JP7068251B2 - T細胞再標的化ヘテロ二量体免疫グロブリン(hetero-dimeric immunoglobulin)の製造 - Google Patents

T細胞再標的化ヘテロ二量体免疫グロブリン(hetero-dimeric immunoglobulin)の製造 Download PDF

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Description

本発明は、ヒトCD3抗原及び疾患関連抗原の構成要素の両方を標的とするヘテロ二量体免疫グロブリン、並びにその製造法に関する。
T細胞リディレクテッドキリング(redirected killing)は、多くの治療分野において望ましい作用機序である。様々な二重特異性抗体フォーマットが、T細胞リダイレクションに関わっていることが、前臨床試験及び臨床試験の両方において判明している(May Cら、(2012)Biochem Pharmacol、第84巻(9):1105~12頁;Frankel SR、及びBaeuerle PA、(2013)Curr Opin Chem Biol、第17巻(3):385~92頁)。すべてのT細胞再標的化二重特異性抗体又はそのフラグメントは、少なくとも2つの抗原結合部位を有するように工学的に作出されており、この場合、一方の部位が標的細胞上の表面抗原に結合し、他方の部位はT細胞表面抗原に結合する。T細胞表面抗原の中でも、TCRタンパク質複合体に由来するヒトCD3のεサブユニットが、T細胞キリングをリダイレクトする標的として、最も高頻度でその対象とされている。
多くの二重特異性抗体フォーマットが、T細胞キリングをリダイレクトするのに用いられているが、これらには、主にタンデム型のscFvフラグメント及び二機能性抗体に基づくフォーマットが含まれ、Fcベースの二重特異性抗体フォーマットについては数例しか報告されていない(Moore PA、(2011)Blood、第117巻(17):4542~51頁;May Cら、(2012)前出;Frankel SR、及びBaeuerle PA、(2013)前出)。ヒトFc領域を含む二重特異性フォーマットは、循環半減期がより長く、有効性の強化、及び/又は頻度がより低い投与計画を実現し得る。考え得るFcベースの二重特異性フォーマットの中でも、T細胞キリングをリダイレクトする1つの好ましいフォーマットとして、いわゆる重鎖ヘテロ二量体フォーマットが挙げられる。本フォーマットは、T細胞表面において、ヒトCD3分子の複数のコピーが凝集するのを可能にせず、これによりT細胞の不活性化をすべて阻止するので、特に興味深い(Klein Cら、(2012)MAbs、第4巻(6):653~63頁)。
重鎖ヘテロ二量体の工学的作出について最初に記載された方法は、ノブ・イントゥ・ホール(knob-into-hole)法として知られている (PCT公開番号:国際公開第199627011号;Merchant AMら、(1998)Nat Biotechnol、第16巻(7):677~81頁)。最近、還元と半免疫グロブリン(half-immunoglobulin)のin vitroリシャッフリングにより、2つの抗体を1つの二重特異性抗体に統合する、FAB-アーム交換法(FAB-arm exchange method)として知られている化学的方法が報告された(PCT公開番号:国際公開第2008119353号(Schuurman Jら)及び国際公開第2013060867号(Gramer Mら);Labrijn AFら、(2013)Proc Natl Acad Sci、米国、第110巻(13):5145~50頁)。
両法及びその派生法は、現在のところ、哺乳動物の細胞宿主においてFcベースの二重特異性抗体フォーマットを生成するのにふさわしくない。哺乳動物の細胞宿主において、「ノブ・イントゥ・ホール」重鎖ヘテロ二量体を発現する場合、ホモ二量体の存在により
、二重特異性抗体の回収率が損なわれる(Jackman Jら、(2010)J Biol Chem、第285巻(27):20850~9頁;Klein Cら、前出)。FAB-アーム交換法及びその派生法は、同一の欠点を有する他、2つの「単一特異性」抗体を最初に分離して生成させるという更なる問題を有する。
CD3サブユニットの関与により、T細胞キリングをリダイレクトする二重特異性抗体を開発する際には、CD3サブユニットに対して特異的なホモ二量体が、最終医薬品内に存在しないことが必須である。CD3εサブユニットを標的とする場合、痕跡量の抗ヒトCD3ε抗体種(ヒトCD3ε抗原に対して単一特異性及び2価性の)が存在すると、T細胞の一時的活性化、及びT細胞アポトーシスが生じる前のサイトカイン放出を引き起こす契機となる可能性があり、これによりT細胞を制御下で特異的に活性化するという最終目的を阻害する。T細胞キリングを効果的にリダイレクトする、安定かつ安全なFcベースの二重特異性抗体の製造では、製薬業界にとって純度及び収率に関してなおも課題が残る。従って、分泌型の二重特異性抗体生成物が、組換え哺乳動物宿主細胞系統に由来する細胞培養物上清から容易に単離されるような、抗ヒトCD3ホモ二量体を含まない抗ヒトCD3ベースの重鎖ヘテロ二量体を効率的に製造する技術のニーズがなおも存在する。
試薬に対するアフィニティーの相違に基づき、ホモ二量体から重鎖ヘテロ二量体を精製する技法は、すでに記載されている。公知の差動的アフィニティー精製技法(differential affinity purification technique)に関する第1の例は、2つの異なる動物種由来の2つの異なる重鎖で、そのうちの1つがアフィニティー試薬のプロテインAに結合しないかかる重鎖の使用と関係した(Lindhofer Hら、(1995)J Immunol、第155巻(1):219~225頁)。また、同一の著者らは、2つの異なるヒト免疫グロブリンアイソタイプ(IGHG1及びIGHG3)に由来する2つの異なる重鎖で、そのうちの1つがアフィニティー試薬のプロテインAに結合しないかかる重鎖の使用についても記載した(IGHG3;Lindhofer Hらの米国特許第6,551,592号を参照)。より最近では、この技法の変法がDavis Sらにより報告され(PCT公開番号:国際公開第2010151792号)、またJendeberg(1997)(Jendeberg L.ら、(1997)J Immunol Methods、第201巻(1):25~34頁)により記載された2つのアミノ酸置換体H435R及びY436Fが、ヘテロ二量体重鎖のうちの1つにおいて、試薬プロテインAに対するアフィニティーを無効にするように実用化された。
本発明の公知の好ましい差動的プロテインAアフィニティー精製技法は、3種すべて、すなわち、対象となる2つのホモ二量体種とヘテロ二量体において、プロテインA結合部位の合計数が、少なくとも部位1つ分異なり、また2つのホモ二量体種のうちの1つが、プロテインA結合部位を有さず、従ってプロテインAに結合しない、という技法に該当する(図1に示す通り)。
薬物の安定性は、医薬品開発を成功させるうえで重要な側面であり、またVH3ベースの免疫グロブリン又はそのフラグメントは、生物学的製剤業界にとって多大な重要性を有する。VH3サブクラスに基づく治療抗体は、幅広く開発されてきたが、それはこのようなフレームワークはプロテインAに結合し、これを免疫グロブリンにフォーマット化する前に行われる抗体フラグメントの試験がやり易いためである;例えば、抗体の探索で用いられる多くの合成抗体ファージディスプレーライブラリは、VH3サブクラスに基づく。更に、VH3ベースの抗体は、発現が良好であり、またその他の公知の重鎖可変ドメインサブクラスよりも安定であることから、選択される頻度が高い。
VH3ドメインは、より強いアフィニティーを示す2つの部位を有するFc領域と比較
して、それよりも弱いアフィニティーを示すプロテインA結合部位を1か所のみ有するにすぎないが(Roben PWら、(1995)J Immunol、第154巻(12):6437~45頁)、公知の差動的プロテインAアフィニティー精製技法を相互作用するのに十分なアフィニティーが認められる。重鎖のヘテロ二量体の精製を取り扱う場合、そのFc領域においてプロテインAに結合しないように工学的に作出された重鎖は、VH3ベースの抗原結合部位を1つ含み、従ってプロテインA結合は、VH3ドメインにより再建されるが、図1には好ましい技術を記載し、また上部のものは有用ではない(図2A)。この事例では、VH3ベースの抗原結合部位内のプロテインA結合を無効にすることで、シンプルな解決策が提供され、所望のヘテロ二量体の初期の構造を保持できるようにする(図2B)。あるいは、重鎖ヘテロ二量体は、Fc領域内でプロテインAに結合する重鎖上に、VH3ベースの抗原結合部位を配置させるように工学的に再構成され得る(図2C;VH3ドメインは、Fcモノマーと比較して、それよりもプロテインAに対するアフィニティーは弱く、従って対象となるヘテロ二量体は、他のホモ二量体種とは異なるpH値、一般的にはpH4において、なおも溶出する一方、プロテインAに結合するホモ二量体種は、この場合2つの付加的プロテインA結合部位を含み、pH値≦3で溶出することに留意する)。
より重要なこととして、両方の重鎖がVH3ベースの抗原結合部位を含むような重鎖のヘテロ二量体の精製について取り扱う場合、上記再配置戦略は、部分的にのみ役立つ可能性がある(図2D及び図15B)。プロテインAに基づく差動的精製は、VH3ベースの抗原結合部位の少なくとも1つ(図2E)又は両方(図2F)におけるプロテインA結合が無効にされる場合にのみ可能である。
従って、この可変ドメインサブクラスを含む重鎖のヘテロ二量体の製造を行う際には、VH3ドメイン内でのプロテインA結合を無効にするニーズがなおも存在する。
本発明は、疾患関連抗原を認識し、これに結合可能な第2の結合アームを備える新規抗ヒトCD3二重特異性抗体を提供する。
本発明の文脈において、疾患関連抗原とは、病理学的状態と関連したあらゆる抗原又はエピトープ、例えば発癌性マーカー又はいくつかのその他の代謝的又は免疫学的機能障害のマーカー等を意味する。更に、疾患マーカーは、感染性疾患、例えば病原性ウイルス又は細菌等とも関連する。
本発明に基づけば、抗ヒトCD3二重特異性抗体の2つの結合アームは、それぞれ免疫グロブリン定常領域を含み、第1のアーム又はポリペプチドは、プロテインAと結合し、第2のアーム又はポリペプチドは、プロテインAに結合しない。
本発明によれば、第1のポリペプチドがプロテインAに結合し、第2のポリペプチドがプロテインAに結合しないということは、第2のポリペプチドでは、プロテインAに対する結合が若干でも残留してはならないことを意味するようには意図されておらず、むしろ、第2のポリペプチドは、第1のアームとの比較において、プロテインAとそれほど十分に結合しないことが意図されている。
本発明によれば、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントの第1及び第2のポリペプチドは、工学的に作出された免疫グロブリン定常領域を含み、ホモ二量体形成よりもヘテロ二量体形成に有利に働くタンパク質-タンパク質界面を有する修飾されたCH
3領域を備える。好ましい実施形態では、本発明は、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントを提供するが、この場合、第1及び第2のポリペプチドは、タンパク質-タンパク質界面を有する修飾されたCH3ドメインを備えた工学的に作出された免疫グロブリン定常領域を含み、第1のポリペプチドのタンパク質-タンパク質界面は、3、5、7、20、22、26、27、79、81、84、84.2、85.1、86、88、及び90(IMGT(登録商標)ナンバリング)からなる群より選択される位置においてアミノ酸置換を含み、並びに第2のポリペプチドのタンパク質-タンパク質界面は、3、5、7、20、22、26、27、79、81、84、84.2、84.4、85.1、86、88、及び90(IMGT(登録商標)ナンバリング)からなる群より選択される位置において、アミノ酸置換を含む。
好ましくは、第2のポリペプチドのタンパク質-タンパク質界面は、84.4の位置におけるアミノ酸置換、及び3、5、7、20、22、26、27、79、81、84、84.2、85.1、86、88、及び90(IMGT(登録商標)ナンバリング)からなる群より選択される位置における少なくとも1つの更なる置換を含む。
更なる実施形態では、本発明は、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントを提供するが、この場合、第1及び第2のポリペプチドは、タンパク質-タンパク質界面を有する修飾されたCH3ドメインを備えた工学的に作出された免疫グロブリン定常領域を含み、第1のポリペプチドのタンパク質-タンパク質界面は、88の位置と、3、5、7、20、22、26、27、79、81、84、84.2、85.1、86、及び90(IMGT(登録商標)ナンバリング)からなる群より選択される位置とにおいてアミノ酸置換を含み、並びに第2のポリペプチドのタンパク質-タンパク質界面は、85.1、及び/又は86の位置と、3、5、7、20、22、26、27、79、81、84、84.2、84.4、88、及び90(IMGT(登録商標)ナンバリング)からなる群より選択される位置とにおいて、アミノ酸置換を含む。
本発明の更なる態様によれば、第1のポリペプチドのエピトープ結合領域はCD3タンパク質複合体に結合し、また第2のポリペプチドのエピトープ結合領域は疾患関連抗原に結合する、又は第1のポリペプチドのエピトープ結合領域は疾患関連抗原に結合し、また第2のポリペプチドのエピトープ結合領域は、CD3タンパク質複合体に結合し;
CD3タンパク質複合体に結合するエピトープ結合領域は、配列番号194のアミノ酸配列を含む重鎖CDR1、配列番号195のアミノ酸配列を含む重鎖CDR2、及び配列番号196のアミノ酸配列を含む重鎖CDR3と、配列番号197のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR1、配列番号198のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR2、及び配列番号199のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR3とを含む;又は
CD3タンパク質複合体に結合するエピトープ結合領域は、配列番号200のアミノ酸配列を含む重鎖CDR1、配列番号201のアミノ酸配列を含む重鎖CDR2、及び配列番号202のアミノ酸配列を含む重鎖CDR3と、配列番号203のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR1、配列番号204のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR2、及び配列番号205のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR3とを含む;又は
CD3タンパク質複合体に結合するエピトープ結合領域は、配列番号352のアミノ酸配列を含む重鎖CDR1、配列番号353のアミノ酸配列を含む重鎖CDR2、及び配列番号354のアミノ酸配列を含む重鎖CDR3と、配列番号355のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR1、配列番号356のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR2、及び配列番号357のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR3とを含む。
これらの新規抗ヒトCD3二重特異性抗体の使用には、様々なヒトの癌、並びに自己免疫疾患及び炎症性疾患の治療が含まれるが、但しこれらに限定されない。健常な細胞及び組織よりも癌細胞を特異的に破壊することが、腫瘍学における主要目的を代表する。腫瘍
関連細胞表面抗原に対してT細胞キリングを安全にリダイレクトし得る治療法は、臨床的有効性に改善をもたらす可能性がある。腫瘍学において未だ満たされていない臨床的ニーズの公知領域として、乳癌、転移性乳癌、卵巣癌、膵臓癌、肺癌、リンパ腫、及び多発性骨髄腫が挙げられるが、但しこれらに限定されない。自己免疫疾患及び炎症性疾患、例えば乾癬、多発性硬化症、及び糖尿病等を治療する際には、疾患原因のT細胞を除去することが、T細胞の分化を阻害することよりも有益であり得る。
疾患関連抗原の好ましいセットは、遺伝子産物であるCD33、TROP2、CD105、GD2、GD3、CEA、VEGFR1、VEGFR2、NCAM、CD133、CD123、ADAM17、MCSP、PSCA、FOLR1、CD19、CD20、CD38、EpCAM、HER2、EGFR、PSMA、IgE、インテグリンa4b1、CCR5、LewisY、FAP、MUC-1、Wue-1、MSP、EGFRvIII、Pグリコプロテイン、AFP、ALK、BAGEタンパク質、CD30、CD40、CTLA4、ErbB3、ErbB4、メソテリン、OX40、CA125、CAIX、CD66e、cMet、EphA2、HGF/SF、MUC1、ホスファチジルセリン、TAG-72、TPBG、β-カテニン、brc-abl、BRCA1、BORIS、CA9、カスパーゼ-8、CDK4、サイクリン-B1、CYP1B1、ETV6-AML、Fra-1、FOLR1、ゲージ-1、ゲージ-2、GloboH、グリピカン-3、GM3、gp100、HLA/B-raf、HLA/k-ras、HLA/MAGE-A3、hTERT、LMP2、MAGE1、MAGE2、MAGE3、MAGE4、MAGE6、MAGE12、MART-1、ML-IAP、Muc2、Muc3、Muc4、Muc5、Muc16、MUM1、NA17、NY-BR1、NY-BR62、NY-BR-85、NY-ESO1、p15、p53、PAP、PAX3、PAX5、PCTA-1、PLAC1、PRLR、PRAME、RAGEタンパク質、Ras、RGS5、Rho、SART-1、SART-3、Steap-1、Steap-2、スルビビン、TAG-72、TGF-β、TMPRSS2、Tn、TRP-1、TRP-2、チロシナーゼ、ウロプラキンn-3に由来する。
疾患関連抗原に結合するエピトープ結合領域が、
i)配列番号206~211、
ii)配列番号212~217、
iii)配列番号218~223、
iv)配列番号224~229、
v)配列番号230~235、
vi)配列番号236~241、
vii)配列番号242~247、
viii)配列番号248~253、
ix)配列番号254~259、
x)配列番号260~265、
xi)配列番号266~271、及び
xii)配列番号272~277
からなる群よりそれぞれ選択される重鎖CDR1、CDR2、及びCDR3アミノ酸配列、並びに軽鎖CDR1、CDR2、及びCDR3アミノ酸配列を含む、本発明によるヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメント。
本発明の更なる態様に基づけば、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントの第2のポリペプチドの定常領域は、IgG3CH3領域を含む。
本発明の更なる態様に基づけば、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントの第2のポリペプチドの定常領域は、IgGに由来するCH3領域以外のCH3領域を含み
、また非IgG3CH3領域は、プロテインA結合を低下させる/無効にするように、少なくとも1つの置換を含む。
本発明の更なる態様によれば、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントの第2のポリペプチドのエピトープ結合領域は、プロテインA結合を低下させる少なくとも1つの修飾を含むVH3領域を含む。
本発明者らは、単回のプロテインAクロマトグラフィーステップを実施することにより、VH3ベースの抗原結合部位が、高純度で容易に生成及び精製可能であることを明らかにした。このような抗体は、その容易な製造に加えて、現在の療法よりも高い有効性を示す可能性がある。
本発明は、組換え哺乳動物の宿主細胞系統から、少なくとも1つのVH3ベースの抗原結合部位を有する抗ヒトCD3二重特異性重鎖ヘテロ二量体を製造する方法も提供するが、二重特異性抗体生成物は、プロテインAクロマトグラフィーステップを単回実施した後、高純度で容易に単離される。
特に、修飾されたVH3領域は、57、65、81、82a、及び19/57/59の組み合わせ(Kabatナンバリング)からなる群より選択されるアミノ酸置換を含み、またなおいっそうより好ましくは、修飾されたVH3領域は、57A、57E、65S、81E、82aS、及び19G/57A/59Aの組み合わせ(Kabatナンバリング)からなる群より選択されるアミノ酸置換を含む。
本発明の更なる態様によれば、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントは、更なる置換を含み得るが、その場合、重鎖可変フレームワーク領域は、I34M、V48I、A49G、R58N/Y、I69L、A71T、及びT73K(Kabatナンバリング)からなる群より選択されるアミノ酸置換を含み、並びに軽鎖可変フレームワーク領域は、M4L、V33M、A34N、L46R、L47W、T51A、R66G、F71Y、及びP96F(Kabatナンバリング)からなる群より選択されるアミノ酸置換を含む、又は重鎖可変フレームワーク領域は、アミノ酸置換I34M、A49G、及びA71T(Kabatナンバリング)を含み、並びに軽鎖可変フレームワーク領域は、アミノ酸置換M4L、L46R、L47W、及びF71Y(Kabatナンバリング)を含む。
更なる実施形態では、CD3タンパク質複合体と結合するエピトープ結合領域は、ヒトVH3サブクラスの生成物である、又はこれに由来する重鎖可変フレームワーク領域を含む。好ましくは、重鎖可変フレームワーク領域は、ヒトIGHV3-23の生成物である、又はこれに由来する。より好ましくは、重鎖可変フレームワーク領域は、ヒトIGHV3-23*04(配列番号22)の生成物である、又はこれに由来する。重鎖可変フレームワーク領域は、配列番号18又は配列番号60のアミノ酸配列を含む、対応するマウス抗体の重鎖可変領域の対応するフレームワーク領域に由来する少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。
好ましい実施形態では、CD3タンパク質複合体と結合する第1のポリペプチドのエピトープ結合領域は、ヒトVK1サブクラス又はヒトVK3サブクラスの生成物である、又はこれに由来する軽鎖可変フレームワーク領域を含む。好ましくは、軽鎖可変フレームワーク領域は、ヒトVK1-39又はVK3-20の生成物である、又はこれに由来する。より好ましくは、軽鎖可変フレームワーク領域は、ヒトIGKV1-39*01(配列番号23)又はIGKV3-20*01(配列番号24)の生成物である、又はこれに由来する。軽鎖可変フレームワーク領域は、配列番号19又は配列番号61のアミノ酸配列を含む、対応するマウス抗体の軽鎖可変領域の対応するフレームワーク領域に由来する少な
くとも1つのアミノ酸修飾を含む。
好ましい実施形態では、CD3タンパク質複合体と結合するエピトープ結合領域は、I34M、V48I、A49G、R58N/Y、I69L、A71T、及びT73K(Kabatナンバリング)からなる群より選択される復帰突然変異を有するヒト化重鎖可変ドメイン、並びにM4L、V33M、A34N、L46R、L47W、R66G、F71Y、及びP96F(Kabatナンバリング)からなる群より選択される復帰突然変異を有するヒト化軽鎖可変ドメインを含む。より好ましくは、CD3タンパク質複合体と結合するエピトープ結合領域は、復帰突然変異I34M、A49G、及びA71T(Kabatナンバリング)を有するヒト化重鎖可変ドメイン、並びに復帰突然変異M4L、L46R、L47W、及びF71Y(Kabatナンバリング)を有するヒト化軽鎖可変ドメインを含む。
本発明の更なる態様によれば、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントのCD3タンパク質複合体に結合するエピトープ結合領域は、配列番号48のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域、及び配列番号51のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域を含む、又は
CD3タンパク質複合体に結合するエピトープ結合領域は、配列番号49のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域、及び配列番号51のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域を含む、又はCD3タンパク質複合体に結合するエピトープ結合領域は、配列番号358のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域、及び配列番号51のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域を含む、又は
CD3タンパク質複合体に結合するエピトープ結合領域は、配列番号101のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域、及び配列番号105のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域を含む、又は
CD3タンパク質複合体に結合するエピトープ結合領域は、配列番号103のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域、及び配列番号106のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域を含む、又は
CD3タンパク質複合体に結合するエピトープ結合領域は、配列番号104のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域、及び配列番号106のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域を含む。
CD3タンパク質複合体は、いくつかのサブユニット、例えばδ、ε、及びγを含む。好ましい実施形態では、CD3タンパク質複合体と結合するエピトープ結合領域は、CD3εサブユニットと結合する。
本明細書に記載するようなエピトープ結合領域には、1つ又は複数の重鎖可変ドメイン、及び1つ又は複数の相補的な軽鎖可変ドメインの組み合わせが含まれ、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントが1つ又は複数のエピトープに特異的に結合できるようにする結合部位を共に形成する。本発明の一実施形態では、第1のポリペプチドのエピトープ結合領域はFABを含み、また第2のポリペプチドのエピトープ結合領域はscFvを含む。あるいは、第1のポリペプチドのエピトープ結合領域はscFvを含み、また第2のポリペプチドのエピトープ結合領域はFABを含む。
1つの実施形態では、疾患関連抗原に結合するエピトープ結合領域は、HER2と結合する。エピトープ結合領域は、ヒトVH3サブクラス、好ましくはヒトVH3-23、より好ましくはヒトIGHV3-23*04(配列番号22)の生成物である、又はこれに由来する重鎖可変フレームワーク領域、及びヒトVK1サブクラス、好ましくはヒトVK1-39、より好ましくはヒトIGKV1-39*01(配列番号23)の生成物である、又はこれに由来する軽鎖可変フレームワーク領域を含む。
好ましい実施形態では、疾患関連抗原HER2に結合するエピトープ結合領域は、配列
番号20のアミノ酸配列を含む重鎖可変ドメイン、及び配列番号21のアミノ酸配列を含む軽鎖可変ドメインを含む。更に好ましい実施形態では、HER2に結合するエピトープ結合領域は、配列番号107のアミノ酸配列を含むscFvフラグメントを形成するG4
Sリンカーにより連結した重鎖可変ドメイン及び軽鎖可変ドメインを含み得る。好ましくは、scFvフラグメントの可変ドメインは、プロテインAに対する結合を無効にする修飾を含み、この場合、アミノ酸置換は65S(Kabatナンバリング)であり、またscFvフラグメントは、配列番号109のアミノ酸配列を含む、又はこの場合、アミノ酸置換は82aS(Kabatナンバリング)であり、scFvフラグメントは、配列番号111のアミノ酸配列を含む。
特に、前記Herceptin結合アームは、配列番号20によりコードされる重鎖可変領域、及び配列番号21によりコードされる軽鎖可変領域を含む。
別の実施形態では、疾患関連抗原に結合するエピトープ結合領域は、CD38と結合する。エピトープ結合領域は、ヒトVH3サブクラス、好ましくはヒトVH3-23、より好ましくはヒトIGHV3-23*04(配列番号22)の生成物である、又はこれに由来する重鎖可変フレームワーク領域を含む。重鎖可変フレームワーク領域は、配列番号112又は114又は122のアミノ酸配列を含む対応するマウス抗体の重鎖可変領域の対応するフレームワーク領域に由来する少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。エピトープ結合領域は、ヒトVK1サブクラス、好ましくはヒトVK1-39、より好ましくはヒトIGKV1-39*01(配列番号23)の生成物である、又はこれに由来する軽鎖可変フレームワーク領域を更に含む。軽鎖可変フレームワーク領域は、配列番号113又は115又は123のアミノ酸配列を含む対応するマウス抗体の軽鎖可変領域の対応するフレームワーク領域に由来する少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。
特に、CD38結合ポリペプチドは、配列番号116/117、129/130、133/134、及び135/136によりコードされる、可変重鎖ドメイン及び可変軽鎖ドメインの対を含む。
1つの実施形態では、疾患関連抗原に結合するエピトープ結合領域は、OX40と結合する。エピトープ結合領域は、ヒトVH3サブクラス、好ましくはヒトVH3-23、より好ましくはヒトIGHV3-23*04(配列番号22)の生成物である、又はこれに由来する重鎖可変フレームワーク領域を含む。重鎖可変フレームワーク領域は、配列番号139のアミノ酸配列を含む対応するマウス抗体の重鎖可変領域の対応するフレームワーク領域に由来する少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。エピトープ結合領域は、ヒトVK1サブクラス、好ましくはヒトVK1-39、より好ましくはヒトIGKV1-39*01(配列番号23)の生成物である、又はこれに由来する軽鎖可変フレームワーク領域を更に含む。軽鎖可変フレームワーク領域は、配列番号140のアミノ酸配列を含む対応するマウス抗体の軽鎖可変領域の対応するフレームワーク領域に由来する少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。
最も好ましくは、ヒト化重鎖可変ドメインは、置換G65S又は置換N82aS(Kabatナンバリング)を含む、プロテインAに対する結合を無効にする修飾を含む。
特に、OX40結合ポリペプチドは、配列番号141/142、278/280、及び279/281によりコードされる、可変重鎖ドメイン及び可変軽鎖ドメインの対を含む。
1つの実施形態では、疾患関連抗原に結合するエピトープ結合領域は、CD19と結合する。エピトープ結合領域は、ヒトVH3サブクラス、好ましくはヒトVH3-23、よ
り好ましくはヒトIGHV3-23*04(配列番号22)の生成物である、又はこれに由来する重鎖可変フレームワーク領域を含み、また最も好ましくは、配列番号296のアミノ酸配列を含む。エピトープ結合領域は、ヒトVK1サブクラス、好ましくはヒトVK1-39、より好ましくはヒトIGKV1-39*01(配列番号23)の生成物である、又はこれに由来する軽鎖可変フレームワーク領域を更に含み、また最も好ましくは、配列番号297のアミノ酸配列を含む。好ましい実施形態では、重鎖可変ドメインは、置換G65S又は置換N82aS(Kabatナンバリング)を含む、プロテインAに対する結合を無効にする修飾を含む。
特に、CD19結合ポリペプチドは、配列番号296/297によりコードされる、可変重鎖ドメイン及び可変軽鎖ドメインの対を含む。
1つの実施形態では、疾患関連抗原に結合するエピトープ結合領域は、CD20と結合する。エピトープ結合領域は、ヒトVH3サブクラス、好ましくはヒトVH3-23、より好ましくはヒトIGHV3-23*04(配列番号22)の生成物である、又はこれに由来する重鎖可変フレームワーク領域を含む。重鎖可変フレームワーク領域は、配列番号143のアミノ酸配列を含む対応するマウス抗体の重鎖可変領域の対応するフレームワーク領域に由来する少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。エピトープ結合領域は、ヒトVK1サブクラス、好ましくはヒトVK1-39、より好ましくはヒトIGKV1-39*01(配列番号23)の生成物である、又はこれに由来する軽鎖可変フレームワーク領域を更に含む。軽鎖可変フレームワーク領域は、配列番号144のアミノ酸配列を含む対応するマウス抗体の軽鎖可変領域の対応するフレームワーク領域に由来する少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。
最も好ましくは、ヒト化重鎖可変ドメインは、置換G65S又は置換N82aS(Kabatナンバリング)を含む、プロテインAに対する結合を無効にする修飾を含む。
特に、EGFR結合ポリペプチドは、配列番号143/144、282/284、及び283/285によりコードされる、可変重鎖ドメイン及び可変軽鎖ドメインの対を含む。
1つの実施形態では、疾患関連抗原に結合するエピトープ結合領域は、EGFRと結合する。エピトープ結合領域は、ヒトVH3サブクラス、好ましくはヒトVH3-23、より好ましくはヒトIGHV3-23*04(配列番号22)の生成物である、又はこれに由来する重鎖可変フレームワーク領域を含む。重鎖可変フレームワーク領域は、配列番号145のアミノ酸配列を含む対応するマウス抗体の重鎖可変領域の対応するフレームワーク領域に由来する少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。エピトープ結合領域は、ヒトVK1サブクラス、好ましくはヒトVK1-39、より好ましくはヒトIGKV1-39*01(配列番号23)の生成物である、又はこれに由来する軽鎖可変フレームワーク領域を更に含む。軽鎖可変フレームワーク領域は、配列番号146のアミノ酸配列を含む対応するマウス抗体の軽鎖可変領域の対応するフレームワーク領域に由来する少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。
最も好ましくは、ヒト化重鎖可変ドメインは、置換G65S又は置換N82aS(Kabatナンバリング)を含む、プロテインAに対する結合を無効にする修飾を含む。
特に、CD20結合ポリペプチドは、配列番号145/146、286/288、287/289、290/291、及び292/294によりコードされる、可変重鎖ドメイン及び可変軽鎖ドメインの対を含む。
1つの実施形態では、疾患関連抗原に結合するエピトープ結合領域は、IgEと結合する。エピトープ結合領域は、ヒトVH3サブクラス、好ましくはヒトVH3-23、より好ましくはヒトIGHV3-23*04(配列番号22)の生成物、又はこれに由来する重鎖可変フレームワーク領域を含む。重鎖可変フレームワーク領域は、配列番号298のアミノ酸配列を含む、対応するヒト化抗体の重鎖可変領域、又は配列番号304のアミノ酸配列を含む対応するマウス抗体の対応するフレームワーク領域に由来する少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。エピトープ結合領域は、ヒトVK1サブクラス、好ましくはヒトVK1-39、より好ましくはヒトIGKV1-39*01(配列番号23)の生成物、又はこれに由来する軽鎖可変フレームワーク領域を更に含む。軽鎖可変フレームワーク領域は、配列番号299のアミノ酸配列を含む、対応するヒト化抗体の軽鎖可変領域、又は配列番号305のアミノ酸配列を含む対応するマウス抗体の対応するフレームワーク領域に由来する少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。
最も好ましくは、重鎖可変ドメインは、置換G65S又は置換N82aS(Kabatナンバリング)を含む、プロテインAに対する結合を無効にする修飾を含む。
特に、IgE結合ポリペプチドは、配列番号298/299、300/302、301/303、304/305、306/308、及び307/309によりコードされる、可変重鎖ドメイン及び可変軽鎖ドメインの対を含む。
抗CD3抗体は、直接的機構及び間接的機構の両方により、毒性を引き起こすきっかけとなることが判明している。間接的機構には、Fc受容体発現性免疫細胞と共に作用し、一次的なT細胞の活性化及びサイトカインの放出を引き起こすCD3抗体のFc領域が関与する。従って、本明細書に記載するようなヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントの安全性を改善するために、第1及び/又は第2のポリペプチドの免疫グロブリン定常領域では、エフェクター免疫細胞及び/又は補体C1qに対する結合性が低下している、又は存在しない。好ましくは、免疫グロブリン定常領域は、下部ヒンジ領域におけるFc受容体結合を無効にするように工学的に作出される。より好ましくは、第1及び/又は第2のポリペプチドの免疫グロブリン定常領域は、置換(複数可)L234A及び/又はL235A(EUナンバリング)を含む。最も好ましくは、第1及び/又は第2のポリペプチドの免疫グロブリン定常領域は、置換L234A及びL235A(EUナンバリング)を含む。
別の態様では、本発明の開示は、エピトープ結合領域がCD3タンパク質複合体のCD3εサブユニットと結合し、示差走査式熱量測定(DSC)により測定したときに、図9に記載するように、配列番号25のアミノ酸配列の重鎖可変ドメイン、及び配列番号26のアミノ酸配列の軽鎖可変ドメインを含むOKT3キメラのFAB熱安定性よりも優れたFAB熱安定性を有するFABを含むような、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントについても記載する。
更なる態様では、本発明は、1つのエピトープ結合領域が、CD3タンパク質複合体のCD3εサブユニットと結合し、また疾患関連抗原に結合する他方のエピトープ結合領域が、HER2に結合する、本明細書に記載するようなヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントを提供する。かかるヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントが、T細胞キリングをリダイレクトする効力は、実施例に記載するように、フローサイトメトリー法(RDL-FACS)又は比色分析に基づく方法(RDL-MTS)を用いて、JIMT-1、BT-474、及びMDA-MB-231等のHER2を発現する細胞系統について、in vitroアッセイで測定可能である。
1つの実施形態では、CD3ε及びHER2と結合するヘテロ二量体免疫グロブリン又
はそのフラグメントは、21pM以下の効力で、JIMT-1細胞を殺傷する。あるいは、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントは、2pM以下の効力で、BT-474細胞も殺傷する。更に、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントは、0.2nM以下の効力で、MDA-MB-231細胞も殺傷する。すべての細胞系統の細胞毒性は、48時間にわたり、10:1のエフェクター:標的細胞比で、ヒトPBMCを用いて実施したRDLアッセイ法で測定した。更に、JIMT-1/PBMC異種移植モデルにおいて、in vivoで試験すると、このヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントは強力な抗腫瘍効果を示す。好ましくは、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントは、JIMT-1細胞異種移植において、0.05mg/kgでJIMT-1細胞を殺傷する。
好ましい実施形態では、本発明は、下記の物質に結合するヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントを提供する:
i)第1のポリペプチドが、配列番号159のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号47の軽鎖と会合し、及びCD3εに結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号160のアミノ酸配列を有し、及びHER2に結合する、CD3タンパク質複合体及びHER2、
ii)第1のポリペプチドが、配列番号161のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号3の同起源の軽鎖と会合し、及びHER2に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号162のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びHER2、
iii)第1のポリペプチドが、配列番号163のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号47の軽鎖と会合し、及びCD3εに結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号164のアミノ酸配列を有し、及びHER2に結合する、CD3タンパク質複合体及びHER2、
iv)第1のポリペプチドが、配列番号165のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号166の軽鎖と会合し、及びCD3εに結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号167のアミノ酸配列を有し、及びHER2に結合する、CD3タンパク質複合体及びHER2、
v)第1のポリペプチドが、配列番号168のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号89の軽鎖と会合し、及びCD3εに結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号167のアミノ酸配列を有し、及びHER2に結合する、CD3タンパク質複合体及びHER2、
vi)第1のポリペプチドが、配列番号169のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号119の同起源の軽鎖と会合し、及びCD38に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号162のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びCD38、
vii)第1のポリペプチドが、配列番号170のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号138の同起源の軽鎖と会合し、及びCD38に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号171のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びCD38、
viii)第1のポリペプチドが、配列番号176のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号119の同起源の軽鎖と会合し、及びCD38に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号177のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びCD38、
ix)第1のポリペプチドが、配列番号178のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号128の同起源の軽鎖と会合し、及びCD38に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号179のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びCD38、
x)第1のポリペプチドが、配列番号172のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が
配列番号173の同起源の軽鎖と会合し、及びOX40に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号162のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びOX40、
xi)第1のポリペプチドが、配列番号174のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号175の同起源の軽鎖と会合し、及びEGFRに結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号171のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びEGFR、
xii)第1のポリペプチドが、配列番号180のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号181の同起源の軽鎖と会合し、及びCD20に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号177のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びCD20。
更なる実施形態では、本発明は、下記の物質に結合するヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントを提供する:
CD3タンパク質複合体及びHER2、この場合、第1のポリペプチドは、配列番号310のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号3の軽鎖と会合し、そしてHER2に結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びCD38、この場合、第1のポリペプチドは配列番号312のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号132の軽鎖と会合し、そしてCD38に結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びCD38、この場合、第1のポリペプチドは、配列番号313のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号138の軽鎖と会合し、そしてCD38に結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びOX40、この場合、第1のポリペプチドは配列番号314のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号315の軽鎖と会合し、そしてOX40に結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びOX40、この場合、第1のポリペプチドは、配列番号316のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号317の軽鎖と会合し、そしてOX40に結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びCD20、この場合、第1のポリペプチドは配列番号318のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号319の軽鎖と会合し、そしてCD20に結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びCD20、この場合、第1のポリペプチドは、配列番号320のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号321の軽鎖と会合し、そしてCD20に結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びEGFR、この場合、第1のポリペプチドは配列番号322のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号323の軽鎖と会合し、そしてEGFRに結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びEGFR、この場合、第1のポリペプチドは、配列番号324のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号325の軽鎖と会合し、そしてEGFRに結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びEGFR、この場合、第1のポリペプチドは配列番号326のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号327の軽鎖と会合し、そしてEGFRに結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びEGFR、この場合、第1のポリペプチドは、配列番号328のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号329の軽鎖と会合し、そしてEGFRに結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びCD19、この場合、第1のポリペプチドは配列番号330のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号331の軽鎖と会合し、そしてCD19に結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びIgE、この場合、第1のポリペプチドは、配列番号332のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号333の軽鎖と会合し、そしてIgEに結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びIgE、この場合、第1のポリペプチドは配列番号334のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号335の軽鎖と会合し、そしてIgEに結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びIgE、この場合、第1のポリペプチドは、配列番号336のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号337の軽鎖と会合し、そしてIgEに結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びIgE、この場合、第1のポリペプチドは配列番号338のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号339の軽鎖と会合し、そしてIgEに結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びOX40、この場合、第1のポリペプチドは、配列番号340のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号173の軽鎖と会合し、そしてOX40に結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びCD20、この場合、第1のポリペプチドは配列番号341のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号181の軽鎖と会合し、そしてCD20に結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びEGFR、この場合、第1のポリペプチドは、配列番号342のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号175の軽鎖と会合し、そしてEGFRに結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びEGFR、この場合、第1のポリペプチドは配列番号343のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号344の軽鎖と会合し、そしてEGFRに結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びIgE、この場合、第1のポリペプチドは、配列番号345のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号346の軽鎖と会合し、そしてIgEに結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する;
CD3タンパク質複合体及びIgE、この場合、第1のポリペプチドは配列番号347のアミノ酸配列を有し、またアミノ酸配列が配列番号348の軽鎖と会合し、そしてIgE
に結合する一方、第2のポリペプチドは、配列番号311のアミノ酸配列を有し、またCD3εに結合する。
本発明の更なる態様に基づけば、前記CD3結合ポリペプチドが、配列番号48/51、49/51、101/105、103/106、104/106、358/51の群より選択される重鎖及び軽鎖可変領域のうちの少なくとも1つ又は組み合わせを含み、また前記疾患関連抗原結合ポリペプチドが、配列番号20/21、116/117、129/130、133/134、135/136、139/140,141/142、278/280、279/281、143/144、282/284、283/285、296/297、145/146、286/288、287/289、290/291、292/294、293/295、298/299、300/302、301/303、304/305、306/308、307/309の群より選択される重鎖及び軽鎖可変領域のうちの少なくとも1つ又は組み合わせを含むようなヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントである。
二重特異性抗体の生成について上記で議論したように、分泌された二重特異性抗体生成物が組換え哺乳動物宿主細胞系統に由来する細胞培養物上清から容易に単離されるような、抗ヒトCD3ホモ二量体を含まない抗ヒトCD3ベースの重鎖ヘテロ二量体を効率的に生成するニーズが存在する。このような趣旨から、プロテインAに基づく差動的精製技法が、VH3の可変ドメインサブクラスを含むヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントを単離するのに利用可能であり、この場合、少なくとも1つ、但し好ましくは両方のVH3ベースのエピトープ結合領域内にあるプロテインA結合部位が無効にされる。従って、別の態様では、本発明は、本明細書に記載するようなヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントをin vitroで製造する方法であって、
ia)第1のポリペプチドの重鎖をコードするDNAベクター及び第2のポリペプチドの重鎖をコードするDNAベクターを調製するステップであって、1つ若しくは両方のDNAベクター、若しくは第3のDNAベクターが、共通する軽鎖、又は第1若しくは第2のポリペプチドの重鎖と会合する軽鎖を任意選択的にコードする前記ステップ、又は
ib)第1及び第2のポリペプチドの重鎖をコードする1つのDNAベクターを調製するステップであって、DNAベクターが、共通する軽鎖、又は第1若しくは第2のポリペプチドの重鎖と会合する軽鎖を任意選択的にコードし、前記DNAベクターが、哺乳動物の宿主細胞内での一過性の発現若しくは安定的な発現に適する前記ステップと、
ii)(i)に由来するDNAベクター(複数可)を哺乳動物の宿主細胞系統にトランスフェクト又は同時トランスフェクトするステップと、
iii)トランスフェクトされた細胞系統、又はそれから安定的に選択されたクローンを培養し、細胞培養物上清を採集するステップと、
iv)細胞培養物上清をプロテインAアフィニティークロマトグラフィー樹脂と接触させるステップと、
v)対象とするヘテロ二量体免疫グロブリンを溶出させ、収集するステップと、
を含む前記方法を提供する。
好ましくは、ステップ(v)に由来する精製後の材料中に見出されるヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントは、少なくとも95%の純度である。より好ましくは、ステップ(v)に由来する精製後の材料に見出されるヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントは、少なくとも96%の純度である。なおいっそうより好ましくは、ステップ(v)に由来する精製後の材料に見出されるヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントは、少なくとも97%である。精製後の材料に見出されるヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントの純度は、キャピラリー電気泳動により測定可能である。
本発明の更なる態様に基づけば、配列番号224~229、230~235、及び352~357の群に由来する少なくとも1つのCDR、又は配列番号122/123、124/125、129/130、135/136、133/134、104/106の群より選択される重鎖可変ドメインと軽鎖可変ドメインの対、及び126/127又は128、131/132、137/138、359/360の群より選択される重鎖と軽鎖の配列の対からなる組み合わせを含むポリペプチドが提供される。
[図面の簡単な説明]
[図1]プロテインAを用いる、好ましい差動的アフィニティー精製技法の概略図である。重鎖は、いずれもVH3ベースの抗原結合部位を含まない。凡例:[(A+)]は、機能性プロテインA結合部位を意味し、また[(A-)]は、非機能性プロテインA結合部位を意味する。溶出pHを示す。
[図2]差動的プロテインAクロマトグラフィーを用いて、1つ又は複数のVH3ドメインを含む重鎖のヘテロ二量体を精製する際に直面する問題を示す概略図である。ヘテロ二量体の少なくとも1つのVH3ドメイン内のプロテインA結合部位の突然変異に基づく解決策の例を示す。
[図2A]重鎖のヘテロ二量体が重鎖内にVH3ドメインを含むが、重鎖がそのFc領域においてプロテインAに結合しない際に直面する問題を示す図である。
[図2B]図2Aに記載する精製問題に対する解決策を示す図であり、重鎖Fc領域においてプロテインAに結合しないヘテロ二量体の重鎖は、そのプロテインA結合部位を無効にするように突然変異したVH3ドメインを含む。
[図2C]図2Aに記載する問題に対する代替的解決策を示す図であり、ヘテロ二量体は1つのVH3ドメインのみを含み、またヘテロ二量体は、そのVH3ドメインが、重鎖Fc領域においてプロテインAに結合する重鎖上に位置するように、工学的に作出されている(解決策としてのVH3ドメイン再配置戦略)。
[図2D]ヘテロ二量体の両方の重鎖がVH3ドメインを含む際に直面する問題を示す図である。
[図2E]図2Dに記載する精製問題に対する解決策を示す図であり、ヘテロ二量体の重鎖は、そのFc領域においてプロテインAに結合しないが、そのプロテインA結合部位を無効にするように突然変異したVH3ドメインを含む。
[図2F]図2Dに記載する精製問題に対する代替的解決策を示す図であり、各VH3ドメインは、そのプロテインA結合部位について無効にされている。四角で囲まれた種は、差動的プロテインAクロマトグラフィープロセス期間中に、これらの種は同時溶出することを示す。pH値のAとBは、約1pH単位異なり、プロテインAに結合する種の効果的な分離を可能にする。一般的に、pH A及びpH BのpH値は、それぞれ4及び3である。すべての図の凡例:[(A+)]は機能的プロテインA結合部位を意味し、また[(A-)]は非機能性プロテインA結合部位を意味する。
[図3]Fc133のプロテインAグラジエントモードクロマトグラフィーのトレースを示す図である(HiTrap(商標)MabSelect SuRe(商標)プロテインAカラム)。移動相の総容積に対する280nmにおける吸収のプロットを実線で示す。移動相のpH及び移動相中に存在する溶出バッファー(B)の割合(%)に関するプロットを破線及び一点鎖線でそれぞれ示す。
[図4]プロテインAグラジエントモードクロマトグラフィーのトレースを示す図である。移動相の総容積に対する280nmにおける吸収のプロットを実線で示す。移動相のpH及び移動相中に存在する溶出バッファー(B)の割合(%)に関するプロットを、破線及び一点鎖線でそれぞれ示す。
[図4A]抗HER2 FAB-Fc133(HiTrap(商標)MabSelect SuRe(商標)プロテインAカラム)。
[図4B]抗HER2 scFv-Fc 133(HiTrap(商標)MabSelect SuRe(商標)プロテインAカラム)。
[図4C]抗HER2 FAB(HiTrap(商標)MabSelect SuRe(商標)プロテインAカラム、及びHiTrap(商標)MabSelect(商標)プロテインAカラム)。
[図5]7つの公知のヒトVHフレームワークサブクラスそれぞれについて、代表的なアミノ酸配列を示す図である。配列を、Kabatナンバリングに基づき整列させた。プロテインAのドメインDと相互作用するヒトVH3-23フレームワークサブクラス内の位置を太字で示す。
[図6]プロテインAグラジエントモードクロマトグラフィーのトレースを示す図である(HiTrap(商標)MabSelect(商標)プロテインAカラム)。移動相の総容積に対する280nmにおける吸収のプロットを実線で示す。移動相のpH、及び移動相中に存在する溶出バッファー(B)の割合(%)に関するプロットを、破線及び一点鎖線でそれぞれ示す。
[図6A]抗HER2 FAB。
[図6B]抗HER2 FAB T57A。
[図6C]抗HER2 FAB T57E。
[図6D]抗HER2 FAB G65S。
[図6E]抗HER2 FAB R66Q。
[図6F]抗HER2 FAB T68V。
[図6G]抗HER2 FAB Q81E。
[図6H]抗HER2 FAB N82aS。
[図6I]抗HER2 FAB R19G/T57A/Y59A。
[図7]HER2抗原に対する選択された抗HER2 FAB変異体の平衡解離定数(KD)を示す図である。
[図8]プロテインAグラジエントモードクロマトグラフィーのトレースを示す図である(HiTrap(商標)MabSelect SuRe(商標)プロテインAカラム)。移動相の総容積に対する280nmにおける吸収のプロットを実線で示す。移動相のpH及び移動相中に存在する溶出バッファー(B)の割合(%)に関するプロットを、破線及び一点鎖線でそれぞれ示す。
[図8A]抗HER2 scFv(G65S)-Fc133。
[図8B]抗HER2 scFv(N82aS)-Fc133。
[図8C]抗HER2 FAB(G65S)-Fc133。
[図8D]抗HER2 FAB(N82aS)-Fc133。
[図9]これらの図は、すべて安定なヒトフレームワーク上のOKT3ヒト化と関連する。
[図9A]ヒトIgG1抗体としてフォーマット化したヒト化候補品について要約した図である。OKT3キメラ抗体に対する相対的HPB-ALL染色強度:(-)は非結合、(+)より弱い結合、(++)中等度の結合、及び(+++)類似した結合を表す。
[図9B]ヒトIgG1抗体としてフォーマット化したヒト化候補品について要約した図である。OKT3キメラ抗体に対する相対的HPB-ALL染色強度:(-)は非結合、(+)より弱い結合、(++)中等度の結合、及び(+++)類似した結合を表す。
[図9C]ヒトIgG1抗体としてフォーマット化したヒト化候補品について要約した図である。OKT3キメラ抗体に対する相対的HPB-ALL染色強度:(-)は非結合、(+)より弱い結合、(++)中等度の結合、及び(+++)類似した結合を表す。
[図9D]選択された抗体候補品のDSCプロファイル。
[図9E]scFv-Fc融合体としてフォーマット化したヒト化候補品について要約した図である。OKT3キメラ抗体に対する相対的HPB-ALL染色強度:(-)は非結合、(+)より弱い結合、(++)中等度の結合、及び(+++)類似した結合を表す。
[図9F]選択されたscFv-Fc候補品のDSCプロファイル。
[図10]これらの図は、すべて安定なヒトフレームワーク上のSP34ヒト化と関連する。
[図10A]ヒトIgG1抗体としてフォーマット化したヒト化候補品について要約した図である。
[図10B]scFv-Fc融合タンパク質(ヒトIgG1アイソタイプのFc)としてフォーマット化したヒト化候補品について要約した図である。ヒトとカニクイザルCD3ε1-26_Fc融合タンパク質に対するSP34キメラ抗体の相対的SPRデータ:(-)は非結合、(+)より弱い結合、(++)中等度の結合、(+++)強いが同等ではない結合、及び(++++)類似した結合を表す。
[図11]これらの図は、すべて抗ヒトCD38抗体と関連する。
[図11A]SPRにより測定した、HB-7キメラ抗体とヒトCD38抗原の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGと共有結合しており、200RUのHB-7キメラ抗体を捕捉した。ヒトCD38タンパク質(ポリ-ヒスチジンタグを有するヒトCD38細胞外ドメイン)を、HBS-P中にて、125、31、7.8、3.9、1.9、1、及び0.5nM、流速30μl/分で注入した。
[図11B]SPRにより測定した、ヒト化HB-7最良適合抗体(best-fit antibody)とヒトCD38抗原の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGと共有結合しており、200RUのヒト化HB-7最良適合抗体を捕捉した。ヒトCD38タンパク質(ポリ-ヒスチジンタグを有するヒトCD38細胞外ドメイン)を、HBS-P中にて、50、25、12.5、6.25、及び0.39nM、流速30μl/分で注入した。
[図11C]SPRにより測定した、ヒト化9G7最良適合抗体とヒトCD38抗原の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGと共有結合しており、200RUのヒト化9G7最良適合抗体を捕捉した。ヒトCD38タンパク質(ポリ-ヒスチジンタグを有するヒトCD38細胞外ドメイン)を、HBS-P中にて、25、12.5、6.25、3.12、1.56、0.78、0.39、0.19、及び0.1nM、流速30μl/分で注入した。
[図11D]SPRにより測定した、ヒト化9G7最良フレームワーク抗体とヒトCD38抗原の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGと共有結合しており、200RUのヒト化9G7最良フレームワーク抗体を捕捉した。ヒトCD38タンパク質(ポリ-ヒスチジンタグを有するヒトCD38細胞外ドメイン)を、HBS-P中にて、50、25、12.5、6.25、3.12、1.56、0.78、0.39、0.19、及び0.1nM、流速30μl/分で注入した。
[図11E]SPRにより測定した、ヒト767抗体とヒトCD38の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGと共有結合しており、200RUのヒト767抗体を捕捉した。ヒトCD38タンパク質(ポリ-ヒスチジンタグを有するヒトCD38細胞外ドメイン)を、HBS-P中にて、500、250、125、62.5、31.25、及び15.6nM、流速30μl/分で注入した。アフィニティーを、次の式:Req=KA*C*Rmax/(KA*C*n+1)に基づき、分析物濃度(C)に対する平衡レスポンス(Req)のプロットから取得し、50%飽和濃度はKDである。すべてのSPRデータは、時間(X軸)に対するレスポンスユニットの数(略号RU;Y軸)として表す。
[図11F]HB-7キメラ抗体及びヒト化HB-7最良適合抗体のDSCプロファイルを示す図である。
[図11G]9G7キメラ抗体及びヒト化9G7最良適合抗体のDSCプロファイルを示す図である。
[図11H]ヒト化9G7最良フレームワーク抗体のDSCプロファイルを示す図である。
[図11I]ヒトクローン767抗体のDSCプロファイルを示す図である。
[図11J]9G7ヒト化抗体に関する要約表である。
[図12]代替的フォーマットのBEAT HER2/CD3抗体に関する概略図である。
[図12A]BEAT HER2/CD3-1(フォーマットA)及びBEAT HER2/CD3-2(フォーマットB)抗体を示す図である。
[図12B]BEAT HER2/CD3-3(フォーマットC)及びBEAT HER2/CD3(SP34)(フォーマットD)抗体を示す図である。
[図12C]BEAT HER2/CD3(SP34-κ1)(フォーマットE)抗体を示す図である。凡例:[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味する。[(A-)]は、非機能的プロテインA結合部位を意味する。
[図13]BEAT HER2/CD3-1抗体のプロテインA精製プロファイルを示す図である(280nmにおける吸収トレース)。カラム:1mlのMabSelect SuRe。流速:1ml/分。泳動バッファー:0.2M NaH 2 PO 4 、pH6。溶出バッファーNo1:20mM酢酸Na、pH4(20ml)。溶出バッファーNo2:0.1Mグリシン、pH3(20ml)。中和:1/10容量の1Mトリス、pH8。
[図14]BEAT HER2/CD3-1抗体調製物のキャピラリー電気泳動プロファイルを示す図である。
[図15A]N82aS置換型BEAT HER2/CD3-1抗体のSDS-PAGE分析を示す図である。凡例:[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味し、また[(A-)]は、非機能的プロテインA結合部位を意味する。溶出pHを示す。
[図15B]N82aS非置換型BEAT HER2/CD3-1抗体変異体のSDS-PAGE分析を示す図である。凡例:[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味し、また[(A-)]は、非機能的プロテインA結合部位を意味する。溶出pHを示す。
[図16A]SPRにより測定した、BEAT HER2/CD3-1抗体とヒトCD3ε抗原の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、7400RUのヒトCD3γ-ε-Fc融合タンパク質に共有結合させた。BEAT HER2/CD3-1抗体を、HBS-P中にて、5000、2500、1250、625、312.5、及び156.25nM、流速10μl/分で注入した。データを、時間(X軸)に対するレスポンスユニット(略号RU;Y軸)の数として表す。アフィニティーを、下記の式:Req=KA*C*Rmax/(KA*C*n+1)に基づき、分析物濃度(C)に対する平衡レスポンス(Req)のプロットから取得したが、50%飽和濃度はKDである。
[図16B]SPRにより測定した、BEAT HER2/CD3-1抗体とヒトHER2抗原の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGと共有結合しており、150RUのBEAT HER2/CD3-1抗体を捕捉した。HER2-hisを、HBS-P中にて、1000、333、111、37、12、4.1、1.4、0.5、及び0.15nM、流速30μl/分で注入した。データを、時間(X軸)に対するレスポンスユニット(略号RU;Y軸)の数として表す。
[図16C]BEAT HER2/CD3-1及び-2抗体のDSCプロファイルを、プロファイルA及びBにそれぞれ示す。
[図17]BEAT HER2/CD3抗体によるT細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-MTS法。エフェクター細胞:ヒトPBMC。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は10:1。48時間インキュベーションしたドナー3例の平均値。抗体濃度はnM表示。
[図17A]BEAT HER2/CD3-1、及びBEAT HER2/CD3-2抗体、標的細胞:BT-474。
[図17B]BEAT HER2/CD3-1、及びBEAT HER2/CD3-2抗体、標的細胞:JIMT-1。
[図17C]BEAT HER2/CD3-1、及びBEAT HER2/CD3-2抗体、標的細胞:MDA-MB-231。
[図17D]BEAT HER2/CD3(SP34)抗体、標的細胞:NCI-N87。
[図17E]BEAT HER2/CD3(SP34)抗体、標的細胞:HT-1080。
[図17F]BEAT HER2/CD3(SP34-κ1)抗体、標的細胞:NCI-N87。
[図17G]BEAT HER2/CD3(SP34-κ1)抗体、標的細胞:HT-1080。
[図18]ヒトPBMCが補給されたJIMT-1異種移植を示す図である。
[図18A]ヒトPBMCは腫瘍増殖を妨害しないことを示す図である。
[図18B]BEAT HER2/CD3-1処理及び未処理マウスの腫瘍容積(mm 3 )を、ヒトPBMCドナー4例、マウス5匹のコホートについて示す図である。
[図18C]BEAT HER2/CD3-1処理及び未処理マウスの腫瘍容積(mm 3 )を、ヒトPBMCドナー4例、マウス5匹のコホートについて示す図である。
[図19]BEAT CD38-HB7最良適合/CD3(フォーマットA)、及びBEAT CD38-767/CD3(フォーマットB)抗体を示す概略図である。[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味する。[(A-)]は、非機能的プロテインA結合部位を意味する。
[図20A]SPRにより測定した、BEAT CD38-HB7最良適合/CD3抗体とヒトCD38抗原の間での抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGに共有結合しており、200RUのBEAT CD38-HB7最良適合/CD3抗体を捕捉した。ヒトCD38タンパク質(ポリ-ヒスチジンタグ付きのタンパク質)を、HBS-P中にて、50、25、12.5、6.25、及び0.39nM、流速30μl/分で注入した。データを、時間(X軸)に対するレスポンスユニットの数(略号RU;Y軸)として表す。
[図20B]BEAT CD38-HB7最良適合/CD3抗体のDSCプロファイルを示す図である。
[図21]BEAT CD38-HB7最良適合/CD3抗体によるT細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-FACS法。エフェクター細胞:精製後のヒトT細胞。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、10:1。48時間インキュベーションしたドナー2例の平均値。標的細胞:RPMI8226。抗体濃度はnM表示。
[図22]BEAT CD38-767/CD3(SP34)抗体によるT細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-FACS法。エフェクター細胞:ヒトPBMC。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、10:1。24時間インキュベーションしたドナー3例の平均値。標的細胞:Daudi。抗体濃度はnM表示。
[図23]BEAT OX40/CD3抗体を示す概略図である。凡例:[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味する。[(A-)]は、非機能的プロテインA結合部位を意味する。
[図24]BEAT OX40/CD3抗体によるT細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-MTS法。エフェクター細胞:ヒトPBMC。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、20:1。48時間インキュベーションしたドナー3例の平均値。標的細胞:組換え安定CHO[OX40]細胞。抗体濃度はnM表示。
[図25]BEAT EGFR/CD3抗体を示す概略図である。凡例:[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味する。[(A-)]は、非機能的プロテインA結合部位を意味する。
[図26]BEAT EGFR/CD3抗体によるT細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-MTS法。エフェクター細胞:ヒトPBMC。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、10:1。48時間インキュベーションしたドナー4例の平均値。標的細胞:HT-29細胞。抗体濃度はnM表示。
[図27]BEAT CD38-HB7最良適合/CD3(SP34)(フォーマットA)及びBEATCD38-9G7最良適合/CD3(SP34-κ2)(フォーマットB)抗体を示す概略図である。[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味する。
[図28]BEAT CD38-HB7最良適合/CD3(SP34)抗体によるT細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-FACS法。エフェクター細胞:ヒトPBMC。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、10:1。24時間インキュベーションしたドナー3例の平均値。標的細胞:Daudi細胞。抗体濃度はnM表示。
[図29]SPRにより測定した、BEAT CD38-9G7最良適合/CD3(SP34-κ2)抗体とヒトCD3ε1-26_Fc融合タンパク質の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、500RUのヒトCD3ε1-26_F融合タンパク質に共有結合させた。BEAT CD38-9G7最良適合/CD3(SP34-κ2)抗体を、HBS-P中にて、50、25、12.5、6.2、3.1、0.8、及び0.4nM、流速30μl/分で注入した。データを、時間(X軸)に対するレスポンスユニットの数(略号RU;Y軸)として表す。
[図30]BEAT CD38/CD3(SP34-κ2)抗体による、T細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-FACS法。エフェクター細胞:ヒトPBMC。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、10:1。24時間インキュベーションしたドナー3例の平均値。標的細胞:Daudi細胞。抗体濃度はnM表示。
[図31]BEAT CD20/CD3(SP34)抗体を示す概略図である。[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味する。
[図32]BEAT CD20/CD3(SP34)抗体による、T細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-FACS法。エフェクター細胞:ヒトPBMC。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、10:1。24時間インキュベーションしたドナー3例の平均値。標的細胞:Daudi細胞。抗体濃度はnM表示。
プロテインAを用いる、好ましい差動的アフィニティー精製技法の概略図である。重鎖は、いずれもVH3ベースの抗原結合部位を含まない。凡例:[(A+)]は、機能性プロテインA結合部位を意味し、また[(A-)]は、非機能性プロテインA結合部位を意味する。溶出pHを示す 重鎖のヘテロ二量体が重鎖内にVH3ドメインを含むが、重鎖がそのFc領域においてプロテインAに結合しない際に直面する問題を示す図である。 図2Aに記載する精製問題に対する解決策を示す図であり、重鎖Fc領域においてプロテインAに結合しないヘテロ二量体の重鎖は、そのプロテインA結合部位を無効にするように突然変異したVH3ドメインを含む。 図2Aに記載する問題に対する代替的解決策を示す図であり、ヘテロ二量体は1つのVH3ドメインのみを含み、またヘテロ二量体は、そのVH3ドメインが、重鎖Fc領域においてプロテインAに結合する重鎖上に位置するように、工学的に作出されている(解決策としてのVH3ドメイン再配置戦略)。 ヘテロ二量体の両方の重鎖がVH3ドメインを含む際に直面する問題を示す図である。 図2Dに記載する精製問題に対する解決策を示す図であり、ヘテロ二量体の重鎖は、そのFc領域においてプロテインAに結合しないが、そのプロテインA結合部位を無効にするように突然変異したVH3ドメインを含む。 図2Dに記載する精製問題に対する代替的解決策を示す図であり、各VH3ドメインは、そのプロテインA結合部位について無効にされている。四角で囲まれた種は、差動的プロテインAクロマトグラフィープロセス期間中に、これらの種は同時溶出することを示す。pH値のAとBは、約1pH単位異なり、プロテインAに結合する種の効果的な分離を可能にする。一般的に、pH A及びpH BのpH値は、それぞれ4及び3である。すべての図の凡例:[(A+)]は機能的プロテインA結合部位を意味し、また[(A-)]は非機能性プロテインA結合部位を意味する。 Fc133のプロテインAグラジエントモードクロマトグラフィーのトレースを示す図である(HiTrap(商標)MabSelect SuRe(商標)プロテインAカラム)。移動相の総容積に対する280nmにおける吸収のプロットを実線で示す。移動相のpH及び移動相中に存在する溶出バッファー(B)の割合(%)に関するプロットを破線及び一点鎖線でそれぞれ示す 抗HER2 FAB-Fc133(HiTrap(商標)MabSelect SuRe(商標)プロテインAカラム)。 抗HER2 scFv-Fc 133(HiTrap(商標)MabSelect SuRe(商標)プロテインAカラム)。 抗HER2 FAB(HiTrap(商標)MabSelect SuRe(商標)プロテインAカラム、及びHiTrap(商標)MabSelect(商標)プロテインAカラム)。 7つの公知のヒトVHフレームワークサブクラスそれぞれについて、代表的なアミノ酸配列を示す図である。配列を、Kabatナンバリングに基づき整列させた。プロテインAのドメインDと相互作用するヒトVH3-23フレームワークサブクラス内の位置を太字で示す 抗HER2 FAB。 抗HER2 FAB T57A。 抗HER2 FAB T57E。 抗HER2 FAB G65S。 抗HER2 FAB R66Q。 抗HER2 FAB T68V。 抗HER2 FAB Q81E。 抗HER2 FAB N82aS。 抗HER2 FAB R19G/T57A/Y59A。 HER2抗原に対する選択された抗HER2 FAB変異体の平衡解離定数(KD)を示す図である 抗HER2 scFv(G65S)-Fc133。 抗HER2 scFv(N82aS)-Fc133。 抗HER2 FAB(G65S)-Fc133。 抗HER2 FAB(N82aS)-Fc133 ヒトIgG1抗体としてフォーマット化したヒト化候補品について要約した図である。OKT3キメラ抗体に対する相対的HPB-ALL染色強度:(-)は非結合、(+)より弱い結合、(++)中等度の結合、及び(+++)類似した結合を表す。 ヒトIgG1抗体としてフォーマット化したヒト化候補品について要約した図である。OKT3キメラ抗体に対する相対的HPB-ALL染色強度:(-)は非結合、(+)より弱い結合、(++)中等度の結合、及び(+++)類似した結合を表す。 ヒトIgG1抗体としてフォーマット化したヒト化候補品について要約した図である。OKT3キメラ抗体に対する相対的HPB-ALL染色強度:(-)は非結合、(+)より弱い結合、(++)中等度の結合、及び(+++)類似した結合を表す。 選択された抗体候補品のDSCプロファイル。 scFv-Fc融合体としてフォーマット化したヒト化候補品について要約した図である。OKT3キメラ抗体に対する相対的HPB-ALL染色強度:(-)は非結合、(+)より弱い結合、(++)中等度の結合、及び(+++)類似した結合を表す。 選択されたscFv-Fc候補品のDSCプロファイル ヒトIgG1抗体としてフォーマット化したヒト化候補品について要約した図である。 scFv-Fc融合タンパク質(ヒトIgG1アイソタイプのFc)としてフォーマット化したヒト化候補品について要約した図である。ヒトとカニクイザルCD3ε1-26_Fc融合タンパク質に対するSP34キメラ抗体の相対的SPRデータ:(-)は非結合、(+)より弱い結合、(++)中等度の結合、(+++)強いが同等ではない結合、及び(++++)類似した結合を表す SPRにより測定した、HB-7キメラ抗体とヒトCD38抗原の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGと共有結合しており、200RUのHB-7キメラ抗体を捕捉した。ヒトCD38タンパク質(ポリ-ヒスチジンタグを有するヒトCD38細胞外ドメイン)を、HBS-P中にて、125、31、7.8、3.9、1.9、1、及び0.5nM、流速30μl/分で注入した。 SPRにより測定した、ヒト化HB-7最良適合抗体(best-fit antibody)とヒトCD38抗原の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGと共有結合しており、200RUのヒト化HB-7最良適合抗体を捕捉した。ヒトCD38タンパク質(ポリ-ヒスチジンタグを有するヒトCD38細胞外ドメイン)を、HBS-P中にて、50、25、12.5、6.25、及び0.39nM、流速30μl/分で注入した。 SPRにより測定した、ヒト化9G7最良適合抗体とヒトCD38抗原の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGと共有結合しており、200RUのヒト化9G7最良適合抗体を捕捉した。ヒトCD38タンパク質(ポリ-ヒスチジンタグを有するヒトCD38細胞外ドメイン)を、HBS-P中にて、25、12.5、6.25、3.12、1.56、0.78、0.39、0.19、及び0.1nM、流速30μl/分で注入した。 SPRにより測定した、ヒト化9G7最良フレームワーク抗体とヒトCD38抗原の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGと共有結合しており、200RUのヒト化9G7最良フレームワーク抗体を捕捉した。ヒトCD38タンパク質(ポリ-ヒスチジンタグを有するヒトCD38細胞外ドメイン)を、HBS-P中にて、50、25、12.5、6.25、3.12、1.56、0.78、0.39、0.19、及び0.1nM、流速30μl/分で注入した。 SPRにより測定した、ヒト767抗体とヒトCD38の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGと共有結合しており、200RUのヒト767抗体を捕捉した。ヒトCD38タンパク質(ポリ-ヒスチジンタグを有するヒトCD38細胞外ドメイン)を、HBS-P中にて、500、250、125、62.5、31.25、及び15.6nM、流速30μl/分で注入した。アフィニティーを、次の式:Req=KA*C*Rmax/(KA*C*n+1)に基づき、分析物濃度(C)に対する平衡レスポンス(Req)のプロットから取得し、50%飽和濃度はKDである。すべてのSPRデータは、時間(X軸)に対するレスポンスユニットの数(略号RU;Y軸)として表す。 HB-7キメラ抗体及びヒト化HB-7最良適合抗体のDSCプロファイルを示す図である。 9G7キメラ抗体及びヒト化9G7最良適合抗体のDSCプロファイルを示す図である。 ヒト化9G7最良フレームワーク抗体のDSCプロファイルを示す図である。 ヒトクローン767抗体のDSCプロファイルを示す図である。 9G7ヒト化抗体に関する要約表である BEAT HER2/CD3-1(フォーマットA)及びBEAT HER2/CD3-2(フォーマットB)抗体を示す図である。 BEAT HER2/CD3-3(フォーマットC)及びBEAT HER2/CD3(SP34)(フォーマットD)抗体を示す図である。 BEAT HER2/CD3(SP34-κ1)(フォーマットE)抗体を示す図である。凡例:[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味する。[(A-)]は、非機能的プロテインA結合部位を意味する。 BEAT HER2/CD3-1抗体のプロテインA精製プロファイルを示す図である(280nmにおける吸収トレース)。カラム:1mlのMabSelect SuRe。流速:1ml/分。泳動バッファー:0.2M NaH2PO4、pH6。溶出バッファーNo1:20mM酢酸Na、pH4(20ml)。溶出バッファーNo2:0.1Mグリシン、pH3(20ml)。中和:1/10容量の1Mトリス、pH8。 BEAT HER2/CD3-1抗体調製物のキャピラリー電気泳動プファイルを示す図である。 N82aS置換型BEAT HER2/CD3-1抗体のSDS-PAGE分析を示す図である。凡例:[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味し、また[(A-)]は、非機能的プロテインA結合部位を意味する。溶出pHを示す。 N82aS非置換型BEAT HER2/CD3-1抗体変異体のSDS-PAGE分析を示す図である。凡例:[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味し、また[(A-)]は、非機能的プロテインA結合部位を意味する。溶出pHを示す。 SPRにより測定した、BEAT HER2/CD3-1抗体とヒトCD3ε抗原の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、7400RUのヒトCD3γ-ε-Fc融合タンパク質に共有結合させた。BEAT HER2/CD3-1抗体を、HBS-P中にて、5000、2500、1250、625、312.5、及び156.25nM、流速10μl/分で注入した。データを、時間(X軸)に対するレスポンスユニット(略号RU;Y軸)の数として表す。アフィニティーを、下記の式:Req=KA*C*Rmax/(KA*C*n+1)に基づき、分析物濃度(C)に対する平衡レスポンス(Req)のプロットから取得したが、50%飽和濃度はKDである。 SPRにより測定した、BEAT HER2/CD3-1抗体とヒトHER2抗原の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGと共有結合しており、150RUのBEAT HER2/CD3-1抗体を捕捉した。HER2-hisを、HBS-P中にて、1000、333、111、37、12、4.1、1.4、0.5、及び0.15nM、流速30μl/分で注入した。データを、時間(X軸)に対するレスポンスユニット(略号RU;Y軸)の数として表す。 BEAT HER2/CD3-1及び-2抗体のDSCプロファイルを、プロファイルA及びBにそれぞれ示す BEAT HER2/CD3-1、及びBEAT HER2/CD3-2抗体、標的細胞:BT-474。 BEAT HER2/CD3-1、及びBEAT HER2/CD3-2抗体、標的細胞:JIMT-1。 BEAT HER2/CD3-1、及びBEAT HER2/CD3-2抗体、標的細胞:MDA-MB-231。 BEAT HER2/CD3(SP34)抗体、標的細胞:NCI-N87。 BEAT HER2/CD3(SP34)抗体、標的細胞:HT-1080。 BEAT HER2/CD3(SP34-κ1)抗体、標的細胞:NCI-N87。 BEAT HER2/CD3(SP34-κ1)抗体、標的細胞:HT-1080 ヒトPBMCは腫瘍増殖を妨害しないことを示す図である。 BEAT HER2/CD3-1処理及び未処理マウスの腫瘍容積(mm3)を、ヒトPBMCドナー4例、マウス5匹のコホートについて示す図である。 BEAT HER2/CD3-1処理及び未処理マウスの腫瘍容積(mm3)を、ヒトPBMCドナー4例、マウス5匹のコホートについて示す図である。 BEAT CD38-HB7最良適合/CD3(フォーマットA)、及びBEAT CD38-767/CD3(フォーマットB)抗体を示す概略図である。[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味する。[(A-)]は、非機能的プロテインA結合部位を意味する。 SPRにより測定した、BEAT CD38-HB7最良適合/CD3抗体とヒトCD38抗原の間での抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、プロテインGに共有結合しており、200RUのBEAT CD38-HB7最良適合/CD3抗体を捕捉した。ヒトCD38タンパク質(ポリ-ヒスチジンタグ付きのタンパク質)を、HBS-P中にて、50、25、12.5、6.25、及び0.39nM、流速30μl/分で注入した。データを、時間(X軸)に対するレスポンスユニットの数(略号RU;Y軸)として表す。 BEAT CD38-HB7最良適合/CD3抗体のDSCプロファイルを示す図である。 BEAT CD38-HB7最良適合/CD3抗体によるT細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-FACS法。エフェクター細胞:精製後のヒトT細胞。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、10:1。48時間インキュベーションしたドナー2例の平均値。標的細胞:RPMI8226。抗体濃度はnM表示。 BEAT CD38-767/CD3(SP34)抗体によるT細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-FACS法。エフェクター細胞:ヒトPBMC。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、10:1。24時間インキュベーションしたドナー3例の平均値。標的細胞:Daudi。抗体濃度はnM表示。 BEAT OX40/CD3抗体を示す概略図である。凡例:[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味する。[(A-)]は、非機能的プロテインA結合部位を意味する。 BEAT OX40/CD3抗体によるT細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-MTS法。エフェクター細胞:ヒトPBMC。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、20:1。48時間インキュベーションしたドナー3例の平均値。標的細胞:組換え安定CHO[OX40]細胞。抗体濃度はnM表示。 BEAT EGFR/CD3抗体を示す概略図である。凡例:[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味する。[(A-)]は、非機能的プロテインA結合部位を意味する。 BEAT EGFR/CD3抗体によるT細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-MTS法。エフェクター細胞:ヒトPBMC。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、10:1。48時間インキュベーションしたドナー4例の平均値。標的細胞:HT-29細胞。抗体濃度はnM表示。 BEAT CD38-HB7最良適合/CD3(SP34)(フォーマットA)及びBEATCD38-9G7最良適合/CD3(SP34-κ2)(フォーマットB)抗体を示す概略図である。[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味する。 BEAT CD38-HB7最良適合/CD3(SP34)抗体によるT細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-FACS法。エフェクター細胞:ヒトPBMC。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、10:1。24時間インキュベーションしたドナー3例の平均値。標的細胞:Daudi細胞。抗体濃度はnM表示。 SPRにより測定した、BEAT CD38-9G7最良適合/CD3(SP34-κ2)抗体とヒトCD3ε1-26_Fc融合タンパク質の間の抗体-抗原相互作用を示す図である。CM5センサーチップは、500RUのヒトCD3ε1-26_F融合タンパク質に共有結合させた。BEAT CD38-9G7最良適合/CD3(SP34-κ2)抗体を、HBS-P中にて、50、25、12.5、6.2、3.1、0.8、及び0.4nM、流速30μl/分で注入した。データを、時間(X軸)に対するレスポンスユニットの数(略号RU;Y軸)として表す。 BEAT CD38/CD3(SP34-κ2)抗体による、T細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-FACS法。エフェクター細胞:ヒトPBMC。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、10:1。24時間インキュベーションしたドナー3例の平均値。標的細胞:Daudi細胞。抗体濃度はnM表示。 BEAT CD20/CD3(SP34)抗体を示す概略図である。[(A+)]は、機能的プロテインA結合部位を意味する。 BEAT CD20/CD3(SP34)抗体による、T細胞リディレクテッドキリングの例を示す図である。読み取り法:RDL-FACS法。エフェクター細胞:ヒトPBMC。エフェクター細胞:標的対象細胞の比は、10:1。24時間インキュベーションしたドナー3例の平均値。標的細胞:Daudi細胞。抗体濃度はnM表示。
本発明は、CD3タンパク質複合体及び疾患関連抗原に結合する新規のヘテロ二量体免疫グロブリンと一般的に関連する。更に、このようなヘテロ二量体免疫グロブリンでは、プロテインAとの結合が低下又は欠損しており、従ってアフィニティークロマトグラフィーを用いて非常に高純度の精製が可能である。
本明細書を解釈するために、下記の定義が適用され、また該当する場合には常に、単数形で用いられる用語には複数形も含まれ、その逆も同様である。本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を記載する目的に限定され、制限するようには意図されないものと理解される。
用語「ポリペプチド」及び「タンパク質」は、アミノ酸残基のポリマーを意味し、アミノ酸は、ペプチド結合により連結して、脱水合成により共に結合したアミノ酸の鎖を形成する。ポリペプチド及びタンパク質は、化学合成又は組換え発現により合成可能であり、またアミノ酸の長さは最短のものに限定されない。
本発明に基づけば、ポリペプチドの群は、単一のポリペプチド鎖から構成されるタンパク質である限り、「タンパク質」を含む。ポリペプチドは、多量体、例えば二量体、三量体、及びより高次のオリゴマー等を更に形成する、すなわち2つ以上のポリペプチド分子からなる場合もある。かかる二量体、三量体等を形成するポリペプチド分子は、同一であっても、また非同一であってもよい。かかる多量体の対応するより高次の構造は、従って
ホモ又はヘテロ二量体、ホモ又はヘテロ-三量体等と呼ばれる。ヘテロ多量体の例として、抗体分子が挙げられ、これは、その本来の形態において、2つの同一の軽鎖ポリペプチド、及び2つの同一の重鎖ポリペプチドから構成される。用語「ポリペプチド」及び「タンパク質」は、天然に修飾されたポリペプチド/タンパク質とも呼ばれ、そのような修飾は、例えばグリコシル化、アセチル化、リン酸化等のような翻訳後修飾により有効となる。かかる修飾は、当技術分野において周知されている。更に、本発明の目的に照らせば、「ポリペプチド」とは、修飾、例えば本来の配列に対する欠損、付加、及び置換等(これらは、本来保存的であり得る)を含むタンパク質を意味する。これらの修飾は、部位特異的突然変異誘発によるように計画的であり得る、又はタンパク質を生成する宿主の突然変異等又はPCR増幅に起因する過誤により、偶発的であり得る。
本明細書で用いる場合、用語「CD3複合体」とは、CD3(分化抗原群3)T細胞コレセプターとして知られているタンパク質複合体を意味する(Wucherpfennig KWら、(2010)Cold Spring Harb Perspect Biol、第2巻(4):a005140)。CD3タンパク質複合体は、4つの異なる鎖から構成される。哺乳動物では、複合体は、CD3γ鎖、CD3δ鎖、及び2つのCD3ε鎖を含有する。これらの鎖は、T細胞レセプター(TCR)として知られている分子と会合し、ζ鎖がTリンパ球内で活性化シグナルを生成する(van der Merwe PA、及びDushek O、(2011)Nat Rev Immunol、第11巻(1):47~55頁)。TCR、ζ鎖、及びCD3分子は、共にTCR複合体を構成する。CD3γ、CD3δ、及びCD3ε鎖は、単一の細胞外免疫グロブリンドメインを含有する免疫グロブリンスーパーファミリーからなる高度に関連した細胞表面タンパク質である。CD3分子の細胞内尾部は、TCRのシグナル伝達能力にとって不可欠である、免疫受容活性化チロシンモチーフ(immunoreceptor tyrosine-based activation motif)又は略してITAMとして知られている単一の保存性モチーフを含む。CD3は、T細胞活性化に必要であるため、CD3を標的とする薬物(多くの場合モノクロナール抗体)は、免疫抑制療法として研究されてきたが、現在も研究されている。
本明細書で用いる場合、用語「疾患関連抗原」とは、疾患プロセスに関与する分子を意味する。疾患関連抗原の例は、広範囲の治療分野、例えば炎症、癌、及び自己免疫疾患等に見出される。腫瘍学では、疾患関連抗原は、患者母集団内の癌、例えば前立腺癌のEpCAM抗原をスクリーニング、及び/又はモニタリング、及び/又は治療の標的とするのに幅広く利用可能な分子である。腫瘍抗原は、腫瘍により直接的に、又は腫瘍の存在に対する反応として非腫瘍細胞により産生され得るが、好ましい腫瘍抗原は細胞表面分子である。炎症性の疾患関連抗原は公知であり、TNF-αやIL-1等の炎症促進性サイトカインが挙げられるが、但しこれらに限定されない。自己免疫疾患関連抗原も公知である;このような例として、全身性エリテマトーデスの二本鎖DNAに対する抗体や、アルツハイマー病のアミロイドβペプチドが挙げられるが、但しこれらに限定されない。
本明細書で引用する場合、用語「免疫グロブリン」とは、用語「抗体」と交換可能に利用可能である。免疫グロブリンには、完全長抗体及びあらゆる抗原結合フラグメント又はその一本鎖が含まれる。免疫グロブリンは、ホモ二量体又はヘテロ二量体であり得る。免疫グロブリン、特に天然由来の抗体は糖タンパク質であり、4つのポリペプチド鎖から構成されるY字形のユニットの1つ又は複数のコピーとして存在する。各「Y」字形は、2つの同一の重鎖(H)のコピーと、2つの同一の軽鎖(L)のコピーを含有し、これら鎖の相対的な分子量によりそのように命名されている。各軽鎖は重鎖と対をなし、また各重鎖は別の重鎖と対をなす。共有結合性の鎖間ジスルフィド結合及び非共有結合性の相互作用がこれらの鎖を共に繋ぐ。免疫グロブリン、特に天然由来の抗体は可変領域を含むが、これは抗原結合部位の2つのコピーである。タンパク質分解酵素のパパインは、「Y」字
形を3つの異なる分子に分割し、2つは、いわゆる「Fab」又は「FAB」フラグメント(Fab=抗原結合フラグメント)、及び1つは、いわゆる「Fc」フラグメント又は「Fc領域」(Fc=結晶化可能なフラグメント)である。Fabフラグメントは、軽鎖の全部及び重鎖の一部から構成される。重鎖は、1つの可変領域(VH)と、3又は4つの定常領域(抗体クラス又はアイソタイプに応じてCH1、CH2、CH3、及びCH4)を含有する。CH1とCH2領域の間の領域は、ヒンジ領域と呼ばれ、Y字形抗体分子の2つのFabアーム間において可撓性を付与し、一定の距離で隔てられた2つの抗原決定基にうまく結合するように、2つのアームが開閉できるようにする。本明細書で引用する場合、「ヒンジ領域」とは、長さ6~62個のアミノ酸からなる配列領域であり、IgA、IgD、及びIgG中にのみ存在し、2本の重鎖を架橋するシステイン残基を含む。IgA、IgD、及びIgGの重鎖は、それぞれ4つの領域、すなわち1つの可変領域(VH)と3つの定常領域(CH1~3)を有する。IgE及びIgMは、1つの可変領域と4つの定常領域(CH1~4)を重鎖上に有する。免疫グロブリンの定常領域は、免疫系の様々な細胞(例えば、エフェクター細胞)及び補体系古典的経路の第1成分(C1q)を含む、宿主組織又は因子との結合に関与している可能性がある。各軽鎖は、1つの共有結合性のジスルフィド結合により、重鎖と通常結合する。各軽鎖は、1つの可変領域(VL)と1つの軽鎖定常領域を備える。軽鎖定常領域は、本明細書ではIGKCと呼ぶκ軽鎖定常領域である、又は本明細書ではIGLCと呼ぶλ軽鎖定常領域である。IGKCは、本明細書ではCκ又はCKと等価で用いられ、また同一の意味を有する。IGLCは、本明細書ではCλ又はCLと等価で用いられ、また同一の意味を有する。用語「IGLC領域」は、本明細書で用いる場合、すべてのλ軽鎖定常領域、例えばIGLC1、IGLC2、IGLC3、IGLC6、及びIGLC7からなる群より選択されるすべてのλ軽鎖定常領域を意味する。VH及びVL領域は、フレームワーク領域(FR又はFW)と呼ばれる、より保存性の領域と共に点在する相補性決定領域(CDR)と呼ばれる超可変性の領域に更に細分化され得る。各VH及びVLは、3つのCDR及び4つのFRから構成され、アミノ末端からカルボキシ末端に向かい、FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4の順序で配列している。重鎖及び軽鎖の可変領域は、抗原と相互作用するエピトープ結合領域を含む。工学的に作出された免疫グロブリンは、異なるエピトープ結合領域フォーマット、例えばscFv、FAB、又はdAbフラグメント等を含み得る。これらのフラグメントは、IgG Fc領域への遺伝子融合により、抗体様の構造に通常組み立てられる。工学的に作出された免疫グロブリンは、ヘテロ二量化増強法を使用して又は使用しないで、ホモ又はヘテロ二量体として構築され得るが、モノ又は二重特異性結合特性を有し得る。
用語「完全長抗体」には、本明細書で用いる場合、可変領域及び定常領域を含む、抗体の本来の生物学的形態を構成する構造が含まれる。例えば、ヒト及びマウスを含むほとんどの哺乳動物では、IgGクラスの完全長抗体は、四量体であり、2つの免疫グロブリン鎖からなる2つの等しい対から構成され、各対は1本の軽鎖及び1本の重鎖を有し、各軽鎖は免疫グロブリン領域VL及び軽鎖定常領域を含み、及び各重鎖は、免疫グロブリン領域VH、CH1(Cγ1)、CH2 (Cγ2)、CH3(Cγ3)、及びCH4(Cγ4)を含む(抗体クラス又はアイソタイプに応じて)。一部の哺乳動物、例えばラクダやラマでは、IgG抗体は、2本の重鎖のみから構成される場合もあり、各重鎖は、Fc領域に連結した可変領域を含む。
抗体は、定常領域毎に遺伝学的に決定されたアイソタイプとも呼ばれる複数のクラスにグループ化される。ヒト軽鎖定常領域は、κ(CK)軽鎖及びλ(Cλ)軽鎖として分類される。重鎖は、ミュー(μ)、デルタ(δ)、ガンマー(γ)、アルファ(α)、又はイプシロン(ε)として分類され、また抗体のアイソタイプを、IgM、IgD、IgG、IgA、及びIgEとそれぞれ定義する。従って、「アイソタイプ」とは、本明細書で用いる場合、その定常領域の化学的及び抗原的特徴的により定義される免疫グロブリンの
あらゆるクラス及び/又はサブクラスを意味する。公知のヒト免疫グロブリンアイソタイプとして、IGHG1(IgG1)、IGHG2(IgG2)、IGHG3(IgG3)、IGHG4(IgG4)、IGHA1(IgA1)、IGHA2(IgA2)、IGHM(IgM)、IGHD(IgD)、及びIGHE(IgE)が挙げられる。いわゆるヒト免疫グロブリン擬ガンマーIGHGP遺伝子は、配列化されているが、スイッチ領域の変化に起因してタンパク質をコードしない追加のヒト免疫グロブリン重鎖定常領域遺伝子を表す(Bensmana Mら、(1988)Nucleic Acids Res、第16巻(7):3108頁)。スイッチ領域が変化しているにもかかわらず、ヒト免疫グロブリン擬ガンマーIGHGP遺伝子は、すべての重鎖定常領域(CH1~CH3)及びヒンジについて、オープンリーディングフレームを有する。その重鎖定常領域に関するすべてのオープンリーディングフレームは、予測された構造的特徴を有するすべてのヒト免疫グロブリン定常領域とよく一致するタンパク質領域をコードする。この更なる擬ガンマーアイソタイプは、本明細書では、IgGP又はIGHGPと呼ぶ。その他の擬免疫グロブリン遺伝子、例えばヒトグロブリン重鎖定常領域εP1及びP2擬遺伝子(IGHEP1及びIGHEP2)等も報告されている。IgGクラスが、治療目的で最も一般的に用いられる。ヒトでは、このクラスは、サブクラスIgG1、IgG2、IgG3、及びIgG4を含む。マウスでは、このクラスは、サブクラスIgG1、IgG2a、IgG2b、IgG2c、及びIgG3を含む。
本明細書で用いる場合、用語「免疫グロブリンフラグメント」には、(i)例えばCH1、CH2、又はCH3領域を含む領域、(ii)Fab’及びFab’-SHを含む、VL、VH、CL、又はCK、及びCH1領域からなるFabフラグメント、(ii)VH領域及びCH1領域からなるFdフラグメント、(iii)単一の可変領域から構成される、dAbフラグメント(Ward ESら、(1989)Nature、第341巻(6242):544~6頁)、(iv)2つの連結したFabフラグメントを含む2価のフラグメントであるF(ab’)2フラグメント、(v)VH領域及びVL領域が、ペ
プチドリンカーにより結合し、2つの領域が会合して抗原結合部位を形成するのを可能にしている単鎖Fvフラグメント(scFv)(Bird REら、(1988)Science、第242巻(4877):423~6頁;Huston JSら、(1988)Proc Natl Acad Sci、米国、第85巻(16):5879~83頁)、(vi)「二重特異性抗体」又は「三重特異性抗体」、遺伝子融合により構築された多価又は多重特異性フラグメント(Holliger Pら、(1993)Proc Natl Acad Sci、米国、第90巻(14):6444~8頁;Tomlinson I、及びHolliger P、(2000)Methods Enzymol、第326巻:461~79頁)、(vii)scFv、二機能性抗体又はFc領域と融合した領域抗体、並びに(viii)同一の抗体又は異なる抗体と融合したscFvが含まれるが、但しこれらに限定されない。
用語「可変領域」とは、抗原結合に関与する領域又はドメインを意味し、また特定の抗原に対する特定の抗体の特異性を規定する。天然由来の抗体では、抗原結合部位は、特異性を規定する2つの可変領域から構成される:一方は重鎖に所在し、本明細書では重鎖可変領域(VH)と呼び、また他方は軽鎖に所在し、本明細書では軽鎖可変領域(VL)と呼ぶ。ヒトでは、重鎖可変領域(VH)は、7つのサブグループ又はサブクラス:VH1、VH2、VH3、VH4、VH5、VH6、及びVH7に分割され得る。場合によっては、特異性は、ラクダ類に見出される重鎖抗体に由来する単一ドメイン抗体のように、2つの領域のうちの1つにのみもっぱら存在する可能性がある。V領域は、通常、長さ約110個のアミノ酸であり、また長さが7~17個のアミノ酸「高度可変領域」と呼ばれる極めて可変性のより短い領域により分離された、15~30個のアミノ酸からなるフレームワーク領域(FR又は「非CDR領域」)と呼ばれるアミノ酸配列の比較的不変性のストレッチ(invariant stretch)から構成される。本来の重鎖及び軽鎖
の可変ドメインは、4つのFRを含み、主としてβ-シートコンフィギュレーションの構成を採り、ループを形成する3つの高度可変領域により連結される。各鎖内の高度可変領域は、FRにより接近して共に保持され、また他の鎖に由来する高度可変領域と共に、抗体の抗原結合部位の形成に寄与する(Kabat EAら、前出を参照)。用語「高度可変領域」とは、本明細書で用いる場合、抗原結合に関わる抗体のアミノ酸残基を意味する。高度可変領域は、後ろになるほど配列変動が最も高くなる及び/又は抗原認識に関与する「相補性決定領域(complementary determining region)」又は「CDR」に由来するアミノ酸残基を一般的に含む。可変領域のナンバリングは、すべてKabatに基づく(Kabat EAら、前出)。
いくつかのCDR定義が現在使用されており、本明細書でも取り入れている。Kabatの定義は、配列変動に基づき、また最も一般的に用いられている(Kabat EAら、前出)。Chothiaは、むしろ構造的なループの場所を引用する(Chothia及びLesk J、(1987)Mol Biol、第196巻:901~917頁)。AbMの定義は、KabatとChothiaの定義間の折衷案であり、Oxford Molecular社のAbM抗体モデリングソフトウェア(Martin ACRら、(1989)Proc Natl Acad Sci、米国、第86巻:9268~9272頁;Martin ACRら、(1991)Methods Enzymol、第203巻:121~153頁;Pedersen JTら、(1992)Immunomethods、第1巻:126~136頁;Rees ARら、(1996)In Sternberg M.J.E.(編)、Protein Structure Prediction.Oxford University Press、Oxford、141~172頁)で用いられている。接触定義が最近導入され(MacCallum RMら、(1996)J Mol Biol、第262巻:732~745頁)、タンパク質データバンクで入手可能である利用可能な複合体構造の解析に基づく。IMGT(登録商標、international ImMunoGeneTics information system(登録商標)によるCDRの定義(http://www.imgt.org)は、すべての種のすべての免疫グロブリン及びT細胞レセプターV領域に関するIMGTナンバリングに基づく(IMGT(登録商標)、the international ImMunoGeneTics information system(登録商標);Lefranc MPら、(1999)Nucleic Acids Res、第27巻(1):209~12頁;Ruiz Mら、(2000)Nucleic Acids Res、第28(1)巻:219~21頁;Lefranc MP(2001)Nucleic Acids Res、第29(1)巻:207~9;Lefranc MP(2003)Nucleic Acids Res、第31(1)巻:307~10頁;Lefranc MPら、(2005)Dev Comp Immunol、第29巻(3):185~203頁;Kaas Qら、(2007)Briefings in
Functional Genomics & Proteomics、第6巻(4):253~64頁)。すべての相補性決定領域(CDR)は、本発明で引用する場合、好ましくは以下のように定義される(Kabat EAら、前出によるナンバリング):LCDR1:24~34、LCDR2:50~56、LCDR3:89~98、HCDR1:26~35、HCDR2:50~65、HCDR3:95~102。
可変ドメインの「非CDR領域」は、フレームワーク領域(FR)として知られている。VL領域の「非CDR領域」は、本明細書で用いる場合、アミノ酸配列:1~23(FRl)、35~49 (FR2)、57~88(FR3)、及び99~107(FR4)を含む。VH領域の「非CDR領域」は、本明細書で用いる場合、アミノ酸配列:1~25(FRl)、36~49(FR2)、66~94(FR3)、及び103~113(FR4)を含む。
本発明のCDRは、上記定義に基づき、また以下のような可変ドメイン残基を有する「拡張型CDR(extended CDR)」を含み得る:LCDR1:24~36、LCDR2:46~56、LCDR3:89~97、HCDR1:26~35、HCDR2:47~65、HCDR3:93~102。これらの拡張型CDRも、やはり、Kabatら、前出によりナンバリングされる。VL領域の「非拡張型CDR領域」は、本明細書で用いる場合、アミノ酸配列:1~23(FR1)、37~45(FR2)、57~88(FR3)、及び98~約107(FR4)を含む。VH領域の「非拡張型CDR領域」は、本明細書で用いる場合、アミノ酸配列:1~25(FR1)、37~46(FR2)、66~92(FR3)、及び103~約113(FR4)を含む。
用語「Fab」若しくは「FAB」、又は「Fab領域」若しくは「FAB領域」には、本明細書で用いる場合、VH、CH1、VL、及び軽鎖定常免疫グロブリン領域を含むポリペプチドが含まれる。Fabは、この領域単独を指す、又は完全長抗体又は抗体フラグメントにおけるこの領域を指す場合がある。
用語「Fc」又は「Fc領域」には、本明細書で用いる場合、抗体重鎖定常領域を含むポリペプチドが含まれるが、但し第1の定常領域免疫グロブリン領域を除く。従って、Fcは、IgA、IgD、及びIgGの最後2つの定常領域免疫グロブリン領域、又はIgE及びIgMの最後3つの定常領域の免疫グロブリン領域、及びこれらの領域に対してN末端側の可撓性ヒンジを意味する。IgA及びIgMの場合、Fcは、J鎖を含み得る。IgGの場合、Fcは、免疫グロブリン領域Cガンマー2及びCガンマー3(Cγ2及びCγ3)、及びCガンマー1(Cγl)及びCガンマー2(Cγ2)の間のヒンジを含む。Fc領域の境界は変化し得るが、ヒトIgG重鎖Fc領域は、そのカルボキシル末端に残基C226又はP230を含むように通常定義され、この場合のナンバリングはEUインデックスに基づく。Fcは、この領域単独を指す、又はFcポリペプチド、例えば抗体におけるこの領域を指す場合がある。
用語「免疫グロブリン定常領域」は、本明細書で用いる場合、ヒト又は動物種に由来する免疫グロブリン又は抗体重鎖定常領域を意味し、またすべてのアイソタイプを含む。好ましくは、免疫グロブリン定常領域は、ヒト由来であり、またIGHG1 CH1、IGHG2 CH1、IGHG3 CH1、IGHG4 CH1、IGHA1 CH1、IGHA2 CH1、IGHE CH1、IGHEP1 CH1、IGHM CH1、IGHD CH1、IGHGP CH1、IGHG1 CH2、IGHG2 CH2、IGHG3 CH2、IGHG4 CH2、IGHA1 CH2、IGHA2 CH2、IGHE
CH2、IGHEP1 CH2、IGHM CH2、IGHD CH2、IGHGP CH2、IGHG1 CH3、IGHG2 CH3、IGHG3 CH3、IGHG4 CH3、IGHA1 CH3、IGHA2 CH3、IGHE CH3、IGHEP1 CH3、IGHM CH3、IGHD CH3、IGHGP CH3、IGHE CH4
及び IGHM CH4からなる、但しこれらに限定されない群から選択される。好ましい「免疫グロブリン定常領域」は、ヒトのIGHE CH2、IGHM CH2、IGHG1 CH3、IGHG2 CH3、IGHG3 CH3、IGHG4 CH3、IGHA1 CH3、IGHA2 CH3、IGHE CH3、IGHM CH3、IGHD
CH3 及び IGHGP CH3からなる群より選択される。より好ましい「免疫グロブリン定常領域」は、ヒトのIGHG1 CH3、IGHG2 CH3、IGHG3 CH3、IGHG4 CH3、IGHA1 CH3、IGHA2 CH3、IGHE CH3、IGHM CH3、IGHD CH3、及びIGHGP CH3からなる群より選択される。
用語「エピトープ結合領域」には、免疫グロブリン分子が1つ又は複数のエピトープと特異的に結合可能にする、最低限のアミノ酸配列を有するポリペプチド又はそのフラグメ
ントが含まれる。天然由来の抗体は、抗原結合、又は複合部位、又はパラトープとしても公知である2つのエピトープ結合領域を有する。天然由来の抗体中のエピトープ結合領域は、VH及び/又はVLドメインのCDR領域内に限局しており、そこでアミノ酸媒介性のエピトープ結合が見出される。天然由来の抗体に付加して、人工的なVHドメイン、又はVLドメイン、又はそのフラグメント、及びその組み合わせを工学的に作出して、エピトープ結合領域を提供することができる(Holt LJら、(2003)Trends
Biotechnol、第21巻(11):484~490頁;Polonelli Lら、(2008)PLoS ONE、第3巻(6):e2371頁)。非免疫グロブリンに基づくエピトープ結合領域の例は、エピトープ結合領域を工学的に作出するための「スキャフォールド」として用いられる人工タンパク質ドメイン(Binz HKら、(2005)Nat Biotechnol、第23巻(10):1257~1268頁)、又はペプチド模倣体(Murali R、及びGreene MI(2012)Pharmaceuticals、第5巻(2):209~235頁)に見出すことができる。好ましくは、用語「エピトープ結合領域」には、免疫グロブリン分子が1つ又は複数のエピトープと特異的に結合可能にする結合部位を共に形成する、1つ又は複数の重鎖可変ドメインと1つ又は複数の相補的な軽鎖可変ドメインとの組み合わせが含まれる。本発明に例示するようなエピトープ結合領域の例として、scFv及びFABが挙げられる。
本明細書で用いる場合、用語「エピトープ」には、動物において、好ましくは哺乳動物、及び最も好ましくはヒトにおいて、抗原誘発性又は免疫誘発性の活性を有するポリペプチド又はタンパク質又は非タンパク質分子のフラグメントが含まれる。免疫誘発性の活性を有するエピトープは、動物において抗体反応を引き起こすポリペプチド又はタンパク質のフラグメントである。抗原誘発性の活性を有するエピトープは、当業者にとって周知の任意の方法、例えば免疫測定法により決定されるような、抗体又はポリペプチドが特異的に結合するポリペプチド又はタンパク質のフラグメントである。抗原誘発性のエピトープは、必ずしも免疫誘発性である必要はない。好ましくは、用語「エピトープ」は、本明細書で用いる場合、少なくとも約3~5個、好ましくは約5~10、又は15個のアミノ酸であって、かつ約1,000個以下のアミノ酸(又はその間の任意の整数)からなるポリペプチド配列を意味し、かかる配列に応答して生成された抗体と、そのもの又はより長い配列の一部として結合する配列を定義する。フラグメントの長さについて上限臨界値は存在せず、ほぼ完全長のタンパク質配列、又は1つ又は複数のエピトープを含む融合タンパク質さえも含み得る。対象とする発明で用いられるエピトープは、導出元の親タンパク質の部分の配列と全く同じ配列を有するポリペプチドに限定されない。従って、用語「エピトープ」は、本来の配列と同一の配列の他、本来の配列の修飾、例えば欠損、付加、及び置換等(一般的に保存的な性質の)を含む。タンパク質抗原のエピトープは、その構造及びエピトープ結合部位との相互作用に基づき、立体構造エピトープ(conformational epitope)及び直線状エピトープ(linear epitope)の2つのカテゴリーに分割される(Goldsby Rら、(2003)“Antigens (Chapter3)”Immunology(第5版)、New York:W.H.Freeman and Company、57~75頁、ISBN 0-7167-4947-5)。立体構造エピトープは、抗原のアミノ酸配列の不連続なセクションから構成される。このエピトープは、抗原の3D表面特性、及び形状、又は三次構造に基づき、パラトープと相互作用する。ほとんどのエピトープは、立体構造エピトープである。対照的に、直線状エピトープは、その一次構造に基づき、パラトープと相互作用する。直線状エピトープは、抗原由来の連続的なアミノ酸配列により形成される。
用語「ヘテロ二量体ヘテロ免疫グロブリン」、又は「ヘテロ二量体フラグメント」、又は「ヘテロ二量体」、又は「重鎖のヘテロ二量体」は、本明細書で用いる場合、免疫グロブリン分子、又は第1及び第2のポリペプチドを少なくとも含むその部分、例えば第1及び第2の領域を含み、第2のポリペプチドのアミノ酸配列は第1のポリペプチドの配列と
異なる。好ましくは、ヘテロ二量体免疫グロブリンは、2本のポリペプチド鎖を含み、第1の鎖は、第2の鎖とは非同一の少なくとも1つの領域を有し、また両方の鎖はその非同一領域を介して会合する、すなわち相互作用する。より好ましくは、ヘテロ二量体免疫グロブリンは、少なくとも2つの異なるリガンド、抗原、又は結合部位に対して結合特異性を有する、すなわち二重特異性である。ヘテロ二量体免疫グロブリンには、本明細書で用いる場合、完全長二重特異性抗体、二重特異性Fab、二重特異性F(ab’)2、Fc
領域と融合した二重特異性scFv、Fc領域と融合した二機能性抗体、及びFc領域と融合したドメイン抗体が含まれるが、但しこれらに限定されない。
用語「ホモ二量体免疫グロブリン」、又は「ホモ二量体フラグメント」、又は「ホモ二量体」、又は「重鎖のホモ二量体」は、本明細書で用いる場合、免疫グロブリン分子、又は第1及び第2のポリペプチドを少なくとも含むその部分、例えば第1及び第2の領域を含み、第2のポリペプチドのアミノ酸配列は、第1のポリペプチドの配列と同一である。好ましくは、ホモ二量体免疫グロブリンは、2本のポリペプチド鎖を含み、第1の鎖は、第2の鎖と同一の少なくとも1つの領域を有し、また両方の鎖はその同一の領域を介して会合する、すなわち相互作用する。好ましくは、ホモ二量体免疫グロブリンフラグメントは、少なくとも2つの領域を含み、第1の領域は、第2の領域と同一であり、また両方の領域は、そのタンパク質-タンパク質界面を介して会合する、すなわち相互作用する。
本発明に含まれるすべての免疫グロブリン定常領域について、ナンバリングは、IMGT(登録商標)(IMGT(登録商標);前出)に準拠し得る。
IGHG1、IGHG2、IGHG3、及びIGHG4からなる群より選択されるすべてのヒトCH1、CH2、CH3免疫グロブリン重鎖定常領域について、ナンバリングは、「EUナンバリングシステム」(Edelman GMら、(1969)Proc Natl Acad Sci、米国、第63巻(1):78~85頁)に準拠し得る。IGHG1のヒトCH1、ヒンジ、CH2、及びCH3定常領域に関する文献全文は、IMGTデータベースに見出すことができる(IMGT(登録商標);前出)。
ヒトκ免疫グロブリン軽鎖定常領域(IGKC)について、ナンバリングは、「EUナンバリングシステム」(Edelman GMら、前出)に準拠し得る。ヒトCK領域に関する文献全文は、IMGTデータベースに見出すことができる(IMGT(登録商標);前出)。
ヒトλ免疫グロブリン軽鎖定常領域(IGLC1、IGLC2、IGLC3、IGLC6、及びIGLC7)について、ナンバリングは、「Kabatナンバリングシステム」(Kabat EAら、前出)に準拠し得る。ヒトIGLC領域に関する文献全文は、IMGTデータベースに見出すことができる(IMGT(登録商標);前出)。
ヒトIGHG1免疫グロブリン重鎖定常領域は、本明細書で引用する場合、下記の領域境界を有する:CH1領域(EUナンバリング:118~215)、ヒンジγ1領域(EUナンバリング:216~230)、CH2領域(EUナンバリング:231~340)、及びCH3領域(EUナンバリング:341~447)。本明細書で引用するヒトCK領域は、残基108~214(EUナンバリング)に及ぶ。本明細書で引用するヒトIGLC1、IGLC2、IGLC3、IGLC6、及びIGLC7領域は、残基108~215(Kabatナンバリング)に及ぶ。
用語「アミノ酸」又は「アミノ酸残基」には、本明細書で用いる場合、天然のアミノ酸の他に、非天然のアミノ酸が含まれる。好ましくは、天然のアミノ酸が含まれる。
用語「修飾」又は「アミノ酸修飾」には、本明細書では、ポリペプチド配列内のアミノ酸置換、挿入、及び/又は欠損が含まれる。用語「置換」又は「アミノ酸置換」又は「アミノ酸残基置換」は、本明細書で用いる場合、アミノ酸配列内の第1のアミノ酸残基が第2のアミノ酸残基と置換することを意味し、この場合、第1のアミノ酸残基は、第2のアミノ酸残基とは異なる、すなわち置換したアミノ酸残基は置換されたアミノ酸とは異なる。例えば、置換R94Kは、94の位置のアルギニンがリジンと置換した、変異ポリペプチドを意味する。例えば、94Kは、94の位置におけるリジンとの置換を表す。本明細書の場合、多重置換は、スラッシュ又はコンマにより一般的に区別される。例えば「R94K/L78V」又は「R94K,L78V」は、置換R94K及びL78Vを含む二重変異体を意味する。「アミノ酸の挿入」又は「挿入」とは、本明細書で用いる場合、親ポリペプチド配列内の特定の位置にアミノ酸を付加することを意味する。例えば、挿入-94は、94の位置における挿入を表す。「アミノ酸の欠損」又は「欠損」とは、本明細書で用いる場合、親ポリペプチド配列内の特定の位置でアミノ酸を除去することを意味する。例えば、R94-は、94の位置におけるアルギニンの欠損を表す。
特定の実施形態では、プロテインAとの結合が「減少する」、「低下する」、又はその「低下」という用語は、親、すなわち非修飾免疫グロブリン又は野生型IgG又は野生型ヒトIgGのFc領域を有するIgGと比較して、修飾された免疫グロブリン又はそのフラグメントとプロテインAとの結合が、少なくとも25%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、97%、又は99%、最大100%(除去)の全体的な減少を意味し、標準技術による公知の方法、例えば本明細書に記載する方法等により検出される。ある特定の実施形態では、これらの用語は、あるいは全体的な減少の倍率が、10倍(すなわち、1log)、100倍(2log)、1,000倍(又は3log)、10,000倍(又は4log)、又は100,000倍(又は5log)を意味し得る。
プロテインA結合を「取り除く」、「無効にする」、その「除去」、又は「無効」という用語は、親、すなわち非修飾免疫グロブリン又は野生型IgG、又は野生型ヒトIgGのFc領域を有するIgGと比較して、修飾された免疫グロブリン又はそのフラグメントとプロテインAとの結合が全体として100%減少すること、すなわち修飾された免疫グロブリン又はそのフラグメントのプロテインAとの結合が完全喪失することを意味し、標準技術による公知の方法、例えば本明細書に記載する方法等により検出される。
同様に、アフィニティー試薬との結合が「減少する」、「低下する」、又はその「低下」という用語は、親、すなわち非修飾免疫グロブリン又は野生型IgG又は野生型ヒトIgGのFc領域を有するIgGと比較して、修飾された免疫グロブリン又はそのフラグメントとアフィニティー試薬との結合が、少なくとも25%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、97%、又は99%、最大100%(除去)の全体的な減少を意味し、標準技術による公知の方法、例えば本明細書に記載する方法等により検出される。ある特定の実施形態では、これらの用語は、あるいは全体的な減少の倍率が、10倍(すなわち、1log)、100倍(2log)、1,000倍(又は3log)、10,000倍(又は4log)、又は100,000倍(又は5log)を意味し得る。
アフィニティー試薬との結合を「取り除く」、「無効にする」、その「除去」、又は「無効」という用語は、親、すなわち非修飾免疫グロブリン又は野生型IgG、又は野生型ヒトIgGのFc領域を有するIgGと比較して、修飾された免疫グロブリン又はそのフラグメントとアフィニティー試薬との結合が全体として100%減少すること、すなわち修飾された免疫グロブリン又はそのフラグメントのアフィニティー試薬との結合が完全喪失することを意味し、標準技術による公知の方法、例えば本明細書に記載する方法等によ
り検出される。
「二重特異性抗体」とは、少なくとも2つの異なる抗原に対して結合特異性を有するモノクロナール抗体である。ある特定の実施形態では、二重特異性抗体は、親の抗体と比較して、VH領域内に1つ又は複数のアミノ酸修飾を有する二重特異性抗体である。ある特定の実施形態では、二重特異性抗体は、ヒト又はヒト化抗体であり得る。また、二重特異性抗体は、標的抗原を発現する細胞に細胞毒性薬を局在化させるのにも利用可能である。このような抗体は、標的抗原結合アーム、及び例えばサポリン、抗インターフェロンα、ビンカアルカロイド、リシンA鎖、メトトレキサート、又は放射性同位体ハプテン等の細胞毒性薬に結合するアームを有する。二重特異性抗体は、完全長抗体又は抗体フラグメントとして調製可能である。二重特異性抗体の作製方法は、当技術分野において公知である。伝統的に、二重特異性抗体の組換え生成は、2対の免疫グロブリン重鎖-軽鎖の同時発現に基づき、この場合、2つの重鎖は異なる特異性を有する(Milstein及びCuello、(1983)Nature、第305巻:537~40頁)。免疫グロブリンの重鎖及び軽鎖は非選択組み合わせであることから、そのハイブリドーマ(クアドローマ)は、異なる抗体分子の混合物を生成する可能性があり、そのうちの1つのみが正しい二重特異性構造を有する。正しい分子の精製は、アフィニティークロマトグラフィーステップにより通常実施されるが、この精製法はかなり煩雑であり、生成物の収率も低い。類似した手順は、国際公開第1993/08829号、及びTrauneckerらの(1991)EMBO J、第10巻:3655~9頁に開示されている。異なるアプローチによれば、所望の結合特異性を有する抗体可変領域(抗体抗原結合部位)は、免疫グロブリン定常領域配列と融合している。融合の相手は、例えばヒンジ、CH2、及びCH3領域の少なくとも一部を含む免疫グロブリン重鎖定常領域である。ある特定の実施形態では、軽鎖結合に必要な部位を備えた第1の重鎖定常領域(CH1)が、少なくとも1つの融合体中に存在する。免疫グロブリン重鎖融合体、及び所望の場合には免疫グロブリン軽鎖をコードするDNAは、異なる発現ベクターに挿入され、適する宿主生物内に同時トランスフェクトされる。こうすれば、構築で用いられる3本のポリペプチド鎖の比が等しくなく、そのような比が最適な収率を実現するような実施形態においては、3本のポリペプチドフラグメントの相互の割合を調整する際に柔軟性が得られる。しかし、少なくとも2つのポリペプチド鎖が等しい比で発現し、これが高収率を実現する場合、又は比が特に重要でない場合には、2本又は3本すべてのポリペプチド鎖に関するコーディング配列を、1つの発現ベクター内に挿入することも可能である。
二重特異性抗体には、架橋型又は「ヘテロコンジュゲート」抗体が含まれる。例えば、ヘテロコンジュゲート内の1つの抗体はアビジンと、他方はビオチンと結合可能である。かかる抗体は、免疫系細胞が、例えば望ましくない細胞を標的とするように(米国特許第4,676,980号)、またHIV感染の治療用として(国際公開第1991/00360号、同第1992/00373号、及び欧州特許第03089号)提案されている。ヘテロコンジュゲート抗体は、任意の好都合な架橋法を用いて作製可能である。適する架橋剤は、いくつかの架橋技法と共に当技術分野において周知されている(米国特許第4,676,980号を参照)。3価以上の抗体も考えられる。例えば、三重特性抗体が調製可能である(Tutt Aら、(1991)J.Immunol.、第147巻:60~9頁を参照)。
いくつかの実施形態では、本開示は、二重特異性ヘテロ二量体免疫グロブリン若しくはそのフラグメント、又はCD3と、腫瘍抗原、サイトカイン、血管増殖因子、及びリンパ脈管新生増殖因子(lympho-angiogenic growth factor)の群の内より選択される疾患関連抗原とに結合する二重特異性完全長抗体を提供する。好ましくは、二重特異性ヘテロ二量体免疫グロブリン若しくはそのフラグメント又は二重特異性抗体は、CD3と、CD33、TROP2、CD105、GD2、GD3、CEA
、VEGFR1、VEGFR2、NCAM、CD133、CD123、ADAM17、MCSP、PSCA、FOLR1、CD19、CD20、CD38、EpCAM、HER2、HER3、EGFR、PSMA、IgE、インテグリンa4b1、CCR5、LewisY、FAP、MUC-1、Wue-1、MSP、EGFRvIII、Pグリコプロテイン、AFP、ALK、BAGEタンパク質、CD30、CD40、CTLA4、ErbB3、ErbB4、メソテリン、OX40、CA125、CAIX、CD66e、cMet、EphA2、HGF/SF、MUC1、ホスファチジルセリン、TAG-72、TPBG、β-カテニン、brc-abl、BRCA1、BORIS、CA9、カスパーゼ-8、CDK4、サイクリン-B1、CYP1B1、ETV6-AML、Fra-1、FOLR1、ゲージ-1、ゲージ-2、GloboH、グリピカン-3、GM3、gp100、HLA/B-raf、HLA/k-ras、HLA/MAGE-A3、hTERT、LMP2、MAGE1、MAGE2、MAGE3、MAGE4、MAGE6、MAGE12、MART-1、ML-IAP、Muc2、Muc3、Muc4、Muc5、Muc16、MUM1、NA17、NY-BR1、NY-BR62、NY-BR-85、NY-ESO1、p15、p53、PAP、PAX3 PAX5、PCTA-1、PLAC1、PRLR、PRAME、RAGEタンパク質、Ras、RGS5、Rho、SART-1、SART-3、Steap-1、Steap-2、スルビビン、TAG-72、TGF-β、TMPRSS2、Tn、TRP-1、TRP-2、チロシナーゼ、ウロプラキンn-3、PSMAからなる群より選択される疾患関連抗原とに結合する。好ましくは、二重特異性ヘテロ二量体免疫グロブリン若しくはそのフラグメント、又は二重特異性抗体は、CD3とHER2、又はCD3とCD38、又はCD3とOX40とに結合する。
プロテインA:プロテインAは、黄色ブドウ球菌のいくつかの系統により産生される細胞壁構成要素であり、単一のポリペプチド鎖から構成される。プロテインA遺伝子産物は、病原体の細胞壁に直列に連結した5つの相同的リピートから構成される。5つのドメインは、長さ約58個のアミノ酸であり、EDABCで表され、それぞれは免疫グロブリン結合活性を示す(Tashiro M、及びMontelione GT(1995)Curr.Opin.Struct.Biol.、第5巻(4):471~481頁)。5つの相同的免疫グロブリン結合ドメインは、3束のヘリックスに折り畳まれている。各ドメインは、多くの哺乳動物種由来のタンパク質、とりわけIgGに結合することができる(Hober Sら、(2007)J.Chromatogr.B Analyt.Technol.Biomed.Life Sci.、第848巻(1):40~47頁)。プロテインAは、ほとんどの免疫グロブリンの重鎖に、Fc領域において結合するだけでなく、ヒトVH3ファミリーの場合はFab領域においても結合する(Jansson Bら、(1998)FEMS Immunol.Med.Microbiol.、第20巻(1):69~78頁)。プロテインAは、ヒト、マウス、ウサギ、及びモルモットを含む様々な種に由来するIgGに結合するが、ヒトIgG3には結合しない(Hober
Sら、(2007)前出)。ヒトIgG3がプロテインAに結合できないのは、ヒトIgG3のFc領域内にはH435R及びY436F置換が存在することにより説明可能である(EUナンバリング、Jendebergら、(1997)J.Immunol.Methods、第201巻(1):25~34頁)。IgGの他に、プロテインAは、IgM及びIgAとも相互作用する。
ヒトVHサブクラスの中でも、VH3は、プロテインAに結合する唯一のサブクラスであり(Graille Mら、(2000)Proc.Natl.Acad.Sci.米国、第97巻(10):5399~5404頁)、またプロテインAの5つすべてのドメインは、この可変ドメインサブクラスに結合することが公知である(Jansson Bら、(1998)FEMS Immunol.Med.Microbiol.、第20巻(1):69~78頁)。VH3ベースの免疫グロブリン又はそのフラグメントは、バイオテクノロジー業界にとって多大な重要性を有する。VH3ベースの分子がプロテインA
に結合する能力は、その機能的な事前スクリーニングをし易くするので、VH3ベースの分子は幅広く開発されており、従って多くの合成若しくはドナーベースのファージディスプレーライブラリ、又は抗体の探索で用いられる遺伝子組換え動物技術は、VH3サブクラスに基づく。更に、VH3ベースの分子は、その他の公知の重鎖可変ドメインサブクラスよりも発現及び安定性において良好であることから、頻繁に選択される。
プロテインAが、そのように高いアフィニティーを有して抗体に結合する能力は、生物医薬品においてそれを工業的規模で使用する動機付けとなる。バイオ医薬品業界で抗体を製造する際に用いられるプロテインAは、大腸菌(E.coli)内での組換え法により通常製造され、また天然のプロテインAと実質的に同様に機能する(Liu HFら、(2010)MAbs、第2巻(5):480~499頁)。最も一般的には、組換えプロテインAは、抗体精製用の固定相クロマトグラフィー樹脂に結合している。最適な結合は、pH8.2で生ずるが、結合は、中性又は生理条件(pH7.0~7.6)においても良好である。溶出は、酸性pH(グリシン-HCl、pH2.5~3.0)に向かってpHを変化させることにより通常実現する。この溶出法は、タンパク質構造に永久的な影響を及ぼすことなく、ほとんどのタンパク質-タンパク質及び抗体-抗原結合相互作用を有効に解離させる。それにもかかわらず、一部の抗体やタンパク質は、低pHにより損傷を受けることがあり、低pH条件に置かれる時間を最低限に抑えるために、回収直後に1/10容量のアルカリ性バッファー、例えば1Mトリス-HCl、pH8.0等を添加して中和するのが最良である。
様々なプロテインAクロマトグラフィー樹脂が市販されている。これらのメディア間の主要な差異として、支持マトリックスの種類、プロテインAのリガンド修飾,ポアサイズ、及び粒子サイズが挙げられる。このような因子の差異は、吸着剤の圧縮率、化学的及び物理的頑健性、拡散抵抗、及び結合能力の差異の原因となる(Hober Sら、(2007)、前出)。プロテインAクロマトグラフィー樹脂の例として、実施例で用いられるような、GEヘルスケア社製のMabSelect SuRe(商標)プロテインA樹脂、及びMabSelect(商標)プロテインA樹脂が挙げられるが、但しこれらに限定されない。
用語「クロマトグラフィー」は、タンパク質液体クロマトグラフィーを意味し、タンパク質の混合物を分析又は精製するのに多くの場合用いられる液体クロマトグラフィーの形態の高速タンパク質液体クロマトグラフィー(FPLC)を含む。その他の形態のクロマトグラフィーと同様に、混合物の異なる成分は、2つの物質、多孔性の固体(固定相)とこれを通過する移動流体(移動相)に対して異なる親和性を有するので、分離が可能である。FPLCでは、移動相は水溶液又は「バッファー」である。バッファーの流速は、重力流下で操作可能、又は一定速度に通常保たれる容積移送式真空ポンプにより制御可能であり、一方バッファーの組成は、2つ又はそれ以上の外部リザーバーから異なる割合で液体を供給することにより変化し得る。固定相は、ビーズ、通常架橋されたアガロースから構成された樹脂であり、円筒形のガラス製又はプラスチック製のカラムに充填される。FPLC樹脂が、用途に応じて、ビーズサイズ及び表面リガンドについて幅広い範囲で利用可能である。
「アフィニティークロマトグラフィー」のプロセスは、固定相に架橋しており、また特定の分子又は分子のクラスに対して結合アフィニティーを有するリガンドとして、アフィニティー試薬を使用することと関係する。リガンドは、タンパク質リガンドのような生体分子であり得る、又は合成分子であり得る。いずれの種類のリガンドも、良好な特異性を有する傾向がある。製造で最も一般的に用いられるタンパク質リガンドは、アフィニティー試薬のプロテインAである。アフィニティークロマトグラフィーでは、溶液(例えば、対象とするタンパク質を含有する未精製の細胞上清)がカラム上に負荷されると、汚染物
質(その他のタンパク質、脂質、炭水化物、DNA、顔料等)は、カラムを通過可能である一方、標的タンパク質は通常吸着する。吸着剤そのものがクロマトグラフィーカラムに通常充填される;しかし、吸着段階は、バッチ結合モードにおいて、撹拌されたスラリーとして吸着剤を用いることにより実施可能である。吸着後の次の段階は洗浄段階であり、この段階では、残留汚染物質を除去するために、吸着剤が洗浄される。結合したタンパク質は、次に半純粋又は純粋の形態で溶出する。溶出は、タンパク質が、固定リガンドともはや相互作用できず、遊離するように、バッファー又は塩組成を変更することにより通常達成される。いくつかの事例では、対象とするタンパク質は、アフィニティー樹脂に結合しない場合もあり、またアフィニティークロマトグラフィーは、望ましくない汚染物質を結合させるのが目的であり、従って対象とするタンパク質を単離するために未結合分画が収集される。アフィニティークロマトグラフィーは、固定化したベッド又は流動化したベッド内でも実施可能である。
用語「グラジエントモードクロマトグラフィー」とは、「溶出」バッファー(バッファーB)の割合が、漸進的に又は段階的に0%~100%まで増加するクロマトグラフィー法を意味する。
用語「捕捉溶出モード(capture-elution mode)クロマトグラフィー」又は「捕捉溶出精製モード」又は「捕捉溶出精製」とは、「溶出」バッファー(バッファーB)の割合が漸進的又は段階的に0%~100%まで増加するのではなく、捕捉後に100%で直接適用され、また任意選択的に泳動バッファーによる洗浄ステップ(バッファーA)を伴うクロマトグラフィー法を意味する。
CD3を標的とするヘテロ二量体免疫グロブリンの開発
本発明は、上記のような重鎖及び軽鎖CDRを含み、またヒト遺伝子IGHV3-23*04(配列番号22)の生成物である、又はこれに由来する重鎖可変フレームワーク領域を更に含むCD3タンパク質複合体に結合するエピトープ結合領域を提供する。重鎖可変フレームワーク領域は、配列番号18のアミノ酸配列を含む対応するマウス抗体OKT3の重鎖可変領域の対応するフレームワーク領域に由来する少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。好ましくは、アミノ酸修飾は、アミノ酸置換である。一般的に、7つ以下、好ましくは6つ以下、好ましくは5つ以下、好ましくは4つ以下、より好ましくは3つ以下、なおいっそうより好ましくは2つ以下、最も好ましくは1つを超えないアミノ酸修飾が、フレームワーク領域内で実施される。いくつかの実施形態では、本開示は、CD3タンパク質複合体と結合するエピトープ結合領域を提供し、この場合、重鎖可変領域のフレームワーク領域のアミノ酸修飾は、34、48、49、58、69、71、及び73からなる群より選択されるアミノ酸の位置においてアミノ酸置換を含み:また、各群メンバーのアミノ酸の位置は、Kabatナンバリングに基づき示される。好ましくは、重鎖可変領域のフレームワーク領域のアミノ酸置換は、I34M、V48I、A49G、R58N、R58Y、I69L、A71T、及びT73Kからなる群より選択される。重鎖可変領域のフレームワーク領域の好ましいアミノ酸置換は、34、49、及び71からなる群より選択されるアミノ酸の位置にある。重鎖可変領域のフレームワーク領域のより好ましいアミノ酸置換は、I34M、A49G、及びA71Tからなる群より選択される。
更なる態様では、CD3タンパク質複合体に結合する第1のポリペプチドのエピトープ結合領域は、IGKV1-39*01(配列番号23)、及びIGKV3-20*01(配列番号24)からなる群より選択されるヒト遺伝子の生成物である、又はこれに由来する軽鎖可変フレームワーク領域を含む。軽鎖可変フレームワーク領域は、配列番号19のアミノ酸配列を含む対応するマウス抗体OKT3の軽鎖可変領域の対応するフレームワーク領域に由来する少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。好ましくは、アミノ酸修飾はアミノ酸置換である。一般的に、8つ以下、好ましくは7つ以下、好ましくは6つ以下、好
ましくは5つ以下、好ましくは4つ以下、より好ましくは3つ以下、なおいっそうより好ましくは2つ以下、最も好ましくは1つを超えないアミノ酸修飾が、フレームワーク領域内で実施される。いくつかの実施形態では、本開示は、CD3タンパク質複合体と結合するエピトープ結合領域を提供し、この場合、軽鎖可変領域配列のフレームワーク領域のアミノ酸修飾は、4、33、34、46、47、66、71、及び96からなる群より選択されるアミノ酸の位置においてアミノ酸置換を含む。好ましくは、軽鎖可変領域のフレームワーク領域のアミノ酸置換は、M4L、V33M、A34N、L46R、L47W、R66G、F71Y、及びP96Fからなる群より選択される。軽鎖可変領域のフレームワーク領域の好ましいアミノ酸置換は、4、46、及び47からなる群より選択されるアミノ酸の位置にある。軽鎖可変領域のフレームワーク領域のより好ましいアミノ酸置換は、M4L、L46R、L47W、及びF71Yからなる群より選択される。いくつかの実施形態では、CD3タンパク質複合体と結合する第1のポリペプチドのエピトープ結合領域は、上記のような重鎖可変領域配列のフレームワーク領域のアミノ酸修飾、及び上記のような軽鎖可変領域配列のフレームワーク領域のアミノ酸修飾を含み得る。
本開示は、配列番号27~38、64~68、及び359からなる群より選択される、好ましくは配列番号359より選択される重鎖配列を含むCD3タンパク質複合体と結合する抗体又はそのフラグメントも提供する。本開示は、配列番号39~47、69~90、及び360からなる群、好ましくは配列番号360より選択される軽鎖配列を含むCD3タンパク質複合体と結合する抗体又はそのフラグメントも提供する。
このような重鎖及び軽鎖可変領域配列のそれぞれは、CD3タンパク質複合体に結合可能であることを踏まえれば、重鎖及び軽鎖可変領域配列は、本発明の抗CD3結合分子を生み出すのに「混合及びマッチ」可能である。かかる「混合及びマッチ」した抗体のCD3結合は、例えば実施例に記載されているような結合アッセイ法を用いて試験可能である。
ホモ二量体形成よりもヘテロ二量体形成を促進する免疫グロブリン定常領域の工学的作出
ヘテロ二量体免疫グロブリンを生成する方法は、当技術分野において公知であり、最も単純な方法の1つは、2つの異なる免疫グロブリン鎖の単細胞内発現法に準拠する(国際公開第95/33844号、Lindhofer H、及びThierfelder S)。工学を用いないこの単純な方法は、対象とするヘテロ二量体よりもホモ二量体種が形成されることにより制限される(Kufer Pら、(2004)Trends Biotechnol.、第22巻(5):238~244頁)。重鎖のヘテロ二量化を強化する相補的な技術を用いると(Merchant AMら、(1998)Nat.Biotechnol.、第16巻(7):677~681頁)、より多くのヘテロ二量体の生成を実現し得るが、なおも有意な量の望ましくないホモ二量体の生成を引き起こす(Jackman Jら、(2010)J Biol Chem.、第285巻(27):20850~9頁;Klein Cら、(2012)MAbs、第4巻(6):653~63頁)。従って、本発明は、BEAT(登録商標)技術に記載されている方法を利用するが(PCT公開番号:国際公開第2012/131555号)、同方法は、先行技術の方法よりも優れたヘテロ二量体化を示すバイオミミクリーという独自の概念に基づく。BEAT技術は、天然由来のホモ又はヘテロ二量体免疫グロブリンドメインの対間の界面交換に基づき、Fcベースの二重特異性抗体のための構成ブロックとして利用可能である新規のヘテロ二量体を生み出す。
1つの態様では、本発明は、第1及び第2のポリペプチドを含むヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントを提供するが、第1及び第2のポリペプチドは、タンパク質-タンパク質界面を有する修飾されたCH3ドメインを備えた、工学的に作出された免疫グロブリン定常領域を含み、この場合、第1のポリペプチドのタンパク質-タンパク質界
面は、3、5、7、20、22、26、27、79、81、84、84.2、85.1、86、88、及び90(IMGT(登録商標)ナンバリング)からなる群より選択される位置にアミノ酸置換を含み、並びに第2のポリペプチドのタンパク質-タンパク質界面は、84.4の位置及び3、5、7、20、22、26、27、79、81、84、84.2、85.1、86、88、及び90(IMGT(登録商標)ナンバリング)からなる群より選択される位置にアミノ酸置換を含む。
更なる実施形態では、本発明は、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントを提供し、この場合、第1及び第2のポリペプチドは、タンパク質-タンパク質界面を有する修飾されたCH3ドメインを備えた、工学的に作出された免疫グロブリン定常領域を含み、第1のポリペプチドのタンパク質-タンパク質界面は、88の位置、及び3、5、7、20、22、26、27、79、81、84、84.2、85.1、86、及び90(IMGT(登録商標)ナンバリング)からなる群より選択される位置にアミノ酸置換を含み、並びに第2のポリペプチドのタンパク質-タンパク質界面は、85.1及び/又は86の位置、及び3、5、7、20、22、26、27、79、81、84、84.2、84.4、88、及び90(IMGT(登録商標)ナンバリング)からなる群より選択される位置にアミノ酸置換を含み、第1の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域内の88の位置で置換されたアミノ酸残基は、第2の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域内の85.1及び/又は86の位置で置換されたアミノ酸残基と相互作用するが、但し各群メンバーのアミノ酸の位置は、IMGT(登録商標)ナンバリングに基づき表される。
好ましくは、第1の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で、88の位置において置換されるアミノ酸残基は、88W及びその保存的なアミノ酸置換であり、アミノ酸の位置は、IMGT(登録商標)ナンバリングに基づき表される。より好ましくは、第1の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で、88の位置において置換されるアミノ酸残基は、88Wであり、並びに第1の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で置換される更なるアミノ酸残基は、3A、20V、20T、20A、20N、20Q、20E、20S、20K、20W、22A、22G、22T、22L、22I、22V、26R、26Q、26T、26K、26V、26S、26N、26E、79Y、85.1T、85.1M、85.1A、85.1S、85.1R、85.1H、85.1K、85.1F、85.1C、85.1N、85.1W、86S、86I、86T、86H、86Q、86V、86W、86Y、86F、及び90Nからなる群より選択されるが、但しアミノ酸の位置は、IMGT(登録商標)ナンバリングに基づき表される。
好ましくは、第2の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で、85及び86の位置において置換されるアミノ酸残基は、85.1A、85.1S、85.1C、及び86S、並びにその保存的なアミノ酸置換からなる群より選択される(IMGT(登録商標)ナンバリング)。より好ましくは、第2の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で置換されるアミノ酸残基は、85.1A、85.1S、85.1C、及び86Sからなる群より選択され、そして第2の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で置換される更なるアミノ酸残基は、3E、5A、7F、20T、22V、26T、81D、84L、84.2E、88R、及び90R、並びにその保存的なアミノ酸置換からなる群より選択される(IMGT(登録商標)ナンバリング)。
好ましい実施形態では、第1の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で、88の位置において置換されるアミノ酸残基は88Wであり、並びに第1の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面
内で置換される更なるアミノ酸残基は、3A、20K、22V、26T、79Y、85.1S、86V、及び90Nであり、また第2の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で、85.1及び86の位置において置換されるアミノ酸残基は、85.1A、85.1S、又は85.1A、及び86Sであり、並びに第2の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で置換される更なるアミノ酸残基は、3E、5A、7F、20T、22V、26T、81D、84L、84.2E、84.4Q、88R、及び90Rである(IMGT(登録商標)ナンバリング)。
代替的実施形態では、本発明は、ヘテロ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントを提供し、この場合、第1及び第2のポリペプチドは、タンパク質-タンパク質界面を有する修飾されたCH3ドメインを備えた、工学的に作出された免疫グロブリン定常領域を含み、第1のポリペプチドのタンパク質-タンパク質界面は、20の位置、及び3、5、7、22、26、27、79、81、84、84.2、85.1、86、88、及び90からなる群より選択される位置にアミノ酸置換を含み、並びに第2のポリペプチドのタンパク質-タンパク質界面は、26の位置、及び3、22、27、79、81、84、85.1、86、及び88からなる群より選択される位置にアミノ酸置換を含み、第1の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域内の20の位置で置換されたアミノ酸残基は、第2の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域内の26の位置で置換されたアミノ酸残基と相互作用するが、但し各群メンバーのアミノ酸の位置は、IMGT(登録商標)ナンバリングに基づき表される。
好ましくは、第1の工学的に作出された免疫グロブリン鎖のタンパク質-タンパク質界面内で置換されるアミノ酸残基は、20及び22の位置にアミノ酸残基、並びに任意選択的に3、5、7、26、27、79、81、84、84.2、84.4、85.1、86、88、及び90からなる群より選択される位置に更なるアミノ酸残基を含み、また第2の工学的に作出された免疫グロブリン鎖のタンパク質-タンパク質界面内で置換されるアミノ酸残基は、26の位置並びに3、5、7、20、22、27、79、81、84、84.2、84.4、85.1、86、88、及び90からなる群より選択される位置に更なるアミノ酸残基を含むが、但し各群メンバーのアミノ酸の位置は、IMGT(登録商標)ナンバリングに基づき表される。好ましくは、第1の工学的に作出された免疫グロブリン鎖のタンパク質-タンパク質界面内で置換されるアミノ酸残基は、20及び22の位置にアミノ酸残基、並びに任意選択的に3、5、7、26、27、79、81、84、84.2、84.4、85.1、86、88、及び90からなる群より選択される位置に更なるアミノ酸残基を含み、また第2の工学的に作出された免疫グロブリン鎖のタンパク質-タンパク質界面内で置換されるアミノ酸残基は、26及び86の位置、並びに任意選択的に3、5、7、20、22、27、79、81、84、84.2、84.4、85.1、88、及び90からなる群より選択される位置に更なるアミノ酸残基を含むが、但し各群メンバーのアミノ酸の位置は、IMGT(登録商標)ナンバリングに基づき表される。
より好ましくは、第1の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で、20の位置において置換されるアミノ酸残基は、20V、20T、20A、20N、20Q、20K、20S、20W、及び20Eからなる群より選択され、並びに第1の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で置換される更なるアミノ酸残基は、3A、22A、22G、22L、22I、22V、22T、26K、26R、26Q、26T、26V、26S、26N、26E、79Y、85.1W、85.1F、85.1T、85.1M、85.1A、85.1S、85.1R、85.1H、85.1K、85.1C、85.1N、86W、86Y、86S、86I、86H、86Q、86V、86T、86F、88Q、88L、88V、88R、88E、88T、88I、88Y、88K、88W、及び90Nからなる群より選択され、
そして第2の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で、26の位置において置換されるアミノ酸残基は、26T及び26E、並びにその保存的なアミノ酸置換からなる群より選択されるが、但しアミノ酸の位置は、IMGT(登録商標)ナンバリングに基づき表される。
最も好ましい実施形態では、第1の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で、20の位置において置換されるアミノ酸残基は20Kであり、並びに第1の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で置換される更なるアミノ酸残基は、3A、22V、26T、79Y、85.1S、86V、88W、及び90Nであり、また第2の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で、26の位置において置換されるアミノ酸残基は、26Tであり、並びに第2の工学的に作出された免疫グロブリン定常領域のタンパク質-タンパク質界面内で置換される更なるアミノ酸残基は、3E、5A、7F、20T、22V、81D、84L、84.2E、84.4Q、85.1C/S/A、86S、88R、及び90Rである(IMGT(登録商標)ナンバリング)。
CD3及び疾患関連抗原を標的とするヘテロ二量体免疫グロブリンの開発
第1のステップ(実施例1)として、プロテインAとの結合を低減する又は無効にする置換を、FAB又はscFvフラグメントに基づくホモ二量体免疫グロブリンについてアッセイした。プロテインAとの結合を低減する又は無効にするための置換を有するVH3サブクラスの可変重鎖ドメインが重鎖内に存在すると、プロテインAに基づくあらゆる差動的アフィニティー法は妨害されることが判明した。このような重要な障害に対する解決策は、プロテインAに基づく差動的アフィニティー法において、プロテインAがVH3サブクラスと結合するのを低減する又は無効にするフレームワーク置換の形態で見出された。
第2のステップ(実施例2.1)では、ヒトCD3(εサブユニット)を標的とするヒト化抗体を、マウス抗CD3抗体のCDRを、IGVH3-23及びIGVK1又はIGVK3ヒト生殖細胞系統フレームワーク上にグラフトすることにより生成した。最良のヒト化変異体では、そのVHドメイン中に存在するプロテインA結合部位を、G65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて無効にした。このような変異体を、FAB又はscFvフラグメントとしてフォーマット化した。
第3のステップでは、疾患関連抗原を標的とする抗体の抗原結合部位を生成した。マウス抗体のCDRは、ヒト生殖細胞系統フレームワークのIGVH3-23及びIGVK1(実施例2.3、2.4、及び2.6~2.10)上にグラフト可能であった。あるいは、ファージディスプレーライブラリから単離された抗体のCDRは、VH3可変ドメインサブクラスに基づくことが可能、又はヒト生殖細胞系統フレームワークのIGVH3-23及びIGVK1上にグラフト可能であった(実施例2.5及び2.6)。エピトープ結合領域のVHドメイン内にあるプロテインA結合部位を、G65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて無効にした。
第4のステップでは、BEAT(登録商標)技術(国際公開第2012/131555号に記載の通り)に基づきヘテロ二量体抗体を生成したが、この場合、実施例2.1で得た抗CD3抗体及び実施例2.2~2.10に記載するような疾患関連抗原のエピトープ結合領域を、scFv-FABフォーマットで用いたが、その逆も同様である(実施例3.1)。ホモ二量体種とヘテロ二量体種との間では、プロテインA結合部位の数に差異があり、その差異を、プロテインAクロマトグラフィーによるヘテロ二量体種の単離に利用することが可能なので、本発明の二重特異性抗体を工学的に作出して、プロテインA結合部位を有さない、従ってプロテインA樹脂に結合しない2つのホモ二量体種のうちの1つ
を得た。更に、BEAT抗体の安全性プロファイルを改善するために、Fc領域の下部ヒンジ領域内に2つの置換L234A及びL235A(EUナンバリング)を工学的に作出することにより、Fc受容体結合を低減又は除去した。
材料及び方法
一過性哺乳動物細胞発現用の発現ベクターの構築
異なるポリペプチド鎖を一部又は全部コードするcDNAを、GENEART AG(Regensburg、ドイツ)により最初に遺伝子合成し、これを標準的な分子生物学技法を用いて修飾した。PCR生成物を、適するDNA制限酵素で消化、精製を行い、そしてCMVプロモーター及び同じDNA制限酵素で予め消化しておいたウシホルモンポリアデニル化物(ポリ(A))を担持する修飾されたpcDNA3.1プラスミド(Invitrogen AG社、Zug、スイス)にライゲートした。すべてのポリペプチド鎖を、この発現ベクターに独立にライゲートし、同ベクターにおいて、マウスVJ2Cリーダーペプチドにより分泌を行わせた。
組換えタンパク質の発現
抗体、ScFv-Fc融合タンパク質、BEAT抗体、及び抗原は、別途明示しない限り、以下に記載するように発現した。一過性発現の場合、工学的に作出された鎖それぞれについて等量のベクターを、ポリエチレンイミン(PEI;Sigma社、Buchs、スイス)を用いて、懸濁順応化(suspension-adapted)HEK293-EBNA細胞(ATCC-LGL標準品、Teddington、英国;カタログ番号:CRL-10852)に同時トランスフェクトした。一般的に、密度が1ml当たり細胞0.8~1.2百万個である懸濁状態の細胞100mlをDNA-PEI混合物と共にトランスフェクトする。各工学的に作出された鎖の遺伝子をコードする組換え発現ベクターを宿主細胞に導入すると、免疫グロブリン構築物が、細胞を4~5日間、更に培養することにより産生され、培養培地(0.1%プルロニック酸、4mMグルタミン、及び0.25μg/mlジェネテシンが補充されたEX-CELL293、HEK293-無血清培地(Sigma社))中への分泌が可能となる。分泌された免疫グロブリンを含有する細胞を含まない培養物上清を、遠心分離とその後の滅菌濾過により調製し、更なる分析で用いた。
差動的プロテインAアフィニティークロマトグラフィー(実施例1)
Fc133フラグメント及びホモ二量体scFv-Fc免疫グロブリンの精製
捕捉溶出モードクロマトグラフィー
上清を、精製前に、0.1容量(V)の1Mトリス-HCl、pH8.0で調整した。プロテインGセファロース(商標)4 Fast Flow(GE Healthcare Europe GmbH社、Glattbrugg、スイス;カタログ番号17-0618-01)を、調整後の上清に添加した。混合物を、4℃、オーバーナイトでインキュベーションした。インキュベーション後、結合したタンパク質を、10CVのPBS、pH7.4で洗浄し、4カラムボリューム(CV)の0.1Mグリシン、pH3.0で溶出し、そして0.1Vの1Mトリス-HCl、pH8.0で中和した。上清、通過画分、及び溶出分画をSDS-PAGE(NuPAGE Bis-Tris 4~12%アクリルアミド、Invitrogen AG社、Basel、スイス)により非還元条件下で分析した。
グラジエントモードクロマトグラフィー
生成後、Fc133フラグメントを含有する細胞培養物上清を、プロテインGセファロース(商標)4 Fast Flow(上記)を用いて、捕捉溶出モードクロマトグラフィーで最初に精製した。捕捉溶出モードクロマトグラフィーから得られた溶出物質を、1
mlのHiTrap(商標)MabSelect SuRe(商標)プロテインAカラム(プロテインA結合部位突然変異体)にその後負荷した。カラムを0.2Mリン酸クエン酸バッファー、pH8.0で事前に平衡化し、そしてAKTApurifier(商標)クロマトグラフィーシステム(カラム及び装置はいずれもGE Healthcare Europe GmbH社;カラムカタログ番号:11-0034-93)上、流速1ml/分で稼働させた。様々な量の2つのバッファー(泳動バッファー(A):0.2Mリン酸クエン酸バッファー、pH8.0、及び溶出バッファー(B):0.04Mリン酸クエン酸バッファー、pH3.0)を混合しながら、pHリニアグラジエントにより溶出を実施した。リニアグラジエントを、0%Bから100%Bまで5カラムボリューム(CV)で実施した。溶出分画を0.1Vの1Mトリス-HCl、pH8.0で中和した。上清、通過画分、及び溶出分画を、SDS-PAGE(NuPAGE Bis-Tris 4-12%アクリルアミド、Invitrogen AG社、Basel、スイス)により非還元条件下で分析した。
ホモ二量体FAB-Fc免疫グロブリン及びFABフラグメントの精製
生成後、細胞培養物上清を、0.1Vの1Mトリス-HCl、pH8.0で調整した。プロテインL樹脂(Genecript、Piscataway、米国)を調整後の上清に添加し、4℃、オーバーナイトでインキュベーションした。インキュベーション後、結合したタンパク質を10CVのPBS、pH7.4で洗浄し、4CVの0.1Mグリシン、pH3.0で溶出し、そして最終的に0.1Vの1Mトリス-HCl、pH8.0で中和した。プロテインA結合を評価するために、プロテインL精製後のFABを、1mlのHiTrap MabSelect(商標)カラム(GE Healthcare Europe GmbH社、Glattbrugg、スイス)に、pH8.0(クエン酸/Na2HPO4バッファー)にて注入した。様々な量の2つのバッファー(泳動バッファー(A):0.2Mリン酸クエン酸バッファーpH8.0、及び溶出バッファー(B):0.04Mリン酸クエン酸バッファー、pH3.0)を混合して、pHリニアグラジエントにより溶出を実施した。リニアグラジエントを、0%Bから100%Bまで5CVで実施した。溶出分画を0.1Vの1Mトリス-HCl、pH8.0で中和した。上清、通過画分、及び溶出分画を、SDS-PAGE(NuPAGE Bis-Tris 4~12%アクリルアミド、Invitrogen AG社、Basel、スイス)により非還元条件下で分析した。
Fc及びVH3ドメインにおけるプロテインA結合が無効にされたVH3ベースのホモ二量体FAB-Fc及びscFv-Fc免疫グロブリンの精製及び試験
精製スキームには、上記手順に基づき、捕捉溶出モードクロマトグラフィーと、その後のグラジエントモードクロマトグラフィーが含まれた。
差動的プロテインAアフィニティークロマトグラフィー(実施例1及び3)
生成後、細胞を含まない上清を、0.2Mリン酸クエン酸バッファー、pH6.0中で事前に平衡化した1mlのHiTrap(商標)MabSelect SuRe(商標)プロテインAカラム上に負荷し、そしてAKTApurifier(商標)クロマトグラフィーシステム(いずれもGE Healthcare Europe GmbH社;カラムカタログ番号:11-0034-93)上、流速1ml/分で稼働させた。泳動バッファーは、0.2Mリン酸クエン酸バッファー、pH6であった。対象とするヘテロ二量体の溶出を、20mMクエン酸ナトリウムバッファー、pH4を用いて実施する一方、ホモ二量体種を0.1Mグリシン、pH3.0で溶出した。溶出の後に280nmでのOD読み取りが続いた;対象とするヘテロ二量体を含有する分画をプールし、0.1容量の1Mトリス、pH8.0(Sigma社)で中和した。上清、通過画分、及び溶出分画を、SDS-PAGE(NuPAGE Bis-Tris 4-12%アクリルアミド、Invitrogen AG社、Basel、スイス)により非還元条件下で分析した。
示差走査式熱量測定(DSC)
抗体の熱安定性を、熱量測定法を用いて比較した。熱量測定を、VP-DSC示差走査式マイクロカロリメーター(differential scanning microcalorimeter)(MicroCal-GE Healthcare Europe GmbH社、Glattbrugg、スイス)上で実施した。細胞容積は0.128mlであり、加熱速度は1℃/分であり、また過剰圧力は64p.s.i.に保った。すべてのタンパク質フラグメントは、PBS(pH7.4)中、1~0.5mg/mlの濃度で用いた。各タンパク質のモル熱容量を、同一のバッファーを含有するがタンパク質が省略された複製サンプルとの比較により見積もった。部分的なモル熱容量及び融解曲線を、標準手順を用いて分析した。サーモグラムはベースライン補正し、またソフトウェアOrigin v7.0内の非二状態モデル(Non-Two State model)を用いて更に分析する前に、濃度について標準化した。
ヒトIgGサブクラスについて予測される融解プロファイルは公知であり(Garber E、及びDemarest SJ、(2007)Biochem Biophys Res Commun、第355巻(3):751~7頁)、またすべてのプロファイルは、CH2、CH3、及びFABドメインの独立したアンフォールディングに対応する、3つのアンフォールディング変化(unfolding transition)を含むことが判明した。4つのヒトIgGサブクラスのうち、IGHG1は、最も安定なCH3ドメインを有する(約85℃);一方、その他のサブクラスのCH3ドメインは、いずれも70℃未満で融解するかは不明であるが、それほど安定ではない。同様に、すべてのサブクラスは、CH2ドメインについて約70℃の融解温度を有することが公知である。
キャピラリーゲル電気泳動による純度評価(実施例3.2)
非還元型サンプル調製
40μgの脱塩されたタンパク質サンプルを、5mMヨードアセトアミド(Sigma社)を含有するSDSサンプルバッファー(Beckman Coulter International S.A.社、Nyon、スイス;IgG純度キット、カタログ番号:A10663)内で緩衝化した。10kDaの内部標準をサンプルに添加した。サンプル混合物を70℃で10分間加熱した。
キャピラリーゲル電気泳動
サンプル調製後、220nmに設定したフォトダイオードアレイ検出器(DAD)が取り付けられたProteomeLab PA 800(Beckman Coulter
International S.A.社、Nyon、スイス)上で、サンプルを測定した。ID50μm×30.2cm(検出器までの有効長さ20.2cm)のベア溶融シリカキャピラリー(Bare-fused silica Capillary)を分離メディアとして用いた。サンプル注入及び分離を、逆極性を用いて、SDS-分子量ゲルバッファー中にて、5及び15kVの一定電圧でそれぞれ実施した。2Hzの速度でデータを記録したが、電流は、分離期間中安定であった。キャピラリー及びサンプルを25℃にサーモスタット制御した。
SPRによるアフィニティー測定(実施例1)
プロテインA結合が無効にされたFABフラグメントのSPR試験
IGHG1 Fcフラグメントと融合したヒトHER2細胞外領域をコードするcDNAを、上記重鎖及び軽鎖発現ベクターと類似した発現ベクターにクローン化し、そしてPEI法を用いてHEK293E細胞に一時的にトランスフェクトした(PCT公開番号:国際公開第2012131555号を参照)。実施例1に記載するように、上清を0.1Vの1Mトリス-HCl、pH8.0で調整し、抗原をプロテインA捕捉溶出クロマトグ
ラフィーにより精製した。SPR実験の場合、モノクロナールマウス抗ヒトIgG (Fc)抗体センサーチップを用いたが、これは、Fc融合組換えHER2抗原を正しい向きで捕捉するのを可能にした(ヒト抗体捕捉キット、カタログ番号BR-1008-39、GE Healthcare Europe GmbH社)。測定をBIAcore(商標)2000装置(GE Healthcare Europe GmbH社、Glattbrugg、スイス)上で記録した。抗HER2 FABの異なる希釈物(50、25、12.5、6.25、3.13、1.57、0.78、0.39nM)を、30μl/分で4分間、センサーチップ上に注入した。測定毎に、7分間の解離後、3MのMgCl2溶液を、30μl/分で1分間、再生目的で注入した。データ(センサーグラム:fc
2-fc1)を1:1ラングミュアで近似した。各測定開始時に、捕捉されたHER2-Fcの実験変動を説明するために、すべての近似においてRmax値をローカルに設定した。二重で測定を実施し、参照用としてゼロ濃度サンプルを含めた。実験データと個々の結合モデルとの間の近似の質を評価するために、Chi2及び残差の両方の値を用いた。
SPRによるアフィニティー測定(実施例2及び3)
SPR分析を、異なる抗体(マウス及びヒト化抗体)の結合キネティクスに関する結合解離速度定数(association and dissociation rate
constant)を測定するのに用いた。抗体の結合キネティクスを、BIAcore 2000装置(BIAcore-GE Healthcare Europe GmbH社、Glattbrugg、スイス)上、室温で測定し、BiaEvaluationソフトウェア(バージョン4.1、BIAcore-GE Healthcare Europe GmbH社)を用いて分析した。CM5センサーチップ(GE Healthcare Europe GmbH社、カタログ番号:BR-1000-14)上で、市販のアミンカップリングキット(GE Healthcare Europe GmbH社、カタログ番号:BR-1000-50)を用いて対象とするリガンドと個々に結合させて測定を実施した。プロテインGリガンドは、Pierce社製(Thermo Fisher Scientific-Perbio Science S.A.、Lausanne、スイス、カタログ番号:21193)であった。
データ(センサーグラム:fc2-fc1)は、示すように、1:1ラングミュアモデルを用いて、物質移動有り、無しについて近似した。捕捉実験では、各測定開始時の実験変動を説明するために、Rmax値をすべての近似においてローカルに設定した。解離時間は少なくとも350秒であった。三重で測定を実施し、参照用としてゼロ濃度サンプルを含めた。実験データと個々の結合モデルとの間の近似の質を評価するために、Chi2及び残差の両方の値を用いた。
FACSによるHPB-ALL細胞のアフィニティー測定
FACS染色では、HPB-ALL細胞(DSMZ、Braunschweig、ドイツ、カタログ番号:ACC483)を、CD3陽性細胞系として用いた。HPB-ALLを10%のFCS及び100U/mlのペニシリン及び100μg/mlのストレプトマイシンが補充されたRPMI 1640内で維持した。OKT3キメラ抗体及びヒト化変異体の希釈系列、100μlを、4×105個のHPB-ALL細胞と共に、1%のBS
A及び0.1%のアジ化ソーダが補充されたPBS(FACSバッファーと呼ばれる)内、氷上で、45分間インキュベーションした。無関係のヒトIgG1を、アイソタイプコントロールとして、またOKT3キメラ抗体を陽性対照として用いた。洗浄後、細胞を、1/200に希釈した抗ヒトFc-PE(EBioscience社、Vienna、オーストリア)と共に、氷上で45分間インキュベーションした。次に、細胞を再度洗浄し、FACSバッファー、200μl中に再懸濁した。各サンプルの相対的な平均蛍光強度を、FACSCalibur(BD Biosciences社、Allschwil、スイス)上で測定し、結果をOKT3キメラ抗体と比較したHBP-ALLの相対的な染
色強度として図9にまとめる。
in vitroアッセイ用の細胞系統
ヒトHER2陽性細胞系統
HER2抗原を発現するヒト細胞は、PCT公開番号:国際公開第2010108127号に記載されている。本明細書で用いられるHER2陽性ヒト細胞系統は、以下の通りであった:
BT474(ATCC-LGL標準品;カタログ番号:HTB-20)
培養条件:150cm2の組織培養フラスコ(TPP、Trasadingen、スイス
;カタログ番号:90150)中、10%の熱失活したFBS、1%のペニシリン-ストレプトマイシン(Invitrogen AG社、カタログ番号:10378-016)、1%のピルビン酸ナトリウム溶液(PAA Laboratories社、Pasching、オーストリア;カタログ番号:S11-003)、1%のMEM非必須アミノ酸(PAA Laboratories社、カタログ番号:M11-00dsmz3)、及び1%のGlutaMAX-1(Invitrogen AG社、カタログ番号:35050-038)が補充されたRPMI培地。細胞を1週間に2回継代した。
JIMT-1(DSMZ、Braunschweig、ドイツ、カタログ番号:ACC589)
培養条件:10%の熱失活したFBS、1%のペニシリン-ストレプトマイシン(Invitrogen AG社、カタログ番号:10378-016)、1%のピルビン酸ナトリウム溶液(PAA Laboratories社、カタログ番号:S11-003)、1%のMEM非必須アミノ酸(PAA Laboratories社、カタログ番号:M11-003)、及び1%のGlutaMAX-1(Invitrogen AG社、カタログ番号:35050-038)が補充されたダルベッコ改変必須培地(Dulbecco’s modified essential medium)(DMEM(1×))+GlutaMAX-1(Invitrogen AG社、カタログ番号:31966-012)。細胞を1週間に2~3回継代した。
MDA-MB-231(ATCC-LGL標準品;カタログ番号:HTB-26)。
培養条件:JIMT-1と同一の培養条件。
HT-1080(ATCC-LGL標準品;カタログ番号:CCL-121)。
培養条件:10%の熱失活したFBS、1%のペニシリン-ストレプトマイシン(Invitrogen AG社、カタログ番号:10378-016)、及び1%のグルタミン(Invitrogen AG社、カタログ番号:25030-024)が補充されたEMEM培地内で、HT1080細胞を培養した。細胞は、1週間に3回分裂するように培養する(1/6希釈)。
NCI-N87(ATCC-LGL標準品;カタログ番号:CRL-5822)。
培養条件:NCI-N87細胞は、10%の熱失活したFBS、1%のペニシリン-ストレプトマイシン(Invitrogen AG社、カタログ番号:10378-016)、1%のピルビン酸ナトリウム溶液(PAA Laboratories社、Pasching、オーストリア;カタログ番号:S11-003)、1%のMEM非必須アミノ酸(PAA Laboratories社、カタログ番号:M11-00dsmz3)、及び1%のグルタミン(Invitrogen AG社、カタログ番号:25030-024)を含むRPMI1640培地内で培養する。細胞は、1週間に2回分裂する(1/3希釈)。
ヒトCD38陽性細胞系統
CD38抗原を発現するヒト細胞は、PCT公開番号:国際公開第2005103083号、同第2008047242号、同第2011154453号、及び同第2012092612号に記載されている。本明細書で用いられるCD38陽性ヒト細胞系統は、以下の通りであった:
安定な組換えCHO[CD38]細胞
ヒトCD38をコードする遺伝子をSource Biosciences社に発注した(Berlin、ドイツ、カタログ番号.:IRAU37D11、4309086)。Kozak配列、開始コドンとこれに続くシグナルペプチド(マウスVリーダー)を5’末端に、及びNheI制限部位を3’末端に付加するプライマーを用いて、ヒトCD38を増幅した。アンプリコンをNheIとHindIIIを用いて切り出し、そしてpT1の発現カセットにクローン化し、pcDNA3.1(Invitrogen AG社)由来のベクターを社内で開発した。pT1の発現カセットは、2つのIRES(配列内リボソーム進入部位)を用いて、多シストロン性mRNA上で、対象遺伝子の発現をGFP及びPAC(ピュロマイシン耐性遺伝子)の発現と結びつける。プラスミドのミディプレップを調製し、クローン化したCD38のオープンリーディングフレームを、DNA配列決定により確認した。CHO-S細胞懸濁物(Invitrogen AG)を、ポリエチレンイミン(JetPEI(登録商標)、Polyplus-transfection、Illkirch、フランス)を用いて、50mlのバイオリアクターフォーマット(TubeSpin50バイオリアクター、TPP、Trasadingen、スイス)中でトランスフェクトした。この目的のために、指数増殖細胞を、OptiMEM培地(Invitrogen AG社、カタログ番号.:31985-047)に播種した。JetPEI(登録商標):DNA複合体を細胞に添加した。エンドサイトーシスを目的として、細胞をJetPEI(登録商標):DNA複合体と共に、振盪(200RPM)しながら37℃で5時間インキュベーションした後、4mMのGlnが補充された1容量の培養培地PowerCHO2(Lonza社、RUWAG Lifescienceの販売業者、Bettlach、スイス、カタログ番号:BE12-771Q)を、細胞懸濁物に添加した。次に、37℃、5%のCO2及び80%の湿度にて、振盪プラットフォーム上で細胞をインキュベーションした。トランスフェクション後1日経過して、ピュロマイシン(Sigma社、カタログ番号:P8833-25mg)を含有する選択培地中、異なる濃度で、細胞を96ウェルプレートに播種した。静的条件下での選択から約14日後に、TubeSpin50バイオリアクターを用いて、46個の高GFP発現細胞プール品を、懸濁培養物として増殖させた。懸濁にうまく順応したら、細胞をFACSによりCD38について分析した。均質なCD38染色プロファイルを有する安定なCHO[CD38]クローンを選択し、本発明で用いた。
その他のCD38陽性細胞系統として下記のものが含まれた:
NCI-H929(ATCC-LGL標準品;カタログ番号:CRL-9068)。
Namalwa(ATCC-LGL標準品;カタログ番号:CRL-1432)。
U266(ATCC-LGL標準品;カタログ番号:TIB-196)。
RPMI 8226(ATCC-LGL標準品;カタログ番号:CCL-155)。
培養条件:10%の熱失活したFBS、1%のペニシリン-ストレプトマイシン(Invitrogen AG)、及び1%のGlutaMAX-1(Invitrogen AG)が補充されたRPMI1640培地。
Raji(ATCC-LGL標準品;カタログ番号:CCL-86)。
Daudi(ATCC-LGL標準品;カタログ番号:CCL-213)。
ヒトOX40陽性細胞系統
OX40抗原を発現するヒト細胞は、PCT公開番号:国際公開第2013008171号に記載されている。
末梢血液単核球(PBMC)及びHBP-ALLは、ヒトOX40陽性細胞系統の例である。
安定な組換えCHO[OX40]細胞を本発明で用いた。ヒトOX40をコードする合成cDNAを担持する組換えCHO細胞系統を、上記安定な組換えCHO[CD38]細胞系統のプロトコールと類似したプロトコールを用いて工学的に作出した。
ヒトCD20陽性細胞系統
CD20抗原を発現するヒト細胞は、PCT公開番号:国際公開第2010095031号に記載されている。CD20+癌細胞の例として、Daudi癌細胞系統(ATCC-LGL標準品; カタログ番号:CCL-213)が挙げられ、このようなBリンパ芽球癌細胞は、20%のFBS及び1%のP/S;1%のL-Glut;1%のNa-Pyr及び1%のNEAAが補充されたRPMI1640培地(Sigma社)内で培養する。細胞は、5%のCO2を補給しながら37℃で培養する。
ヒトEGFR陽性細胞系統
EGFR抗原を発現するヒト細胞は、PCT公開番号:国際公開第2010108127号に記載されている。EGFR+癌細胞の例として、HT-29癌細胞系統(ATCC-LGL標準品;カタログ番号:HTB-38)が挙げられ、このような結腸直腸癌細胞は、10%のFBS及び1%のP/S;1%のL-Glut;1%のNa-Pyr及び1%のNEAAが補充されたマッコイの5A培地(Sigma社)内で培養する。細胞は、5%のCO2を補給しながら37℃で培養する。
ヒトCD19陽性細胞系統
CD19抗原を発現するヒト細胞は、PCT公開番号:国際公開第2010/095031号に記載されている。Namalwa(ATCC-LGL標準品;カタログ番号:CRL-1432)及びRaji ATCC-LGL標準品;カタログ番号:CCL-86)は、ヒトCD20陽性細胞系統の例である。
ヒトメンブレンIgE陽性細胞系統
PCT公開番号:国際公開第2010/033736号の71頁には、インターロイキン-4(IL-4)及び抗CD40抗体の添加による、ヒトPBMCをIgE産生B細胞にクラス変換する方法について記載する。
組換え標的抗原
ヒトCD3γ-ε-Fc融合タンパク質
26残基ペプチドリンカー(配列:GSADDAKKDAAKKDDAKKDDAKKDGS;配列番号186)により、ヒトCD3ε細胞外領域(UniProt受け入れ番号:P07766、残基22~118(配列番号185))と融合したヒトCD3γ細胞外領域(UniProt受け入れ番号:P09693残基23~103(配列番号184);UniProtコンソーシアム(2013)Nucleic acids Res.、第41巻(データベース版):D43-7;http://www.uniprot.org/)をコードするcDNAを、GENEART AG(Regensburg、ドイツ)により最初に合成した。この合成遺伝子を、標準的なオーバーラップPCR法を用いてヒトIgG1 Fc部分に融合させ、またヒトIgG1 Fc cDNAテンプレートもGeneart AGから取得した。得られたcDNAを、上記修飾されたpcDNA3.1プラスミドにクローン化した。
CD3γ-ε-Fcタンパク質(配列番号187)の一過性発現の場合、上記のように、ポリエチレンイミン(PEI)を用いて、組換えベクターを、懸濁順応化HEK-EBNA細胞(ATCC-CRL-10852)にトランスフェクトした。次に、組換えStreamline rProtein Aメディア(GE Healthcare Europe GmbH社、Glattbrugg、スイス)を用いて、CD3γ-ε-Fc構築物を、細胞を含まない上清から精製し、そして更なる分析で用いた。
ヒト及びカニクイザルのCD3ε1-26_Fc融合タンパク質
ヒトCD3εペプチド 1-26(UniProt受け入れ番号:P07766、アミ
ノ酸23~48、配列番号188)をコードするcDNA、及びカニクイザルCD3εペプチド1-26(UniProt受け入れ番号:Q95LI5、アミノ酸22~47、配列番号189)をコードするcDNAを、ヒト及びカニクイザルCD3ε細胞外領域について、GENEART A.G.から取得した合成cDNAからそれぞれPCR増幅した。その後、標準的なオーバーラップPCR法を用いて、増幅生成物をヒトIgG1 Fc部分に融合させた。ヒトIgG1 Fc cDNAテンプレートを、Geneart AGから取得した。得られたcDNAを上記の修飾されたpcDNA3.1プラスミドにクローン化した。
ヒト及びカニクイザルCD3ε構築物(それぞれ、配列番号190及び191)の一過性発現の場合、上記のように、ポリエチレンイミン(PEI)を用いて、組換えベクターを、懸濁順応化HEK-EBNA細胞(ATCC-CRL-10852)にトランスフェクトした。次に、組換えStreamline rProtein Aメディア(GE Healthcare Europe GmbH社、Glattbrugg、スイス)を用いて、CD3ε融合構築物を、細胞を含まない上清から精製し、そして更なる分析で用いた。これら2つの融合タンパク質を、本明細書では、ヒト及びカニクイザルCD3ε1-26_Fc融合タンパク質と呼ぶ。
ヒトHER2細胞外領域
HER2可溶性細胞外領域の調製法は、PCT公開番号:国際公開第2012131555号に記載されている。ポリ-ヒスチジンタグと融合したヒトHER2可溶性細胞外領域(本明細書では、HER2-hisと呼ぶ)、又はヒトIgG1 Fc領域と融合したヒトHER2可溶性細胞外領域(本明細書では、HER2-Fcと呼ぶ)を調製した。
ヒト及びカニクイザルCD38細胞外領域
ヒトCD38に関するcDNAを、Source Biosciences(Erwin-Negelein-Haus、ドイツ、カタログ番号.:IRAU37D11、4309086)から取得し、その細胞外領域(UniProt 受け入れ番号:P28907残基43~300)を、PCR増幅し、pcDNA3.1(Invitrogen AG社)に由来する内作の発現ベクターにクローン化した。この発現ベクターは、kozak配列及び開始コドンとこれに続くマウスVJ2Cリーダーペプチドを5’末端に、並びに6-His-タグをその多重クローニング部位の3’末端に含んだ。6-His-タグ(配列番号192)と融合したヒトCD38の可溶性細胞外領域を発現させ、以下の通り精製した:HEK細胞、0.1%のプルロニック酸(Invitrogen AG社)、発現ベクター、及びポリエチレンイミン(JetPEI(登録商標)、Polyplus-transfection社、Illkirch、フランス)を含有する1容量のRPMI1640培地(PAA Laboratories社、カタログ番号:E15-039)を、37℃、5%のCO2、及び80%の湿度においてシェイカーフラスコ内でイン
キュベーションした。4時間後に、6mMのグルタミンが補充された1容量のExCell293培地を混合物に添加し、そしてインキュベーションを合計5日間、更に継続した。生成後、遠心分離により細胞を含まない上清を調製し、そして0.2μmフィルターを用いて濾過し、トリス1M、pH8.7を用いてpHを7.4(4℃)に調整した。Ni-Sepharose Excellビーズ(GE Healthcare社、カタログ番号:17-3712-03)を溶液に添加し、4℃、撹拌下、オーバーナイトでインキュベーションした。重力流精製するために、溶液を、Econo-Column(Bio-Rad Laboratories AG社、Reinach、スイス、カタログ番号:737-4252)に負荷した。PBS(2×)、20mMのイミダゾール中でビーズを洗浄し、そしてタンパク質を、PBS、500mMのイミダゾール中で溶出した。溶出した分画をプールし、そして4℃での2回の透析ステップによりPBSにバッファー交換した。精製されたヒトCD38細胞外領域を、0.22μmのシリンジフィルターを用い
て濾過した。
上記のような方法を用いて、6-His-タグ(配列番号193)と融合したカニクイザルCD38抗原の可溶性細胞外領域について、クローン化、発現、及び精製を行った。
ヒトOX40細胞外領域
ヒトOX40の可溶性細胞外領域を調製する方法は、PCT公開番号:国際公開第2013008171号に記載されている。
ヒトEGFR細胞外領域
EGFR可溶性細胞外領域抗原の調製の例は、PCT公開番号:国際公開第2012131555号に記載されている。
in vitro T細胞リダイレクションキリングアッセイ法
末梢血液単核球の調製
末梢血液単核球(PBMC)を生成するために、ヒト白血球を含有する血液フィルターを、スイス、La Chaux-de-Fondsの血液収集センター(Centre de Transfusion Sanguine et Laboratoire de Serologie、rue Sophie-Mairet 29、CH-2300)から収集した。10U/mlのliquemin(Drossapharm AG社、Lucern、スイス)を含有するPBS、60mlを用いて、逆流置換により細胞をフィルターから取り出した。次に、製造業者の説明書に従い、50mLのBlood-Sep-Filterチューブ(Brunschwig、Basel、スイス)でPBMCを精製した。チューブを800g、室温で20分間遠心分離し(ブレーキ操作無し)、細胞を界面から収集した。細胞を、FBS又はリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)を含まないRoswell Park Memorial Institute(RPMI、PAA
Laboratories社、Pasching、オーストリア)培地で3回洗浄した。PBMCをRDL培地(10%の熱失活したウシ胎仔血清(FBS)及びペニシリン/ストレプトマイシンが補充されたRPMI)内で細胞10e6個/mLに再懸濁し、アッセイ前に、5%のCO2インキュベータ内、37℃、オーバーナイトで培養した。
T細胞の調製
T細胞の精製を、PBMC単離後、製造業者の説明書に従い、pan-T cellアイソレーションキットII(Myltenyi Biotec GmbH社、Bergisch Gladbach、ドイツ、カタログ番号:130-091-156)を用いて直接実施した。精製後、T細胞をRDL培地内で細胞10e6個/mLに再懸濁し、アッセイ前に、5%のCO2インキュベータ内、37℃、オーバーナイトで培養した。
アッセイの読み取り
非常に類似した結果をもたらした2つの異なる読み取り法を、リディレクテッドキリングを定量化するのに用いた。
フローサイトメトリー法は、本明細書ではRDL-FACS法と呼ぶが、同法はSchlereth Bら((2005)Cancer Res、第65巻:2882~2889頁)、Moore PAら((2011)Blood、第117巻(17):4542~51頁)、及びFriedrich Mら((2012)Mol Cancer Ther、第11巻:2664~2673頁)に記載されるように、蛍光-サイトメトリーに基づく。標的細胞を捕集、計測し、1回洗浄した後、PBS+1μMのカルボキシフルオレセインスクシニミジルエステル(CFSE、Sigma社)中、細胞5×10e6個/mLで再懸濁した。細胞を、5分毎に穏やかに撹拌しながら15分間、37℃でインキュベーションした。CFSEを負荷した細胞を、RDL培地で3回洗浄し、RDL培地内で細胞2×10e5個/mLに再懸濁した。PBMCを捕集、計測し、そしてRDL培地内
で細胞2×10e6個/mLに再懸濁した。抗体連続希釈物(3×溶液)を、RDL培地内で調製した。標的細胞(50μl/ウェル)、T細胞(50μl/ウェル)、及び3×抗体溶液(50μl/ウェル)を、平底96ウェルプレート(TPP、Trasadingen、スイス)に分配した。エフェクター:標的物の比は10:1であった。プレートを、5%のCO2インキュベータ中、37℃で48時間インキュベーションした。インキ
ュベーション後、プレートを300gで3分間遠心分離し、プレートをフリッキングして上清を廃棄した。プレートを、200μlのPBSで1回洗浄し、再度遠心分離し、そしてPBSを廃棄した。予備加温したaccutase溶液(Invitrogen AG社)を添加し、プレートを37℃で10分間インキュベーションした。100μLのRDL培地を添加した後、上下にピペッティングして、脱離した接着細胞を再懸濁した。溶液を、底部がU字形の96ウェルプレート(TPP)に移した。底部がU字形のプレートを、300gで3分間遠心分離し、上清を廃棄し、そして1/40希釈で7-AAD(Becton Dickinson AG社、Allschwil、スイス)が補充された冷却FACSバッファー(PBS+2%のFBS+10%のバーセネート液)、200μl内で、細胞を再懸濁した。プレートを、Guava easyCyte(商標)フローサイトメーター(Millipore AG社、Zug、スイス)上に速やかに確保した。各ウェルについて、Flowjo(登録商標)ソフトウェア(Miltenyi Biotec GmbH社、Bergisch Gladbach、ドイツ)を用いて、CFSE陽性7ADD陰性母集団についてゲーティングすることにより、生存標的細胞の絶対数を決定した。標的細胞のみをベースラインとしてインキュベーションした条件を用いて、特異的細胞毒性の割合(%)をサンプル毎に決定した。Prismソフトウェア(GraphPad software社、La Jolla、CA、米国)を用いた非線形可変スロープ回帰法(nonlinear variable slope regression method)を利用して、EC50値を決定した。特異的リダイレクト溶解(specific re-directed lysis)(RDL)の割合(%)を、抗体を含まない条件の特異的細胞毒性の割合(%)を、試験抗体を添加した条件での割合(%)から減じることにより計算した。
細胞生存率判定法(cell viability method)は、本明細書ではRDL-MTS法と呼ぶが、Buhler Pら((2008)Cancer Immunol Immunother、第57巻:43~52頁、Labrijn AFら((2013)Proc Natl Acad Sci、米国、第110巻(13):5145~50頁)、及びPCT公開番号:国際公開第2012143524号に記載されているように、同法は比色法に基づき細胞生存率を評価する。標的細胞を捕集、計測し、1回洗浄した後、RDL培地内で細胞2×10e5個/mlに再懸濁した。PBMCを捕集、計測し、そしてRDL培地内で細胞2×10e6個/mlに再懸濁した。抗体連続希釈物(3×溶液)をRDL培地内で調製した。標的細胞(50μl/ウェル)、T細胞(50μl/ウェル)、及び3×抗体溶液(50μl/ウェル)を、平底96ウェルプレート(TPP)に分配した。エフェクター:標的物の比は10:1であった。プレートを、5%のCO2インキュベータ内、37℃で48時間インキュベーションした。インキュベー
ション後、上清を廃棄し、プレートを200μLのPBSで3回洗浄してPBMCを取り出し、次に100μlのRDL培地を各ウェルに添加した。読み取りをCellTiter96(登録商標)キット(Promega AG社、Dubendorf、スイス)を用いて、製造業者の説明書に従い実施した。要するに、10~20μlのMTS試薬を、各ウェルに添加し、そしてプレートを、5%のCO2インキュベータ内、37℃で2~6
時間インキュベーションした。次に、BioTek synergyプレートリーダー(BioTek AG社、Luzern、スイス)上で、490nmの吸収を読み取った。特異的キリングの割合(%)を以下の式を用いて計算した:特異的キリング=100×[(SD-Sp)/(SD-MD)]。SDは、標的細胞を単独でインキュベーションした自然死条件において測定された吸収である。Spは、各試験条件で測定された吸収である
(標的細胞+PBMC+抗体)。MDは、標的細胞を3回の凍結及び解凍サイクルにより溶解させた最大死亡条件において測定された吸収である。特異的リダイレクト溶解(RDL)の割合(%)は、抗体を含まない条件の特異的細胞毒性の割合(%)を、試験抗体を添加した条件の特異的細胞毒性の割合(%)から減じて計算した。Prismソフトウェア(GraphPad software社)を用いた非線形可変スロープ回帰法を利用して、EC50値を決定した。
異種移植モデル
JIMT-1異種移植
細胞系統及び試薬
乳癌JIMT-1細胞系統を、DSMZ(カタログ番号:ACC589)から取得した。10%の熱失活したウシ胎仔血清(FBS)(AMIMED、London、英国、カタログ番号:Z10834P)、1%ペニシリン-ストレプトマイシン(Invitrogen AG社、カタログ番号:10378-016)、1%のピルビン酸ナトリウム溶液(PAA Laboratories社、カタログ番号:S11-003)、1%のMEM非必須アミノ酸(PAA Laboratories社、カタログ番号:M11-003)、及び1%のGlutaMAX(商標)-1(Invitrogen AG社、カタログ番号:35050-038)が補充されたGlutaMAX(商標)-1(Invitrogen AG社、カタログ番号:31966-021)を含むDMEM(1×)内で細胞を維持した。StemPro Accutase(Invitrogen AG社、カタログ番号:A11105-01)を用いて、細胞を1週間に2回分裂させた。
末梢血液単核球(PMBC)を、スイス、La Chaux-de-Fondsの血液収集センター(Centre de Transfusion Sanguine et
Laboratoire de Serologie、rue Sophie-Mairet 29、CH-2300)から入手したヒト白血球を含有する血液フィルターから収集した。10U/mlのliquemin(Drossapharm AG社、Lucern、スイス)を含有するPBS、60mlを用いて、逆流置換により細胞をフィルターから取り出した。次に、製造業者の説明書に従い、50mLのBlood-Sep-Filterチューブ(Brunschwig社、Basel、スイス)でPBMCを単離した:チューブを800g、室温で20分間遠心分離し(ブレーキ操作無し)、細胞を界面から収集した。細胞を、FBSを含まないRoswell Park Memorial Institute培地(RPMI、Invitrogen AG社、カタログ番号:21875-091)で3回洗浄した。PBMCを、10%のFBS(AMIMED)、1%のペニシリン-ストレプトマイシン(Invitrogen AG社)が補充されたRPMI培地内で細胞10e6個/mlに再懸濁し、そして5%のCO2の下、37℃
、オーバーナイトで培養した。標的細胞を捕集、計測し、1回洗浄した後、PBS内で細胞5×10e6個/mlに再懸濁した。
マウス及び実験条件
T細胞、B細胞、及びナチュラルキラー細胞の欠損により特徴付けられる5週齢免疫不全NOD.CB17/AlhnRj-Prkdcscid/Rj (NOD/SCID)メスマウス(Janvier Labs社、St Berthevin、フランス)を対象としてin vivo実験を実施した。標準齧歯類マイクロアイソレータケージ(20±1℃の室温、50±10%の相対湿度、12時間明光-暗光リズム)内、滅菌状態の標準化された環境条件下でマウスを維持した。マウスには照射済み食料、床敷き、及び0.22μm濾過済み飲料水を与えた。管轄する州当局(Neuchatel Canton、スイス)から許可を得て、スイス動物保護法令に従い、すべての実験を実施した。腫瘍容積が2000mm3を上回ったときに、動物保護法令を順守してマウスを安楽死させた
。溶媒対照群と対応する治療群の平均腫瘍容積について、統計分析を一元配置ANOVA
及びボンフェローニパラメトリック検定により実施した。
移植前に、VEETクリーム(Reckitt Benckiser AG社、Wallisellen、スイス)を用いて、すべてのマウスの右側を脱毛した。マウスの写真撮影及び体重測定を、移植日と以後週1回、実施した。動物毎に、5×10e6個のヒトPBMCを、5×10e6個のJIMT-1乳癌細胞と、最終容積が0.2mlのPBS内で混合した。4つの異なるPBMCドナーが含まれた。PBMC/JIMT-1混合物を、各NOD/SCIDマウスの右側に皮下注入した。ヒトPBMCを一切含まず、最終容積が0.2mlのPBS内に5×10e6個のJIMT-1乳癌細胞を含む対照群が含まれた。10匹のJIMT-1/PBMCが移植された動物(1PBMCドナー毎に1つの群)からなる群毎に、5匹の動物について、100μlの容積を用いて移植後3時間経過して、0.05mg/kgのHER2/CD3-1二重特異性抗体で経静脈的に治療した。治療を1週間に3回、2日置きに、2週間反復した。腫瘍を、直角をなす2つの寸法についてカリパスを用いて、1週間に2回測定し、次の式により腫瘍容積を計算した:腫瘍容積=[(幅2×長さ)/2]。
VH3サブクラスにおいてプロテインAへの結合を低減する又は無効にする突然変異の判定
免疫グロブリン定常領域におけるプロテインA結合を無効にする方法は公知である(Lindhofer H.ら、(1995)J Immnol、第155巻(1):219~225頁;米国特許第6,551,592号;Jendeberg L.ら、(1997)J Immunol Methods、第201巻(1):25~34頁;PCT公開番号:国際公開第2010151792号)。完全長ホモ二量体免疫グロブリンにおけるプロテインA無効法の使用を評価するために、IGHG1-IGHG3 Fc混合フォーマットに基づく抗HER2ホモ二量体免疫グロブリン、及び対応するFc133対照フラグメントを調製した。抗HER2ホモ二量体免疫グロブリンは、天然の抗体と同様にフォーマット化し、またFc133フラグメントと融合した、抗HER2特異的FABフラグメントから構成された(Fc配列は、天然のヒトIGHG3アイソタイプに由来し、ヒンジ配列は、ヒンジ配列全体にわたり、天然のヒトIGHG1アイソタイプと置換されており、略号はFc133であり、配列番号1を有する-この場合、名称内の数字は、ヒンジ/CH2/CH3の順序で、各ドメインの免疫グロブリンγアイソタイプサブクラスに対応する;対応する完全長抗HER2免疫グロブリンは、本明細書では、抗HER2 FAB-Fc133と呼ぶ;重鎖は配列番号2、及び軽鎖は配列番号3を有する)。トランスフェクション後、抗HER2 FAB-Fc133ホモ二量体、及びFc133フラグメントを、プロテインA結合について、材料及び方法のセクションに記載するプロトコールに従い、グラジエントクロマトグラフィーによりアッセイした。図3及び図4Aに示す通り、Fc133フラグメントは、市販のMabSelect SuRe(商標)プロテインA樹脂(GE Healthcare Europe GmbH社)に結合しなかったが、一方抗HER2 FAB-Fc133ホモ二量体は結合することができた。
FAB定常ドメインの寄与を評価するため、上記抗HER2ホモ二量体を、抗HER2
scFv-Fc分子として再フォーマット化したが、この場合、scFvユニットは15個のアミノ酸リンカーが融合した親免疫グロブリン可変ドメインから構成された(本明細書では抗HER2 scFv-Fc133と略す;重鎖は配列番号4を有する)。従って、得られた抗HER2 scFv-Fc133ホモ二量体は、親抗HER2 FAB-Fc133ホモ二量体免疫グロブリンと同一であったが、CH1及びCK定常ドメインを欠いた。図4Bに示す通り、scFv-Fc133ホモ二量体は、親抗HER2ホモ-二量体免疫グロブリンで認められたように、プロテインA結合性を示した。この所見から、抗HER2 FABフラグメントの可変ドメインは、ホモ二量体免疫グロブリンのFc部
分内のプロテインA結合を無効にする方法の有効性阻害に関与しているという結論が導かれる。より重要なこととして、ホモ二量体免疫グロブリンの可変ドメイン内でのプロテインA結合は、プロテインAの差動的精製技法に基づくヘテロ二量体免疫グロブリンの調製を妨害するものと結論付けられた。
プロテインAの5つのドメインすべては、VH3可変ドメインサブクラスに由来する可変重鎖ドメインに結合することが公知であり(Jansson Bら、(1998)FEMS Immunol.Med.Microbiol.、第20巻(1):69~78頁)、プロテインAは、VH3ベースのFABとFcフラグメントの両方に結合することから、抗体分子全体をパパイン消化した後に、VH3ベースのFABフラグメントを調製する際にこれを妨げることが公知である特性である。ホモ二量体抗HER2免疫グロブリン又はそのscFv-Fcバージョンに見出される重鎖可変ドメインは、VH3-23サブクラスに属し、またこのようなホモ二量体分子が、その工学的に作出されたFc領域内にプロテインA結合部位を有さないにもかかわらず、プロテインAに結合した理由について説明する。
VH3ベースの免疫グロブリン又はそのフラグメントは、バイオテクノロジー業界にとって多大な重要性を有する。VH3ベースの分子は幅広く開発されてきたが、それはそのような分子はプロテインAに結合することができ、機能的な事前スクリーニングをし易くするためであり、従って多くの合成若しくはドナーベースのファージディスプレーライブラリ、又は抗体の探索で用いられる遺伝子組換え動物技術は、VH3ドメインサブクラスに基づく。更に、VH3ベースの分子は、その他の公知の重鎖可変ドメインサブクラスよりも発現及び安定性において良好であることから、頻繁に選択される。VH3ベースのFABフラグメントに結合しないプロテインAの組換えバージョンが、GE Healthcare社により、商標名MabSelect SuRe(商標)として開発及び商品化されている。
上記で議論した2つのホモ二量体抗HER2免疫グロブリンについて、そのプロテインA結合性評価を行うのに、本発明ではMabSelect SuRe(商標)樹脂を用いたので、プロテインA差動的精製技法を用いる場合、MabSelect SuRe(商標)樹脂は、少なくとも1つのVH3可変ドメインを有するヘテロ二量体免疫グロブリンの調製には不向きであったと結論付けられるが、それは、Fc領域内でプロテインAと結合しないホモ二量体種は、そのVH3ドメインを介してなおもプロテインAに結合するためである。
VH3ベースのホモ二量体免疫グロブリン又はそのフラグメントがプロテインAに結合するのを無効にする又は低減する置換を調査するために、VH3ベースのFAB変異体をプロテインA結合についてアッセイする必要がある。MabSelect SuRe(商標)の樹脂タイプは、VH3ドメインサブクラスにおける結合を欠くことが公知であるが、MabSelect(商標)として公知の別の市販プロテインA樹脂(やはりGE Healthcare社製)はVH3ドメインサブクラスに結合し、VH3ベースのFAB変異体をプロテインA結合について分析するのに選択した。
MabSelect(商標)樹脂の使用は、VH3-23可変ドメインサブクラス(本明細書では抗HER2 FABと略す;重鎖は配列番号5、及び軽鎖は配列番号3を有する)であることが公知の、これまでに記載した親抗HER2ホモ二量体免疫グロブリンに由来する組換え抗HER2 FABフラグメントを調製し、並びにフラグメントをMabSelect(商標)及びMabSelect SuRe(商標)カラム(VKサブクラスIに基づく軽鎖を有する;プロテインAグラジエントクロマトグラフィーをMabSelect(商標)又はMabSelect SuRe(商標)カラム上で実施する前に、
FABフラグメントを、プロテインLクロマトグラフィーを用いて、捕捉溶出モードで最初に精製した;両カラムに関するプロトコールは、材料及び方法のセクションに記載するプロトコールに準拠した)に負荷してアッセイすることにより妥当性確認した。図4Cに示す通り、VH3ベースの抗HER2 FABのみが、MabSelect(商標)カラムに結合し、MabSelect SuRe(商標)樹脂は、VH3ベースのFABフラグメントに対する結合性を欠くことが確認された;少なくとも単量体VH3ベースのFABフラグメントが関係する限り、及びプロテインAに結合しない工学的に作出されたFc領域を有するVH3ベースのホモ二量体免疫グロブリンについてこれまでに認められた結果と更に対比した場合。反対に、抗HER2 FABは、MabSelect(商標)カラムに対して強い結合性を示し、プロテインAへの結合が認められない又は低下したVH3ベースのFAB変異体についてアッセイの可能性をもたらした。
VH3ベースのFABフラグメントにおけるプロテインA結合を無効にするために、VH3ドメイン内の重要なプロテインA結合残基を、プロテインAのDドメインと複合体を形成したヒトFABフラグメントの結晶構造から同定した(PDBコード:1DEE;www.pdb.org;Graille Mら、(2000)Proc Natl Acad Sci、米国、第97巻(10):5399~5404頁)。実施された置換の性質が、ヒト由来のプロテインA結合性VHサブクラスと非プロテインA結合性VHサブクラスとの間の配列比較に基づくような合理的な設計のための出発点として、この結晶構造解析法を用いた。図5は、ヒト重鎖可変ドメインサブクラス毎に、1つの代表的なフレームワークの配置を示す。アミノ酸の位置15、17、19、57、59、64、65、66、68、70、81、82a、及び82b(Kabatナンバリング)を、プロテインAのDドメインと1DEE構造内のVH3ベースのFABフラグメントとの間のタンパク質-タンパク質相互作用界面部分として同定した。ヒトVHサブクラスの中でも、VH3はプロテインAに結合する唯一のサブクラスであり、またその他のサブクラス内の等価なアミノ酸配列位置にある残基を、プロテインA結合を無効にする又は低減するための置換源として選択したが、但し免疫原性を低下させる可能性を有した-それは、このような置換は、非プロテインA結合性ヒトVHサブクラスに見出される等価なアミノ酸位置と同じアミノ酸位置において、1つの残基が別の天然の残基と置換することと関係するためである。
標準的なPCRに基づく突然変異誘発技術により、上記抗HER2 FABフラグメントの配列に突然変異を導入し、下記の置換を行った:G65S(重鎖は配列番号6、及び軽鎖は配列番号3を有する)、R66Q(重鎖は配列番号7、及び軽鎖は配列番号3を有する)、T68V(重鎖は配列番号8、及び軽鎖は配列番号3を有する)、Q81E(重鎖は配列番号9、及び軽鎖は配列番号3を有する)、N82aS(重鎖は配列番号10、及び軽鎖は配列番号3を有する)、及びR19G/T57A/Y59Aの組み合わせ(重鎖は配列番号11、及び軽鎖は配列番号3を有する)。
更に、T57A置換(重鎖は配列番号12、及び軽鎖は配列番号3を有する)、及びT57E置換(重鎖は配列番号13、及び軽鎖は配列番号3を有する)を行った。T57Aは、国際公開第2010075548号で、プロテインA結合を無効にすることがこれまでに判明しており、またT57Eは、VH3-プロテインA相互作用を破綻させる可能性がある荷電残基が導入されるように設計された。VKサブファミリーIに基づく軽鎖を得て、材料及び方法のセクションに記載するように、プロテインLクロマトグラフィーを用いて、捕捉溶出モードでFAB突然変異体を最初に精製し、またグラジエントモードで稼働するMabSelect(商標)カラムを用いて、プロテインA結合について更にアッセイした。図6は、T57A、T57E、G65S、Q81E、N82aS、及びR19G/T57A/Y59Aの組み合わせのみが、抗HER2 FABがMAbSelect(商標)樹脂に結合するのを無効にする又は低減することを示す。VH3ベースのFAB
フラグメントにおいてプロテインA結合を無効にする際には、置換G65S、Q81E、及びN82aSが好ましいが、それは、このような突然変異では、非プロテインA結合性VHサブクラスに見出される配列等価残基が置換しており、これにより免疫原性を低下させる可能性があるためである。
抗体のアフィニティー及び特異性は、CDR領域に実質的に限定されているが、しかしフレームワーク置換は、いくつかのヒト化抗体のケースで明らかなように、抗体特性に影響を与える可能性がある。上記置換が、VH3由来の抗体の特異性及び/又はアフィニティーに影響を及ぼす可能性があるか評価するために、好ましいFAB突然変異体のうちの2つについて、表面プラズモン共鳴(SPR)によりHER2抗原結合をアッセイした。材料及び方法のセクションに記載するように、組換えHER2抗原を用いたSPR測定を実施した。好ましい突然変異体は、オリジナルのFAB分子(図7)と比較して、いずれもHER2抗原に同様に結合することを示し、この置換が特異性又はアフィニティーに関して影響を及ぼさないことを実証した。従って、このような置換は、抗原結合性を有意に失うことなく、VH3由来の抗体分子内にプロテインA結合部を工学的に作出するのに幅広く用いられ得ると期待される。
このような好ましい置換のうちの2つを、抗HER2ホモ二量体免疫グロブリン及びこれまでに記載されている抗HER2 scFv-Fc分子に導入し、そして変異体を、MabSelect SuRe(商標)樹脂への結合についてアッセイした。下記の変異体を調製した:抗HER2 scFv(G65S)-Fc133(重鎖は配列番号14を有する)、抗HER2 scFv(N82aS)-Fc133(重鎖は配列番号15を有する)、抗HER2 FAB(G65S)-Fc133(重鎖は配列番号16、及び軽鎖は配列番号3を有する)、及び抗HER2 FAB(N82aS)-Fc133(重鎖は配列番号17、及び軽鎖は配列番号3を有する)。
図8は、4つの突然変異体すべてについて、MabSelect SuRe(商標)クロマトグラフィーから得られたプロファイルを示す。ここでは、すべての変異体は、MabSelect SuRe(商標)カラムへの結合は、ほとんどなくなるまで低減したことを示し、これまでに同定された置換により、プロテインAへの結合性はうまく除去されることを示唆した。より重要なこととして、プロテインA差動的精製技法と組み合わせれば、VH3ベースのFABのプロテインAに対するアフィニティーを無効にする又は低減する置換により、少なくとも1つのVH3可変ドメインが存在するヘテロ二量体免疫グロブリンの調製が可能となるものと結論付けられた。
ヒトCD3抗原、腫瘍関連抗原、及び炎症細胞表面抗原を標的とする抗原結合部位
ヒトCD3抗原に対する抗原結合部位
二重特異性が関与するT細胞リダイレクトキリングを行わせるために、ヒトCD3εサブユニットを選択した。
マウスOKT3抗体のヒト化変異体
本発明で用いた抗ヒトCD3ε抗原結合部位は、マウスOKT3抗体(ムロモナブ(Muromonab)-CD3、商標名Orthoclone OKT3、Janssen-Cilag社より市販され、その後中止された;マウス可変重鎖及び軽鎖ドメインは、配列番号18及び19をそれぞれ有する)に由来する。OKT3マウス可変ドメインをヒト化し、scFv及びFABフラグメントとしてフォーマット化した。
FAB及びscFvの両方のフォーマット化に適する極めて安定なヒト化変異体を生成するために、ヒト化は、Jung S及びPluckthun A(1997、Prot
ein Eng、第10巻(8):959~66頁)により記載されている方法に従った。当該方法は、Herceptin(登録商標)抗体(rhuMAbHER2、huMAB4D5-8、トラスツズマブ又は商標名Herceptin(登録商標);米国特許公開第5,821,337号;可変重鎖及び軽鎖ドメインは、配列番号20及び21をそれぞれ有する)に見出される、VH/VLドメインの極めて安定な対を利用し、また固定化されたフレームワーク上でのヒト化プロセスのワークフローに従う(Almagro JC及びFransson J(2008)、Front Biosci、第13巻:1619~33頁)。Herceptin(登録商標)抗体は、生殖細胞系統フレームワークVH3及びVK1の極めて安定なヒトファミリーに本来由来するので、これら2つのファミリーに由来する生殖細胞系統フレームワークは、固定化されたフレームワークの供給源として同じように利用可能である。あるいは、ヒトVK3生殖細胞系統軽鎖フレームワークファミリーは、良好な安定特性も有するので、これをVK1の代わりに利用可能である(Ewert Sら、(2003)J Mol Biol、第325巻:531~553頁)。マウス抗体に付加して、ヒト抗体も、安定性を改善するために、この固定化されたフレームワーク法を用いて工学的に作出可能である。配列番号22、23、及び24をそれぞれ有するヒト生殖細胞系統フレームワークIGHV3-23*04、IGKV1-39*01、及びIGKV3-20*01を使用するのが好ましい(IMGT(登録商標)(international ImMunoGeneTics information system)に基づき引用;Lefranc MPら、(1999)Nucleic Acids Res、第27巻(1):209~12頁;Ruiz Mら、(2000)Nucleic Acids Res、第28巻(1):219~21頁;Lefranc MP(2001)Nucleic Acids Res、第29巻(1):207~9頁;Lefranc MP(2003)Nucleic Acids Res、第31巻(1):307~10頁;Lefranc MPら、(2005)Dev Comp Immunol、第29巻(3):185~203頁;Kaas Qら、(2007)Briefings in Functional Genomics & Proteomics、第6巻(4):253~64頁;http://www.imgt.org)。
この目的で、第1のヒト化抗体を構築したが、Herceptin(登録商標)抗体の可変ドメイン内のCDRは、マウスOKT3抗体に由来するCDRでそれぞれ置換されており、またマウスOKT3キメラ抗体(可変重鎖及び軽鎖は、配列番号25及び26を有し、本明細書ではOKT3キメラ抗体と呼ぶ)に照らしてベンチマーク評価した。
プロトタイプ抗体(可変重鎖及び軽鎖は、配列番号27及び39を有し、VH/VLと略す)では、一過性発現試験における生成レベルが増加しており、またFAB安定性も示差走査熱量測定により測定されるように向上したが、HPB-ALL細胞(FACS実験でのメジアン蛍光強度により評価した、材料及び方法のセクションを参照)、ヒトCD3ε陽性T細胞腫瘍系統との結合は認められなかった(図9A)。
可変ドメインの第1のプロトタイプの対に関する3Dモデルに基づき、復帰突然変異(CDRグラフト結合Herceptin(登録商標)プロトタイプからマウスOKT3配列への)のサブセットを選択及び試験した:可変重鎖内のI34M、V48I、A49G、R58N、R58Y、I69L、A71T、及びT73Kドメイン、及び可変軽鎖(Kabatナンバリング)内のM4L、V33M、A34N、L46R、L47W、R66G、F71Y、及びP96F。R58N置換は、CDRグラフト結合Herceptin(登録商標)プロトタイプ→マウスOKT3突然変異に対応する一方、R58Y置換は、CDRグラフト結合Herceptin(登録商標)プロトタイプ→ヒトIGHV3-23*04生殖細胞系統置換に対応することに留意する。置換の組み合わせに関するエンジニアリング戦略は、異なる複数の置換がCDR領域、及び/又は可変ドメインパッキング
、及び/又は免疫原性に影響を及ぼすと推定される場合、その影響に関するそのような置換の相補性に基づいた。
第1のアプローチでは、すべての候補品をヒトIgG1抗体としてフォーマット化した。発現量、FABフラグメントの熱安定性、及びFACSによるHPB-ALL細胞への結合能力に基づき、最良の変異体を選択した。最良のヒト化変異体は、G65S又はN82aS置換を用いて無効にされた、VHドメイン内に存在するプロテインA結合部位を有した。このエンジニアリングステップは、抗CD3ホモ二量体を含まない安全なT細胞再標的化BEAT抗体を更に生成するのに必要とされる。
I34M、A49G、及びA71TのVH内の復帰突然変異は、M4L、L46R、L47W、及びF71YのVL内の復帰突然変異と共にアフィニティーを回復させた。可変ドメインの最良の組み合わせは、VH8/VL4、VH8/VL8、VH11/VL4、及びVH11/VL8であったが、それは、これらはほとんどの親細胞の結合性を保持していたためである(図9A~C)。更に、VH8/VL8(配列番号48及び51をそれぞれ有する可変ドメイン)及びVH11/VL8(配列番号49及び51をそれぞれ有する可変ドメイン)の組み合わせは、FAB安定性が強化されていた(それぞれ+2.8℃及び+1.6℃、図9D)。
最終的に、最良のヒト化変異体も、scFv-Fc融合体として再フォーマット化し、一時発現させた。このフォーマットで、変異体の相対的なアフィニティー、安定性、一過性トランスフェクションにおける発現量について、変異体をランク付けした(図9E)。scFv-Fc融合フォーマットにおける可変ドメインの最良の組み合わせは、抗体フォーマット:VH8-VL4(scFvフラグメントは配列番号58を有する)及びVH8-VL8(scFvフラグメントは配列番号59を有する)において同定された組み合わせと類似した。両scFvフラグメントは、scFv-Fc融合フォーマットについて良好な熱安定性を有した(図9F)。
マウスSP34抗体のヒト化変異体
マウス抗体SP34は、1985年に最初に記載されている(Pessano Sら、(1985)EMBO J、第4巻(2):337~44頁)。これは、HPB-ALL細胞由来の変性タンパク質抽出物で免疫化したマウスから得られたハイブリドーマより生成され、抗体はヒト特異性及びカニクイザルに対する交差反応性を有する。ヒト及びカニクイザルCD3εサブユニット上SP34エピトープは公知である。
前出の本実施例に記載する方法及びワークフローに従い、配列番号60のVHドメイン及び配列番号61のVLドメインを有する、マウスSP34抗体に関するヒト化VH及びVLドメインを、VH3-23及びVK3生殖細胞系統フレームワーク上へのCDRグラフティングにより、それぞれ工学的に作出した。得られたVH3ベースの可変ドメインでは、そのBEAT抗体フォーマットでの利用に応じて、プロテインA結合は、G65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて更に無効にされ得る。
この目的で、生殖細胞系統VH3重鎖ドメイン及び生殖細胞系統VK3軽鎖ドメインを有するヒト抗体生殖細胞系統の可変ドメイン内のCDRが、マウスSP34抗体由来のCDRでそれぞれ置換された第1のヒト化抗体を構築した。得られたヒト化抗体を、更なるアフィニティーの改善のための出発点として用い、またSP34抗体(重鎖及び軽鎖は配列番号62及び63をそれぞれ有し、本明細書ではSP34キメラ抗体と呼ぶ)のキメラに照らしてベンチマーク評価した。
プロトタイプ抗体(可変重鎖及び軽鎖は配列番号64及び69を有し、VH1/VL1
と略す)が有するヒトCD3ε1-26_Fc融合タンパク質に対する結合性は低かった(SPRによる評価、材料及び方法のセクション、並びに図10Aを参照)。
可変ドメインの第1のプロトタイプの対に関する3Dモデルに基づき、CDRグラフト結合ヒト生殖細胞系統VH3/VK3プロトタイプと、マウスSP34配列(ヒト→マウス又はマウス→ヒト置換)の間の復帰突然変異、又は合理的に設計されたアミノ酸変化のいずれかに対応した置換のサブセットを選択した。下記の変化を生じさせ、様々な組み合わせで試験した:可変重鎖ドメイン内のW100eF及びW100eY、並びに可変軽鎖内のA2I、S25A、T27A、G27aA、V27cA、T28A、T29A、S30A、N31A、Y32A、E38Q、F44P、G46L、T51A、N52A、K53A、R54A、P56A、L66G、D69T、F87Y、Q89A、W91F、Y92A、S93A、N94A、及びQ100G(Kabatナンバリング;図10Aを参照)。置換の組み合わせに関するエンジニアリング戦略は、異なる複数の置換がCDR領域、及び/又は可変ドメインパッキング、及び/又は免疫原性、及び/又は哺乳動物細胞における一過性発現へのインパクトに影響を及ぼすと推定される場合、その影響に関するそのような置換の相補性に基づいた。
第1のアプローチでは、すべての候補品をヒトIgG1抗体としてフォーマット化し、その後、G65Sを用いて無効にされた、VHドメイン内に存在するプロテインA結合部位を有するいくつかの変異体と共に、scFv-Fc融合タンパク質フォーマット(図10B)で更に試験した。発現量、及びSPRにより求めた、ヒト及びカニクイザルCD3ε1-26_Fc融合タンパク質に対する結合能力に基づき、最良のヒト化候補品を選択した。
抗原結合及び組換え発現に関する重鎖及び軽鎖可変ドメインの好ましい組み合わせは以下の通りであった:軽鎖ドメインVL21(配列番号105)及びVL32(配列番号106)と対をなすVH1(配列番号101)、又はVH2(配列番号102)、又はVH3(配列番号103)、又はVH5(配列番号104)。
HER2
HER2陽性癌細胞を殺傷するように、T細胞をリダイレクトする二重特異性抗体は、異なる形態のヒト乳癌を治療するのに有用である。抗HER2抗体が記載されており(Blumenthal GMら、(2013)Clin Cancer Res、第19巻(18):4911~6頁)、その一部はクリニックで現在用いられている、又はヒトを対象とした臨床試験において現在調査されている(Tsang RY及びFinn RS(2012)Br J Cancer、第106巻(1):6~13頁)。
抗HER2抗原結合部位は、本発明で用いる場合、FABフラグメント(FAB重鎖フラグメントは配列番号5、及び軽鎖は配列番号3を有する)、又はscFvフラグメント(配列番号107)としてフォーマット化された組換えヒト化抗HER2抗体Herceptin(登録商標)(セクション1.1を参照)に由来した。いくつかのフォーマットでは、ヒト化抗HER2抗体4D5のVHドメイン(VH3ドメインサブクラス)中に存在するプロテインA結合部は、G65S置換(FABフラグメントは、配列番号108を有する重鎖及び配列番号3の軽鎖を有する、又はscFvフラグメントは配列番号109を有する)、又はN82aS置換(FABフラグメントは、配列番号110を有する重鎖及び配列番号3の軽鎖を有する、又はscFvフラグメントは配列番号111を有する)を用いて無効にした。
CD38
CD38は、II型膜貫通型糖タンパク質であり、造血細胞上及び固体組織内に通常見
出される。CD38も、様々な悪性血液病において発現している。CD38陽性癌細胞を殺傷するようにT細胞をリダイレクトする二重特異性抗体は、多発性骨髄腫、B細胞慢性リンパ性白血病、B細胞急性リンパ性白血病、ワルデンストレームマクログロブリン血症、原発性全身性アミロイドーシス、マントル細胞リンパ腫、前リンパ球性/骨髄性白血病、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、濾胞性リンパ腫、NK-細胞白血病、及び形質細胞白血病を含む様々な悪性血液病を治療するのに有用である。いくつかの抗CD38抗体は、研究試薬又は治療候補品として記載されている(PCT公開番号:国際公開第2006099875号)。とりわけ、最も詳細に特徴付けられている抗ヒトCD38抗体として、OKT-10及びHB-7マウスハイブリドーマが挙げられる(Hoshino Sら、(1997)J Immunol、第158巻(2):741~7頁)。
第1のアプローチでは、抗ヒトCD38抗原結合部位は、マウスハイブリドーマOKT10(可変重鎖及び軽鎖は、配列番号112及び113をそれぞれ有する)、又はHB-7(可変重鎖及び軽鎖は、配列番号114及び115をそれぞれ有する)、及びFAB又はscFvフラグメントとして更にフォーマット化可能なこれらのヒト化バージョンに由来し得る。実施例2.1に記載する方法及びワークフローに従い、HB-7ハイブリドーマのヒト化VH及びVLドメインは、VH3-23及びVK1生殖細胞系統フレームワーク上へのCDRグラフティングにより、それぞれ工学的に作出可能である。
第2のアプローチでは、Almagro JC及びFransson J(Ftront Biosci、(2008)第13巻:1619~33頁)が記載するいわゆる最良適合ヒト化法に従い、HB-7ハイブリドーマの最良適合ヒト化VH及びVLドメインを、ヒトIGHV4-59*03及びIGKV1-NL1*01生殖細胞系統フレームワーク上へのCDRグラフティングにより、それぞれ工学的に作出した(前出のIMGT(登録商標)に基づき引用)。異なる復帰突然変異度のヒト化VH及びVL変異体をin silicoで調べ、そしてヒト化VH及びVLについて選択を行い、そのうちの好ましい1つを、ヒトIgG1フォーマットとして一過性発現させ、これを本明細書では、ヒト化HB-7最良適合VH(配列番号116)及びVL(配列番号117)ドメインと呼んだ。下記のマウス復帰突然変異を導入した:(VH)S35H、I37V、I48L、V67L、V71K、T73N、F78V、Y91F、及び(VL):M4L、L48I、Y49S、T69K(Kabatナンバリング)。
FACSによるヒト化HB-7最良適合抗体(重鎖は配列番号118、及び軽鎖は配列番号119を有する)染色CHO[CD38]組換え細胞(データは示さない)。
ヒト化HB-7最良適合抗体は、SPRによりアッセイしたとき、CD38細胞外領域に対して、HB-7キメラ抗体(重鎖は配列番号120、及び軽鎖は配列番号121を有する)の結合アフィニティーと類似した結合アフィニティーを有した(それぞれ3.6及び2.5nMのKD;図11A(キメラ)及び図11B(ヒト化))。驚くべきことに、ヒト化HB-7最良適合抗体は、熱量測定プロファイルから判断されるように、FABフラグメントの安定性について、HB-7キメラ抗体と比較して、それよりも有意な改善(+14.6℃)を示した(76.4℃(キメラ)と91.0℃(ヒト化)、図11F)。
第3のアプローチでは、ヒトCD38に対する新規のハイブリドーマ候補品を生成するのに、ヒトCD38細胞外ドメイン及びヒトCD38+細胞で免疫化したマウスを用いた。ハイブリドーマを生成する方法は公知であり、また本発明で用いた方法は、PCT公開番号:国際公開第2013008171号で開示されている方法と類似した。9G7マウス抗体候補品は、ヒト及びカニクイザルCD38の両方に対して高いアフィニティーを有した(可変重鎖及び軽鎖は、配列番号122及び123をそれぞれ有する)。本実施例ですでに記載した方法に基づき、このマウス抗体を最初にヒト化した。最良適合アプローチを用いて、生殖細胞系統VHフレームワークIGHV2-5*09及びVKフレームワークIGKV1-33*01(前出のIMGT(登録商標)に基づき引用)を、ヒト化プロ
セスの出発点として選択した。CDRグラフティング後、第1の抗体プロトタイプ(ヒトIgG1アイソタイプとしてフォーマット化、重鎖は配列番号124、及び軽鎖は配列番号125)は、ヒトCD38に対して強い結合性を示し、SPRにより判断されたように、マウス親抗体の1/3に低下したにすぎなかった(配列番号126の重鎖、及び配列番号127の軽鎖を有する9G7キメラ抗体;9G7キメラ抗体(データは示さない)及び第1のヒト化プロトタイプ(データは示さない)のそれぞれについて0.3nM及び1nMのKD)。抗体の可変軽鎖内にF36Y復帰突然変異を導入するとアフィニティーは2倍改善した(Kabatナンバリング)(得られた抗体は、本明細書では、配列番号124の重鎖及び配列番号128の軽鎖を有するヒト化9G7最良適合抗体と呼ぶ;ヒトCD38に対して0.5nMのKD、図11C)。ヒト化9G7最良適合抗体は、カニクイザルCD38抗原に対する高いアフィニティーも示し(3.2nMのKD、データは示さない)、また9G7キメラ抗体よりもFAB熱安定性(DSCスキャンから得たFAB Tm)が改善した(ヒト化9G7最良適合抗体及びの9G7キメラ抗体について、それぞれ94℃と82.2℃;図11Gを参照)。ヒト化9G7最良適合抗体は、配列番号129の重鎖可変ドメイン、及び配列番号130の軽鎖可変ドメインを有する。
更に、VH3-23及びVK1生殖細胞系統フレームワーク上へのCDRグラフティングによる最良フレームワークアプローチに従い、9G7マウス抗体をヒト化した。異なる復帰突然変異度のヒト化VH及びVL変異体をin silicoで調べ、そしてヒト化VH及びVLの組み合わせについて選択を行い、そのうちの好ましい1つを、ヒトIgG1抗体として一過性発現させた(得られた抗体は、本明細書では、配列番号131の重鎖及び配列番号132の軽鎖を有するヒト化9G7最良フレームワーク抗体と呼ぶ)。下記のマウス復帰突然変異を導入した:(VH)A24F、V37I、V48L、S49A、F67L、R71K、N73T、L78V、及びK94R、並びに(VL)F36Y(Kabatナンバリング)。この抗体は、ヒトCD38及びカニクイザルCD38に対して強い結合性を示し、ヒト化9G7最良適合抗体の結合と類似した親和定数を有した(ヒト及びカニクイザルCD38について、それぞれ0.4及び1nMのKD;図11D)。FAB熱安定性(DSCスキャンから得たFAB Tm)も、9G7最良適合F36Yヒト化変異体の熱安定性と非常に類似した(89.2℃、図11Hを参照)。図11Jは、すでに記載した異なるヒト化9G7抗体を要約する。ヒト化9G7最良フレームワーク抗体は、配列番号133の重鎖可変ドメイン及び配列番号134の軽鎖可変ドメインを有する。
第4のアプローチでは、抗体ファージライブラリをスクリーニングして、ヒトCD38に対する追加のscFvフラグメントを生成した。ライブラリは、天然のヒトV遺伝子に基づく多様性を有した。このドナー由来の抗体ファージディスプレーライブラリは、ヒトドナー48例に由来する血液リンパ球から増幅されたcDNAを用いたが、同ヒトドナー48例のうち70%が、自己免疫疾患(脈管炎、全身性エリテマトーデス、脊椎関節障害、リウマチ性関節炎、及び強皮症)を有した。ライブラリの構築は、Schofieldら(2007、Genome Biol.、第8巻(11):R254)が記載するプロトコールに従い、多様性の合計は2.53×10e10クローンであった。ヒト及び/又はカニクイザルCD38を認識するScFvフラグメントを、このドナー由来のファージディスプレーライブラリから以下のように単離した。ScFvフラグメントを、組換え誘導型のヒト及び/又はカニクイザルCD38抗原上で一連の選択サイクルを反復して単離した(材料及び方法のセクションを参照)。抗体ファージディスプレーライブラリをスクリーニングする方法は公知である(Viti Fら、(2000)Methods Enzymol、第326巻:480~505頁)。要するに、ライブラリと共にインキュベーションした後、プラスチック製イムノチューブ上に予めコーティングして抗原を固定化し(20μg/mlの濃度で、PBS内、オーバーナイト)、又はストレプトアビジンビーズ上で捕捉して抗原を固定化し(ビオチン標識形態の抗原を用いる場合、選択プロセス
全体を通じて、抗原は50nMの濃度で捕捉される)、結合したファージを回収する一方、未結合のファージを洗い流した。Marksら(Marks JDら、(1991)J
Mol Biol、第222巻(3):581~97頁)の記載に従い、結合したファージを回復させ、選択プロセスを3回反復した。第2及び第3ラウンドのパニングから得た1000を超えるクローンを発現させ、ヒト及びカニクイザルCD38抗原に対するELISA法により分析した。陽性クローンについてDNA配列決定を実施し、いくつかの特有のクローンを、ヒトCD38を発現する細胞系統に結合するその能力について更に分析した。ストレプトアビジンビーズ上に固定化されたヒトCD38抗原のビオチン標識バージョンに基づく第1ラウンドのパニング、及びストレプトアビジンビーズ上に固定化されたカニクイザルCD38抗原のビオチン標識バージョンに基づく第2ラウンドのパニングの後に、配列番号135の可変重鎖配列、及び配列番号136の可変軽鎖を有する1つの好ましいscFvフラグメント(クローン番号767)を、ヒト及びカニクイザルCD38の両方に結合するその能力から選択した。ヒトIgG1抗体としてフォーマット化した際に、クローン767は、ヒトCD38について約300nM(図11E)、及びカニクイザルCD38について約1.2μM(データは示さない)のKDを有した(クローン767IgG1抗体は、本明細書では、配列番号137の重鎖、及び配列番号138の軽鎖を有するヒト767抗体と呼ぶ)。FAB熱安定性(DSCスキャンから得たFAB Tm)は70.2℃であった(図11I)。クローン767VHドメインは、VH3ドメインサブクラスに属する。
OX40
CD3及びOX40を標的とする二重特異性抗体は、活性化Tリンパ球の標的化及び枯渇化を可能にする。この組み合わせでは、CD3及びOX40分子の両方を発現させる活性化したTリンパ球が、急速な細胞消失を引き起こす相互殺傷プロセスに関わるようになる。二重特異性抗体によりヒトCD3及びOX40の両方が同時に関与するようになれば、病原性T細胞を短期間に有効に除去し得る。OX40は、受容体のTNFRスーパーファミリーメンバーであり、またラット由来の活性化CD4+T細胞上で発現する50kDaの糖タンパク質として、1987年に初めて同定された(Paterson DJら、(1987)Mol.Immunol.、第24巻:1281~90頁)。CD28とは異なり、OX40は、無感作T細胞上では構成的に発現しないが、T細胞受容体(TCR)の関与後に誘発される。OX40は、二次共刺激分子であり,活性化後24~72時間経過して発現する;そのリガンドであるOX40Lも休止期抗原提示細胞(resting antigen presenting cell)上では発現しないが、その活性化後に発現する。
PCT公開番号:国際公開第2013008171号(重鎖及び軽鎖ドメインは配列番号139及び140をそれぞれ有する)で開示されるマウス抗ヒトOX40抗体は、抗ヒトOX40抗原結合部位供給源として利用可能である。最良適合ヒト化法に基づくこの抗体のヒト化バージョンも、PCT公開番号:国際公開第2013008171号で開示されている(重鎖及び軽鎖ドメインは配列番号141及び142をそれぞれ有し、両抗体はBEATフォーマットに再フォーマット化されるように修正可能である)。
実施例2.1に記載する方法及びワークフローに従い、VH3-23及びVK1生殖細胞系統フレームワーク上へのCDRグラフティングにより、抗ヒトOX40ハイブリドーマ用のヒト化VH及びVLドメインをそれぞれ工学的に作出する。得られたVH3ベースの可変ドメインを、そのBEAT抗体フォーマットでの使用に応じて、プロテインA結合を、G65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて更に無効にする。2つのヒト化VH及びVLドメインのみを、異なる復帰突然変異度毎に区別して調査した。第1のプロトタイプ抗体及び実施例2.1に記載するアプローチと同様に、復帰突然変異を、親抗体可変ドメインと、CDRグラフト結合VH3及びVK1との間の配列アライ
メントから同定した。これらのCDRグラフト結合可変ドメインは復帰突然変異を有さず、本明細書ではミングラフト(mingraft)と呼ぶ。次に、これまでのアライメントから同定されたすべての復帰突然変異が含まれるように、この配列を更に修飾し、本明細書ではマックスグラフト(maxgraft)と呼ぶ、修飾された可変ドメイン配列を得た。得られた配列をまとめる:
復帰突然変異を有さないヒト化及び安定化抗OX40VH;ヒト化抗OX40/ミングラフトVHと略す(配列番号278)。
すべての考え得る復帰突然変異を有するヒト化及び安定化抗OX40VH;ヒト化抗OX40/マックスグラフトVHと略す(配列番号279)。
復帰突然変異を有さないヒト化及び安定化抗OX40VL;ヒト化抗OX40/ミングラフトVLと略す(配列番号280)。
すべての考え得る復帰突然変異を有するヒト化及び安定化抗OX40VL;ヒト化抗OX40/マックスグラフトVLと略す(配列番号281)。
CD20
CD20発現性B細胞を殺傷するようにT細胞をリダイレクトする二重特異性抗体は、異なる形態のヒトリンパ腫、癌を治療するのに有用であり得る。いくつかの抗ヒトCD20抗体が、研究試薬又は治療候補品として記載されている。とりわけ、最も詳細に特徴付けられている抗ヒトCD20抗体として、リツキシマブキメラ抗体及びそのヒト化変異体が挙げられる(リツキシマブキメラ抗体、商標名リツキサン(Rituxan)(登録商標)、PCT公開番号:国際公開第1994011026号;配列番号143のマウスVHドメイン及び配列番号144のマウスVLドメイン。
実施例2.1に記載する方法及びワークフローに従い、リツキシマブキメラ抗体用のヒト化VH及びVLドメインを、VH3-23及びVK1生殖細胞系統フレームワーク上へのCDRグラフティングにより、それぞれ工学的に作出する。得られたVH3ベースの可変ドメインを、そのBEAT抗体フォーマットでの使用に応じて、プロテインA結合を、G65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて更に無効にする。2つのヒト化VH及びVLドメインを、異なる復帰突然変異度毎に区別して調査する。第1のプロトタイプ抗体及び実施例2.1に記載するアプローチと同様に、復帰突然変異を、親抗体可変ドメインと、CDRグラフト結合VH3及びVK1との間の配列アラインメントから識別した。これらのCDRグラフト結合可変ドメインは復帰突然変異を有さず、本明細書ではミングラフトと呼ぶ。次に、これまでのアライメントから識別されたすべての復帰突然変異が含まれるように、この配列を更に修飾し、本明細書ではマックスグラフトと呼ぶ、修飾された可変ドメイン配列を得た。
得られた配列をまとめる:
復帰突然変異を有さないヒト化及び安定化リツキシマブVH;ヒト化リツキシマブ/ミングラフトVHと略す(配列番号282)。
すべての考え得る復帰突然変異を有するヒト化及び安定化リツキシマブVH;ヒト化リツキシマブ/マックスグラフトVHと略す(配列番号283)。
復帰突然変異を有さないヒト化及び安定化リツキシマブVL;ヒト化リツキシマブ/ミングラフトVLと略す(配列番号284)。
すべての考え得る復帰突然変異を有するヒト化及び安定化リツキシマブVL;ヒト化リツキシマブ/マックスグラフトVLと略す(配列番号285)。
EGFR
EGFR陽性癌細胞を殺傷するようにT細胞をリダイレクトする二重特異性抗体は、異なる形態のヒト癌、好ましくはヒト膵癌及びヒト結腸癌を治療するのに有用であり得る。いくつかの抗ヒトEGFR抗体が、研究試薬又は治療候補品として記載されている。とりわけ、最も詳細に特徴付けられている抗ヒトEGFR抗体として、セツキシマブキメラ抗
体及びそのヒト化変異体が挙げられる(セツキシマブキメラ抗体、商標名アービタックス(Erbitux)(登録商標)、C225、IMC-C225;PCT公開番号:国際公開第199640210号;配列番号145のマウスVHドメイン及び配列番号146のマウスVLドメイン。
実施例2.1に記載する方法及びワークフローに従い、VH3-23及びVK1生殖細胞系統フレームワーク上へのCDRグラフティングにより、アービタックス(Erbitux)(登録商標)キメラ抗体用のヒト化VH及びVLドメインを、それぞれ工学的に作出する。得られたVH3ベースの可変ドメインを、そのBEAT抗体フォーマットでの使用に応じて、プロテインA結合を、G65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて更に無効にする。2つのヒト化VH及びVLドメインを、異なる復帰突然変異度毎に区別して調査する。第1のプロトタイプ抗体及び実施例2.1に記載するアプローチと同様に、復帰突然変異を、親抗体可変ドメインと、CDRグラフト結合VH3及びVK1との間の配列アラインメントから識別した。これらのCDRグラフト結合可変ドメインは復帰突然変異を有さず、本明細書ではミングラフトと呼ぶ。次に、これまでのアライメントから識別されたすべての復帰突然変異が含まれるように、この配列を更に修飾し、本明細書ではマックスグラフトと呼ぶ、修飾された可変ドメイン配列を得た。
得られた配列をまとめる:
復帰突然変異を有さないヒト化及び安定化アービタックスVH;ヒト化アービタックス/ミングラフトVHと略す(配列番号286)。
すべての考え得る復帰突然変異を有するヒト化及び安定化アービタックスVH;ヒト化アービタックス/マックスグラフトVHと略す(配列番号287)。
復帰突然変異を有さないヒト化及び安定化アービタックスVL;ヒト化アービタックス/ミングラフトVLと略す(配列番号288)。
すべての考え得る復帰突然変異を有するヒト化及び安定化アービタックスVL;ヒト化アービタックス/マックスグラフトVLと略す(配列番号289)。
別の十分に特徴付けられている抗ヒトEGFR抗体として、ヒトパニツムマブ抗体及びそのヒト化変異体が挙げられる(ヒトパニツムマブ抗体、商標名ベクチビックス(Vectibix)(登録商標)、PCT公開番号:国際公開第2012138997号;配列番号290のマウスVHドメイン及び配列番号291のマウスVLドメイン。
実施例2.1に記載する方法及びワークフローに従い、VH3-23及びVK1生殖細胞系統フレームワーク上へのCDRグラフティングにより、ベクチビックス(登録商標)キメラ抗体用のヒト化VH及びVLドメインをそれぞれ工学的に作出する。得られたVH3ベースの可変ドメインを、そのBEAT抗体フォーマットでの使用に応じて、プロテインA結合を、G65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて更に無効にする。2つのヒト化VH及びVLドメインを、異なる復帰突然変異度毎に区別して調査する。第1のプロトタイプ抗体及び実施例2.1に記載するアプローチと同様に、復帰突然変異を、親抗体可変ドメインと、CDRグラフト結合VH3及びVK1との間の配列アラインメントから識別した。これらのCDRグラフト結合可変ドメインは復帰突然変異を有さず、本明細書ではミングラフトと呼ぶ。次に、これまでのアライメントから識別されたすべての復帰突然変異が含まれるように、この配列を更に修飾し、本明細書ではマックスグラフトと呼ぶ、修飾された可変ドメイン配列を得た。
得られた配列をまとめる:
復帰突然変異を有さないヒト化及び安定化ベクチビックスVH;ヒト化ベクチビックス/ミングラフトVHと略す(配列番号292)。
すべての考え得る復帰突然変異を有するヒト化及び安定化ベクチビックスVH;ヒト化ベクチビックス/マックスグラフトVHと略す(配列番号293)。
復帰突然変異を有さないヒト化及び安定化ベクチビックスVL;ヒト化ベクチビックス/
ミングラフトVLと略す(配列番号294)。
すべての考え得る復帰突然変異を有するヒト化及び安定化ベクチビックスVL;ヒト化ベクチビックス/マックスグラフトVLと略す(配列番号295)。
CD19
CD19発現性B細胞を殺傷するようにT細胞をリダイレクトする二重特異性抗体は、異なる形態のヒト血液及び骨髄の癌を治療するのに有用である。ヒトCD19分子は、プレB細胞、発生初期のB細胞(すなわち、未成熟B細胞)、最終的に形質細胞に分化した成熟B細胞、及び悪性B細胞を含む、但しこれらに限定されないヒトB細胞表面上で発現する構造的に異なる細胞表面受容体である。CD19は、ほとんどのプレB細胞急性リンパ芽球性白血病(ALL)、非ホジキンスリンパ腫、B細胞慢性リンパ球性白血病(CLL)、前リンパ球性白血病、有毛状細胞性白血病、一般的な急性リンパ球性白血病、及びヌル急性リンパ芽球性白血病の一部で発現している(Nadler LMら、(1983)J Immunol、第131巻:244~250頁;Anderson KCら、(1984)Blood、第63巻:1424~1433頁;Loken MRら、(1987)Blood、第70巻:1316~1324頁;Uckun FMら、(1988)Blood、第71巻:13~29頁;Scheuermann RH、及びRacila E、(1995)Leuk Lymphoma、第18巻:385~397頁)。形質細胞上でのCD19の発現は、分化したB細胞腫瘍、例えば多発性骨髄腫、形質細胞腫、ワルデンシュトレーム型腫瘍(Waldenstrom’s tumor)等上で発現し得ることを更に示唆する(Grossbard MLら、(1998)Br J Haematol、第102巻:509~15頁;Treon SPら、(2003)Semin Oncol、第30巻:248~52頁)。
PCT公開番号:国際公開第2010/095031号に記載されているヒト化抗ヒトCD19抗体は、VH3-23及びVK1可変ドメインフレームワークを利用し、実施例2.1に記載するような二重特異性抗体を生成するのに利用可能である。配列番号296のVHドメイン、及び配列番号297のVLドメインを有するヒト化抗ヒトCD19抗体を用い、これをそのBEAT抗体フォーマットでの使用に応じて、G65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて、プロテインA結合を更に無効にする。
IgE
膜結合型のIgE陽性B細胞を殺傷するようにT細胞をリダイレクトする二重特異性抗体は、異なる炎症性疾患、例えば喘息又は線維症等を治療するのに有用であり得る。いくつかの抗ヒトIgE抗体が、研究試薬又は治療候補品として記載されている。とりわけ、最も詳細に特徴付けられている抗ヒトIgE抗体として、オマリズマブ抗体(商標名ゾレア(Xolair)(登録商標)、米国特許商標庁公開番号:米国第6,761,889号、同第6,329,509号、及び同第20080003218A1号;Presta
LGら、(1993)J Immunol、第151巻:2623~2632頁;配列番号298のヒト化VHドメイン、及び配列番号299のヒト化VLドメイン)、及びその変異体が挙げられる。
実施例2.1に記載する方法及びワークフローに従い、VH3-23及びVK1生殖細胞系統フレームワーク上へのCDRグラフティングにより、オマリズマブ抗体用のヒト化VH及びVLドメインをそれぞれ工学的に作出する。得られたVH3ベースの可変ドメインを、そのBEAT抗体フォーマットでの使用に応じて、プロテインA結合を、G65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて更に無効にする。2つの安定化VH及びVLドメインを、異なる復帰突然変異度毎に区別して調査する。第1のプロトタイプ抗体及び実施例2.1に記載するアプローチと同様に、復帰突然変異を、親抗体可変ドメインと、CDRグラフト結合VH3及びVK1との間の配列アラインメントから識別
した。これらのCDRグラフト結合可変ドメインは復帰突然変異を有さず、本明細書ではミングラフトと呼ぶ。次に、これまでのアライメントから識別されたすべての復帰突然変異が含まれるように、この配列を更に修飾し、本明細書ではマックスグラフトと呼ぶ、修飾された可変ドメイン配列を得た。
得られた配列をまとめる:
復帰突然変異を有さない安定化オマリズマブVH;安定化オマリズマブ/ミングラフトVHと略す(配列番号300)。
すべての考え得る復帰突然変異を有する安定化オマリズマブVH;安定化オマリズマブ/マックスグラフトVHと略す(配列番号301)。
復帰突然変異を有さない安定化オマリズマブ;安定化オマリズマブ/ミングラフトVLと略す(配列番号302)。
考え得る復帰突然変異をすべて有する安定化オマリズマブVL;安定化オマリズマブ/マックスグラフトVLと略す(配列番号303)。
抗ヒトIgE抗体の別の例として、マウス抗体Bsw17が挙げられる(Vogel Mら、(2004)J Mol Biol、第341巻(2):477~89頁;配列番号304のマウスVHドメイン及び配列番号305のマウスVLドメイン)。
実施例2.1に記載する方法及びワークフローに従い、ヒト化Bsw17抗体用のヒト化VH及びVLドメインを、VH3-23及びVK1生殖細胞系統フレームワーク上へのCDRグラフティングにより、それぞれ工学的に作出する。得られたVH3ベースの可変ドメインを、そのBEAT抗体フォーマットでの使用に応じて、プロテインA結合を、G65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて更に無効にする。2つの安定化VH及びVLドメインを、異なる復帰突然変異度毎に区別して調査する。第1のプロトタイプ抗体及び実施例2.1に記載するアプローチと同様に、復帰突然変異を、親抗体可変ドメインと、CDRグラフト結合VH3及びVK1との間の配列アラインメントから識別した。これらのCDRグラフト結合可変ドメインは復帰突然変異を有さず、本明細書ではミングラフトと呼ぶ。次に、これまでのアライメントから識別されたすべての復帰突然変異が含まれるように、この配列を更に修飾し、本明細書ではマックスグラフトと呼ぶ、修飾された可変ドメイン配列を得た。
得られた配列をまとめる:
復帰突然変異を有さない安定化Bsw17VH;安定化Bsw17/ミングラフトVHと略す(配列番号306)。
すべての考え得る復帰突然変異を有する安定化Bsw17VH;安定化Bsw17/マックスグラフトVHと略す(配列番号307)。
復帰突然変異を有さない安定化Bsw17VL;安定化Bsw17/ミングラフトVLと略す(配列番号308)。
考え得る復帰突然変異をすべて有する安定化Bsw17VL;安定化Bsw17/マックスグラフトVLと略す(配列番号309)。
T細胞再標的化ヘテロ二量体免疫グロブリンの生成
3.1 BEAT(登録商標)技術及びビルトイン式精製システム
BEAT抗体は、「ノブ・イントゥ・ホール(knob into hole)」技術よりも優れたヘテロ二量化を示すバイオミミクリーという特有の概念に基づく重鎖ヘテロ二量体である(PCT公開番号:国際公開第2012131555号)。BEATプラットフォームは、天然のホモ又はヘテロ二量体免疫グロブリンドメインの対において、その間の3D上、等価の位置にある界面アミノ酸の置換に基づき、Fcベースの二重特異性抗体のための構成ブロックとして利用可能である新規のヘテロ二量体を生み出す。当該技術は、任意のタイプの抗原結合スキャフォールドを用いて、Fcベースの二重特異性抗体を
設計できるようにする。scFv-FABフォーマットは、本明細書ではFcベースの二重特異性抗体を設計するのに用いられ、両方の抗原結合部位について、共通する軽鎖を開発する必要がない。
BEAT抗体は、重鎖ヘテロ二量体であるので、2つの異なる重鎖間で区別する必要がある。これらの重鎖を本明細書ではBTA鎖及びBTB鎖と呼ぶ。本発明で用いたBTA鎖及びBTB鎖は、抗原結合部位、ヒトIgG1ヒンジ領域、ヒトIgG1又はIgG3アイソタイプに由来するCH2ドメイン、及びヒトIgG1又はIgG3アイソタイプに由来する修飾されたCH3ドメインを含む。いくつかのBTA及びBTB CH3ドメインは同一であった、又はPCT公開番号:国際公開第2012131555号に記載されているドメインの修飾された変異体であった。BTA及びBTB CH3ドメインを、(BTA)配列番号147、148、149、153、154、及び155、並びに(BTB)配列番号150、151、152、156、157、及び158からなる群より選択した。好ましいBTA-BTB CH3ドメインの対は、配列番号147と配列番号150、配列番号148と配列番号150、配列番号149と配列番号151、配列番号147と配列番号152、及び配列番号148と配列番号152からなる群より選択される。最も好ましいBTA-BTB CH3ドメインの対は、配列番号147と配列番号156、配列番号148と配列番号156、配列番号154と配列番号150、及び配列番号154と配列番号152からなる群より選択される。
上記のように、プロテインAと非対称的に結合するBEAT重鎖ヘテロ二量体は、プロテインAと結合しない免疫グロブリンアイソタイプに由来する親ドメインを用いて生み出され得る(PCT公開番号:国際公開第2012131555号)。ホモ及びヘテロ二量体の種間でプロテインA結合部位数が相違するが、そのような相違は、プロテインAクロマトグラフィーによってこれらの分子種を分離するのに特に有用である。プロテインAクロマトグラフィーによる種間分離を妨害する残留結合を避けるため、ヒト重鎖可変ドメインのVH3サブクラス内に通常見出される二次的なプロテインA結合部位をすべて無効にする必要がある。抗原結合部位が、VH3ファミリーに由来する場合、そのプロテインA結合部位の無効は、G65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)により実現可能である。
VH3起源の1つの抗原結合部位及びVH3に由来しない1つの抗原結合部位を用いて、本発明に含まれる二重特異性抗体を調製する際には、VH3起源の抗原結合部位は、重鎖Fc領域においてプロテインAに結合する該重鎖上に位置する必要がある。あるいは、VH3起源の抗原結合部位は、プロテインA結合が無効となるように、N82aS置換又はG65S置換又はその同等の置換で置換され得る。VH3起源の一対の抗原結合部位を用いて本発明の二重特異性抗体を調製する際には、唯一の可能性は、上記のアミノ酸置換を通じて、VH3ベースの抗原結合部位のうちの少なくとも1つについて、プロテインA結合を無効にすることである。好ましくは、本発明の二重特異性抗体は、2つのホモ二量体うちの1つについて、プロテインA結合部位を有さないものが生み出されるように工学的に作出される。より好ましくは、本発明の二重特異性抗体は、プロテインA結合部位を有さない1つのホモ二量体と、対象とするヘテロ二量体に対してプロテインA結合部位の数に相当な差異(少なくとも1つのプロテインA結合部位、好ましくは2つのプロテインA結合部位)を有する他方のホモ二量体とが生み出されるように工学的に作出される。
単一特異性抗ヒトCD3ε抗体により引き起こされる毒性の機構は、幅広く調査中である;直接的な機構は、抗体のアフィニティー、エピトープ、及び価数と関連したが、毒性の間接的な機構についても記載されている。この毒性の間接的な機構には、免疫細胞を発現するFc受容体と相互作用し、また一過性のT細胞活性化及びサイトカインの放出を引き起こす抗ヒトCD3ε抗体のFc領域が関与している。安全性を改善することを最終目
的として、ヒトCD3εを標的とするBEAT抗体を、その下部ヒンジ領域におけるFc-受容体結合について無効にした。Fc受容体結合は、L234A及びL235A置換を用いて無効又は抑制されたが(EUナンバリング;Strohl WRら、(2009)Curr Opin Biotechnol、第20巻(6):685~91頁);上記置換はLALA置換と多くの場合呼ばれる。
プロテインA結合が無効にされた少なくとも1つのVH3ドメインを含むBEAT抗体の例
HER2/CD3標的BEAT抗体の例
抗HER2及び抗CD3εアームは、天然の抗体の場合と同様に、BEAT鎖と融合したscFvフラグメントからなる重鎖として、又はBEAT鎖と融合したFABフラグメントからなるscFv-Fcタイプの重鎖としてフォーマット化され得る。FABベースの重鎖は、機能的抗原結合部位を形成するには、その同起源の軽鎖と会合する必要がある。
L234A及びL235A置換をCH2領域に導入し、またG65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて、内部に残留するプロテインA結合を適宜無効にした。ヒトHER2抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の例を、以下のようにフォーマット化した:
抗ヒトCD3ε及び抗ヒトHER2アームについて、実施例2.1及び2.2にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、第1のBEAT HER2/CD3抗体を工学的に作出した。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、N82aS置換(Kabatナンバリング)を有する可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号47)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号159)から構成された。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAとは結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3ドメインサブクラスに由来するその重鎖可変ドメインを有したので、VHドメインを、N82aS置換を含むように突然変異させ、これにより、重鎖内の追加的なプロテインA結合部位をすべて除去した。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトHER2アームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT
CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号160)から構成された。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT HER2/CD3-1抗体と呼ぶ(図12AフォーマットA)。
抗ヒトCD3ε及び抗ヒトHER2アームについて、実施例2.1及び2.2にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、第2のBEAT HER2/CD3抗体を工学的に作出した。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトHER2のアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及び同起源の軽鎖(配列番号3)と会合したγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含む、BEAT重鎖(配列番号161)から構成された。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号162)から構成された。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAとは結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3ドメインサブクラスに由来するその重鎖可変ドメインを有したので、VHドメインを、N82aS置換を含むように突然変異させ、これにより、重鎖内の追加的なプロテインA結合部位をすべて除去した。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT HER2/CD3-2抗体と呼ぶ(図12AフォーマットB)。
抗ヒトCD3ε及び抗ヒトHER2アームについて、実施例2.1及び2.2にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、第3のBEAT HER2/CD3抗体を工学的に作出した。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、G65S置換(Kabatナンバリング)を有する可変重鎖ドメイン、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号47)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号163)から構成された。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAとは結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3ドメインサブクラスに由来する重鎖可変ドメインを有したので、VHドメインを、G65S置換を含むように突然変異させ、これにより、重鎖内の追加的なプロテインA結合部位をすべて除去した。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトHER2アームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号164)から構成された。PCT公開番号:国際公開第1994029350号に記載するように、重鎖44(G44C)及び軽鎖100(Q100C)のKabat位置において、重鎖と軽鎖ドメインとの間でジスルフィド結合を工学的に作出し、この結合を用いて二重特異性抗体のscFv部分を更に安定化した。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT HER2/CD3-3抗体と呼ぶ(図12BフォーマットC)。
抗ヒトCD3ε及び抗ヒトHER2アームについて実施例2.1及び2.2にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、第4のBEAT HER2/CD3抗体を工学的に作出した。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、可変重鎖ドメイン、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及び同起源の軽鎖(配列番号166)と会合したγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号165)から構成された。この重鎖及び軽鎖会合体は、PCT公開番号:国際公開第2008119565号に記載されるような抗ヒトCD3ε抗体(SP34)のヒト化バージョンを含んだ。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトHER2アームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号167)から構成された。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAと結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3ドメインサブクラスに由来するその重鎖可変ドメインを有したので、N82aS置換を含むようにVHドメインを突然変異させ、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位をすべて除去した。この二重特異性抗体は、本明細書ではBEAT HER2/CD3(SP34)抗体と呼ぶ(図12BフォーマットD)。
抗ヒトCD3ε及び抗ヒトHER2アームについて実施例2.1及び2.2にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、第5のBEAT HER2/CD3抗体を工学的に作出した。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、可変重鎖ドメイン、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及び同起源の軽鎖(配列番号89)と会合したγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号168)から構成された。この二重特異性抗体のアームは、実施例2.1に記載するヒト化SP34VH1/VL21抗体の可変ドメインを含んだ。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトHER2アームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号167)から構成された。このアーム
は、上記BEAT HER2/CD3(SP34)抗HER2アームと同等である(図12BフォーマットDを参照)。重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAと結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3ドメインサブクラスに由来する重鎖可変ドメインを有したので、N82aS置換を含むようにVHドメインを突然変異させ、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位をすべて除去した。この二重特異性抗体は、本明細書ではBEAT HER2/CD3(SP34-κ1)抗体と呼ぶ(図12CフォーマットE)。
BEAT HER2/CD3-1、BEAT HER2/CD3-2、BEAT HER2/CD3-3、BEAT HER2/CD3(SP34)、及びBEAT HER2/CD3(SP34-κ1)抗体を一時的に発現させ、精製し、そしてそれらのHER2及びCD3ε抗原に対するアフィニティー、それらの安定性、及びそれらのT細胞キリングをリダイレクトする能力について、in vitroで試験した。一過性発現の収率は、すべてのBEAT抗体について、培養物上清1リットル当たり5~15mgの範囲であった。重要なこととして、すべての二重特異性抗体では、単一のプロテインAクロマトグラフィーステップ後、その調製物内に認められるホモ二量体汚染物質のレベルは非常に低かった。
これらのBEAT抗体は、両アームのいずれもがVH3ドメインを含むように設計されたので、少なくとも1つのVH3ドメインにおいてプロテインA結合を無効にしさえすれば、好ましい差動的精製法の1つを用いて、対象とするヘテロ二量体を容易に精製することができた(図2Eを参照)。BEAT HER2/CD3-1抗体に関する差動的プロテインA精製トレースの例を図13に示すが、また図14は、精製されたヘテロ二量体のキャピラリー電気泳動プロファイルを示す。ホモ二量体汚染物質の含有量はほんのわずかであることが、このプロファイルから同定され得る。FAB部分を担持するようにフォーマット化された重鎖のホモ二量体は、プロテインAに結合しないので、見出されなかった。scFvフラグメントを担持するようにフォーマット化された重鎖のホモ二量体は、わずかな割合(2.5%)で認められ、単一のプロテインAクロマトグラフィーステップ後のヘテロ二量体含有量として97%を実現した。BEAT HER2/CD3-2、BEAT HER2/CD3-3、BEAT HER2/CD3(SP34)、及びBEAT
HER2/CD3(SP34-κ1)抗体は、単一のプロテインAクロマトグラフィーステップ後に、類似したレベルの均質性及び純度まで精製された。BEAT HER2/CD3-3抗体は、プロテインAクロマトグラフィー後、ある割合のジスルフィド結合したヘテロ二量体凝集物を示したが(27%)、陽イオン交換クロマトグラフィーにより除去された。
VH3ベースの重鎖ヘテロ二量体内のプロテインA結合を無効にすると、プロテインAクロマトグラフィー後の純度に大きな影響を及ぼすことを更に実証するために、BEAT
HER2/CD3-1抗体を、上記のN82aS置換を含めないで工学的に作出した。図15A及び15Bは、BEAT HER2/CD3-1及びその非N82aS置換バージョンについて、それらのプロテインAクロマトグラフィー溶出分画のSDS-PAGE分析をそれぞれ示す。pH4では、非N82aS置換バージョンの溶出分画は、FABアームを担持するようにフォーマット化された重鎖のホモ二量体に対応する追加バンドを示す(図15B)一方、N82aS置換BEAT HER2/CD3バージョンでは認められないが(図15A)、それは、FABアームを担持するようにフォーマット化された重鎖は、そのFc領域(ヒトIgG3アイソタイプに基づくFc領域)においてプロテインAと結合しないためであり、これから唯一推測され得ることとして、このホモ二量体種に見出されるVH3ベースの可変ドメインは、プロテインA結合に関係することが挙げられる。この結果は、VH3ベースの重鎖ヘテロ二量体内でのプロテインA結合の無効の有用性を明確に物語っている。
BEAT HER2/CD3-1及びBEAT HER2/CD3-2抗体の両方は、ヒトHER2及びヒトCD3ε抗原について類似したKD値を有した。KD値は、ヒトHER2抗原について0.50~2nM、及びヒトCD3ε抗原について1~2μMの範囲であった(ヒトCD3γ-ε-Fc構築物を用いて、SPRにより測定した場合)(材料及び方法のセクションを参照;図16A及び16B)。2つの二重特異性抗体に関するDSCプロファイルは類似したが、両ケースでは、ヒトHER2又はヒトCD3εに関与するscFv部分は、Tmが68℃の範囲の良好な熱安定性プロファイルを保持した。両抗体内のFAB部分は、82~83℃(図16C)の範囲のTmを有した。
ヒト化Herceptin VH及びVL配列を用いて、ヒトHER2抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を、以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトHER2抗原結合部位について、実施例2.1及び2.2にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT HER2/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトHER2アームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号3)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号310)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来する重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EU ナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書ではBEAT HER2/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
in vitroT細胞キリングアッセイ
BEAT HER2/CD3抗体の作用機序は、細胞傷害性T細胞の細胞表面上のCD3抗原と標的の対象となる細胞上に発現するHER2抗原を架橋することにより、細胞傷害性T細胞キリングを、標的対象となる細胞に標的化することに基づく。
T細胞キリングをリダイレクトするBEAT HER2/CD3-1及びBEAT HER2/CD3-2抗体の効力を、フローサイトメトリーに基づく方法(本明細書ではRDL-FACS法と呼ぶ)、又は比色分析に基づく方法(本明細書ではRDL-MTS法と呼ぶ)を用いて測定した。高発現性HER2細胞系統JIMT-1、Herceptin(登録商標)(トラスツズマブ)耐性乳癌細胞系統、高発現性HER2細胞系統BT-474、Herceptin(登録商標)(トラスツズマブ)感受性乳癌細胞系統、及び低HER2発現性乳腺癌細胞系統MDA-MB-231を、ヒトPBMC、及びBEAT
HER2/CD3-1又は-2抗体又は対照抗体の連続希釈物の存在下で48時間、個別に培養した。このアッセイでは、供血から得たヒトPBMCを、細胞傷害性Tリンパ球の供給源として用いた。エフェクター:標的細胞の比として10:1をすべてのアッセイにおいて用いた。陰性対照は、抗体処理を行わないサンプルの形態で提供した(標的細胞及びヒトPBMCのみ)。インキュベーション期間後に、細胞毒性を、RDL-FACS法又はRDL-MTS法を用いて測定した(材料及び方法のセクションを参照)。結果より、対照抗体は、特異的T細胞媒介型細胞毒性を引き起こさないことが明らかであった。対照的に、BEAT HER2/CD3-1及び-2抗体は、非常に強力な、用量依存性
の腫瘍標的細胞死を誘発した。最大キリングはほぼ100%であった。両法の読み取りは、近い結果を示した。ドナー間変動では、方法間のEC50に約10倍の相違が認められた。測定されたEC50は、標的細胞系統によるHER2抗原発現量と相関した。
BT-474細胞は、最も多くのHER2抗原を発現し、またBEAT HER2/CD3-1及び-2抗体の両方のEC50は、サブピコモルからピコモルの範囲内であった(それぞれ0.6及び2pM、図17A)。JIMT-1細胞は、その細胞表面上でHER2抗原を隠蔽し(Nagy Pら、(2005)、Cancer Res、第65巻(2):473~482頁)、従って高いHER2発現性を有するにもかかわらず、低Herceptin(登録商標)結合性を示した。驚くべきことに、BEAT HER2/CD3-1及び-2抗体は、いずれもRDL-MTS法で測定した場合、JIMT-1細胞に対してピコモル範囲のEC50を有した(それぞれ21及び16pM;図17B)。RDL-FACS法で測定した場合、BEAT HER2/CD3-1抗体は、1.4pMのEC50を有した。低HER2発現性乳腺癌細胞系統MDA-MB-231は、前出の2つの細胞系統よりも感受性は低く、両抗体はサブナノモルのEC50を示した(両方の数値は、ほぼ0.2nM;図17C)。RDL-FACS法で測定した場合、BEAT HER2/CD3-1抗体は、0.08nMのEC50を有した。これらを総じて考慮すると、これらの結果より、BEAT HER2/CD3-1及び-2抗体は、様々なHER2発現性乳癌細胞系統に対してT細胞キリングをリダイレクトする能力が極めて高かったことが明白である。
BEAT HER2/CD3(SP34)抗体には、PCT公開番号:国際公開第2008119565号に記載されている抗ヒトCD3ε抗体(SP34)のヒト化バージョンが含まれた。このBEAT抗体フォーマットがT細胞キリングをHER2+細胞に対してリダイレクトする能力をin vitroで調査した。2つの異なるHER2+細胞系統、すなわち高HER2発現性細胞系統(NCI-N87)及び低HER2発現性細胞系統(HT-1080)をキリングアッセイで用いた(材料及び方法のセクションを参照)。図17D~Eは、BEAT HER2/CD3(SP34)抗体によるNCI-N87及びHT-1080細胞のT細胞リディレクテッドキリングをそれぞれ示す。アッセイでは、エフェクター細胞:標的細胞の比として10:1を用い、また48時間のインキュベーション期間後にRDL-MTS読み取り法を用いた(材料及び方法のセクションを参照)。結果より、BEAT HER2/CD3(SP34)抗体は、NCI-N87及びHT-1080細胞をそれぞれ標的としたとき、EC50が0.35及び29pMであるように、HER2+細胞系に対してT細胞キリングをリダイレクトする能力が極めて高かったことが明白である。
BEAT HER2/CD3(SP34-κ1)抗体には、実施例2.1に記載する抗ヒトCD3ε抗体のヒト化バージョン(SP34-κ1)VH1/VL21が含まれた。このBEAT抗体フォーマットがT細胞キリングをHER2+細胞に対してリダイレクトする能力をin vitroで調査した。2つの異なるHER2+細胞系統、すなわち高HER2発現性細胞系統(NCI-N87)及び低HER2発現性細胞系統(HT-1080)をキリングアッセイで用いた(材料及び方法のセクションを参照)。図17F~Gは、BEAT HER2/CD3(SP34-κ1)抗体によるNCI-N87及びHT-1080細胞のT細胞リディレクテッドキリングをそれぞれ示す。アッセイでは、エフェクター細胞:標的細胞の比として10:1を用い、また48時間のインキュベーション期間後にRDL-MTS読み取り法を用いた(材料及び方法のセクションを参照)。結果より、BEAT HER2/CD3(SP34-κ1)抗体は、NCI-N87及びHT-1080細胞をそれぞれ標的としたとき、EC50が0.46及び338pMであるように、HER2+細胞系に対してT細胞キリングをリダイレクトする能力が極めて高かったことが明白である。
in vivo有効性試験
JIMT-1異種移植
BEAT HER2/CD3-1抗体のin vivo有効性を、JIMT-1/PBMC異種移植モデルを用いて調査した。供血から得たヒトPBMCを細胞傷害性Tリンパ球の供給源として用いた。Herceptin(登録商標)耐性乳癌JIMT-1細胞を、非刺激ヒトPBMC(4つの異なるドナー)と1:1の比で混合し、その後免疫不全(NOD/SCID)マウスの皮下に注入した。移植後、2週間にわたり週3回、動物をBEAT HER2/CD3-1抗体で、経静脈的に処理した。抗体処理は、移植後3時間経過して開始し、その後2、4、7、9、及び11日目に継続して行った。
PBMC無しで腫瘍増殖を評価するために、5つのうち1つのコホートについて、ヒトPBMCが存在しない状態で5×10e6個のJIMT-1細胞を皮下に接種した一方、残りのコホートには、健常ドナーから得た5×10e6個の非刺激ヒトPBMCと混合された5×10e6個のJIMT-1細胞からなる混合物を皮下注入した。
ヒトPBMCは、抗体が存在しない場合には、腫瘍増殖に対してマイナス効果を示さなかった(図18A)。ヒトエフェクター細胞存在下で、BEAT HER2/CD3-1抗体を用いて処理すると、ほとんどの動物において腫瘍増殖の完全抑制が誘発された(18/20腫瘍、図18B~C)。処理最終日後18日経過して、増殖を再開した腫瘍は11%に過ぎない(2/18)。これらのデータは、BEAT HER2/CD3-1抗体の抗腫瘍効果は強力であることを、極めて明瞭に示している。
CD38/CD3標的BEAT抗体の例
抗CD38及び抗CD3εアームは、天然の抗体の場合と同様に、BEAT鎖と融合したscFvフラグメントからなる重鎖として、又はBEAT鎖と融合したFABフラグメントからなるscFv-Fcタイプの重鎖としてフォーマット化され得る。FABベースの重鎖は、機能的抗原結合部位を形成するには、その同起源の軽鎖と会合する必要がある。
L234A及びL235A置換をCH2領域に導入し、またG65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて、内部に残留するプロテインA結合を適宜無効にした。ヒトCD38抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の例を、以下のようにフォーマット化した:
ヒト化HB7最良適合VH及びVL配列を用いて、ヒトCD38抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の第1の例を、以下のようにフォーマット化した:
抗ヒトCD3ε及び抗ヒトCD38アームについて実施例2.1及び2.3にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT CD38/CD3抗体を工学的に作出した。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD38アームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号119)と会合したγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号169)から構成された。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号162)から構成された。この重鎖には、ヒトIgG3 Fc領域の一部が含まれ、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来する重鎖可変ドメインを有したので、VHドメインを、N82aS置換を含むように突然変異させ、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位をすべて除去した。このアームは、上記BEAT HER2/CD3-2抗CD3εアームと同等である(図12AフォーマットBを参照)。二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT CD
38-HB7最良適合/CD3抗体と呼ぶ(図19フォーマットA)。
BEAT CD38-HB7最良適合/CD3抗体を一時的に発現させ、精製し、そしてそのCD38及びCD3ε抗原に対するアフィニティー、その安定性、及びそのT細胞キリングをリダイレクトする能力について、in vitroで試験した。KD値は、ヒトCD38抗原について3.2nMであった(SPR測定;図20A)。二重特異性抗体に関するDSCプロファイルは、良好な熱安定性プロファイルを示し、scFv部分についてTmは約68℃であった。FAB部分のTmは約91℃であった(図20B)。
CD38発現細胞系統(材料及び方法のセクションを参照)を、実施例3.2.1に記載するアッセイ法と類似したアッセイ法でリダイレクトされたT細胞キリングを評価するのに用いた。図21は、BEAT CD38-HB7最良適合/CD3抗体を用いて行った、RPMI8226ミエローマ細胞のT細胞リディレクテッドキリングを示す。アッセイでは、エフェクター細胞として精製されたT細胞を、エフェクター細胞:標的細胞の比として10:1で用いたことに留意する。RDL-FACS法で測定すると、BEAT CD38-HB7最良適合/CD3抗体のEC50は2.2pMであった(ドナー2例の平均値、48時間インキュベーション)。
ヒトクローン767VH及びVL配列を用いて、ヒトCD38抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の第2の例を、以下のようにフォーマット化した:
抗ヒトCD3ε及び抗ヒトCD38アームについて実施例2.1及び2.3にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT CD38/CD3抗体を工学的に作出した。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD38アームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号138)と会合したγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号170)から構成された。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号171)から構成された。この重鎖には、ヒトIgG3 Fc領域の一部が含まれ、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有したので、VHドメインを、G65S置換を含むように突然変異させ、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位をすべて除去した。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT CD38-767/CD3抗体と呼ぶ(図19フォーマットB)。
BEAT CD38-767/CD3抗体を一時的に発現させ、精製し、そしてそのCD38及びCD3ε抗原に対するアフィニティー、その安定性、及びそのT細胞キリングをリダイレクトする能力についてin vitroで試験した。CD38発現細胞系統(材料及び方法のセクションを参照)を、実施例3.2.1に記載するアッセイ法と類似したアッセイ法でリダイレクトされたT細胞キリングを評価するのに用いた。図22は、BEAT CD38-767/CD3抗体を用いて行った、Daudi細胞のT細胞リディレクテッドキリングを示す。アッセイでは、エフェクター細胞としてヒトPBMCを、エフェクター細胞:標的細胞の比として10:1で用いたことに留意する。RDL-FACS法で測定すると、BEAT CD38-767/CD3抗体のEC50は、244pMであった(ドナー3例の平均値、24時間インキュベーション)。
ヒト化9G7最良フレームワークVH及びVL配列を用いて、ヒトCD38抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を、以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトCD38抗原結合部位について、実施例2.1及び2.3
にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT CD38/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD38アームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号132)と会合したγ3ベースのBEAT
CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号312)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT CD38-9G7最良フレームワーク/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
ヒトクローン767VH及びVL配列を用いて、ヒトCD38抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を、以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトCD38抗原結合部位について、実施例2.1及び2.3にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT CD38/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD38アームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号138)と会合したγ3ベースのBEAT
CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号313)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書ではBEAT CD38-767/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
OX40/CD3標的BEAT抗体の例
抗OX40及び抗CD3εアームは、天然の抗体の場合と同様に、BEAT鎖と融合したscFvフラグメントからなる重鎖として、又はBEAT鎖と融合したFABフラグメントからなるscFv-Fcタイプの重鎖としてフォーマット化され得る。FABベースの重鎖は、機能的抗原結合部位を形成するには、その同起源の軽鎖と会合する必要がある。
L234A及びL235A置換をCH2領域に導入し、またG65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて、内部に残留するプロテインA結合を適宜無効にした。ヒトOX40抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の例を、以下のようにフォーマット化した:
抗ヒトCD3ε及び抗ヒトOX40アームについて、実施例2.1及び2.4にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT OX40/CD3抗体の例を工学的に作出した。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトOX40アームは、PCT公開番号:国際公開第2013008171号(配列番号141及び142をそれぞれ有する可変重鎖及び軽鎖ドメイン)で開示されるヒト化抗ヒトOX40抗体の可変ドメインを用い、また可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及び同起源の軽鎖(配列番号173)と会合したγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号172)から構成された。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号162)から構成された。この重鎖には、ヒトIgG3 Fc領域の一部が含まれ、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有したので、VHドメインを、N82aS置換を含むように突然変異させ、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位をすべて除去した。このアームは、上記BEAT HER2/CD3-2抗CD3εアームと同等である(図12AフォーマットBを参照)。二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT OX40/CD3抗体と呼ぶ(図23)。
BEAT OX40/CD3抗体がOX40+細胞に対してT細胞キリングをリダイレクトする能力をin vitroで調査した。安定な組換えCHO[OX40]細胞系統をキリングアッセイ法で用いた。図24は、BEAT OX40/CD3抗体による、安定な組換えCHO[OX40]細胞のT細胞リディレクテッドキリングを示す。アッセイ法では、エフェクター細胞としてヒトPBMCを、エフェクター細胞:標的細胞の比として20:1で用い、また48時間のインキュベーション期間後、RDL-MTS読み取り法を用いた(材料及び方法のセクションを参照)。結果より、BEAT OX40/CD3抗体は、EC50が0.5nMであるように、安定な組換えCHO[OX40]細胞に対してT細胞キリングをリダイレクトする能力が極めて高いことが明らかである(ドナー3例の平均値)。
ヒト化抗OX40/マックスグラフトVH及びVL配列を用いて、ヒトOX40抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を、以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトOX40抗原結合部位について、実施例2.1及び2.4にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT OX40/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトOX40アームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号315)と会合したγ3ベースのBEAT
CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号314)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書ではBEAT OX40マックスグラフト/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
ヒト化抗OX40/ミングラフトVH及びVL配列を用いて、ヒトOX40抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を、以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトOX40抗原結合部位について、実施例2.1及び2.4にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT OX40/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトOX40アームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号317)と会合したγ3ベースのBEAT
CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号316)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書ではBEAT OX40ミングラフト/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
CD20/CD3標的BEAT抗体の例
マウスリツキシマブ抗体VH及びVL配列を用いた、ヒトCD20抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の例を、以下のようにフォーマット化した:
抗ヒトCD3ε及び抗ヒトCD20アームについて、実施例2.1及び2.5にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT CD20/CD3を工学的に作出した。
ヒト化リツキシマブ/マックスグラフトVH及びVL配列を用いた、ヒトCD20抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の例を、以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトCD20抗原結合部位について、実施例2.1及び2.5にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT CD20/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD20アームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号319)と会合したγ3ベースのBEAT
CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号318)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書ではBEAT CD20マックスグラフト/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
ヒト化リツキシマブ/ミングラフトVH及びVL配列を用いて、ヒトCD20抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を、以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトCD20抗原結合部位について、実施例2.1及び2.5にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT CD20/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD20アームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号321)と会合したγ3ベースのBEAT
CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号320)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書ではBEAT CD20ミングラフト/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
EGFR/CD3標的BEAT抗体の例
抗EGFR及び抗CD3εアームは、天然の抗体の場合と同様に、BEAT鎖と融合したscFvフラグメントからなる重鎖として、又はBEAT鎖と融合したFABフラグメントからなるscFv-Fcタイプの重鎖としてフォーマット化され得る。FABベースの重鎖は、機能的抗原結合部位を形成するには、その同起源の軽鎖と会合する必要がある。
L234A及びL235A置換をCH2領域に導入し、またG65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて、内部に残留するプロテインA結合を適宜無効にした。ヒトEGFR抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の例を、以下のようにフォーマット化した:
ヒトEGFR及びヒトCD3ε抗原の両方を標的とするBEAT抗体の例を以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトEGFRアームについて、実施例2.1及び2.6にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT
EGFR/CD3を工学的に作出する。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトEGFRアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号175)と会合したγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含む、マウスアービタックス抗体可変ドメイン(配列番号145及び146をそれぞれ有するマウス可変重鎖及び軽鎖ドメイン)に基づくBEAT重鎖(配列番号174)から構成された。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号171)から構成された。この重鎖には、ヒトIgG3 Fc領域の一部が含まれ、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有したので、VHドメインを、G65S置換を含むように突然変異させ、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位をすべて除去した。このアームは、上記BEAT CD38-767/CD3抗CD3εアームと同等である(図19フォーマットBを参照)。二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT EGFR/CD3抗体
と呼ぶ(図25)。
BEAT EGFR/CD3抗体を、一時的に発現させ、精製し、そしてそのヒトEGFR+細胞系統に対してT細胞キリングをリダイレクトする能力についてin vitroで試験した。HT-29細胞系統をキリングアッセイで用いた。図26は、BEAT EGFR/CD3抗体によるHT-29細胞のT細胞リディレクテッドキリングを示す。アッセイ法では、ヒトPBMCをエフェクター細胞として、エフェクター細胞:標的細胞の比として10:1で用い、そして48時間のインキュベーション期間後に、RDL-MTS読み取り法を用いた(材料及び方法のセクションを参照)。結果より、BEAT EGFR/CD3抗体は、EC50が70.6pM(ドナー4例の平均値)であるように、HT-29細胞に対してT細胞キリングをリダイレクトする能力が極めて高いことが明らかである。
ヒト化アービタックス/マックスグラフトVH及びVL配列を用いて、ヒトEGFR抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を、以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトEGFR抗原結合部位について、実施例2.1及び2.6にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT EGFR/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトEGFRアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号323)と会合したγ3ベースのBEAT
CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号322)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT EGFRセツキシ-マックスグラフト/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
ヒト化アービタックス/ミングラフトVH及びVL配列を用いて、ヒトEGFR抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を、以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトEGFR抗原結合部位について、実施例2.1及び2.6にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT EGFR/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトEGFRアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号325)と会合したγ3ベースのBEAT
CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号324)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3ε部分は、scFvフラグメント、CH1
γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT EGFRセツキシ-ミングラフト/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
ヒト化ベクチビックス/マックスグラフトVH及びVL配列を用いた、ヒトEGFR抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を、以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトEGFR抗原結合部位について、実施例2.1及び2.6にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT EGFR/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトEGFRアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号327)と会合したγ3ベースのBEAT
CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号326)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT EGFRパニ-マックスグラフト/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
ヒト化ベクチビックス/ミングラフトVH及びVL配列を用いて、ヒトEGFR抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を、以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトEGFR抗原結合部位について、実施例2.1及び2.6にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT EGFR/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトEGFRアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号329)と会合したγ3ベースのBEAT
CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号328)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書ではBEAT EGFRパニ-ミングラフト/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
CD19/CD3 BEAT抗体の例
抗CD19及び抗CD3重鎖は、天然の抗体の場合と同様に、第1のBEAT鎖と融合したscFvフラグメントからなる重鎖のcFv-Fcタイプとして、又は第1のBEA
T鎖と融合したFABフラグメントからなる重鎖としてフォーマット化され得る。FABベースの重鎖は、機能的抗原結合部位を形成するには、その同起源の軽鎖と会合する必要がある。L234A及びL235A置換をCH2領域に導入し、またG65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて、内部に残留するプロテインA結合を適宜無効にした。国際公開第2010095031号に記載されている抗CD19VH及びVL配列を用いた、ヒトCD19抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の例を、以下のようにフォーマット化する:
抗ヒトCD3ε及び抗ヒトCD19抗原結合部位について、実施例2.1及び2.7にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT CD19/CD3の例を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD19アームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号331)と会合したγ3ベースのBEAT
CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号330)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書ではBEAT CD19/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
リダイレクトされたT細胞キリングを、実施例3.2.1に記載するアッセイ法と類似したアッセイ法で評価するのに、PCT公開番号:国際公開第2010/095031号に記載されているCD19発現細胞系統を用いる。
IgE/CD3 BEAT抗体の例
抗IgE及び抗CD3重鎖は、天然の抗体の場合と同様に、第1のBEAT鎖と融合したscFvフラグメントからなる重鎖のscFv-Fcタイプとして、又は第1のBEAT鎖と融合したFABフラグメントからなる重鎖としてフォーマット化され得る。FABベースの重鎖は、機能的抗原結合部位を形成するには、その同起源の軽鎖と会合する必要がある。L234A及びL235A置換をCH2領域に導入し、またG65S又はN82aS置換(Kabatナンバリング)を用いて、内部に残留するプロテインA結合を適宜無効にした。
抗ヒトCD3ε及び抗ヒトIgE抗原結合部位について、実施例2.1及び2.8にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT IgE/CD3抗体を工学的に作出する。
IgEを細胞表面上で発現する細胞系統は、PCT公開番号:国際公開第2010/033736号に記載されており、リダイレクトされたT細胞キリングを、実施例3.2.1に記載するアッセイ法と類似したアッセイ法で評価するのに利用可能である。
安定化したオマリズマブ/マックスグラフトVH及びVL配列を用いた、ヒトIgE抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の例を、以下のようにフォーマット化する:
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトIgEアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域
、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号333)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号332)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT IgEオマリ-マックスグラフト/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
安定化したオマリズマブ/ミングラフトVH及びVL配列を用いた、ヒトIgE抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を以下のようにフォーマット化する:
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトIgEアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号335)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号334)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書ではBEAT IgEオマリ-ミングラフト/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
安定化したBsw17/マックスグラフトVH及びVL配列を用いた、ヒトIgE抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を以下のようにフォーマット化する:
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトIgEアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号337)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号336)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書ではBEAT IgE bsw17-マックスグラフト/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
安定化したBsw17/ミングラフトVH及びVL配列を用いた、ヒトIgE抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を以下のようにフォーマット化する:
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトIgEアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号339)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号338)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、従ってプロテインAに結合しないが、本明細書で用いた重鎖は、VH3フレームワークに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、VHドメインは、G65S置換を含むように突然変異しており、これにより重鎖内の追加的なプロテインA結合部位はすべて除去されている。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書ではBEAT IgE bsw17-ミングラフト/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
1つのVH3ドメインのみを含むBEAT抗体の例
CD38/CD3標的BEAT抗体の例
ヒト化HB7/最良適合VH及びVL配列を用いた、ヒトCD38抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の例を以下のようにフォーマット化した:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトCD38アームについて、実施例2.1及び2.3にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT CD38/CD3を工学的に作出した。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD38アームは、可変重鎖ドメイン、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号119)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号176)から構成された。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、また非VH3ドメインサブクラスに由来する重鎖可変ドメインを有したので、プロテインAと結合しなかった。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号177)から構成された。この重鎖及び軽鎖会合体は、PCT公開番号:国際公開第2008119565号に記載される抗ヒトCD3ε抗体(SP34)のヒト化バージョンを含んだ。このBEAT抗体フォーマットは、本明細書では、BEAT CD38-HB7最良適合/CD3(SP34)抗体(図27フォーマットA)と呼ぶ。
BEAT CD38-HB7最良適合/CD3(SP34)抗体が、T細胞キリングをCD38+細胞に対してリダイレクトする能力をin-vitroで調査した。CD38+Bリンパ芽球細胞系統Daudiを、キリングアッセイで用いた。図28は、BEAT
CD38-HB7最良適合/CD3(SP34)抗体による、Daudi細胞のT細胞リディレクテッドキリングを示す。アッセイ法では、エフェクター細胞としてヒトPBMCを、エフェクター細胞:標的細胞の比として10:1で用い、そして24時間のインキュベーション期間後、RDL-FACS読み取り法を用いた(材料及び方法のセクションを参照)。結果より、BEAT CD38-HB7最良適合/CD3(SP34)抗体は、EC50が1.8pM(ドナー3例の平均値)であるように、Daudi CD38+細胞系統に対してT細胞キリングをリダイレクトする能力が極めて高かったことが明白である。
ヒト化9G7最良適合VH及びVL配列(それぞれ配列番号129及び130)を用いた、ヒトCD38抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の第2の例を、以下のようにフォーマット化した:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトCD38アームについて実施例2.1及び2.3にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT CD38/CD3を工学的に作出した。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD38アームは、可変重鎖ドメイン、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及びその同起源の軽鎖(配列番号128)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号178)から構成された。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、また非VH3ドメインサブクラスに由来するその重鎖可変ドメインを有したので、プロテインAと結合しなかった。ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号179)から構成された。この二重特異性抗体のアームは、実施例2.1に記載するヒト化SP34 VH5/VL32抗体の可変ドメインを含んだ。このBEAT抗体フォーマットは、本明細書では、BEAT CD38-9G7最良適合/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ(図27フォーマットB)。CD38-9G7最良適合/CD3(SP34-κ2)抗体は、ヒトCD3 1-26_Fc融合タンパク質について、18nMのKD値を有した(図29)。
BEAT CD38-9G7最良適合/CD3(SP34-κ2)抗体が、T細胞キリングをCD38+細胞に対してリダイレクトする能力をin vitroで調査した。CD38+Bリンパ芽球細胞系Daudiを、キリングアッセイ法で用いた。図30は、BEAT CD38-9G7最良適合/CD3(SP34-κ2)抗体によるDaudi細胞のT細胞リディレクテッドキリングを示す。アッセイ法では、エフェクター細胞としてヒトPBMCを、エフェクター細胞:標的細胞の比として10:1で用い、そして24時間のインキュベーション期間後にRDL-FACS読み取り法を用いた(材料及び方法のセクションを参照)。結果より、BEAT CD38-9G7最良適合/CD3(SP34-κ2)抗体は、EC50が2pM(ドナー3例の平均値)であったように、Daudi
CD38+細胞系統に対してT細胞キリングをリダイレクトする能力が極めて高かったことが明らかである。
OX40/CD3標的BEAT抗体の例
ヒト化抗OX40抗体VH及びVL配列(PCT公開番号:国際公開第2013008171号)を用いた、ヒトOX40抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の例を以下のようにフォーマット化する:
抗ヒトCD3ε及び抗ヒトOX40抗原結合部位について、実施例2.1及び2.4にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT OX40/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトOX40アームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及び同起源の軽鎖(配列番号173)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号340)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、また非VH3ドメインサブクラスに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、プロテインAと結合しない。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT OX40/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
実施例3.2.4に記載するアッセイ法と類似したアッセイ法で、上記ヒトOX40発現細胞系統を、リダイレクトされたT細胞キリングを評価するのに用いる。
CD20/CD3標的BEAT抗体の例
マウスリツキシマブ抗体VH及びVL配列を用いた、ヒトCD20抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の例を、以下のようにフォーマット化した:
抗ヒトCD3ε及び抗ヒトCD20アームについて、実施例2.1及び2.5にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT CD20/CD3を工学的に作出した。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD20アームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及び同起源の軽鎖(配列番号181)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むマウスリツキシマブ抗体可変ドメイン(配列番号143及び144をそれぞれ有するマウス可変重鎖及び軽鎖ドメイン)に基づくBEAT重鎖(配列番号180)から構成された。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、また非VH3ドメインサブクラスに由来する重鎖可変ドメインを有したので、プロテインAと結合しなかった。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖 (配列番号177)から構成された。このアームは、上記BEAT CD38-HB7最良適合/CD3抗CD3εアームと同等である(図27フォーマットAを参照)。このscFvフラグメントには、PCT公開番号:国際公開第2008119565号(配列番号182及び183をそれぞれ有するVH及びVLドメイン)に記載される抗ヒトCD3ε SP34抗体のヒト化バージョンが含まれた。このBEAT抗体フォーマットは、本明細書では、BEAT CD20/CD3(SP34)抗体と呼ぶ(図31)。
BEAT CD20/CD3(SP34)抗体を一時的に発現させ、精製し、そしてそのT細胞キリングをヒトCD20+細胞系統に対してリダイレクトする能力について、in vitroで試験した。CD38+Bリンパ芽球細胞系統Daudiをキリングアッセイ法で用いた。図32は、BEAT CD20/CD3(SP34)抗体によるDaudi細胞のT細胞リディレクテッドキリングを示す。アッセイ法では、エフェクター細胞としてヒトPBMCをエフェクター細胞:標的細胞の比として10:1で用い、そして24時間のインキュベーション期間後に、RDL-FACS読み取り法を用いた(材料及び方法のセクションを参照)。結果より、BEAT CD20/CD3(SP34)抗体は、EC50が25pM(ドナー3例の平均値)であるように、Daudi細胞に対してT細胞キリングをリダイレクトする能力は極めて高いことが明白である。
リツキシマブキメラ抗体VH及びVL配列を用いた、ヒトCD20抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトCD20抗原結合部位について、実施例2.1及び2.5にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT EGFR/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD20アームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及び同起源の軽鎖(配列番号181)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号341)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、また非VH3ドメインサブクラスに由来する重鎖可変
ドメインを有するので、プロテインAと結合しない。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT CD20/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
EGFR/CD3標的BEAT抗体の例
マウスアービタックス抗体VH及びVL配列を用いた、ヒトEGFR抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の例を以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトEGFR抗原結合部位について実施例2.1及び2.6にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT EGFR/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトEGFRアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及び同起源の軽鎖(配列番号175)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号342)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、また非VH3ドメインサブクラスに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、プロテインAと結合しない。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT EGFRセツキシ/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
ヒトベクチビックス抗体VH及びVL配列を用いた、ヒトEGFR抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を、以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトEGFR抗原結合部位について実施例2.1及び2.6にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT EGFR/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトEGFRアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及び同起源の軽鎖(配列番号344)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号343)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、また非VH3ドメインサブクラスに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、プロテインAと結合しない。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT EGFRパニ/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
IgE/CD3標的BEAT抗体の例
ヒト化オマリズマブ抗体VH及びVL配列を用いた、ヒトIgE抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の例を、以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトIgE抗原結合部位について実施例2.1及び2.8にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT IgE/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトIgEアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域
、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及び同起源の軽鎖(配列番号346)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号345)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、また非VH3ドメインサブクラスに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、プロテインAと結合しない。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT IgEオマリ/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
マウスBsw17抗体VH及びVL配列を用いた、ヒトIgE抗原及びヒトCD3εの両方を標的とするBEAT抗体の別の例を以下のようにフォーマット化する:抗ヒトCD3ε及び抗ヒトIgE抗原結合部位について、実施例2.1及び2.8にそれぞれ記載するが、その抗原結合部位の組み合わせを用いて、BEAT IgE/CD3を工学的に作出する。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトIgEアームは、可変重鎖領域、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ3CH2領域、及び同起源の軽鎖(配列番号348)と会合したγ3ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号347)から構成される。この重鎖は、ヒトIgG3 Fc領域の一部を含み、また非VH3ドメインサブクラスに由来するその重鎖可変ドメインを有するので、プロテインAと結合しない。
ヘテロ二量体免疫グロブリンの抗ヒトCD3εアームは、scFvフラグメント、CH1γ1領域、γ1ヒンジ領域、L234A及びL235A置換(EUナンバリング)を有するγ1CH2領域、及びγ1ベースのBEAT CH3ドメインを含むBEAT重鎖(配列番号311)から構成される。この二重特異性抗体は、本明細書では、BEAT IgE bsw17/CD3(SP34-κ2)抗体と呼ぶ。
記載するようなメンブレンIgE発現細胞系統が、リダイレクトされたT細胞キリングを、上記アッセイ法と類似したアッセイ法で評価するのに用いられる。

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Claims (3)

  1. i)第1のポリペプチドが、配列番号159のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号47の軽鎖と会合し、及びCD3εに結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号160のアミノ酸配列を有し、及びHER2に結合する、CD3タンパク質複合体及びHER2、
    ii)第1のポリペプチドが、配列番号161のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号3の軽鎖と会合し、及びHER2に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号162のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びHER2、
    iii)第1のポリペプチドが、配列番号163のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号47の軽鎖と会合し、及びCD3εに結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号164のアミノ酸配列を有し、及びHER2に結合する、CD3タンパク質複合体及びHER2、
    iv)第1のポリペプチドが、配列番号165のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号166の軽鎖と会合し、及びCD3εに結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号167のアミノ酸配列を有し、及びHER2に結合する、CD3タンパク質複合体及びHER2、
    v)第1のポリペプチドが、配列番号168のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号89の軽鎖と会合し、及びCD3εに結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号167のアミノ酸配列を有し、及びHER2に結合する、CD3タンパク質複合体及びHER2、
    vi)第1のポリペプチドが、配列番号169のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号119の軽鎖と会合し、及びCD38に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号162のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びCD38、
    vii)第1のポリペプチドが、配列番号170のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号138の軽鎖と会合し、及びCD38に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号171のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びCD38、
    viii)第1のポリペプチドが、配列番号176のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号119の軽鎖と会合し、及びCD38に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号177のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びCD38、
    ix)第1のポリペプチドが、配列番号178のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号128の軽鎖と会合し、及びCD38に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号179のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びCD38、
    x)第1のポリペプチドが、配列番号172のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号173の軽鎖と会合し、及びOX40に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号162のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びOX40、
    xi)第1のポリペプチドが、配列番号174のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号175の軽鎖と会合し、及びEGFRに結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号171のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びEGFR、
    xii)第1のポリペプチドが、配列番号180のアミノ酸配列を有し、及びアミノ酸配列が配列番号181の軽鎖と会合し、及びCD20に結合し、並びに第2のポリペプチドが、配列番号177のアミノ酸配列を有し、及びCD3εに結合する、CD3タンパク質複合体及びCD20、
    と結合するヘテロ二量体免疫グロブリン又はその免疫グロブリンフラグメント。
  2. 請求項1に記載のヘテロ二量体免疫グロブリン又はその免疫グロブリンフラグメントをin vitroで製造する方法であって、
    ia)第1のポリペプチドをコードするDNAベクター及び第2のポリペプチドをコードするDNAベクターを調製するステップであって、1つ若しくは両方のDNAベクター、若しくは第3のDNAベクターが、第1のポリペプチドと会合する軽鎖をコードする前記ステップ、又は
    ib)第1及び第2のポリペプチドをコードする1つのDNAベクターを調製するステップであって、DNAベクターが、第1のポリペプチドと会合する軽鎖をコードし、前記DNAベクターが、哺乳動物の宿主細胞内での一過性の発現若しくは安定的な発現に適する前記ステップと、
    ii)(ia)又は(ib)に由来するDNAベクターを哺乳動物の宿主細胞系統にトランスフェクト又は同時トランスフェクトするステップと、
    iii)トランスフェクトされた細胞系統、又はそれから安定的に選択されたクローンを培養し、細胞培養物上清を採集するステップと、
    iv)細胞培養物上清をプロテインAアフィニティークロマトグラフィー樹脂と接触させるステップと、
    v)対象とするヘテロ二量体免疫グロブリンを溶出させ、収集するステップと、
    を含む前記方法。
  3. ステップ(v)から得た精製後の材料に見出されるヘテロ二量体免疫グロブリン又はその免疫グロブリンフラグメントが、キャピラリー電気泳動により決定したときに、少なくとも95%の純度を有する、請求項2に記載の方法。
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