JP6851199B2 - 多量体Fcタンパク質 - Google Patents

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Description

本発明はヒトFc受容体に結合する多量体融合タンパク質に関する。本発明は、多量体融合タンパク質を含む治療組成物及び免疫不全の治療におけるその使用にも関する。
免疫不全は、異なる兆候、症状、原因及び発症機序を有する多種多様な疾患を包含する。これらの疾患の多くは、病原性抗体及び/又は病原性免疫複合体の積極的関与を特徴とする。ITP(免疫性血小板減少症、免疫性血小板紫斑病、特発性血小板減少症紫斑病と不定に呼ばれる)などの一部の疾患では、病原性抗体の標的抗原(Hoemberg, Scand HJ Immunol, Vol 74(5), p489-495, 2011)及び疾患過程はある程度はよく理解されている。そのような免疫不全は多くの場合、様々な従来の薬剤を単独療法として又は組み合わせて治療されている。そのような薬剤の例は、多数の副作用に関連している副腎皮質ステロイド、静注用免疫グロブリン(IVIG)及び抗Dである。
抗体は、多くの場合、免疫グロブリンと呼ばれるが、2つの同一な重(H)鎖及び2つの同一な軽(L)鎖を含み、鎖間ジスルフィド結合により共に保持されているY字型の分子である。それぞれの鎖は、配列が異なり抗原結合の原因となる1つの可変ドメイン(V)からなる。それぞれの鎖は少なくとの1つの定常ドメイン(C)からもなる。軽鎖では、単一の定常ドメインがある。重鎖では、アイソタイプに応じて、少なくとも3つ、時に4つの定常ドメインがある(IgG、IgA及びIgDは3つを有し、IgM及びIgEは4つ有する)。
ヒトでは、IgA、IgD、IgE、IgG及びIgMと呼ばれる5つの異なるクラス又はアイソタイプの免疫グロブリンがある。これらのクラスすべてが基本的な4鎖Y字型構造を有しているが、その重鎖は異なり、それぞれα、δ、ε、γ及びμと呼ばれる。IgAは、IgA1及びIgA2と呼ばれる2つのサブクラスにさらに細区分することができる。IgGには、IgG1、IgG2、IgG3及びIgG4と呼ばれる4つのサブクラスがある。
抗体のFcドメインは典型的には、それぞれの重鎖のうち二量体化してFcドメインを形成する少なくとも最後の2つの定常ドメインを含む。Fcドメインは、主にFcRnへの結合を通じて抗体半減期を決定すること、身体全体への分布、補体を固定する能力、及び細胞表面Fc受容体への結合を含む、抗体エフェクター機能を提供する原因である。
抗体アイソタイプ間の違いはFcドメインが最も明白であり、これにより抗原に結合すると異なるエフェクター機能が始動される。構造の違いは抗体の重合状態の違いももたらす。したがって、IgG、IgE及びIgDは一般に単量体であり、IgMは五量体と六量体の両方として存在し、IgAは主に血清中では単量体として漿粘液性分泌物中では二量体として存在する。
静注用免疫グロブリン(IVIG)は、何千人もの健常な血液ドナー由来のプールされた免疫グロブリンである。IVIGは、低IgGレベルの患者において日和見感染を予防するためのIgG補充療法として最初に使用された(Baerenwaldt, Expert Rev Clin Immunol, Vol 6(3), p425-434, 2010に概説されている)。ITPを抱えた小児におけるIVIGの抗炎症特性の発見後(Imbach, Helv Paediatri Acta, Vol 36(1), p81-86, 1981)、IVIGは現在、ITP、ギラン・バレー症候群、川崎病、及び慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチーの治療に認可されている(Nimmerjahn, Annu Rev Immunol, Vol 26, p513-533, 2008)。
病原性免疫複合体に関連している疾患では、成分免疫グロブリン画分のわずかな部分が不釣り合いに効果的であることが提唱されてきた。微量(典型的には1〜5%)のIgGがIVIG内に多量体形態で存在していることが観察されている。この多量体画分の大多数は二量体であり、三量体及びさらに高次の形態はもっと少量であると考えられている。レシピエント抗イディオタイプ抗体の結合による注入後に追加の二量体が形成される可能性があることも提唱されてきた。1つの説は、これらの多量体形態が、増強されたその結合力のせいで、低親和性Fcγ受容体への結合をめぐって免疫複合体と競合するというものである(Augener, Blut, Vol 50, p249-252, 1985; Teeling, Blood Vol 98(4), p1095-1099, 2001; Machino, Y., Clin Exp Immunol, Vol 162(3), p415-424, 2010; Machino, Y. et al., BBRC, Vol 418, p748-753, 2012)。別の説は、IVIG内のIgGのシアル酸グリコフォーム、特にさらに高いレベルのα2−6シアル酸形態の存在がFcγ受容体活性化状態の変化を引き起こすというものである(Samuelsson, Science, Vol 291, p484-486, 2001; Kaneko, Science, Vol 313, p670-673, 2006; Schwab, European J Immunol Vol 42, p826-830, 2012; Sondermann, PNAS, Vol 110(24), p9868-9872, 2013)。
病原性抗体に関連している疾患では、ヒトに投与された極めて大用量のIVIG(1〜2g/kg)がFcRnにより遂行される正常なIgG恒常性機序を効果的に無効にすることが提唱されてきた。実際上、ドナーIVIGによりレシピエントIgGを大量希釈すると、異化反応が増強され患者の病原性抗体の血清半減期が短くなる。その有効性について提唱されている他の機序には、病原性抗体の抗イディオタイプ中和及び補体因子の一過的減少が含まれる(Mollnes, Mol Immunol, Vol 34, p719-729, 1997; Crow, Transfusion Medicine Reviews, Vol 22(2), p103-116, 2008; Schwab, I. and Nimmerjahn, F. Nature Reviews Immunology, Vol 13, p176-189, 2013)。
IVIGの臨床利用には著しい不都合がある。IVIGは、製造方法及びドナープールの固有の違いのせいで製造業者間で製品品質が変わりやすい(Siegel, Pharmacotherapy Vol 25(11) p78S-84S, 2005)。IVIGは、典型的には1〜2g/kgの桁で極めて大用量で与えられる。この大用量は長期の注入期間を必要とし(4〜8時間、複数日にわたる場合もある)、これは患者には不快になることがあり、注入関連有害事象をもたらすことがある。重篤有害事象が起こることがあり、IgA欠損個体での反応はよく理解されている。IVIGを受けている患者でサイトカイン放出が観察されることもあるが、これは用量及び注入速度を慎重に制御することにより大部分が最小化する。患者あたりの大量使用及びヒトドナーへの依存の結果として、IVIGの製造は高価であり世界的な供給は非常に制限されている。
まとめると、IVIGの不都合は、病原性抗体及び病原性免疫複合体の疾患生物学を妨害することができる分子の臨床供給、投与及び有効性の点から改善の必要性が存在することを意味する。
IVIG療法の潜在的代替法として使用するための重合体Fc融合タンパク質は文献に記載されている(Mekhaiel et al; Nature Scientific Reports 1:124, published 19thOctober 2011)。Mekhaielらは、六量体hIgG1−Fc−LH309/310CLテイルピースを記載している。
本発明者らは、変化したFc受容体結合及び/又は変化した補体結合を含む、タンパク質のエフェクター機能を改変する突然変異を含有する多量体融合タンパク質を作り出した。この改変は本発明の多量体融合タンパク質の安全性及び有効性を大いに改善する。
したがって、本発明では、IVIG及び先行技術の代替物の不都合の多くを解決する、製造性が改善され、有効性及び安全性が高まった改良多量体融合タンパク質を提供する。このタンパク質は、慎重に制御された条件下で大量に産生することができ、供給が制限され品質が変化しやすいという問題をなくす。さらに、有効性及び安全性が改善されたことでもっと少用量の投与が可能になり、有害事象のリスクが減少する。
Mekhaielらにより記載されたタンパク質は主にワクチンとしての使用のために開発され、典型的には、抗原、病原体関連分子パターン(PAMP)、薬物、リガンド、受容体、サイトカイン又はケモカインなどの「融合パートナー」と呼ばれる異なるタンパク質に融合された。一例では、本発明のタンパク質は融合パートナーを含まない。
IgM又はIgAのいずれか由来のカルボキシル末端テイルピースが全IgG分子定常領域のカルボキシル末端に付加され、組換えIgM様IgGを産生する先行技術において重合体融合タンパク質が記載されている(Smith R.I.F. and Morrison, S.L. Biotechnology, Vol 12, p683-688, 1994; Smith R.I.F. et al, J Immunol, Vol 154, p2226-2236, 1995; Sorensen V. et al, J Immunol, Vol 156, p2858-2865, 1996)。研究されたIgG分子は可変領域を含むインタクトな免疫グロブリンであった。これとは対照的に、本発明の多量体融合タンパク質は抗体可変領域を含まない。
したがって、本発明では、IVIG及び先行技術代替物の不都合の多くを解決する、製造性が改善され安全性及び有効性が高まった改良多量体融合タンパク質を提供する。このタンパク質は、慎重に制御された条件下で組換え的に大量に産生することができ、供給が制限され品質が変化しやすいという問題をなくす。さらに、安全性及び有効性が高まったことでもっと少用量の投与が可能になり、有害事象のリスクが著しく減少する。
本発明の多量体融合タンパク質は集合的に「Fc多量体」と名付けられており、この2つの用語は本明細書では互換的に使用される。
他の方法で定義されなければ、本明細書で使用される専門用語及び科学用語はすべて、本発明が属する技術分野の当業者により一般的に理解されているのと同じ意味を有する。本明細書で言及される出版物及び特許はすべて参照により組み込まれる。
本明細書に記載される実施形態のいずれでも組み合わせることができることは認識されるであろう。
本明細書では、他の方法で明記されていなければ、EU付番方式を使用して抗体ドメイン中の残基に言及する。この方式は最初、Edelman et al, 1969により考案され、Kabat et al, 1987に詳細に説明されている。
Edelman et al, 1969;「全γG免疫グロブリン分子の共有結合構造(The covalent structure of an entire γG immunoglobulin molecule)」、PNAS Biochemistry Vol.63 pp78-85.
Kabat et al, 1987;「免疫学的に興味深いタンパク質の配列において(in Sequences of Proteins of Immunological Interest)」、US Department of Health and Human Services, NIH, USA.
当業者には既知であるように、特定の抗体アイソタイプについて位置番号及び/又はアミノ酸残基が与えられている場合、他の任意の抗体アイソタイプにおける対応する位置及び/又はアミノ酸残基に適用できることが意図されている。IgM又はIgAに由来するテイルピース中のアミノ酸残基に言及する場合、当技術分野の従来的慣習に従って、与えられた位置番号は天然に存在するIgM又はIgAにおける残基の位置番号である。
本発明は、2つ以上のポリペプチド単量体単位を含む多量体融合タンパク質であって、
それぞれのポリペプチド単量体単位が、2つの重鎖Fc領域を含む抗体Fcドメインを含み、
それぞれの重鎖Fc領域が、309位のシステイン残基並びにFcR結合及び/又は補体結合を変化させる少なくとも1つの追加の突然変異を含み、単量体単位を集合させて多量体にするテイルピースにそのC末端で融合しており、
それぞれのポリペプチド単量体単位が、抗体可変領域を含まない、
上記多量体融合タンパク質を提供する。
一例では、本発明の多量体融合タンパク質は融合パートナーをさらに含む。用語「融合パートナー」は1つ又は複数の抗体可変ドメインを明確に排除する。典型的には用語「融合パートナー」とは抗原、病原体関連分子パターン(PAMP)、薬物、リガンド、受容体、サイトカイン又はケモカインのことである。
前記融合パートナーは、存在している場合には、それぞれの重鎖Fc領域のN末端に融合される。融合パートナーは重鎖Fc領域のN末端に直接融合させることができる。代わりに、融合パートナーは、存在する場合にはヒンジを含んでいてもよい介在アミノ酸配列により間接的に融合させることができる。例えば、短いリンカー配列を融合パートナーと重鎖Fc領域の間に与えることができる。
一例では、本発明のタンパク質は融合パートナーを含まない。
特に、本発明の多量体融合タンパク質は1つ又は複数の抗体可変領域を含まず、典型的にはこの分子はVHもVL抗体可変領域も含まない。一例では、本発明の多量体融合タンパク質はFab断片を含まない。
本発明の多量体融合タンパク質のそれぞれのポリペプチド単量体単位は抗体Fcドメインを含む。
本発明の抗体Fcドメインは適切ないかなる種に由来していてもよい。一実施形態では、抗体FcドメインはヒトFcドメインに由来している。
抗体Fcドメインは、IgA(サブクラスIgA1及びIgA2を含む)、IgD、IgE、IgG(サブクラスIgG1、IgG2、IgG3及びIgG4を含む)、及びIgMを含む、抗体の適切ないかなるクラス由来でもよい。一実施形態では、抗体FcドメインはIgG1、IgG2、IgG3又はIgG4に由来する。一実施形態では、抗体FcドメインはIgG1に由来する。一実施形態では、抗体FcドメインはIgG4に由来する。
抗体Fcドメインは、それぞれが重鎖Fc領域と呼ばれる2つのポリペプチド鎖を含む。この2つの重鎖Fc領域は二量体化して抗体Fcドメインを作り出す。抗体Fcドメイン内の2つの重鎖Fc領域は互いに異なっていてもよいが、これらのFc領域は通常は互いに同一であることは認識されるであろう。したがって、用語「重鎖Fc領域」が下の本明細書で使用される場合、この用語は、同一の重鎖Fc領域と二量体化して抗体Fcドメインを作り出す単一の重鎖Fc領域を指すのに使用される。
典型的にはそれぞれの重鎖Fc領域は2つ若しくは3つの重鎖定常ドメインを含む又はそれからなる。
天然の抗体では、IgA、IgD及びIgGの重鎖Fc領域は、2つの重鎖定常ドメイン(CH2及びCH3)で構成されており、IgE及びIgMの重鎖Fc領域は3つの重鎖定常ドメイン(CH2、CH3及びCH4)で構成されている。これらは二量体化してFcドメインを作り出す。
本発明では、重鎖Fc領域は、1つ又は複数の異なるクラスの抗体、例えば、1つ、2つ又は3つの異なるクラス由来の重鎖定常ドメインを含むことができる。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、IgG1に由来するCH2及びCH3ドメインを含む。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、IgG2に由来するCH2及びCH3ドメインを含む。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、IgG3に由来するCH2及びCH3ドメインを含む。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含む。
本発明の多量体融合タンパク質は集合的に「Fc多量体」と名付けられており、この2つの用語は本明細書では互換的に使用される。
本発明者らは、CH3ドメインが本発明の多量体融合タンパク質の単量体単位の重合を制御するのに重要な役割を果たしていることを思いがけず見出した。重合は、Fc領域の由来となるIgGサブクラスに応じて変化することが思いがけず見出された。IgG1に由来するCH2ドメインとCH3ドメインを含むFc多量体は非常に効率的に集合して六量体になり、この分子のおおよそ80%が六量体形態で存在していた。これとは対照的に、IgG4に由来するCH2ドメインとCH3ドメインを含むFc多量体はもっと低いレベルの六量体を形成した。CH2ドメインが1つの特定のIgGサブクラスに由来しCH3ドメインが異なるIgGサブクラスに由来するハイブリッドFc領域を含むFc多量体を調べると、六量体を形成する能力が主にCH3ドメインによりコードされていることが明らかになった。IgG1に由来するCH3ドメインの存在は六量体化を著しく増加させる。CH3ドメインがIgG1に由来しCH2ドメインがIgG4に由来するハイブリッドFc多量体はIgG1野生型と全く同じくらい効率的に集合し、この分子のおおよそ80%が六量体として見出された(例4及び図3)。したがって、IgG4のCH3ドメインをIgG1のCH3ドメインで置き換えると、野生型IgG4 Fc多量体と比べて六量体化のレベルが改善される。こうして得られるハイブリッドは、IgG4の望ましい特性の多くを保持しつつ高レベルの六量体形成という利点を有する。
さらに、IgG1のCH3ドメインは熱安定性を与えることで知られている(Garber and Demarest, Biochem and Biophys Res Comm, Vol 355 p751-757 2007)。したがって、IgG1に由来するCH3ドメインを含むハイブリッドFc多量体は改善された安定性も有することになる。
したがって、一実施形態では、重鎖Fc領域はIgG1に由来するCH3ドメインを含む。
一実施形態では、重鎖Fc領域はIgG4に由来するCH2ドメインとIgG1に由来するCH3ドメインを含む。
したがって、一実施形態では、本発明は、2つ以上のポリペプチド単量体単位を含む多量体融合タンパク質であって、
それぞれのポリペプチド単量体単位が、2つの重鎖Fc領域を含む抗体Fcドメインを含み、
それぞれの重鎖Fc領域が、309位にシステイン残基を含み、単量体単位を集合させて多量体にするテイルピースにそのC末端で融合しており、
それぞれの重鎖Fc領域が、IgG4に由来するCH2ドメインとIgG1に由来するCH3ドメインを含み、場合によりそれぞれのポリペプチド単量体単位が抗体可変領域を含まない、
上記多量体融合タンパク質を提供する。
これらの多量体融合タンパク質は、本明細書の下に記載される1つ又は複数の追加の突然変異を取り込むことができる。
したがって、一実施形態では、本発明は、2つ以上のポリペプチド単量体単位を含む多量体融合タンパク質であって、
それぞれのポリペプチド単量体単位が、2つの重鎖Fc領域を含む抗体Fcドメインを含み、
それぞれの重鎖Fc領域が、309位のシステイン残基並びにFcR結合及び/又は補体結合を変化させる少なくとも1つの追加の突然変異を含み、単量体単位を集合させて多量体にするテイルピースにそのC末端で融合しており、
それぞれの重鎖Fc領域が、IgG4に由来するCH2ドメインとIgG1に由来するCH3ドメインを含み、場合によって、ポリペプチド単量体単位が抗体可変領域を含まない、
上記多量体融合タンパク質を提供する。
本発明者らは、CH3ドメインの355位のアミノ酸が六量体化に極めて重要であることを立証してきた。IgG1 CH3ドメインの355位に通常見出されるアルギニン残基は、特に効率的な六量体化を促進することが分かっていた。本明細書の下に記載される例4を参照されたい。
したがって、一実施形態では、重鎖Fc領域は355位にアルギニン残基を含む。
IgG1 CH3ドメインの355位に通常見出されるアルギニン残基をシステイン残基で置換すると(R355C)野生型IgG1を超えて六量体形成が増加した。本明細書の下に記載される例4を参照されたい。
したがって、一実施形態では、重鎖Fc領域は355位にシステイン残基を含む。
IgG4に由来するCH3ドメインを含む本発明のFc多量体では、355位のグルタミン残基をアルギニン残基で置換すると(Q355R)六量体化が著しく増加される。したがって、IgG4 Fc多量体の比較的低い六量体化という問題は、単一のアミノ酸置換により解決することが可能である。これには、こうして得られるFc多量体が、IgG4の特徴的特性を保持しつつ極めて効率的に集合して六量体になるという利点がある。
したがって、一実施形態では、重鎖Fc領域は、355位のグルタミン残基が別のアミノ酸で置換されているIgG4に由来するCH3ドメインを含む。
したがって、一実施形態では、重鎖Fc領域は、355位のグルタミン残基がアルギニン残基(Q355R)又はシステイン残基(Q355C)で置換されているIgG4に由来するCH3ドメインを含む。
したがって、一実施形態では、本発明は、2つ以上のポリペプチド単量体単位を含む多量体融合タンパク質であって、
それぞれのポリペプチド単量体単位が、2つの重鎖Fc領域を含む抗体Fcドメインを含み、
それぞれの重鎖Fc領域が309位にシステイン残基を含み、単量体単位を集合させて多量体にするテイルピースにそのC末端で融合しており、
それぞれの重鎖Fc領域が、IgG4に由来するCH2ドメインと、355位のグルタミン残基がアルギニン残基又はシステイン残基で置換されているIgG4に由来するCH3ドメインを含み、場合によって、それぞれのポリペプチド単量体単位が抗体可変領域を含まない、
上記多量体融合タンパク質を提供する。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、IgMに由来するCH4ドメインを含む。IgM CH4ドメインは典型的にはCH3ドメインとテイルピース間に位置している。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、IgGに由来するCH2及びCH3ドメイン並びにIgMに由来するCH4ドメインを含む。
本発明の重鎖Fc領域を産生するのに使用するための重鎖定常ドメインは、上記の天然に存在する定常ドメインの変異体を含むことができることは認識されるであろう。そのような変異体は、野生型定常ドメインと比べて1つ又は複数のアミノ酸変異を含むことができる。一例では、本発明の重鎖Fc領域は、野生型定常ドメインとは配列が異なる少なくとも1つの定常ドメインを含む。変異定常ドメインは野生型定常ドメインと比べて長くても短くてもよいことは認識されるであろう。好ましくは、変異定常ドメインは野生型定常ドメインと少なくとも50%同一である又は類似している。用語「同一性」は、本明細書で使用されるように、整列させた配列中のいかなる特定の位置でもアミノ酸残基が配列間で同一であることを示す。用語「類似性」は、本明細書で使用されるように、整列させた配列中のいかなる特定の位置でもアミノ酸残基が配列間で類似する種類であることを示す。例えば、イソロイシン又はバリンの代わりにロイシンを使ってもよい。多くの場合互いに置き換えることが可能である他のアミノ酸には、
フェニルアラニン、チロシン及びトリプトファン(芳香族側鎖を有するアミノ酸)
リシン、アルギニン及びヒスチジン(塩基性側鎖を有するアミノ酸)
アスパラギン酸及びグルタミン酸(酸性側鎖を有するアミノ酸)
アスパラギン及びグルタミン(アミド側鎖を有するアミノ酸)、並びに
システイン及びメチオニン(硫黄含有側鎖を有するアミノ酸)
が含まれるがこれらに限定されない。
同一性及び類似性の程度は容易に計算することが可能である(Computational Molecular Biology, Lesk, A.M., ed., Oxford University Press, New York, 1988; Biocomputing. Informatics and Genome Projects, Smith, D.W., ed., Academic Press, New York, 1993; Computer Analysis of Sequence Data, Part 1, Griffin, A.M., and Griffin, H.G., eds., Humana Press, New Jersey, 1994; Sequence Analysis in Molecular Biology, von Heinje, G., Academic Press, 1987; and Sequence Analysis Primer, Gribskov, M. and Devereux, J., eds., M Stockton Press, New York, 1991)。一例では、変異定常ドメインは野生型定常ドメインに少なくとも60%同一である又は類似している。別の例では、変異定常ドメインは少なくとも70%同一である又は類似している。別の例では、変異定常ドメインは少なくとも80%同一である又は類似している。別の例では、変異定常ドメインは少なくとも90%同一である又は類似している。別の例では、変異定常ドメインは少なくとも95%同一である又は類似している。
それぞれの重鎖Fc領域は、ポリペプチド単量体単位を集合させて多量体にするテイルピースにそのC末端で融合している。
IgM及びIgAは、共通H抗体単位の共有結合多量体としてヒトにおいて天然に存在している。IgMはJ鎖を組み込んでいる場合は五量体として、又はJ鎖を欠く場合は六量体として存在する。IgAは単量体及び二量体形態として存在する。IgM及びIgAの重鎖は、テイルピースとして知られる、C末端定常ドメインまでの18アミノ酸伸長を有する。このテイルピースには、重合体中の重鎖間にジスルフィド結合を形成するシステイン残基が含まれ、重合において重要な役割を有すると考えられている。テイルピースはグリコシル化部位も含有する。
本発明のテイルピースは適切ないかなるアミノ酸配列でも含むことができる。本発明のテイルピースは天然に存在する抗体中に見出されるテイルピースでもよく、又は代わりに、天然のテイルピースとは長さ及び/若しくは組成が異なる改変されたテイルピースであってもよい。他の改変されたテイルピースは完全に合成的でもよく、長さ、柔軟性及びシステイン組成などの多量体化のために所望の特性を有するように設計することもできる。
テイルピースは適切ないかなる種に由来してもよい。抗体テイルピースは進化的に保存されており、硬骨類などの原始的な種を含む大半の種に見出される。一実施形態では、本発明のテイルピースはヒト抗体に由来する。
一実施形態では、テイルピースは、表1に示されるヒトIgM又はIgA由来の18アミノ酸テイルピース配列のすべて又は一部を含む。
テイルピースは重鎖Fc領域のC末端に直接融合させることができる。代わりに、テイルピースは介在アミノ酸配列によって間接的に融合させることができる。例えば、短いリンカー配列をテイルピースと重鎖Fc領域の間に与えてもよい。
本発明のテイルピースは、上記の天然の配列の変異体又は断片を含むことができる。IgM又はIgAテイルピースの変異体は典型的には、表1に示される18アミノ酸位置のうちの8、9、10、11、12、13、14、15、16、又は17における天然の配列と同一であるアミノ酸配列を有する。断片は典型的には8、9、10、11、12、13、14、15、16、又は17アミノ酸を含む。テイルピースはハイブリッドIgM/IgAテイルピースでもよい。変異体の断片も想定している。
Figure 0006851199
本発明のそれぞれの重鎖Fc領域は、場合により、そのN末端に天然の又は改変されたヒンジ領域を有することができる。
天然のヒンジ領域は、天然に存在する抗体中のFabとFcドメイン間に通常見出されると考えられるヒンジ領域である。改変されたヒンジ領域は天然のヒンジ領域とは長さ及び/又は組成が異なる任意のヒンジである。そのようなヒンジは、ヒト、マウス、ラット、ウサギ、サメ、ブタ、ハムスター、ラクダ、ラマ又はヤギヒンジ領域などの他の種由来のヒンジ領域を含むことが可能である。他の改変されたヒンジ領域は、重鎖Fc領域のクラス又はサブクラスとは異なるクラス又はサブクラスの抗体に由来する完全なヒンジ領域を含むことができる。代わりに、改変されたヒンジ領域は、天然のヒンジの一部又はリピート中のそれぞれの単位が天然のヒンジ領域に由来する反復単位を含むことができる。追加の代替物では、天然のヒンジ領域は、1つ若しくは複数のシステイン若しくは他の残基をセリン若しくはアラニンなどの中性の残基に変換することにより、又は適切に置かれた残基をシステイン残基に変換することにより改変することができる。そのような手段により、ヒンジ領域のシステイン残基の数を増やす又は減らすことができる。他の改変されたヒンジ領域は完全に合成的でもよく、長さ、システイン組成及び柔軟性などの所望の特性を有するように設計することもできる。
いくつかの改変されたヒンジ領域が既に、例えば、US5677425、WO9915549、WO2005003170、WO2005003169、WO2005003170、WO9825971及びWO2005003171に記載されており、これらの特許文献は参照により本明細書に組み込まれる。
適切なヒンジ配列の例は表2に示されている。
一実施形態では、重鎖Fc領域はそのN末端にインタクトなヒンジ領域を有する。
一実施形態では、重鎖Fc領域及びヒンジ領域はIgG4に由来し、ヒンジ領域は突然変異配列CPPC(配列番号11)を含む。ヒトIgG4のコアヒンジ領域は、配列CPPCを含有するIgG1と比べた場合、配列CPSC(配列番号12)を含有する。IgG4配列中に存在するセリン残基はこの領域の柔軟性を増加させ、したがって、IgG分子内のもう一方の重鎖に架橋して鎖間ジスルフィドを形成するのではなく分子の部分が同一タンパク質鎖内でジスルフィド結合(鎖内ジスルフィド)を形成する(Angal S. et al, Mol Immunol, Vol 30(1), p105-108, 1993)。セリン残基をプロリンに変えてIgG1と同じコア配列を与えると、IgG4ヒンジ領域における鎖間ジスルフィドの完全な形成が可能になり、したがって、精製された製品中の不均一性が減じられる。この改変されたアイソタイプはIgG4Pと名付けられる。
Figure 0006851199
本発明の多量体融合タンパク質は、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11若しくは12又はそれよりも多いポリペプチド単量体単位を含むことができる。そのようなタンパク質は代わりに、それぞれ、二量体、三量体、四量体、五量体、六量体、七量体、八量体、九量体、十量体、十一量体、十二量体、等と呼ばれることもある。
多量体融合タンパク質は、一定範囲の数のポリペプチド単量体単位を有する、異なるサイズの多量体融合タンパク質の混合物を含むことができる。
一実施形態では、本発明の多量体融合タンパク質は6又は12ポリペプチド単量体単位を含む。
一例では、本発明の多量体融合タンパク質は六量体である。
したがって、一例では、本発明は、6ポリペプチド単量体単位からなる多量体融合タンパク質であって、
それぞれのポリペプチド単量体単位が抗体Fcドメインとテイルピース領域からなり、
それぞれの抗体Fcドメインが、それぞれの重鎖Fc領域中の309位のアミノ酸残基がシステイン残基である2つの重鎖Fc領域からなり、それぞれの重鎖Fc領域がFcR結合及び/又は補体結合を変化させる少なくとも1つの追加の突然変異を含み、場合によって、それぞれの重鎖Fc領域はN末端にヒンジ領域を有し、
テイルピース領域がそれぞれの重鎖Fc領域のC末端に融合されており、単量体単位を集合させて多量体にする、
上記多量体融合タンパク質を提供する。
一例では、本発明の多量体融合タンパク質は精製された六量体である。一例では、用語「精製された」は、80%よりも多い六量体、例えば、90%又は95%よりも多い六量体を意味する。試料中の六量体の量は、本明細書の下に記載される分析的サイズ排除クロマトグラフィーなどの任意の適切な方法を使用して決定することが可能であることは認識されるであろう。
一例では、本発明は、本発明の多量体融合タンパク質を1つよりも多い多量体、例えば、六量体及び十二量体の形態で含む混合物であるが、前記多量体融合タンパク質の六量体形態について濃縮されている上記混合物を提供する。
一例では、そのような混合物は80%よりも多い六量体を含むことができる。一例では、そのような混合物は85%、90%、又は95%よりも多い六量体を含むことができる。
本発明のそれぞれのポリペプチド単量体単位は2つの個別のポリペプチド鎖を含む。特定のポリペプチド単量体単位内の2つのポリペプチド鎖は互いに同じでもよく、又は互いに異なっていてもよい。一実施形態では、2つのポリペプチド鎖は互いに同じである。
同様に、特定の多量体融合タンパク質内のポリペプチド単量体単位は互いに同じでもよく、又は互いに異なっていてもよい。一実施形態では、ポリペプチド単量体単位は互いに同じである。
一実施形態では、ポリペプチド単量体単位のポリペプチド鎖は図2に提供されるアミノ酸配列を、場合によっては、代替のヒンジ又はテイルピース配列と一緒に含む。
したがって、一例では、本発明は、2つ以上、好ましくは6つのポリペプチド単量体単位を含む又はそれからなる多量体融合タンパク質であって、
それぞれのポリペプチド単量体単位が2つの同一なポリペプチド鎖を含み、それぞれのポリペプチド鎖が配列番号26〜32及び50〜64のいずれか1つに与えられる配列を含む又はそれからなり、
そのポリペプチド単量体単位が抗体可変領域を含まない、
上記多量体融合タンパク質も提供する。
ヒンジ及びテイルピースが配列番号26〜32及び50〜64に与えられる配列とは異なっていることがある一例では、本発明は、2つ以上ポリペプチド単量体単位を含む多量体融合タンパク質であって、
それぞれのポリペプチド単量体単位が、2つの重鎖Fc領域を含む抗体Fcドメインを含み、
それぞれの重鎖Fc領域が、配列番号26〜29及び32のいずれか1つのアミノ酸6〜222若しくは配列番号50〜64のいずれか1つのアミノ酸6〜222に与えられる配列又は配列番号30若しくは31のアミノ酸6〜333に与えられる配列を含み又はそれからなり、単量体単位を多量体に集合させるテイルピースにそのC末端で融合されており、
ポリペプチド単量体単位が抗体可変領域を含まない、
上記多量体融合タンパク質を提供する。
典型的には、C末端でのテイルピースに加えて、それぞれの重鎖Fc領域はN末端にヒンジ配列をさらに含む。
本発明の多量体融合タンパク質は、本明細書の下に記載するように、タンパク質の機能的特性、例えば、FcRn若しくは白血球受容体などのFc受容体への結合、補体への結合、改変されたジスルフィド結合構築又は変化したグリコシル化パターンを変化させる1つ又は複数の突然変異を含むことができる。これらの突然変異のいずれでも適切な任意の方法で組み合わせて所望の機能的特性を実現する、及び/又は他の突然変異と組み合わせてタンパク質の機能的特性を変化させることは認識されるであろう。
本発明では、特に免疫不全の治療において使用するのに適したFc多量体を作り出した。Fc多量体は以下の特性を有するように操作した。
免疫不全の治療において使用するためのFc多量体タンパク質の効力はできる限り高いほうがよい。効力は、例6に記載される抗体被覆標的細胞のマクロファージ食作用の阻害を測定することにより決定することができる。
望まれない副作用はできる限り低いほうがよい。望まれない副作用は、それぞれ例8、15及び16に記載されるサイトカイン放出、C1q結合及び血小板活性化を測定することにより決定することができる。
IgG1に由来するCH2及びCH3ドメインを含み追加の突然変異が全くない野生型IgG1 Fc多量体のほうが、免疫不全の治療において使用するのに適していない可能性がある。なぜならば、野生型IgG1 Fc多量体は高い効力の食作用阻害を示すが、サイトカイン放出、C1q結合及び血小板活性化によって測定した場合、高レベルの望ましくない副作用も示すからである。
IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含む野生型IgG4 Fc多量体が生じる望ましくない副作用のレベルは非常に低いが、その効力はIgG1の効力と比べて低い。にもかかわらず、図7で示されるように、野生型IgG4 Fc多量体の効力はそれでもIVIGの効力よりも有意に高い。
一例では、本発明は、IgG1とIgG4野生型Fc多量体の両方の望ましい特性を組み合わせように操作されており、望ましくない特性がないFc多量体タンパク質も提供する。下の表3に示されるように、これらのFc多量体は望ましくない副作用を許容レベルにまで減少させつつ、効果的レベルの効力を示す。これらのFc多量体は免疫不全の治療において使用するのに特に有用であると予想される。
Figure 0006851199
一例では、本発明は、非改変の親多量体融合タンパク質と比べた場合、サイトカイン放出を減少させ及び/又は血小板活性化を減少させ及び/又はC1q結合を減少させる1つ又は複数の突然変異を含む多量体融合タンパク質を提供する。一例では、非改変の親はIgG1に由来するCH2及びCH3ドメインを含有する本発明の多量体融合タンパク質である。
サイトカイン放出、血小板活性化及びC1q結合は当技術分野で既知の任意の適切な方法により測定することができる。一例では、サイトカイン放出は全血サイトカイン放出アッセイにおいて測定される。
一例では、血小板活性化は、活性化マーカーとしてCD62pを使用してフローサイトメトリーにより測定される。
一例では、C1q結合はELISAにより測定される。
一例では、本発明は、非改変の親多量体融合タンパク質と比べた場合、抗体被覆標的細胞のマクロファージ食作用の阻害の効力を増加させる1つ又は複数の突然変異を含む多量体融合タンパク質を提供する。一例では、非改変の親は、IgG4に由来するCH2及びCH3ドメイン又はIgG4由来のCH2ドメイン及びIgG1由来のCH3ドメインを含有する本発明の多量体融合タンパク質である。
抗体被覆標的細胞のマクロファージ食作用の阻害を測定するのに適したアッセイは当技術分野では既知であり、本明細書の実施例に記載されている。
したがって、一例では、本発明の多量体融合タンパク質のそれぞれの重鎖Fc領域は、234位のロイシン残基及び/又は331位のプロリン残基及び/又は327位のアラニン及び/又は296位のチロシンが別のアミノ酸で置換されているIgG1に由来するCH2及びCH3ドメインを含む。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、234位のロイシン残基がフェニルアラニン残基で置換されており、331位のプロリン残基がセリン残基で置換されている(L234F/P331S)IgG1に由来するCH2及びCH3ドメインを含む。
一実施形態では、重鎖Fc領域はIgG4に由来するCH2ドメインとIgG1に由来するCH3ドメインを含むハイブリッドである。
一例では、本発明の多量体融合タンパク質のそれぞれの重鎖Fc領域は、IgG4に由来するCH2ドメイン並びに234位のフェニルアラニン残基、296位のフェニルアラニン残基、327位のグリシン残基、330位のセリン残基及び331位のセリン残基からなる群から選択される1つ又は複数のアミノ酸残基が別のアミノ酸で置換されているIgG4又はIgG1に由来するCH3ドメインを含む。
一例では、本発明の多量体融合タンパク質のそれぞれの重鎖Fc領域は、IgG4に由来するCH2ドメイン並びにF234、F234とF296、G327、G327とS331、S330とS331、及びG327とS330からなる群から選択される1つ若しくは複数のアミノ酸残基又はアミノ酸の対が別のアミノ酸で置換されているIgG4又はIgG1に由来するCH3ドメインを含む。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、234位のフェニルアラニン残基がロイシン残基で置換されている(F234L)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含む。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、234位のフェニルアラニン残基がロイシン残基で置換されており、296位のフェニルアラニン残基がチロシン残基で置換されている(F234L/F296Y)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含む。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、327位のグリシン残基がアラニン残基で置換されており、330位のセリン残基がアラニン残基で置換されている(G327A/S330A)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含む。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、327位のグリシン残基がアラニン残基で置換されており、331位のセリン残基がプロリン残基で置換されている(G327A/S331P)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含む。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、330位のセリン残基がアラニン残基で置換されており、331位のセリン残基がプロリン残基で置換されている(S330A/S331P)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含む。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、IgG4に由来するCH2ドメインとIgG1に由来するCH3ドメインを含み、234位のフェニルアラニン残基がロイシン残基で置換されている(F234L)ハイブリッドである。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、IgG4に由来するCH2ドメインとIgG1に由来するCH3ドメインを含み、234位のフェニルアラニン残基がロイシン残基で置換されており、296位のフェニルアラニンがチロシン残基で置換されている(F234L/F296Y)ハイブリッドである。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、IgG4に由来するCH2ドメインとIgG1に由来するCH3ドメインを含み、327位のグリシン残基がアラニン残基で置換されており、330位のセリン残基がアラニン残基で置換されている(G327A/S330A)ハイブリッドである。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、IgG4に由来するCH2ドメインとIgG1に由来するCH3ドメインを含み、327位のグリシン残基がアラニン残基で置換されており、331位のセリン残基がプロリン残基で置換されている(G327A/S331P)ハイブリッドである。
一実施形態では、重鎖Fc領域は、IgG4に由来するCH2ドメインとIgG1に由来するCH3ドメインを含み、330位のセリン残基がアラニン残基で置換されており、331位のセリン残基がプロリン残基で置換されている(S330A/S331P)ハイブリッドである。
本発明の多量体融合タンパク質は、対応するポリペプチド単量体単位及び/又は天然の免疫グロブリンと比べて、1つ又は複数のFc受容体(FcR)への改変された結合を示すことができる。任意の特定のFc受容体への結合は増加することもあれば減少することもある。一実施形態では、本発明の多量体融合タンパク質は、そのFc受容体結合プロファイルを変える1つ又は複数の突然変異を含む。
本明細書で使用される用語「突然変異」は、1つ又は複数のアミノ酸の置換、付加又は欠失を含むことができる。
ヒト細胞は、FcαR、FcεR、FcγR、FcRn及びグリカン受容体から選択されるいくつかの膜結合FcRを発現することが可能である。一部の細胞は可溶性(外部ドメイン)FcRを発現することもできる(概説は、Fridman et al., (1993) J Leukocyte Biology 54: 504-512)。FcγRは、IgG結合の親和性(高/低)及び生物学的効果(活性化する/阻害する)によりさらに分割することが可能である。ヒトFcγRIは唯一の「高親和性」受容体であると広く考えられており、その他はすべて中程度〜低いと考えられている。FcγRIIbはその細胞内ITIMモチーフのおかげで「阻害」機能性を有する唯一の受容体であり、その他はすべてITAMモチーフのおかげで「活性化する」又は共通のFcγR−γ鎖と対合すると考えられている。FcγRIIIbも、活性化性であるが、GPIアンカーを経て細胞と会合する点で独特である。全体では、ヒトは6つの「標準」FcγR:FcγRI、FcγRIIa、FcγRIIb、FcγRIIc、FcγRIIIa、FcγRIIIbを発現する。これらの配列に加えて、多数の配列又はアロタイプ変異体がこれらのファミリーに広がっている。これらの一部は重要な機能的結果を有することが見出されており、したがってそれ独自の受容体サブタイプであると考えられることもある。例には、FcγRIIaH134R、FcγRIIbI190T、FcγRIIIaF158V及びFcγRIIIbNA1、FcγRIIIbNA2、FcγRIIIbSHが含まれる。それぞれの受容体配列はIgGの4サブクラス:IgG1、IgG2、IgG3及びIgG4に対して異なる親和性を有することが明らかにされている(Bruhns Blood (1993) Vol 113, p3716-3725)。他の種はいくらか異なる数及び機能性のFcγRを有しており、マウス系は現在まで最もよく研究されており、4つのFcγR:FcγRI、FcγRIIb、FcγRIII、FcγRIVを含む(Bruhns, Blood (2012) Vol 119, p5640-5649)。細胞上のヒトFcγRIは通常は、IgG1/IgG3/IgG4に対するその親和性(約10−8M)及び血清中のこれらIgGの濃度(約10mg/ml)のせいで正常な血清条件では単量体IgGにより「占有されている」と考えられている。したがって、その表面にFcγRIを抱えている細胞は、結合している多特異性のIgGを通して代理的にその抗原性環境を「スクリーニングする」又は「試料採取する」ことができると考えられている。IgGサブクラスに対する親和性がもっと低い(約10−5〜10−7Mの範囲で)その他の受容体は通常は「占有されていない」と考えられている。したがって、低親和性受容体は、抗体関連免疫複合体の検出及びこれによる活性化に対して固有に感受性である。抗体免疫複合体中のFc密度が増加すると、低親和性FcγRへの結合「力」の機能的親和性が増加する。これはいくつかの方法を使用してin vitroで実証されてきた(Shields R.L. et al, J Biol Chem, Vol 276(9), p6591-6604, 2001; Lux et al., J Immunol (2013) Vol 190, p4315-4323)。これは、ヒトにおいてITPを治療するための抗RhDの使用における主要な作用様式の1つとも含意されてきた(Crow Transfusion Medicine Reviews (2008) Vol 22, p103-116)。
多くの細胞型が複数種のFcγRを発現しており、したがってFcγRを抱えている細胞へのIgG又は抗体免疫複合体の結合は、生物学的文脈に応じて、複数の複雑な結果を有することが可能である。最も簡単には、細胞は活性化性、阻害性又は混合されたシグナルのいずれかを受けることが可能である。これにより、食作用(例えば、マクロファージ及び好中球)、抗原プロセッシング(例えば、樹状細胞)、減少したIgG産生(例えば、B細胞)又は脱顆粒(例えば、好中球、マスト細胞)などの事象が生じることがある。FcγRIIbからの阻害性シグナルは活性化性シグナルのそれよりも優位に立つことが可能であることを支持するデータが存在する(Proulx Clinical Immunology (2010) 135:422-429)。
サイトカインは、免疫系の細胞を調節する又はウイルス感染した若しくは前癌性の宿主細胞などの標的細胞の死滅をもたらす極めて強力なタンパク質のファミリーである。治療タンパク質として単独で又はターゲティング部分への融合後に使用するためにその高レベルの効力が調べられてきた。IL−2、TNFα、G−CSF、GM−CSF、IFNα、IFNβ、IFNγはすべてヒトにおいて使用するために調べられてきた。その極端な効力は、重篤な又は生命を脅かす病態の患者においては使用がかなり制限される広範囲の副作用又は有害事象により証明された。
in vivoでのサイトカインの産生は、抗体又は免疫グロブリンなどの治療タンパク質の全身投与後に誘発されることがある。サイトカイン産生は短命であり、注入又は皮下注射による投与中及びその直後などの一時的になることがある。例えば、静脈内免疫グロブリンの注入により、一般的な注入関連事象:発熱、悪寒及び嘔吐と関連するTNFα、IL−6、IL−8及びIFNγが産生されることが知られている(Aukrust P et al, Blood, Vol 84, p2136-2143, 1994)。サイトカイン産生は、例えば、いわゆる「腫瘍崩壊症候群」におけるように、エフェクター細胞の活性化のせいで寿命がもっと長くなり薬物作用様式に関係する場合がある。極端な例は、薬物の投与により「サイトカインストーム」が引き起こされる場合に生命を危うくすることであった(Suntharalingam G et al, N Engl J Med, Vol 355, p1018-1028, 2006)。
操作された組換えタンパク質のサイトカイン放出リスクを理解し最小化する明白な必要性が存在する。抗体のFcドメインを含有し、機能的に多価になることができる組換えタンパク質は特別な注意が必要である。
多量体Fcドメインの本研究では、全血サイトカイン放出アッセイを配置し、サイトカイン放出を最小化することを目的として変異原性の効果を調べた(例7)。
血小板(Platelets (thrombocytes))は血液中に非常に大量に存在する小さな無核細胞である。血小板は、凝固因子及び他の細胞と共に、血餅を形成することにより出血の休止に関与する。血小板はいくつかの疾患に関与している。低い血小板数「血小板減少症」はいくつかの要因により引き起こされることがあり、挫傷及び出血が増加する。偶発的な凝固「血栓症」には、脳卒中及び深部静脈血栓症などの事象が含まれる。ヒト及び非ヒト霊長類血小板はその表面でFcγRIIaを発現するが、マウス血小板はこれを発現しない。血小板は、予め形成されている「密顆粒」及び「アルファ顆粒」により並びに強力なイムノカイン及びヒスタミン、セロトニン、トロンボキサン、PAF、PDGF、TGFγIL1βと他にも多数などの他の分子の放出によって血管損傷に極めて迅速に応答することが可能である(Semple Nature Reviews Immunology 2011 11: 265-274)。
血小板はヒトに投与される薬物の毒性学に機構的に関与してきた。ある種の抗体は、その標的抗原とFcドメインの両方が血小板と相互作用して、血小板を活性化し、血栓症を引き起こすことができるので、特に興味深いことが分かっていた(Horsewood 1991 78(4):1019-1026)。抗CD40 Mabについては直接二重結合機序が提唱されてきた(Langer Thrombosis and Haemostasis 2005 93:1127-1146)。代わりに、血栓症は、「HIT症候群」(ヘパリン起因性血小板減少症)におけるなどの血小板と相互作用することが可能である標的分子と抗体が架橋することにより間接的に引き起こされることがある。未分画ヘパリンはおおよそ12%のレシピエントにおいて静脈血栓症と関連していた(Levine Chest 2006 130: 681-687)。VEGFを標的にするMabなどの他の例では、作用機序は、ヘパリンがVEGFと抗体と血小板の間で架橋として作用することを含む可能性がある(Scappaticci 2007 J National Cancer Institute 99:1232-1239; Meyer J. Thrombosis and Haemostasis 2009 7:171-181)。血栓症はIgGの凝集によっても引き起こされることがあり、したがってIgGを生産する場合には製品品質が重要であり、おそらく多量体Fcドメインを生産する場合には特に重要である(Ginsberg J. Experimental Medicine 1978 147:207-218)。
血小板活性化は血栓症の前兆であるが、必ずしも血栓症に関与するわけではない。血小板活性化はセロトニン放出アッセイにより又はCD62p、CD63若しくはPAC−1などの活性化マーカーを追跡することによりin vitroで追跡することが可能である。血小板凝集は、全血、血小板豊富な血漿又は洗浄血小板凝集アッセイにより直接in vitroで観察することが可能である。血小板上でのヒトFcγRIIa発現のトランスジェニックマウスを使用すれば、血栓症又は減少した凝固をin vivoで研究することも可能である。多量体Fcドメインタンパク質の構築は、血栓症に関して予見可能なリスクをもたらし、したがって、本発明では、Fc操作及び血小板活性化アッセイはFc多量体の安全性を理解し保証するために配置されている。
FcRnは成人及び小児の血清中におけるIgGの長い半減期を維持するのに重大な役割を有する。この受容体は酸性ベシクル(pH<6.5)でIgGに結合して、IgG分子を分解から保護し、次にpHが7.4と高いとIgG分子を血液中に放出する。
FcRnは白血球Fc受容体と似ておらず、それどころかMHCクラスI分子に構造的類似性がある。FcRnは、3つの細胞外ドメインを含む膜結合鎖に非共有結合しているβミクログロブリン鎖で構成されているヘテロ二量体である。炭水化物鎖を含む、これらのドメインの1つは、βミクログロブリンと共に、FcのCH2とCH3ドメインの間の部位と相互作用する。相互作用はIgG上のpH<6.5で正に荷電しているヒスチジン残基に架けられた塩橋を含む。pHがさらに高いと、His残基はその正の電荷を失い、FcRn-IgG相互作用は弱くなってIgGが解離する。
IVIG療法の潜在的代替法として使用するための重合体Fc融合タンパク質はこれまで文献に記載されているが、このタンパク質はヒトFcRnには結合しない。したがって、このタンパク質はin vivoでは機能性が減少する(Mekhaiel et al; Nature Scientific Reports 1:124, published 19thOctober 2011)。
Mekhaielらは、重合体ヒトFc融合タンパク質である六量体hIgG1−Fc−LH309/310CLテイルピースを記載している。このタンパク質は309位のロイシンがシステインで置換され、310位のヒスチジンがロイシンで置換されている二重突然変異を含む。H310はヒトFcRnへの結合には重大なので、Mekhaielにより記載されているタンパク質はヒトFcRnに結合することができない。
H310L突然変異は隣接しているL309C変化のための空間を作るのに不可欠であると発明当時は考えられていた。なぜならば、この位置のヒスチジンは、ジスルフィド結合形成を妨害することにより重合体集合を阻害すると考えられるからである(Mekhaiel et al; 2011)。しかし、一例では、驚くべきことに、本発明者らは、H310L突然変異がなくても効率的に集合して多量体になる多量体融合タンパク質を作り出した。
310位に、好ましくは435位にもヒスチジン残基を保持することにより、本発明の多量体融合タンパク質はヒトFcRnに結合することができ、分解から保護されて、半減期はさらに長くなり機能性はもっと大きくなる。
したがって、一実施形態では、本発明の多量体融合タンパク質はヒトFcRnに結合する。
一実施形態では、本発明の多量体融合タンパク質は310位に、及び好ましくは435位にもヒスチジン残基を有する。これらのヒスチジン残基はヒトFcRn結合に重要である。一実施形態では、310位及び435位のヒスチジン残基は天然の残基であり、すなわち、310位及び435位は突然変異していない。代わりに、これらのヒスチジン残基の1つ又は両方は突然変異の結果として存在していてもよい。
一実施形態では、本発明は、2つ以上のポリペプチド単量体単位を含む多量体融合タンパク質であって、
それぞれのポリペプチド単量体単位が、2つの重鎖Fc領域を含む抗体Fcドメインを含み、
それぞれの重鎖Fc領域が、309位のシステイン残基及び310位のヒスチジン残基を含み、単量体単位を集合させて多量体にするテイルピースにそのC末端で融合しており、
それぞれのポリペプチド単量体単位が、抗体可変領域を含まない、
上記多量体融合タンパク質を提供する。
本発明の多量体融合タンパク質は、FcRnへのその結合を変化させる1つ又は複数の突然変異を含むことができる。変化した結合は、結合の増加であっても結合の減少であってもよい。
一実施形態では、多量体融合タンパク質は、対応する天然の免疫グロブリンよりも大きな親和性及び結合力でFcRnに結合するように1つ又は複数の突然変異を含む。
一実施形態では、Fcドメインは250位のスレオニン残基をグルタミン残基で置換することにより(T250Q)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは252位のメチオニン残基をチロシン残基で置換することにより(M252Y)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは254位のセリン残基をスレオニン残基で置換することにより(S254T)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは256位のスレオニン残基をグルタミン酸残基で置換することにより(T256E)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは307位のスレオニン残基をアラニン残基で置換することにより(T307A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは307位のスレオニン残基をプロリン残基で置換することにより(T307P)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは308位のバリン残基をシステイン残基で置換することにより(V308C)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは308位のバリン残基をフェニルアラニン残基で置換することにより(V308F)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは308位のバリン残基をプロリン残基で置換することにより(V308P)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは311位のグルタミン残基をアラニン残基で置換することにより(Q311A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは311位のグルタミン残基をアルギニン残基で置換することにより(Q311R)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは428位のメチオニン残基をロイシン残基で置換することにより(M428L)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは433位のヒスチジン残基をリシン残基で置換することにより(H433K)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは434位のアスパラギン残基をフェニルアラニン残基で置換することにより(N434F)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは434位のアスパラギン残基をチロシン残基で置換することにより(N434Y)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは252位のメチオニン残基をチロシン残基で、254位のセリン残基をスレオニン残基で、256位のスレオニン残基をグルタミン酸残基で置換することにより(M252Y/S254T/T256E)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは308位のバリン残基をプロリン残基で、434位のアスパラギン残基をチロシン残基で置換することにより(V308P/N434Y)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは252位のメチオニン残基をチロシン残基で、254位のセリン残基をスレオニン残基で、256位のスレオニン残基をグルタミン酸残基で、433位のヒスチジン残基をリシン残基で、434位のアスパラギン残基をフェニルアラニン残基で置換することにより(M252Y/S254T/T256E/H433K/N434F)突然変異している。
一実施形態では、多量体融合タンパク質は、対応する天然の免疫グロブリンよりも低い親和性及び結合力でFcRnに結合するように1つ又は複数の突然変異を含む。一実施形態では、310位のヒスチジン残基は別のアミノ酸残基に突然変異している。一例では、310位のヒスチジン残基はロイシン残基で置換される(H310L)。
上に収載される突然変異のいずれでも組み合わせてFcRn結合を変化させ得ることは認識されるであろう。
本発明の多量体融合タンパク質は、FcγRIIbへのその結合を増加させる1つ又は複数の突然変異を含むことができる。FcγRIIbはヒトにおける唯一の阻害性受容体であり、B細胞上で見出される唯一のFc受容体である。B細胞及びその病原性抗体は多くの免疫疾患の核心にあり、したがって、多量体融合タンパク質はこれらの疾患に対して改善された療法を提供することができる。
一実施形態では、Fcドメインは238位のプロリン残基をアスパラギン酸残基で置換することにより(P238D)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは258位のグルタミン酸残基をアラニン残基で置換することにより(E258A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは267位のセリン残基をアラニン残基で置換することにより(S267A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは267位のセリン残基をグルタミン酸残基で置換することにより(S267E)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは328位のロイシン残基をフェニルアラニン残基で置換することにより(L328F)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは258位のグルタミン酸残基をアラニン残基で、267位のセリン残基をアラニン残基で置換することにより(E258A/S267A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは267位のセリン残基をグルタミン酸残基で、328位のロイシン残基をフェニルアラニン残基で置換することにより(S267E/L328F)突然変異している。
上に収載される突然変異のいずれでも組み合わせてFcγRIIb結合を増加させ得ることは認識されるであろう。
本発明の一実施形態では、FcγRへの減少した結合を示す多量体融合タンパク質を提供する。FcγRへの減少した結合は、病原性抗体に関連する免疫疾患の治療において使用するための改善された療法を提供することができる。
一実施形態では、本発明の多量体融合タンパク質はFcγRへのその結合を減少させる1つ又は複数の突然変異を含む。
一実施形態では、FcγRへの結合を減少させる突然変異は、IgG1に由来するFcドメインを含む本発明の多量体融合タンパク質において使用される。
一実施形態では、Fcドメインは234位のロイシン残基をアラニン残基で置換することにより(L234A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは234位のフェニルアラニン残基をアラニン残基で置換することにより(F234A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは235位のロイシン残基をアラニン残基で置換することにより(L235A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは236位のグリシン残基をアルギニン残基で置換することにより(G236R)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは297位のアスパラギン残基をアラニン残基(N297A)又はグルタミン残基(N297Q)で置換することにより突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは298位のセリン残基をアラニン残基で置換することにより(S298A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは328位のロイシン残基をアルギニン残基で置換することにより(L328R)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは234位のロイシン残基をアラニン残基で、235位のロイシン残基をアラニン残基で置換することにより(L234A/L235A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは234位のフェニルアラニン残基をアラニン残基で、235位のロイシン残基をアラニン残基で置換することにより(F234A/L235A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは236位のグリシン残基をアルギニン残基で、328位のロイシン残基をアルギニン残基で置換することにより(G236R/L328R)突然変異している。
上に収載される突然変異のいずれでも組み合わせてFcγR結合を減少させ得ることは認識されるであろう。
一実施形態では、本発明の多量体融合タンパク質は、FcγRIIへのその結合に影響を与えることなくFcγRIIIaへのその結合を減少させる1つ又は複数の突然変異を含む。
一実施形態では、Fcドメインは239位のセリン残基をアラニン残基で置換することにより(S239A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは269位のグルタミン酸残基をアラニン残基で置換することにより(E269A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは293位のグルタミン酸残基をアラニン残基で置換することにより(E293A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは296位のチロシン残基をフェニルアラニン残基で置換することにより(Y296F)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは303位のバリン残基をアラニン残基で置換することにより(V303A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは327位のアラニン残基をグリシン残基で置換することにより(A327G)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは338位のリシン残基をアラニン残基で置換することにより(K338A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは376位のアスパラギン酸残基をアラニン残基で置換することにより(D376A)突然変異している。
上に収載される突然変異のいずれでも組み合わせてFcγRIIIa結合を減少させ得ることは認識されるであろう。
本発明の多量体融合タンパク質は、補体へのその結合を変化させる1つ又は複数の突然変異を含むことができる。変化された補体結合は結合の増加であってもよいし結合の減少であってもよい。
一実施形態では、このタンパク質はC1qへのその結合を減少させる1つ又は複数の突然変異を含む。古典的な補体経路の開始は、抗原結合IgG及びIgMのCH2ドメインへの六量体C1qタンパク質の結合から始まる。本発明の多量体融合タンパク質は抗原結合部位を持たず、したがって、C1qへの著しい結合を示すとは予想されないであろう。しかし、C1q結合を減少させる1つ又は複数の突然変異の存在により、抗原会合の非存在下では補体を活性化しないことが保証され、したがって安全性がさらに大きな改善された療法が提供されることになる。
したがって、一実施形態では、本発明の多量体融合タンパク質はC1qへのその結合を減少させる1つ又は複数の突然変異を含む。
一実施形態では、Fcドメインは234位のロイシン残基をアラニン残基で置換することにより(L234A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは235位のロイシン残基をアラニン残基で置換することにより(L235A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは235位のロイシン残基をグルタミン酸残基で置換することにより(L235E)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは237位のグリシン残基をアラニン残基で置換することにより(G237A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは322位のリシン残基をアラニン残基で置換することにより(K322A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは331位のプロリン残基をアラニン残基で置換することにより(P331A)突然変異している。
一実施形態では、Fcドメインは331位のプロリン残基をセリン残基で置換することにより(P331S)突然変異している。
一実施形態では、多量体融合タンパク質はIgG4に由来するFcドメインを含む。IgG4はIgG1よりも天然に低い補体活性化プロファイルを有するが、FcγRのさらに弱い結合も有する。したがって、一実施形態では、IgG4を含む多量体融合タンパク質は、FcγR結合を増加させる1つ又は複数の突然変異も含む。
上に収載される突然変異のいずれでも組み合わせてC1q結合を減少させ得ることは認識されるであろう。
本発明の多量体融合タンパク質は、システイン残基を作り出す又は除去する1つ又は複数の突然変異も含むことができる。システイン残基は、ポリペプチド単量体単位の個々の対間にジスルフィド架橋を形成することにより、多量体融合タンパク質の自発的集合に重要な役割がある。代わりに、システイン残基は遊離のSH基の化学修飾に使用することができる。したがって、システイン残基の数及び/又は位置を変えることにより、多量体融合タンパク質の構造を改変して改善された治療特性を有するタンパク質を産生することが可能である。
本発明の多量体融合タンパク質は309位にシステイン残基を含む。一実施形態では、309位のシステイン残基は突然変異により作り出され、例えば、IgG1に由来するFcドメインでは、309位のロイシン残基がシステイン残基で置換され(L309C)、IgG2に由来するFcドメインでは、309位のバリン残基がシステイン残基で置換されている(V309C)。
一実施形態では、抗体Fcドメインは308位のバリン残基をシステイン残基で置換することにより(V308C)突然変異している。
本発明の一実施形態では、含むジスルフィド結合及び/又はグリコシル化部位がもっと少なく、製造性が改善されている多量体融合タンパク質を提供する。これらのタンパク質は、ジスルフィド結合構造及び翻訳後グリコシル化パターンの複雑さが少なく、したがって、製造するのがもっと簡単であり費用も少なくなる。
一実施形態では、ヒンジ領域の2つのジスルフィド結合は、コアヒンジ配列CPPCをSPPSに突然変異させることにより除去されている。
一実施形態では、テイルピース中のジスルフィド結合は、575位のシステイン残基をセリン、スレオニン又はアラニン残基で置換することにより(C575S、C575T、又はC575A)除去されている。
一実施形態では、コアヒンジ配列CPPCはSPPSに突然変異し、575位のテイルピースシステイン残基はセリン、スレオニン又はアラニン残基で置換されている(C575S、C575T、又はC575A)。
一実施形態では、本発明の多量体融合タンパク質は、実質的に非共有結合ドメイン間相互作用を含む。
一実施形態では、本発明の多量体融合タンパク質は、産物の実質的な割合が六量体になるように細胞内で発現される。
実質的な割合は、好ましくは50%以上、例えば、50〜60%、60〜70%、70〜80%、80〜90%、90〜100%である。
一実施形態では、CH2ドメイン中のグリコシル化部位は、297位のアスパラギン残基をアラニン残基(N297A)又はグルタミン残基(N297Q)で置換することにより除去されている。改善された製造性に加えて、これらのアグリコシル突然変異体は本明細書の上に記載されるFcγR結合を減少もさせる。
一実施形態では、テイルピース中のグリコシル化部位は、563位のアスパラギン残基をアラニン残基(N563A)又はグルタミン残基(N563Q)で置換することにより除去されている。
一実施形態では、CH2ドメイン中のグリコシル化部位とテイルピース中のグリコシル化部位は両方とも、297位のアスパラギン残基をアラニン残基又はグルタミン残基で置換し、563位のアスパラギン残基をアラニン残基又はグルタミン残基で置換することにより(N297A/N563A又はN297A/N563Q又はN297Q/N563A又はN297Q/N563Q)除去されている。
上に収載される突然変異のいずれでも組み合わせられることは認識されるであろう。
本発明は、本発明のポリペプチド単量体単位のポリペプチド鎖、又はその成分部分をコードする単離されたDNA配列も提供する。DNA配列は、例えば、化学処理により産生される合成DNA、cDNA、ゲノムDNA又はその任意の組合せを含むことができる。
本発明のポリペプチド単量体単位のポリペプチド鎖をコードするDNA配列は当業者に周知である方法により得ることが可能である。例えば、ポリペプチド単量体単位のポリペプチド鎖の一部又はすべてをコードするDNA配列は、決定されているDNA配列から又は対応するアミノ酸配列に基づいて、望み通りに合成することができる。
分子生物学の標準技法を使用して本発明のポリペプチド単量体単位のポリペプチド鎖をコードするDNA配列を調製することができる。所望のDNA配列はオリゴヌクレオチド合成技法を使用して完全に又は一部合成することができる。部位特異的突然変異誘発及びポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技法を必要に応じて使用してもよい。
本発明は、本発明の1つ又は複数のDNA配列を含むクローニング又は発現ベクターにも関する。したがって、本発明のポリペプチド単量体単位のポリペプチド鎖、又はその成分部分をコードする1つ又は複数のDNA配列を含むクローニング又は発現ベクターが提供される。
ベクターを構築することができる一般的方法、トランスフェクション法及び培養法は当業者には周知である。この点に関しては、"Current Protocols in Molecular Biology", 1999, F. M. Ausubel (ed), Wiley Interscience, New York and the Maniatis Manual produced by Cold Spring Harbor Publishingを参照する。
本発明の多量体融合タンパク質をコードする1つ又は複数のDNA配列を含む1つ又は複数のクローニング又は発現ベクターを含む宿主細胞も提供される。いかなる適切な宿主細胞/ベクター系でも本発明の多量体融合タンパク質をコードするDNA配列の発現のために使用することができる。細菌、例えば、大腸菌(E.coli)系及び酵母類(Saccharomyces)若しくはピキア(Pichia)などの他の微生物系を使用することができる、又は真核、例えば、哺乳動物宿主細胞発現系も使用することができる。適切な哺乳動物宿主細胞にはCHO細胞が含まれる。本発明において使用するのに適した種類のチャイニーズハムスター卵巣(CHO細胞)には、DHFR選択可能マーカーと一緒に使用することができるCHO−DG44細胞及びCHO−DXB11細胞などの、dhfr−CHO細胞、又はグルタミンシンセターゼ選択可能マーカーと一緒に使用することができるCHOK1−SV細胞を含む、CHO及びCHO−K1細胞が含まれうる。他の適切な宿主細胞にはNSO細胞が含まれる。
本発明は、本発明に従った多量体融合タンパク質の産生のための工程であって、融合タンパク質の発現及び多量体への集合に適した条件下で本発明のベクターを含有する宿主細胞を培養することと、多量体融合タンパク質を単離し、場合によって精製することとを含む、上記工程も提供する。
本発明の多量体融合タンパク質は宿主細胞から良好なレベルで発現される。したがって、多量体融合タンパク質の特性は商業的処理に貢献する。
本発明の多量体融合タンパク質は、任意の適切な方法を使用して作製することができる。一実施形態では、本発明の多量体融合タンパク質は、凝集を最小化する条件下で産生することができる。一例では、凝集は培養培地、培養液上清、又は精製培地に保存剤を添加することにより最小化することができる。適切な保存剤の例には、Nメチルマレイミド、ヨード酢酸、βメルカプトエタノール、βメルカプトエチルアミン、グルタチオン、又はシステインなどのチオールキャッピング剤が含まれる。他の例には、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、エチレングリコール四酢酸(EGTA)などのジスルフィド阻害剤、又はpH6.0より下への酸性化が含まれる。
一実施形態では、本発明の多量体融合タンパク質を精製するための工程であって、不純物がカラム上に保持され抗体は溶出されるように、陰イオン交換クロマトグラフィーを非結合様式で実施するステップを含む上記工程が提供される。
一実施形態では、精製はFcRn、FcγR又はC反応性タンパク質カラム上での親和性捕獲を用いる。
一実施形態では、精製はプロテインAを用いる。
この工程において使用するのに適したイオン交換樹脂には、Q.FF樹脂(GE−Healthcareから供給される)が含まれる。このステップは、例えば、pH約8で実施することができる。
この工程は、例えば、4.5などの約4〜5のpHで実施される、陽イオン交換クロマトグラフィーを用いる最初の捕獲ステップをさらに含むことができる。陽イオン交換クロマトグラフィーは、例えば、CaptoS樹脂又はSPセファロースFF(GE−Healthcareから供給される)などの樹脂を用いることができる。次に、抗体又は断片は、例えば、200mMの濃度で塩化ナトリウムなどのイオン食塩水を用いて樹脂から溶出させることが可能である。
したがって、クロマトグラフィーステップ(単数又は複数)は、必要に応じて1回又は複数回の洗浄ステップを含むことができる。
精製工程は、ダイアフィルトレーションステップなどの、1つ又は複数の濾過ステップも含むことができる。
必要な数のポリペプチド単量体単位を有する多量体は、例えば、サイズ排除クロマトグラフィーにより、分子サイズに応じて分離することが可能である。
したがって、一実施形態では、エンドトキシン及び/又は宿主細胞タンパク質若しくはDNAから実質的に精製された、特にエンドトキシン及び/又は宿主細胞タンパク質若しくはDNAがない或いは実質的にない本発明に従った精製された多量体融合タンパク質が提供される。
上で使用される精製された形態は、91、92、93、94、95、96、97、98、99%w/w又はそれよりも純粋な、などの少なくとも90%純度を指すことを意図されている。
エンドトキシンが実質的にないことは一般的に、mg産物当たり0.5又は0.1EUなどのmg抗体産物当たり1EU又はそれよりも少ないエンドトキシン含有量を指すことを意図されている。
宿主細胞タンパク質又はDNAが実質的にないことは一般的に、必要に応じて、mg当たり100μg又はそれよりも少ない、特にmg当たり20μgなどの、mgの抗体産物当たり宿主細胞タンパク質及び/又はDNA含有量400μg又はそれよりも少ないことを指すことを意図されている。
本発明の多量体融合タンパク質は病態の治療及び/又は予防において有用なので、本発明は、薬学的に許容される賦形剤、希釈剤又は担体のうちの1つ又は複数と組み合わせて本発明の多量体融合タンパク質を含む医薬又は診断用組成物も提供する。したがって、医薬を製造するための本発明のタンパク質の使用が提供される。組成物は、通常は薬学的に許容される担体を含むことになる無菌の医薬組成物の一部として普通は供給されることになる。本発明の医薬組成物は、薬学的に許容される賦形剤をさらに含むことができる。
本発明は医薬又は診断用組成物の調製のための工程であって、本発明の多量体融合タンパク質を薬学的に許容される賦形剤、希釈剤又は担体のうちの1つ又は複数と一緒に添加し混合することを含む上記工程も提供する。
多量体融合タンパク質は医薬又は診断用組成物中の唯一の活性成分であってもよく、他の抗体成分又はステロイド若しくは他の薬物分子などの非抗体成分を含む他の活性成分を伴っていてもよい。
医薬組成物は、治療的有効量の本発明の多量体融合タンパク質を適切に含む。本明細書で使用される用語「治療的有効量」とは、標的にされた疾患若しくは状態を治療する、寛解する若しくは予防するのに、又は検出可能な治療的若しくは予防的効果を示すのに必要な治療剤の量のことである。いかなる医療でも、治療的有効量は、最初は細胞培養アッセイにおいて又は動物モデルにおいて、通常は齧歯類、ウサギ、イヌ、ブタ若しくは霊長類においてのいずれかで評価することが可能である。動物モデルを使用して適切な濃度範囲及び投与経路を決定することもできる。次に、そのような情報を使用して、ヒトにおける投与のための有用な用量及び経路を決定することが可能である。
ヒト対象のための正確な治療的有効量は、疾患状態の重症度、対象の全体的健康、対象の年齢、体重及び性別、食事、投与時間及び頻度、複合薬(単数又は複数)、反応感受性並びに療法に対する耐性/応答に依拠することになる。この量は通例の実験法により決定することが可能であり、臨床医の判断の範囲内である。一般に、治療的有効量は、0.01mg/kg〜500mg/kg、例えば、100mg/kgなどの0.1mg/kg〜200mg/kgになる。医薬組成物は、都合よく、用量当たり予め決められた量の本発明の活性剤を含有する単位用量形態で提供することができる。
本開示に従った多量体融合タンパク質の治療用量は、in vivoでは明らかな毒性学的効果は全く示していない。
本発明に従った多量体融合タンパク質の一実施形態では、単一用量は循環IgGレベルの最大90%の減少を提供することができる。
組成物は患者に個別に投与してもよいし、他の薬剤、薬物又はホルモンと組み合わせて(例えば、同時に、順次に又は別々に)投与してもよい。
一実施形態では、本開示に従った多量体融合タンパク質は、ステロイド、特にプレドニゾンなどの免疫抑制剤療法と一緒に用いられる。
一実施形態では、本開示に従った多量体融合タンパク質はリツキシマブ又は他のB細胞療法と組み合わせて用いられる。
一実施形態では、本開示に従った多量体融合タンパク質は、任意のB細胞若しくはT細胞調節剤又は免疫調節剤と一緒に用いられる。例には、メトトレキサート、ミコフェノール酸及びアザチオプリンが含まれる。
本発明の多量体融合タンパク質が投与される用量は、治療する状態の性質、存在する疾患の程度及び多量体融合タンパク質が予防的に使用されているのか既存の状態を治療するために使用されているのかどうかに依拠する。
投与頻度は多量体融合タンパク質の半減期及びその効果の持続時間に依拠することになる。多量体融合タンパク質の半減期が短ければ(例えば、2〜10時間)、1日当たり1回又は複数回の投与をする必要がある。代わりに、多量体融合タンパク質の半減期が長ければ(例えば、2〜15日間)及び/又は持続性の薬力学的効果があれば、1日に1回、1週間に1回又は1若しくは2か月ごとに1回投与するだけでよい。
一実施形態では、用量は隔週で、すなわち、月2回送達される。
本明細書で用いられる半減期は、循環中、例えば、血清/血漿中の分子の持続時間を指すことが意図されている。
本明細書で用いられる薬力学とは、本開示に従った多量体融合タンパク質の生物学的作用のプロファイル、特に持続時間のことである。
薬学的に許容される担体はそれ自体が組成物を受ける個体にとって有害な抗体の産生を誘発するべきではなく、毒性をもつべきではない。適切な担体は、タンパク質、ポリペプチド、リポソーム、多糖類、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、重合体アミノ酸、アミノ酸共重合体及び不活性ウイルス粒子などの大きくゆっくり代謝される巨大分子であってもよい。薬学的に許容される塩、例えば、塩酸塩、臭化水素酸、リン酸塩及び硫酸塩などの鉱酸塩、又は酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸塩及び安息香酸塩などの有機酸の塩を使用することが可能である。
治療組成物中の薬学的に許容される担体は、水、生理食塩水、グリセロール及びエタノールなどの液体をさらに含有することができる。さらに、湿潤剤若しくは乳化剤又はpH緩衝物質などの補助物質がそのような組成物中に存在していてもよい。そのような担体を使えば、医薬組成物は患者が経口摂取するための錠剤、ピル、糖衣錠、カプセル、液体、ジェル、シロップ、スラリー及び懸濁液として処方することが可能になる。
投与のための適切な形態には、例えば、注射又は注入による、例えば、ボーラス注射又は持続注入による、非経口投与に適した形態が含まれる。産物が注射又は注入目的である場合、産物は、油性又は水性媒体中で懸濁液、溶液又は乳濁液の形態をとってもよく、懸濁剤、保存剤、安定化剤及び/又は分散剤などの調合剤を含有していてもよい。タンパク質はナノ粒子の形態であってもよい。代わりに、抗体分子は、使用前に適切な無菌液で再構成するために乾燥形態であってもよい。
処方された後は、本発明の組成物は対象に直接投与することが可能である。治療される対象は動物でも可能である。しかし、1つ又は複数の実施形態では、組成物はヒト対象への投与のために適応される。
適宜、本開示に従った製剤では、最終製剤のpHは多量体融合タンパク質の等電点の値には類似しておらず、例えば、タンパク質のpIが8〜9又はそれよりも上の範囲である場合、製剤pHの7は適切であることがある。理論に縛られたくはないが、これにより最終的には、最終製剤に改善された安定性を与えることができ、例えば、多量体融合タンパク質が溶液のままであると考えられる。
一例では、4.0〜7.0の範囲のpHでの医薬製剤は、1〜200mg/mLの本開示に従ったタンパク質分子、1〜100mMの緩衝液、0.001〜1%の界面活性剤、a)10〜500mMの安定化剤、b)10〜500mMの安定化剤と5〜500mMの等張化剤、又はc)5〜500mMの等張化剤を含む。
本発明の医薬組成物は、経口、静脈内、筋肉内、動脈内、髄内、くも膜下腔内、脳室内、経皮的(transdermal)、経皮的(transcutaneous)(例えば、WO98/20734参照)、皮下、腹腔内、鼻腔内、経腸的、局所的、舌下、膣内又は直腸経路を含むがこれらに限定されない任意の数の経路により投与することができる。皮下噴射器を使用して本発明の医薬組成物を投与することもできる。典型的には、治療組成物は液体溶液又は懸濁液のいずれかとして注射液として調製することができる。注射に先立って液体媒体中の溶液又は懸濁液に適した固形形態も調製することができる。
組成物の直接送達は一般に、皮下に、腹腔内に、静脈内に若しくは筋肉内に注射により達成される、又は組織の間質腔に送達されることになる。組成物は病変内に投与することも可能である。投薬治療は単一用量予定でも複数用量予定でもよい。
組成物中の活性成分はタンパク質分子になることは認識されるであろう。したがって、活性成分は胃腸管中での分解に感受性になる。したがって、組成物を胃腸管を使用する経路により投与するつもりであれば、組成物は、タンパク質を分解から保護するが胃腸管により吸収された後はタンパク質を放出する薬剤を含有する必要がある。
薬学的に許容される担体についての徹底的な考察はRemington's Pharmaceutical Sciences (Mack Publishing Company, N.J. 1991)で入手可能である。一実施形態では、製剤は、吸入を含む局所投与のための製剤として提供される。
適切な可吸入調製物には、可吸入粉末、推進用ガスを含有する計量エアロゾル又は推進用ガスのない可吸入液が含まれる。活性物質を含有する本開示に従った可吸入粉末は、活性物質のみから又は活性物質と生理的に許容される賦形剤の混合物からなっていてもよい。これらの可吸入粉末は、単糖類(例えば、グルコース又はアラビノーズ)、二糖類(例えば、ラクトース、ショ糖、マルトース)、オリゴ糖及び多糖類(例えば、デキストラン)、ポリアルコール(例えば、ソルビトール、マンニトール、キシリトール)、塩(例えば、塩化ナトリウム、炭酸カルシウム)又はこれらの互いの混合物を含むことができる。単糖類又は二糖類は適切に使用され、ラクトース又はグルコースの使用は、特にその水和物の形態であるが、水和物の形態だけに限るわけではない。
肺における沈着のための粒子は、1〜9ミクロン、例えば、1〜5μmなどの10ミクロン未満の粒子サイズが必要である。活性成分(例えば、抗体又は断片)の粒子サイズは極めて重要である。
可吸入エアロゾルを調製するために使用することが可能である推進用ガスは当技術分野では既知である。適切な推進用ガスは、nプロパン、nブタン又はイソブタンなどの炭化水素並びにメタン、エタン、プロパン、ブタン、シクロプロパン若しくはシクロブタンの塩素化及び/又はフッ素化誘導体などのハロゲン化炭化水素の中から選択される。上記推進用ガスは単独で又はその混合物で使用してもよい。
特に適した推進用ガスは、TG11、TG12、TG134a及びTG227の中から選択されるハロゲン化アルカン誘導体である。ハロゲン化炭化水素のうち、TG134a(1,1,1,2−テトラフルオロエタン)及びTG227(1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン)並びにその混合物が特に適切である。
推進用ガス含有可吸入エアロゾルは、共溶媒、安定化剤、表面活性剤(界面活性剤)、抗酸化剤、潤滑剤などの他の成分及びpHを調整するための手段も含有していてよい。これらの成分はすべて当技術分野では既知である。
本発明に従った推進用ガス含有可吸入エアロゾルは最大5重量%の活性物質を含有することができる。本発明に従ったエアロゾルは、例えば、0.002〜5重量%、0.01〜3重量%、0.015〜2重量%、0.1〜2重量%、0.5〜2重量%、又は0.5〜1重量%の活性成分を含有する。
代わりに、肺への局所投与は、例えば、ネブライザー、例えば、圧縮機に接続されたネブライザー(例えば、Pari Respiratory Equipment、Inc.、Richmond、Va.製のPari Master(R)圧縮機に接続されたPari LC−Jet Plus(R)ネブライザー)などの装置を用いて液体溶液又は懸濁製剤の投与によるものでもよい。
本発明の多量体融合タンパク質は溶媒中に分散して、例えば、溶液又は懸濁液の形態で送達することが可能である。本発明の多量体融合タンパク質は、適切な生理溶液、例えば、生理食塩水又は他の薬学的に許容される溶媒又は緩衝液に懸濁することが可能である。当技術分野で既知の緩衝液は、約4.0〜5.0のpHを達成するように、1mlの水当たり0.05mg〜0.15mgエデト酸二ナトリウム、8.0mg〜9.0mg NaCl、0.15mg〜0.25mgポリソルベート、0.25mg〜0.30mg無水クエン酸、及び0.45mg〜0.55mgクエン酸ナトリウムを含有することができる。懸濁剤は、例えば、凍結乾燥させたタンパク質を用いることが可能である。
治療懸濁液又は溶液製剤は、1つ又は複数の賦形剤も含有することが可能である。賦形剤は当技術分野では周知であり、緩衝液(例えば、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、酢酸緩衝液及び炭酸水素緩衝液)、アミノ酸、尿素、アルコール、アスコルビン酸、リン脂質、タンパク質(例えば、血清アルブミン)、EDTA、塩化ナトリウム、リポソーム、マンニトール、ソルビトール及びグリセロールが含まれる。溶液又は懸濁液はリポソーム又は生分解性マイクロスフェアに被包することが可能である。製剤は一般に、無菌製造工程を用いることから実質的に無菌で提供されることになる。
これには、製剤のために使用される緩衝溶媒/溶液の濾過による生産及び無菌化、無菌緩衝溶媒溶液中のタンパク質の無菌懸濁液、及び当業者にはよく知られている方法による無菌容器内への製剤の分注が含まれ得る。
本開示に従った噴霧可能な製剤は、例えば、ホイルエンベロープに包装された単一用量単位(例えば、密封プラスチック容器又はバイアル)として提供することができる。それぞれのバイアルは、体積、例えば、2mLの溶媒/溶液緩衝液に単位用量を含有する。
本明細書に開示される多量体融合タンパク質は、噴霧療法による送達に適している場合もある。
本発明のタンパク質は遺伝子治療の使用により投与できることも想定している。これを実現するためには、適切なDNA成分の制御下でタンパク質分子のポリペプチド鎖をコードするDNA配列は、ポリペプチド鎖がDNA配列から発現されてin situで構築されるように、患者内に導入される。
一実施形態では、治療において使用するために本発明の多量体融合タンパク質を提供する。
一実施形態では、免疫不全の治療において使用するために本発明の多量体融合タンパク質を提供する。
一実施形態では、免疫不全の治療のための医薬を調製するための本発明の多量体融合タンパク質の使用を提供する。
本発明の多量体融合タンパク質を使用して治療することができる免疫不全の例には、免疫性血小板減少症(ITP)、慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチー(CIDP)、川崎病及びギラン・バレー症候群(GBS)が含まれる。
本発明は、自己免疫疾患、例えば、急性散在性脳脊髄炎(ADEM)、急性壊死性出血性白質脳炎、アジソン病、無ガンマグロブリン血症、円形脱毛症、アミロイドーシス、ANCA関連血管炎、強直性脊椎炎、抗GBM/抗TBM腎炎、抗リン脂質抗体症候群(APS)、自己免疫血管浮腫、自己免疫再生不良性貧血、自己免疫自律神経障害、自己免疫性肝炎、自己免疫高脂血症、自己免疫免疫不全症、自己免疫性内耳疾患(AIED)、自己免疫性心筋炎、自己免疫性膵炎、自己免疫網膜症、自己免疫性血小板減少性紫斑病(ATP)、自己免疫性甲状腺疾患、自己免疫蕁麻疹、軸索及び爪ニューロパチー、バロー病、ベーチェット病、水疱性類天疱瘡、心筋症、キャッスルマン病、セリアック病、シャーガス病、慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチー(CIDP)、慢性再発性多巣性骨髄炎(CRMO)、チャーグ・ストラウス症候群、瘢痕性類天疱瘡/良性粘膜類天疱瘡、クローン病、コーガン症候群、寒冷凝集素症、先天性心ブロック、コクサッキー心筋症、クレスト病、本態性混合型クリオグロブリン血症、脱髄性ニューロパチー、疱疹状皮膚炎、皮膚筋炎、デビック病(視神経脊髄炎)、拡張型心筋症、円板状ループス、ドレスラー症候群、子宮内膜症、好酸球性血管中心性線維症(Eosinophilic angiocentric fibrosis)、好酸球性筋膜炎、結節性紅斑、実験的アレルギー性脳脊髄炎、エヴァンス症候群、線維性肺胞炎、巨細胞性動脈炎(側頭動脈炎)、糸球体腎炎、グッドパスチャー症候群、多発血管炎性肉芽腫症(GPA)ウェゲナー参照、グレーブス病、ギラン・バレー症候群、橋本脳炎(Hashimoto's encephalitis)、橋本甲状腺炎、溶血性貧血、ヘノッホ・シェーンライン紫斑病、妊娠性疱疹、低ガンマグロブリン血症、特発性低補体血症性尿細管間質性腎炎(Idiopathic hypocomplementemic tubulointestitial nephritis)、特発性血小板減少性紫斑病(ITP)、IgA腎症、IgG4関連疾患、IgG4関連硬化性疾患、免疫調節性リポタンパク質、炎症性大動脈瘤、炎症性偽腫瘍、封入体筋炎、インスリン依存性糖尿病(1型)、間質性膀胱炎、若年性関節炎、若年性糖尿病、川崎症候群、キュットナー腫瘍、ランバート・イートン症候群、白血球破壊性血管炎、扁平苔癬、硬化性苔癬、木質性結膜炎、線状IgA病(LAD)、ループス(SLE)、ライム病、慢性縦隔線維症、メニエール病、顕微鏡的多発血管炎、ミクリッツ症候群、混合性結合組織病(MCTD)、モーレン潰瘍、ムッハ・ハーベルマン病、結合組織増殖症候群、多発性硬化症、重症筋無力症、筋炎、ナルコレプシー、視神経脊髄炎(デビック病)、好中球減少症、眼部瘢痕性類天疱瘡、視神経炎、オーモンド病(後腹膜線維症)、回帰性リウマチ、PANDAS(連鎖球菌に関連する小児自己免疫精神神経障害)、傍腫瘍性小脳変性症、異常タンパク性多発ニューロパチー(Paraproteinemic polyneuropathies)、発作性夜間血色素尿症(PNH)、パリー・ロンベルク症候群(Parry Romberg syndrome)、パーソネージ・ターナー症候群、毛様体扁平部炎(周辺性ブドウ膜炎)、尋常性天疱瘡、大動脈周囲炎、動脈周囲炎、末梢神経障害、静脈周囲脳髄膜炎、悪性貧血、POEMS症候群、結節性多発動脈炎、1型、2型及び3型自己免疫多腺性症候群、リウマチ性多発筋痛症、多発性筋炎、心筋梗塞後症候群、心膜切開後症候群、プロゲステロン皮膚炎、原発性胆汁性肝硬変、原発性硬化性胆管炎、乾癬、乾癬性関節炎、特発性肺線維症、壊疽性膿皮症、赤芽球癆、レイノー現象、反射性交感神経性ジストロフィー、ライター症候群、再発性多発軟骨炎、下肢静止不能症候群、後腹膜線維症(オーモンド病)、リウマチ熱、関節リウマチ、リーデル甲状腺炎、サルコイドーシス、シュミット症候群、強膜炎、強皮症、シェーグレン症候群、精子及び精巣自己免疫、全身硬直症候群、亜急性細菌性心内膜炎(SBE)、スザック症候群、交感性眼炎、高安動脈炎、側頭動脈炎/巨細胞性動脈炎、血栓性、血小板減少性紫斑病(TTP)、トロサ・ハント症候群、横断性脊髄炎、潰瘍性大腸炎、未分化結合組織疾患(UCTD)、ブドウ膜炎、血管炎、水疱性皮膚炎、白斑、ワルデンストレーム高ガンマグロブリン血症、温特発性溶血性貧血(Warm idiopathic haemolytic anaemia)及びウェゲナー肉芽腫症(現在では、多発血管炎性肉芽腫症(GPA)と呼ばれる)の制御において使用するための多量体融合タンパク質(又は多量体融合タンパク質を含む組成物)も提供する。
一実施形態では、本開示に従った多量体融合タンパク質及び断片は、癲癇又は発作の治療又は予防に用いられる。
一実施形態では、本開示に従った多量体融合タンパク質及び断片は、多発性硬化症の治療又は予防に用いられる。
一実施形態では、本開示に従った多量体融合タンパク質及び断片は、
・抗HLA抗体に起因する移植ドナーミスマッチ
・胎児及び新生児同種免疫性血小板減少症、FNAIT(又は新生児同種免疫性血小板減少症、NAITP若しくはNAIT若しくはNAT、又は胎児母体同種免疫性血小板減少症、FMAITP若しくはFMAIT)
を含む同種免疫疾患/徴候の治療又は予防に用いられる。
追加の徴候には、ヒト患者及び多量体融合タンパク質療法と他の療法、IVIg、リツキサン、血漿交換療法の組合せからのFc含有生物製剤薬の急速なクリアランスが含まれる。例えば、多量体融合タンパク質療法はリツキサン療法に続いて用いることができる。
一実施形態では、本開示の多量体融合タンパク質は、
・慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチー(CIDP)
・ギラン・バレー症候群
・異常タンパク性多発ニューロパチー
・視神経脊髄炎(NMO、NMOスペクトル障害又はNMOスペクトル疾患)、及び
・重症筋無力症
などの神経学障害の治療又は予防に用いられる。
一実施形態では、本開示の多量体融合タンパク質は、
・水疱性類天疱瘡
・尋常性天疱瘡
・ANCA関連血管炎
・拡張型心筋症
などの皮膚科障害に用いられる。
一実施形態では、本開示の多量体融合タンパク質は、
・特発性血小板減少性紫斑病(ITP)
・血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)
・温特発性溶血性貧血
・グッドパスチャー症候群
・抗HLA抗体に起因する移植ドナーミスマッチ
などの免疫学又は血液学障害に用いられる。
一実施形態では、障害は、重症筋無力症、視神経脊髄炎、CIDP、ギラン・バレー症候群、異常タンパク性多発ニューロパチー、難治性癲癇、ITP/TTP、溶血性貧血、グッドパスチャー症候群、ABOミスマッチ、ループス腎炎、腎血管炎、強皮症、繊維性肺胞炎、拡張型心筋症、グレーブス病、1型糖尿病、自己免疫性糖尿病、天疱瘡、強皮症、ループス、ANCA血管炎、皮膚筋炎、シェーグレン症候群及び関節リウマチから選択される。
一実施形態では、障害は、自己免疫性多腺性内分泌症候群1型(autoimmune polyendocrine syndrome types 1)(APECED又はウィタカー症候群)及び2型(シュミット症候群)、汎発性脱毛症、筋無力症クリーゼ、甲状腺クリーゼ、甲状腺関連眼病、甲状腺眼障害、自己免疫性糖尿病、自己抗体関連脳炎及び/又は脳症、落葉状天疱瘡、表皮水疱症、疱疹状皮膚炎、シデナム舞踏病、急性運動性軸索型ニューロパチー(AMAN)、ミラー・フィッシャー症候群、多巣性運動ニューロパチー(MMN)、眼球クローヌス、炎症性筋疾患、アイザック症候群(自己免疫性神経性筋強直症)、腫瘍随伴症候群並びに辺縁系脳炎から選択される。
本開示に従った多量体融合タンパク質は治療又は予防において用いることができる。
本発明は、個体において望ましくない抗体の濃度を減少させる方法であって、個体に治療的有効用量の本明細書に記載される多量体融合タンパク質を投与するステップを含む上記方法も提供する。
本発明の多量体融合タンパク質は診断、例えば、B細胞関連リンパ腫などのFc受容体に関連する病状のin vivo診断及び画像診断においても使用することができる。
本発明に従った発現構築物及び多量体融合タンパク質の例を示す図である。SPはシグナルペプチドであり、CH2及びCH3は重鎖定常ドメインであり、TPはテイルピースである。 例となる配列を示す図である。2(a)はポリペプチド単量体単位のポリペプチド鎖の例となるアミノ酸配列を示す図である。それぞれの配列では、テイルピース配列は下線が施され、いかなる突然変異もボールド及び下線で示されている。ヒンジはボールドである。IgM由来のCH4ドメインを含む構築物では、この領域はイタリック体で示されている。 例となる配列を示す図である。2(b)はIgG1に由来するCH2及びCH3ドメイン又はIgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含むFc多量体ポリペプチド鎖の例となるアミノ酸配列を示す図である。それぞれの配列では、IgG1とIgG4間の違いの位置はボールドであり、強調されている。 例となる配列を示す図である。2(c)はIgG1のある種の選択された特性とIgG4のある種の選択された特性を組み合わせるように設計されたFc多量体の例となるアミノ酸配列を示す図である。突然変異はボールド及び下線で示されている。 例となる配列を示す図である。2(d)はドメイン交換により操作されたハイブリッド重鎖Fc領域を有するFc多量体の例となるアミノ酸配列を示す図である。 例となる配列を示す図である。2(e)はハイブリッド重鎖Fc領域及び追加の突然変異を有し、IgG1のある種の選択された特性とIgG4のある種の選択された特性を組み合わせるように操作されたFc多量体の例となるアミノ酸配列を示す図である。 例となる配列を示す図である。2(f)はB72.3シグナルペプチドのDNA及びアミノ酸配列を示す図である。(i)DNA配列、(ii)アミノ酸配列。 例となる配列を示す図である。2(g)は、309位にシステイン残基を含む、図2b〜2eに例証されているFc多量体の例となるアミノ酸配列を示す図である。 Fc多量体集合におけるCH3ドメインの役割を示す図である。3(a)はFc多量体の六量体化に対するIgG1/IgG4 CH3ドメイン交換の効果を示すサイズ排除クロマトグラフィートレースを示す図である。 Fc多量体集合におけるCH3ドメインの役割を示す図である。3(b)はIgG1 Fc IgM tpの六量体化に対するCH3ドメインの点突然変異の効果を示す図である。 Fc多量体集合におけるCH3ドメインの役割を示す図である。3(c)はIgG4 Fc IgM tpの高レベルの六量体化が点突然変異Q355Rにより達成されることを示す図である。 Fc多量体集合におけるCH3ドメインの役割を示す図である。3(d)はIgG1 Fc IgM tpにおけるすべての他のアミノ酸へのR355の突然変異誘発の効果を示す図である。 表面プラズモン共鳴分析により測定されるFc多量体のFcRnへの結合を示している。トレースは、多量体濃度範囲、2.5μM、1.25μM、0.625μM、0.3125μM、0.15625μM、0.078125μM、0.0390625μMについての結合を示す図である。示されているFc多量体はすべて310位にヒスチジンを含んでいた。4(a)は低密度FcRnへのhIgG1 Fc多量体IgM tp L309Cの結合を示す図である。4(b)は低密度FcRnへのhIgG1 Fc多量体IgM tpの結合を示す図である。4(c)は高密度FcRnへのhIgG1 Fc多量体IgM tp L309Cの結合を示す図である。4(d)は高密度FcRnへのhIgG1 Fc多量体IgM tpの結合を示す図である。 マクロファージ食作用のFc多量体阻害を示す図である。データは、ヒトIgG1又はIgG4由来で、IgMテイルピース単独で又はIgMテイルピースとL309Cで六量体又は十二量体形態に重合されているFc多量体はすべて、ヒトIVIGよりも有意に良好な効力及び最大レベルの阻害を示すことを明らかにしている。 マクロファージ食作用のFc多量体阻害を示す図である。データは、IgG1とIgG4 Fc領域の間の違いの選択された位置に単一交差突然変異を含むFc多量体の阻害効果を示している。 マクロファージ食作用のFc多量体阻害を示す図である。データは、免疫不全の治療において使用するために設計されたFc多量体の阻害効果を示している。 Fc多量体によるサイトカイン放出の刺激を示す図である。データは、野生型IgG1 Fc多量体は、L309Cがあってもなくても、非常に高いレベルのサイトカイン放出を刺激することを実証した。サイトカインの観察されたレベルは陽性対照の抗CD52抗体、キャンパスによって生じるレベルよりも高かった。これとは著しく対照的に、FcγR及びC1q不活性「LALA」突然変異を含むIgG4 Fc多量体及びIgG1 Fc多量体(L234A、L235A)は、実質的ゼロのサイトカイン放出を生じた。 Fc多量体によるサイトカイン放出の刺激を示す図である。データは、IgG1とIgG4 Fc領域の間の違いの選択された位置に単一交差突然変異を含むFc多量体の効果を示している。 Fc多量体によるサイトカイン放出の刺激を示す図である。データは、サイトカイン放出を調節する突然変異で操作されたFc多量体の効果を示している。 Fc多量体によるFcRn媒介IgGリサイクリングの阻害を示す図である。 、急性血小板減少症のin vivoモデルにおける血小板損失のFc多量体による予防を示す図である。グラフは、Balb/cマウスを使用する5つの独立した実験の凝集結果を示している。 、慢性血小板減少症のin vivoモデルにおける血小板損失のFc多量体による予防を示す図である。(a)3日目に投与された単一用量の10mg/kg Fc多量体。(b)3、4、5、及び6日目に投与された4連続毎日用量、用量あたり10mg/kg。グラフ上のポイントごとに群サイズはn=6であった。 Fc多量体のC1qへの結合を示す図である。 Fc多量体による血小板活性化を示す図である。
(例1)
分子生物学
Fc多量体DNA配列は、PCR、制限−ライゲーションクローニング、点突然変異誘発(Quikchange)及びサンガー配列決定法を含む標準分子生物学的方法を使用して構築した。発現構築物は、CHO細胞において一過性発現と安定的発現の両方に適している発現プラスミド(pNAFL、pNAFH)にクローニングした。適切な発現ベクターの他の例にはpCDNA3(Invitrogen)が含まれる。
本発明に従った発現構築物及び多量体融合タンパク質の図は図1に示されている。
ポリペプチド単量体単位のポリペプチド鎖の例となるアミノ酸配列を示す図は、図2(a)〜(e)に提供されている。それぞれの配列では、テイルピース配列は下線が施され、いかなる突然変異もボールド及び下線で示されている。IgM由来のCH4ドメインを含む構築物では、この領域はイタリック体で示されている。
IgG1/IgG4交差突然変異
Fcドメイン中のある種の鍵となる重要なアミノ酸残基がIgG1において見出されるアミノ酸残基にマッチするように設計され、他の鍵となる重要なアミノ酸残基がIgG4に見出されるアミノ酸残基にマッチするように設計された種々のFc多量体変異体を構築した。表4に要約されているように、IgG1とIgG4はCH2ドメイン中の7つの位置で及びCH3ドメイン中の6つの位置で互いに異なっている。
Figure 0006851199
IgG1に由来するCH2及びCH3ドメイン又はIgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含むFc多量体ポリペプチド鎖の例となるアミノ酸配列を示す図は、図2(b)に提供されている。それぞれの配列では、IgG1とIgG4間の違いの位置はボールドであり強調されている。
IgG1のある種の選択された特性とIgG4のある種の選択された特性を組み合わせるように設計されたFc多量体の例となるアミノ酸配列を示す図は図2(c)に提供されている。突然変異はボールド及び下線で示されている。
対象の特定の配列は、出発点としてIgG1又はIgG4 Fcドメイン配列のどちらかを使用し、関連する突然変異を作製して作り出すことができることは認識されるであろう。例えば、突然変異F234Lを有するIgG4 CH2ドメインは、突然変異H268Q、K274Q、Y296F、A327G、A330S、及びP331Sを有するIgG1 CH2ドメインと同じである。
Fc領域ドメイン交換
CH2ドメインが一特定のIgGサブクラスに由来しCH3ドメインが異なるIgGサブクラスに由来しているハイブリッド重鎖Fc領域を含むFc多量体変異体も構築した。ハイブリッド重鎖Fc領域を有するFc多量体の例となるアミノ酸配列を示す図は図2(d)に提供されている。
ハイブリッド重鎖Fc領域及び追加の突然変異を有し、IgG1のある種の選択された特性とIgG4のある種の選択された特性を組み合わせるように設計されているFc多量体の例となるアミノ酸配列を示す図は図2(e)に提供されている。
(例2)
発現
リポフェクタミン又は電気穿孔法を使用してトランスフェクトされたHEK293又はCHO細胞の「一過性」発現を使用して小規模発現を実施した。培養物は、CD−CHO(Lonza)又はProCHO5(Life Technologies)培地において50〜2000mlの範囲のスケールで5〜10日間、振盪フラスコ又は撹拌バッグ中で増殖させた。細胞は遠心分離により除去し、培養液上清は精製するまで4℃で保存した。細胞を除去した後、いくつかの培養物には保存剤を添加した。
結果によれば、多量体融合タンパク質が十分発現されていることが実証された。
多量体融合タンパク質を発現するのに使用したシグナルペプチドは、達成される発現レベルに影響を及ぼすことが分かった。抗体B72.3由来のシグナルペプチドは先行技術に記載されていたIL−2シグナルペプチド配列よりも高い発現レベルをもたらした。
B72.3シグナルペプチドのDNA及びアミノ酸配列は図2fに示されている。
(例3)
精製及び分析
Fc多量体は、pHの点検/6.5以上への調整後プロテインAクロマトグラフィーとともにpH3.4緩衝液を使用する溶出ステップにより培養液上清から精製した。溶出液は1M Tris pH8.5を使用して直ちにpH約7.0まで中和し、その後4℃で保存した。分析的サイズ排除クロマトグラフィーを使用し、S200カラム及び画分採取を使用して種々の多量体形態のFcドメインを分離した。画分は分析し、G3000HPLC並びに還元及び非還元SDS−PAGE分析後プールした。エンドトキシンはカブトガニアメボサイトライセート(LAL)アッセイを使用して試験し、アッセイで使用した試料は1EU/mg未満であった。
多量体融合タンパク質は主に六量体形態で発現され精製され、一部のタンパク質は十二量体及び他の形態であることが分かった。
保存剤の存在下で多量体融合タンパク質を精製すると凝集する傾向が減少し、さらに均一な構造を有する改善された調製物が産生された。効果的であることが明らかにされている保存剤の例には、Nエチルマレイミド(NEM)及びグルタチオン(GSH)などのチオールキャッピング剤;並びにエチレンジアミン四酢酸(EDTA)などのジスルフィド阻害剤が含まれる。
(例4)
Fc多量体集合におけるCH3ドメインの役割
多量体化の程度は思いがけないことに、Fc領域が由来する元のIgGサブクラスに応じて変動することが分かった。IgG1に由来するCH2ドメインとCH3ドメインを含むFc多量体は非常に効率的に六量体に集合し、その分子のおおよそ80%が六量体形態で存在していた。これとは対照的に、IgG4に由来するCH2ドメインとCH3ドメインを含むFc多量体はもっと低いレベルの六量体を形成した。CH2ドメインが一特定のIgGサブクラスに由来しておりCH3ドメインが異なるIgGサブクラスに由来しているハイブリッドFc領域を含むFc多量体を調べると、六量体を形成する能力が主にCH3ドメインにコードされていることが明らかになった。IgG1に由来するCH3ドメインが存在すると六量体化が著しく増加する。CH3ドメインがIgG1に由来しておりCH2ドメインがIgG4に由来しているハイブリッドFc多量体はIgG1野生型と同じくらいの効率で六量体化し、その分子のおおよそ80%が六量体として見出された。したがって、IgG4のCH3ドメインをIgG1のもので置き換えると、野生型IgG4 Fc多量体と比べて六量体化のレベルを改善する。こうして得られたハイブリッドは、IgG4の望ましい特性の多くを保持しつつ高いレベルの六量体形成をするという利点がある。図3(a)。
IgG1とIgG4のCH3ドメインは例1に記載した6つの位置で異なる。IgG1に由来するCH2及びCH3ドメインを含むFc多量体から始めて、これらの位置のそれぞれがIgG1残基からIgG4残基に次々に突然変異した。結果によれば、355位のアミノ酸が六量体化には極めて重要であることが実証された。野生型IgG1中の355位に見出されるアミノ酸のアルギニンが効率的な六量体化を促進する。野生型IgG4に見出されるアミノ酸のグルタミンでは六量体化は低くなる。IgG1とIgG4 CH3ドメインの間の違いのその他の位置は六量体化に影響を与えなかった。図3(b)。
IgG4に由来するCH3ドメインを含むFc多量体では、355位のグルタミン残基をアルギニン残基で置換すると(Q355R)高いレベルの六量体化が生じた。したがって、IgG4 Fc多量体の比較的低い六量体化という問題は単一アミノ酸置換により解決することが可能である。これは、こうして得られるFc多量体がIgG4の特徴的な特性を保持したまま高い効率で六量体に集合するという利点を有する。図3(c)。
IgG1 Fc多量体では、355位のアルギニンをシステインで置換すると(R355C)六量体形成を野生型IgG1以上に増加させた。理論に縛られたくはないが、この結果から、355位のシステイン残基はテイルピース中のシステインとジスルフィド結合を形成することができる可能性があることが示唆される。その他のすべてのアミノ酸へのR355の突然変異誘発では、IgG1 Fc多量体における六量体形成のさらなる増強は生じなかった。図3(d)。
(例5)
Fc多量体とFcRの相互作用についての親和性測定
多量体融合タンパク質とFcγR及びFcRnを含むFc受容体(FcR)の相互作用についての親和性/結合力測定は、FcR担持細胞系での表面プラズモン共鳴、競合ELISA及び競合結合研究を含む周知の方法を使用して実施することが可能である。FcRの可溶性細胞外ドメイン(ECD)は、BiacoreT200でのBIAcoreセンサーチップ上への非特異的固定化又はタグ特異的捕獲による表面プラズモン共鳴実験において使用した。ヒトFcRn細胞外ドメインは、ヒトFcRnアルファ鎖細胞外ドメインとβ2マイクログロブリンの間の非共有結合複合体として提供された。多量体融合タンパク質は、相互作用の強さを最もよく決定するために、受容体上、種々の濃度及び流速で滴定した。データはBiacore T200 Evaluationソフトウェアを使用して解析した。
図4は、表面プラズモン共鳴分析により測定した、FcRnへの多量体融合タンパク質の結合についてのデータを示している。トレースは、多量体濃度範囲、2.5μM、1.25μM、0.625μM、0.3125μM、0.15625μM、0.078125μM、0.0390625μMについての結合を示す。示されているFc多量体はすべて310位にヒスチジンを含んでいた。
(a)は低密度FcRnへのヒトIgG1 Fc多量体IgM tp L309Cの結合を示している。
(b)は低密度FcRnへのヒトIgG1 Fc多量体IgM tpの結合を示している。
(c)は高密度FcRnへのヒトIgG1 Fc多量体IgM tp L309Cの結合を示している。
(d)は高密度FcRnへのヒトIgG1 Fc多量体IgM tpの結合を示している。
(a)及び(c)において使用される構築物は309位にロイシンからシステインへの置換を含有する。
結果によれば、310位にヒスチジンを含むFc多量体はヒトFcRnに結合することが実証された。
ヒトFcRnへの結合を増加させると考えられた突然変異を取り込んだいくつかのFc多量体も生成した。
表5は、pH6.0でのヒトFcRnへの突然変異単量体ヒトIgG1 Fc断片の結合の解離定数を示す。突然変異によりヒトFcRnへの結合が増加した。しかし、単量体断片の相互作用の強さはそれでも弱く、解離定数はマイクロモル濃度の範囲であった。突然変異Fcドメインの多量体化は、本発明に記載されるように、結合力の利益を与え、したがって相互作用の強さを大いに改善することができる。
Figure 0006851199
(例6)
B細胞標的のマクロファージ食作用
ヒトマクロファージによるB細胞の抗体依存性食作用を測定するアッセイを設計した。マクロファージを調製するため、ヒト末梢血単核球(PBMC)を先ず密度勾配遠心分離により新鮮血から単離した。次に、単核球は、PBMCを6ウェル組織培養被覆プレートにおいて37℃で1時間インキュベートし、それに続いて非付着性細胞を除去することにより選択した。付着性単核球は、マクロファージコロニー刺激因子(MCSF)での5日培養によりマクロファージに分化した。次に、ヒトB細胞は、PBMCの単離とそれに続くMACSを使用する負の選択によりB細胞を精製することにより、別々の(同種)ドナーから調製した(B cell isolation kit II、Miltenyi Biotech)。いくつかのアッセイで、B細胞はカルボキシフルオセインサクシニミジルエステル(CFSE)(Molecular Probes)で標識した。分化したマクロファージとB細胞は抗CD20 mAb(リツキシマブ)の存在下、1対5比で共培養し、B細胞の抗体依存性食作用を誘導した。多量体融合タンパク質又は対照は指示濃度で添加し、細胞は37℃、5%COで1〜24時間インキュベートした。それぞれの時点の終了時、細胞は遠心分離し4℃でFACS緩衝液に再懸濁してそれ以上の食作用を停止し、B細胞はフローサイトメトリーによる分析前に抗CD19アロフィコシアニン(APC)で表面染色した。マクロファージはその自己蛍光/側方散乱性により、B細胞はそのCFSE/CD19標識化により識別した。CD19標識化に対して陰性のCFSE陽性マクロファージは貪食されたB細胞を含有すると仮定した。
結果によれば、本発明の多量体融合タンパク質はヒトマクロファージによるB細胞枯渇を抑制することが実証された(図5)。データによれば、ヒトIgG1又はIgG4由来で、IgMテイルピース単独、又はIgMテイルピースとL309Cにより六量体又は十二量体形態に重合されたFc多量体はすべて、効力と最大レベルの抑制をヒトIVIGと比べて有意に良好に示すことが明らかになっている。
IgG4がマクロファージ食作用の明らかな遮断を示す証明は、低親和性FcγRへ貪欲に結合する多価の種の作成により利益が提供されることの根拠となるものである。
十二量体形態と六量体形態が等しく強力であるという証拠は、製品製造及び安全性にとり有益である。なぜならば、六量体から微量の十二量体を除去するための追加の精製の必要性がないからである。
CFSE染色B細胞を使用するフローサイトメトリー分析により、その作用機序がマクロファージ食作用の阻害であり、B細胞死滅でも他の手段によるアポトーシスでもないことが確かめられた。
任意のFc多量体構築物のマクロファージ食作用を阻害する能力を評価するため、その活性を本明細書の上に記載するアッセイにおいて測定し、IgG1及びIgG4野生型Fc多量体の活性と比較した。次に、それぞれの突然変異体の活性を、IgG1及びIgG4野生型Fc多量体について得られたものとその濃度対効果曲線の目視比較に基づいて「IgG1様」、「高」、「中程度」、「低」、又は「IgG4様」としてまとめた。
IgG1とIgG4 Fc領域の差異の8つの位置のそれぞれで単一交差突然変異を含むFc多量体についての結果は図6に示しており、表6にまとめている。
野生型IgG1 Fc多量体は、IgG1に由来するCH2及びCH3ドメインを含むが、抗体被覆標的細胞のマクロファージ食作用を強力に阻害する。IgG1 Fc多量体中の単一突然変異の2つ(A330S、K409R)は食作用阻害の効力に全く効果を及ぼさない。6つの単一突然変異(L234F、H268Q、K274Q、Y296F、A327G及びP331S)では食作用阻害の効力に中程度の減少が生じる。残基L234F及びA327Gは、突然変異させると、食作用阻害の比較的高い効力を維持しつつサイトカイン放出が著しく減少するので特に興味深い(例8参照)。特性をこのように組み合わせれば、自己免疫不全の治療に有用になる。
野生型IgG4 Fc多量体は抗体被覆標的細胞のマクロファージ食作用を阻害するが、IgG1 Fc多量体ほど強力ではない。IgG4 Fc多量体中の単一突然変異の2つ(F234L及びG327A)は食作用阻害の効力を中程度に増加させる。IgG4中の突然変異の6つ(Q268H、Q274K、F296Y、S330A、S331P、R409K)は個別に突然変異した場合は食作用阻害に全く効果を及ぼさない。残基F234L及びG327Aは、どちらかを個別に突然変異させると食作用の阻害においてIgG4 Fc多量体の効力を増強するが、サイトカイン産生の増加には全く効果を及ぼさないので特に興味深い(例8参照)。特性をこのように組み合わせれば、自己免疫不全の治療に有用になる。
Figure 0006851199
免疫不全の治療での使用のために設計された追加のFc多量体構築物の結果は図7に示されており、表7にまとめられている。
野生型IgG1及びIgG4 Fc多量体は抗体被覆標的細胞のマクロファージ食作用をIVIGよりも強力に阻害する。
L234F(サイトカイン産生を減少させる)又はL234FとP331S(サイトカイン産生及びC1q結合を減少させる、例8及び15参照)を含むIgG1 Fc多量体は、野生型IgG1 Fc多量体と比べて食作用阻害の効力を中程度に減少させたが、それでも野生型IgG4 Fc多量体又はIVIGと比べて極めて強力である。
突然変異F234L;F234LとF296Y;G327AとS331P;S330AとS331P;又はG327AとS330Aを含むIgG4 Fc多量体は野生型IgG4 Fc多量体と比べて食作用阻害における効力を増強した。
Figure 0006851199
(例7)
IgG FITCビーズのTHP1細胞食作用
THP1細胞は継代7でプレートアウトし、計数して、5×10細胞/mlで再懸濁した。200μlの細胞を96ウェル平底プレートのそれぞれのウェルに添加した(ウェル当たり1×10細胞)。ウサギIgGで被覆したビーズ(Cambridge bioscience CAY500290−1ea)をそれぞれのウェルに直接添加し、混合し(10希釈度中1、10μl/ウェル)、時点1時間、2時間、4時間、8時間放置した。ゼロ時点は、氷上、氷冷緩衝液中の細胞にビーズを添加することによりもたらされた。それぞれの時点の終了時、細胞は300gで3分間遠心分離した。細胞は、1対20の希釈度のトリパンブルー原液を含有するFACS緩衝液中に2分間再懸濁した。細胞は150μlのFACS緩衝液で洗浄し、遠心分離し、200μlのFACS緩衝液に再懸濁しFACS用に準備された丸底プレートに移した。細胞は、フローサイトメトリーによる分析前に、もう1度遠心分離し200μlのFACS緩衝液に再懸濁した。THP1細胞は前方及び側方散乱でゲートをかけ、ビーズの取り込みはFITC蛍光として測定した。
(例8)
ヒト全血サイトカイン放出アッセイ
新鮮血をリチウムヘパリンバキュテナーにおいてドナーから採取した。対象のFc多量体構築物又は対照は指示濃度まで無菌PBS中に連続希釈した。12.5μlのFc多量体又は対照をアッセイプレートに添加し、続いて237.5μlの全血を添加した。プレートはCO補充なしで24時間、37℃でインキュベートした。プレートは1800rpmで5分間遠心分離し、サイトカイン分析のために血清を除去した。サイトカイン分析はMeso Scale Discoveryサイトカインマルチプレックスにより、製造業者のプロトコルに従って実施し、Sector Imager6000上で読み取った。
結果は図8に示している。データによれば、野生型IgG1 Fc多量体はL309Cがあってもなくても、非常に高いレベルのサイトカイン放出を刺激することが実証された。観察されたサイトカインのレベルは、陽性対照キャンパスにより産生されるサイトカインのレベルよりも高かった。これとは著しく対照的に、IgG4 Fc多量体、及びFcγRとC1q不活性「LALA」突然変異(L234A L235A)を含むIgG1 Fc多量体が生じるサイトカイン放出は実質的にゼロであった。
サイトカイン放出に対する任意のFc多量体構築物の効果を評価するため、本明細書の上に記載されるアッセイにおいてその活性を測定し、IgG1及びIgG4野生型Fc多量体の活性と比較した。次に、突然変異体の活性を、IgG1及びIgG4野生型Fc多量体について得られたものとその濃度対効果曲線の目視比較に基づいて「IgG1様」、「高」、「中程度」、「低」、又は「IgG4様」としてまとめた。
IgG1とIgG4 Fc領域の差異の選択された位置に単一交差突然変異を含むFc多量体についての結果は図9に示しており、表8にまとめている。
結果によれば、野生型IgG1 Fc多量体は、IgG1に由来するCH2及びCH3ドメインを含むが、極めて著しいレベルのサイトカインの放出を刺激することが立証された。示されている結果はIFNγについてである。TNFαについては類似する結果が観察された。
単一突然変異の2つ(L234F、A327G)はIgG1 Fc多量体におけるサイトカイン放出を著しく減少させた。単一突然変異の1つ(Y296F)はサイトカイン放出の中程度の減少を生じた。突然変異の1つ(P331S)はサイトカイン放出を著しく増加させた。突然変異の3つ(H268Q、K274Q、A330S)はサイトカイン放出に全く効果を及ぼさなかった。
これとは著しく対照的に、野生型IgG4 Fc多量体は、IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含むが、実質的には全くサイトカイン放出を生じなかった。単一交差突然変異はどれもIgG4 Fc多量体によるサイトカイン放出にいかなる効果も及ぼさず、IgG1 Fc多量体におけるサイトカイン放出にとり重要であることが明らかにされた位置の突然変異でさえ効果はなかった。
Figure 0006851199
サイトカイン放出を調節するように設計された追加のFc多量体構築物についての結果は図10に示されており、表9にまとめられている。
データによれば、IgG1 Fc多量体によるサイトカイン放出は、L234Fを単独で又はP331Sと組み合わせて含むことによりIVIGにおおよそ相当するレベルにまで減少させることが可能であることが示されている。そのようなFc多量体は免疫不全の治療に有用である可能性がある。他の有用な特性、例えば、食作用における増強された効力(例6)があることが明らかにされている突然変異を含有するすべてのIgG4 Fc多量体は実質的にゼロレベルのサイトカイン放出を保持し、したがって、免疫不全の治療に有用である可能性がある。
Figure 0006851199
(例9)
培養中の細胞におけるIgGリサイクリングに対する効果
細胞ベースのアッセイを、ヒトFcRnとヒトβ2Mダブル遺伝子ベクターをジェネテシン選択マーカーと一緒に安定的にトランスフェクトされているメイディン・ダービーイヌ腎臓(MDCK)II細胞を使用して実施した。ヒトIgGをリサイクルし経細胞輸送することができる安定な細胞クローンを選択し、これをその後のすべての研究で使用した。この細胞はMDCKIIクローン15と呼ばれることになる。カニクイザル(「クローン40」)又はマウスFcRnのどちらかをトランスフェクトされた対応するMDCK細胞系を、上記のものに等しいアッセイにおいて使用するために、同じように生成した。
FcRnのIgGリサイクリング能力を阻害する本発明の多量体融合タンパク質の能力を調べるためにin vitroアッセイを確立した。手短に言えば、MDCKIIクローン15細胞を酸性緩衝液(pH5.9)中で多量体融合タンパク質の存在下又は非存在下でビオチン化ヒトIgG(1μg/ml)とインキュベートしてFcRnに結合させた。60分のパルス時間後、過剰なタンパク質はすべて除去し、細胞は中性pH緩衝液(pH7.2)中でインキュベートし、表面露出結合IgGを上清中に放出させた。MSDアッセイを使用してFcRnの阻害を追跡し、リサイクルされしたがって上清中の放出されるIgGの量を検出した。
MDCKIIクローン15細胞は96ウェルプレートにおいてウェル当たり15000細胞で蒔き、37℃、5%COで一晩インキュベートした。細胞はHBSS+(Ca/Mg)pH5.9+1%BSA中多量体融合タンパク質の存在下及び非存在下、37℃、5%COで1時間、1μg/mlのビオチン化ヒトIgG(Jackson)と一緒にインキュベートした。細胞はHBSS+pH5.9で洗浄し、その後HBSS+pH7.2中37℃、5%COで2時間インキュベートした。ライセートと上清は除去し、MSDアッセイ(抗ヒトIgG捕獲抗体(Jackson)及びストレプトアビジン−スルホタグ暴露抗体(MSD)を使用する)を使用して全IgGについて分析した。阻害曲線は非線形回帰(Graphpad Prism)により解析してEC50を決定した。
結果によれば、本発明の多量体融合タンパク質はFcRn媒介IgGリサイクリングを阻害することが実証された(図11)。310位に天然のヒスチジン残基を保持するヒトIgG1 Fc/IgMテイルピース多量体は、309位にシステインがあってもなくても、FcRn媒介IgG経細胞輸送及びリサイクリングを濃度依存的な形態で遮断する。
表10は、Fc多量体のブロッキング活性に対する突然変異の効果を示している。FcRnへの結合を増加させる3つの突然変異、V308F、V308P及びT307Aは、IgG1 Fc/IgMテイルピース又はIgG4 Fc/IgMテイルピースを含むFc多量体において試験した。結果によれば、FcRn媒介IgG細胞内取り込み及びIgGリサイクリングを遮断するFc多量体の能力の著しい改善が示された。データによれば、IgG1又はIgG4 Fc領域のどちらかを含むFc多量体の効力を改善するためにはこれらの突然変異が有用であることが実証された。
310位のヒスチジンをロイシンで置換すると(H310L)、FcRn媒介IgG細胞内取り込み及びIgGリサイクリングを遮断するFc多量体の能力が破壊されることが明らかにされた。結果によれば、310位にヒスチジン残基を保持しているFc多量体のほうがFcRnへの結合がはるかに良好であり、IgG細胞内取り込み及びIgGリサイクリングのより強力なブロッカーであることが示されている。データによれば、本発明のFc多量体は半減期がさらに長く有効性のさらに大きな新しい改善された治療組成物を提供できることが確証されている。
Figure 0006851199
(例10)
急性ITPにおけるFc多量体の有効性
Fc多量体の有効性を、血小板損失を抗CD41の投与により誘導しているITPのマウスモデルにおいて研究した。この抗体は血小板表面上の糖タンパク質IIbに結合し、その血小板を破壊の標的にする。
ITPin vivoプロトコル
ベースライン血小板数を得るために投与に先立って5μlの血液試料をマウスの尾から採取した。
マウスには1mg/kg又は10mg/kgのFc多量体を静脈内に投与した。
1時間後1μg/マウスのラット抗マウスCD41 IgG1抗体(MWReg30)を腹腔内に投与した。
最終心臓穿刺は、抗CD41投与の24時間後に実施した。
FAC染色プロトコル
5μlの血液を尾静脈から採取した。最終試料では、血液は心臓穿刺によりヘパリンチューブ内に採取し5μlを染色用に採取した。
100μlの抗体カクテルを5μlの血液試料に添加し、暗所において4℃で20分間インキュベートした。
5mlのFAC緩衝液を添加した。
それぞれの試料は1対4で希釈して「V字形」底プレートで最終体積200μlにし、Becton Dickinson FACs Canto上で取得する準備ができるまで氷上に保った。
Figure 0006851199
FACS取得
設定体積150μlの試料を流速1.5μl/秒で採取した。閾値は200に設定した。
解析はFlowJoソフトウェアで実施した。血小板数はCD45−/CD42d+にゲートをかけた細胞から導き出した。
細胞数は、最初の5μlの血液試料は1/4000に希釈されこのうちの150μlはFACs機械に流され、これは分析されている最初の試料の0.1875μlに一致するという事実に基づいて試料希釈について補正した。5/0.1875=血小板/μlでは増倍係数×26.7。
試薬
ラット抗マウスCD41機能的等級精製されている(Ebiosciences、MWReg30、ロット番号E11914−1632)
エンドトキシンなしPBS(Sigma、D8537)
FAC緩衝液:0.1%のFCS、2mMのEDTA
結果
1mg/kg用量でのヒト多量体融合タンパク質(「Fc多量体」)は十分に許容的であった。しかし、これらのタンパク質はモデルでのこの用量では効果的ではなかった。陽性結果は10mg/kgのヒトFc多量体を使用して観察された。IgM又はIgAテイルピースのどちらかを有するFc多量体は、1μg/マウスの抗CD41の注射によって引き起こされる血小板減少を著しく阻害した。
結果によれば、Fc多量体は急性免疫性血小板減少症のin vivoモデルで血小板損失を防ぐことが実証された。血小板損失の統計的に有意な減少は、10mg/kgの用量での、L309C有りとなしの両方でのヒトIgG1 Fc/IgMテイルピース多量体及びL309C有りのヒトIgG4 Fc/IgMテイルピース多量体を使用して達成した(図12)。したがって、テイルピースだけを通じて、又はL309Cジスルフィドとテイルピースを介して六量体化された多量体融合タンパク質はin vivoで効果的である。ヒトIVIGはこのモデルでは1000mg/kgというはるかに高い用量のみで活性である。10mg/kgの当用量では、IVIGは血小板損失を防ぐには不活性であることが分かった。
データによれば、L309Cを有するヒトIgG4−Fc−IgMテイルピース多量体を10mg/kgで使用すれば血小板損失が統計的に有意に減少することも示されている。IgG4が単量体としては不活性なアイソタイプであると広く見なされていることを考えれば、IgG4−Fc多量体の有効性は驚くべきことである。IgG4単量体は通常、低親和性FcγRへの均一に弱い結合を有すると言われている(Bruhns et al; Blood Vol 113(16); p3716-3725; 2009)。したがって、理論に縛られたくはないが、本発明において観察されたin vivo有効性は、六量体化の結合力の利益から生じている可能性がある。
(例11)
慢性ITPにおけるFc多量体の有効性
Fc多量体の有効性を、ミニポンプを使用して持続時間の間抗CD41を投与することにより血小板損失が誘導されている慢性ITPのマウスモデルにおいて研究した。
ITP in vivoプロトコル
ベースライン血小板数を得るために投与に先立って5μlの尾出血を行った。
ラット抗マウスCD41を82.5μg/mlの濃度(57.75μlのラット抗マウスCD41 Ab+642.25μlのPBS/BSA(1.5mg/ml))で含有するアルゼットミニポンプを皮下に植え込んだ。ポンプは流速0.5μl/時を有し、1日当たり0.99μgの抗CD41の相当量を投与する。
血小板数を得るための5μlの尾出血は毎日行った。
定常状態の血小板数に到達した時点で、マウスに1g/kgのIVIG、又はFc多量体を一定範囲の用量で静脈内に投与する。
7日目、最終心臓穿刺を実施した。
FAC染色プロトコル
尾部静脈を経て5μlの血液を採取する。最終試料では、心臓穿刺によりヘパリンチューブ内に血液を採取し、染色のために5μl採取する。
100μlの抗体カクテルを添加し、暗所で4℃、20分間インキュベートする。
5mlのFAC緩衝液を添加する。
それぞれの試料を1対4で希釈して「V字形」底プレートで最終体積200μlにし、BD FACs Canto上で取得する準備ができるまで氷上に保つ。
Figure 0006851199
FACS取得
設定体積150μlの試料を流速1.5μl/秒で収集する。閾値は200に設定する。
解析はFlowJoソフトウェアで実施する。血小板数はCD45−CD42d+にゲートをかけた細胞から導き出す。
細胞数は、最初の5μlの血液試料は1/4000に希釈されこのうちの150μlはFACs機械に流されこれは分析されている最初の試料の0.1875μlに一致することに基づいて試料希釈について補正する。5/0.1875=血小板/μlでは増倍係数×26.7。
試薬
ラット抗マウスCD41機能的等級精製されている(Ebiosciences、MWReg30、ロット番号E11914−1632)
エンドトキシンなしPBS(Sigma、D8537)
FAC緩衝液:0.1%のFCS、2mMのEDTA
10mg/kg IgG1 IgM tp、(ID:PB0000238)、EWBE−017553、5.69mg/mg、
エンドトキシン(Endototoxin)<0.35EU/mg
IgG1 Fc IgM tp L309C、(ID:PB0000198)、EWBE−017400、6.49mg/ml、エンドトキシン<0.46EU/mg
IVIG:Gammunex ロット番号26NK1N1
結果によれば、多量体融合タンパク質は慢性血小板減少症のin vivoモデルにおいて血小板損失を防ぐことが実証された。図13は、(a)単一用量の10mg/kg Fc多量体、3日目に投与、及び(b)4日連続毎日投与、用量当たり10mg/kg、3、4、5及び6日目に投与、を使用して達成された効果を示している。多用量のFc多量体は、血小板損失を防ぐのにその有効性を増加させた。ヒトIVIGははるかに高用量の1000mg/kgでのみ効果があった。
(例12)
質量分析による六量体Fc多量体のジスルフィド結合及びグリカン分析
方法
六量体Fc多量体の精製された試料(100μg)は、55mMのTris−HCl pH8.0中8M尿素の存在下で変性し、22mMのヨードアセトアミド(IAM)と一緒に37℃で60分間インキュベートすることにより遊離のチオールを捕獲した。尿素濃度は限外濾過を使用して6Mまで減少させタンパク質はLysC/トリプシン混合物(Promega)を用いて37℃で3時間消化した。試料は5体積の緩衝液でさらに希釈し、消化は37℃で一晩続けた。ペプチドは収集し、Water Oasis HLBカートリッジで脱塩し、遠心式エバポレータを使用して乾燥させ、0.2%蟻酸を含有する水(溶媒A)中に再構成した。
試料(7.5μL、約7μg)は溶媒Aで平衡された2.1×150mmのC18カラム(Waters 1.7μ PST 300A)上に150μL/分で充填し、40℃で操作した。ペプチドは、50%溶媒B(4対4対1のアセトニトリル:1−プロパノール:水/0.2%蟻酸)までの60分勾配により、MS+ve−ionモードで操作するWaters Xevo質量分析計中に溶出させた。MSデータは、低及び高衝突エネルギーの交互スキャンからなるが、溶出中範囲100〜1900m/zにわたり収集した。ランニング後、消化物は自動回収装置バイアルに10mMのトリス(ヒドロキシプロピル)ホスフィン(THP)溶液を直接添加することにより還元し、室温で1時間超インキュベートした。次に還元された試料はもう1度分析された。
MSデータはWaters BiopharmaLynx(商標)(BPL)を使用して関連Fc多量体配列に対して検索した。遊離のジスルフィドチオールの割合は、THP還元消化物中のIAM標識対遊離ペプチドの比から計算した。グリカンプロファイルは、消化物中で検出された種々の糖ペプチドアイソフォームから決定した。
結果
L309C有り及びなしでのFc多量体(IgG1 Fc/IgMテイルピース)のグリカン分析の結果は表13に示している。グリカン構造は表8に示している。
データは、IgG1 Fc領域のグリコシル化部位である、N297の高い占有率を示しており、この位置で見出されている遊離のアスパラギン残基は10%未満である。N297でのグリコシル化は主にフコシル化二分岐複合体、第1にG0Fであった。IgMテイルピース部位、N563の占有率は約50%であり、天然のIgMで見出された約20%のレベルよりも高かった。N563でのグリコシル化は主に高マンノースであった。
Figure 0006851199
鎖間ジスルフィド結合の分析の結果は表14に示している。鎖内ジスルフィド結合についても同様の結果が得られた。データによれば、Fc多量体中のシステイン残基の高い割合がジスルフィド結合されていることが実証された。相当量のスクランブルされたジスルフィド結合がある証拠はなく、予想されたジペプチドはすべてが還元前は高レベルで見出された。
Figure 0006851199
(例13)
Fc多量体のC1qへの結合
Fc多量体のC1qへの結合は、Abnova Corporation製、カタログ番号KA1274、ロット番号V14−111723527のC1q ELISAキットを使用して、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)により測定した。Fc多量体構築物は500μg/mlから4μg/mlまでずっと5倍希釈で滴定した。100μlのそれぞれのFc多量体構築物を適切なウェルに添加し、1時間撹拌して結合を可能にする。次に、製造業者のプロトコルに従ってアッセイを実施し、プレートリーダー上、吸光度450nmで分析した。
任意のFc多量体構築物のC1qへの結合を評価するため、その活性を測定し、IgG1及びIgG4野生型Fc多量体の活性と比較した。次に、突然変異体の活性を、IgG1及びIgG4野生型Fc多量体について得られたものとその濃度対効果曲線の目視比較に基づいて「IgG1様」、「高」、「中程度」、「低」、又は「IgG4様」としてまとめた。
結果は図14に示しており表15にまとめている。
結果によれば、野生型IgG1 Fc多量体は、IgG1に由来するCH2及びCH3ドメインを含むが、C1qに強力に結合することが実証された。これとは対照的に、野生型IgG4 Fc多量体は、IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含むが、C1qへの結合は非常に弱い。Fc多量体中のC1q結合を規定する支配的残基は331位のプロリン(P331)であることが分かった。このプロリン残基をセリンで置換すると(P331S)、IgG1に由来するCH2ドメインを有するFc多量体におけるC1q結合が効果的に減少した。逆突然変異、S331P、はIgG4に由来するCH2ドメインを有するFc多量体におけるC1q結合を増加させた。
Figure 0006851199
(例14)
血小板活性化
Fc多量体による血小板活性化はフローサイトメトリーにより分析した。2倍希釈のFc多量体をRMPI培養液中で調製しFACSチューブに移した。最終濃度は100μg/mlから下がって3.12μg/mlであった。チューブ当たり5μlの新鮮な全血(最小限2人のヒトドナーから)を添加した。血小板は抗CD42b標識Mabを使用してゲートをかけ、活性化はマーカーCD62p、CD63及びPAC−1に対するMabを用いて追跡した。(Becton Dickinson、BD CD42b APC カタログ番号551061、BD CD62p PE カタログ番号550561、BD CD63 PE−Cy−7 カタログ番号561982、BD PAC−1 FITC カタログ番号340507)。細胞はフローサイトメトリーによる分析前に500μlのパラホルムアルデヒド1%の添加により固定化した。
CD62pは試験した3つのマーカーのうち最も感受性が高いことが分かった。
任意のFc多量体構築物による血小板活性化を評価するため、その活性を測定し、IgG1及びIgG4野生型Fc多量体の活性と比較した。次に、突然変異体の活性を、IgG1及びIgG4野生型Fc多量体について得られたものとその濃度対効果曲線の目視比較に基づいて「IgG1様」、「高」、「中程度」、「低」、又は「IgG4様」としてまとめた。
CD62p発現の誘導についての結果は図15に示しており表16にまとめている。
結果によれば、野生型IgG1 Fc多量体は、IgG1に由来するCH2及びCH3ドメインを含むが、著しいレベルの血小板活性化をもたらすことが実証された。
2つの突然変異、L234F及びA327GがIgG1 Fc多量体からのサイトカイン放出を減少させるのに有用であることを例8で明らかにした。これら2つの突然変異のうち、L234Fは、IgG1野生型Fcドメインと比べて血小板活性化のレベルを大いに減少させ、A327G突然変異を有するFc多量体は著しいレベルの血小板活性化を保持している。したがって、L234Fは極めて有用な突然変異であり、マクロファージ食作用の阻害における効力の消失はわずかなだけでサイトカイン放出及び血小板活性化を減少させる。
L234FにP331S(例13において有用なC1q減少突然変異であることが明らかにされている)を追加すると(L234F P331S)、血小板活性化のレベルが低くなる。この二重突然変異体は、低サイトカイン、低血小板活性化及びゼロC1q結合を達成する手段である。したがって、この突然変異の組合せは特に有用であり、免疫不全の治療のための新しい療法を提供すると予想される。
L234FはA327Gよりも優位である可能性がある。なぜならば、三重L234F A327G P331S突然変異体の血小板活性化は低いからである。
野生型IgG4 Fc多量体は、IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含むが、血小板活性化は実質的にゼロである。
CH3ドメインをIgG1のCH3ドメインと交換してもこれらの減少したレベルの血小板活性化を保持する。
F234L突然変異は血小板活性化のレベルは低く(効力を増強させた)が、野生型IgG4 Fc多量体と比べると血小板活性化を増加させる。
F296Yは、血小板活性化をさらに増加させることなく、F234Lと組み合わせることが可能である。この所見は、F234L F296YがIgG4野生型Fc多量体と比べると効力を増加させたので、重要である。したがって、この突然変異の組合せは特に有用であり、免疫不全の治療のための新しい療法を提供すると予想される。
G327A突然変異は血小板活性化を増加させない。この所見は、高レベルの血小板活性化を保持したIgG1 Fc多量体中の逆突然変異A327Gの結果を考慮すると驚きである。
IgG4 WTよりも効力も増強したある種の二重突然変異体(G327A S330A、G327A S331P及びS330A S331P)は血小板活性化のレベルが非常に低く(IgG4様)、免疫不全の治療のための新しい療法を提供すると予想される。
Figure 0006851199
(例15)
Fc多量体変異体の操作
以前の例は、免疫不全の治療において使用するのに特に適しているFc多量体が作り出されたことを説明している。以下の特性を有するFc多量体を生成する目的でFc多量体を操作した。
抗体被覆標的細胞のマクロファージ食作用の阻害
Fc多量体の効力はできる限り高いほうがよい。
サイトカイン放出
Fc多量体によるサイトカイン放出の刺激はできる限り低いほうがよい。
C1q結合
Fc多量体のC1qへの結合はできる限り低いほうがよい。
血小板活性化
Fc多量体による血小板活性化はできる限り低いほうがよい。
しかし、以前の例の研究では、副作用の減少を達成するためには最大効力とわずかに低い効力の間で妥協する必要がありうることが説明された。
IgG1に由来するCH2及びCH3ドメインを含み、追加の突然変異が全くない野生型IgG1 Fc多量体は免疫不全の治療において使用するには適切さが低い可能性がある。なぜならば、野生型IgG1 Fc多量体は食作用阻害の高い効力を示すが、サイトカイン放出、C1q結合及び血小板活性化によって測定した場合、高いレベルの望ましくない副作用も示すからである。
IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含む野生型IgG4 Fc多量体が生じる望ましくない副作用のレベルは非常に低いが、その効力はIgG1の効力に比べて低い。にもかかわらず、図7に示すように、それでも野生型IgG4 Fc多量体の効力はIVIGの効力に比べて有意に高い。
IgG1とIgG4野生型Fc多量体の両方の望ましい特性を組み合わせ、望ましくない特性のないFc多量体を設計した。下の表17に示すように、これらのFc多量体は望ましくない副作用を許容可能なレベルにまで減少させつつ、効果的レベルの効力を示す。これらのFc多量体は免疫不全の治療において使用するのに特に有用であると予想される。
Figure 0006851199

Claims (24)

  1. 2つ以上のポリペプチド単量体単位を含む多量体融合タンパク質であって、
    それぞれのポリペプチド単量体単位が、2つの重鎖Fc領域を含む抗体Fcドメインを含み、
    前記2つの重鎖Fc領域は、それぞれ309位にシステイン残基を含み、単量体単位を集合させて多量体にする抗体テイルピースにそのC末端で融合しており、
    それぞれのポリペプチド単量体単位が、抗体可変領域も融合パートナーも含まず、
    前記2つの重鎖Fc領域は、それぞれ
    234位のロイシン残基がフェニルアラニン残基で置換されており、331位のプロリン残基がセリン残基で置換されている(L234F/P331S)IgG1に由来するCH2及びCH3ドメイン、
    234位のフェニルアラニン残基がロイシン残基で置換されている(F234L)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメイン、
    234位のフェニルアラニン残基がロイシン残基で置換されており、296位のフェニルアラニン残基がチロシン残基で置換されている(F234L/F296Y)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメイン、
    327位のグリシン残基がアラニン残基で置換されており、330位のセリン残基がアラニン残基で置換されている(G327A/S330A)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメイン、
    327位のグリシン残基がアラニン残基で置換されており、331位のセリン残基がプロリン残基で置換されている(G327A/S331P)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメイン、
    330位のセリン残基がアラニン残基で置換されており、331位のセリン残基がプロリン残基で置換されている(S330A/S331P)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメイン、または
    IgG4に由来するCH2ドメインとIgG1に由来するCH3ドメイン
    を含む、多量体融合タンパク質。
  2. 前記抗体テイルピースが、IgM又はIgAに由来する、請求項1に記載の多量体融合タンパク質。
  3. それぞれの重鎖Fc領域がそのN末端にヒンジ領域を有する、請求項1又は2に記載の多量体融合タンパク質。
  4. 前記ヒンジ領域が突然変異配列CPPCを含む、請求項3に記載の多量体融合タンパク質。
  5. それぞれの重鎖Fc領域が、234位のロイシン残基がフェニルアラニン残基で置換されており、331位のプロリン残基がセリン残基で置換されている(L234F/P331S)IgG1に由来するCH2及びCH3ドメインを含む、請求項1から4までのいずれか一項に記載の多量体融合タンパク質。
  6. それぞれの重鎖Fc領域が、234位のフェニルアラニン残基がロイシン残基で置換されている(F234L)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の多量体融合タンパク質。
  7. それぞれの重鎖Fc領域が、234位のフェニルアラニン残基がロイシン残基で置換されており、296位のフェニルアラニン残基がチロシン残基で置換されている(F234L/F296Y)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の多量体融合タンパク質。
  8. それぞれの重鎖Fc領域が、327位のグリシン残基がアラニン残基で置換されており、330位のセリン残基がアラニン残基で置換されている(G327A/S330A)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の多量体融合タンパク質。
  9. それぞれの重鎖Fc領域が、327位のグリシン残基がアラニン残基で置換されており、331位のセリン残基がプロリン残基で置換されている(G327A/S331P)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の多量体融合タンパク質。
  10. それぞれの重鎖Fc領域が、330位のセリン残基がアラニン残基で置換されており、331位のセリン残基がプロリン残基で置換されている(S330A/S331P)IgG4に由来するCH2及びCH3ドメインを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の多量体融合タンパク質。
  11. それぞれの重鎖Fc領域が、IgG4に由来するCH2ドメインとIgG1に由来するCH3ドメインを含むハイブリッドである、請求項1から4までのいずれか一項に記載の多量体融合タンパク質。
  12. それぞれの重鎖Fc領域が、配列番号52〜64のうちのいずれか1つのアミノ酸6〜222に与えられる配列を含む又はそれからなる、請求項1に記載の多量体融合タンパク質。
  13. それぞれのポリペプチド単量体単位が、それぞれのポリペプチド鎖が配列番号52〜64のうちのいずれか1つに与えられる配列を含む又はそれからなる2つの同一なポリペプチド鎖を含む又はそれからなる、請求項1に記載の多量体融合タンパク質。
  14. 請求項1から13までのいずれか一項に記載の多量体融合タンパク質のポリペプチド単量体単位のポリペプチド鎖をコードする単離されたDNA。
  15. 請求項14に記載の1つ又は複数のDNAを含むクローニング又は発現ベクター。
  16. 請求項15に記載の1つ又は複数のクローニング又は発現ベクターを含む宿主細胞。
  17. 請求項1から13までのいずれか一項に記載の多量体融合タンパク質の産生のための方法であって、請求項16に記載の宿主細胞をタンパク質発現及び多量体への集合に適した条件下で培養することと、多量体融合タンパク質を単離し、場合によって精製することとを含む、上記方法
  18. 薬学的に許容される賦形剤、希釈剤又は担体と組み合わせて、請求項1から13までのいずれか一項に記載の多量体融合タンパク質を含む医薬組成物。
  19. 他の活性成分をさらに含む、請求項18に記載の医薬組成物。
  20. 治療において使用するための、請求項18又は19に記載の医薬組成物。
  21. 免疫不全の治療において使用するための、請求項18〜20の何れか1項に記載の医薬組成物。
  22. 前記免疫不全が、免疫性血小板減少症、ギラン・バレー症候群、川崎病、及び慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチーから選択される、請求項21に記載の医薬組成物。
  23. 免疫不全の治療のための医薬を調製するための、請求項1から13までのいずれか一項に記載の多量体融合タンパク質の使用。
  24. 前記免疫不全が、免疫性血小板減少症、ギラン・バレー症候群、川崎病、及び慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチーから選択される、請求項23に記載の使用。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160130463A (ko) 2014-03-05 2016-11-11 유씨비 바이오파마 에스피알엘 다량체 Fc 단백질
PL3137506T3 (pl) 2014-05-02 2024-02-26 Momenta Pharmaceuticals, Inc. Kompozycje i sposoby powiązane z uzyskanymi metodami inżynierii konstruktami fc
GB201511787D0 (en) * 2015-07-06 2015-08-19 Ucb Biopharma Sprl Proteins
GB201513033D0 (en) * 2015-07-23 2015-09-09 Ucb Biopharma Sprl Proteins
RU2018130525A (ru) * 2016-01-27 2020-02-27 Цсл Беринг Ленгнау Аг РЕКОМБИНАНТНЫЕ Fc-МУЛЬТИМЕРЫ IgG
WO2017205436A1 (en) 2016-05-23 2017-11-30 Momenta Pharmaceuticals, Inc. Compositions and methods related to engineered fc constructs
CA3026420A1 (en) 2016-06-07 2017-12-14 Gliknik Inc. Cysteine-optimized stradomers
US20190389941A1 (en) 2016-07-22 2019-12-26 Gliknik Inc. Fusion proteins of human protein fragments to create orderly multimerized immunoglobulin fc compositions with enhanced fc receptor binding
EP3551227A4 (en) 2016-12-09 2020-07-29 Gliknik Inc. METHOD FOR TREATING INFLAMMABLE DISEASES WITH MULTI-VALUE FC COMPOUNDS
BR112019013955A2 (pt) 2017-01-06 2020-02-11 Momenta Pharmaceuticals, Inc. Composições e métodos relacionados a construtos de fc manipulados
CN113201071A (zh) * 2017-03-28 2021-08-03 礼进生物医药科技(上海)有限公司 用于增强肿瘤微环境中免疫应答的治疗剂和方法
DK3723791T3 (da) 2017-12-14 2024-04-08 CSL Behring Lengnau AG Rekombinante igg-fc-multimere til behandling af neuromyelitis optica
BR112022003713A2 (pt) 2019-09-13 2022-08-09 CSL Behring Lengnau AG Multímeros de fc de igg recombinantes para o tratamento de doenças renais mediadas por imunocomplexo
CA3159705A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 CSL Behring Lengnau AG Stable compositions of fc multimers
CN115724985A (zh) * 2021-08-27 2023-03-03 三生国健药业(上海)股份有限公司 一种cdc平台抗体

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL2250279T3 (pl) * 2008-02-08 2016-11-30 Przeciwciała anty-ifnar1 o zmniejszonym powinowactwie do liganda fc
RU2540018C2 (ru) * 2008-03-13 2015-01-27 Биотест Аг Средство для лечения заболевания
US20120100140A1 (en) * 2009-01-23 2012-04-26 Biogen Idec Ma Inc. Stabilized fc polypeptides with reduced effector function and methods of use
US8952134B2 (en) * 2011-09-26 2015-02-10 Jn Biosciences Llc Hybrid constant regions
WO2014022592A1 (en) * 2012-08-02 2014-02-06 Jn Biosciences Llc Antibodies or fusion proteins multimerized via cysteine mutation and a mu tailpiece

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