JPH03504644A - 架橋抗体とその製法 - Google Patents

架橋抗体とその製法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 架橋抗体とその製法 発明の分野 本発明は、架橋抗体、それを含有する組成物、その製法、ならびにその医薬とし ておよび診断のための使用に関する。
発明の背景 抗体がレポーターまたはエフェクター基に共存結合している抗体接合体は、診断 に、また限られた範囲ではあるが治療に使用されてきた。抗体は一般的に、特定 の標的抗原に対する親和性および特異性に基づいて選択され、使用時にはそれは 所望の部位へレポーターまたはエフェクター基を送達し、そこにある時間維持で きるものでなければならない、しかしながら実際には、抗体に、その抗原への結 合能および/または特異性を損うことなくレポーターまたはエフェクター基を結 合させることは困難で、抗体接合体の有効性は低下してしまう。
二重特異性異種二量体抗体としてはFab’フラグメントがチオエーテル結合を 介して連結しているものがすでに記載されている(G1ennie+M、J、ら 、J、Ia+a+uno1.+ 139:2367、1987) 、また、フル オレセイン誘導体、タラベセインがジスルフィド結合で連結している抗体も記載 されてしする(Packard、 B、P、ら: Biochemistry、  25:3548.1986) 。
本発明者らは、得られた化合物の特異性を変化させないで抗体にレポーターまた はエフェクター基を結合させることが可能であることを見出した。これによって 、修飾抗体の抗原結合能も、非修飾抗体に比べて有利に増大される。 in v ivoにおいては、この型の修飾抗体はまた、良好な血液クリアランスを有し、 腫瘍が存在する場合には有利な高い腫瘍:血液および腫瘍:骨比を与える0本発 明者らはこれを、抗原結合ドメインから離れた架橋結合において抗体の少なくと も2個の鎖の間にレポーターまたはエフェクター基を結合させることによって達 成された。
13Iと」旌 すなわち、本発明は、その−B様によれば、1個または2個以上のレポーターま たはエフェクター基を含有する少なくとも1個の分子開鎖架橋を有する抗体分子 からなり、その架橋は抗体の抗原結合ドメインの外部に位置する1個または2個 以上の架橋部位で重鎖に結合している架橋抗体接合体を提供する。
本発明の抗体接合体においては、分子開鎖架橋は、抗体分子内の任意の重鎮また は軽鎖を、同一分子内の1個または2個以上の他の重鎖および/または軽鎖に連 結する。しかしながら、好ましくは、架橋は2個の鎖とくに2個の重鎮を連結す る。このような1個の架橋をもつ接合体が好ましいが、レポーターまたはエフェ クター基を含む2個以上の分子間鎖基が存在してもよい。
各抗体鎖中の架橋部位は一般に、その鎖のアミノ酸残基形成部分であるが抗原結 合ドメインには直接関与しない側鎖に存在する。適当なアミノ酸には、アミノ、 スルフヒドリル、カルボキシル、フェノールまたは他の芳香性もしくは異頃環芳 香性官能基を含む側鎖をもつアミノ酸が包含される。・その官能基によって分子 開鎖架橋が連結される。これらの型の特定のアミノ酸残基としては、リジン、シ スティン、グルタミン酸、アスパラギン酸およびチロシン残基を挙げることがで きる。別法として、架橋部位は、抗体に結合した炭水化物残基、とくに分子開鎖 架橋が連結できる少なくとも1個のアルデヒド基を含有する酸化炭水化物残基に あってもよい。
とくに好ましい架橋部位は、システィン残基のスルフヒドリル基、たとえば通常 分子間ジスルフィド橋として機能する部位である。この型の好ましい部位として は、抗体の蝶番領域における重鎮に存在するシスティン残基のスルフヒドリル基 がある。
他の好ましい架橋部位は、正常な免疫グロブリンには存在しないが、以下に記載 するような組換えDNA技術の使用によって導入されたアミノ酸残基の側鎖にあ ってもよい。このような部位にはシスティンおよびリジン残基のそれぞれスルフ ヒドリル基およびアミノ基が包含される。
本発明の接合体中の分子開鎖架橋は一般的には所望の任意の長さまたは組成とす ることができる。適当な架橋には、ホモまたはへテロ官能性架橋試薬の残基、と くに、1個または2個以上のレポーターまたはエフェクター基を含有するホモま たはへテロ官能性架橋試薬の残基が包含される。すなわち、架橋は、2個または それ以上の架橋部位を連結するものである。特定の架橋としては、任意に置換さ れた多価、とくに2価の、脂肪族、芳香族または芳香族脂肪族化合物のラジカル が包含される。
分子開鎖架橋は一般に、非ジスルフィド分子間鎖架橋であることが好ましい、非 ジスルフィドの語は、抗体番こ通常見出される型のS−5架橋は排除することを 意図するものである。
分子開鎖架橋は一般に、レポーターまたはエフェクター基と共有結合している。
すなわち、レポーターまたはエフェクター基は架橋構造と一体の部分を形成する 0分子間鎖架橋はたとえば、次の構造をとることができる。
(−X’−)、−Yl −E−Y” −(−Xl−)。
式中、Eはレポーターまたはエフェクター基であり、XlおよびXtはそれぞれ 反応性官能基の残基であり、Y’およびY2は両者で架橋の残部を形成し、mお よびnは互いに同じまたは異なる数で1またはそれ以上の整数である。また、E は架橋上の置換基であってもよく、たとえば架橋は次の構造をとることもできる 。
上述の特定の型の架橋においては、YlおよびYlよ両者で、直鎖状または分岐 状のCl−2@アルキレン(たとえばC4−16アルキレンのようなCl−16 アルキレン、たとえばブチレン、ベンチシン、ヘキシレンまたはへブチレン)、 Ct−□。アルケニレンまたはCl−1゜アルキニレンであり、所望によって1 個または2個以上の一〇−または一5一原子が中間に挿入されていてもよい、ま た、C2−。
シクロアルキレン(たとえばシクロベンチシンまたはシクロヘキシレン)、Ct h−1!芳香族(たとえばフェニレンまたは置換フェニレン)、Cs−+。異頃 環芳香族(たとえばフラニル、ピリジル)、−N CR’)−(式中R1は水素 原子またはCI−6アルキル基である)、−CON(R’)または−N CR’  ”) CO−基であってもよい。
一般的に、XlまたはXlで表される反応性官能基の残基には、チオール、アミ ノ、カルボキシル、ヒドロキシル、アルデヒド、芳香族または異項環芳香族基と 反応できる任意の基の残基が包含される。すなわち、XlまたはX8は、たとえ ば、−cnz−1−S−1−NH−1−NHN =、−N(CH3)N =、− NHCONHN =、−NHCSNHN−1−N(Ph)N−(式中phはフェ ニルである) 、=NC(0)−1(式中Het’およびHet”は互いに同種 でも異種でもよく、それぞれ窒素含有異項環基たとえばピリジル基であるか、ま たはHet’は窒素含有異項環基、Het”は水素原子である)、とえばメチル 基である)である。
架橋が分岐している場合には、反応性官能基は各分岐に供給され、架橋が2個以 上の架橋部位を介して各鎖への架橋の結合を可能にすることが望ましい。
架橋は一般に、レポーターまたはエフェクター基と安定な共有結合を形成してい る。結合は一般に直接結合、すなわち架橋内の1個または2個以上の基とレポー ターもしくはエフェクター基またはその反応性誘導体の1個または2個以上の基 の間の反応による結合である。iu血での使用に際し、標的部位におけるエフェ クター基の放出が意図される場合には、結合はたとえば欧州特許175、617 号に記載されているような蛋白分解酵素で切断可能なものとすることができる。
所望により、架橋は2個以上のレポーターまたはエフェクター基を含有させるこ ともできる。
本発明の接合体における「レポーター基」の語は、nvitroおよび/または in vivoにおいて分析手段により容易に検出できて、この性質を接合体に 付与する。任意の基または化合物を意味するものと理解すべきである。
「エフェクター基」の語は、生体系の変化または生体系からの応答を誘導できて 、この性質を本発明の接合体に付与する、任意の基または化合物を意味するもの と理解すべきである。
適当なレポーターまたはエフェクター分子には、放射性核種たとえば+zSIお よび1317 、キレート金属;蛍光化合物またはNMRもしくはESRスペク トルによって検出できる化合物;細胞毒性化合物およびトキシン、たとえばりシ ンおよびそのフラグメントを含む薬理学的性質、酵素;ならびにホルモンが包含 される。
キレート金属には、2から8までの配位数を有する2または3価の陽性金属のキ レートが包含される。このような金属の特定の例としてはテクネチウム(Tc)  、レニウム(Re) 、コバルト(Co) 、銅(Cu) 、金(Au) 、 銀(Ag) 、鉛(Pb) 、ビスマス(Bi)、インジウム(In)、ガリウ ム(Ga) 、イツトリウム(Y)、テルビウム(Tb)、ガドリニウム(Gd )およびスカンジウム(Sc)を挙げることができる。一般的には、金属は放射 性核種であることが好ましい。特定の放射性核種としては、99′″Tc。
1@6 R,l1ll R,’3 @Co、   66CO,&?(: u、    蔦−HAu、   149 A、   116 A、。
!11A、  !<13pb、   !06B4.  !tl?Bi、   + 111n、  6?Ga、  611Ga、  say。
!fly、 16071.13にdおよびa ? Scを挙げることができる。
キレート金属は、たとえば非環式または環式ポリアミン、ポリエーテル(たとえ ばクラウンエーテルおよびその誘導体)、ポリアミド、ポルフィリン、およびカ ルボン酸誘導体のような任意の適当な多座キレート剤とキレートした上述の種類 の金属の1種を例として挙げることができる。
一般に、キレート剤の種類は、使用される金属によって決定される。しかしなが ら、本発明の接合体のキレート剤としてとくに有用なキレート剤群は、非環式お よび環式ポリアミン、とくにポリアミノカルボン酸、たとえばジエチレントリア ミンペンタ酢酸およびその誘導体、および大環式アミンたとえば環状トリアザお よびテトラアザ誘導体;ならびにポリアミドとくにデスフェリキソアミンおよび その誘導体である。
特定の大環式アミンの例には、式(1)(式中、Lは反応性の基であり、Bは置 換されていてもよい1個または2個の置換窒素原子を中間にはさんでいるCt− ,4アルキレン鎖であり、WtおよびW冨は互いに同種でも異種でもよく、それ ぞれ置換されていてもよい窒素原子であり、pはOまたは整数1であり、qは0 または整数1もしくは2であるが、Pが00場合にはqは整数1または2である )で表される化合物が包含される。
基りは本発明の接合体における大環式化合物と架橋に結合点を与えるものである 。
式(1)の好ましいアミンには、式(2)[式中、基りはすでに定義したとおり で、WtおよびWtは互いに同種でも異種でもよく、それぞれ基−N ((Cu t)、R1) −(式中、rはOまたは整数1〜6であり、R’ はアルキル、 アルコキシアルキル、−cozu。
−5O2H1−pointまたはアリール基である)であり、Bは基−CHz( CHt)−N(R)(CHt)tcHz   (式中、Sおよびtは互いに同じ 数でも異なる数でもよく、それぞれ0または整数1.2もしくは3であり、Rは −(C1h)、R’であり、rおよびR1はすでに定義したとおりである)であ る〕で表されるトリアザ誘導体、および式(3)〔式中、iLはすでに定義した とおりであり、W′およびWtは同種でも異種でもよく、それぞれ基N ((C Hz)−R’)   (すでに定義したとおりである)であり、Bは基−CHg  (CHt) sN  (R) CHz (CHt)aN (R) (CHz)  tcHz−(式中dは0または整数1.2もしくは3であり、S。
tおよびRはすでに定義したとおりである)である〕で表されるテトラアザ誘導 体が包含される。
式(2)のとくに有用なアミンは、式(4)で表される化合物である。
式(3)のとくに有用なアミンは、式(5)で表される化合物である。
本発明の接合体における好ましいキレート金属には、式(2)の化合物とくに式 (4)の化合物とキレートしたインジウム、または式(3)の化合物とくに式( 5)の化合物とキレートしたイツトリウムが包含される l I l lnおよ び0Yがとくに好ましい。
適当な薬剤を架橋基に結合させることも一般的に可能である。もちろん、生成し た結合物質はその活性を保持するものであるか、または薬剤はin vivoで 、たとえば宿主酵素の作用によって活性物質に変換できる型で結合させる。
本発明の化合物中にエフェクター分子として使用される細胞毒性化合物には、細 胞増殖抑制性の化合物が包含される。特定の化合物としては、たとえば、アルキ ル化剤たとえばナイトロジェンマスタード(たとえばクロラムブシル、メルフア ラン、メクロレタミン、シクロホスファミドまたはウラシルマスタード)および その誘導体、トリエチレンリン酸アミド、トリエチレンチオリン酸アミド、ブス ルファンまたはシスプラチン、抗代謝薬たとえばメトトレキセート、フルオロウ ラシルおよびフロキシウリジン、シタラビン、メルカプトプリン、チオグアニン 、フルオロ酢酸またはフルオロコハク酸;抗生物質たとえばプレオマイシン(た とえば硫酸プレオマイシン)、ドキソルビシン、ダウノルビシン、マイトマイシ ン(たとえばマイトマイシンC)、アクチノマイシン(たとえばダウノルビシン )またはブリ力マイシン、分裂阻害剤たとえばエトポシド、ビンクリスチンまた はビンブラスチン;尿素類たとえばヒドロキシ尿素;ヒドラジン類たとえばプロ カルバジン;またはイミダゾール類たとえばダカルバジン;カリキアマイシン、 ニスペラマイシンまたはタキソールを挙げることができる。
ホルモンには、アンドロジエン(たとえばドロモスタノロンまたはテストラクト ン)、プロゲスチン(たとえばメゲストロールアセテートまたはメトロキシプロ ゲステロンアセテート)、ニストロジエン(たとえばジエチルスチルベストロー ルニリン酸エステル、ポリエストラジオールリン酸エステルまたはエストラムス チンリン酸エステル)またはアンチェスドロジエン(たとえばタモキシフェン) が包含される。
本発明の接合体における抗体は、一般に、どの免疫グロブリンクラスに属するも のであってもよい、すなわち、それはたとえば、免疫グロブリンM抗体でもよく 、またとくに、イソタイプIgG1. TgG2.1gG3および1gG4を包 含する免疫グロブリンG抗体である0本発明の接合体にはイソタイプIgG1. 1gG2および1gG4、とくにイソタイプIgG1および1gG4が有用であ る。
抗体分子は動物たとえば哺乳類起源、たとえばマウス、ラットまたはヒト起源の ものである。天然抗体もしくはそのフラグメントでもよく、また所望により組換 え抗体または抗体フラグメント、すなわち組換えDNA技術を用いて製造された 抗体分子または抗体フラグメントを使用できる。
特定の組換え抗体または抗体フラグメントには、(1)少なくともその一部は異 なる抗体から誘導される抗原結合部位を有するもの、たとえばある抗体の超可変 または相補性決定領域を第二の異なる抗体の可変枠組み領域中に移植したもの( 欧州特許明細書239.400号参照);(2)非−Fν配列を他の異なる抗原 からの非−Fv配列で置換した組換え抗体もしくはフラグメント、または(3) 天然免疫グロブリンの実質的構造を有するが、1個または2個以上のアミノ酸残 基が変更され、たとえば蝶番領域が天然の免疫グロブリンとは異なる数のシステ ィン残基を有するか、組換え抗体もしくはフラグメントの表面ポケットにおける 1個もしくは2個以上のシスティン残基が天然の免疫グロブリンでは他のアミノ 酸残基が存在する位置にあるか(それぞれ国際特許明細書WO39101974 および−089101782に記載されている)、あるいは天然の免疫グロブリ ンでは他のアミノ酸残基が存在する位置にリジン残基がある組換え抗体またはフ ラグメントが包含される。
抗体が抗体フラグメントである場合には、たとえば、全抗体の酵素消化によって 得られる蛋白分解フラグメントであってもよい、また、抗体フラグメントは組換 えDNA技術によって得られる抗体、たとえばFvフラグメント(国際特許明細 書wo89102465に記載されている)一般に、抗体が抗体フラグメントで ある本発明の接合体では、とくにF(ab’ )tフラグメントが好ましい。
抗体はポリクローナルまたはモノクローナルいずれの起源でもよいが、モノクロ ーナル抗体が好ましい、それは任意の数の抗原決定基に対して特異的であってよ いが、1個の抗原決定基に特異的であることが好ましい、抗原決定基は、ハブテ ンでも、任意の抗原に関連した抗原決定基でもよい。特定の抗原としては、動物 、たとえばヒト〔たとえば正常動物組織または臓器細胞関連抗原、腫瘍細胞関連 抗原(たとえばカルジノエンブリオ抗原またはα−フェトプロティンのような癌 胎児性抗原、絨毛性ゴナドトロピンおよび胎盤アルカリホスファターゼのような 胎盤性抗原、ならびにブロスタン酸ホスファターゼおよび前立腺特異的抗原のよ うな前立腺性抗原)および体液成分たとえばフィブリンまたは血小板関連抗原] 、ウィルス、細菌およびカビに関連した抗原を挙げることができる。
好ましい態様においては、抗体は、腫瘍細胞関連抗原、とくにヒト乳癌および結 腸癌に関連したTAG−72抗原上の1種または2種以上のエピトープを認識し 、それに結合できる抗体である。この型のとくに好ましい抗体はモノクローナル 抗体B 72.3  (Colcher、 D、  ら* Pro(。
Natl、 Acad、 Scf、USA、 7B: 3199.1981)ま たはそのフラグメント、とくにF(ab’ )!フラグメントである。
本発明の接合体の一つの好ましい群は、各抗体接合体が、それぞれ金属をキレー トしだ式(1)のキレート剤1種または2種以上を含有する重鎮間架橋を有する 抗体分子からなり、その架橋はその抗体分子の蝶番領域において各鎖に存在する システィン残基のスルフヒドリル基によって各重鎮に結合する接合体である。
この型のとくに有用な接合体は、抗体がその蝶番領域における各重鎮に唯1個の システィン残基を有し、このシスティン残基が重鎮間架橋の架橋部位を形成する 接合体である。
この型の他の有用な接合体は、腫瘍細胞関連抗原、とくにヒト乳癌および結腸癌 に関連したTAG−72抗原上の1種または2種以上のエピトープを認識し、そ れに結合できる接合体である。抗体は、天然に存在する抗体もしくはそのフラグ メント、とくにF(ab’ )!フラグメントであるか、または上述したような 組換え抗体または抗体フラグメントとすることができる。抗体は872.3抗体 またはそのフラグメントが好ましく、また組換え872.3抗体またはそのフラ グメントでもよい。
この好ましい型の接合体においては、式(1)のキレート剤はとくに式(2)も しくは(3)の化合物、とくに式(4)もしくは(5)の化合物である。金属は 、配位数2から8までの2価または3価の陽性金属であることが好ましく、とく に放射性核種であることが好ましい。インジウムとくに1111nおよびイツト リウムとくにs@yがとくに好ましい。
本発明の接合体は、診断薬または治療剤として有用である。すなわち、抗体なら びにレポーターまたはエフェクター基の性質に応じて、接合体は、適当な検出器 と組合せて、正常または疾患組織たとえば腫瘍および血栓を造影するためにin  vivoで、または異常な細胞障害だと使用することができる。また、本発明 の接合体は、匡νi troで診断技術に、たとえばラジオイムノアッセイまた は酵素連結イムノアッセイに使用することができる。
したがって、本発明はさらに他の態様として、ヒトまたは動物対象の処置または 診断方法に使用される抗体接合体であって、1個または2個以上のレポーターま たはエフェクター基を含有する少なくとも1個の鎖間架橋を有する抗体分子から なり、架橋は抗体の抗体結合ドメインの外側に位置する1個または2個以上の架 橋部位で各鎖に結合する抗体接合体を提供する。
in vivoで使用するためには、抗体接合体は適当な投与量で適当な組成物 として製剤化することができる。
したがって、本発明はさらに他の態様として、1個または2個以上のレポーター またはエフェクター基を含有する少なくとも1個の鎖間架橋を有する抗体分子か らなり、架橋は抗体の抗原結合ドメインの外側に位置する1個または2個以上の 架橋部位で各鎖に結合している抗体と、1種または2種以上の医薬的に許容され る担体または賦形剤より構成される医薬組成物を提供する。
接合体のin vivo投与は任意の適当な経路によって行われるが、非経口投 与たとえば注射または注入が好ましい、接合体の非経口投与に適当な製剤には、 接合体の油性または水性ビヒクル中懸濁液、溶液または乳化液が包含され、これ には懸濁側、安定剤および/または分散剤のような調剤用物質を加えてもよい。
また、接合体は粉末の形態とし、使用前に適当なビヒクルたとえば滅菌、パイロ ジエン不含水で再構築するものであってもよい。
所望により、接合体は、単位用量剤型として、また1種もしくは2種以上の他の 活性成分または造影側とともに提供されてもよい。
接合体を投与する場合の正確な用量は、投与経路、抗体およびレポーターまたは エフェクター基の性質、使用目的すなわち診断かまたは治療かのほか、他の変数 たとえば患者の体重および病態によって決定される。したがって、適用の際の用 量は常に、標準操作を用いて、経験的に決定される必要がある。
本発明の接合体が1nvitroでの診断に考慮される場合には、慣用の操作、 たとえばMethods in Enzya+ology、Bi:1982およ Ug :  377〜523.1983(Langone、 J、J、& Va nVanakis+ H,tiA* Acadea+ic Press、 Ne w York)に記載された操作を用いて、利用することができる。
本発明の接合体は一般に、抗体またはそのフラグメントを、レポーターもしくは エフェクター基またはその前駆体を含有する架橋剤と反応させることによって製 造できる。
この反応は一般に、適当な溶媒、たとえば水または水性無機もしくは水性有l! 緩衝液のような水性溶媒、たとえばリン酸、クエン酸もしくは酢酸緩衝液または それらの混合物、あるいはたとえば含水アセトンもしくはジメチルホルムアミド のような水性有機溶媒中、適当な温度、たとえば0°〜30°Cの範囲、とくに 室温付近で行われる。
抗体ならびに/またはレポーターおよびエフェクター基が、多数の反応にあずか る可能性のある基を含有する場合には、上述の一般的な形の架橋反応では、無差 別の反応が起こり、不均一な混合生成物が得られることになる。これを避けるた めには、適当な反応試薬および/または反応条件を単独でまたは組合せて選択す ることにより、−JOB的架橋方法を、均一な生成物が得られるように適合させ る。
すなわち、ひとつの選択としては、架橋試薬を抗体中の特定の官能基と選択的に 反応する官能基をもつように選択することができる。適当な条件下に選択的様式 で反応する基には多くの例があり、たとえばアミノ反応性およびチオール反応性 官能基等、熟練者はよく知られている通りである(たとえば、欧州特許明細書1 73629号および175617号、英国特許明細書2109407号ならびに 国際特許明細書−088105433号参照)。
第二の選択としては、抗体および/またはレポーターもしくはエフェクター基中 の反応可能な基で架橋することが望ましくないものを、架橋反応を行う前に保護 することができる。蛋白質の反応性の基の保護に際しての慣その他の選択として は、抗体を、架橋に利用できる少なくとも1対の独特の架橋部位を有するように 選択する方法がある。たとえば、β−メルカプトエチルアミンのような緩和な還 元剤を用いて、たとえば抗体の重鎮を連結するジスルフィド橋から遊離のスルフ ヒドリル基を生成させるが分子の他の部分には実質的に影響がないように抗体を 部分還元することも可能である。ついでスルフヒドリル基を、チオール特異的架 橋剤との選択的反応の架橋部位として使用できる。別法として、抗体を、化学的 方法または酵素的方法で、たとえば欧州特許明細書173629号に記載されて いるようにして酸化し、炭水化物側鎖にアルデヒド基を生成させ、これをついで 一般的に上述した架橋剤と反応させることもできる。
さらに別の方法として、架橋剤との反応に先立って、岨換えDNA技術を用いて 抗体に独特の架橋部位を導入することもできる。たとえば、各重鎮の蝶番領域に おけるシスティン残基の数を1個に減らした抗体を準備する。
これは、抗体分子のCHIドメインを通常伴う蝶番領域を有する抗体重鎮をコー ドするDNA配列が含まれるオペロンをまず発言ベクター中に作成することによ って得るのが便利である。
オペロンは、あるクラスの抗体からのCB14N域をコードするDNA配列を、 別のクラスの抗体からの蝶番領域をコードするDNA配列に結合させることによ って作成できる。また、あるクラスのCHlドメインと蝶番領域をクローニング し、特定部位の突然変異たとえばアラニンをコードする配列への突然変異によっ てシスティン残基をコードするDNA)リプレットの数を1個に変換することに よっても作成できる。適当な細胞系をそのベクターでトランスフェクトし、つい でトランスフェクトされた細胞系を培養することによって、所望の重鎮ポリペプ チドが産生される。
このベクターは重鎮ポリペプチドのみをコードするので、細胞系が相補的な軽鎖 を産生ずるように調整することが必要になる。これを達成するためには、3つの 別個の方法のいずれかを使用できる。第一の方法としては、細胞系を第二のベク ターでトランフエクトし、第二のベクターは相補的軽M誘導ポリペプチドをコー ドするものとする。各ポリペプチド鎖が等しく発現されることを可能な限り確実 にするため、ベクターは、コードする配列と選択可能マーカーに関する点を除い ては、同一であることが好ましい。
第二の変法においては、ベクターに、軽鎖および重鎮の両者を誘導するポリペプ チドをコードする配列を包含させる。第三の変法においては、天然に相補的な軽 鎖を分泌する宿主細胞を使用する。これらのベクターを構築する一般的方法、ト ランスフェクション法および培養法はよく知られている(たとえば、Mania tisら:MolecularC1oning Co1d Spring Ha rbor+ New York、1982;Primrose& Old: P r1nciples of Gene Manipulation、 Blac kwell。
0χford、 1980参照)、上述の方法は、国際特許明細書目89101 974号にとくに詳細に記載されている。
上述の方法は、1個のシスティン残基をもつ蝶番頭載を含有する任意のサイズの 重鎖−軽鎖対の生成に適用できる。このような構築体は、一般的に上述した以下 の実施例に述べる架橋剤と反応させることができる。
上述した組換えDNA技術とN4Qの方法を用いて(国際特許明細書wo891 01782号も参照)、抗体分子の各重鎖にシスティン残基を導入し、本発明の 接合体を生成させるための以後の架橋剤との反応のための独特の架橋部位を提供 する。上述の方法はまた、他の組換え抗体、たとえば付加的リジン基または架橋 試薬に対する独特の架橋部位を与える他のアミノ基を含有する組換え抗体の製造 が所望の場合、適当な出発原料を用い、適宜適合させた形で使用することができ る。
一般に、本発明の化合物を製造するための架橋反応では、とくに抗体がたとえば 上述のように独特の架橋部位をもつ場合、架橋剤は過剰の抗体と反応させること が好ましいことが明らかにされている。こうすることによって、無差別な架橋は 回避され、所望の抗体生成物が好収率、高純度に生成される。抗体が架橋剤に対 して過剰濃度(たとえば2倍およびそれ以上の過剰)で用いられる架橋反応もさ らに本発明の特徴を形成する。
本発明の接合体においてレポーターまたはエフェクター基がキレート化金属であ る場合には、接合体製造の最終工程は、金属を導入する反応となる。すなわち、 1種または2種以上のキレート剤を含む少なくとも1個の鎖間架橋を有する抗体 分子前駆体を適当な溶媒、たとえば水性または非水性溶媒(たとえば、アセトニ トリル、アセトン、プロピレンカルボネート、ジメチルホルムアミドまたはジメ チルスルホキシド)中、金属塩(たとえば、金属ハライド)と、O℃〜50℃の 適当な温度たとえば室温付近で反応させることができS。
本発明の接合体の製造に際し、出発原料として使用される抗体は、慣用方法によ り、たとえば免疫動物の血清から、または好ましくは骨髄腫もしくはハイブリド ーマ細胞から、あるいは欧州特許明細書171496号、173494号、19 4279号および239400号ならびに国際特許出願明細書同8910197 4号、vIo89101782号、WO39102465号および891017 83号に記載されているようなm換えDNA技術によって得ることができる。抗 体フラグメントは、全抗体から酵素的もしくは化学的方法または両者を組合せた 方法により、慣用の実用的操作に従って、あるいは全抗体の代わりにフラグメン トを産生するように適宜適合させた上述の組換えDNA技術によって製造できる 。
本発明の接合体を製造するための架橋剤は、一般的にレポーターまたはエフェク ター基自体またはその誘導体であって、これが抗体分子における架橋部位と反応 できる2個またはそれ以上の官能基を含有し、鎖間架橋がレポーターまたはエフ ェクター基によって形成される。また、架橋剤は、適当に置換された異種官能性 架橋剤であって、この置換基がレポーターまたはエフェクター基であってもよい 、異種官能性架橋剤を得る方法はよく知られている(たとえば、Ghose、  T、1.  ら:!jethods inEnzymology、 93:28 0〜333.1983参照)、これらとレポーターまたはエフェクター基の結合 は、慣用操作たとえば以下の実施例に記載する操作を用いて作成することができ る。
本発明の接合体に使用されるエフェクターまたはレポーター基は、容易に入手で きるか(たとえば英国特許明細書2109407号、米国特許明細書44725 09号、欧州特許明細書175617号ならびに国際特許明細書−089101 475号およびWO39101476号参照)、もしくはこれらの既知化合物か ら慣用技術を用いた単純な化学的変換によって得られるか、または既知化合物の 製造に使用された方法と類似の方法を用いて既知の出発原料から製造できる。
式(1)、(2)および(3)の特定の巨大環状アミンは、国際特許明細書−0 89101475号および一089101476号に記載された方法で製造でき る。
以下の中間体および実施例は本発明を例示するものである。以下のように略号が 使用される。
’Bis CBZ リジン−0SU Jは、式で示される化合物である。
rsMP、はスクシンイミジルマレイミドプロピオネ庄1■(L 2−4−アミ  ブ ルペルヒ′ロー147−1  ゛ ニンー     −! − 標記化合物は、国際特許明細書WO39101475号の実施例3ら)の方法に 従って製造された。
主固生l −−N−−ジーN−カルボベン ゾキシ へキ ン 毫ジル   ° ル  −  N′N#−I   −セ イ ル ペルヒ゛ロー    7二」」j−乙とZ ジメチルホルムアミド(0,1ge1)中Bis −CB Z ’)ジン−03 U(9,4■)を、ジメチルホルムアミド(0,2111)中、中間体1 (4 ■)に加えた。ついで4−メチルモルホリン(5,4■)と金属を含まない水( 0,05mf)、続いてジメチルホルムアミド(0,067+ll)中ジメチル アミノピリジン(0,4■)を加え、混合物を60″Cに加熱した。反応は逆相 hplc  (t=o:A=95%、C=5%、t=20分:A=5%、C=9 5%、A=0.1%トリフルオロ酢酸(TFA)/)1.0.C=0.1%、T FA /CH3CN)によって完結するまでモニタリングした。精製混合物をつ いでポリマー逆相カラム上で精製すると(100Ai保持時間(0,1%TFA )14.9分〕、標記化合物(3■)が得られた。m/ e 771 (M’+  1);IHNMRδ(CDCff13 /CD30D) 1.0〜1.7(1 2H。
m、リジン−CHl ) 、 2.4〜3.9  (21H,m、天理CHg  )、 4.9  (4H,d、カルボベンゾキシ−CHl)。
7.1  (IOH,s、フェニル)。
沖1■(1 −4−N−26−ジアミツヘキ ン ミジル ブチル −NN’N”−1−アセ  イルペルヒ゛ロー     −17ザオニン中間体2 (13■)をCHsC N (30tal)中、窒素気相下に数分間撹拌させた。新たに蒸留したトリメ チルシリルヨード(36■)を素早く添加し、混合物を一夜攪拌した0次に混合 物を水に加え、水層をジクロロメタンで抽出することによって後処理した。粗製 の標記化合物(22g)は水層に残った。m/e563 (M”+1);INM Rδ(CD30D) 1.4〜2.0 (12H,m、  リジンCHg )  、 2.9〜4.5  (22H,m、天理−CH2)。
主M生土 −−N−−ジーN−N−マレイ ミジル −N−〇ロピル ヘキ ン 々ジル ゛ ルーN  N’  N’−1 −セ イル ペルヒ′ロー1   7−1ア゛ニン ジメチルホルムアミド(2mj2)中SMPエステル(350■)をジメチルホ ルムアミド(0,7+mf)中、中間体3(150■)に加えた。N−メチルモ ルホリン(150■)を加え、反応はHPLC(条件は中間体2の製造の場合と 同じ)によってモニタリングした。反応がほぼ完了したのち、混合物をポリマー 逆相カラム上で精製すると(100A、保持時間(0,1%T F A)10. 35分]、標記化合物(30■)が生成した。m/e805(M+1)(827 −ナトリウム付加物)。 ’NMRδ(CDsCN +Dz01滴) 1.1〜 1.6 (12H,m、リジン−C11t ) 、 2.5〜4.0  (30 H,m、天理−CHI)。
2.3および2.4  C4H,2xt、カルバメー)−CHり。
3.6  (4H,m、  プロピオネート−CHz ) 、6.6  (4H 。
S、マレイミド−CHl )。
土箇婆i 3− −メチル N−6−ジ N  N−マレイミジル −N−プロピル ヘキ サンアミジル フェニルメチル −N  N’  N’  N”−−−2−アセ  イル ペルヒ゛ロー1 5 7 1 −− − ゾ主上i尤之l 標記化合物は3− (4−(アミノメチル)フェニルメチル〕ペルヒドロ−1, 5,7,11−テトラアゾテトラデシン−1,5,7,11−テトラ(2−酢酸 )から、中間体2.3および4の製造について記載したのと類似の操作を用いて 製造された。
主皿生立 2− 4−  N−26−ジーN−N−マレイミジル −N−プロピル ヘキサ ン ミジル ブチル−N  N’  N’  N#−−−2−セ イル ペルヒ ドロ−14710−テトーアザー゛カン標記化合物は2−(4−アミノ)ブチル ペルヒドロ−1,4,7,10−テトラアザデカン−1,4,7,10−テトラ (2−酢酸)(国際特許出願明細書WO39101476号参照)から、中間体 2.3および4の製造について記載したのと類似の操作を用いて製造された。
肛 (a)B72.3 IgG(Colcher、Dら: Proc、 Natl、  Acad。
Sci、USA、 78: 3199.1981)からF(ab’ hの製造F (ab’ )tフラグメントはB72.31gGからプロメラインでの消化によ って製造した。ブロメラインはまず、1.0■/m1.溶液を311M  ED TA含有0.1 M酢酸塩pH5,50中50mMシスティンと37°Cで30 分間インキュベートして活性化した。活性化プロメラインを、PDIO(Sep hadex G25)カラムを用い、3mM  EDTA含有0.1M酢酸塩p H5,50中に脱塩してシスティンを除き、同一緩衝液中B72.3  (1w /w : 50 s/−酵素:IgG )のZ、O■/ml溶液に加えた。消化 液を37°Cで約2時間インキュベートし、IgGからF(ab’ )zサイズ のピークへの変換を5DS−PAGEでモニタリングした。
消化完了後、アンチパインおよびロイペプチンを加え(終濃度0.05mg/  o/り 、混合物のpH@NaOHで6.0で調整し、ついでS 5ephar ose Fast Flowイオン交換クロマトグラフィーに付した。F(ab ’ )z+Pcおよび残ったIgGは流出液中に溶出するが、プロメラインはマ トリックスに結合して残った。この陰性精製工程により、消化混合物からすべて のベロメラインが効率的に除去された。
(b)  F(ab’ )Zフラグメントの精製残った消化混合物をまず2Qt aM 丁ris pH7,8Lこ透析しD E A E 5epharose  Fast Flo−カラム上に負荷した。
F(ab’ )zはカラムから流出液中に溶出したが、Pc部分および残った完 全なIgGはカラムに残った。結合した物質は20mM Tris pH7,8 中0.1 M NaC1でマトリックスから溶出され、カラムが再生された。
(C)  化学的架橋F (ab ’ ) z分子の製造2 mM  E D  T A含有0.15 Mリン酸塩緩衝液pH8,0中0.5■/lagのB 7 2.3 F(ab’ )zに、終濃度5mMの2−メルカプトエチルアミンを加 え、37°Cで30分間インキュベートして還元した。還元後、サンプルを、2 01MEDTA含有0.1Mクエン酸/ 0.2 M NazHPOa、 pH 6,0で平衡化した5ephadex G25(Pharmacia)カラムを 通して脱塩した。
中間体5を終濃度が72mMになるようにジメチルホルムアミドに溶解し、0. 9+Mのレベルの新たに還元したFab’ SHに加えた(滴定されるチオール に対して約22倍過剰)。室温で絶えず撹拌しながら90分間インキュベートし たのち、N−エチルマレイミドを終濃度9aeMになるように加え、さらに30 分間インキュベートし、ついで0.1 Mクエン酸/ 0.2 M NaJPO n、2 sM  E D T A中に脱塩した。マレイミド化Fab’ (Fa b’ taal )を直ちに、新鮮なFab’ SHに、Fab’ mal:F ab’ SH1,1:1.0のモル比で加え、絶えず攪拌しながら約20分間、 室温でインキュベートした。架橋F(ab’ )tを反応混合物がら、HPLC ゲル濾過によって精製した。
架橋反応混合物の組成は、−夜インキユベートしたのち、)IPLCゲル濾過に よって測定した。反応混合物lOμlを200111M2−メルカプトエチルア ミン10μ!に加え、15分間インキュベートした。800mMヨード酢酸アミ ド20μlをさらに加え、15分間反応させた。還元されアルキル化されたサン プルをついで、HPLCGF250で分析し、クロマトグラムの百分率組成を積 分で求めた。移動相0.2Mリン酸塩緩衝液pH7,0、流速1m!/分の標準 HPLC条件下に、化学的に架橋された分子は保持時間8.62分で溶出したが 、未反応Fab ’は遅れて9.48分で溶出した。架橋F (ab ’ )  zはまた、精製後、還元5DS−PAGEによっても確認された。すなわちこの F(ab’ )zは架橋H’−H’バンド(Mr=〜46.000)とLハ:/  )’ (Mr=〜22.000)を示したが、対照は通常のH’ (Mr=2 3.0OO)とLバンド(Mr=22、000)を示した。
肛 この例は、中間体4で架橋されたキメラB72.3 Fab’デルタcysの製 造を例示する。B72.3Fab″デルタcys出発原料は、国際特許出願PC T/GB 88100731号およびPCT/GB 88100730号に特定 的に記載されている方法に従って製造された。
150mM NaC1および2mM  EDTAを含有する0、05Mリン酸塩 緩衝液pH8,0中、1.0〜2.0■/lar!のキメラB 72.3 Fa b’デルタcysに、終濃度5+sMの2−メルカプトエチルアミンを加え、3 7℃で30分間インキユヘートシて還元した。還元後、サンプルを、リン酸緩衝 食塩溶液pH7,5で平衡化した5ephadex G25(Phara+ac ia)カラムを通して脱塩した。
中間体4を水に溶解し、新たに還元した3、8mM濃度のFab’ SHに加え (滴定されるチオール濃度に対して約40倍過剰)、絶えず攪拌しながら室温で 60分間インキュベートした。N−エチルマレイミドを終濃度9mMになるよう に加え、さらに30分間インキュベートしたのち、リン酸緩衝食塩溶液pH7, 5中に脱塩した。マレイミド化Fab’ (Fab’ taal )を直ちに、 新鮮なバッチのFab’ SNに、Fab’ taal :Fab’ SHI  1 : 1.0の重量比で加え、絶えず攪拌しながら約20時間、室温でインキ ュベートした。
架橋反応混合物の組成は、−夜インキユベートしたのち、HPLCゲル濾過によ って測定した。反応混合物10μlを200+nM2−メルカプトエチルアミン 10μPに加え、15分間インキュベートした。さらに8001ヨード酢酸アミ ド20μ!を添加し、15分間反応させた。還元されアルキル化されたサンプル を次に、HPLCGF250によって分析し、クロマトグラムの百分率組成を積 分で求めた。0.2Mリン酸緩衝液pH7,0を移動相とし、流速1 tan/ 分とした標準HPLC条件下に、中間体4と架橋した物質は保持時間8.62分 で溶出されたが、未反応cFab ’は遅れて9.48分で溶出した。
架橋物質はまた、精製後、還元5DS−PAGEによっても確認された。すなわ ち、架橋物質は、架橋H’ −H’バンド(Mr=〜46.000)とLバンド (Mr=〜22.000)を示したが、対照は通常のH1(Mr=〜23.00 G)およびLバンド(Mr=22.000)を示した。
例2の繰作を、中間体4の代わりに、中間体5または中間体6を用いて反復した 。
■盈 この例は、中間体6で架橋されたキメラB72.3 Fab’デルタcysの製 造を例示する。キメラB72.3 Fab″デルタcys出発原料は、国際特許 出願PCT/G38B100731号およびPCT/GB8B100730号に とくに記載された方法に従って製造した。
2mM  EDTAを含有する0、 1 M酢酸ナトリウム/クエン酸ナトリウ ム緩衝液pH6,0中5■/ml!のキメラB72.3 Fab’デルタcys に、終濃度4.5 mMの2−メルカプトエチルアミンを加え、37°Cで30 分間インキエベートシて還元した。還元後、サンプルを、2mMEDTA含有0 ,1M酢酸ナトリウム/クエン酸ナトリウム緩衝液pH6,0で平衡化した5e phadexC; 25  (Pharsacia)カラムを通して脱塩した。
中間体6を水に溶解し、新たに還元したFab’ SHにモル等量比Fab’  SR:中間体6−2.2 : 1になるように加え、絶えず攪拌しながら、37 °Cで60分間インキュベートした。
架橋反応混合物の組成は、60分間インキュベートしたのちHPLCゲル濾過で 求めた0反応混合物101を200111M2−メルカプトエチルアミン10i !に加え、15分間インキュベートした。さらに800mMヨード酢酸アミド2 0j2を加えて、15分間反応させた。還元されアルキル化されたサンプルをつ いで、HPLCGF250で分析し、クロマトグラムの百分率組成を積分によっ て求めた。0.2Mリン酸塩緩衝液pH7,0を移動相とし、流速を1m11分 とした標準HPLC条件下に、中間体6で架橋された物質は保持時間8.62分 で溶出したが、未反応cFab ’は遅れて9.48分で溶出した。架橋物質は また、精製後、還元5DS−PAGEで確認した。
この場合、架橋物質は、架橋H’−H’バンド(Mr=46、000 )とLバ ンド(門r = 22.000 )を示したが、対照は通常のH’  (Mr= 23.000)とLバンド(Mr=22,000)を示した。
0.1M酢酸ナトリウム緩衝液pH5,0中に脱塩したのち、例1〜3の生成物 を塩化インジウム(IILIn)で処理して、Ill T標識生成物を得た。同 様に、0.1 M酢酸カリウム緩衝液中に脱塩したのち塩化インドリウム(”Y )と反応させると相当するsay標識生成物が得られた。
手続補正書(自発) 平成2年律月lJ日

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1個もしくは2個以上のレポーターまたはエフェクター基を含む少なくと も1個の鎖間架橋を有する標識抗体分子からなり、その架橋は抗体の抗原結合ド メインの外側に位置する1個または2個以上の架橋位置で各鎖に結合する架橋抗 体接合体。
  2. (2)架橋部位はアミノ酸残基の側鎖に存在するアミノ、スルフヒドリル、カル ボキシル、フェノールまたは他の芳香族もしくは異項環芳香族官能基である請求 項(1)記載の接合体。
  3. (3)架橋部位はシステイン残基の側鎖に存在するスルフヒドリル基である請求 項(2)記載の接合体。
  4. (4)システイン残基は蝶番領域における各重鎖中に存在する請求項(3)記載 の接合体。
  5. (5)システイン残基は蝶番領域に存在する唯一つのシステイン残基である請求 項(4)記載の接合体。
  6. (6)抗体は組換え抗体である請求項(1)〜(5)のいずれかに記載の接合体 。
  7. (7)抗体は抗体フラグメントである請求項(1)〜(6)のいずれかに記載の 接合体。
  8. (8)フラグメントはF(ab′)2フラグメントである請求項(7)記載の接 合体。
  9. (9)非ジスルフィド性鎖間架橋は同種または異種官能性架橋剤の残基である請 求項(1)〜(8)のいずれかに記載の接合体。
  10. (10)標識抗体分子は、レポーターまたはエフェクター基が結合している抗体 分子である請求項(1)〜(9)のいずれかに記載の接合体。
  11. (11)レポーターまたはエフェクター基は、放射性核種キレート化金属、蛍光 化合物、NMRもしくはESRで検出できる化合物、薬理学的物質、酵素または ホルモンである請求項(10)記載の接合体。
  12. (12)レポーターまたはエフェクター基は、放射性核種またはキレート化金属 である請求項(11)記載の接合体。
  13. (13)放射性核種は放射性ヨウ素である請求項(12)記載の接合体。
  14. (14)キレート化金属は、配位数2から8までの二価または三価陽性金属と多 座キレート剤のキレートである請求項(12)記載の接合体。
  15. (15)多産キレート剤は、非環式もしくは環式ポリアミン、ポリエーテル、ポ リアミド、ポルフィリンまたは炭素環式誘導体である請求項(14)記載の接合 体。
  16. (16)非環式ポリアミンはポリアミノカルボン酸である請求項(15)記載の 接合体。
  17. (17)環式ポリアミンは環式トリアザまたはテトラアザ誘導体である請求項( 15)記載の接合体。
  18. (18)1個または2個以上のレポーターまたはエフェクター基を含有する鎖間 架橋を有する抗体分子であって、その架橋は抗体の抗原結合ドメインの外側に位 置する1個または2個以上の架橋部位で各鎖に結合している抗体と、1種または 2種以上の医薬的に許容される担体または賦形剤からなる医薬組成物。
  19. (19)1個または2個以上のレポーターまたはエフェクター基を含有する鎖間 架橋を有する抗体分子であって、その架橋は抗体の抗原結合ドメインの外側に位 置する1個または2個以上の架橋部位で各鎖に結合している抗体接合体を製造す るにあたり、架橋剤を抗体と反応させる方法。
  20. (20)抗体は架橋剤に対して過剰濃度で存在させる請求項(19)記載の方法 。
  21. (21)1個または2個以上のレポーターまたはエフェクター基を含有する鎖間 架橋を有する抗体分子からなり、その架橋は抗体の抗原結合ドメインの外側に位 置する1個または2個以上の架橋部位で各鎖に結合している、ヒトまたは動物対 象の処置または診断方法に使用するための抗体接合体。
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