KR20080109819A - 세포막 수용체에 결합되는 항체의 검출을 위한 신규 분석방법 - Google Patents

세포막 수용체에 결합되는 항체의 검출을 위한 신규 분석방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CD52 세포막 수용체에 결합되는 인간화 항체인 Campath-1H의 측정에 특이적인 신규 면역분석 방법에 관한 것이다. 본 방법은 약물동력학 연구 및 관찰의 목적으로 사용될 수 있다. 본 발명은 통상적으로 사용되는 방법에 관해 수득될 수 있는 것보다 더 높은 특이성 및 민감성의 개선을 나타내었다.
항체, 면역분석, 약물동력학, 특이성

Description

세포막 수용체에 결합되는 항체의 검출을 위한 신규 분석방법{NOVEL ASSAY FOR THE DETECTION OF AN ANTIBODY BOUND TO A CELL MEMBRANE RECEPTOR}
본 발명은 인간화된 항체, 이른바 Campath-1H (알렘투주맙; alemtuzumab)의 측정을 위해 특이적인 신규 면역분석 방법과, 이러한 신규 분석방법의 약물동력학 및 관찰 목적으로의 용도에 관한 것이다. 면역분석 측정 방법을 하는데 적당한 생물학적 검체는 생체액, 예를 들면 혈청 샘플이다. 본 발명은 통상적으로 사용되는 방법과 관련해 수득될 수 있는 것보다 더 높은 특이성 및 감도의 개선을 보여준다.
Campath-1H (alemtuzumab)는 세포막에 존재하는 CD52 분자에 특이적으로 결합하는 인간화된 모노클로날 항체(IgG1)이다. CD52 항원은 림프구 및 소수의 세포 유형에서 풍부하게 발현되고, 지질-고정 (lipid-anchored) 당단백질이다. 성숙한 항원은 단 12개 아미노산의 단백질 성분만을 함유한다. Campath-1H에 의해 인식되는 항원 에피토프는 C-말단 아미노산과 함께 지질 앵커 (anchor)의 일부를 포함하는데, 이로 인해 Campath-1H의 분석이 쉽지 않다. 그러므로, 손상되지 않은 세포막 수용체 전부가 Campath-1H의 고친화성 결합을 위해 필요하다. 뿐만 아니라, 보통 사용되는 2차 항종(anti-species) 항체 반응 물질은 생물학적 시료 중의 비특이적 인 과량의 인간 항체와 상호반응하여서, 낮은 선택성 및 높은 다양성을 초래한다.
Campath-1H (alemtuzumab)는 보체 매개 세포독성 및 항체 의존성 세포 매개 세포독성을 통해서, 정상 및 악성 림프구의 용균을 유발할 수 있다. Campath-1H는 만성 림프구성 백혈병(CLL)의 치료를 위해서, 그리고 이식에서 면역 억제제로서, 그리고 자가면역 질환의 치료를 위해서 개발 중에 있다.
세포 기반의 형광 활성화 세포 분리기 (FACS) 분석 [Rebello and Hale, J Imm Meth 2002, 260;285-302] 또는 최근에 개발된 효소결합면역흡착 분석법 (ELISA) [Jilani et al., Leukemia Res 2004, 28;1255-62] 중 어느 하나를 활용하는 공개된 Campath-1H 분석법도 몇 가지 밖에 존재하지 않는데, 상기 두 가지 분석법은 모두 약물동력학 연구 및 관찰의 목적을 위해 요구되는 선택성 및 감도 면에서 부적절하다. Rebello & Hale 및 Jilani et al.이 기술하고 있는 방법에 대한 보고된 LLOQ (lower limit of quantification; 최저 정량 한계)는 각각 0.5 ㎍/ml 및 0.25 ㎍/ml이었다. 또한, 부절적한 선택성 및 감도 외에도, 상기 FACS 분석법은 노동력이 많이 들고 시간이 많이 소요되며, Jilani et al.에 의한 방법은 성공적으로 반복재현되지 못하였다.
발명의 개요 및 바람직한 구체에
본 발명자는 시판되는 필터 플레이트를 사용하는 경쟁 분석 방법과 표지된 항체를 사용하여, 인간 시료 중에서, 인간화된 항체인 Campath-1H (알렘투주맙)를 민감하고 특이적으로 검출하기 위한 신규의 경쟁적 분석법을 발명하고 검정하였다.
이에 따라 본 발명은 CD52 세포막 수용체에 결합하는 인간화된 항체인 Campath-1H (알렘투주맙)를 분석하기 위한 경쟁적 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 하기의 단계를 포함한다:
(a) 항체가 존재하는지 여부를 분석할 샘플을 수득하는 단계;
(b) 필터 플레이트 멤브레인에 CD52 수용체 함유 세포 또는 세포막 조제물을 결합시키는 단계;
(c) 검출가능한 표지로 표지된 검체 항체 Campath-1H 및 시험용 시료를 필터 플레이트 멤브레인과 접촉시켜서, 표지된 항체와 시험 샘플 중의 항체가, 필터 플레이트 멤브레인내의 세포막 수용체에 대한 결합에 있어 경쟁하도록 하는 단계;
(d) 필터 플레이트 멤브레인에 결합되지 않은 반응 물질을 세척하는 단계;
(e) 표지의 존재 여부를 검사하고, 보정 표준 곡선을 참조로 하여 검체 항체의 양을 결정하는 단계.
본 발명에 따른 바람직한 경쟁적 분석법은 형광 표지, 바람직하게는 Eu으로 표지된 Campath-1H의 사용에 기초한다.
본 발명의 또다른 목적은 Campath-1H (알렘투주맙)를 분석하기 위한 시험용 키트로서, 상기 키트는 적당한 용기내에
- 검체 항체에 부착된 검출가능한 표지
- 필터 플레이트 멤브레인
- CD52 수용체를 함유하는 (동결건조된 또는 동결된) 세포 또는 세포막 조제물을 함유한다. 원하는 경우 시험용 키트는 또한 시험에 필요한 적당한 완충액을 포함할 수도 있다.
바람직하게는 시험용 키트는 Eu로 표지된 Campath-1H를 포함한다. 본 발명에 따른 방법 및 시험용 키트에 사용하기 위한 필터 플레이트 멤브레인은 예를 들면, 시판되고 있는 Acrowell 96 필터 플레이트 (Pall Life Sciences)이다.
아래에서는 첨부되는 도면을 참조로 하여 더욱 상세히 본 발명을 설명하고자 한다.
도 1은 Campath-1H를 분석하기 위한 본 발명에 따른 분석 방법을 도해한 도면이다.
도 2는 인간 혈청에서 경쟁적인 Campath-1H 분석 방법에 대한 분석방법의 보정 표준 곡선 (평균 ± 표준편차)이고, LLOQ 및 ULOQ (upper limit of quantification; 최고 정량 한계)를 나타내고 있다.
본 발명에 따른 방법에 의해 분석될 항체는 Campath-1H (알렘투주맙)이다. 그러나 세포막 수용체에 결합하는 것이라면 모든 동물, 인간 또는 인간화된 항체를 해당 방법으로 분석할 수 있다. 이러한 항체에는 예를 들면 겜투주맙 오조가미신 (gemtuzumab ozogamicin) (Mylotarg) 및 리툭시맙 (rituximab) (Rituxan, MabThera)이 있는데, 이들의 해당하는 세포막 수용체는 각각 CD33 및 CD20이다. 본 발명에 따른 방법에 의해 분석될 수 있는 다른 모노클로날 항체에는 아비식시맙 (abciximab) (Reopro, Centorix), 바실릭시맙 (basiliximab) (Simulect), 베바시주맙 (bevacizumab) (Avastin), 세툭시맙 (cetuximab) (Erbitux), 다클리주맙 (daclizumab) (Zenapax), 에팔리주맙 (efalizumab) (Raptiva), 인플릭시맙 (infliximab) (Remicade, Avakine), 린투주맙 (lintuzumab) (Zamyl), 나탈리주맙 (natalizumab) (Tysabri), 오말리주맙 (omalizumab) (Xolair), 팔리비주맙 (palivizumab) (Synagis), 파니투무맙 (panitumumab) (Vectibix), 토시투모맙 (tositumomab) (Bexxar), 트라스투주맙 (trastuzumab) (Herceptin) 및 기타 키메라 모노클로날 항체가 있다.
분석될 생체액에는 예를 들면 혈청, 혈장, 전혈, 뇌척수액 또는 관절활액이 있는데, 바람직하게는 상기 생체액은 혈청 시료이다.
본 발명에 따른 경쟁적 분석 방법에서, 세포 또는 세포막 조제물을 필터 플레이트 멤브레인에 결합시킨다. 필요한 세포 수용체 CD52를 발현하는 세포주 및 세포 배양 배지는 시판되는 것이거나 또는 당업자에게 공지되어 있는 방법으로 제조할 수도 있다. 세포막 조제물은 당업자에게 공지되어 있는 방법으로 균질화한 뒤 그에 이어 단계별 원심분리함으로써 제조될 수 있다.
적당한 필터 플레이트 멤브레인은 시판중에 있고, 예를 들면 Pall Life Sciences로부터 입수할 수 있는 Acrowell 필터 플레이트 멤브레인이 있다.
본 발명의 목적에 비추어 적절한 검출가능한 표지는 형광 표지이다. 대안으로, 효소 및 방사능 표지 또는 자기 입자 또한 적당하다면 사용할 수 있다. 바람직한 형광 표지에는 흔히 사용되는 형광 표지, 예컨대 유로퓸 (Eu)이 있다. 항체의 표지 단계는 예를 들면, 유리 (free) 아민기로 표지함으로써 수행할 수 있다. 표지는 소정의 표지의 검출을 위한 적당한 표지 계수기를 사용하여 검출한다.
보정 표준 곡선은 시그널을 측정하고, 표준 곡선에 대해 데이터를 보정함으로써, 바람직하게는 적당한 검정 소프트웨어를 사용하여 보정함으로써, 검체 항체의 보정 표준을 작도함으로써 제공된다.
결론적으로, 본 발명자는 혈청과 같은 생물학적 시료 중에서 수용체에 결합된 항체인 Campath-1H (알렘투주맙)를 고감도로 특이적으로 측정하기 위한 신규한 방법적 개념을 수립하였다. 하기에서 보여지는 바와 같이, 신중하게 최적화된 분석방법으로 탁월한 기술적 성능을 지닌 반응 물질을 사용함으로써, 기존에 보고된 Campath-1H 분석 방법에 비해서 분석방법의 최저 정량 한계 (LLOQ) 면에서 10배 이상의 개선이 달성되었다. 특히 다량으로 떠돌아다니는 비특이적인 인간 항체에 대한 교차반응성과 관련한, Campath-1H 분석법의 우수한 특이성은 주로 경쟁적 분석법과 (그러므로, 제2 항인간 항체 반응 물질을 사용하지 않게 됨) 필터 플레이트 사용에 힘입은 바 크다.
본 발명의 추가의 측면에 따르면, 본 발명은 약물동력학 연구 또는 환자 관찰이 필요한 환자 시료에 거의 대부분 적용될 것으로 예상된다.
1. 물질 및 방법
1.1 항체, 세포주, 반응물질 및 장치
Campath-1H (알렘투주맙, MabCampath, Schering AG, Germany) 10 mg/mL 주사액은 약국에서 구입하였다. CD52 수용체를 발현하는 T-세포 림프구 피부 림프종 세포주 HuT 78 (catalog no. TIB-161) 및 세포 배양 배지는 ATCC (Manassas, VA, USA)로부터 구입하였다. Acrowell 96 필터 플레이트 (prod. no. 5020)는 Pall Life Sciences (Ann Arbor, MI, USA)로부터 구입하였다. Superdex 75 and 200 HR 10/30 FPLC 및 NAP-5 컬럼은 Amersham Pharmacia Biotech (Uppsala, Sweden)로부터 구입하였다. Victor 다중 표지 계수기(multi-label counter), MultiCalc 검정 소프트웨어 (evaluation software), DELFIA Eu-표지 키트, LxR 결합 분석 완충액, LxR 세척액 및 증강 용액은 Perkin-Elmer Life Sciences (Turku, Finland)로부터 구입하였다. MultiScreen 진공 세척 다기관 (vacuum wash manifold)은 Millipore (Billerica, MA, USA)에서 구입하였다.
1.2 Campath-1H의 Eu-표지
Campath-1H는 대략 2 내지 3배의 Eu/Campath-1H 양까지 Eu-킬레이트로 표지하였다. 간단히 말하면, 나중에 첨가된 Eu-킬레이트와 반응할 수 있는 아미노기를 함유하는 TRIS 완충액을 제거하기 위하여, Campath-1H 항체액을 NAP-5 컬럼에 첨가하고, 0.05 M 카보네이트 완충액, pH 9.8로 용리시켰다. 항체 용액은 대략 120배 몰 과량의 N1-Eu+3 킬레이트 (N1-(p-이소티오시아나토벤질)-디에틸렌트리아민-N1,N2,N3,N3-테트라-아세테이트-Eu)에 첨가하였고, 밤새 4℃에서 인큐베이팅하였다. Eu-표지된 Campath-1H는, 용리를 위하여 TSA-완충액 (pH 7.8)을 사용하는 DELFIA Eu-표지 키트에서의 지침에 따라 Superdex 200 HR 10/30 컬럼을 사용하여 크기 배제 크로마토그래피함으로써 유리 (free) Eu-킬레이트와 분리하였다.
1.3 분석 방법
본 발명에 따르면, 신규의 경쟁 분석법을 발명하여, 세포 또는 세포막 전체, Eu-표지된 Campath-1H 및 필터 플레이트의 사용에 근거한 인간 혈청 중의 Campath-1H의 측정값을 검정하였다.
1.4 분석방법 검정
1.4.1 선택성
선택성은 건강한 혈액 제공자의 혈청 풀을 시험하고, 최소 6명의 대조군 환자를 사용하여 연구하였다.
1.4.2. 정밀도 및 정확성 (Precision and accuracy)
2가지의 상이한 검체에 대해 수일간에 걸쳐, 인간 혈청 매트릭스 내에 제조된 5가지 품질 관리 (Quality Control) 샘플 농도를 6회씩 반복 측정 (각 측정값은 2회 측정 결과의 평균이었다)하여, 분석내 (intra-assay) 및 분석간 (inter-assay) 정밀도 및 정확성을 검정하였다 (총 3가지 분석).
1.4.3. 최저 정량 한계 및 최고 정량 한계
최저 정량 한계 (LLOQ)는 정밀도와 정확성이 각각 25% 미만과 75 내지 125%인 최저 품질 관리 수준인 것으로 결정되었다. 최고 정량 한계 (ULOQ)는 정밀도와 정확성이 각각 20% 미만과 80 내지 120%인 최고 품질 관리 수준인 것으로 결정되었다.
2. 결과
2.1 분석법
분석법의 개요도는 도 1에 도시한다.
2.1.1 세포 배양액 및 세포막의 제조
CD52 수용체를 발현하는 T 세포 림프구 피부 림프종 세포주 HuT 78을 용액 (Iscove's Modified Dulbecco's Medium + 20% 소 태아 혈청) 중에서 생장시켰다. 얼음으로 차갑게 한 TME-완충액 (50 mM Tris-HCl, 10mM MgCl2 및 1 mM EDTA)에서 멤브레인 스톡을 제조하였고, 비드 밀 호모게나이저 (bead mill homogenizer)를 사용하여 균질화시켰다. 대략 220 g에서 10분간 4℃에서 원심분리하여 핵과 파괴되지 않은 세포를 제거하였다. 상청액을 다시 약 40000 g에서 45분간 4℃에서 원심분리시켰다. 최종 펠릿을 TME-완충액에 현탁시키고, 사용할 때까지 -70℃에서 보관하였다.
2.1.2. 경쟁적 분석법
LxR 결합 완충액 중에서 희석된 전체 세포 또는 멤브레인 스톡 조제물을 필터 플레이트 (50 ㎕/웰)에 가하였고, 실온에서 1시간 인큐베이팅하였다. 그 이후에, 0.005 내지 3 ㎍/mL 범위의 인간 혈청중의 보정 표준물, 인간 혈청 중에서 제조된 품질 관리 샘플 및 연구 시료 (30 ㎕/웰)를 2회 가하였고 실온에서 2시간 인큐베이팅하였다. 마지막으로, Eu-표지된 Campath-1H (2.5 ng/웰/50 ㎕)를 LxR 결합 완충액 중에 희석시키고 4℃에서 밤새 인큐베이팅하였다. 이어서 플레이트를 LxR 세척 완충액을 사용하여 Millipore 진공 다기관에서 6회 세척한 다음에, DELFIA 증강 용액을 첨가하였다(200 ㎕/well). 진탕시키면서, 실온에서 15분간 인큐베이션 한 지 15분 후에 형광(Eu)을 측정하였다. MultiCalc 검정 소프트웨어를 사용하여 표준 곡선을 수정하고, 농도 데이터를 생성시켰다. 세 가지 분석 세트의 보정 표준 곡선을 도 2에 나타내었다.
2.2 분석 검정
2.2.1 선택성
모든 시험된 인간 대조군 혈청 풀(n=2) 및 6개의 각각의 건강한 대조군 시료는 LLOQ (0.02 ㎍/mL)보다 낮은 농도를 보였다.
2.2.2. 정밀도 및 정확성
농도 0.02, 0.03, 0.05, 0.1 및 0.5 ㎍/mL로 인간 혈청 중에 제조된 품질 관리 (Quality Control; QC) 샘플에 대한 방법의 분석내 정밀도 (CV)는 4.2 내지 28.2% (표 1)로 수립되었다. 농도 0.02, 0.03, 0.05, 0.1 및 0.5 ㎍/mL로 인간 혈청 중에서 제조된 품질 관리 샘플에 대한 방법의 분석내 정확성 (AC)은 88 내지 117% (표 1)로 수립되었다.
Figure 112008069473933-PCT00001
농도 0.02, 0.03, 0.05, 0.1 및 0.5 ㎍/mL로 인간 혈청 중에 제조된 품질 관리(QC) 샘플에 대한 방법의 분석간 정밀도 (CV)는 7.1 내지 18.1% (표 2)로 수립되었다. 농도 0.02, 0.03, 0.05, 0.1 및 0.5 ㎍/mL로 인간 혈청 중에서 제조된 품질 관리 샘플에 대한 방법의 분석간 정확성 (AC)은 102 내지 109% (표 2)로 수립되었다.
Figure 112008069473933-PCT00002
2.2.2.1. 최저 정량 한계와 최고 정량 한계
최저 정량 한계 (LLOQ)는 표 2에 제시된 분석간 품질 관리 데이터를 기준으로 0.02 ㎍/mL인 것으로 측정되었으며, 최저 QC 농도는 정밀도 및 정확성이 각각 <25% 및 75 내지 125%이었다.
최고 정량 한계 (ULOQ)는 표 2에 제시된 분석간 품질 관리 데이터를 기준으로 0.5 ㎍/mL인 것으로 측정되었으며, 최고 QC 농도는 정밀도 및 정확성이 각각 <20% 및 80 내지 120%이었다.

Claims (7)

  1. 생물학적 시료 중에서, CD52 세포막 수용체에 결합하는 인간화된 항체인 Campath-1H (알렘투주맙)를 분석하기 위한 경쟁적 분석 방법으로서, 하기의 단계들, 즉
    (a) 항체가 존재하는지 여부를 분석할 샘플을 수득하는 단계;
    (b) 필터 플레이트 멤브레인에 CD52 수용체 함유 세포 또는 세포막 조제물을 결합시키는 단계;
    (c) 검출가능한 표지로 표지된 검체 항체 및 시험용 시료를 필터 플레이트 멤브레인과 접촉시켜서, 시험 샘플 중의 항체와 표지된 항체가, 필터 플레이트 멤브레인내의 세포막 수용체에 대한 결합에 있어 경쟁하도록 하는 단계;
    (d) 필터 플레이트 멤브레인에 결합되지 않은 반응 물질을 세척하는 단계;
    (e) 표지의 존재 여부를 검사하고, 보정 표준 곡선을 참조로 하여 Campath-1H (알렘투주맙)의 양을 결정하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 것인 분석 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표지된 항체는 형광 표지로 표지된 Campath-1H인 것인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 표지된 항체는 Eu-표지된 Campath-1H인 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 생물학적 시료는 혈청, 혈장, 전혈, 뇌척수액 또는 관절활액 시료인 것인 방법.
  5. 선행하는 청구항 중 어느 하나의 항에 따른 방법의, 약물동력학 연구 또는 관찰 목적을 위한 용도.
  6. CD52 세포막 수용체에 결합하는 인간화된 항체인 Campath-1H (알렘투주맙)를 분석하기 위한 시험용 키트로서, 상기 키트는 적당한 용기내에
    - 검체 항체인 Campath-1H에 부착된 검출가능한 표지
    - 필터 플레이트 멤브레인
    - (동결건조된 또는 동결된) 세포 또는 세포막 조제물
    을 포함하는 것인 시험용 키트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 키트는 Eu로 표지된 Campath-1H를 포함하는 것인 시험용 키트.
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