JP2024509055A - 抗体 - Google Patents

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Abstract

本発明は、コロナウイルスSARS-CoV-2のスパイクタンパク質に結合することができる抗体と、COVID-19を含む、コロナウイルス感染症並びにコロナウイルス感染症と関連する疾患及び/又は合併症の予防、処置及び/又は診断の方法及びその使用とに関する。

Description

本発明は、COVID-19を含む、コロナウイルス感染症並びにコロナウイルス感染症と関連する疾患及び/又は合併症の予防、処置及び/又は診断に有用な抗体に関する。
COVID-19という名称のウイルスの重症急性呼吸器症候群は、中国の武漢で2019年12月に最初に報告された。ウイルスは、全世界にわたって迅速に広まり、12ヵ月以内で2億人超の感染及び4千4百万人超の死亡を確認するパンデミックに至った。病原体であるSARS-CoV-2は、両方とも重度の呼吸症候群を引き起こすSARS-CoV-1及びMERSコロナウイルスに関係するベータコロナウイルスである。
COVID-19の病原体としてのSARS-CoV-2の同定から数ヶ月以内に疾患及びウイルスの理解に相当な進歩があった。現在、デキサメタゾン及びトシリズマブ並びにモノクローナル抗体(mAb)を含むいくつかの立証された処置が存在し、これらは、予防的背景及び治療的背景の両方に用いられた場合に有効であることが示されている(非特許文献1)。これらの進歩にも関わらず、パンデミックは、決して制御下にはなく、感染の波が継続している。
コロナウイルスは、4つの構造タンパク質、ヌクレオカプシドタンパク質、エンベロープタンパク質、膜タンパク質及びスパイク(S)タンパク質を有する。スパイクタンパク質は、最も顕著な表面タンパク質である。スパイクタンパク質は、細長い三量体構造を有し、標的細胞の係合並びにウイルス膜及び宿主膜の融合のトリガーを担う。SARS-CoV-2及びSARS-CoV-1の両方に由来するスパイクタンパク質は、細胞表面受容体としてアンギオテンシン変換酵素2(ACE2)を用いる。ACE2は、上下気道の上皮細胞を含むいくつかの組織で発現される。
Sタンパク質は、2つのサブユニット、受容体結合を媒介するS1並びにウイルス膜及び宿主細胞膜の融合を担うS2からなる。Sタンパク質は、受容体結合又はトリプシン処理に従うS1及びS2間の切断により、融合後状態に移行することができる動的構造である。一部のSARS-CoV-2配列では、フーリンプロテアーゼ切断部位がS1サブユニットとS2サブユニットとの間に挿入されており、切断部位の変異は、動物モデルで疾患を軽減する。S1断片は、Sの膜遠位先端を占有し、N末端ドメイン(NTD)及び受容体結合ドメイン(RBD)に再分割され得る。両方の領域は、免疫原性である一方、RBDは、ACE2結合のための相互作用表面を含有する。通常、S2の最上部に対して詰め込まれているが、RBDは、上方に向きを変えてACE2に係合することができる。モノクローナル抗体(mAb)は、「アップ」及び「ダウン」高次構造の一方又は両方を認識する。Sタンパク質は、SARS-CoV-2とSARS-CoV-1との間で比較的保存される(76%)が、RBD及びNTDは、S2ドメイン(90%)よりも保存されない(それぞれ74%及び50%)。MERS-CoV及び季節性ヒトコロナウイルスによる保存は、かなり低い(19~21%)。SARS-CoV-2抗体全体は、SARS-CoV-1とでも交差反応性の制限を示す。
ACE2への結合は、S1受容体結合ドメイン(RBD)において、Sの先端の小さい25アミノ酸パッチによって媒介される。SARS-CoV-2感染個体から生成されるmAbの大きいパネルの分析により、S1及びS2にわたるマルチエピトープに結合するmAbが明らかとなっている。大部分のmAbは、高い親和性でSに結合することができるが、中和活性をほとんど又は全く示さない。SARS-CoV-2のゲノムサーベーランスにより、構造タンパク質及び非構造タンパク質内で何千もの変異が特定されている。しかしながら、2020年の終わり頃、局所的に優占株に迅速になったウイルスバリアントが記載され、懸念されるバリアント(VoC)の世界的な蔓延及びその命名に至った。
伝染性が高いアルファ(B.1.1.7)は、最初に英国で特定された。B.1.1.7は、スパイク内において、ACE2相互作用表面にN501Yを含む9アミノ酸変化を保有する。ベータ(B.1.351としても知られている501Y.V2)は、南アフリカで最初に報告された。スパイクタンパク質内に10及び12アミノ酸変化をそれぞれ有するガンマ(P.1、501Y.V2)は、ブラジルで最初に報告された。デルタが最初にインドから報告されて、現在全世界にわたって広がっており、いくつかの国でアウトブレイクを引き起こした。
これらのバリアントの全ては、S内に多重変異を含有し、RBD、NTD及び場合によりS1とS2との間のフーリン切断部位内に変化を含む。アルファ(N501Y)、ベータ(K417N、E484K、N501Y)、ガンマ(K417T、E484K、N501Y)及びデルタ(L452R、T478K)に見出されるRBD変異は、ACE2相互作用表面内に又はその表面に密に隣接して位置し、そこで、RBD変異は、中和抗体の結合を損なわせるACE2相互作用を調節する潜在性を有する。ACE2相互作用の親和性の増大は、アルファ、ベータ、ガンマ及びデルタ(それぞれ7、19、19、2倍)について際立っており、ウイルス伝染性を増大させる役割を果たす可能性がある。
モノクローナル抗体を用いるSARS-CoV-2検出キットも開発されている。例として、例えばInnova(SARS-CoV-2 Antigen Rapid Qualitative Test)及びQuidel(Sofia 2 SARS Antigen FIA)によるラテラルフロー試験が挙げられる。しかしながら、これらの試験は、非常に不正確であることが報告されている。
現在認可されているSARS-CoV-2ワクチンの全ては、Sに対する抗体(及びT細胞)応答を誘導し、起源の武漢株に見出されるS配列を含有するように設計されている。したがって、VoC内のS変異が免疫回避を引き起こして、ワクチン不全又は以前に感染した個体における反復感染に対する感受性の原因となり得るかに関して、特定の懸念が存在する。
ベータに対するワクチンの有効性は、いくつかの研究において、引き下げられることが報告されており、これは、初期のパンデミック症例から得られた血清又はワクチンを用いて、初期のパンデミック株の中和と比較した場合、ベータに対する有意に引き下げられた中和力価と一致する(非特許文献2)。ベータにおいて存在するRBD変異(K417N、E484K、E484K、N501Y)は、臨床用途用及びおそらくNTD内の変化と共に開発されたいくつかのものを含む、いくつかの強力な中和mAbの結合を損なわせ、ベータと初期SARS-CoV-2との間の抗原性距離を説明する。
Baum et al.,2020,Science 369,1014-1018 Zhou et al.,2021
本発明の目的は、COVID-19、とりわけベータ及びSARS-CoV-2のスパイクタンパク質内のRBDにおいてさらなる変異を有する、依然として特定されていないバリアントを含むコロナウイルス感染症並びにコロナウイルス感染症と関連する疾患及び/又は合併症を予防、処置及び/又は診断するのに有用なさらなる改善された抗体を特定することである。
本発明者らは、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質を認識する28個のヒトモノクローナル抗体(mAb)を特定した(表2を参照されたい)。これらの抗体は、SARS-CoV-2に対して強力な中和活性を示した。表2の抗体のいくつかは、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株並びに種々の系統由来のSARS-CoV-2株、例えばA.23.1、B.1.1.7(アルファ)、B.1.351(ベータ)、B.1.258、B.1.526.2、B.1.616、B.1.617.1(カッパ)、B.1.617.2(デルタ)、C36.3、C.37(ラムダ)、P.1(ガンマ)及び/又はB.1.1.529(オミクロン)株に対して広く有効である強力な中和効果を実証した。さらに、表2の抗体のいくつかは、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質のRBD内の特定の変異、例えば501Y、484K、417N/Tに対して強力な中和効果を実証した。
表2のmAbの多くは、パブリックV遺伝子(大部分の集団によって共有されるV遺伝子)を用いており、生殖細胞系と比較してほとんど変異を有しない。本発明者らは、同じパブリックV遺伝子に由来する表1及び2の抗体の軽鎖及び重鎖を交換することにより、さらなる抗体を生成した。同じパブリックV遺伝子に由来する抗体は、特に有用な混合鎖抗体を提供することが見出された。例えば、結果として生じる混合鎖抗体のいくつかは、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株並びに種々の系統由来のSARS-CoV-2株、例えばA.23.1、B.1.351(ベータ)、B.1.258、B.1.526.2、B.1.616、B.1.617.1(カッパ)、C36.3及び/又はC.37(ラムダ)株に対して広く有効である強力な中和効果を示した。
特に、本発明者らは、抗体ベータ-27、ベータ-47、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-56、ベータ-47H/55L、ベータ-47H/ベータ-25L、ベータ-47H/165L、ベータ-47H/253L、ベータ-47H/318L、253H/ベータ-47L、ベータ-27H/150L、ベータ-27H/222L、ベータ-27H/269L及び150H/ベータ-27Lが、ビクトリア、南アフリカ(B.1.351;ベータ)及びデルタ株に対して広く有効である強力な中和効果を効力の消失なく示すことを見出した。
さらに、本発明者らは、強力な交差系統中和抗体ベータ-49及びベータ-50が、以前に観察されなかったスパイクタンパク質の高次構造に結合することを特定した。この高次構造は、本明細書中で「ダウンアンドアウト」高次構造と称される。「ダウンアンドアウト高次構造」は、従来のダウン(アクセス不能な受容体)高次構造に類似している。ただし、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株のスパイクタンパク質と比較して、アミノ酸位置343でのN-グリコシル化部位との接触を除いて、スパイクタンパク質三量体内の受容体結合ドメイン(RBD)間の直接的接触は、存在しない。ベータ-49及びベータ-50によって結合したエピトープは、スパイクタンパク質三量体の2つのサブユニットの全体に広がることで、抗体は、アクセス不能な受容体である「ダウンアンドアウト高次構造」の三量体をロックすることが可能となる。ベータ-49及びベータ-50によって結合したエピトープは、SARS-CoV-2の種々の系統の全体にわたって十分に保存されている。抗体ベータ-49及びベータ-50によって結合したエピトープ、特にSARS-CoV-2バリアント内に変異が観察されたが、これらの変異は、驚くべきことに、抗体ベータ-49及びベータ-50の中和特性に影響しない。したがって、ベータ-49及びベータ-50と同じエピトープに結合する抗体は、広い交差系統中和特性を有すると予想される。
したがって、本発明の態様は、コロナウイルスSARS-CoV-2のスパイクタンパク質に結合することができる抗体を提供し、(a)抗体は、抗体ベータ-47又は表2内の27個の抗体のいずれか1つの少なくとも3つのCDRを含むか;(b)抗体は、スパイクタンパク質上における、抗体ベータ-49若しくはベータ-50と同じエピトープに結合することができるか、又は抗体ベータ-49若しくはベータ-50と競合するか;或いは(c)抗体は、ダウンアンドアウト高次構造でスパイクタンパク質をロックすることができ、ダウンアンドアウト高次構造は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株のスパイクタンパク質と比較して、アミノ酸位置343のN-グリコシル化部位を介することを除いて、3つのスパイクタンパク質であって、スパイクタンパク質の受容体結合ドメイン(RBD)間の直接的接触を有しない3つのスパイクタンパク質を含むスパイク三量体によって特徴付けられる。
本発明は、本発明に従う2つ以上の抗体を含む抗体の組合せも提供する。
本発明は、(a)本発明に従う抗体と;(b)表1内の抗体の少なくとも3つのCDRを含む抗体とを含む抗体の組合せも提供する。例えば、(b)の抗体は、(i)表1内の抗体の少なくとも4つ、5つ若しくは6つ全てのCDR;(ii)表1内の抗体の重鎖可変ドメインに対して少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか若しくはそれからなる重鎖可変ドメイン;(iii)表1内の抗体の軽鎖可変ドメインに対して少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか若しくはそれからなる軽鎖可変ドメイン;並びに/又は(iv)表1内の抗体の重鎖可変ドメイン及び軽鎖ドメインに対してそれぞれ少なくとも80%の同一性を有するアミノ酸配列を含むか若しくはそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含む。
本発明は、本発明に従う抗体をコードする1つ以上のポリヌクレオチド、前記ポリヌクレオチドを含む1つ以上のベクター又は前記ベクターを含む宿主細胞も提供する。
本発明は、コロナウイルスSARS-CoV-2のスパイクタンパク質に結合することができる抗体を生成する方法であって、本発明の宿主細胞を培養することと、前記培養から抗体を単離することとを含む方法も提供する。
本発明は、(a)本発明に従う抗体又は抗体の組合せと、(b)少なくとも1つの薬学的に許容される希釈剤又は担体とを含む医薬組成物も提供する。
本発明は、治療によってヒト又は動物の身体を処置する方法に使用される、本発明に従う抗体、抗体の組合せ又は医薬組成物も提供する。
本発明は、コロナウイルス感染と関連する疾患又は合併症を処置又は予防する方法に使用される、本発明に従う抗体、抗体の組合せ又は医薬組成物も提供する。
本発明は、対象においてコロナウイルス感染症又はコロナウイルス感染症と関連する疾患若しくは合併症を処置又は予防する方法であって、本発明に従う抗体、抗体の組合せ又は医薬組成物の治療的に有効な量を前記対象に投与することを含む方法も提供する。
本発明は、試料におけるコロナウイルス又はその断片の存在を特定する方法であって、(i)試料を、本発明に従う抗体又は抗体の組合せと接触させることと、(ii)抗体-抗原複合体の存在又は不在を検出することとを含み、抗体-抗原複合体の存在は、試料におけるコロナウイルス又はその断片の存在を示す、方法も提供する。
本発明は、対象においてコロナウイルス感染症又はそれと関連する疾患若しくは合併症を処置又は予防する方法であって、本発明の方法に従ってコロナウイルスの存在を特定することと、対象を、本発明に従う抗体又は組合せ、抗ウイルス剤又は抗炎症剤で処置することとを含む方法も提供する。
本発明は、対象においてコロナウイルス感染症又はそれと関連する疾患若しくは合併症を処置又は予防する方法に使用される抗ウイルス剤又は抗炎症剤も提供し、この方法は、本発明の方法に従ってコロナウイルスの存在を特定することと、対象を、抗ウイルス剤又は抗炎症剤の治療的に有効な量で処置することとを含む。
本発明は、コロナウイルス感染症又はそれと関連する疾患若しくは合併症を予防、処置及び/又は診断するための、本発明に従う抗体、抗体の組合せ又は医薬組成物の使用も提供する。
本発明は、コロナウイルス感染症又はそれと関連する疾患若しくは合併症を処置又は予防するための薬剤の製造における、本発明に従う抗体、抗体の組合せ又は医薬組成物の使用も提供する。
本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置417、484、501、452及び/又は478に置換を含むSARS-CoV-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を予防、処置又は診断する方法に使用される、本発明の抗体、組合せ又は医薬組成物も提供し、例えば、SARS-CoV-2株は、系統アルファ、ベータ、ガンマ又はデルタのメンバーである。
本発明は、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質に結合することができる抗体を生成する方法であって、ダウンアンドアウト高次構造でロックされた修飾スパイクタンパク質に対して抗体を高めることを含み、ダウンアンドアウト高次構造は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株のスパイクタンパク質と比較して、アミノ酸位置343のN-グリコシル化部位との接触を除いて、スパイクタンパク質三量体の3つの受容体結合ドメイン(RBD)間の直接的接触の欠如によって特徴付けられる、方法も提供する。
ベータSAR-CoV-2特異的mAbの単離及び特性評価。(A)ベータSARS-CoV-2感染症が確認されたドナー由来の回復期血漿によるベータ中和及びS結合ELISAの比較。FRNT50>1:250の血漿試料が強調され、Dに示す症例に対応する。(B)中和特性が強力な5つの選択した血漿試料についてのSARS-CoV-2株ビクトリア及びベータバリアントに対する中和力価。Wilcoxonのマッチドペア符号順位検定を分析に用いて両側p値を算出し;幾何平均値を各列の上に示す。(C)ベータ単離戦略を示す概略図。(D)抗原特異的単B細胞を、標識付き組換えSタンパク質をおとりとして用いて単離した。S反応性IgGB細胞の頻度をFACSによって測定した。(E)S及びRBDに対するベータ特異的mAbのエピトープマッピングをELISAによって評価した。(F)フォーカス減少中和試験(FRNT)を用いる、認証されたベータに対する抗S(非RBD)mAbと抗RBD mAbとの間の中和力(IC50)。(G)ACE2結合についてのIC50値及び選択したmAbについてのFRNT50力価の比較。 ベータ特異的mAbの交差反応性。中和アッセイを、ビクトリア、アルファ(N501Y)、ベータ(K417N、E484K、N501Y)、ガンマ(K417T、E484K、N501Y)、デルタ(L452R、T478K)、アルファ+E484K(E484K、N501Y)及びB.1.525(E484K)の生きているウイルス単離物に対して、選択したベータ特異的mAbにより実行した。滴定曲線が示され、mAbをウイルスバリアント間の交差反応性のパターンに応じてグループ分けした。潜在的結合決定基を、単離物間の差分中和を示すmAbについて示す。(A)完全交差反応性mAb、(B)N501Y依存的mAb、(C)E484K依存的mAb、(D)K417N/T依存的mAb、(E)L452R/T478K依存的mAb、及び(F)NTD結合mAb。FRNT50値を表10に報告する。 K18-hACE2マウスにおけるSARS-CoV-2ベータVoCに対する遺伝子使用及び曝露後mAb療法。(A)選択したmAbについてのIgVH及びIgVL遺伝子の使用。(B)27個の強力なmAbについてのIGHV及びIGHLにおけるアミノ酸置換。(C~F)8週齢雌K18-hACE2遺伝子導入マウスにSARS-CoV-2ベータ株の10FFUを鼻腔内接種によって投与した。1日後、マウスに、示されるmAb処置の単回10mg/kg用量を腹腔内注射によって受けさせた。組織を6dpiで収集した。(A)SARS-CoV-2による感染後の体重変化(平均±SEM;1群あたりn=6マウス、2回の実験;曲線下面積のDunnett検定による一元配置ANOVA:****P<0.0001)。肺(B)、鼻洗浄液(C)及び脳(D)におけるウイルスRNAレベル(線は、メジアンを示す;1群あたりn=6マウス、2回の実験;対照mAbとの比較によるDunnett検定による一元配置ANOVA:**P<0.01、***P=0.001、****P<0.0001。ドット線は、アッセイの検出限界を示す。 バイオレイヤーインターフェロメトリ(BLI)競合マッピングの結果。抗体の平均リファイン位置を球体として示し、番号は、表10内の抗体解像力に合致するが、接頭辞「β」は、明快にするために省略している。着色スキームは、血清学的特性の一態様に関連し、例えば、Y501依存性は、強力な中和が、Tyr-501を有するウイルスについてのみ観察されることを示す。解剖学的用語は、トルソーアナロジーに関するものである(Dejnirattisai et al.,2021a)。RBDを、カートゥーンをはめ込んだ半透明な分子表面として示す。3つの図を示し、外側の2つは、垂直軸周りの180°回転に関し、中央の図は、水平軸周りの90°回転「正面」図に関する。 ベータmAb Fabとのベータ-RBD/ベータ-S複合体の全体的な構造。(A)ベータ-RBD/ベータ-Fab複合体の正面図及び背面図。Fabをリボンとして示し、重鎖を赤色で着色し、軽鎖を青色で着色しており、RBDを灰色の表面描写として示し、ACE2フットプリントが緑色であり、ベータバリアントの変異部位がマゼンタ色であり、デルタバリアントが橙色である。全ての構造を、クライオEMに由来するベータ-26及びベータ-32を除いて、結晶解析によって決定する。(B)重鎖が赤色、軽鎖が青色のベータ-32 Fabの結晶構造。(C)ベータ-6、ベータ-26、ベータ-32、ベータ-44、ベータ-53及びCOVOX-222 Fabとのベータ-S複合体のクライオEM密度マップ。結合したFabは、橙色であり、RBDドメインは、シアン色であり、残りのスパイクは、灰色である。矢印は、RBDの向きを示す。 IgVH4-30及びIgVH4-39ベータFab複合体の構造の詳細。(A)ベータRBDとのベータ-6の相互作用。重鎖(マゼンタ色)及び軽鎖(シアン色)由来のCDRの、ベータRBDとの相互作用の第1のパネルの概要(半透明の灰色の表面及び側鎖を青色の棒として、ベータ及びデルタバリアントの変異部位をそれぞれマゼンタ色及び橙色の球体として示す)。H3、H2、H1及びL3ループの相互作用を隣接するパネルに示す。(B)ベータ-6(青色)とベータ-54(赤色)との間の結合の向きの差異。(C)Tyr-501とのCDR-H3の係合を示す(B)のクローズアップ。(D)(C)と同じであるが、IgVHがRBDの代わりに重複されている。(E)ベータ-RBDとのベータ-54の相互作用の詳細。(F)ベータ-40 IgVH(緑色)の、ベータ-6(青色)のものと比較した結合モード。(G)ベータRBDとのベータ-24の詳細な相互作用。(H)ベータ-6(青色)、24(シアン色)及び54(赤色)によって用いられる係合の共通の特徴。CDR-H1のY35及びCDR-2のY54は、本明細書で報告されるIgVH4-30とIgVH4-39とのベータ-mAb間で保存されている。 ベータ-RBDとの他のベータIgVH Fabの係合。(A)COVOX-222(赤色、PDB ID 7NXA)及びCOVOX-150(灰色、PDB ID 7BEI)と比較した、交差反応性IgVH3-53ベータ-27(青色)のCDR-L1のTyr-501との係合。(B)ベータ-6(青色)と比較したベータ-32(緑色)の結合モード。(C)CDR-L3のD94由来の塩架橋及びCDR-L1のN32由来の水素結合を形成することにより、ベータ-38がE484Kと直接係合する。(D)図6Aと同じ形式で描かれたベータ-22の相互作用の詳細。(E)ベータ-22とベータ-29との間の結合モードの比較。(F)ベータ-44とベータRBDとの間の相互作用の詳細。(G)ベータ-47とベータRBDとの間の相互作用の詳細。(H)ベータ-26が左肩において結合して、RBDのK484及びT478との接触を形成する。(I)ベータ-53(HC赤色及びLC青色)がS309(HCサーモン色及びLC淡青色;PDB ID 7BEP)と同じエピトープにおいて結合する。(J)受容体ACE2と比較したベータ-53の結合の位置及び向き。 プレート固定されたWuhan、アルファ、ベータ及びガンマNTDへのベータ-43の結合をELISAによって判定した。 ペアワイズバイオレイヤーインターフェロメトリ(BLI)競合実験のクラスター分析(実施例16を参照されたい)。点を、情報損失を最小にして二次元上に投影している。トルソーアナロジーにおける、一方の脇腹から肩、首、肩を越えて反対側の脇腹まで本質的に延びる適度に連続的な分布が存在する。 全体的な及び局所的にリファインしたS-Fab複合体についてのゴールドスタンダードフーリエシェルコリレーション(FSC)曲線。局所的にリファインしたマップは、RBD、Fab及び残りについてそれぞれシアン色、橙色及びライトグレーで、フィットしたRBD/Fabモデルを赤紫色(黒色のアウトライン付き)で着色した。マップ/モデル対は、互いに対して180°回転している。 (A)Wuhan SARS-CoV-2スパイクタンパク質配列と比較した場合の、様々な株由来のスパイクタンパク質内の変異を定める表。(B)表13内のWuhan SARS-CoV-2スパイクタンパク質配列と比較した場合の、変異を有する偽ウイルス構築体のパネルに対する選択した抗体のIC50曲線を示すグラフ。 ELISAによって測定した、ベータ-49及び50のFab及びIgG1のベータS三量体又はベータRBDへの結合。mAb 222の結合と比較している。 アルファ及びB.1(D614G)に対する17個のアルファ回復期血清のFRNT50力価。Wilcoxonのマッチドペア符号順位和検定を分析に用いて、両側p値を算出し;幾何平均値を各列の上に示す。 (A)SARS-CoV-2の7つのバリアントに対する抗体についての中和力価の一致を示す相互相関マトリックス。バリアント毎に平均を減算して、標準偏差1に対して正規化した後、全ての抗体を、残存中和力価を含有するベクターと関連付けて考える。マトリックス内の各点(i、j)を抗体i及びjについてベクター間のドット積に従って着色している。(B)(A)内のマトリックスの特異値分解後の変動のプロッティングメジャーモードの結果。(C)(A)に類似するが、ベータ抗体について算出して、完全交差反応性の501Y特異的、484K特異的又は417T特異的抗体としての表示に従って着色した、相関マトリックスの特異値分解後の変動のプロッティングメジャーモードの結果。 ベータ-43、49、50とのベータ-S複合体のクライオEM密度マップ。結合したFabは、橙色であり、RBDドメインは、シアン色であり、残りのスパイクは、灰色である。矢印は、RBDの向きを示す。 他のベータIgVH FabのベータRBDとの係合。(A)RBD標準描写へのベータ-49及びベータ-50(それぞれ青色及びサーモン色)のほぼ同一の結合。(B)S309(緑色)(Pinto et al.,2020)、ベータ-53(黄色)及びベータ49(灰色)複合体由来のN343 RBDグリカンのオーバレイ。後者において、好適でない高次構造に側鎖が回転している。(C)ベータ-Sとのベータ-49 FanのクライオEM複合体の上面図。Sを表面として示す(RBDは、シアン色(残基343へのグリカン付着の位置をマゼンタ色で示す)である一方、ベータ-49重鎖及び軽鎖をそれぞれダークピンク及び青色のカートゥーンとして示す。重鎖は、2つのRBDと接触して、一次(円でマーク)及び二次(楕円でマーク)エピトープを形成する。(D)典型的な全RBDダウンスパイク(PDB 7NDA)内の及びベータ-49結合状態のRBDの上面図。Sの3回軸を示す。一方のRBDを重ね合わせており(参照)、矢印は、結合ベータ-49上に誘導される他のRBDの移動を示す。(E)一部のRBD残基がマークされている二次エピトープのクローズアップ。(F)ベータ-Sとのベータ-49の相互作用のクローズアップ。RBDを棒及び表面として示す(示す棒のみである残基N343のグリカン以外)。Fabを、鎖によって着色した棒として示す。(G)ベータ-50を除いて(F)に類似。(H)mAb150及び222とのベータ-27の付着の比較。RBDを、残基501が強調された表面として示す。(I)ベータ-27並びにmAb150及び222が示される、RBD(表面として示す)の右肩及び首領域の側面図。HC CDR3の再配置に起因するシフトを矢印で示す。(J)RBDへのベータ-6及びベータ-32の付着の比較。左パネルの軸は、姿勢の差異を示す。(K)K484をベータ-38の軽鎖及び重鎖のCDR3によって囲んで示す。 NTDに結合しているベータ-43の詳細。NTDを灰色の表面としている標準的な描写。 (A)ベータ49、50の交差反応性。SARS-CoV-1 S三量体をELISAによって測定して、mAb S309と比較した。(B)mAb S309、ベータ-49、50、53を用いたベータの中和曲線。 全体的な及び局所的にリファインしたS-Fab複合体についてのgold-standard FSC曲線。局所的にリファインしたマップをRBD、Fab及び残りについてそれぞれシアン色、橙色及びライトグレーで、フィットしたRBD/Fabモデルを赤紫色(黒色のアウトライン付き)で着色した。マップ/モデル対は、互いに対して180°回転している。 抗体ベータ-49及び50のエピトープ。(A)ベータ-53及びS309と比較したベータ-49の結合モード。ベータ-49/ベータ-RBDの結晶構造を、RBDを灰色の表面として、3つの変異部位を強調してマゼンタ色で、VhVlをリボンとして、且つN343グリカンを棒として示す(左のパネル)。中央のパネルは、ベータ-53(シアン色、PDB ID 7PS2)への、及び右側パネルは、S309(青色、PDB ID 7BEP)へのベータ-49の結合モードを比較している。(B)SARS-CoV-2(配列番号714)及びSARS-CoV-1(配列番号715)についてのRBD領域の配列。保存されたメジャーエピトープをシアン色でマークし、N及びCは、可溶性のRBD構築体において天然の配列の末端をマークしている。SARS-CoV-2における二次構造が上記でマークされており、配列番号をSARS-CoV-2について与えている。 NTD高次構造変化。ベータ-43結合ベータ-NTDの結晶構造と、オリジナルウイルス株のものとの比較。(A)ベータ-NTDと重複させることによる結晶非対称ユニット内の2つのベータ-NTD/ベータ-43複合体の比較。ベータ-NTD、HC及びLCを一複合体において緑色、赤色及び青色で、第2の複合体において淡緑色、サーモン色及び水色で着色している。変異部位をマゼンタ色の球体として示す。残基241のCαは、橙色であり、その後、3残基欠失がベータバリアント内に存在する。(B)ビリベルジン結合NTD(灰色、PDB ID 7B62)とのベータ-NTD(緑色)の重複。囲んだ領域は、2つの構造間の大きい差異を示す。(C)、(D)ベータ-NTD/ベータ-43複合体((A)におけるように着色)の、NTD/N11 Fab複合体(C)(NTD、HC及びLCについてそれぞれ灰色、サーモン色及び水色。PDB ID 7E7X)及びNTD/S2M28 Fab複合体(D)(カラースキームは、(C)についての通りである。PDB ID 7LY3)との比較。 ベータ特異的mAbの交差反応性。選択したベータ特異的mAbにより実行した、ビクトリア、アルファ(N501Y)、ベータ(K417N、E484K、N501Y)、ガンマ(K417T、E484K、N501Y)、デルタ(L452R、T478K)及びオミクロン(G339D、S371L、S373P、S375F、K417N、N440K、G446S、S477N、T478K、E484A、Q493R、G496S、Q498R、N501Y、Y505H)の生きているウイルス単離物に対する中和アッセイ。FRNT50値を表15に報告する。 (A)オミクロン-RBD(灰色)/ベータ-55(HC赤色、LC青色)/EY6A(HCサーモン色、LCシアン色)の三重複合体。(B)446、498、501及び505での変異した残基についての密度を示す電子密度マップ並びにそれらのベータ-55のCDR-H3との相互作用。(C)及び(D)ベータ-24((C)におけるシアン色)及びベータ-40((D)におけるシアン色)とのベータ-55の結合モードの比較。
本発明の抗体
本発明の抗体は、SAR-CoV-2のスパイクタンパク質に特異的に結合する。特に、受容体結合ドメイン(RBD)又はN末端ドメイン(NTD)等のスパイクタンパク質のS1サブユニットに特異的に結合する。
本発明の抗体は、表2内の抗体の少なくとも3つのCDRを含み得る。抗体は、表2内の抗体の少なくとも4つ、5つ又は6つ全てのCDRを含み得る。抗体は、表2内の抗体の重鎖可変ドメインに対して少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、表2内の抗体の軽鎖可変ドメインに対して少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、表2内の抗体の重鎖可変ドメイン及び軽鎖ドメインに対してそれぞれ少なくとも80%の同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、表2内の抗体のいずれか1つであり得る。
表2は、回収したベータSARS-CoV-2 COVID-19患者から特定した28個の個々の抗体を記載している。表1は、回収したCOVID-19患者から以前に特定した42個の個々の抗体を記載している[Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“The antigenic anatomy of SARS-CoV-2 receptor binding domain.”Cell 184(8)(2021):2183-2200;Supasa,Piyada,et al.“Reduced neutralization of SARS-CoV-2 B.1.1.7 variant by convalescent and vaccine sera.”Cell 184(8)(2021):2201-2211;Zhou,Daming,et al.“Evidence of escape of SARS-CoV-2 variant B.1.351 from natural and vaccine-induced sera.”Cell 184(9)(2021):2348-2361;Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“Antibody evasion by the P.1 strain of SARS-CoV-2.”Cell 184(11)(2021):2939-2954;Liu,Chang,et al.“Reduced neutralization of SARS-CoV-2 B.1.617 by vaccine and convalescent serum.”Cell 184(16)(2021):4220-4236.]。表1内の抗体は、本明細書中でプレフィックス「COVOX」と共に、例えばCOVOX-222とも称される。表1及び2は、重鎖可変領域及び軽鎖可変領域のヌクレオチド及びアミノ酸配列並びに各抗体の可変鎖の相補性決定領域(CDR)についての配列番号を記載している。
表2内の抗体は、以下からなる群から選択され得る:ベータ-22、ベータ-27、ベータ-29、ベータ-40、ベータ-47、ベータ-53、ベータ-54、ベータ-55及びベータ-56。これらの抗体は、驚くべきことに、SARS-CoV-2バリアントオミクロンの中和を保持していることが見出された(例えば、オミクロンに対してIC50≦5μg/ml)。
表2内の抗体は、以下からなる群から選択され得る:ベータ-22、ベータ-29、ベータ-40、ベータ-47、ベータ-53、ベータ-54、ベータ-55及びベータ-56。これらの抗体は、驚くべきことに、SARS-CoV-2バリアントオミクロンの強い中和を保持していることが見出された(例えば、オミクロンに対してIC50≦0.4μg/ml)。
表2内の抗体は、以下からなる群から選択され得る:ベータ-40、ベータ-47、ベータ-54及びベータ-55。これらの抗体は、驚くべきことに、SARS-CoV-2バリアントオミクロンの強い中和を保持していることが見出され(例えば、オミクロンに対してIC50≦0.11μg/ml)、さらに、試験した全ての他のSARS-CoV-2バリアント(ビクトリア、アルファ、ベータ、ガンマ及びデルタ)に対して強い中和を保持していた。
表2内の抗体は、以下からなる群から選択され得る:ベータ-27、ベータ-47、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53及びベータ-56。これらの抗体は、驚くべきことに、SARS-CoV-2バリアント、ビクトリア、B.1.1.7(アルファ)、B.1.351(ベータ)、P.1(ガンマ)、B.1.617.2(デルタ)、B.1.1.7+E484Q、B.1.525、B1.617.1、C.37、B.1.616、B.1.258、C.36.3、B.1.526.2及びA.23.1+E484K株の強い中和を保持していることが見出され、例えば、試験した、全てではないとしても大多数の株に対してIC50≦0.02μg/mlであった(例えば、表10、12及び13を参照されたい)。
表2内の抗体は、以下からなる群から選択され得る:ベータ-27、ベータ-32、ベータ-47、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-55及びベータ-56。これらの抗体は、強力な交差系統中和効果を有することが見出され、例えば、ビクトリア、アルファ、ベータ、ガンマ、デルタ、アルファ+484K及びB.1.525株に対して有効である(例えば、表10内に示されるIC50が0.1μg/ml未満)。
表2内の抗体は、ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-06、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55、ベータ-56及びベータ-44のいずれか1つであり得る。これらの抗体は、驚くべきことに、RBDの位置501に変異を含むSARS-CoV-2株の強い中和を示すことが見出された。
表2内の抗体は、ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-26、ベータ-33、ベータ-34、ベータ-38、ベータ-45、ベータ-51及びベータ-44のいずれか1つであり得る。これらの抗体は、驚くべきことに、RBDの位置484に変異を含むSARS-CoV-2株の強い中和を示すことが見出された。
表2内の抗体は、ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-20、ベータ-22、ベータ-29及びベータ-44のいずれか1つであり得る。これらの抗体は、驚くべきことに、RBDの位置417に変異を含むSARS-CoV-2株の強い中和を示すことが見出された。
表2内の抗体は、ベータ-06、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55、ベータ-56及びベータ-44のいずれか1つであり得る。これらの抗体は、驚くべきことに、SARS-CoV-2アルファ株の強い中和を示すことが見出された。
表2内の抗体は、ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50及びベータ-53;ベータ-26、ベータ-33、ベータ-34、ベータ-38、ベータ-45、ベータ-51;ベータ-20、ベータ-22、ベータ-29及びベータ-44のいずれか1つであり得る。これらの抗体は、驚くべきことに、SARS-CoV-2ガンマ株の強い中和を示すことが見出された。
表2内の抗体は、ベータ-20、ベータ-24、ベータ-26及びベータ-27のいずれか1つであり得る。これらの抗体は、驚くべきことに、マウスにおいて、SARS-CoV-2株の強い中和を示すことが見出された。
したがって、一実施形態において、表2内の抗体はベータ-27であり得る。ベータ-27は、SARS-CoV-2のオミクロンバリアントを中和することが見出された(表15、図22を参照されたい)。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号485、486及び487において指定されるアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号488、489及び490において指定されるアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-27の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号482)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-27の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号484)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-27の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(すなわちそれぞれ配列番号482及び484)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。
ベータ-27の重鎖ドメインは、IGHV3-53 v-領域に由来し、本発明者らは、同じv-領域に由来する抗体間での重鎖及び軽鎖の入換えにより、本発明に特に有用である抗体が生じる(さらに以下を参照して説明される)ことを見出した。そのため、本発明の抗体は、ベータ-27の重鎖を含み得、ベータ-27の軽鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号485、486及び487で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-27の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号482)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号482を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。
代わりに、本発明の一実施形態において、抗体は、ベータ-27の軽鎖を含み得、ベータ-27の重鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号488、489及び490で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-27の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号484)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号484を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。
一実施形態において、表2内の抗体は、ベータ-47であり得る。ベータ-47は、SARS-CoV-2のオミクロンバリアントを強く中和する(IC50≦0.1μg/ml;表15、図22を参照されたい)ことを見出した。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号595、596及び597で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号598、599及び600で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-47の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号592)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-47の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号594)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-47の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(それぞれ配列番号592及び594)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。
ベータ-47の重鎖ドメインは、IGHV1-58 v-領域に由来し、本発明者らは、同じv-領域に由来する抗体間での重鎖及び軽鎖の入換えにより、本発明に特に有用である抗体が生じる(さらに以下を参照して説明される)ことを見出した。そのため、本発明の抗体は、ベータ-47の重鎖を含み得、ベータ-47の軽鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号595、596及び597で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-47の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号592)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号592を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含む。
代わりに、本発明の一実施形態において、抗体は、ベータ-47の軽鎖を含み得、ベータ-47の重鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号598、599及び600で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-47の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号594)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号594を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。
一実施形態において、表2内の抗体は、ベータ-48であり得る。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号605、606及び607で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号608、609及び610で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-48の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号602)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-48の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号604)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-48の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(それぞれ配列番号602及び604)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。
ベータ-48の重鎖ドメインは、IGHV3-21 v-領域に由来し、同じv-領域に由来する抗体間での重鎖及び軽鎖の入換えにより、本発明に特に有用であり得る抗体が生じる。そのため、本発明の抗体は、ベータ-48の重鎖を含み得、ベータ-48の軽鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号605、606及び607で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-48の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号602)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号602を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。
本発明の一実施形態において、抗体は、ベータ-48の軽鎖を含み得、ベータ-48の重鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号608、609及び610で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-48の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号604)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号604を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。
一実施形態において、表2内の抗体は、ベータ-49であり得る。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号615、616及び617で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号618、619及び620で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-49の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号612)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-49の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号614)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-49の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(すなわちそれぞれ配列番号612及び614)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。
ベータ-49の重鎖ドメインは、IGHV 1-69 v-領域に由来し、同じv-領域に由来する抗体間での重鎖及び軽鎖の入換えにより、本発明に特に有用であり得る抗体が生じる。そのため、本発明の抗体は、ベータ-49の重鎖を含み得、ベータ-49の軽鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号615、616及び617で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-49の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号612)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号612を含み得るか又はそれからなり得る。
代わりに、本発明の一実施形態において、抗体は、ベータ-49の軽鎖を含み得、ベータ-49の重鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号618、619及び620で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-49の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号614)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号614を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。
一実施形態において、表2内の抗体は、ベータ-50であり得る。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号625、626及び627で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号628、629及び630で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-50の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号622)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-50の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号624)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-50の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(すなわちそれぞれ配列番号622及び624)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。
ベータ-50の重鎖ドメインは、IGHV 1-69 v-領域に由来し、同じv-領域に由来する抗体間での重鎖及び軽鎖の入換えにより、本発明に有用であり得る抗体が生じる。そのため、本発明の抗体は、ベータ-50の重鎖を含み得、ベータ-50の軽鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号625、626及び627で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-50の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号622)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号622を含み得るか又はそれからなり得る。
代わりに、本発明の一実施形態において、抗体は、ベータ-50の軽鎖を含み得、ベータ-50の重鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号628、629及び630で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-50の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号624)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号624を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。
一実施形態において、表2内の抗体は、ベータ-49又はベータ-50であり得る。本明細書中及び実施例において考察されるように、ベータ-50のCDRH2は、スパイクタンパク質結合に必要とされない。したがって、一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号615及び617で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1及びCDRH3並びに配列番号618、619及び620で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号625及び627で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1及びCDRH3並びに配列番号628、629及び630で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。
一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-49の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号612)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得るが、配列番号612の位置1、3、5、23~28、30~33、52、54~55、57、75~77及び99~105の残基に対応する重鎖可変ドメインの残基が、配列番号612の位置1、3、5、23~28、30~33、52、54~55、57、75~77及び99~105の残基と同一である場合に限る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-49の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号614)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得るが、配列番号614の位置30、32~33、50~51、53~54及び94~95の残基に対応する軽鎖可変ドメインの残基が、配列番号614の位置30、32~33、50~51、53~54及び94~95の残基と同一である場合に限る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-49の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(すなわちそれぞれ配列番号612及び614)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得るが、配列番号612の位置1、3、5、23~28、30~33、52、54~55、57、75~77及び99~105の残基に対応する重鎖可変ドメインの残基が、配列番号612の位置1、3、5、23~28、30~33、52、54~55、57、75~77及び99~105の残基と同一である場合並びに配列番号614の位置30、32~33、50~51、53~54及び94~95の残基に対応する軽鎖可変ドメインの残基が、配列番号614の位置30、32~33、50~51、53~54及び94~95の残基と同一である場合に限る。
一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-50の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号622)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得るが、配列番号622の位置3、5、23~28、30~33、75~77及び100~105の残基に対応する重鎖可変ドメインの残基が、配列番号622の位置3、5、23~28、30~33、75~77及び100~105の残基と同一である場合に限る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-50の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号624)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得るが、配列番号624の位置31、33、50~51、53~54及び94~95の残基に対応する軽鎖可変ドメインの残基が、配列番号624の位置31、33、50~51、53~54及び94~95の残基と同一である場合に限る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-50の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(すなわちそれぞれ配列番号622及び624)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得るが、配列番号622の位置3、5、23~28、30~33、75~77及び100~105の残基に対応する重鎖可変ドメインの残基が、配列番号622の位置3、5、23~28、30~33、75~77及び100~105の残基と同一である場合並びに配列番号624の位置31、33、50~51、53~54及び94~95の残基に対応する軽鎖可変ドメインの残基が、配列番号624の位置31、33、50~51、53~54及び94~95の残基と同一である場合に限る。
一実施形態において、表2内の抗体は、ベータ-53であり得る。ベータ-53は、SARS-CoV-2のオミクロンバリアントを強く中和する(IC50≦0.4μg/ml;表15、図22を参照されたい)ことを見出した。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号645、646及び647で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号648、649及び650で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-53の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号642)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-53の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号644)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-53の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(それぞれ配列番号642及び644)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。
ベータ-53の重鎖ドメインは、IGHV 5-10 v-領域に由来し、同じv-領域に由来する抗体間での重鎖及び軽鎖の入換えにより、本発明に有用であり得る抗体が生じる。そのため、本発明の抗体は、ベータ-53の重鎖を含み得、ベータ-53の軽鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号645、646及び647で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-53の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号642)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号642を含み得るか又はそれからなり得る。
代わりに、本発明の一実施形態において、抗体は、ベータ-53の軽鎖を含み得、ベータ-53の重鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号648、649及び670で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-53の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号644)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号644を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。
一実施形態において、表2内の抗体は、ベータ-56であり得る。ベータ-56は、SARS-CoV-2のオミクロンバリアントを強く中和する(IC50≦0.2μg/ml;表15、図22を参照されたい)ことを見出した。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号675、676及び677で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号678、679及び670で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-56の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号672)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-56の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号674)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-56の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(すなわちそれぞれ配列番号672及び674)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。
ベータ-56の重鎖ドメインは、IGHV 4-31 v-領域に由来し、同じv-領域に由来する抗体間での重鎖及び軽鎖の入換えにより、本発明に有用であり得る抗体が生じる。そのため、本発明の抗体は、ベータ-56の重鎖を含み得、ベータ-56の軽鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号675、676及び677で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-56の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号672)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号672を含み得るか又はそれからなり得る。
代わりに、本発明の一実施形態において、抗体は、ベータ-56の軽鎖を含み得、ベータ-56の重鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号678、679及び680で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-56の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号674)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号674を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。
抗体ベータ-32は、驚くべきことに、SARS-CoV-2バリアント、ビクトリア、B.1.1.7(アルファ)、B.1.351(ベータ)、P.1(ガンマ)、B.1.617.2(デルタ)、B.1.1.7+E484Q及びB.1.525の強い中和を保持していることが見出された。
したがって、一実施形態において、表2内の抗体はベータ-32であり得る。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号515、516及び517で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号518、519及び520で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-32の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号512)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-32の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号514)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-32の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(すなわちそれぞれ配列番号512及び514)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。
ベータ-32の重鎖ドメインは、IGHV 1-2 v-領域に由来し、同じv-領域に由来する抗体間での重鎖及び軽鎖の入換えにより、本発明に有用であり得る抗体が生じる。そのため、本発明の抗体は、ベータ-32の重鎖を含み得、ベータ-32の軽鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号515、516及び517で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-32の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号512)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号512を含み得るか又はそれからなり得る。
代わりに、本発明の一実施形態において、抗体は、ベータ-32の軽鎖を含み得、ベータ-32の重鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号518、519及び520で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-32の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号514)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号514を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。
一実施形態において、表2内の抗体は、ベータ-22であり得る。ベータ-22は、SARS-CoV-2のオミクロンバリアントを強く中和する(IC50≦0.4μg/ml)ことと、アルファ、ベータ及びガンマバリアントを強く中和することとを見出した(表15、図22を参照されたい)。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号435、436及び437で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号438、439及び440で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-22の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号432)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-22の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号434)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-22の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(すなわちそれぞれ配列番号432及び434)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。
ベータ-22の重鎖ドメインは、IGHV 3-30 v-領域に由来し、同じv-領域に由来する抗体間での重鎖及び軽鎖の入換えにより、本発明に有用であり得る抗体が生じる。そのため、本発明の抗体は、ベータ-22の重鎖を含み得、ベータ-22の軽鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号435、436及び437で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-22の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号432)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号432を含み得るか又はそれからなり得る。
代わりに、本発明の一実施形態において、抗体は、ベータ-22の軽鎖を含み得、ベータ-22の重鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号438、439及び440で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-22の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号434)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号434を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。
一実施形態において、表2内の抗体は、ベータ-27であり得る。ベータ-27は、SARS-CoV-2のオミクロンバリアントを中和する(IC50≦5μg/ml)こと、試験した他の全てのバリアントを強く中和することを見出した(表15、図22を参照されたい)。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号485、486及び487で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号488、489及び490で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-27の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号482)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-27の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号484)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-27の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(すなわちそれぞれ配列番号482及び484)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。
ベータ-27の重鎖ドメインは、IGHV 3-30 v-領域に由来し、同じv-領域に由来する抗体間での重鎖及び軽鎖の入換えにより、本発明に有用であり得る抗体が生じる。そのため、本発明の抗体は、ベータ-27の重鎖を含み得、ベータ-27の軽鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号485、486及び487で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-27の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号482)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号482を含み得るか又はそれからなり得る。
代わりに、本発明の一実施形態において、抗体は、ベータ-27の軽鎖を含み得、ベータ-27の重鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号488、489及び490で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-27の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号484)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号484を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。
一実施形態において、表2内の抗体は、ベータ-40であり得る。ベータ-40は、SARS-CoV-2のオミクロンバリアントを極めて強く中和する(0.012μg/mlのIC50)ことと、試験した他の全てのバリアントを強く中和することとを見出した(表15、図22を参照されたい)。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号555、556及び557で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号558、559及び560で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-40の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号552)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-40の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号554)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-40の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(すなわちそれぞれ配列番号552及び554)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。
ベータ-40の重鎖ドメインは、IGHV 4-39 v-領域に由来し、同じv-領域に由来する抗体間での重鎖及び軽鎖の入換えにより、本発明に有用であり得る抗体が生じる。そのため、本発明の抗体は、ベータ-40の重鎖を含み得、ベータ-40の軽鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号555、556及び557で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-40の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号552)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号552を含み得るか又はそれからなり得る。
代わりに、本発明の一実施形態において、抗体は、ベータ-40の軽鎖を含み得、ベータ-40の重鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号558、559及び560で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-40の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号554)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号554を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。
一実施形態において、表2内の抗体は、ベータ-54であり得る。ベータ-54は、SARS-CoV-2のオミクロンバリアントを強く中和する(0.02μg/mlのIC50)ことと、試験した他の全てのバリアントを強く中和することとを見出した(表15、図22を参照されたい)。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号655、656及び657で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号658、659及び660で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-54の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号652)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-54の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号654)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-54の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(すなわちそれぞれ配列番号652及び654)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。
ベータ-54の重鎖ドメインは、IGHV 4-39 v-領域に由来し、同じv-領域に由来する抗体間での重鎖及び軽鎖の入換えにより、本発明に有用であり得る抗体が生じる。そのため、本発明の抗体は、ベータ-54の重鎖を含み得、ベータ-54の軽鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号655、656及び657で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-54の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号652)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号652を含み得るか又はそれからなり得る。
代わりに、本発明の一実施形態において、抗体は、ベータ-54の軽鎖を含み得、ベータ-54の重鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号658、659及び660で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-54の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号654)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号654を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。
一実施形態において、表2内の抗体は、ベータ-55であり得る。ベータ-55は、SARS-CoV-2のオミクロンバリアントを強く中和する(0.109μg/mlのIC50)ことと、試験した他の全てのバリアントを強く中和することとを見出した(表15、図22を参照されたい)。一実施形態において、本発明の抗体は、配列番号665、666及び667で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号668、669及び670で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-55の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号662)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-55の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号664)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。一実施形態において、本発明の抗体は、抗体ベータ-55の重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン(すなわちそれぞれ配列番号662及び664)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有するアミノ酸配列をそれぞれ含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。
ベータ-55の重鎖ドメインは、IGHV 4-39 v-領域に由来し、同じv-領域に由来する抗体間での重鎖及び軽鎖の入換えにより、本発明に有用であり得る抗体が生じる。そのため、本発明の抗体は、ベータ-55の重鎖を含み得、ベータ-55の軽鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号665、646及び667で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-55の重鎖可変ドメイン(すなわち配列番号662)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号662を含み得るか又はそれからなり得る。
代わりに、本発明の一実施形態において、抗体は、ベータ-55の軽鎖を含み得、ベータ-55の重鎖を含み得ない。例えば、抗体は、配列番号668、669及び670で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、抗体ベータ-55の軽鎖可変ドメイン(すなわち配列番号664)に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号664を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。
本発明の混合鎖抗体
本発明の抗体は、表1又は2内の第1の抗体由来のCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含む軽鎖可変ドメイン並びに表1又は2内の第2の抗体由来のCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含む重鎖可変ドメインを含み得るが、第1及び第2の抗体は、異なることを条件とする。そのような抗体は、本明細書中で混合鎖抗体と称される。
本発明に有用な混合鎖抗体の例が、表3A、3B、4、5、6、7、8及び9に記載されている。表3Aは、同じ生殖細胞系重鎖IGHV3-53に由来する表1及び表2内の抗体から生成される混合鎖抗体の例を示す。表3Bは、同じ生殖細胞系重鎖IGHV3-53及びIGHV3-66に由来する表1及び表2内の抗体から生成される混合鎖抗体の例を示す。表4は、同じ生殖細胞系重鎖IGHV1-58に由来する表1及び表2内の抗体から生成される混合鎖抗体の例を示す。表5は、同じ生殖細胞系重鎖IGHV4-39に由来する表1及び表2内の抗体から生成される混合鎖抗体の例を示す。表6は、同じ生殖細胞系重鎖IGHV3-30に由来する表1及び表2内の抗体から生成される混合鎖抗体の例を示す。表7は、同じ生殖細胞系重鎖IGHV5-51に由来する抗体から生成される混合鎖抗体の例を示す。表8は、同じ生殖細胞系重鎖IGHV1-02に由来する表1及び表2内の抗体から生成される混合鎖抗体の例を示す。表9は、同じ生殖細胞系重鎖IGHV3-33に由来する表1及び表2内の抗体から生成される混合鎖抗体の例を示す。同じ生殖細胞系重鎖IGHV1-69に由来する混合鎖抗体の例として、ベータ-49H/50L及びベータ-50H/49Lがある。
混合鎖抗体ベータ27H/150L、ベータ-27H/158L、ベータ-27H/175L、ベータ-27H/222L、ベータ-27H/269L、150H/ベータ-27L、ベータ-47H/55L、ベータ-47H/165L、ベータ-47H/253L、ベータ-47H/318L、ベータ-47H/ベータ-25L、55H/ベータ-47L、165H/47L、253H/ベータ-47L、ベータ-25H/ベータ-47Lは、本発明に特に有用である。これらの抗体は、実施例で実証されるように、特に強力な交差系統中和効果を有することが見出された。例えば、表12及び13を参照されたい。
混合鎖抗体150H/222L、253H/55L、253H/165Lは、実施例で実証されるように、特に強力な交差系統中和効果を有することも見出された。例えば、表12及び13を参照されたい。
混合鎖抗体165H/47L、253H/ベータ-47L、ベータ-25H/ベータ-47Lは、本発明に特に有用である。これらの抗体は、実施例で実証されるように、特に強力な交差系統中和効果を有することが見出された。例えば、表12及び13を参照されたい。
混合鎖抗体ベータ-49H/50L及びベータ-50H/49Lは、本発明に特に有用である。これらの抗体は、実施例で実証されるように、特に強力な交差系統中和効果を有することが見出された。例えば、表12及び13を参照されたい。
混合鎖抗体ベータ27H/150L、ベータ-27H/222L、ベータ-27H/269L、150H/ベータ-27L、ベータ-47H/55L、ベータ-47H/165L、ベータ-47H/253L、ベータ-47H/318L、ベータ-47H/ベータ-25L及び253H/ベータ-47Lは、本発明に特に有用である。これらの抗体は、強力な交差系統中和効果を有し、例えば、SARS-CoV-2のビクトリア、ベータ及びデルタ株に対してIC50が≦0.1μg/mlであることが見出された(表12を参照されたい)。
混合鎖抗体ベータ-47H/55L又はベータ-47H/ベータ-25Lは、本発明に特に有用である。これらの抗体は、強力な交差系統中和効果を有し、例えば、試験した全ての株の大部分に対してIC50が≦0.01μg/mlであることが見出された(表12及び13を参照されたい)。
そのため、一実施形態において、本発明の抗体は、表1又は2内の第1の抗体由来のCDRH1、CDRH2及びCDRH3を含む重鎖可変ドメイン並びに表1又は2内の第2の抗体由来のCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含む軽鎖可変ドメインを含むが、第1及び第2の抗体は、異なることを条件とする。抗体は、表1又は2内の第1の抗体由来の重鎖可変ドメインに対して少なくとも80%の配列同一性を有する重鎖可変ドメインアミノ酸配列及び表1又は2内の第2の抗体由来の軽鎖可変ドメインに対して少なくとも80%の配列同一性を有する軽鎖可変ドメインアミノ酸配列を含み得るが、第1及び第2の抗体は、異なることを条件とする。例えば、抗体は、表1又は2内の抗体の重鎖可変ドメインに対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び表1又は2内の抗体の軽鎖可変ドメインに対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得るが、第1及び第2の抗体が異なることを条件とする。
第1の抗体は表2内にあり得、第2の抗体は表2内にあり得る。第1の抗体は表2内にあり得、第2の抗体は表1内にあり得る。第1の抗体は表1内にあり得、第2の抗体は表2内にあり得る。第1の抗体は表1内にあり得、第2の抗体は表1内にあり得る。
一実施形態において、第1及び第2の抗体の少なくとも1つが、表2由来の抗体である。
一実施形態において、第1及び第2の抗体は、両方とも表1内にあるわけではない。
一実施形態において、重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインの少なくとも1つが、表2由来である。
表2内の抗体は、以下からなる群から選択され得る:ベータ-27、ベータ-32、ベータ-47、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-55及びベータ-56。例えば、表2内の抗体は、以下からなる群から選択されるあらゆる抗体であり得る:ベータ-27、ベータ-47、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53及びベータ-56。
一実施形態において、第1の抗体及び第2の抗体は、以下からなる群から両方とも選択される:ベータ-27、抗体150、抗体158、抗体175、抗体222及び抗体269。これらの抗体の重鎖可変ドメインは、IGHV3-53に由来する。結果として生じる混合鎖抗体は、表3A内に記載されている。そのため、本発明の抗体は、6つ全てのCDR(CDRH1-3及びCDRL1-3)並びに/又は重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得、各々は、表3A内に記載される混合鎖抗体のいずれか1つの対応する可変ドメインに対して少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる。
IGHV3-53に由来する抗体を用いて、IGHV3-66由来の抗体(例えば、表1内の抗体40及び398)との混合鎖抗体が生成され得る(例えば、Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“The antigenic anatomy of SARS-CoV-2 receptor binding domain.”Cell 184(8)(2021):2183-2200;Supasa,Piyada,et al.“Reduced neutralization of SARS-CoV-2 B.1.1.7 variant by convalescent and vaccine sera.”Cell 184(8)(2021):2201-2211;Zhou,Daming,et al.“Evidence of escape of SARS-CoV-2 variant B.1.351 from natural and vaccine-induced sera.”Cell 184(9)(2021):2348-2361;Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“Antibody evasion by the P.1 strain of SARS-CoV-2.”Cell 184(11)(2021):2939-2954;Liu,Chang,et al.“Reduced neutralization of SARS-CoV-2 B.1.617 by vaccine and convalescent serum.”Cell 184(16)(2021):4220-4236)を参照されたい)。したがって、一実施形態において、第1の抗体及び第2の抗体は、以下からなる群から両方とも選択される:ベータ-27、抗体150、抗体158、抗体175、抗体222、抗体269、抗体40及び抗体398。これらの抗体の重鎖可変ドメインは、IGHV3-53及びIGVH3-66に由来する。結果として生じる混合鎖抗体は、表3B内に記載されている。そのため、本発明の抗体は、6つ全てのCDR(CDRH1-3及びCDRL1-3)並びに/又は重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得、各々は、表3B内に記載される混合鎖抗体のいずれか1つの対応する可変ドメインに対して少なくとも80%(例えば、≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる。
一実施形態において、第1の抗体及び第2の抗体は、以下からなる群から両方とも選択される:ベータ-47、ベータ-25、抗体55、抗体165、抗体253及び抗体318。これらの抗体の重鎖可変ドメインは、IGHV 1-58に由来する。結果として生じる混合鎖抗体は、表4内に記載されている。そのため、本発明の抗体は、6つ全てのCDR(CDRH1-3及びCDRL1-3)並びに/又は重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得、各々は、表4内に記載される混合鎖抗体のいずれか1つの対応する可変ドメインに対して少なくとも80%(例えば、≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる。
一実施形態において、第1の抗体及び第2の抗体は、以下からなる群から両方とも選択される:ベータ-06、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-40、ベータ-54及びベータ-55。これらの抗体の重鎖可変ドメインは、IGHV 4-39に由来する。結果として生じる混合鎖抗体は、表5内に記載されている。そのため、本発明の抗体は、6つ全てのCDR(CDRH1-3及びCDRL1-3)並びに/又は重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得、各々は、表5内に記載される混合鎖抗体のいずれか1つの対応する可変ドメインに対して少なくとも80%(例えば、≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる。
一実施形態において、第1の抗体及び第2の抗体は、以下からなる群から両方とも選択される:ベータ-22、ベータ-29及び抗体159。これらの抗体の重鎖可変ドメインは、IGHV 3-30に由来する。結果として生じる混合鎖抗体は、表6内に記載されている。そのため、本発明の抗体は、6つ全てのCDR(CDRH1-3及びCDRL1-3)並びに/又は重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得、各々は、表6内に記載される混合鎖抗体のいずれか1つの対応する可変ドメインに対して少なくとも80%(例えば、≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる。
一実施形態において、第1の抗体及び第2の抗体は、以下からなる群から両方とも選択される:ベータ-38及び抗体170。これらの抗体の重鎖可変ドメインは、IGHV 5-51に由来する。結果として生じる混合鎖抗体は、表7内に記載されている。そのため、本発明の抗体は、6つ全てのCDR(CDRH1-3及びCDRL1-3)並びに/又は重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得、各々は、表7内に記載される混合鎖抗体のいずれか1つの対応する可変ドメインに対して少なくとも80%(例えば、≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる。
一実施形態において、第1の抗体及び第2の抗体は、以下からなる群から両方とも選択される:ベータ-30、ベータ-32、ベータ-33及び抗体316。これらの抗体の重鎖可変ドメインは、IGHV 1-02に由来する。結果として生じる混合鎖抗体は、表8内に記載されている。そのため、本発明の抗体は、6つ全てのCDR(CDRH1-3及びCDRL1-3)並びに/又は重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得、各々は、表8内に記載される混合鎖抗体のいずれか1つの対応する可変ドメインに対して少なくとも80%(例えば、≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる。
一実施形態において、第1の抗体及び第2の抗体は、以下からなる群から両方とも選択される:ベータ-20及びベータ-43。これらの抗体の重鎖可変ドメインは、IGHV 3-33に由来する。結果として生じる混合鎖抗体は、表9内に記載されている。そのため、本発明の抗体は、6つ全てのCDR(CDRH1-3及びCDRL1-3)並びに/又は重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得、各々は、表9内に記載される混合鎖抗体のいずれか1つの対応する可変ドメインに対して少なくとも80%(例えば、≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる。
一実施形態において、第1の抗体は、表2由来のベータ-47であり、第2の抗体は、表1由来の55である。そのため、本発明の抗体は、配列番号595、596及び597で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号68、69及び70で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、配列番号592に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び配列番号64に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号592からなる重鎖可変ドメイン及び配列番号64からなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号592からなる重鎖可変ドメイン、配列番号64からなる軽鎖可変ドメイン及びIgG定常領域を含み得、すなわち、抗体は、ベータ-47H/55Lである。
ベータ-47H/55L抗体は、抗体ベータ-47及び抗体55の組合せから生成される。これらの抗体は個々に、比較的強力であった。しかしながら、抗体ベータ-47由来の重鎖及び抗体55由来の軽鎖が組み合わされると、結果として生じる抗体は予想外に、中和及び抗原結合が向上した。例えば、ベータ-47H/55Lは、表13内に記載される株の最も強い中和を実現した。抗体ベータ-47H/ベータ-25Lを、ベータ-47H/55Lと同様の方法で特定した。
一実施形態において、第1の抗体は、表2由来のベータ-47であり、第2の抗体は、表2由来のベータ-25である。そのため、本発明の抗体は、配列番号595、596及び597で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号468、469及び470で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、配列番号592に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び配列番号464に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号592からなる重鎖可変ドメイン及び配列番号464からなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号592からなる重鎖可変ドメイン、配列番号464からなる軽鎖可変ドメイン及びIgG定常領域を含み得、すなわち、抗体は、ベータ-47H/ベータ-25Lである。
一実施形態において、第1の抗体は、表2由来のベータ-47であり、第2の抗体は、表1由来の165である。そのため、本発明の抗体は、配列番号595、596及び597で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号188、189及び190で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、配列番号592に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び配列番号184に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号592からなる重鎖可変ドメイン及び配列番号184からなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号592からなる重鎖可変ドメイン、配列番号464からなる軽鎖可変ドメイン及びIgG定常領域を含み得、すなわち、抗体は、ベータ-47H/165Lである。
一実施形態において、第1の抗体は、表2由来のベータ-47であり、第2の抗体は、表1由来の253である。そのため、本発明の抗体は、配列番号595、596及び597で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号268、269及び270で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、配列番号592に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び配列番号264に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号592からなる重鎖可変ドメイン及び配列番号264からなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号592からなる重鎖可変ドメイン、配列番号264からなる軽鎖可変ドメイン及びIgG定常領域を含み得、すなわち、抗体は、ベータ-47H/253Lである。
一実施形態において、第1の抗体は、表2由来のベータ-47であり、第2の抗体は、表1由来の318である。そのため、本発明の抗体は、配列番号595、596及び597で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号338、339及び340で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、配列番号592に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び配列番号334に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号592からなる重鎖可変ドメイン及び配列番号334からなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号592からなる重鎖可変ドメイン、配列番号334からなる軽鎖可変ドメイン及びIgG定常領域を含み得、すなわち、抗体は、ベータ-47H/318Lである。
一実施形態において、第1の抗体は、表1由来の253であり、第2の抗体は、表2由来のベータ-47である。そのため、本発明の抗体は、配列番号265、266及び267で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号598、599及び600で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、配列番号262に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び配列番号594に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号262からなる重鎖可変ドメイン及び配列番号594からなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号262からなる重鎖可変ドメイン、配列番号594からなる軽鎖可変ドメイン及びIgG定常領域を含み得、すなわち、抗体は、253H/ベータ-47Lである。
一実施形態において、第1の抗体は、表2由来のベータ-27であり、第2の抗体は、表1由来の150である。そのため、本発明の抗体は、配列番号485、486及び487で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号158、159及び160で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、配列番号482に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び配列番号154に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号482からなる重鎖可変ドメイン及び配列番号154からなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号482からなる重鎖可変ドメイン、配列番号154からなる軽鎖可変ドメイン及びIgG定常領域を含み得、すなわち、抗体は、ベータ-27H/150Lである。
一実施形態において、第1の抗体は、表2由来のベータ-27であり、第2の抗体は、表1由来の222である。そのため、本発明の抗体は、配列番号485、486及び487で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号258、259及び260で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、配列番号482に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び配列番号254に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号482からなる重鎖可変ドメイン及び配列番号254からなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号482からなる重鎖可変ドメイン、配列番号254からなる軽鎖可変ドメイン及びIgG定常領域を含み得、すなわち、抗体は、ベータ-27H/222Lである。
一実施形態において、第1の抗体は、表2由来のベータ-27であり、第2の抗体は、表1由来の269である。そのため、本発明の抗体は、配列番号485、486及び487で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号278、279及び280で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、配列番号482に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び配列番号274に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号482からなる重鎖可変ドメイン及び配列番号274からなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号482からなる重鎖可変ドメイン、配列番号274からなる軽鎖可変ドメイン及びIgG定常領域を含み得、すなわち、抗体は、ベータ-27H/269Lである。
一実施形態において、第1の抗体は、表1由来の150であり、第2の抗体は、表2由来のベータ-27である。そのため、本発明の抗体は、配列番号155、156及び157で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに配列番号488、489及び490で指定されたアミノ酸配列をそれぞれ有するCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含み得る。抗体は、配列番号152に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる重鎖可変ドメイン及び配列番号484に対して≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか又はそれからなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号152からなる重鎖可変ドメイン及び配列番号484からなる軽鎖可変ドメインを含み得る。抗体は、配列番号152からなる重鎖可変ドメイン及び配列番号484からなる軽鎖可変ドメイン並びにIgG定常領域を含み得、すなわち、抗体は、150H/ベータ-27Lである。
表1及び2内の第1及び第2の抗体は、同じ生殖細胞系重鎖又は軽鎖v-領域(以下でさらに説明される)に由来し得る。重鎖v-領域は、IGHV3-53、IGHV1-58、IGHV4-39、IGHV3-30、IGHV5-51、IGHV1-02又はIGHV3-33であり得る。例えば、重鎖v-領域は、IGHV3-53、IGHV1-58又はIGHV4-39であり得る。例えば、重鎖v-領域は、IGHV3-53又はIGHV1-58であり得る。軽鎖v-領域は、IGκV3-20、IGκV1-9、IGκV3-1、IGκV1-5、IGκV3-25、IGκV1-12又はIGκV1-17であり得る。例えば、軽鎖v-領域は、IGκV3-20又はIGκV1-9、例えばIGκV3-20であり得る。
先の実施形態のいずれにおいても、表1及び2内の第1又は第2の抗体は、抗体58、222、253、253H/55L、ベータ-22、ベータ-27、ベータ-29、ベータ-40、ベータ-47、ベータ-53、ベータ-54、ベータ-55及びベータ-56から選択され得る。例えば、これらの抗体は、SARS-CoV-2のオミクロンバリアントを中和するのに特に有効である。
本発明の特定の抗体
本発明は、表2、3A、3B、4、5、6、7、8又は9内の抗体のいずれか1つの完全長抗体である抗体も提供する。換言すると、本発明の抗体は、表2、3A、3B、4、5、6、7、8又は9内の抗体のいずれか1つの重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインからそれぞれなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン並びにIgG(例えば、IgG1)定常領域を含む。
例えば、本発明の抗体は、完全長ベータ-27、ベータ-47、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-56、ベータ-47H/55L、ベータ-47H/ベータ-25L、ベータ-47H/165L、ベータ-47H/253L、ベータ-47H/318L、253H/ベータ-47L、ベータ-27H/150L、ベータ-27H/222L、ベータ-27H/269L又は150H/ベータ-27L抗体であり得る。これらの抗体は、全てとりわけ少なくともビクトリア、南アフリカ(B.1.351;ベータ)及びデルタ株を、効力の消失なく中和することが示された高度に強力な中和mAbである。
本発明の抗体は、完全長ベータ-27、ベータ-47、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-56、ベータ-47H/55L又はベータ-47H/ベータ-25L抗体であり得る。
本発明の抗体は、完全長ベータ-27、ベータ-47、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-56、ベータ-47HC/55LC、ベータ-47HC/ベータ25LC又はベータ-53抗体であり得る。これらの抗体は、SARS-CoV-2に対して強力な中和効果を示す。例えば、表13を参照されたい。
本発明の抗体は、完全長ベータ-27、ベータ-47、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-56、ベータ-47H/55L又はベータ-47H/ベータ-25L抗体であり得る。これらの抗体は、強力な交差系統中和効果を有することが見出され、例えば、B.1.351、B.1.617.1、C.37、B.1.616、B.1.258、C.36.3、B.1.526.2及びA.23.1+E484K株に対して有効である(例えば、IC50が0.1μg/ml未満、表12及び13を参照されたい)。
本発明の抗体は、例えば、IgG1定常領域を含む完全長ベータ-47H/55L又はベータ-47H/ベータ-25L抗体であり得る。
本発明の抗体は、例えば、IgG1定常領域を含む完全長ベータ-49又はベータ-50抗体であり得る。
本発明の抗体は、完全長抗体ベータ-22、ベータ-27、ベータ-29、ベータ-40、ベータ-47、ベータ-53、ベータ-54、ベータ-55又はベータ-56であり得る。例えば、これらの抗体は、SARS-CoV-2のオミクロンバリアントを中和するのに特に有効である。
本発明の抗体の特性
本発明の抗体は、表1~9内の抗体のアミノ酸配列であり得るか又はこれからの修飾を含み得る一方、抗体の活性及び/又は機能を維持し得る。修飾は、置換、欠失及び/又は付加であり得る。例えば、修飾は、1、2、3、4、5、最大10、最大20、最大30又はそれを超える、表1~9内の抗体のアミノ酸配列由来のアミノ酸置換及び/又は欠失を含み得る。例えば、修飾は、類似した特性を有する代替のアミノ酸により置換されたアミノ酸を含み得る。適切な置換基を選択するのに用いることができる20個の主要なアミノ酸のいくつかの特性は、以下の通りである:
Figure 2024509055000001
修飾は、抗体の機能が大きく悪影響を受けない場合、誘導体化されたアミノ酸、例えば標識されたか又は非天然のアミノ酸を含み得る。
先に記載される本発明の抗体の修飾は、抗体の合成中に若しくは生成後修飾により、或いは抗体が核酸の部位特異的変異誘発、ランダム変異誘発若しくは酵素的切断及び/又はライゲーションの知られている技術を用いて組換え形態である場合に調製され得る。
本発明の抗体は、前記抗体の効力を向上させるか、又は前記抗体を新しいSARS-CoV-2バリアントに適応させるように(例えば、先に記載されるようにして)修飾され得る。修飾は、抗体をウイルスバリアント内の置換に適応させるようなアミノ酸置換であり得る。例えば、抗体の、スパイクタンパク質への知られている結合モード(例えば、結晶構造決定又はモデリングによる)が用いられて、ウイルスバリアント内の置換と相互作用する抗体のアミノ酸が特定され得る。続いて、この情報を用いて、エピトープ特徴の変化を補償することとなる抗体の考えられる置換を特定することができる。例えば、スパイクタンパク質内の疎水性アミノ酸の、負に変化するアミノ酸への置換は、スパイクタンパク質内の前記アミノ酸と相互作用する抗体由来のアミノ酸を、正に荷電するアミノ酸に置換することによって補償され得る。本開示により、例えば本明細書中に記載される抗体-抗原複合体の構造を決定することにより、置換され得る抗体の残基を特定する方法が包含される。
本発明の抗体は、交差系統中和特性を増大させるような1つ以上の修飾を含有し得る。例えば、ACE2との相互作用を媒介する重要な残基である、スパイクタンパク質のE484は、いくつかのSARS-CoV-2株において変異して(例えば、ビクトリア株は、E484を含有するが、P.1及びB.1.351株は、E484Kを含有する)、抗体の異なる中和効果が生じる(実施例24を参照されたい)。そのため、E484に結合する抗体は、スパイクタンパク質のE484の変化を補償するように修飾され得る。例えば、E484は、元の株と比較した場合、B.1.351又はP.1系統のSAR-CoV-2株において、正に荷電するアミノ酸から負に荷電するアミノ酸に変異されている。E484又はその近くに結合する抗体のアミノ酸残基は、電荷の変化を補償するように変異され得る。そのようなアミノ酸残基の例が、抗体88の配列番号102内のG104及び/若しくはK108又は抗体384の配列番号372内のR52であり得る(実施例24を参照されたい)。
本発明の抗体は、単離された抗体であり得る。単離された抗体は、異なる抗原特異性を有する他の抗体が実質的にない抗体である。
本明細書中で用いられる用語「抗体」は、抗体全体(すなわちジスルフィド結合によって相互に連結されている2本の重鎖及び2本の軽鎖の要素を含む)及びその抗原結合断片に関し得る。抗体は、典型的に、免疫グロブリン(Ig)分子、すなわち抗原に特異的に結合する(と免疫反応する)抗原結合部位を含有する分子の免疫学的に活性のある部分を含む。「特異的に結合する」又は「と免疫反応する」とは、抗体が、所望の抗原の1つ以上の抗原決定基と反応し、且つ他のポリペプチドと反応しないことを意味する。各重鎖は、重鎖可変領域(本明細書中でHCVR又はVHと省略される)及び少なくとも1つの重鎖定常領域で構成される。各軽鎖は、軽鎖可変領域(本明細書でLCVR又はVLと省略される)及び軽鎖定常領域で構成される。重鎖及び軽鎖の可変領域は、抗原と相互作用する結合ドメインを含有する。VH領域及びVL領域は、相補性決定領域(CDR)と称される超可変性の領域にさらに細分化され得、フレームワーク領域(FR)と称される、より保存された領域がその中に散在する。抗体として、以下に限定されないが、ポリクローナル、モノクローナル、キメラ、dAb(ドメイン抗体)、単鎖、Fab、Fab’及びF(ab’)2断片、scFv並びにFab発現ライブラリが挙げられ得る。
本発明の抗体は、モノクローナル抗体であり得る。本発明のモノクローナル抗体(mAb)は、従来のモノクローナル抗体方法論を含む種々の技術によって生成され得、例えば“Monoclonal Antibodies:a manual of techniques”(Zola H,1987,CRC Press)及び“Monoclonal Hybridoma Antibodies:techniques and applications”(Hurrell JGR,1982 CRC Press)に開示されるものがある。
本発明の抗体は、多重特異性、例えば二重特異性であり得る。本発明の二重特異性抗体は、2つの異なるエピトープに結合する。エピトープは、同じタンパク質(例えば、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質内の2つのエピトープ)又は異なるタンパク質(例えば、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質内の1つのエピトープ及び別のタンパク質(コードタンパク質等)内の1つのエピトープ)内にあり得る。
一実施形態において、本発明の二重特異性抗体は、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質上の2つの別々のエピトープに結合し得る。二重特異性抗体は、スパイクタンパク質のNTD及びスパイクタンパク質のRBDに結合し得る。二重特異性抗体は、スパイクタンパク質のRBD内の2つの異なるエピトープに結合し得る。
本発明の1つ以上(例えば、2つ)の抗体は、カップリングされて、多重特異性(例えば、二重特異性)抗体を形成することができる。多重特異性抗体、例えば二重特異性抗体を調製する方法が当技術分野で周知である。
抗体は、単鎖抗体、単鎖可変断片(scFv)、可変断片(Fv)、断片抗原結合領域(Fab)、組換え抗体、モノクローナル抗体、自然抗体の抗原結合ドメイン又はアプタマーを含む融合タンパク質、VHH抗体としても知られているシングルドメイン抗体(sdAb)、ナノボディ(ラクダ科動物由来のシングルドメイン抗体)、VNARと呼ばれるサメIgNAR由来のシングルドメイン抗体断片、ダイアボディ、トリアボディ、アンチカリン、アプタマー(DNA又はRNA)及びそれらの活性部分又は断片からなる群から選択され得る。
本発明の抗体分子の定常領域ドメインは、存在する場合、抗体分子の候補機能、特に必要とされ得るエフェクタ機能を考慮して選択され得る。例えば、定常領域ドメインは、ヒトIgA、IgD、IgE、IgG又はIgMドメインであり得る。典型的には、定常領域は、ヒト起源のものである。特に、ヒトIgG(すなわちIgG1、IgG2、IgG3又はIgG4)定常領域ドメインが用いられ得る。典型的には、ヒトIgG1定常領域。
軽鎖定常領域は、ラムダ又はカッパであり得る。
本発明の抗体は、単一特異性又は多重特異性(例えば、二重特異性)であり得る。多重特異性抗体は、通常、少なくとも2つの異なる可変ドメインを含み、各可変ドメインは、別々の抗原又は同じ抗原上の異なるエピトープに結合することができる。
本発明の抗体は、キメラ抗体、CDRグラフト化抗体、ナノボディ、ヒト又はヒト化抗体であり得る。典型的には、抗体は、ヒト抗体である。完全ヒト抗体は、重鎖及び軽鎖の可変領域及び定常領域(存在する場合)が全てヒト起源のものであるか、又はヒト起源の配列と実質的に同一であるが、必ずしも同じ抗体由来とは限らない抗体である。
本発明の抗体は、完全長抗体であり得る。
本発明の抗体は、抗原結合断片であり得る。本発明の抗原結合断片は、親抗体、すなわち抗原結合断片が由来する抗体の同じエピトープに結合する。本発明の抗原結合断片は、典型的に、エピトープと相互作用する親抗体の部分を保持している。抗原結合断片は、典型的に、抗原と相互作用する相補性決定領域(CDR)、例えば、1、2、3、4、5又は6つのCDRを含む。一部の実施形態において、抗原結合断片は、親抗体のCDR、例えば重鎖及び/又は軽鎖の可変領域ドメインを囲む構造スカフォールドをさらに含む。典型的には、抗原結合断片は、親抗体と同じ又は類似する、抗原への結合親和性を保持している。
抗原結合断片が、親抗体と必ずしも同一の配列を有するわけではない。一実施形態において、抗原結合断片は、親抗体のそれぞれのCDRと、≧70%、≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有し得る。一実施形態において、抗原結合断片は、親抗体のそれぞれの可変領域ドメインと、≧70%、≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、100%の配列同一性を有し得る。典型的には、可変領域の非同一アミノ酸は、CDR内にない。
本発明の抗体の抗原結合断片は、抗原に選択的に結合する能力を保持している。抗体の抗原結合断片として、単鎖抗体(すなわち完全長重鎖及び軽鎖);Fab、修飾Fab、Fab’、修飾Fab’、F(ab’)2、Fv、Fab-Fv、Fab-dsFv、シングルドメイン抗体(例えば、VH又はVL又はVHH)、scFvが挙げられる。
抗体の抗原結合機能が、完全長抗体の断片によって実行され得る。これらの抗体断片を作製且つ製造する方法は、当技術分野で周知である(例えば、Verma R et al.,1998,J.Immunol.Methods,216,165-181を参照されたい)。
所望の特異性、親和性及び機能活性を有する、本明細書中に開示される抗体の1つと100%のアミノ酸配列同一性を共有しない本発明の抗体をスクリーニングする方法として、本明細書中に記載される方法、例えば、酵素結合免疫吸着アッセイ、biacore、フォーカス減少中和アッセイ(FRNT)及び当技術分野で知られている他の技術が挙げられる。
機能に関して、本発明の抗体は、SAR-CoV-2(中和抗体)の少なくとも1つの生物活性を中和する、特にウイルス伝染性を中和することができる。
中和は、IC50値又はIC90値を用いても判定され得る。例えば、抗体は、IC50値が≦0.1μg/ml、≦0.05μg/ml、≦0.01μg/ml、≦0.005μg/ml又は≦0.002μg/mlであり得る。場合により、本発明の抗体は、IC50値が0.0001μg/ml~0.1μg/ml、ときに0.0001μg/ml~0.05μg/ml又は0.0001μg/ml~0.001μg/mlであり得る。
例えば、表2~9(すなわち表2、3A、3B、4、5、6、7、8及び9)の抗体のいくつかのIC50値は、表10、12及び13に記載されている。
ウイルス伝染性を中和する抗体の能力は、実施例に示されるように、適切なアッセイを用いて、特に細胞ベースの中和アッセイを用いて測定され得る。例えば、中和能力は、抗体の存在下での、ウイルスに感染している細胞(例えばヒト細胞)数の引下げ(例えば、37℃で2時間)が、抗体が加えられなかったネガティブ対照と比較されるフォーカス減少中和アッセイ(FRNT)により測定され得る。
本発明の抗体は、例えば、直接ブロッキングにより又はスパイクタンパク質のプレ融合高次構造を崩壊させることにより、標的細胞の細胞表面受容体、アンギオテンシン変換酵素2(ACE2)とのSAR-CoV-2のスパイクタンパク質の相互作用をブロックし得る。
スパイクとACE2との相互作用のブロッキングは、全体的又は部分的であり得る。例えば、本発明の抗体は、スパイク-ACE2形成を≧50%、≧60%、≧70%、≧80%、≧90%、≧95%、≧99%又は100%引き下げ得る。スパイク-ACE2形成のブロッキングは、当技術分野で知られている適切なあらゆる手段、例えばELISAによって測定され得る。
中和を示すほとんどの抗体は、スパイクタンパク質とACE2との相互作用のブロッキングも示した(図1Gを参照されたい)。さらに、いくつかの非中和抗体が良好なACE2ブロッカーであった。
結合動力学の観点から、本発明の抗体は、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質についての親和性定数(K)値が≦5nM、≦4nM、≦3nM、≦2nM、≦1nM、≦0.5nM、≦0.4nM、≦0.3nM、≦0.2nM又は≦0.1nMであり得る。
KD値は、当技術分野で知られている適切なあらゆる手段、例えばELISA又は25℃での表面プラズモン共鳴(Biacore)によって測定することができる。
結合親和性(K)は、抗体及びその標的についての解離定数(K)及び結合定数(K)を求めることによって定量化され得る。例えば、抗体は、結合定数(K)が≧10000M-1-1、≧50000M-1-1、≧100000M-1-1、≧200000M-1-1若しくは≧500000M-1-1であり得、且つ/又は解離定数(K)が≦0.001s-1、≦0.0005s-1、≦0.004s-1、≦0.003s-1、≦0.002s-1若しくは≦0.0001s-1であり得る。
本発明の抗体は、好ましくは、コロナウイルス(例えばSARS-CoV-2)感染した動物においてインビボ保護を実現することができる。例えば、コロナウイルス(例えばSARS-CoV-2)感染した動物への本発明の抗体の投与は、≧30%、≧40%、≧50%、≧60%、≧70%、≧80%、≧90%、≧95%又は100%の生存率をもたらし得る。生存率は、常法を用いて求められ得る。
本発明の抗体は、先の特性の1つ以上のあらゆる組合せを有し得る。
本発明の抗体は、本明細書中に記載される抗体(すなわち特に上述の重鎖可変領域及び軽鎖可変領域を有する抗体)のいずれか1つと同じエピトープに結合し得るか、又はそれとSARS-CoV-2スパイクタンパク質への結合について競合し得る。同じエピトープに結合するか又は互いに交差競合する抗体を特定する方法が実施例において用いられており、以下でさらに議論される。
Fc領域
本発明の抗体は、Fcドメインを含んでも又は含まなくてもよい。
本発明の抗体は、その安定性を向上させるようにFc領域内で修飾され得る。そのような修飾は、当技術分野で知られている。修飾は、抗体の保存中の抗体の安定性を向上させ得る。抗体のインビボ半減期は、Fc-領域の修飾によって向上し得る。
例えば、システイン残基がFc領域中に導入されることにより、この領域内での鎖間ジスルフィド結合形成が可能となる。このように生成されたホモ二量体抗体は、内部移行能力が向上し、且つ/又は補体媒介細胞死滅及び/若しくは抗体依存性細胞傷害活性(ADCC)が増大し得る(Caron et al.,J.Exp Med.,176:1191-1195(1992)及びShopes,J.Immunol.,148:2918-2922(1992)を参照されたい)。代わりに、二重Fc領域を有することによって補体溶解及びADCC能力が増強し得る抗体を設計することができる(Stevenson et al.,Anti-Cancer Drug Design,3:219-230(1989)を参照されたい)。
例えば、本発明の抗体は、FcRnとのFcドメインの相互作用を促進するように修飾され得る。Fcドメインは、例えば、エンドソーム内において、低pHでFc及びFcRn相互作用に影響を与えることによって抗体の安定性を向上させるように修飾され得る。M252Y/S254T/T256E(YTE)変異は、IgG1抗体の半減期を向上させるのに用いられ得る。
抗体は、他の受容体、例えばFcγRI、FcγRIIA、FcγRIIB、FcγRIII及びFcαRとの抗体の相互作用に影響を与えるように修飾され得る。そのような修飾は、抗体のエフェクタ機能に影響を与えるのに用いられ得る。
一実施形態において、本発明の抗体は、以下で本明細書中に記載される変更されたFcドメインを含む。別の好ましい実施形態において、本発明の抗体は、Fcドメインを含むが、Fcドメインの配列は、1つ以上のFcエフェクタ機能を修飾するように変更されている。
一実施形態において、本発明の抗体は、「サイレンシングされた」Fc領域を含む。例えば、一実施形態において、本発明の抗体は、エフェクタ機能又は標準的なFc領域と関連する機能を示さない。本発明の抗体のFc領域は、1つ以上のFc受容体に結合しない。
一実施形態において、本発明の抗体は、CHドメインを含まない。一実施形態において、本発明の抗体は、CHドメインを含まない。一実施形態において、本発明の抗体は、追加のCHドメイン及び/又はCHドメインを含む。
一実施形態において、本発明の抗体は、Fc受容体に結合しない。一実施形態において、本発明の抗体は、補体に結合しない。代替の実施形態において、本発明の抗体は、FcγRに結合しないが、補体に結合する。
一実施形態において、本発明の抗体は、一般に、抗体の血清半減期を改変する修飾を含み得る。そのため、別の実施形態において、本発明の抗体は、抗体の半減期を改変するFc領域修飾を有する。そのような修飾及びFc機能を改変する修飾が存在し得る。好ましい一実施形態において、本発明の抗体は、抗体の血清半減期を改変する修飾を有する。
一実施形態において、本発明の抗体は、ヒト定常領域、例えば、IgA、IgD、IgE、IgG又はIgMドメインを含み得る。特に、抗体エフェクタ機能が必要とされる治療用途に抗体分子が意図される場合、とりわけIgG1アイソタイプ及びIgG3アイソタイプの、ヒトIgG定常領域ドメインが用いられ得る。代わりに、抗体分子が治療目的に意図され、且つ抗体エフェクタ機能が必要とされない場合、IgG2アイソタイプ及びIgG4アイソタイプが用いられ得る。
一実施形態において、抗体重鎖は、CHドメインを含み、抗体軽鎖は、CLドメイン(カッパ又はラムダ)を含む。一実施形態において、抗体重鎖は、CHドメイン、CHドメイン及びCHドメインを含み、抗体軽鎖は、CLドメイン(カッパ又はラムダ)を含む。
4つのヒトIgGアイソタイプは、親和性が異なる活性化Fcγ受容体(FcγRI、FcγRIIa、FcγRIIc、FcγRIIIa)、阻害FcγRIIb受容体及び補体の第1の構成要素(C1q)に結合して、非常に異なるエフェクタ機能をもたらす(Bruhns P.et al.,2009.Specificity and affinity of human Fcγ receptors and their polymorphic variants for human IgG subclasses.Blood.113(16):3716-25)。Jeffrey B.Stavenhagen,et al.Cancer Research 2007 Sep 15;67(18):8882-90も参照されたい。一実施形態において、本発明の抗体は、Fc受容体に結合しない。本発明の別の実施形態において、抗体は、Fc受容体の1つ以上のタイプに結合する。
一実施形態において、使用されるFc領域は、変異している(特に本明細書中に記載される変異)。一実施形態において、Fc変異は、Fc受容体へのFc領域の結合を除去又は増強するような変異、エフェクタ機能を増大させるか又は除去するような変異、抗体の半減期を延長又は短縮するような変異及びこれらの組合せを含む群から選択される。修飾のインパクトに言及する一実施形態において、Fc変異は、等しいが修飾を欠いている抗体との比較によって実証され得る。
pH7.4ではなく、pH6.0でFcRnに選択的に結合するいくつかの抗体は、種々の動物モデルにおいてより長い半減期を示す。CHドメインとCHドメインとの間のインターフェースに位置するいくつかの変異、例えばT250Q/M428L(Hinton PR.et al.,2004.Engineered human IgG antibodies with longer serum half-lives in primates.J Biol Chem.279(8):6213-6)及びM252Y/S254T/T256E+H433K/N434F(Vaccaro C.et al.,2005.Engineering the Fc region of immunoglobulin G to modulate in vivo antibody levels.Nat Biotechnol.23(10):1283-8)が、インビボで、FcRnへの結合親和性を増大させ、且つIgG1の半減期を延長することが示された。そのため、血清半減期を改変する修飾がM252/S254/T256+H44/N434に存在し得、特にM252Y/S254T/T256E+H433K/N434Fが存在し得る。一実施形態において、半減期を延長することが所望される。別の実施形態において、抗体の血清半減期を短縮することが実際に所望され得、血清半減期を短縮する修飾が存在し得る。
多数の変異が、ヒトIgG1のCHドメイン内に形成されて、ADCC及びCDCに及ぼす影響がインビトロで試験されてきた(Idusogie EE.et al.,2001.Engineered antibodies with increased activity to recruit complement.Immunol.166(4):2571-5)。目に見えて、位置333でのアラニン置換は、ADCC及びCDCの両方を増大させることが報告された。そのため、一実施形態において、位置333での修飾、特に補体を動員する能力を改変するものが存在し得る。Lazar et al.は、FcγRIIIaに対する親和性がより高く、且つFcγRIIbに対する親和性がより低くて、ADCCの増強をもたらす三重ミュータント(S239D/I332E/A330L)を記載した(Lazar GA.et al.,2006)。そのため、S239/I332/A330の修飾、特にFc受容体に対する親和性を改変するもの、特にS239D/I332E/A330Lが存在し得る(Engineered antibody Fc variants with enhanced effector function.PNAS 103(11):4005-4010)。同じ変異を用いて、ADCCが増大した抗体を生成した(Ryan MC.et al.,2007.Antibody targeting of B-cell maturation antigen on malignant plasma cells.Mol.Cancer Ther.,6:3009-3018)。Richards et al.は、FcγRIIIa親和性が向上した僅かに異なる三重ミュータント(S239D/I332E/G236A)及びマクロファージによって標的細胞のファゴサイトーシスの増強を媒介するFcγRIIa/FcγRIIb比を研究した(Richards JO et al 2008.Optimization of antibody binding to Fcgamma RIIa enhances macrophage phagocytosis of tumor cells.Mol Cancer Ther.7(8):2517-27)。したがって、一実施形態において、S239D/I332E/G236A修飾が存在し得る。
別の実施形態において、本発明の抗体は、修飾ヒンジ領域及び/又はCH1領域を有し得る。代わりに、使用されるアイソタイプは、特定のヒンジ領域を有するように選択され得る。
主要なパブリックV領域
本明細書中でパブリックV-遺伝子とも記載されるパブリックV領域は、SARS-CoV-2に対する抗体応答の大集団に見出される生殖細胞系重鎖及び軽鎖領域のV領域(集団内で見出される)である。この用途において、V領域は、ベータSARS-CoV-2バリアントに対する特異的応答である。つまり、多くの個体は、SARS-CoV-2バリアントに対する免疫応答を生成する場合、生殖細胞系v領域レパートリーから同じv領域を利用する。
本明細書中で用いられる、特定のv領域に「由来する」抗体は、その生殖細胞系v領域配列を用いるV(D)J組換えによって生成された抗体を指す。例えば、生殖細胞系IGHV3-53 v領域配列は、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質に特異的に結合する抗体に到達するような体細胞組換え及び体細胞変異を受け得る。抗体をコードするヌクレオチド配列は、IGHV3-53生殖細胞系配列と同一の配列を含みそうにないが、それでもやはり、抗体は依然として、このv領域に由来する。本発明の抗体は、典型的には、生殖細胞系配列と比較した場合、v領域内に20個以下の非サイレント変異、例えば15、10、9、8、7、6、5、4、3、2又は1つ以下の非サイレント変異を含む。本発明の抗体は、典型的には、生殖細胞系配列と比較した場合、v領域内に2~20個の非サイレント変異、例えば3~15個、4~10個、5~9個の非サイレント変異を含まない。生殖細胞系v領域配列は、当技術分野で周知であり、抗体の特定の領域が特定の生殖細胞系v領域配列に由来するかを特定する方法も当技術分野で周知である。
一実施形態において、本発明の抗体は、IGHV3-53、IGHV1-58、IGHV3-66、IGHV4-39、IGHV3-30、IGHV5-51、IGHV1-02又はIGHV3-33から選択されるv領域に由来する。本発明者らは、本明細書中で特定される強力な中和抗体が、これらのv領域のCDR内に比較的少ない変異を含むことを見出した。そのため、一実施形態において、本発明の抗体は、IGHV3-53、IGHV1-58、IGHV3-66、IGHV4-39、IGHV3-30、IGHV5-51、IGHV1-02又はIGHV3-33から選択されるv領域によってコードされ、天然に存在する生殖細胞系配列と比較した場合、3~10個の非サイレントヌクレオチド変異又は2~5個の非サイレント変異、例えば、10個以下、9つ以下、8つ以下、7つ以下、6つ以下、5つ以下、4つ以下、3つ以下又は2つの非サイレント変異を有する。本明細書中で定義されるサイレント変異は、ヌクレオチド配列がコードするアミノ酸配列の変化がないヌクレオチド配列の変化である。したがって、非サイレント変異は、ヌクレオチド配列によってコードされるアミノ酸配列の変化の原因となる変異である。
本発明者らは、驚くべきことに、同じ重鎖v領域を有する2つの抗体の軽鎖可変領域が交換されて、第1の抗体の重鎖可変領域及び第2の抗体の軽鎖可変領域を含む混合鎖抗体が生成され得ることを見出した。例えば、2つの抗体は、IGHV3-53に由来する重鎖可変領域を両方とも含み得る。好ましくは、両方の抗体は、同じ軽鎖v領域に由来する軽鎖可変領域も含むが、これは、必須でない。なぜなら、例えば、抗体222の軽鎖が、IGHV3-53に由来するあらゆる重鎖可変領域と合致して、強力な中和抗体に至り得るからである。上記において及び実施例7に記載されるように、2つの抗体は、IGHV3-53及び/又はIGHV3-66に由来する重鎖可変領域を含み得る。
一実施形態において、本発明の抗体は、IGHV3-53、IGHV1-58、IGHV3-66、IGHV4-39、IGHV3-30、IGHV5-51、IGHV1-02又はIGHV3-33から選択される主要なパブリックv領域に由来する抗体、例えば、IGHV3-53について抗体ベータ-27、150、158、175、222及び269、IGHV1-58について抗体ベータ-47、ベータ-25、55、165、253及び318、IGHV1-58について抗体ベータ-47、ベータ-25、55、165、253及び318、IGHV3-66について抗体40及び398、IGHV4-39について抗体ベータ-6、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-40、ベータ-54及びベータ-55、IGHV3-30について抗体ベータ-22、ベータ-29及び159、IGHV5-51について抗体ベータ-38及び170、IGHV1-02について抗体ベータ-30、ベータ-32、ベータ-33及び316又はIGHV3-33について抗体ベータ-20及びベータ-43の重鎖可変ドメインのCDRを含む。これらの抗体の各々のCDRに対応する配列番号を表1及び2に示す。
一実施形態において、本発明の抗体は、IGHV3-53、IGHV1-58、IGHV3-66、IGHV4-39、IGHV3-30、IGHV5-51、IGHV1-02又はIGHV3-33から選択される主要なパブリックv領域に由来する抗体、例えば、IGHV3-53について抗体ベータ-27、150、158、175、222及び269、IGHV1-58について抗体ベータ-47、ベータ-25、55、165、253及び318、IGHV1-58について抗体ベータ-47、ベータ-25、55、165、253及び318、IGHV3-66について抗体40及び398、IGHV4-39について抗体ベータ-6、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-40、ベータ-54及びベータ-55、IGHV3-30について抗体ベータ-22、ベータ-29及び159、IGHV5-51について抗体ベータ-38及び170、IGHV1-02について抗体ベータ-30、ベータ-32、ベータ-33及び316又はIGHV3-33について抗体ベータ-20及びベータ-43の重鎖可変ドメインを含む。これらの抗体の各々の重鎖可変ドメインに対応する配列番号を、表1及び2に示す。
好ましい実施形態において、本発明の抗体は、配列番号595~597にそれぞれ示される重鎖CDR1~3を含む。別の実施形態において、抗体は、配列番号592に示される抗体ベータ-47の重鎖可変ドメインを含む。
より初期のセットの抗体(表1及び14)において特定されたv領域から、ベータ感染した個体由来の新しいセットの抗体(表2)由来の1つの強力な中和抗体のみが、IGHV3-53に由来した(ベータ-27)。さらに、ベータ感染した個体由来の新しいセットの抗体(表2)由来の1つの強力な中和抗体のみが、IGHV1-58に由来した(ベータ-47)が、このv領域に由来する、より強力でないさらなる中和抗体(ベータ-25)も可変ドメインスワッピングに選択された。IGHV4-39 v領域は、本明細書中に記載される新しいセットの抗体においてかなり表された:ベータ-6、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-40、ベータ-54及びベータ-55。表6~9に記載される他のv領域は、新しいセットの抗体及び/又はより初期のセットの抗体内の共有v領域も示した。これらのセット内の軽鎖を入れ換えることにより、抗体は、代替の軽鎖を用いることにより、例えばベータ-47の重鎖可変ドメインをベータ-25又は55の軽鎖可変ドメインと組み合わせることにより、機能的に1桁向上し得る。
さらに、実施例に記載されるように、驚くべきことに、特定のパブリックV領域に由来する抗体は、ベータ株と比較した場合、広い範囲の株に対する中和を維持するか又は向上させ得ることが示された。特に、本発明の抗体は、IGHV3-53 v領域に由来する(抗体ベータ-27)。特に、本発明の抗体は、IGHV1-58 v領域に由来する(抗体ベータ-47)。一実施形態において、IGHV1-58に由来する重鎖を有する抗体の軽鎖は、同じ重鎖V領域に由来する第2の抗体の軽鎖と交換され得る。一実施形態において、IGHV3-53に由来する重鎖を有する抗体の軽鎖は、同じ重鎖V領域に由来する第2の抗体の軽鎖と交換され得る。抗体の鎖を交換する場合、各抗体の軽鎖及び重鎖は好ましくは、同じV領域に由来する。例えば、抗体55、165及び253は、全てIGHV1-58 v領域に由来する重鎖及びカッパ3-20に由来する軽鎖を有する。本発明者らは、55又は165の軽鎖を253の重鎖と組み合わせることにより、中和力価が>1log増大することを見出した。他の組合せが想定される。なぜなら、RBD又はスパイクを有する253、253/55及び253/165の構造は、同じエピトープにほぼ同様に結合し、B.1.351バリアント内の3つの変異部位残基のいずれにも接触しないことを示したからである。
したがって、一実施形態において、本発明は、SARS-CoV-2(例えば、アルファ、ベータ、ガンマ及び/又はデルタ系統のSARS-CoV-2株)のスパイクタンパク質に特異的に結合する抗体を生成する方法であって、同じ軽鎖及び/又は重鎖v領域に由来する2つ以上の抗体を特定することと、第1の抗体の軽鎖を第2の抗体の軽鎖と置換することにより、第1の抗体の重鎖及び第2の抗体の軽鎖を含む混合鎖抗体を生成することとを含む方法を提供する。一実施形態において、方法は、混合鎖抗体のSARS-CoV-2に対する親和性及び/又はその中和を判定することをさらに含む。方法は、混合鎖抗体の親和性を第1及び/又は第2の抗体のものと比較することをさらに含み得る。方法は、第1及び/又は第2の抗体と親和性が同じであるか、又はそれを超える混合鎖抗体を選択することをさらに含み得る。一部の実施形態において、重鎖v領域は、IGHV 1-58であり、且つ/又は軽鎖v領域は、IGLVカッパ3-20である。
別の実施形態において、本発明は、SARS-CoV-2のベータバリアントに特異的に結合する抗体を提供し、抗体は、IGHV4-39に由来するv領域を有する。より詳細には、本発明は、スパイクタンパク質内にアミノ酸501Yを含むSARS-CoV-2のバリアントに特異的な抗体を提供し、抗体は、IGHV4-39に由来するv領域を有する。驚くべきことに、SARS-CoV-2のベータバリアントによる感染に対する抗体応答が、IGHV4-39由来の重鎖可変領域を有する抗体に向けてかなり偏ることが発見された。これらの抗体の大部分が、スパイクタンパク質の位置501のチロシンに特異的であることが示された。例示的な抗体として、ベータ-6、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55が挙げられる。一実施形態において、そのような抗体は、スパイクタンパク質内に501Yを含む将来のバリアントを中和するのに有用である。抗体重鎖がIGHV4-39に由来する一実施形態において、本発明の抗体は、ベータ-6、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-40、ベータ-54又はベータ-55由来のCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びにベータ-6、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-40、ベータ-54又はベータ-55由来のCDRL3を含む。実施例6で説明されるように、IGHV4-39に由来する抗体によるスパイクタンパク質との相互作用の大部分は、重鎖内にあり、軽鎖相互作用は、軽鎖CDRL3に由来するものに制限されることが示された。さらに、IGHV4-39に由来する抗体は、SARS-CoV-2のオミクロンバリアントに結合する抗体、すなわちベータ-40、ベータ-54及びベータ-55の群において強く表されることが示された。
スパイクタンパク質「ダウンアンドアウト」高次構造に結合する抗体
IgVH1-69クラスの抗体、ベータ-49及びベータ-50は、スパイクタンパク質の以前に特定されていない高次構造(RBDはダウン構成であり(図15)、重鎖は、2つのRBDとの相互作用をなして(図16C)、スパイクタンパク質のRBDは、スパイク三量体の周辺部に向けて変換/回転される(「アウト」構成)(図16D))に結合する(実施例18を参照されたい)。スパイクタンパク質は、本明細書中でスパイク三量体と称される三量体として天然に存在する。スパイクタンパク質の「ダウン」高次構造が、受容体アクセス不能状態を表すことが知られている(Cai,Y.et al,2020.Distinct conformational states of SARS-CoV-2 spike protein.Science,369(6511),pp.1586-1592)。抗体ベータ-49及びベータ-50は、スパイクタンパク質を、新しいタイプの受容体アクセス不能状態である「ダウンアンドアウト」高次構造に「ロックする」とみなされる。驚くべきことに、スパイクタンパク質のダウンアンドアウト高次構造に結合する抗体は、現在まで試験されたSARS-CoV-2バリアントの全てを強く中和する。したがって、スパイクタンパク質のダウンアンドアウト高次構造に結合する抗体は、SARS-CoV-2バリアントの強力な交差系統中和抗体として有用であり得る。
典型的な「ダウン」高次構造において、スパイク三量体内の2つの隣接するRBD間の直接的接触が存在する。本明細書中で特定されるダウンアンドアウト高次構造において、RBDは十分に分離されており、それらの間で、N343グリカンでの他に、いかなる直接的接触もない。用語「直的接接触」は、ジスルフィド結合、共有結合、塩架橋及び水素結合を指す(例えば、「直接的接触の欠如」は、ジスルフィド結合、共有結合、塩架橋及び水素結合の欠如を指す)。
したがって、本発明は、ダウンアンドアウト高次構造でロックされたSARS-CoV-2の修飾スパイクタンパク質を提供する。修飾スパイクタンパク質が受容体アクセス不能状態にある場合及びスパイク三量体内のあるスパイクタンパク質のRBDドメインが、Nグリコシル化Asn343を介すること以外でスパイク三量体内の別のスパイクタンパク質のRBDドメインに接触しない場合、修飾スパイクタンパク質は、ダウンアンドアウト高次構造でロックされている。一部の実施形態において、修飾スパイクタンパク質は、ダウンアンドアウト高次構造において近接しているRBDドメイン及び/又はNTDドメインのアミノ酸においてシステイン置換を、ジスルフィド結合がシステイン残基間に形成されるように含む。ジスルフィド結合をタンパク質中に入れる操作をするか、又はジスルフィド結合を形成させることにより、タンパク質高次構造を安定させることを可能にする位置でのアミノ酸配列中へのシステイン残基の導入に適した残基を特定する方法が当技術分野で周知である(例えば、Gao et al.,2020.Scientific reports,10(1),pp.1-9及びDombkowski,et al.,2014.FEBS letters,588(2),pp.206-212を参照されたい)。一部の実施形態において、修飾スパイクタンパク質は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株のスパイクタンパク質の位置198及び463に対応する位置においてシステインを、ジスルフィド結合がシステイン残基間に形成されるように含む。一実施形態において、修飾スパイクタンパク質は、アミノ酸置換D198C及びP463Cを、ジスルフィド結合がシステイン残基間に形成されるように含み、アミノ酸ナンバリングは、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株のスパイクタンパク質のアミノ酸ナンバリングに対応する。一部の実施形態において、本発明は、配列番号681のアミノ酸配列に対して少なくとも80%のアミノ酸同一性を含む修飾スパイクタンパク質を提供し、修飾スパイクタンパク質は、置換D198C及びP463Cを含む。結果として生じるスパイクタンパク質は、配列番号681の198及び463に相当する位置においてアミノ酸間にジスルフィド結合を形成し、これがスパイクタンパク質を「ダウンアンドアウト」高次構造でロックする。
ダウンアンドアウト高次構造でロックされたスパイクタンパク質は、抗体ベータ-49及びベータ-50として同エピトープを標的とする抗体を生成するのに用いられ得る。このエピトープに結合する抗体は、SARS-CoV-2のバリアントを強く中和し得る。したがって、本明細書中で提供されるのは、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質に結合することができる抗体を生成する方法であって、ダウンアンドアウト高次構造でロックされた修飾スパイクタンパク質に対して抗体を高めることを含む方法である。抗体を生成する方法は、当技術分野で周知である。例えば、スパイクタンパク質に対して抗体を高めることは、ハイブリドーマ技術、ファージディスプレイ技術によって又はスパイクタンパク質で動物を免疫化することによって実行され得る。抗体は、モノクローナル又はポリクローナルであり得る。
本発明は、抗体ベータ-49及び/又はベータ-50と同じエピトープに結合することができる抗体の有無に関してスクリーニングする方法も提供する。方法は、抗体ベータ-49及び/又はベータ-50との競合研究を実行することを含み得る。競合研究は、当業者に知られているあらゆる手段、例えば実施例5に例示されるバイオレイヤーインターフェロメトリ研究によって実行され得る。本発明は、この方法によって得られる抗体も提供する。同様に、本発明は、この方法によって獲得可能な抗体を提供する。本発明は、スパイクタンパク質上の同じエピトープに結合することができる抗体も抗体ベータ49又はベータ50として提供する。本発明は、スパイクタンパク質に結合する抗体ベータ49又はベータ50と競合する抗体も提供する。
当業者であれば、標準的な技術、例えば用途の実施例に記載されるものを用いて、抗体の結合部位(エピトープ)を容易に決定することができる。当業者であれば、抗体が、本明細書中に記載される抗体と同じエピトープに結合するか、又はそれとの結合について競合するかを、当技術分野で公知の常法を用いることによって容易に判定することもできる。
例えば、試験抗体(すなわち試験抗体が抗原に結合する他の抗体と競合するかが知られていない)が、本明細書中に記載される抗体(以下の段落で「参照抗体」と称される)と同じエピトープに結合するかを判定するために、参照抗体は、飽和条件下でタンパク質又はペプチドに結合し得るようにされる。次に、試験抗体の、タンパク質又はペプチドに結合する能力が評価される。参照抗体との結合が飽和した後、試験抗体がタンパク質又はペプチドに結合することができる場合、試験抗体は、参照抗体と異なるエピトープに結合すると結論付けることができる。他方では、参照抗体との結合が飽和した後、試験抗体がタンパク質又はペプチドに結合することができない場合、試験抗体は、本発明の参照抗体が結合するエピトープと同じエピトープに結合し得る。
抗体が参照抗体との結合について競合するかを判定するために、先に記載された結合方法論を2つの方針で実行する:第1の方針では、飽和条件下で参照抗体をタンパク質/ペプチドに結合させた後、タンパク質/ペプチド分子への試験抗体の結合性を評価する。第2の方針において、飽和条件下で試験抗体をタンパク質/ペプチドに結合させた後、タンパク質/ペプチドへの参照抗体の結合を評価する。両方の方針において、第1の(飽和)抗体のみがタンパク質/ペプチドに結合することができる場合、試験抗体及び参照抗体は、タンパク質/ペプチドへの結合について競合すると結論される。当業者に理解される通り、参照抗体による結合について競合する抗体は、必ずしも参照抗体と同一のエピトープに結合し得るわけではなく、重複しているか又は隣接するエピトープに結合することによって参照抗体の結合を立体的にブロックしている場合がある。
他方が抗原に結合するのをそれぞれ競合的に阻害(ブロック)する場合、2つの抗体は、同じ又は重複するエピトープに結合する。代わりに、本質的に、一方の抗体の結合を低減又は排除する抗原内の全てのアミノ酸変異が他方の結合を低減又は排除する場合、2つの抗体は、同じエピトープを有する。一方の抗体の結合を低減又は排除するいくつかのアミノ酸変異が他方の結合を低減又は排除する場合、2つの抗体は、重複するエピトープを有する。
次いで、追加の日常的実験(例えば、ペプチド変異及び結合解析)を実行して、試験抗体の結合の観察される欠如が、実際、参照抗体と同じエピトープに結合することに起因するものであるか、又は立体配置によるブロッキング(又は別の現象)が、観察される結合の欠如を担うかを確認することができる。この種の実験は、当技術分野で利用可能なELISA、RIA、表面プラズモン共鳴法、フローサイトメトリ又は他のあらゆる定量的若しくは定性的抗体結合アッセイを用いて実行することができる。
交差競合抗体は、当技術分野における適切なあらゆる方法を用いて、例えば競合ELISA又はBIAcoreアッセイ(スパイクタンパク質上の特定のエピトープへの交差競合抗体の結合が本発明の抗体の結合を妨げるか又はその逆も同じである)を用いることによって特定することができる。一実施形態において、抗体は、本明細書中で開示される特異性抗体の結合の≧50%、≧60%、≧70%、≧80%、≧90%又は100%の引下げをもたらす。
実施例において後述する抗体は、参照抗体として用いられ得る。
抗体エピトープを決定するのに用いられ得る他の技術として、水素/ジュウテリウム交換、X線結晶解析及びペプチドディスプレイライブラリ(実施例に記載)が挙げられる。これらの技術の組合せを用いて、試験抗体のエピトープが決定され得る。
本明細書中で用いられるアプローチ、例えば表面プラズモン共鳴又はELISAは、他のデータに等しく利用され得、高度に冗長な競合実験から位置を迅速に決定する一般的な方法を提供する。
スパイクタンパク質、例えば本明細書中で提供される修飾スパイクタンパク質のナンバリングは、特に明記しない限り、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)株(本明細書中で配列番号681としても提供される)のナンバリングに関する(図20Bを参照されたい)。本明細書中で用いられるスパイクタンパク質は、SARS-CoV-2のいかなるバリアントに由来し得る。配列番号681の参照は、完全ナンバリングが異なるバリアントにおけるアミノ酸位置の特定のためのナンバリングシステムを提供することとなる。例えば、ベータバリアントにおいて、3残基欠失がNTD内に存在するが、それでも、WIV04の位置501に相当するアミノ酸位置(Asn)のナンバリングは、ベータのスパイクタンパク質配列内の501番目のアミノ酸でないにも関わらず、ベータの同じ位置におけるアミノ酸(Tyr)のナンバリングと同一である。一部の実施形態において、スパイクタンパク質は、配列番号681に示されるアミノ酸配列である。配列アラインメントツールを用いて配列番号681と比較する場合、様々なバリアント由来のスパイクタンパク質のアミノ酸配列をアラインして、バリアント内のアミノ酸の対応する位置を決定することは、当業者の手段の範囲内である。したがって、スパイクタンパク質は、配列番号681と少なくとも50%のアミノ酸配列同一性、例えば、配列番号681と少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%又は少なくとも99%のアミノ酸配列同一性を有し得る。
抗体ベータ-49及びベータ-50は、以前に観察されていない新しいエピトープに結合する。ベータ-49は、総計1105Å2フットプリントを形成し、スパイク三量体の一RBDについて905Å2及び第2のRBDについて200Å2である。ベータ-49重鎖の残基27~28、30~33、52、54~55、57及び99-105並びにベータ-49軽鎖の残基30、32~33、50~51、53~54及び94~95は、第1のRBDの332~340、342~346、362~368、527及び529と相互作用し;ベータ-49重鎖の残基1、3、5、23~26及び75~77は、第2のRBDの476~478、486~487及び489と相互作用する。本明細書中で用いられるベータ-49におけるアミノ酸のナンバリングは、配列番号612及び614の完全ナンバリングである。
ベータ-50 Fabは、総計1165Å2フットプリントを形成し、スパイク三量体の一RBDについて900Å2及び第2のRBDについて265Å2である。ベータ-50重鎖の残基27~28、30~33及び100~105並びにベータ-50軽鎖の31、33、50、53~54及び94~95は、第1のRBDの残基332~340、342~345、362~365、367~368、504及び526~529と相互作用し;ベータ-50重鎖の残基3、5、23~27及び75~77は、第2のRBDの475~478、486~487及び489の残基と相互作用する。本明細書中で用いられるベータ-49におけるアミノ酸のナンバリングは、配列番号622及び624の完全ナンバリングである。
特に、抗体ベータ-49及びベータ-50は、スパイクタンパク質の位置343においてN-グリカンと、スパイクタンパク質の位置364においてアスパルタートと多数相互作用する。これらの特徴の両方は、SARS-CoVウイルスにおいて十分に保存されている(図20を参照されたい)(Sztain et al.,2021.Nature Chemistry,13(10),pp.963-968)。さらに、スパイクタンパク質の残基335~336、338~342、363、365及び367-368は、重鎖CDR3の結合に重要である疎水性ポケットを形成する。RBDのN末端残基333~334及びC末端残基527~529は、以前に観察されなかったエピトープの一部を形成する。第2のRBDの残基477及び486~487も結合に必要とされる。
そのため、本発明は、コロナウイルスSARS-CoV-2のスパイクタンパク質のエピトープに結合することができる抗体を提供し、エピトープは、スパイクタンパク質のN343及びD364を含み、N343はNグリコシル化されている。
本発明は、コロナウイルスSARS-CoV-2のスパイクタンパク質のエピトープに結合することができる抗体も提供し、エピトープは、(第1の)スパイクタンパク質の残基335~336、338~342、363、365及び367~368によって形成される疎水性ポケットを含む。エピトープは、加えて、第2のスパイクタンパク質の残基477及び486~487を含み得る(すなわち、抗体は、スパイク三量体内の2つのスパイクタンパク質モノマーによって形成されるエピトープに結合する)。エピトープは、加えて、(第1の)スパイクタンパク質の残基333~334及び527~529を含み得る。エピトープは、第1のスパイクタンパク質の残基332~340、342~345、362~365、367~368、527及び529並びに第2のスパイクタンパク質の残基476~478、486~487及び489を含み得る(すなわち、抗体は、スパイク三量体に結合する)。これらの抗体のいずれにおいても、位置343のアミノ酸は、Asnであり得、且つNグリコシル化されている。
したがって、本発明は、コロナウイルスSARS-CoV-2のスパイクタンパク質に結合することができる抗体も提供し、スパイクタンパク質の受容体結合ドメイン(RBD)は、「ダウンアンドアウト高次構造」にある。
スパイクタンパク質と抗体との間の相互作用の多くが、骨格相互作用を介している。したがって、明示的に定義されていない位置でのスパイクタンパク質における変異が、十分許容される。ベータ-49及びベータ-50が、ダウン(アクセス不能な受容体)からアップ(アクセス可能な受容体)高次構造へのSARS-CoV-2スパイクの変換に必要とされる不変の残基を含む、以前に特定されていないエピトープに結合するため、抗体ベータ-49及びベータ-50は、SARS-CoV-2の全ての知られているバリアントを強力に中和する。本明細書中で実施例及び表に示されるように、上述のエピトープは、T478及びS477等の残基を含むと特定されたにしても、これらは抗体結合に重要でない。なぜなら、抗体ベータ-49及びベータ-50が各々、これらの位置に置換(例えば、デルタにおいてT478K及びB.1.526.2においてS477N)を有するSARS-CoV-2バリアントに結合するからである。したがって、図16F及びGに示すように又は図20Bに示すように、先に考察したもの等の同じ重要な残基に結合するあらゆる抗体がSARS-CoV-2の種々の系統を強力に中和し得る。
抗体コンジュゲート
本発明は、細胞毒性剤、例えば毒素(例えば、細菌、菌類、植物若しくは動物起源の酵素的に活性な毒素又はその断片)にコンジュゲートした抗体を含む免疫コンジュゲート又は放射性同位元素を含む免疫コンジュゲート(すなわち放射性コンジュゲート)にも関する。抗体及び細胞毒性剤のコンジュゲートは、当技術分野で知られている種々の二官能性タンパク質カップリング剤を用いて形成され得る。
本発明の抗体は、血清半減期を調節又は変更する分子にコンジュゲートされ得る。本発明の抗体は、例えば、血清半減期を調節するために、アルブミンに結合し得る。一実施形態において、本発明の抗体は、アルブミンに特異的な結合領域も含むこととなる。別の実施形態において、本発明の抗体は、アルブミン結合ペプチドであるペプチドリンカーを含み得る。アルブミン結合ペプチドの例は、国際公開第2015/197772号パンフレット及び国際公開第2007/106120号パンフレット(それらの全体が参照によって組み込まれる)に挙げられている。
ポリヌクレオチド、ベクター及び宿主細胞
本発明は、本発明の抗体をコードする1つ以上の単離ポリヌクレオチド(例えば、DNA)も提供する。一実施形態において、ポリヌクレオチド配列は、複数のポリヌクレオチド上にまとまって存在するが、本発明の抗体をまとめて一緒にコードすることができる。例えば、ポリヌクレオチドは、本発明の抗体の重鎖可変領域及び/又は軽鎖可変領域をコードし得る。ポリヌクレオチドは、本発明の抗体の完全長重鎖及び/又は軽鎖をコードし得る。典型的には、1つのポリヌクレオチドが、重鎖及び軽鎖の各々をコードする。
本発明の抗体をコードするポリヌクレオチドを、当業者に周知の方法によって得ることができる。例えば、抗体重鎖及び軽鎖の一部又は全てをコードするDNA配列は、必要に応じて、対応するアミノ酸配列から合成され得る。
ベクターが構築され得る一般的な方法、形質移入方法及び培養方法は、当業者に周知である。この点において、“Current Protocols in Molecular Biology”,1999,F.M.Ausubel(ed),Wiley Interscience,New York及びManiatis Manual produced by Cold Spring Harbor Publishingが参照される。
挿入された配列に作動可能に連結される調節配列を含むことで、本発明の抗体のインビボ発現を可能にする発現カセットの形態で、本発明のポリヌクレオチドが提供され得る。そのため、本発明は、本発明の抗体をコードする1つ以上のポリヌクレオチドをコードする1つ以上の発現カセットも提供する。これらの発現カセットは典型的に、今度は、ベクター(例えば、プラスミド又は組換えウイルスベクター)内に提供される。そのため、一実施形態において、本発明は、本発明の抗体をコードするベクターを提供する。別の実施形態において、本発明は、本発明の抗体をまとめてコードするベクターを提供する。ベクターは、クローニングベクター又は発現ベクターであり得る。適切なベクターとして、十分な量の遺伝的情報を有することができ、本発明のポリペプチドの発現を可能にするあらゆるベクターがあり得る。
本発明のポリヌクレオチド、発現カセット又はベクターは、例えば、形質移入によって宿主細胞中に導入される。そのため、本発明は、本発明の1つ以上のポリヌクレオチド、発現カセット又はベクターを含む宿主細胞も提供する。本発明のポリヌクレオチド、発現カセット又はベクターは、宿主細胞中に一過的に又は恒久的に導入されて、1つ以上のポリヌクレオチド、発現カセット又はベクターからの抗体の発現を可能にし得る。そのような宿主細胞として、一過性の又は好ましくは安定した高等真核細胞株、例えば哺乳動物細胞若しくは昆虫細胞、下等真核細胞、例えば酵母又は原核細胞、例えば細菌細胞が挙げられる。細胞の特定の例として、哺乳動物のHEK293、例えば、HEK293F、HEK293T、HEK293S若しくはHEK Expi293F、CHO、HeLa、NS0及びCOS細胞又は本明細書中で用いられる他のあらゆる細胞株、例えば実施例に用いられているものが挙げられる。好ましくは、選択される細胞株は、安定しているだけでなく、成熟したグリコシル化を可能にするものである。
本発明は、本発明の抗体の生成プロセスであって、本発明の1つ以上のベクターを含有する宿主細胞を、本発明の1つ以上のポリヌクレオチドからの抗体の発現に適した条件の下で培養することと、前記培養から抗体を単離することとを含むプロセスも提供する。
抗体の組合せ
本発明者らは、例えば、SARS-CoV-2バリアントに起因する活性の消失を最小限に抑え、治療効果を最大にし、且つ/又は診断力を増大させるために、組み合わせて用いられる場合の特定の表2の抗体並びに表2及び表1の抗体の特定の組合せが特に有効であることを見出した。有用な組合せとして、互いと交差競合せず、且つ/又は非重複エピトープに結合しない抗体が挙げられる。
そのため、本発明は、本発明の抗体の組合せを提供し、各抗体は、コロナウイルスSARS-CoV-2のスパイクタンパク質に結合することができ、各抗体は、表2内の28個の抗体のいずれか1つの少なくとも3つのCDRを含む。
組合せは、以下の少なくとも2つを含み得る:
(a)SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメインの位置501のチロシンと相互作用する抗体、例えばベータ-6、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55又はベータ-56;
(b)SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメインの位置484のリシンと相互作用する抗体、例えばベータ-26、ベータ-33、ベータ-34、ベータ-38、ベータ-45又はベータ-51;
(c)SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメインの位置417のアスパラギン又はトレオニンと相互作用する抗体、例えばベータ-20、ベータ-33、ベータ-22又はベータ-29;並びに
(d)SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメインの位置452及び478のそれぞれロイシン及びトレオニンと相互作用する抗体、例えばベータ-44。
一実施形態において、組合せは、以下を含み得る:(a)本発明に従う抗体、例えば、コロナウイルスSARS-CoV-2のスパイクタンパク質に結合することができ、且つ表2内の28個の抗体のいずれか1つの少なくとも3つのCDRを含む抗体;並びに(b)コロナウイルスSARS-CoV-2のスパイクタンパク質に結合することができ、且つ表1内の抗体の少なくとも3つのCDRを含む抗体。例えば、(b)の抗体は、以下を含み得る:
(i)表1内の抗体の少なくとも4つ、5つ若しくは6つ全てのCDR;
(ii)表1内の抗体の重鎖可変ドメインに対して少なくとも80%(例えば、≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか若しくはそれからなる重鎖可変ドメイン;
(iii)表1内の抗体の軽鎖可変ドメインに対して少なくとも80%(例えば、≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか若しくはそれからなる軽鎖可変ドメイン;並びに/又は
(iv)表1内の抗体の重鎖可変ドメイン及び軽鎖ドメインに対してそれぞれ少なくとも80%(例えば、≧80%、≧90%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%又は100%)の同一性を有するアミノ酸配列を含むか若しくはそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン。
本発明は、表2に記載される抗体のいずれか及び表1内の抗体のいずれかの組合せも提供する。
一実施形態において、組合せは、以下を含み得る:(a)本発明の抗体、及び(b)表2由来の1つ以上の抗体。表2の抗体は、以下であり得る:
- (i)抗体55、及び(ii)抗体58若しくは278;
- (i)抗体58、及び(ii)抗体88、132、150、158、165、175、222若しくは282;
- (i)抗体278、及び(ii)抗体88、132、150、158、165、175、222若しくは282;
- (i)抗体55;(ii)抗体58若しくは278;及び(iii)159;
- (i)抗体58、(ii)抗体88、132、150、158、165、175、222若しくは282、及び(iii)159;
- (i)抗体278、(ii)抗体88、132、150、158、165、175、222若しくは282、及び(iii)159;
- 384、159、253H55L、253H165L、253、88、40及び316からなる群から選択される2つ以上のあらゆる抗体;
- 253、253H55L、253H165L、222、318、55及び165からなる群から選択される2つ以上のあらゆる抗体;
- 158H222L、222、150H222L、384、159、253H55L、253H165L、253、88、40及び316からなる群から選択される2つ以上のあらゆる抗体;又は
- 158H222L、222、150H222L、253、253H55L、253H165L、222、318、55及び165からなる群から選択される2つ以上のあらゆる抗体。
本発明の抗体の組合せは、治療カクテルとして有用であり得る。そのため、本発明は、以下でさらに説明されるように、本発明の抗体の組合せを含む医薬組成物も提供する。
本発明の抗体の組合せは、診断に有用であり得る。そのため、本発明は、本発明の抗体の組合せを含む診断キットも提供する。本明細書中で提供されるのは、以下でさらに説明されるように、対象においてコロナウイルス感染と関連する疾患又は合併症を診断する方法でもある。
例えば、本発明の抗体の組合せは、SARS-CoV-2の試料のスパイクタンパク質への、群(a)~(d)内の抗体の結合の引下げに基づいて、Y501、K484、N/T417及び/又はL452+T478の存在を特定するのに用いられ得る。完全交差中和抗体、例えばベータ-27、ベータ-32、ベータ-47、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50及び/又はベータ-53は、試料内でのSARS-CoV-2の存在及び/又は量を確認するための参照として用いられ得る。例えば、群(a)内の抗体が、SARS-CoV-2の試料への結合の引下げを示す場合、スパイクタンパク質は、Y501を含みそうにない。これは、当業者に知られているあらゆる方法により、例えば免疫アッセイ、例えばELISA又は免疫クロマトグラフィアッセイを介して判定され得る。結合の引下げは、参照に対する比較及び/若しくは正規化並びに/又はポジティブ/ネガティブ対照試料若しくはデータとの比較によって判定され得る。
医薬組成物
本発明は、本発明の抗体を含む医薬組成物を提供する。組成物は、本発明の抗体の組合せ(例えば、2、3又は4つ)を含み得る。医薬組成物は、薬学的に許容される担体も含み得る。
本明細書の組成物は、1つ以上の薬学的に許容される塩を含み得る。「薬学的に許容される塩」は、親化合物の所望の生物活性を保持し、且つ不所望のいかなる毒性効果も与えない塩を指す。そのような塩の例として、酸付加塩及び塩基付加塩が挙げられる。
薬学的に許容される適切な担体は、水性担体又は希釈剤を含む。適切な水性担体の例として、水、緩衝水及び生理食塩水が挙げられる。
薬学的に許容される他の適切な担体として、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等)及びそれらの適切な混合物、オリーブ油等の植物油、オレイン酸エチル等の注射可能な有機エステルが挙げられる。多くの場合、等張剤、例えば、糖類、多価アルコール類、例えば、マンニトール、ソルビトール又は塩化ナトリウムを組成物中に含めることが所望されるであろう。
医薬組成物は、典型的には、製造及び貯蔵の条件下で無菌且つ安定でなければならない。組成物は、溶液、マイクロエマルション、リポソーム又は高薬物濃度に適切な他の秩序構造として製剤化することができる。
本発明の医薬組成物は、追加の治療剤、例えば抗ウイルス剤を含み得る。抗ウイルス剤は、コロナウイルスに結合し、且つウイルス活性を阻害し得る。代わりに、抗ウイルス剤は、コロナウイルスに直接結合し得ないが、ウイルス活性/伝染性に依然として影響を与え得る。抗ウイルス剤は、さらなる抗コロナウイルス抗体であり得、これは、スパイクタンパク質以外のSARS-CoV-2上のどこかに結合する。本発明に有用な抗ウイルス剤の例として、レムデシビル、ロピナビル、リトナビル、APN01及びFavilavirが挙げられる。
追加の治療剤は、抗炎症剤、例えば副腎皮質ステロイド(例えば、デキサメタゾン)又は非ステロイド抗炎症薬(例えば、トシリズマブ)であり得る。
追加の治療剤は、抗コロナウイルスワクチンであり得る。
医薬組成物は、皮下投与、静脈内投与、皮内投与、筋肉内投与、鼻腔内投与又は経口投与され得る。
本発明の範囲内にあるのは、本発明の抗体又は他の組成物及び使用説明書を含むキットでもある。キットは、1つ以上の追加の試薬、例えば本明細書中で考察される追加の治療剤又は予防剤をさらに含有し得る。
本発明の方法及び使用
本発明は、例えば、治療によるヒト若しくは動物の身体の処置方法又は診断法における、本明細書中に記載される抗体、抗体の組合せ及び医薬組成物の使用にさらに関する。処置の方法は、治療的又は予防的であり得る。
例えば、本発明は、コロナウイルス(例えば、SARS-CoV-2)感染症又はそれと関連する疾患若しくは合併症、例えばCOVID-19を処置する方法に関する。この方法は、本発明の抗体、抗体の組合せ又は医薬組成物の治療的に有効な量を投与することを含み得る。方法は、対象由来の試料中のコロナウイルス、例えばSARS-CoV-2又はその断片の存在を特定することをさらに含み得る。本発明は、コロナウイルス(例えば、SARS-CoV-2)感染症、それと関連する疾患又は合併症、例えばCOVID-19を処置する方法に使用される、本発明に従う抗体、抗体の組合せ又は医薬組成物にも関する。
本発明は、コロナウイルス(例えば、SARS-CoV-2)感染症、それと関連する疾患又は合併症、例えばCOVID-19を処置するための組成物を製剤化する方法にも関し、前記方法は、本発明に従う抗体、抗体の組合せ又は医薬組成物を許容可能な担体と混合して、前記組成物を調製することを含む。
本発明は、コロナウイルス(例えば、SARS-CoV-2)感染症又はそれと関連する疾患若しくは合併症、例えばCOVID-19を処置するための、本発明に従う抗体、抗体の組合せ又は医薬組成物の使用にも関する。
本発明は、コロナウイルス(例えば、SARS-CoV-2)感染症又はそれと関連する疾患若しくは合併症、例えばCOVID-19を処置又は予防するための薬剤の製造ための、本発明に従う抗体、抗体の組合せ又は医薬組成物の使用にも関する。
本発明は、あらゆるSARS-CoV-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症の予防、処置又は診断にも関する。コロナウイルス感染症は、いかなるSARS-CoV-2株によっても引き起こされ得る。
SARS-CoV-2株は、最も初期に同定された武漢株(hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04);GISAID受託no.EPI_ISL_402124)及びそのバリアントであり得る。例えば、SARS-CoV-2株は、系統A、A.1、A.2、A.3、A.5、B、B.1、B.1.1、B.2、B.3、B.4、B.1.1.7(アルファ)、B.1.351(ベータ)、P.1(ガンマ)、デルタ、カッパ及び/又はラムダのメンバーであり得る。SARS-CoV-2株は、系統A.23.1、B.1.1.7(アルファ)、B.1.351(ベータ)、B.1.258、B.1.526.2、B.1.616、B.1.617.1(カッパ)、B.1.617.2(デルタ)、C36.3、C.37(ラムダ)、P.1(ガンマ)及び/又はB.1.1.529(オミクロン)のメンバーであり得る。
SARS-CoV-2株は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)(GISAID受託no.EPI_ISL_402124)と比較して、例えばスパイクタンパク質内に、1つ以上の変異を含み得る。換言すると、SARS-CoV-2株は、例えばスパイクタンパク質内に、1つ以上の修飾を含む修飾hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)株であり得る。
変異は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)(GISAID受託no.EPI_ISL_402124)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置417での変異(例えば置換)であり得る。例えば、変異は、リシンから別のアミノ酸残基、例えばアスパラギン(N)又はトレオニン(T)への置換であり得る。SARS-Cov-2株は、変異K417N、例えばベータ(B.1.351)株又はそれに由来する系統のメンバーを含み得る。SARS-Cov-2株は、変異K417T、例えば、P.1(ガンマ)株又はそれに由来する系統のメンバーを含み得る。
抗体ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-20、ベータ-22、ベータ-29及び/又はベータ-44は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置417に変異を含むSARS-Cov-2株を中和するのに特に有効である。そのため、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置417に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するために用いられるこれらの抗体に関し得る。同様に、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置417に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するのにこれらの抗体を用いる方法及び処置、予防又は診断する際のこれらの抗体の使用に関する。
変異は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)(GISAID受託no.EPI_ISL_402124)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置501の変異であり得る。例えば、変異は、アスパラギン(N)から別のアミノ酸残基、例えばチロシン(Y)への置換であり得る。SARS-Cov-2株は、変異N507Y、例えば、B.1.1.7(アルファ)株若しくはそれに由来する系統のメンバー、B.1.351(ベータ)株若しくはそれに由来する系統のメンバー又はP.1(ガンマ)株若しくはそれに由来する系統のメンバーを含み得る。
抗体ベータ-06、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55、ベータ-56及び/又はベータ-44は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置501に変異を含むSARS-Cov-2株を中和するのに特に有効である。そのため、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置501に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するために用いられるこれらの抗体に関し得る。同様に、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置501に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するのにこれらの抗体を用いる方法及び処置、予防又は診断する際のこれらの抗体の使用に関する。
変異は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)(GISAID受託no.EPI_ISL_402124)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置484の変異であり得る。例えば、変異は、グルタミン酸(E)から別のアミノ酸残基、例えばリシン(K)への置換であり得る。SARS-Cov-2株は、変異E484K、例えば、B.1.351(ベータ)株若しくはそれに由来する系統のメンバー、P.1(ガンマ)株若しくはそれに由来する系統のメンバー又はB.1.617.1(カッパ)株若しくはそれに由来する系統のメンバーを含み得る。
抗体ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50及びベータ-53、ベータ-26、ベータ-33、ベータ-34、ベータ-38、ベータ-45、ベータ-51及び/又はベータ-44は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置484に変異を含むSARS-Cov-2株を中和するのに特に有効である。そのため、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置484に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するために用いられるこれらの抗体に関し得る。同様に、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置484に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するのにこれらの抗体を用いる方法及び処置、予防又は診断する際のこれらの抗体の使用に関する。
変異は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)(GISAID受託no.EPI_ISL_402124)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置452の変異であり得る。例えば、変異は、ロイシン(L)から別のアミノ酸残基、例えばアルギニン(R)又はグルタミン(Q)への置換であり得る。SARS-Cov-2株は、変異L452R、例えば、B.1.617.2(デルタ)株若しくはそれに由来する系統のメンバー、B.1.617.1(カッパ)株若しくはそれに由来する系統のメンバー又はC.36.3株若しくはそれに由来する系統のメンバーを含み得る。SARS-Cov-2株は、変異L452Q、例えばC.37(ラムダ)株又はそれに由来する系統のメンバーを含み得る。
抗体ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50及びベータ-53は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置452に変異を含むSARS-Cov-2株を中和するのに特に有効である。そのため、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置452に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するために用いられるこれらの抗体に関し得る。同様に、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置452に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するのにこれらの抗体を用いる方法及び処置、予防又は診断する際のこれらの抗体の使用に関する。
変異は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)(GISAID受託no.EPI_ISL_402124)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置478の変異であり得る。例えば、変異は、トレオニン(T)から別のアミノ酸残基、例えばリシン(K)への置換であり得る。SARS-Cov-2株は、変異T478K、例えばB.1.617.2(デルタ)株又はそれに由来する系統のメンバーを含み得る。
抗体ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50及びベータ-53は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置478に変異を含むSARS-Cov-2株を中和するのに特に有効である。そのため、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置478に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するために用いられるこれらの抗体に関し得る。同様に、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置478に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するのにこれらの抗体を用いる方法及び処置、予防又は診断する際のこれらの抗体の使用に関する。
変異は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)(GISAID受託no.EPI_ISL_402124)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置417、484及び/又は501の変異であり得る。SARS-Cov-2株は、変異K417N/T、E484K及びN501Y、例えばB.1.351(ベータ)株若しくはそれに由来する系統のメンバー又はP.1(ガンマ)株若しくはそれに由来する系統のメンバーを含み得る。
抗体ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50及びベータ-53、ベータ-06、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55、ベータ-56、ベータ-26、ベータ-33、ベータ-34、ベータ-38、ベータ-45、ベータ-51及び/又はベータ-44は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置417、484及び501に変異を含むSARS-Cov-2株を中和するのに特に有効である。そのため、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置417、484及び501に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するために用いられるこれらの抗体に関し得る。同様に、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置417、484及び501に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するのにこれらの抗体を用いる方法及び処置、予防又は診断する際のこれらの抗体の使用に関する。
変異は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)(GISAID受託no.EPI_ISL_402124)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置614の変異であり得る。例えば、変異は、アスパラギン酸(D)から別のアミノ酸残基、例えばグリシン(G)への置換であり得る。SARS-Cov-2株は、変異D614G、例えば、ベータ(B.1.351)株若しくはそれに由来する系統のメンバー、B.1.617.1(カッパ)株若しくはそれに由来する系統のメンバー、C.37(ラムダ)株若しくはそれに由来する系統のメンバー、B.1.616株若しくはそれに由来する系統のメンバー、B.1.258株若しくはそれに由来する系統のメンバー、C.36.3株若しくはそれに由来する系統のメンバー又はB.1.526.2株若しくはそれに由来する系統のメンバーを含み得る。
抗体ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50及び/又はベータ-53は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置614に変異を含むSARS-Cov-2株を中和するのに特に有効である。そのため、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置614に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するために用いられるこれらの抗体に関し得る。同様に、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置614に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するのにこれらの抗体を用いる方法及び処置、予防又は診断する際のこれらの抗体の使用に関する。
変異は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)(GISAID受託no.EPI_ISL_402124)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置339、371、373、375、417、440、446、477、478、484、493、496、498、501及び/又は505の変異であり得る。例えば、変異は、トレオニン(T)から別のアミノ酸残基、例えばリシン(K)への置換であり得る。SARS-Cov-2株は、置換G339D、S371L、S373P、S375F、K417N、N440K、G446S、S477N、T478K、E484A、Q493R、G496S、Q498R、N501Y、Y505H、例えばB.1.1.529(オミクロン)株又はそれらに由来する系統のメンバーを含み得る。
抗体ベータ-22、ベータ-27、ベータ-29、ベータ-40、ベータ-47、ベータ-53、ベータ-54、ベータ-55及びベータ-56は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置339、371、373、375、417、440、446、477、478、484、493、496、498、501、505に変異を含むSARS-Cov-2株を中和するのに特に有効である。そのため、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置339、371、373、375、417、440、446、477、478、484、493、496、498、501、505に変異を含むSARS-Cov-2株によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するために用いられるこれらの抗体に関し得る。同様に、本発明は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019(WIV04)のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置339、371、373、375、417、440、446、477、478、484、493、496、498、501、505のSARS-Cov-2株変異によって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するのにこれらの抗体を用いる方法及び処置、予防又は診断する際のこれらの抗体の使用に関する。
本発明は、B.1.1.7(アルファ)SARS-CoV-2株又はそれに由来する系統のメンバーによって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するために用いられる抗体ベータ-06、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55、ベータ-56及び/又はベータ-44にも関し得る。同様に、本発明は、B.1.1.7(アルファ)SARS-CoV-2株又はそれに由来する系統のメンバーによって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するのにこれらの抗体を用いる方法及び処置、予防又は診断する際のこれらの抗体の使用に関する。
本発明は、B.1.351(ベータ)株又はそれに由来する系統のメンバーによって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するために用いられる抗体ベータ-06、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55、ベータ-56及びベータ-44にも関し得る。同様に、本発明は、B.1.351(ベータ)SARS-CoV-2株又はそれに由来する系統のメンバーによって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するのにこれらの抗体を用いる方法及び処置、予防又は診断する際のこれらの抗体の使用に関する。
本発明は、P.1(ガンマ)株又はそれに由来する系統のメンバーによって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するために用いられる抗体ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50及びベータ-53、ベータ-26、ベータ-33、ベータ-34、ベータ-38、ベータ-45、ベータ-51、ベータ-20、ベータ-22、ベータ-29及びベータ-44にも関し得る。同様に、本発明は、P.1(ガンマ)SARS-CoV-2株又はそれに由来する系統のメンバーによって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するのにこれらの抗体を用いる方法及び処置、予防又は診断する際のこれらの抗体の使用に関する。
本発明は、B.1.617.2(デルタ)株又はそれに由来する系統のメンバーによって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するために用いられる抗体ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50及びベータ-53にも関し得る。同様に、本発明は、B.1.617.2(デルタ)SARS-CoV-2株又はそれに由来する系統のメンバーによって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するのにこれらの抗体を用いる方法及び処置、予防又は診断する際のこれらの抗体の使用に関する。
本発明は、B.1.617.2(デルタ)株又はそれに由来する系統のメンバーによって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するために用いられる抗体ベータ-22、ベータ-27、ベータ-29、ベータ-40、ベータ-47、ベータ-53、ベータ-54、ベータ-55及びベータ-56にも関し得る。同様に、本発明は、B.1.1.529(オミクロン)SARS-CoV-2株又はそれに由来する系統のメンバーによって引き起こされるコロナウイルス感染症を処置、予防又は診断するのにこれらの抗体を用いる方法及び処置、予防又は診断する際のこれらの抗体の使用に関する。
本発明の方法及び使用は、疾患状態(例えばCOVID-19)を阻害すること、例えばその進行を抑えること;及び/又は疾患状態(例えばCOVID-19)を軽減すること、例えば、所望のエンドポイントに達するまで、疾患状態の緩解を引き起こすことを含み得る。
本発明の方法及び使用は、疾患状態(例えばCOVID-19)の徴候の重症度、期間又は頻度の改善又は引下げ(例えば、痛み又は不快感を小さくすること)を含み得、そのような改善は、疾患に直接影響を与えることとなっても又はならなくてもよい。徴候又は合併症は、発熱、頭痛、疲労感、食欲不振、筋肉痛、下痢、嘔吐、腹痛、脱水、呼吸管感染症、サイトカインストーム、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)敗血症及び/又は臓器不全(例えば、心臓、腎臓、肝臓、GI、肺)であり得る。
本発明の方法及び使用は、コロナウイルス(例えばSARS-CoV-2)のウイルス量の、例えば、前処置と比較して≧10%、≧20%、≧30%、≧40%、≧50%、≧60%、≧70%、≧80%、≧90%又は100%の低下に至り得る。ウイルス量を求める方法は、当技術分野で周知であり、例えば感染アッセイである。
本発明の方法及び使用は、特に対象(例えば、ヒト)が、コロナウイルス感染と関連する合併症に罹りやすい素因を有する場合、そのような対象においてコロナウイルス感染症が発生することを予防することを含み得る。
本発明は、例えば、SARS-CoV-2によるコロナウイルス感染症を有する対象を特定することにも関する。例えば、本発明の方法及び使用は、試料におけるコロナウイルス(例えば、SARS-CoV-2)又はそのタンパク質若しくは断片の存在を特定することを含み得る。検出は、インビトロ又はインビボで実行され得る。特定の実施形態において、本発明は、集団スクリーニングに関する。
本発明は、本明細書中に記載されるようなあらゆるSARS-CoV-2株を同定することに関する。
本明細書中の抗体の多くは、SARS-CoV-1と交差反応し得ることも特定された。したがって、一実施形態において、本発明は、本発明に従う抗体、抗体の組合せ又は医薬組成物を用いて、例えば、SARS-CoV-1感染症又はそれと関連する疾患若しくは合併症の診断に用いられる、SARS-CoV-1の存在を特定することに関する。
本発明は、SARS-CoV-2のエスケープミュータントを特定する方法であって、試料を本発明の抗体の組合せと接触させることと、各抗体がウイルスに結合するかを特定することとを含む方法にも関し得る。用語「エスケープミュータント」は、SARS-CoV-2感染症の既存の処置の有効性に影響を与え得る非サイレント変異を含むSARS-CoV-2のバリアントを指す。典型的には、非サイレント変異は、SARS-CoV-2のエピトープに特異的に結合する先行技術の抗体及び/又は本明細書中に記載される抗体によって認識されるエピトープ上に、例えばSARS-CoV-2のスパイクタンパク質上にある。抗体が標的に結合しなければ、これは、標的が、既存のSARS-CoV-2処置の有効性を変更し得る変異を含むことを示し得る。
本発明の方法及び使用は、試料を本発明の抗体又は抗体の組合せと接触させることと、抗体-抗原複合体の存在又は不在を検出することとを含み得、抗体-抗原複合体の存在は、対象がSARS-CoV-2に感染していることを示す。
例えば、抗体ベータ-6、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55及び/又はベータ-56が用いられる場合、抗体-抗原複合体の存在は、SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメイン内のチロシン501の存在を示す。
別の例として、抗体ベータ-26、ベータ-33、ベータ-34、ベータ-38、ベータ-45及び/又はベータ-51が用いられる場合、抗体-抗原複合体の存在は、SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメイン内のリシン484の存在を示す。
別の例として、抗体ベータ-20、ベータ-33、ベータ-22及び/又はベータ-29が用いられる場合、抗体-抗原複合体の存在は、SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメイン内の位置417でのアスパラギン又はトレオニンの存在を示す。
別の例として、抗体ベータ-29が用いられる場合、抗体-抗原複合体の存在は、SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメイン内の位置452及び478でのそれぞれロイシン及びトレオニンの存在を示す。
抗体-抗原複合体の存在を判定する方法が当技術分野で知られている。例えば、インビトロ検出技術として、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、ウェスタンブロット、免疫沈降及び免疫蛍光が挙げられる。インビボ技術は、対象中に標識付き抗分析物タンパク質抗体を導入することを含む。例えば、抗体は、対象内の存在及び位置を標準的な撮像技術によって検出することができる放射性マーカーにより標識することができる。検出技術は、使用されるアッセイに応じて、定性的リードアウト又は定量的リードアウトを提供し得る。
典型的には、本発明は、ヒト対象のための方法及び使用に関し、ヒト対象はそれを必要とする。しかしながら、非ヒト動物、例えばラット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ネコ又はイヌも意図される。
対象、例えば医療従事者又は感染個体と接触した人は、コロナウイルス感染症に曝されている危険な状態にあり得る。対象は、コロナウイルスアウトブレイクがあったことが知られているか又は疑われる国を訪問したか又は訪問する予定になっている場合がある。対象、例えば免疫不全個体、例えば免疫抑制療法を受けている個体又はヒト免疫不全症候群(HIV)若しくは後天性免疫不全症候群(AIDS)を患っている個体もより危険な状態にあり得る。
対象は、無症状であり得るか又は発症前であり得る。
対象は、疾患の初期、中期又は後期のフェーズにあり得る。
対象は、入院しているか若しくは最初の発現時のコミュニティにいる場合があり、且つ/又はその後に入院している場合がある。
対象は、男性又は女性であり得る。特定の実施形態において、対象は、典型的に男性である。
対象は、コロナウイルス、例えばSARS-CoV-2に感染していなくてもよい。
対象は、コロナウイルス感染と関連するより重度の徴候又は合併症になりやすい素因を有し得る。本発明の方法又は使用は、患者が、コロナウイルスと関連するより重度の徴候又は合併症を発達させる危険な状態にあるか否かを特定する工程を含み得る。
予防又は処置に関する本発明の実施形態において、対象は、コロナウイルス、例えばSARS-CoV-2に感染していると診断されていても又はされていなくてもよい。
本発明は、対象由来の試料を分析することに関する。試料は、対象並びに対象内に存在する組織、細胞及び流体から単離された組織、細胞及び生体液であり得る。試料は、血液及び血清、血漿又はリンパを含む血液の画分又は構成要素であり得る。典型的には、試料は、喉スワブ、鼻スワブ又は唾液に由来する。
抗体-抗原複合体検出アッセイは、インサイチュで実行され得、その場合、試料は、対象由来の生検又は切除物から得られる組織の(固定された及び/又は凍結した)組織切片である。
抗体医薬組成物及び組合せが投与される本発明の実施形態において、これらは、皮下、静脈内、皮内、経口的、鼻腔内、筋肉内に又は頭蓋内に投与され得る。典型的には、抗体医薬組成物及び組合せは、静脈内又は皮下に投与される。
抗体の用量は、対象の年齢及びサイズ並びに疾患、投与の条件及び経路に応じて変動し得る。抗体は、約0.1mg/体重kgの用量~約100mg/体重kgの用量、例えば約5mg/kg~約10mg/kgの用量で投与され得る。抗体は、約50mg/体重kg、10mg/kg又は約5mg/kgの用量でも投与され得る。
本発明の組合せは、例えば、抗体毎に約5mg/kg~約10mg/kgの用量又は抗体毎に約10mg/kg若しくは約5mg/kgの用量で投与され得る。代わりに、組合せは、合計約5mg/kgの用量(例えば、3つの抗体組合せで各抗体の1.67mg/kgの用量)で投与され得る。
本発明の抗体又は抗体の組合せは、複数回投与計画で投与され得る。例えば、初回用量は、第2の又は複数の以降の用量の投与が後に続き得る。第2以降の用量は、適切な時間で分割され得る。
前述したように、本発明の抗体は、典型的には、単一の医薬組成物/組合せに用いられている(共製剤化されている)。しかしながら、本発明は、一般に、別々の製剤/組成物での本発明の抗体の併用も含む。本発明は、先に記載されるように、追加の治療剤との抗体の併用も含む。
2つ以上の剤及び/又は抗体の併用投与が、いくつかの異なる方法で達成され得る。一実施形態において、全ての構成要素は、単一の組成物により一緒に投与され得る。別の実施形態において、各構成要素は、併用療法の一部とは別に投与され得る。
例えば、本発明の抗体は、本発明の別の抗体又はその結合断片の前、後又はそれと並行して投与され得る。特に有用な組合せは、例えば、先に記載されている。
例えば、本発明の抗体は、抗ウイルス剤又は抗炎症剤の前、後又はそれと並行して投与され得る。
本発明が、コロナウイルス、例えばSARS-CoV-2又はそのタンパク質若しくは断片の、試料における存在を検出することに関する実施形態において、抗体は、検出可能な標識を含有する。例えば、検出可能な物質を抗体にカップリングする(すなわち物理的に連結する)ことによる抗体の直接的標識により、標識を抗体に付着させる方法が当技術分野で知られている。代わりに、抗体は、例えば、直接標識されている別の試薬との反応性によって間接的に標識され得る。間接的標識の例として、蛍光標識された二次抗体を用いる一次抗体の検出及び蛍光標識されたストレプトアビジンにより検出することができるようなビオチン付きDNAプローブの末端標識が挙げられる。
検出は、(i)コロナウイルス、例えばSARS-CoV-2又はそのタンパク質若しくは断片の存在を検出するのに有用であることが知られている剤、例えばスパイクタンパク質の他のエピトープに対する抗体又はコロナウイルの他のスタンパク質、例えば抗ヌクレオカプシド抗体;及び/或いは(ii)コロナウイルス、例えばSARS-CoV-2又はその断片の存在を検出することができない、すなわちネガティブ対照を提供することが知られている剤をさらに含み得る。
特定の実施形態において、抗体は、安定性が増大するように修飾されている。適切な修飾が、先に説明されている。
本発明は、コロナウイルス、例えばSARS-CoV-2の、試料における存在を検出するためのキットも包含する。例えば、キットは、本発明の標識付き抗体又は標識付き抗体の組合せ;試料中のコロナウイルス、例えばSARS-CoV-2の量を判定するための手段;及び試料中のコロナウイルス、例えばSARS-CoV-2の量を標準と比較するための手段を含み得る。標識付き抗体又は標識付き抗体の組合せは、適切なコンテナ内にパッケージングすることができる。キットは、試料中でコロナウイルス、例えばSARS-CoV-2を検出するためのキットの使用説明書をさらに含み得る。キットは、先に示されるように、コロナウイルスの存在を検出するのに有用であることが知られている他の剤をさらに含み得る。
例えば、本発明の抗体又は抗体の組合せは、ラテラルフロー試験に用いられる。典型的には、ラテラルフロー試験キットは、一連のキャピラリベッド、例えば多孔性紙のピース、微細構造ポリマー又は焼結ポリマーをベースにした吸収パッドを備えるハンドヘルドデバイスである。試験は、反応性分子を有するパッドの表面に沿って液体試料を走らせて、目に見えるポジティブ又はネガティブ結果を示す。試験は、抗ヌクレオカプシド抗体等の、先に示されるような、コロナウイルス、例えばSARS-CoV-2又はその断片の存在を検出するのに有用であることが知られている他の剤を用いることをさらに含み得る。
その他
本発明の開示される抗体組合せ又は医薬組成物の様々な使用は、当技術分野における具体的な必要性に合わせて調整され得ることが理解されるべきである。本明細書中で用いられる専門用語は、本発明の特定の実施形態を説明するためのみのものであり、限定であることを意図されないことも理解されたい。
加えて、本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いられる単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」及び「その」は、内容がそうではないとする明確な指示がない限り、複数の指示対象を含む。そのため、例えば、「抗体」への言及は、2つ以上の「抗体」を含む。
さらに、本明細書中で「≧x」に言及する場合、これはx以上であることを意味する。本明細書中で「≦x」に言及する場合、これはx以下であることを意味する。
表2~9の参照は、表2、3A、3B、4、5、6、7、8及び9が参照されることを意味する。同様に、表1~9の参照は、表1、2、3A、3B、4、5、6、7、8及び9が参照されることを意味する。
本発明の目的で、2つの配列(例えば2つのポリヌクレオチド又は2つのポリペプチド配列)の同一性パーセントを求めるために、配列は、最適な比較目的でアラインされる(例えば、ギャップを、第1の配列内に、第2の配列との最適なアラインメントのために導入することができる)。続いて、各位置のヌクレオチド又はアミノ酸残基が比較される。第1の配列内の位置が、第2の配列内の対応する位置と同じヌクレオチド又はアミノ酸によって占められている場合、ヌクレオチド又はアミノ酸は、その位置で同一である。2つの配列間の同一性パーセントは、配列によって共有される同一の位置の数の関数である(すなわち同一性%=同一の位置の数/参照配列内の位置の総数×100)。
典型的には、配列比較は、参照配列の全長にわたって実行される。例えば、所与の(「試験」)配列が、配列番号3に対して95%同一であるかをユーザーが判定したければ、配列番号3を参照配列とすることとなる。配列が配列番号3(参照配列の例)と少なくとも95%同一であるかを評価するために、当業者であれば、配列番号3の全長にわたってアラインメントを実行して、試験配列内のどの程度の数の位置が配列番号3の位置と同一であるかを特定することとなる。位置の少なくとも95%が同一であれば、試験配列は、配列番号3と少なくとも95%同一である。配列が配列番号3よりも短ければ、ギャップ又はミッシング位置は、非同一位置であると考えられるべきである。
当業者であれば、2つの配列間の相同性又は同一性を求めるのに利用可能な様々なコンピュータープログラムを知っている。例えば、2つの配列間の配列の比較及び同一性パーセントの決定は、数学的アルゴリズムを用いて達成することができる。一実施形態において、2つのアミノ酸又は核酸配列間の同一性パーセントは、Blosum 62マトリックス又はPAM250マトリックスのいずれか並びに16、14、12、10、8、6又は4のギャップウェイト及び1、2、3、4、5又は6のレングスウェイトを用いる、Accelrys GCGソフトウェアパッケージ(http://www.accelrys.com/products/gcg/で入手可能)内のGAPプログラム中に組み込まれたNeedleman and Wunsch(1970)アルゴリズムを用いて求められる。
重鎖可変ドメインのCDR(CDRH)及び軽鎖可変ドメインのCDR(CDRL)は、IMGTナンバリングシステムに従って、各鎖の残基27~38(CDR1)、残基56~65(CDR2)及び残基105~117(CDR3)に位置する(http://www.imgt.org;Lefranc MP,1997,J,Immunol.Today,18,509)。そうでないと示される場合を除き、このナンバリングシステムが本明細書中で用いられている。
上記又は下記を問わず、本明細書中で引用される全ての刊行物、特許及び特許出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
以下の例は、本発明を例示する。
実施例1 ベータSARS-CoV-2感染した症例からのmAbの生成
血漿及びPBMCを、ウイルス配列決定によって証明したベータによる感染症を以前に患ったか又はベータを患っていると推測した18人のボランティアから収集した(なぜなら、そのボランティアは、立証したベータ感染症例との接触後に単離した後に感染したからである)。試料を、ベータ感染の4~8週後にとって、全長ベータSタンパク質に対するELISA結合アッセイ及びフォーカス減少中和アッセイ(FRNT)を実行して、力価が最も高い5つの症例をさらなる研究に選択した(図1A)。これらの選択した症例について、予想されるように、FRNT50力価は、ベータについて、ビクトリア(初期の武漢関連ウイルス単離物)よりも高かった(図1B)。
メモリB細胞を単離するために、PBMCを全長ダブルStrepタグ付きベータS-三量体(ベータ-S)で染色して、IgG+B細胞結合ベータ-Sをシングルセルソートした(図1C、D)。IgVH配列及びIgVL配列をRT-PCRによって単離して、全長重鎖発現プラスミド及び軽鎖発現プラスミドを、Gibsonアセンブリ反応を用いて作製した。Gibsonアセンブリの生成物を、96ウェルプレート内のHEK-293T細胞中に形質移入して、上清を収集して、ベータウイルスに対する中和アッセイにおいて0.1~1μg/mlの最終濃度で試験した。この最初のアッセイにおいて>90%の中和を達成するmAbのみをさらなる研究に選択した。合計で、674個のベータ特異的mAb IgGを得た。これらのうち、RBD特異的mAbの22%がRBDに結合し、78%が非RBDエピトープに結合し、18%が>90%の中和を達成し、さらなる研究に選択した(図1E、F)。これらの抗体の、SへのACE2結合をブロックする能力が見られた。ほとんどのmAbは、例外はあったが、予想されるmAbベータ-43として、ACE2相互作用をブロックすることができ、単一の非RBD結合中和抗体(NTDに結合する、図8A)は、ACE2ブロックを示さなかった一方、極めて強力なRBD結合mAbベータ-53もACE2ブロッキング活性を示さなかった(図1G)。
674個のベータ特異的mAbから、FRNT50力価が<100ng/mlの最も強力な27個及び重鎖V遺伝子をベータ-47と共有する抗体ベータ-25をさらなる研究に選択した。最も強力な抗体のうち、ベータ-43のみがNTDに結合した一方、残りの26個はRBDに結合し、これらの25個がACE2との相互作用をブロックした。ベータ-53を、明らかな例外として以下で考察する(図1G)。
強力であるが、非常に弱々しいRBD結合抗体ベータ-49及びベータ-50は、ACE2ブロッキング活性も示さなかった(図12)。
実施例2.ベータ反応性mAbの交差反応性。
生きているウイルスの中和アッセイを、RBD内の示す変化を含有する以下のウイルスを用いて実行した:ビクトリア、初期の武漢関連株、アルファ(N501Y)、ベータ(K417N、E484K、N501Y)、ガンマ(K417T、E484K、N501Y)、デルタ(L452R、T478K)、アルファ+E484K(E484K、N501Y)、B.1.525(E484K)(図2A~F及び表10)。
多くのmAbは、50%フォーカス減少中和力価(FRNT50)が最低1ng/mlの、ベータの極めて強力な中和を示した(表10)。様々なウイルスバリアント間の交差反応性を混合し、ベータ-27、32、47、48、49、50及び53等の一部のmAbは、FRNT50間の差が<10倍の完全交差反応性を示した(図2A)。大きい群のmAb(ベータ-6、10、23、24、30、40、54、55、56)は、アルファ、ベータ、ガンマ及びアルファ+ウイルスの良好な中和を示し、ビクトリア、B.1.525(E484K)及びデルタウイルスの中和は、引き下げられていたか又は完全に不在であった(図2B)。アルファ、ベータ及びガンマは、共通する単一変異、N501Yを有し、N501Y変異の存在は、新しい免疫優性エピトープを創出するという説が出されている。
E484K変異は、初期のパンデミックウイルスに感染している症例から生成された多くの強力なmAbの結合を崩壊させ、Lys-484は、ベータ中和mAbにおいて重要な役割を果たすと予想される。6つのmAbは、Lys-484相互作用の証拠を示し(ベータ-26、33、34、38、45、51)、アルファに対する活性が引き下げられているが、アルファ+484Kに及ぶ活性が回復している(図2C)。3つのmAb、ベータ-20、22及び29は、ベータ及びガンマに向けた最大の活性を示し、このことはこれらが、ベータ及びガンマにおけるそれぞれK417N/T変化に関連するエピトープを認識することを示唆している。抗体ベータ-22及び29は、アルファ及びアルファ+484Kのいくらかの中和を示し、このことはこれらが、Asn/Thr 417+Tyr-501で構成されるエピトープを認識することを示唆している(図2D)。4つのmAb(ベータ-26、34、44、51)は、デルタに対する中和の選択的消失を示した(FRNT50>10μg/ml)。ベータ-44は、L452R/T478K変異に感受性である一方、ベータ-26、34及び51は、Glu-484+Leu-452/Thr-478で構成されるエピトープを認識するという説が出されている(図2C、E)。最後に、単一の強力なNTD結合mAbベータ-43は、ベータに対して完全に特異的であった(図2F、8A)。
ベータ感染後、初期のパンデミック株による感染症と比較して、抗体応答のプロファイルにかなりのシフトが存在する。ベータに対する応答は、ベータに見出される3つのRBDアミノ酸変化;K417N(3/27個のmAb)、E484K(6/27個のmAb)及びとりわけN501Y(11/27個のmAb)を選択した多くの強力な抗体によりゆがめられる。この特異性は、ベータと、他のVoCと、初期のパンデミック株/ワクチン間の抗原差異を支持している。27個のmAbのうち、力価は、ベータと比較して、ビクトリア(18、15、10);アルファ(10、6、5);ガンマ(2、1、1);デルタ(18、16、14)についてそれぞれ1log、2log引き下げられたか又はノックアウト(KO)された。ベータ特異的mAbの中和能のこれらの重大な引下げは、ベータと初期のパンデミック株間の抗原距離を強調しており(10/27個のmAb KO)、これは、デルタでさらに極端である(14/27個のmAb KO)。デルタはベータと、RBD内の5つのアミノ酸(K417、L452、T478、E484、N501)が異なる一方、ベータ及びガンマは抗原的に近く(1/27個のmAb KO)、最後にアルファ(単一のN501Y変異を含有する)は中程度の位置を占める(5/27個のmAb KO)。これらのデータは、デルタについての中和能力をかなり引き下げて多くがデルタを完全に中和できない、ベータ及びガンマ血清を用いる中和データと一致している(Liu et al.,2021)。
実施例3.抗体遺伝子使用。
27個の強力なベータ反応性mAbについてのIgVH及びIgVL遺伝子使用を図3A及び表11に示す。7つの完全交差反応性mAbは、1-69*01重鎖v領域を介して互いに関連するベータ-49及び50を別として、多様なIgVHファミリーに由来した。ベータ-27は、IgVH3-53遺伝子ファミリーに由来し、これは、RBDに対するパブリック応答を生成し、初期のパンデミック株に感染した個体から単離したレパートリーにおいて高度に表される(本発明者らの以前の研究において、5/20個の強力なmAb FRNT50<100ng/ml(Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“The antigenic anatomy of SARS-CoV-2 receptor binding domain.”Cell 184(8)(2021):2183-2200;Supasa,Piyada,et al.“Reduced neutralization of SARS-CoV-2 B.1.1.7 variant by convalescent and vaccine sera.”Cell 184(8)(2021):2201-2211;Zhou,Daming,et al.“Evidence of escape of SARS-CoV-2 variant B.1.351 from natural and vaccine-induced sera.”Cell 184(9)(2021):2348-2361;Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“Antibody evasion by the P.1 strain of SARS-CoV-2.”Cell 184(11)(2021):2939-2954;Liu,Chang,et al.“Reduced neutralization of SARS-CoV-2 B.1.617 by vaccine and convalescent serum.”Cell 184(16)(2021):4220-4236))が、このシリーズにおいて一回表されるのみであった。同様に、ベータ-47は、初期のパンデミック感染症から単離したいくつかのmAbに見出されたパブリック遺伝子ファミリー、IgVH1-58に属する(本発明者らの以前の研究において、4/20個)。
Tyr-501反応性抗体を最も広げ、11/27個の例とした。これらのうちの9つにおいて、Tyr-501は、優性であり(図2B)、さらなる2つ(ベータ-22、29)において、Tyr-501は、Asn-417に加えて役割を果たした(図2D)。Tyr-501反応性mAbの6/11個が、IgVH 4-39(ベータ-6、10、23、40、54、55)を用いて、IgVH 4-39を、スパイクタンパク質内にTyr-501を含むSARS-CoV-2に対して応答する免疫優性中和パブリック抗体にした。これは、初期のパンデミック株と比較して、ベータ感染後に応答をゆがめることを部分的に説明する。6つのLys-484反応性mAbは、多様なIgVHバックグラウンドに由来したが、Asn/Thr-417+Tyr-501反応性mAbの2/3個は、VH3-30であった。
27個のベータ反応性mAbは、IgVH及びIgVLにおいてメジアンで7つの変化を有する比較的低いレベルの体細胞変異を示した(図3B)。これは、初期のパンデミック株による感染後にmAbを分析した場合に見られる低レベルの超変異(メジアンでIgVH=5、IgVL=3)と一致している(Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“The antigenic anatomy of SARS-CoV-2 receptor binding domain.”Cell 184.8;2021:2183-2200)。
要約すれば、ベータ感染症例に由来する強力なmAbは、初期の回復期の症例から単離されたmAbと比較して、バリアントウイルス間で、それらの交差反応性がかなり異なる。Tyr-501及びGlu-484エピトープは、前記エピトープを欠いているビクトリア及びデルタに対する一部の抗体による中和の引下げに至る応答を支配しており、これらのウイルスとベータ間の抗原距離を明白に示している(Liu et al.,2021)。デルタの中和は、デルタにおけるRBD変異に対して感受性であるmAbのサブセットによってさらに損なわれ、これは、ベータ及びデルタ(及びガンマ/デルタ)が抗原性マップ上の最も遠い位置を占める理由を説明している(Liu et al.,2021)。
一部のmAbは、VoCのサブセットに対して特異性を示すベータ症例に由来した。7/27個のmAbは、試験した全てのVoCの強力な中和(<100ng/ml)を示した(ベータ-27、-47、-48、-49、-50、-53及び-56)。さらに、ベータ-55は、mAbが、現在蔓延している流通株ではないビクトリア株(108ng/ml)を除いて、試験した全てのVoCの強力な中和(<100ng/ml)を示すことを示した。これらのmAbの2つが、何度となく単離されてきたパブリック応答に属している(mAb 27 IgVH3-53及びmAb 45 IgVH1-58)。IgHV3-53遺伝子ファミリーの継続的な、しかしかなり減少した使用法は、通常、Tyr-501を有するRBDとの相互作用をブロックし(図7A)、且つこの変異に対するレジリエンス機構として以前に実証された(Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“Antibody evasion by the P.1 strain of SARS-CoV-2.”Cell 184.11(2021):2939-2954)CDR1内の稀な変異の使用を結び付けることとなる軽鎖CDR1におけるシフトに起因する。
アルファに感染した症例から収集した血清を用いて、懸念のバリアントのパネルの中和を見た以前の研究(Supasa et al.,2021)は、アルファ感染後、形成された応答がバリアントウイルス間でかなり交差反応性であることを見出した。アルファ血清が、ビクトリアをアルファと同程度に有効に中和することが見出された。これは、アルファ感染におけるTyr501に対する応答がベータ感染で見られるものと類似している場合、予想されなかったであろう。しかしながら、アルファは、変異D614Gも含有し、これは、ビクトリア/武漢に見出されておらず、したがって、本発明者らは、追加のD614G変異を含有する初期のパンデミックウイルス(B.1)に遡って、そのバージョンの中和を、17個のアルファ血清を用いて試験した。アルファ血清によるB.1の中和力価は、アルファ血清を用いたアルファの中和力価と比較して1.8倍引き下げられ(P=0.0208)(図13)、これは、アルファ血清における一部のTyr501応答と一致している。
実施例4.強力なmAbは、マウスにおいてベータ感染から保護する。
ベータに対して誘発されたmAbの活性をインビボ試験するために、ヒトACE2遺伝子導入マウスモデルを利用した(McCray et al.,2007;Winkler et al.,2020)。異なるエピトープクラス由来の4つの代表的なmAb;K417N/T変異を認識して、ベータを、且つそれほどではないにせよガンマを強力に中和することができるベータ-20;アルファ、ベータ及びガンマにおいて存在するN501Y変異に対して特異的なベータ-24;ベータ及びガンマに見出されるE484K変異を認識するベータ-26;IgVH3-53完全交差反応性mAbであるベータ-27(全てのバリアントを同様に中和する)を選択した。
マウスに、103FFUのベータを接種して、接種後24時間目に、mAbの単回10mg/kg用量を、i.p.注射を介して投与した。アイソタイプ対照mAb(hE16)以外の4つ全てのベータ誘発mAbが、接種後6日にわたって体重減少を妨げて、鼻洗浄液ではなく肺及び脳においてウイルス量を引き下げた(図3C~F)。これらの結果は、試験したmAbの各々が感染症の重症度を効率的に引き下げて、全身性疾患を予防することができるが、上気道においてウイルス感染を予防しないことを実証している。
実施例5.バイオレイヤーインターフェロメトリを用いたmAb結合のマッピング。
バイオレイヤーインターフェロメトリ(BLI)競合マトリックスが、以前に、RBDに結合する初期のパンデミックmAbの高解像度3Dマップを構築するのに用いられた(Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“The antigenic anatomy of SARS-CoV-2 receptor binding domain.”Cell 184.8(2021):2183-2200)。結果は、以降のX線構造決定と一致し、最も強力な中和mAbがACE2フットプリント上又はその間近に結合することを示した(Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“The antigenic anatomy of SARS-CoV-2 receptor binding domain.”Cell 184.8;2021:2183-2200)。
ペアワイズBLI測定値のマトリックスを、26個の最も強力なRBD結合ベータmAb及び知られている結合位置の一部のパンデミック前mAbについて得た。BLIデータを正確な構造情報(主にX線結晶解析由来)と組み合わせて、信頼性が高いマッピング情報を提供した(8つのmAbベータ-6、22、24、27、44、53及び54についての予測は、平均で5Å誤っていた)。抗体は、明らかに別個のエピトープに嵌らず、むしろクラスター分析(実施例16を参照されたい)は、マッピングしたほぼ全ての抗体がアークに嵌ることを示している(図9)。RBDの表面にマッピングした場合、このアークは、首領域及び肩領域にまたがることが分かる(Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“The antigenic anatomy of SARS-CoV-2 receptor binding domain.”Cell 184.8(2021):2183-2200)(図4)。
先になされた重要な残基割当てとの詳細な相関を図4に示しており、優れた相関がある。例えば、L452R/T478K変異に対して感受性のベータ-44は、残基478に隣接して位置する一方、残基417に関連するエピトープを認識することが示唆されている3つのmAb、ベータ-20、22及び29は、この残基の上に密集する。mAbベータ-49及び50は、ベータRBDに対して非常に低い親和性を示したが、全長Sに強固に結合した(図12)ため、それらの位置は、BLI競合によってマッピングすることができなかった。結合モードを、実施例において後述する。
実施例6.抗ベータFab/RBD複合体の構造
強力な抗ベータ抗体についての構造-機能関係を理解するために、代表的な選択対象の構造分析を、その血清学的特性に基づいて実行した。合計で、高解像度結晶構造を11個のRBD/Fab複合体、ベータ-6、22、24、27、29、38、40、44、47、53及び54について(図5A)並びにまたFabベータ-32(図5B)について1.7~4.0Åの解像度で決定した(実施例16を参照されたい)。加えて、略低い解像度クライオEM構造情報を、より以前に特定された交差反応性mAb 222のFabと複合体形成されたベータ-Sに加えて、ベータ-6、26、32、44及び53についてFabと複合体形成されたベータ-Sについて得た(Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“Antibody evasion by the P.1 strain of SARS-CoV-2.”Cell 184.11(2021):2939-2954)(図5C、実施例16、図10)。
Tyr-501 RBDに対するパブリック抗体の構造解像力
ベータ-6及びベータ-54は、IgVH4-39遺伝子ファミリーの2つの例である。ベータ-6は、Tyr-501と強く相互作用する。Fabは本質的に、RBDの右肩の上に位置し(図5A)、主な接触が重鎖によって与えられる(520Å2)一方、軽鎖は、非常に少ない接触をもたらし(124Å2)、これはCDR L3に限定される(図6A)。全体として、相互作用領域はそれでも比較的小さく、相互作用は、残基Tyr-501の周りにかなり集中しており(図6A)、右肩の周りに3つのCDR:H1、H2及びH3のラッピングが存在する。特に、Tyr-501のヒドロキシル基は、H3主鎖への水素結合を形成する(図6A)。
ベータ-54は、RBDと相互作用し、ベータ-6と比較して、攻撃の角度は大きく異なり(図6B)、Fabは、RBD上で32°回転して、RBD上で残基501の周りを本質的に枢動する。ベータ-6と54間の結合姿勢の顕著な変化の理由は、重鎖CDR3の顕著な差異に由来すると思われる。ベータ-6 H3は15残基長である一方、ベータ-54は18残基とより長い。攻撃の角度の変化により、異なる長さのH3ループが類似の接触をするのを可能にする(図6C)一方、H1及びH2接触領域は、円を描いて枢動する。重鎖のIgVH部分の重ね合せ(図6D)は、H3を除いて、重鎖可変ドメインが非常に類似していることを示す。相互作用の詳細の調査は、詳細が異なることを示している(図6A及びE)。残基Tyr-35(H1)及びTyr-54(H2)は、中心にあると思われ、これにより枢動が可能となり、IgVH4-39遺伝子ファミリーに特有である(これらは、他の一部のIgVHファミリーにおいても見出されるため、この結合モードをもたらすのに十分ではない、図6E、表S3)。全体として、相互作用領域は、ベータ-54について、ベータ-6よりも僅かに少ない(ベータ-54の重鎖及び軽鎖についてそれぞれ461及び54Å2)。
IgVH4-39抗体についてのH3ループ長は、2つのカテゴリー(1つは、15残基のH3であり、及びより小さいサブセットは、18又は19残基のH3長である)に入る。これは、これらのパブリック抗体がH3の2つの異なったクラスに対応することを可能にするH1及びH2相互作用において、若干の縮重が存在し得る一方、IgVH4-39部分において関連する相互作用をそれでも維持している(抗原及び抗体の両方の全ての相互作用残基を考慮して、ベータ-6において28個及びベータ-54において34個のうち、22個が2つの抗体間で共通している)ことを示唆している。
IgHV4-39抗体についてCDR3長が結合姿勢を調節するという提案の試験として、さらなる低解像度X線構造を、ベータRBDに結合したベータ-40 Fabについて決定した。ベータ-40は、ベータ-6を含むIgVH4-39抗体の4つに見出される標準的な15残基重鎖CDR3を有する。予測されるように、ベータ-40の攻撃の角度は、ベータ-6と本質的に同一であり、重鎖CDR1及びCDR2の位置決めは、非常に類似している(図6F)。モデルは、ベータ-RBD/ベータ-24複合体の構造によってさらに支持される。ベータ-24は、密接に関連するIgVH4-30遺伝子ファミリーに属し、H1及びH2領域はIgVH4-39に非常に類似し、標準的なH3長は15残基である。したがって、ベータ-24は、15-残基重鎖CDR3内の顕著に異なる配列を有するにも関わらず、ベータ-6と本質的に同一の係合モードを有する(図5A)。詳細な相互作用は、部分的には、ベータ-6のものも再現するが、それでもやはり、ベータ-6及び24間に差異が存在し、軽鎖相互作用領域は、ベータ-24について二倍を超える(~284Å2)一方、重鎖接触は、僅かに低下する(458Å2)。
ベータ-6とベータ-24間の相互作用の詳細におけるこれらの変化にも関わらず、結合の共通のモードを定義する共通の重鎖相互作用が存在する。これは、重要な残基が示されている図6Hにおいて概説されている。詳細には、Tyr-35のヒドロキシル基は、Val-445のRBDカルボニル酸素と水素結合を形成し、残基Val-102のカルボニルは、Thr-500のRBDヒドロキシル基と相互作用する。それでもやはり、Tyr-501との相互作用は異なるが、水素結合がベータ-6内に形成され、ベータ-24において、相互作用は、疎水性スタッキング相互作用によって主に形成されると思われる。興味深いことに、軽鎖相互作用は、相同でない。そのため、両方の抗体において、水素結合がGly-446のカルボニルに形成される。しかしながら、ベータ-6において、これは、Arg-91のグアニジウム基によって与えられる(図6A)一方、ベータ-24において、水素ドナーはTyr-91のヒドロキシル基である。
そのような抗体とのスパイク相互作用の全体的見地を調査するために、アップ構成内の2つのRBDとの標準的方法による付着を示す、ベータ-6 Fabを有するベータ-SのクライオEM構造を決定した。しかしながら、全3つのRBDは、結合したFabを有する(図5C)。要約すれば、IgVH4-39の繰返し使用は、抗体が広範な異なるIgVL遺伝子ファミリーを保有するにも関わらず、頻繁なパブリック結合モードのシグナルを出して残基Tyr-501を標的とすると思われる(表11)。
実施例7.IgVH3-53/3-66遺伝子ファミリーの交差反応性メンバーの使用の制限。
Tyr-501を標的とする新規のパブリックIgVH遺伝子ファミリーの広範囲にわたる使用と対照的に、初期のパンデミックウイルスによって高頻度で誘発される周知のIgVH3-53/3-66パブリック抗体クラスは、最も強力なベータニュートラライザのセットにおいて、単一のmAb(ベータ-27)のみによって表される。これは、これらの抗体が、RBDの残基501での変異に対して大部分が感受性であるという本発明者らの以前の観察によって説明される。しかしながら、軽鎖CDR1における変化は、レジリエンスを付与することができる。これの一例が、初期のパンデミック株により感染した個体から単離されたmAb 222であり、これは、残基30にプロリンを含有し(Dejnirattisai et al.,2021b)、且つ全てのバリアントを効果的に中和することができる。Fab 222のクライオEM構造を、ベータ-Sとの複合体において決定して、全長スパイクとの係合モードを調査した。三量体スパイクの粒子の大部分は、「2つのRBDアップ」構成であり、両方とも上向きにRBDが222 Fabと、初期のRBD/Fab複合体構造から予想されるモードで係合していた(図5C)(Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“Antibody evasion by the P.1 strain of SARS-CoV-2.”Cell 184.11(2021):2939-2954)。これは、他のIgVH3-53スパイク複合体について見られるRBD「アップ」係合パターンと合致する(Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“The antigenic anatomy of SARS-CoV-2 receptor binding domain.”Cell 184.8(2021):2183-2200)。
ベータ-27は、代わりの機構をmAb 222に用いて、全てのバリアントに対して強力な、同じ結果を達成する。ベータ-27重鎖CDR3ループは、通常の9つから11個の残基に長くされて、軽鎖CDR1を置き換えて、アルファ、ベータ及びガンマバリアント内に見出される501での大きいチロシン側鎖を許容するのに十分な空間をもたらし、これは、mAb 222について見られるものと非常に類似した結果であり(図7A、図16H及びI)、Tyr-501は、残基29~30での主鎖ペプチド相互作用によって安定している。これにより、全てのバリアントに対して強く交差反応性のベータ-27が生じる。標準的なIgHV3-53抗体のように、ベータ-27は、肩間の主に首領域におけるRBDとの広範囲にわたる相互作用を形成し(図5A)、重鎖で718Å2及び軽鎖で262Å2である(Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“The antigenic anatomy of SARS-CoV-2 receptor binding domain.”Cell 184.8(2021):2183-2200)。全3つの重鎖CDRは、接していない残基417と484間の領域内でRBD表面と接触する。軽鎖L1は、残基28~30の領域において、501の周りでRBD主鎖との相互作用を形成するが、Tyr-501の側鎖との特異的相互作用を形成しないため、この残基での変異に感受性でない。
実施例8.他の遺伝子ファミリーは、501の周りで右肩に強く付着する一方、交差反応性であることができる。
ベータ-32は、試験した全てのバリアントに対して高度に強力である。相互作用のモードを特定するために、Fabの高解像度結晶構造及びベータ-Sとの複合体におけるFabのクライオEM構造を決定した(図5B及び4C)。2つのRBDに付着したFabがアップ構成で観察された。若干の曖昧さがFabの結合モードに存在するが、強い相互作用が、残基501の中央に置かれていることが明らかである。ベータ-32の結合モードは、上述の可変遺伝子ファミリーIgVH4-39及びIgVH3-53の両方について観察されるものと元来異なる。そのため、相互作用は、IgVH3-53抗体について見られるように、軽鎖の代わりに重鎖を介しており、ベータ-6と比較したベータ-32の攻撃の角度は、RBDの後方に向けて約90°回転している(図7B)。そのため、ベータ-32は、RBDの右肩との係合の新規の交差反応性モードを見出した。
実施例9.Lys-484に対する優れた特異性を、塩架橋及び疎水性ケージの組合せによって達成することができる。
ベータ-38は、血清学的に及びBLI競合マッピングにより、Lys-484を必要とすると分類される(図4、表11)。ベータ-38/ベータRBD複合体の構造は、これを確認し(図5A)、抗体は、正面の首/左肩領域を正面から攻撃し、特異性が与えられる方法をすっきりと実証している。Lys-484は、重鎖と軽鎖のCDR3ループ間に埋まっている(図7C)。リシン側鎖の疎水性ステムは、Phe-490(RBD)、Tyr-108(重鎖)及びTrp-92(軽鎖)で構成される疎水性ケージ内に含有される。ケージの末端において、Asp-94(軽鎖)は、残基484のリシン側鎖のアミノ基と塩架橋(図7C)を、且つAsn-32と水素結合を形成する。結晶学的非対称ユニット内に2つのFab-RBD複合体が存在し、異なる結晶充填力が攻撃の角度の13°の差異を導入し、これは、この高度に集中した抗体の付着における若干のフレキシビリティを示す。
実施例10.RBD残基417での変異の間接的影響。
ベータ-22は、IgVH3-30を用いており、残基417を標的とすると血清学的に分類される(表11)。417フォーカスは、抗体をこの残基の最上部にほぼ正確に置くBLIマッピングによって補強され、複合体の結晶構造は、これを確認する(図4及び5A)。しかしながら、結合は、重鎖にほぼ完全に制限されるが、非常に広範囲にわたっており、全3つのCDRが総計597Å2のインターフェース面積を与える(対照的に、軽鎖は、110Å2のみを与える)。重鎖CDRは、H1が残基Tyr-501に近くなり、H2がAsn-417の全体を包み込み、H3が残基Lys-484に向けて延びるように配置されている(図7D)。
血清学的データの詳細な調査は、それとの良好な相関を示し、H3は、Lys-484に到達できないため、この変異は、結合に大きい影響を及ぼさないのに対して、N501Y変異は、結合に及ぼすポジティブな影響を有するが、K417N/Tも有効な中和に必要とされる。Asn-417は、H2との直接的接触を形成しないが、リシンの追加のサイズ及び陽静電荷の濃度は、おそらく抗体親和性に及ぼす大きい影響を有するように組み合わされる。ベータ-22は、軽鎖CDR1内の残基Asn-35においてグリコシル化されており、糖は、以前に観察されるように、左肩の近くに存在する(Dejnirattisai et al.,2021a)。異なるドナーから単離された2つのIgHV3-30抗体が存在し(表11)、強力なβRBDバインダーのセットにおいて、2番目がベータ-29である。血清学的結果及びBLIマッピングの結果は、ベータ-29がベータ-22に類似していることを示唆している。ベータRBDとの複合体の結晶構造を決定した。結果は、結合モードが本質的には2つの抗体について同一であることを確認した(図7E)。興味深いことに、これらの2つの抗体は、IgVL4-1も共有する。構造情報は、これらの血清学的特性を共有する第3の強力なmAb、ベータ-20について入手可能でないが、BLI競合マッピングは、このmAbを同一の位置内に置いており、重鎖遺伝子ファミリーIgHV3-33は、IgHV3-30に密接に関連しているため、係合モードは、類似し得る(しかし、NTDバインダーベータ-43もIgHV3-30である)。要約すれば、Asn-417に対する特異性は、間接的に達成されるようであり、残基は、軽鎖CDR2と重鎖CDR3のループ間の抗体結合部位の中心に位置しているが、高い特異的親和性相互作用はない。全体として、ベータ-20及びベータ-29による417の特異性は、間接的に達成されると思われ、パラトープに対して中心の残基を置くことで、アルファ、ベータ及びガンマのバリアントに特有の417での静電荷の変化に対して感受性となり、また残基に依存しないのは、アスパラギン又はトレオニンである。ベータ-20は、Thr-417に対して感受性であり、この抗体がAsn-417との直接的接触を形成することがあり得る。
実施例11.左肩を標的として、デルタに対する感受性を、残基478を介して導入することができる。
ベータ-44は、デルタバリアントを中和しない。このmAbは、重鎖及び軽鎖の両方を介して比較的小さい接触を形成し(それぞれ408及び123Å2)、抗体は、左肩上に位置し、重鎖は、残基478を越える(図5A)。CDR L1及びL3は、RBDの残基484の近くにあり、Tyr-90のL3のヒドロキシル基からLys-484のカルボニル酸素への水素結合を形成する一方、H1、H2及びH3は、残基Thr-478を囲む(図7F)。RBDの残基Leu-452の近くで接触が全く存在しないため、デルタに対する感受性が、残基478との接触により生じ、これはおそらく、残基478がLysに変異している場合の、H3残基Tyr-90との側鎖原子CG1間の疎水性相互作用の消失に起因する(図7F)。ベータ-Sとの複合体におけるベータ-44 FabのクライオEM分析は、Fabが付着したアップ構成において、スパイクが2つのRBDを有することを実証している(図5C)。
実施例12.左肩-首領域に結合するが、バリアント変異を回避することにより、交差反応性を得ることができる。
ベータ-47は、全てのバリアントに対して交差反応性であり、左肩-首インターフェースの後方と強く相互作用する(接触面積は、重鎖及び軽鎖についてそれぞれ582及び234Å2である)(図5A及び7G)。CDR H3は、ループベアリング484の後方に対して部分的に最も大きい接触を形成するが、軽鎖接触は、残基478の近くに、しかしそれに接触することなく、左肩の遠端部に対している(図7G)。ベータ-47は、このとき、重鎖CDR3の残基Asn-102でもグリコシル化されている。なぜなら、ベータ-22について、糖が左肩の近くに存在するが、RBDとの特異的接触をほとんど形成しないからである。ベータ-47は、以前に特定されたmAb 253(Dejnirattisai et al.,2021a)に非常に類似しており、重鎖CDR3において同じ可変遺伝子、グリコシル化及びジスルフィドを共有する。
実施例13.左肩を標的として、残基484及び478での変化に対する感受性を生じさせることができる。
MAbベータ-26は、強力な中和のためにベータE484K変異を必要とするが、デルタに見出されるL452R/T478N変異に対して絶妙に感受性である。これを調査するために、ベータ-26 Fabとの複合体におけるベータ-SのクライオEM構造を決定した。珍しく、スパイクは、Fabが全3つのRBDに付着した3つのRBDアップ構成で見出された(図5C)。実験上の構造は、原子的詳細において直接的にFab構造を構築するのに十分な解像度でなかったため、Alphafold-2を用いてモデルを構築し(Jumper et al.,2021)、これを密度にフィットするように調整した(実施例16を参照されたい)。主要な接触は、全3つのCDRが寄与している重鎖を介しており、CDR2は、残基484との密接な相互作用を形成している(図7G)。加えて、強い相互作用が、軽鎖CDR3と478との間に存在する(図7G)。これらの相互作用は、観察された血清学的結果を説明する(図2/表10)。
実施例14.ACE2結合について競合しないが強力に中和することとなる交差反応性抗体結合部位。
BLI競合分析は、ベータ-53をRBDの上部右脇腹に置き、ELISAデータは、結合がACE2結合と独立していることを示した(図1G)。ベータ-Sとの複合体におけるベータ-53のクライオEM分析は、全3つのRBDへの付着を示しており、2つのRBDがアップであり、1つがダウンである(図5C)。ベータ-53/ベータRBD複合体の結晶学的分析は、抗体が、以前に特定された抗体S309と強く重複するエピトープにおいて付着することを確認する(図5A及び7H)。実施例18に記載されるベータ-49及びベータ-50の「腰」結合抗体との若干の重複も存在する(図20A)。S309のように、RBD上の残基N343においてN結合グリカンとの実質的な相互作用が存在する(図7H、16B、F及びG)。S309と比較して、ベータ-53は、ACE2結合部位に向けて、さらにRBD上に大体10Åで位置するため、ベータ-53は、S309におけるH3及びL2の代わりにH1及びH3を介してグリカンに接触している。これは、ベータ-49/ベータ-50の「腰」エピトープにさらに由来する。である。Fabは、ACE2部位にアプローチして、N53 ACE2グリカンに対してかすりそうである(図7I)。しかしながら、ELISA競合データは、ACE2との大きい競合が存在しないことを確認する(図1G)。重鎖及び軽鎖は、両方とも実質的な接触を形成している(それぞれ466及び270Å2)。
未解決の問題は、中和の機構にあり、先に言及される20℃で30分間のインキュベーション後に決定されるベータ-Sを有するベータ-53のクライオEM構造は、これを解明し得る。生理的に予想される未満のインキュベーション温度にも関わらず、かなりの画分のスパイクタンパク質が、非三量体形態に分解する証拠が存在した。このことは、中和のための潜在的機構としてスパイク破壊を示唆している。
ベータ-53は、謎のままであり、ACE2と競合せず、S309のエピトープと重複するエピトープに結合し(Pinto et al.,2020)、S309のようにRBDの残基N343においてN結合グリカンと相互作用する。中和の機構は、不明であるが、三量体Sタンパク質とのベータ-53 Fabの複合体のクライオ電子顕微鏡観察から、室温において、Fabは、スパイクの融合前状態を不安定にし得るという示唆が存在する。
実施例15.SARS-CoV-2抗体に対して選択した抗体のさらなる中和データ
さらなる中和実験を実行して、選択した抗体によるSARS-CoV-2バリアントの中和を判定した。上述の詳細な説明で考察されるように、同じ重鎖V遺伝子に由来する抗体は、軽鎖を交換して、第1の抗体の重鎖可変領域及び第2の抗体の軽鎖可変領域を含む抗体を生じさせ得、そのような新しい抗体は、「親」抗体と比較した場合に中和及び/又は他の特徴が向上し得る。
表3~9は、同じ重鎖V遺伝子に由来する抗体間の軽鎖を交換することによって増やすことができるそのような抗体の例を提供する。
表12~13は、選択した抗体及び同じ重鎖V遺伝子に由来する抗体間で軽鎖を交換することによって作製した抗体についてのさらなる中和データを提供する。同じ重鎖V遺伝子に由来する抗体間で軽鎖を交換することによって作製したほぼ全ての抗体は、「親」抗体と比較した場合に中和の向上を示す。図11A内のデータは、Wuhan SARS-CoV-2スパイクタンパク質配列と比較した場合、SARS-CoV-2バリアントのスパイクタンパク質のNTD、RBD及びCTDにおける変異を説明する。図11B内のデータは、表13内に示されるデータに対応する。
表14は、SARS-CoV-2株ビクトリア、B.1.1.7、B.1.351及びP.1に対して選択した初期のセットの抗体の中和及びRBD結合を記載する。これは、表12及び13内のデータが比較され得る参照として用いることができる(Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“The antigenic anatomy of SARS-CoV-2 receptor binding domain.”Cell 184.8(2021):2183-2200;Supasa,Piyada,et al.“Reduced neutralization of SARS-CoV-2 B.1.1.7 variant by convalescent and vaccine sera.”Cell 184.8(2021):2201-2211;Zhou,Daming,et al.“Evidence of escape of SARS-CoV-2 variant B.1.351 from natural and vaccine-induced sera.”Cell 184.9(2021):2348-2361;Dejnirattisai,Wanwisa,et al.“Antibody evasion by the P.1 strain of SARS-CoV-2.”Cell 184.11(2021):2939-2954;Liu,Chang,et al.“Reduced neutralization of SARS-CoV-2 B.1.617 by vaccine and convalescent serum.”Cell 184.16(2021):4220-4236も参照されたい)。
実施例16.実施例1~15についての材料及び方法。
ウイルス株
SARS-CoV-2/human/AUS/VIC01/2020(Caly et al.,2020)及びSARS-CoV-2/ベータ(Public Health Englandによって提供される)の両方をベロー(ATCC CCL-81)細胞内で増殖させた。細胞に、0.0001のMOIを用いてSARS-CoV-2ウイルスを感染させた。ウイルス含有上清を80%CPEで収集して、2000rpm、4℃でスピンしてから-80℃で保存した。ウイルス力価をベロー細胞でフォーカス形成アッセイによって判定した。ビクトリア継代5株及びベータ継代4株の両方を配列決定して、予想されるスパイクタンパク質配列を含有し、且つフーリン切断部位に対する変化を含有しないことを確認した。これらの研究に用いたベータウイルスは、以下の変異を含有した:D80A、D215G、L242~244の欠失、K417N、E484K、N501Y、D614G、A701V。
細菌株及び細胞培養体
ベロー(ATCC CCL-81)細胞を、10%胎仔ウシ血清(FBS)、2mM GlutaMAX(Gibco,35050061)及び100 U/mlのペニシリン-ストレプトマイシンを補充したダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)高グルコース(Sigma-Aldrich)中で37℃において培養した。ヒトmAbを、37℃、5%CO2においてUltraDOMA PFタンパク質フリー培地(Cat#12-727F、LONZA)中で培養したHEK293T細胞内で発現させた。E.coli(大腸菌)DH5α細菌を、プラスミドpNEO-RBD K417N、E484K、N501Yの形質転換に用いた。単一のコロニーを選択して、シェーカー内の50μg mL-1カナマイシン入りLBブロス中で37℃、200rpmにおいて一晩培養した。HEK293T(ATCC CRL-11268)細胞を、10%FBS、1%100X Mem Neaa(Gibco)及び1%100X L-グルタミン(Gibco)を補充したDMEM高グルコース(Sigma-Aldrich)中で37℃、5%CO2において培養した。RBD、RBD K417N、E484K、N501Y及びACE2を発現させるために、HEK293T細胞を、形質移入のための、2%FBS、1%100X Mem Neaa及び1%100X L-グルタミンを補充したDMEM高グルコース(Sigma)中で37℃において培養した。
ベータ感染症例由来の血清
UK感染症例由来のベータ試料を、OxfordのGastro-intestinal illnessに属する「Innate and adaptive immunity against SARS-CoV-2 in healthcare worker family and household members」プロトコール:先に考察し、且つUniversity of Oxford Central University Research Ethics Committeeによって承認されたCOVIDサブ研究に従って収集した。全ての個体は、配列確認されたベータ感染症又はPCR確認された症候的疾患を患っていた。これらは、単離中及びベータ配列確認症例と直接的に接触して存在した。追加のベータ感染血清(配列は確認した)を南アフリカから得た。スワブ収集時、患者は、データ及び連続血液試料の収集に同意するインフォームドコンセントに署名した。研究は、University of the WitwatersrandのHuman Research Ethics Committeeによって承認され(参照番号200313)、Good Clinical Practiceガイドラインに従って行った。
マウス実験
動物試験を、National Institutes of HealthのGuide for the Care and Use of Laboratory Animalsの推奨事項に従って実行した。プロトコールは、Washington University School of MedicineのInstitutional Animal Care and Use Committeeによって承認された(保証書番号A3381-01)。ウイルス接種を、ケタミン塩酸塩及びキシラジンによって導入且つ維持される麻酔下で実行し、動物の苦痛を最小限にするあらゆる努力を行った。
ヘテロ接合K18-hACE C57BL/6Jマウス(株:2B6.Cg-tg.(K18-ACE2)2Prlmn/J)。動物を群で収容して、標準的なchow dietを与えた。異なる年齢及び両方の性別のマウスに、鼻腔内投与を介して103FFUのSARS-CoV-2を投与した。
マウス実験のために、ベロー-hACE2-TMPRSS2(A.Creanga及びB.Graham、NIHの贈与)及びベロー-TMPRSS2細胞を、10%胎仔ウシ血清(FBS)、10mM HEPES pH7.3、1mMピルビン酸ナトリウム、1×非必須アミノ酸及び100U/mlのペニシリン-ストレプトマイシンを補充したダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)中で37℃において培養した。
加えて、ベロー-TMPRSS2及びベロー-hACE2-TMPRSS2細胞を、それぞれ5μg/mLのブラストサイジン又はピューロマイシンの存在下で培養した。ベータSARS-CoV-2株を、鼻咽頭単離物(M.Suthar,Emoryの贈与)から得た。感染性株を、ベロー-TMPRSS2細胞に接種することによって増殖させた。上清を収集して、分注して、-80℃で保存した。感染性のSARS-CoV-2による全ての研究を、Washington University School of MedicineのInstitutional Biosafety Committee承認BSL3及びA-BSL3施設内で、陽圧エアレスピレータ及び保護装置を用いて実行した。ウイルス配列を、RNA抽出後のディープシーケンシングによって確認して、予想される置換の存在を確認した。
ベータSタンパク質
ベータのSタンパク質のための発現プラスミドを構築するために、武漢株の三量体Sの構築体を鋳型として用いて(Dejnirattisai et al.,2021a)、且つSの9対のプライマー(L18Fフォワードプライマー5’-GAGCAGCCAGTGCGTGAATTTCACCACCAGAACCCAGCTG-3’(配列番号682)、L18Fリバースプライマー5’-CAGCTGGGTTCTGGTGGTGAAATTCACGCACTGGCTGCTC-3’(配列番号683);D80Aフォワードプライマー5’-GCACCAAGAGATTCGCCAATCCTGTGCTGCC-3’(配列番号684)及びD80Aリバースプライマー5’-GGCAGCACAGGATTGGCGAATCTCTTGGTGC-3’(配列番号685);D215Gフォワードプライマー5’-ATTAATCTGGTGAGAGGCCTGCCTCAGGGCTTC-3’(配列番号686)、D215Gリバースプライマー5’-GAAGCCCTGAGGCAGGCCTCTCACCAGATTAAT-3’(配列番号687);242~244欠失及びR246Iフォワードプライマー5’-CCAGATTCCAGACCCTGCACATATCATATCTTACACCAG-3’(配列番号688)、242~244欠失及びR246Iリバースプライマー5’-TGGTGTAAGATATGATATGTGCAGGGTCTGGAATCTGG-3’(配列番号689);K417Nフォワードプライマー5’-CAGGGCAGACCGGCAATATCGCCGACTACAATTAC-3’(配列番号690)、K417Nリバースプライマー5’-GTAATTGTAGTCGGCGATATTGCCGGTCTGCCCTG-3’(配列番号691);E484Kフォワードプライマー5’-CACCGTGTAATGGCGTGAAGGGCTTCAATTGCTAC-3’(配列番号692)、E484Kリバースプライマー5’-GTAGCAATTGAAGCCCTTCACGCCATTACACGGTG-3’(配列番号693);N501Yフォワードプライマー5’-GCTTCCAGCCTACCTATGGCGTGGGCTAC-3’(配列番号694)、N501Yリバースプライマー5’-GTAGCCCACGCCATAGGTAGGCTGGAAGC-3’(配列番号695);D614Gフォワードプライマー5’-GCCGTGCTGTACCAGGGCGTGAATTGCACCGAG-3’(配列番号696)、D614Gリバースプライマー5’-CTCGGTGCAATTCACGCCCTGGTACAGCACGGC-3’(配列番号697);A701Vフォワードプライマー5’-CACCATGAGCCTGGGCGTCGAGAATAGCGTGGCC-3’(配列番号698)、A701Vリバースプライマー5’-GGCCACGCTATTCTCGACGCCCAGGCTCATGGTG-3’(配列番号699))及びpHLsecベクターの2つのプライマー(pHLsecフォワードプライマー5’-CCTCAATTTGAGAAATAATGACTCGAGACTAGTATCGCG-3’(配列番号700)、pHLsecリバースプライマー5’-CGCGATACTAGTCTCGAGTCATTATTTCTCAAATTGAGG-3’(配列番号701))を用いてPCRを行った。増幅されたPCR断片を、Gibson反応(Gibson,2011)によって一緒にジョイントした。新しい構築体を完全に配列決定した。
ACE2及びRBD K417N、E484K、N501Yのクローニング
ACE2及びRBD K417N、E484K、N501Yを、前述のように構築した(Zhou et al.,2021)。簡潔には、ACE2を、画像クローン(Sourcebiosciences,クローンID:5297380)から、フォワードプライマー5’-GCGTAGCTGAAACCGGCTCCACCATTGAGGAACAGGCC-3’(配列番号702)及びリバースプライマー5’-GTGATGGTGATGTTTGTCTGCATATGGACTCCAGTC-3’(配列番号703)を用いて、ヒトACE2のアミノ酸19~615を増幅することによって構築して、C末端6×Hisタグを組み込んでいるベクターpOPINTTGneo中に挿入した。
RBD K417N、E484K、N501Yを構築するために、RBD N501Y構築体を鋳型として用いて、且つK417Nプライマー(フォワード5’-CAGGGCAGACCGGCAATATCGCCGACTACAATTAC-3’(配列番号690)、リバース5’-GTAATTGTAGTCGGCGATATTGCCGGTCTGCCCTG-3’(配列番号691))、E484Kプライマー(フォワード5’-CACCGTGTAATGGCGTGAAGGGCTTCAATTGCTAC-3’(配列番号692)、リバース5’-GTAGCAATTGAAGCCCTTCACGCCATTACACGGTG-3’(配列番号693))及びpNEOベクターのプライマー(フォワード5’-CAGCTCCTGGGCAACGTGCT-3’(配列番号704)及びリバース5’-CGTAAAAGGAGCAACATAG-3’(配列番号705))を用いてDNA断片を増幅させた。3つのPCR断片を鋳型として用いて、ここでも、pNEOベクタープライマーを用いて増幅させた。最終PCR断片を制限酵素AgeI及びKpnIによって消化して、消化されたpNEOベクター中にライゲートした。この構築体を配列決定によって確認した。
タンパク質生成
タンパク質の発現及び精製を以前に記載されるように行った(Dejnirattisai et al.,2021a;Zhou et al.,2020)。簡潔には、プラスミドコーディングタンパク質を、HEK293T(ATCC CRL-11268)細胞内で一過的に発現させた。条件培地を、5mL HisTrapニッケルカラム(GE Healthcare)により透析且つ精製して、Superdex 75 HiLoad 16/60ゲル濾過カラム(GE Healthcare)を用いてさらに洗練した。
FACSによるベータS特異的単B細胞の単離
ベータS特異的単B細胞のソーティングを以前に記載されるように実行した(Dejnirattisai et al.,2021a)。簡潔には、PBMCを、LIVE/DEAD Fixable Aqua色素(Invitrogen)で染色してから、ベータの組換え三量体S-ツイン-Strepを続けた。続いて細胞を、CD3-FITC、CD14-FITC、CD16-FITC、CD56-FITC、IgM-FITC、IgA-FITC、IgD-FITC、IgG-BV786及びCD19-BUV395と、strep-MAb-DY549と共にインキュベートして、Sタンパク質のツインstrepタグを染色した。IgG+メモリB細胞を、CD19+、IgG+、CD3-、CD14-、CD56-、CD16-、IgM-、IgA-及びIgD-としてゲーティングして、S+をさらに選択して、単一細胞を、10μlの捕捉バッファ(トリス、ヌクレアーゼフリーH2O及びRNase阻害剤)入り96ウェルPCRプレート中にソートした。プレートを2000×gで1分間簡単に遠心分離して、ドライアイス上に置いてから-80℃で保存した。
ベータS特異的ヒトmAbのクローニング及び発現
以前に記載されるように、ベータS特異的ヒトmAbをクローニングして、発現させた(Dejnirattisai et al.,2021a)。簡潔には、Ig VH、Ig Vκ及びIg Vλについての遺伝子を、RT-PCRによってポジティブウェルから回収した。続いて、Ig VH、Ig Vκ及びIg Vλをコードする遺伝子を、ヒトIgGに特異的なプライマーのカクテルによるネストPCRを用いて増幅させた。重鎖及び軽鎖のPCR産物を、Gibsonアセンブリ(Gibson,2011)により、ヒトIgG1又は免疫グロブリンκ-鎖若しくはλ-鎖の発現ベクター中にライゲートした。mAb発現のために、重鎖及び軽鎖をコードするプラスミドを、PEI-形質移入によってHEK293T細胞株中に同時形質移入して、mAbを含有する上清を、形質移入の4~5日後に収集且つ濾過して、上清をさらに特徴付けたか又は精製した。
Fab発現プラスミドの構築
特異的mAbを発現する重鎖を鋳型として用いて、可変領域及びCH1を含む重鎖ベクターをFabプライマーによって増幅させた(フォワード5’-CAAGAGAGTTGAGCCCAAATCTTGTCTGGTGCCACGCGGAAGTAGTGCCTGGTCCCAC-3’(配列番号706)、リバース5’-GTGGGACCAGGCACTACTTCCGCGTGGCACCAGACAAGATTTGGGCTCAACTCTCTTG-3’(配列番号707))。Fab断片と重複する、トロンビン切断部位及びツイン-strepタグを有する断片も増幅させた(フォワード5’-CATCCACAGTTCGAGAAATAGGTGCGACGGCCGGCAAG-3’(配列番号708)、リバース5’-CTTGCCGGCCGTCGCACCTATTTCTCGAACTGTGGATG-3’(配列番号709))。Fab断片及びタグ断片をGibsonアセンブリ(Gibson,2011)によって結び付けて、完全プラスミドを配列決定した。
IgG mAb及びFab精製
全長IgG mAbを精製するために、mAb発現の上清を、真空濾過器系によって収集且つ濾過して、プロテインA/Gビーズ上に4℃で一晩ロードした。ビーズをPBSで3回洗浄して、0.1MグリシンpH2.7を用いてIgGを溶出した。溶出液を、トリスHCl pH8バッファで中和して、最終pH=7にした。IgG濃度を分光測光法によって求めて、PBSにバッファ交換した。
Fabを発現且つ精製するために、Fab重鎖及び軽鎖発現プラスミドを、Free-スタイル293培地においてPEIによってHEK293T細胞中に同時形質移入した。5%CO2で37℃において5日間培養した後、培養上清を、0.22mmポリエーテルスルホンフィルタを用いて収集且つ濾過した。Fabを、Strep-Tactin XT精製系を用いて精製した。
IgGからのFabの調製
Pierce Fab Preparation Kit(Thermo Fisher)を用いて、メーカーのプロトコールに従って、精製IgGからパパインによりFab断片を消化した。
ELISAによる組換えS又はRBDに結合するmAbの判定
ベータについて、MAXISORPイムノプレート(442404;NUNC)を、炭酸-重炭酸バッファによって4℃で一晩希釈した2.5μg/mlのStrepMAB-Classic(2-1597-001;iba)でコーティングした。プレートを、PBSによって溶解した2%BSAで1時間ブロックしてから、50μlの5μg/mlデュアルStrep-タグ付きSを各ウェルに加えて、室温で1時間インキュベートした。50μlのmAb発現上清又は段階希釈血漿に続いて、ALP-コンジュゲート抗ヒトIgG(A9544;Sigma)を1:10,000の希釈で加えた。プレートを、PNPP基質を加えることによって進めた。40分後、吸光度を405nmで測定した。
組換えベータRBDへの結合を判定するために、MAXISORPイムノプレートを、5μg/mlの精製組換えRBD-K417N、E484K、N501Yで4℃において一晩コーティングした。プレートを、PBSによって溶解した2%BSAで1時間ブロックした。50μlのmAb発現上清又は段階希釈血漿の添加後の残りの手順は、S結合アッセイと同じである。
フォーカス減少中和(FRNT)
フォーカス減少中和試験を以前に記載されるように実行した(Liu et al.,2021)。簡潔には、段階希釈したAbを、SARS-CoV-2株ビクトリア、アルファ、ベータ、ガンマ、アルファ+E484K、デルタ又はB.1.525と混合して、37℃で1時間インキュベートした。混合液を、コンフルエントベロー細胞単層を含有する96ウェル、細胞培養マイクロプレートに二反復で移して、2時間インキュベートしてから、1.5%半固体カルボキシメチルセルロース(CMC)オーバレイ培地を加えた。続いて、一次抗体としてのヒト抗NP mAb(mAb206)及び二次抗体としてのペルオキシダーゼコンジュゲートヤギ抗ヒトIgG(A0170;Sigma)でベロー細胞を染色することにより、フォーカス形成アッセイを実行した。最後に、TrueBlueペルオキシダーゼ基質を各ウェルに加えて、フォーカス(感染細胞)を視覚化した。ウイルス感染細胞フォーカスを、AID ELISpotソフトウェアを用いて、classic AID EliSpotリーダーによりカウントした。
定量化及び統計分析。
統計分析を、結果及び図の説明に報告する。中和を、FRNTによって測定した。フォーカス減少のパーセンテージを算出して、IC50(FRNT50)を、SPSSパッケージのプロビットプログラムを用いて求めた。Wilcoxonのマッチドペア符号順位検定を分析に用いて、両側P値を、幾何平均値に基づいて算出した。BLIデータを、Data Analysis HT 11.1(Fortebio)を用いて、1:1のフィッティングモデルで分析した。
ELISAによるACE2結合阻害アッセイ
MAXISORPイムノプレートを、5μg/mlの精製ACE2-Hisタンパク質で4℃において一晩コーティングしてから、PBS中2%BSAによってブロックした。一方、mAbを段階希釈して、2.5μg/mlの組換えベータ三量体S-ツイン-Strepと混合した。抗体-Sタンパク質混合液を37℃で1時間インキュベートした。インキュベーション後、混合液を、ACE2でコーティングしたプレート中に移して、37℃で1時間インキュベートした。洗浄後、StrepMAB-Classic(2-1507-001,iba)を、2%BSAによって0.2μg/mlに希釈して一次抗体として、続いてヤギ抗マウスIgG-AP(#A16093,Invitrogen)を1:2000の希釈で用いた。反応を、PNPP基質を加えることによって進めて、NaOHにより止めた。吸光度を405nmで測定した。ACE2/S結合阻害を、抗体フリーの対照ウェルと比較することによって算出した。IC50を、SPSSパッケージのProbitプログラムを用いて求めた。
ウイルス負荷の測定。
組織を計量して、2%の熱不活化FBSを補充した1,000μLのDMEM培地中で、MagNA Lyser機器(Roche Life Science)によりジルコニアビーズとホモジナイズした。組織ホモジネートを、10,000rpmで5分間の遠心分離によって清澄化して、-80℃で保存した。Kingfisher Flex抽出ロボット(Thermo Scientific)により、MagMax mirVana Total RNA単離キット(Thermo Scientific)を用いて、RNAを抽出した。TaqMan RNA-to-CT 1-Step Kit(ThermoFisher)を用いて、RNAを逆転写して増幅させた。逆転写を、48℃で15分間に続いて95℃で2分間実行した。増幅を以下のように50サイクルにわたって達成した:95℃15秒間及び60℃1分間。試料中のSARS-CoV-2 N遺伝子RNAのコピーを、以前に公開されたアッセイ(Case et al.,2020;Hassan et al.,2020)を用いて判定した。簡潔には、TaqManアッセイを、N遺伝子の高度に保存された領域を標的とするように設計した(フォワードプライマー:ATGCTGCAATCGTGCTACAA(配列番号710);リバースプライマー:GACTGCCGCCTCTGCTC(配列番号711);プローブ:/56-FAM/TCAAGGAAC/ZEN/AACATTGCCAA/3IABkFQ/(配列番号712))。この領域をRNA標準に含めて、1反応あたり最少10コピーのコピー数決定を可能にした。反応混合液は、それぞれ500及び100nMの最終濃度のプライマー及びプローブを含有した。
P値がPrism Version 8(GraphPad)を用いて<0.05であった場合、統計学的有意性を割り付けた。試験、動物の数、メジアン値及び統計学的比較群を、各図の説明において示す。体重変化の分析を、ANOVA https://www.socscistatistics.com/tests/anova/default2.aspxによって判定した。ウイルス負荷の変化を、対照抗体処理動物と比較して、多重比較試験による一元配置ANOVAによって分析した。
バイオレイヤーインターフェロメトリ(BLI)
BLI実験をOctet Red 96e機械(Fortebio)で実行した。抗ベータRBD抗体の競合アッセイを、Fortebio Ni-NTA Biosensorで実行した。ランニングバッファ(10mM HEPES、pH7.4及び150mM NaCl)中に溶解したHisタグ付きベータRBDをリガンドとして用いて、バイオセンサー上に最初に固定した。続いて、バイオセンサーをランニングバッファで洗浄して、結合していないRBDを除去した。各バイオセンサーを、異なる飽和抗体(Ab1)中に浸して、結合したRBDを飽和させたが、一バイオセンサーを、この工程において参照としての機能を果たすランニングバッファ中に浸すことを除く。続いて、全てのバイオセンサーを、ここでも、ランニングバッファで洗浄して、同じ競合抗体(Ab2)を含有するウェル中に浸した。この工程における異なる飽和抗体のシグナルのy軸値を、参照チャンネルの値で除して、様々なAb1-Ab2対の比率結果を得た。0に近い比率結果は完全な競合を示した一方、1は競合なしを示した。
ベータRBDとのmAbの結合親和性を測定するために、RBDを、AR2Gバイオセンサー(Fortebio)上に固定して、mAbを分析物として用いた。全ての実験を30℃で実行した。データを、ソフトウェアData Acquisition 11.1(Fortebio)及びData Analysis HT 11.1(Fortebio)を用いて記録し、1:1のフィッティングモデルを分析に用いた。
バイオレイヤーインターフェロメトリ競合データに基づく抗体マッピング
手順は、以前に記載される(Dejnirattisai et al.,2021a)プログラムMabscapeを用いた。手短に言えば:競合値を、0~1の全ての競合値をキャッピングすることによって用意した。抗体iとj間の競合値は、両方とも入手可能であった場合、j及びiについての競合値で平均をとった。受容体結合ドメインの表面を、PDBコード6YLAの鎖Eから、PyMOL(The PyMOL Molecular Graphics System,Version 1.2r3pre,Schroedinger,LLC)により生成した。メッシュを生成して、RBDの表面に対して繰り返し縮小且つ制約して、Mabscapeでより滑らかな表面を提供した。知られている構造の抗体について固定した位置を、原子座標から客観的に算出して、以前に記載されるように(Dejnirattisai et al.,2021a)、メッシュ上の最も近い頂点(FD5D(未発表)、EY6A(Zhou et al.,2020)、S309(Pinto et al.,2020)並びにmAb 45、75、150及び253)にロックした。加えて、mAb 55、58及び61(以前の研究から与えられた予測位置)をこれらの予測位置に固定して、ベータ抗体のマッピングを促進した。
構造が知られているベータ抗体も原子座標(SA06、SA22、SA24、SA27、SA44、SA47、SA53、SA54)に従ってロックした。目的関数は、競合推定値とSPRデータ由来の競合値との間の二乗差の合計であった。最小化を、LBFGSリファインメントを用いる1000マクロサイクルによって全体的に実行した。抗体についての出発位置を、RBDメッシュ上の出発頂点を無作為割付けすることによって生成して、目標関数を、少なくとも1つの固定抗体との対についてのデータポイントを考慮する20サイクルに続く、全てのデータポイントについての40サイクルについて、最小にした。各サイクル間で、抗体位置を、最も近いメッシュ頂点上にロックした。抗体毎の平均位置を、他の試料収集した位置毎に対して最低二乗平均距離を有する試料収集した位置として選択して、RMSDを、抗体位置に寄与する全てから算出した(Dejnirattisai et al.,2021a;Ginn,2020)。
結晶化
エンドグリコシダーゼH1を、精製したベータRBDに添加して、グリカンを除去した。ベータRBDを、ベータ-22、24、27、38、40及び47のFabと、1:1のモル比で別々に混合して、最終濃度を13.0mg ml-1にした。ベータRBDを、ベータ-6及びCOVOX-45 Fab、ベータ-53及びベータ-29 Fab、ベータ-54及びベータ-37 Fab並びにベータ-54及びベータ-44 Fabと、1:1:1のモル比で組み合わせて、全て最終濃度を別々に7mg ml-1にした。これらの複合体を室温で30分間別々にインキュベートした。35mg ml-の濃度のベータ-32 Fabも結晶化に用いた。以前に記載されるように(Walter et al.,2003)、結晶の最初のスクリーニングを、ナノリットルシッティング-ドロップ蒸気拡散法を用いるCartesian RobotによるCrystalquick 96ウェルXプレート(Greiner Bio-One)においてセットアップし、各ドロップにおいて、100nLのタンパク質プラス100nLのリザーバーを有した。ベータ-RBD/ベータ-22 Fab複合体の結晶を、0.2M硫酸リチウム、0.1M MES pH6.0及び20%(w/v)PEG 4000を含有するMolecular Dimensions Proplex条件1-28で形成した。ベータ-RBD/ベータ-24 Fab複合体の結晶を、0.2M硫酸アンモニウム、0.1MトリスpH7.5及び20%(w/v)PEG 5000 MMEを含有するProplex条件1-40で形成した。ベータ-RBD/ベータ-27 Fab複合体の結晶を、0.2Mヨウ化カリウム、0.1M MES pH6.5及び25%(w/v)PEG 4000を含有するProplex条件1-36で形成した。ベータ-RBD/ベータ-38 Fab複合体の結晶を、0.8Mリン酸ナトリウム/カリウムpH7.5を含有するProplex条件2-32で形成した。ベータ-RBD/ベータ-40 Fab複合体の結晶を、12.5%(w/v)PEG 1000、12.5%(w/v)PEG 3350、12.5%(v/v)MPD、0.02Mの各カルボン酸及び0.1M MES/イミダゾールpH6.5を含有するMolecular Dimensions Morpheus 2-28条件で形成した。ベータ-RBD/ベータ-47 Fab複合体の結晶を、0.1M塩化カリウム、0.1M トリスpH8.0及び15%(w/v)PEG 2000 MMEを含有するProplex条件1-10で形成した。ベータ-RBD/ベータ-6/COVOX-45複合体の結晶を、0.1Mクエン酸ナトリウム三塩基二水和物pH5.0及び18%(w/v)PEG 20000を含有するHampton Research PEGRx条件1-46で形成した。ベータ-RBD/ベータ-53/ベータ-29複合体の結晶を、0.1M塩化ナトリウム、0.1M BIS-TRIS pH6.5及び1.5M硫酸アンモニウムを含有するHampton Research Index条件30で形成した。ベータ-RBD/ベータ-54/ベータ-37複合体の結晶を、0.15M硫酸リチウム一水和物、0.1Mクエン酸pH3.5及び18%(w/v)PEG 6000を含有するPEGRx条件2-35で形成した。ベータ-RBD/ベータ-54/ベータ-44複合体の結晶を、0.1Mクエン酸pH3.5及び25%(w/v)PEG 3350を含有するPEGRx条件1-28で形成した。ベータ-32 Fabの結晶を、2.1M DL-リンゴ酸pH7.0を含有するIndex条件23で形成した。
X線データ収集、構造決定及びリファインメント
結晶を環状にマウントして、25%グリセロール及び75%母液を含有する溶液中に一瞬浸してから、液体窒素中で凍結させた。回折データを、Diamond Light Source,UKのビームラインI03で100Kにおいて収集した。全てのデータを、管理されてない自動化データ収集を可能にする自動化キュー系の一部として収集した(https://www.diamond.ac.uk/Instruments/Mx/I03/I03-Manual/Unattended-Data-Collections.html)。0.1°回転の回折像を、Eiger2 Xe 16Mディテクタ(1画像あたり0.004~0.01sの露光時間、ビームサイズ80×20μm、30%のビーム透過率及び0.9763Åの波長)により記録した。データにインデックスを付して、集積して、スケール化した。360°のデータを各結晶から収集した。ベータ-32 Fabのデータセットを4つの結晶から統合し、ベータ-22及びベータ-24とのベータRBD複合体についてのデータセットをそれぞれ3つの結晶から統合し、ベータ-27及びベータ-29-ベータ-53をそれぞれ2つの結晶から統合し、残りをそれぞれ単結晶から統合した。構造を、分子置換によって決定した。SARS-CoV-2ベータ-RBD-EY6A-222複合体(PDB ID 7NXA)(Dejnirattisai et al.,2021b;Zhou et al.,2020)のベータ-RBD、以前に決定したSARS-CoV-2 RBD/Fab構造(Dejnirattisai et al.,2021a;Dejnirattisai et al.,2021b;Huo et al.,2020;Liu et al.,2021;Supasa et al.,2021;Zhou et al.,2021;Zhou et al.,2020)に対して配列類似性が最大のVhVl及びChClドメインを、現在の構造決定毎の検索モデルとして用いた。モデル再建及びリファインメントを、全ての構造に用いた。
クライオEMグリッド調製
fabと共にS約1.2μm(6:1のモル比)の3μLアリコートを調製して、アスピレートして、フレッシュにグロー放電されたAuflat2/2-200メッシュホーリーグリッド(Protochips、mAb 222の場合にはMolecular Dimensionsが供給)又は残りのfab-S複合体の場合にはC-フラット200メッシュ2/1グリッドにほぼ直ちにアプライした(高強度、20秒、Plasma Cleaner PDC-002-CE,Harrick Plasma)。過剰な液体を、4.5℃、100%と報告される湿度でvitrobot濾紙(グレード595、Ted Pella Inc.)を用いて-1の力で5秒間のブロッティングによって除去してから、Vitrobot Mark IV(Thermo Fisher)を用いて液体エタン中にプランジ凍結させた。Fab/スパイク複合体を、グリッドへのアプリケーション及びプランジ凍結の前に、10~30分間インキュベートした。
クライオEMデータ収集
ベータ-S/ベータ-44 Fab及びベータ-S/mAb 222
Fabデータを、selectrisエネルギーフィルタによるFalcon-IVディテクタを備える300kV Titan Krios顕微鏡上のEPUを用いてEERフォーマットで収集した。ベータ-44について、50μmアパーチャ、100m対物レンズを使用した。総計20Kの動画を、EERフォーマットでフリンジフリー照明により45e/Å2の総用量で記録し、ピクセルサイズは0.5Å/pixであった。
ベータ-S/ベータ-6、26、32、53
圧縮したtifフォーマット動画を、20eVスリット(Gatan)を備えるK2ディテクタにより300kVで作動するTitan Krios(Thermo Fisher)により、165kXの名目上の倍率(0.82Å/pixの較正ピクセルサイズに相当)及び0.8~2.6μmの焦点はずし範囲で得た。SA026、SA032及びSA053について、動画を、10eVスリット及び70μm C2アパーチャを別にして、SA006についてのTitan Krios(Thermo Fisher)によっても得た。
クライオEMデータ分析
B.1.135 apoを別として全てのデータセットについて、収集した動画を4タイムビンして、モーション及びctfを補正した。粒子を最初に、blob-ピッカーモジュールにより選択してから、この最初のセットの2D分類由来のスパイク様粒子を鋳型ベースの選抜のための鋳型として用いた。
mAb 222 Fabを有するベータS
2-タイムビンした動画をモーション補正して、5×5パッチベースのアラインメントによりアラインした。続いて、アラインした動画をプロセシングした。CoVOx-222について、fab/RBD位置と、より高い解像度の結晶構造のものとの間で、強い一致を観察した。大部分の粒子は、「2アップ」構成であり、両方の上向きRBDが222 fabと係合していた。RBD/222複合体の結晶学的構造の優れた解像度を考えると、原子レベルの詳細を、代わりにこの構造により評価した。
最初のモデルを生成するために、堆積したクライオEMベータ2-RBDアップスパイクモデル(PDB:7lyk)を、局所的にフィルタリングしたマップに剛体フィットさせてから、N501Y-mAb 222(PDB:7nx9)の結晶構造を最初に、マップへの剛体フィッティング前の上向きRBD上に重ね合わせた。続いて、SA022を有する結晶構造(残基334~515)由来のベータRBDのみのモデルを、N501Y-mAb-222 RBD構造とアラインして、mAb 222 fabと組み合わせた。続いて、このRBD/fabモデルを、マップに剛体フィットさせてから、スパイクモデルと統合した。
ベータ-6を有するベータS
クライオsparcのNuリファインモジュールを用いて、6910枚の顕微鏡写真由来の総計79905個の粒子を、最終3D再建に用いた(4.6Å解像度(FSC=0.143、クライオsparc)まで、推定b因子-175.5)。スパイク/Fab間及び隣接するFab間のインターフェースをさらに解像するために、追加の局所的変動性及び局所的リファインメントプロセシングを実行した。加えて、粒子を、3D分類のために、アラインメントなしで、Fab/RBD領域周りのマスクと共にエクスポートした。結果として生じた5つのクラスは、3D変動性分析に従って、Fab/RBD間で少量の移動を示した。
完全スパイクマップについて、本発明者らの結晶構造をベータ2-アップスパイクのもの(PDB:7lyk)と組み合わせることによってモデルを作製し、各々、局所的にフィルタリングしたクライオEMマップに剛体フィットさせた。続いて、これらのモデルをcootで組み合わせてから、さらに剛体フィットさせた。
良好な一致が、ベータ-Sのみ及びベータ-6 Fabの結晶構造と、FabデコレートRBDダウン隣接、またデコレートRBDアップ領域(このループの僅かなリパッキングを両方のFabについて観察した472~492間の領域を除く)にフォーカスした、局所的にリファインしたマップとの間で見出された。しかしながら、マップの質は、この領域において、マップのこの領域の処理の際に、ループ内の明らかな僅かなねじれを確実にリモデル化するにはあまりに悪かった(とりわけFab CDRループが十分にモデル化されていないためである)。
結晶学的構造分析から推測されるRBDプラスベータ-6間の記載される接触に加えて、fab-デコレートRBDダウンの定常重ドメインの残基S202/203は、隣接重可変ドメインの残基S66/G67に「キスしている」ように見える。この相互作用は、当然のことながら、完全抗体に対してfabの比較的小さいサイズの人為結果であるが、架橋fabのための潜在的部位となり得、これによりこれらの2つの部位にS→C変異が挿入され得る。
ベータ-26粒子を有するベータSを最初にクライオsparcフレームワーク内でblob-ピッカーモジュールにより選択してから、鋳型を選択し、そこで総計224,609個の粒子を選択した。続いて、露光をさらに管理して、選択した粒子を2回分類して、明確な「枝角」様拡張部が、Fabデコレートされたスパイクと一致した一セットの粒子が生じた。初めから、続く3つのクラスへの異種リファインメントにより、インタクトFabデコレートスパイクを有する50,878個の粒子を含有する一クラスが産出された。
4.04Åにリファインした最終的な分類粒子セットは、解像度(-101.1のb因子)、C1左右対称を、且つ3.63Åでは解像度(-110.3のb因子)、C3左右対称を報告した。明確な3アップスパイク構成を見ることができ、RBDは、抗ビクトリアmAb 88(Dejnirattisai et al.,2021a)のものと類似する「ストレートアップ」位置に配置され、密度は、首-左肩RBD領域のfab可変ドメインと同程度であった。C1及びC3対称マップの両方について、Fab密度は、低い等高線レベルで明確であったが、2つのFabは、左右対称が課されなかった場合、3つ目よりも良好に明確に示されて、重鎖のN末端領域に接触しているように見えた。「単独の」RBD-fabは、その隣から離れてさらに後方に位置しており、最も近いN末端ドメインから離れてねじられていた。これは、クラスターが3つ目よりも近くで一緒の状態にあるように2つのFabを示すクラスター分析と一致していた。
RBD/Fabインターフェースをより十分に解像するために、局所的リファインメントを、2つのキスFab、交差NTD及び関連RBDにより、且つまた1つのFab/RBD/NTD単独に実行した(このためのマスク生成の手順を以下のベータ-32サブセクションで説明する)。fab/RBDインターフェースの質を幾分向上させるが(補足を参照されたい)、これは、RBDとCDRのループ間の重要な相互作用をモデル化して評価するには、依然として不十分であった。
ベータ-32を有するベータ-S
総計856192個の粒子を、総計8177個のアラインした動画からblob-ピック由来の鋳型を従来通り用いて選択した。続いて、粒子を、(初めにモデルを用いて)4つのクラスへの3d分類の前に2dによってフィルタリングして、明確なfabデコレーションを支持する54,932個のスパイク様粒子のサブセットが生じた。この粒子セットをアラインすると、困難に直面した。これは、強いfabシグナルに潜在的に起因する。最初の非均一リファインメントを(5.2Åの解像度まで)実行した。続いて、これを用いて、スパイク(4.5Å)のより整った内部部分上での集中的リファインメントを実行してから、これを以降の局所的変動性分析及び局所的リファインメントの基礎として用いた。初めのモデルの有無によるさらなる全体的な分類は、個々のスパイク集団を抽出できなかった。
ベータ-32について、ブラスト検索を、H鎖及びL鎖について行って、最初のモデルを、とりわけループ領域について、配列カバー率に基づいて選択した。H鎖について、単一のチロシン置換が残基114に存在する5U15が最も適切であることが見出された。最初のマスキングについて、これを、アップ位置においてRBDと係合した2つのFabについて、残基1~130H及び1~113Lに削減した(多くの変動性が、最終fabについて観察された)。局所的リファインメントのためのマスクを生成するために、キメラカラーゾーンモジュールを用いて、マスキングのための注目する領域をマップから抽出し、2つのFab可変ドメイン及び関連RBD、2つのFab間の交差点のNTD並びに中心へリックスバンドルの先端をカバーするように半径15Åにセットした。続いて、この抽出した領域をガウスフィルタリングして、Cryosparc内のマスクに対して正規化した。初期ラウンドの5Å及び5oシフトによる局所的リファインメント並びに角度検索(この領域を減算密度からマスキングする)により、Fab/RBDインターフェースでより良好ではあるが、さらに低い解像度のマップが生じた(判定して、報告解像度6.9Å、AuFSC=0.143)。続いて、このマップの局所的変動性分析を実行して、達成される解像度を悪化させることとなり得る潜在的可撓性領域を判定した。続いて、ベータ-32の結晶構造を、局所マップに続いてcootに剛体フィットさせてから、単回ラウンドの剛体リファインメントを続けた。一RBDは、Fabの可変ドメインの端部と相互作用して、隣接するRBDをデコレートすると思われる。
ベータ-44とのベータ-S
従来と同じ手順を用いて粒子を選択(最初に418400個)してから、2ラウンドの2D分類を続けた。続いて、これらの149272個の粒子を用いて、初めの3つのモデルを生成し、これらを続いて3d分類に用いた。続いて、デコレートされたスパイクが明確である単一のクラス由来の粒子を、非均一リファインメントに通してから、さらなる初めのモデル生成及び3つのクラスへの分類を続けた。ここでも、1つのクラスのみが明確なスパイクを示し、続いて15710個の動画由来のこの最終セットの61603個の粒子をオリジナルボックスに抽出した。以降の非均一リファインメントにより、3.9Å解像度への再建をもたらした。しかしながら、広範囲にわたる分類にも関わらず、FabデコレートされたRBDに対応する密度は悪かった。RBD/Fabインターフェースをより十分に解像するために、1つのRBD及びFab以外の全てのスパイクを減算して、集中的リファインメントを、RBD/Fabインターフェースに対するフルクラムセットにより試用した。しかしながら、Fabシグナルは依然として非常に弱く、これはデコレートされていないスパイクの集団による可能性が高い。Fabデコレートされたスパイクの集団を単離するために、「クラスターモード」の局所的変動性分析を使用した。21886個の粒子に対応する5つのクラスターからの2つがFabで明確にデコレートされていることが見出され、Fabシグナルは、最終の3つについて、目に見えてより弱かった。この最終セットの21886個の粒子を局所的にリファインして、8Åの分解度の最終低分解度再建をもたらした。
広範囲にわたる分類後、3.8Åの解像度まで、上向き条件において2つのRBD(各々、弱いFab密度でデコレートした)を有するスパイクの種を観察した。Fab/RBDインターフェースは、1つのFab/RBD領域に集中したさらなる分類及び局所的リファインメント後に僅かに向上し、これは、かなり高解像度の結晶構造と一致したためにさらにリファインしなかった。
ベータ-53とのベータ-S
3つのFabによりデコレートしたスパイクの大集団を予備プロセシング後に観察した。3つのFabが、スパイクタンパク質の3つのRBDの各々をデコレートしたことが見出され、これらについての密度は高かった。
分裂性であるベータ-53の証拠が、2Dクラス平均で観察され、そこでは単一のRBDプラスFabが、およそ20分のインキュベーション後に観察された。抗体の不在下でのインキュベーションとのスパイク分布の比較により、一部のFab媒介破壊を確認した。
PDBのブラスト検索により、83%の配列IDで重鎖可変領域に最も近いマッチとして3NAB_Hが生じた一方、94%の配列同一性で、7DK0_Bが、軽鎖について最も近いマッチであることが見出された。続いて、これを、従来通り、マップのfab部分に剛体フィットさせてから、Phenixにより一ラウンドの剛体リファインメントを続けた。
Alphafold
ベータ-26についてのfabモデルを生成するために、2つの戦略を試用した。第一に、重鎖及び軽鎖アミノ酸配列を別々に提出して、結果として生じるモデルを独立して、局所的にリファインされたマップに剛体フィットさせた。しかしながら、マップ密度は、確信的モデリングにとってあまりに悪く、大きいクラッシュがH/Lインターフェースに存在した。H及びL鎖の、最も近いPDB配列マッチとのアラインメントは、fab密度における不十分なフィットの原因となった。より良好であった第2の戦略は、H及びL可変ドメイン配列を、19残基Ser/Glyリンカー[SSSGGGGSGGGGSGGGGSS(配列番号:713)]と共に提出することを包含した。リンカー長及び含量を、一緒のH及びL配列によるBLAST検索に基づいて決定した。続いて、5つのalphafold2モデルの中のベストフィットを、密度及び除去したリンカー領域に剛体フィットさせた。一部のクラッシュがモデル内に残り、マップ密度は、確信をもってこれらを解像するにはあまりに悪かった。
クライオEMモデルリファインメント
fab-RBD領域は、全てのクライオEMマップについてそれほど十分に解像されていなかったため、RBD、fab及びRBDなしのSのモデルを最終マップに剛体フィットさせた。局所的リファインマップが入手可能であった構造について、RBD-fabモデルを剛体ボディとして処理した。それぞれの場合において、RBDと残りのSモデルとの間のインターフェースをcootによりチェックしてから、Phenixによる最終ラウンドの剛体リファインメントを続けることにより、S-fab複合体モデル全体(又は局所的リファインメントの場合にはRBD-fabモデル)を剛体ボディとして処理した。SA006鎖Bについて、鎖B(残基38~305)についてNTDに、且つRBD領域(333-524)を省略した領域320~591に別々に剛体フィットさせることが必須であった。これは、用いたSモデルと比較したこの領域内の重要なねじれに負っている。
実施例17.mAb応答の類似性及び差異の定量的精査。
27個の強力なRBD結合ベータmAbは、初期のパンデミック株による感染後に生成した20個の強力なmAbと比較して、かなり異なるようであった。それらがどの程度異なるかを客観的に判断するために、7つのウイルス株に対する抗体についての中和結果を、47個の強力なmAbの全ての考えられる対間で比較する中和-相関方法を考案した。比較のための測定基準は、2つの抗体についての中和結果間の相関係数であった(実施例16を参照されたい)。結果を、ベータと初期の抗体間の明確な差異を明らかにするヒートマトリックスとして図14Aに示す。クラスター分析は、2つのセットの分離(ほぼ例外なし、図14B)を明らかにした、すなわち株中和のパターンは、初期のパンデミックmAb及びベータmAb内で類似しているが、2つのセット間で異なる傾向がある。この分離は、高度に有意であり(Mann-WhitneyU検定について、P<0.00001)、これは、誘発ウイルスに特異的な株中和のパターンが一致するが異なっている抗体の集団を示している。同じ方法を用いて、ベータ抗体をさらに精査した。図14Cは、27個のベータmAbのクラスター分析を示しており、そこでは一般に、抗体は、図2A~Fに記載される個々のRBD変異への特異性に基づいて、グループに分離することが分かる。
実施例18.IgVH1-69抗体は、SARS-CoV-1と2との間で保存されている、以前に観察されなかった中和エピトープを標的とする。
ベータ-49及びベータ-50は、試験したSARS-CoV-2の全ての株を強力に中和し、完全S-三量体に強固に結合するが、RBDに非常に弱々しくのみ結合し、ACE2の結合をブロックしなかった(図1G及び12)。両方ともIgVH1-69遺伝子ファミリーに属している。両方の抗体についてのFab/RBD複合体及びクライオEM Fab/S複合体の結晶構造が決定され(図15)、ベータ-49 Fab/S三量体の構造を含み(図15)、その比較的高い解像度(2.8Å)は、複合体がむしろ剛体であることを示唆した。両方の抗体は、VHドメイン単独における19個のアミノ酸差異の存在にも関わらず、本質的に同じ構成で付着する(図16A及び表S3)。それらのエピトープは、大部分はRBD上にあるが、RBDの、S1の残りとのN及びC末端接合を有する「腰」領域(トルソーアナロジー、図5、図20A)を含み、且つRBD構築体のN及びC末端残基を含む(図20B)。RBDの残基343に付着したN結合グリカンは、エピトープの一部も形成し、糖は、N343の側鎖を、好適でない高次構造にねじるプロセスにおいてその通常の位置から転置されている(図16B)。2つの抗体間の配列変異にも関わらず、RBD相互作用は非常に類似しており、保存残基を含む。重鎖相互作用領域の大部分が、H3ループによって形成されている(ベータ-49について、632のうちの375Å2)。Fab結合S三量体は、全3つのRBDをダウン構成で示し(図15)、重鎖は、2つのRBDとの相互作用を形成し(図16C)、これによりRBDは、三量体の周辺部に向けて幾分変換/回転される(図16D)。この「ダウンアンドアウト」配向は、本発明者らの知識の及ぶ限りでは、以前に見られていない。第2のRBD(二次又は四次エピトープを形成する)に対する密充填は、大体210Å2の接触面積を包含する(図16C及びE並びに20B)。この四次エピトープの、1つのFab:2つのRBDによる作製は、可溶性の単量体RBDに対するベータ-49及び50の低い親和性を、発現タグを除外して、可溶性のRBD構築体の一番末端まで腰残基との接触がなされるという事実と共に説明し得る(図20B)。一次(二次ではない)エピトープを含む残基(図16F及びG)は、SARS-CoV-1と-2間で保存されている(図20B)ため、本発明者らは、SARS-CoV-1 Sに結合する能力を試験した(図18)。両方の抗体は、SARS-CoV-1 Sに、SARS-CoV-2 Sと類似の程度で結合する。
中和の機構は、普通でない「ダウンアンドアウト」高次構造のRBDをロックすることとなり得ると考えられる。
実施例19.ベータ特異的NTD結合抗体。
ベータ-43は、本明細書に記載される強力な抗ベータ抗体のセットにおける唯一の非RBD mAbであり、ベータ-Sに対して高度に特異的である(図8)。結晶構造及びクライオEM分析により、いわゆる「超部位(supersite)」の領域において、NTDとの直接的相互作用が確認される(図15、17、21)。NTD(L18F、D80A、D215G及びR246I)内の点変異のうち、L18Fのみがエピトープの一部である。
エピトープがベータ特有の3残基(242~244)NTD欠失の部位から僅かに除去されているが、ベータ-NTD構造の、初期のパンデミックNTDとの比較は、欠失がノックオン変化を下流側ポリペプチド鎖内に導入して、ベータ-43エピトープの部分を大きくシフトさせて、ベータ特異性を付与していることを示す(図21)。このバリアント特異的高次構造変化に加えて、ベータ-NTDと他の報告されるNTD構造との間に、他の多数の差異が存在する(図21)。これら及び他のNTD構造間で見られる変動性は、この高度に変異しやすいドメインの固有の可撓性を実証している。
実施例20.mAbの交差反応性。
生きているウイルスの中和アッセイを、RBD内の示す変化を含有する以下のウイルスを用いて実行した:ビクトリア、初期の武漢関連株、アルファ(N501Y)、ベータ(K417N、E484K、N501Y)、ガンマ(K417T、E484K、N501Y)、デルタ(L452R、T478K)及びオミクロン(G339D、S371L、S373P、S375F、K417N、N440K、G446S、S477N、T478K、E484A、Q493R、G496S、Q498R、N501Y、Y505H)(図22及び表15)。
ベータ感染症例由来のmAbベータ-22、27、29、40、47、53、54、55及び56は、オミクロンの中和を示す。特に、ベータ-22、ベータ-29、ベータ-40、ベータ-47、ベータ-53、ベータ-54、ベータ-55及びベータ-56は、オミクロンの強力な中和を保持している。ベータ-40、ベータ-47、ベータ-54及びベータ-55は、試験した全ての株を強力に中和する。
ベータ抗体:ベータ-55、ベータ-24及びベータ-40の、オミクロンのRBDとの相互作用を図23に示す。
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表12.SARS-CoV-2バリアントに対する選択した抗体のIC50力価
以下の表は、示されるウイルスに対して示されるモノクローナル抗体について50%のフォーカス減少中和力価(FRNT50)を示す。Suppは、精製した抗体をアッセイに用いた他の抗体とは対照的に、組織培養上清を表す。ベータ接頭辞は、ベータSARS-CoV-2感染症の症例から単離したB細胞から形成した抗体を表すが、ベータ接頭辞のないものは、初期のパンデミック株に感染した症例から単離した。ある抗体由来の重鎖(HC)を別の抗体の軽鎖(LC)と組み合わせているキメラ抗体を以下のように示す。β47HC/55LCは、抗体55の軽鎖と組み合わせた抗体ベータ-47由来の重鎖を表す。
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表13.Wuhan SARS-CoV-2スパイクタンパク質配列と比較した場合の、スパイクタンパク質内の示す変異を含有する偽ウイルス構築体のパネルの中和についてのIC50%値。
IC50値を、示される抗体について示す。ベータ接頭辞は、ベータSARS-CoV-2感染症の症例から単離したB細胞から形成した抗体を表すが、ベータ接頭辞のないものは、初期のパンデミック株に感染した症例から単離した。ある抗体由来の重鎖(HC)を別の抗体の軽鎖(LC)と組み合わせている混合鎖抗体を以下のように示す。β47HC/55LCは、抗体55の軽鎖と組み合わせた抗体ベータ-47由来の重鎖を表す。
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配列表
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配列番号681-WIV04単離物のスパイク糖タンパク質アミノ酸配列
Genbank Ref.QHR63260.2
Figure 2024509055000064

Claims (35)

  1. コロナウイルスSARS-CoV-2のスパイクタンパク質に結合することができる抗体であって、
    (a)抗体ベータ-47又は表2内の27個の抗体のいずれか1つの少なくとも3つのCDRを含むか;
    (b)前記スパイクタンパク質上における、抗体ベータ-49若しくはベータ-50と同じエピトープに結合することができるか、又は抗体ベータ-49若しくはベータ-50と競合するか;或いは
    (c)ダウンアンドアウト高次構造で前記スパイクタンパク質をロックすることができ、前記ダウンアンドアウト高次構造は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株のスパイクタンパク質と比較して、アミノ酸位置343のN-グリコシル化部位を介することを除いて、3つのスパイクタンパク質であって、前記スパイクタンパク質の受容体結合ドメイン(RBD)間の直接的接触を有しない3つのスパイクタンパク質を含むスパイク三量体によって特徴付けられる、抗体。
  2. (a)表2内の抗体の少なくとも4つ、5つ若しくは6つ全てのCDR;
    (b)表2内の抗体の重鎖可変ドメインに対して少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか若しくはそれからなる重鎖可変ドメイン;
    (c)表2内の抗体の軽鎖可変ドメインに対して少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか若しくはそれからなる軽鎖可変ドメイン;並びに/又は
    (d)表2内の抗体の重鎖可変ドメイン及び軽鎖ドメインに対してそれぞれ少なくとも80%の同一性を有するアミノ酸配列を含むか若しくはそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン
    を含む、請求項1に記載の抗体。
  3. 表2内の前記抗体は、
    (a)ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-55及びベータ-56;
    (b)ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50及びベータ-53;
    (c)ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-06、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55、ベータ-56及びベータ-44;
    (d)ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-26、ベータ-33、ベータ-34、ベータ-38、ベータ-45、ベータ-51及びベータ-44;
    (e)ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-20、ベータ-22、ベータ-29及びベータ-44;
    (f)ベータ-44;
    (g)ベータ-43;
    (h)ベータ-06、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55、ベータ-56及びベータ-44;
    (i)ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50及びベータ-53、ベータ-26、ベータ-33、ベータ-34、ベータ-38、ベータ-45、ベータ-51、ベータ-20、ベータ-22、ベータ-29及びベータ-44;
    (j)ベータ-20、ベータ-24、ベータ-26及びベータ-27;
    (k)ベータ-27、ベータ-47、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-56、ベータ-55、ベータ-25及びベータ-53;
    (l)ベータ-27、ベータ-47、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-56、ベータ-47H/55L、ベータ-47H/ベータ-25L及びベータ-53;
    (m)ベータ-49及びベータ-50;
    (n)ベータ-22、ベータ-27、ベータ-29、ベータ-40、ベータ-47、ベータ-53、ベータ-54、ベータ-55及びベータ-56;
    (o)ベータ-22、ベータ-29、ベータ-40、ベータ-47、ベータ-53、ベータ-54、ベータ-55及びベータ-56;又は
    (p)ベータ-40、ベータ-47、ベータ-54及びベータ-55
    からなる群から選択される、請求項1又は2に記載の抗体。
  4. 表1又は2内の第1の抗体由来のCDRH1、CDRH2及びCDRH3並びに表1又は2内の第2の抗体由来のCDRL1、CDRL2及びCDRL3を含むが、前記第1の抗体及び前記第2の抗体は、異なることを条件とする、請求項1に記載の抗体。
  5. 表1又は表2内の第1の抗体由来の重鎖可変ドメインに対して少なくとも80%の配列同一性を有する重鎖可変ドメインアミノ酸配列及び表1又は表2内の第2の抗体由来の軽鎖可変ドメインに対して少なくとも80%の配列同一性を有する軽鎖可変ドメインアミノ酸配列を含む、請求項4に記載の抗体。
  6. 前記第1の抗体及び前記第2の抗体は、同じ生殖細胞系重鎖v領域に由来し、任意選択的に、前記重鎖v領域は、IGHV3-53、IGHV1-58、IGHV3-66、IGHV4-39、IGHV3-30、IGHV5-51、IGHV1-02又はIGHV1-69である、請求項4又は5に記載の抗体。
  7. 前記第1の抗体及び前記第2の抗体は、
    (a)任意選択的に、表3Aに記載される抗体の1つの重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含む、ベータ-27、抗体150、抗体158、抗体175、抗体222及び抗体269;
    (b)任意選択的に、表4に記載される抗体の1つの重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含む、ベータ-47、ベータ-25、抗体55、抗体165、抗体253及び抗体318;
    (c)任意選択的に、表5に記載される抗体の1つの重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含む、ベータ-06、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-40、ベータ-54及びベータ-55;
    (d)任意選択的に、表6に記載される抗体の1つの重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含む、ベータ-22、ベータ-29及び抗体159;
    (e)任意選択的に、表7に記載される抗体の1つの重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含む、ベータ-38及び抗体170;
    (f)任意選択的に、表8に記載される抗体の1つの重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含む、ベータ-30、ベータ-32、ベータ-33及び抗体316;
    (g)任意選択的に、表9に記載される抗体の1つの重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含む、ベータ-20及びベータ-43;
    (h)任意選択的に、表3Bに記載される抗体の1つの重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含む、ベータ-27、抗体150、抗体158、抗体175、抗体222、抗体269、抗体40及び抗体298;
    (i)ベータ-49及びベータ-50;
    (j)ベータ-27及び抗体222;
    (k)ベータ-22及びベータ-29;
    (l)ベータ-40、ベータ-54及びベータ-55;又は
    (m)ベータ-47及び抗体253
    からなる群から両方とも選択される、請求項4~6のいずれか一項に記載の抗体。
  8. 表2~9内の前記抗体は、ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50、ベータ-53、ベータ-55、ベータ-56、ベータ-47H/ベータ-25L又はベータ-47H/55Lである、請求項1~7のいずれか一項に記載の抗体。
  9. 前記エピトープは、
    (a)コロナウイルスSARS-CoV-2のスパイクタンパク質のN343及び/若しくはD364であって、N343は、グリコシル化されている、N343及び/若しくはD364;並びに/又は
    (b)(i)第1のスパイクタンパク質の残基335~336、338~342、363、365及び367~368;
    (ii)第2のスパイクタンパク質の残基477及び486~487;並びに/若しくは
    (iii)第1のスパイクタンパク質の残基333~334及び527~529
    によって形成される疎水性ポケット
    を含む、請求項1(b)に記載の抗体。
  10. 前記エピトープは、第1のスパイクタンパク質の残基332~340、342~345、362~365、367~368、527及び529並びに第2のスパイクタンパク質の残基476~478、486~487及び489を含む、請求項1(b)に記載の抗体。
  11. 例えば、IgG1定常領域を含む全長抗体である、請求項1~10のいずれか一項に記載の抗体。
  12. 血清半減期が延長されるような少なくとも1つの修飾を含むFc領域を含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の抗体。
  13. 請求項1~12のいずれか一項に記載の2つ以上の抗体を含む抗体の組合せ。
  14. (a)請求項1~12のいずれか一項に記載の抗体と;
    (b)表1内の抗体の少なくとも3つのCDRを含む抗体であって、例えば、
    (i)表1内の抗体の少なくとも4つ、5つ若しくは6つ全てのCDR;
    (ii)表1内の抗体の重鎖可変ドメインに対して少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか若しくはそれからなる重鎖可変ドメイン;
    (iii)表1内の抗体の軽鎖可変ドメインに対して少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか若しくはそれからなる軽鎖可変ドメイン;並びに/又は
    (iv)表1内の抗体の重鎖可変ドメイン及び軽鎖ドメインに対してそれぞれ少なくとも80%の同一性を有するアミノ酸配列を含むか若しくはそれからなる重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメイン
    を含む抗体と
    を含む抗体の組合せ。
  15. 請求項1~12のいずれか一項に記載の2つ、3つ又は4つの抗体を含む、請求項13又は14に記載の抗体の組合せ。
  16. (a)SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメインの位置501のチロシンと相互作用する抗体、例えばベータ-6、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55又はベータ-56;
    (b)SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメインの位置484のリシンと相互作用する抗体、例えばベータ-26、ベータ-33、ベータ-34、ベータ-38、ベータ-45又はベータ-51;
    (c)SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメインの位置417のアスパラギン又はトレオニンと相互作用する抗体、例えばベータ-20、ベータ-33、ベータ-22又はベータ-29;並びに
    (d)SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメインの位置452及び478のそれぞれロイシン及びトレオニンと相互作用する抗体、例えばベータ-44
    の少なくとも2つを含む、請求項13~15のいずれか一項に記載の抗体の組合せ。
  17. 請求項1~12のいずれか一項に記載の抗体をコードする1つ以上のポリヌクレオチド、前記ポリヌクレオチドを含む1つ以上のベクター又は前記ベクターを含む宿主細胞。
  18. コロナウイルスSARS-CoV-2のスパイクタンパク質に結合することができる抗体を生成する方法であって、請求項17に記載の宿主細胞を培養することと、前記培養から前記抗体を単離することとを含む方法。
  19. (a)請求項1~12のいずれか一項に記載の抗体又は請求項13~16のいずれか一項に記載の抗体の組合せと、(b)少なくとも1つの薬学的に許容される希釈剤又は担体とを含む医薬組成物。
  20. 治療によってヒト又は動物の身体を処置する方法に使用される、請求項1~12のいずれか一項に記載の抗体、請求項13~16のいずれか一項に記載の組合せ又は請求項19に記載の医薬組成物。
  21. コロナウイルス感染症又はコロナウイルス感染症と関連する疾患若しくは合併症を処置又は予防する方法に使用される、請求項1~12のいずれか一項に記載の抗体、請求項13~16のいずれか一項に記載の組合せ又は請求項19に記載の医薬組成物。
  22. 対象においてコロナウイルス感染症又はコロナウイルス感染症と関連する疾患若しくは合併症を処置又は予防する方法であって、請求項1~12のいずれか一項に記載の抗体、請求項13~16のいずれか一項に記載の組合せ又は請求項19に記載の医薬組成物の治療的に有効な量を前記対象に投与することを含む方法。
  23. SARS-CoV-2感染症又はそれと関連する疾患若しくは合併症、例えばCOVID-19を処置するためのものである、請求項21又は22に記載の方法。
  24. 試料におけるコロナウイルス又はそのタンパク質断片の存在を特定する方法であって、
    (i)前記試料を、請求項1~12のいずれか一項に記載の抗体又は請求項13~16のいずれか一項に記載の組合せと接触させることと、
    (ii)抗体-抗原複合体の存在又は不在を検出することと
    を含み、前記抗体-抗原複合体の存在は、前記試料におけるコロナウイルス又はその断片の存在を示す、方法。
  25. (a)前記抗体は、ベータ-6、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55及び/又はベータ-56であり;及び抗体-抗原複合体の存在は、SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメインにおけるチロシン501の存在を示し;
    (b)前記抗体は、ベータ-26、ベータ-33、ベータ-34、ベータ-38、ベータ-45及び/又はベータ-51であり;及び抗体-抗原複合体の存在は、SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメインにおけるリシン484の存在を示し;
    (c)前記抗体は、ベータ-20、ベータ-33、ベータ-22及び/又はベータ-29であり;及び抗体-抗原複合体の存在は、SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメインにおける位置417のアスパラギン又はトレオニンの存在を示し;並びに
    (d)前記抗体は、ベータ-29であり;及び抗体-抗原複合体の存在は、SARS-Cov-2のスパイクタンパク質の受容体結合ドメインにおける位置452及び478のそれぞれロイシン及びトレオニンの存在を示す、請求項24に記載の方法。
  26. 対象においてコロナウイルス感染症又はそれと関連する疾患若しくは合併症を処置又は予防する方法であって、請求項24又は25に記載の方法に従って試料におけるコロナウイルスの存在を特定することと、前記対象を、請求項1~16のいずれか一項に記載の抗体若しくは組合せ、抗ウイルス薬又は抗炎症剤で処置することとを含む方法。
  27. コロナウイルス感染症又はそれと関連する疾患若しくは合併症を予防、処置及び/又は診断するための、請求項1~12のいずれか一項に記載の抗体、請求項13~16のいずれか一項に記載の組合せ又は請求項19に記載の医薬組成物の使用。
  28. コロナウイルス感染症又はそれと関連する疾患若しくは合併症を処置又は予防するための薬剤の製造のための、請求項1~12のいずれか一項に記載の抗体、請求項13~16のいずれか一項に記載の組合せ又は請求項19に記載の医薬組成物の使用。
  29. 前記コロナウイルス感染症は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置417、484、501、452及び/又は478に置換を含むSARS-CoV-2株によって引き起こされ、例えば、前記SARS-CoV-2株は、系統アルファ、ベータ、ガンマ、デルタ又はオミクロンのメンバーである、請求項20若しくは21に記載の使用のための抗体、請求項22、23若しくは26のいずれか一項に記載の方法又は請求項27若しくは28に記載の使用。
  30. 前記コロナウイルス感染症は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置501に置換を含むSARS-CoV-2株によって引き起こされ、例えば、前記SARS-CoV-2株は、B.1.1.7(アルファ)株若しくはそれに由来する系統のメンバー、B.1.351(ベータ)株若しくはそれに由来する系統のメンバー又はP.1(ガンマ)株若しくはそれに由来する系統のメンバーであり;任意選択的に、前記抗体は、ベータ-06、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55、ベータ-56及び/又はベータ-44である、請求項29に記載の使用のための抗体、方法又は使用。
  31. 前記コロナウイルス感染症は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置417、484及び501に置換を含むSARS-CoV-2株によって引き起こされ、例えば、前記SARS-CoV-2株は、B.1.351(ベータ)株若しくはそれに由来する系統のメンバー又はP.1(ガンマ)株若しくはそれに由来する系統のメンバーであり;任意選択的に、前記抗体は、ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50及びベータ-53、ベータ-06、ベータ-10、ベータ-23、ベータ-24、ベータ-30、ベータ-40、ベータ-54、ベータ-55、ベータ-56、ベータ-26、ベータ-33、ベータ-34、ベータ-38、ベータ-45、ベータ-51及び/又はベータ-44である、請求項29に記載の使用のための抗体、方法又は使用。
  32. 前記コロナウイルス感染症は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株のスパイクタンパク質と比較して、スパイクタンパク質内の位置452及び478に置換を含むSARS-CoV-2株によって引き起こされ、例えば、前記SARS-CoV-2株は、系統デルタのメンバーであり;任意選択的に、前記抗体は、ベータ-47、ベータ-27、ベータ-32、ベータ-48、ベータ-49、ベータ-50及び/又はベータ-53である、請求項29に記載の使用のための抗体、方法又は使用。
  33. SARS-CoV-2のスパイクタンパク質に結合することができる抗体を生成する方法であって、ダウンアンドアウト高次構造でロックされた修飾スパイクタンパク質に対して抗体を高めることを含み、前記ダウンアンドアウト高次構造は、hCoV-19/Wuhan/WIV04/2019株のスパイクタンパク質と比較して、アミノ酸位置343のN-グリコシル化部位を介することを除いて、3つのスパイクタンパク質であって、前記スパイクタンパク質の受容体結合ドメイン(RBD)間の直接的接触を有しない3つのスパイクタンパク質を含むスパイク三量体によって特徴付けられる、方法。
  34. 前記修飾スパイクタンパク質は、前記スパイクタンパク質の位置198及び463としてシステイン残基を含む、請求項33に記載の方法。
  35. 前記抗体を前記高めることは、ハイブリドーマ技術、ファージディスプレイ技術によって又は前記修飾スパイクタンパク質で動物を免疫化することによって実行される、請求項33又は34に記載の方法。
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