KR101558009B1

KR101558009B1 - 항체의 제조 방법

Info

Publication number: KR101558009B1
Application number: KR1020107008087A
Authority: KR
Inventors: 요시키 야마다; 다츠야 기야스; 가즈유키 다바타; 아키히로 구즈마키; 마이 야마시로
Original assignee: 추가이 세이야쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2007-10-15
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2015-10-19
Also published as: US20100291627A1; JP6506786B2; TW200934867A; DK2202307T3; JPWO2009051108A1; JP2015198663A; JP4976502B2; MX2010004007A; IL240122B; ES2499391T5; BRPI0818674A2; AU2008312937B2; EP2202307A1; US9683027B2; CA2701338A1; CN103540632A; CN106244651A; JP2012143246A; JP6092304B2; CN101802192A

Abstract

효율적이며 저가로 재조합 항체를 생산할 수 있는 방법을 제공한다.
항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하는 세포를 사용하여 항체 또는 그 단편을 산생시키는 것을 포함하는 항체 또는 그 단편의 제조 방법. 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 1 카피, L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 2 카피 이상 포함하는 재조합 벡터 및 형질 전환 세포 등도 제공된다.

Description

항체의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCTION OF ANTIBODY}

본 발명은 항체의 제조 방법에 관한 것이다.

유전자 재조합 기술을 사용하여 의약으로서 유용한 재조합 항체를 생산할 때에, 동물 세포를 사용하면, 원핵 세포가 실시할 수 없는 복잡한 번역 후 수식이나 폴딩이 가능해지기 때문에, 동물 세포는 재조합 항체 생산을 위한 숙주 세포로서 다용되어 왔다.

최근, 항체나 생리 활성 단백질 등의 많은 바이오 의약품이 배출되고 있다. 특히, 항체 의약의 경우에는 통상 1 회의 투여량이 ㎎ 오더가 되어, 상당한 양의 활성 성분으로서의 항체가 필요해진다. 재조합 항체를 효율적으로 동물 세포에 생산시키는 기술은 항체 의약품의 저비용화로 연결되어, 환자에 대한 안정적인 공급을 약속하는 것이다.

따라서, 보다 생산 효율이 높은 재조합 항체의 제조 방법이 요망되고 있다.

재조합 항체를 산생하기 위한 숙주 세포를 제조할 때에는, 통상 그 항체의 H 사슬을 코드하는 DNA 를 1 카피와, L 사슬을 코드하는 DNA 를 1 카피씩 숙주 세포에 도입한다 (비특허문헌 1 및 2).

Reff ME, Carner K, Chambers KS, Chinn PC, Leonard JE, Raab R et al. Depletion of B cells in vivo by a chimeric mouse human monoclonal antibody to CD20. Blood. 1994 Jan 15 ; 83 (2) : 435-45. Presta LG, Chen H, O'Connor SJ, Chisholm V, Meng YG, Krummen L, et al. Humanization of an anti-vascular endothelial growth factor monoclonal antibody for the therapy of solid tumors and other disorders. Cancer Res. 1997 Oct 15 ; 57 (20) : 4593-9.

한편, 원하는 재조합 항체의 H 사슬을 코드하는 DNA 를 1 카피, L 사슬을 코드하는 DNA 를 2 카피 이상 도입한 형질 전환 안정 발현 세포가 원하는 재조합 항체의 산생 향상에 기여할지 여부는 지금까지 알려져 있지 않다.

본 발명은 항체를 고산생하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 항체의 L 사슬을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하는 세포를 사용함으로써, 항체의 생산량을 증가시킬 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

본 발명의 요지는 이하와 같다.

(1) 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하는 세포를 사용하여 항체 또는 그 단편을 산생시키는 것을 포함하는, 항체 또는 그 단편의 제조 방법.

(2) 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하는 세포가 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 1 카피, 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 2 카피 이상 포함하는 벡터를 도입한 세포인 (1) 에 기재된 방법.

(3) 세포가 동물 세포인 (2) 에 기재된 방법.

(4) 동물 세포가 차이니즈 햄스터 난소 세포인 (3) 에 기재된 방법.

(5) 항체가 키메라 항체, 인간화 항체 또는 인간 항체인 (1) ∼ (4) 중 어느 하나에 기재된 방법.

(6) 항체가 항 IL-6 리셉터 항체, 항 IL-6 항체, 항글리피칸-3 항체, 항 CD3 항체, 항 CD20 항체, 항 GPIIb/IIIa 항체, 항 TNF 항체, 항 CD25 항체, 항 EGFR 항체, 항 Her2/neu 항체, 항 RSV 항체, 항 CD33 항체, 항 CD52 항체, 항 IgE 항체, 항 CD11a 항체, 항 VEGF 항체 및 항 VLA4 항체로 이루어지는 군에서 선택되는 (1) ∼ (5) 중 어느 하나에 기재된 방법.

(7) (1) ∼ (6) 중 어느 하나에 기재된 방법으로 제조된 항체 또는 그 단편을 함유하는 의약품을 제조하는 방법.

(8) 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 1 카피, 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 2 카피 이상 포함하는 재조합 벡터.

(9) (8) 에 기재된 벡터가 도입되어 있는 세포.

(10) 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하는 배양 세포.

(11) 항체의 H 사슬 또는 그 단편 보다 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 고발현하는 세포를 사용하여 항체 또는 그 단편을 산생시키는 것을 포함하는, 항체 또는 그 단편의 제조 방법.

(12) 세포가 항체 또는 그 단편을 항상적 발현 (stable expression) 하고 있는 세포인 (1) ∼ (7), (11) 중 어느 하나에 기재된 방법.

(13) 항체 또는 그 단편을 항상적 발현하고 있는, (9) 또는 (10) 에 기재된 세포.

본 발명에 의해, 저가로 원하는 재조합 항체를 생산할 수 있게 되었다.

본 명세서는 본원의 우선권의 기초인 일본 특허 출원 2008103308 호의 명세서 및/또는 도면에 기재되는 내용을 포함한다.

도 1 은 플라스미드당 L 사슬 발현 유닛을 1 copy 와 H 사슬 발현 유닛을 1 copy 유지하는 L 사슬 1 copy 발현 플라스미드 phGC33CAG#1 및 플라스미드당 L 사슬 발현 유닛을 2 copy 와 H 사슬 발현 유닛을 1 copy 유지하는 L 사슬 2 copy 발현 플라스미드 phGC33CAG1 을 나타낸다.
도 2 는 L 사슬 1 copy 발현 플라스미드 도입 세포주와 L 사슬 2 copy 발현 플라스미드 도입 세포주의 항체 (인간화 항인간 글리피칸-3 항체) 의 산생량을 나타내는 그래프이다.
도 3 은 인간화 항인간 IL-6R 항체 유전자의 H 사슬 1 copy 및 L 사슬 1 copy 로 구성되는 L 사슬 1 copy 발현 플라스미드와 H 사슬 1 copy 및 L 사슬 2 copy 로 구성되는 L 사슬 2 copy 발현 플라스미드를 나타낸다.
도 4 는 L 사슬 1 copy 발현 플라스미드 도입 세포주와 L 사슬 2 copy 발현 플라스미드 도입 세포주의 항체 (인간화 항인간 IL-6R 항체) 의 산생량을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하는 세포를 사용하여 항체 또는 그 단편을 산생시키는 것을 포함하는, 항체 또는 그 단편의 제조 방법을 제공한다.

본 발명 방법에 있어서, 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하는 세포는 예를 들어, 원하는 재조합 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 1 카피, L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 2 카피 이상 도입한 형질 전환 세포이며, 또한 원하는 재조합 항체 또는 그 단편을 산생하는 세포이면 된다.

본 발명 방법에 있어서, 원하는 재조합 항체는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 항 IL-6 리셉터 항체, 항 IL-6 항체, 항글리피칸-3 항체, 항 CD3 항체, 항 CD20 항체, 항 GPIIb/IIIa 항체, 항 TNF 항체, 항 CD25 항체, 항 EGFR 항체, 항 Her2/neu 항체, 항 RSV 항체, 항 CD33 항체, 항 CD52 항체, 항 IgE 항체, 항 CD11a 항체, 항 VEGF 항체, 항 VLA4 항체 등 어떠한 항원에 대한 재조합 항체이어도 된다. 항체는 인간, 마우스, 래트, 햄스터, 토끼, 원숭이 등의 동물 유래의 모노클로날 항체뿐만 아니라, 키메라 항체, 인간화 항체, bispecific 항체 등 인위적으로 개변한 유전자 재조합형 항체도 포함한다. 재조합 항체는 폴리에틸렌글리콜 등의 각종 분자와 결합시키는 등의 화학적인 수식이 이루어져도 된다. 또, 항체의 클래스도 특별히 한정되는 것이 아니고, 항체의 면역 글로불린 클래스는 특별히 한정되는 것이 아니며, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 등의 IgG, IgA, IgD, IgE, IgM 등 어느 클래스이어도 되는데, 의약으로서 사용하는 경우에는 IgG 및 IgM 이 바람직하다.

항체의 L 사슬을 코드하는 DNA 및 H 사슬을 코드하는 DNA 는 이하와 같이 하여 조제할 수 있다. 항체를 발현하는 유전자를 갖는 하이브리도마, 세포, 파지, 리보솜 등에서 mRNA 를 추출한다. 이 mRNA 로부터 역전사 효소를 사용하는 역전사 반응에 의해 cDNA 를 제조한다. L 사슬 유전자 또는 H 사슬 유전자와 상보 염기 배열을 갖는 프라이머와 cDNA 를 사용하는 PCR 에 의해 L 사슬 유전자 또는 H 사슬 유전자를 증폭시키고, 클로닝용 플라스미드와 결합함으로써 각 유전자를 취득한다.

본 발명 방법에 있어서, 원하는 재조합 항체의 단편으로는, Fab, F(ab')2, Fv 등을 들 수 있다.

항체의 L 사슬의 단편을 코드하는 DNA 및 H 사슬의 단편을 코드하는 DNA 는 이하와 같이 하여 조제할 수 있다. 항체를 발현하는 유전자를 갖는 하이브리도마, 세포, 파지, 리보솜 등에서 mRNA 를 추출한다. 이 mRNA 로부터 역전사 효소를 사용하는 역전사 반응에 의해 cDNA 를 제조한다. L 사슬 유전자 단편 또는 H 사슬 유전자 단편과 상보 염기 배열을 갖는 프라이머와 cDNA 를 사용하는 PCR 에 의해 L 사슬 유전자 단편 또는 H 사슬 유전자 단편을 증폭시키고, 클로닝용 플라스미드와 결합함으로써 각 유전자 단편을 취득한다.

본 발명자들은 재조합 항체의 H 사슬을 코드하는 DNA 를 1 카피, L 사슬을 코드하는 DNA 를 2 카피 이상 도입한 형질 전환 세포를 사용함으로써, 통상 재조합 항체의 제조에 사용되는, H 사슬을 코드하는 DNA 를 1 카피, L 사슬을 코드하는 DNA 를 1 카피 도입한 형질 전환 세포에 비해, 명백히 우위로 원하는 재조합 항체의 산생량이 증가하는 것을 알아내었다.

항체 분자를 구성하는 H 사슬 폴리펩티드와 L 사슬 폴리펩티드는 BiP (Immunoglobulin heavy chain binding protein) 의 서포트로 어셈블하고, 그 후 folding 함으로써 완전한 항체 구조를 완성한다. 이 어셈블 과정은 L 사슬 폴리펩티드 의존적이다 (Molecular Biology of the Cell, 1999, 10, 2209). 따라서 L 사슬 유전자수비를 높이고 L 사슬 폴리펩티드의 비율을 높임으로써, H 사슬 폴리펩티드와 L 사슬 폴리펩티드의 어셈블이 촉진되고, 산생량이 증가하는 것으로 생각할 수 있다.

그러나, 특히 항상 발현계 (Stable Expression) 에 의해 재조합 항체를 발현하고 있는 항상 발현 형질 전환 세포 (Stable Transformant) 의 경우, 일과성 발현계 (Transient Expression) 의 것 보다 H 사슬의 발현량이 저하되므로, H 사슬의 발현량이 보다 중요해지는 것이 시사되어 있다 (Biotechnol.Prog., 2005, 21, 122). 따라서, 항상 발현계의 경우, 항체의 산생량을 증가시키기 위하여 H 사슬과 L 사슬의 발현량의 비를 어떻게 제어하는지는 완전히 불분명하다.

재조합 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 의 수에 대한 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 의 수의 비는 1 보다 크면 되고, 1.1 이상 5 이하인 것이 바람직하며, 2 가 가장 바람직하다.

항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하는 세포로는, 예를 들어 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 포함하는 벡터 (예를 들어, 1 개) 와 그 벡터 보다 많은 수의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 포함하는 벡터 (예를 들어, 2 개 이상) 를 도입한 세포, H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 1 카피와, L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 1 카피를 동일한 벡터 내에 포함하는 벡터와 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 1 카피 포함하는 벡터를 1 개 이상 도입한 세포, H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 1 카피와, L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 2 카피 이상 동일한 벡터 내에 포함하는 벡터를 도입한 세포 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 1 카피와, L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 2 카피 이상 동일한 벡터 내에 포함하는 벡터를 도입한 세포이다.

H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 1 카피와 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 2 카피 이상 중 적어도 1 카피가 다른 것들과는 다른 벡터에 존재하는 경우, 이들 벡터의 도입 순서는 특별히 제한되지 않으며, 이들 벡터를 따로 따로 도입해도 되고, 동시에 도입해도 된다.

본 발명에서 항체의 발현에 사용하는 세포는 특별히 한정되지 않고, 동물 세포, 식물 세포, 효모 등의 진핵 세포, 대장균, 고초균 등의 원핵 세포 등 어떠한 세포이어도 되며, CHO 세포, COS 세포, 3T3 세포, 미엘로마 세포, BHK 세포, HeLa 세포, Vero 세포 등의 동물 세포가 바람직하며, 특히 CHO 세포가 바람직하다. 또, 원하는 항체를 제조하기 위해서는, CHO dhfr-세포 등 원하는 유전자를 도입하기에 적합한 세포인 것이 바람직하다. 예를 들어, 유전자 공학적 조작에 의해 원하는 항체를 코드하는 유전자를 끼워넣은 COS 세포나 CHO 세포를 배양할 수 있다.

본 발명 방법에서 사용할 수 있는 벡터로는, 예를 들어 대장균을 숙주로 하는 경우에는, 벡터를 대장균 (예를 들어 JM109, DH5

, HB101, XL1Blue) 등에 의해 대량으로 증폭시켜 대량 조제하기 위하여, 대장균에 의해 증폭되기 위한 「ori」를 가지며, 또한 형질 전환된 대장균의 선발 유전자 (예를 들어, 어떠한 약제 (암피실린이나 테트라사이클린, 카나마이신, 클로람페니콜) 에 의해 판별할 수 있는 약제 내성 유전자) 를 갖는 것이 바람직하다. 벡터의 예로는 M13 계 벡터, pUC 계 벡터, pBR322, pBluescript, pCR-Script 등을 들 수 있다. 또, cDNA 의 서브 클로닝, 절단을 목적으로 한 경우, 상기 벡터 이외에, 예를 들어 pGEM-T, pDIRECT, pT7 등을 들 수 있다. 본 발명의 항체 또는 그 단편을 생산하는 목적에 있어서 벡터를 사용하는 경우에는, 특히 발현 벡터가 유용하다. 발현 벡터로는, 예를 들어 대장균에 의한 발현을 목적으로 한 경우에는, 벡터가 대장균에 의해 증폭되는 상기 특징을 갖는 것 이외에, 숙주를 JM109, DH5

, HB101, XL1-Blue 등의 대장균으로 한 경우에 있어서는, 대장균에 의해 효율적으로 발현할 수 있는 프로모터, 예를 들어, lacZ 프로모터 (Ward 들, Nature (1989) 341, 544-546 ; FASEB J. (1992) 6, 2422-2427), araB 프로모터 (Better 들, Science (1988) 240, 1041-1043), 또는 T7 프로모터 등을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 벡터로는, 상기 벡터 이외에 pGEX-5X-1 (Pharmacia 사 제조), 「QIAexpress system」 (Qiagen 사 제조), pEGFP, 또는 pET (이 경우, 숙주는 T7 RNA 폴리머라아제를 발현하고 있는 BL21 이 바람직하다) 등을 들 수 있다.

또, 벡터에는, 폴리펩티드 분비를 위한 시그널 배열이 포함되어 있어도 된다. 폴리펩티드 분비를 위한 시그널 배열로는, 대장균의 페리플라즘에 산생시키는 경우, pelB 시그널 배열 (Lei, S.P. et al J.Bacteriol. (1987) 169, 4379) 을 사용하면 된다. 숙주 세포에 대한 벡터의 도입은 예를 들어 염화 칼슘법, 일렉트로포레이션법을 사용하여 실시할 수 있다.

대장균을 숙주로 하는 경우 이외에도, 예를 들어 본 발명 방법에서 사용할 수 있는 벡터로는, 포유 동물 유래의 발현 벡터 (예를 들어, pcDNA 3 (Invitrogen 사 제조) 이나, pEGF-BOS (Nucleic Acids.Res.1990, 18 (17), p5322), pEF, pCDM8 이나 INPEP4 (Biogen-IDEC 사 제조)), 곤충 세포 유래의 발현 벡터 (예를 들어 「Bac-to-BAC baculovairus expression system」 (GIBCO BRL 사 제조), pBacPAK8), 식물 유래의 발현 벡터 (예를 들어 pMH1, pMH2), 동물 바이러스 유래의 발현 벡터 (예를 들어 pHSV, pMV, pAdexLcw), 레트로 바이러스 유래의 발현 벡터 (예를 들어 pZIpneo), 효모 유래의 발현 벡터 (예를 들어, 「Pichia Expression Kit」 ( Invitrogen 사 제조), pNV11, SP-Q01), 고초균 유래의 발현 벡터 (예를 들어 pPL608, pKTH50) 등을 들 수 있다.

CHO 세포, COS 세포, NIH3T3 세포 등의 동물 세포에서의 발현을 목적으로 한 경우에는, 세포 내에서 발현시키기 위하여 필요한 프로모터, 예를 들어 SV40 프로모터 (Mulligan 들, Nature (1979) 277, 108), MMLV-LTR 프로모터, EF1

프로모터 (Mizushima 들, Nucleic Acids Res. (1990) 18, 5322), CMV 프로모터 (Niwa 들, Gene. (1991) 108, 193), 마우스 β 글로빈 프로모터 (mBGP) 등을 갖고 있는 것이 바람직하고, 세포에 대한 형질 전환을 선발하기 위한 유전자 (예를 들어, 약제 (네오마이신, G418 등) 에 의해 판별할 수 있는 약제 내성 유전자) 를 가지면 더욱 바람직하다. 이와 같은 특성을 갖는 벡터로는, 예를 들어 pMAM, pDR2, pBK-RSV, pBK-CMV, pOPRSV, pOP13 등을 들 수 있다. polyA 를 갖는 mRNA 는 세포 내에서 안정적인 것이 알려져 있으며, polyA 를 유전자에 부가시키기 위하여 필요한 폴리 A 시그널, 예를 들어 마우스 β 글로빈 polyA 시그널, 소 성장 호르몬 polyA 시그널, SV40 polyA 시그널 등을 갖고 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 세포는 일과성 발현계 (Transient Expression) 에 의해 항체 또는 그 단편이 발현되어 있어도 되고, 항상적 발현계 (Stable Expression) 에 의해 발현되어 있어도 되는데, 항상적 발현계에 의해 발현되어 있는 것이 바람직하다.

일과성 발현계란, 고리형 플라스미드를 인산 칼슘법, 일렉트로포레이션법, 리포펙션법 등에 의해 세포 내에 끌어들여 발현시키는 방법이다. 고리형 플라스미드는 염색체에 삽입되는 효율이 낮아, 목적 유전자가 염색체 밖에 존재하는 경우가 많다. 이 때문에 고리형 플라스미드로부터의 목적 유전자의 발현은 장기간 유지하기 어렵다.

항상적 발현계란, 제한 효소 처리 등에 의해 제조한 직사슬형 플라스미드를 인산 칼슘법, 일렉트로포레이션법, 리포펙션법 등에 의해 세포 내에 끌어들여 발현시키는 방법이다. 직사슬형 플라스미드는 고리형 플라스미드 보다 염색체에 삽입되는 효율이 높아, 목적 유전자가 염색체 상에 유지되는 효율도 높아진다. 이 때문에 목적 유전자의 발현을 장기간 유지할 수 있다. 또 플라스미드에 대한 약제 내성 유전자의 도입을 실시하면 약제 선발이 가능해지고, 목적 유전자가 염색체 상에 유지된 세포를 효율적으로 선택할 수 있게 된다. 항상적 발현계에서 사용하는 동물 세포로는 CHO 세포, NS0 세포, SP2/0 세포 등을 들 수 있으며 CHO 세포가 바람직하다.

또, 유전자를 안정적으로 발현시키고 또한, 세포 내에서의 유전자의 카피수의 증폭을 목적으로 하는 경우에는, 핵산 합성 경로를 결손시킨 CHO 세포에 그것을 상보하는 DHFR 유전자를 갖는 벡터 (예를 들어, pCHOI 등) 를 도입하고, 메토트렉세이트 (MTX) 에 의해 증폭시키는 방법을 들 수 있으며, 또한 유전자의 일과성 발현을 목적으로 하는 경우에는, SV40 T 항원을 발현하는 유전자를 염색체 상에 갖는 COS 세포를 사용하여 SV40 의 복제 기점을 갖는 벡터 (pcD 등) 로 형질 전환하는 방법을 들 수 있다. 복제 개시점으로는, 또 폴리오마 바이러스, 아데노 바이러스, 소 파필로마 바이러스 (BPV) 등에서 유래된 것을 사용할 수도 있다. 또한, 숙주 세포계에서 유전자 카피수 증폭을 위하여, 발현 벡터는 선택 마커로서 아미노글리코시드 트랜스퍼라아제 (APH) 유전자, 티미딘키나아제 (TK) 유전자, 대장균 크산틴구아닌포스포리보실 트랜스퍼라아제 (Ecogpt) 유전자, 디하이드로 엽산 환원 효소 (dhfr) 유전자 등을 포함할 수 있다.

본 발명은 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 1 카피, 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 2 카피 이상 포함하는 재조합 벡터도 제공한다.

본 발명의 벡터는 숙주 세포 내에서 재조합 항체 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 유지하거나, 재조합 항체 또는 그 단편을 발현시키기 위하여 유용하다. 숙주 세포에 재조합 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 1 copy, L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 2 copy 이상 도입시킴으로써, H 사슬 폴리펩티드의 항체 분자에 대한 어셈블이 촉진되고, 숙주 세포에 의한 원하는 재조합 항체 또는 그 단편의 생산을 증가시킬 수 있다.

또, 본 발명은 본 발명의 벡터가 도입된 숙주 세포를 제공한다. 본 발명의 벡터가 도입되는 숙주 세포는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 대장균이나 여러 동물 세포 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 숙주 세포는 예를 들어 본 발명의 항체 또는 그 단편의 제조나 발현을 위한 산생계로서 사용할 수 있다. 폴리펩티드 제조를 위한 산생계로는, in vitro 및 in vivo 의 산생계가 있다. in vitro 의 산생계로는, 진핵 세포를 사용하는 산생계나 원핵 세포를 사용하는 산생계 등을 들 수 있다.

진핵 세포를 사용하는 경우, 예를 들어 동물 세포, 식물 세포, 진균 세포를 숙주에 사용할 수 있다. 동물 세포로는 포유류 세포, 예를 들어 CHO (J.Exp.Med. (1995) 108, 945), COS, 3T3, 미엘로마, BHK (baby hamster kidney), HeLa, Vero, 양서류 세포, 예를 들어 아프리카 발톱 개구리 난모 세포 (Valle, et al., Nature (1981) 291, 358-340), 혹은 곤충 세포, 예를 들어 Sf9, Sf21, Tn5 가 알려져 있다. CHO 세포로는, 특히 DHFR 유전자를 결손시킨 CHO 세포인 dhfr-CHO (Proc.Natl.Acad.Sci.USA (1980) 77, 4216-4220) 나 CHO K-1 (Proc.Natl.Acad.Sci.USA (1968) 60, 1275) 를 바람직하게 사용할 수 있다. 동물 세포에 있어서, 대량 발현을 목적으로 하는 경우에는 특히 CHO 세포가 바람직하다. 숙주 세포에 대한 벡터의 도입은 예를 들어 인산 칼슘법, DEAE 덱스트란법, 카티오닉리보솜 DOTAP (Boehringer　Mannheim 사 제조) 를 사용한 방법, 일렉트로포레이션법, 리포펙션 등의 방법으로 실시할 수 있다.

식물 세포로는, 예를 들어 니코티아나·타바컴 (Nicotiana tabacum) 유래의 세포가 폴리펩티드 생산계로서 알려져 있고, 이것을 캘러스 배양하면 된다. 진균 세포로는 효모, 예를 들어 사카로미세스 (Saccharomyces) 속, 예를 들어 사카로미세스·세레비시에 (Saccharomyces cerevisiae), 사상균, 예를 들어 아스페르길루스 (Aspergillus) 속, 예를 들어 아스페르길루스·니거 (Aspergillus niger) 가 알려져 있다.

원핵 세포를 사용하는 경우, 세균 세포를 사용하는 산생계가 있다. 세균 세포로는 대장균 (E. coli), 예를 들어 JM109, DH5

, HB101 등을 들 수 있고, 그 외에 고초균이 알려져 있다.

이들 세포를 목적으로 하는 유전자에 의해 형질 전환하고, 형질 전환된 세포를 in vitro 에서 배양함으로써, 목적으로 하는 유전자가 코드되는 폴리펩티드가 얻어진다. 배양은 공지된 방법에 따라 실시할 수 있다. 예를 들어 동물 세포의 배양액으로서, 예를 들어 DMEM, MEM, RPMI1640, IMDM 을 사용할 수 있다. 그 때, 소 태아 혈청 (FCS) 등의 혈청 보충액을 병용할 수도 있으며, 무혈청 배양해도 된다. 배양시의 pH 는 약 6 ∼ 8 인 것이 바람직하다. 배양은 통상, 약 30 ∼ 40 ℃ 에서 약 15 ∼ 200 시간 실시하고, 필요에 따라 배지의 교환, 통기, 교반을 추가한다.

항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하는 세포를 배양함으로써, 이 세포에 항체 또는 그 단편을 종래 보다 고발현시킬 수 있다. 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하는 세포의 배양에는, 통상적인 세포 (바람직하게는, 동물 세포) 배양에서 사용되고 있는 배지를 사용할 수 있다. 이들에는 통상, 아미노산, 비타민류, 지질 인자, 에너지원, 침투압 조절제, 철원(鐵源), pH 완충제를 함유한다. 이들 성분의 함량은 통상, 아미노산은 0.05 - 1500 ㎎/ℓ, 비타민류는 0.001 - 10 ㎎/ℓ, 지질 인자는 0 - 200 ㎎/ℓ, 에너지원은 1 - 20 g/ℓ, 침투압 조절제는 0.1 - 10000 ㎎/ℓ, 철원은 0.1 - 500 ㎎/ℓ, pH 완충제는 1 - 10000 ㎎/ℓ, 미량 금속 원소는 0.00001 - 200 ㎎/ℓ, 계면 활성제는 0 - 5000 ㎎/ℓ, 증식 보조 인자는 0.05 - 10000 ㎍/ℓ 및 뉴클레오시드는 0.001 - 50 ㎎/ℓ 의 범위가 적당한데, 이들에 한정되지 않고, 배양하는 세포의 종류, 원하는 재조합 항체 또는 그 단편의 종류 등에 따라 적절히 결정할 수 있다.

상기 성분 이외에, 예를 들어 미량 금속 원소, 계면 활성제, 증식 보조 인자, 뉴클레오시드 등을 첨가해도 된다.

구체적으로는, 예를 들어 L-알라닌, L-알기닌, L-아스파라긴, L-아스파르트산, L-시스테인, L-시스틴, L-글루타민, L-글루탐산, 글리신, L-히스티딘, L-이소류신, L-류신, L-리신, L-메티오닌, L-오르니틴, L-페닐알라닌, L-프롤린, L-세린, L-트레오닌, L-트립토판, L-티로신, L-발린 등, 바람직하게는 L-알라닌, L-알기닌, L-아스파라긴, L-아스파르트산, L-시스틴, L-글루타민, L-글루탐산, 글리신, L-히스티딘, L-이소류신, L-류신, L-리신, L-메티오닌, L-페닐알라닌, L-프롤린, L-세린, L-트레오닌, L-트립토판, L-티로신, L-발린 등의 아미노산류 ; i-이노시톨, 비오틴, 엽산, 리포산, 니코틴아미드, 니코틴산, p-아미노 벤조산, 판토텐산 칼슘, 염산 피리독살, 염산 피리독신, 리보플라빈, 염산 티아민, 비타민 B12, 아스코르브산 등, 바람직하게는 비오틴, 엽산, 리포산, 니코틴산 아미드, 판토텐산 칼슘, 염산 피리독살, 리보플라빈, 염산 티아민, 비타민 B12, 아스코르브산 등의 비타민류 ; 염화 콜린, 타르타르산 콜린, 리놀산, 올레산, 콜레스테롤 등, 바람직하게는 염화 콜린 등의 지질 인자 ; 글루코오스, 갈락토오스, 만노오스, 프룩토오스 등, 바람직하게는 글루코오스 등의 에너지원 ; 염화 나트륨, 염화 칼륨, 질산 칼륨 등, 바람직하게는 염화 나트륨 등의 침투압 조절제 ; EDTA 철, 시트르산 철, 염화 제1철, 염화 제2철, 황산 제1철, 황산 제2철, 질산 제2철 등, 바람직하게는 염화 제2철, EDTA 철, 시트르산 철 등의 철원류 ; 탄산 수소 나트륨, 염화 칼슘, 인산 2수소 나트륨, HEPES, MOPS 등, 바람직하게는 탄산 수소 나트륨 등의 pH 완충제를 함유하는 배지를 예시할 수 있다.

상기 성분 이외에, 예를 들어 황산 구리, 황산 망간, 황산 아연, 황산 마그네슘, 염화 니켈, 염화 주석, 염화 마그네슘, 아(亞)규산 나트륨 등, 바람직하게는 황산 구리, 황산 아연, 황산 마그네슘 등의 미량 금속 원소 ; Tween80, 플루로닉 F68 등의 계면 활성제 ; 및 재조합형 인슐린, 재조합형 IGF-1, 재조합형 EGF, 재조합형 FGF, 재조합형 PDGF, 재조합형 TGF-

, 염산 에탄올아민, 아(亞)셀렌산 나트륨, 레티노산, 염산 푸트레신 등, 바람직하게는 아셀렌산 나트륨, 염산 에탄올아민, 재조합형 IGF-1, 염산 푸트레신 등의 증식 보조 인자 ; 데옥시아데노신, 데옥시시티딘, 데옥시구아노신, 아데노신, 시티딘, 구아노신, 유리딘 등의 뉴클레오시드 등을 첨가해도 된다. 또한 상기 배지의 적합예에 있어서는, 스트렙토마이신, 페니실린 G 칼륨 및 겐타마이신 등의 항생 물질이나, 페놀 레드 등의 pH 지시약을 함유하고 있어도 된다.

배지의 pH 는 배양하는 세포에 따라 상이한데, 일반적으로는 pH 6.8 ∼ 7.6, 많은 경우 pH 7.0 ∼ 7.4 가 적당하다.

배지는 시판되는 동물 세포 배양용 배지, 예를 들어 D-MEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium), D-MEM/F-12 1 : 1 Mixture (Dulbecco's Modified Eagle Medium : Nutrient Mixture F-12), RPMI1640, CHO-S-SFM II (Invitrogen 사), CHO-SF (Sigma-Aldrich 사), EX-CELL 301 (JRH biosciences 사), CD-CHO (Invitrogen 사), IS CHO-V (Irvine Scientific 사), PF-ACF-CHO (Sigma-Aldrich 사) 등의 배지를 사용할 수도 있다.

또, 배지는 무혈청 배지이어도 된다.

세포가 CHO 세포인 경우, CHO 세포의 배양은 당업자에게 공지된 방법을 사용하여 실시할 수 있다. 예를 들어 통상, 기상 (氣相) 의 CO₂ 농도가 0 - 40％, 바람직하게는 2 - 10％ 의 분위기하, 30 - 39 ℃, 바람직하게는 37 ℃ 정도에서 배양할 수 있다.

원하는 재조합 항체 또는 그 단편을 산생하기 위하여 적당한 세포의 배양 기간은 통상 1 일 ∼ 3 개월이며, 바람직하게는 1 일 ∼ 2 개월, 더욱 바람직하게는 1 일 ∼ 1 개월이다.

또, 동물 세포 배양용 각종 배양 장치로는, 예를 들어 발효조형 탱크 배양 장치, 에어 리프트형 배양 장치, 컬쳐 플라스크형 배양 장치, 스피너 플라스크형 배양 장치, 마이크로 캐리어형 배양 장치, 유동층형 배양 장치, 할로우 파이버형 배양 장치, 롤러 보틀형 배양 장치, 충전조형 배양 장치 등을 사용하여 배양할 수 있다.

배양은 배치 배양 (batch culture), 유가 배양 (fed-batch culture), 연속 배양 (continuous culture) 등 중 어느 방법을 사용해도 되는데, 유가 배양 또는 연속 배양이 바람직하며, 유가 배양이 보다 바람직하다.

한편, in vivo 에서 항체 또는 그 단편을 산생시키는 계로는, 예를 들어 동물을 사용하는 산생계나 식물을 사용하는 산생계를 들 수 있다. 이들 동물 또는 식물에 목적으로 하는 유전자를 도입하여, 동물 또는 식물의 체내에서 폴리펩티드를 산생시키고 회수한다. 본 발명에 있어서의 「숙주」란, 이들 동물, 식물을 포함한다.

동물을 사용하는 경우, 포유류 동물, 곤충을 사용하는 산생계가 있다. 포유류 동물로는 염소, 돼지, 양, 마우스, 소를 사용할 수 있다 (Vicki Glaser, SPECTRUM Biotechnology Applications, 1993). 또, 포유류 동물을 사용하는 경우, 트랜스제닉 동물을 사용할 수 있다.

트랜스제닉 동물의 제조 방법은 공지이다. 예를 들어, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77 : 7380-7384 (1980) 에 기재된 방법에 의해, 트랜스제닉 동물을 얻을 수 있다. 구체적으로는, 목적으로 하는 유전자를 포유 동물의 전능 세포에 도입하고, 이 세포를 개체로 발생시킨다. 얻어진 개체 중, 체세포 및 생식 세포 중에 도입 유전자가 끼워넣어져 있던 개체를 선별함으로써, 목적으로 하는 트랜스제닉 동물을 제조할 수 있다. 유전자를 도입하는 전능 세포로는, 수정란이나 초기배 이외에, 다분화능을 갖는 ES 세포와 같은 배양 세포 등을 들 수 있다.

예를 들어, 목적으로 하는 유전자 (본 발명에 있어서는, 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 와 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA) 를, 염소 β 카세인과 같은 유즙 (乳汁) 중에 고유하게 산생되는 폴리펩티드를 코드하는 유전자와의 융합 유전자로서 조제한다. 이어서, 이 융합 유전자를 포함하는 유전자 단편을 염소의 배 (胚) 에 주입하고, 이 배를 암컷 염소에게 이식한다. 배를 수용한 염소에게서 태어나는 트랜스제닉 염소 또는 그 자손이 산생하는 유즙으로부터, 목적으로 하는 폴리펩티드 (본 발명에 있어서는, 항체 또는 그 단편) 를 얻을 수 있다. 트랜스제닉 염소로부터 산생되는 폴리펩티드를 함유하는 유즙량을 증가시키기 위하여, 적절히 호르몬을 트랜스제닉 염소에 사용해도 된다 (Ebert, K.M. et al., Bio/Technology (1994) 12, 699-702).

또, 곤충으로는, 예를 들어 누에를 사용할 수 있다. 누에를 사용하는 경우, 목적으로 하는 폴리펩티드를 코드하는 유전자 (본 발명에 있어서는, 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 와 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA) 를 삽입한 바큘로 바이러스를 누에에 감염시킴으로써, 이 누에의 체액으로부터 목적으로 하는 폴리펩티드를 얻을 수 있다 (Susumu, M. et al., Nature (1985) 315, 592-594).

또한, 식물을 사용하는 경우, 예를 들어 담배를 사용할 수 있다. 담배를 사용하는 경우, 목적으로 하는 폴리펩티드를 코드하는 유전자 (본 발명에 있어서는, 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 와 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA) 를 식물 발현용 벡터, 예를 들어 pMON 530 에 삽입하고, 이 벡터를 아그로박테리움·튜메파시엔스 (Agrobacterium tumefaciens) 와 같은 박테리아에 도입한다. 이 박테리아를 담배, 예를 들어 니코티아나·타바컴 (Nicotiana tabacum) 에 감염시켜, 본 담배의 잎으로부터 원하는 폴리펩티드 (본 발명에 있어서는, 항체 또는 그 단편) 를 얻을 수 있다 (Julian K.-C. Ma et al., Eur.J.Immunol. (1994) 24, 131-138).

본 발명은 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하는 배양 세포도 제공한다. 배양 세포는 상기와 같다.

또, 본 발명은 항체의 H 사슬 또는 그 단편 보다 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 고발현하는 세포를 사용하여 항체 또는 그 단편을 산생시키는 것을 포함하는, 항체 또는 그 단편의 제조 방법도 제공한다. 항체의 H 사슬 또는 그 단편 보다 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 고발현하는 세포로는, 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하는 세포를 들 수 있으며, 이와 같은 세포는 상기와 같다. 항체의 H 사슬 또는 그 단편 보다 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 고발현하는 세포를 배양함으로써, 이 세포에 항체 또는 그 단편을 산생시킬 수 있다. 배지나 배양 조건 등은 상기와 같다.

본 발명의 제조 방법으로 생산되는 항체로는, 인간, 마우스, 래트, 햄스터, 토끼, 원숭이 등의 동물 유래의 모노클로날 항체뿐만 아니라, 키메라 항체, 인간화 항체, bispecific 항체 등 인위적으로 개변한 유전자 재조합형 항체도 포함된다. 또, 항체의 클래스도 특별히 한정되는 것이 아니고, 항체의 면역 글로불린 클래스는 특별히 한정되는 것이 아니며, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 등의 IgG, IgA, IgD, IgE, IgM 등 어느 클래스이어도 되는데, 의약으로서 사용하는 경우에는 IgG 및 IgM 이 바람직하다. 또한, 본 발명의 항체로는 whole 항체뿐만 아니라, Fv, Fab, F(ab)₂ 등의 항체 단편 등도 포함된다.

본 발명 방법으로 제조한 항체를 또한 항체 수식물로서, 폴리에틸렌글리콜 (PEG) 등의 각종 분자와 결합시켜, 항체 수식물로서 사용할 수도 있다. 이와 같은 항체 수식물을 얻기 위해서는, 얻어진 항체에 화학적인 수식을 실시함으로써 얻을 수 있다. 이들 방법은 이 분야에 있어서 이미 확립되어 있다.

상기 서술한 본 발명의 항체는 당업자에게 주지된 방법에 의해 제조할 수 있다.

모노클로날 항체를 산생하는 하이브리도마는 기본적으로는 공지 기술을 사용하고, 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 즉, 원하는 항원이나 원하는 항원을 발현하는 세포를 감작 항원으로서 사용하여, 이것을 통상적인 면역 방법에 따라 면역시키고, 얻어지는 면역 세포를 통상적인 세포 융합법에 의해 공지된 모세포와 융합시켜, 통상적인 스크리닝법에 의해, 모노클로날 항체 산생 세포 (하이브리도마) 를 스크리닝함으로써 제조할 수 있다. 하이브리도마의 제조는 예를 들어 밀스테인 들의 방법 (Kohler.G. and Milstein, C., Methods Enzymol. (1981) 73 : 3-46) 등에 준하여 실시할 수 있다. 항원의 면역원성이 낮은 경우에는, 알부민 등의 면역원성을 갖는 거대 분자와 결합시켜 면역을 실시하면 된다.

또, 항체 유전자를 하이브리도마로부터 클로닝하고, 적당한 벡터에 끼워넣고 이것을 숙주에 도입하여, 유전자 재조합 기술을 사용하여 산생시킨 유전자 재조합형 항체를 사용할 수 있다 (예를 들어, Carl, A.K.Borrebaeck, James, W. Larrick, THERAPEUTIC MONOCLONAL ANTIBODIES, Published in the United Kingdom by MACMILLAN PUBLISHERS LTD, 1990 참조). 구체적으로는, 하이브리도마의 mRNA 로부터 역전사 효소를 사용하여 항체의 가변 영역 (V 영역) 의 cDNA 를 합성한다. 목적으로 하는 항체의 V 영역을 코드하는 DNA 가 얻어지면, 이것을 원하는 항체 정상 영역 (C 영역) 을 코드하는 DNA 와 연결하고, 이것을 발현 벡터에 끼워 넣는다. 또는, 항체의 V 영역을 코드하는 DNA 를, 항체 C 영역의 DNA 를 포함하는 발현 벡터에 끼워넣어도 된다. 발현 제어 영역, 예를 들어 인핸서, 프로모터의 제어하에서 발현하도록 발현 벡터에 끼워 넣는다. 다음으로, 이 발현 벡터에 의해 숙주 세포를 형질 전환하여, 항체를 발현시킬 수 있다.

본 발명에서는, 인간에 대한 이종 항원성을 저하시키는 것 등을 목적으로 하여, 인위적으로 개변한 유전자 재조합형 항체, 예를 들어 키메라 (Chimeric) 항체, 인간화 (Humanized) 항체 등을 사용할 수 있다. 이들 개변 항체는 이미 알려진 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 키메라 항체는 인간 이외의 포유 동물, 예를 들어 마우스 항체의 중사슬, 경사슬의 가변 영역과 인간 항체의 중사슬, 경사슬의 정상 영역으로 이루어지는 항체로서, 마우스 항체의 가변 영역을 코드하는 DNA 를 인간 항체의 정상 영역을 코드하는 DNA 와 연결하고, 이것을 발현 벡터에 끼워넣고 숙주에 도입하여 산생시킴으로써 얻을 수 있다.

인간화 항체는 재구성 (reshaped) 인간 항체라고도 칭해지며, 인간 이외의 포유 동물, 예를 들어 마우스 항체의 상보성 결정 영역 (CDR ; complementarity determining region) 을 인간 항체의 상보성 결정 영역에 이식한 것으로서, 그 일반적인 유전자 재조합 수법도 알려져 있다. 구체적으로는, 마우스 항체의 CDR 과 인간 항체의 프레임워크 영역 (framework region ; FR) 을 연결하도록 설계한 DNA 배열을, 말단부에 오버랩되는 부분을 갖도록 제조한 몇 개의 올리고뉴클레오티드로부터 PCR 법에 의해 합성한다. 얻어진 DNA 를 인간 항체 정상 영역을 코드하는 DNA 와 연결하고, 이어서 발현 벡터에 끼워넣고, 이것을 숙주에 도입하여 산생시킴으로써 얻어진다 (유럽 특허 출원 공개 번호 EP 239400, 국제 특허 출원 공개 번호 WO 96/02576 참조). CDR 을 통해 연결되는 인간 항체의 FR 은 상보성 결정 영역이 양호한 항원 결합 부위를 형성하는 것이 선택된다. 필요에 따라, 재구성 인간 항체의 상보성 결정 영역이 적절한 항원 결합 부위를 형성하도록 항체의 가변 영역의 프레임워크 영역의 아미노산을 치환해도 된다 (Sato, K.et al., Cancer Res. (1993) 53, 851-856).

또, 인간 항체의 취득 방법도 알려져 있다. 예를 들어, 인간 임파구를 in vitro 에서 원하는 항원 또는 원하는 항원을 발현하는 세포로 감작시키고, 감작 임파구를 인간 미엘로마 세포, 예를 들어 U266 과 융합시켜, 항원에 대한 결합 활성을 갖는 원하는 인간 항체를 얻을 수도 있다 (일본 특허공보 평1-59878 참조). 또, 인간 항체 유전자의 모든 레퍼터리를 갖는 트랜스제닉 동물을 항원으로 면역시킴으로써 원하는 인간 항체를 취득할 수 있다 (국제 특허 출원 공개 번호 WO 93/12227, WO 92/03918, WO 94/02602, WO 94/25585, WO 96/34096, WO 96/33735 참조). 또한, 인간 항체 라이브러리를 사용하여, 패닝에 의해 인간 항체를 취득하는 기술도 알려져 있다. 예를 들어, 인간 항체의 가변 영역을 1 개 사슬 항체 (scFv) 로서 파지 디스플레이법에 의해 파지의 표면에 발현시켜, 항원에 결합하는 파지를 선택할 수 있다. 선택된 파지의 유전자를 해석하면, 항원에 결합하는 인간 항체의 가변 영역을 코드하는 DNA 배열을 결정할 수 있다. 항원에 결합하는 scFv 의 DNA 배열이 분명해지면, 당해 배열을 포함하는 적당한 발현 벡터를 제조하여 인간 항체를 취득할 수 있다. 이들 방법은 이미 공지된 것으로서, WO 92/01047, WO 92/20791, WO 93/06213, WO 93/11236, WO 93/19172, WO 95/01438, WO 95/15388 을 참고로 할 수 있다.

상기와 같이 얻어진 항체 또는 그 단편은 균일하게 될 때까지 정제할 수 있다. 항체 또는 그 단편의 분리, 정제는 통상적인 폴리펩티드에서 사용되고 있는 분리, 정제 방법을 사용하면 된다. 예를 들어, 어피니티 크로마토그래피 등의 크로마토그래피 칼럼, 필터, 한외 여과, 염석, 투석, SDS 폴리아크릴아미드겔 전기 영동, 등전점 전기 영동 등을 적절히 선택, 조합하면, 항체를 분리, 정제할 수 있는데 (Antibodies : A Laboratory Manual. Ed Harlow and David Lane, Cold Spring Harbor Laboratory, 1988), 이들에 한정되는 것은 아니다. 상기에서 얻어진 항체의 농도 측정은 흡광도의 측정 또는 효소 결합 면역 흡착 검정법 (Enzyme-linked immunosorbent assay ; ELISA) 등에 의해 실시할 수 있다.

어피니티 크로마토그래피에 사용하는 칼럼으로는, 프로테인 A 칼럼, 프로테인 G 칼럼을 들 수 있다. 예를 들어, 프로테인 A 칼럼을 사용한 칼럼으로서, Hyper D, POROS, Sepharose F.F. (Pharmacia) 등을 들 수 있다.

어피니티 크로마토그래피 이외의 크로마토그래피로는, 예를 들어 이온 교환 크로마토그래피, 소수성 크로마토그래피, 겔 여과, 역상 크로마토그래피, 흡착 크로마토그래피 등을 들 수 있다 (Strategies for Protein Purification and Characterization : A Laboratory Course Manual. Ed Daniel R. Marshak et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1996). 이들 크로마토그래피는 HPLC, FPLC 등의 액상 크로마토그래피를 사용하여 실시할 수 있다.

또한, 폴리펩티드를 정제 전 또는 정제 후에 적당한 폴리펩티드 수식 효소를 작용시킴으로써, 임의로 수식을 가하거나 부분적으로 펩티드를 제거할 수도 있다. 폴리펩티드 수식 효소로는, 예를 들어 트립신, 키모트립신, 리실엔도펩티다아제, 프로테인키나아제, 글루코시다아제 등이 사용된다.

본 발명 방법에 의해 제조된 항체 또는 그 단편이 의약으로서 이용 가능한 생물학적 활성을 갖는 경우에는, 이 폴리펩티드를 의약적으로 허용되는 담체 또는 첨가제와 혼합하여 제제화함으로써 의약품을 제조할 수 있다.

의약적으로 허용되는 담체 및 첨가제의 예로서, 물, 의약적으로 허용되는 유기 용제, 콜라겐, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 카르복시비닐 폴리머, 카르복시메틸셀룰로오스나트륨, 폴리아크릴산 나트륨, 알긴산 나트륨, 수용성 덱스트란, 카르복시메틸스타치나트륨, 펙틴, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 잔탄검, 아라비아 고무, 카세인, 한천, 폴리에틸렌글리콜, 디글리세린, 글리세린, 프로필렌글리콜, 바셀린, 파라핀, 스테아릴알코올, 스테아르산, 인간 혈청 알부민 (HSA), 만니톨, 소르비톨, 락토오스, 의약 첨가물로서 허용되는 계면 활성제 등을 들 수 있다.

실제 첨가물은 본 발명 치료제의 제형에 따라 상기한 것 중에서 단독으로 또는 적절히 조합하여 선택되는데, 물론 이들에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 주사용 제제로서 사용하는 경우, 정제된 폴리펩티드를 용제, 예를 들어 생리 식염수, 완충액, 포도당 용액 등에 용해하고, 이것에 흡착 방지제, 예를 들어 Tween80, Tween20, 젤라틴, 인간 혈청 알부민 등을 첨가한 것을 사용할 수 있다. 혹은, 사용 전에 용해 재구성하는 제형으로 하기 위하여 동결 건조시킨 것이어도 되고, 동결 건조를 위한 부형제로는, 예를 들어 만니톨, 포도당 등의 당 알코올이나 당류를 사용할 수 있다.

항체 또는 그 단편의 유효 투여량은 항체 또는 그 단편의 종류, 치료나 예방의 대상으로 하는 질환의 종류, 환자의 연령, 질환의 중증도 등에 따라 적절히 선택된다. 예를 들어, 항체가 항글리피칸-3 항체이며, 이것을 항암제로서 사용하는 경우, 항글리피칸-3 항체의 유효 투여량은 1 회에 대하여 체중 1 ㎏ 당 0.001 ㎎ 내지 1000 ㎎ 의 범위에서 선택된다. 혹은, 환자당 0.01 ∼ 100000 ㎎/body 의 투여량을 선택할 수 있다. 그러나, 이들 투여량에 제한되는 것은 아니다.

항체 또는 그 단편의 투여 방법은 경구, 비경구 투여 중 어느 것도 가능한데, 바람직하게는 비경구 투여이고, 구체적으로는 주사 (예를 들어, 정맥 내 주사, 근육 내 주사, 복강 내 주사, 피하 주사 등에 의한 전신 또는 국소 투여), 경비 투여, 경폐 투여, 경피 투여 등을 들 수 있다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 또한, 이들 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1] 인간화 항인간 글리피칸-3 항체 발현 플라스미드의 제조

먼저, 인간화 항인간 글리피칸-3 항체의 H 사슬 유전자를 이하와 같이 하여 조제하였다. 글리피칸-3 단편 (PCR 에 의해 GST 와의 융합 단백 유전자를 발현시켜 취득하였다) 을 마우스 (MRL/lpr, 닛폰 차르스리바) 에 면역시켰다. 이 마우스의 비장 세포를 사용하여 하이브리도마를 제조하였다. 글리피칸-3 을 항원에 사용하는 ELISA 에 의해 하이브리도마를 스크리닝하고, 글리피칸-3 결합 항체를 산생하는 클론을 선택하였다. 하이브리도마로부터 mRNA 를 추출하고, 역전사 효소를 사용하는 역전사 반응에 의해 cDNA 를 제조하였다. 마우스 H 사슬 가변 영역 유전자와 상보 염기 배열을 갖는 프라이머 (CAGGGGCCAGTGGATAGACCGATG) (배열 번호 1) 와 cDNA 를 사용하는 PCR 에 의해 마우스 항글리피칸-3 H 사슬 가변 영역 유전자를 증폭시키고, pGEM-T Easy (Promega) 와 결합함으로써 취득하였다. 마우스 항글리피칸-3 H 사슬 가변 영역 유전자의 프레임워크 영역과 호몰로지를 갖는 인간 항체 H 사슬 가변 영역 유전자를 Kabat database 로부터 검색하여 동정 (同定) 하였다. 동정한 인간 항체 H 사슬 가변 영역 유전자의 각 프레임워크 부분과 마우스 항글리피칸-3 항체 H 사슬 가변 영역 유전자의 각 CDR 부분을 결합한 인간화 항글리피칸-3 H 사슬 가변 영역 유전자의 염기 배열을 디자인하고, PCR 에 의해 합성하였다. 인간화 항글리피칸-3 H 사슬 가변 영역 유전자를 인간 IgG1 정상 영역 유전자와 결합하고, 아미노산 치환에 의한 최적화를 실시하여 인간화 항글리피칸-3 H 사슬 유전자를 제조하였다 (WO 06/06693참조). CAG 프로모터의 하류에 인간화 항인간 글리피칸-3 항체의 H 사슬 유전자를 결합하고, 추가로 하류에 마우스 β 글로빈 polyA 시그널을 결합함으로써 H 사슬 발현 유닛을 제조하였다. H 사슬 발현 유닛의 상류의 BamHI 및 HindIII 과 하류의 XhoI 에 의해 H 사슬 발현 유닛을 절출할 수 있다.

다음으로, 인간화 항인간 글리피칸-3 항체의 L 사슬 유전자를 이하와 같이 하여 조제하였다. 글리피칸-3 단편을 마우스에 면역시켰다. 이 마우스의 비장 세포를 사용하여 하이브리도마를 제조하였다. 글리피칸-3 을 항원에 사용하는 ELISA 에 의해 하이브리도마를 스크리닝하고, 글리피칸-3 결합 항체를 산생하는 클론을 선택하였다. 하이브리도마로부터 mRNA 를 추출하고, 역전사 효소를 사용하는 역전사 반응에 의해 cDNA 를 제조하였다. 마우스 L 사슬 가변 영역 유전자와 상보 염기 배열을 갖는 프라이머 (GCTCACTGGATGGTGGGAAGATG) (배열 번호 2) 와 cDNA 를 사용하는 PCR 에 의해 마우스 항글리피칸-3 L 사슬 가변 영역 유전자를 증폭시키고, pGEM-T Easy (Promega) 와 결합함으로써 취득하였다. 마우스 항글리피칸-3 L 사슬 가변 영역 유전자의 프레임워크 영역과 호몰로지를 갖는 인간 항체 L 사슬 가변 영역 유전자를 Kabat database 로부터 검색하여 동정하였다. 동정한 인간 항체 L 사슬 가변 영역 유전자의 각 프레임워크 부분과 마우스 항글리피칸-3 항체 H 사슬 가변 영역 유전자의 각 CDR 부분을 결합한 인간화 항글리피칸-3 L 사슬 가변 영역 유전자의 염기 배열을 디자인하고, PCR 에 의해 합성하였다. 인간화 항글리피칸-3 L 사슬 가변 영역 유전자를 인간 IgGκ 정상 영역 유전자와 결합하고, 아미노산 치환에 의한 최적화를 실시하여 인간화 항글리피칸-3 L 사슬 유전자를 제조하였다 (WO 06/06693 참조). CAG 프로모터의 하류에 인간화 항인간 글리피칸-3 항체의 L 사슬 유전자를 결합하고, 추가로 하류에 마우스 β 글로빈 polyA 시그널을 결합함으로써 L 사슬 발현 유닛을 제조하였다. L 사슬 발현 유닛은 HindIII 에 의해 절출할 수 있다.

BamHI 과 XhoI 에 의해 소화시킨 IDEC 사 제조 플라스미드 INPEP4 와 H 사슬 발현 유닛을 결합하여 pINP-GC33-H1 을 제조하였다. HindIII 소화시킨 pINP-GC33-H1 과 HindIII 에 의해 절출한 L 사슬 발현 유닛을 결합하였다. 이상의 조작에 의해, 플라스미드당 L 사슬 발현 유닛을 1 copy 와 H 사슬 발현 유닛을 1 copy 유지하는 L 사슬 1 copy 발현 플라스미드 phGC33CAG#1 및 플라스미드당 L 사슬 발현 유닛을 2 copy 와 H 사슬 발현 유닛을 1 copy 유지하는 L 사슬 2 copy 발현 플라스미드 phGC33CAG1 을 제조하였다 (도 1).

[실시예 2] 인간화 항인간 글리피칸-3 항체 안정 발현 세포주의 제조

CHO 세포 DXB11 주에 phGC33CAG#1 또는 phGC33CAG1 을 일렉트로포레이션에 의해 도입하였다. 계속하여 세포를 400 ㎍/㎖ 의 G418 존재하에서 배양함으로써, 발현 플라스미드가 도입된 세포주를 선발하였다. 발현 플라스미드를 유전자 증폭시킬 목적에서, 계속하여 10 ∼ 100 nM MTX 존재하에서의 배양을 실시하였다.

L 사슬 1 copy 발현 플라스미드 도입 세포주 4 주와 L 사슬 2 copy 발현 플라스미드 도입 세포주 5 주를 취득하고, 125 ㎖ 플라스크를 사용한 Batch 배양으로 비교를 실시하였다. 배양은 배양액량 50 ㎖, 초발 (初發) 세포 밀도 2x10⁵ cells/㎖, 배양 온도 37 ℃, 진탕 속도 110 rpm 의 조건에서 실시하였다. 배양 개시 후 3, 5, 6, 7 일째에 배양액 중의 항체 농도를 측정하고, 비교를 실시하였다. L 사슬 1 copy 발현 플라스미드 도입 세포주 4 주의 7 일째 항체 산생량은 대략 60 - 260 ㎍/㎖ 였다. 한편, L 사슬 2 copy 발현 플라스미드 도입 세포주 5 주의 7 일째 항체 산생량은 대략 420 - 690 ㎍/㎖ 였다. L 사슬 2 copy 발현 플라스미드 도입 세포주의 항체 산생량은 L 사슬 1 copy 발현 플라스미드 도입 세포주의 항체 산생량보다 2 배 이상 높았다 (도 2).

이상으로부터 H 사슬 1 copy 에 대하여 L 사슬 2 copy 를 숙주 세포에 도입함으로써, 종래와 같이 L 사슬 1 copy 를 숙주 세포에 도입하는 것 보다 항체 산생량을 높일 수 있는 것을 확인하였다.

[실시예 3] 인간화 항인간 IL-6R 항체 안정 발현 세포주의 제조

WO 92/019759 에 기재된 인간화 항인간 IL-6R 항체 H 사슬 유전자 및 인간화 항인간 IL-6R 항체 L 사슬 유전자의 각각의 상류에 CAG 프로모터를 결합하고, 추가로 하류에 마우스 β 글로빈 polyA 시그널을 결합한 H 사슬 발현 유닛과 L 사슬 발현 유닛을 제조하였다. 네오마이신 내성 유전자와 dhfr 을 끼워넣은 pBluescript 에 H 사슬 발현 유닛과 L 사슬 발현 유닛을 결합하고, 인간화 항인간 IL-6R 항체 유전자의 H 사슬 1 copy 및 L 사슬 1 copy 로 구성되는 L 사슬 1 copy 발현 플라스미드와 H 사슬 1 copy 및 L 사슬 2 copy 로 구성되는 L 사슬 2 copy 발현 플라스미드를 제조하고 (도 3), CHO 세포 DXB11 주에 일렉트로포레이션에 의해 도입하였다. 계속하여 세포를 400 ㎍/㎖ 의 G418 존재하에서 배양함으로써, 발현 플라스미드가 도입된 세포주를 선발하였다.

L 사슬 1 copy 발현 플라스미드 도입 세포주 176 주와 L 사슬 2 copy 발현 플라스미드 도입 세포주 176 주를 취득하고, 24 well 플레이트를 사용한 Batch 배양으로 비교하였다. 배양은 배양액량 0.7 ㎖, 배양 온도 37 ℃, 진탕 속도 160 rpm 의 조건에서 실시하였다. 배양 개시 후 12 일째에 배양액 중의 항체 농도를 측정하고, 항체 산생량 순으로 재정렬한 후, 집단간의 비교를 실시하였다 (도 4). 전체적으로 L 사슬 2 copy 플라스미드 도입 세포의 산생량이 L 사슬 1 copy 플라스미드의 산생량보다 높은 결과가 되었다.

본 발명은 모든 항체 산생 세포에 응용할 수 있다.

본 명세서에서 인용한 모든 간행물, 특허 및 특허 출원을 그대로 참고로서 본 명세서에 받아들이는 것으로 한다.

[산업상 이용가능성]

본 발명은 항체의 생산에 이용할 수 있다.

배열표 프리 텍스트

<배열 번호 1>

배열 번호 1 은 마우스 H 사슬 가변 영역 유전자와 상보 염기 배열을 갖는 프라이머의 배열을 나타낸다.

<배열 번호 2>

배열 번호 2 는 마우스 L 사슬 가변 영역 유전자와 상보 염기 배열을 갖는 프라이머의 배열을 나타낸다.

<110> Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha <120> A method of preparing antibodies <130> FP-122PCT <150> JP P2008-103308 <151> 2008-04-11 <160> 2 <170> PatentIn version 3.1 <210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 caggggccag tggatagacc gatg 24 <210> 2 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 gctcactgga tggtgggaag atg 23

Claims

항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하고, 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 1 카피, 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 2 카피 이상 포함하는 벡터를 도입한 세포를 사용하여 항체 또는 그 단편을 생산시키는 것을 포함하는 항체 또는 그 단편의 제조 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
세포가 동물 세포인 방법.
제 3 항에 있어서,
동물 세포가 차이니즈 햄스터 난소 세포인 방법.
제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
항체가 키메라 항체, 인간화 항체 또는 인간 항체인 방법.
제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
항체가 항 IL-6 리셉터 항체, 항 IL-6 항체, 항글리피칸-3 항체, 항 CD3 항체, 항 CD20 항체, 항 GPIIb/IIIa 항체, 항 TNF 항체, 항 CD25 항체, 항 EGFR 항체, 항 Her2/neu 항체, 항 RSV 항체, 항 CD33 항체, 항 CD52 항체, 항 IgE 항체, 항 CD11a 항체, 항 VEGF 항체 및 항 VLA4 항체로 이루어지는 군에서 선택되는 방법.
제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 항체 또는 그 단편을 함유하는 의약품을 제조하는 방법.
항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 1 카피, 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 2 카피 이상 포함하는 재조합 벡터.
제 8 항에 기재된 벡터가 도입되어 있는 세포.
항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 를 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 외래 DNA 보다 많은 카피수로 포함하고, 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 1 카피, 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 2 카피 이상 포함하는 벡터를 도입한 배양 세포.
항체의 H 사슬 또는 그 단편 보다 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 고발현하고, 항체의 H 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 1 카피, 항체의 L 사슬 또는 그 단편을 코드하는 DNA 를 2 카피 이상 포함하는 벡터를 도입한 세포를 사용하여 항체 또는 그 단편을 생산시키는 것을 포함하는 항체 또는 그 단편의 제조 방법.
제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
세포가 항체 또는 그 단편을 항상적 발현 (stable expression) 하고 있는 세포인 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
항체 또는 그 단편을 항상적 발현하고 있는 세포.