JP6339015B2 - 二重特異性t細胞活性化抗原結合分子 - Google Patents
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Description
本発明は、一般に、T細胞を活性化するための二重特異性抗原結合分子に関するものである。また、本発明は、そのような二重特異性抗原結合分子をコードするポリヌクレオチド、及びそのようなポリヌクレオチドを含むベクター及び宿主細胞に関する。本発明はさらに、本発明の二重特異性抗原結合分子を生成するため方法、及び疾患の治療においてこれらの二重特異性抗原結合分子を使用する方法に関する。
個々の細胞又は特定の細胞型の選択的破壊は、様々な臨床設定において望ましい場合が多い。例えば、健常細胞及び組織を完全なままで損傷を受けない状態にしつつ、腫瘍細胞を特異的に破壊することは癌治療の主要な目標である。
定義
本明細書において、用語は、以下に定義されていない限り、当技術分野で一般的に使用されるように使用される。
本明細書で使用する「標的細胞抗原」とは、例えば、癌細胞などの腫瘍の細胞又は腫瘍間質の細胞など標的細胞の表面上に提示される抗原決定基を意味する。
参照ポリペプチド配列に関する「パーセント(%)アミノ酸配列同一性」は、配列を整列させ、最大のパーセント配列同一性を得るために必要ならば間隙を導入した後、如何なる保存的置換も配列同一性の一部と考えないとした、参照ポリペプチドのアミノ酸残基と同一である候補配列中のアミノ酸残基のパーセントとして定義される。パーセントアミノ酸配列同一性を決定する目的のためのアラインメントは、当業者の技量の範囲にある種々の方法、例えばBLAST、BLAST−2、ALIGN、又はMegalign(DNASTAR)ソフトウェアのような公に入手可能なコンピュータソフトウェアを使用することにより達成可能である。当業者であれば、比較される配列の完全長に対して最大のアラインメントを達成するために必要な任意のアルゴリズムを含む、配列をアラインするための適切なパラメータを決定することができる。しかし、ここでの目的のためには、%アミノ酸配列同一性の値は、配列比較コンピュータプログラムALIGN−2を使用することによって生成される。ALIGN−2配列比較コンピュータプログラムはジェネンテック社によって作製され、ソースコードは米国著作権庁、ワシントンD.C.,20559に使用者用書類とともに提出され、米国著作権登録番号TXU510087の下で登録されている。ALIGN−2もまた、ジェネンテック社、サウスサンフランシスコ、カリフォルニアから公的に入手可能であり、又はそのソースコードからコンパイルすることができる。ALIGN−2プログラムは、デジタルUNIXのV4.0Dを含む、UNIXオペレーティングシステム上での使用のためにコンパイルされるべきである。全ての配列比較パラメータは、ALIGN−2プログラムによって設定され変動しない。アミノ酸配列比較にALIGN−2が用いられる状況では、与えられたアミノ酸配列Aの、与えられたアミノ酸配列Bとの、又はそれに対する%アミノ酸配列同一性(或いは、与えられたアミノ酸配列Bと、又はそれに対して所定の%アミノ酸配列同一性を持つ又は含む与えられたアミノ酸配列Aと言うこともできる)は次のように計算される:
分率X/Yの100倍
ここで、Xは配列アラインメントプログラムALIGN−2により、AとBのそのプログラムのアラインメントにおいて同一と一致したスコアのアミノ酸残基の数であり、YはBの全アミノ酸残基数である。アミノ酸配列Aの長さがアミノ酸配列Bの長さと異なる場合、AのBに対する%アミノ酸配列同一性は、BのAに対する%アミノ酸配列同一性とは異なることは理解されるであろう。特に断らない限り、本明細書で使用されるすべての%アミノ酸配列同一性値が、ALIGN−2コンピュータプログラムを使用し、直前の段落で説明したように、得られる。
「発現カセット」なる用語は、標的細胞において特定の核酸の転写を可能にする一連の特定の核酸要素を伴う、組換え又は合成によって生成されるポリヌクレオチドを指す。組換え発現カセットは、プラスミド、染色体、ミトコンドリアDNA、色素体DNA、ウイルス、又は核酸断片に組み込まれうる。典型的には、発現ベクターの組換え発現カセット部分は、他の配列の中でもとりわけ、転写される核酸配列及びプロモーターを含む。ある実施態様では、本発明の発現カセットは、本発明の二重特異性抗原結合分子をコードするポリヌクレオチド配列又はその断片を含む。
「個体」又は「被検体」は、哺乳動物である。哺乳動物は、限定されないが、家畜動物(例えば、ウシ、ヒツジ、ネコ、イヌ、ウマ)、霊長類(例えば、ヒト、サルなどの非ヒト霊長類)、ウサギ、げっ歯類(例えば、マウス及びラット)を含む。特に、個体又は被検体はヒトである。
本発明の第一の態様において、一方が活性化T細胞抗原に特異的に結合することができるFab分子であり、他方が標的細胞抗原に特異的に結合することができるFab分子である第一及び第二の抗原結合部分、及び安定な会合が可能な第一及び第二のサブユニットからなるFcドメインを含むT細胞活性化二重特異性抗原結合分子が提供され;
ここで第一の抗原結合部分は、
(a)Fab軽鎖およびFab重鎖がペプチドリンカーによって連結されている前記単鎖Fab分子、又は
(b)Fab軽鎖及びFab重鎖の可変又は定常領域の何れかが交換されるクロスオーバーFab分子である。
T細胞活性化二重特異性抗原結合分子の構成要素は、様々な立体配置で相互に融合することができる。例示的な立体配置を図1に示す。
T細胞活性化二重特異性抗原結合分子のFcドメインは、免疫グロブリン分子の重鎖ドメインを含むポリペプチド鎖の対からなる。例えば、免疫グロブリンG(IgG)分子のFcドメインは、二量体であり、その各サブユニットは、CH2及びCH3 IgG重鎖定常ドメインを含む。Fcドメインの2つのサブユニットは、互いに安定な会合が可能である。一実施態様において、本発明のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、一又は複数のFcドメインを含む。
本発明に係るT細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、Fcドメインの2つのサブユニットの一方又は他方に融合した異なる抗原結合部分を含み、よってFcドメインの2つのサブユニットは典型的には2つの非同一ポリペプチド鎖に含まれる。これらのポリペプチドの組換え共発現及び続く二量体化は、2つのポリペプチドの複数の可能な組合せをもたらす。よって組換え発現でT細胞活性化二重特異性抗原結合分子の収率と純度を向上させるために、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子のFcドメインへ所望のポリペプチドの会合を促進する修飾を導入することは有利であろう。
突起及び空洞は、ポリペプチドをコードする核酸を改変することにより、例えば部位特異的突然変異誘発により、またはペプチド合成により作製することができる。
Fcドメインは、その標的組織における良好な蓄積及び好ましい組織−血液分配比率に寄与する長い血清半減期を含む好ましい薬物動態学的特性をT細胞活性化二重特異性抗原結合分子に付与する。しかし、同時期に、好適な抗原保有細胞に対するよりもむしろFc受容体を発現する細胞に対するT細胞活性化二重特異性抗原結合分子の所望されない標的化を導く。更に、Fc受容体シグナル伝達経路の同時活性化はサイトカイン放出につながる可能性があり、抗原結合部分の長い半減期とT細胞活性化特性が組み合わさって、サイトカイン受容体の過剰な活性化及び全身投与の際に重篤な副作用をもたらす。T細胞以外の(Fc受容体を持つ)免疫細胞は、例えばNK細胞によるT細胞の潜在的破壊に起因してT細胞活性化二重特異性抗原結合分子の有効性を低下させうる。
本発明の抗原結合分子は二重特異性であり、すなわちそれは、2つの異なる抗原決定基に特異的に結合することが可能な少なくとも2つの結合部分を含む。本発明によれば、抗原結合部分はFab分子である(すなわち、各々が可変および定常領域を含む重鎖及び軽鎖からなる抗原結合ドメイン)。一実施態様において、前記Fab分子はヒトである。別の実施態様において、前記Fab分子はヒト化されている。また別の実施態様では、前記Fab分子は、ヒト重鎖及び軽鎖定常領域を含む。
本発明のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、活性化T細胞抗原(本明細書では「活性化T細胞抗原結合部分」と称す)に結合可能な少なくとも一の抗原結合部分を含む。特定の実施態様において、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子は活性化T細胞抗原に特異的に結合可能な一以下の抗原結合部分を含む。一実施態様において、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子は活性化T細胞抗原への一価結合を提供する。活性化T細胞抗原結合部分は通常のFab分子又は修飾型Fab分子の何れか、すなわち単鎖又はクロスオーバーFab分子の何れかである。T細胞活性化二重特異性抗原結合分子に含まれる標的細胞抗原に特異的に結合可能な一以上の抗原結合部分が存在する一実施態様において、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子に特異的に結合可能な抗原結合部分は好ましくは修飾型Fab分子である。
本発明のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、標的細胞の抗原(本明細書では「標的細胞抗原結合部分」と称す)に結合可能な少なくとも一の抗原結合部分を含む。ある実施態様において、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、標的細胞抗原に結合することができる2つの抗原結合部分を含む。特定のそのような実施態様において、これらの抗原結合部分の各々は同じ抗原決定基に特異的に結合する。一実施態様において、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、標的細胞抗原に特異的に結合することができる免疫グロブリン分子を含む。一実施態様において、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、標的細胞抗原に結合することができる2つ以下の抗原結合部分を含む。
特定の実施態様において、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、配列番号70,配列番号72,配列番号74,配列番号76,配列番号78,配列番号80,配列番号82,配列番号84,配列番号234,配列番号236,配列番号238,配列番号240,配列番号242,配列番号244,配列番号246,配列番号248,配列番号2,配列番号4,配列番号6,配列番号8,配列番号10,配列番号12,配列番号14,配列番号16,配列番号18,配列番号20,配列番号22,配列番号24,配列番号26,配列番号28,配列番号30,配列番号32,配列番号34,配列番号36,配列番号38,配列番号40,配列番号42,配列番号180,配列番号182,配列番号184,配列番号186,配列番号188,配列番号190,配列番号192,配列番号194,配列番号196,配列番号200,配列番号202,配列番号216,配列番号218及び配列番号220の群から選択される配列に対して少なくとも約80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又は100%同一であるポリヌクレオチド配列によりコードされるポリペプチド配列を含む。
更に別の実施態様において、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、配列番号55のポリペプチド配列、配列番号51のポリペプチド配列、及び配列番号11のポリペプチド配列、又は機能性を保持するその変異体を含む。更なる実施態様において、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、配列番号57のポリペプチド配列、配列番号59のポリペプチド配列、及び配列番号61のポリペプチド配列、又は機能性を保持するその変異体を含む。
本発明はさらに、本明細書に記載されるT細胞活性化二重特異性抗原結合分子又はその断片をコードする単離されたポリヌクレオチドを提供する。
本発明のポリヌクレオチドは、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98、100、102、104、106、108、110、112、114、116、118、120、122、124、126、128、130、132、134、136、138、140、142、144、146、148、164、166、168、170、172、174、176、178、180、182、184、186、188、190、192、194、196、198、200、202、204、206、208、210、212、214、216、218、220、222、224、226、228、230、232、234、236、238、240、242、244、246、248、250、252、254、256、258、260、262 及び264に明記される配列に対して少なくとも約80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%同一であるものを、その機能性断片又は変異体を含み、含む。
ある実施態様において、ポリヌクレオチドまたは核酸はDNAである。一実施態様において、本発明のポリヌクレオチドは、例えばメッセンジャーRNA(mRNA)の形態のRNAである。本発明のRNAは、一本鎖または二本鎖であってもよい。
本発明のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、例えば、固相ペプチド合成(例えばメリフィールド固相合成)又は組換え産生によって得ることができる。組換え生産のために、例えば上述したように、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子(断片)をコードする一又は複数のポリヌクレオチドが単離され、宿主細胞内での更なるクローニング及び/又は発現のために一又は複数のベクターに挿入される。このようなポリヌクレオチドは、一般的な手順を使用して容易に単離され配列決定されうる。一実施態様では、本発明の一又は複数のポリヌクレオチドを含んでなるベクター、好ましくは発現ベクターが提供される。当業者によく知られている方法は、適切な転写/翻訳制御シグナルとともに、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子(断片)のコード配列を含む発現ベクターを構築するために使用することができる。これらの方法は、インビトロでの組換えDNA技術、合成技術及びインビボでの組換え/遺伝子組換えが含まれる。例えば、Maniatis et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, N.Y. (1989);及びAusubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Associates and Wiley Interscience, N.Y (1989)に記載される技術を参照。発現ベクターはプラスミド、又はウイルスの一部でもよく、核酸断片でありうる。発現ベクターは、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子(断片)をコードするポリヌクレオチド(すなわちコーディング領域)がプロモーター及び/又は他の転写又は翻訳コントロール要素と作動可能に関連してクローン化される発現カセットを含む。本発明で使用される場合、「コーディング領域」は、アミノ酸に翻訳されるコドンから成る核酸の一部である。「停止コドン」(TAG、TGA、又はTAA)はアミノ酸に翻訳されないが、存在するならばそれはコーディング領域として考えられ、しかし、任意の隣接配列、例えばプロモーター、リボソーム、結合部位、転写ターミネーター、イントロン、5’及び3’非翻訳領域などはコーディング領域の一部ではない。二以上のコーディング領域が、単一のポリヌクレオチドコンストラクト中、例えば単一ベクター上に、又は別個のポリヌクレオチドコンストラクト中、例えば別個の(異なる)ベクター上に存在してもよい。更に、何れかのベクターは単一のコーディング領域を有し得、又は二以上のコーディング領域を有し得、例えば本発明のベクターは、タンパク質分解切断により最終タンパク質へ翻訳後的又は共翻訳的に分けられる一又は複数のポリタンパク質をコードしうる。加えて、本発明のベクター、ポリヌクレオチド、又は核酸は、本発明のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子(断片)、又は変異体又はその誘導体をコードするポリヌクレオチドに融合又は非融合された異種性コーディング領域をコードしうる。異種性コーディング領域は、限定するものではないが、特殊化要素又はモチーフ、例えば分泌シグナルペプチド又は異種性機能ドメインを含む。作動的関係とは、遺伝子産物の発現を制御性配列の影響又はコントロール下に置かれるように、遺伝子産物、例えばポリペプチドのコーディング領域が一又は複数の制御性配列と関連する場合である。2つのDNA断片(例えばポリペプチドコーディング領域及びそれと関連するプロモーター)は、プロモーター機能の誘導が所望の遺伝子産物をコードするmRNAの転写をもたらし、2つのDNA断片間の連鎖の性質が遺伝子産物の発現を指示する発現制御性配列の能力を干渉しないか又は転写されるDNA鋳型の能力を干渉しない場合に「作動的に関連」する。このように、プロモーターがその核酸の転写に影響できる場合に、プロモーター領域はポリペプチドをコードする核酸と作動的に関連するだろう。プロモーターは、所定の細胞においてのみDNAの実質的な転写を指示する細胞特異的プロモーターでありうる。プロモーターに加えて、他の転写コントロール要素、例えばエンハンサー、オペレーター、リプレッサー、及び転写終結シグナルが、細胞特異的転写を支持するためにポリヌクレオチドと作動的に関連していてもよい。好適なプロモーター及び他の転写コントロール領域がここに開示される。様々な転写コントロール領域が当業者に知られている。これらは、限定するものではないが、脊椎動物細胞において機能する転写コントロール領域、例えば限定するものではないがサイトメガロウイルスからのプロモーター及びエンハンサーセグメント(例えば、イントロン−Aと併せて前初期プロモーター)、サルウイルス40(例えば初期プロモーター)、及びレトロウイルス(例えばラウス肉腫ウイルスなど)を含む。他の転写コントロール領域は、脊椎動物遺伝子由来のもの、例えばアクチン、熱ショックタンパク質、ウシ成長ホルモン及びウサギβ−グロビン、並びに真核生物細胞における遺伝子発現をコントロールできる他の配列を含む。更なる好適な転写コントロール領域は、組織特異的プロモーター及びエンハンサー並びに誘導性プロモーター(例えばプロモーター誘導性テトラサイクリン)を含む。同様に、様々な転写コントロール要素が当業者に知られている。これらは、限定するものではないが、リボソーム結合部位、翻訳開始及び終止コドン、及びウィルス系由来の要素(特に、内部リボソーム進入部位、又はIRES、CITE配列としても知られる)を含む。発現カセットはまた、他の特性、例えば複製起源、及び/又は染色体組込み要素、例えばレトロウイルス長末端反復(LTR)、又はアデノ随伴ウイルス(AAV)末端逆位配列(ITR)を含みうる。
本明細書で提供されるT細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、同定され、当技術分野で公知の様々なアッセイによってその物理的/化学的性質及び/又は生物学的活性についてスクリーニングされ、または特徴づけることができる。
Fc受容体又は標的抗原に対するT細胞活性化二重特異性抗原結合分子の親和性は、実施例に記載の方法に従って、表面プラズモン共鳴(SPR)によって、BIAcore装置(GEヘルスケア)のような標準的な器具類を使用して決定することができ、そしてそのような受容体又は標的タンパク質は、組換え発現によって得ることができる。代替的に、異なる受容体又は標的抗原に対するT細胞活性化二重特異性抗原結合分子の結合を、特定の受容体又は標的抗原を発現する細胞株を用いて、例えば、フローサイトメトリー(FACS)により評価することができる。結合親和性を測定するための具体的な実例であり、例示的な実施態様は、以下及び下記実施例に記載されている。
実施例に記載のように、本発明のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子の生物学的活性は、様々なアッセイによって測定することができる。生物学的活性は、例えばT細胞の増殖の誘導、T細胞におけるシグナル伝達の誘導、T細胞における活性化マーカーの発現の誘導、T細胞によるサイトカイン分泌の誘導、腫瘍細胞などの標的細胞の溶解の誘導、及び腫瘍退縮および/または生存の改善の誘導を含み得る。
更なる態様において、本発明は、例えば下記の治療方法の何れかにおける使用のための、本明細書に提供されるT細胞活性化二重特異性抗原結合分子の何れかを含んでなる薬学的組成物を提供する。一実施態様において、薬学的組成物は本発明のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子及び薬学的に許容される担体を含む。別の実施態様では、薬学的組成物は、本明細書に提供されるT細胞活性化二重特異性抗原結合分子の何れか及び少なくとも一つの更なる治療剤、例えば下記のものを含む。
本明細書に与えられるT細胞活性化二重特異性抗原結合分子の何れかは治療的方法で用いることができる。本発明のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、免疫治療剤として、例えば癌の治療において使用することができる。
本発明によるT細胞活性化二重特異性抗原結合分子は、治療において一又は複数の他の薬剤との組合せにおいて投与されうる。例えば、本発明のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子が少なくとも1つのさらなる治療剤と同時投与することができる。「治療剤」なる用語は、治療を必要としている個体における症状又は疾患を治療するために投与される何れかの薬剤を包含する。このような追加の治療剤は、治療されている特定の徴候に好適な何れかの活性成分、好ましくは互いに悪影響を及ぼさない相補活性を伴うものを含みうる。ある実施態様では、追加の治療剤は、免疫調節剤、細胞分裂阻害剤、細胞接着の阻害剤、細胞傷害剤、細胞アポトーシスの活性化剤、又はアポトーシス誘導物質に対する細胞の感受性を増加させる薬剤である。特定の実施態様では、追加の薬剤は、抗癌剤、例えば微小管撹乱物質、代謝拮抗剤、トポイソメラーゼ阻害剤、DNAインターカレーター、アルキル化剤、ホルモン療法、キナーゼ阻害剤、受容体アンタゴニスト、腫瘍細胞アポトーシスの活性化剤、又は抗血管新生剤である。
本発明の他の実施態様において、上述した障害の治療、予防、及び/又は診断に有用な物質を含む製造品が提供される。製造品は、容器と容器上ないしは容器に付随するラベルないしはパッケージ挿入物を具備する。好適な容器には、例えば、ビン、バイアル、シリンジ、IV液バッグ等々が含まれる。容器は、様々な材料、例えばガラス又はプラスチックから形成されうる。容器は、症状を治療、予防及び/又は診断するために有効な組成物単独又は他の組成物と組み合わせる組成物を収容し、滅菌アクセスポートを有しうる(例えば、容器は皮下注射針が貫通可能なストッパーを有するバイアル又は静脈内投与溶液バッグでありうる)。組成物中の少なくとも一の活性剤は本発明のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子である。ラベルまたはパッケージ挿入物は、組成物が特定の症状の治療のために使用されることを示している。更に、製造品は、(a)本発明のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子を含有する組成物を中に収容する第一の容器と(b)更なる細胞障害剤又は別の治療薬を含有する組成物を中に収容する第二の容器とを含みうる。本発明の本実施態様における製造品は、組成物が特定の疾患を治療することに用いることができることを示すパッケージ挿入物をさらに含んでいてもよい。別法として、または加えて、製造品は、薬学的に許容されるバッファー、例えば注射用静菌水(BWFI)、リン酸緩衝化塩水、リンガー溶液およびデキストロース溶液を含む第二(または第三)の容器をさらに含んでもよい。更に、他のバッファー、希釈剤、フィルター、針、及びシリンジを含む、商業上及び使用者の見地から望ましい他の材料を含んでもよい。
組換えDNA技術
Sambrook et al., Molecular cloning: A laboratory manual; Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, 1989に既述されるように、標準的な方法がDNAを操作するために使用された。分子生物学的試薬を、製造元の指示に従って使用した。ヒト免疫グロブリンの軽鎖及び重鎖の塩基配列に関する一般情報については次に与えられる:Kabat, E.A. et al., (1991) Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th ed., NIH Publication No. 91-3242.
DNA配列は、二本鎖配列決定により決定した。
必要な場合、所望の遺伝子は、適切な鋳型を使用してPCRによって生成するか、又は自動化遺伝子合成による合成オリゴヌクレオチド及びPCR産物からGeneart AG(Regensburg, Germany)によって合成された。正確な遺伝子配列が入手可能でない場合、オリゴヌクレオチドプライマーを最も近いホモログからの配列に基づいて設計し、遺伝子を適切な組織に由来するRNAからRT−PCRによって単離した。特異な制限エンドヌクレアーゼ切断部位に隣接する遺伝子セグメントを標準のクローニング/シークエンシングベクターにクローン化した。プラスミドDNAを形質転換した細菌から精製し、UV分光法により濃度を決定した。サブクローニング遺伝子断片のDNA配列を、DNA配列決定によって確認した。遺伝子セグメントは、それぞれの発現ベクター中にサブクローニングできるように適切な制限部位を伴って設計された。全てのコンストラクトは、真核細胞内の分泌のためにタンパク質を標的とするリーダーペプチドをコードする5’末端DNA配列を含んでいた。配列番号154から162は、それらをコードする典型的なリーダーペプチドおよびポリヌクレオチド配列をそれぞれ提供する。
末梢血単核細胞(PBMC)を、地方血液銀行から、または健康なヒトのドナーからの新鮮な血液から得られた濃縮されたリンパ球調製物(バフィーコート)からヒストパック密度遠心分離によって調製した。簡単に説明すると、血液は滅菌PBSで希釈し、慎重にヒストパック勾配上に重ねた(Sigma,H8889)。室温で450×gで30分間遠心分離した後(ブレーキオフに切り替え)、PBMCを含有する界面相の上の血漿の一部を廃棄した。PBMCを、新しい50mlのFalconチューブに移し、チューブをPBSで50mlの総体積に充填した。本混合物を400×gで10分間室温で遠心分離した(ブレーキをオンに切り替え)。上清を廃棄し、PBMCペレットを滅菌PBSで2回洗浄した(350×gで10分間4℃での遠心分離工程)。得られたPBMC集団は自動的に計数され(ViCell)、アッセイが開始されるまで37℃で5%CO2でインキュベーター中で10%のFCS及び1%のL−アラニル−L−グルタミン(Biochrom、K0302)を含有するRPMI1640培地に保管された。
末梢血単核細胞(PBMC)を、地方血液銀行から、または健康なヒトのドナーからの新鮮な血液から得られた濃縮されたリンパ球調製物(バフィーコート)からヒストパック密度遠心分離によって調製した。PBMCからのT細胞の濃縮は、製造者の指示に従って、Miltenyi BiotecからのナイーブCD8+T細胞単離キット(#130−093−244)を用いて行ったが、CD8+T細胞の最後の単離工程をスキップした(初代ヒトパンT細胞の単離についての記述も参照)。
脾臓を、C57BL/6マウスから単離し、MACSバッファー(PBS+0.5%BSA+2mMのEDTA)を含むGentleMACS Cチューブ(Miltenyi Biotech #130−093−237)に移し、そして製造業者の指示に従ってGentleMACS解離剤を用いて解離し単細胞懸濁液を得た。細胞懸濁液は、解離していない残った組織粒子を除去するために、プリセパレーションフィルターに通した。4℃で4分間、400×gで遠心分離した後、赤血球を溶解するためにACK溶解緩衝液を添加した(室温で5分間のインキュベーション)。残りの細胞は、MACS緩衝液で2回洗浄し、計数し、マウスパンT細胞の単離のために使用した。陰性(磁気)選択を、製造業者の指示に従って、パンT細胞単離キット(Miltenyi Biotec #130−090−861)を用いて行った。得られたT細胞集団は自動的に計数し(ViCell)、直ちに更なるアッセイのために使用した。
末梢血単核細胞(PBMC)を健常カニクイザルドナーからの新鮮な血液から密度遠心分離により以下のように調製した:ヘパリン添加血液を滅菌PBSで1:3に希釈し、リンホプレップ培地(Axon Lab #1114545)を、滅菌PBSで90%に希釈した。希釈した血液の二のボリュームが希釈された濃度勾配の1のボリューム上に重層され、PBMC画分は、室温で、ブレーキなしで、520×gで30分間遠心分離した。PBMCのバンドを新規50mlファルコンチューブに移し、滅菌PBSで4℃で400×gで10分間の遠心分離によって洗浄した。血小板を除去するために、1回の低速遠心分離を行った(150×gで15分間、4℃)。得られたPBMCの集団は自動的に計数され(ViCell)、直ちに更なるアッセイに使用した。
MCSP標的二重特異性抗原結合分子の評価のため、以下の腫瘍細胞を使用した:悪性黒色腫の転移部位由来でヒトMCSPを高レベルで発現するヒトメラノーマ細胞株WM266−4(ATCC番号CRL−1676);及び中程度のレベルのヒトMCSPを発現するヒトメラノーマ細胞株MV−3(Radboud大学ナイメーヘン医療センターからの贈り物)。
二重特異性抗原結合分子の調製、精製および特性評価
重鎖及び軽鎖の可変領域配列は、各レシピエント哺乳動物発現ベクターに予め挿入された定常重鎖又は定常軽鎖の何れかとともに、フレーム内でサブクローニングされた。抗体の発現はMPSVプロモーターによって駆動され、合成ポリAシグナル配列は、CDSの3’末端に位置する。加えて、各ベクターは、EBV OriP配列を含んでいた。
対照として、二重特異性抗原結合分子は、従来技術のタンデムscFv形態(「(scFv)2」)でFcドメインへタンデムscFvを融合(「(scFv)2−Fc」)することによって生成した。分子は、HEK293−EBNA細胞中で産生され、プロテインAアフィニティークロマトグラフィーによって、続いてサイズ排除クロマトグラフィー工程によって、本発明の二重特異性抗原結合分子について上述したのと類似の方法で精製した。高い凝集体形成に起因して、一部のサンプルは、高モノマー含量を有するタンパク質を得るために、20mMヒスチジン、140mM塩化ナトリウム、pH6.7で平衡化した、ハイロード・スーパーデックス200カラム(GEヘルスケア)から溶出して濃縮したサンプルをスーパーデックス10/300 GLカラム(GEヘルスケア)に適用することによって更に精製する必要があった。続いて、タンパク質濃度、純度及び分子量、及び凝集体含有量を上記のように決定した。
実施例2:
Fc受容体および標的抗原結合の表面プラズモン共鳴分析
方法
全ての表面プラズモン共鳴(SPR)実験を、25℃でBiacore T100上で、HBS−EPをランニング緩衝液として(0.01M HEPES pH7.4、0.15MのNaCl、3mMのEDTA、0.005%界面活性剤P20、ビアコア、フライブルグ/ドイツ)実施した。
アッセイの設定を図16Aに示す。ヒトのFcγRIIIa−V158及びマウスFcγRIVとの異なるFc変異体の相互作用を分析するため、抗ペンタHis抗体(キアゲン)の約6,500共鳴単位(RU)の直接カップリングが、標準的なアミンカップリングキット(ビアコア、フライブルグ/ドイツ)を使用して、pH5.0でCM5チップ上で行われる。HuFcγRIIIa−V158−K6H6及びmuFcγRIV−aviHis−ビオチンは60秒間4又は10nMで捕捉される。
Fc変異体のヒトFcγRIIIaおよびマウスFcγRIVとの相互作用は、表面プラズモン共鳴によってモニターした。捕捉したhuFcγRIIIa−V158−K6H6及びmuFcγRIV−aviHisビオチンへの結合は、野生型(wt)Fcドメインを持つ構築物と比較した場合、全ての解析されたFc変異体で有意に減少した。
T細胞活性化二重特異性構築物の腫瘍抗原及びヒトCD3εへの同時結合の分析は、標準的なカップリング手順を用いて、センサーチップSA上でNSCPのビオチン化MCSP D3ドメインの1650共鳴単位(RU)の直接カップリングによって行った。ヒトEGFRは、標準的なアミノ酸カップリング手順を使用して固定化した。8000RUを、pH5.5でCM5センサーチップ上に固定化した。アッセイの設定を図16Bに示す。
腫瘍抗原およびヒトCD3εの両方への同時結合は、表面プラズモン共鳴によって分析した(図17、図18)。全ての構築物は、腫瘍抗原およびCD3に同時に結合することができた。大部分の構築物において、ヒトCD3εの注入後結合レベル(RU)は、構築物だけを注射した後に達成された結合レベルよりも高く、腫瘍抗原及びヒトCD3εの両方が構築物に結合されたことを反映している。
細胞上のそれぞれの標的抗原への二重特異性構築物の結合
異なる二重特異性構築物の、Jurkat細胞(ATCC番号TIB−152)上のCD3、及び標的細胞上のそれぞれの腫瘍抗原への結合を、FACSにより決定した。簡潔には、細胞を回収し、計数し、生存率を調べた。ウェル(0.1%BSA含有PBS中、90μl)当たり0.15〜0.2百万細胞を丸底96ウェルプレートに播種し、指定された濃度の二重特異性構築物、及び対応するIgG対照物(10μl)と4℃で30分間インキュベートした。より良い比較のために、全ての構築物及びIgG対照物は、同じモル濃度に標準化した。インキュベーション後、細胞を遠心分離し(5分間、350×g)、0.1%BSAを含有する150μlのPBSで洗浄し、再懸濁し、更にFITC又はPEコンジュゲート二次抗体12μL/ウェルとともに4℃で30分間インキュベートした。結合した構築物はFACSCantoII(Software FACS Diva)を用いて検出した。「(scFv)2」分子は、FITCコンジュゲート抗His抗体を用いて検出した(Lucerna,#RHIS−45F−Z)。他の全ての分子について、FTIC又はPEコンジュゲートAffiniPure F(ab’)2Fragmentヤギ抗ヒトIgGのFcγFragment Specific(それぞれ、Jackson Immuno Research Lab #109−096−098/作業溶液1:20、又は#109−116−170/作業溶液1:80)を用いた。細胞は、0.1%のBSAを含む120μl/ウェルのPBSを添加し、5分間350×gで遠心分離することにより洗浄した。第二の洗浄工程は、0.1%のBSAを含有する150μl/ウェルのPBSで実施した。特に断らない限り、細胞を、暗所で4℃で15分間、100μl/ウェルの固定緩衝液(BD #554655)を用いて固定し、400×gで6分間遠心分離し、サンプルをFACS CantoIIで測定するまで0.1%BSAを含有する200μl/ウェルのPBS中に保持した。EC50値を、GraphPad Prismソフトウェアを用いて計算した。
結果は、図19−21に示され、二重特異性分子、対照のIgG、二次抗体のみとインキュベートし、又は未処理のままの細胞の平均蛍光強度を示している。
二重特異性構築物の係合時の一次ヒトT細胞上の表面活性化マーカーのFACS分析
精製されたhuMCSP−huCD3標的二重特異性「2+1 IgG scFab」(配列番号5,17,19)及び「(scFv)2」分子は、ヒトMCSP発現腫瘍細胞の存在下でCD8+T細胞の後期活性化マーカーCD25又は初期表面活性化マーカーCD69を上方制御するその潜在能力についてフローサイトメトリーによって試験した。
CD3二重特異性構築物によるヒトパンT細胞の活性化の際のインターフェロン−γの分泌
精製された「2+1 IgG scFab」標的ヒトMCSP及びヒトCD3(配列番号5、17、19)は、上清中へのヒトインターフェロン(IFN)−γの放出により測定される、ヒトMCSP陽性U−87MG細胞の存在下でT細胞活性化を誘導するその潜在能力について分析された。対照として、同じモル濃度に調整した抗ヒトMCSP及び抗ヒトCD3 IgGを使用した。簡潔には、huMCSP発現U−87MG神経膠芽腫、星状細胞腫の標的細胞(ECACC89081402)を、細胞解離緩衝液で回収し、洗浄し、AIM−V培地(インビトロジェン#12055−091)中に再懸濁した。ウェル当たり20000細胞を丸底96ウェルプレートに播種し、各抗体希釈は最終濃度1nMを得るように添加された。バフィーコートから単離したヒトパンTエフェクター細胞は、最終E:T比が5:1となるように添加された。37℃、5%CO2で18.5時間の一晩インキュベーション後、アッセイプレートを350×gで5分間遠心分離し、上清を新しい96ウェルプレートに移した。上清中のヒトIFN−γのレベルは、製造業者の説明書(ベクトン・ディッキンソンからのBD OptEIAヒトIFN−γELISAキットII、#550612)に従いELISAにより測定した。
T細胞上のCD3及び腫瘍細胞上のMCSP又はEGFRを標的とした架橋された二重特異性構築物によって媒介される再指向されたT細胞の細胞傷害性(LDH放出アッセイ)
最初の一連の実験において、抗原結合部分の細胞上のそれぞれの標的抗原への結合を介した構築物の架橋時に、腫瘍標的細胞におけるT細胞媒介性アポトーシスを誘導するその潜在能力について、CD3及びMCSPを標的とする二重特異性構築物を分析した(図27−38)。
CD107a/bアッセイ
精製された「2+1 IgG scFab」構築物(配列番号5,17,19)及び「(scFv)2」分子は、双方ともヒトMCSP及びヒトCD3を標的とするが、ヒトMCSP発現腫瘍細胞の存在下または非存在下で細胞内のパーフォリンレベルについて及びCD107aを上方制御するその潜在能力について、フローサイトメトリーによって試験した。
増殖分析
精製された「2+1 IgG scFab」(配列番号5,17,19)及び「(scFv)2」分子は、双方ともヒトCD3及びヒトMCSPを標的とするが、ヒトMCSP発現腫瘍細胞の存在下または非存在下でCD8+又はCD4+T細胞の増殖を誘導するその潜在能力について、フローサイトメトリーによって試験した。
サイトカイン放出アッセイ
精製された「2+1 IgG scFab」構築物(配列番号5,17,19)及び「(scFv)2」分子は、双方ともヒトMCSP及びヒトCD3を標的とするが、腫瘍標的細胞の存在下または非存在下でサイトカインのT細胞媒介デノボ分泌を誘導するそれらの能力について分析した。
Claims (36)
- 一方がCD3に特異的に結合することができるFab分子であり、他方が標的細胞抗原に特異的に結合することができるFab分子である第一及び第二の抗原結合部分、及び安定な会合が可能な第一及び第二のサブユニットからなるFcドメインを含むT細胞活性化二重特異性抗原結合分子であって;
第一の抗原結合部分は、Fab軽鎖及びFab重鎖の可変又は定常領域の何れかが交換されるクロスオーバーFab分子であり;
(i)第二の抗原結合部分が、Fab重鎖のC末端で、第一の抗原結合部分のFab重鎖のN末端へ融合し、かつ第一の抗原結合部分が、Fab重鎖のC末端で、Fcドメインの第一又は第二のサブユニットのN末端へ融合し、又は(ii)第一の抗原結合部分が、Fab重鎖のC末端で、第二の抗原結合部分のFab重鎖のN末端へ融合し、かつ第二の抗原結合部分が、Fab重鎖のC末端で、Fcドメインの第一又は第二のサブユニットのN末端へ融合し;かつ
T細胞活性化二重特異性抗原結合分子が、CD3への特異的結合が可能な一以下の抗原結合部分を含む、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子。 - 第一及び第二の抗原結合部分、Fcドメイン、及び任意選択的に1又は複数のペプチドリンカーから本質的になる、請求項1に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- 標的細胞抗原に特異的に結合することができるFab分子である第三の抗原結合部分を含む、請求項1に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- 第三の抗原結合部分が、Fab重鎖のC末端で、Fcドメインの第一又は第二のサブユニットのN末端へ融合している、請求項3に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- 第二及び第三の抗原結合部分が、Fab重鎖のC末端で、Fcドメインのサブユニットの一つのN末端に各々融合され、第一の抗原結合部分は、Fab重鎖のC末端で、第二の抗原結合部分のFab重鎖のN末端へ融合している、請求項3又は4に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- 第一及び第三の抗原結合部分が、Fab重鎖のC末端で、Fcドメインのサブユニットの一つのN末端に各々融合され、第二の抗原結合部分は、Fab重鎖のC末端で、第一の抗原結合部分のFab重鎖のN末端へ融合している、請求項3又は4に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- 第二及び第三の抗原結合部分及びFcドメインが、免疫グロブリン分子の一部である、請求項5に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- 前記免疫グロブリン分子が、IgGクラスの免疫グロブリンである、請求項7に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- 第一の抗原結合部分、第二の抗原結合部分、第三の抗原結合部分、及び安定な会合が可能な第一及び第二のサブユニットからなるFcドメインを含むT細胞活性化二重特異性抗原結合分子であって、
(i)第一の抗原結合部分が、CD3への特異的結合が可能なFab分子であり、第二及び第三の抗原結合部分が、各々標的細胞抗原への特異的結合が可能なFab分子であり;
(ii)第一の抗原結合部分が、Fab軽鎖及びFab重鎖の可変又は定常領域の何れかが交換されるクロスオーバーFab分子であり;かつ
(iii)第二及び第三の抗原結合部分が、Fab重鎖のC末端で、Fcドメインの一方のサブユニットのN末端へ各々融合している、かつ第一の抗原結合部分が、Fab重鎖のC末端で、2〜20のアミノ酸を含むペプチドリンカーを介して、第二の抗原結合部分のFab重鎖のN末端へ融合している、又は
第一及び第三の抗原結合部分が、Fab重鎖のC末端で、Fcドメインの一方のサブユニットのN末端へ各々融合している、かつ第二の抗原結合部分が、Fab重鎖のC末端で、2〜20のアミノ酸を含むペプチドリンカーを介して、第一の抗原結合部分のFab重鎖のN末端へ融合している;かつ
(iv)T細胞活性化二重特異性抗原結合分子が、CD3への特異的結合が可能な一以下の抗原結合部分を含む、T細胞活性化二重特異性抗原結合分子。 - (ii)第一の抗原結合部分が、Fab軽鎖及びFab重鎖の定常領域が交換されるクロスオーバーFab分子である、請求項9に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- FcドメインがIgGのFcドメインである、請求項1から10の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- FcドメインがIgG1又はIgG4のFcドメインである、請求項1から11の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- FcドメインがヒトのFcドメインである、請求項1から12の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- Fcドメインが、Fcドメインの第一及び第二のサブユニットの会合を促進する修飾を含む、請求項1から13の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- Fcドメインの第一のサブユニットのCH3ドメインにおいて、アミノ酸残基がより大きな側鎖体積を有するアミノ酸残基で置換され、それにより、第二のサブユニットのCH3ドメイン内の空洞内に配置可能である第一のサブユニットのCH3ドメイン内に突起を生成し、及びFcドメインの第二のサブユニットのCH3ドメインにおいて、アミノ酸残基がより小さい側鎖体積を有するアミノ酸残基と置換され、それにより、第一のサブユニットのCH3ドメイン内の突起が配置可能である第二のサブユニット内のCH3ドメイン内の空洞を生成する、請求項14に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- 天然型IgG1のFcドメインと比較して、FcドメインがFc受容体への結合親和性の低下、及び/又はエフェクター機能の低下を示す、請求項1から15の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- Fcドメインが、Fc受容体への結合及び/又はエフェクター機能を低下させる一以上のアミノ酸置換を含む、請求項1から16の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- 前記一以上のアミノ酸置換がL234、L235、及びP329(EU番号付け)の群から選択される一以上の位置においてである、請求項17記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- Fcドメインの各サブユニットが、活性化Fc受容体への結合及び/又はエフェクター機能を低下させる3つのアミノ酸置換を含み、前記アミノ酸置換がL234A、L235A及びP329G(EU番号付け)である、請求項18に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- Fc受容体がFcγ受容体である、請求項16から19の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- エフェクター機能が抗体依存性細胞傷害(ADCC)である、請求項16から19の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- 標的細胞抗原が、メラノーマ関連コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(MCSP)、上皮成長因子受容体(EGFR)、CD19、CD20、CD33、癌胎児性抗原(CEA)、及び線維芽細胞活性化タンパク質(FAP)からなる群から選択される、請求項1から21の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子。
- 請求項1から22の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子をコードする単離されたポリヌクレオチド。
- 請求項23に記載の単離されたポリヌクレオチドを含むベクター。
- 発現ベクターである、請求項24に記載のベクター。
- 請求項23に記載の単離されたポリヌクレオチド、又は請求項24又は25に記載のベクターを含む宿主細胞。
- a)T細胞活性化二重特異性抗原結合分子の発現に適した条件下で請求項26に記載の宿主細胞を培養し、b)T細胞活性化二重特異性抗原結合分子を回収する工程を含む、請求項1から22の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子を生成する方法。
- 請求項1から22の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子及び薬学的に許容される担体を含む薬学的組成物。
- 医薬としての使用のための、請求項1から22の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子又は請求項28に記載の薬学的組成物。
- 必要としている個体における疾患の治療における使用のための、請求項1から22の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子又は請求項28に記載の薬学的組成物。
- 疾患が癌である、請求項30に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子又は薬学的組成物。
- 必要としている個体における疾患の治療のための医薬の製造のための、請求項1から22の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子の使用。
- 疾患が癌である、請求項32に記載の使用。
- 請求項1から22の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子を薬学的に許容される形態で含む組成物の治療的有効量を含む、個体における疾患を治療するための医薬。
- 前記疾患が癌である、請求項34に記載の医薬。
- T細胞の存在下で標的細胞と接触させられる、請求項1から22の何れか一項に記載のT細胞活性化二重特異性抗原結合分子を含む、標的細胞の溶解を誘導するための薬剤。
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