JP7297734B2 - 可変ドメインと定常ドメインとの間のエルボー領域に機能的ドメインを有する抗体 - Google Patents

可変ドメインと定常ドメインとの間のエルボー領域に機能的ドメインを有する抗体 Download PDF

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Description

本発明は、多重特異性抗体フォーマットなど、更なる機能的ドメインを有するエンジニアード抗体の分野に関する。特に、本発明は、抗体のエルボー領域に更なる機能的ドメインが挿入されているエンジニアード抗体に関する。したがって、例えば、抗体のエルボー領域に更なる結合部位(特異性)が挿入されている多重特異性抗体フォーマットが提供される。
近年、1つの抗原タイプに特異的に結合するIgGなどの古典的な天然抗体の分子エンジニアリングに基づいて、様々な多重特異性抗体フォーマットが登場した。IgGなどの古典的な天然抗体とは対照的に、多重特異性抗体は2つ以上の異なるターゲットに結合することができ、それにより広範な用途を提供する。
古典的な天然抗体は、4つのポリペプチド鎖、即ち、2つの重鎖と2つの軽鎖を含むY字型分子である(図1A)。各軽鎖は2つのドメインからなり、N末端ドメインは可変ドメイン又はVLドメイン、C末端ドメインは定常ドメイン又はCLとして知られる。各重鎖は、抗体のクラスに応じて4つ又は5つのドメインからなる。重鎖のN末端ドメインは、可変ドメイン又はVHドメインとして知られる。N-C末端方向の次のドメインは、最初の定常ドメイン又はCH1ドメインとして知られる。重鎖の次の部分はヒンジ領域として知られ、通常、その後に、2番目、3番目、場合により、4番目の定常ドメイン、即ち、それぞれCH2、CH3、及びCH4ドメインが続く。定常ドメインを含む定常領域は、同じアイソタイプの全ての抗体で同一であるが、異なるアイソタイプの抗体では異なる。重鎖γ、α、δには、3つのタンデム(一列に)Igドメインから構成される定常領域と、柔軟性を高めるためのヒンジ領域がある。重鎖μ及びεには、4つの免疫グロブリンドメインから構成される定常領域がある。
ヒンジ領域に加えて、エルボー領域も抗原結合ための柔軟性を提供することが知られている。エルボー領域は、抗体の重鎖と軽鎖の可変ドメインと定常ドメインとの間の接合部である。通常、可変ドメイン(VH又はVL)のC末端は、最もN末端側の定常ドメイン(通常、CH1又はCL)のN末端に直接結合し、可変ドメイン(VH又はVL)のC末端と、最もN末端側の定常ドメイン(通常、CH1又はCL)のN末端との間の接合部は、「エルボー」又は「エルボー領域」と呼ばれる。エルボー領域は、定常ドメインに対する可変ドメインの屈曲と回転を可能にする。エルボー領域は、エルボー領域によって提供される可動域に基づいて「分子球関節(molecular ball-and-socket joint)」とも呼ばれる(非特許文献1)。
組み立てられた抗体において、VL及びVHドメインは互いに会合して抗原結合部位を形成する。また、CLドメインとCH1ドメインが互いに会合して、1つの重鎖と1つの軽鎖との会合状態を維持する。各重鎖ヒンジ領域は、少なくとも1つ、多くの場合複数のシステイン残基を含む。組み立てられた抗体において、2つの重鎖ヘテロダイマーを互いに共有結合させるヒンジ領域のシステイン残基間にジスルフィド結合が形成できるように、重鎖のシステイン残基が整列する。したがって、完全に組み立てられた抗体は、1つの抗原タイプに結合するという点で単一特異性であり、2つの独立した抗原結合部位を有するという点で二価である。
このような単一特異性で二価の古典的天然抗体の構造に基づいて、様々な多重特異性抗体フォーマットが設計された(参考として、非特許文献2及び非特許文献3を参照)。一般に、先行技術の多重特異性抗体フォーマットは、5つの異なる構造グループに分類できる:(i)多重特異性IgG、(ii)付加(appended)IgG、(iii)多重特異性抗体断片、(iv)多重特異性融合タンパク質、及び(v)多重特異性抗体コンジュゲート(非特許文献2)。
多重特異性IgG抗体フォーマットは、通常、各特異性(抗原)に対して一価である。治療目的で異なる標的抗原に対する2つの完全な抗体の結合特異性を組み合わせる最初の試みは、化学的に融合したヘテロコンジュゲート分子を利用した(非特許文献4)。二重特異性抗体が、ヘテロハイブリドーマ技術によりハイブリッドハイブリドーマから産生された(非特許文献5)。多重特異性IgG抗体フォーマットとしては、例えば、非特許文献2に記載されるCrossMab、DAF(ツーインワン)、DAF(フォーインワン)、DutaMab、DT-IgG、ノブインホールコモンLC(Knobs-in-holes common LC)、ノブインホールアセンブリ(Knobs-in-holes assembly)、チャージペア(Charge pair)、Fab-アーム交換(Fab-arm exchange)、SEEDボディ(SEEDbody,)、Triomab、LUZ-Y、Fcab、κλ-ボディ、及び直交Fab(orthogonal Fab)が挙げられる。
付加IgG抗体フォーマットにおいては、古典的な単一特異性IgGが、重鎖及び/又は軽鎖のN及び/又はC末端に更なる抗原結合部分を付加することによりエンジニアードされている。そのような更なる抗原結合部分の例としては、単一ドメイン抗体(不対VH又はVL)、Fv又はscFvなどの対形成抗体可変ドメイン、又はエンジニアードタンパク質足場が挙げられる。付加IgG抗体フォーマットは、例えば、非特許文献2に記載されるDVD-IgG、IgG(H)-scFv、scFv-(H)IgG、IgG(L)-scFv、scFv-(L)IgG、IgG(L,H)-Fv、IgG(H)-V、V(H)-IgG、IgG(L)-V、V(L)-IgG、KIH IgG-scFab、2scFv-IgG、IgG-2scFv、scFv4-Ig、及びZybodyが挙げられる。DVI-IgG(フォーインワン)は、前述のように、多重特異性IgG抗体フォーマットと組み合わされた添付IgG抗体フォーマットである。付加多重特異性IgGフォーマットの1つの潜在的な利点は、全ての可変ドメインに抗原を同時に結合できるため、より高い特異的結合能を提供できることである。
多重特異性抗体断片は、通常、天然の抗体と比較して1つ以上の定常ドメインを欠いている。多重特異性抗体断片としては、例えば、非特許文献2に記載される、ナノボディ;ナノボディ-HAS;BiTE;ダイアボディ;DART;TandAb;scダイアボディ;sc-ダイアボディ-CH3;ダイアボディ-CH3;トリプルボディ;ミニ抗体;ミニボディ;TriBiミニボディ;scFv-CH3 KIH;Fab-scFv;scFv-CH-CL-scFv;F(ab’)2;F(ab’)2-scFv2;scFv-KIH;Fab-scFv-Fc;四価HCAb;scダイアボディ-Fc;ダイアボディ-Fc;タンデムscFv-Fc;及びイントラボディが挙げられる。多重特異性融合タンパク質としては、例えば、非特許文献2、特に、図1と対応する記載(95~101ページ)に記載される、Dock and Lock;ImmTAC;HSAボディ;scダイアボディ-HAS;及びタンデムscFv-毒素が挙げられる。多重特異性抗体コンジュゲートとしては、非特許文献2、特に、図1と対応する記載(95~101ページ)に記載される、IgG-IgG;Cov-X-ボディ;及びscFv1-PEG-scFv2が挙げられる。
通常、抗体のフォーマットは、想定される用途に応じて選択される。例えば、多くの用途では長い薬理学的半減期が望ましい。一般的にはFc領域を含有させることで達成されるが、他の用途では、半減期が短い(したがってFc領域を有しない)が有利な場合がある。更に、特に、単一の宿主細胞における2つの異なる軽鎖と重鎖の共発現による多重特異性IgG抗体フォーマットの生産は非常に困難であることが知られており、除去困難であり得る誤対合抗体をもたらす可能性があるため、生産収率が役割を果たし得る。加えて、付加IgG抗体フォーマットなどの多くの抗体フォーマットは、通常、異なる抗原の同時結合に十分な柔軟性を提供するためにリンカーを必要とするが、リンカーの柔軟性により、タンパク質分解による切断を受け易くなり得、抗体の安定性、凝集、及び免疫原性の増加が低下する。注目すべきは、特定の用途では、用途に応じて、抗体の安定性が結合能力よりも重要である場合があり、その逆も同様である。更に、特異性に応じて抗体フォーマットを選択することができる。即ち、特定の抗原結合部位が、特定のフォーマットでより良好な生産収率、安定性、及び/又は結合値を達成し、一方で、他の仕様が、他の抗体フォーマットにおける良好な特性(例えば、標的抗原のサイズ/構造/性質)を達成する。
Lesk AM, Chothia C. Elbow motion in the immunoglobulins involves a molecular ball-and-socket joint. Nature. 1988 Sep 8;335(6186):188-90 Spiess C, Zhai Q, Carter PJ. Alternative molecular formats and therapeutic applications for bispecific antibodies. Mol Immunol. 2015 Oct;67(2 Pt A):95-106 Weidle UH, Tiefenthaler G, Weiss EH, Georges G, Brinkmann U. The intriguing options of multispecific antibody formats for treatment of cancer. Cancer Genomics Proteomics. 2013 Jan-Feb;10(1):1-18 Staerz et al.(1985), Nature 314: 628-631 Milstein & Cuello (1983) Nature 305:537-540
したがって、明確な特徴を提供する更なる抗体フォーマットが必要である。それに鑑みて、本発明の目的は、更なる機能性を有する新規抗体フォーマット、例えば、レポーター機能、転座機能、又はキャリア機能などの更なる機能性を提供するようにエンジニアードされた抗体を提供することである。新規抗体フォーマットは、例えば、複数の結合部位を有する抗体又は更なる機能性を有する二重特異性抗体を得るために、知られたの抗体フォーマットと任意に組み合わせることができる。これらの目的は、以下及び添付の特許請求の範囲に示す主題によって達成される。
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は、本明細書に記載の特定の方法、プロトコル、及び試薬に、これらは変わる可能性があるので、限定されないことを理解されたい。また、本明細書で使用する用語は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。特段の断りがない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。
以下に、本発明の要素について説明する。これら要素は、具体的な実施形態と共に列挙されるが、これらを任意の方式で任意の数組み合わせて更なる実施形態を生み出すことができることを理解すべきである。様々に記載される実施例及び好ましい実施形態は、本発明を明示的に記載される実施形態に限定することを意図するものではない。この記載は、明示的に記載された実施形態を任意の数の開示された及び/又は好ましい要素と組み合わせる実施形態をサポート及び包含すると理解すべきである。更に、特に指定しない限り、本願における全ての記載された要素の任意の入れ換え及び組合せが本願の記載によって開示されるとみなすべきである。
本明細書及びその後に続く特許請求の範囲全体を通して、特に必要としない限り、用語「含む」並びに「含み」及び「含んでいる」等の変形は、指定されている部材、整数、又は工程を含むが、任意の他の指定されていない部材、整数、又は工程を除外するものではないことを意味すると理解される。用語「からなる」は、任意の他の指定されていない部材、整数、又は工程が除外される、用語「含む」の具体的な実施形態である。本発明において、用語「含む」は、用語「からなる」を包含する。したがって、用語「含む(comprising)」は、「含む(including)」及び「からなる(consisting)」を包含し、例えば、Xを「含む」組成物は、Xのみからなっていてもよく、追加の何かを含んでいてもよい(例えば、X+Y)。
用語「a」及び「an」及び「the」、並びに本発明の説明(特に、特許請求の範囲)において使用される同様の参照は、本明細書に指定されているか又は文脈上明示的に否定されていない限り、単数及び複数の両方を網羅すると解釈すべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、単に、範囲内の各別個の値を個別に参照する簡易的な方法として機能することを意図する。本明細書において特に指定しない限り、各個別の値は、本明細書に個々に列挙されているかのように明細書に組み込まれる。明細書中のいずれの言語も、本発明の実施に必須の任意の請求されていない要素を示すと解釈されるべきではない。
用語「実質的に」は、「完全に」を除外するものではなく、例えば、Yを「実質的に含まない」組成物は、Yを完全に含んでいなくてもよい。必要な場合、用語「実質的に」は、本発明の定義から省略されることもある。
数値xに関連する用語「約」は、x±10%を意味する。
本明細書で使用するとき、用語「ペプチド」、「ポリペプチド」、「タンパク質」は、それぞれ、好ましくは通常のペプチド結合、又は修飾されたペプチド結合(例えば、等価(isosteric)ペプチドの場合など)によって互いに結合された少なくとも2つのアミノ酸を含む融合タンパク質を含むペプチド、オリゴペプチド、又はタンパク質を意味する。特に、用語「ペプチド」、「ポリペプチド」、「タンパク質」は、非ペプチド構造要素を含むペプチドアナログとして定義される「ペプチド模倣物」も含まれ、このペプチドは、天然の親ペプチドの生物学的作用を模倣する又は拮抗することができる。ペプチド模倣物は、酵素的に切断可能なペプチド結合などの古典的なペプチド特性を欠く。ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質は、遺伝暗号で定義される20種のアミノ酸のいずれかで構成され得る。更に、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質は、これらのアミノ酸に加えて、遺伝暗号によって定義される20個のアミノ酸以外のアミノ酸も含んでもよく、又は遺伝暗号によって定義される20個のアミノ酸以外のアミノ酸から構成されてもよい。特に、本発明の文脈におけるペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質は、翻訳後成熟プロセスなどの天然プロセス又は化学プロセスによって修飾されたアミノ酸から等しく構成することができ、これは当業者によく知られている。そのような修飾は、文献に十分に記載されている。これらの修飾は、ポリペプチドの任意に箇所、即ち、ペプチド骨格、アミノ酸鎖、又はカルボキシ又はアミノ末端においても現れる可能性がある。特に、ペプチド又はポリペプチドは、ユビキチン化に続いて分岐するか、分岐の有無にかかわらず環状であり得る。このタイプの修飾は、当業者によく知られた天然又は合成の翻訳後プロセスの結果であり得る。本発明の文脈における用語「ペプチド」、「ポリペプチド」、「タンパク質」には、特に、修飾されたペプチド、ポリペプチド、及びタンパク質も含まれる。例えば、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質の修飾には、アセチル化、アシル化、ADP-リボシル化、アミド化、ヌクレオチド又はヌクレオチド誘導体の共有結合固定、脂質又は脂質誘導体の共有結合固定、ホスファチジルイノシトールの共有結合固定、共有結合又は非共有結合の架橋、環化、ジスルフィド結合形成、脱メチル化、ペグ化を含むグリコシル化、ヒドロキシル化、ヨード化、メチル化、ミリストイル化、酸化、タンパク質分解プロセス、リン酸化、プレニル化、ラセミ化、セネロイル化、硫酸化、アルギニル化などのアミノ酸付加、又はユビキチン化が含まれる。このような修飾は、文献に十分に記載されている(Proteins Structure and Molecular Properties (1993) 2nd Ed., T. E. Creighton, New York ; Post-translational Covalent Modifications of Proteins (1983) B. C. Johnson, Ed., Academic Press, New York ; Seifter et al. (1990) Analysis for protein modifications and nonprotein cofactors, Meth. Enzymol. 182: 626-646 and Rattan et al., (1992) Protein Synthesis: Post-translational Modifications and Aging, Ann NY Acad Sci, 663: 48-62)。したがって、用語「ペプチド」、「ポリペプチド」、「タンパク質」には、好ましくは、例えば、リポペプチド、リポタンパク質、糖ペプチド、糖タンパク質などが含まれる。
しかしながら、好ましくは、タンパク質、ポリペプチド、又はペプチドは、「古典的な」ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質であり、「古典的な」ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質は、通常、遺伝コードによって定義される20種のアミノ酸から選択され、通常のペプチド結合によって互いに結合されるアミノ酸で構成される。
本明細書で使用される「第1のポリペプチド鎖」という用語は、第2のポリペプチド(「第2のポリペプチド鎖」)と会合されるポリペプチドを意味する。特に、第1及び第2のポリペプチド鎖は、ジスルフィド結合を介して会合する。第1のポリペプチド鎖は、1つ、2つ、3つの抗体重定常ドメインを含むことができる。好ましい実施形態では、それは、3つの抗体重定常ドメイン、即ち、CH1、CH2、及びCH3、並びにCH1とCH2の間のヒンジ領域を含む。前記重鎖定常ドメインは、マウス、キメラ、合成、ヒト化、又はヒト、及びモノクローナル又はポリクローナルである抗体に由来することができる。第1のポリペプチド鎖は、1つ以上の可変ドメイン、好ましくは抗体重鎖の可変ドメインを含むことができる。
本明細書で使用される「第2のポリペプチド鎖」という用語は、第1のポリペプチド(「第1のポリペプチド鎖」)と会合されるポリペプチドを意味する。特に、第1及び第2のポリペプチド鎖は、ジスルフィド結合を介して会合する。第2のポリペプチド鎖は、抗体軽鎖定常領域CLを含むことができる。前記軽鎖定常ドメインは、マウス、キメラ、合成、ヒト化、又はヒト、及びモノクローナル又はポリクローナルである抗体に由来することができる。第2のポリペプチド鎖は、1つ以上の可変ドメイン、好ましくは抗体軽鎖の可変ドメインを含むことができる。
一般に、「抗体」は、抗原に特異的に結合するタンパク質である。通常、抗体は、その対応する抗原との特異的結合を可能とするユニークな構造を有するが、一般に、抗体は類似した構造を有し、特に免疫グロブリン(Ig)としても知られる。本明細書で使用される「抗体」という用語は、本発明に係る特徴的な性質が維持される限り、限定するものではないが、抗体全体、抗体断片、特に抗原結合断片、ヒト抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、組換え抗体、及び遺伝子操作された抗体(変異体又は突然変異抗体)を含む各種形態の抗体を含む。特許請求の範囲を含む明細書は、一部の箇所で、抗体の抗原結合断片、抗体断片、変異体、及び/又は誘導体に明示的に言及する場合があるが、用語「抗体」は、抗体の全てのカテゴリー、即ち、抗体の抗原結合断片、抗体断片、変異体、及び誘導体を含む。
本明細書で使用される「抗原結合断片」、「断片」、及び「抗体断片」という用語は、相互変換可能に用いられ、(i)抗体の抗原結合活性と、(ii)(追加の)機能的ドメインによって提供される追加機能性、例えば、(独立した)結合部位によって提供される結合活性とを保持する本発明の抗体の任意の断片を意味する。本発明に係る抗原結合断片では、本発明に係る特徴的な性質が保持される。一般に、抗体断片の例としては、限定するものではないが、単鎖抗体、Fab、Fab’、又はF(ab’)が挙げられる。抗体の断片は、ペプシン又はパパインなどの酵素による消化を含む方法によって、及び/又は化学還元によるジスルフィド結合の切断によって抗体から得ることができる。或いは、抗体の断片は、重鎖又は軽鎖の配列の一部のクローニング及び発現によって得ることができる。更に、本明細書で使用される「抗体」という用語は、抗体及びその抗原結合断片の両方を含む。
本明細書で使用される「ヒト抗体」という用語は、ヒト免疫グロブリン配列に由来する可変領域及び定常領域を有する抗体を含むことが意図される。ヒト抗体は、現在の技術水準でよく知られている(van Dijk, M. A., and van de Winkel, J. G., Curr. Opin. Chem. Biol. 5 (2001) 368-374)。また、ヒト抗体は、免疫感作時に内因性免疫グロブリン産生の非存在下で、ヒト抗体の完全なレパートリー又は一揃いを産生することができるトランスジェニック動物(例えば、マウス)で産生することができる。そのような生殖細胞系突然変異マウスにおけるヒト生殖細胞系免疫グロブリン遺伝子アレイの移入は、抗原接種時にヒト抗体の産生をもたらす(例えば、Jakobovits, A., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90 (1993) 2551-2555; Jakobovits, A., et al., Nature 362 (1993) 255-258; Bruggemann, M., et al., Year Immunol. 7 (1993) 3340参照)。ヒト抗体は、ファージディスプレイライブラリーでも作製できる(Hoogenboom, H. R., and Winter, G., J. Mol. Biol. 227 (1992) 381-388; Marks, J. D., et al., J. Mol. Biol. 222 (1991) 581-597)。Coleら及びBoernerらの技術は、また、ヒトモノクローナル抗体の調製に利用可能である(Cole et al., Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, p. 77 (1985);及びBoerner, P., et al., J. Immunol. 147 (1991) 86-95)。好ましくは、ヒトモノクローナル抗体は、Traggiai E, Becker S, Subbarao K, Kolesnikova L, Uematsu Y, Gismondo MR, Murphy BR, Rappuoli R, Lanzavecchia A. (2004): An efficient method to make human monoclonal antibodies from memory B cells: potent neutralization of SARS coronavirus. Nat Med. 10(8):871-5に記載されるように、改善されたEBV-B細胞不死化を使用して調製される。本明細書で使用される「ヒト抗体」という用語は、本明細書に記載の本発明に係る性質を生成するように修飾された抗体も含む。
本発明に係る抗体は、精製された形態で提供され得る。したがって、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、精製された抗体又は抗原結合断片であることができる。典型的には、抗体は、他のポリペプチドを実質的に含まない組成物(例えば、組成物の90%(重量)未満、通常60%未満、より通常50%未満が他のポリペプチドで構成される場合)に存在する。
本明細書で使用される「可変ドメイン」(「可変領域」とも呼ばれる;軽鎖の可変ドメイン(VL)、重鎖の可変ドメイン(VH))という用語は、古典的な天然抗体におけるN末端ドメイン、典型的には古典的な天然抗体における最大の可変性を提供するドメインであり、且つ抗原への抗体の結合に直接関与する抗体のドメイン又はその抗原結合断片を意味する。通常、可変ヒト軽鎖及び重鎖のドメインは同一の一般的構造を有し、各ドメインは、その配列が広く保存されているフレームワーク(FR)領域(特に、4つのフレームワーク(FR)領域)及び3つの「超可変領域」又は相補性決定領域、CDR(特に、3つの「超可変領域」/CDR)を含む。フレームワーク領域は、通常、βシート構造を採用し、CDRは、βシート構造をつなぐループを形成することができる。各鎖のCDRは、通常、フレームワーク領域によってその3次元構造に保持され、他の鎖のCDRと共に抗原結合部位を形成する。
本明細書で使用される「超可変領域」という用語は、抗原結合を司る抗体のアミノ酸残基を意味する。超可変領域は、「相補性決定領域」又は「CDR」を含む。「フレームワーク」又は「FR」領域は、本明細書で定義される超可変領域残基以外の可変ドメイン領域である。CDR及びFR領域は、Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th ed., Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, Md. (1991)の標準的な定義にしたがって決定することができる。通常、特にネイティブな単一特異性IgG抗体では、3つのCDR(CDR1、CDR2、及びCDR3)が可変ドメインに非連続的に配置される。換言すれが、重鎖及び/又は軽鎖上のCDRは、例えば、フレームワーク領域によって分離されることができ、フレームワーク領域(FR)は、CDRより「可変」ではない可変ドメイン内の領域である。例えば、抗体において、可変ドメイン(又はそれぞれの各可変ドメイン)は、好ましくは、3つのCDRにより分離された4つのフレームワーク領域を含み得る。特に、抗体の可変ドメイン(軽鎖又は重鎖可変ドメインVH又はVL)は、N末端からC末端にかけて、ドメインFR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、及びFR4を含む。各鎖のCDRは、そのようなフレームワークアミノ酸によって分離される。通常、重鎖の3つのCDRと、連結された軽鎖の3つのCDRとが共に、抗原結合部位(パラトープ)を形成する。換言すれば、特にネイティブな単一特異性IgG抗体では、抗原結合部位が、通常、2つの可変ドメインで構成されるので、各抗原結合部位に6つのCDRが存在する(重鎖:CDRH1、CDRH2、及びCDRH3;軽鎖:CDRL1、CDRL2、及びCDRL3)。単一抗体、特に単一のネイティブな単一特異性IgG抗体は、通常、2つの(同一の)抗原結合部位を有するので、12個のCDR(即ち、2×6個のCDR)を含む。
その「多重特異性」、即ち異なる抗原結合部位のため、多重特異性抗体の重鎖及び/又は軽鎖、又はその抗原結合断片は、(それぞれ)3超のCDR、特に3超の異なるCDRを含み得る。例えば、多重特異性抗体又はその抗原結合断片は、少なくとも2つの異なる可変ドメインを含むことができ、前記少なくとも2つの異なる可変ドメインは、それぞれ、異なる単一特異性抗体、例えばIgG型の抗体に由来する。そのような単一特異性抗体は通常、抗原結合部位を形成する重鎖に3つのCDR及び軽鎖に3つのCDRを含むため、本発明に係る多重特異性抗体は、特に、第1の抗体の重鎖の3つのCDR及び第1の抗体の軽鎖の3つのCDR、第2の抗体の重鎖の3つのCDR及び第2の抗体の軽鎖の3つのCDR、任意に、第3の抗体の重鎖の3つのCDR及び第3の抗体の軽鎖の3つのCDRなどを含むことができる。したがって、多重特異性抗体の重鎖及び/又は軽鎖に含まれるCDRの数は、好ましくは3の倍数、例えば3、6、9、12などである。それにより、多重特異性抗体の重鎖及び軽鎖の両方に含まれるCDRの合計が6の倍数、例えば6、12、18などであることが好ましい。「抗原結合部位」は通常、CDR、即ちCDRH1、CDRH2、及びCDRH3並びにCDRL1、CDRL2、及びCDRL3により特徴付けられるので、本発明に係る多重特異性抗体においては、CDRは、その順序(例えば、同一の単一特異性抗体に由来するCDRH1、CDRH2、及びCDRH3及び/又はCDRL1、CDRL2、及びCDRL3)が、抗原結合部位を保持するように、即ち、抗原の特定部位に特異的に結合する能力を保持するように維持される。これは、例えば、一続きのアミノ酸における第1の単一特異性抗体に由来するCDRH1、CDRH2、及びCDRH3の順序が、好ましくは第2の単一特異性抗体に由来するCDRによって中断されないことを意味する。重要なことには、多重特異性抗体が少なくとも2つの異なる単一特異性抗体に由来する抗原結合部位を含む場合、これらの単一特異性抗体のCDR又は可変ドメインは、CDR(又は可変領域)が由来する各単一特異性抗体の「抗原受容体」が保持される、即ち、抗原の特定部位に特異的に結合する能力が保持されるように、本発明に係る多重特異性抗体に配置される。
本発明の文脈において、可変ドメインは、天然の抗体の任意の可変ドメイン(特に、VH及び/又はVL)であり得るか、又は可変ドメインは、改変/エンジニアードされた可変ドメインであり得る。改変/エンジニアードされた可変ドメインは、当技術分野で知られている。通常、可変ドメインは、1つ以上の機能を削除又は追加するように、例えば、体細胞突然変異を「生殖系列化(germlining)」(体細胞突然変異を「除去」)する又はヒト化することによって改変/エンジニアードされる。
本明細書で使用される「定常ドメイン」という用語は、抗体の抗原への結合に直接関与しないが、様々なエフェクタ機能を示す抗体のドメインを意味する。典型的に、重鎖は、免疫グロブリンのクラスに応じて、3つ又は4つの定常ドメイン、即ち、CH1、CH2、CH3、及び任意にCH4を(NC末端方向に)含む。したがって、重鎖の定常領域は通常、(NからC末端方向に)CH1-ヒンジ(重鎖の第1の定常ドメインと第2の定常ドメインとの間にアミノ酸を含む柔軟なポリペプチド)-CH2-CH3(-CH4)によって形成される。軽鎖は通常、CLと呼ばれる単一定常ドメインを1つだけ含み、これは通常、軽鎖の定常領域も形成する。本発明の文脈において、定常ドメインは、天然の抗体の任意の定常ドメイン(特に、CL、CH1、CH2、CH3、及び/又はCH4)であり得る、又は定常ドメインは、改変/エンジニアードされた定常ドメインであり得る。改変/エンジニアードされた定常領域は、当技術分野で知られている。通常、定常ドメインは、例えばFc領域の機能性の文脈において、1つ以上の関数を削除又は追加するように改変/エンジニアードされる。重鎖の定常領域のアミノ酸配列に応じて、抗体又は免疫グロブリンは、IgA、IgD、IgE、IgG、及びIgMのクラスに分けられ、これらのいくつかは、IgG1、IgG2、IgG3、及びIgG4、IgA1及びIgA2のサブクラスに更に分けることができる。免疫グロブリンの異なるクラスに対応する重鎖定常領域はそれぞれ、α、ε、γ、及びμと呼ばれる。本発明に係る抗体は、好ましくはIgG型のものである。
一般に、抗体は任意のアイソタイプ(例えば、IgA、IgG、IgM、即ち、α、γ、又はμ重鎖)のものであり得るが、好ましくはIgGである。IgGアイソタイプ内で、抗体は、IgG1、IgG2、IgG3、又はIgG4サブクラスであることができ、IgG1が好ましい。抗体は、κ又はλ軽鎖を有することができる。
本明細書で使用される「組換え抗体」という用語は、天然には存在しない全ての抗体、例えば、宿主細胞にトランスフェクトされる組換え発現ベクター(例えば、1つ以上の定常ドメインを提供する)を使用して発現される抗体を含むことが意図される。
本明細書で使用するとき、抗体又はその抗原結合断片の文脈における「多重特異性」という用語は、抗体又は抗原結合断片が、例えば異なる抗原上又は同一抗原上の少なくとも2つの異なるエピトープに結合する能力を意味する。したがって、「二重特異性」、「三重特異性」、「四特異性」などの用語は、抗体が結合できる異なるエピトープの数を意味する。例えば、従来の単一特異性IgG型抗体は、2つの同一の抗原結合部位(パラトープ)を有し、したがって、同一のエピトープにのみ結合できる(異なるエピトープには結合できない)。対照的に、多重特異性抗体は、少なくとも2つの異なるタイプのパラトープ/結合部位を有し、したがって、少なくとも2つの異なるエピトープに結合できる。本明細書で使用する「パラトープ」とは、抗体の抗原結合部位を意味する。更に、単一の「特異性」とは、単一の抗体における1、2、3、又はそれ以上の同一のパラトープを意味し得る(1つの単一の抗体分子におけるパラトープ/結合部位の実際の数は、「価(valency)」と呼ばれる)。例えば、単一のネイティブなIgG抗体は、2つの同一のパラトープを有するの、単一特異性で二価である。したがって、多重特異性抗体は、少なくとも2つの(異なる)パラトープ/結合部位を含む。したがって、「多重特異性抗体」という用語は、1超のパラトープと2つ以上の異なるエピトープに結合する能力を有する抗体を意味する。「多重特異性抗体」という用語は、特に上に定義された二重特異性抗体を含むが、典型的にはタンパク質、例えば、特に3つ以上の異なるエピトープに結合する抗体、足場、即ち、3つ以上のパラトープ/結合部位を有する抗体も含む。
特に、多重特異性抗体又はその抗原結合断片は、2つ以上のパラトープ/結合部位を含むことができ、抗体の全てのパラトープ/結合部位が少なくとも2つの異なるタイプのパラトープ/結合部位に属し、したがって、抗体が少なくとも2つの特異性を有するように、いくつかのパラトープ/結合部位が同一であることができる。例えば、多重特異性抗体又はその抗原結合断片は、4つのパラトープ/結合部位を含むことができ、各2つのパラトープ/結合部位が同一であり(即ち、同一の特異性を有し)、したがって、抗体又はその断片は二重特異性で四価(2つの特異性のそれぞれに対して2つの同一のパラトープ/結合部位)である。したがって、「1つの特異性」は、特に同一の特異性を示す1つ以上のパラトープ/結合部位(通常、そのような1つ以上のパラトープ/結合部位が同一であることを意味する)を意味し、したがって、「2つの特異性」は、2つだけの特異性に言及している限り、2、3、4、5、6、又はそれ以上のパラトープ/結合部位によって実現され得る。或いは、多重特異性抗体は、(少なくとも2つの)特異性ごとに1つの単一のパラトープ/結合部位を含むことができ、即ち、多重特異性抗体は、合計で少なくとも2つのパラトープ/結合部位を含む。例えば、二重特異性抗体は、2つの特異性のそれぞれに対して1つの単一のパラトープ/結合部位を含む、即ち、抗体は合計2つのパラトープ/結合部位を含む。また、抗体は、2つの特異性のそれぞれについて2つの(同一の)パラトープ/結合部位を含む、即ち、抗体は合計4つのパラトープ/結合部位を含むことも好ましい。好ましくは、抗体は、2つの特異性のそれぞれについて3つの(同一の)パラトープ/結合部位を含む、即ち、抗体は合計6つのパラトープ/結合部位を含む。
本明細書で使用される「抗原」という用語は、適応免疫応答の受容体の標的、特に抗体、T細胞受容体、及び/又はB細胞受容体の標的として機能する任意の構造物質を意味する。「抗原決定基」としても知られる「エピトープ」は、免疫系、特に抗体、T細胞受容体、及び/又はB細胞受容体によって認識される抗原の一部(又は断片)である。したがって、1つの抗原は少なくとも1つのエピトープを有する、即ち、単一の抗原は1つ以上のエピトープを有する。抗原は、(i)ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質、(ii)多糖、(iii)脂質、(iv)リポタンパク質又はリポペプチド、(v)糖脂質、(vi)核酸、又は(vii)低分子薬又は毒素であり得る。したがって、抗原は、ペプチド、タンパク質、多糖類、脂質、リポタンパク質及び糖脂質を含むそれらの組合せ、核酸(例えば、DNA、siRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、デコイDNA、プラスミド)、又は低分子薬(例えば、シクロスポリンA、パクリタキセル、ドキソルビシン、メトトレキサート、5-アミノレブリン酸)、又はそれらの任意の組合せであり得る。好ましくは、抗原は、(i)ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質、(ii)多糖、(iii)脂質、(iv)リポタンパク質又はリポペプチド、及び(v)糖脂質から選択され、より好ましくは、抗原は、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質である。
本明細書で使用される「抗原結合部位」という用語は、抗原の一部又は全部に特異的に結合し、相補的である領域を含む抗体の一部を意味する。抗原が大きい場合、抗体は抗原の特定の部分のみに結合することがあり、その部分を「エピトープ」と呼ぶ。典型的には、2つの可変ドメイン、特に重鎖可変ドメインVH及び軽鎖可変ドメインVLが会合して、抗原結合部位を形成する。特に、抗原結合部位は、重鎖可変ドメインの3つのCDRと軽鎖可変ドメインの3つのCDRとが一緒になって、即ち前記したように6つのCDRによって形成される。
「特異的に結合する」という用語及び同様の記載は、非特異的な付着(non-specific sticking)は含まない。
本明細書で使用される用語「リンカー」(「スペーサー」とも呼ばれる)は、抗体又はその抗原結合断片などの、ポリペプチド又はタンパク質の異なるドメインを接続するように適合されたペプチドを意味する。リンカーは当技術分野で知られており、Reddy Chichili VP, Kumar V, Sivaraman J. Linkers in the structural biology of protein-protein interactions. Protein Science: A Publication of the Protein Society. 2013;22(2):153-167)に詳細に記載される。通常、リンカーは、機能性に影響を与えないように設計される。特に、リンカーは、標的に特異的に結合しない。リンカーは任意のアミノ酸を含むことができ、アミノ酸は、グリシン(G)及びセリン(S)が好ましいことがある。好ましくは、リンカーは、アミノ酸グリシン(G)及びセリン(S)から構成される(「GSリンカー」)。1つのポリペプチド又はタンパク質中に2つ以上のリンカーが存在する場合、リンカーは、互いに等しくても異なっていてもよい。更に、リンカーは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20個のアミノ酸の長さを有する。
本明細書で使用される「核酸又は核酸分子」という用語は、DNA分子及びRNA分子を含むことが意図される。核酸分子は、一本鎖でも二本鎖でもよい。
本明細書で使用されるとき、「細胞」、「細胞株」、及び「細胞培養」という用語は相互変換可能にに使用され、その記載はいずれも子孫を含む。したがって、「形質転換体」及び「形質転換細胞」という用語は、一次対象細胞、及び継代(transfers)の数に関わらず、それに由来する培養物を含む。また、故意又は偶発的な変異のために、全ての子孫のDNA含量が正確に同一ではないことがあることも理解される。最初に形質転換された細胞でスクリーニングされたものと同じ機能又は生物学的活性を有する変異体子孫が含まれる。異なる記載が意図される場合には、文脈から明確となろう。
本明細書で使用するとき、「配列変異体」(「変異体」とも称する)は、レファレンス配列における任意の変化を指し、レファレンス配列は、「配列の表及び配列番号」(配列表)に列挙されている配列、即ち、配列番号1~配列番号133のいずれかである。したがって、用語「配列変異体」は、ヌクレオチド配列変異体及びアミノ酸配列変異体を含む。注目すべきことに、本明細書で言及される配列変異体は、特に機能的配列変異体、即ち、例えば、抗体の生物学的機能を維持する配列変異体である。本発明の文脈において好ましい維持された生物学的機能は、(i)抗体のその抗原への結合、及び(ii)(追加の)機能的ドメインによって提供される機能、例えば、(独立した)結合部位のその標的への結合を含む。したがって、好ましい配列変異体は、レファレンス配列と少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも88%、少なくとも90%、少なくとも92%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、又は少なくとも99%の配列同一性を有する機能的配列変異体である。本明細書に使用される表現「少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも88%、少なくとも90%、少なくとも92%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、又は少なくとも99%の配列同一性を有する機能的配列変異体」という表現は、(i)配列変異体が本明細書に記載されるように機能的であり、且つ(ii)%配列同一性が高いほど、より好ましい配列変異体であることを意味する。換言すれば、表現「少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも88%、少なくとも90%、少なくとも92%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、又は少なくとも99%の配列同一性を有する機能的配列変異体」は、特に、機能的配列改変体がそれぞれのレファレンス配列に対して少なくとも70%の配列同一性、好ましくは少なくとも75%の配列同一性、好ましくは少なくとも80%の配列同一性、より好ましくは少なくとも85%の配列同一性、より好ましくは少なくとも88%の配列同一性、更により好ましくは少なくとも90%の配列同一性、更により好ましくは少なくとも92%の配列同一性、更により好ましくは少なくとも95%の配列同一性、更により好ましくは少なくとも96%の配列同一性、特に好ましくは少なくとも97%の配列同一性、特に好ましくは少なくとも98%の配列同一性、最も好ましくは少なくとも99%の配列同一性を有することを意味する。
「配列変異体」という用語は、特に、レファレンス配列と比較して突然変異及び/又は置換を含む変異体を含む。Fc部分配列の例示的な変異体は、限定するものではないが、CH2 4、CH2 5、又はその両方の位置にLからAへの置換を有するものを含む。
配列同一性は、通常、レファレンス配列(即ち、本願に列挙される配列)の完全長に対して計算される。本明細書において言及するとき、同一性パーセントは、例えば、NCBI(the National Center for Biotechnology Information;http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)によって指定されたデフォルトパラメータ[Blosum62マトリクス;ギャップオープンペナルティ=11、及びギャップエクステンションペナルティ=1]を用いるBLASTを使用して決定することができる。
本明細書で使用するとき、「ヌクレオチド配列変異体」は、レファレンス配列におけるヌクレオチドのうちの1つ以上が欠失若しくは置換されているか、又は1つ以上のヌクレオチドがレファレンスヌクレオチド配列の配列に挿入されている、変化した配列を有する。ヌクレオチドは、標準的な一文字表記(A、C、G、又はT)によって本明細書に言及される。遺伝子コードの縮重に起因して、「ヌクレオチド配列変異体」は、それぞれのレファレンスアミノ酸配列に変化をもたらす、即ち、「アミノ酸配列変異体」を生じさせる場合もあり、そうではない場合もある。好ましい配列変異体は、アミノ酸配列変異体を生じさせない(サイレント突然変異)ヌクレオチド配列変異体である。しかし、他の非サイレント突然変異も範囲内であり、具体的には、レファレンス配列と少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%同一のアミノ酸配列を生じさせる、突然変異ヌクレオチド配列も範囲内である。
「アミノ酸配列変異体」は、レファレンスアミノ酸におけるアミノ酸のうちの1つ以上が欠失、置換、又は1つ以上のアミノ酸がレファレンスアミノ酸配列の配列に挿入されている、変化した配列を有する。変化の結果、アミノ酸配列変異体は、レファレンス配列と少なくとも80%同一、好ましくは少なくとも90%同一、より好ましくは少なくとも95%同一、最も好ましくは少なくとも99%同一のアミノ酸配列を有する。少なくとも90%同一の変異体配列は、レファレンス配列の100アミノ酸当たり10以下の変化、即ち、欠失、挿入、又は置換の任意の組合せを有する。
非保存的アミノ酸置換を有することが可能であるが、置換は、置換されたアミノ酸が、レファレンス配列における対応するアミノ酸と類似の構造的又は化学的性質を有する保存的アミノ酸置換であることが好ましい。一例として、保存的アミノ酸置換は、ある脂肪族又は疎水性のアミノ酸(例えば、アラニン、バリン、及びイソロイシン)の別の脂肪族又は疎水性のアミノ酸による置換;あるヒドロキシル含有アミノ酸(例えば、セリン及びトレオニン)の別のヒドロキシル含有アミノ酸による置換;ある酸性残基(例えば、グルタミン酸又はアスパラギン酸)の別の酸性残基による置換;あるアミド含有残基(例えば、アスパラギン及びグルタミン)の別のアミド含有残基による置換;ある芳香族残基(例えば、フェニルアラニン及びチロシン)の別の芳香族残基による置換;ある塩基性残基(例えば、リジン、アルギニン、及びヒスチジン)の別の塩基性残基による置換;並びにある小アミノ酸(例えば、アラニン、セリン、トレオニン、メチオニン、及びグリシン)の別の小アミノ酸による置換を含む。
アミノ酸配列の挿入は、1残基から100以上の残基を含有するポリペプチドに及ぶ長さの範囲のアミノ及び/又はカルボキシル末端融合、並びに単一又は複数のアミノ酸残基の配列内挿入を含む。末端挿入の例としては、アミノ酸配列のN又はC末端のレポーター分子又は酵素への融合が挙げられる。
重要なことに、配列変異体における変化は、本件におけるそれぞれのレファレンス配列の機能、例えば、その抗原に結合するための抗体又はその抗原結合断片の配列の機能性、及び/又は機能的ドメインによって提供される追加の機能性、例えば、(独立した)結合部位の標的に結合するための機能性を消失させるものではない。かかる機能を消失させることなしにそれぞれどのヌクレオチド及びアミノ酸残基を置換、挿入、又は欠失させることができるかを決定するための指針は、当技術分野において周知のコンピュータプログラムを使用することによって見出される。
本明細書で使用するとき、指定の核酸、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質に「由来する」核酸配列又はアミノ酸配列は、核酸、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質の起源を指す。好ましくは、特定の配列に由来する核酸配列又はアミノ酸配列は、これらが由来する配列又はその一部と本質的に同一のアミノ酸配列を有し、「本質的に同一」とは、上に定義した配列変異体を含む。好ましくは、特定のペプチド又はタンパク質に由来する核酸配列又はアミノ酸配列は、特定のペプチド又はタンパク質における対応するドメインに由来する。それに関して、「対応する」とは、特に、同じ機能に言及する。例えば、「細胞外ドメイン」は、(別のタンパク質の)別の「細胞外ドメイン」に対応する、又は「膜貫通ドメイン」は、(別のタンパク質の)別の「膜貫通ドメイン」に対応する。したがって、ペプチド、タンパク質、及び核酸の「対応する」部分は、当業者によって容易に同定可能である。同様に、他の配列に「由来する」配列は、通常、前記配列中にその起源を有することが当業者によって容易に同定可能である。
好ましくは、別の核酸、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質に由来する核酸配列又はアミノ酸配列は、(それが由来する)出発核酸、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質と同一であり得る。しかし、別の核酸、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質に由来する核酸配列又はアミノ酸配列は、(それが由来する)出発核酸、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質に対して1つ以上の突然変異を有していてもよく、具体的には、別の核酸、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質に由来する核酸配列又はアミノ酸配列は、(それが由来する)出発核酸、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質の上記機能性配列変異体であってよい。例えば、ペプチド/タンパク質において、1つ以上のアミノ酸残基を他のアミノ酸残基で置換してもよく、1つ以上のアミノ酸残基が挿入又は欠失してもよい。
本明細書で使用するとき、用語「突然変異」は、レファレンス配列、例えば、対応するゲノム配列と比較した、核酸配列及び/又はアミノ酸配列の変化に関する。例えばゲノム配列と比較した突然変異は、(自然界に存在する)体細胞突然変異、自然突然変異、例えば、酵素、化学物質、若しくは放射線によって誘導される誘導突然変異、又は部位特異的突然変異誘発(核酸配列及び/又はアミノ酸配列を特異的且つ故意に変化させるための分子生物学的方法)によって得られる突然変異であってよい。したがって、用語「突然変異」又は「突然変異する」とは、例えば、核酸配列及び/又はアミノ酸配列において突然変異を物理的に作製することも含むと理解されるものとする。突然変異は、1つ以上のヌクレオチド又はアミノ酸の置換、欠失、及び挿入に加えて、幾つか(2つ以上)の連続するヌクレオチド又はアミノ酸の逆位も含む。アミノ酸配列に突然変異を生じさせるために、好ましくは、(組み換え)突然変異型ポリペプチドを発現させるために、前記アミノ酸配列をコードしているヌクレオチド配列に突然変異を導入してよい。突然変異は、例えば、あるアミノ酸をコードしている核酸分子のコドンを、例えば部位特異的突然変異誘発によって、変化させて異なるアミノ酸をコードしているコドンを生じさせることにより、又は核酸分子の1つ以上のヌクレオチドを突然変異させる必要無しに、ポリペプチドをコードしている核酸分子のヌクレオチド配列を理解し、ポリペプチドの変異体をコードしているヌクレオチド配列を含む核酸分子の合成を設計することによって、配列変異体を合成することにより行ってよい。
本発明の文脈において使用される用語「疾患」は、ヒト若しくは動物の身体又は正常な機能が損なわれているその部分のうちの1つの異常な状態を全て反映し、典型的には、識別可能な徴候及び症状によって顕在化し、且つヒト又は動物の寿命及び/又は生活の質を低減するという点で、用語「疾病」及び(健康状態のような)「状態」と略同義であることを意図し、互換的に使用される。
本明細書の本文中には幾つかの文献が引用されている。本明細書中に引用した各文献(全ての特許、特許出願、科学刊行物、製造者の明細書、指示書などを含む)は、上記又は下記のいずれかにかかわらず、参照によりその全体を本明細書に援用する。本明細書中のいかなるものも、本発明が、先行する発明によってそのような開示よりも先行する資格がないと認めるものとして解釈されるものではない。
本発明は、本明細書に記載の特定の方法、プロトコル、及び試薬に、これらは変わる可能性があるので、限定されないことを理解されたい。また、本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明するためにのみ用いられるのであって、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。特段の断りがない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。
エルボーに機能的ドメインを有する抗体及び抗原結合断片
第1の態様において、本発明は、第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖とを含む抗体又はその抗原結合断片であって、
前記第1のポリペプチド鎖は、NからC末端方向に、
(i)1つ以上の可変ドメイン;
(ii)(追加の)機能的ドメイン;及び
(iii)1つ以上の定常ドメインを含み、
前記第2のポリペプチド鎖は、NからC末端方向に、
(iv)前記第1のポリペプチド鎖の前記1つ以上の可変ドメイン(i)と抗原結合部位を形成する1つ以上の可変ドメイン;
(v)任意に、(追加の)機能的ドメイン;及び
(vi)1つ以上の定常ドメインを含み、
前記第1のポリペプチド鎖の前記(追加の)機能的ドメイン(ii)が前記第2のポリペプチド鎖の断片を含まず、前記第2のポリペプチド鎖の前記任意の(追加の)機能的ドメイン(v)が前記第1のポリペプチド鎖の断片を含まない抗体又はその抗原結合断片を提供する。
本発明は、(追加の)機能的ドメインが抗体のエルボー領域、即ち、可変ドメインと最もN末端側の定常ドメイン、特にCH1又はCLとの間に挿入することができるという驚くべき知見に基づく。図1Aは、矢印で示されたエルボー領域を有する古典的な天然抗体を示す。本発明者らは、驚くべきことに、そのような更なる機能的ドメインを含むようにエルボー領域においてエンジニアードされた抗体が、本明細書に記載される実施例に示されるように、例えば、(1)その可変ドメインによって標的化される抗原と、(2)抗体のエルボー領域に導入された結合部位によって標的化される更なる標的とに同時に結合できることを見出した。更なる結合部位が重鎖/軽鎖対を異なる特異性を有する別の重鎖/軽鎖対で置換することによって(各特異性に対して多くの場合一価である、前記した多重特異性IgG抗体フォーマットのように)又は更なる結合部位を重鎖又は軽鎖のN又はC末端に付加することによって(前記した付加IgG抗体フォーマットのように)得られる先行技術の多重特異性抗体フォーマットとは異なり、本発明の抗体においては、更なる機能的ドメイン、例えば、更なる結合部位(特異性)が、重鎖及び/又は軽鎖、即ち、エルボー領域に挿入される。驚くべきことに、結合部位などの、挿入された機能的ドメインの可変ドメイン(例えば、VH)のN末端は、他のポリペプチド鎖(例えば、VL)の対応する可変ドメインと共に、他のポリペプチド鎖がエルボーにおいて改変されていない場合であっても、十分に機能的な抗原結合部位を形成する。同じことが、多重特異性抗体にも当てはまる。即ち、挿入された機能的ドメインにかかわらず、挿入された機能的ドメインの可変ドメインのN末端は、他のポリペプチド鎖の対応する可変ドメインと会合して機能的抗原結合部位を形成する(例えば、一方のポリペプチド鎖のVL1-VL2と他方のポリペプチド鎖のVL1-VL2)。
したがって、本発明に係る抗体及びその抗原結合断片は、「In-Elbow-Insert」Ig分子(「IEI-Ig」)と呼ばれる。本発明者らの知見の重要性は、図1に例示されるように、それが様々な新しい抗体フォーマットを生じるという事実によって反映される。本発明に係るIEI-Ig抗体及びその抗原結合断片は、図1Bに例示されるように、古典的な天然抗体に基づくか、又は他の(多重特異性)抗体フォーマットと組み合わせて、図1Cに例示されるように、更により多くの特異性を有する新しい抗体フォーマットを得ることができる。
例えば、本発明に係る抗体を得るために、古典的な単一特異性抗体、好ましくはヒトモノクローナル抗体が「足場」抗体として機能することができ、結合部位などの更なる機能的ドメインが、足場抗体の重鎖及び/又は軽鎖のエルボー領域に挿入される(即ち、可変と最もN末端側の定常ドメインとの間、特に、可変ドメインのC末端と、CH1及び/又はCLのN末端との間)。他の例では、(i)重鎖及び軽鎖などの少なくとも2つのポリペプチド鎖と、(ii)各ポリペプチド鎖に、少なくとも可変ドメイン及び定常ドメインを含む古典的な単一特異性抗体の断片、好ましくはヒトモノクローナル抗体の断片が「足場抗体」として機能することができ、結合部位などの機能的ドメインは、足場抗体断片の第1及び/又は第2のポリペプチド鎖のエルボー領域に挿入される。結合部位などの機能的ドメインをエルボー領域に挿入することによって本発明に係る抗体を得るために足場として使用することができるそのような抗体断片の好ましい例としては、Fab、Fab’、及びF(ab’)が挙げられる。更に、(i)重鎖及び軽鎖などの少なくとも2つのポリペプチド鎖と、(ii)各ポリペプチド鎖に、少なくとも可変ドメイン及び定常ドメインを含む多特異性(特に、二特異性)抗体又はその断片などの組換え抗体又はその断片が「足場」抗体として機能することができ、結合部位などの機能的ドメインは、組換え足場抗体(断片)の第1及び/又は第2のポリペプチド鎖のエルボー領域に挿入される。
足場抗体として機能することができる抗体の好ましい例としては、抗体GCE536(VH:配列番号1、VL:配列番号2、重鎖定常領域:配列番号3、軽鎖定常領域:配列番号4;Piccoli, L., et al. Neutralization and clearance of GM-CSF by autoantibodies in pulmonary alveolar proteinosis. Nature communications 6, 7375 (2015));「C1」(実施例1参照;VH:配列番号5、VL:配列番号6、重鎖定常領域:配列番号3、軽鎖定常領域:配列番号7);「C1b」(VH:配列番号8、VL:配列番号9、重鎖定常領域:配列番号3、軽鎖定常領域:配列番号4)、及びFI174(VH:配列番号10、VL:配列番号11、重鎖定常領域:配列番号3、軽鎖定常領域:配列番号4;Pappas, L., et al. Rapid development of broadly influenza neutralizing antibodies through redundant mutations. Nature 516, 418-422 (2014))が挙げられる。
本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、例えば、重鎖及び/又は軽鎖などの定常ドメイン/領域を含む市販のIgGベクター又はベクターセットなどによるクローニング技術によっても得ることができる。例えば、第1の抗体の重鎖及び軽鎖可変ドメインVH及びVLなどの対応する可変ドメインは、ベクターにより提供されるそれぞれのポリペプチド鎖にクローニングすることができ、更に、更なる機能的ドメインを、(最もC末端側の)可変ドメインと(最もN末端側の)定常ドメインとの間、即ち、エルボー領域に位置するように、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖にクローニングすることができる。
本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1及び/又は第2のポリペプチド鎖は、(追加の)機能的ドメインを含む。特に、「機能的ドメイン」は、(通常の)ペプチド結合によって抗体又は抗原結合断片のポリペプチド鎖の隣接ドメインに連結されるペプチド又はポリペプチドである。特に、(追加の)機能的ドメインのN末端は、(最もC末端側の)可変ドメインのC末端に結合され、(追加の)機能的ドメインのC末端は、(最もN末端側の)定常ドメインのN末端にペプチド結合によって結合される。
一般に、「機能的ドメイン」という用語は、例えば、抗体又は抗原結合断片の機能的単位を意味する。典型的には、機能的ドメインは、タンパク質(例えば、抗体又は抗原結合断片)に(追加の)機能を提供する。したがって、(追加の)機能的ドメインは通常、(追加の)機能を提供するために必要な全てのアミノ酸/配列を含む。特に、第1のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメイン(ii)は、第2のポリペプチド鎖の断片を含まず、第2のポリペプチド鎖の任意の(追加の)機能的ドメイン(v)は、第1のポリペプチド鎖の断片を含まない。換言すれば、第2のポリペプチド鎖(特に、その任意の断片(アミノ酸1個の場合も含む))は、第1のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメイン(の機能性)に必要ではなく、関与もしない。更に、第2のポリペプチド鎖も(追加の)機能的ドメインを含む場合、第1のポリペプチド鎖(特に、その任意の断片(アミノ酸1個の場合も含む))は、第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメイン(の機能性)に必要ではなく、関与もしない。むしろ、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインの機能性に必要な又はそれに関与する全てのアミノ酸(アミノ酸配列)が、そのポリペプチド鎖自体の(追加の)機能的ドメインに含まれ、他のポリペプチド鎖の断片もアミノ酸も必要ではなく/関与もない。したがって、(追加の)機能的ドメインは、例えば、第1のポリペプチド鎖の可変ドメインと第2のポリペプチド鎖の可変ドメインとによって形成される抗原結合部位とは異なる。換言すれば、(追加の)機能的ドメインは、例えば、2つの異なるポリペプチド鎖の可変ドメインによって形成される抗原結合部位とは異なる(ただし、以下に詳細に記載するように、関連する可変ドメインが単一のポリペプチド鎖上に位置する場合、(追加の)機能的ドメインは、抗原結合部位を含むことがある)。
特に好ましくは、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、Ig様ドメイン、例えば、以下に例示するようなタンパク質又は(ポリ)ペプチドのIg様ドメインを含む又はからなる。免疫グロブリン(Ig)分子の基本構造は、ジスルフィド結合で結合された2つの軽鎖と2つの重鎖の四量体である。軽鎖には、カッパとラムダの2種類があり、それぞれ定常ドメイン(CL)と可変ドメイン(VL)で構成される。重鎖には、アルファ、デルタ、イプシロン、ガンマ、及びミューの5種類があり、いずれも可変ドメイン(VH)及び3種(アルファ、デルタ、及びガンマ)又は4種(イプシロン及びミュー)の定常ドメイン(CH1~CH4)からなる。Ig分子は高度にモジュール化されたタンパク質であり、可変ドメインと定常ドメインは、明確な保存された配列パターンを有する。Ig及びIg様分子におけるドメインは、Vセット(可変)、C1セット(定常1)、C2セット(定常2)、及びIセット(中間)の4種に分類される。構造研究により、これらのドメインが、ベータシートにおけるストランドの数とその配列パターンが異なるタイプと、共通のコアのグリークキーベータサンドイッチ構造を共有することが示された。配列と構造の両方に関連する免疫グロブリン様ドメインは、いくつかの多様なタンパク質ファミリーに見られる。Ig様ドメインは、細胞間認識、細胞表面受容体、筋肉構造、免疫系など、さまざまな機能に関与する。
Ig様ドメインの好ましい例としては、以下のタンパク質又は(ポリ)ペプチドのいずれかのIg様ドメインが挙げられる:A1BG(アルファ-1-β糖タンパク質)、ACAM、ADAMTSL1(ADAMTS様1)、ADAMTSL3(ADAMTS様3)、AGER(終末糖化産物特異的受容体)、ALCAM(活性化白血球細胞接着分子)、ALPK3(アルファキナーゼ3)、AMIGO1(Ig様ドメイン1を有する接着分子)、AMIGO2(Ig様ドメイン2を有する接着分子)、AMIGO3(Ig様ドメイン3を有する接着分子)、AXL(AXL受容体チロシンキナーゼ)、BCAM(基底細胞接着分子(ルーテル式血液型))、BOC(BOC細胞接着関連、癌遺伝子調節)、BSG(バシジン(Ok血液型)))、BTLA(B及びTリンパ球関連)、C10orf72、C20orf102、CADM1(細胞接着分子1)、CADM3(細胞接着分子3)、CADM4(細胞接着分子4)、CCDC141(コイルドコイルドメイン含有141)、CD2、CD3、CD4、CD8、CD19、CD22、CD33、CD47、CD48、CD80、CD84、CD86、CD96、CD101、CD160、CD200、CD244、CD276、CDON(細胞接着関連、癌遺伝子調節)、CEACAM1(癌胎児性抗原関連細胞接着分子1)、CEACAM5(癌胎児性抗原関連細胞接着分子5)、CEACAM6(癌胎児性抗原関連細胞接着分子6)、CEACAM7(癌胎児性抗原関連細胞接着分子7)、CEACAM8(癌胎児性抗原関連細胞接着分子8)、CEACAM16(癌胎児性抗原関連細胞接着分子16)、CEACAM18(癌胎児性抗原関連細胞接着分子18)、CEACAM20(癌胎児性抗原関連細胞接着分子20)、CEACAM21(癌胎児性抗原関連細胞接着分子21)、CHL1(細胞接着分子L1様)、CILP(軟骨中間層タンパク質)、CILP2(軟骨中間層タンパク質2)、CLMP(CXADR様膜タンパク質)、CNTFR(繊毛神経栄養因子受容体)、CNTN1(コンタクチン1)、CNTN2(コンタクチン2)、CNTN3(コンタクチン3、CNTN4(コンタクチン4)、CNTN5(コンタクチン5)、CNTN6(コンタクチン6)、CSF1R(コロニー刺激因子1受容体)、CXADR(CXADR、Ig様細胞接着分子)、DSCAM(DS細胞接着分子)、DSCAML1(DS細胞接着分子様1)、EMB(エンビジン)、ESAM(内皮細胞接着分子)、F11R(F11受容体)、FAIM3、FCMR(IgM受容体のFc断片)、HMCN1(ヘミセンチン1)、HMCN2(ヘミセンチン2)、FCAR(IgA受容体のFc断片)、FCER1A(IgE受容体IaのFc断片)、FCGR1A(IgG受容体IaのFc断片)、FCGR1B(IgG受容体IbのFc断片)、FCGR1CP(IgG受容体IcのFc断片、偽遺伝子)、FCGR2A(IgG受容体IIaのFc断片)、FCGR2B(IgG受容体IIbのFc断片)、FCGR2C(IgG受容体IIcのFc断片)、FCGR3A(IgG受容体IIIaのFc断片)、FCGR3B(IgG受容体IIIbのFc断片)、FCRH1、FCRH3、FCRH4、FCRL1(Fc受容体様1)、FCRL2(Fc受容体様2)、FCRL3(Fc受容体様3)、FCRL4(Fc受容体様4)、FCRL5(Fc受容体様5)、FCRL6(Fc受容体様6)、FCRLA(Fc受容体様A)、FCRLB(Fc受容体様B)、FGFR1、FGFR2、FGFR3、FGFR4、FGFRL1、FLT1(fms関連チロシンキナーゼ1)、FLT3(fms関連チロシンキナーゼ3)、FLT4(fms関連チロシンキナーゼ4)、FSTL4(フォリスタチン様4)、FSTL5(フォリスタチン様5)、GP6(糖タンパク質VI血小板)、GPA33(糖タンパク質A33、GPR116、GPR125、ADGRF5(接着Gタンパク質結合受容体F5)、ADGRA2(接着Gタンパク質結合受容体A2)、hEMMPRIN、HEPACAM(肝細胞及びグリア細胞接着分子)、HEPACAM2(HEPACAMファミリーメンバー2)、HLA-DMA、HLA-DMB、HLA-DQB、HLA-DQB1、HNT、HSPG2(ヘパラン硫酸プロテオグリカン2)、HYST2477、ICAM1(細胞間接着分子1)、ICAM2(細胞間接着分子2)、ICAM3(細胞間接着分子3)、ICAM4(細胞間接着分子4(Landsteiner-Wiener血液型))、ICAM5(細胞間接着分子5)、DCC(DCCネトリン1受容体)、NEO1(ネオゲニン1)、IGHA1、IGHD、IGHE、IGDCC4(免疫グロブリンスーパーファミリーDCCサブクラスメンバー4)、IGLON5(IgLONファミリーメンバー5)、IGSF1(免疫グロブリンスーパーファミリーメンバー1)、IGSF2(免疫グロブリンスーパーファミリーメンバー2)、IGSF3(免疫グロブリンスーパーファミリーメンバー3)、IGSF5(免疫グロブリンスーパーファミリーメンバー5)、IGSF9(免疫グロブリンスーパーファミリーメンバー9)、IGSF9B(免疫グロブリンスーパーファミリーメンバー9B)、IGSF10(免疫グロブリンスーパーファミリーメンバー10)、IGSF11(免疫グロブリンスーパーファミリーメンバー11)、IGSF21(免疫グロブリンスーパーファミリーメンバー21)、IGSF23(免疫グロブリンスーパーファミリーメンバー23)、IL1R1(インターロイキン1受容体1型)、IL1R2(インターロイキン1受容体2型)、IL1RAP(インターロイキン1受容体アクセサリータンパク質)、IL1RAPL1(インターロイキン1受容体アクセサリータンパク質様1)、IL1RAPL2(インターロイキン1受容体アクセサリータンパク質様2)、IL1RL1(インターロイキン1受容体様1)、IL1RL2(インターロイキン1受容体様2)、IL6R(インターロイキン6受容体)、IL11RA(インターロイキン11受容体サブユニットアルファ)、IL12B(インターロイキン12B)、IL18BP(インターロイキン18結合タンパク質)、IL18R1(インターロイキン18受容体1)、IL18RAP(インターロイキン18受容体アクセサリータンパク質)、ISLR2(ロイシンリッチリピート2を含む免疫グロブリンスーパーファミリー)、JAM2(接合部接着分子2)、JAM3(接合部接着分子3)、KDR(キナーゼ挿入ドメイン受容体)、KIR-123FM、KIR2DL1(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、2つのIgドメインと長い細胞質テール1)、KIR2DL2(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、2つのIgドメインと長い細胞質テール2)、KIR2DL3(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、2つのIgドメインと長い細胞質テール3)、KIR2DL4(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、2つのIgドメインと長い細胞質テール4)、KIR2DL5A(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、2つのIgドメインと長い細胞質テール5A)、KIR2DL5B(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、2つのIgドメインと長い細胞質テール5B)、KIR2DLX、KIR2DS1(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、2つのIgドメインと短い細胞質テール1)、KIR2DS2(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、2つのIgドメインと短い細胞質テール2)、KIR2DS3(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、2つのIgドメインと短い細胞質テール3)、KIR2DS4(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、2つのIgドメインと短い細胞質テール4)、KIR2DS5(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、2つのIgドメインと短い細胞質テール5)、kir3d、KIR3DL1(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、3つのIgドメインと長い細胞質テール1)、KIR3DL2(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、3つのIgドメインと長い細胞質テール2)、KIR3DL3(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、3つのIgドメインと長い細胞質テール3)、KIR3DP1(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、3つのIgドメイン偽遺伝子1、KIR3DS1(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、3つのIgドメインと短い細胞質テール1)、KIR3DX1(キラー細胞免疫グロブリン様受容体、3つのIgドメインX1)、KIRREL1(kirre様ネフリンファミリー接着分子1)、KIRREL2(kirre様ネフリンファミリー接着分子2)、KIRREL3(kirre様ネフリンファミリー接着分子3)、KIT(KIT癌原遺伝子受容体チロシンキナーゼ)、L1CAM、LAG3(リンパ球活性化3)、LAIR1(白血球関連免疫グロブリン様受容体1)、LAIR2(白血球関連免疫グロブリン様受容体2)、LEPR(レプチン受容体)、LILRA1(白血球免疫グロブリン様受容体A1)、LILRA2(白血球免疫グロブリン様受容体A2)、LIRLA3(白血球免疫グロブリン様受容体A3、LIRLA4(白血球免疫グロブリン様受容体A4)、LILRA5(白血球免疫グロブリン様受容体A5)、LILRA6(白血球免疫グロブリン様受容体A6)、LILRB1(白血球免疫グロブリン様受容体B1)、LILRB2(白血球免疫グロブリン様受容体B2)、ILRRB3(白血球免疫グロブリン様受容体B3)、LILRB4(白血球免疫グロブリン様受容体B4)、LIRLB5(白血球免疫グロブリン様受容体B5)、LILRP2、LRIG1、LRIG2、LRIG3、LRIT1、LRRC4、LSAMP、LSR(脂肪分解刺激リポタンパク質受容体)、LY9(リンパ球抗原9)、MADCAM1(粘膜血管アドレッシン細胞接着分子1)、MAG(ミエリン関連糖タンパク質)、MALT1(MALT1パラカスパーゼ)、MCAM(ミエローマ細胞接着分子)、MDGA1(グリコシルホスファチジルイノシトールアンカー1を含むMAMドメイン)、MDGA2(グリコシルホスファチジルイノシトールアンカー2を含むMAMドメイン)、MERTK(MER癌原遺伝子、チロシンキナーゼ)、MFAP3、MIR、MILR1(マスト細胞免疫グロブリン様受容体1)、MMP23A(マトリクスメタロペプチダーゼ23A(偽遺伝子))、MMP23B(マトリクスメタロペプチダーゼ23B)、MUSK(筋肉関連受容体チロシンキナーゼ)、MXRA5(マトリクスリモデリング関連5)、MYBPC3、MYOM1(ミオメシン1)、MYOM2(ミオメシン2)、MYOM3(ミオメシン3)、NCA、NCAM1、NCAM2、NCR1(自然細胞傷害性トリガー受容体1)、NEGR1、NEO1、NFASC、NOPE、NPHS1(NPHS1、ネフリン)、NPTN(ニューロプラスチン)、NRCAM(神経細胞接着分子)、NTRK1(神経栄養性受容体チロシンキナーゼ1)、NRG1、NT、NTRK3、OBSCN、OBSL1(オブスキュリン様1)、OPCML、OSCAR(破骨細胞関連、免疫グロブリン様受容体)、PAPLN、PDCD1LG2(プログラム細胞死1リガンド2)、PDGFRA(血小板由来成長因子受容体アルファ)、PDGFRB(血小板由来成長因子受容体ベータ)、PDGFRL(血小板由来成長因子受容体様)、PECAM1(血小板及び内皮細胞接着分子1)、PRODH2、PSG1(妊娠特異的ベータ1糖タンパク質1)、PSG2(妊娠特異的ベータ1糖タンパク質2)、PSG3(妊娠特異的ベータ1糖タンパク質3)、PSG4(妊娠特異的ベータ1糖タンパク質4)、PSG5(妊娠特異的ベータ1糖タンパク質5)、PSG6(妊娠特異的ベータ1糖タンパク質6)、PSG7(妊娠特異的ベータ1糖タンパク質7(遺伝子/偽遺伝子))、PSG8(妊娠特異的ベータ1糖タンパク質8)、PSG9(妊娠特異的ベータ1糖タンパク質9)、PSG10(妊娠特異的ベータ1糖タンパク質10)、PSG11(妊娠特異的ベー
タ1糖タンパク質11)、PSG11s’(妊娠特異的ベータ1糖タンパク質11s’)、PTGFRN(プロスタグランジンF2受容体阻害剤)、PTK7(タンパク質チロシンキナーゼ7(不活性))、PTPRD(タンパク質チロシンホスファターゼ、受容体タイプD)、PTPRK(タンパク質チロシンホスファターゼ、受容体タイプK)、PTPRM(タンパク質チロシンホスファターゼ、受容体タイプM)、PTPRSタンパク質チロシンホスファターゼ、受容体タイプS)、PTPRT(タンパク質チロシンホスファターゼ、受容体タイプT)、PTPシグマ、PUNC、PVR(ポリオウイルス受容体)、PVRL1、PVRL2、PVRL4、NECTIN1(ネクチン細胞接着分子1)、NECTIN2(ネクチン細胞接着分子2)、NECTIN3(ネクチン細胞接着分子3)、RAGE、ROBO3(ラウンドアバウト誘導受容体3)、SCN1B(ナトリウム電圧ゲートチャネルベータサブユニット1)、SDK1(サイドキック細胞接着分子1)、SDK2(サイドキック細胞接着分子2)、SEMA3A(セマフォリン3A)、SEMA3B(セマフォリン3B)、SEMA3E(セマフォリン3E)、SEMA3F(セマフォリン3F)、SEMA3G(セマフォリン3G)、SEMA4C(セマフォリン4C)、SEMA4D(セマフォリン4D)、SEMA4G(セマフォリン4G)、SEMA7A 8セマフォリン7A(ジョンミルトンハーゲン血液型))、SIGIRR(単一IgとTIRドメイン含有)、SIGLEC1(シアル酸結合Ig様レクチン1)、SIGLEC5(シアル酸結合Ig様レクチン5)、SIGLEC6(シアル酸結合Ig様レクチン6)、SIGLEC7(シアル酸結合Ig様レクチン7)、SIGLEC8(シアル酸結合Ig様レクチン8)、SIGLEC9(シアル酸結合Ig様レクチン9)、SIGLEC10(シアル酸結合Ig様レクチン10)、SIGLEC11(シアル酸結合Ig様レクチン11)、SIGLEC12(シアル酸結合Ig様レクチン12)(遺伝子/偽遺伝子))、SIGLEC14(シアル酸結合Ig様レクチン14)、SIGLEC15(シアル酸結合Ig様レクチン15)、SLAMF1(シグナル伝達リンパ球活性化分子ファミリーメンバー1)、SLAMF6(SLAMファミリーメンバー6)、SLAMF8(SLAMファミリーメンバー8)、SIRPG;TARM1(T細胞相互作用骨髄細胞活性化受容体1)、TEK(TEK受容体チロシンキナーゼ)、THY1 Thy-1細胞表面抗原)、TIE1(免疫グロブリン様及びEGF様ドメイン1を有するチロシンキナーゼ)、TMEM81(膜貫通タンパク質81)、TMIGD1(膜貫通及び免疫グロブリンドメイン含有1)、TMIGD2(膜貫通及び免疫グロブリンドメイン含有2)、TTN(チチン)、TYRO3(TYRO3タンパク質チロシンキナーゼ)、UNC5D、VCAM1(血管細胞接着分子1)、VSIG1(Vセット及び免疫グロブリンドメイン含有1)、VSIG2(Vセット及び免疫グロブリンドメイン含有2)、VSIG4(Vセット及び免疫グロブリンドメイン含有4)、VSIG10(Vセット及び免疫グロブリンドメイン含有10)、VSIG10L(Vセット及び免疫グロブリンドメイン含有10様)、VSTM1(Vセット及び膜貫通ドメイン含有1)、VTCN1(Vセットドメイン含有T細胞活性化阻害剤1)、ZPBP(透明帯結合タンパク質)、又はZPBP2(透明帯結合タンパク質2)。
より好ましくは、Ig様ドメインは、以下のタンパク質:CD2、CD3、CD4、CD8、CD19、CD22、CD33、CD80、CD86のいずれか、特にCD4のIg様ドメインである。
Ig様ドメインの更に好ましい例について、本明細書中、以下に記載する。
また、好ましくは、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、(知られた)タンパク質の細胞外及び/又は細胞内ドメインを含む又はからなる。更に、好ましくは、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、(知られた)可溶性球状タンパク質のドメインを含む又はからなることができる。より好ましくは、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、(知られた)タンパク質の細胞外ドメイン又は(知られた)可溶性球状タンパク質のドメインを含む又はからなる。
好ましくは、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、最大1000個のアミノ酸、より好ましくは最大750個のアミノ酸、更により好ましくは最大500個のアミノ酸、更により好ましくは最大400個のアミノ酸、特に好ましくは最大300個のアミノ酸、最も好ましくは最大275個又は250個のアミノ酸の長さを有する。更に、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、5~1000個のアミノ酸、より好ましくは10~750個のアミノ酸、更により好ましくは20~500個のアミノ酸、更により好ましくは50~400個のアミノ酸、特に好ましくは70~300個のアミノ酸、最も好ましくは75~275個又は100~250個のアミノ酸の長さを有することが好ましい。
また、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、最大150kDa、より好ましくは最大100kDa、更により好ましくは最大80kDa、更により好ましくは最大70kDa、特に好ましくは最大50kDa、最も好ましくは最大30又は25kDaのサイズを有することが好ましい。更に、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、0.5kDa~150kDa、より好ましくは1kDa~100kDa、更により好ましくは2.5kDa~80kDa、更により好ましくは5kDa~70kDa、特に好ましくは7.5kDa~50kDa、最も好ましくは10kDa~30又は25kDaのサイズを有することが好ましい。
第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、単量体ドメイン又は多量体ドメインを含み得る。単量体ドメインは、更なる(追加の)ドメインの関与なしに機能を媒介するドメインである。多量体ドメイン、例えば二量体を形成する2つのドメイン又は三量体を形成する3つのドメインは、特に多量体、例えば二量体又は三量体としてそれらの機能を一緒に媒介する。多量体ドメインの場合、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、多量体を形成するのに十分な柔軟性を提供するために本明細書に記載のリンカーを含むことができ、特にリンカーは、1つ以上の多量体ドメインに(直接)隣接して配置され得る、例えば、2つの多量体ドメイン間又は全ての多量体ドメインの各側に配置され得る。好ましくは、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、1つ以上の単量体ドメインを含む又はからなる。
一般に、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、1つの単一タンパク質ドメイン又は1超のタンパク質ドメインを含む又はからなることができる。「1超のタンパク質ドメイン」は、前記の多量体ドメイン及び/又は前記の1つ以上の単量体ドメインであることができる。例えば、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、同一又は異なる機能を媒介し得る及び/又は任意にリンカーによって接続され得る2つ又は3つの単量体ドメインを含む又はからなることができる。例えば、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10個の(異なる)タンパク質ドメインを含むことができる。
好ましくは、(追加の)機能的ドメインは、ヒトタンパク質、ペプチド、若しくはポリペプチド、又はその断片(特に、ドメイン)若しくは誘導体である。
特に、(追加の)機能的ドメインは、GSリンカーなどのリンカー(ペプチド)ではない。(追加の)機能的ドメインがGSリンカーなどのリンカー(ペプチド)を任意に含むことがあるとしても、GSリンカーなどのリンカー(ペプチド)からならないことが好ましい。換言すれば、(追加の)機能的ドメインがGSリンカーなどのリンカー(ペプチド)を含む場合でも、2つのペプチドを互いに(純粋に)結合するのとは異なる機能を媒介する追加のアミノ酸配列を含むことが好ましい。したがって、(追加の)機能的ドメインは、GSリンカーなどのリンカー(ペプチド)とは異なることが好ましい。特に、(追加の)機能的ドメインは、GSリンカーなどのリンカー(ペプチド)を含まなくてもよい。一般に、(追加の)機能的ドメインによって提供される機能は、2つの(ポリ)ペプチドの単なる結合ではないことが好ましい。(追加の)機能的ドメインが、隣接する可変ドメインや定常ドメインなどの2つの(ポリ)ペプチドを「結合」し、任意に柔軟性を提供する場合でも、(追加の)機能的ドメインは、(ポリ)ペプチド結合と柔軟性とは異なる(追加の)機能を提供することが好ましい。
好ましくは、第2のポリペプチド鎖は、(追加の)機能的ドメイン(v)を含む。この場合、第1及び第2のポリペプチド鎖はいずれも(追加の)機能的ドメインを含み、それにより2つの異なる(別個の)(追加の)機能的ドメインを有する抗体又はその抗原結合断片をもたらす。第1のポリペプチド鎖及び第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、同一又は異なる、即ち、同一又は異なる機能的ドメインであり得る。換言すれば、第1及び第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインが同一のアミノ酸配列を有していても、それらの(追加の)機能的ドメインは「独立」している、即ち、それらは互いに独立して機能を媒介する。例えば、第1及び第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、別々の標的(例えば、別々の抗原又は同一抗原の別々のエピトープ;同一抗原の別々の分子又は別々の部分)に結合し、独立した結合部位のいずれも、その標的に結合するために、他を必要とすることも関与することもない。
しかし、より好ましくは、第2のポリペプチド鎖が(追加の)機能的ドメイン(v)を含まず、第2のポリペプチド鎖の最もC末端側の可変ドメインのC末端が第2のポリペプチド鎖の最もN末端側の定常ドメインのN末端に直接結合することが好ましい。例えば、第2のポリペプチド鎖が軽鎖である場合、最もC末端側のVLドメイン(又は唯一のVLドメイン)のC末端が、CLドメインのN末端に直接結合されることが好ましい。例えば、第2のポリペプチド鎖が重鎖である場合、最もC末端側のVHドメイン(又は唯一のVHドメイン)のC末端が、CH1ドメインのN末端に直接結合することが好ましい。
したがって、本発明はまた、第1のポリペプチド鎖及び第2のポリペプチド鎖を含む抗体又はその抗原結合断片であって、
前記第1のポリペプチド鎖が、NからC末端方向に、
(i)1つ以上の可変ドメイン;
(ii)(追加の)機能的ドメイン;及び
(iii)1つ以上の定常ドメインを含み、
前記第2のポリペプチド鎖が、NからC末端方向に、
(iv)第1のポリペプチド鎖の1つ以上の可変ドメインと抗原結合部位を形成する1つ以上の可変ドメイン;及び
(v)1つ以上の定常ドメインを含み、
前記第2のポリペプチド鎖の最もC末端側の可変ドメインのC末端が、第2のポリペプチド鎖の最もN末端側の定常ドメインのN末端に直接結合する抗体又はその抗原結合断片を提供する。
繰り返しになるが、「機能的ドメイン」という用語は、例えば、前記した抗体又は抗原結合断片の機能的単位を意味する。簡単に言えば、機能的ドメインは、典型的にはタンパク質、例えば、抗体又は抗原結合断片に前記した(追加の)機能を提供する。したがって、(追加の)機能的ドメインは通常、(追加の)機能を提供するために必要な全てのアミノ酸/配列を含む。特に、第1のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメイン(ii)は、より詳細に前述したように、第2のポリペプチド鎖の断片を含まない。
特に好ましくは、第1のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、前記のIg様ドメインを含む又はからなる。Ig様ドメインの好ましい例は、前記したもの及び本明細書中の以下に記載するものを含む。
また、好ましくは、第1のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、(知られた)タンパク質の細胞外及び/又は細胞内ドメインを含む又はからなる。更に、好ましくは、第1のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、(知られた)可溶性球状タンパク質のドメインを含む又はからなることができる。より好ましくは、第1のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、(知られた)タンパク質の細胞外ドメイン又は(知られた)可溶性球状タンパク質のドメインを含む又はからなる。
好ましくは、第1のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、最大1000個のアミノ酸、より好ましくは最大750個のアミノ酸、更により好ましくは最大500個のアミノ酸、更により好ましくは最大400個のアミノ酸、特に好ましくは最大300個のアミノ酸、最も好ましくは最大275個又は250個のアミノ酸の長さを有する。更に、第1のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、5~1000個のアミノ酸、より好ましくは10~750個のアミノ酸、更により好ましくは20~500個のアミノ酸、更により好ましくは50~400個のアミノ酸、特に好ましくは70~300個のアミノ酸、最も好ましくは75~275個又は100~250個のアミノ酸の長さを有することが好ましい。
また、第1のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、最大150kDa、より好ましくは最大100kDa、更により好ましくは最大80kDa、更により好ましくは最大70kDa、特に好ましくは最大50kDa、最も好ましくは最大30又は25kDaのサイズを有することが好ましい。更に、第1のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、0.5kDa~150kDa、より好ましくは1kDa~100kDa、更により好ましくは2.5kDa~80kDa、更により好ましくは5kDa~70kDa、特に好ましくは7.5kDa~50kDa、最も好ましくは10kDa~30又は25kDaのサイズを有することが好ましい。
第1のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、前記した単量体ドメイン又は多量体ドメインを含むことができる。更に、第1のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、前記したように、1つの単一のタンパク質ドメイン又は1超のタンパク質ドメインを含む又はからなることができる。
好ましくは、(追加の)機能的ドメインは、ヒトタンパク質、ペプチド、若しくはポリペプチド、又はその断片(特に、ドメイン)若しくは誘導体である。
特に、(追加の)機能的ドメインは、前記したように、GSリンカーなどのリンカー(ペプチド)ではない。(追加の)機能的ドメインがGSリンカーなどのリンカー(ペプチド)を任意に含むことがあるとしても、GSリンカーなどのリンカー(ペプチド)からならないことが好ましい。換言すれば、(追加の)機能的ドメインがGSリンカーなどのリンカー(ペプチド)を含む場合でも、2つのペプチドを互いに(純粋に)結合するのとは異なる機能を媒介する追加のアミノ酸配列を含むことが好ましい。したがって、(追加の)機能的ドメインは、GSリンカーなどのリンカー(ペプチド)とは異なることが好ましい。特に、(追加の)機能的ドメインは、GSリンカーなどのリンカー(ペプチド)を含まなくてもよい。一般に、(追加の)機能的ドメインによって提供される機能は、2つの(ポリ)ペプチドの単なる結合ではないことが好ましい。(追加の)機能的ドメインが、隣接する可変ドメインや定常ドメインなどの2つの(ポリ)ペプチドを「結合」し、任意に柔軟性を提供する場合でも、(追加の)機能的ドメインは、(ポリ)ペプチド結合と柔軟性とは異なる(追加の)機能を提供することが好ましい。
更に、第2のポリペプチド鎖の最もC末端側の可変ドメインのC末端が第2のポリペプチド鎖の最もN末端側の定常ドメインのN末端に直接結合することが好ましい。例えば、第2のポリペプチド鎖が軽鎖である場合、最もC末端側のVLドメイン(又は唯一のVLドメイン)のC末端が、CLドメインのN末端に直接結合されることが好ましい。例えば、第2のポリペプチド鎖が重鎖である場合、最もC末端側のVHドメイン(又は唯一のVHドメイン)のC末端が、CH1ドメインのN末端に直接結合することが好ましい。
一般に、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片では、第1のポリペプチド鎖の1つ以上の定常ドメインが、少なくともCH1定常ドメインを好ましくは含む重鎖定常ドメインであり、第2のポリペプチド鎖の定常ドメインが軽鎖定常ドメインCLであることが好ましい。より好ましくは、第1のポリペプチド鎖の1つ以上の定常ドメインが、少なくともCH1定常ドメインを好ましくは含む重鎖定常ドメインであり、第1のポリペプチド鎖の1つ以上の可変ドメインが重鎖可変ドメインVHであり、第2のポリペプチド鎖の定常ドメインが軽鎖定常ドメインCLであり、第2のポリペプチド鎖の1つ以上の可変ドメインが軽鎖可変ドメインVLである。換言すれば、第1のポリペプチド鎖が重鎖である又は重鎖に由来し、第2のポリペプチド鎖が軽鎖である又は軽鎖に由来することが好ましい。特に好ましくは、第1のポリペプチド鎖の定常領域は、3つの定常ドメイン、即ち、CH1、CH2、及びCH3(特に、NからC末端方向にCH1-CH2-CH3)を含み、最も好ましくは、CH1とCH2との間にヒンジ領域を含む。
或いは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片において、第1のポリペプチド鎖の定常ドメインが軽鎖定常ドメインCLであり、第2のポリペプチド鎖の1つ以上の定常ドメインが、少なくともCH1定常ドメインを好ましくは含む重鎖定常ドメインであることも好ましい。より好ましくは、第1のポリペプチド鎖の定常ドメインが軽鎖定常ドメインCLであり、第1のポリペプチド鎖の1つ以上の可変ドメインが軽鎖可変ドメインVLであり、第2のポリペプチド鎖の1つ以上の定常ドメインが、少なくともCH1定常ドメインを好ましくは含む重鎖定常ドメインであり、第2のポリペプチド鎖の1つ以上の可変ドメインが重鎖可変ドメインVHである。換言すれば、第2のポリペプチド鎖が重鎖である又は重鎖に由来し、第1のポリペプチド鎖が軽鎖である又は軽鎖に由来することが好ましい。特に好ましくは、第2のポリペプチド鎖の定常領域は、3つの定常ドメイン、即ち、CH1、CH2、及びCH3(特に、NからC末端方向にCH1-CH2-CH3)を含み、最も好ましくは、CH1とCH2との間にヒンジ領域を含む。
更に、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖において、(追加の)機能的ドメイン(及び/又は第2のポリペプチドが(追加の)機能的ドメインを含まない場合は可変領域)に直接隣接する定常ドメインがFc領域に寄与しないことが好ましい。ネイティブな抗体では、可変ドメインに隣接する定常領域、CH1及びCLは、通常、Fc領域に寄与しない。したがって、1つのポリペプチド鎖(第1又は第2)がCH1定常ドメインを含み、一方、他のポリペプチド鎖(第1又は第2の他方)がCL定常ドメインを含むことが好ましい。
好ましくは、重鎖定常ドメイン、特にCH1、又は任意の他の重鎖定常ドメインは、以下のクラスから選択される:γ、α、μ、ε、及びδ;好ましくはγであり、例えば、IgG1、IgG2、IgG3、又はIgG4である。
更に、軽鎖定常ドメイン、特にCLは、以下のクラス:κ及びλから選択されることが好ましい。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、組換え抗体又は抗原結合断片である。本明細書で使用するとき、「組換え」という用語は、組換え抗体又は抗体断片が天然には存在しないことを意味する。
好ましくは、本発明に係る抗体又は抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(ii)及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(v)は、キャリアドメイン、レポータードメイン、タグ、局在化ドメイン、(独立した)結合部位、酵素又は酵素ドメイン、受容体又はその機能的断片、又はリガンド又はその機能的断片を含む又はからなる。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(ii)及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(v)は、酵素又はその酵素ドメインを含む又はからなる。「酵素」は、ポリペプチド又はタンパク質の触媒であり、即ち、酵素は典型的には化学反応を加速させる。酵素が作用し得る分子は基質と呼ばれ、酵素は基質を生成物として知られる異なる分子に変換する。細胞内のほぼ全ての代謝プロセスは、生命を維持するのに十分に早い速度で行われるために酵素を必要とする。好ましい酵素としては、酸化還元酵素、転移酵素、加水分解酵素、溶解酵素、イソメラーゼ、及びリガーゼが挙げられる。二量体を形成する酵素の場合、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメインは、リンカーによって接続された2つの同一のドメインを含むことができる。例えば、酵素は、特定部位、例えば腫瘍でプロドラッグを活性化させるのに有用であることができる。好ましい酵素の例及びそのような酵素を含む抗体の使用は、Andrady C, Sharma SK, Chester KA; Antibody-enzyme fusion proteins for cancer therapy; Immunotherapy. 2011 Feb;3(2):193-211 and in Boado RJ1, Zhang Y, Zhang Y, Xia CF, Wang Y, Pardridge WM; Genetic engineering of a lysosomal enzyme fusion protein for targeted delivery across the human blood-brain barrier; Biotechnol Bioeng. 2008 Feb 1;99(2):475-84に記載される。
好ましい酵素は、デヒドロゲナーゼ、ルシフェラーゼ、DMSOレダクターゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ(NAD)、アルコールデヒドロゲナーゼ(NADP)、ホモセリンデヒドロゲナーゼ、アミノプロパノールオキシドレダクターゼ、ジアセチルレダクターゼ、グリセロールデヒドロゲナーゼ、プロパンジオール-リン酸デヒドロゲナーゼ、グリセロール-3-リン酸デヒドロゲナーゼ(NAD+)、D-キシルロースレダクターゼ、L-キシルロースレダクターゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、イソクエン酸デヒドロゲナーゼ、HMG-CoAレダクターゼ、グルコースオキシダーゼ、L-グロノラクトンオキシダーゼ、チアミンオキシダーゼ、キサンチンオキシダーゼ、アセトアルデヒドデヒドロゲナーゼ、グリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ、ピルビン酸デヒドロゲナーゼ、オキソグルタル酸デヒドロゲナーゼ、ビリベルジンレダクターゼ、モノアミンオキシダーゼ、ジヒドロ葉酸レダクターゼ、メチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼ、サルコシンオキシダーゼ、ジヒドロベンゾフェナントリジンオキシダーゼ、NADHデヒドロゲナーゼ、尿酸オキシダーゼ、亜硫酸レダクターゼ、亜硫酸レダクターゼ、グルタチオンレダクターゼ、チオレドキシンレダクターゼ、亜硫酸酸化酵素、シトクロムcオキシダーゼ、コエンザイムQシトクロムcレダクターゼ、カテコールオキシダーゼ、ラッカーゼ、シトクロムcペルオキシダーゼ、カタラーゼ、ミエロペルオキシダーゼ、甲状腺ペルオキシダーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、4-ヒドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼ、レニラルシフェリン-2-モノオキシゲナーゼ、ウミホタルルシフェリン-2-モノオキシゲナーゼ、ホタルルシフェラーゼ、ホタルイカルシフェリン-2-モノオキシゲナーゼ、発光エビルシフェリン-2-モノオキシゲナーゼ、アロマターゼ、CYP2D6、CYP2E1、CYP3A4、シトクロムP450オキシダーゼ、一酸化窒素ジオキシゲナーゼ、一酸化窒素シンターゼ、アロマターゼ、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ、チロシナーゼ、スーパーオキシドジスムターゼ、セルロプラスミン、ニトロゲナーゼ、デヨージナーゼ、グルタチオンS-トランスフェラーゼ、カテコール-O-メチルトランスフェラーゼ、DNAメチルトランスフェラーゼ、ヒストンメチルトランスフェラーゼ、ATCase、オルニチントランスカルバモイラーゼ、アミノレブリン酸シンターゼ、コリンアセチルトランスフェラーゼ、第XIII因子、ガンマグルタミルトランスペプチダーゼ、トランスグルタミナーゼ、ヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ、チアミナーゼ、アラニントランスアミナーゼ、アスパラギン酸トランスアミナーゼ、酪酸キナーゼ、ヌクレアーゼ、エンドヌクレアーゼ、エキソヌクレアーゼ、酸ヒドロラーゼ、ホスホリパーゼA、ホスホリパーゼC、アセチルコリンエステラーゼ、コリンエステラーゼ、リポプロテインリパーゼ、ユビキチンカルボキシ末端ヒドロラーゼL1、ホスファターゼ、アルカリホスファターゼ、フルクトースビスホスファターゼ、CGMP特異的ホスホジエステラーゼタイプ5、ホスホリパーゼD、制限酵素タイプ1、制限酵素タイプ2、制限酵素タイプ3、制限酵素タイプ4、デオキシリボヌクレアーゼI、RNase H、リボヌクレアーゼ、アミラーゼ、スクラーゼ、キチナーゼ、リゾチーム、マルターゼ、ラクターゼ、ベータ-ガラクトシダーゼ、ヒアルロニダーゼ、アデノシルメチオニンヒドロラーゼ、S-アデノシル-L-ホモシステインヒドロラーゼ、アルケニルグリセロホスホコリンヒドロラーゼ、アルケニルグリセロホスホエタノールアミンヒドロラーゼ、コレステロール-5,6-オキシドヒドロラーゼ、ヘポキシリン-エポキシドヒドロラーゼ、イソコリスマターゼ、ロイコトリエン-A4ヒドロラーゼ、リモネン-1,2-エポキシドヒドロラーゼ、ミクロソームエポキシドヒドロラーゼ、トランスエポキシコハク酸ヒドロラーゼ、アラニンアミノペプチダーゼ、アンギオテンシン変換酵素、セリンプロテアーゼ、キモトリプシン、トリプシン、トロンビン、第X因子、プラスミン、アクロシン、第VII因子、第IX因子、プロリルオリゴペプチダーゼ、第XI因子、エラスターゼ、第XII因子、プロテイナーゼK、組織プラスミノーゲン活性化因子、プロテインC、セパラーゼ、ペプシン、レンネット、レニン、トリプシノーゲン、プラスメプシン、マトリクスメタロプロテイナーゼ、メタロエンドペプチダーゼ、ウレアーゼ、ベータラクタマーゼ、アルギナーゼ、アデノシンデアミナーゼ、GTPシクロヒドロラーゼI、ニトリラーゼ、ヘリカーゼ、DnaBヘリカーゼ、RecQヘリカーゼ、ATPアーゼ、NaKATPアーゼ、ATPシンターゼ、キヌレニナーゼ、ハロ酢酸デハロゲナーゼ、リアーゼ、オルニチンデカルボキシラーゼ、ウリジン一リン酸シンテターゼ、芳香族-L-アミノ酸デカルボキシラーゼ、ルビスコ、炭酸脱水酵素、トリプトファンシンターゼ、フェニルアラニンアンモニアリアーゼ、シスタチオニンガンマリアーゼ、シスタチオニンベータリアーゼ、ロイコトリエンC4シンターゼ、ジクロロメタンデヒロゲナーゼ、ハロヒドリンデハロゲナーゼ、アデニル酸シクラーゼ、グアニル酸シクラーゼ、アミノ酸ラセマーゼ:フェニルラニンラセマーゼ、セリンラセマーゼ、マンデル酸ラセマーゼ、UDP-グルコース4-エピメラーゼ、メチルマロニルCoAエピメラーゼ、FKBP:FKBP1A、FKBP1B、FKBP2、FKBP3、FKBP5、FKBP6、FKBP8、FKBP9、FKBP10、FKBP52、FKBPL、シクロフィリン、パルブリン、プロリルイソメラーゼ、2-クロロ-4-カルボキシメチレンブト-2-エン-1,4-オリドイソメラーゼ、ベータカロテンイソメラーゼ、ファルネソール2-イソメラーゼ、フリルフラミドイソメラーゼ、リノール酸イソメラーゼ、マレイン酸イソメラーゼ、マレイルアセト酢酸イソメラーゼ、マレイルピルビン酸イソメラーゼ、パルブリン、フォトイソメラーゼ、プロリコペンイソメラーゼ、プロリルイソメラーゼ、レチナールイソメラーゼ、レチノールイソメラーゼ、ゼータカロテンイソメラーゼ、エノイルCoAイソメラーゼ、タンパク質ジスルフィドイソメラーゼ、ホスホグルコムターゼ、ムコン酸シクロイソメラーゼ、3-カルボキシ-シス,シス-ムコン酸シクロイソメラーゼ、テトラヒドロキシプテリジンシクロイソメラーゼ、イノシトール-3-リン酸シンターゼ、カルボキシ-シス,シス-ムコン酸シクラーゼ、カルコンイソメラーゼ、クロロムコン酸シクロイソメラーゼ、(+)-ボルニル二リン酸シンターゼ、シクロユーカレノールシクロイソメラーゼ、アルファピネンオキシドデシクラーゼ、ジクロロムコン酸シクロイソメラーゼ、コパリル二リン酸シンターゼ、Ent-コパリル二リン酸シンターゼ、Syn-コパリル二リン酸シンターゼ、テルペンテジエニル二リン酸シンターゼ、ハリマジエニル二リン酸シンターゼ(Halimadienyl-diphosphate synthase)、(S)-ベータ-マクロカルペンシンターゼ、リコペンイプシロン-シクラーゼ、リコペンベータ-シクラーゼ、プロソラナピロン-IIIシクロイソメラーゼ、D-リボースピラナーゼ、ステロイドデルタイソメラーゼ、トポイソメラーゼ、6-カルボキシテトラヒドロプテリンシンターゼ、FARSB、グルタミンシンテターゼ、CTPシンターゼ、アルギニノコハク酸シンテターゼ、ピルビン酸カルボキシラーゼ、アセチルCoAカルボキシラーゼ、及びDNAリガーゼからなる群から選択される。
より好ましい酵素は、カルボキシペプチダーゼ、β-ラクタマーゼ、シトシンデアミナーゼ、β-グルクロニダーゼ、プリンヌクレオシドホスホリラーゼ、グランザイムB、カスパーゼ、及びRNase、例えばHPR(ヒト膵臓RNase、バルナーゼ、ウシ精液RNase、オンコナーゼ、RapLR1、アンギオゲニン、ダイサー、DIS3様エキソヌクレアーゼ2、ホスホジエステラーゼELAC 2、RNase HIII、RNase T2、及びtRNAスプライシングリボヌクレアーゼからなる群から選択することができる。
酵素の機能的断片は、機能を媒介する能力を有する酵素の任意の断片であることができる。通常、このような断片は「ドメイン」と呼ばれる。したがって、酵素の機能的断片は、酵素の任意のドメインであることができる。好ましい例としては、前記の(例示された)酵素の機能的断片(例えば、ドメイン)が挙げられる。好ましくは、(追加の)機能的ドメインに含まれる酵素の機能的断片が酵素の触媒ドメインである。酵素の触媒ドメインは、その基質と相互作用して酵素反応を引き起こす酵素の領域である。例えば、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、以下の酵素のいずれかの触媒ドメインであることができる:カルボキシペプチダーゼ、β-ラクタマーゼ、シトシンデアミナーゼ、β-グルクロニダーゼ、プリンヌクレオシドホスホリラーゼ、グランザイムB、カスパーゼ、及びHPR(ヒト膵臓RNase、バルナーゼ、ウシ精液RNase、オンコナーゼ、RapLR1、アンギオゲニン、ダイサー、DIS3様エキソヌクレアーゼ2、ホスホジエステラーゼELAC 2、RNase HIII、RNase T2、及びtRNAスプライシングリボヌクレアーゼ。
好ましくは、本発明に係る抗体又は抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(ii)及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(v)は、キャリアドメインを含む又はからなる。本明細書で使用するとき、「キャリアドメイン」は、抗体の別分子へのコンジュゲーションを提供するアミノ酸配列を意味する。好ましい例において、キャリアドメインは、抗体又はその抗原結合断片の、例えば薬剤、造影剤、又はナノ粒子へのコンジュゲーションを提供する。一般に、本発明の文脈において有用であり得るコンジュゲートの好ましい例は、Wu, A. M., and Senter, P. D. (2005) Arming antibodies: Prospects and challenges for immunoconjugates. Nat. Biotechnol. 23, 1137-1146に記載される。
例えば、抗体にコンジュゲートすることができる薬剤としては、Thomas A, Teicher BA, Hassan R; Antibody-drug conjugates for cancer therapy; Lancet Oncol. 2016 Jun;17(6):e254-62. doi: 10.1016/S1470-2045(16)30030-4に記載されるものなどの抗癌剤が挙げられる。例えば、抗体にコンジュゲートすることができる造影剤は、Steve Knutson, Erum Raja, Ryan Bomgarden, Marie Nlend, Aoshuang Chen, Ramaswamy Kalyanasundaram, and Surbhi Desai; Development and Evaluation of a Fluorescent Antibody-Drug Conjugate for Molecular Imaging and Targeted Therapy of Pancreatic Cancer; PLoS One 2016; 11(6): e0157762に記載される。そのような薬剤は、好ましくは細胞毒性剤である。本発明の抗体又は抗原結合断片にコンジュゲートすることができる薬剤の好ましい例としては、ドキソルビシン、トランケートされたシュードモナス外毒素A、マイタンシノイドDM1が挙げられる。
本発明の抗体又は抗原結合断片にコンジュゲートすることができる造影剤の例としては、Schubert M, Bergmann R, Foerster C, Sihver W, Vonhoff S, Klussmann S, Bethge L, Walther M, Schlesinger J, Pietzsch J, Steinbach J, Pietzsch HJ; Novel Tumor Pretargeting System Based on Complementary l-Configured Oligonucleotides; Bioconjug Chem. 2017 Apr 19;28(4):1176-1188 and in Bhusari P, Vatsa R, Singh G Parmar M, Bal A, Dhawan DK, Mittal BR, Shukla J; Development of Lu-177-trastuzumab for radioimmunotherapy of HER2 expressing breast cancer and its feasibility assessment in breast cancer patients; Int J Cancer. 2017 Feb 15;140(4):938-947に記載されるものなどの放射性同位体が挙げられる。放射性同位体の好ましい例としては、90Y、131I、及び177Luが挙げられる。
本発明の抗体又は抗原結合断片にコンジュゲートすることができる造影剤の更なる例としては、蛍光色素、量子ドット、及び酸化鉄が挙げられる。蛍光色素の例としては、レポータードメインとして以下に記載されるものが挙げられる。酸化鉄ナノ粒子の例は、Hengyi Xu, Zoraida P. Aguilar, Lily Yang, Min Kuang, Hongwei Duan, Yonghua Xiong, Hua Wei, and Andrew Wang: Antibody Conjugated Magnetic Iron Oxide Nanoparticles for Cancer Cell Separation in Fresh Whole Blood. Biomaterials. 2011 Dec; 32(36): 9758-9765に記載される。
抗体コンジュゲート(即ち、他の分子にコンジュゲートされた抗体)は、当技術分野で知られている。特に、抗体にコンジュゲートされた分子は、切断可能又は非切断可能なリンカーによって抗体に連結することができる(例えば、Thomas H. Pillow. Novel linkers and connections for antibody-drug conjugates to treat cancer and infectious disease. Pharmaceutical Patent Analyst Vol. 6, No. 1, February 3rd, 2017, https://doi.org/10.4155/ppa-2016-0032; or in: Beck A, Goetsch L, Dumontet C, Corvaia N. Strategies and challenges for the next generation of antibody-drug conjugates. Nat Rev Drug Discov. 2017 May;16(5):315-337に記載)。分子を抗体又は抗原結合断片に連結するために使用することができるそのようなリンカーの例は、例えば、EP2927227、及びThomas H. Pillow. Novel linkers and connections for antibody-drug conjugates to treat cancer and infectious disease. Pharmaceutical Patent Analyst Vol. 6, No. 1, February 3rd, 2017, https://doi.org/10.4155/ppa-2016-0032に記載される。しかし、先行技術では、リンカーは、抗体のIgドメイン(即ち、抗体の可変及び/又は定常ドメイン)に直接結合し、これは抗体のIgドメインの機能を妨害する可能性がある。それを考慮して、本発明に係る抗体又は抗原結合断片の(追加の)機能的ドメインは、リンカーの抗体への付着に使用することができる。好ましいリンカーは、追加のシステイン又はリジンを含むようにエンジニアードされているという点で、「古典的な」リンカーとは異なる。好ましくは、キャリアドメインは、例えば、Link AJ, Mock ML, Tirrell DA. Non-canonical amino acids in protein engineering. Curr Opin Biotechnol. 2003 Dec;14(6):603-9に記載されているように、部位特異的コンジュゲーションに有用な1つ以上の非標準アミノ酸(non-canonical amino acids)を含む。更に、キャリアドメインは、Dennler P., Fischer E., Schibli R. Antibody conjugates: From heterogeneous populations to defined reagents. Antibodies. 2015;4:197-224のセクション6に記載されるように、後にコンジュゲーションに使用され得る特定のアミノ酸を修飾する特定の酵素(例えば、ホルミルグリシン生成酵素、ソルターゼ、及び/又はトランスグルタミナーゼ)によって認識されるように設計することができる。
更なる好ましいキャリアドメインは、例えば、Pichichero ME: Protein carriers of conjugate vaccines: characteristics, development, and clinical trials, Hum Vaccin Immunother. 2013 Dec;9(12):2505-23に記載されるような、ジフテリア毒素、破傷風トキソイド(T)、髄膜炎菌外膜タンパク質複合体(OMPC)、ジフテリアトキソイド(D)、及びインフルエンザタンパク質D(HiD)の遺伝子組換え交差反応物質(CRM)などの、コンジュゲーション用ドメインである。
好ましくは、本発明に係る抗体又は抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(ii)及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(v)は、レポータードメインを含む又はからなる。レポータードメインは通常、レポーター遺伝子によってコードされる。レポータードメインは、(例えば、細胞、生物内において)その存在が容易に観察できるドメインである。レポータードメインは、例えば、GFP/EGFP(緑色蛍光タンパク質/強化緑色蛍光タンパク質)、YFP(黄色蛍光タンパク質)、RFP(赤色蛍光タンパク質)、及びCFP(シアン蛍光タンパク質)、ルシフェラーゼなどの蛍光タンパク質、並びにベータガラクトシダーゼ及びペルオキシダーゼなどの酵素を含む。レポータードメインは、インビボ及びエクスビボアプローチに有用であり得る。例えば、蛍光タンパク質は、特定の波長の光で励起されると細胞に蛍光を発せさせ、ルシフェラーゼは、細胞に発光反応を触媒させ、ベータ-ガラクトシダーゼなどの酵素は、基質を着色産物に変換する。特定のレポーター及び望まれる特性データに応じて、レポーターを測定又は定量するいくつかの異なる方法がある。一般に、顕微鏡検査は、特に単一細胞レベルでのレポーター活性に関する空間的及び時間的情報の取得に有用である。フローサイトメーターは、大規模な細胞集団に亘るレポーター活性の分布を測定するのに最適である。プレートリーダーは、一般に、多くの異なるサンプルの経時的な集団平均測定に最適である。所定の基質と反応することができるベータガラクトシダーゼ及びペルオキシダーゼなどの酵素は、例えば腫瘍診断における、ヒトサンプルのエクスビボ染色に有用であり得る。
好ましくは、レポータードメインは、GFP/EGFP、YFP、RFP、CFP、ルシフェラーゼ、ベータ-ガラクトシダーゼ、又はペルオキシダーゼをコードするアミノ酸配列を含む又はからなる。更に、以下に記載する蛍光タグは、レポータードメインとしても有用である。
好ましくは、本発明に係る抗体又は抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(ii)及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(v)は、局在化ドメインを含む又はからなる。一般に、局在化ドメインは、例えば生物又は細胞のレベルで、タンパク質を特定の標的に向ける。局在化ドメインは、本発明に係る抗体又は抗原結合断片を、細胞の特定の物理的位置、例えば核、膜、ペリプラズム、細胞外への分泌、身体の特定の部分又は他の箇所に向けることができる。
例えば、本発明に係る抗体又は抗原結合断片を細胞内に向けるために、(追加の)機能的ドメインは、細胞透過性ペプチドを含む又はからなることができる。「細胞透過性ペプチド」(「CPP」、「タンパク質形質導入ドメイン」/「PTD」とも呼ばれる)という用語は、一般に、原形質膜を介して異なるタイプのカーゴ分子を輸送し、さまざまな分子カーゴ(ナノサイズの粒子から小さな化学分子及びDNAの大きな断片まで)の細胞取り込みを促進することができる短いペプチドを示すために使用される。細胞透過性ペプチドは、通常、リジン又はアルギニンなどの正に帯電したアミノ酸を高い相対存在量で有する、又は極性/帯電アミノ酸と非極性の疎水性アミノ酸の交互パターンを含む配列を有するアミノ酸組成を有する。これら2つのタイプの構造は、それぞれポリカチオン性又は両親媒性と呼ばれる。通常、細胞透過性ペプチド(CPP)は、細胞膜を通過して大部分の細胞種に侵入する能力を有する8~50残基のペプチドである。或いは、それらは、天然タンパク質に存在するものとしてその起源を反映するタンパク質導入ドメイン(PTD)とも呼ばれる。FrankelとPaboは、GreenとLowensteinと同時に、ヒト免疫不全ウイルス1(HIV-TAT)に由来するトランス活性化転写活性化因子の細胞への形質導入能について記述した(Frankel, A.D. and C.O. Pabo, Cellular uptake of the tat protein from human immunodeficiency virus. Cell, 1988. 55(6): p. 1189-93)。1991年に、キイロショウジョウバエに由来するアンテナペディアホメオドメイン(DNA結合ドメイン)の神経細胞への形質導入が記述された(Joliot, A., et al., Antennapedia homeobox peptide regulates neural morphogenesis. Proc Natl Acad Sci U S A, 1991. 88(5): p. 1864-8)。1994年に、ペネトラチンと呼ばれる最初の16マーペプチドCPPが、アンテナペディアのホメオドメインの3番目のヘリックスから特徴付けられ(Derossi, D., et al., The third helix of the Antennapedia homeodomain translocates through biological membranes. J Biol Chem, 1994. 269(14): p. 10444-50)、その後、1998年に、タンパク質形質導入に必要なTATの最小ドメインが同定された(Vives, E., P. Brodin, and B. Lebleu, A truncated HIV-1 Tat protein basic domain rapidly translocates through the plasma membrane and accumulates in the cell nucleus. J Biol Chem, 1997. 272(25): p. 16010-7)。過去20年に亘って、ウイルスタンパク質(例えば、VP22)(Elliott, G. and P. O’Hare, Intercellular trafficking and protein delivery by a herpesvirus structural protein. Cell, 1997. 88(2): p. 223-33)を含む各種起源、又は毒液、例えばメリチン(Dempsey, C.E., The actions of melittin on membranes. Biochim Biophys Acta, 1990. 1031(2): p. 143-61)、マストパラン(mastoporan)(Konno, K., et al., Structure and biological activities of eumenine mastoparan-AF (EMP-AF)、孤立スズメバチ(オオフタオビドロバチ)の毒液中の新たなマスト細胞脱顆粒ペプチド(Toxicon, 2000. 38(11): p. 1505-15)、マウロカルシン(Esteve, E., et al., Transduction of the scorpion toxin maurocalcine into cells. Evidence that the toxin crosses the plasma membrane. J Biol Chem, 2005. 280(13): p. 12833-9)、クロタミン(Nascimento, F.D., et al., Crotamine mediates gene delivery into cells through the binding to heparan sulfate proteoglycans. J Biol Chem, 2007. 282(29): p. 21349-60)又はブフォリン(Kobayashi, S., et al., Membrane translocation mechanism of the antimicrobial peptide buforin 2. Biochemistry, 2004. 43(49): p. 15610-6)に由来する数十のペプチドが報告された。ポリアルギニン(R8、R9、R10、及びR12)(Futaki, S., et al., Arginine-rich peptides. An abundant source of membrane-permeable peptides having potential as carriers for intracellular protein delivery. J Biol Chem, 2001. 276(8): p. 5836-40)又はトランスポータン(Pooga, M., et al., Cell penetration by transportan. FASEB J, 1998. 12(1): p. 67-77)を含む合成CPPも設計された。前記したCPPはいずれも、本発明に係る抗体又は抗原結合断片における細胞透過性ペプチドとして使用することができる。本発明に係る抗体又は抗原結合断片中の細胞透過性ペプチドとして使用することができる各種CPPが、レビュー:Milletti, F., Cell-penetrating peptides: classes, origin, and current landscape. Drug Discov Today 17 (15-16): 850-60, 2012にも開示されている。
本発明に係る抗体又は抗原結合断片において使用することができる局在化ドメインの他の例は、例えば、Farrington GK, Caram-Salas N, Haqqani AS, Brunette E, Eldredge J, Pepinsky B, Antognetti G, Baumann E, Ding W, Garber E, Jiang S, Delaney C, Boileau E, Sisk WP, Stanimirovic DB. A novel platform for engineering blood-brain barrier-crossing bispecific biologics. FASEB J. 2014 Nov;28(11):4764-78に記載される血液脳関門を通過するためのドメインである。
局在化ドメインの更なる例は、核局在化ドメインである。核局在化ドメインは、タンパク質、特に本発明に係る抗体又は抗原結合断片を、細胞核に向ける。核局在化ドメインは、抗体又は抗原結合断片が転写因子の活性を遮断し、遺伝子発現を調節するのに有用であり得る。核局在化ドメインの好ましい例は、Kalderon D, Roberts BL, Richardson WD, Smith AE (1984) “A short amino acid sequence able to specify nuclear location” Cell 39 (3 Pt 2): 499-509 and in Lusk CP, Blobel G, King MC (May 2007) “Highway to the inner nuclear membrane: rules for the road” Nature Reviews Molecular Cell Biology 8 (5): 414-20に記載される。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(ii)及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(v)は、タグを含む又はからなる。より好ましくは、タグは、親和性タグ、可溶化タグ、クロマトグラフィータグ、エピトープタグ、又は蛍光タグである。
タグは、組換えタンパク質にグラフトされたペプチド配列である。タグの例としては、アフィニティータグ、可溶化タグ、クロマトグラフィータグ、エピトープタグ、蛍光タグ、タンパク質タグが挙げられる。親和性タグを使用して、親和性技法を用いて粗生物源からタンパク質を精製することができる。親和性タグの例としては、キチン結合タンパク質(CBP)、マルトース結合タンパク質(MBP)、及びグルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)が挙げられる。更なる例は、金属マトリックスに結合するポリ(His)タグである。特に大腸菌などのシャペロン欠乏種で発現する組換えタンパク質の場合には、タンパク質の適切なフォールディングを助け、沈殿を防ぐために、可溶化タグを使用することができる。可溶化タグの例としては、チオレドキシン(TRX)及びポリ(NANP)が挙げられる。クロマトグラフィータグを使用してタンパク質のクロマトグラフィー特性を変更し、特定の分離技法で異なる分解能を提供できる。クロマトグラフィータグは、多くの場合、FLAGタグなどのポリアニオン性アミノ酸からなる。エピトープタグは、高親和性抗体を多くの異なる種で確実に産生できるので、選択される短いペプチド配列である。これらは通常、ウイルス遺伝子に由来し、高い免疫反応性を示す。エピトープタグとしては、V5タグ、Mycタグ、HAタグ、及びNEタグが挙げられる。これらのタグは、ウエスタンブロット、免疫蛍光、免疫沈降実験に特に有用であるが、抗体精製にも使用できる。蛍光タグを使用して、タンパク質を視覚的に読み取ることができる。GFPとその変異体は、最も一般的に使用される蛍光タグである。GFPは、フォールディングレポーターとして使用できる(フォールディングされている場合は蛍光、そうでない場合は無色)。タンパク質タグは、特定の酵素修飾(例えば、ビオチンリガーゼによるビオチン化)又は化学修飾(例えば、蛍光イメージングのためのFlAsH-EDT2との反応)を可能にする。例えば、タンパク質を複数の他のコンポーネントに結合させるために、タグを組み合わせることができる。タグは、化学物質又はタンパク質分解若しくはインテインスプライシングなどの酵素的手段によって除去可能であり得る。
タグの好ましい例としては、限定されるものではないが、以下が挙げられる::twin-Strep-Tag(SAWSHPQFEKGGGSGGGSGGSAWSHPQFEK;配列番号20);AviTag、酵素BirAによるビオチン化を可能にするペプチドであり、ストレプトアビジンによってタンパク質を単離できる(GLNDIFEAQKIEWHE;配列番号21);カルモジュリンタグ、タンパク質カルモジュリンが結合したペプチド(KRRWKKNFIAVSAANRFKKISSSGAL;配列番号22);ポリグルタミン酸タグ、Mono-Qなどのアニオン交換樹脂に効率的に結合するペプチド(EEEEEE;配列番号23);Eタグ、抗体によって認識されるペプチド(GAPVPYPDPLEPR;配列番号24);FLAGタグ、抗体によって認識されるペプチド(DYKDDDDK;配列番号25);HAタグ、抗体によって認識されるヘマトグルチニン由来のペプチド(YPYDVPDYA;配列番号26);Hisタグ、ニッケル又はコバルトキレートが結合した5~10個のヒスチジン(HHHHHH;配列番号27);Mycタグ、抗体によって認識されるc-myc由来のペプチド(EQKLISEEDL;配列番号28);NEタグ、モノクローナルIgG1抗体によって認識される18アミノ酸合成ペプチド(TKENPRSNQEESYDDNES;配列番号29)、ウエスタンブロット法、ELISA、フローサイトメトリー、免疫細胞化学、免疫沈降、及び組換えタンパク質のアフィニティ精製を含む幅広い用途に有用である;Sタグ、リボヌクレアーゼA由来のペプチド(KETAAAKFERQHMDS;配列番号30);SBPタグ、ストレプトアビジンに結合するペプチド(MDEKTTGWRGGHVVEGLAGELEQLRARLEHHPQGQREP;配列番号31);Softag 1、哺乳類発現用(SLAELLNAGLGGS;配列番号32);Softag 3、原核生物発現用(TQDPSRVG;配列番号33);Strep-tag、ストレプトアビジン又はストレプトアクチンと呼ばれる修飾ストレプトアビジンに結合するペプチド(Strep-tag II:WSHPQFEK;配列番号34);TCタグ、FlAsH及びReAsH二ヒ素化合物によって認識されるテトラシステインタグ(CCPGCC;配列番号35);V5タグ、抗体によって認識されるペプチド(GKPIPNPLLGLDST;配列番号36);VSVタグ、抗体によって認識されるペプチド(YTDIEMNRLGK;配列番号37);Xpressタグ(DLYDDDDK;配列番号38);イソペプタグ、ピリン-Cタンパク質に共有結合するペプチド(TDKDMTITFTNKKDAE;配列番号39);SpyTag、SpyCatcherタンパク質に共有結合するペプチド(AHIVMVDAYKPTK;配列番号40);SnoopTag、SnoopCatcherタンパク質に共有結合するペプチド(KLGDIEFIKVNK;配列番号41);Ty1タグ(EVHTNQDPLD;配列番号42);BCCP(ビオチンカルボキシルキャリアタンパク質)、ストレプトアビジンによる認識を可能にするBirAによってビオチン化されるタンパク質ドメイン;グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)タグ、固定化グルタチオンに結合するタンパク質;緑色蛍光タンパク質タグ、自然に蛍光を発し、ナノボディが結合できるタンパク質;HaloTag、反応性ハロアルカン基質に共有結合する変異細菌ハロアルカンデハロゲナーゼであり、広範囲の基質への結合が可能;マルトース結合タンパク質(MBP)タグ、アミロースアガロースに結合するタンパク質;Nus(N-利用物質)タグ;チオレドキシン(Trx)タグ;肝蛭8kDa抗原(Fh8)タグ;小ユビキチン修飾(SUMO)タグ;溶解度向上ペプチド配列(SET)タグ;プロテインGのIgGドメインB1(GB1)タグ;プロテインA(ZZ)のIgGリピートドメインZZタグ;溶解度向上ユビキタスタグ(SNUT)タグ;17キロダルトンタンパク質(Skp)タグ;ファージT7プロテインキナーゼ(T7PK)タグ;大腸菌分泌プロテインA(EspA)タグ;単量体バクテリオファージT7 0.3タンパク質(Orcタンパク質)/Mocrタグ;大腸菌トリプシン阻害剤(Ecotin)タグ;カルシウム結合タンパク質(CaBP)タグ;ストレス応答性ヒ酸レダクターゼ(ArsC)タグ;翻訳開始因子IF2のN末端断片(IF2ドメインI)タグ;発現度タグ(翻訳開始因子IF2のN末端断片);ストレス応答性タンパク質RpoA、SlyD、Tsf、RpoS、PotD、Crrタグ;大腸菌酸性タンパク質msyB、yjgD、rpoDタグ(例えば、Costa S, Almeida A, Castro A, Domingues L. Fusion tags for protein solubility, purification and immunogenicity in Escherichia coli: the novel Fh8 system. Frontiers in Microbiology. 2014;5:63, in particular Table 1 in Costa et al., 2014参照)。
したがって、タグは、配列番号20~42のいずれかに係るアミノ酸配列又はその配列変異体を含む又はからなることが好ましい。最も好ましくは、タグは、特に配列番号20又は34に係るStrepタグである。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(ii)及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(v)は、受容体又はその機能的断片を含む又はからなる。「受容体」は、特定の(シグナル)分子、そのリガンドに結合し、例えば細胞内において、応答を開始することができるポリペプチド又はタンパク質である。天然には、受容体は、特に細胞膜上又は細胞膜内(細胞表面受容体)又は細胞内(細胞内受容体)に位置する。好ましい受容体は、イオンチャネル結合(イオンチャネル型)受容体、Gタンパク質結合(代謝型)ホルモン受容体、酵素結合ホルモン受容体、細胞質受容体、及び核受容体を含む。二量体を形成する受容体の場合、第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメインは、リンカーによって接続された2つの同一のドメインを含むことができる。
好ましい受容体は、Ig様ドメインを含む受容体である。特に、受容体は、Ig様ドメインを含む阻害剤受容体又はIg様ドメインを含む活性化受容体であり得る。Ig様ドメインを含む阻害性受容体の好ましい例としては、プログラム細胞死タンパク質1(PD-1又はPD1)、細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA4)、B及びTリンパ球アテニュエーター(BTLA)、T細胞免疫グロブリン及びムチンドメイン含有3(TIM-3;A型肝炎ウイルス細胞受容体2(HAVCR2)としても知られる)、Ig及びITIMドメインを有するT細胞免疫受容体(TIGIT)、細胞表面糖タンパク質CD200受容体1(CD200R1)、2B4(CD244;SLAMF4)、Trem(ミエロイド細胞に発現するトリガー受容体)様転写物2(TLT2)、白血球免疫グロブリン様受容体サブファミリーBメンバー4(LILRB4)、及びキラー細胞免疫グロブリン様受容体、2つのIgドメイン及び長い細胞質テール2(KIR2DL2)が挙げられる。Ig様ドメインを含む活性化受容体の好ましい例としては、誘導性T細胞COS刺激因子(ICOS)及びCD28が挙げられる。特に好ましくは、受容体は、プログラム細胞死タンパク質1(PD-1又はPD1)又はシグナリングリンパ球活性化分子(SLAM)である。
更なる好ましい受容体は、例えばHeaney ML, Golde DW. Soluble receptors in human disease. J Leukoc Biol. 1998 Aug;64(2):135-46に開示される可溶性受容体である。その例としては、TNFR(腫瘍壊死因子受容体)、p55、p75、Fas(CD95)、神経成長因子受容体、CD27、CD30、成長ホルモン受容体、GM-CSF受容体、エリスロポエチン受容体(EpoR)、トロンボポエチン受容体、G-CSF受容体、IL-1RI(インターロイキン1受容体I)、IL-1RII(インターロイキン1受容体II)、IL-2Rα(インターロイキン2受容体α、Tac、CD25)、IL-4R(インターロイキン4受容体)、IL-5Rα(インターロイキン5受容体α)、IL-7R(インターロイキン7受容体)、IL-6Rα(インターロイキン6受容体α)、gp130、CNTFR(繊毛神経栄養因子受容体)、LIFR(白血病阻止因子受容体)、レプチン受容体、IL-11R(インターロイキン11受容体)、IL-12 p40(インターロイキン12受容体p40)、幹細胞因子受容体(c-kit)、インターフェロン受容体、リポ多糖受容体(CD14)、補体受容体I型(CD35)、ヒアルロン酸受容体(CD44)、CD58、IgE受容体(FcεRII、CD23)、IgG受容体(FcγRII)、ICAM-1(CD54)、ICAM-3(CD50)、トランスフォーミング成長因子β受容体III、表皮成長因子受容体(c-erb B)、血管内皮成長因子受容体、血小板由来成長因子受容体、線維芽細胞成長因子、コロニー刺激因子-1受容体(MCFR、c-fms)、ARK(アドレナリン受容体キナーゼ)、Tie(アンジオポエチン受容体)、インスリン受容体、インスリン様成長因子-II受容体、及びマンノース6-リン酸受容体が挙げられる。
より好ましくは、可溶性受容体は、可溶性サイトカイン受容体であり、例えば、クラスIサイトカイン受容体スーパーファミリー受容体、クラスIIサイトカイン受容体スーパーファミリー受容体、IL-1/TLRファミリー受容体、TGF-β受容体ファミリー受容体、TNFRスーパーファミリー受容体、又はIL-17Rなどである。クラスIサイトカイン受容体スーパーファミリーの好ましい受容体は、IL-4Rα、IL-5Rα、IL-6Rα、IL-7Rα、IL-9Rα、EpoR、G-CSFR、GM-CSFRα、gp130、及びLIFRαを含む。クラスIIサイトカイン受容体スーパーファミリーの好ましい受容体は、IFNAR1及びIFNAR2αなどのI型IFNRを含む。IL-1/TLRファミリーの好ましい受容体は、IL-1RII及びIL-1RacPを含む。TGF-β受容体ファミリーの好ましい受容体は、TβR-1及びアクチビン受容体様キナーゼ7を含む。TNFRスーパーファミリーの好ましい受容体は、TNFRSF6/Fas/CD95及びTNFRSF9/4-1BB/CD137を含む。したがって、サイトカイン受容体の好ましい例としては、IL-4Rα、IL-5Rα、IL-6Rα、IL-7Rα、IL-9Rα、EpoR、G-CSFR、GM-CSFRα、gp130、LIFRα、IFNAR1、IFNAR2α、IL-1RII、IL-1RacP、TβR-I、アクチビン受容体様キナーゼ7、TNFRSF6/Fas/CD95、TNFRSF9/4-1BB/CD137、及びIL-17Rが挙げられる。そのような受容体又はその機能的断片を含む機能的ドメインを含む抗体又は抗原結合断片は、抗体がその標的に到達する間に炎症応答を調節することができる。例えば、主にさまざまな刺激に応答するタンパク質分解切断によって生成される可溶性II型IL-1受容体(sIL-1RII)は、IL-1βを優先的に結合することにより、過剰なIL-1生物活性を減らすことができる。例えば、可溶性IL-1RAcPは、外部ドメインの切断ではなく、選択的スプライシングによって生成されます。例えば、可溶性IL-6受容体は、膜IL-6Rと同様の親和性でIL-6に結合し、それによりIL-6の半減期を延長する。
受容体の機能的断片は、機能を媒介する能力を有する受容体の任意の断片であり得る。通常、このような断片は「ドメイン」と呼ばれる。したがって、受容体の機能的断片は、受容体の任意のドメインであり得る。好ましい例としては、前記の(例示した)受容体の機能的断片(例えば、ドメイン)が挙げられる。好ましくは、(追加の)機能的ドメインに含まれる受容体の機能的断片は、受容体の細胞外ドメインである。例えば、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、以下の受容体のいずれかの細胞外ドメインであり得る:IL-4Rα、IL-5Rα、IL-6Rα、IL-7Rα、IL-9Rα、EpoR、G-CSFR、GM-CSFRα、gp130、LIFRα、IFNAR1、IFNAR2α、IL-1RII、IL-1RacP、TβR-I、アクチビン受容体様キナーゼ7、TNFRSF6/Fas/CD95、TNFRSF9/4-1BB/CD137、IL-17R、p55、p75、神経成長因子受容体、CD27、CD30、成長ホルモン受容体、トロンボポエチン受容体、IL-1RI(インターロイキン1受容体I)、IL-2Rα(インターロイキン2受容体α、Tac、CD25)、CNTFR(繊毛神経栄養因子受容体)、レプチン受容体、IL-11R(インターロイキン11受容体)、IL-12 p40(インターロイキン12受容体p40)、幹細胞因子受容体(c-kit)、インターフェロン受容体、リポ多糖受容体(CD14)、補体受容体I型(CD35)、ヒアルロン酸受容体(CD44)、CD58、IgE受容体(FcεRII、CD23)、IgG受容体(FcγRII)、ICAM-1(CD54)、ICAM-3(CD50)、トランスフォーミング成長因子β受容体III、上皮成長因子受容体(c-erb B)、血管内皮成長因子受容体、血小板由来成長因子受容体、線維芽細胞成長因子、コロニー刺激因子-1受容体(MCFR、c-fms)、ARK(アドレナリン受容体キナーゼ)、Tie(アンジオポエチン受容体)、インスリン受容体、インスリン様成長因子-II受容体、及びマンノース6-リン酸受容体。
好ましくは、(追加の)機能的ドメインに含まれる受容体の機能的断片は、Ig様ドメインである。例えば、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、以下の受容体のいずれかのIg様ドメインであり得る:PD1、SLAM、LAIR1、CTLA4、BTLA、TIM-3、TIGIT、CD200R1、2B4(CD244)、TLT2、LILRB4、KIR2DL2、ICOS、又はCD28。好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(ii)及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(v)は、膜貫通ドメインを含まない。最も好ましくは、受容体は、配列番号13~15のいずれかに記載のアミノ酸配列又はその機能的配列変異体を含む又はからなる。
更に、国際公開第2016/207402A1号に記載されるように、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメインは、変異白血球関連免疫グロブリン様受容体1(LAIR1)断片を含む又はからなることが特に好ましい。配列番号13に示される変異LAIR1断片、又は少なくとも70%、好ましくは少なくとも75%、より好ましくは少なくとも80%、更により好ましくは少なくとも85%、更により好ましくは90%、特に好ましくは95%、最も好ましくは少なくとも98%の配列同一性を有するその配列変異体が最も好ましい。
特に好ましくは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメインは、配列番号14又は配列番号15に示されるアミノ酸配列などのPD1又はSLAMのIg様断片、又は少なくとも70%、好ましくは少なくとも75%、より好ましくは少なくとも80%、更により好ましくは少なくとも85%、更により好ましくは90%、特に好ましくは少なくとも95%、最も好ましくは少なくとも98%の配列同一性を有するその配列変異体を含む又はからなる。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(ii)及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(v)は、リガンド又はその機能的断片を含む又はからなる。「リガンド」とは、タンパク質又は他の分子の特定部位に特異的に結合する分子である。本発明の文脈においては、リガンドはポリペプチド鎖に含まれるため、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質である。リガンドの結合は、特にイオン結合、水素結合、ファンデルワールス力などの分子間力によって生じる。リガンドの好ましい例としては、前記した受容体のいずれか、特に受容体PD1、SLAM、LAIR1、CTLA4、BTLA、TIM-3、TIGIT、CD200R1、2B4(CD244)、TLT2、LIRB4、KIR2DL2、ICOS、又はCD28、例えば、PD-L1、PD-L2、B7-1、B7-2、B7-H4(B7ホモログ)、ガレクチン-9、ポリオウイルス受容体(PVR)、OX-2膜糖タンパク質、CD48、B7-H3(B7ホモログ)、MHCI、及びICOS-Lなどのいずれかのサイトカイン及びリガンドである。
好ましくは、リガンドは、サイトカイン又はその機能的断片である。サイトカインは通常、細胞シグナル伝達に重要な小さなタンパク質(~約5~20kDa)である。それらは細胞によって放出され、他の細胞の挙動に影響を及ぼし、放出する細胞自体の挙動に影響を及ぼす場合もある。サイトカインは、サイトカインのSISファミリー、サイトカインのSIGファミリー、サイトカインのSCYファミリー、血小板因子4スーパーファミリー及びインタークリンCCケモカインリガンド(CCL)-1~-28(特に、CCL12)、CXCL1~CXCL17、XCL1(リンホタクチン-α)及びXCL2(リンホタクチン-β)、フラクタルカイン(又はCXCL1)などのケモカイン;I型IFN、II型IFN、III型IFN、特にIFN-α、IFN-β、IFN-γ、IFN-ε、IFN-κ、IFN-ω、IL10R2(CRF2-4とも呼ばれる)及びIFNLR1(CRF2-12とも呼ばれる)などのインターフェロン;IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-14、IL-15、IL-16、IL-17、IL-18、IL-19、IL-20、IL-21、IL-22、IL-23、IL-24、IL-25、IL-26、IL-27、IL-28、IL-29、IL-30、IL-31、IL-32、IL-33、IL-34、IL-35、及びIL-36などのインターロイキン;IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、GM-CSF、インターフェロンガンマなどのリンホカイン;CD40LG(TNFSF5)などの腫瘍壊死因子;CD70(TNFSF7);EDA;FASLG(TNFSF6);LTA(TNFSF1);LTB(TNFSF3);TNF、TNFα、TNFSF4(OX40L);TNFSF8(CD153);TNFSF9;TNFSF10(TRAIL);TNFSF11(RANKL);TNFSF12(TWEAK);TNFSF13;TNFSF13B;TNFSF14;TNFSF15;及びTNFSF18;並びにCSF1(「マクロファージコロニー刺激因子」とも呼ばれる)、CSF2(「顆粒球マクロファージコロニー刺激因子」とも呼ばれる;GM-CSF及びサルグラモスチム);CSF3(「顆粒球コロニー刺激因子」としても知られる);G-CSF及びフィルグラスチム)、並びにプロメガポエチンなどの合成CSFなどのコロニー刺激因子から選択することができる。したがって、サイトカインの好ましい例としては、IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-14、IL-15、IL-16、IL-17、IL-18、IL-19、IL-20、IL-21、IL-22、IL-23、IL-24、IL-25、IL-26、IL-27、IL-28、IL-29、IL-30、IL-31、IL-32、IL-33、IL-34、IL-35、IL-36、CCL-1、CCL-2、CCL-3、CCL-4、CCL-5、CCL-6、CCL-7、CCL-8、CCL-9、CCL-10、CCL-11、CCL-12、CCL-13、CCL-14、CCL-15、CCL-16、CCL-17、CCL-18、CCL-19、CCL-20、CCL-21、CCL-22、CCL-23、CCL-24、CCL-25、CCL-26、CCL-27、CCL-28、CXCL1、CXCL2、CXCL3、CXCL4、CXCL5、CXCL6、CXCL7、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CXCL11、CXCL12、CXCL13、CXCL14、CXCL15、CXCL16、CXCL17、XCL1、XCL2、フラクタルカイン、IFN-α、IFN-β、IFN-γ、IFN-ε、IFN-κ、IFN-ω、IL10R2、IFNLR1、CD40LG、CD70、EDA、FASLG(TNFSF6)、LTA(TNFSF1)、LTB(TNFSF3)、TNFα、TNFSF4(OX40L)、TNFSF8(CD153)、TNFSF9、TNFSF10(TRAIL)、TNFSF11(RANKL)、TNFSF12(TWEAK)、TNFSF13、TNFSF13B、TNFSF14、TNFSF15、TNFSF18、CSF1、CSF2(GM-CSF)、及びCSF3(G-CSF)が挙げられる。サイトカインのより好ましい例としては、IL-2、IL6、IL-10、IL-12、IL-15、IL-17、インターフェロン、GM-CSF、及びTNFが挙げられる。サイトカインは、マクロファージ、Bリンパ球、Tリンパ球、マスト細胞などの免疫細胞、内皮細胞、線維芽細胞、及び各種間質細胞などの広範囲に亘る細胞によって産生され、所定のサイトカインが1種超の細胞によって産生され得る。そのようなサイトカイン又はその機能的断片を含む機能的ドメインを含む抗体又は抗原結合断片は、選択されたサイトカインに応じて、炎症誘発性免疫刺激応答又は抗炎症性免疫抑制又は細胞傷害性応答を誘発し得る。
他の好ましいリガンドは、例えば、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質であるホルモンを含む。ホルモンは、循環系によって輸送され、遠く離れた臓器を標的とし、特に生理学と挙動を調節するシグナル伝達分子である。ホルモンは通常、多細胞生物の腺によって産生される。特に好ましいホルモンは(ヒト)成長ホルモンである。ホルモンの更なる例としては、TRH、バソプレシン、インスリン、プロラクチン、ACTH、オキシトシン、心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)、グルカゴン、ソマトスタチン、コレシストキニン、ガストリン、レプチン、アンギオテンシンII、塩基性線維芽細胞成長因子2、及び副甲状腺ホルモン関連タンパク質が挙げられる。
リガンドの機能的断片は、機能を媒介する能力を有するリガンドの任意の断片であり得る。通常、このような断片は「ドメイン」と呼ばれる。したがって、リガンドの機能的断片は、リガンドの任意のドメインであり得る。好ましい例としては、前記の(例示した)リガンドの機能的断片(例えば、ドメイン)が挙げられる。好ましくは、(追加の)機能的ドメインに含まれるリガンドの機能的断片は、Ig様ドメインである。
好ましくは、本発明に係る抗体又は抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(ii)及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメイン(v)は、(独立した)結合部位を含む。したがって、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1及び/又は第2のポリペプチド鎖は、(独立した)結合部位を含むことが好ましい。
一般に、「(独立した)結合部位」は、特に、化学結合、例えば非共有結合を形成することによって、特定の標的(例えば、分子及び/又はイオン)が結合できるポリペプチド鎖の領域である。非共有結合は、電子の密接な共有を伴わない比較的弱い化学結合である。複数の非共有結合は、しばしば高分子の立体構造を安定化し、分子間の高度に特異的な相互作用を媒介する。したがって、結合部位は、結合機能を提供する第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメインである。特に、結合部位は、GSリンカーなどのリンカーではない。結合部位は、GSリンカーなどのリンカー(ペプチド)を任意に含んでもよいが、GSリンカーなどのリンカー(ペプチド)からならないことが好ましい。換言すれば、結合部位がG-リンカーなどのリンカー(ペプチド)を含む場合でも、2つのペプチドを互いに(純粋に)結合することとは異なる機能を媒介する追加のアミノ酸配列を含むことが好ましい。したがって、結合部位は、GSリンカーなどのリンカー(ペプチド)とは異なることが好ましい。特に、結合部位は、GSリンカーなどのリンカー(ペプチド)を含まないことができる。リンカーは、通常、結合機能を提供しない。
重要なことには、第一のポリペプチド鎖の(独立した)結合部位(ii)は、第2のポリペプチド鎖の断片を含まない。したがって、第2のポリペプチド鎖の任意の独立した結合部位(v)は、第1のポリペプチド鎖の断片を含まない。換言すれば、第2のポリペプチド鎖(特に、その任意の断片(アミノ酸1個の場合も含む))は、第1のポリペプチド鎖の独立した結合部位に必要でもないし関与もしない。更に、第2のポリペプチド鎖も独立した結合部位を含む場合、第1のポリペプチド鎖(特に、その任意の断片(アミノ酸1個の場合も含む))は、第2のポリペプチド鎖の独立した結合部位に必要でもないし関与もしない。したがって、独立した結合部位は、第2のポリペプチド鎖の可変ドメインと共に第1のポリペプチド鎖の可変ドメインによって形成される抗原結合部位とは異なる。換言すれば、独立した結合部位は、2つの異なるポリペプチド鎖の可変ドメインによって形成される抗原結合部位とは異なる(ただし、以下に詳細に記載するように、関連する可変ドメインが単一のポリペプチド鎖上に位置する場合、独立した結合部位は、抗原結合部位を含むことがある)。
好ましくは、(独立した)結合部位は、受容体及びその機能的断片、リガンド及びその機能的断片、CD分子及びその機能的断片、単鎖抗体及びその抗原結合断片、抗原及びその機能的断片、並びにタグからなる群から選択される。
より好ましくは、(独立した)結合部位は、受容体又はその機能的断片を含む又はからなる。受容体は通常、(特定の)リガンドに結合できる。したがって、受容体は、(独立した)結合部位とも呼ばれる。様々な受容体が前述されており、その好ましい実施形態及び例が同様に適用される。
結合部位の文脈において、受容体の機能的断片は、そのリガンドに結合する受容体の能力を保持する受容体の断片である。結合部位は受容体又はその機能的断片を含み得るので、それは、用語「機能的」が結合部位の文脈において言及する受容体の結合機能である。受容体の他の断片/ドメインは、(独立した)結合部位に含まれないことが好ましい場合がある。例えば、受容体は、受容体の結合機能に通常関与しない、したがって好ましくは(独立した)結合部位に含まれない1つ以上の膜貫通ドメインを含むことができる。したがって、(独立した)結合部位に含まれる受容体の断片は、(特に、受容体の更なるドメインなしに)単に受容体の結合部位であることが最も好ましい。
また、(独立した)結合部位がリガンド又はその機能的断片を含む又はからなることもより好ましい。リガンドは通常、(特定の)受容体に結合することができる。
したがって、リガンドは、(独立した)結合部位と呼ばれることもある。様々なリガンドが前述されており、その好ましい実施形態及び例が同様に適用される。
結合部位の文脈において、リガンドの機能的断片は、リガンドの結合能を保持するリガンドの断片である。結合部位はリガンド又はその機能的断片を含み得るので、それは、用語「機能的」が結合部位の文脈において言及するリガンドの結合機能である。リガンドの他の断片/ドメインは、(独立した)結合部位に含まれないことが好ましい場合がある。したがって、(独立した)結合部位に含まれるリガンドの断片は、(特に、リガンドの更なるドメインなしに)単にリガンドの結合部位であることが最も好ましい。
好ましくは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の(独立した)結合部位は、CD(表面抗原分類)分子又はその機能的断片である。CD(表面抗原分類)分子は細胞表面マーカーです。CD分子はしばしば受容体又はリガンドとして作用する又は細胞接着に関与する。CD命名法は、1982年に開始したHLDA(ヒト白血球分化抗原)ワークショップを通して開発され、維持されている。本発明の文脈において結合部位として機能し得るCD分子の例としては、例えば、http://www.ebioscience.com/resources/human-cd-chart.htm, BD Bioscience’s “Human and Mouse CD Marker Handbook”(https://www.bdbiosciences.com/documents/cd_marker_handbook.pdfで取得可能)又はwww.hcdm.org.などの当業者に知られた様々なソースから取得できる。したがって、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の(独立した)結合部位は、CDマーカー又はその機能的断片、例えば、BD Bioscience’s “Human and Mouse CD Marker Handbook”(https://www.bdbiosciences.com/documents/cd_marker_handbook.pdfで取得可能)又は適切な結合部位を選択できるように、典型的には、結合パートナーも示す他の「CDマーカーチャート」のソースに記載される(ヒト)CDマーカーであることができる。
CD分子の機能的断片は、CD分子の結合能を保持するCD分子の断片である。本発明の文脈において、結合部位は、CD分子又はその機能的断片を含むことができ、それは、用語「機能的」が言及するCD分子の結合機能である。CD分子の他の断片/ドメインは、(独立した)結合部位に含まれないことが好ましい場合がある。したがって、(独立した)結合部位に含まれるCD分子の断片は、(特に、CD分子の更なるドメインなしに)単にCD分子の結合部位であることが最も好ましい。好ましくは、(独立した)結合部位に含まれるCD分子の機能的断片は、Ig様ドメインである。
好ましくは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の(独立した)結合部位は、単鎖抗体(例えば、scFv又はVHH)又はその抗原結合断片である。また、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の(独立した)結合部位は、抗原又はエピトープなどのその機能的断片であることが好ましい。
好ましくは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の(独立した)結合部位は、単鎖抗体又はその抗原結合断片である。単鎖抗体は、単一のポリペプチド鎖からなる組換え抗体である。単鎖抗体の好ましい例としては、単ドメイン抗体、単鎖可変断片に基づく単鎖抗体(scFv’s)、及び単鎖ダイアボディ(scDb)などの定常ドメインを有しない単鎖抗体、並びに単鎖Fab断片(scFab;Hust M, Jostock T, Menzel C, Voedisch B, Mohr A, Brenneis M, Kirsch MI, Meier D, Duebel S. Single chain Fab (scFab) fragment. BMC Biotechnol. 2007 Mar 8;7:14)などの定常ドメインを有する単鎖抗体が挙げられる。
単鎖可変断片に基づく単鎖抗体(scFv’s)の好ましい例としては、scFv(1つの単一VH及び1つの単一VLドメイン)及びタンデムscFv’s、例えば、タンデム-ジ-scFv(BiTE)、タンデム-トリ-scFv、及びタンデム-テトラ-scFvが挙げられる。
単一ドメイン抗体(「ナノボディ」とも呼ばれる)は、1つの単一(単量体)可変ドメインのみを含む/からなる抗体断片である。抗体全体と同様に、単一ドメイン抗体は、特定の抗原に選択的に結合できる。最初の単一ドメイン抗体は、ラクダ科動物に存在する重鎖抗体からエンジニアードされ、これらは、「VHH」又は「VHH断片」と呼ばれる。軟骨魚類も重鎖抗体(IgNAR、「免疫グロブリン新規抗原受容体」)を有し、これから「VNAR」又は「VNAR断片」と呼ばれる単一ドメイン抗体を得ることができる。別のアプローチは、ヒト又はマウスからの一般的な免疫グロブリンG(IgG)の二量体可変ドメインを単量体に分割することである。したがって、単一ドメイン抗体は、重鎖又は軽鎖可変ドメイン(VH又はVL)に由来し得る。単一ドメイン抗体の好ましい例としては、VHH、VNAR、IgG由来VH、及びIgG由来VLを挙げられる。
最も好ましくは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の機能的ドメインは、VHH又はscFvである。VHHの最も好ましい例は、T3-VHH又はF4-VHHである。例えば、単一ドメイン抗体は、好ましくは、配列番号16又は18に示されるアミノ酸配列、又は少なくとも70%、好ましくは少なくとも75%、より好ましくは少なくとも80%、更により好ましくは少なくとも85%、更により好ましくは90%、特に好ましくは95%、最も好ましくは少なくとも98%の配列同一性を有するその配列変異体を含む又はからなる。scFvの最も好ましい例は、TT39.7-scFv又はMPE8-scFvである。例えば、単一ドメイン抗体は、好ましくは、配列番号17又は19に示されるアミノ酸配列、又は少なくとも70%、好ましくは少なくとも75%、より好ましくは少なくとも80%、更により好ましくは少なくとも85%、更により好ましくは90%、特に好ましくは95%、最も好ましくは少なくとも98%の配列同一性を有するその配列変異体を含む又はからなる。
好ましくは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の(独立した)結合部位は、抗原又はその機能的断片、特にエピトープである。抗原は、分子、又は抗体が結合できる分子の一部である。抗原又はその機能的断片はポリペプチド鎖に含まれるので、本発明の文脈においては、結合部位が抗原又はその機能的断片である場合、前記抗原又はその機能的断片はペプチド又はポリペプチドであることが理解される。抗原は、典型的には、1つ以上のエピトープを含む。エピトープは、抗体によって結合される(抗体によって「認識される」)抗原の一部である。抗原の好ましい例としては、限定されるものではないが、血清タンパク質、例えば、IL4、IL5、IL9、及びIL13、生理活性ペプチド、細胞表面分子、例えば、受容体、輸送体、イオンチャネル、ウイルス及び細菌タンパク質、RAGE(終末糖化産物受容体)、GPVI、及びコラーゲンが挙げられる。
抗原の機能的断片は、抗原の結合能を保持する抗原の断片である。したがって、抗原の断片は、好ましくはエピトープである、又は1つ以上のエピトープを含む。抗原の他の断片/ドメインは、(独立した)結合部位に含まれないことが好ましい場合がある。したがって、(独立した)結合部位に含まれる抗原の断片は、エピトープである又は(特に、抗原の更なるドメインなしに)1超のエピトープを含むことが最も好ましい。
また、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の(独立した)結合部位は、結合部位を含むタグであることも好ましい。大部分のタグは結合できる(例えば、親和性タグ)。したがって、別の分子に結合する能力を有するこれらのタグは、(独立した)結合部位と呼ばれることもある。結合部位を含むタグを含む様々なタグが前述されており、その好ましい実施形態及び例が同様に適用される。
最も好ましくは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、Ig様ドメイン、scFv、VHH、又はStrepタグである。特に、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖の(追加の)機能的ドメインは、好ましくは、配列番号13~20のいずれかに示されるアミノ酸配列、又は少なくとも80%、好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%、更により好ましくは少なくとも95%、最も好ましくは少なくとも98%の配列同一性を有するその機能的配列変異体を含む又はからなる。
好ましくは、第1のポリペプチド鎖が、(追加の)機能的ドメイン(ii)のN末端に1つの単一可変ドメイン(i)を含み、第2のポリペプチド鎖が、任意の(追加の)機能的ドメイン(v)のN末端又は1つ以上の定常ドメイン(vi)のN末端に1つの単一可変ドメイン(iv)を含み、第2のポリペプチド鎖の1つの単一可変ドメイン(iv)が、第1のポリペプチド鎖の可変ドメイン(i)と抗原結合部位を形成する。本発明に係るそのような抗体及び抗原結合断片の好ましい例を、図1B及び図1Cに示す(図1Cの最下段パネルに示されるDVD-Igに基づく抗体を除く、図1B及び1Cの全てのフォーマット)。
或いは、第1のポリペプチド鎖が、(追加の)機能的ドメイン(ii)のN末端に2つ以上の可変ドメイン(i)を含むことができ、第2のポリペプチド鎖が、任意の(追加)機能的ドメイン(v)のN末端又は1つ以上の定常ドメイン(vi)のN末端に2つ以上の可変ドメイン(iv)を含むことができ、第2のポリペプチド鎖の2つ以上の可変ドメイン(iv)が、第1のポリペプチド鎖の2つ以上の可変ドメイン(i)と抗原結合部位を形成する。例えば、そのエルボー領域に(追加の)機能的ドメインが挿入される足場抗体は、例えば図1C、最下段パネル「DVD-Ig」に示される、DVD-Igフォーマットの二重特異性抗体であり得る。
また、第1のポリペプチド鎖が、scFvなどの単鎖抗体又は単一ドメイン抗体、例えばVHHを、最もN末端側の可変ドメイン(i)のN末端及び/又は最もC末端側の定常ドメイン(iii)のC末端を含むことが好ましい。代替的に又は追加的に、第2のポリペプチド鎖は、scFvなどの単鎖抗体又は単一ドメイン抗体、例えばVHHを、最もN末端側の可変ドメイン(i)のN末端又は最もC末端側の定常ドメイン(vi)のC末端に含むことができる。その好ましい例は図1Cに示され、重鎖及び/又は軽鎖のエルボーに挿入された1つ以上の(追加の)機能的ドメインを有するscFv-(H)IgG、IgG(H)-scFv、scFv-(L)IgG、IgG(L)-scFv、V-(H)IgG、IgG(H)-V、V-(L)IgG、及びIgG(L)-V抗体が挙げられる。
好ましくは、第1のポリペプチド鎖及び第2のポリペプチド鎖はそれぞれ、1つの単一定常ドメイン、特にそれぞれCLドメイン及びCH1ドメインを含む。その好ましい例は図1Cに示さ、重鎖及び/又は軽鎖のエルボーに挿入された1つ以上の(追加の)機能的ドメインを有するF(ab)及びFab抗体断片が挙げられる。
或いは、第1のポリペプチド鎖又は第2のポリペプチド鎖が、1つの単一定常ドメイン、特にCLドメインを含み、第1のポリペプチド鎖又は第2のポリペプチド鎖の他方が、CH1ドメインと、CH2及び/又はCH3ドメインなどの1つ以上の更なる定常ドメインとを含むことも好ましい。本発明に係るそのような抗体及び抗原結合断片の好ましい例を、図1B及び図1Cに示す(図1Cの上段パネルに示されるF(ab)及びFabに基づく抗体断片を除く、図1B及び図1Cの全てのフォーマット)。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、Fc部分、特にFc領域を含む。より好ましくは、Fc部分は、ヒト起源、例えば、ヒトのIgG1、IgG2、IgG3、及び/又はIgG4に由来し、ヒトIgG1が特に好ましい。
本明細書で使用するとき、「Fc部分」という用語は、パパイン切断部位(例えば、重鎖定常領域の最初の残基を114とすると、ネイティブのIgGの残基216)のすぐ上流のヒンジ領域で始まり且つ免疫グロブリン重鎖のC末端で終わる免疫グロブリン重鎖の部分に由来する配列を意味する。したがって、Fc部分は、完全なFc部分又はその一部(例えば、ドメイン)であり得る。完全なFc部分は、少なくともヒンジドメイン、CH2ドメイン、及びCH3ドメイン(例えば、EUアミノ酸位置216~446)を含む。追加のリジン残基(K)は、Fc部分のC末端に存在することがあるが、成熟抗体から切断されることが多い。Fc部分内の各アミノ酸位置は、当技術分野で認められているKabatのEUナンバリングシステムにしたがって番号付けされる(例えば、Kabatらによる“Sequences of Proteins of Immunological Interest”, U.S. Dept. Health and Human Services, 1983 and 1987参照)。
好ましくは、本発明の文脈において、Fc部分は、ヒンジ(例えば、上部、中間、及び/又は下部ヒンジ領域)ドメイン、CH2ドメイン、CH3ドメイン、又はその変異体、部分、又は断片の少なくとも1つを含む。好ましい実施形態では、Fc部分は、少なくともヒンジドメイン、CH2ドメイン、又はCH3ドメインを含む。より好ましくは、Fc部分は完全なFc部分である。Fc部分はまた、天然のFc部分に対して、1つ以上のアミノ酸の挿入、欠失、又は置換を含むことができる。例えば、ヒンジドメイン、CH2ドメイン、又はCH3ドメイン(又はその一部)の少なくとも1つが欠失されることができる。例えば、Fc部分は、(i)CH2ドメイン(又はその一部)に融合したヒンジドメイン(又はその一部)、(ii)CH3ドメインに融合したヒンジドメイン(又はその一部)、(iii)CH3ドメイン(又はその一部)に融合したCH2ドメイン(又はその一部)、(iv)ヒンジドメイン(又はその一部)、(v)CH2ドメイン(又はその一部)、又は(vi)CH3ドメイン又はその一部を含む又はからなることができる。
当業者は、天然のFc部分によってもたらされる少なくとも1つの望ましい機能を保持しつつ、天然の免疫グロブリン分子の完全なFc部分とアミノ酸配列が異なるようにFc部分を改変できることを理解する。そのような機能は、Fc受容体(FcR)結合、抗体半減期調節、ADCC機能、プロテインA結合、プロテインG結合、及び補体結合を含む。そのような機能を司る及び/又はそれに必須である天然のFc部分の部分は、当業者によく知られている。
例えば、補体カスケードを活性化するために、C1qは、抗原標的に結合したIgG1の少なくとも2つの分子又はIgMの1つの分子に結合する(Ward, E. S., and Ghetie, V., Ther. Immunol. 2 (1995) 77-94)。Burton,D.R.(Mol. Immunol. 22 (1985) 161-206)は、アミノ酸残基318~337を含む重鎖領域が補体固定に関与していることを記載した。Duncan,A.R.及びWinter,G.(Nature 332(1988)738-740)は、部位特異的突然変異誘発を使用して、Glu318、Lys320、及びLys322がC1qへの結合部位を形成することを報告した。C1qの結合におけるGlu318、Lys320、及びLys322残基の役割は、これらの残基を含む短い合成ペプチドの補体媒介溶解を阻害する能力によって確認した。
例えば、FcR結合は、(抗体の)Fc部分と、造血細胞上の特殊な細胞表面受容体であるFc受容体(FcR)との相互作用によって媒介され得る。Fc受容体は免疫グロブリンスーパーファミリーに属し、免疫複合体の食作用による抗体被覆病原体の除去、及び抗体依存性細胞媒介細胞傷害を介した、対応する抗体で被覆された赤血球及び様々な他の細胞標的(例えば、腫瘍細胞)の溶解の両方を媒介することが示されました(ADCC; Van de Winkel, J. G., and Anderson, C. L., J. Leukoc. Biol. 49 (1991) 511-524)。FcRは、免疫グロブリンクラスに対する特異性によって定義され、IgG抗体のFc受容体はFcγR、IgEの場合はFcεR、IgAの場合はFcαRなどと呼ばれ、新生児のFc受容体はFcRnと呼ばれる。Fc受容体結合は、例えば、Ravetch, J. V., and Kinet, J. P., Annu. Rev. Immunol. 9 (1991) 457-492; Capel, P. J., et al., Immunomethods 4 (1994) 25-34; de Haas, M., et al., J Lab. Clin. Med. 126 (1995) 330-341; and Gessner, J. E., et al., Ann. Hematol. 76 (1998) 231-248に記載される。
ネイティブIgG抗体のFcドメイン(FcγR)による受容体の架橋は、食作用、抗体依存性細胞傷害、炎症性メディエーターの放出、免疫複合体のクリアランス、及び抗体産生の調節など、さまざまなエフェクタ機能を引き起こす。したがって、受容体の架橋を提供するFc部分(FcγR)が好ましい。ヒトにおいては、FcγRの3つのクラスが特徴付けられている:即ち、(i)FcγRI(CD64)、単量体IgGに高い親和性で結合し、マクロファージ、単球、好中球、好酸球に発現する;(ii)FcγRII(CD32)、中程度から低い親和性で複合体化IgGに結合し、特に白血球で広く発現し、抗体媒介性免疫の中心的役割を果たすことが知られており、FcγRIIA、FcγRIIB、及びFcγRIICに分けることができ、これらは、免疫系でさまざまな機能を果たしますが、IgG-Fcと同様の低親和性で結合し、これらの受容体の外部ドメインは高度に相同である;及び(iii)FcγRIII(CD16)、中程度から低い親和性でIgGに結合し、2つのタイプとして存在する:即ち、NK細胞、マクロファージ、好酸球、一部の単球、及びT細胞に存在し、好中球で高度に発現されるADCC及びFcγRIIIBを媒介する。FcγRIIAは、殺傷に関与する多くの細胞(マクロファージ、単球、好中球など)に存在し、殺傷プロセスを活性化可能と考えられる。FcγRIIBは抑制プロセスに関与していると考えられ、B細胞、マクロファージ、マスト細胞、及び好酸球に存在する。
FcγRI結合に関しては、ネイティブIgGにおけるE233~G236、P238、D265、N297、A327、及びP329のうちの少なくとも1つを改変すると、FcγRIへの結合が減少する。233位~236位におけるIgG2残基をIgG1及びIgG4に置換すると、FcγRIへの結合が10倍減少し、抗体感作赤血球に対するヒト単球応答が排除された(Armour,K.L.,et al.Eur.J.Immunol.29(1999)2613-2624)。FcγRII結合に関しては、例えば、E233~G236、P238、D265、N297、A327、P329、D270、Q295、A327、R292、及びK414のうちの少なくとも1つのIgG突然変異について、FcγRIIAの結合減少がみられる。FcγRIII結合に関しては、例えば、E233~G236、P238、D265、N297、A327、P329、D270、Q295、A327、S239、E269、E293、Y296、V303、A327、K338、及びD376のうちの少なくとも1つの突然変異について、FcγRIIIAへの結合減少がみられる。Fc受容体についてのヒトIgG1における結合部位のマッピング、上述の突然変異部位、並びにFcγIR及びFcγRIIAに対する結合を測定する方法は、Shields,R.L.,et al.,J.Biol.Chem.276(2001)6591-6604に記載されている。
重要なFcγRIIに対する結合に関しては、ネイティブIgG Fcの2つの領域、即ち、(i)IgG Fcの下方ヒンジ部位、特に、アミノ酸残基L、L、G、G(234~237、EU付番)、及び(ii)IgG FcのCH2ドメインの隣接領域、特に、下方ヒンジ領域に隣接する上方CH2ドメイン、例えば、P331の領域におけるループ及び鎖は、FcγRII及びIgGの相互作用にとって重要であると考えられる(Wines,B.D.,et al.,J.Immunol.2000;164:5313-5318)。更に、FcγRIは、IgG Fcにおける同じ部位に結合すると考えられ、一方、FcRn及びプロテインAは、IgG Fcにおける異なる部位(CH2-CH3界面であると考えられる)に結合する(Wines,B.D.,et al.,J.Immunol.2000;164:5313-5318)。
例えば、Fc部分は、FcRnの結合又は半減期の延長に必要であることが当技術分野において公知であるFc部分の部分を少なくとも含んでいてもよく、又はからなっていてもよい。それに代えて又はそれに加えて、本発明の抗体のFc部分は、プロテインAの結合に必要であることが当技術分野において公知である部分を少なくとも含む、及び/又は本発明の抗体のFc部分は、プロテインGの結合に必要であることが当技術分野において公知であるFcc分子の一部を少なくとも含む。したがって、好ましいFc部分は、FcγRの結合に必要であることが当技術分野において公知である部分を少なくとも含む。したがって、上に概説した通り、好ましいFc部分は、(i)ネイティブIgG Fcの下方ヒンジ部位、特に、アミノ酸残基L、L、G、G(234~237、EU付番)、及び(ii)ネイティブIgG FcのCH2ドメインの隣接領域、特に、下方ヒンジ領域に隣接する上方CH2ドメイン、例えばP331の領域、例えば、ネイティブIgG Fcのアミノ酸320~340(EU付番)等のP331周辺のネイティブIgG Fcの上方CH2ドメインにおける少なくとも3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、又は10個の連続するアミノ酸の領域におけるループ及び鎖を少なくとも含み得る。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、Fc領域を含む。本明細書で使用するとき、用語「Fc領域」とは、抗体重鎖の2つ以上のFc部分によって形成される免疫グロブリンの部分を指す。例えば、Fc領域は、単量体又は「単鎖」Fc領域(即ち、scFc領域)であってよい。単鎖Fc領域は、(例えば、単一の連続する核酸配列にコードされている)単一のポリペプチド鎖内で結合しているFc部分で構成される。例示的なscFc領域は、国際公開第2008/143954A2号に開示されている。好ましくは、Fc領域は、二量体Fc領域である。「二量体Fc領域」又は「dcFc」は、2つの別個の免疫グロブリン重鎖のFc部分によって形成される二量体を指す。二量体Fc領域は、2つの同一のFc部分のホモ二量体(例えば、天然免疫グロブリンのFc領域)又は2つの非同一のFc部分のヘテロ二量体であってよい。
Fc領域のFc部分は、同じ又は異なるクラス及び/又はサブクラスであってよい。例えば、Fc部分は、IgG1、IgG2、IgG3、又はIgG4サブクラスの免疫グロブリン(例えば、ヒト免疫グロブリン)に由来していてよい。好ましくは、Fc領域のFc部分は、同じクラス及びサブクラスである。しかし、Fc領域(又はFc領域の1つ以上のFc部分)はキメラであってもよく、キメラFc領域は、異なる免疫グロブリンクラス及び/又はサブクラスに由来するFc部分を含み得る。例えば、二量体又は単鎖Fc領域のFc部分のうちの少なくとも2つは、異なる免疫グロブリンクラス及び/又はサブクラスに由来していてよい。それに加えて又はそれに代えて、キメラFc領域は、1つ以上のキメラFc部分を含み得る。例えば、キメラFc領域又は部分は、第1のサブクラスの免疫グロブリン(例えば、IgG1、IgG2、又はIgG3サブクラス)の免疫グロブリンに由来する1つ以上の部分を含み得るが、一方、Fc領域又は部分の残りは、異なるサブクラスである。例えば、FcポリペプチドのFc領域又は部分は、第1のサブクラス(例えば、IgG1、IgG2、又はIgG4サブクラス)の免疫グロブリンに由来するCH2及び/又はCH3ドメインと、第2のサブクラス(例えば、IgG3サブクラス)の免疫グロブリンに由来するヒンジ領域とを含み得る。例えば、Fc領域又は部分は、第1のサブクラス(例えば、IgG4サブクラス)の免疫グロブリンに由来するヒンジ及び/又はCH2ドメインと、第2のサブクラス(例えば、IgG1、IgG2、又はIgG3サブクラス)の免疫グロブリンに由来するCH3ドメインとを含み得る。例えば、キメラFc領域は、第1のサブクラス(例えば、IgG4サブクラス)の免疫グロブリンに由来するFc部分(例えば、完全Fc部分)と、第2のサブクラス(例えば、IgG1、IgG2、又はIgG3サブクラス)の免疫グロブリンに由来するFc部分とを含み得る。例えば、Fc領域又は部分は、IgG4免疫グロブリンに由来するCH2ドメインと、IgG1免疫グロブリンに由来するCH3ドメインとを含み得る。例えば、Fc領域又は部分は、IgG4分子に由来するCH1ドメイン及びCH2ドメインと、IgG1分子に由来するCH3ドメインとを含み得る。例えば、Fc領域又は部分は、抗体の特定のサブクラスに由来するCH2ドメインの一部、例えば、CH2ドメインのEU292位~340位を含み得る。例えば、Fc領域又は部分は、IgG4部分に由来するCH2の292位~340位のアミノ酸とIgG1部分に由来するCH2の残りとを含み得る(或いは、CH2の292~340は、IgG1部分に由来し、CH2の残りはIgG4部分に由来していてもよい)。
更に、Fc領域又は部分は、(それに加えて又はそれに代えて)例えば、キメラヒンジ領域を含み得る。例えば、キメラヒンジは、例えば、一部はIgG1、IgG2、又はIgG4分子(例えば、上方及び下方の中央ヒンジ配列)に由来し得、一部はIgG3分子(例えば、中央ヒンジ配列)に由来し得る。別の例では、Fc領域又は部分は、一部がIgG1分子に由来し、一部がIgG4分子に由来するキメラヒンジを含み得る。別の例では、キメラヒンジは、IgG4分子由来の上方及び下方ヒンジドメインと、IgG1分子由来の中央ヒンジドメインとを含み得る。かかるキメラヒンジは、例えば、IgG4ヒンジ領域の中央ヒンジドメインにおけるEU228位にプロリン置換(Ser228Pro)を導入することによって作製され得る。別の実施形態では、キメラヒンジは、IgG2抗体に由来するEU233位~236位のアミノ酸及び/又はSer228Pro突然変異を含み得、この場合、ヒンジの残りのアミノ酸は、IgG4抗体由来である。本発明に係る抗体のFc部分において用いることができるキメラヒンジは、米国特許出願第2005/0163783A1号明細書に記載されている。
本発明では、Fc部分又はFc領域は、ヒト免疫グロブリン配列に由来するアミノ酸配列(例えば、ヒトIgG分子由来のFc領域又はFc部分)を含む又はからなることが好ましい。しかし、ポリペプチドは、別の哺乳類種由来の1つ以上のアミノ酸を含み得る。例えば、霊長類Fc部分又は霊長類結合部位が被験体ポリペプチドに含まれていてもよい。或いは、1つ以上のマウスアミノ酸がFc部分又はFc領域に存在していてもよい。
好ましくは、本発明に係る抗体は、特に上記Fc部分に加えて、定常領域、特にIgGの定常領域、好ましくはIgG1の定常領域、より好ましくはヒトIgG1の定常領域に由来する他の部分を含む。より好ましくは、本発明に係る抗体は、特に上記Fc部分に加えて、定常領域の他の部分全て、特にIgGの定常領域の他の部分全て、好ましくはIgG1の定常領域の他の部分全て、より好ましくはヒトIgG1の定常領域の他の部分全てを含む。
定常領域の特に好ましい配列は、配列番号3、4、又は7に係るアミノ酸配列である。好ましくは、重鎖定常領域は、IgG1のCH1-CH2-CH3を含む又はからなり、特に、本明細書に記載の配列番号3に係るアミノ酸配列又はその機能的配列変異体を含む又はからなる。好ましくは、軽鎖定常領域は、IgG1のCLを含む又はからなり、特に、本明細書に記載の配列番号4に係るアミノ酸配列又はその機能的配列変異体を含む又はからなる。
また、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、Fc領域又はFc部分を含まないことが好ましい。特に、エルボーに必要な定常ドメイン(CH1及びCL)は、通常、Fc部分又はFc領域に関与しない。したがって、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、好ましくは、Fc領域又はFc部分を含まない。そのような抗体(又は抗体断片)の例としては、Fab又はF(ab)(IEI-Fab又はIEI-F(ab))に基づくものが挙げられる。
好ましくは、本発明に係る抗体又は抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、1つ以上のリンカーを含む。例えば、本発明に係る抗体又は抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10個のリンカーを含むことができる。より好ましくは、本発明に係る抗体又は抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、1つのリンカー又は2つのリンカーを含む。また、本発明に係る抗体又は抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖が、3つ又は4つのリンカーを含むことも好ましい。一般に、リンカーは、ポリペプチド鎖により高い柔軟性を提供し得る。好ましくは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、定常領域と(追加の)機能的ドメインとの間にリンカーを含む。或いは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、定常領域と(追加の)機能的ドメインとの間にリンカーを含まなくてもよい。第2のポリペプチドが(追加の)機能的ドメインを含まない場合、第2のポリペプチド鎖は、定常領域と可変領域との間にリンカーを含むことができる。或いは、第2のポリペプチド鎖は、定常領域と可変領域との間にリンカーを含まなくてもよい。好ましくは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、(追加の)機能的ドメインと可変ドメイン、特に最もC末端側の可変ドメインとの間にリンカーを含む。或いは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、(追加の)機能的ドメインと可変ドメイン、特に最もC末端側の可変ドメインとの間にリンカーを含まなくてもよい。第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖が1超の可変ドメインを含む場合、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖が可変ドメイン間に1つ以上のリンカーを含むことも好ましい。或いは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、可変ドメイン間に1つ以上のリンカーを含まなくてもよい。より好ましくは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、定常領域と(追加の)機能的ドメインとの間のリンカーと、(追加の)機能的ドメインと可変ドメイン、特に最もC末端側の可変ドメインとの間のリンカーとを含む。或いは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、定常領域と(追加の)機能的ドメインとの間のリンカーも、(追加の)機能的ドメインと可変ドメイン、特に最もC末端側の可変ドメインとの間のリンカーも含まなくてもよい。更に、第1のポリペプチド鎖が、定常領域と(追加の)機能的ドメインとの間のリンカーと、(追加の)機能的ドメインと可変ドメイン、特に最もC末端側の可変ドメインとの間のリンカーを含むことができ、第2のポリペプチド鎖が、定常領域と可変領域との間に(追加の)機能的ドメインもリンカーも含まないことができる。また、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖が1超の可変ドメインを含む場合、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖が定常領域と(追加の)機能的ドメインとの間のリンカー;(追加の)機能的ドメインと可変ドメイン、特に最もC末端側の可変ドメインとの間のリンカー;及び可変ドメイン間の1つ以上のリンカーを含むことも好ましい。
第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖が1超のリンカーを含む場合、これらのリンカーは、同一であっても異なっていてもよい。
リンカーは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20個のアミノ酸などの最大20個のアミノ酸からなることが好ましく、より好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、又は15個のアミノ酸などの最大15個のアミノ酸、より好ましくは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10個のアミノ酸などの最大10個のアミノ酸、更により好ましくは、1、2、3、4、又は5個のアミノ酸などの最大5個のアミノ酸からなる。リンカーは、隣接領域などの天然のアミノ酸配列、又は非天然アミノ酸配列に由来することができる。好ましくは、(追加の)機能的ドメインは、単一のエキソン又は1超のエキソンに対応し、リンカーのアミノ酸配列は、その単一のエキソン又は1超のエキソンに隣接するイントロン配列から取得される。例えば、(i)可変領域と(追加の)機能的ドメイン(エキソン又はその配列変異体によってコードされる)との間のリンカーは、「(追加の)機能的ドメイン」として使用されるエキソン又はその配列変異体の(5’-3’方向の)直前の隣接するイントロン配列によってコードされ得る、及び/又は(ii)(追加の)機能的ドメイン(エキソン又はその配列変異体によってコードされる)と定常領域との間のリンカーは、「(追加の)機能的ドメイン」として使用されるエキソン又はその配列変異体の(5’-3’方向の)直前の隣接するイントロン配列によってコードされ得る。好ましくは、リンカーは、Cys(C)残基を含まない。好ましくは、リンカーは、1つ以上のグリシン(Gly)残基及び/又は1つ以上のセリン(Ser)残基(「GSリンカー」)を含む又はからなる。GSリンカーの好ましい例には、配列番号43~48に係るアミノ酸配列が挙げられ、最も好ましくは、リンカーは、配列番号45で示される。イントロン配列リンカーの好ましい例としては、配列番号49~52に係るアミノ酸配列が挙げられる。最も好ましくは、リンカーは、配列番号43~52のいずれかに示されるアミノ酸配列を含む又はからなる。
例えば、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、(NからC末端方向に)配列番号49に示されるリンカー又はその機能的配列変異体を含み、その直後に配列番号14に示される(追加の)機能的ドメイン又はその機能的配列変異体を含むことができる。更に、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、(NからC末端方向に)配列番号14に示される(追加の)機能的ドメイン又はその機能的配列変異体を含み、その直後に配列番号50に示されるリンカー又はその機能的配列変異体を含むことができる。最も好ましくは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、(NからC末端方向に)(可変ドメインと、その直接に)配列番号49に示されるリンカー又はその機能的配列変異体、その直後に配列番号14に示される(追加の)機能的ドメイン又はその機能的配列変異体、又は配列番号50に示されるリンカー又はその機能的配列変異体(その直後に、定常ドメインが続く)を含む。
例えば、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、(NからC末端方向に)配列番号51に示されるリンカー又はその機能的配列変異体を含み、その直後に配列番号15に示される(追加の)機能的ドメイン又はその機能的配列変異体を含むことができる。更に、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、(NからC末端方向に)配列番号15に示される(追加の)機能的ドメイン又はその機能的配列変異体を含み、その直後に配列番号52に示されるリンカー又はその機能的配列変異体を含むことができる。最も好ましくは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチド鎖は、(NからC末端方向に)(可変ドメインと、その直接に)配列番号51に示されるリンカー又はその機能的配列変異体、その直後に配列番号15に示される(追加の)機能的ドメイン又はその機能的配列変異体、又は配列番号52に示されるリンカー又はその機能的配列変異体(その直後に、定常ドメインが続く)を含む。
或いは、第1のポリペプチド鎖及び/又は第2のポリペプチドが、リンカーを含まないことも好ましい。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖は、(NからC末端方向に)V-D-CH1を含む又はからなり、式中、
Vは、可変ドメイン(i)であり、
Dは、(追加の)機能的ドメイン(ii)であり、
CH1は、CH1定常ドメイン(iii)である。
VとD及び/又はDとCH1は、前記したようにリンカーを介して連結されてもよく、又は互いに直接連結されてもよい。
より好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖は、(NからC末端方向に)V-D-CH1-CH2-CH3を含む又はからなり、式中、
V-D-CH1は、前記したとおりであり、
CH2とCH3はそれぞれ、CH2定常ドメインとCH3定常ドメインである。
本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖は、(NからC末端方向に)(V)-D-CH1を含む又はからなることも好ましく、V-D-CH1は、前記した通りであり、
Aは、1~5、好ましくは1~4、より好ましくは1~3、更により好ましくは1又は2の整数であり、
可変ドメインVは、直接又はリンカーを介して互いに結合されてもよい。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第2のポリペプチド鎖は、(NからC末端方向に)V-CLを含む又はからなり、
Vは、可変ドメイン(iv)であり、
CLは定常ドメイン(vi)である。
V及びCLは、前記したようにリンカーを介して連結されてもよく、又は互いに直接連結されてもよい。
本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第2のポリペプチド鎖は、(NからC末端方向に)(V)-CLを含む又はからなることも好ましく、式中、
V-CLは、前記した通りであり、
Aは、1~5、好ましくは1~4、より好ましくは1~3、更により好ましくは1又は2の整数であり、
可変ドメインVは、直接又はリンカーを介して互いに結合されてもよい。
例えば、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖の可変ドメイン(i)は、配列番号1、5、8、又は10のいずれかに示されるアミノ酸配列、又は少なくとも80%、好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%、更により好ましくは少なくとも95%、最も好ましくは少なくとも98%の配列同一性を有するその機能的配列変異体を含む又はからなることができる。
例えば、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第2のポリペプチド鎖の可変ドメイン(iv)は、配列番号2、6、9、又は11のいずれかに示されるアミノ酸配列、又は少なくとも80%、好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%、更により好ましくは少なくとも95%、最も好ましくは少なくとも98%の配列同一性を有するその機能的配列変異体を含む又はからなることができる。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、1つの単一又は2つの第1のポリペプチド鎖及び1つの単一又は2つの第2のポリペプチド鎖を含む。そのような抗体又はその抗原結合断片の例を、図1B及び図1Cに示す。また、第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖がジスルフィド結合により連結され、それにより対を形成することも好ましい。特に、本発明に係る抗体の重鎖及び軽鎖、又はその抗原結合断片は、ジスルフィド結合により連結され、それにより対を形成することができる。更に、抗体又はその抗原結合断片は、2つの第1のポリペプチド鎖及び2つの第2のポリペプチド鎖を含み、2つの第1のポリペプチド鎖及び/又は2つの第2のポリペプチド鎖が、1つ以上の、例えば2つのジスルフィド結合によって連結されることも好ましい。特に、抗体又はその抗原結合断片の2つの重鎖は、1つ以上の、例えば2つのジスルフィド結合によって連結されてもよい。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、各特異性/抗原について二価である。特に、(追加の)機能的ドメインは、(独立した)結合部位を含む又はからなり、(1)(独立した)結合部位と、(2)第1及び第2のポリペプチド鎖の第1の対の1つ以上の可変ドメインによって形成される抗原結合部位が、(1)(独立した)結合部位と、(2)第1及び第2のポリペプチド鎖の第2の対の1つ以上の可変ドメインによって形成される抗原結合部位に対応することが好ましい。或いは、抗体又はその抗原結合断片は、各特異性(抗原)について一価であり得る。
したがって、第1及び第2のポリペプチド鎖の第1の対の1つ以上の可変ドメインによって形成される抗原結合部位と、第1及び第2のポリペプチド鎖の第2の対の1つ以上の可変ドメインによって形成される抗原結合部位は、同一又は異なることが好ましい。
更に、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、同一又は異なってもよい少なくとも2つの(追加の)機能的ドメインを含むことが好ましい。例えば、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、2つ又は4つの(追加の)機能的ドメインを含むことができ、それらは同一又は異なってもよい。
本発明に係る抗体又は抗原結合断片が、例えば同一又は異なるポリペプチド鎖に1超の(追加の)機能的ドメインを含む場合、(追加の)機能的ドメインは同一であっても異なってもよい。好ましくは、それらは機能的ドメインの同一又は異なるグループに属することができる。例えば、少なくとも2つ又は全ての(追加の)機能的ドメインは、(独立した)結合部位を含む又はからなることができる。例えば、少なくとも2つ又はすべての(追加の)機能的ドメインは、キャリアドメインを含む又はからなることができる。例えば、少なくとも2つ又はすべての(追加の)機能的ドメインは、レポータードメインを含む又はからなることができる。例えば、少なくとも2つ又はすべての(追加の)機能的ドメインは、タグを含む又はからなることができる。例えば、少なくとも2つ又はすべての(追加の)機能的ドメインは、局在化ドメインを含む又はからことができる。(追加の)機能的ドメインが機能的ドメインの同じグループに属している場合でも、サブグループ、特にそのアミノ酸配列は、同一又は異なってもよい。例えば、少なくとも2つ又はすべての(追加の)機能的ドメインは、同一のアミノ酸配列を含む又はからなることができる。或いは、(追加の)機能的ドメインが、機能的ドメインの異なるグループに属することも好ましい。例えば、1つの(追加の)機能的ドメインが(独立した)結合部位を含む又はからなることができ、一方、抗体又は抗原結合断片の別の(追加の)機能的ドメインがキャリアドメインを含む又はからなることができる。例えば、1つの(追加の)機能的ドメインが(独立した)結合部位を含む又はからなることができ、一方、抗体又は抗原結合断片の別の(追加の)機能的ドメインがレポータードメインを含む又はからなることができる。例えば、1つの(追加の)機能的ドメインが(独立した)結合部位を含む又はからなることができ、一方、抗体又は抗原結合断片の別の(追加の)機能的ドメインがタグを含む又はからなることができる。例えば、1つの(追加の)機能的ドメインが(独立した)結合部位を含む又はからなることができ、一方、抗体又は抗原結合断片の別の(追加の)機能的ドメインが局在化ドメインを含む又はからなることができる。例えば、1つの(追加の)機能的ドメインがキャリアドメインを含む又はからなることができ、一方、抗体又は抗原結合断片の別の(追加の)機能的ドメインがレポータードメインを含む又はからなることができる。例えば、1つの(追加の)機能的ドメインがキャリアドメインを含む又はからなることができ、一方、抗体又は抗原結合断片の別の(追加の)機能的ドメインがタグを含む又はからなることができる。例えば、1つの(追加の)機能的ドメインがキャリアドメインを含む又はからなることができ、一方、抗体又は抗原結合断片の別の(追加の)機能的ドメインが局在化ドメインを含む又はからなることができる。例えば、1つの(追加の)機能的ドメインがレポータードメインを含む又はからなることができ、一方、抗体又は抗原結合断片の別の(追加の)機能的ドメインがタグを含む又はからなることができる。例えば、1つの(追加の)機能的ドメインがレポータードメインを含む又はからなることができ、一方、抗体又は抗原結合断片の別の(追加の)機能的ドメインが局在化ドメインを含む又はからなることができる。例えば、1つの(追加の)機能的ドメインが局在化ドメインを含む又はからなることができ、一方、抗体又は抗原結合断片の別の(追加の)機能的ドメインがタグを含む又はからなることができる。
更に、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、第1及び第2のポリペプチド鎖の第1及び第2の対を形成する2つの第1のポリペプチド鎖及び2つの第2のポリペプチド鎖を含み、第1及び第2のポリペプチド鎖の第1の対が少なくとも1つの(追加の)機能的ドメインを含む、及び/又は第1及び第2のポリペプチド鎖の第2の対が少なくとも1つの(追加の)機能的ドメインを含む。例えば、第1及び第2のポリペプチド鎖の第1の対が少なくとも1つの(追加の)機能的ドメインを含むことができ、一方、第1及び第2のポリペプチド鎖の第2の対は(追加の)機能的ドメインを含まないことができる。例えば、第1及び第2のポリペプチド鎖の第1対が(追加の)機能的ドメインを含まないことができ、一方、第1及び第2のポリペプチド鎖の第2対が少なくとも1つの(追加)機能的ドメインを含むことができる。最も好ましくは、第1及び第2のポリペプチド鎖の第1の対が少なくとも1つの(追加の)機能的ドメインを含み、且つ第1及び第2のポリペプチド鎖の第2の対が少なくとも1つの(追加の)機能的ドメインを含む。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片は、IgG様抗体、Fab、又はF(ab)に由来する。換言すれば、抗体又はその抗原結合断片は、IgG様抗体、Fab、又はF(ab)の可変領域及び定常領域の全てを含む。特に、IgG様抗体、Fab、又はF(ab)を、そのエルボー領域に(追加の)機能的ドメインが挿入される「足場」抗体として使用することができる。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の2つ以上の可変ドメイン(i)及び(iv)は、モノクローナル抗体に由来する。特に、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の2つ以上の可変ドメイン(i)及び(iv)は、モノクローナル抗体の2つ以上の可変ドメインがである(に対応する)。
また、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の可変ドメイン及び/又は定常ドメインは、ヒト又はヒト化されていることが好ましい。特に、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の可変ドメイン及び/又は定常ドメインは、ヒト又はヒト化抗体又はその抗原結合断片の可変ドメイン及び/又は定常ドメインに対応する。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の(追加の)機能的ドメインは、ヒト又はヒト化されたアミノ酸配列を含む又はからなる。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖が、配列番号53、55、56、58、59、60、61、62、64、65、66、68、69、又は70のいずれかに記載のアミノ酸配列、又は少なくとも80%、好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%、更により好ましくは少なくとも95%、最も好ましくは少なくとも98%の配列同一性を有するその機能的配列変異体を含む又はからなる、及び/又は本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第2のポリペプチド鎖が、配列番号54、57、63、又は67のいずれかに記載のアミノ酸配列、又は少なくとも80%、好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%、更により好ましくは少なくとも95%、最も好ましくは少なくとも98%の配列同一性を有するその機能的配列変異体を含む又はからなる。
好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1及び/又は第2のポリペプチド鎖が、配列番号75~92のいずれかに示されるアミノ酸配列を含まない又はからならないことができる。また、好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1及び/又は第2のポリペプチド鎖が、配列番号96~112のいずれかに示されるアミノ酸配列を含まない又はからならないことができる。より好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1及び/又は第2のポリペプチド鎖が、配列番号75~95のいずれかに示されるアミノ酸配列を含まない又はからならないことができる。更により好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1及び/又は第2のポリペプチド鎖に含まれる(追加の)機能的ドメインが、配列番号113~130のいずれかに示されるアミノ酸配列を含まない又はからならないことができる。更により好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1及び/又は第2のポリペプチド鎖に含まれる(追加の)機能的ドメインが、配列番号113~133のいずれかに示されるアミノ酸配列を含まない又はからならないことができる。最も好ましくは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1及び/又は第2のポリペプチド鎖が、配列番号75~133のいずれかに示されるアミノ酸配列を含まない又はからならないことができる。任意に、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1及び/又は第2のポリペプチド鎖に含まれる(追加の)機能的ドメインが、(変異)LAIR1断片を含まない又はからならないことができる。
核酸分子
別の態様では、本発明はまた、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖をコードする第1のポリヌクレオチド、及び/又は本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の第2のポリペプチド鎖をコードする第2のポリペプチドを含む核酸分子を提供する。
核酸分子は、核酸成分を含む、好ましくは核酸成分からなる分子である。核酸分子という用語は、好ましくは、DNA又はRNA分子を意味する。特に、それは用語「ポリヌクレオチド」と同義に使用される。好ましくは、核酸分子は、糖/リン酸骨格のホスホジエステル結合によって互いに共有結合しているヌクレオチドモノマーを含むか又はそれらからなるポリマーである。「核酸分子」という用語は、塩基修飾、糖修飾、又は骨格修飾などされたDNA分子又はRNA分子などの修飾核酸分子も包含する。
好ましくは、核酸分子は、DNA分子又はRNA分子である。核酸分子及び/又はポリヌクレオチドの例としては、例えば、組換えポリヌクレオチド、ベクター、オリゴヌクレオチド、RNA分子(例えば、rRNA、mRNA、miRNA、siRNA、又はtRNA)、又はDNA分子(例えば、cDNA)が挙げられる。第1及び/又は第2のポリペプチド鎖の一部又はすべてをコードする核酸配列が好ましい。したがって、好ましくは、本発明の例示的な抗体又は抗原結合断片の軽鎖及び重鎖の一部又はすべて、特にVH及びVL配列及び/又は(追加の)機能的ドメインをコードする核酸配列が本明細書に提供される。
本発明に係る核酸分子はまた、本発明に係る(例示的な)抗体又はその抗原結合断片において使用される(追加の)機能的ドメイン、VH配列及び/又はVL配列をコードする核酸と少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも88%、少なくとも90%、少なくとも92%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、又は少なくとも99%の同一性を有する核酸配列を含むことが好ましい。
一般に、核酸分子は、特定の核酸配列を挿入、欠失、又は変更するよう操作することができる。そのような操作による変更には、制限部位の導入、コドン使用の修正、転写及び/又は翻訳調節配列の付加又は最適化などの変更が含まれるが、これに限定されない。核酸を変更してコードされているアミノ酸を変えることもできる。例えば、1つ以上(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10など)のアミノ酸置換、欠失、及び/又は挿入を抗体のアミノ酸配列に導入することが有用であり得る。このような点突然変異は、エフェクタ機能、抗原結合親和性、翻訳後修飾、免疫原性などを改変することができ、共有結合基(例えば、標識)の結合のためにアミノ酸を導入したり、タグ(例えば、精製目的のために)を導入することができる。突然変異は、特定の部位に導入することができる、又はランダムに導入することができ、その後、選択(例えば、分子進化)を行うことができる。例えば、本発明の(例示的な)抗体の(追加の)機能的ドメイン、VH配列、及び/又はVL配列のいずれかをコードする1つ以上の核酸は、コードされたアミノ酸に異なる性質を導入するように、ランダム又は指向的に突然変異させることができる。このような変化は、初期変化が保持され、他のヌクレオチド位置での新しい変化が導入される反復プロセスの結果であり得る。更に、独立したステップで達成される変化を組み合わせることができる。コードされたアミノ酸に導入される異なる特性は、増強された親和性を含み得るが、これに限定されない。
ベクター
更に、本発明に係る核酸分子を含むベクター、例えば発現ベクターを提供も本発明の範囲に含まれる。好ましくは、ベクターは、前記の核酸分子を含む。
「ベクター」という用語は、核酸分子、好ましくは組換え核酸分子、即ち、天然には存在しない核酸分子を意味する。本発明の文脈におけるベクターは、所望の核酸配列を組み込む又は含むことに適している。そのようなベクターは、保存ベクター、発現ベクター、クローニングベクター、移入ベクターなどであることができる。保存ベクターは、核酸分子の便利な保存を可能にするベクターである。したがって、ベクターは、例えば、本発明に係る所望の抗体又はその抗体断片に対応する配列を含み得る。発現ベクターは、RNA(例えば、mRNA)、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質などの発現産物の産生に使用することができる。例えば、発現ベクターは、プロモーター配列などのベクターの配列範囲の転写に必要な配列を含むことができる。クローニングベクターは、典型的には、ベクターに核酸配列を組み込むために使用することができるクローニング部位を含むベクターである。クローニングベクターは、例えば、プラスミドベクター又はバクテリオファージベクターであることができる。移入ベクターは、核酸分子を細胞又は生物に移入するのに適したベクター、例えばウイルスベクターであることができる。本発明の文脈におけるベクターは、例えば、RNAベクター又はDNAベクターであることができる。好ましくは、ベクターはDNA分子である。例えば、本願の意味におけるベクターは、クローニング部位、抗生物質耐性因子などの選択マーカー、及び複製起点などのベクターの増殖に適した配列を含む。好ましくは、本願の文脈におけるベクターはプラスミドベクターである。
細胞
更なる態様では、本発明は、また、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片を発現する、及び/又は本発明に係る核酸分子又はベクターを含む細胞を提供する。
そのような細胞の例としては、酵母細胞、動物細胞、又は植物細胞などの真核細胞が含まれるが、これらに限定されない。好ましくは、細胞は哺乳類細胞、より好ましくは哺乳動物細胞系である。好ましい例としては、ヒト細胞、CHO細胞、HEK293T細胞、PER.C6細胞、NS0細胞、ヒト肝細胞、骨髄腫細胞、又はハイブリドーマ細胞が挙げられる。
特に、細胞は、好ましくは発現ベクターを用いて、本発明に係るベクターでトランスフェクトすることができる。「トランスフェクション」という用語は、DNA又はRNA(例えばmRNA)分子などの核酸分子を細胞、好ましくは真核細胞に導入することを意味する。本発明の文脈において、用語「トランスフェクション」は、核酸分子を細胞、好ましくは真核細胞、例えば哺乳動物細胞に導入するための当業者に公知の任意の方法を包含する。そのような方法には、例えば、エレクトロポレーション、リポフェクション、例えば、リン酸カルシウム沈殿、ナノ粒子に基づくトランスフェクション、ウイルスに基づくトランスフェクション、又はDEAE-デキストラン又はポリエチレンイミンなどのカチオン性ポリマーに基づくトランスフェクションを含む。好ましくは、導入は非ウイルス性である。
更に、本発明の細胞は、例えば本発明に係る抗体又はその抗原結合断片を発現させるために、本発明に係るベクターで安定的又は一過的にトランスフェクトすることができる。好ましくは、細胞は、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片コードする本発明に係るベクターで安定的にトランスフェクトされる。或いは、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片をコードする本発明に係るベクターで細胞に一過的にトランスフェクトすることも好ましい。
組成物
本発明はまた、以下のうちの1つ以上を含む組成物を提供する。
(i)本発明に係る抗体又はその抗体断片;
(ii)本発明に係る核酸分子;
(iii)本発明に係る核酸を含むベクター;及び/又は
(iv)本発明に係る抗体を発現する、又は本発明に係るベクター又は核酸分子を含む細胞。
換言すれば、本発明はまた、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片、本発明に係る核酸、本発明に係るベクター、及び/又は本発明に係る細胞を含む組成物を提供する。
好ましくは、前記組成物は、医薬組成物である。医薬組成物は、好ましくは、薬学的に許容し得る担体、希釈剤、及び/又は賦形剤を含有していてもよい。担体又は賦形剤は投与を容易にすることができるが、好ましくは、それ自体が、組成物を摂取する個体にとって有害な抗体の産生を誘導してはならない。また、毒性であってもならない。好適な担体は、タンパク質、ポリペプチド、リポソーム、多糖類、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、高分子アミノ酸、アミノ酸コポリマー、及び不活性ウイルス粒子等の、大きく、ゆっくりと代謝される巨大分子であってよい。一般的に、本発明に係る医薬組成物中の薬学的に許容し得る担体は、活性成分であっても不活性成分であってもよい。
薬学的に許容し得る塩、例えば、鉱酸塩(例えば、塩酸塩、臭化水素塩、リン酸塩、及び硫酸塩)又は有機酸の塩(例えば、酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸塩、及び安息香酸塩)を用いてもよい。
医薬組成物中の薬学的に許容し得る担体は、水、生理食塩水、グリセロール、及びエタノール等の液体を更に含有していてもよい。更に、湿潤剤若しくは乳化剤等の補助物質、又はpH緩衝物質がかかる組成物中に存在していてもよい。かかる担体によって、被験体に服用させるために、医薬組成物を錠剤、丸剤、糖衣錠、カプセル剤、液剤、ゲル剤、シロップ剤、スラリー剤、及び懸濁剤として製剤化することができるようになる。
本発明の医薬組成物は、様々な形態で調製することができる。例えば、前記組成物は、液体溶液又は懸濁液のいずれかとして、注射液として調製してよい。注射する前に液体ビヒクルの溶液又は懸濁液にするのに好適な固体形態を調製してもよい(例えば、保存剤を含有する滅菌水で再構成するための、Synagis(商標)及びHerceptin(商標)と同様の凍結乾燥組成物)。前記組成物は、例えば軟膏剤、クリーム剤、又は粉剤として調製してもよい。前記組成物は、例えば錠剤若しくはカプセル剤として、噴霧剤として、又はシロップ剤として(任意で、風味付けされる)経口投与用に調製してもよい。前記組成物は、例えば微粉末又はスプレーを用いる吸入器として調製してもよい。前記組成物は、例えば点眼剤として調製してもよい。前記組成物は、例えば被験体に投与する直前に、複合組成物が再構成できるように設計されたキット形態であってもよい。例えば、凍結乾燥した抗体を、滅菌水又は滅菌バッファと共にキット形態で提供してよい。
組成物中の活性成分は、本発明に係る抗体分子、抗体断片、又はその変異体及び誘導体であることが好ましく、特に、組成物中の活性成分は、本発明に係る抗体、抗体断片、又はその変異体及び誘導体であることが好ましい。組成物は、胃腸管での分解から抗体を保護するが、胃腸管から吸収されると抗体を放出する薬剤を含んでもよい。
薬学的に許容し得る担体についての詳細な検討は、Gennaro(2000)Remington:The Science and Practice of Pharmacy,20th edition,ISBN:0683306472から入手可能である。
本発明の医薬組成物は、一般的に、5.5~8.5のpHを有し、幾つかの実施形態では、これは、6~8であり、他の実施形態では、約7である。pHは、バッファを使用することによって維持することができる。前記組成物は、無菌及び/又はパイロジェンフリーであってよい。前記組成物は、ヒトに対して等張であってよい。一実施形態では、本発明の医薬組成物は、密封容器で提供される。
前記組成物は、油性又は水性のビヒクルの懸濁液、溶液、又はエマルションの形態をとってもよく、特に、懸濁化剤、保存剤、安定剤、及び/又は分散剤等の調合剤を含有していてもよい。或いは、抗体分子は、適切な無菌液体を用いて使用前に再構成するために乾燥形態であってもよい。
前記組成物は、水又は整理食塩水などのビヒクルを含んでもよい。ビヒクルは、典型的には、薬学的活性化合物等の化合物、特に、本発明に係る抗体を保存、輸送、及び投与するのに好適な物質であると理解される。例えば、ビヒクルは、薬学的活性化合物、特に、本発明に係る抗体を保存、輸送、及び/又は投与するのに好適な生理学的に許容し得る液体であってよい。
前記組成物は、パイロジェンフリーであり且つ好適なpH、等張性、及び安定性を有する非経口的に許容し得る水溶液であることができる。当業者は、例えば、生食注射、リンゲル液、乳酸加リンゲル液等の等張ビヒクルを用いて好適な溶液をうまく調製することができる。必要に応じて、保存剤、安定剤、緩衝剤、抗酸化剤、及び/又は他の添加剤が含まれていてもよい。本発明に係る組成物を、例えばプレフィルドシリンジで提供してよい。
上に定義された組成物は、カプセル剤、錠剤、水性懸濁剤、又は液剤が挙げられるがこれらに限定されない剤形であってもよい。錠剤の場合、一般的に使用される担体としては、ラクトース及びコーンスターチが挙げられる。ステアリン酸マグネシウム等の滑沢剤も典型的に添加される。カプセル形態の場合、有用な希釈剤としては、ラクトース及び乾燥コーンスターチが挙げられる。水性懸濁剤が必要な場合、活性成分を乳化剤及び懸濁化剤と合わせてもよい。必要に応じて、特定の甘味剤、着香剤、又は着色剤を添加してもよい。
前記組成物に含有される担体の更なる例としては、鉱油、流動ワセリン、白色ワセリン、プロピレングリコール、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン化合物、乳化ワックス及び水が挙げられるが、これらに限定されない。或いは、本発明の医薬組成物は、好適なローション又はクリームに製剤化することもできる。本発明において、好適な担体としては、鉱油、モノステアリン酸ソルビタン、ポリソルベート60、セチルエステルワックス、セテアリールアルコール、2-オクチルドデカノール、ベンジルアルコール、及び水が挙げられるが、これらに限定されない。
一実施形態では、本発明の組成物は、本発明の抗体を含むことができ、抗体は、組成物中の総タンパク質の少なくとも50重量%(例えば、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又はそれ以上)を構成することができる。そのような組成物において、抗体は、精製された形態であることが好ましい。
医薬組成物は、特に複数回投与フォーマットにパッケージ化されている場合、抗微生物剤を含んでいてよい。前記医薬組成物は、洗浄剤、例えばTween80等のTween(ポリソルベート)を含んでいてよい。洗浄剤は、一般的に、低濃度、例えば、0.01%未満で存在する。また、組成物は、等張にするためにナトリウム塩(例えば、塩化ナトリウム)を含んでいてもよい。例えば、10±2mg/mLのNaCl濃度が典型的である。
更に、医薬組成物は、特に、凍結乾燥される場合又は凍結乾燥物質から再構成された物質を含む場合、例えば、約15mg/mL~約30mg/mL(例えば、25mg/mL)の糖アルコール(例えば、マンニトール)又は二糖(例えば、スクロース又はトレハロース)を含んでいてよい。凍結乾燥用組成物のpHは、凍結乾燥前に5~8、又は5.5~7、又は約6.1に調整してよい。
本発明の組成物はまた、1つ以上の免疫調節剤を含むことができる。一実施形態では、免疫調節剤の1つ以上はアジュバントを含む。
抗体の製造
本発明に係る抗体は、当技術分野において公知の任意の方法によって作製することができる。例えば、足場抗体を提供し、エルボー領域で遺伝子操作することができる。例えば、足場抗体を得るために、例えば、ハイブリドーマ技術を使用してモノクローナル抗体を作製するための一般的な方法論は、周知である(Kohler,G.and Milstein,C,.1975;Kozbar et al.1983)。特に、国際公開第2004/076677号に記載される代替のEBV不死化方法を使用することができる。
好ましい方法は、国際公開第2004/076677号に記載される。この方法では、本発明の抗体を産生するB細胞を、EBV及びポリクローナルB細胞活性化剤で形質転換する。任意で、効率を更に高めるために、細胞の成長及び分化の更なる刺激剤を形質転換工程中に添加してもよい。これら刺激剤は、IL-2及びIL-15等のサイトカインであってよい。一態様では、IL-2を不死化工程中に添加して、不死化効率を更に向上させるが、その使用は必須ではない。次いで、これら方法を用いて産生された不死化B細胞を、当技術分野において公知の方法及びそれから単離された抗体を用いて培養してよい。
別の好ましい方法は、国際公開第2010/046775号に記載されている。この方法では、プラズマ細胞を限定数又は単一プラズマ細胞としてマイクロウェル培養皿で培養する。プラズマ細胞培養物から抗体を単離することができる。更に、プラズマ細胞培養物からRNAを抽出することができ、当技術分野において公知の方法を使用してPCRを実施することができる。抗体のVH及びVL領域をRT-PCR(逆転写酵素PCR)によって増幅させ、配列を決定し、発現ベクターにクローニングし、次いで、HEK293T細胞又は他の宿主細胞にトランスフェクトすることができる。発現ベクターへの核酸のクローニング、宿主細胞のトランスフェクション、トランスフェクトされた宿主細胞の培養、及び産生された抗体の単離は、当業者に公知の任意の方法を使用して行うことができる。
本発明の抗体の断片は、酵素、例えばペプシン又はパパインによる消化を含む方法によって、及び/又は化学還元によりジスルフィド結合を切断することによって前記抗体から得ることができる。或いは、抗体の断片は、重鎖又は軽鎖の配列の一部のクローニング及び発現によって得ることができる。抗体「断片」は、Fab、Fab’、F(ab’)2、及びFv断片を含む。
例えば、本発明はまた、以下を含む、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片を製造するためのプロセスを提供する:即ち、
第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖をコードする前記した1つ以上の核酸分子、例えば、前記した本発明に係るベクターを、(例えば、前記のように)組み込むことにより真核宿主細胞を形質転換すること;
前記核酸分子が発現されるように適切な条件下で宿主細胞を培養すること;
前記第1及び第2のポリペプチド鎖を組み合わせて、抗体又はその抗原結合断片を形成すること;及び
任意に、培養培地から前記抗体又はその抗原結合断片を精製すること。
分子生物学の標準的な技術を用いて、本発明の抗体又は抗原断片をコードしているDNA配列を調製することができる。オリゴヌクレオチド合成技術を用いて所望のDNA配列を完全に又は部分的に合成することができる。部位特異的突然変異誘発及びポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術を適宜使用してよい。
任意の好適な宿主細胞/ベクター系を、本発明の抗体分子又はその断片をコードしているDNA配列を発現させるために用いることができる。一部では、Fab及びF(ab’)2断片等の抗体断片、特にFv断片及び単鎖抗体断片、例えば単鎖Fvを発現させるために細菌、例えば大腸菌及び他の微生物系を使用してよい。完全抗体分子を含むより大きな抗体分子を産生させるために、真核生物、例えば哺乳類の宿主細胞発現系を使用してよい。好適な哺乳類宿主細胞としては、CHO、HEK293T、PER.C6、NS0、骨髄腫、又はハイブリドーマ細胞が挙げられるが、これらに限定されない。
例えば、細胞株は、第1のベクターが第1のポリペプチド鎖、例えば重鎖ポリペプチドをコードし、第2のベクターが第2のポリペプチド鎖、例えば軽鎖ポリペプチドをコードする2種のベクターでトランスフェクトすることができる。或いは、第1及び第2のポリペプチド鎖、例えば、軽鎖及び重鎖ポリペプチドをコードする配列を含む単一のベクターを使用してもよい。
抗体は、必要に応じて、濾過、遠心分離、及び様々なクロマトグラフィー法、例えば、HPLC又はアフィニティクロマトグラフィーを用いて更に精製することができる。医薬品グレードの抗体を産生するための技術を含む抗体、例えば、モノクローナル抗体を精製する技術は、当技術分野において周知である。
方法及び使用
更なる態様において、本発明は、医学における使用のための、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片、本発明に係る核酸、本発明に係るベクター、本発明に係る細胞、又は本発明に係る(医薬)組成物の使用を提供する。
したがって、本発明はまた、被験体における疾患又は障害を予防又は治療する方法であって、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片、本発明に係る核酸、本発明に係るベクター、本発明に係る細胞、又は本発明に係る(医薬)組成物を前記被験体に投与するステップを含む方法を提供する。
本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の1つ以上の特異性は、予防及び/又は治療される疾患又は障害にしたがって選択できることが理解される。例えば、マラリアの予防及び/又は治療のために、抗体又はその抗原結合断片は、マラリア抗原に対する特異性、例えばマラリア抗原に特異的に結合する抗原結合部位(可変ドメインによって形成される)及び/又はエルボー領域の(追加)機能的ドメインを含むことができる。その例は、例えば、配列番号13に係るアミノ酸配列、又は少なくとも70%、好ましくは少なくとも75%、より好ましくは少なくとも80%、更により好ましくは少なくとも85%、更により好ましくは90%、特に好ましくは95%、最も好ましくは少なくとも98%の配列同一性を有するその配列変異体を含む、本明細書に記載の変異LAIR1断片、特に、国際公開第2016/207402A1号に記載の変異LAIR1断片である。そのような特異性を含む抗体((抗原)結合部位)は、血液期マラリア原虫(blood stage malaria parasites)(特に、プラスモジウムファルシパルム(Plasmodium falciparum))に対する免疫を提供するのに特に有用であり得る。
本発明に係る抗体/抗原結合断片、本発明に係る核酸分子、本発明に係るベクター、本発明に係る細胞、又は本発明に係る組成物の使用により治療及び/又は予防される疾患は、癌、感染症、及び自己免疫障害を含む。癌及び/又は感染症の治療及び/又は予防が好ましい。
好ましくは、本発明に係る抗体/抗原結合断片、本発明に係る核酸分子、本発明に係るベクター、本発明に係る細胞、又は本発明に係る組成物は、癌又は腫瘍疾患の予防、治療、及び/又は寛解のために(のための薬剤の調製に)使用され得る。一般に、用語「癌」は、固形腫瘍、特に肉腫、癌腫、及びリンパ腫などの悪性固形腫瘍、及び白血病などの血液癌を含む。癌は、癌腫、肉腫、リンパ腫、白血病、胚細胞腫瘍、及び芽細胞腫を含む。
好ましくは、本発明に係る抗体/抗原結合断片、本発明に係る核酸分子、本発明に係るベクター、本発明に係る細胞、又は本発明に係る組成物は、感染症の予防、治療、及び/又は寛解のために(のための薬剤の調製に)使用され得る。感染症は、ウイルス性、レトロウイルス性、細菌性、及び原虫性の感染症を含む。
更に、本発明に係る抗体/抗原結合断片、本発明に係る核酸分子、本発明に係るベクター、本発明に係る細胞、又は本発明に係る組成物は、自己免疫障害の予防、治療、及び/又は寛解のために(のための薬剤の調製に)使用され得る。通常、自己免疫疾患は、体内に通常存在する物質や組織に対する身体の異常な免疫応答から生じる(自己免疫)。これは特定の臓器に限定される場合もあれば、様々な場所の特定の組織に関係する場合もある。自己免疫疾患は、過敏症の対応するタイプ、即ち、タイプI(即ち、自己血清によって誘発される蕁麻疹)、タイプII、タイプIII、又はタイプIVによって分類することができる。
更に、本発明に係る抗体/抗原結合断片、本発明に係る核酸分子、本発明に係るベクター、本発明に係る細胞、又は本発明に係る(医薬)組成物は、(インビトロ)診断にも有用であり得る。診断方法は、抗体又は抗体断片を試料と接触させることを含み得る。かかる試料は、被験体から単離することができ、例えば、鼻道、鼻腔、唾液腺、肺、肝臓、膵臓、腎臓、眼、耳、胎盤、消化管、心臓、卵巣、脳下垂体、副腎、甲状腺、脳、皮膚、又は血液、好ましくは血漿又は血清から採取した単離組織サンプルであってよい。また、前記診断方法は、特に抗体又は抗体断片をサンプルと接触させた後に、抗原/抗体複合体を検出することを含んでいてよい。かかる検出工程は、典型的には、作業台で、即ち、ヒト又は動物の身体と全く接触することなしに実施される。検出方法の例は、当業者に周知であり、例えば、ELISA(酵素結合免疫吸着測定法)が挙げられる。
また、診断のために、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片の1つ以上の特異性は、疾患の予防及び/又は治療について本質的に前記したように、予防及び/又は治療される疾患又は障害に応じて選択できることが理解される。
更に、本発明はまた、抗原を検出するための又は抗原結合の定量化のための、以下を含むアッセイを提供する:
抗原の多価抗体への結合を可能にする条件下で、本発明に係る抗体又はその抗原結合断片と共に前記抗原をインキュベートすること;及び
抗原抗体結合を検出すること。
例えば、そのようなアッセイは、前記した診断の文脈において有用であり得る。
以下、添付図面の簡単な説明をする。図面は、本発明をより詳細に説明することが意図されている。しかし、それらは本発明の主題を何ら限定することを意図するものではない。
(A)それぞれが単一の可変ドメインVHと3つの定常ドメインCH1、CH2、及びCH3を有する2つの重鎖(灰色)と、それぞれ単一の可変ドメインVLと単一の定常ドメインCLを有する2つの軽鎖(白色)とを含む古典的な単一特異性抗体。エルボー領域を矢印で示す。(B)(A)に示す古典的な単一特異性抗体に由来する本発明に係る抗体の好ましい例(イン-エルボー-インサートIg分子;IEI Ig):各重鎖のエルボー領域に単一の(追加の)機能的ドメインを含むが、軽鎖にはエルボーインサートを含まない抗体;各軽鎖のエルボー領域に単一の(追加の)機能的ドメインを含むが、重鎖にはエルボーインサートを含まない抗体;各重鎖及び各軽鎖のエルボー領域に単一の(追加の)機能的ドメインを含む抗体;各重鎖のエルボー領域に2つの(追加の)機能的ドメインを含むが、軽鎖にはエルボーインサートを含まない抗体;及び各軽鎖のエルボー領域に2つの(追加の)機能的ドメインを含むが、重鎖にはエルボーインサートを含まない抗体。(C)抗体断片又は二重特性抗体に由来する本発明に係る抗原結合断片及び抗体の好ましい例(イン-エルボー-インサートIg分子;IEI Ig):各重鎖のエルボー領域に単一の(追加の)機能的ドメインを含むが、軽鎖にはエルボーインサートを含まないF(ab)断片;各軽鎖のエルボー領域に単一の(追加の)機能的ドメインを含むが、重鎖にはエルボーインサートを含まないF(ab)断片;各重鎖のエルボー領域に単一の(追加の)機能的ドメインを含むが、軽鎖にはエルボーインサートを含まないF(ab)断片;各軽鎖のエルボー領域に単一の(追加の)機能的ドメインを含むが、重鎖にはエルボーインサートを含まないF(ab)断片;単一の重鎖のエルボー領域に単一の(追加の)機能的ドメインを含むが、軽鎖及び他の重鎖にはエルボーインサートを含まないCrossMab/Knobs-in-holes/直交Fab/Fabアーム交換抗体;各重鎖のエルボー領域に1つの単一の(追加の)機能的ドメインを含むが、軽鎖にはエルボーインサートを含まないscFv-(H)IgG;各重鎖のエルボー領域に1つの単一の(追加の)機能的ドメインを含むが、軽鎖にはエルボーインサートを含まないIgG(H)-scFv;各重鎖のエルボー領域に1つの単一の(追加の)機能的ドメインを含むが、軽鎖にはエルボーインサートを含まないscFv-(L)IgG;各重鎖のエルボー領域に1つの単一の(追加の)機能的ドメインを含むが、軽鎖にはエルボーインサートを含まないIgG(L)-scFv;及び各重鎖のエルボー領域に1つの単一の(追加の)機能的ドメインを含むが、軽鎖にはエルボーインサートを含まないDVD-Ig。 図2は、実施例1について、足場抗体(GCE536,C1)と比較した本発明に係る7種の抗体構築物(C2からC8)のスキームを示す。 図3は、実施例2について、抗原又は抗ドメイン抗体のセットを使用して行ったELISA試験における結合値(OD)及び相対抗体濃度の非線形回帰分析によって決定したEC50値を示す。構築物を、IE(単離体9215)への結合についても試験し、1μg/mlの濃度での結合値(%)を示す。 図4は、実施例3について、C4及び各種対照のGM-CSF及びコラーゲンに対するSPR結合曲線を示す。足場としてGCE536を使用するC4及びC5はGM-CSFに結合するが、C4のみがコラーゲンに結合される。非特異的なFI174及びコラーゲン特異的なMGDUCA抗体は、特異的な結合シグナルを示さない。 図5は、実施例3について、C4及び各種対照のGM-CSF及びコラーゲンに対するSPR結合曲線を示す。C4及びGCE536はGM-CSFに結合するが、C4のみがコラーゲンによって認識される。コラーゲン特異的MGDUCA抗体は、コラーゲンのみに結合する。対照抗体TT107は、TT特異的モノクローナル抗体であり、これは、SPR実験で特異的な結合シグナルを示さない。 図6は、実施例4について、足場抗体(GCE536)と比較したC5、C5b、C6、及びC6b構築物のGM-CSFに対する又は抗PD1又は抗SLAM抗体によるELISA結合曲線を示す。PD1を含むC5及びC5b並びにSLAMを含むC6及びC6b構築物は、それぞれ抗PD1又は抗SLAM抗体によって認識される。構築物はいずれも、GCE536としてGM-CSFに結合する。C5b及びC6中のリンカーの存在は、結合に影響を及ぼさない。 図7は、実施例6について、足場C1bと比較したC9構築物に対するStrep-タクチン抗体のELISA結合曲線を示す。C9構築物のエルボーに挿入されたTwin Strepタグは、Strep-タクチン抗体によって特異的に認識される。 図8は、実施例7について、足場抗体(FI174)と比較した4つの更なる抗体構築物(C9~C12)のスキームを示す。 図9は、実施例8について、C9及びC10並びに各種対照のH1とTTに対するSPR結合曲線を示す。C9及びC10は、H1とTTの両方に対する二重の結合を示す。TT107は、TT特異的なモノクローナル抗体である。 図10は、実施例8について、C11及びC12並びに各種対照のH1及びRSV Fタンパク質に対するSPR結合曲線を示す。C11及びC12は、H1とRSV Fタンパク質の両方に対する二重の結合を示す。MPE8は、RSV Fタンパク質特異的なモノクローナル抗体である。
実施例
特に定義しない限り、本明細書で使用する全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する分野の当業者に一般的に理解されている意味と同じ意味を有する。本明細書に記載するものと類似又は等価な方法及び材料を本発明の実施又は試験で用いることができるが、好適な方法及び材料を以下に記載する。本明細書に記載する全ての刊行物、特許出願、特許、及び他の参照文献は、その全体が参照によって援用される。矛盾する場合、定義を含む本明細書が優先する。更に、材料、方法、及び実施例は、単なる例示であり、限定を意図するものではない。
実施例1:足場抗体のエルボー領域に各種Ig様機能的ドメインを挿入する抗体変異体の設計及び構築
抗体の特異性に対する抗体のエルボー領域に挿入された異なる(追加の)機能的ドメインの効果を調べるために、非変異LAIR1(配列番号12)、変異LAIR1(配列番号13)、又は他のIg様ドメインを足場として使用した抗体のエルボー領域に挿入した7種の構築物(「C2~C8」と命名)を設計した。構築物C2~C3は、構築物C1と同一の完全な重鎖定常領域を有する(VH:配列番号5、VL:配列番号6、重鎖定常領域:配列番号3、軽鎖定常領域:配列番号7)。構築物C4~C6は、抗体GCE536と同一の完全な重鎖定常領域を有する(VH:配列番号1、VL:配列番号2、重鎖定常領域:配列番号3、カッパ軽鎖定常領域:配列番号:4;Piccoli, L., et al. Neutralization and clearance of GM-CSF by autoantibodies in pulmonary alveolar proteinosis. Nature communications 6, 7375 (2015))。構築物C7~C8は、構築物C1bと同一の完全な重鎖定常領域を有する(VH:配列番号8、VL:配列番号9、重鎖定常領域:配列番号3、軽鎖定常領域:配列番号4)。構築物の軽鎖は、足場抗体と比較して改変しなかった。いずれの構築物も、最終的にモノクローナル抗体(重鎖及び軽鎖)として発現させた。
以下の構築物を作製した。図2に模式的に示す。
1.「C1」(VH:配列番号5、VL:配列番号6、重鎖定常領域:配列番号3、軽鎖ラムダ定常領域:配列番号7)は、対照目的の組換え単一特異性抗体である。C1は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH3-30」);重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH6」);重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及び軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖ラムダ定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
2.「C1b」(VH:配列番号8、VL:配列番号9、重鎖定常領域:配列番号3、軽鎖カッパ定常領域:配列番号4)は、対照目的の組換え単一特異性抗体である。C1は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH3-20」);重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH3」);重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及び軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖カッパ定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
3.構築物「C2」では、変異LAIR-1断片(「LAIR1mut」;配列番号13)を、組換え単一特異性抗体「C1」のエルボー領域に挿入した(前記参照)。変異LAIR1断片では、コラーゲンへのLAIR1の結合は行われないが、変異LAIR1断片は、P.ファルシパルム感染赤血球に強力に結合する(Tan, J., Pieper, K., Piccoli, L., et al. A LAIR1 insertion generates broadly reactive antibodies against malaria variant antigens. Nature 529, 105-109 (2016);国際公開第2016/207402A1号)。構築物「C2」(完全な重鎖:配列番号53、完全な軽鎖:配列番号54)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:C1の重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH3-30」);C1の重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);C1の重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH6」);MGD21の変異LAIR-1断片の発現産物(「LAIR1D21」);重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、C1の軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及びC1の軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
4.構築物「C3」では、非変異LAIR-1断片(「LAIR1gen」;配列番号12)を、組換え単一特異性抗体「C1」のエルボー領域に挿入した(前記参照)。構築物「C3」(完全な重鎖:配列番号55、完全な軽鎖:配列番号54)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:C1の重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH3-30」);C1の重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);C1の重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH6」);非変異LAIR-1断片の発現産物(「LAIR1gen」);重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、C1の軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及びC1の軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
5.構築物「C4」では、非変異LAIR-1断片(「LAIR1gen」;配列番号13)を、抗体GCE536のエルボー領域に挿入した。構築物「C4」(完全な重鎖:配列番号56、完全な軽鎖:配列番号57)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:GCE536の重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH1-46」);GCE536の重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);GCE536の重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH6」);非変異LAIR-1断片の発現産物(「LAIR1gen」);重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、GCE536の軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及びGCE536の軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
6.構築物「C5」では、PD1分子の細胞外Ig様ドメイン(「PD1」;配列番号14)を、抗体GCE536のエルボー領域に挿入した。構築物「C5」(完全な重鎖:配列番号58、完全な軽鎖:配列番号57)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:GCE536の重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH1-46」);GCE536の重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);GCE536の重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH6」);PD1分子の細胞外Ig様ドメインの発現産物(「PD1」);重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、GCE536の軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及びGCE536の軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
7.構築物「C5b」では、隣接イントロン配列(「15-mer JH-PD1」、配列番号49及び「15-mer PD1-CH1」リンカー」、配列番号50)を有するPD1分子の細胞外Ig様ドメイン(「PD1」;配列番号14)を、抗体GCE536のエルボー領域に挿入した。構築物「C5」(完全な重鎖:配列番号59、完全な軽鎖:配列番号57)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:GCE536の重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH1-46」);GCE536の重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);GCE536の重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH6」);リンカーの発現産物(「15-mer JH-PD1」);PD1分子の細胞外Ig様ドメインの発現産物(「PD1」);リンカーの発現産物(「15-mer PD1-CH」);重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、GCE536の軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及びGCE536の軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖カッパ定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
8.構築物「C6」では、SLAMの細胞外Ig様ドメイン(「SLAM」;配列番号15)を、抗体GCE536のエルボー領域に挿入した。構築物「C6」(完全な重鎖:配列番号60、完全な軽鎖:配列番号57)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:GCE536の重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH1-46」);GCE536の重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);GCE536の重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH6」);SLAMの細胞外Ig様ドメインの発現産物(「SLAM」);重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、GCE536の軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及びGCE536の軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
9.構築物「C6b」では、隣接イントロン配列(「15-mer JH-SLAM」、配列番号51及び「15-mer SLAM-CH1」リンカー」、配列番号52)を有するSLAM分子の細胞外Ig様ドメイン(「SLAM」;配列番号15)を、抗体GCE536のエルボー領域に挿入した。構築物「C6」(完全な重鎖:配列番号61、完全な軽鎖:配列番号57)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:GCE536の重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH1-46」);GCE536の重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);GCE536の重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH6」);リンカーの発現産物(「15-mer JH-SLAM」);SLAM分子の細胞外Ig様ドメインの発現産物(「SLAM」);リンカーの発現産物(「15-mer SLAM-CH」);重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、GCE536の軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及びGCE536の軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖カッパ定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
10.構築物「C7」では、PD1分子の細胞外Ig様ドメイン(「PD1」;配列番号14)を、組換え単一特異性抗体「C1b」のエルボー領域に挿入した(前記参照)。構築物「C7」(完全な重鎖:配列番号62、完全な軽鎖:配列番号63)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH3-20」);重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH3」);PD1分子の細胞外Ig様ドメインの発現産物(「PD1」);重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及び軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
11.構築物「C8」では、SLAM分子の細胞外Ig様ドメイン(「SLAM」;配列番号15)を、組換え単一特異性抗体「C1b」のエルボー領域に挿入した(前記参照)。構築物「C8」(完全な重鎖:配列番号64、完全な軽鎖:配列番号63)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH3-20」);重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH3」);SLAM分子の細胞外Ig様ドメインの発現産物(「SLAM」);重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及び軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
実施例2:Ig様ドメインを抗体のエルボー領域に挿入して機能的抗体が得られる
実施例1に記載した8つの抗体構築物を、一過性トランスフェクションによる組換えにより産生した。この目的のために、抗体の重鎖及び軽鎖をヒトIgG1、Igκ、及びIgλ発現ベクターにクローニングし、ポリエチレンイミン(PEI)を使用したExpi293F細胞(ThermoFisher Scientific)の一過性トランスフェクションにより発現させた。細胞株は、マイコプラズマ汚染について汎用法により試験した。
次に、抗体構築物C1~C8及び対照抗体GCE536(実施例1参照)の9215 IE(感染した赤血球)の染色について試験し、1μg/mlの抗体濃度での結合値(%)を、シグモイド曲線モデル(Graphpad Prism 6)に当てはめた結合曲線の補間により計算した。更に、組換えヒトコラーゲン、抗ヒトLAIR1抗体、組換えヒトGM-CSF、抗PD1、及び抗SLAM抗体への結合をELISAで試験した。簡潔に説明すると、Certified Reference Material 470(ERMs-DA470、Sigma-Aldrich)を標準として使用し、ヤギ抗ヒトIgG(SouthernBiotech、2040-01)でコーティングした96ウェルMaxiSorpプレート(Nunc)を使用して、総IgGを定量した。抗体構築物の特異的結合を試験するために、ELISAプレートを2μgml-1のI型組換えヒトコラーゲン(Millipore、CC050)、2μgml-1の抗ヒトLAIR1抗体(クローンDX26、BD Biosciences 550810)、1μgml-1の組換えヒトGM-CSF(Gentaur)、2μgml-1の抗PD1又は抗SLAM抗体(R&D Systems、AF1086及びAF164)でコーティングした。プレートを1%ウシ血清アルブミン(BSA)でブロッキングし、滴定抗体と共にインキュベートした後、APコンジュゲートヤギ抗ヒトIgG、Fcγ断片特異的(Jackson Immuno Research、109-056-098)とインキュベートした。次いで、プレートを洗浄し、基質(p-NPP、Sigma)を加え、プレートを405nmで読み取った。
各結合試験の結果を図3に示す。LAIR1を有する抗体構築物は、IEを染色し、抗LAIR1抗体によって認識された。抗GM-CSF抗体のエルボー領域へのLAIR1、PD1、又はSLAMIg様ドメインの挿入は、GM-CSFへの結合に影響を及ぼさず(構築物C4~C6)、このことは、この部位が、元の抗体特異性に影響を及ぼすことなく各種ドメインの挿入を許容する。対照的に、CDR3へのLAIR1の挿入は、GM-CSFへの結合を無効にした(データは示さず)。したがって、エルボー領域は、元の抗体特異性に影響を及ぼすことなく各種ドメインの挿入を許容する。
実施例3:エルボーにIg様ドメインを含む構築物は、2つの異なる抗原に同時に結合できる
エルボー領域に結合部位を有する二重特異性構築物が両方の特異性で同時に結合できるかどうかを試験するために、同時結合を表面プラズモン共鳴(SPR)で調べた。この目的のために、GM-CSFに特異的なV(D)J領域を有し、エルボーに非変異LAIR1(コラーゲンの結合部位)を有する二重特異性構築物C4を、表面プラズモン共鳴(SPR)によって、GM-CSFとコラーゲンへの同時結合について試験した。
1つの実験では、GM-CSFをセンサーチップの表面に固定化し、構築物を注入した後、コラーゲンを注入した。抗体C5及びGCE536(前記参照)、抗体MGDUCA(非変異LAIR1を含むため、コラーゲンに結合可能;Tan, J., Pieper, K., Piccoli, L., et al. A LAIR1 insertion generates broadly reactive antibodies against malaria variant antigens. Nature 529, 105-109 (2016);VH:配列番号71、VL:配列番号72、重鎖定常領域:配列番号3、軽鎖定常領域:配列番号4)及び抗体FI174(インフルエンザH1ヘマグルチニンに特異的;Pappas, L., et al. Rapid development of broadly influenza neutralizing antibodies through redundant mutations. Nature 516, 418-422 (2014);(VH:配列番号10、VL:配列番号11、重鎖定常領域:配列番号3、軽鎖定常領域:配列番号4)を対照として使用した。簡潔に説明すると、GM-CSF(200nM)を10mM酢酸バッファ(pH4.5)で安定化させ、エチル(ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド/N-ヒドロキシスクシンイミド(EDC/NHS)(pre-activatedProteOnsensor chip (Bio-Rad))上にアミンカップリングにより固定化し、未反応基を1MエタノールアミンHClの注入によりブロッキングした。HEPES緩衝生理食塩水(HBS)(10mMHEPES、pH7.4、150mM NaCl、3mM EDTA、0.005%界面活性剤Tween-20)をランニングバッファーとして使用した。注入はいずれも、100μl/minの流量で行った。モノクローナル抗体をHBSで10nMに希釈し、GM-CSFでコーティングしたチップに240秒間注入し、続いて120秒間コラーゲン(50nM)を注入した。チップの1つのチャネルにHBSを注入し、分析のレファレンスとして使用した。GM-CSF及びコラーゲンに対するモノクローナル抗体の各結合相互作用は、ProteONXPR36機器(Bio-Rad)を使用して評価し、データをProteOn Managerソフトウェアで処理した。
結果を図4に示す。GCE536を足場として使用する構築物C4及びC5(実施例1参照)は、GM-CSFに結合する。次いで、C4及びC5のうちC4(エルボー領域にLAIR1を有する、一方、C5は、エルボー領域にPD1のIg様ドメインを有する)のみがコラーゲンに結合される。単一特異性抗GM-CSF抗体GCE536はGM-CSFにのみ結合し、コラーゲンには結合しない。抗H1抗体FI174及びコラーゲン特異的MGDUCA抗体は、特異的な結合シグナルを示さない。まとめると、これらのデータは、二重特異性構築物C4がGM-CSFに結合し、次いで、コラーゲンがC4のLAIR1ドメインに結合したことを示す。
第2の実験では、タンパク質Aを使用して構築物を捕捉した後、アナライトの同時注入(GM-CSFの後にコラーゲン)を行った。この実験では、抗体GCE536及びMGDUCA(いずれも実施例1及び2に記載)及び抗体TT107(破傷風トキソイド(TT)に特異的;VH:配列番号73、VL:配列番号74、重鎖定常領域:配列番号3、軽鎖定常領域:配列番号4)を対照として使用した。簡潔に説明すると、タンパク質A(25μg/ml)を10mM酢酸バッファ(pH4.5)で安定化させ、エチル(ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド/N-ヒドロキシスクシンイミド(EDC/NHS)(pre-activatedProteOnsensor chip (Bio-Rad))上にアミンカップリングにより固定化し、未反応基を1MエタノールアミンHClの注入によりブロッキングした。HEPES緩衝生理食塩水(HBS)(10mMHEPES、pH7.4、150mM NaCl、3mM EDTA、0.005%界面活性剤Tween-20)をランニングバッファーとして使用した。注入はいずれも、100μl/minの流量で行った。モノクローナル抗体をHBSで10nMに希釈し、タンパク質Aでコーティングしたチップに捕捉のために240秒間注入した後、GM-CSFコラーゲン(50nM)とその直後にコラーゲン(50nM)を合計110秒間同時注入した。チップの1つのチャネルにHBSを注入し、分析のためのレファレンスとして使用した。GM-CSF及びコラーゲンに対するモノクローナル抗体の各結合相互作用を、ProteONXPR36機器(Bio-Rad)を使用して評価し、データをProteOn Managerソフトウェアで処理した。
結果を図5に示す。構築物C4及びGCE536は、GM-CSFに結合する。ただし、C4のみがコラーゲンによって認識される。コラーゲン特異的MGDUCA抗体はコラーゲンのみに結合する。対照抗体TT107は、TT(破傷風トキソイド)特異的モノクローナル抗体であり、このSPR実験では特異的な結合シグナルを示さない。まとめると、これらの結果は、Ig様ドメインなどの(追加の)機能的ドメインをエルボー領域に含む構築物が、(i)エルボー結合部位の結合パートナーと(ii)足場抗体の可変ドメインによって認識される抗原に同時に結合できることを示す。
実施例4:Ig様ドメインは、抗体のエルボー領域に隣接リンカーと共に挿入され、機能的抗体がもたらされる
抗体構築物C5b及びC6bは、C5及びC6構築物のエルボーに挿入された同一ドメイン(PD1又はSLAM)を含み、JHとドメインとの間及びドメインとCH1との間に2つの追加15-merアミノ酸リンカーが挿入されている。構築物を、ELISAにより組換えヒトGM-CSF、抗PD1、及び抗SLAM抗体への結合について試験した。簡潔に説明すると、Certified Reference Material 470(ERMs-DA470、Sigma-Aldrich)を標準として使用し、ヤギ抗ヒトIgG(SouthernBiotech、2040-01)でコーティングした96ウェルMaxiSorpプレート(Nunc)を使用して、総IgGを定量した。抗体構築物の特異的結合を試験するために、ELISAプレートを1μgml-1の組換えヒトGM-CSF(Gentaur)、2μgml-1の抗PD1又は抗SLAM抗体(R&D Systems、AF1086及びAF164)でコーティングした。プレートを1%ウシ血清アルブミン(BSA)でブロッキングし、滴定抗体と共にインキュベートした後、APコンジュゲートヤギ抗ヒトIgG、Fcγ断片特異的(Jackson Immuno Research、109-056-098)とインキュベートした。次いで、プレートを洗浄し、基質(p-NPP、Sigma)を加え、プレートを405nmで読み取った。
各結合試験の結果を図6に示す。隣接リンカーと共にPD1又はSLAM Ig様ドメインを抗GM-CSF抗体のエルボー領域に挿入すると、GM-CSFへの結合に影響を及ぼさず、このことは、この部位が、元の抗体の特異性に影響を及ぼすことなく、隣接リンカーを有する各種ドメインの挿入が可能であることを示す。更に、C5とC5bの両方が抗PD1抗体によって同等に認識されたので、リンカーの存在は、Ig様ドメインを変更しなかった。抗SLAM抗体によって認識されるC6及びC6bについても同様の結果が得られた。まとめると、これらの知見は、ドメインを主要な抗体の足場から遠ざける追加のリンカーと共にドメインをエルボーに挿入することがきることを示唆する。理論に拘束されるものではないが、リンカーは、挿入物の柔軟性を高めることができると考えられる。
実施例5:エルボー領域に挿入された分子タグを含む抗体の設計
抗体検出のために抗体のエルボー領域に挿入されたタグを使用する可能性について調べるために、ツインStrepタグを足場抗体C1b(実施例1参照)の重鎖のエルボー領域に挿入した1つの構築物(「C9」と名付ける)。構築物の軽鎖は、足場抗体と比較して変更しなかった。構築物は、最終的にモノクローナル抗体(重鎖及び軽鎖)として発現した。
構築物「C9」を図2に模式的に示す。構築物「C9」では、ツインStrepタグ(「2XST」;配列番号20)を、組換え単一特異性抗体「C1b」のエルボー領域に挿入した(前記参照)。構築物「C9」(完全な重鎖:配列番号65、完全な軽鎖:配列番号63)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH3-20」);重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH3」);ツインStrepタグの発現産物(「2XST」);重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及び軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖カッパ定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
実施例6:分子タグが抗体のエルボー領域に挿入され、機能的抗体がもたらされる
実施例5に記載した抗体構築物「C9」を、一過性トランスフェクションによる組換えにより産生した。この目的のために、抗体の重鎖及び軽鎖をヒトIgG1及びIgκ発現ベクターにクローニングし、ポリエチレンイミン(PEI)を使用したExpi293F細胞(ThermoFisher Scientific)の一過性トランスフェクションにより発現させた。細胞株は、マイコプラズマ汚染について汎用法により試験した。
次に、抗体構築物C9及び対照抗体C1b(実施例1参照)を、ELISAによりStrepタグ特異的Strepタクチン分子による認識について試験した。簡潔に説明すると、Certified Reference Material 470(ERMs-DA470、Sigma-Aldrich)を標準として使用し、ヤギ抗ヒトIgG(SouthernBiotech、2040-01)でコーティングした96ウェルMaxiSorpプレート(Nunc)を使用して、総IgGを定量した。抗体構築物の特異的結合を試験するために、ELISAプレートを10μgml-1の抗ヒトIgG抗体(SouthernBiotech)でコーティングし、プレートを1%ウシ血清アルブミン(BSA)でブロッキングし、滴定抗体と共にインキュベートした後、APコンジュゲートStrep-Tactin(Iba Lifesciences)とインキュベートした。次いで、プレートを洗浄し、基質(p-NPP、Sigma)を加え、プレートを405nmで読み取った。
結果を図7に示す。Strepタグを有する抗体構築物「C9」は、Strepタグ特異的なStrepタクチンによって効率的且つ特異的に認識されたが、Strepタグを有しない対照「C1b」抗体は認識されなかった。これらの結果は、エルボーが抗体の認識と追跡を可能にする分子タグの挿入を許容することを示唆する。
実施例7:エルボー領域に挿入された単鎖抗体可変ドメイン(VHH)又は単鎖可変断片(ScFv)を含む抗体の設計
Ig様ドメイン以外の(追加の)機能的ドメインのエルボー領域への挿入が機能的多重特異性抗体をもたらすかどうかを調べるために、4種の新たな構築物を設計した(C9~C12)。4種の新たな構築物C9~C12では、破傷風トキソイド(TT)又は呼吸器合胞体ウイルス(RSV)の融合(F)タンパク質に特異的な、単鎖抗体可変ドメイン(VHH)又は単鎖可変断片(ScFv)それぞれを、インフルエンザH1ヘマグルチニンに特異的な抗体(FI174;Pappas, L., et al. Rapid development of broadly influenza neutralizing antibodies through redundant mutations. Nature 516, 418-422 (2014);VH:配列番号10、VL:配列番号11、重鎖定常領域:配列番号3、軽鎖カッパ定常領域:配列番号12/配列番号4)のエルボー領域に挿入した。構築物の軽鎖は、足場抗体FI174と比較して変更しなかった。いずれもの築物も、最終的にモノクローナル抗体(重鎖及び軽鎖)として発現させた。
以下の変異体を作製した。図8に模式的に示す。
1.構築物「C10」では、抗TT VHH(「T3-VHH」;Rossotti, M.A., et al. Increasing the potency of neutralizing single-domain antibodies by functionalization with a CD11b/CD18 binding domain. mAbs 7, 820-828 (2015);配列番号16)をFI174のエルボー領域に挿入した。構築物「C10」(完全な重鎖:配列番号66、完全な軽鎖:配列番号67)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:FI174の重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH」);FI174の重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);FI174の重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH」);抗TT VHH(「T3-VHH」;Rossotti, M.A., et al. Increasing the potency of neutralizing single-domain antibodies by functionalization with a CD11b/CD18 binding domain. mAbs 7, 820-828 (2015)の発現産物;重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、FI174の軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及びFI174の軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
2.構築物「C11」では、抗TT ScFv(「TT39.7-ScFv」;配列番号17)をFI174のエルボー領域に挿入した。構築物「C11」(完全な重鎖:配列番号68、完全な軽鎖:配列番号67)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:FI174の重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH」);FI174の重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);FI174の重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH」);抗TT ScFvの発現産物(「TT39.7-ScFv」);重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、FI174の軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及びFI174の軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
3.構築物「C12」では、抗RSV Fタンパク質VHH(「F4-VHH」; Rossey, I., et al. Potent single-domain antibodies that arrest respiratory syncytial virus fusion protein in its prefusion state. Nature communications 8, 14158 (2017);配列番号18)をFI174のエルボー領域に挿入した。構築物「C12」(完全な重鎖:配列番号69、完全な軽鎖:配列番号67)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:FI174の重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH」);FI174の重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);FI174の重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH」);抗RSV Fタンパク質VHH(「F4-VHH」; Rossey, I., et al. Potent single-domain antibodies that arrest respiratory syncytial virus fusion protein in its prefusion state. Nature communications 8, 14158 (2017)の発現産物;重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、FI174の軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及びFI174の軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
4.構築物「C13」では、抗RSV Fタンパク質ScFv(「MPE8-ScFv」; Corti, D., et al. Cross-neutralization of four paramyxoviruses by a human monoclonal antibody. Nature 501, 439-443 (2013);配列番号19)をFI174のエルボー領域に挿入した。構築物「C13」(完全な重鎖:配列番号70、完全な軽鎖:配列番号67)は、以下によって(NからC末端にこの順で)形成される:FI174の重鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物(「VH」);FI174の重鎖可変ドメインのD(多様性)遺伝子セグメントの発現産物(「D」);FI174の重鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物(「JH」);抗RSV Fタンパク質ScFv(「MPE8-ScFv」; Corti, D., et al. Cross-neutralization of four paramyxoviruses by a human monoclonal antibody. Nature 501, 439-443 (2013)の発現産物;重鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物(IgG1アイソタイプ);及び別の鎖上に、FI174の軽鎖可変ドメインのV(可変)遺伝子セグメントの発現産物及びFI174の軽鎖可変ドメインのJ(結合)遺伝子セグメントエレメントの発現産物;軽鎖定常領域のC(定常)遺伝子セグメントの発現産物。
実施例8:VHH及びScFvがエルボー領域に挿入され、機能的二重特異性抗体が得られる
実施例4に記載した4種の新たな抗体構築物を、一過性トランスフェクションにより組換えにより産生した。この目的のために、抗体の重鎖及び軽鎖をヒトIgG1、Igκ、及びIgλ発現ベクターにクローニングし、ポリエチレンイミン(PEI)を使用したExpi293F細胞(ThermoFisher Scientific)の一過性トランスフェクションにより発現させた。構築物を、表面プラズモン共鳴(SPR)により、(i)H1及び(ii)TT又はRSV Fタンパク質への二重の結合について試験した。
第1の実験では、構築物C10及びC11(FI174のエルボー領域にTT特異的VHH又はscFvを含む)を分析しました。この目的のために、プロテインAを使用して構築物を捕捉し、続いてアナライトの同時注入を行った(最初のアナライトとしてH1、その直後にTT)。対照として、TT特異的抗体TT107及びH1特異的抗体FI174を使用した。簡潔に説明すると、プロテインA(25μg/ml)を10mM酢酸バッファ(pH4.5)で安定化させ、エチル(ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド/N-ヒドロキシスクシンイミド(EDC/NHS)(pre-activatedProteOnsensor chip (Bio-Rad))上にアミンカップリングにより固定化し、未反応基を1MエタノールアミンHClの注入によりブロッキングした。HEPES緩衝生理食塩水(HBS)(10mMHEPES、pH7.4、150mM NaCl、3mM EDTA、0.005%界面活性剤Tween-20)をランニングバッファーとして使用した。注入はいずれも、100μl/minの流量で行った。モノクローナル抗体をHBSで10nMに希釈し、プロテインAでコーティングしたチップに捕捉のために240秒間注入した後、H1 カリフォルニアヘマグルチニン(50nM)とその直後に破傷風トキソイド(50nM)を合計110秒間同時注入した。チップの1つのチャネルにHBSを注入し、分析のためのレファレンスとして使用した。H1及びTTに対するモノクローナル抗体の各結合相互作用を、ProteONXPR36機器(Bio-Rad)を使用して評価し、データをProteOn Managerソフトウェアで処理した。結果を図9に示す。構築物C10及びC11(TT特異的ドメイン(VHH又はScFv)を有する)は、H1とTTの両方に結合し、対照抗体FI174及びTT107は、それぞれH1のみ又はTTのみを認識する。
第2の実験では、構築物C12及びC13(FI174のエルボー領域にRSV Fタンパク質特異的VHH又はscFvを含む)を分析しました。この目的のために、プロテインAを使用して構築物を捕捉し、続いてアナライトの同時注入を行った(最初のアナライトとしてH1、その直後にRSV Fタンパク質)。対照として、RSV Fタンパク質特異的抗体MPE8及びH1特異的抗体FI174を使用した。簡潔に説明すると、プロテインA(25μg/ml)を10mM酢酸バッファ(pH4.5)で安定化させ、エチル(ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド/N-ヒドロキシスクシンイミド(EDC/NHS)(pre-activatedProteOnsensor chip (Bio-Rad))上にアミンカップリングにより固定化し、未反応基を1MエタノールアミンHClの注入によりブロッキングした。HEPES緩衝生理食塩水(HBS)(10mMHEPES、pH7.4、150mM NaCl、3mM EDTA、0.005%界面活性剤Tween-20)をランニングバッファーとして使用した。注入はいずれも、100μl/minの流量で行った。モノクローナル抗体をHBSで10nMに希釈し、プロテインAでコーティングしたチップに捕捉のために240秒間注入した後、H1 カリフォルニアヘマグルチニン(50nM)とその直後にRSV Fタンパク質(50nM)を合計110秒間同時注入した。チップの1つのチャネルにHBSを注入し、分析のためのレファレンスとして使用した。H1及びRSV Fタンパク質に対するモノクローナル抗体の各結合相互作用を、ProteONXPR36機器(Bio-Rad)を使用して評価し、データをProteOn Managerソフトウェアで処理した。結果を図10に示す。構築物C12及びC13(RSV Fタンパク質特異的ドメイン(VHH又はScFv)を有する)は、H1とRSV Fタンパク質の両方に結合し、対照抗体FI174及びMPE8は、それぞれH1のみ又はRSV Fタンパク質のみを認識する。
まとめると、データは、FI174のエルボー領域へのVHH又はScFvドメインの挿入が、H1ヘマグルチンへの結合に影響を及ぼさなかったことを示し、このことは、Ig様ドメインについて既に上で示したように、この部位が、元の抗体特異性に影響を及ぼすことなく、各種ドメインの挿入を許容することを示す。抗体足場のVDJ領域とエルボーに挿入されたVHH又はScFvドメインとによる2つの異なる特異的抗原の二重同時認識は、エルボーに異なるタイプの挿入物を有する機能的二重特異性抗体を生成できることを示す。
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Claims (26)

  1. 第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖とを含む抗体又はその抗原結合断片であって、
    前記第1のポリペプチド鎖が、NからC末端方向に、
    (i)1つ以上の可変ドメイン;
    (ii)機能的ドメイン;及び
    (iii)1つ以上の定常ドメインを含み、
    前記第2のポリペプチド鎖が、NからC末端方向に、
    (iv)前記第1のポリペプチド鎖の前記1つ以上の可変ドメインと抗原結合部位を形成する1つ以上の可変ドメイン;
    (v)機能的ドメイン;及び
    (vi)1つ以上の定常ドメインを含み、
    前記第1のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(ii)が前記第2のポリペプチド鎖の断片を含まず、前記第2のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(v)が前記第1のポリペプチド鎖の断片を含まず;前記第2のポリペプチド鎖又はその断片は、前記第1のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(ii)の機能性に必要ではなく、関与もせず、前記第1のポリペプチド鎖又はその断片は、前記第2のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(v)の機能性に必要ではなく、関与もせず;前記第1のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(ii)の機能性に必要な又は関与する全てのアミノ酸は、前記第1のポリペプチド鎖自体の前記機能的ドメイン(ii)に含まれ、前記第2のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(v)の機能性に必要な又は関与する全てのアミノ酸は、前記第2のポリペプチド鎖自体の前記機能的ドメイン(v)に含まれ、
    (a)前記第1のポリペプチド鎖の前記1つ以上の定常ドメインが少なくともCH1定常ドメインを含む重鎖定常ドメインであり、前記第1のポリペプチド鎖の前記1つ以上の可変ドメインが重鎖可変ドメインVHであり、前記第2のポリペプチド鎖の前記定常ドメインが軽鎖定常ドメインCLであり、前記第2のポリペプチド鎖の前記1つ以上の可変ドメインが軽鎖可変ドメインVLである、又は
    (b)前記第1のポリペプチド鎖の前記定常ドメインが軽鎖定常ドメインCLであり、前記第1のポリペプチド鎖の前記1つ以上の可変ドメインが軽鎖可変ドメインVLであり、前記第2のポリペプチド鎖の前記1つ以上の定常ドメインが少なくともCH1定常ドメインを含む重鎖定常ドメインであり、前記第2のポリペプチド鎖の前記1つ以上の可変ドメインが重鎖可変ドメインVHであり;
    前記第1のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(ii)及び前記第2のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(v)が、独立して下記を含む又はからなることを特徴とする抗体又はその抗原結合断片
    キャリアドメイン;
    レポータードメイン;
    タグ;
    局在化ドメイン;
    (独立した)結合部位;
    酵素若しくは酵素ドメイン;
    受容体若しくはその機能的断片;又は
    リガンド若しくはその機能的断片
  2. 第1のポリペプチド鎖と第2のポリペプチド鎖とを含む抗体又はその抗原結合断片であって、
    前記第1のポリペプチド鎖が、NからC末端方向に、
    (i)1つ以上の可変ドメイン;
    (ii)機能的ドメイン;及び
    (iii)1つ以上の定常ドメインを含み、
    前記第2のポリペプチド鎖が、NからC末端方向に、
    (iv)前記第1のポリペプチド鎖の前記1つ以上の可変ドメインと抗原結合部位を形成する1つ以上の可変ドメイン;及び
    (vi)1つ以上の定常ドメインを含み、
    前記第2のポリペプチド鎖が機能的ドメイン(v)を含まず、前記第2のポリペプチド鎖の最もC末端側の可変ドメインのC末端が前記第2のポリペプチド鎖の最もN末端側の定常ドメインのN末端に直接結合しており、
    前記第1のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(ii)が前記第2のポリペプチド鎖の断片を含まず;前記第2のポリペプチド鎖又はその断片は、前記第1のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(ii)の機能性に必要ではなく、関与もせず;前記第1のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(ii)の機能性に必要な又は関与する全てのアミノ酸は、前記第1のポリペプチド鎖自体の前記機能的ドメイン(ii)に含まれ、
    (a)前記第1のポリペプチド鎖の前記1つ以上の定常ドメインが少なくともCH1定常ドメインを含む重鎖定常ドメインであり、前記第1のポリペプチド鎖の前記1つ以上の可変ドメインが重鎖可変ドメインVHであり、前記第2のポリペプチド鎖の前記定常ドメインが軽鎖定常ドメインCLであり、前記第2のポリペプチド鎖の前記1つ以上の可変ドメインが軽鎖可変ドメインVLである、又は
    (b)前記第1のポリペプチド鎖の前記定常ドメインが軽鎖定常ドメインCLであり、前記第1のポリペプチド鎖の前記1つ以上の可変ドメインが軽鎖可変ドメインVLであり、前記第2のポリペプチド鎖の前記1つ以上の定常ドメインが少なくともCH1定常ドメインを含む重鎖定常ドメインであり、前記第2のポリペプチド鎖の前記1つ以上の可変ドメインが重鎖可変ドメインVHであり;
    前記第1のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(ii)が、下記を含む又はからなることを特徴とする抗体又はその抗原結合断片
    キャリアドメイン;
    レポータードメイン;
    タグ;
    局在化ドメイン;
    (独立した)結合部位;
    酵素若しくは酵素ドメイン;
    受容体若しくはその機能的断片;又は
    リガンド若しくはその機能的断片
  3. 前記CH1ドメインが、以下のクラス:γ、α、μ、ε、及びδから選択される;及び/又は
    前記CLドメインが、以下のクラス:κ及びλから選択される請求項1から2のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  4. 前記第1のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(ii)及び/又は前記第2のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(v)が、Ig様ドメインを含む又はからなる請求項1から3のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  5. 前記Ig様ドメインが、PD1、SLAM、CD2、CD3、CD4、CD8、CD19、CD22、CD33、CD80、又はCD86のIg様ドメインから選択される請求項4に記載の抗体又はその抗原結合断片。
  6. 前記キャリアドメインが、前記抗体又はその抗原結合断片の、薬剤又は造影剤へのコンジュゲーションを提供する請求項1から5のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  7. 前記レポータードメインが、GFP、YFP、RFP、CFP、ルシフェラーゼ、ベータ-ガラクトシダーゼ、又はペルオキシダーゼをコードするアミノ酸配列を含む又はからなる請求項1から5のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  8. 前記タグが、親和性タグ、可溶化タグ、クロマトグラフィータグ、エピトープタグ、又は蛍光タグである請求項1から5のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  9. 前記酵素ドメインが、触媒ドメインである請求項1から5のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  10. 前記受容体の機能的断片が、受容体のIg様ドメインである請求項1から5のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  11. 前記機能的ドメインが、(i)PD1、SLAM、LAIR1、CTLA4、BTLA、TIM-3、TIGIT、CD200R1、2B4(CD244)、TLT2、LILRB4、KIR2DL2、ICOS、又はCD28からなる群から選択される受容体、又は(ii)その機能的断片を含む又はからなる請求項1から5及び10のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  12. 前記第1のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(ii)及び/又は前記第2のポリペプチド鎖の前記機能的ドメイン(v)が、リガンド又はその機能的断片を含む又はからなり、
    (1) 前記リガンドが、サイトカイン及び/又はPD1、SLAM、LAIR1、CTLA4、BTLA、TIM-3、TIGIT、CD200R1、2B4(CD244)、TLT2、LILRB4、KIR2DL2、ICOS、又はCD28のリガンドである;
    (2) 前記リガンドが、PD-L1、PD-L2、B7-1、B7-2、B7-H4(B7ホモログ)、ガレクチン-9、ポリオウイルス受容体(PVR)、OX-2膜糖タンパク質、CD48、B7-H3(B7ホモログ)、MHCI、ICOS-Lからなる群から選択される;又は
    (3) 前記リガンドが、サイトカインのSISファミリー、サイトカインのSIGファミリー、サイトカインのSCYファミリー、血小板因子4スーパーファミリー、インタークリン、CCケモカインリガンド(CCL)-1~-28、CXCL1~CXCL17、XCL1(リンホタクチン-α)、XCL2(リンホタクチン-β)、フラクタルカイン(又はCX CL1);インターフェロン;インターロイキン;リンホカイン;腫瘍壊死因子;及びコロニー刺激因子からなる群から選択される請求項1から5のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  13. 前記(独立した)結合部位が、受容体又は結合部位を含むその機能的断片、リガンド又は結合部位を含むその機能的断片、CD分子又はその機能的断片、単鎖抗体又はその抗原結合断片、抗原又はその機能的断片、又は結合部位を含むタグを含む又はからなる請求項1から5のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  14. 前記機能的ドメインが、Ig様ドメイン、scFv、VHH、又はStrepタグを含む又はからなる請求項1から13のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  15. 前記機能的ドメインが、配列番号13~20のいずれかに示されるアミノ酸配列、又は少なくとも90%の配列同一性を有するその機能的配列変異体を含む又はからなる請求項14に記載の抗体又はその抗原結合断片。
  16. 前記第1のポリペプチド鎖が、前記機能的ドメイン(ii)のN末端に1つの単一の可変ドメイン(i)を含み、前記第2のポリペプチド鎖が、前記機能的ドメイン(v)のN末端に1つの単一の可変ドメイン(iv)を含み、前記第2のポリペプチド鎖の前記1つの単一の可変ドメイン(iv)が前記第1のポリペプチド鎖の前記可変ドメイン(i)と抗原結合部位を形成する;又は
    前記第1のポリペプチド鎖が、前記機能的ドメイン(ii)のN末端に2つ以上の可変ドメイン(i)を含み、前記第2のポリペプチド鎖が、前記機能的ドメイン(v)のN末端に2つ以上の可変ドメイン(iv)を含み、前記第2のポリペプチド鎖の前記2つ以上の可変ドメイン(iv)が前記第1のポリペプチド鎖の前記2つ以上の可変ドメイン(i)と抗原結合部位を形成する請求項1及び3から15のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  17. 前記第2のポリペプチド鎖が、機能的ドメインを含まず、
    前記第1のポリペプチド鎖が、前記機能的ドメイン(ii)のN末端に1つの単一の可変ドメイン(i)を含み、前記第2のポリペプチド鎖が、前記1つ以上の定常ドメイン(vi)のN末端に1つの単一の可変ドメイン(iv)を含み、前記第2のポリペプチド鎖の前記1つの単一の可変ドメイン(iv)が前記第1のポリペプチド鎖の前記可変ドメイン(i)と抗原結合部位を形成する;又は
    前記第1のポリペプチド鎖が、前記機能的ドメイン(ii)のN末端に2つ以上の可変ドメイン(i)を含み、前記第2のポリペプチド鎖が、前記1つ以上の定常ドメイン(vi)のN末端に2つ以上の可変ドメイン(iv)を含み、前記第2のポリペプチド鎖の前記2つ以上の可変ドメイン(iv)が前記第1のポリペプチド鎖の前記2つ以上の可変ドメイン(i)と抗原結合部位を形成する請求項2から15のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  18. 前記第1のポリペプチド鎖が、V-D-CH1を含む又はからなり、式中、
    Vは、可変ドメイン(i)であり、
    Dは、機能的ドメイン(ii)であり、
    CH1は、CH1定常ドメイン(iii)である;及び/又は
    前記第2のポリペプチド鎖が、V-CLを含む又はからなり、式中、
    Vは、可変ドメイン(iv)であり、
    CLは、定常ドメイン(vi)である請求項1から17のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  19. 前記第1のポリペプチド鎖の前記可変ドメイン(i)が、配列番号1、5、8、又は10のいずれかに示されるアミノ酸配列、又は少なくとも90%の配列同一性を有するその機能的配列変異体を含む又はからなる;及び/又は
    前記第2のポリペプチド鎖の前記可変ドメイン(iv)が、配列番号2、6、9、又は11のいずれかに示されるアミノ酸配列、又は少なくとも90%の配列同一性を有するその機能的配列変異体を含む又はからなる請求項1から18のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  20. 前記抗体又はその抗原結合断片が、同一又は異なっていてもよい少なくとも2つの機能的ドメインを含む請求項1から19のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  21. 前記第1のポリペプチド鎖が、配列番号53、55、56、58、59、60、61、62、64、65、66、68、69、又は70のいずれかに示されるアミノ酸配列、又は少なくとも90%の配列同一性を有するその機能的配列変異体を含む又はからなる、及び/又は前記第2のポリペプチド鎖が、配列番号54、57、63、又は67のいずれかに示されるアミノ酸配列、又は少なくとも90%の配列同一性を有するその機能的配列変異体を含む又はからなる請求項1から20のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片。
  22. 請求項1から21のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片の第1のポリペプチド鎖及び第2のポリペプチド鎖をコードするポリヌクレオチドを含むことを特徴とする核酸分子。
  23. 請求項22に記載の核酸分子を含むことを特徴とするベクター。
  24. 請求項22に記載の核酸分子又は請求項23に記載のベクターを含むことを特徴とする宿主細胞。
  25. 請求項1から21のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片、請求項22に記載の核酸分子、請求項23に記載のベクター、又は請求項24に記載の宿主細胞を含むことを特徴とする医薬組成物。
  26. 医学における使用のための、請求項1から21のいずれかに記載の抗体又はその抗原結合断片、請求項22に記載の核酸分子、請求項23に記載のベクター、請求項24に記載の宿主細胞、又は請求項25に記載の医薬組成物。
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