JP2024509700A - コンジュゲーション装置及びコンジュゲートの生成方法 - Google Patents

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Abstract

コンジュゲーション装置であって、少なくとも１つのフロー反応器（１０）と、流体輸送ユニット（１１）と、流体収集ユニット（１２）とを備え、前記フロー反応器（１０）は入口（１０１）と出口（１０２）を有し、マトリックスのような支持体で完全に充填され、前記支持体は、１）クロマトグラフィービーズ、繊維又は膜と、２）生物触媒、即ち該支持体上に固定化された酵素リガーゼとを含み、前記流体輸送ユニット（１１）は前記フロー反応器の前記入口（１０１）と流体的に連通し、コンジュゲーションプロセスの段階に応じて抗体及びリンカー－ペイロードのような少なくとも１種の反応流体を前記フロー反応器に連続的に供給するように設定され、前記少なくとも１種のプロセス流体は生成すべきコンジュゲートの第１部分及び第２部分を含み、前記流体収集ユニット（１２）は前記フロー反応器の前記出口（１０２）と流体的に連通し、前記コンジュゲーションプロセスの段階に応じて前記フロー反応器の前記出口から流出する流体の収集を制御するように設定される。前記少なくとも１種の反応流体を前記フロー反応器に連続的に通過させる間に、前記第１部分と前記第２部分は前記リガーゼの触媒作用下でコンジュゲーション反応してコンジュゲートを生成する。【選択図】図１

Description

本開示は、一般に、バイオテクノロジー及び医薬品生産の分野に関し、より具体的には、コンジュゲーション装置及び該コンジュゲーション装置を使用したコンジュゲートの生成方法に関する。
コンジュゲーションとは、生物学的又は化学的方法により、特定のリンカーを介して１つの分子を別の分子に連結することである。高品質のコンジュゲート、特にバイオサイエンス研究、診断又は治療目的等のバイオコンジュゲートに対する需要は日増しに増加している。バイオコンジュゲート、例えば抗体薬物コンジュゲート（ＡＤＣ）、抗体免疫アゴニストコンジュゲート、抗体サイトカインコンジュゲート及び抗体核種コンジュゲートは、リンカーを介して標的化分子をペイロードに連結することで形成されたものである。
ＡＤＣを例とすると、ＡＤＣの主成分は抗体と、リンカーと、小分子化合物とを含む。抗体は主に小分子化合物を特定のターゲットに伝達するためのものであり、小分子化合物（細胞毒を含むがそれに限定されず）はターゲットに治療効果をもたらす。現在、ＦＤＡで承認された９つのＡＤＣ薬物は化学的コンジュゲーションの方式で形成されたもの、即ち、細胞毒が抗体フレームのリジン又はシステイン残基上にランダムにコンジュゲートされたものである。
化学的コンジュゲーションの方式では、コンジュゲーションプロセス前に、抗体の原料を利用する上流及び下流プロセスでモノクローナル抗体原液を生成する必要がある。その後、コンジュゲーションプロセスでは、以下のステップを実行する。抗体を前処理し（例えば、化学的に還元）、そしてリンカーをコンジュゲートし、ＵＦ／ＤＦ及び／又はクロマトグラフィーによって解離性リンカーを除去する。その後、小分子化合物をコンジュゲートし、陽イオン及び／又は陰イオン及び／又は疎水性クロマトグラフィーによって凝集体を除去する。最後に、ＵＦ／ＤＦ及び／又はクロマトグラフィーによって解離性小分子化合物を除去する。
化学的コンジュゲーションには、例えば、コンジュゲーション部位がランダムで、生成物が不均質で、集中制御が複雑で収率のスケールアップが制限される等、様々な問題が存在する。
まず、化学的コンジュゲーションの生成物は、一般に、不均一な構造と成分の混合物である。リンカーと抗体のコンジュゲーションは、非常にランダム性が高いため、抗体にコンジュゲートされた小分子化合物の数が様々で、抗体のコンジュゲーション部位も様々であり、これによりＡＤＣ薬物のようなバイオコンジュゲートが、異なる薬物／抗体比率（ＤＡＲ）を有することがある。その結果、バイオコンジュゲートは高い不均質性を示し、それによりバッチ間差が大きくなり、治療窓が狭くなり、さらに薬物生産及び品質管理に課題がもたらされる。
次に、上述したように、化学的コンジュゲーションの生産プロセスは、複数の上流及び下流精製ステップを含むかなりの数のステップがあるため、時間と労力がかかる。
さらに、何らかの場合には、作業者が化学的コンジュゲーション中に定期的にサンプリングする必要があり、そしてサンプルのＤＡＲが計算される。計算結果が内部品質基準に一致するようになるまで次の操作は中止される。そのため、このような場合には、ＤＡＲの計算に時間がかかり、コストが比較的高く、人的エラーのリスクが増加する。
また、化学的コンジュゲーションには一般に従来の反応器が採用される。反応器の容積によりスケールアップの可能性が制限される。同時に、コンジュゲーションにおいて有機相が必要である。そのため、コンジュゲーションプロセスの正確な制御は困難である。
上記技術的問題に対して、本開示の第１態様は、コンジュゲーション装置を提供する。前記コンジュゲーション装置は、少なくとも１つのフロー反応器と、流体輸送ユニットと、流体収集ユニットと、を備え、前記フロー反応器は入口と出口を有し、マトリックスのような支持体で完全に充填され、前記支持体は、クロマトグラフィービーズ、繊維又は膜、及び生物触媒、即ち該支持体上に固定化された酵素リガーゼを含み、前記流体輸送ユニットは前記フロー反応器の前記入口と流体的に連通し、コンジュゲーションプロセスの段階に応じて前記フロー反応器に少なくとも１種の反応流体（抗体、リンカー－毒素、混合抗体とリンカー－毒素等）を連続的に供給するように設定され、前記少なくとも１種のプロセス流体は生成すべきコンジュゲートの第１部分及び第２部分を含有し、前記流体収集ユニットは前記フロー反応器の前記出口と流体的に連通し、前記コンジュゲーションプロセスの段階に応じて前記フロー反応器の前記出口から流出する流体の収集を制御するように設定される。前記少なくとも１種の反応流体を前記フロー反応器に連続的に通過させる間に、前記第１部分と前記第２部分は前記リガーゼの触媒作用下でコンジュゲーション反応してコンジュゲートを生成する。
本開示の第１態様で提供されるコンジュゲーション装置において、リガーゼは支持体上に方向性固定化され、フロー反応器内に充填され、それによって反応流体内に含有される生成すべきコンジュゲートの２つの部分は反応流体が流体反応器を通過する間に連続的且つ安定的にコンジュゲートされる。化学的コンジュゲーションに比べ、前記コンジュゲーション装置は、プロセスステップが大幅に削減され、複雑度が著しく低下し、高騰する製造コストの節約に特に適する。また、フロー反応器により、一層大きな規模に対する工業的需要を満たすようにコンジュゲーションプロセスの線形スケールアップが可能になり、コンジュゲーションのための単位時間が短縮され、製造領域での占有空間が減少する。前記コンジュゲーション装置を用いてバイオコンジュゲートを生成することで、ペイロード－リンカーと標的化分子の部位特異的コンジュゲーションが実現され、均質性が向上し、さらに治療窓が拡大される。また、コンジュゲーションプロセスはモノクローナル抗体のようなバイオ分子の生産手順と統合可能である。例えば、コンジュゲーションはモノクローナル抗体中間体及びモノクローナル抗体原液の生産段階で完了してもよい。したがって、該プロセスは高い柔軟性及び優れた一貫性を有する。
いくつかの実施形態において、前記少なくとも１種の反応流体は第１反応流体及び第２反応流体を含む。前記第１反応流体は前記第１部分を含有し、前記第２反応流体は前記第２部分を含有する。
いくつかの実施形態において、前記コンジュゲーションプロセスは、反応前の平衡化、コンジュゲーション反応、後反応、及び後反応後の洗い流しという段階をこの順に含む。また、前記流体輸送ユニットは、さらに、前記反応前の平衡化、後反応及び後反応後の洗い流しの段階で前記フロー反応器に連続的に緩衝液を供給し、及びコンジュゲーション反応中に前記フロー反応器に前記第１反応流体及び前記第２反応流体を連続的に同時に供給するように、設定される。
いくつかの実施形態において、前記緩衝液、前記第１反応流体及び前記第２反応流体はそれぞれ第１容器、第２容器及び第３容器に貯蔵される。前記流体輸送ユニットは第１輸送ポンプ及び第２輸送ポンプを含む。前記第１容器及び前記第２容器は第１容器出口管及び第２容器出口管を介して前記第１輸送ポンプに接続され、前記第３容器は第３容器出口管を介して前記第２輸送ポンプに接続され、前記第１輸送ポンプ及び前記第２輸送ポンプは第１入口分岐管及び第２入口分岐管を介してそれぞれ入口主管に接続され、前記入口主管は前記フロー反応器の前記入口に接続される。また、前記反応前の平衡化、後反応及び後反応後の洗い流しの段階で、前記第１容器内の前記緩衝液は前記第１輸送ポンプにより前記入口主管内に圧送され、前記コンジュゲーション反応の段階で、前記第２容器内の前記第１反応流体は前記第１輸送ポンプにより前記入口主管内に圧送され、前記第３容器内の前記第２反応流体は前記第２輸送ポンプにより前記入口主管内に圧送される。
いくつかの実施形態において、前記流体輸送ユニットは第１バルブ、第２バルブ、第３バルブ、及び第４バルブをさらに含む。前記第１バルブ、前記第２バルブ及び前記第３バルブはそれぞれ前記第１容器出口管、前記第２容器出口管及び前記第３容器出口管上に配置され、それぞれ前記第１容器出口管、前記第２容器出口管及び前記第３容器出口管内での流体の流路を制御するためのものであり、前記第４バルブは前記第１入口分岐管上に配置され、前記第１入口分岐管内での流体の流路を制御するためのものである。
いくつかの実施形態において、前記反応前の平衡化、後反応及び後反応後の洗い流しの段階で、前記第１バルブ及び前記第４バルブは開いており、前記第２バルブ及び前記第３バルブは閉じている。前記コンジュゲーション反応の段階で、前記第１バルブは閉じており、前記第２バルブ、前記第３バルブ及び前記第４バルブは開いている。
いくつかの実施形態において、前記第１容器出口管、前記第２容器出口管、前記第３容器出口管、前記第１入口分岐管、前記第２入口分岐管及び前記入口主管は使い捨て又は非使い捨てのものであり、それぞれステンレス鋼、チタン及びシリコーンのうちの１つから製造される。前記第１容器、前記第２容器及び前記第３容器はそれぞれ、使い捨て液体貯蔵袋、使い捨て液体貯蔵ボトル、ステンレス鋼容器、及び使い捨てと非使い捨てのガラスもしくはプラスチック容器のうちの１つから選ばれる。
いくつかの実施形態において、前記流体収集ユニットは、さらに、前記反応前の平衡化及び後反応後の洗い流しの段階で前記フロー反応器の前記出口から流出する流体を第４容器内に収集し、及び前記コンジュゲーション反応及び後反応の段階で前記フロー反応器の前記出口から流出する流体を第５容器内に収集するように、設定される。
いくつかの実施形態において、前記第４容器及び前記第５容器は第４容器入口管及び第５容器入口管を介して、それぞれ、各フロー反応器の前記出口に接続される出口主管に接続される。また、前記流体収集ユニットは、それぞれ前記第４容器入口管及び前記第５容器入口管上に配置され、前記第４容器入口管及び前記第５容器入口管内での流体の流路を制御するための第５バルブ及び第６バルブを含む。
いくつかの実施形態において、前記反応前の平衡化及び後反応後の洗い流しの段階で、前記第５バルブは開いており、前記第６バルブは閉じている。前記コンジュゲーション反応及び後反応の段階で、前記第５バルブは閉じており、前記第６バルブは開いている。
いくつかの実施形態において、前記第４容器入口管及び前記第５容器入口管は使い捨て又は非使い捨てのものであり、それぞれステンレス鋼、チタン及びシリコーンのうちの１つから製造される。前記第４容器及び前記第５容器はそれぞれ、使い捨て液体貯蔵袋、使い捨て液体貯蔵ボトル、ステンレス鋼容器、及び使い捨てと非使い捨てのガラスもしくはプラスチック容器のうちの１つから選ばれる。
いくつかの実施形態において、前記コンジュゲーション装置は、前記コンジュゲーションプロセスにおいて前記フロー反応器の前記入口に流入する流体及び前記フロー反応器から流出する流体の温度を制御するように設定される温度制御ユニットをさらに備える。
いくつかの実施形態において、前記温度制御ユニットは、前記フロー反応器の前記入口に配置され、前記入口に流入する流体を加熱するための加熱モジュールと、前記フロー反応器の前記出口に配置され、前記出口から流出する流体を冷却するための冷却モジュールと、を含む。
いくつかの実施形態において、前記コンジュゲーション装置は前記フロー反応器の前記出口と流体的に連通するサンプリング検出ユニットをさらに備え、前記サンプリング検出ユニットは、予め設定されたサンプリング時間に従って、前記フロー反応器の前記出口から流出する流体からサンプル流体を採取し、及び前記サンプル流体中のコンジュゲートを検出して前記コンジュゲートが予め定義された基準を満たすか否かを示す検出結果を取得するように、設定される。
いくつかの実施形態において、前記サンプリング検出ユニットは、サンプリングポンプ、第１切替バルブ、溶出ポンプ、少なくとも１つの分析カラム及び検出器を含む。前記サンプリングポンプはサンプリング管を介して前記フロー反応器の前記出口に接続され、前記第１切替バルブ上にサンプルループが配置され、前記第１切替バルブは前記予め設定されたサンプリング時間に従って第１状態と第２状態の間を切り替えることができる。前記第１切替バルブが前記第１状態にある場合、前記サンプリングポンプは前記サンプルループと流体的に連通し、前記フロー反応器の前記出口から流出する流体から前記サンプリング管によって前記サンプル流体を採取し、前記サンプル流体を前記サンプルループ内に圧送する。前記第１切替バルブが前記第２状態にある場合、前記溶出ポンプ、前記サンプルループ、前記少なくとも１つの分析カラム及び前記検出器は検出管を介して流体的に連通し、前記溶出ポンプは、溶出剤を前記検出管内に圧送して前記溶出剤を前記サンプルループに通過させることで、前記サンプルループ内の前記サンプル流体を、前記検出器に進入する前に、前記少なくとも１つの分析カラムの１つに通過させる。
いくつかの実施形態において、前記分析カラムは２つ配置され、前記サンプリング検出ユニットは、２つの状態間を切り替え可能な第２切替バルブと、洗浄ポンプとをさらに含む。前記第２切替バルブが前記状態のいずれかにある場合、前記サンプルループ及び前記検出器は前記２つの分析カラムのうちの１つと流体的に連通し、前記溶出剤により前記サンプルループ内の前記サンプル流体は１つの分析カラムに流入し、前記洗浄ポンプは別の分析カラムと流体的に連通し、緩衝液を平衡化のために前記別の分析カラム内に圧送する。
いくつかの実施形態において、前記第１切替バルブは六方バルブであり、前記第２切替バルブは十方バルブであり、前記溶出ポンプはクォータナリポンプである。
いくつかの実施形態において、前記コンジュゲーション装置は、前記フロー反応器の前記入口と前記出口の間に配置されるリサイクルユニットをさらに備える。前記コンジュゲートが前記予め定義された基準を満たしていない検出結果の場合、前記流体収集ユニットは、前記フロー反応器の前記出口から流出する流体の収集を停止するように設定され、前記リサイクルユニットは、前記フロー反応器内で再コンジュゲーション反応を行うために、前記フロー反応器の前記出口から流出する流体を前記入口に再び進入するように制御するように、設定される。
いくつかの実施形態において、前記リサイクルユニットは、リサイクル管上に配置される第７バルブを含む。前記リサイクル管は、前記フロー反応器の前記入口と前記出口の間に接続され、前記リサイクル管上にリサイクル容器が配置される。前記コンジュゲートが前記予め定義された基準を満たしていない検出結果の場合、前記第７バルブは開いており、前記フロー反応器の前記出口から流出する流体は前記リサイクル管及び前記リサイクル容器を通過してから前記入口に流入する。
いくつかの実施形態において、前記フロー反応器はコンジュゲーションカラムである。
いくつかの実施形態において、前記第１部分はリガーゼ受容体基質認識モチーフ及びリガーゼ供与体基質認識モチーフのうちの一方を含み、前記第２部分は前記リガーゼ受容体基質認識モチーフ及び前記リガーゼ供与体基質認識モチーフのうちの他方を含む。
いくつかの実施形態において、前記コンジュゲーション装置は、それぞれ前記入口及び／又は前記出口に配置される圧力感知モジュール、流量測定モジュール、ｐＨ計測モジュール、導電率計測モジュール及びＵＶ検出モジュールのうちの少なくとも１つをさらに備える。
本開示の第２態様は、生成すべきコンジュゲートの第１部分及び第２部分を含有する少なくとも１種の反応流体を用意するステップと、上記の実施形態に記載のコンジュゲーション装置を用いて前記コンジュゲートを生成するステップと、を含む、コンジュゲートの生成方法を提供する。
本開示の第２態様で提供されるコンジュゲートの生成方法において、リガーゼは支持体上に方向性固定化され、フロー反応器内に充填され、それによって反応流体に含有される生成すべきコンジュゲートの２つの部分は反応流体が流体反応器を通過する間に連続的且つ安定的にコンジュゲートされる。化学的コンジュゲーションに比べ、前記コンジュゲーション方法は、プロセスステップが大幅に削減され、複雑度が著しく低下し、高騰する製造コストの節約に特に適する。また、フロー反応器により、一層大きな規模に対する工業的需要を満たすようにコンジュゲーションプロセスの線形スケールアップが可能になり、コンジュゲーションのための単位時間が短縮され、製造領域での占有空間が減少する。前記コンジュゲーション方法を用いてコンジュゲートを生成することで、ペイロード－リンカーと標的化分子との部位特異的コンジュゲーションが実現され、均質性が向上し、さらに治療窓が拡大される。また、コンジュゲーションプロセスはモノクローナル抗体のようなバイオ分子の生産手順と統合可能である。例えば、コンジュゲーションはモノクローナル抗体中間体及びモノクローナル抗体原液の生産段階で完了してもよい。したがって、該プロセスは高い柔軟性及び優れた一貫性を有する。
図面の参照及び以下の詳細な説明との関連付けによって、本開示における各実施形態の特徴、利点及び他の態様はより明確になる。本開示のいくつかの実施形態は、限定的ではなく例示的に説明される。図面の説明を次に記載する。
本開示の１つの実施形態に係るコンジュゲーション装置の流路図を示す。 図１中のコンジュゲーション装置のコンジュゲーションプロセスを示す。 本開示の別の実施形態に係るコンジュゲーション装置の流路図を示す。 図３中のコンジュゲーション装置のコンジュゲーションプロセスを示す。 本開示のさらに別の実施形態に係るコンジュゲーション装置の流路図を示す。
以下において具体的実施形態により本発明の技術内容を説明する。当業者であれば、本明細書に開示される内容によって本発明の他の利点及び効果を容易に理解できる。本発明は他の異なる具体的実施形態により実施又は適用してもよい。当業者であれば、本発明の精神から逸脱することなく様々な修正及び変更を加えることが可能である。
本開示の具体的実施形態を詳細に説明する前に、まず本開示において使用されるいくつかの用語を説明する。
一般用語及び定義
以下において他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は当業者によって一般的に理解されるのと同じである。本明細書に言及した技術は当該分野において一般的に理解される技術を意味するよう意図され、当業者にとって自明な技術的変更又は等価技術の置換を含む。本明細書の用語が当業者によってよく理解されると考えられるにも関わらず、本発明をよく説明するためにその定義を以下に記載する。本明細書に記載の商品名は対応する商品を指すものである。本明細書に引用される全ての特許、開示された特許出願及び刊行物は参照によって本明細書に組み込まれる。
特に明記されていない限り、「１つ（ｏｎｅ）」及び「前記（ｔｈｅ）」のような単数形は複数形を含む。「１つ又は複数」又は「少なくとも１つ」という表現は１、２、３、４、５、６、７、８及び９又はそれ以上を表してもよい。
本明細書で使用される用語「同時に」は、本明細書に記載の１つ又は複数の事象が同一時に発生することを意味する。
本明細書で使用される「含む」、「含有」及び「備える」のような用語及び類似の用語はオープンな用語、即ち、「含む／備えるが…に限定されない」という用語であり、他の内容も含まれ得ることを意味するものである。用語「に基づく」は「少なくとも部分的に基づく」という意味である。用語「１つの実施形態」は、「少なくとも１つの実施形態」を表す。用語「別の実施形態」は「少なくとも１つの別の実施形態」を表す。
本明細書で使用される用語「及び／又は」（例えばＡ及び／又はＢのような表現で）は、「Ａ及びＢ」、「Ａ又はＢ」、「Ａ」及び「Ｂ」を含むよう意図される。同様に、本明細書で使用される「及び／又は」（例えば「Ａ、Ｂ及び／又はＣ」のような表現で）は、Ａ、Ｂ及びＣと、Ａ、Ｂ又はＣと、Ａ又はＣと、Ａ又はＢと、Ｂ又はＣと、Ａ及びＣと、Ａ及びＢと、Ｂ及びＣと、Ａ（単独）と、Ｂ（単独）と、Ｃ（単独）との実施のいずれも包含するよう意図される。
本明細書で使用される用語「接続する」、「接続」、「結合する」又は「結合される」及び他の類似する単語は、直接接続に限定されず、間接的接続を含んでもよい。
本明細書で使用される「バイオ分子」の定義は、タンパク質、核酸、脂質、炭水化物、小さな核酸、アミノ酸及びそれらの誘導体を包含する。
本明細書で使用される用語「リガーゼ」は、２つ又はそれ以上の分子の共有結合を触媒できる酵素を指す。前記リガーゼは、標的コンジュゲートを生成するために、リガーゼ供与体基質認識モチーフを含む第１部分とリガーゼ受容体基質認識モチーフを含む第２部分とのコンジュゲーションを特異的に触媒してもよい。
本明細書で使用される用語「コンジュゲーション」は、少なくとも両方（例えば、少なくとも２つの分子又は同一分子の少なくとも２つの末端）の共有連結を指す。
本明細書で使用される用語「コンジュゲート」とは、少なくとも両方（例えば、少なくとも２つの分子又は同一分子の少なくとも２つの末端）で共有連結によって調製され得るものである。
本明細書で使用される用語「バイオコンジュゲート」は、少なくとも１つのコンジュゲーション関与者がバイオ分子であるコンジュゲートを指す。前記バイオコンジュゲートの例としては、抗体薬物コンジュゲート、抗体免疫アゴニストコンジュゲート、抗体サイトカインコンジュゲート、抗体核種コンジュゲート等を含むが、それらに限定されない。
本明細書で使用される用語「リンカー」は、安定した共有結合方式でペイロードを標的化分子にコンジュゲートできる任意の化学的部分を指す。
本明細書で使用される用語「ペイロード」は、前記リンカーにより連結されたコンジュゲートに含まれる機能的部分を指す。前記ペイロードの例としては、小分子化合物（小分子薬物とも呼ばれ、例えば阻害剤及び有毒薬物（例えば、細胞毒性薬物））、放射性核種、グリカン、核酸及びその類似体、トレーサー分子等を含むが、それらに限定されない。前記ペイロード及び前記リンカーは、リンカー－ロード中間体を得るために、活性基によって共有連結される。
本明細書で使用される用語「標的化分子」は、特定のターゲット（例えば受容体、細胞表面タンパク質、サイトカイン等）に対して親和性を有する分子を指す。標的化分子は、標的化方式でペイロードを生体内の特異部位に送達することができる。標的化分子は１つ又は複数のターゲットを認識してもよく、その特異的ターゲット部位は前記認識されたターゲットによって定義される。例えば、受容体を標的とする標的化分子は、大量の前記受容体を含有する部位に細胞毒性薬物を送達することができる。前記標的化分子の例としては、抗体、抗体フラグメント、所与抗原の結合タンパク質、抗体模倣体、所与ターゲットに対して親和性を有する足場タンパク質、リガンド等を含むが、それらに限定されない。
本明細書で使用される用語「抗体薬物コンジュゲート（ＡＤＣ）」は、ペイロードに共有結合的にコンジュゲートされた抗体又は抗体フラグメントを含むコンジュゲートを指す。
本明細書で使用される用語「小分子化合物」は、医薬品において慣用される有機分子に匹敵するサイズの分子を指す。該用語は生体高分子（例えば、タンパク質、核酸等）を包含しないが、ジペプチド、トリペプチド、テトラペプチド、ペンタペプチド等のような低分子量ペプチド又はその誘導体を包含する。典型的に、前記小分子化合物の分子量は、例えば、約１００Ｄａ～約２０００Ｄａ、約２００Ｄａ～約１０００Ｄａ、約２００Ｄａ～約９００Ｄａ、約２００Ｄａ～約８００Ｄａ、約２００Ｄａ～約７００Ｄａ、約２００Ｄａ～約６００Ｄａ、約２００Ｄａ～約５００Ｄａであってもよい。
本明細書で使用される用語「細胞毒」は、細胞の発現活性、細胞機能を阻害又は阻止し、及び／又は細胞の破壊を引き起こす物質を指す。何らかの場合において、ＡＤＣｓによく使用される細胞毒は化学療法薬に慣用されるものより毒性が高いことがある。細胞毒の例としては、微小管細胞骨格、ＤＮＡ、ＲＮＡ、キネシン媒介タンパク質輸送、及びアポトーシスの調節を標的とする薬物を含むが、それらに限定されない。
本明細書で使用される用語「連続的にコンジュゲートされる」又は「連続コンジュゲーションプロセス」は、コンジュゲーション反応が発生し且つ少なくとも１つのコンジュゲートが生成されている場合に、前記コンジュゲーションプロセスに必要な１つ又は複数種の反応流体が連続的に前記コンジュゲーション装置内に添加されることを意味する。生成されたコンジュゲートは、前記コンジュゲーション反応の進行中に前記コンジュゲーション反応から連続的に収集できる。
本明細書で使用される用語「フロー反応器」は、化学的反応（例えばコンジュゲーション）を連続的に行うための任意の反応容器を指す。前記フロー反応器はステンレス鋼、ガラス、ポリマー及び他の材料から製造されてもよく、一般に管状である。流動する反応流体は前記フロー反応器に進入し、前記フロー反応器内で連続的に化学的反応を行い、そして前記フロー反応器から流出する。
本明細書で使用される用語「支持体」は、反応混合物から固体形態又は半固体形態で分離可能な水不溶性物質を指し、例えば、サーフェス、ゲル、ポリマー、マトリックス、粒子、樹脂、ビーズ又は膜である。
本明細書で使用される用語「コンジュゲーションカラム」は、フロー反応器の１種であり、コンジュゲーション反応を連続的に行うためのチューブ状又はカラム状の反応容器を指す。
本明細書で使用される用語「オンライン監視」又は「リアルタイム監視」は、コンジュゲーション装置の使用中に、緩衝液、反応流体及びフロー反応器から流出する流体の特定のパラメータ又は特性、例えばｐＨ、圧力、流量、部分の導電率及びコンジュゲーション条件を、リアルタイムに検出することを指す。オフライン検出又は分析とは異なり、前記オンライン監視又はリアルタイム監視は検出結果のリアルタイムなフィードバックを提供できる。
以下において、図１及び２を参照しながら本開示の１つの実施形態を説明する。図１は本開示の１つの実施形態に係るコンジュゲーション装置の流路図を示す。図２は図１中のコンジュゲーション装置のコンジュゲーションプロセスを示す。例示の目的で、図１では、前記コンジュゲーション装置１００の各コンポーネントが管を介して接続され、且つ流体を貯蔵するための５つの容器が接続される。リガーゼは、マトリックスのような支持体上に方向性固定化され、フロー反応器１０内に充填される。前記支持体及び前記リガーゼは実際の必要に応じて選択してもよい。例えば、前記支持体は、シリカゲル、アガロース、ポリアクリル、合成繊維、酢酸セルロース膜、ポリエーテルスルホン膜のようなフィラーを含んでもよいが、それらに限定されない。前記リガーゼはトランスペプチダーゼ又はグリコシダーゼであり得る。前記フロー反応器１０は入口１０１と出口１０２を有する。流体は連続的に前記フロー反応器１０の前記入口１０１に流入し、前記フロー反応器１０を通過し、そして連続的に前記出口１０２から流出する。この実施形態において、前記フロー反応器１０はコンジュゲーションカラムであるが、別の実施形態において、前記フロー反応器１０は他の任意の類似の反応容器であってもよい。
流体輸送ユニット１１は前記フロー反応器１０の前記入口１０１側上において前記入口１０１と流体的に連通する。前記流体輸送ユニット１１は、コンジュゲーションプロセスの異なる段階に応じてフロー反応器１０に第１反応流体及び第２反応流体又は緩衝液を連続的に供給する。流体収集ユニット１２は、前記フロー反応器１０の前記出口１０２側上において前記出口１０２と流体的に連通する。前記流体収集ユニット１２は、前記コンジュゲーションプロセスの異なる段階に応じて前記フロー反応器１０の前記出口１０２から流出する流体の収集を制御する。前記第１反応流体及び前記第２反応流体を前記フロー反応器１０に連続的に通過させる間に、前記第１反応流体に含有される第１部分と前記第２反応流体に含有される第２部分とは前記リガーゼの触媒作用下でコンジュゲーション反応してコンジュゲートを生成する。前記コンジュゲートは前記フロー反応器１０の前記出口１０２から流出する流体に含有される。
具体的には、図１に示すように、前記フロー反応器１０の前記入口１０１は入口主管１３１に接続される。２つの分岐管、即ち、第１入口分岐管１３２と第２入口分岐管１３３が並列に配置され、流体コネクタ（例えばＴジャンクション）を介して前記入口主管１３１に接続される。第１容器１４１、第２容器１４２及び第３容器１４３の開口はそれぞれ第１容器出口管１３４、第２容器出口管１３５及び第３容器出口管１３６に接続される。前記流体輸送ユニット１１は、第１バルブ１６１、第２バルブ１６２、第３バルブ１６３、第４バルブ１６４、第１輸送ポンプ１７１及び第２輸送ポンプ１７２を含む。前記第１容器出口管１３４及び前記第２容器出口管１３５は並列に配置され、流体コネクタを介して一体に接続され、前記第１輸送ポンプ１７１に接続される。前記第３容器出口管１３は前記第２輸送ポンプ１７２に接続される。前記第１輸送ポンプ１７１及び前記第２輸送ポンプ１７２は前記第１入口分岐管１３２及び前記第２入口分岐管１３３を介してそれぞれ前記入口主管１３１に接続される。
第１ピンチバルブ１５１及び前記第１バルブ１６１は前記第１容器出口管１３４上に配置される。同様に、第２ピンチバルブ１５２、前記第２バルブ１６２、第３ピンチバルブ１５３及び前記第３バルブ１６３はそれぞれ前記第２容器出口管１３５及び前記第３容器出口管１３６上に配置される。前記第１ピンチバルブ１５１、前記第２ピンチバルブ１５２及び前記第３ピンチバルブ１５３は全て手動ピンチバルブであり、前記第１容器１４１、前記第２容器１４２及び前記第３容器１４３からの前記流体の流出を制御するためのものである。コンジュゲーション準備中に、前記緩衝液、前記第１反応流体及び前記第２反応流体は蠕動ポンプにより対応する容器内にそれぞれ圧送される。前記ピンチバルブ１５１～１５３はコンジュゲーション中に開いている。このため、前記緩衝液、前記第１反応流体及び前記第２反応流体は対応する容器から流出する。前記第１バルブ１６１、前記第２バルブ１６２及び前記第３バルブ１６３は、それぞれ、前記第１容器出口管１３４、前記第２容器出口管１３５及び前記第３容器出口管１３６内での流体の流路を制御するためのものである。第４バルブ１６４は前記第１入口分岐管１３２上に配置され、前記第１入口分岐管１３２内での流体の流路を制御するためのものである。
流体の励起力として、前記第１輸送ポンプ１７１及び前記第２輸送ポンプ１７２は任意タイプのポンプであってもよく、注入ポンプ、プランジャポンプ、蠕動ポンプ及びダイヤフラムポンプを含むが、それらに限定されず、異なる流速範囲を提供し得る。例えば、いくつかの注入ポンプは、１ｍｌ、１０ｍｌ及び５０ｍｌの精密シリンジポンプであり得、０．０１～５０ｍｌ／ｍｉｎの流速範囲を提供し得る。いくつかの蠕動ポンプは５～２００ｍｌ／ｍｉｎの流速範囲を提供し得る。いくつかのダイヤフラムポンプは４０～４００ｍｌ／ｍｉｎの流速範囲を提供し得る。
本実施形態では対応する管内での前記緩衝液又は前記反応流体の流路を制御するための前記第１から第４バルブ１６１～１６４を示したが、別の実施形態において、前記流体輸送ユニット１１は前記第１輸送ポンプ１７１及び前記第２輸送ポンプ１７２のみを含んでもよく、前記第１～第４バルブ１６１～１６４は不要になる。例えば、前記第１輸送ポンプ１７１及び前記第２輸送ポンプ１７２がプランジャポンプ又はダイヤフラムポンプである場合、前記第１から第４バルブ１６１～１６４は不要である。
引き続き図１を参照すると、前記フロー反応器１０の前記出口１０２は出口主管１３７に接続される。第４容器１４４及び第５容器１４５の開口はそれぞれ第４容器入口管１３８及び第５容器入口管１３９に接続される。前記流体収集ユニット１２は第５バルブ１６５及び第６バルブ１６６を含む。前記第５バルブ１６５及び前記第６バルブ１６６はそれぞれ前記第４容器入口管１３８及び前記第５容器入口管１３９上に配置される。また、第４ピンチバルブ１５４が前記第４容器入口管１３８上に配置される。同様に、第５ピンチバルブ１５５が前記第５容器入口管１３９上に配置される。上述した第１から第４ピンチバルブ１５１～１５３と同じく、前記第４ピンチバルブ１５４及び前記第５ピンチバルブ１５５の両方とも手動ピンチバルブであり、前記第４容器１４４及び前記第５容器１４５からの流体の流出を制御するためのものである。第５バルブ１６５及び第６バルブ１６６は、それぞれ、前記第４容器入口管１３８及び前記第５容器入口管１３９内での流体の流路を制御するためのものである。前記第４容器入口管１３８及び前記第５容器入口管１３９は流体コネクタを介して前記出口主管１３７に接続される。
前記第１から第６バルブ１６１～１６６は、任意タイプのバルブであってもよく、例えば空気圧バルブ、電動バルブ及び油圧バルブ等である。好ましくは、前記第１から第６バルブ１６１～１６６は電磁バルブである。
前記第１から第５容器１４１～１４５の形態、材質及び容量は実際の必要に応じて選択してもよく、例えば、異なる仕様の使い捨て液体貯蔵袋、使い捨て液体貯蔵ボトル、ステンレス鋼容器、及び使い捨てと非使い捨てのガラスもしくはプラスチック容器を選択してもよい。一方、前記コンジュゲーション装置１００の各コンポーネント間で接続される管の材質及び仕様（例えば内径）は実際の必要に応じて選択してもよい。前記管はシリコーン、チタン、ステンレス鋼、又は他の任意の適切な材料から製造されてもよい。例えば、前記第１から第３容器出口管１３４～１３６、前記第４及び第５容器入口管１３８及び１３９、及び前記出口管１３７は通常厚さのシリコーンチューブであるが、前記入口主管１３１及び前記第１及び第２入口分岐管１３２及び１３３は、増加した厚さの使い捨てシリコーンチューブである。このため、より高い流量及び圧力に耐えられる。好ましくは、前記第１から第５容器１４１～１４５及び前記各管は前記使い捨てシリコーンチューブと使い捨て液体貯蔵袋とのセットであり、（例えばガンマ線照射によって）滅菌済みの管及び袋として直接使用できる。使い捨てシリコーンチューブと液体貯蔵袋とのセットは前記コンジュゲーション装置１００上でプラグアンドプレイの方式で実現でき、頻繁な洗浄が回避され、使用しやすい。したがって、薬物生産に要求される完全クローズドシステムと容易にマッチすることができ、生産プロセスにおいて薬物を外部汚染から守ることができる。別の実施形態において、前記第１から第５容器１４１～１４５及び前記コンジュゲーション装置１００の各コンポーネント間で接続される前記管は、ステンレス鋼から製造され、洗浄バリデーションを実施することで繰り返し使用可能である。これらの実施形態では、生産コストを削減することができ、前記容器及び前記管の耐用年数を延長することができる。
また、図１に示す前記コンジュゲーション装置１００は温度制御ユニット１８をさらに備える。本実施形態において、前記温度制御ユニット１８は、前記入口主管１３１上に配置される加熱モジュール１８１と、前記出口主管１３７上に配置される冷却モジュール１８２とを含む。前記加熱モジュール１８１及び前記冷却モジュール１８２は、前記入口主管１３１及び前記出口主管１３７をそれぞれ加熱及び冷却するためのものである。前記加熱モジュール１８１は前記フロー反応器１０の前記入口１０１に流入する流体を適切な反応温度（例えば、３７℃）に加熱し、前記冷却モジュール１８２は前記フロー反応器１０から流出する流体を適切な温度（例えば、室温）に冷却する。前記加熱モジュール１８１及び前記冷却モジュール１８２の温度制御範囲、流速及び材質は実際の必要に応じて選択してもよい。例えば、前記加熱モジュール１８１の温度制御範囲は２０～６０℃であり、前記冷却モジュール１８２の温度制御範囲は１０～３０℃であり、前記加熱モジュール１８１及び前記冷却モジュール１８２の両方とも衛生グレードのステンレス鋼又は使い捨て材質のものである。別の実施形態において、前記温度制御ユニット１８は他の形態としてもよく、空気加熱温度制御、水浴温度制御（つまり、前記フロー反応器１０が水浴中に置かれる）、ジャケット水浴温度制御（つまり、前記フロー反応器１０の外側部分にジャケットが嵌められ、一定温度の水が前記ジャケット内を循環する）、及びコイル巻線温度制御等を含むが、それらに限定されない。
図１中の前記コンジュゲーション装置１００において、前記緩衝液は前記第１容器１４１内に貯蔵され、前記第１反応流体及び前記第２反応流体はそれぞれ前記第２容器１４２及び前記第３容器１４３内に貯蔵される。しかし、別の実施形態において、前記反応流体及び前記緩衝液は実際の必要に応じて別の方式で前記容器内に貯蔵されてもよい。前記反応流体又は前記緩衝液を貯蔵する前記容器の数も実際の必要に応じて拡大され得る。例えば、より多くの容器及び容器出口管並びにピンチバルブ及びバルブが前記第１容器１４１、前記第２容器１４２及び／又は前記第３容器１４３と並行して増加する。それに応じて、圧送する必要のある前記反応流体又は前記緩衝液はプロセス手順に応じて前記第１輸送ポンプ１７１及び前記第２輸送ポンプ１７２により選択される。別の実施形態において、移送ポンプの数は実際の必要に応じて選択してもよく、例えば、各容器に、対応する移送ポンプが装備される。
前記第１反応流体は前記生成すべきコンジュゲートの前記第１部分を含み、前記第２反応流体は前記コンジュゲートの前記第２部分を含む。前記反応流体は液体又は気体であってもよい。前記第１部分はリガーゼ受容体基質認識モチーフ及びリガーゼ供与体基質認識モチーフのうちの一方を含み、前記第２部分は前記リガーゼ受容体基質認識モチーフ及び前記リガーゼ供与体基質認識モチーフのうちの他方を含む。本実施形態において、前記第１部分は、例えば抗体、抗体フラグメント、抗原特異的結合タンパク質及び人工抗体のような標的化分子をさらに含む。前記第２部分はサイトカイン、小分子毒素及び核種のような分子をリンカーとカップリングして形成されたリンカー－ペイロード中間体をさらに含み、生成されたコンジュゲートはバイオコンジュゲートである。別の実施形態において、前記第１部分及び前記第２部分は、１つの分子がリガーゼ受容体基質認識モチーフを有し、別の分子がリガーゼ供与体基質認識モチーフを有する限り、他のタイプの分子を含んでもよい。
１つの実施形態において、前記リガーゼはトランスペプチダーゼである。１つの実施形態において、前記リガーゼは、天然トランスペプチダーゼ、非天然トランスペプチダーゼ、それらの変異体、及びそれらの組合せからなる群から選ばれる。非天然トランスペプチダーゼ酵素は、天然トランスペプチダーゼを操作して得られたものであってもよいが、それらに限定されない。好ましい実施形態において、前記リガーゼは、天然ソルターゼ、非天然ソルターゼ、及びそれらの組合せからなる群から選ばれる。天然ソルターゼの種類は、ソルターゼＡ、ソルターゼＢ、ソルターゼＣ、ソルターゼＤ、ソルターゼＬ．ｐｌａｎｔａｒｕｍ等を含む（ＵＳ２０１１０３２１１８３Ａ１を参照）。リガーゼのタイプはリガーゼ認識モチーフに対応するため、異なる分子又は構造フラグメント間の特異的カップリングを達成するために用いられる。１つの実施形態において、リガーゼ受容体基質認識モチーフは、オリゴメリックグリシン、オリゴメリックアラニン、及び重合度３～１０のオリゴメリックグリシン／アラニンの混合物からなる群から選ばれる。特定の実施形態において、リガーゼ受容体基質認識モチーフはＧｎであり、ここでＧはグリシン（Ｇｌｙ）であり、ｎは３～１０の整数である。別の特定の実施形態において、リガーゼは黄色ブドウ球菌に由来のソルターゼＡである。それに応じて、リガーゼ認識モチーフは該酵素の典型的な認識モチーフＬＰＸＴＧであり得る。さらに別の特定の実施形態において、リガーゼ供与体基質認識モチーフはＬＰＸＴＧＪであり、リガーゼ受容体基質認識モチーフはＧnであり、ここでＸは天然又は非天然の任意の単一アミノ酸であってもよく、Ｊは存在しないか、又は、選択的にラベル付けされた、１～１０のアミノ酸を含むアミノ酸フラグメントである。１つの実施形態において、Ｊは存在しない。さらに別の実施形態において、Ｊは１～１０のアミノ酸を含むアミノ酸フラグメントであり、ここで各アミノ酸は独立して任意の天然又は非天然アミノ酸である。別の実施形態において、ＪはＧmであり、ここでｍは１～１０の整数である。さらに別の特定の実施形態において、リガーゼ供与体基質認識モチーフはＬＰＥＴＧである。別の特定の実施形態において、リガーゼ供与体基質認識モチーフはＬＰＥＴＧＧである。１つの実施形態において、前記リガーゼは黄色ブドウ球菌に由来のソルターゼＢであり、対応する供与体基質認識モチーフはＮＰＱＴＮであってもよい。別の実施形態において、前記リガーゼは炭疽菌に由来のソルターゼＢであり、対応する供与体基質認識モチーフはＮＰＫＴＧであってもよい。さらに別の実施形態において、前記リガーゼは化膿性連鎖球菌に由来のソルターゼＡであり、対応する供与体基質認識モチーフはＬＰＸＴＧＪであってもよく、ここでＪは上記で定義したとおりである。別の実施形態において、前記リガーゼはストレプトマイセス・セリカラーに由来のソルターゼサブファミリー５であり、対応する供与体基質認識モチーフはＬＡＸＴＧであってもよい。さらに別の実施形態において、前記リガーゼはラクトバチルス・プランタルムに由来のソルターゼＡであり、対応する供与体基質認識モチーフはＬＰＱＴＳＥＱであってもよい。前記リガーゼ認識モチーフは、さらに、手動スクリーニングによって最適化されたトランスペプチダーゼのための他の人為的に設計された認識配列であってもよい。
別の実施形態において、前記第１反応流体及び前記第２反応流体は前記コンジュゲーション装置１００でコンジュゲートされる前に混合されてもよい。このような実施形態において、前記第１反応流体と前記第２反応流体の混合物はコンジュゲーション準備プロセスにおいて前記第２容器１４２又は前記第３容器１４３内に圧送される。コンジュゲーションプロセスにおいて、前記混合物を貯蔵している容器及びその関連管とコンポーネントのみが使用される。あるいは、前記コンジュゲーション装置１００は前記第２容器１４２及び前記第３容器１４３のうちの１つのみ及びその関連管とコンポーネントを含んでもよい。
次に、図１及び２を参照しながら、前記コンジュゲーション装置１００のコンジュゲーションプロセス２００を説明する。図２のコンジュゲーションプロセス２００において、ステップ２０１は、前記フロー反応器１０に対して反応前の平衡化を実施して廃棄流体を排出することを含む。この段階で、前記第１バルブ１６１、前記第４バルブ１６４及び前記第５バルブ１６５は全て開放状態にあり、別のバルブは全て閉じている。前記第１容器１４１内の緩衝液は、前記第１輸送ポンプ１７１の制御下で前記第１容器１４１から連続的に流出し、前記第１容器出口管１３４及び前記第１入口分岐管１３２を通過した後に前記入口主管１３１に進入する。前記緩衝液の流出速度及び持続時間は、前記第１輸送ポンプ１７１のポンプ速度及び動作時間を予め設定することで決定してもよい。前記入口主管１３１への流入中に、前記緩衝液は前記加熱モジュール１８１に流入し、前記加熱モジュール１８１により予熱される。前記加熱モジュール１８１から流出した後、前記緩衝液は、前記フロー反応器１０を平衡化するために、前記フロー反応器１０の前記入口１０１に流入する。その後、前記緩衝液は前記フロー反応器１０の前記出口１０２から流出し、前記出口主管１３７を通過し、後冷却のために前記冷却モジュール１８２に流入し、そして廃棄流体を収集するために前記第４容器入口管１３８を介して前記第４容器１４４内に排出される。前記第１反応流体及び前記第２反応流体を供給するために前記フロー反応器１０を平衡化することで、前記フロー反応器１０に適切なｐＨ及びイオン強度の反応環境を提供することができる。
続いて、ステップ１０２で、コンジュゲーション反応を行い、前記フロー反応器１０から流出する流体を収集する。この段階で、前記第１バルブ１６１及び前記第５バルブ１６５は閉合状態に切り替えられ、前記第４バルブ１６４は開放状態に維持されており、前記第２バルブ１６２、前記第３バルブ１６３及び前記第６バルブ１６６は開放状態に切り替えられる。前記第２容器内の前記第１反応流体１３２は、前記第１輸送ポンプ１７１の制御下で前記第２容器１４２から連続的に流出し、前記第２容器出口管１３４及び前記第１入口分岐管１３２を通過する。前記第３容器内の前記第２反応流体１４３は、前記第２輸送ポンプ１７２の制御下で前記第３容器１４３から連続的に流出し、前記第３容器出口管１３６及び前記第２入口分岐管１３３を通過する。前記第１反応流体及び前記第２反応流体の流速は、前記第１輸送ポンプ１７１及び前記第２輸送ポンプ１７２のポンプ速度をそれぞれ予め設定することで決定される。異なるプロセス要件に応じて、前記コンジュゲーション流速及び各種の反応流体の流速（例えば１／２コンジュゲーション流速）は、前記反応流体の前記フロー反応器１０内での保持時間で反応容積を割ることで計算される。
その後、前記２種類の反応流体は、前記入口主管１３１に合流し、前記加熱モジュール１８１内で予熱され、そして前記フロー反応器１０の前記入口１０１に流入する。前記フロー反応器１０において、前記第１反応流体に含有される前記第１部分と前記第２反応流体に含有される前記第２部分とは、前記リガーゼの触媒作用下でコンジュゲーション反応し、前記コンジュゲートが生成される。一方、前記コンジュゲートを含有する反応後流体は、前記フロー反応器１０の前記出口１０２から連続的に流出する。前記フロー反応器１０の前記出口１０２から流出する流体は、前記冷却モジュール１８２内で後冷却され、そして前記コンジュゲートを収集するために前記第５容器入口管１３９を介して前記第５容器１３５に流入する。なお、前記第１反応流体及び前記第２反応流体が前記フロー反応器１０に連続的に供給されるため、上記コンジュゲーション反応は連続コンジュゲーション反応であることに注意されたい。理論的なコンジュゲーション時間は、前記反応流体の流速で前記第１反応流体及び前記第２反応流体の比較的小さな容積を割ることで計算してもよい。前記第１輸送ポンプ１７１及び前記第２輸送ポンプ１７２の動作時間は、事前に前記理論的なコンジュゲーション時間より長く設定されている。
前記コンジュゲーション反応後、各管及び前記フロー反応器１０内にごく一部の未反応及び反応中の反応流体が依然として存在しているため、前記管及び前記フロー反応器１０を洗い流すべきであり、それによって前記未反応及び反応中の反応流体はできる限り反応して収集されることが可能になる。したがって、ステップ１０３は、後反応を行うことを含み、前記フロー反応器１０から流出する流体が収集される。この段階で、前記第１バルブ１６１は開放状態に切り替えられ、前記第２バルブ１６２及び前記第３バルブ１６３は閉合状態に切り替えられ、前記第４バルブ１６４及び前記第６バルブ１６６は開放状態に維持され、前記第５バルブ１６５は閉合状態に維持されている。前記第１容器１４１内の緩衝液は、前記第１輸送ポンプ１７１の制御下で前記第１容器１４１から連続的に流出し、前記第１容器出口管１３４及び前記第１入口分岐管１３２を通過し、そして前記入口主管１３１に進入する。同様に、前記緩衝液の流出速度及び持続時間は、前記第１輸送ポンプ１７１のポンプ速度及び動作時間を予め設定することで決定してもよい。その後、前記緩衝液は前記加熱モジュール１８１に流入し、前記加熱モジュール１８１により予熱される。前記加熱モジュール１８１から流出した後、前記緩衝液は、前記フロー反応器１０を洗い流すために、前記フロー反応器１０の前記入口１０１に流入する。続いて、前記緩衝液は前記フロー反応器１０の前記出口１０２から流出し、後冷却のために前記出口主管１３７を介して前記冷却モジュール１８２に流入し、そして前記コンジュゲートの収集を続行するために前記第４容器入口管１３８を介して前記第５容器１３５に流入する。前記コンジュゲーション反応が終了した後に前記緩衝液による後反応を行うことで、前記管及び前記フロー反応器内の残留反応流体を完全に利用できるため、収率が増加する。
ステップ１０３の後に、ステップ１０４で後反応後の洗い流しを行い、前記廃棄流体が排出される。この段階で、前記第１バルブ１６１及び前記第４バルブ１６４の両方とも開放状態に維持され、前記第５バルブ１６５は開放状態に切り替えられ、前記第６バルブ１６６は閉合状態に切り替えられ、前記第２バルブ１６２及び前記第３バルブ１６３の状態は閉合状態に維持されている。前記第１容器１４１内の緩衝液は前記第１輸送ポンプ１７１の制御下で引き続き前記第１容器１４１から流出し、前記第１容器出口管１３４及び前記第１入口分岐管１３２を通過し、そして前記入口主管１３１に進入する。同様に、前記緩衝液の流出速度及び持続時間は、前記第１輸送ポンプ１７１のポンプ速度及び動作時間を予め設定することで決定してもよい。その後、前記緩衝液は前記加熱モジュール１８１内で予熱され、前記フロー反応器１０の前記入口１０１に進入し、引き続き前記フロー反応器１０を洗い流す。続いて、前記緩衝液は前記フロー反応器１０の前記出口１０２から流出し、後冷却のために前記出口主管１３７を介して前記冷却モジュール１８２に流入し、そして前記廃棄流体を収集するために前記第４容器入口管１３８を介して前記第４容器１４４内に排出される。後反応後の洗い流しの段階後に前記緩衝液を供給することで、前記管及び前記フロー反応器内の残留物を完全に洗い流すことができる。
上記第１から第６バルブ１６１～１６６、前記第１輸送ポンプ１７１及び前記第２輸送ポンプ１７２は制御信号で制御可能であることで、互いに協働できる。本実施形態において、上記コンポーネントの制御ユニット又は処理ユニットは、計算機器に通信的に結合される。前記計算機器と前記コンジュゲーション装置は物理的に統合されたコンジュゲーションシステムを形成する。別の実施形態において、前記計算機器は、例えば遠隔計算機器のように、前記コンジュゲーション装置から離れるように位置決めされてもよい。前記計算機器は、アナログ、デジタルもしくはアナログ／デジタル組合せバス、又は無線通信リンクもしくはネットワークを介して上記コンポーネントに通信的に結合され、任意タイプの計算機器であってもよく、例えばサーバ、ワークステーション又はポータブル計算機器（例えば、ラップトップ、タブレットパソコン及び携帯電話）である。前記計算機器及び前記各コンポーネントはそれら自身が実行する複数のアプリケーションをそれぞれ記憶する。前記計算機器は各コンポーネントから信号又は前記コンポーネントに関する他の情報を受信し、制御アプリケーションを実行する。前記制御アプリケーションは制御決定を行い、受信した情報に基づいて１つ又は複数の制御信号を生成する。その後、前記制御アプリケーションは前記通信リンク又はネットワークを介して前記１つ又は複数の制御信号を前記各コンポーネントに送信し、それによって前記コンポーネントの動作を制御する。前記計算機器における設定アプリケーションを使用することで、作業者は、前記コンジュゲーションプロセスが開始する前にユーザインタフェースを介して前記制御アプリケーション内のセットアップパラメータ、例えば前記コンジュゲーションプロセスにおける各段階の開始及び終了時間及び前記流体の流速を作成又は変更することができる。前記セットアップパラメータは、具体的なプロセス設計における反応流体のインスタンス及びコンジュゲーションに必要な条件に基づいて作業者により決定されてもよい。前記計算機器におけるビューアプリケーションは前記制御アプリケーションからデータを受信し、ユーザインタフェースを介して前記データを作業者に表示する。例えば、前記データは、現在の流速、各バルブの状態、各輸送ポンプのポンプ速度、入口流体の温度、出口流体の温度等を含んでもよい。それによって、前記コンジュゲーションプロセス２００において、生産担当者は前記コンジュゲーション装置のリアルタイム状態を監視することができる。前記計算機器におけるデータヒストリアンアプリケーションは前記設定アプリケーション及び前記制御アプリケーションからデータを受信し、前記コンジュゲーションプロセス２００における担当者履歴操作、履歴パラメータ、及び前記コンジュゲーションプロセス２００におけるコンジュゲーション結果を含む履歴データを前記計算機器の記憶装置に記憶する。前記コンジュゲーションプロセス２００における前記ステップ２０１～２０４は、人間の介入なしで自動的且つ連続的に実行することができる。
上記実施形態において、リガーゼは支持体上に方向性固定化され、フロー反応器に充填され、それによって反応流体に含有される生成すべきコンジュゲートの２つの部分は反応流体が流体反応器を通過する間に連続的に且つ安定的にコンジュゲートされる。化学的コンジュゲーションに比べ、前記コンジュゲーション方法は、プロセスステップが大幅に削減され、複雑度が著しく低下し、高騰する製造コストの節約に特に適する。また、フロー反応器により、一層大きな規模に対する工業的需要を満たすようにコンジュゲーションプロセスの線形スケールアップが可能になり、コンジュゲーションのための単位時間が短縮され、製造領域での占有空間が減少する。前記コンジュゲーション方法を用いてコンジュゲートを生成することで、ペイロード－リンカーと標的化分子との部位特異的コンジュゲーションが実現され、均質性が向上し、さらに治療窓が拡大される。また、コンジュゲーションプロセスはモノクローナル抗体のようなバイオ分子の生産手順と統合可能である。例えば、コンジュゲーションはモノクローナル抗体中間体及びモノクローナル抗体原液の生産段階で完了してもよい。したがって、該プロセスは高い柔軟性及び優れた一貫性を有する。
以下において、図３及び４を参照しながら、本開示の別の実施形態を説明する。図３は本開示の別の実施形態におけるコンジュゲーション装置の流路図を示す。図４は図３中のコンジュゲーション装置のコンジュゲーションプロセスを示す。図３において、図１と同じ参照番号は図１を参照して説明したものと同じ特徴を識別するものである。図１に比べ、図３中のコンジュゲーション装置３００の流路図はサンプリング検出流路をさらに含むが、図３中のコンジュゲーション流路は図１と同じで、説明を省略する。
図３中のコンジュゲーション装置３００は、前記フロー反応器１０の前記出口１０２と流体的に連通するサンプリング検出ユニット３０を備える。前記サンプリング検出ユニット３０は、予め設定されたサンプリング時間に従って、前記フロー反応器１０の前記出口１０２から流出する流体を採取し、前記サンプル流体中のコンジュゲートを検出して前記コンジュゲートが予め定義された基準を満たすか否かを示す検出結果を取得する。具体的には、本実施形態において、前記サンプリング検出ユニット３０は、サンプリングポンプ３２１、第１切替バルブ３２２、溶出ポンプ３２３、洗浄ポンプ３２５、第１分析カラム３２６、第２分析カラム３２７及び検出器３２８を含む。前記サンプリングポンプ３２１はサンプリング管３１を介して前記出口管１３７に接続される。前記第１切替バルブ３２２は前記サンプリングポンプ３２１に接続される。本実施形態において、前記第１切替バルブ３２２はサンプルループが配置されている六方バルブである。前記第１切替バルブ３２２はサンプル注入及びサンプル輸送のために２つの状態間で切り替えられる。前記第１切替バルブ３２２は、検出管３３を介して前記溶出ポンプ３２３及び前記第２切替バルブ３２４に接続される。本実施形態において、前記第２切替バルブ３２４は十方バルブである。前記第１分析カラム３２６と前記第２分析カラム３２７は、デュアルカラムサンプル注入モードを形成するように並列に接続される。前記第２切替バルブ３２４を２つの状態間で切り替えることで、前記サンプル流体が通過できるように、前記第１分析カラム３２６及び前記第２分析カラム３２７のうちの１つが選択される。前記洗浄ポンプ３２５は前記サンプル流体が選択された分析カラムを通過する時に前記緩衝液を圧送し、それによって前記緩衝液は別の分析カラムを平衡化するために該別の分析カラムを通過する。
図３に示すように、前記第１切替バルブ３２２は６つのポート１～６、及びサンプル注入状態とサンプル輸送状態を含む。前記第２切替バルブ３２４は１０つのポート１～１０、及び平衡状態と検出状態を含む。前記第１切替バルブ３２２の各ポートの接続は以下のとおりである。ポート１とポート４は外部からサンプル注入ループを接続することで接続され、ポート２は前記溶出ポンプ３２３に接続され、ポート３は、前記第２切替バルブ３２４のポート４に接続され、ポート５は前記サンプリングポンプ３２１に接続され、ポート６は廃棄物排出管に接続される。前記第２切替バルブ３２４の各ポートの接続は以下のとおりである。ポート１及びポート８は前記第１分析カラム３２６の両端にそれぞれ接続され、ポート２は前記洗浄ポンプ３２５に接続され、ポート３及びポート６は前記第２分析カラム３２７の両端にそれぞれ接続され、ポート４は、前記第１切替バルブ３２２のポート３に接続され、ポート５はポート１０に接続され、ポート７は前記廃棄物排出管に接続され、ポート９は前記検出器３２８の入口に接続される。
図４を参照すると、図２中のコンジュゲーション方法２００に比べ、コンジュゲーション方法４００におけるステップ４０１及び４０３～４０４はそれぞれ図２中のステップ２０１及び２０３～２０４と同一であり、図２と４の相違点はステップ４０２のみにある。このため、ステップ４０２のみは図３を参照して説明し、ステップ４０１及び４０３～４０４の説明は省略する。
ステップ４０２は、コンジュゲーション反応を行うこと、及び生成されたコンジュゲートのオンライン監視を行って該生成されたコンジュゲートが予め定義された基準を満たすか否かを判定することを含む。前記コンジュゲーション反応において、前記サンプリングポンプ３２１は前記予め設定されたサンプリング時間に従って、前記出口主管１３７から所定量のサンプル流体を採取する。このとき、前記第１切替バルブ３２２は第１状態（サンプル注入状態）にある。この状態において、前記第１切替バルブ３２２のポート５とポート４は互いに連通し、ポート１はポート６と連通し、ポート２はポート３と連通する。ポート１がサンプルループを介してポート４と連通するため、前記サンプル流体の流路は、ポート５－ポート４－サンプルループ－ポート１－ポート６のようになる。このようにして、前記サンプル流体は前記サンプルループ内に圧送されてそこに貯蔵され、過剰のサンプル流体はポート６から排出され、それによってサンプリングが完了される。前記サンプルループの仕様は、異なる検出方法及び各サンプリングに必要なサンプル流体の容積、例えば５μＬ、１０μＬ、２０μＬ及び３０μＬに基づいて選択されてもよい。一方、前記溶出ポンプ３２３は検出管３３を介して前記緩衝液を前記第１切替バルブ３２２のポート２に圧送し、前記緩衝液はポート３から流出し、そして前記第２切替バルブ３２４のポート４に流入する。このとき、前記第２切替バルブ３２４は前記第１状態にあり、前記第２切替バルブ３２４のポート４はポート５と連通し、ポート８はポート９と連通し、ポート１０はポート１と連通し、ポート２はポート３と連通する。前記第２切替バルブ３２４内の前記流入緩衝液の流路は、前記第１分析カラム３２６を予備平衡化するために、ポート４－ポート５－ポート１０－ポート１－第１分析カラム３２６－ポート８－ポート９－検出器３２８のようになる。前記洗浄ポンプ３２５の入口管が平衡緩衝液を受け入れることで、前記平衡緩衝液は前記第２切替バルブ３２４のポート２内に圧送される。前記第２切替バルブ３２４内での前記平衡緩衝液の流路は、前記第２分析カラム３２７を平衡化するために、ポート２－ポート３－第２分析カラム３２７－ポート６－ポート７－廃棄物排出のようになる。
前記第１切替バルブ３２２はサンプリング後に第２状態（即ちサンプル輸送状態）に切り替えられる。第２状態において、前記第１切替バルブ３２２のポート１はポート２と連通し、ポート３はポート４と連通し、ポート５はポート６と連通する。したがって、前記サンプル流体の流路は、溶出ポンプ３２３－ポート２－ポート１－サンプルループ－ポート４－ポート３－前記第２切替バルブ３２４のポート４のようになる。前記第２切替バルブ３２４に進入した後、前記サンプル流体の流路は、ポート４－ポート５－ポート１０－ポート１－第１分析カラム３２６－ポート８－ポート９－検出器３２８のようになる。本実施形態において、前記溶出ポンプ３２３はクォータナリポンプであり、４つの溶出剤の比率を制御し、前記溶出剤を前記検出管３３内に圧送することで、前記溶出剤は前記第１切替バルブ３２２のポート１とポート４の間の前記サンプルループを通過し、さらに前記サンプルループ内の前記サンプル流体は前記第２切替バルブ３２４に進入する。前記サンプル流体は前記溶出ポンプ３２３によって前記溶出剤の勾配を制御することで前記第１分析カラム３２６内に溶出し、前記第１分析カラム３２６から流出する流体はコンジュゲートを検出するために検出器３２８に進入する。
前記第２切替バルブ３２４のバルブ位置は次のサンプル注入のために切り替えられ、即ち、ポート１はポート２と連通し、ポート３はポート４と連通し、ポート５はポート６と連通し、ポート７はポート８と連通し、ポート９はポート１０と連通する。このバルブ位置では、前記第２切替バルブ３２４のポート４から流れる流体はポート３を通過し、前記第２分析カラム３２７に進入し、そして前記第２分析カラム３２７から流出し、順にポート６、ポート５、ポート１０及びポート９を通過して前記検出器３２８に進入する。一方、前記第１分析カラム３２６は洗浄ポンプ３２５により圧送された緩衝液で平衡化される。
検出器３２８で取得された検出結果は前記コンジュゲートが予め定義された基準を満たすか否かを示す。前記コンジュゲーション反応において、前記サンプリングポンプ３２１は前記予め設定されたサンプリング時間（例えば、一定の時間間隔）に従って前記サンプル流体を採取し、前記サンプル流体に含有されるコンジュゲートをリアルタイムに検出することで、全コンジュゲーションプロセスにおいて生成されたコンジュゲートをオンラインで監視する。前記ＡＤＣ薬物が図３中のコンジュゲーション装置３００により生成される場合、各抗体分子にコンジュゲートされた小分子毒素の平均数を求めるために前記ＡＤＣの平均ＤＡＲ値が検出される。それによって、前記コンジュゲートの品質を評価することができる。前記検出結果は、さらに、前記第５バルブ１６５及び前記第６バルブ１６６の制御ユニットに送信されてもよく、それによって前記第５バルブ１６５及び前記第６バルブ１６６の開閉は前記検出結果に応じて制御することができる。この場合、前記フロー反応器１０が平衡化され且つ前記コンジュゲーション反応が開始したばかりの時に、前記第５バルブ１６５は開放状態に維持されており、前記第６バルブ１６６は閉合状態に維持されている。前記サンプリングポンプ３２１は前記出口主管１３７内の流体からサンプル流体を採取し、前記サンプル流体中のコンジュゲートが検出される。前記コンジュゲートが予め定義された基準を満たす場合、前記第５バルブ１６５は閉合状態に切り替えられ、前記第６バルブ１６６は開放状態に切り替えられ、前記出口主管１３７内の流体は前記第５容器１４５内に収集される。
上述した第１から第６バルブ１６１～１６６、前記第１輸送ポンプ１７１及び前記第２輸送ポンプ１７２は図１中のコンジュゲーション装置１００と同じである。各コンポーネントの制御ユニット又は処理ユニットは、１つの計算機器に通信的に結合される。前記機器により前記サンプリングポンプ３２１の制御及び統合も可能になる。前記第１切替バルブ３２２、前記溶出ポンプ３２３、前記第２切替バルブ３２４及び前記検出器３２８の制御ユニット又は処理ユニットは同じ計算機器に通信的に結合されることで、互いに協働できる。上述した内容に加えて、本実施形態において、前記検出器３２８は取得された検出結果を前記計算機器における前記制御アプリケーションに送信し、前記制御アプリケーションは前記検出結果に基づいて前記コンジュゲートが予め定義された基準を満たすか否かを判定する。前記制御アプリケーション内のセットアップパラメータは、サンプリング開始時間、一定のサンプリング間隔、前記サンプリングポンプのポンプ速度、前記溶出ポンプのポンプ速度、前記洗浄ポンプのポンプ速度、各切替バルブのバルブ位置切替時間、溶出剤勾配、検出時間、前記コンジュゲートの予め定義された基準（例えば、予め設定されたＤＡＲ値）等をさらに含んでもよい。前記計算機器における前記ビューアプリケーションは、さらに、前記制御アプリケーションから受信された上記パラメータのリアルタイムデータを、ユーザインタフェースを介して表示する。
本実施形態において、前記検出器３２８はＵＶ検出器（紫外線吸収検出器）である。前記第１分析カラム３２６及び前記第２分析カラム３２７の両方ともＨＩＣ（疎水性相互作用クロマトグラフィー）分析カラムである。前記コンジュゲートの効率はＨＩＣ－ＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）検出方法によって検出される。別の実施形態において、前記コンジュゲートの効率は、ＲＰ－ＨＰＬＣ、ＳＥＣ－ＨＰＬＣ及びプロテインＡ－ＨＰＬＣのような他の検出方法によって検出されてもよい。代替的に、前記検出器３２８は質量分析検出器又は蛍光検出器等であってもよい。本実施形態では、デュアルカラム検出を採用し、前記２つの分析カラム内の流路を前記第２切替バルブ３２４によって切り替える。別の実施形態では、他の数の分析カラムを使用してもよい。例えば、１つのみの分析カラムが配置され、この場合、前記第２切替バルブ３２４は必要でなくなる。
本実施形態において、前記サンプリングポンプ３２１は前記サンプリング管３１を介して前記出口主管１３７から能動的サンプリングを行う。前記サンプリングポンプ３２１は、サンプリング容積を正確に制御及び減少できるように、蠕動ポンプ又は注入ポンプであってもよく、これによって製品収率を増加することができる。別の実施形態において、前記サンプリングポンプ３２１に代えて、１つのバルブが前記サンプリング管３１に配置される。前記バルブのバルブ位置を切り替えることで、前記出口主管１３７内の流体は前記サンプリング管３１に流入し、前記第１切替バルブ３２２のサンプルループに進入する。
前記コンジュゲーション装置３００に前記サンプリング検出ユニットを増設することで、前記フロー反応器内で生成されたコンジュゲートが予め定義された基準を満たすか否かをオンラインで監視することができ、それにより前記基準を満たす反応後流体の収集に寄与し、処理時間及びコストが削減され、製品の一致性が向上する。また、前記コンジュゲーションプロセスにおける作業者の手動サンプリングは不要でなくなり、これによってプロセスの利便性が増加し、操作複雑度が低下し、起こり得る人的エラーが回避される。
上記実施形態において、リガーゼは支持体上に方向性固定化され、フロー反応器に充填され、それによって反応流体に含有される生成すべきコンジュゲートの２つの部分は反応流体が流体反応器を通過する間に連続的に且つ安定的にコンジュゲートされる。化学的コンジュゲーションに比べ、前記コンジュゲーション装置は、プロセスステップが大幅に削減され、複雑度が著しく低下し、高騰する製造コストの節約に特に適する。また、フロー反応器により、一層大きな規模に対する工業的需要を満たすようにコンジュゲーションプロセスの線形スケールアップが可能になり、コンジュゲーションのための単位時間が短縮され、製造領域での占有空間が減少する。前記コンジュゲーション装置を用いてコンジュゲートを生成することで、ペイロード－リンカーと標的化分子との部位特異的コンジュゲーションが実現され、均質性が向上し、さらに治療窓が拡大される。また、コンジュゲーションプロセスはモノクローナル抗体のようなバイオ分子の生産手順と統合可能である。例えば、コンジュゲーションはモノクローナル抗体中間体及びモノクローナル抗体原液の生産段階で完了してもよい。したがって、該プロセスは高い柔軟性及び優れた一貫性を有する。
以下において、図５を参照しながら本開示のさらに別の実施形態を説明する。図５は本開示のさらなる実施形態におけるコンジュゲーション装置の流路図を示す。図５において、図１及び３と同じ参照番号は図１及び３を参照して説明したものと同じ特徴を識別するものである。
図３に比べ、図５中のコンジュゲーション装置５００の流路図はリサイクル流路をさらに含む。図５の流路図において、前記フロー反応器５０の前記入口１０１と前記出口１０２の間にリサイクルユニット５０が配置される。前記コンジュゲーション反応において、前記検出器３２８により取得された検出結果が、前記コンジュゲートが予め定義された基準を満たしていないと示す場合、前記流体収集ユニット１２は、前記フロー反応器１０の前記出口１０２から流出する流体の収集を停止する。また、前記リサイクルユニット５０は、流体が前記フロー反応器１０内で循環コンジュゲーション反応を行うように、前記フロー反応器１０の前記出口１０２から流出する流体を前記入口１０１に再び進入するように制御する。
具体的には、図５において、前記サンプリング管３１との接続に加えて、前記出口主管１３７は循環管５１に一端にも接続される。前記循環管５１の他端及び前記第３容器出口管１３６の両方とも流体コネクタを介して前記第２入口管１３３に接続される。前記循環管５１上にリサイクル容器５３、第６ピンチバルブ５２１、第７ピンチバルブ５２２、第７バルブ５２３及び第８バルブ５２４が配置される。
前記リサイクル容器５３は予め定義された基準を満たしていない反応流体を貯蔵するためのものである。前記第１から第５容器１４１～１４５と同様に、前記リサイクル容器５３の形態、材質及び容量は実際の必要に応じて選択してもよく、例えば、異なる仕様の使い捨て液体貯蔵袋、使い捨て液体貯蔵ボトル、ステンレス鋼容器、及び使い捨てと非使い捨てのガラスもしくはプラスチック容器を選択してもよい。例えば通常厚さの使い捨てシリコーンチューブのように、前記循環管５１の材質及び仕様（例えば内径）は実際の必要に応じて選択してもよい。好ましくは、前記リサイクル容器５３、前記第１から第５容器１３１～１３５及び前記各管は前記使い捨てシリコーンチューブと前記液体貯蔵袋とのセットである。
前記第７ピンチバルブ５２１及び前記第８ピンチバルブ５２２の両方とも手動ピンチバルブであり、前記リサイクル容器５３内の流体の流入及び流出を制御するためのものである。前記第７バルブ５２３及び前記第８バルブ５２４は、前記循環コンジュゲーションプロセスにおいて前記循環管５２内での流体の流路を制御するためのものである。前記第１から第６バルブ１６１～１６６と同様に、前記第７バルブ５２３及び前記第８バルブ５２４は、任意タイプのバルブ、例えば空気圧バルブ、電動バルブ及び油圧バルブであってもよい。好ましくは、前記第７バルブ５２３及び前記第８バルブ５２４は電磁バルブである。
前記コンジュゲーション反応において、前記サンプリングポンプ３２１は予め設定されたサンプリング時間従って前記出口主管１３７から所定量のサンプル流体を採取する。前記サンプル流体は前記溶出ポンプ３２３と前記第１切替バルブ３２２の協働によって前記第２切替バルブ３２４に進入し、前記分析カラム３２６及び３２７のうちの１つを通過し、前記検出器３２８に流入する。前記検出器３２８は前記サンプル流体を検出し、前記検出結果は前記サンプル流体に含有されるコンジュゲートが予め定義された基準を満たすか否かを示す。詳細な検出過程は図３と同じであるため、ここでは説明を省略する。前記サンプル流体に含有されるコンジュゲートが予め定義された基準を満たしていないと、前記第１から第６バルブ１６１～１６６は全て閉合状態に切り替えられ、前記第７バルブ５２３及び前記第８バルブ５２４は開いている。前記出口主管１３７から流出する流体は前記循環管５１に流入し、前記リサイクル容器５３に仮貯蔵される。その後、前記仮貯蔵された流体は前記第２輸送ポンプ１７２の制御下で前記第８バルブ５２４を通過し、前記入口管１３１に流入し、前記フロー反応器１０内で再コンジュゲートされる。
再コンジュゲーション後にサンプルされた、前記サンプル流体に含有されるコンジュゲートが予め定義された基準を満たすと、前記第６バルブ１６６は開放状態に切り替えられ、前記第７バルブ５２３は閉合状態に切り替えられ、前記出口主管１３７から流出する流体は前記第５容器１３５内に収集される。再コンジュゲーション後にサンプルされた、前記サンプル流体に含有されるコンジュゲートが依然として予め定義された基準を満たしていないと、前記第１から第６バルブ１６１～１６６は閉合状態に維持され、前記第７バルブ５２３及び前記第８バルブ５２４は開放状態に維持され、前記再コンジュゲートされた流体は、生成されたコンジュゲートが予め定義された基準を満たすようになるまで、再コンジュゲートのために引き続き前記循環管５１に流入する。前記循環コンジュゲーションプロセスにおいて、前記フロー反応器１０内でコンジュゲーション反応を行う流体は、前記リサイクル容器５３及び前記循環管５１内の流体が実質的に排出されるまで、前記循環管５１により輸送された流体であり続ける。前記流体の流速は、前記第２輸送ポンプ１７２のポンプ速度を予め設定することで決定してもよい。循環コンジュゲーションの流速は、異なるプロセス要件に応じて前記リサイクル容器５３の保持容積（例えば前記フロー反応器１０の反応容積の１／３）を保持時間で割ることで計算される。前記リサイクル容器５３及び前記循環管５１内の流体が実質的に排出された場合、前記第２バルブ１６２、前記第３バルブ１６３及び前記第４バルブ１６４は開放状態に切り替えられ、前記第７バルブ５２３及び前記第８バルブ５２４は閉合状態に切り替えられ、それにより前記第２容器内の前記第１反応流体１４２及び前記第３容器内の前記第２反応流体１４３は前記フロー反応器１０に連続的に流入してコンジュゲーション反応を行う。前記コンジュゲーション装置５００のコンジュゲーションプロセスは図３のコンジュゲーション装置３００のコンジュゲーションプロセス４００と同じであるため、説明を省略する。
上述したように、前記反応流体に含有される部分のコンジュゲーション条件は、オンラインで監視することができる。前記コンジュゲーション装置５００に循環流路を増設することで、前記コンジュゲートの検出結果が前記基準を満たす場合、前記フロー反応器から流出する流体は自動的に収集され、前記コンジュゲートの検出結果が前記基準を満たしていない場合、前記フロー反応器から流出する流体は、基準を満たすようになるまで、再コンジュゲートのために前記フロー反応器内にリサイクルされる。前記コンジュゲートの全生産プロセスは生産プロセスにおける作業者の手動サンプリングなしで自動的に完了されることで、プロセス利便性が増加し、担当者操作の複雑度が低下し、起こり得る人的エラーが回避される。
また、図５に示すように、本実施形態において、前記コンジュゲーション流路の入口主管１３１上にそれぞれ圧力感知モジュール５２５及び流量測定モジュール５２６が配置される。したがって、前記入口主管１３１に進入する流体は前記圧力感知モジュール５２５及び前記流量測定モジュール５２６を通過してから前記加熱モジュール１８１に進入する。事前に前記圧力感知モジュール５２５のための圧力閾値を設定してもよく、前記圧力感知モジュール５２５により測定された流体圧力が前記圧力閾値を超えた場合、前記コンジュゲーション装置５００は警報を出し、極度の高圧による前記フロー反応器１０の破裂を回避するように自動的に一時停止する。前記流量測定モジュール５２６は前記入口主管１３１を流れる流体の流量をリアルタイムに監視することができる。
別の実施形態において、前記圧力感知モジュール５２５及び／又は前記流量測定モジュール５２６は、前記フロー反応器１０の前記出口１０２から流出する流体の圧力及び流量をリアルタイムに監視するために前記出口主管１３７上に配置されてもよい。また、別の実施形態において、他の測定装置、例えば導電率計測モジュール、ｐＨ計測モジュール及びＵＶ検出モジュールは、前記コンジュゲーション緩衝液、前記反応流体及び／又は前記フロー反応器１０の前記出口１０２から流出する流体の導電率、ｐＨ及びＵＶ値等のパラメータをリアルタイムに監視するために、前記入口主管１３１及び／又は前記出口主管１３７上に配置されてもよい。別の実施形態において、前記フロー反応器１０の前記出口１０２から流出する流体をセクション毎に収集するために、前記出口主管１３７上に自動収集器を配置してもよい、。
上述した第１から第６バルブ１６１～１６６、前記第１輸送ポンプ１７１、前記第２輸送ポンプ１７２、前記サンプリングポンプ３２１、前記第１切替バルブ３２２、前記溶出ポンプ３２３、前記第２切替バルブ３２４及び前記検出器３２８は、図３中のコンジュゲーション装置３００と同じである。各コンポーネントの制御ユニット又は処理ユニットは１つの計算機器に通信的に結合される。前記圧力感知モジュール５２５、前記流量測定モジュール５２６及び前記第７と第８バルブ５２３と５２４の制御ユニット又は処理ユニットは、同じ計算機器に通信的に結合されることで、互いに協働できる。上述した内容に加えて、本実施形態において、前記圧力感知モジュール５２５及び前記流量測定モジュール５２６は前記計算機器における制御アプリケーションに測定結果を送信する。前記制御アプリケーションはこれらの測定結果に基づいて制御決定を行い、関連コンポーネントに制御信号を送信する。前記制御アプリケーション内のセットアップパラメータは、圧力閾値、流量閾値、循環コンジュゲーション中の流速等をさらに含んでもよい。前記計算機器における前記ビューアプリケーションは、前記制御アプリケーションから受信された上記パラメータのリアルタイムデータを、ユーザインタフェースを介して表示する。
上記実施形態において、リガーゼは支持体上に方向性固定化され、フロー反応器に充填され、それによって反応流体に含有される生成すべきコンジュゲートの２つの部分は反応流体が流体反応器を通過する間に連続的に且つ安定的にコンジュゲートされる。化学的コンジュゲーションに比べ、前記コンジュゲーション装置は、プロセスステップが大幅に削減され、複雑度が著しく低下し、高騰する製造コストの節約に特に適する。また、フロー反応器により、一層大きな規模に対する工業的需要を満たすようにコンジュゲーションプロセスの線形スケールアップが可能になり、コンジュゲーションのための単位時間が短縮され、製造領域での占有空間が減少する。前記コンジュゲーション装置を用いてコンジュゲートを生成することで、ペイロード－リンカーと標的化分子との部位特異的コンジュゲーションが実現され、均質性が向上し、さらに治療窓が拡大される。また、コンジュゲーションプロセスはモノクローナル抗体のようなバイオ分子の生産手順と統合可能である。例えば、コンジュゲーションはモノクローナル抗体中間体及びモノクローナル抗体原液の生産段階で完了してもよい。したがって、該プロセスは高い柔軟性及び優れた一貫性を有する。
本開示のさらに別の実施形態において、コンジュゲートの生成方法を提供する。前記方法は、生成すべきコンジュゲートの第１部分及び第２部分を含有する少なくとも１種の反応流体を用意するステップと、上記実施形態における任意のコンジュゲーション装置を用いて前記コンジュゲートを生成するステップと、を含む。
上記説明は本開示の代替的実施形態に過ぎず、本開示の実施形態を限定するものではない。当業者であれば、本開示の実施形態に対して様々な修正及び変更を加えることが可能である。
特許請求の範囲は最も広範な解釈に従うものとし、これによって、全ての変更、等価構造及び機能を包含する。本開示の実施形態の精神及び原則内に行われた変更、等価形態及び改良は、いずれも本開示の特許請求の範囲に含まれるものとする。

Claims (19)

  1. それぞれが支持体で充填され、入口と出口を有する少なくとも１つのフロー反応器であって、前記支持体上にリガーゼが固定化される、前記フロー反応器と、
    前記フロー反応器の前記入口と流体的に連通し、コンジュゲーションプロセスの段階に応じて前記フロー反応器に少なくとも１種の反応流体を連続的に供給するように設定される流体輸送ユニットであって、前記少なくとも１種の反応流体は生成すべきコンジュゲートの第１部分及び第２部分を含む、前記流体輸送ユニットと、
    前記フロー反応器の前記出口と流体的に連通し、前記コンジュゲーションプロセスの段階に応じて前記フロー反応器の前記出口から流出する流体の収集を制御するように設定される流体収集ユニットと、を備えるコンジュゲーション装置であって、
    前記少なくとも１種の反応流体を前記フロー反応器に連続的に通過させる間に、前記第１部分と前記第２部分は前記リガーゼの触媒作用下でコンジュゲーション反応してコンジュゲートを生成する、前記装置。
  2. 前記少なくとも１種の反応流体は第１反応流体及び第２反応流体を含み、前記第１反応流体は前記第１部分を含有し、前記第２反応流体は前記第２部分を含有する、請求項１に記載のコンジュゲーション装置。
  3. 前記コンジュゲーションプロセスは、反応前の平衡化、コンジュゲーション反応、後反応、及び後反応後の洗い流しという段階をこの順に含み、前記流体輸送ユニットは、さらに、
    前記反応前の平衡化、後反応及び後反応後の洗い流しの段階で前記フロー反応器に連続的に緩衝液を供給し、及び
    前記コンジュゲーション反応の段階で前記第１反応流体と前記第２反応流体を前記フロー反応器に連続的且つ同時に供給するように、設定される、請求項２に記載のコンジュゲーション装置。
  4. 前記緩衝液、前記第１反応流体及び前記第２反応流体はそれぞれ第１容器、第２容器及び第３容器に貯蔵され、
    前記流体輸送ユニットは第１輸送ポンプ及び第２輸送ポンプを含み、前記第１容器及び前記第２容器はそれぞれ第１容器出口管及び第２容器出口管を介して前記第１輸送ポンプに接続され、前記第３容器は第３容器出口管を介して前記第２輸送ポンプに接続され、
    前記第１輸送ポンプ及び前記第２輸送ポンプはそれぞれ第１入口分岐管及び第２入口分岐管を介して入口主管に接続され、前記入口主管は前記フロー反応器の前記入口に接続され、
    前記反応前の平衡化、後反応及び後反応後の洗い流しの段階で、前記第１容器内の前記緩衝液は前記第１輸送ポンプにより前記入口主管内に送られ、
    前記コンジュゲーション反応の段階で、前記第２容器内の第１反応流体は前記第１輸送ポンプにより前記入口主管内に送られ、前記第３容器内の前記第２反応流体は前記第２輸送ポンプにより前記入口主管内に送られる、請求項３に記載のコンジュゲーション装置。
  5. 前記流体輸送ユニットは、第１バルブ、第２バルブ、第３バルブ及び第４バルブをさらに含み、
    前記第１バルブ、前記第２バルブ及び前記第３バルブはそれぞれ前記第１容器出口管、前記第２容器出口管及び前記第３容器出口管上に配置され、それぞれ前記第１容器出口管、前記第２容器出口管及び前記第３容器出口管内での流体の流路を制御するためのものであり、
    前記第４バルブは前記第１入口分岐管上に配置され、前記第１入口分岐管内での流体の流路を制御するためのものである、請求項３に記載のコンジュゲーション装置。
  6. 前記反応前の平衡化、後反応及び後反応後の洗い流しの段階で、前記第１バルブ及び前記第４バルブは開いており、前記第２バルブ及び前記第３バルブは閉じており、
    前記コンジュゲーション反応の段階で、前記第１バルブは閉じており、前記第２バルブ、前記第３バルブ及び前記第４バルブは開いている、請求項５に記載のコンジュゲーション装置。
  7. 前記第１容器出口管、前記第２容器出口管、前記第３容器出口管、前記第１入口分岐管、前記第２入口分岐管及び前記入口主管は使い捨て又は非使い捨てのものであり、それぞれステンレス鋼、チタン及びシリコーンのうちの１つから製造され、
    前記第１容器、前記第２容器及び前記第３容器はそれぞれ、使い捨て液体貯蔵袋、使い捨て液体貯蔵ボトル、ステンレス鋼容器、及び使い捨てまたは非使い捨てのガラスもしくはプラスチック容器のうちの１つから選ばれる、請求項４に記載のコンジュゲーション装置。
  8. 前記流体収集ユニットは、さらに、
    前記反応前の平衡化、及び後反応後の洗い流しの段階で、各前記フロー反応器の前記出口から流出する流体を第４容器内に収集し、及び
    前記コンジュゲーション反応及び後反応の段階で、各前記フロー反応器の前記出口から流出する流体を第５容器内に収集するように、設定される、請求項３に記載のコンジュゲーション装置。
  9. 前記第４容器及び前記第５容器は第４容器入口管及び第５容器入口管を介してそれぞれ出口主管に接続され、前記出口主管は前記フロー反応器の前記出口に接続され、
    前記流体収集ユニットは、それぞれ前記第４容器入口管及び前記第５容器入口管上に配置され、前記第４容器入口管及び前記第５容器入口管内での流体の流路を制御するための第５バルブ及び第６バルブを含む、請求項８に記載のコンジュゲーション装置。
  10. 前記反応前の平衡化及び後反応後の洗い流しの段階で、前記第５バルブは開いており、前記第６バルブは閉じており、
    前記コンジュゲーション反応及び後反応の段階で、前記第５バルブは閉じており、前記第６バルブは開いている、請求項９に記載のコンジュゲーション装置。
  11. 前記第４容器入口管、前記第５容器入口管及び前記出口主管は使い捨て又は非使い捨てのものであり、それぞれステンレス鋼、チタン及びシリコーンのうちの１つから製造され、
    前記第４容器及び前記第５容器はそれぞれ、使い捨て液体貯蔵袋、使い捨て液体貯蔵ボトル、ステンレス鋼容器、及び使い捨てまたは非使い捨てのガラスもしくはプラスチック容器のうちの１つから選ばれる、請求項９に記載のコンジュゲーション装置。
  12. 前記フロー反応器の前記出口と流体的に連通するサンプリング検出ユニットをさらに備え、前記サンプリング検出ユニットは、
    予め設定されたサンプリング時間に従って前記フロー反応器の前記出口から流出する流体からサンプル流体を採取し、及び
    前記サンプル流体中のコンジュゲートを検出して前記コンジュゲートが予め定義された基準を満たすか否かを示す検出結果を取得するように、設定される、請求項１に記載のコンジュゲーション装置。
  13. 前記サンプリング検出ユニットは、サンプリングポンプ、第１切替バルブ、溶出ポンプ、少なくとも１つの分析カラム、及び検出器を含み、前記サンプリングポンプはサンプリング管を介して前記フロー反応器の前記出口に接続され、前記第１切替バルブ上にサンプルループが配置され、前記第１切替バルブは前記予め設定されたサンプリング時間に従って第１状態と第２状態の間を切り替えることができ、
    前記第１切替バルブが前記第１状態にある場合、前記サンプリングポンプは前記サンプルループと流体的に連通し、前記フロー反応器の前記出口から流出する流体から前記サンプリング管によって前記サンプル流体を採取し、前記サンプル流体を前記サンプルループ内に送り、
    前記第１切替バルブが前記第２状態にある場合、前記溶出ポンプと、前記サンプルループと、前記少なくとも１つの分析カラムと、前記検出器とは検出管を介して流体的に連通し、前記溶出ポンプは、溶出剤を前記検出管内に送って前記溶出剤を前記サンプルループに通過させることで、前記サンプルループ内の前記サンプル流体を、前記検出器に進入する前に、前記少なくとも１つの分析カラムの１つに通過させる、請求項１２に記載のコンジュゲーション装置。
  14. 前記分析カラムは２つ配置され、前記サンプリング検出ユニットは、２つの状態間を切り替え可能な第２切替バルブと、洗浄ポンプとをさらに含み、
    前記第２切替バルブが前記状態のいずれかにある場合、前記サンプルループ及び前記検出器は前記２つの分析カラムのうちの１つと流体的に連通し、前記溶出剤により前記サンプルループ内の前記サンプル流体は前記１つの分析カラムに流入し、前記洗浄ポンプは別の分析カラムと流体的に連通し、緩衝液を平衡化のために前記別の分析カラム内に送る、請求項１３に記載のコンジュゲーション装置。
  15. 前記フロー反応器の前記入口と前記出口の間に配置されたリサイクルユニットをさらに備え、
    前記コンジュゲートが前記予め定義された基準を満たしていない検出結果の場合、前記流体収集ユニットは前記フロー反応器の前記出口から流出する流体の収集を停止し、前記リサイクルユニットは、前記フロー反応器内で再コンジュゲーション反応を行うために、 前記フロー反応器の前記出口から流出する流体を、前記入口に再び進入するように制御する、請求項１２に記載のコンジュゲーション装置。
  16. 前記リサイクルユニットは、前記フロー反応器の前記入口と前記出口の間に接続されるリサイクル管上に配置される第７バルブをさらに含み、前記リサイクル管上にリサイクル容器が配置され、
    前記コンジュゲートが前記予め定義された基準を満たしていない検出結果の場合、前記第７バルブは開いており、前記フロー反応器の前記出口から流出する流体は前記リサイクル管、前記リサイクル容器を通過してから前記入口に流入する、請求項１５に記載のコンジュゲーション装置。
  17. 前記フロー反応器はコンジュゲーションカラムである、請求項１に記載のコンジュゲーション装置。
  18. 前記第１部分は、リガーゼ受容体基質認識モチーフ及びリガーゼ供与体基質認識モチーフのうちの一方を含み、前記第２部分は、前記リガーゼ受容体基質認識モチーフ及び前記リガーゼ供与体基質認識モチーフのうちの他方を含む、請求項１に記載のコンジュゲーション装置。
  19. 生成すべきコンジュゲートの第１部分及び第２部分を含有する少なくとも１種の反応流体を用意するステップと、
    請求項１から１８のいずれか１項に記載のコンジュゲーション装置を用いて前記コンジュゲートを生成するステップと、を含む、コンジュゲートの生成方法。
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