラスミド(ここで、二重特異性組換えタンパク質、そのA鎖及びB鎖発現プラスミドの比率は1:1(モル比))を吸引し、50mLのOpti MEM I Reduced Serum Medium(GIBCO)に加えて均一に混合した。6mgのトランスフェクション試薬ポリエーテルイミド(Polyetherimide、PEI、Polysciencesから購入し、1mg/mLの濃度で滅菌超純水に溶解)を吸引し、50mLのOpti MEM I Reduced Serum Mediumに加え、均一に混合した。得られたPEI溶液をプラスミドを含むOpti MEM I Reduced Serum Medium溶液に加え、均一に混合した。室温で15分間放置した後、プラスミドとPEIの混合物を、1Lの体積と3×106細胞/mLの細胞密度を有する宿主細胞CHO-S(Thermo Fisher)の懸濁液にゆっくりと均一に加え、37℃に置き、5%のCO2インキュベーターで培養した。4時間後、初期容量の7%に相当するフィード培地(当該フィード培地は、水1リットルあたりに80gのCD Efficient Feed C AGT(Gibcoから購入)、75gの5×00483(Kerry)を溶解させた)を加えた。培養温度を33℃に下げ、6日間の培養後に収穫した。細胞懸濁液を10℃で10000gで30分間遠心分離し、遠心分離によって得られた上清、即ち細胞培養回収溶液を標的タンパク質の精製に使用した。
下記の方法は、LCB-009を例として、第2機能抗原のCD47以外の二重特異性組換えタンパク質に適用できる。
得られた発現プラスミドを0.22μmのフィルターで濾過した後、50μgのプラスミド(ここで、A鎖及びB鎖発現プラスミドの質量比は2:1又は3:1)を吸引し、2mLのOptiPRO SFM Medium(GIBCO)に加えて均一に混合した。160μLのトランスフェクション試薬ExpiFectamine CHO Reagentを吸引し、2mLのOptiPRO SFM Mediumに加えて均一に混合した。得られたトランスフェクション試薬混合溶液をプラスミドを含む混合溶液に加えて均一に混合した。プラスミドとトランスフェクション試薬の混合物を50mLの体積と6×106生細胞/mLの細胞密度を有する宿主細胞ExpiCHO-S(Thermo Fisher)の懸濁液にゆっくりと均一に加え、37℃、8%のCO2インキュベーターでで培養した。1日目(18~22時間後)300μLのExpiCHO Enhancerと8mLのExpiCHO Feedを加え、培養温度を32℃に冷却させ、5日目に、8mLのExpiCHO Feed2回目のフィードを加え、12日間培養した後収穫した。細胞懸濁液を8000rpmで15分間遠心分離し、遠心分離によって得られた上清、即ち細胞培養回収溶液を標的タンパク質の精製に使用した。
3.タンパク質の精製
1)試料キャプチャー(タンパク質Aアフィニティーキャプチャー)
下記の方法では、LCB-001を例とし、当該方法は本発明のすべての二重特異性組換えタンパク質に適用できる。
1)試料キャプチャー(タンパク質Aアフィニティーキャプチャー)
下記の方法では、LCB-001を例とし、当該方法は本発明のすべての二重特異性組換えタンパク質に適用できる。
前記LCB-001細胞培養回収液を10000rpmで30分間遠心分離して、細胞とその断片を除去した後、プロテインAアフィニティーカラム(GE Healthcare)にロードし、溶出によって標的タンパク質を回収した。SDS-PAGEでタンパク質の純度を検出した。
プロテインA精製方法は、当業者に周知の従来のタンパク質精製方法であり、具体的な試験方法は、GE HealthcareプロテインA製品取扱説明書及びGE抗体精製マニュアルを参照することができる。
2)試料の精製
下記の方法では、LCB-009を例として、二重特異性組換えタンパク質の精製ステップを説明しているが、タンパク質Aアフィニティーキャプチャー後大量の凝集体を含む二重特異性組換えタンパク質に適している。
下記の方法では、LCB-009を例として、二重特異性組換えタンパク質の精製ステップを説明しているが、タンパク質Aアフィニティーキャプチャー後大量の凝集体を含む二重特異性組換えタンパク質に適している。
二重特異性組換えタンパク質LCB-009の発現上清は、SULFATE 650Fパッキング(TOSOH)を使用して、試料内の凝集体及びその他の不純物を除去し、実験プロセスは下記の通りである。
a)平衡化:平衡溶液(50mMのNaAC-HAC、pH5.5)を使用し、UV検出ラインが安定するまでクロマトグラフィーカラムを平衡化し、
b)試料ローディング:試料ポンプで試料をローディングし、保持時間は5分、負荷量≦50mg/mLであり、
c)再平衡化:平衡溶液(50mMのNaAC-HAC、pH5.5)を使用し、5カラム体積でクロマトグラフィーカラムを洗浄し、
d)溶出:溶出液(50mMのNaAC-HAC、250Mm、pH5.5)を使用して、標的タンパク質を溶出し、SDS-PAGEでタンパク質の純度を検出した。
b)試料ローディング:試料ポンプで試料をローディングし、保持時間は5分、負荷量≦50mg/mLであり、
c)再平衡化:平衡溶液(50mMのNaAC-HAC、pH5.5)を使用し、5カラム体積でクロマトグラフィーカラムを洗浄し、
d)溶出:溶出液(50mMのNaAC-HAC、250Mm、pH5.5)を使用して、標的タンパク質を溶出し、SDS-PAGEでタンパク質の純度を検出した。
表1の対照試料の精製工程は、1)試料キャプチャー(タンパク質Aアフィニティーキャプチャー)の操作ステップを参照して得た。
精製された二重特異性組換えタンパク質、対照試料及び潜在的なリスク不純物のSDS-PAGEタンパク質電気泳動検出結果は、図2~図5に示された通りである。
LCB-001、LCB-002、LCB-001-R、LCB-002-R四種類のタンパク質の理論分子量は、それぞれ111kD、114kD、123kD及び129kDである。図2に示されるように、各レーンの標的タンパク質の発現はいずれも正常であったが、LCB-001及びLCB-002(図2のレーン1及びレーン2)は、異なる程度の左アーム二量体、右アーム二量体(LCB-001-R、LCB-002-R)及び/又は多量体を示した。
LCB-009、LCB-010、LCB-011、LCB-012、LCB-013、LCB-014、LCB-015、LCB-010-M1、LCB-010-M2、LCB-010-M3、LCB-010-M4、LCB-010-M5、LCB-011-M3、LCB-011-M4の理論分子量は、いずれも約120kDであり、表1に示される対照抗体Codrituzumabの分子量は、150kDであり、IFNα 2b-Fcの分子量は、88kDであり、IFNα 2b単体の分子量は、19.2kDであった。アフィニティーキャプチャー(即ち、タンパク質Aで精製した後)の試料の非還元SDS-PAGEタンパク質の電気泳動検出結果は、図3に示された通りであり、還元SDS-PAGEタンパク質の電気泳動検出結果は、図4に示された通りであり、電気泳動の結果は当該構造によって発現される抗体がより多くの凝集体を含むことを示し、精製した後(即ち、SULFATE 650Fによって精製した後)の非還元SDS-PAGEタンパク質電気泳動検出結果は図5に示された通りであり、陽イオン交換クロマトグラフィーパッキングで大部分の凝集体を除去することができることが分かる。
表1に示される他の二重特異性組換えタンパク質は、アフィニティーキャプチャー及び精製した後、試料の還元及び非還元のSDS-PAGEタンパク質電気泳動の検出結果は、理論分子量と一致したため、ここでは説明を省略する。
実施例3 第2機能抗原がCD47である二重特異性組換えタンパク質の標的親和性、標的競合結合活性の検出
1、CD47及び/又はCD20標的親和性の検出方法
フローサイトメトリーで標的CD20に対する二重特異性組換えタンパク質の親和性の検出:
標的CD20に対する二重特異性組換えタンパク質の結合親和性はフローサイトメトリーにより測定された。下記の方法では、LCB-001又はLCB-002を例とし、第1機能抗原がCD20である組換えタンパク質の検出に適用される。
1、CD47及び/又はCD20標的親和性の検出方法
フローサイトメトリーで標的CD20に対する二重特異性組換えタンパク質の親和性の検出:
標的CD20に対する二重特異性組換えタンパク質の結合親和性はフローサイトメトリーにより測定された。下記の方法では、LCB-001又はLCB-002を例とし、第1機能抗原がCD20である組換えタンパク質の検出に適用される。
CHO-K1-hCD20(hCD20を過剰発現するチャイニーズハムスター卵巣上皮細胞)を培養し、成長が良好な細胞を収集してカウントし、遠心分離し、PBS+2%FBS(Gibcoから購入)で3×106個の細胞/mLの濃度に再懸濁させた。細胞を100μL/ウェルで96ウェルU字型プレート(商品番号:3799、Corning)に加え、少なくとも15分間放置し、遠心分離して上清を吸引し、8つの希釈度のLCB-001、LCB-002、陽性対照Ofatumumab、陽性対照Rituximab又は陰性対照IgG(Isotype)(100nMから開始、3倍で勾配希釈、合計8濃度)をそれぞれ加え、96ウェルプレートを4℃の冷蔵庫で1時間培養し、PBS+2%FBSで洗浄した後、ヤギ抗ヒトIgG Fc-FITC(F9512-2ML、Sigma)を加え、4℃で1時間培養し、PBS+2%FBSで洗浄及び再懸濁した後、フローサイトメーター(BD)で蛍光値を検出した。
CHO-K1細胞は、CD47抗原を発現しないため、細胞レベルでCHO-K1-hCD20細胞を用いて、組換えタンパク質LCB-001、LCB-002、陽性対照試料Ofatumumab、Rituximab、陰性対照IgG及びCD20の結合親和性を評価することができる。
試験結果は、陰性対照IgGがCHO-K1に結合できないこと以外に、組換えタンパク質LCB-001、LCB-002、陽性対照試料Ofatumumab、Rituximabが、いずれもCHO-K1細胞に結合でき、CD20に対するLCB-001、LCB-002の結合親和性は、抗CD20抗体Ofatumumab又はRituximabの結合親和性と似ていることを示した。
以上の試験データは、本発明の組換えタンパク質が細胞レベルで腫瘍細胞CD20抗原を特異的にターゲットとすることができ、CD20への結合親和性は、CD20に対する同じ標的を有するモノクローナル抗体の結合親和性より低くなく、本発明の組換えタンパク質は、標的ターゲット細胞を高親和性でターゲティングすることができる。
例えば、図6に示されるように、組換えタンパク質LCB-001、LCB-002、陽性対照試料Ofatumumab、Rituximabは、いずれもCHO-K1-hCD20細胞に結合することができた。具体的に、CD20に対するLCB-001、LCB-002の結合親和性は、抗CD20抗体Ofatumumab又はRituximabの結合親和性と似ていた。
フローサイトメトリーで標的CD47に対する二重特異性組換えタンパク質の親和性の検出:
標的CD47に対する二重特異性組換えタンパク質の結合親和性はフローサイトメトリーにより測定された。下記の方法では、LCB-001、LCB-002又はLCB-017を例とし、第1機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
標的CD47に対する二重特異性組換えタンパク質の結合親和性はフローサイトメトリーにより測定された。下記の方法では、LCB-001、LCB-002又はLCB-017を例とし、第1機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
HEK293(ヒト胎児腎細胞293)(CD20-/CD47+、非標的ターゲット細胞)を培養し、成長が良好な細胞を収集してカウントし、遠心分離し、PBS+2%FBS(Gibco)で3×106個の細胞/mLの濃度に再懸濁させた。細胞を100μL/ウェルで96ウェルU字型プレート(商品番号:3799、Corning)に加え、少なくとも15分間放置し、遠心分離して上清を吸引し、7つの希釈度のLCB-001、LCB-002、抗CD47抗体Magrolimab、抗CD47融合タンパク質TTI-621又はIgG1(Isotype)(100nMから開始、4倍で勾配希釈、合計7濃度)をそれぞれ加え、96ウェルプレートを4℃の冷蔵庫で1時間培養し、PBS+2%FBSで洗浄した後、ヤギ抗ヒトIgG Fc-FITC(F9512-2ML、Sigma)を加え、4℃で1時間培養し、PBS+2%FBSで洗浄及び再懸濁した後、フローサイトメーター(BD)で蛍光値を検出した。
HEK293細胞は、CD20抗原を発現しないため、細胞レベルでHEK293細胞を用いて、二重特異性組換えタンパク質LCB-001、LCB-002、陽性対照抗CD47抗体Magrolimab、抗CD47融合タンパク質TTI-621、及び陰性対照IgG及びCD47の結合親和性を評価することができる。
試験結果は、陰性対照IgGがHEK293に結合できないこと以外に、抗CD47抗体Magrolimab、抗CD47融合タンパク質TTI-621(SIRPα D1-Fc7融合タンパク質)、組換えタンパク質LCB-001及びLCB-002が、いずれもHEK293細胞に結合でき、組換えタンパク質LCB-001及びLCB-002とHEK293の結合は抗CD47抗体Magrolimabよりも有意に弱く、同時に抗CD47融合タンパク質TTI-621よりも明らかに弱いことを示した。
例えば、図7Aに示されるように、抗CD47抗体Magrolimab、抗CD47融合タンパク質TTI-621、組換えタンパク質LCB-001及びLCB-002は、いずれもHEK293細胞に結合することができた。具体的に、組換えタンパク質LCB-001及びLCB-002の親和性は、抗CD47抗体Magrolimabよりも有意に弱く、抗CD47融合タンパク質TTI-621(SIRPα D1-Fc融合タンパク質)よりも有意に弱い。
CD47をトランスフェクトしたCHO-K1(チャイニーズハムスター卵巣細胞)(CD38-/CD47+、非標的ターゲット細胞)を洗浄・消化後、成長が良好な細胞を収集してカウントし、遠心分離し、DPBS+2%FBS(Gibco)で3×106個の細胞/mLの濃度に再懸濁させた。細胞を100μL/ウェルで96ウェルU字型プレート(商品番号:3799、Corning)に加え、少なくとも15分間放置し、遠心して上清を吸引し、7つの希釈度のLCB-017、Felzartamab、TTI-621、又はSIRPα-D1m-Fc(200nMから開始、3倍で勾配希釈、合計11濃度)をそれぞれ加え、96ウェルプレートを4℃の冷蔵庫で1時間培養し、DPBS+2%FBSで洗浄した後、ヤギ抗ヒトIgG Fc-FITC(F9512-2ML、Sigma)を加え、4℃で1時間培養し、DPBS+2%FBSで洗浄及び再懸濁させた後、フローサイトメーター(BD)で蛍光値を検出した。
CD47をトランスフェクトしたCHO-K1細胞は、CD38抗原を発現しないため、細胞レベルで当該CHO-K1細胞を用いて、二重特異性組換えタンパク質LCB-017、陰性対照抗CD38抗体Felzartamab、陽性対照抗CD47融合タンパク質TTI-621及びその高親和性SIRPα D1m-Fc及びCD47の結合親和性を評価することができる。
試験結果は、陰性対照抗CD38抗体FelzartamabがCHO-K1に結合できないこと以外に、抗CD47融合タンパク質TTI-621(SIRPα D1-Fc融合タンパク質)、高親和性SIRPα D1m-Fc融合タンパク質、組換えタンパク質LCB-017は、いずれもHEK293細胞に結合することができ、組換えタンパク質LCB-017と非標的ターゲット細胞CHO-K1の結合は抗CD47融合タンパク質TTI-621よりも有意に弱いことを示した。
例えば、図7Bに示されるように、高親和性SIRPα D1m-Fc融合タンパク質、抗CD47融合タンパク質TTI-621、組換えタンパク質LCB-017は、いずれも非標的ターゲット細胞CHO-K1細胞に結合することができる。具体的に、組換えタンパク質LCB-017の親和性は、抗CD47融合タンパク質TTI-621(SIRPα D1-Fc融合タンパク質)よりも有意に弱い。
第2機能抗原がCD47である、本発明の他の二重特異性組換えタンパク質も非標的ターゲット細胞似対して低い結合親和性又は結合しないことが観察された。
以上の試験データは、本発明の組換えタンパク質が細胞レベルで腫瘍細胞のCD47抗原を特異的にターゲットとすることができ、またCD47への結合親和性は、CD47に対するSIRPα D1-Fc融合タンパク質の結合親和性よりも有意に弱く、本発明の二重特異性組換えタンパク質は、意外に、抗CD47抗体又はSIRPα D1-Fc融合タンパク質の治療による赤血球凝集、貧血、血小板減少症などの非腫瘍標的細胞死滅を含む副作用を有意に低減又は回避することもできることを証明した。
表面プラズモン共鳴分析(「SPR分析」と称される)による標的CD20又はCD47に対する二重特異性組換えタンパク質の親和性:
下記の方法では、LCB-002を例とし、第1機能抗原がCD20であり、第2機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
下記の方法では、LCB-002を例とし、第1機能抗原がCD20であり、第2機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
SPR分析には、Biacore T200(GE Healthcare)が使用された。抗ヒトIgG(Fc)抗体(ヒト抗体捕捉キット、GE Healthcare)をCM5センサーチップに固定した。HBS-EP(GE Healthcare)で希釈した5μg/mLのヒトCD20-Fc又はヒトCD47-Fcキメラタンパク質でそれぞれ固定してもよく、捕捉量を測定した。その後、完全組換えタンパク質LCB-002、抗CD20抗体Ofatumumab、抗CD47融合タンパク質TTI-621をHBS-EPで50nMに希釈し、それとヒトCD20-Fcキメラタンパク質又はヒトCD47-Fcキメラタンパク質との結合量をそれぞれ測定した。続いて、50μL/分の流速でHBS-EP+緩衝液を5分間加え、組換えタンパク質LCB-002、抗CD20抗体Ofatumumab、抗CD47融合タンパク質TTI-621及びヒトCD20-Fcキメラタンパク質又はヒトCD47-Fcキメラタンパク質の解離を測定した。Fit localで二価検体モデル、Rmaxを分析し、結合速度定数(ka)及び解離速度定数(kd)を計算し、kdでkaを割って結合解離定数(KD)を計算した。組換えタンパク質LCB-002、抗CD20抗体Ofatumumab、抗CD47融合タンパク質TTI-621とヒトCD20-Fcキメラタンパク質又はヒトCD47-Fcキメラタンパク質のKd値は表3に示された通りである。
OfatumumabがヒトCD20タンパク質を特異的にターゲットとするため、ヒトCD47-Fcキメラタンパク質と結合されないが、抗CD47融合タンパク質TTI-621は、CD47タンパク質を特異的にターゲットとするため、ヒトCD20-Fcキメラタンパク質と結合されない。
試験結果は、タンパク質レベルで、組換えタンパク質LCB-002は、ヒトCD47タンパク質又はヒトCD20タンパク質とそれぞれ結合することができ、その親和性は抗CD20抗体Ofatumumab又は抗CD47融合タンパク質TTI-621と比べて有意な変化がないことを示した。
以上の試験データは、本発明の組換えタンパク質がタンパク質レベルで腫瘍細胞CD20抗原及びCD47抗原を特異的にターゲットとすることができ、且つCD47又はCD20への結合親和性は、抗CD20抗体Ofatumumab又は抗CD47融合タンパク質TTI-621に相当することを証明した。
フローサイトメトリーによる標的CD20及びCD47の二重特異性結合状況を検出:
標的CD20及びCD47に対する二重特異性組換えタンパク質の結合親和性はフローサイトメトリーによって測定された。下記の方法では、LCB-001又はLCB-002を例とし、第1機能抗原がCD20であり、第2機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
標的CD20及びCD47に対する二重特異性組換えタンパク質の結合親和性はフローサイトメトリーによって測定された。下記の方法では、LCB-001又はLCB-002を例とし、第1機能抗原がCD20であり、第2機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
成長が良好なRaji細胞(ヒトB細胞リンパ腫)(Cell Bank of Chinese Academy of Sciences、Shanghai)(CD20+/CD47+、標的ターゲット細胞)を収集してカウントし、遠心分離し、PBS+2%FBSで3×106個の細胞/mLの濃度に再懸濁させた。細胞を100μL/ウェルで96ウェルU字型プレート(商品番号:3799、Corning)に加え、8つの希釈度のLCB-001、LCB-002、Ofatumumab、Rituximab、IgG(100nMから開始、3倍勾配希釈、合計8濃度)をそれぞれ加え、4℃で1時間培養し、PBS+2%FBSで洗浄した後、ヤギ抗ヒトIgG Fc-FITC(F9512-2ML、Sigma)を加え、4℃で1時間培養し、PBS+2%FBSで洗浄及び再懸濁させた後、フローサイトメーター(BD)で蛍光値を検出した。
図8に示されるように、CD20及びCD47抗原が同時にRaji細胞表面に発現されるため、抗CD20抗体Ofatumumab、Rituximabは、いずれもRaji細胞に特異的に結合することができるが、組換えタンパク質LCB-001及びLCB-002もRaji細胞に結合することができ、結合力はOfatumumab、Rituximabと同程度であった。
2、標的に対する競合結合活性の検出
下記の方法では、LCB-001、LCB-005、LCB-006、LCB-017を例とし、第2機能抗原がCD47である二重特異性組換えタンパク質に適用される。
下記の方法では、LCB-001、LCB-005、LCB-006、LCB-017を例とし、第2機能抗原がCD47である二重特異性組換えタンパク質に適用される。
フローサイトメトリーによるLCB-001の競合結合活性の検出:
細胞表面CD47に競合結合する二重特異性組換えタンパク質LCB-001、LCB-002及び潜在的な不純物対照試料LCB-001-R、LCB-002-RとFITCで標識された高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITCの競合結合活性は、フローサイトメトリーによって測定された。下記の方法では、LCB-001又はLCB-002を例とし、第1機能抗原がCD20であり、第2機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
細胞表面CD47に競合結合する二重特異性組換えタンパク質LCB-001、LCB-002及び潜在的な不純物対照試料LCB-001-R、LCB-002-RとFITCで標識された高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITCの競合結合活性は、フローサイトメトリーによって測定された。下記の方法では、LCB-001又はLCB-002を例とし、第1機能抗原がCD20であり、第2機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
成長が良好なRaji細胞(ヒトB細胞リンパ腫)(Cell Bank of Chinese Academy of Sciences、Shanghai)を収集してカウントし、遠心分離し、PBS+2%FBSで細胞を3×106個の細胞/mLの濃度に再懸濁させた。細胞を100μL/ウェルで96ウェルU字型プレート(商品番号:3799、Corning)に加え、勾配希釈したLCB-001(開始濃度:200000ng/mL、5倍希釈、合計8濃度)。FITCで標識された高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)の最終濃度は4nMであった。LCB-001、SIRPα(CV1)-Fc-FITC及びRaji細胞を1時間共培養し、遠心分離して上清を捨て、DPBS+2%FBSで細胞を再懸濁させ、次に、フローサイトメーターにより検出した。
試験結果は、抗CD47抗体Magrolimab、抗CD47融合タンパク質TTI-621、組換えタンパク質LCB-001及びLCB-002は、いずれも異なる程度で、FITCで標識された高親和性SIRPα D1m-FcとRaji細胞上のCD47抗原に競合結合して、競合結合活性を発揮し、潜在的な不純物LCB-001-R、LCB-002-Rは、CD47抗原への結合についてFITCで標識された高親和性SIRPα D1m-Fcと競合できず、競合結合活性を発揮できないことを示した。
例えば、図9Aに示されるように、抗CD47抗体Magrolimab、抗CD47融合タンパク質TTI-621、組換えタンパク質LCB-001及びLCB-002は、いずれも異なる程度で、FITCで標識された高親和性SIRPα D1m-FcとCD47抗原に競合結合して、競合結合活性を発揮し、組換えタンパク質LCB-002競合結合活性は、抗CD47融合タンパク質TTI-621非自明に有意に優れており、組換えタンパク質LCB-001の競合結合活性は、抗CD47融合タンパク質TTI-621に相当する。この結果は、適切なリンカー配列を使用して第1機能構造フラグメント及び第2機能構造フラグメントを連結した組換えタンパク質が第2機能構造フラグメントと第2機能抗原の競合結合能力を非自明に有意に改善できることを示した。同時に、潜在的なリスク不純物タンパク質のLCB-001-R、LCB-002-Rは、いずれもFITC標識高親和性SIRPα D1m-Fcと競合してCD47抗原に結合することができなかった。この結果は、組換えタンパク質の製造プロセスで発生した完全に除去できない潜在的なリスク不純物は、第2機能抗原に対する競合結合活性を有意に低下させ、非標的ターゲット細胞上の第2機能抗原への当該潜在的なリスク不純物の結合は非常に弱く、免疫関連の毒性副作用を大幅に減少し、極めて良好な安全性を有すると推測できる。
フローサイトメトリーによるLCB-005の競合結合活性の検出:
細胞表面CD47に競合結合する二重特異性組換えタンパク質LCB-005とFITC標識高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)の競合結合活性は、フローサイトメトリーによって測定された。下記の方法では、LCB-005を例とし、第1機能抗原がEpCAMであり、第2機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
細胞表面CD47に競合結合する二重特異性組換えタンパク質LCB-005とFITC標識高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)の競合結合活性は、フローサイトメトリーによって測定された。下記の方法では、LCB-005を例とし、第1機能抗原がEpCAMであり、第2機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
成長が良好な標的ターゲット細胞CAPAN-2細胞(ヒト膵臓癌細胞)(EpCAM+/CD47+)(Nanjing Kebaiから購入)を洗浄・消化後、計数し、遠心分離し、DPBS+2%FBSで3×106个細胞/mLの濃度に再懸濁させた。細胞を100μL/ウェルで96ウェルU字型プレート(商品番号:3799、Corning)に加え、LCB-005で勾配希釈(開始濃度:200nM、3倍希釈、合計8濃度点)した。FITC標識高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)の最終濃度は4nMであり、LCB-006、SIRPα D1m-Fc、TTI-621、SIRPα(CV1)-Fc-FITC及びCAPAN-2細胞を1時間共培養し、遠心分離して上清を捨て、DPBS+2%FBSで細胞を再懸濁し、次に、フローサイトメーターで検出した。
試験結果は、CAPAN-2細胞で明らかな競合結合活性を有しない抗CD47融合タンパク質TTI-621に比べて、二重特異性組換えタンパク質LCB-005、高親和性SIRPα D1m-Fcは、いずれも異なる程度でFITCで標識された高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)とCAPAN-2細胞のCD47抗原に競合結合して、競合結合活性を発揮し、CAPAN-2に対する二重特異性組換えタンパク質LCB-005の競合結合活性は抗CD47融合タンパク質TTI-621よりも有意に優れていることを示した。
例えば、図9Bに示されるように、二重特異性組換えタンパク質LCB-005と高親和性SIRPα D1m-Fcは、いずれも異なる程度でFITCで標識された高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)とCD47抗原に競合結合して、競合結合活性を発揮しているが、抗CD47融合タンパク質TTI-621では競合結合活性が見られず、二重特異性組換えタンパク質LCB-005競合結合活性は抗CD47融合タンパク質TTI-621よりも非自明に有意に優れていることが分かる。この結果は、本発明の二重特異性組換えタンパク質が、適切なリンカー配列を使用して第1機能構造フラグメント及び第2機能構造フラグメントを連結した組換えタンパク質が第2機能構造フラグメントと第2機能抗原の競合結合能力を非自明に有意に改善できることを示した。
フローサイトメトリーによるLCB-006の競合結合活性の検出:
細胞表面CD47に競合結合する二重特異性組換えタンパク質LCB-006のFITC標識高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)の競合結合活性は、フローサイトメトリーによって測定された。下記の方法では、LCB-006を例とし、第1機能抗原がCD24であり、第2機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
細胞表面CD47に競合結合する二重特異性組換えタンパク質LCB-006のFITC標識高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)の競合結合活性は、フローサイトメトリーによって測定された。下記の方法では、LCB-006を例とし、第1機能抗原がCD24であり、第2機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
成長が良好な標的ターゲット細胞MCF-7細胞(ヒト乳癌細胞)(CD24+/CD47+)(Nanjing Kebaiから購入)を洗浄・消化後、計数し、遠心分離し、DPBS+2%FBSで3×106个細胞/mLの濃度に再懸濁させた。細胞を100μL/ウェルで96ウェルU字型プレート(商品番号:3799、Corning)に加え、LCB-006で勾配希釈(開始濃度:200nM、30倍希釈、合計8濃度点)した。FITC標識高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)の最終濃度は4nMであり、LCB-006、SIRPα D1m-Fc、TTI-621、SIRPα(CV1)-Fc-FITC及びMCF-7細胞を1時間共培養し、遠心分離して上清を捨て、DPBS+2%FBSで細胞を再懸濁させ、次に、フローサイトメーターで検出した。
試験結果は、MCF-7細胞で明らかな競合結合活性を有しない抗CD47融合タンパク質TTI-621に比べて、二重特異性組換えタンパク質LCB-006、高親和性SIRPα D1m-Fcは、いずれも異なる程度でFITCで標識された高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)とMCF-7細胞のCD47抗原に競合結合して、競合結合活性を発揮し、MCF-7に対する二重特異性組換えタンパク質LCB-006の競合結合活性は抗CD47融合タンパク質TTI-621よりも有意に優れていることを示した。
例えば、図9Cにされるように、二重特異性組換えタンパク質LCB-006と高親和性SIRPα D1m-Fcは、いずれも異なる程度でFITCで標識された高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)とCD47抗原に競合結合して、競合結合活性を発揮しているが、抗CD47融合タンパク質TTI-621では競合結合活性が見られず、二重特異性組換えタンパク質LCB-006競合結合活性は抗CD47融合タンパク質TTI-621よりも非自明に有意に優れていることが分かる。この結果は、適切なリンカー配列を使用して第1機能構造フラグメント及び第2機能構造フラグメントを連結する本発明の二重特異性組換えタンパク質が、第2機能構造フラグメントと第2機能抗原の競合結合能力を非自明に有意に改善できることを示した。
フローサイトメトリーによるLCB-017の競合結合活性の検出:
細胞表面CD47に競合結合する二重特異性組換えタンパク質LCB-017とFITC標識高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)の競合結合活性は、フローサイトメトリーによって測定された。下記の方法では、LCB-017を例とし、第1機能抗原がCD38であり、第2機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
細胞表面CD47に競合結合する二重特異性組換えタンパク質LCB-017とFITC標識高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)の競合結合活性は、フローサイトメトリーによって測定された。下記の方法では、LCB-017を例とし、第1機能抗原がCD38であり、第2機能抗原がCD47である組換えタンパク質の検出に適用される。
成長が良好なRaji細胞(ヒトB細胞リンパ腫)(Cell Bank of Chinese Academy of Sciences, Shanghai)(CD38+/CD47+)を収集してカウントし、遠心分離し、DPBS+2%FBSで3×106個の細胞/mLの濃度に再懸濁させた。細胞を100μL/ウェルで96ウェルU字型プレート(商品番号:3799、Corning)に加え、LCB-017で勾配希釈(開始濃度:200nM、3倍希釈、合計7濃度点)した。FITCで標識された高親和性SIRPα D1m-Fc(SIRPα(CV1)-Fc-FITC)の最終濃度は4nMであった。LCB-017、SIRPα D1m-Fc、TTI-621、SIRPα(CV1)-Fc-FITC及びRaji細胞を1時間共培養し、遠心分離して上清を捨て、DPBS+2%FBSで細胞を再懸濁させ、次に、フローサイトメーターにより検出した。
試験結果は、抗CD47融合タンパク質TTI-621、二重特異性組換えタンパク質LCB-017及び高親和性SIRPα D1m-Fcは、いずれも異なる程度でFITCで標識された高親和性SIRPα D1m-FcとRaji細胞のCD47抗原に競合結合して、競合結合活性を発揮し、MCF-7に対する二重特異性組換えタンパク質LCB-017の競合結合活性は抗CD47融合タンパク質TTI-621よりも有意に優れていることを示した。
例えば、図9Dに示されるように、抗CD47融合タンパク質TTI-621、二重特異性組換えタンパク質LCB-017と高親和性SIRPα D1m-Fcは、いずれも異なる程度でFITCで標識された高親和性SIRPα D1m-FcとRaji細胞のCD47抗原に競合結合して、競合結合活性を発揮し、二重特異性組換えタンパク質LCB-017競合結合活性(IC50=27.98)は抗CD47融合タンパク質TTI-621(IC50=1067)よりも非自明に有意に優れていることが分かる。この結果は、適切なリンカー配列を使用して第1機能構造フラグメント及び第2機能構造フラグメントを連結する本発明の二重特異性組換えタンパク質が、第2機能構造フラグメントと第2機能抗原の競合結合能力を有意に改善できることを示した。
要するに(図9A~図9D)、適切なリンカー配列を使用して第1機能構造フラグメント及び第2機能構造フラグメントを連結する本発明の二重特異性組換えタンパク質が、第2機能構造フラグメントと第2機能抗原の競合結合能力を非自明に有意に改善できることを示した。第2の機能的抗原がCD47である他の二重特異性組換えタンパク質もまた、標的抗原陽性の標的ターゲット細胞で上記のデータと一致する結果が観察された。
実施例4 GPC3高発現肝癌細胞株(二重陽性発現細胞、標的ターゲット細胞)に対するGPC3をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質の結合活性の検出
標的GPC3高発現肝癌細胞株に対するGPC3をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質の結合親和性はフローサイトメトリーにより測定された。下記の方法では、LCB-009、LCB-010、LCB-011を例とし、第1機能結合フラグメントがGPC3抗原に結合し、第2機能結合フラグメントがIFN-α 2b又はその低親和性突然変異体である二重特異性組換えタンパク質の検出に適用される。
標的GPC3高発現肝癌細胞株に対するGPC3をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質の結合親和性はフローサイトメトリーにより測定された。下記の方法では、LCB-009、LCB-010、LCB-011を例とし、第1機能結合フラグメントがGPC3抗原に結合し、第2機能結合フラグメントがIFN-α 2b又はその低親和性突然変異体である二重特異性組換えタンパク質の検出に適用される。
検出細胞はHepG2細胞(Nanjing Kebai Biotechnology Co., Ltd.)及びHuH-7(Cell Bank of Chinese Academy of Sciences, Shanghai)であり、成長が良好な細胞を収集してカウントし、遠心分離し、FACS緩衝液(PBS+2%FBS)で1×106個細胞/mLの濃度に再懸濁させた。細胞を100μL/ウェルで96ウェルU字型プレート(商品番号:3799、Corning)に加え、7つの希釈度の二重特異性組換えタンパク質又は対照タンパク質(100nMから開始、3倍勾配希釈、合計7濃度)をそれぞれ加え、4℃で1時間培養し、FACS緩衝液で洗浄した後、ヤギ抗ヒトIgG(Alexa Fluor488 goat anti-human IgG (H+L)、Invitrogen)を加え、4℃で1時間培養し、FACS緩衝液で洗浄及び再懸濁させた後、フローサイトメーター(Attune Nxt、invitrogen)で蛍光値を検出した。
実験結果は、図10及び図11に示されるように、二重特異性組換えタンパク質LCB-009、LCB-010、LCB-011は、いずれもGPC3及びIFNα受容体を同時に発現される標的ターゲット細胞HepG2及びHuH-7細胞と所定の結合活性を有し、二重特異性組換えタンパク質とHepG2及びHuH-7細胞の結合は、抗GPC3モノクローナル抗体(対照試料Codrituzumab)と比べてより高い最大平均蛍光強度を有することを示した。同時に、図10及び図11に示されるように、リンカー配列の長さは、二重特異性組換えタンパク質と標的ターゲット細胞の結合活性に与える影響が弱く、リンカー配列が短い(例えば、リンカー配列が1つのGGGGSである)場合、二重特異性組換えタンパク質(例えば、LCB-009)と標的ターゲット細胞の結合活性(EC50)は、比較的に低かった。
実施例5 抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity、ADCC)に対するGPC3をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質の活性の検出
標的GPC3を高発現する肝癌細胞株に対する二重特異性組換えタンパク質のADCC活性は乳酸脱水素酵素(LDH)法により測定された。下記の方法では、LCB-009、LCB-010、LCB-011を例とし、第1機能結合フラグメントがGPC3抗原に結合し、第2機能結合フラグメントがIFN-α 2b又はその低親和性突然変異体である二重特異性組換えタンパク質のADCC活性検出に適用される。
標的GPC3を高発現する肝癌細胞株に対する二重特異性組換えタンパク質のADCC活性は乳酸脱水素酵素(LDH)法により測定された。下記の方法では、LCB-009、LCB-010、LCB-011を例とし、第1機能結合フラグメントがGPC3抗原に結合し、第2機能結合フラグメントがIFN-α 2b又はその低親和性突然変異体である二重特異性組換えタンパク質のADCC活性検出に適用される。
エフェクター細胞はヒト末梢血単核球細胞(Peripheral Blood Mononuclear Cell,PBMC)であり、標的細胞は、GPC3を高発現するHepG2肝癌細胞株であり、LDH検出キットは、CytoTox-ONETM-Homogeneous Membrance Integrity Assay、Promega、G7892であった。標的細胞及びエフェクター細胞は、1:20の条件でプレイティングし、二重特異性組換えタンパク質又は対照タンパク質(150nMから開示、5倍勾配希釈、合計8濃度)を加え、37℃で4時間共培養した。37℃で3.5時間培養した後、対照群に溶解試薬を加え、顕微鏡下で細胞の状態を観察し、細胞が完全に溶解した後10000rpmで5分間遠心し、上清を96ウェル黒クリアボトムプレート(Corning、3904)に移し、反応基質と37℃で30分間培養し、停止溶液を加え、3~5分間光を避けて振とうし、マイクロプレートリーダー(SpectraMax M2)で信号値を検出し、詳しいステップはLDH検出キット説明書を参考できる。
図12に示されるように、二重特異性組換えタンパク質(例えば、LCB-009、LCB-010、LCB-011)は、ADCC活性を保持しており、二重特異性組換えタンパク質のADCC活性は抗GPC3モノクローナル抗体(対照試料Codrituzumab)と相当する(EC50=0.53)。
実施例6 GPC3をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性の検出
異なる腫瘍細胞株に対するGPC3をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性は、cell titer gloキット(Promega、Cat:G7558)を使用して測定された。下記の方法では、LCB-009、LCB-010、LCB-011を例とし、第1機能結合フラグメントがGPC3抗原に結合し、第2機能結合フラグメントがIFN-α 2b又はその低親和性突然変異体である二重特異性組換えタンパク質の検出に適用される。
異なる腫瘍細胞株に対するGPC3をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性は、cell titer gloキット(Promega、Cat:G7558)を使用して測定された。下記の方法では、LCB-009、LCB-010、LCB-011を例とし、第1機能結合フラグメントがGPC3抗原に結合し、第2機能結合フラグメントがIFN-α 2b又はその低親和性突然変異体である二重特異性組換えタンパク質の検出に適用される。
GPC3陽性細胞株HuH-7又はGPC3陰性腫瘍細胞株U266(Nanjing Kebai Biotechnology Co., Ltd.から購入)及びGPC3陰性腫瘍細胞株SW480(Nanjing Kebai Biotechnology Co., Ltd.から購入)を96ウェル黒クリアボトムプレート(Corning、3904)にプレイティングし、二重特異性組換えタンパク質又は対照タンパク質(52nMから開始、10倍勾配希釈、合計6ポイント、又は10nMから開始、5倍勾配希釈、合計8ポイント)を加え、37℃の二酸化炭素インキュベーターに置いて3日間培養し、Cell titer glo、Multomode Plate Reader(PerkinElmer、Envision2105)に入れて信号値を検出した。
その結果、GPC3陽性(GPC3+)の標的ターゲット細胞HuH-7に対する二重特異性組換えタンパク質(例えば、LCB-009、LCB-010、LCB-011)の増殖阻害活性(IC50)は、いずれも対照IFN-α 2b(図13に示される)よりも高く、抗GPC3モノクローナル抗体(anti-GPC3 mAb、即ち対照試料Codrituzumabであり、当該抗体のHuH-7に対する増殖阻害作用が見られなかった)よりも高かった。図14に示されるように、HuH-7(GPC3陽性の標的ターゲット細胞)に対するGPC3をターゲットとする機能が欠乏する二重特異性組換えタンパク質LCB-012及びIFN-α 2bのFc融合タンパク質(IFN-α 2b-Fc)の増殖阻害活性は、いずれもGPC3をターゲットとする機能を有する二重特異性組換えタンパク質LCB-010よりも有意に低く、GPC3をターゲットとする機能を有する二重特異性組換えタンパク質と標的ターゲット細胞のGPC3との結合は、IFN-α 2bの増殖阻害活性を有意に増強させるが、標的ターゲット細胞をターゲットとする効果を有しない二重特異性組換えタンパク質のIFN-α 2bは増殖阻害活性が低いことを示し、本発明の二重特異性組換えタンパク質は、標的抗原を有する標的ターゲット細胞のみに対して強い増殖阻害効果を有し、標的抗原を有しない非標的ターゲット細胞には効果が弱い、又は結合しないことから、本発明の二重特異性組換えタンパク質の安全性が高いことを示した。
更に、表4の結果に示されるように、GPC3陽性(GPC3+)の標的ターゲット細胞(HuH-7を例とする)に対する異なるリンカー配列の二重特異性組換えタンパク質(例えば、LCB-009、LCB-010、LCB-011)は、いずれもIFN-α 2bよりも強い増殖阻害活性を有し、異なるリンカー配列の二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性はわずかに異なり、リンカー配列として、1つのGGGGSを含む二重特異性組換えタンパク質(即ち、短いリンカー配列で連結された二重特異性組換えタンパク質)(例えば、LCB-009)は、比較的に低い活性を有し(図13、表4に示される)、当該結果は図11に示されるように、異なるリンカー配列の組換えタンパク質の結合活性の結果と一致する。しかし、GPC3陰性(GPC3-)の非標的ターゲット細胞U266及びSW480細胞株において、二重特異性組換えタンパク質(例えば、LCB-009、LCB-010、LCB-011)の増殖阻害活性は、IFN-α 2b(即ち、二重特異性組換えタンパク質の相対活性は1よりはるかに小さい)よりも有意に低く、当該結果はGPC3を発現しない細胞(即ち、標的抗原を発現しない非標的ターゲット細胞)において、二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性は極めて低く、その安全性は比較的に高いことを示した。同時に、表4に示されるように、標的ターゲット細胞に対する二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性は、非標的ターゲット細胞に対する当該二重特異性組換えタンパク質の少なくとも700倍であった。
実施例7 PD-L1をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性の検出
異なる腫瘍細胞株に対するPD-L1をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性は、cell titer gloキット(Promega、Cat:G7558)を使用して測定された。下記の方法では、LCB-013、LCB-014、LCB-015を例とし、第1機能結合フラグメントがPD-L1抗原に結合し、第2機能結合フラグメントがIFN-α 2b又はその低親和性突然変異体である二重特異性組換えタンパク質に適用される。
異なる腫瘍細胞株に対するPD-L1をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性は、cell titer gloキット(Promega、Cat:G7558)を使用して測定された。下記の方法では、LCB-013、LCB-014、LCB-015を例とし、第1機能結合フラグメントがPD-L1抗原に結合し、第2機能結合フラグメントがIFN-α 2b又はその低親和性突然変異体である二重特異性組換えタンパク質に適用される。
PD-L1陽性細胞株MDA-MB-231(Nanjing Kebai Biotechnology Co., Ltd.から購入)を96ウェル黒クリアボトムプレート(Corning,3904)にプレイティングし、二重特異性組換えタンパク質又は対照タンパク質(52nMから開始、10倍勾配希釈、合計6ポイント)を加え、37℃の二酸化炭素インキュベーターに置いて3日間培養し、Cell titer glo、Multomode Plate Reader(PerkinElmer、Envision2105)に入れて信号値を検出した。
図15に示されるように、PD-L1陽性(PD-L1+)の標的ターゲット細胞の場合、MDA-MB-231、PD-L1をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質(LCB-013、LCB-014、LCB-015)は、いずれも増殖阻害活性を有し、また活性は、PD-L1をターゲットとする機能を有しない対照二重特異性組換えタンパク質LCB-012及びIFN-α 2bよりも有意に高く、PD-L1をターゲットとすることは、IFN-α 2bの増殖阻害活性を有意に増加できることを示した。PD-L1をターゲットとする機能を有する二重特異性組換えタンパク質と標的ターゲット細胞MDA-MB-231でのPD-L1との結合は、IFN-α 2bの増殖阻害活性を有意に増強させるが、標的ターゲット細胞をターゲットとする効果を有しない二重特異性組換えタンパク質のIFN-α 2bとの増殖阻害活性が低いことを示し、本発明の二重特異性組換えタンパク質は、標的抗原を有する標的ターゲット細胞のみに対して強い増殖阻害効果を有し、標的抗原を発現しない非標的ターゲット細胞には効果が弱い、又は結合しないことから、本発明の二重特異性組換えタンパク質の安全性が高いことを示した。
PD-L1陽性の標的ターゲット細胞MDA-MB-231を96ウェル黒クリアボトムプレート(Corning、3904)にプレイティングし、PD-L1抗体Atezolizumab又はアイソタイプ対照200nMを加え、37℃で30分間培養した。二重特異性組換えタンパク質又は対照タンパク質(開始濃度20nM、6倍勾配希釈、合計6ポイント)を加え、37℃の二酸化炭素インキュベーターに置いて3日間培養し、Cell titer glo、Multomode Plate Reader(PerkinElmer、Envision2105)に入れて信号値を検出した。
図16に示されるように、Atezolizumabを加えてPD-L1抗原と抗体の結合部位を閉鎖した後、LCB-015の増殖阻害活性は有意に低下し、当該結果は、試験細胞上の標的抗原の結合機能を閉鎖することにより、試験細胞に対する二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性が有意に低下し、別の観点から、標的抗原結合機能を有しない非標的ターゲット細胞に対して本発明二重特異性組換えタンパク質は効果が弱い、又は結合しないことから、本発明の二重特異性組換えタンパク質の安全性が高いことを示した。
実施例8 CD38をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性の検出
異なる腫瘍細胞株に対するCD38をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性は、cell titer gloキット(Promega、Cat:G7558)を使用して測定された。下記の方法では、LCB-016を例とし、第1機能結合フラグメントがCD38抗原に結合し、第2機能結合フラグメントがIFNα2bである二重特異性組換えタンパク質の検出に適用される。
異なる腫瘍細胞株に対するCD38をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性は、cell titer gloキット(Promega、Cat:G7558)を使用して測定された。下記の方法では、LCB-016を例とし、第1機能結合フラグメントがCD38抗原に結合し、第2機能結合フラグメントがIFNα2bである二重特異性組換えタンパク質の検出に適用される。
CD38陽性細胞株Daudi又はCD38陰性腫瘍細胞株SK-BR-3(Nanjing Kebai Biotechnology Co., Ltd.から購入)を96ウェル黒クリアボトムプレート(Corning、3904)にプレイティングし、二重特異性組換えタンパク質又は対照タンパク質(2nMから開始、5倍勾配希釈、合計9ポイント)を加え、37℃の二酸化炭素インキュベーターに置いて3日間培養し、Cell titer glo、Multomode Plate Reader(PerkinElmer、Envision2105)に入れて信号値を検出した。
結果は、CD38陽性(CD38+)の標的ターゲット細胞Daudiに対する二重特異性組換えタンパク質(例えば、LCB-016)の増殖阻害活性(IC50)は対照IFN-α 2b(図17Aに示される)より非自明に強く、相対的に、CD38陰性(CD38-)の非標的ターゲット細胞SK-BR3に対する二重特異性組換えタンパク質(例えば、LCB-016)の増殖阻害活性(IC50)は、対照IFN-α 2b(図17Bに示される)より非自明に弱いことを示した。即ち、第2機能結合フラグメントがIFNα 2bである二重特異性組換えタンパク質での標的抗原を有する標的ターゲット細胞に対するIFNα 2bの増殖阻害活性を増加すると同時に、二重特異性組換えタンパク質での標的抗原を有しない非標的ターゲット細胞に対するIFNα 2bの増殖阻害作用を有意に低下させた。本発明の二重特異性組換えタンパク質は、標的抗原を有する標的ターゲット細胞のみに対して強い増殖阻害効果を有し、標的抗原を有しない非標的ターゲット細胞には効果が弱い、又は結合しないことから、本発明の二重特異性組換えタンパク質の安全性が高いことを示した。
図17Aに示されるように、CD38陽性(CD38+)の標的ターゲット細胞Daudiの場合、CD38をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質(LCB-016)は増殖阻害活性を有し、また活性は、CD38をターゲットとする機能を有しないIFN-α 2bよりも有意に高く、CD38をターゲットとすることは、IFN-α 2b増殖阻害活性を有意に増加できることを示した。CD38をターゲットとする機能を有する二重特異性組換えタンパク質と標的ターゲット細胞DaudiでのPD-L1との結合は、IFN-α 2bの増殖阻害活性を有意に増強できることを示した。図17Bに示されるように、SK-BR3(CD38陰性の非標的ターゲット細胞)に対するCD38をターゲットとする機能が欠乏するIFN-α 2bの増殖阻害活性は、いずれもCD38をターゲットとする機能を有する二重特異性組換えタンパク質LCB-016よりも有意に強いことより、標的抗原を有しない非標的ターゲット細胞のIFN-α 2bに対する二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性が比較的に低いことを示した。LCB-016が標的ターゲット細胞DaudiでIFN-α 2bに対する相対活性は、それが非標的ターゲット細胞SK-BR3での相対活性の少なくとも200倍であった。
実施例9 IFN-α 2b低親和性突然変異体を含む二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性の検出
IFN-α 2bの人体許容量と通常の抗体有効投与量に差があることを考慮し、標的抗原をターゲットとする抗原結合フラグメントとIFN-α 2bの効果をより一致させ、高効率・低毒性の效果を実現するために、本発明はまたIFN-α 2b低親和性突然変異体を含む一連の二重特異性組換えタンパク質を設計した。本実施例では、LCB-010に基づく突然変異設計を例とし、IFN-α 2b低親和性突然変異体を含む二重特異性組換えタンパク質を設計して、異なるIFN-α 2b低親和性突然変異体を含む二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性を検出し、実験方法は実施例7と同様である。
IFN-α 2bの人体許容量と通常の抗体有効投与量に差があることを考慮し、標的抗原をターゲットとする抗原結合フラグメントとIFN-α 2bの効果をより一致させ、高効率・低毒性の效果を実現するために、本発明はまたIFN-α 2b低親和性突然変異体を含む一連の二重特異性組換えタンパク質を設計した。本実施例では、LCB-010に基づく突然変異設計を例とし、IFN-α 2b低親和性突然変異体を含む二重特異性組換えタンパク質を設計して、異なるIFN-α 2b低親和性突然変異体を含む二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性を検出し、実験方法は実施例7と同様である。
図18~20に示されるように、結果は、IFN-α 2b低親和性突然変異体を有する二重特異性組換えタンパク質が、GPC3陽性の標的ターゲット細胞(HuH-7)又はGPC3陰性の非標的ターゲット細胞(U266、SW480)、LCB-010-M2、LCB-010-M3及びLCB-010-M4の増殖阻害活性がいずれもLCB-010と比較して低下したことを示した。例えば、HuH-7(GPC3陽性細胞株、標的ターゲット細胞)におけるLCB-010-M3(A145G突然変異)の増殖阻害活性IC50は、IFN-α 2bと相当するが(IC50IFN-α 2b=0.1793、IC50LCB-010-M3=0.179)、GPC3陰性の非標的ターゲット細胞(U266)におけるLCB-010-M3の相対増殖阻害活性(IC50 IFN-α 2b/二重特異性組換えタンパク質)はより弱く、例えば、U266におけるLCB-010-M3の相対増殖阻害活性(IC50 IFN-α 2b/二重特異性組換えタンパク質)は、0.000615であり、IFN-α 2bより有意に弱く、LCB-010より弱く、LCB-010-M4(R149A突然変異)も同様の結果を示した。
上記の結果及び図19~図21は、IFN-α 2b低親和性突然変異体を含むGPC3をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質が標的抗原陽性の標的ターゲット細胞株での活性はIFN-α 2bに相当するが、標的抗原を発現しない非標的ターゲット細胞株での活性は低下することを示し、本発明のIFN-α 2b低親和性突然変異体を含む二重特異性組換えタンパク質は、より高い安全性を有することを示した。
要するに、標的抗原陰性の非標的ターゲット細胞に対するIFN-α 2bの低親和性突然変異体を含む本発明二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性は、標的抗原陰性の非標的ターゲット細胞に対するIFN-α 2b野生型を含む二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性の低下程度に比べて、標的抗原陽性の標的ターゲット細胞におけるIFN-α 2b低親和性突然変異体を含む二重特異性組換えタンパク質の低下程度に比べて、相当するか、又は有意である。
実施例10 非標的ターゲット細胞に対する、二重特異性組換えタンパク質の潜在的なリスク不純物の増殖阻害活性の検出
二重特異性組換えタンパク質の将来の製造工程における不純物の潜在的な安全性リスクを低減させるために、本発明は、LCB-010を例とし、非標的ターゲット細胞に対するその潜在的なリスク不純物(B鎖ホモ二量体)の増殖阻害を分析した。
二重特異性組換えタンパク質の将来の製造工程における不純物の潜在的な安全性リスクを低減させるために、本発明は、LCB-010を例とし、非標的ターゲット細胞に対するその潜在的なリスク不純物(B鎖ホモ二量体)の増殖阻害を分析した。
LCB-010の精製工程(実施例2に記載の通りである)において、LCB-010のB鎖ホモ二量体(図3、ホモ二量体の分子量は約140kD)を分離し、当該潜在的なリスク不純物とIFN-α 2b-Fc(CN108864290Aの図3Aに示される二重抗体構造の潜在的なリスク不純物、D1をIFN-α 2bに変えた後の右アームホモ二量体)が、非標的ターゲット細胞(GPC3陰性細胞)MDA-MB-231における増殖阻害活性を検出した。結果は図21に示されるように、16.7nMの濃度で、MDA-MB-231(GPC3陰性細胞、非標的ターゲット細胞)に対するIFN-α 2bの増殖阻害率は91.3%であり、MDA-MB-231(GPC3陰性細胞、非標的ターゲット細胞)に対するIFN-α 2b-Fcの増殖阻害率は66.8%(IFN-α 2bと比べて約24.5%減少)であり、MDA-MB-231(GPC3陰性細胞、非標的ターゲット細胞)に対するLCB-010のB鎖ホモ二量体の増殖阻害率はわずかの16.2%(IFN-α 2bと比べて約75.1%減少し、IFN-α 2b-Fcと比べて約50%減少)であった。要するに、潜在的なリスク不純物は非標的ターゲット細胞に対して、極めて弱い効果を有し、即ち、潜在的な安全性リスク又は潜在的な毒性副作用は極めて低い。
実施例11 第2機能結合フラグメントがIL12である二重特異性組換えタンパク質の標的親和性の検出
標的TIGIT及びIL12受容体に対する二重特異性組換えタンパク質の結合親和性はフローサイトメトリーにより測定された。下記の方法では、LCB-018を例とし、第1機能抗原がTIGITであり、第2機能結合フラグメントがIL12Aである組換えタンパク質の検出に適用される。
標的TIGIT及びIL12受容体に対する二重特異性組換えタンパク質の結合親和性はフローサイトメトリーにより測定された。下記の方法では、LCB-018を例とし、第1機能抗原がTIGITであり、第2機能結合フラグメントがIL12Aである組換えタンパク質の検出に適用される。
H_IL12 Reporter 293細胞(TIGIT+、標的ターゲット細胞)を96ウェル白クリアボトムプレート(Corning、3903)にプレイティングし、一晩壁に接着させた後、培地を捨て、抗TIGITモノクローナル抗体Tiragolumab又はアイソタイプ対照抗体(Isotype)200nMを加え、37℃で30分間培養した後培地を捨て、200nMの二重特異性組換えタンパク質LCB-018及び2μg/mLのIL12Bを同じ体積で均一に混合した後、3倍下向け希釈し、合計10ポイントであり、次に、150μL/wellを96ウェルプレートに加え、それを37℃の二酸化炭素インキュベーターに置いて6時間培養し、One-Gloを加え、Multomode Plate Reader (PerkinElmer,Envision2105)で信号値を検出した。
結果は(図22に示される)、抗TIGITモノクローナル抗体Tiragolumabを加えて閉鎖させると、二重特異性組換えタンパク質と試験細胞の結合曲線は、有意に右にシフトし、本発明の二重特異性組換えタンパク質は適切なリンカー配列を使用して第1機能構造フラグメント(TIGIT標的部分)及び第2機能構造フラグメント(IL12)を連結する組換えタンパク質を通じて二重特異性組換えタンパク質と標的ターゲット細胞の結合能力を非自明に改善できることを示した。更に、標的抗原陽性の標的ターゲット細胞に対して、本発明の二重特異性組換えタンパク質(例えば、LCB-018)が当該標的ターゲット細胞(例えば、H_IL12 Reporter 293細胞)に対する結合親和性は、同じ濃度でIL12AとIL12B複合体が同じ細胞に対する結合親和性より約500倍弱く(EC50LCB-018=30nM、EC50IL12A/IL12B=0.06nM)、これはまた、本発明の二重特異性組換えタンパク質のターゲティング効果はIL12と細胞の結合活性を有意に低下させ、IL12の潜在的な毒性副作用を低下させ、特にIL12と非標的ターゲット細胞が結合して産生する毒性副作用を低下させることを実証した。。
実施例12 THP1細胞P-STAT3に対する第2機能結合フラグメントがIL10Mである二重特異性組換えタンパク質の活性化レベルの検出
THP1細胞P-STAT3に対する二重特異性組換えタンパク質の活性化レベルの検出はフローサイトメトリーにより測定された。下記の方法では、LCB-019を例とし、第1機能抗原がCD80であり、第2機能結合フラグメントがIL10Mである組換えタンパク質の検出に適用される。
THP1細胞P-STAT3に対する二重特異性組換えタンパク質の活性化レベルの検出はフローサイトメトリーにより測定された。下記の方法では、LCB-019を例とし、第1機能抗原がCD80であり、第2機能結合フラグメントがIL10Mである組換えタンパク質の検出に適用される。
基礎培地(1640)を使用し、LCB-019、LCB-022(CD80をターゲットとする効果がない対照の二重特異性組換えタンパク質)、Isotype、IL10M-Fc融合タンパク質を使用のために106nMの等モル濃度に希釈した。
LPS(sigma、L5418-2ML)がThp1細胞(Cell Bank of Chinese Academy of Sciencesから入手)表面のCD80抗原の発現を刺激できることを考慮して、本実施例は、LPSによって24時間刺激された後のThp1細胞を使用して、標的CD80陽性の二重陽性細胞(標的ターゲット細胞)をシミュレーションした。
1μg/mLのLPS(sigma、L5418-2ML)で24時間刺激した後のThp1細胞(Cell Bank of Chinese Academy of Sciencesから入手)を1×106の密度で基礎培地(1640)に再懸濁させた。LPSで刺激した後の再懸濁させた細胞し、LPSで刺激されていないThp1細胞を100ulの体積で96ウェルプレートにプレイティングし、また、同じ体積の希釈したLCB-019、LCB-022(対照の二重特異性組換えタンパク質)、Isotype、IL10M-Fc融合タンパク質をそれぞれ加え、37℃、5%の二酸化炭素インキュベーターで20分間培養した。培養完了後、遠心分離して上清を除去し、細胞に対して固定及び膜透過処理を実行した。次に、細胞を100μLの0.5μのLPE-P-STAT3抗体(BD、562072)を含むFACS緩衝液(1×PBS+2%FBS)に再懸濁し、光を避けて4℃で1時間培養した。FACS緩衝液(1×PBS+2%のFBS)で2回洗浄した後、200μLのFACS緩衝液(1×PBS+2%のFBS)を加えて再懸濁し、FACSでP-STAT3レベル検出した。
結果は、図23に示されるように、LPSによって刺激した後の標的抗原CD80を高発現するThp1細胞において、標的抗原(CD80)をターゲットとする効果を有する二重特異性組換えタンパク質LCB-019のP-STAT3レベルは、IL10M-Fc融合タンパク質とほぼ同様であり、標的抗原をターゲットとする機能を有しない対照二重特異性組換えタンパク質LCB-022よりも有意に高い一方、LPSによって刺激されていないThp1細胞において、LCB-019及び対照二重特異性組換えタンパク質LCB-022のP-STAT3レベルはほぼ同様であり、IL10M-Fc融合タンパク質より有意に弱かった。
このことから、標的抗原を弱く発現するか又は発現しない標的抗原の非標的ターゲット細胞に対して、二重特異性組換えタンパク質が非標的ターゲット細胞に対する効果はIL10M-Fc融合タンパク質よりも有意に弱く、比較的高い安全性を示したが、標的抗原を高発現する標的ターゲット細胞に対して、標的抗原ターゲットを有する二重特異性組換えタンパク質は、IL10M-Fc融合タンパク質と同様なSTAT3レベルを示すことができ、二重特異性組換えタンパク質におけるIL10Mの効果と作用を十分に発揮及び向上させ、相対的に、標的抗原をターゲットとする機能を有さない二重特異性組換えタンパク質は、当該細胞(非標的ターゲット細胞)との効果が相対的に弱く、優れた安全性を表した。
実施例13 第2機能結合フラグメントがIL15-IL15RαSUSHIである、二重特異性組換えタンパク質の増殖活性の検出
OKT3によって48時間刺激した後のPD-1陽性のhPBMCに対する二重特異性組換えタンパク質の増殖活性検出はフローサイトメトリーにより測定された。下記の方法では、LCB-020、LCB-021、LCB-023、LCB-024を例とし、第1機能抗原がPD-1であり、第2機能結合フラグメントがIL15-IL15RαSUSHIである組換えタンパク質の検出に適用される。
OKT3によって48時間刺激した後のPD-1陽性のhPBMCに対する二重特異性組換えタンパク質の増殖活性検出はフローサイトメトリーにより測定された。下記の方法では、LCB-020、LCB-021、LCB-023、LCB-024を例とし、第1機能抗原がPD-1であり、第2機能結合フラグメントがIL15-IL15RαSUSHIである組換えタンパク質の検出に適用される。
hPBMC細胞を蘇生させた後、100ng/mLのanti-CD3抗体(OKT3、eBioscience、Cat.#16-0037-85)のでプレコートされた6ウェルプレートに入れ、48時間培養した。活性化されたPBMCを遠心分離して収集し、PBSで1回洗浄した。次に、培地で細胞を再懸濁し、1.5E5/100μL/ウェルの密度で96ウェルプレートにプレイティングし、1.6nMの陽性対照C15Y、二重特異性組換えタンパク質LCB-020、LCB-021、LCB-023及びLCB-024を加えた。96ウェルプレートを37℃の二酸化炭素インキュベーターに置いて96時間培養した。培養完了後、細胞分けのために、まずanti-CD4-APC(eBioscience、Cat.#17-0049-42)及びanti-CD8-FITC(invitrogen、Cat.#MHCD0801)抗体を使用して細胞膜に第1回目の染色を実行した。染色完了後、細胞を固定透過化試薬で処理して、細胞を透過化した(eBioscienceTM Foxp3/Transcription Factor Staining Buffer Set. Invitrogen、Cat.#00-5523-00)。透過完了後、anti-Ki-67-PE(Biolegend、Cat.#350504)抗体を使用して細胞を40分間染色した。染色完了後FACSを使用してCD4+及びCD8+細胞群でのKi-67の発現を分析した。
図24に示されるように、5つの試料は、1.6nMの濃度でPD-1高発現のhPBMCに対していずれも所定の増殖促進効果を示し、その中で、陽性対照C15Yの活性が最も強く、PD-1をターゲットとする効果を有する二重特異性組換えタンパク質LCB-020、LCB-021及びPD-1をターゲットとする効果を有しない対照の二重特異性組換えタンパク質RSV×IL-15R抗体(LCB-023、LCB-024)の増殖促進効果は陽性対照C15Yより弱く、またPD-1をターゲットとする効果を有する二重特異性組換えタンパク質LCB-020、LCB-021の増殖促進効果は、PD-1をターゲットとする効果を有しない対照の二重特異性組換えタンパク質LCB-023、LCB-024よりも明らかに強く、同時に、PD-1をターゲットとする効果を有しない対照の二重特異性組換えタンパク質LCB-023、LCB-024の増殖促進効果は比較的に弱かった。結果は、標的抗原をターゲットとする機能を有する二重特異性組換えタンパク質は、IL15-IL15RαSUSHIが標的ターゲット細胞に対する増殖促進効果を有意に増強し、当該増殖促進効果は、IL15-IL15RαSUSHI-Fc融合タンパク質(C15Y)より弱く、対照の二重特異性組換えタンパク質(LCB-023、LCB-024)は、OKT3によって24時間刺激した後のPD-1陽性のhPBMCに対して弱い増殖促進効果を示し、別の側面から、本発明の二重特異性組換えタンパク質が標的抗原を発現しない非標的ターゲット細胞に対して効果が比較的に弱く、その安全性が比較的に高いことを証明した。
PD-1をターゲットとする二重特異性組換えタンパク質のM-07eに対する増殖活性は、cell titer gloキット(Promega、Cat:G7558)を介して測定された。下記の方法では、LCB-020、LCB-021、LCB-023、LCB-024を例とし、第1機能抗原がPD-1であり、第2機能結合フラグメントがIL15-IL15RαSUSHIである組換えタンパク質の検出に適用される。
サイトカイン依存細胞M-07eを集め、PBSで1回洗浄した。GM-CSF(R&D、Cat.#215-GM-050)成長因子を含まない培地で、細胞を2E4/50μLの密度に希釈し、96ウェルプレートにプレイティングし、サイトカイン飢餓のために4時間培養した。4時間飢餓処理後、勾配希釈したC15Y(10nMの開始濃度、3倍希釈)、二重特異性組換えタンパク質LCB-020、LCB-021、LCB-023及びLCB-024(333nMの開始濃度、3倍希釈)を加え、37℃の二酸化炭素インキュベーターで72時間共培養した。72時間後、Celltiter-glo(Promega、Cat.#G7573)で生細胞の数を検出した。
図25に示されるように、陽性対照C15Yは極めて低い濃度で極めて強い増殖促進効果(EC50=0.05267nM)発揮するが、本発明の二重特異性組換えタンパク質は、比較的に高い濃度でのみ増殖促進効果(EC50は、約21~37nM)を発揮でき、EC50には有意な差がなく、試験細胞M-07eがLCB-020、LCB-021、LCB-023及びLCB-024に対応する標的抗原を発現しないため、M-07eは非標的ターゲット細胞と見なすことができ、第2機能結合フラグメントが、IL15-IL15RαSUSHIである本発明の二重特異性組換えタンパク質は、非標的ターゲット細胞に対する増殖促進効果が、比較的に高い濃度でのみ効果を発揮し、EC50は陽性対照と比べて400倍以上であった。
以上のことから、本発明の二重特異性組換えタンパク質は、標的抗原陽性の標的ターゲット細胞に対して、ターゲティング機能を有する二重特異性組換えタンパク質に対する増殖促進効果は、ターゲティング機能を有しない二重特異性組換えタンパク質よりも有意に強いが、陽性対照C15Yよりは弱く、逆に、本発明の組換えタンパク質は、標的抗原陰性の非標的ターゲット細胞に対してその増殖促進効果に有意な差がなく、増殖促進効果の開始濃度は陽性対照C15Yよりも有意に高かった。このことから、本発明のターゲティング機能を有する二重特異性組換えタンパク質は、標的ターゲット細胞に対して比較的に低い濃度で増殖促進効果を発揮することができるが、非標的ターゲット細胞に対しては極めて高い濃度のみで増殖促進効果を発揮できる。
実施例14 二重特異性組換えタンパク質の凍結融解安定性に関する研究
既存の組換えヒトアルブミンインターフェロン-α 2b融合タンパク質は、凍結融解安定性が比較的に低く、凍結融解の繰り返しには適していなく、例えば、PEG化された長時間作用型インターフェロンは凍結及び振とうができず、輸送及び保管条件に対する要求が高い。本発明の二重特異性組換えタンパク質の凍結融解安定性を研究するために、二重特異性組換えタンパク質に対して凍結融解安定性試験を繰り返し実行した。タンパク質を20mMのNaAc(PH=5)緩衝液に置き、-40℃の条件で凍結融解を5回繰り返した。凍結融解前後の試料に対して純度(サイズ排除クロマトグラフィー、SEC)及び外観分析を実行した。結果は表5に示される通りであり、LCB-011の突然変異体の凍結融解安定性は良好であり、純度はいずれも95%以上であり、凍結融解を5回繰り返した後、外観は透明であり、本発明の二重特異性組換えタンパク質のIFN-α 2bタンパク質部分の凍結融解安定性は、IFN-α 2b単体又はPEG化されたIFN-α 2bよりも有意に優れていることを示した。
既存の組換えヒトアルブミンインターフェロン-α 2b融合タンパク質は、凍結融解安定性が比較的に低く、凍結融解の繰り返しには適していなく、例えば、PEG化された長時間作用型インターフェロンは凍結及び振とうができず、輸送及び保管条件に対する要求が高い。本発明の二重特異性組換えタンパク質の凍結融解安定性を研究するために、二重特異性組換えタンパク質に対して凍結融解安定性試験を繰り返し実行した。タンパク質を20mMのNaAc(PH=5)緩衝液に置き、-40℃の条件で凍結融解を5回繰り返した。凍結融解前後の試料に対して純度(サイズ排除クロマトグラフィー、SEC)及び外観分析を実行した。結果は表5に示される通りであり、LCB-011の突然変異体の凍結融解安定性は良好であり、純度はいずれも95%以上であり、凍結融解を5回繰り返した後、外観は透明であり、本発明の二重特異性組換えタンパク質のIFN-α 2bタンパク質部分の凍結融解安定性は、IFN-α 2b単体又はPEG化されたIFN-α 2bよりも有意に優れていることを示した。
本明細書で提供されるあらゆる実施例又は例示的な言語(例えば、「など」)の使用は、本発明をよりよく説明するためであり、特に請求されない限り、本発明の範囲を限定しない。明細書中の言語は、保護要求されていない要素が本発明の実施に不可欠であることを示すものとして解釈されるべきではない。
本明細書で引用されるすべての刊行物および特許出願は、個々の出版物又は特許出願が、具体的かつ個別に参照により組み込まれるように、参照により本明細書に全体として組み込まれる。なお、本明細書に記載の理論、メカニズム、証拠、又は発見は、本発明の理解をさらに高めることを意図しており、いずれかの方法によって本発明をそのような理論、メカニズム、証拠、又は発見に限定されることを決して意図していない。本発明は、図面および前述の説明において詳細に示され説明されたが、本発明は例示的であり、限定的ではないとみなされるべきである。
以上、本発明の具体的な実施形態を記述したが、当業者にとって、これらは例示の説明だけで、本発明の原理と実質に反しないという前提下、これらの実施形態に対して様々な変更や修正をすることができる。そのため、本発明の保護範囲は添付の請求の範囲によって限定される。
一つの実施形態において、前記リンカー配列は、(GGGGS)n(配列番号65)、(GGGS)n(配列番号66)、(GGS)n、(G)n、(GS)n、(EAAAK)n(配列番号67)、又は(XP)nを含み、nは自然数である。好ましくは、前記nは0~5の自然数である。
一つの実施形態において、リンカー配列は(GGGGS)n(配列番号65)であり、n=0、1、2、3、4、5である。
実験結果は、図10及び図11に示されるように、二重特異性組換えタンパク質LCB-009、LCB-010、LCB-011は、いずれもGPC3及びIFNα受容体を同時に発現される標的ターゲット細胞HepG2及びHuH-7細胞と所定の結合活性を有し、二重特異性組換えタンパク質とHepG2及びHuH-7細胞の結合は、抗GPC3モノクローナル抗体(対照試料Codrituzumab)と比べてより高い最大平均蛍光強度を有することを示した。同時に、図10及び図11に示されるように、リンカー配列の長さは、二重特異性組換えタンパク質と標的ターゲット細胞の結合活性に与える影響が弱く、リンカー配列が短い(例えば、リンカー配列が1つのGGGGS(配列番号65)である)場合、二重特異性組換えタンパク質(例えば、LCB-009)と標的ターゲット細胞の結合活性(EC50)は、比較的に低かった。
更に、表4の結果に示されるように、GPC3陽性(GPC3+)の標的ターゲット細胞(HuH-7を例とする)に対する異なるリンカー配列の二重特異性組換えタンパク質(例えば、LCB-009、LCB-010、LCB-011)は、いずれもIFN-α 2bよりも強い増殖阻害活性を有し、異なるリンカー配列の二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性はわずかに異なり、リンカー配列として、1つのGGGGS(配列番号65)を含む二重特異性組換えタンパク質(即ち、短いリンカー配列で連結された二重特異性組換えタンパク質)(例えば、LCB-009)は、比較的に低い活性を有し(図13、表4に示される)、当該結果は図11に示されるように、異なるリンカー配列の組換えタンパク質の結合活性の結果と一致する。しかし、GPC3陰性(GPC3-)の非標的ターゲット細胞U266及びSW480細胞株において、二重特異性組換えタンパク質(例えば、LCB-009、LCB-010、LCB-011)の増殖阻害活性は、IFN-α 2b(即ち、二重特異性組換えタンパク質の相対活性は1よりはるかに小さい)よりも有意に低く、当該結果はGPC3を発現しない細胞(即ち、標的抗原を発現しない非標的ターゲット細胞)において、二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性は極めて低く、その安全性は比較的に高いことを示した。同時に、表4に示されるように、標的ターゲット細胞に対する二重特異性組換えタンパク質の増殖阻害活性は、非標的ターゲット細胞に対する当該二重特異性組換えタンパク質の少なくとも700倍であった。
Claims (28)
- 二重特異性組換えタンパク質であって、前記二重特異性組換えタンパク質は、第1機能結合フラグメント、第2機能結合フラグメント及びFc領域を含み、前記二重特異性組換えタンパク質が標的抗原をターゲットとする第1機能結合フラグメントは、抗原結合フラグメントを含み、ここで、抗原結合フラグメントのCLドメインのC末端又はCH1ドメインのC末端は、免疫調節機能及び/又は代謝調節機能及び/又は内分泌調節機能を有する第2機能結合フラグメントと直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、
好ましくは、前記抗原結合フラグメントは前記第2機能結合フラグメントのN末端に直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、前記第2機能結合フラグメントのC末端は、FcのN末端に直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結されることを特徴とする、二重特異性組換えタンパク質。 - 前記免疫調節機能を有する第2機能結合フラグメントが、免疫チェックポイント、免疫チェックポイントリガンド又はサイトカイン受容体をターゲットとすることを特徴とする、請求項1に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記免疫調節機能を有する第2機能結合フラグメントが、PD-1又はそのリガンド、CD47又はそのリガンド、CD24又はそのリガンド、インターフェロン受容体、インターロイキン受容体をターゲットとすることを特徴とする、請求項2に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記代謝調節機能を有する第2機能結合フラグメントが、代謝調節因子、代謝調節因子受容体をターゲットとすることを特徴とする、請求項1に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記代謝調節機能を有する第2機能結合フラグメントが、インスリン受容体、線維芽細胞成長因子受容体をターゲットとすることを特徴とする、請求項4に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記内分泌調節機能を有する第2機能結合フラグメントが、内分泌調節因子、内分泌調節因子受容体をターゲットとすることを特徴とする、請求項1に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記内分泌調節機能を有する第2機能結合フラグメントが、ホルモン受容体をターゲットとすることを特徴とする、請求項6に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記抗原結合フラグメントにおける可変領域及び定常領域が、直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、又は前記抗原結合フラグメントとFc領域が、直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結され、又は上記の2つの方法を同時に使用して連結されることを特徴とする、請求項1に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記リンカー配列は、(GGGGS)n、(GGGS)n、(GGS)n、(G)n、(GS)n、(EAAAK)n、又は(XP)nを含み、nは、自然数であり、
好ましくは、前記nは、0~5の自然数であることを特徴とする、請求項1又は8に記載の二重特異性組換えタンパク質。 - 前記第2機能結合フラグメントは、サイトカイン受容体又は免疫チェックポイント又は免疫チェックポイントリガンドに結合し、前記第2機能結合フラグメントは、サイトカイン又は免疫チェックポイントリガンド又は免疫チェックポイントリガンド結合タンパク質、又はその機能フラグメント若しくはその突然変異体であり、前記第2機能結合フラグメントは、ヒトSIRPファミリー細胞外機能フラグメント、ヒトインターフェロンファミリー機能フラグメント、腫瘍壊死因子スーパーファミリー機能フラグメント、TGF-βスーパーファミリー機能フラグメント、インターロイキン系機能フラグメント、ケモカインファミリー機能フラグメント、コロニー刺激因子ファミリー機能フラグメント、成長因子機能フラグメント又はその突然変異体から選択されるいずれか1つであることを特徴とする、請求項2又は3に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記第2機能結合フラグメントは、ヒトSIRPα細胞外D1ドメイン又はその突然変異体であることを特徴とする、請求項10に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記インターフェロン受容体は、I型又はII型ヒトインターフェロン受容体であり、好ましくは、ヒトインターフェロンγ(IFN-γ)又はヒトインターフェロンβ(IFN-β)の受容体であることを特徴とする、請求項10に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記第2機能結合フラグメントは、インターロイキン、そのトランケーション、又はその突然変異体であることを特徴とする、請求項10に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記インターロイキンは、IL-1ファミリー、IL-2ファミリー、IL-3ファミリー、IL-6ファミリー、IL-8ファミリー、IL-10ファミリー、IL-12ファミリー及びIL-17ファミリーから選択されるいずれか1つである、免疫調節又はケモカインであることを特徴とする、請求項13に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記第1機能結合フラグメントは、5T4、AGS-16、ALK1、ANG-2、B7-H3、B7-H4、c-fms、c-Met、CA6、CD123、CD19、CD20、CD22、CD24、EpCAM、CD30、CD32b、CD37、CD38、CD40、CD52、CD70、CD71、CD74、CD79b、CD80、CD83、CD86、CD98、CD206、CEA、CEACAM5、CLDN18.2、CLDN6、CS1、CCR5、CXCR4、DLL-4、EGFR、EGFRvIII、EGP-1、ENPP3、EphA3、ETBR、FGFR2、FN、FR-α、GCC、GD2、GPC-3、GPNMB、HER2、HER3、HLA-DR、ICAM-1、IGF-1R、IL-3R、LIV-1、MSLN、MUC16、MUC1、NaPi2b、ネクチン-4、Notch 2、Notch 1、PD-1、PD-L1、PD-L2、PDGFR-α、PS、PSMA、SLTRK6、STEAP1、TEM1、TIGIT、VEGFR、CD25、CD27L、DKK-1、CSF-1R、MSB0010718C、BCMA、CD138、TROP2、Siglec15、CD155及びAFPから選択されるいずれか1つ又は複数の標的をターゲットし、
好ましくは、前記第2機能結合フラグメントは、ヒトSIRPα細胞外D1ドメイン又はその突然変異体、ヒトインターフェロンβ又はヒトインターフェロンγ、インターロイキン、そのトランケーション又は突然変異体を含み、前記第1機能結合フラグメントは、腫瘍細胞又は免疫細胞をターゲットとすることを特徴とする、請求項1~14のいずれか一項に記載の二重特異性組換えタンパク質。 - 前記二重特異性組換えタンパク質は、A鎖及びB鎖から構成され、前記A鎖及びB鎖は、分子間の作用力によって結合され、又は共有結合によって結合され、又はイオン結合によって結合され、又は上記の結合方法の2つ又は3つの組み合わせによって結合されることを特徴とする、請求項1~14のいずれか一項に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記Fc領域は、Fc領域天然配列又はFc非天然配列を含むことを特徴とする、請求項16に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記Fc領域は、ヒトFc領域であり、
好ましくは、前記A鎖及びB鎖のFc領域は、knobs-into-holesによって結合されたものであり、及び/又は、前記Fc領域は、ヒトIgGのFc領域であり、
より好ましくは、前記Fc領域は、ヒトIgG1又はIgG4のFc領域であることを特徴とする、請求項17に記載の二重特異性組換えタンパク質。 - 前記CLドメインのC末端又はCH1ドメインのC末端又は第2機能結合フラグメントのC末端は、前記Fc領域と直接に連結されるか、又はリンカー配列によって連結されることを特徴とする、請求項17又は18に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記第1機能結合フラグメントは、5T4、AGS-16、ALK1、ANG-2、B7-H3、B7-H4、c-fms、c-Met、CA6、CD123、CD19、CD20、CD22、CD24、EpCAM、CD30、CD32b、CD37、CD38、CD40、CD52、CD70、CD71、CD74、CD79b、CD80、CD83、CD86、CD98、CD206、CEA、CEACAM5、CLDN18.2、CLDN6、CS1、CCR5、CXCR4、DLL-4、EGFR、EGFRvIII、EGP-1、ENPP3、EphA3、ETBR、FGFR2、FN、FR-α、GCC、GD2、GPC-3、GPNMB、HER2、HER3、HLA-DR、ICAM-1、IGF-1R、IL-3R、LIV-1、MSLN、MUC16、MUC1、NaPi2b、ネクチン-4、Notch 2、Notch 1、PD-1、PD-L1、PD-L2、PDGFR-α、PS、PSMA、SLTRK6、STEAP1、TEM1、TIGIT、VEGFR、CD25、CD27L、DKK-1、CSF-1R、MSB0010718C、BCMA、CD138、TROP2、Siglec15、CD155及びAFPから選択される標的をターゲットとする抗原結合フラグメントのいずれか1つ又は複数であり、前記抗原結合フラグメントは、ヒトマウスキメラ抗原結合フラグメント、ヒト化抗原結合フラグメント、又は完全ヒト抗原結合フラグメントであることを特徴とする、請求項17又は18に記載の二重特異性組換えタンパク質。
- 前記第1機能結合フラグメントが、CD20、EGFR、EGFRvIII、PD-L1、PD-L2、HER2、HER3、CD138、CD44、CD24、EpCAM、CLDN18.2、CD38、BCMA、MUC1、又はTROP2をターゲットとする場合、前記第2機能結合フラグメントは、SIRPα細胞外D1ドメイン又はその突然変異体を含み、
前記第1機能結合フラグメントが、TIGIT、Siglec15、PD-1、PD-L1、PD-L2、CD71、CD80、CD86、CD206、CCR5をターゲットとする場合、前記第2機能結合フラグメントは、IFN-β、IFN-γ、IL-10M、IL-12A、又はIL-15及びIL15RαSUSHIで形成される複合体、又はその突然変異体を含み、
好ましくは、
前記第1機能結合フラグメントは、CD20、EpCAM、CD24又はEGFRをターゲットとし、前記第2機能結合フラグメントは、SIRPα細胞外D1ドメイン又はその突然変異体を含み、好ましくは、前記第2機能結合フラグメントのアミノ酸配は、配列番号50に示される通りであり、より好ましくは、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号1に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号2又は3に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号61に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号62に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号27に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号28に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号29に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号30に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号56に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号57に示される通りであり、
前記第1機能結合フラグメントは、TIGIT、CD80又はPD-1をターゲットとし、前記第2機能結合フラグメントは、IL-12A、IL-10単量体突然変異体、IL15及びIL-15RαSUSHI複合体を含み、前記IL-12A、IL-10単量体突然変異体、IL15及びIL-15RαSUSHIのアミノ酸配列は、それぞれ配列番号51、52、53、54に示される通りであり、又は上記第2機能結合フラグメントの突然変異体であり、好ましくは、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号35に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号36に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号37に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号38に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号39に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号40又は41に示される通りであり、
前記第1機能結合フラグメントは、CD38又はAFPをターゲットとし、前記第2機能結合フラグメントは、SIRPα細胞外D1ドメイン又はその突然変異体、又はIFN-β又はその突然変異体を含み、好ましくは、前記第2機能結合フラグメントのアミノ酸配列は、配列番号50又は55に示される通りであり、より好ましくは、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号31に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号32に示される通りであり、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号33に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号34に示される通りであり、又は、前記A鎖のアミノ酸配列は、配列番号58に示される通りであり、前記B鎖のアミノ酸配列は、配列番号60に示される通りでありことを特徴とする、請求項20に記載の二重特異性組換えタンパク質。 - 前記第1機能結合フラグメントをコードする核酸分子と第2機能結合フラグメントをコードする核酸は、同じDNA鎖に位置し、又は前記第1機能結合フラグメントをコードする核酸分子と第2機能結合フラグメントをコードする核酸は異なるDNA鎖に位置し、
好ましくは、前記Fc領域をコードする核酸分子と前記第1機能結合フラグメント又は第2機能結合フラグメントをコードする核酸は、同じDNA鎖に位置し、前記Fc領域をコードする核酸分子と前記第1機能結合フラグメント又は第2機能結合フラグメントをコードする核酸は、異なるDNA鎖に位置することを特徴とする、請求項1~21のいずれか一項に記載の二重特異性組換えタンパク質をコードする核酸分子。 - 請求項22に記載の核酸分子を含む、発現ベクター。
- 請求項23に記載の発現ベクターによって形質転換された宿主細胞。
- 請求項23に記載の発現ベクターによって形質転換された請求項24に記載の宿主細胞を使用して、発現に適した条件で上記宿主細胞を培養し、発現させて前記二重特異性組換えタンパク質を得る、請求項1~21のいずれか一項に記載の二重特異性組換えタンパク質の製造方法。
- 請求項1~21のいずれか一項に記載の二重特異性組換えタンパク質を含む、医薬又は医薬組成物。
- 腫瘍、自己免疫性疾病、感染疾病、敗血症、移植片対宿主病、代謝障害、内分泌障害を治療するための医薬の製造における、請求項1~21のいずれか一項に記載の二重特異性組換えタンパク質の使用。
- 前記腫瘍は、固形腫瘍又は血液腫瘍であり、好ましくは、前記固形腫瘍は、乳癌、結腸直腸癌、肺癌、膵臓癌、食道癌、子宮内膜癌、卵巣癌、胃癌、前立腺癌、腎臓癌、子宮頸癌、甲状腺癌、子宮癌、膀胱癌、神経内分泌癌、頭頸部癌、肝臓癌、鼻咽頭癌、精巣癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、黒色腫、基底細胞皮膚癌、扁平上皮細胞癌、皮膚線維肉腫、メルケル細胞癌、膠芽腫、神経膠腫、肉腫、中皮腫又は骨髄異形成症候群から選択されるいずれか1つであり、前記血液腫瘍は、骨髄腫、リンパ腫又は白血病から選択され、
前記自己免疫性疾病は、橋本甲状腺炎、1型糖尿病、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、シェーグレン症候群から選択されるいずれか1つであり、
前記感染疾病は、ウイルス感染症、細菌感染症、真菌感染症及びその他の病原性感染症から選択されるいずれか1つであることを特徴とする、請求項27に記載の使用。
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