JPH05506157A - ヒト化及びキメラモノクローナル抗体 - Google Patents

ヒト化及びキメラモノクローナル抗体

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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】 ヒト化及びキメラモノクローナル抗体 産業上の利用分野 本発明は、新規のヒト化(hua+anized)モノクローナル抗体に関し、 これは、ヒト免疫グロブリンのH鎖の可変領域中のFRに少なくとも人工的に修 飾した共通配列を含む。
さらに、本発明は、表皮細胞増殖因子(epidera+al growth  factor)のエピトープに結合しているヒト化およびキメラモノクローナル 抗体に関する。本発明は、このレセプターの応答のための抗原結合部位のアミノ 酸配列を開示する。
本発明は、黒色腫、神経膠層または癌腫のような腫瘍の処置の目的のための上記 抗体を含む薬剤組成物に関する。これらの抗体はまた、インビトロまたはインビ ボにおける前記腫瘍の探索および判断のための診断的な適用にも用いることがで きる。
本明細書には、次に定義するようないくつかの技術用語が用いられる。
「ヒト化(hua+anized) J抗体は、ヒト由来のしおよびH鎖に位置 するアミノ酸の可変領域のFRおよびアミノ酸の定常領域を有し、超可変領域が ヒト以外に由来する抗体を意味する。
「キメラ」抗体は、ヒト以外に由来する可変および超可変領域を有し、定常領域 がヒト由来である抗体を意味する。
「FRJは抗体の骨格領域を意味し、可変領域内に見出だされる。この領域にお いて、各抗体間でアミノ酸の変化が生じる。
「CDR」は抗体の相補性決定領域あるいは「超可変」領域を意味し、可変領域 内に見出だされる。この領域は特異的抗原結合部位を代表し、この部分が各抗体 間でのアミノ酸の無限の変化を示す。CDRは抗原の結合親和性において重要な 役割をしている。
「共通配列(consensus 5equence) Jは、LおよびH鎖の 可変領域としての自然には生じないアミノ酸配列を意味し、自然に存在している ヒト由来ではないHまたはL鎖可変領域の代わりとして用いられる。共通配列は 合成物であって、したがって、明確とされているクラスもしくはサブクラス、ま たはサブグループのヒト免疫グロブリンのH鎖またはL鎖のそれぞれに最も共通 したアミノ酸の人工配列である。
[EGFJはおよび「EGFR」は、それぞれ表皮細胞増殖因子およびそのレセ プターを意味する。
rVLJlj(域は、L鎖可変領域を意味する。
rV+JIi域は、H鎖可変領域を意味する。
発明の背景 ネズミのモノクローナル抗体425 (MAb425)をヒ)A431癌腫細胞 株に対して生起させ、それがヒト表皮細胞増殖因子レセプター(EGFR)の外 側ドメイン上のポリペプチドエビトープに結合することが見出だされた。またそ れがEGFHの低および高親和性部位の画方における表皮細胞増殖因子(EGF )の結合を阻害することが見出だされた( Murthyら、1987)。EG FRの増強された発現が種々の由来の悪性腫瘍の組織上で起きることが見出ださ れたことから、MAb425のヒ)Jl瘍の診断および治療の試薬としての可能 性が考えられるようになった。実際、MAb425が腫瘍細胞毒性をインビトロ で媒介することおよび類表皮腫および結腸直腸癌腫由来の細胞株の腫瘍細胞増殖 をインビトロで抑制することが見出だされた( Rodeckら、1987)。
また、放射性標識されたMAb425がヒト悪性神経膠層の異種移植片に結合す ることもマウスにおいて示された(Takahashiら、1987)。
EGFは、表皮および上皮細胞の分裂促進を行うポリペプチドホルモンである。
EGFが感受性細胞と相互反応するときは、これは膜にあるレセプターと結合す る。
レセプターEGF複合体はクラスターを形成し、次いで、エンドサイト−シスに より小胞内に取り込まれる。これは[ダウンレギュレーシコン(down−re gulation) J現象の原因となる。EGFの結合はレセプター分子のチ ロシンキナーゼ活性を誘導して、DNA合成を誘導する。
EGFレセプターは、約170.000ダルトンの膜内糖タンパク質である(C ohen、1982 )。これはニーerb−Bプロトオンコジーン(癌原遺伝 子)の遺伝子産物である( Downwardら、Nature、Vol、 3 07.521−527、1984)。このレセプターは、いわゆる低親和性およ び高親和性レセプターの二つの運動型で存在する。
A431癌腫細胞株は、多数のEGFレセプターをその細胞表面に発現し、した がって、多くの研究で抗−EGFレセプター抗体を産生させるために用いられて きた。
しかし、A431上のレセプターは、ポリペプチドに付いている炭水化物部分が 他の細胞型のものと異なっている。このように、A431の膜に対して生じる各 種抗体は、全てのをのレセプター分子に共通ではない炭水化物に対応したものに なる(例えば、5chreiber、1983 )別のモノクローナル抗体はE GFレセプターのタンパク質部分と反応する。これら抗体はEGFレセプターへ の結合において多様な性質を示し、それは、おそらく、結合したレセプター分子 の個々の部分、および抗体のアイソタイプに依存していると思われる。いくつか の抗体はEGFに似た効果を示しく angonist、作動物質)、いくつか の抗体はこの効果を阻害する( antagonist、拮抗物質)。
EGFレセプターの発現は腫瘍増殖の進行と関係づけられてきた。レセプターの 遺伝子はトリウィルスオンコジーンv−erb−Bの細胞アナログであることが 見出だされた(Ulrich、1984 )。加えて、黒色腫形成の後期とレセ プター遺伝子を有するクロモシームの余分のコピーとの間の関連が検出された(  Koprowskiら、SomatLc Ce1l and Mo1ecul ar Genetics、 Vol、11、297−302.1985)。
EGFレセプターは、それが広範な種類の固形腫瘍上で発現されることから、抗 腫瘍療法のための適切な標的を提供する。しかし、この分野においては、適切な 抗−レセプター抗体が必要となる。既知の抗体の多くは、抗腫瘍剤として用いた 場合に有害となり得る性質を有する。
例えば、EGFの効果を模倣する抗体は、腫瘍の進行を阻止せずにむしろ促進す ることが考えられる。EGFはその効果を非結合レセプターを介しても発揮する ことから、高または低親和性レセプターとのみ結合する他の抗体は、決して最適 な効果を与えるものとはいえない。さらに他の抗体は低親和性レセプターを高親 和性レセプターに変換し、これによって腫瘍の増殖を阻止しないでむしろ悪化さ せることが考えられる。このように、この分野において、抗腫瘍療法に好適な抗 −EGFレセプター抗体が必要とされている。
ネズミMAbsはヒトにおける治療のために使用されてきたが、免疫応答を引き 起こす(Giorgiら、1983Jaffersら、1986)。この問題を 解決するために、いくつかのグループがネズミ抗体を「ヒト化」することを試み た。これらには二つのアプローチの一つを用いることができる。一つの方法では 、LおよびH鎖両方のネズミ定常領域ドメインをヒト定常領域と置き換えること ができる。そのような「キメラ」ネズミーヒト抗体が、ヒト腫瘍関連抗原に対す るいくつかのネズミ抗体から首尾よく構築された( Sunら、1987 :  Whittleら、1987 : Liuら、 I 987 : G11lie sお−よびWesolowski11990)。このアプローチではネズミ抗体 の抗原結合部位が完全に保たれ、したがって、抗原親和性も保持され、その一方 で、ヒトアイソタイプおよびヒトエフェクター機能が付与される。第二のアプロ ーチは、マウス可変領域からの相補性決定領域(CDR)のみをLおよびH鎖可 変ドメイン(VLおよびVs)両方のヒト骨格領域(FR)とともに融合させる 。これは、この手法によってヒト抗体への抗原結合部位の決定的な主要部分が移 されるであろうという理由に基づいている( Jonesら、1986)。
CDHの融合はいくつかのiF薗類モノクローナルに関して行われた( Jon esら、1986 : ReLchmannら、1988 : Verhoey enら、1988 : Queenら、1989:C。
ら、1991 : Gormanら、1991 : Maedaら、1991  : Temptestら、1991)、親和性は通常低減したが、全ての場合に 抗原との結合能は保持された。はとんどの場合、ヒト骨格残基(FR)のあるい くつかのアミノ酸を変えることが必要であるとみなされた。キメラ抗体およびC DR融合抗体の両方とも、マウス抗体よりも優れていることが臨床的に証明され た(Haleら、1988:LoBuglioら、1989 : Mathie sonら、1990)。しかし、どのアミノ酸を改変すべきかという一般的な知 見は得られておらず、いずれの場合にも完璧な予測は不可能である。
EP O88994は、予め決定されたリガンドに特異的な免疫グロブリンのし またはH鎖の可変ドメインをコードするDNA配列を有する組換えDNAベクタ ーの構築を提言している。この適用は可変ドメインの改変を意図するものではな い。
EP 102634には、ヒトIgGのH鎖ポリペプチドの全部または一部分を コードする遺伝子の細菌宿主におけるクローニングおよび発現が記載されている が、これはポリペプチドの配列の改変を意図するものではなし)。
EP 239400は、ヒト抗体の抗原結合部位(M可変領域)を、遺伝子工学 的方法によって、ヒト以外の、例えばマウスまたはラットの抗体の抗原結合部位 で置き換えることによって、ヒト化抗体を得ることができると提言している。
したがって、この知見から、今までのヒト由来の抗体中からは得ることのできな かった特異的抗原結合部位を有するヒトのあるいはヒト化抗体を製造することが できる。
キメラ抗体は、CDRのみをらず、LおよびH鎖の全可変領域を置き換えること によって得られる。ところが、キメラ抗体はなお免疫原性を保持したままである 。しかしながら、キメラ抗体は診断への利用や、ヒト化抗体の最適化の操作にき わめて有用である。
抗原結合部位の親和性は、直接にはCDHの部分ではない可変領域中のいくつか の単一アミノ酸の選択的交換によって影響され得ることが示された(Reich mannら、1988)。
EP 239400の方法での最悪の結果においては、抗原結合での親和性は完 全に消失することもある。本発明者らは、この事実を、EGFレセプターのエピ トープに向けられたヒト化抗体を構築できなかったことにより示すことができた 。
したがって、上述のようなヒト化が成功するかどうかは、使用する可変領域の組 成及び構造や、その可変領域と抗原結合部位との相互反応に依存することを考慮 しなければならない。すなわち、抗体に抗原との結合能を得るために、あるいは 抗原結合能を改善するために、抗体の可変ドメイン中に修飾が必要であるかどう か、あるいはどのような修飾が必要であるかについて完全に予知することは不可 能である。
発明の概要 したがって、本発明の目的はヒト化モノクローナル抗体を提供することであり、 この抗体は、とくに、EGFレセプターに対するもので、ヒト由来ではない抗原 結合部位およびヒト由来の可変領域のFRおよび定常領域を含み、これらは、必 要であれば、結合部位の特異性が保存あるいは修復されるように修飾される。
とくに、本発明の目的は、EGFレセプターに対する抗体の抗原結合部位の超可 変領域の特徴づけを行うこと、および上記定義のヒト化モノクローナル抗体内に CDRを提供することである。
この抗体およびそのキメラ壓誘導体は、黒色腫、神経膠層または癌腫などの腫瘍 の撲滅のための治療または診断剤として重要な役割を果たすことができる。
効果的で特異的なヒト化モノクローナル抗体は、ヒト免疫グロブリンの少なくと もH鎖可変領域の共通配列を用いることによって容易に得られることが見出ださ れた。
とくに、これら共通配列の全てが適切であり、その元となったヒト由来でない抗 体の可変領域と比較して良好な(少なくとも60〜70%、とくに65〜70% の)同一性を有する。
さらに、天然に生じるヒト抗体の可変領域を用いてより大幅な修飾を行わねばな らないこともあるが、これら共通配列に対する修飾は小範囲に限らなければなら ないことが見出だされた。良好な特異的な抗原の結合を得るために、本発明によ れば、多くの場合、アミノ酸配列の修飾は全くしなくてもよいか、あるいはzJ s数個の修飾ですむ。すなわち、本発明によれば、EGFレセプターの好ましい ヒト化抗体への完全な結合を達成するためには、小数個のアミノ酸のみを置換す ればよい。これに対して、EP 239400の教示に従ってもいかなる結合も 得ることはできない。本発明によって必要とされる修飾は、0〜10%、好まし くは1〜5%の範囲のアミノ酸の交換で示すことができる。
本発明によるヒト化モノクローナル抗体は、次のような特長を有する。
明かとされているクラス、サブクラスまたはサブグループのヒト免疫グロブリン 銀量で違いのある位置に、その位置にもっとも共通に出現するアミノ酸を用いた 配列である共通配列の合成は、全体として、あるいは部分的に問題なく行うこと ができ、個々の抗体あるいは抗体断片に関する詳細な知識あるいはその入手の可 能性がどうであるかに左右されることがない。これは、極めて限定された数の共 通配列(これは発現ベクターにクローニングされる)を提供することで、広範囲 の側々におよび天然に生じている抗体断片がカバーされ得ることを意味する。時 に他の抗体(例えば抗−イディオタイプ抗体)のエピトープとなることが知られ ている個々の天然配列と比較して、共通配列は免疫速性に関してより好ましいも のであり得る。
好ましい具体例を一つだけあげたが、本発明によって一般的な原理が教示されて いる。共通配列に関してここに記述された教示によるEGFレセプターに対する ヒト化抗体の構築の成功は、可変および超可変ドメインにおける多数の可能な配 列および配列の組み合わせに関しての単なる偶然によるものではない。
さらに、可変ドメインのH鎖はそれに対応するし鎖よりも、抗原結合部位により 大きく貢献することが見出だされた。したがって、共通配列を有するヒト化抗体 のL鎖を同様にして修飾する必要は必ずしもない。いくつかの既知の天然抗体中 のL鎖はそれに対応するH鎖よりもより重要な役割を果たしていることが知られ ていることから、これは興味深いことである(Ililliamsら、1990 を参照されたい)。
最後に、何にもまして、本発明は、EGFレセプター(MAb425)に対する ネズミ抗体の抗原結合部位の遺伝子工学による特徴づけ、クローニングおよび増 幅を最初に提供するものである。この抗原結合部位をコードするオリゴヌクレオ チドや、ヒト化およびキメラモノクローナル抗体の全可変ドメインをコードする オリゴヌクレオチドを合成することが可能である。さらに、本発明は、適当な真 核細胞の形質転換のために使用できる効果的な発現ベクターを提供する。
このように、本発明は、ヒト由来ではない抗原結合部位(CDR)と、ヒト由来 のしおよびH鎖の可変領域のFRおよび定常領域を有するヒト化モノクローナル 抗体に関し、少なくともH鎖の可変領域のFRがヒト免疫グロブリンの明確にさ れているクラスまたはサブグループの可変領域からの共通配列を更に修飾して得 た誘導(変異)配列を有することを特徴とする。
とくに、本発明は、共通配列からなるFRが抗原結合部位の起源となったヒト由 来でない抗体の可変領域のFRのアミノ酸配列と比較して少なくとも70%の相 同性を有することを特徴とする、ヒト化モノクローナル抗体に関する。
とくに、本発明は、次のような性質を有する、ヒト化モノクローナル抗体に関す る。
(a、)ヒトEGFレセプターに結合する。
(b)EGFのEGFレセプターへの結合を阻害する。
(C)EGFレセプターのEGF依存性チロシンキナーゼ活性を阻害する。
(d)EGF感受性細胞の増殖を阻害する。
とくに、本発明は、抗原結合部位の超可変額域が次のアミノ酸配列を有する、ヒ ト化モノクローナル抗体に関する。
L鎖 DR−1 −Ser−Ala−5er−5er−Ser−Val−Thr−Tyr−Me  t−Tyr− DR−2 −Asp−Thr−5er−Asn−Leu−Ala −Ser− DR−3 −Gln−Gin−Trp−5er−5er−His −I l e−Phe− Tb r − H鎖 一5er−Hi s−Trp−Met−Hts−DR−2 −Glu−Phe−Asn−Pro−5er−Asn−G 1 y−Ar g− Th r−As n−Tyr−As n−Glu−Lys−Phe−Lys−5 er−DR−3 −Arg−Asp−Tyr−Asp−Tyr−Asp−Gly−Arg−Tyr −Phe−Asp−Tyr−とくに、本発明は、抗原結合部位に関連していない 可変領域のFRが次のアミノ酸配列を有するヒト化モノクローナル抗体に関する 。ただし、括弧で示された部分は括弧内のアミノ酸により置換されてもよいもの である。
L鎖 5et−Pro−Ser−5er−Leu−5er −Al a−5e r−V a 1−G 1 y−As p−Ar g−Val−Thr−I 1 e−Th r−Cys −eu−I 1 e−Tyr − FR−3 −Gly−Val−Pro−5er−Arg−Phe −5er−Gly−5e r−Gly−5er−Gly−Thr−Asp−Tyr (Phe、Trpまた はHis)−Thr−Phe−Thr−I 1 e−Ser−3er−Leu− Gin−Pro−Glu−Asp−11e−A−Ph e−G l y−G l  n−G l y−Th r−Ly s −Val−Glu−11e−Lys− H鎖 FR−1 −Gin−Val−Gin−Leu−Val−Gin−5er−Gly−Ala −Glu−Val−Lys−Lys−Pro−Gly−Ala−5er−Val −Lys−Va l−5er−Cys−Lys−Al a−5er−Gly−T yr−Thr−Phe−Thr (Ser)−Trp−Val−Arg (Hi s)−Gin−Ala(LysまたはHis)−Pro (Val)−Gly− Gln−Gly−Leu−Glu−Trp−11e (ValまたはLeu)− Gly− FR−3 −Lys (ArgまたはHis)−Ala (Vat、ProまたはG 1  y) −Th r−Me t−Th r−Va 1(AlalProまたはG  1 y) −As p−Th r−5e r−Th r−As n−Thr−A L a−Tyr−Met−Glu (Asn) −Lau−5er−Ser−L eu−Arg−5er−Glu−Asp−Thr−Ala−Va 1−Tyr− Tyr−Cys−Al a−5er−FR−4 −Trp−Gly−Gin−Gly−Thr−Leu −Va 1−Thr−V a 1−5er−5er −とくに、本発明は、H鎖の定常領域がヒト免疫グロ ブリンのγ−11Iのアミノ酸配列を含み、L鎖の定常領域がヒト免疫グロブリ ンのに鎖のアミノ酸配列を含む、ヒト化モノクローナル抗体に関する。
とくに、本発明は、可変および定常領域内におけるアミノ酸の欠失、置換、追加 または転位による修飾により得られた誘導(変異)アミノ酸配列を含み、かつ抗 原への特異的結合の生物学的機能が保持された、ヒト化モノクローナル抗体に関 する。
さらに、本発明は、ヒト化抗体のLおよび/またはH鎖の可変および/または定 常領域をコードするDNA配列を有することを特徴とする、宿主細胞の形質転換 に適する発現ベクターに関する。
さらに、本発明は、ネズミ由来の抗原結合部位の超可変領域(CDR)およびヒ トまたはネズミ由来の可変領域のFRおよびヒト由来のしおよびH鎖の定常領域 を有し、超可変領域が以下に示すアミノ酸配列有することを特徴とし、かつH鎖 の定常領域がヒト免疫グロブリンのγ−1鎖のアミノ酸配列からなり、L鎖の定 常領域がヒト免疫グロブリンのに鎖のアミノ酸配列有する、ヒト化またはキメラ モノクローナル抗体に関する。
L鎖 CDR−1 一5er−Ala−5er−5er−5er−Val−Thr−Tyr−Me  t−Tyr− CDR−2 −Asp−Thr−5er−Asn−Leu−Ala −Ser− CDR−3 −Gln−Gin−Trp−5er−Ser−His−I l e−Phe−T hr − H鎖 一5er−His−Trp−Met−His−CDR−2 −Glu−Phe−Asn−Pro−5er−Asn−Gly−Ar g−Th r−Asn−Tyr−Asn−Glu−Lys−Phe−Lys−3er−CD R−3 =Arg−Asp−Tyr−Asp−Tyr−Asp −Gly−Ar g−T yr−Phe−Asp−Tyr −とくに、本発明は、抗原結合部位に関係しな い可変領域中のFRがヒト由来であって、次のアミノ酸配列を有する、請求項1 2に記載のヒト化モノクローナル抗体に関する。
L鎖 FR−1 −As p−I l e−G l n−Me t−Thr−G l n −5e r−Pro−3er−3er−Leu−5er−Ala−5er−Val−Gl y−Asp−Arg−Val−Thr−I l e−Thr−Cys −FR− 2 −Trp−Tyr−Gin−Gin−Lys−Pro−Gly−Lys−Al  a−Pro−Lys−Leu−Leu−I 1 e−Tyr − FR−3 −Gly−Val−Pro−5er−Arg−Phe−5er−Gly−5er −Gly−Ser−Gly−Thr−Asp−Tyr (Phe、Trpまたは His)−Thr−Phe−Thr−I 1 e−3er−5er −Leu− Gin−Pro−Glu−Asp−11e−Al a−Thr−Tyr−Tyr −Cys −FR−4 −Phe−Gly−Gin−Gly−Thr−Lys −Va 1−Glu−I  1 e−Lys −H鎖 FR−1 −GIn−Val−Gin−Leu−Vat−Gin−5er−Gly−Ala −Glu−Vat−Lys−Lys−Pro−Gly−Ala−5er−Val −Lys−Val−Ser−Cys−Lys−Ala−5er−Gly−Tyr −Thr−Phe−Thr (Ser)−Tr p−Va 1−Ar g (H i s) −Gl n−Al a(LysまたはHis)−Pro (Val) −Gly−Gln−Gly−Leu−Glu−Trp−11e (Valまたは Leu)−Gly− FR−3 −Lys (ArgまたはHi 5)−Ala (Va l、ProまたはGl y)−Thr−Met−Thr−Val(Ala、ProまたはG l y)  −As p−Th r−Se r−Th r−As n−Thr−Al a−T yr −Met−Glu (Asn)−Leu−5er−5er−Leu−Ar g−3er−Glu−Asp−Thr−Ala−Va 1−Tyr−Tyr−C ys−Ala−5er −FR−4 −Trp−Gly−Gin−Gly−Thr−Leu −Val−Thr−Va  1−5er−3er −とくに、本発明は、抗原結合部位に関係していない可 変領域のFRがネズミ由来であって、次のアミノ酸配列を有する、請求項12に 記載のキメラモノクローナル抗体に関する。
L鎖 FR−1 −Gin−I 1 e−Va 1−Leu−Thr−Gln −5er−Pr  o−Al a−I l e−Me t−Ser−Ala−5er−Pro−Gl y−Glu−Lys−Val−Thr−Me t−Thr−Cya−FR−2 −Trp−Tyr−Gin−Gln−Lys−Pro −Gly−Ser−Se r−Pro−Arg−Leu−Leu−I 1 e−Tyr − FR−3 −Gly−Val−Pro−Val−Arg−Phe −5er−GLy−Se r−Gly−Ser−Gly−Thr−3er−Tyr−5er−Leu−Th r−I 1e−S e t−Ar g−Me t−G 1 u−Al a−Gl  u−As p−Al a−Al a−Thr−Tyr−Tyr −Cya− FR−4 −Phe−Gl y−3er−Gl y−Thr−Lys −Leu−Glu− 41e−Lys − H鎖 FR−1 −Gln−Vat−Gin−Leu−Gin−Gin−Pro−Gly−Ala −Glu−Leu−Val−Lys−Pro−Gly−Ala−Ser−Val −Lys−Leu−5er−Cys−Lys−Al a−Set−Gly−Ty r−Thr−Phe−Thr −Le−Gly− 1a−Tyr−Met−Gin−Leu−5er−5er−Leu−Thr−5 er−Glu−Asp−Serer− さらに、本発明は、ヒト化またはキメラモノクローナル抗体のLおよび/または H鎖の可変および/または定常領域をコードするDNA配列を有することを特徴 とする、宿主細胞の形質転換に適する発現ベクターに関する。
さらに、本発明は、培地中で形質転換した宿主細胞を培養し、発現された抗体タ ンパク質を精製分離することによる、ヒト由来ではない抗原結合部位の超可変額 域(CDR)およびヒト由来のしおよびH鎖の可変領域のFRおよび定常領域を 有するヒト化モノクローナル抗体の調製法であって、次のように特徴づけられる 調製法に関する。
(a)ヒト免疫グロブリンのクラスまたはサブグループのH鎖の異なる可変領域 (FR−1−FR−4)に用いるアミノ酸共通配列をコードするオリゴヌクレオ チド配列を合成、部分的に合成、または分離する。ここで、用いる共通配列は、 抗原結合部位の起源であるヒト由来でない抗体の可変領域のFRのアミノ酸配列 と比較して少なくとも70%の相同性を有し、抗原の超可変額域への結合能を保 持するために最高10%のアミノ酸の改変(変異)によって修飾される。
(b)(a)に記載の条件下で、ヒト免疫グロブリンのクラスまたはサブグルー プのL鎖の異なる可変領域(FR−1−FR−4)に用いるアミノ駿共通配列) をコードするオリゴヌクレオチド配列、または天然に生じる対応するアミノ酸配 列をコードするオリゴヌクレオチ配列を合成、一部合成または分離する。
(C)それぞれの場合、元となるヒト由来でない抗体の超可変額域に相当するし およびH鎖の超可変額域(CDR)のアミノ酸配列をコードするオリゴヌクレオ チド配列を合成、一部合成または分離する。
(d)それぞれの場合、ヒト免疫グロブリンのしおよびH鎖の定常領域のアミノ 酸配列をコードするオリゴヌクレオチド配列を合成、一部合成または分離する。
(e)それぞれの場合、少なくともプロモーター、複製開始点および(a)〜( d)のコードDNA配列を有する発現ベクターの1以上を構築する。なお、Lお よびH鎖をコードするDNA配列は、一つのベクターに一緒に、あるいはその代 わりに、二つ以上の異なるベクターに別々に存在させることができる。
そして、最後に、 (f)(e)の一つまたはそれ以上の発現ベクターで宿主細胞を形質転換する。
とくに、本発明は、超可変領域(CDR)を代表する次のアミノ酸配列をコード するDNA配列を用いる、方法に関する。
L鎖 CDR−1 −Ser−Ala−5er−3er−5er−Val−Thr−Tyr−Me  t−Tyr− CDR−2 −Asp−Thr−3er−Asn−Leu−Ala−Ser− CDR−3 −Gln−Gin−Trp−3er−3er−His −I 1e−Phe−T hr − H鎖 −Ser−His−Trp−Met−His−CDR−2 −Gl u−Phe−Asn−Pr o−Ser−Asn−Gly−Arg−T hr−Asn−Tyr−Asn−Glu−Lys−Phe−Lys−5er−C DR−3 −Arg−Asp−Tyr−Asp−Tyr−Asp−Gly−Arg−Tyr −Phe−Asp−Tyr−とくに、本発明は、可変領域のFRを代表する次の アミノ酸配列をコードするDNA配列を用いる、方法に関する。
L鎖 FR−1 −As p−I 1 e−Gl n−Me t−Thr−Gin −5er−P ro−5er−5er−Leu−5er −Al a−5e r−Va 1−G  1 y−As p−Ar g−Val−Thr−I 1e−Thr−Cys  −FR−2 −Trp−Tyr−Gin−Gin−Lys−Pro −Gly−Lys−Al  a−Pro−Lys−Leu−Leu−I 1 e−Tyr − FR−3 −Gly−Val−Pro−5er−Arg−Phe −5er−Gly−3e r−Gly−3er−Gly−Thr−Asp−Tyr (Phe、Trpまた はHis)−Thr−Phe−Thr−I 1 e−5er−5er −Leu −Gin−Pro−Glu−Asp−11e−Ala−Thr−Tyr−Tyr −Cys −FR−4 −Phe−Gly−Gln−Gly−Thr−Lys −Val−Glu−I  l e−Lys −H鎖 FR−1 −Gin−Val−Gin−Leu−Val−Gin −5er−Gly−Al a−Glu−Val−Lys−Lys−Pro−Gly−Ala−3er−Va l−Lys−Va l−5er−Cys−Lys−Al a−3er−Gly− Tyr−Thr−Phe−Thr (Ser)−Tr p−Va 1−Ar g  (Hi s) −Gl n−Al a(Ly sまたはHis)−Pro ( Val)−Gly −GIn−Gly−Leu−Glu−Trp−11e (V alまたはLeu)−Gly− FR−3 −Ly s (Ar gまたはHis) −Ala (ValSPrOまたはG l y)−Thr−Me t−Thr−Va 1(AlalProまたはGly )−Asp−Thr−Se r−Th r−As n−Thr−A 1 a−T yr−Met−Glu (Asn)−Leu−5er−5er−Leu−Arg −Ser−Glu−Asp−Thr−Ala−Va 1−Tyr−Tyr−Cy s−Ala−Ser −FR−4 −Trp−Gly−Gln−Gly−Thr−Leu −Va 1−Thr−V a l−5er−Ser −さらに、本発明は、形質転換された宿主細胞を培養 して発現した抗体蛋白質を精製、分離することにより、ネズミ由来の抗原結合部 位の超可変額域(CDR)と、ネズミ由来の可変領域のFRと、ヒト由来のしお よびH鎖の定常領域を含み、EGFレセプターのエピトープに結合する生物学的 な機能を有するキメラモノクローナル抗体を調製する方法に関し、この方法は、 先に挙げた発現ベクターで形質転換を行うことを特徴とする。
さらに、本発明は、ヒト化またはキメラモノクローナル抗体を含む薬剤組成物に 関する。
さらに、本発明は、腫瘍に対する医薬物の製造のためのヒト化またはキメラ抗体 の使用に関する。
最後に、本発明は、腫瘍増殖の診断的探索および評価のためのヒト化またはキメ ラ抗体の使用に関する。
要約すれば、本発明は、ヒト免疫グロブリンのクラスまたはサブグループのH鎖 の可変領域での共通配列を有するモノクローナル抗体に関する。
上記および下記に引用された全ての出願、特許および、出版物、並びに1991 年3月6日に申請された対応する欧州特許出願91103389.2中の全の記 述が参考文献としてここに組み入れられている。
日に いられた およびプリスミ ゛ (a)pRVL425 (=HCMV−RVLb425−に)、ブダペスト条約 に従って、1991年2月1日にDeutsche Saa+mlung va n Mikroorgantsamen (D S M )に受け入れ番号DM S6340の下に寄託された。この発現ベクターは、ネズミ抗体425の超可変 額域(CDR)およびヒト化抗体のL鎖可変領域のFRおよび定常(に)領域の 配列を含む。Rは[リシエイブ型(改変された(reshaped)型)」を意 味する。
(b)pRVH425(=HCMV−RVHg4 Z 5−7):ブダペスト条 約に従って、1991年2月1日にDeutsche Sammlung vo n Mikroorganisa+en (D S M )に受け入れ番号DM S6339の下に寄託。この発現ベクターは、ネズミ抗体425の超可変額域( CDR)およびヒト化抗体のH鎖可変領域のFRおよび定常(γ−1)領域の配 列を含む。Rは「リシエイプ型Jを意味す(c)pCVL425 (=HCMV −CVL425−に):ブダペスト条約に従って、1991年2月1日にDeu tsche Sa+aa+lung van Mikroorganismen  (D S M )に受け入れ番号DM36338の下に寄託された。この発現 ベクターは、ネズミ抗体425のL@可変領域のFRおよび超可変額域(CDR )およびヒト免疫グロブリンのし鎖の定常(に)9X域の配列を含む。Cは「キ メラ」を意味する。
(d)p CVH425(=HCMV CVs425−γ):ブダペスト条約に 従って、1991年Z月1日にDeutsche Sammlung von  Mikroorganismen (D S M )に受け入れ番号DMS 6 337の下に寄託された。この発現ベクターは、ネズミ抗体425のL鎖可変領 域のFRおよび超可変額域(CDR)およびヒトγ−1免疫グロブリンのL鎖の 定常領域の配列を含む。Cは「キメラ」を意味する。
(e)ハイプリドーマ細胞株425:ブダペスト条約に従って、1988年1月 26日にAmerican Type Cul七ure Co11ection  (A T CC)に受け入れ番号HB 9629の下に寄託された。この細胞 株は、EGFレセプターに対するネズミ抗体425を産生する。
の 本出願中に記述されている他の微生物、細胞株、プラスミド、プロモータ、耐性 マーカー、複製開始点または他のベクターの断片は、市販されているか一般に入 手できるものである。本出願中においてとくに記載がなければ、それらは例とし て用いられただけで、本発明に不可欠なものではなく、それぞれ他の適当な手段 および生物学的材料によって置き換えることができる。
好ましくは、微生物宿主をDNA配列の増幅に用いる。
これら宿主の例としては、大腸菌(E、 coli)またはバチルス(Baci llus)がある。
例えば、CO5(CVI由来の5V40) 細胞マタハCHO(チャイニーズハ ムスター卵巣)細胞のような真核細胞、あるいは酵母が、本発明によるヒト化お よびキメラ抗体を産生ずるために好ましい。CO8およびCHO細胞がなかでも 好ましい。
のための−゛ 本発明に不可欠な技術に関しては、本明細書に詳細に記述されている。
詳細に述されていない他の技術は、当業者によく知られているか、あるいは引用 文献および特許出願および標準的な文献により詳細に記述されている既知の標準 法である。
図面の簡単な説明 図1は、キメラおよびリシェイプ歴のヒト抗体の発現のために用いられるベクタ ーの構造を表す構成図である。
発現プラスミドの構築に用いられる制限酵素切断部位がマークされている。可変 領域をコードする配列は黒塗り枠で、定常領域は白抜き粋で、HCMVプロモー タおよびエンハンサ−は斜線枠で、プラスミドpsVneoからのヌクレオチド 断片は斑点枠で示されている。転写の方向は矢印で示されている。
図2は、pUC18にクローニングされたvH425cDNA (A)およびV L425 cDNA (B)(f)ヌクレオチド配列および対応するアミノ酸配 列である。リーダー配列となり得るアミノ酸は下線で、CDRは括弧で示されて いる。可変領域と定常領域間のスプライシング部位もまた、示されている。キメ ラ抗体をコードする遺伝子の構築に使用される前方および後方PCRプライマー およびそれらがアニール(結合)する部位が示されている。
図3は、リシェイプ型ヒトV+a425をコードする合成遺伝子断片のヌクレオ チド配列および対応するアミノ酸配列である。リーダー配列を下線で、CDRと なり得る残基を括弧で示す。
図4は、マウスとリシェイプ型ヒトにおける425可変領域のアミノ酸配列の比 較を示す。パネルAは、マウスVL(VL425)およびリシェイプ型ヒトvL S(RvLa425およびRvLb425)の配列を示す。パネルBは、マウス vH(V、425 )およびリシェイプ型ヒ) V+S (RVHa 4 2  5 、 RV、b425 、 RV、−1c425、RV、d425、RVHe 425、RVHf425、RV+g425、RVHh425およびRVHi42 5)の配列を示す。FRおよびCDRが示されている。アミノ酸はKabatら (1987)の方法によって番号が付与されている。
図5は、マウスMA b 425可変領域の分子モデルである。
図6は、EGFRへの結合のELISAによる検出を示す。抗原結合活性を、ト ランスフェクトしたCoS細胞上清の希釈液中で分析し、450nmの吸光度を IgG濃度に対してプロットした(ELISAによって定量された。材料および 方法の項を参照されたい)。リシエイプ型ヒトvH領域の全ての型は、RVLa 425とコートランスフエクトされ、それぞれ次のように表される。
RVHa425 (A) 、RVHb425 (0) 、RV+c425 (△ )、RV+d425 (■)、RVHe425 (ロ)、RVl−1f425  (Ig)、RV+g425 (ロ)、RVHh425 (0) 、RV+142 5 (0) 。RVLb425とコートランスフエクトされたRV、b425は 、◆で表される。キメラVL425およびVH425のコートランスフエフシコ ンは、・で表される。
図7は、抗原への結合の競合を示す説明図である。
(A)は、標識されたマウス425抗体と、(1)非標識マウス425抗体(+ )との、または(2)HCMV−CVL425−&お!びHcMV−CV、42 5−γ−1でのコートランスフエフシコンの後にCO8細胞によって産生された キメラ425抗体(・)との間の競合を示す。
(B)は、標識されたマウス425抗体と、(1)非標識マウス425抗体(+ )との、または(2)HCMV−RVLa 425−にお!びHcMV−RV+ 1425−γ−1のコートランスフエフシコンの後にCoS細胞によって産生さ れたりシエイブ型ヒト425抗体(0)との、あるいはHCMV−RVLa 4 25− g オ! ヒHCM V −RV Hg 425−7−1 ノコ−トラ ンスフェクションの後にCO8細胞によって産生されたリシェイプ型ヒト425 抗体(ロ)との間の競合を示す。それぞれの場合、横軸はインヒビターの濃度( ng/ml)を表す。縦軸は結合阻害のパーセントを表す。
図8は、種々のりシエイプ型ヒトvLfiI域の抗原結合に及ぼす影響を調べた 結果を示す。(A)は、HCMVCVL425 g トHCMV CVH425 y 1 f)組合せ(・) 、HCMV RVLa425−g とHCMV R VHg 425 7 1 ノ組合セ(ロ)、HCMVRVLb 425−g ト HcMV−RvHg 425 W:/マー1の組合せ(■) 、HCMV−RV La 425−gとHCMV−RVHc 425−7−1の組合セ(△)まタハ HCMV−RVL b 425−力yi<トHcMV−RV)4C425−γ− 1の組合せ(ム)でコートランスフェクトされたCO5細胞によって産生された りシエイプ型ヒト425抗体による抗原結合を示す。(B)は、標識されたマウ ス425抗体と、 (1)非標識マウス425抗体(+)との、および(2)HCMV−VLa 4 25−xとHCMV VHg 425−γ−1の組合せでコートランスフエクト されたCO8細胞において産生されたりシエイブ型ヒト425抗体(ロ)との、 アルイハHcMV VLb 425 x トHCMV−v、g 425−7−1 との組合せでコートランスフェクトされたCO5細胞において産生されたりシエ イプ型ヒト425抗体(■)との間での競合を示す。
(A)において、縦軸は450nmでの吸光度(ODA50)を表し、横軸はI gGの濃度(n g / m 1 )を表す。
(B)において、横軸はインヒビターの濃度(n g/ml)を表し、縦軸は結 合阻害のパーセントを表す。
図9(A)は、リシエイプ型(レーン1および2)、キメラ(レーン3)および ネズミ(レーン4)のMAb425の非還元条件下(a)および還元条件下(b )での5DS−PAGEによる分析の結果を示す。リシエイプ製(レーン7およ び8)、キメラ(レーン9)およびネズミ(レーン10)。レーン5.6.11 および12は、MWママ−−である。
図9(B)は、リシエイプ塁MAb425のスベロース(Superose)  12でのゲル濾過による精製の説明図である。ビーク2はIgGを表す。
第10図は、ネズミ、キメラおよびリシエイブ型のMAb425のEGFレセプ ター(EGFR)への競合的結合を示す。縦軸は全MAbに対する結合MAbの 比をパーセント(%結合/全体)で示す。横軸は抗体の濃度(モル/リットル[ log])を示す。
はネズミMAb425を表す OはキメラMAb425を表す ・、マはリシエイプ型MAb425を表す。
図11は、EGFおよび抗体のEGFレセプターへの競合を示す。縦軸は、%結 合/全体(MA b )を表す。
横軸は、抗体の濃度(モル/リットル[log])を1す。
○はネズミMAb425を表す。
△、、口はリシエイブ型MAb425を表す。
発明の詳細な説明 MAb425の口 ・ −の ローニン および五人1 に鎖プライマーを用いるcDNA合成およびクローニングから、好ましくは30 0〜400コロニーをスフ■。
−ニングのために取り出す。γ−2aプライマーを用νるcDNA合成およびク ローニングから、好ましくは200〜300コロニーをスクリーニングのために 取りdす。二つのそれぞれのクローニングプライマーを用い之ハイブリダイゼー ションによるスクリーニングの後に、20〜30のL鎖コロニーおよび10〜2 0のH[コロニーが強いシグナルを示す。プラスミドDNAをこれらコロニーか ら分離して、通常の市販の制限酵素消化物によって分析して、cDNA挿入物の サイズを決定する。
vLおよびvHクローニングのために400〜500bpまたは500〜600 bpの挿入物を有すると思われるクローンをそれぞれ配列決定のための候補クロ ーンとして選択する。M13ユニバーサルおよび逆配列決定プライマーを用いて 、三つのvLクローンおよび三つのvHHa−ンの両鎖の配列決定を杼う。配列 決定した三つの7表 しクローンのうち、一つは完全な可変領域をコードし、残 りは無関係のペプチドをコードすると考えられる。VHHa−ンのうちの二つは 同一のvH領領域コードし、残りはリーダー配列となお存在するFR−1の間の イントロンを有するV、領域をコードすると思われる。三番目のvHHa−ンは イントロンの他に、最初の二つのクロ配 −ンのコード配列と同一の配列を含む 。vL領領域配列を確託するために、適当なサイズの挿入を含むさらに三二 つ のc DNAクローンを配列決定する。これらのうちのり 二つは、最初のVL クローンと同一の配列を示しな。三い 番目のクローンは無関係のDNA配列で あった。配列状2 足されたクローンにおいて、用いたプライマーにオリジ出  ナルな配列の全部は存在しない。欠失の程度は各クローる ンによって異なる。
おそら<cDNA合成およびクローニング中に起きると思われるこれら欠失は、 コロニースロ クリーニングの効率を下げるとも考えられる。
ら MAb425のvLおよびvH遺伝子を図2に示す。42二 25VLおよ びVHl域のアミノ酸配列を、Kabatデータベース(Kabatら、198 7)の他のマウス可変領域とp 比較する。vL領領域、マウスに鎖可変領域の サブグル5 −プrVまたはVIに分類することができる。FR内で、L、 4 25 VL領領域、マウスにサブグループエvの共通配2 列と約86%の同一 性、およびサブグループVIと約8才 9%の同一性を有する。425 V、f i域は、IK4断片J を用いていると考えられる。VH領領域調べることによ って、マウスH鎖サブグループII(B)の共通配列のFRと約98%の同一性 が示される。
ヒト免疫グロブリンの適切なりラスまたはサブグループの正しい選択は、ヒト由 来でない抗体中のもともと存在する鎖との同一性の程度によって行う。本発明で 導き出された共通配列は、元になるヒト由来ではない鎖の配列と比較して65〜 70%以上の同一性を有するものでなければならない。
Haの共通配列が好ましく、特に、ヒトH鎖サブグループIの共通配列であるこ とが好ましい。しかし、それ以外の抗体の場合には、他のヒトH鎖の共通配列が 適当である。好ましい共通配列は修飾される。アミノ酸の可能な交換は、本発明 によれば、0〜10%、好ましくは、5〜10%である。
キメラ425 の および VLおよびVH9!域をコードするcDNAをキメラ425抗体の構築に用いる 前に、5′末端および3′末端におけるいくつかの修飾を導入する必要がある。
これには、可変領域コード配列を適宜にHCMV発現ベクターにサブクローニン グできるような適切な制限酵素部位を導入することが含まれる。可変領域から定 常領域に正しく効果的にスプライシングされるようにドナーのスプライシング部 位を3′側の隣接領域に再作出することが必要である。5゛側の隣接領域もまた 、真核細胞リポソームによる翻訳のための効果的な翻訳開始部位を作出するよう な配列を含むように修飾される( Kozak、1987)。これらの修飾は、 PCRプライマーを用−て導入される。用いられるプライマーを表1に示す。
表1 cDNAクローニング、キメラ構築および突然変異誘発に用いられるオリ ゴヌクレオチド。下線を施した部分はヒト骨格構造にアニーリングする塩基を示 す。
七 1刀 皿3 15°−GTAGGATCCTGGATGGTGGGAAGATG−3’cDN A合成のためのL鎖プライマー 2 5’−GTAGGATCCAGTGGATAGACCGATG−3’cDN A合成のためのH鎖プライマー 35°−CTCCAAGCTTGACCTCACCATGG−3’キメラv日前 方プライマー 45′−TTGGATCCACTCACCTGAGGAGACTGTGA−3’ キメラV、後方プライマー 55°−AGAAAGCTTCCACCATGGATTTTCAAGTG−3’ キメラvL前方プライマー 6 5’−GTAGATCTACTCACGTTTTATTTCCAAC−3’ キメラvL後方プライマー 75°−ACCATCACCTGTAGTGCCAGCTCAAGTG−TAA CTTACATGTATTGGTACCAGCAG−3゜リシエイプ型VLCD R−1プライマー8 5’−CTGCTGATCTACGACACATCCAA CCTGGC−TTCTGGTGTGCCAAGC−3’リシエイプ壓V、CD R−2プライマー9 5’−ACCTACTACTGCCAGCAGTGGAG TAGTCA−CATATTCACGTTCGGCCAA−3’リシェイプ型V LCDR−3プライマー10 5°−AGCGGTACCGACTACACCT TCACCATC−3’11 5’−ATACCTTCACATCCCACTG −3゜530TをRVHに導入するためのプライマー12 5’−CGAGTG GATTGGCGAGT−3゜V48IをRvHに導入するためのプライマー1 3 5’−TTTAAGAGCAAGGCTACCATGACCGTGGA−C ACCTCT−3’ R66KSV67ASL71 VヲRV1.lニ導入スるためのプライマー 14 5’−CATGACCGTGGACACCTCT−3’L71VをRVH に導入するためのプライマーそれぞれの可変領域cDNAに関して、二つのプラ イマーが好ましくはデザインされる。前方プライマーにおいては、プライマーの 3′末端の15塩基はプライマーを鋳型DNAとハイブリダイズさせるために用 いられ、プライマーの5′末端はHindlII部位および「KOzakJ配列 を含む。後方プライマーは、同様のデザインを有し、3′末端の15塩基はプラ イマーを鋳型DNAとハイブリダイズさせるために用いられ、プライマーの5′ 末端はBamHI部位およびドナースプライシング部位を含む。L鎖後方プライ マーの場合においては、VLをコードするcDNAが内部BamHI部位を含む ことから、BamHI部位の代わりにBglII部位が用いられる(図2)。P CR反応は好ましくは実施例に記述のようにして行われる。
PCR修飾vL領域DNAは、Hi nd I I I−BgIII断片として HCMVのLff1発現ベクターのHind I I I−BamHI部位にク ローニングされる。このベクターは、必要なスプライシングアクセプタ一部位お よびポリ(A十)部位とともにヒトゲノムに定常領域を既に含んでいる。PCR 修飾全vL断片を、発現ベクター中のクローニング部位の両隣接部位にアニーリ ングする二つのプライマーを用いて配列決定する。配列決定によって、PCRC デステップ中かなるエラーも入り込まなかったことが確認される。PCR修飾V HDNAは、HCMV(7)H鎖発現ベクターにHindI I I −Ban HI断片としてクローニングされ、また、PCRエラーがないことを確認するた めに配列決定される。ヒトゲノムγ−1定常領域を含むBamHI断片は、vH 領領域3′側でHCMV−CVHベクターに挿入される。この断片は、インビボ でV−Cスプライシングを起こすために必要なスプライシングアクセプタ一部位 および天然に生じるポリ (A+)部位を含む。
キメラ425VLおよびVsta域を含む発現ベクターは、適当な真核細胞、好 ましくはCO8細胞にコートランスフェクトされる。約72時間の暫時発現の後 に、細胞培養培地の分析をと)IgG産生およびEGFRタンパク質への結合に 関してELISAによって行う。培地に検出されるヒトIgGの量は、l OO 〜400 n g / m 1とばらつく。産生されるキメラ抗体は、標準抗原 −結合EL I SAにおいてEGFRタンパク質によく結合しており、これに よって正しいマウス可変領域がクローニングされて配列されたことが確認される 。
リシエイプ ヒト425LおよびHの の サイシミ1亙圭111 リシェイプ型ヒト425抗体のデザインにおいて、VH領域ドメインが抗原の結 合においてしばしばもつとも重要であるからこと(Amitら、1986 :  Verhoeyenら、1988)から、この領域に主な重点がおかれる。マウ スCDRをその上に融合させるヒトFRを選択するために、マ’7 スM A  b 425 V H領域ノFRヲヒトvH1iJ[域)全サブグループに対する 共通配列からのFRと比較する(Kabatら、1987)。この比較によって 、マウスMAb425vHのFRはヒトvHサブグループI ノF R)二もっ とも類似していることが示され、これ番よFR内で約73%の同一性をおよび全 vH領域にわたって約65%の同一性を示す。
マウス425V+領域と同じKabatサプグループカ1らの他のマウス可変領 域とのさらなる比較を、MAb425に特徴的で、そのために抗原結合に関与す る可能性を有するFRの残基を見出だすために行う。マウスMAb425VH領 域の位置94の残基はセリンで、マウスサブグループII(B)おいて、またヒ トサブグル−ブエカλらの他のvH領領域おいても残基94(よアルギニンであ る(Kabatら、1987)、位置94はCDR−3&二隣接していることか ら、このアミノ酸置換番よ通常のものではなく、これはきわめて重要な位置を占 める。これらの理由から、リシエイプ型ヒト425VH領域は、好ましくは、マ ウスMAb425のCDRおよびヒトサブグループIFHにおける共通配列から 誘導されるFR)二基づいてデザインされる( Kobatら(1987)の定 義番二よる)。FR−3中の位置94は、マウスMAb425&二見出だされる ようにセリンとする。ヒトサブグループエFRの共通配列のなかで単一のアミノ 酸を載せること力fできない位置については、その位置に最もよく見出だされる アミノ酸を選択する。ヒト共通配列におし1て特定の位置に好ましいアミノ酸が ない場合には、マウスMAb425V+の配列のその位置に見出だされるアミノ 酸を選択する。結果として得られるアミノ酸配列は、リシェイプ型ヒト425  VHの最初の型(a型)を構成する(図3)。これに続くリシェイプ型ヒト42 5 vHの型の全ては、この最初の塩の修飾(変異)塁である。
上記のように、リシェイプ型ヒト425 VH領領域コードする454bpのD NA断片をデザインして、合成する(実施例および図3を参照されたい)。この DNA断片は、リシエイプ型ヒト425VH領域のアミノ酸をコードするDNA 配列に加えてヒトリーダー配列をコードする配列も含む。ヒトリーダー配列は、 例えば、ヒトVHサブグループI (Kabat、1987) f)構成要素で ある抗体HG 3 CL (Rechaviら、1983)から得ることができ る。合成りNA断片もまた、5゛末端に真核細胞翻訳シグナル(Kozak、1 987) 、3′末端ニトナ一スプライシング部位(Breathnachら、 197B)およUHCMV発現ベクターへのサブクローニングのたメツ5′およ び3′末端のそれぞれのHi ndI I IおよびBamHI部位を含む。
リシエイブ型ヒト425 VLQ域のデザインのために同様の操作を行う。マウ スMAb425VL領域のFRをヒトvし領域の全サブグループに対する共通配 列と比較する( Kabatら、1987)。FR内で、マウス425vLとヒ トにVLサブグループIIIとの間に約71%の同一性が、ヒトにVLサブグル ープIとの間に約70%の同一性が見出だされる。ヒトにvLサブグループエの ヒトFRをコードするDNAはリシェイプ型ヒトDI3vL領域(EP 239 400. Winter)およびリシェイブ型ヒトCA M P A T H− 1(Reicha+annら、19.88) から既に入手できる。これら二つ のヒト抗体におけるリシエイプ型ヒトvL領域のデザインは、構造的に解明され ているヒト免疫グロブリンREIタンパク質(Eppら、1975)に基づいて 行われる。これらの理由から、リシエイプ型ヒトD1.3およびCAMPATH −I HからのヒトV、FRもまた、リシェイブ型ヒト425VLにおいて用い る。マウス425VL領域のFRと、同様のサブグループからの他のマウス抗体 のFRとの比較によって、機能的に重要な位置におけるアミノ酸残基に有意の差 がないことが明らかになる。したがって、ヒトFRにおける改変が不要である。
リシェイプ型ヒト425vL’ll域a型のアミノ酸配列は図4の通りである。
リシェイプ型ヒト425 vL領領域構築するために、三つのオリゴヌクレオチ ドがデザインされる。これらはマウス425 VL領領域三つのCDRをコード する内部DNAを含み、また、リシェイプ型ヒトD1.3VL領域中のヒトFR をコードするDNA配列とハイブリダイズするようにデザインされた12塩基を 5′および3′末端に含む(表1のオリゴヌクレオチド7〜9を参照されたい) 。CDR−融合は、実施例に記述の方法で行う。
スクリーニングから陽性と推定されたクローンのDNA配列決定の後に、三点変 異体(trfple raυtant)の全体収量として5〜15%、好ましく は、9〜10%が得られる。PCRエラーを含まないリシエイブ型ヒト425V LM域をH4ndI I I−BamHI断片としてL鎖発現ベクターにクロー ニングして、プラスミドHCMVRVLa425 pgを得る(図1)。
リシェイプ型ヒト425 VLおよびvl、lfa域を含む二つの発現ベクター を、ここで適切な細胞にコートランスフエクトさせて(上記を参照されたい)、 機能的リシェイプ型ヒト425抗体の暫時発現を図る。約72時間の後に、細胞 上清を集めて、ヒトIgGの分析をELISAにより行う。ヒトIgGは100 〜500ng/mlの範囲のレベルで検出することができるが、驚くことに、抗 厚結合に関するELISA分析ではEGFRへの結合は検出できない。細胞がH CMV−RVLa425−に/HCMV−CVH425−y−1でコ−)ランX 7エクトされる場合、ヒトIgGが産生されて、これがEGFRに結合スル。シ カシ、細胞がHcMV−CVL425−に/HCMV−RV、a425−7−1 で=r−)?ンスフェクトされる場合、ヒトIgGが産生されるが、これは検出 可能なレベルではEGFHに結合しない。これらの予期しない結果から、I!能 的抗厘結合部位を得るためには、リシェイプ型ヒト425 V+のFRにおける さらに工夫された修飾が必要であることが明かである。
1シエイプ ヒ 425v のFRにお番るリシェイブ型ヒト425V+領域の FRにおけるさらなる改変はマウス425町変領域ドメインの分子モデルに基づ いて行われる。リシェイプ塁ヒトvH領域のCDRループを調べて、Choth i aら(1989)によッテ記述された標準的構造にどれほど一致するかを明 らかにする。この分析の結果、FRにおける特定の改変(変異)が行なわれる。
FRにおける他の改変は、これもまたサブグループIからのヒトFRに基づいて デザインされた機能的リシェイプ型ヒト抗−Tac抗体(Queenら、198 9)に基づいて行われる。驚いたことに、マウス抗−Tac抗体のvH領領域、 約79%のマウス425抗体のvH領領域の一致性を有する。ここで、本発明に よって、マウス425可変領域の分子モデルが作られる(図5)。このモデルは 構造的に解明されている抗体であるHYHEL−5の構造に基づき、この抗体の 可変領域はマウス425抗体と高度の相同性を示す。上記の・分析の結果、リシ ェイプ型ヒト425 v、領域の位置30.48.67.68および71のアミ ノ酸残基は、マウス425 VHIJ[域におけるこれらの位置にあるアミノ酸 と一致するように改変される。これらの改変のそれぞれの影響゛を詳細に調べる ために、これらの変化の種々の組み合わせを構築して、本発明にしたがって試験 する。
全部で八つのりシェイブ型ヒト425Vs領域の新型を構築する(図4を参照さ れたい)。実施例に詳細に記載の方法によって作出された型から、DNA小断片 を組換えることによって前の型から他の型を作る。一旦全部の所望の型が好まし くはpUc18に組み込まれると、リシェイプ製ヒト425VH領域はHind III−BamHI断片としてHCMV−VH発現ベクターに移されて、プラス ミ)’HCMV−RV)4425−7−1 ノb型からiilまでが作出される (図4)。
!シェ プ ヒト425v のFRにおシるリシェイブ型ヒト425IJJI( e型)およびキメラ425H鎖を発現するベクターでコートランスフェク、トさ れた細胞がGRFRに結合する抗体を確かに産生ずるが、リシェイプ型ヒト42 5L鎖を有する抗体はキメラ425抗体のようにはよく結合しない。マウス42 5のVL領領域よびリシエイプ型ヒト425a型を調べると、CDR−1(LL )の標準構造(Chothf aら、1989)の部分である残基71がafi には保持されていないことが明らかにされる。PCR−突然変異誘発法(Kam manら、1989)は、この位置でPheのTyrへの変化を導入するために 好ましく用いられる。この突然変異誘発によって作出されるHindlIl−B amHI断片をHCMV−VL発現ベクターに導入することによって、HCMV −RV、b−425−にが得られる〔図4〕。
1シエイプ声ヒト425v の軍シェイブ のリシエイプ型ヒトVHa型〜i型 を含む発現ベクターを、リシエイプ製ヒトvL領域a型を含む発現ベクターを有 する上記の特性を有する細胞にコートランスフェクトさせる。約3日間後、細胞 上清をヒ)IgG産主に関してELISAで分析する。産生のレベルは50〜5 00ng/mlの範囲で変動する。次いで、サンプルをEGFRへの結合能を有 するヒトIgGに関してELISAで分析する。リシエイプ型ヒトV、領域の異 なる型に応じて広範に異なる抗原結合レベルが示される(図6)。
抗原結合に関するこのEL I SA分析において、穫々のリシェイプ型ヒト4 25抗体を直接キメラ425抗体と比較することができるが、マウス425抗体 との比較はできない。これは抗原への結合を検出するために用いる抗体が抗ヒト IgG抗体であるからである。リシエイプ覆ヒトvH領域の九つの塁をEGFR への結合能によってグループ分けすることができる。リシエイブ型ヒトVH領域 g型およびi型はもっとも高レベルの結合能を示し、これにe型、ffJlおよ びh型が続き、さらにb型が続く。いくつかの実験において、e型は低いが検出 可能なレベルの結合を示す。e型およびd型は検出可能なレベルの結合を全く示 さない。
競合結合アッセイ(competjtion binding assay)を 用いて、キメラ425抗体と、あるいは、vHのgWおよびi5を含むリシェイ プ型ヒト425と、マウス425抗体とを直接比較する(図7)。細胞上溝中の 抗体は精製されていないが、ELISAによって定量されているので、競合結合 アッセイの結果は親和性の正確な定量測定ではなくむしろ結合の相対的レベルを 示すものとみなされる。例えば、CO5細胞における四つの実験からのサンプル を用いた競合結合アッセイの結果は、抗原への結合の相対的レベルに関して一致 している。キメラ425抗体は標識されたマウス425抗体とよく競合し、結合 阻害の割合(%)は非標識マウス425抗体を標識マウス425抗体と競合させ て得られるものよりもわずかに低いだけである(図7、(A))。VLaおよび vHgを有するリシェイプ型ヒト抗体はvLaおよびVHi領域を有するものよ りもよい(図7、(B))。結合曲線の平坦点の比較において、vHgを有する リシェイプ型ヒト抗体は標識されたマウス425抗体とは、同じアッセイでの非 標識マウス425抗体との場合の60〜80%の割合で競合することが示される 。例えば、CO8またはCHO細胞における四つの別々の実験からのサンプルを 用いた場合の結果を平均すると、vLaおよびVHgを含むリシェイプ型ヒト抗 体はマウス425抗体の60〜80%の結合を示す。
これらの結果に基づいて、FR中のそれぞれの残基の抗原結合への相対的寄与に 関して考察することが可能である。本研究においてもっとも重要な改変をひとつ あげるとすれば、それはL71Vの改変である。この改変なしでは、驚くべきこ とに、抗原への結合は全く検出されない(VHのe型とb型を比較せよ)。R6 7におよびV68Aの改変もまた、驚くべきことに結合に重要である(VHのb 型とe型を、またi型とh型を比較せよ)。
V 48 K I ノ改変ノミ、オヨヒV 48 I J:、、 S 30 T  f) 同時改変は有意の抗原結合をもたらさないが、これらの位置での改変は 抗原結合を促進する。驚いたことに、830Tの改変はV48Iの改変よりも大 きな影響を及ぼす(VHのg型とi型を、およびf型とi型を比較せよ)。
リシエイプ声ヒト425v のリシエイプμのRVLb425含む発現ベクター を、リシエイプ型ヒトVH領域す型、e型またはg型を含む発現ベクターを有す る適切な、好ましくは真核細胞にコートランスフエクトさせた。細胞上清を集め て、ヒトIgG産主に関して、次いでEGFRへの結合能を有するヒトIgGに 関して分析する(図8、(A))。これらの結果は、リシエイプ型ヒ) 425  V、領域のb型が抗原への結合を増加することを示す。次いで、競合結合アッ セイを行い、VLa + V、4g 、 t f:+t VLb + VHg  ’It含ムリシエイプ型ヒト425抗体を、マウス425抗体と比較する。vL 領領域b型を有するヒトMAb425はより強い抗原親和性を有する。このよう に、vL中のF71Y改変は抗原結合を増強する。vLbおよびVHgを有する リシエイブ型ヒトMAb425はネズミMAb425の抗原に対する親和性の6 0〜80%を有する。
■Lb+vHgを含むリシエイプ型ヒト抗体を用いる別の実験(実施例10.1 1)から、EGFRへの結合能はキメラ、リシェイプ型およびネズミ抗体で同様 であることが明らかにされる。
本発明は、FR中の残基の比較的中庸の改変が抗原結合に大きく影響することが 可能であることを示す。
マウス425可変領域の分子モデルによって、VH中の位置30の残基がCDR −1に近接して分子の表面にあることが明確にされている。事実、Chothi aおよびLesk(1987)によって定義されるHlは、残基26から32に 伸びて、位置30の残基を包含している。CAMPATH−I H抗体において 位置30の残基をSerからT h rに改変すると、これは抗原結合に影響を 与えない。リシエイプ型ヒトV、425において位置30をSerからThrに 改変すると、抗原への結合は改善される。位置30のアミノ酸はこの特定の抗体 −桃源相互反応における抗原結合で確かに何らかの役割を果たしていると考えら れる。530T改変は抗原結合をほんのわずかしか改善しないこと、また、改変 が抗原結合に必須ではないことから、位置3oのThrは抗原と弱い相互反応を 有するだけである。
VH中の位置71の残基の変化は、抗原結合に強く影響する。これは、この位置 の試験された二つの残基であるValとLeuの違いがメチル基一つだけである ことから、驚くべきことである。マウス425抗体のH2は、Chothiaら (1989)によって定義されたグループ2標準構造であるH2の一つである。
HYHEL−5はH2を有し、このH2はマウス425抗体のH2と同様のアミ ノ酸配列を有する。H)rHEL−5において、DCR−2における位置52A のProは、FR中の位置71の小アミノ酸(Ala)によってつくられたくぼ みに詰め込まれる。マウス425可変領域のモデルでは、Pro−52AとVa  1−71の間で同様の相互反応がある。マウス425V、では位置52AのP roは位置71のValによってつくられるくぼみに詰め込まれ得るが、位置7 1のVatのLeuによる置き換えは分子の不調和を起こし、CDR−2ループ の構造を変化させ得る。この理由のために、リシエイプ壓ヒトV、425中のV 71Lの変化は、マウス425 v、において起きるようなCDR−2−FR相 互反応を再び起こす。驚いたことに、これによって、リシェイプ型ヒト425抗 体の抗原結合の性質が大きく改善される(図6のVHの8塁とb型を有するリシ エイプ型ヒト抗体を比較せよ)。
残基71は、提案されているLlの標準構造(CDR−1) (Chothia ら、1989)の構成員であることから、VL中の位置71の改変はおそら<C DR構造に影響する。CDR−1中の残基29は埋もれた残基で、FR中の残基 71との接触を持つ。マウス425抗体において、VLの残基71はTyrであ る。リシエイプ型と)VLを構築するために用いたヒトFRにおいては、これは Pheである。Phe中には見出だされずTyrに見出だされる水酸基はCDR −1の正しい構造を維持するための役割を有すると考えられる。
マウス425可変領域の分子モデルから、Lys−66がAsp−86と塩架橋 を形成すると考えられる。位置66へのより大きなArg残基の導入は、その構 造を壊す。位置67のAlaはCDR−2と相互反応し、VHa 425におけ るように、残基66および67のArgおよびValへの同時の改変はCDR− 2に有害な立体的影響を及ぼす可能性がある。位置48の残基は、埋もれている ことが知られており(ChothiaおよびLesk。
1987)、これはモデルで確認されている。マウス425抗体に見出だされる ように残基48を、Ileから、サブグループ■のヒトVH領域において見出だ されるようにValへ変えることで、構造が広く破壊されて抗原結合に影響が出 る可能性がある。位置48のアミノ酸もまたCDR−2に近く、CDR−2ルー プに微妙な立体的影響を及ぼし得る。
競合結合アッセイによると、最良のリシエイプ型ヒトvLおよびvH領域ハ、v LbおよびVHaであるoVHgは、上記のFRの変化の五つの全てと、リシエ イプ型と) 425 VHq域の最初の型に含まれる位置94における変化を有 する。リシェイプ型ヒト425 V、領域のb覆のFRは、マウス425 V、 領域におけるものと70%の同一性を示す。リシエイプ型ヒト425 vH領領 域g型のFRは、マウスにおけるものと80%の同一性を示す。
の゛ およ 本発明による抗体の、ヒト患者への治療または診断のための投与は、既知の方法 によって行うことができる。
典型的には、抗体または抗体断片を、非経口的に、好ましくは、腹腔内に注射す る。しかし、本発明のモノクローナル抗体はまた、静脈注射でも投与できる。
投与する抗体の適当な力価の決定は、当業者に公知の技術範囲である。一般に、 本発明のモノクローナル抗体の投与量の範囲は、所望の腫瘍抑制効果を発揮する に充分の量である。望ましくない交差反応、アナフィラキシ−反応のような有害 な副作用を起こすような多量の投与は行うべきではない。一般に、投与量は、年 齢、条件、性別および患者の疾患の程度によって異なり、当業者によって決定で きる。投与量は、l投与あたり、個々の医師によって反対適応、免疫寛容、その 他の条件の場合には調整することができる。投与量は、1投与あたり、0゜1  m g / k g 〜70 m g / k g 、好ましくは0.1mg/ kg 〜500mg/kgの範囲で変動し、投与は1日−回またはそれ以上で、 1日または数日間行う。
非経口投与のための調製物には、滅菌水性あるいは非水性溶液、懸濁液およびエ マルジョンが含まれる。非水性溶媒の例としては、プロピレングリコール、ポリ エチレングリコール、オリーブ油のような植物油、およびオレイン酸エチルのよ うな注射用有機エステルがあげられる。水性担体には、水、アルコール/水性溶 液、生理的食塩水や緩衝液を含むエマルジョンまたは懸濁液が含まれる。非経口 基剤には、塩化ナトリウム溶液、リンゲルブドー糖、ブドー糖および塩化ナトリ ウム、乳酸化リンゲルまたは不揮発性油が含まれる。静脈注射用担体には、液状 補給剤、栄養補給剤、リンゲルブドー着を基にした電解質補給剤などが含まれる 。例えば、抗微生物剤、抗酸化剤、キレート剤、不活性ガスなどの保存料やその 他の添加物を含めてもよい。
抗体は、リジンサブユニットA1ジフテリアトキシンまたは毒性酵素などのトキ シンに接合させることもできる。代わりに、当業者に既知の方法で放射性標識す ることもできる。しかし、本発明の抗体は、トキシンの存在なしで、ヒト単核細 胞などのエフェクター細胞の存在下で、優れた細胞毒性を発揮する。
本方法で検出および治療が可能な固形腫瘍には、黒色腫、神経膠層および癌腫が 含まれる。EGFレセプターを高度に発現しない癌細胞を、リンフ才力イン調製 物を用いて発現するように誘導することができる。また、リンフ才力イン剤は各 腫瘍細胞の間でより均質なEGFレセプターの発現を起こし、その結果、より効 果的な治療が期待される。
投与に適するリンフ才力イン調製物には、インターフェロン−γ、腫瘍壊死因子 およびこれらの組み合わせが含まれる。これらは静脈注射で投与することができ る。
適切なリンフ才力イン投与量は、10.000〜1.000.000単位/患者 である。
診断的目的のために、抗体を放射性不透明染料に接合させるかまたは放射性標識 することができる。好ましい標識法は、ヨートゲ:/ (Iodogen)法( Frakerら、1978)である。好ましくは、抗体は診断の目的のためにF (ab゛ )2断片として投与される。これによって優れた結果が得られ、バッ クグランドの基礎構造部分が不要になる。断片は既知の方法で調製することがで きる(例えば、Herlynら、1983)、一般に、ペプシン消化は酸性pH で行われ、断片は未消化IgGおよびH鎖断片とプロティンA−セファロース( 登録商標)クロマトグラフィーによって分離される。
本発明によるリシエイプ型ヒト425抗体のヒトにおける免疫応答は、マウスま たはキメラ425抗体のいずれよりも低い傾向にある。発明の実施のための最良 の形態において、リシエイプ壓ヒト425抗体の最良の型の親和性は、マウスま たはキメラ42抗体のそれと等しい。
最適条件下でのEGFRへの結合のためのEGFとの競合能は、キメラ、リシエ イプ型およびネズミ抗体で同じであることが、競合結合アッセイによって示され る。さらに、ヒトにおける治療に用いられた場合、リシエイプ型ヒト425抗体 はマウスまたはキメラ425抗体のいずれよりも効果的である。免疫原性が著し く低減されているために、リシエイプ型ヒト抗体は、より長い半減期をヒトにお いて有し、ヒト患者においていかなる有害な免疫応答をもっとも起こしにくい。
明かにされたMAb425の結果によって、人工的共通配列を有するヒト化モノ クローナル抗体は、認識できる最小応答をも行わないことが示される。さらなる 利点は上記の発明の概要に記述されている。
このように、本発明による新規抗体の治療および診断目的のための価値はきわめ て高い。
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1972)。二本鎖cDNAを、マウスにおよびγ−2a免疫グロブリン定常領 域の5′領域と相同であるプライマ(Levyら、1987)を第−鎖合成のプ ライマーとして用いる以外は本質的にGublerおよびHoffo+an ( 1983)の方法に従って、合成した。L鎖プライマーのデザインは、発表され たデータ(Levyら、1987:Kaaritenら、1983)に基づいて デザインされた26−mar(オリゴヌクレオチド1、表1)であった。H鎖プ ライマーのデザインは、発表されたデータ(Kaari tenら、1983  : Kabatら、1987)に基づイテテザインされた25−mar(オリゴ ヌクレオチド2、表1)であった。プライマーはApplied Biosys te+++s 380B DNA5ynthesizer上でデザインおよび合 成されて、尿素−アクリルアミドゲル上で精製された。第二鎖合成の後、平滑末 増にしたcDNAをSmaI−消化したpUc18(市販されている)にクロー ニングして、例えばDH5−α(市販されている)などのコンピテントの大腸y itm胞を形質転換した。コロニーを寒天プレート上に付け32P−標識した第 −鎖合成プライマーを用いるハイブリダイゼーションによってスクリーニングし た( Carterら、1985)。二本鎖プラスミドDNAの配列決定をシー ケナーゼ(Sequenase、 United 5tates Bioche mical Corporation)を用いて行った。
実施例2 キメラ゛ −の それぞれの可変領域のために、前方5′および後方3・ ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR)プライマーを合成した(オリゴヌクレオチド3〜6、表1)。PCR 反応を、クローニングしたcDNAを含むpUc18プラスミドDNA 1 n  g、最終濃度各1μMの前方および後方PCRプライマー、各200 pMc l) d NT P、10mM ) ’JスーHCI (pH8,3)、50m MのKCI、1.5mMのMgC1および0.01%ゼラチン(w/v)を用い て行った。アンブリタフ(Amplttaq) D N Aポリメラーゼ(Pe rkin Elmer Cetus)を1回の分析塵たり2゜5単位加えた。9 4℃で1.5分間の最初の溶解の後、25′サイクルの増幅を94℃で1分間、 45℃で1分間および72℃で3分間行った。72℃における最終の伸長ステッ プを10分間行った。HindIIIおよびBamHIで消化する前に、PCR 反応物をフェノール/クロロホルムで2回抽出し、エタノール沈澱させた。次い でVLまたはVsij域をコードするPCR断片を、発現ベクターにクローニン グした。このベクターは、HCMV(ヒトサイトメロウィルス)エンハンサ−お よびプロモーター、細菌性neo遺伝子およびSV40複製開始点を含む。ヒト γ−1定常領域をコードするゲノムDNA (Takahashiら、1982 )の2、OKbのB a m H工断片を正しい位置方向でV、領域断片の下流 に挿入した(第1図のHCMV−CVH425−γ−1を参照されたい)。定常 領域断片の3′末端におけるBamHIを除去することによってこのベクターに 更に適合化の処理を行い、可変領域を直接にH鎖発現ベクターにHind I  I I−BamHI断片として挿入することを可能にした( Maedaら、1 991)。VL領領域コードする断片を、同様のHCMV発現ベクターに挿入し た。この場合のベクターは、約2.6Kbの大きさで、ヒトに定常領域をコード するゲノムDNAのBamHI断片、およびスプライシングアクセプタ一部位お よびポリ(A÷)を含む(Rabbittsら、1984)C図1のHCMV− CVL−425−にを参照されたい)。
実施例3 MAb425Vおよびv の モデル ネズミMAb425の可変領域の分子モデルを高相同性の抗−リゾチーム抗体、 Hy HE L −5(Sheriffら、1987)の解明された構造に模し て構築した。MAb425の可変領域およびHYHEL−5は、約90%の相同 性を有する。
モデルは、UNIX作動のシリコングラフィックスアイリス(Silicon  Graphics Irfs) 4 Dワークステーション上で、分子モデル化 既製プログラムの「クインタ(QUANTA) J (Polygen Car p、)を用いて作出した。
骨格構造の同一の残基は保持された。同一でない残基はクインタのタンパク質モ デル化設備に組み入れられた最大オーバーラツプ(SnowおよびAmzel、 1986 )を用いて置換した。H鎖の三つのN末端残基の主要鎖構造には、そ れらの温度因子が異常に高く(バックボーン温度因子から平均+3×標準偏差よ りも大きい)、それらがVHCDR−3(H3) (Martinら、1990 )のパブキングに影響を及ぼすことから、相同する抗体構造(HyHEL−10 (Padlanら、1989))が用いられた。
MAb425からのvL領領域CDR−1(Ll)およびcDR−2(L2)  配列お!(FV+tamのCDR−1(Hl) おJ:びCDR−2(H2)配 列+t、Chothiaら(1989)によって仮定された標準型に一致してい た。これらループの主要銀ねじれ角度については、HyHEL−5におけるもの が保たれた。MAb425から17)VL領領域CDR−3(L3)配列および vH領域ノCDR−3(H3)は、標準構造に一致しなかった。したがって、こ のモデルは異なる方法で設計された。Martinら(1989)のコンピュー タプログラムを、ブルツクヘブン(Brookhaven)データパンク(Be rnsteinら、1977)からループ構造を抽出するために用いた。次いで 、ループ構造を配列の類似性、エネルギーおよび構造決定残基に基づイテ分類し た(Sutcliffe、1988 )。
トップにランクされたループ構造をグラフィック上で調べて、最良のものを肉眼 で選択した。H3は、ウシグルタチオンペルオキシダーゼ(Eppら、1983 )の残基92〜93の領域をモデルにして作られた。L3は、ネズミI gA  (J 539) F a b断片(Suhら、1986)のL鎖の残基88〜9 6の領域をモデルにした作られた。
好ましくない原子接触を取り除き、ファンデルワールスおよび静電気的相互反応 を最適なものとするために、モデルに最大勾配降下および抱合勾配エネルギー最 小化(steepest descents and conjugate g radients energyminimization)の処理を、CHA Rmポテンシャル(Brooksら、1983)を用いてQUANTAで実施し たようにして行った。
実施例4 ヒト −の リシエイプ型ヒト425L鎖の最初の型の構築を、Reichmannら(19 88)およびVerhoeyanら(1988)による記載のものと同様のCD R融合アプローチを用いて行った。−重鎖鋳型DNAを、ヒト抗−リゾチームV L領域をコードするHindI I I−BamHI断片を含むM13mp18 ベクター(市販されている)から調製した(EP 239400、G、 Win ter) oこのL鎖の各FRは、結晶学的に解明されたREIタンパク質に由 来する。
三つのオリゴヌクレオチドがデザインされ、これらはヒトREIに隣接するFR をコードするDNA配列に相補的なりNAの12塩基によってそれぞれの末端が 占められているマ’7XMAb 425LiiiCDRe:+−)’するDNA 配列を有する(オリゴヌクレチド7〜9、表1)。
オリゴヌクレオチドは、前記のようにして合成され、精製された。三つのヌクレ オチドは全て燐酸化されて、Eckstetnおよび共同研究者(Taylor ら、1985 : NakamayeおよびEckstein、1986 :お よび5ayersら、1988)に従ったオリゴヌクレオチド指定のインビトロ 突然変異誘発システムにおいて同時に用いられた。このシステムの製造者のイン ストラクションに従って、エクソヌクレアーゼIII消化ステップを行った。次 いで、反応物をフェノール/クロロホルム抽出して、エタノール沈澱させて、1 00μlのTHに再懸濁させた。10plの量を、最終濃度でそれぞれ0.2μ MのM13ユニバーサルブライマーおよび逆配列プライマーを含む100μlの PCR増幅反応液中で鋳WDNAとして用いた。
lIi衝液および温度サイクル条件は、55℃のアニーリング温度を用いる以外 は実施例2に記述と同様であった。
HindIIIおよびBamHIによる消化およびpUC18へのサブクローニ ングの前に、PCR反応物をフェノール/クロロホルムで2回抽出してエタノー ル沈澱させた。陽性と推定されたクローンを、32p−標識突然変異誘発プライ マーとのハイブリダイゼーシヨンによって同定した( Carterら、198 7)。クローンは配列決定によって陽性であると確認された。三つの融合CDH の全てを含むvL領領域Hindl I I−BamHI断片としてVL発現ベ クターにクローニングして、プラスミドHCM V RV L a 425 g を得た。
リシエイプ型vLのbmを、/h修飾を伴うKammannら(1989)のP CR突然突然変異誘発剤いて構築した。
鋳fiDNAは、pUc18にサブクローニングしたRVLaであった。最初の PCR反応を、全量50μlで、logの鋳型、最終濃度lμMのM13逆配列 プライマー オ! U フライ7−10 (表1 ) 、200 p M (7 ) d N TPs、10mM)リス−MCI (pH8,3)、50mMのK CI、1.5mMのMgC1および0.01%ゼラチン(W/V)を用いて行っ た。アンプリタフDNAポリメラーゼを1分析当たり1単位の濃度で加えた。反 応を3回繰り返した。94℃で1.5分間溶解した後、反応を1サイクルを94 ℃で1分間、37℃で1分間および72℃で2分間で、40サイクル行って、7 2℃における伸長ステップを10分間行った。反応物を集めて、TAEアガロー スゲルからPCR産生物を分離する前にフェノール/クロロホルムで抽出してエ タノール沈澱させた。次いで、最初のPCR反応物の10分の1を第二のPCR 反応におけるプライマーの一つとして用いた。
第二の反応を、第一反応産生物および20pmolのM13ユニバーサルプライ マーを用いる以外は第一の反応と同様に行った。サイクルはKammannら( 1989)による記載に従って行った。HindI I I−BamHI断片を pUc18にクローニングして、配列決定した。所望の変化を有するDNA断片 をvL発現プラスミドにサブクロー = ンクl、 で、プラスミ)’HCMV −RVLb 425−にを得た。
425のリシェイプ型ヒトvH領域の最初のff1(affi)を、化学的に合 成した。DNA配列を所望のアミノ酸配列をコードするように、また必要な隣接 領域のDNA配列を含むようにデザインした(上記を参照されたい)。
コドンの使用は、各FRをコードするDNA配列に遺伝子工学的に組み入れられ た有用な制限酵素切断部位によって哺乳動物細胞のために最適化された。454 bpを合成して、EcoRI−HindIII断片としテpUC18にサブクロ ーニングした。次いで、リシェイプ型ヒト化425H鎖をコードするHindI II−BamHI断片をvH発現ベクターに移入して、プラスミドHCMV−R V+a−425y−Lt得f:。
八つの他の型のりシェイプ覆ヒト化H鎖を、変法で構築しな。H鎖f)alJを コードするHindIII−BamHI断片をM 13 m p 18に移して 、−重鎖DNAを調製した。オリゴヌクレオチド11〜13(表1)を用いて、 上記のようなPCR−適合M]3突然変異誘発を用いて、pUc18中にリシエ イプ型ヒト425 vH領領域型、e型、i型またはg型をコードするDNAを 作出した。これらの型をHindIII−BamHI断片としてH鎖発現ベクタ ーにサブクローニングして、プラX ミ)’HCMV RV+d 425 y  1、HCMV−RVHe425−7 1、HCMV−RV、f 425−y−1 およびHCMV−RVl、1g425−γ−1を作出した。
リシエイブ壓ヒト425 vH領領域mおよびe型をKammannら(198 9)のPCR突然突然変異誘発剤いて上記のようにして作出した。鋳型DNAは pUc18にサブクローニングしたりシエイプ型ヒト425 V、領域a型であ り、最初のPCR反応に用いた突然変異誘発プライマーはプライマー13または 14(表1)のいずれかであった。突然変異誘発および配列決定の後に、所望の 変化を有する配列をH鎖発現プラスミドにサブクローニンクシテ、HCM V  −RV s b 425− y 1 オヨヒHCMV RVHC425y 1  を得た。
リシェイプ型H鎖り型およびi型をすでに構築した他の型のpUCをベースとし たクローンから構築した。e型からの0,2KbのHindIII−XhoI断 片をb型またはe型のいずれかからの2.8KbのXho 1−HindIII 断片に連結させて、リシエイプ型のa型およびi型をそれぞれ作出した。これら の型をコードするH i n d I I I−BamHI断片をH鎖発現ヘク ターニサフクローニンクシテ、HCMV−RV、h 425−7−1およびHC MV−RVHi 425−γ−1を得た。
実施例5 CO5へのDNAのトランスフェクションCoS細胞を、H鎖およびL鎖をコー ドする遺伝子を含む発現ベクターのそれぞれ10pgとともにエレクトロポレー ション処理した。簡単に説明すれば、プラスミド10μgを、lX107(I細 胞/ m lのCOS細胞のPBS懸濁液の0.8mlに加えた。Bio−Ra d (登録商標) Gene Pu1serを用いて、静電容量24pFで19 00vのパルスをかけた。10%牛脂児血清を含む8 m lのDMEMにプレ ートする前に、細胞を回収するために室温で10分間静置した。72時間のイン キュベーションの後に、培地を集めて、細胞残滓を除去するために遠心分離して 、ELISAによる分析の前に、滅菌条件下で短期間では4℃、長期間では一2 0℃で保存した。
実施例6 CHOflaへのDNAのトランスフェクションを実施例5と同様にして行った 。
実施例7 エ G の お び の CO8細胞上清に存在すると)IgGをELISAによって検出した。ヒトIg GのELISA分析において、96−ウェルのプレートをヤギ抗−ヒトIgG( 全分子)でコートして、アルカリホスファターゼ接合ヤギ抗−ヒ)IgG(γ鎖 特異性)を用いて、プレートに結合したサンプル中のIgGを検出した。市販さ れている精製ヒ)IgGを標準として用いた。MAb425によって認識される 抗原に対する結合は、二番目のELISAで決定された。プレートをEGFRタ ンパク質調製物(例えば、Rodeckら(1980)の方法で得られる)でコ ートして、EGFRへの抗体の結合を、抗−ヒトIgG(γ鎖特異性)ペルオキ シダーゼ接合物(キメラおよびリシエイプ型ヒト抗体のため)または抗−マウス IgG(全分子)ペルオキシダーゼ接合物(マウスMAb425抗体のため)( 接合物はシグマ製)のいずれかを用いて検出した。精製したネズミMAb425 を標準として用いた。
実施例8 ′ ムアツセイ ネズミMAb425を、適合する購入可能なキットを用いてビオチン化(bio tinylate)させた。EL I SAプレートを最適希釈のEGFRタン パク質でコートした。
50μmのCO8細胞上清希釈物を50μlのビオチン結合ネズミMAb425  (ELISAによる推定で1゜75μg/m 1 )と混合した。各CO5細 胞上清の試験は二重に行った。プレートを室温で一晩インキユベートした。結合 したビオチン結合ネズミMAb425を、市販のストレプトアビジン・ホースラ ディツシュペルオキシダーゼ複合体の添加によって検出した。競合物の存在しな い対照によって、それぞれのCO5細胞上清についての阻害すなわちブロックの パーセント値を、次のよう算出した。
100−[(サンプルの○D450/対照のOD450) x 100] 実施例9 ネズミ、リシエイプ型およびキメラMAb425の異なるプローブを、Laem mliらの方法による5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PA GE)によって分析した。それぞれのサンプルの2.5μgを各ウェルに非還元 および還元条件で入れた。タンパク質をクマシー染色で可視化した。図9(A) は、サンプルが同様の純度を有することを示す。
抗体の分子量の範囲は、1801000〜200.000でありた。
実施例10 リシェイプ型MAb425を、スパーロース(5uper。
se) 12 (登録商標、Phar++acia Carp、、スウェーデン )上でのゲル濾過によって標準法に従って精製した。抗体は、PBS (p)( 7,4,0,8M NaC1)(0゜1M)で溶出した。単一のピーク(5分) を得ることができた(図9、(B))。
実施例11 ビオチン標識したMAb425を用いて、EGFRへの結合を非標識MA b  425または誘導体と競合させた。
ビオチン標識は標準法によった。EGFRを、A431膜から標準法によって溶 解した。A431細胞は市販のものを使用した。検出は、POD接合ストレプト アビジンおよび基質とともにインキュベーションした後に行った。このデータか ら阻害曲線が作成された(図10)。
曲線によって、種々の抗体の結合が同等であることが示される。
実施例12 精製したネズミ、キメラおよびリシェイプ型MAb425の異なるプローブを、 EGFRへの結合に関してEGFとのそれらの競合能を試験した。試験は、12 5f −標識E G F (Amersham Corp、、英国)と種々の抗 体とをEGF−レセプター陽性M(A431)への結合に関して競合させること によって行った。試験システムは、SPA手法(AmershaIll)に基づ いた。ネズミおよびリシェイプ型抗体(3プローブ)の競合曲線はほぼ一致して いる(図11)。
第1図 第2図 FIG、コ 第4−1図 第4−2図 A F+5.r B 0L50 ・l。 Ig G (ng/mal F I [、8A1 1 j 、1 番  1−1 0 10 20 30 ム0 50 60 70 BO90100FIG、8B  fng/mll FIG、9A 第10図 第11図 二 ; ヨ = 〒 要約 ヒト化およびキメラモノクローナル抗体本発明は、新規のヒト化(humani zed)モノクローナル抗体に関し、これは少なくとも、ヒト免疫グロブリンの H鎖可変領域のFRの人工的な修飾された共通配列有する。さらに、本発明は、 上皮細胞増殖因子のエピトープに結合している対応するヒト化およびキメラモノ クローナル抗体に関し、関与する超可変額域は次のようなアミノ酸配列を有する 。
L鎖 CDR−1−5er−Ala−3er−5er−5sr−Va l−Thr−T yr−Me t−Tyr −CDR−2−Asp−Thr−3er−Asn−L eu−Ala−3er− CDR−3−Gin−Gln−Trp−5er−5er −Hi s−11e− Ph e−Thr −H鎮 CDR−1−Ser−His−Trp−Met−HiCDR−2−Glu−Ph e−Asn−Pro−8er−Asn−Gly−Arg−Thr−Asn−Gl u−Lys−Phe−Lys−Ser− CDR−3−Arg−Asp−Tyr−Asp−Tyr−Asp−Gly−Ar g−Tyr−Phe−Asp−Tyr− 抗体は、治療および診断の目的で使用すること力(できる。
国際調査報告 FymPcTZls&?IQ(st叩9噛M−嘴−m(x1ト阿ドI!IO&I I

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.ヒト由来ではない抗原結合部位(CDR)と、ヒト由来のLおよびH鎖の可 変領域のFRおよび定常領域を有するヒト化モノクローナル抗体であって、少な くともH鎖の可変領域のFRがヒト免疫グロブリンの明確とされているクラスま たはサブグループ内において異なる可変領域に対する修飾された共通配列を有す ることを特徴とする。
  2. 2.共通配列のFRが、抗原結合部位の起源であるヒト由来でない抗体の可変領 域のFRのアミノ酸配列と比較して少なくとも70%の相同性を有することを特 徴とする請求項1に記載のヒト化モノクローナル抗体。
  3. 3.次のような性質を有する、請求項1または2に記載のヒト化モノクローナル 抗体。 (a)ヒトEGFレセプターに結合する。 (b)EGFのEGFレセプターへの結合を阻害する。 (c)EGFレセプターのEGF依存性チロシンキナーゼ活性を阻害する。 (d)EGF感受性細胞の増殖を阻害する。
  4. 4.抗原結合部位の超可変領域が次のアミノ酸配列を有する、請求項3に記載の ヒト化モノクローナル抗体。 L鎖 【配列があります】 H鎖 【配列があります】
  5. 5.抗原結合部位に関連していない可変領域のFRが次のアミノ酸配列を有する 、請求項4に記載のヒト化モノクローナル抗体。ただし、括弧内のアミノ酸は代 わりになり得るアミノ酸である。 L鎖 【配列があります】 H鎖 【配列があります】
  6. 6.H鎖の定常領域がヒト免疫グロブリンのγ−1鎖のアミノ酸配列を有し、L 鎖の定常領域がヒト免疫グロブリンのк鎖のアミノ酸配列を有する、請求項4ま たは5に記載のヒト化モノクローナル抗体。
  7. 7.可変および定常領域内におけるアミノ酸欠失、置換、追加または転位によっ て修飾されたアミノ酸配列の誘導配列からなり、抗原への特異的結合の生物学的 機能が保持された、請求項3〜6のいずれか1項に記載のヒト化モノクローナル 抗体。
  8. 8.請求項1〜7のヒト化抗体のLおよび/またはH鎖の可変および/または定 常領域をコードするDNA配列を有することを特徴とする、宿主細胞の形質転換 に適する発現ベクター。
  9. 9.DNA配列が請求項3〜7のいずれか1項に記載の抗体の抗体タンパク質を コードする、請求項8に記載の発現ベクター。
  10. 10.DSMに受け入れ番号DSM6340の下で寄託されている、pRVL4 25と命名されている発現ベクター。
  11. 11.DSMに受け入れ番号DSM6339の下で寄託されている、pRVH4 25と命名されている発現ベクター。
  12. 12.ネズミ由来の抗原結合部位の超可変領域(CDR)と、ヒトまたはネズミ 由来の可変領域のFRと、ヒト由来のLおよびH鎖の定常領域を含み、超可変領 域が次のアミノ酸配列を有することを特徴とし、H鎖の定常領域がヒト免疫グロ ブリンのγ−1鎖のアミノ酸配列を有し、L鎖の定常領域がヒト免疫グロブリン のк鎖のアミノ酸配列を有する、ヒト化またはキメラモノクローナル抗体。 L鎖 【配列があります】 H鎖 【配列があります】
  13. 13.抗原結合部位に関連していない可変領域のFRがヒト由来であって、次の アミノ酸配列を有する、請求項12に記載のヒト化モノクローナル抗体。 L鎖 【配列があります】H鎖 【配列があります】
  14. 14.抗原結合部位に関連していない可変領域のFRがネズミ由来であって、次 のアミノ酸配列を有する、請求項12に記載のキメラモノクローナル抗体。 L鎖 【配列があります】 H鎖 【配列があります】
  15. 15.請求項12または13に記載のヒト化モノクローナル抗体または請求項1 2または14に記載のキメラモノクローナル抗体のLおよび/またはH鎖の可変 および/または定常領域をコードするDNA配列を有することを特徴とする、宿 主細胞の形質転換に適する発現ベクター。
  16. 16.受け入れ番号DSM6338の下でDSMに寄託されている、pCVL4 25と命名されている発現ベクター。
  17. 17.受け入れ番号DSM6337の下でDSMに寄託されている、pCVH4 25と命名されている発現ベクター。
  18. 18.培地中で形質転換した宿主細胞培養し、発現された抗体タンパク質を精製 分離することによる、ヒト由来ではない抗原結合部位の超可変領域(CDR)お よびヒト由来のLおよびH鎖の可変領域のFRおよび定常領域を有するヒト化モ ノクローナル抗体の、次のように特徴づけられる調製法。 (a)ヒト免疫グロブリンのクラスまたはサブグルーブのH鎖の異なる可変領域 (FR−1〜FR−4)に用いるアミノ酸共通配列をコードするオリゴヌクレオ チド配列を合成、または部分的に合成または分離する。ここで、用いる共通配列 は、抗原結合部位の起源であるヒト由来でない抗体の可変領域のFRのアミノ酸 配列と比較して少なくとも70%の相同性を有し、抗原の超可変領域への結合能 を保持するために共通配列は最高10%までのアミノ酸の改変によって修飾され る。 (b)(a)に記載の条件下で、ヒト免疫グロブリンのクラスまたはサブグルー プのL鎖の異なる可変領域(FR−1〜FR−4)に用いるFRのアミノ酸共通 配列をコードする、もしくは、天然に生じる対応するアミノ酸配列をコードする 、オリゴヌクレオチド配列を合成、または一部合成または分離する。 (c)それぞれの場合、元となったヒト由来でない抗体の超可変領域に対応する LおよびH鎖の超可変領域(CDR)のアミノ酸配列をコードする、オリゴヌク レオチド配列を合成、または一部合成または分離する。 (d)それぞれの場合、ヒト免疫グロブリンのLおよびH鎖の定常領域のアミノ 酸配列をコードする、オリゴヌクレオチド配列を合成、または一部合成または分 離する。 (e)それぞれの場合、少なくともブロモ−ター、複製開始点および(a)〜( d)によるコードDNA配列有する一つまたはいくつかの発現ベクターを構築す る。 なお、LおよびH鎖をコードするDNA配列は、一つのベクターに一緒に、ある いは代わりに、二つまたはそれ以上の異なるベクターに存在することができる。 そして、最後に、 (f)(e)による一つまたはそれ以上の発現ベクターで宿主細胞を形質転換す る。
  19. 19.超可変領域(CDR)を代表する次のアミノ酸配列をコードするDNA配 列を用いる、請求項18に記載の方法。 L鎖 【配列があります】 H鎖 【配列があります】
  20. 20.可変領域のFRを表す次のアミノ酸配列をコードするDNA配列を用いる 、請求項18または19に記載の方法。 L鎖 【配列があります】 H鎖 【配列があります】
  21. 21.培地中で形質転換した宿主細胞を培養し、発現された抗体タンパク質を精 製分離することによる、宿主細胞が請求項15〜17のいずれか一つに記載の発 現ベクターで形質転換されることを特徴とする、ネズミ由来の抗原結合部位の超 可変領域(CDR)、ネズミ由来の可変領域のFRおよびヒト由来のLおよびH 鎖の定常領域を有する、EGFレセプターのエピトープに結合する生物学的な機 能を有するキメラモノクローナル抗体の調製法。
  22. 22.請求項1〜7または請求項12〜13のいずれか1項に記載のヒト化モノ クローナル抗体を含心薬剤組成物。
  23. 23.請求項12〜14のいずれか1項に記載のキメラモノクローナル抗体を含 む薬剤組成物。
  24. 24.請求項3〜7または12〜14のいずれか1項に記載のヒト化またはキメ ラ抗体の、腫瘍に対する医薬物の製造のための使用。
  25. 25.請求項3〜7または12〜14のいずれか1項に記載のヒト化またはキメ ラ抗体の、腫瘍増殖の診断的探索および評価のための使用。
  26. 26.ネズミMAb425に由来する精製ヒト化およびキメラモノクローナル抗 体。
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