JP4559030B2 - ルイス−yおよびルイス−bハプテンの双方に結合する結合メンバー、および癌を治療するためのその使用 - Google Patents
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Description
この抗原は、ルイスbハプテン(Fuc1-2Galβ1-3(Fucα1-4)GINAcおよびルイスxハプテンのフコシル化された誘導体の位置異性体(positional isomer)である。ルイスyハプテンは細胞表面抗原エピトープであり、そのエピトープは結腸直腸腫瘍で発現される(Abe et al., Cancer Research, 46,2639 (1986); Kim et al., Cancer Research, 46,5985 (1986))。
マウスモノクローナル抗体C14は、ルイスyハプテンを認識し〔Brown et al, Biosci. Rep. 3, 163 (1983); Brown et al., Int. J. Cancer, 33,727)、また78%結腸直腸癌と結合する〔Durrant et al., J. Natl. Cancer Inst., 81, 688 (1989)〕。
ラット抗C14抗血清およびC14gp200抗原によるマウスの免疫、そして次に免疫された脾臓細胞をマウスミエローマ細胞と融合することにより、ルイスyおよびルイスb抗原を認識する5つのIgG(2つのIgG3および3つのIgG1)モノクローナル抗体が産生された(Durrant at al., Hybridoma, 12,647-660 (1996))。5つのIgGsの各々(「692」モノクローナル抗体を称される)は、C14と同じ特異性を示した(Durrant at al., Hybridoma, 12,647-660 (1996))。これらの抗体は拡張された及び非拡張のルイスyおよびルイスbハプテンに結合するが、ルイスxまたはH血液型ハプテンには結合しないことが薄層クロマトグラフィーおよびELISAにより示された。前記抗体は、胸部、肺、結腸直腸、胃(gastric)、および卵巣の腫瘍並びに骨髄性白血病に結合した。正常な組織の認識は、最少であり、上部胃腸管の基底膜の弱い染色、胃およびファロピオ管のムチン染色並びに肝臓微小管の弱い染色に限定されていた。
従って、前記ペアの前記メンバーは、互いに特異的な結合特性を具備している。結合ペアのタイプの例は、抗原―抗体、ビオチン―アビジン、ホルモン―ホルモンレセプタ、レセプタ―リガンド、酵素―基質である。本発明は抗原抗体タイプの反応に関係するが、本発明の結合メンバーはルイスyおよびルイスbハプテンの双方に結合することが可能な任意の成分(moiety)であってもよい。
いくつかグループ〔Terada and Nakanuma, Pathol. Int., 46, 764-770 (1996); Terada and Nakanuma, American J. Pathol., 146, 67-74 (1995); Iwata et al., J. Pathol., 179, 403-408 (1996); Yamada et al., Anticancer Research, 16, 735-740 (1996)を含む〕は、以前に抗ルイスy抗体を使用してアポトーシス細胞の特性を調査しており;ルイスyはアポトーシスのマーカーであり、死にゆく細胞で優先的に過剰発現されることを、これらの結果は示した。これらの発見は、なぜ多くの生きた腫瘍細胞も本ハプテンを発現しているのか又はなぜルイスyおよびルイスbと結合するメンバー(例えば、抗体)がアポトーシスを誘導しなければならないのかを説明していない。
SC101抗体の正常組織への結合が最小限であることは、前記抗体の高用量を患者の治療に使用でき、一方で非癌性細胞(non-cancerous cells)に対する毒性のリスクを避けることができ有利である。
2配列を比較するための数学的アルゴリズムの例は、文献〔Karlin and Altschul (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 2264-2268、Karlin and Altschul (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 5873-5877でのように修正された〕に記載されたアルゴリズムである。文献〔Altschul, et al. (1990) J. Mol. Biol. 215: 403-410〕に記載のNBLASTおよびXBLASTプログラムが、かかるアルゴリズムとして導入されている。BLASTヌクレオチドサーチを、NBLASTプログラム(スコア=100、ワード長=12)で実施して本発明の核酸分子に相同なヌクレオチド配列を取得することが可能である。BLAST蛋白質サーチを、XBLASTプログラム(スコア=50、ワード長=3)で実施して本発明の蛋白分子に相同なアミノ酸配列を取得することが可能である。比較目的でギャップアライメントを取得するために、Gapped BLASTを文献(Altschul et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402)に記載のように利用できる。
或いは、PSI-Blastを使用して分子間の遠縁の類縁関係(distant relationships)を検出する反復サーチ(iterated search)を実施できる(Id.)。BLAST、Gapped BLAST、およびPSI-Blastプログラムを利用する場合、それぞれのプログラム(例えば、XBLASTおよびNBLAST)の初期設定パラメータを使用することができる。http ://www. ncbi. nlm. nih. gov.を参照。
大抵は少なくとも約7〜9の連続的な(contiguous)アミノ酸、典型的には少なくとも約9〜13の連続的なアミノ酸、より好ましくは少なくとも約20〜30以上の連続的なアミノ酸、および最も好ましくは少なくとも約30〜40以上の連続した(consecutive)アミノ酸である。
ヒト化抗体を作出するための方法は、当該技術において既知である。方法は、例えば、Winter, U. S. Patent No. 5,225,539に記載されている。ヒト化抗体は、モノクローナル抗体SC101の超可変領域とヒト抗体の定常領域とを有する修飾抗体であってもよい。
以上のように、結合メンバーは、ヒト定常領域を含んでいてもよい。
β1,4 β1,3 β1,4
Gal → GlcNAc → Gal → GlcNAc-R
↑α1,2 ↑α1,3
Fuc Fuc
β1,3 β1,3 β1,4
Gal → GlcNAc → Gal → GlcNAc-R
↑α1,2 ↑α1,3
Fuc Fuc
また治療は、癌性組織または細胞株(白血病細胞を含むが、これに限定されない)に関する治療であってもよい。
自殺による細胞死(ときおりプログラム細胞死と称される)は、生物の統合性に対して脅威となる細胞を破壊するために必要である。
アポトーシスにより細胞が自殺する2つの異なる機構が存在する。1つは細胞内で生じたシグナルにより発生し、他方は細胞表面で受容体に結合する外部シグナル(例えば、分子)により発生する。
薬学的組成物は、活性成分に加えて、薬学的に許容される賦形剤、担体、緩衝安定化剤(buffer stabiliser)または当業者に周知の他の物質を含んでいてもよい。かかる物質は非毒性のものであるべきであり且つ前記活性成分の有効性に影響しないものであるべきである。前記担体または他の物質の正確な性質は投与経路に依存し、その経路は経口または注射による経路(例えば、静脈内)であってもよい。
治療の処方(例えば、投薬量などの決定)は、一般的な実施者(practitioners)および他の医者の責任で行われ、また典型的には治療される障害、個々の患者の状態、配送部位、投与方法および実施者に既知の他の要素を考慮して行われる。本発明の組成物は、存在している癌の治療に対し及び初期治療もしくは手術後の再発癌の予防において、特に関連性のあるものである。上記の技術およびプロトコールの例は、文献(Remington's Pharmaceutical Sciences, 16th edition, Oslo, A. (ed), 1980)中に見つけることができる。
これらの技術には、(i)かかる核酸(例えば、ゲノムの供給源から)のサンプルを増幅するためのポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の使用、(ii)化学合成、または(iii)cDNA配列の調製、が含まれる。抗体断片をコードするDNAは、当業者に既知の任意の適切な方法で産生および使用できる。この方法は、コードDNAを取得することにより、発現される部分の両側の適切な制限酵素認識部位を同定することと、および該部分を前記DNAから切り出すことと、を含んでいる。前記部分は、次に標準的な市販の発現系において適切なプロモータと作用可能に連結(operably linked)されてもよい。
別の組換え技術のアプローチは、前記DNAの関連性のある部分を適切なPCRプライマーで増幅することである。前記配列に対する修飾を、例えば、部位特異的突然変異誘発を用いて、修飾されたペプチドの発現を生じさせるために又は使用した宿主細胞のコドン嗜好性を考慮して前記核酸を発現させるために導入することが可能である。
本発明による核酸は、DNAまたはRNAを含んでもいてもよく、全体的に又は部分的に合成によるものであってもよい。
細菌の細胞に関して適切な技術には、塩化カルシウムトランスフォーメーション、エレクトロポレーションおよびバクテリオファージを用いたトランスフェクションが含まれる。
1. ルイスyおよびルイスbハプテンと結合する能力を有する裸の結合メンバーを提供することと;
2. 候補薬物を提供することと;
3. 前記裸の結合メンバーを1つの前記候補薬物と接触させることにより及び前記候補薬物が裸の結合メンバーのルイスyおよびルイスbハプテンに対する結合を阻害する程度を決定することにより前記候補薬物をスクリーニングすることと、を具備する。
本発明は、以下の限定されることのない実施例を参照して更に説明される。
[実施例1]
薄層クロマトグラフィーによって分離された炭水化物への結合
ルイスb、ルイスy、ルイスb、トリフコシルルイスy(trifucosyl Lewisy)、Hタイプ1鎖、Hタイプ2鎖、およびルイスxを含有している精製された糖脂質標準を、TLCプレート上にスポットし、クロロホルム:メタノール:0.2%塩化カルシウム:50:40:10の溶媒系で展開した。そのプレートを、次に5%BSAでブロックし、そして次にオルシノール(パネルA)或いはMabs SC101/23 (パネルB)、Mab SC101/29 (パネルC)、Mab SC101/33 (パネルD)、Mab SC101/42 (パネルE)およびMab C14 (パネルF)の何れかとインキュベートした。そのプレートを洗浄後、それらをウサギ抗マウスIgGおよびIgMとインキュベートし、次に125I標識プロテインAとインキュベーションした。バンドをオートラジオグラフィーで視覚化した。
マイクロタイタープレートを、精製したルイスbまたはルイスy糖脂質の何れかで(5ug/ml)でコートした。前記プレートを5%ウシ血清アルブミン(リン酸緩衝塩類溶液中に希釈)でブロッキング後、精製されたモノクローナル抗体SC101/23、SC101/29、SC101/33、SC101/42を異なる濃度(0.15〜20μg/ml)で添加し、次にペルオキシダーゼを結合させたヤギ抗マウスIgGおよびIgMを添加した。結合させた酵素を490nmで記録した光学密度により検出した。
結腸直腸腫瘍を採取し、そしてコラゲナーゼ(0.05%、タイプIV)で非常に活性の高い細胞懸濁液へと脱凝集させ、そして間接的な免疫蛍光法(SC101結合がFITCを結合させたウサギ抗マウス抗血清で検出される)を用いてSC101との結合をアッセイした。染色された細胞を蛍光に関してFACS IVセルソーターで分析した。フルオレッセイン蛍光を、488nmで励起し、515nmを中心とした10nmバンドパスフィルターを介して測定し、蛍光色素標識したラテックスビーズを用いて標準状態に調整した。蛍光強度を平均直線蛍光(MLF;mean linear fluorescence)として表わされ、これは各チャネルの量(contents)にそのチャネル数を乗じ、分布領域(the distribution)における細胞の総数で割ることにより計算された。
前記FACS IVは、悪性細胞サイズ範囲の細胞を選択的に分析するためにセットされる。
また、各腫瘍を通常マウスIg(normal mouse Ig)を用いて染色し、そして本コントロールのMLFを単クローン抗体で得られた値から差し引いた。
しかしながら、通常マウスIgの平均結合は50±25であった、それゆえに腫瘍は、MLFが50±2s.d.(即ち、100)を超えた場合にのみ陽性染色として記載された。これは控えめな(conservative)推測であり、というのも陽性染色された細胞のバックグランドは、通常マウス免疫グロブリンで染色した細胞の95%が観察された数値を超える蛍光を有する細胞の数として計算されたからである。
特性が解明されている骨髄性白血病細胞株の5x104細胞を、SC101抗体の多種類の希釈物と共にインキュベーションし、そして1時間氷上に放置した。
頻繁に洗浄を行った後、細胞をFITC標識抗マウス抱合体と更に30分間氷上で混合した。2回目の洗浄後、細胞を専売の(proprietary)cellfix中で固定し、フローサイトメトリーで結合した蛍光を測定した。
SC101抗体の正常組織への結合を、死後サンプル(post-mortem samples)の間接的な免疫ペルオキシダーゼ染色により決定した。低温保存した腫瘍および正常組織の組織切片(5μm)を、0.3% H202(0.1% NaN3中)で15分間処理して内在性のペルオキシダーゼを阻害した。次にこれを室温でPBS中に調製した10%ヒト血清および1%BSAとインキュベーション(30分間)し、そして次にマウスSC101単クローン抗体を飽和レベル(最低の非特異的バックグランド染色を呈する)で添加した(更に30分間)。結合した抗体をペルオキシダーゼと結合させたウサギ抗-マウスIgで検出し、頻繁に洗浄を行った後にスライドを0.05%ジアミノベンジジンおよび0.01%H202(0.05M Tris-HCI、pH7.6中)で染色し、ヘマトキシリンでカウンター染色した。
単クローン抗体C14は、マウスにおいて原発性結腸直腸腫瘍細胞に対して産生された。この抗体は良好な腫瘍選択性を示した(それは様々な腫瘍により過剰発現され且つ正常細胞上には低いレベルでのみ存在する細胞表面抗原と結合するので)。しかしながら、C14はIgM抗体であり、腫瘍治療への利用価値が限られている。ラットにおいてC14に対して産生された抗血清を使用してマウスを免疫し、5つの新規なIgGモノクローナル抗体を選別した。これらの単クローン抗体は、SC101/23、SC101/29、SC101/33、SC101/42、SC101/43と称される。これらの抗体は、拡張および非拡張型のルイスyおよびルイスb抗原を認識するが、ルイスxまたはH血液型抗原を認識しない抗体であることが薄層クロマトグラフィー(図1)およびELISA(図2)により示された。
[実施例2]
実験1
5x104のC170(結腸直腸の腫瘍)細胞を、多種類の抗体希釈物とインキュベーションし、そして1時間氷上に静置した。よく洗浄した後、細胞をFITC標識した抗マウス抱合体と更に30分間混合した。
2回目の洗浄後、細胞を専売の(proprietary)cellfix中で固定し、フローサイトメトリーで結合した蛍光を測定した。プロファイルは、処理細胞に対して実施された前方(FSCH)および側方(SSH)散乱測定の分析を示し、これは抗体処理後の細胞サイズおよび粒状度(granularity)における変化を明らかにしている。このファミリーの抗体のルーチンの特性分析において、SC101に暴露した腫瘍細胞(脱凝集させたもの)および培養細胞株が急速に収縮し、彼等の粒状度が増加した(図7を参照)。
1x105 C170、HT29またはHL60腫瘍細胞(懸濁液中)を、SC101抗体の多種類の希釈物および適切なコントロールと1時間室温でインキュベーションした。次に細胞を洗浄し、専売の(proprietary)結合緩衝液中に懸濁し、FITC標識アネキシンVおよびプロピジウムイオダイドで染色した。
次に細胞を二重色フローサイトメトリーで分析して、用いた様々な条件下で陽性染色を呈する細胞の数を決定した。アネキシン単独で染色されている細胞は早期段階のアポトーシスに存在し、一方アネキシンおよびプロピジウムイオダイドの双方で染色されている細胞は後期段階のアポトーシスもしくはネグローシスに存在している。
3 x 104 結腸直腸C170細胞を、平底の96ウェルプレートの個々のウェルに分配(aliquoted)し、放置して接着させた(一晩)。次の日、細胞をSC101抗体の様々な希釈物で又は適切なコントロールで処理し、そして更に5日間静置した。次に培養物を洗浄し、そしてクリスタル・バイオレットで染色して各ウェルに残存する生細胞の数を決定した。結果を490nmでの光学濃度により記録し、プロットして適切な陰性コントロールと比較した。
更なる実験において、3x104白血病由来のHL-60細胞を平底の96ウェルプレートの個々のウェルに分配した。次に細胞を、SC101抗体の多種類の希釈物または適切なコントロールで処理し、そして5日間静置した。次に培養物を洗浄し、そしてクリスタル・バイオレットで染色して各ウェルの生細胞の数を決定した。結果を490nmでの光学濃度により記録し、プロットして適切な陰性コントロールと比較した。結果は、高濃度のSC101がHL-60細胞増殖をコントロール培養に比べて有意に減少させたことを示している。
また、これらの試験は培養物中のHL60細胞の増殖を阻害できることを示した(図9bを参照)。
更なる実験において、1x105HL-60骨髄性白血病細胞をSC101/29単クローン抗体、適切なコントロールと様々な希釈濃度でインキュベートし、洗浄し、そしてPEを結合させたAP02.7抗体で染色した。次に細胞をフローサイトメトリーで分析して、各ケースにおける陽性染色された細胞の数を決定した。図10に示された結果は、SC101抗体が特定の骨髄性白血病細胞株と結合したこと、また特定の条件によってフローサイトメトリーおよびApo2.7(アポトーシスの開始の際に暴露されるミトコンドリアの抗原を認識することが知られている抗体)により測定されるようなアポトーシスを誘導できたことを示している。
[実施例3]
実験1
3x104 結腸直腸C170細胞を、平底96ウェルプレートの個々のウェルに分配(aliquoted)し、そして静置して接着させた(一晩)。次の日、細胞を様々に希釈したSC101抗体で又は適切なコントロールで1時間室温処理した。次に培養物を1回洗浄し、そしてヤギ抗マウス抗体(100ug/mlで)中で30分間、室温でインキュベーションした。次に培養物を再洗浄し、そして培地(シスプラチンの存在または非存在の条件で)中で一晩静置した。次の日、培養物を洗浄し、溶解し、そしてCyto Death ELISA(Roche)により断片化DNAの存在を検査した。結果を405nmで測定した光学濃度により記録した。図11は、シスプラチン(3μg/ml)がアポトーシスを誘導するが、SC101単独(30μg/mlまでの濃度での)が有意なアポトーシスを誘導できないことを示している。しかしながら、SC101がシスプラチンに添加された場合、増加したアポトーシスが観察される。これらの結果は、増加したアポトーシスがSC101およびシスプラチンを共に投与した場合に観察されたこと、またアポトーシスにおける増加がSC101およびシスプラチンの別々の投与の相加効果よりも大きいことを明らかとしている。
結腸直腸腫瘍細胞をシスプラチン(0〜0.05μg/ml)に暴露(4時間、37℃で)し、そして次にSC101/29(0〜50μg/ml)抗体を添加した。生細胞数をクリスタル・バイオレット染色して550nmで測定した光学濃度により決定した際に細胞を4日間静置した。図12は、シスプラチン(1μg/ml)およびSC101/29の双方がC170細胞成長の10%阻害を誘発したことを示している。薬物および抗体の併用は相乗的であり、細胞成長の50%減少を誘導する。
[実施例4]
3x103 C170をマイクロタイタープレートに播種し、そして一晩静置して接着させた。5FUを0.25および0.5μg/mlの終濃度まで添加した。またSC101/29抗体を1〜50μg/mlの濃度で添加した。細胞を静置(5日間、37℃)し、クリスタル・バイオレットで染色し、そして550nmで光学濃度を測定して細胞数を評価した。図13に示されるように、10%(C170細胞成長において)がSC101/29の20μg/ml用量で観察された。しかしながら、5フルオロウラシルの非毒性用量(0.25μg/ml)との併用において、細胞成長が70%減少した。
[実施例5]
実験1 C170結腸直腸細胞。
1x103 結腸直腸C170細胞を平底96ウェルプレートの個々のウェルに分配(aliquoted)し、そして一晩37℃で放置して接着させた。次の日、細胞をタモキシフェン(終濃度10、3、1、0.3、0.1および0μM)で処理した。タモキシフェンの各濃度に対し、次の濃度のSC101/29を滴定(titrated)した(即ち10、3、1、0.3および0μg/ml)。陰性コントロールとして、791T/36(濃度100、30、10、3および0μg/mlで)をタモキシフェンの各濃度に対して滴定した。複製ウェルを使用した。細胞を5日間37℃で静置し、次に各ウェルへのMTS試薬の添加および490nmでの光学濃度の測定を行った。図14a〜eは、C170成長における記載の濃度でのSC101/29単独(a)、791T/36単独(b)、タモキシフェン単独(c)、SC101/29とタモキシフェンの併用(d)、および791T/36とタモキシフェンの併用(e)の効果を示している。最大級の相乗効果を生じるSC101/29およびタモキシフェンの最小濃度を選択し、プロットした(図15)。また図15は、C170成長における5-FU、シスプラチン、ドキソルビシン、イリノテカン、マイトマイシンC、オキサリプラチンおよびラルチトレキセドとの組み合わせにおけるSC101/29の相乗/相加作用を測定している並行的に実施した実験(parallel experiments)を示している。
同法を用いて、乳癌株化細胞(Breast carcinoma cell line)MDA-MB-468の成長におけるSC101/29単独の並びにタモキシフェンおよびドキソルビシンとの併用の効果を調査した。SC101/29単独の及びタモキシフェンとの併用の効果を図16a-eに示す。SC101およびタモキシフェン若しくはドキソルビシン間の相乗作用が図17に示すグラフにより実証される。タモキシフェンおよびドキソルビシンとSC101/29の併用における濃度(最大級の相乗効果を生じる)も図17に示される。
[実施例6]
マウスにC170異種移植片(3mm 3ピース)を外植(explanted)した。マウスの群を5FU/ロイコボリン(12.5mg/Kg)で静脈を介した輸液により1、3、5、7、21および22日に処理した。同じ日、マウスの腹腔内に0.2mgのSC101/29単クローン抗体をも注射した。コントロールマウスにSC101/29単独又はコントロールマウスIgG抗体(5FU/ロイコボリンと共に)の何れかを投与した。腫瘍サイズをキャリパーで測定し、そして腫瘍断面積(tumour cross sectional area)を12、16、19および23日に計算した。実験の終了時に、腫瘍を計量して抗腫瘍効果を評価した。動物を計量して治療の毒性を評価した。
Claims (9)
- 裸の抗体(該抗体はルイスyおよびルイスbハプテンの双方に結合し且つH血液型ハプテンには結合せず且つ細胞死を誘導する)の、或いはかかる抗体をコードしている核酸の、癌を治療するための薬剤の調製における使用であって、前記裸の抗体がECACCアクセッション番号01050118として寄託された細胞株により産生された裸の抗体の全ての相補性決定領域(CDRs)を含む使用。
- 請求項1に記載の使用であって、前記癌が腫瘍または白血病である使用。
- 請求項2に記載の使用であって、前記腫瘍は一以上の結腸直腸、胸部、卵巣、胃(gastric)、肺、肝臓、皮膚、ミエロイド腫瘍である使用。
- 請求項2に記載の使用であって、前記ミエロイド腫瘍は骨髄腫瘍である使用。
- 裸の抗体(該抗体はルイスyおよびルイスbハプテンの双方に結合し且つH血液型ハプテンには結合せず且つ細胞死を誘導する)を化学療法剤, 鎮痛薬および/または抗催吐薬と組み合わせて、癌治療における同時、別々、または連続の使用のための併用製剤として含む製品であって、前記裸の抗体がECACCアクセッション番号01050118として寄託された細胞株により産生された裸の抗体の全ての相補性決定領域(CDRs)を含む製品。
- 請求項5に記載の製品であって、前記化学療法薬は一以上のドキソルビシン、タキソール、5-フルオロウラシル、イリノテカンおよびシスプラチンである製品。
- 裸の抗体(該抗体はルイスyおよびルイスbハプテンの双方に結合し且つH血液型ハプテンには結合せず且つ細胞死を誘導する)を薬学的に許容される賦形剤または担体と組み合わせて含む薬学的組成物であって、前記裸の抗体がECACCアクセッション番号01050118として寄託された細胞株により産生された裸の抗体の全ての相補性決定領域(CDRs)を含む組成物。
- ECACCアクセッション番号01050118として寄託された細胞株により産生された抗体(該抗体はルイスyおよびルイスbハプテンの双方に結合し且つH血液型ハプテンには結合せず且つ細胞死を誘導する)の全ての相補性決定領域(CDRs)を含む抗体。
- 請求項8に記載の抗体であって、ECACCアクセッション番号01050118として寄託された細胞株により産生された抗体。
Applications Claiming Priority (2)
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