JPH09510201A - 臨床的効用を有する二重特異性分子 - Google Patents

臨床的効用を有する二重特異性分子

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JPH09510201A JP7523559A JP52355995A JPH09510201A JP H09510201 A JPH09510201 A JP H09510201A JP 7523559 A JP7523559 A JP 7523559A JP 52355995 A JP52355995 A JP 52355995A JP H09510201 A JPH09510201 A JP H09510201A
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エドワード・デイ ボール,
マイケル・ダブリユー フアンガー,
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メダレツクス・インコーポレーテツド
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Abstract

(57)【要約】 標的細胞特異性リガンドおよびエフェクター細胞特異性抗体または機能性抗体フラグメントからなる二重特異性分子が開示される。

Description

【発明の詳細な説明】 臨床的効用を有する二重特異性分子発明の背景 単球、好中球およびナチュラルキラー(NK)細胞のような数種のエフェクタ ー細胞は免疫グロブリンのFc部分に結合する表面受容体を有する。かかる細胞 が免疫グロブリン抗体でオプソニン化された標的細胞に出会う場合、それらは複 合体を形成し、関与するエフェクター細胞型、標的細胞型および特異性Fc受容 体型(FcR)に依存して、標的細胞を細胞溶解または食作用する。 標的細胞とエフェクター細胞との複合化と細胞溶解もまた、抗Fc受容体抗体 および標的細胞エピトープに対する抗体の両者から作成された共有結合的に架橋 された二重特異性異種抗体によって誘発され得ることが明らかにされた。エフェ クター細胞がかかる異種凝集体をそれらのFc受容体に結合させる場合、それら は、オプソニン化されなかったが、適切な標的抗原を示す標的細胞と特異的に結 合し細胞溶解することができる(例えば、米国特許出願第972,871号明細 書;Karpovsky等(1984)J.Exp.Med.,160:168 6−1701参照)。Segal等は、一方の末端で単球のFc受容体と、他方 の末端で腫瘍細胞エピトープとを結合させる異種抗体が結合されたマウス単球に よって、腫瘍細胞が細胞溶解されることを報告している(米国特許第4,676 ,980号明細書参照)。最近、種々の二重特異性モノクローナル抗体と免疫毒 性が、試験管中および生体内でも抗腫瘍効果 を奏することが示された(国際特許第9208892号明細書;Pan等(19 90)J.Immunol.,145:267−275;Trail等(199 3),Science(Washington,D.C.),261:212− 215;Weiner等(1993),J.Immunol.,151:287 7−2886:Link等(1993),Blood,81:3343−334 9:およびVallera等(1994),Blood,83:309−317 参照)。 FcRへの異種抗体の結合は抗体のFc領域によって仲介される。この結合は 通常、免疫グロブリンの生理学的濃縮による阻害に対して感受性である。しかし 、内因性免疫グロブリンの場合の結合部位とは異なる、Fc受容体上の部位に結 合するモノクローナル抗体が作り出された(例えば、Anderson等,J. Biol.Chem.,261:12856(1986);およびShen等, J.Immunol.,137:3378−3382(1986)参照)。これ らの抗体は、血清免疫グロブリンが標的のエフェクター細胞の死滅を妨害しない から、異種抗体のエフェクター特異性部分として有用である。 異種抗体はサイズが大きく、それ故臨床的に使用される場合にある種の困難性 がある。標的細胞とエフェクター細胞に結合することができ、かつADCCを開 始することができるより小さい分子があると有用であると考えられる。発明の要旨 一つの態様では、本発明は、標的細胞特異性リガンド、およびエフェクター細 胞に特異的である抗体または機能的抗体フラグメントを含んでなる二重特異性分 子に関する。好適な態様では、抗体または機能的抗体 フラグメントは、エフェクター細胞のFc受容体(FcR)に対して特異的であ る。最も好適には、本発明の二重特異性分子は、内因性免疫グロブリンの場合の 結合部位と異なる部位でFcRに結合するエフェクター細胞特異性抗体または機 能性フラグメント;および腫瘍細胞受容体、最も好適には肺の小細胞癌(SCC L)細胞によって発現されたガストリン放出ペプチド(GRP)受容体に結合す る標的細胞特異性リガンドを含んでなる。 他の態様では、本発明は、新規な二重特異性分子を製造する方法、およびその 分子を治療的に、例えば抗体依存性エフェクター細胞仲介性細胞毒性(ADCC )を誘発するように、またはワクチンとして予防的に使用する方法に関する。 本明細書に記載の新規な二官能分子は一般的に異種抗体よりサイズが小さく、 そして標的細胞に結合する標的細胞特異性リガンドは正常な生理機能と似ている 。それ故、本二重特異性分子はある種の治療的利点(例えば、免疫原性の減少) を提供する。 本発明の上記および他の多くの特徴および利点は、添付図面と関連させて、以 下の詳細な説明を参照することによってより良く理解される。図面の簡単な説明 図1はLys3−ボンベシンとmAb22もしくはそのF(ab′)2フラグメ ントとを複合化するスキームを示す。 図2は、肺の小細胞癌(SCCL)細胞株の4種、SHP77、H69、DM S273およびH345に結合している二重特異性分子(Lys3−ボンベシン −mAb22)のフローサイトメトリーを示す。 図3は、mAb22に結合したLys3−ボンベシンを含んでなる二 重特異性分子が、種々のエフェクター細胞対標的細胞比で、4種のSCCL細胞 株の細胞溶解(フローサイトメトリーによって決定される)を誘発する能力をを 示す。結合能力は、染色された細胞の絶対パーセントおよび全細胞集団の平均蛍 光強度(MFI)として表される。 図4は、各種濃度の二重特異性分子(Lys3−ボンベシン−mAb22)が 、細胞株SHP−77からのSCCL細胞の細胞溶解を誘発する能力を示す。腫 瘍細胞の細胞溶解を仲介する活性のピークは、25〜25,000ng/mlの 広範囲の二重特異性分子濃度で認められた。発明の詳細な説明 本発明は、特定の標的細胞に特異性であるリガンドが、標的細胞に対する特異 性抗体依存性エフェクター細胞仲介性細胞毒性(ADCC)を生起させるのに有 用であり得るという知見に基づいている。一つの態様では、本発明は、標的細胞 に特異性であるリガンドおよびエフェクター細胞に特異性である抗体もしくは機 能性抗体フラグメントを含んでなる二重特異性分子を特徴とする。 本明細書で使用される場合、次の用語および成句は以下の通りに定義される。 「二重特異性分子」は、エフェクター細胞上のFc受容体(FcR)に結合する ことができる抗体部分;および標的細胞上の受容体または抗体によって結合され ることができるリガンド部分とを有する分子を意味する。 本明細書中で使用される「標的細胞特異性リガンド」は、標的細胞と、例えば 標的細胞表面受容体または抗体によって、特異的に相互反応する分子(例えば、 ペプチド、ポリペプチドまたはプロテイン)をいう。本発明の好適なリガンドは 生体内に投与された場合、優勢的に標的細胞と 結合し、他の細胞とは結合しない。好適には、リガンドは、標的細胞によって優 勢的に発現される受容体または抗体との結合対の一員である。 本発明の好適な態様では、標的細胞特異性リガンドは、肺の小細胞癌(SCC L)細胞によって発現されたガストリン放出ペプチド(GRP)のためのリガン ドである。本明細書で示されるように、SCCL細胞のGRP受容体は特異的に 、GRPと類似体、ボンベシン、GRPのそれとと同一であるカルボキシ末端ヘ プタペプチド配列を含有するアミノ酸14個のペプチドと結合する。従って、本 発明の好適なリガンドとして、ボンベシン、ガストリン放出ペプチド(GRP) およびそれらの機能的フラグメントまたは類似体が挙げられる。用語「それらの フラグメントまたは類似体」は、対立変種のような、全長の天然ボンベシンまた はGRPから、一つまたはそれ以上のアミノ酸の置換、付加または欠失で相違す るアミノ酸配列を含むことが意図される。ボンベシンおよびGRPの好適なフラ グメントおよび類似体は、SCCL細胞のボンベシン/GRP受容体に結合する 能力を有し、そして天然ボンベシンまたはGRPのアミノ酸配列と少なくとも約 50%相同、さらに好適には約60%相同、最も好適には少なくとも約70%相 同である。SCCL細胞のボンベシン/GRP受容体に結合する能力を有し、そ して天然ボンベシンまたはGRPのアミノ酸配列と少なくとも約90%、さらに 好適には少なくとも約95%、最も好適には少なくとも約98−99%の相同性 を有するペプチドも本発明の範囲内にある。相同性とは、SCCL細胞のボンベ シン/GRPに結合する能力を有する2種のペプチドの間の配列類似性をいう。 相同性は、比較の目的のために一列にされ得る各配列中の位置を比較することに よって決定することができる。比較された配列中 の位置が同一の塩基またはアミノ酸で占められている場合、分子はその位置で相 同である。配列間の相同度は、両配列によって共有された整合位置または相同位 置の数の関数である。 SCCLは、ボンベシン/GRPの外に、増殖のために他のホルモン性増殖因 子を必要とする神経内分泌腫瘍である。これらの他の増殖因子としては、例えば 、インスリン様増殖因子I、トランスフェリン、血管作用性腸管ペプチド、ニュ ーロテンシン、ニューロメジンB、ニューロフィシン、腫瘍壊死因子、トランス フォーミング増殖因子アルファ、血小板由来増殖因子、トランスフェリン受容体 および他のペプチドが挙げられる。これらの増殖因子のための受容体の幾つかは SCCL細胞表面上で発現されることが示された。それ故、これらの増殖因子も また本発明で標的細胞特異性リガンドとして使用することができる。SCCL細 胞について上記したもののような、特定の標的細胞に特異性である種々のリガン ドで生成された本発明の二重特異性分子は、単独でまたは数種と共に投与して、 標的細胞の死滅を誘導することができる。各増殖因子は異なるシグナル形質導入 経路を刺激することができるから、二重特異性分子の同時投与も相乗効果を奏す ることができる。 本発明のリガンドには、標的細胞の受容体に対する拮抗物質も含まれる。拮抗 物質リガンドは、標的細胞が不在下でも潜在的に、標的細胞と結合したとき、そ の増殖を阻止するという追加の治療的利点を提供する。事実、GRPに対する幾 つかの拮抗物質は、試験管内でSSCL細胞の増殖を阻止する極めて強い活性を 有することが示された。しかし、それらは、生体内で標的細部位例えば腫瘍部位 に到達することができる前に、血清プロテアーゼによって急速に分解される(M oody等(1993) Life Science,52:1161−1173参照)。しかし、本発明 の二重特異性分子中に小ペプチド拮抗物質が存在すると、それらの生体内分解が 大幅に遅延される。それ故、本発明はまた、拮抗物質が本発明の二重特異性分子 中にリガンドとして使用される場合、標的細胞受容体拮抗物質の効能を向上する という利点を提供する。ボンベシン/GRP受容体の拮抗物質を製造する方法は 例えばMokotoff等,J.Med.Chem.,35:4696−470 3(1992)に開示されている。 SCCLの外に、他の「標的細胞」には、リガンドが生成され得る特異性受容 体または抗体を発現するものであれればいずれの腫瘍細胞も含まれる。かかる標 的細胞としては、例えば、骨髄球性白血病、卵巣癌または結腸癌細胞が挙げられ る。本発明の二重特異性分子によって標的にされ得る、望まれない他の種類の細 胞として、例えば、自己免疫病の治療のための自己抗体産生リンパ球またはアレ ルギーの治療のためのIgE産生リンパ球が挙げられる。標的はまた、微生物( 細菌もしくはウイルス)または可溶性抗原(リウマチ様因子もしくは他の自己抗 体)とすることができる。 本明細書中で使用される成句「エフェクター細胞特異性抗体」とは抗体または 機能性抗体フラグメントをいう。本発明中で使用される好適な抗体は、内因性免 疫グロブリンによって結合されない部位で、エフェクター細胞のFc受容体に結 合する。最も好適には、抗Fcγ受容体抗体はヒト・モノクローナル抗体であり 、その結合はヒト免疫グロブリン(IgG)によって妨害されない。これらの好 適なモノクローナル抗体の生産と特性決定はFanger等によってPCTの国 際公開第88/00 052号明細書および米国特許第4,954,617号明細書中に記載され、そ の全教示内容は本明細書中に引用することによって取り込まれている。これらの 抗体は、受容体のFcγ結合部位と異なる部位で,FcγRI、FcγRIIま たはFcγRIIIのエピトープに結合し、従って、それらの結合は生理学的濃 度のIgGによって実質的に妨害されない。本発明中で有用な特異性抗FcγR I抗体はmAb22、mAb32、mAb44、mAb62およびmAb197 である。mAb32を産生するハイブリドーマはアメリカン・タイプ・カルチャ ー・コレクション(the American Type Culture C ollection)ATCC、受託番号HB9469から入手できる。抗Fc γRImAb22、mAb22のF(ab′)2フラグメントはMedarex 社(Annandale,N.J.)から入手することができる。 抗FcR抗体のフラグメントも本発明の二重特異性分子中で使用することがで きる。例えば、以下の実施例中で示されるように、Lys3−ボンベシンとmA b22のF(ab′)2フラグメントとの間の二重特異性分子が構築され、標的 細胞とエフェクター細胞の両方と同様の結合プロフィールを示すことが示され、 そしてLys3−ボンベシンと全mAb22との間の二重特異性分子と比較して 、SCCL細胞に対する細胞溶解を誘発する活性がほんの少しだけ低い(表1、 4および5を参照のこと)。さらに、F(ab′)2フラグメントのような抗体 フラグメントは全抗体分子よりも小さいから、それらは生体内で腫瘍部位により 容易に到達することができ、それ故、臨床効能が一層大きい。 本発明の二重特異性分子は、リガンドと抗体もしくは機能性抗体フラ グメントとを、当業界では既知のいずれかの方法を使用して、抱合する(例えば 、イオン的または共有的に)ことによって製造することができる。例えば、種々 の結合剤または架橋剤は、標的細胞特異性リガンドとエフェクター細胞特異性抗 体とを共有結合的に抱合するのに使用することができる。架橋剤の例としては、 プロテインA、カルボイミド、N−スクシンイミジル−S−アセチル−チオアセ テート(SATA)、N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオ)プロ ピオネート(SPDP)、およびスルホスクシンイミジル=4−(N−マレイミ ドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート(スルホ−SMCC)が挙げ られる(例えば、Karpovsky等(1984)J.Exp.Med.,1 60:1686;Liu,M.A.等(1985)Proc.Natl.Aca d.Sci.USA,82:8648参照)。他の方法として、Paulus( Behring Inst.Mitt.(1985)No.78,118−13 2);Brennn等(Science(1985)229:81−83);お よびGennie等(J.Immunol.(1987)139:2367−2 375)によって記載された方法が挙げられる。好適な抱合剤はSATAとスル ホ−SMCCであり、両者はPierce Chemical社(Rockfo rd,IL.)から入手できる。 標的細胞に対するADCCを誘発するためのエフェクター細胞としては、ヒト 白血球、マクロファージ、単球、活性化好中球およびできる限り活性化されたナ チュラルキラー(NK)細胞と好酸球が挙げられる。好適なエフェクター細胞は FcγRIを発現し、そして例えば単球および活性化好中球を含む。FcγRI の発現はインターフェロンガンマ(I FN−γ)によって上方調節されることが見出だされた。このように発現が活発 になると、SCCL細胞のような標的細胞に対する単球と好中球の細胞障害活性 が増加する。従って、エフェクター細胞は好適には、本発明の二重特異性分子と 接触する前に、細胞の表面上のFcγRIの存在を増加させるために、インター フェロンガンマ(IFN−γ)または他のサイトカイン(例えば、腫瘍壊死因子 、リンフォトキシン、結腸刺激因子およびインターロイキン2)で活性化される 。 本発明の二重特異性分子は、標的細胞に対する抗体依存性エフェクター細胞仲 介性細胞毒性(ADCC)を誘発するのに使用することができる。この目的のた めに、本発明の二重特異性分子は、生理学的に許容できる溶液中で自由に投与す るか、または被験者に投与される前に、最初にエフェクター細胞に結合させ、「 活性化エフェクター細胞」を形成することができる。本明細書中で使用される「 活性化エフェクター細胞」は、上記のように、エフェクター細胞が特異性リガン ド仲介性結合によって特定の標的細胞と接触するように、二重特異性分子に結合 した、上記に定義された、エフェクター細胞を含むことが意図されている。 活性化エフェクター細胞は、生理学的に許容される溶液中の細胞の懸濁液とし て生体内に投与することができる。投与される細胞の数は、108−109の位数 とすることができるが、治療目的によって変えられる。一般的に、その量は、標 的細胞でのエフェクター細胞の局在を得るために、そしてADCCおよび/また は食作用による細胞の死滅を行うのに十分なものとする。本明細書に使用される 用語「生理学的に許容される溶液」は、例えば、食塩水、緩衝水溶液、溶媒、抗 菌剤と抗カビ剤、等張剤などを含めて、生体内に投与される場合、目標とするエ フェクター 細胞を安定化するものであればいずれの担体をも含むことを意図している。 従って、本発明の他の態様は、生理学的に許容される媒体中の本発明の二重特 異性分子または活性化エフェクター細胞を被験者に投与することを含んでなる、 被験者中の細胞に対する特異性ADCCを誘発する方法を提供する。投与の経路 は変わり得るが、静脈内、筋肉内および腹腔内投与が挙げられる。二重特異性分 子の投与の前または同時に、被験者を、二重特異性分子の標的細胞特異性リガン ドが結合する特定の受容体または抗体の、標的細胞中での発現が増加する方法で 治療することができる。例えば、被験者に、標的細胞表面上の特定の受容体また は抗体の発現を上方調節する薬剤を投与することができる。本発明の好適な態様 では、ヒト抗FcRモノクローナル抗体に結合したボンベシンまたはその類似物 を含んでなる二重特異性分子は、小細胞肺癌に罹っている被験者に、単独でまた はエフェクター細胞と結合させて(即ち、活性化エフェクター細胞)投与して、 SCCL細胞に対するADCCを誘発することができる。 本発明おさらなる態様では、二重特異性分子を免疫抗原として使用する方法を 提供する。例えば、標的特異性リガンドが自己分泌増殖因子である場合、自己分 泌増殖因子リガンドを含む二重特異性分子を予防的に投与して、標的細胞の増殖 を遅延させることができる。ワクチンとして使用する場合、本発明の二重特異性 分子は、薬学的に許容される溶液中で、標的特異性リガンドに対する免疫反応を 生起させる用量で投与することができる。最適用量は宿主の免疫状態のような因 子によって変化し得る。多くの場合、免疫反応(免疫反応を測定するいずれかの 標準法に よって決定される)を起こすのに必要な標的細胞特異性リガンドの用量は、標的 細胞特異性リガンドを単独で投与した場合に必要とする投与量よりも低くあるべ きである。 以下の実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明を限定することを意 図するものでは全くない。実施例Lys3−ボンベシンとmAb22との二官能分子の構築および肺の小 細胞癌(SCCL)細胞の 単球仲介性細胞溶解を誘発するためのそれらの使用 ヒト抗FcγRIモノクローナル抗体に結合したLysin3−ボンベシンを 含んでなる二重特異性分子を製造し、小細胞肺癌(SCCL)細胞に対する抗体 依存性エフェクター細胞仲介性細胞毒性(ADCC)を誘発するそれらの能力に ついて、以下の通り測定した。1 材料と方法 細胞株 :SCCL細胞株、NCI−h69、NCI−H345、およびSHP− 77は、5%ウシ胎児血清(FCS)、2mMのL−グルタミン、100単位/ mlのペニシリン、および100μg/mlのストレプトマイシン(GIBCO /BRL,Grand Island,NY)を補足したRPMI−1640培 地(GIBCO/BRL,Grand Island,NY)中に、5%CO2 を含有する湿潤雰囲気中で37℃で保持した。他のSCCL細胞株、DMS27 3(Ball,E.D.未発表の観察)は、10%FCSを補足したWaymo uth’s MB752/1培地(GIBCO/BRL,Grand Isla nd,NY)中で保持した。抗体と試薬 :抗FcγRI(mAb22)、mAb22のF(ab′)2 フラグメント、およびFITC標識mAb22はMedarex社(Annan dale,NJ)から入手した。SCCL−1、SCCL細胞の表面上のトラン スフェリン受容体と反応するIgG2amAbは、Petroni等(1988 )J.Immunol.,140:3467−3472の方法に従って製造した 。Lysine3−ボンベシン(Lys−BN)、BN/GRP受容体に同様の 結合親和性を持つボンベシン(BN)類似体(McDonald等(1979) Biochem.Biophys.Res.Commun.,90:227−2 33、およびSpindel等(1984)Proc.Natl.Acad.S ci.USA.,81:5699−5703)、およびヒドロキシアミンはSi gma Chemical Company社(St.Louis,MO)から 購入した。複合化学品、N−スクシンイミジル−S−アセチル−チオアセテート (SATA)とスルホスクシンイミジル=4−(N−マレイミドメチル)シクロ ヘキサン−1−カルボキシレート(スルホ−SMCC)はPierce Che mical社(Rockford,IL)から入手した。プロテイン抱合 :図1は3−Lysineとボンベシンとを複合化するのに使用 された方法の略図である。得られた抱合体、Lys−BNは、2.5mM ED TAを含有する0.1M リン酸ナトリウム緩衝液(pH7.4)中に新しく溶 解し、SATAは100%ジメチルホルムアミド中に新しく溶解した。SATA をLys−BNと10:1の最終モル比で混合した。室温で30分間の反応の後 、Lys−BN−SATA複合体を未反応Lys−BNとSATAから、Vyd ac C18分析カラム上の逆相高速液体クロマトグラフィー(R−HPLC) によって分 離した。Lys−BN−SATAを含有するR−HPLC溶出液を、1Mリン酸 ナトリウム(pH8.0)を添加することによって、pH4.0−5.0に調節 した。ヒドロキシアミンを用いて4℃で2時間脱アセチル化して、遊離スルフヒ ドリル基が生成させた。第二回のR−HPLCを行って、Lys−BN−SHを 分離した。Lys−BN−SHを含有するフラクションを収集し、pH7.0に 中和した。スルフヒドリル基の存在はEllman試薬による反応によって決定 することができた。同時に、mAb22およびmAb22のF(ab′)2フラ グメントをスルホ−SMCCと反応させて、マレイミド活性化抗体を製造した。 活性化抗体は未反応スルホ−SMCCからCentricon30装置(Ami con,Beverly,MA)による遠心分離によって分離した。Lys−B N−SHと活性化抗体との最終的な複合化は、等モル量で室温で一晩混合するこ とによって行った。未反応Lys−BN−SHと他の副産物はCentrico n30装置による遠心分離によって除去した。二重特異性分子の濃度はBio− Rad DCプロテイン測定法(Bio−Rad Laboratories, Richmond,CA)を使用して定量し、その純度はSDS−PAGEによ って調べた。免疫蛍光染色法 :SCCL細胞を、0.1%ウシ血清アルブミンと0.1%ナト リウムアジドを含有する氷冷したリン酸緩衝食塩液(PBA溶液)で2回洗浄し 、種々の量の二重特異性分子と共に、100μg/mlヒトIgGの存在下で4 ℃で1時間インキュベートした。二重特異性分子の添加量は5×105細胞当た り1、5および10μgであった。PBA溶液で3回洗浄した後、細胞を再懸濁 し、FITC標識ヤギF(ab′)2抗マウスIg(Caltag Lab., South San Francisco,CA)と共に4℃で30分間インキュベートした。洗浄し た後、PBA溶液と2%パラホルムアルデヒドとを1:1比で添加して、細胞を 固定した。IFN−γ刺激の前および後の単球をFITC標識mAb22で直接 に染色してFcγRIの発現を評価した。 SCCL細胞への二重特異性分子の結合はFACScanフローサイトメトリ ー(Becton−Dickinson,San Jose,CA)によって分 析した。mAb22とそのF(ab′)2フラグメントはそれ自体ではSCCL 細胞を染色しなかった。4種のSCCL細胞株について二重特異性分子を使用す る典型的なフローサイトメトリーを図2に示す。結合は、細胞を染色するのに使 用された二重特異性分子の量に正比例した。このことは、表1に示すように、陽 性に染色された細胞の絶対パーセントの増加、および全細胞集団の平均蛍光強度 (MFI)の増加の両方によって示された。二重特異性分子の量が2.5μg/ mlから25μg/mlに増加した場合、陽性の細胞のパーセントが50%から 85%に増加し、そしてMFIは100未満から200以上に増加した。一般的 に、mAb22の全抗体とLys−BNとの間に製造された二重特異性分子は、 mAb22のF(ab′)2フラグメントとLys−BNとの間に製造されたも のよりも高いMFIを有した。 正常な末梢リンパ球および2種の白血病細胞株への二重特異性分子の結合も試 験した。結果を表2に示す。二重特異性分子は、正常末梢リンパ球がFcγRI を発現しなかったので、正常末梢リンパ球に結合しなかった。mAb22および mAb22のF(ab′)2フラグメントはHL−60とNB4細胞の両方を極 めてぼんやりした蛍光で染色した。それらの細胞を二重特異性分子で染色した場 合、陽性の細胞のパーセントが少し増加したが、MFIの顕著な増加はなかった 。 末梢単球の単離:Leuko−PacksはPittsburgh Centr al Blood Bankから入手した。末梢単核性細胞をフィコール−ハイ パック勾配遠心分離法を使用して単離した。単核性細胞を、1mM EDTAを 含有するHanks平衡塩類溶液(GIBCO/BRL,Grand Isla nd,NY)で2回洗浄し、次いで10%FCSを含有するRPMI−1640 培地のフラスコ中で37℃で2時間培養した。非付着細胞を除去した。付着細胞 を分離し、単離された単球の純度を、抗CD14、抗CD45、抗CD3、抗C D13および抗CD56(Becton−Dickinson)で染色すること によって決定した。結果をFACScanフローサイトメトリーによって分析し た。 単球の活性化:ヒトrIFN−γはDr.Paul Guyer(Dartmo uth Medical School,Lebanon,N H)からの供与品であった。この研究に使用したrIFN−γの濃度(200単 位/ml)はrIFN−γに対する受容体を飽和し、そして単球の表面上のFc γRIの発現の最大の増加を誘発することが示された(Petroni等(19 88)J.Immunol.,140:3467−3472;Mendel(1 990)J.Immunol.,145:267−275参照)。単離された単 球を、19%FCSを含有するRPMI−1640培地中でrIFN−γと共に 、37℃で18時間インキュベートした後、ADCC測定を行った。rIFN− γインキュベーションの前および後における、単球上のFcγRIの発現を、F ITC標識mAb22で染色することによって決定し、FACScanフローサ イトメトリーによって分析した。 200単位/mlのrIFN−γとの18時間のインキュベーションの前およ び後における、末梢単球への二重特異性分子の結合も試験した。結果を表3に示 す。MFIが30未満から120以上に増加したことによって示されるように、 rIFN−γは劇的にヒト単球上のFcγRIの発現を増加させた。対照的に、 ヒト末梢リンパ球上のFcγRIの発現には変化がなかった。抗体へのLys− BNの複合化はFcγRIへその結合を妨害しなかった。 II 抗体依存性エフェクター細胞仲介性測定法 測定法は96ウエルの丸底マイクロタイタープレート(Rainin Ins trument社,Woburn,MA)中で行った。標的SCCL細胞をRP MI−1640培地で1回洗浄し、ナトリウム[51Cr]クロメート(New England Nuclear,Boston,MA)と37℃で1時間イン キュベートした。数回洗浄した後、細胞を、10%FCSを含有するRPMI− 1640培地中に1×105/mlの濃度まで再懸濁した。エフェクター細胞と して働く活性化単球をRPMI−1640培地中に2×107/mlの最終濃度 まで懸濁した。次いで、100μlのエフェクター細胞を第一列のウエルに添加 し、等容量のRPMI−1640培地を用いて系列希釈を行った。次いで、10 0:1、50:1、25:1および12:1のエフェクター細胞:標的細胞最終 比を得るように、100μlの標的細胞をウエル中に添加した。標準検定法では 、最後に5μlの二重特異性分子を添加した。単球の活性を測定するために、陽 性の対照としてmAb SCCL−1を各測定中に複合化させた。 抗体無し、無関係のマウスIgG1有り、未複合化mAb22有りでの標的細 胞とエフェクター細胞のインキュベーション、および二重特異性分子単独有りで の標的細胞のインキュベーションを含めて、他の数種の対照もまた取り込んだ。 幾つかの測定では、二重特異性分子有りで、10倍過剰量のLys−BNと未複 合化mAb22とを一緒にインキュベートして、腫瘍細胞の細胞溶解が親物質の いずれかによって遮断されるかどうかを決定した。 インキュベーションは37℃で4時間行った。マイクロプレートを遠 心分離し、上澄液を収集して、51Cr放出を評価した。100μlの標的細胞に 100μlの5%NP−40を添加することによって、最高の細胞溶解が達成さ れた。細胞溶解のパーセントは、100×(実験cpm−自然放出平均cpm) /(最高放出平均cpm−自然平均cpm)として算出した。すべての測定にお いて、標的細胞からの自然放出は最高放出の20%未満であった。結果は三重反 復のウエルの平均として表した。 用量−反応の測定の場合は、二重特異性分子を段階的に希釈し、添加した。こ れらの測定では、エフェクター対標的細胞比は100:1であった。標準測定で 添加された二重特異性分子の量が25μg/mlであるから、その量の二重特異 性分子で達成された腫瘍細胞の細胞溶解のパーセントを100%活性と定義した 。希釈された二重特異性分子で達成された腫瘍細胞の細胞溶解はこれに従って算 出した。 二重特異性分子が単球仲介性腫瘍細胞の細胞溶解を指示する能力を一連のクロ ム放出測定によって試験した。標的細胞としてSHP−77細胞株を使用する3 回の実験の結果を表4に示す。細胞溶解された全腫瘍細胞のパーセントとして結 果を表す。エフェクター細胞の給源と製造方法が細胞溶解に影響を与えるので、 細胞溶解の力価は各実験で変化した。細胞溶解はrIFN−γによる単球の前処 理に依存性であった。かかる前処理がない場合、腫瘍細胞の細胞溶解は全部回避 された。また、それはエフェクター細胞対標的細胞比(E/T比)に依存性であ った。図3に示すように、100:1のE/T比では、腫瘍細胞の約60%が一 致して細胞溶解された。6:1のE/T比では、この細胞溶解は約25%まで減 少した。mAb22それ自体は、刺激された単球の存在下で、1 00:1の最高のE/T比で、SCCL細胞の幾らかの非特異性細胞溶解を誘発 することができた。Lys−BNを添加しても、この非特異性細胞溶解はそれ以 上増加しなかった。表5に示すように、過剰量の非複合化mAb22またはLy s−BNを添加することによって、二重特異性分子誘発SCCL細胞溶解を妨害 することができた。図5では、ボンベシンおよびmAb22またはそれらのフラ グメントとの抱合体が腫瘍細胞の細胞溶解(SCCL細胞株SHP−77)に対 して有する効果が、遊離ボンベシン、mAb22およびそれらのフラグメントの 投与と比較して、示されている。無関係なマウスIgG1の存在は測定の結果に 影響を有しなかった。 また、各種濃度の二重特異性分子がSCCL細胞の細胞溶解を誘発する能力を 試験するために、用量−反応の測定を行った。かかる2回の実験の結果を図4に 示す。腫瘍細胞の細胞溶解を仲介する活性のピークは25〜25000ng/m lの二重特異性分子の広範囲の濃度で認められた。 均等物 本発明をその好適な態様に関して説明してきたが、他の態様も同一の 結果を達成することができる。当業者は、定型的実験、本明細書に記載の具体的 な態様に対する数多くの均等物だけを使用していることを認識するかまたは確認 することができる。かかる均等物は本発明の範囲内にあると考えられ、そして以 下の請求の範囲に包含される。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1996年3月21日 【補正内容】 本明細書で使用されるように、次の用語および成句は以下の通りに定義される 。「二重特異性分子」は、エフェクター細胞上のFc受容体(FcR)に結合す ることができる抗体部分;および標的細胞上の受容体または抗体によって結合さ れることができるリガンド部分とを有する分子を意味する。 本明細書中で使用される「標的細胞特異性リガンド」は、標的細胞と、例えば 標的細胞表面受容体または抗体によって、特異的に相互反応する分子(例えば、 ペプチド、ポリペプチドまたはプロテイン)をいう。本発明の好適なリガンドは 生体内に投与された場合、優勢的に標的細胞と結合し、他の細胞とは結合しない 。好適には、リガンドは、標的細胞によって優勢的に発現される受容体または抗 体との結合対の一員である。 本発明の好適な態様では、標的細胞特異性リガンドは、肺の小細胞癌(SCC L)細胞によって発現されたガストリン放出ペプチド(GRP)のためのリガン ドである。本明細書で示されるように、SCCL細胞のGRP受容体は特異的に 、GRPと類似体、ボンベシン、GRPのそれとと同一であるカルボキシ末端ヘ プタペプチド配列を含有するアミノ酸14個のペプチドと結合する。従って、本 発明の好適なリガンドとして、ボンベシン、ガストリン放出ペプチド(GRP) およびそれらの機能的フラグメントまたは類似体が挙げられる。用語「それらの フラグメントまたは類似体」は、対立変種のような、全長の天然ボンベシンまた はGRPから、一つまたはそれ以上のアミノ酸の置換、付加または欠失で相違す るアミノ酸配列を含むことが意図される。ボンベシンおよびGRPの好適なフラ グメントおよび類似体は、SCCL細胞のボンベシン/GRP受容体に結合する 能力を有し、そして天然ボンベシンまたはGRP のアミノ酸配列と少なくとも約50%相同、さらに好適には約60%相同、最も 好適には少なくとも約70%相同である。SCCL細胞のボンベシン/GRP受 容体に結合する能力を有し、そして天然ボンベシンまたはGRPのアミノ酸配列 と少なくとも約90%、さらに好適には少なくとも約95%、最も好適には少な くとも約98−99%の相同性を有するペプチドも本発明の範囲内にある。相同 性とは、SCCL細胞のボンベシン/GRPに結合する能力を有する2種のペプ チドの間の配列類似性をいう。相同性は、比較の目的のために一列にされ得る各 配列中の位置を比較することによって決定することができる。比較された配列中 の位置が同一の塩基またはアミノ酸で占められている場合、分子はその位置で相 同である。配列間の相同度は、両配列によって共有された整合位置または相同位 置の数の関数である。 SCCLは、ボンベシン/GRPの外に、増殖のために他のホルモン性増殖因 子を必要とする神経内分泌腫瘍である。これらの他の増殖因子としては、例えば 、インスリン様増殖因子I、トランスフェリン、血管作用性腸管ペプチド、ニュ ーロテンシン、ニューロメジンB、ニューロフィシン、腫瘍壊死因子、トランス フォーミング増殖因子アルファ、血小板由来増殖因子、トランスフェリン受容体 および他のペプチドが挙げられる。これらの増殖因子のための受容体の幾つかは SCCL細胞表面上で発現されることが示された。それ故、これらの増殖因子も また本発明で標的細胞特異性リガンドとして使用することができる。SCCL細 胞について上記したもののような、特定の標的細胞に特異性である種々のリガン ドで生成された本発明の二重特異性分子は、単独でまたは数種と共に投与して、 標的細胞の死滅を誘導することができる。各増殖因子 は異なるシグナル形質導入経路を刺激することができるから、二重特異性分子の 同時投与も相乗効果を奏することができる。 本発明のリガンドには、標的細胞の受容体に対する拮抗物質も含まれる。拮抗 物質リガンドは、標的細胞が不在下でも潜在的に、標的細胞と結合したとき、そ の増殖を阻止するという追加の治療的利点を提供する。事実、GRPに対する幾 つかの拮抗物質は、試験管内でSSCL細胞の増殖を阻止する極めて強い活性を 有することが示された。しかし、それらは、生体内で標的細部位例えば腫瘍部位 に到達することができる前に、血清プロテアーゼによって急速に分解される(M oody等(1993)Life Science,52:1161−1173 参照)。しかし、本発明の二重特異性分子中に小ペプチド拮抗物質が存在すると 、それらの生体内分解が大幅に遅延される。それ故、本発明はまた、拮抗物質が 本発明の二重特異性分子中にリガンドとして使用される場合、標的細胞受容体拮 抗物質の効能を向上するという利点を提供する。ボンベシン/GRP受容体の拮 抗物質を製造する方法は例えばMokotoff等,J.Med.Chem., 35:4696−4703(1992)に開示されている。 SCCLの外に、他の「標的細胞」には、リガンドが生成され得る特異性受容 体または抗体を発現するものであれればいずれの腫瘍細胞も含まれる。かかる標 的細胞としては、例えば、骨髄球性白血病、卵巣癌または結腸癌細胞が挙げられ る。本発明の二重特異性分子によって標的にされ得る、望まれない他の種類の細 胞として、例えば、自己免疫病の治療のための自己抗体産生リンパ球またはアレ ルギーの治療のためのIgE産生リンパ球が挙げられる。標的はまた、微生物( 細菌もしくはウイ ルス)または可溶性抗原(リウマチ様因子もしくは他の自己抗体)とすることが できる。 本明細書中で使用される成句「エフェクター細胞特異性抗体」とは抗体または 機能性抗体フラグメントをいう。本発明中で使用される好適な抗体は、内因性免 疫グロブリンによって結合されない部位で、エフェクター細胞のFc受容体に結 合する。最も好適には、抗Fcγ受容体抗体はヒト・モノクローナル抗体であり 、その結合はヒト免疫グロブリン(IgG)によって妨害されない。これらの好 適なモノクローナル抗体の生産と特性決定はFanger等によってPCTの国 際公開第88/00052号明細書および米国特許第4,954,617号明細 書中に記載され、その全教示内容は本明細書中に引用することによって取り込ま れている。これらの抗体は、受容体のFcγ結合部位と異なる部位で,FcγR I、FcγRIIまたはFcγRIIIのエピトープに結合し、従って、それら の結合は生理学的濃度のIgGによって実質的に妨害されない。本発明中で有用 な特異性抗FcγRI抗体はmAb22、mAb32、mAb44、mAb62 およびmAb197である。mAb32を産生するハイブリドーマはアメリカン ・タイプ・カルチャー・コレクション(the American Type Culture Collection)ATCC、受託番号HB9469から 入手できる。抗Fc7RImAb22、mAb22のF(ab′)2フラグメン トはMedarex社(Annandale,N.J.)から入手することがで きる。 抗FcR抗体のフラグメントも本発明の二重特異性分子中で使用することがで きる。例えば、以下の実施例中で示されるように、Lys3− ボンベシンとmAb22のF(ab′)2フラグメントとの間の二重特異性分子 が構築され、標的細胞とエフェクター細胞の両方と同様の結合プロフィールを示 すことが示され、そしてLys3−ボンベシンと全mAb22との間の二重特異 性分子と比較して、SCCL細胞に対する細胞溶解を誘発する活性がほんの少し だけ低い(表1、4および5を参照のこと)。 請求の範囲 1.非免疫グロブリン腫瘍細胞特異性リガンド、および内因性免疫グロブリン によって阻害されない部位でエフェクター細胞のFc受容体に結合する抗体を含 んでなる二重特異性分子。 2.リガンドが自己分泌増殖因子である請求の範囲1に記載の二重特異性分子 。 3.腫瘍細胞がヒト小細胞肺癌細胞である請求の範囲2に記載の二重特異性分 子。 4.リガンドが、ヒト小細胞肺癌細胞のガストリン放出ペプチド受容体に結合 する請求の範囲3に記載の二重特異性分子。 5.リガンドが、ボンベシンとガストリン放出ペプチド、またはそれらの類似 体からなる群から選ばれる請求の範囲4に記載の二重特異性分子。 6.(削除) 7.(削除) 8.Fc受容体が、FcγRI、FcγRIIおよびFcγRIIIからなる 群から選ばれる請求の範囲1に記載の二重特異性分子。 9.エフェクター細胞特異性抗体が、mAb22、mAb32、mAb44、 mAb62およびmAb197からなる群から選ばれる請求の範囲8に記載の二 重特異性分子。 10.腫瘍細胞特異性リガンドがボンベシンまたはその類似体であり、そして エフェクター細胞特異性抗体がヒトFcγRI特異性モノクローナル抗体である 請求の範囲1に記載の二重特異性分子。 11.(i)腫瘍細胞特異性リガンド、および (ii)内因性免疫グロブリンによって阻害されない部位でエフェクター細胞の Fc受容体に結合する抗体 を含んでなる、腫瘍細胞に対する抗体依存性エフェクター細胞仲介性細胞毒性を 誘発するための腫瘍細胞特異性エフェクター細胞。 12.(削除) 13.腫瘍細胞がヒト小細胞肺癌細胞である請求の範囲11に記載の腫瘍細胞 特異性エフェクター細胞。 14.腫瘍細胞特異性リガンドが、ヒト小細胞肺癌細胞のための自己分泌増殖 因子である請求の範囲13に記載の腫瘍細胞特異性エフェクター細胞。 15.腫瘍細胞特異性リガンドがボンベシンとガストリン放出ペプチド、およ びそれらの類似体からなる群から選ばれる請求の範囲14に記載の腫瘍細胞特異 性エフェクター細胞。 16.エフェクター細胞のFc受容体がFcγRI、FcγRIIおよびFc γRIIIからなる群から選ばれる請求の範囲11に記載の腫瘍細胞特異性エフ ェクター細胞。 17.エフェクター細胞特異性抗体がmAb22、mAb32、mAb44、 mAb62およびmAb197からなる群から選ばれる請求の範囲16に記載の 腫瘍細胞特異性エフェクター細胞。 18.薬学的に許容される媒体中の請求の範囲1、2、または3に記載の二重 特異性分子を被験者に投与することを含んでなる、被験者中に、腫瘍細胞に対す る特異性抗体依存性エフェクター細胞仲介性細胞毒性を誘発する方法。 19.(削除) 20.腫瘍細胞がヒト小細胞肺癌細胞である請求の範囲18に記載の方法。 21.薬学的に許容される担体中の請求の範囲1に記載の二重特異性分子を被 験者に投与することを含んでなる被験者中の免疫反応を刺激する方法。 22.二重特異性分子の腫瘍細胞特異性リガンドが自己分泌増殖因子であり、 そしてエフェクター細胞特異性抗体がエフェクター細胞のFc受容体に対して特 異性がある請求の範囲21に記載の方法。 23.二重特異性分子の腫瘍細胞特異性リガンドが、インスリン様増殖因子I 、トランスフェリン、血管作用性腸菅ペプチド、ニューロテンシン、ニューロメ ジンB、ニューロフィシン、腫瘍壊死因子、トランスフォーミング増殖因子アル ファ、血小板由来増殖因子、トランスフェリン受容体およびそれらの類似体から なる群から選ばれる請求の範囲22に記載の方法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.標的細胞特異性リガンドとエフェクター細胞特異性抗体を含んでなる二重 特異性分子。 2.リガンドが腫瘍細胞の自己分泌増殖因子である請求の範囲1に記載の二重 特異性分子。 3.腫瘍細胞がヒト小細胞肺癌細胞である請求の範囲2に記載の二重特異性分 子。 4.リガンドがガストリン放出ペプチド受容体に結合する請求の範囲3に記載 の二重特異性分子。 5.リガンドが、ボンベシンとガストリン放出ペプチド、またはそれらの類似 体からなる群から選ばれる請求の範囲4に記載の二重特異性分子。 6.エフェクター細胞特異性抗体がエフェクター細胞のFc受容体に結合する 請求の範囲1に記載の二重特異性分子。 7.エフェクター細胞特異性抗体が、内因性免疫グロブリンによって阻害され ない部位でFcγ受容体に結合する請求の範囲6に記載の二重特異性分子。 8.Fcγ受容体が、FcγRI、FcγRIIおよびFcγRIIIからな る群から選ばれる請求の範囲7に記載の二重特異性分子。 9.エフェクター細胞特異性抗体が、mAb22、mAb32、mAb44、 mAb62およびmAb197からなる群から選ばれる請求の範囲8に記載の二 重特異性分子。 10.標的細胞特異性リガンドがボンベシンまたはその類似体であり、そして エフェクター細胞特異性抗体がヒトFcγRI特異性モノクロー ナル抗体である請求の範囲1に記載の二重特異性分子。 11.(i)標的細胞特異性リガンド、および (ii)エフェクター細胞に結合しているエフェクター細胞特異性抗体を含んで なる、標的細胞に対する抗体依存性エフェクター細胞仲介細胞毒性を誘発するた めの標的細胞特異性エフェクター細胞。 12.標的細胞が腫瘍細胞である請求の範囲11に記載の標的細胞特異性エフ ェクター細胞。 13.腫瘍細胞がヒト小細胞肺癌細胞である請求の範囲12に記載の標的細胞 特異性エフェクター細胞。 14.標的細胞特異性リガンドが、ヒト小細胞肺癌細胞の自己分泌増殖因子で ある請求の範囲13に記載の標的細胞特異性エフェクター細胞。 15.標的細胞特異性リガンドがボンベシンとガストリン放出ペプチド、およ びそれらの類似体からなる群から選ばれる請求の範囲14に記載の標的細胞特異 性エフェクター細胞。 16.エフェクター細胞のFc受容体が、FcγRI、FcγRIIおよびF cγRIIIからなる請求の範囲11に記載の標的細胞特異性エフェクター細胞 。 17.エフェクター細胞特異性抗体がmAb22、mAb32、mAb44、 mAb62およびmAb197からなる群から選ばれる請求の範囲16に記載の 標的細胞特異性エフェクター細胞。 18.薬学的に許容される媒体中の請求の範囲1、6、9または10に記載の 二重特異性分子を被験者に投与することを含んでなる、被験者中に、標的細胞に 対する特異性抗体依存性エフェクター細胞仲介性細胞毒性を誘発する方法。 19.標的細胞が腫瘍細胞である請求の範囲18に記載の方法。 20.腫瘍細胞がヒト小細胞肺癌細胞である請求の範囲19に記載の方法。 21.薬学的に許容される担体中の二重特異性分子特異性リガンドを被験者に 投与することを含んでなる被験者中の免疫反応を刺激する方法。 22.二官能分子の標的細胞特異性リガンドが自己分泌増殖因子であり、そし てエフェクター細胞特異性抗体がエフェクター細胞のFcγ受容体に対して特異 性がある請求の範囲21に記載の方法。 23.二官能分子の標的細胞特異性リガンドが、インスリン様増殖因子I、ト ランスフェリン、血管作用性腸菅ペプチド、ニューロテンシン、ニューロメジン B、ニューロフィシン、腫瘍壊死因子、トランスフォーミング増殖因子アルファ 、血小板由来増殖因子、トランスフェリン受容体およびそれらの類似体からなる 群から選ばれる請求の範囲22に記載の方法。 24.二官能分子の標的細胞特異性リガンドが、ボンベシンとガストリン放出 ペプチドまたはそれらの類似体からなる群から選ばれる請求の範囲23に記載の 方法。
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