JP3334130B2 - 抗体接合体 - Google Patents

抗体接合体

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、細胞障害性T細胞(cytotoxic T−cells)
(CTL)を活性化することができる抗体接合体に関す
る。この接合体は、とくに発癌、自己免疫過程、寄生体
感染ならびに細菌、ウイルスおよびかびの感染に関連す
る望ましくない細胞の破壊に有用である。
発明の背景 標的細胞に対する選択的作用を付与し、他の細胞に対
する非特異的作用を最小限にするため、標的細胞に直接
毒性作用を発揮する薬剤(細胞障害剤、細胞毒素)と組
合わせて抗体を使用することは、何年も前から試みられ
てきた。これまでに示唆されてきた組合わせは、連鎖付
与分子を用いた共有結合複合体および非共有結合複合体
から単純な混合物にまで及んでいる〔たとえば、Ghose
ら:J.Natl.Cancer Inst.61(1979)657−676およびCarl
ssonら:Biotechnology 7(1989)567−573〕。示唆され
ている細胞毒素には、たとえば、ジフテリア毒素、リシ
ン、リシンのサブユニットA、ゲロニン、および緑膿菌
外毒素Aがある(Takeda Chemical Ind.,EP−A−336,4
05およびPastanら、WO−A−88/00703、いずれも優先権
出願、SE−9002479に関連して引用された)。
ハイブリドーマ技術の出現と、それに伴いモノクロー
ナル抗体が利用可能になったことから、細胞障害剤を、
意図された標的細胞集団へさらに特異的に指向させるた
め、抗体と細胞障害剤の複合体を用いるという考え方の
利用が容易になってきた。
細胞障害剤に認められる標的細胞以外の細胞に対する
障害作用から、細胞障害剤を、Tリンパ球を感作してCT
Lを活性化する免疫刺激物質に置換することが示唆され
ている。特定の提案には、 (i) T細胞受容体、またはT細胞受容体に結合でき
る化合物に対する抗体(Mass.Inst.Techn.,EP−A1−18
0,171); (ii) 抗原、ミトゲン、他の異種蛋白質、および細胞
障害性T細胞を活性化するペプチドのような化合物(Ne
orex Corp.,EP−A1−334,300); (iii) MHC抗原(Behringwerke AG,EP−A1−352,76
1); (iv) 処置される個体が免疫を有する抗原〔Med.Res.
Counc.WO−A−90/11779(1990−10−18公告)〕;およ
び (v) 無名の細菌エンテロトキシン(Ochi & Wake,U
CLA−Symposium:Cellular Immunity and the Immunothe
rapy of Cancers,1990年1月27日〜2月3日、Abstract
CE315、109頁)がある。
しかしながら、これまでに示唆されている免疫刺激剤
の作用は、特異的すぎるかまたは一般的すぎる。たとえ
ば、古典的抗原は105個のT細胞中約1個を活性化する
にすぎないし、一方、ミトゲンは大部分のT細胞を活性
化する可能性がある。
これまでに、ある種の薬剤が適度の比率のT細胞の活
性化を仲介することは認められている。すなわち、それ
らは比較的高頻度でT細胞を活性化するが、100%より
ははるかに低頻度である〔Fleischerら:J.Exp.Med.167
(1988)1697−1707;およびWhiteら:Cell 56(1989)27
−35、両文献とも参照によって本明細書に導入〕。この
種類の抗原は古典的抗原よりも有効なアクティベーター
であり、したがって超抗原と命名されている〔Kappler
& Marrack:Science 248:705(1990)参照〕。さらに、
現在知られている限りの超抗原は、標的細胞上のMHCク
ラスII分子に結合し、適切なT細胞受容体Vβ鎖をもつ
細胞障害性T細胞を活性化する能力をもつことが明らか
にされている。発表されているデータは、T細胞の結合
および活性化が起こるには、MHCの結合が必須であるこ
とを示している。T細胞受容体Vα鎖またはT細胞の亜
集団上にのみみられる他の表面構造を介して作用する超
抗原が、将来見出される可能性は否定できない。
Platsoucasら〔Cell Immunol.97(1986)371−385〕
により、超抗原、ブドウ球菌エンテロトキシンA(SE
A)の免疫修飾作用も報告されている。
現在知られている超抗原の大部分は、以前にはトキシ
ンとして認識されていたもので、それらはすべて微生物
起源のものである。たとえば、ブドウ球菌エンテロトキ
シンは、腸管毒であり、またT細胞を活性化するもので
あり、そしてこの2つの作用は互いに識別可能である
〔Fleischerら:Cell.Immunol.118(1989)92−101;Albe
rら:J.Immunol.144(1990)4501−4506;およびInfect.I
mmun.59(1991)2126−2134〕。
MHCクラスII抗原をもつ細胞のCTLによる溶解を意図し
た超抗原の使用が以前に示唆されている(Pharmacia A
B,WO−A−91/04053,1991−04−04公告)。WO−A−91/
04053は、共有結合免疫接合体へ導入された超抗原を包
含しているが、それについて明瞭には言及していない。
MHCクラスIIを欠くかまたはMHCクラスII蛋白質をわず
かしか発現しない細胞は、しかしながら、CTLによるそ
れらの溶解を効率的に指示するために十分な量の超抗原
を結合しない。したがって、MHCクラスII抗原をもつ細
胞は一般的に豊富であり、大部分の腫瘍細胞上にはMHC
クラスII抗原は豊富ではないことから、このような望ま
しくない細胞の特異的な殺滅における超抗原の価値は低
い。
しかしながら、本発明者らは、超抗原を、殺滅すべき
細胞に特異的なエピトープに対する抗体に共有結合させ
ると、CTLによって仲介される特異的細胞殺滅作用が超
抗原によって達成できることを見出したのである。免疫
系の活性化がMHCクラスII抗原を欠く標的細胞にその発
現を誘導し、それが所望の溶解作用を増強する。
発明の要約 本発明は、 (i) (1)標的細胞に対する抗体および(2)超抗
原、すなわちT細胞とくにCTLを認識(相互作用もしく
はそれと結合)して活性化する構造とからなる新規な抗
体接合体、 (ii) とくに哺乳動物を対象とした治療的処置方法に
関連した標的細胞の破壊方法、およびT細胞とくにCTL
の特異的活性化方法、 (iii) その接合体の合成方法、ならびに (iv) その接合体を含有する医薬組成物およびその組
成物の製造方法、 を提供する。
標的細胞の破壊方法には、ある種の細胞を高い正確度
をもって殺滅することを目的とした、癌、自己免疫、ウ
イルス感染、細菌感染、かび感染、寄生体感染および他
の疾患の治療的処置方法が包含される。本発明の接合体
は、上述の疾患に関連して標的細胞の破壊への使用を意
図した医薬組成物の製造に用いることができる。処置さ
れる個体は通常、哺乳動物、主としてヒトである。
発明の詳細な説明 接合体の超抗原部分 新規な抗体接合体は、T細胞によって認識される構造
である超抗原によって特徴づけられる。接合体は通常、
生理的pHにおいて可溶性であり、in vitroで血清に溶解
する。
好ましい超抗原は、ブドウ球菌エンテロトキシン群
(SE)、たとえば、SEA、SEB、SEC、SEDおよびSEE、ト
キソイド、それらの活性フラグメントまたはペプチド、
ならびにCTLの活性化に本質的に同じ作用様式を有する
他の物質から選択される。超抗原には、他の微生物(細
菌およびウイルス)産物、たとえば毒素性ショック症候
群トキシン(TSST−1)のようなブドウ球菌株からの産
物、発熱エキソトキシンAのような連鎖球菌からの産
物、ならびに細菌エキソ蛋白質およびMycoplasma arthr
idisによって産生される蛋白質が包含され、これらは超
抗原と同じ様式でT細胞と相互作用する類似の能力を有
する。
超抗原は、それらの天然の産生菌類もしくは遺伝子操
作(組換え技術)細胞の培養により得られ、また合成的
ペプチド合成によっても得ることができる。本発明に使
用される超抗原は、本明細書に示した実験モデルに適用
された場合、本明細書の実験の部に示した作用と類似の
作用を発揮しなければならない。
好ましい超抗原は、CTLの活性化に関連する多形T細
胞表面蛋白質のイソフォーム、好ましくはT細胞受容体
Vβ鎖、約1〜40%に結合する潜在的能力を有する。
接合体の抗体部分 抗体はモノクローナル抗体(mAb)であることが好ま
しいが、ポリクローナル抗体も十分に狭い特異性をもつ
ものであれば使用可能である。抗体の表現は一般的に抗
体を指し、したがって、抗体活性フラグメント、および
抗体の結合能を模倣する他の分子も、問題の標的細胞に
対して適当な特異性、結合活性および親和性を有する限
り、包含される。これは遺伝子操作(組換えによって製
造された)抗体および抗体誘導体または他の類似の結合
構造を包含する。一実施態様においては、抗体は腫瘍細
胞上の抗原決定基、たとえば結腸癌関連決定基(エピト
ープ、構造)に特異的である。抗体が、自己免疫に関係
する細胞、ウイルス感染細胞、細菌、寄生体もしくはか
び、または他の望ましくない細胞上の抗原決定基に特異
的である場合も考えられる。接合体の効率によっては、
抗体は、結合後に抗体をインターナライズする抗原に対
するものであってもよいが、このような抗体の特異性は
好ましくないと考えられる。
本発明に関連して検討されたモノクローナル抗体は、
GA−733ファミリーの抗原に向けられたC215抗体〔たと
えばEP−A−376,746およびそれに引用された文献なら
びにLarssonら、Int.J.Canc.42(1988)877−882参
照〕、C242抗体〔Larssonら:Int.J.Canc.42(1988)877
−882〕およびThy−1.2抗体〔mAb C,Opitzら:Immunobio
l.160(1982)438−〕である。他の標的細胞表面構造に
対して特異性を有するmAbも有用であることが考えられ
る。選ばれた標的細胞に独特なエピトープに対するモノ
クローナル抗体の製造は本技術分野においてよく知られ
ている。たとえば、上述の文献が参考になる。C242エピ
トープまたはC215エピトープに対して向けられたモノク
ローナル抗体のような表現は、交差反応エピトープと反
応する抗体を包含する。
試験した限りの3種の抗体中、C215接合体は、極めて
頻繁に正常細胞上にも発現する腫瘍抗原上エピトープと
反応するので、重要性は多分、低いものと考えられる。
C242接合体は、本発明者らの結果ではより高い投与量を
必要とすることを示しているが、特異性のデータによれ
ばより優れていると思われる。Thy−1.2はThy−1.2抗原
が非ヒト哺乳動物腫瘍細胞に特異的であることから、ヒ
ト癌細胞のターゲティングには多分、価値が低いと思わ
れる。
C242モノクローナル抗体産生ハイブリドーマ細胞系は
European Collection of Animal Cell Culture,Porton
Down,Salisburg,Wilts,U.K.に、1990年1月26日、ECACC
90012601号として寄託された。
超抗原を抗体に連結する構造 本発明の好ましい接合体においては、超抗原は、共有
結合連鎖(−B−)を介して抗原に共有結合で連結され
る。接合体が、殺滅すべき細胞たとえば動物に投与され
た場合、分解しないことが重要であれば、連鎖は、達成
される効果に十分な期間、代謝的に実質的に安定でなけ
ればならない。さらに、連鎖自体が免疫反応を生じない
ことが有利である。一般的に、連鎖は、接合体が有効な
標的細胞結合特異性(抗腫瘍、抗ウイルス等)および有
効な細胞障害T細胞活性化能を保持するという意味で不
活性でなければならない。
科学文献および特許文献には、免疫接合体の連鎖構造
として数種の官能基が示唆されている。本発明の新規な
接合体における連鎖−B−には、 (i) アミドおよびヒドラジド(アミド=−CONR1
または−NR1CO−、この場合、遊離結合価はそれぞれ飽
和炭素原子に結合し、R1は水素もしくはアルカリ置換基
たとえば低級アルキル(C1〜6)または天然に存在す
るアミノ酸好ましくは親水性アミノ酸のα−N−置換酸
であり、ヒドラジド=−CONHNH−または−NHNHOC−、こ
の場合、遊離結合価はそれぞれ飽和炭素原子に結合す
る); (ii) チオエーテルおよびジスルフィド(−Sr−、こ
の場合、各遊離結合価は飽和炭素原子にそれぞれ直接結
合し、Sは硫黄原子であり、rは整数1または2であ
る); (iii) 飽和の、1個または2個以上のヒドロキシま
たはアミノ基で置換されていてもよい直鎖、分岐鎖また
は環状の炭化水素鎖; (iv) エーテル(−O−、この場合、遊離結合価はそ
れぞれ飽和炭素原子に直接結合する);および (v) 一級アミンまたはジ置換ヒドラジン(それぞれ
−NH−または−NH−NH−、この場合、遊離結合価はそれ
ぞれ飽和炭素原子に直接結合する) からなる群より選ばれる構造が包含される。
架橋の長さは、通常この技術分野で想定されている範
囲内、すなわち180原子未満たとえば<100原子、ただし
3〜6原子より長く、好ましくは>16原子である。連鎖
−B−の部分を形成する好ましい親水性構造は、 (i) 天然に存在する親水性αアミノ酸(たとえば、
アスパラギン酸およびそのアミド、グルタミン酸および
そのアミド、リジン、アルギニン、グリシン、スレオニ
ン、セリン、および多分ヒスチジンも)のポリペプチド
鎖; (ii) (O−(CH2′(式中、nは整数2〜
5、好ましくは2〜3であり、n′は整数1〜20であ
る)のようなオキサアルキレン鎖; (iii) すべて、短い(C1〜4)好ましくはC
1〜2の炭素原子を含有する不飽和炭化水素鎖に連結し
た−S−(チオエーテル)、−O−(エーテル)および
不飽和アミド(−CONH−)である。
親水性アミノ酸は、(F−(Pro)mF(式中、F
は、好ましくは4〜8残基のアミノ酸配列を表し、各ア
ミノ酸はそれぞれセリン、グリシンおよびスレオニンか
ら選ばれ、mは整数1〜4、nは整数4〜8である。Ce
tus Corp.,WO−A−85/03508)のタイプの親水性構造で
提供できる。
連鎖−B−は、接合体の抗体もしくは超抗原部分の特
定の位置に、またはランダムに結合させることができ
る。可能性のある位置はアミノ末端、カルボキシ末端お
よびリジン残基(ωアミノ基)である。抗体または超抗
原がチオール基またはジスルフィド基(それぞれシスチ
ンまたはシステイン)をもつ場合には、それが接合体の
活性部分の活性に必須ではない限り、それも共有結合用
に使用できる。炭水化物構造が存在する場合には、これ
をアルデヒド基に酸化し、ついで接合体の他の残部への
連結に使用できる(Cetus Corp.,EP−A−240,200参
照)。
本発明の接合体には、有意な量のエステル結合および
不安定なアミド結合、とくにそれぞれチロシンおよびヒ
スチジン残基と形成される結合を含んではならない。こ
のような結合が形成された場合には、ヒドロキシルアミ
ンを用いて除去することができる〔Endoら:Cancer Res.
48(1988)3330−3335〕。
抗体の活性残基あたり存在する超抗原残基の数は、通
常1〜5、好ましくは1または2である。
好ましい様式の一つにおいては、接合体物質は、抗体
ごとに超抗原に関して実質的に均一であり、ならびに/
または超抗原および抗体それぞれにおける結合位置およ
び/もしくは連鎖−B−等を使用しなければならない。
換言すれば、接合体中の各接合体分子はすべて、これら
の変動因子に関して同一でなければならない。
この物質は、非接合抗体または非接合超抗原を実質的
に含まないものでなければならない。
至適接合体における正確な超抗原対抗体比、連鎖構造
は、選ばれたモノクローナル抗体(クラス、サブクラ
ス、産生クローン、特異性)および選ばれた超抗原によ
って変動する。本明細書に示した実験モデルは、他の超
抗原および他の抗体についての至適パラメーターのスク
リーニングも可能にする。
本発明の実施態様において、出願の日までに最も広範
に検討された連鎖−B−の構造は、 −SrRCONHCH2CH2(OCH2CH2nO(CH2mCOY− (I) である。
式Iにおける遊離の結合価は、それぞれ活性部分に連
結する。これは直接またはさらに架橋−B−内に存在す
る2価の不活性構造を介して起こる。
nは>0の整数、たとえば1〜20、好ましくは2また
は>2であり、多くの場合<10である。mは1または2
である。
Sは硫黄原子であり、その各結合価で飽和炭素原子に
直接結合する(−Sr−=チオエーテルまたはジスルフィ
ド)。rは整数1または2である。
Yは−NH−、−NHNH−または−NHN=CH−であり、そ
の左端は式Iの右末端に示したCO基に結合し、その右端
は飽和炭素原子またはカルボニル基(Yが−NHNH−の場
合のみ)に結合する。
Rは好ましくはアルキレン(1〜4個の炭素原子、多
くの場合1または2個の炭素原子を有する)であり、1
または2以上(1〜3、好ましくは<2)のヒドロキシ
(OH)基で置換されていてもよい。
抗体−超抗原接合体の製造 本発明の抗体接合体は、それらを産生する細胞の培養
培地からまたはその中でそれらが合成された媒体から、
濃縮および精製することによって得ることができる。
本発明の新規な接合体の合成は、本技術分野でよく知
られた接合体の合成技術、すなわち遺伝子操作(組換え
技術)または適当な抗体および超抗原から適当な官能基
の古典的カップリングによって達成できる。蛋白質中に
存在し、通常使用される官能基は次の通りである。
(i) 炭水化物構造。この構造はアルデヒド基に酸化
が可能で、ついで基H2NNH−を含有する化合物と反応さ
せて−CH=NH−NH−基を形成させる。
(ii) チオール基(HS−)。チオール基はチオール反
応性の基を含有する化合物と反応して、チオールエーテ
ル基またはジスルフィド基を形成する。蛋白質の遊離チ
オール基はシスチン残基中に存在し、またチオール化ま
たは天然のシステイン残基中のジスルフィドの開裂によ
って蛋白質上に導入できる。
(iii) アミノ酸残基中の遊離アミノ基(H2N−)。ア
ミノ基は、求電子基たとえば活性化カルボキシ基を含む
化合物と反応して、アミド基を形成する。遊離アミノ基
は好ましくはアミノ末端またはリジン残基のωアミノ基
である。
(iv) アミノ酸残基中の遊離カルボキシ基。カルボキ
シ基は反応性(活性化)カルボキシ基に変換し、ついで
アミノ基を含有する化合物と反応させてアミド基を形成
させる。しかしながら、同じ蛋白質中にカルボキシ基と
ともに大抵は存在するアミノ基とのアミド形成を最小限
にするため、注意が必要である。遊離カルボキシ基は好
ましくはカルボキシ末端または二酸性αアミノ酸のカル
ボキシ基である。
H2NNH−基、チオール反応性基、活性化カルボキシ
基、またはアミノ基をもつ化合物は、二官能性カップリ
ング試薬または抗体もしくは超抗原である。これらの基
は、カルボニル炭素とも結合できるH2NNH−基を除い
て、飽和炭素原子に直接結合する。これらの基は、抗体
または超抗原上に、通常の誘導化によって導入されてい
る。
組換え技術は、その部分が一方の残部の末端カルボキ
シ基と他方の残部の末端アミノ基とを特異的に連結させ
た接合体の製造に有効な手段を提供する。適用した技術
に合致する連鎖構造を挿入することもできる。
使用される試薬は、それらが上に定義した連鎖−B−
を与えるように選択される。通常の二官能性試薬は、式
Z−B′−Z′を有し、ZおよびZ′は相互に矛盾しな
い官能基であり、蛋白質上に存在する官能基(上記参
照)との共有結合によるカップリングを可能にする。
B′は上に連鎖−B−について示したのと同じ構造を含
有する不活性架橋である。とくに、ZおよびZ′は同一
でも異種でもよく、チオール基、チオール反応性基、活
性化カルボキシ、−CONHNH2等から選択される。これら
の基の定義は、新規な試薬の標題で以下に示す。
実験の部で用いられた接合体について使用した方法
は、以下の工程からなる。
(i) 抗体または超抗原を、チオール反応性基および
アミノ反応性基を含有する有機試薬と反応させて、チオ
ール基をもつ抗体または超抗原を形成させ、 (ii) 超抗原および抗体の残部を、チオール基または
保護チオール基およびアミノ反応性基を含有する有機試
薬と反応させて、チオール基または保護チオール基をも
つ超抗原または抗体を形成させ、ついで (iii) 工程(i)および(ii)からそれぞれ得られ
た生成物を互いに反応させ、超抗原がジスルフィドまた
はチオエーテルを介して抗体に連結した接合体を形成さ
せる。
各基のカップリング条件は、蛋白質化学に適用される
条件とそれ自体同じで公知である。カップリングは段階
的に、または出発原料に不活性スペーサーアームによっ
て連結できる中間官能基を創製することにより1工程で
進行させることができる。一般的に、接合体の合成およ
び精製/回収を行う条件は、常に関連蛋白質の非変性条
件である。これは通常、水性媒体ならびにそれぞれpH3
〜10、0℃〜50℃の範囲内のpH値、温度を意味する。正
確な値は、反応させる基および回収される接合体によっ
て変動する。その他の点については、新規な試薬の項に
記載する。
新規な試薬(本発明に関連して開発) 連鎖−B−を有する接合体の化学合成のために、本発
明者らは、一般式II −Z1RCONHCH2CH2(OCH2CH2nO(CH2mZ1′ (II) で表される新規なヘテロ二官能性試薬を開発した。mお
よびnは上記式Iの場合と同じ意味である。Z1はHS−反
応性求電子基、チオール(−SH)または保護チオール
(たとえばAcS−)であり、ただしチオール基およびヒ
ドロキシ基はR中の一つの同一炭素原子に結合していて
はならない。HS−反応性求電子基の例には、 (i) ハロゲン、飽和炭化水素に、好ましくはα−ハ
ロ−アルキルカルボニルの形で結合したハロゲン(たと
えばZ1CH2CO−); (ii) 活性化チオール、好ましくは、飽和炭素原子に
結合した、いわゆる反応性ジスルフィド(−SSR1); (iii) 3,5−ジオキソ−1−アザ−シクロペンタ−3
−エン−1−イル がある。
反応性ジスルフィドの定義については、たとえばEP−
A−128,885に記載されている。これは参考として本明
細書に導入する。
Z1′は活性化カルボキシ、すなわち求電子基である。
例としては、カルボン酸ハライド(−COCl、−COBr、お
よび−COI)、混合カルボン酸無水物(−COOOCR1)、反
応性エステルたとえばN−スクシンイミジルオキシカル
ボニル、−C(=NH)−OR2、4−ニトロフェニルカル
ボキシレート(−CO−OC6H4NO2)等を挙げることができ
る。R1およびR2は低級アルキル(C1〜6)であり、R2
はまたベンジルであってもよい。
本発明の新規な試薬の利点の一つは、構造(OCH2C
H2におけるnに関して均一な接合体物質を生じるこ
とである。すなわち、nは与えられた接合体物質の個々
の分子それぞれについて同一である。
Z1′およびZ1と反応する官能基は、ネイティブの抗体
活性分子またはネイティブの超抗原分子上に存在する
か、あるいはそれらに導入することができる。ついで、
Z1′およびZ1末端は、これらの種類の基についてそれ自
体知られた方法で適当な抗体または超抗原と選択的に反
応させることができる。
既知の技術には、本発明の新規な試薬または接合すべ
き化合物のいずれかに出発する連鎖延長が包含される。
本発明の試薬を利用する連鎖延長は、たとえば−B−
が (1)−COR′−Sr−RCONHCH2CH2(OCH2CH2nO(CH2
mCOY−; COがNHに結合する、 (2)−COR′−Sr−RCONHCH2CH2(OCH2CH2nO(CH2
mCONHNH−R″NHN=; N=が通常、抗体または超抗原中の酸化された炭水化
物構造(糖蛋白の場合)に由来するsp2混成炭素に結合
する、 (3)−CO(CH2mO(CH2CH2O)nCH2CH2NHCOR′−Sr
RCONH−CH2CH2(OCH2CH2nO(CH2mCOY−; COがNHに結合する、 (4)−CO(CH2mO(CH2CH2O)nCH2CH2NHCOR′−Sr
RCONH−CH2CH2(OCH2CH2nO(CH2mCONHNH−R″NHN
=; N=が(2)の場合と同様に結合する、 R、R′およびR″は式IにおけるRと同様に選択さ
れるアルキレンである。rは上述の場合と同じ意味であ
る。
試薬(式II)は、式III NH2CH2CH2(OCH2CH2nO(CH2mCOOH (III) (式中、mは整数1または2であり、nは整数1〜20、
たとえば2〜20または3〜9である)で表される化合物
に出発して製造することができる。
式IIIで表され、m=1および2、n=1〜10のある
種の化合物の合成については、以前に報告がある〔Jull
ienら:Tetrahedron Lett.29(1988)3803−3806;Hought
on & Southby:Synth.Commun.19(18)(1989)3199−3
209;およびEP−A−410,280(公告1991−1−20);な
らびにS1ama & Rando:Carbohydrate Research 88(198
1)213−221およびBiochemistry 19(1980)4595−460
0〕。
式IIで表される新規な試薬は、式IIIの化合物を、式
Z−B−Z′(Z=Z1、B′=R″先にRおよびR′に
ついて定義した通りであり、Z′は先に定義した活性化
カルボキシである)のそれ自体公知の二官能性試薬と反
応させることにより合成できる。反応後に、−COOH官能
基を、活性化カルボキシ基、Z1′=活性化エステル、た
とえばN−スクシンイミジルオキシカルボニル、4−ニ
トロフェニルオキシカルボニル、2,4−ジニトロフェニ
ルオキシカルボニル等に変換する。
式IIIの新規な化合物およびそれらの新規な誘導体
は、一般式 XCH2CH2(OCH2CH2−)nOCH2Y (IV) を有するポリエーテルで表される。nは整数2〜20、好
ましくは3〜20または3〜9である。XはH2N−であ
り、そのプロトン化型(+H3N−)または好ましくは加水
分解もしくは還元によってH2N−に変換可能な置換H2N−
である。例としては、非置換アミノ(H2N−);ニト
ロ;アミド(カルボアミド)たとえば低級アシルアミド
(ホルミルアミド、アセチルアミド‥‥ヘキサノイルア
ミド)、アシル残基のα炭素原子に電子求引置換基を有
するアシルアミド基、とくにCF3CONH−、CH3COCH2CONH
−等;環に置換基をもっていてもよいフタルイミドイ
ル;カルバメート、とくにR1′OCONH−および(R1′OC
O)(R2′OCO)N−、たとえばN−(t−ブチルオキシ
カルボニル)アミノ(Boc)、環に置換基をもっていて
もよいN−(ベンジルオキシカルボニル)アミノおよび
ジ(N−ベンジルオキシカルボニル)アミノ(それぞれ
ZおよびジZ);窒素原子に結合した炭素原子が芳香系
に対してαであるアルキルアミノ、たとえばN−モノベ
ンジルアミノおよびジベンジルアミノ、N−トリチルア
ミノ(トリフェニルメチルアミノ)等、ならびにメチル
炭素原子(ベンジル炭素原子を含む)がシリコン(Si)
原子で置換された類縁基、たとえばN,N−ジ(tert−ブ
チルシリル)アミノ;3−および/または5−位が低級ア
ルキルで置換されていてもよい4−オキソ−1,3,5−ト
リアジン−1−イルを挙げることができる。
上述のおよび以下に述べるR1′およびR2′は、低級ア
ルキル、とくに二級および三級アルキル基、ならびに環
に置換基をもっていてもよい1〜3個のフェニル基で置
換されたメチル基を意味する。低級アルキルおよび低級
アシル基は1〜6個の炭素原子を有する。
Yは、カルボキシ(−COOH、−COO-を含む)、または
カルボキシに好ましくは加水分解もしくは酸化によって
変換可能な基である。最も重要な基はエステル基であ
り、この場合、カルボニル炭素原子またはオルトエステ
ル中の相当する原子が式Iの右端におけるメチレン基に
結合している。例には、アルキルエステル基(−COO
R1′)、オルトエステル基〔−C(OR3′)〕および
上に定義した反応性エステル基がある。R3′は先の定義
したR1′と同義である。
Yの他の基には−CHO、−CN、−CONH2、−CONR1
R2′がある。この場合、R1′およびR2′は先に定義と同
じ意味である。
式IVの化合物は既知の出発原料から、それ自体公知の
方法の組合せによって合成できる。適当な合成経路は、 A.連鎖の形成 B.末端官能基の変換 C.対称ポリエーテルの非対称エーテルへの変換 D.バイシンメトリックな連鎖の2つの同一のフラグメン
トへの開裂 である。
反復単位−OCH2CH2−を有する便利な出発原料は市販
品を入手できる。たとえば、2〜6個の反復単位を有す
るオリゴエチレングリコールがある。同一の末端基をも
つ他の適当な化合物には相当するジカルボン酸およびジ
アミンがある。
異なる末端基を有する便利な出発原料は、末端基が純
粋なポリエチレンオキシド橋によって間隔を置いて配置
されたω−ヒドロキシモノカルボン酸である。5つまで
の反復単位を有するこのような化合物は、先行技術に記
載されている〔Nakatsuji,Kawamura & Okahara:Synthe
sis(1981)p.42〕。
医薬組成物およびその製造 本発明の医薬組成物は、本技術分野において知られて
いるような処方であるが、本発明の新規な接合体を含有
する。すなわち、この組成物は、凍結乾燥した粒子状物
質、滅菌もしくは無菌的に製造された溶液、錠剤、アン
プル等である。ビヒクル、たとえば水(好ましくは、た
とえばPBSで、生理的pH値に緩衝する)または他の不活
性固体もしくは液体材料を添加することができる。一般
的に、組成物は、必要に応じて適当な添加物および補助
剤とともに、1種または2種以上の水不溶性もしくは水
溶性の水性もしくは非水性ビヒクルに、混合、溶解、結
合または他の方法でそれと合体させることにより製造さ
れる。ビヒクルおよび条件が接合体の活性に悪影響を与
えないことが重要である。水そのままもビヒクルの表現
内に包含される。
投与および使用方法 通常、接合体は、本明細書に示す結果に基づいて10μ
g〜50mgの範囲と考えられる接合体の有効量をそれぞれ
含有する。予め調剤された剤型として販売され、投与さ
れる。正確な投与量は、症例ごとに変動し、患者の体重
および年齢、投与経路、疾患の種類、抗体、超抗原、連
鎖(−B−)等によって決定される。
投与経路は、本技術分野において一般的に知られてい
る通りである。すなわち、本発明の接合体の、標的細胞
溶解有効量もしくは治療有効量を、標的細胞と接触させ
る。上述の適応症の場合、これは通常、哺乳動物たとえ
ばヒトに対する非経口投与たとえば注射、注入(皮下、
静脈内、動脈内、筋肉内)を意味する。接合体は、処置
すべき個体に、局所的にまたは全身的に投与できる。
「標的細胞溶解有効量」は、その量がCTLを標的細胞
の破壊に活性化および指向化するのに有効であることを
意味する。
本発明は、この説明の一部である添付の請求の範囲に
よって定義される。以下に本発明を、多くの実施態様に
よって例示するが、これらは本発明の全体的概念を限定
するものではない。実験の部には、第1部で、接合体の
化学的合成について、第2部で、例4において製造され
た接合体の、T細胞の標的細胞溶解に対する活性化作用
について記述する。
実験の部.第1部 ω−アミノ−PEG−カルボン酸 8−ヒドロキシ−3,6−ジオキサ−オクタン酸イソプロ
ピルエステル(1) チップの形状のナトリウム(23g、1.0mole)を、窒素
気相下ジエチレングリコール(500m)に少量ずつ添加
した。ナトリウムが完全に反応したのち、混合物を室温
に冷却し、ブロモ酢酸(76g、0.5mole)を撹拌下に加え
た。100℃で18時間反応させたのち、過剰のジエチレン
グリコールを約4mmHgで留去した。ついで、イソプロピ
ルアルコール(400m)、およびアセチルクロリド(51
g、0.65mole)を加えた。65℃で18時間撹拌したのち、
混合物を室温に冷却し、酢酸ナトリウム(3.5g、0.15mo
le)で中和した。混合物を濾過し、濾液をほぼ蒸発乾固
し、ついで水(200m)に溶解した。水相を1,1,1−ト
リクロロエタン(3×50m)で抽出した。プールした
有機相を水(20m)で洗浄した。生成物はプールした
水相からジクロロメタン(50m)で抽出し、蒸発させ
ると油状物(55g)が得られた。
11−ヒドロキシ−3,6,9−トリオキサ−ウンデカン酸イ
ソプロピルエステル(2) チップ形状のナトリウム(23g、1.0mole)を、窒素気
相下トリエチレングリコール(700m)に少量づつ添加
した。ナトリウムが完全に反応したのち、混合物を室温
に冷却し、ブロモ酢酸(76g、0.5mole)を撹拌下に加え
た。100℃で18時間反応させたのち、過剰のジエチレン
グリコールを約4mmHgで留去した。ついで、イソプロピ
ルアルコール(400m)、およびアセチルクロリド(51
g、0.65mole)を加えた。65℃で18時間撹拌したのち、
混合物を室温に冷却し、酢酸ナトリウム(3.5g、0.15mo
le)で中和した。混合物を濾過し、濾液をほぼ蒸発乾固
し、ついで水(200m)に溶解した。水相を1,1,1−ト
リクロロエタン(3×50m)で抽出した。プールした
有機相を水(20m)で洗浄した。生成物はプールした
水相からジクロロメタン(50m)で抽出し、蒸発させ
ると油状物が得られた。
1H−n.m.r.(CDCl3);1.26(d,6H);3.07(s,2H);3.
6〜3.8(m,12H);4.11(s,2H);5.09(m,1H) 8−(N−フタルイミドイル)−3,6−ジオキサ−オク
タノール(3) 8−クロロ−3,6−ジオキサ−オクタノール(365g、
2.2mole、トリエチレングリコールおよびSOCl2から製
造)を、ジメチルホルムアミド(400m)に溶解し、フ
タルイミドカリウム(370g、2.0mole)を撹拌下に加え
た。100℃で18時間撹拌したのち、ジメチルホルムアミ
ドを減圧下に留去した。残留物をトルエン(1.5)に4
0〜50℃で懸濁し、塩化カリウムを濾去した。生成物を
冷却して(−10℃)結晶化した。母液を濃縮して結晶化
操作を繰り返すと、母液から第二の分画が得られる。
1H−n.m.r.(CDCl3);2.90(s,1H);3.51〜3.58(m,2
H);3.60〜3.68(m,6H);3.73〜3.78(t,2H);3.89〜3.
94(t,2H);7.70〜7.89(m,4H) 17−(N−フタルイミドイル)−3,6,9,12,15−ベンタ
オキサ−ヘプタデカン酸イソプロピルエステル(4) ジクロロメタン(30m)中ピリジン(2.8m、3.5mm
ole)の溶液を、ジクロロメタン中8−(N−フタルイ
ミドイル)−3,6−ジオキサ−オクタノール(3)(8.5
g、36mmole)およびトリフルオロメタンスルホン酸無水
物(10.2g、36mmole)の溶液に、約−5℃で撹拌しなが
ら滴下した。約30分後に、有機相を0.5M塩酸および水で
洗浄した。乾燥し(Na2SO4)、濾過したのち、8−ヒド
ロキシ−3,6−ジオキサ−オクタン酸イソプロピルエス
テル(1)(12g、48mmole)およびNa2PO4(6.5g、46mm
ole)を加え、混合物を室温で20時間激しく撹拌した。
反応混合物を濾過し、濾液を蒸発させた。残留物を1,1,
1−トリクロロエタンおよび水に分配した。有機相を蒸
発させると、油状物(13g)が得られた。
1H−n.m.r.(CDCl3);δ1.26(d,6H);3.58〜3.76
(m,18H);3.90(t,2H);4.11(s,2H);5.09(m,1H);
7.70〜7.89(m,4H) 17−(N−フタルイミドイル)−3,6,9,12,15−ペンタ
オキサ−ヘプタデカン酸(5) 17−(N−フタルイミドイル)−3,6,9,12,15−ペン
タオキサ−ヘプタデカン酸イソプロピルエステル(4)
(13g)をテトラヒドロフラン(50m)および塩酸
(濃、50m)に溶解した。室温に16時間置いたのち、
溶液を水(200m)で希釈し、テトラヒドロフランを減
圧下に除去した。水相をトルエン(1×)で洗浄し、ジ
クロロメタン(2×)で抽出した。乾燥し(Na2SO4)、
有機相を蒸発させると、生成物が油状物(8.5g)の形で
得られた。
1H−n.m.r.(CDCl3);δ3.57〜3.76(m,18H);3.91
(t,2H);4.11(s,2H);4.8(br,1H);7.65〜7.90(m,4
H) 17−アミノ−3,6,9,12,15−ペンタオキサ−ヘプタデカ
ン酸イソプロピルエステル(6) 17−(N−フタルイミドイル)−3,6,9,12,15−ペン
タオキサ−ヘプタデカン酸(5)(8.5g)を、150mの
エタノールおよび3mのヒドラジンヒドラートに溶解し
た。この溶液を室温で16時間撹拌し、ついで塩酸(100m
、3M)を加えて3時間還流した。室温に冷却して濾過
したのち、pHを調整し(pH9、NaOH)、濾液をほぼ蒸発
乾固した。水を加えて、再びほぼ蒸発乾固し、ついでpH
を調整し(pH4、HCl)、蒸発乾固した。生成物をイソプ
ロパノール(100m)およびアセチルクロリド(2m)
によって室温で一夜処理したのち、蒸発させた。残留物
を水中に集め、アルカリ性のpHで(7〜11)ジクロロメ
タン中に抽出した。蒸発させると、生成物(3.3g)が得
られた。
1H−n.m.r.(CH3OD);δ1.26(d,6H);3.17(t,2
H);3.65〜3.80(m,18H);4.16(s,2H);5.07(m,1H) 合成されたアミノ−PEG−カルボン酸の式 H−(OCH2CH2nCH2CO−OCH(CH3 化合物1:n=1 化合物2:n=1 PhtN−CH2CH2−(OCH2CH22OH 化合物3、PhtN−=N−フタルイミドイル PhtN−CH2CH2−(OCH2CH24CH2CO−OCH(CH3 化合物4、PhtN−=N−フタルイミドイル PhtN−CH2CH2−(OCH2CH24CH2CO−OH 化合物5 H2N−CH2CH2−(OCH2CH24CH2CO−OH 化合物6 二官能性試薬およびカップリング生成物の製造 構造式は別紙に示す。
例1. 17−ヨードアセチルアミノ−3,6,9,12,15−ペン
タオキサヘプタデカン酸のN−ヒドロキシスクシンイミ
ドエステルの製造 A.17−ヨードアセチルアミノ−3,6,9,12,15−ペンタオ
キサヘプタデカン酸(A)の製造 17−アミノ−3,6,9,12,15−ペンタオキサヘプタデカ
ン酸イソプロピルエステル(実験の部、第1部参照)
(1.1g、3.2mmole)を、3mの1M水酸化ナトリウム溶液
に溶解し、室温に30分間放置した。1.5mの6M塩酸を加
え、混合物を蒸発乾固した。残留物をジクロロメタンに
取り、濾過し、溶媒を蒸発させると17−アミノ−3,6,9,
12,15−ペンタオキサヘプタデカン酸545mgが得られた。
この化合物460mg(1.39mmole)を10mのホウ酸塩緩衝
液pH8.4に溶解した。この溶液に窒素ガスを通じて空気
を除去した。5mのジオキサン中432mg(1.52mmole)の
N−スクシンイミジル2−ヨードアセテートの溶液を1
分間を要して滴下し、この間5M NaOHを加えてpHを8.4に
保持した。反応溶液を15分間、窒素ガスを通じながら撹
拌した。薄相クロマトグラフィー(溶出液:CH2Cl2−MeO
H 60:35)によれば、反応はほぼ数分で完結した。15分
後に、反応溶液のpHを3に調整し、溶液を凍結し、乾燥
した。反応混合物を逆相カラムPEP−RPC 30/26(Pharma
cia Biosystems AB)上、0〜13%のアセトニトリル勾
配を0.1%トリフルオロ酢酸とともに用いて分離し、つ
いで13%アセトニトリル、0.1%TFAでイソクラティック
分離を行い分画した。所望のピークからのフラクション
をプールし、凍結乾燥すると、17−ヨードアセチルアミ
ノ−3,6,9,12,15−ペンタオキサヘプタデカン酸(A)3
51mgが得られた。収率:76%。
生成物の構造はそのNMRスペクトルによって確立され
た。1H NMRスペクトル(D2O)をδ値で示す。
ICH2CO 4.23s,OCH2COOH 3.76s,−OCH2CH2o− 3.71〜
3.76,−NHCH2CH2O− 3.65t,−NHCH2CH2O− 3.41 B.17−ヨードアセチルアミノ−3,6,9,12,15−ペンタオ
キサヘプタデカン酸 N−ヒドロキシスクシンイミドエ
ステル(B)の製造 ヒドロキシスクシンイミド(4.5mg、39μmole)を反
応バイアル中に秤量した。17−ヨードアセチルアミノ−
3,6,9,12,15−ペンタオキサヘプタデカン酸(A)(18.
3mg、39μmole)を0.55mの乾燥ジオキサンに溶解し、
反応バイアルに加えた。バイアルに窒素ガスを通じて空
気を除去したのち、0.15mの乾燥ジオキサン中8.0mg
(39μmole)のジシクロヘキシルカルボジイミドの溶液
を反応バイアルに滴下した。バイアルに窒素ガスを充填
し、密閉して、暗所に置いた。反応溶液を3.5時間撹拌
した。生成した沈殿を濾過して除去した。濾液中の生成
物Bの生成率は、NMR分析によって89%と測定された。
例2. (17−ヨードアセチルアミノ−3,6,9,12,15−ペ
ンタオキサヘプタデカノイルアミノ)免疫グロブリン
(C)の製造 A.モノクローナル抗体Mab C215 免疫グロブリンクラスIgG2aのモノクローナル抗体(M
ab C215)(34mg、0.218μmole)を、0.9%塩化ナトリ
ウムを含有する0.1Mホウ酸塩緩衝液pH8.1、17.7mに溶
解し、この溶液を反応バイアルに加えた。17−ヨードア
セチルアミノ−3,6,9,12,15−ペンタオキサヘプタデカ
ン 酸N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(B)3.
6mg(6.4μmole)を含むジオキサン溶液146μを緩衝
溶液に注入し、25分間室温で撹拌して反応を完結させ
た。反応バイアルはホイルで覆って遮光した。過剰の試
薬(B)を、Sephadex G25K26/40カラム上、溶出液とし
て0.9%塩化ナトリウム含有0.1Mリン酸塩緩衝液pH7.5を
用いた分画化によって除去した。所望の生成物Cを含む
分画をプールした。溶液(22m)を、YM30フィルター
を通してAmiconセルで8mlに濃縮した。濃度および置換
度は、アミノ酸分析によれば、それぞれ4.7mg/mおよ
びMab C215あたり18スペーサーであった。
B.モノクローナル抗体Mab C242 免疫グロブリンクラスIgG1のモノクローナル抗体(Ma
b C242)を、例2Aに記載の操作に従い、それぞれ15、20
および22倍モル過剰の17−ヨードアセチルアミノ−3,6,
9,12,15−ペンタオキサヘプタデカン酸 N−ヒドロキ
シスクシンイミドエステル(B)と反応させ、ノナ、ド
デカおよびテトラデカ(17−ヨードアセチルアミノ)−
3,6,9,12,15−ペンタオキサヘプタデカノイルアミノ)
−Mab C242(C)を得た。
C.モノクローナル抗体Mab C 免疫グロブリンクラスIgG2aのモノクローナル抗体(M
ab C)を、例2Aに記載の操作に従い、それぞれ14および
18倍モル過剰の17−ヨードアセチルアミノ−3,6,9,12,1
5−ペンタオキサヘプタデカン酸 N−ヒドロキシスク
シンイミドエステル(B)と反応させ、テトラおよびヘ
プタ(17−ヨードアセチルアミノ)−3,6,9,12,15−ペ
ンタオキサヘプタデカノイルアミノ)−Mab C(C)を
得た。
例3. 2−メルカプトプロピオニルアミノ−Eu3−標識
−ブドウ球菌エンテロトキシンA(SEA)の製造 A.Eu3+標識SEA(D)の製造 SEA(Toxin Technology Inc.からの凍結乾燥製品)
(2mg、72nmole)を722μのmilli−Q水に溶解し、15
mのポリプロピレンチューブに加えた。100μの0.1M
ホウ酸塩緩衝液pH8.6、ついで178μのmilli−Q中216
0nmoleのEu3+−キレート試薬(Pharmacia Wallac Oy)
を加えた。室温に一夜置くと反応は完結した。反応溶液
をSephadex G25PD10カラム(Pharmacia Biosystems A
B)上、溶出液として0.1Mリン酸塩緩衝液pH8.0を用いた
分画化によって除去した。所望の生成物Dを含む分画を
プールした。溶液(3m)を、YM5フィルターを通してA
miconセルで容量0.8mに濃縮した。濃度はアミノ酸分
析によれば、1.7mg/mであった。置換度はEuCl3標準溶
液と比較して、SEAあたり0.8Eu3+と測定された。
B1. 3−(2−ピリジルジチオ)プロピルアミノEu3+
標識SEA(E)および3−メルカプトプロピオニルアミ
ノEu3+標識SEA(F)の製造 0.75mの0.1Mリン酸塩緩衝液pH8.0中Eu3+−SEA(1.2
4mg、44.8nmole)を、15mのポリプロピレンチューブ
に加えた。1mのエタノール中1.6mgの3−(2−ピリ
ジルジチオ)−プロピオン酸N−スクシンイミジルエス
テルの溶液35μをチューブに加え、反応溶液を室温で
30分間撹拌した。得られた生成物Eは単離しないでその
まま、生成物Fに還元した。
上記反応溶液に、20μの0.2M Eu3+−クエン酸溶液
および50μの2M酢酸を加えて、pHを5に調整した。つ
いで、0.1mの0.9%塩化ナトリウム中3.1mgのジチオス
レイトール(Merck)を加え、反応溶液を室温で20分間
撹拌した。ついで50μの0.9%塩化ナトリウム溶液を
加えて全容を1mに調整した。反応溶液(1m)をSeph
adex G25 NAP−10カラム(Pharmacia Biosystems AB)
上に置き、所望の生成物Fを、0.9%塩化ナトリウム含
有0.1Mリン酸塩緩衝液pH7.5、1.5mを添加して溶出し
た。溶出した生成物Fを15mのポリプロピレンチュー
ブに集め、ジスルフィド化合物への再酸化を避けるた
め、生成物Gの合成に直ちに使用した。
B2. 2−メルカプトプロピオニルアミノ−ブドウ球菌
エンテロトキシンA(SEA)(F2)の製造 ネイティブなSEA(Toxin Technology Incからの凍結
乾燥製品)または組換え操作で製造されたSEA(rSEA)
に例3B1に記載の操作により、2倍モル過剰の3−(2
−ピリジルジチオ)プロピオン酸N−スクシンイミジル
エステルを反応させた。
置換度は、Carlssonら〔Biochem.J.173(1978)723−
737〕のUV−分析で測定し、SEAあたり1.9メルカプトプ
ロピオニル基であった。
例4. SEA−モノクローナル抗体接合体(G1またはG2)
の製造 A.Eu3+−SEAとMab C215の接合体(G1) 例3Bに記載の4−メルカプトプロピオニルアミノEu3+
標識SEA(F)の溶液に、0.9%塩化ナトリウム含有0.1M
リン酸塩緩衝液pH7.5中オクタデカ(17−ヨードアセチ
ルアミノ−3,6,9,12,15−ペンタオキサヘプタデカノイ
ルアミノ)Mab C215(C)(4mg)の溶液1.2mを加え
た。室温に一夜放置すると反応は完結した。ついで、水
1m中20μのメルカプトエタノールの溶液5μ(1.
2μmole)を添加して、未反応ヨードアルキル基を遮断
した。反応溶液を室温に4時間放置したのち、濾過し
た。次に、濾液をSuperose 12HR16/50カラム(Pharmaci
a Biosystems AB)上、溶出液として0.9%塩化ナトリウ
ム含有0.002Mリン酸塩緩衝液pH7.5を用いて分画化し
た。所望の生成物Gを含む分画をプールし、分析した。
アミノ酸分析による蛋白質含量は0.22mg/mであった。
置換度は、Eu3+の定量により、IgGあたりSEA 1個と測定
された。この生成物については、免疫刺激作用および抗
体結合能も検討した。
化合物Cに対する化合物Fの量を増加させると、置換
度の上昇が認められた。
B.rSEAとMab C215の接合体(G2) オクタデカ(17−ヨードアセチルアミノ−3,6,9,12,1
5−ペンタオキサヘプタデカノイルアミノ)Mab C215
(C)を、例4Aに記載の操作に従い、1.8倍モル過剰の
2−メルカプトプロピオニルアミノ−rSEA(F2)と反応
させた。接合体の組成を、Phast−GelTM勾配4〜15上ド
デシル流酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動
(SDS−PAGE)に対し、結合をPhast IMAGE(Pharmacia
Biosystems AB)で走査した。得られた接合体の組成
は、3個のSEAをもつMab C215が6%、2個のSEAをもつ
ものが15%、1個のSEAをもつものが28%、非置換Mab C
215が51%であった。
別の実験で、2.7倍過剰のF2を使用した場合は、得ら
れた接合体の組成は、3個のSEAをもつMab C215が15
%、2個のSEAをもつものが25%、1個のSEAをもつもの
が34%、非置換Mab C215が26%であった。
C.rSEAとMab C242の接合体 C1.テトラデカ(17−ヨードアセチルアミノ−3,6,9,12,
15−ペンタオキサヘプタデカノイルアミノ)Mab C242
(C)を、例4Aに記載の操作に従い、3.2倍モル過剰の
2−メルカプトプロピオニルアミノ−rSEA(F2)と反応
させた。接合体の組成を例4Bの記載と同様に分析したと
ころ、4個のSEAをもつMab C242が4%、3個のSEAをも
つものが12%、2個のSEAをもつものが28%、1個のSEA
をもつものが36%、非置換Mab C242が20%であった。
同じ反応を行ったが、カラムで分画化する前に生成物
を0.2Mヒドロキシルアミンで4時間処理して、Mab C242
とスペーサー、およびSEAとメルカプトプロピオニル基
の間の不安定な結合を除去した。生成した接合体の組成
は、4個のSEAをもつMab C242が1%、3個のSEAをもつ
ものが12%、2個のSEAをもつものが27%、1個のSEAを
もつものが36%、非置換Mab C215が24%であった。
C2.ドデカ(17−ヨードアセチルアミノ−3,6,9,12,15−
ペンタオキサヘプタデカノイルアミノ)Mab C242(C)
を例4Aに記載の操作に従い、3倍モル過剰の2−メルカ
プトプロピオニルアミノ−rSEA(F2)と反応させた。得
られた接合体組成は、3個のSEAをもつMab C242が6
%、2個のSEAをもつものが26%、1個のSEAをもつもの
が36%、非置換Mab C242が31%であった。
C3.ノナ(17−ヨードアセチルアミノ−3,6,9,12,15−ペ
ンタオキサヘプタデカノイルアミノ)Mab C242(C)
を、例4Aに記載の操作に従い、3倍モル過剰の2−メル
カプトプロピオニルアミノ−rSEA(F2)と反応させた。
得られた接合体の組成は、2個のSEAをもつMab C242が1
3%、1個のSEAをもつものが39%、非置換のMab C242が
46%であった。
D.rSEAとMab Cの接合体 D1.ヘプタ(17−ヨードアセチルアミノ−3,6,9,12,15−
ペンタオキサヘプタデカノイルアミノ)Mab Cを、例4A
に記載の操作に従い、5.4倍モル過剰の2−メルカプト
プロピオニルアミノ−rSEA(F2)と反応させた。接合体
の組成を例4Bの記載と同様に分析したところ、4個のSE
Aをもつものが15%、3個のSEAをもつものが24%、2個
のSEAをもつものが29%、1個のSEAをもつものが19%、
非置換のMab Cが3%、ダイマー型が10%であった。
同じ反応を0.2Mヒドロキシルアミンの存在下に行い、
Mab Cとスペーサー、およびSEAとメルカプトプロピオニ
ル基の間の不安定な結合を除去した。生成した接合体の
組成は、3個のSEAをもつMab Cが11%、2個のSEAをも
つものが24%、1個のSEAをもつものが30%、非置換Mab
Cが18%、ダイマー型が17%であった。
D2.テトラ(17−ヨードアセチルアミノ−3,6,9,12,15−
ペンタオキサヘプタデカノイルアミノ)Mab Cを、例4A
に記載の操作に従い、5.7倍モル過剰の2−メルカプト
プロピオニルアミノ−rSEA(F2)と反応させた。得られ
た接合体の組成は、4個のSEAをもつMab C2が8%、3
個のSEAをもつものが18%、2個のSEAをもつものが30
%、1個のSEAをもつものが26%、非置換Mab Cが5%、
ダイマー型が12%であった。
例5. 〔17−(3−メルカプトプロピオニルアミノ)−
3,6,9,12,15−ペンタオキサヘプタデカノイルアミノ〕
−rSEA(I)の製造 A.17−〔3−(2−ピリジルチオ)プロピオニルアミ
ノ〕−3,6,9,12,15−ペンタオキサヘプタデカノイルア
ミノ)−rSEA(H)の製造 17−〔3−(2−ピリジルチオ)プロピオニルアミ
ノ〕−3,6,9,12,15−ペンタオキサヘプタデカン酸N−
ヒドロキシスクシンイミドエステル(K)(0.53mg、89
6nmole)のジオキサン43μの溶液を、1mの0.9%塩
化ナトリウム含有0.1Mリン酸塩緩衝液pH7.5中3.67mg(1
28nmole)のrSEA溶液に注入した。反応は、室温30分で
完結した。置換度の分析のために、100μを採取し
た。残部は、生成物Iに還元するまで、凍結保存した。
置換度は、反応溶液100μをSephadex G50 NICKカラ
ム(Pharmacia Biosystems AB)で脱塩し、溶出液をCar
lssonら〔Biochem.J.173(1978)723−737〕のUV−スペ
クトロスコピーで分析して測定した。rSEAに2.7のスペ
ーサーがカップリングした。
B.〔17−(3−メルカプトプロピオニルアミノ)−3,6,
9,12,15−ペンタオキサヘプタデカノイルアミノ〕−rSE
A(I)の製造 生成物Hを含む反応溶液(0.9m)のpHを2HClで4.4
に調整し、0.9%塩化ナトリウム7.5μに溶解したジチ
オスレイトール2.9mgを加えた。還元は30分で完結し
た。反応溶液をSephadex G25 NPA10カラム(Pharmacia
Biosystems AB)に加え、1.5mの0.9%塩化ナトリウム
含有0.1Mリン酸塩緩衝液pH7.5で溶出し、直ちに例6の
生成物Jの合成に使用した。
例6.ダブルスペーサーを有するSEA−モノクローナル抗
体接合体Jの製造 ドデカ(17−ヨードアセチルアミノ−3,6,9,12,15−
ペンタオキサヘプタデカノイルアミノ)Mab C242(C)
(4.2mg、27nmole、1.0mの0.9%塩化ナトリウム含有
0.1Mリン酸塩緩衝液pH7.5中)を、〔17−(3−メルカ
プトプロピオニルアミノ)−3,6,9,12,15−ペンタオキ
サヘプタデカノイルアミノ〕−rSEA(I)(1.17mg、42
nmole)、1mの上記緩衝液中)と、43時間、窒素下、
暗所で反応させた。ついで、1.14μmoleのメルカプトエ
タノールを加えた。さらに1時間後に、反応溶液をSupe
rdex 200 HR16/25カラムで分画した。生成物を、0.9%
塩化ナトリウム含有2mMリン酸塩緩衝液pH7.5で溶出し
た。所望の生成物Jを含む分画をプールし、例4Bの記載
と同様にして分析した。接合体の組成は2個のSEAをも
つMab C242が9%、1個のSEAをもつものが25%、非置
換Mab C242が66%であった。
実験の部.第2部 細胞に対する超抗原−抗体接合体の作用 以下の実験に使用した細菌トキシンは、Toxin Techno
logies(WI;USA)から入手したか、または大腸菌から組
換え蛋白質として製造したブドウ球菌エンテロトキシン
A(SEA)である。
抗体は、C215、C242およびThy−1.2 mAbとした。C215
はヒト結腸癌細胞系に対するIgG2a mAbであり、数種の
ヒト結腸細胞系の34kD蛋白抗原と反応する。これらのmA
bについての文献は先に示した。接合体は、第1部に記
載したようにして製造した。
優先日前には、Eu3+標識SEA−C215 mAb接合体につい
てのみ検討が行われた。優先日の年に、結果は非標識SE
A−C215、SEA−S242およびSEA−Thy−1.2 mAb接合体に
ついて確認された。今回導入された結果は非接合体に関
するものである。
MHCクラスIIを欠くかMHCクラスIIは少量、検出不能量
しか発現しない結果癌細胞に対するSEA−C215 mAb接合
体ならびに非接合SEAおよびC215 mAbにより仲介される
細胞障害作用の測定には、エフェクター細胞として各種
ヒトSEAで増強されたT細胞系を、標的細胞として結腸
癌細胞およびMHCクラスII+Raji細胞パネルを採用した。
結腸癌細胞系、Colo205、SW620およびWiDrはHLA−DR、H
LA−DPおよびHLA−DQに対するmAbでの染色ならびにFACS
分析によって明らかなように、すべてMHCクラスIIの発
現を欠いていた。SEA増強T細胞系は、組換えIL−2(2
0単位/m)の存在下にSEAでプレコートした、マイトマ
イシンC処置MHCクラスII+BSMリンパ種細胞による毎週
の再刺激によって、末梢血から確立された。これらのT
細胞系はSEAでコートされたRajiまたはBSM細胞に対して
強力な細胞障害作用を示したが、コートされていない細
胞、またはブドウ球菌エンテロトキシンB(SEB)でコ
ートされた細胞には障害性を示さなかった。このSEAに
よって誘導される殺滅は、遮断HLA−DR抗体、MHCクラス
II-Raji変異細胞およびHLA−DRトランスフェクトL−細
胞の使用により明らかなように、SEAと標的細胞上のMHC
クラスIIの相互作用に依存する〔Dohlstenら、Immunolo
gy 71(1990)96−100〕。これらのT細胞系は、C215−
SEA接合体によって活性化されて、C215+MHCクラスII-
腸癌細胞を殺滅した。これに反し、非接合SEAおよびC21
5 mAbはC215+MHCクラスII-結腸癌細胞を殺滅するT細胞
はきわめてわずかしか誘導できなかった。ブドウ球菌エ
ンテロトキシン抗体接合体依存性の細胞仲介細胞障害性
は、C215+腫瘍細胞へのSEA−C215 mAb接合体の結合に依
存した。この結合の特異性は、過剰の非接合C215 mAbが
結腸癌細胞の溶解を阻害し、この作用は無関係なC242お
よびw6/32 mAbにはない事実によって明らかであった。C
D4+およびCD8+T細胞はSEA−C215処置C215+結腸癌細胞の
殺滅作用を示したが、SEA処置細胞は溶解しなかった。M
HCクラスII-腫瘍細胞に結合したSEA−C215 mAb接合体と
T細胞の相互作用には、MHCクラスII+細胞のSEA誘導殺
滅作用について以前に示されているのと同様、特異的V
βTCR配列が関与しているように思われる。これは、C21
5−SEA接合体との、自己由来SEA特異的T細胞系ではな
く、SEA特異的T細胞の相互作用によって指示された。C
242 mAbおよびThy−1.2 mAb接合体はC215 mAb接合体と
同様の活性を示す。
クロミウム標識および標的細胞のSEAとのインキュベー
ション 0.75×106個の標的細胞と、150μCiの51クロミウム
(Amersham Corp.,Arlington Height,England)を、100
μの容量で、37℃において45分間インキュベートし
た。細胞は、2.8%(v/v)7.5% NaHCO3、1%ピルビン
酸ナトリウム、2% 200mM L−グルタミン、1% 1M He
pes、1% 10mg/mゲンタマイシンおよび10%ウシ胎仔
血清(FCS、Gibco,Paisley,GER)を補充したRPMI−1640
培地(Gibco,Paisley,GER)を含む完全培地中に保持し
た。インキュベーション後、細胞をFCSを含まない完全
培地で1回洗浄し、37℃で60分間インキュベートし、洗
浄し、10%FCS含有完全培地に再懸濁した。U字底96ウ
エルマイクロタイタープレート(Costar,Cambridge,US
A)の各ウエルに5×103の標的細胞を添加した。
細胞障害性のアッセイ エフェクター細胞を、様々なエフェクター/標的細胞
比で、ウエルに加えた。各ウエルの最終容量は200μ
とした。各試験は3回行った。プレートを37℃で4時間
インキュベートしたのち、放出したクロミウムを収穫し
た。51Crの量はガンマーカウンター(Cobra Auto−gamm
a,Packard)で測定した。細胞障害性百分率は、式 %細胞障害性=(X−M)/(T−M)×100 で算出した。式中、Xは試験サンプルについて得られた
クロミウム放出(cpm)であり、Mは培地とインキュベ
ートした標的細胞のクロミウムの自然放出であり、Tは
標的細胞を1%ドデシル硫酸ナトリウムとインキュベー
トして得られる総クロミウム放出である。
結果 SEA−C242、SEA−C215およびSEA−抗Thy−1.2 mAb接
合体は、それぞれそのmAbの関連エピトープを発現する
細胞、およびMHCクラスII+細胞に結合する。一方、非接
合SEAはMHCクラスII+細胞にのみ、結合した。非接合C21
5、C242およびThy−1.2 mAbは、関連細胞に結合する
が、Raji細胞には結合しない(表1)。
ヒトT細胞系は、SEA−C215 mAb接合体の存在下にMHC
クラスII-SW620、Colo205およびWiDr細胞を溶解した
が、非接合SEAおよびC215 mAbの存在下には溶解しなか
った(図1)。結腸癌細胞の溶解は、10〜100ng/mのS
EA−C215 mAb接合体で認められた。SW620に対して、SEA
−C215 mAb接合体は、様々なエフェクター細胞対標的細
胞比で、高レベルの溶解がみられた(図1)。これに反
し、非接合SEAまたはC215 mAbは、試験したすべてのエ
フェクター細胞対標的細胞比で、SW620に対して細胞障
害性はまったく示さなかった。これはMHCクラスII-Colo
205細胞の溶解能は接合体に限定され、非接合SEAおよび
C215 mAbでは誘導できないことを示す。SEAおよびSEA−
C215 mAb接合体はMHCクラスII+Raji細胞およびインター
フェロン処置MHCクラスII+Colo205細胞のT細胞による
殺滅を誘導するが、C215 mAbは誘導しなかった(図
1)。
SEA−C215 mAb接合体が誘導する溶解作用には、標的
細胞上のC215 mAb分子への接合体の特異的結合が関与し
ているかどうかを明らかにするため、過剰の非結合C215
mAbおよびC242 mAbにより遮断試験を実施した。この場
合、C242 mAbは結腸癌細胞上のC215 mAb関連抗原とは無
関係な抗原に結合する。C215 mAbの添加は細胞障害性を
強力に遮断したが、C242 mAbはまったく影響しなかっ
た。同様に、SEA−C242 mAbによる溶解は過剰非接合C24
2 mAbにより特異的に遮断されたが、C215 mAbによって
は遮断されなかった。
SEA−C215 mAb接合体の、MHCクラスII SW620結腸癌細
胞のT細胞依存性溶解の誘導能は、CD4+、CD8+T細胞集
団のいずれにおいても認められた(表2)。SEAは、こ
れらのT細胞サブセットのいずれをもSW620細胞の殺滅
を仲介するように活性化することはないが、MHCクラスI
I+Raji細胞の溶解は誘導した(表2)。
SEA−C215 mAb接合体は、SEA増強T細胞系によりSW62
0およびRaji細胞の溶解を誘導したが、SEB増強T細胞系
によっては溶解を誘導しなかった(図3)。SEAおよびS
EB系の特異性は、Raji細胞に曝露した場合の、SEAおよ
びSEBそれぞれに対するそれらの選択的応答によって示
される。これは、SEA−C215 mAb接合体が、非接合SEAと
同じVβTCR特異性を維持していることを示している。
図の説明 図1:SEA−C215 mAb接合体は、MHCクラスII-結腸癌細
胞に対してCTLを指向させる。左上のパネルは、SEA−C2
15 mAb接合体、SEA、C215およびC215とSEAの混合物(C2
15+SEA)の不存在下、または1μg/m濃度での存在
下、様々なエフェクター細胞対標的細胞比での、SW620
細胞に対するSEA応答CTLの作用を示す。他のパネルはC2
15+MHCクラスII-結腸癌細胞系SW620、Colo205およびWi
Dr、MHCクラスII+C215+インターフェロン処置Colo205細
胞ならびにC215-MHCクラスII+Raji細胞に対して、SEA応
答CTLを標的化するSEA−C215 mAb接合体、およびSEAの
能力を示す。エフェクター細胞対標的細胞比は30:1とし
た。数種の濃度での非接合C215 mAbの添加は、これらの
細胞系に対するCTLの標的化をまったく誘導しなかっ
た。HLA−DR、HLA−DPおよびHLA−DQに対するmAbを用い
たSW620細胞、Colo205およびWiDr細胞のFACS分析では、
表面MHCクラスII発現はまったく検出できなかったが、H
LA−DR、−DPおよび−DQの豊富な発現がRaji細胞に、HL
A−DRおよびDPの発現がインターフェロン処置Colo205細
胞に検出された。Colo205細胞は、CTLアッセイに使用す
る前に48時間、1000単位/mの組換えインターフェロン
−γで処置した。
図2:SEA−C215 mAb接合体およびSEA−C242 mAb接合体
によって誘導される結腸癌細胞に対するCTLの標的化
は、mAbの抗原選択性に依存する。SEA−C215 mAb接合体
およびSEA−C242 mAb接合体(3μg/m)の存在下での
SEA応答CTLによるColo205細胞の溶解は、それぞれ非接
合C215およびC242 mAb接合体(30μg/m)の添加によ
って遮断される。非接合mAbまたは対照培地(−)は接
合体の前10分に標的細胞に添加した。
図3:SEA−C215 mAb接合体でコートされた結腸癌細胞
の溶解は、SEA応答CTLによって仲介されるが、SEB応答C
TLによっては仲介されない。自己SEAおよびSEB選択的T
細胞系は、SEA−C215 mAb接合体、非接合のC215 mAbとS
EAの混合物(C215+SEA)および非接合のC215 mAbとSEB
の混合物(C215+SEB)の不存在下(対照)、または1
μg/m濃度での存在下、エフェクター細胞対標的細胞
比10:1で、SW620およびRaji標的細胞に対して使用し
た。
図4:SEA−C242 mAb接合体およびSEA−抗−Thy−1.2 m
Ab接合体により、それらの標的細胞(それぞれColo205
腫瘍細胞およびEL−4腫瘍細胞)に対して誘導される細
胞障害性。
細胞は、対照(PBS−BSA)の各種添加物とともに氷上
で30分間インキュベートし、洗浄し、以下に記載するよ
うに処理した。Colo205細胞に結合したC215およびC242
mAbならびにEL−4に結合した抗−Thy−1.2の染色は、F
ITC標識ウサギ抗マウス1gを用いて検出した。Raji細胞
に対するSEAの染色はウサギ抗−SEA血清を用い、ついで
FITC−ブタ抗ウサギ1gによって検出した。Colo205なら
びにRaji細胞に対するSEA−C215 mAb接合体の染色は、C
215 mAbおよびSEAについて上述の操作を用いて検出し
た。EACS分析はBecton & DickinsonからのFACSスター
プラス上で実施した。第2および第3工程の染色はバッ
クグランドを明瞭にするためにのみ使用した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C07K 16/18 C07K 16/18 16/28 16/28 // A61K 39/00 A61K 39/00 39/395 39/395 (72)発明者 ランドウ,ペーテル スウエーデン国エス―214 34 マルミ ヨ.ソフイエルンツヴエイエン44 (72)発明者 オーケルブロム,エーヴア スウエーデン国エス―752 52 ウプサ ラ.タールグウクスヴエイエン15 審査官 本間 夏子 (56)参考文献 特開 平1−163132(JP,A) 特開 昭62−252759(JP,A) 国際公開88/703(WO,A1) 米国特許4545985(US,A) Eur.J.Surg.Oncol. (1989)Vol.15,No.4,p. 367−370 Science(1990)Vol.248, No.4956,p.705−711 Cell.Immunol.(1986) Vol.97,No.2,p.371−385 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07K 14/00 - 19/00 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG)

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】共有結合した抗体および超抗原からなる可
    溶性抗体接合体。
  2. 【請求項2】(i)前記抗体が疾患に関連する標的細胞
    の細胞表面構造に対して特異的であり、 (ii)前記超抗原がT細胞によって認識され、細胞障害
    性T細胞(CTL)を活性化可能である、請求項1記載の
    可溶性抗体接合体。
  3. 【請求項3】前記超抗原がT細胞受容体複合体の部分と
    相互作用可能である、請求項2記載の可溶性抗体接合
    体。
  4. 【請求項4】超抗原がT細胞受容体Vβ鎖と相互作用す
    る、請求項3記載の可溶性抗体接合体。
  5. 【請求項5】標的細胞が、癌、自己免疫、寄生体感染お
    よび微生物感染からなる群から選択される疾患に関連
    し、抗体が前記標的細胞上に存在する抗原決定基(エピ
    トープ)に対して特異的である、請求項2〜4のいずれ
    かに記載の可溶性抗体接合体。
  6. 【請求項6】疾患が癌であり、抗体が腫瘍細胞上に存在
    する抗原決定基(エピトープ)に対して特異的である、
    請求項2〜5のいずれかに記載の可溶性抗体接合体。
  7. 【請求項7】腫瘍細胞が結腸癌関連細胞である、請求項
    6記載の可溶性抗体接合体。
  8. 【請求項8】抗体がC242エピトープに特異的である、請
    求項1〜7のいずれかに記載の可溶性抗体接合体。
  9. 【請求項9】抗体残基あたり、超抗原残基が少なくとも
    1〜5存在する、請求項1〜8のいずれかに記載の可溶
    性抗体接合体。
  10. 【請求項10】抗体がモノクローナル抗体である、請求
    項1〜9のいずれかに記載の可溶性抗体接合体。
  11. 【請求項11】超抗原がブドウ球菌エンテロトキシンで
    ある、請求項1〜10のいずれかに記載の可溶性抗体接合
    体。
  12. 【請求項12】超抗原がブドウ球菌エンテロトキシンA
    である、請求項1〜11のいずれかに記載の可溶性抗体接
    合体。
  13. 【請求項13】超抗原および抗体が、少なくとも1個の
    アミド構造を含む有機架橋基−B−を介して連結されて
    いる、請求項1〜12のいずれかに記載の可溶性抗体接合
    体。
  14. 【請求項14】接合体が組換えにより製造される、請求
    項1〜13のいずれかに記載の可溶性抗体接合体。
  15. 【請求項15】哺乳類、好ましくはヒトにおける所望し
    ない細胞を破壊する治療において使用され、前記細胞が
    接合体の抗体部分に対する構造を発現するものである、
    請求項2〜14のいずれかに記載の可溶性抗体接合体。
  16. 【請求項16】所望しない細胞が癌、自己免疫、ウィル
    ス、細菌またはカビの感染または寄生体感染に関連する
    ものである、請求項15記載の可溶性抗体接合体。
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