JP2942356B2 - 毒素および薬剤を含む治療用複合体 - Google Patents

毒素および薬剤を含む治療用複合体

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.発明の分野 本発明は、治療用複合体に関するものであり、薬剤も
しくは修飾毒素と、標的細胞関連する物質（該物質は、
細胞内に該複合体を内在化させる。）と反応するタンパ
ク質とを含む治療用複合体に関する。
本発明はまた、毒素もしくは薬剤と抗体もしくは抗体
フラグメントとを含む部位特異的複合体についての改良
され、かつ至適化された方法にも関する。
本発明はさらに、癌療法において有用な組成物および
方法に関する。
本発明はさらにまた、ウイルス、微生物および寄生虫
による疾病の治療に有用な組成物および方法にも関す
る。
2.先行技術 細胞内に内在化される薬剤もしくは毒素は、多くのヒ
ト疾患の原因となっている細胞に対する極めて協力な細
胞毒性剤である。その強い活性のために、これらの薬剤
は、標的細胞に特異的に結合する細胞毒性剤を形成する
ために単クローン性抗体に結合させられる。したがっ
て、これらのイムノトキシン（immunotoxin）は、癌、
ウイルス、寄生虫および他の伝染性生物による疾病の治
療に非常に有用である。毒素もしくは薬剤を単クローン
性抗体に結合させるために、種々の方法が用いられてき
た。しかし、タンパク質、特に抗体もしくは抗体フラグ
メントと、毒素もしくは毒素による治療効果と同様な治
療効果を有する薬剤との安定な複合体を形成するための
部位特異的方法についてのニーズはなお残っている。
発明の目的 本発明の目的は、安定であって、免疫反応性の強い、
毒素もしくは薬剤と抗体もしくは抗体フラグメントの複
合体を容易に製造することである。
本発明の別の目的は、毒素もしくは薬剤を抗体もしく
は抗体フラグメントの中に導入する方法を提供すること
である。
本発明のまた別の目的は、治療方法で使用する毒素も
しくは薬剤と抗体もしくは抗体フラグメントの安定な複
合体を提供することである。
本発明の別の目的は、ヒトの癌、リンパ腫および白血
病に罹患している患者の治療方法において使用する薬剤
を提供することである。
本発明の別の目的は、微生物や寄生虫に感染した患者
の治療方法において使用する薬剤を提供することであ
る。
本発明のまた別の目的は、ウイルスに感染している細
胞を破壊することによる、ウイルス感染をもつ患者の治
療方法において使用する薬剤を提供することである。
この明細書および添付の請求の範囲をさらに検討する
ことによって、本発明のまた別の目的および利点が当業
者には明らかとなろう。
発明の要旨 一つの態様として、本発明は、複合の前に少なくとも
１個のメルカプト基を有し、この基が複合のための部位
となるようなタンパク質と複合した毒素もしくは薬剤を
提供する。この複合体は、薬剤もしくは機能的なレセプ
ター結合ドメインを欠いた天然の毒素である修飾毒素、
および標的細胞もしくは生物体に付随する物質と反応す
るタンパク質を含む。該標的細胞もしくは生物体に付随
する物質は、細胞の細胞質内に該複合体を内在化させ、
さらに該薬剤もしくは毒素は、細胞を殺す。
また別の態様として、本発明は、複合の前に少なくと
も１個のメルカプト基を有し、この基が複合のための部
位となるような抗体もしくは抗体フラグメントと複合し
た毒素もしくは薬剤を提供する。この複合体は、薬剤も
しくは機能的なレセプター結合ドメインを欠いた天然の
毒素である修飾毒素、および癌細胞（例えばＢ細胞リン
パ腫）上に存在する腫瘍関連抗原と反応する抗体もしく
は抗体フラグメントを含む。ここで抗原は、該複合体を
癌細胞内に内在化させる。
また別の態様として、本発明は、毒素もしくは薬剤と
の複合前に処理され、重鎖の間のジスルフィド結合が切
断され、複合のための部位となることができる遊離スル
フヒドリル（メルカプト）基を生じるような抗体もしく
は抗体フラグメントと複合した毒素もしくは薬剤を提供
する。この複合体は、薬剤もしくは機能的なレセプター
結合ドメインを欠いた天然の毒素である修飾毒素、およ
び標的細胞もしくは病原体に付随する物質と反応する抗
体もしくは抗体フラグメントを含む。該標的細胞もしく
は病原体に付随する物質は、細胞もしくは病原体の細胞
質内に該複合体を内在化させる。
また別の態様として、本発明は、ヒトのリンパ腫もし
くは白血病をもつ患者の治療方法で使用する薬剤を提供
する。患者は、医薬的に許容できる担体中の抗体もしく
は抗体フラグメント複合体を含む細胞毒性量の組成物を
投与される。この複合体は、機能的なレセプター結合ド
メインを欠いた天然の毒素である修飾毒素、およびリン
パ腫上に存在する腫瘍関連抗原と反応する抗体もしくは
抗体フラグメントを含む。この抗原は、悪性細胞内に複
合体を内在化させる。
また別の態様として、本発明は、癌の治療法で使用す
る薬剤を提供する。この方法は、抗原を産生するか、ま
たは抗原と結合する癌をもつ患者に、該抗原に特異的
で、機能的なレセプター結合領域を欠いた天然の毒素で
ある修飾毒素と複合されているFab′抗体フラグメント
の細胞毒性量を非経口的に注射することを含む。該抗原
は、該癌細胞内に該複合体を内在化させる。
また別の態様として、本発明は無菌的注射可能組成物
を提供する。この組成物は、毒素もしくは薬剤と、抗体
もしくは抗体フラグメントと、医薬的に許容できる注射
賦形剤を含む。この複合体は、薬剤もしくは機能的なレ
セプター結合ドメインを欠いた天然の毒素である修飾毒
素、および癌細胞もしくは病原体に存在する抗原と反応
する抗体もしくは抗体フラグメントを含む。この抗原
は、その細胞もしくは病原体中に該複合体を内在化させ
る。
また別の態様として、本発明は注射可能な無菌的組成
物を提供する。この組成物は、医薬的に許容できる注射
用賦形剤中に毒素とタンパク質の複合体を含む。この複
合体は、薬剤もしくは機能的なレセプター結合ドメイン
を欠いた天然の毒素である修飾毒素と、標的細胞もしく
は病原体に付随する物質とを反応し、さらに複合のため
の部位となる少なくとも１個のメルカプト基を複合前に
もっているタンパク質とを踏む。該標的細胞もしくは病
原体に付随する物質は、複合体を細胞の細胞質内に内在
化させる。
また別の態様として、本発明は、薬剤もしくは機能的
なレセプター結合ドメインを欠いた毒素と、少なくとも
１個のジスルフィド結合を有するタンパク質前駆体由来
のタンパク質とを含む複合体の製造方法を提供する。こ
の方法は、（ａ）タンパク質前駆体をジスルフィド還元
剤と反応させ、ジメルカプトタンパク質を形成させ、さ
らに（ｂ）毒素もしくは薬剤をジメルカプトタンパク質
に接触させ、複合体を形成する公定を含む。
別の態様として、本発明は、Fab′抗体フラグメント
と、薬剤もしくは機能的なレセプター結合ドメインを欠
いた毒素とを含む複合体の製造方法を提供する。この方
法は以下の工程を含む。
（ａ）ジスルフィド基を切断するために無傷の抗体を、
多数の基部遊離スルフヒドリル基を生じるためには十分
であるが、該抗体を免疫学的に不活性するには不十分な
量の還元剤で部分的に還元し、さらに、この部分的還元
抗体を回収し、 （ｂ）部分的還元抗体を切断して、還元Ｆ（ab′）２フ
ラグメントを生じさせ、さらに、 （ｃ）部分的還元Ｆ（ab′）２フラグメントを薬剤溶液
もしくは機能的結合ドメインを欠いた毒素溶液と接触さ
せる。
また別の態様として、本発明は、タンパク質と毒素も
しくは薬剤の複合体を製造する方法を提供する。この方
法は、溶液中で（ａ）少なくとも１個の付属スルフヒド
リル基を有するタンパク質と、（ｂ）薬剤もしくは機能
的なレセプター結合ドメインを欠いた毒素の混合物を接
触させ、さらに、生じた複合体溶液を回収する工程を含
む。
詳細な説明 タンパク質物質と複合した毒素もしくは薬剤に関する
組成物および方法が、癌および感染性疾患の治療におけ
る複合体の使用と同様に提供される。この癌の状態に
は、癌種、内腫、白血病、リンパ腫およびミエローマが
含まれる。伝染性病疾患は、侵入微生物または寄生虫に
よって引き起こされるものを含む。本明細書で用いられ
るように、「微生物」とは、ウイルス、細菌、リケッチ
ア、マイコプラズマ、原虫、カビなどのような微生物を
指し、「寄生虫」とは、伝染性で一般に顕微鏡的な非常
に小さな多細胞性無脊椎動物、またはその卵もしくは幼
生形を指し、これらは抗体誘発排除または溶解性もしく
は食細胞破壊に感受性であり、例えば蠕虫を含むマラリ
アの寄生虫、スピロヘータなどを指す。一方、「伝染性
因子」または「病原体」とは、微生物および寄生虫の両
方を指す。
したがって、本発明の方法は、間隙を置いて隣合う多
数の遊離スルフヒドリル（メルカプト）基を有するタン
パク質の溶液を毒素もしくは薬剤の溶液と接触させ、そ
れによってタンパク質と複合した毒素もしくは薬剤の溶
液を得る工程を広く含む。この方法の好ましい態様は、
本発明の方法を応用し、治療に有用な毒素複合抗体もし
くは薬剤複合抗体もしくは抗体フラグメントを製造する
ことを含む。
本発明の方法は、毒素または薬剤を、不可欠の遊離ス
ルフヒドリル（メルカプト）基をもつ他のタンパク質に
結合させるために用いられる。１つまたはそれ以上の基
部遊離スルフヒドリル基を有するタンパク質は直接標識
できる。ジスルフィド基を有するもの（通常システイン
残基によって連結されている）は、還元剤で処理し、遊
離のスルフヒドリル基を生成させることができる。これ
によって、ジスルフィド基が連続していないポリペプチ
ド鎖を連結させている場合、タンパク質のフラグメント
化が生じるか、または単に鎖の分離を生じる。ジスルフ
ィド結合が単一のポリペプチド鎖の離れたセグメントを
つなぐ場合には、おそらくタンパク質の構造変化を含
む。遊離スルフヒドリル（メルカプト）基を有するタン
パク質を製造するために、遺伝子工学を用いることがで
きる。
このタンパク質物質は、タンパク質、ペプチド、ポリ
ペプチド、糖蛋白、脂質蛋白など（例えばホルモン、リ
ンホカイン、成長因子、アルブミン、サイトカイン、酵
素、免疫調節剤、レセプタータンパク質、抗体および抗
体フラグメント）でもよい。
タンパク質物質は、少なくとも１個の遊離メルカプト
基、または複合のための部位として利用できるメルカプ
ト基を提供する少なくとも１個の利用可能なジスルフィ
ド基の何れかを有することを特徴とする。
好ましいタンパク質物質は、標的細胞の表面物質、特
に表面抗原と反応するものであり、この場合、複合体は
当該表面と結合し、続いて細胞内に摂取される。表面抗
原の中では、とりわけ表面膜レセプター、免疫グロブリ
ン、抗体、酵素、天然に生じるレセプター、レクチンな
どである。膜レセプターおよび細胞内抗原もしくはレセ
プターが好ましい。
本発明で特に興味のあるタンパク質物質は、抗体およ
び抗体フラグメントである。「抗体および抗体フラグメ
ント」とは、一般に、特異的に抗原と結合して免疫複合
体を形成する免疫グロブリンまたはそのフラグメントを
意味する。
この抗体は、いずれかの種類の完全な免疫グロブリ
ン、例えば、IgG、IgM、IgA、IgD、IgE、２種もしくは
多数の抗原特異性またはエピトープ特異性をもつキメラ
もしくはハイブリッド抗体でもよい。それは、多クロー
ン性抗体、好ましくは、ヒトまたは適切な動物（例えば
霊長類、ヤギ、ウサギ、マウスなど）のアフィニティー
精製抗体でもよい。単クローン性抗体は、また本発明で
の使用に適しており、その高い特異性のゆえに好まし
い。それらは、現在通常の哺乳類の免疫原性抗原調製物
による免疫方法と考えられているもの、不朽化ミエロー
マ細胞株と免疫リンパ細胞もしくは脾細胞との融合、お
よび特異的ハイブリドーマクローンの分離によって、容
易に調製できる。単クローン性抗体を調製する、より非
慣用的方法、例えば種間融合および高可変領域の遺伝子
工学操作も除外されない。なぜならば、本発明における
それらの利用を左右するものは、主に抗体の抗原特異性
だからである。単クローン性抗体の製造のためのより新
しい技術もまた用いることができることは理解しえよ
う。これらは、例えば、ヒト単クローン性抗体、種間単
クローン性抗体、キメラ（例えばヒト／マウス）単クロ
ーン性抗体、遺伝子工学操作抗体などである。
本発明で有用な抗体フラグメントは、Ｆ（ab′）２、
Ｆ（ab）２、Fab′、Fab、Fvなどであるが、ハイブリッ
ドフラグメントも含む。好ましいフラグメントは、Fa
b′、Ｆ（ab′）２、FabおよびＦ（ab）２である。免疫
グロブリンの高可変抗原結合領域を保持し、Fab′フラ
グメントと同じかまたはそれより小さいサイズをもつサ
ブフラグメントもまた有用である。これは、単鎖であれ
複数鎖であれ、遺伝子操作および／または組換え体タン
パク質を含み、該タンパク質は、抗原結合部位を含む
か、もしくは天然の免疫グロブリンフラグメントと実質
的に同じ態様での標的照準用担体としてインビボで機能
する。そのような単鎖結合分子は米国特許第4,946,778
号に開示されており、この文献は引用することによって
本明細書に含まれる。Fab′抗体フラグメントは、便宜
的には、Ｆ（ab′）２フラグメントの還元切断によって
作製でき、Ｆ（ab′）２フラグメントは、無傷の免疫グ
ロブリンのペプシン消化によって作製できる。Fab抗体
フラグメントは、還元条件下での無傷の免疫グロブリン
のパパイン消化、または完全な免疫グロブリンの注意深
いパパイン消化によって生じるＦ（ab）２フラグメント
の切断によって作製できる。このフラグメントは、遺伝
子工学によってもまた製造できる。
ハイブリッド抗体のように、抗体と免疫グロブリンク
ラスの混合物も用いることができるということは特筆す
べきであろう。ハイブリッドは２つの異なる抗原特異性
をもつことができる。２つの特異性をもつハイブリッド
抗体フラグメントは、米国特許第4,361,544号に開示さ
れた抗腫瘍マーカーハイブリッドと同様に調製すること
ができる。ハイブリッド抗体を調製する他の技術は、例
えば米国特許第4,474,893号および第4,479,895号、並び
にミルシュタインらの文献（Milsteinら、Immunol.Toda
y,5299（1984））に開示されている。
腫瘍抗原および病原体に対する抗体は既知である。例
えば、腫瘍もしくは感染病巣（ウイルス、細菌、カビま
たは寄生虫の感染を含む）によって産生され、またはそ
れらに付随するマーカーと特異的に結合する抗体および
抗体フラグメント、並びにそのような微生物に付随する
抗原および生成物は、とりわけハンセンらの米国特許第
3,927,193号、およびゴールデンバーグの米国特許第4,3
31,647号、第4,348,376号、第4,361,544号、第4,468,45
8号、第4,444,744号、第4,818,709号および第4,624,846
号に開示されている。特に、抗原、例えば胃腸、肺、乳
房、前立腺、卵巣、精巣、脳またはリンパ性の腫瘍、肉
腫またはメラノーマに対する抗体が有利に用いられる。
伝染性疾患因子に対する広範囲の単クローン性抗体が
開発されており、それらは、ポリンの論評（Polin,Eur.
J.Clin.Microbiol.,3（５）;387−398,1984）に要約さ
れ、容易に利用できることが示されている。これらは、
例えば以下のような病原体およびそれらの抗原に対する
単クローン性抗体（MAb）を含む。
抗細菌MAb ストレプトコッカス・アガラクティエ（Streptococcu
s agalactiae） レジオネラ・ニューモフィリア（Legionella pneumop
hilia） 化膿連鎖球菌 大腸菌 淋菌 髄膜炎菌 肺炎球菌 Ｂ型インフルエンザ菌 梅毒トレポネーマ ライム病スピロヘータ 緑膿菌 癩菌 ウシ流産菌 結核菌 破傷風毒素 抗ウイルスMAb HIV−１、−２、−３ Ａ型、Ｂ型、Ｃ型、Ｄ型肝炎 狂犬病ウイルス インフルエンザウイルス サイトメガロウイルス 単純疱疹ウイルスＩ型、II型 ヒト血清パルボ様ウイルス 合胞体形成呼吸器ウイルス 帯状疱疹ウイルス Ｂ型肝炎ウイルス 麻疹ウイルス アデノウイルス ヒトＴ細胞白血病ウイルス エプスタイン−バーウイルス ネズミ白血病ウイルス＊ 流行性耳下腺炎ウイルス 小水疱性口内炎ウイルス シンドビスウイルス リンパＱ性脈絡髄膜炎ウイルス 疣贅ウイルス ブルータングウイルス センダイウイルス ネコ白血病ウイルス＊ レオウイルス ポリオウイルス シミアンウイルス40＊ マウス乳癌ウイルス デングウイルス 狂犬病ウイルス ＊＝動物ウイルス 抗−原虫MAb 熱帯熱マラリア原虫 三日熱マラリア原虫 トキソプラズマ・ゴンディー（Toxoplasma gondii） アルゼンチントリパノソーマ クルーズトリパノソーマ ローデシアトリパノソーマ ブルーストリパノソーマ マンソン住血吸虫 日本住血吸虫 バベシア・ボービス（Babesia bovis） エルメリア・ネテラ（Elmeria tenella） オルコセルカ・ボルブラス（Onchocerca volvulus） 熱帯リーシュマニア（Leishmania tropica） トリキネラ・スピラーリス（Trichinella spiralis） タイレリア・パーバ（Theileria parva） 羊条虫 無鉤条虫 棘球条虫 エキノコックス・グラヌロスス（Echinococcus granu
losus） メソセストイデス・コルチー（Mesocestoides cort
i） 抗マイコプラズマMAb マイコプラズマ・アースリティディス（Mycoplasma a
rthritidis） マイコプラズマ・ヒオリーニス（M.hyorhinis） マイコプラズマ・オラーレ（M.orale） マイコウラズマ・アルギニニー（M.arginini） アコレプラズマ・ライドロウイー（Acholeplasma lai
dlawii） マイコプラズマ・サリバリウム（M.salivarium） 肺炎マイコプラズマ（M.pneumoniae） 文献に記載されている、伝染性生物に対して作られた
さらに別のMAbの例を下記に記す。
ヒト免疫不全ウイルス１型（HIV−１）のgp120糖蛋白
抗原に対するMAbは既知であり、そのような抗体のいく
つかは、ヒトにおいて免疫的保護の役割をもつことがで
きる（例えばロッシーら参照（Rossiら、Proc.Natl.Aca
d.Sci.USA,86:8055−8058,1990））。ウイルス抗原およ
びウイルス誘発抗原に対する他のMAbもまた知られてい
る。これは、エピトープの適切な選択が、治療的標的と
非治療的標的の間の識別を可能にすることができること
を示している。
マラリア寄生虫に対するMAbは、スポロゾイト、メロ
ゾイト、シゾントおよび生殖母細胞期に対して作製する
ことができる。単クローン性抗体はスポロゾイト（限局
スポロゾイト（Circumsporozoite）抗原）に対して作製
され、さらに、インビトロおよびゲッ歯類においてスポ
ロゾイトを中和することが示された（N.Yoshidaら、Sci
ence 207:71−73,1980）。
幾つかのグループは、トキソプラズマ・ゴンディー
（トキソプラズマ症に関わる原虫性寄生虫（Kasperら、
J.Immunol.129:1694−1699,1982;同書、130:2407−241
2,1983））に対するMAbを作製した。
幼住血吸虫の表面抗原に対するMAbが作製され、これ
がインビボおよびインビトロで幼住血吸虫に対して作用
することが見出された（Simpsonら、Parasitology,83:1
63−177,1981;Smithら、Parasitology,84:83−91,1982;
Gryzchら、J.Immunol.,129:2739:2743,1982;Zoddaら、
J.Immunol.129:2326−2328,1982;Dissousら、J.Immuno
l.,129:2232−2234,1982）。
トリパノソーマ・クルーズは、シャガス病の原因因子
であり、吸血昆虫のサシガメによって伝播される。この
寄生虫の一形態から別の形態（エピマスチゴートからト
リポマスチゴート期）への分化をインビトロで特異的に
抑制し、さらに細胞表面の糖蛋白（しかしこの抗原はこ
の寄生虫の哺乳類（血流）形には存在しない）と反応す
るMAbが作製された（Sherら、Nature,300:639−640,198
2）。
ヒトの感染症の大半の原因である殆どの微生物（細
菌、ウイルス、原虫類、寄生虫）に対して適切なMAbが
作製され、多くはインビトロでの診断の目的で以前に使
用された。これらの抗体および通常の方法で作製できる
最近のMAbは、本発明での使用に適当である。
好ましいタンパク質は、癌、肉腫またはリンパ腫上に
存在する腫瘍関連抗原と反応する抗体または抗体フラグ
メントである。そのような抗体の１つは、ゴールデンバ
ーグら（Goldenbergら、J.Clin.Oncolgy 9（４）:548−
564,1991）およびポーラックら（Pawlakら、Cancer Re
s.49:4563−4577,1989）の文献にLL−２およびEPB−２
としてそれぞれ開示されているが、それらは同じ抗体で
ある。この文献は引用することによって本明細書に含ま
れる。別のおそらく有用な抗体は、LYM−１であり、こ
れは現在Ｂ細胞リンパ腫の治療のために、テクニクロー
ンインターナショナル社（Techniclone International
Corp.）によって製造されている。
タンパク質、特に少なくとも１個の遊離スルフヒドリ
ル（メルカプト）基をもつ抗体もしくは抗体フラグメン
トは、穏やかな条件下で選択的に毒素もしくは薬剤と複
合し、血中または他の体液および組織中で極めて安定な
スルフヒドリル基と強固な結合を形成することができる
ことが分かった。
抗体およびいくつかの抗体フラグメントは、軽鎖およ
び重鎖を一緒に結合するジスルフィド結合同様、重鎖を
結合する１つまたはそれ以上のジスルフィド結合を含ん
でいる。軽鎖と重鎖を結合させるジスルフィド結合は、
ジスルフィド還元剤にとって通常接近しにくいので、重
鎖を連結するジスルフィド結合が通常選択的に切断され
得る。生じたフラグメントは、その免疫特異性および抗
原結合能を保持している。免疫グロブリンの重鎖を連結
しているジスルフィド結合の還元は、注意深く実施され
なければならないことは理解されよう。なぜならば、還
元条件があまりに厳しいか、または還元剤がフラグメン
トとあまりに長時間接触する状態に置かれた場合には、
軽鎖と重鎖を連結する、通常、反応性がより低いジスル
フィド結合も最終的には還元されるからである。
ジスルフィド結合の還元は、有利にはチオール還元
剤、例えばシステイン、メルカプトエタノール、ジチオ
エリトリトール（DTE）、ジチオスレイトール（DTT）、
グルタチオンなどで実施される。
ジスルフィドタンパク質のジスルフィド結合の還元
は、その反応条件によるが、（ａ）存在するジスルフィ
ド結合のいくつかのみを還元し、したがってジスルフィ
ドタンパク質からメルカプトタンパク質を生じるか、ま
たは（ｂ）重鎖を連結するすべてのジスルフィド結合を
完全に還元し、それによってジスルフィドタンパク質を
切断して遊離のメルカプト部位を含むフラグメントを生
じるかのいずれかであろう。
少なくとも１個のジスルフィド結合を含むタンパク質
（例えば抗体またはＦ（ab′）２フラグメント）の既知
のジスルフィド結合還元剤（例えばジチオスレイトー
ル、システイン、メルカプトエタノールなど）による還
元では、短時間後（典型的には、精製も含めて１時間未
満）に、分析によれば１〜10個の遊離スルフヒドリル
（メルカプト）基を有する抗体を生じる。
Ｆ（ab′）２フラグメントの還元は、pH5.5〜7.5、好
ましくは6.0〜7.0、より好ましくは6.4〜6.8、最も好ま
しくは約pH6.6で、例えばクエン酸、酢酸または燐酸緩
衝液、好ましくは燐酸緩衝食塩水中で、有利には不活性
ガス雰囲気下で好ましくは実施される。チオール還元
は、注意深く行われない場合には、フラグメントの軽鎖
および重鎖の鎖分離を生じることは周知であるので、フ
ラグメントの統合性が失われないように反応は注意深く
制御されなければならない。
そのようなジスルフィド還元にはシステインが好まし
く、また、システインと同様な酸化能をもつ他のチオー
ルも有利に用いられるであろう。ジスルィド還元剤とタ
ンパク質の比は、鎖内ジスルフィド結合の安定性の関数
であり、それぞれの事例について最適なものを決定しな
ければならない。（Fab′）２抗体フラグメントの切断
は、10〜30mM、好ましくは約20mMのシステインと、約10
mg/mlのタンパク質濃度で有利に実施される。
既知のジスルフィド結合還元剤によるＦ（ab′）２フ
ラグメントの還元では、短時間後（典型的には精製も含
めて１時間未満）に、分析によれば典型的には１〜３個
の遊離スルフヒドリル基を有するFab′を生じる。
続いて有利には、Fab−SHまたはFab′−SHフラグメン
トを、過剰な還元剤を含む低分子量分子種を捕捉する小
形サイズ分離用ゲルカラムに通す。適切なそのようなサ
イズ分離用ゲルカラムは、例えばデキストラン（セファ
デックスＧ−25、Ｇ−50（ファルマシア））、フラクト
ゲルTSK HW55（EM Science）、ポリアクリルアミド（例
えばＰ−４、Ｐ−６（BioRad））などを含む。切断は、
例えばサイズ排除HPLCによってモニターし、FabまたはF
ab′フラグメントが最適範囲で産生され、一方軽鎖−重
鎖切断（これは一般にジスルフィド切断に対して、より
抵抗性をもつ）を最小にできるように条件を調製でき
る。
続いてサイズ分離用ゲルカラムからの溶出液は、約0.
03〜0.07M、好ましくは約0.05M酢酸緩衝液（pH約4.5）
中で安定化される。該緩衝液は、約0.1〜0.3M、好まし
くは約0.15M食塩水中で作製し、好ましくは不活性ガス
（例えばアルゴン）で浄化する。一般には、約0.5〜5mg
/ml、好ましくは約１〜3mg/mlの抗体フラグメント濃度
の溶液を用いて作業するのが有利である。
一般には、約0.01〜10mg/ml、好ましくは約0.1〜5mg/
mlの抗体もしくは抗体フラグメント濃度をもち、一般に
は食塩水、好ましくは約4.0〜4.5の弱い酸性pHで緩衝さ
れた食塩水溶液で作業することが有利である。
ジスルフィド基を還元する、当業者に既知の他の方法
があり、これらは同位元素（例えばテクネチウムおよび
レニウム）で放射能標識が可能であるといわれている。
そのような方法は、WO88/07832号（1988年10月６日公
開）、レノ（Reno）らの米国特許第4,877,868号および
ローデス（Rhodes）の米国特許第5,078,985号（すべて
文献は引用することによって本明細書に含まれる）に開
示されている。これらの開示は放射能標識に限定されて
いるが、一方、開示されている方法改変は、本発明にお
いて少なくとも１個のメルカプト基をもつタンパク質を
製造するために有用であろう。
一旦還元されると、メルカプト基を有するタンパク質
は、厳密に酸素を含まない条件下で保存される場合、極
めて安定である。低pH、特にpH6未満での保存によっ
て、安定性はまた増強される。安定化のより好ましい方
法は、メルカプト基を有するタンパク質溶液を凍結乾燥
することである。
細胞内タンパク質合成に干渉する薬剤は、当業者に既
知であり、ピューロマイシン、シクロヘキシミドおよび
リボヌクレアーゼが含まれる。
毒素は、本発明の方法および組成内での使用に好まし
い。治療剤として有用な毒素は、当業者に既知であり、
植物毒素および細菌毒素、例えばアブリン、アルファ毒
素、ジフテリア毒素、外毒素、アメリカヤマゴボウ抗ウ
イルスタンパク質、リシンおよびサポリンが含まれる。
天然型の毒素は、細胞を殺すために最小限３つの異な
る生化学的機能を要求する。すなわち、細胞結合機能、
細胞毒性機能、および毒素活性を細胞内に移入させる機
能である。
本発明で用いられる修飾毒素は、天然毒素の細胞結合
機能を提供するドメインが、該ドメインが部分的または
全面的に失われているので当該機能を提供できないとい
う点で、天然毒素とは異なっている。
続いて薬剤もしくは修飾毒素を当業者に既知の方法で
処理し、少なくとも１個のメルカプト基を含むタンパク
質にそれらの薬剤もしくは修飾毒素を複合させることを
可能にする。
毒素の処理方法および特に修飾シュードモナス外毒素
が文献に開示されている（Batkraら、Proc.Natl.Acad.S
ci.USA,86:8545−8549,1989;Seetharmら、J.Biol.Chem.
266（26）:17376−17381,1991;Pastanら、米国特許第4,
892,827号（すべての文献は引用することにより本明細
書に含まれる））。好ましい修飾シュードモナス外毒素
は、ADPリボシル化アクチベート（細胞膜を通り抜け移
入させる機能）を含み、天然毒素の機能的レセプターバ
インダー領域Iaを欠いている。そのような修飾シュード
モナス外毒素の１つは、天然のシュードモナス外毒素の
アミノ酸１−252および365−380を欠いており、カルボ
キシル末端に−REDLKの代わりに−KDEL変異を含んでい
る。
前述の量の抗体または抗体フラグメントを複合させる
場合、薬剤または毒素の量は、一般に抗体または抗体フ
ラグメントの量の約0.25〜５倍、好ましくは１〜３倍で
あり、反応時間は約10〜120分、好ましくは30〜90分で
ある。
通常は、これらの条件によって、実質的に定量的なタ
ンパク質への毒素の複合が高度に安定な形で生じる。
このタンパク質複合体の生理学的溶液は有利には無菌
バイアルに、例えば約10.0〜500mgタンパク質複合体／
バイアルの単位用量で計り入れ、さらにこのバイアルは
栓で蓋をするかまたは封入して、低温で保存し、ないし
は凍結乾燥して栓をするかまたは封入して、保存する。
これらのキットの変更形または修飾は、患者または治
療方針の個々の必要性にしたがって当業者には明白であ
ろう。これは、放射性同位元素が提供され、または利用
される形態における変更形でも同様である。
さらに、腫瘍または感染病巣をもつ患者の治療方法に
おいて、腫瘍または感染病巣によって産生されるか、ま
たはそれらに付随する抗原と特異的に結合し、さらに治
療的に有効な量の毒素または薬剤と複合されている抗体
または抗体フラグメントを非経口的にそのような腫瘍ま
たは感染病巣をもつヒト患者に注射する場合には、本発
明にしたがって作成された毒素もしくは薬剤の複合抗体
もしくは抗体フラグメントを使用することは明らかな改
善をもたらすであろう。
本発明の重要な態様は、炭水化物ポリマーまたはポリ
オール基をもつ複合体の毒素部分の免疫原性の減少を伴
う。実施例は、デキストラン、多糖類、ポリエチレング
リコール（PEG）などを含む。
当業者は、さらに熟考を加えることなく前述の記載を
用いて、本発明をその最大の範囲まで利用することが可
能であると考えられる。以下の好ましい特定の実施例
は、したがって、単に説明として意図されたものであ
り、どの様な場合にあっても本開示の残余のものを限定
するものではない。以下の実施例では、すべての温度は
そのまま℃で示され、特に明示しない限り、部および百
分率は全て重量による。
実例的態様 本発明は、次の実例的態様を含む。
1. 標的細胞または病原性微生物に関連する物質と反応
するタンパク質を含む複合体であって、該タンパク質
は、薬剤、または機能的レセプター結合ドメインを欠く
修飾毒素に、第一のチオール結合リンカーを通して複合
され、さらに、少なくとも一つの多糖またはポリオール
基に、少なくとも第二のチオール結合リンカーを通して
複合され、該リンカーに結合するタンパク質チオール基
は、少なくとも一つのジスルフィド結合の還元から誘導
され、該タンパク質は、該標的細胞または病原性微生物
の細胞質内に、該複合体を内在化させる、治療用タンパ
ク質複合体。
2. 癌疾患のまたは病原性微生物に感染した患者が、細
胞毒性量の上記複合体を投与され、上記タンパク質が、
上記複合体を癌細胞または病原性微生物に内在化させ
る、該患者の治療方法で用いられる段落１に記載の治療
用複合体。
3. 段落１に記載の治療用複合体、及び製薬的に許容で
きる注入媒体を含む無菌の注入可能な組成物。
4. （ａ）少なくとも一つのジスルフィド結合を有する
タンパク質前駆体を、ジスルフィド還元剤と反応させ
て、ジメルカプトタンパク質を生成し、 （ｂ）第一のチオール結合リンカーを通して、ジメル
カプトタンパク質に毒素または薬剤を結合させ、 （ｃ）第二のチオール結合リンカーを通して、ジメル
カプトタンパク質に多糖またはポリオールを結合させる
ことを含む、 段落１に記載の治療用複合体の調製方法。
5. 上記標的細胞が癌細胞である段落１〜４のいずれか
に記載の態様。
6. 上記タンパク質が、ペプチド、ポリペプチド、ホル
モン、リンホカイン、成長因子、アルブミン、サイトカ
イン、酵素、免疫調節剤、レセプタータンパク質、抗体
または抗体フラグメントである段落１〜４のいずれかに
記載の態様。
7. 上記タンパク質が抗体または抗体フラグメントであ
る段落１〜４のいずれかに記載の態様。
8. 上記タンパク質が、複合の前にジメルカプトタンパ
ク質を生じるために還元された少なくとも一つのジスル
フィド結合を有する段落１〜３のいずれかに記載の態
様。
9. 上記ジメルカプトタンパク質が、免疫グロブリン、
単クローン性抗体、またはその特異的結合フラグメント
である段落８に記載の態様。
10. 上記タンパク質が、Ｆ（ab）２、Ｆ（ab′）２、F
v、単鎖抗体、Fab、またはFab′である段落１〜４のい
ずれかに記載の態様。
11. 上記タンパク質が、リンパ腫、癌腫、肉腫、白血
病、またはミエローマ上に存在する腫瘍関連抗原と反応
する抗体または抗体フラグメントである段落１〜４のい
ずれかに記載の態様。
12. 上記フラグメントが、Ｆ（ab）２、Ｆ（a
b′）２、Fab、またはFab′である段落11に記載の態
様。
13. 上記毒素が、アブリン、アルファ毒素、ジフテリ
ア毒素、外毒素、ゲロニン、アメリカヤマゴボウ抗ウイ
ルスタンパク質、リシンまたはサポニンであり、上記薬
剤が、ピューロマイシン、シクロヘキシミドまたはリボ
ヌクレアーゼである段落１〜４のいずれかに記載の態
様。
14. 上記毒素が修飾シュードモナス外毒素である段落1
3に記載の態様。
15. 上記多糖またはポリオール基が、デキストラン、
多糖類またはポリエチレングリコール（PEG）である段
落１〜４のいずれかに記載の態様。
16. 上記細胞または病原性微生物の標的物質が、膜レ
セプターである段落１〜４のいずれかに記載の態様。
17. 上記標的物質が、細胞内抗原またはレセプターで
ある段落１〜４のいずれかに記載の態様。
18. 上記標的物質が、ウイルス性抗原またはウイルス
性誘発抗原である段落１〜４のいずれかに記載の態様。
19. リンパ腫をもつ患者の治療方法で用いられる段落
２に記載の態様。
20. 上記リンパ腫が、Ｂ細胞リンパ腫または白血病で
ある段落19に記載の態様。
21. 腫瘍をもつ患者の治療方法で用いられる段落２に
記載の態様。
22. 上記タンパク質が、病原性微生物に関連する抗原
と反応する抗体または抗体フラグメントである段落１〜
４のいずれかに記載の態様。
23. 上記病原性微生物が、ウイルス、原虫または細菌
である段落22に記載の態様。
24. 上記抗原が、ウイルス性抗原またはウイルス性誘
発抗原である段落22に記載の態様。
25. 上記タンパク質前駆体が、ペプチド、ポリペプチ
ド、ホルモン、リンホカイン、成長因子、アルブミン、
サイトカイン、酵素、免疫調節剤、レセプタータンパク
質、抗体または抗体フラグメントである段落４に記載の
態様。
26. 上記タンパク質前駆体が、免疫グロブリン、単ク
ローン性抗体、多クローン性抗体、またはその特異的結
合フラグメントである段落４に記載の態様。
27. 上記ジメルカプトタンパク質が、上記毒素との接
触前に安定化されている段落４に記載の態様。
28. 上記ジメルカプトタンパク質が、凍結乾燥によっ
て安定化されている段落27に記載の態様。
実施例 実施例１−マスクされたFab′／毒素複合体 A. LL−２−IgG（上記に開示）を低分子量メルカプタ
ンで還元し、ペプシンを用いた処理によってＦ（ab′）
2SHに変換し、タンパク質Ａによる減算クロマトグラフ
ィーおよび透析ろ過によって精製する。全工程は、アル
ゴン下で、アルゴン浄化溶液を用いて実施する。
B. リジン基を有するペプチドリンカーを合成する。こ
のペプチドリンカーを高度に精製した１′−カルボニル
ジイミダゾル活性化一官能基ポリエチレン（PEG）と反
応させる。ペプチドリンカー−PEG−誘導体をゲルろ過
（PEG−ペプチド）およびイオン交換クロマトグラフィ
ーによって精製する。
C. PEG−ペプチドをスクシンイミジル４−（Ｎ−マレ
イミドメチル−１−カルボキシレート（SMCC）で活性化
し、LL−２−Ｆ（ab′）2SHと混合する。生じたLL−２
−Ｆ（ab′）２−ペプチド−PEGをジチオエリトリトー
ルで還元し、生じたPEG−ペプチド−LL−２−Fab′SHを
精製する。
D. Ia結合ドメインを欠く修飾シュードモナス外毒素
（mPE）を大腸菌で発現させ、ペリプラズムから抽出
し、イオン交換クロマトグラフィーで精製する。mPEを
活性化処理用のSMCCで処理して、活性化（Activate）す
る（AmPE）。従って、AmPEは、スクシンイミジル４−Ｎ
−マレイミドメチル−１−カルボキシレートで活性化処
理した活性化mPEの意味である。
E. PEG−ペプチド−LL−２−Fab′SHをAmPEとともに保
温し、治療剤であるLL−２−PEG−Fab′−SdPEを得る。
なお、ここにいうSdPEは、Ｐ（シュードモナス外毒素）
の誘導体（dPE:derivatized PE）と抗体のFc部位のフリ
ーなスルフヒドリル基との結合体を意味する。これをゲ
ルろ過クロマトグラフィーで精製する。
実施例２− 隠蔽抗体フラグメントと毒素の複合体による治療 化学療法に耐性のＢ細胞リンパ腫をもつ患者は、癌に
よる広範囲の骨髄浸潤のために、放射性免疫療法による
治療にはふさわしくないように思われる。患者を静脈輸
液によって実施例１の複合体で処置し、リンパ腫の完全
な寛解が認められる。
実施例３−抗HIVピューロマイシン複合体 Balb/cマウスをHIV（ヒト免疫不全ウイルス）エンベ
ロープタンパク質、gp120のアミノ末端に存在するアミ
ノ酸構造を有する合成ペプチドで免疫する。gp120と反
応する単クローン性抗体を産生するハイブリドーマは、
通常の方法を用いる免疫マウスの脾臓リンパ球由来であ
る。この単クローン性抗体を異なるHIV分離物に対する
反応性について調べる。全分離物に対する高い親和性を
示すMAb（mB1）を抗HIVピューロマイシン複合体の作製
に使用するために選択する。mB1を産生するハイブリド
ーマクローンのmRNAを分離し、重鎖および軽鎖可変領域
のCDRの配列を決定する。その後組換え体DNA技術を用い
て、この重鎖および軽鎖の高可変領域をM13ベクターで
クローニングしたヒトIgG重鎖および軽鎖のcDNAにCDR移
植する。可変領域をコードする遺伝子をM13ベクターか
ら切り出し、pSV2gpt（重鎖プラスミド）およびpSV2neo
（プロモーターとエンハンサーエレメントを含む軽鎖プ
ラスミド）において再クローニングする。SP2/0ネズミ
ミエローマをこのプラスミドを用いてDNA感染（トラン
スフェクト）させ、ヒト化抗体（hB1）を産生するハイ
ブリドーマをクローニングによって選別する。hB1生産
ハイブリドーマをバイオリアクターで増殖させ、hB1を
イオン交換クロマトグラフィーによって培養液から分離
する。
hB1−IgGをペプシンで切断し、Ｆ（ab′）２をタンパ
ク質Ａにおけるサブトラクションクロマトグラフィーお
よび透析ろ過によって精製する。hB1−IgGをシステイン
を用いて還元によってFab′に変換し、Fab′はゲルろ過
クロマトグラフィーによって精製する。全工程は、アル
ゴン下で実施し、緩衝液はアルゴンで浄化し、さらに、
Fab′−SHは、治療用複合体を調製するために使用する
までアルゴン雰囲気下で維持する。
ピューロマイシンは、一方の末端にリジンを有し、他
方の末端に転座ペプチド（GGGKDEL−COOH）を有する直
線状ポリマーに誘導する。このポリマーをピューロマイ
シン・ペプチド（PP）を活性化処理用のSMCCによる処理
で活性化する（APP）。従って、APPは、スクシンイミジ
ル４−Ｎ−マレイミドメチル−１−カルボキシレートで
活性化処理した活性化ピューロマイシン・ペプチドの意
味である。
hB1−Fab′SHをAPPで保温し、治療用複合体hB1−Fa
b′−Ｓ−APPを得る。
HIVに感染し、高力価のp24HIV抗原をその血中にも衰
弱した発熱男性患者を、静注により週２回hB1−Fab′−
Ｓ−APPで処置する。治療後２か月で患者の血液は、p24
HIV抗原について調べたとき陰性で、健康状態は顕著に
改善される。
前述の実施例は単に説明のためであり、本発明の方
法、キットおよび用途を種々の利用および条件に、本発
明の範囲を外れること無く利用するために多くの変更お
よび修飾が当業者には実施可能である。
本発明の広い範囲は、添付の請求の範囲により、さら
に無数のその均等物によってその範囲が限定される。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ａ６１Ｋ 39/395 Ａ６１Ｋ 37/48 (72)発明者 レンティーン‐ジョーンズ，アナスタシ ア アメリカ合衆国、08867 ニュー・ジャ ージー、ピッツタウン、アール・アール ＃３、ボックス 354 (72)発明者 ゴールデンバーグ，デイヴィッド・エム アメリカ合衆国、07945 ニュー・ジャ ージー、メンダム、プレザント・ヴァリ ー・ロード 30 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61K 39/395,38/00 ＣＡ（ＳＴＮ) ＭＥＤＬＩＮＥ（ＳＴＮ) ＢＩＯＴＥＣＨＡＢＳ（ＳＴＮ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】標的細胞または病原性微生物に関連する物
    質と反応するタンパク質を含む複合体であって、該タン
    パク質は、薬剤、または機能的レセプター結合ドメイン
    を欠く修飾毒素に、第一のチオール結合リンカーを通し
    て複合され、さらに、少なくとも一つの多糖またはポリ
    オール基に、少なくとも第二のチオール結合リンカーを
    通して複合され、該リンカーに結合するタンパク質チオ
    ール基は、少なくとも一つのジスルフィド結合の還元か
    ら誘導され、該タンパク質は、該標的細胞または病原性
    微生物の細胞質内に、該複合体を内在化させる、治療用
    タンパク質複合体。
  2. 【請求項２】癌疾患のまたは病原性微生物に感染した患
    者が、細胞毒性量の上記複合体を投与され、上記タンパ
    ク質が、上記複合体を癌細胞または病原性微生物に内在
    化させる、該患者の治療方法で用いられる請求項１に記
    載の治療用複合体。
  3. 【請求項３】請求項１に記載の治療用複合体、及び約製
    薬的に許容できる注入媒体を含む無菌の注入可能な組成
    物。
  4. 【請求項４】（ａ）少なくとも一つのジスルフィド結合
    を有するタンパク質前駆体を、ジスルフィド還元剤と反
    応させて、ジメルカプトタンパク質を生成し、 （ｂ）第一のチオール結合リンカーを通して、ジメルカ
    プトタンパク質に毒素または薬剤を結合させ、 （ｃ）第二のチオール結合リンカーを通して、ジメルカ
    プトタンパク質に多糖またはポリオールを結合させるこ
    とを含む、 請求項１に記載の治療用複合体の調製方法。
  5. 【請求項５】（ａ）標的細胞または病原性微生物に関連
    する抗原に結合した無傷の抗体を、複数の基部遊離スル
    フヒドリル基を生じるために十分な量であるが、該抗体
    を免疫学的に不活性にするには不十分な量の、ジスルフ
    ィド結合を切断するための還元剤で、部分的に還元し、
    該部分的に還元された抗体を回収し、 （ｂ）該部分的に還元した抗体を切断して、還元された
    Ｆ（ab′）２フラグメントを生じさせ、 （ｃ）第一のチオール結合リンカーを通して、該部分的
    に還元されたＦ（ab′）２フラグメントと、機能的結合
    ドメインを欠く毒素または薬剤を結合させ、 （ｄ）該部分的に還元されたＦ（ab′）２フラグメント
    の残余の重鎖ジスルフィド結合を、ジスルフィド結合を
    切断するための還元剤で、さらに還元し、 （ｅ）第二のチオール結合リンカーを通して、多糖また
    はポリオールに、生じたスルフヒドリル基を結合させ
    て、Fab′複合体を生成させることを含む、 請求項４に記載の治療用複合体の調製方法。
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