KR20230019798A - 항 cd154 항체 및 이의 용도 - Google Patents

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최경호
김상일
이영재
김수정
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황시원
강동민
김수리
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Abstract

본 발명은 CD154에 특이적으로 결합하는 항체에 대한 것으로, 구체적으로 서열번호 1 내지 3의 아미노산 서열을 포함하는 HCDR 및 서열번호 4 내지 6의 아미노산 서열을 포함하는 LCDR; 을 포함하는 항체; 및 상기 항체와 약물을 포함하는 T세포 매개 자가 면역 질환 또는 장기 이식 거부반응에 대한 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.

Description

항 CD154 항체 및 이의 용도{ANTI-CD154 ANTIBODY AND ITS USES THEREOF}
본 발명은 CD154에 특이적으로 결합하는 항체에 대한 것으로, 구체적으로 활성화된 T세포의 표면에 발현하는 CD154을 인식하는 항체; 및 상기 항체 및 약물을 포함하는 T세포 매개 자가면역질환 또는 장기 이식 거부 반응에 대한 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
T 세포의 활성화는 염증 질환, 자가면역질환, 이식거부반응 등에서　나타나는 필수적인 현상이며, T 세포 수용체 engagement 이외에 공동활성 신호(costimulatory signal)을 필요로 한다. 신규로 활성화 (recently activated) 된 T 세포의 CD154는 항원제시세포(antigen-presenting cell, APC)의 CD40에 결합하여, CD80과 CD86의 발현을 촉진시키고, 사이토카인 생산을 촉진시킨다. CD80과 CD86에 결합하여, APC의 CD80/CD86와 T 세포의 CD28 간의 결합을 억제하는 CTLA-4 Ig (abatacept, Orencia) 와 belatacept (Nulojix)는 효과적으로 T 세포의 활성화를 억제하여, 자가 면역 질환의 진행을 억제한다 (Nature Review Immunol, 2001, 1:220).
CD28 이외에도 다수의 T 세포 공동 활성 신호가 밝혀져 있으나, 질병 치료에서 가장 중요한 신호전달경로는 T 세포의 CD154 (CD40L)와 CD40 간의 상호작용을 통한 신호이다. CD4+ T 세포의 CD154 발현 수준은 자가면역 관절염 환자의 질병 중증도 (disease severity), 임상적 결과 (clinical outcome), 질환 치유도 (disease remission), TNF 저해제의 치료효과 등과 매우 밀접한 관련이 있다 (Cells, 2019, 8:927). CD154에 결합하는 항체는, CD40와의 상호작용을 저해하는 것 이외에도 CD154를 발현하는 활성화된 T 세포를 complement mediated cytotoxicity (CDC)를 통하여 제거함으로써 MHC-mismatched skin transplantation model에서 이식 거부 반응을 억제하였다(Nature Medicine, 2003, 3:1275). 이후 CD154에 결합하는 항체의 임상 개발이 활발히 진행되어, BG9588, IDEC-131, ABI793 등이 개발되었으나, 혈전색전증(thromboembolism)이 발생하여 개발이 중단되었고, 그 원인은 활성화된 혈소판으로부터 분비되는 soluble CD154와 항체가 면역 복합체(immune complex)를 형성한 후, 혈소판의 FcγRIIa와 결합하여 혈소판을 활성화시키는 것으로 밝혀졌다 (J Immunol, 2010, 185:1577). 이후 Fc가 없는 CD154 blocker인 VIB4920은 Sjogren's syndrome을 대상으로 임상 개발이 진행 중에 있다(NCT04129164). 또한, 항 CD40L 항체로서 Darpirolizumab pegol(NCT04294667), SAR441334(INX-021; NCT04572841, NCT05039840, NCT04879628) 역시 Fc 수용체에 대한 결합력을 저해하여 혈전색전증 유발을 억제하기 위하여 다양한 포맷으로 임상 개발 중에 있다.
CD154의 ligand인 CD40의 저해제 역시 개발이 되고 있으나, CD40 억제제의 임상적 효과는 CD154 저해제 대비 열등(inferior) 하게 나타났으며, 그 이유 중 하나는 CD154의 리간드가 CD40 이외에도 CD11b 등이 존재하기 때문이다(Am J Transplant, 2020, 20:2216).
따라서, CD154를 특이적으로 표적하여 CD154와 CD40 간 상호작용을 저해하면서도, 동시에 CD154+ T 세포의 특이적인 사멸을 유도할 수 있는 항체의 개발이 필요한 실정이다.
한국등록특허 제 2061322 호
본 발명은 CD154를 특이적으로 표적하여, CD154+ T 세포와 특이적으로 결합할 수 있는 항체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 항 CD154 항체를 포함하는 T세포 매개 자가 면역 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 항 CD154 항체를 포함하는 장기 이식 거부 반응 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 상보성 결정영역 1(heavy chain complementary determine region 1;HCDR1), 서열번호 2의 아미노산 서열을 포함하는 HCDR2, 및 서열번호 3의 아미노산 서열을 포함하는 HCDR3를 포함하는 중쇄; 및 서열번호 4의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 상보성 결정영역 1(light chain complementary determine region 1; LCDR1), 서열번호 5의 아미노산 서열을 포함하는 LCDR2, 및 서열번호 6의 아미노산 서열을 포함하는 LCDR3을 포함하는 경쇄를 포함하는 항체.
2. 위 1에 있어서, 서열번호 7의 아미노산 서열 및 서열번호 8의 아미노산 서열을 포함하는 단일쇄 가변 단편(single chain variable fragment, scFv)을 포함하는 항체.
3. 위 1에 있어서, 상기 항체는 인간 CD154(cluster of differentiation 154)에 결합하는 항체.
4. 위 1 내지 3 중 어느 하나의 항체에 약물이 접합된 항체-약물 컨쥬게이트(antibody-drug conjugate).
5. 위 4에 있어서, 상기 약물은 상기 항체에 링커 또는 2차 항체로 접합된 것인 항체-약물 컨쥬게이트.
6. 위 4에 있어서, 합텐(hapten)을 더 포함하는 항체-약물 컨쥬게이트.
7. 위 6에 있어서, 상기 합텐은 콘티닌(continine)인 항체-약물 컨쥬게이트.
8. 위 4에 있어서, 상기 약물은 모노메틸 오리스타틴 E(MMAE), 메르탄신(DM1), 칼리키아미신(calicheamicins), pyrrolobenzodiazepine(PBD) 이합체, 알파-아마니틴(α-amanitin) 및 듀오카마이신(duocarmycin) 을 포함하는 군에서 선택되는 것인 항체-약물 컨쥬게이트.
9. 위 4 내지 8 중 어느 하나의 항체-약물 컨쥬게이트를 포함하는 T 세포 매개 자가 면역 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
10. 위 9에 있어서, 상기 T 세포 매개 자가 면역 질환은 이식편대숙주병(graft-versus host diseases), 류마티스 관절염(rheumatoid arthritis), 전신성 홍반성 루푸스(systemic Lupus erythematous), 크론병(Crohn's disease), 다발성 경화증(multiple sclerosis), 루푸스 신염(lupus nephritis), 건선(psoriasis, pSS), 원발성 국소성 분절성 사구체경화증(focal and segmental glomerular sclerosis), 및 면역성 혈소판감소증(immune thromobocytopenia)을 포함하는 군에서 선택되는 것인 약학 조성물.
11. 위 4 내지 8 중 어느 하나의 항체-약물 컨쥬게이트를 포함하는 장기 이식 거부반응(transplantation rejection) 예방 또는 치료용 약학 조성물.
본 발명은 CD154 에 특이적으로 결합하는 신규한 항체를 제공할 수 있다. 이는 바람직하게는 항 CD154 항체에 약물을 접합한 항체-약물 컨쥬게이트로 활용이 가능하고, 상기 항체-약물 컨쥬게이트는 T 세포 매개 자가 면역 질환 등에 대한 예방 또는 치료용 약학 조성물로서 활용할 수 있다.
도 1은 항CD154 항체가 CD154+ L 세포에 결합하는 것을 유세포 분석으로 확인한 것이다.
도 2는 LALA 돌연변이를 포함하는 항 CD154 항체가 CD154+ L 세포에 결합하는 것을 유세포 분석으로 확인한 것이다.
도 3은 CD4+ T 세포를 활성 배지에서 배양한 후, 시간에 따른 CD4+CD154+ T 세포의 비율을 확인한 데이터 및 CD4+CD154+ T 세포와 항 CD154 항체가 결합하는 것을 유세포 분석으로 확인한 것이다.
도 4는 항 CD154 항체가 CD154 에 결합하여, CD154의 기능을 저해하는 것을 확인한 것이다.
도 5는 항 CD154 항체의 혈중 반감기를 확인한 것이다.
도 6은 항 CD154 항체의 세포 내 internalization 및 localization을 확인한 것이다.
도 7은 항 CD154 항체- 약물 컨쥬게이트가 CD154+ L 세포를 사멸시킬 수 있는 것을 확인한 것이다.
도 8은 LALA 돌연변이를 포함하는 항 CD154 항체- 약물 컨쥬게이트가 CD154+ L 세포를 사멸시킬 수 있는 것을 확인한 것이다.
도 9는 항 CD154 항체- 약물 컨쥬게이트가 CD154+ T 세포를 사멸시킬 수 있는 것을 확인한 것이다.
도 10은 항 CD154 항체 아미노산 서열을 나타낸 것이다.
도 11은 13개의 닭 유래 잔기가 인간 유래 잔기로 치환된 부분 인간화 항체의 scFv 부위의 아미노산 서열을 나타낸 것이다.
도 12은 항 CD154 항체의 LCDR 아미노산 서열 및 HCDR 아미노산 서열을 나타낸 것이다.
도 13은 25개의 닭 유래 잔기가 인간 유래 아미노산 서열로 변경된 부분 인간화 항체의 scFv 부위의 아미노산 서열을 나타낸 것이다.
도 14는 31개의 닭 유래 잔기가 인간 유래 아미노산 서열로 변경된 부분 인간화 항체의 scFv 부위의 아미노산 서열을 나타낸 것이다.
도 15는 LALA 돌연변이를 포함하는 항 CD154 항체(IgG1)에 MMAE를 결합시킨 항체-약물 컨쥬게이트의 모식도를 나타낸 것이다.
도 16은 HIC-HPLC를 통해 항 CD154 항체와 FcBP 링커 사이의 접합 여부를 확인한 데이터이다.
도 17은 HIC-HPLC를 통해 항 CD154 항체와 MMAE 약물 간 접합 여부를 확인한 데이터이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적인 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 의미를 따른다.
본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 상보성 결정영역 1(heavy chain complementary determine region 1;HCDR1), 서열번호 2의 아미노산 서열을 포함하는 HCDR2, 및 서열번호 3의 아미노산 서열을 포함하는 HCDR3를 포함하는 중쇄; 및 서열번호 4의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 상보성 결정영역 1(light chain complementary determine region 1; LCDR1), 서열번호 5의 아미노산 서열을 포함하는 LCDR2, 및 서열번호 6의 아미노산 서열을 포함하는 LCDR3을 포함하는 경쇄를 포함하는 항체에 관한 것이다.
본 발명의 항체는 상기 서열번호 1 내지 3 의 HCDR 아미노산 서열 및 서열번호 4 내지 6의 LCDR 아미노산 서열을 갖는 것이라면 나머지 아미노산 서열은 한정되지 않는다. 예를 들면 서열번호 7의 아미노산 서열 및 서열번호 8을 포함하는 단일쇄 가변 단편(single chain variable fragment, scFv)를 포함하는 항체일 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 단일쇄 가변 단편을 포함하는 항체의 경우, 중쇄 가변부 서열과 경쇄 가변부 서열이 링커 등으로 연결될 수 있다. 상기 링커 서열은 제한 없이 당업자에 의해 선택될 수 있고, 링커 서열의 예를 들면 서열번호 15의 아미노산 서열일 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
항원의 특정 에피토프를 인식하여 항원-항체 복합체를 형성하는 항체의 주요 부위는 중쇄 및 경쇄의 가변 영역, 특히 상보성 결정 영역(complementarity determining region; CDR)이 이러한 복합체 형성에 기여하므로, 본 발명은 상기한 본 발명의 항체의 가변 영역, 특히 CDR을 포함하는 이의 단일클론항체, 키메릭 항체, 인간화 항체 등을 본 발명의 범위에 포함한다. 상기 인간화 항체의 예를 들면, 서열번호 9의 아미노산 서열 및 서열번호 10의 아미노산 서열을 포함하는 항체일 수 있고, 서열번호 11의 아미노산 서열 및 서열번호 12의 아미노산 서열을 포함하는 항체일 수 있으며, 또는 서열번호 13의 아미노산 서열 및 서열번호 14의 아미노산 서열을 포함하는 항체일 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 단일클론항체의 가변 영역, 특히 CDR이 동일한 이상, IgG1 내지 IgG4의 IgG 서브클래스(subclass) 등도 본 발명의 범위에 포함될 수 있고, IgG 서브클래스(subclass) 아미노산 서열에서 일부 서열에 돌연변이가 존재하는 경우도 포함될 수 있다. 예를 들면, 인간 IgG1 서열에서 LALA 돌연변이(Leu234Ala/Leu235Ala)가 존재하는 경우, Fc 부위에 대한 anti-Fc 항체의 결합을 억제할 수 있어, 혈전색전증(thromboembolism)과 같은 부작용을 최소화 할 수 있다. 또한, 본 발명은 상기한 바와 같은 결합 특성을 갖는 한, 2개의 전체 길이의 경쇄 및 2개의 전체 길이의 중쇄를 가지는 완전한 형태뿐만 아니라 항체 분자의 기능적인 단편들을 포함한다. 항체 분자의 기능적인 단편이란 적어도 항원 결합 기능을 보유하고 있는 단편을 뜻하며 Fab, F(ab'), F(ab')2 및 Fv 등이 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 항체는 이중(bispecific), 삼중(trispecific) 또는 그 이상의 항원에 결합할 수 있는 다중 항체이더라도, 항원결합부위 중 하나 이상이 상기 서열번호 1 내지 3의 HCDR 서열 및 서열번호 4 내지 6의 LCDR 서열을 갖는 것이라면 무관하게 본 발명의 범위에 속할 수 있다. 예를 들면, 이중항체로서 CD154와 합텐에 각각 특이적으로 결합하는 Fv(variable fragment)서열을 갖는 것일 수 있고, 그 경우 합텐과 약물 등을 컨쥬게이트 하여 항체-약물 컨쥬게이트를 제작할 수도 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 항체는 CD154(cluster of differentiation 154) 에 결합할 수 있다. CD154는 주로 활성화된 CD4+ T 세포, 즉 면역반응을 활발히 진행할 수 있는 CD4+ T 세포에서 주로 발현되며, 휴지(in-activated) 상태의 T 세포에서는 발현되지 않는 세포 표면 단백질에 해당한다. 다만, CD4+ T 세포 이외에도 활성을 가지는 CD 8+ T 세포, NK 세포(natural killer cell), 단핵구(monocytes), 호염구(basophils), 호산구(eosinophils) 또는 활성화된 혈소판 표면에서도 발현될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 항체는 활성화된 T 세포와 휴지 상태의 T 세포를 구별하여, 활성화된 T 세포의 표면 단백질에 선택적으로 결합할 수 있는 항체에 해당한다. 본 발명의 항체는 인간, 히말라야 원숭이(Macaca mulatta, Rhesus macaque), 세줄무늬올빼미원숭이(Aotus trivirgatus, Three-striped night monkey), 올빼미원숭이(Douroucouli) 및 검댕망가베이(Cercocebus atys, Sooty mangabey) 를 포함하는 군의 CD154에 결합할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한 본 발명은 상기 항체에 약물이 접합된 항체-약물 컨쥬게이트(antibody-drug conjugate)에 관한 것이다.
본 발명의 항체-약물 컨쥬게이트는 약물을 항체가 특이적으로 결합할 수 있는 세포에 전달할 수 있는 것으로서, CD154에 특이적으로 결합할 수 있는 본 발명의 항체와 약물을 컨쥬게이트 함으로써 CD154를 발현하는 세포에 선택적으로 약물을 전달할 수 있다.
본 발명에서 상기 항체와 약물 간 접합은 직접 결합하는 것일 수 있고, 또는 링커(linker) 또는 항체에 결합된 2차 항체(secondary antibody)에 의하여 간접적으로 결합한 것일 수도 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고, 항체와 약물이 공동으로 타겟 세포에 전달될 수 있도록 한 것이라면 족하다.
본 발명에서 상기 2차 항체는 항원에 결합하는 다른 항체(1차 항체)의 아미노산 서열에 특이적으로 결합하는 항체를 의미하는 것으로, 표적 항원에 직접 결합하는 1차 항체와는 결합하는 대상에 차이가 있는 용어에 해당한다. 본 발명에서 링커는 약물과 항체를 연결하기 위하여 사용되는 것으로, 예를 들면 링커 서열을 상기 항체의 Fc 서열에 부착하고, 링커 서열과 약물을 연결하여 항체-링커-약물(antibody-linker-drug) 형태로 제조하여 사용할 수 있고, 또는 앞서 언급하였던 것처럼, 상기 항체를 이중항체로 구성하여 합텐-링커-약물을 합텐에 특이적인 Fv 부위에 결합하도록 해서 사용할 수도 있다. 상기 링커 또는 상기 2차 항체는 모두 본 발명의 상기 항체와 약물을 결합시키기 위한 용도로 사용하는 것으로, 항체와 약물을 접합시키기 위한 용도라면 2차 항체 서열 또는 링커의 종류와 무관하게 당업자가 사용하는 방식에 의하여 사용이 가능하다.
본 발명에서 상기 약물의 종류는 제한 없이 목적에 따라 당업자에 의해 선택될 수 있다. 예를 들면 CD154를 표면에 발현하는 활성화된 T 세포를 사멸시키기 위하여, 모노메틸 오리스타틴 E(MMAE), 메르탄신(DM1), 칼리키아미신(calicheamicins), pyrrolobenzodiazepine(PBD) 이합체, 알파-아마니틴(α-amanitin) 및 듀오카마이신(duocarmycin)을 포함하는 군에서 약물을 선택하여 항체와 컨쥬게이트 할 수 있다. 앞서 언급하였듯 컨쥬게이트하는 방식에는 제한 없이 선택할 수 있고, 목적에 따라 상기 약물의 종류는 달라질 수 있다.
본 발명에서 상기 항체-약물 컨쥬게이트는 합텐을 추가로 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 합텐은 약물과 링커로 결합하고, 본 발명의 항체 중 합텐에 특이적인 결합부위를 갖는 Fv 부위와 결합시켜 안정적인 항체-약물 컨쥬게이트를 형성하게 하기 위한 용도로서, 그러한 목적에 해당하는 합텐이라면, 제한 없이 본 발명의 범위에 속할 수 있다. 즉, 상기 합텐의 예를 들면 cotinine을 들 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고, 면역원성이 없으나 항원성을 가진 분자로서 합텐 특이적인 항체를 형성할 수 있는 것이라면 족하다.
본 발명의 상기 항체-약물 컨쥬게이트를 사용하는 경우, 항체-약물 컨쥬게이트(antibody-drug conjugate; 이하 ADC) 방식의 작용기전에 의하여 T 세포 매개 자가 면역 질환을 예방 또는 치료하거나; 또는 장기 이식 거부 반응을 억제하는 것일 수 있다. 상기 ADC는 항체에 약물을 접합시켜서 주입하는 방법으로서 항체에 특이적으로 결합하는 항원을 발현하는 세포에서 항체의 내부화(internalization)를 유도함으로써 세포 내부로 약물을 전달하여 세포 특이적으로 약물을 전달하는 원리의 치료방법에 해당한다. 앞서 언급한 대로, 항 CD154 항체 부위에 의하여 활성화된 T 세포에 결합한 후 세포 내부로 내부화되어, 함께 접합한 약물에 의하여 T 세포의 사멸을 유발함으로써 상기 질병에 대한 예방 또는 치료 효과를 보일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 항체-약물 컨쥬게이트를 포함하는 T 세포 매개 자가 면역 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 T 세포 매개 자가 면역 질환은 T 세포의 과도한 증식 또는 과도한 활성화 등으로 인하여 T 세포에 의한 면역반응이 정상 상태보다 더 높은 수준으로 유도되어 유발되는 자가 면역 질환을 의미한다. 상기 T 세포 매개 자가 면역 질환의 예를 들면, 이식편대숙주병(graft-versus host diseases), 류마티스 관절염(rheumatoid arthritis), 전신성 홍반성 루푸스(systemic Lupus erythematous), 크론병(Crohn's disease), 다발성 경화증(multiple sclerosis), 루푸스 신염(lupus nephritis), 건선(psoriasis, pSS), 원발성 국소성 분절성 사구체경화증(focal and segmental glomerular sclerosis), 및 면역성 혈소판감소증(immune thromobocytopenia)을 포함하는 군에서 선택되는 질병일 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 상기 항체-약물 컨쥬게이트를 포함하는 장기 이식 거부반응(transplantation rejection) 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 상기 항체-약물 컨쥬게이트는 장기 이식 과정 또는 장기 이식 후의 거부 반응에 관여하는 활성화된 T세포의 면역 반응을 억제함으로써, 장기 이식 거부 반응을 억제할 수 있다.
본 발명의 의약 조성물은 약학적 분야에서 통상의 방법에 따라 환자의 신체 내 투여에 적합한 단위투여형의 제제, 바람직하게는 단백질 의약품의 투여에 유용한 제제 형태로 제형화시켜 당 업계에서 통상적으로 사용하는 투여방법을 이용하여 정맥 내, 근육 내, 동맥 내, 골수 내, 수막강 내, 심실 내, 폐, 경피, 피하, 복강 내, 비강을 포함하는 비경구투여 경로에 의하여 투여될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
이러한 목적에 적합한 제형으로는 주사용 앰플과 같은 주사제, 주입제, 및 하이포스프레이(hypospray)와 같은 분무제 등과 같은 비경구투여용 제제가 바람직하다. 주사 또는 주입용 제제의 경우에는, 현탁액, 용액 또는 에멀션 등의 형태를 취할 수 있고, 현탁화제, 보존제, 안정화제 및/또는 분산제와 같은 제제화제를 포함할 수 있다. 또한, 상기 항체 분자는 사용 전에 적절한 무균 액체로 재조정하여 사용할 수 있는 건조된 형태로 제제화 될 수도 있다.
본 발명의 의약 조성물의 유효성분으로서 상기 항체는 사람을 포함하는 포유동물에 대해 하루에 0.01 내지 50 mg/kg 체중, 바람직하게는 0.1 내지 20 mg/kg 체중을 1회 또는 수회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나, 유효성분의 실제 투여량은 예방 또는 치료하고자 하는 질환, 질환의 중증도, 투여경로, 환자의 체중, 연령 및 성별, 약제 조합, 반응 민감성 및 치료에 대한 내성/반응 등의 여러 관련 인자에 비추어 결정되어야 하는 것으로 이해해야 하며, 따라서, 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다.
실시예 1. 항 CD154 항체(anti-hCD154) 확립
인간 CD154에 대한 단일클론항체를 제조하기 위해, 인간 CD154를 닭에 면역 주사한 후 제조한 항체 라이브러리로부터, 세포막 표면에 발현된 인간 CD154에 결합하는 항체를 개발하였다. 구체적인 프로토콜은 기존에 확립된 방법에 따라 수행되었다. 항체의 중쇄 및 경쇄의 CDR 서열은 도 12에 표시하였고, 가변부 서열은 도 10에 표시하였다.
이후, anti-CD154 부위와 anti-cotinine scFv(single chain variable fragment) 를 결합시킨 융합 항체를 제조하기 위하여, 항체 경쇄와 중쇄의 말단부위가 anti-cotinine ScFv와 링커(Gly-Gly-Gly-Gly-Ser)4로 연결된 벡터를 제조하고, 해당 벡터를 HEK293F 세포(Invitrogen) 에 25-kDA linear polyethyleneimine(Polyscience, Warrington, PA, USA)를 사용하여 종래 공지된 방법에 따라 트랜스팩션하고, protein A agarose beads(RepliGen, Waltham, MA, USA)를 사용하여 크로마토그래피를 통해 anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv 항체를 분리하였다.
또한, 추가적으로, 항체 humanize 중 LALA 돌연변이를 포함하는 IgG를 제조하기 위하여, 인간 IgG1에서 Leu234Ala 및 Leu235Ala 돌연변이를 유도하고, 유전자 재조합을 통해 anti-hCD154 항체의 중쇄와 경쇄가 각각 LALA mutation을 포함하는 IgG1 heavy chain constant region 및 Ig kappa light chain constant region과 연결된 벡터를 제조하여, 상기와 같은 방법으로 항체를 분리하여 anti-hCD154(1H8-7B) IgG1 (LALA) 항체를 제조하였다 (도 11).
실시예 2. 항 CD154 항체의 hCD154 결합능 확인( in vitro )
항체의 hCD154 와의 결합력을 측정하기 위하여, 상기 실시예 1에서 제조한 anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv 융합 단백질을 hCD154를 발현하는 L 세포 또는 미발현 L 세포에 처리하고, 유세포 분석(flow cytometry)을 수행하였다. 구체적으로, 연속적으로 희석된 anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv 융합 단백질을 L cells (hCD154-) 또는 L cells (hCD154+) 에 처리하여 인큐베이션하고, APC-conjugated anti- Cκ 항체를 사용하여 세포에 결합된 anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv 융합 단백질의 양을 측정하였다. 각각의 샘플들은 10,000 개의 세포를 사용하여 분석하였다. 그 결과, CD154+ L cell와 1H8 항체가 활성화된 인간 T세포가 결합하는 것이 확인 되었다(도 1).　
또한, LALA 돌연변이를 포함하는 anti-hCD154 (1H8_7B) IgG1(LALA) 에 대해서도 동일한 방법으로 실험을 수행하였고, 앞선 항체와 마찬가지로 L 세포 표면에 발현된 인간 CD154에 결합할 수 있음을 확인하였다(도 2).
실시예 3. 인간 활성 CD4+ T 세포의 CD154 발현 확인 및 항CD154 항체의 결합능 확인
1차 인간 CD4+ T 세포를 3일간 anti-CD28, anti-CD3 항체를 3일 간 처리하여 활성화시키고, 인간 IL-2하에 2일 간 배양하였다. 해당 세포주를 활성 직후, 6h, 48h, 96 h, 120 h, 150 h 이후에 각각 PE-라벨된 mouse anti hCD154 항체와 FITC-라벨된 mouse anti CD4 항체를 사용하여 hCD154 발현량을 측정하였다. 그 결과, 6h 이후 전체 세포주의 약 60%가 CD4+/CD154+ T 세포인 것을 확인하였고, 이후 150 시간 까지도 평균 약 50% 내외의 double-positive 세포가 존재하는 것을 확인하였다(도 3A, 3B). 각각 타임포인트마다 10,000개의 세포를 사용하여 분석하였다.
상기 결과에 따라 T 세포 활성 이후 6시간이 지난 1차 인간 CD4+ T 세포에 실시예 1의 Anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv 항체를 처리하고, APC-conjugated anti- Cκ 항체를 사용하여 세포에 결합된 anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv 융합 단백질의 양을 측정하여 T 세포와 항체의 결합 여부를 확인하였다. 그 결과, 1H8 항체가 활성화된 CD4+ T 세포에 결합하는 것을 확인하였다(도 3C).
실시예 4. 항 CD154 항체의 CD154-CD40 결합 저해능 확인
인간 CD154 또는 CD154를 발현하는 L 세포와 CD40+ Daudi 세포를 공동 배양하는 경우, Daudi 세포가 CD80 및 CD86을 발현하는 것에 착안하여, anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv 융합 단백질(2,500 nM)을 재조합 HA-tagged hCD 154 단백질(250 nM)과 혼합하여, Daudi 세포에 처리하였다. 또한, Daudi 세포에 CD154+ L 세포 또는 anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv 융합 단백질(30 nM)을 함께 처리하였다. 이후, CD80 과 CD86의 발현 레벨을 PE-라벨된 mouse anti-CD80 항체와 FITC-라벨된 mouse anti-CD86 항체로 측정하였다.
그 결과, 재조합 HA-tagged hCD154 단백질을 처리하거나, CD154+ L 세포를 Daudi 세포에 처리하는 경우, CD86 및 CD80의 발현량이 증가하는 것에 대비하여, anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv 항체를 함께 처리하는 경우, 그 발현량의 증가 폭이 크게 감소하는 것을 확인함으로써, 항 CD154 항체가 효과적으로 CD154 및 CD40의 결합을 저해할 수 있다는 것을 확인하였다(도 4).
실시예 4. 항 CD154 항체의 혈중 반감기 확인
NSG 마우스(n=4)에 500 μg의 anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv를 정맥주사하였다. 이후 다양한 시간 간격을 두고 안와정맥으로부터 혈액 샘플을 수집하여 혈중 anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv 농도를 ELISA를 사용하여 측정하였다. 구체적으로, 재조합 hCD154 단백질이 코팅된 microtitler 판을 혈액 또는 표준용액 하에 인큐베이션하고, HRP-conjugated anti-human Cκ 항체를 프로브로 사용하며, TMB를 기질로 사용하여 측정하였다. 모든 실험은 3회 반복 수행되었고, 데이터는 평균과 표준편차로 표시되었다.
그 결과, 항체는 주사 후 약 20시간이 경과할 때까지도 분해되지 않고 유지될 수 있음을 확인하였고, 반감기는 약 6시간 내외인 것으로 확인되었다(도 5).
실시예 5. 항 CD154-약물 컨쥬게이트의 제조(anti-hCD154(1H8-7B) IgG1 (LALA)-MMAE)
앞서 실시예 1에서 언급한 anti-hCD154(1H8-7B) IgG1 (LALA)에 MMAE를 결합시켜 항체-약물 컨쥬게이트를 제조하였다 (도15).
구체적으로, FcBP(Orn)-N3 링커를 합성하고, pH 7.4 1X PBS(phosphate buffered saline) 버퍼 상에서 항체의 K248 위치에 azide 도입을 위해 항체 (1.53 mg, 10.2 nmol) 당 3.0 당량 (30.6 nmol)의 화합물 FcBP(Orn)-N3을 반응액에 넣은 후 반응을 진행하였다. 반응 온도 및 시간은 상온에서 6 시간 소요되었으며, 반응 모니터링 및 종결은 HIC-HPLC를 통해 확인하였다. 그 결과, 도 16에서, 반응 이후, anti-CD154 항체와 FcBP 링커 상에 반응이 존재하는 것을 확인하였다. 정제는 투석(Dialysis, pH 7.4 1X PBS) 3회 정제를 진행하여 CD154 azide를 확보하였다. (yield = 91%)
이후, 화합물 FcBP(Orn)-N3에 의해 Azide 두 분자가 도입된 CD154-N3을 이용하여 항체 약물 복합체 제작을 수행하였다. 0.9 mg/mL 농도로 1.7 mL의 양 (10.2 nmol)을 이용하여 반응을 수행하였으며, 항체에 접합되어 있는 azide와의 생물직교반응(biorthogonal chemistry)을 위해 DBCO-BG-MMAE 약물의 접합을 시도하였다. 항체 대비 6.0 당량 (61.2 nmol)의 약물을 사용하였으며, 접합 반응은 상온에서 3 시간 동안 pH 7.4 1X PBS 버퍼 하에서 진행하였다. 접합 반응의 관찰은 HIC-HPLC를 통해 확인하였다 (도 17). 정제는 투석(Dialysis, pH 7.4 1X PBS) 3회 정제를 진행하여 Anti-CD154-MMAE ADC를 확보하였다.
실시예 6. 항 CD154-약물 컨쥬게이트의 세포 내 유입 확인
hCD154+ L 세포 및 hCD154- L 세포를 anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv 융합 단백질과 함께 인큐베이션하였다. 세포 표면에 결합한 항체를 제거하고, 세포들을 고정한 후, FITC-conjugated anti-human Cκ 항체(녹색)으로 염색하였다. 초기 엔도솜을 검출하기 위하여, rabbit anti-Rab5 항체를 함께 처리하여 인큐베이션하고, Alexa Fluor 546-conjugated goat anti-rabbit IgG(red)를 처리하였다. 세포의 핵은 DAPI를 사용하여 염색하였다.
그 결과, anti-hCD154 x cotinine scFv-h Cκ-scFv 융합단백질과 초기 엔도솜이 세포 내에서 함께 위치한다는 것을 확인하였다(도 6).
실시예 7. 항 CD154-약물 컨쥬게이트의 세포 사멸능 확인
Anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv에 cotinine-duocarmycin을 처리하여 제조한 항체-약물 컨쥬게이트(anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv;continine-duocarmycin) 또는 실시예 5의 항체-약물 컨쥬게이트(anti-hCD154(1H8-7B) IgG1 (LALA)-MMAE) 를 각각 hCD154+ L 세포 또는 hCD154- L 세포에 처리하였고, 이후, cytotoxicity assay를 수행하여, 처리 농도에 따른 세포의 사멸 정도를 측정하였다.
그 결과, anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv에 cotinine-duocarmycin 을 결합시킨 항체-약물 컨쥬게이트 및 anti-hCD154(1H8-7B) IgG1 (LALA)에 MMAE를 결합시킨 항체-약물 컨쥬게이트 모두 사람 CD154가 인공적으로 발현된 CD154+ L 세포를 사멸시킬 수 있음을 확인하였다(도 7, 도 8).
추가적으로 유세포 분석을 사용하여 anti-hCD154 x cotinine scFv-hCκ-scFv 와 cotinine-duocarmycin이 결합된 항체 약물 컨쥬게이트의 CD4+ T 세포의 사멸 능력을 확인하였다. 상기 항체 약물 컨쥬게이트를 CD4+ T 세포에 48시간동안 처리하고, 프로포디움 이오다이드(Propidium iodide)를 사용하여 생존한 세포/사멸한 세포의 비율을 측정한 결과, drug 만을 처리하였을 때(13.7%)와 비교하여 항체-약물 컨쥬게이트를 처리하였을 때(30.6%) T 세포의 사멸 비율이 증가하는 것을 확인하였고(도 9A), FVS(Fixable Viability Stain) 염색을 통해 측정하였을 때에도 역시 약물만을 처리하였을 때보다(48.7%) 항체 약물 컨쥬게이트를 CD4+ T 세포에 60시간 처리한 실험군에서(74.9%) 더 높은 사멸능을 보이는 것을 확인하였다(도 9B). 또한, 상기 샘플(60시간 처리)에서 FVS의 평균 형광 강도 (MFI) 및 세포 생존/사멸 비율을 따로이 나타내었을 때, duocarmycin 또는 hCD154와 결합하지 않는 scFv-hCk-scFv 만 단독으로 처리 시에는 사멸하는 세포의 비율에 차이가 거의 없으나, 항체-약물 컨쥬게이트 처리 시에 사멸하는 세포의 비율이 크게 증가하는 것을 확인함으로써, 상기 효과가 항체-약물 컨쥬게이트 자체에 의한 효과임을 확인하였으며, 항체-약물 컨쥬게이트가 hCD154를 발현하는 세포를 선택적으로 사멸 가능함을 확인하였다.

Claims (11)

  1. 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 상보성 결정영역 1(heavy chain complementary determine region 1;HCDR1), 서열번호 2의 아미노산 서열을 포함하는 HCDR2, 및 서열번호 3의 아미노산 서열을 포함하는 HCDR3를 포함하는 중쇄; 및 서열번호 4의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 상보성 결정영역 1(light chain complementary determine region 1; LCDR1), 서열번호 5의 아미노산 서열을 포함하는 LCDR2, 및 서열번호 6의 아미노산 서열을 포함하는 LCDR3을 포함하는 경쇄를 포함하는 항체.
  2. 청구항 1에 있어서, 서열번호 7의 아미노산 서열 및 서열번호 8의 아미노산 서열을 포함하는 단일쇄 가변 단편(single chain variable fragment, scFv) 를 포함하는 항체.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 항체는 인간 CD154(cluster of differentiation 154)에 결합하는 항체.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 항체에 약물이 접합된 항체-약물 컨쥬게이트(antibody-drug conjugate).
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 약물은 상기 항체에 링커 또는 2차 항체로 접합된 것인 항체-약물 컨쥬게이트.
  6. 청구항 4에 있어서, 합텐(hapten)을 더 포함하는 항체-약물 컨쥬게이트.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 합텐은 콘티닌(continine)인 항체-약물 컨쥬게이트.
  8. 청구항 4에 있어서, 상기 약물은 모노메틸 오리스타틴 E(MMAE), 메르탄신(DM1), 칼리키아미신(calicheamicins), pyrrolobenzodiazepine(PBD) 이합체, 알파-아마니틴(α-amanitin) 및 듀오카마이신(duocarmycin) 을 포함하는 군에서 선택되는 것인 항체-약물 컨쥬게이트.
  9. 청구항 4 내지 8 중 어느 한 항의 항체-약물 컨쥬게이트를 포함하는 T 세포 매개 자가 면역 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 T 세포 매개 자가 면역 질환은 이식편대숙주병(graft-versus host diseases), 류마티스 관절염(rheumatoid arthritis), 전신성 홍반성 루푸스(systemic Lupus erythematous), 크론병(Crohn's disease), 다발성 경화증(multiple sclerosis), 루푸스 신염(lupus nephritis), 건선(psoriasis, pSS), 원발성 국소성 분절성 사구체경화증(focal and segmental glomerular sclerosis), 및 면역성 혈소판감소증(immune thromobocytopenia)을 포함하는 군에서 선택되는 것인 약학 조성물.
  11. 청구항 4 내지 8 중 어느 한 항의 항체-약물 컨쥬게이트를 포함하는 장기 이식 거부반응(transplantation rejection) 예방 또는 치료용 약학 조성물.
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