JP5004154B2

JP5004154B2 - 組換え抗ボツリヌス神経毒素抗体

Info

Publication number: JP5004154B2
Application number: JP2006103200A
Authority: JP
Inventors: 浩明前田; 雅郁向本; 知子幸田; 俊司小崎; 元秀高橋
Original assignee: DIRECTOR-GENERAL OF NATIONAL INSTITUTE OF INFECTIOUS DISEASES; Chemo Sero Therapeutic Research Institute Kaketsuken
Current assignee: DIRECTOR-GENERAL OF NATIONAL INSTITUTE OF INFECTIOUS DISEASES; Chemo Sero Therapeutic Research Institute Kaketsuken
Priority date: 2005-04-06
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2026-04-04
Also published as: JP2006311857A

Description

本発明はボツリヌス感染症、ボツリヌス神経毒素中毒症に関する疾患の治療に有用であるボツリヌス神経毒素（BoNTと称すこともある）に対する中和活性を有する遺伝子組換え抗体、該抗体を生産する細胞株、及び該抗体を用いた治療剤に関する。さらには、このような有用な遺伝子組換え抗体の作製に有効なＨ鎖及びＬ鎖の可変領域をコードするＤＮＡ断片に関する。

ボツリヌス中毒は、グラム陽性有芽胞性のボツリヌス菌が産生する蛋白性毒素を経口的に接種することにより起こる食餌性中毒と、一歳未満の乳児の腸管内で芽胞が発芽、増殖し、その際産生される毒素により起こる乳児ボツリヌス症に大別される。いずれの中毒においても、毒素は末梢の興奮性シナプスに作用し、神経伝達物質の遊離を阻害することにより弛緩性麻痺を引き起こす。ボツリヌス中毒は他の細菌性食中毒と比べ発生例は稀であるが、致死率がきわめて高く、我が国ではヒトの食餌性中毒事例が報告されている。また、最近ではその高い致死性ゆえにバイオテロの手段として使用されることが懸念されている。現在、ボツリヌス中毒症の治療薬としてＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆ型に対して治療用馬抗毒素が常備されている。ウマ血清を原材料としているこの製剤は、ヒトには異種蛋白であるため、アナフィラキシー等のアレルギー反応を引き起こす危険性がある。乳児ボツリヌス症においてはこのアレルギー反応を回避するために異種蛋白由来の抗体による治療はなされていないのが現状である。この危険性は成人の中毒における治療においても同様であり、ウマ抗毒素に代わるより安全で、高い中和力価を持つ抗毒素製剤の開発が望まれている。

上記のような抗BoNT中和抗体を、ボツリヌス中毒症の患者またはBoNTを不活化したトキソイドで免疫した人から抗ボツリヌスヒト免疫グロブリンを直接採取・調製するやり方があり、実際に「BabyBIG」という商品名で乳児ボツリヌス症を対象に市販されている。しかし、この製剤はボツリヌストキソイドで健常人を免疫して中和抗体価の高い血漿をプールして製造されるために、この方法では倫理的な問題や原材料入手、バイオハザードの問題など数多い問題点が予想され、乳児ボツリヌス症のような疾患に限定された疾患にしか使用できない。すなわち、このようなヒト免疫グロブリン製剤を現在のウマ抗毒素の代わりに広く普及させることはできない。そこで、このような高力価血清の代替品としてBoNT中和活性を有するモノクローナル抗体の使用が考えられる。

最近、ボツリヌストキソイドを免疫した人のBリンパ球をソースにしてファージ抗体を作製し、その中から所望の中和抗体を選ぶ方法が試みられているが、BoNT A型毒素に関してそのような人から得られたヒト型中和モノクローナル抗体はそれぞれ単独では中和活性が弱く実用的でなかった。そこで、そのような弱い中和活性を持ったモノクローナル抗体を数種類混合するオリゴクローナルにすることで活性を強化せざるを得なかった。しかしながら、数種類のモノクローナル抗体からなる混合製剤は、抗体の種類が増えるに従って医薬品としての開発・製造コストを上昇させることになり、現実的な価格で医薬品を提供することが難しくなる恐れがある。また、現在のウマ抗毒素についてはＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆ型の毒素に対する抗体が含まれているので、最終的には少なくとも４種類のモノクローナル抗体を混合することになる。それぞれの型に数種類のモノクローナル抗体を混合して、さらにそれらを混合することになれば、開発・製造コストの問題はより厳しさを増すことになる。すなわち、できるだけ一つの毒素の型について一種類のモノクローナル抗体で対応できる方がコスト的に有利である。

一方、マウスモノクローナル抗体については、免疫原の選択やマウスへの免疫回数など免疫方法に関してトキソイドをヒトに免疫するよりは、技術的にも倫理的にも制限が少なく、結果的にヒト由来のモノクローナル抗体よりも高力価の抗体を得ることが出来る可能性がある。マウスモノクローナル抗体作製に関する基本的な技術はすでに確立されている。しかし、マウスモノクローナル抗体をヒトに投与すると異種タンパクとして認識され、アナフィラキシーショックや血清病などの副作用を引き起こしたり、はやく体外に排除されたりして、抗体の治療効果を低下させてしまうことから臨床応用が困難であった。

そこで、遺伝子組換え技術を利用してマウスなどの動物由来のモノクローナル抗体をキメラ抗体あるいは改変抗体（ＣＤＲ[complementarity determining region]移植抗体、再形成ヒト抗体と言う場合もある）のようなヒト化抗体にする試みが行われている。抗体は重鎖（Ｈ）鎖と軽（Ｌ）鎖からなり、各々、抗原結合活性を担う可変（Ｖ）領域と、補体やFc受容体への結合性を担う定常（Ｃ）領域から構成されている（以下、Ｈ鎖Ｖ領域はVH、Ｌ鎖Ｖ領域はＶＬ、Ｈ鎖Ｃ領域はＣＨ、Ｌ鎖Ｃ領域はＣＬと称することがある）。

キメラ抗体は、マウスモノクローナル抗体を産生するマウスハイブリドーマからクローニングしたＶ遺伝子と、ヒト抗体産生細胞等のヒト細胞からクローニングしたＣ遺伝子とを結合させたマウスV−ヒトＣキメラ抗体遺伝子を動物細胞あるいは微生物細胞等で発現させ、その培養上清中に得られるものである（非特許文献１）。改変抗体はマウスなど動物由来抗体のＣＤＲをヒト抗体のＣＤＲと置換した抗体であり（非特許文献２）、サルを用いた実験ではマウス抗体に比べ免疫原性が低下し、血中半減期が４〜５倍延長している（非特許文献３）。

さらに、最近の抗体工学の進歩により、一本鎖抗体（single chain Fv; 以下、scFvと称することもある：非特許文献４）あるいはジスルフィド安定化抗体（disulfide stabilized Fv; 以下、dsFvと称することもある：非特許文献５）といった、より小さな抗体分子の作製が行われている。一本鎖抗体やジスルフィド安定化抗体は完全分子型の抗体に比べ、その分子量が小さいことから組織移行性、血中クリアランスに優れ、完全分子型の抗体とは異なった治療効果も期待されている。

Morrison, S. L. et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 81, 6851-5 (1984) Riechmann, L. et al., Nature, 332, 323-7 (1988) Hakimi, J. et al., J. Immunol., 147, 1352-9 (1991) Bird, R. E. et al., Science, 242, 423-6 (1988) Webber, K. O. et al., Molecular Immunology, 32, 249-58 (1995)

以上述べてきたように、現在のウマ抗毒素は副作用の点で問題がある。その解決策として現在報告されているヒト型モノクローナル抗体では一種類のみで治療効果の優れた抗体はなく、数種類のモノクローナル抗体を混合する製剤となっている。このため、医薬品の開発や製造のコストアップを招き、必然的に高価な医薬品とならざるを得ない。すなわち、治療効果や安全性に優れ、開発や製造コストの面でも実用化が容易な抗ボツリヌス神経毒素抗体の開発が求められている。

このような状況において、本発明者らはBoNTに対して中和活性を有するマウスモノクローナル抗体産生細胞（ハイブリドーマ）から該抗体の可変領域をコードする遺伝子を分離することに成功し、これを用いてマウス−ヒト組換え抗体の発現を試みた結果、神経毒素に対して中和活性を有する組換えBoNT抗体の作製に成功し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、これまでに一切報告されていないボツリヌス中和抗体の可変領域をコードする遺伝子を提供し、これを用いた組換え抗BoNT抗体を提供する。その組換え抗BoNT抗体の形態は、一般的な抗体分子の形態から一つの抗体分子で２つの特異性をもった二重特異性抗体やＶ領域とＣ領域の一部からなる様々な形態までの抗体機能分子を提供することが可能である。従って、本願発明は、様々な形態の組換え抗BoNT抗体遺伝子の作製工程、及びその遺伝子を含有する発現ベクター、さらにはそのベクターを用いて動物細胞及び微生物を形質転換する工程及びその結果もたらされた組換え抗BoNT抗体及び抗体機能分子高産生形質転換体の作製方法をも包含する。

本発明は、下記１）〜２２）の発明を含むものである。

１）マウス抗体由来のアミノ酸配列とヒト抗体由来のアミノ酸配列からなる遺伝子組換え抗体であって、少なくとも定常領域がヒト抗体由来のアミノ酸配列であることを特徴とし、かつボツリヌス神経毒素に対する中和活性を有する組換えヒト化抗ボツリヌス神経毒素抗体または抗体フラグメント。

２）当該組換え抗体の可変領域重鎖（ＶＨ）のアミノ酸配列が配列番号１１、１５、１９及び２３より選択される１種または２種のアミノ酸配列の全部または一部であり、可変領域軽鎖（ＶＬ）のアミノ酸配列が配列番号１３、１７、２１及び２５より選択される１種または２種のアミノ酸配列の全部または一部であることを特徴とする上記１）に記載の組換え抗体または抗体フラグメント。

３）当該組換え抗体の可変領域重鎖（ＶＨ）のアミノ酸配列が配列番号１１、１５、１９及び２３より選択される１種のアミノ酸配列の全部または一部であり、可変領域軽鎖（ＶＬ）のアミノ酸配列が配列番号１３、１７、２１及び２５より選択される１種のアミノ酸配列の全部または一部であることを特徴とする上記１）または２）に記載の組換え抗体または抗体フラグメント。

４）当該組換え抗体の可変領域重鎖（ＶＨ）のアミノ酸配列が配列番号１１、１５、１９及び２３より選択される２種のアミノ酸配列の全部または一部であり、可変領域軽鎖（ＶＬ）のアミノ酸配列が配列番号１３、１７、２１及び２５より選択される１種または２種のアミノ酸配列の全部または一部であることを特徴とする二重特異性抗体である上記１）または２）に記載の組換え抗体または抗体フラグメント。

５）当該組換え抗体フラグメントが抗体機能分子であり、Fab、Fab'、F(ab')2、一本鎖抗体及びジスルフィド安定化抗体であるか、または二重特異性抗体及びその類似物であるか、またはチェインシャッフリングによって生成した抗体分子であることを特徴とする、上記１）から４）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメント。

６）当該組換え抗体が、ヒト型キメラ抗体である上記１）から５）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメント。

７）当該組換え抗体が、ヒト型改変抗体である上記１）から５）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメント。

８）当該ＶＨ及びＶＬのアミノ酸配列の一部が、Kabatらの文献（Sequences of Proteins of Immunological Interest, 4th. ed. U.S. Department of Health and Human Services (1987)）、またはChothiaらの文献（J. Mol. Biol., 196, 901, 1987）に基づき決定される、配列番号１１、１５、１９及び２３、並びに配列番号１３、１７、２１及び２５の可変領域内の相補性決定領域（ＣＤＲ）を含む上記１）から７）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメント

９）当該Kabatらの文献により決定される当該ＶＨのＣＤＲ１が配列番号２６、３８、５０及び６２、ＣＤＲ２が配列番号２７、３９、５１及び６３、ＣＤＲ３が２８、４０、５２及び６４からそれぞれ選択され、当該ＶＬのＣＤＲ１が配列番号２９、４１、５３及び６５、ＣＤＲ２が配列番号３０、４２、５４及び６６、ＣＤＲ３が３１、４３、５５及び６７からそれぞれ選択される上記１）から８）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメント。

１０）当該ＶＨのＣＤＲ１〜３の組み合わせが、配列番号２６、２７及び２８、配列番号３８、３９及び４０、配列番号５０、５１及び５２、並びに配列番号６２、６３及び６４から選択され、当該ＶＬのＣＤＲ１〜３の組み合わせが、配列番号２９、３０及び３１、配列番号４１、４２及び４３、配列番号５３、５４及び５５、並びに配列番号６５、６６及び６７から選択される上記１）から９）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメント。

１１）当該ＶＨ及びＶＬのＣＤＲ１〜３の組み合わせが、配列番号２６、２７及び２８並びに配列番号２９、３０及び３１、配列番号３８、３９及び４０並びに配列番号４１、４２及び４３、配列番号５０、５１及び５２並びに配列番号５３、５４及び５５、もしくは、配列番号６２、６３及び６４並びに配列番号６５、６６及び６７から選択される上記１）から１０）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメント。

１２）当該ＶＨのアミノ酸配列が配列番号１１、１５、１９及び２３より選択され、当該ＶＬのアミノ酸配列が配列番号１３、１７、２１及び２５より選択される上記１）から１１）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメント。

１３）当該ＶＨ及びＶＬの組み合わせが、それぞれ配列番号１１及び１３、配列番号１５及び１７、配列番号１９及び２１、もしくは配列番号２３及び２５より選択される上記１）から１２）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメント。

１４）当該組換え抗体のＶＨ及びＶＬが上記１２）または１３）に記載のアミノ酸配列の組み合わせより選択され、定常領域がヒト抗体由来のアミノ酸配列であることを特徴とするヒト型キメラ抗体である上記１）から１３）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメント。

１５）当該組換え抗体のＶＨ及びＶＬ内のＣＤＲが上記８）から１１）に記載のＣＤＲ１〜３のアミノ酸配列の組み合わせより選択され、フレームワーク領域（ＦＲ）の一部がマウス抗体由来であり、その他のＦＲ及び定常領域がヒト抗体由来のアミノ酸配列であることを特徴とするヒト型改変抗体である上記１）から１１）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメント。

１６）上記１）から１５）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメントをコードするＤＮＡ。

１７）上記１６）に記載のＤＮＡを宿主細胞に導入して得られる形質転換体。

１８）当該宿主細胞に導入されるＤＮＡが、２種類以上のＶＨ及び１種または２種以上のＶＬをコードするＤＮＡが導入されることを特徴とする上記１７）記載の形質転換体。

１９）上記１７）または１８）記載の形質転換体にＤＮＡを導入するために使用される組換えベクター。
２０）上記１７）または１８）記載の形質転換体を培地に培養し、培養物中に上記１）から１５）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメントを生成蓄積させ、該培養物から該抗体を採取することを特徴とする組換え抗体の製造方法。

２１）上記１）から１５）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメントが、放射性同位元素、蛋白質または低分子の薬剤と化学的または遺伝子工学的に結合させることを特徴とする融合抗体。

２２）上記１）から１５）及び２１）のいずれかに記載の組換え抗体または抗体フラグメントを有効成分として含有する、ボツリヌス感染症またはボツリヌス神経毒素中毒症の治療薬。

このような本願発明の新規組換え抗BoNT抗体によって、開発や製造コストの面で優れ、効果が高く副作用の少ないボツリヌス中毒症の治療薬・予防薬の開発が可能になる。

本発明に用いる抗BoNTマウスモノクローナル抗体産生細胞は、これまでに確立されているマウスモノクローナル抗体の作製技術を用いて作製される。免疫原としては、例えば、ボツリヌス菌の産生する神経毒、もしくはその毒素活性をホルマリン処理等により失活させたトキソイド、もしくは遺伝子組換え技術を用いて調製される組換え毒素Ｈ鎖、Ｌ鎖、あるいは毒素のペプチド、もしくは該ウイルス蛋白のアミノ酸配列に基づいて調製される好適な合成ペプチド等があげられる。使用可能なボツリヌス菌株の一例として、C. botulinum type A であればいかなる株でも構わないが、望ましくは97株、62-A株、Hall株、Renkon株、CB21株、804-1株、Chiba H株などがあげられる。

マウスを上記のような適当な株の神経毒素を免疫原で免疫し、得られた脾臓細胞をマウスのミエローマ細胞と融合させ、得られたハイブリドーマから、前記の免疫原に反応する細胞を選択し、該細胞を培養することによって調製することができる。

更に、このようにして得られた抗ボツリヌス神経毒素マウスモノクローナル抗体産生細胞の中からボツリヌス神経毒素に対して中和活性を有するモノクローナル抗体を産生している細胞を選択することができる。そのような細胞株として本発明者等はボツリヌス神経毒素に対して中和活性を有する抗体を産生する１３種のハイブリドーマの確立に成功しており、中でも６種、更に好ましくは2-4、2-5、9-4、B1の４種が、これらが本発明に用いる最も好ましい細胞株としてあげられる。

本発明の可変領域をコードする遺伝子断片は、このような抗ボツリヌス神経毒素中和モノクローナル抗体産生細胞より分離され、解析された遺伝子配列である。Ｖ領域遺伝子は通常の遺伝子操作技術により単離することができる。例えば、その細胞の染色体ＤＮＡから常法［例えば、T. Maniatis "Molecular Cloning" Cold Spring Harbor Lab.(1982)参照]に従ってＶ領域遺伝子をクローニングする方法、あるいは、その細胞のｍＲＮＡを材料として常法［例えば、D.M.Glover編集 " DNA cloning Vol.I" IRL press (1985)］によりｃＤＮＡを合成しＶ領域遺伝子をクローニングする方法である。いずれの方法も、Ｖ領域遺伝子クローニングの為のプローブとして、すでに報告されているマウス免疫グロブリン遺伝子の核酸塩基配列［例えば、坂野ら、Nature, 286,p676,(1980); E.E.Max ら、J. Biol. Chem., 256,p5116,(1981)］を参照して合成したＤＮＡプローブ等を利用することが出来る。

また、ＰＣＲ（ポリメレース連鎖反応）を利用したクローニングも可能である［R. Orlandi, et al., Proc. Natl. Acad.Sci. USA, 86, 3833 (1989); W. D. Huse, et al., Science, 246, 1275 (1989)］。例えば、前述のようにハイブリドーマから調製されたｃＤＮＡを鋳型に、Kabatら[Sequences of Proteins of Immunological Interest 4th ed., Public Health Service, NIH, Washington DC, 1987]の分類したＶ領域とＪ領域の核酸塩基配列をもとにして合成したＤＮＡプライマーを用いてＰＣＲを行なうことが可能である。Ｖ領域とＪ領域のＰＣＲ用プライマーは、ＤＮＡ合成受託機関（例えばQIAGEN社）などに依頼すれば容易に入手可能である。この時、5'側にKOZAK配列（Kozak M, J.Mol.Biol., 196, 947 (1987)）及び適切な制限酵素切断部位(例えばHindIIIやBamHI)の配列を付加することが望ましい。これらのプライマーは抗体の種類によって使用可能なプライマーの種類が異なるが、本願発明の４種のハイブリドーマの場合には、好ましくは、配列番号１から９に記載の合成ＤＮＡがプライマーとして用いられる。ＰＣＲ反応は、例えばAdvantage HF-2 PCR Kit（BC Bioscience）を用い、添付のプロトコールに従って行えばよい。ＰＣＲにより得られたＤＮＡ断片の塩基配列は、ＴＡクローニングキット（インビトロジェン社）等を用いてクローニングした後、ＤＮＡシークエンサー、例えば、ABI PRISM310 Genetic Analyzer（PEバイオシステムズ社）により決定することが出来る。

このようにして得られたボツリヌス神経毒素中和活性を有する抗体分子の可変領域をコードする遺伝子として、Ｈ鎖、Ｌ鎖それぞれ配列番号１１，１３，１５，１７，１９，２１，２３，２５のアミノ酸配列をコードする遺伝子断片がその好ましい一例として挙げられる。また、そのような遺伝子の具体的核酸塩基配列の一例としては、Ｈ鎖、Ｌ鎖それぞれ配列番号１０，１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４に示された核酸塩基配列が挙げられる。また、Kabatら（Sequences of Proteins of Immunological Interest, 4th. ed. U.S. Department of Health and Human Services (1987)）あるいは／及び、Chothia and Lesk（J.Mol.Biol., 196, 901, 1987）を参照することにより、本発明の抗ボツリヌス神経毒素抗体の抗体活性を決定する可変領域の相補性決定領域（ＣＤＲ１〜ＣＤＲ３）の配列を同定することが出来る。

例えば、Kabatらの定義に従えば、本発明により得られた４種の抗体のＣＤＲは下記の通り同定される。

１）２−４
ＶＨ：（配列番号１１）
ＶＨ−ＣＤＲ１：Asp Tyr Tyr Met Ser （配列番号２６）
ＶＨ−ＣＤＲ２：Phe Ile Arg Asn Lys Ala Asn Gly Tyr Thr Thr Glu Tyr Ser Ala Ser Val Lys Gly （配列番号２７）
ＶＨ−ＣＤＲ３：Asp Gly Gly Tyr Phe Asp Tyr （配列番号２８）
ＶＬ：（配列番号１３）
ＶＬ−ＣＤＲ１：Lys Ser Ser Gln Ser Val Leu Tyr Ser Ser Asn Gln Lys Asn Tyr Leu Ala （配列番号２９）
ＶＬ−ＣＤＲ２：Trp Ala Ser Thr Arg Glu Ser （配列番号３０）
ＶＬ−ＣＤＲ３：His Gln Tyr Leu Ser Ser Arg Thr （配列番号３１）

２）２−５
ＶＨ：（配列番号１５）
ＶＨ−ＣＤＲ１：Gly Tyr Tyr Met His （配列番号３８）
ＶＨ−ＣＤＲ２：Arg Val Asn Pro Asn Asn Gly Gly Thr Ser Tyr Asn Gln Lys Phe Lys Gly （配列番号３９）
ＶＨ−ＣＤＲ３：Pro Pro Thr Thr Val Val Ala Thr Asp Trp Tyr Phe Asp Val （配列番号４０）
ＶＬ：（配列番号１７）
ＶＬ−ＣＤＲ１：Lys Ser Ser Gln Ser Val Leu Tyr Ser Ser Asn Gln Lys Asn Tyr Leu Ala （配列番号４１）
ＶＬ−ＣＤＲ２：Trp Ala Ser Thr Arg Glu Ser （配列番号４２）
ＶＬ−ＣＤＲ３：His Gln Tyr Leu Ser Ser Tyr Thr （配列番号４３）

３）９−４
ＶＨ：（配列番号１９）
ＶＨ−ＣＤＲ１：Ser Tyr Gly Val His （配列番号５０）
ＶＨ−ＣＤＲ２：Val Ile Trp Ser Gly Gly Ser Thr Asp Tyr Asn Ala Ala Phe Ile Ser （配列番号５１）
ＶＨ−ＣＤＲ３：Lys Arg Gly Tyr Tyr Gly Tyr Asn Tyr Ala Met Asp Tyr （配列番号５２）
ＶＬ：（配列番号２１）
ＶＬ−ＣＤＲ１：Ser Ala Ser Ser Ser Val Ser Tyr Met His （配列番号５３）
ＶＬ−ＣＤＲ２：Asp Thr Ser Lys Leu Ala Ser （配列番号５４）
ＶＬ−ＣＤＲ３：Gln Gln Trp Ser Ser Asn Pro Tyr Thr （配列番号５５）

４）Ｂ１
ＶＨ：（配列番号２３）
ＶＨ−ＣＤＲ１：Ser Phe Gly Met His （配列番号６２）
ＶＨ−ＣＤＲ２：Tyr Ile Ser Ser Gly Ser Ser Thr Ile Tyr Tyr Ala Asp Thr Val Lys Gly （配列番号６３）
ＶＨ−ＣＤＲ３：Lys Gly Phe Gly Ile Asp Tyr Tyr Gly Ser Ser Phe Ala Met Asp Tyr （配列番号６４）
ＶＬ：（配列番号２５）
ＶＬ−ＣＤＲ１：Arg Ala Ser Lys Ser Ile Ser Lys Tyr Leu Ala （配列番号６５）
ＶＬ−ＣＤＲ２：Ser Gly Ser Thr Leu Gln Ser （配列番号６６）
ＶＬ−ＣＤＲ３：Gln Gln His Asn Glu Tyr Pro Tyr Thr （配列番号６７）

これらの配列がＣＤＲペプチド、さらには抗体活性の改良を行う際の重要な領域となる。後述の抗体機能分子を作製する際にも、このようなアミノ酸配列が最も重要な情報となりうる。具体的にはそのようなアミノ酸配列をコードした核酸塩基配列を含む遺伝子を用いてそのような抗体機能分子は作製される。そのようなアミノ酸配列をコードした核酸塩基配列であればいかなるコドンからなっても構わないが、その望ましい核酸塩基配列として、配列番号３２〜３７、４４〜４９、５６〜６１、６８〜７３に示される配列があげられる。

このようにしてクローニングされた本願発明のＶ領域遺伝子断片あるいはアミノ酸配列を元にして、ヒト化抗体（マウスヒトキメラ抗体及び改変抗体）が作成可能である。例えば、キメラ抗体についてはM. Bruggemann（Waldmann H (ed) Monoclonal AntibodyTherapy. Prog Allergy. Basel, Karger, 1988, vol 45, pp91）やS. L. Morrison（Advances in Immunology, 44, 65, (1989)）などの文献が、改変抗体については、G. Winter and C. Milstein（Nature 349, 293 (1991)）やM.M.Bendig（Methods, 8, 83 (1995)）などの文献に紹介されている方法に準じて行うことが出来る。

また、これらのＶ領域の情報を元にボツリヌス神経毒素に特異的に反応する低分子の抗体機能分子を作製することが可能である。低分子の抗体機能分子として、例えば、Fragment of antigen binding（Fabと略記する）、Fab'、F(ab')2、一本鎖抗体及びジスルフィド安定化抗体を作製することも可能である。この場合、本願発明のマウス抗体そのものの遺伝情報を利用することもできるが、望ましくは本願発明のマウス抗体の遺伝情報をベースにして作製されたキメラ抗体あるいは改変抗体をベースにすることによって、よりヒトに対して安全性の高い低分子抗体を作製することが出来る。

一方、抗ボツリヌス神経毒素組換え抗体作製に用いられるヒト免疫グロブリンＨ鎖遺伝子並びにＬ鎖遺伝子のＣ領域遺伝子は、例えばヒト抗体産生細胞から同様の方法により単離することが出来る。また、Ｃ領域遺伝子はその遺伝子内で再配列を行わないので特にヒトＣ領域遺伝子を単離するために抗体産生細胞を使う必要はなく、その他の組織の細胞でも構わない。単離する方法としては、前述のマウスV領域遺伝子の単離の場合と同様にして行なうことができる。また、Ｃ領域遺伝子の種類としては、特にγ1 鎖、κ鎖に限ったものではなく、μ鎖、α鎖、γ2鎖、γ3鎖、γ4鎖、ε鎖、λ鎖の各鎖の遺伝子でも可能である。しかし、補体活性化能、抗体依存性細胞傷害活性を期待するならば、γ1鎖が望ましい。

さらに、抗体機能分子として二重特異性抗体（bispecific抗体あるいはbifunctional抗体と呼ぶことがある）が挙げられる。本願発明の特徴の一つに、抗ボツリヌス神経毒素抗体に関して初めて二重特異性抗体の可能性を開示したことが挙げられる。抗体１分子は２個の抗原結合部位を有するが、それぞれの抗原結合部位が異なる抗原に結合する抗体、すなわち２つの特異性を持った抗体のことを二重特異性抗体という。通常、二重特異性抗体は細胞融合法と化学合成法の２つの方法で作製される。細胞融合法では、２つの異なるモノクローナル抗体産生細胞をさらに融合することによって作製する事が出来る。化学合成法は、２つの抗体分子を一旦還元してＨ鎖間のＳＳ結合を解離させ、これらを混合して再び酸化することによって作製するものである。しかし、これらの作製方法は技術的には難しく、目的の二重特異性抗体以外の組み合わせが出来る上に、異なったＶＨとＶＬの組み合わせも出来ることから、得られる二重特異性抗体の収量が非常に少ないという問題を抱えていた。

本願発明では、ＶＨ領域の数を２種類から３種類に増やすことも可能で、さらには、ＶＬ領域も１種類に限定する必要もなく、２種類、３種類と増やすことが可能である。例えば、2-4と2-5のＶＨ領域と、アミノ酸配列において１アミノ酸しか違いがない2-4と2-5のＶＬ領域のいずれ、あるいはその両方とに組合せにおいても結合活性、中和活性とも保持している。さらには、2-4のＶＨ領域、ＶＬ領域と全く相同性のない9-4のＶＨ領域、ＶＬ領域と2-4のＶＨ領域、ＶＬ領域と組み合わせることによって、結合活性、中和活性とも保持している抗体の組合せを作ることができた。このようにボツリヌス毒素に結合しないかも知れない抗体成分の混入を防ぐことができ、目的の二重特異性抗体の効率を向上させている。このような二重特異性抗体の望ましいＶＨ領域として配列番号１１、１５、１９に示すアミノ酸配列の全部または一部を持つようなＶＨ領域があげられる。また望ましいＶＬ領域として配列番号１３、１７、２１に示すアミノ酸配列の全部または一部を持つようなＶＬ領域があげられる。ＶＬ領域については、配列番号１３、１７、２１のいずれか一つだけを利用してもいいし、２種類、あるいは全てをを利用しても構わない。
１種類のモノクローナル抗体より、個々の中和活性は低くとも異なるエピトープを認識する複数のモノクローナル抗体を混合したときの方が、毒素の中和能が高いという報告（Nowakowski Aら、Proc Natl Acad Sci USA., 99, 11346(2002)）がある。このような知見から、複数の中和抗体を混合した製剤を想定した場合、問題になるのは開発や製造のコストである。１つの細胞が１つの抗体を産生し、それらを混合する場合、前述のコストはその抗体数に比例して増大する。本願発明は、それらの課題に対する一つの解決策を示している。
また本願発明は、抗体機能分子として前述の二重特異性抗体だけを示すものではなく、二重特異性抗体の類似物として、例えば、ヒンジ領域のCys残基による自発的な２量体化、両親媒性ペプチドの導入によるＦabの２量体化や、２つの１本鎖抗体（scFv）をペプチドリンカーで結合させるscFvの２量体化（BiscFv）、特異性の異なる２つの抗体におけるお互いのドメインを入れ替えて、非共有結合的に２量体化（diabody）なども、本願発明のＶ領域を用いることにより作製することが可能である。

さらに、抗体機能分子として、本願発明の抗ボツリヌス神経毒素抗体可変領域をコードする遺伝子断片を用いて、結合活性を強化した新しい抗体が作製可能である。すなわち、本発明により提供される抗ボツリヌス神経毒素抗体可変領域をコードする遺伝子断片は、ボツリヌス神経毒素に対して中和活性を有する抗体分子の可変領域の特異的アミノ酸配列もしくは核酸塩基配列を開示するものであり、この領域、ドメインを用いて新しい抗体作製の可能性をも提供する物である。例えば、エクソンシャフリング（exon shuffling）やチェインシャフリング（chain shuffling）と言われているファージディスプレイライブラリーを応用する方法があげられる。すなわち、ファージ上に発現さる際に、抗体可変領域のＶＨあるいはＶＬ遺伝子の一方を固定化し、他方をＶ遺伝子ライブラリーと結合させたファージライブラリーを構築し、もとの抗体より抗原に対する特異性が高い抗体可変領域の組み合わせをスクリーニングする方法が考えられる。あるいは、ＣＤＲのみを人工的に入れ替えるＣＤＲシャフリングや単純にＣＤＲにランダム変異を導入して、親和性や特異性を向上させる方法が考えられる。

以上のようにして得られるV領域を利用して作製された抗ボツリヌス神経毒素抗体分子をコードする遺伝子を発現させる場合は通常の組換えタンパク質が発現される産生系ならどの様なものでも利用可能であるが、抗体の通常形態である完全分子なら動物細胞での発現が望ましい。また、前述の一本鎖抗体のような低分子抗体の形態なら、動物細胞以外に大腸菌、酵母などの微生物の中から適切なものを選択することができるが、その場合の発現用ベクターとしては、それぞれの宿主に適切なものを選択する必要がある。また、適切なシグナルペプチドをコードするｃＤＮＡを発現用ベクターに挿入することで一本鎖抗体を細胞外に分泌させ、ペリプラズマ領域に輸送させ、あるいは細胞内に留まらせることができる。

ここでは最も一般的な、動物細胞での発現について述べる。動物細胞を宿主とする発現ベクターには特段の制約はないが、プラスミド、ウイルスベクター等を用いることができる。当該発現ベクターに含まれるプロモーターは、宿主として用いる動物細胞との組み合わせにより、SV40初期、SV40後期、サイトメガロウイルスプロモーター、ニワトリβアクチンなど、最終的にアッセンブルした抗体及び抗体機能分子が得られるのであれば如何なるものでも良い。好ましくは、ニワトリβ−アクチンプロモーター系発現プラスミドpCAGG（特許第２８２４４３４号）が使用される。選択や遺伝子増幅のマーカー遺伝子として、アミノグリコシド3'ホスホトランスフェラーゼ(neo)遺伝子やジヒドロ葉酸還元酵素(dhfr)遺伝子、ピューロマイシン耐性酵素遺伝子、グルタミン合成酵素(GS)遺伝子など一般に知られる選択や遺伝子増幅用のマーカー遺伝子（Kriegler M著、加藤郁之進監訳、ラボマニュアル動物細胞の遺伝子工学、宝酒造(1994)）が利用できる。

Ｈ鎖Ｌ鎖の遺伝子を動物細胞に導入する際の組み合わせや形態、比率に特段の制約はない。Ｈ鎖Ｌ鎖の遺伝子を同じベクター内に組み込み同時に動物細胞内に導入する方法でも良いし、Ｈ鎖Ｌ鎖の遺伝子を別々のベクターに組み込み、同時期に、あるいは別々の時期に選択マーカーを変えて動物細胞に順次導入してもよい。また、その構成比もＨ鎖Ｌ鎖が１：１になるようにする必要はなく、どの様な比率でも構わない。

発現ベクターを導入する宿主細胞として、チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞やSP2/0等マウスミエローマ細胞、ＢＨＫ細胞、２９３細胞、ＣＯＳ細胞など様々な動物細胞が利用可能であるが、発現ベクターに使用されるプロモーター、選択及び遺伝子増幅用マーカー遺伝子に合わせて適当な細胞を選択すれば良い。例えば、ニワトリβ−アクチンプロモーター系発現プラスミドを用いて構築した発現ベクターには、ＣＨＯ細胞などが使用される。

宿主細胞の形質転換するときには公知の方法を利用すればよい。例えば、リン酸カルシウム法、DEAEデキストラン法、リポフェクチン系のリポソームを用いる方法、プロトプラストポリエチレングリコール融合法、エレクトロポレーション法などが利用でき、使用する宿主細胞により適当な方法を選択すればよい（Molecular Cloning (3rd Ed.), Vol 3, Cold Spring Harbor Laboratory Press(2001)）。

形質転換細胞の選択・増殖には、一般に動物細胞を形質転換する時に行われる方法を使用すればよい。例えば、形質転換後の細胞は、CHO-S-SFMII培地（GIBCO-BRL）、IS CHO-V培地(アイエスジャパン)、YMM培地等無血清培地やMEMアルファ培地、RPMI培地、ダルベッコMEM培地（いずれもGIBCO-BRL）に５〜10％程度のウシ胎児血清を添加した血清培地などの一般的に動物細胞培養に用いられる培地に、使用する選択マーカーに合わせてメトトレキサート、G418等を添加した選択培地を用いて、適宜培地交換をしながら、37℃前後で10〜14日間程度培養される。この培養により、形質転換されていない細胞は死滅し、形質転換した細胞のみが増殖してくる。更に、形質転換細胞に対して、限界希釈法などの方法により、目的とする抗体産生細胞株の選択及びクローン化が行われる。

このようにして得られる本発明の組換え抗体は、ボツリヌス神経毒素に対して中和活性を有していることが確認され、本発明によりこれまでになかった抗ボツリヌス神経毒素組換え抗体を調製することが可能となった。このような抗ボツリヌス神経毒素組換え抗体は、ボツリヌス中毒症の臨床において、これまでになかった有効な治療剤となりうるものである。さらに、本発明により提供される抗ボツリヌス神経毒素抗体可変領域をコードする遺伝子断片は、ボツリヌス神経毒素に対して中和活性を有する抗体分子の可変領域の特異的アミノ酸配列もしくは核酸塩基配列を開示するものであり、今後、さらに進んだ遺伝子組換え技術を応用して目的の抗体分子を修飾、または一部置換等することにより、より優れた抗ボツリヌス神経毒素組換え抗体分子の開発を可能にするものである。

以下に、実施例を挙げて本願発明をさらに具体的に説明するが、この例示に限定されるものではない。

以下に示す実施例では、特に断りのない限り、和光純薬、宝酒造、東洋紡及びNew England BioLabs社、アマシャムバイオサイエンス社、バイオラド社、シグマ社、ギブコ社製の試薬を使用した。

《実施例１：マウスハイブリドーマの調製》
現在治療用毒素として使用されているC. botulinum type A 62A株より精製したＡ型神経毒素をＢ型神経毒素で行われた方法に準拠して（Infect. Immun. 18: 761-766, 1977）、ホルマリンで不活化したトキソイドを免疫抗原に用いた。上記のトキソイドとFreund’s Complete Adjuvant（Difco）を等量混合しBALB/cマウス１匹当たり毒素蛋白量で0.25mgを腹腔内に接種した。初回免疫後、４及び８週目にFreund’s Incomplete Adjuvant（Difco）を用いて同量を追加免疫した。１０日後、部分採血を行い、ELISAにより抗原結合抗体価を測定した。ELISAには、Ａ型神経毒素（0.5μg/well）をコートしたプレート（FALCON, Flexible Plate）を用い、ブロッキングには0.2％BSA、２次抗体にはペルオキシダーゼ標識抗マウスIgG(H+L)（1：5000，BioRad）、基質はオルソフェニレンジアミン（Nacalai Tesque）を使用した。反応は基質反応以外全て37℃２時間で行った。基質の発色反応は37℃30分で行った。トキソイド免疫後の血中のボツリヌスＡ型神経毒素に対するELISA抗体価は３回の免疫でマウス５匹中４匹が100,000倍以上に上昇していた。ELISA抗体価が500,000倍以上のマウスにおいて順次、Ａ型神経毒素（10μg／マウス；106LD50/マウス）を腹腔内に投与した。３〜４日後に脾細胞を調製し、ポリエチレングリコール法によりミエローマ細胞（P3U1）と細胞融合を行った。脾細胞とP3U1を10：3の割合で混合し、50% PEG4000(MERCK) /10% DMSO(SIGMA)を用いて細胞融合を行った。DMEM (DIFCO)/15% FCS (GIBCO)/HAT (SIGMA)を用いて細胞を選択した。
得られたハイブリドーマの培養上清中のELISA抗体価を測定し、限界希釈法により中和活性のある抗体を産生しているハイブリドーマのクローニングを２〜３回行った結果、抗体陽性ハイブリドーマが37クローン得られた。

《実施例２．マウス抗体の中和活性》
これら37クローンについて産生する抗体の毒素中和活性を調べた。中和活性は、ボツリヌス神経毒素（200ipLD50/ml）とハイブリドーマ培養上清を等量混合し、室温で３０分反応させた後、マウスの腹腔内へ0.5ml接種し、毒素を培地のみと混合したサンプルをコントロールとし、コントロールが死亡した時点における、試験群の臨床症状（麻痺の程度）により判定した。その結果、13クローンについて、コントロールと比較して延命あるいは症状の緩和が観察された。このうち６クローンについては症状の緩和が著しく、特に４クローン（2-4,2-5,9-4,B1）については６時間まで毒素の中毒症状を示さず、さらに３クローン（2-4,2-5,9-4）については毒素を完全中和した（表１）。

中和活性のある13クローンの抗体についてイムノブロッティングによる毒素との反応性を検討した。7.5%ポリアクリルアミドゲルにＡ型精製毒素を２ＭＥ処理後１レーンあたり0.2μgアプライし、SDS-PAGEを行った。泳動蛋白をニトロセルロース膜（MILLIPORE, Immobilon-P）にセミドライブロッティング装置（ホライズンブロット、ATTO）を用いて転写した後、ハイブリドーマ培養上清を反応させた。２次抗体は、ペルオキシダーゼ標識抗マウスIgGヤギ抗体(1:3000 BioRad)、発色基質は4-chloro-1-naphtol（Nacalai Tesque）を用いた。その結果、３クローン（2-2，4-3，9-4）がいずれも神経毒素重鎖と反応した（図１）。以上の結果からマウス−ヒトキメラ抗体用のハイブリドーマとして中和活性の高い2-4,2-5,9-4,B1の４クローンを選定した。

《実施例３：V領域遺伝子クローニング》
マウスモノクローナル抗体のＶ領域遺伝子は、RT-PCR法によって単離した。2-4,2-5,9-4,B1の４種の各ハイブリドーマよりQuickPrep micro mRNA Purification Kit (Amersham Bioscience)を用いてmRNAを抽出し、Superscript II 逆転写酵素(Invitrogen)によるｃＤＮＡ合成を行った。これをテンプレートとし、プライマーとしてKozak配列及び必要なスプライシングシグナル、酵素サイト（HindIII、BamHI）を持ったオリゴマーをVH、VL領域遺伝子用にそれぞれのV領域及びJ領域のサブグループ毎に作製し（配列番号１〜９）、Advantage HF-2 PCR Kit（BD Bioscience）を用いて当該キットのプロトコールに従ってＰＣＲ反応を行った。その結果、ＶＨ、ＶＬ領域それぞれにＰＣＲ増幅バンドが複数検出された。その中からサイズ的に既知のＶＨ、ＶＬ領域のｃＤＮＡ遺伝子と一致しているバンドを選び、ＴＡクローニングキット（Invitrogen）を用いてクローニングし、ABI PRISM310 Genetic Analyzer（PEバイオシステムズ）を用いてその核酸塩基配列の決定を行った。これらの複数のバンドから、開始コドンからＪ領域までＶ領域内で正しいオープンリーディングフレームを取る遺伝子を選んだ結果、それぞれのハイブリドーマ毎に一対のＶＨ、ＶＬ領域遺伝子の組み合わせが得られた。その核酸塩基及びアミノ酸配列を配列番号１０〜２５にそれぞれ示す。また、各ＶＨ領域及びＶＬ領域のアミノ酸配列について相同性を比較したところ、ＶＨ領域間では相同性は認められなかったが、ＶＬ領域については2-4と2-5において121番目のアミノ酸１個のみ違い（2-4:R/2-5:Y）がみられたが、それ以外のＶＬ領域間では相同性はなかった。

《実施例４：キメラ抗体産生細胞の作製》
このようにして得たＶＨ、ＶＬ領域遺伝子をHindIIIとBamHI（TAKARA）で消化し、それぞれを、発現ベクターであるCAG-γ１、CAG-1κ（J. Immnol., 167, 3266, 2001）の同サイトに組み込み、キメラ抗体発現ベクターを構築した。CAG-γ１は、ヒト抗体C領域γ１鎖の遺伝子及び選択マーカーとしてのネオマイシン耐性遺伝子（neor）を持ち、CAG-κはヒト抗体C領域κ鎖の遺伝子及び選択マーカーとしてのジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子（dhfr）を持っている。構築したキメラ抗体発現プラスミドを用い以下に述べる方法にてCHO DG44（Urlaub Gら, Somatic cell. Mol. Genet., 12, 555 (1986)、以下CHO）細胞を形質転換した。形質転換の前日にCHO細胞を6 well プレートに1-0.5×10⁵cells/２ml/wellの細胞密度で10％ウシ胎児血清（FCS、GIBCO-BRL社製）を含むYMM培地（インシュリン・トランスフェリン・エタノールアミン・亜セレン酸ナトリウムを含むアミノ酸・ビタミンを強化した核酸不含MEMアルファ培地）を用い播種した。37℃、５％CO₂培養装置で一夜培養の後、リポソーム系形質転換試薬、TransIT-LT1（宝）あるいはリポフェクトアミン2000（インビトロジェン）を用いて、あらかじめキメラ抗体Ｈ鎖及びＬ鎖遺伝子発現プラスミドを等量混合し、PvuIで消化・線状化しておいたものを導入DNAとして、それぞれのプロトコールに従いトランスフェクションを行った。37℃、５％CO₂培養装置で一夜培養した後、選択培地、10%透析FCS(d-FCS：GIBCO-BRL社製)、0.5 mg/ml Geneticin（G418：GIBCO-BRL社製）、300nM メトトレキサート（MTX：和光純薬工業製）を含むYMM培地に培地交換した。３〜４日毎に培地を交換しながら37℃、５％CO₂培養装置で培養を続けることで選択を行い、形質転換体を得た。得られた形質転換細胞の培養上清中に含まれるキメラ抗体の濃度は、ヤギ由来抗ヒトIgG Fc抗体（CAPPEL）とプロテインA-HRP（ZYMED社）を用いたサンドイッチELISA法により測定した。この際、市販のヒトIgG1抗体（Biogenesis）の希釈系列を作製し、それを標準試料とした。このELISA法により得られた形質転換細胞の中から抗体産生量の高い細胞をスクリーニングし、次いで限界希釈法によるクローニングを行って。最終的に得られた9-4、B1、2-4、2-5由来の４種のキメラ抗体産生細胞は各々AC94、ACB1、AC24、AC25と名付けた。

2-4と2-5抗体の間でＶＬ領域がほとんど同じであることから、このＶＬをＬ鎖にして2-4及び2-5のＶＨ鎖と一つの細胞内で発現させることにより、簡単に2-4と2-5の2つの特性をもった二重特異性抗体を作製することが出来る。

《実施例５：キメラ抗体の活性》
得られたキメラ抗体の神経毒素に対する結合活性をＡ型神経毒素（0.5μg/well）をコートしたプレート（FALCON, Flexible Plate）を用いて測定した。ブロッキングには0.2％BSA、２次抗体にはペルオキシダーゼ標識抗ヒトIgG(H+L)（1：5000，BioRad）、基質はオルソフェニレンジアミン（Nacalai Tesque）を使用した。反応は基質反応以外全て37℃２時間で行った。基質の発色反応は37℃30分で行った。これらの細胞の培養上清中の抗ボツリヌス神経毒素キメラモノクローナル抗体（抗体濃度は20〜100μg/ml）はELISAによって期待通りに毒素と結合することが示された（図２Ａ〜Ｃ）。

さらにイムノブロッティングによる毒素との反応性を検討した。7.5%ポリアクリルアミドゲルにＡ型精製毒素を2ME処理後１レーンあたり0.2μgアプライし、SDS-PAGEを行った。泳動蛋白をニトロセルロース膜にセミドライブロッティング装置を用いて転写した後、培養上清と反応させた。２次抗体は、ペルオキシダーゼ標識抗ヒトIgGヤギ抗体(1:3000 BioRad)、発色基質は4-chloro-1-naphtol（Nacalai Tesque）を用いた。この結果、AC24は軽鎖とAC94は神経毒素重鎖と反応していることが示唆された（図３、４）。AC25及びACB1はいずれも明確な毒素結合活性は確認できなかった。

また、各キメラ抗体の培養上清中の毒素中和活性を調べた。前述の中和活性測定と同様に、ボツリヌス神経毒素と培養上清を等量混合し、室温で30分反応させた後、マウスの腹腔内へ0.5ml接種した。毒素を培地のみと混合したコントロールが死亡した時点における、試験群の臨床症状を調べた結果、AC24、AC25、AC94、ACB1は全例が生存しており、その後も生存を続け、最終的には表１で示した2-4、2-5、9-4、B1同様の結果になった。

《実施例６：二重特異性抗体》
抗A型神経毒素中和キメラ抗体のうち、AC25、AC94のそれぞれとAC24とH鎖L鎖遺伝子の交換発現実験を行った。それぞれの組合せH鎖L鎖遺伝子発現ベクターを、CHO-DG44細胞に導入し、新たに４種のキメラ抗体産生細胞（AC2425、AC2524、AC2494、AC9424）を得た。これらの細胞の培養上清中のキメラ抗体(抗体濃度14.9〜40.5μg/ml)の毒素結合能をELISAによって調べたところ、図５に示すように、いずれの抗体も毒素と結合することが示された。特に、AC9424は強い結合活性を示した。また、各培養上清中の毒素中和活性を調べたところ、表２に示すようにAC2425、AC2524は強い中和活性を示し、AC2494、AC9424はコントロールと比較して延命あるいは症状の緩和が観察された。以上のようにAC24とAC25抗体のH鎖L鎖交換を行ったところ、そのいずれの場合も毒素結合能と中和活性を保持していた。

さらに驚いたことに、ほとんど相同性のないAC24とAC94のH鎖L鎖を交換した場合でも、弱い中和活性と結合活性が認められた（表３）。

以上の結果より、H鎖としてAC24、AC25、AC94由来を、L鎖としてAC24由来を持ったミックスキメラ抗体が１個の細胞で産生可能であると考えられた。L鎖としてはAC25もしくはAC94も使用可能であり、さらには、AC24、AC25、AC94、全てのH鎖L鎖の任意の組合せが可能であることをも示している。これらの可能性から、これら３種類の抗体を別々に調製して混合した場合と同様に中和力価の向上が期待でき、さらに、３種の抗体の混合製剤よりも、開発時や製造時に低コストになると示唆された。

本願発明によって得られる抗ボツリヌス神経毒素組換え抗体は、ボツリヌス神経毒素に対して高力価の中和活性を有しており、これまでになかったボツリヌス神経毒素に対する二重特異性抗体をも含有するものである。このような抗ボツリヌス神経毒素組換え抗体は、ボツリヌス中毒症の臨床において、これまでになかった有効な治療剤となりうるものである。さらに、本発明により提供される抗ボツリヌス神経毒素抗体可変領域をコードする遺伝子断片は、ボツリヌス神経毒素に対して中和活性を有する抗体分子の可変領域の特異的アミノ酸配列もしくは核酸塩基配列を開示するものであり、今後、さらに進んだ遺伝子組換え技術を応用して目的の抗体分子を修飾、または一部置換等することにより、より優れた抗ボツリヌス神経毒素組換え抗体分子の開発を可能にするものである。

このように、本願発明の方法により得られる抗ボツリヌス神経毒素組換え抗体産生細胞及び当該細胞により得られる抗ボツリヌス神経毒素組換え抗体は、医療及び研究分野において多大なる貢献をするものである。

得られた各種マウスモノクローナル抗体のボツリヌス神経毒素への反応性をイムノブロッティングにより示した図。各キメラ抗体のボツリヌス神経毒素結合活性をＥＬＩＳＡ法により示した図。得られたキメラ抗体AC24のボツリヌス神経毒素への反応性をイムノブロッティングにより示した図。得られたキメラ抗体AC94のボツリヌス神経毒素への反応性をイムノブロッティングにより示した図。各キメラ抗体のボツリヌス毒素結合活性を示した図。

Claims

マウス抗体由来のアミノ酸配列とヒト抗体由来のアミノ酸配列からなる遺伝子組換え抗体であって、定常領域がヒト抗体由来のアミノ酸配列であることを特徴とし、かつボツリヌス神経毒素に対する中和活性を有し、当該組換え抗体の可変領域重鎖（ＶＨ）及び可変領域軽鎖（ＶＬ）のアミノ酸配列の一部が可変領域内の相補性決定領域（ＣＤＲ）を含み、当該ＶＨのＣＤＲ１〜３と当該ＶＬのＣＤＲ１〜３との組み合わせ並びに当該組換え抗体のＶＨのアミノ酸配列及びＶＬのアミノ酸配列の組み合わせが、それぞれ配列番号２６〜２８及び配列番号２９〜３１並びに配列番号１１及び１３、配列番号３８〜４０及び配列番号４１〜４３並びに配列番号１５及び１７、配列番号５０〜５２及び配列番号５３〜５５並びに配列番号１９及び２１、もしくは配列番号６２〜６４及び配列番号６５〜６７並びに配列番号２３及び２５から選択される、組換えヒト化抗ボツリヌス神経毒素抗体またはその抗原結合フラグメント。
マウス抗体由来のアミノ酸配列とヒト抗体由来のアミノ酸配列からなる遺伝子組換え抗体であって、定常領域がヒト抗体由来のアミノ酸配列であることを特徴とし、かつボツリヌス神経毒素に対する中和活性を有し、当該組換え抗体のＶＨ及びＶＬのアミノ酸配列の一部が可変領域内の相補性決定領域（ＣＤＲ）を含み、当該ＶＨのＣＤＲ１〜３と当該ＶＬのＣＤＲ１〜３との組み合わせ並びに当該組換え抗体のＶＨのアミノ酸配列及びＶＬのアミノ酸配列の組み合わせが、配列番号２６〜２８及び配列番号４１〜４３並びに配列番号１１及び１７、もしくは配列番号３８〜４０及び配列番号２９〜３１並びに配列番号１５及び１３から選択される、組換えヒト化抗ボツリヌス神経毒素二重特異性抗体またはその抗原結合フラグメント。
当該抗原結合フラグメントが抗体機能分子であり、Fab、Fab'、F(ab')₂、一本鎖抗体またはジスルフィド安定化抗体であることを特徴とする、請求項１または２に記載の組換え抗体またはその抗原結合フラグメント。
請求項１〜３のいずれかに記載の組換え抗体またはその抗原結合フラグメントをコードするＤＮＡ。
請求項４に記載のＤＮＡを宿主細胞に導入して得られる形質転換体。
請求項４に記載のＤＮＡを含む組換えベクター。
請求項５に記載の形質転換体を培地に培養し、培養物中に請求項１〜３のいずれかに記載の組換え抗体またはその抗原結合フラグメントを生成蓄積させ、該培養物から該抗体を採取することを特徴とする組換え抗体の製造方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の組換え抗体またはその抗原結合フラグメントが、放射性同位元素、蛋白質または低分子の薬剤と化学的または遺伝子工学的に結合させることを特徴とする融合抗体。
請求項１〜３及び８のいずれかに記載の組換え抗体またはその抗原結合フラグメントを有効成分として含有する、ボツリヌス感染症またはボツリヌス神経毒素中毒症の治療薬。