KR20100086015A

KR20100086015A - 양이온 교환 크로마토그래피에 의한 항체 정제

Info

Publication number: KR20100086015A
Application number: KR1020107011765A
Authority: KR
Inventors: 베네딕트 안드레 르브레통; 드보라 앤 오'콘노; 오렐리아 사프타; 만다키니 샤마
Original assignee: 제넨테크, 인크.
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2010-07-29
Also published as: JP2013173747A; RU2498991C2; US20150056196A1; HK1221234A1; DK2215117T3; IL205310A0; ZA201002850B; SI2840090T1; SI2215117T2; CN101889025B; JP2015145371A; PL2215117T5; ES2533266T5; IL239495A0; US20180118781A1; CO6280422A2; HK1143821A1; CN103554215A; ES2572958T3; RU2010121816A

Abstract

본원에서는 전도도가 증가된 용출 완충액을 사용하여 원하는 항체를 용출시키기 이전에 고 pH 세척 단계를 사용하여 오염 물질을 제거하는 것인, 양이온 교환 크로마토그래피에 의해 항체를 정제하는 방법이 기재하고 있다.

Description

양이온 교환 크로마토그래피에 의한 항체 정제{ANTIBODY PURIFICATION BY CATION EXCHANGE CHROMATOGRAPHY}

관련 분야 설명

경제적인 방법에 의해 단백질을 대규모로 정제하는 것이 생명공학 산업에 있어 점점 중요한 문제가 되어가고 있다. 일반적으로, 단백질은 관심의 대상이 되는 단백질에 대한 유전자를 함유하는 재조합 플라스미드를 삽입함으로써 상기 단백질을 제조하도록 공학처리된 진핵 또는 원핵 세포주를 사용하여 세포 배양에 의해 제조된다. 전형적으로는 사용되는 세포가 살아있는 유기체이기 때문에, 보통은 동물 혈청 제제로부터 공급되는 것인, 당, 아미노산, 및 성장 인자를 함유하는 복합 성장 배지를 세포에 공급하여야 한다. 세포에 제공된 화합물의 혼합물로부터, 그리고 세포 그 자체의 부산물로부터 원하는 단백질을 인간용 치료제로서 사용하기에 충분한 순도로 분리하는 것이 엄청난 도전 과제로 남아있다.

세포 파편으로부터 단백질을 정제하는 방법은 처음에는 그 단백질의 발현 부위에 따라 달라진다. 몇몇 단백질은 세포로부터 주변 성장 배지로 직접 분비될 수 있도록 할 수 있고; 나머지 단백질은 세포내에서 만들어진다. 후자와 같은 단백질의 경우, 정제 공정의 제1 단계는 기계적 전단법, 삼투압 충격법, 또는 효소 처리를 비롯한 다양한 방법에 의해 수행될 수 있는 세포 용해 단계를 포함한다. 그러한 파괴를 통해 세포의 전체 내용물이 균질액으로 방출되고, 또한 추가로는 크기가 작아 제거하기 어려운 세포하 단편이 만들어지게 된다. 이는 일반적으로 분별 원심분리법이나 여과에 의해 제거된다. 정도는 덜 하지만, 이러한 문제는 세포의 자연사 및 단백질 생산 과정 중 세포내 숙주 세포 단백질의 방출로 인해 직접 분비된 단백질에 있어서도 마찬가지이다.

일단 관심의 대상이 되는 단백질을 함유하는 정화된 용액을 수득하고 나면, 상기 단백질을 세포에 의해 생산된 기타 다른 단백질로부터 분리하는 것은 보통 상이한 크로마토그래피 기법의 조합을 사용하여 시도되어 진다. 이러한 기법은 단백질 전하, 소수성 정도 또는 크기를 토대로 하여 단백질의 혼합물을 분리한다. 각각의 이들 기법에 대해 수개의 상이한 크로마토그래피 수지가 이용가능한데, 이를 통해 관련된 특정 단백질에 대한 정제 기법을 정확히 맞출 수 있다. 이들 분리 방법 각각의 본질은 단백질이 긴 칼럼의 아래 방향으로 다른 속도로 이동하여 그들이 칼럼 아래 방향으로 계속 내려감에 따라 점점 더 크게 물리적으로 분리되거나, 또는 단백질을 분리 배지에 선택적으로 부착시킨 다음, 다른 용매에 의해 차별적으로 용출시킬 수 있다는 것이다. 경우에 따라, 불순물은 칼럼에 특이적으로 부착되고, 관심의 대상이 되는 단백질은 칼럼에 부착되지 않는, 즉, 관심의 대상이 되는 단백질은 통액(flow-through)" 중에 존재하게 되는 경우에 원하는 단백질이 불순물로부터 분리된다.

이온 교환 크로마토그래피는 통상적으로 단백질의 정제에 사용되는 크로마토그래피 기법이다. 이온 교환 크로마토그래피법에서 주변 완충액의 이온 강도가 낮다면, 용질 표면 상의 하전된 패치는 크로마토그래피 매트릭스에 부착된 반대 전하에 의해 끌려가게 된다. 용출은 일반적으로 완충액의 이온 강도 (즉, 전도도)를 증가시켜 이온 교환 매트릭스의 하전된 부위에 대해 용질과 경쟁시킴으로써 달성된다. pH를 변화시켜 용질의 전하를 바꾸는 방법은 용질을 용출하는 또다른 방법이다. 전도도 또는 pH의 변화는 점진적 (구배식 용출)이거나 또는 단계적 (단계식 용출)일 수 있다. 과거에는, 이러한 변화가 점진적이었는데, 즉, pH 또는 전도도는 한쪽 방향으로 증가 또는 감소하였다.

미국 특허 번호 제6,339,142호, 제6,417,355호, 제6,489,447호, 및 제7,074,404호 (바세이(Basey) 등)에는 폴리펩티드를 정제하기 위한 이온 교환 크로마토그래피가 기술되어 있다. 미국 특허 번호 제6,127,526호, 제6,333,398호, 및 제6,797,814호 (블랭크 G.(Blank, G.))에는 단백질 A 크로마토그래피에 의해 단백질, 예로서, 항-HER2 항체를 정제하는 것이 기술되어 있다. 이온 교환 크로마토그래피에 의해 단백질, 예로서, 항체를 정제하는 방법은 미국 출원 공개 번호 2004/0082047에 기술되어 있다.

미국 특허 번호 제5,110,913호는 pH가 4.6인 제1 pH에서 항체를 이온 교환 수지에 결합시키고, pH가 5.5인 제2의 pH에서 세척하고, pH 6.5에서 항체를 용출시키되, 여기서, 이들 3가지 단계에서 사용되는 용액의 이온 강도는 일정하게 유지되는 방법에 의해서 수용액 중 항체를 정제하는 것에 관한 것이다. 장(Zhang) 등은 인간 항체의 Q 막, 음이온 교환 크로마토그래피에 관해 언급한 바 있다 (문헌 [Zhang et al. "Q Membrane Chromatography Application for Human Antibody Purification Process," Poster presented at BioProduction, Oct. 26-27. Munich, Germany, 2004]). 단백질 정제에 관한 기타 공개 문헌으로는 하기 문헌을 포함한다:

본 발명의 요약

본원에서 본 발명은 원하는 항체 생성물을 용출시키기 이전에 고 pH 세척 단계를 사용하여 오염 물질을 제거하는 것인, 개선된, 항체의 양이온 교환 크로마토그래피 방법에 관한 것이다. 상기 공정을 통해서는 특히 다른 것들 중에서도 차이니즈 햄스터 난소 단백질 (CHOP) 오염 물질의 제거가 개선된다.

제1 측면에서 따라, 본 발명은

(a) 항체 및 적어도 하나의 오염 물질을 포함하는 조성물을 양이온 교환 물질 상에 로딩시키며, 여기서 조성물의 pH는 제1 pH인 단계;

(b) pH가 (a)에서의 조성물의 pH보다 더 큰 제1 세척 완충액으로 양이온 교환 물질을 세척하며, 여기서 제1 세척 완충액의 pH는 약 6.8 내지 약 9.0인 단계;

(c) pH가 제1 세척 완충액의 pH보다 더 작은 제2 세척 완충액으로 양이온 교환 물질을 세척하는 단계; 및

(d) 전도도가 제2 세척 완충액의 전도도보다 실질적으로 더 큰 용출 완충액을 사용하여 양이온 교환 물질로부터 항체를 용출시키는 단계

로 이루어진 연속 단계를 포함하는, 항체 및 적어도 하나의 오염 물질을 포함하는 조성물로부터 항체를 정제하는 방법을 제공한다.

바람직하게, 예로서, 리툭시맙과 같은 항체는 인간 CD20에 결합하고, 또는 예로서, 베바시주맙과 같은 항체는 인간 혈관 내피 성장 인자 (VEGF)에 결합한다.

하나의 바람직한 실시태양에 따라, 본 발명은

(a) 항체, 및 차이니즈 햄스터 난소 단백질 (CHOP), 침출된 단백질 A, DNA 및 응집된 CD20 항체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 오염 물질을 포함하는 조성물을 양이온 교환 물질 상에 로딩시키며, 여기서 조성물의 pH는 약 4.0 내지 약 6.0인 단계;

(b) pH가 약 6.8 내지 약 9.0인 제1 세척 완충액으로 양이온 교환 물질을 세척하는 단계;

(c) pH가 약 5.0 내지 약 6.0인 제2 세척 완충액으로 양이온 교환 물질을 세척하는 단계; 및

(d) pH가 약 5.0 내지 약 6.0이고 전도도가 약 10 mS/cm 내지 약 100 mS/cm인 용출 완충액을 사용하여 양이온 교환 물질로부터 항체를 용출시키는 단계

로 이루어진 연속 단계를 포함하는, 항체, 및 차이니즈 햄스터 난소 단백질 (CHOP), 침출된 단백질 A, DNA 및 응집된 CD20 항체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 오염 물질을 포함하는 조성물로부터 인간 CD20에 결합하는 항체를 정제하는 방법에 관한 것이다. 바람직하게, CD20 항체는 리툭시맙이다.

또다른 바람직한 실시태양에 따라, 본 발명은

(a) 인간 혈관 내피 성장 인자 (VEGF)에 결합하는 항체, 및 세포 배양 배지 성분, 가라마이신, 차이니즈 햄스터 난소 단백질 (CHOP), DNA, 바이러스 오염 물질 및 응집된 VEGF 항체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 오염 물질을 포함하는 조성물을 양이온 교환 물질 상에 로딩시키며, 여기서 조성물의 pH는 약 4.0 내지 약 6.0인 단계;

(b) pH가 약 6.8 내지 약 8.0인 제1 세척 완충액으로 양이온 교환 물질을 세척하는 단계;

로 이루어진 연속 단계를 포함하는, 인간 VEGF에 결합하는 항체, 및 세포 배양 배지 성분, 가라마이신, 차이니즈 햄스터 난소 단백질 (CHOP), DNA, 바이러스 오염 물질 및 응집된 VEGF 항체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 오염 물질을 포함하는 조성물로부터 인간 VEGF에 결합하는 항체를 정제하는 방법에 관한 것이다. 바람직하게, VEGF 항체는 베바시주맙이다.

본 발명은 또한 pH가 약 7.8인, 약 25 mM HEPES를 포함하는 완충액 중 리툭시맙을 포함하는 조성물에 관한 것이다.

추가로, 본 발명은 pH가 약 7.0인, 약 25 mM MOPS를 포함하는 완충액 중 베바시주맙을 포함하는 조성물을 제공한다.

도 1A 및 1B는 리툭시맙 항체의 중쇄 (서열 번호 1) 및 경쇄 (서열 번호 2)의 아미노산 서열을 제공한다. 인간 감마 1 중쇄 불변 서열 및 인간 카파 경쇄 불변 서열과 같이, 각 가변 영역 중의 각 프레임워크 영역 (FR1-4)과, 각 CDR 영역 (CDR1-3)이 식별되어 있다. 중쇄 가변 (VH) 영역은 서열 번호 3에 제시되어 있다. 경쇄 가변 (VL) 영역은 서열 번호 4에 제시되어 있다. CDR에 대한 서열 식별자는 CDR H1 (서열 번호 5), CDR H2 (서열 번호 6), CDR H3 (서열 번호 7), CDR L1 (서열 번호 8), CDR L2 (서열 번호 9), 및 CDR L3 (서열 번호 10)이다.
도 2A 및 2B는 베바시주맙 항체의 중쇄 (서열 번호 11) 및 경쇄 (서열 번호 12)의 아미노산 서열을 제공한다. 각 가변 영역의 종단부는 ∥로 표시되어 있다. 가변 중쇄 (VH) 영역은 서열 번호 13에 제시되어 있다. 가변 경쇄 (VL) 영역은 서열 번호 14에 제시되어 있다. 각 가변 영역 중 3개의 CDR 각각은 밑줄로 표시되어 있다. CDR에 대한 서열 식별자는 CDR H1 (서열 번호 15), CDR H2 (서열 번호 16), CDR H3 (서열 번호 17), CDR L1 (서열 번호 18), CDR L2 (서열 번호 19), 및 CDR L3 (서열 번호 20)이다.
도 3은 원래의 공정과의 비교로, 개선된 리툭시맙 공정 중 양이온 교환 크로마토그래피 공정에 의한 숙주 세포 단백질 제거에 관하여 이루어진 병렬식 비교를 제공한다. 신규 공정을 통해 CHOP 제거가 더욱더 잘 이루어졌다.

바람직한 실시태양의 상세한 설명

정의:

본원에서, "약"이라는 용어로 시작되는 수치 범위나 양은 명백하게 정확한 범위 또는 정확한 수치량을 포함한다.

본원에서 정제하고자 하는 "조성물"은 관심의 대상이 되는 항체 및 하나 이상의 오염 물질을 포함한다. 조성물은 "부분적으로 정제"될 수 있거나 (즉, 하나 이상의 정제 단계로 처리될 수 있거나), 또는 항체를 생산하는 숙주 세포 또는 유기체로부터 직접 수득될 수 있다 (예를 들면, 조성물은 수거된 세포 배양액을 포함할 수 있다).

본원에서 사용되는 바, "폴리펩티드"는 일반적으로 약 10개 초과의 아미노산을 갖는 펩티드 및 단백질을 의미한다. 바람직하게, 폴리펩티드는 포유동물 단백질이며, 그의 예로는 레닌; 성장 호르몬 (인간 성장 호르몬 및 소 성장 호르몬 포함); 성장 호르몬 방출 인자; 부갑상선 호르몬; 갑상선 자극 호르몬; 지단백질; 알파-1-안티트립신; 인슐린 A-쇄; 인슐린 B-쇄; 프로인슐린; 여포 자극 호르몬; 칼시토닌; 황체형성 호르몬; 글루카곤, 응고 인자 (예로서, 인자 VⅢC, 인자 IX, 조직 인자 및 폰 빌레브란트 인자(von Willebrands factor)); 항-응고 인자 (예로서, 단백질 C); 심방성 나트륨이뇨인자; 폐 표면활성 물질; 플라스미노겐 활성 인자 (예로서, 유로키나제 또는 인간 뇨 또는 조직-유형 플라스미노겐 활성 물질 (t-PA)); 봄베신; 트롬빈; 조혈 성장 인자; 종양 괴사 인자-알파 및 종양 괴사 인자-베타; 엔케팔리나제; RANTES (활성화되면 정상적으로 T-세포가 발현 및 분비되도록 조절); 인간 대식세포 염증 단백질 (MIP-1-알파); 혈청 알부민 (예로서, 인간 혈청 알부민); 뮬러리안(Muellerian)-억제 물질; 릴랙신 A-쇄; 릴랙신 B-쇄; 프로릴랙신; 마우스 성선자극 호르몬-관련 펩티드; 미생물 단백질 (예로서, 베타-락타마제); DNase; IgE; 세포독성 T-림프구 관련 항원 (CTLA) (예로서, CTLA-4); 인히빈; 액티빈; 혈관 내피 성장 인자 (VEGF); 호르몬 또는 성장 인자에 대한 수용체; 단백질 A 또는 D; 류마티스유사 인자; 향신경 인자 (예로서, 골-유래 향신경 인자 (BDNF), 뉴트로핀-3, -4, -5, 또는 -6 (NT-3, NT-4, NT-5, 또는 NT-6), 또는 신경 성장 인자 (예로서, NGF-β); 혈소판-유래 성장 인자 (PDGF); 섬유아세포 성장 인자 (예로서, aFGF 및 bFGF); 표피 성장 인자 (EGF); 형질전환 성장 인자 (TGF) (예로서, TGF-알파 및 TGF-β1, TGF-β2, TGF-β3, TGF-β4, 또는 TGF-β5를 비롯한 TGF-β); 인슐린-유사 성장 인자-I 및 -II (IGF-I 및 IGF-II); 데스(1-3)-IGF-I (뇌 IGF-I), 인슐린-유사 성장 인자 결합 단백질 (IGFBP); CD 단백질 (예로서, CD3, CD4, CD8, CD19 및 CD20); 에리트로포이에틴; 골유도 인자; 면역 독소; 뼈 형성 단백질 (BMP); 인터페론 (예로서, 인터페론-알파, -베타 및 -감마); 콜로니 자극 인자 (CSF) (예를 들면, M-CSF, GM-CSF, 및 G-CSF); 인터루킨 (IL) (예를 들면, IL-1 내지 IL-10); 수퍼옥시드 디스뮤타제; T-세포 수용체; 표면 막 단백질; 붕괴 촉진 인자; 바이러스 항원 (예로서, AIDS 외피 일부); 수송 단백질; 귀소 수용체; 어드레신; 조절 단백질; 인테그린 (예로서, CD11a, CD11b, CD11c, CD18, ICAM, VLA-4 및 VCAM); 종양 관련 항원 (예로서, HER2, HER3 또는 HER4 수용체); 및 상기 열거된 임의의 폴리펩티드의 단편 및/또는 변이체 뿐만 아니라, 상기 열거된 임의의 폴리펩티드에 결합하는 항체 (항체 단편 포함)를 포함된다. 바람직한 폴리펩티드는 인간 CD20에 결합하는 무손상 항체 또는 항체 단편, 예를 들면, 리툭시맙; 또는 인간 혈관 내피 성장 인자 (VEGF)에 결합하는 무손상 항체 또는 항체 단편, 예를 들면, 베바시주맙이다.

"오염 물질"이란 원하는 항체 생성물과 다른 물질이다. 오염 물질로는 제한없이, 숙주 세포 물질, 예로서, 차이니즈 햄스터 난소 단백질 (CHOP); 침출된 단백질 A; 핵산; 원하는 항체의 변이체, 단편, 응집체 또는 유도체; 또다른 폴리펩티드; 내독소; 바이러스 오염 물질; 세포 배양 배지 성분 (예를 들면, 가라마이신; 젠타마이신(GENTAMYCIN)®) 등을 포함한다.

"양이온 교환 물질"이라는 어구는 음으로 하전된 고상으로서, 상기 고상 위로 통과하거나 관통하는 수용액 중의 양이온과 교환되는 유리 양이온을 갖는 것인 고상을 의미한다. 하나 이상의 하전된 리간드를 예를 들면, 공유 결합에 의해서 고상에 부착시킴으로써 전하를 제공할 수 있다. 별법으로, 또는 추가로, 전하가 고상의 고유의 특성이 될 수 있다 (예를 들면, 실리카 경우와 같이, 이는 전체 음전하를 갖는다). 상업적으로 이용가능한 양이온 교환 물질로는 카르복시-메틸-셀룰로스, 베이커본드 ABX(BAKERBOND ABX)™, 아가로스에 고정된 설포프로필 (SP) (예를 들면, SP-세파로스 패스트 플로우(SP-SEPHAROSE FAST FLOW)™, SP-세파로스 패스트 플로우 XL™ 또는 SP-세파로스 하이 퍼포먼스(SP-SEPHAROSE HIGH PERFORMANCE)™, GE 헬쓰케어(GE Healthcare)로부터 입수), 캡토 S(CAPTO S)™ (GE 헬쓰케어), 프락토겔-SO3(FRACTOGEL)-SO3™, 프락토겔-SE 하이캡(FRACTOGEL-SE HICAP)™, 및 프락토프렙(FRACTOPREP)™ (EMD 머크(EMD Merck)), 아가로스에 고정된 설포닐 (예를 들면, S-세파로스 패스트 플로우(S-SEPHAROSE FAST FLOW)™, GE 헬쓰케어로부터 입수), 및 수퍼 SP(SUPER SP)™ (토소 바이오사이언시스(Tosoh Biosciences))를 포함한다. 본원의 바람직한 양이온 교환 물질로는 설포프로필기로 관능화된 폴리하이드록실화된 중합체로 코팅된 교차-결합된 폴리(스티렌-디비닐벤젠) 통액 입자 (고상) (예를 들면, 포로스 50 HS(POROS 50 HS)® 크로마토그래피 수지)를 포함한다.

"고상"이란 하나 이상의 하전된 리간드가 부착할 수 있는 비-수성 매트릭스를 의미한다. 고상은 정제 칼럼 (제한 없이, 팽창층 및 충전층 칼럼 포함), 이산된 입자의 비연속상, 막 또는 필터 등일 수 있다. 고상을 형성하는 물질의 예로는 다당류 (예로서, 아가로스 및 셀룰로오스), 및 기계적으로 안정한 기타 매트릭스, 예로서, 실리카 (예를 들면, 조절형 공극 유리), 폴리(스티렌-디비닐벤젠), 폴리아크릴아미드, 세라믹 입자 및 상기 임의의 물질의 유도체를 포함한다.

본원에서 "로드"라는 용어는 양이온 교환 물질에 로딩된 조성물을 의미한다. 바람직하게, 양이온 교환 물질은 정제시키고자 하는 조성물을 로딩하기 이전에 평형 완충액으로 평형화시킨다.

"완충액"은 그의 산-염기 접합체 성분의 작용에 의한 pH의 변화를 저지하는 용액이다. 예를 들면, 완충액의 원하는 pH에 따라 사용될 수 있는 각종 완충액이 문헌 [Buffers . A Guide for the Preparation and Use of Buffers in Biological Systems, Gueffroy, D., Ed. Calbiochem Corporation (1975)]에 기재되어 있다.

"평형 완충액"은 관심의 대상이 되는 항체, 및 하나 이상의 오염 물질을 포함하는 조성물을 양이온 교환 물질 상에 로딩하기 전에 양이온 교환 물질을 평형화시키는데 사용되는 완충액이다. 바람직하게, 본원에서 평형 완충액의 pH는 약 5.0 내지 약 6.0 범위, 바람직하게, 약 5.5이다. 바람직하게, 본원에서 평형 완충액의 전도도는 약 1 내지 약 8 mS/cm, 바람직하게, 약 4 내지 약 8 mS/cm, 및 가장 바람직하게, 약 5 내지 약 8 mS/cm이다. 임의로, 평형 완충액은 염, 예로서, NaCl을, 예를 들면, 약 40 mM 내지 약 80 mM의 양으로, 바람직하게는 약 60 mM NaCl을 포함한다.

본원에서 사용된 "세척 완충액"이라는 용어는 조성물을 로딩한 후, 그리고 관심의 대상이 되는 단백질을 용출하기 이전에 양이온 교환 물질 위로 통과하는 완충액을 의미한다. 세척 완충액은 실질적으로 원하는 항체 생성물은 용출시키지 않으면서, 하나 이상의 오염 물질을 양이온 교환 물질로부터 제거하는 역할도 할 수 있다. 본원에서 본 발명의 바람직한 실시태양에 따라, "제1 세척 완충액" 및 "제2 세척 완충액"이 사용된다.

본원에서, "제1 세척 완충액"이라는 표현은 로드 및/또는 평형 완충액의 pH에 비하여 pH가 증가된 것인 세척 완충액을 의미한다. 제1 세척 완충액은 본원에서 실질적으로 관심의 대상이 되는 항체 생성물은 양이온 교환 물질로부터 용출시키지 않으면서, 하나 이상의 오염 물질을 그로부터 용출시키는데 사용될 수 있다. "제1"이라는 용어는 로드와 제1 세척 완충액 사이에 하나 이상의 추가의 세척 완충액 또는 기타 다른 완충액을 사용하는 것을 제외시키는 것으로 해석되어서는 안된다. 바람직하게, 본원에서 제1 세척 완충액의 pH는 약 6.8 내지 약 9.0 범위, 바람직하게, 약 7.0 내지 약 8.0 범위이고, 가장 바람직하게는, pH 약 7.0 또는 pH 약 7.8이다. 바람직하게, 본원에서 제1 세척 완충액의 전도도는 약 0.01 내지 약 5 mS/cm 범위, 바람직하게, 약 0.1 내지 약 3 mS/cm 범위이고, 가장 바람직하게는, 약 0.2 내지 약 2 mS/cm이다. 임의로, 제1 세척 완충액은 실질적으로 그 안에 염 (예로서, NaCl)을 포함하지 않는다.

본 출원의 목적을 위한 "제2 세척 완충액"이라는 표현은 관심의 대상이 되는 항체 용출을 위한 양이온 교환 물질을 제조하는데 사용되는 것으로서, 제1 세척 완충액 이후에 사용되는 세척 완충액을 의미한다. "제2"라는 용어는 제1 세척 완충액과 제2 세척 완충액 사이에 하나 이상의 추가의 세척 완충액 또는 기타 다른 완충액을 사용하는 것을 제외시키는 것으로 해석되어서는 안된다. 바람직하게, 본원에서 제2 세척 완충액의 pH는 약 5.0 내지 약 6.0 범위, 바람직하게, 약 5.5이고, 가장 바람직하게는, pH 5.5이다. 바람직하게, 본원에서 제2 세척 완충액의 전도도는 약 0.01 내지 약 5 mS/cm 범위, 바람직하게, 약 0.1 내지 약 3 mS/cm 범위이고, 가장 바람직하게는 약 0.5 내지 약 3.0 mS/cm 범위이다.

"용출 완충액"은 고상으로부터 관심의 대상이 되는 항체를 용출시키는데 사용된다. 본원에서, 용출 완충액의 전도도는 제2 세척 완충액의 전도도에 비하여 실질적으로 증가됨으로써, 원하는 항체 생성물이 양이온 교환 물질로부터 용출되는 것이다. 바람직하게, 용출 완충액의 전도도는 로드의 전도도, 및 각각의 선행 완충액, 즉, 평형 완충액, 제1 세척 완충액, 및 제2 세척 완충액의 전도도보다 실질적으로 더욱더 크다. "실질적으로 더욱 큰" 전도도란 용출 완충액이 예를 들면, 그와 비교가 되는 조성물 또는 완충액의 전도도보다 적어도 2, 3, 4, 5 또는 6 전도도 단위 (mS/cm) 만큼 더 큰 전도도를 갖는다는 것을 의미한다. 하나의 실시태양에서, 용출 완충액의 pH는 실질적으로 평형 완충액 및/또는 제2 세척 완충액과 동일하다. 바람직하게, 본원에서 용출 완충액의 pH는 약 5.0 내지 약 6.0 범위이고, 바람직하게는, 약 5.5, 및 가장 바람직하게는, pH 5.5이다. 바람직하게, 본원에서 용출 완충액의 전도도는 약 10 mS/cm 내지 약 100 mS/cm 범위, 바람직하게, 약 12 mS/cm 내지 약 30 mS/cm 범위이고, 가장 바람직하게는, 약 12 내지 약 20 mS/cm이다. 염, 예로서, 염화나트륨, 아세트산나트륨, 염화칼륨을 용출 완충액에 첨가함으로써 전도도는 증가시킬 수 있다. 바람직하게, 용출 완충액은 약 100 내지 약 300 mM NaCl, 바람직하게, 약 150 mM 내지 약 200 mM NaCl, 예를 들면, 약 175 mM NaCl 또는 약 160 mM NaCl을 포함한다.

"재생 완충액"은 양이온 교환 물질을 재생시켜 이를 재사용할 수 있게 하는데 사용될 수 있다. 재생 완충액은 실질적으로 모든 오염 물질 및 관심의 대상이 되는 항체를 양이온 교환 물질로부터 제거하는데 필요한 전도도 및/또는 pH를 갖는다.

"전도도"라는 용어는 두 전극 사이의 전류를 통하게 하는 수용액의 능력을 의미한다. 용액 내에서는 이온 수송에 의해 전류가 흐른다. 따라서, 수용액 중 존재하는 이온량을 증가시키면, 용액은 더 높은 전도도를 갖게 될 것이다. 전도도의 기본 측정 단위는 지멘(Siemen) (또는 mho), mho (mS/cm)이며, 전도도 측정기, 예로서, 각종 모델의 오리온(Orion) 전도도 측정기를 사용하여 측정할 수 있다. 전기 전도도란 전류를 운반할 수 있는 용액 중 이온의 능력이기 때문에 용액의 이온 농도를 변화시킴으로써 용액의 전도도를 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 원하는 전도도를 얻기 위해 용액 중 완충제의 농도 및/또는 염 (예를 들면, 염화나트륨, 아세트산나트륨, 또는 염화칼륨)의 농도를 변화시킬 수 있다. 바람직하게는, 각종 완충액의 염 농도를 변경하여 원하는 전도도를 얻을 수 있다

항체 및 하나 이상의 오염 물질을 포함하는 조성물로부터 항체를 "정제한다"는 것은 적어도 하나의 오염 물질을 상기 조성물로부터 (완전하게 또는 부분적으로) 제거함으로써 조성물 중 항체의 순도를 증가시키는 것을 의미한다. "정제 단계"는 "균질한" 조성물을 생성하는 전체 정제 공정의 일부일 수 있다. 본원에서 사용되는 바, "균질성"이라는 것은 조성물 총 중량에 기초하여 관심의 대상이 되는 항체를 적어도 약 70중량％, 바람직하게, 적어도 약 80중량％, 더욱 바람직하게, 적어도 약 90중량％, 더욱더 바람직하게, 적어도 약 95중량％를 포함하는 조성물을 의미한다.

분자를 양이온 교환 물질에 "결합"시킨다는 것은 적절한 조건 (pH 및/또는 전도도) 하에 분자를 양이온 교환 물질에 노출시켜 분자와, 양이온 교환 물질의 하전기 또는 하전기들 사이의 이온 상호작용에 의해 상기 분자가 가역적으로 양이온 교환 물질 중에 또는 그 상에 고정화될 수 있도록 하는 것을 의미한다.

양이온 교환 물질을 "세척"한다는 것은 적절한 완충액이 양이온 교환 물질을 관통하거나 그 위를 통과하는 것을 의미한다.

분자 (예를 들면, 항체 또는 오염 물질)를 양이온 교환 물질로부터 "용출"시킨다는 것은 그로부터 분자를 제거하는 것을 의미하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시태양에서, 본원에서 정제하고자 하는 항체는 재조합 항체이다. "재조합 항체"는 항체를 코딩하는 핵산으로 형질전환되거나 형질감염되었거나, 상동성 재조합의 결과로서 항체를 생산하는 숙주 세포에서 생산된 항체이다. "형질전환" 및 "형질감염"은 상호교환적으로 사용되며, 이는 핵산을 세포 내로 도입하는 공정을 의미한다. 형질전환 또는 형질감염 후에, 핵산은 숙주 세포 게놈 내로 통합될 수 있거나, 염색체외 요소로서 존재할 수 있다. "숙주 세포"는 시험관내 세포 배양물 중의 세포 뿐만 아니라, 숙주 동물 내에 존재하는 세포도 포함한다. 폴리펩티드를 재조합적으로 생산하는 방법은 예를 들면, 미국 특허 번호 제5,534,615호 (이는 명백하게 본원에서 참고로 인용된다)에 기재되어 있다.

출발 폴리펩티드의 "변이체" 또는 "아미노산 서열 변이체"는 출발 폴리펩티드의 아미노산 서열과 상이한 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩티드이다. 일반적으로, 변이체는 천연 폴리펩티드와 적어도 80％의 서열 동일성, 바람직하게, 적어도 90％의 서열 동일성, 더욱 바람직하게, 적어도 95％의 서열 동일성, 및 가장 바람직하게, 적어도 98％의 서열 동일성을 가질 것이다. 서열 동일성(％)은 상동성이 최대가 되도록 서열을 정렬한 후에, 예를 들면, 문헌 [Needleman et al., J. Mol . Biol. 48:443-453 (1970)]에 기재된 방법, 문헌 [Fitch et al., Proc . Natl . Acad . Sci . USA 80:1382-1386 (1983)]에 의해 기재된 알고리즘 버전에 의해 측정된다. 폴리펩티드의 아미노산 서열 변이체는, 폴리펩티드를 코딩하는 DNA 내로 적절한 뉴클레오티드 변화를 도입하거나, 펩티드 합성에 의해서 제조될 수 있다. 그러한 변이체로는 예를 들면, 관심의 대상이 되는 폴리펩티드의 아미노산 서열내 존재하는 잔기로부터의 결실, 및/또는 잔기 내로의 삽입 및/또는 잔기의 치환을 포함한다. 결실, 삽입 및 치환을 임의 조합하여 최종 작제물을 만들 수도 있는데, 다만 최종 작제물이 원하는 특징을 지녀야 한다. 아미노산 변화는 또한 예로서, 당화 부위의 갯수 또는 위치를 변화시킴으로써 폴리펩티드의 번역후 프로세싱을 변경시킬 수 있다. 기타 다른 번역후 변형으로는 프롤린 및 리신의 하이드록실화, 세릴, 트레오닐 또는 티로실 잔기의 하이드록실기의 인산화, 리신, 아르기닌 및 히스티딘 측쇄의 α-아미노기의 메틸화를 포함한다 (문헌 [T. E. Creighton, Proteins: Structure and Molecular Properties, W.H. Freeman & Co., San Francisco, pp. 79-86 (1983)]). 폴리펩티드의 아미노산 서열 변이체를 생성하는 방법은 예를 들면, 미국 특허 번호 제5,534,615호 (이는 명백하게 본원에서 참고로 인용된다)에 기재되어 있다.

"항체"라는 용어는 가장 넓은 의미로 사용되며, 구체적으로는 원하는 결합 특이성을 나타내는 한, 모노클로날 항체 (전장의 모노클로날 항체 포함), 폴리클로날 항체, 다중특이적 항체 (예를 들면, 이중특이적 항체), 및 항체 단편을 포괄한다.

본 명세서에서 항체란 관심의 대상이 되는 "항원"에 대해 유도된 것이다. 바람직하게, 항원은 생물학적으로 중요한 폴리펩티드이며, 이 항체를 질환 또는 질병을 앓고 있는 포유동물에게 투여하면 포유동물에게서 치료상의 이점을 가져올 수 있다. 그러나, 비-폴리펩티드 항원 (예로서, 종양-관련된 당지질 항원; 미국 특허 5,091,178 참조)에 대해 유도된 항체 또한 주시된다. 항원이 폴리펩티드인 경우 그 항원은 막횡단 분자 (예를 들면, 수용체) 또는 리간드, 예로서, 성장 인자일 수 있다. 예시적인 항원으로는 상술한 폴리펩티드를 포함한다. 본 발명에 의하여 포함되는 항체에 대한 바람직한 분자 표적으로는 CD 폴리펩티드 (예로서, CD3, CD4, CD8, CD19, CD20 및 CD34); HER 수용체 계열의 구성원 (예로서, EGF 수용체 (HER1), HER2, HER3 또는 HER4 수용체); 세포 부착 분자 (예로서, LFA-1, Mac1, p150,95, VLA-4, ICAM-1, VCAM, 및 그의 a 또는 b 하위단위 중 하나를 포함하는 av/b3 인테그린 (예를 들면, 항-CD11a, 항-CD18 또는 항-CD11b 항체)); 성장 인자 (예로서, VEGF); IgE; 혈액형 항원; flk2/flt3 수용체; 비만 (OB) 수용체; mpl 수용체; CTLA-4; 폴리펩티드 C 등을 포함한다. 임의로는 기타 다른 분자에 접합된 것일 수 있는 가용성 항원 또는 그의 단편이 항체를 생성하는 면역원으로서 사용될 수 있다. 예로서, 수용체와 같은 막횡단 분자의 경우, 이들의 단편 (예를 들면, 수용체의 세포외 도메인)이 면역원으로서 사용될 수 있다. 별법으로, 막횡단 분자를 발현하는 세포가 면역원으로서 사용될 수 있다. 이러한 세포는 천연 공급원 (예를 들면, 암 세포주)으로부터 유래할 수 있거나, 막횡단 분자를 발현하도록 재조합 기법에 의하여 형질전환된 세포일 수 있다.

본원에서 정제하고자 하는 항체의 예로는 HER2 항체 (트라스투주맙 (허셉틴(HERCEPTIN)®) (문헌 [Carter et al., Proc . Natl . Acad . Sci . USA, 89:4285-4289 (1992)], 미국 특허 번호 제5,725,856호) 및 페르투주맙 (옴니타그(OMNITARG)™) (WO 01/00245) 포함); CD20 항체 (하기 참조); IL-8 항체 (문헌 [St John et al., Chest, 103:932 (1993)], 및 국제 공개 번호 WO 95/23865); VEGF 또는 VEGF 수용체 항체 (인간화된 항체 및/또는 친화도 성숙 VEGF 항체, 예로서, 인간화된 VEGF 항체 huA4.6.1 베바시주맙 (아바스틴(AVASTIN)®) 및 라니비주맙 (루센티스(LUCENTIS)®) (문헌 [Kim et al., Growth Factors, 7:53-64 (1992)], 국제 공개 번호 WO 96/30046, 및 WO 98/45331 (1998년 10월 15일 공개) 포함); PSCA 항체 (WO 01/40309); CD11a 항체 (에팔리주맙 (랍티바(RAPTIVA)®) (미국 특허 번호 제5,622,700호, WO 98/23761, 문헌 [Steppe et al., Transplant Intl. 4:3-7 (1991)], 및 [Hourmant et al., Transplantation 58:377-380 (1994)]) 포함); IgE에 결합하는 항체 (오말리주맙 (졸레어(XOLAIR)®) (문헌 [Presta et al., J. Immunol. 151:2623-2632 (1993)], 및 국제 공개 번호 WO 95/19181; 미국 특허 번호 제5,714,338호 (1998년 2월 3일 발행) 또는 미국 특허 번호 제5,091,313호 (1992년 2월 25일 발행), WO 93/04173 (1993년 3월 4일 공개), 또는 국제 출원 번호 PCT/US98/13410 (1998년 6월 30일 출원), 미국 특허 번호 제5,714,338호) 포함); CD18 항체 (미국 특허 번호 제5,622,700호 (1997년 4월 22일 발행), 또는 WO 97/26912 (1997년 7월 31일 공개)); Apo-2 수용체 항체 항체 (WO 98/51793 (1998년 11월 19일 공개)); 조직 인자 (TF) 항체 (유럽 특허 번호 0 420 937 B1 (1994년 11월 9일 허여)); α₄-α₇ 인테그린 항체 (WO 98/06248 (1998년 2월 19일 공개)); EGFR 항체 (예를 들면, 키메라화된 또는 인간화된 225 항체, 세툭시맙, 에르부틱스(ERBUTIX)^® (WO 96/40210 (1996년 12월 19일 공개))); CD3 항체, 예로서, OKT3 (미국 특허 번호 제4,515,893호 (1985년 5월 7일 발행)); CD25 또는 Tac 항체, 예로서, CHI-621 (시물렉트(SIMULECT)®) 및 제나팍스(ZENAPAX)® (미국 특허 번호 제5,693,762호 (1997년 12월 2일 발행) 참조); CD4 항체, 예로서, cM-7412 항체 (문헌 [Choy et al., Arthritis Rheum 39(1):52-56 (1996)]); CD52 항체, 예로서, CAMPATH-1H (ILEX/베르렉스(Berlex)) (문헌 [Riechmann et al., Nature 332:323-337 (1988)]); Fc 수용체 항체, 예로서, FcγRI에 대해 유도된 M22 항체 (문헌 [Graziano et al., J. Immunol . 155(10):4996-5002 (1995)]); 암배아 항원 (CEA) 항체, 예로서, hMN-14 (문헌 [Sharkey et al., Cancer Res . 55(23Suppl): 5935s-5945s (1995)]); 유방 표피 세포에 대해 유도된 항체 (huBrE-3, hu-Mc 3 및 CHL6 (문헌 [Ceriani et al., Cancer Res . 55(23): 5852s-5856s (1995)]; 및 [Richman et al., Cancer Res. 55(23 Supp): 5916s-5920s (1995)) 포함); 결장 암종 세포에 결합하는 항체, 예로서, C242 (문헌 [Litton et al., Eur J. Immunol. 26(1): 1-9 (1996)]); CD38 항체, 예를 들면, AT 13/5 (문헌 [Ellis et al., J. Immunol. 155(2):925-937 (1995)]); CD33 항체, 예로서, Hu M195 (문헌 [Jurcic et al., Cancer Res 55(23 Suppl):5908s-5910s (1995)]) 및 CMA-676 또는 CDP771; EpCAM 항체, 예로서, 17-1A (파노렉스(PANOREX)®); GpIIb/IIIa 항체, 예로서, 압식시맙 또는 c7E3 Fab (리오프로(REOPRO)®); RSV 항체, 예로서, MEDI-493 (시나지스(SYNAGIS)®); CMV 항체, 예로서, 프로토비어(PROTOVIR)®; HIV 항체, 예로서, PRO542; 간염 항체, 예로서, Hep B 항체 오스타비어(OSTAVIR)®; CA 125 항체 OvaRex; 이디오타입 GD3 에피토프 항체 BEC2; αvβ3 항체 (예를 들면, 비탁신(VITAXIN)®; 메디이뮨(Medimmune)); 인간 신장 세포 암종 항체, 예로서, ch-G250; ING-1; 항-인간 17-1An 항체 (3622W94); 항-인간 결장직장 종양 항체 (A33); GD3 강글리오사이드에 대해 유도된 항-인간 흑색종 항체 R24; 항-인간 편평세포 암종 (SF-25); 인간 백혈구 항원 (HLA) 항체, 예로서, 스마트(Smart) ID10 및 항-HLA DR 항체 온콜림(Oncolym) (Lym-1); CD37 항체, 예로서, TRU 016 (트루비온(Trubion)); IL-21 항체 (자이모제네틱스(Zymogenetics)/노보 노디스크(Novo Nordisk)); 항-B 세포 항체 (임페론(Impheron)); B 세포 표적 MAb (이뮤노겐(Immunogen)/아벤티스(Aventis)); 1D09C3 (모르포시스(Morphosys)/GPC); 림포래드(LymphoRad) 131 (HGS); Lym-1 항체, 예로서, Lym-1Y-90 (USC) 또는 항-Lym-1 온콜림 (USC/페레그린(Peregrine)); LIF 226 (인핸스드 라이프사이.(Enhanced Lifesci.)); BAFF 항체 (예를 들면, WO 03/33658); BAFF 수용체 항체 (예를 들면, WO 02/24909 참조); BR3 항체; Blys 항체, 예로서, 벨리무맙(belimumab); LYMPHOSTAT-B™; ISF 154 (UCSD/로슈(Roche)/트라겐(Tragen)); 고밀릭시마(gomilixima) (아이덱 152(Idec 152); 바이오젠 아이덱(Biogen Idec)); IL-6 수용체 항체, 예로서, 아틀리주맙(atlizumab) (악템라(ACTEMRA)™; 츄가이(Chugai)/로슈); IL-15 항체, 예로서, HuMax-I1-15 (겐맙(Genmab)/암젠(Amgen)); 케모카인 수용체 항체 (예로서, CCR2 항체 (예를 들면, MLN1202; 밀리에늄(Millieneum))); 항-보체 항체, 예로서, C5 항체 (예를 들면, 에쿨리주맙, 5G1.1; 알렉시온(Alexion)); 경구용의 인간 면역글로불린 제제 (예를 들면, IgPO; 프로테인 테라푸틱스(Protein Therapeutics)); IL-12 항체, 예로서, ABT-874 (CAT/애보트(Abbott)); 테네릭시맙(Teneliximab) (BMS-224818; BMS); CD40 항체 (S2C6 및 그의 인간화된 변이체 (WO 00/75348) 포함) 및 TNX 100 (케이론(Chiron)/태녹스(Tanox)); TNF-α 항체 (cA2 또는 인플릭시맙 (레미케이드(REMICADE)®), CDP571, MAK-195, 아달리무맙(adalimumab) (휴미라(HUMIRA)™), 페길화된 TNF-α 항체 단편, 예로서, CDP-870 (셀테크(Celltech)), D2E7 (놀(Knoll)), 항-TNF-α 폴리클로날 항체 (예를 들면, PassTNF; 베리젠(Verigen)) 포함); CD22 항체, 예로서, LL2 또는 에프라투주맙 (림포시드(LYMPHOCIDE)®; 이뮤노메딕스(Immunomedics)) (에프라투주맙 Y-90 및 에프라투주맙 I-131, 아바이오겐(Abiogen)사의 CD22 항체 (아바이오겐, 이탈리아 소재), CMC 544 (와이어스(Wyeth)/셀테크), 콤보톡스(combotox) (UT 사우스웨스턴(UT Soutwestern)), BL22 (NIH), 및 림포스칸 Tc99(LympoScan Tc99) (이뮤노메딕스) 포함)를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게, 본원에서 정제되는 항체는 인간 CD20에 결합하는 나형(naked)의 무손상 항체, 또는 인간 VEGF에 결합하는 나형의 무손상 항체이다.

인간 "CD20" 항원, 또는 "CD20"은 말초 혈액 또는 림프양 기관으로부터의 B 세포 중 90％를 초과하는 B 세포의 표면 상에서 발견되는 약 35-kDa의, 비-당화된 인단백질이다. CD20은 정상적인 B 세포 뿐만 아니라, 악성 B 세포, 두가지 모두에 존재하지만, 줄기 세포 상에서는 발현되지 않는다. 본 문헌에서 CD20에 대한 기타 다른 명칭으로는 "B-림프구-제한 항원" 및 "Bp35"를 포함한다. CD20 항원은 예를 들면, 문헌 [Clark et al., Proc . Natl . Acad . Sci. (USA) 82:1766 (1985)]에 기재되어 있다.

본원에서 "CD20 항체 길항제"란, B 세포 상의 CD20에 결합하였을 때에 피험체에서 B 세포를 파괴하거나 소실시키고/거나, 예를 들면, B 세포에 의해 유도되는 체액 반응을 감소시키거나 방해함으로써 하나 이상의 B-세포 기능을 방해하는 것인 항체이다. 항체 길항제는 바람직하게 항체 길항제로 치료를 받는 피험체에서 B 세포를 소실시킬 수 있다 (즉, 혈중 B-세포 수준을 감소시킬 수 있다). 항체-의존성 세포-매개 세포독성 (ADCC) 및/또는 보체-의존성 세포독성 (CDC), B-세포 증식 억제 및/또는 (예를 들면, 세포자멸에 의한) B-세포 사멸 유도와 같은 다양한 기전에 의해서 상기와 같이 소실시킬 수 있다.

본원에서 사용되는 바, "B 세포 소실"이란 치료 이전의 수준과 비교하였을 때, 일반적으로 약물 또는 항체 치료 이후에 동물 또는 인간에서의 B 세포 수준이 감소되는 것을 의미한다. B 세포 소실은 부분적이거나, 완전한 것일 수 있다. B 세포 수준은 예로서, 문헌 ([Reff et al., Blood 83: 435-445 (1994)] 또는 미국 특허 번호 제5,736,137호 (앤더슨(Anderson) 등)에 기술되어 있는 것과 같은 잘 공지된 기법을 사용하여 측정가능하다. 일례로, 포유동물 (예를 들면, 일반 영장류)을 다양한 투여량의 항체 또는 면역어드헤신으로 처리할 수 있고, 말초 B-세포 농도를 예를 들면, B 세포를 계수하는 FACS 방법에 의해 측정할 수 있다.

CD20 항체의 예로는 현재 "리툭시맙" ("리툭산(RITUXAN)®")으로도 명명되는 "C2B8" (미국 특허 번호 제5,736,137호); IDEC 파마슈티칼즈 인크.(IDEC Pharmaceuticals, Inc.)로부터 상업적으로 이용가능한 "Y2B8" 또는 "이브리투모맙 튜세탄(Ibritumomab Tiuxetan)" (제발린(ZEVALIN)®)으로 명시되는 이트륨-[90]-표지된 2B8 뮤린 항체 (미국 특허 번호 제5,736,137호); 수탁번호 HB11388하에 1993년 6월 22일 ATCC에 기탁된 2B8; 코릭사(Corixa)로부터 상업적으로 이용가능한 것으로, 임의로 ¹³¹I로 표지되어 "131I-B1" 또는 "요오드 I131 토시투모맙" 항체 (벡사르(BEXXAR)™)를 생성하는 뮤린 IgG2a "B1" ("토시투모맙(Tositumomab)"으로도 명명된다) (또한, 미국 특허 번호 제5,595,721호 참조); 뮤린 모노클로날 항체 "1F5" (문헌 [Press et al. Blood 69(2):584-591 (1987)]) 및 "프레임워크가 패치된" 1F5 또는 인간화된 1F5를 비롯한, 상기 항체의 변이체 (WO 2003/002607 (렁, S(Leung, S.); ATCC 수탁번호 HB-96450); 뮤린 2H7 및 키메라 2H7 항체 (미국 특허 번호 제5,677,180호); 인간화된 2H7 (WO 2004/056312 (로우만 등(Lowman et al.)), 및 하기에 기재되어 있는 문헌); 2F2 (HuMax-CD20) (B-세포의 세포막에서 CD20 분자에 표적되는 완전한 인간, 고친화성 항체) (젠맙(Genmab) 덴마크 소재; 예를 들면, 문헌 ([Glennie and van de Winkel, Drug Discovery Today 8: 503-510 (2003)] 및 [Cragg et al., Blood 101:1045-1052 (2003)]; WO 2004/035607; US2004/0167319 참조); WO 2004/035607 및 US2004/0167319 (틸링(Teeling) 등)에 기술된 인간 모노클로날 항체; US 2004/0093621 (시타라(Shitara) 등)에 기술된, Fc 영역에 결합된 복합 N-글리코시드-연결된 당 쇄를 갖는 항체; CD20에 결합하는 모노클로날 항체 및 항원-결합 단편 (WO 2005/000901 (테더(Tedder)) 등), 예로서, HB20-3, HB20-4, HB20-25, 및 MB20-11); CD20 결합 분자 (예로서, AME 계열의 항체, 예를 들면, AME 33 항체 (WO 2004/103404 및 US2005/0025764 (왓킨스(Watkins) 등, 일라이 릴리(Eli Lilly)/어플라이드 몰레큘라 에볼루션(Applied Molecular Evolution: AME))에 기재되어 있음); CD20 결합 분자 (예로서, US 2005/0025764 (왓킨스 등)에 기재되어 있는 것); A20 항체 또는 그의 변이체 (예로서, 키메라 또는 인간화된 A20 항체 (각각 cA20, hA20) 또는 IMMU-106 (US 2003/0219433, 이뮤노메딕스); CD20-결합 항체 (US 2005/0069545 A1 및 WO 2005/16969 (카 등(Carr et al)에서와 같이, 임의로는 IL-2와 접합되어 있는 에피토프-소실된 Leu-16, 1H4, 또는 2B8); CD22 및 CD20에 결합하는 이중특이적 항체 (예를 들면, hLL2xhA20 (WO 2005/14618 (창(Chang) 등); 모노클로날 항체 L27, G28-2, 93-1B3, B-C1 또는 NU-B2 (인터네셔날 류코사이트 타이핑 워크샵(International Leukocyte Typing Workshop)으로부터 이용가능) (문헌 (Valentine et al., In: Leukocyte Typing III (McMichael, Ed., p. 440, Oxford University Press (1987))]; 1H4 (문헌 [Haisma et al., Blood 92:184 (1998)]); 항-CD20 아우리스타틴 E 접합체 (시애틀 제네틱스(Seattle Genetics)); 항-CD20-IL2 (EMD/바이오베이션(Biovation)/시티 오브 호프(City of Hope)); 항-CD20 MAb 테라피 (에피사이트(EpiCyte)); 항-CD20 항체 TRU 015 (트루비온)를 포함한다. 본원의 바람직한 CD20 항체는 키메라, 인간화된, 또는 인간 CD20 항체, 더욱 바람직하게, 리툭시맙, 인간화된 2H7, 2F2 (Hu-Max-CD20) 인간 CD20 항체 (젠맙), 및 인간화된 A20 또는 IMMUN-106 항체 (이뮤노메딕스)이다.

본원의 목적을 위해, 본원의 "리툭시맙," "리툭산®," 및 "C2B8"이라는 용어는 미국 특허 번호 제5,736,137호 (앤더슨 등)에 기술된 바와 같이, 인간 CD20 항원에 결합하는 재조합 키메라 항체를 지칭한다. 상기 항체는 바람직하게 CDR H1 (서열 번호 5), CDR H2 (서열 번호 6), CDR H3 (서열 번호 7)을 포함하는 중쇄, 및 바람직하게, CDR L1 (서열 번호 8), CDR L2 (서열 번호 9), 및 CDR L3 (서열 번호 10)을 포함하는 경쇄를 포함하고; 바람직하게는, 서열 번호 3을 포함하는 중쇄 가변 (VH) 영역 및 서열 번호 4를 포함하는 경쇄 가변 (VL) 영역을 포함하고; 가장 바람직하게는 서열 번호 1을 포함하는 중쇄 (C-말단 리신 잔기를 포함하거나 포함하지 않는 것), 및 바람직하게는 서열 번호 2를 포함하는 경쇄를 포함한다. 상기 용어는 변이체 형태, 예로서, 문헌 [Moorhouse et al. J. Pharm Biomed . Anal. 16:593-603 (1997)]에 기재되어 있는 것과 같은 변이체 형태를 명확하게 포함한다.

본원에서 사용되는 바, "인간 VEGF"라는 용어는 문헌 ([Leung et al., Science 246:1306 (1989)], 및 [Houck et al., Mol. Endocrin. 5:1806 (1991)])에 기재되어 있는 바와 같이, 165-아미노산 인간 혈관 내피세포 성장 인자, 및 관련된 121-, 189-, 및 206-아미노산 혈관 내피세포 성장 인자와 함께 상기 성장 인자의 천연적으로 발생된 대립유전자 형태 및 프로세싱된 형태를 지칭한다.

본 발명은 예를 들면, VEGF의 분열 촉진 활성 또는 혈관 형성 활성과 같은 VEGF의 생물학적 활성 중 하나 이상을 억제시킬 수 있는 항-VEGF 길항제성 항체를 제공한다. VEGF의 길항제는 VEGF가 세포 수용체에 결합하는 것을 방해하거나, VEGF에 의해 활성화된 세포를 무능력하게 하거나 사멸시키거나, 또는 VEGF가 세포 수용체에 결합한 후의 혈관 내피세포 활성화를 방해함으로써 작용을 한다. VEGF 길항제에 의해 이루어지는 상기와 같은 방해에 관한 특질도 본 발명의 목적을 위해 동등한 것으로 간주되어야 한다.

본원에서의 목적을 위해, 본원에서 "베바시주맙," "아바스틴®," "F(ab)-12," 및 "rhuMAb VEGF"라는 용어는 미국 특허 번호 제7,169,901호 (프레스타 등)에 기술된 바와 같이, 인간 혈관 내피 성장 인자 (VEGF) 항원에 결함하는 재조합 인간화된 모노클로날 항체 (rhuMAb VEGF)를 지칭하는 것이다. 상기 항체는 바람직하게, CDR H1 (서열 번호 15), CDR H2 (서열 번호 16), CDR H3 (서열 번호 17)을 포함하는 중쇄, 및 바람직하게는 CDR L1 (서열 번호 18), CDR L2 (서열 번호 19), 및 CDR L3 (서열 번호 20)을 포함하는 경쇄를 포함하고; 가장 바람직하게는 서열 번호 13을 포함하는 중쇄 가변 (VH) 영역 및 서열 번호 14를 포함하는 경쇄 가변 (VL) 영역을 포함하고; 및 바람직하게는 서열 번호 11을 포함하는 중쇄 (C-말단 리신 잔기를 포함하거나 포함하지 않는 것), 및 바람직하게는 서열 번호 12를 포함하는 경쇄를 포함한다. 상기 용어는 재조합 항체 생성물 제조시에 형성되는 변이체 형태를 명확하게 포함한다.

본원에서 사용되는 바, "모노클로날 항체"라는 용어는 실질적으로 동종 항체들의 집단으로부터 얻은 항체를 의미하며, 즉, 집단을 이루는 개별적인 항체들이 소량 존재할 수 있는 가능한 자연발생적 돌연변이를 제외하고는 동일하다는 것이다. 모노클로날 항체는 고도의 특이성을 가지며, 단일 항원 부위에 대해 유도된다. 추가로, 상이한 결정기 (에피토프)에 대해 유도되는 상이한 항체들을 전형적으로 포함하는 통상의 (폴리클로날) 항체 시료와 달리, 각각의 모노클로날 항체는 항원 상의 단일 결정기에 대해 유도된다. 수식어 "모노클로날"은 항체가 실질적으로 동종인 항체 집단으로부터 얻어진다는 항체의 특징을 나타내며, 어떠한 특정 방법으로 항체를 생산할 것을 요구하는 것으로 해석되어서는 안된다. 예를 들면, 본 발명에 따라 사용되는 모노클로날 항체는 문헌 [Kohler et al., Nature 256:495 (1975)]에 처음 기재된 하이브리도마 방법에 의해 제조될 수 있거나, 재조합 DNA 방법 (예를 들면, 미국 특허 제4,816,567호 참조)에 의해 제조될 수 있다. 추가의 실시태양에서, "모노클로날 항체"는 문헌 [McCafferty et al., Nature, 348:552-554 (1990)]에 기재되어 있는 기법을 사용하여 생성된 항체 파지 라이브러리로부터 단리될 수 있다. 문헌 ([Clackson et al., Nature, 352:624-628 (1991)] 및 [Marks et al., J. Mol . Biol, 222:581-597 (1991)])에는 각각 파지 라이브러리를 사용하여 뮤린 및 인간 항체를 단리시킨 것이 기재되어 있다. 이후 공개 문헌에서는 쇄 셔플링에 의한 고친화도 (nM 범위)의 인간 항체의 생산 (문헌 [Marks et al., Bio/Technology 10: 779-783 (1992)]) 뿐만 아니라, 매우 큰 파지 라이브러리의 작제 전략으로서의 조합 감염 및 생체내 재조합 (문헌 [Waterhouse et al., Nuc . Acids. Res ., 21: 2265-2266 (1993)])을 기술하였다. 따라서, 이들 기법은 모노클로날 항체의 단리를 위한 전통적인 모노클로날 항체 하이브리도마 기법에 대한 가능한 대안이다. 별법으로, 면역화시에 내인성 면역글로불린 생산의 부재하에 인간 항체의 전체 레퍼토리를 생산할 수 있는 트랜스제닉 동물 (예를 들어, 마우스)을 현재는 생산할 수 있다. 예를 들면, 키메라 및 생식계열 돌연변이체 마우스의 항체 중쇄 연결 영역 (J_H) 유전자의 동종접합성 결실이 내인성 항체 생산을 완전히 억제시키는 것으로 설명된 바 있다. 그러한 생식계열 돌연변이체 마우스 내로 인간 생식계열 면역글로불린 유전자 어레이를 전달하면 항원 시험 접종시에 인간 항체가 생산될 것이다. 예를 들어, 문헌 ([Jakobovits et al., Proc . Natl . Acad . Sci. USA, 90:2551 (1993)]; [Jakobovits et al., Nature, 362:255-258 (1993)]; [Bruggermann et al., Year in Immuno ., 7:33 (1993)]; 및 [Duchosal et al., Nature 355:258 (1992)])를 참조한다.

본원에서 모노클로날 항체는 구체적으로는 "키메라" 항체 (면역글로불린) 및 원하는 생물학적 활성을 나타내기만 한다면 이러한 항체의 단편도 포함하는데, 상기 키메라 항체에서는 중쇄 및/또는 경쇄의 일부가 특정 종으로부터 유래되거나 특정 항체 부류 또는 하위부류에 속하는 항체의 상응하는 서열과 동일하거나 이 서열과 상동성이 있는 반면, 이 쇄(들)의 나머지는 다른 종으로부터 유래되거나 다른 항체 부류 또는 하위부류에 속하는 항체의 상응하는 서열과 동일하거나 상동성이 있다 (미국 특허 번호 제4,816,567호; 및 [Morrison et al., Proc . Natl . Acad . Sci. USA 81:6851-6855 (1984)]).

본원에 사용된 "초가변 영역"이라는 용어는 항원과 결합하는 항체의 아미노산 잔기를 의미한다. 초가변 영역은 "상보성 결정 영역" 또는 "CDR" 유래의 아미노산 잔기 (즉, 경쇄 가변 도메인 중의 잔기 24-34 (L1), 50-56 (L2) 및 89-97 (L3) 및 중쇄 가변 도메인 중의 잔기 31-35 (H1), 50-65 (H2) 및 95-102 (H3); 문헌 [Kabat et al., Sequences of Polypeptides of Immunological Interest, 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD. (1991)]) 및/또는 "초가변 루프" 유래의 아미노산 잔기 (즉, 경쇄 가변 도메인 중의 잔기 26-32 (L1), 50-52 (L2) 및 91-96 (L3), 및 중쇄 가변 도메인 중의 26-32 (H1), 53-55 (H2) 및 96-101 (H3); 문헌 [Chothia and Lesk, J. Mol . Biol. 196:901-917, 1987)])를 포함한다. "프레임워크" 또는 "FR" 잔기는 본원에 정의된 초가변 영역 잔기 이외의 가변 도메인 잔기이다.

비-인간 (예로서, 뮤린) 항체의 "인간화된" 형태는 비-인간 면역글로불린으로부터 유래된 최소 서열을 포함하는 키메라 항체이다. 대부분의 경우, 인간화된 항체는 인간 면역글로불린 (수용자 항체)인데, 수용자 항체의 초가변 영역의 잔기는 원하는 특이성, 친화성 및 용량을 지닌, 비-인간 종 (공여자 항체), 예로서, 마우스, 래트, 토끼 또는 비-인간 영장류 항체의 초가변 영역 유래의 잔기에 의해 대체된다. 경우에 따라, 인간 면역글로불린의 Fv 프레임워크 영역 (FR)의 잔기는 상응하는 비-인간 잔기에 의해 대체된다. 또한, 인간화된 항체는 수용자 항체 또는 공여자 항체에서는 발견되지 않는 잔기를 포함할 수 있다. 이러한 변형은 항체 성능을 추가로 개량하기 위해 이루어진다. 일반적으로, 인간화된 항체는 실질적으로 적어도 하나의, 전형적으로 2개의 가변 도메인을 모두 포함하는데, 모든 또는 실질적으로 모든 초가변 루프는 비-인간 면역글로불린의 초가변 루프에 상응하며, 모든 또는 실질적으로 모든 FR 영역은 인간 면역글로불린 서열의 FR 영역에 해당한다. 또한, 임의로 인간화된 항체는 면역글로불린 불변 영역 (Fc)의 적어도 일부, 전형적으로 인간 면역글로불린의 적어도 일부를 포함할 것이다.

인간화된 항체를 제조하는데 사용되는 인간 가변 도메인 (경쇄 및 중쇄 가변 도메인 둘 모두)의 선택은 항원성을 감소시키기는데 있어서 매우 중요하다. 소위 "최적-맞춤(best-fit)" 방법에 따라, 설치류 항체의 가변 도메인의 서열을 공지된 인간 가변 도메인 서열의 전체 라이브러리에 대해 스크리닝한다. 이어서, 설치류의 서열에 가장 근접한 인간 서열을 인간화된 항체를 위한 인간 프레임워크 (FR)로서 허용한다 (문헌 [Sims et al., J. Immunol ., 151:2296 (1993)]; [Chothia et al., J. Mol . Biol ., 196:901 (1987)]).

또다른 방법은 경쇄 또는 중쇄의 특정 하위군의 모든 인간 항체의 컨센서스 서열로부터 유래된 특정 프레임워크를 사용한다. 몇종의 상이한 인간화된 항체에 대해 동일한 프레임워크를 사용할 수 있다 (문헌 [Carter et al., Proc . Natl . Acad. Sci . USA, 89:4285 (1992)]; [Presta et al., J. Immnol ., 151:2623 (1993)]).

항원에 대한 높은 친화도와 그외의 다른 바람직한 생물학적 특성을 보유하도록 항체를 인간화시키는 것 또한 중요하다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는, 바람직한 방법에 따르면, 인간화된 항체는 모체 서열 및 인간화된 서열의 3차원 모델을 이용하는 모체 서열 및 다양한 개념적 인간화된 생성물의 분석 방법에 의해 제조한다. 3차원 면역글로불린 모델이 일반적으로 이용가능하고, 당업자에게 친숙하다. 선택된 후보 면역글로불린 서열의 가능한 3차원 배위 구조를 예시하고 디스플레이하는 컴퓨터 프로그램을 이용할 수 있다. 이들 디스플레이를 검사하면 후보 면역글로불린 서열의 기능에서 잔기들의 유망한 역할을 분석할 수 있으며, 즉, 항원에 결합하는 후보 면역글로불린의 능력에 영향을 끼치는 잔기를 분석할 수 있다. 이러한 방식으로, 예로서, 표적 항원(들)에 대한 증가된 친화성과 같은 원하는 항체 특징을 성취하도록, 수용자 및 수입 서열로부터 FR 잔기를 선택하고 결합시킬 수 있다. 일반적으로, CDR 잔기는 항원 결합에 영향을 끼치는데 직접적이고 가장 실질적으로 관여한다.

"항체 단편"은 전장 항체의 일부, 일반적으로 전장 항체의 항원 결합 영역 또는 그의 가변 영역을 포함한다. 항체 단편의 예로는 Fab, Fab', F(ab')₂ 및 Fv 단편; 디아바디; 선형 항체; 단일 쇄 항체 분자; 및 항체 단편으로부터 형성된 다중특이적 항체를 포함한다. 항체 단편을 생산하기 위한 각종 기법이 개발되었다. 전통적으로, 이들 단편은 무손상 항체의 단백질 분해에 의해 소화를 통해 유도되었다 (예를 들면, 문헌 ([Morimoto et al., Journal of Biochemical and Biophysical Methods 24:107-117 (1992)] 및 [Brennan et al., Science, 229:81 (1985)]) 참조). 그러나, 현재 이들 단편은 재조합 숙주 세포에 의해서 직접적으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 항체 단편은 상기 논의된 항체 파지 라이브러리로부터 단리될 수 있다. 별법으로, Fab'-SH 단편은 E. 콜라이로부터 직접 회수된 후에 화학적으로 커플링됨으로써 F(ab')₂ 단편을 형성할 수 있다 (문헌 [Carter et al., Bio/Technology 10:163-167 (1992)]). 또다른 실시태양에서, F(ab')₂는 F(ab')₂ 분자의 조립을 촉진시키는 류신 지퍼 GCN4를 사용함으로써 형성된다. 또다른 접근법에 따라, F(ab')₂ 단편은 재조합 숙주 세포 배양물로부터 직접 단리될 수 있다. 항체 단편을 생산하는 기타 다른 기법은 숙련인에게 자명할 것이다.

다른 실시태양에서, 최상의 항체는 단일 쇄 Fv 단편 (scFv)이다. WO 93/16185를 참조한다. "단일 쇄 Fv" 또는 "sFv" 항체 단편은 항체의 V_H 및 V_L 도메인을 포함하는데, 여기서, 이들 도메인은 단일 폴리펩티드 쇄로 존재한다. 일반적으로, Fv 폴리펩티드는 sFv가 항원 결합을 위해 원하는 구조를 형성할 수 있도록 하는 폴리펩티드 링커를 V_H와 V_L 도메인 사이에 더 포함한다. sFv에 대한 리뷰를 위해서는 문헌 [Pluckthun in The Pharmacology of Monoclonal Antibodies, vol. 113, Rosenburg and Moore eds. Springer-Verlag, New York, pp. 269-315 (1994)]을 참조한다.

"디아바디"라는 용어는 2개의 항원 결합 부위를 갖는 작은 항체 단편을 의미하는데, 상기 단편은 동일한 폴리펩티드 쇄 (V_H-V_L) 내의 경쇄 가변 도메인 (V_L)에 연결된 중쇄 가변 도메인 (V_H)을 포함한다. 동일한 쇄 상의 2개의 도메인 사이에서 쌍을 형성할 수 있도록 하기에는 너무 짧은 링커를 사용함으로써, 도메인은 또다른 쇄의 상보성 도메인과 쌍을 형성하여 2개의 항원 결합 부위를 생성하게 된다. 디아바디는 예를 들어, (EP 404,097; WO 93/11161; 및 문헌 [Hollinger et al., Proc. Natl . Acad . Sci . USA 90:6444-6448 (1993)])에 보다 상세히 기재되어 있다.

본 출원 전역에 걸쳐 사용되는 "선형 항체"라는 표현은 문헌 [Zapata et al. Polypeptide Eng . 8(10): 1057-1062 (1995)]에 기재된 바와 같은 항체를 의미한다. 간략하면, 이들 항체는 한쌍의 항원 결합 영역을 형성하는 한쌍의 탠덤 Fd 세그먼트 (V_H-C_H1-V_H-C_H1)를 포함한다. 선형 항체는 이중특이적이거나 단일특이적일 수 있다.

"다중특이적 항체"는 적어도 2개의 상이한 에피토프에 대해 결합 특이성을 갖는데, 여기서, 상기 에피토프는 보통 상이한 항원으로부터 유래되는 것이다. 이런 분자는 정상적으로는 2개의 항원에 결합할 뿐이지만 (즉, 이중특이적 항체, BsAb), 본 명세서에서 사용될 때 이러한 표현은 삼중특이적 항체 등 추가의 특이성을 갖는 항체도 포함한다. BsAb의 예로는, 하나의 아암(arm)은 종양 세포 항원에 대해 유도된 것이고, 나머지 하나의 아암은 세포독성 유발 분자에 대해 유도된 것인 항체, 예로서, 항-FcγRI/항-CD15, 항-p185^HER2/FcγRIII (CD16), 항-CD3/항-악성 B-세포(1D10), 항-CD3/항-p185^HER2, 항-CD3/항-p97, 항-CD3/항-신장 세포 암종, 항-CD3/항-OVCAR-3, 항-CD3/L-D1 (항-결장 암종), 항-CD3/항-멜라닌 세포 자극 호르몬 유사체, 항-EGF 수용체/항-CD3, 항-CD3/항-CAMA1, 항-CD3/항-CD19, 항-CD3/MoV18, 항-신경 세포 부착 분자 (NCAM)/항-CD3, 항-엽산 결합 단백질 (FBP)/항-CD3, 항-전체 암종 관련 항원 (AMOC-31)/항-CD3; 종양 항원과 특이적으로 결합하는 하나의 아암, 및 독소와 결합하는 하나의 아암을 갖는 BsAb (예로서, 항-사포린/항-Id-1, 항-CD22/항-사포린, 항-CD7/항-사포린, 항-CD38/항-사포린, 항-CEA/항-리신 A 쇄, 항-인터페론-α(IFN-α)/항-하이브리도마 이디오형, 항-CEA/항-빈카 알칼로이드); 효소 활성화 프로드럭을 전환시키는 BsAb (예로서, 항-CD30/항-알칼리 포스파타제 (미토마이신 포스페이트 프로드럭이 미토마이신 알코올로 전환되는 것을 촉매화시키는 것)); 섬유소 용해 물질로 사용될 수 있는 BsAb (예로서, 항-피브린/항-조직 플라스미노겐 활성 인자 (tPA), 항-피브린/항-유로키나제-유형 플라스미노겐 활성 인자 (uPA)); 면역 복합체를 세포 표면 수용체로 표적화하는 BsAb (예로서, 항-저밀도 지단백질 (LDL)/항-Fc 수용체 (예를 들어, FcγRI 또는 FcγRIII)); 감염성 질환 치료용의 BsAb (예로서, 항-CD3/항-단순-헤르페스 바이러스 (HSV), 항-T-세포 수용체, CD3 복합체/항-인플루엔자, 항-FcγR/항-HIV); 시험관내 또는 생체내의 종양 검출용 BsAb (예로서, 항-CEA/항-EOTUBE, 항-CEA/항-DPTA, 항-p185^HER2/항-합텐); 백신 애주번트로서 BsAb; 및 진단 도구로서의 BsAb (예로서, 항-토끼 IgG/항-페리틴, 항-호스 래디쉬 퍼옥시다제 (HRP)/항-호르몬, 항-소마토스타틴/항-물질 P, 항-HRP/항-FITC, 항-CEA/항-β-갈락토시다제)를 포함한다. 삼중특이적 항체의 예로는 항-CD3/항-CD4/항-CD37, 항-CD3/항-CD5/항-CD37 및 항-CD3/항-CD8/항-CD37을 포함한다. 이중특이적 항체는 전장의 항체 또는 항체 단편 (예를 들면, F(ab')₂ 이중특이적 항체)으로 제조될 수 있다.

2보다 큰 원자가를 갖는 항체가 주시된다. 예를 들어, 삼중특이적 항체가 제조될 수 있다 (문헌 [Tutt et al. J. Immunol. 147: 60 (1991)] 참조.

본원의 목적을 위한 "나형 항체"는 세포독성 부분 또는 방사성표지에 접합되지 않은 항체이다.

본원의 "무손상 항체"는 2개의 항원 결합 영역, 및 Fc 영역을 포함하는 것이다. 바람직하게, 무손상 항체는 기능적 Fc 영역을 포함한다.

"치료"는 치료학적 치료 및 예방학적 또는 방어적 조치, 두가지 모두를 의미한다. 치료를 필요로 하는 대상으로는 이미 상기 질병에 걸린 대상 뿐만 아니라, 질병을 예방하고자 하는 대상도 포함한다.

"질병"은 본원에 기술된 바와 같이 정제되는 항체를 사용하는 치료가 도움이 되는 임의의 병태이다. 이는 포유동물이 해당 질병에 걸리기 쉽게 하는 병적 상태를 비롯한, 만성 및 급성 질병 또는 질환을 포함한다.

본원에서 사용되는 바, "표지"라는 단어는 항체에 직접 또는 간접적으로 접합되는 검출용 화합물 또는 조성물을 의미한다. 표지 그 자체가 검출가능한 것일 수 있거나 (예를 들어, 방사성 동위원소 표지 또는 형광 표지), 또는 효소 표지의 경우, 검출가능한 기질 화합물 또는 조성물의 화학적 변형을 촉매화시킬 수 있다 .

본원에서 사용되는 바, "세포독성제"라는 용어는 세포의 기능을 억제 또는 방해하고/하거나 세포의 파괴를 유발하는 물질을 의미한다. 상기 용어는 방사성 동위원소 (예를 들어, At²¹¹, I¹³¹, I¹²⁵, Y⁹⁰, Re¹⁸⁶, Re¹⁸⁸, Sm¹⁵³, Bi²¹², P³², 및 Lu의 방사성 동위원소), 화학요법제, 및 독소, 예를 들어, 소분자 독소 또는 세균, 진균, 식물 또는 동물 기원의 효소적으로 활성인 독소, 및 그의 단편을 포함하는 것으로 한다.

본 발명의 수행 방식

본원에서 본 발명은 항체 및 하나 이상의 오염 물질을 포함하는 조성물 (예를 들면, 수용액)로부터 항체를 정제하는 방법을 제공한다. 조성물은 일반적으로는 항체의 재조합적 생산을 통해 얻을 수 있는 것이지만, 펩티드 합성 (또는 기타 다른 합성 수단)에 의해 항체를 생산함으로써 얻은 것일 수 있거나, 항체를 항체의 천연 공급원으로부터 정제할 수 있다. 바람직하게, 예로서, 리툭시맙과 같은 항체는 인간 CD20 항원에 결합하거나, 예로서, 베바시주맙과 같은 항체는 인간 VEGF 항원에 결합한다.

항체의 재조합적 생산

항체의 재조합적 생산을 위해, 항체를 코딩하는 핵산을 단리시키고, 추가의 클로닝 (DNA 증폭) 또는 발현을 위한 복제가능 벡터 내로 삽입한다. 항체를 코딩하는 DNA는 (예를 들면, 항체의 중쇄 및 경쇄를 코딩하는 유전자에 특이적으로 결합할 수 있는 올리고뉴클레오티드를 사용함으로써 진행되는 방법과 같은) 종래 방법을 사용하여 쉽게 단리시킬 수 있고 서열 분석할 수 있다. 다수의 벡터가 이용가능하다. 벡터 성분은 일반적으로 하기: 신호 서열, 복제 기점, 하나 이상의 마커 유전자, 인핸서 요소, 프로모터, 및 전사 종결 서열 중 하나 이상을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다 (예를 들면, 미국 특허 5,534,615 (구체적으로 본원에서 참고로 인용된다)에 기재).

본원 벡터에서 DNA를 클로닝 또는 발현시키는데 적합한 숙주 세포로는 원핵 세포, 효소 또는 고등 진핵 세포가 있다. 이러한 목적을 위해 적합한 원핵 생물로는 진정세균, 예로서, 그람 음성 또는 그람 양성 유기체, 예를 들면, 엔테로박테리아세(Enterobacteriaceae), 예로서, 에스케리치아(Escherichia), 예를 들면, E. 콜라이(E. coli), 엔테로박터(Enterobacter), 에르위니아(Erwinia), 클렙시엘라(Klebsiella), 프로테우스(Proteus), 살모넬라(Salmonella), 예를 들어, 살모넬라 티피무륨(Salmonella typhimurium), 세라티아(Serratia), 예를 들어, 세라티아 마르세스칸스(Serratia marcescans) 및 시겔라(Shigella), 및 바실러스(Bacilli), 예를 들어, B. 섭틸리스(B. subtilis) 및 B. 리케니포르미스(B. licheniformis) (예를 들어, 1989년 4월 12일 공개된 DD 266,710에 개시된 B. 리케니포르미스 41P), 슈도모나스(Pseudomonas), 예를 들어, P. 애루기노사(P. aeruginosa), 및 스트렙토마이세스(Streptomyces)를 포함한다. 기타 다른 균주, 예로서, E. 콜라이 B, E. 콜라이 X1776 (ATCC 31,537), 및 E. 콜라이 W3110 (ATCC 27,325)도 적합하지만, 한가지 바람직한 E. 콜라이 클로닝 숙주는 E. 콜라이 294 (ATCC 31,446)이다. 이러한 예는 제한하는 것이라기보다는 예시적인 것이다.

원핵 생물 이외에, 진핵 미생물, 예를 들어, 사상형 진균 또는 효모가 항체-코딩 벡터에 적합한 클로닝 또는 발현 숙주이다. 사카로마이세스 세레비지아에(Saccharomyces cerevisiae), 또는 일반 빵 효모가 가장 흔히 사용되는 하등 진핵 숙주 미생물이다. 그러나, 다수의 기타 다른 속, 종, 및 균주가 보편적으로 이용가능하며, 본원에서는 예로서, 쉬조사카로마이세스 폼베(Schizosaccharomyces pombe); 클루이베로마이세스(Kluyveromyces) 숙주, 예를 들면, K. 락티스(K. lactis), K. 프라길리스(K. fragilis) (ATCC 12,424), K. 불가리쿠스(K. bulgaricus) (ATCC 16,045), K. 위커라미(K. wickeramii) (ATCC 24,178), K. 왈티(K. waltii) (ATCC 56,500), K. 드로소필라룸(K. drosophilarum) (ATCC 36,906), K. 테르모톨레란스(K. thermotolerans) 및 K. 마르시아누스(K. marxianus); 야로위아(yarrowia) (EP 402,226); 피키아 파스토리스(Pichia pastoris) (EP 183,070); 칸디다(Candida); 트리코데르마 레에시아(Trichoderma reesia) (EP 244,234); 뉴로스포라 크라사(Neurospora crassa); 쉬바니오마이세스(Schwanniomyces), 예로서, 쉬바니오마이세스 옥시덴탈리스(Schwanniomyces occidentalis); 및 사상형 진균, 예를 들면, 뉴로스포라(Neurospora), 페니실리움(Penicillium), 톨리포클라디움(Tolypocladium), 및 아스퍼질러스(Aspergillus) 숙주, 예로서, A. 니둘란스(A. nidulans) 및 A. 니거(A. niger)가 유용하다.

당화된 항체의 발현을 위해 적합한 숙주 세포는 다세포 유기체로부터 유래된다. 무척추 세포의 예로는 식물 및 곤충 세포를 포함한다. 다수의 배큘로바이러스 균주 및 변이체 및 상응하는 허용(permissive) 곤충 숙주 세포가 예로서, 스포도테라 플루기페르다(Spodoptera frugiperda) (쐐기벌레), 에이데스 에집티(Aedes aegypti) (모기), 에이데스 알보픽터스(Aedes albopictus) (모기), 드로소필라 멜라노게스터(Drosophila melanogaster) (초파리), 및 봄비스 모리(Bombyx mori)와 같은 숙주로부터 확인되었다. 형질감염을 위한 다수의 바이러스 균주는 공개적으로 이용가능하며, 그 예로는 오토그라파 캘리포니카(Autographa californica) NPV의 L-1 변이체 및 봄비스 모리(Bombyx mori) NPV의 Bm-5 균주가 있고, 그러한 바이러스는 본 발명에 따른 본원의 바이러스로서 사용될 수 있으며, 특히, 스포도테라 프루기페르다 세포의 형질감염을 위해 사용될 수 있다. 면, 옥수수, 감자, 콩, 페추니아, 토마토 및 담배의 식물 세포 배양물 또한 숙주로 사용될 수 있다.

그러나, 척추동물 세포에 대한 관심이 가장 컸고, 배양물 (조직 배양물) 중의 척추동물 세포의 증식이 통상적인 방법이 되었다. 유용한 포유동물 숙주 세포주의 예로는 SV40으로 형질전환된 원숭이 신장 CV1 세포 (COS-7, ATCC CRL 1651); 인간 배아 신장 세포 (293 세포 또는 현탁 배양물 중 성장을 위해 서브클로닝된 293 세포, 문헌 [Graham. et al., J. Gen Virol. 36: 59 (1977)]); 베이비 햄스터 신장 세포 (BHK, ATCC CCL 10); 차이니즈 햄스터 난소 세포/-DHFR(CHO, 문헌 [Urlaub et al., Proc . Natl . Acad . Sci . USA 77: 4216 (1980)]); 마우스 세르톨리 세포 (TM4, 문헌 [Mather, Biol . Reprod . 23:243-251 (1980)]); 원숭이 신장 세포 (CV1 ATCC CCL 70); 아프리카 녹색 원숭이 신장 세포 (VERO-76, ATCC CRL-1587); 인간 경부 암종 세포 (HELA, ATCC CCL 2); 개과 신장 세포 (MDCK, ATCC CCL 34); 버팔로 래트 간 세포 (BRL 3A, ATCC CRL 1442); 인간 폐 세포 (W138, ATCC CCL 75); 인간 간 세포 (Hep G2, HB 8065); 마우스 유선 종양 (MMT 060562, ATCC CCL51); TRI 세포 (문헌 [Mather. et al., Annals N. Y. Acad . Sci. 383:44-68 (1982)]); MRC5 세포; FS4 세포; 및 인간 간종양 세포 (Hep G2)를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 대개는 CHO 세포가 항체 발현을 위해 바람직하며, 이는 이롭게는 본 발명에 따라 정제되는 항체를 제조하는데 사용될 수 있다.

숙주 세포를 상기에서 기술된 폴리펩티드 생성을 위한 발현 또는 클로닝 벡터로 형질전환시키고, 프로모터를 유도하거나, 형질전환체를 선별하거나, 원하는 서열을 코딩하는 유전자를 증폭시키도록 적절히 변형된 통상의 영양 배지 중에서 배양한다

본 발명의 항체를 생산하는데 사용된 숙주 세포는 다양한 배지에서 배양할 수 있다. 상업적으로 이용가능한 배지, 예를 들어, 햄(Ham) F10 (시그마 (Sigma)), 최소 필수 배지 (MEM, 시그마), RPMI-1640 (시그마) 및 둘베코스 변형된 이글스 배지(Dulbecco's Modified Eagle's Medium) (DMEM, 시그마)가 숙주 세포를 배양하기에 적합하다. 또한, 문헌 ([Ham et al., Meth . Enz. 58:44 (1979)], [Barnes et al., Anal . Biochem. 102:255 (1980)], 미국 특허 번호 제4,767,704호; 제4,657,866호; 제4,927,762호; 제4,560,655호; 또는 제5,122,469호; WO 90/03430; WO 87/00195; 또는 미국 특허 Re. 30,985)에 기재된 임의의 배지를 숙주 세포를 위한 배양 배지로서 사용할 수 있다. 임의의 이들 배지는 필요하다면 호르몬 및/또는 다른 성장 인자 (예를 들어, 인슐린, 트랜스페린 또는 표피 성장 인자), 염 (예를 들어, 염화나트륨, 칼슘, 마그네슘 및 포스페이트), 완충액 (예를 들어, HEPES), 뉴클레오티드 (예를 들어, 아데노신 및 티미딘), 항생제 (예를 들어, 젠타마이신(GENTAMYCIN)®), 미량 원소 (보통 마이크로몰 범위의 최종 농도로 존재하는 무기 화합물로서 정의됨) 및 글루코스 또는 등가의 에너지원으로 보충될 수 있다. 임의의 다른 필수 보충물 또한 당업자에게 잘 알려진 적절한 농도로 포함될 수 있다. 배양 조건, 예를 들어, 온도, pH 등은 발현을 위해 선택된 숙주 세포와 함께 이전에 사용된 것이며, 이는 당업계의 숙련인에게 명백할 것이다.

재조합 기법을 사용할 때, 항체는 세포내에, 원형질막 주위 공간에서 생산될 수 있거나, 직접 배지 내로 분비될 수 있다. 항체가 세포내에서 생산되면, 제 1 단계로서 숙주 세포든 용해된 세포든 입자형 파편 (예를 들면, 균질화를 통해 생성된 것)을 예를 들면, 원심분리 또는 한외여과에 의해 제거한다. 항체가 배지 내로 분비되는 경우, 상기 발현 시스템으로부터의 상등액을 상업적으로 이용가능한 단백질 농축 필터, 예를 들어, 아미콘(Amicon) 또는 밀리포어 펠리콘(Millipore Pellicon) 한외여과 장치를 사용하여 농축시킬 수 있다.

본 발명의 양이온 교환 크로마토그래피 방법

본 발명의 바람직한 실시태양에서, 본원의 정제 방법에 사용되는 조성물은 차이니즈 햄스터 난소 (CHO) 재조합 숙주 세포 배양물에 의해 발현된, 재조합적으로 생산된 항체, 바람직하게는 무손상 항체이다. 임의로, 조성물은 양이온 교환 크로마토그래피 이전에 적어도 하나의 정제 단계로 처리되었다. 조성물은 관심의 대상이 되는 항체 및 하나 이상의 오염 물질, 예로서, 차이니즈 햄스터 난소 단백질 (CHOP); 침출된 단백질 A; 핵산; 원하는 항체의 변이체, 단편, 응집체 또는 유도체; 또다른 폴리펩티드; 내독소; 바이러스 오염 물질; 세포 배양 배지 성분 (예를 들면, 가라마이신; 젠타마이신®) 등을 함유한다.

양이온 교환 크로마토그래피 방법 이전에, 그 방법을 수행하는 동안, 또는 그 이후에 수행할 수 있는 추가의 정제 방법의 예로는 소수성 상호작용 크로마토그래피 (예를 들면, 페닐-세파로스™) 상의 분획화, 에탄올 침전, 등전 포커싱, 역상 HPLC, 실리카 상의 크로마토그래피, 헤파린 세파로스™ 상의 크로마토그래피, 음이온 교환 크로마토그래피, 추가의 양이온 교환 크로마토그래피, 혼합 모드 이온 교환, 크로마토포커싱, SDS-PAGE, 황산암모늄 침전, 하이드록시아파타이트 크로마토그래피, 겔 전기영동, 투석, 친수성 전하 유도 크로마토그래피, 및 친화도 크로마토그래피 (예를 들면, 포획 시약으로서 단백질 A, 단백질 G, 항체, 또는 특이 기질, 리간드 또는 항원을 사용하는 것)를 포함한다.

본 발명에 따라, 양이온 교환 정제 기법은 전형적으로 연속적으로 수행되는 하기 단계: (1) 양이온 교환 물질을 평형화시키는 단계; (2) 정제하고자 하는 조성물을 양이온 교환 물질 상에 로딩시키는 단계; (3) 제1 세척 단계; (4) 제2 세척 단계, 및 (5) 관심의 대상이 되는 항체를 용출시키는 단계를 포함한다.

양이온 교환 정제 기법에서 적어도 2개의 세척 단계를 포함하되, 적어도 이중 제1의 것은 고 pH (약 pH 6.8 이상)에서 수행되는 것인 세척 단계를 포함함으로써 정제 효능은 유의적으로 개선될 수 있다. 특히, pH가 약 6.8 내지 약 9.0 (예를 들면, 약 7.0 내지 8.0) 범위, 예를 들면, 약 pH 7.8 또는 약 pH 7.0인 세척 완충액을 사용하여 제1 세척 단계를 수행하면, 약 5.0 내지 약 5.5 범위의, 종래의 더 낮은 pH를 사용할 때보다 더 효율적으로 상기 기술된 바와 같은 오염 물질이 제거된다. 그 결과, 양이온 교환 물질로부터 용출되는 항체를 포함하는 조성물의 숙주 세포 단백질 함량은 전형적으로 약 200 ppm 미만이 되는데, 이는 pH 약 5 내지 5.5에서의 세척 단계를 사용하였을 때 얻게 되는 수준보다 대략 500 ppm 더 낮은 수준이다.

본 발명의 바람직한 실시태양에서, 양이온 교환 물질은 설포프로필기로 관능화된 폴리하이드록실화된 중합체로 코팅된 교차-결합된 폴리(스티렌-디비닐벤젠) 통액 입자 (고상) (예를 들면, 포로스 50 HS® 칼럼 (어플라이드 바이오시스템즈(Applied Biosystems)로부터 입수가능)를 포함한다.

보통 평형 완충액은, 관심의 대상이 되는 항체 및 하나 이상의 오염 물질을 포함하는 조성물을 양이온 교환 물질 상에 로딩하기 전에 양이온 교환 물질 위로 통과하거나 관통하게 된다. 본 발명의 바람직한 실시태양에서, 평형 완충액의 pH는 pH 약 5.0 내지 약 6.0, 예를 들면, 약 pH 5.5이다. 하나의 예시적인 평형 완충액은 19 mM MES, 60 mM NaCl (pH 5.50)을 포함한다. 또다른 예식적인 평형 완충액은 23 mM MES, 60 mM NaCl (pH 5.50)을 포함한다.

평형화시킨 후에, 관심의 대상이 되는 항체 및 하나 이상의 오염 물질을 포함하는 수용액을 양이온 교환 물질 상에 로딩한다. 임의로, 로드의 pH는 약 4.0 내지 약 6.0 범위, 예를 들면, 약 pH 5.0 또는 약 pH 5.5이다. 바람직한 실시태양에서, 이전 정제 단계로부터 얻은 조절된 생성물 풀을 로딩한다. 하나의 실시태양에서, 이전 단백질 A 크로마토그래피 정제로부터 얻은 단백질 A 풀 (pH 5.0)을 양이온 교환 물질 상에 로딩한다. 또다른 실시태양에서, 조절된 Q-세파로스® 풀 (pH 5.5)을 양이온 교환 물질 상에 로딩한다. 예시되는 로드 밀도는 약 10 내지 약 100 g/L 수지, 바람직하게, 약 10 내지 약 60 g/L 수지, 가장 바람직하게, 약 15 내지 약 45 g/L 수지 범위이다. 관심의 대상이 되는 항체는 로딩 단계의 결과로서 양이온 교환 물질에 결합하게 된다.

로딩시킨 후에, 제1 세척 단계에서 양이온 교환 물질을 제1 세척 완충액으로 세척한다. 세척 공정 동안, 세척 완충액은 양이온 교환 물질 위로 통과하게 된다. 전형적으로 상당량의 관심의 대상이 되는 항체는 용출시키지 않으면서 가능한 많은 오염 물질을 수지로부터 용출시킬 수 있도록 하는 세척 완충액 조성물이 선택된다. 제1 세척 완충액의 pH는 일반적으로 평형 완충액 및/또는 로딩된 조성물보다 더 높고, 예를 들면, pH 단위로 약 2 내지 약 3 정도 더 높다. 바람직하게, 제1 세척 완충액의 pH는 약 pH 6.8 내지 약 9.0 범위, 바람직하게, 약 pH 6.8 내지 약 8.0 범위, 예를 들면, 약 pH 7.8 또는 약 pH 7.0이다. 상기 pH 범위에서 완충 작용을 하는 완충액의 예로는 HEPES, MES, 아세트산나트륨, TRIS/HCl, 트리에탄올아민 하이드로클로라이드/NaOH, 비신/HCl, 트리신/HCl 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 바람직한 제1 세척 완충액은 (1) 25 mM HEPES (pH 7.8) 또는 (2) 25 mM MOPS (pH 7.0)을 포함하거나, 그로 구성된다.

이와 관련하여, 본 발명은 25 mM HEPES (pH 7.8) 중 재조합 키메라 CD20 항체, 예로서, 리툭시맙을 포함하는 조성물을 제공한다. 본 발명은 또한 25 mM MOPS (pH 7.0) 중 재조합 인간화된 VEGF 항체, 예로서, 베바시주맙을 제공한다. 상기 조성물은 특히 이들 생성물의 정제에 사용되는 중간체 조성물로서 유용하다.

본원에서 본 발명은 일반적으로 제2 세척 완충액을 사용하여 적어도 하나의 추가 세척 단계, 또는 제2 세척 단계를 포함한다. 바람직하게 제2 세척 완충액의 pH는 제1 세척 완충액의 pH보다 더 낮고, 예를 들면, pH 단위로 약 2 내지 약 3 정도 더 낮다. 따라서, 예를 들어, 제2 세척 완충액의 pH는 약 pH 5.0 내지 약 pH 6.0 범위일 수 있다. 바람직하게, 제2 세척 완충액의 pH는 약 5.5이다. 상기 pH 범위에서 완충 작용을 하는 완충액의 예로는 MES, 아세트산/아세트산나트륨 또는 NaOH, NaH₂PO₃/Na₂HPO₄, 비스.트리스/HCl을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 제2 세척을 위해서는 MES (pH 5.5)가 바람직한 완충액이다. 하나의 실시태양에서, 제2 세척 완충액은 19 mM MES, 10 mM NaCl (pH 5.50)을 포함하거나, 그로 구성된다. 또다른 실시태양에서, 제2 세척 완충액은 23 mM MES, 10 mM NaCl (pH 5.50)을 포함하거나, 그로 구성된다.

추가의 세척 단계를 사용할 수는 있지만, 원하는 항체를 용출시키기 이전에 오직 제1 및 제2 세척 단계만을 수행하는 것이 바람직하다. 예로서, 상기 논의된 것과 같은 오염 물질은 제1 및/또는 제2 세척 단계 동안 양이온 교환 물질로부터 제거된다. 바람직하게, 제1 세척 단계에서 대부분의 오염 물질이 제거된다.

상기 언급한 세척 단계(들) 이후에, 원하는 항체를 양이온 교환 물질로부터 용출시킨다. 항체의 용출은 전도도 또는 이온 강도를 증가시킴으로써 이루어질 수 있다. 바람직하게, 용출 완충액의 전도도는 약 10 mS/cm 초과이다. 전도도를 증가시키는 것은 용출 완충액 중 상대적으로 고염 농도를 포함시킴으로써 이루어질 수 있다. 이러한 목적을 위한 예시적인 염으로는 제한없이, 아세트산나트륨, 염화나트륨 (NaCl), 및 염화칼륨 (KCl)을 포함한다. 하나의 실시태양에서, 용출 완충액은 약 100 내지 약 300 mM NaCl을 포함한다. 용출 완충액은 일반적으로 제2 세척 완충액과 대략적으로 동일한 pH를 갖는다. 바람직한 용출 완충액은 19 mM MES, 160 mM NaCl (pH 5.5)을 포함한다. 또다른 바람직한 용출 완충액은 23 mM MES, 175 mM NaCl (pH 5.5)을 포함한다. 용출은 바람직하게 (구배식 용출과 반대되는) 단계식 용출을 포함한다.

임의로, 용출 단계 후 재생 단계로 이어지지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시태양에 따라 반드시 필요한 것은 아니다.

추가 단계가 주시되기는 하지만, 바람직하게는 본원의 양이온 교환 정제 방법은 단지 하기 단계: (예를 들면, pH 약 5.5의 평형 완충액을 사용한) 평형화 단계, 항체 및 오염 물질(들)을 포함하는 조성물을 로딩시키는 단계 (예를 들면, 로딩되는 조성물의 pH는 약 5.0 또는 약 5.5이다), (예를 들면, pH 약 7.8의 제1 세척 완충액 또는 pH 약 7.0의 제1 세척 완충액을 사용한) 오염 물질을 용출시키기 위한 제1 세척 단계, (예를 들면, pH 약 5.5의 제2 세척 완충액을 사용한) 제2 세척 단계, 및 (예를 들면, pH 약 5.5이고, 각각의 이전 단계와 비교하여 전도도가 증가된 용출 완충액을 사용하여 이루어지는 항체를 용출시키기 위한) 용출 단계로만 구성된다.

본원의 양이온 교환 크로마토그래피 방법에 따라 수득된 항체 시료는 필요할 경우, 추가의 정제 단계에 사용할 수 있다. 추가의 정제 단계에 대한 일례는 상기 논의된 바 있다.

임의로, 항체를 원하는 대로 하나 이상의 이종성 분자에 접합시킨다. 이종성 분자는 예를 들면, 항체의 혈청 반감기를 증가시키는 것 (예를 들면, 폴리에틸렌 글리콜, PEG)일 수 있거나, 또는 표지 (예를 들면, 효소, 형광 표지 및/또는 방사성 핵종), 또는 세포독성 분자 (예를 들면, 독소, 화학요법 약물, 또는 방사성 동위원소 등)일 수 있다.

임의로, 이종성 분자에 접합된 항체를 포함하는 치료학적 제제는 원하는 순도를 갖는 항체를 임의의 제약상 허용되는 담체, 부형제 또는 안정화제 (문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition, Osol, A. Ed. (1980)])와 함께 혼합하여 동결건조된 제형 또는 수용액 형태로 제조할 수 있다. "제약상 허용되는" 담체, 부형제 또는 안정화제는 사용되는 용량 및 농도에서 수용자에게 비독성이며, 완충액, 예로서, 포스포네이트, 시트레이트, 및 기타 다른 유기산; 항산화제 (아스코르브산 및 메티오닌 포함); 방부제 (예를 들어, 옥타데실디메틸벤질 염화암모늄; 염화헥사메토늄; 염화벤즈알코늄, 염화벤제토늄; 페놀, 부틸 또는 벤질 알코올; 알킬 파라벤, 예를 들어, 메틸 또는 프로필 파라벤; 카테콜; 레소르시놀; 사이클로헥산올; 3-펜탄올; 및 m-크레졸); 저분자량 (약 10개 미만의 잔기) 폴리펩티드; 단백질, 예를 들어, 혈청 알부민, 젤라틴 또는 면역글로불린; 친수성 중합체, 예를 들어, 폴리비닐피롤리돈; 아미노산, 예를 들어, 글리신, 글루타민, 아스파라긴, 히스티딘, 아르기닌 또는 리신; 단당류, 이당류 및 기타 당질, 예를 들어, 글루코스, 만노스 또는 덱스트린; 킬레이트제, 예를 들어, EDTA; 당, 예를 들어, 수크로스, 만닛톨, 트레할로스 또는 소르비톨; 염-형성 반대 이온, 예를 들어, 나트륨; 금속 착물 (예를 들어, Zn-단백질 착물); 및/또는 비이온성 계면활성제, 예를 들어, 트윈(TWEEN)™, 플루로닉스(PLURONICS)™ 또는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)을 포함한다.

활성 성분은 또한 예를 들어, 코아세르베이션 기법 또는 계면 중합화에 의해 제조되는 마이크로캡슐, 예를 들어, 각각 하이드록시메틸셀룰로스 또는 젤라틴-마이크로캡슐 및 폴리-(메틸메타크릴레이트) 마이크로캡슐에, 콜로이드성 약물 전달계 (예를 들어, 리포좀, 알부민 미세구, 마이크로에멀젼, 나노입자 및 나노캡슐)에 또는 마크로에멀젼에 봉입될 수 있다. 이러한 기법은 문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition, Osol, A. Ed. (1980)]에 개시되어 있다.

생체내 투여를 위해 사용되는 제제는 멸균성을 띠어야 한다. 이는 멸균 여과막을 통한 여과에 의해 쉽게 달성된다.

지효성-방출 제제가 제조될 수 있다. 지효성-방출 제제의 적합한 예는 항체 변이체를 함유하는 소수성 고체 중합체의 반투과성 매트릭스를 포함하는데, 상기 매트릭스는 성형품, 예를 들어, 필름 또는 마이크로캡슐의 형태이다. 지효성-방출 매트릭스의 예는 폴리에스테르, 하이드로겔 (예를 들어, 폴리(2-하이드록시에틸-메타크릴레이트) 또는 폴리(비닐알코올)), 폴리락티드 (미국 특허 번호 제3,773,919호), L-글루탐산과 γ 에틸-L-글루타메이트의 공중합체, 비-분해성 에틸렌-비닐 아세테이트, 분해성 락트산-글리콜산 공중합체, 예를 들어, 루프론 데포(LUPRON DEPOT)™ (락트산-글리콜산 공중합체 및 류프롤리드 아세테이트로 구성된 주사용 미세구) 및 폴리-D-(-)-3-하이드록시부티르산을 포함한다.

이어서, 본원에 개시된 바와 같이 정제된 항체 또는 상기 항체 및 제약상 허용되는 담체를 포함하는 조성물은 다양한 진단학적 용도, 치료학적 용도 또는 상기 항체 및 조성물에 대해 공지되어 있는 기타 다른 용도를 위해 사용된다. 예를 들면, 항체는 치료학적 유효량의 항체를 포유동물에게 투여하여 포유동물의 질병을 치료하는데 사용될 수 있다. CD20 항체, 예로서, 리툭시맙의 경우, 이는 B-세포를 소실시키고, 림프종 (예를 들면, 비-호지킨 림프종, NHL), 또는 백혈병 (예를 들면, 만성 림프성 백혈병, CLL) 뿐만 아니라, 자가면역 질환, 예로서, 류마티스유사 관절염 (RA), 다발 경화증 (MS), 루푸스 등을 치료하는데 사용될 수 있다. VEGF에 결합하는 항체, 예로서, 베바시주맙의 경우, 이는 혈관형성을 억제시키고, 암을 치료하고, 황반 변성 등을 치료하는데 사용될 수 있다.

하기 실시예는 제한하기 위해서가 아닌, 설명 목적으로 제공되는 것이다. 본 명세서 중 모든 인용 문헌의 개시 내용이 명백하게 본원에서 참고로 인용된다.

실시예 1: CD20 항체 정제

본 실시예는 CD20 항체인 리툭시맙을 정제하기 위한 개선된 양이온 교환 크로마토그래피 공정을 설명한다. 리툭시맙은 NHL, CLL, RA, MS 등의 치료에 사용된다. 리툭시맙 분자의 구조는 5,736,137 (앤더슨 등) (이는 명백하게 본원에서 참고로 인용된다) 및 본원 도 1A-1B에 개시되어 있다. 리툭시맙은 제넨테크 인크.(Genentech, Inc.)로부터 상업적으로 이용가능하다.

양이온 교환 크로마토그래피는 CHOP, DNA, 침출된 단백질 A, 가라마이신(젠타마이신®), 리툭시맙 응집체, 및 잠재된 바이러스의 수준을 추가로 감소시키는데 사용된다. 리툭시맙은 로드 조건하에 칼럼에 결합한다. 이어서, 칼럼을 세척한 후, 용출시키고, 재생/위생 처리하고, 다음 사용시까지 보관한다. 다중 사이클을 사용하여 전체 친화성 풀 배취의 공정을 수행할 수 있다. 양이온 교환 풀을 3일 이하의 기간 동안 30℃ 이하의 실온에서, 또는 7일 이하의 기간 동안 5℃에서 보관할 수 있다.

양이온 교환 수지 (포로스 50 HS®, 어플라이드 바이오시스템즈)를 상 높이 17-33 cm까지 채운다. 친화성 풀을 로딩하기 전에 평형 완충액을 이용하여 양이온 교환 칼럼에서 보관 용액을 제거한다. 평형시킨 후, 친화성 풀을 칼럼 상에 로딩시킨다. 이러한 조건하에 생성물이 칼럼에 결합한다. 이어서, 칼럼을 세척 1 완충액으로, 이어서, 세척 2 완충액으로 세척한다. 이온 강도가 높은 용출 완충액을 사용하여 칼럼으로부터 리툭시맙을 용출시킨다.

본 발명의 공정 조건과 원래의 (대조군) 공정 조건에 대하여 이루어진 비교 결과를 하기 표에 제공한다.

리툭시맙 공정에서 로드 및 완충액에 대해 원하는 pH, 전도도 및 몰 농도 범위는 하기 표에서 제공한다.

리툭시맙 정제에 대해 예시된 공정은 세척 단계에서 숙주 세포 단백질이 더욱 고도로 제거될 수 있게 함으로써 생성물 풀 (용출 풀) 중 더욱 낮은 수준의 숙주 세포 단백질이 존재하게 하고 다음의 하류 단계에서 불순물의 제거를 촉진시킴으로써 숙주 세포 단백질 제거에 대한 강건성을 증진시켰다. 도 3은 숙주 세포 단백질 제거로 나타낸 본 공정의 이점을 도시한 것이다.

실시예 2: VEGF 항체 정제

본 실시예는 재조합 인간화된 혈관 내피 성장 인자 항체 (rhuMAb VEGF)인 베바시주맙을 정제하기 위한 양이온 교환 크로마토그래피 공정을 설명한다. 베바시주맙 분자의 구조는 미국 특허 7,169,901 (프레스타(Presta) 등) (이는 명백하게 본원에서 참고로 인용된다)에 개시되어 있다. 또한, 본원 도 2A-2B도 참조한다. 베바시주맙은 제넨테크 인크.로부터 상업적으로 이용가능하다.

본 실시예는 개선된 베바시주맙 정제 공정을 위해 양이온 교환 단계시에 수행된 개발 연구를 요약한다. 본 연구에서는 3개의 양이온 교환 수지를 평가하였다: CM 세파로스 패스트 플로우®, SP 세파로스 패스트 플로우® 및 포로스 50HS®. 이들 3가지 수지를 사용한 양이온 교환 정제 공정을 공정 성능 (불순물 제거, 레트로바이러스 제거, 및 단계 수율), 생성물의 질, 공정 강건성 및 현재의 모든 제조 지역에서의 공정 적합성에 관하여 평가하였다. 이들 연구에서 작성된 데이타를 토대로, 포로스 50HS®은 우수한 공정 성능 및 강건성을 나타내었고, 이를 개선된 개선 고정을 위한 양이온 교환 수지로서 선택하였다.

양이온 교환 크로마토그래피는 정제 단계 중 최종 크로마토그래피 단계이다. 이는 세포 배양 배지 성분 (가라마이신), 숙주 세포 유래의 불순물 (CHOP, 및 DNA) 및 응집된 형태의 베바시주맙을 제거하는 역할을 한다. 이는 또한 바이러스 제거 단계로서도 작용을 한다.

칼럼은 결합- 및 용출 방식으로 작동하고, 이는 주변 온도에서 수행된다. 칼럼은 양이온 교환 수지 (포로스 50HS®)를 사용한다. 수지는 음으로 하전된 관능기와 커플링된 다공성 폴리스티렌-디비닐벤젠 상 지지체로 구성된다. 평형 완충액으로 세척함으로써 칼럼을 보관액으로부터 제거한다. 전도도 한계값이 ≤ 5.5 mS/cm를 충족시킬 때까지 바이러스가 여과된 풀을 0.3 부피의 주사용수 (WFI)로 희석시킨다. 이어서, 바이러스가 여과된 풀을 평형화된 칼럼 상에 로딩한다. 생성물이 수지에 결합한다. 로딩한 후, 칼럼을 고 pH 완충액으로 세척하여 칼럼을 통해 로드 물질을 흘려 보내고, CHOP 불순물을 제거한다. 이어서, 저염 완충액으로 세척하여 pH를 낮추고 용출용 칼럼을 제거한다. 최대 7 칼럼 부피로 고염 완충액의 단계식 용출을 사용함으로써 생성물을 용출시킨다. 용출시킨 후, 칼럼 및 스키드를 위생 처리 용액 (0.5 N NaOH)으로 위생 처리한 후, 그의 다음 사용시까지 보관 용액 (0.1 N NaOH) 중에서 보관한다.

하기 표는 본원에서 본 발명의 베바시주맙 공정 조건을 설명하는 것이다

베바시주맙 공정에서 로드 및 완충액에 대해 원하는 pH, 전도도 및 몰 농도 범위는 하기 표에서 제공한다.

제1 세척 완충액 (pH 5.5)을 사용한 본 공정이 원래의 베바시주맙 공정보다 우수하다는 것이 밝혀졌다. 본원의 신규한 공정을 통해 CHOP 수준이 더 낮은 풀을 얻을 수 있고, 더욱 고도한 단계 수율을 얻을 수 있었으며, 본원의 신규한 공정은 제조시 실행하는데 있어서 전반적으로 보다 강건한 공정이 되었다.

Sequence Listing <110> GENENTECH, INC. Lebreton, Benedicte Andree O'Connor, Deborah Ann Safta, Aurelia Sharma, Mandakini <120> ANTIBODY PURIFICATION BY CATION EXCHANGE CHROMATOGRAPHY <130> P2280R1 WO <150> US 60/983,825 <151> 2007-10-30 <160> 20 <210> 1 <211> 432 <212> PRT <213> Artificial sequence <220> <223> sequence is synthesized <400> 1 Gln Val Gln Leu Gln Gln Pro Gly Ala Glu Leu Val Lys Pro Gly 1 5 10 15 Ala Ser Val Lys Met Ser Cys Lys Ala Ser Gly Tyr Thr Phe Thr 20 25 30 Ser Tyr Asn Met His Trp Val Lys Gln Thr Pro Gly Arg Gly Leu 35 40 45 Glu Trp Ile Gly Ala Ile Tyr Pro Gly Asn Gly Asp Thr Ser Tyr 50 55 60 Asn Gln Lys Phe Lys Gly Lys Ala Thr Leu Thr Ala Asp Lys Ser 65 70 75 Ser Ser Thr Ala Tyr Met Gln Leu Ser Ser Leu Thr Ser Glu Asp 80 85 90 Ser Ala Val Tyr Tyr Cys Ala Arg Ser Thr Tyr Tyr Gly Gly Asp 95 100 105 Trp Tyr Phe Asn Val Trp Gly Ala Gly Thr Thr Val Thr Val Ser 110 115 120 Ala Ala Ser Thr Lys Gly Pro Ser Val Phe Pro Leu Ala Pro Ser 125 130 135 Ser Lys Ser Thr Ser Gly Gly Thr Ala Ala Leu Gly Cys Leu Val 140 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<223> sequence is synthesized <400> 20 Gln Gln Tyr Ser Thr Val Pro Trp Thr 5

Claims

(a) 항체 및 적어도 하나의 오염 물질을 포함하는 조성물을 양이온 교환 물질 상에 로딩시키며, 여기서 조성물의 pH는 제1 pH인 단계;
(b) pH가 (a)에서의 조성물의 pH보다 더 큰 제1 세척 완충액으로 양이온 교환 물질을 세척하며, 여기서 제1 세척 완충액의 pH는 약 6.8 내지 약 9.0인 단계;
(c) pH가 제1 세척 완충액의 pH보다 더 작은 제2 세척 완충액으로 양이온 교환 물질을 세척하는 단계; 및
(d) 전도도가 제2 세척 완충액의 전도도보다 실질적으로 더 큰 용출 완충액을 사용하여 양이온 교환 물질로부터 항체를 용출시키는 단계
로 이루어진 연속 단계를 포함하는, 항체 및 적어도 하나의 오염 물질을 포함하는 조성물로부터 항체를 정제하는 방법.
제1항에 있어서, 제2 세척 완충액의 pH 및 용출 완충액의 pH가 대략적으로 동일한 것인 방법.
제1항에 있어서, 항체가 인간 CD20에 결합하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 항체가 인간 혈관 내피 성장 인자 (VEGF)에 결합하는 것인 방법.
제1항에 있어서, (a)에서의 조성물의 pH가 약 4.0 내지 약 6.0이고, 제1 세척 완충액의 pH가 약 6.8 내지 약 8.0이고, 제2 세척 완충액의 pH가 약 5.0 내지 약 6.0이고, 용출 완충액의 pH가 약 5.0 내지 약 6.0인 방법.
제1항에 있어서, 용출 완충액의 전도도가 약 10 mS/cm 내지 약 100 mS/cm인 방법.
제1항에 있어서, 용출 완충액이 약 100 내지 약 300 mM NaCl을 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 양이온 교환 물질이 설포프로필기로 관능화된 폴리하이드록실화된 중합체로 코팅된 교차-결합된 폴리(스티렌-디비닐벤젠) 통액 입자를 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 오염 물질이 차이니즈 햄스터 난소 단백질 (CHOP), 침출된 단백질 A, DNA, 응집된 항체, 세포 배양 배지 성분, 가라마이신, 및 바이러스 오염 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 균질한 항체 시료를 수득하기 위해 단계 (a)부터 (d) 이전에, 그 동안 또는 그 이후에 항체를 포함하는 조성물을 하나 이상의 추가의 정제 단계로 처리하는 것을 더 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 정제된 항체를 이종 분자와 접합시키는 단계를 더 포함하는 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서, 균질한 항체 시료 또는 접합된 항체를 제약상 허용되는 담체와 조합하여 제약 조성물을 제조하는 단계를 더 포함하는 방법.
(a) 항체, 및 차이니즈 햄스터 난소 단백질 (CHOP), 침출된 단백질 A, DNA 및 응집된 CD20 항체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 오염 물질을 포함하는 조성물을 양이온 교환 물질 상에 로딩시키며, 여기서 조성물의 pH는 약 4.0 내지 약 6.0인 단계;
(b) pH가 약 6.8 내지 약 9.0인 제1 세척 완충액으로 양이온 교환 물질을 세척하는 단계;
(c) pH가 약 5.0 내지 약 6.0인 제2 세척 완충액으로 양이온 교환 물질을 세척하는 단계; 및
(d) pH가 약 5.0 내지 약 6.0이고 전도도가 약 10 mS/cm 내지 약 100 mS/cm인 용출 완충액을 사용하여 양이온 교환 물질로부터 항체를 용출시키는 단계
로 이루어진 연속 단계를 포함하는, 항체, 및 차이니즈 햄스터 난소 단백질 (CHOP), 침출된 단백질 A, DNA 및 응집된 CD20 항체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 오염 물질을 포함하는 조성물로부터 인간 CD20에 결합하는 항체를 정제하는 방법.
제13항에 있어서, 항체가 리툭시맙인 방법.
제13항에 있어서, 용출 완충액이 약 100 내지 약 300 mM NaCl을 포함하는 것인 방법.
(a) 인간 혈관 내피 성장 인자 (VEGF)에 결합하는 항체, 및 세포 배양 배지 성분, 가라마이신, 차이니즈 햄스터 난소 단백질 (CHOP), DNA, 바이러스 오염 물질 및 응집된 VEGF 항체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 오염 물질을 포함하는 조성물을 양이온 교환 물질 상에 로딩시키며, 여기서 조성물의 pH는 약 4.0 내지 약 6.0인 단계;
(b) pH가 약 6.8 내지 약 8.0인 제1 세척 완충액으로 양이온 교환 물질을 세척하는 단계;
(c) pH가 약 5.0 내지 약 6.0인 제2 세척 완충액으로 양이온 교환 물질을 세척하는 단계; 및
(d) pH가 약 5.0 내지 약 6.0이고 전도도가 약 10 mS/cm 내지 약 100 mS/cm인 용출 완충액을 사용하여 양이온 교환 물질로부터 항체를 용출시키는 단계
로 이루어진 연속 단계를 포함하는, 인간 VEGF에 결합하는 항체, 및 세포 배양 배지 성분, 가라마이신, 차이니즈 햄스터 난소 단백질 (CHOP), DNA, 바이러스 오염 물질 및 응집된 VEGF 항체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 오염 물질을 포함하는 조성물로부터 인간 VEGF에 결합하는 항체를 정제하는 방법.
제16항에 있어서, 항체가 베바시주맙인 방법.
제16항에 있어서, 용출 완충액이 약 100 내지 약 300 mM NaCl을 포함하는 것인 방법.
pH가 약 7.8인, 약 25 mM HEPES를 포함하는 완충액 중 리툭시맙을 포함하는 조성물.
pH가 약 7.0인, 약 25 mM MOPS를 포함하는 완충액 중 베바시주맙을 포함하는 조성물.