JP6449308B2 - がんバイオマーカー及びその使用 - Google Patents

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Description

本発明は、バイオマーカーとしてのヒト上皮成長因子受容体2(HER2)遺伝子コピー数(GCN)及びHER2 mRNAレベルの使用に関する。特に、本発明は、特異的結合メンバーの定常ドメイン、例えばCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含む特異的結合メンバー及びHER2に対する結合についてそのような結合メンバーと競合する特異的結合メンバーによる治療に応答するがんを同定するためのバイオマーカーとしてのHER2遺伝子コピー数及びHER2 mRNAレベルの使用に関する。本発明は、特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含む特異的結合メンバー及びその使用にも関する。
ヒト上皮成長因子受容体2(HER2、HER2/neu又はErbB-2とも称する)は、185kDaの細胞質性膜貫通チロシンキナーゼ受容体である。それは、染色体17qの長腕に位置するc−erbB−2遺伝子にコードされ、HERファミリーのメンバーである(Ross et al.、2003)。HERファミリーは、通常細胞成長及び生存、並びに接着、遊走、分化及び他の細胞応答を調節する(Hudis, C、2007)。HER2の過剰発現及び増幅は、乳がん(Yarden, Y、2001)、胃(gastric)(Gravalos et al.、2008)、胃(stomach)(Rueschoff et al.、2010)、結腸直腸(Ochsら、2004)、卵巣がん(Lanitis et al.、2012)、膵臓(Lei et al.、1995)、子宮内膜(Berchuk et al.、1991)、及び非小細胞肺がん(Brabender et al.、2001)を含めた種々の固形がんの発症において観察される。
2008年において、乳がん、結腸直腸がん及び胃がん(gastric cancer)は、診断された全てのがん症例の30%、全てのがん死の24%を占めた(CRUK及びWHO世界がん報告)。乳がんは、特に女性の間でがん死の主要因となっている。HER2は、乳がんの15〜30%において過剰発現又は増幅されており、予後不良、より短い無病及び全生存期間並びにより悪性のがん表現型と関係する(Vinatzer et al.、2005)。乳がんにおいて、患者の約20%は、HER2がん原遺伝子を含有する染色体17上のアンプリコンの増幅を伴うゲノム変化を保有する腫瘍を発症する(Ross, J、2009;及びHicks et al.、2005)。そのような腫瘍は、疾患の死亡率に大きく寄与する乳がんのより悪性のサブタイプを表す(Hudis C、2007)。
HER2陽性腫瘍を治療するためのいくつかのHER2標的療法が、承認されている。
Herceptin(商標)(トラスツズマブ)は、Taxol(商標)(パクリタキセル)と併用して転移性乳がんの治療用として、及び転移性疾患に対する1つ又は複数の化学療法のコースを受けたことがある患者におけるHER2陽性乳がんの治療用として単独で承認されている。手術可能な又は局所的に進行したHER2陽性腫瘍においてトラスツズマブは、補助化学療法(パクリタキセル、ドセタキセル及びビノレルビン)の効力も向上させるので、HER2過剰発現乳がんの初期又は進行段階の患者に対する標準的治療とみなされる。胃又は胃食道接合部がんのHER2陽性転移性がんに対する治療をこれまでに受けていない患者において、トラスツズマブは、化学療法(シスプラチン及びカペシタビン又は5−フルオロウラシルのいずれか)と併用してそれら転移性疾患の治療用としても承認された(Genentech、About Herceptin.[オンライン]:http://www.herceptin.com/aboutで利用可能[2013年9月17日にアクセスした])。
Perjeta(商標)(ペルツズマブ)も、トラスツズマブ及びドセタキセルと併用してHER2陽性の転移性乳がんの治療用として承認された(Genentech、PERJETA Can Help Strengthen Your Treatment.[オンライン]:http://www.perjeta.com/patient/aboutで利用可能[2013年9月17日にアクセスした])。ペルツズマブは、HER2の異なるドメインを標的にし、トラスツズマブと異なる作用機序を有する。特に、ペルツズマブはHER2二量体化インヒビターであり、HER2が他のHER受容体(EGFR/HER1、HER3及びHER4)と対合することを防ぐ。Kadcyla(商標)(ado-トラスツズマブエムタンシン、T-DM1)は、抗体−薬物コンジュゲートであり、細胞毒性薬剤メルタンシン(DM1)に連結されたトラスツズマブを含み、分裂細胞における微小管の集合を乱して細胞死をもたらし、トラスツズマブ及びタキサン化学療法による治療をこれまでに受けたことがある患者における転移性乳がんの治療用として承認されている(Genentech、How Kadcyla(商標)(ado-trastuzumab emtansine) is Believed to Work (Proposed Mechanism of Action).[オンライン]:http://www.gene.com/media/product-information/kadcyla-moaで利用可能[2013年9月17日にアクセスした])。
Tykerb(商標)(ラパチニブ)は、HER2とEGFRの両方の触媒作用を遮断する小分子キナーゼインヒビターである。それは、閉経後女性におけるHER2陽性、ホルモン受容体陽性、転移性乳がんの治療用としてFemara(商標)(レトロゾール)との併用で、並びにアントラサイクリン、タキサン及びHerceptin(商標)を含めた療法をこれまでに受けたことがある患者における進行性又は転移性HER2陽性乳がんの治療用としてXeloda(商標)(カペシタビン)との併用で承認された(米国食品医薬品局、Highlights of Prescribing Information.[オンライン]:http://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/label/2010/022059s007lbl.pdfで利用可能[2013年9月28日にアクセスした])。更なる薬物が、臨床開発中である。
承認されたHER2特異的療法は、HER2陽性乳がん及び胃がん(gastric cancer)の標準的な治療を改善したが、これらの薬物に対する内因的又は後天的な抵抗性により、著しく満たされない医学的な必要性が存在する。HER2陽性乳がんに対するトラスツズマブの標準的治療状態にもかかわらず、補助療法の状態からの患者の20〜50%及び単剤療法の状態からの患者のおよそ70%が、トラスツズマブに対する抵抗性を発症するようになる(Wolff et al.、2007;及びHarris et al.、2007)。
がん療法において、バイオマーカーとして、がんの根底にある遺伝的又は分子的機構の評価に基づく治療のための患者の選択へ向かう新たな傾向がある。特定のがんに関連性があると判明しているバイオマーカーに基づいた診断試験が、特定のがん療法による治療に感受性の患者を同定するためにFDAによって承認された。2013年5月15日までに、コンパニオン診断としても公知のそのような診断試験がFDAによって承認され(Genetic Engineering and Biotechnology News, 2013, Companion Diagnostics: 52 Pick-Up.[オンライン]:http://www.genengnews.com/insight-and-intelligenceand153/companion-diagnostics-52-pick-up/77899813/で利用可能[2013年9月28日にアクセスした])、他の様々な試験が開発中である。例えば、therascreen(商標)KRAS試験は、Erbitux(商標)(セツキシマブ)により治療すべき野生型KRAS遺伝子を持つEGFR陽性転移性結腸直腸がんを有する患者を同定するEGFR免疫組織化学試験である。DAKO C−kit PharmDx免疫組織化学試験は、グリベック(イマチニブ)による治療に感受性のc−kit陽性消化管間質腫瘍の患者を同定する。免疫組織化学試験Herceptest(商標)及びHer2 FISH PharmDx Kit(商標)など、Herceptin(商標)(トラスツズマブ)による治療のためのHER2陽性腫瘍の同定用としていくつかの診断試験(Hamburg and Collins、2010)も承認されており、これらは一般に一緒に使用される。HER2陽性腫瘍の免疫組織化学用の更なる市販のキットには、Oracle(Leica Biosystems)及びPathway(Ventana)がある。治療に対する臨床応答を予測するバイオマーカーを同定するための前臨床及び臨床研究の取り組みは、結腸直腸がん、卵巣がん及びその他を含めた「非伝統的な」HER2+がんを持つ追加の患者を同定する潜在性も有し、その患者はHER2標的療法から利益を得る可能性がある(Gun et al.、2013)。
HER2を過剰発現する又はHER2遺伝子を増幅する腫瘍の悪性の性質により、HER2増幅状態は、疾患転帰についての益々重要な予測因子になり、そのため広く試験される。HER2特異的生物学的治療薬による治療に感受性である可能性のあるHER2陽性腫瘍は、免疫組織化学(IHC)を使用することにより第一に通常同定される。患者からのサンプルは、サンプル中の染色された腫瘍細胞のパーセンテージと同時に染色の強度を反映するスコア化システムを使用して半定量的な方式で評価される。HER2発現又は過剰発現のレベルが測定され、強い完全な膜染色に3+のスコアを与えることによってスコアが判定され、強陽性又は明確であるとみなされる。弱〜中等度の完全な膜染色が、腫瘍細胞の10%より多くで観察され、2+のスコアに判定され、弱陽性又は疑わしいとみなされる。膜染色がわずかであり、それが腫瘍細胞の10%未満である場合、又は不完全な場合、サンプルは1+/0のスコアに判定され、HER2陰性とみなされる。IHC分析において3+を記録するそれらの腫瘍は、即ち腫瘍細胞表面にHER2タンパク質の強い過剰発現がある場合、HER2特異的療法による治療の可能性について臨床医に報告される。
IHCは半定量的であり、HER2タンパク質の細胞表面過剰発現を測定するだけなので、不正確である可能性があり、正確な測定値を必ずしも提供しない。特に、IHCによりHER2発現について弱陽性の腫瘍、即ち分析においてスコア2+を達成する腫瘍を正しく同定することは、困難な場合がある。そのような腫瘍のHER2の状態を明確化するために、サンプルを、例えば蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)による更なる試験に供して、腫瘍サンプル中のHER2遺伝子増幅のレベルを確定する。FISHを実行するための様々な方法が公知である。HER2遺伝子コピー数をCEP17などの内部対照と比較する方法において、FISHスコアが2未満である、換言すればHER2/CEP17比が2未満である場合、HER2遺伝子状態は非増幅であると言われ、腫瘍はHER2陰性とみなされる。FISHスコアが2以上である場合、HER2遺伝子状態は増幅していると言われ、腫瘍はHER2陽性とみなされ、HER2特異的療法による治療の可能性について臨床医に報告される。
しかしながら、HER2陽性腫瘍に対するこれら複数の層の試験にもかかわらず、HER2陽性と同定される腫瘍の全てが、現在のHER2特異的療法に応答性であるというわけではない。したがって、HER2陽性腫瘍の患者の治療、並びにそのような療法から利益を得る可能性がある患者を同定する手段の必要性が当技術分野に残されている。加えて、上述の通り、トラスツズマブなどHER2に対する公知の療法に対する後天的な抵抗性は、そのような抵抗性HER2陽性がんを治療するのに適切な療法の必要性が当技術分野にあることを意味する。
高い親和性でHER2に結合する例えば修飾されたIgG1 Fcドメインを含む抗原結合Fcフラグメント(Fcab(商標)とも称される[抗原結合を持つFcフラグメント])については、WO2009/132876A1及びWO2009/000006A1に記載されている。そのようなFcabは、マウスにおいておよそ60時間の半減期など、好ましい特性を有することが示された。
本発明者らは、特異的結合メンバーの定常ドメイン、例えばCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含む特異的結合メンバーを使用して、腫瘍細胞当たり10以上のHER2遺伝子コピー数を持つがんを治療できることを発見した。本発明者らは、そのような特異的結合メンバーを使用して、高いHER2 mRNAレベルを持つがんを治療できることも発見した。特に、そのような特異的結合メンバーを使用して、トラスツズマブ単剤療法又はトラスツズマブによるペルツズマブとの併用治療など、公知のHER2特異的治療による治療に対して抵抗性のがんを治療できる。
上で説明した通り、HER2はいくつかの異なるがんにおいて発現されることが公知である。乳がんは、恐らく最もよく研究されたHER2陽性がんなので、HER2を発現することが公知の他のがんより多くのデータが利用可能である。大部分のデータは、IHCスコア3+を有する腫瘍について利用可能である。Hoffら(2002)は、全乳がん患者の8%が10以上の遺伝子コピー数を有することを確認した。最大の、トラスツズマブの補助乳がん臨床試験(HERA臨床試験)では、FISHにより2071名(61%)の患者において腫瘍の遺伝子コピー数が評価された。それらの患者のうち、10以上の遺伝子コピー数が、患者の約65%において同定された。これは、全乳がん患者の約13%を表す(Dowsett et al.、2009)。いくつかの臨床試験においてHER2遺伝子のコピー数が研究されてきたが、これらのがんにおいて対応するHER2 mRNAのレベルに関する情報は殆ど利用できない。しかしながら、細胞中の遺伝子コピー数の増加はその遺伝子のより大きい発現、それ故その遺伝子にコードされるmRNAレベルの増加をしばしばもたらすことが公知である。結果的に、腫瘍細胞当たり高いHER2遺伝子コピー数(即ち10以上)を持つがん患者は、高いHER2 mRNAレベルも有すると予想される。
したがって、腫瘍細胞当たり10以上のHER2 GCNのがんを患う患者が相当数おり、その患者は、特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーの定常ドメイン、例えばCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含む特異的結合メンバー、又はHER2に対する結合についてそのような特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバーによる治療から利益を得る。同じことが、高いHER2 mRNAレベルのがんを患う患者に適用される。
本発明者らは、本明細書に開示するように、遺伝子コピー数は特異的結合メンバーによる治療を予測し、以前に承認されているHER2特異的治療トラスツズマブによる治療を予測しないことを示した。
腫瘍細胞当たり10以上のHER2遺伝子コピー数を有する患者のがんを治療する方法で使用するための特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーの定常ドメイン、例えばCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含む特異的結合メンバー、及びHER2に対する結合についてそのような特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバーが本明細書に提供される。
高いHER2 mRNAレベルを有する患者のがんを治療する方法で使用するための特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーの定常ドメイン、例えばCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含む特異的結合メンバー、及びHER2に対する結合についてそのような特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバーも本明細書に提供される。
一態様において、本発明は、患者のがんを治療する方法で使用するためのHER2に結合する特異的結合メンバーを提供し、がんは腫瘍細胞当たり10以上のHER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数を有し、特異的結合メンバーは、
(a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
である。
本明細書で述べられる患者はヒト患者である。
患者から得た腫瘍サンプルは、腫瘍細胞当たり10以上のHER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数を有すると確定されていてよい。したがって、本発明は、患者のがんを治療する方法で使用するためのHER2に結合する特異的結合メンバーを提供し、患者から得た腫瘍サンプルは、腫瘍細胞当たり10以上の平均HER2遺伝子コピー数を有すると確定されており、特異的結合メンバーは、
(a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
である。
別法として、本方法は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中の腫瘍細胞当たりのHER2遺伝子の遺伝子コピー数、例えば平均遺伝子コピー数を確定すること;及び
(ii)HER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数が、腫瘍細胞当たり10以上である場合に、特異的結合メンバーで患者を治療すること
を含むことができる。
したがって、本発明は、患者のがんを治療する方法で使用するためのHER2に結合する特異的結合メンバーも提供し、その方法は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中の腫瘍細胞当たりのHER2遺伝子の遺伝子コピー数、例えば平均遺伝子コピー数を確定すること;及び
(ii)HER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数が、腫瘍細胞当たり10以上である場合に、特異的結合メンバーで患者を治療すること
を含み、
特異的結合メンバーは、
(a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
である。
上で述べた通り、本明細書では用語「HER2遺伝子コピー数」は、腫瘍/がん細胞当たりの平均HER2遺伝子コピー数を指し得る。HER2遺伝子コピー数は、10以上でもよい。別法として、HER2遺伝子コピー数は、11以上、12以上、13以上、14以上、15以上、16以上、17以上、18以上、19以上、20以上、21以上、22以上、23以上、24以上又は25以上でもよい。一例において、HER2遺伝子コピー数は10より大きい。別の例において、HER2遺伝子コピー数は11以上である。別の例において、HER2遺伝子コピー数は12以上である。別の例において、HER2遺伝子コピー数は13以上である。別の例において、HER2遺伝子コピー数は14以上である。更なる例において、HER2遺伝子コピー数は15以上である。別の例において、HER2遺伝子コピー数は16以上である。別の例において、HER2遺伝子コピー数は17以上である。別の例において、HER2遺伝子コピー数は18以上である。別の例において、HER2遺伝子コピー数は19以上である。別の例において、HER2遺伝子コピー数は20以上である。更なる例において、HER2遺伝子コピー数は23以上である。更に他の例において、HER2遺伝子コピー数は25以上である。好ましくは、HER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数は15以上である。
好ましくは、HER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数は10以上であり、遺伝子コピー数は定量的ポリメラーゼ連鎖反応(qPCR)によって確定される。
好ましくは、HER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数は18以上であり、遺伝子コピー数はFISHによって確定される。
別の態様において、本発明は、患者のがんを治療する方法で使用するためのHER2に結合する特異的結合メンバーを提供し、がんは高いHER2 mRNAレベルを有し、特異的結合メンバーは、
(a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
である。
患者から得た腫瘍サンプルは、高いHER2 mRNAレベルを有すると確定されていてよい。したがって、本発明は、患者のがんを治療する方法で使用するためのHER2に結合する特異的結合メンバーを提供し、患者から得た腫瘍サンプルは、高いHER2 mRNAレベルを有すると確定されており、特異的結合メンバーは、
(a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
である。
別法として、本方法は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルを確定すること;及び
(ii)HER2 mRNAレベルが高い場合に、特異的結合メンバーで患者を治療すること
を含むことができる。
したがって、本発明は、患者のがんを治療する方法で使用するためのHER2に結合する特異的結合メンバーも提供し、その方法は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルを確定すること;及び
(ii)HER2 mRNAレベルが高い場合に、特異的結合メンバーで患者を治療すること
を含み、
特異的結合メンバーは、
(a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
である。
サンプル中の特定のタンパク質をコードしているmRNAのレベルは、逆転写PCR(RT-PCR)によってサンプル中のmRNAから得られるcDNAのコピーを定量的PCRによって定量化することにより、参照、好ましくはハウスキーピング遺伝子のcDNAコピーと比較して間接的に測定することができる。参照遺伝子は、多様な組織/サンプル型全体で正常なプロファイルを有し、標準として使用される。本明細書で述べられる腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルは、好ましくはそれぞれ、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される、腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の参照(例えばハウスキーピング)遺伝子のcDNAコピー数に反映される参照遺伝子のmRNAレベルと比較した、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中のHER2 cDNAコピー数に反映されるHER2 mRNAレベルを指す。cDNAコピー数は、CopyCaller(商標)ソフトウェアバージョン2.0(Life Technologies)、又は当業者に公知の別の同等のソフトウェアを使用して定量的PCRデータから確定することができる。CopyCaller(商標)ソフトウェアは、ハウスキーピング遺伝子のcDNAのコピー数に対するHER2 cDNAのコピー数の比較サイクル閾値相対定量分析を実行する。任意選択により、cDNAコピー数は、細胞当たり2コピーのHER2遺伝子を有する又は有すると予想される10個のヒト細胞系のプールから得られるcDNAサンプルなど、参照cDNAサンプルを参照することによって正規化されてもよい(LifeTechnologies、CopyCaller Softwareユーザーマニュアル)。
したがって、本明細書で述べられる腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の高いHER2 mRNAレベルは、好ましくはそれぞれ、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される、腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数に反映される参照遺伝子のmRNAレベルと比較して、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の高いHER2 cDNAコピー数に反映される高いHER2 mRNAレベルを指す。特に、逆転写PCRを使用して、腫瘍サンプル中のHER2又は参照遺伝子mRNAをcDNAに転写し、次いでcDNAを、qPCRを使用して定量化する。参照遺伝子は、好ましくはハウスキーピング遺伝子である。好ましい例において、参照遺伝子は、TATA結合タンパク質(TBP)であるが、他の適切な参照遺伝子も当技術分野において公知である。腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルは、細胞当たり2コピーのHER2遺伝子を有することが公知の対照細胞サンプル中のHER2 mRNAレベルに対して正規化することができる。具体的には、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中のHER2 cDNAコピー数に反映される腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルは、細胞当たり2コピーのHER2遺伝子を有することが公知の対照細胞サンプル中のRT−PCRとその後の定量的PCRによって確定されるHER2 cDNAコピー数に反映されるHER2 mRNAレベルに対して正規化することができる。対照サンプルのHER2 mRNAレベルは、好ましくは、対照サンプル中のRT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される参照遺伝子のcDNAコピー数に反映される参照遺伝子のmRNAレベルと比較して、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される対照サンプル中のcDNAコピー数に反映されるHER2 mRNAレベルである。参照遺伝子は、好ましくは、腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルを確定するのに使用されたものと同じ参照遺伝子、例えばTBPである。
したがって、本明細書で述べられる腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の高いHER2 mRNAレベルは、好ましくはそれぞれ、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数に反映される参照遺伝子のmRNAレベルと比較して、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の高いHER2 cDNAコピー数に反映される高いHER2 mRNAレベルを指す。腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の高いHER2 mRNAレベルは、サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数と比較して、がん/腫瘍のサンプル中の75以上、80以上、90以上、100以上、110以上、120以上、130以上、140以上、150以上、160以上、168以上、170以上、180以上、190以上、200以上、210以上、220以上、229以上、若しくは248以上のHER2 cDNAコピー数を指し又はそれに対応してもよく、サンプル中のHER2及び参照遺伝子のcDNAコピー数は、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される。腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の高いHER2 mRNAレベルは、サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数と比較して、がん/腫瘍のサンプル中の168以上のHER2 cDNAコピー数を指し又はそれに対応してもよく、サンプル中のHER2及び参照遺伝子のcDNAコピー数は、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される。腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の高いHER2 mRNAレベルは、サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数と比較して、がん/腫瘍のサンプル中の248以上のHER2 cDNAコピー数を指し又はそれに対応してもよく、サンプル中のHER2及び参照遺伝子のcDNAコピー数は、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される。好ましくは、腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の高いHER2 mRNAレベルは、サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数と比較して、がん/腫瘍のサンプル中の200以上のHER2 cDNAコピー数を指し又はそれに対応してもよく、サンプル中のHER2及び参照遺伝子のcDNAコピー数は、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される。より好ましくは、腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の高いHER2 mRNAレベルは、サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数と比較したがん/腫瘍のサンプル中の229以上のHER2 cDNAコピー数を指し又はそれに対応してもよく、サンプル中のHER2及び参照遺伝子のcDNAコピー数は、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される。
上で述べた下限に加えて、腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の高いHER2 mRNAレベルは、サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数と比較して、がん/腫瘍のサンプル中の820以下、850以下、900以下、950以下、1000以下、1100以下、1200以下、1300以下、1400以下、1500以下、1600以下、1700以下、1800以下若しくは1900以下のHER2 cDNAコピー数を指し又はそれに対応してもよく、サンプル中のHER2及び参照遺伝子のcDNAコピー数は、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される。好ましくは、腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の高いHER2 mRNAレベルは、サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数と比較して、がん/腫瘍のサンプル中の820以下のHER2 cDNAコピー数を指し又はそれに対応してもよく、サンプル中のHER2及び参照遺伝子のcDNAコピー数は、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される。
好ましくは、腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の高いHER2 mRNAレベルは、サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数と比較して、がん/腫瘍のサンプル中の200以上及び820以下のHER2 cDNAコピー数を指し又はそれに対応してもよく、サンプル中のHER2及び参照遺伝子のcDNAコピー数は、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される。より好ましくは、腫瘍/がん又は腫瘍サンプル中の高いHER2 mRNAレベルは、サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数と比較して、がん/腫瘍のサンプル中の229以上及び820以下のHER2 cDNAコピー数を指し又はそれに対応してもよく、サンプル中のHER2及び参照遺伝子のcDNAコピー数は、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される。
本明細書で述べられるがんは、胃がん(gastric cancer)、乳がん、結腸直腸がん、卵巣がん、膵臓がん、肺がん(例えば、非小細胞肺がん)、胃がん(stomach cancer)又は子宮内膜がんでもよい。これらのがんの全ては、HER2を過剰発現することが示された。好ましくは、がんは、胃がん(gastric cancer)、乳がん又は結腸直腸がんである。より好ましくは、がんは、胃がん(gastric cancer)又は乳がんである。好ましい一実施形態において、がんは胃がん(gastric cancer)である。本明細書で述べられる胃がん(gastric cancer)は、食道がんを含む。別の好ましい実施形態において、がんは乳がんである。がんのHER2遺伝子コピー数は、上で述べた通りである。そのようながんは、HER2陽性(HER2+)又はHER2を過剰発現していると称することができる。したがって、本明細書で述べられるがんはHER2陽性であることができる。加えて又は別法として、本明細書で述べられるがんは、HER2を過剰発現することができる。上で概説した通り、がんがHER2陽性であるかHER2を過剰発現するかどうかは、例えば、最初に免疫組織化学(IHC)を使用して、任意選択によりその後のqPCRなどの方法によって確定することができる。
本発明者らは、特異的結合メンバーの定常ドメイン、例えばCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含む特異的結合メンバーを使用して、トラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブによる治療に対して抵抗性若しくは不応性のがんを治療できることを発見した。がんは、トラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブによる治療に対して内因的に抵抗性若しくは不応性であることがあり、或はトラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブによる治療に対して後天的な抵抗性若しくは不応性を有することがある。がんは、トラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブによる治療に対して抵抗性又は不応性の胃がん(gastric cancer)でもよい。別法として、がんは、トラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブによる治療に対して抵抗性又は不応性の乳がんでもよい。がんが、トラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブによる治療に対して抵抗性又は不応性であるかどうかを確定する方法は、当技術分野において周知であり、当業者に明らかであろう。例えば、トラスツズマブによる治療に対して抵抗性の乳がんは、転移療法における化学療法の有無に関わらず、ファーストラインのトラスツズマブ治療の8〜12週間後若しくは治療後3カ月以内の初回の放射線再評価で進行を、又は補助トラスツズマブの間若しくはその後12カ月以内に診断される新たな再発を示すことがある。トラスツズマブに対して不応性の乳がんは、初回の放射線評価で疾患の応答又は安定化を当初実現した2つ以上のラインのトラスツズマブ含有レジメン後に疾患の進行を示すことがある(Wong et al.、2011)。
加えて、又は別法として、本明細書で述べられる患者は、トラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブ治療に対して不十分な応答を呈していてもよい。患者がトラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブにより治療された場合、トラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブに対する不十分な応答は、腫瘍成長の遅延の欠如、又は不十分な腫瘍成長の遅延を指し得る。別法として、トラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブに対して不十分な応答を呈した患者は、副作用、特に重篤な副作用など、トラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブによる治療に起因する有害作用又は有害事象のため、トラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブによる治療を中止しなければならなかった患者を指し得る。好ましくは、患者がトラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブにより治療された場合、トラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブに対する不十分な応答は、腫瘍成長の遅延の欠如、又は不十分な腫瘍成長の遅延を指す。開業医は、特定の患者の症例において所与のがん治療が奏効したか又はしなかったか、それ故、続けるべきか又は続けるべきでないかを判断することに熟練しているので、開業医が、所与の患者がトラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブ治療に対して不十分な応答を呈したかどうかを確定することは難しくないであろう。例えば、治療開始時に患者の疾患の負担及び臨床症状が軽い場合、長期間の安定な疾患は良好な臨床状態とみなすことができるが、治療開始時に疾患の負担が高く、臨床症状が重大な場合、安定な疾患は不十分な応答であるとみなすことができる。
用語「特異的結合メンバー」とは、互いに特異的に結合する一対の分子の1メンバーについて記載する。特異的結合メンバーは、天然でも又は部分的若しくは完全に合成で産生されてもよい。特異的結合メンバーは、抗原結合部位を有する分子を通常含む。例えば、特異的結合メンバーは、抗原結合部位を含む抗体分子又はそのフラグメントでもよい。特異的結合メンバーは、修飾された免疫グロブリン様の折りたたみ部分、例えばフィブロネクチンドメイン(10Fn3ドメイン)を含む分子など、抗原に特異的に結合する非抗体タンパク質骨格であってもよい。標的抗原に対する抗体及び抗体フラグメントを得るための様々な方法が、当技術分野において利用可能である。抗体は、モノクローナル抗体、特にヒトモノクローナル抗体でもよく、当業者に周知の標準的な方法に従って得ることができる。
抗原結合部位を含む抗体フラグメントには、それらに限らないが、Fabフラグメント(VL、VH、CL及びCH1ドメインからなる);F(ab’)2フラグメント(連結された2つのFabフラグメントを含む二価フラグメント);一本鎖Fv分子(scFv)(2つのドメインが結合して抗原結合部位を形成することを可能にするペプチドリンカーによって連結されたVHドメイン及びVLドメインからなる;Bird et al.[1988]Science、242、423-426;Huston et al.[1988]PNAS USA、85、5879-5883);二重特異性一本鎖Fv二量体(PCT/US92/09965);Fvフラグメント(単一抗体のVL及びVHドメインからなる);dAbフラグメント(VH又はVLドメインからなる;Ward et al. [1989]Nature 341、544-546;McCafferty et al.、[1990]Nature、348、552-554;Holt et al.[2003]Trends in Biotechnology 21、484-490);Fdフラグメント(VH及びCH1ドメインからなる);ダイアボディ(遺伝子融合によって構築される多価又は多重特異的フラグメント;WO94/13804;Holliger et al.[1993a]、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90 6444-6448);及び抗原結合Fcフラグメントがある。
抗原結合Fcフラグメントは、Fcフラグメントの定常ドメインの1つ又は複数の構造ループ領域、例えばCH2又はCH3ドメイン中に構築された抗原結合部位を含む。抗原結合Fcフラグメントの調製については、WO2006/072620及びWO2009/132876に記載されている。本発明における使用のための特異的結合メンバーは、好ましくは、当技術分野においてFcab(商標)とも称される抗原結合Fcフラグメントである、又はそれを含む。より好ましくは、本発明における使用のための特異的結合メンバーは、抗原結合Fcフラグメントである。特異的結合メンバーは、IgA1、IgA2、IgD、IgE、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4又はIgM抗原結合Fcフラグメントでもよい。最も好ましくは、本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、IgG1抗原結合Fcフラグメントである。
抗原結合Fcフラグメントは、免疫グロブリン分子に組み込まれてもよい。したがって、本発明における使用のための特異的結合メンバーは、Fc領域に抗原結合部位を含むIgA1、IgA2、IgD、IgE、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4又はIgM分子でもよい。そのような分子は、好ましくは、分子の可変領域にCDRに基づく第2の結合部位を含み、それ故二重特異的である。特に、本発明における使用のための特異的結合メンバーは、Fc領域に抗原結合部位を含むIgG1分子でもよい。
本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、好ましくは60kD以下、より好ましくは55kD以下、54kD以下又は53kD以下の分子量(MW)を有する。本明細書に開示する特異的結合メンバーH561−4は、およそ53kDのMWを有する。特異的結合メンバーH561−4は、FS102としても公知である。
本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含んでもよく、HER2抗原結合部位は、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含む又は含有する。別法として、特異的結合メンバーは、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含んでもよく、HER2抗原結合部位は、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)、NGQPE(配列番号13)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する。
本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含んでもよく、HER2抗原結合部位は、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びアミノ酸配列DRRRWTA(配列番号14)を含む。特に、本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含んでもよく、HER2抗原結合部位は、ABループにアミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びCH3ドメインのEFループにアミノ酸配列DRRRWTA(配列番号14)を含む。好ましくは、本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、HER2抗原結合部位は、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含み、配列番号12は、CH3ドメインのABループの残基14〜18に位置し、配列番号14は、CH3ドメインのEFループの残基92〜98に位置し、残基は、IMGT(ImMunoGeneTics)付番方式に従って付番される。更に好ましい実施形態において、本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、HER2抗原結合部位は、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含み、配列番号12は、残基381〜385に位置し、配列番号14は、CH3ドメインのEFループの残基440〜450に位置し、残基は、KABATに従って付番される(Kabat et al.、1987、Sequences of Proteins of Immunological Interest. 4th Edition. US Department of Health and Human Services、及びimmuno.bme.nwu.eduで、インターネット上で現在利用可能なその最新版又は任意のインターネット検索エンジンを使用して「Kabat」を検索する)。
本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、好ましくは配列番号11のCH3ドメインを含む。特異的結合メンバーは、配列番号10のCH2ドメインを更に含んでもよい。本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、好ましくは配列番号8の配列を含む。より好ましくは、本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、配列番号8のポリペプチドの二量体である。例えば、特異的結合メンバーは、2つのポリペプチドからなる二量体など、配列番号8の2つのポリペプチドによって形成される二量体でもよく、各ポリペプチドは、配列番号8(そのような特異的結合メンバーは、本明細書においてH561-4とも称される)に示される配列からなる。
CH3ドメインのC末端リジン(K)又はC末端リジンとリジンに隣接する残基(GK)の欠失は、免疫グロブリンの製造の間に起こることが以前に報告されている。このいわゆる「C末端クリッピング」は、これらのマイクロバリアントに対して機能的意味がない一般的な現象であると考えられている(Beck et al. 2013)。C末端クリッピングは、H561−4の製造の間に起こる可能性があると予想される。C末端クリッピングに供される可能性があるC末端リジン及びグリシン残基を含むH561−4 CH3ドメインは配列番号11に示されており、以下の略式の配列表に示すように例えば配列番号8にも存在する。
したがって、本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、配列番号11のCH3ドメイン又は1若しくは2つのC末端残基(例えばC末端リジン又はC末端リジン及びグリシン残基)を引いた配列番号11のCH3ドメインを含んでもよいことになる。本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、配列番号8の配列又は1若しくは2つのC末端残基(例えばC末端リジン又はリジン及びグリシン残基)を引いた配列番号8の配列を含んでもよい。本明細書では、配列番号8及び11に対する任意の参照は、1又は2つのC末端アミノ酸残基(例えばC末端リジン又はリジン及びグリシン残基)を欠いているこれらの配列にも適用されると解釈すべきである。本明細書で述べられるCH3ドメインに対する参照は、1又は2つのC末端アミノ酸残基(例えばC末端リジン又はリジン及びグリシン残基)を失っているCH3ドメインを包含する。
そのような特異的結合メンバーのバリアントも、本発明において利用できる。例えば、本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含んでもよく、HER2抗原結合部位は、3、2若しくは1個のアミノ酸置換、欠失又は付加を持つアミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含む又は含有する。アミノ酸置換は、保存的アミノ酸置換でもよい。別法として、特異的結合メンバーは、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含んでもよく、HER2抗原結合部位は、3、2若しくは1個のアミノ酸置換、欠失又は付加を持つアミノ酸配列FFTYW(配列番号12)、NGQPE(配列番号13)、及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する。バリアントは、配列番号8と少なくとも90%、95%、96%、97%、98%、又は99%同一であるアミノ酸配列を含むものも含む。改変は、機能喪失を通常もたらさないので、このように改変されたアミノ酸配列を含む特異的結合メンバーは、HER2を結合する能力を保持することができる。例えば、それは置換が作られていない特異的結合メンバーと同じ親和性でHER2を結合できる。
特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー又は上で述べた特異的結合メンバーとHER2に対する結合について競合する特異的結合メンバーは、好ましくは、当該特異的結合メンバーの定常ドメインの1つ又は複数、好ましくは2つの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含む。より好ましくは、そのような特異的結合メンバーは、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの1つ又は複数、好ましくは2つの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含む。CH3ドメイン内の構造ループは、残基7〜21(ABループ)、25〜39(BCループ)、41〜81(CDループ)、83〜85(DEループ)、89〜103(EFループ)、及び106〜117(FGループ)に位置し、残基はIMGT(ImMunoGeneTics)付番方式(WO2006/072620 A1)に従って付番される。更により好ましくは、そのような特異的結合メンバーは、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域AB及びEF中に構築されたHER2抗原結合部位を含む。特に、そのような特異的結合メンバーは、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの残基14〜18及び92〜98中に構築されたHER2抗原結合部位を含んでもよく、残基は、IMGT付番方式に従って付番される。残基14〜18はABループに位置し、残基92〜98はCH3ドメインのEFループに位置する。そのような特異的結合メンバーは、当該特異的結合メンバーの残基381〜385及び440〜450中に構築されたHER2抗原結合部位を含んでもよく、残基はKABATに従って付番される。残基381〜385はABループに位置し、残基440〜450はCH3ドメインのEFループに位置する。別法として、そのような特異的結合メンバーは、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域AB、CD及びEF中に構築されたHER2抗原結合部位を含んでもよい。HER2に対する結合について上記の特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバーは、好ましくは配列番号8のポリペプチドの二量体である。
2つの特異的結合メンバーが同じ標的、この場合HER2に対する結合について競合するかどうかを決定するための適切な方法は、当技術分野において周知であり、当業者に明らかであろう。そのような方法には、表面プラスモン共鳴(SPR)、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、蛍光活性化細胞ソーティング(FACS)、又は免疫細胞化学を使用する競合方法がある。表面プラスモン共鳴(SPR)法はBIAcoreを含む。したがって、表面プラスモン共鳴(SPR)(例えばBIAcore)、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、蛍光活性化細胞ソーティング(FACS)、又は免疫細胞化学を使用して確定される通り、HER2に対する結合について第2の特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバーは、HER2に対する結合について第2の結合メンバーと競合する可能性がある。好ましくは、表面プラスモン共鳴(SPR)、例えばBIAcoreを使用して確定される通り、HER2に対する結合について第2の特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバーは、HER2に対する結合について第2の結合メンバーと競合する。本明細書の実施例1に示すように、トラスツズマブ及びペルツズマブは、HER2に対する結合について特異的結合メンバーH561−4と競合せず、H561−4は、そのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する。
上記の競合方法の場合、HER2はチップ表面(BIAcore)に、プレート(ELISA)に固定される、又は細胞表面に提示される(FACS及び免疫組織化学)。次いで、比較しようとする2つの特異的結合メンバーのうちの1つを、HER2抗原を飽和させる濃度で、固定したHER2としばらくインキュベートし、それによって、この特異的結合メンバーが結合するHER2エピトープを全てブロッキングする。次いで、第2の特異的結合メンバーを、固定したHER2とインキュベートする。HER2への第2の特異的結合メンバーの結合は、特異的結合メンバーがHER2上の異なるエピトープに結合していることを示すが、第2の結合が固定されたHER2に結合しない場合、これは、第2の特異的結合メンバーがHER2に対する結合について第1の特異的結合メンバーと競合すること、及び2つの特異的結合メンバーがHER2上の同じ(又は重なり合う)エピトープに結合することを示す。
特定の実施形態において、例えば、Biacore、ELISA又はFACSによって確定される通り、結合メンバーは、HER2に対するH561−4の結合を、少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、95%以上阻害する。特定の実施形態において、例えば、Biacore、ELISA又はFACSによって確定される通り、H561−4は、HER2に対する結合メンバーの結合を、少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、95%以上阻害する。特定の実施形態において、例えば、Biacore、ELISA又はFACSによって確定される通り、結合メンバーは、HER2に対するH561−4の結合を少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、95%以上阻害し、H561−4は、HER2に対する結合メンバーの結合を少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、95%以上阻害する(即ち、競合は両方の方法である)。特定の実施形態において、結合メンバーはHER2に対する結合についてH561−4と競合するが、トラスツズマブともペルツズマブとも競合しない。特定の実施形態において、例えば、Biacore、ELISA又はFACSによって確定される通り、結合メンバーは、HER2に対するトラスツズマブ又はペルツズマブの結合を50%、40%、30%、20%、10%又はそれ以下を超えて阻害しない。特定の実施形態において、例えば、Biacore、ELISA又はFACSによって確定される通り、トラスツズマブ又はペルツズマブは、HER2に対するH561−4の結合を50%、40%、30%、20%、10%又はそれ以下を超えて阻害しない。特定の実施形態において、例えば、Biacore、ELISA又はFACSによって確定される通り、結合メンバーは、HER2に対するH561−4の結合を阻害し、及び/又はH561−4は、HER2に対する結合メンバーの結合を少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、95%以上阻害するが、トラスツズマブ若しくはペルツズマブの結合を阻害せず、及び/又はトラスツズマブ若しくはペルツズマブは、HER2に対するH561−4の結合を50%、40%、30%、20%、10%又はそれ以下を超えて阻害しない。例えば、Biacore、ELISA又はFACSによって確定される通り、例えば、結合メンバーは、HER2に対するH561−4の結合を阻害し、及び/又はH561−4は、HER2に対する結合メンバーの結合を少なくとも50%阻害するが、トラスツズマブ若しくはペルツズマブの結合を阻害せず、及び/又はトラスツズマブ若しくはペルツズマブは、HER2に対するH561−4の結合を、50%を超えて阻害しない。別の例において、例えば、Biacore、ELISA又はFACSによって確定される通り、結合メンバーは、HER2に対するH561−4の結合を阻害し、及び/又はH561−4は、HER2に対する結合メンバーの結合を少なくとも90%阻害するが、トラスツズマブ若しくはペルツズマブの結合を阻害せず、及び/又はトラスツズマブ若しくはペルツズマブは、HER2に対するH561−4の結合を、10%を超えて阻害しない。
本明細書で述べられる特異的結合メンバーは、二量体HER2を結合することができる。特異的結合メンバーは、1nMの親和性又はより高い親和性で二量体HER2を結合することができる。特異的結合メンバーは、単量体HER2と比較して二量体HER2を優先的に結合することができる。好ましくは、特異的結合メンバーは、配列番号8のポリペプチドの二量体と同じ、HER2細胞外ドメイン上のエピトープに結合する。エピトープは、立体配置的、即ち非線形のエピトープでもよい。エピトープは、HER2のドメイン1及び3に跨ってもよい。エピトープは、配列番号15、16及び17を含んでもよく、又はそれらからなってもよい。エピトープは、HER2細胞外ドメインのアミノ酸13〜27、31〜45及び420〜475を含んでもよく、又はそれらからなってもよい。別法として、エピトープは、配列番号15、16及び17又はHER2細胞外ドメインのアミノ酸13〜27、31〜45、及び420〜475の中に位置してもよい。HER2細胞外ドメインの配列を、配列番号18に示す。
2つの特異的結合メンバーが同じエピトープに結合するかどうかを確定するための方法は、当技術分野において周知であり、当業者に明らかであろう。そのような方法には、Pepscan、水素/ジュウテリウム交換質量分析(HDX-MS)、及びX線結晶構造解析がある。エピトープマッピング研究において、抗原、この場合HER2を、小さい領域、即ちペプチド又はドメインに分割し、次いで特異的結合メンバーに対する結合について試験してもよい。結合を示す領域を使用して、特異的結合メンバーに結合されるエピトープを推論することができる。2つの異なる特異的結合メンバーに結合する領域の比較を使用して、エピトープを比較することができる。別法として、突然変異を抗原、ここではHER2に作製し、次いで特異的結合メンバーに対する結合を試験することができる。結合の消失を引き起こす残基突然変異は、特異的結合メンバーに結合されるエピトープの一部であることが示される。しかしながら、突然変異がHER2の構造の全体的な消失を引き起こさないことを確認するための注意を払わなければならない。X線結晶構造解析において、抗原、ここではHER2、及び特異的結合メンバーは、複合体として結晶化される。次いで結晶データを使用して、特異的結合メンバーに結合されるエピトープを確定する。次いで2つの異なる特異的結合メンバーに結合されるHER2エピトープを比較することができる。
HER2遺伝子コピー数を確定するための方法は当技術分野において周知であり、当業者に明らかであろう。例えば、HER2遺伝子コピー数は、蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)、発色性in situハイブリダイゼーション(CISH)、又は定量的ポリメラーゼ連鎖反応(qPCR)を使用して確定できる。先行研究は、一次回帰分析で示すようにCISH及びFISHによって確定されるHER2 GCNが高く相関していると報告した(Garcia-Caballero et al.、2010)。更なる研究は、2つの方法によって確定されるHER2の増幅状態も、強い相関を有することを実証した(Arnould et al.、2012;Mollerup et al.、2012)。したがって、CISHによって確定されるHER2 GCNは、FISHによって確定されるGCNと類似していると予想される。好ましくは、HER2遺伝子コピー数はFISHを使用して確定される。HER2 mRNAレベルを確定するための方法は、同様に当技術分野において公知であり、当業者に明らかであろう。例えば、HER2 mRNAレベルは、逆転写PCR(RT-PCR)後の定量的PCR(qPCR)を使用して確定できる。HER2遺伝子の過剰発現を、免疫組織化学(IHC)によって測定して、細胞表面で発現しているHER2の量を確定できる。
FISHは、蛍光タグ付きプローブを利用して、蛍光顕微鏡観察によって組織サンプル中の特定のDNA配列を検出する。HER2配列とハイブリダイズする特異的プローブを使用してホルマリン固定、パラフィン包埋(FFPE)がん組織標本中のHER2遺伝子の増幅を定量的に確定するには、FISHを使用する。FISHを実行してHER2 GCNを確定するためのFDAに承認された様々な方法が存在する(Press et al、2002)。一つの方法において、HER2及び染色体17の両方の数を測定し、比較して、サンプル中の腫瘍細胞当たりの平均HER2 GCNを確定する。CEP17プローブ(染色体17の動原体領域にあるαサテライトDNA配列に特異的な直接標識蛍光DNAプローブである、染色体算出プローブ)を、染色体異数性の内部対照としてこの試験に使用できる。HER2遺伝子及びCEP17は異なる発蛍光団で標識され、顕微鏡用の特定のフィルターを使用して見ることができる。HER2遺伝子増幅の測定は、顕微鏡観察によって計数されるHER2コピー数対CEP17コピー数の比に基づき、それによってHER2 GCNの増加の原因となる染色体17の異数性が排除される。例えば、比が10以上である場合、腫瘍/がん細胞当たりの平均HER2 GCNは10以上である。したがって、本明細書で述べられる腫瘍/がん細胞当たりのHER2又は平均HER2遺伝子コピー数は、染色体異数性、特に染色体17の異数性によるHER2遺伝子コピー数のどんな増加も除外できる。別法として、好ましい方法において、全体のHER2遺伝子コピー数は、CEP17シグナルに対する正規化なしにHER2シグナルの直接計数により確定できる。全体のHER2遺伝子コピー数を計数することにより、HER2/CEP17比に変化をもたらし得る真の多染色体性(染色体全体の複製)よりも一般的に観察される染色体17の動原体周囲領域の消失又は獲得に起因する偽陽性又は偽陰性結果を回避することができるので、この方法は好ましい(Wolff et al.、2013;Hanna et al.、2014)。更に別の方法として、HER2遺伝子の位置測定のための間接的な方法として、FFPEに対しHER2プローブだけを使用するFISHを実行することができる(Press et al、2002)。
特定の腫瘍についてFISH及びqPCRによって得られる遺伝子コピー数は、高く相関すると判明した(実施例9を参照のこと)。したがって、異なる方法によって得られるGCN値間での転換(例えばFISH及びqPCR)が可能である。
患者のがんを治療するための医薬品の製造における、特異的結合メンバーの定常ドメイン、例えばCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含む特異的結合メンバー、及びHER2に対する結合についてそのような特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバーの使用も提供され、がんは腫瘍細胞当たり10以上のHER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数を有し、並びに/又はがんは高いHER2 mRNAレベルを有する。
本発明は、患者のがんを治療するための医薬品の製造における、HER2に結合する特異的結合メンバーの使用を更に提供し、がんは腫瘍細胞当たり10以上のHER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数を有し、並びに/又はがんは高いHER2 mRNAレベルを有し、特異的結合メンバーは、
(a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
である。
患者のがんを治療するための医薬品の製造における、HER2に結合する特異的結合メンバーの使用も提供され、患者から得た腫瘍サンプルは、腫瘍細胞当たり10以上の平均HER2遺伝子コピー数を有すると確定されており、並びに/又は患者から得た腫瘍サンプルは、高いHER2 mRNAレベルを有すると確定されており、特異的結合メンバーは、
(a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
である。
患者のがんの治療のための医薬品の製造における、HER2に結合する特異的結合メンバーの使用が更に提供され、その治療は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中の腫瘍細胞当たりのHER2遺伝子の遺伝子コピー数、例えば平均遺伝子コピー数を確定すること;及び
(ii)HER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数が、腫瘍細胞当たり10以上である場合に、特異的結合メンバーで患者を治療すること
を含み、
特異的結合メンバーは、
(a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
である。
患者のがんの治療のための医薬品の製造における、HER2に結合する特異的結合メンバーの使用も提供され、その治療は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルを確定すること;及び
(ii)HER2 mRNAレベルが高い場合に、特異的結合メンバーで患者を治療すること
を含み、特異的結合メンバーは、
(a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバーである。
別の態様において、本発明は、患者のがんを治療する方法を提供し、がんは、腫瘍細胞当たり10以上のHER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数を有し、その方法は、治療有効量の
a)特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
を患者に投与することを含む。
患者から得た腫瘍サンプルは、腫瘍細胞当たり10以上のHER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数を有すると確定されていてよい。したがって、本発明は、患者のがんを治療する方法を提供し、患者から得た腫瘍サンプルは、腫瘍細胞当たり10以上の平均HER2遺伝子コピー数を有すると確定されており、その方法は、治療有効量の
a)特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
を患者に投与することを含む。
別法として、本方法は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中の腫瘍細胞当たりのHER2遺伝子の遺伝子コピー数、例えば平均遺伝子コピー数を確定すること;及び
(ii)HER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数が、腫瘍細胞当たり10以上である場合に、特異的結合メンバーで患者を治療すること
を含むことができる。
したがって、本発明は、患者のがんを治療する方法も提供し、その方法は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中の腫瘍細胞当たりのHER2遺伝子の遺伝子コピー数、例えば平均遺伝子コピー数を確定すること;及び
(ii)HER2遺伝子コピー数、例えば平均遺伝子コピー数が、腫瘍細胞当たり10以上である場合に、治療有効量の特異的結合メンバーを患者に投与すること
を含み、特異的結合メンバーは、
a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
である。
別の態様において、本発明は、患者のがんを治療する方法を提供し、がんは高いHER2 mRNAレベルを有し、その方法は、治療有効量の
a)特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
を患者に投与することを含む。
別の態様において、本発明は、患者のがんを治療する方法で使用するためのHER2に結合する特異的結合メンバーを提供し、がんは高いHER2 mRNAレベルを有し、特異的結合メンバーは、
(a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
である。
患者から得た腫瘍サンプルは、高いHER2 mRNAレベルを有すると確定されていてよい。したがって、本発明は、患者のがんを治療する方法を提供し、患者から得た腫瘍サンプルは、高いHER2 mRNAレベルを有すると確定されており、その方法は、治療有効量の
a)特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
を患者に投与することを含む。
別法として、本方法は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルを確定すること;及び
(ii)HER2 mRNAレベルが高い場合に、特異的結合メンバーで患者を治療すること
を含むことができる。
したがって、本発明は、患者のがんを治療する方法も提供し、その方法は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルを確定すること;及び
(ii)HER2 mRNAレベルが高い場合に、治療有効量の特異的結合メンバーを患者に投与すること
を含み、特異的結合メンバーは、
a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
である。
本明細書に記載される特異的結合メンバーは、患者、好ましくはヒト患者の治療方法に使用されるように設計される。特異的結合メンバーは医薬組成物の形態で通常投与され、その医薬組成物は特異的結合メンバーに加えて少なくとも1つの成分を含むことができる。したがって、本明細書に記載され、本発明に従って使用するための医薬組成物は、有効成分に加えて、薬学的に許容される賦形剤、担体、バッファー、安定剤又は当業者に周知の他の物質を含むことができる。そのような物質は非毒性であるべきであり、有効成分の効力に干渉すべきでない。担体又は他の物質の正確な性質は投与経路によって決まり、その経路は注射、例えば静脈内又は皮下によるものであってよい。特異的結合メンバーは、静脈内又は皮下に投与することができる。
液体医薬組成物は、水、石油、動物性若しくは植物性油、鉱油又は合成油などの液状担体を一般に含む。生理食塩水、ブドウ糖若しくは他の糖類溶液又はエチレングリコール、プロピレングリコール若しくはポリエチレングリコールなどのグリコールが含まれてもよい。
静脈内注射又は苦痛な部位での注射の場合、有効成分は、非経口的に許容される水溶液の形態とし、その水溶液は発熱性物質を含まず、適切なpH、等張性及び安定性を有する。関連する当業者は、例えば生理食塩液注射、リンゲル注射、乳酸リンゲル注射などの等張性媒体を使用して適切な溶液をうまく調製することができる。必要に応じて、防腐剤、安定剤、バッファー、酸化防止剤及び/又は他の添加物を利用することができる。医薬製剤を調製するための多くの方法が、当業者に公知である。例えばRobinson編、Sustained and Controlled Release Drug Delivery Systems、Marcel Dekker,Inc.、New York、1978年を参照のこと。
本発明によるコンジュゲートを含む組成物は、治療しようとする状態に応じて、単独で、又は並行して若しくは順次他の治療と併用して、又は別の治療薬剤(単数若しくは複数)との混合調製として投与することができる。例えば、本発明における使用のための特異的結合メンバーは、治療しようとする疾患用の既存の治療薬剤と併用して使用できる。例えば、特異的結合メンバーは、アビラテロン酢酸エステル(ザイティガ)、アファチニブ、アフリベルセプト、アナストロゾール、ベバシズマブ、ビカルタミド、BRAFインヒビター、カルボプラチン、カペシタビン、セツキシマブ、シスプラチン、クリゾチニブ、シクロホスファミド、ドセタキセル、ペグ化リポソームドキソルビシン、エンザルタミド(イクスタンジ)、エピルビシン、エリブリンメシラート、エルロチニブ、エトポシド、エベロリムス、エクセメスタン、FOLFIRI、FOLFOX、フルオラシル、5−フルオロウラシル、フルタミド、フルベストラント、ゲフィチニブ、ゲムシタビン、ゴセレリン、ヘッジホッグ経路インヒビター、イリノテカン、イキサベピロン、ラパチニブ、レトロゾール、ロイコボリン、リュープロレリン、メトトレキサート、ミトキサントロン、オキサリプラチン、パクリタキセル、アルブミン結合ナノ粒子パクリタキセル、パニツムマブ、ペメトレキセド、ペルツズマブ、プレドニゾン、二塩化ラジウムRa 223(エクソフィーゴ注)、ラムシルマブ、レゴラフェニブ、S−1、タモキシフェン、トポテカン、トラスツズマブDM−1、トリプトレリン、又はビノレルビンと併用して投与できる。
投与は、「治療有効量」であってもよく、これは患者に利益を示すのに十分である。そのような利益は、少なくとも1つの症状の少なくとも回復であることができる。したがって、指定された疾患の「治療」は、少なくとも1つの症状の回復を指す。投与される実際の量、並びに投与の速度及び時間経過は、治療されるものの性質及び重症度、治療される特定の患者、個々の患者の臨床状態、障害の原因、組成物の送達の部位、コンジュゲートの型、投与の方法、投与の予定及び開業医に公知の他の因子で決まる。治療の処方、例えば用量その他の決定は、一般的な開業医及び他の医師の責任の範囲であり、症状の重症度及び/又は治療される疾患の進行度によって決まり得る。抗体の適当な用量は、当技術分野において周知である(Ledermann et al.(1991)Int. J. Cancer 47: 659-664;及びBagshawe et al.(1991)Antibody, Immunoconjugates and Radiopharmaceuticals 4: 915-922)。投与される医薬品の型に適している、本明細書又はPhysician’s Desk Reference(2003)に示される特定の用量を使用できる。特異的結合メンバーの治療有効量又は適切な用量は、そのin vitro活性と動物モデルにおけるin vivo活性とを比較することによって決定できる。マウス及び他の試験動物における有効な用量のヒトへの外挿の方法は、公知である。正確な用量は、治療しようとする領域のサイズ及び位置はどうか、並びに特異的結合メンバーの正確な性質を含めたいくつかの因子によって決まる。治療は、医師の裁量により、毎日、週2回、毎週又は毎月の間隔で反復することができる。治療は、手術の前及び/又は後に行ってもよく、外科的治療の解剖学的部位に直接投与又は適用されてもよい。
別の態様において、本発明は、
(a)特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
による治療に感受性である患者のがんを同定する方法を提供し、その方法は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中の腫瘍細胞当たりのHER2遺伝子の遺伝子コピー数、例えば平均遺伝子コピー数を確定することを含み、腫瘍細胞当たり10以上の遺伝子コピー数、例えば平均遺伝子コピー数は、がんが特異的結合メンバーによる治療に感受性であることを示す。
治療に感受性である患者のがんを同定する方法は、(ii)HER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数が、腫瘍細胞当たり10以上である場合に、当該患者を特異的結合メンバーによる治療に選択することを更に含むことができる。
別の態様において、本発明は、
(a)特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
による治療に対するがんの応答を予測する方法を提供し、その方法は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中の腫瘍細胞当たりのHER2遺伝子のHER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数を確定することを含み、腫瘍細胞当たり10以上の遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数は、がんが特異的結合メンバーによる治療に感受性であることを示し、腫瘍細胞当たり10未満の遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数は、がんが特異的結合メンバーによる治療に感受性でないことを示す。
治療に対するがんの応答を予測する方法は、
(ii)HER2遺伝子コピー数、例えば平均HER2遺伝子コピー数が、腫瘍細胞当たり10以上である場合に、当該がんを特異的結合メンバーによる治療に選択すること
を更に含むことができる。
別の態様において、本発明は、
(a)特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
による治療に感受性である患者のがんを同定する方法を提供し、その方法は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルを確定することを含み、高いHER2 mRNAレベルは、がんが特異的結合メンバーによる治療に感受性であることを示す。
治療に感受性である患者のがんを同定する方法は、(ii)腫瘍サンプルのHER2 mRNAレベルが高い場合に、当該患者を特異的結合メンバーによる治療に選択することを更に含むことができる。
別の態様において、本発明は、
(a)特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
(b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
による治療に対するがんの応答を予測する方法を提供し、その方法は、
(i)患者から得た腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルを確定することを含み、腫瘍サンプル中の高いHER2 mRNAレベルは、がんが特異的結合メンバーによる治療に感受性であることを示す。
治療に対するがんの応答を予測する方法は、
(ii)腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルが高い場合に、当該がんを特異的結合メンバーによる治療に選択すること
を更に含むことができる。
別の態様において、本発明は、HER2に結合する特異的結合メンバーを提供し、特異的結合メンバーは、配列番号8のポリペプチドの二量体である。例えば、特異的結合メンバーは、2つのポリペプチドからなる二量体など、配列番号8の2つのポリペプチドによって形成される二量体でもよく、各ポリペプチドは、配列番号8(そのような特異的結合メンバーは、本明細書においてH561-4とも称される)に示される配列からなる。
本発明の特異的結合メンバーを含む医薬組成物も提供される。医薬組成物は、本発明の特異的結合メンバー及び薬学的に許容される賦形剤を含むことができる。本発明の特異的結合メンバーをコードする核酸も提供される。好ましくは、核酸は配列番号1の配列を含む又はそれからなる。このヌクレオチド配列は、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞中での発現用として最適化されているが、当業者が、本発明の特異的結合メンバーをコードする他のヌクレオチド配列を設計するのは難しくないであろう。本発明のベクター又は核酸を含む宿主細胞と同様に、本発明の特異的結合メンバーをコードする核酸を含むベクターも提供される。
本発明は、特異的結合メンバーの産生条件下で本発明の組換え宿主細胞を培養することを含む、本発明の特異的結合メンバーを産生する方法を更に提供する。本方法は、特異的結合メンバーを単離及び/又は精製することを更に含むことができる。本方法は、特異的結合メンバーを医薬組成物に製剤化することを含むこともできる。
同じ領域における抗原結合FcフラグメントH561−4アミノ酸配列(H561-4)と野生型IgG1アミノ酸配列(WT)の整列化を示す図である。アミノ酸をKabatに従って付番する−Kabat付番を、整列した配列の上に示す(注:Kabat付番は、IgG1中の残基293〜294、297〜298、315〜316、356、362、380、403〜404、409、412〜413、429、431〜431がない)。ABループの部分を太字体で示し、EFループの部分を太字体で示し、二重下線を引く。 H561−4が、トラスツズマブ又はペルツズマブとは異なるHER2上のエピトープに結合することを実証する図である。図2Aは、BIAcoreを使用したトラスツズマブとH561−4のエピトープ競合の表面プラスモン共鳴(SPR)分析を示す。10μg/mlトラスツズマブ(TR)を3分間注入することにより、1000RUのHER2 ECDでコーティングしたCM5 BIAcoreチップをトラスツズマブで飽和させ、その後に続けた10μg/mlトラスツズマブの第2の注入は、第1の注入後にHER2チップがトラスツズマブで飽和されていることを示した(黒点線)。10μg/mlトラスツズマブを3分間注入することにより、1000RUのHER2 ECDでコーティングしたCM5 BIAcoreチップをトラスツズマブで飽和させ、その後に続けたH561−4(10μg/ml)とトラスツズマブ(10μg/ml)の混合物の第2の注入は、HER2チップがトラスツズマブで飽和されているときに、H561−4がまだ結合可能であることを示した(黒実線)。10μg/ml H561−4を3分間注入することにより、1000RUのHER2 ECDでコーティングしたCM5 BIAcoreチップをH561−4で飽和させ、その後に続けたH561−4(10μg/ml)の第2の注入は、第1の注入後にHER2チップがH561−4で飽和されていることを示した(黒破線)。10μg/ml H561−4を3分間注入することにより、1000RUのHER2 ECDでコーティングしたCM5 BIAcoreチップをH561−4で飽和させ、その後に続けたトラスツズマブ(10μg/ml)とH561−4(10μg/ml)の混合物の第2の注入は、HER2チップがH561−4で飽和されているときに、トラスツズマブがまだ結合可能であることを示した(広い黒破線)。 H561−4が、トラスツズマブ又はペルツズマブとは異なるHER2上のエピトープに結合することを実証する図である。図2Bは、Octetを使用したペルツズマブ(PE)とH561−4のエピトープ競合のSPR分析を示す。ストレプトアビジンコーティングした先端を、ビオチン−HER2中での30分間のインキュベーションによりロードし、次いでバッファー中で1分間洗浄した。325nMペルツズマブの30分間のインキュベーションにより、HER2をペルツズマブで飽和させ、その後に続けた325nMペルツズマブの第2のインキュベーションは、HER2コーティングした先端が第1のインキュベーション後にペルツズマブで飽和されていることを示した(灰色線)。ストレプトアビジンコーティングした先端を、ビオチン−HER2中での30分間のインキュベーションによりロードし、次いでバッファー中で1分間洗浄した。325nMペルツズマブの30分間のインキュベーションにより、HER2をペルツズマブで飽和させ、その後に続けた325nM H561−4及び325nMペルツズマブの第2のインキュベーションは、ペルツズマブで飽和させたHER2コーティングした先端がまだH561−4を結合可能であることを示した(黒線)。 H561−4が、トラスツズマブ又はペルツズマブとは異なるHER2上のエピトープに結合することを実証する図である。図2Cは、HER2の細胞外ドメインにおけるH561−4の予測される結合領域を示す(黒い標識は貫通ドメイン1及び3)。H561−4の結合エピトープは、Pepscan CLIPS(足場へのペプチドの化学結合)技術を使用して予測された。HER2ドメインをローマ数字で示す。図2C中の表は、H561−4の結合エピトープのそれぞれに対して予測される直鎖配列を示し、共に結合ポケット貫通ドメイン1及び3に由来する。 H561−4がアポトーシスを誘導し、HER2内部移行及び分解を導くことを実証する図である。図3Aは、SKBr3細胞のH561−4処理が、細胞の総数及び生細胞のパーセンテージの減少を引き起こしたことを示す。PI及びAnnexin V染色は、H561−4処理後の後期アポトーシス及び壊死細胞の増加を示した。 H561−4がアポトーシスを誘導し、HER2内部移行及び分解を導くことを実証する図である。図3Bは、SKBr3細胞のH561−4処理が、総HER2及びリン酸化HER2の減少を引き起こしたことを示す。 H561−4がアポトーシスを誘導し、HER2内部移行及び分解を導くことを実証する図である。図3Cは、SKBr3細胞のH561−4処理が、細胞表面HER2及び総HER2の減少を引き起こしたことを示す。Her2におけるそのような減少は、トラスツズマブ、野生型(WT)抗原結合Fcフラグメント(配列番号19)又はIgG1対照(IgG)で処理したSKBr3細胞でも、無処理の細胞でも見られなかった。 H561−4がアポトーシスを誘導し、HER2内部移行及び分解を導くことを実証する図である。図3Dは、カスパーゼ3/7活性が、SKBr3細胞のH561−4処理によって誘導されるが、トラスツズマブ、wt抗原結合Fcフラグメント、又はIgG1対照(ctrl)によるSKBr3細胞の処理では誘導されないことを示す。 10以上のHER2遺伝子コピー数を持つヒト患者由来腫瘍異種移植片(PDX)モデルのH561−4治療の効力を実証する図である。図4Aは、高いHER2遺伝子コピー数(細胞当たりHER2 GCN=15コピー)を持つ胃腫瘍(GXF281)からのin vivo腫瘍応答データを示す。矢印は、治療日を示す。 10以上のHER2遺伝子コピー数を持つヒト患者由来腫瘍異種移植片(PDX)モデルのH561−4治療の効力を実証する図である。図4Bは、高いHER2遺伝子コピー数(細胞当たりHER2 GCN=25コピー)を持つ胃腫瘍(GXA3039)からのin vivo腫瘍応答データを示す。矢印は、治療日を示す。 10以上のHER2遺伝子コピー数を持つヒト患者由来腫瘍異種移植片(PDX)モデルのH561−4治療の効力を実証する図である。図4Cは、高いHER2遺伝子コピー数(細胞当たりHER2 GCN=32コピー)を持つ結腸直腸腫瘍(CXF1991)からのin vivo腫瘍応答データを示す。矢印は、治療日を示す。 10以上のHER2遺伝子コピー数を持つヒト患者由来腫瘍異種移植片(PDX)モデルのH561−4治療の効力を実証する図である。図4Dは、高いHER2遺伝子コピー数(細胞当たりHER2 GCN=35コピー)を持つ結腸直腸腫瘍(CXF2102)からのin vivo腫瘍応答データを示す。矢印は、治療日を示す。 10以上のHER2遺伝子コピー数を持つヒト患者由来腫瘍異種移植片(PDX)モデルのH561−4治療の効力を実証する図である。図4Eは、高いHER2遺伝子コピー数(細胞当たりHER2 GCN=76コピー)を持つ胃腫瘍(GXA3054)からのin vivo腫瘍応答データを示す。矢印は、治療日を示す。 10以上のHER2遺伝子コピー数を持つヒト患者由来腫瘍異種移植片(PDX)モデルのH561−4治療の効力を実証する図である。図4Fは、高いHER2遺伝子コピー数(細胞当たりHER2 GCN=29コピー)を持つ胃腫瘍(GXA3038)からのin vivo腫瘍応答データを示す。矢印は、治療日を示す。 10以上のHER2遺伝子コピー数を持つヒト患者由来腫瘍異種移植片(PDX)モデルのH561−4治療の効力を実証する図である。図4Gは、高いHER2遺伝子コピー数(細胞当たりHER2 GCN=23コピー)を持つ乳房腫瘍(HBCx-13B)からのin vivo腫瘍応答データを示す。矢印は、治療日を示す。 10以上のHER2遺伝子コピー数を持つヒト患者由来腫瘍異種移植片(PDX)モデルのH561−4治療の効力を実証する図である。図4Hは、高いHER2遺伝子コピー数(細胞当たりHER2 GCN=43コピー)を持つ胃腫瘍(GA0060)からのin vivo腫瘍応答データを示す。矢印は、治療日を示す。図4A〜H中のエラーバーは、平均値の標準誤差(SEM)を表す。 GXF281胃PDXモデル(細胞当たりHER2 GCN=25)においてH561−4が、トラスツズマブ+ペルツズマブ(TR+PE)抵抗性を克服することを示す図である。マウスは、凡例に挙げた化合物で静脈内治療(i.v.)された(「/」は、第1の治療サイクルの投薬化合物と第2のサイクルのそれとを区切る)。矢印は、投薬予定を示す。移植した腫瘍が平均容積100mmに達した後に、それらをTR+PE併用療法の4回の毎週投与(又は対照としてH561−4の4回の毎週投与)により治療した。TR+PE治療した腫瘍は、より遅い速度であるが成長し続けた。33日間の間隔を開けて、第2の投薬サイクルの前にこれら抗体のクリアランスを可能にした。間隔の後に、平均腫瘍容積が500mm超に達した場合、マウスをTR+PE又はH561−4により毎週再投薬した。エラーバーは、平均値の標準誤差(SEM)を表す。 10未満のGCNを持つPDXモデルと比較した、10以上のHER2遺伝子コピー数(GCN)を持つPDXモデルにおけるH561−4及びトラスツズマブ治療のT/C値の散布図を示す図である。P値は、Graphpad prismソフトウェアを使用して独立T検定によって算出した。 200未満のmRNAレベル(mRNA)を持つPDXモデルと比較した、200以上のHER2 mRNAレベルを持つPDXモデルにおけるH561−4及びトラスツズマブ治療のT/C値の散布図を示す図である。P値は、Graphpad prismソフトウェアを使用して独立T検定によって算出した。 10未満のGCNを持つPDXモデルと比較した、10より大きいHER2 GCNを持つPDXモデルにおけるH561−4及びトラスツズマブ治療のT/C値の散布図を示す図である。T/C値は、最新のT/C方程式を使用して算出した。P値は、Graphpad prismソフトウェアを使用して独立T検定によって算出した。 200未満のHER2 mRNAレベルを持つPDXモデルと比較した、200以上のHER2 mRNAレベルを持つPDXモデルにおけるH561−4及びトラスツズマブ治療のT/C値の散布図を示す図である。T/C値は、最新のT/C方程式を使用して算出した。P値は、Graphpad prismソフトウェアを使用して独立T検定によって算出した。 FISHによって確定した18未満のGCNを持つPDXモデルと比較した、18より大きいHER2 GCNを持つPDXモデルにおけるH561−4及びトラスツズマブ治療のT/C値の散布図を示す図である。P値は、Graphpad prismソフトウェアを使用して独立T検定によって算出した。 17個のPDX腫瘍モデルのそれぞれにおいてFISH及びqPCRによって確定した遺伝子コピー数の散布図を示す図である。2つの方法で確定したGCNは、相関分析に基づいて高く相関する(ピアソンr=0.90;p<0.0001;95%CI=0.74〜0.96)。 HER2タンパク質過剰発現陰性のPDXモデルと比較した、HER2タンパク質過剰発現陽性のPDXモデルにおけるH561−4及びトラスツズマブ治療のT/C値の散布図を示す図である。P値は、Graphpad prismソフトウェアを使用して独立T検定によって算出した。
本発明の更なる態様及び実施形態は、以下の実験的な実例を含む本開示を得た当業者にとって明らかになる。
本明細書において使用される場合「及び/又は」は、他の有無にかかわらず2つの指定された特徴又は構成要素それぞれの特定の開示とみなされるべきである。例えば、まさしくそれぞれが本明細書において個々に述べられるかのように、「A及び/又はB」は、(i)A、(ii)B並びに(iii)A及びBそれぞれの特定の開示とみなされるべきである。
文脈に特段の指示がない限り、上で述べられる特徴の説明及び定義は、本発明の任意の特定の態様又は実施形態に限定されず、記載されている全ての態様及び実施形態に等しく適用する。
本発明の特定の態様及び実施形態は、実施例によって及び上記の図を参照してここに例示される。
実施例1−H561−4は、トラスツズマブ又はペルツズマブとは異なるHER2上のエピトープに結合する
表面プラスモン共鳴(SPR)を使用して、H561−4が、HER2に対する結合について公知の抗HER2抗体、トラスツズマブ及びペルツズマブと競合するかどうかを決定した。
トラスツズマブとの競合
BIAcore 3000(GE healthcare)を使用して、H561−4がトラスツズマブ(TR)で飽和させたヒトHER2コーティングチップに結合できるかどうか、及びその逆も確認した。CM5チップを、標準アミンカップリングを使用して1000RUのヒトHER2細胞外ドメイン(ECD)(BenderMed Systems)でコーティングし、実験を流速20μl/分を使用してHBS−Pバッファー(GE Healthcare)中で実施し、HER2表面を4M MgClを使用して再生した。第1のHER2結合化合物(H561−4又はトラスツズマブ)を、10μg/mlで3分間注入し、次いで第2のHER2結合化合物(トラスツズマブ又はH561−4)を3分間注入し(第2の注入の間の化合物1の解離を避けるために第2の注入を第1の化合物10μg/mlの存在下で実行した)、その後バッファー中で解離させた(図2A)。注入1及び2が同じ化合物であった場合に(トラスツズマブ、続いてトラスツズマブ又はH561−4続いてH561−4)、第2の注入で結合が殆ど又は全く観察されなかったことは、両方の場合においてHER2結合表面が飽和されたことを示した。下記の表1は、異なる組合せの注入で観察された応答(RU)を示す:
Figure 0006449308
表1は、トラスツズマブで飽和させたHER2チップに対するH561−4の結合応答(246RU)が、裸のHER2表面に結合するH561−4のそれ(253〜254RU)と類似していることを示しており、H561−4がHER2に対する結合についてトラスツズマブと競合しないことを示す。一連の注入を逆転させた場合、H561−4飽和した表面に対するトラスツズマブの結合応答(746RU)が、裸のHER2表面に結合する場合のそれ(771〜794RU)と類似しているという点で、同じ結果が見られた。
ペルツズマブとの競合
Octet(ForteBio)を使用して、H561−4がペルツズマブ(PE)で飽和させたヒトHER2コーティングした先端に結合できるかどうか、及びその逆も確認した。全ての工程を、速度論バッファー(ForteBio)中で、1000rpmで実施した。ストレプトアビジンコーティングした先端(ForteBio)を50μg/mlビオチン−HER2中で30分間インキュベーションすることによってコーティングし、次いで先端をバッファー中で1分間洗浄し、次いで325nMペルツズマブ中で30分間インキュベートして全てのペルツズマブ結合部位を飽和させ、次いでH561−4(325nM)及びペルツズマブ(325nM)の混合物中に直ちに移し、30分間インキュベートした後にバッファー中で10分間解離させた。全てのペルツズマブ結合部位がふさがれたことを確認するための対照として、次いで新しい先端を使用して、第1の工程においてペルツズマブ(325nM)を及び第2の工程においてペルツズマブ(325nM)だけを使用する実験を繰り返した(図2B)。両方の工程がペルツズマブであった場合に、第2の工程で追加の結合が殆ど又は全く観察されなかったことは、HER2結合表面がペルツズマブで飽和されたことを示した。下記の表2は、異なる組合せの注入で観察された応答(RU)を示す:
Figure 0006449308
表2は、ペルツズマブで飽和させたHER2チップに対するH561−4の結合応答(0.41RU)が、ペルツズマブの追加の結合応答(0.04RU)より有意に大きいことを示しており、H561−4がHER2に対する結合についてペルツズマブと競合しないことを示す。
実施例2−HER2に対するH561−4の結合の調査
単量体対二量体HER2に対するH561−4結合の比較
H561−4は、単量体HER2と比較して二量体HER2に優先的に結合すると判明した。ELISAに基づく及びSPRに基づく方法を使用して、単量体HER2(タグのないHER2の細胞外ドメイン[ECD])対二量体HER2(Fcタグを持つHER2のECD、R&D biological)に対するH561−4の結合を比較した。ELISA形式では、HER2をプレート表面上にコーティングし、したがって固定化HER2であり、一方でBIAcore実験では、H561−4を捕捉し、HER2を分析物として注入し、したがって可溶性HER2であった。
単量体HER2及び二量体HER2に対するH561−4結合のELISAに基づく比較
単量体HER2(タグ無しHER2 ECD)及び二量体HER2(HER2 ECD Fc−タグ)を、PBS中で96ウェルマキシソーププレート(Nunc)上に2μg/mlで、4℃で終夜固定した。プレートを、PBS中の5%BSA 200μlで1時間ブロッキングした。H561−4及びトラスツズマブ(Roche)を、製品指示書に従ってInnova Bioscienceビオチン化キット(#704-0010)を使用してビオチン化した。ビオチン化H561−4又はビオチン化トラスツズマブの希釈系列を、5%BSA中に調製した。ブロッキング溶液を除去し、H561−4及びトラスツズマブの希釈系列100μlをプレートに添加し、RTで1時間インキュベートした。希釈系列を除去し、プレートを、Tween20を含むリン酸緩衝食塩水(PBST)で3回洗浄した。
Strep−HRP(Abcam ab)の1:5000希釈を5%BSA中に調製し、100μlをプレートに添加し、RTで1時間インキュベートした。次いでプレートをPBSTで3回洗浄した後に、TMB(Roche)100μlを添加し、プレートをRTで2分間インキュベートした。2M HSO 100μlを使用して反応を停止させ、プレートを450nMで読み取った。
トラスツズマブ対照は、単量体及び二量体HER2に対して同じ最大半数有効濃度(EC50)(1.3〜1.5nM)を有したが、H561−4は、それぞれ1.7nM及び20.6nMのEC50値に示されるように、単量体HER2と比較して二量体HER2に対して10倍の選好を有した。EC50は、指定された曝露時間後のベースラインと最大値の中間応答を誘導する結合メンバーの濃度を指す。
単量体HER2及び二量体HER2に対するH561−4結合のBIAcoreに基づく比較
可溶性HER2に対して結合可能になる方向にH561−4を捕捉するために、抗−EGFR−H561−4mAb(EGFR/H561-4)を使用した。この分子は、CH3ドメインにH561−4の結合ループを含有するように修飾されたFc領域を持つ抗EGFR抗体である。次いでこのEGFR/HER2二重特異的分子を、Fab腕内にあるEGFR結合特異性を介してEGFRコーティングしたBIAcoreチップに捕捉し、それによりHER2結合CH3ドメインを分析物に曝露したままにした。抗HER2 mAbトラスツズマブとの比較を可能にするために、類似の二重特異的、トラスツズマブ−EGFR抗原結合Fcフラグメント(TR/EGFR)を構築した。この二重特異的は、CH3ドメインに抗EGFR抗原結合Fcフラグメントの結合ループを含有するように修飾されたFc領域を持つ抗HER2 mAbトラスツズマブを含む。EGFR mAbとEGFR抗原結合Fcフラグメントの両方が、EGFRに対して類似の結合親和性(1nM)を有する。TR/EGFRを、EGFR抗原結合FcフラグメントFc領域を介してEGFRチップ上に捕捉し、それによりFab腕内のHER2結合特異性を分析物に曝露したままにした。
BIAcoreストレプトアビジンチップを、1000RUのビオチン−EGFRで固定した。実験を流速20μl/分を使用してHBS−Pバッファー(GE Healthcare)中で実施した。EGFR/HER2二重特異的分子を、100mM mAb 60μlを注入することによって捕捉し、EGFR表面を50mM NaOHを使用して再生した。単量体(自作のタグ無しHER2 ECD)及び二量体(Fc−タグ付きHER2 ECD、R&D)の希釈系列を、分析物として注入した。データを、ラングミュア1:1結合モデルを使用して適合させた。
下記の表3は、データの1:1適合によって得られたK値を示す。H561−4は、1000nMまでの濃度であっても可溶性単量体HER2に対して弱い結合しか示さないが、二量体HER2に対する親和性は1nMである。トラスツズマブは、1nMの親和性で単量体HER2に及びサブnMの親和性で二量体HER2に結合する。
Figure 0006449308
Pepscanを使用する、HER2上のH561−4エピトープの予測
CLIPS技術(Pepscan)を使用して、H561−4が細胞外HER2の2つのドメインを跨いで結合することを確認した。これらのドメインは、ドメイン1のアミノ酸13〜27(LPASPETHLDMLRHL)及びアミノ酸31〜45(CQVVQGNLELTYLPT)にマップされる結合エピトープを持つHER2のドメイン1及び3であった。ドメイン3は、アミノ酸420〜475(SLTLQGLGISWLGLRSLRELGSGLALIHHNTHLCFVHTVPWDQLFRNPHQALLHTA)のより大きい結合部位を有した。直鎖形成において、これらの3つの異なるエピトープはランダムに見えるが、立体配置的形式で見ると、これらの2つのドメインを貫通する固有の結合ポケットが明らかになる(図2C)。
直鎖及びCLIPS(足場へのペプチドの化学結合)ペプチドを、標準的なFMOC化学を使用して細胞外HER2のアミノ酸配列に基づいて合成し、捕捉剤と共にトリフルオロ酢酸を使用して脱保護した。CLIPS技術(Timmerman et al.、2007、Functional reconstruction and synthetic mimicry of a conformational epitope using CLIPSTMtechnology. J MoL Recognit. 20:283-99)を使用して、不自然なペプチドを化学足場上に合成して、立体配置的エピトープを再構築した。ペプチド中の複数のシステインの側鎖を、CLIPS鋳型の0.5mM溶液(重炭酸アンモニウム(20mM、pH7.9)/アセトニトリル(1:1[v/v])中の1,3−ビス(ブロモメチル)ベンゼン)を用いてクレジットカード形式のポリプロピレンPEPSCANカード(455個のペプチド形式/カード)上で反応させることによって、CLIPS鋳型に結合させた。カードを溶液で完全に覆いながら溶液中で30〜60分間穏やかに振盪した。最終的に、カードを、過剰のHOで徹底的に洗浄し、PBS(pH7.2)中に1パーセントSDS/0.1パーセント β−メルカプトエタノールを含有する破壊バッファー中で、70℃で30分間超音波処理し、その後更に45分間HO中で超音波処理した。各ペプチドに対する抗体の結合を、PEPSCANに基づくELISAで試験した。共有結合したペプチドを含有する455ウェルクレジットカード形式ポリプロピレンカードを、例えばブロッキング溶液、即ちPBS/1% Tween80中に5%ウマ血清、5%オバルブミン(w/v)に希釈した1マイクログラム/mLからなる一次抗体溶液とインキュベートした。
洗浄後、ペプチドを1:1000希釈の抗体ペルオキシダーゼコンジュゲートと25℃で1時間インキュベートした。洗浄後、ペルオキシダーゼ基質である2,2’−アジノ−ジ−3−エチルベンズチアゾリンスルホン酸(ABTS)及び3パーセント 11202 2マイクロリットルを添加した。1時間後に発色を測定した。発色を、電荷結合素子(CCD)、即ちカメラ及び画像処理システムで定量化した(Slootstra et al.、1996、Structural aspects of antibody-antigen interaction revealed through small random peptide libraries、Molecular Diversity、1、87-96において最初に記載された)。
したがって生データは、CCDカメラによって得られた光学値であった。値は、大部分が0〜3000の範囲であり、標準的な96ウェルプレートELISA読取機の対数目盛1〜3と類似している。この実験において、得られる値は0〜380の範囲であった。
CCDカメラは、ペルオキシダーゼ発色前のカードの写真を最初に撮り、次いでペルオキシダーゼ発色後に別の写真を撮った。これらの2つの写真を互いから減算し、生データを得た。これをPeplabtmデータベースに複製した。次いで、値をエクセルに複製し、このファイルを生データファイルと呼んだ。1回の追加操作が許された。ウェルは、偽陽性値をもたらす気泡を時々含有し、カードは手作業で検査され、気泡に起因するいかなる値も0とスコア化した。陽性値を結合シグナル(エピトープマップ)として取り込み、HER2の配列にマップした。細胞外HER2タンパク質のコンピュータ生成の図が生成され、陽性結合シグナルがマップされ、抗原結合Fcフラグメントの結合領域を示した(図2C)。
実施例3−H561−4はアポトーシスを誘導し、固有且つ大きなHER2内部移行及び分解を導く
HER2過剰発現乳がん細胞系SKBr3をモデル系として使用して、H561−4の作用機序を確認した。SKBr3細胞系をATCC(HTB-30)から入手し、10%ウシ胎仔血清(FBS)を含有するマッコイ5a+GlutaMAX培地(Invitrogen)中で培養した。トラスツズマブ(Roche)を、全ての作用機序研究において対照として使用した。
H561−4はSKBr3細胞において抗増殖活性を有し、アポトーシスを誘導する
SKBr3細胞を、96ウェル組織培養プレートにウェル当たり7.5×10個細胞で播種し、ウェル当たり100μl、5%CO、37℃で終夜インキュベートした。翌日、処理(H561−4又はトラスツズマブ)を含有する培地20μlを添加してH561−4又はトラスツズマブの濃度希釈系列を得た。細胞を、処理と一緒に5%CO、37℃で5日間インキュベートした。次いで細胞を、Annexin V結合バッファー(12.5mM CaCl、140mM NaCl、10mM Hepes、pH7.4)中で最終的に1μg/ml Hoechst染色(Sigma Aldrich、H6024)、2.5μg/mlヨウ化プロピジウム(PI)及び1:100 Alexa−488 Annexin V(Invitrogen、V13245)の混合物で染色し、室温(RT)で2時間インキュベートした。次いで細胞をImageXpress Micro(Molecular Devices)で読み込んだ。各ウェル内の細胞数を、Hoechst染色を使用して4×倍率で計数した。Annexin V及びPI染色を使用して、生細胞(PIで染色されない細胞)、初期アポトーシス細胞(Annexin Vでだけ染色される細胞)、後期アポトーシス細胞(Annexin V及びPIで染色される細胞)並びに壊死細胞(PIでだけ染色される細胞)のパーセンテージを40×倍率で確認した。試験した最高濃度(300nM)で、トラスツズマブによる22%の減少と比較して、H561−4は細胞数の37%の減少を引き起こした。加えて、残りのH561−4処理した細胞のうち、トラスツズマブの場合の79%と比較してわずか43%しか生存できなかった。H561−4処理した細胞の場合にだけ、総細胞及び生細胞におけるこの減少は、後期アポトーシス及び壊死細胞の増加と関連した(それぞれ18%及び35%)。この実験の結果を図3Aに示す。
H561−4は、HER2の内部移行及び分解を引き起こす
SKBr3細胞を、3.3×10個細胞/mlで、3ml/ウェルで6ウェルプレートに播種し、5%CO、37℃で終夜インキュベートした。翌日、培地を、0.1%FBSを含有する培地に交換し、5%CO、37℃で少なくとも2時間インキュベートした後、培地を除去し、0.1%FBS及び200nM処理(H561−4又はトラスツズマブ)を含有する培地と置き換えた。細胞を、37℃、5%COで、24時間、48時間又は72時間インキュベートした。次いで溶解物を氷上に採集し:培地を除去し、溶解バッファー(10mM Tris pH7.5、150mM NaCl、1mM EDTA、1:100プロテアーゼカクテル[Calbiochem、539131]、1:100ホスファターゼカクテル[Calbiochem、524625])250μlを添加した。次いで細胞をウェル表面からこそぎ取り、250μlを氷上で15分間インキュベートし、4℃で14,000rpmで15分間遠心分離し、上清を分析用として採集した。サンプルを、β−メルカプトエタノールを含有するNuPAGEローディングバッファーと混合し、95℃で10分間インキュベートし、次いで使用まで−20℃で保管した。サンプル20μlを4〜12%Bis−Tris SDS PAGEに流し、ニトロセルロース膜に移し、膜を5%Marvel/TBSTでブロッキングし、次いでHER2(Cell signalling、#2248)、リン−HER2(Cell Signalling、#2243)又はローディング対照としてα−β−アクチン(Sigma A1978)に対してプローブした。次いで膜を洗浄し、HRPにコンジュゲートした適当な二次抗体(抗マウス、Jackson ImmunoResearch、又は抗ウサギ、Jackson ImmunoResearch)を添加した。膜を、ECL試薬(GE Healthcare、RPN2105)を使用して現像し、画像化した。H561−4処理は、24時間で総HER2の減少を引き起こし、48時間及び72時間で完全に減少した(図3B)。それに対し、トラスツズマブ処理は、研究時点でHER2レベルを検出可能に減少させなかった(図3B)。H561−4処理は、pHER2の同時減少も引き起こした。この減少は、24時間で明白であり、48時間で更に減少し、72時間で検出可能なpHER2は残っていなかった。トラスツズマブ処理は、72時間時点でpHER2のわずかな減少しか引き起こさなかった(図3B)。
次いで免疫蛍光画像化を使用して、HER2の分解を定量化した。SKBr3細胞を、1x10個細胞/ウェルで96ウェルプレートに播種し、5%CO、37℃で終夜インキュベートした。翌日、処理(H561−4;トラスツズマブ[TR])又は対照(野生型[WT]抗原結合Fcフラグメント;又はIgG1アイソタイプ対照、Sigma I5154[IgG/IgG1 ctrl])を培地に添加し、最終濃度200nMを得た。
細胞を、5%CO、37℃で24時間、48時間又は72時間インキュベートし、上清を除去し、細胞をPBSで洗浄し、その後PBS中の4%ホルムアルデヒドで20分間固定した。細胞表面画像化の場合、次いで半分の細胞をPBS中の0.1%TritonX100/0.1mg/mlグルコース中で透過化処理して、総タンパク質を画像化した。次いで細胞を洗浄し、5%FBS/PBS中で、RTで1時間ブロッキングし、その後PBSに1:100希釈した一次抗体(マウス抗Her2 MGR2、Enzo Life Sciences)とRTで1時間インキュベートした。次いで細胞を2回洗浄し、その後5μg/ml二次抗体(抗マウスalexa647、Invitrogen A21237)及び1μg/ml Hoechst(Invitrogen、33342)と暗所で、RTで1時間インキュベートした。次いで細胞を洗浄し、ImageXpress Micro(Molecular Devices)で読み取るまでPBS中の0.05%NaN3中に保管した。分析を40×画像化で実行し、多重波スコア化機能を使用して細胞核及びHER2陽性染色の細胞数を計数し、次いでHER2陽性細胞のパーセントを算出した。
200nMでのSKBr3細胞のH561−4処理により、細胞表面及び総HER2の両方が減少した。HER2レベルの減少は24時間の処理後に検出可能であり、時点の増加(48時間及び72時間)で増加した(図3C)。対照抗体、トラスツズマブによる処理は、HER2レベルの検出可能な減少をもたらさなかった(図3C)。
H561−4処理は、カスパーゼ依存的アポトーシスを引き起こす
SKBr3細胞を、7.5×10個細胞/mlで96ウェルプレートにウェル当たり100μlで播種し、5%CO、37℃で終夜インキュベートした。翌日、処理(H561−4、トラスツズマブ、野生型(WT)抗原結合Fcフラグメント又はIgG1アイソタイプ対照)をウェルの培地に添加して、最終濃度1000nM、100nM、10nM、1nM、0.1nM及び0.01nM、並びに無処理の対照を得た。Promega Caspase−Glo 3/7アッセイを使用してカスパーゼ3/7活性を測定する前に、細胞を、5%CO、37℃で5日間インキュベートした。Caspase 3/7 Glo試薬50μlを各ウェルに添加し、混合し、次いでプレートをRTで2時間インキュベートした後、Synergy4マイクロプレートリーダー(BIOTEK)を使用して発光を測定した。
SKBr3細胞のH561−4処理は、カスパーゼ3/7活性の有意な用量依存的誘導をもたらし(図3D)、対照抗体、トラスツズマブによる処理は、カスパーゼ3/7活性の検出可能な増加をもたらさず、WT抗原結合Fcフラグメント又はIgG1アイソタイプ対照による処理もまた増加をもたらさなかった。
要約すると、上記の結果は、SKBr3細胞のH561−4処理がアポトーシスを誘導し、HER2の内部移行及び分解をもたらしたことを実証する。
実施例4−in vivo効力研究:10以上のHER2遺伝子コピー数を持つヒト患者由来腫瘍異種移植片(PDX)モデルのH561−4処理
10以上の遺伝子コピー数を持つHER2を発現する腫瘍モデルにおけるH561−4のin vivo効力を、ヒト患者由来異種移植片腫瘍を保有するマウスを使用して判断した。異種移植及びヒト腫瘍の成長を可能にする免疫不全マウスを使用した。およそ6〜8週齢でマウスに移植するGA0060 PDXモデルを除いておよそ5〜7週齢でマウスに腫瘍を移植した。GA0060作業は、他のPDXモデルに使用した臨床研究組織とわずかに異なる実験手順を使用するCrown BioScienceによって実施された。Crown BioScience実験手順におけるどんな差異も以下で同定される。全ての実験は地方官庁によって承認されており、適用される全ての国際的、国家的並びに現地の法律及びガイドラインに従って行った。申し分ない健康の動物だけを、試験手順に入るように選択した。マウスは、到着後少なくとも7日間、任意の実験の開始前に順化期間を与えられた。本研究において試験腫瘍として使用した腫瘍異種移植片は患者の外科標本から得られ、その移植片をヌードマウスに皮下に直接移植した、それ故に、呼称「患者由来腫瘍異種移植片」(PDX)であった。腫瘍フラグメントは、ヌードマウスの連続継代における異種移植片から得られた。ドナーマウスから除去した後、腫瘍をフラグメントに切断し(直径2〜5mm又はGA0060の場合直径2〜4mm)、次いでマウス横腹への片側の皮下移植に使用した。ランダム化で、担腫瘍動物を腫瘍容積によって様々な群に層化した。適当なサイズ(50mm〜250mm又はGA0060の場合100mm〜300mm)の腫瘍を持っているマウスだけでランダム化を考慮した。
必要な数のマウスがランダム化に適する場合に、マウスをランダム化した。ランダム化の日を、0日目に指定した。投薬の1日目も、0日目であった。腫瘍が2000mmの容積を超えた場合に、動物を屠殺した。腫瘍細胞量により動物を屠殺した場合、最終観察繰越法(LOCF)を以降の腫瘍容積値に使用した。
GA0060 PDXモデルを除く全てのPDXモデルについて、抗体サンプルをPBS中に1mg/mlに希釈し、10mg/kgで投与した。投薬レジメンは、研究に応じて1週間に1回又は1週間に2回のいずれかであった。腫瘍移植の1日後、次いで1週間に2回、絶対腫瘍容積(ATV)を、キャリパーを用いて二次元測定により確定した(即ち、マウスを秤量した同じ日)。腫瘍容積を、公式:(a×b)×0.5に従って算出し、式中aは最大の、bは垂直の腫瘍直径を表す。特定の日の腫瘍阻害(T/C%)を、試験の平均絶対腫瘍容積値(即ち腫瘍の平均成長)対対照群の比×100%から算出した。
Figure 0006449308
Dayxは、最小の(最適な)T/Cが観察された任意の日を意味する。Day0は、投薬の1日目であった。
GA0060 PDXモデルを除く全てのPDXモデルの場合、実験の間に特定の試験群に対して記録された最小の(又は、最適な)T/C%値は、それぞれの治療に対する最大の抗腫瘍効力を表す。群内のランダム化した動物の少なくとも50%が問題とする日に生存していた場合にT/C値を算出した。
GA0060 PDXモデルの場合、抗体サンプルをPBS中に6mg/mlに希釈し、60mg/kgで投与した。投薬レジメンは、研究に応じて1週間に2回であった。腫瘍移植の1日後、次いで1週間に2回、絶対腫瘍容積(ATV)を、キャリパーを用いて二次元測定により確定した。腫瘍容積を、公式:(a×b)×0.5に従って算出し、式中aは最大の、bは垂直の腫瘍直径を表す。特定の日の腫瘍阻害(T/C%)を、試験の平均絶対腫瘍容積値対対照群の比×100%から算出した。2つのT/C方程式間の差異については、実施例7で説明する。
Figure 0006449308

式中xは、群内の動物の少なくとも50%が生存していた場合、最終用量後のおよその1用量期間である。
簡単にするために、この方程式を、最新のT/C方程式と称することにする。
胃PDXモデルGXF281におけるH561−4の効力
GXF281を、46歳の男性患者の胃の原発性腺癌から単離し、Oncotest(Freiburg、Germany)によるNMRIヌードマウスで研究した。H561−4(10mg/kg)、トラスツズマブ(10mg/kg)及び媒体対照としてPBS(10ml/kg)を、1週間に1回5週間注射した。各群は、6匹のマウスを含有した。腫瘍容積を最長81日間、1週間に2回測定し、平均絶対腫瘍容積をプロットした(図4A)。5回のH561−4による週1回の治療により、完全な腫瘍退縮(0%未満の最小T/C値)が得られたが、5回のトラスツズマブによる週1回の治療では中等度の効力(30%の最小T/C)しか得られなかった。
胃PDXモデルGXA3039におけるH561−4の効力
GXA3039を、65歳の男性患者の胃の原発性腺癌から単離し、Oncotest(Freiburg、Germany)によるNMRIヌードマウスで研究した。H561−4(10mg/kg)、トラスツズマブ(10mg/kg)及び媒体対照としてPBS(10ml/kg)を、1週間に1回4週間注射した。各群は、5匹のマウスを含有した。腫瘍容積を最長91日間、1週間に2回測定し、平均絶対腫瘍容積をプロットした(図4B)。4回のH561−4による週1回の治療により、完全な腫瘍退縮(0%未満の最小T/C値)が得られたが、4回のトラスツズマブによる週1回の治療では軽度の効力(88%の最小T/C)しか得られなかった。
結腸直腸PDXモデルCXF1991におけるH561−4の効力
CXF1991を、59歳の女性患者の結腸の原発性腺癌から単離し、Oncotest(Freiburg、Germany)によるNMRIヌードマウスで研究した。H561−4(10mg/kg)、トラスツズマブ(10mg/kg)及び媒体対照としてPBS(10ml/kg)を、1週間に1回6週間注射した。各群は、5匹のマウスを含有した。腫瘍容積を最長62日間、1週間に2回測定し、平均絶対腫瘍容積をプロットした(図4C)。6回のH561−4による週1回の治療により、完全な腫瘍退縮(0%未満の最小T/C値)が得られたが、6回のトラスツズマブによる週1回の治療では軽度の効力(57%の最小T/C)しか得られなかった。
結腸直腸PDXモデルCXF2102におけるH561−4の効力
CXF2102を、患者の結腸の腺癌の肝転移から単離し、Oncotest(Freiburg、Germany)によるNMRIヌードマウスで研究した、この患者の年齢及び性別は公知ではない。H561−4(10mg/kg)、トラスツズマブ(10mg/kg)及び媒体対照としてPBS(10ml/kg)を、1週間に1回4週間注射した。各群は、5匹のマウスを含有した。腫瘍容積を最長58日間、1週間に2回測定し、平均絶対腫瘍容積をプロットした(図4D)。4回のH561−4による週1回の治療により、有意な腫瘍退縮(0%未満の最小T/C値)が得られたが、6回のトラスツズマブによる週1回の治療は有意な効果を全く引き起こさなかった(76%の最小T/C)。
胃PDXモデルGXA3054におけるH561−4の効力
GXA3054を、65歳の男性患者の胃の腺癌の原発性腫瘍から単離し、Oncotest(Freiburg、Germany)によるNMRIヌードマウスで研究した。H561−4(10mg/kg)、及び媒体対照としてPBS(10ml/kg)を、1週間に1回5週間注射した。4週間の投薬の中断があり、その後週1回の投薬を4週間再開した。各群は、5匹のマウスを含有し、トラスツズマブだけの群は、このモデルに含まなかった。腫瘍容積を最長100日間、1週間に2回測定し、平均絶対腫瘍容積をプロットした(図4E)。H561−4による週1回の治療により、腫瘍退縮(17%の最小T/C値)が得られた。
胃PDXモデルGXA3038におけるH561−4の効力
GXA3038を、63歳の男性患者の胃の腺癌の原発性腫瘍から単離し、Oncotest(Freiburg、Germany)によるNMRIヌードマウスで研究した。H561−4(10mg/kg)、及び媒体対照としてPBS(10ml/kg)を、1週間に1回5週間注射した。1週間の投薬の中断があり、その後週1回の投薬を4週再開した。各群は、5匹のマウスを含有し、トラスツズマブだけの群は、このモデルに含まなかった。腫瘍容積を最長77日間、1週間に2回測定し、平均絶対腫瘍容積をプロットした(図4F)。H561−4による週1回の治療により、軽度の腫瘍退縮(55%の最小T/C値)が得られた。
乳房PDXモデルHBCx−13BにおけるH561−4の効力
HBCx−13Bを、リンパ転移癌から単離し、Xentech(Evry、France)による無胸腺ヌードマウス(Hsd;無胸腺Nude-Fox1nu)で研究した。H561−4(10mg/kg)、トラスツズマブ(10mg/kg)及び媒体対照としてPBS(10ml/kg)を、1週間に2回8週間注射した。各群は、9匹のマウスを含有した。腫瘍容積を最長56日間、1週間に2回測定し、平均絶対腫瘍容積をプロットした(図4G)。H561−4による週2回の治療により、有意な腫瘍退縮(7%の最小T/C値)が得られたが、6回のトラスツズマブによる週1回の治療では軽度の効力(48%の最小T/C)しか得られなかった。
胃PDXモデルGA0060におけるH561−4の効力
GA0060を、ヒト胃がん(gastric cancer)から単離し、Crown BioScience(Beijing、China)によるBALB/cヌードマウスで研究した。H561−4(30及び60mg/kg)、トラスツズマブ(30mg/kg)及び媒体対照としてPBS(10ml/kg)を、1週間に2回6週間注射し、各群は10匹のマウスを含有した。腫瘍容積を最長41日間、1週間に2回測定し、平均絶対腫瘍容積をプロットした(図4H)。T/C値は、最新のT/C方程式を使用して算出した。6回のH561−4による週2回の治療により、軽度の腫瘍退縮(60及び30mg/kgでそれぞれ49%及び60%のT/C値)が得られたが、6回のトラスツズマブによる週2回の治療では腫瘍退縮(25%のT/C値)が得られた。トラスツズマブは30mg/kgで腫瘍退縮を既に引き起こしたので、60mg/kgは試験しなかった。
実施例5−H561−4は、トラスツズマブ及びペルツズマブ抵抗性モデルにおいて効力を示す
上記実施例4で示す通り、H561−4は、10以上のHER2遺伝子コピー数を持つ患者由来異種移植片(PDX)モデルにおいて抗腫瘍効果を有する。これらのPDXモデルにおいてH561−4が、トラスツズマブより有意に優れた抗腫瘍効果を有することも観察された。
病院において、乳がん及び胃がん(gastric cancer)を治療するためにトラスツズマブは、ペルツズマブと併用してしばしば使用される。胃PDXモデルGXF281において、トラスツズマブとペルツズマブとの併用治療により、腫瘍成長の減少が得られた。しかしながら、腫瘍は最終的に進行した。トラスツズマブとペルツズマブとの併用治療に対して進行した腫瘍のH561−4治療により、完全な腫瘍退縮が得られた。これらの結果を、図5に示す。
患者由来腫瘍GXF281の腫瘍フラグメントを、麻酔したNMRI nu/nuマウスに皮下移植した。適切な腫瘍成長(50mm〜250mm腫瘍)があるマウスを、以下の通りに3つの群にランダム化した:
・群1:10ml/kgでPBSのi.v.注射を1週間に1回、4回受けたマウス5匹。
・群2:10mg/kgでトラスツズマブ及び10mg/kgでペルツズマブのi.v.注射を1週間に1回、4回受けたマウス20匹。
・群3:10mg/kgでH561−4のi.v.注射を1週間に1回、4回受けたマウス5匹
53日目に群2のマウスの平均腫瘍容積が500mmに達した場合、群2のマウス(トラスツズマブ及びペルツズマブ併用群)を以下の通りに4つの群にランダム化した:
・群4:更なる治療を受けなかったマウス5匹。
・群5:10mg/kgでトラスツズマブ及び10mg/kgでペルツズマブのi.v.注射を1週間に1回、7回受けたマウス5匹。
・群6:10mg/kgでH561−4のi.v.注射を1週間に1回、7回受けたマウス5匹
・群7:3.6mg/kgでH561−4のi.v.注射を1週間に1回、7回受けたマウス5匹
腫瘍容積を、1週間に2回、105日間監視した(図5)。群3は、研究の46日後にどのマウスにも検出可能な腫瘍が無い完全な腫瘍退縮を示し、研究終了まで(105日目)再成長が起こらなかった。群2は、対照群(群1)より遅い腫瘍成長を有した。トラスツズマブ及びペルツズマブによるマウスの反復投薬は、腫瘍成長を更に減速しなかった(群4及び群5は、類似の腫瘍成長を有した)。トラスツズマブとペルツズマブとの併用治療に対して進行したマウスにおけるH561−4による治療(10mg/kg又は3.6mg/kgのいずれか)により、有意な腫瘍退縮が得られ、群6の平均腫瘍サイズは、53日目のH561−4治療の前の716mmと比較して、105日目に19mmであり、群7の平均腫瘍サイズは、53日目のH561−4治療の前の659mmと比較して、105日目に37.5mmであった。
実施例6−10以上のHER2遺伝子コピー数を持つPDXモデルにおいてH561−4は、腫瘍成長を選択的に阻害する
H561−4のin vivo活性を、23個の異なる患者由来異種移植片(PDX)モデルで研究し、Oncotestに使用される基準に従ったIHCによりその全てがHER2陽性に分類された。H561−4治療及びトラスツズマブ治療の効力を、最小T/C値に基づいて評価し、パーセンテージで表した。T/C値を、以下の方程式を使用して算出した:
Figure 0006449308
Dayxは、最小の(最適な)T/Cが観察された任意の日を意味する。Day0は、投薬の1日目であった。
表4は、最小T/C値(%)によって定義される効力の基準を示す:
Figure 0006449308
定量的PCRによるPDX腫瘍モデルにおけるHER2遺伝子コピー数の確定:
腫瘍のそれぞれからのDNAを、100ng/μlの初濃度で得て、その後に分子生物学品質の水(SIGMA #W4502-1L)で5ng/μlに希釈した。2×Taqman Genotyping Master Mix(Invitrogen、#371355)、HER2 taqmanプローブ及びプライマーセット(Invitrogen、Gene Assay ID: Hs00817646 Cat No:4400291)1μl並びにハウスキーピングRNAseP taqmanプローブ及びプライマーセット(Invitrogen、#4403326)1μlからなるPCR反応用のマスター混合物を作製した。dH20にサンプルDNA 20ngを添加して、最終反応容積を20μlにした。定量的PCR条件は以下の通りであった:95℃で10分間保ち、その後95℃で15秒間次いで60℃で60秒間を40サイクル。生C(サイクル閾値)データを取得した後に、0.2の手動C及び自動ベースラインを結果に適用した。
得られた全データを、細胞当たり2コピーあることが公知であるハウスキーピング遺伝子(RNAseP taqmanプローブ及びプライマーセット、Invitrogen、#4403326)によって正規化した。定量的PCRの結果は、任意の単位(AU、細胞当たりのコピー数に関連する)で表された。最初に、各サンプルについて、ハウスキーピング遺伝子とHER2遺伝子の間のC値(サイクル閾値)の差異を以下の通り算出した:
標的遺伝子発現=2(C ハウスキーピング遺伝子(RNAse P)−C HER2遺伝子)
結果を線形増幅について分析し、Copy Caller(商標)ソフトウェアバージョン2.0(Invitrogen)にエクスポートして、HER2遺伝子のコピー数を確定した。2コピーのHER2を有することが判明しているDNA参照サンプル(HER2遺伝子とハウスキーピング遺伝子のC値が等しく、細胞当たり2コピーのHER2であることを示す)(Roche、#11691112001)をアッセイに含めて、正確なコピー数の確定を可能にし、アッセイの動作中調整を可能にした。2AUを、参照ゲノムDNAにおけるHER2遺伝子の正常値であるとみなした。ヒト標準ゲノムDNAに対して得られるコピー数が厳密に2AUでない場合、それを2AUに変換するために乗数を適用した。この乗数を、腫瘍サンプルに対して得られる結果にも適用した。各サンプルに対する遺伝子コピー数を表5に挙げる。
表5は、H561−4及びトラスツズマブ治療を受けたPDXモデルの最小T/C値(%)並びに試験した各PDX腫瘍サンプルにおける遺伝子コピー数(GCN)によって定義される効力を示す:
Figure 0006449308
H561−4は、10以上のHER2遺伝子コピー数(GCN)を持つ7つのPDXモデル中6つで効力があったが、10未満のHER2 GCNを持つPDXモデルのうち2つは境界線上の活性しかなかった。トラスツズマブは、10以上のGCNを持つ2つのPDXモデルにおいて中等度の活性、及びもう1つで境界線上の活性を有した。10未満のGCNを持つPDXモデルにおいて、トラスツズマブは、3つのPDXモデルにおいて境界線上の活性、及び別の3つのモデルにおいて中等度の活性を有した。図6は、10未満のGCNを持つPDXモデルと比較した、10以上のHER2 GCNを持つPDXモデルにおけるH561−4及びトラスツズマブ治療のT/C値の散布図を示す。散布図は、H561−4が、10未満のGCNを持つがんと比較して、10以上のGCNを持つがんにおいて統計学的により大きな効力を有することを示す。トラスツズマブ活性は、HER2遺伝子コピー数値から独立している。
逆転写(RT)PCR後の定量的PCRによるPDX腫瘍モデルにおけるmRNAレベルの確定:
腫瘍のそれぞれからのmRNAを、250ng/μlの濃度で得た。mRNAを、製造業者の指示の通りにHigh Capacity cDNA Reverse Transcription Kit(Invitrogen、#N8080234)を使用して逆転写した。次いで転写したcDNAを、Nanodrop 2000(Thermo Scientific)を使用して定量化し、cDNA濃度をng/μlで確定した。得られたcDNAを、分子生物学品質の水(SIGMA #W4502-1L)に25ng/μlに希釈した。2×Taqman Gene Expression Master Mix(Invitrogen、# 4369016)、HER2 taqmanプローブ及びプライマーセット(Invitrogen、Hs01001580_m1 #4331182)1.25μl並びにハウスキーピングヒトTBP taqmanプローブ及びプライマーセット(Invitrogen、Hs00427620_m1 #4331182)1.25μlからなる定量的PCR反応用のマスター混合物を作製した。サンプルcDNA 50ngをdHOとともに添加し、最終反応容積25μlを作製した。定量的PCR条件は以下の通りであった:95℃で10分間保ち、その後95℃で15秒間次いで61℃で30秒間を50サイクル。生C(サイクル閾値)データを取得した後に、0.2の手動C及び自動ベースラインを結果に適用した。
細胞当たり2コピーのHER2遺伝子を有すると予想される(細胞系は正常なプロファイルを有するとみなすので)10種のヒト細胞系をプールすることによって作製される「汎用ヒト参照RNA」(Agilent technologies、#740000)から逆転写した「ヒト標準cDNA」を、腫瘍サンプルcDNAと同じ濃度で参照として使用した。このヒト標準cDNAは、正常mRNAプロファイルを有するとみなす。
得られた全データを、多くの組織型にわたって一定の発現レベルを有することが公知であるハウスキーピング遺伝子(ハウスキーピングヒトTBP taqmanプローブ及びプライマーセット(Invitrogen、Hs00427620_m1 #4331182))によって正規化した。定量的PCRの結果は、任意単位(AU)で表された。最初に、各サンプルについて、ハウスキーピング遺伝子とHER2遺伝子の間のC値(サイクル閾値)の差異を以下の通り算出した:
HER2発現=2(C ハウスキーピング遺伝子(TBP)−C HER2遺伝子)
結果を線形増幅について分析し、Copy Caller(商標)ソフトウェアバージョン2.0(Invitrogen)にエクスポートした。このソフトウェアを使用して、腫瘍サンプル中のハウスキーピング遺伝子のcDNAコピー数に対するHER2のcDNAコピー数を確定し、ヒト標準cDNAサンプル中のHER2 cDNAコピー数に対して正規化した。
ヒト標準cDNA中のハウスキーピング遺伝子のcDNAコピー数に対するHER2 cDNAコピー数について2AUが正常値になるように設定することによって正規化を実行した。それを2AUに変換するために乗数(定数)を適用した。この乗数(定数)を、腫瘍サンプルに対して得られる結果にも適用し、得られたcDNAコピー数をmRNAレベルとして表6に挙げる。
即ち、標準cDNAのHER2発現×定数=2
腫瘍サンプルにおけるHER2発現×定数=cDNAコピー数
ここで定数は、2の値になるように、標準cDNA中のHER2発現を正規化するのに使用される乗数である。
表6は、H561−4及びトラスツズマブ治療を受けたPDXモデルの最小T/C値(%)並びにPDX腫瘍サンプルのそれぞれに対するHER2 mRNAレベルによって定義される効力を示す。
Figure 0006449308
H561−4は、腫瘍中に≧200のHER2 mRNAレベルを持つ7つのPDXモデル中6つで効力があり、腫瘍中に≧200及び≦820のHER2 mRNAレベルを持つPDXモデルの全てで効力があったが、腫瘍中に<200のHER2 mRNAレベルを持つPDXモデルのうち2つは境界線上の活性しかなかった。mRNAレベル≦820を有するそれらのモデルにおけるHER2 mRNAレベルは168であったが、試験した全てのモデルの場合HER2 mRNAレベルは248であった。トラスツズマブは、≧200のHER2 mRNAレベルを持つ2つのPDXモデルにおいて中等度の活性、及びもう1つで境界線上の活性を有した。<200のmRNAレベルを持つPDXモデルにおいて、トラスツズマブは、3つのPDXモデルにおいて境界線上の活性、及び別の3つのモデルにおいて中等度の活性を有した。図7は、腫瘍中に200未満のmRNAレベルを持つPDXモデルと比較した、腫瘍中に200以上のHER2 mRNAレベルを持つPDXモデルにおけるH561−4及びトラスツズマブ治療のT/C値の散布図を示す。これは、H561−4が、<200のHER2 mRNAレベルを持つがんと比較して、≧200のHER2 mRNAレベルを持つがんにおいて統計学的により大きな効力を有することを示す。特に、データは、H561−4が、<200及び>820のHER2 mRNAレベルを持つPDXモデルと比較して、≧200及び≦820のHER2 mRNAレベルを持つがんにおいて統計学的により大きな効力を有することを示す。トラスツズマブ活性は、試験範囲においてHER2 mRNAレベルから独立している。
実施例7−T/C値の最新の測定を使用して10以上のHER2遺伝子コピー数を持つPDXモデルにおいてH561−4は、腫瘍成長を選択的に阻害する。
H561−4治療及びトラスツズマブ治療の効力を、T/C値を算出するための異なる方程式を使用して更に評価した。
T/C値を、以下の方程式を使用して算出した:
Figure 0006449308

式中xは、群内の動物の少なくとも50%が生存していた場合、最終用量後のおよその1用量期間である。
上記の実施例4で示すように、この方程式は、最新のT/C方程式と称される。この最新の方程式は、異なる臨床研究機関から収集したデータの比較を容易にするように設計された。
実施例6において使用したT/C方程式と比較して、最新のT/C方程式に2つの変更を導入した:Dayxとして比較するための時点を定義し、基準減算を除去する。
以前に使用されたT/C公式において、Dayxは、最小の(最適な)T/Cが観察された任意の日を意味した。したがって、xは、各実験の全ての期間にわたる任意の日であることができる。最新のT/C方程式において、Dayxは最終用量後のおよそ1用量期間の一定の時点になる(群内の動物の少なくとも50%が生存していた場合)。したがって、最新のT/C公式は、Dayxを標準化するという長所を有し、それにより異なる研究からの治療の効果を比較することが可能になる。最新のT/C方程式には基準減算工程が含まれなかったが、これを、異なる試験群間で等しい平均腫瘍サイズを得るために、均一に植え付けたマウスのランク付け分布によって補償した。腫瘍細胞量のため除去したマウスからの値が群平均を増加させた場合、この値を、最終観察繰越法を使用して屠殺日を超えているとみなした。
この最新の方程式を使用して、表5及び6に記した23個の異なる患者由来異種移植片(PDX)モデルのT/C値を再評価し、HER2遺伝子コピー数(GCN)と一緒に表7に並びにHER2 mRNAレベルと一緒に表8に要約した。T/C効力値を表4に示すように確定した。
更に、トラスツズマブによる胃GXA3054及び胃GXA3038 PDXモデルの治療に関連してデータを得て、この情報も表7及び8に含めた。
表7は、H561−4及びトラスツズマブ治療を受けたPDXモデルのT/C値(%)(最新のT/C公式を使用する)によって定義される効力を示す。
Figure 0006449308
H561−4は、10より大きいHER2遺伝子コピー数を持つ8つのPDXモデル中7つで効力があり、そのうち6つは高い活性を有したが、10未満のHER2 GCNを持つPDXモデルの全てで活性はなかった。トラスツズマブは、10より大きいGCNを持つ3つのPDXモデルにおいて中等度の活性を、別の3つにおいて境界線上の活性を有したが、そのいずれも高い活性を示さなかった。10未満のGCNを持つPDXモデルにおいて、トラスツズマブは、1つのモデルにおいて境界線上の活性を有した。
図8は、10未満のGCNを持つPDXモデルと比較した、10より大きいHER2 GCNを持つPDXモデルにおけるH561−4及びトラスツズマブ治療のT/C値の散布図を示す。散布図は、H561−4が、10未満のGCNを持つPDXモデルと比較して、10より大きいGCNを持つPDXモデルにおいて統計学的により大きな効力を有することを示す。10より大きい又は小さいGCNを持つPDXモデルにおけるトラスツズマブの平均活性が、両方とも50%より高いことは、HER2遺伝子コピー数値がトラスツズマブの効力を予測しないという見解を裏づける。
要約すると、最新のT/C方程式を使用して得られるT/C値は、以前と同じ結論を導いた(実施例6に記載される)。
表8は、H561−4及びトラスツズマブ治療を受けたPDXモデルのT/C値(%)によって定義される効力を示す(最新のT/C公式を使用する)。
Figure 0006449308
H561−4は、腫瘍中に≧200のHER2 mRNAレベルを持つ8つのPDXモデル中7つで効力があり、腫瘍中に≧200及び≦820のHER2 mRNAレベルを持つPDXモデルの全てで効力があったが、腫瘍中に<200のHER2 mRNAレベルを持つPDXモデルの全てで活性はなかった。トラスツズマブは、≧200のHER2 mRNAレベルを持つ3つのPDXモデルにおいて中等度の活性を、別の3つにおいて境界線上の活性を有したが、そのいずれも高い活性を示さなかった。<200のmRNAレベルを持つPDXモデルにおいて、トラスツズマブは、1つのモデルにおいて境界線上の活性を有した。
図9は、腫瘍中に200未満のmRNAレベルを持つPDXモデルと比較した、腫瘍中に200以上のHER2 mRNAレベルを持つPDXモデルにおけるH561−4及びトラスツズマブ治療のT/C値の散布図を示す。散布図は、H561−4が、<200及び>820のHER2 mRNAレベルを持つPDXモデルと比較して、≧200及び≦820のHER2 mRNAレベルを持つPDXモデルにおいて統計学的により大きな効力を有することを示す。≧200のHER2 mRNAの群及び<200の群のPDXモデルにおけるトラスツズマブの平均活性が、両方とも50%より高いことは、HER2遺伝子コピー数値がトラスツズマブの効力を予測しないという見解を裏づける。
最新のT/C方程式を使用して得られるT/C値は、以前と同じ結論を導いた。
実施例8−遺伝子コピー数がFISHによって確定される場合、H561−4は、18より大きいHER2遺伝子コピー数を持つPDXモデルを選択的に阻害する
H561−4のin vivo活性に照らしてFISHによって確定したHER2遺伝子コピー数を、乳房、胃、結腸モデルを含めた17個の異なる患者由来異種移植片(PDX)モデルで研究した。H561−4治療及びトラスツズマブ治療の効力を最新のT/C方程式を使用してT/C値に基づいて評価した:
Figure 0006449308
T/C値によって定義した効力の基準を、表4に記す。
蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)による、PDX腫瘍モデルにおけるHER2遺伝子コピー数の確定:
ホルマリン固定、パラフィン包埋(FFPE)がん組織標本をPDXモデルから得た。FISHアッセイは、PathVysion HER−2 DNAプローブキットII(Abbott Molecular #06N46-030)を使用して実行した。このアッセイは、CEP17シグナルに対する正規化なしにHER2シグナルの直接計数を使用した。組織スライドを前処理して、キシレン中で5分間、3回、脱パラフィンし、それに続き産業用メタノール変性アルコール(IMS)中で5分間、2回再水和し、95〜99℃で30分間クエン酸バッファーpH6.0のインキュベーションをした。前処理後に、スライドを、プロテアーゼ消化のためにペプシンプロテアーゼバッファー中で、37℃で20分間インキュベートした。標的HER2 DNA配列を効果的にマーキングする場合、DNA変性のためにスライドを73℃に5分間加熱し、その後37℃で14〜18時間プローブハイブリダイゼーションさせた。非特異的なハイブリダイゼーション事象を、後ハイブリダイゼーションバッファー中で、72℃で2分間洗い流した。次いでスライドを、シグナル算出のために蛍光顕微鏡観察を使用して見るまで暗所でDAPI対比染色剤と15分間インキュベートした。算出は、サンプル当たり20〜60個の腫瘍細胞に基づいて判断し、HER2遺伝子コピー数の平均を取った。各サンプルについてFISHによって確定したHER2遺伝子コピー数を、表9に挙げる。
表9は、H561−4及びトラスツズマブ治療を受けたPDXモデルのT/C値(%)並びに試験した各PDX腫瘍における遺伝子コピー数(GCN)によって定義される効力を示す:
Figure 0006449308
FISHで確定した通り、H561−4は、18より大きいHER2遺伝子コピー数を持つ8つのPDXモデル中7つで効力を有し、そのうちの6つは高い活性を有したが、18未満のHER2 GCNを持つPDXモデルの全てで活性はなかった。トラスツズマブは、18より大きいGCNを持つ3つのPDXモデルにおいて中等度の活性を、別の3つにおいて境界線上の活性を有したが、そのいずれも高い活性を示さなかった。18未満のGCNを持つPDXモデルにおいて、トラスツズマブは、1つのモデルにおいて境界線上の活性を有した。
図10は、18未満のGCNを持つPDXモデルと比較した、18より大きいHER2 GCNを持つPDXモデルにおけるH561−4及びトラスツズマブ治療のT/C値の散布図を示す。散布図は、H561−4が、18未満のGCNを持つPDXモデルと比較して、18より大きいGCNを持つPDXモデルにおいて統計学的により大きな効力を有することを示す。トラスツズマブ活性は、HER2遺伝子コピー数値から独立している。18より大きいGCNを持つ群又は18未満を持つ群のPDXモデルにおけるトラスツズマブの平均活性が、両方とも50%より高いことは、HER2遺伝子コピー数値がトラスツズマブの効力を予測しないという見解を裏づける。
実施例9−FISH及びqPCRによるHER2遺伝子コピー数の確定並びにその関係
上記の実施例6及び実施例8に示すように、HER2遺伝子コピー数をqPCR及びFISHによって確定した。qPCRによって確定したPDX腫瘍中のHER2 GCNは、1〜76コピー異なり、一方でFISHによって確定したこれらの腫瘍中のGCNは、2〜40コピー異なった。いずれかの方法によって確定した高いHER2遺伝子増幅(qPCRによる10以上のGCN又はFISHによる18以上のGCN)を持つ腫瘍は、H561−4治療に応答する可能性が統計学的により高い。両方の方法によって収集したデータが利用可能である場合、2つの方法によって確定したGCNの関係を17個のPDX腫瘍において評価した。両方の方法によって確定したHER2遺伝子コピー数を、表10に挙げる。
Figure 0006449308
相関分析を行って、qPCRによって確定したHER2 GCNとFISHによるそれとの関係を定義した。図11に示す散布図は、各PDX腫瘍サンプルにおいてFISH及びqPCRによって確定したGCNの関係を示し、斜めの線の近くにある点は、1:1の相関を意味する。2つの方法で確定したGCNは、相関分析に基づいて高く相関する(ピアソンr=0.90;p<0.0001;95%CI=0.74〜0.96)。
実施例10−異なるプロトコールによって確定されるHER2 IHCスコア化の変動調査。
HER2増幅状態を予後因子として使用した。免疫組織化学的(IHC)アッセイは、抗原に特異的に結合する抗体によって組織サンプル中のHER2タンパク質発現を判断するために一般に使用される方法である。前記のように、IHCの半定量的な性質は、それが不正確である可能性があり、正確な測定値を必ずしも提供しないことを意味する。更に、様々なアッセイプロトコール、即ちHER2抗体及びスコア化システムが使用されるとすると、IHCアッセイの提供者間でのHER2 IHC結果の変動が懸念になりかねない。ハーセプテストは、乳がん及び胃がん(gastric cancer)におけるHER2タンパク質の過剰発現を確認するための標準化されたIHCアッセイとしてFDAによって承認されているが、いくつかの研究において、大部分のハーセプテストHER2陽性サンプルが、FISHアッセイによって確定されるHER2遺伝子増幅を欠いていると報告されている(Jacobs et al.、1999)。他方で、遺伝子増幅がない場合に乳がんはHER2タンパク質の過剰発現を呈することがあるが、この現象は以前、症例のうち7%でしか観察されなかった(Persons et al.、1997)。これらの矛盾は、ハーセプテスト3+陽性集団が、増幅されたHER2であると考える現在の臨床診療を否定する。
本研究において、ハーセプテスト及びOncotestによって開発された免疫組織化学的アッセイを含めた異なるIHCアッセイを使用して、22個のホルマリン固定、パラフィン包埋PDX腫瘍においてHER2タンパク質の過剰発現を同定した。目的は、H561−4バイオマーカーとしてのIHCの信頼性を調査することであった。
ハーセプテストIHCアッセイの場合、ハーセプテストの製造業者のプロトコールを使用した。簡潔には、ホルマリン固定、パラフィン包埋がん組織を、キシレン中で5分間、3回、脱パラフィンし、それに続き産業用メタノール変性アルコール(IMS)中で5分間、2回再水和した。次いでスライドを、Epitope Retrieval Solution中で、97℃で40分間インキュベートし、染色前に洗浄バッファーに20分間浸漬した。スライドを、抗ヒトHER2ウサギ一次抗体と30分間インキュベートし、続いてホースラディッシュペルオキシダーゼに連結した抗ウサギヤギ二次抗体と30分間インキュベーションした。DAB色素原を酵素変換に適用してシグナル可視化した。
Oncotestによって開発された免疫組織化学的アッセイを、第1に脱パラフィン及び組織の再水和によって実施した。抗原賦活化のために、スライドを10mM Tris−クエン酸ナトリウム中で、720ワットのマイクロ波で20分間インキュベートした。サンプルを0.2%トライトンX100によって透過化処理し、3%Hによってブロッキングして、内在性ペルオキシダーゼを不活性化した。スライドを、10%BSA中で非特異的な結合に対してブロッキングし、抗ヒトHER2ウサギポリクローナル抗体(Dako Cat# A0485)と4℃で終夜インキュベートした。翌日スライドを、ビオチン化抗ウサギヤギIgG(Jackson Cat# 111-065-045)と室温で60分間インキュベートした。ビオチン化二次抗体を、アビジン/ビオチン化酵素複合体(ABC complex、Vector Lab Cat#PK-4000)とインキュベーションし、続いてDAB色素原でシグナル発色させることによって検出した。
両方の方法によって米国臨床腫瘍学会(ASCO)スコア化ガイドラインが使用された。簡潔には、HER2タンパク質過剰発現を、0〜3+の程度で格付けする。HER2タンパク質発現腫瘍のパーセンテージによって確定される腫瘍組織切片のIHC染色のレベル及びHER2染色の強度を使用して、HER2タンパク質発現をスコア化する。IHCによるHER2のスコア化のためのガイドラインを下記の表11に示す(2013年にIHC 2+の評価は、「弱陽性」(2007ガイドラインに使用されている)から「疑わしい」に更新された)
Figure 0006449308
効力研究において試験した各PDX腫瘍に対するハーセプテスト及びOncotestによって開発されたIHC法によって確定したHER2 IHC過剰発現スコアを、表12に挙げる。ハーセプテスト及びOncotestの両方が同じスコア化ガイドラインを使用しているという事実にもかかわらず、2つの異なる染色法によって得られたHER2 IHC結果は、特にqPCRによりHER2 GCN≦10の腫瘍で、幅広い変動を示した。更に、Oncotestによって実行される同じ方法の間の反復(n=1対n=2)でさえ矛盾を示した。したがって、IHCは、提供者間及び同じ提供者による複数のアッセイ内でかなり違うことが示される。
HER2陰性症例の数は、Oncotestによって実行されるIHCと比較して、ハーセプテストによって一層高くなる(両方の方法によって試験した腫瘍について8対2の症例)。他方、ハーセプテストはより高い陽性率をもたらすと報告された(Jacobs et al.、1999)。合わせて、これらの結果は、HER2 IHC結果における変動の方向を指す。これまでの研究は、組織固定及び処理における変動並びに抗体感度及び特異性における変動を含めた、HER2タンパク質に対するIHCアッセイの使用において変動をもたらし得る様々な問題について述べている。しかしながら、本研究では両方の方法において同じ抗体を使用したので、一次抗体の特異性が原因である可能性は低い。
総合的なHER2 IHC結果とHER2 GCN及びHER2 mRNAの結果(実施例7及び実施例8)とを比較して、FISH若しくはqPCR法によって確定されるHER2 GCN又はHER2 mRNAは、H561−4に対して応答性の患者集団となるバイオマーカー陽性集団の選択において、一層よく予測する(p<0.0001;独立t検定)。
図12は、ハーセプテストによって確定したHER2タンパク質過剰発現陰性のPDXモデルと比較した、HER2タンパク質過剰発現陽性のPDXモデルにおけるH561−4及びトラスツズマブ治療のT/C値の散布図を示す。ハーセプテストは、ハーセプチン治療について患者を選択するためのFDAに承認されたコンパニオン試験(companion test)キットであったが、試験した16個のサンプルにおいて、トラスツズマブ活性は、HER2タンパク質過剰発現状態から独立していた(p=0.09;独立t検定)。HER2タンパク質過剰発現陽性又は陰性両方のPDXモデルにおいてトラスツズマブの平均活性が50%より高いことは、HER2タンパク質過剰発現がトラスツズマブの効力を強く予測しないという見解を示唆している。
興味深いことに、IHCをハーセプテストによって確定する場合、散布図は、H561−4が、HER2タンパク質過剰発現陰性のPDXモデルと比較して、HER2タンパク質過剰発現陽性のPDXモデルにおいて統計学的により大きな効力を有することを示す。これらの結果は、HER2 IHCの状態が、トラスツズマブよりH561−4に応答性の集団を選択する際によりよく予測することを実証する。
Figure 0006449308
略式の配列表
抗原結合FcフラグメントH561−4のヌクレオチド配列(配列番号1)
Figure 0006449308
H561−4ヌクレオチド配列の始めにある配列「ACCTGCCCCCCTTGTCCT」は、IgG1ヒンジ領域の一部をコードする。H561−4のCH2ドメインをコードする配列に、下線を引く。H561−4のCH3ドメインをコードする配列を、イタリック体で示す。抗原結合に関与すると考えられるCH3ドメインのAB構造ループの一部をコードする配列を太字体で示し、抗原結合に関与すると考えられるCH3ドメインのEF構造ループをコードする配列の一部を太字体で示し、二重下線を引く。
抗原結合FcフラグメントH561−4ヒンジ領域のヌクレオチド配列(配列番号2)
ACCTGCCCCCCTTGTCCT
抗原結合FcフラグメントH561−4 CH2ドメインのヌクレオチド配列(配列番号3)
GCCCCCGAGCTGCTGGGAGGCCCTTCCGTGTTTCTGTTCCCC
CCAAAGCCCAAGGACACCCTGATGATCTCCCGGACCCCCGAAGTGACCTGCGTGGTGGTGGACGTG
TCCCACGAGGACCCTGAAGTGAAGTTCAATTGGTACGTGGACGGCGTGGAAGTGCACAACGCCAAG
ACCAAGCCCAGAGAGGAACAGTACAACTCCACCTACCGGGTGGTGTCCGTGCTGACCGTGCTGCAC
CAGGACTGGCTGAACGGCAAAGAGTACAAGTGCAAGGTGTCCAACAAGGCCCTGCCTGCCCCCATC
GAAAAGACCATCTCCAAGGCCAAG
抗原結合FcフラグメントH561−4 CH3ドメインのヌクレオチド配列(配列番号4)
GAAAAGACCATCTCCAAGGCCAAGGGCCAGCCCCGCGAGCCCCAGGTGTACACCCTGCCCCCTAGC
CGGGACGAGTTCTTCACCTACTGGGTGTCCCTGACCTGCCTGGTCAAGGGCTTCTACCCCTCCGAT
ATCGCCGTGGAATGGGAGTCCAACGGCCAGCCCGAGAACAACTACAAGACCACCCCCCCTGTGCTG
GACTCCGACGGCTCATTCTTCCTGTACTCCAAGCTGACCGTGGACCGGCGGAGATGGACCGCCGGC
AACGTGTTCTCCTGCAGCGTGATGCACGAGGCCCTGCACAACCACTACACCCAGAAGTCCCTGTCC
CTGAGCCCCGGCAAG
抗原結合に関与すると考えられるH561−4 AB構造ループ領域の一部をコードするヌクレオチド配列(配列番号5)
TTCTTCACCTACTGG
H561−4 CD構造ループ領域の一部をコードするヌクレオチド配列(配列番号6)
AACGGCCAGCCCGAG
抗原結合に関与すると考えられるH561−4 EF構造ループ領域の一部をコードするヌクレオチド配列(配列番号7)
GACCGGCGGAGATGGACCGCC
抗原結合FcフラグメントH561−4のアミノ酸配列(配列番号8)
Figure 0006449308
H561−4アミノ酸配列の始めにある配列「TCPPCP」は、IgG1ヒンジ領域の一部を表す。H561−4のCH2ドメインに下線を引く。H561−4のCH3ドメインをイタリック体で示す。CH3ドメインのAB構造ループの一部を太字体で示し、CH3ドメインのEF構造ループの一部を太字体で示し、二重下線を引く。CH3ドメインのC末端リジン(K)又はC末端リジン及び隣接するグリシン(GK)の切断が報告されている。C末端リジン及び隣接するグリシン(下記の配列番号11にも存在する)を、上記の配列において囲んで示す。
H561−4ヒンジ領域のアミノ酸配列(配列番号9)
TCPPCP
H561−4 CH2ドメインのアミノ酸配列(配列番号10)
APELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAK
H561−4 CH3ドメインのアミノ酸配列(配列番号11)
Figure 0006449308
抗原結合に関与すると考えられるH561−4 AB構造ループ領域の一部のアミノ酸配列(配列番号12)
FFTYW
H561−4 CD構造ループ領域の一部のアミノ酸配列(配列番号13)
NGQPE
抗原結合に関与すると考えられるH561−4 EF構造ループ領域の一部のアミノ酸配列(配列番号14)
DRRRWTA
Pepscanにより確定された、H561−4に結合されるHER2アミノ酸配列(配列番号15)
LPASPETHLDMLRHL
Pepscanにより確定された、H561−4に結合されるHER2アミノ酸配列(配列番号16)
CQVVQGNLELTYLPT
Pepscanにより確定された、H561−4に結合されるHER2アミノ酸配列(配列番号17)
SLTLQGLGISWLGLRSLRELGSGLALIHHNTHLCFVHTVPWDQLFRNPHQAL
HER2細胞外ドメインのアミノ酸配列(配列番号18)
Figure 0006449308
実験において対照として使用した野生型Fc抗原結合フラグメントのアミノ酸配列(配列番号19)
TCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK
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Claims (29)

  1. ヒト上皮成長因子受容体2(HER2)に結合する特異的結合メンバーを備える、患者のがんを治療するための医薬組成物であって、
    前記がんが、腫瘍細胞当たり10以上の平均HER2遺伝子コピー数を有し、
    当該特異的結合メンバーは、
    (a)当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
    (b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
    であ
    前記(a)部分及び/又は(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、抗原結合Fcフラグメントである又はそれを含む、
    医薬組成物。
  2. 前記患者から得た腫瘍サンプルが、腫瘍細胞当たり10以上の平均HER2遺伝子コピー数を有すると確定されている、請求項1に記載の医薬組成物。
  3. 前記がんが、高いHER2 mRNAレベルを有し、又は有すると確定されており、高いHER2 mRNAレベルが、前記患者から得た腫瘍サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数と比較して、前記サンプル中の200以上のHER2 cDNAコピー数に対応し、前記サンプル中のHER2及び参照遺伝子のcDNAコピー数が、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定されるか、あるいは、
    前記がんが、高いHER2 mRNAレベルを有し、又は有すると確定されており、高いHER2 mRNAレベルが、前記患者から得た腫瘍サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数と比較して、前記サンプル中の200以上及び820以下のHER2 cDNAコピー数に対応し、前記サンプル中のHER2及び参照遺伝子のcDNAコピー数が、RT−PCRとその後の定量的PCRによって確定される、
    請求項1又は2に記載の医薬組成物。
  4. 前記治療が、
    (i)前記患者から得た腫瘍サンプル中の腫瘍細胞当たりのHER2遺伝子の平均遺伝子コピー数を確定すること;及び
    (ii)前記平均HER2遺伝子コピー数が、腫瘍細胞当たり10以上である場合に、前記特異的結合メンバーで前記患者を治療すること
    を含む、請求項1に記載の医薬組成物。
  5. 前記HER2遺伝子コピー数が、11以上、12以上、13以上、14以上、15以上、16以上、17以上又は18以上である、請求項1から4のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  6. 前記がんが、胃がん(gastric cancer)、乳がん、結腸直腸がん、卵巣がん、膵臓がん、肺がん、胃がん(stomach cancer)又は子宮内膜がんである、請求項1から5のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  7. 前記患者が、トラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブに対して不十分な応答を呈する、及び/又は
    前記がんが、トラスツズマブ又はトラスツズマブ+ペルツズマブによる治療に対して不応性である、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  8. 請求項1の(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  9. 前記特異的結合メンバーが、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域AB及びEF中に構築されたHER2抗原結合部位を含む、請求項8に記載の医薬組成物。
  10. 請求項1の(a)部分及び/又は請求項1の(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、配列番号11のCH3ドメイン、又は1若しくは2つのC末端アミノ酸を引いた配列番号11のCH3ドメインを含む、請求項1からのいずれか1項に記載の医薬組成物。
  11. 請求項1の(a)部分及び/又は請求項1の(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、配列番号10のCH2ドメインを更に含む、請求項10に記載の医薬組成物。
  12. 請求項1の(a)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、配列番号8のポリペプチドの二量体、又は1若しくは2つのC末端アミノ酸を引いた配列番号8のポリペプチドの二量体である、請求項1から11のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  13. 表面プラスモン共鳴(SPR)、競合的酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、蛍光活性化細胞ソーティング(FACS)又は競合免疫細胞化学により確定される通り、請求項1の(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、HER2に対する結合について、請求項1の(a)部分に記載の前記特異的結合メンバーと競合する、請求項1から12のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  14. 請求項1の(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、請求項1の(a)部分に記載の特異的結合メンバーと同じHER2上のエピトープに結合し、請求項1の(a)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、配列番号8のポリペプチドの二量体、又は1若しくは2つのC末端アミノ酸を引いた配列番号8のポリペプチドの二量体である、請求項1から13のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  15. 前記治療が、前記患者から得た腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルを確定することを含み、高いHER2 mRNAレベルが、前記サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数と比較して、腫瘍サンプル中の200以上のHER2 cDNAコピー数に対応し、高いHER2 mRNAレベルが、腫瘍細胞当たりの平均HER2遺伝子コピー数が10以上であることを示す、請求項3から12のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  16. (a)特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
    (b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
    による治療に感受性である患者のがんを同定する方法であって、
    (i)前記患者から得た腫瘍サンプル中の腫瘍細胞当たりのHER2遺伝子の平均遺伝子コピー数を確定することを含み、腫瘍細胞当たり10以上の平均遺伝子コピー数が、前記がんが前記特異的結合メンバーによる治療に感受性であることを示
    前記(a)部分及び/又は(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、抗原結合Fcフラグメントである又はそれを含む、
    方法。
  17. (a)特異的結合メンバーであって、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含み、アミノ酸配列FFTYW(配列番号12)及びDRRRWTA(配列番号14)を含有する特異的結合メンバー;又は
    (b)HER2に対する結合について(a)による特異的結合メンバーと競合する特異的結合メンバー
    による治療に対するがんの応答を予測する方法であって、
    (i)患者から得た腫瘍サンプル中の腫瘍細胞当たりのHER2遺伝子の平均遺伝子コピー数を確定することを含み、腫瘍細胞当たり10以上の遺伝子コピー数が、前記がんが特異的結合メンバーによる治療に感受性であることを示し、腫瘍細胞当たり10未満の遺伝子コピー数が、前記がんが特異的結合メンバーによる治療に感受性でないことを示
    前記(a)部分及び/又は(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、抗原結合Fcフラグメントである又はそれを含む、
    方法。
  18. 前記HER2遺伝子コピー数が、11以上、12以上、13以上、14以上、15以上、16以上、17以上又は18以上である、請求項16又は17に記載の方法。
  19. 前記がんが、胃がん(gastric cancer)、乳がん、結腸直腸がん、卵巣がん、膵臓がん、肺がん、胃がん(stomach cancer)又は子宮内膜がんである、請求項16から18のいずれか1項に記載の方法。
  20. 前記患者が、トラスツズマブ及び/又はトラスツズマブ+ペルツズマブに対して不十分な応答を呈する、請求項16から19のいずれか1項に記載の方法。
  21. 請求項16の(b)部分、又は請求項17の(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域中に構築されたHER2抗原結合部位を含む、請求項16から20のいずれか1項に記載の方法。
  22. 前記特異的結合メンバーが、当該特異的結合メンバーのCH3ドメインの構造ループ領域AB及びEF中に構築されたHER2抗原結合部位を含む、請求項21に記載の方法。
  23. 請求項16の(a)及び/若しくは(b)部分又は請求項17の(a)及び/若しくは(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、抗原結合Fcフラグメントである又はそれを含む、請求項16から22のいずれか1項に記載の方法。
  24. 請求項16の(a)及び/若しくは(b)部分、又は請求項17の(a)及び/若しくは(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、配列番号11のCH3ドメイン、又は1若しくは2つのC末端アミノ酸を引いた配列番号11のCH3ドメインを含む、請求項16から23のいずれか1項に記載の方法。
  25. 請求項16の(a)及び/若しくは(b)部分、又は請求項17の(a)及び/若しくは(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、配列番号10のCH2ドメインを更に含む、請求項24に記載の方法。
  26. 請求項16の(a)部分、又は請求項17の(a)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、配列番号8のポリペプチドの二量体、又は1若しくは2つのC末端アミノ酸を引いた配列番号8のポリペプチドの二量体である、請求項16から25のいずれか1項に記載の方法。
  27. 表面プラスモン共鳴(SPR)、又は競合的酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、蛍光活性化細胞ソーティング(FACS)、又は競合免疫細胞化学により確定される通り、請求項16の(b)部分又は請求項17の(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、HER2に対する結合について、請求項16の(a)部分、又は請求項17の(a)部分に記載の特異的結合メンバーとそれぞれ競合する、請求項16から26のいずれか1項に記載の方法。
  28. 請求項16の(b)部分、又は請求項17の(b)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、それぞれ請求項16の(a)部分、又は請求項17の(a)部分に記載の特異的結合メンバーと同じHER2上のエピトープに結合し、請求項16の(a)部分、又は請求項17の(a)部分に記載の前記特異的結合メンバーが、配列番号8のポリペプチドの二量体、又は1若しくは2つのC末端アミノ酸を引いた配列番号8のポリペプチドの二量体である、請求項16から27いずれか1項に記載の方法。
  29. 前記患者から得た腫瘍サンプル中のHER2 mRNAレベルを確定することを含み、高いHER2 mRNAレベルが、前記サンプル中の参照遺伝子のcDNAコピー数と比較して、腫瘍サンプル中の200以上のHER2 cDNAコピー数に対応し、高いHER2 mRNAレベルが、腫瘍細胞当たりの平均HER2遺伝子コピー数が10以上であることを示す、請求項16から28のいずれか1項に記載の方法。
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