JP6705785B2 - トロンビン結合性抗体分子及びその使用 - Google Patents

トロンビン結合性抗体分子及びその使用 Download PDF

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Description

本発明は、トロンビンを阻害する抗体分子に関する。
血液の凝固は、損傷した血管からの出血の防止(止血)において鍵となるプロセスである。しかし、血管を通る血液の流れを妨げる血塊(血栓)、または破砕して身体の他の場所における血管内に留まる血塊(血栓塞栓症)は、健康への深刻な脅威となり得る。
多数の抗凝固療法が、病的な血液凝固を治療するために利用可能である。これらの治療法の共通の欠点は、出血リスクの増加である(Mackman(2008)Nature 451(7181):914−918)。多くの抗凝固剤は、血栓を防ぐ用量と出血を誘発する用量の間の治療域が狭い。この域は、多くの場合、個々の患者の応答性の違いによってさらに制限される。
本発明は、トロンビンのエキソサイト1エピトープを認識する抗体分子は、出血を促進することなくトロンビンを選択的に阻害するという予想外の発見に関する。これらの抗体分子は、血栓、塞栓、およびトロンビン介在性のその他の状態の治療および予防に有用であり得る。
本発明の1の態様は、トロンビンのエキソサイト1に特異的に結合する単離された抗体分子を提供する。
単離された抗エキソサイト1抗体分子は、出血(bleeding)または大出血(haemorrhage)を促進または実質的に促進することなく、すなわち、この抗体分子が血管損傷に対する正常な生理的反応(すなわち止血)を阻害または実質的に阻害することなく、インビボでトロンビンを阻害し得る。例えば、この抗体分子により、止血は阻害されないか、または、最小限度で阻害(すなわち、患者の健康に影響を与えないか、または、さらなる介入を必要としないというわずかな程度で阻害)され得る。この抗体分子により、出血は増加しない、または最小限度で増加し得る。
エキソサイト1(「アニオン結合エキソサイト1」および「フィブリノゲン認識エキソサイト」としても知られている)は、よく特徴付けされたトロンビン分子上の二次結合部位である(例えば、James A.Huntington,2008,Structural Insights into the Life History of Thrombin,in Recent Advances in Thrombosis and Hemostasis 2008,editors;K. Tanaka and E.W.Davie,Springer Japan KK,Tokyo,pp.80−106参照)。エキソサイト1は、成熟したトロンビン中には形成されるが、プロトロンビン中には形成されない(例えば、Anderson et al(2000)JBC 2775 16428−16434参照)。
エキソサイト1は、フィブリノゲンなどのトロンビン基質の認識に関与するが、触媒活性部位からは離れている。抗凝固ドデカペプチドヒルゲン(Naski et al 1990 JBC 265 13484−13489)、第V因子、第VIII因子、トロンボモジュリン(プロテインCおよびTAFIの活性化のための補因子)、フィブリノゲン、PARIおよびフィブリン(第XIII因子の活性化のための補因子)を含む、様々なトロンビン結合因子が、エキソサイト1に結合する。
抗エキソサイト1抗体は、成熟ヒトトロンビンのエキソサイト1に結合できる。ヒトプレプロトロンビンの配列は、配列番号1に記載の通りである。ヒトプロトロンビンは、配列番号1の残基44〜622の配列を有する。成熟ヒトトロンビンは、残基314〜363(軽鎖)および残基364〜622(重鎖)の配列を有する。
いくつかの実施形態では、抗エキソサイト1抗体は、他の種由来の成熟トロンビンのエキソサイト1にも結合できる。他の種由来のトロンビン配列は、当該分野において公知であり、GenBankなどの公共データベース上で利用可能である。他の種由来のトロンビン配列中の対応する残基は、配列アラインメントツールを用いて容易に同定可能である。
本明細書に記載のトロンビン残基のナンバリングのスキームは、当該分野で通常のものであり、キモトリプシンテンプレート(Bode W et al EMBO J.1989 Nov;8(11):3467−75)に基づく。トロンビンは、順番に小文字が付されたキモトリプシンに対する挿入ループを有する。
成熟ヒトトロンビンのエキソサイト1には、配列番号1中に下線が付されており、以下の残基を含み得る:M32、F34、R35、K36、S36a、P37、Q38、E39、L40、L65、R67、S72、R73、T74、R75、Y76、R77a、N78、E80、K81、I82、S83、M84、K109、K110、K149e、G150、Q151、S153およびV154。いくつかの実施形態では、これらの残基のいずれか1つと近接して(すなわち、0.5nm以内または1nm以内)位置する他のトロンビン残基もまたエキソサイト1の一部と考えることができる。
抗エキソサイト1抗体は、エキソサイト1の1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または20個を超える残基を含むエピトープに結合し得る。好ましくは、抗エキソサイト1抗体は、エキソサイト1残基全体から構成されるエピトープに結合する。
例えば、抗エキソサイト1抗体は、ヒトトロンビンまたは他の種由来のトロンビンにおける等価残基のM32、F34、S36a、P37、Q38、E39、L40、L65、R67、R73、T74、R75、Y76、R77a、I82 およびQ151からなる群より選択される1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15または全16個の残基を含むエピトープに結合し得る。いくつかの好ましい実施形態では、エピトープは、トロンビン残基Q38、R73、T74、Y76 およびR77a、そして場合により1つ以上の追加残基を含み得る。
本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子は、トロンビンエキソサイト1に特異的であり、このエピトープに対し、他のエピトープ、例えば、成熟トロンビン以外の哺乳動物タンパク質由来のエピトープ、よりも高い親和性で結合する。例えば、抗エキソサイト抗体1分子は、トロンビンエキソサイト1に対し、他のエピトープよりも、少なくとも500倍、少なくとも1000倍、または他よりも少なくとも2000倍高い結合親和性を示し得る。
好ましくは、エキソサイト1に特異的な本明細書に記載の抗体分子は、成熟トロンビンに結合し得るが、プロトロンビンには結合しないまたは実質的に結合しないことを示し得る。
いかなる理論にも束縛されないが、抗エキソサイト1抗体は、止血性血塊のコア内にあるトロンビンにアクセス不能なので血管損傷の部位における正常なトロンビンの機能を阻害することで止血に対し影響することがない可能性がある。しかしながら、抗エキソサイト1抗体は依然として血塊の表面および血塊の外殻でトロンビンに結合するので、血栓が防止される、すなわち、非止血性血塊の伸長が防止される。
抗エキソサイト1抗体分子は、50nM未満、40nM未満、30nm未満、20nM未満、10nΜ未満、または1nM未満のエキソサイト1に対する解離定数を有し得る。例えば、抗体分子は、0.1〜50nM、例えば、0.5〜10nMのエキソサイト1に対する親和性を有し得る。好適な抗エキソサイト1抗体分子は、例えば、約1nMのトロンビンエキソサイト1に対する親和性を有し得る。
抗エキソサイト1抗体分子の結合動態(Binding kinetics)および親和性(平衡解離定数Kdとして表される)は、標準的な手法、例えばBIAcore分析を使用した表面プラズモン共鳴などを用いて決定できる。
本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子は、免疫グロブリンまたはその断片であってもよく、天然または部分的もしくは完全に合成して生成されるもの、例えば組換え分子であってもよい。
抗エキソサイト1抗体分子は、任意のアイソタイプまたはサブクラスの抗体の全体ならびに、Fab、Fab2、Fab3、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ、ミニボディおよび単一ドメイン抗体(ナノボディを含む)等の抗体抗原結合部位を含む任意のポリペプチドまたはプロテインを含み得る。抗体分子ならびにそれらの構築方法および使用方法は、例えば、Holliger&Hudson、Nature Biotechnology23(9):1126−1136(2005)に記載される。
いくつかの好ましい実施形態では、抗エキソサイト1抗体分子は、完全抗体であり得る。例えば、抗エキソサイト1抗体分子は、IgG、IgA、IgE、またはIgM、あるいは任意のアイソタイプのサブクラス、特にIgG1およびIgG4であってもよい。抗エキソサイト1抗体分子は、モノクローナル抗体であってもよい。他の好ましい実施形態では、抗エキソサイト1抗体分子は、抗体の断片であってもよい。
抗エキソサイト1抗体分子は、キメラ、ヒト化またはヒト抗体であってもよい。
本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子は、他のポリペプチドおよび/または血清成分に結合可能な抗体等の汚染物質がないという意味で、単離可能である。モノクローナル抗体がいくつかの目的のために好ましいことがあるが、ポリクローナル抗体を用いてもよい。
抗エキソサイト1抗体分子は、当該分野で標準的な技術を用いて得ることができる。抗体を生産する方法には、タンパク質またはその断片を用いて、哺乳動物(例えば、マウス、ラット、ウサギ、ウマ、ヤギ、ヒツジまたはサル)を免疫化することが挙げられる。抗体は、当該分野で公知の様々な技術のいずれかを用いて免疫動物から得ることができ、好ましくは、目的の抗原に対する抗体の結合を利用して、スクリーニングできる。例えば、ウェスタンブロッティング法または免疫沈降を用いることができる(Armitage et al.,1992、Nature357:80−82)。動物から抗体および/または抗体産生細胞を単離するのに、動物を犠牲にする工程を伴う場合がある。
ペプチドで哺乳動物を免疫する代わりまたは補完として、組換えにより製造した、発現した免疫グロブリン可変ドメインのライブラリーから(例えば、その表面に機能的免疫グロブリン結合ドメインを提示するラムダバクテリオファージまたは糸状バクテリオファージを用いることにより;例として、WO92/01047を参照のこと)、タンパク質に特異的な抗体を得ることができる。このライブラリーは、いかなるタンパク質(または断片)にも免疫化されていない生物から得た配列から構築したナイーブなものであってもよく、あるいは目的の抗原に曝した生物から得た配列を使用して構築したものであってもよい。
他の抗エキソサイト1抗体分子は、エキソサイト1に結合する抗体について、患者の血清をスクリーニングすることによって同定できる。
いくつかの実施形態では、抗トロンビン抗体分子は、例えば、上述の方法等の任意の便利な手段によって生産することができ、そして、エキソサイト1に変異を有するトロンビン、ガンマトロンビン(自己消化によりR75およびR77aが欠損するエキソサイト1)またはプロトロンビンと比較した成熟トロンビンに対する結合の違いによってスクリーニングできる。好適なスクリーニング方法は、当該分野において周知である。
トロンビン以外のタンパク質、エキソサイト1変異を有するトロンビン、ガンマトロンビンまたはプロトロンビンと比較して成熟トロンビンに対する結合の増加を示す抗体、例えば、成熟トロンビンに結合するが、エキソサイトIに変異を有するトロンビン、ガンマトロンビンまたはプロトロンビンに結合しない抗体を、抗エキソサイト1抗体分子として同定し得る。
生産および/または単離後、抗エキソサイト1抗体分子の生物学的活性を検査してもよい。例えば、抗体分子のトロンビン基質阻害能、トロンビンによる補因子または阻害因子の結合および/または切断を決定してもよく、および/または出血を促進することなく血栓を阻害する抗体分子の能力を決定してもよい。
好適な抗体分子を、フィブリノゲン凝血またはトロンビン時間アッセイを用いて活性について検査してもよい。好適なアッセイは、当該分野において周知である。
凝固および出血に対する抗体分子の効果は、標準的な技術を用いて決定し得る。例えば、血栓に対する抗体分子の効果は、血管中に塩化第二鉄誘導性血栓を有するマウスモデルなどの動物モデルにおいて決定し得る。止血への効果もまた、例えば、マウスの尾出血を測定することなどにより、動物モデルにおいて決定し得る。
抗体分子は、通常、免疫グロブリン重鎖可変ドメイン(VH)および免疫グロブリン軽鎖可変ドメイン(VL)を含む抗原結合ドメインを含むが、重鎖可変ドメイン(VH)のみを含む抗原結合ドメイン(例えば、ラクダ科動物またはサメの抗体)も可能である。
VHおよびVLドメインの各々は、典型的に、フレームワーク領域により散在し、抗原結合に関与する3つの相補性決定領域(CDR)を含む。
いくつかの実施形態では、エキソサイト1への結合は、完全または実質的に抗エキソサイト1抗体分子のVHCDR3を介して起こり得る。
例えば、抗エキソサイト1抗体分子は、配列番号5のアミノ酸配列、あるいは配列番号5の配列に1つ以上、例えば2、3、4または5つまたはそれ以上のアミノ酸が置換、削除または挿入された配列を有するHCDR3を含むVHドメインを含み得る。置換は、保存的置換であってもよい。いくつかの実施形態では、HCDR3は、配列番号5の4位〜9位のアミノ酸残基(SEFEPF)を含み得る、あるいは、より好ましくは、配列番号5の2位、および4位〜10位のアミノ酸残基(DおよびSEFEPFS)を含み、配列番号5のその他の位置の1つ以上が置換、削除または挿入され得る。HCDR3は、トロンビンエキソサイト1エピトープと相互作用する抗体分子の唯一の領域または実質的に唯一の領域であり得る。HCDR3は、したがって、トロンビンのエキソサイト1領域に対する抗体分子の特異性および/または親和性を決定し得る。
抗エキソサイト1抗体分子のVHドメインは、追加的に、配列番号4のアミノ酸配列、あるいは配列番号4の配列に1つ以上、例えば2、3、4または5つまたはそれ以上のアミノ酸が置換、削除または挿入された配列を有するHCDR2を含み得る。いくつかの実施形態では、HCDR2は、配列番号4の3位〜7位のアミノ酸残基(DPQDG)を含み得る、あるいは、配列番号4の2位、および4位〜7位のアミノ酸残基(LおよびPQDG)を含み、配列番号4のその他の位置の1つ以上が置換、削除または挿入され得る。
抗エキソサイト1抗体分子のVHドメインは、さらに、配列番号3のアミノ酸配列、あるいは配列番号3の配列に1つ以上、例えば2、3、4または5つまたはそれ以上のアミノ酸が置換、削除または挿入された配列を有するHCDR1を含み得る。いくつかの実施形態では、HCDR1は、配列番号3の5位のアミノ酸残基Tを含み、配列番号3のその他の位置の1つ以上が置換、削除または挿入され得る。
いくつかの実施形態では、抗体分子は、それぞれ、配列番号3、4および5つの配列を有するHCDR1、HCDR2およびHCDR3を含むVHドメインを含み得る。例えば、抗体分子は、配列番号2の配列、あるいは配列番号2の配列に1つ以上、例えば2、3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれ以上のアミノ酸が置換、削除または挿入された配列を有するVHドメインを含み得る。
抗エキソサイト1抗体分子は、さらに、VLドメイン、例えば、それぞれ配列番号7、8および9の配列、あるいは、それぞれ配列番号7、8および9の配列に、独立して1つ以上、例えば2、3、4または5つまたはそれ以上のアミノ酸が置換、削除または挿入された配列を有するLCDR1、LCDR2およびLCDR3を含むVLドメインを含み得る。置換は、保存的置換であってもよい。例えば、抗体分子は、配列番号6の配列、あるいは配列番号6の配列に1つ以上、例えば2、3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれ以上のアミノ酸が置換、削除または挿入された配列を有するVLドメインを含み得る。
いくつかの実施形態では、VLドメインは、Tyr49を含み得る。
抗エキソサイト1抗体分子は、例えば、親和性、機能的半減期、正反応および逆反応速度(on and off rates)といった抗体の1つ以上の特性を向上させる1つ以上のアミノ酸の置換、削除または挿入を含み得る。
CDR、抗体VHまたはVLドメイン、および抗体のアミノ酸配列内に置換、削除または挿入を導入するのに必要な技術は、当該分野で一般的に利用可能である。変異配列は、活性に対し最小限または有益な効果を有すると予測し得るまたはし得ない置換、削除または挿入により作製することができ、そしてトロンビンのエキソサイト1への結合能および/または他の任意の所望の特性についてについて検査してもよい。
いくつかの実施形態では、抗エキソサイト1抗体分子は、それぞれ、配列番号3、4および5の配列を有するHCDR1、HCDR2およびHCDR3を含むVHドメイン、ならびにそれぞれ配列番号7、8および9の配列を有するLCDR1、LCDR2およびLCDR3を含むVLドメインを含み得る。
例えば、VHおよびVLドメインは、それぞれ、配列番号2および配列番号6のアミノ酸配列を有してもよく;あるいは、配列番号2および配列番号6のアミノ酸配列に、独立して、1つ以上、例えば2、3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれ以上のアミノ酸が置換、削除または挿入された配列を有してもよい。置換は、保存的置換であってもよい。
いくつかの実施形態では、抗体は、グリコシル化部位を消去する1つ以上の置換、削除または挿入を含み得る。例えば、配列番号6のVLドメイン中のグリコシル化部位を、N28またはS30にいずれかの置換を導入する変異で消去してもよい。
抗エキソサイト1抗体分子は、上述したように、任意のフォーマットであってもよい。いくつかの好ましい実施形態では、抗エキソサイト1抗体分子は、完全抗体、例えば、IgG1もしくはIgG4等のIgG、IgA、IgEまたはIgMであり得る。
本発明の抗エキソサイト1抗体分子は、上述の抗体分子、例えば、
(1)トロンビンエキソサイト1に結合し、そして
(2)配列番号2のVHドメインおよび/または配列番号6のVLドメイン;配列番号5のHCDR3;それぞれ配列番号3、4、7、8または9のHCDR1、HCDR2、LCDR1、LCDR2、またはLCDR3;それぞれ配列番号3、4および5のHCDR1、HCDR2およびHCDR3配列を含むVHドメイン;
および/またはそれぞれ配列番号3、4および5のHCDR1、HCDR2およびHCDR3配列を含むVHドメインならびに配列番号7、8および9のLCDR1、LDR2およびLCDR3配列を含むVLドメインを含む抗体分子が、エキソサイト1へ結合するのを競合するものであってもよい。
抗体分子間の競合は、例えば、ELISAを用いて、および/または、1つ以上の他のタグなしの抗体分子の存在下で検出可能な1つの抗体分子に特異的なレポーター分子をタグ付けすることによって、インビトロで容易にアッセイすることができ、同じエピトープまたは重複するエピトープに結合する抗体分子の同定が可能になる。このような方法は、当業者に容易に公知である。従って、本発明のさらなる態様は、抗体分子、例えば、VHおよび/またはVLドメイン、HCDR3もしくはトロンビンのエキソサイト1に結合する上述の親抗体のCDRセット等のCDRを含む抗体分子、と競合する抗体抗原結合部位を含む抗体分子を提供する。好適な抗体分子は、エキソサイト1へ結合する抗体抗原結合部位と競合する抗原結合部位を含み得る、ここで当該抗体抗原結合部位は、VHドメインおよびVLドメインから構成され、ここで、当該VHおよびVLドメインは、それぞれ配列番号3、4、および5のHCDR1、HCDR2およびHCDR3配列ならびに配列番号7、8、および9のLCDR1、LDR2およびLCDR3配列を含む、例えば、配列番号2および6のVHおよびVLドメインである。
本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子は、エキソサイト1に結合する因子等のトロンビン結合因子の結合を阻害し得る。例えば、抗体分子は、fV、fVIII、トロンボモジュリン、フィブリノゲンもしくはフィブリン、PAR1および/またはヒルゲンおよびヒルゲンアナログの1つ以上がトロンビンへ結合するのを競合的または非競合的に阻害し得る。
本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子は、トロンビンの1つ以上の活性を阻害し得る。例えば、抗エキソサイト1抗体分子は、1つ以上のトロンビン基質、例えばフィブリノゲン、血小板受容体PAR−1および凝固因子FVIIIの加水分解による切断を阻害し得る。例えば、抗体分子がトロンビンに結合すると、フィブリノゲン、PAR−1、凝固因子FVIIIおよび/または他のトロンビン基質、例えば第V因子、フィブリン存在下における第XIII因子、プロテインCおよび/またはトロンボモジュリン存在下におけるTAFI、の加水分解が少なくとも5倍、少なくとも10倍、または少なくとも15倍減少するという結果となり得る。いくつかの実施形態では、抗エキソサイト1抗体分子がトロンビンに結合すると、トロンビンによるトロンビン基質の切断が検知不能になるという結果になり得る。
例えば、インビトロでトロンビン基質の加水分解を測定することによってトロンビン活性を測定するための技術は、当該分野において標準的なもので、本明細書に記載される。
抗エキソサイト1抗体分子は、さらに、例えば、PEG化等の化学修飾、または、例えば、インビボでの半減期を伸ばす等により医薬的特性を改善するためのリポソームへの組み込みにより修飾してもよい。
凝固および出血に対する抗エキソサイト1抗体分子の効果は、標準的な技術を用いて決定し得る。例えば、血栓モデルに対する抗体の効果を決定し得る。好適なモデルとしては、マウスモデルの血管において塩化第二鉄血栓を誘導し、その後尾部出血させ正常な止血を検査したものが挙げられる。他の好適な血栓モデルが、当該分野で周知である(例えば、Westrick et al ATVB(2007)27:2079−2093参照)。
抗エキソサイト1抗体分子は、医薬的に許容される賦形剤を有する医薬組成物中に含まれていてもよい。
医薬的に許容される賦形剤は、二次反応を誘発せず、そして、例えば、抗エキソサイト1抗体分子の投与、当該分子の寿命および/または身体における有効性の増加、あるいは溶液中における当該分子の溶解を容易にできるようにする医薬組成物中へ入る化合物または化合物の組み合わせであってもよい。これらの医薬的に許容されるビヒクルは周知であり、当業者は、抗エキソサイト1抗体分子の投与様式に応じて、適宜変更するであろう。
いくつかの実施形態では、抗エキソサイト1抗体分子は、投与前に再構成するための凍結乾燥した形態で提供してもよい。例えば、凍結乾燥した抗体分子を、滅菌水中で再構成し、個体への投与前に生理食塩水と混合してもよい。
抗エキソサイト1抗体分子は、通常、抗体分子に加え、少なくとも1つの成分を含み得る医薬組成物の形態で投与されるであろう。したがって医薬組成物は、抗エキソサイト1抗体分子に加え、医薬的に許容される賦形剤、担体、緩衝剤、安定剤または当業者に周知の他の材料を含んでもよい。このような材料は、非毒性であるべきで、そして抗エキソサイト1抗体分子の効力を妨げるものであってはならない。担体またはその他の物質の正確な性質は、以下に説明するように、ボーラス、点滴、注射または他の任意の適切な経路であり得る投与経路に依存するだろう。
非経口、例えば注射による皮下または静脈内投与では、抗エキソサイト1抗体分子を含む医薬組成物は、発熱物質を含まず、適切なpH、等張性および安定性を有する非経口的に許容される水溶液の形態であってもよい。当該分野における関連技術の当業者は、例えば、塩化ナトリウム注射液、リンゲル注射液、乳酸リンゲル注射液などの等張性ビヒクルを用いて、適切な溶液を上手く調製できる。保存剤、安定剤、緩衝剤、抗酸化剤および/または他の添加剤を必要に応じて採用してもよく、例えば、かかる添加剤には、以下のものが挙げられる:リン酸塩、クエン酸塩および他の有機酸;アスコルビン酸およびメチオニン等の抗酸化剤;(オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロリド;塩化ヘキサメトニウム;塩化ベンザルコニウム;塩化ベンゼトニウム;フェノール、ブチルもしくはベンジルアルコール;メチルもしくはプロピルパラベン等のアルキルパラベン;カテコール;レゾルシノール;シクロヘキサノール;3’−ペンタノール;およびm−クレゾール)等の防腐剤;低分子量ポリペプチド;血清アルブミン、ゼラチンもしくは免疫グロブリン等のタンパク質;ポリビニルピロリドン等の親水性ポリマー;グリシン、グルタミン、アスパラギン、ヒスチジン、アルギニン、もしくはリシン等のアミノ酸;グルコース、マンノースもしくはデキストリンを含む単糖類、二糖類および他の炭水化物;EDTAなどのキレート剤;スクロース、マンニトール、トレハロースもしくはソルビトール等の糖;ナトリウムなどの塩形成対イオン;金属錯体(例えば、Zn−タンパク質錯体);および/またはTWEEN(商標)、PLURONICS(商標)もしくはポリエチレングリコール(PEG)等の非イオン性界面活性剤。
抗エキソサイト1抗体分子を含む医薬組成物は、治療すべき状態により、単独で、あるいは、同時または逐次的に他の療法と組み合わせて投与できる。
本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子は、予防または防止のため(例えば、個体における症状の発症前にその個体での発症リスク低減するため;発症を遅延するため;または発症後その重症度を軽減するため)の治療を含む、ヒトまたは動物の治療方法において使用することができる。その治療方法は、治療を必要とする個体に抗エキソサイト1抗体分子を投与することを含んでもよい。
投与は、通常「治療的有効量」で行われ、これは、患者が恩恵を受けるのに十分な量ということである。そのような恩恵は少なくとも1つの症状についての少なくとも改善であってもよい。実際の投与量、ならびに投与の速度および時間経過は、治療する症状の性質および重症度、治療する特定の哺乳動物、個々の患者の臨床状態、障害の原因、組成物の送達部位、投与方法、投与スケジュール、および医師に公知の他の要因に依存するであろう。治療の処方、例えば投与量の決定等、は、一般開業医および他の医師の責任の範囲内にあり、症状の重症度および/または治療する疾患の進行度に依存し得る。抗体分子の適切な用量は、当該分野で周知である(Ledermann J.A.et al.(1991)Int.J.Cancer47:659−664;Bagshawe K.D.et al.(1991)Antibody,Immunoconjugates and Radiopharmaceuticals 4:915−922)。具体的な投与量は、投与する薬剤の種類に適切なものとして、本明細書またはPhysician’s Desk Reference(2003)に示される。抗体分子の治療的有効量または適切な用量は、動物モデルにおけるインビトロ活性およびインビボ活性を比較することにより、決定できる。マウスおよび他の試験動物における有効投与量をヒト用に推定する方法は公知である。正確な用量は、抗体が予防用であるかまたは治療用であるか、治療すべき領域のサイズおよび位置、抗体の正確な性質(例えば、抗体の全体であるか断片であるか等)、ならびに任意の検出可能な標識または抗体に結合した他の分子を含む多くの要因に依存するであろう。
典型的な抗体の用量は、全身投与では100μg〜1g、そして局所投与では1μg〜1mgの範囲内であるだろう。初期に高い負荷の用量を投与し、それに続いて1つ以上の低い用量を投与してもよい。典型的には、抗体は、例えば、IgG1またはIgG4アイソタイプといった完全抗体となるだろう。これは、成人患者の一回の治療用の用量であり、これを、子供や乳幼児用に比例的に調整してもよく、そして、分子量に比例して他の抗体の構成に合わせて調整してもよい。治療は、医師の裁量で、毎日、週2回、毎週または毎月の間隔で繰り返すことができる。個々の治療スケジュールは、抗体組成物の薬物動態的および薬力学的性質、投与経路および治療する症状の性質に依存し得る。
治療は定期的であってもよく、投与の間隔は、約2週間以上、例えば約3週間以上、約4週間以上、約1月に1回以上、約5週間以上、または約6週間以上であってもよい。例えば、治療は2〜4週間毎又は4〜8週間毎であってもよい。治療は、手術前および/または手術後に行ってもよく、そして/あるいは外科的処置または侵襲的手技の解剖部位に直接投与または塗布してもよい。好適な製剤及び投与経路は、上記に記載の通りである。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子は、皮下注射として投与してもよい。皮下注射は、例えば、長期的な予防/治療に、自動注射器を用いて投与してもよい。
いくつかの好ましい実施形態では、抗エキソサイト1抗体分子の治療効果は、用量に応じ、いくつかの半減期にわたり持続し得る。例えば、抗エキソサイト1抗体分子の単回投与の治療効果は、ある個体において、1ヶ月以上、2ヶ月以上、3ヶ月以上、4ヶ月以上、5ヶ月以上、または6ヶ月以上、持続し得る。
IgAのヒトトロンビン−セファロースカラムへの結合および溶出を示す。(A)pH勾配(中性から低pH、上方傾斜線で示す)を用いたトロンビン−セファロースカラムからのIgAの溶出プロファイル(狭いピーク)を示す。(B)総IgAの充填量、ヒトトロンビンカラムからのフロースルー、低pHで溶出後の溶出液を示す青色ゲルそのものを示す。
IgAがトロンビンに結合するがプロトロンビンには結合しないことを示す非還元SDS−PAGEゲルを示す。このプルダウンアッセイでは、レクチンアガロースを使用して、IgAをトロンビンまたはプロトロンビンの存在下で結合させる。次いで、上清をSDSゲルに流す。レーン1はサイズの基準である;レーン2は、上清からトロンビンが消失したことを示す;レーン3は、消失がIgAの存在に依存することを示す;レーン3および4は、プロトロンビンは消失していないので、IgAに結合していないことを示す。
IgAの存在または非存在下におけるトロンビンによるS2238切断の相対速度(すなわち、S2238の加水分解について時間に対するAbs405の単純な傾き)を示す。これは、IgAがトロンビン活性部位に結合しないことを示す。
IgAがトロンビンへの結合について蛍光標識ドデカヒルゲンと競合することを示す結合試験の結果を示す。
トロンビンによるS2238の切断に対するIgAの効果を示す。この分析により、IgA−トロンビン相互作用のKdが12nMであると推定できる。
還元条件および非還元(ox)条件下における全IgAおよびFab断片のSDS−PAGEゲルを示す。非還元IgAは100〜200kDaの間の分子量を有し、非還元Fabは約50kDaの分子量を有することが示される。
トロンビンのエキソサイト1とFab断片のHCDR3間の相互作用を示すトロンビン−Fab複合体の結晶構造を示す。
トロンビンのエキソサイト1の特異的残基とFab断片のHCDR3間の相互作用を示す結晶構造の詳細を示す。
FITCで標識したフィブリノゲンを注射したC57BL/6マウスの大腿静脈損傷部におけるFeCl3誘発性血塊を2〜30分の間に撮影した蛍光顕微鏡画像を示す。100μlのPBSを投与した(ビヒクル対照)。
FITCで標識したフィブリノゲンおよび400nM(マウス血中最終濃度、約0.6mg/Kgの用量に相当)の抗エキソサイト1IgA(PBS中100μl)を注射したC57BL/6マウスの大腿静脈損傷部におけるFeCl3誘発性血塊を撮影した蛍光顕微鏡画像を示す。
FITCで標識したフィブリノゲンおよび80nM(マウス血中最終濃度、約1.2mg/Kgの用量に相当)の抗エキソサイト1IgA(PBS中100μl)を注射したC57BL/6マウスの大腿静脈損傷部におけるFeCl3誘発性血塊、ならびに比較のために損傷部の外側の領域を撮影した蛍光顕微鏡画像を示す。
FITCで標識したフィブリノゲンおよび200nM(マウス血中最終濃度、約3mg/Kgの用量に相当)の抗エキソサイト1IgA(PBS中100μl)を注射したC57BL/6マウスの大腿静脈損傷部におけるFeCl3誘発性血塊、ならびに比較のために損傷部の外側の領域を撮影した蛍光顕微鏡画像を示す。
FITCで標識したフィブリノゲンおよび400nM(マウス血中最終濃度、約6mg/Kgの用量に相当)の抗エキソサイト1IgA(PBS中100μl)を注射したC57BL/6マウスの大腿静脈損傷部におけるFeCl3誘発性血塊を撮影した蛍光顕微鏡画像を示す。
FITCで標識したフィブリノゲンおよび4μM(マウス血中最終濃度、約60mg/Kgの用量に相当)の抗エキソサイト1IgA(PBS中100μl)で処理したC57BL/6マウスの大腿静脈損傷部におけるFeCl3誘発性血塊を撮影した蛍光顕微鏡画像を示す。
図9〜13に示す蛍光像からの抗エキソサイト1IgAに対する用量反応の定量を示す。
対照C57BL/6マウス、および抗エキソサイト1IgAの量を増加しながら処理したマウスにおける尾の出血時間を示す。二番目の平均値は、外れ値を除外したものである。
IgAまたはPBSのいずれかを尾静脈内へ注射した野生型C57BL/6雄マウス(n=5)における尾クリップアッセイの結果を示す。注射から15分後に尾を直径3mmで切断し、10分にわたり失血をモニターした。
5%FeCl3による損傷の15分前に前もって、PBSを2分間注射した9週齢の野生型C57BL/6雄マウスのFeCl3頸動脈閉塞モデルの結果を示す。PBSを注射したマウスの典型的な結果(20分の閉塞)を示す。 5%FeCl3による損傷の15分前に前もって、400nM抗トロンビンIgA(血中最終濃度、約6mg/Kgの用量に相当)を2分間注射した9週齢の野生型C57BL/6雄マウスのFeCl3頸動脈閉塞モデルの結果を示す。400nM抗トロンビンIgAで処理したマウスの結果(閉塞なし)の例を示す。 5%FeCl3による損傷の15分前に前もって、400nM抗トロンビンIgA(血中最終濃度、約6mg/Kgの用量に相当)を2分間注射した9週齢の野生型C57BL/6雄マウスのFeCl3頸動脈閉塞モデルの結果を示す。400nM抗トロンビンIgAで処理したマウスの結果(閉塞なし)の例を示す。 5%FeCl3による損傷の15分前に前もって、400nM抗トロンビンIgA(血中最終濃度、約6mg/Kgの用量に相当)を2分間注射した9週齢の野生型C57BL/6雄マウスのFeCl3頸動脈閉塞モデルの結果を示す。400nM抗トロンビンIgAで処理したマウスの結果(閉塞なし)の例を示す。
20nMヒトトロンビンを添加した上で、本発明のIgGおよびIgAの濃度を増加させた場合のトロンビン時間(すなわち、プールした血漿の凝血)を示す。
固定化トロンビンへの合成IgGの結合を示す(ForteBio Octet Red instrumentを使用)。
オン段階(on phase)、続いてオフ段階(off phase)を示す固定化IgGへの24nM S195Aトロンビンの結合についての典型的なオクテットトレース(Octet trace)を示す。黒線は適合する。
固定化IgGを充填したチップを用いた500nMプロトロンビンのオクテットトレースを示す。図21中のトロンビンの実験と同一の条件を使用した。このような高濃度であっても、結合した証拠がみられない。
本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子は、トロンビンを阻害し、トロンビン介在性の状態の治療に有用であり得る。
止血(Haemostasis)は、正常な凝固反応である、すなわち、例えば損傷した血管からの出血または大出血を防ぐものである。止血は、体内の血管からの出血または大出血を止めるものである。
抗エキソサイト1抗体分子は、止血に対し影響がないまたは実質的に影響がない、すなわち、出血または大出血を促進しない。
本発明の態様は:ヒトまたは動物の治療方法において使用するための、本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子;トロンビン介在性の障害の治療方法に使用するための、本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子;トロンビン介在性の状態の治療用の医薬の製造における、本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子の使用;およびトロンビン介在性の状態の治療を必要とする個体に、本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子を投与することを含む、トロンビン介在性の状態の治療方法を提供する。
本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体によるトロンビンの阻害は、任意のトロンビン介在性の状態の治療において、臨床上有益であり得る。トロンビン介在性の状態には、トロンビンの形成または活性に関連する障害が含まれる。
トロンビンは、止血、凝固および血栓において重要な役割を果たしている。トロンビン介在性の状態には、血栓症や塞栓症などの血栓性の状態が含まれる。
血栓は、止血に必要な範囲を超えた過剰な凝固(すなわち、過剰凝固)、または止血に不要な凝固(すなわち、余分に止血性または非止血性の凝固)である。
血栓は、血管腔内の血液の凝固である。これは、止血に必要な範囲を超えているかまたは止血に不要な血塊(血栓)を形成するという特徴を有する。この血塊は、血管を通る血液の流れを妨げることがあり、医学的合併症につながることがある。血塊は、破砕して形成された場所から離れることがあり、それが循環器系の別の場所における塞栓につながることがある。動脈系において、血栓は、典型的には、動脈硬化性プラークの破裂の結果である。
いくつかの実施形態では、血栓は、初期の生理学的止血性応答、例えば、血管内の内皮細胞の損傷、の後に生じることがある。他の実施形態では、血栓は、いずれかの生理学的止血性応答の非存在下で生じることがある。
血栓は、内因性の血栓症傾向(すなわち、栓友病)を有する個体で生じることがあり、または、内因性の血栓症傾向を有さない「正常な」個体で、例えば、外因性の刺激に応答して生じることがある。
血栓および塞栓は、循環系内の静脈、動脈またはその他の血管内のいずれかに生じることがあり、微小血管の血栓を含み得る。
血栓および塞栓は、外科手術(手術中またはその後のいずれか)、あるいは、患者内への冠動脈ステントなどの異物の挿入に関連することもある。
例えば、本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体は、血液が人工物の表面に露出する心臓切開手術や透析などの外科手術および他の処置において有用なことがある。
血栓性の状態には、栓友病、血栓性脳卒中および冠状動脈閉塞が挙げられる。
本明細書に記載の治療に適する患者には、血栓症が症状もしくは治療の副作用である状態、または血栓のリスクを増加させる状態にある患者、あるいは一般集団に比べて血栓のリスクが増加しそうなまたは増加している患者が挙げられる。例えば、本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子は、癌患者における静脈血栓症の治療または予防、および院内血栓症の治療または予防に有用なこともあり、院内血栓症は、静脈血栓塞栓症の症例の50%の原因である。
本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子は、実質的に止血を阻害または妨げることなく、血栓性の状態などのトロンビン介在性の状態に対し治療的またはその他の有益な効果を発揮し得る。例えば、抗エキソサイト1抗体分子で処理した患者における大出血のリスクが、未治療の個体に比べ増加または実質的に増加し得ない。
天然および合成ヘパリン、ワルファリン、直接的なセリンプロテアーゼ阻害剤(例えば、アルガトロバン、ダビガトラン、アピキサバン、およびリバロキサバン)、ヒルジンおよびその誘導体(例えば、レピルジンおよびビバリルジン)、ならびに抗血小板剤(例えばクロピドグレル、チクロピジンおよびアブシキシマブ)などの従来の抗凝固剤で処理した個体では出血が引き起こされる。本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子で処理した患者における出血のリスクは、従来の抗凝固剤で処理した個体に比べ減少し得る。
トロンビン介在性の状態には、炎症、感染症、腫瘍の増殖および転移、臓器拒絶反応ならびに認知症(血管性および非血管性、例えば、アルツハイマー病)を含む、トロンビン活性に関連する非血栓性の状態を含む(Licari et al J Vet Emerg Crit Care(San Antonio).2009 Feb;19(1):11−22;Tsopanoglou et al Eur Cytokine Netw.2009 Dec1;20(4):171−9)。
本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子はまた、インビトロ試験、例えば、患者から得た試料における凝固の分析および特徴付け、において有用なこともある。
抗エキソサイト1抗体分子は、トロンビン生成の測定に有用なことがある。トロンビン生成の分析は、フィブリノゲンからフィブリンに変換すると濁りが生じ、簡単に発色のエンドポイントが利用できなくなるので、技術的に問題がある。
本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子を血液試料に添加すると、フィブリン形成そして濁りを防止または阻害するので、脱フィブリン化工程を必要とせずに、発色基質を用いてトロンビン生成を測定できる。
例えば、トロンビン生成を測定する方法は、本明細書に記載の抗エキソサイト抗体1分子の存在下で、血液試料を発色性トロンビン基質に接触させ、この基質からの発色性シグナルを測定することを含んでもよく;ここで、発色性シグナルが、試料中のトロンビン生成の指標であってよい。
発色性シグナルは、試料の脱フィブリン化をせずに直接測定できる。
好適な基質は、当該分野で周知であり、S2238(H−D−Phe−Pip−Arg−pNa)、β−Ala−Gly−Arg−p−ニトロアニリド二酢酸(Prasa,D.et al.(1997)Thromb.Haemost.78、1215;Sigma Aldrich Inc)およびTos−Gly−Pro−Arg−pNa.AcOH(Biophen CS−01(81);Aniara Inc OH USA)が挙げられる。
抗エキソサイト1抗体分子はまた、血液透析および体外膜型酸素供給などの体外循環において、上記のように血液の凝固を阻害または予防する上で有用なこともある。
例えば、インビトロまたはエクスビボでの血液凝固を阻害または予防する方法は、血液試料に本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子を導入することを含み得る。血液試料は、抗エキソサイト1抗体を導入する前、同時、または後で、体外循環系に導入してもよく、そして、場合により、血液透析または酸素供給等の処理を施してもよい。いくつかの実施形態では、処理した血液を、その後個体に投与してもよい。他の実施形態は、エクスビボでの血液試料中の血液凝固を阻害または予防する方法に使用するための本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子、ならびに、エクスビボでの血液試料中の血液凝固を阻害または予防する方法において使用するための医薬の製造における本明細書に記載の抗エキソサイト1抗体分子の使用を提供する。
本発明の他の態様は、トロンビンのエキソサイト1エピトープに結合し、例えば、病的な血液凝固または血栓の治療において有用であり得る抗体分子の製造に関する。
トロンビンのエキソサイト1エピトープに対する抗体抗原結合ドメインを製造する方法は;
HCDR1、HCDR2およびHCDR3を含む親VHドメインのアミノ酸配列中に1つ以上のアミノ酸を付加、削除、置換または挿入することにより、親VHドメインのアミノ酸配列変異体であるVHドメインを設け、ここで、HCDR1、HCDR2およびHCDR3はそれぞれ配列番号3、4および5のアミノ酸配列を有し;そして
場合により、このようにして設けたVHドメインを、1つ以上のVLドメインと結合して1つ以上のVH/VLの組み合わせを設け;そして
親VHドメインのアミノ酸配列変異体である前記VHドメインまたは1つもしくは複数のVH/VLの組み合わせを検査して、トロンビンのエキソサイト1エピトープに対する抗体抗原結合ドメインを同定する、
ことを含んでもよい。
親VHドメインのアミノ酸配列変異体であるVHドメインは、配列番号5のHCDR3配列、あるいは1、2、3つまたはそれ以上のアミノ酸が付加、削除、置換または挿入された変異を有し得る。
親VHドメインのアミノ酸配列変異体であるVHドメインは、それぞれ配列番号3および4のHCDR1およびHCDR2配列、あるいは1、2、3つまたはそれ以上のアミノ酸が付加、削除、置換または挿入された変異を有し得る。
トロンビンのエキソサイト1エピトープに特異的に結合する抗体分子を製造する方法は;
VHドメインをコードする出発核酸または各々がVHドメインをコードする核酸の出発レパートリーを設け、ここで、1つまたは複数のVHドメインは、置換されるべきHCDR1、HCDR2および/またはHCDR3を含むか、あるいはHCDR1、HCDR2および/またはHCDR3コード領域を欠くかのいずれかであり;
前記出発核酸または出発レパートリーを、それぞれ配列番号3、4および5のアミノ酸配列を有するHCDR1、HCDR2、および/またはHCDR3のアミノ酸配列の変異をコードするかまたは当該変異により生産した1つまたは複数の供与核酸に結合して、前記1つまたは複数の供与核酸が出発核酸または出発レパートリーのCDR1、CDR2および/またはCDR3領域に挿入されるようにすることで、VHドメインをコードする核酸の生成レパートリーを設け;
前記生成レパートリーの核酸を発現させて生成VHドメインを生産し;
場合により、前記生成VHドメインを1つ以上のVLドメインと結合し;
トロンビンのエキソサイト1に結合する抗体分子であって、生成VHドメインそして場合によりVLドメインを含む抗体分子を選択し;そして
前記抗体分子またはそれをコードする核酸を回収する、
ことを含んでもよい。
抗体分子の成熟および最適化のための適切な技術は、当該分野において周知である。
上述したように、トロンビンのエキソサイト1エピトープに対する抗体抗原結合ドメインおよび抗体分子を検査してもよい。例えば、トロンビンへの結合および/またはトロンビン基質の切断を阻害する能力を決定してもよい。
凝固および出血に対する抗体分子の効果は、標準的な技術を用いて決定してもよい。例えば、大腿静脈または頚動脈などの血管内に塩化第二鉄により血塊を誘導し、その後尾を出血させ正常な止血があるかを検査したマウス血栓症モデルを用いてもよい。
本発明の種々のさらなる態様および実施形態は、本開示を考慮することで当業者には明らかであろう。
本明細書で言及する全ての文書は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
特に明記しない限り、本明細書において抗体残基はカバットナンバリングスキーム(Kabat numbering scheme)に従ってナンバリングされている。
本明細書で使用する場合、「および/または」は、2つの指定された特徴または成分の各々について、もう一方があるまたはない場合の具体的な開示として解釈すべきである。例えば、「Aおよび/またはB」は、(i)A、(ii)Bそして(iii)AおよびBの各々についてあたかもそれぞれが個別で本明細書に記載されているかのような具体的な開示として解釈すべきである。
文脈が指示しない限り、上述の特徴についての記載および定義は、本発明の特定の態様または実施形態に限定されるものではなく、記載されるすべての態様および実施形態に等しく適用される。このように、上述の特徴は、すべての組み合わせおよび置換について開示される。
本発明の特定の態様および実施形態を、図および表を参照しながら例として説明する。
1.抗体の単離および特徴付け
凝固スクリーニングを、患者の血漿試料について行った。凝固検査は、頭部損傷後の硬膜下血腫を負った患者で実施した。血腫は、介入なしに自然消失した。出血について過去の病歴はなく、患者が血腫を示してからの4年間、それ以外の出血エピソードはなかった。結果を表1に示す。
この患者のプロトロンビン時間(PT)、活性化部分トロンボプラスチン時間(APTT)、およびトロンビン時間(TT)は全て、対照と比較して長かったが、レプチラーゼ時間は正常であった。
トロンビン時間は、ヘパリナーゼにより補正されなかったので、ヘパリン治療または汚染の関与はなかったことが示唆される。この患者のフィブリノゲンレベルは、ELISAおよびレプチラーゼアッセイによると正常であった。クラウスアッセイでは、フィブリノゲンレベルがこのトロンビン阻害剤の存在により人為的に低かった。PTおよびAPTT凝固時間は、正常な個体からプールした血漿との50:50混合物を用いた混合検査でも、長いままであることが分かった。このことより、患者の試料中に阻害因子が存在することを示唆された。
患者の血漿は、高いIgA力価を有することが分かった。このIgA分子は、ヒトトロンビンカラムに結合することが分かった(図1)。トロンビンは、レクチンアガロースに結合したIgAの存在下ではプルダウンされていれたが、IgAの非存在下ではそうではなかった。プロトロンビンは、IgAの存在下でもプルダウンされなかったので、このIgAは、プロトロンビンではなく、トロンビンに特異的に結合することが示唆された(図2)。
次いで、トロンビン分子上のIgAの結合部位を調べた。
IgAの存在下ではトロンビンによるS2238の切断速度がわずかに高くなったことが測定され、よってIgAはトロンビンの活性部位をブロックしないことが示唆された(図3)。
トロンビンへの蛍光標識ヒルゲンの結合が700nM IgAの存在により阻害され、これにより抗体に対するエピトープは、トロンビン、すなわち、トロンビンのエキソサイト1上のヒルゲンの結合部位と重なることが示唆された(図4)。
いくつかのトロンビンの凝固促進基質の加水分解に対するIgAの効果を検査した。結果を表2に示す。これらの結果は、患者試料から単離されたIgA分子は、トロンビンの複数の凝固促進活性を阻害することを実証する。
IgAの存在下におけるアンチトロンビン(AT)によるトロンビンの阻害は、ヘパリンの非存在下および存在下の両方でほんのわずか影響された(表3)。
トロンビンに対するIgAの解離定数(Kd)を、S2238の加水分解の速度に基づいて最初に推定したところ、約12nMであった(図5)。S195Aトロンビン(触媒セリンの変異により不活化されたもの)へのIgAの結合についてのKdは、ForteBio Octet Red instrumentを用いて、2nMであると決定された(表4)。
精製したIgAをパパインで切断し(図6)、Fab断片を単離し、ヒトPPACK−トロンビン(PPACKは共有結合性の活性部位阻害剤である)と結合させた。ヒトPPACK−トロンビン−FAB複合体を結晶化し、構造解析に用いた。得られた構造の統計は以下のようであった:解像度は1.9Å;R因子=19.43%;Rfree=23.42%;非対称単位中に1つの複合体;ラマチャンドラン:好適値(favoured)=97.0%、外れ値(outliers)=0%。結晶構造により、IgA FabのHCDR3とトロンビンのエキソサイト1との間で密接に関連していることが明らかになった(図7)。
特に、エキソサイト1の残基M32、F34、Q38、E39、L40、L65、R67、R73、T74、R75、Y76、R77aおよびI82は全て直接IgA FabのHCDR3ループと相互作用する(図8)。
抗体−トロンビン界面のPISA分析により、複合体中の全埋没表面積が1075Å2であることが示された。IgA重鎖中の接触残基は、(カバットナンバリングで):30、51、52a、53−55、96、98、99、100、100a、100b、100c、100dであった。これらは全てCDR:CDRH1−GYTLEAAIH;CDRH2−GPQDGETVYAQQFKG;CDRH3−GSEFEPFSMDYFHF中にあった(下線を付した残基が接触している)。CDRH3は、抗体上の埋没表面積の85%を示し、最も重要であることが分かった。軽鎖は、周辺部の一か所で、CDRL2の直前のTyr49(トロンビンのSer36a)と接触していた。埋没表面をもたらしたいくつかの貢献要素は、それぞれ:Glu99 54Å2、Phe100 134.8Å2、Glu100a 80.6Å2、Phe100c 141.7Å2であった。
トロンビンにおける接触残基は、(キモトリプシンナンバリングで):32、34、36a−40、65、67、73−76、77a、82、および151あることが分かった。埋没表面をもたらした最も重要な貢献要素は、それぞれ:Gln38 86.4Å2、Arg73 44.5Å2、Thr74 60.1Å2、Tyr76 78.4Å2、Arg77a 86.9Å2であった。
患者は、このIgAの循環レベルが3g/lであるにもかかわらず、増加または異常な出血または大出血を示さなかったので、この抗体が正常な止血に影響を与えずにトロンビンを阻害することが実証された。
2.動物血栓症モデルに対するIgAの効果
C57BL/6マウスを麻酔した。(化合物を注入するため)カテーテルを頸動脈に挿入した。FITC標識したフィブリノゲン(2mg/ml)を頸動脈から注入した。PBS(対照)またはIgAも、頸動脈から注射した。大腿静脈を露出し、凝血を誘導するために3分間10%FeCl3(飽和させた長さ3mmの吸い取り紙)を付した。
蛍光顕微鏡技術を用いて、FeCl3による損傷から0、5、10、および20分後に、損傷部位の長さ方向に沿って蛍光顕微鏡画像を撮影した。
大腿静脈中の血塊(フィブリン沈着)は、明るい部分としてはっきりと視認できた(図9)。最低用量の抗体でも凝血の有意な阻害を引き起こすことが観察されたが、用量が増加するにつれて、凝血が減少した。(図10〜15)。
マウスの出血時間も測定した。出血時間は、尾の切断から血流の停止までの時間として評価した。1つ外れ値の試料があったにもかかわらず、出血時間は抗エキソサイト1IgAの処理によって影響を受けないことがわかった(図16)。
これらの結果により、抗エキソサイト1IgA抗体は、血栓の強力な阻害因子であるが、出血時間には影響を及ぼさないことが示される。
3.尾クリップ(Tail clip)アッセイ
尾クリップアッセイを、400nMのIgA(血中最終濃度、約6mg/Kgの用量に相当)またはPBSのいずれかを注射した野生型C57BL/6雄マウスで行った。注射から15分後に尾を直径3mmで切断し、その後10分にわたり失血をモニターした。総失血は、抗エキソサイト1IgAによる処理によって影響を受けないことが分かった(図17)。
4.FeCl 3 損傷性頸動脈閉塞
FeCl3損傷性頸動脈閉塞試験を、9週齢の野生型C57BL/6雄マウスで実施した。マウスは、5%FeCl3による損傷の15分前に、400nM抗IIa型IgA(血中最終濃度、約6mg/Kgの用量に相当)またはPBSを2分間注射した。その後、血流をドップラーによりモニターし、閉塞までの時間を計測した。「血塊」は、血流が典型的には0.1ml/min未満の値に減少し、そして減少したままであるという安定した閉塞性血栓であると定義した。対照マウスでは、安定した血塊が、損傷後約20分で形成されることが観察された(図18A)。しかし、400nM抗IIa型IgAで処理したマウスの大多数は、安定した血塊を形成できず、血塊は速やかに溶解し、繰り返し溶解するか、または全く形成されなかったというトレース(trace)を示した。3つの代表的なトレースを、図18B〜18Dに示す。
5.抗エキソサイト1IgG
前述の患者において同定したIgA分子を、標準的な技術を用いてIgGとして再構成(re−formatted)した。
20nMまでヒトトロンビンを添加した上で、もとのIgAおよび新たなIgGの量を増加させながら加えたプールしたヒト血漿の凝固時間を検査した(図19)。親IgAおよび合成IgGの両者は、同一の濃度依存性をもって血塊形成までの時間が増加したので、トロンビンへの親和性が同一であることが示唆された。
これは、ForteBio(商標)Octet Red instrumentを用いて固定化S195Aトロンビンへの合成IgGの結合を測定することにより確認した。トロンビンを、プローブに結合させ、(様々な濃度における)抗体の結合をモニターした。正反応速度(on−rates)および逆反応速度(off−rates)を決定した。両方の抗体は、約3×105-1-1の正反応速度、約5×10-4-1の逆反応速度、および約2nMの解離定数(Kd)という似たような値を示した。約2nMという解離定数(Kd)は、定常解析によるIgAおよびIgGについても得られた(表4)。代表的な定常曲線を、図20に示す。したがって、IgAの特性がIgGの構造で再現された。
IgG抗体へのプロトロンビンの結合を、オクテットシステムを用いてIgGを固定化して検査した。トロンビンは、固定化トロンビンを用いて得られたものと同等の速度および親和性で固定化IgGに結合したが(表4);プロトロンビンは、IgGに結合しなかった。図21は、固定化IgGに結合し解離する24nMトロンビンのトレースである。図22は、500nMプロトロンビンを使用した同様の実験であり、結合した証拠がみられない。
ヒトプレプロトロンビンのアミノ酸配列(配列番号1;GeneID:2147;NP_000497.1 GI:4503635;エキソサイト1残基に下線を付す)
Figure 0006705785
カバットナンバリングによる抗エキソサイト1IgAおよびIgG VHドメインのアミノ酸配列(CDRに下線を付す):(配列番号2)
Figure 0006705785
抗エキソサイト1IgAおよびIgG HCDR1のアミノ酸配列(配列番号3)
GYTLTEAAIH
抗エキソサイト1IgAおよびIgG HCDR2のアミノ酸配列(配列番号4)
GLDPQDGETVYAQQFKG
抗エキソサイト1IgAおよびIgG HCDR3のアミノ酸配列(配列番号5)
GDFSEFEPFSMDYFHF
カバットナンバリングによる抗エキソサイト1IgAおよびIgG VLドメインのアミノ酸配列:(配列番号6)
Figure 0006705785
抗エキソサイト1IgAおよびIgG LCDR1のアミノ酸配列(配列番号7)
RASQNVSSFLA
抗エキソサイト1IgAおよびIgG LCDR2のアミノ酸配列(配列番号8)
DASSRAT
抗エキソサイト1IgA およびIgG LCDR3のアミノ酸配列(配列番号9)
QQRRSWPPLT
Figure 0006705785
Figure 0006705785
Figure 0006705785
Figure 0006705785

Claims (18)

  1. それぞれ、配列番号3、4および5の配列を有するHCDR1、HCDR2およびHCDR3を含むVHドメイン、ならびにそれぞれ配列番号8および9の配列を有するLCDR2およびLCDR3および列番号6のN28に相当する1アミノ酸残基に置換を導入する変異によりグリコシル化部位が消去された配列番号7の配列を有するLCDR1を含むVLドメインを含む、トロンビンのエキソサイト1領域に特異的に結合する単離された抗体分子。
  2. トロンビン活性を阻害する、請求項1に記載の抗体分子。
  3. 配列番号2のアミノ酸配列を有するVHドメインを含む、請求項1又は2に記載の抗体分子。
  4. ミノ酸N28における1アミノ酸の置換によりグリコシル化部位が消去された配列番号6のアミノ酸配列を有するVLドメインを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の抗体分子。
  5. 配列番号2のアミノ酸配列を有するVHドメイン、及びミノ酸N28における1アミノ酸の置換によりグリコシル化部位が消去された配列番号6のアミノ酸配列を有するVLドメインを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の抗体分子。
  6. 完全抗体である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の抗体分子。
  7. IgAまたはIgGである、請求項6に記載の抗体分子。
  8. 前記抗体分子は抗体の断片であり、該断片はトロンビンのエキソサイト1領域に特異的に結合する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の抗体分子。
  9. モノクローナル抗体である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の抗体分子。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の抗体分子および医薬的に許容される賦形剤を含む、医薬組成物。
  11. トロンビン介在性の状態の治療に使用するための医薬の製造における請求項1〜9のいずれか1項に記載の抗体分子の使用。
  12. トロンビン介在性の状態は血栓性の状態である、請求項11に記載の使用。
  13. 血栓性の状態は、血栓症または塞栓症である、請求項12に記載の使用。
  14. トロンビン介在性の状態は、炎症、感染症、腫瘍の増殖、腫瘍の転移または認知症である、請求項11に記載の使用。
  15. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の抗体分子を含む、トロンビン介在性の状態を治療するための医薬組成物。
  16. トロンビン介在性の状態は血栓性の状態である、請求項15に記載の医薬組成物。
  17. 血栓性の状態は、血栓症または塞栓症である、請求項16に記載の医薬組成物。
  18. トロンビン介在性の状態は、炎症、感染症、腫瘍の増殖、腫瘍の転移または認知症である、請求項15に記載の医薬組成物。
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