JP4563451B2 - B型肝炎ウイルスのs−表面抗原に対するするヒト化抗体 - Google Patents

B型肝炎ウイルスのs−表面抗原に対するするヒト化抗体 Download PDF

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Description

本発明は、B型肝炎ウイルス(Hepatitis B Virus、以下“HBV”という)のS−表面抗原に対するヒト化抗体(humanized antibody)、その製造方法及びそれを含むHBV関連疾患治療用薬学組成物に関する。
B型肝炎ウイルスはデーン粒子(Dane particle)として知られている約42nmの球形粒子であって、外側のエンべロープ(outer envelope)およびヌクレオカプシドよりなる。ヌクレオカプシド(nucleocapsid)を取り囲んでいる外側のエンべロープは多量のB型肝炎表面抗原(Hepatitis B surface antigens)を含んでおり、約180個のB型肝炎コア蛋白質(Hepatitis B coreproteins)を含むヌクレオカプシド(nucleocapsid)はHBV構造遺伝子、ポリメラーゼ等をコードする数種の遺伝子を含む。
(Summers et al.、Proc.Nat.Acad.Sci、72、4579、1975;Pierre Tiollais et al.、Science、213、406−411、1981)。
HBV表面抗原の遺伝子コード領域は3個のインフレ−ム(in−frame)開始部位を含んでおり、これらは全てS−ドメイン(S−domain)末端の終了コドンを共有している。従って、HBV表面抗原は3つの群に分けられる:(i)S−ドメインのみを含む小さいHBV表面抗原(Small Hepatitis B Virus Surface Antigen、以下「S−表面抗原」という)、(ii)S−ドメイン及び55個のアミノ酸よりなるPre−S2を含むミドルHBV表面抗原(Middle Hepatitis B Virus Surface Antigen、以下「M−表面抗原」という)、(iii)S−ドメイン、Pre−S2及びpre−S1を含む大HBV表面抗原(Large Hepatitis B Virus Surface Antigen、以下「L−表面抗原」という)。S−表面抗原は発現される全体表面抗原の約80%以上を占める。
現在慢性肝炎治療剤としては、インターフェロンアルファ(interferon a)とラミブジン(lamivudin)が広く用いられているが(C.L.Lai、P.C.Wu、H.K.M.J、3、289−96、1997)、インターフェロンアルファは生体内ウイルスに対する免疫反応にもかかわらず毒性が強い。一方、核酸誘導体として作用するラミブジンは、DNAポリメラーゼを阻害することにより抗ウイルス活性を示す。経口投与用ラミブジンは治療效果が高いが、長期服用の場合、ラミブジンに対する耐性を有する突然変異体が出現する可能性が高い(DarylT.−Y.Lau et al、Hepatology32、828−34、2000)。更に、ヒト血漿から分離した抗HBVポリクローン抗体は肝移植及び垂直伝染からのHBV感染を防止するために用いられている。しかしながら、この抗体も、それが抗原に対する特異性が低くかつ人の血液から分離しなければならない等の問題を有している。
前記問題点を解決するためにHBV表面抗原に対するマウスモノクローン抗体を用いる方法が開発されたが、マウスモノクローン抗体を長期間使用すると、マウス抗体に対するヒト抗体が形成される免疫反応が発生するという問題がある(Dimaggio J.J.、ScheinbergD.A.etal.、Cancer Chemother.Biol.Response Modif.11、177−203、1990)。
マウスモノクローナル抗体の望ましくない性質を克服するため、抗原と結合する部位を除いたフレームワークをヒト抗体に置換することによりヒト化抗体が開発された。そのようなヒト化抗体を製造するのに現在用いられている方法は、マウス抗体と最も近い配列類似性を示すヒト抗体をコードする遺伝子を選定し、マウス抗体の相補性決定領域CDR部位のみをヒト抗体でCDRグラフティング法により置換する工程を含む。ヒト化抗体はインビボ免疫反応を軽減させるという長所がある(Riechmann et al.、Nature、332、323、1988;Nakatani et al.、Protein Engineering、7、435、1994)。しかし、マウス抗体の抗原と結合するCDR部位のみをヒト抗体に移植した場合、高い選択性と反応性を喪失する場合が頻繁に発生する(Carter P et al.、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、89;4285−4289、1992)。
そこで本発明者は従来のヒト化抗体のそのような問題を克服するために努力し、B型肝炎ウイルスのS−表面抗原に対するマウスモノクローン抗体の抗体特異性はそのまま維持し、かつマウスモノクローン抗体の可変地域をヒト抗体遺伝子で置換してマウスモノクローン抗体に対する免疫反応を最小化したB型肝炎ウイルスのS−表面抗原に対するヒト化抗体を開発した。
従って、本発明の目的はB型肝炎ウイルスのS−表面抗原に対するヒト化抗体及びその製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、前記ヒト化抗体を有效成分として含むB型肝炎ウイルスに関連する疾患の治療用薬学組成物を提供することである。
本発明の一態様によれば、
a)相補性決定部位(CDR)に配列番号38〜40のアミノ酸配列を有する重鎖可変領域;
b)相補性決定部位に配列番号41〜43のアミノ酸配列を有する軽鎖可変領域;
c)ヒト抗体の重鎖不変領域と同一の重鎖不変領域;及び
d)ヒト抗体の軽鎖不変領域と同一の軽鎖不変領域
を含むB型肝炎ウイルス(HBV)のS−表面抗原に対するヒト化抗体を提供する。
本発明のヒト化抗体は、マウスモノクローン抗体と類似する抗原結合能力を示し、かつ免疫誘発能力が顕著に低いヒト化抗体であって、慢性B型肝炎患者の治療、肝移植患者の感染予防及びB型肝炎ウイルスに感染された産婦から胎児への垂直感染予防等に有用である。
本発明は重鎖可変領域または軽鎖可変領域におけるその相補性決定部位がマウスモノクローン抗体に由来し、抗体分子の骨格領域がヒト抗体に由来するヒト化抗体を開示する。ヒト化抗体は、抗原結合親和度(Ka)が7x10-1〜1x10-1であることが好ましい。
本発明のヒト化抗体はマウスモノクローナル抗体A9−11−5(寄託番号KTCC 18020PおよびKTCC18021P)から、CDRグラフティング法により製造でき、マウスモノクローナル抗体A9−11−5の重鎖可変領域は配列番号38〜40の3つのCDR領域を含み、軽鎖可変領域は配列番号41〜43の3つのCDR領域を含む。
まず、前記マウスモノクローン抗体A9−11−5の軽鎖及び重鎖可変領域のアミノ酸配列をジーンバンクデータベース(Gene bank data base)におけるヒト配列と比較し、マウス抗体A9−11−5重鎖と最大の配列類似性を有するカバット(Kabat)により定義されたヒト重鎖可変領域サブグループ2(Hh2)、およびマウスモノクローン抗体A9−11−5軽鎖と最大の類似性を有するジーンバンクIgブラストのヒトIgラムダ生殖系V遺伝子(Ig lamda germli V genes of Gene bank Ig blastの)のヒト軽鎖可変領域サブグループ7(hV7)またはV3を選択する。(Kawasaki K.et al、1997)。
ヒト化抗体重鎖および軽鎖をコードする遺伝子はこのように選定されたヒト遺伝子を鋳型として用いることにより増幅できる。この方法では、ヒト化抗体の重鎖及び軽鎖をコードするヌクレオチド配列のそれぞれを、よく知られた遺伝子研究および抗体構造分析の情報を基にして修飾し得る。マウスモノクローナル抗体のあるヌクレオチド配列が抗原結合親和性に影響を及ぼすか、抗体構造に重要であるなら、それらは配列で置換することなく保存される。(Kabat E.A.et al.、D.H.H.S.、91−3242、1991;Chothia C.et al.、Nature、342、877−883、1989;Gary M.Studnicka.etal.、Protein Engineering、7、805−814、1994;Linda Harris、and Bajorath、J.Protein Science、4、306−310、1995)。
ヒト化抗体の重鎖可変領域をコードする遺伝子は、HBV S−表面抗原を特異的に認識するマウスモノクローン抗体A9−11−5の重鎖可変領域をコードする遺伝子の抗原結合部位を除いたフレームワークをヒト抗体の重鎖サブグループ2(Hh2)で置換することによって製造される。ヒト化抗体の重鎖可変領域をコードするそのような遺伝子は、マウスモノクローン抗体A9−11−5の重鎖をコードする遺伝子を鋳型として用いて、マウスモノクローナル抗体をヒト化させるプライマーを選定し、対応するプライマーを用いてポリメラーゼ連鎖反応(polymerase chain reaction、PCR)を行った後、増幅されたPCR産物を制限酵素及びDNAリガーゼ(ligase)を用いて連結する工程によって製造することができる。このように製造したヒト化抗体の重鎖可変領域をコードする遺伝子をHFW141(配列番号32)と名付け、これは配列番号35のアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードする(図1参照)。
ヒト化重鎖可変領域をコードする遺伝子を含む、ヒト化抗体の重鎖全体をコードする遺伝子を製造するために、遺伝子HFW141をPCRベクターに挿入して、pCR−HFW141を製造する。この時、ヒト化抗体の重鎖リーダー配列の前方にコザック配列(Kozak、M.Nuc.Acids Res.15、8125−8148、1987)を挿入し、重鎖リーダー配列のいくつかのコドンを動物細胞において使用頻度の高い他のコドンで置換する。そのことはヒト化抗体の重鎖可変領域の発現効率を増加させる(配列番号1)。ヒト化抗体の重鎖可変領域をコードする遺伝子断片は発現ベクターpCR−HFW141から単離し、ヒト抗体の重鎖不変領域をコードする遺伝子をコードする遺伝子を含む発現ベクターHAB−HC(寄託番号:KCTC 10229BP、大韓民国特許公開番号第2004−12266号)に挿入し、ヒト化抗体の重鎖の発現ベクターを得る。このように製造された発現ベクターをpHAB−HFW141HF(寄託番号:KCTC 10533BP)と名付けた。ヒト化抗体の重鎖全体をコードする遺伝子は重鎖発現ベクターpHAB−HFW141 HFから分離することができ、HFW141 HFと名付けた。
前記ヒト化重鎖発現ベクターpHAB−HFW141 HFで形質転換されたE.coli TOP10F'形質転換体を2003年10月29日付でKorean Collection for Type Cultures(KCTC)(住所:Korea Research Insitute of Bioscience and Biotechnology, (KRIBB),#52, Oun-dong, Yusong-ku, Taejon,305-333,韓国)に、寄託番号:KCTC 10533BPで、ブタペスト条約に従って寄託した。
ヒト化抗体の軽鎖可変領域をコードする遺伝子は、HBV S−表面抗原を特異的に認識するマウスモノクローン抗体A9−11−5の軽鎖可変領域をコードする遺伝子の抗原結合部位を除いたフレームワーク領域をヒト抗体の軽鎖サブグループ7(hV7)または軽鎖ラムダ生殖細胞系V3で置換することによって製造し得る。ヒト化抗体の軽鎖可変領域をコードするそのような遺伝子はマウスモノクローン抗体A9−11−5の軽鎖をコードする遺伝子を鋳型として用いてマウスモノクローナル抗体をヒト化するプライマーを設計し、対応するプライマーを用いてPCRを行った後、制限酵素及びDNAリガーゼ(Ligase)を用いて各PCR産物を互いに連結する工程により製造しうる。このように製造したヒト化抗体の軽鎖可変領域をコードする遺伝子をそれぞれLFW22−31(配列番号33)及びLFW22−312(配列番号34)と名付けた。それらは配列番号36及び配列番号37のヌクレオチド配列を有するポリペプチドをそれぞれコ−ドする(図2参照)。
ヒト化軽鎖可変領域をコードする遺伝子を含むヒト化抗体の軽鎖全体をコードする遺伝子を製造するために遺伝子LFW22−31またはLFW22−312をPCRベクターに挿入してpCR−LFW22−31またはpCR−LFW22−312を製造する。この時、ヒト化抗体の軽鎖リーダー配列の前方にコザック配列(Kozak、M.Nuc.AcidsRes.15、8125−8148、1987)を挿入し、軽鎖リーダー配列遺伝子のいくつかのコドンを動物細胞で高い頻度で使用される他のコドンで置換することがヒト化抗体の軽鎖可変領域の高発現のために好ましい(配列番号13)。ヒト化抗体の軽鎖可変領域をコードする遺伝子断片は発現ベクターpCR−LFW22−31またはpCR−LFW22−312から分離し、ヒト抗体の軽鎖定常領域をコードする遺伝子を含む発現ベクターpHAB−LC(寄託番号:KCTC 10231BP、大韓民国特許公開番号第2004−12267号)に挿入し、ヒト化抗体軽鎖の発現ベクターを得る。このように構築した発現ベクターをそれぞれpHAB−LFW22−31 LF(寄託番号:KCTC 10532BP)及びpHAB−LFW22−312 LF(寄託番号:KCTC 10553BP)と名付けた。ヒト化抗体の軽鎖全体をコードする遺伝子は軽鎖発現ベクターpHAB−LFW22−31 LF及びpHAB−LFW22−312 LFからを分離することができ、それぞれLFW22−31 LF及びLFW22−312LFと名付けた。
ヒト化軽鎖発現ベクターpHAB LFW22−31LFおよびpHAB LFW22−312 LFのそれぞれで形質転換したE.coli TOP10F’は2003年10月29日付及び2003年11月25日付でKorean Collection for Type Cultures(KCTC)(住所:Korea Research Insitute of Bioscience and Biotechnology, (KRIBB),#52, Oun-dong, Yusong-ku, Taejon,305-333,韓国)にブタペスト条約に従って寄託番号KCTC 10532 BP及びKCTC 10553BPで寄託した
ジーンポーター(GenePOTER)のような適切な形質転換溶液を用いてヒト化重鎖発現ベクターpHAB−HFW141 HF及びヒト化軽鎖発現ベクターpHAB−LFW22−31 LFでCHO細胞を形質転換し、HBV S−表面抗原を特異的に認識するヒト化抗体を生産する形質転換体を製造することができ、形質転換体をCHO−YHB1110−13と名付けた。更に、他の形質転換体をヒト化重鎖発現ベクターpHAB−HFW141 HF及びヒト化軽鎖発現ベクターpHAB−LFW22−312 LFを用いて前記と同様な方法で形質転換体を製造することができ、これをCHO−YHB1110−15と名付けた。
形質転換体細胞系から本発明のヒト化抗体を精製するために、形質転換体CHO−YHB1110−13またはCHO−YHB1110−15を適当な培地で培養し培養上清を、プロテインA(protein−A、Amersham Bioscience、Sweden)またはヤギ抗−ヒト免疫グロブリンG(goat anti−human immunoglobulin G、Zymed社)を用いるカラムクロマトグラフィ−に付す。このように精製したヒト化抗体をそれぞれYHB1110−13及びYHB1110−15と名付けた。
HBV S−表面抗原を特異的に認識するヒト化抗体YHB1110−13及びYHB1110−15は、6×10〜5×10-1の抗原結合親和度を示し、これは本発明のヒト化抗体が以前に報告されたマウスモノクローン抗体と類似する抗原結合能力を維持するが、免疫誘発能力は顕著に減少し、B型肝炎ウイルスに関連する疾患の治療に副作用なしに效果的に用いられる。
このような目的で、本発明のヒト化抗体を薬学的組成物において有效成分として用い、HBVに関連する病気を治療できる。薬学的組成物は即時の、または延長された放出のため経口あるいは非経口用量形として製剤化できる。その組成物は希釈剤、充填剤、崩壊制、甘味制、潤滑剤、芳香剤等の薬学製品に通常用いられる非活性成分を含み得る。薬学組成物はボーラス注入または持続ドリップによる静脈投与のため、または移植カプセルからの放出のため好ましくは製剤化される。静脈投与の典型的な製剤は希釈剤として食塩水を用いる。
治療用投与のための抗体の製剤は当業者に知られていると考えられる。
患者のための用量は、用いられる具体的な抗体、体重、患者の年齢、性別、健康状態、食餌、投与期間および組成物の製剤、投与経路、処置すべき病気等によって変化する。典型的な用量は0.01mg/kg/日〜1,000mg/kg/日である。より典型的には用量は0.1mg/kg/日〜10mg/kg/日である。
本発明の組成物は、患者に対する本発明の抗体の投与のために、治療剤として抗体が投与できる臨床的適応症、用量およびスケジュール、および/または禁忌を記載した印刷物を含むことができる。
以下、本発明を実施例によりより詳しく説明する。但し、下記の実施例は、本発明を例示するためであり、本発明を限定するものではない。
実施例1
ヒト化抗体の重鎖可変領域をコードする遺伝子の構築
HBV S−表面抗原に対するマウス抗体A9−11−5(寄託番号:KCTC 18020P及びKCTC 18021P)の重鎖可変領域をコードする遺伝子を鋳型として、プライマー対配列番号1と配列番号12を用いて、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行うことによって、リーダー配列が含まれたヒト化抗体の重鎖可変領域をコードする遺伝子Aを増幅した。増幅されたPCR産物はアガローズゲル電気泳動及びキアゲル抽出キット(QIAgel extraction kit、Qiagen社、米国)を用いて回収した。
次に、精製された遺伝子Aを、鋳型として配列番号1と配列番号3のプライマー対または配列番号2と配列番号12のプライマー対を用いてPCRに付した。それぞれの増幅されたPCR産物を制限酵素Stu I(BioLabs社、米国)を用いて37℃で2時間反応させて切断した後、T4 DNAリガーゼ(DNA ligase、BioLabs社、米国)を用いて常温で1時間反応させて重鎖可変領域をコードする遺伝子Bを製造した。
次に前記重鎖可変領域をコードする遺伝子Bを鋳型として配列番号4と配列番号12のプライマー対または配列番号1と配列番号5のプライマー対を用いてPCRを行った。増幅されたPCR産物のそれぞれを制限酵素Pst I(BioLabs社、米国)を用いて37℃で2時間反応させて切断した後、T4 DNAリガーゼ(DNA ligase、BioLabs社、米国)を用いて常温で1時間反応させて重鎖可変領域をコードする遺伝子Cを製造した。
前記と同様な方法で、遺伝子Cを鋳型として、配列番号6と配列番号12、または配列番号1と配列番号7のプライマー対を用いてPCR増幅した後、制限酵素SalI(BioLabs社、米国)で切断して重鎖可変領域をコードする遺伝子Dを得た。前記重鎖可変領域をコードする遺伝子Dを配列番号8と配列番号12のプライマー対、または配列番号1と配列番号9のプライマー対を用いてPCR増幅した後、制限酵素DraI(BioLabs社、米国)で切断して重鎖可変領域をコードする遺伝子Eを得た。前記重鎖可変遺伝子Eを配列番号10と配列番号12、または配列番号1と配列番号11のプライマー対を用いてPCR増幅した後、制限酵素XbaI(BioLabs社、米国)を用いて切断した後、T4 DNAリガーゼ(DNA ligase、BioLabs社、米国)を用いて常温で1時間反応させて重鎖可変領域をコードする遺伝子A9V7FW42HVを製造した。
また、前記と同様な方法で、重鎖可変領域をコードする遺伝子A9V7FW42HVを再び鋳型として、配列番号23と配列番号25、または配列番号1と配列番号24のプライマー対を用いてPCR増幅を行なった。それぞれの増幅されたPCR産物を1:1モル比で混合した後、配列番号1と配列番号25を用いて95℃で2分、58℃で2分、72℃で2分の条件で30回繰り返して重畳PCR増幅を行い、最終的にヒト化抗体の重鎖可変領域をコードする遺伝子を製造し、これをHFW141と名付けた。
それぞれのPCR反応に用いられた塩基及びPCR条件は下記の表1に記述した。
それぞれのPCR反応は95℃で5分間前処理した後、下記の表1の各条件により30回繰り返して行った後、72℃で10分間最終延長を行った。
Figure 0004563451
実施例2
ヒト化抗体の重鎖全体遺伝子の構築及びその発現ベクターの製造
ヒト化抗体の重鎖可変領域をコードする遺伝子の高発現のためにヒト化抗体の重鎖リーダー配列の前方にコザック配列(Kozak、M.Nuc.Acids Res.15、8125−8148、1987)を挿入し、重鎖リーダー配列4番目のアミノ酸であるロイシン(Leucin)の塩基コドンを既存のTTAから、動物細胞において使用頻度の高いコドンであるCTGで置換して発現效率が高いプライマーを製作した。前記のように置換されたヒト化抗体の重鎖リーダー配列を下記の表2に記述した。
Figure 0004563451
実施例1で製造したヒト化抗体の重鎖可変領域をコードする遺伝子HFW141をPCRベクターに挿入し、これをpCR−HFW141と名付けた。
また、ヒト化抗体の重鎖全体遺伝子を製造するために、ヒト抗体の重鎖不変領域をコードする遺伝子が挿入されたpHAB−HC(KCTC 10229BP、大韓民国特許公開番号第2004−12266号)発現ベクターを用いた。
まず、ヒト化抗体の重鎖可変領域をコードする遺伝子HFW141を発現ベクターpHAB−HCに挿入するため、前記で製造したpCR−HFW141を制限酵素HindIII/ApaI(BioLabs社、米国)を用いて37℃で2時間反応させて切断した後、1.5%アガロースゲル電気泳動とエチジウムブロマイド(etidium bromide、EtBr)染色を通じて約450bpの遺伝子断片を確認した。
同様に発現ベクターpHAB−HCを制限酵素HindIII/ApaIで切断して約6.5Kbの切断された発現ベクターを確認した。その後、それぞれの遺伝子断片をキアゲル抽出キット(QIAgel extraction kit、Qiagen社、米国)を用いて回収した後、T4 DNAリガーゼ(DNA ligase、BioLabs社、米国)を用いて16℃で一晩反応させた後、大腸菌TOP10F'を形質転換させて形質転換体を得た。得られた形質転換体を100ug/mlのアンピシリンが含有されたLB培地で一晩培養しプラスミドを回収した後、制限酵素HindIII/ApaIで切断して、約1.4Kbのヒト化抗体の重鎖全体遺伝子を電気泳動を通じて分離した。
前記のような方法によって製造したヒト化抗体の重鎖全体をHFW141 HFと名付けた。また、前記ヒト化抗体の重鎖全体遺伝子HFW141 HFが挿入されたヒト化抗体の重鎖発現ベクターをpHAB−HFW141HFと名付け(図3参照)、これを用いてE.coli TOP10F'を形質転換させた細胞株を2003年10月29日付でKorean Collection for Type Cultures(KCTC)遺伝子バンクに寄託した(寄託番号:KCTC 10533BP)。
実施例3
ヒト化抗体の軽鎖可変領域をコードする遺伝子の構築
HBV S−表面抗原を認識するマウスモノクローン抗体A9−11−5の軽鎖可変領域をコードする遺伝子を鋳型として、配列番号13と配列番号22のプライマー対を用いてPCRを行うことにより、リーダー配列が含まれた軽鎖可変領域をコードする遺伝子A’を増幅した。これをアガローズゲル電気泳動及びエチジウムブロマイド(EtBr)染色を通じて確認し、キアゲル抽出キット(QIAgel extraction kit)を用いて回収した。
次に精製された遺伝子A’を鋳型として、配列番号14と配列番号22のプライマー対、または配列番号13と配列番号15のプライマー対を用いてPCR増幅した。増幅された遺伝子を制限酵素KpnI(BioLabs社、米国)を用いて37℃で2時間反応させて切断した後、T4 DNAリガーゼ(DNA ligase、BioLabs社、米国)を用いて常温で1時間反応させて軽鎖可変領域をコードする遺伝子B’を製造した。
一方、前記軽鎖可変領域をコードする遺伝子Bを鋳型として配列番号16と配列番号22のプライマー対、または配列番号13と配列番号17のプライマー対を用いてPCR増幅した。増幅された遺伝子を制限酵素Msc I(BioLabs社、米国)を用いて37℃で2時間反応させて切断した後、T4 DNAリガーゼ(DNA ligase、BioLabs社、米国)を用いて常温で1時間反応させて連結して軽鎖可変領域をコードする遺伝子C’を製造した。
前記と同様な方法で、軽鎖可変領域をコードする遺伝子C’を配列番号18と配列番号22のプライマー対、または配列番号13と配列番号19のプライマー対を用いて増幅した後、制限酵素ApaLI(BioLabs社、米国)を用いて切断し軽鎖可変領域をコードする遺伝子D’を得、これを鋳型として配列番号20と配列番号22のプライマー対または配列番号13と配列番号21のプライマー対を用いてPCRを行い、制限酵素SmaI(BioLabs社、米国)を用いて切断した後、T4 DNAリガーゼ(DNA Ligase、BioLabs社、米国)を用いて常温で1時間反応させて軽鎖可変領域をコードする遺伝子A9V7LVを製造した。
また、軽鎖可変領域をコードする遺伝子A9V7LVを鋳型として配列番号26と配列番号22のプライマー対、または配列番号13と配列番号27のプライマー対を用いて下記の表3の条件でPCRを行った。それぞれ増幅されたPCR産物を1:1モル比で混合した後、配列番号13と配列番号22を用いて、95℃で2分、58℃で2分、72℃で2分の条件で30回繰り返して重畳PCR増幅を行って、最終的にヒト化抗体の軽鎖可変領域をコードする遺伝子を製造し、それをLFW22と名付けた。
また、前記と同様な方法で、製造されたLFW22を再び鋳型として配列番号28と配列番号22のプライマー対、または配列番号13と配列番号29のプライマー対を用いて表3の条件でPCR増幅を行った。それぞれ増幅されたPCR産物を1:1モル比で混合した後、配列番号13と配列番号22を用いて、95℃で2分、58℃で2分、72℃で2分の条件で30回繰り返して重畳PCR増幅を行い、最終的にヒト化抗体の軽鎖可変領域をコードする遺伝子を製造し、それをLFW22−31と名付けた。
また、前記と同様な方法で、製造されたLFW22−31を再び鋳型として配列番号30と配列番号22のプライマー対、または配列番号13と配列番号31のプライマー対を用いて表3の条件でPCR増幅を行った。それぞれ増幅されたPCR産物を1:1モル比で混合した後、配列番号13と配列番号22を用いて、95℃で2分、58℃で2分、72℃で2分の条件で30回繰り返して重畳PCR増幅を行い、最終的にヒト化抗体の軽鎖可変領域をコードする遺伝子を製造し、それをLFW22−312と名付けた。
前記のPCR反応で用いられた塩基及びPCR条件を下記の表3に記述した。
それぞれのPCR反応は95℃で5分間前処理した後、下記の表3の各条件によって30回繰り返して行った後、72℃で10分間最終延長を行った。
Figure 0004563451
実施例4
ヒト化抗体の軽鎖全体遺伝子の構築及びその発現ベクターの製造
ヒト化抗体の軽鎖可変領域をコードする遺伝子の高発現のために、ヒト化抗体の軽鎖リーダー配列の前方にコザック配列(Kozak、M.Nuc.Acids Res.15、8125−8148、1987)を挿入し、軽鎖リーダー配列遺伝子のうち8番目のアミノ酸を既存のフェニルアラニン(Phenylalanine)から動物細胞において発現效率の高いロイシンで置換し、6番目のロイシンを暗号化するCTTをCTGに、7番目のイソロイシンを暗号化するATAをATCで置換して軽鎖の発現效率の高いプライマーを製作した。前記のように置換されたヒト化抗体の軽鎖リーダー配列を下記の表4に記述した。
Figure 0004563451
実施例3で製造したヒト化抗体の軽鎖可変領域をコードする遺伝子LFW22−31をPCRベクターに挿入し、これをpCR−LFW22−31と名付けた。
また、ヒト化抗体の軽鎖全体遺伝子を製造するために、ヒト抗体の軽鎖不変領域をコードする遺伝子が挿入されたpHAB−LC(KCTC10231BP、大韓民国特許公開番号第2004−12267号)発現ベクターを用いた。
まず、ヒト化抗体の軽鎖可変領域をコードする遺伝子LFW22−31を発現ベクターpHAB−LCに挿入するために、前記で製造したpCR−LFW22−31を制限酵素HindIII/AvrIIを用いて37℃で2時間反応させ切断した後、1.5%アガロースゲル電気泳動とエチジウムブロマイド染色を行って約400bpの遺伝子断片を確認した。
同様に発現ベクターpHAB−LCを制限酵素HindIII/AvrIIで切断し、約5.6Kbの切断された発現ベクターを確認した。その後、それぞれの遺伝子断片をキアゲル抽出キット(Qiagen社.米国)を用いて回収した後、T4 DNAリガーゼ(DNA Ligase、BioLabs社、米国)を用いて16℃で一晩反応させた後、E.coli TOP10F'を形質転換させて形質転換体を得た。得られた形質転換体を100ug/mlのアンピシリンが含有されたLB培地で一晩培養し、プラスミドを回収した後、制限酵素HindIII/NotI(BioLabs社、米国)で切断して、約0.7Kbのヒト化抗体の軽鎖全体遺伝子を、電気泳動を通じて確認した。
前記のような方法によって製造したヒト化抗体の軽鎖全体をコードする遺伝子をLFW22−31LFと名付けた。また、前記遺伝子LFW22−31LFが挿入されたヒト化抗体の軽鎖発現ベクターをpHABLFW22−31LFと名付け (図4参照)、これを用いてE.coli TOP10F'を形質転換させた細胞株を2003年10月29日付でKorean Collection for Type Cultures(KCTC)に寄託した(寄託番号:KCTC 10532BP)。
同様に、実施例3で製造したヒト化抗体の軽鎖可変領域をコードする遺伝子LFW22−312に対しても前記と同様な方法によって、ヒト抗体の軽鎖不変領域をコードする遺伝子が連結されたヒト化抗体の軽鎖全体をコードする遺伝子を製造し、これをLFW22−312 LFと名付けた。また、前記遺伝子LFW22−312 LFが挿入されたヒト化抗体の軽鎖発現ベクターをpHABLFW22−312 LFと名付け(図4参照)、これを用いてE.coli TOP10F'を形質転換させた細胞株を2003年11月25日付でKorean Collection for Type Cultures(KCTC)に寄託した(寄託番号:KCTC 10553BP)。
実施例5
ヒト化抗体のCHO細胞への形質転換
動物細胞でのヒト化抗体の活性を測定するために、前記実施例2及び実施例4でそれぞれ製造した重鎖発現ベクターpHAB−HFW141HF及び軽鎖発現ベクターpHAB−LFW22−31 LFを用いて、CHO細胞(ATCCCRL−9096、米国)を形質転換させた。
まず、CHO細胞を培養するために、DMEM/F12培地(JRH社、米国)に1.5g/Lの重炭酸ナトリウム(Sodium Bicarbonate、Sigma社、米国)、10%子牛血清(heat inactivated FBS、Gibo BRL、米国)を添加した培養培地を利用した。5%二酸化炭素が供給された37℃培養器(humidified CO incubator)で2日〜3日間前記細胞を培養した後、常温(25℃)で1,200rpmで5分間遠心分離して細胞を回収した。次に回収したCHO細胞を0.4%トリパンブルー(trypan blue、Gibo BRL、米国)溶液で染色し、ヘマトサイトメーター(hematocytometer)を用いて細胞の数を測定し、約6x10個の細胞をT−225フラスコ(または、T−75フラスコ)に移して再び継代培養した。
前記継代培養したCHO細胞をフラスコ表面の約60−90%を占めるまで充分に増殖させた後、形質転換する遺伝子10ugと形質転換溶液であるジンポーター(GenePoter)溶液40μlをDMEM/F12(serum−free medium、無血清)培地5mlに混ぜて混合した。前記混合液を常温で10乃至45分間放置した後、培養液を除去した細胞とともに37℃の培養基(humidified CO incubator)で約3乃至5時間培養して、形質転換体を得、これをCHO−YHB1110−13と名付けた。
同様に、前記実施例2及び実施例4でそれぞれ製造した重鎖発現ベクターpHAB−HFW141 HF及び軽鎖発現ベクターpHAB−LFW22−312LFを前記と同様な方法によって、CHO細胞を形質転換させて形質転換体を得、これをCHO−YHB1110−15と名付けた。
実施例6
ヒト化抗体の精製
前記実施例5で得た形質転換体CHO−YHB1110−13を培養してヒト化抗体遺伝子を発現させた。具体的に、細胞培養はT−75フラスコに2x10個の細胞を接種し、10%子牛血清が含有されたDMEM/F12培地で培養した。前記の細胞培養液を回収して遠心分離した後、濾過して抗体が含まれた培養液のみを精製した。
また、培養液から抗体のみを精製するために、蛋白質−A(proteinA、Pharmacia社)とヤギ抗ヒト免疫グロブリンG(goat−antihuman Immunoglobulin G、Zymad社)が結合されているセファロ−ス4B(sepharose 4B)を用いた。抗体を蛋白質−Aと結合させるために抗体が発現された前記の細胞培養液を蛋白質−Aが結合されたカラム(column)に通過させた後、pH2.5のグリシン(glycine)緩衝液をカラムに導入しヒト化抗体を溶出した。その後、1M Tris−Cl(pH 8.0)緩衝液を前記抗体回収液の1/10体積で添加して溶出液を中和した。中和した溶出液をヤギ抗ヒト免疫グロブリンGが結合されているセファロ−ス4B前記に適用し、ヒト化抗体蛋白質を特異的に捕獲した。
ヒト化抗体は、前記蛋白質−Aカラムクロマトグラフィ−を用いる同様な方法を用いてヒト化抗体をさらに精製し、YHB1110−13と名付けた。
同様に、前記と同様な方法によって実施例5で得た形質転換体CHO−YHB1110−15を培養し、培養上清から抗体を精製することによりヒト化抗体YHB1110−15を得た。
精製されたヒト化抗体のタンパク質のSDS−PAGE電気泳動を行った結果、50キロダルトン(KDa)および25キロダルトン(KDa)バンドが観察され、それらは、それぞれヒト化抗体の重鎖および軽鎖として同定された(図5参照)。
実施例7
ヒト化抗体のHBV S−表面抗原に対する抗原結合親和力測定
実施例6で精製したヒト化抗体をサンドイッチELISA(sandwich ELISA)方法を用いて定量し、S−表面抗原(International Enzyme社、米国)エイデ−アル型(adr type)を用いて、その抗原結合活性を分析した。抗体を定量するために、マイクロプレート(Dynatech社、米国)の各ウェルにヤギ抗ヒト免疫グロブリンG.A.M(goat−antihuman immunoglobulin G.A.M、Zymed社、米国)を100ngずつ入れて4℃で一晩反応させコーティングした。この時、マウスモノクローン抗体(A9−11−5)を対照として用いた。
次に、HBV S−表面抗原に対する抗体の親和力を測定するために様々な濃度(10-11乃至10-6M)の抗原溶液(各100μl)に5ngのマウスモノクローン抗体(A9−11−5)、ヒト化抗体YHB1110−13及びYHB1110−15をそれぞれ混ぜた後、37℃で1時間反応させ、0.5ugの抗原がコーティングされているプレートの各ウェルに添加して37℃で約2時間放置した。次に、各ウェルに西洋わさび過酸化分解酵素(horseradish peroxidase)が結合されたヤギ抗−ヒトポリクローン抗体(goat anti−mouse polyclonal antibody、BioRad社、米国)を1,000倍希薄して100μlずつ加えて37℃で1時間反応させた後、西洋わさび過酸化分解酵素基質キット(horseradish peroxidase substrate kit、BioRad社、米国)で発色させて吸光度を測定した。
前記で測定した吸光度から、抗原に結合した抗体と結合していない抗体の濃度を換算して抗体の抗原に対する親和度を測定し(Friguet、et al.1985、J.Immunol.Meth.77、305−319)、その結果を表5に示した。
Figure 0004563451
上記の表5に記述されたように、本実施例のヒト化抗体YHB1110−13の抗原結合親和度はマウスモノクローン抗体(A9−11−5)の抗原結合親和度とほぼ同等な水準であることを確認した(図6参照)。
HBV S−表面抗原に対するマウスモノクローン抗体の重鎖(A9−11−5)、ヒト化抗体の重鎖(HFW141)及びヒト抗体の重鎖サブグループ2番(Hh2)のアミノ酸配列を比較して示した図である。 HBV S−表面抗原に対するマウスモノクローン抗体の軽鎖(A9−11−5)、ヒト化抗体の軽鎖(LFW22−31及びLFW22−312)及びヒト抗体の軽鎖サブグループ7番(hV7)のアミノ酸配列を比較して示した図である。 ヒト化抗体重鎖発現ベクターpHAB−HFW141 HFを製造する過程を図式化した図である。 ヒト化抗体軽鎖発現ベクターpHAB−LFW22−31LF及びpHAB−LFW22−312LFを製造する過程の図式化した図である。 動物細胞で生産及び精製された本発明によるヒト化抗体のSDSポリアクリルアマイドゲル電気泳動(SDS−PAGE、polyacylamide gel electrophoresis)結果を示す。レーン1はマウス抗体;レーン2はYHB−1110−13;レーン3はYHB−1110−15を示す。 本発明によるヒト化抗体YH1110−13及びYHB1110−15のHBV S−表面抗原に対する抗原結合親和度を示したグラフである。
Figure 0004563451
Figure 0004563451










Figure 0004563451

Claims (11)

  1. a) 配列番号35のアミノ酸配列を有する重鎖可変領域;
    b) 配列番号36または37のアミノ酸配列を有する軽鎖可変領域;
    c)ヒト抗体の重鎖不変領域と同一の重鎖不変領域;及び
    d)ヒト抗体の軽鎖不変領域と同一の軽鎖不変領域;
    を含むB型肝炎ウイルス(HBV)のS−表面抗原に対するヒト化抗体
  2. ヒト化抗体の抗原結合親和度(Ka)が6×10〜5×10-1であることを特徴とする請求項1に記載のヒト化抗体
  3. 重鎖可変領域が配列番号32の塩基配列を含むポリヌクレオチドによってコードされることを特徴とする請求項に記載のヒト化抗体
  4. 軽鎖可変領域が配列番号33または配列番号34の塩基配列を有するポリヌクレオチドによってコードされていることを特徴とする請求項に記載のヒト化抗体。
  5. 配列番号35の重鎖可変領域をコードするポリヌクレオチドを含むことを特徴とする、B型肝炎ウイルスのS−表面抗原に特異的なヒト化抗体の重鎖可変領域の発現ベクター。
  6. 発現ベクターが、寄託番号:KCTC 10533BPで寄託してある大膓菌細胞株に含まれるものであることを特徴とする請求項に記載の重鎖発現ベクター。
  7. 配列番号36または配列番号37の軽鎖可変領域をコードするポリヌクレオチドを含むことを特徴とするB型肝炎ウイルスのS−表面抗原に特異的なヒト化抗体の軽鎖可変領域の発現ベクター。
  8. 発現ベクターが、寄託番号:KCTC 10532 BPまたは KCTC 10553 BPで寄託してある大膓菌細胞株に含まれるものであることを特徴とする請求項に記載の軽鎖発現ベクター。
  9. 請求項5または請求項7の発現ベクターで形質転換された大膓菌細胞。
  10. 大膓菌細胞がTOP10F’/pHAB−HFW141HF(寄託番号:KCTC 10533BP)、TOP10F’/pHAB−LFW22−31LF(寄託番号:KCTC 10532 BP)、またはTOP10F’/pHAB−LFW22−312 LF(寄託番号:KCTC 10553 BP)であることを特徴とする請求項に記載の大膓菌細胞株。
  11. 請求項 乃至請求項4のいずれかに記載のヒト化抗体のいずれかを含むことを特徴とするB型肝炎ウイルスに関連する疾患の治療用組成物。
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