JP7402541B2 - 抗インフルエンザノイラミニダーゼモノクローナル抗体およびその使用 - Google Patents

抗インフルエンザノイラミニダーゼモノクローナル抗体およびその使用 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2018年5月3日に提出された米国仮出願第62/666,180号の優先権を主張する。本出願の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
政府の利益
本発明は、国立衛生研究所により授与された5R21AI116285およびNIH 272201400005Cの下、政府の支援によってなされた。政府は本発明において一定の権利を有する。
本発明は、抗インフルエンザノイラミニダーゼ広域中和モノクローナル抗体(mAb)またはその抗原結合断片に関する。本発明はさらに、抗体または抗原結合断片の治療的使用に関する。
一般に「インフルエンザ」として知られるインフルエンザは、インフルエンザウイルスによって引き起こされる感染症である。インフルエンザウイルスには、A、B、C、およびDの4種類が存在する。ヒトインフルエンザA型およびB型ウイルスは、該疾患の季節性の流行を引き起こす。インフルエンザ予防の最初のかつ最も重要なステップは、毎年インフルエンザの予防接種を受けることである。認可されたインフルエンザワクチンは70年以上前から利用可能であるが、インフルエンザ感染は依然として主要な公衆衛生上の懸念事項である。毎年、米国では、インフルエンザは約15,000人の死亡および約300,000人の入院の原因となっており、世界全体では、年間約300万~500万人の重症例と、20万人~50万人の死亡が発生している(Girard MP,et al.2005.Vaccine 23:5708-5724;Nogales A,et al.2016.Int J Mol Sci 18;Dushoff J,et al.2006.Am J Epidemiol 163:181-187;Doshi P.2008.Am J Public Health 98:939-945;およびThompson WW,et al.2009.Am J Public Health 99 Suppl 2:S225-230)。さらに、病院の費用または学校や就業日を逃したために、米国の経済的負担は年間平均800億ドルを超える(Molinari NA,et al.2007.Vaccine 25:5086-5096;Gasparini R,et al.2012.Hum Vaccin Immunother 8:21-28;およびKeech M,et al.2008.Pharmacoeconomics 26:911-924)。多様なインフルエンザ株に対する広範な防御を付与する新しいワクチン戦略および治療法が必要である。
本発明は、抗インフルエンザノイラミニダーゼ広域中和モノクローナル抗体またはその抗原結合断片を提供することにより、その必要性に対応する。
一態様において、本発明は、インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼに特異的に結合する、以下を含む単離された抗体またはその抗原結合断片を提供する:(i)配列番号3~5、配列番号11~13、配列番号19~21、配列番号27~29、配列番号35~37、配列番号43~45、配列番号51~53、配列番号59~61、配列番号67~69からなる群から選択されるHCDRセットのそれぞれの配列を含むHCDR1、HCDR2、およびHCDR3を含む重鎖可変領域(HCDR)、ならびに(ii)配列番号6~8、配列番号14~16、配列番号22~24、配列番号30~32、配列番号38~40、配列番号46~48、配列番号54~56、配列番号62~64、および配列番号70~72からなる群から選択されるLCDRセットのそれぞれの配列を含むLCDR1、LCDR2およびLCDR3を含む軽鎖可変領域(LCDR)。いくつかの実施形態において、重鎖可変領域は、配列番号1、9、17、25、33、41、49、57、および65からなる群から選択される配列を含むことができ、軽鎖可変領域は、配列番号2、10、18、26、34、42、50、58、および66からなる群から選択される配列を含むことができる。一例では、重鎖可変領域は配列番号27~29の配列を含み、軽鎖可変領域は配列番号30~32の配列を含む。
上記の抗体またはその抗原結合断片を用いたクロスブロッキングアッセイにおいてインフルエンザウイルスのノイラミニダーゼへの結合について競合する、単離された抗体またはその抗原結合断片がさらに提供される。
上記の抗体または抗原結合断片は、変異型Fc定常領域を含むことができる。単離された抗体または抗原結合断片は、キメラ抗体、ヒト化抗体、またはヒト抗体であり得る。抗体または断片は、治療薬、ポリマー、検出可能な標識、または酵素に共役させることができる。ポリマーの例として、ポリエチレングリコール(PEG)が挙げられる。治療薬の例として、細胞毒性薬が含まれる。
第2の態様において、本発明は、上記の抗体または抗原結合断片のいずれか1つのCDR、重鎖もしくは軽鎖可変領域、または抗原結合部分のうちの1つ以上をコードする単離された核酸を提供する。核酸を使用して、HCDRもしくはLCDRSの1つ以上のセット、抗体もしくは抗原結合断片の鎖、または上記の抗体もしくは断片を有するポリペプチドを発現させることができる。この目的のために、核酸を適切な調節配列に作動可能に連結して、発現ベクターを生成することができる。したがって、本発明の範囲内には、ベクターを含む培養宿主細胞と、ポリペプチド、抗体、またはその抗原結合部分を産生するための方法とが含まれる。この方法は、上述のように、上記抗体のCDR、ポリペプチド、重鎖可変領域もしくは軽鎖可変領域、またはその抗原結合部分の1つ以上をコードする核酸配列を含むベクターを含む培養宿主細胞を得ることと、ベクターによってコードされるポリペプチドの発現および抗体またはその断片のアセンブリを可能にする条件下で、細胞を培地中で培養することと、培養細胞または細胞の培地から抗体または断片を精製することと、を含む。
上記の抗体または断片は、インフルエンザウイルスを中和する方法、またはインフルエンザウイルス感染を治療、予防または制御する方法において使用することができる。この方法は、治療有効量の抗体または断片を、それを必要とする対象に投与することを含む。したがって、本発明はまた、(i)抗体またはその抗原結合断片、および(ii)薬学的に許容される担体を含む医薬組成物を提供する。
本発明の1つ以上の実施形態の詳細は、以下の説明に記載される。本発明の他の特徴、目的、および利点は、説明および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
図1Aおよび図1Bは、インフルエンザN2およびNB特異的ヒトモノクローナル抗体が末梢血形質芽細胞から単離されたことを示す一連の図である。免疫の1週間後に末梢血から形質芽細胞(CD19+IgD-CD38+CD27++)を単一細胞選別し、RT-PCRに供して免疫グロブリン重鎖および軽鎖可変領域を増幅およびクローニングし、組換えヒトモノクローナル抗体(hmAbs)を得た。HmAbがノイラミニダーゼ(NA)反応を標的とするかについて酵素免疫測定法(ELISA)によりスクリーニングした。3つのN2特異的hmAb(A)および6つのNB特異的hmAb(B)を、ELISAによって複数のNAタンパク質への結合について試験した。 図1Cは、NA B/ホンコン/330/2001に対するKPF2の親和性が、KPF2がチップに結合し、異なる濃度でNAが流れ込んだ表面プラズモン共鳴によって決定されたことを示す図である。 図2A、図2B、および図2Cは、N2およびNB hmAbがインビトロ中和活性を示すことを示す図および表である。Madin-Darbyイヌ腎臓(MDCK)細胞を100プラーク形成単位(PFU)の示されるウイルスに感染させ、1時間後にhmAb希釈液を添加し、4通りの培養物を48~60時間インキュベートした。ウイルス感染は、蛍光検出またはクリスタルバイオレット染色によって定量化した(B/山形/16/88)。 図2A、図2B、および図2Cは、N2およびNB hmAbがインビトロ中和活性を示すことを示す図および表である。Madin-Darbyイヌ腎臓(MDCK)細胞を100プラーク形成単位(PFU)の示されるウイルスに感染させ、1時間後にhmAb希釈液を添加し、4通りの培養物を48~60時間インキュベートした。ウイルス感染は、蛍光検出またはクリスタルバイオレット染色によって定量化した(B/山形/16/88)。 図2A、図2B、および図2Cは、N2およびNB hmAbがインビトロ中和活性を示すことを示す図および表である。Madin-Darbyイヌ腎臓(MDCK)細胞を100プラーク形成単位(PFU)の示されるウイルスに感染させ、1時間後にhmAb希釈液を添加し、4通りの培養物を48~60時間インキュベートした。ウイルス感染は、蛍光検出またはクリスタルバイオレット染色によって定量化した(B/山形/16/88)。 図3は、NB特有のhmAbがB/ブリスベン/60/2008感染に対する防御を付与することを示す図である。C57BL/6マウス(n=6/群)に、20mg/kgのアイソタイプ対照(IC)またはNB特異的hmAbを腹腔内投与し、6時間後に106PFUのB/ブリスベン/60/2008ウイルスでチャレンジした。感染後2日目および4日目に肺ウイルスが測定された。 図4は、NBに特異的なhmAbがB/ブリスベン/60/2008感染に対して治療活性を有することを示す図である。C57BL/6マウス(n=6/群)をPFUのB/ブリスベン/60/2008ウイルスでチャレンジした後、感染後24時間に、20mg/kgのICまたはNB特異的hmAbを腹腔内投与した。感染後2日目および4日目に肺ウイルスが測定された。 図5A、図5B、および図5Cは、インフルエンザB型ウイルス(IBV)NA特異的hMAbがビクトリアおよび山形系統を認識することを示す図および写真である。IBV NA特異的hMAbは、不活化インフルエンザワクチン(IIV)免疫後の形質芽細胞から生成された。(図5A)増加する濃度のhMAbを、示されるNAタンパク質およびIIV(FLUZONE)への結合についてELISAにより試験した。RU、相対単位。(図5B)尿素の濃度を増加させながら、NAタンパク質への結合力について1μg/mlのhMAbを試験した。(図5C)MDCK細胞を示されるウイルスにモック感染させるか(モック)または感染させ(MOI0.1)、17時間後に固定し、1μg/mlのNA特異的hMAbで染色し、免疫蛍光アッセイ(IFA)によりNAタンパク質発現を評価した。KPF1は、このIFAの内部対照として使用されるH1特異的hMAbである。バー、100μm。この図で使用されている名称は以下の通りである:マレーシア、B/マレーシア/2506/2004;オハイオ、B/オハイオ/01/2005;ブリスベン、B/ブリスベン/60/2008;ネバダ、B/ネバダ/03/2011;山形、B/山形/16/1988;シドニー、B/シドニー/507/2006;ウィスコンシン、B/ウィスコンシン/01/2010;テキサス、B/テキサス/06/2011;リー、B/リー/1940;pH1N1、A/カリフォルニア/4_NYICE_E3/2009。 図5A、図5B、および図5Cは、インフルエンザB型ウイルス(IBV)NA特異的hMAbがビクトリアおよび山形系統を認識することを示す図および写真である。IBV NA特異的hMAbは、不活化インフルエンザワクチン(IIV)免疫後の形質芽細胞から生成された。(図5A)増加する濃度のhMAbを、示されるNAタンパク質およびIIV(FLUZONE)への結合についてELISAにより試験した。RU、相対単位。(図5B)尿素の濃度を増加させながら、NAタンパク質への結合力について1μg/mlのhMAbを試験した。(図5C)MDCK細胞を示されるウイルスにモック感染させるか(モック)または感染させ(MOI0.1)、17時間後に固定し、1μg/mlのNA特異的hMAbで染色し、免疫蛍光アッセイ(IFA)によりNAタンパク質発現を評価した。KPF1は、このIFAの内部対照として使用されるH1特異的hMAbである。バー、100μm。この図で使用されている名称は以下の通りである:マレーシア、B/マレーシア/2506/2004;オハイオ、B/オハイオ/01/2005;ブリスベン、B/ブリスベン/60/2008;ネバダ、B/ネバダ/03/2011;山形、B/山形/16/1988;シドニー、B/シドニー/507/2006;ウィスコンシン、B/ウィスコンシン/01/2010;テキサス、B/テキサス/06/2011;リー、B/リー/1940;pH1N1、A/カリフォルニア/4_NYICE_E3/2009。 図6A、図6B、および図6Cは、IBV NA特異的hMAbがウイルス感染およびNA活性を阻害する能力を示す図および写真である。(図6A)蛍光ベースのマイクロ中和試験。MDCK細胞を示されるmCherry発現ウイルス(B/ブリスベン/60/2008またはreB/山形/16/1988)に感染させ、IBV NA特異的hMAbの2倍段階希釈液(開始濃度10μg/ml)とともにインキュベートした。蛍光マイクロプレートリーダーを使用してウイルス中和を評価および定量化し、シグモイド用量反応曲線を用いて感染力のパーセンテージを計算した。hMAbの非存在下でのモック感染細胞およびウイルスを内部対照として使用した。阻害のパーセンテージは、hMAbの非存在下での感染に対して正規化した。データは、3通り測定された結果の平均を示す。IBV NA hMAbに対応する50%阻害濃度(IC50)値は、それぞれ、蛍光ベースのアッセイ(FA)または従来のウイルス中和アッセイ(VN)およびmCherry発現ウイルスまたは野生型(WT)ウイルスを使用して決定した。(図6B)IBV NA特異的hMAbはNA酵素活性を阻害する。B/ブリスベン/60/2008またはB/山形/16/1988WTウイルスをIBV NA特異的hMAbの2倍段階希釈液とともにプレインキュベートし、フェチュインでコーティングされたプレート上で18時間のインキュベーション後にNA活性を決定した。データは、2つのウェルからのウイルス単独でのNA活性の平均パーセンテージを表す。活性のパーセンテージおよびIC50は、シグモイド用量反応曲線を用いて計算した。(図6C)IBV NA hMAbは、IBVオセルタミビル耐性変異を認識する。MDCK細胞を示されるWTおよびNA(E117AおよびH273Y)ウイルスに感染させ(MOI0.1)、hMAb結合(1μg/ml)をIFAにより評価した。バー、100μm。 図6A、図6B、および図6Cは、IBV NA特異的hMAbがウイルス感染およびNA活性を阻害する能力を示す図および写真である。(図6A)蛍光ベースのマイクロ中和試験。MDCK細胞を示されるmCherry発現ウイルス(B/ブリスベン/60/2008またはreB/山形/16/1988)に感染させ、IBV NA特異的hMAbの2倍段階希釈液(開始濃度10μg/ml)とともにインキュベートした。蛍光マイクロプレートリーダーを使用してウイルス中和を評価および定量化し、シグモイド用量反応曲線を用いて感染力のパーセンテージを計算した。hMAbの非存在下でのモック感染細胞およびウイルスを内部対照として使用した。阻害のパーセンテージは、hMAbの非存在下での感染に対して正規化した。データは、3通り測定された結果の平均を示す。IBV NA hMAbに対応する50%阻害濃度(IC50)値は、それぞれ、蛍光ベースのアッセイ(FA)または従来のウイルス中和アッセイ(VN)およびmCherry発現ウイルスまたは野生型(WT)ウイルスを使用して決定した。(図6B)IBV NA特異的hMAbはNA酵素活性を阻害する。B/ブリスベン/60/2008またはB/山形/16/1988WTウイルスをIBV NA特異的hMAbの2倍段階希釈液とともにプレインキュベートし、フェチュインでコーティングされたプレート上で18時間のインキュベーション後にNA活性を決定した。データは、2つのウェルからのウイルス単独でのNA活性の平均パーセンテージを表す。活性のパーセンテージおよびIC50は、シグモイド用量反応曲線を用いて計算した。(図6C)IBV NA hMAbは、IBVオセルタミビル耐性変異を認識する。MDCK細胞を示されるWTおよびNA(E117AおよびH273Y)ウイルスに感染させ(MOI0.1)、hMAb結合(1μg/ml)をIFAにより評価した。バー、100μm。 図7は、MDCK細胞を示されるウイルスにモック感染させるか(モック)または感染させ、その後固定し、1μg/mlのNA特異的hMAbで染色し、IFAによりNAタンパク質発現を評価した。KPF1は、このIFAの内部対照として使用されるH1特異的hMAbである。 図8A、図8B、および図8Cは、1092B6 N2hmAbのインビボでの予防活性を示す一連の図である。雌のC57BL/6マウスに、20mg/kgの1092B6またはアイソタイプ対照hmAbを腹腔内(ip)投与した。投与後6時間に、1×10フォーカス形成単位(FFU)X31のインフルエンザウイルスをマウスの鼻腔内(in)に接種した。(A)ウイルス複製は、感染後4日目に感染マウスの肺のウイルス力価を測定することにより決定した(群当たりn=3匹のマウス)。体重(B)および生存(C)をモニターした(群当たりn=5匹のマウス)。 図9Aおよび図9Bは、IBV hMAbのインビボでの予防活性および治療活性を示す図である。(A)予防活性雌のC57BL/6マウス(群当たりn=3匹のマウス/時点)に、20mg/kgの示されるIBV NAhMAbを腹腔内投与するか、または20mg/kgの無関係なIC 1069 D6 hMAbを腹腔内投与した。投与後6時間目に、1×10FFUのB/ブリスベン/60/2008をマウスに鼻腔内接種した。(B)治療活動。雌のC57BL/6マウス(群当たりn=3匹)に1×10FFUのB/ブリスベン/60/2008を鼻腔内接種し、24時間後に、20mg/kgの示されるIBV NA hMAbまたは無関係なIC1069 D6 hMAbを腹腔内投与した。ウイルス複製(AおよびB)は、感染後(dpi)2日目および4日目に感染マウスの肺のウイルス力価を測定することにより決定した。各記号は、個々のマウスを表す。「&」記号は、群当たり1匹または2匹のマウスにのみウイルスが検出されたことを示す。「f」は、群内のいずれのマウスにもウイルスが検出されなかったことを示す。*、P<0.05(複数の結果の補正を伴う一元配置ANOVAを使用)。
本発明は、少なくとも一部、特定のモノクローナル抗体またはその抗原結合断片の予想外の抗インフルエンザ広域中和活性に基づく。これらの抗体および抗原結合断片は、インフルエンザ感染からの保護における新規治療戦略を構成する。
インフルエンザの抗原連続変異および抗原不連続変異、ならびに主に株特異的抗体(Abs)を誘発する傾向により、人類は、免疫が制限されているかまったく存在しない場合がある、パンデミックの可能性を持つ新しい株の波の影響を受けやすい。その後、新しい臨床的介入、特に、多様な株に対する広範な活性を有するものが必要とされる。血球凝集素(HA)の特異性は、季節性不活化インフルエンザワクチンおよび感染に対する液性反応を支配するが、NAを標的とする抗体も生成される。NA特異的抗体は、主にその酵素活性を阻害し、感染細胞からのウイルスの放出を防ぐことによって作用することが示唆されている。HAと比較して、インフルエンザの種類およびサブタイプが異なるNA間の多様性は大幅に少ないため、それが広範な防御免疫を誘導するための貴重な標的であることが示唆される。
免疫原性はあるものの、NA特異的抗体の優位性はHA抗体の優位性よりもはるかに低く、おそらくそれは、NAがビリオン表面のHAの量の4分の1に過ぎないためである。NAの年間変異率はHAの場合よりも低く、酵素部位の一部(ILRTQESEC、配列番号73)はインフルエンザAウイルス(IAV)およびIBVで保存されたままであるため、NAは万能ワクチンおよび治療用ヒトモノクローナルAb(hMAb)開発の潜在的に有効な標的となる。
NAは、多種多様な糖タンパク質、糖脂質、およびオリゴ糖からの末端シアル酸の切断を触媒し、ヒト分離株は、主に、α2-6シアル酸よりもα2-3結合シアル酸のより効率的な切断を示す。NAは、インフルエンザウイルス感染の最終段階において重要であり、感染細胞表面および新たに形成されたビリオンからシアル酸を除去し、子孫ウイルスの放出および隣接細胞への感染の拡大を容易にする。NAはまた、ムチン、繊毛、および細胞の多糖外被上のシアル酸を除去することにより、ヒト気道の繊毛上皮を介したウイルスの浸透を促進し得る。したがって、HAに対する抗体とは異なり、NAに対する抗体は、インフルエンザを直接中和しているようには見えないが、酵素部位の活性をブロックすることにより、感染細胞からのインフルエンザウイルスの拡散を防ぐ。さらに、NA特異的Abは、Fc領域の関与を通じてウイルスの除去に役立ち、補体活性化、抗体依存性細胞傷害(ADCC)、および抗原依存性細胞傷害(ADCP)を媒介し得る。
したがって、NA特異的Abは、NAによる能動免疫またはNA特異的ポリクローナルもしくはモノクローナルAbによる受動免疫のいずれかを用いて、インフルエンザウイルス感染を予防および治療することができる。IIVに対するヒトNA特異的B細胞応答の正確な特徴、特にインフルエンザウイルス感染からの防御を直接媒介するIIVで誘導したNA特異的抗体の可能性は、十分に解明されていないままである。
ヒトが防御活性を有するNA特異的Abを生成するかどうかを決定するために、本発明は、季節性インフルエンザ不活化ワクチンで免疫した対象の形質芽細胞を調べ、インビトロで強力なウイルス中和活性を有するものを含むいくつかのNA特異的ヒトモノクローナルAbを単離した。NA B特異的hmAbの1つであるKPF2は、山形系統とビクトリア系統の両方からNAを認識し、マウスに予防的に投与すると殺菌免疫をもたらした。これらの結果は、季節性インフルエンザワクチンがヒトにおいて防御的NA特異的mAbを誘導することを示唆している。
本明細書に開示される結果は、季節性IIVが、IBVに対して広範かつ強力なインビトロおよびインビボでのウイルス阻害を示すIBV NA特異的血清抗体およびB細胞ならびに単離されたhMAbを誘導することを示した。結果はまた、IBV感染症の治療的処置のためにhMAbでIBV NAを標的とすることの実現可能性を示している。
広範な抗ウイルス作用を示すhMAbは、ワクチン誘発免疫がまだ達成されていないインフルエンザウイルス感染を予防および治療するための(ワクチンの欠如[例えば、パンデミック]、準最適なワクチン、および/またはワクチン未接種の集団を表す)、または既存の抗ウイルス薬の有効性が限られている場合の、有効な免疫療法の優れた選択肢である。多様なインフルエンザ株に対して抗ウイルス活性を有し、入院患者および合併症のない感染症の治療のための臨床試験中であるいくつかのHA特異的hMAbが単離されており、インフルエンザ特異的hMAbの臨床的実現可能性および可能性を浮き彫りにしている。発明者の知る限り、本明細書に開示される抗体は、記載される広範な抗ウイルス活性を有する最初のIBV NA特異的hMAbを意味する。ウイルスを検出以下に抑制した1086F8および1092D4を含むがこれらに限定されない、本明細書に記載されるhMAbは、インフルエンザウイルス感染の予防および治療に使用することができる。
抗体
本明細書に開示される本発明は、抗インフルエンザ広域中和モノクローナル抗体またはその抗原結合断片に関与する。これらの抗体は、複数のインフルエンザウイルス株を中和する中和抗体のクラスを指す。抗体は、B/ブリスベン/60/2008等のインフルエンザウイルスによる致死的攻撃から、対象(例えば、以下の例に示すマウス)を予防的および治療的に保護することができる。
以下に列挙するのは、いくつかの例示的な抗体の重鎖(HC)可変領域および軽鎖(LC)可変領域のアミノ酸配列であり、ここでは、重鎖CDR1~3(HCDR1、HCDR2、およびHCDR3)および軽鎖CDR1~3(LCDR1、LCDR2、およびLCDR3)が太字で示されている。
断片
特定の実施形態において、本明細書に提供される抗体は抗体断片である。抗体断片は、限定されないが、Fab、Fab’、Fab’-SH、F(ab’)、Fv、および一本鎖Fv(scFv)断片、ならびに以下に記載される他の断片、例えば、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ、および単一ドメイン抗体を含む。特定の抗体断片の概説については、Hudson et al.,Nat.Med.9:129-134(2003)を参照されたい。scFv断片の概説については、例えば、The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,vol.113,Rosenburg and Moore eds.,(Springer-Verlag,New York),pp.269-315(1994)のPluckthunを参照されたく、また、WO93/16185、および米国特許第5,571,894号および同第5,587,458号も参照されたい。サルベージ受容体結合エピトープ残基を含み、増加したインビボ半減期を有するFabおよびF(ab’)2断片の考察については、米国特許第5,869,046号を参照されたい。
ダイアボディは、二価または二重特異性であり得る2つの抗原結合部位を有する抗体断片である。例えば、EP404,097、WO1993/01161;Hudson et al.,Nat.Med.9:129-134(2003);およびHollinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6444-6448(1993)を参照されない。トリアボディおよびテトラボディは、Hudson et al.,Nat.Med.9:129-134(2003)にも記載されている。
単一ドメイン抗体は、抗体の重鎖可変ドメインの全部もしくは一部、または軽鎖可変ドメインの全部もしくは一部を含む抗体断片である。特定の実施形態において、単一ドメイン抗体は、ヒト単一ドメイン抗体である(DOMANTIS,Inc.、Waltham,Mass.;例えば、米国特許第6,248,516号を参照)。
抗体断片は、本明細書に記載されるように、インタクトな抗体のタンパク質分解消化、および組換え宿主細胞(例えば、E.coliまたはファージ)による産生を含むがこれらに限定されない様々な技術によって作製され得る。
キメラおよびヒト化抗体
特定の実施形態において、本明細書に提供される抗体はキメラ抗体である。特定のキメラ抗体は、例えば、米国特許第4,816,567号、およびMorrison et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:6851-6855(1984))に記載されている。一例において、キメラ抗体は、非ヒト可変領域(例えば、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、またはサル等の非ヒト霊長類に由来する可変領域)およびヒト定常領域を含む。さらなる例において、キメラ抗体は、クラスまたはサブクラスが親抗体のものから変更された「クラス転換された」抗体である。キメラ抗体は、その抗原結合断片を含む。
特定の実施形態において、キメラ抗体は、ヒト化抗体である。典型的には、非ヒト抗体は、親の非ヒト抗体の特異性および親和性を保持しながら、ヒトに対する免疫原性を低下させるためにヒト化される。一般に、ヒト化抗体は、HVR、例えば、CDR(またはその一部)が非ヒト抗体に由来し、FR(またはその一部)がヒト抗体配列に由来する1つ以上の可変ドメインを含む。ヒト化抗体はまた、任意選択的に、ヒト定常領域の少なくとも一部を含むであろう。いくつかの実施形態において、ヒト化抗体中のいくつかのFR残基は、例えば、抗体の特異性または親和性を回復または改善するために、非ヒト抗体(例えば、HVR残基が由来する抗体)からの対応する残基で置換される。
ヒト化抗体およびそれらを作製する方法は、例えば、Almagro and Fransson,Front.Biosci.13:1619-1633(2008)に概説されており、例えば、Riechmann et al.,Nature 332:323-329(1988);Queen et al.,Proc.Nat’l Acad.Sci.USA 86:10029-10033(1989);米国特許第5,821,337号、同第7,527,791号、同第6,982,321号、および同第7,087,409号;Kashmiri et al.,Methods 36:25-34(2005)(特異性決定領域(SDR)移植法について記載);Padlan,Mol.Immunol.28:489-498(1991)(「リサーフェイシング」について記載);Dall’Acqua et al.,Methods 36:43-60(2005)(「FRシャッフリング」について記載);ならびにOsbourn et al.,Methods 36:61-68(2005)およびKlimka et al.,Br.J.Cancer,83:252-260(2000)(FRシャッフリングへの「誘導選択」手法を記載)にさらに記載されている。
ヒト化に使用することができるヒトフレームワーク領域は以下を含むが、これらに限定されない:「ベストフィット」法を用いて選択されるフレームワーク領域(例えば、Sims et al.J.Immunol.151:2296(1993));軽鎖または重鎖可変領域の特定のサブグループのヒト抗体のコンセンサス配列に由来するフレームワーク領域(例えば、Carter et al.Proc.Natl.Acad.Sci.USA、89:4285(1992);およびPresta et al.J.Immunol.,151:2623(1993));ヒト成熟(体細胞突然変異)フレームワーク領域またはヒト生殖系列フレームワーク領域(例えば、Almagro and Fransson,Front.Biosci.13:1619-1633(2008)を参照);FRライブラリーのスクリーニングに由来するフレームワーク領域(例えば、Baca et al.,J.Biol.Chem.272:10678-10684(1997)およびRosok et al.,J.Biol.Chem.271:22611-22618(1996)を参照)。
ヒト抗体
特定の実施形態において、本明細書に提供される抗体はヒト抗体である。ヒト抗体は、当該技術分野で既知の様々な技術を使用して、または本明細書に記載の技術を使用して産生することができる。ヒト抗体は、一般的に、van Dijk and van de Winkel,Curr.Opin.Pharmacol.5:368-74(2001)and Lonberg,Curr.Opin.Immunol.20:450-459(2008)に記載されている。
ヒト抗体は、抗原投与に応答してインタクトなヒト抗体またはヒト可変領域を有するインタクトな抗体を産生するように修飾されているトランスジェニック動物に免疫原を投与することにより調製することができる。そのような動物は、典型的には、内因性免疫グロブリン遺伝子座に取って代わるか、または染色体外に存在するかもしくは動物の染色体にランダムに組み込まれる、ヒト免疫グロブリン遺伝子座の全部または一部を含む。そのようなトランスジェニックマウスでは、内因性免疫グロブリン遺伝子座は通常不活化されている。トランスジェニック動物からヒト抗体を得るための方法の概説ついては、Lonberg,Nat.Biotech.23:1117-1125(2005)を参照されたい。また、例えば、XENOMOUSEテクノロジーについて記載している米国特許第6,075,181号および同第6,150,584号;HUMAB技術について記載している米国特許第5,770,429号;K-M MOUSE技術について記載している米国特許第7,041,870号、ならびにVELOCIMOUSE技術について記載している米国特許出願公開第US2007/0061900号も参照されたい。そのような動物によって生成されたインタクトな抗体のヒト可変領域は、例えば、異なるヒト定常領域と組み合わせることによって、さらに修飾され得る。
ヒト抗体は、ハイブリドーマベースの方法で作製することもできる。ヒトモノクローナル抗体を産生するためのヒト骨髄腫およびマウス-ヒトヘテロ骨髄腫細胞株が記載されている。(例えば、Kozbor J.Immunol.,133:3001(1984);Brodeur et al.,Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications,pp.51-63(Marcel Dekker,Inc.,New York,1987);およびBoerner et al.,J.Immunol.,147:86(1991)を参照)。ヒトB細胞ハイブリドーマ技術を介して生成されるヒト抗体は、Li et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,103:3557-3562(2006)にも記載されている。追加の方法は、例えば、米国特許第7,189,826号(ハイブリドーマ細胞株からのモノクローナルヒトIgM抗体の産生を記載)およびNi,Xiandai Mianyixue,26(4):265-268(2006)(ヒト-ヒトハイブリドーマを記載)に記載されているものが含まれる。ヒトハイブリドーマ技術(トリオーマ技術)は、Vollmers and Brandlein,Histology and Histopathology,20(3):927-937(2005)およびVollmers and Brandlein,Methods and Findings in Experimental and Clinical Pharmacology,27(3):185-91(2005)にも記載されている。
ヒト抗体はまた、ヒト由来のファージディスプレイライブラリーから選択されたFvクローン可変ドメイン配列を単離することによっても生成され得る。次いで、そのような可変ドメイン配列を、所望のヒト定常ドメインと組み合わせることができる。抗体ライブラリーからヒト抗体を選択するための技術を以下に記載する。
本発明の抗体は、所望の活性(1つまたは複数)を有する抗体についてコンビナトリアルライブラリーをスクリーニングすることによって単離することができる。例えば、ファージディスプレイライブラリーを作製し、所望の結合特性を有する抗体についてそのようなライブラリーをスクリーニングするための様々な方法が当該技術分野で既知である。そのような方法は、例えば、Hoogenboom et al.,in Methods in Molecular Biology 178:1-37(O’Brien et al.,ed.,Human Press,Totowa,N.J.,2001)に概説されており、例えば、McCafferty et al.,Nature 348:552-554;Clackson et al.,Nature 352:624-628(1991);Marks et al.,J.Mol.Biol.222:581-597(1992);Marks and Bradbury,in Methods in Molecular Biology 248:161-175(Lo,ed.,Human Press,Totowa,N.J.,2003);Sidhu et al.,J.Mol.Biol.338(2):299-310(2004);Lee et al.,J.Mol.Biol.340(5):1073-1093(2004);Fellouse,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101(34):12467-12472(2004);およびLee et al.,J.Immunol.Methods 284(1-2):119-132(2004)にさらに記載されている。
特定のファージディスプレイ法では、VHおよびVL遺伝子のレパートリーがポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって別々にクローニングされ、ファージライブラリーにおいてランダムに組み換えられ、次いで、Winter et al.,Ann.Rev.Immunol.,12:433-455(1994)に記載されているように抗原結合ファージについてスクリーニングすることができる。ファージは、典型的には、scFv断片またはFab断片のいずれかとして、抗体断片を提示する。免疫源からのライブラリーは、ハイブリドーマを構築する必要なく、免疫原に対して高親和性抗体を提供する。あるいは、Griffiths et al.,EMBO J,12:725-734(1993)に記載されているように、ナイーブレパートリーを(例えば、ヒトから)クローニングして、免疫することなく広範な非自己抗原および自己抗原に対する抗体の単一供給源を提供することができる。最後に、Hoogenboom and Winter,J.Mol.Biol.,227:381-388(1992)によって記載されているように、幹細胞から再配列されていないV-遺伝子セグメントをクローニングし、ランダム配列を含むPCRプライマーを使用して、高度に可変性のCDR3領域をコードし、インビトロで再配列を実現することにより、ナイーブライブラリーを合成的に作製することもできる。ヒト抗体ファージライブラリーを記載している特許公報は、例えば、米国特許第5,750,373号、ならびにおよび米国特許公開第2005/0079574号、同第2005/0119455号、同第2005/0266000号、同第2007/0117126号、同第2007/0160598号、同第2007/0237764号、同第2007/0292936号、および同第2009/0002360号を含む。ヒト抗体ライブラリーから単離された抗体または抗体断片は、本明細書においてヒト抗体またはヒト抗体断片と見なされる。
変異体
特定の実施形態において、本明細書に提供される抗体のアミノ酸配列変異体が企図される。例えば、抗体の結合親和性および/または他の生物学的特性を改善することが望ましい場合がある。抗体のアミノ酸配列変異体は、抗体をコードするヌクレオチド配列に適切な修飾を導入することによって、またはペプチド合成によって調製することができる。そのような修飾は、例えば、抗体のアミノ酸配列内における残基の欠失および/または挿入および/または置換を含む。最終構築物が所望の特徴、例えば抗原結合を有する限り、最終構築物に到達するために、欠失、挿入、および置換の任意の組み合わせを行うことができる。
置換、挿入、および欠失変異体
特定の実施形態において、1つ以上のアミノ酸置換を有する抗体変異体が提供される。置換突然変異誘発の対象となる部位には、HVRおよびFRが含まれる。保存的置換は本明細書において定義される。アミノ酸置換を目的の抗体に導入し、生成物を所望の活性、例えば、抗原結合の保持/改善、免疫原性の低下、またはADCCもしくはCDCの改善についてスクリーニングすることができる。
したがって、本発明の抗体は、本明細書に記載のCDR、重鎖可変領域、または軽可変領域、例えば、配列番号1~72の1つ以上の保存的修飾を含むことができる。本発明に開示されるペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質の保存的修飾または機能的均等物は、ペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質のポリペプチド誘導体、例えば、1つ以上の点突然変異、挿入、欠失、短縮、融合タンパク質、またはそれらの組み合わせを有するタンパク質を指す。それは、親ペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質(本発明に開示されるもの等)の活性を実質的に保持している。一般に、保守的修飾または機能的均等物は、少なくとも60%(例えば、60%~100%までの任意の数、例えば、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%を含む)親(例えば、配列番号1~72の1つ)と同一である。したがって、1つ以上の点突然変異、挿入、欠失、短縮、融合タンパク質、またはそれらの組み合わせを有する重鎖可変領域または軽可変領域、およびそれらの可変領域を有する抗体が、本発明の範囲内にある。
本明細書で使用される場合、2つのアミノ酸配列間のパーセント相同性は、2つの配列間のパーセント同一性と同等である。2つの配列間のパーセント相同性は、2つの配列の最適なアラインメントのために導入する必要がある、ギャップの数および各ギャップの長さを考慮に入れた、それらの配列によって共有される同一位置の数の関数であり(すなわち、%相同性=同一位置の数/位置の総数×100)。2つの配列間の配列の比較およびパーセント同一性の決定は、後述の非限定的な例に記載されるように、数学的アルゴリズムを使用して達成することができる。
2つのアミノ酸配列間のパーセント同一性は、ALIGNプログラム(バージョン2.0)に組み込まれたE.Meyers and W.Millerのアルゴリズム(Comput.Appl.Biosci.,4:11-17(1988))を使用して、PAM120重み残基表、ギャップ長ペナルティ12、ギャップペナルティ4を用いて決定することができる。さらに、2つのアミノ酸配列間のパーセント同一性は、GCGソフトウェアパッケージ(www.gcg.comで入手可能)のGAPプログラムに組み込まれたNeedleman and Wunsch(J.Mol.Biol.48:444-453(1970))アルゴリズムを使用して、Blossum 62マトリックスまたはPAM250マトリックスのいずれか、および16、14、12、10、8、6、もしくは4のギャップ重みは、または1、2、3、4、5、もしくは6の長さ重みを用いて決定することができる。
追加的または代替的に、本発明のタンパク質配列は、例えば、関連する配列を同定するために、公開データベースに対する検索を実行するための「クエリ配列」としてさらに使用することができる。このような検索は、Altschul,et al.(1990)J.Mol.Biol.215:403-10のXBLASTプログラム(バージョン2.0)を使用して実行することができる。本発明の抗体分子に相同なアミノ酸配列を得るために、XBLASTプログラムを用いて、スコア=50、ワード長=3で、BLASTタンパク質検索を実行することができる。比較の目的でギャップのあるアラインメントを得るためには、Altschul et al.,(1997)Nucleic Acids Res.25(17):3389-3402に記載されているようにGapped BLASTを利用することができる。BLASTおよびGapped BLASTプログラムを利用する場合、それぞれのプログラム(例えば、XBLASTおよびNBLAST)のデフォルトパラメータを使用することができる。(www.ncbi.nlm.nih.govを参照)。
本明細書で使用される場合、「保存的修飾」という用語は、アミノ酸配列を含む抗体の結合特性に大幅に影響を与えないまたはそれを変更しないアミノ酸修飾を指す。そのような保存的修飾は、アミノ酸の置換、付加、および欠失を含む。修飾は、部位特異的突然変異誘発およびPCR媒介突然変異誘発等の当該技術分野で既知の標準的な技術によって本発明の抗体に導入することができる。「保存的アミノ酸置換」は、アミノ酸残基が、類似の側鎖を有するアミノ酸残基で置換されたものである。類似の側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーは、当該技術分野で定義されている。これらのファミリーは以下を含む:
塩基性側鎖を有するアミノ酸(例えば、リジン、アルギニン、ヒスチジン)、
酸性側鎖を有するアミノ酸(例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸)、
非荷電極性側鎖を有するアミノ酸(例えば、グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、スレオニン、チロシン、システイン、トリプトファン)、
非極性側鎖を有するアミノ酸(例えば、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン)、
β分岐側鎖を有するアミノ酸(例えば、スレオニン、バリン、イソロイシン)、および
芳香族側鎖を有するアミノ酸(例えば、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン)。
非保存的置換では、これらのクラスの1つのメンバーを別のクラスと交換する必要がある。
例示的な置換変異体は、親和性成熟抗体であり、これは、例えば、Hoogenboom et al.,in Methods in Molecular Biology 178:1-37(O’Brien et al.,ed.,Human Press,Totowa,N.J.,(2001)に記載されるようなファージディスプレイに基づく親和性成熟技術を用いて、便利に生成することができる。アミノ酸配列の挿入は、1つの残基から100以上の残基を含むポリペプチドまでの長さの範囲のアミノ酸末端および/またはカルボキシル末端融合、ならびに単一また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、N末端メチオニル残基を有する抗体が挙げられる。抗体分子の他の挿入変異体は、酵素(例えば、ADEPTのため)または抗体の血清半減期を延長するポリペプチドに対する抗体のN末端またはC末端への融合を含む。
グリコシル化変異体
特定の実施形態において、本明細書に提供される抗体は、抗体がグリコシル化される程度を増加または減少させるように変更される。抗体へのグリコシル化部位の付加または欠失は、1つ以上のグリコシル化部位が作製されるかまたは除去されるようにアミノ酸配列を変更することによって便利に達成することができる。
例えば、非グリコシル化抗体(すなわち、グリコシル化を欠いた抗体)を作製することができる。グリコシル化を変更して、例えば、抗原に対する抗体の親和性を高めることができる。そのような炭水化物修飾は、例えば、抗体配列内のグリコシル化の1つ以上の部位を変更することによって達成することができる。例えば、1つ以上のアミノ酸置換を行って、1つ以上の可変領域フレームワークグリコシル化部位の排除をもたらし、それによってその部位でのグリコシル化を排除することができる。そのようなグリコシル化は、抗原に対する抗体の親和性を高めることができる。そのような手法は、Coらによる米国特許第5,714,350号および同第6,350,861号にさらに詳細に記載されている。
N297上の定常領域のグリコシル化は、N297残基を別の残基、例えば、N297Aに変異させることによって、かつ/または隣接するアミノ酸、例えば298を変異させ、それによってN297上のグリコシル化を低減することによって、防ぐことができる。
追加的または代替的に、フコシル残基の量が減少した低フコシル化抗体または二等分GlcNac構造が増加した抗体等の、変更された種類のグリコシル化を有する抗体を作製することができる。そのような変更されたグリコシル化パターンは、抗体のADCC能を高めることが実証されている。そのような炭水化物修飾は、例えば、変更されたグリコシル化機構を有する宿主細胞において抗体を発現させることによって達成することができる。変更されたグリコシル化機構を有する細胞は当該技術分野で記載されており、本明細書に記載の組換え抗体を発現させ、それによりグリコシル化が変更された抗体を産生する宿主細胞として使用することができる。例えば、HanaiらによるEP1,176,195は、細胞株で発現される抗体が低フコシル化を示すように、機能的に破壊された、フコシルトランスフェラーゼをコードするFUT8遺伝子を有する細胞株を記載している。PrestaによるPCT公開WO03/035835は、Asn(297)結合炭水化物にフコースを付着させる能力が低下しており、その宿主細胞で発現される抗体の低フコシル化ももたらす、変異チャイニーズハムスター卵巣細胞株、Led 3細胞について記載している(Shields,R.L.et al.(2002)J.Biol.Chem.277:26733-26740も参照のこと)。UmanaらによるPCT公開WO99/54342は、操作された細胞株で発現される抗体が、該抗体のADCC活性の増加をもたらす二等分GlcNac構造の増加を示すように、糖タンパク質修飾グリコシルトランスフェラーゼ(例えばベータ(l,4)-N-アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼIII(GntIII))を発現するように操作された細胞株について記載している(Umana et al.(1999)Nat.Biotech.17:176-180)も参照のこと)。
Fc領域変異体
本明細書に記載の抗体の可変領域は、Fc、例えば、IgG1、IgG2、IgG3またはIgG4 Fcに結合(例えば、共有結合または融合)することができ、これは、任意のアロタイプまたはアイソアロタイプであり得、例えば、IgG1の場合、Glml(a)、Glm2(x)、Glm3(f)、Glml7(z);IgG2の場合、G2m、G2m23(n);IgG3の場合、G3m、G3m21(gl)、G3m28(g5)、G3ml l(b0)、G3m5(bl)、G3ml3(b3)、G3ml4(b4)、G3ml0(b5)、G3ml5(s)、G3ml6(t)、G3m6(c3)、G3m24(c5)、G3m26(u)、G3m27(v);およびKの場合、Km、Kml、Km2、Km3であり得る(例えば、Jefferies et al.(2009)mAbs 1:1を参照)。特定の実施形態において、本明細書に記載の抗体可変領域を、1つ以上の活性化Fc受容体(FcγI、FcγllaまたはFcγIIIa)に結合するFcに結合し、それによってADCCを刺激し、T細胞枯渇を引き起こし得る。特定の実施形態において、本明細書に記載の抗体可変領域は、枯渇を引き起こすFcに結合される。
特定の実施形態において、本明細書に記載の抗体可変領域は、典型的には、血清半減期、補体固定、Fc受容体結合、および/または抗原依存性細胞傷害等の抗体の1つ以上の機能特性を変更するために、1つ以上の修飾を含むFcに結合され得る。さらに、本明細書に記載の抗体は、1つ以上の機能特性を変更するために、化学的に修飾され得る(例えば、1つ以上の化学部分が抗体に付着され得る)か、またはそのグリコシル化を変更するように修飾され得る。Fc領域の残基の番号付けは、KabatのEUインデックスのものである。
Fc領域は、免疫グロブリン、好ましくはヒト免疫グロブリンの定常領域に由来するドメインを含み、定常領域の断片、類似体、変異体、変異体または誘導体を含む。適切な免疫グロブリンは、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、および他のクラス、例えば、IgA、IgD、IgE、およびIgMを含む。免疫グロブリンの定常領域は、免疫グロブリンのC末端領域に相同な、天然に存在するまたは合成により産生されたポリペプチドとして定義され、CH1ドメイン、ヒンジ、CH2ドメイン、CH3ドメイン、またはCH4ドメインを、別々にまたは組み合わせて含むことができる。いくつかの実施形態において、本発明の抗体は、野生型IgA1のもの以外のFc領域を有する。抗体は、IgG(例えば、IgG1、IgG2、IgG3、およびIgG4)またはIgA2、IgD、IgEおよびIgM等の他のクラスのFc領域を有することができる。FcはIgA1の変異型であり得る。
免疫グロブリンの定常領域は、Fc受容体(FcR)結合および補体固定を含む多くの重要な抗体機能に関与している。IgA、IgG、IgD、IgE、IgMとして分類される重鎖定常領域の5つの主要なクラスが存在し、それぞれがアイソタイプによって指定される特徴的なエフェクター機能を有する。例えば、IgGは、IgG1、IgG2、IgG3、およびIgG4として知られる4つのサブクラスに分類される。
Ig分子は、複数のクラスの細胞受容体と相互作用する。例えば、IgG分子は、IgGクラスの抗体に特異的な3つのクラスのFcγ受容体(FcγR)、すなわちFcγRI、FcγRII、およびFcγRIILと相互作用する。IgGがFcγR受容体に結合するための重要な配列は、CH2およびCH3ドメインに位置することが報告されている。抗体の血清半減期は、その抗体がFcRに結合する能力に影響される。
特定の実施形態において、Fc領域は、変異Fc領域であり、例えば、望ましい構造的特徴および/または生物学的活性を提供するように、親Fc配列(例えば、後に変異体を生成するように修飾される、未修飾Fcポリペプチド)に対して(例えば、アミノ酸置換、欠失および/または挿入により)修飾されているFc配列である。例えば、親Fcと比較して、(a)増加もしくは減少したADCC、(b)増加もしくは減少した補体媒介性細胞傷害(CDC)、(c)増加もしくは減少したC1qに対する親和性、および/または(d)増加もしくは減少したFc受容体に対する親和性を有するFc変異体を生成するために、Fc領域に修飾を行うことができる。そのようなFc領域変異体は、一般に、Fc領域に少なくとも1つのアミノ酸修飾を含む。アミノ酸修飾を組み合わせることが特に望ましいと考えられる。例えば、変異Fc領域は、例えば、本明細書で同定される特定のFc領域位置の、2つ、3つ、4つ、5つ等の置換をその中に含み得る。
変異体Fc領域はまた配列変更を含んでもよく、ジスルフィド結合形成に関与するアミノ酸が除去されるか、または他のアミノ酸で置き換えられる。そのような除去は、本明細書に記載の抗体を産生するために使用される宿主細胞に存在する他のシステイン含有タンパク質との反応を回避し得る。たとえシステイン残基が除去された場合でも、一本鎖Fcドメインは、非共有結合的に一緒に保持された二量体Fcドメインを形成することができる。他の実施形態において、Fc領域は、選択された宿主細胞とより適合性になるように修飾され得る。例えば、プロリンイミノペプチダーゼ等のE.coliの消化酵素によって認識され得る典型的な天然Fc領域のN末端近くのPA配列を除去することができる。他の実施形態において、Fcドメイン内の1つ以上のグリコシル化部位が除去されてもよい。通常グリコシル化されている残基(例えば、アスパラギン)は、細胞溶解反応を付与し得る。そのような残基は、欠失させるか、またはグリコシル化されていない残基(例えば、アラニン)で置換することができる。他の実施形態において、Clq結合部位等の補体との相互作用に関与する部位がFc領域から除去され得る。例えば、ヒトIgG1のEKK配列を欠失させるかまたは置換することができる。特定の実施形態において、Fc受容体への結合に影響を与える部位、好ましくはサルベージ受容体結合部位以外の部位を除去されてもよい。他の実施形態において、ADCC部位を除去するようにFc領域を修飾することができる。ADCCサイトは当該技術分野で既知であり、例えば、IgG1のADCC部位に関してはMolec.Immunol.29(5):633-9(1992)を参照されたい。変異Fcドメインの特定の例は、例えば、WO97/34631およびWO96/32478に開示されている。
一実施形態において、Fcのヒンジ領域は、ヒンジ領域内のシステイン残基の数が変更されるように、例えば、増加または減少するように修飾される。この手法は、Bodmerらによる米国特許第5,677,425号にさらに記載されている。Fcのヒンジ領域内のシステイン残基の数は、例えば、軽鎖と重鎖のアセンブリを容易にするため、または抗体の安定性を増加または減少させるために変更される。一実施形態において、抗体のFcヒンジ領域は、抗体の生物学的半減期を減少させるように変異される。より具体的には、抗体が、天然FcヒンジドメインスタフィロコクシルプロテインA(SpA)結合と比較して損なわれたSpA結合を有するように、1つ以上のアミノ酸変異がFcヒンジ断片のCH2-CH3ドメインインターフェース領域に導入される。この手法は、Wardらによる米国特許第6,165,745号にさらに詳細に記載されている。
さらに他の実施形態において、抗体のエフェクター機能(複数可)を変更するために、少なくとも1つのアミノ酸残基を異なるアミノ酸残基で置き換えることによりFc領域が変更される。例えば、アミノ酸残基234、235、236、237、297、318、320および322から選択される1つ以上のアミノ酸は、抗体がエフェクターリガンドに対して変更された親和性を有するが、親抗体の抗原結合能力を保持するように、異なるアミノ酸残基で置き換えることができる。親和性が変更されるエフェクターリガンドは、例えば、Fc受容体または補体のCI成分であり得る。この手法は、Winterらによる米国特許第5,624,821号および同第5,648,260号にさらに詳細に記載されている。
別の例において、アミノ酸残基329、331および322から選択される1つ以上のアミノ酸は、抗体が変更されたClq結合および/または低下もしくは消失させたCDCを有するように、異なるアミノ酸残基で置き換えることができる。この手法は、Idusogieらによる米国特許第6,194,551号にさらに詳細に記載されている。
別の例では、アミノ酸位置231および239内の1つ以上のアミノ酸残基が変更され、それにより、補体を固定する抗体の能力が変更される。この手法は、BodmerらによるPCT公開WO94/29351にさらに記載されている。
さらに別の例において、以下の位置で1つ以上のアミノ酸を修飾することによって、Fc領域を、ADCCを増加させるように、かつ/またはFcγ受容体に対する親和性を増加させるように修することができる:234、235、236、238、239、240、241、243、244、245、247、248、249、252、254、255、256、258、262、263、264、265、267、268、269、270、272、276、278、280、283、285、286、289、290、292、293、294、295、296、298、299、301、303、305、307、309、312、313、315、320、322、324、325、326、327、329、330、331、332、333、334、335、337、338、340、360、373、376、378、382、388、389、398、414、416、419、430、433、434、435、436、437、438または439。例示的な置換は、236A、239D、239E、268D、267E、268E、268F、324T、332D、および332Eを含む。例示的な変異は、239D/332E、236A/332E、236A/239D/332E、268F/324T、267E/268F、267E/324T、および267E/268F7324Tを含む。FcγRと補体との相互作用を増強するための他の修飾は、限定されないが、置換298A、333A、334A、326A、247I、339D、339Q、280H、290S、298D、298V、243L、292P、300L、396L、305I、および396Lを含む。これらおよび他の修飾は、Strohl,2009,Current Opinion in Biotechnology 20:685-691において概説されている。
Fcγ受容体への結合を増加させるFc修飾は、Fc領域のアミノ酸位置238、239、248、249、252、254、255、256、258、265、267、268、269、270、272、279、280、283、285、298、289、290、292、293、294、295、296、298、301、303、305、307、312、315、324、327、329、330、335、337、3338、340、360、373、376、379、382、388、389、398、414、416、419、430、434、435、437、438または439のいずれか1つ以上におけるアミノ酸修飾を含み、Fc領域の残基の番号付けはabatにおけるようなEUインデックスのものである(WO00/42072)。
Fcに加えることができる他のFc修飾は、FcγRおよび/または補体タンパク質への結合を減少または消失させるためのものであり、それにより、ADCC、ADCP、およびCDC等のFc媒介エフェクター機能を減少または消失させる。例示的な修飾は、限定されないが、位置234、235、236、237、267、269、325、および328における置換、挿入、および欠失を含み、番号付けはEUインデックスに従う。例示的な置換は、限定されないが、234G、235G、236R、237K、267R、269R、325L、および328Rを含み、番号付けはEUインデックスに従う。Fc変異は、236R/328Rを含み得る。FcγRと補体との相互作用を低減するための他の修飾は、置換297A、234A、235A、237A、318A、228P、236E、268Q、309L、330S、331S、220S、226S、229S、238S、233P、および234V、ならびに変異的もしくは酵素的手段による、またはタンパク質をグリコシル化しない細菌等の生物における産生による297位のグリコシル化の除去を含む。これらおよび他の修飾は、Strohl,2009,Current Opinion in Biotechnology 20:685-691に概説されている。
任意選択的に、Fc領域は、当業者に既知の追加のおよび/または代替の位置に天然に存在しないアミノ酸残基を含み得る(例えば、米国特許第5,624,821号、同第6,277,375号、同第6,737,056号、同第6,194,551号、同第7,317,091号、同第8,101,720号、WO00/42072、WO01/58957、WO02/06919、WO04/016750、WO04/029207、WO04/035752、WO04/074455、WO04/099249、WO04/063351、WO05/070963、WO05/040217、WO05/092925およびWO06/020114を参照)。
阻害性受容体FcγRIIbに対する親和性を増強するFc変異体も使用することができる。そのような変異体は、例えばB細胞および単球を含むFcγRIIb細胞に関連する免疫調節活性を有するFc融合タンパク質を提供し得る。一実施形態において、Fc変異体は、1つ以上の活性化受容体と比較して、FcγRIIbに対する選択的に増強された親和性を提供する。FcγRIIbへの結合を変更するための修飾は、EUインデックスに従って、234、235、236、237、239、266、267、268、325、326、327、328、および332からなる群から選択される位置での1つ以上の修飾を含む。FcγRIIb親和性を増強するための例示的な置換は、234D、234E、234F、234W、235D、235F、235R、235Y、236D、236N、237D、237N、239D、239E、266M、267D、267E、268D、268E、327D、327E、328F、328W、328Y、および332Eを含むが、これらに限定されない。例示的な置換は、235Y、236D、239D、266M、267E、268D、268E、328F、328W、および328Yを含む。FcγRllbへの結合を強化するための他のFc変異体は、235Y/267E、236D/267E、239D/268D、239D/267E、267E/268D、267E/268E、および267E/328Fを含む。
Fc領域のそのリガンドに対する親和性および結合特性は、平衡方法(例えば、ELISAまたはラジオイムノアッセイ)、または動力学(例えば、BIACORE分析)、ならびに間接的結合アッセイ、競合的阻害アッセイ、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)、ゲル電気泳動およびクロマトグラフィー(例えば、ゲル濾過)等の他の方法を含むが、これらに限定されない、当業者に既知の多様なインビトロアッセイ法(生化学または免疫学ベースのアッセイ)により決定され得る。これらおよび他の方法は、試験される成分の1つ以上に対する標識を利用してもよく、かつ/または発色性、蛍光性、発光性、または同位体性標識を含むがこれらに限定されない様々な検出方法を採用してもよい。結合親和性および動力学の詳細な説明は、抗体-免疫原相互作用に焦点を当てている、Paul,W.E.,ed.,Fundamental immunology,4th Ed.,Lippincott-Raven,Philadelphia(1999)に見出すことができる。
特定の実施形態において、抗体は、その生物学的半減期を延長させるように修飾される。様々な手法が可能である。例えば、これは、FcRnに対するFc領域の結合親和性を増加させることによって行うことができる。例えば、米国特許第6,277,375号に記載されているように、以下の残基の1つ以上を変異させることができる:252、254、256、433、435、436。特定の例示的な置換は、以下のうちの1つ以上を含む:T252L、T254S、および/またはT256F。あるいは、生物学的半減期を延長するために、米国特許第5,869,046号および同第6,121,022号に記載されるように、IgGのFc領域のCH2ドメインの2つのループから取ったサルベージ受容体結合エピトープを含むように、抗体をCH1またはCL領域内で変更することができる。FcRnへの結合を増加させるおよび/または薬物動態特性を改善する他の例示的な変異体は、例えば259I、308F、428L、428M、434S、434H、434F、434Y、および434Mを含む、位置259、308、428、および434での置換を含む。FcRnへのFc結合を増加させる他の変異体は、250E、250Q、428L、428F、250Q/428L(Hinton et al,,2004,J.Biol.Chem.279(8):6213-6216,Hinton et al.2006 Journal of Immunology 176:346-356)、256A、272A、286A、305A、307A、307Q、311A、312A、376A、378Q、380A、382A、434A(Shields et al,Journal of Biological Chemistry,2001,276(9):6591-6604)、252F、252T、252Y、252W、254T、256S、256R、256Q、256E、256D、256T、309P、311S、433R、433S、433I、433P、433Q、434H、434F、434Y、252Y/254T/256E、433K/434F/436H、308T/309P/311S(Dall Acqua et al.Journal of Immunology,2002,169:5171-5180,Dall’Acqua et al.,2006,Journal of Biological Chemistry 281:23514-23524)を含む。FcRn結合を調節するための他の修飾は、Yeung et al.,2010,J Immunol,182:7663-7671に記載されている。特定の実施形態において、特定の生物学的特徴を有するハイブリッドIgGアイソタイプを使用することができる。例えば、IgG1/IgG3ハイブリッド変異体は、2つのアイソタイプが異なる位置で、CH2および/またはCH3領域のIgG1位置を、IgG3からのアミノ酸で置換することによって構築され得る。したがって、1つ以上の置換、例えば、274Q、276K、300F、339T、356E、358M、384S、392N、397M、422I、435R、および436Fを含むハイブリッド変異体IgG抗体を構築することができる。本明細書に記載の他の実施形態において、IgG1/IgG2ハイブリッド変異体は、2つのアイソタイプが異なる位置で、CH2および/またはCH3領域のIgG2位置をIgG1からのアミノ酸で置換することによって構築され得る。したがって、1つ以上の置換、例えば、以下のアミノ酸置換のうちの1つ以上を含むハイブリッド変異体IgG抗体が構築され得る:233E、234L、235L、236G(236位でのグリシンの挿入を指す)、および321h。
さらに、FcγR1、FcγRII、FcγRIII、およびFcRnに対するヒトIgG1の結合部位がマッピングされ、結合が改善された変異体が記載されている(Shields,R.L.et al.(2001)J.Biol.Chem.276:6591-6604を参照)。位置256、290、298、333、334、および339での特異的変異は、FcγRIIIへの結合を改善することが示された。さらに、以下の組み合わせ変異体がFcγRIII結合を改善することが示された:T256A/S298A、S298A/E333A、S298A/K224AおよびS298A/E333A/K334A:これは増強されたFcγRIIIa結合およびADCC活性を示すことが示されている(Shields et al.,2001)。S239D/I332EおよびS239D/I332E/A330L変異を有する変異体を含む、FcγRIIIaへの高度に増強された結合を有する他のIgG1変異体が同定されており、それらはカニクイザルサルにおいて、FcγRIIIaに対する親和性の最大の増加、FcγRIIb結合の低下、および強い細胞毒性活性を示した(Lazar et al.,2006)。アレムツズマブ(CD52特異的)、トラスツズマブ(HER2/neu特異的)、リツキシマブ(CD20特異的)、およびセツキシマブ(EGFR特異的)等の抗体への三重変異の導入は、インビトロで大幅に増強されたADCC活性に変換され、S239D/I332E変異体は、サルのB細胞を枯渇させる能力の増強を示した(Lazar et al.,2006)。さらに、B細胞悪性腫瘍および乳癌のモデルにおいて、ヒトFcγRIIIaを発現するトランスジェニックマウスでFcγRIIIaへの増強された結合および付随して増強されたADCC活性を示したL235V、F243L、R292P、Y300LおよびP396L変異を含むIgG1変異体が同定されている(Stavenhagen et al.,2007;Nordstrom et al.,2011)。使用できる他のFc変異体は、S298A/E333A/L334A、S239D/I332E、S239D/I332E/A330L、L235V/F243L/R292P/Y300L/P396L、およびM428L/N434Sを含む。
特定の実施形態において、FcγRへの結合が低下したFcが選択される。FcγR結合が低下した例示的なFc、例えば、IgG1 Fcは、以下の3つのアミノ酸置換を含む:L234A、L235EおよびG237A。
特定の実施形態において、補体固定が低下したFcが選択される。補体結合が低下した例示的なFc、例えば、IgG1 Fcは、以下の2つのアミノ酸置換を有する:A330SおよびP331S。
特定の実施形態において、本質的にエフェクター機能を有しない、すなわち、FcγRへの結合が低下し、補体固定が低下したFcが選択される。エフェクターレスである例示的なFc、例えば、IgG1 Fcは、以下の5つの変異を含む:L234A、L235E、G237A、A330SおよびP331S。
IgG4定常ドメインを使用する場合、通常、IgG1のヒンジ配列を模倣し、それによってIgG4分子を安定化する、置換S228Pを含めることが好ましい。
抗体誘導体
本明細書に提供される抗体は、当該技術分野で既知であり、容易に入手可能な追加の非タンパク質部分を含むようにさらに修飾され得る。抗体の誘導体化に適した部分は、限定されないが、水溶性ポリマーを含む。
水溶性ポリマーの非限定的な例として、PEG、エチレングリコール/プロピレングリコールのコポリマー、カルボキシメチルセルロース、デキストラン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ-1,3-ジオキソラン、ポリ-1,3,6-トリオキサン、エチレン/無水マレイン酸コポリマー、ポリアミノ酸(ホモポリマーまたはランダムコポリマーのいずれか)、およびデキストランまたはポリ(n-ビニルピロリドン)ポリエチレングリコール、プロプロピレングリコールホモポリマー、プロプロピレンオキシド/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール(例えば、グリセロール)、ポリビニルアルコール、ならびにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。ポリエチレングリコールプロピオンアルデヒドは、水中での安定性のために製造において利点を有し得る。ポリマーは、任意の分子量のものであってもよく、分岐または非分岐であり得る。抗体に付着するポリマーの数は変動し得るが、複数のポリマーが付着する場合、それらは同じ分子でもまたは異なる分子でもよい。一般に、誘導体化に使用されるポリマーの数および/または種類は、限定されないが、改善されるべき抗体の特定の特性または機能、抗体誘導体が定義された条件下で治療に使用されるかどうか、を含む考慮事項に基づいて決定することができる。
別の実施形態において、放射線への曝露によって選択的に加熱され得る抗体と非タンパク質部分との共役が提供される。一実施形態において、非タンパク質部分はカーボンナノチューブである(Kam et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA102:11600-11605(2005))。放射線は、任意の波長であり得、限定されないが、正常な細胞には害を与えないが、非タンパク質部分を抗体-非タンパク質部分の近位の細胞が死滅される温度まで加熱する波長を含む。
本明細書に記載される抗体の別の修飾は、ペグ化である。抗体をペグ化して、例えば、抗体の生物学的(例えば、血清)半減期を延長することができる。抗体をペグ化するために、抗体またはその断片は、典型的には、1つ以上のPEG基が抗体または抗体断片に付着する条件下で、PEGの反応性エステルまたはアルデヒド誘導体等のPEGと反応させる。好ましくは、ペグ化は、反応性PEG分子(または類似の反応性水溶性ポリマー)とのアシル化反応またはアルキル化反応を介して実施される。本明細書で使用される場合、「ポリエチレングリコール」という用語は、モノ(CI-CIO)アルコキシ-またはアリールオキシ-ポリエチレングリコールまたはポリエチレングリコール-マレイミド等の他のタンパク質を誘導体化するために使用されている任意の形態のPEGを包含することが企図される。特定の実施形態において、ペグ化される抗体は、非グリコシル化抗体である。タンパク質をペグ化するための方法は当該技術分野で既知であり、本明細書に記載の抗体に適用することができる。例えば、NishimuraらによるEP0 154316およびIshikawaらによるEP0401384を参照されたい。
本発明はまた、治療薬、ポリマー、検出可能な標識または酵素に共役された本明細書に記載のヒトモノクローナル抗体を包含する。一実施形態において、治療薬は細胞毒性薬である。一実施形態において、ポリマーはPEGである。
制作方法
抗体は、例えば、米国特許第4,816,567号に記載されているように、組換え方法および組成物を使用して産生することができる。一実施形態において、本明細書に記載の抗体をコードする単離された核酸が提供される。そのような核酸は、抗体のVLを含むアミノ酸配列および/またはVHを含むアミノ酸配列(例えば、抗体の軽鎖および/または重鎖)をコードし得る。さらなる実施形態において、そのような核酸を含む1つ以上のベクター(例えば、発現ベクター)が提供される。さらなる実施形態において、そのような核酸を含む宿主細胞が提供される。そのような一実施形態において、宿主細胞は、以下を含む(例えば、形質転換されている):(1)抗体のVLを含むアミノ酸配列および抗体のVHを含むアミノ酸配列をコードする核酸を含むベクター、または(2)抗体のVLを含むアミノ酸配列をコードする核酸を含む第1のベクター、および抗体のVHを含むアミノ酸配列をコードする核酸を含む第2のベクター。一実施形態において、宿主細胞は、真核生物、例えば、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞またはリンパ系細胞(例えば、Y0、NS0、Sp20細胞)である。一実施形態において、抗体を作製する方法が提供され、この方法は、抗体の発現に適した条件下で、上記のように抗体をコードする核酸を含む宿主細胞を培養し、任意選択的に宿主細胞(または宿主細胞培養培地)から抗体を回収することを含む。
抗体の組換え産生のために、例えば上記のように、抗体をコードする核酸が単離され、宿主細胞におけるさらなるクローニングおよび/または発現のために1つ以上のベクターに挿入される。そのような核酸は、従来の手順を使用して(例えば、抗体の重鎖および軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合することができるオリゴヌクレオチドプローブを使用することによって)容易に単離され、配列決定される。
抗体をコードするベクターのクローニングまたは発現に適した宿主細胞は、本明細書に記載の原核生物または真核生物の細胞を含む。例えば、抗体は、特にグリコシル化およびFcエフェクター機能が必要とされない場合、細菌で産生され得る。細菌における抗体断片およびポリペプチドの発現については、例えば、米国特許第5,648,237号、同第5,789,199号、および同第5,840,523号を参照されたい。(また、E.coliにおける抗体断片の発現について記載しているCharlton,Methods in Molecular Biology,Vol.248(B.K.C.Lo,ed.,Humana Press,Totowa,N.J.,2003),pp.245-254も参照のこと。)発現後、抗体は、細菌細胞のペーストから可溶性画分中に単離することができ、さらに精製することができる。
原核生物に加えて、糸状菌または酵母等の真核微生物は、真菌および酵母株を含む抗体をコードするベクターの適切なクローニングまたは発現宿主であり、それらは、グリコシル化経路が「ヒト化」されており、部分的または完全にヒトグリコシル化パターンを有する抗体の産生をもたらす真菌および酵母株を含む。Gerngross,Nat.Biotech.22:1409-1414(2004)、およびLi et al,Nat.Biotech.24:210-215(2006)を参照されたい。
グリコシル化抗体の発現に適した宿主細胞は、多細胞生物(無脊椎動物および脊椎動物)にも由来する。無脊椎動物の細胞の例は、植物および昆虫の細胞を含む。多数のバキュロウイルス株が同定されており、特にSpodoptera frugiperda細胞のトランスフェクションのために、昆虫細胞と併せて使用することができる。
植物細胞培養も宿主として利用することができる。例えば、米国特許第5,959,177号、同第6,040,498号、同第6,420,548号、同第7,125,978号、および同第6,417,429号(トランスジェニック植物で抗体を産生するためのPLANTIBODIES技術について記載している)を参照されたい。
脊椎動物細胞も宿主として使用することができる。例えば、懸濁液中で増殖するように適合された哺乳動物細胞株が有用であり得る。有用な哺乳動物宿主細胞株の他の例は、SV40(COS-7)によって形質転換されたサル腎臓CV1株、ヒト胎児腎臓株(例えば、Graham et al.,J.Gen Virol.36:59(1977)に記載される293細胞または293細胞)、ベビーハムスター腎臓細胞(BHK)、マウスセルトリ細胞(例えば、Mather,Biol.Reprod.23:243-251(1980)に記載されるTM4細胞)、23:243-251(1980))、サル腎臓細胞(CV1)、アフリカミドリザル腎臓細胞(VERO-76)、ヒト子宮頸癌細胞(HELA)、イヌ腎臓細胞(MDCK;バッファローラット肝細胞(BRL 3A)、ヒト肺細胞(W138)、ヒト肝細胞(Hep G2)、マウス乳腺腫瘍(MMT 060562)、TRI細胞(例えばMather et al.,Annals N.Y.Acad.Sci.383:44-68(1982)に記載される)、MRC5細胞、およびFS4細胞である。他の有用な哺乳動物宿主細胞株は、DHFR CHO細胞を含むCHO細胞(Urlaub et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 77:4216(1980))、ならびにメラノーマ細胞株Y0、NS0、Sp2/0等を含む。抗体産生に適した特定の哺乳動物宿主細胞株の概説については、例えば、Yazaki and Wu,Methods in Molecular Biology,Vol.248(B.K.C.Lo,ed.,Humana Press,Totowa,N.J.),pp.255-268(2003)を参照されたい。
組成物および製剤
本発明の抗体は、単独で、またはヒトにおけるヒトインフルエンザ感染の治療のための追加の抗インフルエンザウイルス抗体を含む抗体カクテルとして、抗ウイルス療法を開発するための優れた方法を意味する。
別の態様において、本発明は、薬学的に許容される担体と一緒に製剤化される、本明細書に記載の本発明の抗体を含む医薬組成物を提供する。組成物は、任意選択的に、別の抗体または治療薬等の1つ以上の追加の薬学的に活性な成分を含み得る。本発明の医薬組成物はまた、例えば、別の免疫刺激剤、抗ウイルス剤、またはワクチン等との併用療法において投与することもできる。特定の実施形態において、組成物は、本発明の抗体を少なくとも1mg/ml、5mg/ml、10mg/ml、50mg/ml、100mg/ml、150mg/ml、200mg/ml、1~300mg/ml、または100~300mg/mlの濃度で含む。
医薬組成物は、任意の数の賦形剤を含むことができる。使用することができる賦形剤は、担体、界面活性剤、増粘剤または乳化剤、固体結合剤、分散剤または懸濁助剤、可溶化剤、着色剤、香味剤、コーティング、崩壊剤、潤滑剤、甘味料、防腐剤、等張剤、およびそれらの組み合わせを含む。適切な賦形剤の選択および使用は、Gennaro,ed.,Remington:The Science and Practice of Pharmacy,20th Ed.(Lippincott Williams&Wilkins 2003)に教示されており、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
好ましくは、医薬組成物は、静脈内、筋肉内、皮下、非経口、脊髄または表皮投与(例えば、注射または注入による)に適している。投与経路に応じて、活性化合物を材料でコーティングして、酸の作用およびそれを不活性化する可能性のある他の天然の条件から保護することができる。本明細書で使用される「非経口投与」という句は、通常は注射による、経腸および局所投与以外の投与様式を意味し、限定されないが、静脈内、筋肉内、動脈内、髄腔内、嚢内、眼窩内、心臓内、皮内、腹腔内、気管内、皮下、表皮下、関節内、被膜下、くも膜下、脊髄内、硬膜外および胸骨内の注射および注入を含む。あるいは、本明細書に記載の本発明の抗体は、局所、表皮または粘膜投与経路、例えば、鼻腔内、経口、膣、直腸、舌下または局所の非経口経路を介して投与することができる。
本発明の医薬組成物は、薬学的に許容される塩の形態であり得る。「薬学的に許容される塩」は、親化合物の望ましい生物学的活性を保持し、望ましくない毒物学的効果を与えない塩を指す。そのような塩の例として、酸付加塩および塩基付加塩が挙げられる。酸付加塩は、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、リン等の非毒性の無機酸、ならびに脂肪族モノおよびジカルボン酸、フェニル置換アルカン酸、ヒドロキシアルカン酸、芳香族酸、脂肪族および芳香族スルホン酸等の非毒性の有機酸を含む。塩基付加塩は、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、およびN、N’-ジベンジルエチレンジアミン、N-メチルグルカミン、クロロプロカイン、コリン、ジエタノールアミン、エチレンジアミン、プロカイン等の無毒性の有機アミンを含む。
本発明の医薬組成物は、滅菌水溶液または分散液の形態であり得る。それはまた、マイクロエマルジョン、リポソーム、または高い薬物濃度に適した他の秩序だった構造で製剤化することもできる。
本明細書に記載の本発明の抗体は、徐放性製剤として投与することができ、その場合、より低い頻度の投与が必要とされる。投与量および頻度は、患者における抗体の半減期によって異なる。一般に、ヒト抗体が最も長い半減期を示し、ヒト化抗体、キメラ抗体、および非ヒト抗体がそれに続く。投与量および投与頻度は、治療が予防的であるか治療的であるかに応じて異なり得る。予防的な用途では、比較的低用量が長期間にわたって比較的まれな間隔で投与される。一部の患者は、生涯治療を受け続ける。治療的な用途では、疾患の進行が減少または終了するまで、好ましくは、患者が疾を患の症状の部分的または完全な寛解を示すまで、比較的短い間隔で比較的高い投与量が必要とされる場合がある。その後、患者は予防投与計画を受けることができる。
担体材料と組み合わせて単一の剤形を生成することができる活性成分の量は、治療される対象および特定の投与様式に応じて異なり、一般に、治療効果をもたらす組成物の量である。一般に、100パーセントのうち、この量は、薬学的に許容される担体と組み合わせて、約0.01%~約99%の活性成分、好ましくは約0.1%~約70%、最も好ましくは約1%~約30%の活性成分の範囲である。
投与計画は、最適な所望の応答(例えば、治療応答)を提供するように調整することができる。例えば、単会ボーラスを投与することができ、いくつかの分割された用量を経時的に投与することができ、または治療状況の緊急性によって示されるように、用量を比例的に減少または増加させることができる。投与の容易さおよび投与量の均一性のために、投与単位形態で非経口組成物を処方することは特に有利である。本明細書で使用される「投与単位形態」は、治療される対象の単位投与量として適した物理的に別個の単位を指す:各単位は、必要な薬学的担体と合わさって所望の治療効果をもたらすように計算された所定の量の活性化合物を含む。あるいは、抗体は徐放性製剤として投与することができ、その場合、より低い頻度の投与が必要とされる。抗体の投与の場合、投与量は、宿主の体重の約0.0001~100mg/kg、より一般的には0.01~5mg/kgの範囲である。例えば、投与量は、0.3mg/kg体重、1mg/kg体重、3mg/kg体重、5mg/kg体重もしくは10mg/kg体重、または1~10mg/kgの範囲内であり得る。例示的な治療計画は、週に1回、2週間に1回、3週間に1回、4週間に1回、月に1回、3ヶ月に1回、または3~6ヶ月に1回の投与を伴う。本発明の抗体の好ましい投与計画は、静脈内投与による1mg/kg体重または3mg/kg体重を含み、抗体は、以下の投与スケジュールの1つを用いて与えられる:(i)6回の投与を4週間ごと、次いで3か月ごと、(ii)3週間ごと、(iii)3mg/kg体重を1回、その後3週間ごとに1mg/kg体重。いくつかの方法では、約1~1000μg/mlの血漿抗体濃度を達成し、いくつかの方法では、約25~300μg/mlを達成するように投与量が調節される。本発明の抗体の「治療有効投与量」は、好ましくは、疾患症状の重症度の軽減、疾患症状のない期間の頻度および期間の増加、または疾患の苦痛による機能障害または身体障害の予防をもたらす。例えば、対象におけるインフルエンザ感染の治療のために、「治療有効投与量」は、インフルエンザウイルスの複製または宿主細胞による取り込みを、未治療の対象と比較して好ましくは少なくとも約20%、より好ましくは少なくとも約40%、さらにより好ましくは少なくとも約60%、さらにより好ましくは少なくとも約80%阻害する。治療有効量の治療用化合物は、インフルエンザウイルスを中和するか、または別様に、典型的にはヒトであるかまたは別の哺乳動物であり得る対象の症状を改善することができる。医薬組成物は、インプラント、経皮パッチ、およびマイクロカプセル化送達系を含む制御放出製剤であり得る。エチレン酢酸ビニル、ポリ無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル、およびポリ乳酸等の生分解性、生体適合性ポリマーを使用することができる。例えば、Sustained and Controlled Release Drug Delivery Systems,J.R.Robinson,ed.,Marcel Dekker,Inc.,New York,1978を参照されたい。
治療用組成物は、(1)無針皮下注射デバイス(例えば、US5,399,163、5,383,851、5,312,335、5,064,413、4,941,880、4,790,824、および4,596,556)、(2)マイクロ輸液ポンプ(US4,487,603)、(3)経皮デバイス(US4,486,194)、(4)注入装置(US4,447,233および4,447,224)、および(5)浸透圧デバイス(US4,439,196および4,475,196)(その開示は参照により本明細書に組み込まれる)等の医療機器を介して投与することができる。
特定の実施形態において、本明細書に記載される本発明のヒトモノクローナル抗体は、インビボでの適切な分布を確実にするように製剤化され得る。例えば、本発明の治療化合物が血液脳関門を通過することを確実にするために、それらは、特定の細胞または器官への選択的輸送を増強するための標的化部分をさらに含み得るリポソーム中に製剤化され得る。例えば、US4,522,811、5,374,548、5,416,016、および5,399,331;V.V.Ranade(1989)Clin.Pharmacol.29:685;Umezawa et al,(1988)Biochem.Biophys.Res.Commun.153:1038;Bloeman et al.(1995)FEBS Lett.357:140;M.Owais et al.(1995)Antimicrob.Agents Chemother.39:180;Briscoe et al.(1995)Am.Physiol.1233:134;Schreier et al.(1994).Biol.Chem.269:9090;Keinanen and Laukkanen(1994)FEBS Lett.346:123;およびKillion and Fidler(1994)Immunomethods 4:273を参照されたい。
使用法と方法
インフルエンザに対する現在の抗ウイルス治療(例えば、オセルタミビル/タミフル、アマンタジン/リマンタジン)は最適ではなく、耐性の発生率が高く、治療域が限られている(症状の発症後48時間以内に開始する必要がある)(Beigel J,et al.2008.Antiviral Res 78:91-102;Garcia-Sastre A.2006.Emerg Infect Dis 12:44-47;and Marathe BM,et al.2016.Sci Rep 6:26742)。モノクローナル抗体は、一部には、その高度な特異性、限られたオフターゲット効果、および優れた安全性プロファイルのために、成長している薬剤クラスであり続けている。本明細書に記載の抗体、組成物および製剤は、インフルエンザウイルスを中和し、それによってインフルエンザ感染を治療するために使用することができる。
したがって、一態様において、本明細書に記載の抗体は、インフルエンザウイルスを治療するために使用することができる。インフルエンザウイルスの中和は、(i)インフルエンザウイルスの標的細胞への結合を阻害する、(ii)標的細胞によるインフルエンザウイルスの取り込みを阻害する、(iii)インフルエンザウイルスの複製を阻害する、および(iv)感染細胞からのインフルエンザウイルス粒子の放出を阻害することによって行うことができる。当業者は、インフルエンザウイルスの中和を評価するための任意のアッセイを実施する能力を有する。特に、抗体の中和特性は、様々な試験によって評価でき、それらは全て、(i)インフルエンザウイルスの標的細胞への結合の阻害、(ii)標的細胞によるインフルエンザウイルスの取り込みの阻害、(iii)インフルエンザウイルス複製の阻害、および(iv)感染細胞からのインフルエンザウイルス粒子の放出の阻害の結果を評価することができる。換言すると、異なる試験を実施して、同じ結果、すなわち、インフルエンザウイルスの感染力の喪失が観察される可能性がある。したがって、一実施形態において、本発明は、治療有効量の本明細書に記載の本発明の抗体を対象に投与することを含む、対象におけるインフルエンザウイルスを中和する方法を提供する。
本発明の別の態様は、インフルエンザ関連疾患を治療する方法を提供する。そのような方法には、治療的(インフルエンザ感染後)および予防的(インフルエンザ曝露、感染または病態の前)が含まれる。例えば、インフルエンザ感染のために個体を治療する治療的および予防的方法は、インフルエンザ感染または病態を有するまたは有するリスクのある個体の治療、インフルエンザ感染を有する個体の治療、ならびに、個体におけるインフルエンザ感染の可能性を減少もしくは減少させるため、インフルエンザ感染に対する個体の感受性を減少もしくは低下させるため、または個体におけるインフルエンザ感染を阻害もしくは予防するため、および感染した個体から未感染の個体へのインフルエンザの伝播を減少させる、低下させる、阻害または抑制するために、インフルエンザ感染から個体を保護する方法を含む。そのような方法は、インフルエンザ感染または病態を有するまたは有するリスクのある個体を治療的または予防的に治療(ワクチン接種または免疫)するために、本発明の抗体または本明細書に開示される抗体を含む組成物を投与することを含む。したがって、方法は、インフルエンザ感染または病態を治療するか、または感染からの保護(例えば、予防的保護)を個体に提供することができる。
一実施形態において、インフルエンザ関連疾患を治療する方法は、インフルエンザ感染または病態に関連する1つ以上の生理学的状態または症状を軽減し、それによってインフルエンザ関連疾患を治療するのに十分な量で、本明細書に開示される抗体または治療用組成物を、それを必要とする個体に投与することを含む。
一実施形態において、本明細書に開示される抗体または治療用組成物は、インフルエンザ関連疾患を治療するために使用される。本明細書に開示される抗体または治療用組成物の使用は、インフルエンザ感染または病態に関連する1つ以上の生理学的状態または症状を軽減することによってインフルエンザ関連疾患を治療する。この実施形態の態様において、本明細書に開示される抗体または治療用組成物の投与は、インフルエンザ感染または病態に関連する1つ以上の生理学的状態または症状を軽減し、それによってインフルエンザに基づく疾患を治療するのに十分な量である。この実施形態の他の態様において、本明細書に開示される抗体または治療用組成物の投与は、インフルエンザのクリアランスもしくは除去を増加、誘導、増強、増大、促進もしくは刺激するのに十分な量であるか、または、インフルエンザの別の個体への伝播を減少、低下、阻害、抑制、予防、制御、もしくは限定する。
インフルエンザ感染または病態に関連する1つ以上の生理学的状態または症状は、本明細書に開示される治療方法に応答するであろう。インフルエンザ感染または病態の症状は、感染の段階によって異なる。
本発明の別の態様において、本明細書に記載の抗体は、例えば、インフルエンザ感染の進行を監視する、そのような感染の治療に対する患者の反応を監視する等の際に使用するために、様々な検出方法で使用することができる。本開示は、個体から得られた生物学的試料中のノイラミニダーゼポリペプチドを検出する方法を提供する。この方法は一般的に以下を含む:a)生物学的試料を対象の抗ノイラミニダーゼ抗体と接触させる、およびb)試料中に存在するエピトープへの抗体の結合があればそれを検出する。場合によっては、抗体は検出可能な標識を含む。生物学的試料中に検出されたノイラミニダーゼポリペプチドのレベルは、インフルエンザ感染の段階、程度、または重症度の指標を提供することができる。生物学的試料中に検出されたノイラミニダーゼポリペプチドのレベルは、インフルエンザ感染の治療に対する個体の反応の指標を提供することができる。
本明細書に記載の抗体は、インフルエンザウイルスを中和し、それによってインフルエンザ感染を治療するために、他の抗インフルエンザウイルス抗体のうちの1つ以上と一緒に使用することができる。
定義
本明細書で言及される「抗体」という用語は、全抗体および任意の抗原結合断片またはその一本鎖を含む。全抗体は、ジスルフィド結合によって相互接続された少なくとも2つの重(H)鎖および2つの軽(L)鎖を含む糖タンパク質である。各重鎖は、重鎖可変領域(本明細書ではVと略される)および重鎖定常領域から構成される。重鎖定常領域は、C1、C2、およびC3の3つのドメインから構成される。各軽鎖は、軽鎖可変領域(本明細書ではVと略される)および軽鎖定常領域から構成される。軽鎖定常領域は1つのドメイン、Cから構成される。VおよびV領域は、より保存されたフレームワーク領域(FR)と称される領域の間に散在する、相補性決定領域(CDR)と称される超可変領域にさらに細分化することができる。各VおよびVは、アミノ末端からカルボキシ末端まで配置された、3つのCDRおよび4つのFRからなる:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4。重鎖可変領域のCDRおよびFRは、HFR1、HCDR1、HFR2、HCDR2、HFR3、HCDR3、HFR4である。軽鎖可変領域のCDRおよびFRは、LFR1、LCDR1、LFR2、LCDR2、LFR3、LCDR3、LFR4である。重鎖および軽鎖の可変領域は、抗原と相互作用する結合ドメインを含む。抗体の定常領域は、免疫系の様々な細胞(例えば、エフェクター細胞)および古典的な補体系の第1の成分(CIq)を含む、宿主組織または因子への免疫グロブリンの結合を媒介することができる。
本明細書で使用される、抗体の「抗原結合断片または部分」(または単に「抗体断片または部分」)という用語は、抗原(例えば、インフルエンザAまたはBウイルスのノイラミニダーゼ)に特異的に結合する能力を保持する抗体の1つまたは複数の断片を指す。抗体の抗原結合機能は、完全長抗体の断片によって行われ得ることが示されている。抗体の「抗原結合断片または部分」という用語に包含される結合断片の例として、(i)Fab断片、V、V、C、およびC1ドメインから成る一価の断片;(ii)F(ab’)2断片、ヒンジ領域でジスルフィド架橋によって結合される2つのFab断片を含む2価の断片;(iii)Fab’断片、Fabと事実上同じであるが、ヒンジ領域の一部を有する(FUNDAMENTAL IMMUNOLOGY(Paul ed.,3rd ed.1993)を参照);1993));(IV)VおよびC1ドメインからなるFd断片;(v)抗体の単一アームのVおよびVHドメインからなるFv断片、(vi)VHからなるdAb断片(Ward et al.,(1989)Nature 341:544-546)ドメイン;(vii)単離されたCDR;ならびに(viii)ナノボディ、単一の可変ドメインおよび2つの定常ドメインを含む重鎖可変領域が挙げられる。さらに、Fv断片の2つのドメインであるVLとVHは別々の遺伝子によってコードされるが、組換え法を用いて、VLおよびVH領域が対を成して一価の分子を形成する単一タンパク鎖(一本鎖FvまたはscFvとして知られる)として作製することができる合成リンカーによってそれらを結合させることができる:例えば、Bird et al.(1988)Science 242:423-426;およびHuston et al.(1988)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:5879-5883)を参照されたい。そのような一本鎖抗体もまた、抗体の「抗原結合断片または部分」という用語に包含されることが意図される。これらの抗体断片は、当業者に既知の従来の技術を使用して得られ、断片は、インタクトな抗体の場合と同じ様式で有用性についてスクリーニングされる。
本明細書で使用される「単離された抗体」は、異なる抗原特異性を有する、他の抗体を実質的に含まない抗体を指すことを意図する(例えば、インフルエンザAまたはBウイルスのノイラミニダーゼに特異的に結合する単離された抗体は、ノイラミニダーゼ以外の抗原に特異的に結合する抗体を実質的に含まない)。単離された抗体は、他の細胞物質および/または化学物質を実質的に含まなくてもよい。
本明細書で使用される「モノクローナル抗体」または「モノクローナル抗体組成物」という用語は、単一分子組成の抗体分子の調製物を指す。モノクローナル抗体組成物は、特定のエピトープに対して単一の結合特異性および親和性を示す。
「ヒト抗体」という用語は、フレームワークおよびCDR領域の両方がヒト生殖系列免疫グロブリン配列に由来する可変領域を有する抗体を含むことを意図する。さらに、抗体が定常領域を含む場合、その定常領域もヒト生殖系列免疫グロブリン配列に由来する。本発明のヒト抗体は、ヒト生殖系列免疫グロブリン配列によってコードされないアミノ酸残基(例えば、インビトロでのランダムもしくは部位特異的突然変異誘発によって、またはインビボでの体細胞突然変異によって導入される突然変異)を含むことができる。しかしながら、本明細書で使用される「ヒト抗体」という用語は、マウス等の別の哺乳動物種の生殖系列に由来するCDR配列がヒトフレームワーク配列に移植されている抗体を含むことは意図しない。
「ヒトモノクローナル抗体」という用語は、フレームワーク領域とCDR領域の両方がヒト生殖系列免疫グロブリン配列に由来する可変領域を有する、単一の結合特異性を示す抗体を指す。一実施形態において、ヒトモノクローナル抗体は、トランスジェニック非ヒト動物、例えば、トランスジェニックマウスから得られたB細胞を含むハイブリドーマであって、不死化細胞に融合されたヒト重鎖導入遺伝子および軽鎖導入遺伝子を含むゲノムを有するハイブリドーマによって産生され得る。
本明細書で使用される「組換えヒト抗体」という用語は、組換え手段によって調製、発現、作成、または単離される全てのヒト抗体、例えば(a)ヒト免疫グロブリン遺伝子を遺伝子導入または染色体導入した動物(例えば、マウス)またはそれから調製されたハイブリドーマから単離された抗体(以下でさらに説明)、(b)ヒト抗体を発現するように形質転換された宿主細胞から、例えばトランスフェクトーマから単離された抗体、(c)組換えコンビナトリアルヒト抗体ライブラリーから単離された抗体、および(d)ヒト免疫グロブリン遺伝子配列を他のDNA配列にスプライシングすることに関与する任意の他の手段によって調製、発現、作成または単離された抗体。そのような組換えヒト抗体は、フレームワークおよびCDR領域がヒト生殖系列免疫グロブリン配列に由来する可変領域を有する。しかしながら、特定の実施形態において、そのような組換えヒト抗体は、インビトロ突然変異誘発(または、ヒトIg配列を遺伝子導入した動物が使用される場合、インビボ体細胞突然変異誘発)に供することができ、したがって、組換え抗体のVおよびV領域のアミノ酸配列が、ヒト生殖系列VおよびV配列に由来し、関連しているが、天然ではインビボでのヒト抗体生殖系列レパートリー内に自然には存在しない可能性がある配列である。
「アイソタイプ」という用語は、重鎖定常領域遺伝子によってコードされる抗体クラス(例えば、IgMまたはIgG1)を指す。「抗原を認識する抗体」および「抗原に特異的な抗体」という句は、本明細書では「抗原に特異的に結合する抗体」という用語と互換的に使用される。
「ヒト抗体誘導体」という用語は、ヒト抗体の任意の修飾形態、例えば、抗体と別の薬剤または抗体との共役を指す。「ヒト化抗体」という用語は、マウス等の別の哺乳動物種の生殖系列に由来するCDR配列がヒトフレームワーク配列に移植されている抗体を指すことを意図する。ヒトフレームワーク配列内でさらなるフレームワーク領域の修飾が行われてもよい。
「キメラ抗体」という用語は、可変領域配列が1つの種に由来し、定常領域配列が別の種に由来する抗体、例えば、可変領域配列がマウス抗体に由来する抗体に由来し、定常領域配列がヒト抗体に由来する抗体を指すことを意図する。この用語はまた、その可変領域配列またはCDR(複数可)が1つの供給源(例えば、IgA1抗体)に由来し、定常領域配列またはFcが異なる供給源(例えば、異なる抗体、例えば、IgG、IgA2、IgD、IgEまたはIgM抗体など)に由来する抗体を指す場合もある。
本明細書で使用される場合、「親和性」という用語は、分子(例えば、抗体)の単一結合部位とその結合パートナー(例えば、抗原)との間の非共有結合的な相互作用の全体的な強さを指す。別段の指示がない限り、本明細書で使用される場合、「結合親和性」は、結合対のメンバー(例えば、抗体と抗原)間の1:1の相互作用を反映する固有の結合親和性を指す。分子XのそのパートナーYに対する親和性は、一般に解離定数(KD)で表すことができる。親和性は、本明細書に記載されているものを含む、当該技術分野で既知の一般的な方法によって測定することができる。
本明細書で使用される場合、「インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼに特異的に結合する」抗体は、インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼに結合するが、非インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼには実質的に結合しない抗体を指す。
好ましくは、抗体は、「高親和性」で、すなわち、1×10-7M以下、より好ましくは5×10-8M以下、より好ましくは3×10-8M以下、1×10-8M以下、より好ましくは5×10-9M以下、またはさらにより好ましくは1×10-9M以下のKDでノイラミニダーゼに結合する。本明細書で使用される場合、タンパク質または細胞に「実質的に結合しない」という用語は、タンパク質または細胞に結合しないまたは高い親和性で結合しないこと、すなわち、1×10-6M以上、より好ましくは1×10-5M以上、より好ましくは1×10-4M以上、より好ましくは1×10-3M以上、さらにより好ましくは1×10-2M以上のKDでタンパク質または細胞に結合することを意味する
本明細書で使用される「Kassoc」または「Ka」という用語は、特定の抗体-抗原相互作用の会合速度を指すことを意図し、一方、本明細書で使用される「Kdis」または「Kd」という用語は、特定の抗体-抗原相互作用の解離速度を指すことを意図する。本明細書で使用される「KD」という用語は、Kaに対するKdの比(すなわち、Kd/Ka)から得られ、モル濃度(M)として表される解離定数を指すことを意図する。抗体のKD値は、当該技術分野で十分に確立された方法を用いて決定することができる。抗体のKDを決定するための好ましい方法は、表面プラズモン共鳴を使用すること、好ましくは、Biacore(登録商標)システム等のバイオセンサーシステムを使用することによるものである。
本明細書で使用される「エピトープ」という用語は、パラトープとして知られる抗体分子の可変領域内の特異的抗原結合部位と相互作用する抗原決定基を指す。単一の抗原が1つより多くのエピトープを有する場合がある。したがって、異なる抗体は、抗原上の異なる領域に結合する可能性があり、異なる生物学的効果を有し得る。「エピトープ」という用語はまた、B細胞および/またはT細胞が応答する抗原上の部位も指す。また、抗体が結合する抗原の領域も指す。エピトープは、構造的または機能的として定義され得る。機能性エピトープは、一般に構造的エピトープのサブセットであり、相互作用の親和性に直接寄与する残基を有する。エピトープはまた、立体配座であってもよく、すなわち、非線形アミノ酸から構成され得る。特定の実施形態において、エピトープは、アミノ酸、糖側鎖、ホスホリル基、またはスルホニル基等の分子の化学的に活性な表面基である決定基を含んでもよく、特定の実施形態において、特定の三次元構造特性および/または特定の電荷特性を有し得る。エピトープは、典型的には、固有の空間配置に、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、または15個のアミノ酸を含む。どのエピトープが所与の抗体によって結合されるかを決定するための方法(すなわち、エピトープマッピング)は当該技術分野で周知であり、例えば、ノイラミニダーゼタンパク質からの重複または隣接ペプチドが所与の抗体との反応性について試験される免疫ブロット法および免疫沈降法を含む。エピトープの空間配置を決定する方法は、当該技術分野および本明細書に記載の技術、例えば、X線結晶学および2次元核磁気共鳴を含む(例えば、Epitope Mapping Protocols in Methods in Molecular Biology,Vol.66,G.E.Morris,Ed.(1996)を参照)。
「エピトープマッピング」という用語は、抗体-抗原認識のための分子決定基の同定のプロセスを指す。
抗体または抗体断片に関する「エピトープに結合する」または「エピトープを認識する」という用語は、抗原内のアミノ酸の連続または不連続セグメントを指す。当業者は、これらの用語が、抗体または抗体断片がエピトープ配列内の全てのアミノ酸と直接接触していることを必ずしも意味しないことを理解している。
2つ以上の抗体に関する「同じエピトープに結合する」という用語は、抗体が、アミノ酸の同じ、重複する、または取り囲む連続または不連続セグメントに結合することを意味する。当業者は、「同じエピトープに結合する」という句が、抗体が全く同じアミノ酸に結合または接触することを必ずしも意味しないことを理解している。抗体が接触する正確なアミノ酸は異なり得る。例えば、第1の抗体は、第2の抗体によって結合されたアミノ酸のセグメントによって完全に取り囲まれたアミノ酸のセグメントに結合することができる。別の例では、第1の抗体は、第2の抗体によって結合された1つ以上のセグメントと大幅に重複するアミノ酸の1つ以上のセグメントに結合する。本明細書の目的のために、そのような抗体は「同じエピトープに結合する」と見なされる。
「標的への結合について他の抗体と競合する」抗体は、標的への他の抗体の結合を(部分的または完全に)阻害する抗体を指す。2つの抗体が標的への結合について互いに競合するかどうか、すなわち、一方の抗体が他方の抗体の標的への結合を阻害するかどうか、およびその程度は、既知の競合実験を用いて決定することができる。特定の実施形態において、抗体は、標的への別の抗体の結合と競合し、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%または100%阻害する。阻害または競合のレベルは、どの抗体が「ブロッキング抗体」(すなわち、最初に標的とインキュベートされる寒冷抗体)であるかに応じて異なり得る。競合アッセイは、例えば、Ed Harlow and David Lane,Cold Spring Harb Protoc;2006;doi:10.1101/pdb.prot4277、またはChapter 11 of”Using Antibodies”by Ed Harlow and David Lane,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY,USA 1999に記載されるように実施することができる。競合する抗体は、同じエピトープ、重複するエピトープ、または隣接するエピトープに結合する(例えば、立体障害によって証明されるように)。他の競合的結合アッセイとして以下が挙げられる:固相直接または間接ラジオイムノアッセイ(RIA)、固相直接または間接酵素免疫測定法(EIA)、サンドイッチ競合アッセイ(Stahli et al.,Methods in Enzymology 9:242(1983)を参照)、固相直接ビオチン-アビジンEIA(Kirkland et al.,J.Immunol.137:3614(1986)を参照)、固相直接標識アッセイ、固相直接標識サンドイッチアッセイ(Harlow and Lane,Antibodies:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Press(1988)を参照)、1-125標識を使用した固相直接ラベルRIA(Morel et al.,Mol.Immunol.25(1):7(1988)を参照)、固相直接ビオチン-アビジンEIA(Cheung et al.,Virology 176:546(1990))、および直接標識RIA。(Moldenhauer et al.,Scand.J.Immunol.32:77(1990))。
本明細書で使用される場合、「免疫応答」という用語は、外来物質に対する脊椎動物内の生物学的応答を指し、該応答が、これらの物質およびそれらによって引き起こされる疾患から生物を保護する。免疫応答は、免疫系の細胞(例えば、Tリンパ球、Bリンパ球、ナチュラルキラー(NK)細胞、マクロファージ、好酸球、マスト細胞、樹状細胞または好中球)およびこれらの細胞のいずれかまたは肝臓によって産生される可溶性高分子(抗体、サイトカインおよび補体を含む)の作用によって媒介され、侵入する病原体、病原体に感染した細胞もしくは組織、癌性もしくは他の異常な細胞、または自己免疫もしくは病的炎症の場合、正常なヒト細胞もしくは組織の選択的標的化、結合、損傷、破壊および/または脊椎動物の体からの排除をもたらす免疫反応には、例えば、T細胞、例えば、エフェクターT細胞、またはCD4+もしくはCD8+T細胞等のTh細胞の活性化または阻害、あるいはTreg細胞の阻害が含まれる。
本明細書で使用される「検出可能な標識」という用語は、放射性同位体、蛍光剤、化学発光体、発色団、酵素、酵素基質、酵素補因子、酵素阻害剤、発色団、色素、金属イオン、金属ゾル、リガンド(例えば、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジンまたはハプテン)、挿入染料等を含むがこれらに限定されない、検出の可能な分子を指す。「蛍光剤」という用語は、検出可能な範囲の蛍光を示すことができる物質またはその一部を指す。
本明細書で使用される場合、「対象」という用語は動物を指す。好ましくは、動物は哺乳動物である。対象はまた、例えば、霊長類(例えば、ヒト)、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、イヌ、ネコ、ウサギ、ラット、マウス、魚、鳥等を指す。好ましい実施形態において、対象はヒトである。
本明細書で使用される場合、本発明の化合物の「治療有効量」という用語は、対象の生物学的または医学的応答を誘発する、または症状を改善し、疾患の進行を緩徐にするもしくは遅延させる本発明の化合物の量を指す。一実施形態において、この用語は、微生物のコロニー形成または感染を阻害または低減する量を指す。一実施形態において、この用語は、感染を阻害もしくは低減する量、または細菌バイオフィルムの形成を防止もしくは破壊する量を指す。単独で投与される個々の活性成分に適用される場合、この用語はその成分のみを指す。組み合わせに適用される場合、この用語は、組み合わせて、連続してまたは同時に投与されるかどうかにかかわらず、治療効果をもたらす活性成分を合わせた量を指す。
本明細書で使用される場合、「薬学的に許容される担体または賦形剤」という用語は、組成物の活性成分(複数可)の生物学的活性の有効性を妨害せず、それが投与される濃度で宿主に対して過度に誘導ではない担体媒体または賦形剤を指す。本発明の文脈において、薬学的に許容される担体または賦形剤は、好ましくは局所製剤に適している。この用語には、限定されないが、溶媒、安定剤、可溶化剤、張度増強剤、構造形成剤、懸濁剤、分散剤、キレート化剤、乳化剤、消泡剤、軟膏基剤、皮膚軟化剤、皮膚保護剤、ゲル形成剤、増粘剤、pH調整剤、防腐剤、浸透増強剤、錯化剤、潤滑剤、粘滑剤、粘度増強剤、生体接着性ポリマー、またはそれらの組み合わせが含まれる。薬学的に活性な物質の製剤化のためのそのような薬剤の使用は、当該技術分野で周知である(例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる”Remington’s Pharmaceutical Sciences”,E.W.Martin,18th Ed.,1990,Mack Publishing Co.:Easton,PAを参照)。
本明細書で使用される場合、任意の疾患または障害を「治療する」または「治療」という用語は、一実施形態において、疾患または障害を改善すること(すなわち、疾患の発生またはその臨床症状の少なくとも1つの停止または低減すること)を指す。別の実施形態において、「治療する」または「治療」は、患者が認識することができない少なくとも1つの物理的パラメータを改善することを指す。さらに別の実施形態において、「治療する」または「治療」は、物理的に(例えば、識別可能な症状の安定化)、生理学的に(例えば、物理的パラメータの安定化)、またはその両方のいずれかで、疾患または障害を調節することを指す。さらに別の実施形態において、「治療する」または「治療」は、疾患または障害の発症または発生または進行を予防または遅延させることを指す。
本明細書で使用される場合、本発明の文脈で(特に特許請求の範囲に関連して)使用される用語「a」、「an」、「the」および同様の用語は、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、単数形および複数形の両方を包含すると解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、その範囲内にある各々の別個の値を個々に参照する簡略的な方法として機能することを意図するものである。本明細書に別段の指示がない限り、個々の値は、それが本明細書に個別に記載されているかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載の全ての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書に提供されるありとあらゆる例、または例示的な言語(例えば「等」)の使用は、単に本発明をより明確にすることを意図しており、別様に特許請求される本発明の範囲に制限を課すものではない。本明細書のいかなる言語も、本発明の実施に不可欠な特許請求されていない要素を示すものとして解釈されるべきではない。
「約」という用語は、所与の値または範囲の10%以内、好ましくは5%以内、より好ましくは1%以内を指す。あるいは、「約」という用語は、当業者によって考慮される場合、平均の許容可能な標準誤差内を指す。
実施例1
この実施例では、以下の例2~7で使用される材料と方法について説明する。
対象。ロチェスター大学医療センター(University of Rochester Medical Center)で、標準治療として2014年~2015年の季節性QUADRIVALENT IIV[SANOFI PASTEUR FLUZONE;A/California/07/2009 X-179A(H1N1)pdm09、A/Texas/50/2012 X-223A(H3N2)、B/Massachusetts/2/2012、およびB/Brisbane/60/2008ウイルス]を投与する前、その7日後、および1か月後に、17人の健康な成人対象から末梢血を採取した。後腸骨稜から体積50mlの骨髄穿刺液を得た。対象は、署名済みの書面によるインフォームドコンセントを提供した。全ての手順および方法は、ロチェスター大学医療センターの研究対象審査委員会によって承認され、全ての実験は、関連するガイドラインおよび規制に従って実施された。末梢血単核細胞(PBMC)および血漿は、細胞調製チューブ(CPT)(BECTON,DICKINSON、Franklin Lakes,NJ,USA)を使用して単離した。
細胞とウイルス。モック;ATCC CCL-34)およびヒト胎児腎臓(HEK293T;ATCC CRL-11268)細胞は、5%ウシ胎児血清(FBS)および1%PSG(ペニシリン、100単位/ml;ストレプトマイシン、100μg/ml;L-グルタミン、2mM)を添加したダルベッコの改変イーグル培地(DMEM:MEDIATECH,INC)で、37℃、5%COで培養した。
組換えインフルエンザウイルスA/カリフォルニア/4_NYICE_E3/2009(pH1N1)、B/山形/16/1988、およびB/ブリスベン/60/2008のWTウイルスまたはmCherry発現ウイルスは以前に記載されている。B/ブリスベン/60/2008ウイルスからの6つの内部遺伝子(PB2、PB1、PA、NP、M、およびNS-mCherry)ならびにB/山形/16/1988(reB/山形/16/1988 mCherry)ウイルスからのHAおよびNAを含むリアソータントは、プラスミドベースの逆遺伝学技術を用いて生成した。NAにアミノ酸置換E117AまたはH273Y(E119AまたはH274Y[N2ナンバリング])を含む2つの組換えB/ブリスベン/60/2008ウイルス株は、プラスミドベースの逆遺伝学技術を使用して生成した。IBV B/マレーシア/2506/2004(NR-9723)、B/オハイオ/01/2005(NR-41801)、B/ネバダ/03/2011(NR-44023)、B/シドニー/507/2006(NR-36526)、B/テキサス/06/2011(NR-44024)、およびB/リー/1940(NR-3178)はBEI RESOURCESから入手し、IBV B/ウィスコンシン/01/2010(FR-806)はINTERNATIONAL REAGENT RESOURCES(IRR)から入手した。33℃でMDCK細胞においてウイルス滴定を行い、ストックを作製した。感染のために、ウイルスストックをリン酸緩衝生理食塩水(PBS)-0.3%ウシアルブミン(BA)-1%ペニシリン-ストレプトマイシン(PS)(PBS/BA/PS)で希釈した。ウイルス感染を行った後、細胞は、DMEM、0.3%BA、1%PSG、および1μg/mlトシルスルホニルフェニルアラニルクロロメチルケトン(TPCK)処理トリプシン(SIGMA)を含む感染後(p.i.)培地に維持した。ウイルス力価は、以前に記載されたように、MDCK細胞および抗HAヤギポリクローナル抗体(BEI RESOURCES;NR-3165)を使用した免疫焦点アッセイによって決定し、力価を1ミリリットル当たりのFFUのレベルとして表す。
ヒトモノクローナル抗体の生成とスクリーニング。免疫の7日後に採取された新鮮なPBMCを、以前に記載されたようにフローサイトメトリーのために染色した。FACSARIAセルソーター(BD BIOSCIENCES)を用いて、形質芽細胞(CD19+IgD-CD38+CD27++)の直接単一細胞選別を行い、ウェル当たり0.5×PBS、10mMジチオスレイトール(DTT)(INVITROGEN)、および8U RIBOLOCK(THERMO FISHER)RNase阻害剤の4μlの混合物を含む96ウェルPCRプレート(BIO-RAD、Hercules,CA)に入れた。プレートをALUMASEAL96シーリングホイル(EXCEL SCIENTIFIC,Inc.)で密閉し、逆転写PCR(RT-PCR)に使用するまで-80℃で瞬間凍結して保存した。cDNAを合成し、IgH、Igλ、およびIgκV遺伝子転写産物に対してネステッドPCRを行った後、以前に記載されたように線形Igカセットを作製した。ヒト胎児腎臓細胞(HEK293T;ATCC CRL-11268)を、96ウェル平底プレートに、DMEM-10%HYCLONE FETALCLONE II(GE HEALTHCARE LIFE SCIENCES、Logan,UT)-1×抗生物質/抗真菌剤(GIBCO,LIFE TECHNOLOGIES、Grand Island,NY)中27,000細胞/ウェルで播種した。37℃、5%COでのインキュベーションの48時間以内に、培養物は70%~80%コンフルエンスに達した。培地をウェル当たり100μlのDMEM-2.5%HYCLONE FETALCLONE II-1x抗生物質/抗真菌剤(2.5%FCII)に交換した。精製された線形カセットを、JETPRIMEトランスフェクション試薬(POLYPLUS、New York,NY)を使用してトランスフェクトした。約48時間後、さらに150μlの2.5%FCIIを各ウェルに添加し、プレートをさらに3日間インキュベートした後、分泌されたIgGを含む培地を回収した。回収した培地を、0.5μg/mlの組換えIBV NAタンパク質(B/フロリダ/04/2009;BEI RESOURCES、Manassas,VA)でコーティングしたELISAプレート(NUNC MAXISORP;THERMO FISHER SCIENTIFIC、Rochester,NY)でスクリーニングし、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)-結合抗ヒトIgG(JACKSON IMMUNORESEARCH、West Grove,PA)で検出した。バックグラウンドレベルを差し引くために、650nmでの光学密度(OD)の読み取り値を用いてプレートを450nmで読み取った。ウェルは、陰性対照(PBS)のODの3倍を超えるOD値で「陽性」と指定した。
陽性のhMAbを含む永久プラスミドを生成するために、精製されたPCR産物をGENEWIZINC(South Plainfield,NJ)で配列決定し、IGBLASTおよびIMGT/V-QUESTによって分析し、最も高い同一性を有する生殖系列V(D)J遺伝子セグメントを同定し、配列特性を決定した。発現ベクターのクローニングおよびヒトHEK293T細胞のトランスフェクションは、以前に記載されたように行った。IgGは、MAGNAタンパク質GまたはAビーズ(PROMEGA、Madison,WI)を用いて培養上清から精製した。1069D6はヒトIgG1MAbであり、アイソタイプ対照として使用した。
結合特性(ELISAおよび結合力)。ELISAプレート(NUNC MAXISORP;THERMO FISHER SCIENTIFIC、Grand Island,NY)を1μg/mlの組換えNAまたはHAタンパク質(BEI RESOURCES、Manassas,VA)または0.5μg/mlの呼吸器合胞体ウイルス(RSV)融合(F)タンパク質でコーティングしまし、hMAbまたは血漿をPBSで希釈し、HRP結合抗ヒトIgG(JACKSON IMMUNO-RESEARCH、West Grove,PA)で結合を検出した。血漿を5倍希釈(1:100~1:62,500)で試験し、曲線下面積(AUC)値を決定した。選択したELISAでは、尿素の濃度を増加させながらELISAプレートに添加し、プレートを室温で15分間インキュベートした後、抗IgG-HRPで検出して結合力を評価した。
ウイルス中和および蛍光ベースのマイクロ中和アッセイ。ウイルス中和アッセイは、以前に記載されたようにWTウイルスおよびmCherry発現ウイルスを使用して行った。端的に述べると、MDCK細胞のコンフルエントな単層(5×10細胞/ウェル、96ウェルプレートフォーマット、3連)を200FFUの示されるウイルスに感染させた。1時間のウイルス吸着後、細胞を1μg/mlのTPCK処理トリプシンおよび示されるhMAbの2倍段階希釈液(開始濃度10μg/ml)を添加したPI培地で33℃に維持した。蛍光ベースのマイクロ中和アッセイでは、感染後48~72時間に、細胞単層をPBSで洗浄した後、蛍光プレートリーダー(DTX-880;BECTON DICKENSON)を使用して赤色蛍光を定量化した。hMAbの非存在下でのmCherryウイルス感染細胞の蛍光値を用いて100%ウイルス感染を計算した。ウイルス感染してない細胞を使用して、蛍光バックグラウンドを計算した。WTウイルスの中和は、感染後96~120時間にクリスタルバイオレット染色によって決定した。中和の平均およびSDを計算するために3連のウェルを使用し、シグモイド用量反応曲線(GRAPHPAD PRISM、v7.0)を用いてIC50値を決定した。
酵素結合レクチンアッセイ(ELLA)。ウイルスNAの活性を阻害するIBV NA hMAbの能力は、以前に記載されたように標準ELLAを用いて測定した。端的に述べると、1%ウシ血清アルブミン(BSA)(希釈緩衝液)を添加したダルベッコのPBS(DPBS)(GIBCO)中で、hMAbの2倍段階希釈液(開始濃度1μg/ml)を所定ウイルス濃度のB/ブリスベン/60/2008またはB/山形/16/1988WTウイルスとともに2時間、室温でプレインキュベートした。ウイルス-hMAb希釈液を50μg/mlのフェチュイン(SIGMA)でコーティングされた96ウェルプレートに添加し、37℃で18時間インキュベートした。次いで、プレートを0.05%Tween 20を含むPBSで徹底的に洗浄し、希釈緩衝液中のHRP結合ピーナッツレクチン凝集素(SIGMA)とともに室温で2時間インキュベートした。プレートをPBS-TWEENで洗浄した後、反応を3’,5,5-テトラメチルベンジジン(TMB)基質(BIOLEGEND)で室温で15~20分間展開し、2NH SOで停止し、450nm(VMAXキネティックマイクロプレートリーダー;MOLECULAR DEVICES)で読み取った。IC50は、シグモイド用量反応曲線(GRAPHPAD PRISM、v7.0)を用いて決定した。
免疫蛍光アッセイ。MDCK細胞のコンフルエントな単層(2×10細胞/ウェル、24ウェルプレートフォーマット)を、示されるWTウイルスにモック感染または感染させた(感染多重度[MOI]0.1)。感染後17時間に、細胞を4%パラホルムアルデヒド(PFA)で固定し、0.5%TRITONX-100-PBSを用いて室温で15分間透過処理した。次いで、細胞を、1μg/mlのIBV NA特異的hMAbまたは対照としてのIAV HA hMAb KPF1とともに37℃で1時間インキュベートした。次いで、細胞をフルオレセインイソチオシアネート(FITC)結合二次抗ヒトAb(DAKO)とともに37℃で1時間インキュベートした。画像は、10倍の対物レンズを備えた蛍光顕微鏡(OLYMPUS IX81)およびカメラ(QIMAGING、RETIGA 2000R)を使用して撮像した。
抗体分泌細胞の酵素結合免疫吸着スポット(ELISpot)アッセイ。インフルエンザ抗原特異的抗体分泌細胞(ASC)の頻度は、以前に記載されたようにELISpotアッセイによって測定した。端的に述べると、ELISpotアッセイプレートを組換えNA(5μg/mlB/フロリダ/04/2009またはB/ホンコン/330/2001ウイルス;BEI RESOURCES、Manassas,VA,USA)またはFLUZONE IIVワクチン(6μg/ml、SANOFI PASTEUR INC.、Swiftwater,PA,USA)のいずれかで一晩コーティングし、500,000または100,000PBMCとともに37℃で約40時間インキュベートした。結合した抗体は、アルカリホスファターゼ結合抗ヒトIgG(JACKSON IMMUNORESEARCH)(1μg/ml)を用いて検出した。各ウェルのスポットは、CTL免疫スポットリーダー(CELLULAR TECHNOLOGIES LTD.、Shaker Heights,OH,USA)を使用して計数した。
マウスにおけるNA特異的hMAbの予防的および治療的保護活性。雌のC57BL/6マウス(5~7週齢)は、国立がん研究所(NCI)から購入し、特定病原体除去条件下でロチェスター大学の動物管理施設で飼育した。全ての動物プロトコルは、ロチェスター大学の動物資源委員会によって承認され、全米研究評議会の実験動物の管理と使用に関する指針の推奨事項に準拠していた。ウイルス感染のために、マウスを2,2,2-トリブロモエタノール(AVERTIN;240mg/kg体重)で腹腔麻酔し、次いで、10FFUのインフルエンザB/ブリスベン/60/2008WTウイルスを最終体積30μlで鼻腔内接種した。NA hMAbの予防効果を決定するために、感染の6時間前に、20mg/kgのhMAb、無関係なアイソタイプ対照1069 D6 hMAb、またはPBSをマウス(n=6)に腹腔内投与した。治療効果を調べるために、感染後24時間に、20mg/kgの示されるNAhMAb、アイソタイプ対照IgG、またはPBSをマウスの群(n=6)に腹腔内注射した。ウイルス複製は、感染後2日目と4日目に感染マウスの肺で測定されました。複製のレベルを決定するために、各群から3匹のマウスを致死量のアベルチンの投与および放血によって安楽死させ、肺を外科的に抽出して均質化した。ウイルス力価(ミリリットル当たりのFFU)は、上に示したように免疫焦点アッセイによって決定した。幾何平均力価とデータ表示は、GRAPHPAD PRISM(v7.0)を使用して行った。
ディープシーケンシングによる免疫グロブリンレパートリー分析。PBMCは、上記のようにCPTに採取された全血から単離した。免疫の7日後に採取された試料に加えて、ワクチン接種の2ヶ月以上前、ワクチン接種の7週間後、およびワクチン接種の15ヶ月以上後に採取された血液試料からもPBMCを単離した。最終的な血液試料では、約5,000万個のPBMCを使用して、ビオチン化抗CD3、抗CD4、および抗CD14抗体を、ネガティブセレクションの抗ビオチンマイクロビーズ(MILTENYI BIOTEC、Auburn,CA)とともに用いてB細胞を濃縮した。インフルエンザワクチン接種後12ヶ月以上で骨髄穿刺液を採取し、FICOLL-PAQUE PLUS培地(GE HEALTHCARE BIOSCIENCES、Pittsburgh,PA)に細胞を浮かべて単核細胞を単離した。次いで、約4,000万個の細胞をCD138マイクロビーズ(MILTENYI BIOTEC)とともに使用して、製造業者のプロトコルに従ってCD138陽性画分を単離した。陽性画分全体をRLT緩衝液(QIAGEN、Hilden,Germany、カタログ番号79216)で溶解し、RNA単離を行うことができるまで-80℃で保存した。RNEASY MINIKIT(QIAGEN)を使用して全ての試料からRNAを単離し、DNase I(TURBODNA-FREEキット;INVITROGEN、Vilnius,Lithuania)で処理し、QSCRIPT cDNA合成キット(QUANTABIO、Beverly,MA)でcDNAを合成するために使用した。得られたcDNAを、以前に記載されたようにPLATINUM TAQ高忠実度ポリメラーゼ(INVITROGEN、Carlsbad,CA)を使用した後続のPCRに使用した。VH3-15(TAARAGGTGTCCAGTGT、配列番号74)およびVH3-23(AGTTTGGGCTGAGCTGGCTT、配列番号75)に特異的なフォワードプライマーを使用して、クローニングされたモノクローナル抗体の系統メンバーを検出するために、標的PCRを行った。ゲル抽出されたPCR産物は、ロチェスター大学ゲノミクス研究センターに提出され、そこで2nMに正規化する前に、QUBIT蛍光定量(THERMO FISHER)およびBIOANALYZER(AGILENT TECHNOLOGIES、Santa Clara,CA)サイジング、定量化、および品質管理を行い、MISEQシステム(ILLUMINA、Inc.、San Diego,CA)のためにフローセルへのハイブリダイゼーションおよびクラスター生成を行った。ペアエンドリード(300×325bp)を作成した。配列分析および系統ツリーのアセンブリは、以前に記載されたように社内のカスタム分析パイプラインを使用して行った。全ての配列は、IMGT.ORG/HIGHVQUESTを用いて整列させた。系統ツリーは、対応するMAb配列を含む系統(同一のVH、JH、およびHCDR3の長さと85%以上のHCDR3類似性を有する配列のクラスター)を同定することによって作成した。CD138骨髄試料から得られたシングルトンを除いて、特定のVDJヌクレオチド配列(シングルトン)が1回出現する系統内の配列を除去した。得られた配列は、PHYLIPのPROTPARSツール(バージョン3.695)を使用して分析し、設定1、4、および5をオンにした。次いで、社内のカスタムスクリプトを使用して出力ファイルを解析し、重複した推定される配列を個々のノードに集約し、CYTOSCAPEを使用して視覚化した。
統計分析。有意性は、GRAPHPAD PRISIM、v7.0を使用して決定した。血清結合抗体評価の結果の評価には対応のあるt検定を適用し、ELISPOT評価の結果の評価にはマンホイットニー検定を使用した。一元配置分散分析(ANOVA)を使用して、インビボでのウイルス力価の統計的有意性を決定した。
実施例2
インフルエンザN2およびNB特異的ヒトモノクローナル抗体を末梢血形質芽細胞から単離した。端的に述べると、免疫の1週間後に末梢血から形質芽細胞(CD19+IgD-CD38+CD27++)を単一細胞選別し、RT-PCRに供して免疫グロブリン重鎖および軽鎖可変領域を増幅およびクローニングし、組換えhmAbを得た。HmAbをNA反応性についてELISAによりスクリーニングした。3つのN2特異的hmAb(図1A)および6つのNB特異的hmAb(図1B)を、ELISAによって複数のNAタンパク質への結合について試験した。図1Cに示されるように、NA B/ホンコン/330/2001に対するKPF2の親和性は、KPF2がチップに結合し、NAが異なる濃度で流れ込んだ表面プラズモン共鳴によって決定した。
免疫グロブリン遺伝子の使用量および生殖系列からの突然変異は、配列決定およびIGBLAST分析によって決定した。その結果を下の表に示す。
次いで、抗体のインビトロ中和活性を調べた。MDCK細胞を100PFUの示されるウイルスに感染させ、1時間後にhmAb希釈液を添加し、培養物を4通り48~60時間インキュベートした。ウイルス感染は、蛍光検出またはクリスタルバイオレット染色によって定量化した(B/山形/16/88)。図2A~図2Cに示されるように、N2およびNBhmAbはインビトロで中和活性を示した。
NBに特異的なhmAbがウイルス感染からの保護を付与するかどうかを調べるためにアッセイを実施した。C57BL/6マウス(n=6/群)に、20mg/kgのアイソタイプ対照またはNB特異的hmAbを腹腔内投与し、6時間後に106PFUのB/ブリスベン/60/2008ウイルスでチャレンジした。感染後2日目および4日目に肺ウイルスが測定された。図3に示されるように、NBに特異的なhmAbは、B/ブリスベン/60/2008感染からの保護を付与した。
C57BL/6マウス(n=6/群)をPFUのB/ブリスベン/60/2008ウイルスでチャレンジした後、感染後24時間に、20mg/kgのICまたはNB特異的hmAbを腹腔内投与した。感染後2日目および4日目に肺ウイルスが測定された。図4に示されるように、NBに特異的なhmAbは、B/ブリスベン/60/2008感染に対して治療活性を有する。
実施例3
上記のように、IIVで誘導したIBV NA特異的抗体の特徴と機能的可能性を定義するために、D7形質芽細胞は、IBV NA特異的血漿IgGレベルの上昇を示した2人の対象(105および134)からの単一細胞として選別され、免疫グロブリン重鎖および軽鎖可変領域をクローニングして、組換え完全hMAbを生成した。続いて、2016/2017 IIV(FLUZONE)に加えて、ビクトリア(B/ホンコン/330/2001)および山形(B/フロリダ/04/2006)ウイルス系統からの組換えIBV NAタンパク質への強い結合を示す6つのIBVNA特異的hMAbを単離した(図5A)。
IAV N2に対する反応性は検出されなかったことから、これらのIBV NAhMAbの非常に特異的な結合が示唆される。hMAbのNAへの結合の安定性は、尿素濃度を増加させて処理することによって得た。結合安定性が低下した1122C6を除いて、全てのhMAbは、8M尿素処理においてIBVNA B/ホンコン/330/2001に対する結合活性の75%超を維持した。これらのhMAbは、同様に、4M尿素中でNA B/フロリダ/04/2006に対するそれらの結合活性を維持したが、レベルは、8M尿素において実質的に減少した(図5B)。結合親和性は、1092D4hMAbおよび表面プラズモン共鳴を用いてさらに試験した。1092D4は、B/ホンコン/330/2001とB/フロリダ/04/2006の両方のNAタンパク質に非常に高い親和性で結合した:具体的には、結合の平衡解離定数は、それぞれ100pMおよび185pMであった。
天然のNAを認識するIBV特異的hMAbの能力を定義するために、MDCK細胞をIAV(A/カリフォルニア/04/09 H1N1)またはIBVウイルスに感染させ、hMAb結合をIFAにより評価した。1122C6を除く全てのIBVhMAbは、私見した全てのビクトリアおよび山形系統のIBVを認識した。さらに、1092D4、1092E10、1086C12、および1122C7は、共通の祖先B/リー/40ウイルス株も認識した(図5C)。HMAb 1122C6は最も限られた幅を示し、ELISAによるNA B/ホンコン/330/2001へのより強い結合と一致するIBVB/オハイオ/01/2005(ビクトリア系統)感染細胞にのみ実質的な結合を示した(図5A)。これらの結果は、IIVで誘導した形質芽細胞が高親和性の広く反応性のIBVNA特異的hMAbを含むことを示している。
実施例4
対象134からクローニングされた2つのhMAb(1086C12および1086F8)は、同じ可変重鎖(VH3-30)およびラムダ軽鎖(Vλ1-47)遺伝子の使用量とCDR3の長さを共有し、77%のHCDR3相同性および86%のLCDR3相同性を示すため、クローン的に関連している可能性がある。hMAb 1086C12のVH鎖は、生殖系列VH3-30から1086F8よりも高いレベルの突然変異を示したが、1086F8のVλはVλ1-47生殖系列から1086C12よりも高い突然変異を示した。同様に、hMAb 1092D4および1122C7はクローン的に関連しており、同じ可変重鎖(VH3-23)および軽鎖(Vλ6-57)遺伝子の使用量を共有し、生殖系列からの突然変異の程度が同程度である。これらの2つのhMAbにも、λCDR3およびHCDR3の同一の例があり、末端残基のみが異なる(1092D4=D、1122C7=E)。NA特異的1092E10 hMAbは、hMAbの中で最も長い(22アミノ酸)HCDR3を有するという特徴がある。全てのIBV NA特異的hMAbは、生殖系列から中程度の突然変異を示したことから(VH:8%~15%のアミノ酸(aa)、VL:6%~11%のaa)、親和性成熟が起こったことが示唆される。hMAbがクローニングされた形質芽細胞によって発現された天然の重鎖定常領域配列を調べると、IgA1である1122C6を除いて、全てがIgG1であった。
実施例5
この例では、発明者らは次に、蛍光ベースのマイクロ中和アッセイを使用することにより、同定された6つのIBV NA hMAbがウイルス感染を阻害する能力を評価した。そのために、MDCK細胞をビクトリア系統の代表的なメンバーであるmCherry発現インフルエンザB/ブリスベン/60/2008ウイルスに感染させ、次いでIBV NA hMAbの2倍段階希釈液(開始濃度10μg/ml)とともにインキュベートし、続いて阻害レベルの定量化を行った(図6A)。特に、hMAb 1086C12、1086F8、1092D4、1092E10、および1122C6は、ウイルス感染に対して用量依存的な阻害活性を示したが、有効性のレベルは異なり、1092E10が最も強力なhMAbであった。しかしながら、hMAb 1122C7は、アッセイで試験された濃度では有意な阻害を示さなかった(図6A)。
IBV NA hMAbの阻害活性がビクトリア系統のIBVに特異的であるかどうか、または山形系統のIBVを阻害する能力も有するかどうかを判断するために、プラスミドベースの逆遺伝子系を用いて、B/ブリスベン/60/2008ウイルスの6つの内部遺伝子(PB2、PB1、PA、NP、M、およびNS-mCherry)と、山形系統の代表的なメンバーであるインフルエンザB/山形/16/1988ウイルスのHAおよびNAとを含む組換えmCherry発現ウイルスを生成した。次いで、6つのIBV NA hMAbが感染を阻害する能力を、上記の蛍光ベースのマイクロ中和アッセイを使用して評価した。特に、mCherryを発現するB/ブリスベン/60/2008ウイルスで以前に観察されたように、最も有効な中和hMAbは、1086C12、1086F8、1092D4、および1122C6であった。さらに、hMAb 1092E10および1122C7は、より高い濃度でのみ阻害を示した(図6A)。古典的なシグモイド用量反応曲線を用いて決定したIC50値は、2つのmCherry発現ウイルス株の阻害レベルが類似していることを示した(図6A)。
次いで、従来のVNアッセイを使用して、6つのIBVNA特異的hMAbによるインフルエンザB/ブリスベン/60/2008およびB/山形/16/1988WTウイルスの阻害をさらに評価した。結果は、WTウイルスおよびmCherryウイルスで同等レベルの阻害を示した(図6A)。さらに、シグモイド用量反応を用いて計算された阻害のパーセンテージによって示されるように、VNデータは蛍光手法で以前に観察されたデータと相関していた(図6A)。hMAb 1092D4は、全ての感染力アッセイで最大の効力(IC50’<0.5μg/ml)を示し、1086C12および1122C6(IC50’<1.0μg/ml)および1086F8(IC50’<5.0μg/ml)がそれに続き、1092E10および1122C7が最も弱い活性を示した。
ウイルスNAの主な機能は、細胞表面上のシアル酸残基の切断であり、成熟ビリオンの放出を可能にし、それが新しい細胞に感染する。したがって、IBV NA hMAbの阻害機構をよりよく理解するために、インフルエンザB/ブリスベン/60/2008およびB/山形/16/1988WTウイルスを抗原として用いたELLAを使用することによりシアル酸切断を評価した(図6B)。興味深いことに、全てのhMAbは、両方のウイルス株でウイルスNAの活性を効率的に阻害した(図6B)。
さらに、オセルタミビルに耐性があると以前に記載されているIBV NA hMAbが、アミノ酸置換E117AまたはH273Y(E119AまたはH274Y[N2ナンバリング])を含む2つの組換えB/ブリスベン/60/2008ウイルス株のNAに結合する能力を評価するためにアッセイを実施した。そのために、WTウイルスまたは変異ウイルスに感染させたMDCK細胞を、免疫蛍光アッセイによってhMAbのパネルでプローブした。全てのIBV hMAbは、使用されたウイルスとは無関係に、感染細胞を同様に認識した(図6C)。総合すると、これらの知見は、IBV NA hMAbがNA酵素活性を阻害し、感染細胞からの子孫ビリオンの放出をブロックすることによってウイルスの拡散を阻害し、1092D4、1086C12、1086F8、および1122C6が1092E10および1122C7よりもインビトロでより有効であることを示唆している。
実施例6
IBV NA特異的hMAbの広範かつロバストなインビトロ中和活性を考慮して、IBV NA hMAbパネルのインビボでの保護幅を調査するために感染のマウスモデルを用いてアッセイを実施した(図9)。
最初に、IBV NA hMAbの予防効果を評価するために、マウスの群にIBV NA hMAb 1086F8、1086C12、1092D4、1092E10、および1122C6を投与した:IgGアイソタイプ対照hMAb;またはPBSのみ。HMAbを20mg/kg体重で腹腔内投与した:この用量は、他の抗NA MAbを評価した以前の研究および観察されたインビトロ活性に基づいて選択された。hMAbは、10FFUのインフルエンザB/ブリスベン/60/2008WTウイルスによる鼻腔内(in)チャレンジの6時間前に投与した(図9A)。インビトロ感染力アッセイがB/ブリスベン/60/2008ウイルスに対して低レベルの有効性を示したため、hMAb 1122C7はこれらの試験に含めなかった(図6A)。感染マウスの肺のウイルス力価を、感染後2日目(n=3)および4日目(n=3)に決定し、ウイルス阻害の尺度として用いた(図9A)。IgGアイソタイプ対照hMAbまたはPBSで処理したマウスは、感染後2日目および4日目に、肺において約10~5×10FFU/mlの同様の高いウイルス力価を示した。特に、IBV NA hMAbを投与したマウスは、それらの時点で、感染動物の肺において有意に(P<0.05)低いウイルス力価を示したか、または検出可能なウイルスを示さなかった(図9A)。IBV NA hMAb 1092D4および1086F8が最も有効であり、1092D4処理マウスではウイルスは検出されず、感染後2日目に3匹の1086F8処理マウスのうち1匹にのみウイルスが検出された。感染後4日目では、ウイルス複製は1092D4処理マウスおよび1086F8処理マウスで最も低く、各群からの1匹のマウスにおいて検出限界を下回っていた。1086C12および1122C6はどちらも、検出限界をわずかに上回るレベルである200~900FFU/mlまでウイルス複製を抑制した。1092E10で処理されたマウスの肺におけるウイルス量は、より高い変動性を有する他のIBV NAhMAbで処理された動物よりも平均してわずかに高かった。これらのデータは、1092E10がインフルエンザB/ブリスベン/60/2008ウイルス感染の阻害に関しては依然として効率的であったものの、あまり強力なhMAbではなかった我々のインビトロ阻害アッセイ(図6)のデータと相関していた。
IBV NA hMAbの治療効果も評価した(図9B)。その目的のために、10FFUのインフルエンザB/ブリスベン/60/2008WTウイルスに感染させたマウスの群を、感染後24時間に20mg/kgのIBV NA hMAbで処理した。さらに、IgGアイソタイプ対照hMAbまたはPBSで処理した動物の対照群を含めた(図9B)。IBV NA hMAbによる処理が肺のウイルス量を減少させることができるかどうかを評価するために、感染マウスの肺におけるウイルス複製を感染後2日目(n=3)および4日目(n=3)に測定した。対照処理群と比較して、また予防的分析と相関して、IBV NA hMAbによるマウスの処理は、感染マウスの肺におけるウイルス複製のレベルを有意に(P<0.05)減少させた(図9B)。
総合すると、これらのデータは、同定されたMAbがIBV感染に対してインビトロで強力な予防的および治療的活性を有し、肺におけるウイルスの播種を大幅に減少させることができることを示している。
実施例7
長寿命の骨髄形質細胞は、持続的な循環抗体の主要な供給源であると推定される。D7形質芽細胞から単離されたIBV NA特異的hMAbが長寿命の骨髄形質細胞で持続するかどうかを決定するために、1年後に対象105から骨髄を採取した:この時点で、IBV NA特異的血漿IgGは依然として検出可能であった。骨髄CD138+形質細胞、全骨髄B細胞、およびD7全末梢血B細胞を、免疫グロブリンレパートリーのVH3標的ディープシーケンシングに供した。CD138+形質細胞および全骨髄B細胞の間で1092E10クローン系統のメンバーを同定した:CD138+形質細胞の多くは、1092E10hMAbで見られたものを超えるさらなる体細胞超変異を示していた。同様に、1092D4/1122C7クローン系統のメンバーが、D7全末梢血B細胞にも見られるものと同一のVH配列を有するものも含めて、CD138+形質細胞内に見られた。これらの結果は、保護効果を有するIBV NA特異的B細胞系統が、IIV免疫後に長寿命のCD138+骨髄形質細胞レパートリー内で持続することを示している。
試験した各hMAbは、組換えおよび天然のIBV NAに結合して山形系統およびビクトリア系統の両方からのIBVのNA酵素活性を強力に阻害し、また、1122C7を例外として、両方の系統からのIBVの複製も強力に阻害した(IC50’<5μg/ml)。この実質的な抗ウイルス幅は、全てのhMAbで20年以上の分離株、1086C12、1092D4、1092E01、および1122C7 hMAbで70年以上の分離株におよび、祖先のB/リー/1940ウイルス分離株も認識したことから、幅広いIBV分離株にわたって十分に保存されたエピトープが存在することが示唆される。hMAbによるNA酵素活性の阻害と、オセルタミビル耐性を付与するNAの突然変異を有するIBVを認識するさらなる能力は、hMAbの結合がE117またはH273に依存するのではなく、NA活性部位内の、または基質が活性部位に接近するのを立体的に妨げるように活性部位に十分近接した他のエピトープに依存することを示唆している。
試験した全てのIBV NA特異的hMAbは、それらのインビトロ抗ウイルス特性およびNA阻害特性と一致して、マウスにおけるIBV感染に対する予防的および治療的活性を示した。特に、B/ブリスベン/60/2008ウイルスに対して最大のインビボ活性を示した1086F8および1092D4は、数匹のマウスにおいてウイルスを検出可能なレベル未満に抑制したことを含めて、インビトロでのB/ブリスベン/60/2008ウイルス複製の阻害において最も強力なhMAbであった(IC50’<0.5μg/ml)が、ELLA活性においては他のhMAbに劣っていた。
実施例8
上記の実施例5に記載されたものと同様のアッセイを実施して、上記のN2特異的mAb:1092A9、1092B6、1092G4、および1090G9を調べた。その結果を図7に示す。端的に述べると、MDCK細胞を示されるウイルスにモック感染または感染させ、その後固定し、1μg/mlのNA特異的hMAbで染色し、NAタンパク質発現をIFAによって評価した。KPF1は、このIFAの内部対照として使用されるH1特異的hMAbである。結果は、複数のH3N2ウイルスに結合するmAbの幅が増加したことを示している。
上記の実施例6に記載されたものと同様のアッセイを実施して、1092B6N2hmAbのインビボでの予防活性を調べた。その結果を図8A、図8Bおよび図8Cに示す。結果は、H3N2感染マウスにおけるウイルス負荷を軽減し、生存率を高める1092B6の能力を示している。
前述の実施例および好ましい実施形態の記載は、特許請求の範囲によって定義される本発明を限定するものではなく、例示するものとして解釈されるべきである。容易に理解されるように、上記の特徴の多数の変形例および組み合わせは、特許請求の範囲に記載される本発明から逸脱することなく用いられ得る。そのような変形例は、本発明の範囲からの逸脱とは見なされず、そのような全ての変形例は、以下の特許請求の範囲に含まれることが意図される。本明細書において言及される全ての参考文献は、その全体が参考により組み込まれる。

Claims (17)

  1. (i)HCDR1、HCDR2、およびHCDR3を含む重鎖可変領域、ならびに
    (ii)LCDR1、LCDR2およびLCDR3を含む軽鎖可変領域から成り、
    前記HCDR1、前記HCDR2、前記HCDR3、前記LCDR1、前記LCDR2および前記LCDR3は、配列番号11~16、配列番号27~32、配列番号35~40、配列番号43~48、配列番号51~56、および配列番号59~64からなる群から選択されるCDRセットのそれぞれの配列を含む、インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼに特異的に結合する、単離された抗体またはその抗原結合断片。
  2. 前記重鎖可変領域及び前記軽鎖可変領域は、配列番号9~10、配列番号25~26、配列番号33~34、配列番号41~42、配列番号49~50、または配列番号57~58のそれぞれの配列を含む、請求項1に記載の単離された抗体またはその抗原結合断片。
  3. 前記重鎖可変領域は配列番号27~29の配列を含み、前記軽鎖可変領域は配列番号30~32の配列を含む、請求項1に記載の単離された抗体またはその抗原結合断片。
  4. 請求項1~3のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片を用いたクロスブロッキングアッセイにおいて、インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼへの結合について競合する、単離された抗体またはその抗原結合断片。
  5. 変異型Fc定常領域をさらに含む、請求項1~4のいずれかに記載の単離された抗体またはその抗原結合断片。
  6. 前記抗体が、キメラ抗体、ヒト化抗体またはヒト抗体である、請求項1~5のいずれかに記載の単離された抗体またはその抗原結合断片。
  7. 前記抗体または断片は、治療薬、ポリマー、検出可能な標識、または酵素に共役されている、請求項1~6のいずれかに記載の単離された抗体またはその抗原結合断片。
  8. 前記ポリマーはポリエチレングリコール(PEG)である、請求項7に記載の単離された抗体またはその抗原結合断片。
  9. 前記治療薬は細胞毒性薬である、請求項7に記載の単離された抗体またはその抗原結合断片。
  10. 請求項1~9のいずれか一項に記載の、抗体またはその抗原結合部分の重鎖もしくは軽鎖可変領域をコードする、単離された核酸。
  11. 請求項10に記載の核酸を含む、発現ベクター。
  12. 請求項11に記載の発現ベクターを含む、培養宿主細胞。
  13. 請求項1に記載の抗体またはその抗原結合部位のCDR、重鎖可変領域もしくは軽鎖可変領域をコードする核酸配列を含むベクターを含む培養宿主細胞を得ることと、
    ベクターによってコードされるポリペプチドの発現および抗体またはその断片のアセンブリを可能にする条件下で、細胞を培地中で培養することと、
    培養細胞または細胞の培地から抗体または断片を精製することとを含む、抗体またはその抗原結合部分を調製する方法。
  14. 請求項1~9のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片および薬学的に許容される担体を含む、医薬組成物。
  15. インフルエンザウイルスの中和に使用するための、請求項1~9のいずれかに記載の抗体もしくはその抗原結合断片、または請求項14に記載の組成物。
  16. インフルエンザウイルス感染の治療に使用するための、請求項1~9のいずれかに記載の抗体もしくはその抗原結合断片、または請求項14に記載の組成物。
  17. インフルエンザウイルスの中和、またはインフルエンザウイルスの感染の治療に使用するための、請求項1~9のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片、及び二次抗体またはその抗原結合断片。
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